(57)【要約】  本開示は、使用者が移動している間に発電するシステムおよび方法を提供する。より詳細には、本開示は、使用者が歩行しているかまたは走行している間に発電する改善されたシステムおよび方法を提供する。例示的な実施形態では、本開示は、使用者が移動している間に発電する改善されたシステムおよび方法を提供し、使用者が移動している間に発電するシステムおよび方法は、携帯型であり、本システムおよび方法は、電子機器および／または負荷に対し高出力の補助電力を提供する。
2010540843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の履物に関連する流体容器であって、流体を収容し、かつ前記流体容器に第１力が加えられると前記流体容器から前記流体の少なくとも一部を排出するように構成されかつ寸法が決められた流体容器と、
前記流体容器と流体連通する機械式発電機サブアセンブリであって、前記流体容器から排出される前記流体を受け取り、かつ前記排出された流体を利用して発電するように構成されかつ寸法が決められ、
前記流体容器と流体連通する機械エネルギー発生器と、
前記機械エネルギー発生器に結合された発電機と、
前記発電機に結合され、電子機器に電力を提供するように構成された外部接続と、
を備える機械式発電機サブアセンブリと、
を備える発電システム。
【請求項２】
前記流体容器が、液圧容器、空気圧容器、液圧シリンダ、空気圧シリンダ、液圧ポンプ、空気圧ポンプ、液圧ブラダおよび空気圧ブラダからなる群から選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記流体容器が、第１部材および第２部材をさらに備え、前記第１部材および前記第２部材が、流体キャビティを形成するように構成されかつ寸法が決められ、前記流体キャビティが、前記流体を収容するように構成されかつ寸法が決められる、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１部材が前記第２部材の上に配置され、前記第１部材および前記第２部材がそれらの縁で封止されることにより前記流体キャビティを形成する、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記流体容器が前記履物に埋め込まれるかまたは取り付けられる、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記使用者が前記流体容器に体重の少なくとも一部をかけると、前記流体の少なくとも一部が前記流体容器から排出される、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記機械式発電機サブアセンブリが、少なくとも１つの流体ラインを介して前記流体容器と流体連通する、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記機械式発電機サブアセンブリが、前記履物に直接取り付けられずかつ埋め込まれない、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記機械エネルギー発生器がアクチュエータシリンダまたはタービンである、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記機械エネルギー発生器が、前記流体容器から前記流体が受け取られるとプッシュロッドに第２力を加えるように構成されかつ寸法が決められたピストンと、
前記第１力が前記流体容器に加えられなくなった後に前記プッシュロッドに第３力を加えるように構成されかつ寸法が決められたばね部材であって、前記プッシュロッドに前記第３力が加えられた後、前記プッシュロッドが前記ピストンを後退させ、それにより前記受け取られた流体を前記流体容器に強制的に戻す、ばね部材と、
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記機械式発電機サブアセンブリが、前記使用者に連結されたウエストホルスタに取り付けられる、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１力が前記流体容器に加えられなくなった後、前記排出された流体が前記流体容器に戻る、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記発電機と連動する充電調整装置と、
前記充電調整装置と連動する調節装置であって、前記使用者が前記発電機に対する充電負荷を調節し、前記充電調整装置を調整することができるように構成された調節装置と、をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記発電機と連動する充電調整装置と、
当該システムの測定された圧力に応じて前記充電調整装置に信号を提供するように構成された圧力変換器であって、前記充電調整装置が、前記信号に基づいて前記発電機に対する負荷を動的に調節する、圧力変換器と、
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記発電機と連動する充電調整装置と、
当該システムの測定された流量に応じて前記充電調整装置に信号を提供するように構成された質量流量センサであって、前記充電調整装置が、前記信号に基づいて前記発電機に対する負荷を動的に調節する、質量流量センサと、
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
使用者の履物に関連する流体容器を提供するステップであって、前記流体容器が、流体を収容し、かつ前記流体容器に第１力が加えられると前記流体容器から前記流体の少なくとも一部を排出するように構成されかつ寸法が決められている、ステップと、
前記流体容器と流体連通する機械式発電機サブアセンブリを提供するステップであって、前記機械式発電機サブアセンブリが、発電機に結合された機械エネルギー発生器と、前記発電機に結合された外部接続とを備え、前記外部接続が電子機器に電力を提供するように構成される、ステップと、
前記流体容器に第１力を加え、それにより前記流体容器からの前記流体の少なくとも一部が前記機械式発電機サブアセンブリに排出される、ステップと、
前記機械式発電機サブアセンブリにより前記排出された流体を利用することによって発電するステップと、
を含む、発電方法。
【請求項１７】
前記流体容器が、液圧容器、空気圧容器、液圧シリンダ、空気圧シリンダ、液圧ポンプ、空気圧ポンプ、液圧ブラダおよび空気圧ブラダからなる群から選択される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記流体容器が、第１部材および第２部材をさらに備え、前記第１部材および前記第２部材が流体キャビティを形成するように構成されかつ寸法が決められ、前記流体キャビティが前記流体を収容するように構成されかつ寸法が決められる、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１部材が前記第２部材の上に配置され、前記第１部材および前記第２部材がそれらの縁で封止されることにより前記流体キャビティを形成する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記流体容器が前記履物に埋め込まれるかまたは取り付けられる、請求項１６に記載の
方法。
【請求項２１】
前記使用者が前記流体容器に体重の少なくとも一部をかけると、前記流体の少なくとも一部が前記流体容器から排出される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
前記機械式発電機サブアセンブリが、少なくとも１つの流体ラインを介して前記流体容器と流体連通する、請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
前記機械式発電機サブアセンブリが、前記履物に直接取り付けられずかつ埋め込まれない、請求項１６に記載の方法。
【請求項２４】
前記機械エネルギー発生器がアクチュエータシリンダまたはタービンである、請求項１６に記載の方法。
【請求項２５】
前記機械エネルギー発生器が、前記流体容器から前記流体が受け取られるとプッシュロッドに第２力を加えるように構成されかつ寸法が決められたピストンと、
前記第１力が前記流体容器に加えられなくなった後に前記プッシュロッドに第３力を加えるように構成されかつ寸法が決められたばね部材であって、前記プッシュロッドに前記第３力が加えられた後、前記プッシュロッドが前記ピストンを後退させ、それにより前記受け取られた流体を前記流体容器に強制的に戻す、ばね部材と、
をさらに備える、請求項１６に記載の方法。
【請求項２６】
前記機械式発電機サブアセンブリが、前記使用者に連結されたウエストホルスタに取り付けられる、請求項１６に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１力が前記流体容器に加えられなくなった後、前記排出された流体が前記流体容器に戻る、請求項１６に記載の方法。
【請求項２８】
前記発電機と連動する充電調整装置と、
前記充電調整装置と連動する調節装置であって、前記使用者が前記発電機に対する充電負荷を調節し、前記充電調整装置を調整することができるように構成された調節装置と、をさらに備える、請求項１６に記載の方法。
【請求項２９】
前記発電機と連動する充電調整装置と、
当該システムの測定された圧力に応じて前記充電調整装置に信号を提供するように構成された圧力変換器であって、前記充電調整装置が、前記信号に基づいて前記発電機に対する負荷を動的に調節する、圧力変換器と、
をさらに備える、請求項１６に記載の方法。
【請求項３０】
前記発電機と連動する充電調整装置と、
当該システムの測定された流量に応じて前記充電調整装置に信号を提供するように構成された質量流量センサであって、前記充電調整装置が、前記信号に基づいて前記発電機に対する負荷を動的に調節する、質量流量センサと、
をさらに備える、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２００７年１０月８日に出願された米国仮特許出願第６０／９７８，３８６号明細書、および２００８年２月４日に出願された米国仮特許出願第６１／０２６，０８７号明細書の利益を主張し、それら出願はともに、参照により開示内容がすべて本明細書に援用される。
【０００２】
本開示は、使用者が移動している間に発電するシステムおよび方法、特に、使用者が歩行しているかまたは走行している間に発電するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
一般に、生活の中に電子機器（たとえば携帯電話、携帯音楽プレイヤ等）が取り込まれるようになるに従い、補助電源に対する必要が増している。１つの典型的な選択肢は、従来の電源、たとえばコンセントからバッテリ等を充電するというものである。しかしながら、従来の電源は、電子機器および／または負荷の使用者に対し常に近くにありかつ／または容易に手が届くとは限らない。
【０００４】
発電を試みるいくつかの補助電源装置が提案されてきた。しかしながら、こうした補助電源装置は、たとえば装置／アセンブリの構造のために、一般にかさばり、扱いにくく、かつ／または大量の電力を発生することができない。さらに、これら補助電源装置のうちのいくつかは高価でありかつ／または複雑である。一般に、補助電源装置によっては、十分な量の電力を発生することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、今日までの努力にも関わらず、補助的な供給電気の発生を提供する、費用効率がよくかつ効率的なシステム／方法が依然として必要とされている。さらに、高出力の補助電力を提供し、高価で、過剰でかつ／または扱い難い量の部品が必要でない、システム／方法が依然として必要とされている。
【０００６】
これらおよび他の非効率ならびに改善の可能性は、本開示のシステムおよび方法により対処されかつ／または克服される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、使用者が移動している間に発電する有利なシステムおよび方法を提供する。例示的な実施形態では、本開示は、使用者が歩行しているかまたは走行している間に発電する改善されたシステムおよび方法を提供する。例示的な実施形態では、本開示は、使用者が移動している間に発電する改善されたシステム／方法を提供し、使用者が移動している間に発電するシステム／方法は、携帯型でありかつ／または容易に手が届き、本システム／方法は、電子機器および／または負荷に対し高出力の補助電力（たとえば電気）を提供する。
【０００８】
本開示は、使用者の履物に関連する流体容器であって、流体を収容し、かつ流体容器に第１力が加えられると流体容器から流体の少なくとも一部を排出するように構成されかつ寸法が決められた流体容器と、流体容器と流体連通する機械式発電機サブアセンブリ（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ−ｔｏ−ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ  ｓｕｂ−ａｓｓｅｍｂｌｙ）であって、流体容器から排出される流体を受け取り、かつ排出された流体
を利用して発電するように構成されかつ寸法が決められ、流体容器と流体連通する機械エネルギー発生器（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）と、機械エネルギー発生器に結合された発電機と、発電機に結合され、電子機器に電力を提供するように構成された外部接続と、を有する機械式発電機サブアセンブリと、を有する発電システムを提供する。
【０００９】
本開示はまた、流体容器が、液圧容器、空気圧容器、液圧シリンダ、空気圧シリンダ、液圧ポンプ、空気圧ポンプ、液圧ブラダおよび空気圧ブラダからなる群から選択される、発電システムを提供する。本開示はまた、流体容器が、第１部材および第２部材をさらに有し、第１部材および第２部材が、流体キャビティを形成するように構成されかつ寸法が決められ、流体キャビティが、流体を収容するように構成されかつ寸法が決められる、発電システムを提供する。本開示はまた、第１部材が第２部材の上に配置され、第１部材および第２部材がそれらの縁で封止されることにより流体キャビティを形成する、発電システムを提供する。
【００１０】
本開示はまた、流体容器が履物に埋め込まれるかまたは取り付けられる、発電システムを提供する。本開示はまた、使用者が流体容器に体重の少なくとも一部をかけると、流体の少なくとも一部が流体容器から排出される、発電システムを提供する。本開示はまた、機械式発電機サブアセンブリが、少なくとも１つの流体ラインを介して流体容器と流体連通する、発電システムを提供する。本開示はまた、機械式発電機サブアセンブリが、履物に直接取り付けられずかつ埋め込まれない、発電システムを提供する。
【００１１】
本開示はまた、機械エネルギー発生器がアクチュエータシリンダまたはタービンである、発電システムを提供する。本開示はまた、機械エネルギー発生器が、流体容器から流体が受け取られるとプッシュロッドに第２力を加えるように構成されかつ寸法が決められたピストンと、第１力が流体容器に加えられなくなった後にプッシュロッドに第３力を加えるように構成されかつ寸法が決められたばね部材であって、プッシュロッドに第３力が加えられた後、プッシュロッドがピストンを後退させ、それにより受け取られた流体を流体容器に強制的に戻す、ばね部材と、をさらに有する、発電システムを提供する。
【００１２】
本開示はまた、機械式発電機サブアセンブリが、使用者に連結されたウエストホルスタに取り付けられる、発電システムを提供する。本開示はまた、第１力が流体容器に加えられなくなった後、排出された流体が流体容器に戻る、発電システムを提供する。
【００１３】
本開示はまた、発電機と連動する（ｉｎ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ）充電調整装置と、充電調整装置と連動する調節装置であって、使用者が発電機に対する充電負荷を調節し、充電調整装置を調整することができるように構成された調節装置と、をさらに有する、発電システムを提供する。本開示はまた、発電機と連動する充電調整装置と、システムの測定された圧力に応じて充電調整装置に信号を提供するように構成された圧力変換器であって、充電調整装置が、信号に基づいて発電機に対する負荷を動的に調節する、圧力変換器と、をさらに有する、発電システムを提供する。本開示はまた、発電機と連動する充電調整装置と、システムの測定された流量に応じて充電調整装置に信号を提供するように構成された質量流量センサであって、充電調整装置が、信号に基づいて発電機に対する負荷を動的に調節する、質量流量センサと、をさらに有する、発電システムを提供する。
【００１４】
本開示はまた、使用者の履物に関連する流体容器を提供するステップであって、流体容器が、流体を収容し、かつ流体容器に第１力が加えられると流体容器から流体の少なくとも一部を排出するように構成されかつ寸法が決められている、ステップと、流体容器と流体連通する機械式発電機サブアセンブリを提供するステップであって、機械式発電機サブ
アセンブリが、発電機に結合された機械エネルギー発生器と、発電機に結合された外部接続とを備え、外部接続が電子機器に電力を提供するように構成される、ステップと、流体容器に第１力を加え、それにより流体容器からの流体の少なくとも一部が機械式発電機サブアセンブリに排出される、ステップと、機械式発電機サブアセンブリにより、排出された流体を利用することによって発電するステップと、を含む、発電方法を提供する。
【００１５】
本開示はまた、流体容器が、液圧容器、空気圧容器、液圧シリンダ、空気圧シリンダ、液圧ポンプ、空気圧ポンプ、液圧ブラダおよび空気圧ブラダからなる群から選択される、発電方法を提供する。本開示はまた、流体容器が、第１部材および第２部材をさらに備え、第１部材および第２部材が流体キャビティを形成するように構成されかつ寸法が決められ、流体キャビティが流体を収容するように構成されかつ寸法が決められる、発電方法を提供する。本開示はまた、第１部材が第２部材の上に配置され、第１部材および第２部材がそれらの縁で封止されることにより流体キャビティを形成する、発電方法を提供する。
【００１６】
本開示はまた、流体容器が履物に埋め込まれるかまたは取り付けられる、発電方法を提供する。本開示はまた、使用者が流体容器に体重の少なくとも一部をかけると、流体の少なくとも一部が流体容器から排出される、発電方法を提供する。本開示はまた、機械式発電機サブアセンブリが、少なくとも１つの流体ラインを介して流体容器と流体連通する、発電方法を提供する。本開示はまた、機械式発電機サブアセンブリが、履物に直接取り付けられずかつ埋め込まれない、発電方法を提供する。
【００１７】
本開示はまた、機械エネルギー発生器がアクチュエータシリンダまたはタービンである、発電方法を提供する。本開示はまた、機械エネルギー発生器が、流体容器から流体が受け取られるとプッシュロッドに第２力を加えるように構成されかつ寸法が決められたピストンと、第１力が流体容器に加えられなくなった後にプッシュロッドに第３力を加えるように構成されかつ寸法が決められたばね部材であって、プッシュロッドに第３力が加えられた後、プッシュロッドがピストンを後退させ、それにより受け取られた流体を流体容器に強制的に戻す、ばね部材と、をさらに有する、発電方法を提供する。
【００１８】
本開示はまた、機械式発電機サブアセンブリが、使用者に連結されたウエストホルスタに取り付けられる、発電方法を提供する。本開示はまた、第１力が流体容器に加えられなくなった後、排出された流体が流体容器に戻る、発電方法を提供する。
【００１９】
本開示はまた、発電機と連動する充電調整装置と、充電調整装置と連動する調節装置であって、使用者が発電機に対する充電負荷を調節し、充電調整装置を調整することができるように構成された調節装置と、をさらに有する、発電方法を提供する。本開示は、発電機と連動する充電調整装置と、システムの測定された圧力に応じて充電調整装置に信号を提供するように構成された圧力変換器であって、充電調整装置が、信号に基づいて発電機に対する負荷を動的に調節する、圧力変換器と、をさらに有する、発電方法を提供する。本開示はまた、発電機と連動する充電調整装置と、システムの測定された流量に応じて充電調整装置に信号を提供するように構成された質量流量センサであって、充電調整装置が、信号に基づいて発電機に対する負荷を動的に調節する、質量流量センサと、をさらに有する、発電方法を提供する。
【００２０】
本開示の開示されているシステムおよび方法のさらなる有利な特徴、機能および適用については、以下の説明を特に添付図面とともに読むことにより明らかとなろう。
【００２１】
当業者が開示されているシステムおよび方法を作成し使用するのを支援するために、添付図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本開示による発電システムの実施形態の正面、部分組立分解図である。
【図２】本開示による発電システムの使用者および実施形態の正面図である。
【図３】本開示による発電システムの実施形態の正面、部分組立分解図である。
【図４】本開示による発電方法の実施形態のブロック図である。
【図５】本開示による流体容器の例示的な実施形態の側面図である。
【図６】本開示による流体容器の例示的な実施形態の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下の説明において、明細書および図面を通して、それぞれ、同じ部品には同じ参照数字を付している。図面の各図は必ずしも一定比例尺にはなっておらず、図によっては、明確にする目的で部品を誇張している場合もある。
【００２４】
本開示は、使用者が移動している間に発電するシステムおよび方法を提供する。より詳細には、本開示は、使用者が歩行しているかまたは走行している間に発電する改善されたシステムおよび方法を提供する。例示的な実施形態では、本開示は、使用者が移動している間に発電する改善されたシステム／方法を提供し、使用者が移動している間に発電するシステム／方法は携帯型であり、本システムおよび方法は、電子機器および／または負荷に高出力の補助電力を提供する。
【００２５】
現行の手法では、補助電源装置は、一般に、発電を試みるために、かさばり、扱いにくくかつ／または高価な設計および／または構成要素が必要な可能性がある。これら要件は非効率でありかつ／または費用がかかる。さらに、こうした装置は、一般に、大量の電力を発生することができない。現行の手法ではまた、電子機器（たとえば携帯電話、携帯音楽プレイヤ等）がますます日常生活に取り込まれているため、補助的な供給電気の発生を提供する費用効率のよくかつ効率的なシステム／方法が依然として必要とされている。
【００２６】
例示的な実施形態では、本開示は、使用者が移動している（たとえば歩行しているかまたは走行している）間に発電する、改善された、費用効率のよくかつ効率的なシステム／方法を提供し、それにより、結果として顕著な商業上および製造上の利点を提供する。例示的な実施形態では、本開示はまた、使用者が移動している間に発電する改善されたシステム／方法を提供し、その使用者が移動している間に発電するシステム／方法は携帯型であり（たとえば容易に手が届き）、かつ本システム／方法は、高出力の補助電力（たとえば電気）を提供し、それにより結果として顕著な商業上の利点を提供する。
【００２７】
ここで図面、特に図１を参照すると、本開示の実施形態を示す発電のシステム１０が示されている。概して、システム１０は、機械式発電機サブアセンブリ１８と連通している流体容器１１を有している。例示的な実施形態では、流体容器１１は、機械式発電機サブアセンブリ１８の機械エネルギー発生器８に連通している。
【００２８】
概して、流体容器１１は、使用者の履物１３（たとえば、靴、長靴、サンダル、ソックス等）に関連している。例示的な実施形態では、流体容器１１は、履物１３に（全体としてまたは部分的に）埋め込まれており、かつ／または取り付けられている。流体容器１１は、履物１３から着脱可能であってもよく、または流体容器１１を履物１３に永久的に付着させかつ／または埋め込んでもよい。
【００２９】
例示的な流体容器１１は、液圧容器または空気圧容器の形態をとるが、本開示はそれに限定されない。逆に、流体容器１１は、種々の形態をとることができる。たとえば、一実施形態では、流体容器１１は液圧シリンダかまたは液圧ポンプである。別の実施形態では、流体容器１１は空気圧シリンダかまたは空気圧ポンプである。しかしながら、流体容器
１１は任意の好適な形状またはサイズであってもよい。概して、流体容器１１は、流体（たとえば液体または気体等の作動流体）を収容するように構成されかつ寸法が決められ、かつ、力が加わると（たとえば、使用者が流体容器１１に体重の少なくとも一部をかけた場合）、流体の少なくとも一部を流体容器１１から排出するようにも構成されかつ寸法が決められている、容器である。本開示の別の実施形態では、履物１３の流体容器１１は、流体（たとえば液体または気体）を収容するように構成されかつ寸法が決められ、かつ、力が加わると流体の少なくとも一部を流体容器１１から排出するようにも構成されかつ寸法が決められている、履物１３の中底である。
【００３０】
本開示の一実施形態では、流体容器１１は液圧シリンダであり、液圧シリンダの固定部分は履物１３の中底に埋め込まれており、液圧シリンダのピストン１６等の少なくとも一部が、履物１３の中底の底部を通して突出している。別の実施形態では、液圧シリンダの固定部分の少なくとも一部は、履物１３の中底の底部を通して突出しており、液圧シリンダのピストン１６の少なくとも一部は、履物１３の中底の底部を通して突出している。別の実施形態では、液圧シリンダの固定部分とピストン１６とはともに、履物１３の中底の下／上に位置している。概して、流体容器１１に力が加わると（たとえば、使用者が足を踏み出しかつ／または足をつけた場合）、流体容器１１からの流体の少なくとも一部が、流体容器１１から機械電気サブアセンブリ１８に強制的に送られ／排出されるように、流体容器１１は、履物１３の上および／または中のいずれの場所に位置していてもよい。
【００３１】
別の実施形態では、図５および図６に示すように、流体容器３１は、流体キャビティ３５内に流体（たとえば液体または気体）を収容するように構成されかつ寸法が決められた容器であり、流体容器３１はまた、力が加わると流体の少なくとも一部を流体容器３１から機械電気サブアセンブリ１８に排出するように構成されかつ寸法が決められている。概して、図５に示すように、流体容器３１は、流体キャビティ３５を形成する２つの部材３３を有している。一実施形態では、２つの部材３３は、流体キャビティ３５を形成するように構成されかつ寸法が決められている２つの板である。たとえば、２つの部材は、上下に重ねられることにより流体キャビティ３５を形成する２つの薄い比較的剛性な板等であってもよい。
【００３２】
例示的な実施形態では、２つの部材３３は、その縁／周囲において封止されることにより流体キャビティ３５を形成しているが、本開示はそれに限定されない。概して、流体容器３１の流体キャビティ３５を開放しかつ閉鎖してもよい。たとえば、流体容器３１に力が加わると（たとえば、使用者が流体容器３１に体重の少なくとも一部をかけた場合）、２つの部材３３は強制的に合わさり、それにより流体容器３１の流体キャビティ内の圧力が上昇し、それにより流体容器３１が流体の少なくとも一部を流体容器３１から機械エネルギー発生器８に排出し／強制的に送る。例示的な実施形態では、２つの部材３３が強制的に合わせられると、２つの部材３３の内面が互いに嵌合して大量の流体の移動が容易になる。
【００３３】
概して、流体容器３１は、機械電気サブアセンブリ１８の機械エネルギー発生器８と流体連通している。一実施形態では、図１および図５に示すように、流体容器３１は、少なくとも１つの流体ライン９を介して機械電気サブアセンブリ１８と流体連通している。別の実施形態では、流体容器３１は、実質的な流体ライン９なしに機械電気サブアセンブリ１８と直接流体連通している（たとえば、流体容器３１および機械電気サブアセンブリ１８がともに履物内に／上に位置している）。
【００３４】
通常、使用者が流体容器３１に体重の少なくとも一部をかけるのを止めると（たとえば、使用者が足を上げた場合）、２つの部材３３は離れる方向に後退し（たとえば、それらの元の位置に戻り）、それにより流体キャビティ３５を開放しかつ／または広げ、排出さ
れた流体が機械エネルギー発生器８から流体キャビティ３５に戻ることができる。本開示の一実施形態では、２つの部材３３が強制的に合わされた後であり、かつ使用者が流体容器３１に体重の少なくとも一部をかけるのを止めた後、流体キャビティ３５が再度開放しかつ／または広がるのを容易にするために、２つの部材３３の間にたとえば弾性材等を配置してもよい。
【００３５】
概して、２つの部材３３を、種々の方法で、それらの縁／周囲において封止することにより流体キャビティ３５を形成することができる。たとえば、２つの部材３３を、金属ワイヤメッシュ等で封止／接合してもよい。一実施形態では、２つの部材３３は、ポリマー注入金属ワイヤメッシュ（たとえば高圧圧縮ガスライン材料）で封止／接合される。あるいは、２つの部材３３を、金属ワイヤメッシュ等があってもなくても、縁／周囲においてポリマーシート等により直接封止／接合してもよい。別の実施形態では、２つの部材３３は、ガスケット（たとえば圧縮性ガスケット）で封止／接合される。本開示の一実施形態では、流体キャビティ３５を形成するために、２つの部材３３の間に流体ブラダ（たとえば液圧ブラダ、空気圧ブラダ等）を配置してもよい。
【００３６】
概して、２つの部材３３の平面積は、流体容器３１を、使用者の足に関連する履物１３の少なくとも一部の下に配置し、その少なくとも一部に取り付け、かつ／または埋め込むことができるようなサイズである。たとえば、流体容器３１を、履物１３の中底に取り付けかつ／または埋め込んでもよい。一実施形態では、２つの部材３３の平面積は、流体容器３１が使用者の足に関連する履物の実質的に大部分の下に配置され、その実質的に大部分に取り付けられ、かつ／または埋め込まれるようなサイズである。２つの部材３３の平面積を、流体容器３１が、使用者の足に関連する履物の実質的にすべての下に配置され、取り付けられかつ／または埋め込まれるようなサイズにしてもよい。
【００３７】
流体容器３１の２つの部材３３は、実質的に平坦であってもなくてもよい。一実施形態では、２つの部材３３は実質的に平坦である。別の実施形態では、２つの部材は実質的に平坦ではなく、使用者の履物および／または足の湾曲／形状に実質的に一致するように構成されかつ寸法が決められている。たとえば、履物／足と接触する２つの部材３３の表面を、均一な接触領域（たとえば、平坦な接触領域および非平坦な接触領域）を促進するような形状としてもよい。
【００３８】
例示的な実施形態では、流体容器３１は、使用者の履物１３（たとえば、靴、長靴、サンダル、ソックス等）に（全体的にまたは部分的に）埋め込まれかつ／または取り付けられている。流体容器３１は、履物１３から着脱可能であってもよく、または流体容器３１を履物１３に永久的に付着させかつ／または埋め込んでもよい。たとえば、流体容器３１を、履物の中底に付着させ／取り付けかつ／または接着してもよい。流体容器３１を、履物の中底のいかなる部分（たとえば、中底の上部、中底の底部等）に付着させ／取り付けかつ／または接着してもよい。あるいは、流体容器３１を、履物の中底の製造中にまたは製造後に履物１３の中底に挿入しかつ／または埋め込んでもよい。
【００３９】
例示的な実施形態では、図１〜図５に示すように、使用者は、流体容器１１および／または３１がある足／履物で足を踏み出す（たとえば、下方に足をつける）と、流体容器１１および／または３１に体重の少なくとも一部をかけ、それにより、流体容器１１および／または３１内の圧力が上昇し、それにより、流体容器１１および／または３１が、流体容器１１および／または３１から機械式発電機サブアセンブリ１８に流体の少なくとも一部を排出し／強制的に送る。通常、流体容器１１および／または３１は、機械式発電機サブアセンブリ１８の機械エネルギー発生器８と流体連通している。たとえば、図１を参照すると、使用者が流体容器１１のピストン１６等に体重の少なくとも一部をかけると、それにより流体容器１１内の圧力が上昇する。別の実施形態では、流体容器３１はピストン
等を有しておらず、使用者が流体容器３１に体重の少なくとも一部をかけると、それにより、上述したように流体容器３１内の圧力が上昇する。
【００４０】
たとえば、図１に示すように、流体容器１１は、少なくとも１つの流体ライン９を介して、機械式発電機サブアセンブリ１８の機械エネルギー発生器８と流体連通していてもよい。あるいは、流体容器１１は、実質的な流体ライン９なしに、機械式発電機サブアセンブリ１８と直接流体連通している（たとえば、流体容器１１および機械式発電機サブアセンブリ１８はともに履物１３内に／上に位置している）。
【００４１】
流体ライン９は、限定なしに液圧ラインまたは空気圧ライン、ホースおよび／または配管等を含む種々の形態をとることができる。使用者が流体容器１１および／または３１に体重の少なくとも一部をかけることにより、流体容器１１および／または３１内の圧力が上昇した後、流体容器内の圧力上昇により、流体容器１１および／または３１内の流体の少なくとも一部が、たとえば少なくとも１つの流体ライン９を介して機械エネルギー発生器８に流れる。少なくとも１つの流体ライン９は、システム１０から着脱可能であってもよい。たとえば、少なくとも１つの流体ライン９は、クイックディスコネクト（ｑｕｉｃｋ−ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ）流体継手（たとえば、クイックディスコネクト液圧継手または空気圧継手）を介して、流体容器からかつ／または機械式発電機サブアセンブリ１８から着脱可能であってもよい。
【００４２】
例示的な実施形態では、機械エネルギー発生器８はアクチュエータシリンダであるが、本開示はそれに限定されない。逆に、機械エネルギー発生器８は、種々の形態をとることができる。たとえば、機械エネルギー発生器８は、たとえばタービン等であってもよい。一実施形態では、機械エネルギー発生器８は液圧かつ／または流体シリンダであってもよい。たとえば、図１に示すように、流体が流体容器１１および／または３１から機械エネルギー発生器８（たとえば液圧および／または流体シリンダ）までかつ／またはその中に強制的に送られ／排出されることにより、機械エネルギー発生器８のピストン等がそのハウジングから突出／伸長し、それにより、プッシュロッド２等に力を加える。一実施形態では、プッシュロッド２の動きを、リニアベアリング５によって案内してもよい。リニアベアリング５はまた、プッシュロッド２が外に落ちるかまたは伸長し過ぎることがないように、プッシュロッド２等の動きの範囲を制限する役割を果たすことができる。
【００４３】
通常、プッシュロッド２等は、係合手段（たとえばギアの歯、溝、突起等）を有し、その一端において駆動軸１５等と係合している。プッシュロッド２に対する力により、駆動軸１５が駆動軸支持体１、３において回転する。
【００４４】
例示的な実施形態では、駆動軸１５等は、発電機４に連結されかつ／または結合されている。一実施形態では、駆動軸１５等は、ワンウェイクラッチベアリング１４を介してギアボックス／発電機の組合せ４に連結されている。通常、ワンウェイクラッチベアリング１４が取り付けられている方向は、それが、ギアボックス／発電機の組合せ４がこの方向で回転した時にその入力軸と係合し、発電機４を強制的に回転させるような方向である。回転の結果、電気が発生する。概して、図１に示すように、システム１０は、電力調整装置および／または充電調整／管理装置６と外部接続７とをさらに有している。一実施形態では、電力調整装置および／または充電調整／管理装置６は、電力調整回路および／または充電調整／管理回路６である。通常、電力調整装置および／または充電調整／管理回路６は、発電機４および外部接続７に結合されかつ／または連通している。システム１０は、外部接続７を介して電子機器に電力を提供することができる。
【００４５】
例示的な実施形態では、プッシュロッド２等がそのストロークの最上部にある時、ばねまたはばね部材１２等は圧縮状態にある。概して、圧縮されたばね１２は、プッシュロッ
ド１２に対し下方に力を加えている。たとえば、使用者が流体容器１１に体重の少なくとも一部をかけるのを止めると（たとえば、使用者が足を上げた場合）、圧縮されたばね１２等の力は機械エネルギー発生器８（たとえばアクチュエータシリンダ）のピストンを後退させ、それにより流体を履物１３に関連する流体容器１１内に強制的に戻す。本開示の例示的な実施形態では、このサイクルは、使用者が足を踏み出す毎に（たとえば足を上げる度に）繰り返される。
【００４６】
概して、システム１０を用いて電子機器に電力を提供する（たとえば、携帯電話、携帯音楽プレイヤ、コンピュータ、ＤＶＤプレイヤ等のバッテリを充電する）ことができる。一実施形態では、システム１０は、外部接続７を介して電子機器に電力を提供する。本開示の少なくとも１つの実施形態に対する１つの利点は、システム１０の機械的部品、たとえば機械式発電機サブアセンブリ１８の部品の実質的な部分を、使用者が望む任意の場所に配置しかつ／または取り付けることができ、それにより、結果として顕著な商業上かつ製造上の利点が提供される、ということである。たとえば、図２に示すように、使用者は、機械式発電機サブアセンブリ１８を、ウエストホルスタ／ウエストホルダ／ベルトクリップ２２（たとえば、携帯電話および／または音楽プレイヤ用ウエストホルスタ／ウエストホルダ／ベルトクリップ等）等に配置しかつ／または取り付けてもよい。別の実施形態では、機械式発電機サブアセンブリ１８（またはそのサブアセンブリまたは部品）を、使用者が望む任意の場所に配置（たとえば、使用者の手に配置、使用者の履物１３に取り付け、使用者の履物１３に埋め込み／組み込み、使用者のポケット内に配置、使用者の頭部／首部の周囲に配置等）してもよい。したがって、本開示は、使用者が移動している間に発電する改善されたシステムおよび方法を提供し、使用者が移動している間に発電するシステムおよび方法は、携帯型でありかつ／または容易に手が届き、本システムおよび方法は、電子機器および／または負荷に高出力の補助電力（たとえば電気）を提供する。
【００４７】
本開示の例示的な実施形態では、図２に示すように、機械式発電機サブアセンブリ１８を、使用者のウエストホルスタ／ウエストホルダ／ベルトクリップ２２等に組み込んでかつ／または取り付けてもよい。一実施形態では、機械式発電機サブアセンブリ１８は、使用者のウエストホルスタ／ウエストホルダ２２等に直接組み込まれかつ／または埋め込まれる。別の実施形態では、機械式発電機サブアセンブリ１８は、使用者のウエストホルスタ／ウエストホルダ２２等に取り付けられる。たとえば、使用者が、流体容器１１に体重の少なくとも一部をかけるように移動すると（たとえば、使用者が歩行し／走行しかつ／または足を上げかつ足をつけた場合）、システム１０は、少なくとも１つの電子機器２０を充電するために使用することができる電気を発生する。一実施形態では、図２に示すように、使用者が、流体容器１１に体重の少なくとも一部をかけるように移動すると、少なくとも１つの電子機器２０が使用者のウエストホルスタ／ウエストホルダ２２等に収容され／取り付けられているため、システム１０は、その電子機器２０を充電するために使用することができる電気を発生する。この場合、機械式発電機サブアセンブリ１８は、使用者のウエストホルスタ／ウエストホルダ２２等に取り付けられている。一実施形態では、図１および図２に示すように、流体ライン９は、履物１３に関連する流体容器１１と機械式発電機サブアセンブリ１８との間の流体連通を提供する。
【００４８】
概して、システム１０は、使用者がシステム１０の所望の実施態様をさまざまな用途の電力需要に適合させることができるようにする、非常に優れた柔軟性を提供する。例示的な実施形態では、流体容器１１および機械エネルギー発生器８の流体比を、流体力学の原理に従って機械エネルギー発生器８に加えられる力の大きさに適応するように適当に設定することができる。一実施形態では、流体容器１１（たとえば第１液圧シリンダ）および機械エネルギー発生器８（たとえば第２液圧シリンダ）の液圧比を、水理学の原理に従って機械エネルギー発生器８に加えられる力の大きさに適応するように適当に設定することができる。たとえば、流体容器１１における大きい力および小さい偏向（たとえば、使用
者が、その履物１３に関連する流体容器１１に体重の少なくとも一部をかけた場合）を利用して、履物１３端の幅の広いピストン１６等とシステム１０の機械エネルギー発生器８端の幅の狭いピストン等とを利用することにより、流体ライン９の機械エネルギー発生器８端において小さい力で大きい偏向をもたらすことができる。さらに、たとえば機械エネルギー発生器８の伝動装置および／または機械式発電機サブアセンブリ１８の選択にも柔軟性がある。本開示の別の実施形態では、システム１０の作動流体として、液圧流体の代りに、たとえば空気等の気体を用いてもよい。
【００４９】
本開示の別の実施形態では、図３に示すように、システム１０は、使用者の履物１３に関連する流体容器１１（たとえば液圧および／または流体ポンプ）を有しており、使用者が流体容器１１に体重の少なくとも一部をかけると、それにより、流体運動が機械式発電機サブアセンブリ１８の機械エネルギー発生器２８（たとえばタービン）に入力される。たとえば、図３に示すように、流体容器１１は液圧および／または流体ポンプであってもよい。概して、液圧および／または流体ポンプは、流体を強制的に液圧および／または流体回路に流し、回路は、液圧および／または流体ポンプ１１、供給ライン９、タービン２８、貯蔵器２１および戻りライン１９を有している。たとえば、使用者が液圧および／または流体ポンプ（たとえば流体容器１１）に体重の少なくとも一部をかけると、これにより、液圧および／または流体ポンプ内の圧力が上昇する。使用者が、液圧および／または流体ポンプに体重の少なくとも一部をかけることにより液圧および／または流体ポンプ内の圧力を上昇させた後、液圧および／または流体ポンプ内の圧力上昇によって、液圧および／または流体ポンプ内の流体の少なくとも一部が、たとえば供給ライン９を通ってタービン２８まで流れる。
【００５０】
一実施形態では、図３に示すように、液圧および／または流体回路は、第１弁２５および第２弁２６を有している。概して、弁２５、２６は、流体がシステム１０内を流れることができる方向を制御する。例示的な実施形態では、弁２５、２６は、適当な体積流量能力を有する逆止め弁である。弁２５、２６を、液圧および／または流体回路の任意の適当な場所に配置することができる。例示的な実施形態では、弁２５、２６は、パワーストローク時に流体がタービン出口内に強制的に入らないようにし、またリターンストローク時にタービン入口から引き出されないようにする。
【００５１】
概して、液圧および／または流体ポンプを、使用者の履物１３の任意の所望の場所に付着させかつ／または埋め込むことができる。例示的な実施形態では、使用者が液圧および／または流体ポンプに体重の少なくとも一部をかけると（たとえば、使用者が適当な足を動かした場合）、これにより、液圧および／または流体ポンプ内の圧力が上昇し、液圧および／または流体ポンプが作動流体を強制的にタービン２８まで流れるようにし、それによりタービン２８が回転する。通常、タービン２８の軸２３は、発電機２４の入力軸に連結されている。タービン２８の運動により発電機２４の運動が誘導され、電気が発生する。例示的な実施形態では、システム１０は外部接続７をさらに有している。システム１０を用いて電子機器２０に電力を提供することができる。たとえば、それにより、電子機器２０のバッテリを充電するように電気を印加することができる。システム１０における作動流体としてたとえば空気等の気体を用いてもよいということが留意される。
【００５２】
図４は、使用者が移動している間に発電するシステム／方法の実施形態を示す。本開示の例示的な実施形態では、図４に示すように、通常、使用者は、自身の履物に関連する流体容器に力を加える（たとえば、使用者は自身の足を動かし、それにより流体容器に体重の少なくとも一部をかける）。概して、これにより流体容器内の圧力が上昇し、この流体容器内の圧力の上昇により、流体容器内の流体の少なくとも一部が流体ラインを介して機械エネルギー発生器（たとえばアクチュエータシリンダまたはタービン）まで流れる。次に、機械エネルギー発生器は、通常、発電機を作動させ、それにより電気を発生させる。
そして、使用者は、発生した電気を利用して、電子機器等に電力を提供することができる。例示的な実施形態では、流体容器内の圧力が低下すると（たとえば、使用者が、流体容器に体重の実質的な部分がかからないように足を上げた場合）、それにより流体は機械エネルギー発生器から使用者の履物の流体容器まで戻る。流体の戻りを、ばね力等により支援してもよい。例示的な実施形態では、このサイクルが、使用者が関連する履物で足を踏み出す／移動する度に（たとえば、足を上げる度に）繰り返される。
【００５３】
再び図１を参照すると、システム１０は、通常、電力調整装置および／または充電調整／管理装置６と外部接続７とを有している。概して、システム１０は、外部接続７を介して電子機器２０に電力を提供する。
【００５４】
概して、発電機４に対する電気負荷は、電力調整装置および／または充電調整／管理装置６によって調整／管理される。通常、発電機４が電力供給可能な最大電気負荷は、発電機４を回転させるために機械エネルギー発生器８から利用可能なトルクの量と、発電機４が機械エネルギー発生器８によって回転させられる速度とに直接関連する。たとえば、発電機４から大きい電気負荷への高出力には、通常、流体容器１１内の流体に加えられる大きい圧力が必要である。しかしながら、システム１０の流体容器１１内の流体に加えられるピーク圧力は、複数の変量の関数である。たとえば、システム１０に加えられるピーク圧力は、使用者の体重および／または身長、使用者の歩行／走行速度、歩行／走行面のタイプ／材料等の関数である。
【００５５】
本開示の例示的な実施形態では、システム１０は、電力調整装置および／または充電調整／管理装置６に関連する（たとえば結合されかつ／またはそれと連動する）調節装置（図示せず）を有している。概して、調節装置により、使用者は、発電機４に対する充電負荷を手動で調節することができ、個人が各々流体容器１１に加えることができる最大ピーク圧力の制限に従って、使用者自身の特徴（たとえば身長／体重、走行／歩行速度、表面状態等）に基づいて、または使用者の任意の所望の基準に基づいて、電力調整装置および／または充電調整／管理装置６を調整することができる。したがって、例示的な実施形態では、システム１０は、個々の使用者の所定の特徴（たとえば、体重、速度等）に基づいて使用に対し最適化されることが可能である。言い換えれば、システム１０の各使用者は、発電機４に対する充電負荷を調整し、個々の使用者の所定の特徴に基づいて電力調整装置および／または充電調整／管理装置６を調整することができる。
【００５６】
例示的な実施形態では、電力調整装置および／または充電調整／管理装置６および／または外部接続７は、流体システム内の圧力（たとえば、流体容器１１内の流体に加えられる圧力）に動的に応答する。システム１０は、圧力変換器またはセンサ等をさらに有することができる。圧力変換器を、システム１０の任意の場所に配置することができる。たとえば、圧力変換器等は、一般に、圧力に応答して電気信号を提供し、それにより、容器またはライン内の圧力を変換器の信号と相関させることができる。例示的な実施形態では、システム１０は圧力変換器を有し、その圧力変換器は、電力調整装置および／または充電調整／管理装置６に信号を送出しかつ／または提供するように構成されている。圧力変換器から信号を受け取った後、電力調整装置および／または充電調整／管理装置６は、信号に応じて（たとえば基づいて）電気負荷を最適化する（たとえば動的に調節する）ことができる。たとえば、信号が、高い測定／検知圧力パルス（たとえば流体容器１１に加えられる高い圧力）を示した場合、より多くのエネルギーが負荷装置（たとえば電子機器）に送出される。信号が小さい圧力パルスを示した場合、負荷は低減される。
【００５７】
本開示の別の実施形態では、システム１０は質量流量センサ等を有し、質量流量センサは、電力調整装置および／または充電調整／管理装置６に信号を送出しかつ／または提供するように構成されている。質量流量センサから信号を受け取った後、電力調整装置およ
び／または充電調整／管理装置６は、信号に応じて電気負荷を最適化することができる。たとえば、信号が、高い測定／検知質量流量（たとえば、流体容器１１に加えられる高い圧力）を示した場合、より多くのエネルギーが負荷装置に送出される。信号が小さい質量流量を示した場合、負荷は低減される。
【００５８】
本開示のシステムおよび方法を、その例示的な実施形態に関連して説明したが、本開示は、こうした例示的な実施形態および／または実施態様に限定されない。逆に、本開示のシステムおよび方法は、その開示から当業者には容易に明らかとなるように、多くの実施態様および応用が可能である。本開示は、開示されている実施形態のこうした変更、拡張および／または変形を明確に包含している。上記構成において多くの変更を行うことができ、本開示の多くの非常にさまざまな実施形態をその範囲から逸脱することなく作成することができるため、図面および明細書に含まれるすべてのことが、限定する意味ではなく例示的なものとして解釈されるべきであることが意図されている。上述した開示には、さらなる変更、変形および置換が意図されている。したがって、添付の特許請求の範囲が、広くかつ本開示の範囲と合致して解釈されるべきであることは妥当である。
【図１】
2010540843.tif 000003
【図２】
2010540843.tif 000004
【図３】
2010540843.tif 000005
【図４】
2010540843.tif 000006
【図５】
2010540843.tif 000007
【図６】
2010540843.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成22年6月8日(2010.6.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2010540843.tif 000009
【図２】
2010540843.tif 000010
【図３】
2010540843.tif 000011
【図４】
2010540843.tif 000012
【図５】
2010540843.tif 000013
【図６】
2010540843.tif 000014
【国際調査報告】
2010540843.tif 000015