(57)【要約】【課題】  本発明は、充電が不要で、電池などを一切用いず、発光筒を振りさえすれば発光し、救助者を確認したら、手を振り続けるのと同じ動作で発光筒を振りつづけることにより、確実に発光しつづけるという救難発光筒、を提供しようとするものである。【解決手段】  振ることにより電力を発生する圧電素子を含む発電部と、前記発電部で発電された電力を利用して発光する発光部と、を有する救難発光筒であって、前記発電部は、振ることにより圧電素子に応力を与える応力付加手段を有し、前記応力付加手段は、振ることにより圧電素子に対して相対的に運動する錘手段である救難発光筒である。【選択図】図１
2005317452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振ることにより電力を発生する圧電素子を含む発電部と、
前記発電部で発電された電力を利用して発光する発光部と、
を有する救難発光筒。
【請求項２】
前記発電部は、振ることにより圧電素子に応力を与える応力付加手段を有する請求項１に記載の救難発光筒。
【請求項３】
前記応力付加手段は、振ることにより圧電素子に対して相対的に運動する錘手段である請求項２に記載の救難発光筒。
【請求項４】
前記応力付加手段は、振ることにより圧電素子に衝撃を与える衝撃手段である請求項２に記載の救難発光筒。
【請求項５】
前記発電部で発電された電力は充電されることなく直接発光部にて利用される請求項１から４のいずれか一に記載の救難発光筒。
【請求項６】
前記発光部は、ＬＥＤを含む請求項１から５のいずれか一に記載の救難発光筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気式の救難発光筒に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来発光筒は、電池や充電池などが用いられることがおおい。しかし、実際には、電池は自然放電し、また、充電池は、充電回数などに限界があるために、緊急時に確実に発光できるという保証はない。むしろ、救急時に電池切れや、充電切れで使用できないということが多いと考えたほうがよい。また、携帯用の発電機を用いて発電する場合は、携帯ゆえに発電量そのものが小さいために、バッテリーに充電してから利用するというものが多いが、緊急時に充電してバッテリーに充電している間に、救助者が通り過ぎてしまうなどという問題がある。特に、海や山などで、ヘリコプターで捜索されるような場合には、一瞬の瞬間を逃したら救助されるチャンスを失う可能性もあるので、こうした携帯用発電機を用いた発光筒は、そもそも救難時のものとして適切ではないということがある。
【特許文献１】特開平06-306378
【特許文献２】特開2003-159981
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、斯かる実情に鑑み、充電が不要で、電池などを一切用いず、発光筒を振りさえすれば発光する救難発光筒、すなわち、救助者を確認したら、救助を求める自然な動作が発電につながり、発光筒を点灯させるという救難発光筒、を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は救難発光筒にかかるものである。
【０００５】
発明１  振ることにより電力を発生する圧電素子を含む発電部と、前記発電部で発電された電力を利用して発光する発光部と、を有する救難発光筒。
【０００６】
発明２  前記発電部は、振ることにより圧電素子に応力を与える応力付加手段を有する発明１に記載の救難発光筒。
【０００７】
発明３  前記応力付加手段は、振ることにより圧電素子に対して相対的に運動する錘手段である発明２に記載の救難発光筒。
【０００８】
発明４  前記応力付加手段は、振ることにより圧電素子に衝撃を与える衝撃手段である発明２に記載の救難発光筒。
【０００９】
発明５  前記発電部で発電された電力は充電されることなく直接発光部にて利用される発明１から４のいずれか一に記載の救難発光筒。
【００１０】
発明６  前記発光部は、ＬＥＤを含む発明１から５のいずれか一に記載の救難発光筒。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の請求項１から６のいずれか一または二以上に記載の救難発光筒によれば、緊急時に確実に発光筒の機能を発揮するというその発光筒の作動信頼性が飛躍的に高まる、という優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を用いて説明する。
【００１３】
次に、上記した実施の形態の作動を説明する。
【００１４】
実施形態１は、主として請求項１、５、６などに関する。
【００１５】
実施形態２は、主として請求項２、５、６などに関する。
【００１６】
実施形態３は、主として請求項３、５、６などに関する。
【００１７】
実施形態４は、主として請求項４、５、６などに関する。
【００１８】
≪実施形態１≫
【００１９】
<実施形態１の全体構成>
【００２０】
図１は、実施形態１の機能ブロック図を示す概念図である。
【００２１】
実施形態１は、発電部０１０２と、発光部０１０３と、を有する救難発光筒０１０１に関するものである。
【００２２】
<実施形態１の構成の説明>
図２は、実施形態１の概念図である。
【００２３】
「発電部」０２０２は、振ることにより電力を発生する圧電素子を含むものである。救助を求める自然な動作が発電につながるというものである。また、前記発電部で発電された電力は充電されることなく直接発光部にて利用される。これは、蓄電池などを経由して発光するような仕組みでは、非常時に、老朽化により発光しないなどのトラブルが発生することがあるため、本救難発光筒では、緊急時に確実に発電し、直接的に発光部に電力を供給するものであってもよい。日常的に用いるものについては、こうした配慮は不要であるが、非常時にしか用いないものについては、できるだけ回路は単純化しておきひとつのデバイスの不備により起動しなくなることがないようにしておくことが肝要である。また、救助の際には、救助者が探しているそのときにのみ発光しておればよく、その瞬間に確実に発光する発光筒であれば、救助は確実になされる。そのために、経時変化のない材料を用いて単純なメカニカルな動作を基本として発光するメカニズムを有する構造が採用される。その意味で、圧電素子は、基本的にはセラミックスであり経時変化はほとんどない材料と考えられると同時に圧力という単純なメカニカルな力を基本として発光するためにその信頼性は非常に高いと考えられる。圧電素子の剛性は、その発電形式によってあらゆる値をとってよい。しかし、小さめの発光筒に圧電素子を内蔵する場合には、圧電素子は小さな変形で大きな歪みが作用することがのぞましく、そのためには、剛性の高い構造が望ましい。また永久変形がでることは望ましくないので、弾性限歪みの大きな材料が望ましい。ただし、圧電素子の剛性を高くしすぎると、手を振る程度の振動周期では振動し難くなるために、ヒトが振る程度の振動によって発電力がおおむね最大になるような適正な剛性であればよい。
【００２４】
また、本発電機能付携帯電話は、バッテリーを有していてもよい。通常、発光筒は船舶等に常備されるか、身に付けているものなので、使用していない時でも発光筒が揺れて発電することも考え、その電力をバッテリーに蓄え、使用時にはバッテリーの電力を使えば、バッテリーが切れるまで点灯し続ける。バッテリーが切れたらスイッチで切替えまたは、自動で切替り圧電素子の発電で点灯させられる。バッテリーの電力で点灯する利点は、発光部が点灯し続けることである。また、どこから電力を供給するかということに関しては、スイッチの切替で選べるようし、ＯＦＦ時はバッテリーに充電され無灯、ＯＮ１でバッテリーでの電力で点灯、ＯＮ２で発電にて点灯とする使い方。バッテリーから発電へ自動で切替ってもよい。  
【００２５】
また、発電部は、図では手にて握る部位に設置しているが、振動が大きくなると考えられる先端部、つまり手で握るのと反対部分に設置することが望ましい。特に、コンパクトな発電部の場合は、先端部分に発電部を持ってくる方が、大きなエネルギーを有効に利用できるため、望ましいと言える。
【００２６】
なお、本発明の救難発光筒の振り方および形状はさまざまなものがあるが、図３から図５に、これを示す。図３は、救難発光筒全体を振るというものである。図４は、救難発光筒の主として頭部を回転させて振るというものである。また、図５は、救難発光筒の他の形状の例を示しており、円形の救難発光筒０５０１、Ｔ型形状の救難発光筒０５０２を表している。
【００２７】
「発光部」０２０１は、前記発電部で発電された電力を利用して発光する機能を有する。前記発光部は、ＬＥＤを含む。また、前記発光部は、蛍光灯であってもよい。また、発光部は、電球であってもよい。ＬＥＤは玉形だけでなく、板状、フイルム状などであってもよい。発光部の外ケースに蓄光材を塗布またはフイルムを貼る、またはケースの材料に蓄光材を練り込んだものを更に併用してもよい。このようにすれば、発電時においても圧電素子に加わる応力がゼロ、或いはゼロに近いときは点灯しないが、蓄光材が光っているために略常時点灯状態になる、という効果がある。  
【００２８】
≪実施形態２≫
【００２９】
<実施形態２の全体構成>
【００３０】
図６は、実施形態２の概念を表す図である。
【００３１】
実施形態２は、実施形態１を基本として、発電部と、発光部と、を有する救難発光筒であって、特徴点は、前記発電部は、応力付加手段を有する点である。
【００３２】
<実施形態２の構成の説明>
【００３３】
実施形態２の発電部と、発光部と、に関しては基本的機能は実施形態１と基本的機能は共通であるので、詳細な説明は省略する。
【００３４】
実施形態１の特徴点は、前記発電部は、振ることにより圧電素子に応力を与える応力付加手段を有する点である。振ることにより圧電素子に応力が加わるとは、救難発光筒を振ることにより圧電素子が振動し、この振動に起因して圧電素子に応力が付与されるというものである。図６は、救難発光筒を振ることにより、圧電素子が振動する例を示している。救難発光筒の発電部の内部に設けられた片持ち梁形式の圧電素子０６０２は、救難発光筒０６０４が振られることにより、振動し、この振動に起因して発生する応力によって圧電素子内に歪が生じて電力が発生する。この場合の応力付加手段は、この場合は、この片持ち梁形式の圧電素子をさす。
【００３５】
なお、圧電素子の電極０６０３は、プラスとマイナスのもっとも差が大きくなるところが望ましい。例えば、図６に示すような片持ち梁の場合は、最大歪が生じる梁の固定端側の対向する部位に設置してよい。また、ひとつの電極は梁の固定端側、もうひとつの電極は、梁の自由端側に設置してもよい。
【００３６】
<実施形態２の効果>
【００３７】
実施形態２によれば、救難発光筒を振るだけで圧電素子に応力が与えられて圧電素子が発電する、という効果を奏する。
【００３８】
≪実施形態３≫
【００３９】
<実施形態３の全体構成>
【００４０】
図７は、実施形態３の実施例のひとつを表す図である。
【００４１】
実施形態３は、実施形態２を基本として、発電部と、発光部と、を有する救難発光筒であって、特徴点は、前記応力付加手段は、振ることにより圧電素子に対して相対的に運動する錘手段である点である。
【００４２】
<実施形態３の構成の説明>
【００４３】
実施形態３の発電部と、発光部と、に関しては実施形態２と基本的機能は共通であるために、詳細な説明は省略する。
【００４４】
実施形態３の特徴点は、前記応力付加手段は、振ることにより圧電素子に対して相対的に運動する錘手段である点である。すなわち、錘手段が用いられて圧電素子に応力が付加される。図７の場合は、圧電素子０７０１の自由端側０７０２にヒモ０７０４にて結ばれた錘手段０７０３があり、この錘手段を振り回すことによって、圧電素子に応力が加わって歪が生じ発電する例である。
【００４５】
別の実施例としては、錘手段がばねによって支持されており、ばねの伸縮時に圧電素子に応力が付加されることによって圧電素子が発電するというものがある。図８はその一例を示すものであって、錘手段０８０１が左右に振動する際に、ばね０８０２が伸縮する。ばねの伸縮に応じて、圧電素子０８０３に対して力が作用するというものである。
【００４６】
さらに、別の実施例は、前記の実施例を横向きにしたものである。救難時発光筒は、どのような振り方がなされてもよく、救難発光筒の軸方向に振られる場合には、図９に示されるように振動方向と、救難発光筒０９０１の軸方向は同じであることが望ましい。錘手段０９０２が左右に振動し、ばね０９０３が伸縮し、このばねの伸縮を感知した圧電素子０９０４が発電する、という仕組みである。このように、方向を変えるという考え方は、他の例においても同様にあってよいことは言うまでもない。
【００４７】
他の実施例として、片持ち梁形式１００１で自由端に錘手段１００２を設置するというものがある。図１０は、その一例を示すものであるが、この錘手段によって、錘手段に慣性力１００３が働くために、片持ち梁にはより大きな応力が作用する。また、この片持ち梁は、図１１に示すように、二本の片持ち梁１１０２からなっていてよく、さらに複数本あってもよい。また、錘手段１１０１は、片持ち梁それぞれについていてもよく、また、共通の錘手段が複数の片持ち梁についていてもよい。図１２は、同じ片持ち梁形式ではあるが、応力が大きくなる片持ち梁固定端側に圧電素子１２０１を設けるというものである。なお、この圧電素子は、片持ち梁の固定端側のところに貼り付けられていてもよい。
【００４８】
さらに、他の実施例として、圧電素子をフレーム状に組んで、このフレームにばねと錘手段とからなる振動系をこのフレームに組み込むというものがあげられる。図１３は、その一例を示すものである。錘手段１３０２とばね１３０１からなる振動系がフレーム状に組まれた圧電素子１３０３に接続され、この振動系が振動する際の力が圧電素子に応力を付加する。
【００４９】
<実施形態３の効果>
【００５０】
実施形態３によれば、錘手段を用いることによって、より効率的に振動系を振動させることができる。さらにバネと併用することによって、少ない力で圧電素子に応力を付加し、発電させることができる、という効果を奏する。
【００５１】
≪実施形態４≫
【００５２】
<実施形態４の全体構成>
【００５３】
実施形態４は、実施形態２を基本として、発電部と、発光部と、を有する救難発光筒であって、特徴点は、前記応力付加手段は、振ることにより圧電素子に衝撃を与える衝撃手段である点である。
【００５４】
<実施形態４の構成の説明>
【００５５】
実施形態４の発電部と、発光部と、に関しては、実施形態２と基本的機能は共通であるために、詳細な説明は省略する。
【００５６】
実施形態４の特徴点は、前記応力付加手段は、振ることにより圧電素子に衝撃を与える衝撃手段である点である。振ることにより衝撃を加えるために、例えば、錘を圧電素子に衝突させる、という方法が考えられる。図１４は、この一例であり、圧電素子１４０１を両端に配した筒１４０３の中に錘１４０２をいれ、救難発光筒の筒を、筒の軸方向とは直角方向に、振るというものである。振ることによって、錘は、圧電素子に衝突し、圧電素子内に応力波が伝播し発電する。図１４の例では、筒と、圧電素子と、錘と、からなるデバイスが衝撃手段である。また、この筒１４０３は、この筒自身が圧電素子でできていてもよい。これによって、錘がどのような方向に向けて衝突しても発電できるという効果を奏する。以下の他の実施例においても、筒自身が圧電素子でできていてもよい。また、この筒の断面は角型あるいは多角形であってもよい。錘もまた球形だけでなく、角型あるいはその他の形状であってよい。筒および錘がこのような形状であって、かつ、筒は圧電素子であってもよい。また筒の高さや内径は、錘が十分な勢いをもって衝突できるようなストロークを確保できるだけの大きさがあってよい。
【００５７】
また、別の実施例は、衝撃手段における圧電素子がうける衝撃を曲げによって受けるというものである。すなわち、図１５において、圧電素子１５０１は筒１５０３のなかの端部より中央寄りに設置され、錘１５０２が衝突した際に、図１６に示すような曲げ力にて、応力１６０１を伝達するというものである。
【００５８】
また、他の実施例は、錘とばねからなる振動系と、両端に圧電素子を配した筒からなる衝撃手段である。例えば、図１７は、このような実施例に対応しており、錘１７０３が左右にばね１７０２によって振動する際に、最大変位に達するところで、圧電素子１７０１に衝突し、圧電素子に応力を発生させるというものである。図１８は、同じ実施例の他の具体例であり、圧電素子１８０１が筒の片側だけにあるという場合である。
【００５９】
<実施形態４の効果>
【００６０】
実施形態４によれば、救難発光筒を振る際に生じる衝撃を利用して発電させることができる、という効果を奏する。
【００６１】
尚、本発明の救難発光筒は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の救難発光筒は、発光部を他の電子機器に変えることにより、救難時などのラジオ、無線機、携帯電話などの発電機として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施形態１の機能ブロックを示す図。
【図２】実施形態１の救難発光筒の概念を示す図
【図３】実施形態１の振り方の一例を表す図
【図４】実施形態１の振り方の一例を表す図
【図５】実施形態１の形状の一例を表す図
【図６】実施形態２の概念を示す図
【図７】実施形態３の実施例の例を表す図
【図８】実施形態３の実施例の例を表す図
【図９】実施形態３の実施例の例を表す図
【図１０】実施形態３の実施例の例を表す図
【図１１】実施形態３の実施例の例を表す図
【図１２】実施形態３の実施例の例を表す図
【図１３】実施形態３の実施例の例を表す図
【図１４】実施形態４の実施例の例を表す図
【図１５】実施形態４の実施例の例を表す図
【図１６】実施形態４の実施例の例を表す図
【図１７】実施形態４の実施例の例を表す図
【図１８】実施形態４の実施例の例を表す図
【符号の説明】
【００６４】
０１０１  救難発光筒
０１０２  発電部
０１０３  発光部
０６０２  圧電素子
０６０３  電極
０７０１  圧電素子
０７０２  ヒモ取り付け部
０７０３  錘手段
０７０４  ヒモ
０８０１  錘手段
０８０２  ばね
０８０３  圧電素子
０９０１  救難発光筒
０９０２  錘手段
０９０３  ばね
０９０４  圧電素子
１００１  圧電素子
１００２  錘手段
１００３  慣性力
１１０１  錘手段
１１０２  圧電素子
１２０１  圧電素子
１３０１  ばね
１３０２  錘手段
１３０３  圧電素子
１４０１  圧電素子
１４０２  衝撃手段
１４０３  筒
１５０１  圧電素子
１５０２  衝撃手段
１５０３  筒
１６０１  衝撃手段による衝撃により圧電素子に発生する曲げ応力分布
１７０１  圧電素子
１７０２  ばね
１７０３  衝撃手段
１８０１  圧電素子
１８０２  衝撃手段
【図１】
2005317452.tif 000003
【図２】
2005317452.tif 000004
【図３】
2005317452.tif 000005
【図４】
2005317452.tif 000006
【図５】
2005317452.tif 000007
【図６】
2005317452.tif 000008
【図７】
2005317452.tif 000009
【図８】
2005317452.tif 000010
【図９】
2005317452.tif 000011
【図１０】
2005317452.tif 000012
【図１１】
2005317452.tif 000013
【図１２】
2005317452.tif 000014
【図１３】
2005317452.tif 000015
【図１４】
2005317452.tif 000016
【図１５】
2005317452.tif 000017
【図１６】
2005317452.tif 000018
【図１７】
2005317452.tif 000019
【図１８】
2005317452.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成16年5月17日(2004.5.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
また、本救難発光筒は、バッテリーを有していてもよい。通常、発光筒は船舶等に常備されるか、身に付けているものなので、使用していない時でも発光筒が揺れて発電することも考え、その電力をバッテリーに蓄え、使用時にはバッテリーの電力を使えば、バッテリーが切れるまで点灯し続ける。バッテリーが切れたらスイッチで切替えまたは、自動で切替り圧電素子の発電で点灯させられる。バッテリーの電力で点灯する利点は、発光部が点灯し続けることである。また、どこから電力を供給するかということに関しては、スイッチの切替で選べるようし、ＯＦＦ時はバッテリーに充電され無灯、ＯＮ１（切替スイッチのうちの一方）でバッテリーでの電力で点灯、ＯＮ２（切替スイッチのうちの他方）で発電にて点灯とする使い方も考えられる。また、バッテリーから発電へ自動で切替えられてもよい。