(57)【要約】【課題】装置の小形化【解決手段】支持された中間部２ｄから各自由端へ向かって一方の腕部２ａ及び他方の腕部２ｂを振動自在に延設した振動手段２と、入力部１３及び出力部１４を設け、入力部１３に入力された操作エネルギーＥを出力部１４から振動手段２の一方の腕部２ａへ出力して振動手段２を振動させる操作手段４と、振動手段２の他方の腕部２ｂの振動で打撃されて発電する発電用圧電素子３とを備え、振動手段２の両方の腕部２ａ，２ｂを、各腕部の延設方向へ沿う中心線Ｃ１，Ｃ２どうしを９０°以下の内角θで交差させ、又は中心線Ｃ１，Ｃ２どうしを離隔させた対向状態で並列させて配置したこと。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持された中間部から各自由端へ向かって一方の腕部及び他方の腕部を振動自在に延設した振動手段と、入力部に入力された操作エネルギーを出力部から振動手段の一方の腕部へ出力して振動手段を振動させる操作手段と、振動手段の他方の腕部の振動で打撃されて発電する発電用圧電素子とを備えた発電装置において、前記振動手段の両方の腕部を、各腕部の延設方向へ沿う中心線どうしを９０°以下の内角で交差させ、又は中心線どうしを離隔させた対向状態で並列させて配置したことを特徴とする発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手動式の発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、手動式の発電装置は、図７に示す如く、支持部６５から振動自在な一方の腕部６２ａ及び他方の腕部６２ｂを延設し、一方の腕部６２ａの自由端側に入力部６２ｄを設けると共に他方の腕部６２ｂの自由端側に打撃部６２ｃを設けた振動手段６２と、振動手段６２の打撃部６２ｃの振動領域に配置した発電用圧電素子６３と、振動手段６２の入力部６２ｄに操作エネルギーを加える操作手段６４とを備えものがある。（特許文献１）
【特許文献１】特開２００５−１３０３９５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の発電装置６１は、振動手段６２が直線状に延び、振動手段６２と操作手段６４とを一列状態に配置してあるため、装置の長さ寸法Ｌが長くなり使い勝手が悪かった。
【０００４】
そこで、本発明は、上記問題を解決するために、装置を小型化できる発電装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
装置を小形化できるように請求項１記載の本発明が採用した手段は、支持された中間部から各自由端へ向かって一方の腕部及び他方の腕部を振動自在に延設した振動手段と、入力部に入力された操作エネルギーを出力部から振動手段の一方の腕部へ出力して振動手段を振動させる操作手段と、振動手段の他方の腕部の振動で打撃されて発電する発電用圧電素子とを備えた発電装置において、前記振動手段の両方の腕部を、各腕部の延設方向へ沿う中心線どうしを９０°以下の内角で交差させ、又は中心線どうしを離隔させた対向状態で並列させて配置したことを特徴とする発電装置である。なお、発電用圧電素子が振動手段の他方の腕部の振動で打撃される構成としては、振動手段の他方の腕部の自由端側に打撃部を設けると共に該打撃部の振動領域に振動手段と離れて発電用圧電素子を配置する場合と、振動手段の他方の腕部の自由端側に発電用圧電素子を設けると共に該発電用圧電素子の振動領域に振動手段と離れて衝突体を配置する場合とがある。
【０００６】
請求項１記載の本発明において、操作手段に加えられた操作エネルギーは、出力先である振動手段を振動させて弾性エネルギーとして蓄えられ、振動手段の振動する他方の腕部で発電用圧電素子を複数回にわたって打撃して発電する。また、本発明にあっては、振動手段を、各腕部の延設方向へ沿う中心線どうしを９０°以下の内角で交差させ、又は中心線どうしを離隔させた対向状態で並列させることで、両方の腕部の自由端側どうしを接近させることができる。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の本発明に係る発電装置は、振動手段の両方の腕部の自由端側どうしを接近させることで、振動手段の長手方向に沿う装置寸法を短くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る発電装置（以下、「本発明発電装置」と言う。）を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【０００９】
図１及び図２は、本発明発電装置の第１の実施の形態の概略を示すものであって、図１の（Ａ）は装置の平面図、同図の（Ｂ）は装置の正面図、同図の（Ｃ）は発電用圧電素子３の配設の別態様の要部を示す正面図、同図の（Ｄ）は操作手段４の別態様を示す正面図であり、図２は仮想空間Ｓを説明する正面図である。本発明発電装置１は、支持部５に支持された振動手段２と、振動手段２の振動で打撃されて発電する発電用圧電素子３と、振動手段２に操作エネルギーを加える操作手段４とを備え、操作手段４へ一時的に加えられる操作エネルギーＥを振動手段２に弾性エネルギーとして蓄積し、振動手段２から放出するエネルギーで圧電素子３の加圧を繰り返して長時間の発電を行うようにしたものである。
【００１０】
前記振動手段２は、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示す如く、バネ板等の弾性を有する素材から帯板状等に成形され、支持部５に支持された中間部２ｄから振動自在な一方の腕部２ａ及び他方の腕部２ｂを各自由端へ向かって延設し、一方の腕部２ａの自由端側に鋼玉等からなる入力部６を設けると共に他方の腕部２ｂの自由端側に鋼玉等からなる打撃部７を設け、支持部材５に中間部２ｄの被支持部２ｃをネジ等の支持具８で支持して腕部２ａ，２ｂを振動自在としてある。振動手段２は、中間部２ｄを介して一方の腕部２ａ及び他方の腕部２ｂを連ねることで、両方の腕部２ａ，２ｂの間で振動を伝播させるようにしてある。振動手段２は、各腕部２ａ，２ｂから中間部２ｄにわたってコ字状又はＵ状等に折り曲げて、各腕部２ａ，２ｂの延設方向（図中の左右方向）へ沿う中心線Ｃ１，Ｃ２どうしを離隔する対向状態で並列させて上下に配置してある。本例の振動手段２は、両方の腕部２ａ，２ｂを平行状態で対向させ、寸法Ｗだけ上下方向に離隔させてある。振動手段２は、両腕部２ａ，２ｂを同一条件で形成する以外に、両腕部２ａ，２ｂを同一のバネ素材で形成するときには、腕部２ａ，２ｂの長さＬ１，Ｌ２を異なるようにし、また、両腕部２ａ，２ｂを同一寸法で形成（図示略）するときには、異なるバネ定数のバネ素材で各々を形成することで両腕部２ａ，２ｂの振動条件を、圧電素子３の発電にとって最適な状態にすることも可能である。本例の振動手段２は、腕部２ａの長さＬ１を腕部２ｂの長さＬ２より長くしてある。
【００１１】
前記操作手段４は、支持部１１に中間が枢軸等で揺動自在に支持１２された操作杆１０を備え、操作杆１０の一端に入力部１３を設けると共に他端に鋼玉等からなる出力部１４を設け、振動手段２の入力部６に操作エネルギーを加えるようにしてある。操作手段４は、図2 に示す如く、振動停止時の両方の腕部２ａ，２ｂで挟まれる空間Ｓａを平行な両方の腕部２ａ，２ｂの延設方向（本例では両方の腕部２ａ，２ｂの長手方向である左右方向）に沿って移動させたときの軌跡が描く仮想空間Ｓ内に、その一部又は全部（本例では一部）を位置させてある。本発明発電装置１は、仮想空間Ｓ内に操作手段４に一部又は全部を配置することで、一方の腕部２ａから他方の腕部２ｂへ向かう対向方向（本例では上下方向）の装置寸法を短くして装置を小形化できるようにしてある。図１（Ａ）及び（Ｂ）に示す如く、操作手段４を支持する支持部１１及び振動手段２を支持する支持部５は、基部１９に連結してある。更に、支持部１１、支持部５及び基部１９は、本発明発電装置１を収納するケース（図示省略）で形成することも可能である。
【００１２】
前記操作手段４は、図１（Ｄ）に示す如く、操作杆１０を初期姿勢に戻すコイルバネ等からなる戻しバネ２２を備え、振動手段２の入力部６に操作杆１０の出力部１４を磁力で連結するように構成することも可能である。この磁力による連結は、前記入力部６及び出力部１４の両方又は一方を磁石で形成して、磁力で吸着させるようにしてある。操作手段４は、振動手段２の腕部２ａと操作手段４の操作杆１０が磁力で連結した状態で一体となって振動するために、振動手段２と操作杆１０を衝突させる構造に比べて騒音の発生を抑制できる。操作手段４で操作エネルギーＥの供給を受けた振動手段２は、腕部２ａ，２ｂが振動して操作エネルギーＥを弾性エネルギーとして蓄積すると共に、打撃部７で発電用圧電素子３を繰り返して打撃して加圧する。
【００１３】
前記発電用圧電素子３は、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示す如く、振動手段２の打撃部７の振動領域に配置され、腕部２ｂと一体となって振動する打撃部７による加圧が繰り返されることにより圧電効果として発電するものである。発電用圧電素子３は、振動手段２から受ける打撃を緩和するために、ゴム等の緩衝材１８で支持されている。緩衝材１８は、基部１９に連結してある。
【００１４】
前記発電用圧電素子３は、図１（Ｃ）に示す如く、振動手段２の他方の腕部２ｂの自由端側に圧電素子３を設けると共に、他方の腕部２ｂと共に振動する圧電素子３の振動領域に衝突体３２を配置し、衝突体３２に腕部２ｂと一体となって振動する圧電素子３を衝突させるようにすることも可能である。衝突体３２は、緩衝材１８に固定した鋼玉等で形成される。振動手段２の他方の腕部２ｂは、その自由端側に振動調整用重り３３を必要に応じて設けてある。
【００１５】
本発明発電装置１は、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示す如く、操作手段４の入力部１３が指先等で押圧されて開放されると、操作杆１０が揺動して出力部１４で振動手段２の入力部６を一回打撃して、押圧に伴う操作エネルギーＥを振動手段２へ伝達する。操作手段４で打撃された振動手段２は、両腕部２ａ，２ｂが振動して操作エネルギーＥを弾性エネルギーとして蓄積すると共に、打撃部７で発電用圧電素子３を繰り返して打撃して加圧する。この繰り返す加圧により発電用圧電素子３が発電した電気は、リード線９ａ，９ｂで極性調整回路１５へ導かれ、発電極性の整えられた電気として充電器１６へ供給される。充電器１６に貯えられた電気は、適宜の電気回路１７に供給され、電気回路１７を起動させる。
【００１６】
本発明発電装置１は、振動手段２の両方の腕部２ａ，２ｂを対向させて配置することで、両方の腕部を一直線状に配置した従来（図７参照）に比べて腕部の延長方向（本例では左右方向）の寸法を短くできる。更に、本例は、両方の腕部２ａ，２ｂと操作手段４の一部又は全部とを対向方向（本例では上下方向）の同じ位置に配置することで、対向方向の寸法を短くできる。このように本例では、腕部の延長方向（本例では左右方向）の寸法及び対向方向の寸法（本例では上下方向）を共に短くできるので、装置を小形化できる。
【００１７】
（第２の実施の形態）
図３は本発明発電装置の第２の実施の形態の概略を示すものであって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は背面図である。本例の本発明発電装置２１が前記第１の実施の形態に係る本発明発電装置１（図１参照）と大きく相違する点は、振動手段２の長手方向（本例では左右方向である矢符Ａ方向）の脇（本例は後側）に操作手段４の操作杆１０を並設すると共に、両方の腕部２ａ，２ｂで挟まれる空間Ｓａ（図２参照）を振動手段２の長手方向（本例では左右方向である矢符Ａ方向）及び短手方向（本例では前後方向である矢符Ｂ方向）に沿って移動させたときの軌跡が描く平面的に広がる仮想空間Ｓ内に、操作手段４の一部又は全部を位置させたことである。この相違点以外の構成は、前記第１の実施の形態（図１（Ａ）（Ｂ）参照）と実質的に同一であり、第１の実施の形態と同一の符号は同一の構成部材等である。上記仮想空間Ｓは、振動手段２及び操作手段４を支持する基部１９と平行となっている。
【００１８】
本例の本発明発電装置２１は、振動手段２の両方の腕部２ａ，２ｂを対向させて配置すると共に振動手段２の脇（本例は後側）に操作手段４の操作杆１０を並設することで、両方の腕部を一直線状に配置した従来（図７参照）に比べて腕部の延長方向（本例では左右方向）の寸法を飛躍的に短くできると共に、振動手段２の両方の腕部２ａ，２ｂと操作手段４の一部又は全部とを対向方向（本例では上下方向）の同じ高さ位置に配置することで、対向方向の寸法を短くできる。このように本発明発電装置２１は、腕部の延長方向（本例では左右方向）の寸法及び対向方向の寸法（本例では上下方向）を共に短くできるので、装置を小形化できる。
【００１９】
（第３の実施の形態）
図４は、本発明発電装置の第３の実施の形態の概略を示すものであって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。本例の本発明発電装置３１が前記第２の実施の形態に係る本発明発電装置２１（図３（Ａ）（Ｂ）参照）と大きく相違する点は、振動手段２が腕部２ｂの長さＬ２を腕部２ａの長さＬ１より長くしたことである。この相違点以外の構成は、前記第２の実施の形態（図３参照）と実質的に同一であり、第２の実施の形態及び第１の実施の形態（図１（Ａ）（Ｂ）参照）と同一の符号は同一の構成部材等である。
【００２０】
本発明発電装置３１は、自由端側に打撃部７を設けた他方の腕部２ｂの長さ寸法Ｌ２を一方の腕部２ａの長さ寸法Ｌ１より長くすることで、振動手段２の短い腕部２ａから突出する長い腕部２ｂの部分に操作手段４の一部又は全部を対向させて上下に重ねることが可能となり、振動手段２の延長方向（本例は左右方向）の寸法を短くすることができ、装置を小形化できる。
【００２１】
（第４の実施の形態）
図５及び図６は、本発明発電装置の第４の実施の形態の概略を示すものであって、図５の（Ａ）は装置の平面図、同図の（Ｂ）は正面図であり、図６は仮想空間Ｓ１（Ｓ２）を説明するものであって、同図の（Ａ）は平面図、同図の（Ｂ）は正面図である。本例の本発明発電装置４１が前記第３の実施の形態に係る本発明発電装置３１（図４参照）と大きく相違する点は、振動手段２の両方の腕部２ａ，２ｂを、被支持部２ｃと一体となる中間部２ｄを介して各腕部２ａ，２ｂの延設方向へ沿う中心線Ｃ１，Ｃ２どうしを９０°以下の内角θで交差させるように形成し、振動手段２の腕部２ｂの延長方向（本例では左右方向）の脇（本例は後側）に操作手段４の操作杆１０を並設すると共に、両方の腕部２ａ，２ｂで挟まれる空間Ｓａを一方の腕部２ａ又は他方の腕部２ｂに沿う方向（本例では各腕部２ａ（又は２ｂ）の長手方向（矢符Ａ方向）及び短手方向（矢符Ｂ方向））へ移動させて描かれる仮想空間Ｓ１（又はＳ２）内に、操作手段４の一部又は全部を位置させたことである。この相違点以外の構成は、前記第３の実施の形態（図４参照）と実質的に同一であり、第３の実施の形態（図４参照）及び第１の実施の形態（図１（Ａ）（Ｂ）参照）と同一の符号は同一の構成部材等である。
【００２２】
操作手段４は、振動手段２の両腕部２ａ，２ｂの入力部６と打撃部７との間に出力部１４を配置し、振動手段２の延設方向（本例は左右方向）の外側（本例は後側）に支持部１１を設けると共に、支持部１１に操作杆１０を揺動自在に支持１２し、更に、振動手段２の外側に戻しバネ２２を配置してある。
【００２３】
本発明発電装置４１は、両方の腕部２ａ，２ｂの自由端側どうしを接近させることで、両方の腕部を一直線状に配置した従来（図７参照）に比べて腕部２ｂの延長方向（本例では左右方向）の寸法を短くできるので、装置を飛躍的に小形化できる。本例は、振動手段２の腕部２ｂの脇（本例は後側）に操作手段４の操作杆１０を並設することで、両方の腕部を一直線状に配置した従来（図７参照）に比べて腕部２ｂの延長方向（本例では左右方向）の寸法を短くでき、更に、両方の腕部２ａ，２ｂの対向方向（本例では矢符Ｍ方向又は矢符Ｎ方向）の位置を、振動手段２と操作手段４の一部又は全部とを同じにして対向方向の寸法を短くできるので、装置を飛躍的に小形化できる。
【００２４】
（その他の実施の形態）
なお、第２，３及び４の実施の形態において、発電用圧電素子３は、図１（Ｃ）に示す如く、振動手段２の他方の腕部２ｂの自由端側に圧電素子３を設けると共に、他方の腕部２ｂと共に振動する圧電素子３の振動領域に衝突体３２を配置し、衝突体３２に腕部２ｂと一体となって振動する圧電素子３を衝突させるようにすることも可能である。
【００２５】
前記第２，３及び４の実施の形態において、操作手段４の戻しバネ２２を無くすると共に、振動手段２の入力部６に操作杆１０の出力部１４を磁力で連結させずに、前記第１の実施の形態の図１（Ａ）（Ｂ）に示す操作手段４の如く、操作手段４の入力部１３が指先等で押圧されて開放されると、操作杆１０が揺動して出力部１４で振動手段２の入力部６を一回打撃する構造とすることもある。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
前記第１〜４の実施の形態に係る本発明発電装置１，２１，３１，４１は、リモコン装置に組み込むことも可能である。この場合、リモコン装置は、本発明発電装置１〜４１と、本発明発電装置１〜４１からの電気を充電する充電器１６と、充電器１６から給電されるリモコン用電気回路１７を備え、操作手段４の移動と連動して作動するリモコン用スイッチを組み込むことで、無電源で確実に操作できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明発電装置の第１の実施の形態の概略を示すものであって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は発電用圧電素子の配設の別態様の要部を示す正面図、（Ｄ）は操作手段の別態様を示す正面図である。
【図２】第１の実施の形態における仮想空間を説明する正面図である。
【図３】本発明発電装置の第２の実施の形態の概略を示すものであって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図，（Ｃ）は背面図である。
【図４】本発明発電装置の第３の実施の形態の概略を示すものであって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
【図５】本発明発電装置の第４の実施の形態の概略を示すものであって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
【図６】第４の実施の形態における仮想空間を説明するものであって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
【図７】従来の手動式の発電装置の概略を示す正面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１〜４１…本発明発電装置、２…振動手段、２ａ…一方の腕部、２ｂ…他方の腕部、２ｄ…中間部、３…発電用圧電素子、４…操作手段、６…入力部、７…打撃部、１３…入力部、１４…出力部、Ｃ１，Ｃ２…中心線、θ…腕部２ａ，２ｂの内角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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