(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持軸を中心として自由に回転する偏心錘と、
リング形状で周方向にＮＳ交互の磁極を有し、前記偏心錘に取り付けて該偏心錘とともに前記支持軸を中心として一体に回転する磁石と、
その磁石の回転平面と同一平面に設けて該磁石のＮＳの一方の磁極と対向する突部を有する第１のステータと、
前記磁石の回転平面と同一平面に設けて該磁石のＮＳの他方の磁極と対向する突部を有する第２のステータと、
前記第１のステータと前記第２のステータを磁気的に連結するコイルと、
を備えてなる、携帯機器の発電装置。
【請求項２】
支持軸を中心として自由に回転する偏心錘と、
その偏心錘に取り付けて該偏心錘とともに前記支持軸を中心として一体に回転する、厚さ方向にＮＳ着磁した磁石と、
その磁石のＮＳの一方の磁極の影響を受けるくし歯部を有し、前記偏心錘に取り付けてその偏心錘とともに前記支持軸を中心として一体に回転する第１のヨークと、
その第１のヨークのくし歯部と噛み合い、前記磁石のＮＳの他方の磁極の影響を受けるくし歯部を有し、前記偏心錘に取り付けてその偏心錘とともに前記支持軸を中心として一体に回転する第２のヨークと、
前記磁石の回転平面と同一平面に設けて前記第１のヨークのくし歯部と前記第２のヨークのくし歯部のいずれか一方と対向する突部を有する第１のステータと、
前記磁石の回転平面と同一平面に設けて前記第１のヨークのくし歯部と前記第２のヨークのくし歯部のいずれか他方と対向する突部を有する第２のステータと、
前記第１のステータと前記第２のステータを磁気的に連結するコイルと、
を備えてなる、携帯機器の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、腕時計・懐中時計・携帯電話・小型ラジオ・懐中電灯等の携帯機器に使用し、その携帯機器を携行するとき自動的に発電する発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、たとえば腕時計の中には、図８ないし１０に示すような発電装置を備えるものがあった。
【０００３】
そのうち、図８および９に示す発電装置では、アンバランス車１を備える。そして、アンバランス車１を、不図示の支持軸を中心として回転する偏心錘２と、その偏心錘２に取り付けて支持軸を中心として該偏心錘２と一体に回転する歯車３とで構成する。
【０００４】
歯車３は、増速歯車４を介してロータ車５と噛み合う。ロータ車５は、ステータ６の丸孔６ａ内に収納する。ステータ６の両端にはコイル７の鉄心７ａ両端を接続し、ステータ６とコイル７とで磁気回路を構成する。
【０００５】
そして、携行中、手の動きや重力でアンバランス車１が回転し、その回転が増速歯車４を介してロータ車５に伝わり、そのロータ車５を高速回転してコイル７に発電する。
【０００６】
他方、図１０に示す発電装置では、増速歯車４を２つ設けてそこに蓄圧ばね８を設け、その蓄圧ばね８にいったん力を溜めておいてそれを一気に放出し、ロータ車５を高速回転して小型発電機９により発電する。
【０００７】
つまり、図８ないし１０に示すような従来の発電装置では、発電量はコイルの鎖交磁束の量と磁極数に大きく依存することになるから、アンバランス車１の回転を増速歯車４で増速してロータ車５を高速回転し、十分な発電量を確保していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
よって、従来の発電装置では、上述のような構成であることから、
１）増速歯車４やロータ車５を必要とし、しかも増速歯車４には大きな負荷がかかることから、その増速歯車４をベアリングや特殊な軸受で支持しなければならず、またロータ車５は、高速回転するから、注油構造等を有する特殊な軸受で軸受けしなければならなかった。このため、部品点数が増えて構造が複雑となり、組立てに手間がかかってコスト高となる課題があった。
【０００９】
２）衝撃を受けてアンバランス車１が急激に回転したとき、大きな力を受けて増速歯車４が破損することがある課題があった。
【００１０】
３）アンバランス車１からロータ車５に歯車の噛み合いを介して回転を伝達するから、伝達ロスを生じて伝達効率が低下する課題があった。
【００１１】
そこで、この発明は、安価で、しかも破損するおそれがなく、効率のよい携帯機器の発電装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に記載の発明は、携帯機器の発電装置において、たとえば以下の図１ないし３を用いて説明する実施の形態のとおり、
支持軸１０ｂを中心として自由に回転する偏心錘１１と、
リング形状で周方向にＮＳ交互の磁極を有し、前記偏心錘１１に取り付けて該偏心錘１１とともに前記支持軸１０ｂを中心として一体に回転する磁石１４と、
その磁石１４の回転平面と同一平面に設けて該磁石１４のＮＳの一方の磁極と対向する突部１６ａを有する第１のステータ１６と、
その磁石１４の回転平面と同一平面に設けて該磁石１４のＮＳの他方の磁極と対向する突部１７ａを有する第２のステータ１７と、
前記第１のステータ１６と前記第２のステータ１７を磁気的に連結するコイル１８と、
を備えてなる、ことを特徴とする。
【００１３】
そして、腕時計・懐中時計・携帯電話・小型ラジオ・懐中電灯等の携帯機器を携行するとき、たとえば手の動きや重力で偏心錘１１が支持軸１０ｂを中心として回転し、その偏心錘１１とともに磁石１４も支持軸１０ｂを中心として一体に回転し、第１のステータ１６にＮＳ交互の磁性を励磁するとともに、その第１のステータ１６とは逆極性のＮＳ交互の磁性を第２のステータ１７に励磁し、コイル１８内に磁界の変化を生じて該コイル１８に発電する。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、携帯機器の発電装置において、たとえば以下の図４ないし７を用いて説明する実施の形態のとおり、
支持軸１０ｂを中心として自由に回転する偏心錘１１と、
その偏心錘１１に取り付けて該偏心錘１１とともに前記支持軸１０ｂを中心として一体に回転する、厚さ方向にＮＳ着磁した磁石１４Ａと、
その磁石１４ＡのＮＳの一方の磁極の影響を受けるくし歯部２２ａを有し、前記偏心錘１１に取り付けてその偏心錘１１とともに前記支持軸１０ｂを中心として一体に回転する第１のヨーク２２と、
その第１のヨーク２２のくし歯部２２ａと噛み合い、前記磁石１４ＡのＮＳの他方の磁極の影響を受けるくし歯部２３ａを有し、前記偏心錘１１に取り付けてその偏心錘１１とともに前記支持軸１０ｂを中心として一体に回転する第２のヨーク２３と、
前記磁石１４Ａの回転平面と同一平面に設けて前記第１のヨーク２２のくし歯部２２ａと前記第２のヨーク２３のくし歯部２３ａの一方と対向する突部１６ａを有する第１のステータ１６と、
前記磁石１４Ａの回転平面と同一平面に設けて前記第１のヨーク２２のくし歯部２２ａと前記第２のヨーク２３のくし歯部２３ａの他方と対向する突部１７ａを有する第２のステータ１７と、
前記第１のステータ１６と前記第２のステータ１７を磁気的に連結するコイル１８と、
を備えてなる、ことを特徴とする。
【００１５】
そして、腕時計・懐中時計・携帯電話・小型ラジオ・懐中電灯等の携帯機器を携行するとき、たとえば手の動きや重力で偏心錘１１が支持軸１０ｂを中心として回転し、その偏心錘１１とともに磁石１４Ａも支持軸１０ｂを中心として一体に回転し、第１のヨーク２２のくし歯部２２ａを介して第１のステータ１６にＮＳ交互の磁性を励磁するとともに、第２のヨーク２３のくし歯部２３ａを介してその第１のステータ１６とは逆極性のＮＳ交互の磁性を第２のステータ１７に励磁し、コイル１８内に磁界の変化を生じて該コイル１８に発電する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図１には、請求項１に記載の発明による発電装置の平面図を示す。図２には、その中央縦断面図を示す。
【００１７】
図中符号１０は、携帯機器内に適宜ねじ止めして取り付けるベース板である。ベース板１０は、円板１０ａの中心に円筒状の支持軸１０ｂを立てて形成してなる。
【００１８】
支持軸１０ｂの先端には、偏心錘１１に固着する軸受部材１２をはめ付け、段部１０ｃ上に乗せて取付ねじ１３で固定する。よって、偏心錘１１は、軸受部材１２を介して支持軸１０ｂに取り付け、その支持軸１０ｂを中心として自由に回転自在とする。
【００１９】
偏心錘１１は、扇型をなし、外周の下部に、内側にリング形状の磁石１４を、外側にその磁石１４の外周を被うように同じくリング形状のバックヨーク１５を固着してなる。
【００２０】
磁石１４は、図３に一部磁極を示すように、周方向にＮＳ交互の磁極を有する。そして、偏心錘１１とともに支持軸１０ｂを中心として一体に回転する。
【００２１】
一方、ベース板１０の円板１０ａ上には、支持軸１０を中心としてともに円弧状をなす一対の第１のステータ１６と第２のステータ１７をねじ止めしてなる。第１のステータ１６には、１極置きに、磁石１４のＮＳの一方の磁極と対向する突部１６ａを設ける。また、第２のステータ１７には、１極置きに、磁石１４のＮＳの他方の磁極と対向する突部１７ａを設けてなる。
【００２２】
たとえば図３に一部ＮＳを符して示すように、第１のステータ１６の突部１６ａが磁石１４のＮ極と対向するとき、第２のステータ１７の突部１７ａが磁石１４のＳ極と対向する。その状態から、偏心錘１１が回転し、第１のステータ１６の突部１６ａが磁石１４のＳ極と対向すると、第２のステータ１７の突部１７ａは磁石１４のＮ極と対向する。さらに、偏心錘１１が回転すると、再び第１のステータ１６の突部１６ａが磁石１４のＮ極と、第２のステータ１７の突部１７ａが磁石１４のＳ極と対向する。偏心錘１１の回転とともにこれを繰り返す。
【００２３】
また、第１のステータ１６にコイル１８の鉄心１９の一端側を、第２のステータ１７に他端側を重ね合わせ、ともに固定ねじ２０でベース板１０の円板１０ａにねじ止めし、それら第１のステータ１６と第２のステータ１７をコイル１８で磁気的に連結する。
【００２４】
そして、上述したような発電装置を備える腕時計・懐中時計・携帯電話・小型ラジオ・懐中電灯等の携帯機器を携行するとき、たとえば手の動きや重力で偏心錘１１が支持軸１０ｂを中心として回転し、その偏心錘１１とともに磁石１４も支持軸１０ｂを中心として一体に回転し、第１のステータ１６にＮＳ交互の磁性を励磁するとともに、その第１のステータ１６とは逆極性のＮＳ交互の磁性を第２のステータ１７に励磁し、コイル１８内に磁界の変化を生じて該コイル１８に発電する。
【００２５】
図４には、請求項２に記載の発明による発電装置の平面図を示す。図５には、その中央縦断面図を示す。なお、これら図４および図５においては、図１ないし３に示す発電装置と対応する部分に同一の符号を使用し、重複説明を省略してなる。
【００２６】
この図４および図５に示す発電装置では、磁石１４Ａをリング形状に形成し、厚さ方向（図５の上下方向）にＮＳ着磁する。そして、磁石１４Ａの厚さ方向上側に第１のヨーク２２を固着し、下側に第２のヨーク２３を固着してなる。
【００２７】
第１のヨーク２２は、同じくリング形状をなし、磁石１４ＡのＳ極に対応する部分を内向きにのばし、先端を下向きに折り曲げてくし歯部２２ａを形成してなる。また、第２のヨーク２３は、同じくリング形状をなし、磁石１４ＡのＮ極に対応する部分を内向きにのばし、先端を上向きに折り曲げてくし歯部２３ａを形成し、図６にも示すように第１のヨーク２２のくし歯部２２ａと交互に噛み合わせてなる。
【００２８】
そして、それらを偏心錘１１の外周の下部に取り付け、その偏心錘１１とともに支持軸１０ｂを中心として一体に回転するようにしてなる。
【００２９】
この図４および図５に示す発電装置では、第１のステータ１６の突部１６ａは、第１のヨーク２２のくし歯部２２ａと第２のヨーク２３のくし歯部２３ａのいずれか一方と対向する。このとき、第２のステータ１７の突部１７ａは、第１のヨーク２２のくし歯部２２ａと第２のヨーク２３のくし歯部２３ａのいずれか他方と対向する。
【００３０】
たとえば図７に示すように、第１のステータ１６の突部１６ａが第２のヨーク２３のくし歯部２３ａのＮ極と対向するとき、第２のステータ１７の突部１７ａは、第１のヨーク２２のくし歯部２２ａのＳ極と対向する。
【００３１】
その状態から、偏心錘１１が回転し、第１のステータ１６の突部１６ａが第１のヨーク２２のくし歯部２２ａのＳ極と対向すると、第２のステータ１７の突部１７ａは、第２のヨーク２３のくし歯部２３ａのＮ極と対向する。
【００３２】
さらに、偏心錘１１が回転すると、再び第１のステータ１６の突部１６ａが第２のヨーク２３のくし歯部２３ａのＮ極と、第２のステータ１７の突部１７ａが第１のヨーク２２のくし歯部２２ａのＳ極と対向する。偏心錘１１の回転とともにこれを繰り返す。
【００３３】
そして、上述したような発電装置を備える腕時計・懐中時計・携帯電話・小型ラジオ・懐中電灯等の携帯機器を携行するとき、たとえば手の動きや重力で偏心錘１１が支持軸１０ｂを中心として回転し、その偏心錘１１とともに磁石１４Ａも支持軸１０ｂを中心として一体に回転し、第１のヨーク２２のくし歯部２２ａを介して第１のステータ１６にＮＳ交互の磁性を励磁するとともに、第２のヨーク２３のくし歯部２３ａを介してその第１のステータ１６とは逆極性のＮＳ交互の磁性を第２のステータ１７に励磁し、コイル１８内に磁界の変化を生じて該コイル１８に発電する。
【００３４】
【発明の効果】
したがって、請求項１に記載の発明によれば、偏心錘と一体に回転する磁石を設けてその磁石の極数を増やすことにより、磁石とステータの鎖交する周波数を高くして発電量を稼ぐようにし、従来の増速歯車やロータ車を不要とするとともに、それらを支持するベアリングや特殊な軸受も併せて不要とするから、部品点数を削減して構成を簡単とし、組立てを容易としてコストダウンを図ることができる。
【００３５】
また、歯車による回転伝達部がなくなるから、衝撃を受けて偏心錘が急激に回転しても、歯車を破損するおそれがなく、しかも伝達ロスがなく伝達効率を低下することもない。
【００３６】
請求項２に記載の発明によれば、さらに、磁石断面積を大きくすることでコイルの鎖交磁束を増やすことができるとともに、磁極数も容易に増やすことができるから、発電効率を高めることができる。
【００３７】
また、磁石が２極のため、磁石の作成と着磁が容易であり、極数を増やしても、磁石の磁力を大きくする必要がない利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に記載の発明による発電装置の平面図である。
【図２】その中央縦断面図である。
【図３】その磁石とステータの位置関係を示す平面図である。
【図４】請求項２に記載の発明による発電装置の平面図である。
【図５】その中央縦断面図である。
【図６】（Ａ）はその第１のヨークと第２のヨークの噛み合い状態を示す展開図、（Ｂ）はそのａーａ線に沿う縦断面図、（Ｃ）はｂーｂ線に沿う縦断面図である。
【図７】そのヨークとステータの位置関係を示す平面図である。
【図８】従来の発電装置の斜視図である。
【図９】その平面図である。
【図１０】従来の他の発電装置の斜視図である。
【符号の説明】
１０  ベース板
１０ｂ  支持軸
１１  偏心錘
１４・１４Ａ  磁石
１６  第１のステータ
１６ａ  突部
１７  第２のステータ
１７ａ  突部
１８  コイル
２２  第１のヨーク
２２ａ  くし歯部
２３  第２のヨーク
２３ａ  くし歯部
【図１】
0003916104.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003916104.tif 000004
【図４】
0003916104.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0003916104.tif 000008
【図８】
0003916104.tif 000009
【図９】
0003916104.tif 000010
【図１０】
0003916104.tif 000011