【手続補正書】
【提出日】平成20年2月22日(2008.2.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】圧電素子を用いた発電機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒状の外装ケースと、該外装ケースの内周面に沿って配設した平板状の複数の圧電素子と、該複数の圧電素子の中心に一方側を挿通させて回転する回転軸と、該回転軸の胴周に放射状に基端を夫々植設した弾性細線の先端に夫々固定した球状の複数の衝撃子と、を備え、前記回転軸が回転することにより共に回動する前記衝撃子が前記圧電素子に衝撃を与え発電することを特徴とする圧電素子を用いた発電機。
【請求項２】
略円筒状の外装ケースと、該外装ケースの内周面に沿って放射状に基端を夫々植設した弾性細線の先端に固定した球状の複数の衝撃子と、該複数の衝撃子の中心に一方側を挿通させて回転する回転軸と、該回転軸の胴周に傾斜させて連続する凹凸面に配設した平板状の複数の圧電素子と、を備え、前記回転軸が回転することにより共に回動する前記圧電素子に前記衝撃子が衝撃を与え発電することを特徴とする圧電素子を用いた発電機。
【請求項３】
多角筒状の外装ケースと、該外装ケースの内周面に沿って配設した平板状の複数の圧電素子と、該複数の圧電素子の中心に一方側を挿通させると共に前記外装ケースに接続させ回転する回転軸と、前記外装ケースと前記回転軸との間に遊動自在に内置した球状の複数の衝撃子と、を備え、前記外装ケースが前記回転軸と共に回転することにより遊動する前記衝撃子が前記圧電素子に衝撃を与え発電することを特徴とする圧電素子を用いた発電機。
【請求項４】
前記回転軸の他方側に水力又は風力により回転する回転羽根を配設したことを特徴とする請求項１〜３のいづれか一項に記載の圧電素子を用いた発電機。
【請求項５】
内側が函状の外装ケースと、該外装ケースの内側側面に相対させて配設した平板状の一対の圧電素子と、該一対の圧電素子の略中心の上方の前記外装ケースに回動自在に設けた揺動軸と、該揺動軸に基端を固定した弾性細線基線と、該弾性細線基線の先端を中央辺に接続させた弾性細線と、該弾性細線の両端に固定して前記一対の圧電素子の間に配設させた少なくとも一対の衝撃子と、を備え、前記外装ケースが可動して前記揺動軸を支点に前記衝撃子が揺動することにより前記圧電素子に衝撃を与え発電することを特徴とする圧電素子を用いた発電機。
【請求項６】
内側が函状の外装ケースと、該外装ケースの内側側面に相対させて配設した平板状の一対の圧電素子と、該一対の圧電素子の略中心の上方の前記外装ケースに揺動自在に設けた揺動軸と、該揺動軸に固定して基端を前記外装ケースの外方に延設した弾性細線基線と、該弾性細線基線と前記外装ケースの内側とをスプリングで接続すると共に前記弾性細線基線の先端を中央辺に接続させた弾性細線と、該弾性細線の両端に固定して前記一対の圧電素子の間に配設させた少なくとも一対の衝撃子と、を備え、前記外装ケースの外方に延設した前記弾性細線基線に物が接触し前記衝撃子が前記揺動軸を支点に揺動することにより前記圧電素子に衝撃を与え発電することを特徴とする圧電素子を用いた発電機。
【請求項７】
内側が函状の外装ケースと、該外装ケースの内側側面に相対させて配設した平板状の一対の圧電素子と、該一対の圧電素子の略中心の上方の前記外装ケースに回動自在に設けた揺動軸と、該揺動軸に固定して基端を前記外装ケースの外方に延設した弾性細線基線と、該弾性細線基線の基端に接続させた羽根と、前記弾性細線基線と前記外装ケースの内側とをスプリングで接続すると共に前記弾性細線基線の先端を中央辺に接続させた弾性細線と、該弾性細線の両端に固定して前記一対の圧電素子の間に配設させた少なくとも一対の衝撃子と、を備え、前記外装ケースの外方に延設した前記弾性細線基線に接続した前記羽根が水力又は風力により揺動して前記衝撃子が前記揺動軸を支点に揺動することにより前記圧電素子に衝撃を与え発電することを特徴とする圧電素子を用いた発電機。
【請求項８】
内側が函状の外装ケースと、該外装ケースの内側側面に配設した平板状の複数の圧電素子と、該複数の圧電素子の略中心の上方の前記外装ケースに基端を植設した弾性細線基線と、該弾性細線基線の先端に揺動自在とするリング部材を介装して基端を接続させた弾性細線と、該弾性細線の先端に固定した衝撃子と、を備え、前記外装ケースが振動又は揺動することにより前記衝撃子が前記圧電素子に衝撃を与え発電することを特徴とする圧電素子を用いた発電機。
【請求項９】
内側が函状の外装ケースと、該外装ケースの内側側面に配設した平板状の圧電素子と、前記外装ケースの上方に回動自在に設けた揺動軸と、該揺動軸に固定した扇形歯車と、該扇形歯車と歯合し回動可能に固定したカムと、該カムと当接する突起部を先端に設けスプリングを介装したスライド軸と、該スライド軸の基端に固定した衝撃子と、前記扇形歯車に接続させ前記外装ケースの外方に弾性細線を介設した羽根と、備え、前記羽根が水力又は風力により振動又は揺動して前記扇形歯車が前記揺動軸を支点に揺動し前記カムを介してスライド軸をスライドさせることにより前記衝撃子が前記圧電素子に衝撃を与え発電することを特徴とする圧電素子を用いた発電機。
【請求項１０】
内側が函状の外装ケースと、該外装ケースの内側上下面に相対させて配設した平板状の一対の圧電素子と、該一対の圧電素子の間に遊動自在に内置した球状の複数の衝撃子と、前記外装ケースに弾性細線を介設した羽根と、を備え、前記羽根が水力又は風力により振動又は揺動して前記衝撃子が遊動することにより前記圧電素子に衝撃を与え発電することを特徴とする圧電素子を用いた発電機。
【請求項１１】
内側が函状の外装ケースと、該外装ケースの内側上下面に相対させて配設した平板状の一対の圧電素子と、該一対の圧電素子の間に遊動自在に内置した球状の複数の衝撃子と、前記外装ケースの下面に突設した先端を半球状に形成した作動子と、該作動子に当接する多角状の振動子と、該振動子を貫通させた回転軸と、を備え、前記回転軸が前記振動子と共に回転して前記作動子に振動を与え前記衝撃子が遊動することにより前記圧電素子に衝撃を与え発電することを特徴とする圧電素子を用いた発電機。
【請求項１２】
前記外装ケースの下方を弾性を有する薄板状の外装ケース支持部に固定したことを特徴とする請求項５〜１０のいづれか一項に記載の圧電素子を用いた発電機。
【請求項１３】
前記圧電素子の裏面に弾性を有する弾性部材を介装させたことを特徴とする請求項５〜１１のいづれか一項に記載の圧電素子を用いた発電機。
【請求項１４】
前記圧電素子に電気的に接続させたＬＥＤと、該ＬＥＤを制御する制御回路を前記外装ケースに装着したことを特徴とする請求項５〜１１のいづれか一項に記載の圧電素子を用いた発電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、風力、水力又は運動エネルギーから電気エネルギーを取り出すことを可能とする発電機に関し、より詳細には、少ない風力、水力又は運動エネルギーから電力を取り出すことを可能とする小型で簡単な機構の圧電素子を用いた発電機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
発電機には大電力から小電力まで一般に電磁誘導型が使用されている。電磁誘導型は小型化が難しく、小型の発電機はブラシを使用するケースが一般的で保守が難しい。最近では太陽電池を用いた発電機や、セラミックにボールを当てる小型発電機等や、風力発電機には風による振動を直接セラミック板に与えて電力を得るものも考えられている。また、セラミックにボールを当てるタイプの発電機では外部から衝撃を与えなければならなかった。しかし、経済的な面等から一般に使用されるには至っていないのが現状である。また、水力発電機としては電磁誘導を利用したものが主である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
風力発電機や水力発電機、及び、太陽電池を用いたものは風が少ないとき、水力が少ないとき、太陽光が少ないときには電圧が下がり電力が取り出せない傾向にある。また、水力、風力で小型で簡単な機構で電力を得るものがない。また、携帯したり、自転車等に簡単に取り付け、取り外しできる機構のものがない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、外装ケースと、外装ケースの内周面に配設した圧電素子と、圧電素子の中心に挿通させて回転する回転軸と、回転軸に植設した弾性細線に固定した衝撃子とを備え、回転軸が回転することにより共に回動する衝撃子が圧電素子に衝撃を与え発電するものであり、更に、外装ケースと、外装ケースの内周面に植設した弾性細線に固定した衝撃子と、衝撃子の中心に挿通させて回転する回転軸と、回転軸に傾斜させて連続する凹凸面に配設した複数の圧電素子とを備え、回転軸が回転することにより共に回動する圧電素子に衝撃子が衝撃を与え発電するものであり、更には、多角筒状の外装ケースと、外装ケースの内周面に配設した圧電素子と、圧電素子の中心に挿通させると共に外装ケースに接続させ回転する回転軸と、外装ケースと回転軸との間に遊動自在に内置した衝撃子とを備え、外装ケースが回転軸と共に回転することにより遊動する衝撃子が圧電素子に衝撃を与え発電するものであり、加えて、回転軸に水力又は風力により回転する回転羽根を配設したものである。
【０００５】
そして、外装ケースと、外装ケースの内側側面に配設した圧電素子と、外装ケースに設けた揺動軸と、揺動軸に基端を固定した弾性細線基線と、弾性細線基線の先端を中央辺に接続させた弾性細線と、弾性細線の両端に固定した衝撃子とを備え、外装ケースが可動して衝撃子が揺動することにより圧電素子に衝撃を与え発電するものであり、更に、外装ケースと、外装ケースの内側側面に配設した圧電素子と、外装ケースに設けた揺動軸と、揺動軸に固定して基端を外装ケースの外方に延設した弾性細線基線と、弾性細線基線と外装ケースの内側とをスプリングで接続すると共に弾性細線基線の先端を接続させた弾性細線と、弾性細線に固定した衝撃子とを備え、外装ケースの外方に延設した弾性細線基線に物が接触し衝撃子が揺動軸を支点に揺動することにより圧電素子に衝撃を与え発電するものであり、更には、外装ケースと、外装ケースの内側側面に配設した圧電素子と、外装ケースに設けた揺動軸と、揺動軸に固定して基端を外装ケースの外方に延設した弾性細線基線と、弾性細線基線の基端に接続させた羽根と、弾性細線基線と外装ケースの内側とをスプリングで接続すると共に弾性細線基線の先端を接続させた弾性細線と、弾性細線に固定して圧電素子の間に配設させた衝撃子とを備え、羽根が水力又は風力により揺動して衝撃子が揺動軸を支点に揺動することにより圧電素子に衝撃を与え発電するものであり、加えて、外装ケースと、外装ケースの内側側面に配設した圧電素子と、外装ケースに植設した弾性細線基線と、弾性細線基線にリング部材を介装してた弾性細線と、弾性細線に固定した衝撃子とを備え、外装ケースが振動又は揺動することにより衝撃子が圧電素子に衝撃を与え発電するものであり、更には、外装ケースと、外装ケースの上下面に配設した圧電素子と、圧電素子の間に遊動自在に内置した衝撃子と、外装ケースに弾性細線を介設した羽根とを備え、羽根が水力又は風力により振動又は揺動して衝撃子が遊動することにより圧電素子に衝撃を与え発電するものであり、更には、外装ケースと、外装ケースに配設した圧電素子と、外装ケースに設けた揺動軸と、揺動軸に固定した扇形歯車と、扇形歯車と歯合し回動可能に固定したカムと、カムと当接する突起部を設けスプリングを介装したスライド軸と、
スライド軸の基端に固定した衝撃子と、扇形歯車に接続させ外装ケースの外方に配設した羽根と備え、羽根が水力又は風力により振動又は揺動して扇形歯車が揺動軸を支点に揺動しカムを介してスライド軸をスライドさせることにより衝撃子が圧電素子に衝撃を与え発電するものである。
【０００６】
更に、外装ケースの下方を弾性を有する薄板状の外装ケース支持部に固定したものであり、更には、圧電素子の裏面に弾性を有する弾性部材を介装させたものであり、加えて、圧電素子に電気的に接続させたＬＥＤと、ＬＥＤを制御する制御回路を外装ケースに装着したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の圧電素子を用いた発電機を図面によって説明すると、図１は本発明に係る回転軸に備えた衝撃子で圧電素子に衝撃を与える発電機の斜視図であり、図２は本発明に係る回転軸に備えた衝撃子で圧電素子に衝撃を与える発電機の説明図であり、図３は本発明に係る回転軸に備えた圧電素子を衝撃子が衝撃を与える発電機の斜視図であり、図４は本発明に係る回転軸に備えた圧電素子を衝撃子が衝撃を与える発電機の説明図であり、図５は本発明に係る回転軸にプロペラ状の回転羽根を取り付けた斜視図であり、図６は本発明に係る水車状の回転羽根を取り付けた斜視図であり、図７は本発明に係る基端を揺動軸に固定したハンマー状の衝撃子が圧電素子に衝撃を与える発電機の説明図であり、図８は本発明に係る基端を揺動軸に固定したハンマー状の衝撃子が圧電素子に衝撃を与える次実施例の発電機の説明図であり、図９は本発明に係る基端を揺動軸に固定したハンマー状の衝撃子が圧電素子に衝撃を与える他の実施例の発電機の説明図であり、図１０は本発明に係る遊動状の衝撃子が圧電素子に衝撃を与える発電機の説明図であり、図１１は本発明に係る羽根の動きに連動するギヤ、カムにより衝撃子が圧電素子に衝撃を与える発電機の説明図であり、図１２は本発明に係る回転軸に備えた振動子で振動させることで衝撃子が圧電素子に衝撃を与える発電機の説明図であり、図１３は本発明に係る回転軸と共に回転する外装ケースに圧電素子を配設し遊動する衝撃子により圧電素子に衝撃を与える発電機の説明斜視図であり、図１４は本発明に係る回転軸と共に回転する外装ケースに圧電素子を配設し遊動する衝撃子により圧電素子に衝撃を与える発電機の説明図であり、図１５は本発明に係る発電機にＬＥＤと制御回路を装着し振り子状の衝撃子が圧電素子に衝撃を与える発電機の説明図であり、図１６は本発明に係る発電機にＬＥＤと制御回路を一体化して装着しハンマー状の衝撃子が圧電素子に衝撃を与える発電機の説明図であり、図１７は本発明に係る圧電素子に発生する電圧を計測したグラフである。
【０００８】
本発明は、風力、水力又は運動エネルギーから電気エネルギーを取り出すことを可能とする発電機に関し、より詳細には、少ない風力、水力又は運動エネルギーから電力を取り出すことを可能とする小型で簡単な機構の圧電素子を用いた発電機に関するものであり、請求項１に記載の圧電素子を用いた発電機は、略円筒状の外装ケースＡと、該外装ケースＡの内周面に沿って配設した平板状の複数の圧電素子１と、該複数の圧電素子１の中心に一方側を挿通させて回転する回転軸３と、該回転軸３の胴周に放射状に基端を夫々植設した弾性細線２ａの先端に夫々固定した球状の複数の衝撃子２と、を備え、前記回転軸３が回転することにより共に回動する前記衝撃子２が前記圧電素子１に衝撃を与え発電することを特徴とするものである。
【０００９】
更に、請求項２に記載の圧電素子を用いた発電機は、略円筒状の外装ケースＡと、該外装ケースＡの内周面に沿って放射状に基端を夫々植設した弾性細線２ａの先端に固定した球状の複数の衝撃子２と、該複数の衝撃子２の中心に一方側を挿通させて回転する回転軸３と、該回転軸３の胴周に傾斜させて連続する凹凸面に配設した平板状の複数の圧電素子１と、を備え、前記回転軸３が回転することにより共に回動する前記圧電素子１に前記衝撃子２が衝撃を与え発電することを特徴とするものである。
【００１０】
更には、請求項３に記載の圧電素子を用いた発電機は、多角筒状の外装ケースＡと、該外装ケースＡの内周面に沿って配設した平板状の複数の圧電素子１と、該複数の圧電素子１の中心に一方側を挿通させると共に前記外装ケースＡに接続させ回転する回転軸３と、前記外装ケースＡと前記回転軸３との間に遊動自在に内置した球状の複数の衝撃子２と、を備え、前記外装ケースＡが前記回転軸３と共に回転することにより遊動する前記衝撃子２が前記圧電素子１に衝撃を与え発電することを特徴とするものである。
【００１１】
加えて、請求項４に記載の圧電素子を用いた発電機は、請求項１〜３のいづれか一項に記載の圧電素子を用いた発電機において、前記回転軸３の他方側に水力又は風力により回転する回転羽根５を配設したことを特徴とするものである。
【００１２】
更に、請求項５に記載の圧電素子を用いた発電機は、内側が函状の外装ケースＡと、該外装ケースＡの内側側面に相対させて配設した平板状の一対の圧電素子１と、該一対の圧電素子１の略中心の上方の前記外装ケースＡに回動自在に設けた揺動軸２ｃと、該揺動軸２ｃに基端を固定した弾性細線基線２ｂと、該弾性細線基線２ｂの先端を中央辺に接続させた弾性細線２ａと、該弾性細線２ａの両端に固定して前記一対の圧電素子１の間に配設させた少なくとも一対の衝撃子２と、を備え、前記外装ケースＡが可動して前記揺動軸２ｃを支点に前記衝撃子２が揺動することにより前記圧電素子１に衝撃を与え発電することを特徴とするものである。
【００１３】
更には、請求項６に記載の圧電素子を用いた発電機は、内側が函状の外装ケースＡと、該外装ケースＡの内側側面に相対させて配設した平板状の一対の圧電素子１と、該一対の圧電素子１の略中心の上方の前記外装ケースＡに回動自在に設けた揺動軸２ｃと、該揺動軸２ｃに固定して基端を前記外装ケースＡの外方に延設した弾性細線基線２ｂと、該弾性細線基線２ｂと前記外装ケースＡの内側とをスプリング７で接続すると共に前記弾性細線基線２ｂの先端を中央辺に接続させた弾性細線２ａと、該弾性細線２ａの両端に固定して前記一対の圧電素子１の間に配設させた少なくとも一対の衝撃子２と、を備え、前記外装ケースＡの外方に延設した前記弾性細線基線２ｂに物が接触し前記衝撃子２が前記揺動軸２ｃを支点に揺動することにより前記圧電素子１に衝撃を与え発電することを特徴とするものである。
【００１４】
加えて、請求項７に記載の圧電素子を用いた発電機は、内側が函状の外装ケースＡと、該外装ケースＡの内側側面に相対させて配設した平板状の一対の圧電素子１と、該一対の圧電素子１の略中心の上方の前記外装ケースＡに回動自在に設けた揺動軸２ｃと、該揺動軸２ｃに固定して基端を前記外装ケースＡの外方に延設した弾性細線基線２ｂと、該弾性細線基線２ｂの基端に接続させた羽根８と、前記弾性細線基線２ｂと前記外装ケースＡの内側とをスプリング７で接続すると共に前記弾性細線基線２ｂの先端を中央辺に接続させた弾性細線２ａと、該弾性細線２ａの両端に固定して前記一対の圧電素子１の間に配設させた少なくとも一対の衝撃子２と、を備え、前記外装ケースＡの外方に延設した前記弾性細線基線２ｂに接続した前記羽根８が水力又は風力により揺動して前記衝撃子２が前記揺動軸２ｃを支点に揺動することにより前記圧電素子１に衝撃を与え発電することを特徴とするものである。
【００１５】
更に、請求項８に記載の圧電素子を用いた発電機は、内側が函状の外装ケースＡと、該外装ケースＡの内側側面に配設した平板状の複数の圧電素子１と、該複数の圧電素子１の略中心の上方の前記外装ケースＡに基端を植設した弾性細線基線２ｂと、該弾性細線基線２ｂの先端に揺動自在とするリング部材１４を介装して基端を接続させた弾性細線２ａと、該弾性細線２ａの先端に固定した衝撃子２と、を備え、前記外装ケースＡが振動又は揺動することにより前記衝撃子２が前記圧電素子１に衝撃を与え発電することを特徴とするものである。
【００１６】
更に、請求項９に記載の圧電素子を用いた発電機は、内側が函状の外装ケースＡと、該外装ケースＡの内側側面に配設した平板状の圧電素子１と、前記外装ケースＡの上方に回動自在に設けた揺動軸２ｃと、該揺動軸２ｃに固定した扇形歯車１１と、該扇形歯車１１と歯合し回動可能に固定したカム１０と、該カム１０と当接する突起部１０ａを先端に設けスプリング７を介装したスライド軸９と、該スライド軸９の基端に固定した衝撃子２と、前記扇形歯車１１に接続させ前記外装ケースＡの外方に弾性細線２ａを介設した羽根８と、備え、前記羽根８が水力又は風力により振動又は揺動して前記扇形歯車１１が前記揺動軸２ｃを支点に揺動し前記カム１０を介してスライド軸９スライドさせることにより前記衝撃子２が前記圧電素子１に衝撃を与え発電することを特徴とするものである。
【００１７】
更には、請求項１０に記載の圧電素子を用いた発電機は、内側が函状の外装ケースＡと、該外装ケースＡの内側上下面に相対させて配設した平板状の一対の圧電素子１と、該一対の圧電素子１の間に遊動自在に内置した球状の複数の衝撃子２と、前記外装ケースＡに弾性細線２ａを介設した羽根８と、を備え、前記羽根８が水力又は風力により振動又は揺動して前記衝撃子２が遊動することにより前記圧電素子１に衝撃を与え発電することを特徴とするものである。
【００１８】
更には、請求項１１に記載の圧電素子を用いた発電機は、内側が函状の外装ケースＡと、該外装ケースＡの内側上下面に相対させて配設した平板状の一対の圧電素子１と、該一対の圧電素子１の間に遊動自在に内置した球状の複数の衝撃子２と、前記外装ケースＡの下面に突設した先端を半球状に形成した作動子Ａａと、該作動子Ａａに当接する多角状の振動子１２と、該振動子１２を貫通させた回転軸３と、を備え、前記回転軸３が前記振動子１２と共に回転して前記作動子Ａａに振動を与え前記衝撃子２が遊動することにより前記圧電素子１に衝撃を与え発電することを特徴とする圧電素子を用いた発電機。
【００１９】
更には、請求項１２に記載の圧電素子を用いた発電機は、請求項５〜１０のいづれか一項に記載の圧電素子を用いた発電機において、前記外装ケースＡの下方を弾性を有する薄板状の外装ケース支持部Ｂに固定したことを特徴とするものである。
【００２０】
更には、請求項１３に記載の圧電素子を用いた発電機は、請求項５〜１１のいづれか一項に記載の圧電素子を用いた発電機において、前記圧電素子１の裏面に弾性を有する弾性部材１５を介装させたことを特徴とするものである。
【００２１】
更には、請求項１４に記載の圧電素子を用いた発電機は、請求項５〜１１のいづれか一項に記載の圧電素子を用いた発電機において、前記圧電素子１に電気的に接続させたＬＥＤ１３と、該ＬＥＤを制御する制御回路１６を前記外装ケースＡに装着したことを特徴とするものである。
【００２２】
【実施例】
即ち、本発明の請求項１に記載の圧電素子を用いた発電機は、図１に図示するもので、外装ケースＡは略円筒状のものであり、複数の圧電素子１は平板状のもので外装ケースＡの内周面に沿って多角形状に貼設等手段により配設したもので、回転軸３は複数の圧電素子１の中心位置に一方側を挿通させて回転するものであり、実施例では端部辺をフランジ状の段部を介装して拡径させているものである。
【００２３】
次に、複数の衝撃子２は球状の鋼球やセラミック球のもので良く、夫々の衝撃子２は弾性細線２ａの先端を固定しており、夫々の弾性細線２ａの基端は拡径させた回転軸３の端部辺の胴周に放射状に夫々植設しているものである。
【００２４】
そして、回転軸３が回転することにより夫々弾性細線２ａを介装した複数の衝撃子２も回動し、複数の圧電素子１に衝撃を与えることにより発電するもので、図２に図示するように、圧電素子１の回転方向の前後に山形の突起部４を形成することにより、回転軸３が回転すると図２（ａ）に図示するように弾性を有した弾性細線２ａの先端に固定された衝撃子２が突起部４に乗り上げ図２（ｂ）に図示するように圧電素子１に衝撃を与え、さらに、回転軸３の回転により図２（ｃ）に図示するように次の突起部４にかかり、このように回転軸３の回転により次々に突起部４を乗り上げ、乗り上げた反動で衝撃子２が圧電素子１に衝撃を与え、発電するものである。
【００２５】
また、請求項２に記載の圧電素子を用いた発電機は、図３に図示するように、複数の衝撃子２は球状のもので、夫々の衝撃子２は弾性細線２ａの先端を固定しており、夫々の弾性細線２ａの基端は略円筒状の外装ケースＡの内周面に沿って中心方向に向けた放射状に基端を夫々植設しているもので、回転軸３は複数の衝撃子２の中心位置に一方側を挿通させ回転させるもので、複数の圧電素子１は平板状で拡径させた回転軸３の胴周に傾斜させて連続する凹凸面に配設しているものである。
【００２６】
そして、回転軸３が回転することにより、回転軸３に配設された圧電素子１が共に回転をして、複数の衝撃子２が次々と複数の圧電素子１に衝撃を与えて発電するものである。
【００２７】
つまり、図４に図示するように、回転軸３が回転することにより、図４（ａ）に図示するのように弾性を有した弾性細線２ａに固定した衝撃子２が連続する凹凸面に配設した圧電素子１の山部の突起部を経て図４（ｂ）（ｃ）に図示するように次の圧電素子１に衝撃を与えて発電するものである。
【００２８】
更には、請求項３に記載の圧電素子を用いた発電機は、図１３及び図１４に図示するように、外装ケースＡは多角筒状のもので回転軸と共に回転するように接続させているものであり、実施例では六角形であるが、四角形でも五角形でも回転させることで後述する衝撃子２が圧電素子１に衝撃を与える形状であれば構わないものである。
【００２９】
次に、複数の圧電素子１は平板状のもので、多角筒状の外装ケースＡの内周面に配設しているものであり、複数の衝撃子２は球状のものでその数は限定しないもので、多角筒状の外装ケースＡの中で遊動自在に内置しているものである。
【００３０】
そして、回転軸３が回転することにより、接続された外装ケースＡが共に回転し、遊動自在な複数の衝撃子２が複数の圧電素子１に衝撃を与え発電するものである。
【００３１】
次いで、請求項４に記載の圧電素子を用いた発電機は、図５〜６に図示するように、前述の回転軸２に水力又は風力によりプロペラ状又は水車状の回転羽根５を配設したもので、回転羽根５から得られた回転力を利用し、回転軸３を回転させるものである。
【００３２】
更に、請求項５に記載の圧電素子を用いた発電機は、図７に図示するように、外装ケースＡは内面が函状のもので、一対の圧電素子１は平板状のもので、外装ケースＡの内側側面に相対させて配設しており、外装ケースＡの一対の圧電素子１の略中心位置の上方に揺動軸２ｃを回動自在に設けているものである。
【００３３】
更には、一対の衝撃子２は弾性細線２ａの両端に固定しており、弾性細線２ａの中央辺に弾性細線基線２ｂの先端を接続させおり、弾性細線基線２ｂの基端は揺動軸２ｃに固定しているもので、一対の衝撃子２は一対の圧電素子１の間に位置させるもので、衝撃子２は実施例では一対であるが複数対を備えても構わないものである。
【００３４】
そして、図７（ａ）に図示する状態から、外装ケースＡが可動することで回動軸２ｃを支点に弾性細線基線２ｂと弾性細線２ａとを介装した一対の衝撃子２が揺動することにより、図７（ｂ）に図示する状態と成り、衝撃子２が圧電素子１に衝撃を与え発電するものである。
【００３５】
次いで、請求項６に記載の圧電素子を用いた発電機は、図８に図示するもので、前述の請求項５に記載の圧電素子を用いた発電機と同じ部分の説明は同じ符号を用いているので省略する。
【００３６】
つまり、弾性細線基線２ｂを揺動軸２ｃに固定して基端は外装ケースＡの外方に延設すると共に、弾性細線基線２ｂと外装ケースＡの内側とをスプリング７で接続しているものである。
【００３７】
そして、外装ケースＡの外方に延設した弾性細線基線２ｂの基端に、例えば、指や自転車の車輪のスポーク等に連続的に衝突物６が接触した時に、スプリング７の弾性に抗して一対の衝撃子２が一方方向に押され揺動軸２ｃを支点に揺動するもので、夫々の衝撃子２が押された時の衝撃と、解放の時のスプリング７の戻りにより圧電素子１に衝撃を与え発電するものである。
【００３８】
加えて、請求項７に記載の圧電素子を用いた発電機は、図９に図示するもので、前述の請求項６に記載の圧電素子を用いた発電機と同じ部分の説明は同じ符号を用いているので省略する。
【００３９】
つまり、外装ケースＡの外方に延設した弾性細線基線２ｂの基端に接続させた羽根８を備えたもので、羽根８が水力又は風力により揺動するもので、水力又は風力により羽根８が押され図９（ａ）に図示する状態からスプリング７や弾性細線基線２ｂの弾性や水力又は風力の強弱により図９（ｂ）（ｃ）に図示する状態と成り、更に、繰り返すことから一対の衝撃子２が揺動軸２ｃを支点に揺動することにより圧電素子１に衝撃を与え発電するものである。
【００４０】
更に、請求項８に記載の圧電素子を用いた発電機は、図１５に図示するもので、外装ケースＡは内面を函状としたもので、圧電素子１は外装ケースＡの内側側面に複数配設した平板状のものであり、その数は任意なものである。
【００４１】
更には、衝撃子２は弾性細線２ａの先端に固定され、弾性細線２ａの基端は全方向に揺動自在とするリング部材１４を弾性細線基線２ｂの先端に介装しており、弾性細線基線２ｂの基端は外装ケースＡの天板に固定しており、衝撃子２を垂下させた時複数の圧電素子１の略中心に位置させて、外装ケースＡが振動又は揺動することにより衝撃子２が揺動して圧電素子１に衝撃を与え発電するものである。
【００４２】
次に、請求項９に記載の圧電素子を用いた発電機は、図１１に図示するもので、外装ケースＡは内側が函状のもので、圧電素子１は平板状のもので外装ケースＡの内側側面に配設しており、揺動軸２ｃは外装ケースＡの上方に回動自在に設けているものである。
【００４３】
更に、扇形歯車１１は揺動軸２ｃに固定しており、カム１０は扇形歯車１１と歯合するもので外装ケースＡに回動自在に固定しており、
スライド軸９は先端に突起部１０ａを突設しており、カム１０と突起部１０ａとが当接、離間を繰り返してスライド軸９をスライドさせるもので、スライド軸９はスプリング７を介装して基端に衝撃子２を進退自在に固定すると共に、外装ケースＡの外方には弾性細線２ａを介設した羽根８を延設しており、弾性細線２ａの他端は扇形歯車１１に接続させているものである。
【００４４】
そして、羽根８が水力又は風力により振動又は揺動することにより扇形歯車１１が揺動軸２ｃを支点に揺動するもので、扇形歯車１１が揺動することにより歯合したカム１０がスライド軸９を進退させ、スライド軸９が進退することにより衝撃子２が圧電素子１に衝撃を与え発電するものである。
【００４５】
更には、請求項１０に記載の圧電素子を用いた発電機は、図１０に図示するもので、外装ケースＡの内側は函状のもので、一対の圧電素子１は外装ケースＡの内側の上下面に相対させて配設した平板状のものである。
【００４６】
次いで、複数の衝撃子２は一対の圧電素子１の間に遊動自在に内置した球状のもので、外装ケースＡの外側には弾性細線２ａを介設して羽根８を接続させており、羽根８が水力又は風力により振動又は揺動して、外装ケースＡが振動又は揺動して衝撃子２が遊動することにより圧電素子１に衝撃を与え発電するものである。
【００４７】
更には、請求項１１に記載の圧電素子を用いた発電機は、図１２に図示するもので、外装ケースＡの内側は函状のもので、作動子Ａａは外装ケースＡの下面に突設させており、作動子Ａａの先端は半球状に形成しているもので、一対の圧電素子１は外装ケースＡの内側の上下面に相対させて配設した平板状のもので、複数の衝撃子２は球状であり一対の圧電素子の間に遊動自在に内置しているものである。
【００４８】
次に、振動子１２は実施例では六角形状の多角状のものであるが、四角形状でも星形形状でも良く、外周が作動子Ａａに当接して外装ケースＡに振動を与えるもので、回転軸３は振動子１２を貫通しているものである。
【００４９】
そして、回転軸３が振動子１２と共に回転して作動子Ａａに振動を与え外装ケースＡの内側の衝撃子２が遊動することにより圧電素子１に衝撃を与え発電するものである。
【００５０】
更には、請求項１２に記載の圧電素子を用いた発電機は、前述の圧電素子を用いた発電機において、外装ケースＡの下方を弾性を有する薄板状の外装ケース支持部Ｂに固定したもので、外装ケースＡが弾性を有する外装ケース支持部Ｂに固定されており、外部の少しの衝撃により外装ケースＡが容易に可動するものである。
【００５１】
加えて、請求項１３に記載の圧電素子を用いた発電機は、前述の圧電素子を用いた発電機において、夫々の圧電素子１の裏面に弾性を有する弾性部材１５を介装させもので、衝撃子２が圧電素子１に強い衝撃を与えものである。
【００５２】
更には、請求項１４に記載の圧電素子を用いた発電機は、前述の圧電素子を用いた発電機において、圧電素子１に電気的に接続させたＬＥＤ１３と、該ＬＥＤ１３を制御する制御回路１６を外装ケースＡに装着したもので、制御回路１６には電圧、電流の制御やコンデンサによる平滑を図る回路を用いているもので、外装ケースＡが揺動又は振動することにより衝撃子２が圧電素子１に衝撃を与えて発電することからＬＥＤ１３が点灯するものである。
【００５３】
更には、首輪、またはイヤリング等のアクセサリー、または木やひも等にぶら下げ、鳥、猫等の小動物よけとして使用するもので、発電機の取り付け手段としてはリング、マジックテープ（登録商標）、ネジ、糸等の発電機の揺動を邪魔しないものであればよい。
【００５４】
そして、図１７に図示するものは、圧電素子１に発生する電圧を計測したグラフである。これは、圧電素子１に最初の衝撃に伴って衝撃電圧が瞬間的に発生する。その後には繰り返し振れによる減衰振動が得られるので、振動毎に圧電素子１に繰り返し歪みが生じて継続的な電圧が出力される。
【００５５】
更に、圧電素子１と衝撃子２がぶつかるときに衝撃音が発生するため、周囲を防音材で囲む等が必要なこともある。また、反対に稼働音としての利用や自転車などにつけて存在感を示す音としての利用もある。電力波形は衝撃時にピーク電力が発生するため、コンデンサーや充電器に蓄積することにより安定的な電力が得やすい。発生した電力により駆動する機器に対応し、電流制限、電圧制限等の回路を入れることも必要である。
【００５６】
そして、圧電素子１は、セラミック、水晶、ロッシェル塩等の圧電素子１を示し、磁石とコイルを使用した衝撃型の発電体等でもよい。また、薄膜を積層した圧電素子１でもよい。
【００５７】
また、圧電素子１に衝撃子を当てたとき、圧電素子１は固有振動を起こし、図１７に図示するような固有振動数に近い交流電圧を発生する。このため、発電機には整流回路や高電圧部を吸収したり、電圧の上昇を平滑化するためにコンデンサーを用いると比較的安定した電圧が得られる。また、固有振動数に近い発電を維持するためには、固有振動数を維持することが有用である。このため、圧電素子１が宙に浮いている状態や、圧電素子１を弾性部材１５等で保持する構造にすると良い。また、衝撃子２も圧電素子１に当たったあとに反動で離れる構造とするのが望ましい。
【００５８】
【発明の効果】
本発明の圧電素子を用いた発電機は、自転車やローラースケート等の回転軸等から回転力を得る等により、小型であり負荷が少なく小電力であるがＬＥＤを発光させたり、音を出したりし、周辺、後方等に存在を知らせたりするための器具の電力を得ることができる。
【００５９】
また、水力、風力により小電力を得る発電機であり、機構が簡単で壊れにくく保守が簡単であるので街路灯や、道路標識灯の補助充電用等としての利用等があげられる。
【００６０】
更に、人体や自転車、鞄、ランドセル、傘、靴、服、帽子等をはじめ、揺動、振動するものや揺動、振動する部分に取付、発電するもので、簡単に取付、取り外しが可能であり、ＬＥＤ発光や音声、携帯電話の充電用として利用したりするものであり、コンデンサー等を含む充電器と組み合わせたりすることにより揺動、振動がないときでも電力が得られるものである。
【００６１】
更には、発電機を水力、風力による揺動、振動で発電するもので、街路灯の充電用からＬＥＤ等を接続し、水力、風力によるイルミネーション等に効果的である。また、道路側面に設け、車による風圧で道路の標識、ガード標識等の補助充電用としても便利である。本発明の発電機は衝撃力を基本にしているため、外部動力である水力、風力が弱い場合でも衝撃力は比較的同じように得られ、衝撃回数は減り、電力は減るが、電圧は比較的安定して得られることが特徴である。このためコンデンサーや充電器への充電は比較的しやすい。また、直接ＬＥＤ等を点滅させる場合でも、安定した光量が得られる。また、圧電素子１にセラミックを使用することにより丈夫になる。
【００６２】
加えて、発電機にＬＥＤを備え付けたもので、人のアクセサリー、または動物の首輪等に取りつけるものであり、人、または動物が移動するときの揺動、振動を利用して発電するものである。電池等の外部からの電気を必要とせずにアクセサリー、首輪を光らせることができ、夜間においては視認性が向上され交通事故に遭う危険性が少なくなる。
【００６３】
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は本発明に係る回転軸に備えた衝撃子で圧電素子に衝撃を与える発電機の斜視図である。
【図２】
図２は本発明に係る回転軸に備えた衝撃子で圧電素子に衝撃を与える発電機の説明図である。
【図３】
図３は本発明に係る回転軸に備えた圧電素子を衝撃子が衝撃を与える発電機の斜視図である。
【図４】
図４は本発明に係る回転軸に備えた圧電素子を衝撃子が衝撃を与える発電機の説明図である。
【図５】
図５は本発明に係る回転軸にプロペラ状の回転羽根を取り付けた斜視図である。
【図６】
図６は本発明に係る水車状の回転羽根を取り付けた斜視図である。
【図７】
図７は本発明に係る基端を揺動軸に固定したハンマー状の衝撃子が圧電素子に衝撃を与える発電機の説明図である。
【図８】
図８は本発明に係る基端を揺動軸に固定したハンマー状の衝撃子が圧電素子に衝撃を与える次実施例の発電機の説明図である。
【図９】
図９は本発明に係る基端を揺動軸に固定したハンマー状の衝撃子が圧電素子に衝撃を与える他の実施例の発電機の説明図である。
【図１０】
図１０は本発明に係る遊動状の衝撃子が圧電素子に衝撃を与える発電機の説明図である。
【図１１】
図１１は本発明に係る羽根の動きに連動するギヤ、カムにより衝撃子が圧電素子に衝撃を与える発電機の説明図である。
【図１２】
図１２は本発明に係る回転軸に備えた振動子で振動させることで衝撃子が圧電素子に衝撃を与える発電機の説明図である。
【図１３】
図１３は本発明に係る回転軸と共に回転する外装ケースに圧電素子を配設し遊動する衝撃子により圧電素子に衝撃を与える発電機の説明斜視図である。
【図１４】
図１４は本発明に係る回転軸と共に回転する外装ケースに圧電素子を配設し遊動する衝撃子により圧電素子に衝撃を与える発電機の説明図である。
【図１５】
図１５は本発明に係る発電機にＬＥＤと制御回路を装着し振り子状の衝撃子が圧電素子に衝撃を与える発電機の説明図である。
【図１６】
図１６は本発明に係る発電機にＬＥＤと制御回路を一体化して装着しハンマー状の衝撃子が圧電素子に衝撃を与える発電機の説明図である。
【図１７】
図１７は本発明に係る圧電素子に発生する電圧を計測したグラフである。
【符号の説明】
Ａ…外装ケース
Ａａ…作動子
Ｂ…外装ケース支持部
１…圧電素子
２…衝撃子
２ａ…弾性細線
２ｂ…弾性細線基線
２ｃ…揺動軸
３…回転軸
４…突起部
５…回転羽根
６…衝突物
７…スプリング
８…羽根
９…スライド軸
１０…カム
１０ａ…突起部  
１１…扇型歯車
１２…振動子
１３…ＬＥＤ
１４…リング部材
１５…弾性部材
１６…制御回路
【手続補正２】
【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】
2002262584.tif 000001
【図２】
2002262584.tif 000002
【図３】
2002262584.tif 000003
【図４】
2002262584.tif 000004
【図５】
2002262584.tif 000005
【図６】
2002262584.tif 000006
【図７】
2002262584.tif 000007
【図８】
2002262584.tif 000008
【図９】
2002262584.tif 000009
【図１０】
2002262584.tif 000010
【図１１】
2002262584.tif 000011
【図１２】
2002262584.tif 000012
【図１３】
2002262584.tif 000013
【図１４】
2002262584.tif 000014
【図１５】
2002262584.tif 000015
【図１６】
2002262584.tif 000016
【図１７】
2002262584.tif 000017