DE112014003466B4 - Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung - Google Patents

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Takeshi Nomura
Hidenori Katsumura
Hiroshi Kagata
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Abstract

Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung (64), beinhaltend ein Leistungserzeugungselement (16), das dafür ausgelegt ist, an einem Schwingungselement (30) zum Umwandeln von Schwingungsenergie des Schwingungselementes (30) in elektrische Energie angebracht zu werden, wobei:die Vorrichtung ein Mehrfach-Freiheitsgrad-Schwingungssystem beinhaltet, das ein erstes Schwingungssystem (32), in dem ein erstes Masseelement (66) elastisch durch ein erstes Federelement (78) gestützt ist, und ein zweites Schwingungssystem (34), in dem ein zweites Masseelement (48) elastisch mit dem ersten Masseelement (66) durch ein zweites Federelement (50) verbunden ist, umfasst;das Leistungserzeugungselement (16) zwischen dem ersten Masseelement (66) und dem zweiten Masseelement (48) angeordnet ist und eine Relativversetzung des ersten Masseelementes (66) und des zweiten Masseelementes (48) bewirkt wird, wenn eine Schwingung von dem Schwingungselement (30) auf das erste Masseelement (66) ausgeübt und auf das zweite Masseelement (48) übertragen wird, sodass die Schwingungsenergie des Schwingungselementes (30) in das Leistungserzeugungselement (16) eingeleitet wird;eine natürliche Frequenz des ersten Schwingungssystems (32) von einer natürlichen Frequenz des zweiten Schwingungssystems (34) verschieden ist;das erste Federelement (78) von einem Gummielastikkörper gebildet ist,ein Anbringungselement an dem Schwingungselement (30) angehaftet ist, wobei das Anbringungselement unter Verwendung einer Vertikalwandstruktur ausgebildet ist, die bezüglich der Außenumfangsseite des ersten Masseelementes (66) getrennt ist, und wobei die Außenumfangsoberfläche des ersten Masseelementes (66) mit Orientierung entgegengesetzt zu der Richtung ungefähr senkrecht zu einer Hauptschwingungseinleitungsrichtung zu dem Anbringungselement ausgerichtet ist,das erste Federelement (78) zwischen entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Flächen der Außenumfangsoberfläche des ersten Masseelementes (66) und des Anbringungselementes angeordnet ist,das erste Masseelement (66) eine hohle Struktur aufweist, die mit einem Unterbringungsraum (68) im Inneren versehen ist, und das zweite Schwingungssystem (34) innerhalb des Unterbringungsraums (68) untergebracht ist;das zweite Federelement (50) des zweiten Schwingungssystems (34) von einer Blattfeder gebildet wird und das Leistungserzeugungselement (16) an der Blattfeder montiert ist;ein Stützteil (42) innerhalb des Unterbringungsraumes (68) des ersten Masseelementes (66) entlang der Hauptschwingungseinleitungsrichtung vorsteht;eine Endseite der Blattfeder an dem Stützteil (42) angebracht und innerhalb des Unterbringungsraumes (68) an einer Position einwärts von einer Umfangswand (72) des ersten Masseelementes (66) gestützt ist; unddas zweite Masseelement (48) an einer anderen Endseite der Blattfeder angebracht ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung, die Schwingungsenergie eines Schwingungselementes unter Verwendung eines Leistungserzeugungselementes in elektrische Energie umwandelt, sowie eine Sensorvorrichtung, eine fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung und eine gebäudespezifische Licht emittierende Vorrichtung unter Verwendung derselben.
  • Hintergrund
  • Üblicherweise muss Vorrichtungen, die Sensorvorrichtungen, fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtungen, gebäudespezifische Licht emittierende Vorrichtungen oder dergleichen zum Detektieren von verschiedenen Arten von physikalischen Größen beinhalten, elektrische Leistung, die für deren Betrieb erforderlich ist, aus einer externen Leistungszuleitung, so beispielsweise einer Batterie, einer handelsüblichen Leistungsquelle bzw. dem Netz oder dergleichen, zugeleitet werden.
  • Hierbei beinhalten Sensorvorrichtungen einen Drucksensor zum Aufsetzen oder dergleichen, wie in der Veröffentlichung des ungeprüften japanischen Patentes Nr. JP 2013-147161 A (Patentdruckschrift 1) offenbart ist. Bei Kraftfahrzeugen treten jedoch zudem nicht wenige Fälle auf, in denen die Anzahl von darin montierten Sensoren, darunter verschiedene Arten von mechanischen Sensoren, elektromagnetischen Sensoren, Temperatursensoren, optischen Sensoren und chemischen Sensoren, 100 übersteigt. Zudem beinhalten fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtungen eine Eckstange und ein Seitenspiegellicht, wie in der Veröffentlichung des ungeprüften japanischen Patentes Nr. JP 2005-067365 A (Patentdruckschrift 2) beziehungsweise der Veröffentlichung des ungeprüften japanischen Patentes Nr. JP H08-104170 A (Patentdruckschrift 3) oder dergleichen offenbart ist, von denen viele an Elementen montiert werden sollen, die insbesondere das Ende des Fahrzeuges bilden. Darüber hinaus beinhalten gebäudespezifische Licht emittierende Vorrichtungen eine Licht emittierende Vorrichtung oder dergleichen zum Beleuchten einer Treppe eines Hauses, wie in dem japanischen Patent Nr. JP 4 290 690 B2 (Patentdruckschrift 4) offenbart ist.
  • Da jedoch beispielsweise bei einer Sensorvorrichtung oder einer Licht emittierenden Vorrichtung für Kraftfahrzeuge die Anzahl der Sensorvorrichtungen beträchtlich ist und viele Licht emittierende Vorrichtungen nahe am Ende des Fahrzeugkörpers und dergleichen montiert sind, kann das Anordnen des Leistungszuführers von der Batterie her zu einer Gewichtszunahme infolge der beträchtlichen Gesamterstreckung des Leistungszuführers führen, wodurch es schwierig wird, einen nachteiligen Effekt auf die Kilometerleistung oder Fahrleistung zu vermeiden. Da es bei der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung jedoch üblich ist, Licht unter Verwendung von Leistung aus dem Netz zu emittieren, ist die Vorrichtung während eines Stromausfalls gegebenenfalls unbrauchbar. Insbesondere während eines Unfalls bzw. Unglücks tritt ein Problem dahingehend auf, dass die Treppe oder der Korridor, die als Evakuierungsraum genutzt werden, nicht beleuchtet sind, wodurch die Gewährleistung der Sicherheit schwierig wird.
  • Es wäre denkbar, eine kleine Einbaubatterie, so beispielsweise eine Knopfbatterie, eine Leistungserzeugungsvorrichtung unter Verwendung eines Solarpanels oder eine drehtechnische Leistungserzeugungsvorrichtung zu verwenden, wie in der Veröffentlichung des ungeprüften japanischen Patentes Nr. JP 2009-254163 A (Patentdruckschrift 5) offenbart ist. Zudem wäre, wie in der vorerwähnten Patentdruckschrift 4 beschrieben ist, denkbar, elektrische Leistung dadurch zu erzeugen, dass ein flexibler Stufentritt durch das darauf wirkende Gewicht einer darüber gehenden Person verformt wird und die Verformung des Stufentrittes auf ein piezoelektrisches Element einwirkt.
  • Bei einer kleinen Einbaubatterie tritt jedoch das Problem aufwändiger Wartung auf, da die Batterie häufig ausgewechselt werden muss, während bei einem Solarpanel ein Problem dahingehend auftritt, dass Geräte, die Speicherbatterien und eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung beinhalten, gegebenenfalls große Abmessungen aufweisen, wobei zudem das Risiko einer Beschädigung beträchtlich sein kann. Da zudem die Verwendung der drehtechnischen Leistungserzeugungsvorrichtung aus der Beschreibung in Patentdruckschrift 5 auf Hochgeschwindigkeitsdrehteile, so beispielsweise an erster Stelle Verbindungsstangen eines (inneren) Verbrennungsmotors, beschränkt ist, können die Verwendungsbereiche hierfür klein sein, was das Problem der schwierigen Verwendbarkeit aufwirft. Des Weiteren ist die Verwendung der Leistungserzeugungsvorrichtung unter Verwendung des Stufentrittes aus der Offenbarung in Patentdruckschrift 4 auf den begehbaren Bereich von Gebäuden beschränkt, wobei der Tritt des begehbaren Bereiches flexibel ausgestaltet ist, was ein unangenehmes Gehgefühl verursacht. Zusätzlich ist der Freiheitsgrad bei der Ausgestaltung gegebenenfalls beträchtlich eingeschränkt, was ein Problem hinsichtlich eines nachteiligen Effektes beim Design des Gebäudes aufwirft.
  • Um dem in letzter Zeit aufgetretenen starken Bedarf an Energieeinsparung gerecht zu werden, sind in der Veröffentlichung des ungeprüften japanischen Patentes Nr. JP 2011-152004 A (Patentdruckschrift 6) entsprechend Leistungserzeugungsvorrichtungen vorgeschlagen worden, die Schwingungsenergie in elektrische Energie umwandeln. Bei der in Patentdruckschrift 6 beschriebenen Leistungserzeugungsvorrichtung ist der piezoelektrische Schwingungskörper ein Ein-Freiheitsgrad-Schwingungssystem, bei dem das Masseelement elastisch durch das Federelement gestützt ist, weshalb bei der Einleitung einer Schwingung mit einer Frequenz, die von der natürlichen Frequenz des Schwingungssystems verschieden ist, das Risiko besteht, nicht mehr zur Erzeugung einer ausreichenden Verformung des Federelementes und daher nicht mehr zu einer effektiven Leistungsgewinnung in der Lage zu sein.
  • Die internationale Veröffentlichung Nr. WO 2012/137695 A1 (Patentdruckschrift 7) und die mit der Patentdruckschrift 7 verwandte US 2013/0320807 A1 offenbaren eine Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung, die beinhaltet: ein Basiselement, das über einem Schwingungselement mit Erstreckung in der horizontalen Richtung angeordnet ist, eine Feder, die das Basiselement elastisch stützt, und ein Leistungserzeugungselement, das sich an dem Basiselement in der horizontalen Richtung erstreckt und sich gleichzeitig in der vertikalen Richtung biegen und schwingen kann, wobei das Leistungserzeugungselement von dem Basiselement gestützt wird. Darüber hinaus offenbart die internationale Veröffentlichung Nr. WO 2013/024848 A1 (Patentdruckschrift 8) eine Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung, die beinhaltet: einen Rückhalterahmen zur Anbringung an einem Schwingungskörper, einen Stützrahmen in Form eines rechteckigen Rahmens, der von dem Rückhalterahmen elastisch gestützt wird, eine Schwingungsplatte, die von der Umfangswand des Stützrahmens nach innen vorsteht, und ein Leistungserzeugungselement, das an der Schwingungsplatte montiert ist. Der Einsatz von derartigen Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtungen ermöglicht es, die Leistungszuführung von außen zu verringern oder ganz zu vermeiden.
  • Bei den Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtungen aus der Offenbarung in Patentdruckschriften 7 und 8 tritt jedoch gegebenenfalls ein Problem dahingehend auf, dass es weiterhin schwierig bleibt, die gewünschte Leistungserzeugung zum Zeitpunkt der Schwingungseinleitung stabil und effizient zu verwirklichen.
  • US 2013/0062999 A1 beschreibt eine Energie-Ernte-Vorrichtung umfassend einen hohlen prismatischen Körper, der aus mehreren Flächen besteht, die mit einer piezoelektrischen Schicht beschichtet sind, mehrere längliche Ausleger, die räumlich voneinander angeordnet und durch die Flächen der hohlen prismatischen Körper eingeführt sind, wobei die länglichen Ausleger mit einer piezoelektrischen Schicht beschichtet sind, und mindestens ein inneres elastisches Mittel einer bestimmten Steifigkeit, das mit einem Ende an dem hohlen prismatischen Körper befestigt ist, nachdem das Zentrum der Schwerkraft und die Masse des hohlen prismatischen Körpers bestimmt wurden, und das andere Ende an einer Basis befestigt ist, um stabil auf seiner Achse zu sein. Die Vorrichtung ist in der Lage ist, eine geringe Menge von in der Umgebung verfügbaren Schwingungsquellen zu detektieren und enorme Schwingungen an dem hohlen prismatischen Körper und den Auslegern zu erzeugen, wodurch die Vorrichtung veranlasst wird, elektrische Energie zu erzeugen.
  • US 2011/0204752 A1 beschreibt ein selbstversorgtes Impulserfassungssystem umfassend einen Signalsender, eine Energiespeicherkomponente, und einen Energie-Ernter. Der Energie-Ernter umfasst eine obere Platte, die konfiguriert ist, um einen Belastungsimpuls von einem externen Objekt auf seiner oberen Oberfläche zu empfangen, eine Bodenplatte, die gegenüber der oberen Platte positioniert ist und Raum zwischen der unteren Platte und der oberen Platte lässt, ein elastisches Element, das zwischen der oberen Platte und der unteren Platte positioniert ist, ein biegbares Substrat, das an einem ersten Ende an der unteren Oberfläche der oberen Platte befestigt ist, wobei das biegsame Substrat konfiguriert ist, um sich frei zu biegen, wobei es mit der oberen Platte und einem Stopper kollidiert, ein piezoelektrisches Element, das auf dem biegsamen Substrat positioniert ist; ein an einem zweiten Ende des biegsamen Substrats befestigtes Eigengewicht, wobei Kollisionen zwischen dem biegsamen Substrat, der oberen Platte und dem Anschlag bewirken, dass sich das biegsame Substrat zusammen mit dem piezoelektrischen Element biegt, um Leistung zu erzeugen.
  • KR 10 2013 010 760 A beschreibt eine Stromerzeugungsvorrichtung, die piezoelektrische Elemente verwendet. Eine Vibrationsplatte wird durch äußere Stöße oder Druck in Schwingung versetzt. An der Unterseite der Vibrationsplatte ist eine Stützplatte ausgebildet. Ein Piezoelektrizitätsmodul umfasst ein piezoelektrisches Element. Am Piezoelektrizitätsmodul ist ein Vibrationsgenerator befestigt. Ein Wandlerteil ändert die von dem piezoelektrischen Element erzeugte elektrische Energie.
  • JP 2012-079667 A beschreibt eine Alarmvorrichtung. Die Vorrichtung hat eine Antriebsteilschaltung, die eine Belastung von außen auf einen in einen flexiblen Körper integrierten piezoelektrischen Körper ausübt und einen elektrischen Impuls erzeugt und ein Licht emittierendes Element veranlasst Licht zur Auslösung eines Alarms zu emittieren durch eine Schalterfunktion des erzeugten elektrischen Impuls, oder eine Funktion zur Funkübertragung der Gefahreninformation, und ferner ein Speichermittel für elektrische Energie hat, die von einer Solarstrom-Erzeugungstafel mit einer Sekundärbatterie erhalten wird.
  • DE 41 42 885 A1 beschreibt eine Lagervorrichtung mit ersten und zweiten, im Abstand zueinander liegenden Platten, einem aktiven Dämpfungsorgan zwischen den Platten und Verbindungseinrichtungen zum Verbinden der Platten und damit zum Halten des Dämpfungsorgans, gekennzeichnet durch einen Bügel mit einem flachen, plattenförmigen Bereich zwischen der ersten und zweiten Platte, einem ersten aktiven Dämpfungsorgan, das eng eingepaßt zwischen der ersten Platte und dem plattenförmigen Bereich des Bügels liegt, einem zweiten Dämpfungsorgan, das eng eingepaßt zwischen dem flachen, plattenförmigen Bereich und der zweiten Platte liegt, welche Dämpfungsorgane selektiv durch Anlegen eines elektrischen Stroms ausdehnbar und zusammenziehbar sind, und eine Steuereinrichtung, die den Dämpfungsorganen einen elektrischen Strom derart zuleitet, daß die Schwingungen in Richtung einer Ausdehnung und eines Zusammenziehens des ersten und zweiten Dämpfungsorgans in der Amplitude gleich und in der Phase um 180° versetzt sind.
  • DE 101 40 629 A1 beschreibt ein Verfahren, welches vorsieht, dass die durch mechanische Belastungsänderung hervorgerufene Bewegung in mindestens einer Richtung beweglich gelagerten oder in sich elastisch beweglicher Bauwerke oder Bauwerksteile mittels zwischen beweglichen und festen Bauwerksteilen oder an ausgewählten Punkten elastischer Bewegung der Bauwerke oder Bauwerksteile angeordneter mechanisch/elektrischer Energiewandler in elektrische Energie gewandelt wird.
  • US 2011/0140578 A1 beschreibt ein kleiner piezoelektrischer Stromgenerator bereitgestellt, der auf ein drahtloses Sensornetzwerksystem eines Reifendrucküberwachungssystems (TPMS) zum Überwachen einer inneren Umgebung eines Reifens, wie beispielsweise einer Luftdruckänderung im Reifen, angewendet wird. Insbesondere wenn das in den Reifen eingebaute System, in dem Luftdruck-, Temperatur- und Beschleunigungssensoren montiert sind, im TPMS für ein Automobil betrieben wird, kann ein kleiner piezoelektrischer Stromgenerator für das TPMS als Stromquelle anstelle einer herkömmlichen Batterie verwendet werden. Der piezoelektrische Stromgenerator umfasst ein Substrat mit einer Elektrode zum Übertragen von Strom nach außen, eine auf dem Substrat gebildete Metallplatte und einen piezoelektrischen Körper, der auf der Metallplatte angeordnet ist und die von einem piezoelektrischen Material erzeugte Leistung auf die Elektrode überträgt.
  • JP 2012-005192 A beschreibt ein mechanischer Schwingungsübertragungsteil zum Übertragen mechanischer Schwingungen, ein erstes Schwingungsteil, das mit dem mechanischen Schwingungsübertragungsteil verbunden ist, und ein zweites Schwingungsteil, das mit dem mechanischen Schwingungsübertragungsteil verbunden ist. Das erste Schwingungsteil beinhaltet ein erstes piezoelektrisches Teil und das zweite Schwingungsteil beinhaltet ein zweites piezoelektrisches Teil. Das erste Schwingungsteil und das zweite Schwingungsteil werden miteinander durch das mechanische Schwingungsübertragungsteil kombiniert, so dass eine Stromerzeugungskomponente und ein Stromgenerator im symmetrischen Modus oder im diagonalsymmetrischen Modus, oder ansonsten in beiden von diesen, vibriert werden.
  • Intensive Forschung und Tests seitens der Erfinder haben unlängst ein Problem dahingehend offenkundig gemacht, dass es schwierig ist, den Verformungszustand des Leistungserzeugungselementes, der von der Schwingungseinleitung herrührt, zu stabilisieren. Insbesondere ist für das Leistungserzeugungselement oder das piezoelektrische Element diejenige Richtung der Schwingung, die zur Leistungserzeugung beiträgt, vorbestimmt. Demgegenüber ist es schwierig, die Richtung der Schwingung des Basiselementes oder des Rückhalterahmens mit elastischer Stützung durch das Schwingungselement zu bestimmen. Wenn daher das Basiselement oder der Rückhalterahmen in einer Richtung, die nicht zur Leistungserzeugung beiträgt, infolge einer Schwingungseinleitung von außen schwingt, tritt eine Vielzahl von Schwingungsverformungen, so beispielsweise eine Oszillation (Pitching), eine Torsion, ein Emporheben (Prizing) oder dergleichen in dem Leistungserzeugungselement oder dem piezoelektrischen Element auf. Infolgedessen wird die Schwingungsverformung instabil, was das Problem der schwierigen stabilen Erzielung des gewünschten Leistungserzeugungseffektes aufwirft.
  • Druckschriften zum Hintergrund
  • Patentdruckschriften
    • Patentdruckschrift 1: JP 2013-147161 A
    • Patentdruckschrift 2: JP 2005-067365 A
    • Patentdruckschrift 3: JP H08-104170 A
    • Patentdruckschrift 4: JP 4 290 690 B2
    • Patentdruckschrift 5: JP 2009-254163 A
    • Patentdruckschrift 6: JP 2011-152004 A
    • Patentdruckschrift 7: WO 2012/137695 A1
    • Patentdruckschrift 8: WO 2013/024848 A1
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfindung ist durch die unabhängigen Ansprüche definiert, während bevorzugte Ausführungsformen den Gegenstand der abhängigen Ansprüche bilden.
  • Von der Erfindung zu lösendes Problem
  • Die vorliegende Erfindung wurde mit den vorbeschriebenen Gegebenheiten im Hintergrund gemacht, wobei eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung mit einer neuartigen Struktur besteht, die in der Lage ist, eine hocheffiziente Leistungserzeugung in Bezug auf eine Schwingungseinleitung über einen breiten Frequenzbereich zu verwirklichen, wie auch in der Bereitstellung einer Sensorvorrichtung, einer fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung und einer gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung unter Verwendung derselben.
  • Mittel zum Lösen des Problems
  • Insbesondere stellt ein erster Modus der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit einer Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung eine Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung bereit, die beinhaltet: ein Leistungserzeugungselement, das dafür ausgelegt ist, an einem Schwingungselement zum Umwandeln von Schwingungsenergie des Schwingungselementes in elektrische Energie angebracht zu werden, wobei die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass: die Vorrichtung ein Mehrfach-Freiheitsgrad-Schwingungssystem beinhaltet, das ein erstes Schwingungssystem, in dem ein erstes Masseelement elastisch durch ein erstes Federelement gestützt ist, und ein zweites Schwingungssystem, in dem ein zweites Masseelement elastisch mit dem ersten Masseelement durch ein zweites Federelement verbunden ist, umfasst; das Leistungserzeugungselement zwischen dem ersten Masseelement und dem zweiten Masseelement angeordnet ist und eine Relativversetzung des ersten Masseelementes und des zweiten Masseelementes bewirkt wird, wenn eine Schwingung von dem Schwingungselement auf das erste Masseelement ausgeübt und auf das zweite Masseelement übertragen wird, sodass die Schwingungsenergie des Schwingungselementes in das Leistungserzeugungselement eingeleitet wird; eine natürliche Frequenz des ersten Schwingungssystems von einer natürlichen Frequenz des zweiten Schwingungssystems verschieden ist; das erste Federelement von einem Gummielastikkörper gebildet ist; ein Anbringungselement an dem Schwingungselement angehaftet ist, wobei das Anbringungselement unter Verwendung einer Vertikalwandstruktur ausgebildet ist, die bezüglich der Außenumfangsseite des ersten Masseelementes getrennt ist, und wobei die Außenumfangsoberfläche des ersten Masseelementes mit Orientierung entgegengesetzt zu der Richtung ungefähr senkrecht zu einer Hauptschwingungseinleitungsrichtung zu dem Anbringungselement ausgerichtet ist, das erste Masseelement eine hohle Struktur aufweist, die mit einem Unterbringungsraum im Inneren versehen ist, und das zweite Schwingungssystem innerhalb des Unterbringungsraums untergebracht ist; das zweite Federelement des zweiten Schwingungssystems von einer Blattfeder gebildet wird und das Leistungserzeugungselement an der Blattfeder montiert ist; ein Stützteil innerhalb des Unterbringungsraumes des ersten Masseelementes entlang der Hauptschwingungseinleitungsrichtung vorsteht; eine Endseite der Blattfeder an dem Stützteil angebracht und innerhalb des Unterbringungsraumes an einer Position einwärts von einer Umfangswand des ersten Masseelementes gestützt ist; und das zweite Masseelement an einer anderen Endseite der Blattfeder angebracht ist.
  • Bei der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung mit einem Aufbau entsprechend dem vorliegenden Modus weist das erste Masseelement eine hohle Struktur auf, bei der der gesamte Umfang hiervon von der Umfangswand umgeben ist. Bei dieser Struktur kann der Schwerpunkt des ersten Masseelementes effizient einwärts von der Außenumfangsoberfläche der Umfangswand gewählt werden, wodurch eine Stabilisierung des Schwingungszustandes und eine Erleichterung bei der Ausgestaltung des ersten Schwingungssystems erreicht werden. Durch Anordnen des zweiten Schwingungssystems innerhalb des Unterbringungsraumes, der innerhalb des ersten Masseelementes ausgebildet ist, erreicht die Umfangswand des ersten Masseelementes ohne Weiteres Staubdichtigkeits- und Wasserdichtigkeitsfunktionen für die Anordnungszone des zweiten Schwingungssystems. Dies verhindert den Einfluss einer Störung, wodurch der Schwingungszustand des zweiten Schwingungssystems ebenfalls stabilisiert wird.
  • Darüber hinaus ist die Blattfeder, die das Federelement des zweiten Schwingungssystems bildet, von dem Stützteil gestützt, der von der Umfangswand des ersten Masseelementes an einer Position einwärts von der Umfangswand innerhalb des Unterbringungsraumes vorsteht. Bei dieser Anordnung ist es möglich, eine hohe Schwingungsverstärkung durch das schwache Dämpfvermögen der Blattfeder zu erhalten, wodurch die Leistungserzeugungseffizienz verbessert wird. Darüber hinaus werden Schwingungen in derjenigen Richtung, die für die Leistungserzeugung effektiv ist, stabil von dem ersten Schwingungssystem während der Schwingungsübertragung in das zweite Schwingungssystem eingeleitet, sodass die Leistungserzeugungseffizienz verbessert wird. Insbesondere ist der Stützteil der Blattfeder einwärts von der Umfangswand des ersten Masseelementes innerhalb des Unterbringungsraumes positioniert. Entsprechend kann eine Schwingung in Stoßrichtung (direction of bounce) (vertikale Richtung), deren Amplitude an der Zentralseite des ersten Masseelementes groß wird und die effektiv eine Biegeverformung der Blattfeder bewirkt und zur Leistungserzeugung des Leistungserzeugungselementes beiträgt, effektiv als Schwingungseinleitung von dem ersten Masseelement in das erste Schwingungssystem durch den Stützteil übertragen werden. Es wird die Übertragung einer Komponente in Richtung der Schwingung, deren Amplitude am Außenumfang des ersten Masseelementes groß wird, also beispielsweise ein Pitching (Oszillation), eine Torsion, ein Emporheben (Prizing) oder dergleichen des ersten Masseelementes, minimiert. Im Ergebnis wird eine irreguläre Verformung der Blattfeder verhindert, wodurch es möglich wird, die Leistungserzeugungswirkung durch das Leistungserzeugungselement infolge der gewünschten Schwingungsverformung der Blattfeder in Biegerichtung stabiler zu verwirklichen.
  • Als Leistungserzeugungselement, das an der Blattfeder montiert ist, können ein piezoelektrisches Element, ein magnetostriktives Element oder dergleichen, die eine mechanische physikalische Größe einer Verwindung, Verformung, Belastung oder dergleichen einer Blattfeder in Energie umwandeln können, geeignet verwendet werden. Zudem kann als Blattfeder eine Metallfeder, so beispielsweise Federstahl oder dergleichen, geeignet verwendet werden, und es ist ebenfalls möglich, entsprechend den Gegebenheiten eine Harzfeder oder dergleichen zu verwenden, wobei es zudem möglich ist, die gewünschte Dämpfeigenschaft durch Beschichten der Oberfläche mit Gummi ergänzend zu erweitern.
  • Bei der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung dieses Modus wird bei einer Mehrzahl von wechselseitig verschiedenen natürlichen Frequenzen ein ausreichend großes Ausmaß der Relativversetzung des ersten Masseelementes und des zweiten Masseelementes durch das Resonanzfrequenzphänomen sichergestellt, wodurch es möglich wird, effizient ein Leistungserzeugungsausmaß des Leistungserzeugungselementes zu erhalten, das man entsprechend dem Ausmaß der Relativversetzung des ersten Masseelementes und des zweiten Masseelementes erhält.
  • Durch Anordnen des Leistungserzeugungselementes zwischen den ersten und zweiten Masseelementen des Mehrfach-Freiheitsgrad-Schwingungssystems während einer Schwingungseinleitung in einem Frequenzbereich, in dem das erste Masseelement und das zweite Masseelement in der Umkehrphase relativ versetzt sind, ist es sogar bei Einleitung einer Schwingung mit einer Frequenz, die von der natürlichen Frequenz des Schwingungssystems verschieden ist, möglich, ein großes Ausmaß der Relativversetzung des ersten Masseelementes und des zweiten Masseelementes sicherzustellen. Hierdurch wird es möglich, ein ausreichendes Leistungserzeugungsausmaß des Leistungserzeugungselementes zusätzlich zur Schwingungseinleitung in einem breiten Frequenzbereich zu erhalten und damit effektiv Leistung zu beziehen.
  • Hierbei bezeichnet der Begriff „Relativversetzung“ die Schwingung des Schwingungselementes, die auf das erste Masseelement über das erste Federelement einwirkt, wobei das erste Masseelement selbst schwingt und die Schwingung sodann weiter auf das zweite Masseelement über das zweite Federelement übertragen wird, wobei das zweite Masseelement in Bezug auf das erste Masseelement versetzt wird.
  • Auf diese Weise ist bei der Leistungserzeugungsvorrichtung dieses Modus nicht nur bei Einleitung einer Schwingung mit einer Frequenz, die auf die mechanische natürliche Frequenz des Schwingungssystems abgestimmt ist, sondern auch bei Einleitung einer Schwingung in einem Frequenzbereich, der von der natürlichen Frequenz verschieden ist, eine effektive Leistungserzeugung verwirklicht, und es wird möglich, Schwingungsenergie effizient in elektrische Energie umzuwandeln.
  • Ein zweiter Modus der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung stellt diejenige entsprechend dem ersten Modus bereit, wobei ein Schwerpunkt des ersten Masseelementes innerhalb des Unterbringungsraumes gewählt ist.
  • Bei der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung dieses Modus ist der Schwerpunkt des ersten Masseelementes innerhalb des Unterbringungsraumes gewählt, wo die Stützbasis angeordnet ist, und kann daher näher am Stützpunkt der Blattfeder, also dem Federelement des zweiten Schwingungssystems, gewählt werden. Hierdurch kann effektiver verhindert werden, dass bei dem ersten Masseelement eine Schwingungskomponente wie das Pitching (Oszillation), die Torsion, das Prizing oder dergleichen auf das zweite Schwingungssystem übertragen wird, wodurch die Abnahme der irregulären Verformung und der Schwingung der Blattfeder wie auch die damit einhergehende Stabilisierung der Leistungserzeugungswirkung durch das Leistungserzeugungselement weiter gefördert werden.
  • Ein dritter Modus der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung stellt diejenige entsprechend dem ersten oder zweiten Modus bereit, wobei die natürliche Frequenz des zweiten Schwingungssystems bei einer niedrigeren Frequenz in Bezug auf die natürliche Frequenz des ersten Schwingungssystems gewählt ist.
  • Bei der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung des dritten Modus ist die natürliche Frequenz des zweiten Schwingungssystems bei einer niedrigen Frequenz in Bezug auf die natürliche Frequenz des ersten Schwingungssystems gewählt, sodass die Federkonstante des zweiten Federelementes klein gewählt werden kann, wodurch es leichter wird, ein ausreichendes Ausmaß der Relativversetzung des zweiten Masseelementes in Bezug auf das erste Masseelement sicherzustellen, und wodurch es zudem leichter wird, die Leistungserzeugungseffizienz entsprechend dem Ausmaß der Relativversetzung des ersten Masseelementes und des zweiten Masseelementes zu verbessern. In einem Bereich niedrigerer Frequenz als der Antiresonanzfrequenz erfolgt bei einem Zwei-Freiheitsgrade-Schwingungssystem die Versetzung in derselben Phase in Bezug auf die eingeleitete Schwingung sowohl bei dem ersten Masseelement wie auch bei dem zweiten Masseelement, sodass die Energie der eingeleiteten Schwingung effizient auf die ersten und zweiten Schwingungssysteme ausgeübt werden kann und es möglich wird, eine effektive Leistungserzeugung zu verwirklichen.
  • Ein vierter Modus der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung stellt diejenige entsprechend einem der ersten bis dritten Modi bereit, wobei die natürliche Frequenz des ersten Schwingungssystems bei einer höheren Frequenz als der elektrischen Antiresonanzfrequenz des zweiten Schwingungssystems gewählt ist.
  • Beim vierten Modus tritt in einem Bereich einer höheren Frequenz als der elektrischen Antiresonanzfrequenz, bei der ein Abfall der Leistungserzeugungseffizienz leicht zu einem Problem bei der Leistungserzeugungsvorrichtung des Ein-Freiheitsgrad-Schwingungssystems werden kann, eine Verbesserung bei der Leistungserzeugungseffizienz auf Grundlage der Resonanz oder dergleichen bei der zweiten natürlichen Frequenz des Schwingungssystems auf, und es wird möglich, eine effektive Leistungserzeugung bei der Schwingungseinleitung von breiteren Frequenzbereichen zu verwirklichen.
  • Ein fünfter Modus der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung stellt diejenige entsprechend einem der ersten bis vierten Modi bereit, wobei die natürliche Frequenz des ersten Schwingungssystems gleich dem √2-Fachen oder weniger in Bezug auf die natürliche Frequenz des zweiten Schwingungssystems ist.
  • Beim fünften Modus wird es dadurch, dass die Schwingung des ersten Schwingungssystems und die Schwingung des zweiten Schwingungssystems wechselseitig übertragen werden und in einem kombinierten Schwingungszustand befindlich sind, möglich, einen Schwingungszustand des ersten Schwingungssystems und des zweiten Schwingungssystems über einen breiten Frequenzbereich wechselseitig zu ergänzen und aufrechtzuerhalten, wodurch eine effiziente Leistungserzeugung verwirklicht wird.
  • Ein sechster Modus der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung stellt diejenige entsprechend einem der ersten bis fünften Modi bereit, wobei eine Resonanzreaktionsverstärkung des zweiten Schwingungssystems größer als eine Resonanzreaktionsverstärkung des ersten Schwingungssystems gemacht wird und wobei ein Produkt einer Masse des ersten Masseelementes und der Resonanzreaktionsverstärkung des ersten Schwingungssystems größer als ein Produkt einer Masse des zweiten Masseelementes und der Resonanzreaktionsverstärkung des zweiten Schwingungssystems ist.
  • Dadurch, dass beim sechsten Modus die Resonanzreaktionsverstärkung des zweiten Schwingungssystems größer als die Resonanzreaktionsverstärkung des ersten Schwingungssystems gemacht wird, wird eine große Amplitude des zweiten Masseelementes während einer Schwingungseinleitung sichergestellt, wobei eine effiziente Leistungserzeugung bei dem in dem zweiten Schwingungssystem angeordneten Leistungserzeugungselement verwirklicht ist. Zudem wird der Offsetschwingungsdämpfungswirkung, die zwischen dem ersten Schwingungssystem und dem zweiten Schwingungssystem wirkt, entgegengewirkt, und es werden Schwingungszustände des ersten Schwingungssystems und des zweiten Schwingungssystems stabil sichergestellt, sodass eine effektive Leistungserzeugung für eine Breitbandschwingung verwirklicht ist.
  • Ein siebter Modus der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung stellt diejenige entsprechend einem der ersten bis sechsten Modi bereit, wobei ein Anschlagmittel vorgesehen ist, das die Relativversetzung des zweiten Masseelementes in Bezug auf das erste Masseelement begrenzt.
  • Beim siebten Modus wird eine übermäßige Relativversetzung des ersten Masseelementes und des zweiten Masseelementes durch das Anschlagmittel verhindert, es wird die Einleitung in das Leistungserzeugungselement begrenzt, und es wird eine Beschädigung oder dergleichen an dem Leistungserzeugungselement verhindert.
  • Gemäß dem ersten Modus ist das erste Federelement von einem Gummielastikkörper gebildet.
  • Hierbei ist das erste Federelement unter Verwendung eines Gummielastikkörpers mit Dämpfeigenschaften gebildet, sodass ein ausreichendes Ausmaß der Relativversetzung des ersten Masseelementes und des zweiten Masseelementes für die Einleitung in einem breiteren Frequenzbereich sichergestellt ist und eine effektive Leistungserzeugung verwirklicht wird.
  • Ein achter Modus der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung stellt diejenige nach einem der ersten bis siebten Modi bereit, wobei die Vorrichtung dafür ausgelegt ist, an einem Ort des Schwingungselementes montiert zu werden, wo Schwingungen von mehreren Typen, deren Schwingungsniveaus innerhalb von wechselseitig verschiedenen Frequenzbereichen maximal werden, auf das Mehrfach-Freiheitsgrad-Schwingungssystem ausgeübt werden.
  • Beim achten Modus wird es durch Einsetzen der Leistungserzeugungsvorrichtung mit einem Aufbau entsprechend der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines Mehrfach-Freiheitsgrad-Schwingungssystems bei einem spezifischen Schwingungselement mit einer Schwingungsspitze in einer Mehrzahl von verschiedenen Frequenzbereichen möglich, eine stabile Leistungserzeugungseffizienz bei verschiedenen Gegebenheiten zu erhalten. Mit Blick auf das Schwingungselement, bei dem dieser Modus zum Einsatz kommt, beinhalten Beispiele eine elektrische Waschmaschine, bei der sich die Schwingungsfrequenz entsprechend dem Gewicht der Wäsche oder dergleichen ändert, ein Kraftfahrzeug, bei dem sich die Schwingungsfrequenz beispielsweise entsprechend dem Fahrzustand oder dergleichen ändert, und dergleichen mehr.
  • Ein neunter Modus der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung stellt diejenige entsprechend einem der ersten bis achten Modi bereit, wobei die Masse des ersten Masseelementes gleich 10% oder mehr einer äquivalenten Masse des Schwingungselementes ist.
  • Beim neunten Modus wirkt das erste Schwingungssystem als dynamischer Dämpfer, der die Schwingung des Schwingungselementes versetzt und verringert, wodurch es möglich wird, eine effektive Schwingungsdämpfungswirkung zu erhalten.
  • Ein zehnter Modus der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung stellt diejenige entsprechend einem der ersten bis neunten Modi bereit, wobei die Vorrichtung einen Überträger beinhaltet, der einen Ausgabezustand des Leistungserzeugungselementes nach außen überträgt.
  • Beim zenhten Modus ist es nicht nur möglich, den Ausgabezustand der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung von außen her, also beispielsweise von einem entfernt befindlichen Ort aus, zu überwachen, sondern auch den Schwingungszustand etc. des Schwingungskörpers oder dergleichen zu sehen, an dem die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung montiert ist, und zwar durch den Ausgabezustand der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung.
  • Ein elfter Modus der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung stellt diejenige des zehnten Modus bereit, wobei der Überträger eine Drahtlosübertragungsvorrichtung umfasst und der Ausgabezustand des Leistungserzeugungselementes dafür ausgelegt ist, drahtlos nach außen dadurch übertragen zu werden, dass die Drahtlosübertragungsvorrichtung unter Verwendung einer elektrischen Leistung betrieben wird, die durch Einleitung von Schwingungsenergie in das Leistungserzeugungselement bezogen wird.
  • Beim elften Modus ist keine Verdrahtung eines Leistungszuführungskabels oder eines Signalübertragungskabels zwischen der Vorrichtung und dem Äußeren beim Übertragen des Ausgabezustandes des Leistungserzeugungselementes erforderlich. Hierdurch wird es möglich, die Struktur der Vorrichtung und den Einbauvorgang der Vorrichtung zu vereinfachen. Darüber hinaus werden die Gegebenheiten beim Einbau der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung verbessert, wodurch diejenigen Orte mehr werden, an denen die Vorrichtung geeignet montiert werden kann.
  • Ein erster Modus der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit einer Sensorvorrichtung stellt eine Sensorvorrichtung bereit, die ein Erfassungselement beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung gemäß Definition bei einem der ersten bis elften Modi der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit einer Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung vorgesehen ist; und elektrische Leistung, die durch die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung bezogen wird, versorgungsautark ausgelegt ist.
  • Die Sensorvorrichtung mit einem Aufbau entsprechend dem vorliegenden Modus wurde eingedenk des Problems erfunden, dass bei der Sensorvorrichtung mit vorbeschriebenem herkömmlichem Aufbau ein großer Teil der Gesamterstreckung der Leistungszuführung gegebenenfalls zu einer Gewichtszunahme oder dergleichen führt. Insbesondere hat man im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung angedacht, eine Leistungserzeugungsvorrichtung unter Nutzung einer erzeugten Schwingung in praktischen Gebrauch zu nehmen, um die Anzahl der Verdrahtungen der Zuleitdrähte zur Leistungszuführung oder Ausgabe zu verringern, die von der Sensorvorrichtung benötigt werden, die beispielsweise an einem Fahrzeug, so beispielsweise einem Kraftfahrzeug oder dergleichen, montiert ist. Dies rührt daher, dass es dann, wenn die Sensorvorrichtung eine Leistungserzeugungsvorrichtung beinhaltet, beispielsweise durch Versorgungsautarkie der Leistungszuleitung zur Erfassung oder durch drahtloses Übertragen der Detektionssignale oder dergleichen möglich wird, Verdrahtungen der Zuleitdrähte zur Leistungszuführung und/oder Ausleitung zu vermeiden.
  • Gleichwohl werden beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug oder dergleichen Schwingungen durch eine Leistungseinheit, die einen (inneren) Verbrennungsmotor beinhaltet, oder durch Räder erzeugt. Entsprechend sind in Abhängigkeit von Fahrgegebenheiten oder dergleichen eingeleitete Schwingungen verschieden, es ändern sich Schwingungsfrequenzen über einen breiten Bereich, und es können zudem eingeleitete Schwingungsrichtungen variieren, weshalb nicht zu erwarten ist, dass Schwingungen nur in einer spezifischen Richtung eingeleitet werden. Demgegenüber beinhalten Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtungen üblicherweise ein Resonanzsystem, das auf einen spezifischen Frequenzbereich abgestimmt ist, und sind dafür ausgelegt, die Leistungserzeugung dadurch durchzuführen, dass sie sich einer Resonanzwirkung des Resonanzsystems bedienen, sowie dafür, eine effektive Leistungserzeugung in Bezug auf Schwingungen in einer spezifischen Richtung zu zeigen. Sogar dann, wenn eine Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung an dem Fahrzeug montiert ist, ist es daher schwierig, eine ausreichende Leistungserzeugungseffizienz zu erhalten, wodurch es schwer wird, einen stabilen Betrieb zu erhalten.
  • Bei derartigen Gegebenheiten wurde als Ergebnis intensiver Forschungen seitens der Erfinder die vorbeschriebene Erfindung entsprechend dem ersten Modus der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit einer Sensorvorrichtung verwirklicht. Bei der Sensorvorrichtung entsprechend dem vorliegenden Modus ist, da die Vorrichtung selbst eine Leistungserzeugungsvorrichtung beinhaltet, eine Leistungszuleitung von außen her, wenn elektrische Leistung für den Betrieb erforderlich ist, nicht notwendig. Hierdurch wird es möglich, Zuleitdrähte zur Leistungszuführung zu vermeiden oder zu verringern, wodurch die Gewichtszunahme infolge des Verlegens von derart vielen Drähten minimiert wird. Insbesondere durch Einsetzen der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung als Leistungserzeugungsvorrichtung ist es möglich, die erforderliche elektrische Energie bei denjenigen, die eine Schwingungsquelle aufweisen, also beispielsweise bei einer Leistungseinheit, die einen (inneren) Verbrennungsmotor oder eine Elektromotorvorrichtung beinhaltet, wie auch bei denjenigen, die eine Schwingungseinleitung von außen her erfahren, also beispielsweise bei Fahrzeugen wie Kraftfahrzeugen oder dergleichen, bei Maschinenwerkzeugen, Haushaltsgeräten, Brücken und Pfeilern oder Gebäudeböden oder dergleichen, effizient aus der Schwingungsenergie zu erhalten.
  • Insbesondere setzt der vorliegende Modus die ersten und zweiten Schwingungssysteme mit der spezifischen Struktur ein, bei der das erste Masseelement eine hohle Struktur aufweist und der Stützteil, der von der Umfangswand des ersten Masseelementes vorsteht, die Blattfeder des zweiten Schwingungssystems stützt. Bei dieser Anordnung ist es möglich, eine hohe Schwingungsverstärkung durch die schwache Dämpfeigenschaft der Blattfeder zu erhalten, wodurch die Leistungserzeugungseffizienz verbessert wird. Zudem werden Schwingungen in derjenigen Richtung, die für die Leistungserzeugung effektiv ist, stabil von dem ersten Schwingungssystem in das zweite Schwingungssystem eingeleitet, um so die Leistungserzeugungseffizienz zu verbessern und zu stabilisieren. Insbesondere erfahren Fahrzeuge, so beispielsweise Kraftfahrzeuge oder dergleichen, Schwingungen in verschiedenen Richtungen in Abhängigkeit von Fahrgegebenheiten oder dergleichen. Sogar in einem Zustand, in dem eine Vielzahl von Schwingungen eingeleitet wird, werden gleichwohl im Zusammenhang mit Schwingungen, die auf das zweite Schwingungssystem mit dem Leistungserzeugungselement übertragen werden, Schwingungsübertragungen in derjenigen Richtung, die für die Leistungserzeugung von Vorteil ist, effektiv aufrechterhalten, während Schwingungsübertragungen in den anderen Richtungen verringert werden. Die Schwingungsleistungserzeugungswirkung des zweiten Schwingungssystems wird hierdurch stabilisiert.
  • Darüber hinaus setzt der vorliegende Modus die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung mit der spezifischen Struktur ein, bei der zwei Schwingungssysteme kombiniert werden und die natürlichen Frequenzen der jeweiligen Schwingungssysteme voneinander verschieden sind. Hierdurch wird es möglich, eine gute Leistungserzeugungseffizienz, also eine Umwandlungseffizienz von Schwingungsenergie in elektrische Energie über einen breiten Frequenzbereich, zu erhalten. Insbesondere bei Fahrzeugen, so beispielsweise bei Kraftfahrzeugen oder dergleichen, sind Änderungen bei der erzeugten Schwingungsfrequenz in Abhängigkeit von der Drehzahl der Leistungseinheit, der Fahrgeschwindigkeit und dergleichen mehr unvermeidlich. Hierbei ist es in einem derartigen speziellen Schwingungszustand durch Einsetzen der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung mit der vorbeschriebenen spezifischen Struktur, die zwei Schwingungssysteme in Kombination beinhaltet, möglich, eine stabile elektrische Leistung zu beziehen, um so effektiv eine elektrische Leistung, die für die Sensorvorrichtung erforderlich ist, zuzuleiten und einen stabilen Sensorbetrieb zu verwirklichen. Man beachte, dass es bei der Sensorvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung nicht nötig ist, die Betriebsleistung für die Vorrichtung, die Lichtemission oder einen Alarm nur durch die versorgungsautarke elektrische Leistung bereitzustellen. Es ist vielmehr ebenfalls akzeptabel, die Leistungsversorgungsautarkie als elektrische Hilfsleistung zu nutzen.
  • Ein zweiter Modus der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der Sensorvorrichtung stellt diejenige entsprechend dem ersten Modus im Zusammenhang mit der Sensorvorrichtung bereit, wobei die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung als Betriebsleistungszuleitung zur Erfassung durch das Erfassungselement verwendet wird.
  • Entsprechend der Sensorvorrichtung des vorliegenden Modus ist eine Verdrahtung von Zuleitdrähten von einer getrennten Leistungszuleitung oder dergleichen zur Zuführung von elektrischer Leistung zu dem Erfassungselement für den Erfassungsbetrieb nicht notwendig oder kann minimiert werden, wodurch das Gewicht des Leistungszuführungszuleitdrahtes verringert wird.
  • Ein dritter Modus der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der Sensorvorrichtung stellt diejenige entsprechend dem zweiten oder ersten Modus im Zusammenhang mit der Sensorvorrichtung bereit, wobei die Vorrichtung eine Drahtlosübertragungsvorrichtung beinhaltet, die ein Detektionssignal von dem Erfassungselement überträgt, wobei die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung als Betriebsleistungszuleitung für die Drahtlosübertragungsvorrichtung verwendet wird.
  • Entsprechend der Sensorvorrichtung des vorliegenden Modus sind Zuleitdrähte zum Ausgeben der Detektionssignale von dem Erfassungselement nach außen nicht notwendig oder können verringert werden. Damit wird insbesondere bei einer Sensorvorrichtung, die an entfernt befindlichen Orten montiert ist, eine Zunahme des Gewichtes infolge des Sensorausgabezuleitdrahtes effektiv vermieden. Zudem ist der vorliegende Modus auch in einem Fall effektiv, in dem die Sensorvorrichtung an schwierig zu verdrahtenden Orten, so beispielsweise an drehenden Teilen, montiert ist.
  • Ein vierter Modus der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der Sensorvorrichtung stellt diejenige entsprechend einem der ersten bis dritten Modi im Zusammenhang mit der Sensorvorrichtung bereit, wobei die Vorrichtung eine Signalverarbeitungsvorrichtung beinhaltet, die das Detektionssignal von dem Erfassungselement verarbeitet, wobei die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung als Betriebsleistungszuleitung für die Signalverarbeitungsvorrichtung verwendet wird.
  • Entsprechend der Sensorvorrichtung des vorliegenden Modus ist in einem Fall, in dem die Vorrichtung die Signalverarbeitungsvorrichtung beinhaltet, die eine Verstärkung, Filterung, Korrektur oder dergleichen an den Detektionssignalen von dem Erfassungselement vornimmt, zudem möglich, die Verdrahtung zur Herstellung einer Betriebsleistungszuleitung für die Signalverarbeitungsvorrichtung zu vermeiden oder zu minimieren. Der vorliegende Modus kann auch bei einem intelligenten (smart) Sensor oder dergleichen eingesetzt werden, bei dem Intelligenz dadurch Verwendung findet, dass ein Mikrocontroller für die Sensorvorrichtung vorgesehen ist.
  • Ein fünfter Modus der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der Sensorvorrichtung stellt diejenige nach einem der ersten bis vierten Modi im Zusammenhang mit der Sensorvorrichtung bereit, wobei das Erfassungselement das Leistungserzeugungselement umfasst.
  • Entsprechend der Sensorvorrichtung des vorliegenden Modus kann durch Verwendung des Leistungserzeugungselementes als Erfassungselement eine einfache Struktur erreicht werden, und es kann zudem das Signalverarbeitungssystem vereinfacht werden.
  • Ein sechster Modus der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der Sensorvorrichtung stellt diejenige entsprechend einem der ersten bis fünften Modi im Zusammenhang mit der Sensorvorrichtung bereit, wobei die Vorrichtung eine Warnvorrichtung beinhaltet, die in Abhängigkeit von einer Leistungserzeugungsbedingung der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung Alarm gibt.
  • Entsprechend der Sensorvorrichtung des vorliegenden Modus können in einem Fall, in dem die Sensorvorrichtung beispielsweise an einem Fahrzeug montiert ist, Kennwerte, bei denen sich die Schwingungsbedingung des Schwingungselementes in Abhängigkeit von der Fahrbedingung des Fahrzeuges ändert, geeignet genutzt werden. Es wird hierdurch möglich, den Fahrzustand des Fahrzeuges auf Grundlage der Leistungserzeugungsbedingung der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung, die sich in Abhängigkeit von der Schwingungsbedingung des Schwingungselementes ändert, zu sehen und einen wahrnehmbaren Alarm, so beispielsweise Licht, Ton und dergleichen mehr, entsprechend der Fahrbedingung zu geben. Daher macht es beispielsweise das Vornehmen einer abrupten Beschleunigung, einer abrupten Bremsung oder dergleichen aus der Leistungserzeugungsbedingung in Abhängigkeit von einem spezifischen Schwingungszustand möglich, effizientes Fahren zu unterstützen, indem gewarnt wird, dass der Fahrzustand nicht wirtschaftlich oder umweltfreundlich ist, und dies mittels des Leistungserzeugungselementes entsprechend der vorliegenden Erfindung.
  • Ein erster Modus der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit einer fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung stellt eine fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung bereit, die an einem Fahrzeugelement vorgesehen ist, das ein Ende eines Fahrzeuges bildet, und einen Emitter zum Emittieren von Licht durch die Leistungszuleitung beinhaltet, wobei die fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung gemäß Definition nach einem der ersten bis elften Modi der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung vorgesehen ist; und elektrische Leistung, die durch die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung bezogen wird, versorgungsautark ausgelegt ist.
  • Die fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung mit einem Aufbau entsprechend dem vorliegenden Modus wurde angesichts eines Problems hergestellt, an dem die fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung mit dem vorbeschriebenen herkömmlichen Aufbau bisweilen leidet. Man betrachte insbesondere einen Fall, in dem elektrische Leistung einem Emitter (Lichtquelle), so beispielsweise LEDs oder dergleichen, der Licht emittierenden Vorrichtung zugeleitet wird, die für die Komponente vorgesehen ist, die das Ende eines Fahrzeuges, so beispielsweise eines Kraftfahrzeuges oder eines Zwei-Rad-Fahrzeuges, bildet, nämlich eine Stoßstange, einen Türspiegel, eine Kotflügel, einen Gepäckträger oder dergleichen. Wird elektrische Leistung aus einer Batterie oder dergleichen, die im Motorraum oder dergleichen angeordnet ist, über eine Leistungszuführungsverdrahtung, so beispielsweise einen Drahtstrang, zugeleitet, so wird die Länge des Drahtstranges zum Zuleiten von elektrischer Leistung groß, wodurch das Gewicht zwangsweise zunimmt.
  • Hierbei macht es bei der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung mit einem Aufbau entsprechend dem vorliegenden Modus die Lichtemission des Emitters, der am Ende des Fahrzeuges vorgesehen ist, möglich, anderen das Vorhandensein des Fahrzeuges oder die Fahrzeugbreite mitzuteilen. Da zudem die Betriebsleistungszuleitung die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung ist, kann die Betriebsleistungszuleitung nahe am Emitter angeordnet sein, was den Drahtstrang kürzer macht. Außerdem wird elektrische Leistung, die für die Lichtemission erforderlich ist, effektiv bezogen oder durch eine Schwingung während des Fahrens ergänzt, wodurch die Notwendigkeit eines Austausches oder Aufladens einer Batterie vermieden oder verringert werden kann. Insbesondere durch Vermeiden oder Minimieren des Drahtstranges, der elektrische Leistung für den Lichtemissionsbetrieb zuleitet, wird es möglich, das Problem der Lösung der Verbindung des Drahtstranges am Ende des Fahrzeuges, wo die Schwingung wahrscheinlich besonders groß wird, zu verringern oder zu beseitigen.
  • Darüber hinaus werden Schwingungen in einem Kraftfahrzeug oder dergleichen durch eine Leistungseinheit, die einen (inneren) Verbrennungsmotor beinhaltet, oder Räder ausgeübt. Entsprechend sind in Abhängigkeit von der Fahrbedingung oder dergleichen eingeleitete Schwingungen verschieden, es ändern sich Schwingungsfrequenzen über einen breiten Bereich, und es variieren zudem Richtungen der eingeleiteten Schwingungen, weshalb nicht zu erwarten ist, dass Schwingungen nur in einer spezifischen Richtung eingeleitet werden. Hierbei setzt die fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung mit einem Aufbau entsprechend dem vorliegenden Modus die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung ein, die die ersten und zweiten Schwingungssysteme mit der spezifischen Struktur beinhaltet, bei dem das erste Masseelement eine hohle Struktur aufweist und der Stützteil, der von der Umfangswand des ersten Masseelements vorsteht, die Blattfeder des zweiten Schwingungssystems stützt. Bei diesem Aufbau kann sogar unter der vorbeschriebenen Bedingung die Leistungserzeugungseffizienz verbessert und stabilisiert werden, weshalb eine stabile Lichtemission verwirklicht werden kann.
  • Ein zweiter Modus der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung stellt diejenige entsprechend dem ersten Modus im Zusammenhang mit der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung bereit, wobei das Fahrzeugelement ein Kraftfahrzeugelement umfasst, das ein Ende eines Kraftfahrzeuges, das als Fahrzeug dient, bildet, und wobei der Emitter wenigstens eines von einer Eckstange, einem Türspiegellicht und einem Stoßstangenlicht umfasst.
  • Entsprechend der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung des vorliegenden Modus ist es möglich, dass die Eckstange, das Türspiegellicht oder das Stoßstangenlicht Licht emittieren, indem eine Schwingung des Kraftfahrzeuges während der Fahrt genutzt wird. Insbesondere da der Emitter an der Stoßstange oder dem Türspiegel vorgesehen ist, die/der das Ende des Kraftfahrzeuges bildet, wird die eingeleitete Schwingung für die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung vorteilhaft erhalten, wodurch eine effiziente Schwingungsleistungserzeugung verwirklicht ist.
  • Ein dritter Modus der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung stellt diejenige entsprechend dem ersten Modus im Zusammenhang mit der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung bereit, wobei das Fahrzeugelement ein Zwei-Rad-Fahrzeugelement umfasst, das ein Ende des als Fahrzeug dienenden Zwei-Rad-Fahrzeuges bildet, wobei der Emitter wenigstens eines von einem Endkappenendlicht von Lenkstangen, einem Rückpositionslicht am Hinterende eines Sitzes, einem Vorderpositionslicht einer Vordergabel und einem Spiegellicht umfasst.
  • Entsprechend der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung des vorliegenden Modus ist es möglich, ein Endkappenlicht von Lenkstangen, ein Rückpositionslicht am Hinterende eines Sitzes, ein Vorderpositionslicht einer Vordergabel und ein Spiegellicht unter Nutzung einer Schwingung des Zwei-Rad-Fahrzeuges, insbesondere eines Motorrades, während der Fahrt zu verwirklichen. Insbesondere durch Einsetzen dieses Modus bei einem Zwei-Rad-Fahrzeug, dessen Schwingung wahrscheinlich größer als diejenige eines Kraftfahrzeuges ist, wird eine Schwingungsleistungserzeugung vorteilhaft verwirklicht.
  • Ein vierter Modus der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung stellt diejenige entsprechend einem der ersten bis dritten Modi im Zusammenhang mit der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung bereit, wobei das Schwingungselement eine getrennte Komponente ist, die an einem Hauptrahmen des Fahrzeuges angebracht ist.
  • Entsprechend der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung des vorliegenden Modus ist die fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung nicht an dem Hauptrahmen, der zur Bereitstellung von Fahrkomfort auf eine Schwingungsverringerung abzielt, sondern an der Komponente, die von dem Hauptrahmen getrennt ist, vorgesehen. Entsprechend wird Schwingungsenergie effektiv in die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung eingeleitet, wodurch die Leistungserzeugungseffizienz verbessert wird. Sogar in einem Fall, in dem das Schwingungselement eine Versetzung relativ zu dem Hauptrahmen erfährt, ist eine Verdrahtung des Drahtstranges, der das Schwingungselement und den Hauptrahmen überspannt, nicht notwendig, und es ist der Drahtstrang kurz ausgebildet, sodass Probleme wie beispielsweise die Lösung von Verbindungen oder dergleichen, vermieden werden.
  • Ein erster Modus der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit einer gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung stellt eine gebäudespezifische Licht emittierende Vorrichtung bereit, die einen Emitter zum Beleuchten eines begehbaren Bereiches eines Gebäudes beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung gemäß Definition der ersten bis elften Modi der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit einer Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung vorgesehen ist; ein Schwingungsdämpfer von dem ersten Schwingungssystem gebildet wird, in dem das erste Masseelement elastisch durch das erste Federelement in Bezug auf einen Boden des begehbaren Bereiches des Gebäudes gestützt wird; und elektrische Leistung, die von der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung bezogen wird, versorgungsautark ausgelegt ist.
  • Die gebäudespezifische Licht emittierende Vorrichtung mit einem Aufbau entsprechend dem vorliegenden Modus wurde eingedenk der Tatsache gemacht, dass bei der gebäudespezifischen Beleuchtungsquelle mit vorbeschriebenem herkömmlichem Aufbau die Beleuchtungsquelle zum Zeitpunkt eines Stromausfalls unzureichend ist, da sie auf das herkömmliche Netz zurückgreift, und bei einer Speicherbatterie oder einer Solarbatterie Probleme des Kapazitätsverlustes oder der großen Geräteabmessungen auftreten. Darüber hinaus besteht eine Aufgabe der Vorrichtung des vorliegenden Modus darin, eine gebäudespezifische Licht emittierende Vorrichtung mit einer neuartigen Struktur bereitzustellen, die in der Lage ist, fehlenden Komfort bezüglich des Gehgefühls oder Beschränkungen hinsichtlich Design und Struktur zu verringern oder zu beseitigen, was ein Problem für die Beleuchtungsvorrichtung dadurch sein kann, dass der Stufentritt selbst zur Leistungserzeugung flexibel ausgestaltet werden muss.
  • Bei der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung mit einem Aufbau entsprechend dem vorliegenden Modus ist es möglich, eine private bzw. autarke Leistungserzeugung dadurch vorzunehmen, dass Schwingungen genutzt werden, die an dem Tritt infolge des Gehens auftreten, sowie dadurch, dass ermöglicht wird, dass der Emitter Licht unter Nutzung der elektrischen Leistung zum Beleuchten des begehbaren Bereiches emittiert. Insbesondere beim vorliegenden Modus besteht eines der Merkmale im Einsatz eines Schwingungsdämpfers, der am Boden des begehbaren Bereiches, so beispielsweise der Bodenplatte, dem Stufentritt oder dergleichen, montiert ist und die Schwingung hiervon unterdrückt, sowie im Einsatz der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung unter Nutzung des Schwingungsdämpfers.
  • Insbesondere erfährt der Boden eine Schwingungsverformung infolge des Stoßes während des Gehens. So kann beispielsweise die Gehschwingung an der Bodenoberfläche im ersten Stock in einem Haus eine Erschütterung oder Geräusche an der Decke des Erdgeschosses erzeugen. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung hat man dieses Schwingungsphänomen untersucht, wobei es durch Umwandeln von Schwingungsenergie, was ein Problem für effektiv genutzte elektrische Energie darstellen kann, möglich wurde, sowohl das Problem der Gehschwingung wie auch die Frage des Beziehens einer ausreichenden Beleuchtungsquelle erfolgreich zu lösen. Insbesondere durch Bereitstellen des Schwingungsdämpfers, der das erste Schwingungssystem umfasst, am Boden des begehbaren Bereiches wird es möglich, eine Schwingung und Geräusche des Bodens zu minimieren. In einem Zustand indes, in dem die Schwingung und Geräusche des Bodens effektiv verringert werden, wird eine große Schwingung in dem ersten Schwingungssystem angeregt. Darüber hinaus wirkt eine große Schwingungsenergie auf die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung, wodurch effizient Leistung erzeugt wird.
  • Darüber hinaus ist bei der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung des vorliegenden Modus eine Mehrzahl von Schwingungssystemen in Reihe am Boden, der als Schwingungselement dient, vorgesehen. Damit wird das zweite Schwingungssystem über das erste Schwingungssystem, das durch die eingeleitete Schwingung vom Boden in Schwingung versetzt wird, ebenfalls in Schwingung versetzt. Da zudem die natürlichen Frequenzen des ersten Schwingungssystems und des zweiten Schwingungssystems verschieden voneinander sind und eine Mehrzahl von wechselseitig verschiedenen natürlichen Frequenzen vorhanden ist, wird ein ausreichendes Ausmaß der Relativversetzung des ersten Masseelementes und des zweiten Masseelementes durch das Resonanzphänomen sichergestellt. Hierdurch wird es möglich, ein effizientes Leistungserzeugungsausmaß des Leistungserzeugungselementes zu erhalten, das man entsprechend dem Ausmaß der Relativversetzung des ersten Masseelementes und des zweiten Masseelementes erhält.
  • Zudem ist es durch Anordnen des Leistungserzeugungselementes zwischen den ersten und zweiten Masseelementen des Mehrfach-Freiheitsgrad-Schwingungssystems während einer Schwingungseinleitung in einem Frequenzbereich, für den das erste Masseelement und das zweite Masseelement relativ in der Umkehrphase versetzt sind, sogar bei einer eingeleiteten Schwingung mit einer Frequenz, die von der natürlichen Frequenz des Schwingungssystems entfernt ist, möglich, ein großes Ausmaß der Relativversetzung des ersten Masseelementes und des zweiten Masseelementes sicherzustellen. Hierdurch wird es möglich, ein ausreichendes Leistungserzeugungsausmaß des Leistungserzeugungselementes in Bezug auf eine Schwingungseinleitung in einem breiten Frequenzbereich zu erzeugen.
  • Auf diese Weise ist bei der Leistungserzeugungsvorrichtung dieses Modus nicht nur bei einer Schwingungseinleitung mit einer Frequenz, die auf die mechanische natürliche Frequenz des Schwingungssystems abgestimmt ist, sondern auch bei einer Schwingungseinleitung in einem Frequenzbereich, der von der natürlichen Frequenz entfernt ist, eine effektive Leistungserzeugung verwirklicht, und es wird möglich, Schwingungsenergie effizient in elektrische Energie umzuwandeln. Darüber hinaus sind Schwingungen, die vom Boden ausgeübt werden, in Abhängigkeit von verschiedenen Bedingungen verschieden, darunter der Umgebung, so beispielsweise der Temperatur oder Feuchtigkeit, der getragenen Last von Möbelstücken oder Menschen, dem Zustand von Halterungen, der Gehposition oder der Gehgeschwindigkeit, weshalb sich deren Schwingungsfrequenz oder Schwingungsrichtung ändert. Hierbei verwendet die gebäudespezifische Licht emittierende Vorrichtung mit einem Aufbau entsprechend dem vorliegenden Modus die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung, die die ersten und zweiten Schwingungssysteme mit einem spezifischen Aufbau beinhaltet, bei dem das erste Masseelement eine hohle Struktur aufweist und der Stützteil, der von der Umfangswand des ersten Masseelementes vorsteht, die Blattfeder des zweiten Schwingungssystems stützt. Bei diesem Aufbau kann sogar unter der vorbeschriebenen Bedingung die Leistungserzeugungseffizienz verbessert und stabilisiert werden, weshalb eine stabile Lichtemission verwirklicht werden kann.
  • Ein zweiter Modus der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung stellt diejenige entsprechend dem ersten Modus im Zusammenhang mit der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung bereit, wobei als begehbarer Bereich des Gebäudes wenigstens eine Treppe oder ein Korridor gewählt ist.
  • Entsprechend der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung des vorliegenden Modus kann beispielsweise sogar während eines Unglücks bzw. Unfalls eine ausreichende Beleuchtungsquelle der Evakuierungsstrecke für Menschen erhalten bleiben, wodurch die Sicherheit gewährleistet wird. Es kann akzeptabel sein, die versorgungsautarke elektrische Leistung als elektrische Hilfsleistung in Kombination mit einer herkömmlichen Leistung oder dergleichen zu nutzen. Bezieht man jedoch die Lichtquelle während eines Unglückes bzw. Unfalles, so ist es wünschenswert, den Lichtemissionsvorgang nur durch die versorgungsautarke elektrische Leistung zu verwirklichen.
  • Ein dritter Modus der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung stellt diejenige entsprechend dem ersten oder zweiten Modus im Zusammenhang mit der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung bereit, wobei der begehbare Bereich des Gebäudes eine Mehrzahl von Zonen umfasst und elektrische Schaltungen getrennt in den Zonen vorgesehen sind, wobei die elektrischen Schaltungen jeweils den Emitter unter Verwendung von elektrischer Leistung einschalten, die man von dem Leistungserzeugungselement bezieht, das an dem Mehrfach-Freiheitsgrad-Schwingungssystem vorgesehen ist.
  • Entsprechend der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung des vorliegenden Modus kann sogar dann, wenn eine Fehlfunktion an einer einzelnen Zone im Zusammenhang mit dem Leistungserzeugungssystem, dem Leistungszuleitungssystem, dem Lichtemissionssystem oder dergleichen auftritt, die Beleuchtungsquelle der anderen Zonen ausreichend sichergestellt werden, wodurch die Sicherheit des gesamten begehbaren Bereiches des Gebäudes gefördert wird.
  • Ein vierter Modus der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung stellt diejenige entsprechend einem der ersten bis dritten Modi im Zusammenhang mit der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung bereit, wobei die Vorrichtung eine Tonvorrichtung beinhaltet und die Tonvorrichtung dafür ausgelegt ist, unter Verwendung von elektrischer Leistung, die durch die Einleitung von Schwingungsenergie in das Leistungserzeugungselement bezogen wird, zu klingeln.
  • Entsprechend der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung des vorliegenden Modus ist es, da Licht und Ton als Folge des Gehens auf dem begehbaren Bereich emittiert werden, für eine ältere Person oder dergleichen mit beeinträchtigten Sehfähigkeiten ohne Weiteres möglich, den begehbaren Bereich zu erkennen. Man beachte, dass der Warnton der Tonvorrichtung beliebig sein kann, darunter Musik, ein Alarmton, eine Mitteilung oder dergleichen. Demgegenüber ist wünschenswert, wenn die gesamte elektrische Leistung, die für das Klingeln der Tonvorrichtung erforderlich ist, durch die erzeugte Leistung aus dem Leistungserzeugungselement bereitgestellt wird, wobei es jedoch ebenfalls akzeptabel ist, die elektrische Leistung in Kombination mit einer anderen elektrischen Leistung, so beispielsweise einer Speicherbatterie oder dergleichen, zuzuleiten.
  • Darüber hinaus ist bei der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung entsprechend einem der ersten bis vierten Modi im Zusammenhang mit der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung ein weiterer bevorzugter Modus vorhanden, der mit der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung entsprechend dem elften oder zwölften Modus im Zusammenhang mit der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung kombiniert ist, wobei der Ausgabezustand des Leistungserzeugungselementes der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung nach außen übertragen wird. Bei diesem Modus ist es beispielsweise möglich, an von dem Gebäude entfernten Orten zu erkennen, dass eine Schwingung in das Leistungserzeugungselement eingeleitet wird. Daher kann die Vorrichtung zur Erfassung des Auftretens eines Erdbebens am Ort des Gebäudes oder als Sicherheitsalarmüberträger in dem Gebäude und dergleichen verwendet werden. Insbesondere durch Einsetzen des zwölften Modus im Zusammenhang mit der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung kann eine externe Leistungsquelle beim Übertragen der Leistungserzeugungsbedingung des Leistungserzeugungselementes nach außen vermieden werden. Damit kann die Vorrichtung sogar dann betrieben werden, wenn die Leistungszuleitung des Gebäudes beispielsweise infolge eines Unglückes bzw. Unfalles, einer gelösten Verbindung oder dergleichen mehr ausgefallen ist.
  • Wirkung der Erfindung
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist bei der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung mit der spezifischen Struktur das Leistungserzeugungselement zwischen dem ersten Masseelement und dem zweiten Masseelement angeordnet, die das Mehrfach-Freiheitsgrad-Schwingungssystem bilden, und es kann Leistung mit dem Leistungserzeugungselement entsprechend dem Ausmaß der Relativversetzung des ersten Masseelementes und des zweiten Masseelementes bezogen werden. Daher wird es möglich, Leistung durch das Leistungserzeugungselement zur Schwingungseinleitung mit einer Mehrzahl von wechselseitig verschiedenen Frequenzen zu beziehen, und es ist eine effiziente Leistungserzeugung durch das Leistungserzeugungselement zur Schwingungseinleitung eines breiten Frequenzbereiches verwirklicht, in dem das erste Masseelement und das zweite Masseelement in der Umkehrphase versetzt sind.
  • Sogar unter der Bedingung, dass die Schwingungen, die auf die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung einwirken, verschiedene Frequenzen aufweisen und in verschiedenen Richtungen eingeleitet werden, kann insbesondere durch Einsetzen der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung, die die ersten und zweiten Schwingungssysteme mit der spezifischen Struktur beinhaltet, bei der das erste Masseelement eine hohle Struktur aufweist und der Stützteil, der von der Umfangswand des ersten Masseelementes vorsteht, die Blattfeder des zweiten Schwingungssystems stützt, die Leistungserzeugungseffizienz verbessert und stabilisiert werden.
  • Darüber hinaus können entsprechend der Sensorvorrichtung, der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung und der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung, die die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung mit der spezifischen Struktur im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung umfassen, durch geeignetes Einsetzen der elektrischen Leistung, die effizient und stabil durch die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung erzeugt wird, der für die Vorrichtung erforderliche Leistungszuführer oder dergleichen entfernt oder verringert werden. Infolgedessen wird der Einbau der Vorrichtung oder dergleichen leicht, und es ist möglich, die Haltbarkeit der Vorrichtung zu verbessern, den Anwendungsbereich der Vorrichtung zu erweitern und dergleichen mehr.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht zur Darstellung einer vereinfachten Struktur einer Sensorvorrichtung, die eine exemplarische Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung beinhaltet.
    • 2 ist ein funktionelles Blockdiagramm, das zur Erläuterung der in 1 gezeigten Sensorvorrichtung geeignet ist.
    • 3 ist eine Vertikalquerschnittsansicht zur Darstellung der exemplarischen Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung, die bei der in 1 gezeigten Sensorvorrichtung eingesetzt wird.
    • 4 ist ein Schwingungsmodell, das zur Erläuterung der in 3 gezeigten exemplarischen Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung geeignet ist.
    • 5 ist ein Graph zur Darstellung der tatsächlichen Messwerte des Leistungserzeugungsausmaßes der in 3 gezeigten exemplarischen Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung als Daten eines Beispiels zusammen mit den Daten eines Vergleichsbeispiels, die sich bei einem Ein-Freiheitsgrad-Schwingungssystem ergeben.
    • 6 ist ein Graph zur Darstellung der Korrelation zwischen der Frequenz und der Amplitude bei einer Behandlung eines jeden Schwingungssystems, das die in 3 gezeigte exemplarische Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung bildet, als Ein-Freiheitsgrad-Schwingungssystem.
    • 7 ist ein schematisches Diagramm zur Darstellung einer elektrischen äquivalenten Schaltung eines zweiten Schwingungssystems der in 3 gezeigten exemplarischen Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung.
    • 8 ist ein Graph zur Darstellung der Korrelation zwischen der eingeleiteten Schwingungsfrequenz, der Impedanz und der Phase für die in 7 gezeigte äquivalente Schaltung.
    • 9 ist ein funktionelles Blockdiagramm, das zur Erläuterung eines weiteren Modus der in 1 gezeigten Sensorvorrichtung geeignet ist.
    • 10 ist ein funktionelles Blockdiagramm, das zur Erläuterung eines weiteren Modus der in 1 gezeigten Sensorvorrichtung geeignet ist.
    • 11 ist eine Vertikalquerschnittsansicht zur Darstellung eines weiteren Modus der exemplarischen Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung, die bei der in 1 gezeigten Sensorvorrichtung eingesetzt wird.
    • 12 ist eine Vertikalquerschnittsansicht zur Darstellung eines Modus einer erfindungsgemäßen Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung, die bei der in 1 gezeigten Sensorvorrichtung eingesetzt wird.
    • 13 ist eine perspektivische Ansicht eines Hauptteiles eines Kraftfahrzeuges, der eine Ausführungsform der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung beinhaltet.
    • 14 ist eine Vertikalquerschnittsansicht einer exemplarischen fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung.
    • 15 ist eine Querschnittsansicht einer exemplarischen fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung bezüglich der Linie 15-15 von 16.
    • 16 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 16-16 von 15.
    • 17 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 17-17 von 15.
    • 18 ist eine Vorderaufrissansicht zur Darstellung eines Modus einer weiteren Ausführungsform der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung, wobei die Licht emittierende Vorrichtung an einem Türspiegel angeordnet ist.
    • 19 ist eine Vorderaufrissansicht zur Darstellung eines weiteren Modus, bei dem die Licht emittierende Vorrichtung an dem Türspiegel angeordnet ist.
    • 20 ist eine Querschnittsansicht zur Darstellung eines Modus einer exemplarischen fahrzeugspezifischen Licht emittierenden, wobei die Licht emittierende Vorrichtung an einem Stangenende angeordnet ist, bezüglich der Linie 20-20 von 21.
    • 21 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 21-21 von 20.
    • 22 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 22-22 von 21.
    • 23 ist eine Vertikalquerschnittsansicht einer exemplarischen gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung.
    • 24 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 24-24 von 23.
    • 25 ist eine Vertikalquerschnittsansicht eines Modus der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung.
    • 26 ist eine Vertikalquerschnittsansicht einer exemplarischen gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung .
  • Ausführungsformen zur Ausführung der Erfindung
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. In 1 ist eine vereinfachte Struktur einer Sensorvorrichtung 10 gezeigt, die eine exemplarische Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung mit einem exemplarischen Aufbau beinhaltet. Insbesondere beinhaltet die Sensorvorrichtung 10 zusätzlich zu einem Sensorabschnitt 14, der ein Erfassungselement 12 aufweist, eine exemplarische Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18, die ein Leistungserzeugungselement 16 mit einem Aufbau entsprechend der vorliegenden Erfindung aufweist. Insbesondere ist bei dieser Ausführungsform die Sensorvorrichtung 10 eine fahrzeugspezifische Sensorvorrichtung zur Anbringung an einem Fahrzeug, so beispielsweise einem Kraftfahrzeug oder dergleichen, und ist zur Anbringung an einem als Schwingungselement dienenden Fahrzeugkörper ausgestaltet. Der Sensorabschnitt 14 erfasst physikalische Größen wie Temperaturen, Beschleunigungen und dergleichen an dem Ort, wo die Sensorvorrichtung 10 angebracht ist, unter Verwendung einer elektrischen Leistung, die von der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 erzeugt wird, und gibt diese aus.
  • Insbesondere beinhaltet der Sensorabschnitt 14 das Erfassungselement 12, das die gewünschten vorgeschriebenen physikalischen Größen erfasst, und eine Messschaltungseinheit 20, die als Signalverarbeitungsvorrichtung dient, die von dem Erfassungselement 12 bezogene Detektionssignale verarbeitet.
  • Das Erfassungselement 12 kann physikalische Größen zur Detektierung als elektrische Signale detektieren und wird geeignet unter allgemein bekannten Elementen in Abhängigkeit von den Orten ausgewählt, an denen die Sensorvorrichtung 10 angebracht werden soll, die physikalischen Größen detektiert werden sollen und dergleichen mehr. Ein mechanischer Sensor zum Detektieren von Bewegungsgrößen oder mechanischen Größen, ein piezoelektrisches Element, ein Piezo-Element, ein magnetoresistives Element oder dergleichen sind beispielsweise einsetzbar. Als elektromagnetischer Sensor zum Detektieren von elektromagnetischen Größen ist ein magnetisches Halbleitererfassungselement oder dergleichen unter Verwendung eines elektromagnetischen Pick-Ups, des Hall-Effektes und dergleichen mehr einsetzbar. Als Temperatursensor zum Detektieren von Temperaturen sind Temperaturerfassungselemente oder dergleichen vom Kontakttyp unter Verwendung eines Thermistors oder eines Bimetalls wie auch vom Nichtkontakttyp unter Nutzung des pyroelektrischen Effekts oder auch solche vom Infrarottyp einsetzbar. Als optischer Sensor zum Detektieren von Licht sind ein optisches Halbleitererfassungselement, eine Fotodiode oder dergleichen einsetzbar. Ein elektrochemischer Sensor zum Detektieren des Ausmaßes einer chemischen Veränderung, ein Sauerstofferfassungselement unter Verwendung eines festen Elektrolytelementes, eine Halbleitervorrichtung zum Detektieren von Änderungen der elektrischen Leitfähigkeit entsprechend der Umgebung bzw. Atmosphäre oder dergleichen sind ebenfalls einsetzbar.
  • Man beachte, dass 1 ein Aufbaubeispiel darstellt, bei dem das Erfassungselement 12 in einem Gehäuse 22 untergebracht ist, dessen Öffnung mit einem Deckel (nicht gezeigt) bedeckt und abgedichtet oder dergleichen werden soll. Der Aufbau des Gehäuses 22 oder der Anordnungsmodus des Erfassungselementes 12 kann entsprechend dem eingesetzten Erfassungselement 12 geeignet geändert werden, wobei das Erfassungselement 12 in dem Gehäuse 22 nicht untergebracht sein muss. Wenn beispielsweise das Erfassungselement 12 ein Abgassensor ist, so ist dieser innerhalb eines Auspuffrohres derart montiert, dass er zu dem Abgas hin sowie zu einem Bezugsgas hin freiliegt.
  • Zudem ist das Detektionssignal aus der Detektion durch das Erfassungselement 12 als elektrisches Signal entsprechend der physikalischen Größe zur Messung ausgelegt und wird in die Messschaltungseinheit 20 eingeleitet. Die Messschaltungseinheit 20 verarbeitet das Detektionssignal elektrisch, um so ein Signal zu erzeugen, das zugängliche Information beinhaltet. Nach Bedarf eingesetzt werden bei einem spezifischen Beispiel ein A/D-Wandler, der das Detektionssignal, das ein analoges Signal ist, in ein digitales Signal zur einfachen Verarbeitung umwandelt; ein Verstärker, der das Detektionssignal verstärkt; ein Filter, das unnötige Signale entfernt; ein Kompensator bzw. Ausgleicher, der eine arithmetische Rechenoperationsverarbeitung an einem infolge eines Verlustes oder Rauschens ungenauen Signal durch Interpolation oder das Verfahren der kleinsten Quadrate zum Ausgleich vornimmt; und eine Verarbeitungseinheit, die das Detektionssignal in Funktionen oder dergleichen umwandelt, auf die leicht zuzugreifen ist, oder dergleichen. In bevorzugter Praxis umfasst die Messschaltungseinheit 20 zum Verarbeiten von Detektionssignalen einen einzelnen oder eine Mehrzahl von IC-Packungen.
  • Zusätzlich kann die Messschaltungseinheit 20 auch ein Speichermittel zum Speichern der verarbeiteten Detektionssignale bis zu einem vorgeschriebenen Ausmaß oder für eine vorgeschriebene Zeitspanne beinhalten.
  • Die von dem Erfassungselement 12 bezogenen Detektionssignale werden in der Messschaltungseinheit 20 verarbeitet und sodann nach außen ausgegeben, um so an die Vorrichtung, die die Detektionssignale benötigt, übertragen zu werden, so beispielsweise an eine externe Vorrichtung wie beispielsweise eine ECU bei der vorliegenden Ausführungsform.
  • Hierbei beinhaltet die Sensorvorrichtung 10 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform eine Drahtlosübertragungseinheit 24, die als Drahtlosübertragungsvorrichtung dient. Die verarbeiteten Detektionssignale sind derart ausgestaltet, dass sie drahtlos von der Drahtlosübertragungseinheit 24 über eine Übertragungsantenne 26 übertragen werden. Insbesondere erzeugt die Drahtlosübertragungseinheit 24 eine Trägerwelle, also einen Träger, moduliert diesen und nimmt eine Signalverarbeitung derart vor, dass die Detektionssignale umgewandelt und von der Trägerwelle als Information getragen werden. Obwohl es möglich ist, eine Schaltung mit analoger Modulation, also beispielsweise mit einer Amplitudenmodulation oder einer Winkelmodulation in bevorzugter Praxis zu verwenden, kann durch Verwendung einer Schaltung mit digitaler Modulation oder Pulsmodulation und bei Durchführung einer Signalverarbeitung der Detektionssignale als digitale Information eine Interferenz zwischen einer Mehrzahl von Sensorsignalen vermieden werden.
  • Die die Detektionssignale benötigende externe Vorrichtung beinhaltet zudem eine Drahtlosempfangseinheit, die eine Signalverarbeitung entsprechend derjenigen der Drahtlosübertragungseinheit 24 derart durchführt, dass die Detektionssignale durch Demodulieren der Signale, die von der Drahtlosempfangseinheit über die Empfangsantenne empfangen werden, extrahiert werden.
  • Zudem benötigt der Sensorabschnitt 14 eine Betriebsleistung zum Detektieren von physikalischen Größen wie auch zum Verarbeiten und Übertragen der Detektionssignale. Insbesondere ist eine Antriebsleistungszuleitung für eine Halbleiterschaltung, die eine Signalverarbeitung durchführt, erforderlich, um die Detektionssignale zu verarbeiten, während elektrische Leistung für die Drahtlosübertragungseinheit 24 erforderlich ist, um die Trägerwelle zu erzeugen und zu modulieren. Darüber hinaus benötigt das Erfassungselement 12 für den Fall eines Sensors vom Kapazitanztyp oder eines Infrarottemperatursensors eine Betriebsleistung zur Erfassung.
  • Hierbei umfasst bei der Sensorvorrichtung 10 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform die Betriebsleistungszuleitung die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 und es wird die Betriebsleistung mit Versorgungsautarkie bereitgestellt. Insbesondere wandelt, wie in 2 gezeigt ist, die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 die Schwingungsenergie des Schwingungselementes in elektrische Energie um, und es wandeln ein Gleichrichter und eine elektrische Speicherschaltung 28 die bezogene Spannung in DC-Leistung um, die ausgestaltungsgemäß dem Erfassungselement 12, der Messschaltungseinheit 20 und der Drahtlosübertragungseinheit 24 als Betriebsleistung zugeführt werden soll. Der Gleichrichter und die elektrische Speicherschaltung 28 beinhalten beispielsweise eine Gleichrichterschaltung unter Verwendung einer Diode oder dergleichen sowie eine Leistungsspeicherschaltung unter Verwendung eines Kondensators und dergleichen und kann die Ausgabespannung aus der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 stabil als Betriebsleistung für eine vorgeschriebene Zeitspanne zuführen. Zusätzlich können der Gleichrichter und die elektrische Speicherschaltung 28 eine Sekundärbatterie mit je nach Bedarf großer Kapazität beinhalten. Es zeigen in 2 die durchgezogenen Linien den Übertragungsweg der elektrischen Leistung mit Erzeugung durch eine elektrische Verbindung zu der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18, die die Antriebsleistungszuleitung ist, während die gestrichelte Linie den Übertragungsweg der Detektionssignale zeigt, die von dem Erfassungselement 12 zu der Drahtlosübertragungseinheit 24 über die Messschaltungseinheit 20 übertragen werden.
  • Entsprechend wird die Betriebsleistung für die Sensorvorrichtung, die das Erfassungselement 12, die Messschaltungseinheit 20 und die Drahtlosübertragungseinheit 24 beinhaltet, von derjenigen elektrischen Leistung, die von der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 erzeugt wird, bestritten. Damit ist bei der Sensorvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform keine Verdrahtung von Zuleitdrähten zur Zuleitung einer Leistung zu der Sensorvorrichtung 10 aus einer Batterie oder dergleichen erforderlich. Hierdurch wird es möglich, den Freiheitsgrad beim Wählen der Einbauposition der Sensorvorrichtung 10 beträchtlich zu verbessern und eine Gewichtszunahme des Fahrzeuges infolge der Verdrahtung zu vermeiden, wodurch eine Verbesserung bei der Kraftstoffverbrauchsrate während des Fahrens, eine Verbesserung der Fahrstabilität und dergleichen mehr erreicht werden.
  • Ferner beinhaltet die Sensorvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform die Drahtlosübertragungseinheit 24 zum Drahtlosübertragen der Detektionssignale nach außen. Damit ist kein Zuleitdraht für die Ausgabe der Detektionssignale erforderlich, wodurch die Gewichtszunahme des Fahrzeuges infolge des Einbaus der Sensorvorrichtung sogar noch effektiver minimiert werden kann.
  • Nachstehend wird detailliert insbesondere die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 beschrieben, die einen spezifischen Aufbau aufweist, der eine Vielzahl von Schwingungssystemen beinhaltet. Es ist ein Fall vorhanden, in dem die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 an dem Schwingungselement eines Kraftfahrzeuges montiert ist und dafür verwendet wird, wobei hier die Schwingungsfrequenz über einen breiten Bereich entsprechend dem Fahrzustand oder dergleichen variiert, mithin Schwingungen von mehreren Typen auftreten, deren Schwingungsniveaus innerhalb wechselseitig verschiedener Frequenzbereiche maximal werden. Sogar in einem derartigen Fall ist die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 in der Lage, elektrische Leistung stabil zu erzeugen und diese dem Sensorabschnitt 14 zuzuleiten. Hierdurch wird es möglich, dass die Sensorvorrichtung 10 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform einen stabilen Erfassungsbetrieb und Drahtlossignalübertragungsbetrieb mit hoher Zuverlässigkeit verwirklicht, ohne dass irgendein Zuleitdraht zur Leistungszuleitung von außen oder Signalausgabe nach außen erforderlich wäre.
  • Insbesondere ist die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 der vorliegenden Ausführungsform, deren vereinfachtee Struktur in 3 gezeigt ist, mit einem Mehrfach-Freiheitsgrad-Schwingungssystem ausgestattet, das ein erstes Schwingungssystem 32, das an einem Körper 30 als Schwingungselement angebracht ist, und ein zweites Schwingungssystem 34, das an dem Körper 30 über das erste Schwingungssystem 32 angebracht ist, beinhaltet. Bei der nachstehenden Beschreibung bezeichnet, außer dies ist explizit anders angegeben, die vertikale Richtung die vertikale Richtung in 1, die die Hauptschwingungseinleitungsrichtung von dem Körper 30 ist.
  • Insbesondere weist das erste Schwingungssystem 32 einen Aufbau auf, bei dem ein Anbringungselement 36 und ein erstes Masseelement 38 mit einem Verbindungsgummielastikkörper 40 als erstem Federelement elastisch verbunden sind, wobei dadurch, dass das Anbringungselement 36 an dem Körper 30 durch einen Bolzen oder dergleichen fixiert ist, das erste Masseelement 38 elastisch mit dem Körper 30 durch den Verbindungsgummielastikkörper 40 verbunden ist. Die Form und das Bildungsmaterial des ersten Masseelementes 38 unterliegen keiner speziellen Beschränkung, sollten jedoch wünschenswerterweise aus einem Material mit hoher spezifischer Dichte (gravity) gebildet sein, damit es kompakter wird, wobei es sich bei dieser Ausführungsform um ein Element handelt, das die Form eines festen rechteckigen Blockes aufweist, der aus Eisen gebildet ist. Zudem ist ein Stützvorsprung 42, der als Stützteil dient und nach oben vorsteht, integral an dem ersten Masseelement 38 ausgebildet, während ein Schraubenloch derart ausgebildet ist, dass es sich an jener oberen Oberfläche öffnet. Der Verbindungsgummielastikkörper 40 ist eine rechteckiger blockförmiger Gummielastikkörper, der zwischen dem Anbringungselement 36 und dem ersten Masseelement 38 mit entgegengesetzter vertikaler Anordnung angeordnet ist, wobei die untere Oberfläche hiervon an dem Anbringungselement 36 anhaftet, während dessen obere Oberfläche an dem ersten Masseelement 38 anhaftet.
  • Als Material des Gummielastikkörpers, der als Verbindungsgummielastikkörper 40 verwendet wird, werden Naturgummi, künstlicher Gummi oder ein Mischgummi aus Naturgummi und künstlichem Gummi verwendet. Für künstlichen Gummi beinhalten Beispiele Styrol-Butadien-Gummi, Butadien-Gummi, Isopren-Gummi, Chloropren-Gummi, Isobutylen-Isopren-Gummi, Chloriert-Isobutylen-Isopren-Gummi, Akrylonitril-Butadien-Gummi, Hydrogeniert-Akrylonitril-Butadien-Gummi, Ethylen-Propylen-Dien-Gummi, Ethylen-Propylen-Gummi, Akryl-Gummi, Silikon-Gummi und dergleichen mehr.
  • Zudem ist das erste Masseelement 38 dieser Ausführungsform mit einem Abdeckungselement 44 ausgestattet. Das Abdeckungselement 44 weist die Form eines rechteckigen Kastens auf, der sich nach unten öffnet, wobei dadurch, dass ein flanschförmiges Fixierstück, das an dem Öffnungsteil vorgesehen ist, durch einen Bolzen oder dergleichen an dem ersten Masseelement 38 angebracht ist, dieses an dem ersten Masseelement 38 angebracht ist, um so die obere Oberfläche abzudecken. Durch Montieren des Abdeckungselementes 44 ist, wie vorstehend ausgeführt worden ist, über dem ersten Masseelement 38 eine Unterbringungszone 46, die vom Äußeren getrennt ist und als Unterbringungsraum dient, durch das Abdeckungselement 44 definiert, und es steht der Stützvorsprung 42 des ersten Masseelementes 38 in der Unterbringungszone 46 vor. Man beachte, dass in 1 das Abdeckungselement 44 aus illustrativen Gründen weggelassen ist.
  • Zudem ist wünschenswert, wenn die Masse m1 des ersten Masseelementes 38, das das Abdeckungselement 44 beinhaltet, gleich 10% oder mehr der äquivalenten Masse M des Körpers 30 ist (m1 ≥ 0,1*M). Hierdurch zeigt das erste Masseelement 38 eine ausreichende Wirkung auf den Schwingungszustand des Körpers 30, wobei aufgrund dessen, dass dessen Funktion als dynamischer Dämpfer möglich ist, eine Schwingungsabnahme des Körpers 30 durch den Schwingungsoffset zu erwarten ist.
  • Zudem ist ein zweites Schwingungssystem 34 in der Unterbringungszone 46 angeordnet. Bei dem zweiten Schwingungssystem 34 ist ein zweites Masseelement 48 an einem Endteil einer Blattfeder 50 als zweites Federelement angebracht, während der andere Endteil der Blattfeder 50 an dem ersten Masseelement 38 angebracht ist. Im Ergebnis verfügt das zweite Schwingungssystem 34 über eine Struktur mit einseitiger Fixierung (cantilever), bei der das zweite Masseelement 48 elastisch mit dem ersten Masseelement 38 durch die Blattfeder 50 verbunden ist.
  • Das zweite Masseelement 48 weist die Form eines rechteckigen Blocks auf und ist aus einem Material mit hoher spezifischer Dichte, so beispielsweise aus Eisen und dergleichen, genau wie das erste Masseelement 38 gebildet. Bei dieser Ausführungsform ist die Masse m2 des zweiten Masseelementes 48 derart gewählt, dass m1 * X > m2 * Q erfüllt ist, wobei m1 die Masse des ersten Masseelementes 38 ist. Man beachte, dass X die Reaktionsverstärkung (Resonanzreaktionsverstärkung) bei der natürlichen Frequenz des ersten Schwingungssystems 32 bezeichnet, während Q die Resonanzreaktionsverstärkung des zweiten Schwingungssystems 34 bezeichnet, wobei bei dieser Ausführungsform die Resonanzreaktionsverstärkung Q des zweiten Schwingungssystems 34 größer als die Resonanzreaktionsverstärkung X des ersten Schwingungssystems 32 ist (X < Q). Dadurch, dass die Masse m2 des zweiten Masseelementes 48 vorzugsweise gleich 1/5 oder weniger der Masse m1 des ersten Masseelementes 38 ist (m2 < m1/5), ist das zweite Masseelement 48 kleiner und leichter als das erste Masseelement 38. Auf diese Weise wird dadurch, dass das zweite Masseelement 48 leichter als das erste Masseelement 38 ausgestaltet ist, während die natürliche Frequenz des Schwingungssystems entsprechend der Frequenz der zur Leistungserzeugung verwendeten Schwingung gewählt ist, die Federkonstante der Blattfeder 50 ausreichend klein gewählt, und es wird möglich, eine Relativversetzung des ersten Masseelementes 38 in Bezug auf das zweite Masseelement 48 effektiv zu erzeugen.
  • Die Blattfeder 50 ist ein längsläufiges blattförmiges Metallelement, das aus einem elektrisch leitfähigen Federstahl gebildet ist, und es ist das zweite Masseelement 48 an einem Längsrichtungsendteil fixiert, während der andere Längsrichtungsendteil überlappt und durch eine Schraube an dem Stützvorsprung 42 des ersten Masseelementes 38 fixiert ist. Hierdurch ist das zweite Masseelement 48 elastisch mit dem ersten Masseelement 38 über die Blattfeder 50 verbunden, wobei eine Relativversetzung des zweiten Masseelementes 48 in Bezug auf das erste Masseelement 38 durch eine elastische Verformung in der Scherrichtung, die die Plattendickenrichtung der Blattfeder 50 (vertikale Richtung in 3) ist, ermöglicht wird. Aus alledem ergibt sich, dass die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 mit einem Zwei-Freiheitsgrade-Schwingungssystem ausgestattet ist, das von dem ersten Schwingungssystem 32 und dem zweiten Schwingungssystem 34 gebildet wird.
  • Bei dieser Ausführungsform ist die mechanische natürliche Frequenz fr2, wenn das zweite Schwingungssystem 34 als Ein-Freiheitsgrad-Schwingungssystem behandelt wird, bei einer niedrigeren Frequenz als die mechanische natürliche Frequenz fr1, wenn das erste Schwingungssystem 32 als Ein-Freiheitsgrad-Schwingungssystem behandelt wird, gewählt (fr2 < fr1). Darüber hinaus ist wünschenswert, wenn die natürliche Frequenz fr1 des ersten Schwingungssystems 32 allein gleich dem √2-Fachen oder weniger in Bezug auf die natürliche Frequenz fr2 des zweiten Schwingungssystems 34 allein ist (fr2 < fr1 ≤ √2 * fr2). Hierdurch wird es möglich, bestimmte Probleme zu vermeiden, so beispielsweise eine Abnahme der Leistungserzeugungseffizienz infolge des Offsetversetzungsausmaßes des ersten Masseelementes 38 in Bezug auf das zweite Masseelement 48 mit Verhinderung durch die Schwingungsdämpfungswirkung durch den sogenannten Sky-Hook-Dämpfereffekt. Die mechanische natürliche Frequenz fr1 mit dem Ein-Freiheitsgrad-Schwingungssystem des ersten Schwingungssystems 32 allein wird mittels Formel 1 aus der Masse m1 des ersten Masseelementes 38 und der Federkonstante k1 des Verbindungsgummielastikkörpers 40 berechnet. Die mechanische natürliche Frequenz fr2 mit dem Ein-Freiheitsgrad-Schwingungssystem des zweiten Schwingungssystems 34 allein wird mittels Formel 2 aus der Masse m2 des zweiten Masseelementes 48 und der Federkonstante k2 der Blattfeder 50 berechnet.
  • f r1 = 1 2 π k 1 m 1
    Figure DE112014003466B4_0001
  • f r2 = 1 2 π k 2 m 2
    Figure DE112014003466B4_0002
  • Zudem haftet das Leistungserzeugungselement 16 an der Blattfeder 50 an. Für das Leistungserzeugungselement 16 werden vorzugsweise ein typisches piezoelektrisches Element oder ein elektrostriktives Element oder dergleichen verwendet. Durch Überlappung und Anhaftung an der Oberfläche der Blattfeder 50 ist das Leistungserzeugungselement 16 zwischen dem ersten Masseelement 38 und dem zweiten Masseelement 48 angeordnet. Zudem werden während der Schwingungseinleitung dadurch, dass eine externe Kraft auf das erste Masseelement 38 von dem Körper 30 mit Übertragung auf das zweite Masseelement 48 ausgeübt wird, das erste Masseelement 38 und das zweite Masseelement 48 relativ zueinander versetzt, wobei dadurch, dass die Blattfeder 50 elastisch verformt wird, das Leistungserzeugungselement 16 Elektrizität mittels Verformung zusammen mit der Blattfeder 50 erzeugt. Anders gesagt, es wird Schwingungsenergie in das Leistungserzeugungselement 16 durch die Relativversetzung des ersten Masseelementes 38 und des zweiten Masseelementes 48 eingeleitet, wobei das Leistungserzeugungselement 16 Schwingungsenergie entsprechend dem Ausmaß der Relativversetzung des ersten Masseelementes 38 und des zweiten Masseelementes 48 in elektrische Energie umwandelt. Eine elektrische Schaltung ist mit dem Leistungserzeugungselement 16 verbunden, wobei dieses mit dem Gleichrichter und der elektrischen Speicherschaltung 28, dem Sensorabschnitt 14 und dergleichen verbunden ist. Bei Verwendung eines piezoelektrischen Elementes als Leistungserzeugungselement 16 kann als Bildungsmaterial hierfür beispielsweise ein keramisches Material, ein monokristallines Material oder dergleichen verwendet werden. Insbesondere kann beispielsweise ein beliebiges Material aus Bleizirkonattitanat, Aluminiumntirid, Lithiumtantalat, Lithiumniobat oder dergleichen geeignet als Bildungsmaterial für das piezoelektrische Element verwendet werden.
  • Bei dieser Ausführungsform ist das an der Blattfeder 50 anhaftende Leistungserzeugungselement 16 in der Unterbringungszone 16 mit Abtrennung vom Außenraum durch das Abdeckungselement 44 angeordnet, wodurch das Anhaften von Fremdstoffen wie Wasser, Staub oder dergleichen mittels Abdeckung durch das Abdeckungselement 44 verhindert wird.
  • Bei dieser Ausführungsform ist ein Anschlagmittel 56 vorgesehen, das die Relativversetzung des zweiten Masseelementes 48 in Bezug auf das erste Masseelement 38 begrenzt, es wird eine übermäßige Verformung der Blattfeder 50 und des Leistungserzeugungselementes 16 verhindert, und es wird eine Beschädigung an dem Leistungserzeugungselement 16 vermieden. Dies bedeutet insbesondere, dass dadurch, dass das zweite Masseelement 48 an der oberen Oberfläche des ersten Masseelementes 38 und der unteren Bodenwandinnenoberfläche des Abdeckungselementes 44 anliegt, die Versetzung des zweiten Masseelementes 48 begrenzt wird, wobei das Anschlagmittel 56 derart aufgebaut ist, dass es das erste Masseelement 38 und das Abdeckungselement 44 beinhaltet. Zudem ist bei dieser Ausführungsform ein Anschlaggummi 58 bezugsrichtig an der oberen Oberfläche des ersten Masseelementes 38 und der oberen Bodenwandinnenoberfläche des Abdeckungselementes 44 angeordnet, wobei das zweite Masseelement 48 pufferartig an dem ersten Masseelement 38 und dem Abdeckungselement 44 über den Anschlaggummi 58 anliegt.
  • Bei der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 einer Ausführungsform mit diesem Aufbau wird einem Zustand der Montierung an dem Körper 30 die Schwingungsenergie des Körpers 30 in elektrische Energie umgewandelt und durch das Leistungserzeugungselement 16 extrahiert. Im Lichte dessen wird bei der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 durch Bereitstellen eines Zwei-Freiheitsgrade-Schwingungssystems und zudem durch Anordnen des Leistungserzeugungselementes 16 zwischen den ersten und zweiten Masseelementen 38 und 48 eine effiziente Leistungserzeugung durch das Leistungserzeugungselement 16 verwirklicht.
  • Bei dieser Art von Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 ist, wie vorstehend beschrieben worden ist, ein Zwei-Freiheitsgrade-Schwingungssystem mechanisch ausgestaltet, bei dem das erste Schwingungssystem 32, das das erste Masseelement 38 und den Verbindungsgummielastikkörper 40 als erstes Federelement umfasst, und das zweite Schwingungssystem 34, das das zweite Masseelement 48 und die Blattfeder 50 als zweites Federelement umfasst, in Reihe verbunden sind, weshalb es möglich wird, dieses unter Verwendung eines Schwingungsmodells vom bekannten Typ „Mehrfach-Freiheitsgrad-System“ zu analysieren. In 4 ist insbesondere das Schwingungsmodell des mechanischen Schwingungssystems der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 gezeigt, wobei dieses durch die bekannte Bewegungsgleichung eines Zwei-Freiheitsgrade-Systems gemäß Darstellung in Formel 3 beschrieben wird. In Formel 3 korreliert x1 mit dem Versetzungsausmaß des ersten Masseelementes 38 bei der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18, während x2 mit dem Versetzungsausmaß des zweiten Masseelementes 48 bei der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 korreliert. Darüber hinaus korreliert F0sin2πft in Formel 3 mit der Schwingungslasteinleitung von dem Körper 30 bei der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18.
  • { m 1 x 1 = − k 1 x 1 − k 2 ( x 1 − x 2 ) + F 0 sin 2   π  ft m 2 x 2 = − k 2 ( x 2 − x 1 )
    Figure DE112014003466B4_0003
  • Wie bekannt ist, sind Ω1 und Ω2 (Ω1 < Ω2), die als Lösung einer typischen Bewegungsgleichung eines Zwei-Freiheitsgrade-Schwingungssystems aus Formel 3 bekannt sind, die jeweiligen natürlichen Frequenzen des Zwei-Freiheitsgrade-Schwingungssystems. Gleichwohl ist die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 als mechanische Vorrichtung als Zwei-Freiheitsgrade-Schwingungssystem zu deuten, wobei die Schwingungsenergie auf das Leistungserzeugungselement 16 als Offsetverformungsausmaß des zweiten Masseelementes 48 in Bezug auf das erste Masseelement 38 ausgeübt wird. Infolgedessen wird dadurch, dass die Phasendifferenz des ersten Masseelementes 38 und des zweiten Masseelementes 48 ungefähr gleich 180° ist, sodass eine Versetzung in Umkehrrichtung gegeben ist, die Schwingungsenergie, die auf die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 ausgeübt wird, effizient auf das Leistungserzeugungselement 16 ausgeübt, und es wird möglich, eine große Menge an erzeugter elektrischer Leistung zu erhalten.
  • Im Detail bewegen sich bei den natürlichen Frequenzen Ω1 und Ω2 des vorbeschriebenen Zwei-Freiheitsgrade-Schwingungssystems ungeachtet dessen, dass man in der Theorie ein Bewegungsausmaß der Masseversetzung als Extremum erhalten kann, bei einer niedrigen Frequenz bis hin zu der ersten natürlichen Frequenz Ω1 die ersten und zweiten Masseelemente 38 und 48 in derselben Phase, wodurch es schwierig wird, die eingeleitete Schwingungsenergie effizient in erzeugte elektrische Leistung umzuwandeln. Im Gegensatz hierzu bewegen sich bei einer Frequenz von der ersten natürlichen Frequenz Ω1 bis hin zu der zweiten natürlichen Frequenz Ω2 die ersten und zweiten Masseelemente 38 und 48 in der Umkehrphase, wodurch es möglich wird, effizient eine Schwingungsenergie in erzeugte elektrische Leistung umzuwandeln und eine große erzeugte elektrische Leistung zu erhalten.
  • Um das Verständnis zu erleichtern, wird davon ausgegangen, dass es möglich ist, das zweite Schwingungssystem 34 als Ein-Freiheitsgrad-System zu verstehen, bei dem das zweite Masseelement 48 elastisch in Bezug auf das erste Masseelement 38 versetzt wird, woraufhin bei der mechanischen natürlichen Frequenz fr2 als Ein-Freiheitsgrad-Schwingungssystem des zweiten Schwingungssystems 34 das zweite Masseelement 48 des zweiten Schwingungssystems 34 die umgekehrte Phase des ersten Schwingungssystems 32 in Bezug auf das erste Masseelement 38 aufweist. In der Praxis ist es in dem Frequenzbereich der natürlichen Frequenz fr2 durch das mechanische Resonanzphänomen des zweiten Schwingungssystems 34 möglich, effizient ein ausreichendes Ausmaß der Relativversetzung des zweiten Masseelementes 48 in Bezug auf das erste Masseelement 38 zu erhalten.
  • Aufgrund dieses Umstandes ist es bei dieser Ausführungsform, bei der die mechanische natürliche Frequenz des zweiten Schwingungssystems 34 in einem niedrigeren Frequenzbereich als bei dem ersten Schwingungssystem 32 gewählt ist, sogar bei einem niedrigen Frequenzbereich bis hin zur hochfrequenzseitigen natürlichen Frequenz Ω2, bei der die ersten und zweiten Masseelemente 38 und 48 in umgekehrter Phase in dem Schwingungsmodus des Zwei-Freiheitsgrade-Schwingungssystems arbeiten, dadurch, dass die Phase des zweiten Masseelementes 48 in Bezug auf das erste Masseelement 38 in dem Frequenzbereich jenseits der mechanischen natürlichen Frequenz fr2 als Ein-Freiheitsgrad-Schwingungssystem des zweiten Schwingungssystems 34 umgekehrt ist, möglich, eine große Menge an erzeugter elektrischer Leistung bei hervorragender Leistungserzeugungseffizienz zu erhalten.
  • Dies wurde ebenfalls seitens der Erfinder durch die praxisrelevanten Messergebnisse der erzeugten elektrischen Leistung bestätigt. Insbesondere wurde ein Prototyp der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 mit einem Aufbau entsprechend dieser Ausführungsform gemäß Darstellung in 3 und in 4 hergestellt, wobei mittels einer Sweep-Oszillation von der dem Körper 30 zu eigenen Seite her die Frequenzkennwerte der elektrischen Leistung, die von dem Leistungserzeugungselement 16 erzeugt wurde, gemessen wurde. Die Ergebnisse sind in 5 gezeigt. In 5 sind die tatsächlichen Messwerte der erzeugten elektrischen Leistung des Leistungserzeugungselementes 16 mittels einer durchgezogenen Linie als Daten des Beispiels gezeigt, während die Messwerte der elektrischen Leistung, die von der Leistungserzeugungsvorrichtung erzeugt werden, die eine mechanische Ein-Freiheitsgrad-System-Struktur in Entsprechung zu dem zweiten Schwingungssystem allein bei dem ersten Schwingungssystem aufweist, mit einer gestrichelten Linie als Daten des Vergleichsbeispiels dargestellt sind.
  • Wie aus 5 ersichtlich ist, ist bei dem Vergleichsbeispiel, das im Wesentlichen das zweite Schwingungssystem allein umfasst, die erzeugte elektrische Leistung nichts weiter als ein Extremum nur mit dem Frequenzbereich der mechanischen natürlichen Frequenz fr2 des zweiten Schwingungssystems, wobei dann, wenn die eingeleitete Schwingung von der natürlichen Frequenz fr2 entfernt ist, eine merkliche Abnahme der Leistungserzeugungseffizienz auftritt. Im Gegensatz hierzu weist bei dem Beispiel der vorliegenden Erfindung die erzeugte elektrische Leistung jeweilige Extrema bei zwei Frequenzen P1 und P2 auf, wobei man eine hohe Leistungserzeugungseffizienz in dem Frequenzbereich zwischen den beiden Frequenzen P1 und P2 oder über einen breiten Frequenzbereich, der hin zu einem hohen P2 übersteigenden Frequenzbereich reicht, erhält. Hierbei ist die Frequenz P2, die das hochfrequenzseitige Extremum ist, die Frequenz in Entsprechung zur hochfrequenzseitigen natürlichen Frequenz Ω2, bei der sich die ersten und zweiten Masseelemente 38 und 48 in Umkehrphase im Schwingungsmodus des Zwei-Freiheitsgrade-Schwingungssystems bewegen. Demgegenüber ist die Frequenz P1, die das niederfrequenzseitige Extremum ist, die Frequenz in Entsprechung zur niederfrequenzseitigen natürlichen Frequenz Ω1, bei der sich die ersten und zweiten Masseelemente 38 und 48 in Umkehrphase im Schwingungsmodus des Zwei-Freiheitsgrade-Schwingungssystems bewegen, und ist eine Frequenz, die ungefähr der natürlichen Frequenz fr2 entspricht, bei der die Phase in Bezug auf das erste Masseelement bei dem zweiten Schwingungssystem 34 als Ein-Freiheitsgrad-Schwingungssystem umgekehrt ist.
  • Bei dieser Ausführungsform ist zudem die Resonanzreaktionsverstärkung Q des zweiten Schwingungssystems 34 größer als die Resonanzreaktionsverstärkung X des ersten Schwingungssystems 32 (X < Q), wobei das Produkt der Masse m1 des ersten Masseelementes 38 und der Resonanzreaktionsverstärkung X des ersten Schwingungssystems 32 größer als das Produkt der Masse m2 des zweiten Masseelementes 48 und der Resonanzreaktionsverstärkung Q des zweiten Schwingungssystems 34 ist (m4 * X > m2 * Q). Hierdurch wird während der Schwingungseinleitung eine große Amplitude des zweiten Masseelementes 48 und damit ein großes Ausmaß der elastischen Verformung der Blattfeder 50 sichergestellt, und es wird die Leistungserzeugung durch das Leistungserzeugungselement 16 effizient verwirklicht. Zudem ist die Oszillationskraft, die in einem Resonanzzustand an dem ersten Masseelement 38 ausgeübt wird, größer als die Oszillationskraft, die in einem Resonanzzustand an dem zweiten Masseelement 48 ausgeübt wird, sodass der Offsetschwingungsdämpfungswirkung der eingeleiteten Schwingung durch das zweite Schwingungssystem 34 entgegengewirkt wird und dadurch eine stabile erzeugte Relativversetzung des ersten Masseelementes 38 und des zweiten Masseelementes 48 sowie eine effektivere Leistungserzeugung über ein breites Band verwirklicht werden.
  • Darüber hinaus ist bei der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 die Masse m2 des zweiten Masseelementes 48 gleich 1/5 oder weniger als die Masse m1 des ersten Masseelementes 38. Während die mechanische natürliche Frequenz des Zwei-Freiheitsgrade-Schwingungssystems bei einem bestimmten Wert gewählt wird, wird die Federkonstante k2 der Blattfeder 50 klein gewählt. Aufgrund dessen tritt eine Relativversetzung des zweiten Masseelementes 48 in Bezug auf das erste Masseelement 38 ohne Weiteres auf, und es wird möglich, ein Leistungserzeugungsausmaß durch das Leistungserzeugungselement 16 effizient zu erhalten.
  • Bei dieser Ausführungsform wird zudem die mechanische natürliche Frequenz fr2 bei dem Ein-Freiheitsgrad-Schwingungssystem des zweiten Schwingungssystems 34 allein bei einer niedrigeren Frequenz als der dem Mechanismus zu eigenen bzw. mechanischen natürlichen Frequenz fr1 bei dem Ein-Freiheitsgrad-Schwingungssystem des ersten Schwingungssystems 32 gewählt (fr2 < fr1). Hierdurch wird es möglich, eine ausreichende Relativversetzung des zweiten Masseelementes 48 in Bezug auf das erste Masseelement 38 mit Auftreten während der Schwingungseinleitung zu erhalten, und es wird möglich, die Leistungserzeugungseffizienz entsprechend dem Ausmaß der Relativversetzung des ersten Masseelementes 38 und des zweiten Masseelementes 48 zu vergrößern.
  • Zudem wird dadurch, dass fr2 < fr1 in dem Frequenzbereich von der mechanischen natürlichen Frequenz fr2 bei dem Ein-Freiheitsgrad-Schwingungssystem des zweiten Schwingungssystems 34 bis hin zu der mechanischen natürlichen Frequenz fr1 bei dem Ein-Freiheitsgrad-Schwingungssystem des ersten Schwingungssystems 32 gilt, das erste Masseelement 38 in derselben Phase in Bezug auf die eingeleitete Schwingung versetzt. Aufgrund dessen wird über das erste Masseelement 38, das eine Schwingungsversetzung in derselben Phase in Bezug auf den Körper 30 zeigt, Schwingungsenergie effizienter auf das zweite Schwingungssystem 34 übertragen, und es ergibt sich eine weitere Verbesserung bei der Leistungserzeugungseffizienz. Gilt jedoch fr2 >> fr1 bei der niederfrequenzseitigen natürlichen Frequenz Ω1 bei dem Zwei-Freiheitsgrade-Schwingungssystem, so wird das erste Schwingungssystem 32 in Umkehrphase in Bezug auf die eingeleitete Schwingung versetzt, wodurch es nicht möglich ist, Schwingungsenergie effizient auf das zweite Schwingungssystem 34 zu übertragen. Im Lichte dessen wird es dadurch, dass bei dieser Ausführungsform fr2 < fr1 gilt, möglich, den Frequenzbereich zwischen P1 bis P2 gemäß Darstellung in 5 ausreichend groß zu wählen, um eine hervorragende Leistungserzeugungseffizienz sogar in einem noch breiteren Frequenzbereich zu erhalten.
  • Zudem ist die Federkonstante des ersten Schwingungssystems 32, das das Zwei-Freiheitsgrade-Schwingungssystem der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 bildet, von dem Verbindungsgummielastikkörper 40, der aus einem Gummielastikkörper gebildet ist, bestimmt, wohingegen die Federkonstante des zweiten Schwingungssystems 34 durch die aus Metall gebildete Blattfeder 50 bestimmt ist. Hierdurch wird es, wie in 6 gezeigt ist, bei dem zweiten Schwingungssystem 34 mit einer großen Resonanzreaktionsverstärkung, während man eine Amplitude, bei der eine Leistungserzeugung möglich ist, nur in einem schmalen Frequenzbereich nahe der Resonanzfrequenz erhält, bei dem ersten Schwingungssystem 32 mit einer Resonanzreaktionsverstärkung, die kleiner als diejenige des zweiten Schwingungssystems 34 ist, möglich, eine Amplitude erhalten, bei der eine Leistungserzeugung über einen breiten Frequenzbereich möglich ist. Aus diesem Grund kann durch Kombinieren des ersten Schwingungssystems 32 und des zweiten Schwingungssystems 34 zur gemeinsamen Verwendung die Leistungserzeugung, die mit dem zweiten Schwingungssystem 34 allein nur in einem sehr schmalen Frequenzbereich verwirklicht werden kann, effizient zur Schwingungseinleitung eines breiteren Frequenzbereiches durch Erweiterung der Kennwerte auf Grundlage der Dämpffähigkeit des Verbindungsgummielastikkörpers 40 des ersten Schwingungssystems 32 verwirklicht werden. Hierdurch ist eine effektive Leistungserzeugung bei verschiedenen Schwingungseinleitungsbedingungen möglich, und es wird möglich, eine Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 mit hoher praktischer Nutzbarkeit bereitzustellen. In 6 sind die Frequenz-Amplituden-Kennwerte bei dem Ein-Freiheitsgrad-Schwingungssystem des ersten Schwingungssystems 32 allein durch eine durchgezogene Linie gezeigt, während die Frequenz-Amplituden-Kennwerte bei dem Ein-Freiheitsgrad-Schwingungssystem des zweiten Schwingungssystems 34 allein durch eine gepunktete Linie gezeigt sind.
  • Zudem ist bei der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 durch Wahl der mechanischen natürlichen Frequenz fr1 bei dem Ein-Freiheitsgrad-Schwingungssystem des ersten Schwingungssystems 32 allein bei einer höheren Frequenz als der elektrischen Antiresonanzfrequenz fr2 des Mehrfach-Freiheitsgrad-Schwingungssystems, das von den ersten und zweiten Schwingungssystemen 32 und 34 gebildet wird (fr1 > fr2), eine Leistungserzeugung zur Schwingungseinleitung eines breiteren Frequenzbereiches verwirklicht. Nachstehend folgt eine Beschreibung unter Nutzung einer äquivalenten Schaltung, bei der die elektrischen Eigenschaften des in 7 gezeigten zweiten Schwingungssystems 34 betrachtet werden.
  • Die äquivalente Schaltung von 7 ist eine Schaltung zur Darstellung von elektromechanischen Umwandlungskennwerten, die piezoelektrische Kennwerte des zweiten Schwingungssystems 34 sind, bei dem das Leistungserzeugungselement 16 (piezoelektrisches Element) angeordnet ist, und ist ein Gebilde, bei dem die mechanische Schwingung des Leistungserzeugungselementes 16 als elektrische Schaltung durch die reihenangeordnete äquivalente Reiheninduktanz L1, die äquivalente elektrostatische Reihenkapazität C1, den äquivalenten Reihenwiderstand R1 und eine elektrostatische Parallelkapazität C0 ausgedrückt wird.
  • L1, C1 und R1 sind Konstanten, die jeweils eindeutig entsprechend dem Schwingungsmodus bestimmt sind. Demgegenüber ist Co die elektrostatische Kapazität bei dem als Dielektrikum wirkenden Leistungserzeugungselement 16 und stellt eine Konstante dar, die durch die dem Leistungserzeugungselement 16 zu eigene Größe, die dielektrische Konstante oder dergleichen festgelegt ist.
  • Die äquivalente Schaltung unter Berücksichtigung der elektrischen Kennwerte des zweiten Schwingungssystems 34 wird von dieser Art von L1, C1, R1 und C0 derart gebildet, dass die Impedanz des zweiten Schwingungssystems 34 entsprechend der Darstellung bei dem in 8 gezeigten Graph in Bezug auf die Frequenz der eingeleiteten Schwingung ist und ein lokaler Minimalwert bei der Reihenresonanzfrequenz fr2 und ein lokaler Maximalwert bei der elektrischen Antiresonanzfrequenz (Parallelresonanzfrequenz) fa2 ist. Die Reihenresonanzfrequenz ist im Wesentlichen gleich der mechanischen Resonanzfrequenz fr2 des zweiten Schwingungssystems 34. Im Detail ist die Reihenresonanzfrequenz fr2 geringfügig von der Frequenz verschieden, bei der die Impedanz des zweiten Schwingungssystems 34 ein lokaler Minimalwert ist, was durch die Wirkung von Co bedingt ist, wobei diese jedoch hier im Wesentlichen als gleich betrachtet werden. Auf ähnliche Weise ist die Parallelresonanzfrequenz fa2 geringfügig von der Frequenz verschieden, bei der die Impedanz des zweiten Schwingungssystems 34 ein lokaler Maximalwert ist, wobei diese jedoch hier ebenfalls im Wesentlichen als gleich betrachtet werden.
  • Wie aus dem Graph von 8 ersichtlich ist, ist bei dem zweiten Schwingungssystem 34, in dem das Leistungserzeugungselement 16 angeordnet ist, während ein großes Leistungserzeugungsausmaß bei der Reihenresonanzfrequenz fr2 erhalten werden kann, das Leistungserzeugungsausmaß bei der Parallelresonanzfrequenz fa2 klein, wobei sogar in einem höheren Frequenzbereich als fa2 das Leistungserzeugungsausmaß in einem vergleichsweise kleinen Zustand bzw. Umfang fortgesetzt wird.
  • Bei der äquivalenten Schaltung des zweiten Schwingungssystems 34 sind die Reihenresonanzfrequenz fr2 und die Parallelresonanzfrequenz (Antiresonanzfrequenz fa2 durch die nachstehenden Formeln 4 und 5 definiert:
  • f r2 = 1 2 π L 1 C 1
    Figure DE112014003466B4_0004
  • f a2 = 1 2 π L 1 C 0 C 1 / ( C 0 + C 1 )
    Figure DE112014003466B4_0005
  • Es wird bei dieser Ausführungsform jedoch dadurch, dass das Schwingungssystem der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 zwei Freiheitsgrade aufweist, durch Wahl der mechanischen sekundären natürlichen Frequenz Ω1 des Schwingungssystems der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 bei einer höheren Frequenz als der mechanischen Antiresonanzfrequenz desselben Schwingungssystems der Abnahme der Leistungserzeugung über einen breiten Frequenzbereich entgegengewirkt. Hierdurch wird es typischerweise durch Wählen der mechanischen natürlichen Frequenz fr1 des ersten Schwingungssystems 32 bei einer höheren Frequenz als der Parallelresonanzfrequenz fa2 der äquivalenten Schaltung möglich, eine Abnahme der Leistungserzeugungseffizienz über ein breites Band zu verhindern.
  • Zudem ist, was noch mehr bevorzugt wird, dadurch, dass die mechanische Resonanzfrequenz fr1 des ersten Schwingungssystems 32 allein gleich dem √2-Fachen oder weniger in Bezug auf die mechanische Resonanzfrequenz fr2 des zweiten Schwingungssystems 34 allein ist (fr1 < √2 * fr2), ein großes Ausmaß der Relativversetzung des ersten Masseelementes 38 in Bezug auf das zweite Masseelement 48 zur Schwingungseinleitung in einem breiten Frequenzbereich sichergestellt. Infolgedessen wird eine effizientere Leistungserzeugung durch das Leistungserzeugungselement 16 zur Schwingungseinleitung in einem breiteren Frequenzbereich verwirklicht. Mit anderen Worten, die mechanische Resonanzfrequenz fr1 des ersten Schwingungssystems 32 allein ist vorzugsweise in einem Bereich von fa2 < fr1 ≤ √2 * fr2 gewählt.
  • Bei einer Untersuchung durch Experimente und dergleichen seitens der Erfinder war es wegen fr1 ≤ √2 * fr2 möglich, einen kombinierten Schwingungszustand zu erhalten, indem die Schwingung bei dem ersten Schwingungssystem 32 und die Schwingung bei dem zweiten Schwingungssystem 34 aufeinander übertragen wurden. Insbesondere in einem Fall, in dem sich beispielsweise die Frequenz der eingeleiteten Schwingung ändert, ist es beispielsweise sogar in einem Zustand, in dem ein Schwingungssystem anhält, wenn das erste Schwingungssystem 32 und das zweite Schwingungssystem 34 vollständig unabhängig voneinander schwingen, dadurch, dass das andere Schwingungssystem eine Wirkung auf das eine Schwingungssystem ausübt, möglich, den Schwingungszustand in einem gewissen Ausmaß zu erhalten. Da hierdurch eine Schwingung von beiden einwirkt, ist es möglich, den Schwingungszustand der beiden Schwingungssysteme 32 und 34 ergänzend zueinander zu erhalten, wodurch es möglich wird, sogar noch effizienter eine Aufrechterhaltung der Manifestation des Schwingungszustandes bei den Schwingungssystemen 32 und 34 und damit eine Verwirklichung des angepeilten Leistungserzeugungszustandes aufrechtzuerhalten. Bei den ersten und zweiten Schwingungssystemen 32 und 34 kann durch Wählen einer jeden der Resonanzfrequenzen derart, dass fr1 ≤ √2 * fr2 gilt, die Verwirklichung einer ergänzenden Aufrechterhaltung des Schwingungszustands durch Kombinieren von Schwingungen als Unterstützung beispielsweise für das japanische Patent Nr. JP-B-4862286 verstanden werden.
  • Durch Unterbringen der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 und des Sensorabschnittes 14 mit vorbeschriebener Struktur beispielsweise innerhalb des Gehäuses 22 wird die Sensorvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform bereitgestellt. Zudem wird das Gehäuse 22 beispielsweise als Anbringungselement verwendet, und es wird die Sensorvorrichtung 10 an einem Fahrzeug angebracht, wobei der Öffnungsteil des Gehäuses 22 mit einer Deckeleinheit oder dergleichen abgedeckt ist. Bei dieser Anordnung wird sogar bei einer Schwingungseinleitung über verschiedene Frequenzbereiche infolge eines Unterschiedes im Fahrzustand Schwingungsenergie effizient in elektrische Energie umgewandelt. Entsprechend können eine stabile Leistungserzeugung durch die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 und daher ein stabiler Betrieb der Sensorvorrichtung 10 verwirklicht werden.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der Sensorvorrichtung ist vorstehend detailliert beschrieben worden, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf die spezifische Beschreibung beschränkt ist.
  • In einem Fall beispielsweise, in dem die Sensorvorrichtung an einem Fahrzeug montiert ist, wie durch das funktionelle Blockdiagramm in 9 dargestellt ist, können Detektionssignale in dem Sensorabschnitt 14 durch einen hartverdrahteten Sensorausgabezuleitdraht 59 einer fahrzeugkörperseitigen Steuerung bzw. Regelung 60, so beispielsweise einer ECU oder dergleichen, die die Detektionssignale benötigt, übertragen werden.
  • Eine derartige drahtgebundene Übertragung macht es möglich, elektrische Leistung zu verwenden, die von der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 bezogen wird, indem auf Erwerb und Erzeugung von Information in dem Sensorabschnitt 14 abgestellt wird. Im Ergebnis wird es möglich, die Detektionsgenauigkeit, die mit der Zunahme der erforderlichen elektrischen Leistung beispielsweise zur Verbesserung der Abtastrate einhergeht, zu verbessern sowie die Betriebsstabilität der den Sensorabschnitt 14 beinhaltenden Sensorvorrichtung weiter zu fördern.
  • Außerdem kann das Leistungserzeugungselement 16 selbst der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 mit dem vorstehend angegebenen spezifischen Aufbau als Erfassungselement verwendet werden. Bei einem spezifischen Beispiel wird, wie durch das funktionelle Blockdiagramm in 10 dargestellt ist, beispielsweise durch Abstellen auf den Umstand, dass die Leistungserzeugungswellenformen der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 der eingeleiteten Schwingung entsprechen, eine arithmetische Operationsverarbeitung, so beispielsweise eine Zeitdifferenzierung, in der Messschaltungseinheit 20 unter Verwendung der Leistungserzeugungswellenformen ausgeführt, wodurch eine Beschleunigungsinformation als Detektionssignal erhalten werden kann.
  • Auf diese Weise kann durch Verwenden des Leistungserzeugungselementes 16 der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 als Erfassungselement die Sensorvorrichtung eine einfache Struktur und einen verringerten Leistungsverbrauch aufweisen.
  • In dem Fall, in dem die Sensorvorrichtung an einem Fahrzeug montiert ist, kann, da die Leistungserzeugungsbedingung der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 dem Fahrzustand des Fahrzeuges entspricht, der Fahrzustand durch Überwachen der Leistungserzeugungsbedingung überwacht werden. Wenn beispielsweise eine spezifische Fahrbedingung, so beispielsweise eine wiederholte plötzliche Beschleunigung und Bremsung, auf Grundlage der Leistungserzeugungsbedingung erfasst wird, kann der Fahrer durch Ton oder Licht zur Vorsicht gemahnt werden. Eine derartige Warnvorrichtung 61 kann beispielsweise außen, also auf einer Anzeige, oder innen im Innenraum des Fahrzeuges vorgesehen sein. Insbesondere kann die spezielle Fahrbedingung, die von der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18, die als Erfassungselement dient, detektiert wird, an die Warnvorrichtung 61 über die Übertragungsantenne 26 und den Zuleidraht durchdrahtlose oder drahtgebundene Übertragung übertragen werden, damit die Anzeige eine Mitteilung oder ein Symbol zeigt oder ein Lautsprecher im Inneren eine Mitteilung oder einen Alarm für den Fahrer wahrnehmbar abgibt.
  • Alternativ dient in einem Fall, in dem die Sensorvorrichtung an einem Pfeiler oder im Boden eines Gebäudes montiert ist, der Pfeiler oder Boden als Schwingungselement und ist infolge desjenigen Umstandes Schwingungen ausgesetzt, dass Fahrzeuge in der Umgebung vorbeifahren oder Bewohner darauf gehen, wodurch elektrische Leistung durch die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 bezogen wird. Durch Einsetzen der Warnvorrichtung 61 gemäß vorstehender Beschreibung wird es zudem beispielsweise möglich, die Bewohner durch Ton oder Licht zu warnen und ihnen eine schnelle Flucht für den Fall von Erdbeben oder dergleichen zu ermöglichen.
  • Darüber hinaus sind bei der Sensorvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung verschiedene Modi, die über diejenigen bei der vorbeschriebenen Ausführungsform hinausgehen, als Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung einsetzbar. In 11 und 12 sind Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtungen 62 und 64 jeweils als weitere Modi gezeigt, die bei der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen. Man beachte, dass für die Elemente und Teile, die zu denjenigen bei der vorbeschriebenen Ausführungsform identisch sind, dieselben Bezugszeichen in der Zeichnung wie bei den jeweiligen Objekten der vorbeschriebenen Ausführungsform angegeben sind und auf eine Detailbeschreibung derselben verzichtet wird.
  • Insbesondere weist bei der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 62 gemäß Darstellung in 11 ein erstes Masseelement 66 eine hohle Struktur auf, wobei bei dem ersten Masseelement 66 ein Unterbringungsraum 68 vorgesehen ist, der in etwa aus dem Außenraum herausgeschnitten ist. Hergestellt wird das erste Masseelement 66 mit dieser Art von hohler Struktur beispielsweise durch Überlappen einer in etwa plattenförmigen oberen Masse 76 an einer unteren Masse 74, die in etwa die Form eines Rohres mit einem Boden aufweist und mit einer Bodenwand 70 und einer Umfangswand 72 ausgestattet ist, und Ankleben hiervon an der oberen Teilöffnung der unteren Masse 74 derart, dass eine Abdeckung vorliegt.
  • Zudem ist in einem Zustand der Unterbringung in dem Unterbringungsraum 68 des ersten Masseelementes 66 das zweite Schwingungssystem 34 ungefähr mit demselben Aufbau wie demjenigen bei der vorbeschriebenen Ausführungsform vorgesehen. Der Unterbringungsraum 68 ist ausreichend groß, um eine Versetzung des zweiten Masseelementes 48 zusammen mit einer elastischen Verformung der Blattfeder 50 als zweites Federelement zu ermöglichen. Zudem sind Anschlaggummis 58, 58 jeweils an dem Unterbringungsraum 68 an beiden Seitenwandteilen der Versetzungsrichtung des zweiten Masseelementes 48 vorgesehen, und es ist das Versetzungsausmaß des zweiten Masseelementes 48 gepuffert und begrenzt.
  • Bei der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 62 mit diesem Aufbau ist es möglich, die Schwerpunktposition des ersten Masseelementes 66 des ersten Schwingungssystems 32 und die Schwerpunktposition des zweiten Masseelementes 48 des zweiten Schwingungssystems 34 in Höhenrichtung nahe beieinander zu wählen. Ausgerichtet sein können das erste Masseelement 66 und das zweite Masseelement 48 mit der Höhe, die von der Stützoberfläche her klein ist, also der oberen Oberfläche des Anbringungselementes 36, die die Anhaftungsoberfläche an dem Körper 30 des Verbindungsgummielastikkörpers 40 als erstes Federelement ist, wodurch sich die Schwingungseinleitungsbezugsoberfläche ergibt.
  • Auch bei der ersten Ausführungsform bildet die Masse des Abdeckungselementes 44 einen Abschnitt des ersten Masseelementes 38. Wie sich hieraus ergibt, beinhaltet die erste Ausführungsform das erste Masseelement mit einer hohlen Struktur, und es ist das zweite Schwingungssystem 34 innerhalb der Unterbringungszone 46, die zwischen dem Abdeckungselement 44 und dem ersten Masseelement 38 ausgebildet ist, untergebracht. Zudem ist die proximale Endseite der Blattfeder 50 durch den Stützvorsprung 42 gestützt, der innerhalb des Unterbringungsraumes 46 von der oberen Endfläche des ersten Masseelementes 38 gestützt wird, wodurch die Umfangswand des Unterbringungsraumes (Unterbringungszone) 46 gebildet wird. Hierdurch ist die Position, in der die Blattfeder 50 gestützt wird, einwärts von der Umfangswand des Unterbringungsraumes 46 gewählt. Hierbei ist es bei der in 11 gezeigten Ausführungsform möglich zu erwägen, dass das Abdeckungselement 44 der ersten Ausführungsform dicker ausgestaltet wird, um die obere Masse 76 zu bilden. Damit kann der in 11 gezeigte Modus ebenfalls anhand der Beschreibung der ersten Ausführungsform verstanden werden.
  • Bei dieser Anordnung ist sowohl bei der ersten Ausführungsform wie auch bei der vorliegenden Ausführungsform die Position, an der die proximale Endseite der Blattfeder 50, die das zweite Schwingungssystem 34 bildet, von dem ersten Masseelement 38, 66 gestützt wird, bei einer Position nahe dem Schwerpunkt des ersten Masseelementes 38, 66 gewählt, die bezüglich der Mitte von der Außenumfangswand des ersten Masseelementes 38, 66 getrennt ist. Im Ergebnis wird unter Berücksichtigung der gewünschten Schwingung, die mit einer Versetzung im Stile einer abprallbedingten Amplitude (bounce entailing amplitude) in der vertikalen Richtung einhergeht, wodurch das erste Masseelement 38, 66 der Blattfeder 50 eine Biegeverformung verleiht, die für die Leistungserzeugung erheblich ist, die vertikale Schwingung des ersten Masseelementes 38, 66 direkt und effizient auf die Blattfeder 50 übertragen, wodurch das zweite Schwingungssystem 34 auf vorteilhafte Weise schwingt. Demgegenüber wird unter Berücksichtigung von Schwingungen in anderen Richtungen, so beispielsweise bei einem Pitching in Verbindung mit einer Schwenkversetzung im Stile eines Wippens ungefähr um das als Drehpunkt dienende Zentrum in der seitlichen Richtung in 11, bei einer Torsion in Verbindung mit einer Drehversetzung um die gerade Linie mit Erstreckung in der seitlichen Richtung in 11 oder bei einem Prizing in Verbindung mit einer Drehversetzung um die gerade Linie mit Erstreckung in der vertikalen Richtung in 11 die Schwingungsamplitude an der Außenumfangswand des ersten Masseelementes 38, 66 in allen Fällen maximal. Dies begrenzt die Schwingungsübertragung auf das zweite Schwingungssystem 34, dessen Stützpunkt weiter zur Zentralseite hin als die Außenumfangswand gewählt ist, wodurch ein gegenteiliger Effekt auf die Blattfeder 50 verringert wird. Damit können die gewünschte Biegeverformung der Blattfeder 50 und damit die Leistungserzeugungseffizienz durch das Leistungserzeugungselement 16, das an der Blattfeder 50 angebracht ist, stabil und günstig aufrechterhalten werden.
  • Insbesondere ist bei der in 11 gezeigten Ausführungsform die obere Masse 76 dicker als das Abdeckungselement 44 der ersten Ausführungsform ausgestaltet. Entsprechend wird der Schwerpunkt des ersten Masseelementes 66 zur Zentralseite hin nicht nur in der horizontalen Richtung, sondern auch in der vertikalen Richtung gezogen, sodass sich eine Platzierung innerhalb des Unterbringungsraumes 68 ergibt. Diese Anordnung ermöglicht, dass der Schwerpunkt des ersten Masseelementes 66 und der Stützpunkt der Blattfeder 50 des zweiten Schwingungssystems 34 an Positionen nahe beieinander gewählt sind, so beispielsweise annähernd in derselben Position. Im Ergebnis wird es möglich, die vorgenannten Schwingungseinleitungen, so beispielsweise das Pitching, die Torsion und das Prizing oder dergleichen, in dem ersten Masseelement 66 weiter zu minimieren, um eine stabile Leistungserzeugung effektiver zu verwirklichen, was von der Schwingungsübertragung in der vertikalen Richtung, die für die Schwingungsleistungserzeugung erheblich ist, herrührt.
  • Auf diese Weise wird beim vorliegenden Modus einer Oszillation des ersten Masseelementes 66 und des zweiten Masseelementes 48 während einer Schwingungseinleitung und insbesondere einer irregulären Verformung der Blattfeder 50, die von einer irregulären Verformung über eine vertikale Versetzung des zweiten Masseelementes 48 hinaus begleitet wird, entgegengewirkt. Dies erzeugt eine stabilere Schwingungsversetzung in der vertikalen Richtung, die die angepeilte Hauptschwingungseinleitungsrichtung ist. Im Ergebnis wird das elastische Verformungsausmaß des Verbindungsgummielastikkörpers 40 und der Blattfeder 50 groß, und es ist eine weitere Verbesserung der Umwandlungseffizienz der Schwingungsenergie in elektrische Energie gegeben.
  • In der Praxis wird die Anordnungszone des zweiten Schwingungssystems 34 aus dem Außenraum durch das erste Masseelement 66 herausgeschnitten, wodurch es möglich wird, Staubdichtigkeitseigenschaften und Wasserdichtigkeitseigenschaften mit einer einfachen Struktur für die Anordnungszone des zweiten Schwingungssystems 34 ohne die Notwendigkeit einer separaten Abdeckungsstruktur oder dergleichen bereitzustellen.
  • Darüber hinaus ist es dadurch, dass das erste Masseelement 66 eine hohle Struktur aufweist, während ein großes Massengewicht im Außenumfangsteil hiervon bei großer Kapazität gewährleistet ist, möglich, das zweite Schwingungssystem 34 in dem Unterbringungsraum 68 unterzubringen und ein starkes nach oben gerichtetes Vorstehen von dem ersten Masseelement 66, wie dies bei der vorstehenden Ausführungsform der Fall ist, zu vermeiden. Im Ergebnis ist es bei Gewährleistung einer ausreichenden Masse des ersten Masseelementes 66 möglich, die Gesamtgröße der Schwingungsdämpfungsvorrichtung insbesondere in Höhenrichtung klein zu machen.
  • Zudem ist bei der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 64 gemäß Darstellung in 12 genauso wie bei der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 62 gemäß Darstellung in 11 das zweite Schwingungssystem 34 in einem Zustand der Unterbringung in dem Unterbringungsraum 68 des die hohle Struktur aufweisenden ersten Masseelementes 66 vorgesehen. Das erste Masseelement 66 ist elastisch mit dem Körper 30 als Schwingungselement durch ein erstes Federelement 78 verbunden, das an der Außenumfangsoberfläche der Umfangswand 72 vorgesehen ist.
  • Insbesondere ist ein Anbringungselement 80, das durch einen Bolzen oder dergleichen an dem Körper 30 anhaftet, unter Verwendung einer Vertikalwandstruktur ausgebildet, die bezüglich der Außenumfangsseite des ersten Masseelementes 66 getrennt ist, und es ist die Außenumfangsoberfläche des ersten Masseelementes 66 mit Orientierung entgegengesetzt zu der Richtung ungefähr senkrecht zur Hauptschwingungseinleitungsrichtung zu dem Anbringungselement 80 ausgerichtet. Zudem wird dadurch, dass das erste Federelement 78 einen Gummielastikkörper umfasst, der zwischen entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Flächen der Außenumfangsoberfläche des ersten Masseelementes 66 und des Anbringungselementes 80 angeordnet ist, das erste Masseelement 66 elastisch von dem Anbringungselement 80 gestützt.
  • Das erste Federelement 78 kann über den gesamten Umfang des ersten Masseelementes 66 vorgesehen sein, kann jedoch auch derart vorgesehen sein, dass es auf geeignete Weise an Stellen an dem Umfang positioniert ist.
  • Bei der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 64 mit diesem Aufbau ist es aufgrund dessen, dass das erste Federelement 78 des ersten Schwingungssystems 32 hauptsächlich eine Scherverformung in der Hauptschwingungseinleitungsrichtung durch eine Schwingung von dem Körper 30 erfährt, möglich, eine niedrige dynamische Federeinstellung zu wählen, was eine Verbesserung hinsichtlich des Freiheitsgrades bei der Einstellung der Kennwerte bedeutet. Bei der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 64 dieser Ausführungsform ist es ebenfalls möglich, eine Einstellung der Kennwerte durch komplementäres Anordnen eines Kompressionsgummis zwischen entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Flächen der Bodenwand 70 des ersten Masseelementes 66 und der Bodenwand des Anbringungselementes 80 vorzunehmen.
  • Anstatt dessen ist es bei der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung, die bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, so beispielsweise bei dem Schwingungssystem der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung, zudem möglich, ein Mehrfach-Freiheitsgrad-Schwingungssystem mit drei Freiheitsgraden oder mehr durch elastisches Reihenverbinden von drei oder mehr Masseelementen jeweils über Federelemente zu verwenden. Hierdurch wird es möglich, eine hohe Leistungserzeugungseffizienz zur Schwingungseinleitung in einem sogar noch breiteren Frequenzbereich zu erhalten. Bei Verwendung des Mehrfach-Freiheitsgrad-Schwingungssystems mit drei oder mehr Freiheitsgraden ist es möglich, zwei Masseelemente auszuwählen, die wechselseitig elastisch verbunden sind, und ein Leistungserzeugungselement nur zwischen diesen Masseelementen vorzusehen, wobei es jedoch ebenfalls möglich ist, Leistungserzeugungselemente jeweils zwischen einer Mehrzahl von Sätzen von Masseelementen vorzusehen, die wechselseitig elastisch verbunden und benachbart zueinander angeordnet sind.
  • Es ist beispielsweise ebenfalls möglich, das Mehrfach-Freiheitsgrad-Schwingungssystem der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung durch jeweiliges elastisches Verbinden von zwei oder mehr zweiten Masseelementen mit dem ersten Masseelement über zwei oder mehr zweite Federelemente, die parallel und wechselseitig unabhängig sind, zu bilden. Hierdurch ist es aufgrund dessen, dass eine Mehrzahl von zweiten Schwingungssystemen gebildet wird, möglich, dass die mechanischen natürlichen Frequenzen dieser zweiten Schwingungssysteme allein wechselseitig verschieden sind, und eine effektive Leistungserzeugung zur Schwingungseinleitung in einem breiteren Frequenzbereich verwirklicht wird. Alternativ ist es dadurch, dass die mechanischen natürlichen Frequenzen der zweiten Schwingungssysteme allein wechselseitig gleich sind, möglich, die Leistungserzeugungseffizienz in Bezug auf die Schwingungseinleitung eines spezifischen Frequenzbereiches zu verbessern.
  • Als Leistungserzeugungselement ist es zusätzlich zu einer möglichen Verwendung eines beliebigen Elementes von einem piezoelektrischen Element, einem elektrostriktiven Element, einem magnetostriktiven Element oder dergleichen für das Leistungserzeugungselement ebenfalls möglich, eine Leistungserzeugungsstruktur unter Verwendung eines solenoidbetriebenen Systems oder dergleichen unter Nutzung eines Elektrets oder von Kreuzflusszeitänderungen (cross flux time changes) zu verwenden. Aus alledem ist ersichtlich, dass die spezifische Struktur des zweiten Masseelementes und des zweiten Federelementes, die das zweite Schwingungssystem bilden, keiner Beschränkung unterliegt, wobei es beispielsweise ebenfalls möglich ist, als zweites Federelement eine Schraubenfeder, einen Gummielastikkörper, eine Stangenfeder oder dergleichen zu verwenden. Auf ähnliche Weise unterliegt die spezifische Struktur des ersten Masseelementes und des ersten Federelementes keiner speziellen Beschränkung, wobei es beispielsweise ebenfalls möglich ist, als erstes Federelement eine Metallfeder, so beispielsweise eine Schraubenfeder, eine Blattfeder, eine Stangenfeder oder dergleichen, zu verwenden.
  • Zudem übt bei der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 18 (62, 64) der vorbeschriebenen Ausführungsformen durch Anpassen des Masseverhältnisses des ersten Masseelementes 68 (66) in Bezug auf den Körper 30 das erste Schwingungssystem 32 eine Schwingungsdämpfungswirkung auf die Schwingung des Körpers 30 aus, wobei das Wahrnehmen der Funktion als Schwingungsdämpfungsvorrichtung für die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung nicht wesentlich ist. Mit anderen Worten, es ist ebenfalls möglich, dass die Masse des ersten Masseelementes weniger als 10% der äquivalenten Masse des Schwingungselementes aufweist, und es ist zudem möglich, eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung, also beispielsweise einen dynamischen Dämpfer oder dergleichen getrennt von der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung anzuordnen.
  • Bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen wird die mechanische natürliche Frequenz fr2, wenn das zweite Schwingungssystem 34 als Ein-Freiheitsgrad-Schwingungssystem behandelt wird, bei einer niedrigeren Frequenz als die mechanische natürliche Frequenz fr1 gewählt, wenn das erste Schwingungssystem 32 als Ein-Freiheitsgrad-Schwingungssystem behandelt wird (fr2 < fr1). Zusätzlich ist die Masse m2 des zweiten Masseelementes 48 derart gewählt, dass m1 * X > m2 * Q erfüllt ist, wobei m1 die Masse der ersten Masseelemente 38 und 66 bezeichnet (X und Q sind die Resonanzreaktionsverstärkungen des ersten Schwingungssystems 32 beziehungsweise des zweiten Schwingungssystems 34). Gleichwohl ist die Leistungserzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Modi beschränkt.
  • Insbesondere in einem Fall, in dem die mechanische natürliche Frequenz fr2, wenn das zweite Schwingungssystem 34 als Ein-Freiheitsgrad-Schwingungssystem behandelt wird, bei einer höheren Frequenz als die mechanische natürliche Frequenz fr1, wenn das erste Schwingungssystem 32 als Ein-Freiheitsgrad-Schwingungssystem behandelt wird, gewählt ist (fr2 > fr1), erhält man, wenn das Produkt der Masse m1 der ersten Masseelemente 38 und 66 und der Resonanzreaktionsverstärkung X des ersten Schwingungssystems 32 nahe am Produkt der Masse m2 des zweiten Masseelementes 48 und der Resonanzreaktionsverstärkung Q des zweiten Schwingungssystems 34 ist (m1 * X ≈ m2 * Q), eine Zunahme des Leistungserzeugungsausmaßes durch die Wechselwirkung des ersten Schwingungssystems 32 und des zweiten Schwingungssystems 34. Daher ist es bei der Leistungserzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung akzeptabel, wenn die mechanische natürliche Frequenz fr2, wenn das zweite Schwingungssystem 34 als Ein-Freiheitsgrad-Schwingungssystem behandelt wird, verschieden von der mechanischen natürlichen Frequenz fr1, wenn das erste Schwingungssystem 32 als Ein-Freiheitsgrad-Schwingungssystem behandelt wird, ist (fr1 ≠ fr2).
  • Des Weiteren ist bei den Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtungen 62 und 64 gemäß Darstellung in 11 und 12 die untere Masse 74 ungefähr rohrförmig mit einem Boden und die obere Masse 76 ungefähr plattenförmig, wobei der Unterbringungsraum 68 durch Abdecken des oberen Öffnungsteiles der unteren Masse 74 von oben her mit der oberen Masse 76 gebildet wird und wobei das zweite Schwingungssystem 64 im Inneren des Unterbringungsraumes 68 untergebracht ist, wobei die Erfindung jedoch nicht auf diesen Modus beschränkt ist. Es ist beispielsweise insbesondere auch möglich, dass die untere Masse ungefähr plattenförmig ist und die obere Masse ungefähr die Form eines umgekehrten Rohres mit einem Boden aufweist oder dass das erste Masseelement aus einem rohrförmigen Element, das sich zur Seite hin öffnet, und einem Element, das diesen Seitenöffnungsteil abdeckt, gebildet ist.
  • Zudem ist bei den vorstehenden Ausführungsformen die Sensorvorrichtung an dem Fahrzeug derart angebracht, dass eine fahrzeugspezifische Sensorvorrichtung gebildet wird, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf diese Modi beschränkt ist. Solange die Schwingungseinleitung in einem Ausmaß, das zur Leistungserzeugung befähigt, gegeben ist, unterliegt das Schwingungselement keiner speziellen Beschränkung. Darüber hinaus kann die Leistungserzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung besonders geeignet dann eingesetzt werden, wenn die Schwingungsniveaus von mehreren Schwingungstypen in wechselseitig verschiedenen Schwingungsfrequenzbereichen in dem Schwingungselement maximal werden. Insbesondere beispielsweise bei einer Waschmaschine, bei der sich die Schwingungsfrequenz mit dem Wäschegewicht oder dergleichen ändert, bei einem Kühlschrank, bei dem sich die Schwingungsfrequenz entsprechend der Betriebsrate der Kältemaschine oder dergleichen ändert, bei einem Kraftfahrzeug, bei dem sich die Schwingungsfrequenz entsprechend dem Fahrzustand sowie Senken und Erhebungen in der Straßenoberfläche oder dergleichen ändert, bei einem Maschinenwerkzeug, bei dem sich die Schwingungsfrequenz entsprechend dem Betriebszustand oder dergleichen ändert, bei einer Brücke, bei der sich die Schwingungsfrequenz entsprechend dem Gewicht oder dergleichen eines darüberfahrenden Fahrzeuges ändert, oder bei einem Pfeiler, einem Boden oder dergleichen eines Gebäudes können das Gehäuse, der Körper oder dergleichen zu einem Schwingungselement werden, an dem die Leistungserzeugungsvorrichtung montiert werden kann.
  • Die Implementierung der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtungen 18, 62, 64 entsprechend der vorliegenden Erfindung gemäß vorstehender Beschreibung ist nicht auf die bei den vorhergehenden Ausführungsformen gezeigte Sensorvorrichtung 10 beschränkt. Nachstehend werden Ausführungsformen, die bei einer fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung und einer gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung implementiert sind, anhand der Zeichnung beschrieben. Man beachte, dass die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung dieselbe Struktur wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen aufweist, wobei zum leichteren Verständnis die gleichen Bezugszeichen wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen in der Zeichnung vergeben sind.
  • 13 zeigt einen Vorderteil eines Kraftfahrzeuges 111, der mit einer fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung 110 mit einem Aufbau entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist. Wie in 14 gezeigt ist, beinhaltet die fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung 110 eine Eckstange 112, die als Emitter dient, und eine Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 114, die als Betriebsleistungszuleitung dient. Bei der nachstehenden Beschreibung bezeichnet die vertikale Richtung grundsätzlich die vertikale Richtung in 14, die mit der vertikalen Richtung bei Einbau der Vorrichtung in ein Fahrzeug zusammenfällt.
  • Im Detail bedeutet dies, dass die Eckstange 112 eine Struktur aufweist, bei der eine Lichtleitungsstange 116 eine LED 118, die als Lichtquelle dient, aufnimmt. Die Lichtleitungsstange 116 ist ein transparentes oder transluzentes Element, das aus einem künstlichen Harz wie Akryl besteht, und weist die Form einer verjüngten Stange auf, die sich in gerader Linie nach oben erstreckt.
  • In dem Basisendabschnitt der Lichtleitungsstange 116 ist eine LED 118 aufgenommen. Die LED 118 weist eine bekannte Struktur auf, bei der ein Drahtstrang 120, der als Leistungszuführungsverdrahtung dient, mit einem (nicht gezeigten) Substrat verbunden ist, und ist dafür ausgelegt, Licht dadurch, dass elektrische Leistung dem Substrat durch den Verdrahtungsstrang 120 zugeleitet wird, zu emittieren. Das Licht der LED 118 wird durch die Lichtleitungsstange 116 nach oben geleitet und umfänglich nach außen emittiert, sodass die Lichtleitungsstange 116 Licht, das von außen her leicht sichtbar ist, gänzlich oder teilweise emittiert.
  • Zudem ist die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 114 an der Eckstange 112 angebracht. Die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 114 weist im Wesentlichen dieselbe Struktur wie die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 62 gemäß Darstellung in 11 bei der vorhergehenden Ausführungsform auf und umfasst ein Mehrfach-Freiheitsgrad-Schwingungssystem, das ein erstes Schwingungssystem 32, das zur Anbringung an einer Stoßstange 122 als Schwingungselement ausgelegt ist, und ein zweites Schwingungssystem 34, das zur Anbringung an der Stoßstange 122 über das erste Schwingungssystem 32 ausgelegt ist, aufweist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 114 in einem Modus, in dem die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 62 gemäß Darstellung in 11 umgekehrt eingebaut ist. Dies bedeutet, dass eine obere Masse 76 ungefähr die Form eines umgekehrten Rohres mit einem Boden aufweist und eine untere Masse 74 ungefähr die Form einer Platte bzw. eines Tellers aufweist.
  • Durch Verbinden der Eckstange 112 mit der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 114, die dazu fähig ist, eine hervorragende Leistungserzeugungseffizienz, wie vorstehend erläutert worden ist, zu zeigen, ist die fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung 110 der vorliegenden Ausführungsform, wie in 14 gezeigt ist, aufgebaut. Insbesondere sind für die Eckstange 112 der Basisendabschnitt der Lichtleitungsstange 116 und die LED 118 an einem Anbringungselement 128 der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 114 fixiert. Zudem ist dadurch, dass die LED 118 der Eckstange 112 und ein Leistungserzeugungselement 16 der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 114 durch den Drahtstrang 120 elektrisch verbunden sind, die Betriebsleistungszuleitung, die die LED 118 Licht emittieren lässt, durch die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 114 gebildet.
  • Es ist zudem akzeptabel, beispielsweise eine Schaltung zum Filtern von Elektrizität, die von dem Leistungserzeugungselement 16 bezogen wird, ein Steuer- bzw. Regelmittel zum Ein- und Aussteuern bzw. Ein- und Ausregeln der elektrischen Leistungszuleitung zu der LED 118 und dergleichen innerhalb des Unterbringungsraumes 68 anzuordnen. Insbesondere ist man durch Bereitstellen der Schaltung, der Steuer- bzw. Regelmittel und dergleichen innerhalb des Unterbringungsraumes 68 dazu in der Lage, die Schaltung, die Steuer- bzw. Regelmittel und dergleichen zu schützen.
  • Bei der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung 110 mit vorbeschriebenem Aufbau wird, da die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 114 an der Stoßstange 122, die das Ende des Kraftfahrzeuges 111 bildet, angebracht ist, eine Schwingung mit großer Amplitude in das Leistungserzeugungselement 16 eingeleitet, wodurch eine effizientere Leistungserzeugung verwirklicht ist. Insbesondere ist die Stange 116 eine Endbestandteilkomponente, die eine von dem Hauptrahmen des Kraftfahrzeuges 111 getrennte Komponente ist, und beinhaltet keinerlei Schwingungsdämpfungsstruktur, die die Schwingungsübertragung auf die Stoßstange 122 verringert. Daher wird eine große Schwingungsenergie in die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 114 eingeleitet, wodurch man eine elektrische Leistung mittels Schwingungsleistungserzeugung effizient erhält. Da zudem die Schwingungsenergie der Stoßstange 122 durch die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 114 in elektrische Energie umgewandelt und der LED 118 zugeleitet wird, wird die Schwingung der Stoßstange 122 verringert.
  • Darüber hinaus wird während der Fahrt des Kraftfahrzeuges 111 bei Einleitung einer Schwingung die durch die Leistungserzeugung der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 114 bezogene elektrische Leistung stabil der Eckstange 112 zugeführt. Dies ermöglicht, dass die Eckstange 112 Licht ohne zusätzlichen Aufwand, also beispielsweise einen Wechsel oder ein Aufladen einer Batterie oder dergleichen, emittiert. Darüber hinaus wird beim Parken keine Schwingung in die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 114 eingeleitet, und es hört die Zuleitung elektrischer Leistung zu der LED 118 auf, sodass die Eckstange 112 automatisch mit der Lichtemission aufhört. Hierdurch wird es möglich, automatisch die Lichtemission der Eckstange 112 ohne irgendeinen Betriebsvorgang ein- und auszuschalten.
  • Zudem kann bei der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 114 durch Wählen eines Frequenzbereichs von eingeleiteten Schwingungen, in dem die Leistungserzeugung effektiv durchgeführt wird (beispielsweise ein Niederfrequenzbereich entsprechend der Motorerschütterung während des Fahrens), und eines Frequenzbereiches, in dem im Wesentlichen keine Leistungserzeugung durchgeführt wird (beispielsweise ein mittlerer Frequenzbereich entsprechend der Leerlaufschwingung beim Anhalten), das Ein- und Ausschalten der Lichtemission der Eckstange 112 automatisch in Abhängigkeit vom Fahrzustand des Kraftfahrzeuges 111 erfolgen.
  • Da des Weiteren die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 114 und die Eckstange 112 derart miteinander verbunden sind, dass sie nahe beieinander angeordnet sind, kann der Verdrahtungsstrang 120 zur Zuleitung von elektrischer Leistung zu der LED 118 kurz ausgestaltet werden. Hierdurch wird es möglich, das Gewicht des Verdrahtungsstranges 120 zu verringern, um so ein verringertes Gewicht des Fahrzeuges zu erreichen, und Probleme, so beispielsweise das Brechen einer anderen Komponente infolge einer Wechselwirkung mit dem Verdrahtungsstrang 120, zu vermeiden, wodurch der Umgang mit dem Verdrahtungsstrang 120 einfach wird.
  • Darüber hinaus ist es bei der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 114 möglich, die Schwerpunktposition des ersten Masseelementes 66 des ersten Schwingungssystems 32 und die Schwerpunktposition des zweiten Masseelementes 48 des zweiten Schwingungssystems 34 nahe an einer Zentralposition in Bezug auf die äußere Umfangswand des ersten Masseelementes 66 in der horizontalen Richtung sowie nahe in Höhenrichtung zu wählen. In der Praxis können das erste Masseelement 66 und das zweite Masseelement 68 mit der Höhe ausgerichtet sein, die von der Stützoberfläche her klein gemacht ist, die die Anhaftungsoberfläche der Stoßstange 122 des Verbindungsgummielastikkörpers 40 als erstes Federelement ist, die die Schwingungseinleitungsbezugsoberfläche wird.
  • Entsprechend wird einer Oszillation des ersten Masseelementes 66 und des zweiten Masseelementes 48 während der Schwingungseinleitung entgegengewirkt, wodurch eine stabilere Schwingungsversetzung in der vertikalen Richtung, die die angepeilte Hauptschwingungseinleitungsrichtung ist, erzeugt wird. Im Ergebnis wird das elastische Verformungsausmaß des Verbindungsgummielastikkörpers 40 und der Blattfeder 50 groß, weshalb eine weitere Verbesserung der Umwandlungseffizienz von Schwingungsenergie in elektrische Energie gegeben ist.
  • In der Praxis ist die Anordnungszone des zweiten Schwingungssystems 34 aus dem Außenraum durch das erste Masseelement 66 herausgeschnitten, wodurch es möglich wird, Staubdichtigkeitseigenschaften und Wasserdichtigkeitseigenschaften mit einer einfachen Struktur für die Anordnungszone des zweiten Schwingungssystems 34 ohne die Notwendigkeit einer separaten Abdeckungsstruktur oder dergleichen bereitzustellen.
  • Zusätzlich ist es dadurch, dass das erste Masseelement 66 eine hohle Struktur aufweist, während ein großes Massegewicht im Außenumfangsteil hiervon mit großer Kapazität sichergestellt ist, möglich, das zweite Schwingungssystem 34 in dem Unterbringungsraum 68 unterzubringen und einen großen nach unten weisenden Vorsprung von dem ersten Masseelement 66 zu vermeiden. Im Ergebnis ist es, während eine ausreichende Masse des ersten Masseelementes 66 sichergestellt ist, möglich, die Gesamtgröße der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 114 stärker zu verringern und dies insbesondere in Höhenrichtung. Darüber hinaus kann jeder Effekt, der durch die vorbesprochene fahrzeugspezifische Sensorvorrichtung erreicht wird, auf ähnliche Weise durch die fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung bei der vorliegenden Ausführungsform verwirklicht werden.
  • Darüber hinaus ist, wie in 13 gezeigt ist, die Stoßstange 122 des Kraftfahrzeuges 111 zudem mit einer fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung 160 als weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung ausgestattet.
  • Im Detail bedeutet dies, dass, wie in 15 bis 17 dargestellt ist, die fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung 160 ein Stoßstangenlicht 162, das als Emitter dient, und eine Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 168, die als Betriebsleistungszuleitung dient, beinhaltet. Das Stoßstangenlicht 162 ist ein Zubehörlicht, das Licht nach vorne emittiert, und weist eine Struktur auf, bei der fünf LEDs 118, die als Lichtquellen dienen, vordere Oberflächen aufweisen, die mit einer lichtdurchlässigen Abdeckung 164 bedeckt sind, die aus einem transparenten oder transluzenten künstlichen Harz besteht. Die fünf LEDs 118 sind an einem Substrat 166 angebracht, das eine elektrische Schaltung beinhaltet.
  • Am Hinterende der LEDs 118 ist die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 168 angeordnet, die ein kastenförmiges Anbringungselement 184 beinhaltet, das ein erstes Schwingungssystem 32 und ein zweites Schwingungssystem 34 unterbringt. Die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 168 der vorliegenden Ausführungsform weist eine Struktur auf, bei der die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 114 der vorhergehenden Ausführungsform gemäß Darstellung in 14 vertikal umgedreht ist. Gebildet wird das erste Masseelement 66 insbesondere von einer unteren Masse 74 in Form eines viereckigen Rohres mit einem Boden, das eine Bodenwand 70 und eine Umfangswand 72 aufweist, und einer oberen Masse 76 in Form einer Platte bzw. eines Tellers, die/der die obere Öffnung der unteren Masse 74 abdeckt. Darüber hinaus haften bei der in 17 gezeigten vorliegenden Ausführungsform zweite Masseelemente 48 sowohl an den oberen wie auch an den unteren Flächen eines Endes einer Blattfeder 50 an, was die distale Endseite hiervon darstellt.
  • Damit sind die LEDs 118 an dem Anbringungselement 184 fixiert, während das Substrat 166 der LEDs 118 und ein Leistungserzeugungselement 16 der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 114 elektrisch durch einen Verdrahtungsstrang 120 wechselseitig verbunden sind.
  • Wie in 13 dargestellt ist, ist daher die fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung 160 mit vorbeschriebenem Aufbau in der Stoßstange 122 angeordnet, und es liegt die lichtdurchlässige Abdeckung 164 des Stoßstangenlichtes 162 zur vorderen Oberfläche der Stoßstange 122 hin frei. Während einer Fahrt des Kraftfahrzeuges 111 wird genau wie bei der vorhergehenden Ausführungsform im Zusammenhang mit der Eckstange 112 Schwingungsenergie, die in die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 168 eingeleitet wird, in elektrische Energie umgewandelt. Dadurch, dass die bezogene elektrische Leistung den LEDs 118 zugeleitet wird, ist das Stoßstangenlicht 162 zum Emittieren von Licht in der Lage.
  • Die fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung 160 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform kann dieselbe Wirkung wie die fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung 110 bei der vorhergehenden Ausführungsform erzeugen. Dies bedeutet, dass entsprechend der vorliegenden Erfindung der Emitter der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung nicht auf die Eckstange 112 beschränkt ist, sondern auch das Stoßstangenlicht 112 sein kann.
  • Ebenfalls akzeptabel ist, wenn der Emitter der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung 160 ein Türspiegellicht 186 ist. Insbesondere ist, wie in 13 gezeigt ist, die fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung 160 an einem Türspiegel 188 des Kraftfahrzeuges 111 vorgesehen, und das Türspiegellicht 186 liegt zur Vorderoberfläche des Türspiegels 188 hin frei. Die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 168 ist innerhalb des Türspiegels 188 eingebettet, um so ein zusätzliches Licht unter Verwendung der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung 160 bereitzustellen. Auf diese Weise wird es durch Bereitstellen des Türspiegels 188 in der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung 160 möglich, dem Fahrer eines entgegenkommenden Fahrzeuges die Fahrzeugbreite insbesondere während einer Fahrt bei Nacht mitzuteilen. Für den Fall der Bereitstellung der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung 160 an dem Türspiegel 188 ist keine spezielle Beschränkung hinsichtlich der Position des Freiliegens des Türspiegellichtes 186 in der Vorderoberfläche des Türspiegels 188 vorhanden. Gleichwohl ist, wie in 18 und 19 gezeigt ist, wünschenswert, die fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung 160 an dem Außenkantenabschnitt des Türspiegels 188 in Fahrzeugbreitenrichtung bereitzustellen.
  • 20 bis 22 zeigen eine fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung 190 als weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung. Die fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung 190 beinhaltet ein Endkappenlicht 194, das als Emitter dient, in dem eine Endkappe 192 außerhalb einer LED 118, die als Lichtquelle dient, angeordnet ist, sowie eine Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 193, die in der Endkappe 192 untergebracht und mit der LED 118 verbunden ist. Die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 193 der vorliegenden Ausführungsform weist dieselbe Struktur wie die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 168 der Beschreibung bei der vorhergehenden Ausführungsform im Zusammenhang mit der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung auf.
  • Die Endkappe 192 ist eine Komponente, die zur Anbringung an einem Lenkstangenende 195, das als Schwingungselement dient, das das Ende eines Fahrrades, eines Motorrades oder dergleichen bildet, ausgelegt ist. Die Endkappe 192 weist insgesamt die Form eines seitlich gedrehten runden Rohres mit einem Boden auf und beinhaltet einen rohrförmigen Abschnitt 196 zur Einführung in das Lenkstangenende 195 und einen transparenten oder transluzenten transmissiven Abschnitt 198, der dafür bereitgestellt ist, die äußere Öffnung des rohrförmigen Abschnittes 196 abzuschließen. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der rohrförmige Abschnitt 196 und der lichttransmissive Abschnitt 198 integral ausgebildet. Es ist indes ebenfalls möglich, den rohrförmigen Abschnitt 196 opak in einem Zwei-Farben-Formungsprozess auszugestalten oder den rohrförmigen Abschnitt 196 und den lichttransmissiven Abschnitt 198, die als separate Elemente ausgebildet sind, später zu fixieren.
  • In der Innenumfangszone der Endkappe 192 ist die LED 118 angeordnet. Das von der LED 118 emittierte Licht ist dafür ausgelegt, nach außen über den lichttransmissiven Abschnitt 198 der Endkappe 192 zu leuchten, um so das Endkappenlicht 194, das an dem Lenkstangenende 195 des Fahrrades oder dergleichen vorgesehen ist, zu bilden.
  • Zudem ist die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 193 in der Innenumfangszone der Endkappe 192 angeordnet, und es haftet der Verbindungsgummielastikkörper 40 an dem rohrförmigen Abschnitt 196 an. Die LED 118 und ein Leistungserzeugungselement 16 der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 193 sind elektrisch durch einen Verdrahtungsstrang 120 verbunden. Elektrische Leistung, die von dem Leistungserzeugungselement 16 bezogen wird, wird der LED 118 über den Drahtstrang 120 zugeleitet, sodass die LED 118 Licht emittiert und das Licht der LED 118 durch den lichttransmissiven Abschnitt 198 in der axialen Richtung der Endkappe 192 hindurchgeht.
  • Die fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung 190 mit vorbeschriebenem Aufbau wird an dem Lenkstangenende 195 dadurch montiert, dass der rohrförmige Abschnitt 196 der Endkappe 192 in das Lenkstangenende 195 des Fahrrades eingeführt wird, sodass die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 193 innerhalb des Lenkstangenendes 195 untergebracht ist, während das Endkanppenlicht 194 zur äußeren Endfläche des Lenkstangenendes 195 hin freiliegt. Bei dieser Anordnung ermöglicht die Schwingung während einer Fahrt des Fahrrades, dass das Endkappenlicht 194 Licht emittiert, um so die Position des Lenkstangenendes 195, die jedes seitliche Ende des Fahrzeuges markiert, leicht sichtbar zu machen. In bevorzugter Praxis sind die fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtungen 190, 190 jeweils an den beiden seitlichen Lenkstangenenden 195, 195 montiert, um die Fahrzeugbreite des Fahrrades sogar während einer Fahrt bei Nacht oder dergleichen optisch erkennbar zu machen.
  • Obwohl die fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung vorstehend detailliert anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht durch die spezifische Offenbarung hiervon beschränkt. Obwohl beispielsweise die LED 118 als Lichtquelle bei der vorhergehenden Ausführungsform exemplarisch dargestellt ist, ist die Lichtquelle in keinerlei Hinsicht beschränkt. Darüber hinaus sind Anzahl, Platzierung, Form, Größe oder dergleichen der Lichtquelle ebenfalls in keinerlei Hinsicht beschränkt.
  • Zudem kann bei der Struktur der vorliegenden Erfindung aufgrund dessen, dass die Lichtquelle und die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung nahe beieinander angeordnet sein können, die Verdrahtung (Verdrahtungsstrang 120 der vorliegenden Erfindung) weggelassen werden, und es kann anstatt dessen eine Verbindungsstruktur unter Verwendung eines Verbinders zum Einsatz kommen. Dies vermeidet einen Betriebsausfall oder dergleichen infolge des Lösens einer Verdrahtungsverbindung.
  • Darüber hinaus unterliegt das Schwingungselement keiner speziellen Beschränkung, solange es die Endbestandteilkomponente eines Fahrzeuges darstellt, bei der eine Schwingungseinleitung in einem Ausmaß, das zur Leistungserzeugung befähigt, möglich ist. Insbesondere kann die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung geeignet verwendet werden, wenn die Schwingungsniveaus von mehreren Schwingungsarten in wechselseitig verschiedenen Schwingungsfrequenzbereichen in dem Schwingungselement maximal werden. Insbesondere bedeutet dies, dass beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug, einem Motorrad, einem Fahrrad oder dergleichen, bei dem sich die Schwingungsfrequenz entsprechend dem Fahrzustand sowie Senken und Erhebungen in der Straßenoberfläche oder dergleichen ändert, die Endbestandteilkomponente zu dem Schwingungselement wird, an dem die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung zu montieren ist.
  • Ferner sind als Schwingungselement jenseits der Vorderstoßstange 122 und des Türspiegels 188 des Kraftfahrzeuges 111 oder des Lenkstangenendes 195 des Zwei-Rad-Fahrzeuges oder dergleichen gemäß Darstellung bei den vorhergehenden Ausführungsformen mögliche Beispiele eine Rückstoßstange des Kraftfahrzeuges, eine Vordergabel, ein Sattel, ein Spiegel und ein Pedal eines Zwei-Rad-Fahrzeuges (Fahrrad oder Motorrad). In derartigen Fällen ist der Emitter der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung ein Rückstoßstangenlicht, ein Vorderpositionslicht, ein Rückpositionslicht, ein Spiegellicht (oberes Seitenlicht) und ein Pedallicht (unteres Seitenlicht). Darüber hinaus sind bei den vorhergehenden Ausführungsformen die Stoßstange 122 und der Türspiegel 188 zur Anbringung an dem Hauptrahmen des Kraftfahrzeuges 111 als Schwingungselement exemplarisch dargestellt. Gleichwohl kann das Schwingungselement beispielsweise auch von einem Abschnitt des Endes des Hauptrahmens gebildet werden.
  • Zudem sind die bei der vorliegenden Erfindung zu implementierenden Fahrzeuge nicht auf Kraftfahrzeuge, Motorräder und Fahrräder beschränkt, sondern können beispielsweise auch Schienenfahrzeuge, Industriefahrzeuge oder dergleichen sein.
  • Ferner können bei der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verschiedene Modi der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung jenseits der vorhergehenden beschriebenen Ausführungsformen eingesetzt werden. Ebenfalls akzeptabel ist beispielsweise, die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtungen 18, 64 mit Darstellung in 3 und 12 der Ausführungsformen im Zusammenhang mit der fahrzeugspezifischen Sensorvorrichtung einzusetzen, um die fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung bereitzustellen.
  • Darüber hinaus ist bei der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 114 gemäß Darstellung in 14 der Unterbringungsraum 68 dadurch gebildet, dass der Öffnungsteil der oberen Masse 76 mit der unteren Masse 74 abgedeckt wird, wobei das zweite Schwingungssystem 34 innerhalb des Unterbringungsraumes 68 untergebracht wird. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Modus beschränkt. Ebenfalls möglich ist insbesondere, wenn beispielsweise die obere Masse ungefähr die Form einer Platte bzw. eines Tellers und die untere Masse ungefähr die Form eines Rohres mit einem Boden aufweist oder wenn das erste Masseelement von einem rohrförmigen Element, das sich zur Seite hin öffnet, und einem Element, das diesen Seitenöffnungsteil abdeckt, gebildet wird.
  • 23 und 24 zeigen eine fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung 210 mit einem Aufbau entsprechend der vorliegenden Erfindung. Durch Montierung an einem Gebäude 212 beleuchtet die gebäudespezifische Licht emittierende Vorrichtung 210 einen begehbaren Bereich 214 in dem Gebäude 212. Bei der nachstehenden Beschreibung bezeichnet die vertikale Richtung grundsätzlich die vertikale Richtung in 23, die mit der vertikalen Richtung zusammenfällt.
  • Dies bedeutet im Detail, dass das Gebäude 212 eine Gebäudestruktur von verschiedenen bekannten Typen aufweisen kann, wobei der begehbare Bereich 214 in 23 in Form eines Korridors vereinfacht gezeigt ist. Der begehbare Bereich 214 des Gebäudes 212 weist eine Struktur auf, bei der ein Bodenbasismaterial 216b, so beispielsweise Sperrholz, von einem Horizontalstrukturmaterial 216a, so beispielsweise Umfangsträger (girth), Querträger (floor beam), Balken (joist) oder dergleichen, getragen wird und der Art verlegt ist, dass eine ausreichende Bodentragefähigkeit sichergestellt wird, während ein Bodenoberflächenmaterial 216c, so beispielsweise eine Bodenauflage (floor sheet), Dielung (flooring) oder dergleichen, an dem Bodenbasismaterial 216b angebracht ist.
  • Zudem ist der begehbare Bereich 214, der von dem Horizontalstrukturmaterial 216a, dem Bodenbasismaterial 216b und dem Bodenoberflächenmaterial 216c in der Funktion als Boden gebildet wird, dafür ausgelegt, dass Menschen an der oberen Oberfläche hiervon gehen. Die Innenwandmaterialien 218, 218 sind nach oben vorstehend an beiden Seiten des begehbaren Bereiches 214 ausgebildet. Die Innenwandmaterialien 218 werden von einer bekannten Baustruktur gestützt, darunter Pfeiler, Ablagerungsstreifen (furring strips) oder dergleichen, wobei die Innenoberflächen mit Orientierung zu dem begehbaren Bereich 214 je nach Bedarf mit Stoff oder einem Beschichtungsfilm bedeckt sind.
  • Die gebäudespezifische Licht emittierende Vorrichtung 210, die an dem vorbeschriebenen Gebäude 212 montiert ist und den begehbaren Bereich 214 beleuchtet, umfasst eine Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 219, die am Boden angebracht ist und als Schwingungsdämpfer wirkt, und eine LED 220, die an dem Innenwandmaterial 218 angebracht ist und als Emitter dient. Durch Umwandeln von Schwingungsenergie des Bodens, der sich infolgedessen, dass Menschen auf dem begehbaren Bereich 214 gehen, verformt und schwingt, in elektrische Energie unter Verwendung der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 219 ist die LED 220 zum Emittieren von Licht in der Lage. Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, dient bei der vorliegenden Ausführungsform der Boden, der von dem Horizontalstrukturmaterial 216a, dem Bodenbasismaterial 216b und dem Bodenoberflächenmaterial 216c gebildet wird, als Schwingungselement, das hauptsächlich in der vertikalen Richtung infolge der Wirkung einer externen Last, so beispielsweise gehende Menschen oder Erdbeben, eine Schwingungsverformung erfährt.
  • Hierbei ist es bei der LED 220 möglich, eine beliebige LED einzusetzen, die aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die LED 220 ist an den Innenwandmaterialien 218 an beiden Seiten des begehbaren Bereiches 214 angebracht und dafür ausgelegt, die obere Oberfläche des Bodenoberflächenmaterials 216 c durch Lichtemission zu beleuchten.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist an einem Zuleitdraht 224, durch den, wie nachstehend beschrieben ist, elektrische Leistung, die durch die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 219 erzeugt wird, jeder LED 220 zugeleitet wird, eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung 225 vorgesehen. Die elektrische Leistung von der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 219 ist dafür ausgelegt, durch die Steuer- bzw. Regelvorrichtung 225 stabilisiert, in eine konstante Spannung umgewandelt oder dergleichen mehr und der LED 220 zugeleitet zu werden. In bevorzugter Praxis beinhaltet die Steuer- bzw. Regelvorrichtung 225 beispielsweise ein Filter, einen Operationsverstärker, einen Shunt-Regulierer wie auch eine Leistungsspeicherschaltung unter Verwendung eines Kondensators oder dergleichen.
  • Indes weist die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 219, die am Boden montiert ist, im Wesentlichen dieselbe Struktur wie die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 62 der in 11 gezeigten vorhergehenden Ausführungsform auf. Die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 219 beinhaltet ein erstes Schwingungssystem 32, das an dem Boden, der als Schwingungselement dient, angebracht ist, und ein zweites Schwingungssystem 34, das an dem Boden über das erste Schwingungssystem 32 angebracht ist. Mit anderen Worten, das erste Schwingungssystem 32 und das zweite Schwingungssystem 34 sind in Reihe auf dem Schwingungsübertragungsweg vom Boden aus angeordnet, und es bilden das erste Schwingungssystem 32 und das zweite Schwingungssystem 34 ein Mehrfach-Freiheitsgrad-Schwingungssystem.
  • Darüber hinaus ist wünschenswert, wenn die Masse m1 des ersten Masseelementes 66 gleich 10% oder mehr der äquivalenten Masse M des Bodens ist (m1 ≥ 0,1 * M). Hierdurch zeigt das erste Masseelement 66 eine ausreichende Wirkung auf den Schwingungszustand des Bodens, wobei aufgrund dessen, dass eine Funktion als dynamischer Dämpfer möglich ist, eine Schwingungsabnahme des Bodens durch den Schwingungsoffset zu erwarten ist. Auf diese Weise bildet das erste Schwingungssystem 32, das das erste Masseelement 66 und den Verbindungsgummielastikkörper 40 beinhaltet, den Schwingungsdämpfer, der der Schwingung des Bodens, also des Schwingungselementes, entgegenwirkt.
  • Darüber hinaus wird eine Relativversetzung des zweiten Masseelementes 48 in Bezug auf das erste Masseelement 66 durch eine elastische Verformung (Scherverformung) in der Scherrichtung, die die Plattendickenrichtung der Blattfeder 50 ist (vertikale Richtung in 23), ermöglicht. Wie aus alledem ersichtlich ist, ist die gebäudespezifische Licht emittierende Vorrichtung 210 mit einem Zwei-Freiheitsgrade-Schwingungssystem ausgestattet, das von dem ersten Schwingungssystem 32 und dem zweiten Schwingungssystem 34 gebildet wird. Schwingungen des Bodens werden in Scherrichtung der Blattfeder 50 ausgeübt, die einseitig eingespannt (cantilvered) gestützt ist, um so eine Biegeverformung zu erzeugen.
  • Bei der auf diese Weise aufgebauten gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung 210 wird in einem Zustand der Montierung am Boden die Schwingungsenergie des Bodens in elektrische Energie umgewandelt und durch das Leistungserzeugungselement 16 extrahiert. Im Lichte dessen wird bei der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung 210 durch Bereitstellen eines Zwei-Freiheitsgrade-Schwingungssystems und zudem durch Anordnen des Leistungserzeugungselementes 16 zwischen den ersten und zweiten Masseelementen 66 und 48 eine effiziente Leistungserzeugung durch das Leistungserzeugungselement 16 verwirklicht. Daher bildet bei der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung 210 das erste Schwingungssystem 32 den Schwingungsdämpfer, während die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 219 das erste Schwingungssystem 32 und das zweite Schwingungssystem 34 beinhaltet.
  • Darüber hinaus bildet die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 219, die dazu in der Lage ist, eine hervorragende Leistungserzeugungseffizienz, wie vorstehend beschrieben worden ist, zu zeigen, die Betriebsleistungszuleitung, damit die LED 220 als Emitter Licht emittiert. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die LED 220 an einer Stelle, die nicht der Boden, also das Schwingungselement ist, montiert. Gleichwohl kann die LED auch am Boden montiert sein, damit die Bodenoberfläche Licht emittieren kann.
  • Darüber hinaus ist bei der vorliegenden Ausführungsform, wie in 24 dargestellt ist, der begehbare Bereich 214 in Form eines Korridors in eine Mehrzahl von Zonen 256 unterteilt, die auf kontinuierliche Weise in Gehrichtung angeordnet sind, und es sind die gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtungen 210, die Steuer- bzw. Regelvorrichtungen 225 und die LEDs 220 an den jeweiligen Zonen 256 derart montiert, dass sie getrennt arbeiten können. Bei einem spezifischen Beispiel sind, wie in der Zeichnung gezeigt ist, für jede einzelne gebäudespezifische Licht emittierende Vorrichtung 210 vier LEDs 220, 220, 220, 220 insgesamt an entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Seiten in der Längenrichtung (vertikale Richtung in 24) wie auch an entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Seiten in der Breitenrichtung (seitliche Richtung in 24) des begehbaren Bereiches 214 und die Steuer- bzw. Regelvorrichtung 225, die elektrisch mit der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung 210 verbunden ist, durch die Zuleitdrähte 224, 224, 224, 224 verbunden.
  • Bei dieser Anordnung verschiebt sich in dem begehbaren Bereich 214, wenn ein Gehender in 24 in Richtung des weißen Pfeiles geht, die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 219, in die die Schwingung eingeleitet wird, nacheinander von der unteren Zone 256 hin zu der benachbarten oberen Zone 256, siehe 24. Entsprechend emittieren dadurch, dass der Gehende innerhalb der untersten Zone 256 geht und eine Schwingung auf die gebäudespezifische Licht emittierende Vorrichtung 210, die in dieser Zone 256 befindlich ist, ausübt, die LEDs 220, die mit der einer Schwingung ausgesetzten gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung 210 verbunden sind, Licht, sodass die LEDs 220 nacheinander, beginnend mit den unteren bis hin zu den oberen, siehe 24, Licht emittieren. Dies bedeutet, dass sich infolge des Gehens auf dem begehbaren Bereich 214 das Fußlicht des begehbaren Bereiches 214 unter Verwendung der LEDs 220 fortschreitend im Wesentlichen mit derselben Geschwindigkeit wie der Gehende fortbewegt. Man beachte, dass in der Zone 256, die der Gehende passiert hat, dann, wenn die Schwingungskraft verschwindet und die Schwingung des zweiten Schwingungssystems 34 der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 219 konvergiert, die LEDs 220 nacheinander ausgeschaltet werden
  • Man beachte, dass bei der vorliegenden Ausführungsform die LEDs 220, die durch die Leistungszuleitung von der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 219 Licht emittieren sollen, an beiden Vorder- und Rückseiten in Gehrichtung in Bezug auf die Stelle, wo jede Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 219 montiert ist, angeordnet sind. Wenn daher Menschen in 24 in entgegengesetzter Richtung zu dem weißen Pfeil gehen, emittieren die LEDs 220 des begehbaren Bereiches 214 nacheinander Licht auf ähnliche Weise in Gehrichtung.
  • Es wäre ebenfalls akzeptabel, die Steuer- bzw. Regelvorrichtung 225 innerhalb des Unterbringungsraumes 68 vorzusehen, um so die Schaltung, die Steuer- bzw. Regelmittel und dergleichen zu schützen.
  • Bei der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung 210 mit vorbeschriebenem Aufbau wird, da die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 219 an der unteren Oberfläche des Bodens, der als Schwingungselement dient, angeordnet ist, eine Schwingung mit großer Amplitude infolge des Gehens in dem begehbaren Bereich 214 in das Leistungserzeugungselement 216 eingeleitet, wodurch eine effizientere Leistungserzeugung verwirklicht ist. Zusätzlich ist bei dem ebenfalls vorgesehenen Schwingungsdämpfer die gebäudespezifische Licht emittierende Vorrichtung 210 nicht nur zum Umwandeln der Schwingungsenergie von dem Boden in elektrische Energie, sondern auch zur Verringerung der Schwingung des Bodens in der Lage.
  • Da zudem elektrische Leistung durch die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 219 durch Gehen in dem begehbaren Bereich 214 bezogen werden kann, wird Elektrizität stabil der LED 220 zugeleitet, und es wird ermöglicht, dass die LED 220 Licht ohne zusätzlichen Aufwand, so beispielsweise einen Austausch oder ein Laden einer Batterie oder dergleichen, emittiert. Darüber hinaus wird, wenn kein Gehen erfolgt, keine Schwingung in die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 219 eingeleitet, und die elektrische Leistungszuleitung zu der LED 220 hört auf, sodass die LED 220 automatisch mit der Lichtemission aufhört. Damit wird es möglich, die Lichtemission der LED 220 ohne irgendeinen Betriebsvorgang automatisch ein- und auszuschalten.
  • Darüber hinaus besteht bei der vorliegenden Ausführungsform aufgrund dessen, dass die Füße einer Person durch Gehen in dem begehbaren Bereich 214 beleuchtet werden, keine Notwendigkeit, eine separate Lichtquelle einzuschalten, sodass es möglich wird, dass Menschen zuverlässig den begehbaren Bereich 214 erkennen können und ein sicheres Gehen sogar bei Dunkelheit gefördert wird. Sogar in einem Fall, in dem die externe Leistungszuleitung über eine längere Zeitspanne, so beispielsweise während eines Stromausfalls infolge eines Erdbebens, ausfällt, kann der begehbare Bereich 214 stabil beleuchtet werden. Hierdurch wird es möglich, die gebäudespezifische Licht emittierende Vorrichtung 210 auch als Evakuierungslicht einzusetzen. Darüber hinaus kann sogar während eines Unfalles bzw. Unglückes infolge von Erdbeben oder dergleichen, da die gebäudespezifische Licht emittierende Vorrichtung 210 innerhalb des Gebäudes 212 vorgesehen ist, das Risiko einer Beschädigung daran verringert werden, wodurch die Beleuchtung des begehbaren Bereiches 214 ermöglicht wird.
  • Zusätzlich ist der begehbare Bereich 214 in die Mehrzahl von Zonen 256 unterteilt, und es sind die gebäudespezifische Licht emittierende Vorrichtung 210 und die LEDs 220 für jede Zone 256 getrennt angeordnet. Sogar dann, wenn Einrichtungen in einige Zonen 256 beschädigt werden, besteht daher ein Vorteil hinsichtlich der Sicherstellung der Beleuchtungsfunktion des begehbaren Bereiches 214 infolge des Vorhandenseins der anderen Zonen 256.
  • Darüber hinaus können auch bei der vorliegenden Ausführungsform aufgrund dessen, dass die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung den eingesetzten spezifischen Aufbau aufweist, sämtliche technischen Effekte der vorbesprochenen fahrzeugspezifischen Sensorvorrichtung oder der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung effektiv verwirklicht werden.
  • Zudem ist auch bei der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung die vorliegende Erfindung nicht durch die spezielle Offenbarung der vorhergehenden Ausführungsform beschränkt. So kann beispielsweise die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung verschiedene Modi, die in 25 und 26 gezeigt sind, jenseits derer bei der vorhergehenden Ausführungsform einsetzen. In 25 und 26 sind Elemente, die gleich denjenigen bei der vorherigen Ausführungsform sind, so beispielsweise LEDs oder dergleichen, aus der Zeichnung weggelassen oder mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht im Detail beschrieben.
  • Insbesondere beinhaltet die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung, die in 25 dargestellt ist, im Wesentlichen auf dieselbe Weise wie die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung der vorhergehenden Ausführungsform im Zusammenhang mit der fahrzeugspezifischen Sensorvorrichtung gemäß Darstellung in 12 ein erstes Masseelement 66, das eine hohle Struktur aufweist, und ein zweites Schwingungssystem 34, das innerhalb eines Unterbringungsraumes 68 des ersten Masseelementes 66 untergebracht ist. Das erste Masseelement 66 ist indes mit einem Boden, der als Schwingungselement dient, indirekt durch ein erstes Federelement 78, das an der Außenumfangsoberfläche einer Umfangswand 72 des ersten Masseelementes 66 vorgesehen ist, verbunden.
  • Bei der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung mit vorbeschriebenem Aufbau ist es, da das erste Federelement 78 des ersten Schwingungssystems 32 hauptsächlich eine Scherverformung in der Hauptschwingungseinleitungsrichtung durch eine Schwingung von dem Boden erfährt, möglich, eine niedrige dynamische Federeinstellung zu erhalten, wodurch sich eine Verbesserung beim Freiheitsgrad des Einstellens der Kennwerte ergibt.
  • Darüber hinaus beinhaltet eine gebäudespezifische Licht emittierende Vorrichtung 270 gemäß Darstellung in 26 einen Lautsprecher 272, der als Tonvorrichtung dient. Der Lautsprecher 272 ist beispielsweise an der Seitenwand, der Decke oder dergleichen vorgesehen und elektrisch durch einen Zuleitdraht 224 mit einer Steuer- bzw. Regelvorrichtung 274 verbunden, die wiederum elektrisch mit der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung 270 verbunden ist. Durch Verwenden von elektrischer Leistung, die durch Einleitung einer Schwingung in die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 219 der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung 270 bezogen wird, gibt der Lautsprecher 272 einen vorgeschriebenen Ton ab. Der Lautsprecher 272 beinhaltet beispielsweise einen Verstärker und eine Speichervorrichtung eines Warntones in Einbettung darin. Wird ein Warnsignal von der Steuer- bzw. Regelvorrichtung 274 eingeleitet, so arbeitet der Verstärker unter Verwendung der elektrischen Leistung, die von der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung 219 durch die Steuer- bzw. Regelvorrichtung 274 zugeleitet wird, woraufhin der vorgeschriebene in der Speichervorrichtung gespeicherte Warnton abgegeben wird. Der von dem Lautsprecher 272 abgegebene Ton 272 kann Musik, ein Warnton oder Mitteilungen und dergleichen sein.
  • Auf diese Weise wird infolgedessen, dass der Lautsprecher 272 an der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung 270 vorgesehen ist, nicht nur Licht von der LED 220 emittiert, sondern es wird auch ein Ton von dem Lautsprecher 272 infolge eines Gehens in dem begehbaren Bereich 214 abgegeben. Bei dieser Anordnung ist es sogar in einem Fall, in dem der Gehende eine blinde oder ältere Person mit beeinträchtigtem Sehvermögen ist, für die das optische Erkennen der Bodenoberfläche des begehbaren Bereiches 214 schwierig ist, möglich, das Ausmaß des Erkennens des begehbaren Bereiches 214 durch unterstützende Nutzung des Gehörssinns zu verbessern.
  • Zudem kann die elektrische Schaltung eine Erfassungsvorrichtung beinhalten, die die Einleitung einer Schwingung in die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung überwacht und ein Erfassungssignal erzeugt, sowie eine Übertragungsvorrichtung, die das Erfassungssignal per Draht oder drahtlos nach außen überträgt. Hierdurch kann die Einleitung einer Schwingung in die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung beispielsweise dem Eigentümer oder Verwalter eines Gebäudes, der Polizei oder einem Sicherheitsdienst schnell mitgeteilt werden. Insbesondere durch Übertragen des Erfassungssignals an ein mobiles Endgerät, ein Mobiltelefon oder dergleichen wird es möglich, von der Einleitung einer Schwingung in die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung sogar an von dem Gebäude entfernten Orten Kenntnis zu erlangen.
  • Die Bereitstellung der vorbeschriebenen Funktion der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung macht ist zudem möglich, eine einfache Sicherheitsvorrichtung bereitzustellen, die sich der Leistungserzeugungsfunktion der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung bedient. Insbesondere da die Betriebsleistungszuleitung der Sicherheitsvorrichtung von der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung gebildet wird, wird keine externe Leistungszuleitung benötigt. Sogar in einem Fall, in dem die externe Leistungszuleitung infolge eines Stromausfalls, eines Drahtrisses oder dergleichen ausfällt, wird die elektrische Leistung durch die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung bestritten, wodurch eine verbesserte Sicherheitsvorrichtung verwirklicht ist. Durch Einsetzen der vorbeschriebenen Funktion zusammen mit dem vorbeschriebenen Lautsprecher 272 und der möglichen Abgabe eines Alarms und Emission eines Lichtes der LED 220 kann eine noch stärker verbesserte Sicherheitsvorrichtung verwirklicht werden.
  • Obwohl die LED 220 bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen exemplarisch als Emitter dargestellt ist, unterliegt der Emitter keiner speziellen Beschränkung. Darüber hinaus sind Anzahl, Platzierung, Form, Größe oder dergleichen des Emitters in keinerlei Weise beschränkt.
  • Darüber hinaus kann die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung geeignet verwendet werden, wenn die Schwingungsniveaus von mehreren Schwingungstypen in wechselseitig verschiedenen Schwingungsfrequenzbereichen in dem Schwingungselement maximal werden. Insbesondere dient beispielsweise der begehbare Bereich des Gebäudes, in dem sich die Schwingungsfrequenz entsprechend der Zone der Bodenplatte oder dem Gewicht der Menschen ändert, als Schwingungselement. Damit ist eine identische gebäudespezifische Licht emittierende Vorrichtung vorzugsweise an einer Position montiert, durch die Schwingungen, die von dem Schwingungselement eingeleitet werden, auf das Mehrfach-Freiheitsgrad-Schwingungssystem der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung ausgeübt werden. Obwohl ein Korridor als begehbarer Bereich bei der vorhergehenden Ausführungsform exemplarisch dargestellt worden ist, kann der begehbare Bereich alternativ auch ein beliebiger Ort sein, so beispielsweise eine Treppe, eine Küche, ein Eingang oder dergleichen.
  • Insbesondere können bei der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung auch verschiedene geänderte Modi ähnlich zu denjenigen bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen im Zusammenhang mit der Sensorvorrichtung oder der fahrzeugspezifischen Licht emittierenden Vorrichtung eingesetzt werden. Es sollte einsichtig sein, dass derartige Modi alle innerhalb des Umfanges der vorliegenden Erfindung sind, solange sie nicht von deren Zweck abweichen.
  • Darüber hinaus sind bei den vorhergehenden Ausführungsformen die LEDs 220 an dem unteren Endabschnitt der entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Innenwandmaterialien 218, 218 in dem begehbaren Bereich 214 vorgesehen. Gleichwohl sind die LEDs 220 nicht auf diese Modi beschränkt, sondern können auch an dem oberen Endabschnitt oder einem vertikal mittleren Abschnitt der entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Innenwandmaterialien 218, 218 vorgesehen sein. Alternativ können die LEDs auch an Positionen entfernt von der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung in der Bodenoberfläche oder der Decke des begehbaren Bereiches 214 vorgesehen sein.
  • Obwohl der begehbare Bereich 214 bei den vorhergehenden Ausführungsformen in eine Mehrzahl von kontinuierlichen Zonen 256 unterteilt ist, müssen die Zonen 256 nicht auf kontinuierliche Weise vorliegen. Insbesondere wenn die gebäudespezifische Licht emittierende Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung in dem begehbaren Bereich, so beispielsweise einer Treppe, befindlich ist, brauchen nur die Tritte der Treppe Zonen zur Anordnung der gebäudespezifischen Licht emittierenden Vorrichtung sein. Akzeptabel ist ebenfalls, die gebäudespezifische Licht emittierende Vorrichtung an begehbaren Bereichen, die voneinander in Trittsteinform getrennt sind, oder an Positionen, die um einen vorgeschriebenen Abstand in Richtung eines kontinuierlichen Gehens getrennt sind, vorzusehen.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    fahrzeugspezifische Sensorvorrichtung (Sensorvorrichtung)
    12
    Erfassungselement
    16
    Leistungserzeugungselement
    18, 62, 64, 114,
    Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung
    168, 193, 219 30
    Körper (Schwingungselement)
    32
    erstes Schwingungssystem
    34
    zweites Schwingungssystem
    38, 66
    erstes Masseelement
    40
    Verbindungsgummielastikkörper (erstes Federelement)
    42
    Stützvorsprung (Stützteil)
    46
    Unterbringungszone (Unterbringungsraum)
    48
    zweites Masseelement
    50
    Blattfeder (zweites Federelement)
    56
    Anschlagmittel
    68
    Unterbringungsraum
    72
    Umfangswand (Umfangswand)
    78
    erstes Federelement
    110, 160, 190
    fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung
    112
    Eckstange (Emitter)
    122
    Stoßstange (Schwingungselement)
    162
    Stoßstangenlicht (Emitter)
    186
    Türspiegellicht (Emitter)
    194
    Endkappenlicht (Emitter)
    195
    Lenkstangenende (Schwingungselement)
    210, 270
    gebäudespezifische Licht emittierende Vorrichtung
    212
    Gebäude
    214
    begehbarer Bereich
    216a
    Horizontalstrukturmaterial (Boden)
    216b
    Bodenbasismaterial (Boden)
    216c
    Bodenoberflächenmaterial (Boden)
    220
    LED (Emitter)
    256
    Zone
    272
    Lautsprecher (Tonvorrichtung)

Claims (25)

  1. Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung (64), beinhaltend ein Leistungserzeugungselement (16), das dafür ausgelegt ist, an einem Schwingungselement (30) zum Umwandeln von Schwingungsenergie des Schwingungselementes (30) in elektrische Energie angebracht zu werden, wobei: die Vorrichtung ein Mehrfach-Freiheitsgrad-Schwingungssystem beinhaltet, das ein erstes Schwingungssystem (32), in dem ein erstes Masseelement (66) elastisch durch ein erstes Federelement (78) gestützt ist, und ein zweites Schwingungssystem (34), in dem ein zweites Masseelement (48) elastisch mit dem ersten Masseelement (66) durch ein zweites Federelement (50) verbunden ist, umfasst; das Leistungserzeugungselement (16) zwischen dem ersten Masseelement (66) und dem zweiten Masseelement (48) angeordnet ist und eine Relativversetzung des ersten Masseelementes (66) und des zweiten Masseelementes (48) bewirkt wird, wenn eine Schwingung von dem Schwingungselement (30) auf das erste Masseelement (66) ausgeübt und auf das zweite Masseelement (48) übertragen wird, sodass die Schwingungsenergie des Schwingungselementes (30) in das Leistungserzeugungselement (16) eingeleitet wird; eine natürliche Frequenz des ersten Schwingungssystems (32) von einer natürlichen Frequenz des zweiten Schwingungssystems (34) verschieden ist; das erste Federelement (78) von einem Gummielastikkörper gebildet ist, ein Anbringungselement an dem Schwingungselement (30) angehaftet ist, wobei das Anbringungselement unter Verwendung einer Vertikalwandstruktur ausgebildet ist, die bezüglich der Außenumfangsseite des ersten Masseelementes (66) getrennt ist, und wobei die Außenumfangsoberfläche des ersten Masseelementes (66) mit Orientierung entgegengesetzt zu der Richtung ungefähr senkrecht zu einer Hauptschwingungseinleitungsrichtung zu dem Anbringungselement ausgerichtet ist, das erste Federelement (78) zwischen entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Flächen der Außenumfangsoberfläche des ersten Masseelementes (66) und des Anbringungselementes angeordnet ist, das erste Masseelement (66) eine hohle Struktur aufweist, die mit einem Unterbringungsraum (68) im Inneren versehen ist, und das zweite Schwingungssystem (34) innerhalb des Unterbringungsraums (68) untergebracht ist; das zweite Federelement (50) des zweiten Schwingungssystems (34) von einer Blattfeder gebildet wird und das Leistungserzeugungselement (16) an der Blattfeder montiert ist; ein Stützteil (42) innerhalb des Unterbringungsraumes (68) des ersten Masseelementes (66) entlang der Hauptschwingungseinleitungsrichtung vorsteht; eine Endseite der Blattfeder an dem Stützteil (42) angebracht und innerhalb des Unterbringungsraumes (68) an einer Position einwärts von einer Umfangswand (72) des ersten Masseelementes (66) gestützt ist; und das zweite Masseelement (48) an einer anderen Endseite der Blattfeder angebracht ist.
  2. Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung (64) nach Anspruch 1, wobei ein Schwerpunkt des ersten Masseelementes (66) innerhalb des Unterbringungsraumes (68) gewählt ist.
  3. Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung (64) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die natürliche Frequenz des zweiten Schwingungssystems (34) bei einer niedrigeren Frequenz in Bezug auf die natürliche Frequenz des ersten Schwingungssystems (32) gewählt ist.
  4. Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung (64) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die natürliche Frequenz des ersten Schwingungssystems (32) bei einer höheren Frequenz als eine elektrische Antiresonanzfrequenz des zweiten Schwingungssystems (34) gewählt ist.
  5. Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung (64) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die natürliche Frequenz des ersten Schwingungssystems (32) gleich dem V2-Fachen oder weniger in Bezug auf die natürliche Frequenz des zweiten Schwingungssystems (34) ist.
  6. Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung (64) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Resonanzreaktionsverstärkung des zweiten Schwingungssystems (34) größer als eine Resonanzreaktionsverstärkung des ersten Schwingungssystems (32) gemacht wird und ein Produkt einer Masse des ersten Masseelementes (66) und der Resonanzreaktionsverstärkung des ersten Schwingungssystems (32) größer als ein Produkt einer Masse des zweiten Masseelementes (48) und der Resonanzreaktionsverstärkung des zweiten Schwingungssystems (34) ist.
  7. Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung (64) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Anschlagmittel (56) vorgesehen ist, das die Relativversetzung des zweiten Masseelementes (48) in Bezug auf das erste Masseelement (66) begrenzt.
  8. Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung (64) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Vorrichtung dafür ausgelegt ist, an einer Stelle des Schwingungselementes (30) montiert zu werden, durch die Schwingungen von mehreren Typen, deren Schwingungsniveaus innerhalb von wechselseitig verschiedenen Frequenzbereichen maximal werden, auf das Mehrfach-Freiheitsgrad-Schwingungssystem ausgeübt werden.
  9. Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung (64) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Masse des ersten Masseelementes (66) gleich 10% oder mehr einer äquivalenten Masse des Schwingungselementes (30) ist.
  10. Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung (64) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Vorrichtung einen Überträger beinhaltet, der einen Ausgabezustand des Leistungserzeugungselementes (16) nach außen überträgt.
  11. Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung (64) nach Anspruch 10, wobei der Überträger eine Drahtlosübertragungsvorrichtung umfasst und der Ausgabezustand des Leistungserzeugungselementes (16) dafür ausgelegt ist, drahtlos nach außen dadurch übertragen zu werden, dass die Drahtlosübertragungsvorrichtung unter Verwendung von elektrischer Leistung betrieben wird, die durch Einleitung von Schwingungsenergie in das Leistungserzeugungselement (16) bezogen wird.
  12. Sensorvorrichtung (10), beinhaltend einen Erfassungselement (12), dadurch gekennzeichnet, dass: die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung (64) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 vorgesehen ist; und elektrische Leistung, die durch die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung (64) bezogen wird, versorgungsautark ausgelegt ist.
  13. Sensorvorrichtung (10) nach Anspruch 12, wobei die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung (64) als Betriebsleistungszuleitung zum Erfassen durch das Erfassungselement (12) verwendet wird.
  14. Sensorvorrichtung (10) nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Vorrichtung eine Drahtlosübertragungsvorrichtung beinhaltet, die ein Detektionssignal von dem Erfassungselement (12) überträgt, und die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung (64) als Betriebsleistungszuleitung für die Drahtlosübertragungsvorrichtung verwendet wird.
  15. Sensorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Vorrichtung eine Signalverarbeitungsvorrichtung beinhaltet, die das Detektionssignal von dem Erfassungselement (12) verarbeitet, und die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung (64) als Betriebsleistungszuleitung für die Signalverarbeitungsvorrichtung verwendet wird.
  16. Sensorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei das Erfassungselement (12) das Leistungserzeugungselement (16) umfasst.
  17. Sensorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei die Vorrichtung eine Warnvorrichtung beinhaltet, die einen Alarm in Abhängigkeit von einer Leistungserzeugungsbedingung der Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung (64) abgibt.
  18. Fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung (110, 160, 190), die an einem Fahrzeugelement vorgesehen ist, das ein Ende eines Fahrzeuges bildet, und einen Emitter (112, 162, 186, 194) zum Emittieren eines Lichtes durch Leistungszuleitung beinhaltet, wobei die fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung (110, 160, 190) dadurch gekennzeichnet ist, dass: die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung (64) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 vorgesehen ist; und elektrische Leistung, die durch die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung (64) bezogen wird, versorgungsautark ausgelegt ist.
  19. Fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung (110, 160, 190) nach Anspruch 18, wobei das Fahrzeugelement ein Kraftfahrzeugelement umfasst, das ein Ende eines als Fahrzeug dienenden Kraftfahrzeuges bildet, und der Emitter (112, 162, 186, 194) wenigstens eines von einer Eckstange (112), einem Türspiegellicht (186) und einem Stoßstangenlicht (162) umfasst.
  20. Fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung (110, 160, 190) nach Anspruch 18, wobei das Fahrzeugelement ein Zwei-Rad-Fahrzeugelement umfasst, das ein Ende eines als Fahrzeug dienenden Zwei-Rad-Fahrzeuges bildet, und der Emitter (112, 162, 186, 194) wenigstens eines von einem Endkappenlicht (194) von Lenkstangen, einem Rückpositionslicht an einem Hinterende eines Sitzes, einem Vorderpositionslicht einer Vordergabel und einem Spiegellicht umfasst.
  21. Fahrzeugspezifische Licht emittierende Vorrichtung (110, 160, 190) nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei das Schwingungselement (30) eine getrennte Komponente ist, die an einem Hauptrahmen des Fahrzeuges angebracht ist.
  22. Gebäudespezifische Licht emittierende Vorrichtung, beinhaltend einen Emitter (220), der einen begehbaren Bereich (214) eines Gebäudes (212) beleuchtet, dadurch gekennzeichnet, dass: die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung (64) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 vorgesehen ist; ein Schwingungsdämpfer von dem ersten Schwingungssystem (32) gebildet wird, in dem das erste Masseelement (38, 66) elastisch durch das erste Federelement (78) in Bezug auf einen Boden (216a, 216b, 216c) des begehbaren Bereiches (214) des Gebäudes (212) gestützt ist; und elektrische Leistung, die durch die Schwingungsleistungserzeugungsvorrichtung (64) bezogen wird, versorgungsautark ausgelegt ist.
  23. Gebäudespezifische Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei der begehbare Bereich (214) des Gebäudes (212) als wenigstens eines von einer Treppe und einem Korridor gewählt ist.
  24. Gebäudespezifische Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, wobei der begehbare Bereich (214) des Gebäudes (212) eine Mehrzahl von Zonen (256) umfasst und elektrische Schaltungen getrennt für die Zonen (256) vorgesehen sind, wobei die elektrischen Schaltungen jeweils den Emitter (220) unter Verwendung von elektrischer Leistung einschalten, die durch das Leistungserzeugungselement (16) bezogen wird, das für das Mehrfach-Freiheitsgrad-Schwingungssystem vorgesehen ist.
  25. Gebäudespezifische Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei die Vorrichtung eine Tonvorrichtung (272) beinhaltet und die Tonvorrichtung (272) dafür ausgelegt ist, unter Verwendung von elektrischer Leistung, die durch Einleitung von Schwingungsenergie in das Leistungserzeugungselement (16) bezogen wird, zu klingeln.
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