JP2001327197A - Generation device utilizing walk movement - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a generator for enabling portable electric and electronic equipment to be used reliably during walk movement regardless of its being in day time or at night. SOLUTION: A pressing force by human weight is applied to the grounding part of a shoe, a cane, or the like that is a walk-assisting tool each time one steps down for walking or uses a cane. The pressing force is changed to rotary force to generate power by a mechanical generator, or is transferred to a piezoelectric element to generate power. The generated electricity is charged to a secondary battery through a rectification circuit and a smoothing capacitor. Also, a feeder terminal may be connected to external electric and electronic equipment.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は履き物や杖等の歩行
補助具に組み込んだ、あるいは組み合わせた発電装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power generator incorporated or combined with walking aids such as footwear and walking sticks.

【０００２】[0002]

【従来の技術】携帯電話、位置情報発信器、懐中電灯、
ヘッドランプ、ラジオ、ノート型パソコン、ＣＤ・ＭＤ
プレーヤー、ヘッドフォンステレオ、電卓、その他の携
帯用電気・電子機器においては、その電源として電池が
多く使用されている。電池には、使い切ってしまえば再
使用出来ない一次電池、充電することにより再使用可能
な二次電池がある。また、太陽光、電灯等の光がある時
は、光エネルギーを電気に変換する太陽電池も使用され
ている。2. Description of the Related Art Cellular phones, location information transmitters, flashlights,
Headlamp, radio, notebook computer, CD / MD
Batteries are often used as power sources in players, headphone stereos, calculators, and other portable electric and electronic devices. There are primary batteries that cannot be reused once they are used up, and secondary batteries that can be reused by charging. Also, when there is light such as sunlight or electric light, a solar cell that converts light energy into electricity is also used.

【０００３】このような一次、二次電池や太陽電池を使
用した携帯用電気・電子機器は歩行移動中や山奥等、商
用電源（電力会社から供給されるもの）のない、また自
動車等の乗り物を利用しない野外で活動する場合や災害
などにより商用電源が停止した場合などにおいて有用で
ある。[0003] Portable electric and electronic devices using such primary and secondary batteries and solar cells are not equipped with a commercial power supply (supplied from a power company), such as during walking or in the mountains, and are used in vehicles such as automobiles. This is useful when the user operates in the open air without using the system or when the commercial power supply is stopped due to a disaster or the like.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一次、
二次電池を使用した携帯用電気・電子機器は使用中に電
池容量を使い切ってしまった場合は、予備の電池を携帯
していない限り使用できない。また、太陽電池を使用し
た携帯用電気・電子機器は夜間や停電時には発電のため
に必要な光エネルギーがないため使用できない。However, the primary,
If the battery capacity of a portable electric or electronic device using a secondary battery is exhausted during use, the device cannot be used unless a spare battery is carried. Further, portable electric and electronic devices using solar cells cannot be used at night or during a power outage because there is no light energy required for power generation.

【０００５】さらに、一次電池および二次電池のいずれ
も購入忘れや充電忘れにより、災害などによる緊急・非
常時に使用することができない場合があり、このような
場合に携帯用電気・電子機器が使用できないのは極めて
重大な問題を引き起こしかねない。[0005] In addition, there is a case where the primary battery and the secondary battery cannot be used in an emergency or emergency due to a disaster due to forgetting to purchase or charge the battery. Failure to do so can cause grave problems.

【０００６】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、歩行移動中や山奥等、商用
電源のない場所、夜間や停電等、光エネルギーのない場
所、停電時や緊急・非常時などにおいても、携帯用電気
・電子機器を確実に使用することができる発電装置の提
供を目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and is a place where there is no commercial power source such as walking or in the mountains, a place where there is no light energy such as at night or a power outage, or a power outage. It is an object of the present invention to provide a power generation device capable of reliably using a portable electric / electronic device even in an emergency or emergency.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の発電装置は履き物や杖等と組み合わせるこ
とを特徴とする。すなわち、発電装置と組み合わせた履
き物を履いた人、又は動物が移動のため足を上げたり、
下げたりする時に発電されるものである。二足歩行の人
間の場合、歩行のバランス上、また発電量を増加するた
め左右両方の履き物に発電装置を組み合わせるのが望ま
しい。また、人が発電装置と組み合わせた杖をつきなが
ら歩くとき、杖をついたり、離したりするときに発電さ
れるものである。発電された電気はペーパーバッテリー
等の二次電池やコンデンサーに蓄電したり、スラックス
や上着の袖等の衣服に固定した配線を介して携帯用電気
・電子機器に接続したりして使用する。In order to achieve the above object, the power generating apparatus of the present invention is characterized in that it is combined with footwear, a cane and the like. That is, a person or animal wearing footwear in combination with a power generator raises their feet for movement,
It is generated when it is lowered. In the case of a bipedal human, it is desirable to combine a power generation device with both left and right footwear in order to balance walking and increase the amount of power generation. Also, when a person walks while wearing a cane in combination with a power generation device, power is generated when the cane is put on or released. The generated electricity is stored in a secondary battery such as a paper battery or a capacitor, or connected to a portable electric or electronic device through wiring fixed to clothes such as slacks or outer sleeves.

【０００８】これにより、歩行移動中や山奥等、商用電
源のない場所でも、夜間、停電等、光エネルギーのない
場所、加えて、災害による緊急・非常時などにおいて
も、携帯用電気・電子機器を確実に使用することができ
る。従って、電池切れを考慮して余分に電池を準備した
り、充電し直したりという作業も不必要となる。Thus, portable electric and electronic devices can be used in places without commercial power such as walking or in the mountains, at night or when there is no light energy such as a power outage, as well as in emergencies or emergencies due to disasters. Can be used reliably. Therefore, there is no need to prepare extra batteries in consideration of running out of batteries or to recharge the batteries.

【０００９】[0009]

【発明の実施の形態】履き物の底部で地面と接する部分
に電磁誘導現象を利用する機械式発電装置を取り付ける
ことにより、歩行中に足を上げ下ろしする時に発電され
る。すなわち、履き物の底部で地面と接する部分にハン
ドルを置き、歩行運動で足が踏み降ろされた時に人の体
重でハンドルが押し上げられることによるスライド運動
を回転運動に変えて、発電機を回転させる。このハンド
ルは足が空中に上がったときにスプリングにより元の位
置に戻る。発電された電気は必要に応じて整流素子を通
してからスラックス等の衣服に固定した配線を介して、
使用する携帯用電気・電子機器に供給する。この場合、
整流素子を通じてコンデンサーやニッケル・カドミウム
等の二次電池に一旦充電するように構成してもよい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION By attaching a mechanical power generation device utilizing an electromagnetic induction phenomenon to a portion of footwear in contact with the ground, electric power is generated when a foot is raised and lowered during walking. That is, the handle is placed on the bottom of the footwear in contact with the ground, and when the foot is stepped down in the walking motion, the sliding motion caused by the handle being pushed up by the weight of the person is changed to the rotary motion, and the generator is rotated. This handle returns to its original position by a spring when the foot rises in the air. The generated electricity is passed through a rectifying element as necessary and then through wires fixed to clothes such as slacks,
Supply to portable electric and electronic equipment to be used. in this case,
A configuration may be adopted in which a capacitor or a secondary battery such as nickel cadmium is once charged through a rectifying element.

【００１０】上記構成において、発電装置としてシート
状圧電素子を採用してもよい。In the above configuration, a sheet-like piezoelectric element may be employed as the power generation device.

【００１１】また杖の場合、先端の地面をつく部分に電
磁誘導現象を利用する機械式発電装置を取り付けること
により、杖を上げ下ろしするときに発電される。すなわ
ち、杖の先端部分に直線ギアを設置し、杖をついたとき
に直線ギアが上方に押し上げられる力を回転運動に変え
て、発電機を回転させる。この直線ギアは杖を空中に浮
かしたときにスプリングにより元の位置に戻る。発電さ
れた電気は必要に応じて整流素子を通してから上着の袖
口等の衣服に固定した配線を介して、使用する携帯用電
気・電子機器に供給する。この場合、整流素子を通じて
コンデンサーやニッケル・カドミウム等の二次電池に一
旦充電するように構成してもよい。In the case of a cane, a mechanical power generation device utilizing an electromagnetic induction phenomenon is attached to a portion of the tip that touches the ground, so that power is generated when the cane is raised and lowered. That is, a linear gear is installed at the tip of the cane, and the force that causes the linear gear to be pushed upward when the cane is attached is changed into a rotational motion to rotate the generator. This linear gear returns to its original position by a spring when the cane floats in the air. The generated electricity is supplied to a portable electric / electronic device to be used through a rectifying element as needed and then through wiring fixed to clothes such as a cuff of a jacket. In this case, a configuration may be adopted in which a capacitor or a secondary battery such as nickel cadmium is once charged through the rectifying element.

【００１２】発電装置として機械式または圧電素子を使
用した前記の構成のうち、二次電池を組み合わせた構成
において、二次電池を脱着できるように構成しておけ
ば、携帯電話、懐中電灯等の携帯用電気・電子機器の二
次電池の容量が減少した時に、履き物や杖の底部に取り
付けられて充電された二次電池と交換して使用すること
ができる。[0012] Of the above-described configurations using a mechanical or piezoelectric element as a power generation device, if the secondary battery is configured to be detachable in a configuration in which a secondary battery is combined, a portable telephone, a flashlight, or the like may be used. When the capacity of the secondary battery of the portable electric / electronic device is reduced, the secondary battery can be replaced with a charged secondary battery attached to the bottom of footwear or a cane.

【００１３】さらに、目で見る必要のない、耳で聞く必
要のない、また口で話す必要のない位置情報発信器のよ
うな携帯用電気・電子機器の場合には、履き物、発電装
置、二次電池と組み合わせて一体としてもよい。Further, in the case of a portable electric / electronic device such as a position information transmitter which does not need to be seen by eyes, does not need to hear by ear, and does not need to speak by mouth, footwear, a power generator, It may be combined with the next battery to be integrated.

【００１４】また、携帯電話やラジオのように比較的軽
量で、歩行中でも安全に使用出来る携帯用電子・電気機
器の場合には、杖、発電装置、二次電池と組み合わせて
一体としてもよい。Further, in the case of a portable electronic / electric device such as a mobile phone or a radio which is relatively lightweight and can be used safely even during walking, it may be integrated with a cane, a power generator and a secondary battery.

【００１５】夜間、停電等の光エネルギーのない場合に
小電力太陽電池を使用した電卓等を使用する場合は、本
発明の構成でヘッドランプ等を使用すればよい。When using a calculator or the like using a low-power solar cell at night or when there is no light energy such as a power failure, a headlamp or the like may be used in the configuration of the present invention.

【００１６】[0016]

【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１は、本発明に係わる履き物（靴）と一体化した発電
・充電機を示す概略側面構造図であり、１は靴と一体化
した発電機の本体、２は発電機を回転するハンドル、３
は発電機の回転速度を増加し、かつ安定化するための歯
車機構、４は発電機、５は発電された電力を整流蓄電す
るための整流器、コンデンサーと二次電池の組み合わせ
である。また１１は靴の本体、１２は上記３、４、５を
保護するためのハードケース、１３はラック歯車を保護
するための伸縮自在ゴムカバーを兼ねた靴底、１５はハ
ンドルの保護用のゴムカバーを兼ねた靴底、１６は内部
の空気圧を外部と同じにするための呼吸口、１７は外部
の電気・電子機器に電力を供給するための給電端子、２
１はハンドル２に接続されているラック歯車、２２はハ
ンドル２を揺動自在に軸支持するハンドル軸、２３は足
を上げた時にハンドルを元の位置に戻すためのスプリン
グである。図２は、靴底を取り除いて、靴の底側から見
た概略構造図である。Embodiments will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic side structural view showing a power generator / charger integrated with footwear (shoes) according to the present invention, wherein 1 is a main body of the generator integrated with shoes, 2 is a handle for rotating the generator, 3
Is a gear mechanism for increasing and stabilizing the rotation speed of the generator, 4 is a generator, 5 is a rectifier for rectifying and storing the generated power, and a combination of a capacitor and a secondary battery. 11 is a shoe main body, 12 is a hard case for protecting the above 3, 4 and 5, 13 is a shoe sole which also serves as an elastic rubber cover for protecting the rack gear, and 15 is a rubber for protecting the handle. A sole 16 also serves as a cover, 16 is a breathing opening for making the inside air pressure the same as that of the outside, 17 is a power supply terminal for supplying power to an external electric / electronic device, 2
1 is a rack gear connected to the handle 2, 22 is a handle shaft for pivotally supporting the handle 2, and 23 is a spring for returning the handle to its original position when the foot is raised. FIG. 2 is a schematic structural view of the shoe seen from the bottom side with the shoe sole removed.

【００１７】図３は、杖（ステッキ）と一体化した発電
・充電機を示す概略側面構造図であり、本体がステッキ
に変わるだけで構造は図１とほぼ同じである。６はステ
ッキ本体、１４はラック歯車保護兼滑り防止用伸縮自在
ゴムカバーのステッキ先端部、１８はステッキの柄であ
る。FIG. 3 is a schematic side view showing a power generation / charger integrated with a cane (stick). The structure is almost the same as that of FIG. 1 except that the main body is changed to a stick. 6 is a stick body, 14 is a stick tip of a telescopic rubber cover for rack gear protection and slip prevention, and 18 is a stick handle.

【００１８】図４は、靴と一体化した発電機の電気回路
を示す概略回路図であり、この靴を履いた人が歩行中、
足を上げ下げする毎にハンドル２の上下運動により、ラ
ック歯車２１と噛み合った歯車機構により発電機４が回
転し、それにより発電用のコイル４１に誘導電流が発生
する。この電流は整流器５１により整流され、コンデン
サー５２により平滑化されて、二次電池５３に蓄電され
る。二次電池５３は外部の電気・電子機器の二次電池の
容量が減少した場合に交換使用する。FIG. 4 is a schematic circuit diagram showing an electric circuit of a generator integrated with shoes.
Every time the foot is raised or lowered, the generator 4 is rotated by the gear mechanism meshing with the rack gear 21 due to the vertical movement of the handle 2, thereby generating an induced current in the power generation coil 41. This current is rectified by the rectifier 51, smoothed by the capacitor 52, and stored in the secondary battery 53. The secondary battery 53 is used when the capacity of the secondary battery of the external electric / electronic device is reduced.

【００１９】また、スラックス等に組み込んだ電気配線
を介して、靴の上部に取り付けた給電端子１７に外部の
電気・電子機器を接続して使用してもよい。Further, an external electric or electronic device may be connected to the power supply terminal 17 mounted on the upper portion of the shoe via electric wiring incorporated in slacks or the like.

【００２０】[0020]

【発明の効果】本発明の歩行用補助具である履き物や杖
と組み合わせた発電機は上記のような構造であることか
ら、この履き物を履いて、またこの杖を突いて普通に歩
行する限り常に発電することが可能であり、この間、携
帯用の電気・電子機器の使用は常に可能であり、また歩
行を停止してもこれら機器の使用時間を大幅に延長でき
る。As described above, the power generator combined with the footwear and the walking stick as the walking aid of the present invention has the above-mentioned structure. It is possible to always generate electricity, and during this time, portable electric and electronic devices can always be used, and even if walking is stopped, the use time of these devices can be greatly extended.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】靴と一体化した発電・充電機の概略側面構造図
である。FIG. 1 is a schematic side structural view of a power generator / charger integrated with shoes.

【図２】図１の靴の底側から見た概略構造図である。FIG. 2 is a schematic structural view of the shoe of FIG. 1 as viewed from the bottom side.

【図３】ステッキと一体化した発電・充電器の概略側面
構造図である。FIG. 3 is a schematic side structural view of a power generation / charger integrated with a walking stick.

【図４】靴、ステッキと一体化した発電・充電機の電気
回路を示す概略回路図である。FIG. 4 is a schematic circuit diagram showing an electric circuit of a power generation / charger integrated with a shoe and a walking stick.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 本体 ２ ハンドル ３ 歯車機構 ４ 発電機 ５ 整流器、コンデンサーと二次電池の組み合わせ ６ ステッキ本体 １１ 靴 １２ ハードケース １３ ラック歯車保護用伸縮自在ゴムカバー兼靴底 １４ ラック歯車保護用伸縮自在ゴムカバー兼ステッキ
先端 １５ ハンドル保護用ゴムカバー兼靴底 １６ 呼吸口 １７ 給電端子 １８ ステッキ柄 ２１ ラック歯車 ２２ ハンドル軸 ２３ スプリングDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main body 2 Handle 3 Gear mechanism 4 Generator 5 Combination of rectifier, condenser and secondary battery 6 Stick body 11 Shoes 12 Hard case 13 Elastic rubber cover and shoe sole for rack gear protection 14 Elastic rubber cover for rack gear protection Stick tip 15 Handle protection rubber cover and sole 16 Breath port 17 Power supply terminal 18 Stick pattern 21 Rack gear 22 Handle shaft 23 Spring

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】歩行中に、歩行補助具である履き物や杖等
の接地部に加わる力を利用して発電することを特徴とす
る歩行補助具と組み合わせた発電装置。1. A power generation device combined with a walking aid, wherein the power is generated by using a force applied to a foot contact portion such as footwear or a walking stick as a walking aid during walking.