JP2003059319A - 発光体点灯装置 - Google Patents
発光体点灯装置Info
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- JP2003059319A JP2003059319A JP2001247846A JP2001247846A JP2003059319A JP 2003059319 A JP2003059319 A JP 2003059319A JP 2001247846 A JP2001247846 A JP 2001247846A JP 2001247846 A JP2001247846 A JP 2001247846A JP 2003059319 A JP2003059319 A JP 2003059319A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転運動から応力を取り出し、圧電素子を用
いて発電し高い発光が可能な発光装置 【解決手段】 回転軸上に構成した歯車あるいはファン
ベルト等の回転運動から圧電素子に弾くまたは叩くなど
の応力を与え、発生した電気エネルギーを充電器に充電
し、同回転系に設けられた電気接点が短絡したとき、蓄
えられた電気エネルギーを一度に利用して大きな発光を
させるものである。
いて発電し高い発光が可能な発光装置 【解決手段】 回転軸上に構成した歯車あるいはファン
ベルト等の回転運動から圧電素子に弾くまたは叩くなど
の応力を与え、発生した電気エネルギーを充電器に充電
し、同回転系に設けられた電気接点が短絡したとき、蓄
えられた電気エネルギーを一度に利用して大きな発光を
させるものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電素子を用いた
発電装置に係り、周期的に発生させた電気エネルギーを
逐次充電し、設定した一定回数分の充電した電気エネル
ギーを一挙に放出する事が可能な発電発光装置に関する
発明である。
発電装置に係り、周期的に発生させた電気エネルギーを
逐次充電し、設定した一定回数分の充電した電気エネル
ギーを一挙に放出する事が可能な発電発光装置に関する
発明である。
【０００２】
【従来の技術】従来から用いられている発光装置は電池
や交流直流電源からの電力供給が必要である。特に前者
では電池の残存容量が低下すると光量が下がり、最終的
には発光しなくなるという問題があった。この問題を解
決する１手段として、圧電素子による発電が提案されて
いる。
や交流直流電源からの電力供給が必要である。特に前者
では電池の残存容量が低下すると光量が下がり、最終的
には発光しなくなるという問題があった。この問題を解
決する１手段として、圧電素子による発電が提案されて
いる。
【０００３】従来この種の圧電素子による発光をする場
合には通常、圧電素子に金属球、セラミック球などの衝
撃体を衝突させたり、圧電素子の一端を固定してこの反
対の端を押圧し変形させたりして、圧電素子の歪みによ
って発電する。このとき発電した電力を発光体の発光に
利用したり、２次電池に充電して取り出し利用したりさ
れている。特開平６−２０９８０７にはこの発電装置を
靴底に取り付けて、歩いたり走ったりする動きに合わ
せ、圧電素子が変形し電気を発生させ発光体を発光させ
る発明がなされている。また同種の発明として特開平１
１−２５３０７１にはフィッシング用ルアーに発光ダイ
オードを内蔵し、ルアーの往復運動によって組み込まれ
た衝撃体で圧電素子を打撃する事による起電力を利用し
発光ダイオードを発光させるルアーが開示されている。
合には通常、圧電素子に金属球、セラミック球などの衝
撃体を衝突させたり、圧電素子の一端を固定してこの反
対の端を押圧し変形させたりして、圧電素子の歪みによ
って発電する。このとき発電した電力を発光体の発光に
利用したり、２次電池に充電して取り出し利用したりさ
れている。特開平６−２０９８０７にはこの発電装置を
靴底に取り付けて、歩いたり走ったりする動きに合わ
せ、圧電素子が変形し電気を発生させ発光体を発光させ
る発明がなされている。また同種の発明として特開平１
１−２５３０７１にはフィッシング用ルアーに発光ダイ
オードを内蔵し、ルアーの往復運動によって組み込まれ
た衝撃体で圧電素子を打撃する事による起電力を利用し
発光ダイオードを発光させるルアーが開示されている。
【０００４】
【発明の解決しようとする課題】また、圧電素子を用い
た発電システムを自転車に応用した例として特開２００
０−２８７４６４には転動室に配置された圧電素子に、
同転動室内を移動する衝撃物を衝突させ発電し、表示灯
を発光させる特許が開示されているが、自転車走行時の
振動は不規則で振幅も一定では無いため、圧電素子によ
る発電も周期、大きさとも不安定となり、表示灯の発光
も同様に不安定となるため、夜道でその存在を他人に知
らせる目的に対しては、その性能が不充分であった。
た発電システムを自転車に応用した例として特開２００
０−２８７４６４には転動室に配置された圧電素子に、
同転動室内を移動する衝撃物を衝突させ発電し、表示灯
を発光させる特許が開示されているが、自転車走行時の
振動は不規則で振幅も一定では無いため、圧電素子によ
る発電も周期、大きさとも不安定となり、表示灯の発光
も同様に不安定となるため、夜道でその存在を他人に知
らせる目的に対しては、その性能が不充分であった。
【０００５】前記発明により圧電素子を用いた発電シス
テムでは、いずれも１回の衝撃やたわみから発電する方
法に限定されており発電される電気エネルギーが小さ
く、発光力が小さいという問題があった。
テムでは、いずれも１回の衝撃やたわみから発電する方
法に限定されており発電される電気エネルギーが小さ
く、発光力が小さいという問題があった。
【０００６】断続的に発電する為には風車、水車、車軸
等の回転運動から圧電素子へ衝撃を取り出し発電可能と
なれば利用分野が広く有用である。同種の発明として特
願昭５４−５６８７２号に歯車に接触して振動する接触
子の振動を圧電素子に伝えて発電する発明がなされてい
るが、接触子の弾きを利用しているため圧電素子に伝え
る衝撃が小さく発電効率が悪いという問題があった。
等の回転運動から圧電素子へ衝撃を取り出し発電可能と
なれば利用分野が広く有用である。同種の発明として特
願昭５４−５６８７２号に歯車に接触して振動する接触
子の振動を圧電素子に伝えて発電する発明がなされてい
るが、接触子の弾きを利用しているため圧電素子に伝え
る衝撃が小さく発電効率が悪いという問題があった。
【０００７】これらの欠点を補うため、一定量の電気エ
ネルギーをコンデンサに充電した後、発光させる発明と
して２０４７０３３号公報には、充電電圧が一定量を超
えた場合、この充電電気エネルギーを利用してスイッチ
ング回路を駆動させ充電電気エネルギーで一気に発光さ
せるという特許が開示されているが、スイッチング素子
等の回路が必要となり高価になるという欠点があった。
ネルギーをコンデンサに充電した後、発光させる発明と
して２０４７０３３号公報には、充電電圧が一定量を超
えた場合、この充電電気エネルギーを利用してスイッチ
ング回路を駆動させ充電電気エネルギーで一気に発光さ
せるという特許が開示されているが、スイッチング素子
等の回路が必要となり高価になるという欠点があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するため、圧電素子を弾くまたは叩くなどによ
って圧電素子に応力発生機能を備えた回転系で圧電素子
に歪みを与えて発電し、コンデンサ等に一定値以上の電
気エネルギーを充電し、回転系内に設けた電気接点が一
定周期毎に閉じるたびにこの電気エネルギーを発光装置
に供給する事で強い発光力で発光させる点灯装置を提供
する。
題を解決するため、圧電素子を弾くまたは叩くなどによ
って圧電素子に応力発生機能を備えた回転系で圧電素子
に歪みを与えて発電し、コンデンサ等に一定値以上の電
気エネルギーを充電し、回転系内に設けた電気接点が一
定周期毎に閉じるたびにこの電気エネルギーを発光装置
に供給する事で強い発光力で発光させる点灯装置を提供
する。
【０００９】
【作用】本発明は回転系から得られる機械的作用により
圧電素子で発電を行い、この電気エネルギーを充電器に
一定量蓄積する発電−電気エネルギー蓄積系統を具備
し、回転系に連動した電気接点が、充電器と発光体をつ
なぐ回路を一定周期で開閉するように構成し、回路開放
中に蓄えられた電気エネルギーを周期的に電気接点を閉
じることで発光体に供給する事により発光させる。
圧電素子で発電を行い、この電気エネルギーを充電器に
一定量蓄積する発電−電気エネルギー蓄積系統を具備
し、回転系に連動した電気接点が、充電器と発光体をつ
なぐ回路を一定周期で開閉するように構成し、回路開放
中に蓄えられた電気エネルギーを周期的に電気接点を閉
じることで発光体に供給する事により発光させる。
【００１０】あらかじめ設定しておいた周期的な応力の
発生回数毎に、閉じる電気接点を設けておき、この電気
接点が閉じるとコンデンサ等に蓄積された電気エネルギ
ーが電流として一挙に発光体に流れ込み発光する。さら
に、回転系が回転すると電気接点が再びオープンとなり
発光体に電流が流れなくなり発光体は消灯する。電気接
点がオープンになった時点から再び充電状態になり圧電
素子を弾くまたは叩くなどによって応力を発生させるこ
とによって発生する電気エネルギーがコンデンサへ充電
される。この動作を繰り返すことで点滅を行う発光装置
を提供することができる。
発生回数毎に、閉じる電気接点を設けておき、この電気
接点が閉じるとコンデンサ等に蓄積された電気エネルギ
ーが電流として一挙に発光体に流れ込み発光する。さら
に、回転系が回転すると電気接点が再びオープンとなり
発光体に電流が流れなくなり発光体は消灯する。電気接
点がオープンになった時点から再び充電状態になり圧電
素子を弾くまたは叩くなどによって応力を発生させるこ
とによって発生する電気エネルギーがコンデンサへ充電
される。この動作を繰り返すことで点滅を行う発光装置
を提供することができる。
【００１１】
【実施例】以下本発明の実施例について図面に基づいて
説明する。
説明する。
【００１２】図１は本発明の請求項１について発明の一
実施例を示すブロック図である。１は回転軸上に取り付
けられた歯車状カム。２は圧電素子を２枚貼り合わせて
構成した圧電バイモルフ。３は発電した電気を整流する
整流部。４は発電した電気エネルギーを充電するコンデ
ンサ。５は発光ダイオードである。
実施例を示すブロック図である。１は回転軸上に取り付
けられた歯車状カム。２は圧電素子を２枚貼り合わせて
構成した圧電バイモルフ。３は発電した電気を整流する
整流部。４は発電した電気エネルギーを充電するコンデ
ンサ。５は発光ダイオードである。
【００１３】具体的には、２の圧電バイモルフは長さ４
５ｍｍ、幅１２ｍｍ、厚さ０．２５ｍｍの圧電セラミッ
クス素子を２枚貼り合わせた構造にしている。これを、
片持ち支持で固定した。この圧電バイモルフの自由端側
を弾く位置に８カ所のカムを設けた１の歯車状のカムを
配置する。今回の実施例では歯車状カムの１つのカムが
弾く度に圧電バイモルフの先端が２ｍｍ変位するように
配置した。３の整流部はスイッチングダイオードを用い
て全波整流回路を構成した。４のコンデンサは４．７μ
Ｆを用いた。圧電素子としては用いた片持ち支持のバイ
モルフのみならず、両端支持型の圧電バイモルフ、単板
の圧電素子あるいは積層型の圧電素子等の機械的歪みに
伴って電気エネルギーを発生するものであればいずれで
も適用可能である。
５ｍｍ、幅１２ｍｍ、厚さ０．２５ｍｍの圧電セラミッ
クス素子を２枚貼り合わせた構造にしている。これを、
片持ち支持で固定した。この圧電バイモルフの自由端側
を弾く位置に８カ所のカムを設けた１の歯車状のカムを
配置する。今回の実施例では歯車状カムの１つのカムが
弾く度に圧電バイモルフの先端が２ｍｍ変位するように
配置した。３の整流部はスイッチングダイオードを用い
て全波整流回路を構成した。４のコンデンサは４．７μ
Ｆを用いた。圧電素子としては用いた片持ち支持のバイ
モルフのみならず、両端支持型の圧電バイモルフ、単板
の圧電素子あるいは積層型の圧電素子等の機械的歪みに
伴って電気エネルギーを発生するものであればいずれで
も適用可能である。
【００１４】充電器は通常のコンデンサのみならず、圧
電素子の性能に合わせて電気二重層コンデンサの適用も
有用である。また、発光周期の長さや発光体に要求され
る電力によっては二次電池への電気エネルギー蓄積も有
用である。
電素子の性能に合わせて電気二重層コンデンサの適用も
有用である。また、発光周期の長さや発光体に要求され
る電力によっては二次電池への電気エネルギー蓄積も有
用である。
【００１５】１の歯車状カムが回転すると１ａのカムが
２の圧電バイモルフを弾き発電を行う。この歯車状カム
内には１つのカムのみ図２に示す様な圧電素子を弾く機
能と電気接点の機能を併せ持つ電気接点を兼ねたカム１
ｂを構成する。これらのカムによって圧電バイモルフが
弾かれ発生する電流は交流のため３の全波整流回路を介
して４のコンデンサに充電される。この歯車状カムの回
転に従って圧電バイモルフが発電を行い図４に示すよう
に段階的に４のコンデンサの充電電圧が上昇していく。
本実施例では、７回分の発電でコンデンサの充電電圧は
約８Ｖであった。更に回転が進みバイモルフが電気接点
を兼ねたカム１ｂに触れるとコンデンサと発光ダイオー
ドが接続され充電された電気エネルギーが電流として一
挙に発光体に流れ込み強い発光を得ることができる。こ
の繰り返しにより本実施例の場合１回転毎に１回の発光
が行われる。
２の圧電バイモルフを弾き発電を行う。この歯車状カム
内には１つのカムのみ図２に示す様な圧電素子を弾く機
能と電気接点の機能を併せ持つ電気接点を兼ねたカム１
ｂを構成する。これらのカムによって圧電バイモルフが
弾かれ発生する電流は交流のため３の全波整流回路を介
して４のコンデンサに充電される。この歯車状カムの回
転に従って圧電バイモルフが発電を行い図４に示すよう
に段階的に４のコンデンサの充電電圧が上昇していく。
本実施例では、７回分の発電でコンデンサの充電電圧は
約８Ｖであった。更に回転が進みバイモルフが電気接点
を兼ねたカム１ｂに触れるとコンデンサと発光ダイオー
ドが接続され充電された電気エネルギーが電流として一
挙に発光体に流れ込み強い発光を得ることができる。こ
の繰り返しにより本実施例の場合１回転毎に１回の発光
が行われる。
【００１６】回転系内に構成する電気接点は本実施例で
は歯車状カム内のカムの１つとこのカムに弾かれる圧電
バイモルフ先端部で行ったが、例えば歯車状カム側面部
に電気接点を設け圧電バイモルフ上以外に電気接点を設
けても良い。また、１／２回転毎または１／３回転毎な
どに電気接点を設ければより早い周期で発光させること
ができる。逆に回転軸が１回転する間に数回転する歯車
系などの回転数変換機構を設ければ充電器への充電電気
エネルギーを大きくすることができ更に有用である。
は歯車状カム内のカムの１つとこのカムに弾かれる圧電
バイモルフ先端部で行ったが、例えば歯車状カム側面部
に電気接点を設け圧電バイモルフ上以外に電気接点を設
けても良い。また、１／２回転毎または１／３回転毎な
どに電気接点を設ければより早い周期で発光させること
ができる。逆に回転軸が１回転する間に数回転する歯車
系などの回転数変換機構を設ければ充電器への充電電気
エネルギーを大きくすることができ更に有用である。
【００１７】４のコンデンサの静電容量に関しては、静
電容量が大きくなるほど一定の電圧に達するまでの充電
に時間を要する為、発光から次回の発光での間に発光ダ
イオードを発光させるために充分な電圧が得られる適度
の静電容量を圧電素子の発電性能に合わせて設定するこ
とが必要である。
電容量が大きくなるほど一定の電圧に達するまでの充電
に時間を要する為、発光から次回の発光での間に発光ダ
イオードを発光させるために充分な電圧が得られる適度
の静電容量を圧電素子の発電性能に合わせて設定するこ
とが必要である。
【００１８】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、回転運
動から効率的に電気エネルギーを取り出し充電し、回転
スピードに合わせた周期で高発光を行う発電発光装置を
提供することが可能になる。
動から効率的に電気エネルギーを取り出し充電し、回転
スピードに合わせた周期で高発光を行う発電発光装置を
提供することが可能になる。
【図１】本発明の実施例を示すブロック図
【図２】本発明の実施例の電気接点部詳細を示す斜視図
【図３】本発明の実施例を示す回路例
【図４】本発明実施例での充電電圧の推移。
１ 歯車状カム
１ａ カム
１ｂ 電気接点を兼ねたカム
２ 圧電バイモルフ
３ 整流部
４ コンデンサ
５ 発光ダイオード
Claims (5)
- 【請求項１】 回転系から得られる機械的作用により圧
電素子で発電を行い、この電気エネルギーを充電器に一
定量蓄積する機能を具備し、該回転系に連動した電気接
点が、該充電器と発光体をつなぐ回路を一定周期で開閉
するように構成し、該電気接点開放中に蓄えられた電気
エネルギーを該電気接点が閉じたとき発光体に供給する
事により周期的に発光させることを特徴とする発光体点
灯装置。 - 【請求項２】 回転系からの機械的作用を得る手段とし
て、カム機構により圧電素子をたたく、または弾く構成
としたことを特徴とする請求項１の発光体点灯装置。 - 【請求項３】 充電器と発光体をつなぐ回路を一定周期
で開閉する構成において、電気接点の開閉にカム機構を
用いたことを特徴とする請求項１の発光体点灯装置。 - 【請求項４】 圧電素子として片持ち型もしくは両端支
持型の圧電バイモルフ素子を用いたことを特徴とする請
求項１の発光体点灯装置。 - 【請求項５】 充電器と発光体をつなぐ回路を一定周期
で開閉する構成において、開閉の周期がギヤなどの減速
で任意に調整できることを特徴とする請求項１の発光体
点灯装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001247846A JP2003059319A (ja) | 2001-08-17 | 2001-08-17 | 発光体点灯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001247846A JP2003059319A (ja) | 2001-08-17 | 2001-08-17 | 発光体点灯装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003059319A true JP2003059319A (ja) | 2003-02-28 |
Family
ID=19077097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001247846A Withdrawn JP2003059319A (ja) | 2001-08-17 | 2001-08-17 | 発光体点灯装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003059319A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120038250A1 (en) * | 2010-08-13 | 2012-02-16 | Yung Ting | Wind energy generator using piezoelectric material and auxiliary mechanism thereof |
| CN102635826A (zh) * | 2012-04-24 | 2012-08-15 | 力帆实业(集团)股份有限公司 | 发电机预前照明*** |
| CN106247273A (zh) * | 2016-10-21 | 2016-12-21 | 河海大学 | 一种压力智能供电的楼道应急照明设施 |
| JPWO2016158730A1 (ja) * | 2015-03-27 | 2017-12-07 | 株式会社村田製作所 | 圧電発電素子及び圧電発電装置 |
| CN112590661A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-04-02 | 邱涛涛 | 一种汽车追尾事故预防装置 |
| CN113619419A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-11-09 | 苏州云刚智能科技有限公司 | 一种充电桩线管理装置及方法 |
-
2001
- 2001-08-17 JP JP2001247846A patent/JP2003059319A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120038250A1 (en) * | 2010-08-13 | 2012-02-16 | Yung Ting | Wind energy generator using piezoelectric material and auxiliary mechanism thereof |
| US8476783B2 (en) * | 2010-08-13 | 2013-07-02 | Chung-Yuan Christian University | Wind energy generator using piezoelectric material and auxiliary mechanism thereof |
| CN102635826A (zh) * | 2012-04-24 | 2012-08-15 | 力帆实业(集团)股份有限公司 | 发电机预前照明*** |
| JPWO2016158730A1 (ja) * | 2015-03-27 | 2017-12-07 | 株式会社村田製作所 | 圧電発電素子及び圧電発電装置 |
| CN106247273A (zh) * | 2016-10-21 | 2016-12-21 | 河海大学 | 一种压力智能供电的楼道应急照明设施 |
| CN106247273B (zh) * | 2016-10-21 | 2019-05-28 | 河海大学 | 一种压力智能供电的楼道应急照明设施 |
| CN112590661A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-04-02 | 邱涛涛 | 一种汽车追尾事故预防装置 |
| CN113619419A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-11-09 | 苏州云刚智能科技有限公司 | 一种充电桩线管理装置及方法 |
| CN113619419B (zh) * | 2021-07-28 | 2023-09-12 | 湖南中普湘能新能源科技有限公司 | 一种充电桩线管理装置及方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
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