JP2013135544A - 発電装置およびそれを備えた発電機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
本発明の発電装置の構成は、第1の電極11と第1の電極11の中央部に弾性部材13を配置し、軸14と第1の電極11を弾性部材13で接続する構造になっている。さらに第1の電極11の外周部に重心のバランスを崩すための第1の錘12を配置し、外部から振動を受けた場合に第1の電極11が弾性部材13によって揺動運動する構造になっている。さらに第1の電極11の表面に帯電体15を設け、第2の電極と対向させることで揺動振動によって静電誘導発電を行う。
【選択図】図1
Description
第1の電極を備えた第1の揺動部材と、
該第1の電極に対向して配置された第2の電極と、
該第1の電極、もしくは該第2の電極の一方に設けられた帯電体と、を備え、
前記第1の電極と前記第2の電極との相対的な揺動により発電を行う発電装置であって、前記第1の回転部材は、その揺動している方向と逆方向に復元力を有する弾性部材を介して支持されていることを特徴とする。
[第1の実施形態]
始めに、第1の実施形態として、本発明の基本実施形態を説明する。
図1は、本発明で用いる発電装置の揺動部材の構造を示す斜視図である。
弾性部材13は、第1の揺動部材10を保持する役目も担っている。
以下の実施形態では、帯電体15は、マイナスに帯電されているものとして説明を行う。
まず図5(a)に示すように本発明の発電装置の帯電体15と第2の電極40との位置関係は、第1の揺動部材10の回転位置によって、第1の揺動部材に配置された帯電体15と対向する固定基板41に配置された第2の電極40が重なるように配置されるようになっている。
弾性部材13としては、図1に示す渦巻きバネの他、以下のような変形例が可能である。
図2に、図1で示した第1の揺動部材10の別の構成例を示す。
図2に示すように第1の電極11と軸14を接続している弾性部材13を板バネにしても外部からの振動で第1の揺動部材は揺動運動をすることができる。
図2の構成の板バネは、図1の渦巻きバネよりも簡単に弾性部材13を構成できる利点
がある。
図3に示す第1の揺動部材10の第1の電極11は軸14と直接接続されており、外部の支持体30とスプリング形状の弾性部材13で接続された構造になっている。このような構成でも弾性部材13の伸縮で第1の揺動部材10は揺動運動を起こすことができる。
図3の構成の場合、中心軸にバネを配置しないので、中心軸付近の構成を簡略化することが可能である。
次に、図6に図4で示す発電装置とは別の第2の実施形態を説明する。
図7に示すように、本実施形態のように第1の錘12と第2の錘62が対角に配置された状態で、矢印で示す外部からの振動方向70が発生した場合は、第1の錘12と第2の錘62は、矢印で示す錘の揺動方向71の方向に揺動することになる。このとき第1の錘12と第2の錘62がそれぞれの揺動部材で反対側に配置されているため第1の揺動部材10と第2の揺動部材60には、逆向きの揺動運動が発生することになる。
次に、図8に図7とは別の構成により対向する電極を逆向きの回転で揺動させる構成を示す。
ことができるようになっている。したがって可動基板80は、第1の揺動部材10が回転すると反転歯車81が回転し、可動基板80を第1の揺動部材10とは逆向きの方向に回転させることができる。
次に図9を用いて、第3の実施形態における発電装置と電気回路との接続について説明する。図9は、図5(a)においてA−A´の点線に沿った断面図である。
この場合は、図10(a)でプラス電荷100が誘導された第2の電極40は、図9(b)の位置では、対向する第1の電極11には帯電体15が無いため、図10(a)で誘導されたプラス電荷100は解放され、配線90を通って後段の整流回路へ流れるとことになる。さらに図9(b)で新たに第1の電極11の帯電体15と対向した第2の電極40上には新たにプラス電荷100が誘導される。
このように第1の揺動部材10を揺動させることで、発電を行うことができる。
続いて、第4の実施形態についての説明を、図11を用いて説明する。
図11に、本発明の発電装置をボタン電池の形状に収納しパッケージ化し、発電機器とした場合の構造を断面図で示す。
図11には一例として図4に示した発電装置の構造をパッケージ化した場合を示している。
さらに軸14の両端部はそれぞれ蓋113と回路基板111に固定されている。
回路基板111の蓄電部材93のプラス極にあたる電極からパッケージ筐体110へ電気的に接続させるプラス配線114を接続し、パッケージ筐体110をプラス極とするようになっている。
簡単な構成で実現可能なため、小型・軽量で発電効率の良い電池型発電装置を実現できる。
したがって従来よりも発電時間を長くすることができ、より多く発電ができるようになる。
11 第1の電極
12 第1の錘
13 弾性部材
14 軸
15 帯電体
16 開口
30 支持体
40 第2の電極
41 固定基板
60 第2の揺動部材
61 揺動基板
62 第2の錘
70 外部からの振動方向
71 錘の揺動方向
80 可動基板
81 反転歯車
82 ベアリング
90 配線
91 ダイオード
92 整流回路
93 蓄電部材
94 電子機器回路
100 プラス電荷
110 パッケージ筐体
111 回路基板
112 出力配線
113 蓋
114 プラス配線
115 マイナス配線
116 絶縁部材
Claims (8)
- 第1の電極を備えた第1の揺動部材と、
該第1の電極に対向して配置された第2の電極と、
該第1の電極、もしくは該第2の電極の一方に設けられた帯電体と、を備え、
前記第1の電極と前記第2の電極との相対的な揺動により発電を行う発電装置であって、前記第1の揺動部材は、その揺動している方向と逆方向に復元力を有する弾性部材を介して支持されている
ことを特徴とする発電装置。 - 前記第1の揺動部材が、重量バランスの偏りを発生させる第1の錘を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の発電装置。 - 前記帯電体は前記第1の揺動部材の前記第1の電極に形成され、
前記第2の電極は、固定基板に形成され、
前記第1の揺動部材は、該固定基板に対して揺動する
ことを特徴とする請求項1ないし2のいずれか1つに記載の発電装置。 - 前記第2の電極は、
前記第1の揺動部材と相対的に揺動する第2の揺動部材に形成される
ことを特徴とする請求項1ないし2のいずれか1つに記載の発電装置。 - 前記第2の揺動部材が、第2の錘を有し、
該第2の錘が、平面視で前記第1の錘と反対側に位置するように配置されることを特徴とする請求項4に記載の発電装置。 - 前記第1の揺動部材の回転中心に軸を有し、
前記弾性部材は、該軸と前記第1の揺動部材の間に配置される
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の発電装置。 - 前記弾性部材が渦巻きバネである
ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の発電装置。 - 電池ケース内に、請求項1ないし7のいずれか1つに記載の発電装置を収納した
発電機器。
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