(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述の超小型携帯用手動発電機及び携帯型充電装置では、手動でわざわざ糸を引っ張ったり、ハンドルを回したりして発電させるため、腕が直ぐに疲れてしまう。また、上述の超小型携帯用手動発電機及び携帯型充電装置では、発電させるのに両手を使うため、発電させながら他のことができない。
【0005】
そこで、本発明は、日常生活の中の通常の動作の中で容易に発電を行える発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の発電装置は、紐部材を引くことにより発電する機構を有する発電手段と、動作体、
及び非動作体のいずれか一方に前記発電手段を固定する発電固定手段と、前記動作体、
及び前記非動作体のいずれか一方に前記紐部材を固定する紐部材固定手段と、を備え、少なくとも前記発電固定手段、及び前記紐部材固定手段のいずれか一方は前記動作体に固定
され、
前記発電固定手段、及び前記紐部材固定手段は、前記動作体の動作により前記紐部材
が引かれて前記発電手段に発電させる位置に固定
され、前記発電固定手段は、前記発電手段が固定される前記動作体または非動作体と、前記発電手段とが並ぶ方向に前記発電固定手段を通るように延びる軸を中心として前記発電手段を回動可能な回動部を有し、前記発電手段は、前記回動部により回動されたとき、前記紐部材が前記軸の周りを旋回可能に前記発電固定手段により固定されることを特徴とする。これにより、日常生活の中の通常の動作を利用して容易に発電させるという作用をもたらす。
【0007】
また、本発明の発電装置において、前記発電固定手段は、前記非動作体に固定され、前記紐部材固定手段は、反復動作を行う前記動作体に固定され、
前記発電固定手段、及び前記紐部材固定手段は、前記動作体の反復動作により前記紐部材
が繰り返し引かれて前記発電手段に発電させる位置に固定
されたことを特徴とする。これにより、日常生活の中の通常の動作を利用して容易に発電させるという作用をもたらす。
【0008】
また、本発明の発電装置において、前記発電固定手段は、反復動作を行う前記動作体に固定され、前記紐部材固定手段は、前記非動作体に固定され、
前記発電固定手段、及び前記紐部材固定手段は、前記動作体の反復動作により前記紐部材
が繰り返し引かれて前記発電手段に発電させる位置に固定
されたことを特徴とする。
【0009】
また、本発明の発電装置において、上記動作体は、歩行時における足又は手又は腕であり、上記非動作体は、歩行時における人体における足又は手又は腕以外のいずれかの部分であり、歩行時における足又は手又は腕の動作により上記紐部材は引かれて上記発電手段に発電させることを特徴とする。これにより、日常生活の中の通常の動作、特に歩行動作を利用して容易に発電させるという作用をもたらす。
【0010】
また、本発明の発電装置において、前記発電固定手段は、前記発電手段の全部又は一部を覆うケース部と、前記動作体、又は前記非動作体のいずれか一方に前記ケース部を
取り付けるケース取り付け部と、を
有することを特徴とする。これにより、発電部をケースに収容して固定させるという作用をもたらす。
【0011】
また、本発明の発電装置において、
前記軸は、前記ケース部と前記ケース取り付け部とが並ぶ方向に前記ケース取り付け部を通るように延び、前記回動部は、前記軸を中心に前記ケース部を回動させることを特徴とする。また、本発明の発電装置において、前記回動部の回動を制限する回動制限部を
有することを特徴とする。これにより、紐部材が引っ張りやすい態様にケース部を回動させるという作用をもたらす。
【0012】
また、本発明の発電装置において、上記発電固定手段は、上記発電手段に設けられたことを特徴とする。これにより、発電固定手段と発電手段とを一体形成させるという作用をもたらす。
【0013】
また、本発明の発電補助具は、紐部材を引くことにより発電する機構を有する発電装置を動作体、
及び非動作体のいずれか一方に固定する発電固定手段と、前記動作体、
及び前記非動作体のいずれか一方に前記紐部材を固定する紐部材固定手段と、を備え少なくとも前記発電固定手段、及び前記紐部材固定手段のいずれか一方は前記動作体に固定
され、
前記発電固定手段、及び前記紐部材固定手段は、前記動作体の動作により前記紐部材
が引かれて前記発電装置に発電させる位置に固定
され、前記発電固定手段は、前記発電装置が固定される前記動作体または非動作体と、前記発電装置とが並ぶ方向に前記発電固定手段を通るように延びる軸を中心として前記発電装置を回動可能な回動部を有し、前記発電装置は、前記回動部により回動されたとき、前記紐部材が前記軸の周りを旋回可能に前記発電固定手段により固定されることを特徴とする。これにより、日常生活の中の通常の動作を利用して発電させるという作用をもたらす。
【0014】
また、本発明の発電補助具において、上記発電固定手段は、上記発電装置に設けられたことを特徴とする。これにより、発電装置、及び発電固定手段とを一体形成させるという作用をもたらす。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、日常生活の中の通常の動作を利用して容易に発電させることができるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための形態】
【0017】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0018】
図1は、本発明の実施の形態における発電装置100を人200が装着した様子を示す図である。本発明の実施の形態における発電装置100は、発電部10と、発電固定部20と、紐部材固定部30とを備える。発電部10は、紐部材11を引くことにより発電する機構を有するものである。
【0019】
発電部10は、
図1(b)に示すように下部に紐部材11を備えている。紐部材11を下方(矢印A方向)へ引っ張ると、発電部10内部に備えられた(図示しない)紐巻取り機構の復元力が働き、紐部材11は巻き取られ、元の状態に戻ろうとする。なお、発電部10に関する上記機構の詳細は、後述することとする。
【0020】
発電固定部20は、
図1(a)に示すように、例えば、非動作体などに発電部10を固定するものである。非動作体とは、例えば歩行時の人体で言えば足、手、腕以外の部分(例えば、腰回りなど)を指すものである。
図1において発電固定部20は、人200の腰回りに発電部10を固定している。
【0021】
紐部材固定部30は、
図1(a)に示すように、例えば、動作体などに紐部材11を固定するものである。動作体とは、例えば歩行時の人体で言えば足、手、腕の部分を指すものである。
図1において紐部材固定部30は、足首付近に紐部材11を固定している。
【0022】
発電装置100を装着した人200が歩行すると次のような動作が繰り返し行われる。発電装置100を装着した一方の足210を前に出すと、発電部10の紐部材11が引っ張られて発電部10が発電を行う。次に、他方の足220を前に出すと、一方の足210が曲がり、紐部材11が弛んで発電部10内部の紐巻取り機構に巻き取られる。人200の歩行動作では、この紐部材11の引っ張り動作と巻取り動作が交互に繰り返し行われ、引っ張り動作の際に発電部10において発電が行われる。
【0023】
なお、発電固定部20は、動作体に固定してもよい。また、紐部材固定部30は、非動作体に固定してもよい。ただし、発電固定部20、及び紐部材固定部30のうち少なくともいずれか一方は、動作体に固定する必要がある。上記引っ張り動作を行うためである。また、発電固定部20、及び紐部材固定部30の固定位置は、発電装置100を装着した人200が歩行する際に、上記説明した紐部材11の引っ張り動作と巻取り動作が交互に行うことができる位置である必要がある。そのようなことを行える位置であれば、上記固定位置はどの位置であってもよい。
【0024】
その意味で、非動作体とは、全く動かないものを指すのではなく、動作体と非動作体とで上記説明した紐部材11の引っ張り動作と巻取り動作とを実現できれば、動作があってもよい。したがって、本発明において動作体及び非動作体は、動作体と非動作体とを相対的に見て動作していると見做してもよい方を動作体、相対的に見て動作していないと見做してもよい方を非動作体とする。その定義に沿って様々なものの動作において動作体、非動作体が決定される。
【0025】
以下において、発電固定部20は、非動作体に発電部10を固定し、紐部材固定部30は、動作体に紐部材11を固定したものとして説明をするが、上記説明したように、これは一例であって、本発明はこれに限定されるものではない。
【0026】
図2は、本発明の実施の形態における発電固定部20の一例を示す図である。
図2(a)は、発電部10に発電固定部20を装着させる様子を示す図である。
図2(b)は、発電固定部20を背面から見た図である。
【0027】
発電固定部20は、例えば、
図2(a)に示すように、ケース部21と、ケース取り付け部22と、回動部23とにより構成させることが一例として想定される。ケース部21は、例えば、
図2(a)に示すように、発電部10を覆って、拘束する態様が一例として想定される。
【0028】
具体的にケース部21は、上部が開口している。そのケース部21の開口は、発電部10の挿入口となっている。そして、ケース部21の上部には、開口の一部を開閉するベロ部材21aが設けられている。ベロ部材21aには、ボタン部材21bが設けられ、ケース部21には、ボタン受け部材21cが設けられている。ケース部21上部の開口の一部を閉じるようにベロ部材21aを折り返してボタン留めすると、
図2(a)の左図のように、ケース部21は発電部10を拘束して覆い、把持した状態になる。これにより、発電固定部20から発電部10を飛び出させない。また、ケース部21は、
図2(a)に示すように、下部に紐部材11を通す穴21dを有する。また、ケース部21の素材として軟質性の素材、例えば牛革が挙げられるが、これに限るものではなく、その他の材質であってもよい。また、ケース部21の態様は、上記態様に限るものではなく、発電部10を拘束できる態様できればどのような態様であってもよく、その他の公知のあらゆる拘束態様をも含む。
【0029】
ケース取り付け部22は、非動作体などにケース部21を取り付けるものである。ケース取り付け部22の態様として、例えば、
図2(b)に示すように、ケース部21の背面21eに取り付けられたループ部材22aが想定されるが、これに限るものではなく、ケース部21を非動作体などに取り付けることができればどのような態様であってもよく、その他の公知のあらゆる取り付け態様をも含む。ケース取り付け部22としてのループ部材22aの取り付け態様は、例えばループ部材22aにベルトを通してケース部21を腰付近に取り付ける態様が想定される。
【0030】
回動部23は、
図2(b)に示すように、ケース部21の背面21bに設けられた支点23aを中心として背面21b面上においてケース部21を回動させるものである。なお、ケース部21の回動態様は、例えば
図2(b)に示すような態様が想定される。すなわち、
図2(b)の右図がケース部21のデフォルト位置だとした場合、背面21b面上において支点23aを中心としてケース部21を所定角度回動させると、ケース部21は
図2(b)の左図のような位置状態になる。また、回動部23のその他の態様として、ケース部21の別の位置に回動支点を設けてそこで回動させる態様であってもよい。
【0031】
また、回動部23の回動態様として、例えばケース部21の回動を固定せず、自由にケース部21を回動させる態様であってもよい。また、回動部23の回動態様として、例えばケース部21を所望の角度の回動させた後に、ケース部21を自由に回動させないように固定する回動制限機構を設けた態様であってもよい。回動制限機構の態様は、例えば支点23aを通るネジとナットを用いて、ケース部21とケース取り付け部22とを強固に挟持させる態様が一例として挙げられる。
【0032】
図3は、本発明の実施の形態における紐部材固定部30の一例を示す図である。紐部材固定部30は、例えば、紐部材連結部31と、取り付け部32とを備える。
【0033】
紐部材連結部31は、紐部材11と取り付け部32とを連結するものである。そして、紐部材11は、紐部材連結部31に取り付けられる。
図3(a)及び
図3(b)は、紐部材11と取り付け部32とを連結する様子を示す図である。紐部材連結部31は、例えば、ベロ部材31aにより構成させることが想定される。
図3(a)及び
図3(b)においてベロ部材31aは、軟質性素材の細長部材31bの両端にボタン部材31c及びボタン受け部材31dを設けた態様になっている。ボタン部材31cをボタン受け部材31dに留めることにより軟質性素材の細長部材31bは、閉じた環状を形成することになる。
【0034】
紐部材11の紐部材連結部31への取り付け態様は、例えば、
図3(a)に示すように、リング形状をした紐部材11の取手11aのリング内に細長部材31bを通して、ボタン部材31cをボタン受け部材31dに移動させる。そして、
図3(b)に示すように、ボタン部材31cをボタン受け部材31dに留める。以上のようにして、紐部材11(取手11a)は、紐部材連結部31に取り付けられる。なお、紐部材連結部31の態様は、以上の態様に限るものではなく、その他の公知のあらゆる紐部材11と取り付け部32との連結態様をも含む。
【0035】
取り付け部32は、動作体などに紐部材連結部31を取り付けるものである。紐部材連結部31は、取り付け部32に固定されている。そして、取り付け部32を動作体などに取り付けることにより、動作体などに紐部材連結部31を取り付けることになる。
【0036】
取り付け部32は、例えば、
図3(c)に示すように、軟質性素材の細長部材32aの両端部に対になる固着部32b及び被固着部32cを設けたものが一例として想定される。固着部32b及び被固着部32cとして、例えばマジックテープ(登録商標)が想定されるが、これに限るものではなく、その他のものであってもよい。例えば、
図3(c)に示すように、細長部材32aを環状に巻いて固着部32bを被固着部32cに固着させると、
図3(d)に示す環状の取り付け部32になる。
【0037】
取り付け部32の取り付け態様は、例えば
図1に示すように、細長部材32aを足首に巻いて固着部32bを被固着部32cに固着させることにより足首に取り付ける態様が想定される。取り付け部32がこのような態様であれば、足首、手首など太さ、大きさに応じて細長部材32aの巻きつけを調整できるため、様々な場所に容易に取り付けることができる。なお、取り付け部32の態様は、以上の態様に限るものではなく、その他の公知のあらゆる動作体などへの取り付け態様をも含む。
【0038】
図4は、発電部10の構成の一例を示す図である。発電部10は、発電機1と、ドラム2と、ドラム2に巻きつけられた紐部材11と、ドラム2内部に取り付けられた渦巻きバネ4と、ドラム2の一方向の回転のみを伝達するギア機構5と、ギア機構5から回転を伝達されて回転するギア6と、ギア6と歯合し、発電機1のロータ回転軸1aと連結されたギア7と、蓄電部8と、ケーシング9とを備える。
【0039】
紐部材11を下方(矢印B方向)へ引っ張ると、それに応じてドラム2は正回転する。ドラム2が正回転(矢印C方向)すると、ギア機構5はギア6へその回転を伝達する。そして、ギア6は正回転(矢印D方向)する。ギア6の正回転を受けて、ギア7は回転してロータ回転軸1aを回転させる。これにより、発電機1は発電を行う。発電機1で発電された電力は蓄電部8に蓄電される。なお、ギア機構5として、例えば、ラチェット機構が想定されるが、これに限るものではなく、一方向の回転のみを伝達することができる機構であれば、その他の機構であってもよい。
【0040】
一方、渦巻きバネ4の一端はドラム2の中心に固定され、渦巻きバネ4の他端はドラム2内部の所定の位置(例えば、ドラム2内部側面2a)に固定されている。紐部材11を下方(矢印B方向)へ引っ張りドラム2を正回転させると、渦巻きバネ4は変形して復元力が働く。したがって、下方(矢印B方向)へ引っ張った紐部材11を離すと、渦巻きバネ4の復元力により、ドラム2は負回転(矢印C方向とは逆方向)して紐部材11を巻き取る。
【0041】
なお、
図2において説明したケース取り付け部22と、回動部23に相当するものを発電部10に直接設ける構成であってもよい。この場合、ケース取り付け部22と、回動部23に相当するものを、例えば発電部10のケーシング9の背面部分に直接設ける態様が一例として想定されるが、これに限るものではなく、その他の態様であってもよい。この場合、発電固定部20のケース部21は省略されることになる。
【0042】
また、発電部10の構成は上記のものに限るものではなく、その他の紐部材11を引いて発電することができる機構の全てを本発明では含む。
【0043】
図5は、本発明の実施の形態における発電装置100の使用例を示す図である。
図5(a)及び
図5(b)は、本発明の実施の形態における発電装置100の使用例1を示す図である。
図5(a)及び
図5(b)において発電固定部20はベルト310に通され、発電部10は人300の腰付近に固定されている。また、
図5(a)及び
図5(b)において紐部材固定部30は、人300の足首320付近に固定されている。
【0044】
発電装置100の使用例1では、
図5(a)及び
図5(b)に示すように、人300の歩行動作における足の動作を利用して発電装置100に発電させている。すなわち、人300の歩行動作において
図5(a)の状態から
図5(b)の状態に移る際、足は曲げた状態から伸ばす動作を行う。この時、足は紐部材11を引っ張ることになり、その際に発電部10において発電される。発電された電力は、発電部10内部の蓄電部に蓄電される。
【0045】
次に、人300の歩行動作において
図5(b)の状態から
図5(a)の状態に移る際、足は伸ばした状態から曲げる動作を行う。この時、紐部材11は弛み、紐部材11は内部の発電部10の内部機構による復元力により巻き取られ、引っ張った分だけ紐部材11は発電部10の内部に戻される。そして、人300の歩行動作において
図5(a)の状態から
図5(b)の状態、
図5(b)の状態から
図5(a)の状態が順次繰り返される。すなわち、足を曲げたり、伸ばしたりする歩行動作が順次繰り返される。その際に、発電部10において発電された電力は、発電部10内部の蓄電部に蓄電され続ける。
【0046】
なお、人300の歩行動作における足の動作を利用して発電装置100に発電させる場合、
図5(a)及び
図5(b)に示すように、発電部10における紐部材11が足の方を向くように発電固定部20を回動させることが想定される。
【0047】
図5(c)及び
図5(d)は、本発明の実施の形態における発電装置100の使用例2を示す図である。
図5(c)及び
図5(d)において発電固定部20はベルト410に通され、発電部10は人400の腰付近に固定されている。また、
図5(c)及び
図5(d)において紐部材固定部30は、人400の手首に固定されている。
【0048】
発電装置100の使用例2では、
図5(c)及び
図5(d)に示すように、人400の歩行動作における腕の振り動作を利用して発電装置100に発電させている。すなわち、人400の歩行動作において
図5(c)の状態から
図5(d)の状態に移る際、腕は振られ、前方へ突き出される。この時、腕は紐部材11を引っ張ることになり、その際に発電部10において発電される。発電された電力は、発電部10内部の蓄電部に蓄電される。
【0049】
次に、人400の歩行動作において
図5(d)の状態から
図5(c)の状態に移る際、前方へ突き出された腕は元の位置に戻ってくる。この時、紐部材11は弛み、紐部材11は内部の発電部10の内部機構による復元力により巻き取られ、引っ張った分だけ紐部材11は発電部10の内部に戻される。そして、人400の歩行動作において腕の前後への振り動作が順次繰り返される。その際に、発電部10において発電された電力は、発電部10内部の蓄電部に蓄電され続ける。
【0050】
なお、人400の歩行動作における腕の振り動作を利用して発電装置100に発電させる場合、
図5(c)及び
図5(d)に示すように、発電部10における紐部材11が概ね水平方向を向くように発電固定部20を回動させることが想定される。
【0051】
図6は、本発明の実施の形態における発電装置100の別の使用例を示す図である。
図6(a)及び
図6(b)は、本発明の実施の形態における発電装置100の使用例3を示す図である。
図6(a)及び
図6(b)において発電固定部20はベルト510に通され、発電部10は人500の腰付近に固定されている。また、
図6(a)及び
図6(b)において紐部材固定部30は、人500の足首520付近に固定されている。
【0052】
発電装置100の使用例3では、
図6(a)及び
図6(b)に示すように、人500が自転車600を運転する動作を利用して発電装置100に発電させている。すなわち、人500の自転車運転動作において
図6(a)の状態から
図5(b)の状態に移る際、足は曲げた状態から伸ばす動作を行う。この時、足は紐部材11を引っ張ることになり、その際に発電部10において発電される。発電された電力は、発電部10内部の蓄電部に蓄電される。
【0053】
次に、人500の自転車運転動作において
図6(b)の状態から
図6(a)の状態に移る際、足は伸ばした状態から曲げる動作を行う。この時、紐部材11は弛み、紐部材11は内部の発電部10の内部機構による復元力により巻き取られ、引っ張った分だけ紐部材11は発電部10の内部に戻される。そして、人500の自転車運転動作において
図6(a)の状態から
図6(b)の状態、
図6(b)の状態から
図6(a)の状態が順次繰り返される。すなわち、足を曲げたり、伸ばしたりする自転車運転動作が順次繰り返される。その際に、発電部10において発電された電力は、発電部10内部の蓄電部に蓄電され続ける。
【0054】
なお、上記において発電固定部20を通じて発電部10は人500の腰付近に固定させたが、これに限るものではない。すなわち、発電部10は、例えば、自転車600のいずれかの位置(例えば、サドル610、ハンドル付近)に固定させてもよい。自転車600のいずれかの位置とは、使用例3で説明した自転車運転動作において紐部材11を引っ張る動作、及び紐部材11を弛ませて、発電部10の内部機構による復元力により巻き取らせて内部に戻す動作を交互に行うことができるような位置を言う。この意味で、非動作体とは、人の体に限るものではなく、その他のものであってもよい。
【0055】
また、上記において紐部材固定部30は、人500の足首に固定させたが、これに限るものではない。すなわち、紐部材固定部30は、例えば、自転車600のいずれかの位置(例えば、ペダル620)に固定させてもよい。自転車600のいずれかの位置とは、使用例3で説明した自転車運転動作において紐部材11を引っ張る動作、及び紐部材11を弛ませて、発電部10の内部機構による復元力により巻き取らせて内部に戻す動作を交互に行うことができるような位置を言う。この意味で、動作体とは、人の体に限るものではなく、その他のものであってもよい。
【0056】
このように、本発明の実施の形態によれば、日常生活の通常の動作を利用して発電を行うことができる。すなわち、日常生活の通常の動作の中で、紐部材11付き発電部10のおける発電部10と紐部材11とを適切な位置に固定すれば、無理なく容易に発電させることができる。特に、災害時などの緊急時には有用である。
【0057】
なお、本発明の実施の形態において発電固定部及び紐部材固定部を固定する固定部分における非動作体とは、全く動かないものを指すのではない。動作体と非動作体とで上記説明した紐部材11の引っ張り動作と巻取り動作とを実現できれば、非動作体は動作があってもよい。したがって、本発明において動作体及び非動作体は、動作体と非動作体とを相対的に見て動作していると見做してもよい方を動作体、相対的に見て動作していないと見做してもよい方を非動作体とする。その定義に沿って様々なものの動作において動作体、非動作体が決定される。
【0058】
なお、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、これに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形を施すことができる。