(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024098327
(43)【公開日】2024-07-23
(54)【発明の名称】空気電池及び振動センサ
(51)【国際特許分類】
H01M 12/06 20060101AFI20240716BHJP
H01M 50/284 20210101ALI20240716BHJP
H01M 50/253 20210101ALI20240716BHJP
【FI】
H01M12/06 Z
H01M12/06 A
H01M50/284
H01M50/253
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023001770
(22)【出願日】2023-01-10
(71)【出願人】
【識別番号】000005175
【氏名又は名称】藤倉コンポジット株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100177231
【弁理士】
【氏名又は名称】鴨志田 伸一
(72)【発明者】
【氏名】高橋 昌樹
【テーマコード(参考)】
5H032
5H040
【Fターム(参考)】
5H032AA02
5H032AS01
5H032AS02
5H032AS03
5H032CC21
5H032EE10
5H032HH00
5H032HH10
5H040AA39
5H040AS22
5H040AT10
5H040DD08
5H040DD26
(57)【要約】
【課題】本発明は、簡単な構造により慣性力に起因して給電可能となる空気電池の提供を目的とする。
【解決手段】本発明の空気電池40は、筐体42と、筐体42に固定され、金属極441及び空気極442を有し、それぞれが電解液ELと反応して酸化又は還元する空気電池本体44と、筐体42内に配置され、内部に電解液ELが収容されている可撓性パック46と、を備え、可撓性パック46は、空気電池本体44に対して振動可能となるように筐体42に支持され、可撓性パック46に慣性力が働いて変形又は空気電池本体44に対して相対移動した結果、可撓性パック46が破れてその内部に収容されている電解液ELが空気電池本体44に供給される。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
筐体と、
前記筐体に固定され、金属極及び空気極を有し、それぞれが電解液と反応して酸化又は還元する空気電池本体と、
前記筐体内に配置され、内部に電解液が収容されている可撓性パックと、
を備え、
前記可撓性パックは、前記空気電池本体に対して振動可能となるように前記筐体に支持され、
前記可撓性パックに慣性力が働いて変形又は前記空気電池本体に対して相対移動した結果、前記可撓性パックが破れてその内部に収容されている電解液が前記空気電池本体に供給される、
空気電池。
【請求項2】
さらに、少なくとも1個以上の弾性体を備え、
前記可撓性パックは、直線方向に単振動可能となるように前記少なくとも1個以上の弾性体で前記筐体に支持されている、
請求項1に記載の空気電池。
【請求項3】
前記少なくとも1個以上の弾性体は、前記可撓性パックを挟んで配置されている少なくとも2個の弾性体を含み、
前記可撓性パックは、前記少なくとも2個の弾性体で前記筐体に支持されている、
請求項2に記載の空気電池。
【請求項4】
前記少なくとも2個の弾性体は、互いに弾性率が異なる、
請求項3に記載の空気電池。
【請求項5】
前記少なくとも2個の弾性体は、それぞれ、ばね定数の異なるばねである、
請求項4に記載の空気電池。
【請求項6】
さらに、前記可撓性パックが前記空気電池本体に対して振り子振動可能となるように、前記可撓性パックを保持しつつ前記筐体に支持されている被支持体を備える、
請求項1に記載の空気電池。
【請求項7】
筐体と、
前記筐体に固定され、金属極及び空気極を有し、それぞれが電解液と反応して酸化又は還元する空気電池本体と、
前記筐体内に配置され、内部に電解液が収容されている可撓性パックと、
前記筐体内に配置され、前記可撓性パックに接触する少なくとも1つの接触部と、
を備え、
前記可撓性パック及び前記少なくとも1つの接触部の一方は前記空気電池本体に対して振動可能となるように前記筐体に支持され、かつ、他方は前記筐体に固定され、
前記一方に慣性力が働いて変形又は前記空気電池本体に対して相対移動した結果、前記可撓性パックと前記少なくとも1つの接触部が接触して前記可撓性パックが破れてその内部に収容されている電解液が前記空気電池本体に供給される、
空気電池。
【請求項8】
さらに、少なくとも1個以上の弾性体を備え、
前記可撓性パックは、直線方向に単振動可能となるように前記少なくとも1個以上の弾性体で前記筐体に支持されている、
請求項7に記載の空気電池。
【請求項9】
前記少なくとも1個以上の弾性体は、前記可撓性パックを挟んで配置されている少なくとも2個の弾性体を含み、
前記可撓性パックは、前記少なくとも2個の弾性体で前記筐体に支持されている、
請求項8に記載の空気電池。
【請求項10】
前記少なくとも2個の弾性体は、互いに弾性率が異なる、
請求項9に記載の空気電池。
【請求項11】
前記少なくとも2個の弾性体は、それぞれ、ばね定数の異なるばねである、
請求項10に記載の空気電池。
【請求項12】
さらに、前記可撓性パックが前記空気電池本体に対して振り子振動可能となるように、前記可撓性パックを保持しつつ前記筐体に支持されている被支持体を備える、
請求項7に記載の空気電池。
【請求項13】
請求項1~12のいずれか一項に記載の空気電池と、
前記空気電池に電気的に接続されている回路部であって、前記電解液が前記空気電池本体に供給されて前記空気電池が発電すると、前記空気電池からの給電により起動して外部に自身が起動したこと又は起動していることの報知動作を行う回路部と、
を備える振動センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、空気電池及び振動センサに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、その
図2、
図3等に示されるように、電池起動装置が開示されている。この電池起動装置は、外力により磁性体である破壊部が加速度を受けると、電解液収納部と電極収納部との区画部が破壊されて電解液が漏れ出し、電解液が電極に接触した結果、電池が起動するように構成されている。また、この電池起動装置は、区画調整部材により磁性体である破壊部を保持する保持部と破壊部との間に作用する磁力が調整されるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に開示されている電池起動装置は、外力を受けると電池として起動するという機能を実現するために、磁性体、磁性体による磁力の影響を調整する区画調整部材等を必要とする。そのため、当該電池起動装置は、その機能に対してその構造が比較的複雑でかつ小型化が難しい。
【0005】
本発明は、簡単な構造により慣性力に起因して給電可能となる空気電池の提供を目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
第1態様の空気電池は、
筐体と、
前記筐体に固定され、金属極及び空気極を有し、それぞれが電解液と反応して酸化又は還元する空気電池本体と、
前記筐体内に配置され、内部に電解液が収容されている可撓性パックと、
を備え、
前記可撓性パックは、前記空気電池本体に対して振動可能となるように前記筐体に支持され、
前記可撓性パックに慣性力が働いて変形又は前記空気電池本体に対して相対移動した結果、前記可撓性パックが破れてその内部に収容されている電解液が前記空気電池本体に供給される。
【0007】
第2態様の空気電池は、
第1態様の空気電池において、
さらに、少なくとも1個以上の弾性体を備え、
前記可撓性パックは、直線方向に単振動可能となるように前記少なくとも1個以上の弾性体で前記筐体に支持されている。
【0008】
第3態様の空気電池は、
第2態様の空気電池において、
前記少なくとも1個以上の弾性体は、前記可撓性パックを挟んで配置されている少なくとも2個の弾性体を含み、
前記可撓性パックは、前記少なくとも2個の弾性体で前記筐体に支持されている。
【0009】
第4態様の空気電池は、
第3態様の空気電池において、
前記少なくとも2個の弾性体は、互いに弾性率が異なる。
【0010】
第5態様の空気電池は、
第4態様の空気電池において、
前記少なくとも2個の弾性体は、それぞれ、ばね定数の異なるばねである。
【0011】
第6態様の空気電池は、
第1態様の空気電池において、
さらに、前記可撓性パックが前記空気電池本体に対して振り子振動可能となるように、前記可撓性パックを保持しつつ前記筐体に支持されている被支持体を備える。
【0012】
第7態様の空気電池は、
筐体と、
前記筐体に固定され、金属極及び空気極を有し、それぞれが電解液と反応して酸化又は還元する空気電池本体と、
前記筐体内に配置され、内部に電解液が収容されている可撓性パックと、
前記筐体内に配置され、前記可撓性パックに接触する少なくとも1つの接触部と、
を備え、
前記可撓性パック及び前記少なくとも1つの接触部の一方は前記空気電池本体に対して振動可能となるように前記筐体に支持され、かつ、他方は前記筐体に固定され、
前記一方に慣性力が働いて変形又は前記空気電池本体に対して相対移動した結果、前記可撓性パックと前記少なくとも1つの接触部が接触して前記可撓性パックが破れてその内部に収容されている電解液が前記空気電池本体に供給される。
【0013】
第8態様の空気電池は、
第7態様の空気電池において、
さらに、少なくとも1個以上の弾性体を備え、
前記可撓性パックは、直線方向に単振動可能となるように前記少なくとも1個以上の弾性体で前記筐体に支持されている。
【0014】
第9態様の空気電池は、
第8態様の空気電池において、
前記少なくとも1個以上の弾性体は、前記可撓性パックを挟んで配置されている少なくとも2個の弾性体を含み、
前記可撓性パックは、前記少なくとも2個の弾性体で前記筐体に支持されている。
【0015】
第10態様の空気電池は、
第9態様の空気電池において、
前記少なくとも2個の弾性体は、互いに弾性率が異なる。
【0016】
第11態様の空気電池は、
第10態様の空気電池において、
前記少なくとも2個の弾性体は、それぞれ、ばね定数の異なるばねである。
【0017】
第12態様の空気電池は、
第7態様の空気電池において、
さらに、前記可撓性パックが前記空気電池本体に対して振り子振動可能となるように、前記可撓性パックを保持しつつ前記筐体に支持されている被支持体を備える。
【0018】
一態様の振動センサは、
第1態様~第12態様のいずれか一態様の空気電池と、
前記空気電池に電気的に接続されている回路部であって、前記電解液が前記空気電池本体に供給されて前記空気電池が発電すると、前記空気電池からの給電により起動して外部に自身が起動したこと又は起動していることの報知動作を行う回路部と、
を備える。
【発明の効果】
【0019】
第1態様~第12態様の空気電池は、簡単な構造により慣性力に起因して給電可能となる。また、一態様の振動センサは、慣性力により給電可能となった場合にのみ、外部に報知動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【
図1】第1実施形態の振動センサ及び空気電池の概略図である。
【
図7】第7実施形態の振動センサ及び空気電池の概略図である。
【
図10】第10実施形態の空気電池の概略図である。
【
図11】第11実施形態の空気電池の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
≪概要≫
以下、複数の実施形態(下記の表1参照)について説明する。本明細書では、異なる実施形態等で参照する各図面において、同等の機能を有する構成要素に対して同じ符号又は同等の符号を付する点に留意されたい。
【0022】
【0023】
≪第1実施形態≫
以下、第1実施形態の振動センサ10の機能及び構成、作用並び効果について、
図1(A)、(B)及び(C)を参照しながら説明する。
【0024】
<第1実施形態の機能及び構成>
図1(A)は、第1実施形態の振動センサ10の概略図である。振動センサ10は、一例として、回路部20と、受信部30と、空気電池40とを備えている。
【0025】
〔回路部及び受信部〕
回路部20は、空気電池40に電気的に接続されて電気回路を構成している(
図1(A)参照)。そして、回路部20は、空気電池40が発電すると、空気電池40からの給電によって起動して受信部30(外部の一例)に自身が起動したこと又は起動していることの報知動作を行う機能を有する。
第1実施形態では、報知動作は、一例として受信部30への電磁波の送信により行われる。ただし、報知動作は、受信部30への電磁波の送信に限定されず、例えば、音、光その他の報知媒体の伝達動作であってもよい。この場合において報知媒体が電磁波等の信号でないときは、外部の一例を装置としての受信部30に換えて例えば観察者(人間)としてもよい。すなわち、第1実施形態の振動センサ10において、報知媒体の種類によっては、受信部30は必須の構成要素ではない。
【0026】
〔空気電池〕
図1(B)及び(C)は、第1実施形態の空気電池40の概略図(断面図)である。ここで、
図1(B)は筐体42の内部に慣性力が働いていない状態における空気電池40の概略図であり、
図1(C)は筐体42の内部に慣性力が働いた結果、可撓性パック46が破れた状態における空気電池40の概略図である。
第1実施形態の空気電池40は、筐体42と、空気電池本体44と、可撓性パック46と、ばね48(弾性体の一例)とを備えている。
【0027】
(筐体)
筐体42は、
図1(B)及び(C)に示されるように、その内部に空気電池40における筐体42以外のすべての構成要素を収容する機能を有する。筐体42は、一例として、直方体状の箱である。
【0028】
(空気電池本体)
空気電池本体44は、
図1(B)及び(C)に示されるように、一例として、筐体42の内部における底面に固定されている。空気電池本体44は、金属極441と、空気極442と、セパレータ443とを有している。金属極441、空気極442及びセパレータ443は、一例として、それぞれ、矩形シート状に形成されており、筐体42の底面側から、空気極442、セパレータ443、金属極441の順に重ねられて配置されている。
【0029】
金属極441は、一例として、マグネシウム(Mg)、Mg合金、亜鉛(Zn)、Zn合金、アルミニウム(Al)及びAl合金から選択される1種以上の材料を含んで構成されている。
【0030】
空気極442は、一例として、集電体と、集電体の一方の面に密着している触媒層(反応部)とを含んで構成されている。空気極442は、一例として、金属極441と同じ大きさかつ同じ形状に形成されており、重なり方向から見て金属極441と同じ位置関係に配置されている。
集電体は、(1)金属極441から放出される電子を触媒層へ運ぶ導電性及び(2)酸素を透過させる酸素透過性を有する材料で形成されている。触媒層は、(1)液体を外部に放出させない又はさせ難い疎水性及び(2)酸素を透過させる酸素透過性を有する材料で形成されている。触媒層には既存の材質を用いることができる。
なお、空気極442は、触媒層でセパレータ443に密接している。
【0031】
セパレータ443は、(1)電気的絶縁性、(2)イオン透過性及び(3)液浸透性を有する材料で形成される。セパレータ443の例は、不織布、織布、多孔性薄膜等である。セパレータ443は、一例として、金属極441及び空気極442よりも、面積が大きい。そして、セパレータ443は、前述のとおり、金属極441及び空気極442と重ねられて配置されているが、これらの重なり方向から見て、金属極441及び空気極442の全周に亘ってはみ出して配置されている(
図1(B)及び(C)参照)。
【0032】
(可撓性パック)
可撓性パック46は、筐体42の内部に配置されている。具体的には、可撓性パック46は、
図1(B)及び(C)に示されるように、筐体42及び空気電池本体44から離れた位置であって、空気電池本体44の上側に配置され、筐体42の上面に取り付けられたばね48により吊り下げられている。可撓性パック46におけるばね48との関係については後述する。
【0033】
可撓性パック46は、
図1(B)及び(C)に示されるように、パック461と、電解液ELとを有している。
パック461は、一例として、樹脂製のパックであって可撓性を有する。
電解液ELは、パック461の内部に密封されて収容されている。電解液ELは、(1)金属極441と反応して酸化反応をし、(2)空気極442と反応して還元反応をする液体である。別言すると、電解液ELは、金属極441及び空気極442に供給されると、金属極441及び空気極442と酸化還元反応をして空気電池本体44(空気電池40)を発電させる機能を有する。電解液ELは、一例として食塩水である。なお、前述の(1)及び(2)の反応をする液体であれば、電解液ELは食塩水に限られない。
【0034】
ここで、電解液ELと、空気電池本体44との酸化還元反応の詳細は、以下のとおりである。以下の説明では、金属極441の主要材料がマグネシウム(Mg)であると仮定する。
何らかの原因により可撓性パック46が破れてその内部に収容されている電解液ELがパック461から排出され、更に排出された電解液ELがセパレータ443に浸透すると、金属極441では、下記(1)に示される酸化反応が生じる。また、空気極442では、下記(2)に示される還元反応が生じる。これらに伴い、空気電池本体44では、下記(3)に示される反応が生じて、発電(放電)が起こる。
(1)2Mg → 2Mg2++4e-
(2)O2+2H2O+4e- → 4OH-
(3)2Mg+O2+2H2O → 2Mg(OH)2
【0035】
(ばね)
ばね48は、
図1(B)及び(C)に示されるように、一例として引きばねであり、一端が筐体42の上面に取り付けて、他端が可撓性パック46に取り付けられている。一端が筐体42の上面に取り付けられたばね48は、他端に可撓性パック46が取り付けられると、その自然長よりも伸びた状態(この場合のばね48の長さを安定長さという。)で可撓性パック46を支持するように設定されている。そして、ばね48に何らかの力が加わると、ばね48は安定長さを中心に可撓性パック46を支持しながら単振動するように構成されている。すなわち、ばね48は、直線方向に単振動可能となるように可撓性パック46を筐体42に支持している。
なお、可撓性パック46を支持しつつ可撓性パック46の自重によって伸縮する又は振動することが可能であれば、弾性体はばね48でなくてもよい。例えば、弾性体の一例は、ゴム等であってもよい。また、可撓性パック46を構成するパック461の一部を直接筐体42に取り付けて当該一部を弾性体として機能させてもよい。
【0036】
以上が、第1実施形態の振動センサ10の構成及び機能についての説明である。
【0037】
<第1実施形態の作用>
次に、第1実施形態の作用効果について、
図1(A)~(C)を参照しながら説明する。
まず、何らかの理由により空気電池本体44に定められた大きさ以上の外力が作用して空気電池本体44が加速運動をすると、筐体42の内部の可撓性パック46には定められた大きさ以上の慣性力が作用する。その結果、筐体42に対して相対移動する可撓性パック46により、ばね48の長さは安定長さと異なる長さになる(長くなる又は短くなる)。これに伴い、可撓性パック46はばね48によって単振動しようとする。そして、ばね48が伸びて最大長に到達した直後に逆方向に縮む際に、可撓性パック46の形状が変化し、パック461に部分的な引張応力がかかってパック461が破れる(
図1(C)参照)。その結果、パック461から電解液ELが排出される。
排出された電解液ELは、セパレータ443における金属極441及び空気極442からはみ出した周縁部分から中央側部分に浸透していく。その結果、電解液ELと、空気電池本体44とでは、前述の酸化還元反応が起こり始めて、電解液ELと、空気電池本体44とは、発電(放電)状態の空気電池40となる。これに伴い、回路部20は、空気電池40からの給電によって起動して受信部30に自身が起動したこと又は起動していることの報知動作を行う。
そして、電解液ELと、空気電池本体44とにおいて、上記(1)~(3)の酸化還元反応ができなくなると、空気電池40から回路部20への給電ができなくなって、報知動作が終了する。
以上が、第1実施形態の振動センサ10の作用についての説明である。
【0038】
<第1実施形態の効果>
第1実施形態の空気電池40は、ばね48を利用した簡単な構成であるにも関わらず、慣性力に起因して給電可能となる。また、第1実施形態の振動センサ10は、定められた大きさ以上の慣性力により給電可能となった場合にのみ、外部に報知動作を行うことができる。別言すれば、振動センサ10は、報知動作を行うために常時回路部20を起動させる必要がない。
【0039】
以上が、第1実施形態の効果についての説明である。
【0040】
<第1実施形態の変形例>
以上の説明では、可撓性パック46は、その形状が変化した結果、パック461に部分的に引張応力がかかって破れるとした(
図1(C)参照)。より破れ易くするために、例えば、引張応力がかかる部分を線状の溝等の薄肉部分に構成してもよい。
【0041】
以上が、第1実施形態についての説明である。
【0042】
≪第2実施形態≫
次に、第2実施形態の振動センサ10B及び空気電池40Bの機能及び構成、作用並びに効果について、
図2を参照しながら説明する。ここで、第2実施形態については第1実施形態と異なる点のみについて説明する。
なお、第2実施形態並びに後述する第3~第11実施形態及び複数の変形例では、特段除外する旨の記載がない限り、第1実施形態で説明した変形例(例えば、弾性体の一例はばね48であるがゴム等でもよい点等の例)も援用される点に留意されたい。
【0043】
<第2実施形態の機能及び構成>
図2は、第2実施形態の空気電池40Bの概略図(断面図)である。第2実施形態は、第1実施形態(
図1(A)~(C)参照)とは、可撓性パック46の支持構成が異なる。具体的には、可撓性パック46は、自身を挟んで、筐体42の対向する一対の側面に取り付けられた2個のばね48で支持されている。
【0044】
<第2実施形態の作用>
第2実施形態の場合、第1実施形態の場合とは、可撓性パック46の支持構成が異なることに起因して可撓性パック46の振動の仕方が異なる。第2実施形態の場合、可撓性パック46は、タイミングによってはその両側から反対方向に引っ張られて破れる場合がある。
【0045】
<第2実施形態の効果>
第2実施形態の場合、第1実施形態の効果に加え、空気電池40Bの姿勢によらずに可撓性パック46を振動させることができる。
【0046】
<第2実施形態の変形例>
以上の説明では、2個のばね48は筐体42の対向する一対の側面に取り付けられているとしたが、可撓性パック46を挟んで支持することができれば本発明の技術的範囲に含まれる形態はこの形態に限られない。例えば、2個のばね48は、筐体42の対向する一対の上面及び下面に取り付けられていてもよく、上面及び側面にそれぞれ取り付けられていてもよい。このようにして、(1)一方のばね48の軸(振動方向の中心線)に対し、他方のばね48の軸が重ならないように又は(2)一方のばね48の軸に対し、他方のばね48の軸が平行とならないように、各ばね48、48を配置すれば、振動時に可撓性パック46を捩じることができる。
【0047】
以上が、第2実施形態についての説明である。
【0048】
≪第3実施形態≫
次に、第3実施形態の振動センサ10C及び空気電池40Cの機能及び構成、作用並びに効果について、
図3を参照しながら説明する。ここで、第3実施形態については第2実施形態及びその変形例と異なる点のみについて説明する。
【0049】
<第3実施形態の機能及び構成>
図3は、第3実施形態の空気電池40Cの概略図(断面図)である。第3実施形態は、第2実施形態(
図2参照)とは、可撓性パック46を支持する2本のばね48、48C(弾性体の一例)のばね定数が異なる。別言すると、2本のばね48、48Cの弾性係数が異なる。具体的には、ばね48Cのばね定数(又は弾性係数)は、ばね48のばね定数(又は弾性係数)よりも大きい。そのため、ばね48Cの最大長は、ばね48の最大長よりも短い。また、ばね48Cの振動周期は、ばね48の振動周期よりも短い。
【0050】
<第3実施形態の作用>
第3実施形態の場合、第2実施形態の場合とは、可撓性パック46が異なるばね定数のばね48、48Cに挟まれて支持されていることに起因して可撓性パック46の振動の仕方が異なる。第3実施形態の場合、可撓性パック46は、タイミングによってはその両側から反対方向に引っ張られて破れる。
【0051】
<第3実施形態の効果>
第3実施形態の場合、第1及び第2実施形態の効果に加え、第2実施形態の場合より可撓性パック46が破られ易い。
【0052】
<第3実施形態の変形例>
以上の説明では、2個のばね48、48Cのばね定数(又は弾性係数)は異なるとしたが、例えば、各ばね48、48Cの振動周期が整数倍となるように、各ばね48、48Cのばね定数(又は弾性係数)を設定してもよい。このようにすることで、共振のタイミングで可撓性パック46が破れ易くなる。
【0053】
以上が、第3実施形態についての説明である。
【0054】
≪第4実施形態≫
次に、第4実施形態の振動センサ10D及び空気電池40Dの機能及び構成、作用並びに効果について、
図4を参照しながら説明する。ここで、第4実施形態については第2実施形態及びそれらの変形例と異なる点のみについて説明する。
【0055】
<第4実施形態の機能及び構成>
図4は、第4実施形態の空気電池40Dの概略図(断面図)である。第4実施形態の空気電池40Dは、第2実施形態の空気電池40B(
図2参照)とは、可撓性パック46を上下方向で挟んで可撓性パック46を支持する2本のばね48D、48D(弾性体の一例)を有する点で異なる。
【0056】
<第4実施形態の作用>
第4実施形態の場合、第2実施形態の場合とは、可撓性パック46が上下方向から2本のばね48D、48Dで支持されていることに起因して可撓性パック46の振動の仕方が異なる。第4実施形態の場合、可撓性パック46は、タイミングによってはその上下方向及びその横方向からそれぞれ反対方向に引っ張られて破れる。
【0057】
<第4実施形態の効果>
第4実施形態の場合、第1及び第2実施形態の効果に加え、第1及び第2実施形態の場合より振動方向に対する感度が高い。これに伴い、可撓性パック46が破られ易い。
【0058】
<第4実施形態の変形例>
以上の説明では、可撓性パック46は横方向及び上下方向から4本のばね48、48、48D、48Dにより支持されているとしたが、例えば、当該4本のばねのうちの1本がない形態としてもよい。また、更に1本以上のばねを追加して可撓性パック46を支持するようにしてもよい。
【0059】
以上が、第4実施形態についての説明である。
【0060】
≪第5実施形態≫
次に、第5実施形態の振動センサ10E及び空気電池40Eの機能及び構成、作用並びに効果について、
図5を参照しながら説明する。ここで、第5実施形態については第1実施形態と異なる点のみについて説明する。
【0061】
<第5実施形態の機能及び構成>
図5は、第5実施形態の空気電池40Eの概略図(断面図)である。第5実施形態は、第1実施形態(
図1(A)~(C)参照)とは、(1)筐体42Eの構成及び(2)可撓性パック46の支持構成が異なる。具体的には、筐体42Eは、空気電池本体44が固定されている第1筐体42E1と、第1筐体42E1に対して振動可能となるように複数のばね48Eにより取り付けられている第2筐体42E2とを有している。そして、可撓性パック46は第2筐体42E2に固定されている。
【0062】
<第5実施形態の作用>
第5実施形態の場合、第1実施形態の場合とは、(1)筐体42Eの構成及び(2)可撓性パック46の支持構成が異なることに起因して可撓性パック46の振動の仕方が異なる。第5実施形態の場合、筐体42Eに外力が作用すると、第1筐体42E1に対して第2筐体42E2が慣性力により振動する。そして、可撓性パック46が定められた大きさ以上に振動すると、可撓性パック46が変形して破れる。
【0063】
<第5実施形態の効果>
第5実施形態の効果は、第1実施形態の場合と同様である。
【0064】
以上が、第5実施形態についての説明である。
【0065】
≪第6実施形態≫
次に、第6実施形態の振動センサ10F及び空気電池40Fの機能及び構成、作用並びに効果について、
図6を参照しながら説明する。ここで、第6実施形態については第1実施形態と異なる点のみについて説明する。
【0066】
<第6実施形態の機能及び構成>
図6は、第6実施形態の空気電池40Fの概略図(断面図)である。第6実施形態は、第1実施形態(
図1(A)~(C)参照)とは、可撓性パック46の支持構成が異なる。具体的には、可撓性パック46は、筐体42の上面に取り付けられた紐49F(被支持体の一例)にぶら下げられている。別言すると、紐49Fは、可撓性パック46を保持しつつ筐体42に支持されている。このような構成により、筐体42に外力が作用して可撓性パック46に慣性力が作用すると、可撓性パック46は空気電池本体44に対して振り子振動する。
【0067】
<第6実施形態の作用>
第6実施形態の場合、第1実施形態の場合とは、可撓性パック46の支持構成が異なることに起因して可撓性パック46の振動の仕方が異なる。第6実施形態の場合、可撓性パック46は、定められた大きさ以上に振り子振動すると、可撓性パック46が変形して破れる。
【0068】
<第6実施形態の効果>
第6実施形態の場合、第1実施形態の効果に加え、第1実施形態の場合よりも低コストである(紐49Fはばね48よりも安価である)。
【0069】
<第6実施形態の変形例>
以上の説明では、可撓性パック46が定められた大きさ以上に振り子振動すると、可撓性パック46が変形して破れるとしたが、紐49Fの長さ、紐49Fの固定位置、筐体42の形状等を調整して、振り子振動した可撓性パック46を筐体42に接触させて可撓性パック46を破るようにしてもよい。
【0070】
以上が、第6実施形態についての説明である。
【0071】
≪第7実施形態≫
次に、第7実施形態の振動センサ10G及び空気電池40Gの機能及び構成、作用並びに効果について、
図7(A)及び(B)を参照しながら説明する。ここで、第7実施形態については第1実施形態及びその変形例と異なる点のみについて説明する。
【0072】
<第7実施形態の機能及び構成>
図7(A)及び(B)は第7実施形態の空気電池40Gの概略図(断面図)であって、
図7(A)は筐体42の内部に慣性力が働いていない状態における空気電池40Gの概略図であり、
図7(B)は筐体42の内部に慣性力が働いた結果、可撓性パック46が破れた状態における空気電池40Gの概略図である。
第7実施形態の空気電池40Gは、第1実施形態(
図1(A)~(C)参照)とは、刃50(接触部の一例)を備える点で異なる。刃50は、ばね48によって単振動する可撓性パック46の移動領域において可撓性パック46に定められた大きさ以上の慣性力が作用した場合に通過する位置に配置されている(
図7(B)参照)。
【0073】
<第7実施形態の作用>
第7実施形態の場合、第1実施形態の場合とは、刃50を備えることに起因して可撓性パック46の破られ方が異なる。第7実施形態の場合、可撓性パック46に定められた大きさ以上の慣性力が作用して可撓性パック46が到達できる位置まで移動すると、刃50が可撓性パック46に突き刺さって可撓性パック46が破れる(
図7(B)参照)。
【0074】
<第7実施形態の効果>
第7実施形態の場合、第1実施形態の効果に加え、第1実施形態の場合に比べて可撓性パック46が破られ易い。
【0075】
<第7実施形態の変形例>
以上の説明では、接触部の一例は刃50であるとしたが、接触した結果可撓性パック46を破ることができれば、接触部は刃50(刃物)でなくてもよい。例えば、接触部は、接触する部分が尖った突起物、接触する部分に可撓性パック46を粘着させて可撓性パック46に部分的な引張応力を発生させる粘着剤が付された粘着物等であってもよい。
また、刃50は、後述する第8実施形態の場合(
図8参照)のように、ばね48の内側に配置されていてもよい。
また、ばね48における可撓性パック46の取り付け位置に刃50に相当する機能部分を形成し、定められた大きさ以上の慣性力が作用してばね48が定められた長さ以下まで縮んだ場合に、当該機能部分が可撓性パック46を破るようにしてもよい。
【0076】
以上が、第7実施形態についての説明である。
【0077】
≪第8実施形態≫
次に、第8実施形態の振動センサ10H及び空気電池40Hの機能及び構成、作用並びに効果について、
図8を参照しながら説明する。ここで、第8実施形態については第2実施形態及びその変形例と異なる点のみについて説明する。
なお、第8実施形態は、前述の第2実施形態と第7実施形態とを組み合わせた形態でもある。
【0078】
<第8実施形態の機能及び構成>
図8は、第8実施形態の空気電池40Hの概略図(断面図)である。第8実施形態の空気電池40Hは、第2実施形態(
図2参照)とは、刃50(接触部の一例)を備える点で異なる。刃50は、ばね48によって単振動する可撓性パック46の移動領域において可撓性パック46に定められた大きさ以上の慣性力が作用した場合に通過する位置に配置されている。また、刃50は、一例として、2つのばね48のうちの一方のばね48の内側に配置されている。
【0079】
<第8実施形態の作用>
第8実施形態の場合、第2実施形態の場合とは、刃50を備えることに起因して可撓性パック46の破られ方が異なる。第8実施形態の場合、可撓性パック46に定められた大きさ以上の慣性力が作用して可撓性パック46が到達できる位置まで移動すると、刃50が可撓性パック46に突き刺さって可撓性パック46が破れる。
【0080】
<第8実施形態の効果>
第8実施形態の場合、第2実施形態の効果に加え、第2実施形態の場合に比べて可撓性パック46が破られ易い。
【0081】
<第8実施形態の変形例>
以上の説明では、刃50は2つのばね48のうちの一方のばね48の内側に配置されているとしたが、2つの刃50を構成要素にして、両方のばね48の内側にそれぞれの刃50を配置してもよい。また、刃50は、第7実施形態(
図7(A)等参照)のように、ばね48の外側に配置されてもよい。
【0082】
以上が、第8実施形態についての説明である。
【0083】
≪第9実施形態≫
次に、第9実施形態の振動センサ10I及び空気電池40Iの機能及び構成、作用並びに効果について、
図9を参照しながら説明する。ここで、第9実施形態については第7実施形態及びその変形例と異なる点のみについて説明する。
【0084】
<第9実施形態の機能及び構成>
図9は、第9実施形態の空気電池40Iの概略図(断面図)である。第7実施形態(
図7参照)は、ばね48に可撓性パック46が取り付けられ、刃50が筐体42に取り付けられていた。すなわち、可撓性パック46が慣性力に作用されて振動する構成であった。これに対して、第9実施形態の空気電池40Iは、第7実施形態の場合とは、ばね48に刃50が取り付けられ、可撓性パック46が筐体42に取り付けられている点で異なる。
【0085】
<第9実施形態の作用>
第9実施形態の作用は、第7実施形態の場合において慣性力により移動する可撓性パック46が刃50となる点のみ異なる。
【0086】
<第9実施形態の効果>
第9実施形態の作用は、第7実施形態の場合と同様である。
【0087】
以上が、第9実施形態についての説明である。
【0088】
≪第10実施形態≫
次に、第10実施形態の振動センサ10J及び空気電池40Jの機能及び構成、作用並びに効果について、
図10を参照しながら説明する。ここで、第10実施形態については第6実施形態と異なる点のみについて説明する。
【0089】
<第10実施形態の機能及び構成>
図10は、第10実施形態の空気電池40Jの概略図(断面図)である。第10実施形態の空気電池40Jは、第6実施形態(
図6参照)とは、刃50(接触部の一例)を備える点で異なる。刃50は、振り子振動する可撓性パック46の移動領域において可撓性パック46に定められた大きさ以上の慣性力が作用した場合に通過する位置に配置されている。
【0090】
<第10実施形態の作用>
第10実施形態の場合、第6実施形態の場合とは、刃50を備えることに起因して可撓性パック46の破られ方が異なる。第10実施形態の場合、可撓性パック46に定められた大きさ以上の慣性力が作用して可撓性パック46が到達できる位置まで移動すると、刃50が可撓性パック46に突き刺さって可撓性パック46が破れる。
【0091】
<第10実施形態の効果>
第10実施形態の場合、第6実施形態の効果に加え、第6実施形態の場合に比べて可撓性パック46が破られ易い。
【0092】
以上が、第10実施形態についての説明である。
【0093】
≪第11実施形態≫
次に、第11実施形態の振動センサ10K及び空気電池40Kの機能及び構成、作用並びに効果について、
図11を参照しながら説明する。ここで、第11実施形態については第10実施形態と異なる点のみについて説明する。
【0094】
<第11実施形態の機能及び構成>
図11は、第11実施形態の空気電池40Kの概略図(断面図)である。第10実施形態(
図10参照)は、紐49Fに可撓性パック46が取り付けられ、刃50が筐体42に取り付けられていた。すなわち、可撓性パック46が慣性力に作用されて振動する構成であった。これに対して、第11実施形態の空気電池40Kは、第10実施形態の場合とは、紐49Fに刃50が取り付けられ、可撓性パック46が筐体42に取り付けられている点で異なる。
【0095】
<第11実施形態の作用>
第11実施形態の作用は、第10実施形態の場合において慣性力により移動する可撓性パック46が刃50となる点のみ異なる。
【0096】
<第11実施形態の効果>
第11実施形態の作用は、第10実施形態の場合と同様である。
【0097】
以上が、第11実施形態についての説明である。
【0098】
以上のとおり、本発明の一例について前述の第1~第11実施形態を用いて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。本発明の技術的範囲には、例えば、前述の一の実施形態又は変形例に対し、(1)その構成要素の一部を他の形態の構成要素に置換する形態(図示省略)、(2)その構成要素に他の形態の構成要素の一部又は全部を追加する形態(図示省略)その他の形態も含まれる。すなわち、本発明の技術的範囲には、本明細書により開示した技術を組み合わせた形態も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【0099】
前述の各実施形態の振動センサ10等は、以下のような、様々な用途に利用可能である。例えば、移動する物体を検知する用途に適用できる。具体的には、ドアの開閉検知等による防犯センサ、生物の捕獲センサ、断層や地滑り等の地質変化や雪崩の検知センサ等に利用可能である。また、物体が変化したことを検知する用途に適用できる。具体的には、ドローン等の物体の墜落位置の検知センサ、構造物のひび割れやズレなどの経時変化の検知センサ等に利用可能である。
【符号の説明】
【0100】
10 振動センサ
10B 振動センサ
10C 振動センサ
10D 振動センサ
10E 振動センサ
10F 振動センサ
10G 振動センサ
10H 振動センサ
10I 振動センサ
10J 振動センサ
10K 振動センサ
20 回路部
30 受信部
40 空気電池
40B 空気電池
40C 空気電池
40D 空気電池
40E 空気電池
40F 空気電池
40G 空気電池
40H 空気電池
40I 空気電池
40J 空気電池
40K 空気電池
42 筐体
42E 筐体
42E1 第1筐体
42E2 第2筐体
44 空気電池本体
441 金属極
442 空気極
443 セパレータ
46 可撓性パック
461 パック
48 ばね(弾性体の一例)
48C ばね(弾性体の一例)
48D ばね(弾性体の一例)
48E ばね(弾性体の一例)
49F 紐(被支持体の一例)
50 刃(接触部の一例)
EL 電解液