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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-02-21
(45)【発行日】2024-03-01
(54)【発明の名称】発電装置
(51)【国際特許分類】
F03G 1/06 20060101AFI20240222BHJP
H02K 7/116 20060101ALI20240222BHJP
F03G 1/00 20060101ALI20240222BHJP
F03G 1/02 20060101ALI20240222BHJP
【ＦＩ】
F03G1/06
H02K7/116
F03G1/00 A
F03G1/02
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2020029651
(22)【出願日】2020-02-25
(65)【公開番号】P2021134683
(43)【公開日】2021-09-13
【審査請求日】2023-02-22
(73)【特許権者】
【識別番号】000240477
【氏名又は名称】Ｏｒｂｒａｙ株式会社
(72)【発明者】
【氏名】青柳 智英
【審査官】櫻田 正紀
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１５３３０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／１８１３４１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２９９４１５（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０３Ｇ １／００－ ７／１０
Ｈ０２Ｋ ７／１１６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
発電装置は少なくとも、発電機構と、スイッチと、弾性付与手段を備え、発電機構は少なくとも、第１可動部品と、第２可動部品と、捩りコイルバネと、発電機と、ハウジングとから形成され、
捩りコイルバネは、第１捩りコイルバネと第２捩りコイルバネであり、
第１可動部品が第１中心軸に回転可能に軸支されていると共に、第２可動部品が第２中心軸に回転可能に軸支されており、
第１捩りコイルバネの巻回部である第１巻回部が第１中心軸に巻回され、第１巻回部の第１の端部が自由端で、第２の端部が第１可動部品に連結されており、
第２捩りコイルバネの巻回部である第２巻回部が、第１巻回部と逆方向に第１中心軸に巻回され、第２巻回部の第１の端部は自由端で、第２の端部が第１可動部品に連結されており、
更に第１巻回部の自由端が、ハウジングに接触しており、この接触及び第１巻回部の巻回形状により、初期弾性エネルギーie1が第１巻回部に付与されており、
第２巻回部の自由端が、ハウジングに接触しており、この接触及び第２巻回部の巻回形状により、初期弾性エネルギーie2が第２巻回部に付与されており、
スイッチは、第２中心軸か又は第２中心軸に連結されている軸を支点として揺動し、その揺動毎に時計方向及び反時計方向に回転し、左右両端が上下するシーソー式であり、
スイッチの回転により第２可動部品が一定量回転され、第１可動部品の歯部と第２可動部品の歯部が噛み合って連動し、第１可動部品が一定量回転され、
第１可動部品の一定量の回転により、第１捩りコイルバネが捩られ、その捩りによる弾性エネルギーie12が第１捩りコイルバネに蓄積され、
第１可動部品が一定量回転した後に、第１可動部品と第２可動部品の互いの歯部の噛み合いが外れ、弾性エネルギーie12によって第１可動部品が逆方向に一定量回転されて第１中心軸が回転され、第１中心軸の回転が伝達されて発電機のシャフトが回転されて、発電機で電力が発生されて発電が行われると共に、
第１可動部品の逆方向の一定量の回転により、第２巻回部の自由端が、ハウジングに接触し、この接触及び第２巻回部の巻回形状により、初期弾性エネルギーie2が第２巻回部に付与され、
初期弾性エネルギーie1と初期弾性エネルギーie2により第１中心軸が回転され、
弾性付与手段が、第２中心軸に巻回された捩りコイルバネであり、第１の端部が第２可動部品に連結されていると共に、第２の端部がハウジングに固定されており、
弾性付与手段の巻回形状により、スイッチから力が第２中心軸に伝達されない状態で初期弾性エネルギーie3が弾性付与手段に付与されており、
第１可動部品が一定量回転した後に、初期弾性エネルギーie3によって第２可動部品がスイッチの回転による一定量回転とは逆方向に回転され、
第２可動部品の逆方向の回転により第２中心軸も逆方向に回転され、スイッチも同一角度だけ逆方向に回転され、スイッチに於ける上方への突出高さが低減されると共に、第１可動部品の歯部と、第２可動部品の歯部が互いに接触して、第２可動部品の逆方向の回転が止まる発電装置。
【請求項2】
前記初期弾性エネルギーie3による前記第２可動部品の逆方向の回転により、前記第１可動部品の歯部と、前記第２可動部品の歯部が再び噛み合って連動し、前記第１可動部品が一定量前記逆方向に回転され、
前記第１可動部品の一定量の前記逆方向の回転により前記第２捩りコイルバネが捩られ、その捩りによる弾性エネルギーie22が前記第２捩りコイルバネに蓄積され、
前記第１可動部品が一定量前記逆方向に回転した後に、前記第１可動部品と前記第２可動部品の互いの歯部の噛み合いが再び外れ、弾性エネルギーie22によって前記第１可動部品が一定量回転されて前記第１中心軸が回転され、前記第１中心軸の回転が伝達されて前記発電機の前記シャフトが回転されて、前記発電機で再び電力が発生されて発電が行われる請求項１に記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発電装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来は使用されずに捨てられていた、身近な環境に存在する微弱な運動エネルギー（人力，振動，圧力，熱，太陽光等）を利用して電力を発電できる自己発電型の環境発電（エナジーハーベスティング：Energy Harvesting）が注目されている。
【0003】
この様な環境発電によって電力を発電する発電機構や発電方法として、例えば特許文献１が挙げられる。
【0004】
特許文献１記載の発電機構及び発電装置では発電機構を少なくとも、第１可動部品と、第２可動部品と、捩りコイルバネと、発電機と、ハウジングで形成している。第１可動部品と第２可動部品は歯車とし、捩りコイルバネの第１巻回部と第２巻回部を互いに逆方向に第１中心軸に巻回し、第１巻回部に初期弾性エネルギーie1を付与すると共に、第２巻回部に初期弾性エネルギーie2を付与し、ie2とie1の絶対値を等しく設定している。更に発電機構の外部からの力で第２可動部品を初期状態から回転させ、第１可動部品と第２可動部品の歯部を噛み合わせて第１可動部品を回転させて、弾性エネルギーie12を第１巻回部に蓄積し、第１可動部品と第２可動部品の歯部の噛み合いを外してie12によって第１中心軸を逆方向に回転させて発電機で発電を行う。
【0005】
特許文献１の発電機構又は発電方法に依れば、捩りコイルバネを含む事で、第１巻回部の捩りにより弾性エネルギーie12を第１巻回部に蓄積してから、その弾性エネルギーie12を解放して、発電機で発電を行う。従って、どんなに遅い速度の力で第２可動部品が回転されて発電機構が動作しても一定の発電量を確保する事ができ、確実なスイッチング動作を行う事が可能となる。
【0006】
また、特許文献１の発電機構を起動させるスイッチとして、特許文献２図示のレバーが挙げられる（特許文献２に於ける、各部の名称を示す参考斜視図を参照）。特許文献２図示の車両進入報知器は、スイッチ発電機構、固定部品、軸、レバー、車輪、及びこれらを載置する台座から構成されている。軸は、スイッチ発電機構、固定部品、及びレバーに挿通されている。回転自在の車輪が二つ各レバーに備えられており、レバーは軸を中心に揺動可能に備えられている。軸の両端は、それぞれ固定部品で両持ち支持されている。また、二つのレバーに挟まれて、例えば特許文献１の発電機構（スイッチ発電機構）が配置されている。
【0007】
特許文献２の車両進入報知器の二つの車輪の内、レバーによって上方に配置されている車輪に、車両の車輪が接触すると、車両進入報知器の車輪が回転すると共にレバーが揺動し、上方に上げられていたレバーの一端が台座方向へと押し込まれ、軸が回転してその回転がスイッチ発電機構に伝達される。軸の回転により、スイッチ発電機構のスプリングの収縮や歯車の回転が発生し、次にモータのシャフトが回転し、シャフトの回転に伴いモータ内部のコイル又はマグネットの一方が可動して、電磁誘導によりモータ内部で電力が自己発電される。その電力により無線機等が稼働されて信号が発信され、車両の進入又は通過が報知される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】国際公開第２０１８／１８１３４１号
【文献】意匠登録第１６２６１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかし特許文献２図示のレバー式のスイッチでは、レバーの一端が車重を受けた状態で台座方向へと押し込まれる。従って、レバーの揺動に伴う両端の交互の上下動作時に、過大な衝撃力が発電機構や車両進入報知器に生じると共に、車両進入又は通過の度に繰り返し衝撃力が加わる事により、発電機構や車両進入報知器の耐久性に懸念があった。
【0010】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、スイッチの動作に伴う衝撃力を緩和し、耐久性が向上可能な発電装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前記課題は、以下の本発明により解決される。即ち、本発明の発電装置は少なくとも、発電機構と、スイッチと、弾性付与手段を備え、発電機構は少なくとも、第１可動部品と、第２可動部品と、捩りコイルバネと、発電機と、ハウジングとから形成され、捩りコイルバネは、第１捩りコイルバネと第２捩りコイルバネであり、第１可動部品が第１中心軸に回転可能に軸支されていると共に、第２可動部品が第２中心軸に回転可能に軸支されており、第１捩りコイルバネの巻回部である第１巻回部が第１中心軸に巻回され、第１巻回部の第１の端部が自由端で、第２の端部が第１可動部品に連結されており、第２捩りコイルバネの巻回部である第２巻回部が、第１巻回部と逆方向に第１中心軸に巻回され、第２巻回部の第１の端部は自由端で、第２の端部が第１可動部品に連結されており、更に第１巻回部の自由端が、ハウジングに接触しており、この接触及び第１巻回部の巻回形状により、初期弾性エネルギーie1が第１巻回部に付与されており、第２巻回部の自由端が、ハウジングに接触しており、この接触及び第２巻回部の巻回形状により、初期弾性エネルギーie2が第２巻回部に付与されており、スイッチは、第２中心軸か又は第２中心軸に連結されている軸を支点として揺動し、その揺動毎に時計方向及び反時計方向に回転し、左右両端が上下するシーソー式であり、スイッチの回転により第２可動部品が一定量回転され、第１可動部品の歯部と第２可動部品の歯部が噛み合って連動し、第１可動部品が一定量回転され、第１可動部品の一定量の回転により、第１捩りコイルバネが捩られ、その捩りによる弾性エネルギーie12が第１捩りコイルバネに蓄積され、第１可動部品が一定量回転した後に、第１可動部品と第２可動部品の互いの歯部の噛み合いが外れ、弾性エネルギーie12によって第１可動部品が逆方向に一定量回転されて第１中心軸が回転され、第１中心軸の回転が伝達されて発電機のシャフトが回転されて、発電機で電力が発生されて発電が行われると共に、第１可動部品の逆方向の一定量の回転により、第２巻回部の自由端が、ハウジングに接触し、この接触及び第２巻回部の巻回形状により、初期弾性エネルギーie2が第２巻回部に付与され、初期弾性エネルギーie1と初期弾性エネルギーie2により第１中心軸が回転され、弾性付与手段が、第２中心軸に巻回された捩りコイルバネであり、第１の端部が第２可動部品に連結されていると共に、第２の端部がハウジングに固定されており、弾性付与手段の巻回形状により、スイッチから力が第２中心軸に伝達されない状態で初期弾性エネルギーie3が弾性付与手段に付与されており、第１可動部品が一定量回転した後に、初期弾性エネルギーie3によって第２可動部品がスイッチの回転による一定量回転とは逆方向に回転され、第２可動部品の逆方向の回転により第２中心軸も逆方向に回転され、スイッチも同一角度だけ逆方向に回転され、スイッチに於ける上方への突出高さが低減されると共に、第１可動部品の歯部と、第２可動部品の歯部が互いに接触して、第２可動部品の逆方向の回転が止まる事を特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明の発電装置に依れば、スイッチの動作に伴う衝撃力を緩和出来る為、発電装置の耐久性を向上させる事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の実施例に係る発電装置の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本実施の形態の第一の特徴は、発電装置が少なくとも発電機構とスイッチと弾性付与手段を備える事である。発電機構は第１可動部品、第２可動部品、捩りコイルバネ、発電機、ハウジングで形成する。捩りコイルバネは、第１捩りコイルバネと第２捩りコイルバネである。第１可動部品が第１中心軸に回転可能に軸支されていると共に、第２可動部品が第２中心軸に回転可能に軸支されている。第１捩りコイルバネの巻回部である第１巻回部は第１中心軸に巻回され、第１巻回部の第１の端部が自由端で、第２の端部が第１可動部品に連結されている。第２捩りコイルバネの巻回部である第２巻回部は、第１巻回部と逆方向に第１中心軸に巻回され、第２巻回部の第１の端部は自由端で、第２の端部が第１可動部品に連結されている。更に第１巻回部の自由端が、ハウジングに接触しており、この接触及び第１巻回部の巻回形状により、初期弾性エネルギーie1が第１巻回部に付与されている。また第２巻回部の自由端が、ハウジングに接触しており、この接触及び第２巻回部の巻回形状により、初期弾性エネルギーie2が第２巻回部に付与されている。スイッチは、第２中心軸か又は第２中心軸に連結されている軸を支点として揺動し、その揺動毎に時計方向及び反時計方向に回転し、左右両端が上下するシーソー式である。スイッチの回転により第１可動部品と第２可動部品が噛み合って第１可動部品が一定量回転されて第１捩りコイルバネが捩られ、弾性エネルギーie12が第１捩りコイルバネに蓄積される。その後噛み合いが外れ、弾性エネルギーie12によって発電機のシャフトが回転されて発電が行われる。第１可動部品の逆方向の一定量の回転により、第２巻回部の自由端が、ハウジングに接触し、この接触及び第２巻回部の巻回形状により、初期弾性エネルギーie2が第２巻回部に付与され、初期弾性エネルギーie1と初期弾性エネルギーie2により第１中心軸が回転される。弾性付与手段は、第２中心軸に巻回された捩りコイルバネとし、第１の端部を第２可動部品に連結し、第２の端部をハウジングに固定する。弾性付与手段の巻回形状により、スイッチから力が第２中心軸に伝達されない状態で初期弾性エネルギーie3を弾性付与手段に付与しており、第１可動部品が一定量回転した後に、ie3で第２可動部品をスイッチの回転による一定量回転とは逆方向に回転させる。第２可動部品の逆方向の回転により第２中心軸も逆方向に回転され、スイッチも同一角度だけ逆方向に回転され、スイッチに於ける上方への突出高さが低減されると共に、第１可動部品の歯部と、第２可動部品の歯部が互いに接触して、第２可動部品の逆方向の回転が止まる。
【0015】
この構成に依れば、スイッチの動作に伴う衝撃力を緩和出来る為、発電装置の耐久性を向上させる事が可能となる。
【0016】
なお本発明において、第１可動部品と第２可動部品の回転量における「一定量」は同一とは限らず、各回転方向に応じて「一定量」が異なる場合や、各部品の寸法の差異によって生じる回転角の差異も含むものとする。
【0017】
以上の発電装置は、人間によるスイッチング用途や、コンテナ等の荷物や椅子の載置又は撤去状態の認識、車両進入の報知装置等に使用する事が出来る。
【0018】
なお本発明では、捩りコイルバネの第１巻回部又は第２巻回部、又は弾性付与手段にそれぞれ付与若しくは蓄積されるトルク（Ｎ・ｍｍ）を、「弾性エネルギー」（ｍＪ）と表記し説明する。
【0019】
更に本発明では、スイッチとして、軸を中心に揺動し両端が交互に上下可能なシーソー式のスイッチを含む。
【0021】
更にこの構成に依れば、前記効果に加えて、第１可動部品と第２可動部品の互いの歯部が接触するまでスイッチを回転させる事で、スイッチの突出高さを一層低減し、スイッチの動作量も低減可能となる事で衝撃力が緩和出来る。従って、発電装置の耐久性をより向上させる事が可能となる。
【0022】
また第二の特徴は、初期弾性エネルギーie3による第２可動部品の逆方向の回転により、第１可動部品の歯部と、第２可動部品の歯部が再び噛み合って連動し、第１可動部品が一定量逆方向に回転され、第１可動部品の一定量の逆方向の回転により第２捩りコイルバネが捩られ、その捩りによる弾性エネルギーie22が第２捩りコイルバネに蓄積され、第１可動部品が一定量逆方向に回転した後に、第１可動部品と第２可動部品の互いの歯部の噛み合いが再び外れ、弾性エネルギーie22によって第１可動部品が一定量回転されて第１中心軸が回転され、第１中心軸の回転が伝達されて発電機のシャフトが回転されて、発電機で再び電力が発生されて発電が行われる発電装置とした事である。
【0023】
この構成に依れば、前記効果に加えて、スイッチの一回のスイッチング動作により発電機で二回発電を行う事が可能となる。従って一回のスイッチング動作に伴い発電装置で発生可能な電力量が二倍となり、より大きな無線信号を発電装置から発信出来る。
【0024】
以下に本発明に係る実施例を説明するが、本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。
【実施例】
【0025】
以下、図１～図１１を参照して本発明に係る実施例の発電装置１を説明する。図１又は図２に示す様に、発電装置１は少なくとも、発電機構12と、スイッチ９を備える。更に図２に示す様に、発電機構12は少なくとも、第１可動部品2aと、第２可動部品3aと、捩りコイルバネ４と、発電機５と、ハウジング６とから形成されている。ハウジング６の内部に、少なくとも第１可動部品2aと第２可動部品3aと捩りコイルバネ４と発電機５が収められている。
【0026】
第１可動部品2aは、図３～図４及び図５～図１１に示す様に外形周囲に於ける少なくとも一部に、複数の歯部が形成された歯車であり、第１中心軸2bを中心に回転可能に軸支されている。第１中心軸2bはハウジング６内部で両端が軸支されている。
【0027】
また第２可動部品3aは、図５～図１１に示す様に外形周囲に於ける少なくとも一部に、歯部が形成された歯車であり、第２中心軸3bを中心に回転可能に軸支されている。また、第２中心軸3bの他端側（即ち、第２可動部品3aが軸支されている一端側の反対端側）は、ハウジング６に設けた孔を通って、ハウジング６の外部へと突出され、図２に示す様にスイッチ９に直接又は間接的に連結されている。
【0028】
第１可動部品2a及び第２可動部品3aの歯形は、本実施例では共にインボリュート歯形である。インボリュート歯形とする事により、互いの歯車の中心距離（第１中心軸2bの中心と、第２中心軸3bの中心との間の直線間隔）が若干変化しても噛み合いが正しく保たれると共に、容易に作製でき、滑りも少ない為好ましい。なお2a又は3aの歯形を、インボリュート歯形に換えて、サイクロイド歯形に形成する事も可能である。
【0029】
捩りコイルバネ４は、図２～図４に示す様に、少なくとも第１巻回部と第２巻回部の２つの巻回部を有するバネとする。発電機構12では、第１巻回部と第２巻回部が個別に形成された２つの捩りコイルバネ（第１捩りコイルバネ4aと第２捩りコイルバネ4b）が設けられている。
【0030】
図３及び図４に示す様に、第１捩りコイルバネ4aの巻回部（第１巻回部）は第１中心軸2bに巻回されており、第１巻回部の第１の端部が自由端4a1である。一方、第２の端部4a2は、第１可動部品2a，第１中心軸2b，又は第２巻回部の何れかに連結するものとし、本実施例では第１可動部品2aに連結されている。図３の矢印Ａ方向から見た時に、第１可動部品2aに連結された第２の端部4a2に向かう方向で、第１巻回部は時計回りに巻回されている。
【0031】
更に第１巻回部の自由端4a1が、ハウジング６を構成する仕切り板6aの側面に接触している。この接触及び第１巻回部の巻回形状により、発電機構12の外部から力が伝達されない状態で初期弾性エネルギーie1（ｍＪ）が第１巻回部（即ち、第１捩りコイルバネ4a）に付与されている。
【0032】
一方、図３及び図４に示す様に、第２捩りコイルバネ4bの巻回部（第２巻回部）は、第１巻回部とは逆方向に第１中心軸2bに巻回されており、第２巻回部の第１の端部は自由端4b1である。また第２の端部4b2は、第１可動部品2a，第１中心軸2b，又は第１巻回部の何れかに連結するものとし、本実施例では第１可動部品2aに連結されている。図４の矢印Ａ方向で見た時に、自由端4b1に向かう方向で第２巻回部は時計回りに巻回されている。よって、第１巻回部と第２巻回部を互いに対向して見ると逆方向に巻回されている。なお、図３と図４の矢印Ａは同一方向を指している。
【0033】
更に第２巻回部の自由端4b1が、ハウジング６を構成する仕切り板6aの側面に接触している。この接触及び第２巻回部の巻回形状により、発電機構12の外部から力が伝達されない状態で初期弾性エネルギーie2（ｍＪ）が第２巻回部（即ち、第２捩りコイルバネ4b）に付与されている。
【0034】
ie2の絶対値はie1の絶対値と等しく設定されている。ie2の絶対値とie1の絶対値の均衡が保たれた状態で、第１可動部品が静止され初期状態に保持されている。
【0035】
なお、発電機構12では第１巻回部と第２巻回部のそれぞれの第２の端部（4a2と4b2）を、第１可動部品2aに連結しているが、第２の端部（4a2と4b2）同士を互いに接続する事で、第１巻回部と第２巻回部を有する１つの捩りコイルバネを、捩りコイルバネ４の換わりに用いても良い。
【0036】
更に図２，図７，図８にそれぞれ示す様に、第２中心軸3bには弾性付与手段11が巻回形成されている。弾性付与手段11は第２中心軸3bに巻回された捩りコイルバネであり、図７と図８では第２可動部品3aに向かうに従い第２中心軸3bに時計方向に巻回されている。
【0037】
弾性付与手段11は２つの端部を有し、第１の端部は、第２可動部品3aの止め穴13に固定されて連結されている。止め穴13は、第２可動部品3aの側面に設けられた凹部14の底面に設けられる。一方、第２の端部はハウジング６を構成する仕切り板6aに固定されて連結されている（図２参照）。第２の端部が仕切り板6aに常時固定されていると共に、第２中心軸に巻回されている巻回形状に依って、スイッチ９から力が第２中心軸3bに伝達されない状態で、初期弾性エネルギーie3（ｍＪ）が弾性付与手段11に付与されている。
【0038】
【0039】
弾性付与手段11の第２の端部はハウジング６の何処に固定されていても良いが、ie3に依って第２の可動部品3aに反時計回りの回転力を付与させる為には、図７及び図８に於いて、弾性付与手段11の巻回部の下側周縁部から右側に捩りコイルバネの端部を引き出し、図の右側に位置する図示しないハウジング６部分（本実施例では仕切り板6a）に固定する事が望ましい。
【0040】
また図２に示す様に、第１中心軸2bの軸方向と、発電機５のシャフト5aの軸方向を、互いに平行に構成すると共に、第１中心軸2bに於ける第１可動部品2aの軸支側と反対側に、平歯車７を軸支している。一方、シャフト5aの端部にも平歯車８が軸支されている。従って、第１中心軸2bと発電機５のシャフト5aが、２つの平歯車７及び８で連結されている。なお図２では、第１可動部品2a，第２可動部品3a，平歯車７，及び平歯車８の歯形の図示は省略している。
【0041】
発電機５は、少なくともコイルとマグネットを含むモータであり、更にシャフト5aの回転と共にコイルとマグネットのどちらかが回転する型式のものである。
【0042】
ハウジング６は、図２に示す様に内部空間を有する部品であり、内部空間には発電機５を固定する為の仕切り板6a等が設けられている。この仕切り板6aもハウジング６の構成部品となる。以下、必要に応じて仕切り板6aも含めてハウジング６と表記する。
【0043】
第１可動部品2a，第２可動部品3a，平歯車７，８の材料はそれぞれ任意に選択可能であり、例えばプラスチックや、無潤滑で摺動可能な樹脂、ステンレス、鋼などを用いれば良い。
【0044】
スイッチ９は、後述する２つの固定部品（10，10）に依って軸を両持ち軸支された部品であり、その軸を支点として揺動し、その揺動毎に時計方向及び反時計方向に回転し、左右両端が上下するシーソー式のスイッチである。スイッチ９の軸とは、第２中心軸3bか、又は第２中心軸3bに連結されている軸とする。スイッチ９には、車両の車輪や人間の足、又は荷物や椅子が接触する。従って、車両や人間又は荷物や椅子等がスイッチ９へ乗り上げる時や、車両や人間が通過する時の衝撃を緩和させる為に、収縮変形可能で弾性力を有するゴム製が好ましい。
【0045】
固定部品10はゴム製の台であり、２つの固定部品（10，10）で１つのスイッチ９の軸を両持ち軸支している。固定部品10は、車両の車輪や人間の足、又は荷物や椅子が接触する踏み台用の部品である。従って、車両や人間又は荷物や椅子等がスイッチ９へ乗り上げる時や、車両や人間が通過する時の衝撃を緩和させる為に、収縮変形可能で弾性力を有するゴム製が好ましい。更に固定部品10には、前記乗り上げ時や通過時の接触を円滑に移行する２つの斜面が前後に設けられていると共に、路面等の設置面にボルトで固定するボルト止め部10aが２箇所設けられている。また、前記乗り上げ時や通過時の車輪や足等の滑り止め用の凹凸を、固定部品10の表面に設けても良い。
【0046】
ハウジング６も、固定部品10と同様なゴム製が好ましく、路面等の設置面にボルトで固定するボルト止め部6cが２箇所前後に設けられている。
【0047】
次に、本実施例の発電装置１の動作に関して説明する。シーソー式のスイッチ９に、発電機構12の外部からの人力または使用用途毎の発電対象物からの押圧力と云った力が加わって、スイッチ９と接触する事でスイッチ９が動き（揺動）、そのスイッチ９の動き（揺動）により第２中心軸3bが回転される。
【0048】
その第２中心軸3bの回転により、発電機構12の外部から第２中心軸3bを介して力が第２可動部品3aに伝達され、第２可動部品3aが本実施例では一定量（図５及び図６では、時計方向に約19°～20°）回転して可動する。従って第２可動部品3aは、発電機構12内ではスイッチ部分として機能し、スイッチング動作により可動する部品である。
【0049】
第２可動部品3aの回転が第１可動部品2aに伝達される前段階では、第１可動部品2aはie2とie1とが釣り合う位置に保持されている。次に第２可動部品3aが回転すると、第１可動部品2aの歯部と第２可動部品3aの歯部が噛み合って連動が開始される。
【0050】
第２可動部品3aに力が伝達され続け、第１可動部品2aと第２可動部品3aの互いの歯部が噛み合わされている間第１可動部品2aは回転し続け、第２可動部品3aの回転が第１可動部品2aに伝達されて行く。よって、第１可動部品2aと第２可動部品3aの互いの歯部の噛み合いが外れるまで、第１可動部品2aは一定量回転される（本実施例の場合、図５及び図６で約120°～121°の反時計方向の回転となる）。
【0051】
第１可動部品2aの一定量の回転に伴い、第１中心軸2bと前記第１巻回部も、第１可動部品2aと連動して一定量回転する。しかし、第１巻回部の自由端4a1はハウジング６の側面に初期状態で接触している為、動きが止められている。一方、第１巻回部の他端側は、第１可動部品2aに連結されている為、第１可動部品2aの一定量の回転に伴って回転移動していく。よって第１巻回部は捩られる事となり、第１可動部品2aと第２可動部品3aの互いの歯部の噛み合いに伴う捩りにより、弾性エネルギーie12（ｍＪ）が第１巻回部に蓄積される。
【0052】
第１巻回部の捩りは、第２可動部品3aに力が伝達され続けて第１可動部品2aと第２可動部品3aの互いの歯部が噛み合わされている間は保持される。従って、第１可動部品2aと第２可動部品3aの互いの歯部の噛み合いが外れる直前に於ける、第１巻回部の弾性エネルギーie12が最大量となる。本実施例では、第１可動部品2a及び第１中心軸2bが約120°～121°回転した時点での弾性エネルギーie12が最大となる。
【0053】
第１可動部品2aが一定量回転した後に、図６に示す様に第１可動部品2aと第２可動部品3aの互いの歯部の噛み合いが外れる。すると、第１巻回部の捩りによる変形保持が外れ、第１巻回部の変形が解放され、ハウジング６側面に接触して止められていた第１巻回部の自由端4a1を支点にして、ie12により第１可動部品2aが逆方向に一定量回転する。本実施例では時計方向への約120°～121°の回転となる（図６及び図７を参照）。即ち、ie12が第１可動部品2aの一定量の逆方向の回転に変換される。
【0054】
第１可動部品2aの一定量の逆方向の回転に伴い、第１中心軸2bも一定量だけ逆方向に回転すると共に平歯車７も連動して回転し、更に平歯車８を介してシャフト5aが一定量及び一定の速度で回転される。なお、平歯車７と８の歯数比により、第１可動部品2aと第１中心軸2bの回転量に於ける「一定量」と、発電機５のシャフト5aの回転量に於ける「一定量」は、それぞれ異なる。シャフト5aが一定量及び一定の速度で回転される事で、発電機５内部で電力が発生されて発電が行われる。その電力により、発電装置１の用途に応じてハウジング６に別途、樹脂部6bとして嵌め込み可能に設けた、図示しない赤外線など無線通信装置を起動させる事が可能となる。無線通信装置が起動され無線信号が発信されて、例えば車両や人間の進入又は通過や、椅子や荷物の載置又は撤去状態が報知可能となる。なお防塵の為に、別途シート等を発電装置１に掛けても良い。
【0055】
シャフト5aの回転量及び速度は、第１可動部品2aの逆方向の回転量即ちie12の最大値と、平歯車７と８の歯数比に応じて変わる。第１可動部品2aと第２可動部品3aの互いの歯部が噛み合うピッチ円の円弧長に伴って、ie12は任意の一定量で設定可能である。一方で、平歯車７と８の歯数比も任意の一定量に設定可能である。従って、発電機構12毎の仕様に応じて、シャフト5aの回転量も任意の一定量で設定する事が出来る為、発電機５による電力量も、第２可動部品3aに伝わる外部からの力の速度に関係無く一定値に設定可能となる。
【0056】
第１可動部品2aの一定量の逆方向の回転後に弾性エネルギーie12は減衰される。同時に、第１中心軸2bの逆方向の回転に伴って、第２巻回部の自由端4b1もその回転に伴って移動し、第２巻回部の自由端4b1がハウジング６の側面に接触して自由端4b1の動きが止められる。一方、第２巻回部の他端側は、第１可動部品2aに連結されている為、第１可動部品2aの一定量の逆方向の回転に伴って回転移動していく。よって自由端4b1の動きが止まった時から第２巻回部は捩られる事となり、その捩りによる弾性エネルギーの第２巻回部への蓄積が開始される。
【0057】
しかしながら、第１可動部品2aと第２可動部品3aの互いの歯部はこの時点では既に噛み合っていない為、第２巻回部の捩れは保持されずに直ちに解放される。よって、この時点での弾性エネルギーの第２巻回部への蓄積は行われない。一方、ハウジング６側面に接触して止められていた第２巻回部の自由端4b1を支点にして、ie1とie2のみによって第１中心軸2bが回転されてie1とie2とが等しくなって釣り合う回転位置に保持される。この第１中心軸2bの回転により、第１可動部品2aは初期状態（第１可動部品2aの歯部と第２可動部品3aの歯部が噛み合う前の状態）に復帰される。
【0058】
第１可動部品2aと第２可動部品3aの互いの歯部の噛み合いが外れ、第１可動部品2aが一定量逆方向に回転した後に、弾性付与手段11に付与されている初期弾性エネルギーie3によって第２可動部品3aは回転方向とは逆方向（図７から図８に於いて反時計方向）の回転力が付与されて回転して行く。この逆方向の回転により第２中心軸3bも逆方向に回転し、スイッチ９も同一角度だけ逆方向に回転して行く。スイッチ９のこの逆方向の回転により、スイッチ９に於ける上方への突出高さ（図７と図８では、スイッチ９の左端部の突出高さ）を抑制可能となる。突出高さが抑制される事でスイッチ９の動作量（スイッチ９の揺動に伴う回転量）も抑制される為、固定部品10方向にスイッチ９が押し込まれる際に生じる衝撃力を抑制する事が可能となる。従って、スイッチ９の動作に伴う衝撃力を緩和出来る為、発電装置１の耐久性を向上させる事が可能となる。
【0059】
第２可動部品3aの逆方向の回転は図８に示す様に、第１可動部品2aの歯部と第２可動部品3aの歯部が互いに接触して、第２可動部品3aの逆方向の回転が止まるまで行われる事がより好ましい。第１可動部品2aと第２可動部品3aの互いの歯部が接触するまでスイッチ９を逆方向に回転させる事で、スイッチ９の突出高さを一層低減出来て、スイッチ９の動作量も低減可能となり、衝撃力が一層緩和出来る。従って、発電装置１の耐久性をより向上させる事が可能となる。
【0060】
更に最も好ましい発電装置１の動作は、次の通りである。
【0061】
弾性付与手段11の巻回数の増加や、弾性付与手段11のバネ定数を大きくして、初期弾性エネルギーie3を増大させる事で、図８又は図９の状態から、初期弾性エネルギーie3のみに依って図１０及び図１１の状態へと第２可動部品3aを更に逆方向に回転させる。図１１では、約９°～10°の反時計方向の回転となる。第２可動部品3aが逆方向に回転する際に、第１可動部品2aの歯部と第２可動部品3aの歯部が互いに接触して再び噛み合って互いに連動し、第１可動部品2aが逆方向に一定量回転される。
【0062】
第１可動部品2aの一定量の逆方向の回転により、第１中心軸2bと前記第２巻回部も、第１可動部品2aと連動して一定量回転する。しかし、第２巻回部の自由端4b1はハウジング６の側面に接触している為、動きが止められている。一方、第２巻回部の第２の端部4b2側は第１可動部品2aに連結されている為、第１可動部品2aの一定量の回転に伴って回転移動していく。よって第２巻回部は捩られる事となり、第１可動部品2aと第２可動部品3aの互いの歯部の噛み合いに伴う捩りにより、弾性エネルギーie22（ｍＪ）が第２巻回部に蓄積される。
【0063】
第２巻回部の捩りは、第２可動部品3aに前記逆方向の力が伝達され続けて第１可動部品2aと第２可動部品3aの互いの歯部が噛み合わされている間は保持される。従って、第１可動部品2aと第２可動部品3aの互いの歯部の噛み合いが外れる直前に於ける、第２巻回部の弾性エネルギーie22が最大量となる。本実施例では、第１可動部品2a及び第１中心軸2bが約115°回転した時点での弾性エネルギーie22が最大となる。
【0064】
第１可動部品2aが逆方向に一定量回転した後に、図１０から図１１へと示す様に第１可動部品2aと第２可動部品3aの互いの歯部の噛み合いが外れる。すると、第２巻回部の捩りによる変形保持が外れ、第２巻回部の変形が解放され、ハウジング６側面に接触して止められていた第２巻回部の自由端4b1を支点にして、ie22により第１中心軸2bが一定量回転する。（本実施例では反時計方向への約115°の回転となる）。即ち、ie22が第１中心軸2bの一定量の回転に変換される。
【0065】
第１中心軸2bの一定量の回転に伴い、平歯車７も連結して一定量回転し、平歯車８を介してシャフト5aが一定量及び一定の速度で回転され、発電機５で再び発電が行われる。即ち、第１中心軸2bの回転が発電機５に伝達されて、発電機５のシャフト5aが回転され、発電機５で再び電力が発生される。
【0066】
この様に、初期弾性エネルギーie3の増大により、スイッチ９の一回のスイッチング動作（スイッチ９への、車両の車輪や人間の足、又は荷物や椅子の接触）で、発電機５により二回発電を行う事が可能となる。従って一回のスイッチング動作に伴い発電装置１で発生可能な電力量が二倍となり、より大きな無線信号を発電装置１から発信出来る。なお図１１の後に図５の状態へと復帰される。依って、第１可動部品2aと第２可動部品3aの噛み合い後にそのまま前記初期状態に弾性付与手段11の弾性力（初期弾性エネルギーie3）のみで発電装置１を復帰させる事も可能となる。従って、図９の状態から、図１０乃至図１１まで初期弾性エネルギーie3）のみで動作させる事が、最も好ましい発電装置１の動作と云える。
【0067】
なお、本発明はその技術的思想に基づいて種々変更可能であり、例えば図１２及び図１６，図１７に示す様に弾性付与手段11を第２中心軸3bに巻回して、発電装置１を動作させても良い。図１２～図１８に示す変更例の説明は、図２及び図５～図１１の実施例と異なる点のみとする。前記図３と図４は、変更例でも適用する。
【0068】
変更例が実施例と異なる点は、弾性付与手段11の巻回方向が、図１６と図１７では第２可動部品3aに向かうに従い第２中心軸3bに反時計方向に巻回されている点である。従って図１６及び図１７に於いて、初期弾性エネルギーie3（ｍＪ）に依って第２の可動部品3aに時計回りの回転力が付与される。弾性付与手段11の第２の端部はハウジング６の何処に固定されていても良いが、ie3に依って第２の可動部品3aに時計回りの回転力を付与させる為には、図１６及び図１７に於いて、弾性付与手段11の巻回部の上側周縁部から右側に捩りコイルバネの端部を引き出し、図の右側に位置する図示しないハウジング６部分（本実施例では仕切り板6a）に固定する事が望ましい。図１２に弾性付与手段11の端部を仕切り板6aに固定する状態を図示している。
【0069】
更に、変更例では図１３に示す第１可動部品2aと第２可動部品3aの位置を初期状態とする。従って発電装置が動作する時、前記実施例とは第１可動部品2aと第２可動部品3aは別方向に回転動作する事となる。
【0070】
図１３の状態からスイッチ９に車両の車輪や人間の足、又は荷物や椅子が接触すると、図１３～図１５に示す様に第２可動部品3aが反時計方向に回転して第１可動部品2aと噛み合い、第１可動部品2aが時計方向に回転して前記ie22が蓄積される。その後第１可動部品2aと第２可動部品3aの噛み合いが外れる事で前記ie22が解放されて第２可動部品3aが反時計方向に回転し、発電機５で発電が行われ図１６の状態となる。
【0071】
すると初期弾性エネルギーie3によって第２可動部品3aは回転方向とは逆方向（図１６から図１７に於いて時計方向）の回転力が付与されて回転して行く。この逆方向の回転により第２中心軸3bも逆方向に回転し、スイッチ９も同一角度だけ逆方向に回転して行く。よって、スイッチ９の右端部の突出高さと動作量が抑制され、スイッチ９の動作に伴う衝撃力が緩和でき、発電装置１の耐久性を向上させる事が可能となる。
【0072】
第２可動部品3aの逆方向の回転は図１７に示す様に、第１可動部品2aの歯部と第２可動部品3aの歯部が互いに接触して、第２可動部品3aの逆方向の回転が止まるまで行われる事がより好ましい。
【0073】
更に変更例でも、図１７～図１８及び図１３に示す様に、初期弾性エネルギーie3のみに依って第２可動部品3aを更に逆方向に回転させ、前記ie1の蓄積及び解放により発電機５により二回目の発電を行わせる事が可能となる為、最も好ましい。
【0074】
なお本実施例及び変更例で説明したように、第１可動部品2aと第２可動部品3aの回転量に於ける「一定量」は同一とは限らない。本実施例及び変更例のように各部品の各回転方向に応じて「一定量」は異なる場合がある。また、各部品（2a、3a）の寸法の差異によって回転角にも差異が生じる。
【0075】
【0076】
発電機５は、少なくともコイルとマグネットを含み、電力を発生させて発電する装置であれば、モータに限定されない。なお、発電機５にモータを使用する場合、モータのイナーシャが低い場合は歯数比（平歯車８の歯数に対する平歯車７の歯数比）も低く設定し、イナーシャが大きい場合は歯数比を高く設定すれば良い。
【0077】
なお、第１可動部品2a又は第２可動部品の歯車に換えて、ワンウェイクラッチ (One-way clutch、1-Way clutch)を使用しても良い。
【符号の説明】
【0078】
１ 発電装置
2a 第１可動部品
2b 第１中心軸
3a 第２可動部品
3b 第２中心軸
４ 捩りコイルバネ
4a 第１捩りコイルバネ
4a1 第１捩りコイルバネの巻回部の第１の端部
4a2 第１捩りコイルバネの巻回部の第２の端部
4b 第２捩りコイルバネ
4b1 第２捩りコイルバネの巻回部の第１の端部
4b2 第２捩りコイルバネの巻回部の第２の端部
５ 発電機
5a シャフト
６ ハウジング
6a 仕切り板
6b 樹脂部
6c、10a ボルト止め部
７、８ 平歯車
９ スイッチ
10 固定部品
11 弾性付与手段
12 発電機構
13 止め穴
14 凹部
2a 第１可動部品
2b 第１中心軸
3a 第２可動部品
3b 第２中心軸
４ 捩りコイルバネ
4a 第１捩りコイルバネ
4a1 第１捩りコイルバネの巻回部の第１の端部
4a2 第１捩りコイルバネの巻回部の第２の端部
4b 第２捩りコイルバネ
4b1 第２捩りコイルバネの巻回部の第１の端部
4b2 第２捩りコイルバネの巻回部の第２の端部
５ 発電機
5a シャフト
６ ハウジング
6a 仕切り板
6b 樹脂部
6c、10a ボルト止め部
７、８ 平歯車
９ スイッチ
10 固定部品
11 弾性付与手段
12 発電機構
13 止め穴
14 凹部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】