ホーム > 特許ランキング > Ｅｎｅｒｖｉｂｅ ＬＴＤ
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-01-27
(54)【発明の名称】曲げ－回転変換器
(51)【国際特許分類】
H02K 7/06 20060101AFI20230120BHJP
【ＦＩ】
H02K7/06 Z
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022530713
(86)(22)【出願日】2019-11-28
(85)【翻訳文提出日】2022-06-15
(86)【国際出願番号】 IL2019051302
(87)【国際公開番号】W WO2021105975
(87)【国際公開日】2021-06-03
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】522172092
【氏名又は名称】エナーヴィブ リミテッド
【氏名又は名称原語表記】Ｅｎｅｒｖｉｂｅ ＬＴＤ
【住所又は居所原語表記】１ Ｇｏｌａｎ Ｓｔｒｅｅｔ， Ａｉｒｐｏｒｔ Ｃｉｔｙ ７０１９９００， Ｉｓｒａｅｌ
(74)【代理人】
【識別番号】100142804
【弁理士】
【氏名又は名称】大上 寛
(72)【発明者】
【氏名】ダン ハロニアン
(72)【発明者】
【氏名】ミハエル ハロニアン
【テーマコード（参考）】
5H607
【Ｆターム（参考）】
5H607BB02
5H607EE31
5H607EE51
(57)【要約】
本発明は、発電機、曲げ変換器、及びコネクタを含む本体の曲げを電気に変換する装置に関する。発電機は、固定子、及び回転軸に連結された回転子を含む。曲げ変換器は、前面及び後面を有する曲げアームを含む。固定子及び曲げアームの後面は、本体に直間接的に固定されるように設計される。回転軸は、第１連結点でコネクタに連結され、曲げアームの前面は、第２連結点でコネクタに連結される。本体が曲がると曲げアームが曲がり、固定子に対して回転子を回転させる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
本体の曲げを電気に変換する装置であって、発電機、曲げ要素及び曲げを回転に変換する変換器を含み、
前記発電機は、固定子、及び回転軸に連結された回転子を含み、前記曲げ要素は、前面及び後面を有する曲げアームを含み、
前記固定子及び前記曲げアームの後面は、前記本体に直接または間接的に固定されるように設計され、
前記回転軸は、第１連結点で曲げ－回転変換器に連結され、前記曲げアームの前面は、第２連結点で曲げ－回転変換器に連結され、それによって、本体が曲がる時、曲げアームが曲がり、回転子を固定子に対して回転させる、本体の曲げを電気に変換する装置。
【請求項2】
本体の曲げを電気に変換する装置であって、固定子及び回転軸に連結された回転子を有する発電機、曲げ要素、及び曲げを回転に変換する変換器を含み、
前記曲げ要素は、前面及び後面を有する第１曲げアーム、及び前面及び後面を有する第２曲げアームを含み、前記曲げアームの前記後面は、前記曲げアームの間に間隔を形成する方式で互いに連結され、
前記回転軸は、第１連結点で変換器に連結され、前記第１曲げアームの前面は、第２連結点で変換器に連結され、前記第２曲げアームの前面は、前記固定子に直接または間接的に連結され、それによって、前記曲げアームが曲がる時、回転子が固定子に対して回転することができる、本体の曲げを電気に変換する装置。
【請求項3】
本体の曲げを電気に変換する装置であって、固定子及び回転子を有する発電機、曲げ要素、及び曲げを回転に変換する変換器を含み、
前記曲げ要素は、前面及び後面を有する上部曲げアーム、前面及び後面を有する中間曲げアーム、及び前面及び後面を有する下部曲げアームを含み、
前記曲げアームの前記後面は、前記上部曲げアームと中間曲げアームとの間に第１間隔を形成し、前記中間曲げアームと下部曲げアームとの間に第２間隔を形成する方式で互いに連結され、
前記変換器の中間部分は、回転子に連結された回転軸に連結され、前記変換器の上部部分は、前記上部曲げアームの前面に軸方向に連結され、前記変換器の下部部分は、前記下部曲げアームの前面に軸方向に連結され、前記中間アームの前記前面は、固定子に連結され、それによって、前記曲げアームが曲がる時、回転子が固定子に対して回転することができる、本体の曲げを電気に変換する装置。
【請求項4】
本体の曲げを電気に変換する装置であって、（ａ）固定子、回転軸に連結された回転子、及び上部水平遮断アームを含む発電機と、
（ｂ）前面及び後面を有する上部曲げアーム、及び前面及び後面を有する下部曲げアームを含む曲げ要素であって、前記上部曲げアーム及び下部曲げアームの前記後面は前記曲げアームの間に間隔を形成する方式で互いに連結される曲げ要素と、
（ｃ）曲げを回転に変換する変換器と、を含み、
前記回転軸は、中間連結点で変換器に連結され、前記上部曲げアームの前面は、上部連結点で変換器に連結され、前記下部曲げアームの前面は、下部連結点で変換器に連結され、
それによって、前記曲げアームの後面が前記固定子に対して上へ移動する時、上部曲げアームが上部水平遮断アームによって遮断され、曲げアームは固定子に対して回転子を曲げて回転させる、本体の曲げを電気に変換する装置。
【請求項5】
前記発電機は、下部水平遮断アームをさらに含み、それによって、前記曲げアームの後面が前記固定子に対して下へ移動する時、前記下部曲げアームが下部水平遮断アームによって遮断され、曲げアームは固定子に対して回転子を曲げて回転させる、請求項４に記載の本体の曲げを電気に変換する装置。
【請求項6】
本体の曲げを電気に変換する装置であって、発電機、曲げ要素、及び曲げを回転に変換する変換器を含み、
前記発電機は、固定子、及び回転軸に連結された回転子を含み、前記曲げ要素は、前面及び後面を有する曲げアームを含み、
前記固定子及び前記曲げアームの後面は、本体に直接または間接的に固定されるように設計され、
前記変換器は、前記曲げアームの曲げを、回転子を固定子に対して回転させる前記回転軸の回転運動に変換する、本体の曲げを電気に変換する装置。
【請求項7】
前記回転軸の１回転が側面回転子の２以上の回転を発生させる方式で、前記回転軸を前記回転子に連結するギアをさらに含む、請求項１に記載の本体の曲げを電気に変換する装置。
【請求項8】
前記回転軸の１回転が側面回転子の２以上の回転を発生させる方式で、前記回転軸を前記回転子に連結するギアをさらに含む、請求項２に記載の本体の曲げを電気に変換する装置。
【請求項9】
前記回転軸の１回転が側面回転子の２以上の回転を発生させる方式で、前記回転軸を前記回転子に連結するギアをさらに含む、請求項３に記載の本体の曲げを電気に変換する装置。
【請求項10】
前記回転軸の１回転が側面回転子の２以上の回転を発生させる方式で、前記回転軸を前記回転子に連結するギアをさらに含む、請求項４に記載の本体の曲げを電気に変換する装置。
【請求項11】
前記回転軸の１回転が側面回転子の２以上の回転を発生させる方式で、前記回転軸を前記回転子に連結するギアをさらに含む、請求項５に記載の本体の曲げを電気に変換する装置。
【請求項12】
前記回転軸の１回転が側面回転子の２以上の回転を発生させる方式で、前記回転軸を前記回転子に連結するギアをさらに含む、請求項６に記載の本体の曲げを電気に変換する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示内容は、機械構造物の曲げ（ｂｅｎｄｉｎｇ）を回転運動に変換し、このような回転を電気に利用することに関する。
【背景技術】
【0002】
本発明は、構造物の曲げを回転に変換する方法を開示する。本出願書の全般にわたって、この方法は変換器と指称され得る。このような変換器は、構造物の曲げからエネルギーをハーベスティングするために、発電機、好ましくは、ギアを有する発電機に回転を結合することにより、エネルギーのハーベスティングのために回転を利用することができる。曲げは、例えば、人の手足の曲げ、タイヤの曲げ、ボール及びラケットのようなスポーツ器具の曲げによって発生され得る。他の応用で、センサのような電源内蔵式装置を支援するために、自動車または飛行機によって生成された運動からエネルギーをハーベスティングするように、このような変換器を利用することができる。他の例として、家畜の追跡または健康モニタリング用装置を支援するために、動物の手足の曲げを電気に変換するように、このような変換器を利用することである。他の例として、風からまたは波のような水から電力をハーベスティングするために、翼、帆柱または木の動きを変換するように、このような変換器を利用することである。また他の例として、タイヤ圧のモニタリングを支援するための電気を生成するために、自動車タイヤの曲げを変換するように、このような変換器を利用することである。
【0003】
このような特許出願において、本出願人は、靴内のエネルギーハーベストに焦点を当てているが、変換器は、上記に例示したように、他の応用に利用されることができることが理解される。
【0004】
本特許出願に記述されたエネルギーハーベストとは異なり、人のウォーキング及びランニングを電気に変換することを目的とする従来技術は、脚を上に上げて靴、主に踵を地面に押し付けることに重点を置いている。
【0005】
ＫＲ １０１９１１６４７ Ｂ１では、図１ａ及び図１ｂに示したように、空気圧を利用したエネルギーハーベスティング靴が開示された。靴内のエネルギーハーベストは、内部空間が形成された靴底と、前記内部空間を第１レイヤ及び第２レイヤに分割して、少なくとも一つの貫通孔を含む空間分離板と、前記貫通孔に結合され、第１レイヤの気圧変化によって第１レイヤ及び第２レイヤに向かって移動する弾性膜と、前記弾性膜の移動による圧力が印加されて発電するように、第２レイヤに設置されたエネルギーハーベストと、第２レイヤの内部の空気を靴底の外部に排出したり、靴底の外部の空気を第２レイヤの内部に流入させるための空気排出口と、を含む。
【0006】
ＫＲ ２０１５００４８０１９では、圧電センサを利用した圧電エネルギーハーベスティングを通じて自己動作し、着用者の健康管理のために活用可能な圧電センサを利用した靴が開示された。これは、図１ｃに概略的に示されている。この発明の一側面においては、着用者が加える圧力によって電気信号を発生する圧電センサと、前記圧電センサから発生された交流（ＡＣ）電気信号を直流（ＤＣ）電力に変換するエネルギーハーベスティング回路と、前記エネルギーハーベスティング回路からのＤＣ電力を受け、前記圧電センサから出力される電気信号を処理するマイクロプロセッサと、を含む多機能靴を提供する。
【0007】
ＣＮ １０４４８９９９６は、図１ｄに示されたような圧電効果に基づく靴に内蔵された別のエネルギーハーベストである。圧電エネルギーハーベスティング装置は、複数の圧電ユニット１、及び圧電薄膜積層２を含み、各圧電ユニット１は、圧電材料３、及び２つの凸状の弾性金属片４で構成され、各２つの弾性金属片は対応する圧電材料３の両側面上に接合され、圧電ユニット１は、スニーカー本体の靴底の踵に積層され、圧電薄膜積層２は、複数のＰＶＤＦ圧電薄膜６及び金属薄板７を接合及び積層することにより形成される。
【0008】
また、ＵＳ ２０１４／０１４５４５０ Ａ１は、エネルギーをハーベスティングするために、地面と踵の衝撃を利用する。図１ｅに説明されたように、ヒールプレートが下方へ移動して支持スプリングを圧縮するとともに、プーリシステムは、変位の大きさを増加させてレバーアームを回転させて、発電機の回転を発生させる。ギアチェーンは、このような変位をさらに増加させて、発電機が回転する時に生産される電力を増加させる。
【0009】
従来技術は、地面に対する踵プレスの機械的エネルギーを電気に移動させるために、複雑なメカニズムを利用する。地面に対する踵プレスは、非常に個別的で、これは、人の体重、その人が歩くか、走るかまたはジャンプをするのかによって異なる。場合によっては、靴と地面との間の相互作用が激しいため、エネルギーハーベストに悪影響を与える虞がある。
【0010】
ＵＳ ８７１６８７７ Ｂ２は、足首の運動からエネルギーをハーベスティングする方法が、足首関節に渡って発電機モジュールを結合することを含み、発電機モジュールは、発電機及び弾性部材を含むと教示する。図１ｆに示したように、前記発電機は、脛に固定され、発電機及び弾性部材の少なくとも一つは、足首関節に渡って足に連続的に結合される。足首関節の動きによって発電機で電気を生産するとともに、弾性部材でエネルギーがハーベスティングされることができる。代替的に、または追加的に、エネルギーがハーベスティングされた後に弾性部材でハーベスティングされたエネルギーから発電機を利用して電気が生成されることができる。このような方法は、多くの部品からなり、靴の外部に位置して実用的でない。
【0011】
本特許出願に記述された変換器は、足指領域での靴の自然な曲げを回転に変換する。本特許出願に記述された変換器は、従来技術に比べてより簡単である。また、この変換器は、人の多様な動き（すなわち、ウォーキング、ランニング、ジャンプ）に対しては感度が低い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
本発明は、曲げを回転に変換することに基づくエネルギーハーベストに関する。曲げは、曲げ－回転変換器上に曲げが誘導されるように、本体の曲げによって、または他の部分に対する一部分の回転によって生成されることができる。回転は、発電機のように回転を電気に変換する装置上の回転を誘導する。また、回転は、曲げの結果として多くの回転を誘導するためにギアボックスを利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1a-1f】従来技術を示す図面。
【図2】２つの曲げアームを有するエネルギーハーベストの概念を示す図面。
【図3】２つの曲げアームを有するエネルギーハーベストの分解図を示す図面。
【図4a】静止位置にある２つの曲げアームを有するエネルギーハーベストの側面図。
【図5a】静止位置にある３つの曲げアームを有するエネルギーハーベストを示す図面。
【図6a】エネルギーハーベストの他の実施形態を示す図面。
【図7a-7d】曲げアームと回転子との間の連結を示す図面。
【図8a】エネルギーハーベストの他の実施形態を示す図面。
【図9a】エネルギーハーベストの他の実施形態を示す図面。
【図10a】エネルギーハーベストの他の実施形態を示す図面。
【図11a-11b】曲げアームと回転軸との間の連結を示した概略的な図面。
【図12】ギアを有する発電機の全般的な図面。
【図13】ウォーキングからエネルギーをハーベスティングするためにエネルギーハーベストを利用する例を示す図面。
【図14】曲げ可能な手足からエネルギーをハーベスティングするためにエネルギーハーベストを利用する例を示す図面。
【図15】風または波からエネルギーをハーベスティングするためにエネルギーハーベストを利用する例を示す図面。
【図16】木からエネルギーをハーベスティングするためにエネルギーハーベストを利用する例を示す図面。
【図17】タイヤからエネルギーをハーベスティングするためにエネルギーハーベストを利用する例を示す図面。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本特許出願は、好ましくは、発電機のＲＰＭを増加させるギアを通じて、曲げを発電機を回転させる直線運動に変換することにより、前後に曲がる本体からエネルギーをハーベスティングすることに関する。
【0015】
本体５００の曲げを電気に変換するエネルギーハーベスト５を概念的に説明する図２を参照する。エネルギーハーベストは、発電機４０、曲げ要素９及び変換器３２を含む。発電機４０は、回転軸に連結された回転子４３、及び固定子４１を含み、曲げ要素９は、前面３０１及び後面３０２を有する曲げアーム３０を含む。固定子及び曲げアームの後面は、本体５００に直間接的に固定される。回転軸４２は、第１連結点３２１で曲げ－回転変換器３２に連結され、曲げアーム３０の前面３０１は、第２連結点３２２で曲げ－回転変換器３２に連結される。本体５００が曲がると、曲げアーム３０が曲がり、回転子を固定子に対して回転させる。
【0016】
本体５００の曲げを電気に変換するエネルギーハーベスト１の他の実施形態を示した図３及び図４を参照する。エネルギーハーベストは、固定子４１及び回転軸４２に連結された回転子４３を有する発電機４０、曲げ変換器１０、及びコネクタ５０を含む。曲げ変換器は、前面２０１及び後面２０２を有する第１曲げアーム２０、及び前面２１１及び後面２１２を有する第２曲げアーム２１を含む。曲げアームの後面２０２、２１２は、前記曲げアームの間に間隔２２を形成する方式で互いに連結される。回転軸４２は、第１連結点５２でコネクタ５０に連結され、第１曲げアームの前面２０１は、第２連結点５１でコネクタに連結される。第２曲げアーム２１の前面２１１は、コネクタ５０または固定子４１に直接または間接的に連結される。本体が曲がると、曲げアームが曲がり、回転子を固定子に対して回転させる。図４ａは、図３に示された実施形態の側面図である。図４ｂは、本体５００の曲げによって誘導された曲げ位置のエネルギーハーベストを示す。
【0017】
エネルギーハーベストの他の実施形態を示した図５を参照する。本体５００の曲げを電気に変換するためのエネルギーハーベスト６は、固定子４１及び回転子４３を有する発電機４０、曲げ変換器７、及びコネクタ８を含む。曲げ変換器７は、前面７１１と後面７１２を有する上部曲げアーム７１、前面７２１と後面７２２を有する中間曲げアーム７２、及び前面７３１と後面７３２を有する下部曲げアーム７３を含む。前記曲げアーム７１、７２、７３の後面７１２、７２２、７３２は、互いに異なり得る前記上部曲げアーム７２及び中間曲げアーム７３の間に第１間隔９１を形成し、前記中間曲げアーム７２及び下部曲げアーム７３の間に第２間隔９２を形成する方式で互いに連結される。コネクタ８の中間部分８２は、回転子４３に連結された回転軸４２に連結され、前記コネクタ８の上部８１は、上部曲げアーム７１の前面７１１に軸方向に連結され、コネクタ８の下部８３は、下部曲げアーム７３の前面７３１に軸方向に連結される。中間アーム７２の前面７２１は、固定子４１に直接または他の本体を通じて連結される。前記曲げアームが図５ｂに示したように曲がる時、回転子は固定子に対して回転する。
【0018】
【0019】
エネルギーハーベストの他の実施形態を示した図６ａを参照する。運動を電気に変換するためのエネルギーハーベスト２は、固定子４１及び回転軸４２に連結された回転子４３を備える発電機４０、上部水平遮断アーム７４、及び前面１１１と後面１１２を有する上部曲げアーム１１及び前面１２１と後面１２２を備える下部曲げアーム１２を含む曲げ変換器３を含む。上部曲げアーム１１２及び下部曲げアーム１２２の後面は、前記曲げアームの間に間隔１１２２を形成する方式で互いに連結される。エネルギーハーベストは、さらにコネクタ９を含む。回転軸４２は、中間連結点９２でコネクタ９に連結され、上部曲げアーム１１の前面１１１は、上部連結点９１でコネクタに連結される。下部曲げアーム１２の前面１２１は、下部連結点９３でコネクタに連結される。曲げアームの後面１１２、１２２が固定子４０に対して上方へ移動する時、上部曲げアーム１１は、上部水平遮断アーム７４によって遮断され、曲げアームは一方向に固定子に対して回転子を曲げて回転させる。図６のエネルギーハーベストは、下部水平遮断アーム７５をさらに含むことができ、前記曲げアームの後面１１２、１２２が前記固定子４０に対して下へ移動する時、下部曲げアーム１２が下部水平遮断アーム７５によって遮断され、曲げアームは反対方向に固定子に対して回転子を曲げて回転させる。図６ｂは、図６ａに記述されたエネルギーハーベストを示し、曲げ変換器の端部側（すなわち、１１２または１２２）に力が加えられると、曲げアームが曲げられて回転子で回転が誘導される。力はアーム１１と上部水平遮断アーム７４との間の接触点まで曲げアームについてどこにでも適用可能である。
【0020】
静止位置でコネクタ５０に対する曲げアーム２０の前面２０１の互いに異なる連結点を例示した図７ａ及び図７ｂを参照する。図７ａで、発電機の回転子４３に前面２０１の中心を連結した半径はＸ軸に対して９０゜である。ｘ０の移動距離を発生する曲げアームの曲げは、回転子４３を固定子４１に対して４５゜だけ回転させる。図７ｂで発電機の回転子４３に前面２０１の中心を連結する半径はＸ軸に対して１１０゜である。ｘ０の移動距離を発生する曲げアームの曲げは、回転子４３を５０゜だけ回転させる。したがって、図７ｂの構成は、図７ａに示された構成に比べて同じ移動距離に対して遥かに高い電力を発生させる。また、連結点は、具体的な適用に合わせて設計を調整することができる。これは、例えば、構造物が静止位置で曲げられた場合である。この場合、変換の効率性は連結点の適切な位置によって変わる。
【0021】
前述のように、連結点をＸ軸に対して９０゜から移動することにより得られた回転子４３の回転は、回転子に対する曲げ力を発生させる可能性があり、これは、発電機に有害であり得る。しかしながら、図７ｄに例示されたように、２つまたは３つのアーム構成でこのような曲げ力が相殺される。
【0022】
本特許出願の他の実施形態を示す図８ａ及び図８ａを参照する。エネルギーハーベスト１００は、本体５００の曲げを電気に変換する。エネルギーハーベストは、発電機４０、及び第１曲げアーム１０２と第２曲げアーム１０３とを備える曲げ要素１０１を含む。曲げアームは、２つのアームの間に間隔１０４が形成されるように遠側１０２２、１０３２で互いに連結される。発電機４０は、本体５００に固定される固定子４１、及びギアを有する回転軸４６に連結される回転子４３を含む。また、エネルギーハーベストは、鋸歯を有する可撓性ベルトを含む、曲げを回転に変換する変換器１０５を含む。曲げアームは、本体に固定され、本体が曲がる時、曲げアームも曲がり、それにより、このような曲げが回転軸４６を回転させて、これが固定子に対して回転子を回転させるようにする。変換器及び回転軸は、曲げを回転に変換するために、ギアの代わりに摩擦を利用することができる。
【0023】
本特許出願の他の実施形態を示す図９ａ及び図９ｂを参照する。エネルギーハーベスト６００は、本体５００の曲げを電気に変換する。エネルギーハーベストは、発電機４０、及び第１曲げアーム５０２と第２曲げアーム５０３とを備える曲げ要素５０１を含む。曲げアームは、２つのアームの間に間隔５０４が形成されるように、遠側５０２２、５０３２で互いに連結される。発電機４０は、本体５００に固定された固定子４１、及びギアを有する回転軸４６に連結される回転子４３を含む。また、エネルギーハーベストは、上部ギアラック５０５ａ及び下部ギアラック５０５ｂを含む、曲げを回転に変換する変換器５０５を含む。曲げアームは、本体に固定されて、本体が曲がる時、曲げアームも曲がり、それにより、この曲げが回転軸４６を回転させ、これが固定子に対して回転子を回転させるようにする。
【0024】
本特許出願の他の実施形態を示した図１０ａ及び図１０ｂを参照する。エネルギーハーベスト４００は、本体５００の曲げを電気に変換する。エネルギーハーベストは、発電機４０、及び第１曲げアーム４０２と第２曲げアーム４０３とを備える曲げ要素４０１を含む。曲げアームは、２つのアームの間に間隔４０４が形成されるように、遠側４０２２、４０３２で互いに連結される。発電機４０は、本体５００に固定された固定子４１、及び摩擦カバーを有する回転軸４６に連結される回転子４３を含む。また、エネルギーハーベストは、上部摩擦要素４０５ａ及び下部摩擦要素４０５ｂを含む、曲げを回転に変換する変換器４０５を含む。曲げアームは本体５００に固定されて、本体が曲がる時、曲げアームも曲がり、それにより、この曲げが回転軸４６を回転させ、これが固定子に対して回転子を回転させるようにする。
【0025】
図１１ａ及び図１１ｂを参照する。図１１ａは、アーム１００１－１、１００１－２と回転軸４２との間の連結の概路図を示す。点１００１－７及び点１００１－８は、Ｘ０の変位が角度α１だけ回転軸を回転させるようにフレキシブルまたはヒンジ連結される。図１１ｂで、フレキシブルまたはヒンジ連結される点１００１－３及び点１００１－６は、固定的である一方、点１００１－４及び点１００１－５は、ヒンジ連結されるか、フレキシブルになるように回転軸により近く移動される。このような幾何学的構造で、同じ変位Ｘ０は、α２＞α１になるように、回転軸をα２だけ回転させる。したがって、図１１ｂに示された構成は、図１１ａに示された構成よりも多い電力を発生し得る。
【0026】
図２～図１１で説明された実施形態を引用する図１２を参照する。図２～図１１に示された実施形態は、前記回転軸の小さな回転が回転子の複数の回転を発生させる方式で、回転軸４２を回転子４３に連結するギア４４をさらに含むことができる。
【0027】
本特許出願において、他の実施形態に示されたエネルギーハーベストは、本体５００の曲げを電気に変換するように設計される。実質的に、発電機４０の固定子４１が曲げ本体の一面に固定され、同時に、曲げアームは、本体の曲げまたは動きに応じて曲がるようになる。「曲げ本体」という用語は、前後に曲がるあらゆる種類の本体を指す。これは、例えば、生体の前後曲げ及びストレッチングする本体の関節、着用者が歩いたり走る間に前後に曲がる靴の靴底、帆柱、木、電柱などを含むことができ、風または波によって傾くことができるあらゆる種類の要素、そして道路と接触する部分が曲がる自動車タイヤであり得る。曲げ本体は、物理的または直接互いに連結されない部分を含み得るが、これらは本特許出願に説明された曲げアームの曲げを誘導する相対的な動きを形成するということに注目する。また、前後とは、エネルギーハーベストの前後曲げまたは動きを誘導する本体の振動を含むということに注目する。
【0028】
人のウォーキングまたはランニングを電気に変換するために、靴５００の内部のエネルギーハーベストを利用するエネルギーハーベストの利用を例示した図１３を参照する。エネルギーハーベストは、発電機の回転子の回転が人のウォーキング及びランニングに最適化された位置にある。それに関して、変換器の主な効果は、指が曲がるＭＰ関節周辺の靴の前面にあることに留意する。エネルギーハーベストは、図１４に例示されたように、曲がる任意の手足５００に適用され得る。
【0029】
変換器を利用して、風力または波のような波力を変換するように変換器を利用するエネルギーハーベストの利用を例示する図１５を参照する。翼のフルスイングが利用されるように発電機の応答時間よりも遅いか、応答時間と同じ速度で前後に振動するように翼５００を設計して、エネルギーハーベストを設計することが好ましい。同様に、図１６は、木の運動からエネルギーをハーベスティングするためのエネルギーハーベストの利用を例示する。
【0030】
タイヤ５００にてエネルギーをハーベスティングするためのエネルギーハーベストの利用を示した図１７を参照する。タイヤは、通常地面と接触すると、数ミリメートルだけ曲がる。エネルギーハーベストは、タイヤ上に配置されて、タイヤが地面との接触点に到逹すると曲がり、発電機が回転して、タイヤの内部に配置されたセンサに電力を供給するように利用される電気を生成する。
【0031】
また、本特許出願の実施形態で説明されたエネルギーハーベストは、家畜の追跡及び本特許出願で記述されたエネルギーハーベストを家畜の手足に連結する健康モニタリングにも用いられることができる。
【0032】
本特許出願の実施形態で説明されたエネルギーハーベストは、曲げまたは微小回転を行う機械にも用いられることができる。例えば、自転車、ロボットアームなどがある。
【0033】
発電機に連結された負荷の抵抗を制御することにより、回転子の機械的負荷を調整して、急激な衝撃からこれを保護することができる。
【0034】
本特許出願は、回転を電気に変換する装置として発電機を言及する。回転を電気に変換する任意の装置を用いることもできることに留意する。
【0035】
また、エネルギーハーベストは、回転軸の回転の結果として回転子の回転速度が増加するように、回転軸を回転子に連結するギアを含むことができることに注目する。ギアは、回転軸の回転に比べて回転子の回転比を増加させるすべてのものを指称する。例えば、ギアは、通常のギアボックスであり得る。また、実際のギアの代わりにスライディング要素を含むこともできる。
【図1a】
【図1b】
【図1c】
【図1d】
【図1e】
【図1f】
【図2】
【図3】
【図4(a)】
【図4(b)】
【図5a】
【図5b】
【図6a】
【図6b】
【図7(a)-7(b)】
【図7(c)-7(d)】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図11(a)】
【図11(b)】
【図12】
【図13(a)】
【図13(b)】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【国際調査報告】