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公開番号2020195227
公報種別公開特許公報(A)
公開日20201203
出願番号2019099940
出願日20190529
発明の名称表示器
出願人個人
代理人
主分類H02K 35/02 20060101AFI20201106BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】人の手足に表示器を取り付けて、第1マグネットを移動させ、第1コイルに誘導電流を発生させ、発光ダイオードを点灯する表示器の提供。
【解決手段】第1マグネット3を有するパイプ6の外周に有る第1コイル5をケース10に取り付け、第1マグネット3にワイヤー13を接続して、ワイヤー13の端部と振り子17の端部を接続する。ケース10に磁性体9を取り付けて、第1マグネット3を吸引して近づけ、極性の異なる2つの発光ダイオードを有する表示器1を人の足首に取り付ける。人が移動してケース10を停止させ、振り子17が移動してワイヤー13を引っ張り、第1マグネット3と振り子17の慣性力が、第1マグネット3と磁性体9の吸引力を超えた時に、第1マグネット3が第1コイル5内を通過し、誘導電流を発生させて2つの発光ダイオードを点灯させる。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
第1コイルに誘導電流を発生させる第1マグネットをパイプに入れ、前記第1コイルを前記パイプの外周に取り付け、外部より振動を加えて前記第1マグネットを移動させ、前記第1コイルに誘導電流を発生させる振動発電装置と誘導電流で発光する発光ダイオードを有する表示器において、
前記第1コイルをケースに取り付け、前記第1マグネットの端部にワイヤーを接続し、前記ワイヤーの他方の端部を振り子の下部へ接続し、
一方で、前記第1マグネットの磁力により吸引力を得る磁性体を、前記ケースに取り付けて、前記第1マグネットを前記磁性体に近づけておき、
前記ケースに取り付けた円柱棒に前記振り子の上部を取り付けて、前記ケースを移動させて停止させ、
前記第1マグネットと前記振り子に加わる慣性力により、前記円柱棒を支点として前記振り子が移動し、前記ワイヤーを引っ張り、
慣性力が前記第1マグネットと前記磁性体の吸引力を越えた時に、前記第1マグネットが前記第1コイル内を移動し、前記第1コイルに誘導電流を発生させ、発光ダイオードを点灯させる事を特徴とした表示器。
続きを表示(約 1,200 文字)【請求項2】
請求項1記載の表示器において、
前記ケースを移動させて停止させ、前記第1マグネットと前記振り子に加わる慣性力により、前記第1マグネットが移動し、前記円柱棒を支点として前記振り子が移動して前記ケースに当り、
慣性力の反動と重力により、移動した振り子が元の位置方向へ移動して、前記第1マグネットを元の位置方向へ押し、前記第1マグネットを移動させる事を特徴とした表示器。
【請求項3】
第1コイルに誘導電流を発生させる第1マグネットをパイプに入れ、前記第1コイルを前記パイプの外周に取り付け、外部より振動を加えて前記第1マグネットを移動させ、前記第1コイルに誘導電流を発生させる振動発電装置と誘導電流で発光する発光ダイオードを有する表示器において、
前記第1コイルをケースに取り付け、前記第1マグネットの磁力により吸引力を得る磁性体を、前記ケースに取り付けて、前記第1マグネットを前記磁性体に近づけておき、
前記ケースに取り付けた円柱棒に振り子の上部を取り付けて、前記ケースを移動させて停止させ、
前記第1マグネットと前記振り子に加わる慣性力により、前記円柱棒を支点として前記振り子が移動して前記ケースに当り、
慣性力が前記第1マグネットと前記磁性体の吸引力を越えた時に、前記第1マグネットが前記第1コイル内を移動し、前記第1コイルに誘導電流を発生させ、発光ダイオードを点灯させ、
更に、慣性力の反動と重力により、移動した振り子が元の位置方向へ移動して、前記第1マグネットを元の位置方向へ押し、前記第1マグネットを移動させる事を特徴とした表示器。
【請求項4】
第1コイルに誘導電流を発生させる第1マグネットをパイプに入れ、前記第1コイルを前記パイプの外周に取り付け、外部より振動を加えて前記第1マグネットを移動させ、前記第1コイルに誘導電流を発生させる振動発電装置と誘導電流で発光する発光ダイオードを有する表示器において、
前記第1コイルをケースに取り付け、前記第1マグネットの磁力により吸引力を得る磁性体を、前記ケースに取り付けて、前記第1マグネットを前記磁性体に近づけておき、
前記ケースを移動させて停止させ、
前記第1マグネットに加わる慣性力が前記第1マグネットと前記磁性体の吸引力を越えた時に、前記第1マグネットが前記第1コイル内を移動し、前記第1コイルに誘導電流を発生させ、発光ダイオードを点灯させ、
移動した第1マグネットが前記ケースに当り、その慣性力の反動と重力により、前記第1マグネットを元の位置まで移動させ、
前記第1マグネットの往復の移動距離が、前記第1コイルの左右より、それぞれ、前記第1マグネットの長さの50%から170%の長さの移動距離にしたことを特徴とする表示器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、マグネットがコイル内を移動し、コイルに誘導電流を発生させる振動発電装置の電気エネルギーで、発光ダイオードが点灯してその場所を知らせる表示器に関する物である。
続きを表示(約 5,900 文字)【背景技術】
【0002】
夜間の散歩に於いて、人の存在を外部に知らせる場合、電灯の保持や電池駆動の表示器を身体に取り付けたり、身体に反射板を取り付けるなどの方法が有り、或は、マグネットがコイル内を移動して発電する振動発電装置の電力を利用して、電球を光らせるものがあり、その中で、振動発電装置を応用した物が数多く提案されている。
【0003】
1つは、発電部のパイプ内にマグネットを挿入し、パイプの外側にコイルを設け、マグネットの自重を利用して、コイル下部に前記マグネットを配置しておき、一方で、発電部のマグネットに反発力を与える極性の移動部のマグネットを近づけて、発電部のマグネットを反発させてコイル内を通過させ、電気エネルギーを得ている。
更に、移動部のマグネットが移動して遠ざかり、両マグネットの反発する磁力が弱まることで、発電部のマグネットの自重により、コイル内を通過して元の位置に戻している。(文献1)
【0004】
その他に、振動発電装置のマグネット下部にバネを接続してパイプの外側にコイルを設け、それら全体に振動を与えて、マグネットがコイル内を移動して発電しているものもある。(文献3)
或は、バネの代わりに、マグネットに反発力を与える極性のマグネットを、パイプの下部に配置し、同様に全体に振動を与えて発電エネルギーを取得している物もある。(文献2)
その他、振動発電装置をそのまま上下に振って、内部のマグネットを移動させ、電球を発光させる物や、振動発電装置を服に取り付けて電球を発光させる物がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開昭60−13464号公報
特開2010−200479号公報
特開2002−374661号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1で提案されているように、移動部のマグネットを利用して発電部のマグネットを移動させて発電し、復帰時に発電部のマグネットの自重を利用しているものについては、発電部を傾斜させた場合、元の位置へ戻らなくなる可能性があり、移動部のマグネットを人体に取り付ける構造が複雑になる可能性がある。
【0007】
文献2、3に於いては、パイプ内のマグネットに振動を与え、マグネットの大きさと移動速度によりコイルに発生させる発電量が決まる為、早い振動が求められる。
その為、装置を横にして人の足に取り付け、マグネットを移動させて発電を行なうようにした場合、パイプ内のマグネットは、人の歩く速度にあわせて移動することになる。
また、パイプ内を移動する距離は不安定で発電効率も低下し、その電気エネルギーで発光ダイオードを点灯した場合には、発電はするものの、照度が落ちてしまう場合がある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の振動発電装置の電気エネルギーで発光ダイオードが点灯する表示器は、表示器を人体に取り付けて人が移動した場合、停止時に於ける表示器内部の振り子の慣性力を利用して、発光ダイオードを点灯するようにしたもので、第1コイルに誘導電流を発生させる第1マグネットに柔軟性のワイヤーを接続し、これらをパイプ内に収める。
円柱棒が支点となる振り子の下部にワイヤーの端部を接続し、又、パイプの外周に第1コイルを設け、円柱棒と第1コイルをケースに固定する。
【0009】
第1マグネットに吸引力を与えるネジ状の磁性体を、内部がネジ状で非磁性体のナットに挿入し、この磁性体を移動して第1マグネットが吸引して近づくようにする。
この磁性体の移動により、磁性体と第1マグネットの距離が変化して、磁力による吸引力が調整できるようになる。
これにより、第1マグネットと磁性体は通常の状態では吸引して近づいている状態となっている。
【0010】
ケース裏面にバンドが取り付けられており、このバンドにより表示器を人体の手足に取り付ける。
人が垂直に立っている状態でケースを水平に足に取り付けた場合、人が歩いて停止すると、振り子の上部を支点として、振り子の下部は惰性の方向へ動き、ワイヤーを引っ張り始め、ワイヤーは伸びていく。
【0011】
停止した時に生じる第1マグネットと振り子の惰性による慣性力が、第1マグネットと磁性体との吸引力を上回った瞬間に、第1マグネットは、歩く速度よりも速く惰性方向へ移動して第1コイル内を通過する。
この時、第1コイル内には誘導電流が発生して、その出力により終端の発光ダイオードが点灯する。
【0012】
また、ワイヤーに接続された第1マグネットは、振り子の移動方向へ移動して、柔軟性のワイヤーが緩むことにより、第1マグネットはワイヤーが緩んだ領域分まで移動することが可能となり、第1マグネットは振り子の移動方向へ加速する形となって移動する。
その結果、第1マグネットの移動速度は、ケースの移動速度より速く第1コイル内を移動し、その瞬間的移動により第1コイルに発生する誘導電流は増大して、高い電気エネルギーが発生する。
【0013】
その後、移動した第1マグネットは、振り子の移動距離に加えて、ワイヤーの緩みにより発生する距離の分まで移動し、第1マグネットに取り付けられた接続板と振り子が衝突する。
更に、振り子に衝突した接続板は、その惰性の反動により反発移動して磁性体が有る方向へ移動し始め、続いて振り子の反発力も加わり、第1マグネットに取り付けられた接続板の端部を振り子が押していく。
一方で、磁性体より得られる磁力も加わり、第1マグネットは、再度、第1コイル内を通過して元の位置へ移動し、磁性体と第1マグネットは吸引して近づく。
【発明の効果】
【0014】
本案に於いては、人が停止したときに繰り返し生じる慣性力を利用して、ある一定の慣性力が振り子と第1マグネットに加わった場合、ワイヤーに大きな引っ張る力を与える。
その後、ワイヤーを引き続け、第1マグネットと磁性体の吸引力を上回った瞬間、パイプ内の第1マグネットが、歩く速度より速く、第1コイル内を移動して瞬間的な電気エネルギーを発生させて、発光ダイオードを点灯することができる。
【0015】
又、振り子がケースに衝突し、更に、第1マグネットが振り子に衝突した衝撃による反動で、再度、第1マグネットが第1コイル内を通過して発電し、電力を取り出すことができる。
更に、振り子と磁性体により第1マグネットを元の位置へ戻すことが出来るので、第1マグネットの移動距離が常に一定で安定した発電を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
本発明の表示器の実施形態を示したもので、表示器を人の手足に取り付けた図である。
表示器の詳細を示した斜視図である。
図2の第1コイルとパイプ部分の断面図であって、第1マグネットの移動前の状態を表した図である。
本発明の表示器の実施形態を示したもので、振り子が移動して、ワイヤーを引っ張った状態を表した図である。
第1マグネットが左へ移動した状態を表した図である。
振り子により、接続板が右へ押される状態を表した図である。
本発明の実施形態における表示器の他の実施形態を示したもので、図3のケースとパイプを短くし、更に、ワイヤーを削除した状態を表した図である。
本発明の実施形態における表示器の他の実施形態を示したもので、図3のケースを短くし、更に、ワイヤーと振り子を削除した状態を表した図である。
第1コイルと電線、及び2個の発光ダイオードを示した回路図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【0017】
以下、本発明に係る表示器1の好適な実施形態を、図面に従って説明する。
図1は本発明の表示器1を人体の手や足に取り付けた図であり、図2はその詳細を示した斜視図であり、図3は第1コイル5とパイプ6、第1マグネット3部分等を断面で表した図である。
【0018】
図1、図2で示すように、表示器1を人体の手や足に取り付ける為に、図2に示すように、ケース10の裏面にはバンド19があり、夜の外出や散歩時に図1に示すように手や足首にバンド19を巻きつけ、先端のオス面ファスナー11とメス面ファスナー14を連結させて固定する。
【0019】
表示器1の内部構造は、図2の斜視図と図3の断面図で示すように、パイプ6内部に有る第1マグネット3の片側にクッション8を取り付け、第1マグネット3の左端部に接続板4を接続し、接続板4の他方の端部に柔軟性のワイヤー13を接続する。
接続板4は、第1マグネット3が第1コイル5より出る距離を調整する役目や第1マグネット3を元の位置へ戻すためにも利用されており、必要がない場合は取り付けないで、第1マグネット3とワイヤー13を直接接続してもよい。
【0020】
パイプ6の外周には第1コイル5が有り、ケース10に取り付けられ、第1コイル5から発生する誘導電流は電線12により、ケース10の左右の側面に取り付けられた第1発光ダイオード2と第2発光ダイオード20に出力され、その電気配線内容は図9のように示される。
【0021】
図3に示すように、ケース10の左側にはクッション16が取り付けられ、第1マグネット3にはクッション8が取り付けられており、これらは、振り子17や第1マグネット3が移動してケース10に当たり、その時に発する衝突音や衝撃を吸収する為のものであり、動作状支障がなければ利用しなくても良く、クッションの材質は非磁性体のゴム、ウレタン、ナイロン等で形成され、バネを利用しても良い。
【0022】
図3に於いて、ワイヤー13の他方は振り子17の下部に取り付けられている。
振り子17の上部には穴が開いており、その穴には円柱棒15が挿入されており、円柱棒15はケース10に固定され、振り子17は円柱棒15を支点として、振り子17の下部が半円をえがくように回転移動できるようにしている。
【0023】
これにより、図3に示すように、ケース10が水平の状態では、重力により振り子17の下部は円柱棒15の真下付近にある。
また、振り子17にはおもり18を取り付け、振り子17の半回転移動に力を与えるようにして、おもり18の重さによって、ワイヤー13の引っ張る力を変化できる役割をしている。
その為、振り子17だけでワイヤー13を十分に引っ張ることが可能な場合はおもり18を省いても良い。
【0024】
ケース10の右側面には、ネジ穴がある非磁性体のナット7が固定され、そのナット7内を移動できるネジ状の磁性体9が取り付けられており、第1マグネット3は、ケース10が水平で通常の状態であれば、パイプ6内の任意の位置にあり、或は、第1マグネット3の磁力により右側に移動して磁性体9と吸引し合い、停止している。
このとき、磁性体は、鉄やマグネット、フェライト、コバルト等の材質を利用する。
【0025】
図2で示すように、ケース10の裏面にはバンド19が取り付けられ、各々の端部にはオス面ファスナー11とメス面ファスナー14が取り付けられ、この面ファスナー同士を繋ぎ合わせて、人の手足にケース10を取り付ける。
【0026】
例えば、このケース10を人の右足首にバンド19により水平に取り付け、図1の右足に示すように、人が停止して垂直になっている状態では、第1マグネット3は、パイプ6内の任意の位置にあり、或は、磁性体9と吸引し合い、図3で示すようにケース10の右側面に位置している。
続いて、人が歩き出し、右足が動き出して停止すると、その惰性による慣性力により、振り子17は図4のように移動して、ワイヤー13を引っ張り、ワイヤー13は伸びていく。
【0027】
この時、右足が移動して停止した時に生じる振り子17とおもり18と第1マグネット3の慣性力が、第1マグネット3と磁性体9の吸引力を超えた場合、第1マグネット3は歩く速度よりも速く第1コイル5内を移動して、図5で示す様に、接続板4が振り子17に接触する位置まで移動する。
【0028】
これにより、第1コイル5には正逆の誘導電流が発生して、それぞれ極性が違う前方の第1発光ダイオード2と後方の第2発光ダイオード20が点灯して、前後方に人の存在を知らせることができる。
また、歩くスピードが早い場合は、振り子17とおもり18と第1マグネット3に加わる慣性力も増大し、ワイヤー13を引く力も増していき、第1マグネット3と磁性体9の吸引力を大幅に超え、切り離しが容易に行なわれ、第1マグネット3が第1コイル5内を移動するスピードは増して、更に高い電力を得ることができる。
【0029】
振り子17が移動する慣性力は、それに取り付けられたおもり18の重さや取り付け位置、振り子17の支点の位置やワイヤー13の取り付け位置等により異なり、一方で、第1マグネット3と磁性体9の吸引力も、第1マグネット3の磁力の大きさや磁性体9の種類、間隔等により異なる。
それにより、最適な発電が行なえるように、ナット7内の磁性体9を移動させて、第1マグネット3の移動がスムーズに行なえるように調整する。
【0030】
また、磁性体9と第1マグネット3の切り離しが常に一定の条件で行なわれ、磁性体9の位置が常に同じ場所の場合は、磁性体9をネジ状にせず、ナット7を削除して磁性体9をケース10の右側面に固定してもよい。
(【0031】以降は省略されています)

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