特許ウォッチ

公開番号2025166852
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-07
出願番号2024071002
出願日2024-04-25
発明の名称発電装置
出願人Orbray株式会社
代理人
主分類F03G 1/06 20060101AFI20251030BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】スイッチの動作に伴う衝撃力を緩和し、耐久性を向上可能な発電装置を提供する。
【解決手段】発電装置は、発電機構と、スイッチと、弾性付与手段を備え、発電機構が、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、ハウジングで形成される。捩りコイルバネは第1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、第2可動部品が第2中心軸に軸支される。第1捩りコイルバネの第1巻回部が第1中心軸に巻回され、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る。第2捩りコイルバネの第2巻回部が第1中心軸に巻回され、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る。スイッチは、第2中心軸又は第2中心軸に連結される軸を支点として揺動し、時計方向及び反時計方向に回転する。弾性付与手段は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、第2の端部がハウジングに固定される。
【選択図】図8
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、１つの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中心軸を支点として揺動、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、
弾性付与手段が、第２中心軸に巻回された巻回部分を有する捩りコイルバネであり、弾性付与手段の第１の端部が第２可動部品に連結されていると共に、弾性付与手段の第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ie31が弾性付与手段に付与されており、
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、
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ie31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り、
スイッチの逆方向の回転により第２可動部品が逆方向に一定量回転され、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可動部品が逆方向に一定量回転されると共に、第２可動部品の逆方向の一定量の回転により、弾性付与手段の捩りコイルバネが捩られて、巻回部分が弾性変形を生じ、その弾性変形による弾性エネルギーie32が弾性付与手段の捩りコイルバネに蓄積され、
第１可動部品の逆方向の一定量の回転により、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可動部品が逆方向に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可動部品の一定量の回転により、第１巻回部の自由端が、ハウジングに接触し、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、
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、
第１可動部品が一定量回転した後に、弾性エネルギーie32によって第２可動部品が、更に逆方向に回転されると共に第２中心軸も回転され、スイッチも同一角度だけ回転されてスイッチに於ける上方への突出高さが低減される共に、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可動部品の更なる逆方向の回転が止まり、
次に発電機構の外部から力が加わって、スイッチが動いて第２可動部品が回転するまで、第１可動部品の歯部と第２可動部品の歯部の接触状態を保持する発電装置。

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。
続きを表示（約 1,700 文字）【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】
国際公開第２０１８／１８１３４１号
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、特に車両が進入又は通過すると、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】以降は省略されています）

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