JPH1077947A - 発電方法及びその装置 - Google Patents

発電方法及びその装置

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JPH1077947A
JPH1077947A JP8271272A JP27127296A JPH1077947A JP H1077947 A JPH1077947 A JP H1077947A JP 8271272 A JP8271272 A JP 8271272A JP 27127296 A JP27127296 A JP 27127296A JP H1077947 A JPH1077947 A JP H1077947A
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JP
Japan
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generator
input shaft
floating
power
water
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JP8271272A
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Toshihiko Yamashita
俊彦 山下
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

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  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 照明器の電源、または、航路標識や、は
えなわ漁法などに用いる照明付き浮子の電源や、受信
器、送信器、位置測定用装置（Ｇ，Ｐ，Ｓ）或いは、陸
上における人力駆動の軽車両の照明用発光器に供給する
電力を発電する方法と、その装置を提供することにあ
る、 【解決手段】 水上に浮ぶケース２内に発電機Ｍを設
け、上記ケース２に対して昇降自在に装着した入力軸２
３を、水の昇降に伴って昇降させ、この入力軸２３の昇
降運動を前記発電機Ｍの駆動軸の回転に変えることによ
り、発電機Ｍを駆動し、この発電機Ｍの発生電力によ
り、ケース２上の発光器１６を点灯させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術的分野】この発明は、例えば、真珠
や牡蛎などの養殖用筏に取付ける照明器の電源、また
は、航路標識や、はえなわ漁法などに用いる照明付き浮
子の電源や、受信器、送信器、位置測定用装置（Ｇ，
Ｐ、Ｓ）或いは、陸上における人力駆動の軽車両の照明
用発光器に供給する電力を発電する方法と、その装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】養殖用の筏や、はえなわ漁法などに用い
る浮子、或いは航路標識、受信器、送信器、位置測定用
装置のような水上に浮かべる設備には発光器を取付け
て、夜間の他の舟からその存在がよく分かるようにして
いるが、これらの発光器の電源としては蓄電池を用いて
いる。また、陸上における手押し車などの軽車両には発
光器のようなものは取付けられていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような水上に浮
かべる各種設備の発光器は一晩中点灯しておくひつよう
があるため、容量の大きい電池を搭載した電源ボックス
が必要であるが、この電池として乾電池を使用した場
合、寿命が短いため著しく手数のかかる取り替え作業が
必要になると共に、交換により不用となった乾電池を、
海洋投棄してしまう場合が多いので問題であった。
【０００４】そこで、この発明の課題は水面の上下のよ
り発生するエネルギーを利用したり、陸上における自転
車や手押し車などの軽車両の場合は、車輪のタイヤの回
転を利用することにより、極めて小さい駆動力により発
電させることができる方法と、その装置を提供すること
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明は水上に浮ぶ浮上ケース内に発電機を設
け、上記浮上ケースに対して昇降または回転自在に装着
した入力軸を、水の昇降や流れに伴って昇降または回転
させ、この入力軸の昇降運動や回転運動、あるいは浮上
ケースの揺動運動を偏芯重錘を有する入力軸の回転運動
にかえ、これらの回転運動で発電機を駆動して発電させ
る構成と、自転車や手押し車のような軽車両やステッキ
に発電機を設け、この発電機の駆動軸に設けた摩擦ロー
ラーを前記軽車両の車輪のタイヤに接触させ、あるいは
ステッキの上下運動のよる作用棒の昇降などを利用し
て、発電機に電力を発生させる構成を採用する。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の実施形態
を添付図面に基いて説明する。
【０００７】図１は、この発明の第１の実施形態を示す
もので、Ａは真珠などの養殖用の筏、２はその上に載せ
て、適宜の手段により、固定したケースで、プラスチッ
クなどで形成され、このケース２内に発電機Ｍを設け
る。
【０００８】この発電機Ｍは図２、図３に示すように公
知のモーターと同一の構造を有するもので、本体３の内
側にコイル４を巻いた複数の磁極５を円形に配置してス
テーター６とし、このステーター６の各磁極５の端面に
は、図４の拡大図のように、軸方向の複数の凸条７が設
けてある。
【０００９】１１はステーター６の内側に同芯に装着し
た永久磁石からなるローターで、その外周には軸方向の
多数の凸条１２が形成されている。１３は前記ローター
１１に同芯に固定した駆動軸で、本体３の両側の軸受に
より回転自在に支承されている。
【００１０】上記ケース２の上部を密閉した蓋１４に
は、管柱１５を固定し、この管柱１５の上端の透明のケ
ース１７を設け、その中に複数の発光器１６を固定す
る。また、前記駆動軸１３の端部には弾性を有する天然
ゴム、合成ゴム、プラスチックなどの弾性体からなる弾
性筒２０を固定し、この弾性筒２０にピニオンギャ２１
の中心の孔を被せて固定する。
【００１１】２３はケース２の底板に水密を保って昇降
自在に貫通せしめた入力軸で、その上端に固定したラッ
クギャ２４を前記駆動軸１３のピニオンギャ２１に噛合
させる。そして、上記入力軸２３の下端には円板状や角
板状の抵抗板２５を固定して、水の上下に伴って入力軸
２３がケース２に対して上下し、ラックギャ２４とピニ
オンギャ２１の噛合を介して駆動軸１３が駆動されるよ
うにする。
【００１２】上記実施形態の場合、水の上下に伴い、抵
抗板２５がケース２に対して上下してこれと一体の入力
軸２３が上下し、その上端のラックギャ２４がピニオン
ギャ２１を回転させ、このギャ２１と一体の駆動軸１３
が回転し、発電機Ｍのローター１１を回す。
【００１３】上記の作用において、ローター１１は永久
磁石であるから、その各凸条１２はステーター６の各凸
条７に吸収され、駆動軸１３が自由状態のときは、図６
（Ｉ）の位置に引き戻そうとする吸引力が図６（ＩＩ）
の矢印ａのように動き、ローター１１の回転を阻止しよ
うとする抵抗が生じる。
【００１４】しかし、入力軸２３の軸方向の移動力によ
り、弾性筒２０を歪ませて入力軸２３はさらに移動しよ
うとするから、その移動力が回転力として弾性筒２０に
蓄積され、この蓄積された回転力が上記磁力の吸引力に
より抵抗に打ち勝ったとき、ローター１１が図６（ＩＩ
Ｉ）の矢印のように勢いよく回転する。
【００１５】その際にステーター６のコイル４に高圧の
起電力が発生して発電する。この発電したでんりょく
は、リード線１９により発光器１６に伝わって発光させ
る。上記の作用により、入力軸２３が上下する毎に、発
光器１６が発光するので乾電池のようなものは不用にな
る。なお、上記発光器１６を複数とすることにより発光
時の高度を高め得る。
【００１６】上記の実施形態の駆動軸１３と入力軸２３
の連動機構は一例にすぎず、その他の色々な機構のもの
を利用できる。
【００１７】図７の第２の実施形態は水の上下を利用す
る点で第１の実施形態と同じであるが、駆動手段として
スクリュウを用いる点が異なる。この場合発電機Ｍをそ
の駆動軸１３が垂直下向きになるようにケース２内に装
着し、入力軸２３はケース２の底板に水密を保って回転
自在に貫通せしめその上端を弾性筒２０により前記駆動
軸１３に連結する。
【００１８】そして、入力軸２３の下端にはスクリュウ
２６を固定して水が上下する毎に入力軸２３が回転して
発電機Ｍを駆動せしめる。その他の構成や作用は実施形
態１と同じである。
【００１９】上記の各実施形態は水も上下を利用するも
のであるが、図８、図９に示す第３の実施形態は潮流を
利用するものである。この場合も発電機Ｍの構造は実施
形態１と同じであるから、内部の説明は省略するが、こ
の場合発電機Ｍは、図７と同様に、その駆動軸１３が縦
になるように垂直にケース２内に取付ける。
【００２０】また、ケース２の上部の構成も図１と同じ
であるから詳細な説明は省略する。この場合、入力軸２
３はケース２の底板に水密を保って回転自在に貫通せし
めその上端を弾性筒２０により前記駆動軸１３に連結す
る。
【００２１】また、上記入力軸２３の下端には複数のア
ーム２７を放射状に設け、この各アーム２７の先端に椀
形の水流受け２９を一定の方向に向けて固定することに
より、水流が発生すると水流受け２９が水流を受けて入
力軸２３を一定の方向に回転させて、弾性筒２０を介し
駆動軸１３を回して発電するものである。
【００２２】図１０に示す第４の実施形態は上記図８、
図９の水流受け２９の変わりにプロペラ３０を用いたも
ので、この場合入力軸２３の下端に傘歯車３１を固定
し、ケース２の下面に設けて入力軸２３を中心に回転自
在としてブラケット３２に装着した水平の回転軸３３の
外端に前記プロペラ３０を固定し、さらに、ブラケット
３２を後方に延ばして、その後端に方向安定板３５を設
け、前記回転軸３３の内端には前記傘歯車３１に噛合す
る傘歯車３４を設ける。この実施形態では水流が生じた
場合、安定板３５の作用でプロペラ３０がブラケット３
２と共に水流の方向に向いてプロペラ３０が回り、その
回転で駆動軸２３が回り前記各実施形態と同じ作用が行
われる。
【００２３】図１１は、ケース２の下部に設けた偏芯重
錘３６で発電機Ｍを駆動する実施形態で、この場合、ケ
ース２の上部内に取付けた発電機Ｍの駆動軸１３を垂直
にして、その下端にピニオンギャ４１を固定し、ケース
２の下部に重錘室３７を設け、この重錘室３７の上部に
垂直の入力軸２３を回転自在に装着し、この軸２３の下
端には偏芯重錘３６を固定する。上記軸２３の上端のケ
ース２内の部分には大径のギャ３９を固定する。４０は
ケース２内の中間部に回転自在に装着した垂直の中間軸
で、この軸４０の下部に固定したピニオンギャ４１を前
期ギャ３９に噛合させる。
【００２４】上記中間軸４０の上部には大径のギャ４２
を固定し、これを前期ピニオンギャ２１に噛合させて、
入力軸２３が回転すると、この入力軸２３の回転より速
い速度で駆動軸１３が回転する構成とする。その他の構
成は上記各実施形態と同じであるから詳細な説明は省略
する。
【００２５】この実施形態の場合、筏Ａと共に、ケース
２が揺動すると、前期入力軸２３などもケース２と共に
傾斜し、偏芯重錘３６がケース２の傾斜した方向に回転
する。このため、入力軸２３の回転が、ギャ３９、４
１、４２、ピニオンギャ２１を介して駆動軸１３を回
し、前期各実施形態と同様に、発電機Ｍを発電させ、そ
の発生電力で発光器１６を発光させる。
【００２６】なお、ケース２の揺動のともない可逆回転
する偏芯重錘３６の揺動角を一定に規制すると共に、規
制角１／２の点を越えると、レバーと引きバネと（図示
省略）で回転方向に強制的に回転する回転力を付与して
おくと、駆動軸１３の強制駆動により発電効率が向上す
る。
【００２７】図１２、図１３に示す実施形態は自転車Ｂ
に発電機Ｍを取付けた場合であり、この場合、発電機Ｍ
は前期図２ないし図４と同じものであるが、駆動軸１３
に駆動用の摩擦ローラー４６を固定してある。発電機Ｍ
の本体３には図１３のようにアーム４７を固定し、前期
自転車Ｂのフレーム４９に固定したブラケット５０に上
記アーム４７を軸５１により回転自在に取付ける。そし
て、アーム４７とフレーム４９の間に引きバネ５２を装
着して、図１３の実線のように、アーム４７を外向きに
したときは摩擦ローラー４６がタイヤ４５から離れ、バ
ネ５２に抗してアーム４７を内向きにする摩擦ローラー
４６がタイヤ４５に圧着するようにしてある。
【００２８】図１４、図１５に示す実施形態は老人用の
手押し車Ｃに発電機Ｍを取付けた場合であり、この場
合、発電機Ｍは手押し車Ｃの前輪または後輪のタイヤ５
３により駆動するもので、発電機Ｍは前期図２ないし図
４と同じものであり、図１２と同様に駆動用の摩擦ロー
ラー４６を固定してある。また、発電機Ｍは手押し車Ｃ
のフレーム５４の取付けるが、その取付け構造は図１３
の自転車Ｂの場合と同じである。
【００２９】即ち、図１５のように、発電機Ｍの本体３
にはアーム４７を固定し、手押し車Ｃのフレーム５４に
固定したブラケット５０に上記アーム４７を軸５１によ
り回転自在に取付ける。そして、アーム４７とフレーム
５４の間に引きバネ５２を装着して、図１４の実線のよ
うに、アーム４７を外向きにしたときは摩擦ローラー４
６がタイヤ５３から離れ、バネ５２に抗してアーム４７
を内向きにすると摩擦ローラー４６がタイヤ５３の圧着
するようにしてある。
【００３０】図１６、図１７に示す実施形態はステッキ
Ｄに発電機Ｍを仕込んだもので、６０はステッキの本体
で中空であり、その下端内に作用棒６１を昇降自在に装
着し、この作用棒６１を下方に押すバネ６２を本体６０
の下部内に装着し、作用棒６１の上端には連動杆６３を
固定する。本体６０の上端の中空の握り部６４内には小
型の発電機Ｍを内蔵せしめる。この発電機Ｍは前記図２
ないし図４と同じものであるが、駆動軸１３に駆動用の
タイミングプーリー６５を固定してある。そして、前記
連動杆６３の上端には、ラックギャ６６を固定し、本体
６０内に、このラックギャ６６の噛合するピニオンギャ
６７を回転自在に装着し、このラックギャ６７と一体の
タイミングプーリー６９と前期タイミングプーリー６５
にタイミングベルト７０を掛けて連動杆６３が上下する
と、発電機Ｍの駆動軸１３が回転する構造とする。
【００３１】また、前記握り部６４などの一部を透明ま
たは半透明の光線透過部７１とし、この部分の内部に発
光器７２を設け、これと、前記発電機Ｍとをリード線７
３で連結して発電機Ｍが駆動されると発光器７２が発光
する構造とする。
【００３２】この実施形態の場合、使用者がステッキＤ
を持って歩行する際に、ステッキＤを地面に押し付けて
作用棒６１を本体６０内に押込み、次いで、ステッキＤ
を上げて作用棒６１を地面から離すと同時に、作用棒６
１がバネ６２により元に戻る。上記の作用の繰り返しに
より、連結杆６３が上下してラックギャ６６、ピニオン
ギャ６７、タイミングプーリー６９、タイミングベルト
７０、タイミングプーリー６５を介して駆動軸１３を回
転させ、発電機Ｍで発電させた電力で発光器７２を発光
させる。
【００３３】図１９に示す実施形態は、入山の際貸出し
などで持参する送信装置で、この送信装置は、上記実施
形態の発電機Ｍの駆動軸１３には、手動で発電するハン
ドル８１が設けてあり、発電を必要とする場合にハンド
ル８１を回動する。
【００３４】また発電機Ｍには、発電操作にともない急
難（救助を求めるなど）信号を発する発信器８２が設け
てある。なお、入山する際、発信器８２から発する信号
を登録しておき、持参者を前以て急難基地に知らせてお
く必要がある。
【００３５】
【発明の効果】この発明は、上記のように、水上に浮上
させた筏や浮子に取付けて水の上下や水流あるいは振り
子の揺動により発電機を駆動して発電するようにしたか
ら、その電力で直接発光器を発光させる場合は、従来の
ような取り扱いの面倒な蓄電池や乾電池が不用になる。
また、発電機で発電せしめた電力を充電装置によって電
源用電池に充電し、搭載してある例えば受信器、送信
器、位置測定用機器の電池の充電用にも用いることがで
きる。
【００３６】また、自転車や老人用の手押し車に発電機
を設けた場合、従来の発電機に比較して発電に要するエ
ネルギーが小さいので、発電機の駆動用摩擦ローラーを
軽くタイヤに押し付けるだけで良い。従って、発電状態
でも移動に要する労力が小さくてすみ、老人でも容易に
利用できる。
【００３７】さらに、ステッキに発電機を仕込んだもの
では、歩行に際して、ステッキを地面につく毎に発電す
るので、夜間の歩行時においても遠くから歩行者の存在
が分かり、交通事故の防止に役立つなどの効果があると
共に、電池の電源切れなどがなく急難を知らせることも
できる。
【図面の簡単な説明】
【図 １】この発明の第１実施形態の一部縦断正面図
【図 ２】発電機の拡大縦断側面図
【図 ３】要部の拡大縦断側面図
【図 ４】発電機のステーターとローターの一部を示
す拡大縦断正面図
【図 ５】ラックギャとピニオンギャの拡大正面図
【図 ６】発電機の作用を示す拡大断面図
【図 ７】この発明の第２の実施形態の一部縦断正面
図
【図 ８】この発明の第３の実施形態の一部縦断正面
図
【図 ９】図８のＩ−Ｉ線の横断正面図
【図 １０】この発明の第４の実施形態の一部縦断正面
図
【図 １１】この発明の第５の実施形態の一部縦断正面
図
【図 １２】この発明の第６の実施形態の一部縦断正面
図
【図 １３】要部の拡大側面図
【図 １４】この発明の第７の実施形態の一部縦断正面
図
【図 １５】要部の拡大側面図
【図 １６】この発明の第８の実施形態の正面図
【図 １７】拡大縦断側面図
【図 １８】図１７のＩＩ−ＩＩ線の縦断面図
【図 １９】送信装置の正面図
【符号の説明】
１ 筏 ２ ケース ３ 本体 ６ ステーター １１ ローター １３ 駆動軸 １６ 発光器 ２０ 弾性筒 ２３ 入力軸 ２５ 抵抗板 ２６ スクリュウ ２９ 水流受け ３０ プロペラ ３６ 重錘 ４０ 中間軸 ４５ タイヤ ４６ 摩擦ローラー ６０ 本体 ６１ 作用棒 ６３ 連動杆 Ａ 筏 Ｂ 自転車 Ｃ 手押し車 Ｄ ステッキ Ｍ 発電機 ８１ ハンドル ８２ 送信器

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項 １】 水上に浮ぶ浮上ケース内に発電機を設
    け、上記浮上ケースに対して昇降自在に装着した入力軸
    を、水の昇降に伴って昇降させ、この入力軸の昇降運動
    を前記発電機の駆動軸の回転に変えることにより、発電
    機を駆動して発電させることを特徴とする発電方法。
  2. 【請求項 ２】 水上に浮ぶ浮上ケース内に発電機を設
    けると共に、この発電機の駆動軸と、上記浮上ケースに
    対して昇降自在に装着した入力軸の間に、この入力軸の
    昇降運動を、前記駆動軸の回転に変える伝動手段を設
    け、上記入力軸の水中の部分には水の上下に伴って、こ
    の入力軸を昇降させる抵抗板を設けたことを特徴とする
    発電装置。
  3. 【請求項 ３】 水上に浮ぶ浮上ケース内に発電機を設
    け、上記浮上ケースに対して回転自在に装着した入力軸
    を、水の昇降に伴って回転させ、この入力軸の回転運動
    を前記発電機の駆動軸の回転に変えることにより、発電
    機を駆動して発電させることを特徴とする発電方法。
  4. 【請求項 ４】 水上に浮ぶ浮上ケース内に発電機を設
    けると共に、この発電機の駆動軸と、上記浮上ケースに
    対して回転自在に装着した入力軸とを連結して入力軸の
    回転に伴い、前記駆動軸を回転せしめる伝動手段を設
    け、上記入力軸の水中の部分には水の上下に伴ってこの
    入力軸を回転させる駆動手段を設けたことを特徴とする
    発電装置。
  5. 【請求項 ５】 水上に浮ぶ浮上ケース内に発電機を設
    け、上記浮上ケースに対して回転自在に装着した入力軸
    を、水の流れに伴って回転させ、この入力軸の回転運動
    を前記発電機の駆動軸の回転に変え、発電機を駆動して
    発電させることを特徴とする発電方法。
  6. 【請求項 ６】 水上に浮ぶ浮上ケース内に発電機を設
    けると共に、この発電機の駆動軸と、上記浮上ケースに
    対して回転自在に装着した入力軸とを連結して入力軸の
    回転に伴い、前記発電機の駆動軸を回転せしめる伝動手
    段を設け、上記入力軸の水中の部分には水の流れに伴っ
    てこの入力軸を回転させる駆動手段を設けたことを特徴
    とする発電装置。
  7. 【請求項 ７】 水上に浮ぶ浮上ケース内に発電機を設
    け、上記浮上ケース内に回転自在に装着した縦向きの入
    力軸に前記浮上ケースの揺動に伴い、前記入力軸を全方
    向に回転させる偏芯重錘を固定し、この入力軸の回転運
    動を前記発電機の駆動軸の回転にかえ、発電機を駆動し
    て発電させることを特徴とする発電方法。
  8. 【請求項 ８】 水上に浮ぶ浮上ケース内に発電機を設
    けると共に、この発電機の駆動軸と、上記浮上ケースに
    対して回転自在に装着した入力軸とを連結して入力軸の
    回転に伴い、前記駆動軸を回転せしめる伝動手段を設
    け、上記入力軸には前記浮上ケースの揺動に伴い、前記
    入力軸を全方向に回転させる、偏芯重錘を固定したこと
    を特徴とする発電装置。
  9. 【請求項 ９】 自転車や手押し車などの、人力駆動の
    軽車両に発電機を設け、この発電機の駆動軸に設けた摩
    擦ローラーを前記軽車両の車輪のタイヤに接触させて、
    発電機に電力を発生させ、この電力で前記軽車両の設け
    た発光器を発光させることを特徴とする発電方法。
  10. 【請求項１０】 自転車や手押し車などの、人力駆動の
    軽車両に発電機を設け、この発電機の駆動軸には、前記
    軽車両の車輪のタイヤに接触して摩擦のより、この駆動
    軸を回転させる摩擦ローラーを設け、上記軽車両の一部
    に発電機の発生電力で発光する発光器を設けたことを特
    徴とする発電装置。
  11. 【請求項１１】 歩行補助用のステッキ内に発電機を設
    け、この発電機をステッキの上下運動に伴って発電さ
    せ、この発生電力により、ステッキに設けた発光器を発
    光せさることを特徴とする発電方法。
  12. 【請求項１２】 歩行補助用のステッキ内に発電機を設
    け、前記ステッキの下端に、このステッキの上下運動の
    伴って昇降する作用棒を設け、この作用棒の上下運動が
    前記発電機の駆動軸の回転運動となるように両者を連動
    させる連動手段を設け、前記発電機の発生電力により発
    光する発光器をステッキの一部に設けたことを特徴とす
    る発電装置。
  13. 【請求項１３】 発電駆動軸に手動発電操作用のハンド
    ルを有する発電機と、この発電機に接続され、かつ発電
    にともない急難などの信号を発するように設けた発信器
    とから成る送信装置。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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