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技術 靴底LED表示ユニット

出願人 株式会社セラテック
発明者 長島進橋本武浩
出願日 2008年7月2日 (12年4ヶ月経過) 出願番号 2008-195465
公開日 2010年1月21日 (10年10ヶ月経過) 公開番号 2010-016321
状態 未査定
技術分野 発光ダイオード LED素子(パッケージ以外)
主要キーワード 衝撃物 圧電発電装置 LED表示ユニット スニーカー 全波整流素子 発生電荷量 充電ユニット ユニット回路
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2010年1月21日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

圧電素子を用いて靴底照明LEDを点灯させる装置において、圧電発電装置が小型でありながら、小さい応力で、多数個のLEDを高輝度発光させ、しかも耐久性にすぐれたLED表示ユニットを提供すること。

解決の手段

図1および図2の圧電発電装置を用いることにより、小さな荷重でも圧電素子には大きな応力がかかり、薄型で違和感がなく、高電圧と大きな電荷量を発生させて多数個のLEDを高輝度で発光させるようにした靴底LED表示ユニット。

概要

背景

従来、表示灯としては発光ダイオードLED)が用いられている。LEDを発光させるための電源として近年圧電発電装置が利用されている。その一例として例えば特願平11−88748で提案されている。これまでLEDの輝度を向上させるために、圧電素子剛体衝突させて大きな電圧を発生させる方式がとられていた。

しかしながら、発生電圧が高くても電荷量はそれほど大きくないために、LEDはせいぜい2個程度しか発光できず、視認性は十分とはいえなかった。

概要

圧電素子を用いて靴底照明LEDを点灯させる装置において、圧電発電装置が小型でありながら、小さい応力で、多数個のLEDを高輝度で発光させ、しかも耐久性にすぐれたLED表示ユニットを提供すること。 およびの圧電発電装置を用いることにより、小さな荷重でも圧電素子には大きな応力がかかり、薄型で違和感がなく、高電圧と大きな電荷量を発生させて多数個のLEDを高輝度で発光させるようにした靴底LED表示ユニット。

目的

本装置は圧電発電装置で発生した電気エネルギーを直接靴底照明に使用することが主目的である

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

3点曲げ構造、またはてこの原理を用いた圧電発電装置靴底に設置し、LEDに直結したLED表示ユニット

請求項2

請求項1において圧電素子発電された電力を、全波整流素子を経由してLEDを点灯させる表示ユニット

請求項3

請求項2で発電した電力を切り替えスイッチを用いてコンデンサまたは二次電池充電させる充電ユニット

技術分野

0001

本発明は圧電素子を用いて発電し、靴底に設けたLEDを発光させる表示ユニットに関するものである。

背景技術

0002

従来、表示灯としては発光ダイオード(LED)が用いられている。LEDを発光させるための電源として近年圧電発電装置が利用されている。その一例として例えば特願平11−88748で提案されている。これまでLEDの輝度を向上させるために、圧電素子に剛体衝突させて大きな電圧を発生させる方式がとられていた。

0003

しかしながら、発生電圧が高くても電荷量はそれほど大きくないために、LEDはせいぜい2個程度しか発光できず、視認性は十分とはいえなかった。

発明が解決しようとする課題

0004

従来考えられていた応用、例えばスニーカー等の靴底照明には、視認性の確保のために、多数個のLEDを取り付ける試みがなされてきた。そのためには圧電素子の発電量を上げるために如何にして大きな衝撃力を与えるかの工夫がなされてきた。そのために衝撃物の移動を容易にするための通路等を設ける必要が生じ、圧電発電装置は大型になり、履いた場合には違和感が生じざるを得なかった。また大きな衝撃力を与え続けるために、破損等信頼性の確保にも配慮しなければならなかった。

0005

圧電発電装置において、小さな衝撃力ないしは応力で大きな発電量を得ようとすれば、圧電素子は出来るだけ厚みを薄くかつ大きな電極面積にすることが求められる。しかし靴底に利用する場合大きな面積体積を有するものは使用上障害となることが多い。また単に発電量が大きいだけでは多数個シリーズに接続したLEDを点灯させるには不十分であり、高電圧を得るためには圧電素子の厚さを必要とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明は、このような課題を解決するために、従来の考え方に反して小面積で0.2mm以上の圧電素子を用いながら発生電荷量を上げ、高い発生電圧を得る構造を検討した。ただし加える力を出来るだけ軽減するために、てこの原理ないしは3点曲げ構造を有する圧電発電装置を導入した。この結果、強い衝撃力は必要とせず、小型薄型でありながら、LEDを多数個シリーズに接続しても十分輝度が得られる靴底LED表示ユニットが提供できる。

発明の効果

0007

本発明では、基板に貼り付けられた圧電素子に曲げ応力を与え、圧縮応力または引っ張り応力を発生させている。この応力に比例して発生電圧が高くなり、また発生電荷量も比例して大きくなる。この結果従来の課題であったLEDを多数個シリーズに接続して十分な輝度を得る課題を一気に解決させたものである。また強い衝撃力を与える必要もなく衝撃による破損も克服することが出来た。

0008

本装置は圧電発電装置で発生した電気エネルギーを直接靴底照明に使用することが主目的であるが、コンデンサ二次電池充電しておくことも可能である。

発明を実施するための最良の形態

0009

以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。

0010

図1は本発明に用いた圧電発電装置の内、てこの原理をもちいたものであり、図2は3点曲げ構造のものである。図3は本発明請求項1のユニット外形図である。図3の図中で1は圧電素子、2は弾性板、3は支点、4はLEDである。

0011

図4は本発明請求項2のユニット回路図である。図中5は整流素子、6は請求項3のコンデンサまたは二次電池、7は請求項3充電切り替えスイッチである。

0012

図5は靴底LED表示ユニットを取り付けたスニーカーの概観図である。

0013

以上述べた如く本発明によれば、圧電素子に大きな衝撃を与えることなく、多数個のLEDを高輝度で点灯させ、しかも破損事故等もなく耐久性のある靴底表示ユニットを提供することが可能になった。

図面の簡単な説明

0014

本発明に用いたてこの原理を用いた圧電発電装置の一例 本発明に用いた3点曲げ構造の圧電発電装置の一例 本発明の靴底表示ユニットを示す外形図本発明のユニット回路図 本発明の靴底表示ユニットを実装したスニーカー

符号の説明

0015

1圧電素子
2弾性板
3支点
4LED
5整流素子
6コンデンサまたは二次電池
7充電切替えスイッチ
中敷
9 表示ユニット

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