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技術 起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電システム

出願人 株式会社三和機工
発明者 石原純一
出願日 2009年9月7日 (9年9ヶ月経過) 出願番号 2009-205775
公開日 2010年4月15日 (9年2ヶ月経過) 公開番号 2010-088293
状態 特許登録済
技術分野 電池等の充放電回路 電磁波による給配電方式 燃料電池(本体) 二次電池の保守(充放電、状態検知) 電池及び電池容器の装着・懸架
主要キーワード 可動電磁石 外部電力供給源 固定電磁石 導線コイル コンセント型 クーロンの法則 真空透磁率 工事原価
関連する未来課題
重要な関連分野

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課題

電気分配によるリサイクルシステムが可能となり、消費電力発電電力との反比例の作用により生じる電力不足の問題を容易に解決できるものとした起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電ステムを提供する。

解決手段

起発電用カード又は起発電用カートリッジ及び電気機器体内にある起発電装置のそれぞれを使用することにより相互間で電磁誘導を起こし電力の発生を可能とした発電システムが構築されてなるものであり、該起発電用カード又は起発電用カートリッジは、蓄電部としてリチウムイオン電池を備え、起発電装置は、電気機器内に搭載され充電可能となるリチウムイオン電池とキャパシタに対応した充電装置を備え、上記起発電用カード又は起発電用カートリッジを起発電装置に挿入することで電磁誘導による当該発電システムを起動

概要

背景

従来、この種の起発電用カードとしては、例えば、特許文献1に開示されているように、外部機器からの電磁誘導により起電力を生じる起電力発生手段を備え、電気化学デバイスが起電力発生手段によって生じた電力により充電されるものとした非接触データ記録媒体なる技術が存在する。

また、特許文献2に開示されているように、リチウムイオン電池エレクトリックストーンを用いた自己充電型電池及びキャパシタを併用し、複数配列することにより、外部からの供給無くして安定した電力を供給することのできる自律回復型発電装置なる技術が存在する。

概要

電気分配によるリサイクルシステムが可能となり、消費電力発電電力との反比例の作用により生じる電力不足の問題を容易に解決できるものとした起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電ステムを提供する。起発電用カード又は起発電用カートリッジ及び電気機器体内にある起発電装置のそれぞれを使用することにより相互間で電磁誘導を起こし電力の発生を可能とした発電システムが構築されてなるものであり、該起発電用カード又は起発電用カートリッジは、蓄電部としてリチウムイオン電池を備え、起発電装置は、電気機器内に搭載され充電可能となるリチウムイオン電池とキャパシタに対応した充電装置を備え、上記起発電用カード又は起発電用カートリッジを起発電装置に挿入することで電磁誘導による当該発電システムを起動

目的

本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、発電を継続的に行うことができ、蓄電装置の性能と規模或いは増設インターフェースの利用により電気機器が必要とする消費電力の出力を可能にするだけでなく、電気機器の消費電力と発電電力との間に常に発生する反比例性を時間差入出力方式を採用することで解決でき、しかも電気分配リサイクルシステムを可能とする起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

起発電用カード又は起発電用カートリッジ及び電気機器体内にある起発電装置のそれぞれを使用することで相互間で電磁誘導を起こし電力の発生を可能とした発電ステム構築されてなるものであり、該起発電用カード又は起発電用カートリッジは、キャパシタ若しくは充電可能なリチウムイオン電池並びに発電用モータのそれぞれを組み込んで成る電磁誘導システムによって構成され、他方、起発電装置は、キャパシタ若しくは充電可能なリチウムイオン電池並びに駆動用モータのそれぞれを組み込んで成る電磁誘導システムによって構成され、上記起発電用カード又は起発電用カートリッジを起発電装置に挿入することで電磁誘導による発電システムを起動させることを特徴とした起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電システム。

請求項2

起発電用カード又は起発電用カートリッジ及び電気機器本体内にある起発電装置のそれぞれを使用することにより相互間で電磁誘導を起こし電力の発生を可能とした発電システムが構築されてなるものであり、該起発電用カード又は起発電用カートリッジは、電力入出力調整時間差システムと変圧器及び多機能性を可能にしたシステム基盤並びに蓄電部としてリチウムイオン電池又はキャパシタのバッテリーパック挿入可能とするインターフェース又は増設可能となるインターフェース及び外部記憶媒体を挿入可能としたインターフェースを備えた起発電用カード又は起発電用カートリッジシステムからなり、他方、起発電装置は、電気機器内に搭載され充電可能となるリチウムイオン電池とキャパシタに対応した充電装置蓄電装置増設インターフェース及び当該カード又はカートリッジの挿入インターフェースと電磁誘導システム及び当該カード又はカートリツジ側との電力入出力調整時間差連動システムを備え、上記起発電用カード又は起発電用カートリッジを起発電装置に挿入することで電磁誘導による当該発電システムを起動させることを特徴とした請求項1記載の起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電システム。

請求項3

発電システムは、起発電用カード又は起発電用カートリッジ内の蓄電装置と、起発電装置の蓄電装置との入出力量の時間差を作り出す電力入出力量調整手段を有し、この時間差に基づいて、起発電装置は起発電用カード又は起発電用カートリッジから電力を受け取り、電磁誘導により電力を発生させ電気機器駆動モーターと起発電装置内の蓄電装置へ相互に電カ分配をすることを特徴とした請求項1又は2記載の起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電システム。

請求項4

起発電用カード又は起発電用カートリッジ内のキャパシタ若しくはリチウムイオン電池には発電用電荷が所定の電気容量によって蓄積され、自体の電磁誘導システムによって起発電用カード又は起発電用カートリッジ内の発電用モータを作動させるための外力として機能することを特徴とした請求項1乃至3のいずれかに記載の起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電システム。

請求項5

起発電装置は起発電用カード又は起発電用カートリッジにある蓄電部へ電磁誘導可能な電力の補充を行うことを特徴とした請求項1乃至4のいずれかに記載の起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電システム。

請求項6

起発電用カード又は起発電用カートリッジ及び起発電装置の発電用モータは、リニアモータ若しくは超音波モータを使用したことを特徴とした請求項1記載の起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電システム。

請求項7

起発電用カード又は起発電用カートリッジは、IC機能又はメモリ記録媒体機能を付加したことを特徴とした請求項1乃至6のいずれかに記載の起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電システム。

請求項8

起発電用カード又は起発電用カートリッジは、電子決済機能を付加したことを特徴とした請求項1乃至7のいずれかに記載の起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電システム。

請求項9

起発電用カード又は起発電用カートリッジの挿入及び起動を可能とする内蔵専用機器は、既存機器に外付型専用機器を接続することで対応可能としたことを特徴とした請求項1乃至8のいずれかに記載の起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電システム。

請求項10

起発電装置の電磁誘導システムは、リニア超伝導方式を備えた極めて高効率な発電手段を有することを特徴とした請求項1乃至9のいずれかに記載の起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電システム。

技術分野

0001

本発明は、例えば携帯電話充電等として使用され、その他、照明器具エアコン等の各種家電製品パソコン、TVゲーム等のOA製品電源等として使用可能とし、しかも二酸化炭素無排出のクリーンな電源とすることができる起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電ステムに関する。

背景技術

0002

従来、この種の起発電用カードとしては、例えば、特許文献1に開示されているように、外部機器からの電磁誘導により起電力を生じる起電力発生手段を備え、電気化学デバイスが起電力発生手段によって生じた電力により充電されるものとした非接触データ記録媒体なる技術が存在する。

0003

また、特許文献2に開示されているように、リチウムイオン電池エレクトリックストーンを用いた自己充電型電池及びキャパシタを併用し、複数配列することにより、外部からの供給無くして安定した電力を供給することのできる自律回復型発電装置なる技術が存在する。

先行技術

0004

特開2004−272589号公報
特開2007−188851号公報

発明が解決しようとする課題

0005

ただ、従来の特許文献1における非接触データ記録媒体の場合、外部機器から電磁誘導より得た起電力を利用して電力を発生させ、それを記録媒体に充電させるシステムとしているが、この方法では外部機器からの電磁誘導が必要であり、それ単体での発電は行うことはできなかった。しかも、記録媒体の磁気媒体によって電気を充電させる方式はハードティスクを充電媒体として利用する方式と変化は無かった。更に、そこに蓄積された電力を出力したと仮定しても電力は低出力であり、電力は減少する一方である。そのため、この方式は、外部機器から継続的に電力が提供されなければならないことになる。また、この文献1の内容としては起発電とは基本的に異なるが現在よく利用されている充電出力方式と言える。

0006

更に、特許文献2の自律回復型発電装置の場合、これもまた必要電力を、自己充電型電池及びキャパシタがどれだけ供給できるかという点に問題があった。

0007

すなわち、電気機器等の駆動側規模によって必要電力は変化する。しかも、この文献2について言えば、エレクトリックストーンなる物質リチウムとを反応させ自律電力回復の強い電池及びキャパシタを使用することが記載されているが、仮に回復機能があったとしても、回復までに数時間が必要となり、それを回避するためには増設することが不可欠であった。また、充電機の規模は拡大し、継続的に使用することは非常に困難と考えられる。このことにより、時間差をもっての継続電力補充が不可能となる。更に、利便性が不十分であり、この方式自体、本発明の基本となる起発電用カード又は起発電用カートリッジとは性質が異なるものである。

0008

そこで、本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、発電を継続的に行うことができ、蓄電装置の性能と規模或いは増設インターフェースの利用により電気機器が必要とする消費電力の出力を可能にするだけでなく、電気機器の消費電力と発電電力との間に常に発生する反比例性を時間差入出力方式を採用することで解決でき、しかも電気分配リサイクルシステムを可能とする起発電用カード又は起発電用カートリッジを使用した発電システムを提供することを目的とする。

0009

また、モータ抵抗率下げリニアモータ若しくは超音波モータを使用することで安定した発電量を確保することを目的とする。

課題を解決するための手段

0010

本発明にあっては、起発電用カード又は起発電用カートリッジ及び電気機器本体内にある起発電装置のそれぞれを使用することで相互間で電磁誘導を起こし電力の発生を可能とした発電システムが構築されてなるものであり、該起発電用カード又は起発電用カートリッジは、キャパシタ若しくは充電可能なリチウムイオン電池並びに発電用モータのそれぞれを組み込んで成る電磁誘導システムによって構成され、他方、起発電装置は、キャパシタ若しくは充電可能なリチウムイオン電池並びに駆動用モータのそれぞれを組み込んで成る電磁誘導システムによって構成され、上記起発電用カード又は起発電用カートリッジを起発電装置に挿入することで電磁誘導による発電システムを起動させることを特徴とした。

0011

また、起発電用カード又は起発電用カートリッジ及び電気機器本体内にある起発電装置のそれぞれを使用することにより相互間で電磁誘導を起こし電力の発生を可能とした発電システムが構築されてなるものであり、該起発電用カード又は起発電用カートリッジは、電力入出力調整時間差システムと変圧器及び多機能性を可能にしたシステム基盤並びに蓄電部としてリチウムイオン電池又はキャパシタのバッテリーパック挿入可能とするインターフェース又は増設可能となるインターフェース及び外部記憶媒体を挿入可能としたインターフェースを備えた起発電用カード又は起発電用カートリッジシステムからなり、他方、起発電装置は、電気機器内に搭載され充電可能となるリチウムイオン電池とキャパシタに対応した充電装置、蓄電装置増設インターフェース及び当該カード又はカートリッジの挿入インターフェースと電磁誘導システム及び当該カード又はカートリツジ側との電力入出力調整時間差連動システムを備え、上記起発電用カード又は起発電用カートリッジを起発電装置に挿入することで電磁誘導による当該発電システムを起動させることを特徴とした。

0012

更に、当該発電システムは、起発電用カード又は起発電用カートリッジ内の蓄電装置と、起発電装置の蓄電装置との入出力量の時間差を作り出す電力入出力量調整手段を有し、この時間差に基づいて、起発電装置は起発電用カード又は起発電用カートリッジから電力を受け取り、電磁誘導により電力を発生させ電気機器駆動モーターと起発電装置内の蓄電装置へ相互に電カ分配をすることを特徴とした。

0013

また、起発電用カード又は起発電用カートリッジ内のキャパシタ若しくはリチウムイオン電池には発電用電荷が所定の電気容量によって蓄積され、自体の電磁誘導システムによって起発電用カード又は起発電用カートリッジ内の発電用モータを作動させるための外力として機能することを特徴とした。

0014

更に、起発電装置は起発電用カード又は起発電用カートリッジにある蓄電部へ電磁誘導可能な電力の補充を行うことを特徴とした。

0015

また、起発電用カード又は起発電用カートリッジ及び起発電装置の発電用モータは、リニアモータ若しくは超音波モータを使用したことを特徴とした。

0016

更に、起発電用カード又は起発電用カートリッジは、IC機能又はメモリ記録媒体機能を付加したことを特徴とした。

0017

また、起発電用カード又は起発電用カートリッジは、電子決済機能を付加したことを特徴とした。

0018

更に、起発電用カード又は起発電用カートリッジの挿入及び起動を可能とする内蔵専用機器は、既存機器に外付型専用機器を接続することで対応可能としたことを特徴とした。

0019

また、起発電装置の電磁誘導システムは、リニア超伝導方式を備えた極めて高効率な発電手段を有することを特徴とした。

発明の効果

0020

本発明によれば、発電時間に比例してキャパシタの消費電力が増加することで電気機器の必要電力を満たすことができる時間の補充(Supplement of time)に利用させることができると同時に、これにより消費電力と発電電力には常に反比例の作用があることから生じる電力不足の問題を容易に解決でき、しかも電気分配によるリサイクルシステムが可能となった。

0021

また、起発電用カード又は起発電用カートリッジ内或いは起発電装置に組み込まれたセンサ装置を利用すれば、カードやカートリッジの挿入が困難な環境下でも遠隔操作が可能となる。しかしながら、現存するコンセント型の電気機器については買い換えの必要があることが考えられる。そこで、コンセント型に対応した外付けの専用機器を利用することで起発電を可能にすることもできる。

0022

更に、起発電用カード又は起発電用カートリッジには、キャパシタに替わって、充電可能なリチウムイオン電池が組み込まれることで電気機器自体での発電を可能とすることから、コンセント電気配線等の設備を極力減らすことができ、例えば建築物工事工程の短縮にも貢献でき、それに伴う工事費の削減にも貢献することができる。

0023

しかも、起発電用カード又は起発電用カートリッジ内の発電用モータとして、超音波モータ或いは誘導型若しくは同期型のリニアモータを使用したので、外部燃料を使わず、クリーンな発電が可能となり、地球温暖化防止のための二酸化炭素排出削減にも貢献することができる。

0024

更に、本発明によれぱ、電気機器自体の消費電カを電磁誘導システムからの電カ供給と時間差システムよる蓄電装置からの電力供給が可能となり、その電磁誘導システムの外カの役割を果たす起発電用カード又は起発電用カートリッジの利用により電気分配のリサイクルシステムが可能となった。すなわち、起発電用カード又は起発電用カートリッジ、電気機器本体内にある起発電装置のそれぞれを使用することにより相互間で電磁誘導を起こし電力の発生を可能とした発電システムが構築されてなるものであり、該起発電用カード又は起発電用カートリッジは、電力入出力調整時間差システムと変圧器及び多機能性を可能にしたシステム基盤、蓄電部としてリチウムイオン電池又はキャパシタのバッテリーパックを挿入可能とするインターフェース又は増設可能となるインターフェース及び外部記憶媒体を挿入可能としたインターフェースを備えた起発電用カード又は起発電用カートリッジシステムからなり、他方、起発電装置は、充電可能となるリチウムイオン電池とキャパシタに対応した充電装置であり、蓄電装置増設インターフェース及び当該カード又はカートリッジの挿入インターフェースと電磁誘導システム及び当該カード又はカートリッジ側との電力入出力調整時間差連動システムを備え、電気機器内に搭載され、これに上記起発電用カード又は起発電用カートリッジを起発電装置に挿入することで電磁誘導による当該発電システムを起動させることができ、当該カード又はカートリッジがスイッチの役割も果たし、発電機能の動作を行うことから、個々の電気機器自体で発電することが可能であり、公共電力や複数の外部電力供給源を極力利用することなく、或いはあらゆる場所となる好きな環境下で電気機器を使用することが可能となった。

0025

また、当該システムは、起発電用カード又は起発電用カートリッジ内の蓄電装置と、起発電装置の蓄電装置との電力入出力量の時間差を作り出す電力入出力量調整手段を有し、この時間差に基づいて、起発電装置は起発電用カード又は起発電用カートリッジから電力を受け取り、電磁誘導により電力を発生させ電気機器駆動モータと起発電装置内の蓄電装置へ相互に電カ分配をすることが可能となり、上記した電力不足の問題を容易に解決することが可能となった。

0026

更に、起発電用カード又は起発電用カートリッジの利用によって電気機器の消費電力が大きい場合又は発電量のキャパシティーを超えてしまう場合には様々な充電方式を採用及び蓄電容量を増設することが可能である。上記様々な充電方式とはソーラー方式、燃料電池方式等のことを指し、蓄電容量の増設とは必要消費電力に達する容量まで蓄電装置増設インターフェースより蓄電装置を増加させることを指す。また、様々な電気機器のインターフェースを統一化することで、どのような機器製品でも同一カード及びカートリッジでの利用が可能となった。また、当該カード又はカートリッジの利用によって、電子決済機能、IC機能、磁気読み込み機能、バーコード機能、セキュリティー認証機能等の導入を可能とし、また、記録媒体を挿入又は組込み可能とすることで常にエネルギーを持ち歩けることになる。しかも、起発電電力容量が大きくなり、入出力量が大幅に向上すればする程、大型化電気関連機器の利用にも波及し、電気機器の自己発電成立することになる。特に、電磁誘導による発電抵抗損失が0に近くなれば、その役割は大きく広がることになる。

0027

また、起発電用カード又は起発電用カートリッジは、携帯電話器等の通信機器への利用に特に適しており、機器自体での発電が可能なことから外部電カの依存性を極力抑えることができるため、従来よりもその利用時間を大幅に増やすことが可能となる。また、起発電用カード又は起発電用カートリッジに通信送受信基盤を組み込ませることが可能であり、携帯電話器等の通信機器の端末通信機能を利用することで電気機器の遠隔操作等が可能となった。

0028

更に、本発明では、独白の電カ供給方式、つまり、送電線から供給される公共電カを利用しなくとも電力供給が可能となる。また、電気機器自体で自発電するシステムであることより建物内のコンセントや電気配線の制限やその影響が受けにくく、自由度が高いことが特徴となる。また、建築物の工事工程の短縮やそれに伴う工事原価圧縮にも貢献することができる。

0029

また、起発電用カード又は起発電用カートリッジは前記したように、携帯性に優れていることから様々な環境下での利用が可能となることから、携帯的利便性を一層向上させることが可能となる。起発電用カード又は起発電用カートリッジには、電子決済機能、IC機能、磁気読み込み機能、バーコード機能、セキュリティー認証機能等の導入を可能とする。また、記録媒体を挿入又は組込み可能とする。これは、ユーザー店舗との間での売買認証を行うことでその商品セキュリティーロック解除され、記録媒体等に売買情報が暗号登録され、セキュリティーロックの解除が行われない場合、店外等に商品を持ち出せないようにする等の防犯システムカード認証による建物内への入出管理ができる防犯システムが可能となる。記録媒体等に情報を暗号登録することで、売買情報や入出記録等の様々なユーザー情報ユーザー自身が管理する等、利便性と利用方法拡張性が可能となった。

0030

記事項は、起発電用カード又は起発電用カートリッジが、いわゆる発電システムとしての単一アイテムとしての認識だけではなく、生活に密着した利用者習慣に大きく関わり、当該カード又はカートリッジを所有する利用者の増加が公共的な電気機器の蓄電効率が上昇し、公共電力の過剰な電力発電を抑えることができ、これは災害時に公共電力がストップしてしまった場合にも利用することが可能となった。

0031

また、本発明は、室内外を問わずに利用することができるため室外の使用でも増設インターフェースを利用して太陽エネルギー等の併用も可能となり、安定した電力供給が可能となった。

0032

そして、当該カード又はカートリッジを所有する利用者の増加は、ユーザー本人無意識(自然動作)から成り立つことから経済性に関してもあらゆるコストパフォーマンスが得られることが考えられる。環境問題の点からも有効的な手段となることが予測される。つまり、「無意識の経済・環境への貢献」と成り得る。

図面の簡単な説明

0033

本発明を実施するための最良の形態における発電システムの概略構成図である。
本発明を実施するための最良の形態における発電システムの他の実施例の概略構成図である。
本発明の起発電用カードの一実施例の表面図である。
本発明を実施するための最良の形態における発電システムの他の実施例の概略構成図である。
本発明の起発電用カードの一実施例の裏面図である。

0034

以下、本発明を実施する最良の形態について図面を参照して説明する。

0035

本発明は、起発電用カード又は起発電用カートリッジ1及び電気機器本体となる起発電装置2のそれぞれを使用することで相互間で電磁誘導を可能とした発電システムが構築されているものであり、上記起発電用カード又は起発電用カートリッジ1は、図1に示すように、電気二重層であるキャパシタC1、回転型モータ若しくはリニアモータ等の発電用モータM1のそれぞれを組み込んで成る電磁誘導システムによって構成されている。この起発電用カード又は起発電用カートリッジ1内のキャパシタC1には発電用の電荷が所定の電気容量によって蓄積されており、自体の電磁誘導システムによって起発電用カード又は起発電用カートリッジ1内の発電用モータM1を動かすための外力Fとして機能する役割を果たす。

0036

すなわち、起発電用カード又は起発電用カートリッジ1自体は、電磁誘導を行うための発電起動用のカード又はカートリッジとして用いるもので、キャパシタC1の電気エネルギーを使って発電用モータM1を作動し、これによる電磁誘導によって電気を発生させるための外力Fを得るものである。

0037

他方、電気機器本体に備えられている起発電装置2には、図1に示すように、前記した起発電用カード又は起発電用カートリッジ1と同様、キャパシタC2及び駆動用モータM2のそれぞれを組み込んで成る電磁誘導システムによって構成されている。

0038

この起発電装置2内のキャパシタC2は、起発電用カード又は起発電用カートリッジ1内のキャパシタC1から電力を受け取り、出力量調整手段3により出力電力を調整した後に、起発電装置2内の駆動用モータM2と、起発電用カード又は起発電用カートリッジ1内のキャパシタC1に当該電力を分配供給する役割を果たす。

0039

すなわち、この出力電力の調整を行うに際し、発電時間に比例して起発電用カード又は起発電用カートリッジ1内のキャパシタC1の消費電力が増加することで電気機器本体の起発電装置2のキャパシタC2の必要電力を満たすことができる時間の補充に利用させるのが好適であるが、消費電力と発電電力には常に反比例の作用があることから、電力不足の問題が常に起こり得る。そこで、起発電用カード1又は起発電用カートリッジ内のキャパシタC1と、起発電装置2のキャパシタC2との出力量の時間差(又は位相差)を作り出すための出力量調整手段3により、この出力量を適宜調整するものとしている。

0040

このように起発電用カード又は起発電用カートリッジ1内のキャパシタC1は、この電力によって電磁誘導に必要な外力Fを作り常に発電を行うと同時に、起発電装置2内の駆動用モータM2からの分配電力を任意のタイムラグタイムギャップでもって充電することになる。また、起発電装置2内のキャパシタC2は、供給された電力を自体の駆動用モータM2に供給し、これを作動させる。

0041

駆動用モータM2としては、例えば筒状に形成されたフライホイールと、該フライホイールの筒状部内周面に配置された複数個磁石と、フライホイール内に上記磁石と対向して設置され上記磁石との電磁誘導作用により発電される発電コイルとを備えることで形成しても良い。

0042

このとき、起発電用カード又は起発電用カートリッジ1単体では発電は起こらず、起発電用カード又は起発電用カートリッジ1対応の電気機器本体に備えられた起発電装置2に挿入することで発電が起こる。この起発電用カード又は起発電用カートリッジ1内のキャパシタC1には発電用の電気(電荷)が蓄電されており、一方、起発電装置2のキャパシタC2には駆動用モータM2を起動させるための電気(電荷)が蓄電されている。

0043

すなわち、図1に示すように、起発電用カード又は起発電用カートリッジ1を挿入する側の起発電装置2が組み込まれる電気機器本体は、該起発電用カード又は起発電用カートリッジ1の挿入時にキャパシタC1と接続され、これと同時に起発電用カード又は起発電用カートリッジ1内の電磁誘導システムが作動する。作動され発電した電気は、この100%が起発電装置2のキャパシタC2へ送られる。このキャパシタC2内の消費可能な電気を駆動用モータM2へ供給して約80%の駆動力を得ると同時に、残りの電気である例えば約20%を起発電用カード又は起発電用カートリッジ1内のキャパシタC1へ供給するという所謂電気分配によるリサイクルシステムを可能としている。

0044

この発電システムは、電気抵抗発熱損失を含めた磁石構造形態と電気抵抗を極度に落とす形態とをそれぞれ搭載し、長期間安定した電力供給を可能にしている。具体的には、上記した両モータM1、M2は、リニアモータとして、摩擦抵抗発熱による損失を極力抑え、効率良く電気の生成と消費が行われるように構成される。これは二酸化炭素排出による地球温暖化の防止対策につながるものである。

0045

リニアモータとは、一般的な回転型モータに対して、平面上を連続的に運動するモータである。既存の回転型モータのような軸受部分がないので、駆動系をコンパクトにすることができ、回転型モータを設置するだけのスペースが確保できないようなカードタイプの場合などでは好適に使用される。この基本的原理は回転型モータと同一で、誘導型では磁界中に置かれた導体電流を流したときに生じるローレンツ力を利用しており、同期型では磁極同士の吸引反発力を利用している。すなわち回転磁界を起こす代わりに直進させる磁界変化を起こしている。

0046

例えば、同期型のリニアモータの原理は、先ず、静止状態では、直線的に配置された固定電磁石可動電磁石とは互いに逆の極性(NとS)となっており、動かしたい方向の、直線的に配置された固定電磁石をSにする。すると、可動電磁石は、その方向に動き出す。すなわち、動かしたい方向と反対側の固定電磁石をNにすることで、より強い力で駆動されるのである。この固定電磁石の磁極変化を繰り返していくと、可動電磁石は前方に引き寄せられ続けることになる。

0047

因みに、磁界H、定常電流I、電線からの垂直距離rとの関係はアンペールの法則によりH=I/2πrであり、ループ電流の中心に生じる磁界の強さは、ΔSをループ断面積として、H=IΔS/4πr×r=I/2rとなる。また、ループが幾重にも連なっているコイルの内側の磁界の強さはH=nIとなる。このとき磁束密度B=真空透磁率μ0×Hである。

0048

又はラディ電磁誘導の法則により、コイルの内側を通過する磁束φの時間Δtの変化によって発生する誘導起電力Vは、V=−Δφ/Δt(時間変化無限小とした場合にはV=−dφ/dt)、コイル巻数Nとすると、V=−N×(dφ/dt)である。

0049

また、クーロンの法則により点電荷の周囲の電気力Fから生じる電界の強さE(F=qE)は、クーロン常数k、電荷qとすると、E=k×q/r×r、キャパシタ(コンデンサ)内の電位差は電極面間距離をdとすれば、W=qV(V=Ed)となる。また、静電容量は電圧V、電気量Q、キャパシタ(コンデンサ)の電極面積S、誘電常数ε0、電極面間距離dとして、C=Q/V=ε0×S/dとなる。

0050

本発明に係る発電システムの使用に際し、起発電用カード又は起発電用カートリッジ1が、電気機器本体の起発電装置2に挿入されると、該起発電用カード又は起発電用カートリッジ1は自体のキャパシタC1の反応により、電流が自体の発電用モータM1へ流れる。この発電用モータM1は作動して電磁誘導によって外力Fを発生させ、当該発電用モータM1は少ない力で回転駆動することができる。これと同時に、電力が発生して起発電装置2のキャパシタC2へと電流が流れて蓄電される。蓄電されたキャパシタC2は、起発電装置2の駆動用モータM2へ電流を流し、一方で、起発電用カード又は起発電用カートリッジ1内のキャパシタC1へも電流を流し蓄電される。

0051

このときの電流低下の防止対策としては、例えば液体窒素の有効性を利用する。
また、不足電力の補充対策としては、起発電用カード又は起発電用カートリッジ1のキャパシタC1と、起発電装置2のキャパシタC2とのそれぞれの出力量の時間差(Time Gap)を作り出し、これを調整することで解決する。

0052

ただ、起発電装置2の駆動用モータM2の必要電力を、起発電用カード又は起発電用カートリッジ1のキャパシタC1がどれだけ供給できるかという点に問題がある。すなわち、電気機器本体の駆動用モータM2の規模によって必要電力は変化する。しかし、キャパシタC1のGPC規模を駆動用モータM2に合わせたもの、つまり比例することは実用性に反してしまい、コストの面でも現実性を無視してしまうものとなる。そこで、発電時間に比例して起発電用カード又は起発電用カートリッジ1内のキャパシタC1の消費電力が増加することで電気機器本体の起発電装置2のキャパシタC2の必要電力を満たすことができる時間の補充に利用させるのが好適であるが、消費電力と発電電力には常に反比例の作用があることから、電力不足の問題が常に起こり得る。

0053

そこで、起発電用カード又は起発電用カートリッジ1内のキャパシタC1と、起発電装置2のキャパシタC2との出力量の時間差(タイムギャップ・タイムラグ)を作り出し、これを適宜調整することで解決される。この場合、電気のリサイクル回数に伴い、効率が衰える可能性があることを無視できない。電力が消費するということ、又は常に電流が流れるということは、電荷が抵抗と消費とにより減少する。よって本発電システムの中に電荷を増やす、又は生成することが可能であれば本発電システム自体の性能が向上する。

0054

尚、起発電用カード又は起発電用カートリッジ1内には、充電可能な薄型のリチウムイオン電池(リチウム自体には自己充電の性質をもっている)が組み込まれ、永久磁石導線コイルによる小型モータ或いは超音波モータを作動できるように構成しても良い。このとき、起発電用カード又は起発電用カートリッジ1を挿入する側の起発電装置2が組み込まれる電気機器本体は、該起発電用カード又は起発電用カートリッジ1の挿入時に薄型リチウムイオン電池と接続され、これと同時に該起発電用カード又は起発電用カートリッジ1内の電磁誘導システムが作動する。作動され発電した電気は起発電装置2のキャパシタC2又はリチウムイオン電池へ電気を送る。このキャパシタC2内又はリチウムイオン電池による消費可能な電気を駆動用モータM2へ供給し、一部の電気を起発電用カード又は起発電用カートリッジ1内のリチウムイオン電池へ供給するという所謂電気分配によるリサイクルシステムとすることができる。

0055

本発明は、起発電用カード又は起発電用カートリッジ4及び電気機器本体内にある起発電装置5のそれぞれを使用することにより相互間で電磁誘導を起こし電カの発生を可能とした発電システムが構築されてなるものであり、上記起発電用カード又は起発電用カートリッジ4は図2で示すように、起発電装置5に挿入することで起発電用カード又は起発電用カートリッジ4内の蓄電部から起発電装置5に電磁誘導に必要な電力を送電する。起発電用カード又は起発電用カートリッジ4から必要電力を受け取った起発電装置5は、その内部にある電磁誘導システムにより起発電を発生させて電力を作り出す。その発生電カを電カ出入カシステムより蓄電部と電気機器本体へ分配して送電させる。蓄電部へ送られた電力の一部は起発電用カード又は起発電用カートリッジ4内の蓄電部へ電カを返電する。すなわち、起発電用カード又は起発電用カートリッジ4が起発電装置5に挿入されている限り起発電は発生し、電力を分配し続ける電力分配リサイクルシステムの役割を果たす。

0056

これにより、起発電装置5内の蓄電部には電力が蓄電され続けるため電気機器本体へは同じように電力が送電される。しかしながら、前述にあった発生電力と電気機器本体の消費電力が大きく異なると電気機器本体自体が停止するため、起発電装置5の蓄電部は蓄電された電力配分の割合変更するため電力入出カシステムで調整することにより変更された電カを電気機器本体へ送電する。そのとき、起発電用カード又は起発電用カートリッジ4内の電力入出カシステムは電磁誘導の外力となる電気の送電ピッチ細分化させることで電磁誘導の発電効率を上げる作業を行う。そうすることで、発電カが増加し、急速に起発電装置5内の蓄電部への充電作業を早めることで不足分の電力を補う役割を果たす。

0057

その作業を行っても、電力が不足する場合は、図3に示すように、バッテリーパックや外部インターフェース電源を増設することで不足分の電力を補うことが可能である。しかしながら、電気機器本体自体の電源を一定時間停止すれば復活することも可能である。

0058

本発明は、起発電用カード又は起発電用カートリッジ4及び電気機器本体内にある起発電装置5のそれぞれを使用することにより相互間で電磁誘導を起こし、電力の発生を可能とした発電システムが構築されてなるものであるが、カード或いはカートリッジという形態を有効的に活用するために、図3及び図4のように、電子決済機能、IC機能、磁気読み込み機能、バーコード機能、セキュリティー認証機能等の導入を可能とする。また、記録媒体を挿入又は組込み可能とする。これは、ユーザーと店舗との間での売買認証を行うことでその商品のセキュリーティーロックが解除され、記録媒体等に売買情報が暗号登録される。セキュリティーロックの解除が行われない場合、店外等に商品を持ち出せないようにするなどの防犯システムやカード認証による建物内への入出管理ができる防犯システムが可能となる。記録媒体に情報を暗号登録することで、売買情報や入出記録等を様々なユーザー情報をユーザー自身が管理する等の利便性と利用方法の拡張性が可能となった。

実施例

0059

また、起発電用カード又は起発電用カートリッジは、図4のように携帯電話器等の通信機器への利用に特に優れており、機器自体での発電が可能なことから外部電力の依存性を極力抑えることができるため、従来の利用時間よりも大幅に利用時間を増やすことが可能となる。また、起発電用カード又は起発電用カートリッジに通信送受信基盤を組み込ませることが可能であり、携帯電話器等の通信機器の端末や通信機能を利用することで電気機器の遠隔操作等が可能となる。

0060

C1、C2キャパシタ
M1発電用モータ
M2駆動用モータ
1、4起発電用カード又は起発電用カートリッジ
2、5起発電装置
3出力量調整手段

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