運動器具
【課題】可搬性の低下を防止し、高い汎用性を有し、使用場所等の使用条件に左右されず発電可能であり、製造コストを低減することできる、運動器具を提供することを目的とする。
【解決手段】使用者によって加えられた力を圧電素子を用いて電気に変換する発電モジュール３３を備えるテニスラケット３であって、発電モジュール３３を支持するフレーム３１と、テニスラケット３の使用者によって加えられた力を受けるガット３２とを備え、ガット３２を、テニスラケット３の使用者が当該テニスラケット３を使用した際に可動する可動体として構成し、発電モジュール３３を、フレーム３１とガット３２との相互間に配置することにより、ガット３２にて発電モジュール３３の圧電素子を押圧可能とした。
【解決手段】使用者によって加えられた力を圧電素子を用いて電気に変換する発電モジュール３３を備えるテニスラケット３であって、発電モジュール３３を支持するフレーム３１と、テニスラケット３の使用者によって加えられた力を受けるガット３２とを備え、ガット３２を、テニスラケット３の使用者が当該テニスラケット３を使用した際に可動する可動体として構成し、発電モジュール３３を、フレーム３１とガット３２との相互間に配置することにより、ガット３２にて発電モジュール３３の圧電素子を押圧可能とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、外部から加えられた力を電気に変換する発電モジュールを備える運動器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、様々な運動に用いられる運動器具には、当該運動器具の構成部品の一部を駆動させるために電力を利用する運動器具がある。このような電力を利用する運動器具としては、商用電源から電線を介して電力が供給される運動器具や、発電機能を持つ運動器具を挙げることができる。
【０００３】
このうち、商用電源から電線を介して電力が供給される運動器具としては、例えば、ランニングマシンが知られている。このランニングマシンは、無端ベルトと、当該無端ベルトを回転させるために、当該無端ベルトの内部に配置された複数のロールと、当該複数のロールを駆動するためのモータとを備えている。このようなランニングマシンは、商用電源から電線を介して電力を供給してモータを駆動させることによって、無端ベルトを複数のロールを介して回転させる（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
一方、発電機能を持つ運動器具としては、例えば、使用者が自転車を運転することによってライトを点灯させるライト付き自転車が該当する。このライト付き自転車は、タイヤ近傍に取り付けられた発電機（ダイナモ）及びライトを備えており、自転車走行時にタイヤによって発電機のコイルを回転させることで、発電を行ってライトを点灯させることができる（例えば特許文献２参照）。この他、発電機能を持つ運動器具としては、太陽電池を運動器具に取り付けることも考えられる（例えば特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１５８８３０号公報
【特許文献２】特開２００８−１２０１０７号公報
【特許文献３】特開２００８−３０２９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、商用電源から電線を介して電力が供給される運動器具は、当該運動器具と商用電源とを接続する電線によって、当該運動器具の可搬性を低下させるという問題があり、例えば商用電源が供給されていない屋外で使用することができなかった。
【０００７】
また、発電機能を持つ運動器具について、例えば、発電機を適用できる運動器具は、発電機のコイルに回転力を与える回転構造を有する器具に限定されるため、汎用性が低かった。あるいは、太陽電池を備えた運動器具は、暗い場所で使用する場合に発電力が低下するため、長時間の使用が困難になることや、太陽電池の材料費が高いことから、製造コストが高くなるという問題があった。
【０００８】
そこで本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、可搬性や汎用性を向上させると共に、製造コストを低減することできる、運動器具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に記載の運動器具は、外部から加えられた力を発電素子を用いて電気に変換する発電モジュールを備える運動器具であって、前記発電モジュールを支持する支持手段と、当該運動器具の外部から加えられた力を受ける受圧手段とを備え、前記受圧手段を、当該運動器具の使用者が当該運動器具を使用した際に伸縮する伸縮体又は可動する可動体として構成し、前記発電モジュールを、前記支持手段と前記受圧手段との相互間に配置することにより、又は、前記受圧手段の近傍位置に配置することにより、前記受圧手段にて前記発電モジュールの前記発電素子を押圧可能としたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の運動器具は、請求項１に記載の運動器具において、前記受圧手段を、線状又は棒状に形成された可動体として構成し、前記支持手段を、前記可動体を固定する固定体として構成し、前記発電モジュールを、前記可動体と前記固定体との接続部の近傍位置に配置することにより、当該可動体の振動によって前記発電素子を押圧可能としたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載の運動器具は、請求項２に記載の運動器具において、前記発電モジュールは、前記発電素子を一対備え、前記一対の発電素子により、前記可動体を狭持したことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に記載の運動器具は、請求項２又は３に記載の運動器具において、前記発電モジュールは、前記一対の前記発電素子を二組備え、前記二組の一対の発電素子の一方の組により、前記可動体を狭持し、前記二組の一対の発電素子の他方の組により、前記可動体を、前記二組の一対の発電素子の一方の組の並設方向と略直交する方向から狭持したことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に記載の運動器具は、請求項２に記載の運動器具において、前記発電モジュールは、可撓性を有する振動板を有し、前記振動板の側面に前記発電素子を固定し、前記可動体を前記振動板に固定したことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６に記載の運動器具は、請求項１に記載の運動器具において、無端ベルトと、前記無端ベルトを回転させるために当該無端ベルトの内部に配置された一対のロールとを備え、前記無端ベルトの内部に前記発電モジュールを配置し、当該無端ベルトを、前記発電モジュールを支持する支持手段とすると共に、当該運動器具の外部から当該無端ベルトに加えられた力を受ける受圧手段として構成し、前記無端ベルトには、当該無端ベルトの内周面において当該無端ベルトに沿って配置されたものであって、前記発電モジュールで発生した電流を出力するための一対の第１電極を設け、前記一対のロールの少なくとも一方には、当該ロールの外周面において当該ロールに沿って配置されたものであって、前記一対の第１電極に接触することによって、当該一対の第１電極に流れる電流を受け取るための一対の第２電極を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の運動器具によれば、受圧手段にて発電モジュールの発電素子を押圧することで電流が発生することから、商用電源からの電力供給を必要しないので、当該運動器具と商用電源とを接続する電線が不要となり、運動器具の可搬性を向上させることができる。また、当該運動器具の使用時において、受圧手段にて発電モジュールの発電素子を押圧することで電流が発生することから、暗所においても長時間発電を行うことが可能となり、使用場所等の使用条件に左右されずに発電できるので、運動器具の汎用性を向上させることができる。さらに、発電素子は太陽電池に比べて単位電力当たりの製造コストが安価であることから、運動器具の製造コストを低減することができる。
【００１６】
また、請求項２に記載の運動器具によれば、発電モジュールを、可動体と固定体との接続部の近傍位置に配置することで、使用者や外部の物体等の振動や回転力を用いて発電素子を自然に押圧することができるので、発電を使用者に意識させることなく、振動エネルギーや回転エネルギーを利用した発電が可能となる。
【００１７】
また、請求項３に記載の運動器具によれば、一対の発電素子により可動体を狭持したことで、可動体の繰り返し変形を利用して一対の発電素子を押圧することができるので、発電効率を一層向上させることができる。
【００１８】
また、請求項４に記載の運動器具によれば、二組の一対の発電素子の一方の組により、可動体を狭持し、二組の一対の発電素子の他方の組により、可動体を、二組の一対の発電素子の一方の組の並設方向と略直交する方向から狭持することで、可動体の上下左右の繰り返し変形を利用して、二組の一対の発電素子を効果的に押圧することができるので、発電効率を一層向上させることができる。また、一対の発電素子の並設方向への押圧と、この並設方向に略直交する方向への押圧を容易に区別できるので、押圧方向に応じて異なる電気出力を行うことで、運動器具の状態を使用者等に容易に伝達できる。
【００１９】
また、請求項５に記載の運動器具によれば、振動板の側面に発電素子を固定し、可動体を振動板に固定したことで、発電素子からより大きな起電力を得ることができ、発電効率を一層向上させることができる。
【００２０】
また、請求項６に記載の運動器具によれば、無端ベルトを、発電モジュールを支持する支持手段とすると共に、当該運動器具の外部から当該無端ベルトに加えられた力を受ける受圧手段として構成したことで、例えば、使用者の体重を用いて発電素子を自然に押圧することができるので、発電を使用者に意識させることなく、使用者の運動エネルギーを利用した発電が可能となる。特に、一対の第１電極から一対の第２電極を介して電流を流すことができるので、無端ベルトやローラのような回転体を用いた運動器具においても、当該運動器具から電流を容易に外部に取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態１に係る握力強化器具の概略の全体斜視図である。
【図２】図１における領域Ａの拡大縦断面図である。
【図３】発電モジュールの縦断面図である。
【図４】図３の変形状態における発電モジュールの縦断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、変形例に係る図２の領域Ａを簡略化して示す図である。
【図６】変形例に係る運動器具の一例を示す図であり、（ａ）は杖、（ｂ）は野球用バット、は、剣道用防具胴を示す。
【図７】実施の形態２に係るランニングマシンの全体斜視図である。
【図８】図７におけるベルトコンベアの拡大斜視図であり、一部を破断して示す図である。
【図９】実施の形態３に係るテニスラケットの概略の全体斜視図である。
【図１０】図９における領域Ｂの拡大斜視図である。
【図１１】図１０の変形状態における領域Ｂの拡大斜視図である。
【図１２】実施の形態４に係る縄跳びの概略の全体斜視図である。
【図１３】図１２における領域Ｃの拡大斜視図である。
【図１４】図１３の変形状態における拡大斜視図である。
【図１５】変形例に係る図１３の領域Ｃの拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る運動器具の各実施の形態について詳細に説明する。まず、〔Ｉ〕各実施の形態に共通の基本的概念を説明した後、〔ＩＩ〕各実施の形態の具体的内容について説明し、〔ＩＩＩ〕最後に、各実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、これら各実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２３】
〔Ｉ〕各実施の形態に共通の基本的概念
まず、各実施の形態に共通の基本的概念について説明する。各実施の形態に係る運動器具は、外部から加えられた力を電気に変換する発電モジュールを備える運動器具である。
【００２４】
各実施の形態に係る運動器具の特徴の一つは、発電素子を用いた発電モジュールを支持する支持手段と、当該運動器具の外部から加えられた力を受ける受圧手段とを備えた点と、この発電モジュールを、支持手段と受圧手段との相互間に配置し、又は、受圧手段の近傍位置に配置した点にある。この運動器具によれば、受圧手段にて発電モジュールの発電素子を押圧することで電流が発生することから、商用電源からの電力供給を必要しないので、当該運動器具と商用電源とを接続する電線が不要となり、運動器具の可搬性を向上させることができる。また、運動器具の使用時において、受圧手段にて発電モジュールの発電素子を押圧することで電流が発生することから、使用場所等の使用条件に左右されずに発電することができ、運動器具の汎用性を向上させることができる。さらに、発電素子を用いた発電モジュールであることから、太陽電池を用いる場合に比べて、運動器具の製造コストを低減することができる。
【００２５】
この運動器具の具体的な利用形態は任意であり、外部から加えられた力を利用して発電を行う任意の運動道具に用いることができる。例えば、この運動器具は、使用者の身体を鍛錬するための鍛練器具、野球やテニス等の球技に用いられる道具、及び使用者の遊びに用いられる遊具等に用いることができる。以下では、握力強化器具に用いることで、使用者が当該握力強化器具を使用しているときの握力を利用して発電を行う形態、ランニングマシンに用いることで、使用者の体重を利用して発電を行う形態、テニスラケットに用いることで、使用者がテニスラケットでボールを打つときの衝撃力を利用して発電を行う形態、及び縄跳びに用いることで、使用者が縄跳びのロープを回すときの回転力を利用して発電を行う形態について説明する。
【００２６】
〔ＩＩ〕各実施の形態の具体的内容
次に、運動器具の各実施の形態の具体的内容について説明する。
【００２７】
〔実施の形態１〕
まず、実施の形態１について説明する。この形態は、運動器具を握力強化器具として構成した形態である。
【００２８】
（全体構成）
図１は実施の形態１に係る握力強化器具の概略の全体斜視図、図２は図１における領域Ａの拡大縦断面図、図３は発電モジュールの縦断面図、図４は図３の変形状態における発電モジュールの縦断面図である。図１に示すように、握力強化器具１は、バネ１１と、一対の把持体１２と、発電モジュール１３と、ランプ１４とを備えている。
【００２９】
（全体構成−バネ）
バネ１１は、弾力性を利用してエネルギーを吸収するためのものである。このバネ１１の中央部は螺旋状に形成されており、当該バネ１１の両端部は直線状に形成されている。このバネ１１に用いられる具体的な材質は任意であるが、例えば、鋼などの金属材料が用いられる。
【００３０】
（全体構成−把持体）
一対の把持体１２は、使用者が握力強化器具１を把持するための把持手段である。この一対の把持体１２は、棒状の中空体又は中実体にて形成されたものであり、それぞれが離間された状態で、バネ１１の直線状の端部に固定されている。この一対の把持体１２に用いられる具体的な材質は任意であるが、例えば、鋼、アルミニウム等の金属材料やプラスチック材等の樹脂材料等が用いられる。
【００３１】
図２に示すように、この把持体１２の外側には凹部が形成されており、この凹部に受圧部１２ａ及び支持部１２ｂが設けられている。支持部１２ｂは、発電モジュール１３を支持する支持手段であり、把持体１２の凹部に嵌合や接着等により固定されている。この支持部１２ｂは、凹部１２０ｂを備えている。受圧部１２ａは、使用者が一対の把持体１２を握ることによって、当該一対の把持体１２に加えられた力を受ける受圧手段であり、支持部１２ｂと対向する位置に配置されており、支持部１２ｂに対して任意の方法により接続されている。この受圧部１２ａは、支持部１２ｂに向かって突出するものであって、凹部１２０ｂにスライド可能に挿入される凸部１２０ａを備えている。
【００３２】
これら凸部１２０ａと凹部１２０ｂとの相互間には、発電モジュール１３が配置されている。また、支持部１２ｂと受圧部１２ａとの相互間には、発電モジュール１３を配置する厚みに加えて、所定のクリアランスが設けられている。この所定のクリアランスの設定は任意であるが、例えば、使用者が一対の把持体１２を握ることによって、受圧部１２ａが当該バネ１１の強度に相当する力を受けた場合に、当該所定のクリアランスがなくなり、凸部１２０ａが発電モジュール１３を押圧するように設定する。なお、支持部１２ｂと受圧部１２ａとの接続方法は任意であるが、例えば、支持部１２ｂと受圧部１２ａとの相互間に、伸長方向に付勢力を有するバネ等の弾性部材（図示せず）を介在させ、この弾性部材の両端部を支持部１２ｂと受圧部１２ａにそれぞれ固定することで、支持部１２ｂから受圧部１２ａが脱落しないようにすると共に、受圧部１２ａが外部から押圧されていない状態においては、支持部１２ｂに対して受圧部１２ａを前記クリアランスを維持した状態に保持するようにしてもよい。
【００３３】
（全体構成−発電モジュール）
図２〜図４に示すように、発電モジュール１３は、圧電素子１３ａ、周辺スペーサ１３ｂ、及び中央スペーサ１３ｃを備えて構成されている。
【００３４】
圧電素子１３ａは、圧力により変形することで電気を生じる素子であり、例えば、チタン酸バリウム、ジルコニア等の圧電セラミックス、リチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ３）等の圧電単結晶からなる。この圧電素子１３ａは、薄板状に形成されており、凸部１２０ａが凹部１２０ｂに向かって突出する方向に当該圧電素子１３ａが湾曲させるように、当該圧電素子１３ａの一方の側面と凹部１２０ｂとの側面、及び当該圧電素子１３ａの他方の側面と凸部１２０ａとの側面とが互いに向き合う位置に配置されている。なお、図示は省略するが、圧電素子１３ａは、当該圧電素子１３ａの一方の面にプラス端子、当該圧電素子１３ａの他方の面にマイナス端子を有し、プラス端子と結線されたプラスリード線と、マイナス端子と結線されたマイナスリード線が引き出され、これらが図示しない制御回路を介してランプ１４に接続されることで、当該ランプ１４に対して電力が供給される。ただし、圧電素子１３ａとランプ１４との相互間に公知のブリッジ回路等の各種電気素子を配置してもよい。あるいは、圧電素子１３ａとして、若しくは圧電素子１３ａに代えて、外力（歪み、屈曲、若しくは圧縮を生じさせる力を含む）により発電が可能な任意の素材を用いることができ、例えば、イオン導電性高分子の膜（ゲル）の両面に金属（金等）をメッキしたイオン高分子金属複合材料（ＩＰＭＣ：Ｉｏｎｉｃ Ｐｏｌｙｍｅｒ−Ｍｅｔａｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）や、イオン導電性高分子ゲル膜（ＩＣＰＦ：Ｉｏｎｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｐｏｌｙｍｅｒｇｅｌ Ｆｉｌｍ）、あるいは、これらＩＰＭＣやＩＣＰＦを用いた人工筋肉を使用することができる。この点は、後述する他の実施の形態でも同じである。なお、これら圧電素子１３ａや発電が可能な任意の素材を、必要に応じて「発電素子」と総称する。
【００３５】
周辺スペーサ１３ｂ及び中央スペーサ１３ｃは、凸部１２０ａ及び凹部１２０ｂと圧電素子１３ａとの相互間に、圧電素子１３ａを容易に変形させるためのスペースを形成するものである。中央スペーサ１３ｃは、圧電素子１３ａと凸部１２０ａの相互間であって、圧電素子１３ａの側面の中央近傍に配置された柱状体である。一方、中央スペーサ１３ｃは、圧電素子１３ａと凹部１２０ｂの相互間であって、圧電素子１３ａの側面の周縁近傍に配置された複数の柱状体又は一つの円環状体である。このように柱状体とする場合には、構造的安定性を得るため、周辺スペーサ１３ｂを、圧電素子１３ａの平面中心位置を図心とする正三角形の各頂点に対応する３箇所に配置することが好ましく、あるいは３箇所以上に配置してもよい。これら中央スペーサ１３ｃや周辺スペーサ１３ｂは、例えば、圧電素子１３ａに対して接着剤等にて固定されている。これら中央スペーサ１３ｃや周辺スペーサ１３ｂに用いられる具体的な材質は任意であるが、圧電素子１３ａよりも高強度のものが好ましく、例えば、鋼、ステンレス、アルミニウム等の金属材料が用いられる。
【００３６】
このように周辺スペーサ１３ｂ及び中央スペーサ１３ｃを配置した場合、受圧部１２ａ
が外部から押圧されると、中央スペーサ１３ｃを介して圧電素子１３ａの側面中央が押され、図４のように、圧電素子１３ａが変形する。
【００３７】
（全体構成−ランプ）
図１において、ランプ１４は、圧電素子１３ａの変形によって発生した電流を用いて発光する発光手段である。このランプ１４は、把持体１２の下面に埋設されており、当該把持体１２に対して嵌合構造等により固定されている。また、このランプ１４は、図示しない制御回路を介して発電モジュール１３と電気的に接続されている。これにより、使用者が一対の把持体１２を所定の力で握ることで、受圧部１２ａが力を受けると、発電モジュール１３の圧電素子１３ａが変形して電流が発生し、発生した電流を用いてランプ１４が点灯又は点滅する。このランプ１４の点灯又は点滅方法は任意であり、例えば、ランプ１４は、圧電素子１３ａの変形が所定値以上であった場合には点灯又は点滅し、圧電素子１３ａの変形が所定値よりも小さい場合には点灯又は点滅しないという方法がある。これにより、握力強化器具１は、当該握力強化器具１が適切に使用されているか否かを、使用者に提示することができる。なお、このランプ１４に用いられる具体的な種類は任意であるが、例えば、小型ランプ、蛍光ランプ、ＬＥＤランプ等が該当する。
【００３８】
この他にも、握力強化器具１における発電モジュール１３の固定構造としては、任意の構造をとり得る。図５の（ａ）〜（ｄ）は、変形例に係る図２の領域Ａを簡略化して示す図である。図５の（ａ）〜（ｄ）に示すように、この変形例では、把持体１２は、支持部１２ｂ及び受圧部１２ａを複数備えている。また、把持体１２は、支持部１２ｂと受圧部１２ａの相互間において複数の発電モジュール１３を備えている。この構造によれば、支持部１２ｂと受圧部１２ａとの相互間の横ずれを防止することができるので、受圧部１２ａが発電モジュール１３の圧電素子１３ａを確実に押圧することができ、発電モジュール１３の発電量を向上させることができる。
【００３９】
また、図６は変形例に係る運動器具の一例を示す図であり、図６（ａ）は、杖１０１に用いられた図であり、図６（ｂ）は、野球用バット１０２に用いられた図であり、図６（ｃ）は、剣道用防具胴１０３に用いられた図である。
【００４０】
図６（ａ）に示すように、杖１０１は、杖本体１１１と、把持体１１２と、発電モジュール１１３と、ランプ１１４とを備えている。杖本体１１１は、使用者の体重を地面に伝達するものである。把持体１１２は、使用者が杖１０１を把持する把持手段であり、当該把持体１１２の上面において、支持部１２ｂ及び受圧部１２ａを備えて構成されている。発電モジュール１１３は、支持部１２ｂと受圧部１２ａとの相互間に配置されている。ランプ１１４は、杖本体１１１の側面に埋設されている。この構造によれば、使用者が杖１０１に体重をかけることで受圧部１２ａがこの体重を受けると、発電モジュール１１３の圧電素子１３ａが変形して電流が発生する。これにより、ランプ１１４が点灯又は点滅するので、例えば夜間の歩行時に周囲への注意喚起を行うことができる。
【００４１】
また、図６（ｂ）に示すように、野球用バット１０２は、グリップ１２１と、バット本体１２２と、発電モジュール１２３と、ランプ１２４とを備えている。グリップ１２１は、野球用バット１０２を把持するためのものである。バット本体１２２は、ボールと当接する当接手段であり、当該バット本体の側面において、支持部１２ｂ及び受圧部１２ａを備えて構成されている。発電モジュール１２３は、支持部１２ｂと受圧部１２ａとの相互間に配置されている。ランプ１１４は、バット本体１２２の上面に埋設されている。この構造によれば、使用者がバット本体１２２の所定の箇所にボールを当てることで受圧部１２ａがボールの衝撃力を受けると、発電モジュール１２３の圧電素子１３ａが変形して電流が発生する。これにより、ランプ１２３が点灯又は点滅するので、ボールを所定の箇所で打つことができたか否かを、ランプ１２３の点灯又は点滅を見ることが判断できる。例えば、複数の発電モジュール１２３と、色が異なる複数のランプ１２３を、バット本体１２２の複数の異なる箇所にそれぞれ埋設し、異なる発電モジュール１２３が押された場合には色が異なるランプ１２３が点灯又は点滅するようにすれば、ボールを打つことができた箇所を一層正確に判断できる。
【００４２】
また、図６（ｃ）に示すように、剣道用防具胴１０３は、胴本体１３１と、発電モジュール１３２と、ランプ１３３とを備えている。胴本体１３１は、竹刀と当接する当接手段であり、当該胴本体１３１の外側側面において、支持部１２ｂ及び受圧部１２ａを複数備えて構成されている。発電モジュール１３２は、支持部１２ｂと受圧部１２ａとの相互間に配置されている。ランプ１３３は、胴本体１３１の外側側面に複数埋設されている。この構造によれば、使用者が胴本体１３１の所定の箇所に竹刀を当てることによって、受圧部１２ａが竹刀の衝撃力を受けると、発電モジュール１３２の圧電素子１３ａが変形して電流が発生する。これにより、ランプ１３３が点灯又は点滅するので、相手の竹刀が胴本体１３１の所定の箇所に当たったか否かを、ランプ１２３の点灯又は点滅を見ることが判断できる。例えば、複数の発電モジュール１３２と、色が異なる複数のランプ１３３を、胴本体１３１の複数の異なる箇所にそれぞれ埋設し、異なる発電モジュール胴本体１３１が押された場合には色が異なるランプ１３３が点灯又は点滅するようにすれば、相手の竹刀が当たった箇所を一層正確に判断できる。
【００４３】
（実施の形態１の効果）
このように実施の形態１によれば、受圧部１２ａにて発電モジュール１３の圧電素子１３ａを押圧することで電流が発生することから、商用電源からの電力供給を必要しないので、握力強化器具１と商用電源とを接続する電線が不要となる。従って、握力強化器具１に電力を供給する場合であっても、握力強化器具１の可搬性を向上させることができる。また、握力強化器具１の使用時において、受圧部１２ａにて発電モジュール１３の圧電素子１３ａを押圧することで電流が発生することから、使用場所等の使用条件に左右されずに発電することができ、握力強化器具１の汎用性を高めることができる。また、発電モジュール１３を、支持部１２ｂと受圧部１２ａとの相互間に配置し、又は、受圧部１２ａの近傍位置に配置できるので様々な運動器具に適用でき、高い汎用性を有する。さらに、圧電素子１３ａを用いた発電モジュール１３であることから、材料費が安価であり、製造コストを低減することができる。
【００４４】
また、受圧部１２ａを把持体１２の一部としたことで、使用者の体重や握力等を用いて圧電素子１３ａを自然に押圧することができるので、使用者に発電について意識させることなく、使用者の運動エネルギーを利用した発電が可能となる。
【００４５】
また、受圧部１２ａを、例えば、野球用バット１０２のバット本体等の外部の物体と当接するものの一部としたことで、外部の物体の力によって圧電素子１３ａを押圧することができるので、外部の物体の運動エネルギーを利用した発電が可能となる。
【００４６】
また、発電モジュール１３を、凸部１２０ａと凹部１２０ｂの相互間に配置したことで、圧電素子１３ａを効果的に押圧することができると共に、支持部１２ｂと受圧部１２ａとの相互間の横ずれを防止することができ、発電効率を高めることができる。
【００４７】
〔実施の形態２〕
次に、本発明の実施の形態２について説明する。この形態は、運動器具をランニングマシンとして構成した形態である。なお、実施の形態１と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態１で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
【００４８】
（全体構成）
図７は実施の形態２に係るランニングマシンの全体斜視図、図８は図７におけるベルトコンベアの拡大斜視図であり、一部を破断して示す図である。図７に示すように、ランニングマシン２は、ランニングマシン本体２１と、手すり２２と、ディスプレイ２３と、ベルトコンベア２４とを備えている。
【００４９】
（全体構成−ランニングマシン本体）
ランニングマシン本体２１は、手すり２２、ディスプレイ２３、及びベルトコンベア２４を支持するものである。ランニングマシン本体２１は、凹状の中空体で形成されており、図示しないモータを備えている。この図示しないモータは、ベルトコンベア２４を駆動するためのものであり、ランニングマシン本体２１の内部に設けられている。
【００５０】
（全体構成−手すり）
手すり２２は、使用者がランニングマシン２を使用する際に、当該使用者が転倒等しないように使用者を支えるものである。この手すり２２は、長尺の中空管で形成されており、ランニングマシン本体２１の上面であって、当該ランニングマシン本体２１の凹状の閉塞部に配置されている。また、この手すり２２の両端部が、ランニングマシン本体２１の閉鎖部に対して溶接等により接続されている。
【００５１】
（全体構成−ディスプレイ）
ディスプレイ２３は、各種データを表示する表示手段である。例えば、このディスプレイ２３は、図示しないセンサによって走行距離を測定し、この測定結果を表示することが該当する。このディスプレイ２３の種類は任意であり、例えば液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等が該当する。
【００５２】
（全体構成−ベルトコンベア）
図７及び図８に示すように、ベルトコンベア２４は、使用者を連続的に搬送するためのものである。このベルトコンベア２４は、ランニングマシン本体２１の凹状の開口部に配置されている。また、このベルトコンベア２４は、無端ベルト２４１及び一対のロール２４２を備えて構成されている。
【００５３】
無端ベルト２４１は、使用者を支持するものである。この無端ベルト２４１は、環状の面材で形成されており、当該無端ベルト２４１の長手方向がランニングマシン本体２１の長手方向に沿うように配置されている。無端ベルト２４１の種類は任意あるが、無端ベルト２４１が使用者の体重を受けた場合に当該無端ベルト２４１が伸縮可能なものが好ましく、例えば、ゴム、ポリウレタン等の弾性材料が該当する。
【００５４】
無端ベルト２４１の内部には、発電モジュール２４１ａが配置されている。この発電モジュール２４１ａの配置方法は任意であるが、例えば、無端ベルト２４１において、所定の間隔ごとに複数配置したり、或いは、無端ベルト２４１のうち使用者が足踏みする箇所（例えば幅方向における中央付近）において、複数配置したりしてもよい。また、無端ベルト２４１には、支持部１２ｂ及び受圧部１２ａが配置されている。すなわち、この実施の形態では、無端ベルト２４１の中で、発電モジュール２４１ａより外部に位置する部分が受圧部１２ａとして機能し、発電モジュール２４１ａより内部に位置する部分が支持部１２ｂとして機能する。これにより、使用者が無端ベルト２４１上で足踏みすることで受圧部１２ａが体重を受けると、発電モジュール２４１ａの圧電素子１３ａが変形して電流が発生する。
【００５５】
ここで、無端ベルト２４１には、当該無端ベルト２４１の内周面において当該無端ベルト２４１に沿って配置されたものであって、発電モジュール２４１ａで発生した電流を出力するための一対の第１電極２４１ｂが設けられている。この一対の第１電極２４１ｂは、線状に形成されたものであり、この一対の第１電極２４１ｂの一方がプラス極として、一対の第１電極２４１ｂの他方がマイナス極として構成されている。
【００５６】
一対のロール２４２は、無端ベルト２４１を回転させるため円柱体で、無端ベルト２４１の内部に設けられている。このロール２４２には、当該ロール２４２の外周面において当該ロール２４２に沿って配置されたものであって、一対の第１電極２４１ｂに接触することによって、当該一対の第１電極２４１ｂに流れる電流を受け取るための一対の第２電極２４２ａが設けられている。この一対の第２電極２４２ａは、線状に形成されたものであり、この一対の第２電極２４２ａの一方がプラス極として、一対の第２電極２４２ａの他方がマイナス極として構成されている。また、第２電極２４２ａのプラス極は第１電極２４１ｂのプラス極と対応する位置に配置され、第２電極２４２ａのマイナス極は第１のマイナス極とする位置に配置されている。これにより、一対の第２電極２４２ａは、無端ベルト２４１が回転しながらでも、一対の第１電極２４１ｂから電流を受け取ることができる。この一対の第２電極２４２ａの具体的構成は任意であるが、例えば、一対の第２電極２４２ａは、一対のロール２４２の長手方向の端部から当該ロール２４２の外部に引き出され、図示しない制御回路を介して図示しないモータ又はディスプレイ２３と電気的に接続してもよい。これにより、一対の第２電極２４２ａによって一対の第１電極２４１ｂから受け取られた電流を、図示しないモータやディスプレイ２３等に利用することができる。
【００５７】
（実施の形態２の効果）
このように実施の形態２によれば、無端ベルト２４１を、発電モジュール２４１ａを支持する支持部１２ｂとすると共に、ランニングマシン２の外部から当該無端ベルト２４１に加えられた力を受ける受圧部１２ａとして構成したことで、例えば、使用者の体重を用いて圧電素子１３ａを押圧することができるので、使用者の運動エネルギーを利用した発電が可能となる。また、一対の第１電極２４１ｂを無端ベルト２４１の内周面において当該無端ベルト２４１に沿って配置し、一対の第２電極２４２ａを一対のロール２４２の少なくとも一方に、当該ロール２４２の外周面において当該ロール２４２に沿って配置することで、無端ベルト２４１が駆動している場合であっても、一対の第１電極２４１ｂ及び一対の第２電極２４２ａに、圧電素子１３ａによって発生した電流を流すことができるので、ランニングマシン２から電流を容易に取り出すことができる。
【００５８】
〔実施の形態３〕
次に、本発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３は、運動器具をテニスラケットとして構成した形態である。なお、実施の形態１と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態１で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
【００５９】
（全体構成）
図９は実施の形態３に係るテニスラケットの概略の全体斜視図、図１０は図９における領域Ｂの拡大斜視図、図１１は図１０の変形状態における領域Ｂの拡大斜視図である。図９に示すように、テニスラケット３は、フレーム３１と、ガット３２と、発電モジュール３３と、グリップ３４と、ランプ３５とを備えている。
【００６０】
（全体構成−フレーム）
フレーム３１は、ガット３２を支持する支持手段である。フレーム３１は、楕円状の中空体又は中実体で形成されており、ガット３２を固定する固定体として構成する。このフレーム３１の内周面には、ガット３２を貫通させるための図示しない貫通穴が複数設けられている。このガット３２に用いられる具体的な材質は任意であるが、例えば、繊維強化樹脂、金属、木材、複合材料等が用いられる。
【００６１】
（全体構成−ガット）
ガット３２は、ボールの衝撃力を受ける受圧手段である。ガット３２は、縦断面が略円形の中実体で形成されており、線状又は棒状に形成された可動体として構成されている。このガット３２は、フレーム３１の内周面において、図示しない貫通穴を介して、フレーム３１の長手方向、及びフレーム３１の短手方向に沿って網目状に配置されている。また、このガット３２は、当該ガット３２に所定のテンションが加えられた状態で玉結び等によりフレーム３１に固定されている。このガット３２に用いられる具体的な材質は任意であるが、例えば、ナイロンやポリエステル等の樹脂材料が用いられる。
【００６２】
（全体構成−発電モジュール）
図９〜図１１に示すように、発電モジュール３３は、ガット３２とフレーム３１との接続部の近傍位置に複数配置されており、一対の圧電素子３３ａを備えている。一対の圧電素子３３ａは、薄板状に形成されており、当該一対の圧電素子３３ａの面がガット３２面に対向する方向からガット３２を狭持し、フレーム３１の内周面に対して接着剤等により接続されている。この一対の圧電素子３３ａの配置方法は任意であるが、例えば、一対の圧電素子３３ａは、ガット３２がボールに接触して変形した際に、当該ガット３２と接触する位置に配置することが好ましい。このように、一対の圧電素子３３ａがガット３２を狭持するように配置することで、ガット３２の振動によって発電モジュール３３の圧電素子３３ａを押圧可能となる。
【００６３】
（全体構成−グリップ）
グリップ３４は、使用者がテニスラケット３を把持するためのものである。グリップ３４は、Ｙ字状の中空体又は中実体で形成されており、フレーム３１の長手方向の一方の端部に配置されている。
【００６４】
（全体構成−ランプ）
ランプ３５は、グリップ３４の上方の側面に埋設されており、グリップ３４に対して嵌合構造等により固定されている。このランプ３５は、図示しない制御回路を介して発電モジュール３３と電気的に接続されている。これにより、使用者がガット３２にボールを当てることでガット３２がボールの衝撃力を受けると、発電モジュール３３の圧電素子３３ａが変形して電流が発生し、発生した電流を用いてランプ３５が点灯又は点滅する。このランプ３５の点灯又は点滅方法は任意であり、例えば、発電モジュール３３ごとに発光色が異なるものを配置し、所定の発電モジュール３３の圧電素子３３ａが変形を受けた場合に、ランプ３５がその発電モジュール３３の発光色を点灯又は点滅をさせる方法がある。これにより、ランプ３５は、ガット３２に当たったボールの位置を、使用者に提示することができる。また、色の異なる複数のランプ３５を設け、各ランプ３５に異なる発電モジュール３３を接続することで、ガット３２に当たったボールの位置を一層正確に使用者に提示することができる。あるいは、ガット３２面の中でボールを打つための最適位置（いわゆるスイートスポット）を使用者に提示するために、この最適位置にボールが当たった際にのみ変形するガット３２の近傍のみに発電モジュール３３を配置してもよい。
【００６５】
（実施の形態３の効果）
このように実施の形態３によれば、発電モジュール３３を、ガット３２とフレーム３１との接続部の近傍位置に配置することで、テニスボールの衝撃力による振動を用いて圧電素子３３ａを押圧することができるので、振動エネルギーを利用した発電が可能となる。
【００６６】
また、一対の圧電素子３３ａによりガット３２を狭持したことで、ガット３２の所定の方向の繰り返し変形を利用して、当該ガット３２の変形方向から圧電素子３３ａを押圧することができるので、発電量をさらに高めることができる。
【００６７】
〔実施の形態４〕
次に、本発明の実施の形態４について説明する。この形態は、運動器具を縄跳びとして構成した形態である。なお、実施の形態１と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態１で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
【００６８】
（全体構成）
図１２は実施の形態４に係る縄跳びの概略の全体斜視図、図１３は図１２における領域Ｃの拡大斜視図、図１４は図１３の変形状態における拡大斜視図である。図１２〜１４に示すように、縄跳び４は、ロープ４１と、一対のグリップ４２と、発電モジュール４３と、ランプ４４とを備えている。
【００６９】
（全体構成−ロープ）
ロープ４１は、使用者が当該ロープ４１を回すことによって、回転力を受ける受圧手段である。ロープ４１は、縦断面が略円形の中実体又は中空体で形成されており、線状又は棒状に形成された可動体として構成されている。このロープ４１の具体的構成は任意であるが、例えば、中空体から形成されたロープ４１の内部に図示しないゴム芯を挿入したものが該当する。また、このロープ４１に用いられる具体的な材質は任意であるが、例えば、ナイロン、シリコンゴム、綿等が用いられる。
【００７０】
（全体構成−グリップ）
一対のグリップ４２は、使用者が縄跳び４を把持するためのものである。この一対のグリップ４２は、棒状にて形成されたものであり、ロープ４１の端部近傍に配置されている。このグリップ４２は、中実体に形成されたグリップ本体４２ａ、及びグリップ本体４２ａの上面を覆うためのものであって、中空体に形成されたグリップ蓋４２ｂを備えて構成されている。グリップ本体４２ａとグリップ蓋４２ｂを接続する方法は任意であるが、例えば、グリップ本体４２ａとグリップ蓋４２ｂとをネジ構造により接続してもよい。また、このグリップ蓋４２ｂの上面には、ロープ４１を貫通させるための貫通穴４２０ｂが設けられている。なお、この一対のグリップ４２に用いられる具体的な材質は任意であるが、例えば、アルミニウム、プラスチック材等の樹脂材料、又は木材等が用いられる。
【００７１】
図１３及び図１４に示すように、グリップ蓋４２ｂは中空状とされており、このスペースに発電モジュール４３が設けられている。この発電モジュール４３は、グリップ本体４２ａとロープ４１との相互間に配置されており、圧電素子４３ａ及び振動板４３ｂを備えて構成されている。
【００７２】
振動板４３ｂは、ロープ４１の振動を増幅した上で圧電素子４３ａに伝達するものであると共に、圧電素子４３ａの割れ強度を補強する補強材を兼ねるものであり、可撓性と耐久性を有する金属板より形成される。この振動板４３ｂは、Ｌ字状の薄板で形成されており、ロープ４１とグリップ４２との相互間に配置されている。振動板４３ｂとロープ４１との固定方法は任意であるが、例えば、振動板４３ｂのＬ字状の縦片に、ロープ４１を貫通させるための貫通穴４３０ｂを設け、ロープ４１を貫通穴４３０ｂに通し、振動板４３ｂの縦片に対して玉結び等によって固定する。なお、振動板４３ｂに用いる具体的な材料は任意であるが、例えば、ステンレスの薄板を用いることができる。
【００７３】
圧電素子４３ａは、振動板４３ｂのＬ字状の横片よりも一周り小さい形状の薄板状に形成されており、当該圧電素子４３ａの側面がグリップ本体４２ａの上面に対して直交する方向に配置され、グリップ本体４２ａと接着剤等により接続されている。この圧電素子４３ａの一方の側面は、振動板４３ｂのＬ字状の横片に対して接着剤等にて固定されている。この振動板４３ｂに対する圧電素子４３ａの配置位置は任意であるが、例えば、圧電素子４３ａの一方の側面全域が振動板４３ｂのＬ字状の横片の側面と当接するように配置されることが好ましい。このように、ロープ４１とグリップ本体４２ａとの相互間に振動板４３ｂ及び圧電素子４３ａを配置することで、ロープ４１にて発電モジュール４３の圧電素子４３ａを押圧可能となる。また、振動板４３ｂとの固着面の全面において圧電素子４３ａを湾曲させることで、圧電素子４３ａの全体に力を加えることができる。
【００７４】
（全体構成−ランプ）
ランプ４４は、グリップ蓋４２ｂの側面に埋設されており、当該把持体１２に対して嵌合構造等により固定されている。また、このランプ４４は、図示しない制御回路を介して発電モジュール４３と電気的に接続されている。これにより、使用者がロープ４１を回すことでロープ４１が回転力を受けると、振動板４３ｂを介して圧電素子４３ａが変形して電流が発生し、発生した電流を用いてランプ４４が点灯又は点滅する。
【００７５】
この他にも、縄跳び４は、できる限りにおいて、任意の構造にて構成可能である。図１５は、変形例に係る図１３の領域Ｃの拡大斜視図である。図１５に示すように、この変形例では、縄跳び４は、ロープ４１と、一対のグリップ４２と、発電モジュール４３と、ランプ４４とを備えている。グリップ４２は、グリップ本体４２ａ及びグリップ蓋４２ｂを備えて構成されている。グリップ蓋４２ｂには貫通穴４２０ａが設けられている。発電モジュール４３は、一対の圧電素子４３ａを二組備えている。この圧電素子４３ａは、当該圧電素子４３ａの側面がグリップ本体４２ａの上面に対して直交する方向に配置され、グリップ本体４２ａと接着剤等により接続されている。また、二組の一対の圧電素子４３ａの一方の組は、ロープ４１を狭持し、二組の一対の圧電素子４３ａの他方の組は、ロープ４１を、二組の一対の圧電素子４３ａの一方の組の並設方向と略直交する方向から狭持している。この二組の一対の圧電素子４３ａの配置位置は任意であるが、例えば、二組の一対の圧電素子４３ａは、各々接触しない位置に配置されており、ロープ４１を中心とした当該二組の一対の圧電素子４３ａの中心間の距離が等しい位置に配置されている。この構造によれば、使用者がロープ４１を回すことでロープ４１が回転力を受けると、発電モジュール４３の二組の一対の圧電素子４３ａが変形することで電流が発生する。これにより、発生した電流を用いてランプ４４を点灯又は点滅させることができる。特に、色の異なる複数のランプ４４を設け、二組の一対の圧電素子４３ａの一方の組と、二組の一対の圧電素子４３ａの他方の組を、それぞれ異なるランプ４４に接続することで、ロープ４１の回す方向によって異なる色のランプ４４を点灯又は点滅させることもできる。
【００７６】
（実施の形態４の効果）
このように実施の形態４によれば、発電モジュール４３を、ロープ４１とグリップ４２との接続部の近傍位置に配置することで、ロープ４１の回転力を用いて圧電素子４３ａを押圧することができるので、回転エネルギーを利用した発電が可能となる。
【００７７】
また、振動板４３ｂの側面に圧電素子４３ａを固定し、ロープ４１を振動板４３ｂに固定したことで、圧電素子４３ａからより大きな起電力を得ることができ、発電効率を一層高めることができる。
【００７８】
また、二組の一対の圧電素子４３ａの一方の組により、ロープ４１を狭持し、二組の一対の圧電素子４３ａの他方の組により、ロープ４１を、二組の一対の圧電素子４３ａの一方の組の並設方向と略直交する方向から狭持することで、ロープ４１の上下左右の繰り返し変形を利用して、当該ロープ４１の上下左右の方向から圧電素子４３ａを押圧することができるので、発電量を一層高めることができる。
【００７９】
〔ＩＩＩ〕各実施の形態に対する変形例
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【００８０】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
また、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。
【００８１】
（発生した電流の利用について）
各実施の形態１〜４では、発生した電流をランプ等に利用することについて説明したが、これらの電流をバッテリに蓄えてもよい。例えば、実施の形態２では、バッテリをランニングマシン本体２１の内部に配置してもよい。この場合、バッテリは、一対の第２電極２４２ａから電流を受け取るための一対の電極を備える必要がある。
【００８２】
（付記１）
上述した課題を解決し、目的を達成するため、付記１に記載の運動器具は、外部から加えられた力を発電素子を用いて電気に変換する発電モジュールを備える運動器具であって、前記発電モジュールを支持する支持手段と、当該運動器具の外部から加えられた力を受ける受圧手段とを備え、前記発電モジュールを、前記支持手段と前記受圧手段との相互間に配置することにより、又は、前記受圧手段の近傍位置に配置することにより、前記受圧手段にて前記発電モジュールの前記発電素子を押圧可能としたことを特徴とする。
（付記２）
また、付記２に記載の運動器具は、付記１に記載の運動器具において、当該運動器具の使用者が当該運動器具を把持するための把持手段を備え、前記受圧手段を、前記把持手段の一部としたことを特徴とする。
（付記３）
また、付記３に記載の運動器具は、付記１又は２に記載の運動器具において、当該運動器具が当該運動器具の外部の物体と当接する当接手段を備え、前記受圧手段を、前記当接手段の一部としたことを特徴とする。
（付記４）
また、付記４に記載の運動器具は、付記１から３のいずれか一項に記載の運動器具において、前記支持手段又は前記受圧手段の一方は、当該支持手段又は当該受圧手段の他方に向かって突出する凸部を備え、前記支持手段又は前記受圧手段の他方は、前記凸部を嵌合可能な凹部を備え、前記発電モジュールを、前記凸部と前記凹部の相互間に配置したことを特徴とする。
（付記５）
また、付記５に記載の運動器具は、付記１に記載の運動器具において、無端ベルトと、前記無端ベルトを回転させるために当該無端ベルトの内部に配置された一対のロールとを備え、前記無端ベルトの内部に前記発電モジュールを配置し、当該無端ベルトを、前記発電モジュールを支持する支持手段とすると共に、当該運動器具の外部から当該無端ベルトに加えられた力を受ける受圧手段として構成し、前記無端ベルトには、当該無端ベルトの内周面において当該無端ベルトに沿って配置されたものであって、前記発電モジュールで発生した電流を出力するための一対の第１電極を設け、前記一対のロールの少なくとも一方には、当該ロールの外周面において当該ロールに沿って配置されたものであって、前記一対の第１電極に接触することによって、当該一対の第１電極に流れる電流を受け取るための一対の第２電極を設けたことを特徴とする。
（付記６）
また、付記６に記載の運動器具は、付記１に記載の運動器具において、前記受圧手段を、線状又は棒状に形成された可動体として構成し、前記支持手段を、前記可動体を固定する固定体として構成し、前記発電モジュールを、前記可動体と前記固定体との接続部の近傍位置に配置することにより、当該可動体の振動によって前記発電素子を押圧可能としたことを特徴とする。
（付記７）
また、付記７に記載の運動器具は、付記６に記載の運動器具において、前記発電モジュールは、前記発電素子を一対備え、前記一対の発電素子により、前記可動体を狭持したことを特徴とする。
（付記８）
また、付記８に記載の運動器具は、付記６又は７に記載の運動器具において、前記発電モジュールは、前記一対の前記発電素子を二組備え、前記二組の一対の発電素子の一方の組により、前記可動体を狭持し、前記二組の一対の発電素子の他方の組により、前記可動体を、前記二組の一対の発電素子の一方の組の並設方向と略直交する方向から狭持したことを特徴とする。
（付記９）
また、付記９に記載の運動器具は、付記６に記載の運動器具において、前記発電モジュールは、可撓性を有する振動板を有し、前記振動板の側面に前記発電素子を固定し、前記可動体を前記振動板に固定したことを特徴とする。
（付記１の効果）
付記１に記載の運動器具によれば、受圧手段にて発電モジュールの発電素子を押圧することで電流が発生することから、商用電源からの電力供給を必要しないので、当該運動器具と商用電源とを接続する電線が不要となり、運動器具の可搬性を向上させることができる。また、当該運動器具の使用時において、受圧手段にて発電モジュールの発電素子を押圧することで電流が発生することから、暗所においても長時間発電を行うことが可能となり、使用場所等の使用条件に左右されずに発電できるので、運動器具の汎用性を向上させることができる。さらに、発電素子は太陽電池に比べて単位電力当たりの製造コストが安価であることから、運動器具の製造コストを低減することができる。
（付記２の効果）
また、付記２に記載の運動器具によれば、受圧手段を把持手段の一部としたことで、運動器具を使用することに伴い、使用者の体重や握力等を用いて発電素子を自然に押圧することができるので、発電を使用者に意識させることなく、使用者の運動エネルギーを利用した発電が可能となる。
（付記３の効果）
また、付記３に記載の運動器具によれば、受圧手段を、当接手段の一部としたことで、外部の物体の力によって発電素子を自然に押圧することができるので、発電を使用者に意識させることなく、外部の物体の運動エネルギーを利用した発電が可能となる。
（付記４の効果）
また、付記４に記載の運動器具によれば、発電モジュールを、凸部と凹部の相互間に配置したことで、発電素子を効果的に押圧することができると共に、支持手段と受圧手段との相互間の横ずれを防止することができるので、発電効率を一層向上させることができる。
（付記５の効果）
また、付記５に記載の運動器具によれば、無端ベルトを、発電モジュールを支持する支持手段とすると共に、当該運動器具の外部から当該無端ベルトに加えられた力を受ける受圧手段として構成したことで、例えば、使用者の体重を用いて発電素子を自然に押圧することができるので、発電を使用者に意識させることなく、使用者の運動エネルギーを利用した発電が可能となる。特に、一対の第１電極から一対の第２電極を介して電流を流すことができるので、無端ベルトやローラのような回転体を用いた運動器具においても、当該運動器具から電流を容易に外部に取り出すことができる。
（付記６の効果）
また、付記６に記載の運動器具によれば、発電モジュールを、可動体と固定体との接続部の近傍位置に配置することで、使用者や外部の物体等の振動や回転力を用いて発電素子を自然に押圧することができるので、発電を使用者に意識させることなく、振動エネルギーや回転エネルギーを利用した発電が可能となる。
（付記７の効果）
また、付記７に記載の運動器具によれば、一対の発電素子により可動体を狭持したことで、可動体の繰り返し変形を利用して一対の発電素子を押圧することができるので、発電効率を一層向上させることができる。
（付記８の効果）
また、付記８に記載の運動器具によれば、二組の一対の発電素子の一方の組により、可動体を狭持し、二組の一対の発電素子の他方の組により、可動体を、二組の一対の発電素子の一方の組の並設方向と略直交する方向から狭持することで、可動体の上下左右の繰り返し変形を利用して、二組の一対の発電素子を効果的に押圧することができるので、発電効率を一層向上させることができる。また、一対の発電素子の並設方向への押圧と、この並設方向に略直交する方向への押圧を容易に区別できるので、押圧方向に応じて異なる電気出力を行うことで、運動器具の状態を使用者等に容易に伝達できる。
（付記９の効果）
また、付記９に記載の運動器具によれば、振動板の側面に発電素子を固定し、可動体を振動板に固定したことで、発電素子からより大きな起電力を得ることができ、発電効率を一層向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
この発明は、外部から加えられた力を電気に変換する発電モジュールを備えるものであり、特に、可搬性の低下を防止し、高い汎用性を有し、使用場所等の使用条件に左右されず発電可能であり、製造コストを低減することに有用である。
【符号の説明】
【００８４】
１ 握力強化器具
２ ランニングマシン
３ テニスラケット
４ 縄跳び
１１ バネ
１２ 把持体
１２ａ 支持部
１２ｂ 受圧部
１３、３３、４３、１１３、１２３、１３２、２４１ａ 発電モジュール
１３ａ、３３ａ、４３ａ 圧電素子
１３ｂ 周辺スペーサ
１３ｃ 中央スペーサ
１４、３５、４４、１１４、１２４、１３３ ランプ
２１ ランニングマシン本体
２２ 手すり
２３ ディスプレイ
２４ ベルトコンベア
３１ フレーム
３２ ガット
３４、４２、１２１ グリップ
４１ ロープ
４２ａ グリップ本体
４２ｂ グリップ蓋
４３ｂ 振動板
１０１ 杖
１０２ 野球用バット
１０３ 剣道用防具胴
１１１ 杖本体
１１２ 把持体
１２０ａ 凸部
１２０ｂ 凹部
１２２ バット本体
１３１ 胴本体
２４１ 無端ベルト
２４１ｂ 第１電極
２４２ ロール
２４２ａ 第２電極
４２０ｂ、４３０ｂ 貫通穴
【技術分野】
【０００１】
この発明は、外部から加えられた力を電気に変換する発電モジュールを備える運動器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、様々な運動に用いられる運動器具には、当該運動器具の構成部品の一部を駆動させるために電力を利用する運動器具がある。このような電力を利用する運動器具としては、商用電源から電線を介して電力が供給される運動器具や、発電機能を持つ運動器具を挙げることができる。
【０００３】
このうち、商用電源から電線を介して電力が供給される運動器具としては、例えば、ランニングマシンが知られている。このランニングマシンは、無端ベルトと、当該無端ベルトを回転させるために、当該無端ベルトの内部に配置された複数のロールと、当該複数のロールを駆動するためのモータとを備えている。このようなランニングマシンは、商用電源から電線を介して電力を供給してモータを駆動させることによって、無端ベルトを複数のロールを介して回転させる（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
一方、発電機能を持つ運動器具としては、例えば、使用者が自転車を運転することによってライトを点灯させるライト付き自転車が該当する。このライト付き自転車は、タイヤ近傍に取り付けられた発電機（ダイナモ）及びライトを備えており、自転車走行時にタイヤによって発電機のコイルを回転させることで、発電を行ってライトを点灯させることができる（例えば特許文献２参照）。この他、発電機能を持つ運動器具としては、太陽電池を運動器具に取り付けることも考えられる（例えば特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１５８８３０号公報
【特許文献２】特開２００８−１２０１０７号公報
【特許文献３】特開２００８−３０２９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、商用電源から電線を介して電力が供給される運動器具は、当該運動器具と商用電源とを接続する電線によって、当該運動器具の可搬性を低下させるという問題があり、例えば商用電源が供給されていない屋外で使用することができなかった。
【０００７】
また、発電機能を持つ運動器具について、例えば、発電機を適用できる運動器具は、発電機のコイルに回転力を与える回転構造を有する器具に限定されるため、汎用性が低かった。あるいは、太陽電池を備えた運動器具は、暗い場所で使用する場合に発電力が低下するため、長時間の使用が困難になることや、太陽電池の材料費が高いことから、製造コストが高くなるという問題があった。
【０００８】
そこで本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、可搬性や汎用性を向上させると共に、製造コストを低減することできる、運動器具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に記載の運動器具は、外部から加えられた力を発電素子を用いて電気に変換する発電モジュールを備える運動器具であって、前記発電モジュールを支持する支持手段と、当該運動器具の外部から加えられた力を受ける受圧手段とを備え、前記受圧手段を、当該運動器具の使用者が当該運動器具を使用した際に伸縮する伸縮体又は可動する可動体として構成し、前記発電モジュールを、前記支持手段と前記受圧手段との相互間に配置することにより、又は、前記受圧手段の近傍位置に配置することにより、前記受圧手段にて前記発電モジュールの前記発電素子を押圧可能としたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の運動器具は、請求項１に記載の運動器具において、前記受圧手段を、線状又は棒状に形成された可動体として構成し、前記支持手段を、前記可動体を固定する固定体として構成し、前記発電モジュールを、前記可動体と前記固定体との接続部の近傍位置に配置することにより、当該可動体の振動によって前記発電素子を押圧可能としたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載の運動器具は、請求項２に記載の運動器具において、前記発電モジュールは、前記発電素子を一対備え、前記一対の発電素子により、前記可動体を狭持したことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に記載の運動器具は、請求項２又は３に記載の運動器具において、前記発電モジュールは、前記一対の前記発電素子を二組備え、前記二組の一対の発電素子の一方の組により、前記可動体を狭持し、前記二組の一対の発電素子の他方の組により、前記可動体を、前記二組の一対の発電素子の一方の組の並設方向と略直交する方向から狭持したことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に記載の運動器具は、請求項２に記載の運動器具において、前記発電モジュールは、可撓性を有する振動板を有し、前記振動板の側面に前記発電素子を固定し、前記可動体を前記振動板に固定したことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６に記載の運動器具は、請求項１に記載の運動器具において、無端ベルトと、前記無端ベルトを回転させるために当該無端ベルトの内部に配置された一対のロールとを備え、前記無端ベルトの内部に前記発電モジュールを配置し、当該無端ベルトを、前記発電モジュールを支持する支持手段とすると共に、当該運動器具の外部から当該無端ベルトに加えられた力を受ける受圧手段として構成し、前記無端ベルトには、当該無端ベルトの内周面において当該無端ベルトに沿って配置されたものであって、前記発電モジュールで発生した電流を出力するための一対の第１電極を設け、前記一対のロールの少なくとも一方には、当該ロールの外周面において当該ロールに沿って配置されたものであって、前記一対の第１電極に接触することによって、当該一対の第１電極に流れる電流を受け取るための一対の第２電極を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の運動器具によれば、受圧手段にて発電モジュールの発電素子を押圧することで電流が発生することから、商用電源からの電力供給を必要しないので、当該運動器具と商用電源とを接続する電線が不要となり、運動器具の可搬性を向上させることができる。また、当該運動器具の使用時において、受圧手段にて発電モジュールの発電素子を押圧することで電流が発生することから、暗所においても長時間発電を行うことが可能となり、使用場所等の使用条件に左右されずに発電できるので、運動器具の汎用性を向上させることができる。さらに、発電素子は太陽電池に比べて単位電力当たりの製造コストが安価であることから、運動器具の製造コストを低減することができる。
【００１６】
また、請求項２に記載の運動器具によれば、発電モジュールを、可動体と固定体との接続部の近傍位置に配置することで、使用者や外部の物体等の振動や回転力を用いて発電素子を自然に押圧することができるので、発電を使用者に意識させることなく、振動エネルギーや回転エネルギーを利用した発電が可能となる。
【００１７】
また、請求項３に記載の運動器具によれば、一対の発電素子により可動体を狭持したことで、可動体の繰り返し変形を利用して一対の発電素子を押圧することができるので、発電効率を一層向上させることができる。
【００１８】
また、請求項４に記載の運動器具によれば、二組の一対の発電素子の一方の組により、可動体を狭持し、二組の一対の発電素子の他方の組により、可動体を、二組の一対の発電素子の一方の組の並設方向と略直交する方向から狭持することで、可動体の上下左右の繰り返し変形を利用して、二組の一対の発電素子を効果的に押圧することができるので、発電効率を一層向上させることができる。また、一対の発電素子の並設方向への押圧と、この並設方向に略直交する方向への押圧を容易に区別できるので、押圧方向に応じて異なる電気出力を行うことで、運動器具の状態を使用者等に容易に伝達できる。
【００１９】
また、請求項５に記載の運動器具によれば、振動板の側面に発電素子を固定し、可動体を振動板に固定したことで、発電素子からより大きな起電力を得ることができ、発電効率を一層向上させることができる。
【００２０】
また、請求項６に記載の運動器具によれば、無端ベルトを、発電モジュールを支持する支持手段とすると共に、当該運動器具の外部から当該無端ベルトに加えられた力を受ける受圧手段として構成したことで、例えば、使用者の体重を用いて発電素子を自然に押圧することができるので、発電を使用者に意識させることなく、使用者の運動エネルギーを利用した発電が可能となる。特に、一対の第１電極から一対の第２電極を介して電流を流すことができるので、無端ベルトやローラのような回転体を用いた運動器具においても、当該運動器具から電流を容易に外部に取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態１に係る握力強化器具の概略の全体斜視図である。
【図２】図１における領域Ａの拡大縦断面図である。
【図３】発電モジュールの縦断面図である。
【図４】図３の変形状態における発電モジュールの縦断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、変形例に係る図２の領域Ａを簡略化して示す図である。
【図６】変形例に係る運動器具の一例を示す図であり、（ａ）は杖、（ｂ）は野球用バット、は、剣道用防具胴を示す。
【図７】実施の形態２に係るランニングマシンの全体斜視図である。
【図８】図７におけるベルトコンベアの拡大斜視図であり、一部を破断して示す図である。
【図９】実施の形態３に係るテニスラケットの概略の全体斜視図である。
【図１０】図９における領域Ｂの拡大斜視図である。
【図１１】図１０の変形状態における領域Ｂの拡大斜視図である。
【図１２】実施の形態４に係る縄跳びの概略の全体斜視図である。
【図１３】図１２における領域Ｃの拡大斜視図である。
【図１４】図１３の変形状態における拡大斜視図である。
【図１５】変形例に係る図１３の領域Ｃの拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る運動器具の各実施の形態について詳細に説明する。まず、〔Ｉ〕各実施の形態に共通の基本的概念を説明した後、〔ＩＩ〕各実施の形態の具体的内容について説明し、〔ＩＩＩ〕最後に、各実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、これら各実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２３】
〔Ｉ〕各実施の形態に共通の基本的概念
まず、各実施の形態に共通の基本的概念について説明する。各実施の形態に係る運動器具は、外部から加えられた力を電気に変換する発電モジュールを備える運動器具である。
【００２４】
各実施の形態に係る運動器具の特徴の一つは、発電素子を用いた発電モジュールを支持する支持手段と、当該運動器具の外部から加えられた力を受ける受圧手段とを備えた点と、この発電モジュールを、支持手段と受圧手段との相互間に配置し、又は、受圧手段の近傍位置に配置した点にある。この運動器具によれば、受圧手段にて発電モジュールの発電素子を押圧することで電流が発生することから、商用電源からの電力供給を必要しないので、当該運動器具と商用電源とを接続する電線が不要となり、運動器具の可搬性を向上させることができる。また、運動器具の使用時において、受圧手段にて発電モジュールの発電素子を押圧することで電流が発生することから、使用場所等の使用条件に左右されずに発電することができ、運動器具の汎用性を向上させることができる。さらに、発電素子を用いた発電モジュールであることから、太陽電池を用いる場合に比べて、運動器具の製造コストを低減することができる。
【００２５】
この運動器具の具体的な利用形態は任意であり、外部から加えられた力を利用して発電を行う任意の運動道具に用いることができる。例えば、この運動器具は、使用者の身体を鍛錬するための鍛練器具、野球やテニス等の球技に用いられる道具、及び使用者の遊びに用いられる遊具等に用いることができる。以下では、握力強化器具に用いることで、使用者が当該握力強化器具を使用しているときの握力を利用して発電を行う形態、ランニングマシンに用いることで、使用者の体重を利用して発電を行う形態、テニスラケットに用いることで、使用者がテニスラケットでボールを打つときの衝撃力を利用して発電を行う形態、及び縄跳びに用いることで、使用者が縄跳びのロープを回すときの回転力を利用して発電を行う形態について説明する。
【００２６】
〔ＩＩ〕各実施の形態の具体的内容
次に、運動器具の各実施の形態の具体的内容について説明する。
【００２７】
〔実施の形態１〕
まず、実施の形態１について説明する。この形態は、運動器具を握力強化器具として構成した形態である。
【００２８】
（全体構成）
図１は実施の形態１に係る握力強化器具の概略の全体斜視図、図２は図１における領域Ａの拡大縦断面図、図３は発電モジュールの縦断面図、図４は図３の変形状態における発電モジュールの縦断面図である。図１に示すように、握力強化器具１は、バネ１１と、一対の把持体１２と、発電モジュール１３と、ランプ１４とを備えている。
【００２９】
（全体構成−バネ）
バネ１１は、弾力性を利用してエネルギーを吸収するためのものである。このバネ１１の中央部は螺旋状に形成されており、当該バネ１１の両端部は直線状に形成されている。このバネ１１に用いられる具体的な材質は任意であるが、例えば、鋼などの金属材料が用いられる。
【００３０】
（全体構成−把持体）
一対の把持体１２は、使用者が握力強化器具１を把持するための把持手段である。この一対の把持体１２は、棒状の中空体又は中実体にて形成されたものであり、それぞれが離間された状態で、バネ１１の直線状の端部に固定されている。この一対の把持体１２に用いられる具体的な材質は任意であるが、例えば、鋼、アルミニウム等の金属材料やプラスチック材等の樹脂材料等が用いられる。
【００３１】
図２に示すように、この把持体１２の外側には凹部が形成されており、この凹部に受圧部１２ａ及び支持部１２ｂが設けられている。支持部１２ｂは、発電モジュール１３を支持する支持手段であり、把持体１２の凹部に嵌合や接着等により固定されている。この支持部１２ｂは、凹部１２０ｂを備えている。受圧部１２ａは、使用者が一対の把持体１２を握ることによって、当該一対の把持体１２に加えられた力を受ける受圧手段であり、支持部１２ｂと対向する位置に配置されており、支持部１２ｂに対して任意の方法により接続されている。この受圧部１２ａは、支持部１２ｂに向かって突出するものであって、凹部１２０ｂにスライド可能に挿入される凸部１２０ａを備えている。
【００３２】
これら凸部１２０ａと凹部１２０ｂとの相互間には、発電モジュール１３が配置されている。また、支持部１２ｂと受圧部１２ａとの相互間には、発電モジュール１３を配置する厚みに加えて、所定のクリアランスが設けられている。この所定のクリアランスの設定は任意であるが、例えば、使用者が一対の把持体１２を握ることによって、受圧部１２ａが当該バネ１１の強度に相当する力を受けた場合に、当該所定のクリアランスがなくなり、凸部１２０ａが発電モジュール１３を押圧するように設定する。なお、支持部１２ｂと受圧部１２ａとの接続方法は任意であるが、例えば、支持部１２ｂと受圧部１２ａとの相互間に、伸長方向に付勢力を有するバネ等の弾性部材（図示せず）を介在させ、この弾性部材の両端部を支持部１２ｂと受圧部１２ａにそれぞれ固定することで、支持部１２ｂから受圧部１２ａが脱落しないようにすると共に、受圧部１２ａが外部から押圧されていない状態においては、支持部１２ｂに対して受圧部１２ａを前記クリアランスを維持した状態に保持するようにしてもよい。
【００３３】
（全体構成−発電モジュール）
図２〜図４に示すように、発電モジュール１３は、圧電素子１３ａ、周辺スペーサ１３ｂ、及び中央スペーサ１３ｃを備えて構成されている。
【００３４】
圧電素子１３ａは、圧力により変形することで電気を生じる素子であり、例えば、チタン酸バリウム、ジルコニア等の圧電セラミックス、リチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ３）等の圧電単結晶からなる。この圧電素子１３ａは、薄板状に形成されており、凸部１２０ａが凹部１２０ｂに向かって突出する方向に当該圧電素子１３ａが湾曲させるように、当該圧電素子１３ａの一方の側面と凹部１２０ｂとの側面、及び当該圧電素子１３ａの他方の側面と凸部１２０ａとの側面とが互いに向き合う位置に配置されている。なお、図示は省略するが、圧電素子１３ａは、当該圧電素子１３ａの一方の面にプラス端子、当該圧電素子１３ａの他方の面にマイナス端子を有し、プラス端子と結線されたプラスリード線と、マイナス端子と結線されたマイナスリード線が引き出され、これらが図示しない制御回路を介してランプ１４に接続されることで、当該ランプ１４に対して電力が供給される。ただし、圧電素子１３ａとランプ１４との相互間に公知のブリッジ回路等の各種電気素子を配置してもよい。あるいは、圧電素子１３ａとして、若しくは圧電素子１３ａに代えて、外力（歪み、屈曲、若しくは圧縮を生じさせる力を含む）により発電が可能な任意の素材を用いることができ、例えば、イオン導電性高分子の膜（ゲル）の両面に金属（金等）をメッキしたイオン高分子金属複合材料（ＩＰＭＣ：Ｉｏｎｉｃ Ｐｏｌｙｍｅｒ−Ｍｅｔａｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）や、イオン導電性高分子ゲル膜（ＩＣＰＦ：Ｉｏｎｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｐｏｌｙｍｅｒｇｅｌ Ｆｉｌｍ）、あるいは、これらＩＰＭＣやＩＣＰＦを用いた人工筋肉を使用することができる。この点は、後述する他の実施の形態でも同じである。なお、これら圧電素子１３ａや発電が可能な任意の素材を、必要に応じて「発電素子」と総称する。
【００３５】
周辺スペーサ１３ｂ及び中央スペーサ１３ｃは、凸部１２０ａ及び凹部１２０ｂと圧電素子１３ａとの相互間に、圧電素子１３ａを容易に変形させるためのスペースを形成するものである。中央スペーサ１３ｃは、圧電素子１３ａと凸部１２０ａの相互間であって、圧電素子１３ａの側面の中央近傍に配置された柱状体である。一方、中央スペーサ１３ｃは、圧電素子１３ａと凹部１２０ｂの相互間であって、圧電素子１３ａの側面の周縁近傍に配置された複数の柱状体又は一つの円環状体である。このように柱状体とする場合には、構造的安定性を得るため、周辺スペーサ１３ｂを、圧電素子１３ａの平面中心位置を図心とする正三角形の各頂点に対応する３箇所に配置することが好ましく、あるいは３箇所以上に配置してもよい。これら中央スペーサ１３ｃや周辺スペーサ１３ｂは、例えば、圧電素子１３ａに対して接着剤等にて固定されている。これら中央スペーサ１３ｃや周辺スペーサ１３ｂに用いられる具体的な材質は任意であるが、圧電素子１３ａよりも高強度のものが好ましく、例えば、鋼、ステンレス、アルミニウム等の金属材料が用いられる。
【００３６】
このように周辺スペーサ１３ｂ及び中央スペーサ１３ｃを配置した場合、受圧部１２ａ
が外部から押圧されると、中央スペーサ１３ｃを介して圧電素子１３ａの側面中央が押され、図４のように、圧電素子１３ａが変形する。
【００３７】
（全体構成−ランプ）
図１において、ランプ１４は、圧電素子１３ａの変形によって発生した電流を用いて発光する発光手段である。このランプ１４は、把持体１２の下面に埋設されており、当該把持体１２に対して嵌合構造等により固定されている。また、このランプ１４は、図示しない制御回路を介して発電モジュール１３と電気的に接続されている。これにより、使用者が一対の把持体１２を所定の力で握ることで、受圧部１２ａが力を受けると、発電モジュール１３の圧電素子１３ａが変形して電流が発生し、発生した電流を用いてランプ１４が点灯又は点滅する。このランプ１４の点灯又は点滅方法は任意であり、例えば、ランプ１４は、圧電素子１３ａの変形が所定値以上であった場合には点灯又は点滅し、圧電素子１３ａの変形が所定値よりも小さい場合には点灯又は点滅しないという方法がある。これにより、握力強化器具１は、当該握力強化器具１が適切に使用されているか否かを、使用者に提示することができる。なお、このランプ１４に用いられる具体的な種類は任意であるが、例えば、小型ランプ、蛍光ランプ、ＬＥＤランプ等が該当する。
【００３８】
この他にも、握力強化器具１における発電モジュール１３の固定構造としては、任意の構造をとり得る。図５の（ａ）〜（ｄ）は、変形例に係る図２の領域Ａを簡略化して示す図である。図５の（ａ）〜（ｄ）に示すように、この変形例では、把持体１２は、支持部１２ｂ及び受圧部１２ａを複数備えている。また、把持体１２は、支持部１２ｂと受圧部１２ａの相互間において複数の発電モジュール１３を備えている。この構造によれば、支持部１２ｂと受圧部１２ａとの相互間の横ずれを防止することができるので、受圧部１２ａが発電モジュール１３の圧電素子１３ａを確実に押圧することができ、発電モジュール１３の発電量を向上させることができる。
【００３９】
また、図６は変形例に係る運動器具の一例を示す図であり、図６（ａ）は、杖１０１に用いられた図であり、図６（ｂ）は、野球用バット１０２に用いられた図であり、図６（ｃ）は、剣道用防具胴１０３に用いられた図である。
【００４０】
図６（ａ）に示すように、杖１０１は、杖本体１１１と、把持体１１２と、発電モジュール１１３と、ランプ１１４とを備えている。杖本体１１１は、使用者の体重を地面に伝達するものである。把持体１１２は、使用者が杖１０１を把持する把持手段であり、当該把持体１１２の上面において、支持部１２ｂ及び受圧部１２ａを備えて構成されている。発電モジュール１１３は、支持部１２ｂと受圧部１２ａとの相互間に配置されている。ランプ１１４は、杖本体１１１の側面に埋設されている。この構造によれば、使用者が杖１０１に体重をかけることで受圧部１２ａがこの体重を受けると、発電モジュール１１３の圧電素子１３ａが変形して電流が発生する。これにより、ランプ１１４が点灯又は点滅するので、例えば夜間の歩行時に周囲への注意喚起を行うことができる。
【００４１】
また、図６（ｂ）に示すように、野球用バット１０２は、グリップ１２１と、バット本体１２２と、発電モジュール１２３と、ランプ１２４とを備えている。グリップ１２１は、野球用バット１０２を把持するためのものである。バット本体１２２は、ボールと当接する当接手段であり、当該バット本体の側面において、支持部１２ｂ及び受圧部１２ａを備えて構成されている。発電モジュール１２３は、支持部１２ｂと受圧部１２ａとの相互間に配置されている。ランプ１１４は、バット本体１２２の上面に埋設されている。この構造によれば、使用者がバット本体１２２の所定の箇所にボールを当てることで受圧部１２ａがボールの衝撃力を受けると、発電モジュール１２３の圧電素子１３ａが変形して電流が発生する。これにより、ランプ１２３が点灯又は点滅するので、ボールを所定の箇所で打つことができたか否かを、ランプ１２３の点灯又は点滅を見ることが判断できる。例えば、複数の発電モジュール１２３と、色が異なる複数のランプ１２３を、バット本体１２２の複数の異なる箇所にそれぞれ埋設し、異なる発電モジュール１２３が押された場合には色が異なるランプ１２３が点灯又は点滅するようにすれば、ボールを打つことができた箇所を一層正確に判断できる。
【００４２】
また、図６（ｃ）に示すように、剣道用防具胴１０３は、胴本体１３１と、発電モジュール１３２と、ランプ１３３とを備えている。胴本体１３１は、竹刀と当接する当接手段であり、当該胴本体１３１の外側側面において、支持部１２ｂ及び受圧部１２ａを複数備えて構成されている。発電モジュール１３２は、支持部１２ｂと受圧部１２ａとの相互間に配置されている。ランプ１３３は、胴本体１３１の外側側面に複数埋設されている。この構造によれば、使用者が胴本体１３１の所定の箇所に竹刀を当てることによって、受圧部１２ａが竹刀の衝撃力を受けると、発電モジュール１３２の圧電素子１３ａが変形して電流が発生する。これにより、ランプ１３３が点灯又は点滅するので、相手の竹刀が胴本体１３１の所定の箇所に当たったか否かを、ランプ１２３の点灯又は点滅を見ることが判断できる。例えば、複数の発電モジュール１３２と、色が異なる複数のランプ１３３を、胴本体１３１の複数の異なる箇所にそれぞれ埋設し、異なる発電モジュール胴本体１３１が押された場合には色が異なるランプ１３３が点灯又は点滅するようにすれば、相手の竹刀が当たった箇所を一層正確に判断できる。
【００４３】
（実施の形態１の効果）
このように実施の形態１によれば、受圧部１２ａにて発電モジュール１３の圧電素子１３ａを押圧することで電流が発生することから、商用電源からの電力供給を必要しないので、握力強化器具１と商用電源とを接続する電線が不要となる。従って、握力強化器具１に電力を供給する場合であっても、握力強化器具１の可搬性を向上させることができる。また、握力強化器具１の使用時において、受圧部１２ａにて発電モジュール１３の圧電素子１３ａを押圧することで電流が発生することから、使用場所等の使用条件に左右されずに発電することができ、握力強化器具１の汎用性を高めることができる。また、発電モジュール１３を、支持部１２ｂと受圧部１２ａとの相互間に配置し、又は、受圧部１２ａの近傍位置に配置できるので様々な運動器具に適用でき、高い汎用性を有する。さらに、圧電素子１３ａを用いた発電モジュール１３であることから、材料費が安価であり、製造コストを低減することができる。
【００４４】
また、受圧部１２ａを把持体１２の一部としたことで、使用者の体重や握力等を用いて圧電素子１３ａを自然に押圧することができるので、使用者に発電について意識させることなく、使用者の運動エネルギーを利用した発電が可能となる。
【００４５】
また、受圧部１２ａを、例えば、野球用バット１０２のバット本体等の外部の物体と当接するものの一部としたことで、外部の物体の力によって圧電素子１３ａを押圧することができるので、外部の物体の運動エネルギーを利用した発電が可能となる。
【００４６】
また、発電モジュール１３を、凸部１２０ａと凹部１２０ｂの相互間に配置したことで、圧電素子１３ａを効果的に押圧することができると共に、支持部１２ｂと受圧部１２ａとの相互間の横ずれを防止することができ、発電効率を高めることができる。
【００４７】
〔実施の形態２〕
次に、本発明の実施の形態２について説明する。この形態は、運動器具をランニングマシンとして構成した形態である。なお、実施の形態１と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態１で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
【００４８】
（全体構成）
図７は実施の形態２に係るランニングマシンの全体斜視図、図８は図７におけるベルトコンベアの拡大斜視図であり、一部を破断して示す図である。図７に示すように、ランニングマシン２は、ランニングマシン本体２１と、手すり２２と、ディスプレイ２３と、ベルトコンベア２４とを備えている。
【００４９】
（全体構成−ランニングマシン本体）
ランニングマシン本体２１は、手すり２２、ディスプレイ２３、及びベルトコンベア２４を支持するものである。ランニングマシン本体２１は、凹状の中空体で形成されており、図示しないモータを備えている。この図示しないモータは、ベルトコンベア２４を駆動するためのものであり、ランニングマシン本体２１の内部に設けられている。
【００５０】
（全体構成−手すり）
手すり２２は、使用者がランニングマシン２を使用する際に、当該使用者が転倒等しないように使用者を支えるものである。この手すり２２は、長尺の中空管で形成されており、ランニングマシン本体２１の上面であって、当該ランニングマシン本体２１の凹状の閉塞部に配置されている。また、この手すり２２の両端部が、ランニングマシン本体２１の閉鎖部に対して溶接等により接続されている。
【００５１】
（全体構成−ディスプレイ）
ディスプレイ２３は、各種データを表示する表示手段である。例えば、このディスプレイ２３は、図示しないセンサによって走行距離を測定し、この測定結果を表示することが該当する。このディスプレイ２３の種類は任意であり、例えば液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等が該当する。
【００５２】
（全体構成−ベルトコンベア）
図７及び図８に示すように、ベルトコンベア２４は、使用者を連続的に搬送するためのものである。このベルトコンベア２４は、ランニングマシン本体２１の凹状の開口部に配置されている。また、このベルトコンベア２４は、無端ベルト２４１及び一対のロール２４２を備えて構成されている。
【００５３】
無端ベルト２４１は、使用者を支持するものである。この無端ベルト２４１は、環状の面材で形成されており、当該無端ベルト２４１の長手方向がランニングマシン本体２１の長手方向に沿うように配置されている。無端ベルト２４１の種類は任意あるが、無端ベルト２４１が使用者の体重を受けた場合に当該無端ベルト２４１が伸縮可能なものが好ましく、例えば、ゴム、ポリウレタン等の弾性材料が該当する。
【００５４】
無端ベルト２４１の内部には、発電モジュール２４１ａが配置されている。この発電モジュール２４１ａの配置方法は任意であるが、例えば、無端ベルト２４１において、所定の間隔ごとに複数配置したり、或いは、無端ベルト２４１のうち使用者が足踏みする箇所（例えば幅方向における中央付近）において、複数配置したりしてもよい。また、無端ベルト２４１には、支持部１２ｂ及び受圧部１２ａが配置されている。すなわち、この実施の形態では、無端ベルト２４１の中で、発電モジュール２４１ａより外部に位置する部分が受圧部１２ａとして機能し、発電モジュール２４１ａより内部に位置する部分が支持部１２ｂとして機能する。これにより、使用者が無端ベルト２４１上で足踏みすることで受圧部１２ａが体重を受けると、発電モジュール２４１ａの圧電素子１３ａが変形して電流が発生する。
【００５５】
ここで、無端ベルト２４１には、当該無端ベルト２４１の内周面において当該無端ベルト２４１に沿って配置されたものであって、発電モジュール２４１ａで発生した電流を出力するための一対の第１電極２４１ｂが設けられている。この一対の第１電極２４１ｂは、線状に形成されたものであり、この一対の第１電極２４１ｂの一方がプラス極として、一対の第１電極２４１ｂの他方がマイナス極として構成されている。
【００５６】
一対のロール２４２は、無端ベルト２４１を回転させるため円柱体で、無端ベルト２４１の内部に設けられている。このロール２４２には、当該ロール２４２の外周面において当該ロール２４２に沿って配置されたものであって、一対の第１電極２４１ｂに接触することによって、当該一対の第１電極２４１ｂに流れる電流を受け取るための一対の第２電極２４２ａが設けられている。この一対の第２電極２４２ａは、線状に形成されたものであり、この一対の第２電極２４２ａの一方がプラス極として、一対の第２電極２４２ａの他方がマイナス極として構成されている。また、第２電極２４２ａのプラス極は第１電極２４１ｂのプラス極と対応する位置に配置され、第２電極２４２ａのマイナス極は第１のマイナス極とする位置に配置されている。これにより、一対の第２電極２４２ａは、無端ベルト２４１が回転しながらでも、一対の第１電極２４１ｂから電流を受け取ることができる。この一対の第２電極２４２ａの具体的構成は任意であるが、例えば、一対の第２電極２４２ａは、一対のロール２４２の長手方向の端部から当該ロール２４２の外部に引き出され、図示しない制御回路を介して図示しないモータ又はディスプレイ２３と電気的に接続してもよい。これにより、一対の第２電極２４２ａによって一対の第１電極２４１ｂから受け取られた電流を、図示しないモータやディスプレイ２３等に利用することができる。
【００５７】
（実施の形態２の効果）
このように実施の形態２によれば、無端ベルト２４１を、発電モジュール２４１ａを支持する支持部１２ｂとすると共に、ランニングマシン２の外部から当該無端ベルト２４１に加えられた力を受ける受圧部１２ａとして構成したことで、例えば、使用者の体重を用いて圧電素子１３ａを押圧することができるので、使用者の運動エネルギーを利用した発電が可能となる。また、一対の第１電極２４１ｂを無端ベルト２４１の内周面において当該無端ベルト２４１に沿って配置し、一対の第２電極２４２ａを一対のロール２４２の少なくとも一方に、当該ロール２４２の外周面において当該ロール２４２に沿って配置することで、無端ベルト２４１が駆動している場合であっても、一対の第１電極２４１ｂ及び一対の第２電極２４２ａに、圧電素子１３ａによって発生した電流を流すことができるので、ランニングマシン２から電流を容易に取り出すことができる。
【００５８】
〔実施の形態３〕
次に、本発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３は、運動器具をテニスラケットとして構成した形態である。なお、実施の形態１と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態１で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
【００５９】
（全体構成）
図９は実施の形態３に係るテニスラケットの概略の全体斜視図、図１０は図９における領域Ｂの拡大斜視図、図１１は図１０の変形状態における領域Ｂの拡大斜視図である。図９に示すように、テニスラケット３は、フレーム３１と、ガット３２と、発電モジュール３３と、グリップ３４と、ランプ３５とを備えている。
【００６０】
（全体構成−フレーム）
フレーム３１は、ガット３２を支持する支持手段である。フレーム３１は、楕円状の中空体又は中実体で形成されており、ガット３２を固定する固定体として構成する。このフレーム３１の内周面には、ガット３２を貫通させるための図示しない貫通穴が複数設けられている。このガット３２に用いられる具体的な材質は任意であるが、例えば、繊維強化樹脂、金属、木材、複合材料等が用いられる。
【００６１】
（全体構成−ガット）
ガット３２は、ボールの衝撃力を受ける受圧手段である。ガット３２は、縦断面が略円形の中実体で形成されており、線状又は棒状に形成された可動体として構成されている。このガット３２は、フレーム３１の内周面において、図示しない貫通穴を介して、フレーム３１の長手方向、及びフレーム３１の短手方向に沿って網目状に配置されている。また、このガット３２は、当該ガット３２に所定のテンションが加えられた状態で玉結び等によりフレーム３１に固定されている。このガット３２に用いられる具体的な材質は任意であるが、例えば、ナイロンやポリエステル等の樹脂材料が用いられる。
【００６２】
（全体構成−発電モジュール）
図９〜図１１に示すように、発電モジュール３３は、ガット３２とフレーム３１との接続部の近傍位置に複数配置されており、一対の圧電素子３３ａを備えている。一対の圧電素子３３ａは、薄板状に形成されており、当該一対の圧電素子３３ａの面がガット３２面に対向する方向からガット３２を狭持し、フレーム３１の内周面に対して接着剤等により接続されている。この一対の圧電素子３３ａの配置方法は任意であるが、例えば、一対の圧電素子３３ａは、ガット３２がボールに接触して変形した際に、当該ガット３２と接触する位置に配置することが好ましい。このように、一対の圧電素子３３ａがガット３２を狭持するように配置することで、ガット３２の振動によって発電モジュール３３の圧電素子３３ａを押圧可能となる。
【００６３】
（全体構成−グリップ）
グリップ３４は、使用者がテニスラケット３を把持するためのものである。グリップ３４は、Ｙ字状の中空体又は中実体で形成されており、フレーム３１の長手方向の一方の端部に配置されている。
【００６４】
（全体構成−ランプ）
ランプ３５は、グリップ３４の上方の側面に埋設されており、グリップ３４に対して嵌合構造等により固定されている。このランプ３５は、図示しない制御回路を介して発電モジュール３３と電気的に接続されている。これにより、使用者がガット３２にボールを当てることでガット３２がボールの衝撃力を受けると、発電モジュール３３の圧電素子３３ａが変形して電流が発生し、発生した電流を用いてランプ３５が点灯又は点滅する。このランプ３５の点灯又は点滅方法は任意であり、例えば、発電モジュール３３ごとに発光色が異なるものを配置し、所定の発電モジュール３３の圧電素子３３ａが変形を受けた場合に、ランプ３５がその発電モジュール３３の発光色を点灯又は点滅をさせる方法がある。これにより、ランプ３５は、ガット３２に当たったボールの位置を、使用者に提示することができる。また、色の異なる複数のランプ３５を設け、各ランプ３５に異なる発電モジュール３３を接続することで、ガット３２に当たったボールの位置を一層正確に使用者に提示することができる。あるいは、ガット３２面の中でボールを打つための最適位置（いわゆるスイートスポット）を使用者に提示するために、この最適位置にボールが当たった際にのみ変形するガット３２の近傍のみに発電モジュール３３を配置してもよい。
【００６５】
（実施の形態３の効果）
このように実施の形態３によれば、発電モジュール３３を、ガット３２とフレーム３１との接続部の近傍位置に配置することで、テニスボールの衝撃力による振動を用いて圧電素子３３ａを押圧することができるので、振動エネルギーを利用した発電が可能となる。
【００６６】
また、一対の圧電素子３３ａによりガット３２を狭持したことで、ガット３２の所定の方向の繰り返し変形を利用して、当該ガット３２の変形方向から圧電素子３３ａを押圧することができるので、発電量をさらに高めることができる。
【００６７】
〔実施の形態４〕
次に、本発明の実施の形態４について説明する。この形態は、運動器具を縄跳びとして構成した形態である。なお、実施の形態１と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態１で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
【００６８】
（全体構成）
図１２は実施の形態４に係る縄跳びの概略の全体斜視図、図１３は図１２における領域Ｃの拡大斜視図、図１４は図１３の変形状態における拡大斜視図である。図１２〜１４に示すように、縄跳び４は、ロープ４１と、一対のグリップ４２と、発電モジュール４３と、ランプ４４とを備えている。
【００６９】
（全体構成−ロープ）
ロープ４１は、使用者が当該ロープ４１を回すことによって、回転力を受ける受圧手段である。ロープ４１は、縦断面が略円形の中実体又は中空体で形成されており、線状又は棒状に形成された可動体として構成されている。このロープ４１の具体的構成は任意であるが、例えば、中空体から形成されたロープ４１の内部に図示しないゴム芯を挿入したものが該当する。また、このロープ４１に用いられる具体的な材質は任意であるが、例えば、ナイロン、シリコンゴム、綿等が用いられる。
【００７０】
（全体構成−グリップ）
一対のグリップ４２は、使用者が縄跳び４を把持するためのものである。この一対のグリップ４２は、棒状にて形成されたものであり、ロープ４１の端部近傍に配置されている。このグリップ４２は、中実体に形成されたグリップ本体４２ａ、及びグリップ本体４２ａの上面を覆うためのものであって、中空体に形成されたグリップ蓋４２ｂを備えて構成されている。グリップ本体４２ａとグリップ蓋４２ｂを接続する方法は任意であるが、例えば、グリップ本体４２ａとグリップ蓋４２ｂとをネジ構造により接続してもよい。また、このグリップ蓋４２ｂの上面には、ロープ４１を貫通させるための貫通穴４２０ｂが設けられている。なお、この一対のグリップ４２に用いられる具体的な材質は任意であるが、例えば、アルミニウム、プラスチック材等の樹脂材料、又は木材等が用いられる。
【００７１】
図１３及び図１４に示すように、グリップ蓋４２ｂは中空状とされており、このスペースに発電モジュール４３が設けられている。この発電モジュール４３は、グリップ本体４２ａとロープ４１との相互間に配置されており、圧電素子４３ａ及び振動板４３ｂを備えて構成されている。
【００７２】
振動板４３ｂは、ロープ４１の振動を増幅した上で圧電素子４３ａに伝達するものであると共に、圧電素子４３ａの割れ強度を補強する補強材を兼ねるものであり、可撓性と耐久性を有する金属板より形成される。この振動板４３ｂは、Ｌ字状の薄板で形成されており、ロープ４１とグリップ４２との相互間に配置されている。振動板４３ｂとロープ４１との固定方法は任意であるが、例えば、振動板４３ｂのＬ字状の縦片に、ロープ４１を貫通させるための貫通穴４３０ｂを設け、ロープ４１を貫通穴４３０ｂに通し、振動板４３ｂの縦片に対して玉結び等によって固定する。なお、振動板４３ｂに用いる具体的な材料は任意であるが、例えば、ステンレスの薄板を用いることができる。
【００７３】
圧電素子４３ａは、振動板４３ｂのＬ字状の横片よりも一周り小さい形状の薄板状に形成されており、当該圧電素子４３ａの側面がグリップ本体４２ａの上面に対して直交する方向に配置され、グリップ本体４２ａと接着剤等により接続されている。この圧電素子４３ａの一方の側面は、振動板４３ｂのＬ字状の横片に対して接着剤等にて固定されている。この振動板４３ｂに対する圧電素子４３ａの配置位置は任意であるが、例えば、圧電素子４３ａの一方の側面全域が振動板４３ｂのＬ字状の横片の側面と当接するように配置されることが好ましい。このように、ロープ４１とグリップ本体４２ａとの相互間に振動板４３ｂ及び圧電素子４３ａを配置することで、ロープ４１にて発電モジュール４３の圧電素子４３ａを押圧可能となる。また、振動板４３ｂとの固着面の全面において圧電素子４３ａを湾曲させることで、圧電素子４３ａの全体に力を加えることができる。
【００７４】
（全体構成−ランプ）
ランプ４４は、グリップ蓋４２ｂの側面に埋設されており、当該把持体１２に対して嵌合構造等により固定されている。また、このランプ４４は、図示しない制御回路を介して発電モジュール４３と電気的に接続されている。これにより、使用者がロープ４１を回すことでロープ４１が回転力を受けると、振動板４３ｂを介して圧電素子４３ａが変形して電流が発生し、発生した電流を用いてランプ４４が点灯又は点滅する。
【００７５】
この他にも、縄跳び４は、できる限りにおいて、任意の構造にて構成可能である。図１５は、変形例に係る図１３の領域Ｃの拡大斜視図である。図１５に示すように、この変形例では、縄跳び４は、ロープ４１と、一対のグリップ４２と、発電モジュール４３と、ランプ４４とを備えている。グリップ４２は、グリップ本体４２ａ及びグリップ蓋４２ｂを備えて構成されている。グリップ蓋４２ｂには貫通穴４２０ａが設けられている。発電モジュール４３は、一対の圧電素子４３ａを二組備えている。この圧電素子４３ａは、当該圧電素子４３ａの側面がグリップ本体４２ａの上面に対して直交する方向に配置され、グリップ本体４２ａと接着剤等により接続されている。また、二組の一対の圧電素子４３ａの一方の組は、ロープ４１を狭持し、二組の一対の圧電素子４３ａの他方の組は、ロープ４１を、二組の一対の圧電素子４３ａの一方の組の並設方向と略直交する方向から狭持している。この二組の一対の圧電素子４３ａの配置位置は任意であるが、例えば、二組の一対の圧電素子４３ａは、各々接触しない位置に配置されており、ロープ４１を中心とした当該二組の一対の圧電素子４３ａの中心間の距離が等しい位置に配置されている。この構造によれば、使用者がロープ４１を回すことでロープ４１が回転力を受けると、発電モジュール４３の二組の一対の圧電素子４３ａが変形することで電流が発生する。これにより、発生した電流を用いてランプ４４を点灯又は点滅させることができる。特に、色の異なる複数のランプ４４を設け、二組の一対の圧電素子４３ａの一方の組と、二組の一対の圧電素子４３ａの他方の組を、それぞれ異なるランプ４４に接続することで、ロープ４１の回す方向によって異なる色のランプ４４を点灯又は点滅させることもできる。
【００７６】
（実施の形態４の効果）
このように実施の形態４によれば、発電モジュール４３を、ロープ４１とグリップ４２との接続部の近傍位置に配置することで、ロープ４１の回転力を用いて圧電素子４３ａを押圧することができるので、回転エネルギーを利用した発電が可能となる。
【００７７】
また、振動板４３ｂの側面に圧電素子４３ａを固定し、ロープ４１を振動板４３ｂに固定したことで、圧電素子４３ａからより大きな起電力を得ることができ、発電効率を一層高めることができる。
【００７８】
また、二組の一対の圧電素子４３ａの一方の組により、ロープ４１を狭持し、二組の一対の圧電素子４３ａの他方の組により、ロープ４１を、二組の一対の圧電素子４３ａの一方の組の並設方向と略直交する方向から狭持することで、ロープ４１の上下左右の繰り返し変形を利用して、当該ロープ４１の上下左右の方向から圧電素子４３ａを押圧することができるので、発電量を一層高めることができる。
【００７９】
〔ＩＩＩ〕各実施の形態に対する変形例
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【００８０】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
また、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。
【００８１】
（発生した電流の利用について）
各実施の形態１〜４では、発生した電流をランプ等に利用することについて説明したが、これらの電流をバッテリに蓄えてもよい。例えば、実施の形態２では、バッテリをランニングマシン本体２１の内部に配置してもよい。この場合、バッテリは、一対の第２電極２４２ａから電流を受け取るための一対の電極を備える必要がある。
【００８２】
（付記１）
上述した課題を解決し、目的を達成するため、付記１に記載の運動器具は、外部から加えられた力を発電素子を用いて電気に変換する発電モジュールを備える運動器具であって、前記発電モジュールを支持する支持手段と、当該運動器具の外部から加えられた力を受ける受圧手段とを備え、前記発電モジュールを、前記支持手段と前記受圧手段との相互間に配置することにより、又は、前記受圧手段の近傍位置に配置することにより、前記受圧手段にて前記発電モジュールの前記発電素子を押圧可能としたことを特徴とする。
（付記２）
また、付記２に記載の運動器具は、付記１に記載の運動器具において、当該運動器具の使用者が当該運動器具を把持するための把持手段を備え、前記受圧手段を、前記把持手段の一部としたことを特徴とする。
（付記３）
また、付記３に記載の運動器具は、付記１又は２に記載の運動器具において、当該運動器具が当該運動器具の外部の物体と当接する当接手段を備え、前記受圧手段を、前記当接手段の一部としたことを特徴とする。
（付記４）
また、付記４に記載の運動器具は、付記１から３のいずれか一項に記載の運動器具において、前記支持手段又は前記受圧手段の一方は、当該支持手段又は当該受圧手段の他方に向かって突出する凸部を備え、前記支持手段又は前記受圧手段の他方は、前記凸部を嵌合可能な凹部を備え、前記発電モジュールを、前記凸部と前記凹部の相互間に配置したことを特徴とする。
（付記５）
また、付記５に記載の運動器具は、付記１に記載の運動器具において、無端ベルトと、前記無端ベルトを回転させるために当該無端ベルトの内部に配置された一対のロールとを備え、前記無端ベルトの内部に前記発電モジュールを配置し、当該無端ベルトを、前記発電モジュールを支持する支持手段とすると共に、当該運動器具の外部から当該無端ベルトに加えられた力を受ける受圧手段として構成し、前記無端ベルトには、当該無端ベルトの内周面において当該無端ベルトに沿って配置されたものであって、前記発電モジュールで発生した電流を出力するための一対の第１電極を設け、前記一対のロールの少なくとも一方には、当該ロールの外周面において当該ロールに沿って配置されたものであって、前記一対の第１電極に接触することによって、当該一対の第１電極に流れる電流を受け取るための一対の第２電極を設けたことを特徴とする。
（付記６）
また、付記６に記載の運動器具は、付記１に記載の運動器具において、前記受圧手段を、線状又は棒状に形成された可動体として構成し、前記支持手段を、前記可動体を固定する固定体として構成し、前記発電モジュールを、前記可動体と前記固定体との接続部の近傍位置に配置することにより、当該可動体の振動によって前記発電素子を押圧可能としたことを特徴とする。
（付記７）
また、付記７に記載の運動器具は、付記６に記載の運動器具において、前記発電モジュールは、前記発電素子を一対備え、前記一対の発電素子により、前記可動体を狭持したことを特徴とする。
（付記８）
また、付記８に記載の運動器具は、付記６又は７に記載の運動器具において、前記発電モジュールは、前記一対の前記発電素子を二組備え、前記二組の一対の発電素子の一方の組により、前記可動体を狭持し、前記二組の一対の発電素子の他方の組により、前記可動体を、前記二組の一対の発電素子の一方の組の並設方向と略直交する方向から狭持したことを特徴とする。
（付記９）
また、付記９に記載の運動器具は、付記６に記載の運動器具において、前記発電モジュールは、可撓性を有する振動板を有し、前記振動板の側面に前記発電素子を固定し、前記可動体を前記振動板に固定したことを特徴とする。
（付記１の効果）
付記１に記載の運動器具によれば、受圧手段にて発電モジュールの発電素子を押圧することで電流が発生することから、商用電源からの電力供給を必要しないので、当該運動器具と商用電源とを接続する電線が不要となり、運動器具の可搬性を向上させることができる。また、当該運動器具の使用時において、受圧手段にて発電モジュールの発電素子を押圧することで電流が発生することから、暗所においても長時間発電を行うことが可能となり、使用場所等の使用条件に左右されずに発電できるので、運動器具の汎用性を向上させることができる。さらに、発電素子は太陽電池に比べて単位電力当たりの製造コストが安価であることから、運動器具の製造コストを低減することができる。
（付記２の効果）
また、付記２に記載の運動器具によれば、受圧手段を把持手段の一部としたことで、運動器具を使用することに伴い、使用者の体重や握力等を用いて発電素子を自然に押圧することができるので、発電を使用者に意識させることなく、使用者の運動エネルギーを利用した発電が可能となる。
（付記３の効果）
また、付記３に記載の運動器具によれば、受圧手段を、当接手段の一部としたことで、外部の物体の力によって発電素子を自然に押圧することができるので、発電を使用者に意識させることなく、外部の物体の運動エネルギーを利用した発電が可能となる。
（付記４の効果）
また、付記４に記載の運動器具によれば、発電モジュールを、凸部と凹部の相互間に配置したことで、発電素子を効果的に押圧することができると共に、支持手段と受圧手段との相互間の横ずれを防止することができるので、発電効率を一層向上させることができる。
（付記５の効果）
また、付記５に記載の運動器具によれば、無端ベルトを、発電モジュールを支持する支持手段とすると共に、当該運動器具の外部から当該無端ベルトに加えられた力を受ける受圧手段として構成したことで、例えば、使用者の体重を用いて発電素子を自然に押圧することができるので、発電を使用者に意識させることなく、使用者の運動エネルギーを利用した発電が可能となる。特に、一対の第１電極から一対の第２電極を介して電流を流すことができるので、無端ベルトやローラのような回転体を用いた運動器具においても、当該運動器具から電流を容易に外部に取り出すことができる。
（付記６の効果）
また、付記６に記載の運動器具によれば、発電モジュールを、可動体と固定体との接続部の近傍位置に配置することで、使用者や外部の物体等の振動や回転力を用いて発電素子を自然に押圧することができるので、発電を使用者に意識させることなく、振動エネルギーや回転エネルギーを利用した発電が可能となる。
（付記７の効果）
また、付記７に記載の運動器具によれば、一対の発電素子により可動体を狭持したことで、可動体の繰り返し変形を利用して一対の発電素子を押圧することができるので、発電効率を一層向上させることができる。
（付記８の効果）
また、付記８に記載の運動器具によれば、二組の一対の発電素子の一方の組により、可動体を狭持し、二組の一対の発電素子の他方の組により、可動体を、二組の一対の発電素子の一方の組の並設方向と略直交する方向から狭持することで、可動体の上下左右の繰り返し変形を利用して、二組の一対の発電素子を効果的に押圧することができるので、発電効率を一層向上させることができる。また、一対の発電素子の並設方向への押圧と、この並設方向に略直交する方向への押圧を容易に区別できるので、押圧方向に応じて異なる電気出力を行うことで、運動器具の状態を使用者等に容易に伝達できる。
（付記９の効果）
また、付記９に記載の運動器具によれば、振動板の側面に発電素子を固定し、可動体を振動板に固定したことで、発電素子からより大きな起電力を得ることができ、発電効率を一層向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
この発明は、外部から加えられた力を電気に変換する発電モジュールを備えるものであり、特に、可搬性の低下を防止し、高い汎用性を有し、使用場所等の使用条件に左右されず発電可能であり、製造コストを低減することに有用である。
【符号の説明】
【００８４】
１ 握力強化器具
２ ランニングマシン
３ テニスラケット
４ 縄跳び
１１ バネ
１２ 把持体
１２ａ 支持部
１２ｂ 受圧部
１３、３３、４３、１１３、１２３、１３２、２４１ａ 発電モジュール
１３ａ、３３ａ、４３ａ 圧電素子
１３ｂ 周辺スペーサ
１３ｃ 中央スペーサ
１４、３５、４４、１１４、１２４、１３３ ランプ
２１ ランニングマシン本体
２２ 手すり
２３ ディスプレイ
２４ ベルトコンベア
３１ フレーム
３２ ガット
３４、４２、１２１ グリップ
４１ ロープ
４２ａ グリップ本体
４２ｂ グリップ蓋
４３ｂ 振動板
１０１ 杖
１０２ 野球用バット
１０３ 剣道用防具胴
１１１ 杖本体
１１２ 把持体
１２０ａ 凸部
１２０ｂ 凹部
１２２ バット本体
１３１ 胴本体
２４１ 無端ベルト
２４１ｂ 第１電極
２４２ ロール
２４２ａ 第２電極
４２０ｂ、４３０ｂ 貫通穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から加えられた力を発電素子を用いて電気に変換する発電モジュールを備える運動器具であって、
前記発電モジュールを支持する支持手段と、
当該運動器具の外部から加えられた力を受ける受圧手段とを備え、
前記受圧手段を、当該運動器具の使用者が当該運動器具を使用した際に伸縮する伸縮体又は可動する可動体として構成し、
前記発電モジュールを、前記支持手段と前記受圧手段との相互間に配置することにより、又は、前記受圧手段の近傍位置に配置することにより、前記受圧手段にて前記発電モジュールの前記発電素子を押圧可能としたこと、
を特徴とする運動器具。
【請求項２】
前記受圧手段を、線状又は棒状に形成された可動体として構成し、
前記支持手段を、前記可動体を固定する固定体として構成し、
前記発電モジュールを、前記可動体と前記固定体との接続部の近傍位置に配置することにより、当該可動体の振動によって前記発電素子を押圧可能としたこと、
を特徴とする請求項１に記載の運動器具。
【請求項３】
前記発電モジュールは、前記発電素子を一対備え、
前記一対の発電素子により、前記可動体を狭持したこと、
を特徴とする請求項２に記載の運動器具。
【請求項４】
前記発電モジュールは、前記一対の前記発電素子を二組備え、
前記二組の一対の発電素子の一方の組により、前記可動体を狭持し、
前記二組の一対の発電素子の他方の組により、前記可動体を、前記二組の一対の発電素子の一方の組の並設方向と略直交する方向から狭持したこと、
を特徴とする請求項２又は３に記載の運動器具。
【請求項５】
前記発電モジュールは、可撓性を有する振動板を有し、
前記振動板の側面に前記発電素子を固定し、
前記可動体を前記振動板に固定したこと、
を特徴とする請求項２に記載の運動器具。
【請求項６】
無端ベルトと、
前記無端ベルトを回転させるために当該無端ベルトの内部に配置された一対のロールとを備え、
前記無端ベルトの内部に前記発電モジュールを配置し、当該無端ベルトを、前記発電モジュールを支持する支持手段とすると共に、当該運動器具の外部から当該無端ベルトに加えられた力を受ける受圧手段として構成し、
前記無端ベルトには、当該無端ベルトの内周面において当該無端ベルトに沿って配置されたものであって、前記発電モジュールで発生した電流を出力するための一対の第１電極を設け、
前記一対のロールの少なくとも一方には、当該ロールの外周面において当該ロールに沿って配置されたものであって、前記一対の第１電極に接触することによって、当該一対の第１電極に流れる電流を受け取るための一対の第２電極を設けたこと、
を特徴とする請求項１に記載の運動器具。
【請求項１】
外部から加えられた力を発電素子を用いて電気に変換する発電モジュールを備える運動器具であって、
前記発電モジュールを支持する支持手段と、
当該運動器具の外部から加えられた力を受ける受圧手段とを備え、
前記受圧手段を、当該運動器具の使用者が当該運動器具を使用した際に伸縮する伸縮体又は可動する可動体として構成し、
前記発電モジュールを、前記支持手段と前記受圧手段との相互間に配置することにより、又は、前記受圧手段の近傍位置に配置することにより、前記受圧手段にて前記発電モジュールの前記発電素子を押圧可能としたこと、
を特徴とする運動器具。
【請求項２】
前記受圧手段を、線状又は棒状に形成された可動体として構成し、
前記支持手段を、前記可動体を固定する固定体として構成し、
前記発電モジュールを、前記可動体と前記固定体との接続部の近傍位置に配置することにより、当該可動体の振動によって前記発電素子を押圧可能としたこと、
を特徴とする請求項１に記載の運動器具。
【請求項３】
前記発電モジュールは、前記発電素子を一対備え、
前記一対の発電素子により、前記可動体を狭持したこと、
を特徴とする請求項２に記載の運動器具。
【請求項４】
前記発電モジュールは、前記一対の前記発電素子を二組備え、
前記二組の一対の発電素子の一方の組により、前記可動体を狭持し、
前記二組の一対の発電素子の他方の組により、前記可動体を、前記二組の一対の発電素子の一方の組の並設方向と略直交する方向から狭持したこと、
を特徴とする請求項２又は３に記載の運動器具。
【請求項５】
前記発電モジュールは、可撓性を有する振動板を有し、
前記振動板の側面に前記発電素子を固定し、
前記可動体を前記振動板に固定したこと、
を特徴とする請求項２に記載の運動器具。
【請求項６】
無端ベルトと、
前記無端ベルトを回転させるために当該無端ベルトの内部に配置された一対のロールとを備え、
前記無端ベルトの内部に前記発電モジュールを配置し、当該無端ベルトを、前記発電モジュールを支持する支持手段とすると共に、当該運動器具の外部から当該無端ベルトに加えられた力を受ける受圧手段として構成し、
前記無端ベルトには、当該無端ベルトの内周面において当該無端ベルトに沿って配置されたものであって、前記発電モジュールで発生した電流を出力するための一対の第１電極を設け、
前記一対のロールの少なくとも一方には、当該ロールの外周面において当該ロールに沿って配置されたものであって、前記一対の第１電極に接触することによって、当該一対の第１電極に流れる電流を受け取るための一対の第２電極を設けたこと、
を特徴とする請求項１に記載の運動器具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−８１８２２（Ｐ２０１３−８１８２２Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１３−１３４４６（Ｐ２０１３−１３４４６）
【出願日】平成２５年１月２８日（２０１３．１．２８）
【分割の表示】特願２００９−３４６２９（Ｐ２００９−３４６２９）の分割
【原出願日】平成２１年２月１７日（２００９．２．１７）
【出願人】（３０４０２７５５６）
【出願人】（５０７４１９１７２）株式会社音力発電 (8)
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２５年１月２８日（２０１３．１．２８）
【分割の表示】特願２００９−３４６２９（Ｐ２００９−３４６２９）の分割
【原出願日】平成２１年２月１７日（２００９．２．１７）
【出願人】（３０４０２７５５６）
【出願人】（５０７４１９１７２）株式会社音力発電 (8)
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