JP2006333688A - Power generating apparatus - Google Patents

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Kinji Muraki
均至 村木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power generating apparatus that allows a coil or a permanent magnet for power generation to be stably displaced in a predetermined direction without causing no losses due to frictions. <P>SOLUTION: In a power generating apparatus 10, since an electrode at outer periphery of first permanent magnets for holding 40, 42 of a driving section 20, and an electrode at inner periphery (inner periphery of each accommodating hole 15) of second permanent magnets for holding 16, 18 for accommodating these first permanent magnets for holding 40, 42 are made of the same polarity, the second permanent magnets for holding 16, 18 are adapted to hold the driving section 20 so as to allow it to vibrate in a shaft line direction with the help of magnetic flotation. Thereby, the vibration of a permanent magnet for power generation 22 (the driving section 20) coupled integrally to the first permanent magnets for holding 40, 42 can be made stable in shaft line direction. Furthermore, no frictions are generated between the first permanent magnets for holding 40, 42 and the second permanent magnets for holding 16, 18, thus causing no losses due to frictions on the vibration of the permanent magnet for power generation 22. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、発電装置に関し、特に携帯可能な発電装置に関する。   The present invention relates to a power generation device, and more particularly to a portable power generation device.

携帯可能な発電装置としては、例えば、永久磁石と、該永久磁石を振動可能に支持するバネと、該永久磁石を内側に収容するコイルと、を備え、永久磁石をコイルの軸線方向に振動させることで、コイルに誘導電流を発生させる構成のものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   As a portable power generation device, for example, a permanent magnet, a spring that supports the permanent magnet so as to vibrate, and a coil that accommodates the permanent magnet inside, the permanent magnet is vibrated in the axial direction of the coil. Thus, a configuration in which an induction current is generated in a coil is known (for example, see Patent Document 1).

前記特許文献に示された発電装置では、永久磁石がバネのみによって支持された構成であるため、永久磁石の振動に摩擦などによるロスが発生せず、発電の効率を向上させることができる。   In the power generation apparatus disclosed in the patent document, since the permanent magnet is supported only by the spring, loss due to friction or the like does not occur in the vibration of the permanent magnet, and the power generation efficiency can be improved.

しかしながら、上記構成の発電装置では、上述の如く永久磁石がバネのみによって支持された構成であるため、永久磁石はコイルの軸線方向のみならずコイルの径方向へも振動可能とされており(永久磁石の振動が安定しない構成となっており)、コイルの内径寸法は永久磁石が接触しない程度に大きく形成されている。このため、上記構成の発電装置では、コイルと永久磁石との間の距離寸法も大きく設定されており、発電効率が低下する原因となっている。   However, in the power generation device having the above configuration, since the permanent magnet is supported only by the spring as described above, the permanent magnet can be vibrated not only in the axial direction of the coil but also in the radial direction of the coil (permanently). The vibration of the magnet is not stable), and the inner diameter of the coil is large enough to prevent contact with the permanent magnet. For this reason, in the electric power generating apparatus of the said structure, the distance dimension between a coil and a permanent magnet is also set largely, and it is the cause of power generation efficiency falling.

一方、モータ等を用いた回転タイプの発電装置も知られているが、このような発電装置においては、コイル又は発電用永久磁石を支持する回転軸の軸受部分に摩擦が生じるため、コイル又は発電用永久磁石の回転にロスが生じ、発電効率が低下するという問題がある。
特開平10−323006号公報
On the other hand, a rotary type power generation device using a motor or the like is also known. However, in such a power generation device, friction occurs in the bearing portion of the rotating shaft that supports the coil or the permanent magnet for power generation. There is a problem that a loss occurs in the rotation of the permanent magnet for use and power generation efficiency decreases.
JP-A-10-323006

本発明は上記事実を考慮し、コイル又は発電用永久磁石の変位に摩擦によるロスが発生せず、しかも、コイル又は発電用永久磁石を安定して所定方向に変位させることができる発電装置を得ることが目的である。   In consideration of the above-described facts, the present invention provides a power generation apparatus that does not cause loss due to friction in the displacement of the coil or the permanent magnet for power generation and that can stably displace the coil or the permanent magnet for power generation in a predetermined direction. Is the purpose.

上記課題を解決するために、請求項1に係る発明の発電装置は、コイル及び前記コイルの近傍に設けられた発電用永久磁石を有し、前記コイル又は前記発電用永久磁石を所定方向へ変位させることで前記コイルに誘導電流を発生させて発電する発電装置であって、前記コイル又は前記発電用永久磁石に一体的に連結された第1保持用永久磁石と、前記第1保持用永久磁石の少なくとも一部を収容すると共に前記第1保持用永久磁石の前記収容部分外周部の磁極と極性が同じ磁極が内周部に形成された収容孔を有し、前記第1保持用永久磁石を磁気浮揚によって前記所定方向へ変位可能に保持する第2保持用永久磁石と、を備えたことを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, a power generator according to a first aspect of the present invention includes a coil and a permanent magnet for power generation provided in the vicinity of the coil, and the coil or the permanent magnet for power generation is displaced in a predetermined direction. A first generating permanent magnet integrally connected to the coil or the power generating permanent magnet, and the first holding permanent magnet. The first holding permanent magnet has a receiving hole in which a magnetic pole having the same polarity as the magnetic pole of the receiving portion outer peripheral portion of the first holding permanent magnet is formed in the inner peripheral portion. And a second permanent magnet for holding that can be displaced in the predetermined direction by magnetic levitation.

請求項1記載の発電装置では、コイル又はコイルの近傍に設けられた発電用永久磁石が所定方向へ変位すると、コイルに誘導電流が発生し発電される。   According to the first aspect of the present invention, when the power generation permanent magnet provided in the vicinity of the coil or the coil is displaced in a predetermined direction, an induction current is generated in the coil to generate power.

ここで、この発電装置では、コイル又は発電用永久磁石には、第1保持用永久磁石が一体的に連結されている。この第1保持用永久磁石は、少なくとも一部が第2保持用永久磁石の収容孔内に収容されており、第1保持用永久磁石の収容部分外周部の磁極と収容孔の内周部の磁極とが同じ極性とされている。これにより、第2保持用永久磁石は、磁気浮揚によって第1保持用永久磁石を所定方向へ変位可能に保持しており、これにより、第1保持用永久磁石に一体的に連結されたコイル又は発電用永久磁石の変位が所定方向に安定する。   Here, in this power generation device, the first holding permanent magnet is integrally connected to the coil or the power generation permanent magnet. At least a part of the first holding permanent magnet is housed in the housing hole of the second holding permanent magnet, and the magnetic pole of the housing portion outer peripheral portion of the first holding permanent magnet and the inner peripheral portion of the housing hole. The magnetic poles have the same polarity. As a result, the second holding permanent magnet holds the first holding permanent magnet so as to be displaceable in a predetermined direction by magnetic levitation, so that the coil or the integrally connected to the first holding permanent magnet or The displacement of the permanent magnet for power generation is stabilized in a predetermined direction.

しかも、第2保持用永久磁石は、第1保持用永久磁石を磁気浮揚により保持しているので、第1保持用永久磁石と第2保持用永久磁石との間に摩擦が発生することがなく、これにより、コイル又は発電用永久磁石の変位に摩擦によるロスが発生することがない。   In addition, since the second holding permanent magnet holds the first holding permanent magnet by magnetic levitation, there is no friction between the first holding permanent magnet and the second holding permanent magnet. Thus, there is no loss due to friction in the displacement of the coil or the permanent magnet for power generation.

請求項2に係る発明の発電装置は、弾性部材と、前記弾性部材によって所定方向へ振動可能に支持された発電用永久磁石と、前記発電用永久磁石の近傍に設けられ、前記発電用永久磁石の振動によって誘導電流を発生させるコイルと、正極及び負極のうち一方の磁極が外周部に形成され、前記発電用永久磁石に一体的に連結された第1保持用永久磁石と、前記所定方向に沿って形成された収容孔を有し、前記収容孔の内側に前記第1保持用永久磁石を収容すると共に、前記第1保持用永久磁石の前記外周部の磁極と極性が同じ磁極が前記収容孔の内周部に形成され、前記第1保持用永久磁石を磁気浮揚によって前記所定方向へ振動可能に保持する第2保持用永久磁石と、を備えたことを特徴としている。   The power generation device of the invention according to claim 2 is provided with an elastic member, a power generation permanent magnet supported by the elastic member so as to vibrate in a predetermined direction, and the power generation permanent magnet provided in the vicinity of the power generation permanent magnet. A coil for generating an induced current by vibration of the first electrode, a first magnetic pole of one of a positive electrode and a negative electrode formed on the outer periphery, and integrally connected to the permanent magnet for power generation, and in the predetermined direction The first holding permanent magnet is accommodated inside the accommodation hole, and the magnetic pole having the same polarity as the magnetic pole of the outer peripheral portion of the first holding permanent magnet is accommodated in the accommodation hole. And a second holding permanent magnet that is formed on an inner periphery of the hole and holds the first holding permanent magnet so as to vibrate in the predetermined direction by magnetic levitation.

請求項2記載の発電装置では、発電用永久磁石が弾性部材によって所定方向へ振動可能に支持されており、この発電用永久磁石が振動(変位)すると、コイルに誘導電流が発生し発電される。   In the power generation device according to claim 2, the power generation permanent magnet is supported by the elastic member so as to vibrate in a predetermined direction. When the power generation permanent magnet vibrates (displaces), an induction current is generated in the coil to generate power. .

ここで、この発電装置では、発電用永久磁石には、外周部に正極及び負極のうち一方の磁極が形成された第1保持用永久磁石が一体的に連結されており、この第1保持用永久磁石は、第2保持用永久磁石に形成された収容孔内に収容されている。この収容孔の内周部には、第1保持用永久磁石の外周部の磁極と極性が同じ磁極が形成されており、第2保持用永久磁石は、磁気浮揚によって第1保持用永久磁石を所定方向へ振動可能に保持している。すなわち、第1保持用永久磁石の振動方向が第2保持用永久磁石によって所定方向に制限されるので、第1保持用永久磁石に一体的に連結された発電用永久磁石を、所定方向に安定して振動させることができる。これにより、例えば、発電用永久磁石とコイルとの距離を近づけることが可能となり、発電効率を向上させることができる。   Here, in this power generation device, the first permanent magnet having one of the positive pole and the negative pole formed on the outer peripheral portion is integrally connected to the permanent magnet for power generation. The permanent magnet is accommodated in an accommodation hole formed in the second holding permanent magnet. A magnetic pole having the same polarity as the magnetic pole of the outer peripheral portion of the first holding permanent magnet is formed on the inner peripheral portion of the housing hole. The second holding permanent magnet is a first floating permanent magnet that is magnetically levitated. It is held so that it can vibrate in a predetermined direction. That is, since the vibration direction of the first holding permanent magnet is limited to the predetermined direction by the second holding permanent magnet, the power generating permanent magnet integrally connected to the first holding permanent magnet is stabilized in the predetermined direction. And can be vibrated. Thereby, for example, the distance between the permanent magnet for power generation and the coil can be reduced, and the power generation efficiency can be improved.

しかも、第2保持用永久磁石は、第1保持用永久磁石を磁気浮揚により保持しているので、第1保持用永久磁石と第2保持用永久磁石との間に摩擦が発生することがなく、これにより、発電用永久磁石の振動に摩擦によるロスが発生することがない。   In addition, since the second holding permanent magnet holds the first holding permanent magnet by magnetic levitation, there is no friction between the first holding permanent magnet and the second holding permanent magnet. Thus, no loss due to friction occurs in the vibration of the permanent magnet for power generation.

請求項3に係る発明の発電装置は、請求項2記載の発電装置において、前記第1保持用永久磁石は、前記所定方向に沿った前記発電用永久磁石の両側に一対設けられ、前記第2保持用永久磁石は、前記一対の第1保持用永久磁石に対応して一対設けられる、ことを特徴としている。   A power generation apparatus according to a third aspect of the present invention is the power generation apparatus according to the second aspect, wherein a pair of the first holding permanent magnets are provided on both sides of the power generation permanent magnet along the predetermined direction. A pair of holding permanent magnets is provided corresponding to the pair of first holding permanent magnets.

請求項3記載の発電装置では、所定方向(振動方向)に沿った発電用永久磁石の両側に、一対の第1保持用永久磁石が一体的に連結されており、これら一対の第1保持用永久磁石は、一対の第2保持用永久磁石によって磁気浮揚により前記所定方向に振動可能に保持されている。このように、発電用永久磁石の振動を前記所定方向に制限する第1保持用永久磁石と第2保持用永久磁石とが、発電用永久磁石の振動方向両側に設けられているため、発電用永久磁石の振動を一層良好に安定させることができる。   In the power generation device according to claim 3, a pair of first holding permanent magnets are integrally connected to both sides of the power generation permanent magnet along a predetermined direction (vibration direction), and the pair of first holding magnets. The permanent magnet is held by a pair of second holding permanent magnets so as to vibrate in the predetermined direction by magnetic levitation. Thus, the first holding permanent magnet and the second holding permanent magnet that limit the vibration of the power generation permanent magnet in the predetermined direction are provided on both sides of the power generation permanent magnet in the vibration direction. The vibration of the permanent magnet can be further stabilized.

請求項4に係る発明の発電装置は、請求項2記載又は請求項3記載の発電装置において、前記弾性部材、前記発電用永久磁石、及び前記第1保持用永久磁石は、直線的に配列されている、ことを特徴としている。   A power generation device according to a fourth aspect of the present invention is the power generation device according to the second or third aspect, wherein the elastic member, the power generation permanent magnet, and the first holding permanent magnet are linearly arranged. It is characterized by that.

請求項4記載の発電装置では、弾性部材、発電用永久磁石、及び第1保持用永久磁石が直線的に配列されているので、弾性部材の弾性力の設定がし易く発電用永久磁石をスムースに振動させることができると共に、装置をコンパクトに構成できる。   In the power generation device according to claim 4, since the elastic member, the power generation permanent magnet, and the first holding permanent magnet are linearly arranged, it is easy to set the elastic force of the elastic member, and the power generation permanent magnet is smooth. The apparatus can be made compact.

請求項5に係る発明の発電装置は、請求項2乃至請求項4の何れか1項に記載の発電装置において、前記発電用永久磁石は、前記コイルの内側に配置されている、ことを特徴としている。   A power generator according to a fifth aspect of the present invention is the power generator according to any one of the second to fourth aspects, wherein the permanent magnet for power generation is disposed inside the coil. It is said.

請求項5記載の発電装置では、発電用永久磁石がコイルの内側に配置されているので、発電効率を向上させることができると共に、装置をコンパクトに構成できる。   In the power generation device according to claim 5, since the power generation permanent magnet is arranged inside the coil, the power generation efficiency can be improved and the device can be configured compactly.

請求項6に係る発明の発電装置は、請求項2乃至請求項5の何れか1項に記載の発電装置において、装置本体を構成するケースを備え、前記コイルは、前記ケースに支持され、前記弾性部材は、一端が前記発電用永久磁石に直接的又は間接的に係止されると共に他端が前記ケースに係止され、前記第2保持用永久磁石は、前記ケースに固定されている、ことを特徴としている。   A power generation apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the power generation apparatus according to any one of the second to fifth aspects, further comprising a case constituting a main body of the apparatus, wherein the coil is supported by the case, and One end of the elastic member is directly or indirectly locked to the power generation permanent magnet and the other end is locked to the case, and the second holding permanent magnet is fixed to the case. It is characterized by that.

請求項6記載の発電装置では、コイルがケースに支持されると共に、第2保持用永久磁石がケースに固定されており、この第2保持用永久磁石によって第1保持用永久磁石ひいては発電用永久磁石が磁気浮揚により保持されている。また、弾性部材は、一端が発電用永久磁石に直接的又は間接的に係止されており、他端がケースに係止されている。したがって、例えば、ケースを人体や車体に取り付ければ、人体や車体の振動により発電用永久磁石を振動させることができ、コイルに誘導電流を発生させることができる。このように、ケースによって装置がユニット化されているので、取り扱いが容易である。   According to a sixth aspect of the present invention, the coil is supported by the case, and the second holding permanent magnet is fixed to the case. The second holding permanent magnet causes the first holding permanent magnet and thus the power generation permanent. The magnet is held by magnetic levitation. Further, one end of the elastic member is directly or indirectly locked to the power generation permanent magnet, and the other end is locked to the case. Therefore, for example, if the case is attached to a human body or a vehicle body, the power generation permanent magnet can be vibrated by the vibration of the human body or the vehicle body, and an induced current can be generated in the coil. Thus, since the apparatus is unitized by the case, handling is easy.

以上説明した如く、本発明の発電装置では、コイル又は発電用永久磁石の変位に摩擦によるロスが発生せず、しかも、コイル又は発電用永久磁石を安定して所定方向に変位させることができる。   As described above, in the power generation device of the present invention, loss due to friction does not occur in the displacement of the coil or power generation permanent magnet, and the coil or power generation permanent magnet can be stably displaced in a predetermined direction.

<第1の実施の形態>
図3には、本発明の第1の実施の形態に係る発電装置10の構成が分解斜視図にて示されている。
<First Embodiment>
FIG. 3 is an exploded perspective view showing the configuration of the power generation device 10 according to the first embodiment of the present invention.

発電装置10は、振動により発電するタイプの発電装置であり、装置本体を構成するケース12を備えている。ケース12は、底壁と側壁とを有する箱状に形成されており、ケース12の開口部は図示しないカバーにより閉塞されるようになっている。   The power generation device 10 is a type of power generation device that generates power by vibration, and includes a case 12 that constitutes the device body. The case 12 is formed in a box shape having a bottom wall and a side wall, and the opening of the case 12 is closed by a cover (not shown).

ケース12内の底壁には、角柱状に形成された一対の固定部14が突出形成されており、各固定部14の上端には円筒状に形成された第2保持用永久磁石16、18が互いに同軸的に固定されている。これら一対の第2保持用永久磁石16、18は、図2に示す如く、各筒内が収容孔15とされており、内周部にN極(正極)17が形成され、外周部にS極(負極)19が形成された構成となっている。   A pair of fixing portions 14 formed in a prismatic shape is formed on the bottom wall of the case 12 so as to project, and second holding permanent magnets 16 and 18 formed in a cylindrical shape at the upper ends of the fixing portions 14. Are fixed coaxially with each other. As shown in FIG. 2, each of the pair of second holding permanent magnets 16 and 18 has an accommodation hole 15 in each cylinder, an N pole (positive electrode) 17 is formed in the inner peripheral portion, and an S in the outer peripheral portion. The pole (negative electrode) 19 is formed.

また、発電装置10は、駆動部20を備えている。駆動部20は、全体として長尺な円柱状に形成されており、一対の第2保持用永久磁石16、18に対して同軸的に配置されている。この駆動部20は、円筒状に形成された発電用永久磁石22を備えている。発電用永久磁石22は、軸線方向一側にN極(正極)が形成され、軸線方向他端側にS極(負極)が形成されている(N極とS極とが軸線方向に沿って配列されている、図1参照)。   In addition, the power generation device 10 includes a drive unit 20. The drive unit 20 is formed in a long cylindrical shape as a whole, and is disposed coaxially with the pair of second holding permanent magnets 16 and 18. The drive unit 20 includes a power generation permanent magnet 22 formed in a cylindrical shape. The permanent magnet 22 for power generation has an N pole (positive electrode) formed on one side in the axial direction and an S pole (negative electrode) formed on the other end side in the axial direction (the N pole and the S pole are along the axial direction). Arranged, see FIG. 1).

発電用永久磁石22の軸線方向一側には、発電用永久磁石22と同径の円柱状に形成された第1連結部材24が設けられている。第1連結部材24の軸線方向他側には、雄ネジ28が同軸的に突出形成されている。雄ネジ28は、発電用永久磁石22の筒内に挿入されており、先端部が発電用永久磁石22の軸線方向他側へ突出している。また、第1連結部材24の軸線方向一側には、円柱状の支持部30が同軸的に突出形成されている。   A first connecting member 24 formed in a cylindrical shape having the same diameter as the power generation permanent magnet 22 is provided on one side in the axial direction of the power generation permanent magnet 22. On the other side in the axial direction of the first connecting member 24, a male screw 28 is coaxially formed. The male screw 28 is inserted into the cylinder of the power generation permanent magnet 22, and the tip portion projects to the other side in the axial direction of the power generation permanent magnet 22. In addition, a columnar support portion 30 is coaxially formed on one side of the first connecting member 24 in the axial direction.

一方、発電用永久磁石22の軸線方向他側には、発電用永久磁石22と同径の円柱状に形成された第2連結部材32が設けられている。第2連結部材32の軸心部には、雌ネジ36が形成されている。この雌ネジ36には、第1連結部材24の雄ネジ28の先端部が螺合しており、発電用永久磁石22、第1連結部材24、及び第2連結部材32は、一体的に連結されている。また、第2連結部材32の軸線方向他側には、円柱状に形成された支持部38が同軸的に突出形成されている。   On the other hand, on the other side in the axial direction of the power generation permanent magnet 22, a second connecting member 32 formed in a cylindrical shape having the same diameter as the power generation permanent magnet 22 is provided. A female screw 36 is formed at the axial center of the second connecting member 32. The distal end portion of the male screw 28 of the first connecting member 24 is screwed into the female screw 36, and the power generation permanent magnet 22, the first connecting member 24, and the second connecting member 32 are integrally connected. Has been. Further, on the other side in the axial direction of the second connecting member 32, a support portion 38 formed in a columnar shape is formed so as to protrude coaxially.

さらに、第1連結部材24の軸線方向一側及び第2連結部材32の軸線方向他側(発電用永久磁石22の軸線方向両側)には、それぞれ発電用永久磁石22と同径の円筒状に形成された第1保持用永久磁石40、42が設けられている。   Furthermore, the axial side of the first connecting member 24 and the other side of the second connecting member 32 in the axial direction (both sides in the axial direction of the permanent magnet for power generation 22) are respectively cylindrical with the same diameter as the permanent magnet for power generation 22. The formed first holding permanent magnets 40 and 42 are provided.

一方の第1保持用永久磁石40の筒内には、第1連結部材24の支持部30が挿入されており、これにより、第1保持用永久磁石40は、第1連結部材24に同軸的に支持されている。また、他方の第1保持用永久磁石42の筒内には、第2連結部材32の支持部38が挿入されており、これにより、第1保持用永久磁石42は、第2連結部材32に同軸的に支持されている。   The support portion 30 of the first connecting member 24 is inserted into the cylinder of the first holding permanent magnet 40, so that the first holding permanent magnet 40 is coaxial with the first connecting member 24. It is supported by. Further, the support portion 38 of the second connecting member 32 is inserted into the cylinder of the other first holding permanent magnet 42, so that the first holding permanent magnet 42 is connected to the second connecting member 32. It is supported coaxially.

これら一対の第1保持用永久磁石40、42は、図2に示す如く、外周部にN極(正極)41が形成され、内周部にS極(負極)43が形成された構成となっており、それぞれ前述した第2保持用永久磁石16、18の内側(筒内)に収容されている。   As shown in FIG. 2, the pair of first holding permanent magnets 40 and 42 has a configuration in which an N pole (positive electrode) 41 is formed on the outer peripheral portion and an S pole (negative electrode) 43 is formed on the inner peripheral portion. Are accommodated inside (in the cylinder) of the second holding permanent magnets 16 and 18, respectively.

また一方、駆動部20の軸線方向一側(第1保持用永久磁石40の軸線方向一側)には、第1捩りコイルスプリング(弾性部材)44が設けられている。第1捩りコイルスプリング44の軸線方向一端部は、ケース12の側壁に係止されており、ケース12の側壁に突出形成された円柱状の係止部46によって径方向への移動を規制されている。   On the other hand, a first torsion coil spring (elastic member) 44 is provided on one side in the axial direction of the drive unit 20 (one side in the axial direction of the first holding permanent magnet 40). One end of the first torsion coil spring 44 in the axial direction is locked to the side wall of the case 12, and movement in the radial direction is restricted by a columnar locking portion 46 formed to protrude from the side wall of the case 12. Yes.

また、第1捩りコイルスプリング44の軸線方向他端部は、第1保持用永久磁石40の軸線方向一端部に係止されており、第1保持用永久磁石40を貫通した支持部30によって径方向への移動を規制されている。この第1捩りコイルスプリング44は、駆動部20を軸線方向他側へ付勢している。   The other end of the first torsion coil spring 44 in the axial direction is locked to one end of the first holding permanent magnet 40 in the axial direction, and the diameter of the first torsion coil spring 44 by the support portion 30 penetrating the first holding permanent magnet 40. Movement in the direction is restricted. The first torsion coil spring 44 biases the drive unit 20 to the other side in the axial direction.

駆動部20の軸線方向他側(第1保持用永久磁石42の軸線方向他側)には、第1捩りコイルスプリング44と同じ弾性力を備えた第2捩りコイルスプリング(弾性部材)48が設けられている。第2捩りコイルスプリング48の軸線方向他端部は、ケース12の側壁に係止されており、ケース12の側壁に突出形成された円柱状の係止部50によって径方向への移動を規制されている。   A second torsion coil spring (elastic member) 48 having the same elastic force as the first torsion coil spring 44 is provided on the other side in the axial direction of the drive unit 20 (the other side in the axial direction of the first holding permanent magnet 42). It has been. The other axial end of the second torsion coil spring 48 is locked to the side wall of the case 12, and the movement in the radial direction is restricted by a columnar locking portion 50 protruding from the side wall of the case 12. ing.

また、第2捩りコイルスプリング48の軸線方向一端部は、第1保持用永久磁石42の軸線方向他端部に係止されており、第1保持用永久磁石42を貫通した支持部38によって径方向への移動を規制されている。この第2捩りコイルスプリング48は、駆動部20を軸線方向一側へ付勢している。   One end portion in the axial direction of the second torsion coil spring 48 is locked to the other end portion in the axial direction of the first holding permanent magnet 42, and the diameter thereof is supported by the support portion 38 penetrating the first holding permanent magnet 42. Movement in the direction is restricted. The second torsion coil spring 48 biases the drive unit 20 to one side in the axial direction.

さらに、この発電装置10は、発電用永久磁石22の周りに巻き回されたコイル52を備えている。コイル52は、発電用永久磁石22の外径寸法よりも僅かに大きな内径寸法を有しており、発電用永久磁石22に対して同軸的に配置されている。このコイル52の巻き方向一端部には、図示しない整流回路を介して図示しない蓄電器が接続されている。   Further, the power generation apparatus 10 includes a coil 52 wound around the permanent magnet 22 for power generation. The coil 52 has an inner diameter that is slightly larger than the outer diameter of the power generation permanent magnet 22, and is disposed coaxially with the power generation permanent magnet 22. A capacitor (not shown) is connected to one end of the coil 52 in the winding direction via a rectifier circuit (not shown).

ここで、本第1の実施の形態に係る発電装置10では、駆動部20は、第1捩りコイルスプリング44と第2捩りコイルスプリング48との付勢力が釣り合うことで、通常は図1(A)に示す中立位置に保持されている。   Here, in the power generation apparatus 10 according to the first embodiment, the drive unit 20 normally has the urging force of the first torsion coil spring 44 and the second torsion coil spring 48 balanced, which is normally shown in FIG. ) Is held in the neutral position.

また、この発電装置10では、前述した如く駆動部20の一対の第1保持用永久磁石40、42は、ケース12に固定された一対の第2保持用永久磁石16、18の各収容孔15内に配置されているが、一対の第1保持用永久磁石40、42の外周部の磁極と、各収容孔15の内周部の磁極が同じN極であるため、一対の第1保持用永久磁石40、42は、図2に示す如く、一対の第2保持用永久磁石16、18の各収容孔15内で磁気浮揚により保持されている。   Further, in the power generation apparatus 10, as described above, the pair of first holding permanent magnets 40 and 42 of the drive unit 20 are accommodated in the receiving holes 15 of the pair of second holding permanent magnets 16 and 18 fixed to the case 12. Although the magnetic poles of the outer peripheral portions of the pair of first holding permanent magnets 40 and 42 and the magnetic poles of the inner peripheral portions of the receiving holes 15 are the same N pole, As shown in FIG. 2, the permanent magnets 40 and 42 are held by magnetic levitation in the receiving holes 15 of the pair of second holding permanent magnets 16 and 18.

しかもこの状態では、駆動部20(一対の第1保持用永久磁石40、42)は、一対の第2保持用永久磁石16、18に対して同軸的に保持されており、自らの軸線方向に沿って移動可能とされているので、駆動部20に軸線方向に沿った何らかの外力が作用すると、駆動部20は第1捩りコイルスプリング44及び第2捩りコイルスプリング48の付勢力によって軸線方向に振動(往復移動)する構成となっている。   In addition, in this state, the drive unit 20 (the pair of first holding permanent magnets 40 and 42) is held coaxially with the pair of second holding permanent magnets 16 and 18, and in its own axial direction. Therefore, when any external force along the axial direction acts on the drive unit 20, the drive unit 20 vibrates in the axial direction by the urging force of the first torsion coil spring 44 and the second torsion coil spring 48. (Reciprocating movement).

次に、本第1の実施の形態の作用について説明する。   Next, the operation of the first embodiment will be described.

上記構成の発電装置10では、ケース12に振動(図1(A)の矢印V参照)が付与されると、この振動が駆動部20に伝達され、図1(B)及び図1(C)に示す如く、駆動部20が第1捩りコイルスプリング44又は第2捩りコイルスプリング48の付勢力によって軸線方向に振動(往復移動)する(図1(B)の矢印F及び図1(C)の矢印R参照)。これにより、発電用永久磁石22がコイル52の内側で軸線方向に振動し、コイル52には電磁誘導によって誘導電流が発生する。この誘導電流は図示しない整流回路により電圧信号に変換され、図示しない蓄電器に蓄電される。   In the power generation apparatus 10 configured as described above, when vibration (see arrow V in FIG. 1A) is applied to the case 12, this vibration is transmitted to the drive unit 20, and FIG. 1B and FIG. As shown in FIG. 1, the drive unit 20 vibrates (reciprocates) in the axial direction by the urging force of the first torsion coil spring 44 or the second torsion coil spring 48 (indicated by arrow F in FIG. 1B and FIG. 1C). (See arrow R). As a result, the power generation permanent magnet 22 vibrates in the axial direction inside the coil 52, and an induced current is generated in the coil 52 by electromagnetic induction. This induced current is converted into a voltage signal by a rectifier circuit (not shown) and stored in a capacitor (not shown).

ここで、本第1の実施の形態に係る発電装置10では、駆動部20の第1保持用永久磁石40、42の外周部の磁極と、ケース12に固定された第2保持用永久磁石16、18の内周部(各収容孔15の内周部)の磁極とが同じ極性(本第1の実施の形態では、N極)とされているので、第2保持用永久磁石16、18は、磁気浮揚によって駆動部20を軸線方向(所定方向)へ振動可能に保持している。すなわち、第1保持用永久磁石40、42の振動方向が第2保持用永久磁石16、18によって軸線方向に制限されるので、発電用永久磁石22(駆動部20)の振動を軸線方向に安定させることができる(発電用永久磁石22が径方向に振動することを防止できる)。これにより、例えば、コイル52の内径寸法を小さく形成して発電用永久磁石22とコイル52との距離を近づけることが可能となり、発電効率を向上させることができる。   Here, in the power generation apparatus 10 according to the first embodiment, the magnetic poles of the outer peripheral portions of the first holding permanent magnets 40 and 42 of the drive unit 20 and the second holding permanent magnet 16 fixed to the case 12. , 18 have the same polarity (in the first embodiment, N pole) as the magnetic poles of the inner peripheral portions (inner peripheral portions of the respective housing holes 15), the second holding permanent magnets 16, 18 Holds the drive unit 20 so as to vibrate in the axial direction (predetermined direction) by magnetic levitation. That is, since the vibration direction of the first holding permanent magnets 40 and 42 is limited in the axial direction by the second holding permanent magnets 16 and 18, the vibration of the power generation permanent magnet 22 (drive unit 20) is stabilized in the axial direction. (The power generation permanent magnet 22 can be prevented from vibrating in the radial direction). Thereby, for example, the inner diameter dimension of the coil 52 can be made small, and the distance between the power generation permanent magnet 22 and the coil 52 can be reduced, and the power generation efficiency can be improved.

しかも、第2保持用永久磁石16、18は、第1保持用永久磁石40、42を磁気浮揚により保持しているので、第1保持用永久磁石40、42と第2保持用永久磁石16、18との間に摩擦が発生することがなく、これにより、発電用永久磁石22の振動に摩擦によるロスが発生することがない。   In addition, since the second holding permanent magnets 16 and 18 hold the first holding permanent magnets 40 and 42 by magnetic levitation, the first holding permanent magnets 40 and 42 and the second holding permanent magnet 16, No friction is generated between the permanent magnets 18 and 18 and no loss due to friction occurs in the vibration of the power generation permanent magnet 22.

さらに、本第1の実施の形態に係る発電装置10では、発電用永久磁石22(駆動部20)の振動を軸線方向に制限する第1保持用永久磁石40、42と第2保持用永久磁石16、18とが、発電用永久磁石22の振動方向両側に設けられているため、発電用永久磁石22の振動方向を一層良好に安定させることができる。   Furthermore, in the power generation device 10 according to the first embodiment, the first holding permanent magnets 40 and 42 and the second holding permanent magnet that limit the vibration of the power generation permanent magnet 22 (drive unit 20) in the axial direction. 16 and 18 are provided on both sides in the vibration direction of the power generation permanent magnet 22, so that the vibration direction of the power generation permanent magnet 22 can be more satisfactorily stabilized.

また、本第1の実施の形態に係る発電装置10では、第1捩りコイルスプリング44、駆動部20(第1保持用永久磁石40、第1連結部材24、発電用永久磁石22、第2連結部材32、第1保持用永久磁石42)、及び第2捩りコイルスプリング48が直線的に配列されているので、第1捩りコイルスプリング44及び第2捩りコイルスプリング48の弾性力の設定がし易く駆動部20(発電用永久磁石22)をスムースに振動させることができると共に、装置をコンパクトに構成できる。   Further, in the power generation apparatus 10 according to the first embodiment, the first torsion coil spring 44, the drive unit 20 (first holding permanent magnet 40, first connection member 24, power generation permanent magnet 22, second connection). Since the member 32, the first holding permanent magnet 42), and the second torsion coil spring 48 are linearly arranged, it is easy to set the elastic force of the first torsion coil spring 44 and the second torsion coil spring 48. The drive unit 20 (the permanent magnet 22 for power generation) can be vibrated smoothly and the apparatus can be configured compactly.

また、本第1の実施の形態に係る発電装置10では、発電用永久磁石22がコイル52の内側に配置されているので、発電効率を向上させることができると共に、装置をコンパクトに構成できる。   Further, in the power generation apparatus 10 according to the first embodiment, since the power generation permanent magnet 22 is disposed inside the coil 52, the power generation efficiency can be improved and the apparatus can be configured compactly.

さらに、本第1の実施の形態に係る発電装置10では、例えば、ケース12を人体や車体に取り付ければ、人体や車体の振動により駆動部20(発電用永久磁石22)を振動させることができ、コイル52に誘導電流を発生させることができる。このように、ケース12によって装置がユニット化されているので、取り扱いが容易である。   Furthermore, in the power generation apparatus 10 according to the first embodiment, for example, if the case 12 is attached to a human body or a vehicle body, the drive unit 20 (the power generation permanent magnet 22) can be vibrated by the vibration of the human body or the vehicle body. Inductive current can be generated in the coil 52. Thus, since the apparatus is unitized by the case 12, handling is easy.

以上説明した如く、本発明の第1の実施の形態に係る発電装置10では、発電用永久磁石22の振動(変位)に摩擦によるロスが発生せず、しかも、発電用永久磁石22を安定して軸線方向(所定方向)に振動させることができる。   As described above, in the power generation apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention, no loss due to friction occurs in vibration (displacement) of the power generation permanent magnet 22, and the power generation permanent magnet 22 is stabilized. Can be vibrated in the axial direction (predetermined direction).

なお、上記第1の実施の形態に係る発電装置10では、発電用永久磁石22がコイル52の内側に配置された構成としたが、これに限らず、コイル52が発電用永久磁石22の径方向側方に配置された構成としてもよい。   In the power generation device 10 according to the first embodiment, the power generation permanent magnet 22 is disposed inside the coil 52. However, the configuration is not limited thereto, and the coil 52 has a diameter of the power generation permanent magnet 22. It is good also as a structure arrange | positioned at the direction side.

また、上記第1の実施の形態に係る発電装置10では、第1捩りコイルスプリング44、第1保持用永久磁石40、発電用永久磁石22、第1保持用永久磁石42、第2捩りコイルスプリング48が直線的に配列された構成としたが、これに限らず、例えば、第1連結部材24及び第2連結部材32をクランク状に形成することで、第1捩りコイルスプリング44、第1保持用永久磁石40、第1保持用永久磁石42、及び第2捩りコイルスプリング48と発電用永久磁石22とが互いに径方向にズレて配置された構成としてもよい。   Further, in the power generation apparatus 10 according to the first embodiment, the first torsion coil spring 44, the first holding permanent magnet 40, the power generation permanent magnet 22, the first holding permanent magnet 42, and the second torsion coil spring. For example, the first connecting member 24 and the second connecting member 32 are formed in a crank shape, so that the first torsion coil spring 44 and the first holding member 48 are arranged. The permanent magnet 40, the first holding permanent magnet 42, the second torsion coil spring 48, and the power generating permanent magnet 22 may be arranged so as to be displaced in the radial direction.

さらに、上記第1の実施の形態に係る発電装置10では、弾性部材として第1捩りコイルスプリング44及び第2捩りコイルスプリング48を適用して構成したが、これに限らず、例えば、弾性部材としては、一端がケース12の側壁又は底壁に係止され他端が駆動部20に係止された板バネやゴムなどを適用して構成してもよい。   Furthermore, in the electric power generating apparatus 10 according to the first embodiment, the first torsion coil spring 44 and the second torsion coil spring 48 are applied as the elastic members. However, the present invention is not limited to this. May be configured by applying a leaf spring, rubber or the like having one end locked to the side wall or bottom wall of the case 12 and the other end locked to the drive unit 20.

またさらに、上記第1の実施の形態に係る発電装置10では、第1保持用永久磁石40、42及び第2保持用永久磁石16、18が、発電用永久磁石22の軸線方向両側に設けられた構成としたが、これに限らず、第1保持用永久磁石40(又は第1保持用永久磁石44)及び第2保持用永久磁石16(又は第2保持用永久磁石18)を省略した構成としてもよい。
<第2の実施の形態>
図4には、本発明の第2の実施の形態に係る発電装置60の概略構成図が示されている。
Furthermore, in the power generation apparatus 10 according to the first embodiment, the first holding permanent magnets 40 and 42 and the second holding permanent magnets 16 and 18 are provided on both sides in the axial direction of the power generation permanent magnet 22. Although not limited to this, the first holding permanent magnet 40 (or the first holding permanent magnet 44) and the second holding permanent magnet 16 (or the second holding permanent magnet 18) are omitted. It is good.
<Second Embodiment>
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a power generation device 60 according to the second embodiment of the present invention.

発電装置60は、モータ等を用いた回転タイプの発電装置であり、コイル62及び該コイル62の近傍に設けられた発電用永久磁石64を備えている。コイル62には、円柱状に形成されて回転軸を構成する第1保持用永久磁石66が一体的に連結されている。第1保持用永久磁石66は、円錐状に形成された先端部の磁極がS極68とされ、それ以外の部分の磁極がN極70とされている。   The power generation device 60 is a rotary type power generation device using a motor or the like, and includes a coil 62 and a power generation permanent magnet 64 provided in the vicinity of the coil 62. The coil 62 is integrally connected with a first holding permanent magnet 66 that is formed in a columnar shape and forms a rotating shaft. In the first holding permanent magnet 66, the magnetic pole at the tip formed in a conical shape is the S pole 68, and the magnetic poles of the other portions are the N pole 70.

また、この発電装置60は、第1保持用永久磁石66の軸受を構成する第2保持用永久磁石72を備えている。第2保持用永久磁石72は、第1保持用永久磁石66の先端部(S極68)を収容する円錐状の収容孔74を備えている。この第2保持用永久磁石72は、第1保持用永久磁石66と反対側がN極76とされ、収容孔74の内周部を含む第1保持用永久磁石66側がS極78とされている。   Further, the power generation device 60 includes a second holding permanent magnet 72 that constitutes a bearing of the first holding permanent magnet 66. The second holding permanent magnet 72 includes a conical housing hole 74 that houses the tip (S pole 68) of the first holding permanent magnet 66. The second holding permanent magnet 72 has an N pole 76 on the side opposite to the first holding permanent magnet 66, and an S pole 78 on the first holding permanent magnet 66 side including the inner periphery of the accommodation hole 74. .

このため、第2保持用永久磁石72は、第1保持用永久磁石66を磁気浮揚によって所定方向(軸線周り)に回転可能に保持されている。これにより、第1保持用永久磁石66と一体でコイル62が回転すると、コイル62に誘導電流が発生し発電する。   Therefore, the second holding permanent magnet 72 is held so that the first holding permanent magnet 66 can rotate in a predetermined direction (around the axis) by magnetic levitation. As a result, when the coil 62 rotates together with the first holding permanent magnet 66, an induced current is generated in the coil 62 to generate power.

上記構成の発電装置60においても、コイル62の回転(変位)に摩擦によるロスが発生せず、しかも、コイル62を安定して所定方向(第1保持用永久磁石66の軸線周り)に回転させることができる。なお、コイル62の代わりに発電用永久磁石64が第1保持用永久磁石66に一体的に連結されて回転する構成としてもよい。   Also in the power generation device 60 having the above configuration, loss due to friction does not occur in the rotation (displacement) of the coil 62, and the coil 62 is stably rotated in a predetermined direction (around the axis of the first holding permanent magnet 66). be able to. Instead of the coil 62, the power generation permanent magnet 64 may be integrally connected to the first holding permanent magnet 66 to rotate.

本発明の第1の実施の形態に係る発電装置の構成を示し、(A)は発電用永久磁石が中立位置に保持された状態を示す断面図であり、(B)は発電用永久磁石がコイルの軸線方向一方へ移動した状態を示す断面図であり、(C)は発電用永久磁石がコイルの軸線方向他方へ移動した状態を示す断面図である。The structure of the electric power generating apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention is shown, (A) is sectional drawing which shows the state with which the permanent magnet for electric power generation was hold | maintained in the neutral position, (B) is a permanent magnet for electric power generation. It is sectional drawing which shows the state which moved to the axial direction one side of the coil, (C) is sectional drawing which shows the state which the permanent magnet for electric power generation moved to the axial direction other side of the coil. 本発明の第1の実施の形態に係る発電装置の第1保持用永久磁石及び第2保持用永久磁石を含む周辺部材の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the peripheral member containing the 1st holding | maintenance permanent magnet and the 2nd holding | maintenance permanent magnet of the electric power generating apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る発電装置の全体構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the whole structure of the electric power generating apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る発電装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the electric power generating apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 発電装置
12 ケース
16 第2保持用永久磁石
18 第2保持用永久磁石
22 発電用永久磁石
40 第1保持用永久磁石
42 第1保持用永久磁石
44 第1捩りコイルスプリング(弾性部材)
46 第2捩りコイルスプリング(弾性部材)
52 コイル
60 発電装置
62 コイル
64 発電用永久磁石
66 第1保持用永久磁石
72 第2保持用永久磁石
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Power generator 12 Case 16 2nd holding permanent magnet 18 2nd holding permanent magnet 22 Power generating permanent magnet 40 1st holding permanent magnet 42 1st holding permanent magnet 44 1st torsion coil spring (elastic member)
46 Second torsion coil spring (elastic member)
52 Coil 60 Power Generator 62 Coil 64 Permanent Magnet for Power Generation 66 First Holding Permanent Magnet 72 Second Holding Permanent Magnet

Claims (6)

コイル及び前記コイルの近傍に設けられた発電用永久磁石を有し、前記コイル又は前記発電用永久磁石を所定方向へ変位させることで前記コイルに誘導電流を発生させて発電する発電装置であって、
前記コイル又は前記発電用永久磁石に一体的に連結された第1保持用永久磁石と、
前記第1保持用永久磁石の少なくとも一部を収容すると共に前記第1保持用永久磁石の前記収容部分外周部の磁極と極性が同じ磁極が内周部に形成された収容孔を有し、前記第1保持用永久磁石を磁気浮揚によって前記所定方向へ変位可能に保持する第2保持用永久磁石と、
を備えた発電装置。
A power generation device that includes a coil and a permanent magnet for power generation provided in the vicinity of the coil, and generates power by generating an induced current in the coil by displacing the coil or the permanent magnet for power generation in a predetermined direction. ,
A first holding permanent magnet integrally connected to the coil or the power generation permanent magnet;
A housing hole for housing at least a part of the first holding permanent magnet and having a magnetic pole having the same polarity as the magnetic pole of the housing portion outer periphery of the first holding permanent magnet in the inner periphery; A second holding permanent magnet for holding the first holding permanent magnet displaceably in the predetermined direction by magnetic levitation;
A power generator with
弾性部材と、
前記弾性部材によって所定方向へ振動可能に支持された発電用永久磁石と、
前記発電用永久磁石の近傍に設けられ、前記発電用永久磁石の振動によって誘導電流を発生させるコイルと、
正極及び負極のうち一方の磁極が外周部に形成され、前記発電用永久磁石に一体的に連結された第1保持用永久磁石と、
前記所定方向に沿って形成された収容孔を有し、前記収容孔の内側に前記第1保持用永久磁石を収容すると共に、前記第1保持用永久磁石の前記外周部の磁極と極性が同じ磁極が前記収容孔の内周部に形成され、前記第1保持用永久磁石を磁気浮揚によって前記所定方向へ振動可能に保持する第2保持用永久磁石と、
を備えた発電装置。
An elastic member;
A permanent magnet for power generation supported by the elastic member so as to vibrate in a predetermined direction;
A coil that is provided in the vicinity of the power generation permanent magnet and generates an induced current by vibration of the power generation permanent magnet;
A first holding permanent magnet, wherein one of the positive pole and the negative pole is formed on the outer periphery, and is integrally connected to the power generating permanent magnet;
A housing hole formed along the predetermined direction, housing the first holding permanent magnet inside the housing hole, and having the same polarity as the magnetic pole of the outer peripheral portion of the first holding permanent magnet; A second holding permanent magnet having a magnetic pole formed in an inner peripheral portion of the accommodation hole and holding the first holding permanent magnet so as to vibrate in the predetermined direction by magnetic levitation;
A power generator with
前記第1保持用永久磁石は、前記所定方向に沿った前記発電用永久磁石の両側に一対設けられ、
前記第2保持用永久磁石は、前記一対の第1保持用永久磁石に対応して一対設けられる、
ことを特徴とする請求項2記載の発電装置。
A pair of the first holding permanent magnets are provided on both sides of the power generation permanent magnet along the predetermined direction,
A pair of the second holding permanent magnets are provided corresponding to the pair of first holding permanent magnets,
The power generator according to claim 2.
前記弾性部材、前記発電用永久磁石、及び前記第1保持用永久磁石は、直線的に配列されている、ことを特徴とする請求項2記載又は請求項3記載の発電装置。   4. The power generation device according to claim 2, wherein the elastic member, the power generation permanent magnet, and the first holding permanent magnet are linearly arranged. 5. 前記発電用永久磁石は、前記コイルの内側に配置されている、ことを特徴とする請求項2乃至請求項4の何れか1項に記載の発電装置。   The power generation device according to any one of claims 2 to 4, wherein the power generation permanent magnet is disposed inside the coil. 装置本体を構成するケースを備え、
前記コイルは、前記ケースに支持され、
前記弾性部材は、一端が前記発電用永久磁石に直接的又は間接的に係止されると共に他端が前記ケースに係止され、
前記第2保持用永久磁石は、前記ケースに固定されている、
ことを特徴とする請求項2乃至請求項5の何れか1項に記載の発電装置。
It has a case that constitutes the device body,
The coil is supported by the case,
The elastic member has one end directly or indirectly locked to the power generation permanent magnet and the other end locked to the case.
The second holding permanent magnet is fixed to the case.
The power generator according to any one of claims 2 to 5, wherein the power generator is provided.
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