JP2008259264A - Oscillation power generating set - Google Patents

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JP2008259264A JP2007096461A JP2007096461A JP2008259264A JP 2008259264 A JP2008259264 A JP 2008259264A JP 2007096461 A JP2007096461 A JP 2007096461A JP 2007096461 A JP2007096461 A JP 2007096461A JP 2008259264 A JP2008259264 A JP 2008259264A
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Yuji Maeda
祐治 前田
Yasuhiko Aida
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a relatively compact oscillation power generating set operating stably even for vibration of minute amplitude and generating electric energy efficiently from kinetic energy. <P>SOLUTION: The oscillation power generating set comprises a section 1 secured to an oscillating object, a movable section 10 supported by a bearing portion 7 movably in the two-dimensional direction for the secured section, a magnet 9 fixed to the movable section, a magnet 11 fixed to the secured section 1 and supporting the movable section 10 under noncontact state by magnetic attraction acting between the movable section magnet 9, and a wire coil 12 for power generation fixed to the secured section 1 to interlink with the magnetic flux of the movable section magnet 9. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、振動する物体に取り付けて、その振動物体の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する振動発電装置に関する。   The present invention relates to a vibration power generator that is attached to a vibrating object and converts the kinetic energy of the vibrating object into electrical energy.

一般に、車両、船舶等の振動する物体の運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、その電気エネルギーを有効利用するようにした振動発電装置としては、発電用導線コイル内に永久磁石からなる振動体をバネ系によって弾性支持し、両者の相対運動時の電磁誘導作用によって発電用導線コイルの両端間に起電力を得るように構成したものが知られている。   In general, as a vibration power generation device that converts kinetic energy of a vibrating object such as a vehicle or a ship into electric energy and effectively uses the electric energy, a vibrating body made of a permanent magnet is provided as a spring in a power generation coil. A system is known that is elastically supported by a system and that an electromotive force is obtained between both ends of a power-generating conductor coil by electromagnetic induction during the relative movement of the two.

このような振動発電装置の一例として、平面状に形成された発電用導線コイル(以下、平面状コイルという)に対して球体や円筒体の永久磁石を転動可能にしたものとか、平面状コイルに対して永久磁石をコイルバネや板バネによって揺動可能に弾性支持するようにしたものがある(例えば特許文献1参照)。また、他の例として、空芯状の発電用導線コイル内部の空間部に案内軸を配置し、この案内軸に沿ってコイルバネで揺動自在に永久磁石を弾性支持したものがある(例えば特許文献2参照)。   As an example of such a vibration power generator, a spherical or cylindrical permanent magnet can be rolled with respect to a power generating lead coil (hereinafter referred to as a planar coil) formed in a planar shape, or a planar coil. On the other hand, there is one in which a permanent magnet is elastically supported by a coil spring or a leaf spring so as to be swingable (see, for example, Patent Document 1). As another example, a guide shaft is disposed in a space inside an air-core power-generating lead coil, and a permanent magnet is elastically supported by a coil spring along the guide shaft so as to be swingable (for example, a patent). Reference 2).

このように構成された振動発電装置は、振動する物体の振動数に合わせて、永久磁石と発電用導線コイル間の相対運動ができるだけ大きくなるように弾性支持部の振動数を設定することにより、物体の運動エネルギーを効率的に電気エネルギーに変換することができる。   The vibration power generation apparatus configured in this manner sets the vibration frequency of the elastic support portion so that the relative motion between the permanent magnet and the power generation lead coil is as large as possible in accordance with the vibration frequency of the vibrating object. The kinetic energy of the object can be efficiently converted into electric energy.

また、特に特許文献2のように、案内軸で永久磁石を案内する構成の場合は、永久磁石と導線コイル間の相対運動時にその間隔が常に一定に保たれるため、振動する物体の運動エネルギーに応じて、安定に電気エネルギーを発生させることができる。
特開平10−23729号公報 特開平11−262234号公報
In particular, in the case of the configuration in which the permanent magnet is guided by the guide shaft as in Patent Document 2, the distance between the permanent magnet and the conductive coil is always kept constant during the relative movement between the permanent magnet and the kinetic energy of the vibrating object. Accordingly, it is possible to stably generate electric energy.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-23729 JP-A-11-262234

上述した特許文献1および特許文献2に記載の振動発電装置においては、永久磁石と発電用導線コイル間を弾性支持するために弾性支持材料(コイルバネ、板バネ、または構造物)の弾性変形を利用しているため、それらの材料の強度が十分でない場合、繰り返し変形を受けることによって疲労破壊する可能性があった。   In the vibration power generation apparatus described in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above, elastic deformation of an elastic support material (coil spring, leaf spring, or structure) is used to elastically support between the permanent magnet and the power generating lead coil. Therefore, if the strength of these materials is not sufficient, there is a possibility of fatigue failure due to repeated deformation.

しかし、十分な強度を確保しようとすると、弾性支持材料の振動発電装置全体に占める割合が大きくなってしまい、振動発電装置の小型化を図ることは困難であった。   However, if sufficient strength is to be ensured, the ratio of the elastic support material to the entire vibration power generator increases, and it is difficult to reduce the size of the vibration power generator.

また、永久磁石と導線コイル間に相対運動に伴って、弾性支持材料の内部摩擦や、弾性支持材料と他の部品との接触部に摩擦が発生するが、この摩擦は相対運動の振幅が微小になるに従って無視できなくなり、運動状態が不安定となって、効率的に電気エネルギーを発生させることができなくなるという問題があった。   In addition, the internal friction of the elastic support material and the friction between the elastic support material and other parts are caused by the relative motion between the permanent magnet and the conductive coil, but this friction has a small relative motion amplitude. As it becomes, it cannot be ignored, the motion state becomes unstable, and electric energy cannot be generated efficiently.

また、特許文献2の振動発電装置のように案内軸を設けている場合、案内方向と直交する方向の振動によって、案内軸に作用する摩擦力の増加のため微小な振幅の振動に対してさらに永久磁石と発電用導線コイル間の相対運動状態が不安定になるという課題があった。   Further, in the case where the guide shaft is provided as in the vibration power generation device of Patent Document 2, the vibration in the direction orthogonal to the guide direction further increases the frictional force acting on the guide shaft, thereby further reducing the minute amplitude vibration. There was a problem that the relative motion state between the permanent magnet and the power generating lead coil became unstable.

そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、比較的小型で、微小な振幅の振動に対しても安定して動作し、運動エネルギーから効率的に電気エネルギーを発生させることのできる振動発電装置を得ることを目的とする。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and is relatively small in size, operates stably even with minute amplitude vibrations, and efficiently generates electrical energy from kinetic energy. An object of the present invention is to obtain a vibration power generation apparatus that can handle the above.

上記の目的を達成するために、請求項1に係る振動発電装置の発明は、振動する物体に固定された固定部と、ベアリング部によって前記固定部に対して2次元の平面上を移動可能に支持された可動部と、前記可動部に取り付けられた可動部磁石と、前記固定部に取り付けられ前記可動部磁石との間で作用する磁気吸引力により前記可動部を非接触状態で弾性支持する固定部磁石と、前記可動部磁石の磁束と鎖交するように前記固定部に取り付けられた発電用導線コイルと、を備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention of the vibration power generator according to claim 1 is capable of moving on a two-dimensional plane with respect to the fixed portion by a fixed portion fixed to the vibrating object and the bearing portion. The movable part is elastically supported in a non-contact state by a supported movable part, a movable part magnet attached to the movable part, and a magnetic attractive force acting between the fixed part and the movable part magnet. It has a fixed part magnet and a power-generating lead coil attached to the fixed part so as to interlink with the magnetic flux of the movable part magnet.

本発明によれば、可動部がベアリング部により2次元の平面上を自由に振動可能に支持されているため、比較的微小な振幅の振動に適用した場合にも、長期間に亘り安定的に比較的大きな電気エネルギーを発生させて有効利用することが可能な振動発電機を提供することができる。   According to the present invention, the movable portion is supported by the bearing portion so as to freely vibrate on a two-dimensional plane. Therefore, even when applied to vibration with a relatively small amplitude, the movable portion is stable over a long period of time. It is possible to provide a vibration generator that can generate and use relatively large electric energy.

以下、本発明に係る振動発電装置の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各図を通して共通する部分には同一符号若しくは関連する符号をつけて説明を適宜省略する。   Hereinafter, an embodiment of a vibration power generator according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol or a related code | symbol is attached | subjected to a common part throughout each figure, and description is abbreviate | omitted suitably.

(実施形態1)
まず、図1および図2を参照して本発明に係る振動発電装置の実施形態1について説明する。
図1は本発明に係る振動発電装置の実施形態1の構成を示す縦断面図(図2のI−I矢視断面図)であり、図2は図1におけるII−II矢視断面図である。
(Embodiment 1)
First, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, Embodiment 1 of the vibration electric power generating apparatus which concerns on this invention is demonstrated.
1 is a longitudinal sectional view (sectional view taken along the line II of FIG. 2) showing the configuration of the first embodiment of the vibration power generator according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. is there.

図1および図2において、1は、振動発電装置の固定部であり、この固定部1は図示しない振動物体、例えば橋梁や高層ビルのように風や自動車の通行等で振動する大型構造物、あるいは定常運転時に比較的微小な振幅で振動する動力機械、流体機械、流体配管等に固定されるものである。   1 and 2, reference numeral 1 denotes a fixed portion of the vibration power generator, and the fixed portion 1 is a vibrating object (not shown), for example, a large structure that vibrates due to wind or traffic such as a bridge or a high-rise building, Alternatively, it is fixed to a power machine, a fluid machine, a fluid pipe or the like that vibrates with a relatively small amplitude during steady operation.

そして、この固定部1は、所定の隙間を空けて鉛直方向に平行配置されると共に、強磁性材で構成された正方形状または長方形状に形成された2枚の固定部板2と、この2枚の固定部板2の四隅を連結する断面がL字形に形成された固定部支柱3とから構成されている。   The fixing portion 1 is arranged in parallel in the vertical direction with a predetermined gap, and two fixing portion plates 2 formed in a square shape or a rectangular shape made of a ferromagnetic material. The cross section which connects the four corners of the fixed part plate 2 is composed of a fixed part column 3 formed in an L shape.

これら2枚の固定部板2間に形成された隙間には、強磁性材で形成された正方形状または長方形状に形成された1枚の可動部板5が当該固定部板2に対して平行に配置されている。そして、この可動部板5の表裏をなす二面すなわち、固定部板2に対向する図示右側面および左側面には、その四隅に平面受け座6を固定している。   In the gap formed between these two fixed part plates 2, a single movable part plate 5 made of a ferromagnetic material and formed in a square or rectangular shape is parallel to the fixed part plate 2. Is arranged. Then, flat receiving seats 6 are fixed to the four corners of the two surfaces forming the front and back of the movable portion plate 5, that is, the right and left sides in the figure facing the fixed portion plate 2.

一方、2枚の固定部板2の四隅には、各平面受け座6と対峙するように球体ベアリング7をバネ座金8によってそれぞれ取り付けており、このバネ座金8の調節によって球体ベアリング7の転動面が平面受け座6に円滑に移動可能に接触している。なお、この球体ベアリングとは、半球状凹面のボール受けに小球をフリーに配列し、その小球上に1つの大球14を乗せた状態でこの大球14を全方向に回転可能に保持したいわゆるフリーボールベアリングである。   On the other hand, spherical bearings 7 are respectively attached to the four corners of the two fixing plate 2 by spring washers 8 so as to face the flat receiving seats 6, and rolling of the ball bearings 7 is achieved by adjusting the spring washers 8. The surface is in contact with the flat seat 6 so that it can move smoothly. The spherical bearing is a hemispherical concave ball holder in which small spheres are freely arranged and one large sphere 14 is placed on the small sphere so that the large sphere 14 can be rotated in all directions. It is a so-called free ball bearing.

このように、可動部板5は球体ベアリング7により支持されるので、固定部1に対して鉛直方向(これをX軸方向という)および鉛直方向に直交する方向(これをY軸方向という)で構成する2次元の平面上を自由に移動可能に支持されている。   Thus, since the movable part plate 5 is supported by the spherical bearing 7, it is perpendicular to the fixed part 1 (referred to as the X axis direction) and perpendicular to the vertical direction (referred to as the Y axis direction). It is supported so as to be freely movable on a two-dimensional plane.

可動部板5の表裏をなす図示右側面および左側面にはそれぞれ図示上下方向すなわち縦方向の中間部に2個の可動部要素磁石9a、9bを水平方向にかつ互いに平行する状態で固定している。   Two movable part element magnets 9a, 9b are fixed in the horizontal direction and parallel to each other in the vertical direction, that is, the middle part in the vertical direction in the figure on the right side surface and the left side surface, which form the front and back of the movable part plate 5, respectively. Yes.

この可動部要素磁石9a、9bの固定方法は、例えば、樹脂による接着やネジ止め等いかなる方法でも良い。なお、これら可動部要素磁石9a、9bを可動部磁石9と総称し、また、可動部板5および可動部板5と共に移動する平面受け座6、可動部磁石9を可動部10と総称する。   The movable part element magnets 9a and 9b may be fixed by any method such as resin bonding or screwing. These movable part element magnets 9a and 9b are collectively referred to as a movable part magnet 9, and the movable part plate 5 and the plane receiving seat 6 that moves together with the movable part plate 5 and the movable part magnet 9 are collectively referred to as a movable part 10.

そして、2枚の固定部板2の互いに対向する面にはそれぞれ適宜な隙間を隔てて可動部磁石9と対峙するように、固定部磁石11および後述する平面状コイル12を配置し、かつ固定している。この固定部磁石11は、可動部要素磁石9a、9bに対応してそれぞれ2個の固定部要素磁石11a、11bから構成されている。   A fixed magnet 11 and a planar coil 12 (to be described later) are arranged and fixed on opposite surfaces of the two fixed plates 2 so as to face the movable magnet 9 with an appropriate gap therebetween. is doing. The fixed part magnet 11 includes two fixed part element magnets 11a and 11b corresponding to the movable part element magnets 9a and 9b, respectively.

なお、可動部要素磁石9aによる磁束の向きと、これに対向配置された固定部要素磁石11aによる磁束の向きとが一致するように、対向する磁極面が異磁極となるように配置されている。同様に、可動部要素磁石9bによる磁束の向きと、これに対向配置された固定部要素磁石11bによる磁束の向きとが一致するように、対向する磁極面が異磁極となるように配置されている。   In addition, it arrange | positions so that the opposing magnetic pole surface may become a different magnetic pole so that the direction of the magnetic flux by the movable part element magnet 9a may correspond with the direction of the magnetic flux by the fixed part element magnet 11a arrange | positioned facing this. . Similarly, the opposing magnetic pole surfaces are arranged to be different magnetic poles so that the direction of the magnetic flux by the movable part element magnet 9b and the direction of the magnetic flux by the fixed part element magnet 11b arranged to face the same match. Yes.

さらに、隣り合う可動部要素磁石9aと9bとの極性、固定部要素磁石11aと11bとの極性は、それぞれ異磁極としている。   Further, the polarities of the adjacent movable element magnets 9a and 9b and the fixed element magnets 11a and 11b are different from each other.

例えば、可動部板5の表裏をなす二面のうちの一方の面(例えば、図示右側の面)に固定された可動部要素磁石9aの固定部要素磁石11aに対向する面の極性をN極とすると、固定部要素磁石11aの対向面の極性はS極であり、また、可動部要素磁石9aと隣り合う可動部要素磁石9bの極性はS極、この可動部要素磁石9bに対向する固定部要素磁石11bの極性はN極である。   For example, the polarity of the surface facing the fixed part element magnet 11a of the movable part element magnet 9a fixed to one of the two surfaces forming the front and back of the movable part plate 5 (for example, the right side in the figure) is N poles. Then, the polarity of the facing surface of the fixed part element magnet 11a is the S pole, and the polarity of the movable part element magnet 9b adjacent to the movable part element magnet 9a is the S pole, which is fixed to face the movable part element magnet 9b. The partial element magnet 11b has an N pole.

このような可動部要素磁石9a、9bと固定部要素磁石11a、11bとの関係は、可動部板5の他方の面(図示左側の面)においても同様になっている。   The relationship between the movable part element magnets 9a and 9b and the fixed part element magnets 11a and 11b is the same on the other surface (the left surface in the drawing) of the movable part plate 5.

このように磁石を配置した結果、可動部要素磁石9aと固定部要素磁石11aとの間の磁界および可動部要素磁石9bと固定部要素磁石11bとの間の磁界を強めることができる。   As a result of arranging the magnets in this way, the magnetic field between the movable element magnet 9a and the fixed element magnet 11a and the magnetic field between the movable element magnet 9b and the fixed element magnet 11b can be increased.

そして、可動部磁石9と固定部磁石11との隙間には前述したように平面状コイル12が配置されるようになっており、この平面状コイル12は非磁性材の平面状コイル固定部品13を介して固定部板2にそれぞれ固定されるようになっている。   The planar coil 12 is arranged in the gap between the movable part magnet 9 and the fixed part magnet 11 as described above, and the planar coil 12 is a planar coil fixing part 13 made of a non-magnetic material. These are fixed to the fixing part plate 2 via each other.

平面状コイル12と平面状コイル固定部品13とは、例えば樹脂による接着あるいはビス等により固定されている。   The planar coil 12 and the planar coil fixing component 13 are fixed by, for example, bonding with resin or screws.

図1における可動部板5の図示右側部分において、平面状コイル12は、4辺のうちの上部のコイル辺を可動部要素磁石9aおよび固定部要素磁石11aの磁束と鎖交して電磁誘導作用を行う部分とし、下辺を可動部要素磁石9bおよび固定部要素磁石11bの磁束と鎖交して電磁誘導作用を行う部分としている。   In the right side portion of the movable part plate 5 shown in FIG. 1, the planar coil 12 interlinks the upper coil side of the four sides with the magnetic fluxes of the movable part element magnet 9a and the fixed part element magnet 11a, thereby causing electromagnetic induction. The lower side is a portion that performs electromagnetic induction by interlinking with the magnetic fluxes of the movable element magnet 9b and the fixed element magnet 11b.

なお、平面状コイル12の導線の巻き上げ時の進行方向は、二つの可動部要素磁石9a、9bの電磁誘導作用を行う部分において互いに逆向きとなっている。例えば平面状コイル12の可動部要素磁石9aと電磁誘導作用を行う部分における導線の巻き上げ時の進行方向が図2における右から左に向かう方向とすると、可動部要素磁石9bと電磁誘導作用を行う部分においては左から右に向かう方向となる。   In addition, the advancing direction at the time of winding of the conducting wire of the planar coil 12 is opposite to each other in the portion performing the electromagnetic induction action of the two movable part element magnets 9a and 9b. For example, assuming that the moving direction of the lead wire in the portion that performs electromagnetic induction action with the movable element magnet 9a of the planar coil 12 is the direction from right to left in FIG. 2, it performs electromagnetic induction action with the movable element magnet 9b. In the part, the direction is from left to right.

上記可動部磁石9、固定部磁石11および平面状コイル12は、図1における可動部板5を中心として左右対称となるように配置されている。なお、2枚の固定部板2にそれぞれ固定された平面状コイル12は、可動部10の上下方向移動時に発生する起電力(電流の正/負)が加算されるように電気的に直列接続され、その起電力は、図示しない整流部、電流電圧制御部および蓄電部等の任意の電気部品・装置を介して電気的負荷に接続されるものである。例えば、振動発電装置で得られる電流を、整流回路を介して直流に変換し、二次電池に蓄電してその電力を制御装置を介して加速度計や温度計のようなセンサの駆動電源とか、表示装置や無線伝送装置の電源として利用するものである。   The movable part magnet 9, the fixed part magnet 11 and the planar coil 12 are arranged so as to be symmetric with respect to the movable part plate 5 in FIG. The planar coils 12 fixed to the two fixed plate 2 are electrically connected in series so that the electromotive force (positive / negative current) generated when the movable unit 10 moves in the vertical direction is added. The electromotive force is connected to an electrical load via an arbitrary electrical component / device such as a rectification unit, a current / voltage control unit, and a power storage unit (not shown). For example, the current obtained by the vibration power generation device is converted into direct current through a rectifier circuit, stored in a secondary battery, and the power is supplied to a drive power source of a sensor such as an accelerometer or a thermometer via a control device, It is used as a power source for display devices and wireless transmission devices.

次に本実施形態1の作用について説明する。
(1)振動発電装置の静止時
このように構成された本実施形態1において、振動発電装置を固定した物体の静止時、可動部10は、その表裏をなす二面の可動部磁石9と固定部磁石11との間で作用する磁気吸引力と、可動部10の重量とのバランスがとれた位置まで鉛直方向に垂下して非接触状態で弾性支持されて静止している。従って、可動部10は図1の状態よりも、若干下方に変位している。
Next, the operation of the first embodiment will be described.
(1) When the vibration power generation apparatus is stationary In the first embodiment configured as described above, when the object to which the vibration power generation apparatus is fixed is stationary, the movable portion 10 is fixed to the two-side movable portion magnets 9 forming the front and back. The magnetic attraction acting between the partial magnets 11 and the weight of the movable part 10 are suspended in a vertical direction to a position where the weight of the movable part 10 is balanced and are elastically supported in a non-contact state and are stationary. Therefore, the movable part 10 is displaced slightly downward from the state of FIG.

この場合、可動部10の表裏をなす二面それぞれの平面受け座6と球体ベアリング7との隙間は、可動部10の鉛直方向(X軸方向)およびこれに直交するY軸方向の動きが滑らかになるように予め調整しておく。この調整は、球体ベアリング7の保持部と一体に構成される図示しない雄ネジ部を固定部板2の図示しない雌ネジ部にねじ込む量を調整することにより行うことができる。この時、球体ベアリング7はバネ座金8を介して固定部板2に取り付けられているため、このような調整を行っても緩みを生じることはない。   In this case, the clearance between the flat bearing seat 6 on each of the two surfaces forming the front and back of the movable part 10 and the spherical bearing 7 is such that the movement of the movable part 10 in the vertical direction (X-axis direction) and the Y-axis direction orthogonal thereto are smooth. Adjust in advance so that This adjustment can be performed by adjusting the amount of a male screw portion (not shown) formed integrally with the holding portion of the spherical bearing 7 to be screwed into a female screw portion (not shown) of the fixed portion plate 2. At this time, since the spherical bearing 7 is attached to the fixed portion plate 2 via the spring washer 8, no loosening occurs even if such adjustment is performed.

また、図1における可動部10の左右の可動部磁石9と固定部磁石11との間の磁気吸引力は、平面受け座6と球体ベアリング7間の負荷がほぼ零となるように、しかも可動部10の上下方向への変位時の磁気的復元力すなわち磁気バネ力が所要の値となるように予め調整しておく。   Further, the magnetic attractive force between the left and right movable part magnets 9 and the fixed part magnet 11 of the movable part 10 in FIG. 1 is movable so that the load between the flat seat 6 and the spherical bearing 7 becomes almost zero. The magnetic restoring force, that is, the magnetic spring force when the portion 10 is displaced in the vertical direction is adjusted in advance so as to have a required value.

この調整は、図示しないが、固定部支柱3の長さを調節するための調節部を設ける方法、あるいは、固定部磁石11を図示しないバックヨークに固定し、そのバックヨークを固定部板2に対して平行移動させるための調節部を設ける方法等により適宜行うことができる。これらの方法により可動部10の振動数を所要の値に調整することが可能となる。   Although this adjustment is not shown, a method of providing an adjustment part for adjusting the length of the fixing part support 3 or a fixing part magnet 11 is fixed to a back yoke (not shown) and the back yoke is fixed to the fixing part plate 2. On the other hand, it can be appropriately performed by a method of providing an adjusting portion for parallel translation. By these methods, the frequency of the movable part 10 can be adjusted to a required value.

例えば、図示しない振動する物体の主要な振動数付近に可動部10の振動数を調整し、可能な限り可動部10の振幅を大きくすることにより、図示しない振動する物体の運動エネルギーを比較的効率よく電気エネルギーに変換できる。このような平面受け座6と球体ベアリング7との隙間調整および、可動部磁石9と固定部磁石11との間の磁気吸引力の調整により、可動部10は弾性支持材料(コイルバネ、板バネ、または構造物)の弾性変形を利用することなく可動部磁石9と固定部磁石11間の磁気吸引力のみで非接触に弾性支持されると共に、その移動開始時の平面受け座6および球体ベアリング7間の負荷に伴う摩擦がほぼ零の状態で静止している。   For example, the kinetic energy of the vibrating object (not shown) is relatively efficient by adjusting the frequency of the movable part 10 near the main frequency of the vibrating object (not shown) and increasing the amplitude of the movable part 10 as much as possible. Can be converted into electrical energy well. By adjusting the gap between the flat seat 6 and the spherical bearing 7 and adjusting the magnetic attractive force between the movable part magnet 9 and the fixed part magnet 11, the movable part 10 is made of an elastic support material (coil spring, leaf spring, Or, it is elastically supported in a non-contact manner only by the magnetic attractive force between the movable part magnet 9 and the fixed part magnet 11 without using the elastic deformation of the structure), and the flat seat 6 and the spherical bearing 7 at the start of the movement. The friction caused by the load between them is stationary with almost zero.

(2)振動発電装置の振動持
次に、振動発電装置を固定する図示しない物体が振動し、振動発電装置がその物体と共に上下方向に振動すると、その固定部1の振動は固定部磁石11および可動部磁石9間の磁気吸引力を介して可動部10に伝達される。可動部10は固定部磁石11と可動部磁石9間の磁気吸引力により非接触状態で弾性支持されているため、その磁気吸引力に応じた振動数で上下方向に振動する。
(2) Vibration holding of the vibration power generation device Next, when an object (not shown) that fixes the vibration power generation device vibrates and the vibration power generation device vibrates in the vertical direction together with the object, It is transmitted to the movable part 10 via the magnetic attractive force between the movable part magnets 9. Since the movable part 10 is elastically supported in a non-contact state by the magnetic attraction force between the fixed part magnet 11 and the movable part magnet 9, it vibrates in the vertical direction at a frequency corresponding to the magnetic attraction force.

この時、可動部10は平面受け座6および球体ベアリング7によって鉛直方向(X軸方向)および紙面に直行するY軸方向に自由に移動可能に支持されており、かつ、その移動に伴う摩擦がほぼ零となっているため、微小な振幅の振動に対しても安定に動作することが可能となっている。   At this time, the movable portion 10 is supported by the flat seat 6 and the spherical bearing 7 so as to be freely movable in the vertical direction (X-axis direction) and the Y-axis direction perpendicular to the paper surface, and the friction caused by the movement is supported. Since it is almost zero, it is possible to stably operate even with a minute amplitude of vibration.

また、振動発電装置は、可動部板5を中心にして、可動部磁石9、固定部磁石11および平面状コイル12を左右に面対称に配置していることから、可動部10の移動時においてもその左右に生じる可動部磁石9と固定部磁石11との間の吸引力および、可動部磁石9と平面状コイル12との間の吸引力は常に吊り合いを保つため、平面受け座6と球体ベアリング7との間の負荷はほぼ零に維持され、可動部10の移動に伴う摩擦もほぼ零に維持される。   Further, since the vibration power generation apparatus has the movable part magnet 9, the fixed part magnet 11, and the planar coil 12 arranged symmetrically on the left and right, with the movable part plate 5 as the center, Since the attractive force between the movable part magnet 9 and the fixed part magnet 11 generated on the left and right sides and the attractive force between the movable part magnet 9 and the planar coil 12 are always kept in suspension, The load with the spherical bearing 7 is maintained substantially zero, and the friction accompanying the movement of the movable part 10 is also maintained substantially zero.

このような可動部10の上下方向(鉛直方向)の振動により、可動部磁石9と平面状コイル12とが相対運動するので、それらの電磁誘導作用により電気エネルギーを得ることができる。この場合、平面状コイル12を可動部磁石9と固定部磁石11との隙間に取り付けており、かつ、可動部要素磁石9a、9bと固定部要素磁石11a、11bの隣り合う磁極および対向する面の磁極が異磁極となるように配置していることから、強磁性材の固定部板2および可動部板5に流れる磁束が強められ、平面状コイル12と可動部磁石9との電磁誘導作用も強められるため、効率的に電気エネルギーを得ることができる。   Since the movable part magnet 9 and the planar coil 12 move relative to each other due to the vibration in the vertical direction (vertical direction) of the movable part 10, electric energy can be obtained by their electromagnetic induction action. In this case, the planar coil 12 is attached to the gap between the movable part magnet 9 and the fixed part magnet 11, and the adjacent magnetic poles and the opposing surfaces of the movable part element magnets 9a and 9b and the fixed part element magnets 11a and 11b are opposed to each other. Since the magnetic poles are arranged so as to be different from each other, the magnetic flux flowing through the fixed plate 2 and the movable plate 5 of the ferromagnetic material is strengthened, and the electromagnetic induction effect between the planar coil 12 and the movable magnet 9 is increased. Therefore, electric energy can be obtained efficiently.

また、互いに異磁極の可動部磁石9a、9bが平面状コイル12の巻き線の進行方向が互いに逆となるコイル辺に対して同時に電磁誘導作用を行うため、1つの平面状コイル12あたりの発電量を比較的大きくすることができる。   Further, since the movable magnets 9a and 9b having different magnetic poles simultaneously perform electromagnetic induction on coil sides in which the traveling directions of the windings of the planar coil 12 are opposite to each other, power generation per one planar coil 12 is performed. The amount can be made relatively large.

本実施形態1によれば、振動発電装置の可動部を弾性支持するために、永久磁石の磁気力のみを利用していることから、弾性支持材料(コイルバネ、板バネ、または構造物)の弾性変形を利用する場合と比較して、可動部の移動に伴う弾性支持部の摩擦の影響がなく、かつ、弾性支持部の小型化を図ることができる。   According to the first embodiment, since only the magnetic force of the permanent magnet is used to elastically support the movable part of the vibration power generator, the elasticity of the elastic support material (coil spring, leaf spring, or structure) is used. Compared with the case of using deformation, there is no influence of the friction of the elastic support part accompanying the movement of the movable part, and the elastic support part can be downsized.

また、可動部の左右に生じる磁気吸引力、電磁力が吊り合うように構成していることから、可動部の移動に伴うベアリング部に生じる摩擦は常にほぼ零となり、かつ、弾性支持部も非接触であるため、微小な振幅の振動に対しても安定に動作することが可能であると共に、疲労破壊や磨耗を生じることがなく、長期間に渡り高い信頼性が得られる。   In addition, since the magnetic attractive force and electromagnetic force generated on the left and right of the movable part are suspended, the friction generated in the bearing part accompanying the movement of the movable part is always almost zero, and the elastic support part is also non-conductive. Since it is a contact, it is possible to operate stably even with a minute amplitude of vibration, and it is possible to obtain high reliability over a long period of time without causing fatigue breakdown or wear.

さらに、可動部がベアリング部により平面方向に自由に振動可能に支持されているため、永久磁石と発電用導線コイルとの間隔を常に一定に保って安定に電気エネルギーを発生させることが可能であると共に、可動部が移動可能な平面方向と直交する方向の振動以外はベアリング部の負荷とならないため、振動力によるベアリング部の摩擦力の増加を小さく抑えることができる。   Furthermore, since the movable portion is supported by the bearing portion so as to be freely vibrable in the plane direction, it is possible to stably generate electric energy while keeping the distance between the permanent magnet and the power generating lead coil constant at all times. At the same time, since the load other than the vibration in the direction orthogonal to the plane direction in which the movable part can move is not a load on the bearing part, an increase in the frictional force of the bearing part due to the vibration force can be suppressed to a small level.

さらに、各磁石の磁極およびその作用するコイル辺を有する発電用導線コイルの巻き線の方向を効率的に配置していることから、小型の構成でも比較的大きな電気エネルギーを得ることができる。   Furthermore, since the direction of the winding of the power-generating conductor coil having the magnetic poles of each magnet and the coil side on which the magnet acts is arranged efficiently, relatively large electric energy can be obtained even with a small configuration.

従って、本実施形態1によれば、例えば橋梁や高層ビルのような大型構造物の風振動や交通振動、あるいは動力機械や流体機械、流体配管等の機器の定常運転時における振動のように、比較的微小な振幅の振動に適用した場合にも、長期間に亘り安定的に比較的大きな電気エネルギーを発生させて有効利用することが可能となる。   Therefore, according to the first embodiment, for example, wind vibration and traffic vibration of large structures such as bridges and high-rise buildings, or vibration during steady operation of equipment such as power machines, fluid machines, and fluid piping, Even when applied to vibrations having a relatively small amplitude, it is possible to generate a relatively large electric energy stably over a long period of time and effectively use it.

(実施形態1の変形例)
本発明は上述した実施形態1に限定されるものではなく、次に述べるように種々変形して実施することができる。
(Modification of Embodiment 1)
The present invention is not limited to the first embodiment described above, and can be implemented with various modifications as described below.

(1)平面状コイル12を2枚の固定部板2の一方のみに取り付ける構成とすることも可能であり、この場合、可動部10に作用する左右の力の吊り合いは若干損なわれるが、振動発電装置全体としてさらに小型化、軽量化を図ることができる。   (1) It is also possible to adopt a configuration in which the planar coil 12 is attached to only one of the two fixed portion plates 2, and in this case, the left and right force suspension acting on the movable portion 10 is slightly impaired, The vibration power generation apparatus as a whole can be further reduced in size and weight.

(2)振動発電装置の固定部1を振動する物体に固定する代わりに可動部10を固定する手段を設け、実施形態1における固定部1が相対運動する構成とすることも可能であり、さらに、振動発電装置の固定部1に対して任意の付加質量を取り付けるようにしてもよい。この場合、実施形態1と同様の効果が得られるほか、その振動数を調整することが可能となる。   (2) Instead of fixing the fixed part 1 of the vibration power generation device to the vibrating object, a means for fixing the movable part 10 may be provided, and the fixed part 1 in the first embodiment may be configured to relatively move. Any additional mass may be attached to the fixed portion 1 of the vibration power generator. In this case, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and the frequency can be adjusted.

(3)平面状コイル12に代えて積層インダクタを用いてもよく、実施形態1と同様の効果が得られる。また、平面状コイルに代えて円筒コイルを用いてもよく、1つの可動部要素磁石と1つの円筒コイルの円筒面が電磁誘導作用を行うように配置することにより、実施形態1と同様に電気エネルギーを得ることが可能であり、コイルの製作コストを低減することができる。   (3) A multilayer inductor may be used instead of the planar coil 12, and the same effect as in the first embodiment can be obtained. In addition, a cylindrical coil may be used instead of the planar coil, and by arranging one movable part element magnet and the cylindrical surface of one cylindrical coil so as to perform electromagnetic induction, the same as in the first embodiment. Energy can be obtained, and the manufacturing cost of the coil can be reduced.

(4)実施形態1のような可動部要素磁石9a、9bを縦一列に配置する構成においては、平面状コイルに代えて空芯の発電用導線コイルを、可動部を水平に取り囲むように固定部に設置し、その内側で可動部が上下方向に移動する構成としてもよく、1つの発電用導線コイルに対して可動部を挟んで互いに裏側に位置する可動部要素磁石が電磁誘導作用を行うように配置し、互いに裏側に位置する可動部要素磁石の表面を互いに異磁極とすることにより実施形態1と同様に電気エネルギーを得ることができる。   (4) In the configuration in which the movable part element magnets 9a and 9b are arranged in a vertical row as in the first embodiment, an air-core power-generating conductor coil is fixed so as to surround the movable part horizontally instead of the planar coil. The movable part may be configured so that the movable part moves in the vertical direction inside the movable part element magnets. The movable part element magnets located on the back side of the movable part sandwiching the movable part with respect to one power generation conducting coil perform electromagnetic induction action. Thus, by arranging the surfaces of the movable element magnets positioned on the back side as different magnetic poles, electrical energy can be obtained as in the first embodiment.

(5)振動発電装置としての機能の他に、可動部の質量、磁気バネ定数、磁気減衰係数を振動する物体の振動に合わせて最適となるように設計することにより、その振動を低減する動吸振器としても機能させることができる。   (5) In addition to the function as a vibration power generation device, the mass of the movable part, the magnetic spring constant, and the magnetic damping coefficient are designed to be optimized in accordance with the vibration of the vibrating object, thereby reducing the vibration. It can also function as a vibration absorber.

(6)振動する物体の振動方向に合わせて、可動部磁石と平面状コイルとが最も大きな電気エネルギーを発生するように、振動発電装置を任意の角度に傾けて設置してもよく、例えば、実施形態1の構成の振動発電装置を90度傾けて可動部が水平に移動するように設置した場合でも、可動部の表裏をなす二面の磁気吸引力を調整することによりベアリング部の負荷をほぼ零にすることが可能であり、実施形態1と同様の効果が得られる。   (6) The vibration power generator may be installed at an arbitrary angle so that the movable part magnet and the planar coil generate the largest electrical energy in accordance with the vibration direction of the vibrating object. Even when the vibration power generation apparatus having the configuration of the first embodiment is tilted by 90 degrees and installed so that the movable part moves horizontally, the load of the bearing part is adjusted by adjusting the magnetic attraction force of the two surfaces forming the front and back of the movable part. It can be made almost zero, and the same effect as in the first embodiment can be obtained.

(7)振動する物体の運動エネルギーが大きい場合、複数の振動発電装置を設置してもよく、それぞれ実施形態1と同様に電気エネルギーを得ることができる。   (7) When the kinetic energy of the vibrating object is large, a plurality of vibration power generators may be installed, and electrical energy can be obtained in the same manner as in the first embodiment.

(8)振動する物体の主要振動数が複数ある場合や、振動する方向が複数ある場合に、複数の振動発電装置を設置して、それぞれ異なる振動数や方向に適用してもよく、それぞれ実施形態1と同様に電気エネルギーを得ることができる。   (8) When there are multiple main frequencies of the vibrating object, or when there are multiple directions of vibration, multiple vibration power generators may be installed and applied to different frequencies and directions, respectively. Electrical energy can be obtained as in the first mode.

(9)上記のように複数の振動発電装置を設置する場合、電気的、機械的に連結した構成としてもよく、これにより、取り扱い性が向上する。また、二次電池の共通化等、全体としての部品点数を減らすことにより製作コストを低減できる。   (9) When a plurality of vibration power generators are installed as described above, a configuration in which they are electrically and mechanically connected may be adopted, thereby improving handling. In addition, the manufacturing cost can be reduced by reducing the number of parts as a whole, such as by sharing secondary batteries.

(10)実施形態1の振動発電装置の構成に加えてその電流を検出するセンサを設けることにより、発電と共に振動する物体の加速度を測定することも可能である。   (10) In addition to the configuration of the vibration power generation apparatus of the first embodiment, by providing a sensor that detects the current, it is also possible to measure the acceleration of an object that vibrates with power generation.

(11)振動する物体に対して任意の振動増幅用部品を固定し、それに対して振動発電装置を取り付ける構成としてもよく、これにより、振動発電装置がより大きく振動するため、効率的に電気エネルギーを得ることができる。また、例えば振動する物体が高温の場合等、近接設置が困難な場合でも振動発電装置を適用可能となる。   (11) A configuration may be adopted in which an arbitrary vibration amplification component is fixed to a vibrating object and a vibration power generation device is attached thereto. As a result, the vibration power generation device vibrates more greatly. Can be obtained. Further, the vibration power generation apparatus can be applied even when close installation is difficult, for example, when a vibrating object is at a high temperature.

(12)振動発電装置の固定部全体を外装カバーにより密閉する構成としてもよく、振動発電装置内への粉塵の付着や金属部品の吸着等を防止することができる。また、クリーンルーム内に設置する場合に、可動部の振動による粉塵拡散を防止できる。   (12) The whole fixed portion of the vibration power generator may be sealed with an exterior cover, and dust adhesion, metal part adsorption, and the like in the vibration power generator can be prevented. In addition, when installed in a clean room, it is possible to prevent dust diffusion due to vibration of the movable part.

(実施形態2)
次に、図3を参照して本発明に係る振動発電装置の実施形態2について説明する。
図3は本発明に係る振動発電装置の実施形態2の構成を示す縦断面図である。
本実施形態2が実施形態1と異なる点は、平面状コイル12を固定部板2側から可動部板5側に移した点である。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the vibration power generator according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the second embodiment of the vibration power generator according to the present invention.
The second embodiment is different from the first embodiment in that the planar coil 12 is moved from the fixed plate 2 side to the movable plate 5 side.

すなわち、図3において、平面状コイル12は平面状コイル固定部品13を介して可動部板5の表裏をなす二面にそれぞれ固定する。このため、可動部10は、可動部板5、平面受け座6、可動部磁石9、平面状コイル12および平面状コイル固定部品13から構成され、その他は実施形態1と同様の構成となっている。   That is, in FIG. 3, the planar coil 12 is fixed to two surfaces forming the front and back of the movable plate 5 via the planar coil fixing component 13. For this reason, the movable part 10 is comprised from the movable part board 5, the plane receiving seat 6, the movable part magnet 9, the planar coil 12, and the planar coil fixing | fixed part 13, and others become the structure similar to Embodiment 1. FIG. Yes.

このように構成された本実施の形態2においては、平面状コイル12に対して固定部磁石11が電磁誘導作用を行う他は、実施形態1と同様に作用する。   In the second embodiment configured as described above, the operation is the same as in the first embodiment except that the stationary magnet 11 performs an electromagnetic induction action on the planar coil 12.

本実施形態2によれば、実施形態1と同様の効果が得られるほかに、可動部板5に対して平面状コイル12が固定されていることから、振動発電装置全体の小型形状を維持しながら、可動部10の質量を大きくすることが可能となる。これにより、比較的小型に構成した振動発電装置でありながら、より大きな運動エネルギーの振動に適用することができる。   According to the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and since the planar coil 12 is fixed to the movable part plate 5, the small shape of the entire vibration power generator is maintained. However, the mass of the movable part 10 can be increased. Thereby, although it is a vibration power generator constituted comparatively small, it can be applied to vibration of larger kinetic energy.

(実施形態3)
次に、図4および図5を参照して本発明に係る振動発電装置の実施形態3について説明する。
図4は本発明の実施形態3の構成を示す縦断面図(図5のIV−IV矢視断面図)であり、図5は図4におけるV−V矢視断面図である。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the vibration power generator according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
4 is a longitudinal sectional view (sectional view taken along line IV-IV in FIG. 5) showing the configuration of the third embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG.

本実施形態3が実施形態1と異なる点は、可動部磁石9、固定部磁石11および平面状コイル12からなる要素を、上下に2組設けたことを特徴とするものである。   The third embodiment is different from the first embodiment in that two sets of elements each including a movable part magnet 9, a fixed part magnet 11, and a planar coil 12 are provided in the vertical direction.

すなわち、図4および図5において、平面状コイル12は、平面状コイル固定部品13を介して1枚の固定部板2あたり、上下方向(縦方向)および左右方向(横方向)にそれぞれ2個ずつ各4個(12R1、12R2、12L1,12L2)取り付けられている。従って、2枚の固定部板2全体として、8個の平面状コイル12を取り付けている。   That is, in FIG. 4 and FIG. 5, two planar coils 12 are provided in the vertical direction (vertical direction) and the horizontal direction (lateral direction) per one fixed plate 2 via the planar coil fixing component 13. Four each (12R1, 12R2, 12L1, 12L2) are attached. Therefore, eight planar coils 12 are attached to the two fixed portion plates 2 as a whole.

これらの平面状コイル12R1、12R2、12L1,12L2は、全て可動部10の上下方向(X軸方向)の振動によって起電力を得るために、その可動部磁石9と電磁誘導作用を行うコイル辺の巻き線の方向が水平方向となるように配置されている。   These planar coils 12R1, 12R2, 12L1, and 12L2 are all of coil sides that perform electromagnetic induction with the movable part magnet 9 in order to obtain an electromotive force by vibration in the vertical direction (X-axis direction) of the movable part 10. It arrange | positions so that the direction of a winding may become a horizontal direction.

これらの各平面状コイル12R1、12R2、12L1,12L2毎に、それぞれ各2個の可動部要素磁石9a、9bおよび固定要素部磁石11a、11bが可動部板5および固定部板2に固定されている。   For each of these planar coils 12R1, 12R2, 12L1, 12L2, two movable element magnets 9a, 9b and fixed element magnets 11a, 11b are fixed to the movable plate 5 and the fixed plate 2, respectively. Yes.

図示しないが、各平面状コイル12R1、12R2、12L1,12L2は、可動部10の上下方向移動時に発生する起電力の極性(電流の正/負)が一致するように電気的に直列接続されている。その他は実施形態1と同様の構成となっている。   Although not shown, the planar coils 12R1, 12R2, 12L1, and 12L2 are electrically connected in series so that the polarities (positive / negative of current) of the electromotive force generated when the movable unit 10 moves in the vertical direction match. Yes. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

このように構成された本実施形態3においては、合計8個の平面状コイル12に対してそれぞれ近接する可動部磁石9が電磁誘導作用を行う他は、実施形態1と同様に作用する。   In the third embodiment configured as described above, the third embodiment operates in the same manner as the first embodiment except that the movable portion magnets 9 that are adjacent to the total of the eight planar coils 12 perform electromagnetic induction.

本実施形態3によれば、実施形態1と同様の効果が得られるほか、複数の平面状コイル12が可動部板5の振動方向である縦方向および横方向にそれぞれ平行配置されていることから、振動する物体が建築物や橋梁のように大型の場合でも、その微小な振幅の振動による運動エネルギーを効率的に電気エネルギーに変換して有効利用できる。   According to the third embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained, and the plurality of planar coils 12 are arranged in parallel in the vertical direction and the horizontal direction, which are the vibration directions of the movable part plate 5, respectively. Even when the vibrating object is large like a building or a bridge, the kinetic energy generated by the vibration of the minute amplitude can be efficiently converted into electric energy for effective use.

(実施形態4)
次に、図6を参照して本発明に係る振動発電装置の実施形態4について説明する。
図6は本発明の実施形態4の構成を示す断面図であり、前記実施形態3の図5に相当する断面図である。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment of the vibration power generator according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the fourth embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view corresponding to FIG. 5 of the third embodiment.

本実施形態4は、実施形態3と異なる点は、1枚の固定部板2あたり4個ずつ設けられた可動部要素磁石9a、9b、固定部要素磁石11a、11bおよび平面状コイル12からなる要素のうち、上部コイル12R1、下部コイル12L2、可動部要素磁石9a、9bおよび固定部要素磁石11a、11bの取り付け位置を90度回転させた状態つまり垂直状態に配置換えした点である。ただし、配置換えしたことに伴って、平面状コイル12R1、下部コイル12L2をそれぞれ12RU、12LDとし、下部のコイル12R2、上部のコイル12L1をそれぞれ12RD、12LUとして符号を付け替えている。その他は実施形態3と同じである。   The fourth embodiment is different from the third embodiment in that it includes four movable part element magnets 9a and 9b, fixed part element magnets 11a and 11b, and a planar coil 12 provided for each fixed part plate 2. Of the elements, the attachment positions of the upper coil 12R1, the lower coil 12L2, the movable element magnets 9a and 9b, and the fixed element magnets 11a and 11b are rotated 90 degrees, that is, they are rearranged. However, in accordance with the rearrangement, the planar coil 12R1 and the lower coil 12L2 are changed to 12RU and 12LD, respectively, and the lower coil 12R2 and the upper coil 12L1 are changed to 12RD and 12LU, respectively. Others are the same as in the third embodiment.

図6において、平面状コイル12のうち、左上および右下に位置する平面状コイル12LUおよび12RDは、可動部10の上下方向(Y軸方向)の振動により起電力を得るために、その可動部磁石9と電磁誘導作用を行うコイル辺の巻線の方向が水平方向となるように配置されている。   In FIG. 6, the planar coils 12 LU and 12 RD located at the upper left and lower right of the planar coil 12 have movable parts for obtaining an electromotive force by vibration in the vertical direction (Y-axis direction) of the movable part 10. It arrange | positions so that the direction of the coil | winding of the coil side which performs electromagnetic induction action with the magnet 9 may turn into a horizontal direction.

また、図6中、取り付け位置が90度回転した右上および左下の平面状コイル12RUおよび12LDは、可動部10の水平方向(X軸方向)の振動により起電力を得るために、その可動部磁石9と電磁誘導作用を行うコイル辺の巻き線の方向が上下方向となるように配置されている。   Further, in FIG. 6, the upper right and lower left planar coils 12RU and 12LD whose attachment positions are rotated by 90 degrees have their movable part magnets in order to obtain an electromotive force by the vibration of the movable part 10 in the horizontal direction (X-axis direction). 9 is arranged so that the winding direction of the coil side that performs electromagnetic induction action is the vertical direction.

各平面状コイル12の内、可動部10の上下方向の振動により起電力が得られるものは可動部10の上下方向移動時に発生する起電力が加算されて電流の正負が一致するように電気的に接続されており、また、それとは独立して、可動部10の水平方向の振動により起電力が得られるものは可動部10の水平方向移動時に発生する起電力が加算されて電流の正負が一致するように電気的に接続されている。   Among the planar coils 12, those in which an electromotive force is obtained by the vertical vibration of the movable part 10 are added so that the electromotive force generated when the movable part 10 moves in the vertical direction is added so that the positive and negative of the current match. Independently of this, an electromotive force obtained by horizontal vibration of the movable part 10 is added to the electromotive force generated when the movable part 10 is moved in the horizontal direction, so that the positive / negative of the current is obtained. They are electrically connected to match.

そして、それらの起電力は、図示しないが、例えばそれぞれ独立の整流回路を介して直流に変換後、1つの二次電池に蓄電し、その電力を電気的負荷に供給して利用するものである。その他は実施形態1や3と同様である。   These electromotive forces are not shown, but are converted into direct current via, for example, independent rectifier circuits, stored in one secondary battery, and supplied to an electrical load for use. . Others are the same as in the first and third embodiments.

このように構成された本実施形態4によれば、可動部10の上下方向移動時には、各平面状コイル12のうち、上下方向の振動により起電力が得られるものとそれに近接する可動部磁石9との電磁誘導作用により発電され、可動部10の水平方向移動時には、各平面状コイル12のうち、水平方向の振動により起電力が得られるものとそれに近接する可動部磁石9との電磁誘導作用により発電される他は実施形態1、3と同様に作用する。   According to the fourth embodiment configured as described above, when the movable portion 10 moves in the vertical direction, among the planar coils 12, an electromotive force can be obtained by vibration in the vertical direction and the movable portion magnet 9 adjacent thereto. When the movable part 10 is moved in the horizontal direction, the electromagnetic induction action between each of the planar coils 12 that can generate an electromotive force by the vibration in the horizontal direction and the movable part magnet 9 adjacent thereto. The operation is the same as in the first and third embodiments except that the electric power is generated by.

以上述べたように、本実施形態4によれば、実施形態1や3と同様の効果が得られるほか、複数の平面状コイル12が取り付け位置に対して水平配置および垂直配置されていることから、1つの振動発電装置で振動する物体の直交する2方向の運動エネルギーを同時に電気エネルギーに変換して有効利用することができる。   As described above, according to the fourth embodiment, the same effects as in the first and third embodiments can be obtained, and the plurality of planar coils 12 are arranged horizontally and vertically with respect to the mounting position. The kinetic energy in two orthogonal directions of an object that vibrates with one vibration power generator can be converted into electrical energy at the same time for effective use.

(実施形態5)
次に、図7および図8を参照して本発明に係る振動発電装置の実施形態5について説明する。
図7は本発明の実施形態5の構成を示す縦断面図(図8におけるVII−VII矢視断面図)であり、図8は図7におけるVIII−VIII矢視断面図である。
(Embodiment 5)
Next, a fifth embodiment of the vibration power generator according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view (sectional view taken along arrow VII-VII in FIG. 8) showing the configuration of the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a sectional view taken along arrow VIII-VIII in FIG.

図7および図8において、平面状コイル12は1枚の固定部板2あたり平面状コイル固定部品13を介して左右に2個12R、12Lとして並べて固定され、さらにこの平面状コイル12R、12Lそれぞれの図示上部位置および下部位置に、1個ずつ合計4個の固定部磁石11を固定している。   In FIG. 7 and FIG. 8, the planar coil 12 is fixed to the left and right 12R, 12L side by side with a planar coil fixing part 13 per one fixed plate 2, and each of the planar coils 12R, 12L. A total of four fixed magnets 11 are fixed one by one at the illustrated upper and lower positions.

そして、可動部板5の表裏をなす二面には、前記平面状コイル12と電磁誘導作用を行う発電用可動部磁石14をそれぞれ固定している。この発電用可動部磁石14は、2個の発電用可動部要素磁石14a、14bから構成されており、1つの平面状コイル12に対して互いに異磁極の2個の発電用可動部要素磁石14a、14bが電磁誘導作用を行うように配置されている。   And the movable coil 14 for electric power generation which performs an electromagnetic induction effect | action with the said planar coil 12 is being fixed to the two surfaces which make the front and back of the movable part board 5, respectively. The power generating movable part magnet 14 is composed of two power generating movable part element magnets 14 a and 14 b, and two power generating movable part element magnets 14 a having different magnetic poles with respect to one planar coil 12. , 14b are arranged to perform electromagnetic induction.

また、可動部板5の発電用可動部磁石14の上下位置には、固定部磁石11との間で磁気吸引力を生じる弾性支持用可動部磁石15がそれぞれ固定されている。弾性支持用可動部磁石15は2個の弾性支持用可動部要素磁石15a、15bから構成されている。発電用可動部要素磁石14a、14bおよび弾性支持用可動部要素磁石15a、15bの隣り合う磁極は互いに異磁極であり、また、弾性支持用可動部要素磁石15a、15bと対向する固定部要素磁石11a、11bの対向面の磁極も互いに異磁極となっている。その他は実施形態1または3と同様の構成となっている。   In addition, elastic supporting movable part magnets 15 that generate a magnetic attraction force with respect to the fixed part magnet 11 are respectively fixed to the upper and lower positions of the movable part magnet 14 for power generation of the movable part plate 5. The elastic support movable part magnet 15 includes two elastic support movable part element magnets 15a and 15b. The adjacent magnetic poles of the power generation movable part element magnets 14a and 14b and the elastic support movable part element magnets 15a and 15b are different from each other, and the fixed part element magnets facing the elastic support movable part element magnets 15a and 15b. The magnetic poles on the opposing surfaces of 11a and 11b are also different from each other. Other configurations are the same as those in the first or third embodiment.

次に本実施形態5の作用について説明する。
(1)振動発電装置の静止時
振動発電装置を固定した物体の静止時には、可動部10は、その表裏をなす二面の弾性支持用可動部磁石15と固定部磁石11との磁気吸引力により非接触状態で弾性支持される。この時、弾性支持用可動部磁石15および固定部磁石11間の隙間には平面状コイル12を配置していないことから、その隙間の大きさおよび弾性支持用可動部磁石15と固定部磁石11の形状あるいは寸法等を、平面状コイル12を考慮することなく自由に設計することが可能となる。
Next, the operation of the fifth embodiment will be described.
(1) When the vibration power generator is stationary When the object to which the vibration power generator is fixed is stationary, the movable part 10 is moved by the magnetic attraction force between the elastic support movable part magnet 15 and the fixed part magnet 11 on the front and back sides. Elastically supported in a non-contact state. At this time, since the planar coil 12 is not arranged in the gap between the elastic support movable part magnet 15 and the fixed part magnet 11, the size of the gap and the elastic support movable part magnet 15 and the fixed part magnet 11 are arranged. It is possible to freely design the shape, dimensions, etc., without considering the planar coil 12.

(2)振動発電装置の振動持
次に、振動発電装置を固定する図示しない物体が振動し、振動発電装置がその物体と共に上下方向に振動すると、その固定部1の振動は固定部磁石11および弾性支持用可動部磁石15間の磁気吸引力を介して可動部10に伝達される。可動部10は固定部磁石11と弾性支持用可動部磁石15との磁気吸引力から決定される磁気バネ定数で弾性支持されて上下方向に振動する。このような可動部10の上下振動により、発電用可動部磁石14と平面状コイル12とが相対運動するため、電気エネルギーを得ることができる。
(2) Vibration holding of the vibration power generation device Next, when an object (not shown) that fixes the vibration power generation device vibrates and the vibration power generation device vibrates in the vertical direction together with the object, It is transmitted to the movable part 10 through a magnetic attractive force between the elastic support movable part magnets 15. The movable part 10 is elastically supported by a magnetic spring constant determined from the magnetic attraction force between the fixed part magnet 11 and the elastic support movable part magnet 15 and vibrates in the vertical direction. Due to the vertical vibration of the movable part 10, the power generating movable part magnet 14 and the planar coil 12 move relative to each other, so that electric energy can be obtained.

この時、固定部板2側には発電用可動部磁石14との間で磁気吸引力を生じる磁石を設けていないことから、可動部10の弾性支持のための条件を考慮することなく発電用可動部磁石14および平面状コイル12の形状、寸法等を自由に設計することが可能となる。その他は実施形態1と同様の作用となっている。   At this time, since no magnet that generates a magnetic attractive force with the power generation movable part magnet 14 is provided on the fixed part plate 2 side, the condition for elastic support of the movable part 10 is not considered. It is possible to freely design the shapes, dimensions, and the like of the movable part magnet 14 and the planar coil 12. The other operations are the same as those in the first embodiment.

以上述べたように、本実施形態5によれば、実施形態1と同様の効果が得られるほかに、可動部10に取り付ける磁石を発電用可動部磁石14と弾性支持用可動部磁石15とから構成し、発電用可動部磁石14は平面状コイル12との電磁誘導作用のみに使用し、弾性支持用可動部磁石15は固定部磁石11との間の磁気吸引力のみに使用するようにしたことから、それらの設計上の自由度が大きくなり、設計が容易となる。また、それらの磁気吸引力や電磁誘導作用の大きさの調整すなわち発電用可動部磁石14と平面状コイル12間の距離の調整および弾性支持用可動部磁石15と固定部磁石11間の距離の調整もそれぞれ独立して実施することが可能となり、その調整作業が容易となる。   As described above, according to the fifth embodiment, in addition to the same effects as in the first embodiment, the magnet to be attached to the movable portion 10 is composed of the power generating movable portion magnet 14 and the elastic support movable portion magnet 15. The power generation movable part magnet 14 is used only for electromagnetic induction with the planar coil 12, and the elastic support movable part magnet 15 is used only for the magnetic attractive force between the fixed part magnet 11. For this reason, the degree of freedom in design increases, and the design becomes easy. Also, the adjustment of the magnetic attraction force and the magnitude of the electromagnetic induction action, that is, the adjustment of the distance between the power generating movable part magnet 14 and the planar coil 12, and the distance between the elastic supporting movable part magnet 15 and the fixed part magnet 11 are adjusted. The adjustment can be performed independently, and the adjustment work becomes easy.

(実施形態6)
次に、図9および図10を参照し本発明に係る振動発電装置について説明する。
図9は本発明の実施形態6の構成を示す縦断面図(図10におけるIX−IX矢視断面図)であり、図10は図9におけるX−X矢視断面図である。
(Embodiment 6)
Next, the vibration power generator according to the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
9 is a longitudinal sectional view (sectional view taken along the line IX-IX in FIG. 10) showing the configuration of the sixth embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a sectional view taken along the line XX in FIG.

本実施形態6は、実施形態5に対して、可動部10の上部に重量支持用可動部磁石16を取り付けたことと、固定部1の上部の固定部支柱3に前記重量支持用可動部磁石16と対向するように重量支持用固定部磁石18を取り付けたことを特徴とするものであり、その他の構成は実施形態5と同様である。   The sixth embodiment is different from the fifth embodiment in that the weight supporting movable portion magnet 16 is attached to the upper portion of the movable portion 10 and the weight supporting movable portion magnet is attached to the fixed portion support 3 at the upper portion of the fixing portion 1. The weight-supporting fixed portion magnet 18 is attached so as to face 16 and the other configuration is the same as that of the fifth embodiment.

図9および図10において、可動部10は、可動部板5の上端部に重量支持用可動部磁石16を取り付けている。この重量支持用可動部磁石16は互いに異磁極の2個の重量指示用可動部要素磁石16a、16bとバックヨーク16cから構成されている。   9 and 10, the movable portion 10 has a weight supporting movable portion magnet 16 attached to the upper end portion of the movable portion plate 5. The weight supporting movable part magnet 16 is composed of two weight indicating movable part element magnets 16a and 16b and back yokes 16c having different magnetic poles.

また、上部固定部支柱3の上部には上部固定部板17を固定しており、この上部固定部板17の下部には、前記重量支持用可動部磁石16と対向するように重量支持用固定部磁石18を取り付けている。この重量支持用固定部磁石18は、重量支持用可動部要素磁石16a、16bと対向する面が異磁極の2個の重量支持用固定部要素磁石18a、18bから構成されている。   Further, an upper fixing part plate 17 is fixed to the upper part of the upper fixing part column 3, and a weight supporting fixing part 17 is fixed to the lower part of the upper fixing part plate 17 so as to face the weight supporting movable part magnet 16. A partial magnet 18 is attached. The weight supporting fixed part magnet 18 is composed of two weight supporting fixed part element magnets 18a and 18b whose surfaces facing the weight supporting movable part element magnets 16a and 16b have different magnetic poles.

振動発電装置の静止時には、可動部10はその表裏をなす二面の弾性支持用可動部磁石15と固定部磁石11間の磁気吸引力によって非接触状態で弾性支持されると共に、その上部の重量支持用可動部磁石16と重量支持用固定部磁石18間の磁気吸引力により鉛直上方に非接触に吸引された状態で静止している。   When the vibration power generator is stationary, the movable portion 10 is elastically supported in a non-contact state by the magnetic attractive force between the two elastic supporting movable portion magnets 15 and the fixed portion magnet 11 that form the front and back surfaces, and the weight of the upper portion thereof. It is stationary in a state of being attracted in a non-contact manner vertically upward by a magnetic attraction force between the support movable part magnet 16 and the weight support fixed part magnet 18.

これらの弾性支持用可動部磁石15と固定部磁石11間の磁気吸引力および重量支持用可動部磁石16と重量支持用固定部磁石18間の磁気吸引力は、可動部10の振動数および重量を考慮して設計されるものである。例えば、重量支持用可動部磁石16と重量支持用固定部磁石18間の磁気吸引力は、可動部10の重量と吊り合うように設計する。   The magnetic attractive force between the elastic supporting movable part magnet 15 and the fixed part magnet 11 and the magnetic attractive force between the weight supporting movable part magnet 16 and the weight supporting fixed part magnet 18 are determined by the frequency and weight of the movable part 10. Is designed in consideration of For example, the magnetic attractive force between the weight supporting movable part magnet 16 and the weight supporting fixed part magnet 18 is designed to suspend the weight of the movable part 10.

また、可動部10の上下方向の移動時において、弾性支持用可動部磁石16と固定部磁石11間の磁気力は可動部10の位置をその静止位置に復元する方向に働くが、重量支持用可動部磁石16と重量支持用固定部磁石18間では逆に復元しない方向に働くことから、その復元する力の方が大きくなるように設計する。これにより、可動部10を非接触かつ安定に弾性支持しながら、その上下方向の復元力すなわちバネ定数を比較的小さくすることが可能となる。その他の作用は実施形態5と同様である。   Further, when the movable portion 10 moves in the vertical direction, the magnetic force between the elastic support movable portion magnet 16 and the fixed portion magnet 11 acts in a direction to restore the position of the movable portion 10 to its stationary position, but for weight support. Since the movable part magnet 16 and the weight supporting fixed part magnet 18 work in a direction that does not restore, the design is made such that the restoring force is larger. This makes it possible to relatively reduce the restoring force in the vertical direction, that is, the spring constant, while elastically supporting the movable portion 10 in a non-contact and stable manner. Other operations are the same as those of the fifth embodiment.

以上述べたように、本実施形態6によれば、実施形態5の効果に加えて、可動部10の重量を重量支持用可動部磁石16と重量支持用固定部磁石18間の磁気吸引力によって鉛直上方に非接触状態で弾性支持していることから、振動発電装置の可動部10の重量が大きい場合でも安定して非接触の弾性支持状態を維持できる。   As described above, according to the sixth embodiment, in addition to the effects of the fifth embodiment, the weight of the movable portion 10 is reduced by the magnetic attractive force between the weight supporting movable portion magnet 16 and the weight supporting fixed portion magnet 18. Since it is elastically supported in the non-contact state vertically above, even when the weight of the movable portion 10 of the vibration power generator is large, the non-contact elastic support state can be stably maintained.

また、重量支持用可動部磁石16および重量支持用固定部磁石18間に作用する磁気吸引力は、可動部10の弾性支持用可動部磁石15と固定部磁石11間の磁気吸引力によるバネ定数を小さくする方向に働くことから、振動する物体の振動数が比較的低い場合にも、その運動エネルギーを効率的に電気エネルギーに変換して有効利用できる。   The magnetic attractive force acting between the weight supporting movable part magnet 16 and the weight supporting fixed part magnet 18 is a spring constant due to the magnetic attractive force between the elastic supporting movable part magnet 15 and the fixed part magnet 11 of the movable part 10. Therefore, even when the frequency of the vibrating object is relatively low, the kinetic energy can be efficiently converted into electric energy and used effectively.

(実施形態7)
次に、図11を参照して本発明に係る振動発電装置の実施形態7について説明する。
図11は本発明の実施形態7の構成を示す縦断面図である。
図11において、固定部1は、3枚の固定部板2とそれらを連結する4本の固定部支柱3から構成されている。また、可動部10は2枚の可動部板5とそれらを上部および下部で連結する複数本の可動部支柱19から構成されている。
(Embodiment 7)
Next, a seventh embodiment of the vibration power generator according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the seventh embodiment of the present invention.
In FIG. 11, the fixing portion 1 is composed of three fixing portion plates 2 and four fixing portion columns 3 that connect them. The movable part 10 is composed of two movable part plates 5 and a plurality of movable part struts 19 connecting them at the upper and lower parts.

各可動部支柱19は、3枚の固定部板2のうち中央に位置する固定部板2に設けられた穴部20を非接触状態で貫通するように取り付けられている。   Each movable part support column 19 is attached so as to penetrate through the hole 20 provided in the fixed part plate 2 located in the center among the three fixed part plates 2 in a non-contact state.

そして、両側に位置する2枚の固定部板2の対向面には、実施形態5と同様に、平面状コイル12が平面状コイル固定部品13を介して各2個、横に並べて固定されており、その平面状コイル12の上下位置には固定部磁石11が各2個ずつ固定されている。中央の固定部板2の表裏をなす二面にも、それぞれ同様に平面状コイル12および固定部磁石11が固定されている。   Then, on the opposing surfaces of the two fixed portion plates 2 located on both sides, two planar coils 12 are arranged side by side and fixed side by side through the planar coil fixing component 13 as in the fifth embodiment. Two fixed magnets 11 are fixed to the upper and lower positions of the planar coil 12. Similarly, the planar coil 12 and the fixed portion magnet 11 are fixed to the two surfaces forming the front and back surfaces of the central fixed portion plate 2, respectively.

2枚の可動部板5の表裏をなす二面には、実施形態5と同様に、平面状コイル12と電磁誘導作用を行う発電用可動部磁石14を固定しており、その発電用可動部磁石14の上下には固定部磁石11との間で磁気吸引力を生じる弾性支持用可動部磁石15を各2個ずつ固定している。   As in the fifth embodiment, a power generation movable part magnet 14 that performs electromagnetic induction action is fixed to two surfaces forming the front and back of the two movable part plates 5, and the power generation movable part Two elastic supporting movable part magnets 15 that generate a magnetic attractive force between the fixed part magnets 11 are fixed above and below the magnets 14 respectively.

図示左側に配置された可動部板5の左面、および図示右側に配置された可動部板5の右面には、それぞれ任意個数の平面受け座6がそれぞれ固定されており、それと対応する位置の左右に配置された固定部板2には球体ベアリング7がバネ座金8を介して取り付けられている。その他は実施形態5と同様の構成となっている。   An arbitrary number of plane receiving seats 6 are fixed to the left surface of the movable plate 5 arranged on the left side of the drawing and the right surface of the movable plate 5 arranged on the right side of the drawing, respectively. A spherical bearing 7 is attached to the fixed portion plate 2 disposed in the position via a spring washer 8. Other configurations are the same as those of the fifth embodiment.

このように構成された本実施形態7においては、3枚の固定部板2に対して2枚の可動部板5が相対運動する他は、実施形態5と同様に作用する。   In the seventh embodiment configured as described above, the operation is the same as in the fifth embodiment except that the two movable part plates 5 move relative to the three fixed part plates 2.

以上述べたように、本実施形態7によれば、実施形態5の効果に加えて、複数の固定部板2および可動部板5をそれぞれ一体に連結した構成としていることから、1つの振動発電装置に多数の平面状コイル12およびそれと作用しあう磁石を取り付けることが可能となり、振動する物体が建築物や橋梁のように大型の場合でも、その微小な振幅の振動による運動エネルギーを効率的に電気エネルギーに変換して有効利用できる。   As described above, according to the seventh embodiment, in addition to the effects of the fifth embodiment, since the plurality of fixed portion plates 2 and the movable portion plate 5 are integrally connected, one vibration power generation A large number of planar coils 12 and magnets that interact with the device can be attached to the apparatus, and even when the vibrating object is large, such as a building or a bridge, the kinetic energy due to the vibration of the minute amplitude can be efficiently obtained. It can be used effectively by converting to electrical energy.

本発明の実施形態1の構成を示す縦断面図(図2におけるI−I矢視縦断面図)。The longitudinal cross-sectional view which shows the structure of Embodiment 1 of this invention (II arrow longitudinal cross-sectional view in FIG. 2). 図1におけるII−II矢視断面図。II-II arrow sectional drawing in FIG. 本発明の実施形態2の構成を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the structure of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態3の構成を示す縦断面図(図5におけるIV−IV矢視縦断面図)。The longitudinal cross-sectional view which shows the structure of Embodiment 3 of this invention (IV-IV arrow longitudinal cross-sectional view in FIG. 5). 図4におけるV−V矢視断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 4. 本発明の実施形態4の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施形態5の構成を示す縦断面図(図8におけるVII−VII矢視縦断面図)。The longitudinal cross-sectional view which shows the structure of Embodiment 5 of this invention (VII-VII arrow longitudinal cross-sectional view in FIG. 8). 図7におけるVIII−VIII矢視断面図。VIII-VIII arrow sectional drawing in FIG. 本発明の実施形態6の構成を示す縦断面図(図10におけるIX−IX矢視縦断面図)。The longitudinal cross-sectional view (IX-IX arrow longitudinal cross-sectional view in FIG. 10) which shows the structure of Embodiment 6 of this invention. 図9におけるX−X矢視断面図。XX arrow sectional drawing in FIG. 本発明の実施形態7の構成を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the structure of Embodiment 7 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…固定部、2…固定部板、3…固定部支柱、5…可動部板、6…平面受け座、7…球体ベアリング、8…バネ座金、9…可動部磁石可動部要素磁石、9a、9b…可動部要素磁石、10…可動部、11…固定部磁石、11a、11b…固定部要素磁石、12…平面状コイル、13…平面状コイル固定部品、14…発電用可動部磁石、14a、14b…発電用可動部要素磁石、15…弾性支持用可動部磁石、15a、15b…弾性支持用可動部要素磁石、16…重量支持用可動部磁石、16a、16b…重量指示用可動部要素磁石、16c…バックヨーク、17…上部固定部板、18…重量支持用固定部磁石、18a、18b…重量支持用固定部要素磁石、19…可動部支柱、20…穴部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fixed part, 2 ... Fixed part board, 3 ... Fixed part support | pillar, 5 ... Movable part board, 6 ... Planar seat, 7 ... Spherical bearing, 8 ... Spring washer, 9 ... Movable part magnet Movable part element magnet, 9a , 9b: Movable part element magnet, 10 ... Movable part, 11 ... Fixed part magnet, 11a, 11b ... Fixed part element magnet, 12 ... Planar coil, 13 ... Planar coil fixed part, 14 ... Movable part magnet for power generation, 14a, 14b ... movable part element magnet for power generation, 15 ... movable part magnet for elastic support, 15a, 15b ... movable part element magnet for elastic support, 16 ... movable part magnet for weight support, 16a, 16b ... movable part for weight indication Element magnet, 16c ... Back yoke, 17 ... Upper fixed part plate, 18 ... Weight support fixed part magnet, 18a, 18b ... Weight support fixed part element magnet, 19 ... Movable part support, 20 ... Hole.

Claims (10)

振動する物体に固定された固定部と、
ベアリング部によって前記固定部に対して2次元の平面上を移動可能に支持された可動部と、
前記可動部に取り付けられた可動部磁石と、
前記固定部に取り付けられ前記可動部磁石との間で作用する磁気吸引力により前記可動部を非接触状態で弾性支持する固定部磁石と、
前記可動部磁石の磁束と鎖交するように前記固定部に取り付けられた発電用導線コイルと、
を備えたことを特徴とする振動発電装置。
A fixed part fixed to a vibrating object;
A movable part supported by a bearing part so as to be movable on a two-dimensional plane with respect to the fixed part;
A movable part magnet attached to the movable part;
A fixed part magnet that is elastically supported in a non-contact state by a magnetic attraction force that is attached to the fixed part and acts between the movable part magnet;
A power generating coil attached to the fixed part so as to interlink with the magnetic flux of the movable part magnet;
A vibration power generator characterized by comprising:
前記発電用導線コイルを前記可動部磁石および対向する前記固定部磁石の隙間に設けたことを特徴とする請求項1記載の振動発電装置。   The vibration power generator according to claim 1, wherein the power generating conductive coil is provided in a gap between the movable part magnet and the opposed fixed part magnet. 前記可動部磁石を弾性支持用可動部磁石と発電用可動部磁石とから構成し、前記弾性支持用可動部磁石は前記固定部磁石との間で磁気吸引力が作用するように配置し、前記発電用可動部磁石の磁束に前記発電用導線コイルが鎖交するように配置したことを特徴とする請求項1記載の振動発電装置。   The movable part magnet comprises an elastic support movable part magnet and a power generation movable part magnet, and the elastic support movable part magnet is arranged so that a magnetic attractive force acts between the fixed part magnet, 2. The vibration power generator according to claim 1, wherein the power generating lead coil is arranged so as to interlink with the magnetic flux of the power generating movable part magnet. 前記発電用導線コイルを2個のコイル辺を有する平面状コイルまたは積層チップコイルで形成し、前記可動部磁石を異磁極の2個の可動部要素磁石で構成し、前記1つの平面状コイルまたは積層チップコイルの各コイル辺を前記異磁極の可動部要素磁石それぞれ鎖交するように配置すると共に、当該コイルの巻き上げ時の進行方向を互いに逆向きにしたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の振動発電装置。   The power generating lead coil is formed by a planar coil or a laminated chip coil having two coil sides, the movable part magnet is constituted by two movable part element magnets having different magnetic poles, and the one planar coil or 4. The laminated chip coil according to claim 1, wherein the coil sides of the laminated chip coil are arranged so as to be linked to each other and the moving parts of the different magnetic poles are linked to each other, and the traveling directions at the time of winding of the coil are reversed. The vibration power generator according to any one of the above. 前記可動部磁石、前記固定部磁石および前記発電用導線コイルを、前記可動部の中心面に対して面対称に配置したことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の振動発電装置。   5. The vibration according to claim 1, wherein the movable part magnet, the fixed part magnet, and the power-generating conductor coil are arranged symmetrically with respect to a center plane of the movable part. Power generation device. 前記発電用導体コイルを前記固定部に取り付ける代わりに前記可動部の前記固定部磁石の磁束と鎖交する位置に取り付けたことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の振動発電装置。   The vibration according to any one of claims 1 to 5, wherein the power generating conductor coil is attached to a position interlinked with the magnetic flux of the fixed part magnet of the movable part instead of being attached to the fixed part. Power generation device. 前記発電用導線コイルを前記固定部または可動部に対して縦方向および横方向に複数個ずつ平行配置したことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の振動発電装置。   7. The vibration power generator according to claim 1, wherein a plurality of the power generating coil coils are arranged in parallel in the vertical direction and the horizontal direction with respect to the fixed part or the movable part. 前記発電用導線コイルを縦方向および横方向にそれぞれ複数個平行配置したことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の振動発電装置。   The vibration power generator according to any one of claims 1 to 6, wherein a plurality of the power-generating conductor coils are arranged in parallel in the vertical direction and the horizontal direction, respectively. 前記可動部の鉛直方向上方部に重量支持用可動部磁石を取り付け、前記可動部の鉛直方向上方部と対向する前記固定部に前記重量支持用可動部磁石との間で磁気吸引力を作用する重量支持用固定部磁石を取り付けたことを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の振動発電装置。   A weight-supporting movable part magnet is attached to an upper part in the vertical direction of the movable part, and a magnetic attraction force acts on the fixed part facing the upper part in the vertical direction of the movable part. The vibration power generator according to any one of claims 1 to 8, further comprising a weight supporting fixing part magnet. 前記可動部を複数個設け、当該可動部を一体的に連結した構成としたことを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項に記載の振動発電装置。   10. The vibration power generator according to claim 1, wherein a plurality of the movable parts are provided and the movable parts are integrally connected.
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