JP2010115076A - 発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発電効率を確保しつつ外部に対する磁束漏れの発生を防止すると共に外部磁界からの影響を防止する上で有利な発電装置を提供する。
【解決手段】ガイド軸１６は、筐体１２で支持され空間部１４の中心軸上で長手方向に沿って延在して設けられている。永久磁石１８は、ガイド軸１６に往復移動可能に、かつ、ガイド軸１６の径方向にがたつくことなく配設されている。緩衝部材２２は、永久磁石１８と筐体１２との衝突による衝撃を緩和するものである。コイル２０は、空間部１４の外周に配置されその内部を永久磁石１８が通過するように構成されている。シールドケース２４は、磁性材料で形成され筐体１２の外面を覆うように設けられている。電気回路部２６は、永久磁石１８の往復移動によりコイル２０に発生した電気エネルギーを所定の電圧に変換して出力するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は手動により発電動作を行う発電装置に関する。

携帯音楽プレーヤ、携帯電話、懐中電灯、携帯ゲーム機などの携帯型の電子機器の電源として、人間の手動による操作によって発電を行う発電装置が組み込まれたものが提供されている。
このような発電装置として、ソレノイドコイルが非磁性の筒形状ケースの外周に巻かれ、永久磁石を該筒状ケース内で往復移動させることにより、ファラデーの法則に基づいて発電がなされるようにしたものが提案されている（特許文献１乃至５参照）。
また、永久磁石を筒形状ケースの長手方向に案内するガイド部材を設けたものも提案されている（特許文献６参照）。
特開平１０−１７４４１１号公報 特開２００２−３７４６６１号公報 特開２００２−２８１７２７号公報 特開２００５−３３９１７号公報 特開２００６−２９６１４４号公報 特開２００５−９４８３２号公報

しかしながら、上記従来の発電装置では、非磁性体の筒形状のケースの内部に配置された永久磁石の磁束がケースの外部に漏れるため、発電装置の近傍に、磁気カード類、時計、ブラウン管テレビなどがあると、それらに悪影響を及ぼすことが懸念される。
また、永久磁石の磁束がケースの外部に漏れるため、ケースの近傍に他の磁性体があると、ケースからの漏れ磁界と影響し合うことで永久磁石の往復移動が阻害されることも懸念される。
あるいは、永久磁石の磁束がケースの外部に漏れるため、複数の発電装置が並べられて配置された場合には、お互いの漏れ磁束によって反発力もしくは吸引力が作用することで、永久磁石の往復移動が阻害されることも懸念される。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、発電効率を確保しつつ外部に対する磁束漏れの発生を防止すると共に外部磁界からの影響を防止する上で有利な発電装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明の発電装置は、非磁性材料で形成された筐体と、前記筐体の内部に形成された空間部と、前記筐体で支持され前記空間部に設けられた非磁性材料からなるガイド軸と、前記ガイド軸に往復移動可能に設けられた永久磁石と、前記空間部の外周に設けられたコイルと、磁性材料で形成され前記筐体の外面を覆うシールドケースと、前記永久磁石の往復移動により前記コイルに発生した電気エネルギーを出力する電気回路部とを備える。

本発明によれば、シールドケースにより筐体が覆われているため、永久磁石の磁束の筐体の外部への漏れが防止される。
したがって、発電装置の近傍に、磁気カード類、時計、ブラウン管テレビなどがあったとしても、それらに悪影響を及ぼすことが防止される。
また、筐体の近傍に他の磁性体があったとしても、永久磁石の往復移動が阻害されることがなく、安定した発電動作を確保する上で有利となる。
また、複数の発電装置が並べられて配置された場合であっても、永久磁石の往復移動が阻害されることがなく、安定した発電動作を確保する上で有利となる。

（第１の実施の形態）
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本実施の形態の発電装置１０の構成を示す断面図、図２は電気回路部２６の回路図、図３（Ａ）は中間部材３２の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ矢視図、図４（Ａ）はキャップ部材３４の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。
発電装置１０は、図１に示す筐体１２と、空間部１４と、ガイド軸１６と、永久磁石１８と、コイル２０と、緩衝部材２２と、シールドケース２４とを備え、さらに、図２に示す電気回路部２６を含んで構成されている。

筐体１２は非磁性でかつ非導電性の材料で形成されており、本実施の形態では、合成樹脂製である。
本実施の形態では、筐体１２は、断面が円形で外径よりも大きな寸法の長さを有する筒部１２０２と、筒部１２０２の長手方向の一端を閉塞する円形の第１端面壁１２０４と、筒部１２０２の長手方向の他端を閉塞する円形の第２端面壁１２０６とを備えている。
第１端面壁１２０４は筒部１２０２と一体形成されている。
第２端面壁１２０６はガイド軸１６に一体に形成されている。第２端面壁１２０６は筒部１２０２の他端に形成された開口部に取り付けられている。

空間部１４は、筐体１２の内部に形成され、その横断面積が縦断面積よりも大きい横長形状を呈しており、本実施の形態では、空間部１４は円柱状を呈している。

ガイド軸１６は、筐体１２で支持され空間部１４の中心軸上で長手方向に沿って延在して設けられている。言い換えると、ガイド軸１６の軸心と空間部１４の軸心が合致している。
ガイド軸１６は、非磁性でかつ非導電性の材料で円柱状に形成されている。
上述の第２端面壁１２０６はガイド軸１６の一端に一体形成され、ガイド軸１６の他端は、第１端面壁１２０４の中心に設けられた孔１２０４Ａに挿通されて固定されている。
なお、ガイド軸１６を非磁性の材料で形成することにより、永久磁石１８とガイド軸１６との間に相互磁気作用が作用して永久磁石１８の移動が影響を受けることの防止が図られている。
また、ガイド軸１６を非導電性の材料で形成することにより、永久磁石１８の移動時にガイド軸１６に生じる渦電流によって永久磁石１８の移動の影響を受けることの防止がより一層図られている。
ガイド軸１６の外周面は、後述する軸受部２８との摺動が円滑に行われるように、摩擦係数が低く、滑らかであることが好ましい。

永久磁石１８は、ガイド軸１６に往復移動可能に、かつ、ガイド軸１６の径方向にがたつくことなく配設されている。
永久磁石１８は、本実施の形態では、第１永久磁石１８Ａと第２永久磁石１８Ｂの２つで構成されている。
第１、第２永久磁石１８Ａ、１８Ｂは、同形同大の中空円筒状を呈し、内周部に孔１８０２が形成されている。
第１、第２永久磁石１８Ａ、１８Ｂは、それらの長さ方向における両端にＮ極と、Ｓ極とがそれぞれ着磁されている。
本実施の形態では、第１、第２永久磁石１８Ａ、１８Ｂは、後述する中間部材３２のフランジ３２０８に近接する箇所が同一の磁極に着磁され、言い換えると、互いに近接する箇所が同一の磁極に着磁されている。
第１、第２永久磁石１８Ａ、１８Ｂの外径は、筒部１２０２の内径よりも小さい寸法で形成され、第１、第２永久磁石１８Ａ、１８Ｂの外周と、筒部１２０２の内周との間にわずかな隙間が形成されている。言い換えると、第１、第２永久磁石１８Ａ、１８Ｂの外周面と空間部１４を形成する筐体１２の内周面との間に隙間が確保されている。
第１、第２永久磁石１８Ａ、１８Ｂからコイル２０に差交する磁束を確保し発電効率の向上を図るために、前記の隙間は可能な限り小さい寸法とすることが好ましい。

第１、第２永久磁石１８Ａ、１８Ｂは、保持部材３０によって保持されている。
図１に示すように、保持部材３０は、第１、第２永久磁石１８Ａ、１８Ｂを保持するものであり、中間部材３２とキャップ部材３４とを含んで構成されている。
中間部材３２およびキャップ部材３４は、非磁性の材料で形成されている。
中間部材３２およびキャップ部材３４を非磁性の材料で形成することにより、永久磁石１８からコイル２０に向かう磁束に影響を与えないように図られている。
図１、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、中間部材３２は、筒部３２０２とフランジ部３２０４とを備えている。
筒部３２０２は、円筒形を呈し、内周部にガイド軸１６が挿通される孔３２０６が形成され、外周部に永久磁石１８が装着される外周面３２０８が形成されている。
フランジ部３２０４は、外周面３２０８の長手方向の中間部から突設されている。
中間部材３２の長さ方向の両端部には、係合溝３２１０が形成されている。
係合溝３２１０は、中間部材３２の長さ方向の端面にそれぞれ開口する開口部と、前記開口部から中間部材３２の長さ方向に沿って延在する直線部と、直線部の端部において周方向に延在する円弧部とを有している。
係合溝３２１０には、キャップ部材３４の係合突起３４１０（図４（Ａ）、（Ｂ））が開口部から直線部に挿入される。そして、キャップ部材３４を回転させることで係合突起３４１０が円弧部に挿入され、これによりキャップ部材３４が中間部材３２に抜落不能に取り付けられる。

図１、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、キャップ部材３４は、筒部３４０２と鍔部３４０４とを備えている。
筒部３４０２は、円筒状を呈し、ガイド軸１６が挿通される孔３４０６が形成されている。上述の係合突起３４１０は筒部３４０２の端部に設けられている。
本実施の形態では、中間部材３２の孔３２０６あるいはキャップ部材３４の孔３４０６の少なくとも一方がガイド軸１６に滑動可能に結合される。
鍔部３４０４は、係合突起３４１０と反対に位置する筒部３４０２の長手方向の端部から突設され、外周面３２０８に装着された永久磁石１８をフランジ部３２０４と協働して保持するものである。
本実施の形態では、鍔部３４０４は正六角形を呈し、キャップ部材３４を中間部材３２に装着する際の操作の容易化が図られている。

図１に示すように、緩衝部材２２は、保持部材３０によって保持された第１、第２永久磁石１８Ａ、１８Ｂがガイド軸１６に沿って往復移動する際に、ガイド軸１６の長手方向において永久磁石１８と筐体１２との衝突による衝撃を緩和するものである。
本実施の形態では、緩衝部材２２は、２つのキャップ部材３４の鍔部３４０４によって構成されている。
なお、キャップ部材３４は、ガイド軸１６に対して円滑に摺動するために、摩擦係数が低い材料で形成されることが好ましい。また、中間部材３２の孔３２０６をガイド軸１６に結合する場合には、中間部材３２は、ガイド軸１６に対して円滑に摺動するために、摩擦係数が低い材料で形成されることが好ましい。
また、キャップ部材３４は、筐体１２の第１、第２端面壁１２０４、１２０６に衝突した際の衝撃を吸収緩和するために耐衝撃性に優れる材料で形成されることが好ましい。
このようなキャップ部材３４の材料として従来公知のさまざまな合成樹脂材料が採用可能である。

図１に示すように、コイル２０は、空間部１４の外周に空間部１４の長手方向に沿って配置されその内部を永久磁石１８が通過するように構成されている。
本実施の形態では、コイル２０は、第１コイル２０Ａと第２コイル２０Ｂとが直列接続されて構成されている。
第１、第２コイル２０Ａ、２０Ｂは、筐体１２の筒部１２０２の長手方向の中央を挟み前記中央から同じ距離だけ離間した筐体１２の外周面の箇所に配置されている。

シールドケース２４は、磁性材料で形成され筐体１２の外面を覆うように設けられている。磁性材料としては、冷間圧延鋼板（ＳＰＣ材）などの板材を板金加工するなど任意である。
シールドケース２４は、その厚さが厚いほど磁束漏れは少ないが、シールドケース２４の厚さが０．２ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲であれば、磁束漏れを効果的に防止しつつコストを低減する上で好ましい。
本実施の形態では、シールドケース２４は、筐体１２の外面のうち、第１、第２端面壁１２０４、１２０６を除く筒部１２０２の全域を覆うように円筒状に形成されている。
また、本実施の形態では、永久磁石１８がガイド軸１６の径方向において、空間部１４の軸心とシールドケース２４の中間に位置するように構成されている。
これにより、永久磁石１８とシールドケース２４との間に作用するガイド軸１６の径方向における磁気吸引バランスを取ることができ、したがって、ガイド軸１６と保持部材３０との間に作用する摩擦力の低減を図れ、発電効率を高める上で有利となる。
また、シールドケース２４が、永久磁石１８と同一の軸心上に位置するように構成されている。
これにより、永久磁石１８とシールドケース２４との間に作用するガイド軸１６の径方向における磁気吸引バランスを安定させる上で有利となり、また、永久磁石１８のガイド軸１６に沿った移動の容易化、安定化を図る上で有利となる。

図２に示すように、電気回路部２６は、永久磁石１８の往復移動によりコイル２０に発生した電気エネルギーを出力するものである。
電気回路部２６は、筐体１２に組み込まれていてもよいし、筐体１２と別体に構成されていてもよい。
本実施の形態では、電気回路部２６は、例えば、コイル２０に発生した電流を整流する整流回路２６０２と、整流回路２６０２によって得られた直流電流を充電し電圧として出力する充電部２６０４とを含んで構成されている。
また、充電部２６０４は、この発電装置１０が組み込まれる電子機器の電源入力端子に接続されており、充電部２６０４からの電力が電源入力端子を介して電子機器に供給される。
整流回路２６０２としては、図２に示すように、４つの整流用ダイオードＤ１乃至Ｄ４からなる整流回路など、従来公知のさまざまな整流回路が採用可能である。
充電部２６０４としては、従来公知のさまざまな２次電池、あるいは、キャパシタなどが採用可能である。

（組み立ての説明）
次に、発電装置１０の組み立てについて説明する。
予め、筐体１２の筒部１２０２に第１、第２コイル２０Ａ、２０Ｂが取り付けられ、筒部１２０２の外周面にシールドケース２４が取り付けられているものとする。
また、電気回路部２６と第１、第２コイル２０Ａ、２０Ｂとが電気的に接続されているものとする。
第１、第２永久磁石１８Ａ、１８Ｂを保持部材３０に組み付ける。
すなわち、中間部材３２に第１、第２永久磁石１８Ａ、１８Ｂを組み付け、その後、中間部材３２にキャップ部材３４を組み付ける。
この際、第１、第２永久磁石１８Ａ、１８Ｂが中間部材３２のフランジ３２０８に近接する箇所が同一の磁極に着磁されているため、第１、第２永久磁石１８Ａ、１８Ｂの間には反発力が作用する。
この反発力が、係合突起３４１０を係合溝３２１０の円弧部に押し付けることから、キャップ部材３４が中間部材３２から抜落不能に確実に保持されることになる。
このようにして第１、第２永久磁石１８Ａ、１８Ｂを保持部材３０に組み付けたならば、ガイド軸１６を中間部材３２の孔３２０６とキャップ部材３４の孔３４０６に挿通させる。
次いで、ガイド軸１６の先端を第１端面壁１２０４の孔１２０４Ａに挿通させると共に、第２端面壁１２０６を筒部１２０２の開口部に取り付けて固定する。
以上で発電装置１０の組み立てが完了する。

（使用方法）
次に発電装置１０の使用方法について説明する。
予め、携帯音楽プレーヤ、携帯電話、懐中電灯、携帯ゲーム機などの携帯型の電子機器に本実施の形態の発電装置１０が組み込まれているものとする。
電子機器を使用する際に、電子機器を掴み、発電装置１０の筐体１２の長手方向に沿って腕により電子機器を往復移動させる。
この機器の往復移動により永久磁石１８がコイル２０の内部を往復し、コイル２０に発生した交流電流が電気回路部２６により直流電流に変換されて電子機器に供給されることで電子機器が動作する。

本実施の形態によれば、シールドケース２４により筐体１２の外面が覆われているため、永久磁石１８の磁束の筐体１２の外部への漏れが防止される。
したがって、発電装置１０の近傍に、磁気カード類、時計、ブラウン管テレビなどがあったとしても、それらに悪影響を及ぼすことが防止される。
また、筐体１２の近傍に他の磁性体があったとしても、シールドケース２４によって他の磁性体からの漏れ磁界が永久磁石１８に影響することが防止されるため、永久磁石１８の往復移動が阻害されることがなく、安定した発電動作を確保する上で有利となる。
また、複数の発電装置１０が並べられて配置された場合であっても、シールドケース２４によってお互いの漏れ磁束が影響しないため、反発力もしくは吸引力が作用せず、永久磁石１８の往復移動が阻害されることがなく、安定した発電動作を確保する上で有利となる。
また、シールドケース２４が永久磁石１８から発生する磁束を導くヨークとしても機能するため、コイル２０に対して磁束が効率よく差交することになり、発電効率を確保する上で有利となる。
したがって、発電効率を確保しつつ外部に対する磁束漏れの発生を防止すると共に外部磁界からの影響を防止する上で有利となる。

また、本実施の形態では、保持部材３０により保持された第１、第２永久磁石１８Ａ、１８Ｂが中間部材３２のフランジ３２０４に近接する箇所が同一の磁極に着磁されている。
したがって、それら磁極から発生する磁束は、コイル２０内側からコイル２０の径方向外方に向かって直線状に延在する成分が多くなる。言い換えると、コイル２０の中心軸と直交する平面に沿って延在する成分が多くなるため、コイル２０に対して磁束が効率よく差交することになり、発電効率を確保する上でより一層有利となる。

（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態は、シールドケース４０が筐体１２の外面の周面の全域に加えて、長手方向の両端に位置する２つの端面の全域を覆っている点で、すなわち、シールドケース４０が筐体１２の全面を覆っている点で第１の実施の形態と相違している。
図５は第２の実施の形態の発電装置１０の断面図、図６は第２の実施の形態の発電装置１０の動作説明図である。
なお、以下の実施の形態では、第１の実施の形態と同一または同様の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
図５に示すように、シールドケース４０は、第１、第２、第３シールドケース部４２、４４、４６とを備えている。
第１シールドケース部４２は、筐体１２の外面のうち、第１、第２端面壁１２０４、１２０６を除く筒部１２０２の全域を覆うものである。
第２、第３シールドケース部４４、４６は、第１、第２端面壁１２０４、１２０６を覆うものである。

第２の実施の形態によれば、発電装置１０が筐体１２の長手方向に沿って往復移動され、前記吸引力を上回る力が保持部材３０で保持された永久磁石１８に作用すると、第１の実施の形態と同様に発電動作がなされる。
また、第２の実施の形態によれば、第１、第２端面壁１２０４、１２０６から筐体１２の外方に漏れる磁束、あるいは、第１、第２端面壁１２０４、１２０６から筐体１２の内方に漏れる磁束の双方を防止することができる。したがって、第１の実施の形態に比較して漏れ磁束による悪影響を防止する上でより一層有利となる。
さらに、第２の実施の形態によれば、図６に示すように、第１永久磁石１８Ａが第１端面壁１２０４に最も近接した第１限界位置で、第１永久磁石１８Ａと第２シールドケース部４４との間に作用する磁気吸引力により永久磁石１８が第１限界位置に保持される。
より詳細には、緩衝部材２２が第１端面壁１２０４に当接した第１限界位置で、永久磁石１８が第１限界位置に保持される。
また、第２永久磁石１８Ｂが第２端面壁１２０６に最も近接した第２限界位置で、第２永久磁石１８Ｂと第３シールドケース部４６との間に作用する磁気吸引力により永久磁石１８が第２限界位置に保持される。
より詳細には、緩衝部材２２が第２端面壁１２０６に当接した第２限界位置で、永久磁石１８が第２限界位置に保持される。
すなわち、永久磁石１８が磁気吸引力により第１、第２限界位置に保持されるので、発電装置１０を携帯して移動する際に、永久磁石１８の不用な動きを防止して不快な振動、騒音の発生を防止でき使用感の向上を図る上で有利となる。

なお、第２、第３シールド部４４、４６と永久磁石１８との間に作用する磁気吸引力の大きさは、例えば、発電装置１０を携帯して歩行する際、永久磁石１８が動かない範囲に調整すればよい。
また、第２、第３シールド部４４、４６と永久磁石１８との間に作用する磁気吸引力の大きさの調整は、例えば、永久磁石１８と第２、第３シールド部４４、４６との間に介在する緩衝部材２２の厚さを調整することで簡単に行うことができる。

（第３の実施の形態）
次に第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態は、発電装置１０の外形形状を市販の一次電池あるいは二次電池の筐体と同一形状としたものである。
図７および図８は第３の実施の形態の発電装置１０の断面図である。
図７に示すように、発電装置１０は、第１の実施の形態と同様に、筐体１２と、空間部１４と、ガイド軸１６と、永久磁石１８と、コイル２０と、緩衝部材２２と、シールドケース５０と、電気回路部２６とを含んで構成されている。
発電装置１０は、市販の一次電池あるいは二次電池の外形形状と同一形状を呈している。
市販の一次電池あるいは二次電池の正極端子部と負極端子部と同一の形状で同一の箇所に正極端子部５２と負極端子部５４とが設けられている。
本実施の形態では、発電装置１０は市販の単三乾電池の外形形状と同一形状で形成されている。
電気回路部２６による電気エネルギーの出力は、正極端子部５２と負極端子部５４を介してなされる。
より詳細には、シールドケース５０は発電装置１０の外装を構成し、電気回路部２６は、筐体１２と共にシールドケース５０の内部に収容されている。
正極端子部５２はシールドケース５０の長手方向の一端に設けられた一方の開口部５００２からシールドケース５０の外方に露出している。
負極端子部５４はシールドケース５０の長手方向の他端に設けられた他方の開口部５００４からシールドケース５０の外方に露出している。
図７に示すように、一方の開口部５００２を縁取るシールドケース５０の部分と正極端子部５２との間に環状の絶縁部材５６が設けられている。
あるいは、図８に示すように、他方の開口部５００４を縁取るシールドケース５０の部分とシールドケース５０と負極端子部５４との間に環状の絶縁部材５６が設けられている。
このように、シールドケース５０と正極端子部５２との間、および、シールドケース５０と負極端子部５４との間の少なくとも一方が絶縁部材５６によって電気的に絶縁されることにより、正極端子部５２と負極端子部５４とがシールドケース５０を介して短絡することの防止が図られている。

第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、発電装置１０の外形形状が市販の一次電池あるいは二次電池の筐体と同一形状であるため、電子機器に対して一次電池あるいは二次電池に代えて発電装置１０を取り付けて使用できる。
そのため、電子機器に対して何ら手を加えることなく、発電装置１０を装着して使用することができ、使い勝手を高める上で有利となる。
例えば、テレビなどの操作リモコンに従来の一次電池の代わりに装着すれば、操作リモコンを数回振ることでテレビの操作ができる。
すなわち、一次電池を使用する電子機器に装着可能であり、繰り返し充電して使用できるので、一次電池のように交換の必要がなく、電池代が不用になり一次電池を捨てることも無く地球環境に貢献する上で有利となる。

（第４の実施の形態）
次に第４の実施の形態について説明する。
第４の実施の形態は、外装ケース６０を備える点で第３の実施の形態と相違している。
図９は第４の実施の形態の発電装置１０の断面図であり、第３の実施の形態と同一または対応する部分には同一の符号を付して説明する。
図９に示すように、発電装置１０は、第３の実施の形態と同様に、筐体１２と、空間部１４と、ガイド軸１６と、永久磁石１８と、コイル２０と、緩衝部材２２と、シールドケース５０と、絶縁部材５６と、電気回路部２６とを含んで構成され、さらに外装ケース６０を備えている。
第４の実施の形態では、外装ケース６０は、例えば金属などの導電性を有する材料を含んで構成され、発電装置１０の外装を構成している。
シールドケース５０および電気回路部２６は外装ケース６０の内部に収容されている。
正極端子部５２は外装ケース６０の一方の端部に設けられた一方の開口部６００２から外装ケース６０の外方に露出している。
負極端子部５４は外装ケース６０の他方の端部に設けられた他方の開口部６００４から外装ケース６０の外方に露出している。
他方の開口部６００４を縁取る外装ケース６０の部分と負極端子部５４との間に環状の絶縁部材６２が設けられている。なお、一方の開口部６００２を縁取る外装ケース６０の部分と正極端子部５２との間に環状の絶縁部材６２を設けてもよい。
このように、外装ケース６０と正極端子部５２との間、および、外装ケース６０と負極端子部５４との間の少なくとも一方が絶縁部材６２によって電気的に絶縁されることにより、正極端子部５２と負極端子部５４とが外装ケース６０を介して短絡することの防止が図られている。
また、外装ケース６０が絶縁材料で形成されている場合には、絶縁部材６２を省略することができる。

外装ケース６０が導電性を有している場合には、外装ケース６０を介した外部ショート（短絡）の防止を図ることが必要となる。
したがって、図１０に示すように、市販のアルカリ電池などと同様に、外装ケース６０が正極端子部５２（または負極端子部５４）と電気的に接続され、外装ケース６０が外方に臨む部分の全域を覆う絶縁部材７０が設けられている構成としてもよい。
あるいは、図１１に示すように、市販のマンガン電池などと同様に、外装ケース６０が内側に臨む部分の全域を覆い外装ケース６０と正極端子部５２および負極端子部５４との間を電気的に絶縁する絶縁部材７２が設けられている構成としてもよい。この場合、さらに外装ケース６０が外方に臨む部分の全域を覆う絶縁部材が設けられている構成としてもよい。
あるいは、図１２に示すように構成されていてもよい。
すなわち、外装ケース６０が延在方向の一端が底部６０１０によって閉塞され他端に開口部６０１２が設けられた有底筒状を呈している。
正極端子部５２および負極端子部５４の一方は、開口部６０１２から外装ケース６０の外方に露出している。本実施の形態では正極端子部５２が開口部６０１２から外装ケース６０の外方に露出している。
正極端子部５２および負極端子部５４の他方は、底部６０１０と一体形成されている。本実施の形態では負極端子部５４としての負極端子板が底部６０１０と一体形成されている。
例えば、外装ケース６０が深絞りなどのプレス加工によって形成されることで、正極端子部５２および負極端子部５４の他方が底部６０１０と一体形成されている。
外装ケース６０が外方に臨む部分のうち、正極端子部５２と負極端子部５４を除く残りの部分を少なくとも覆う絶縁部材７４が設けられている。
絶縁部材７４は、正極端子部５２と負極端子部５４が電極端子としての機能を果たす範囲において、正極端子部５２および負極端子部５４の一部を覆っていてもかまわない。
開口部６０１２を縁取る外装ケース６０の部分と正極端子部５２との間には環状の絶縁部材７６が設けられ、正極端子部５２と外装ケース６０との短絡防止が図られている。
上述した各絶縁部材７０、７２、７４を構成する絶縁材料としては、絶縁性熱樹脂（絶縁塗料）、絶縁性収縮性チューブ、絶縁性フィルムなどの従来公知のさまざまな絶縁材料が採用可能である。
なお、外装ケースの形成方法としては、深絞り加工およびしごき加工を組み合わせた方法が適宜選択できる。絞りカップを形成した後しごき加工を施すＤＩ成形、絞りカップを形成した後、引張りと曲げ戻し加工、さらに必要に応じしごき加工を加えたストレッチドロー成形、何段階かの絞り成形を施した後、しごき加工を施す多段絞り成形など、いずれの方法で加工しても良い。

第４の実施の形態によれば、第３の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、発電装置１０の外装が外装ケース６０で構成されているため、耐久性および外観性の向上を図る上で有利となる。

第３の実施の形態および第４の実施の形態において、発電装置１０は、正極端子部５２と負極端子部５４を含んで市販の一次電池あるいは二次電池の外形形状を呈している。
この場合に、電気回路部２６による電気エネルギーの出力は、正極端子部５２と負極端子部５４を介してなされる。
前記外形形状について詳細に説明すると、発電装置１０の全体の外形形状は、日本工業規格で規格化された電池の形状及び寸法規格に則した外形を成していてもよい。
つまり、全体の外形が、ＪＩＳ Ｃ８５０１：２００４（特に、項番８〜１０）又はＪＩＳ Ｃ８５１１：２００４（特に、項番８〜１０）に規格化されたマンガン乾電池又はアルカリ乾電池の外形に対応する外形を成していてもよい。
その中でも特に、ＪＩＳ Ｃ８５０１：２００４又はＪＩＳ Ｃ８５１１：２００４の付表１に規格化されたマンガン乾電池又はアルカリ乾電池の外形に対応する外形を成すことが好ましい。マンガン乾電池又はアルカリ乾電池として一般に広く普及しているからである。
なお、外形寸法の最大値が規格を超えない範囲において、ほとんどの外形寸法が規格内に入っていれば、外形寸法の一部が規格の最小値より小さくてもかまわない。

なお、実施の形態では、コイル２０が第１、第２コイル２０Ａ、２０Ｂで構成されている場合について説明したが、コイル２０は、１つ、あるいは、３つ以上であってもよい。
また、実施の形態では、永久磁石１８が第１、第２永久磁石１８Ａ、１８Ｂで構成されている場合について説明したが、永久磁石１８は１つ、あるいは、３つ以上であってもよい。
また、実施の形態では、第１、第２永久磁石１８Ａ、１８Ｂが中空円筒状を呈している場合について説明したが、第１、第２永久磁石１８Ａ、１８Ｂの形状はガイド軸１６に沿って往復移動可能なものであれば任意である。
また、実施の形態では、中間部材３２の係合溝３２１０に、キャップ部材３４の係合突起３４１０が係合することで中間部材３２とキャップ部材３４とが結合される場合について説明した。
しかしながら、中間部材３２とキャップ部材３４とを雄ねじと雌ねじを用いた螺合によって結合してもよいし、あるいは、中間部材３２とキャップ部材３４とを接着剤を用いて接着してもよい。中間部材３２とキャップ部材３４との結合構造として従来公知のさまざまな結合構造が採用可能である。
また、第１、第２永久磁石１８Ａ、１８Ｂを保持する保持部材３０の構成も実施の形態に限定されるものではなく、保持部材として従来公知のさまざまな構造のものが採用可能である。

本実施の形態の発電装置１０の構成を示す断面図である。 電気回路部２６の回路図である。 中間部材３２の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ矢視図である。 （Ａ）はキャップ部材３４の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。 第２の実施の形態の発電装置１０の断面図である。 第２の実施の形態の発電装置１０の動作説明図である。 第３の実施の形態の発電装置１０の断面図である。 第３の実施の形態の発電装置１０の変形例を示す断面図である。 第４の実施の形態の発電装置１０の断面図である。 第４の実施の形態の第１の変形例を示す断面図である。 第４の実施の形態の第２の変形例を示す断面図である。 第４の実施の形態の第３の変形例を示す断面図である。

符号の説明

１０……発電装置、１２……筐体、１４……空間部、１６……ガイド軸、１８……永久磁石、２０……コイル、２２……緩衝部材、２４……シールドケース、２６……電気回路部。

Claims (19)

1. 非磁性材料で形成された筐体と、
   前記筐体の内部に形成された空間部と、
   前記筐体で支持され前記空間部に設けられた非磁性材料からなるガイド軸と、
   前記ガイド軸に往復移動可能に設けられた永久磁石と、
   前記空間部の外周に設けられたコイルと、
   磁性材料で形成され前記筐体の外面を覆うシールドケースと、
   前記永久磁石の往復移動により前記コイルに発生した電気エネルギーを出力する電気回路部と、
   を備える発電装置。
2. 前記シールドケースは、前記筐体の外面のうち前記長手方向の両端面を除く周面の全域を覆っている、
   請求項１記載の発電装置。
3. 前記シールドケースは、前記筐体の全面を覆っている、
   請求項１記載の発電装置。
4. 前記ガイド軸の軸心と前記空間部の軸心が合致している、
   請求項１記載の発電装置。
5. 前記永久磁石の外周面と前記空間を形成する前記筐体の内周面との間に隙間が確保されている、
   請求項１記載の発電装置。
6. 前記永久磁石は前記ガイド軸の径方向において、前記空間部の軸心と前記シールドケースの中間に位置している、
   請求項１記載の発電装置。
7. さらに、前記ガイド軸の長手方向において前記永久磁石と前記筐体との衝突による衝撃を緩和する緩衝部材を備える、
   請求項１記載の発電装置。
8. 前記発電装置は、正極端子部と負極端子部を含んで市販の一次電池あるいは二次電池の外形形状を呈し、
   前記電気回路部による前記電気エネルギーの出力は、前記正極端子部と負極端子部を介してなされる、
   請求項１記載の発電装置。
9. 前記発電装置の外形形状は、ＪＩＳ Ｃ８５０１又はＪＩＳ Ｃ８５１１に規格化された乾電池の外形に対応している、
   請求項８記載の発電装置。
10. 前記シールドケースは前記発電装置の外装を構成し、
    前記電気回路部は、前記筐体と共に前記シールドケースの内部に収容され、
    前記正極端子部および前記負極端子部は前記シールドケースに設けられた開口部から前記シールドケースの外方に露出している、
    請求項８記載の発電装置。
11. 前記シールドケースと前記正極端子部との間、および、前記シールドケースと前記負極端子部との間の少なくとも一方が絶縁部材によって電気的に絶縁されている、
    請求項１０記載の発電装置。
12. 前記発電装置の外装を構成する外装ケースをさらに備え、
    前記シールドケースおよび前記電気回路部は前記外装ケースの内部に収容され、
    前記正極端子部および前記負極端子部は前記外装ケースに設けられた開口部から前記外装ケースの外方に露出している、
    請求項８記載の発電装置。
13. 前記外装ケースは導電性を有し、
    前記外装ケースと前記正極端子部との間、および、前記外装ケースと前記負極端子部との間の少なくとも一方を電気的に絶縁する絶縁部材が設けられている、
    請求項１２記載の発電装置。
14. 前記外装ケースは導電性を有し、
    前記外装ケースは前記正極端子部または前記負極端子部と電気的に接続され、
    前記外装ケースが外方に臨む部分の全域を覆う絶縁部材が設けられている、
    請求項１２記載の発電装置。
15. 前記外装ケースは導電性を有し、
    前記外装ケースが内側に臨む部分の全域を覆い前記外装ケースと前記正極端子部および前記負極端子部との間を電気的に絶縁する絶縁部材が設けられている、
    請求項１２記載の発電装置。
16. 前記発電装置の外装を構成する導電性を有する外装ケースをさらに備え、
    前記シールドケースおよび前記電気回路部は前記外装ケースの内部に収容され、
    前記外装ケースは延在方向の一端が底部によって閉塞され他端に開口部が設けられた有底筒状を呈し、
    前記正極端子部および前記負極端子部の一方は、前記開口部から前記外装ケースの外方に露出し、
    前記正極端子部および前記負極端子部の他方は、前記底部と一体形成され、
    前記外装ケースが外方に臨む部分のうち、前記正極端子部と負極端子部を除く残りの部分を少なくとも覆う絶縁部材が設けられている、
    請求項８記載の発電装置。
17. 前記永久磁石は中空円筒状を呈し２つ設けられ、
    前記２つの永久磁石は保持部材によって保持され、
    前記保持部材は、中間部材とキャップ部材とを含んで構成され、
    前記中間部材は、内周部に前記ガイド軸が挿通される孔が形成され、外周部に前記永久磁石が装着される外周面が形成された筒部と、前記外周面の長手方向の中間部から突設されたフランジ部とを備え、
    前記キャップ部材は、前記中間部材の長手方向の両端にそれぞれ取着され前記ガイド軸に挿通される孔が形成された筒部と、前記筒部から突設され前記外周面に装着された前記永久磁石を保持する鍔部とを備え、
    前記中間部材の前記孔あるいは前記キャップ部材の前記孔の少なくとも一方は、前記ガイド軸に滑動可能に結合されている、
    請求項１記載の発電装置。
18. 前記２つの永久磁石は互いに近接する箇所が同一の磁極に着磁されている、
    請求項１７記載の発電装置。
19. 前記キャップ部材は、前記ガイド軸の長手方向において前記永久磁石と前記筐体との衝突による衝撃を緩和する緩衝部材を構成している、
    請求項１７記載の発電装置。

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