JP2011172436A - 振動発電機 - Google Patents

Abstract

【課題】永久磁石の可動範囲をできるだけ大きくすることにより、発電効率の高い振動発電機を提供する。
【解決手段】振動発電機１は、第一筐体１１と第二筐体２１とを備えている。第一筐体１１は、導通した電極端子１２ａ，１２ｂが接続されている。第一筐体１１には、発電ユニット１３（筒状部材１４、コイル１５、永久磁石１６）が収容されている。第二筐体２１は、正極端子２２ａと負極端子２２ｂとが接続されている。第二筐体２１には、整流部２３と蓄電部２４とが収容されている。永久磁石１６がコイル１５内を往復移動することで、コイル１５に交流電流が発生する。交流電流は、整流部２３で整流され、蓄電部２４に蓄電される。電極端子１２ｂと正極端子２２ａとが短絡される。正極端子２２ａと電極端子１２ａとが同電位となる。蓄電部２４に蓄電された電流は、電極端子１２ａと負極端子２２ｂとを介して外部に出力される。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動によって発電する振動発電機に関する。

従来、振動による運動エネルギーを電気エネルギーに変換する振動発電機が提案されている。振動発電機では、永久磁石がコイル内で振動することで、コイルに誘導電流を発生させる。発生した誘導電流は、蓄電装置（コンデンサなど）に蓄電される。蓄電された蓄電装置から電流が取り出されることで、振動発電機は負荷に電流を供給できる。なお、振動発電機の発電効率は、永久磁石の振動時のストロークの増加に伴い、向上する。

例えば特許文献１では、永久磁石、コイル、及び整流ユニット（整流ブリッジ回路、及びコンデンサ）を備えた発電機が提案されている。ケーシング内の約半分の領域に、永久磁石及びコイルが設けられている。残りの半分の領域に、整流ユニットが設けられている。永久磁石の振動によって、コイルに交流電流が誘起される。交流電流は、整流ブリッジ回路によって直流電流に変換される。直流電流は、コンデンサに蓄電される。

特開平７−１７７７１８号公報

しかしながら上述の機器では、整流ユニットの収容される領域が永久磁石の可動範囲を制限してしまうので、永久磁石の振動時のストロークが短くなってしまう。従って発電機の発電効率が低下するという問題点がある。特に、振動発電機の大きさが限定される場合（例えば、標準規格で規定された形状のケース内に収容される場合）、整流ユニットが占める領域が発電効率に与える影響は顕著となる。

本発明の目的は、永久磁石の可動範囲をできるだけ大きくすることにより、発電効率の高い振動発電機を提供することにある。

本発明の第一態様に係る振動発電機は、コイルが巻回された筒状部材と、前記筒状部材内を往復移動可能に設けられた永久磁石とを少なくとも備えた第一発電ユニットと、前記第一発電ユニットを収容する筐体であって、導通した二つの電極端子を備える第一筐体と、電流を整流する整流部と、前記整流部からの電流を蓄電する蓄電部と前記蓄電部を少なくとも収容する筐体であって、正極端子と負極端子とを備える第二筐体と、前記第一筐体に収容された前記永久磁石の往復移動によって前記コイルに誘起した電流を前記整流部に供給する供給路とを備えた振動発電機であって、一方の前記電極端子と前記負極端子とが導通された場合、前記供給路と前記整流部とを介して前記蓄電部に蓄電された電気は、他方の前記電極端子と前記正極端子とから外部機器に供給され、一方の前記電極端子と前記正極端子とが導通された場合、前記供給路と前記整流部とを介して前記蓄電部に蓄電された電気は、他方の前記電極端子と前記負極端子とから外部機器に供給されることを特徴とする。

第一態様によれば、振動発電機は、第一筐体と第二筐体とを備えている。第一筐体には、第一発電ユニットが収容されている。蓄電部は、第二筐体に収容されている。従って、第一発電ユニットが収容される領域を大きくできる。コイル内を移動する永久磁石のストロークを大きくできるので、大きな誘導電流をコイルに発生させることができる。蓄電部に大きな電流を蓄電できる。このように振動発電機は、往復運動によって蓄電可能な電流の量を大きくでき、発電効率を高めることができる。また、第一筐体が備える二つの電極端子は導通している。従って、一方の電極端子と負極端子とが導通された場合、他方の電極端子と正極端子とから電力を取り出すことができる。又、一方の電極端子と正極端子とが導通された場合、他方の電極端子と負極端子とから電力を取り出すことができる。

また、第一態様において、前記第一筐体は、導電体であり、二つの前記電極端子は、前記第一筐体に接続することで導通してもよい。第一筐体に電極端子を接続することで、電極端子同士を容易に導通させることができる。

また、第一態様において、前記第一筐体は磁性体としてもよい。これによって、永久磁石から放射される磁力線を第一筐体に吸収させることができる。第一筐体内の磁束密度を高めることができるので、コイルに発生させる誘導電流を更に大きくできる。振動発電機の発電効率をさらに向上させることができる。

また、第一態様において、前記第一発電ユニットとは異なる第二発電ユニットを備え、前記第二発電ユニットは、前記第二筐体内に収容されていてもよい。これによって振動発電機は、第一発電ユニットに加え、第二発電ユニットでも発電できる。振動発電機は、より多くの電流を効率的に蓄電部に蓄電できる。

また、第一態様において、前記整流部は、前記第二筐体に収容されていてもよい。整流部は第二筐体に収容されるので、第一発電ユニットが収容される領域を広い状態で維持できる。永久磁石のストロークを大きくできるので、大きな誘導電流をコイルに発生させることができる。振動発電機は、さらに大きな電流を蓄電部に蓄電でき、発電効率をさらに高めることができる。

また、第一態様において、前記第一筐体を複数備え、前記第二筐体は、複数の前記第一筐体に収容された前記第一発電ユニットの其々に対応する前記整流部を収容してもよい。複数の第一筐体内の其々で第一発電ユニットが発電するので、振動発電機は、より多くの電流を短時間で効率的に蓄電部に蓄電できる。其々の第一発電ユニットに対応する整流部は、第二筐体内にまとめて収容されている。従って、第一発電ユニットが収容される領域を広い状態で維持できる。振動発電機は、発電効率をさらに高めることができる。

また、第一態様において、前記第一筐体を複数備え、前記整流部は、複数の前記第一筐体の其々に収容されてもよい。複数の第一筐体内の其々で第一発電ユニットが発電するので、振動発電機は、より多くの電流を短時間で効率的に蓄電部に蓄電できる。其々の第一発電ユニットに対応する整流部は、第一筐体内に収容される。第一発電ユニット及び整流部を備える第一筐体を複数接続することで、容易に振動発電機の発電量を増加させることができる。

また、第一態様において、二つの前記電極端子は、前記正極端子と同一形状であってもよい。これによって、第一筐体の向きに関わらず、外部機器に嵌合する電極を同一形状とすることができる。第二筐体の正極端子側に第一筐体の電極端子を接触させ、第一筐体と第二筐体とを直列に接続して使用する場合、第一筐体の向きに関わらず、振動発電機を外部機器に組み込み、電源として使用できる。

振動発電機１の構成を示す図である。 振動発電機２の構成を示す図である。 振動発電機３の構成を示す図である。 振動発電機４の構成を示す図である。 振動発電機５の構成を示す図である。

以下、本発明の一実施形態における振動発電機（振動発電機１〜５）について、図面を参照して説明する。参照される図面は、本発明が採用しうる技術的特徴を説明するために用いられるものである。記載されている装置の構成は、それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例である。

＜第一実施形態＞
本発明の第一実施形態における振動発電機１について、図１を参照して説明する。紙面左右方向を、振動発電機１の左右方向と定義する。振動発電機１は、第一筐体１１と第二筐体２１とを備えている。第一筐体１１及び第二筐体２１の形状は略円筒形である。例えば、第一筐体１１及び第二筐体２１は、乾電池として規格化された形状（単１形、単２形、単３形など）を有している。図１では、第一筐体１１と第二筐体２１とは、左右方向を長手方向として配置している。第一筐体１１と第二筐体２１とは、其々の周壁部分を近接させた状態で、並んで配置している。

第一筐体１１の略円筒形の両壁部に、電極端子が設けられている。右側の壁部（第一壁部１１ａ）に、電極端子１２ａが設けられている。左側の壁部（第二壁部１１ｂ）に電極端子１２ｂが設けられている。第一筐体１１は、導電性を有している。電極端子１２ａと電極端子１２ｂとは、其々第一筐体１１に接続している。それ故、電極端子１２ａと電極端子１２ｂとは導通している。第二筐体２１の略円筒形の両壁に、電極端子が設けられている。左側の壁部（第一壁部２１ａ）に、正極端子２２ａが設けられている。右側の壁部（第二壁部２１ｂ）に、負極端子２２ｂが設けられている。

第一筐体１１の材料として、周知の金属が使用できる。第二筐体２１の材料として、樹脂等が使用できる。端子１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂの材料として、周知の金属が使用できる。電極端子１２ａ及び正極端子２２ａは、乾電池の＋極端子として規格化された形状を有している。電極端子１２ｂ及び負極端子２２ｂは、乾電池の−極端子として規格化された形状を有している。

第一筐体１１は、発電ユニット１３を内部に収容している。発電ユニット１３は、筒状部材１４、コイル１５、及び永久磁石１６を備えている。筒状部材１４の形状は、略円筒形である。筒状部材１４の内径は、第一筐体１１と比較して僅かに小さい。筒状部材１４の長手方向の長さは、第一筐体１１と略同一である。コイル１５は、筒状部材１４の外面に巻回されている。永久磁石１６は、筒状部材１４内を長手方向に自在に移動可能に設けられている。永久磁石１６の形状は、略円柱形である。永久磁石１６の内径は、筒状部材１４の内径と比較して僅かに小さい。

筒状部材１４の材料として、アクリル樹脂、銅、アルミニウム、真鍮等の非磁性材料が使用できる。筒状部材１４及び永久磁石１６の形状は、円筒形に限定されない。例えば、筒状部材１４及び永久磁石１６の形状は、楕円筒形状、四角筒等その他の多角筒形状であってもよい。

筒状部材１４の両端の壁部の内側に、緩衝部材１７ａ、１７ｂが設けられている。右側の壁部の内側に、緩衝部材１７ａが設けられている。左側の壁部の内側に、緩衝部材１７ｂが設けられている。永久磁石１６が左右方向に移動した場合、緩衝部材１７ａ、１７ｂは永久磁石１６と接触する。緩衝部材１７ａ、１７ｂは、永久磁石１６の移動時に壁部に加わる衝撃を和らげる。緩衝部材１７ａ、１７ｂの材料として、弾力性のある周知の材料が使用できる。例えば、イソプレンゴム、ニトリルゴム、ブタジエンゴム等が使用できる。

コイル１５は、筒状部材１４の左右略中央部分の外周面に、筒状部材１４の長手方向と直交する方向に巻回され固定されている。コイル１５の両端は、外部配線１８に接続している。コイル１５の材料として、例えば銅が使用できる。コイル１５は、例えば筒状部材１４の全周にわたって巻回されていてもよい。

永久磁石１６の磁化方向は、移動方向（左右方向）と同一方向である。永久磁石１６は、例えば、同極同士を対向させて配置した複数の永久磁石を備えた構成であってもよい。

第二筐体２１は、整流部２３と蓄電部２４とを内部に収容している。整流部２３の入力部には、コイル１５の両端から伸びる外部配線１８が接続されている。整流部２３は、外部配線１８を伝わる交流電流を直流電流に変換できる。整流部２３として、例えばダイオードブリッジが使用できる。整流部２３のうち、直流端子部は、蓄電部２４と配線を介して接続している。蓄電部２４は、整流部２３によって整流された電流を蓄電できる。蓄電部２４として、例えばコンデンサや二次電池が使用できる。整流部２３の直流端子部及び蓄電部２４は、正極端子２２ａ及び負極端子２２ｂと配線を介して接続している。整流部２３は、正極端子２２ａ及び負極端子２２ｂを介して、整流された電流を直接外部に出力できる。蓄電部２４は、正極端子２２ａ及び負極端子２２ｂを介して、蓄電した電流を外部に出力できる。

振動発電機１の動作について説明する。振動発電機１は、第一筐体１１と第二筐体２１とを並べた状態で、外部機器に取り付けられる。電極端子１２ａと負極端子２２ｂとは同じ側に配置される。電極端子１２ｂと正極端子２２ａとは同じ側に配置される。外部機器が備える接続端子２７が、電極端子１２ｂと正極端子２２ａとの間に接続される。電極端子１２ｂと正極端子２２ａとは短絡する。電極端子１２ａと電極端子１２ｂとは、第一筐体１１を介して導通している。それ故、正極端子２２ａと電極端子１２ａとは導通した状態となる。

ユーザは、第一筐体１１及び第二筐体２１が長手方向に振動するように、外部機器を振動させる。運動エネルギーが、第一筐体１１に加えられる。永久磁石１６には緩衝部材１７ａ、１７ｂなどを介して、運動エネルギーが永久磁石１６に伝達する。永久磁石１６は、筒状部材１４内を長手方向に往復移動する。永久磁石１６は、コイル１５に覆われた空間を出入りする。コイル１５内の空間を通過する際、永久磁石１６が発する磁束線がコイル１５を直交する。これによって、コイル１５に誘導電流が発生する。永久磁石１６がコイル１５内の空間への出入りを繰り返すことで、コイル１５に交流電流が発生する。永久磁石１６の移動可能な長さは、筒状部材１４の長手方向の長さと略同一である。筒状部材１４の長手方向の長さは、第一筐体１１の長手方向の長さと略同一である。従って永久磁石１６は、第一筐体１１の内部領域を最大限利用して移動する。永久磁石１６のストロークが大きくなるので、コイル１５に発生する交流電流は大きくなる。

コイル１５に発生した交流電流は、外部配線１８を介して整流部２３に伝達する。整流部２３では、交流電流を全波整流することで直流電流に変換する。直流電流は、蓄電部２４に蓄電される。

外部機器の負荷２８に接続した接続端子２６が、電極端子１２ａと負極端子２２ｂとの間に接続される。蓄電部２４に蓄電された電流は、正極端子２２ａと負極端子２２ｂとから出入力される。正極端子２２ａは、接続端子２７を介して電極端子１２ｂと導通している。電極端子１２ｂと電極端子１２ａとは、第一筐体１１を介して導通している。従って、正極端子２２ａと負極端子２２ｂとから出力された電流は、電極端子１２ａと負極端子２２ｂとから負荷２８に供給される。外部機器は、供給された電流によって駆動する。

以上説明したように、振動発電機１では、整流部２３及び蓄電部２４が第二筐体２１に収容される。整流部２３及び蓄電部２４が第一筐体１１内の領域を占有しないので、利用可能な第一筐体１１内の領域を大きくできる。永久磁石１６は、第一筐体１１内の領域を最大限利用して往復移動できる。これによって、永久磁石１６のストロークを大きくできるので、コイル１５に発生させる誘導電流を大きくできる。蓄電部２４に大きな電流を蓄電できる。このように、振動発電機１は、往復運動によって蓄電可能な電流の量を大きくでき、発電効率を高めることができる。また、蓄電部２４を収容するための領域を大きくできるので、容量の大きな蓄電部２４を使用することができる。

また、乾電池で駆動する一般的な電気機器（リモコンなど）において、複数の乾電池が、其々の＋極端子と−極端子とを反対側に向けた状態で並べて格納され使用される場合がある。複数の電池は、隣接する＋極端子と−極端子とを導通させ、直列に接続した状態で電流が取り出される。ここで振動発電機１は、第一筐体１１の電極端子１２ａと電極端子１２ｂとが第一筐体１１を介して導通している。従って、外部機器側で正極端子２２ａと電極端子１２ｂとを短絡させることで、電極端子１２ａと負極端子２２ｂとから電流を取り出すことができる。従って、上述の一般的な電気機器に対して振動発電機１を容易に適用できる。

なお上述では、正極端子２２ａと電極端子１２ｂとが接続端子２７によって短絡される場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。電極端子１２ａと負極端子２２ｂとが接続端子２７によって接続されてもよい。この場合、正極端子２２ａと電極端子１２ｂとから電流が外部に出入力される。

上述では、振動発電機１に接続された負荷２８には、蓄電部２４に蓄電された電流が供給されたが、本発明はこれに限定されない。整流部２３の直流端子部から出力される直流電流が、負荷２８に直接供給されてもよい。

上述では、第一筐体１１に収容される発電ユニット１３は一つであったが、本発明はこれに限定されない。二つ以上の発電ユニットを第一筐体１１内に収容してもよい。

＜第二実施形態＞
本発明の第二実施形態における振動発電機２について、図２を参照して説明する。以降の説明は、上述した第一実施形態と異なる点についてのみ行い、同様の部分については、同一符号を付し、説明を省略する。

第二筐体２１は、発電ユニット３３と整流部３９とをさらに内部に収容している。発電ユニット３３と整流部３９とは、第二筐体２１の内部の領域のうち、整流部２３と蓄電部２４とを除く領域に収容されている。

発電ユニット３３は、筒状部材３４、コイル３５、及び永久磁石３６を備えている。筒状部材３４の長手方向の長さは、第二筐体２１の長手方向の長さの略半分である。コイル３５は、筒状部材３４の外面に巻回されている。コイル３５の両端は、配線３８に接続している。永久磁石３６は、筒状部材３４内を長手方向に自在に移動可能に設けられている。筒状部材３４の両端の壁部の内側に、緩衝部材３７ａ、３７ｂが設けられている。右側の壁部の内側に、緩衝部材３７ａが設けられている。左側の壁部の内側に、緩衝部材３７ｂが設けられている。整流部３９の入力部には、配線３８が接続されている。整流部３９の直流端子部は、蓄電部２４と配線を介して接続している。蓄電部２４は、整流部３９によって整流された電流を蓄電できる。整流部２３，３９の直流端子部、及び蓄電部２４は、正極端子２２ａ及び負極端子２２ｂと配線を介して接続している。整流部３９は、正極端子２２ａ及び負極端子２２ｂを介して、整流された電流を直接外部に出力できる。

振動発電機２の動作について説明する。振動発電機２は、外部機器に取り付けられる。ユーザは、第一筐体１１及び第二筐体２１が長手方向に振動するように、外部機器を振動させる。運動エネルギーが、第一筐体１１及び第二筐体２１に加えられる。運動エネルギーが、永久磁石１６，３６に伝達する。永久磁石１６は、筒状部材１４内を長手方向に往復移動する。永久磁石３６は、筒状部材３４内を長手方向に往復移動する。コイル１５、３５に交流電流が発生する。振動発電機２を振動させることで、永久磁石１６，３６を同時に振動させることができるので、振動発電機２は、より多くの交流電流を同時に発生させることができる。コイル１５に発生した交流電流は、外部配線１８を介して整流部２３に伝達する。コイル３５に発生した交流電流は、配線３８を介して整流部３９に伝達する。整流部２３，３９において、交流電流は全波整流され、直流電流に変換される。直流電流は、蓄電部２４に蓄電される。蓄電部２４に蓄電された電流は、電極端子１２ａと負極端子２２ｂとから外部に出入力される。負荷２８に電流が供給される。外部機器は、供給された電流によって駆動する。

以上説明したように、振動発電機２では、第一筐体１１に収容されたコイル１５と、第二筐体２１に収容されたコイル１５とに対して同時に交流電流を発生させることができる。振動発電機２は、より多くの電流を効率的に蓄電部２４に蓄電できる。振動発電機２は、往復運動によって蓄電可能な電流の量をさらに大きくでき、発電効率を高めることができる。

なお上述では、第二筐体２１に収容される発電ユニット３３は一つであったが、本発明はこれに限定されない。二つ以上の発電ユニットを第二筐体２１内に収容してもよい。

＜第三実施形態＞
本発明の第三実施形態における振動発電機３について、図３を参照して説明する。以降の説明は、上述した第一実施形態と異なる点についてのみ行い、同様の部分については、同一符号を付し、説明を省略する。

振動発電機３は、第一実施形態に加え、第三筐体５１と第四筐体６１とを更に備えている。第三筐体５１及び第四筐体６１の形状は、第一筐体１１と同一である。紙面上側から順に、第一筐体１１、第三筐体５１、第四筐体６１、及び第二筐体２１の順で並んで配置されている。第三筐体５１の略円筒形の両壁部に、電極端子が設けられている。左側の壁部（第一壁部５１ａ）に、電極端子５２ａが設けられている。右側の壁部（第二壁部５１ｂ）に、電極端子５２ｂが設けられている。第三筐体５１は、導電性を有している。電極端子５２ａと電極端子５２ｂとは、其々第三筐体５１に接続している。電極端子５２ａと電極端子５２ｂとは導通している。第四筐体６１の略円筒形の両壁部に、電極端子が設けられている。右側の壁部（第一壁部６１ａ）に、電極端子６２ａが設けられている。右側の壁部（第二壁部６１ｂ）に、電極端子６２ｂが設けられている。第四筐体６１は、導電性を有している。電極端子６２ａと電極端子６２ｂとは、其々第四筐体６１に接続している。電極端子６２ａと電極端子６２ｂとは導通している。

第三筐体５１は、発電ユニット５３を収容している。発電ユニット５３は、筒状部材５４、コイル５５、及び永久磁石５６を備えている。筒状部材５４の両端の壁部の内側に、緩衝部材５７ａ、５７ｂが設けられている。コイル５５の両端は、外部配線５８に接続している。第四筐体６１は、発電ユニット６３を収容している。発電ユニット６３は、筒状部材６４、コイル６５、及び永久磁石６６を備えている。筒状部材６４の両端の壁部の内側に、緩衝部材６７ａ、６７ｂが設けられている。コイル６５の両端は、外部配線６８に接続している。発電ユニット５３，６３の構成は、第一筐体１１内に収容された発電ユニット１３と同一である。

第二筐体２１には、整流部７１、７２がさらに内部に収容されている。整流部７１の入力部には、コイル５５の両端から伸びる外部配線５８が接続されている。整流部７２の入力部には、コイル６５の両端から伸びる外部配線６８が接続されている。整流部７１、７２の其々の直流端子部は、蓄電部２４と配線を介して接続している。蓄電部２４は、整流部２３、７１、７２によって整流された電流を蓄電できる。整流部７１，７２の直流端子部は、正極端子２２ａ及び負極端子２２ｂと配線を介して接続している。整流部７１，７２は、正極端子２２ａ及び負極端子２２ｂを介して、整流された直流電流を直接外部に出入力できる。

振動発電機３の動作について説明する。振動発電機３は、第一筐体１１から第四筐体６１を並べた状態で、外部機器に取り付けられる。電極端子１２ａ、電極端子５２ｂ、電極端子６２ａ、及び負極端子２２ｂが同じ側に配置される。電極端子１２ｂ、電極端子５２ａ、電極端子６２ｂ及び正極端子２２ａが同じ側に配置される。

外部機器が備える接続端子７５が、電極端子１２ｂと電極端子５２ａとの間に接続される。電極端子１２ｂと電極端子５２ａとは短絡する。外部機器が備える接続端子７６が、電極端子５２ｂと電極端子６２ａとの間に接続される。電極端子５２ｂと電極端子６２ａとは短絡する。外部機器が備える接続端子７７が、電極端子６２ｂと正極端子２２ａとの間に接続される。電極端子６２ｂと正極端子２２ａとは短絡する。電極端子１２ａと電極端子１２ｂとは、第一筐体１１を介して導通している。電極端子５２ａと電極端子５２ｂとは、第三筐体５１を介して導通している。電極端子６２ａと電極端子６２ｂとは、第四筐体６１を介して導通している。それ故、電極端子１２ａと正極端子２２ａとは導通した状態となる。

ユーザは、第一筐体１１から第四筐体６１が長手方向に振動するように、外部機器を振動させる。運動エネルギーが、第一筐体１１から第四筐体６１に加えられる。運動エネルギーは、永久磁石１６，５６，６６に伝達する。永久磁石１６は、筒状部材１４内を長手方向に往復移動する。永久磁石５６は、筒状部材５４内を長手方向に往復移動する。永久磁石６６は、筒状部材６４内を長手方向に往復移動する。コイル１５，５５，６５に交流電流が発生する。永久磁石１６，５６，６６を同時に振動させることができるので、振動発電機３は、さらに多くの交流電流を同時に発生させることができる。また永久磁石１６，５６，６６は、各筐体内の領域を最大限利用して往復移動するので、永久磁石１６，５６，６６のストロークを大きくできる。コイル１５に発生した交流電流は、外部配線１８を介して整流部２３に伝達する。コイル５５に発生した交流電流は、外部配線５８を介して整流部７１に伝達する。コイル６５に発生した交流電流は、外部配線６８を介して整流部７２に伝達する。整流部２３，７１，７２において、交流電流は直流電流に変換され、蓄電部２４に蓄電される。

外部機器の負荷７９に接続した接続端子７８が、電極端子１２ａと負極端子２２ｂとの間に接続される。蓄電部２４に蓄電された電流は、正極端子２２ａと負極端子２２ｂとから外部に出力される。正極端子２２ａと電極端子１２ａとは導通した状態となっている。従って、正極端子２２ａと負極端子２２ｂとから出入力された電流は、電極端子１２ａと負極端子２２ｂとから負荷７９に出入力される。外部機器は、供給された電流によって駆動する。

以上説明したように、振動発電機３では、発電ユニット１３に加えて、発電ユニット５３，６３でも交流電流を発生させることができる。振動発電機３は、さらに多くの電流を効率的に蓄電部２４に蓄電できる。振動発電機２は、往復運動によって蓄電可能な電流の量をさらに大きくでき、発電効率を高めることができる。

発電ユニット５３，６３において発生した交流電流を整流する整流部７１，７２は、第二筐体２１に収容される。これによって、発電ユニット５３，６３が収容される筐体５１，６１内の領域を大きく確保できる。永久磁石５６は，６６は、筐体５１，６１内の領域を最大限利用して往復移動できる。これによって、永久磁石５６，６６のストロークを大きくできる。振動発電機３は、さらに良好な発電効率を実現できる。

なお上述では、発電ユニットが収容された筐体を三つ備えた構成であったが、本発明はこれに限定されない。発電ユニットが収容された筐体の数は二つであってもよいし、四つ以上であってもよい。

＜第四実施形態＞
本発明の第四実施形態における振動発電機４について、図４を参照して説明する。以降の説明は、上述した第三実施形態と異なる点についてのみ行い、同様の部分については、同一符号を付し、説明を省略する。

振動発電機４では、第一筐体１１は整流部８１をさらに備えている。整流部８１は、発電ユニット１３のコイル１５に発生した交流電流を整流する。コイル１５の両端と整流部８１の入力部とは、配線８４を介して接続している。整流部８１の直流端子部と、第二筐体２１に収容された蓄電部２４とは、外部配線８７を介して接続している。整流部８１の直流端子部から出力された直流電流は、外部配線８７を介して蓄電部２４に伝達し、蓄電部２４に蓄電される。

第三筐体５１は整流部８２をさらに備えている。整流部８２は、発電ユニット５３のコイル５５に発生した交流電流を整流する。コイル５５の両端と整流部８２の入力部とは、配線８５を介して接続している。整流部８２の直流端子部と蓄電部２４とは、外部配線８８を介して接続している。整流部８２の直流端子部から出力された直流電流は、外部配線８８を介して蓄電部２４に伝達し、蓄電部２４に蓄電される。

第四筐体６１は整流部８３をさらに備えている。整流部８３は、発電ユニット６３のコイル６５に発生した交流電流を整流する。コイル６５の両端と整流部８３の入力部とは、配線８６を介して接続している。整流部８３の直流端子部と蓄電部２４とは、外部配線８９を介して接続している。整流部８３の直流端子部から出力された直流電流は、外部配線８９を介して蓄電部２４に伝達し、蓄電部２４に蓄電される。

整流部８１、８２，８３の直流端子部、及び蓄電部２４は、正極端子２２ａ及び負極端子２２ｂと配線を介して接続している。整流部８１，８２，８３は、正極端子２２ａ及び負極端子２２ｂを介して、整流された直流電流を直接外部に出入力できる。

以上説明したように、振動発電機４では、其々の発電ユニットに対応する整流部（整流部８１，８２，８３）は、各発電ユニットが収容された筐体（第一筐体１１、第三筐体５１、第四筐体６１）内に其々収容されている。筐体毎に直流電流を出力できるので、筐体を追加増設することが容易に可能となる。これによって、容易に振動発電機４の発電量を増加させることができる。

なお上述では、第二筐体２１に整流部が収容されていない構成であったが、本発明はこれに限定されない。各発電ユニットに対応する整流部が第二筐体２１に更に収容されていてもよい。これによって、追加増設される筐体に整流部が収容されていない場合に、第二筐体２１に収容された整流部を使用して交流電流を整流できる。振動発電機４は、整流部を収容する筐体と、整流部を収容しない筐体との両方を追加増設できる。

＜第五実施形態＞
本発明の第五実施形態における振動発電機５について、図５を参照して説明する。以降の説明は、上述した第一実施形態と異なる点についてのみ行い、同様の部分については、同一符号を付し、説明を省略する。

図５では、振動発電機５の第一筐体１１と第二筐体２１とは、左右方向を長手方向とする向きで、左右方向に一直線上に並んで配置されている。左側に第一筐体１１が配置されている。右側に第二筐体２１が配置されている。第一筐体１１の第二壁部１１ｂに、電極端子１２ｂの代わりに電極端子１２ｃが設けられている。電極端子１２ｃ及び電極端子１２ａは、正極端子２２ａと同一形状を有している。第二筐体２１の正極端子２２ａと、第一筐体１１の電極端子１２ａとが接触している。

振動発電機５は、外部機器の電池収容部９１内に収容されている。電池収容部９１は、上部が開口した容器部９２を内部に備えている。振動発電機５は、容器部９２内に収容されている。振動発電機５が容器部９２内に収容された状態で、第一筐体１１の電極端子１２ｃは、電池収容部９１の左壁の内側に設けられた凹部９４に嵌合している。第二筐体２１の負極端子２２ｂは、電池収容部９１の右壁の内側に設けられた凹部９５と嵌合している。凹部９４と凹部９５との間に、外部機器の負荷９６が接続されている。

電池収容部９１は、左壁部の上端部分から右方水平方向に延設する延設部９３を備えている。延設部９３は、振動発電機５が容器部９２内から外れてしまうことを防止するために設けられている。外部配線１８が、第一筐体１１の右上部分と、第二筐体２１の左上部分とに亙って接続されている。外部配線１８は、容器部９２の左右略中央部分において各筐体から突出している。

第二筐体２１の蓄電部２４（図１参照）に蓄積された電流は、正極端子２２ａと負極端子２２ｂとから出入力される。正極端子２２ａと電極端子１２ａとは接触している。電極端子１２ａと電極端子１２ｃとは、第一筐体１１を介して導通している。従って、正極端子２２ａと負極端子２２ｂとから出力された電流は、電極端子１２ａと負極端子２２ｂとから負荷９６に供給される。外部機器は、供給された電流によって駆動する。

第一筐体１１が、左右逆向きに収容された場合を想定する。この場合、第一筐体１１のうち外部配線１８の接続部分を延設部９３が覆ってしまうため、外部配線１８を外部に取り出すことができない。このため、振動発電機５は電池収容部９１に収容できない。これに対して振動発電機５は、正極端子２２ａと同一形状を有する電極端子１２ａ，１２ｃを備えているので、第一筐体１１を左右入れ替えて収容できる。第一筐体１１を左右入れ替えて収容した場合であっても、電極端子１２ｃを確実に凹部９４に嵌めることができる。

以上説明したように、振動発電機５では、電極端子１２ａと電極端子１２ｃとは正極端子２２ａと同一形状を有している。従って、第二筐体２１の正極端子２２ａと第一筐体１１の電極端子を接触させ、第一筐体１１と第二筐体２１とを直列に接続して使用される場合、第一筐体１１の向きを入れ替えても、電池収容部９１の凹部９４に電極端子を確実に嵌合させることができる。従って例えば、第一筐体１１における外部配線１８の取り出し部分を延設部９３が覆ってしまう場合、第一筐体１１の向きを入れ替えることができる。従って振動発電機５は、電池収容部９１の形状に依らず、確実に電池収容部９１に組み込んで使用できる。

図１の外部配線１８、図３の外部配線５８，６８、図４の配線８４，８５，８６が、本発明の「供給路」に相当する。図１の第一筐体１１、図３及び図４の第三筐体５１、第四筐体６１が本発明の「第一筐体」に相当する。

なお本発明は、上述の実施形態及び変形例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。第一筐体１１、第三筐体５１及び第四筐体６１の材料として、例えば導電体であり且つ磁性体である材料を使用してもよい。筐体として非磁性体が使用された場合、永久磁石から発せられる磁束線は、筐体を通過して外部に放射される。このため、磁束線間の間隔は広くなる。これに対し、筐体として磁性体が使用された場合、永久磁石が発する磁束線は、筐体内に吸収される。従って、磁束線間の間隔は狭くなる。永久磁石が発する磁束線の筐体内における磁束密度を高めることができる。永久磁石が移動することでコイルに発生する電流は、コイルを直交する磁束線の磁束密度に比例する。従って、磁性体材料を筐体として使用することで、コイルに発生させる誘導電流を更に大きくできる。振動発電機の発電効率をさらに向上させることができる。

１，２，３，４，５ 振動発電機
１１ 第一筐体
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，５２ａ，５２ｂ，６２ａ，６２ｂ 電極端子
１３，３３，５３，６３ 発電ユニット
１４，３４，５４，６４ 筒状部材
１５，３５，５５，６５ コイル
１６，３６，５６，６６ 永久磁石
１８，５８，６８ 外部配線
２１ 第二筐体
２２ａ 正極端子
２２ｂ 負極端子
２３，３９，７１，７２，８１，８２，８３ 整流部
２４ 蓄電部
３８，８４，８５，８６ 配線
５１ 第三筐体
６１ 第四筐体

Claims (8)

1. コイルが巻回された筒状部材と、前記筒状部材内を往復移動可能に設けられた永久磁石とを少なくとも備えた第一発電ユニットと、
   前記第一発電ユニットを収容する筐体であって、導通した二つの電極端子を備える第一筐体と、
   電流を整流する整流部と、
   前記整流部からの電流を蓄電する蓄電部と
   前記蓄電部を少なくとも収容する筐体であって、正極端子と負極端子とを備える第二筐体と、
   前記第一筐体に収容された前記永久磁石の往復移動によって前記コイルに誘起した電流を前記整流部に供給する供給路と
   を備えた振動発電機であって、
   一方の前記電極端子と前記負極端子とが導通された場合、前記供給路と前記整流部とを介して前記蓄電部に蓄電された電力は、他方の前記電極端子と前記正極端子とから外部機器に供給され、
   一方の前記電極端子と前記正極端子とが導通された場合、前記供給路と前記整流部とを介して前記蓄電部に蓄電された電力は、他方の前記電極端子と前記負極端子とから外部機器に供給されることを特徴とする振動発電機。
2. 前記第一筐体は、導電体であり、
   二つの前記電極端子は、前記第一筐体に接続することで導通することを特徴とする請求項１に記載の振動発電機。
3. 前記第一筐体は磁性体であることを特徴とする請求項２に記載の振動発電機。
4. 前記第一発電ユニットとは異なる第二発電ユニットを備え、
   前記第二発電ユニットは、
   前記第二筐体内に収容されていることを特徴とする請求項１から３のうちいずれかに記載の振動発電機。
5. 前記整流部は、前記第二筐体に収容されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の振動発電機。
6. 前記第一筐体を複数備え、
   前記第二筐体は、
   複数の前記第一筐体に収容された前記第一発電ユニットの其々に対応する前記整流部を収容することを特徴とする請求項５に記載の振動発電機。
7. 前記第一筐体を複数備え、
   前記整流部は、
   複数の前記第一筐体の其々に収容されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の振動発電機。
8. 二つの前記電極端子は、前記正極端子と同一形状であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の振動発電機。

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