JP2012034475A - 振動発電機 - Google Patents
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Abstract
【課題】電磁誘導型の振動発電機において、永久磁石の運動エネルギーの低下による発電効率の低下を抑えた発電効率がよい振動発電機を提供することを目的とする。
【解決手段】磁性材料の筒状部材2の中心に設けた芯部122に永久磁石111を挿入して固定し、前記永久磁石111の周囲に沿って、ボビンケース131に可動コイル135を設ける構成により、前記永久磁石111から前記筒状部材2に向かって発生する磁束に前記コイル135を横切らせて発電させる。
【選択図】 図1
【解決手段】磁性材料の筒状部材2の中心に設けた芯部122に永久磁石111を挿入して固定し、前記永久磁石111の周囲に沿って、ボビンケース131に可動コイル135を設ける構成により、前記永久磁石111から前記筒状部材2に向かって発生する磁束に前記コイル135を横切らせて発電させる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、コイルが移動され、磁石の磁束を横切ることにより発電される振動発電機に関する。
従来、コイルが、円筒形状のケースの内部に固定して収容され、永久磁石が、コイルに沿って摺動自在に設けられた簡易発電器がある。永久磁石が摺動されると、永久磁石の磁束はコイルを横切り、電力が発生される。特許文献1に記載の簡易発電器においては、コイルが、円筒状のケーシングの内部に収容された磁性材料からなる閉磁回路形成部材に区画されて形成され、永久磁石が、閉磁回路形成部材に沿って移動されることにより、永久磁石の磁束がコイルを横切り、発電が行われる。
特許文献1に記載の簡易発電器においては、磁性材料の閉磁回路形成部材が、コイルを収容する部材として用いられる。これにより、コイルを横切る永久磁石の磁束密度が高められる。しかしながら、閉磁回路形成部材は、磁性材料である。そのため、閉磁回路形成部材に沿って摺動される永久磁石により磁化される。これにより、磁化された閉磁回路形成部材と、永久磁石とは引き合い易くなる状態となり、永久磁石には、磁化された閉磁回路形成部材に対し、磁着する力が働く。永久磁石と閉磁回路形成部材との間に働く磁力により、閉磁回路形成部材に沿って移動する永久磁石の速度は、制限されることとなる。従って、永久磁石の運動エネルギーは低下してしまい、発電効率が悪いという問題がある。
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、永久磁石の運動エネルギーの低下による発電効率の低下を抑えた発電効率がよい振動発電機を提供することを目的とする。
この目的を達成するために、請求項1記載の振動発電機は、磁性材料からなる筒状部材と、前記筒状部材の内部に配置された永久磁石と、前記筒状部材の内壁と前記永久磁石とから形成される空間内を、非磁性材料からなり、所定の方向に移動可能に設けられるコイルと、を備えることを特徴とする。
請求項2記載の振動発電機は、一端が前記筒状部材の内部に固定され、他端が前記コイルに接続された非磁性材料からなる弾性部材によって、前記コイルは、前記空間内を前記所定の方向に移動可能に保持されていることを特徴とする。
請求項3記載の振動発電機は、前記一端が前記筒状部材に固定された弾性ばねである前記弾性部材が、前記コイルの移動方向の一端側及び他端側のそれぞれに、設けられていることを特徴とする。
請求項4記載の振動発電機は、前記永久磁石は、前記筒状部材の中心部に設けられ、前記コイルには、複数の前記弾性ばねが、前記一端側と前記他端側とに、共に等しい長さで
固定に設けられることを特徴とする。
固定に設けられることを特徴とする。
請求項5の振動発電機は、前記弾性部材は、非磁性かつ導電性材料の弾性ばねで構成され、前記コイルと、前記コイルから発生する電流を整流する整流部とが、前記弾性ばねを介して電気的に接続されていることを特徴とする。
請求項6の振動発電機は、前記永久磁石は、磁石空孔部を備える円筒形状であり、前記永久磁石の前記磁石空孔部と嵌合可能な円筒または円柱形状の固定部材を備え、前記永久磁石は、前記磁石空孔部に、前記固定部材が挿入されることにより、固定されていることを特徴とする。
請求項7の振動発電機は、前記固定部材が、芯空孔部を備える非磁性の筒状形状であり、前記固定部材の前記芯空孔部には、非磁性かつ導電性材料から成る配線部材を備え、前記コイルと、前記コイルから発生する電流を整流する整流部とが、前記固定部材を介して電気的に接続されていることを特徴とする。
請求項8の振動発電機は、前記コイルは、非磁性、且つ無機材料の巻回部材に巻回して設けられていることを特徴とする。
請求項1記載の振動発電機においては、筒状部材が、磁性材料であることにより磁気回路を形成するため、筒状部材と永久磁石との間を移動するコイルに対して、永久磁石から筒状部材に向かって発生する磁束を効率よく横切らせることができる。また、永久磁石を固定し、非磁性材料からなるコイルを移動させることにより、永久磁石と永久磁石により磁化される筒状部材とにコイルが磁着しないため、コイルの運動エネルギーが低下することなく、効率よく発電を行うことができる。
また、請求項2記載の振動発電機においては、コイルが、筒状部材に一端が固定された弾性ばねにより保持されていることにより、コイルを永久磁石に沿うように保持し、永久磁石から筒状部材に向かって発生磁束に、コイルを確実に横切らせるように移動させることができるため、効率よく発電を行うことができる。また、コイルは弾性ばねにより保持されていることにより、空間内を移動するコイルが筒状部材に衝突することを防ぎ、振動発電機の破損を抑えることができる。
また、請求項3記載の振動発電機においては、弾性ばねが、コイルの一端側と他端側とに設けられている。これにより、筒状部材と永久磁石との間を移動するコイルが往復移動される場合においても、移動方向に関わらず、コイルを、永久磁石に沿って移動させることが可能である。従って、永久磁石から筒状部材に向かって発生する磁束に確実に横切らせるように移動させ、効率よく発電を行うことができる。また、コイルは、弾性ばねにより保持されているため、空間内を移動するコイルが筒状部材に衝突することを防ぎ、振動発電機の破損を抑えることができる。
また、請求項4記載の振動発電機においては、コイルが、一端側と他端側とに設けられた等しい長さの弾性ばねによって、保持されている。これにより、筒状部材の中心部に設けられる永久磁石に対応して、永久磁石から筒状部材に向かって発生する磁束に、コイルを横切らせることができ、効率よく発電を行うことができる。
また、請求項5記載の振動発電機においては、コイルを保持する弾性ばねが、非磁性かつ導電性材料で構成されていることにより、弾性ばねを利用して、コイルと整流部とを電気的に接続することができ、電気的な接続のために導線を配線する必要がないため、振動
発電機を小型化させることができる。また、弾性ばねが非磁性であるため、弾性ばねと永久磁石とが磁着することなくコイルは移動できるため、効率よく発電を行うことができる。
発電機を小型化させることができる。また、弾性ばねが非磁性であるため、弾性ばねと永久磁石とが磁着することなくコイルは移動できるため、効率よく発電を行うことができる。
また、請求項6記載の振動発電機においては、円筒形状の永久磁石は、磁石空孔部に固定部材が挿入されて固定される。そのため、永久磁石の外径より外側に固定部材が設けられることがなく、コイルと永久磁石とを接近させて配置することができ、磁束密度の高い領域をコイルが横切り、効率よく発電を行うことができる。
また、請求7記載の振動発電機においては、磁石を固定する固定部材が、芯空孔部を備える非磁性の筒状形状であり、その芯空孔部には、非磁性かつ導電性材料から成る配線部材を備えている。この構成により、コイルと整流部とを固定部材の内部を介して電気的に接続することができ、電気的な接続のために固定部材の外部に導線を配線する必要がないため、振動発電機を小型化させることができる。
また、請求項7記載の振動発電機においては、コイルが、非磁性且つ無機材料の巻回部材に巻回して設けられる。これにより、巻回部材の重量によって運動エネルギーを高くすることができるため、永久磁石から筒状部材に貫く磁束に対し、コイルを横切らせる頻度が増え、効率よく発電を行うことができる。
以下、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、本実施形態における振動発電機1の構成を示す縦平面の断面概略図である。図2Aは、振動発電機1の図1におけるA−A線に従う矢視方向の断面の概略図である。図2Bは、振動発電機1の図1におけるB−B線に従う矢視方向の断面の概略図である。図3は、振動発電機1の一部の構成を拡大して示す拡大概略図である。本実施形態においては、図1に示すように上下方向及び左右方向を定義して以下を説明する。
図1に示す振動発電機1は、略円柱形状の構造であり、最外殻に、上下方向の両端が開口して形成された円筒形状の筒状部材2を有する。前記筒状部材2は、磁性材料且つ、導電性材料で形成されており、例えば鉄が用いられる。前記筒状部材2には、図示外の絶縁シートが内周及び外周に沿って設けられている。前記絶縁シートにより、導電性材料の前記筒状部材2の内壁面に、後述する導電性材料の弾性ばね141及び142が接触して短絡する可能性を回避できる。前記筒状部材2の最下部には、導電性材料からなる円板形状のマイナス電極3が設けられる。一方で、前記筒状部材2の上部には、導電性材料からなるプラス電極用キャップ4が設けられ、前記プラス電極用キャップ4の最上部には、凸形状のプラス電極5が形成される。前記振動発電機1は、前記マイナス電極3及び前記プラス電極5を備えており、規格の乾電池の形状である。
前記筒状部材2の内部には、発電部10が設けられ、前記発電部10の上方に、回路部20が設けられる。前記発電部10と前記回路部20とは、配線部材30により電気的に接続される。前記発電部10は、3つの永久磁石111と、磁石固定部材120と、可動子130と、弾性ばね141及び142とから構成される。前記回路部20は、前記発電部10により発電される電力を整流する整流部21と、前記整流部21により整流された電力を蓄電する蓄電部22とから構成される。
前記各永久磁石111は、中心に上下方向に貫通する磁石空孔部112が形成される円筒形状であり、図1の上下方向に着磁されている。前記磁石固定部材120は、1対の支持部121A及び121Bと、前記支持部121Aと前記支持部121Bとに嵌め合いされる芯部122とから構成される。前記支持部121A及び121Bと、前記芯部122は、円筒形状の部材である。前記芯部122は、中心に上下方向に延びる芯空孔部122Aを備える。前記支持部121A及び121Bは、外径が前記永久磁石111の外径とほぼ等しく、内径が前記芯部122の外径よりわずかに大きく形成される。前記芯部122は、外径が前記永久磁石111の前記磁石空孔部112の内径より小さく形成される。前記芯部122の上下方向の長さは、前記永久磁石111の1つ分の上下方向の長さの3倍より長い構成である。
前記磁石固定部材120は、前記支持部121Bの内径に、前記芯部122が挿入され、前記芯部122と前記支持部121Bとが嵌合固定される。前記支持部121Bは、前記芯部122を前記筒状部材2内の中心に配置するように位置決めして、前記筒状部材2の下部の開口端を塞ぐように固定される。3つの前記永久磁石111は、前記芯部122に、それぞれの前記磁石空孔部112が挿入され、上方向に積載される。さらに、前記芯部122には、後述するように、前記永久磁石111の外側に配置される前記可動子130が挿入される。前記永久磁石111及び前記可動子130が挿入された前記芯部122の上端には、前記支持部121Aが嵌め合わされる。前記支持部121Aは、前記筒状部材2の上部の開口端を塞ぐように固定される。前記支持部121A及び前記支持部121Bにより、前記筒状部材2内において前記可動子130が移動される空間が区画される。尚、本実施形態1における前記芯部122が設けられる前記筒状部材2の上下方向に垂直であり、且つ、左右方向を含む平面の中心が、本発明の筒状部材の中心部を示す。
前記芯部122に挿入される前記永久磁石111のそれぞれは、互いに隣接する他の前記永久磁石111の面と、同極を対向して配置される。3つの前記永久磁石111は、互いに同極が対向する配置であることにより、互いに隣接する2つの前記各永久磁石111の接触面付近の磁束密度が増大する。しかしながら、同極対向で配置された場合、前記永久磁石111のそれぞれは、互いに反発しあう性質があるため、前記磁石空孔部112の中心を合わせることが難しい。そこで、前記永久磁石111の前記磁石空孔部112に、前記芯部122を挿入し、前記芯部122を軸として、前記各永久磁石111の中心を一致させるように配置する。3つの前記永久磁石111は、前記芯部122により、左右方向における中心が一致するように固定され、前記支持部121A及び121Bにより、上下方向の両側から挟持されて固定される。
前記振動発電1は、磁性材料の前記筒状部材2の内壁と、前記永久磁石111の側面とが対向して配置される構成である。この構成により、前記永久磁石111から発生される磁束は、前記筒状部材2に向かう左右方向に引き寄せられる。前記筒状部材2が、透磁率が高い磁性材料により形成されるほど、前記永久磁石111から発生される磁束は、前記筒状部材2に引き寄せられやすくなり、局所的に磁束密度は増加する。
前記永久磁石111の外側で、前記筒状部材2内には、可動子130が設けられる。前記可動子130は、前記筒状部材2と、前記支持部121A及び前記支持部121Bとに
より形成される空間内を、前記筒状部材2の長手方向である上下方向に移動可能に設けられる。前記可動子130は、ボビンケース131と、コイル132とから構成される。前記ボビンケース131は、非磁性材料からなる円筒形状の部材であり、例えば銅が用いられる。また、非特許文献「Performance limits of the three MEMS inertial energy generator transduction types」(PD Mitcheson et al. JOURNAL OF MICROMECHANICS AND MICROENGINEERING 2007年8月31日発行)に記載されているように、最大電力Pは、可動子の質量に比例する。よって、特に前記ボビンケース131を非磁性の重金属により形成する場合には、樹脂材料や、軽金属により形成される場合と比べ、可動子の運動エネルギーをより向上させることができる。
より形成される空間内を、前記筒状部材2の長手方向である上下方向に移動可能に設けられる。前記可動子130は、ボビンケース131と、コイル132とから構成される。前記ボビンケース131は、非磁性材料からなる円筒形状の部材であり、例えば銅が用いられる。また、非特許文献「Performance limits of the three MEMS inertial energy generator transduction types」(PD Mitcheson et al. JOURNAL OF MICROMECHANICS AND MICROENGINEERING 2007年8月31日発行)に記載されているように、最大電力Pは、可動子の質量に比例する。よって、特に前記ボビンケース131を非磁性の重金属により形成する場合には、樹脂材料や、軽金属により形成される場合と比べ、可動子の運動エネルギーをより向上させることができる。
前記ボビンケース131は、内径が、前記永久磁石111の外径より大きく、外径が、前記筒状部材2の内径より小さく形成される。前記ボビンケース131には、上端にフランジ132Aと、下端にフランジ132Bと、上下方向を所定の間隔で分割するフランジ132Cとが設けられる。前記フランジ132Aと前記フランジ132Cとの間に、領域133Aが形成され、前記フランジ132Cと前記フランジ132Bとの間に、領域133Bが形成される。前記ボビンケース131は、上下方向の長さが、2つ分の前記永久磁石111の上下方向の長さよりやや長く形成されている。また、前記各フランジ132は、上下方向がそれぞれ等しい厚さで形成される。図3は、前記ボビンケース131の各構成と、前記永久磁石111との配置の関係の概略と、寸法関係を示す振動発電機1の一部拡大図である。図3に示すように、前記ボビンケース131における前記フランジ132の厚さをL1とし、前記領域133の上下方向の長さをL2とする。また、前記永久磁石111の上下方向の長さをL3とする。このとき、前記フランジ132Cは、前記ボビンケース131において、1つの前記フランジ132の厚さL1と、1つの前記領域133の長さL2との和が、前記永久磁石111の長さL3と等しくなるような位置に設けられる。
前記ボビンケース131には、円筒形状の外周に沿ってエナメル線が巻回され、前記コイル135が形成される。前記エナメル線は、前記領域133A及び133Bにおいてそれぞれの巻回方向が、互いに逆方向になるように巻回される。本実施形態においては、前記エナメル線は、前記領域133Aでは右方向に巻回され、前記領域133Bでは左方向に巻回される。前記コイル135は、前記各領域133A及び133Bにおいて、1つの前記永久磁石111の上下方向の長さよりやや短く形成される。本実施形態1では、3つの前記永久磁石111が互いに同極対向して配置される場合に、前記各領域133A及び133Bいずれかの同一領域内に、逆極性の磁束が入らないような配置関係とするために、前記コイル135が形成される前記各領域133A及び133Bの上下方向の長さを、1つの前記永久磁石111の長さ以下にし、発電効率の高い発電が可能な構成とする。尚、コイルの長さと、磁石の長さと、充電電圧との相関関係の詳細は、特許文献「特開2006−296144号公報」に記載されている。また、前記永久磁石111の長さに比べて、前記コイル135の長さが極端に短い場合においても、発電効率が高い発電は行われない。前記永久磁石111と、前記各領域133A及び133Bに形成される前記コイル135との長さは、互いに対応していることが望ましい。尚、本実施形態のボビンケース131が、本発明の巻回部材の一例である。
前記筒状部材2内において、前記コイル135が形成される非磁性材料の前記ボビンケース131は、移動可能な状態で設けられる。この構成により、前記コイル135は、前記永久磁石111から前記筒状部材2に向かう左右方向の磁束を横切ることが可能である。前記ボビンケース131は、非磁性材料であることにより、前記永久磁石111と、前記筒状部材2とに挟まれる領域を移動する場合においても、磁性材料からなる前記永久磁
石111若しくは前記筒状部材2に引き寄せられることがなく、前記ボビンケース131の運動エネルギーが低下することがない。
石111若しくは前記筒状部材2に引き寄せられることがなく、前記ボビンケース131の運動エネルギーが低下することがない。
本実施形態1では、前記筒状部材2内において、3つの前記永久磁石111に対し、2つの前記各領域133A及び133Bの前記コイル135が摺動される。少なくとも1つ以上のコイルが、磁石の磁束に対して横切る構成であれば、発電は行われる。前記永久磁石111の数は、前記コイル135が形成される前記領域133の数以上であればよい。この構成により、前記コイル135は、前記筒状部材2内を移動する際に、発電可能な領域を多く移動することができ、効率よく発電が行われる。
さらに、本実施形態1では、前記筒状部材2の内壁と、3つの前記永久磁石111を挟持する前記支持部121A及び121Bの側面との間には、前記可動子130が移動可能な余剰空間が設けられている。この余剰空間の上下方向の長さは、本実施形態1においては特記していないが、前記永久磁石111の1つ分の長さと等しいことが望ましい。前記筒状部材2内を前記可動子130が移動する際には、この余剰空間に、前記フランジ132の長さL1と、前記領域133の長さL2との和と等しい長さである前記可動子130の一部領域が存在し、残りの領域に形成される前記コイル135が、前記永久磁石111に対向する配置となるため、効率よく発電が行われる。
前記可動子130の上部及び下部には、それぞれ導電性材料、且つ非磁性材料のコイル状の引っ張りばね若しくは圧縮ばねで構成される弾性ばね141、142がそれぞれ配置される。例えば、弾性ばね141、142には、コイルばね等が用いられる。前記可動子130の上部に配置される前記弾性ばね141は、上端が前記整流部21に接続される前記配線部材30と繋げられ、下端が前記ボビンケース131を介して前記コイル135の上端側135Aと繋げられる。前記可動子130の下部に配置される前記弾性ばね142は、上端が前記コイル135の下端側135Bと繋げられ、下端が前記回路部20に接続される前記配線部材30と繋げられる。このとき、前記弾性ばね141及び142は、前記配線部材30と前記コイル135とに電気的に接続されている。
<使用例>
次に、本実施形態の前記振動発電機1が使用される場合における動作を説明する。前記振動発電機1は、規格化された電池形状であり、リモコンなどの電池ボックス内に装着されて使用される。前記振動発電機1の使用時は、使用者により、振動発電機1が上下方向に往復運動するように、リモコン等が振り動かされる。この往復運動により前記振動発電機1に加えられた外力が、前記可動子130に伝えられて運動エネルギーとなり、前記可動子130が前記筒状部材2内を上下方向に運動する。
次に、本実施形態の前記振動発電機1が使用される場合における動作を説明する。前記振動発電機1は、規格化された電池形状であり、リモコンなどの電池ボックス内に装着されて使用される。前記振動発電機1の使用時は、使用者により、振動発電機1が上下方向に往復運動するように、リモコン等が振り動かされる。この往復運動により前記振動発電機1に加えられた外力が、前記可動子130に伝えられて運動エネルギーとなり、前記可動子130が前記筒状部材2内を上下方向に運動する。
上述したように、前記振動発電機1は、前記筒状部材2内に、3つの前記永久磁石111が、互いに同極同士を対向して配置され、前記永久磁石111の外側に、前記可動子130が上下方向に往復移動可能に設けられる構成である。前記可動子130が、前記筒状部材2内において移動されると、前記コイル135が前記永久磁石111の磁束を横切り、前記コイル135に誘導電流が発生する。前記可動子130が、往復移動されると、前記コイル135に交番電流が発生する。前記コイル135に発生する電流は、前記弾性ばね141、142及び前記配線部材30を介して前記整流部21に伝送され、前記蓄電部22に電力が蓄えられる。
本実施形態において、前記各領域133A及び133Bにおける前記コイル135それぞれの上下方向の長さが、上述したように前記各永久磁石111の上下方向の長さに対応して形成される。前記各領域133A及び133Bに形成された前記コイル135は、前記各領域133の上下方向の長さと等しい長さの前記永久磁石111のそれぞれから発生
する磁束に対応して横切ることができるため、効率が良い発電が行われる。
する磁束に対応して横切ることができるため、効率が良い発電が行われる。
また、3つの前記永久磁石111は、前記磁石固定部材120によって、前記筒状部材2の空間内において、上下方向のほぼ中央に固定される。また、前記コイル135の上方に設けられる弾性ばね141と下方に設けられる弾性ばね142とは、互いに等しい長さである。前記振動発電機1に外力が加えられない状態においては、前記コイル135は、前記弾性ばね141及び142によって、前記筒状部材2の空間内の上下方向のほぼ中央に位置する状態で配置される。一方、前記筒状部材2内に設けられる前記各永久磁石111からは磁束が発生され、磁性材料の前記筒状部材2により、前記各永久磁石111と、前記筒状部材2との間に磁束が存在する構成である。特に、前記各永久磁石111と、前記筒状部材2との間には、左右方向の磁束が多く存在する。前記コイル135は、前記振動発電機1に外力が加えられると、上下方向に往復して移動される。前記コイル135が、前記空間内のほぼ中央に固定された前記永久磁石111から発生される左右方向の磁束に対し、前記筒状部材2内の上下方向を往復する構成により、前記各永久磁石111の磁束に対して、前記コイル135を確実に横切らせることができるため、効率の良い発電を行うことができる。
本実施形態において、前記磁石固定部材120の前記芯部122は、上下方向に延びる芯空孔部122Aを備える円筒形状である構成により、前記弾性ばね142の下端と繋げられた前記配線部材30は、前記磁石固定部材120の芯空孔部122Aを通って前記回路部20に接続される。この構成により、前記磁石固定部材120の前記芯空孔部122Aを利用して、前記配線部材30が配線されるため、前記配線部材30を配線するための専用の領域を前記筒状部材2内に設ける必要がなく、前記振動発電機1をより小さく製造することができる。また、前記永久磁石111の外周付近に前記配線部材30が配線される場合と比べて、前記コイル135を前記永久磁石111に近接して移動させることができ、磁束密度が高い領域を前記コイル135に通過させることができるため、効率の良い発電を行うことができる。
(変形例)
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、本実施形態において、前記振動発電機1は、前記筒状部材2が最外殻に設けられ、規格化された電池形状の一部分を形成する構成であるが、これに限らない。筒状部材の内部に、固定された永久磁石と、筒状部材内で移動可能なコイルが設けられた構成であればよく、一般に規格化された電池の形状に形成された筐体に、筒状部材が封入されて覆われる構成であってもよい。
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、本実施形態において、前記振動発電機1は、前記筒状部材2が最外殻に設けられ、規格化された電池形状の一部分を形成する構成であるが、これに限らない。筒状部材の内部に、固定された永久磁石と、筒状部材内で移動可能なコイルが設けられた構成であればよく、一般に規格化された電池の形状に形成された筐体に、筒状部材が封入されて覆われる構成であってもよい。
また、前記筒状部材2は円筒形状に限らず、多角筒形状の部材が用いられてもよい。また、前記永久磁石111の数や、前記ボビンケース131の前記フランジ132の間隔及び前記フランジ132により区切られる前記領域133の数は上述した構成に限らない。また、前記永久磁石111の上下方向の長さと、前記ボビンケース131の前記フランジ132Cが設けられる間隔は対応していなくてもよい。また、前記コイル135は、前記ボビンケース131に巻回される構成でなくても、空芯コイルであってもよい。
本実施形態において、前記弾性ばね141及び142は、導電性材料で形成されることにより、前記コイル135と前記回路部20とに電気的に接続された導線の役割を兼ねた構成であるが、導線と同様の機能をもつ部材は、弾性ばねに限らない。例えば、図4Aに示すように、本実施形態の前記コイル135と前記回路部20とを電気的に接続するための構成として、配線部材50が、前記弾性ばね141、142とは別に設けられていてもよい。また、図4Bに示すように、本実施形態の前記コイル135と前記回路部20との間や、前記コイル135と前記筒状部材2の前記マイナス電極3との間には、弾性ばねが
設けられず、配線部材60のみが設けられる構成であってもよい。また、弾性ばねを設けない場合は、可動子が移動する領域の上方及び下方にゴム等の緩衝材を設け、可動子の破損を防止する構成であってもよい。また、弾性ばねは、前記コイル135の上方または下方のいずれか一方のみに設けられる構成であってもよい。また、弾性ばねの代用として、弾性ゴムが用いられてもよい。
設けられず、配線部材60のみが設けられる構成であってもよい。また、弾性ばねを設けない場合は、可動子が移動する領域の上方及び下方にゴム等の緩衝材を設け、可動子の破損を防止する構成であってもよい。また、弾性ばねは、前記コイル135の上方または下方のいずれか一方のみに設けられる構成であってもよい。また、弾性ばねの代用として、弾性ゴムが用いられてもよい。
また、本実施形態において、前記弾性ばね142の下端に接続される前記配線部材30を、前記回路部20と接続するとき、前記磁石固定部材120の前記芯空孔部122Aを通して接続する構成であるが、前記固定磁石部材120の内部に配線部材30を通さずに前記コイル135と前記回路部20とが電気的に接続される構成であってもよい。例えば、図5に示すように、前記磁石固定部材120の代わりに、非磁性且つ導電性の材料による円柱または円筒形状の磁石固定軸導電体70を設けてもよい。前記磁石固定軸導電体70と、前記弾性ばね142の下端に接続される前記配線部材30とが電気的に接続され、前記回路部20へ前記コイル135に発生した電流が伝送される構成であってもよい。また、前記磁石固定軸導電体70の外周面に、絶縁シート等の筒状の絶縁部を設ける構成とすれば、前記永久磁石111及びその他の部材と接触して短絡してしまうことがない。
1 振動発電機
2 筒状部材
10 発電部
20 回路部
21 整流部
30 配線部材
110 固定磁石部
111 永久磁石
120 磁石固定部材
122 芯部
122A 芯空孔部
130 可動子
131 ボビンケース
135 コイル
141,142 弾性ばね
2 筒状部材
10 発電部
20 回路部
21 整流部
30 配線部材
110 固定磁石部
111 永久磁石
120 磁石固定部材
122 芯部
122A 芯空孔部
130 可動子
131 ボビンケース
135 コイル
141,142 弾性ばね
Claims (8)
- 磁性材料からなる筒状部材と、
前記筒状部材の内部に配置された永久磁石と、
前記筒状部材の内壁と前記永久磁石とから形成される空間内を、非磁性材料からなり、所定の方向に移動可能に設けられるコイルと、
を備えることを特徴とする振動発電機。 - 一端が前記筒状部材の内部に固定され、他端が前記コイルに接続された非磁性材料からなる弾性部材によって、前記コイルは、前記空間内を前記所定の方向に移動可能に保持されていることを特徴とする請求項1に記載の振動発電機。
- 前記一端が前記筒状部材に固定された弾性ばねである前記弾性部材が、前記コイルの移動方向の一端側及び他端側のそれぞれに、設けられていることを特徴とする請求項2に記載の振動発電機。
- 前記永久磁石は、前記筒状部材の中心部に設けられ、
前記コイルには、複数の前記弾性ばねが、前記一端側と前記他端側とに、共に等しい長さで固定に設けられることを特徴とする請求項3に記載の振動発電機。 - 前記弾性部材は、非磁性かつ導電性材料の弾性ばねで構成され、
前記コイルと、前記コイルから発生する電流を整流する整流部とが、前記弾性ばねを介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の振動発電機。 - 前記永久磁石は、磁石空孔部を備える円筒形状であり、
前記永久磁石の前記磁石空孔部と嵌合可能な円筒または円柱形状の非磁性材料からなる固定部材を備え、
前記永久磁石は、前記磁石空孔部に、前記固定部材が挿入されることにより、固定されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の振動発電機。 - 前記固定部材は、芯空孔部を備える非磁性の筒状形状であり、
前記固定部材の前記芯空孔部には、非磁性かつ導電性材料から成る配線部材を備え、前記コイルと、前記コイルから発生する電流を整流する整流部とが、前記固定部材を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項6に記載の振動発電機。 - 前記コイルは、非磁性、且つ無機材料の巻回部材に巻回して設けられていることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の振動発電機。
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013090503A (ja) * | 2011-10-20 | 2013-05-13 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 振動発電ユニット、振動発電装置、及び、振動発電機 |
CN104779771A (zh) * | 2015-04-28 | 2015-07-15 | 广州中国科学院先进技术研究所 | 一种高响应直线电机及控制方法 |
CN105075080A (zh) * | 2012-11-09 | 2015-11-18 | Zf腓德烈斯哈芬股份公司 | 感应发电器和在使用感应发电器时用于生成电流的方法 |
CN105846647A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-08-10 | 中北大学 | 线圈悬浮型振动驱动电磁式能量采集器 |
CN105846641A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-08-10 | 中北大学 | 磁铁悬浮型振动驱动电磁式能量采集器 |
JP2019140709A (ja) * | 2018-02-06 | 2019-08-22 | 宮城県 | 発電セル及び発電装置 |
WO2021092404A1 (en) * | 2019-11-06 | 2021-05-14 | Positive Energy, a Gravity and Motion Company, Inc. | Methods and apparatus for kinetic energy harvesting |
JP2022043419A (ja) * | 2020-09-04 | 2022-03-16 | ヤマウチ株式会社 | 発電装置 |
US11437886B2 (en) | 2019-11-06 | 2022-09-06 | Positive Energy, a Gravity and Motion Company, Inc. | Methods and apparatus for kinetic energy harvesting |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017216848A (ja) * | 2016-06-02 | 2017-12-07 | スター精密株式会社 | 振動発電装置 |
JP7245115B2 (ja) * | 2019-05-24 | 2023-03-23 | アルプスアルパイン株式会社 | 発電装置 |
FI130496B (en) * | 2022-04-06 | 2023-10-10 | Ecogen Ab Oy | A device for generating electricity by linear motion |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6489947A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-05 | Aisin Seiki | Generating set for vehicle |
JP2004174310A (ja) * | 2002-11-25 | 2004-06-24 | Alps Electric Co Ltd | 振動装置 |
JP2005020901A (ja) * | 2003-06-26 | 2005-01-20 | Hiihaisuto Seiko Kk | リニアアクチュエータ |
JP2006042425A (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-09 | Yoshinobu Hayashi | 発電装置 |
-
2010
- 2010-07-29 JP JP2010170998A patent/JP2012034475A/ja active Pending
-
2011
- 2011-07-07 WO PCT/JP2011/065552 patent/WO2012014649A1/ja active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6489947A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-05 | Aisin Seiki | Generating set for vehicle |
JP2004174310A (ja) * | 2002-11-25 | 2004-06-24 | Alps Electric Co Ltd | 振動装置 |
JP2005020901A (ja) * | 2003-06-26 | 2005-01-20 | Hiihaisuto Seiko Kk | リニアアクチュエータ |
JP2006042425A (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-09 | Yoshinobu Hayashi | 発電装置 |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013090503A (ja) * | 2011-10-20 | 2013-05-13 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 振動発電ユニット、振動発電装置、及び、振動発電機 |
JP2016500243A (ja) * | 2012-11-09 | 2016-01-07 | ツェットエフ、フリードリッヒスハーフェン、アクチエンゲゼルシャフトZf Friedrichshafen Ag | 誘導発電機及び誘導発電機を使用する電流発生方法 |
CN105075080A (zh) * | 2012-11-09 | 2015-11-18 | Zf腓德烈斯哈芬股份公司 | 感应发电器和在使用感应发电器时用于生成电流的方法 |
CN104779771B (zh) * | 2015-04-28 | 2017-10-31 | 广州中国科学院先进技术研究所 | 一种高响应直线电机及控制方法 |
CN104779771A (zh) * | 2015-04-28 | 2015-07-15 | 广州中国科学院先进技术研究所 | 一种高响应直线电机及控制方法 |
CN105846647A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-08-10 | 中北大学 | 线圈悬浮型振动驱动电磁式能量采集器 |
CN105846641A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-08-10 | 中北大学 | 磁铁悬浮型振动驱动电磁式能量采集器 |
JP2019140709A (ja) * | 2018-02-06 | 2019-08-22 | 宮城県 | 発電セル及び発電装置 |
JP6991481B2 (ja) | 2018-02-06 | 2022-01-12 | 宮城県 | 発電セル及び発電装置 |
WO2021092404A1 (en) * | 2019-11-06 | 2021-05-14 | Positive Energy, a Gravity and Motion Company, Inc. | Methods and apparatus for kinetic energy harvesting |
US11043889B2 (en) | 2019-11-06 | 2021-06-22 | Positive Energy, a Gravity and Motion Company, Inc. | Methods and apparatus for kinetic energy harvesting |
US11437886B2 (en) | 2019-11-06 | 2022-09-06 | Positive Energy, a Gravity and Motion Company, Inc. | Methods and apparatus for kinetic energy harvesting |
JP2022043419A (ja) * | 2020-09-04 | 2022-03-16 | ヤマウチ株式会社 | 発電装置 |
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