JP2012151982A - Vibration power generator - Google Patents

Vibration power generator Download PDF

Info

Publication number
JP2012151982A
JP2012151982A JP2011008210A JP2011008210A JP2012151982A JP 2012151982 A JP2012151982 A JP 2012151982A JP 2011008210 A JP2011008210 A JP 2011008210A JP 2011008210 A JP2011008210 A JP 2011008210A JP 2012151982 A JP2012151982 A JP 2012151982A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnet
pole
buffer
magnet body
vibration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011008210A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Munehiro Kano
宗博 加納
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Onkyo Corp
Original Assignee
Onkyo Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Onkyo Corp filed Critical Onkyo Corp
Priority to JP2011008210A priority Critical patent/JP2012151982A/en
Publication of JP2012151982A publication Critical patent/JP2012151982A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vibration power generator for converting kinetic energy by vibrations accompanied by reciprocation to electric power, which is excellent in electric power conversion efficiency even when a housing is small-sized and is capable of increasing an output voltage by easily changing a resonance frequency of the vibration power generator.SOLUTION: For the vibration power generator, a magnet body includes two first poles respectively connected to both end faces of a magnet, each fixed body includes a buffer magnet for making reaction act with the magnet body and a second pole connected to the buffer magnet so as to get close to the magnet body on the side of the inner surface of a housing, and the first pole of the magnet body includes a peripheral part for stipulating the outer diameter of the first pole and a center projection part which is thicker than the peripheral part and gets closer to the second pole of the fixed body than the peripheral part.

Description

往復動を伴う振動による運動エネルギーを電力に変換する振動発電機に関し、小型の筐体であっても電力の変換効率に優れ、出力電圧を高めることができる振動発電機に関する。   The present invention relates to a vibration generator that converts kinetic energy due to vibration accompanied by reciprocation into electric power, and more particularly to a vibration generator that is excellent in power conversion efficiency and can increase output voltage even in a small casing.

運動エネルギーを電力に変換する振動発電機では、人が携帯する場合、あるいは、振動する機器に取り付ける場合に、内部の振動体に往復動の振動を発生させて、その運動エネルギーを高い変換効率で電力に変換することが要望されている。特に、往復動する磁石、または、往復動するコイルを備える振動発電機では、小型化を図る場合に、コイル長、あるいは、磁気回路の構成の制限、等により発電効率が低くなりやすいという不利な点がある。したがって、従来には、これらの問題を解決するために様々な振動発電機が提案されている。   In a vibration generator that converts kinetic energy into electric power, when a person carries it or attaches it to a vibrating device, it generates a reciprocating vibration in the internal vibrating body, and the kinetic energy is converted with high conversion efficiency. There is a demand for conversion to electric power. In particular, a vibration generator including a reciprocating magnet or a reciprocating coil is disadvantageous in that the power generation efficiency tends to be low due to the limitation of the coil length or the configuration of the magnetic circuit when downsizing. There is a point. Therefore, conventionally, various vibration generators have been proposed to solve these problems.

従来には、充電可能なバッテリーと、筒状のコイルと、該コイルの軸芯部分に挿入されると共に軸方向に移動可能にバネで保持された棒状の永久磁石と、整流器とを含み構成し、携帯時の振動や揺動に基づく該永久磁石の軸方向振動により該コイルに発生する交流電圧を該整流器で整流し、該整流された直流電圧で該バッテリーを充電する携帯型発電機において、前記永久磁石と前記バネで構成された永久磁石系の軸方向の共振振動数を、概ね、携帯時に前記軸方向振動を生じしめる主要な振動源の平均周期に合わせたことを特徴とする携帯型発電機がある。(特許文献1)。   Conventionally, the battery includes a rechargeable battery, a cylindrical coil, a rod-like permanent magnet that is inserted into the axial core portion of the coil and is held by a spring so as to be movable in the axial direction, and a rectifier. In the portable generator that rectifies the AC voltage generated in the coil by the axial vibration of the permanent magnet based on vibration and swing when being carried by the rectifier and charges the battery with the rectified DC voltage, A portable type characterized in that an axial resonance frequency of a permanent magnet system composed of the permanent magnet and the spring is approximately matched with an average period of a main vibration source that generates the axial vibration when being carried. There is a generator. (Patent Document 1).

また、機械的振動エネルギーを電気エネルギーに変換するための電気機械的デバイスであって、減衰係数および共振周波数を持つ速度減衰共振器である電気機械的デバイスと、前記電気機械的デバイスが出力した電力を検出するための電力検出器と、制御装置と、前記電気機械的デバイスの前記減衰係数を調節するための減衰係数調節器と、を備え、前記制御装置は、前記電力検出器が検出した電力出力に応じて前記減衰係数調節器を制御するように構成されていることを特徴とする電気機械的発電機がある(特許文献2)。   An electromechanical device for converting mechanical vibration energy into electric energy, which is a velocity-damping resonator having a damping coefficient and a resonance frequency, and electric power output by the electromechanical device A power detector for detecting the power, a control device, and an attenuation coefficient adjuster for adjusting the attenuation coefficient of the electromechanical device, wherein the control device detects the power detected by the power detector. There is an electromechanical generator configured to control the attenuation coefficient adjuster according to an output (Patent Document 2).

特開2002−374661号公報(図1〜5)JP 2002-374661 A (FIGS. 1 to 5) 特表2008−536470号公報(図1〜6)JP-T 2008-536470 (FIGS. 1-6)

一般的に、上記特許文献1または2のような動電型の振動発電機では、振動発電機の振動する磁石体の共振周波数と、振動発電機に振動を励起する往復動の振動周波数とが略一致しないと、磁石体の往復動の速度が最大化されないので大きな電流および大きな電圧を取り出すことが難しいという問題がある。また、振動発電機の磁石体の共振周波数は、磁石体の重量と、往復動の両端部に設けられる弾性体の弾性力、あるいは、磁石体に対して反発する反発磁石との反発力で定まる弾性力で決まるので、振動発電機の共振周波数を事前に任意の値に設定する、あるいは、振動発電機の共振周波数を製造後に変更するのは、実質的に困難である、という問題がある。   In general, in the electrodynamic vibration generator as described in Patent Document 1 or 2, the resonance frequency of the magnet body that vibrates the vibration generator and the vibration frequency of the reciprocating motion that excites vibration in the vibration generator are obtained. If they do not substantially match, there is a problem that it is difficult to extract a large current and a large voltage because the reciprocating speed of the magnet body is not maximized. The resonance frequency of the magnet body of the vibration generator is determined by the weight of the magnet body, the elastic force of the elastic body provided at both ends of the reciprocating motion, or the repulsive force of the repelling magnet that repels the magnet body. Since it is determined by the elastic force, there is a problem that it is substantially difficult to set the resonance frequency of the vibration generator to an arbitrary value in advance or to change the resonance frequency of the vibration generator after manufacturing.

本発明は、上記の従来技術が有する問題を解決するためになされたものであり、その目的は、往復動を伴う振動による運動エネルギーを電力に変換する振動発電機に関し、振動発電機の共振周波数を容易に変更できるようにして、小型の筐体であっても電力の変換効率に優れ、出力電圧を高めることができる振動発電機を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is related to a vibration generator that converts kinetic energy due to vibration accompanied by reciprocation into electric power, and the resonance frequency of the vibration generator. It is an object of the present invention to provide a vibration power generator that can easily change the power generation efficiency and that is excellent in power conversion efficiency and can increase the output voltage even in a small casing.

本発明の振動発電機は、コイルと、コイルが巻回される筒状の筐体と、筐体の両端にそれぞれ設けられる固定体と、着磁された磁石を含んでそれぞれの固定体との間を筐体の内面に沿って往復動可能に設置される磁石体と、を備え、磁石体が、磁石の両端面にそれぞれ連結する2つの第1ポールを有し、それぞれの固定体が、筐体の内面の側に、磁石体との間で反発力を作用させる緩衝磁石と、磁石体と接近可能に緩衝磁石に連結される第2ポールと、を有し、磁石体の第1ポールが、第1ポールの外径を規定する周辺部と、周辺部の厚みよりも厚みが厚くて周辺部よりも固定体の第2ポールに接近する中央凸部と、を有する。   The vibration generator according to the present invention includes a coil, a cylindrical casing around which the coil is wound, a fixed body provided at each end of the casing, and a magnetized magnet. A magnet body installed so as to be capable of reciprocating along the inner surface of the housing, and the magnet body has two first poles respectively connected to both end faces of the magnet, A first magnet pole having a buffer magnet for applying a repulsive force to the magnet body and a second pole coupled to the buffer magnet so as to be accessible to the magnet body on the inner surface side of the housing However, it has the peripheral part which prescribes | regulates the outer diameter of a 1st pole, and the center convex part which is thicker than the thickness of a peripheral part and approaches the 2nd pole of a fixing body rather than a peripheral part.

好ましくは、本発明の振動発電機は、固定体の緩衝磁石および第2ポールの外径が、磁石体の第1ポールの外径よりも小さい。   Preferably, in the vibration power generator of the present invention, the outer diameters of the buffer magnet and the second pole of the fixed body are smaller than the outer diameter of the first pole of the magnet body.

また、好ましくは、本発明の振動発電機は、緩衝磁石および第2ポールが、固定体の径方向の中心から偏った位置に固定されている。   Preferably, in the vibration power generator according to the present invention, the buffer magnet and the second pole are fixed at positions deviated from the radial center of the fixed body.

また、好ましくは、本発明の振動発電機は、固定体が、緩衝磁石および第2ポールを径方向又は周方向に移動して任意の位置に固定する変位機構を備える。   Preferably, in the vibration power generator according to the present invention, the fixed body includes a displacement mechanism that moves the buffer magnet and the second pole in the radial direction or the circumferential direction and fixes them at an arbitrary position.

また、好ましくは、本発明の振動発電機は、コイルが、筐体に複数設けられて、複数のコイルが、直列接続および/または並列接続される。   Preferably, in the vibration power generator of the present invention, a plurality of coils are provided in the housing, and the plurality of coils are connected in series and / or in parallel.

以下、本発明の作用について説明する。   The operation of the present invention will be described below.

本発明の振動発電機は、コイルと、コイルが巻回される筒状の筐体と、筐体の両端にそれぞれ設けられる固定体と、着磁された磁石を含んでそれぞれの固定体との間を筐体の内面に沿って往復動可能に設置される磁石体と、を備える。この振動発電機では、往復動可能に設置される磁石体が移動すると磁石による磁界が変化して、磁石体が往復動する範囲に対応して設けられているそれぞれのコイルに、電磁誘導によりコイル起電力が発生する。   The vibration generator according to the present invention includes a coil, a cylindrical casing around which the coil is wound, a fixed body provided at each end of the casing, and a magnetized magnet. And a magnet body installed so as to be capable of reciprocating along the inner surface of the casing. In this vibration generator, when a magnet body installed so as to be able to reciprocate moves, the magnetic field of the magnet changes, and each coil provided corresponding to the range in which the magnet body reciprocates moves to each coil by electromagnetic induction. An electromotive force is generated.

ここで、磁石体は、磁石の両端面にそれぞれ連結する2つの第1ポールを有し、それぞれの固定体は、筐体の内面の側に、磁石体との間で反発力を作用させる緩衝磁石と、磁石体と接近可能に緩衝磁石に連結される第2ポールと、を有する。さらに、磁石体の第1ポールは、第1ポールの外径を規定する周辺部と、周辺部の厚みよりも厚みが厚くて周辺部よりも固定体の第2ポールに接近する中央凸部と、を有する。   Here, the magnet body has two first poles respectively connected to both end faces of the magnet, and each fixed body is a buffer that applies a repulsive force to the magnet body on the inner surface side of the housing. A magnet, and a second pole coupled to the buffer magnet so as to be accessible to the magnet body. Further, the first pole of the magnet body includes a peripheral portion that defines the outer diameter of the first pole, and a central convex portion that is thicker than the peripheral portion and is closer to the second pole of the fixed body than the peripheral portion. Have.

この振動発電機の磁石体の共振周波数は、磁石体の重量と、筐体の両端に設けられる固定体の緩衝磁石による反発力で定まる弾性力とで決まる。磁石体と固定体の緩衝磁石とによる反発力が強まれば共振周波数は高くなり、反発力が弱まれば共振周波数は低くなる。磁石体の第1ポールが、周辺部の厚みよりも厚みが厚くて周辺部よりも固定体の第2ポールに接近する中央凸部を有するので、この第1ポールの中央凸部が第2ポールに接近する相対面積を調節することで、反発力で定まる弾性力の調整が可能になる。   The resonance frequency of the magnet body of this vibration generator is determined by the weight of the magnet body and the elastic force determined by the repulsive force of the fixed body buffer magnets provided at both ends of the casing. If the repulsive force by the magnet body and the buffer magnet of the fixed body is increased, the resonance frequency is increased, and if the repulsive force is decreased, the resonance frequency is decreased. Since the first pole of the magnet body has a central convex portion that is thicker than the peripheral portion and is closer to the second pole of the fixed body than the peripheral portion, the central convex portion of the first pole is the second pole. By adjusting the relative area approaching, the elastic force determined by the repulsive force can be adjusted.

したがって、本発明の振動発電機では、固定体の緩衝磁石および第2ポールの外径を磁石体の第1ポールの外径よりも小さくする、あるいは、緩衝磁石および第2ポールを固定体の径方向の中心から偏った位置に固定する、等の手段により、磁石体の第1ポールと固定体の第2ポールとの間に作用する反発力で定まる弾性力を調整でき、その結果、振動発電機の磁石体の共振周波数を調整することができる。   Therefore, in the vibration power generator of the present invention, the outer diameters of the buffer magnet and the second pole of the fixed body are made smaller than the outer diameter of the first pole of the magnet body, or the buffer magnet and the second pole are made the diameter of the fixed body. The elastic force determined by the repulsive force acting between the first pole of the magnet body and the second pole of the stationary body can be adjusted by means such as fixing at a position deviated from the center of the direction. The resonance frequency of the magnet body of the machine can be adjusted.

また、本発明の振動発電機は、固定体が、緩衝磁石および第2ポールを径方向又は周方向に移動して任意の位置に固定する変位機構を備えていれば、所定の範囲で磁石体の第1ポールと固定体の第2ポールとの相対位置を調整できる。したがって、振動発電機の磁石体の共振周波数を製造後に所定の範囲で調整することができ、振動発電機の振動する磁石体の共振周波数と、振動発電機に振動を励起する往復動の振動周波数とを略一致させると、磁石体の往復動の速度が最大化されるので、大きな電流および大きな電圧を取り出すことができ、発電効率を向上させることができる。   In addition, the vibration generator according to the present invention has a magnet body within a predetermined range as long as the fixed body includes a displacement mechanism that moves the buffer magnet and the second pole in the radial direction or the circumferential direction and fixes them at an arbitrary position. The relative position between the first pole and the second pole of the fixed body can be adjusted. Therefore, the resonance frequency of the magnet body of the vibration generator can be adjusted within a predetermined range after manufacturing, and the resonance frequency of the magnet body that the vibration generator vibrates and the vibration frequency of the reciprocating motion that excites vibration in the vibration generator Are substantially matched, the speed of reciprocation of the magnet body is maximized, so that a large current and a large voltage can be taken out and the power generation efficiency can be improved.

また、本発明の振動発電機は、コイルが、筐体に複数設けられて、複数のコイルが、直列接続および/または並列接続されていてもよい。複数のコイルの巻線方向、あるいは、直列接続および/または並列接続する極性は、磁石体からの磁束の向きに応じて反転させる。磁石体の磁束が有効に鎖交する位置、つまり、磁束密度が高い位置に複数のコイルを設けることで、コイルにおける出力電圧をさらに高めることができる。また、複数のコイルが直列接続および/または並列接続されていれば、出力電圧をより持続的にすることができ、小型の筐体であっても電力の変換効率を高めることができ、出力電圧をさらに高めることができる。   In the vibration power generator of the present invention, a plurality of coils may be provided in the housing, and the plurality of coils may be connected in series and / or in parallel. The winding direction of the plurality of coils, or the polarity of series connection and / or parallel connection is reversed according to the direction of the magnetic flux from the magnet body. By providing a plurality of coils at a position where the magnetic flux of the magnet body is effectively interlinked, that is, a position where the magnetic flux density is high, the output voltage at the coil can be further increased. In addition, if a plurality of coils are connected in series and / or in parallel, the output voltage can be made more continuous, and the power conversion efficiency can be increased even in a small casing. Can be further enhanced.

往復動を伴う振動による運動エネルギーを電力に変換する振動発電機に関し、振動発電機の磁石体の共振周波数を調整でき、小型の筐体であっても電力の変換効率に優れ、出力電圧を高めることができる振動発電機を提供することができる。   Relating to vibration generators that convert kinetic energy due to vibration with reciprocation into electric power, the resonance frequency of the magnet body of vibration generators can be adjusted, and even in a small casing, power conversion efficiency is excellent and output voltage is increased The vibration generator which can be provided can be provided.

本発明の好ましい実施形態による振動発電機1を説明する断面図である。(実施例1)It is sectional drawing explaining the vibration generator 1 by preferable embodiment of this invention. Example 1 本発明の好ましい実施形態による振動発電機1の固定体4および共振周波数調整機構5を説明する図である。(実施例1)It is a figure explaining the fixed body 4 and the resonance frequency adjustment mechanism 5 of the vibration generator 1 by preferable embodiment of this invention. Example 1 本発明の好ましい実施形態による振動発電機1Aの整流器の接続を説明する図である。(実施例1)It is a figure explaining the connection of the rectifier of 1 A of vibration generators by preferable embodiment of this invention. Example 1 本発明の好ましい実施形態による振動発電機1において共振周波数を調整する場合を説明する断面図である。(実施例1)It is sectional drawing explaining the case where the resonance frequency is adjusted in the vibration generator 1 by preferable embodiment of this invention. Example 1 本発明の好ましい実施形態による振動発電機1の固定体4および緩衝磁石5付近の磁界を説明する波形図である。(実施例1)It is a wave form diagram explaining the magnetic field near the stationary body 4 and the buffer magnet 5 of the vibration generator 1 by preferable embodiment of this invention. Example 1 本発明の他の好ましい実施形態による振動発電機1Bを説明する波形図である。(実施例2)It is a wave form diagram explaining the vibration generator 1B by other preferable embodiment of this invention. (Example 2)

以下、本発明の好ましい実施形態による振動発電機について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。   Hereinafter, although the vibration generator by preferable embodiment of this invention is demonstrated, this invention is not limited to these embodiment.

図1は、本発明の好ましい実施形態による振動発電機1を説明する図である。具体的には、図1は、図示する上下方向の中心軸に沿った断面図であり、振動発電機1では、振動子である磁石体10がこの中心軸の方向に移動して振動する。また、図2は、振動発電機1の両端に設けられる固定体4および共振周波数調整機構5を説明する図であり、図2(a)はその平面図であり、図2(b)は断面図である。さらに、図3は、振動発電機1および整流器を含む振動発電機1Aの接続を説明する図である。なお、後述するように、振動発電機1の一部の構造や、内部構造等は、省略している。   FIG. 1 is a diagram illustrating a vibration generator 1 according to a preferred embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 1 is a cross-sectional view along the center axis in the vertical direction shown in the figure. In the vibration power generator 1, the magnet body 10 that is a vibrator moves in the direction of the center axis and vibrates. 2 is a diagram for explaining the fixed body 4 and the resonance frequency adjusting mechanism 5 provided at both ends of the vibration generator 1, FIG. 2 (a) is a plan view thereof, and FIG. 2 (b) is a sectional view. FIG. Furthermore, FIG. 3 is a diagram for explaining the connection of the vibration generator 1A and the vibration generator 1A including the rectifier. In addition, as will be described later, a part of the structure of the vibration generator 1 and an internal structure are omitted.

振動発電機1は、コイル2と、コイル2が巻回される筒状の筐体3と、筐体3の両端にそれぞれ設けられる固定体4および共振周波数調整機構5と、着磁された磁石11を含んでそれぞれの固定体4との間を筐体3の内面に沿って往復動可能に設置される磁石体10と、を含む振動発電機である。本実施例の振動発電機1は、長径方向長が約65mm、短径直径がφ約34mmの略円筒形状を有する小型で軽量な振動発電機である。例えば、外部の振動により図示する変位Z0で振動発電機1が振動すると、その内部で振動子である磁石体10が変位Z1で振動するので、振動発電機1は、この磁石体10の振動による運動エネルギーを電力に変換することができる。   The vibration power generator 1 includes a coil 2, a cylindrical casing 3 around which the coil 2 is wound, a fixed body 4 and a resonance frequency adjusting mechanism 5 provided at both ends of the casing 3, and a magnetized magnet. 11 and a magnet body 10 that can be reciprocated along the inner surface of the housing 3 between each fixed body 4 and 11. The vibration generator 1 of the present embodiment is a small and light vibration generator having a substantially cylindrical shape having a major axis length of about 65 mm and a minor axis diameter of about 34 mm. For example, when the vibration generator 1 vibrates at an illustrated displacement Z0 due to external vibration, the magnet body 10 that is a vibrator vibrates at the displacement Z1 therein, so the vibration generator 1 is caused by the vibration of the magnet body 10. Kinetic energy can be converted into electric power.

本実施例の磁石体10は、外径直径がφ約24mmで長さが約20mmの円柱状の希土類の磁石11を含む。磁石体10の磁石11は、図1に示すように、振動する上下方向にそれぞれ異なる磁極(N極、S極)が現れるように着磁されている。なお、希土類磁石とは、Nd−Fe−B系のネオジウム磁石、もしくは、Sm−Co系のサマリウムコバルト磁石であって、磁石の最大エネルギー積(BH)maxが大きな値をとる磁石であり、残留磁化および保磁力がさらに大きく、小さい体積でも保磁力の強いNd−Fe−B系の希土類磁石であってもよい。もちろん、磁石11は、フェライト系磁石であってもよい。   The magnet body 10 of the present embodiment includes a cylindrical rare earth magnet 11 having an outer diameter of about 24 mm and a length of about 20 mm. As shown in FIG. 1, the magnet 11 of the magnet body 10 is magnetized so that different magnetic poles (N pole, S pole) appear in the vibrating vertical direction. The rare earth magnet is an Nd—Fe—B type neodymium magnet or an Sm—Co type samarium cobalt magnet, which has a large maximum energy product (BH) max, An Nd—Fe—B rare earth magnet having a larger magnetization and coercive force and a strong coercive force even in a small volume may be used. Of course, the magnet 11 may be a ferrite magnet.

磁石体10は、図1に示すように、磁石11の両端面にそれぞれ連結する軟鉄の部材である第1ポール12aおよび12bを備えている。第1ポール12aおよび12bは、磁石体10の直径にほぼ等しくそれぞれの外径を規定する周辺部と、周辺部の厚み(約5mm)よりも厚み(約10mm)が厚くて凸状に形成される中央凸部13aまたは13bと、を有する。本実施例の場合には、第1ポール12aおよび12bの中央凸部13aまたは13bの直径は、φ約10mmである。   As shown in FIG. 1, the magnet body 10 includes first poles 12 a and 12 b that are soft iron members connected to both end surfaces of the magnet 11. The first poles 12a and 12b are formed in a convex shape having a peripheral portion that is approximately equal to the diameter of the magnet body 10 and that defines the outer diameter thereof, and a thickness (about 10 mm) larger than the thickness of the peripheral portion (about 5 mm). Central convex portion 13a or 13b. In the case of the present embodiment, the diameter of the central convex portion 13a or 13b of the first poles 12a and 12b is about 10 mm.

筒状の筐体3は、非磁性体からなる中空の筒であって、本実施例では内径直径がφ約24.6mmの樹脂成形部品の直管パイプであり、その内面に沿って磁石体10が往復動可能に設置される。筒状の筐体3の外側面には、コイル2aとコイル2bとがそれぞれ巻回されており、直列接続されてコイル2を構成する。コイル2aおよびコイル2bは、それぞれ線径がφ約0.18mmの銅線を巻幅約18mmで約14層巻に巻回して構成されたコイルである。図示するように、コイル2aおよびコイル2bは、上下に離れて筐体3に巻回されて、コイル2aとコイル2bとにそれぞれ逆向きの回転方向に電流が流れる様に直列接続されている。コイル2は、コイル2aおよびコイル2bに発生するコイル起電力を出力端子21に出力する。   The cylindrical casing 3 is a hollow cylinder made of a non-magnetic material. In this embodiment, the cylindrical housing 3 is a straight pipe made of a resin molded part having an inner diameter of about φ24.6 mm. 10 is installed so that it can reciprocate. A coil 2 a and a coil 2 b are wound around the outer surface of the cylindrical housing 3 and are connected in series to constitute the coil 2. The coil 2a and the coil 2b are coils formed by winding a copper wire having a diameter of about 0.18 mm into about 14 layers with a winding width of about 18 mm. As shown in the drawing, the coil 2a and the coil 2b are wound around the casing 3 apart from each other in the vertical direction, and are connected in series so that currents flow in opposite directions of rotation in the coils 2a and 2b, respectively. The coil 2 outputs the coil electromotive force generated in the coil 2 a and the coil 2 b to the output terminal 21.

また、固定体4aおよび4bは非磁性の樹脂成形部品であって、筐体3の両端にネジ又は接着剤等により固定体4aおよび4bが固定されて設けられている。固定体4aおよび4bは、図2に示すように、磁石体10が往復動する筐体3の内面の側に、緩衝磁石6および第2ポール7が配置される共振周波数調整機構5aおよび5bをそれぞれ有する。   The fixed bodies 4a and 4b are non-magnetic resin molded parts, and the fixed bodies 4a and 4b are fixed to both ends of the housing 3 with screws or an adhesive. As shown in FIG. 2, the fixed bodies 4 a and 4 b are provided with resonance frequency adjusting mechanisms 5 a and 5 b in which the buffer magnet 6 and the second pole 7 are arranged on the inner surface side of the housing 3 where the magnet body 10 reciprocates. Have each.

共振周波数調整機構5aおよび5bは、磁石体10との間で反発力を作用させる緩衝磁石6aおよび6bと、磁石体10と接近可能に緩衝磁石6aおよび6bに連結される第2ポール7aおよび7bと、を有する。緩衝体である緩衝磁石6aおよび6bは、磁石体10が移動して筐体3の両端に位置する固定体4aまたは4bに勢いよく衝突して衝撃により破壊されるのを防止する。また、磁石体10は、緩衝磁石6aまたは6bと反発するようにされているので、磁性体である第1ポール12および12bが緩衝磁石6aまたは6bにそれぞれ連結する第2ポール7aおよび7bと密着してしまうのを防止する。   The resonance frequency adjusting mechanisms 5a and 5b include buffer magnets 6a and 6b that apply a repulsive force to the magnet body 10, and second poles 7a and 7b that are coupled to the magnet body 10 so as to be accessible. And having. The buffer magnets 6a and 6b, which are buffer bodies, prevent the magnet body 10 from moving and colliding with the fixed bodies 4a or 4b located at both ends of the housing 3 and being destroyed by impact. Since the magnet body 10 repels the buffer magnet 6a or 6b, the first poles 12 and 12b, which are magnetic bodies, are in close contact with the second poles 7a and 7b connected to the buffer magnet 6a or 6b, respectively. To prevent it.

なお、筐体3の上下に設ける固定体4aおよび4bと、それぞれの共振周波数調整機構5aおよび5bの構成とは共通するので、以下では固定体4および共振周波数調整機構5として共通して説明する。固定体4が備える共振周波数調整機構5は、振動発電機1の磁石体10の共振周波数を調整することができる。例えば、この共振周波数調整機構5の緩衝磁石6は、直径がφ約10mmで厚みが約1.2mmの円盤状の希土類磁石である。緩衝磁石6に連結する第2ポール7は、直径がφ約10mmで厚みが約1.2mmの円盤状の軟鉄の部材である。固定体4aおよび4bが備える緩衝磁石6および第2ポール7の外径は、磁石体11の第1ポール12の外径よりも小さい関係にある。固定体4には、連結した緩衝磁石6および第2ポール7が図示するY方向に移動可能なようにスライド溝8が設けられており、スライド溝8には緩衝磁石6に連結する係合部9が所定の位置に摺動して移動および停止可能に係合する。係合部9は、樹脂製の棒状部材であり、固定体4の外側に一端が突出して、図示するY方向に移動させることができる。   Since the fixed bodies 4a and 4b provided on the upper and lower sides of the casing 3 and the configurations of the respective resonance frequency adjusting mechanisms 5a and 5b are common, the following description will be made in common as the fixed body 4 and the resonant frequency adjusting mechanism 5. . The resonance frequency adjusting mechanism 5 provided in the fixed body 4 can adjust the resonance frequency of the magnet body 10 of the vibration power generator 1. For example, the buffer magnet 6 of the resonance frequency adjusting mechanism 5 is a disk-shaped rare earth magnet having a diameter of about 10 mm and a thickness of about 1.2 mm. The second pole 7 connected to the buffer magnet 6 is a disk-shaped soft iron member having a diameter of about 10 mm and a thickness of about 1.2 mm. The outer diameters of the buffer magnet 6 and the second pole 7 included in the fixed bodies 4 a and 4 b are smaller than the outer diameter of the first pole 12 of the magnet body 11. The fixed body 4 is provided with a slide groove 8 so that the coupled buffer magnet 6 and the second pole 7 can move in the Y direction shown in the figure, and the slide groove 8 has an engaging portion coupled to the buffer magnet 6. 9 is slid to a predetermined position and engaged so as to be able to move and stop. The engaging portion 9 is a resin rod-like member, and one end protrudes outside the fixed body 4 and can be moved in the Y direction shown in the drawing.

図3に示す振動発電機1Aは、上述の振動発電機1と、整流器22を含む振動発電機である。振動発電機1は、コイル2に発生するコイル起電力を出力端子21に出力する。整流器22は、振動発電機1の出力端子21に入力側を接続する全波ブリッジ整流回路であり、交流電圧を全波整流して直流電圧に変換する。つまり、振動発電機1Aでは、振動発電機1の出力端子21が整流器22に接続されて、その出力が出力端子23に接続される。   A vibration generator 1 </ b> A shown in FIG. 3 is a vibration generator including the vibration generator 1 described above and the rectifier 22. The vibration generator 1 outputs a coil electromotive force generated in the coil 2 to the output terminal 21. The rectifier 22 is a full-wave bridge rectifier circuit that connects the input side to the output terminal 21 of the vibration power generator 1, and converts the AC voltage into a DC voltage by full-wave rectification. That is, in the vibration power generator 1 </ b> A, the output terminal 21 of the vibration power generator 1 is connected to the rectifier 22 and the output is connected to the output terminal 23.

外力が加わって変位Z0で振動発電機1が振動すると、その内部で振動子である磁石体10が変位Z1で振動する。筐体3の内面に沿って往復動可能に設置される磁石体10は、筐体3に巻回されたコイル2aおよび2bの内側空間をある程度の相対速度で移動する。磁石体10は、直流磁界を形成するように着磁されているので、磁石体10がコイル2aおよび2bの内側を通過すると、コイル2aおよび2bにはそれぞれ磁石体10が発生する直流磁界の変化を打ち消そうとする起電力が相対速度にほぼ比例して発生する。本実施例の振動発電機1では、外部の振動により磁石体10が筐体3の内部を図1に図示する上下方向に繰り返し振動するので、下側のコイル2aには、磁石体10の下端側が振動して出入りし、上側のコイル2bには、磁石体10の上端側が振動して出入りすることになる。振動発電機1は、この磁石体10の振動による運動エネルギーを、交流のコイル起電力として電力に変換することができる。   When an external force is applied and the vibration power generator 1 vibrates at the displacement Z0, the magnet body 10 that is a vibrator vibrates at the displacement Z1 therein. The magnet body 10 installed so as to be able to reciprocate along the inner surface of the housing 3 moves at a certain relative speed in the inner space of the coils 2 a and 2 b wound around the housing 3. Since the magnet body 10 is magnetized so as to form a DC magnetic field, when the magnet body 10 passes inside the coils 2a and 2b, changes in the DC magnetic field generated by the magnet body 10 in the coils 2a and 2b, respectively. An electromotive force that tries to cancel out is generated in proportion to the relative speed. In the vibration power generator 1 of the present embodiment, the magnet body 10 repeatedly vibrates in the vertical direction shown in FIG. 1 due to external vibration, so that the lower coil 2a has a lower end of the magnet body 10 in the lower coil 2a. The upper side of the magnet body 10 vibrates and goes in and out of the upper coil 2b. The vibration generator 1 can convert the kinetic energy generated by the vibration of the magnet body 10 into electric power as an AC coil electromotive force.

コイル2aとコイル2bとは、上述したようにそれぞれ逆向きに直列接続されているので、磁石体10とコイル2との間の振動による相対速度の絶対値は、磁石体10が筐体3の中央付近を移動するときに大きくなり、一方で筐体3の端部側である固定体4aおよび4bに達して折り返してくるときに小さくなる。したがって、磁石体10が正弦波的な振動をする場合には、振動発電機1のコイル2に接続する出力端子21に出力されるコイル起電力の波形は、筐体3の中央付近を移動するときに大きくなり(正弦波形の腹)、一方で筐体3の端部側である固定体4aおよび4bに達して折り返してくるとき(速度が最小になるとき)に小さくなる(正弦波形の節)。なお、コイル2aとコイル2bとにそれぞれ逆向きの回転方向に電流が流れる様に直列接続されているが、並列接続であってもよい。   Since the coil 2 a and the coil 2 b are connected in series in the opposite directions as described above, the absolute value of the relative velocity due to vibration between the magnet body 10 and the coil 2 is the same as that of the housing 3. It becomes large when moving near the center, and on the other hand, it becomes small when it reaches the fixed bodies 4a and 4b on the end side of the housing 3 and turns back. Therefore, when the magnet body 10 vibrates sinusoidally, the waveform of the coil electromotive force output to the output terminal 21 connected to the coil 2 of the vibration power generator 1 moves around the center of the housing 3. On the other hand, it becomes large (sinusoidal antinode), and on the other hand, when it reaches the fixed bodies 4a and 4b on the end side of the housing 3 and turns back (when the speed becomes minimum), it becomes small (sinusoidal node). ). The coils 2a and 2b are connected in series so that currents flow in opposite directions of rotation, but may be connected in parallel.

図4は、振動発電機1において共振周波数を調整する場合を説明する断面図である。本実施例の場合には、共振周波数調整機構5は、固定体4が備える緩衝磁石6および第2ポール7のY方向への変位機構として実現される。図4に図示する場合には、緩衝磁石6および第2ポール7が、固定体4の径方向の中心からY方向に偏った所定の位置に固定されている。振動発電機1の磁石体10が振動する場合の共振周波数は、磁石体10の重量と、筐体3の両端に設けられる固定体4の緩衝磁石6による反発力で定まる弾性力とで決まる。反発力を一次共振系のスティフネスに換算して考慮すると、共振周波数はスティフネスの平方根((1/2)乗)に比例する。したがって、緩衝磁石6および第2ポール7を変位機構により変位させることで、磁石体10と固定体4の緩衝磁石6とによる反発力が強まれば共振周波数は高くなり、反発力が弱まれば共振周波数は低くなる。   FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a case where the resonance frequency is adjusted in the vibration power generator 1. In the case of the present embodiment, the resonance frequency adjusting mechanism 5 is realized as a displacement mechanism in the Y direction of the buffer magnet 6 and the second pole 7 provided in the fixed body 4. In the case illustrated in FIG. 4, the buffer magnet 6 and the second pole 7 are fixed at predetermined positions deviated in the Y direction from the radial center of the fixed body 4. The resonance frequency when the magnet body 10 of the vibration generator 1 vibrates is determined by the weight of the magnet body 10 and the elastic force determined by the repulsive force of the buffer magnets 6 of the fixed body 4 provided at both ends of the housing 3. When the repulsive force is converted into the stiffness of the primary resonance system and considered, the resonance frequency is proportional to the square root of the stiffness ((1/2) th power). Therefore, by displacing the buffer magnet 6 and the second pole 7 by the displacement mechanism, if the repulsive force by the magnet body 10 and the buffer magnet 6 of the fixed body 4 is increased, the resonance frequency is increased, and if the repulsive force is decreased. The resonance frequency is lowered.

図5は、振動発電機1の下側の緩衝磁石6付近の磁界を説明する図である。図5(a)は図1の場合と同様に、緩衝磁石6および第2ポール7が固定体4の径方向の中心に位置する場合であり、図5(b)は図4の場合と同様に、緩衝磁石6および第2ポール7が固定体4の径方向の中心からY方向に約5mm偏った位置に位置する場合であり、筐体3等の他の構成は省略して図示している。磁石体10と固定体4の緩衝磁石6とによる反発力は、それぞれの磁石が発生させる磁界の磁束密度と、相対的な距離とによって変化するので、磁石体10が振動して、磁石体10に連結する第1ポール12と緩衝磁石6に連結する第2ポール7との距離が10mmとなる位置を想定して比較する。   FIG. 5 is a diagram for explaining the magnetic field near the buffer magnet 6 on the lower side of the vibration generator 1. FIG. 5A shows the case where the buffer magnet 6 and the second pole 7 are located at the radial center of the fixed body 4 as in FIG. 1, and FIG. 5B shows the same as in FIG. In this case, the buffer magnet 6 and the second pole 7 are located at a position deviated by about 5 mm in the Y direction from the radial center of the fixed body 4. Yes. Since the repulsive force by the magnet body 10 and the buffer magnet 6 of the fixed body 4 varies depending on the magnetic flux density of the magnetic field generated by each magnet and the relative distance, the magnet body 10 vibrates and the magnet body 10 Comparison is made assuming a position where the distance between the first pole 12 connected to the second pole 7 and the second pole 7 connected to the buffer magnet 6 is 10 mm.

ここで、磁石体10の第1ポール12は、第1ポール12の外径を規定する周辺部と、周辺部の厚みよりも厚みが厚くて周辺部よりも固定体4の緩衝磁石6および第2ポール7に接近する中央凸部13と、を有する。図5(a)のように緩衝磁石6および第2ポール7が固定体4の径方向の中心に位置する場合には、磁石体10の第1ポール12の中央凸部13は、第2ポール7に対してほぼ100%の相対面積を有して接近する位置関係にある。一方で、図5(b)のように緩衝磁石6および第2ポール7が固定体4の径方向の中心からY方向に偏った所定の位置に位置する場合には、磁石体10の第1ポール12の中央凸部13は、第2ポール7に対して約半分の相対面積を有して接近する位置関係にあるに過ぎず、残りの約半分の相対面積に相当する部分は、さらに中央凸部13よりもさらに5mmほど遠い第1ポール12の周辺部に相対する関係になる。   Here, the first pole 12 of the magnet body 10 has a peripheral portion that defines the outer diameter of the first pole 12, a thickness larger than the thickness of the peripheral portion, and the buffer magnet 6 and the first magnet of the fixed body 4 than the peripheral portion. And a central convex portion 13 approaching the two poles 7. When the buffer magnet 6 and the second pole 7 are located at the radial center of the fixed body 4 as shown in FIG. 5A, the central convex portion 13 of the first pole 12 of the magnet body 10 is the second pole. 7 with a relative area of almost 100%. On the other hand, when the buffer magnet 6 and the second pole 7 are located at a predetermined position offset in the Y direction from the radial center of the fixed body 4 as shown in FIG. The central convex portion 13 of the pole 12 has a relative area of about half relative to the second pole 7 and is in a close positional relationship, and the portion corresponding to the remaining half of the relative area is further centered. The relationship is opposed to the peripheral portion of the first pole 12 that is further about 5 mm away from the convex portion 13.

例えば、図5(a)の場合と図5(b)の場合には、第2ポール7に最も接近する磁石体10の第1ポール12の中央凸部13表面での磁束密度が約0.35[T]である。一方で、図5(b)に図示する緩衝磁石6および第2ポール7が固定体4の径方向の中心からY方向に偏った所定の位置に位置する場合には、中央凸部13よりもさらに5mmほど遠い第1ポール12の周辺部表面での磁束密度が約0.54[T]である。2つの磁石の間に作用する反発力は、磁石同士が対峙する相対面積およびそれぞれの磁石表面での磁束密度の積に比例し、2つの磁石の間の距離の二乗に反比例する。   For example, in the case of FIG. 5A and FIG. 5B, the magnetic flux density on the surface of the central convex portion 13 of the first pole 12 of the magnet body 10 closest to the second pole 7 is about 0. 35 [T]. On the other hand, when the buffer magnet 6 and the second pole 7 illustrated in FIG. 5B are located at predetermined positions that are offset in the Y direction from the radial center of the fixed body 4, the buffer magnet 6 and the second pole 7 are located more than the central convex portion 13. Further, the magnetic flux density on the peripheral surface of the first pole 12 that is about 5 mm away is about 0.54 [T]. The repulsive force acting between the two magnets is proportional to the product of the relative area where the magnets confront each other and the magnetic flux density on the surface of each magnet, and inversely proportional to the square of the distance between the two magnets.

したがって、磁石体10と緩衝磁石6との間に作用する反発力は、図5(b)の場合には図5(a)の場合に比較して約0.86倍になり、共振周波数の低下率としても約0.93倍になる。第1ポール12が中央凸部13を有する結果、第2ポール7から遠い関係になる第1ポール12の周辺部が対峙する位置関係になると、反発力が低下するからである。したがって、例えば、振動発電機1の磁石体10の共振周波数が約100Hzとなる場合に、振動発電機1の製造後に共振周波数を約93Hzにすることができる。本実施例の場合には、固定体4aおよび4bが備える緩衝磁石6および第2ポール7の外径が、磁石体11の第1ポール12の外径よりも小さく、かつ、第1ポール12の中央凸部13とほぼ同じ面積を有する関係にあるので、緩衝磁石6および第2ポール7を径方向の中心からY方向に偏った所定の位置に位置させる場合に、第1ポール12の中央凸部13と第2ポール7とが対峙する相対面積の変化を大きくすることができる。   Therefore, the repulsive force acting between the magnet body 10 and the buffer magnet 6 is about 0.86 times greater in the case of FIG. 5B than in the case of FIG. The reduction rate is also about 0.93 times. This is because, as a result of the first pole 12 having the central convex portion 13, the repulsive force is reduced when the peripheral portion of the first pole 12 that is far from the second pole 7 faces each other. Therefore, for example, when the resonance frequency of the magnet body 10 of the vibration power generator 1 is about 100 Hz, the resonance frequency can be set to about 93 Hz after the vibration power generator 1 is manufactured. In the case of the present embodiment, the outer diameters of the buffer magnet 6 and the second pole 7 included in the fixed bodies 4a and 4b are smaller than the outer diameter of the first pole 12 of the magnet body 11, and the first pole 12 Since it has a relationship having substantially the same area as the central convex portion 13, when the buffer magnet 6 and the second pole 7 are positioned at a predetermined position deviated from the radial center in the Y direction, the central convex portion of the first pole 12 is provided. The change in the relative area where the part 13 and the second pole 7 face each other can be increased.

つまり、本実施例では、第1ポール12が、周辺部の厚みよりも厚みが厚くて周辺部よりも固定体4の第2ポール7に接近する中央凸部13を有するので、この第1ポールの中央凸部13が第2ポール7に接近する相対面積を調節することで、緩衝磁石6および第2ポール7を変位させ得る範囲が小さい径方向(Y方向)の共振周波数調整機構5であっても、反発力で定まる弾性力の調整が可能になる。振動発電機1の磁石体10の共振周波数を、振動発電機1の製造後に所定の範囲で調整することができるので、振動発電機1の振動する磁石体10の共振周波数と、振動発電機1に振動を励起する往復動の振動周波数とを略一致させ、磁石体10の往復動の速度が最大化して大きな電流および大きな電圧を取り出すことができ、発電効率を向上させることができる。   That is, in the present embodiment, the first pole 12 has the central convex portion 13 that is thicker than the peripheral portion and is closer to the second pole 7 of the fixed body 4 than the peripheral portion. By adjusting the relative area in which the central convex portion 13 approaches the second pole 7, the range in which the buffer magnet 6 and the second pole 7 can be displaced is small in the radial direction (Y direction) resonance frequency adjusting mechanism 5. However, the elastic force determined by the repulsive force can be adjusted. Since the resonance frequency of the magnet body 10 of the vibration generator 1 can be adjusted within a predetermined range after the vibration generator 1 is manufactured, the resonance frequency of the magnet body 10 that vibrates in the vibration generator 1 and the vibration generator 1 can be adjusted. The vibration frequency of the reciprocating motion that excites vibration is substantially matched, the speed of the reciprocating motion of the magnet body 10 is maximized, and a large current and a large voltage can be taken out, so that the power generation efficiency can be improved.

なお、振動発電機1では、コイル2を構成するコイル2aおよびコイル2bは、並列接続しても良く、さらに複数のコイルを加えても良い。コイル2は、複数のコイルの巻線方向、あるいは、直列接続および/または並列接続する極性は、磁石体からの磁束の向きに応じて反転させることができる。磁石体の磁束が有効に鎖交する位置、つまり、磁束密度が高い位置に複数のコイルを設けることで、コイルにおける出力電圧をさらに高めることができる。コイル2は、コイル2aおよびコイル2bに発生するコイル起電力を、打ち消しあうことなく出力端子21に出力するように極性を揃えて接続すればよい。   In the vibration power generator 1, the coil 2a and the coil 2b constituting the coil 2 may be connected in parallel, and a plurality of coils may be further added. In the coil 2, the winding direction of a plurality of coils, or the polarity of series connection and / or parallel connection can be reversed according to the direction of the magnetic flux from the magnet body. By providing a plurality of coils at a position where the magnetic flux of the magnet body is effectively interlinked, that is, a position where the magnetic flux density is high, the output voltage at the coil can be further increased. The coils 2 may be connected with the same polarity so that the coil electromotive force generated in the coils 2a and 2b is output to the output terminal 21 without canceling each other.

図6は、本発明の他の好ましい実施形態による振動発電機1aを説明する図である。具体的には、図6は、図示する上下方向の中心軸に沿った断面図であり、振動発電機1aでは、先の実施例とは構成が異なる共振周波数調整機構5cおよび5dがそれぞれ下側の固定体4a及び上側の固定体4bに設けられている。また、磁石体10cは、先の実施例とは構成が異なる第1ポール12cおよび12dを備えており、筐体3の中心軸の方向に移動して振動する。本実施例の振動発電機1aは、磁石体10cの構成と、共振周波数調整機構5cおよび5dの構成等と、が少々異なる他は、先の実施例の振動発電機1とほぼ共通する。したがって、先の実施例と共通する部分には共通の番号を付して説明を省略する。   FIG. 6 is a diagram illustrating a vibration generator 1a according to another preferred embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 6 is a cross-sectional view along the center axis in the vertical direction shown in the figure. In the vibration power generator 1a, the resonance frequency adjusting mechanisms 5c and 5d having different configurations from those of the previous embodiment are respectively provided on the lower side. The fixed body 4a and the upper fixed body 4b are provided. The magnet body 10c includes first poles 12c and 12d having a different configuration from the previous embodiment, and moves and vibrates in the direction of the central axis of the housing 3. The vibration generator 1a of the present embodiment is substantially the same as the vibration generator 1 of the previous embodiment, except that the configuration of the magnet body 10c and the configurations of the resonance frequency adjusting mechanisms 5c and 5d are slightly different. Therefore, the same parts as those in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

本実施例の磁石体10cは、円柱状の希土類の磁石11と、磁石11の両端面にそれぞれ連結する2つのポール12cおよび12dと、を有する。これらのポール12aおよび12bは、先の実施例の場合とは断面形状が異なり、磁石体10の直径にほぼ等しくそれぞれの外径を規定する周辺部と、周辺部の厚み(約5mm)よりも厚み(約10mm)が厚くて凸状に形成される中央凸部13cまたは13dと、を有し、周辺部から中央凸部13まで円錐の一部を切り取ったようなテーパー面が形成されている。本実施例の場合には、第1ポール12cおよび12dの中央凸部13cまたは13dの直径は、φ約10mmである。   The magnet body 10c of the present embodiment includes a columnar rare earth magnet 11 and two poles 12c and 12d connected to both end faces of the magnet 11, respectively. These poles 12a and 12b have different cross-sectional shapes from those of the previous embodiment, and are substantially equal to the diameter of the magnet body 10 and define the respective outer diameters, and the thickness of the peripheral part (about 5 mm). A central convex portion 13c or 13d having a large thickness (about 10 mm) and formed in a convex shape, and a tapered surface formed by cutting a part of a cone from the peripheral portion to the central convex portion 13 is formed. . In the case of the present embodiment, the diameter of the central protrusion 13c or 13d of the first poles 12c and 12d is about 10 mm.

共振周波数調整機構5cおよび5dは、磁石体10との間で反発力を作用させる緩衝磁石6aおよび6bと、磁石体10と接近可能に緩衝磁石6aおよび6bに連結される第2ポール7cおよび7dと、を有する。第2ポール7cおよび7dは、先の実施例の場合とは断面形状が異なり、磁石体10の第1ポール12および12bと接近する側に傾いた平面が形成されるように構成されている。その結果、第2ポール7cおよび7dは、円柱のような中心軸に対して対称な形状ではなく、図6に図示するように、中心軸で回転するとその先端の位置が円周状に回転するようになっている。また、本実施例の場合には、固定体4aおよび4bが備える緩衝磁石6bおよび第2ポール7cおよび7dの外径が、磁石体11の第1ポール12の外径よりも小さい。   The resonance frequency adjusting mechanisms 5c and 5d include buffer magnets 6a and 6b that apply a repulsive force to the magnet body 10, and second poles 7c and 7d that are connected to the magnet body 10 so as to be accessible. And having. The second poles 7c and 7d have a different cross-sectional shape from that of the previous embodiment, and are configured such that a plane inclined toward the side closer to the first poles 12 and 12b of the magnet body 10 is formed. As a result, the second poles 7c and 7d are not symmetrical with respect to the central axis such as a cylinder, and as shown in FIG. 6, when the central pole rotates, the position of the tip rotates circumferentially. It is like that. In the case of the present embodiment, the outer diameters of the buffer magnet 6b and the second poles 7c and 7d included in the fixed bodies 4a and 4b are smaller than the outer diameter of the first pole 12 of the magnet body 11.

したがって、本実施例での共振周波数調整機構5cおよび5dは、振動発電機1aの磁石体10cの共振周波数を調整することができる。例えば、この共振周波数調整機構5cおよび5dの緩衝磁石6aおよび6bに連結する第2ポール7cおよび7dは、固定体4に設けられたスライド溝8によりY方向に移動可能なだけでなく、係合部9の軸方向に回転可能であり、所定の位置と方向とに移動・回転して、係合して停止することができる。つまり、共振周波数調整機構5cおよび5dが、緩衝磁石6aおよび第2ポール7c、または、緩衝磁石6bおよび第2ポール7dを径方向だけでなく周方向に移動して任意の位置に固定する変位機構を備えているので、磁石体10の第1ポール12cおよび12dと固定体の第2ポール7cおよび7dとの相対位置を細かく調整でき、共振周波数の微調整も容易になる。   Therefore, the resonance frequency adjusting mechanisms 5c and 5d in the present embodiment can adjust the resonance frequency of the magnet body 10c of the vibration power generator 1a. For example, the second poles 7c and 7d connected to the buffer magnets 6a and 6b of the resonance frequency adjusting mechanisms 5c and 5d are not only movable in the Y direction by the slide groove 8 provided in the fixed body 4, but also engaged. The portion 9 can be rotated in the axial direction, and can be moved and rotated in a predetermined position and direction to engage and stop. In other words, the resonance frequency adjusting mechanisms 5c and 5d move the buffer magnet 6a and the second pole 7c, or the buffer magnet 6b and the second pole 7d not only in the radial direction but also in the circumferential direction and fix them at an arbitrary position. Since the relative positions of the first poles 12c and 12d of the magnet body 10 and the second poles 7c and 7d of the fixed body can be finely adjusted, fine adjustment of the resonance frequency is facilitated.

なお、固定体4に設けられたスライド溝8は、緩衝磁石6aおよび第2ポール7c、または、緩衝磁石6bおよび第2ポール7dを径方向であるY方向に移動可能としているが、径方向と周方向とにともに移動可能なものであってもよい。もちろん、第2ポール7cおよび7dの形状も、上記実施例に限らず、第1ポールの中央凸部13が第2ポール7に接近する相対面積が大きく変化するような形状であればよい。振動発電機1cの磁石体10cの共振周波数を、振動発電機1cの製造後に所定の範囲で調整することができるので、振動する磁石体10cの共振周波数と、振動発電機1cに振動を励起する往復動の振動周波数とを略一致させて、発電効率を向上させることができる。   Note that the slide groove 8 provided in the fixed body 4 can move the buffer magnet 6a and the second pole 7c, or the buffer magnet 6b and the second pole 7d in the Y direction which is the radial direction. It may be movable in the circumferential direction. Of course, the shape of the second poles 7c and 7d is not limited to the above-described embodiment, and may be any shape that greatly changes the relative area where the central convex portion 13 of the first pole approaches the second pole 7. Since the resonance frequency of the magnet body 10c of the vibration generator 1c can be adjusted within a predetermined range after the vibration generator 1c is manufactured, the resonance frequency of the vibrating magnet body 10c and the vibration generator 1c are excited. The power generation efficiency can be improved by substantially matching the vibration frequency of the reciprocating motion.

また、上記の振動発電機1cでは、磁石体10cが有する2つのポール12cおよび12dを、周辺部から中央凸部13まで円錐の一部を切り取ったようなテーパー面を有する場合としたが、複数の円周状の平面により階段状に形成してもよい。磁石体10の第1ポール12の中央凸部13が、磁石体10の軸対称の中心位置にあれば、振動する磁石体10が例え軸を中心にして回転しても、共振周波数がバラつくように変化しないからである。磁石体10の第1ポール12は、第1ポール12の外径を規定する周辺部と、周辺部の厚みよりも厚みが厚くて周辺部よりも固定体4の第2ポール7に接近する中央凸部13と、を有していればよい。   In the vibration generator 1c, the two poles 12c and 12d of the magnet body 10c have a tapered surface obtained by cutting a part of a cone from the peripheral portion to the central convex portion 13. It may be formed in a staircase shape by a circumferential plane. If the central convex portion 13 of the first pole 12 of the magnet body 10 is at the axially symmetric center position of the magnet body 10, the resonance frequency varies even if the vibrating magnet body 10 rotates around the axis. It is because it does not change. The first pole 12 of the magnet body 10 has a peripheral part that defines the outer diameter of the first pole 12, and a center that is thicker than the peripheral part and is closer to the second pole 7 of the fixed body 4 than the peripheral part. What is necessary is just to have the convex part 13. FIG.

また、本実施例の場合には、固定体4aおよび4bが備える緩衝磁石6bおよび第2ポール7cおよび7dの外径が、磁石体11の第1ポール12の外径よりも小さくされているが、緩衝磁石6bおよび第2ポール7cおよび7dの外径は、磁石体11の第1ポール12の外径と同程度の大きさであってもよい。本実施例のように、第2ポール7cおよび7dが、磁石体10の第1ポール12および12bと接近する側に傾いた平面が形成されるように構成されている場合には、緩衝磁石6bおよび第2ポール7cまたは7dを回転させれば、実質的に第1ポール12の中央凸部13と第2ポール7とが対峙する相対面積を変化させることができるからである。したがって、振動発電機1cの磁石体10cの共振周波数を、振動発電機1cの製造後に所定の範囲で調整することができるので、振動する磁石体10cの共振周波数と、振動発電機1cに振動を励起する往復動の振動周波数とを略一致させて、発電効率を向上させることができる。   In the case of the present embodiment, the outer diameters of the buffer magnet 6b and the second poles 7c and 7d included in the fixed bodies 4a and 4b are smaller than the outer diameter of the first pole 12 of the magnet body 11. The outer diameters of the buffer magnet 6b and the second poles 7c and 7d may be as large as the outer diameter of the first pole 12 of the magnet body 11. When the second poles 7c and 7d are configured to form a plane inclined toward the side closer to the first poles 12 and 12b of the magnet body 10 as in the present embodiment, the buffer magnet 6b This is because if the second pole 7c or 7d is rotated, the relative area where the central convex portion 13 of the first pole 12 and the second pole 7 face each other can be changed. Accordingly, since the resonance frequency of the magnet body 10c of the vibration generator 1c can be adjusted within a predetermined range after the vibration generator 1c is manufactured, the resonance frequency of the vibrating magnet body 10c and the vibration generator 1c are vibrated. The power generation efficiency can be improved by substantially matching the vibration frequency of the reciprocating motion to be excited.

本発明の振動発電機は、整流器、蓄電池、充電回路等を含む発電機、あるいは、充電電池、充電器にも適用が可能である。また、本発明の振動発電機を備える電子機器は、可搬性に優れるので、使用者が持ち運ぶモバイル機器、または、振動が多く発生する車両に取り付ける発電機として、特に適する。   The vibration generator of the present invention can also be applied to a generator including a rectifier, a storage battery, a charging circuit, etc., a charging battery, and a charger. In addition, since the electronic device including the vibration generator of the present invention is excellent in portability, it is particularly suitable as a mobile device carried by a user or a generator attached to a vehicle that generates a lot of vibrations.

1、1A、1a 振動発電機
2、2a、2b コイル
3 筐体
4a、4b 固定体
5a、5b、5c、5d 共振周波数調整機構
6a、6b 緩衝磁石
7a、7b、7c、7d 第2ポール
8a、8b スライド溝
9a、9b 係合部
10、10c 磁石体
11 磁石
12a、12b、12c、12d 第1ポール
13a、13b、13c、13d 中央凸部
21、23 出力端子
22 整流器
1, 1A, 1a Vibration generator 2, 2a, 2b Coil 3 Case 4a, 4b Fixed body 5a, 5b, 5c, 5d Resonance frequency adjusting mechanism 6a, 6b Buffer magnet 7a, 7b, 7c, 7d Second pole 8a, 8b Slide groove 9a, 9b Engagement part 10, 10c Magnet body 11 Magnet 12a, 12b, 12c, 12d 1st pole 13a, 13b, 13c, 13d Center convex part 21, 23 Output terminal 22 Rectifier

Claims (5)

コイルと、該コイルが巻回される筒状の筐体と、該筐体の両端にそれぞれ設けられる固定体と、着磁された磁石を含んでそれぞれの該固定体との間を該筐体の内面に沿って往復動可能に設置される磁石体と、を備え、
該磁石体が、該磁石の両端面にそれぞれ連結する2つの第1ポールを有し、
それぞれの該固定体が、該筐体の該内面の側に、該磁石体との間で反発力を作用させる緩衝磁石と、該磁石体と接近可能に該緩衝磁石に連結される第2ポールと、を有し、
該磁石体の該第1ポールが、該第1ポールの外径を規定する周辺部と、該周辺部の厚みよりも厚みが厚くて該周辺部よりも該固定体の該該第2ポールに接近する中央凸部と、を有する、
振動発電機。
The casing includes a coil, a cylindrical casing around which the coil is wound, a fixed body provided at each end of the casing, and a magnetized magnet. A magnet body installed so as to be capable of reciprocating along the inner surface of
The magnet body has two first poles respectively connected to both end faces of the magnet;
Each fixed body has a buffer magnet for applying a repulsive force to the magnet body on the inner surface side of the housing, and a second pole connected to the buffer magnet so as to be accessible to the magnet body And having
The first pole of the magnet body has a peripheral portion that defines the outer diameter of the first pole, and a thickness greater than the thickness of the peripheral portion, and is closer to the second pole of the fixed body than the peripheral portion. A central convex portion to approach,
Vibration generator.
前記固定体の前記緩衝磁石および前記第2ポールの外径が、前記磁石体の前記第1ポールの外径よりも小さい、
請求項1に記載の振動発電機。
The outer diameter of the buffer magnet and the second pole of the fixed body is smaller than the outer diameter of the first pole of the magnet body,
The vibration generator according to claim 1.
前記緩衝磁石および前記第2ポールが、前記固定体の径方向の中心から偏った位置に固定されている、
請求項1または2に記載の振動発電機。
The buffer magnet and the second pole are fixed at positions deviated from the radial center of the fixed body,
The vibration generator according to claim 1 or 2.
前記固定体が、前記緩衝磁石および前記第2ポールを径方向又は周方向に移動して任意の位置に固定する変位機構を備える、
請求項1から3のいずれかに記載の振動発電機。
The fixed body includes a displacement mechanism that moves the buffer magnet and the second pole in a radial direction or a circumferential direction to fix the fixed magnet at an arbitrary position.
The vibration generator according to any one of claims 1 to 3.
前記コイルが、前記筐体に複数設けられて、該複数のコイルが、直列接続および/または並列接続される、
請求項1から4のいずれかに記載の振動発電機。
A plurality of the coils are provided in the housing, and the plurality of coils are connected in series and / or in parallel.
The vibration generator according to any one of claims 1 to 4.
JP2011008210A 2011-01-18 2011-01-18 Vibration power generator Pending JP2012151982A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011008210A JP2012151982A (en) 2011-01-18 2011-01-18 Vibration power generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011008210A JP2012151982A (en) 2011-01-18 2011-01-18 Vibration power generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012151982A true JP2012151982A (en) 2012-08-09

Family

ID=46793713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011008210A Pending JP2012151982A (en) 2011-01-18 2011-01-18 Vibration power generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012151982A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016055370A2 (en) 2014-10-06 2016-04-14 Vortex Bladeless, S.L. An electrical power generator and an electrical power generation method
US9444372B2 (en) 2010-08-02 2016-09-13 Deutecno, S.L. Vortex resonance wind turbine
CN106329873A (en) * 2016-09-30 2017-01-11 吉林大学 Multi-frequency vibration energy recycling device
WO2017174685A1 (en) 2016-04-07 2017-10-12 Vortex Bladeless, S.L. Electrical power generator
CN113775495A (en) * 2021-09-14 2021-12-10 金华职业技术学院 A break away from cylinder energy recuperation device for combine

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9444372B2 (en) 2010-08-02 2016-09-13 Deutecno, S.L. Vortex resonance wind turbine
US9856854B2 (en) 2010-08-02 2018-01-02 Deutecno, S.L. Vortex resonance wind turbine
WO2016055370A2 (en) 2014-10-06 2016-04-14 Vortex Bladeless, S.L. An electrical power generator and an electrical power generation method
WO2016055370A3 (en) * 2014-10-06 2016-06-16 Vortex Bladeless, S.L. An electrical power generator and an electrical power generation method
US10641243B2 (en) 2014-10-06 2020-05-05 Vortex Bladeless, S.L. Electrical power generator harnessing a swaying movement of a pole and including a system for generating a magnetic repulsion force
WO2017174685A1 (en) 2016-04-07 2017-10-12 Vortex Bladeless, S.L. Electrical power generator
US11053914B2 (en) 2016-04-07 2021-07-06 Vortex Bladeless, S.L. Electrical power generator for producing oscillating movement of a structure and converting oscillating movement into electrical energy
CN106329873A (en) * 2016-09-30 2017-01-11 吉林大学 Multi-frequency vibration energy recycling device
CN113775495A (en) * 2021-09-14 2021-12-10 金华职业技术学院 A break away from cylinder energy recuperation device for combine
CN113775495B (en) * 2021-09-14 2023-03-10 金华职业技术学院 Threshing cylinder energy recovery device for combine harvester

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4704093B2 (en) Vibration generator
JP2011166894A (en) Oscillating generator
JP5418485B2 (en) Vibration generator
JP2012249442A (en) Oscillating generator
JP2009100523A (en) Permanent magnet element and oscillating generator, and acceleration sensor
KR20060039895A (en) Linear electrical machine for electric power generation or motive drive
WO2012014649A1 (en) Vibration generator
JP2012151982A (en) Vibration power generator
JP2012039824A (en) Vibration generator
JP2012151985A (en) Vibration power generator
JP2004050154A (en) Vibration generating device
JP2005033917A (en) Oscillating generator
KR20060084972A (en) New vibration generator
KR20040047551A (en) Generator
US20100237719A1 (en) Electromagnetic vibratory generator for low freqency vibrations
JPH11155274A (en) Vibration device
KR101172706B1 (en) Energy Harvester and Portable Electronic Device
JP5796484B2 (en) Vibration generator
KR101427335B1 (en) Multi-axial electricity generator
JP2011166893A (en) Oscillating generator
JP2014050204A (en) Oscillating generator
CN107294342B (en) Vibration generating device
JPH11155273A (en) Vibration device
JP2012151983A (en) Vibration power generator
JP2012151986A (en) Vibration power generator