JP2013039021A - Power generation apparatus - Google Patents

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容明 松本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power generation apparatus which is suitable for the thickness reduction.SOLUTION: A power generation apparatus 50 includes: magnets 33A, 33B; a lower yoke 31 and an upper yoke 32 which are connected with the magnets 33A, 33B; and a coil 41 around which a coil wire disposed so as to face the magnets 33A, 33B or at least parts of the lower yoke 31 and the upper yoke 32 in the vertical direction is wound. The magnets 33A, 33B, the lower yoke 31, and the upper yoke 32 are integrated to form a movable unit 23 and the movable unit 23 vibrates against the coil 41. Thus, the thicknesses of the magnets 33A, 33B and the coil 41 are reduced and the power generation apparatus 50 which is suitable for the thickness reduction is provided.

Description

本発明は、主に時計、補聴器、携帯電話やパーソナルコンピュータ、製造用機械などの工業用電子機器、冷蔵庫・洗濯機などの家庭用電子機器、各種センサなどの電子機器に使用される発電装置に関するものである。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a power generator used mainly for industrial electronic devices such as watches, hearing aids, mobile phones and personal computers, manufacturing machines, household electronic devices such as refrigerators and washing machines, and electronic devices such as various sensors. Is.

近年、時計、補聴器、携帯電話やパーソナルコンピュータ、工業用・家庭用電子機器、各種センサなどの電子機器の多様化や高機能化が進むなか、CPU等の制御手段の処理負荷が大きくなり、使用する電力も増大し、充電回数や電池交換の頻度も増加していることから、電子機器内に発電装置を内蔵するものが求められている。   In recent years, as electronic devices such as watches, hearing aids, mobile phones and personal computers, industrial and household electronic devices, and various sensors have become more diverse and sophisticated, the processing load on control means such as CPUs has increased and has been used. Since the power to be used is increasing and the number of times of charging and the frequency of battery replacement are also increasing, there is a demand for a power generator built in an electronic device.

このような従来の発電装置について、図13の従来の発電装置の断面図を用いて説明する。同図において発電装置10は、円筒形状の筐体1内に配置されたバネ2と磁石3、および筐体1の外周に巻回されたコイル4から構成されている。ここで、バネ2の右端は磁石3に、左端は筐体1の側壁に固定され、磁石3が筐体1内を左右に振動可能に構成されていた。   Such a conventional power generator will be described with reference to a cross-sectional view of the conventional power generator shown in FIG. In FIG. 1, a power generation device 10 includes a spring 2 and a magnet 3 disposed in a cylindrical housing 1, and a coil 4 wound around the outer periphery of the housing 1. Here, the right end of the spring 2 is fixed to the magnet 3, and the left end is fixed to the side wall of the housing 1, so that the magnet 3 can vibrate left and right in the housing 1.

このように構成された発電装置10は、携帯電話などの電子機器(図示せず)で液晶ディスプレイの裏面などの所定位置に内蔵され、携帯電話を左右に振動させると、磁石3が左右に振動し、電磁誘導によりコイル4に生じた起電力で、電子機器を充電するものとなっていた。   The power generation apparatus 10 configured as described above is built in a predetermined position such as the back surface of the liquid crystal display in an electronic device (not shown) such as a mobile phone, and when the mobile phone is vibrated left and right, the magnet 3 vibrates left and right. However, the electronic device is charged by the electromotive force generated in the coil 4 by electromagnetic induction.

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。   As prior art document information related to the invention of this application, for example, Patent Document 1 is known.

特開2009−112069号公報JP 2009-112069 A

しかしながら、従来の発電装置は簡素な構造であるが、近年、薄型化が進む電子機器へ内蔵するには、円筒形状で比較的厚みが必要である他、筐体1の外側に露出したコイル4のコイル線の巻数を十分な発電量を得るためにある程度多くする必要があるなど、薄型化に適していないという課題があった。   However, the conventional power generator has a simple structure. However, in order to be built in an electronic apparatus that is becoming thinner in recent years, the coil 4 that is cylindrical and requires a relatively large thickness and that is exposed to the outside of the housing 1 is used. There is a problem that it is not suitable for thinning, for example, it is necessary to increase the number of turns of the coil wire to some extent in order to obtain a sufficient power generation amount.

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、薄型化に適した発電装置を提供することを目的とする。   The present invention solves such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a power generator suitable for thinning.

上記目的を達成するために本発明は、特に、上下方向の厚みに比べ前後及び左右方向の幅を長くして形成された磁石と、磁石に接続されたヨーク部材と、磁石またはヨーク部材の少なくとも一部に対し上下方向に対向して配置されたコイル線が巻回されたコイルを備える。ここで、コイルは上下方向を巻回の中心軸とし上下方向の厚みに比べ前後及び左右方向の幅を長くして形成される。また、磁石及びヨーク部材が一体として可動ユニットを構成し、コイルに対し可動ユニットが左右に振動するように構成される。   In order to achieve the above object, the present invention particularly provides a magnet formed with a longer width in the front-rear and left-right directions than the thickness in the vertical direction, a yoke member connected to the magnet, and at least a magnet or a yoke member. A coil around which a coil wire arranged to face a part in the vertical direction is wound is provided. Here, the coil is formed such that the width in the front-rear and left-right directions is longer than the thickness in the up-down direction with the up-down direction as the central axis of winding. Further, the magnet and the yoke member integrally form a movable unit, and the movable unit is configured to vibrate left and right with respect to the coil.

本発明によれば、上下方向の厚みに比べ前後及び左右方向の幅を長くして形成された磁石と、磁石に接続されたヨーク部材と、磁石またはヨーク部材の少なくとも一部に対し上下方向に対向して配置されたコイル線が巻回されたコイルを備える。ここで、コイルは上下方向を巻回の中心軸とし上下方向の厚みに比べ前後及び左右方向の幅を長くして形成される。また、磁石及びヨーク部材が一体として可動ユニットを構成し、コイルに対し可動ユニットが左右に振動するように構成される。このように構成されることにより、磁石とコイルを薄く構成できるので、薄型化が可能な発電装置を実現することができる。   According to the present invention, the magnet formed with a longer width in the front-rear and left-right directions than the thickness in the up-down direction, the yoke member connected to the magnet, and the magnet or the yoke member in the up-down direction A coil around which coil wires arranged opposite to each other are wound is provided. Here, the coil is formed such that the width in the front-rear and left-right directions is longer than the thickness in the up-down direction with the up-down direction as the central axis of winding. Further, the magnet and the yoke member integrally form a movable unit, and the movable unit is configured to vibrate left and right with respect to the coil. By being configured in this manner, the magnet and the coil can be made thin, so that it is possible to realize a power generator that can be made thin.

本発明の実施の形態1による発電装置の断面図Sectional drawing of the electric power generating apparatus by Embodiment 1 of this invention 同発電装置の分解斜視図Exploded perspective view of the power generator 同発電装置の構成部品の一部を除いた斜視図A perspective view excluding some of the components of the power generator 同発電装置の動作状態を示す断面図Sectional drawing which shows the operating state of the power generator 同発電装置の動作状態を示す構成部品の一部を除いた斜視図The perspective view except a part of component which shows the operation state of the power generator 同実施の形態1にかかる他の発電装置の断面図Sectional drawing of the other electric power generating apparatus concerning Embodiment 1 同実施の形態1にかかる他の発電装置の上面図Top view of another power generator according to the first embodiment 本発明の実施の形態2による発電装置の断面図Sectional drawing of the electric power generating apparatus by Embodiment 2 of this invention 同発電装置の上面図Top view of the power generator 同実施の形態2にかかる他の発電装置の分解斜視図Exploded perspective view of another power generator according to the second embodiment 同実施の形態2にかかる他の発電装置の断面図Sectional drawing of the other electric power generating apparatus concerning Embodiment 2 同実施の形態2にかかる他の発電装置の動作を示す上面図Top view showing the operation of another power generator according to the second embodiment. 従来の発電装置の断面図Sectional view of a conventional power generator

以下、本発明の実施の形態について、図1〜図12を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.

なお、これらの図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表している。   These drawings are partially enlarged in size for easy understanding of the configuration.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における発電装置の断面図、図2は同分解斜視図、図3は同構成部品の一部を除いた斜視図である。なお、図1の断面図は可動ユニット23が中立位置にあるときの断面図で、図3(a)は中立位置で、上ケース25を外した状態の斜視図、図3(b)は、さらに上ヨーク32を外した状態の斜視図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a power generation device according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view thereof, and FIG. 3 is a perspective view of the same component part. 1 is a sectional view when the movable unit 23 is in a neutral position, FIG. 3A is a perspective view in a state where the upper case 25 is removed in a neutral position, and FIG. Furthermore, it is a perspective view of the state where the upper yoke 32 is removed.

ここで、発電装置50は、下ケース21と、複数のバネ22と、可動ユニット23と、固定ユニット24と、上ケース25を備えている。   Here, the power generation device 50 includes a lower case 21, a plurality of springs 22, a movable unit 23, a fixed unit 24, and an upper case 25.

また、下ケース21は、上面開口の方形箱状で例えば樹脂や非磁性のステンレス等の非磁性体を材料とし、内底面21Aの四隅に円柱状の突起21Bが突出している。また、内底面21Aの前辺、後辺の中央には、導電金属製の接続端子26A、26Bを備え、内底面21Aの下面には外部電極27A、27Bを備えている。なお、接続端子26A、26Bは、下ケース21の下面に配置された導電金属製の外部電極27A、27Bと、それぞれ電気的に接続されている。   Further, the lower case 21 is a rectangular box shape having an upper surface opening, and is made of a nonmagnetic material such as resin or nonmagnetic stainless steel, and columnar protrusions 21B protrude from the four corners of the inner bottom surface 21A. Further, conductive metal connection terminals 26A and 26B are provided in the center of the front and rear sides of the inner bottom surface 21A, and external electrodes 27A and 27B are provided on the lower surface of the inner bottom surface 21A. The connection terminals 26A and 26B are electrically connected to the conductive metal external electrodes 27A and 27B disposed on the lower surface of the lower case 21, respectively.

また、バネ22は、左右方向に伸縮するねじりバネで、円形に金属線が周回されたコイル部22Aとコイル部22Aから外方へ延出したアーム部22Bと内方へ延出したアーム部22Cを備えている。そして、アーム部22Cの先端は上方へ折り曲げられ端部22Dを形成している。   The spring 22 is a torsion spring that expands and contracts in the left-right direction. The coil portion 22A is a circular metal wire, the arm portion 22B extends outward from the coil portion 22A, and the arm portion 22C extends inward. It has. The tip of the arm portion 22C is bent upward to form an end portion 22D.

さらに、可動ユニット23は、下ヨーク31と、上ヨーク32と、磁石33A、33B及び接続板34を備えており、これらについて説明する。   Furthermore, the movable unit 23 includes a lower yoke 31, an upper yoke 32, magnets 33A and 33B, and a connection plate 34, which will be described.

ここで、下ヨーク31はヨーク部材となる金属板で、磁性体を材料とし、側面が上方に折り返され側壁31Aを形成すると共に、底面の四方には切欠き部31Bを備える。   Here, the lower yoke 31 is a metal plate serving as a yoke member, and is made of a magnetic material. The side surface is folded upward to form the side wall 31A, and the bottom surface 31 includes notches 31B on four sides of the bottom surface.

また、上ヨーク32はヨーク部材となる上面視で略H形状の金属板で、磁性体を材料とする。そして、上ヨーク32は、側面が下方に折り返され側壁32Aを形成すると共に、前端部、後端部の中央に方形に切り欠いたガイド部32Bを備えている。また、側壁32Aが折り曲げられた位置に左右に各二つずつスリット32Cが設けられている。   The upper yoke 32 is a substantially H-shaped metal plate as a yoke member, and is made of a magnetic material. The upper yoke 32 is provided with a guide portion 32B cut out in a square shape at the center of the front end portion and the rear end portion, while the side surface is folded downward to form a side wall 32A. In addition, two slits 32C are provided on the left and right at the position where the side wall 32A is bent.

なお、下ヨーク31、上ヨーク32の材料としては、導磁性のステンレス、珪素鋼板等の電磁鋼板、純鉄や鋳鉄等の鉄、パーマロイやフェライト等が適している。   Suitable materials for the lower yoke 31 and the upper yoke 32 include magnetically conductive stainless steel, electromagnetic steel plates such as silicon steel plates, iron such as pure iron and cast iron, permalloy and ferrite.

また、磁石33A、33Bは長方形の板状で、例えば磁石33Aは上面がS極、下面がN極となり、磁石33Bは上面がN極、下面がS極となるように着磁されている。この磁石33A、33Bは、磁力が強い方が望ましく、ネオジム、鉄、ホウ素を含むネオジム磁石が適している。なお、磁石33A、33Bの表面には錆止めの金属めっきを行うことが望ましい。また、磁石33Aは上面がN極、下面がS極となり、磁石33Bは上面がS極、下面がN極となるように着磁してもよい。   Further, the magnets 33A and 33B are rectangular plates, for example, the magnet 33A is magnetized so that the upper surface is an S pole and the lower surface is an N pole, and the magnet 33B is an N pole on the upper surface and the lower surface is an S pole. The magnets 33A and 33B preferably have a strong magnetic force, and neodymium magnets containing neodymium, iron, and boron are suitable. Note that it is desirable to perform rust-preventing metal plating on the surfaces of the magnets 33A and 33B. Further, the magnet 33A may be magnetized so that the upper surface is an N pole and the lower surface is an S pole, and the magnet 33B is magnetized so that the upper surface is an S pole and the lower surface is an N pole.

そして、接続板34は真鍮等の非磁性体を材料とする長方形の金属板である。ここで、磁石33A、33Bに接続板34が接続され、磁石33A、33Bと接続板34が全体として、上面視でH形状となるように配置されている。なお、磁石33A、33Bに対する接続板34の接続は、接着剤(図示せず)等を用いて固定しても良いし、単に磁石33A、33Bと接続板34を接するようにするだけでも良い。また、可動ユニット23が左右に振動する際に、接続板34は錘として機能し、接続板34の重量を変化させることで振動の共振周波数を調整できる。   The connection plate 34 is a rectangular metal plate made of a nonmagnetic material such as brass. Here, the connection plate 34 is connected to the magnets 33A and 33B, and the magnets 33A and 33B and the connection plate 34 are arranged in an H shape as viewed from above. The connection of the connection plate 34 to the magnets 33A and 33B may be fixed using an adhesive (not shown) or the like, or the magnets 33A and 33B may simply be in contact with the connection plate 34. Further, when the movable unit 23 vibrates left and right, the connection plate 34 functions as a weight, and the resonance frequency of vibration can be adjusted by changing the weight of the connection plate 34.

また、固定ユニット24は、コイル41と、ヨークガイド42を備えて構成されている。   The fixed unit 24 includes a coil 41 and a yoke guide 42.

ここで、コイル41は、中央に上下に貫通した孔41Aを備え、上下方向を軸としてコイル線が巻回され構成されている。なおコイル線の例としては、ポリウレタン銅線、ポリエステル銅線、ポリアミド系銅線などが考えられる。コイル41は、たとえば樹脂部品でボビンを形成し、ボビンの周りに1本のコイル線を直接巻回してもよいし、自己融着のコイル線を巻回して空芯コイルを形成してもよい。   Here, the coil 41 is provided with a hole 41A penetrating vertically in the center, and a coil wire is wound around the vertical direction as an axis. Examples of coil wires include polyurethane copper wires, polyester copper wires, polyamide copper wires, and the like. For example, the coil 41 may be formed of a resin component and a bobbin may be formed, and one coil wire may be directly wound around the bobbin, or an air-core coil may be formed by winding a self-bonding coil wire. .

そして、ヨークガイド42は、下面中央に下方に突出した係止部42A、係止部42Aの上面側に所定の幅で設けられた凹部42Bを備えている。また、ヨークガイド42の前端部42C、後端部42Dの上面近傍に段部42Eが設けられている。   The yoke guide 42 includes a locking portion 42A protruding downward at the center of the lower surface, and a recess 42B provided with a predetermined width on the upper surface side of the locking portion 42A. Further, a step portion 42E is provided near the upper surface of the front end portion 42C and the rear end portion 42D of the yoke guide 42.

なお、ヨークガイド42の係止部42Aは孔41Aに挿入され、ヨークガイド42に対し、コイル41が固定されている。   The engaging portion 42A of the yoke guide 42 is inserted into the hole 41A, and the coil 41 is fixed to the yoke guide 42.

また、上ケース25は下面開口の方形箱状で例えば樹脂や非磁性のステンレス等の非磁性体を材料とし、左右の側壁25Aの下端には、突部25Bが設けられている。   The upper case 25 has a rectangular box shape with an opening on the lower surface, and is made of a nonmagnetic material such as resin or nonmagnetic stainless steel. A protrusion 25B is provided at the lower end of the left and right side walls 25A.

この発電装置50の各構成部品は、以下のように配置される。   Each component of this electric power generation apparatus 50 is arrange | positioned as follows.

ここで、下ケース21の内底面21Aの上面に、下ヨーク31が配置されている。   Here, the lower yoke 31 is disposed on the upper surface of the inner bottom surface 21 </ b> A of the lower case 21.

そして、下ヨーク31の上方に、ヨークガイド42の係止部42Aがコイル41の孔41Aに挿入された固定ユニット24が配置されている。なお、ヨークガイド42の前端部42C、後端部42Dは、下ケース21の前方、後方の側壁21Cに固定されている。そして、コイル41を形成するコイル線の端部は、接続端子26A、26Bにハンダ付け等により電気的に接続され、コイル41と外部電極27A、27Bが電気的に接続される。   A fixing unit 24 in which the engaging portion 42 </ b> A of the yoke guide 42 is inserted into the hole 41 </ b> A of the coil 41 is disposed above the lower yoke 31. The front end portion 42C and the rear end portion 42D of the yoke guide 42 are fixed to the front and rear side walls 21C of the lower case 21. The ends of the coil wires forming the coil 41 are electrically connected to the connection terminals 26A and 26B by soldering or the like, and the coil 41 and the external electrodes 27A and 27B are electrically connected.

さらに、上面視でH形状に組み合わされた磁石33A、33Bと接続板34は、ヨークガイド42上に配置されている。ここで、接続板34は凹部42B内に配置され、凹部42Bに沿って接続板34が左右にスライド可能なように構成される。   Further, the magnets 33 </ b> A and 33 </ b> B and the connection plate 34 combined in an H shape in a top view are arranged on the yoke guide 42. Here, the connection plate 34 is disposed in the recess 42B, and the connection plate 34 is configured to be slidable left and right along the recess 42B.

また、バネ22のコイル部22Aは下ケース21の突起21Bに挿入されている。ここで、コイル部22Aの外側に延出したアーム部22Bは、下ケース21の内側面に押圧させている。   Further, the coil portion 22 </ b> A of the spring 22 is inserted into the protrusion 21 </ b> B of the lower case 21. Here, the arm portion 22 </ b> B extending to the outside of the coil portion 22 </ b> A is pressed against the inner surface of the lower case 21.

また、上ヨーク32は、磁石33A、33Bと接続板34の上方から覆うように配置される。ここで、アーム部22Cの端部22Dは、スリット32Cから露出させ、ガイド部32Bを段部42Eに合わせている。ここで、下ヨーク31の側壁31Aは、上ヨーク32の側壁32Aと重ねられ、下ヨーク31と上ヨーク32がH形状に組み合わせた磁石33A、33Bと接続板34に対し一体となり、可動ユニット23が形成されている。なお、このとき、アーム部22Cの端部22Dをスリット32Cから露出させているので、可動ユニット23は左右から付勢され、下ケース21の略中央に位置するものとなっている。   The upper yoke 32 is disposed so as to cover the magnets 33A and 33B and the connection plate 34 from above. Here, the end portion 22D of the arm portion 22C is exposed from the slit 32C, and the guide portion 32B is aligned with the stepped portion 42E. Here, the side wall 31A of the lower yoke 31 is overlapped with the side wall 32A of the upper yoke 32, and the lower yoke 31 and the upper yoke 32 are integrated with the magnets 33A and 33B and the connecting plate 34, which are combined in an H shape. Is formed. At this time, since the end portion 22D of the arm portion 22C is exposed from the slit 32C, the movable unit 23 is urged from the left and right and is positioned at the approximate center of the lower case 21.

また、下ヨーク31と上ヨーク32は磁石33A、33Bと接続して配置される。なお、磁石33A、33Bに対する下ヨーク31と上ヨーク32の接続は、接着剤(図示せず)等を用いて固定しても良く、溶接しても良い。あるいは単に磁石33A、33Bと下ヨーク31と上ヨーク32を接するようにするだけでも良い。   Further, the lower yoke 31 and the upper yoke 32 are arranged in connection with the magnets 33A and 33B. The connection of the lower yoke 31 and the upper yoke 32 to the magnets 33A and 33B may be fixed using an adhesive (not shown) or the like, or may be welded. Alternatively, the magnets 33A and 33B, the lower yoke 31, and the upper yoke 32 may be simply in contact with each other.

ここで、磁石33Aに対し磁石33Bの着磁が上下面で逆になるようにして、下ヨーク31と上ヨーク32を接続しているので、磁石33Aと磁石33Bで生じる磁界の方向が阻害されず、かつ下ヨーク31と上ヨーク32の存在で、磁界の漏れを防ぐものとなっている。これにより、発電装置50を使用した際に、外部に電子回路等が配置されても磁界によるノイズ等の影響を与え難い構造となっている。   Here, since the lower yoke 31 and the upper yoke 32 are connected so that the magnetization of the magnet 33B is reversed on the upper and lower surfaces with respect to the magnet 33A, the direction of the magnetic field generated by the magnet 33A and the magnet 33B is obstructed. In addition, the presence of the lower yoke 31 and the upper yoke 32 prevents leakage of the magnetic field. Thereby, when the power generation device 50 is used, even if an electronic circuit or the like is disposed outside, the structure is difficult to be affected by noise or the like due to a magnetic field.

そして、上ケース25の突部25Bが下ケース21の側壁21Cの内側に挿入され、側壁25Aと側壁21Cが接するようにして、上ケース25が可動ユニット23の上方から被せられている。   The protrusion 25B of the upper case 25 is inserted inside the side wall 21C of the lower case 21, and the upper case 25 is covered from above the movable unit 23 so that the side wall 25A and the side wall 21C are in contact with each other.

ここで、組み合わされた下ケース21および上ケース25内で、可動ユニット23がコイル41に対し左右に可動するように構成されている。そして、可動ユニット23が左右に動くと、固定ユニット24のコイル41に対し、可動ユニット23の磁石33A、33Bが左右に動き、コイル41に電磁誘導により電流が流れる。そして、この電流を外部電極27A、27Bを介して導出しうるものとなっている。   Here, the movable unit 23 is configured to move to the left and right with respect to the coil 41 in the combined lower case 21 and upper case 25. When the movable unit 23 moves left and right, the magnets 33A and 33B of the movable unit 23 move left and right with respect to the coil 41 of the fixed unit 24, and a current flows through the coil 41 by electromagnetic induction. This current can be derived through the external electrodes 27A and 27B.

このように構成された、発電装置50は時計、補聴器、携帯電話やパーソナルコンピュータ、製造用機械などの工業用電子機器、冷蔵庫・洗濯機などの家庭用電子機器、自動車関連の電子機器、各種センサなどの所定の電子機器に内蔵される。ここで、発電装置50は電子機器内の回路基板等に実装される。発電装置50は、上ケース25と下ケース21内に構成され、外部電極27A、27Bを用いて回路基板等に実装できるので、取り扱いが容易となる。   The power generation device 50 configured as described above includes a watch, a hearing aid, a mobile phone and a personal computer, industrial electronic devices such as manufacturing machines, household electronic devices such as refrigerators and washing machines, automobile-related electronic devices, and various sensors. It is built in a predetermined electronic device. Here, the power generation device 50 is mounted on a circuit board or the like in the electronic device. Since the power generation device 50 is configured in the upper case 25 and the lower case 21 and can be mounted on a circuit board or the like using the external electrodes 27A and 27B, it is easy to handle.

そして、発電装置50には、外部電極27A、27Bにいずれの方向の電流が流れても、一定方向の電流に整流する整流回路(図示せず)が接続され、さらに整流回路には電池やキャパシタなどの蓄電回路(図示せず)が接続される。なお、整流回路としては、ダイオード四個を所定の方向に接続して構成するブリッジ型等の全波整流回路が適している。   The power generation device 50 is connected to a rectifier circuit (not shown) that rectifies the current in a fixed direction regardless of which direction the current flows through the external electrodes 27A and 27B. A storage circuit (not shown) such as is connected. As a rectifier circuit, a bridge-type full-wave rectifier circuit configured by connecting four diodes in a predetermined direction is suitable.

そして、電子機器を保持した使用者が歩行などすると、使用者の動きに応じて、発電装置50に外力が加わり、可動ユニット23が固定ユニット24に対し振動する。このときの、固定ユニット24に対する可動ユニット23の動作について図4の断面図及び図5の斜視図を用いて説明する。   When the user holding the electronic device walks or the like, an external force is applied to the power generation device 50 according to the movement of the user, and the movable unit 23 vibrates with respect to the fixed unit 24. The operation of the movable unit 23 relative to the fixed unit 24 at this time will be described with reference to the cross-sectional view of FIG. 4 and the perspective view of FIG.

ここで、図4は可動ユニット23が最も右側に変位した際の断面図で、図5(a)は、その状態で上ケース25を外した斜視図、同図(b)は更に上ヨーク32を外した斜視図である。   Here, FIG. 4 is a cross-sectional view when the movable unit 23 is displaced to the rightmost side, FIG. 5A is a perspective view with the upper case 25 removed in that state, and FIG. It is the perspective view which removed.

ここで可動ユニット23が固定ユニット24に対し右側に変位すると、可動ユニット23の磁石33A、33Bが固定ユニット24のコイル41に対し右側へ変位する。   Here, when the movable unit 23 is displaced to the right with respect to the fixed unit 24, the magnets 33A and 33B of the movable unit 23 are displaced to the right with respect to the coil 41 of the fixed unit 24.

そして、左側のバネ22のアーム部22Cが伸び、右側のバネ22が縮み、可動ユニット23に対し左側に復帰する力が加わる。ここで、右側のバネ22のコイル部22Aを保持する突起21Bは、下ヨーク31の切り欠き31Bの内方へ進入し、これにより可動ユニット23が変位する幅を大きくすることが出来るため、発電装置50の小型化に適する。   Then, the arm portion 22C of the left spring 22 extends, the right spring 22 contracts, and a force for returning to the left side is applied to the movable unit 23. Here, the protrusion 21B that holds the coil portion 22A of the right spring 22 enters the inside of the notch 31B of the lower yoke 31, thereby increasing the width of displacement of the movable unit 23. Suitable for miniaturization of the device 50.

ここで、可動ユニット23には左側に復帰する力が加わるので、次に可動ユニット23は固定ユニット24に対し左側に変位する。この際、図1及び図3で示した中立位置を越えて左側に変位する。このとき、可動ユニット23には右側に復帰する力がバネ22によって加わり、この後、可動ユニット23は右側に変位する。つまり、可動ユニット23は固定ユニット24に対し振動する。   Here, since a force for returning to the left side is applied to the movable unit 23, the movable unit 23 is then displaced to the left side with respect to the fixed unit 24. At this time, it is displaced to the left beyond the neutral position shown in FIGS. At this time, a force returning to the right side is applied to the movable unit 23 by the spring 22, and then the movable unit 23 is displaced to the right side. That is, the movable unit 23 vibrates with respect to the fixed unit 24.

そして、可動ユニット23が固定ユニット24に対し振動することで、外部電極27A、27Bを介して交流の電流が流れ、整流回路を介して蓄電回路が充電される。   Then, when the movable unit 23 vibrates with respect to the fixed unit 24, an alternating current flows through the external electrodes 27A and 27B, and the power storage circuit is charged through the rectifier circuit.

そして、電子機器の使用時に、蓄電回路に蓄電された電気を動作電力として使用するものである。   Then, when the electronic device is used, electricity stored in the storage circuit is used as operating power.

なお、可動ユニット23の振動を連続して発生させるには、可動ユニット23の振動の共振周波数を、電子機器が受ける振動の周波数に合わせることが好ましい。可動ユニット23の共振周波数は、バネ22のバネ定数と可動ユニット23の質量から概ね定まる。例えば、携帯する電子機器に発電装置50を内蔵する場合には、歩行の周波数に合わせて可動ユニット23の振動の共振周波数が1Hz〜10Hzになるようにバネ22のバネ定数を調整するのが望ましい。バネ22の選定により可動ユニット23の振動の共振周波数を調整することにより、可動ユニット23は変えずに共振周波数を変更した発電装置50を実現しうるからである。   In order to continuously generate the vibration of the movable unit 23, it is preferable to match the resonance frequency of the vibration of the movable unit 23 with the frequency of vibration received by the electronic device. The resonance frequency of the movable unit 23 is generally determined from the spring constant of the spring 22 and the mass of the movable unit 23. For example, when the power generation device 50 is built in a portable electronic device, it is desirable to adjust the spring constant of the spring 22 so that the resonance frequency of the vibration of the movable unit 23 is 1 Hz to 10 Hz in accordance with the walking frequency. . This is because by adjusting the resonance frequency of the vibration of the movable unit 23 by selecting the spring 22, it is possible to realize the power generation device 50 in which the resonance frequency is changed without changing the movable unit 23.

なお、上述の説明では、コイル41の上方に磁石33A、33B、接続板34を配置した構成について説明したが、図6の断面図に示すように、コイル51の側方に磁石52A、52Bを配置した構成としてもよい。ここで、磁石52Aの上下面に上ヨーク53A、下ヨーク53B、磁石52Bの上下面に上ヨーク53C、下ヨーク53Dのヨーク部材が接続されている。この上ヨーク53A、53C、下ヨーク53B、53Dは、磁性体で構成され、上ヨーク53A、53C及び下ヨーク53B、53Dの間で上下方向の磁界を生じるように構成されている。   In the above description, the magnets 33A and 33B and the connection plate 34 are disposed above the coil 41. However, as shown in the sectional view of FIG. An arrangement may be adopted. Here, the upper yoke 53A and the lower yoke 53B are connected to the upper and lower surfaces of the magnet 52A, and the yoke members of the upper yoke 53C and the lower yoke 53D are connected to the upper and lower surfaces of the magnet 52B. The upper yokes 53A and 53C and the lower yokes 53B and 53D are made of a magnetic material, and are configured to generate a vertical magnetic field between the upper yokes 53A and 53C and the lower yokes 53B and 53D.

なお、磁石52A、52Bは、例えば磁石52Aは上面をS極、下面をN極に磁石52Bは上面をN極、下面をS極に着磁されている。   The magnets 52A and 52B are magnetized, for example, such that the magnet 52A has an S pole on the upper surface, the N pole on the lower surface, and the magnet 52B has an N pole on the upper surface and an S pole on the lower surface.

ここで、同図(a)は中立位置、同図(b)は磁石52A、52B、上ヨーク53A、53C及び下ヨーク53B、53Dが一体として左方向へ変位した状態を示している。固定ユニット61はコイル51とヨークガイド54で構成され、可動ユニット62は磁石52A、52Bと上ヨーク53A、53C及び下ヨーク53B、53Dで構成されている。そして、固定ユニット61に対し、可動ユニット62が左右に振動することにより発電を行うものである。   4A shows a neutral position, and FIG. 4B shows a state where the magnets 52A and 52B, the upper yokes 53A and 53C, and the lower yokes 53B and 53D are integrally displaced to the left. The fixed unit 61 includes a coil 51 and a yoke guide 54, and the movable unit 62 includes magnets 52A and 52B, upper yokes 53A and 53C, and lower yokes 53B and 53D. And with respect to the fixed unit 61, the movable unit 62 vibrates left and right to generate power.

なお、バネ22はねじりバネとして示したが、板バネ、圧縮コイルバネ、引張コイルバネ等、他の種類のバネであっても本発明の実施は可能である。例えば、図7の上面図で示すように、引張コイルバネ72を可動ユニット23の左右の振動に用いることができる。ここで、下ケース71には、内底面から左右二箇所の突起71Aが設けられている。突起71Aの内側にはそれぞれ二箇所にゴムやスポンジ等の緩衝部材73が配置される。なお、引張コイルバネ72は、略中央位置を、突起71Aと下ケース71の内側壁との間に保持される。   Although the spring 22 is shown as a torsion spring, the present invention can be implemented even with other types of springs such as a leaf spring, a compression coil spring, and a tension coil spring. For example, as shown in the top view of FIG. 7, the tension coil spring 72 can be used for left and right vibration of the movable unit 23. Here, the lower case 71 is provided with two protrusions 71A on the left and right sides from the inner bottom surface. Buffer members 73 such as rubber and sponge are disposed at two locations inside the protrusion 71A. The tension coil spring 72 is held at a substantially central position between the protrusion 71 </ b> A and the inner wall of the lower case 71.

ここで、引張コイルバネ72により可動ユニット23は左右に振動する。また、可動ユニット23の振動の左右端では可動ユニット23の側面を緩衝部材73に衝突させることで、可動ユニット23に対する衝撃が緩衝部材73で緩和される。   Here, the movable unit 23 vibrates left and right by the tension coil spring 72. Further, the impact on the movable unit 23 is reduced by the buffer member 73 by causing the side surface of the movable unit 23 to collide with the buffer member 73 at the left and right ends of the vibration of the movable unit 23.

なお、例えば引張コイルバネ72のような引張コイルバネを用いると、中空に可動ユニット23を浮かすことも可能で、その場合、上ケース25と下ケース21との摺動で生じる摩擦を低減させるため、効率的に可動ユニット23を振動させることができる。   For example, when a tension coil spring such as the tension coil spring 72 is used, it is possible to float the movable unit 23 in a hollow state, and in that case, the friction generated by sliding between the upper case 25 and the lower case 21 is reduced. Thus, the movable unit 23 can be vibrated.

なお、弾性体の一例としてバネ22を例にとり説明したが、ゴム等の弾性を備えた材料を用いても良い。   Although the spring 22 has been described as an example of the elastic body, an elastic material such as rubber may be used.

なお、磁石33A、33Bあるいは磁石52A、52Bは上ヨーク、下ヨークの両方のヨーク部材を接続する構成として説明したが、上ヨークあるいは下ヨークのいずれか一方のヨーク部材と接続されていれば、本発明の実施は可能である。なお、上ヨーク、下ヨークの両方のヨーク部材を接続する構成の方が、発電量を増大し、かつヨーク部材の外部に漏洩する磁界を抑制できる利点がある。   The magnets 33A, 33B or the magnets 52A, 52B have been described as connecting both the upper and lower yoke members. However, if the magnets 33A, 33B are connected to either the upper yoke or the lower yoke, Implementation of the present invention is possible. Note that the configuration in which both the upper and lower yoke members are connected has the advantage of increasing the amount of power generation and suppressing the magnetic field leaking outside the yoke member.

また、発電装置50は接続板34を備えるものとして説明したが、接続板34が無くても本発明の実施は可能である。   Further, although the power generation device 50 has been described as including the connection plate 34, the present invention can be implemented without the connection plate 34.

また、ヨーク部材のうち、上ヨーク32は上面視H形状として説明したが、ガイド部32Bを備えない形状であっても良い。また、ガイド部32Bにより切り欠く部分は、上ヨーク32の上面視で20%以内が望ましい。同様に切欠き部31Bとして切り欠く部分は、下ヨーク31の上面視で20%以内が望ましい。ヨーク部材の外部に漏洩する磁界を、より抑制できるからである。   Further, among the yoke members, the upper yoke 32 has been described as having an H shape when viewed from above, but may have a shape without the guide portion 32B. Further, it is desirable that the portion notched by the guide portion 32B is within 20% when the upper yoke 32 is viewed from above. Similarly, the portion to be cut out as the cutout portion 31 </ b> B is preferably within 20% in the top view of the lower yoke 31. This is because the magnetic field leaking to the outside of the yoke member can be further suppressed.

このように実施の形態1によれば、上下方向の厚みに比べ前後及び左右方向の幅を長くして形成された磁石33A、33Bと、磁石33A、33Bに接続されたヨーク部材と、磁石33A、33Bまたはヨーク部材の少なくとも一部に対し上下方向に対向して配置されたコイル線が巻回されたコイル41を備える。ここで、コイル41は上下方向を巻回の中心軸とし上下方向の厚みに比べ前後及び左右方向の幅を長くして形成される。また、磁石33A、33B及びヨーク部材が一体として可動ユニット23を構成し、コイル41に対し可動ユニット23が振動する。このように、上下方向の厚みに比べ前後及び左右方向の幅を長くして形成された磁石33A、33Bと上下方向を巻回の中心軸とし上下方向の厚みに比べ前後及び左右方向の幅を長くして形成されたコイル41とで、厚みを薄くすることができ、薄型化に適した発電装置50を提供しうる。   As described above, according to the first embodiment, the magnets 33A and 33B formed with the longitudinal and lateral widths made longer than the vertical thickness, the yoke member connected to the magnets 33A and 33B, and the magnet 33A. , 33B or at least a part of the yoke member is provided with a coil 41 wound with a coil wire disposed so as to be opposed in the vertical direction. Here, the coil 41 is formed such that the vertical direction is the central axis of winding and the width in the front-rear and left-right directions is longer than the thickness in the vertical direction. Further, the magnets 33 </ b> A and 33 </ b> B and the yoke member integrally form the movable unit 23, and the movable unit 23 vibrates with respect to the coil 41. As described above, the magnets 33A and 33B formed with a longer width in the front-rear and left-right directions than the thickness in the vertical direction and the vertical direction as the central axis of the winding, the width in the front-rear and left-right directions compared to the thickness in the vertical direction. With the coil 41 formed long, the thickness can be reduced, and the power generation device 50 suitable for thickness reduction can be provided.

また、ヨーク部材として上ヨーク32と下ヨーク31を備え、可動ユニット23の側方には弾性体が設けられ、コイル41を上ヨーク32と下ヨーク31の間に配置している。これにより、可動ユニット23内にコイル41を挿入しうると共に、上ヨーク32と下ヨーク31が磁石33A、33Bで発生する磁界の漏洩を抑制しうるので、さらに薄型化に適している。   Further, an upper yoke 32 and a lower yoke 31 are provided as yoke members, an elastic body is provided on the side of the movable unit 23, and the coil 41 is disposed between the upper yoke 32 and the lower yoke 31. As a result, the coil 41 can be inserted into the movable unit 23, and the upper yoke 32 and the lower yoke 31 can suppress the leakage of the magnetic field generated by the magnets 33A and 33B.

また、磁石33A、33Bの複数で構成し、複数の磁石33A、33Bの間に接続板34を配置しているので、接続板34の重量で可動ユニット23の共振周波数を調整することが可能である。   Moreover, since it comprises the magnets 33A and 33B and the connection plate 34 is disposed between the magnets 33A and 33B, the resonance frequency of the movable unit 23 can be adjusted by the weight of the connection plate 34. is there.

さらに、弾性体を保持する突起21Bを有する下ケース21を備え、下ヨーク31に切り欠き31Bを設け、可動ユニット23が中立位置から最も移動した際に、突起21Bが切り欠き31Bの内方に進入するようにしている。このため、可動ユニット23を突起21Bの位置で規制されず移動させることができるので、小型化に適している。   Further, a lower case 21 having a protrusion 21B for holding an elastic body is provided, and a notch 31B is provided in the lower yoke 31. When the movable unit 23 moves most from the neutral position, the protrusion 21B is inward of the notch 31B. I try to enter. For this reason, since the movable unit 23 can be moved without being regulated by the position of the protrusion 21B, it is suitable for downsizing.

また、磁石52A、52Bはコイル51の左右方向に配置され、磁石52A、52Bに接続した上ヨーク53A、53Cと下ヨーク53B、53Dがコイル51に対し上下方向で対向して配置されるようにしたもので、磁石52A、52Bをコイル51の側方に配置することができ薄型化に適している。   Further, the magnets 52A and 52B are arranged in the left and right direction of the coil 51, and the upper yokes 53A and 53C and the lower yokes 53B and 53D connected to the magnets 52A and 52B are arranged to face the coil 51 in the vertical direction. Thus, the magnets 52A and 52B can be disposed on the side of the coil 51, which is suitable for thinning.

さらに、可動ユニット23とコイル41と弾性体が、上ケース25と下ケース21との間で収納され、下ケース21の下面にはコイル41と電気的に接続した外部電極27A、27Bを備えている。このため、発電装置50全体を一体として取り扱い可能で、電子機器内の回路基板に実装して配置するなど取り扱いの利便性が向上する。   Further, the movable unit 23, the coil 41, and the elastic body are accommodated between the upper case 25 and the lower case 21, and external electrodes 27A and 27B electrically connected to the coil 41 are provided on the lower surface of the lower case 21. Yes. For this reason, it is possible to handle the power generation device 50 as a whole, and convenience in handling such as mounting on a circuit board in an electronic device is improved.

(実施の形態2)
以下、本発明の実施の形態2における発電装置150について図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, power generation device 150 according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings.

図8は本発明の実施の形態2における発電装置150の断面図、図9は上ケース125と上ヨーク132を外した上面図である。なお、図8の断面位置は図9のA−A断面に対応する。   FIG. 8 is a cross-sectional view of the power generation device 150 according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 9 is a top view with the upper case 125 and the upper yoke 132 removed. 8 corresponds to the AA cross section of FIG.

実施の形態2と実施の形態1との相違点は、可動ユニット123の左右側方及び前後側方に弾性体122A〜122Dを接続し、弾性体122A〜122Dの伸縮により前後左右に可動ユニット123を振動させるように構成した点である。   The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the elastic bodies 122A to 122D are connected to the left and right sides and the front and rear sides of the movable unit 123, and the movable unit 123 is moved to the front and rear and right and left by expansion and contraction of the elastic bodies 122A to 122D. Is configured to vibrate.

発電装置150は、下ケース121と、弾性体122A〜122Dと、可動ユニット123と、固定ユニット124と、上ケース125を備える。   The power generation apparatus 150 includes a lower case 121, elastic bodies 122A to 122D, a movable unit 123, a fixed unit 124, and an upper case 125.

ここで、下ケース121は、上面開口の方形箱状である。また、弾性体122A〜122Dは、例えばバネで、下ケース121の前後左右の内側面と、可動ユニット123の側面を接続している。そして、弾性体122A〜122Dの伸縮により、可動ユニット123が固定ユニット124に対し前後左右に振動可能となっている。   Here, the lower case 121 has a rectangular box shape with an upper surface opening. The elastic bodies 122 </ b> A to 122 </ b> D are, for example, springs, and connect the front and rear and left and right inner surfaces of the lower case 121 and the side surfaces of the movable unit 123. The movable unit 123 can vibrate forward, backward, left and right with respect to the fixed unit 124 by the expansion and contraction of the elastic bodies 122A to 122D.

また、上ケース125は、下ケース121を覆って配置され、これにより、下ケース121内に弾性体122A〜122Dと、可動ユニット123と、固定ユニット124が収納される。   Further, the upper case 125 is disposed so as to cover the lower case 121, whereby the elastic bodies 122 </ b> A to 122 </ b> D, the movable unit 123, and the fixed unit 124 are accommodated in the lower case 121.

次に、可動ユニット123と、固定ユニット124の構成を説明する。   Next, the configuration of the movable unit 123 and the fixed unit 124 will be described.

可動ユニット123は、下ヨーク131と、上ヨーク132と、磁石133A〜133Dを備える。   The movable unit 123 includes a lower yoke 131, an upper yoke 132, and magnets 133A to 133D.

ここで、下ヨーク131は、ヨーク部材となる金属板で、磁性体を材料とし、側面が上方に折り返され、側壁131Aを形成し、側壁131Aには角孔131Bがそれぞれ設けられている。なお、弾性体122A〜122Dの一端は側壁131Aに接続されている。   Here, the lower yoke 131 is a metal plate serving as a yoke member, and is made of a magnetic material. The side surface is folded upward to form a side wall 131A, and the side wall 131A is provided with a square hole 131B. One end of each of the elastic bodies 122A to 122D is connected to the side wall 131A.

また、磁石133A〜133Dは板状で、隣り合う磁石は上面が異なる磁極に着磁されている。例えば磁石133A、133B、133C、133Dの上面は、それぞれN極、S極、N極、S極に着磁される。ここで、磁石133A〜133Dの下面は上面と異なる磁極に着磁されており、下ヨーク131に固定されている。また、磁石133A〜133Dは、所定の間隔を空けて配置され、隣り合う磁石133A〜133Dの間に、ガイド路134が形成される。   The magnets 133A to 133D are plate-like, and adjacent magnets are magnetized with magnetic poles having different top surfaces. For example, the upper surfaces of the magnets 133A, 133B, 133C, and 133D are magnetized to the N pole, the S pole, the N pole, and the S pole, respectively. Here, the lower surfaces of the magnets 133 </ b> A to 133 </ b> D are magnetized with magnetic poles different from the upper surface, and are fixed to the lower yoke 131. The magnets 133A to 133D are arranged at a predetermined interval, and a guide path 134 is formed between the adjacent magnets 133A to 133D.

また、上ヨーク132はヨーク部材となる金属板で、下ヨーク131を覆って配置され、上ヨーク132と下ヨーク131の間に磁石133A〜133Dを収納する。   The upper yoke 132 is a metal plate serving as a yoke member and is disposed so as to cover the lower yoke 131, and the magnets 133 </ b> A to 133 </ b> D are accommodated between the upper yoke 132 and the lower yoke 131.

固定ユニット124は、コイル141A〜141Dと、ヨークガイド142を備える。   The fixed unit 124 includes coils 141 </ b> A to 141 </ b> D and a yoke guide 142.

ここで、ヨークガイド142は、前後左右それぞれの方向に延出したアーム142A〜142Dを備え、それぞれのアーム142A〜142Dはヨークガイド142の中央で直角に交わっている。   Here, the yoke guide 142 includes arms 142 </ b> A to 142 </ b> D extending in the front, rear, left, and right directions, and the arms 142 </ b> A to 142 </ b> D intersect at right angles at the center of the yoke guide 142.

そして、角孔131Bの外側で、アーム142A〜142Dの端部が下方に折れ曲がり、その端部が下ケース121の内底面に固定されている。さらに、アーム142A〜142Dの上部には、突起142Eを備える。   Further, the ends of the arms 142 </ b> A to 142 </ b> D are bent downward on the outside of the square hole 131 </ b> B, and the ends are fixed to the inner bottom surface of the lower case 121. Furthermore, the protrusion 142E is provided in the upper part of arms 142A-142D.

なお、コイル141A〜141Dは上下方向を軸としてコイル線が巻回され構成される。突起142Eがコイル141A〜141Dを貫通し、コイル141A〜141Dをヨークガイド142に固定している。   The coils 141A to 141D are configured by winding coil wires around the vertical direction. The protrusion 142E penetrates the coils 141A to 141D, and fixes the coils 141A to 141D to the yoke guide 142.

そして、固定ユニット124に対し、可動ユニット123を移動可能にするため、各アーム142A〜142Dをガイド路134に合わせて配置し、ヨークガイド142と、磁石133A〜133Dの間には空間を設けている。なお、各アーム142A〜142Dは角孔131Bを貫通させている。   In order to make the movable unit 123 movable with respect to the fixed unit 124, the arms 142A to 142D are arranged along the guide path 134, and a space is provided between the yoke guide 142 and the magnets 133A to 133D. Yes. Each arm 142A to 142D passes through the square hole 131B.

これにより、ヨークガイド142と磁石133A〜133Dの間の空間を使って、ヨークガイド142に対し磁石133A〜133Dが振動しうる。   Thereby, magnets 133A-133D can vibrate with respect to yoke guide 142 using the space between yoke guide 142 and magnets 133A-133D.

なお、コイル141A〜141Dを形成するコイル線の端部は、外部電極(図示せず)に電気的に接続される。   Note that the ends of the coil wires forming the coils 141A to 141D are electrically connected to an external electrode (not shown).

上述のように構成された発電装置150において、例えば、電子機器を保持した使用者が歩行などすると、使用者の動きに応じて、発電装置150に外力が加わり、可動ユニット123が固定ユニット124に対し振動し発電を行う。そして、外部電極と電子機器(図示せず)内部の整流回路や蓄電回路等を介して電子機器が動作する電力を供給する。   In the power generation device 150 configured as described above, for example, when a user holding an electronic device walks, an external force is applied to the power generation device 150 according to the movement of the user, and the movable unit 123 becomes a fixed unit 124. It vibrates and generates electricity. Then, electric power for operating the electronic device is supplied via a rectifier circuit, a power storage circuit, and the like inside the external electrode and the electronic device (not shown).

次に、図10〜図12を用いて説明するのは、実施の形態2にかかる他の発電装置250である。   Next, what is described with reference to FIGS. 10 to 12 is another power generation apparatus 250 according to the second embodiment.

図10は発電装置250の分解斜視図、図11は断面図である。   10 is an exploded perspective view of the power generation device 250, and FIG. 11 is a cross-sectional view.

発電装置250も発電装置150と同様に、可動ユニット223が固定ユニット224に対し、前後左右に振動し発電を行うものである。ただし、発電装置150と比較すると、発電装置250は、水平面で同じ高さに配置された磁石233A、233Bの上側にコイル241Aが、下側にコイル241Bが配置され、磁石233A、233Bがコイル241Aとコイル241Bに挟まれている点が異なる。   Similarly to the power generation apparatus 150, the power generation apparatus 250 is configured such that the movable unit 223 vibrates in the front / rear and left / right directions with respect to the fixed unit 224. However, as compared with the power generation device 150, the power generation device 250 includes a coil 241A on the upper side of the magnets 233A and 233B arranged at the same height on the horizontal plane, a coil 241B on the lower side, and the magnets 233A and 233B in the coil 241A. And the point of being sandwiched between the coils 241B is different.

発電装置250は、下ケース221と、弾性体222A〜222Dと、可動ユニット223と、固定ユニット224と、上ケース225を備える。   The power generation device 250 includes a lower case 221, elastic bodies 222 </ b> A to 222 </ b> D, a movable unit 223, a fixed unit 224, and an upper case 225.

下ケース221は、上面開口の円筒箱状である。ここで、下ケース221の内底面の略中央位置に軸受221Aが円孔として設けられ、軸受221Aの周囲にコイル受221Bが窪んで設けられている。   The lower case 221 has a cylindrical box shape with an upper opening. Here, a bearing 221A is provided as a circular hole at a substantially central position on the inner bottom surface of the lower case 221, and a coil receiver 221B is provided around the bearing 221A so as to be recessed.

また、弾性体222A〜222Dは、例えばバネで、下ケース221の前後左右の内側面と、可動ユニット223の側面を接続している。そして、弾性体222A〜222Dの伸縮により、可動ユニット223が固定ユニット224に対し前後左右に振動可能となっている。   The elastic bodies 222 </ b> A to 222 </ b> D connect, for example, springs, the front and rear inner surfaces of the lower case 221 and the side surface of the movable unit 223. The movable unit 223 can vibrate in the front-rear and left-right directions with respect to the fixed unit 224 by the expansion and contraction of the elastic bodies 222A to 222D.

また、上ケース225は、下面開口の円筒箱状である。ここで、上ケース225の内底面の略中央位置に軸受225Aが円孔として設けられ、軸受225Aの周囲にコイル受225Bが窪んで設けられている。   The upper case 225 has a cylindrical box shape with a lower surface opening. Here, a bearing 225A is provided as a circular hole at a substantially central position on the inner bottom surface of the upper case 225, and a coil receiver 225B is provided around the bearing 225A so as to be recessed.

上ケース225は下ケース221を覆って配置され、これにより、下ケース221と上ケース225の間に弾性体222A〜222Dと、可動ユニット223と、固定ユニット224が収納される。   The upper case 225 is disposed so as to cover the lower case 221, whereby the elastic bodies 222 </ b> A to 222 </ b> D, the movable unit 223, and the fixed unit 224 are accommodated between the lower case 221 and the upper case 225.

次に、可動ユニット223と、固定ユニット224の構成を説明する。   Next, the configuration of the movable unit 223 and the fixed unit 224 will be described.

可動ユニット223は、ヨーク231と、磁石233A、233Bを備える。   The movable unit 223 includes a yoke 231 and magnets 233A and 233B.

ここで、ヨーク231は、リング状で、ヨーク部材となる磁性体を材料とする。   Here, the yoke 231 has a ring shape and is made of a magnetic material serving as a yoke member.

また、磁石233A、233Bは板状で、隣り合う磁石は上面が異なる磁極となるように着磁されている。例えば磁石233A、233Bの上面はそれぞれS極、N極に、下面はそれぞれN極、S極に着磁される。ここで、磁石233A、233Bはヨーク231の内側に接して配置される。   Further, the magnets 233A and 233B are plate-like, and adjacent magnets are magnetized so that their upper surfaces have different magnetic poles. For example, the upper surfaces of the magnets 233A and 233B are magnetized to S and N poles, respectively, and the lower surfaces are magnetized to N and S poles, respectively. Here, the magnets 233A and 233B are arranged in contact with the inside of the yoke 231.

固定ユニット224は、コイル241A、241Bと、軸242を備える。   The fixed unit 224 includes coils 241A and 241B and a shaft 242.

ここでコイル241A、241Bは上下方向を軸としてコイル線が巻回され構成されている。   Here, the coils 241A and 241B are formed by winding coil wires around the vertical direction.

また、軸242は円柱状で、側面を周回して上面視でリング状の突起242A、242Bが上下方向に所定の間隔を空けて設けられている。そして、軸242にコイル241Aを上方から突起242Aに当たるまで差し込み、コイル241Bを下方から突起242Bに当たるまで差し込んで配置する。   The shaft 242 has a columnar shape, and ring-shaped protrusions 242A and 242B are provided at predetermined intervals in the vertical direction around the side surface and viewed from above. The coil 241A is inserted into the shaft 242 from above until it contacts the protrusion 242A, and the coil 241B is inserted from below until it contacts the protrusion 242B.

ここで、コイル241Aとコイル241Bの間を磁石233Aと磁石233Bが移動可能なように、可動ユニット223と固定ユニット224が組み合わされる。   Here, the movable unit 223 and the fixed unit 224 are combined so that the magnets 233A and 233B can move between the coils 241A and 241B.

そして、軸242の両端が軸受221A、225Aに差し込まれ、コイル241Aがコイル受225Bに、コイル241Bがコイル受221Bに配置される。これにより、上ケース225と下ケース221の間に可動ユニット223と固定ユニット224が収納される。   Then, both ends of the shaft 242 are inserted into the bearings 221A and 225A, the coil 241A is disposed in the coil receiver 225B, and the coil 241B is disposed in the coil receiver 221B. Thereby, the movable unit 223 and the fixed unit 224 are accommodated between the upper case 225 and the lower case 221.

なお、コイル241A、241Bを形成するコイル線の端部は、外部電極(図示せず)に電気的に接続される。   Note that the ends of the coil wires forming the coils 241A and 241B are electrically connected to external electrodes (not shown).

上述のように構成された発電装置250において、例えば、電子機器を保持した使用者が歩行などすると、使用者の動きに応じて、発電装置250に外力が加わり、可動ユニット223が固定ユニット224に対し振動し発電を行う。そして、外部電極と電子機器内部の整流回路や蓄電回路等を介して電子機器が動作する電力を供給する。   In the power generation device 250 configured as described above, for example, when a user holding an electronic device walks, an external force is applied to the power generation device 250 according to the movement of the user, and the movable unit 223 is moved to the fixed unit 224. It vibrates and generates electricity. Then, electric power for operating the electronic device is supplied via the external electrode and a rectifier circuit, a storage circuit, and the like inside the electronic device.

図12には、一例として、右斜め方向に可動ユニット223が固定ユニット224に対し移動した状態を示している。   FIG. 12 shows a state in which the movable unit 223 has moved relative to the fixed unit 224 in the diagonally right direction as an example.

このように、コイル241Aの側面が、ヨーク231の内側面に接するまで、可動ユニット223が固定ユニット224に対し移動することが可能で、可動幅が大きく確保され、発電量を増加させることができる。   In this way, the movable unit 223 can move relative to the fixed unit 224 until the side surface of the coil 241A contacts the inner side surface of the yoke 231, and a large movable width is ensured, and the amount of power generation can be increased. .

なお、下ヨーク131、上ヨーク132、ヨーク231の材料としては、導磁性のステンレス、珪素鋼板等の電磁鋼板、純鉄や鋳鉄等の鉄、パーマロイやフェライト等が適している。   Suitable materials for the lower yoke 131, the upper yoke 132, and the yoke 231 are magnetic steel plates such as conductive stainless steel and silicon steel plate, iron such as pure iron and cast iron, permalloy, ferrite, and the like.

また、コイル線の例としては、ポリウレタン銅線、ポリエステル銅線、ポリアミド系銅線などが考えられる。コイル141A〜141D、241A、241Bは、たとえば樹脂部品でボビンを形成し、ボビンの周りに1本のコイル線を直接巻回してもよいし、自己融着のコイル線を巻回して空芯コイルを形成してもよい。   Examples of coil wires include polyurethane copper wires, polyester copper wires, polyamide copper wires, and the like. The coils 141A to 141D, 241A, and 241B may be formed by, for example, forming a bobbin with resin parts and winding one coil wire directly around the bobbin, or by winding a self-bonding coil wire May be formed.

なお磁石133A〜133D、233A、233Bは、磁力が強い方が望ましく、ネオジム、鉄、ホウ素を含むネオジム磁石が適している。なお、磁石の表面には錆止めの金属めっきを行うことが望ましい。また、磁石は、隣り合う磁石の上面の磁極が異なる磁極で着磁されていれば、その磁極がS極でもN極でもよい。   Magnets 133A to 133D, 233A, and 233B preferably have a strong magnetic force, and neodymium magnets containing neodymium, iron, and boron are suitable. In addition, it is desirable to perform rust prevention metal plating on the surface of the magnet. Further, if the magnets are magnetized with different magnetic poles on the upper surface of adjacent magnets, the magnetic poles may be S poles or N poles.

このように実施の形態2によれば、ヨーク部材となる下ヨーク131の前後左右に弾性体122A〜122Dを接続させ、可動ユニット123がコイル141A〜141Dに対し前後左右に振動可能なように構成しているので、発電装置150が配置された方向に関わらず、発電を行うことが可能となる。   As described above, according to the second embodiment, the elastic bodies 122A to 122D are connected to the front, rear, left and right of the lower yoke 131 serving as the yoke member, and the movable unit 123 can be vibrated from front to back and left and right with respect to the coils 141A to 141D. Therefore, power generation can be performed regardless of the direction in which the power generation device 150 is disposed.

また、磁石233A、233Bを複数のコイル241A、241Bで挟んで構成しているので、小型の発電装置250を実現できる。   In addition, since the magnets 233A and 233B are sandwiched between the plurality of coils 241A and 241B, a small power generator 250 can be realized.

本発明による発電装置は、薄型化に適しているという有利な効果を有し、主に各種電子機器の動作電力の供給のため有用である。   The power generator according to the present invention has an advantageous effect of being suitable for thinning, and is mainly useful for supplying operating power to various electronic devices.

21、71、121、221 下ケース
21A 内底面
21B、71A、142E、242A、242B 突起
21C、25A、31A、32A 側壁
22、122A〜122D、222A〜222D バネ
22A コイル部
22B、22C アーム部
22D 端部
23、62、123、223 可動ユニット
24、61、124、224 固定ユニット
25、125、225 上ケース
25B 突部
26A、26B 接続端子
27A、27B 外部電極
31、53B、53D、131 下ヨーク
31B 切欠き部
32、53A、53C、132 上ヨーク
32B ガイド部
32C スリット
33A、33B、52A、52B、133A〜133D、233A、233B 磁石
34 接続板
41、51、141A〜141D、241A、241B コイル
41A 孔
42、54 ヨークガイド
42A 係止部
42B 凹部
42C 前端部
42D 後端部
42E 段部
50、150、250 発電装置
72 引張コイルバネ
73 緩衝部材
131A 側壁
131B 角孔
134 ガイド路
142 ヨークガイド
142A〜142D アーム
221A、225A 軸受
221B、225B コイル受
231 ヨーク
242 軸
21, 71, 121, 221 Lower case 21A Inner bottom surface 21B, 71A, 142E, 242A, 242B Protrusion 21C, 25A, 31A, 32A Side wall 22, 122A-122D, 222A-222D Spring 22A Coil portion 22B, 22C Arm portion 22D End Portion 23, 62, 123, 223 Movable unit 24, 61, 124, 224 Fixed unit 25, 125, 225 Upper case 25B Protrusion 26A, 26B Connection terminal 27A, 27B External electrode 31, 53B, 53D, 131 Lower yoke 31B Cutting Notch portion 32, 53A, 53C, 132 Upper yoke 32B Guide portion 32C Slit 33A, 33B, 52A, 52B, 133A-133D, 233A, 233B Magnet 34 Connection plate 41, 51, 141A-141D, 241A, 241B Coil 4 A hole 42, 54 Yoke guide 42A Locking part 42B Recess 42C Front end part 42D Rear end part 42E Step part 50, 150, 250 Power generator 72 Tension coil spring 73 Buffer member 131A Side wall 131B Square hole 134 Guide path 142 Yoke guide 142A-142D Arm 221A, 225A Bearing 221B, 225B Coil receiver 231 Yoke 242 Shaft

Claims (8)

上下方向の厚みに比べ前後及び左右方向の幅を長くして形成された磁石と、前記磁石に接続されたヨーク部材と、前記磁石または前記ヨーク部材の少なくとも一部に対し上下方向に対向して配置されたコイル線が巻回されたコイルを備え、前記コイルは上下方向を巻回の中心軸とし上下方向の厚みに比べ前後及び左右方向の幅を長くして形成され、前記磁石及び前記ヨーク部材が一体として可動ユニットを構成し、前記コイルに対し前記可動ユニットが振動する発電装置。 A magnet formed with a longer width in the front-rear and left-right directions than the thickness in the up-down direction, a yoke member connected to the magnet, and at least a part of the magnet or the yoke member opposed in the up-down direction. The coil includes a coil around which the coil wire is wound, and the coil is formed with a longitudinal axis as a central axis of winding and having a width in the front-rear and left-right directions longer than a thickness in the vertical direction, and the magnet and the yoke A power generation device in which members constitute a movable unit as a unit, and the movable unit vibrates with respect to the coil. 前記ヨーク部材は上ヨークと下ヨークを備え、前記コイルは前記上ヨークと前記下ヨークの間に配置され、可動ユニットの側方に設けられた弾性体を備え、前記コイルに対し前記可動ユニットが前記弾性体の伸縮により振動する請求項1記載の発電装置。 The yoke member includes an upper yoke and a lower yoke, and the coil is disposed between the upper yoke and the lower yoke, and includes an elastic body provided on a side of the movable unit. The power generation device according to claim 1, which vibrates due to expansion and contraction of the elastic body. 前記磁石を複数備え、複数の前記磁石の間に配置された接続板をさらに備えた請求項2記載の発電装置。 The power generator according to claim 2, further comprising a plurality of the magnets, and further comprising a connection plate disposed between the plurality of magnets. 前記弾性体を保持する突起を有する下ケースをさらに備え、前記下ヨークに切り欠きを設け、前記可動ユニットが中立位置から最も移動した際に、前記突起が前記切り欠きの内方に進入する請求項3記載の発電装置。 A lower case having a protrusion for holding the elastic body is further provided, and a notch is provided in the lower yoke, and when the movable unit is moved most from a neutral position, the protrusion enters inward of the notch. Item 4. The power generation device according to item 3. 前記磁石は前記コイルの左右方向に配置され、前記磁石に接続した前記上ヨークと前記下ヨークが前記コイルに対し上下方向で対向して配置された請求項2記載の発電装置。 The power generator according to claim 2, wherein the magnet is disposed in a left-right direction of the coil, and the upper yoke and the lower yoke connected to the magnet are disposed to face the coil in a vertical direction. 前記可動ユニットと前記コイルと前記弾性体を間に挟んで収納する上ケース及び下ケースとをさらに備え、前記下ケースの下面に前記コイルと電気的に接続した外部電極を備えた請求項2記載の発電装置。 3. The apparatus according to claim 2, further comprising an upper case and a lower case that are accommodated with the movable unit, the coil, and the elastic body interposed therebetween, and an external electrode that is electrically connected to the coil on the lower surface of the lower case. Power generator. 前記ヨーク部材の前後左右に前記弾性体を接続し、前記可動ユニットが前記コイルに対し前後左右に振動可能となる請求項1記載の発電装置。 The power generator according to claim 1, wherein the elastic body is connected to front, rear, left, and right of the yoke member, and the movable unit can vibrate front, rear, left, and right with respect to the coil. 前記コイルは前記磁石を上下に挟んで配置した請求項1記載の発電装置。 The power generator according to claim 1, wherein the coil is arranged with the magnet sandwiched between the upper and lower sides.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017103716A (en) * 2015-12-04 2017-06-08 日本電信電話株式会社 Article management system
CN111725968A (en) * 2016-04-19 2020-09-29 松下知识产权经营株式会社 Power generation device
US10840790B2 (en) 2017-12-25 2020-11-17 Futaba Corporation Vibration power generator
CN111971882A (en) * 2018-03-27 2020-11-20 佩尔皮图姆有限公司 Electromechanical generator for converting mechanical vibrational energy into electrical energy

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017103716A (en) * 2015-12-04 2017-06-08 日本電信電話株式会社 Article management system
CN111725968A (en) * 2016-04-19 2020-09-29 松下知识产权经营株式会社 Power generation device
CN111725968B (en) * 2016-04-19 2022-09-13 松下知识产权经营株式会社 Power generation device
US10840790B2 (en) 2017-12-25 2020-11-17 Futaba Corporation Vibration power generator
CN111971882A (en) * 2018-03-27 2020-11-20 佩尔皮图姆有限公司 Electromechanical generator for converting mechanical vibrational energy into electrical energy

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