JP2013039021A - Power generation apparatus - Google Patents
Power generation apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013039021A JP2013039021A JP2012057020A JP2012057020A JP2013039021A JP 2013039021 A JP2013039021 A JP 2013039021A JP 2012057020 A JP2012057020 A JP 2012057020A JP 2012057020 A JP2012057020 A JP 2012057020A JP 2013039021 A JP2013039021 A JP 2013039021A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- yoke
- movable unit
- magnets
- magnet
- 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
Links
Images
Classifications
-
- Y02P70/521—
Landscapes
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
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
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
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,
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
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
(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,
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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,
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
可動ユニット223は、ヨーク231と、磁石233A、233Bを備える。
The
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
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
固定ユニット224は、コイル241A、241Bと、軸242を備える。
The fixed
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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。
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
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
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
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012057020A JP2013039021A (en) | 2011-07-13 | 2012-03-14 | Power generation apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011154553 | 2011-07-13 | ||
JP2011154553 | 2011-07-13 | ||
JP2012057020A JP2013039021A (en) | 2011-07-13 | 2012-03-14 | Power generation apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013039021A true JP2013039021A (en) | 2013-02-21 |
Family
ID=47888071
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012057020A Pending JP2013039021A (en) | 2011-07-13 | 2012-03-14 | Power generation apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013039021A (en) |
Cited By (4)
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 |
-
2012
- 2012-03-14 JP JP2012057020A patent/JP2013039021A/en active Pending
Cited By (5)
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 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9350220B2 (en) | Vibration generator moving vibrator by magnetic field generated by coil and holder used in vibration-generator | |
US8013480B2 (en) | Linear vibration motor | |
CN107623425B (en) | Linear vibration generator | |
US20110266892A1 (en) | Vibration generating device | |
JP7079590B2 (en) | Linear vibration motors and electronic devices | |
JP7261699B2 (en) | vibration generator | |
JP2010069356A (en) | Reciprocating vibrator | |
JP2020185564A (en) | Vibration generating device | |
CN106660073A (en) | Linear vibration motor | |
CN208890619U (en) | Vibrating motor and haptic apparatus | |
KR20110009477A (en) | Linear vibration motor | |
JP2012039824A (en) | Vibration generator | |
JP6948184B2 (en) | Vibration motor | |
US20170126109A1 (en) | Vibration motor | |
JP2013039021A (en) | Power generation apparatus | |
KR20150053106A (en) | Linear vibration generating device | |
CN103357566A (en) | Vibrator | |
JP2013055714A (en) | Vibration power generator | |
KR101265452B1 (en) | Linear vibrator | |
US20190319524A1 (en) | Power generation element and smart key | |
KR101022899B1 (en) | Horizontal linear vibrator | |
CN111921828B (en) | Vibration generating device | |
JP2012135131A (en) | Power generation apparatus | |
CN111921827B (en) | Vibration generating device | |
KR101914530B1 (en) | Vibrator |