JP2014143792A - 振動発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】上下方向の振動を利用して誘導起電力を生じさせるように構成された振動発電装置において、簡易な構成で発電効率を高める。
【解決手段】コイル２２を備えた固定側ユニット２０に対して、マグネット４２を備えた可動側ユニット４０を、１対のコイルバネ５０を介して吊り支持された構成とする。これにより比較的簡易な構成で可動側ユニット４０を上下方向に振動させるようにする。その際、固定側ユニット２０のコイル支持部材２４として、そのコイル収容部２４Ａａを板厚方向両側から覆うように形成された構成とし、このコイル支持部材２４の板厚方向両側の表面に摩擦低減処理が施された構成とする。これにより動摩擦係数を小さく抑え、従来用いられていた１対のガイドシャフトを不要とする。またこれにより、可動側ユニット４０の上下方向の振動が円滑に行われるようにし、その分だけ発電効率を高める。
【選択図】図１

Description

本願発明は、上下方向の振動を利用して誘導起電力を生じさせるように構成された振動発電装置に関するものである。

従来より、人の歩行動作等により自動的に発電し得るように構成された携帯型の振動発電装置が知られている。

例えば「特許文献１」や「特許文献２」には、コイルを備えた固定側ユニットに対して、マグネットを備えた可動側ユニットが上下方向に振動することにより、コイルに誘導起電力を生じさせるように構成された振動発電装置が記載されている。

これら各特許文献に記載された振動発電装置においては、固定側ユニットが上下方向に延びる１対のガイドシャフトを備えており、両ガイドシャフトに対して可動側ユニットが上下方向に摺動可能に取り付けられた構成となっている。

その際「特許文献１」に記載された振動発電装置においては、可動側ユニットが固定側ユニットに対して１対のコイルバネを介して吊り支持された構成となっており、両コイルバネの弾性変形により可動側ユニットを上下方向に振動させるようになっている。

一方「特許文献２」に記載された振動発電装置においては、１対のガイドシャフトの各々における上下両端部にコイルバネがそれぞれ配置された構成となっており、これら上下２組のコイルバネの弾性反発力によって可動側ユニットを上下方向に振動させるようになっている。

特開２００８−５４３２５４号公報 特開２００４−１５９４０７号公報

上記「特許文献１」に記載された振動発電装置のように、可動側ユニットが固定側ユニットに対して複数のコイルバネを介して吊り支持された構成とすれば、装置構成を比較的簡素化することができる。

しかしながら、この振動発電装置においては、可動側ユニットが固定側ユニットにおける１対のガイドシャフトの各々に対して上下方向に摺動する構成となっているので、次のような問題がある。

すなわち、両ガイドシャフト相互間の位置関係精度や可動側ユニットに形成された１対のガイドシャフト挿通孔の寸法精度が十分に確保されていない場合には、摺動の際に大きな摩擦抵抗が発生しやすくなる。そして、このような場合には、可動側ユニットの上下方向の振動が円滑に行われなくなり、その分だけ発電効率が低下してしまう、という問題がある。

本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、上下方向の振動を利用して誘導起電力を生じさせるように構成された振動発電装置において、簡易な構成で発電効率を高めることができる振動発電装置を提供することを目的とするものである。

本願発明は、１対のガイドシャフトを不要とし得る構成とすることにより、上記目的達成を図るようにしたものである。

すなわち、本願発明に係る振動発電装置は、
コイルを備えた固定側ユニットに対して、マグネットを備えた可動側ユニットが上下方向に振動することにより、上記コイルに誘導起電力を生じさせるように構成された振動発電装置において、
上記固定側ユニットに対して上記可動側ユニットが複数のコイルバネを介して吊り支持されており、
上記固定側ユニットが、上下方向に延びるように配置された板状のコイル支持部材を備えており、このコイル支持部材に形成されたコイル収容部に上記コイルが収容されており、
上記可動側ユニットが、上記コイル支持部材の板厚方向両側に配置された１対のヨークを備えており、これら各ヨークの内側面に上記マグネットがそれぞれ取り付けられており、
上記コイル支持部材が、上記コイル収容部を板厚方向両側から覆うように形成されており、
上記コイル支持部材における板厚方向両側の表面に摩擦低減処理が施されている、ことを特徴とするものである。

上記「可動側ユニット」は、コイル支持部材の板厚方向両側に配置された１対のヨークの各々の内側面にマグネットがそれぞれ取り付けられた構成となっていれば、その具体的な構成は特に限定されるものではない。

上記「摩擦低減処理」は、この処理が施されていないとした場合に比して、コイル支持部材の表面の動摩擦係数を低減させることができる処理であれば、その具体的な処理内容は特に限定されるものではなく、例えば塗装やフィルムの貼付等による処理が採用可能である。その際、この「摩擦低減処理」として、動摩擦係数を０．３以下の値に低減可能な処理とすることが好ましく、動摩擦係数を０．２５以下の値に低減可能な処理とすることがより好ましい。

上記構成に示すように、本願発明に係る振動発電装置は、コイルを備えた固定側ユニットに対して、マグネットを備えた可動側ユニットが複数のコイルバネを介して吊り支持された構成となっているので、比較的簡易な構成で可動側ユニットを上下方向に振動させることができる。

その際、固定側ユニットのコイル支持部材は、そのコイル収容部を板厚方向両側から覆うように形成されており、そして、このコイル支持部材の板厚方向両側の表面には摩擦低減処理が施されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、可動側ユニットが上下方向に振動する際、この可動側ユニットがコイル支持部材の板厚方向に変位してこのコイル支持部材に接触するようなことがあっても、その際の動摩擦係数を十分小さく抑えることができる。そしてこれにより、従来の振動発電装置において用いられていた１対のガイドシャフトを不要とすることができる。

このため、従来のように、両ガイドシャフト相互間の位置関係精度や可動側ユニットに形成された１対のガイドシャフト挿通孔の寸法精度が十分に確保されないことに起因して、摺動の際に大きな摩擦抵抗が発生しやすくなってしまう、という問題が発生するのを未然に防止することができる。そしてこれにより、可動側ユニットの上下方向の振動が円滑に行われるようにすることができ、その分だけ発電効率を高めることができる。

このように本願発明によれば、上下方向の振動を利用して誘導起電力を生じさせるように構成された振動発電装置において、簡易な構成で発電効率を高めることができる。そしてこれにより、振動発電装置を人が携帯するのに適した構成とすることができる。

しかも本願発明によれば、従来用いられていた１対のガイドシャフトが不要となるので、その分だけ振動発電装置の小型化や軽量化を図ることができる。

上記構成において、コイル支持部材の構成として、コイル収容部が形成された支持部材本体と、この支持部材本体における板厚方向両側の表面のうち少なくとも一方の表面に、そのコイル収容部を塞ぐようにして貼り付けられた摩擦低減フィルムとを備えた構成とすれば、コイル支持部材の板厚方向両側の表面に対する摩擦低減処理を容易かつ確実に施すことができる。

その際、この摩擦低減フィルムとしては、樹脂フィルム、紙、アルミ箔等が採用可能であるが、この摩擦低減フィルムとして超高分子量ポリエチレンフィルムを用いるようにすれば、可動側ユニットが上下方向に振動する際の動摩擦係数を大幅に低減させることができる。ここで「超高分子量ポリエチレンフィルム」とは、分子量が１００万以上のポリエチレンで形成されたフィルムを意味するものである。

上記構成において、コイル支持部材における１対の側端面にも摩擦低減処理が施された構成とすれば、可動側ユニットが上下方向に振動する際にコイル支持部材の板厚方向と直交する方向に変位してこのコイル支持部材に接触するようなことがあっても、その際の動摩擦係数を低減させて、可動側ユニットの上下方向の振動が円滑に行われるようにすることができる。そしてこれにより、振動発電装置の発電効率をより一層高めることができる。

上記構成において、各マグネットの各ヨークへの取付けが共通のマグネット支持部材に位置決め支持された状態で行われるようにした上で、各コイルバネの下端部がマグネット支持部材に係止された構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、各マグネットが共通のマグネット支持部材に位置決め支持された状態で各ヨークに取り付けられた構成とすることにより、磁気回路を精度良く形成することができる。また、各コイルバネの下端部がマグネット支持部材に係止された構成とすることにより、可動側ユニットに対する各コイルバネの取付けを容易に行うことができる。

上記構成において、複数のコイルバネとして、コイル支持部材における１対の側端面の両側に配置された１対のコイルバネを備えた構成とした上で、これら１対のコイルバネが平面視においてコイル支持部材の中心位置に関して対角の位置関係で配置された構成とすれば、振動発電装置の厚みを小さく抑えた上で、可動側ユニットが上下方向に振動する際に該可動側ユニットがコイル支持部材の板厚方向およびこれと直交する方向に変位しにくくなるようにすることができる。

上記構成において、各ヨークの側端部に、コイル支持部材の側端面と対向する位置まで延びる錘部材が、該ヨークと一体または別体で形成された構成とすれば、可動側ユニットの慣性質量の調整を容易に行うことができる。そしてこれにより、可動側ユニットの振動周期を人が歩行する際の上下動の周期等に合わせることが容易に可能となる。

その際、これら各錘部材が、マグネット支持部材に係止された各コイルバネの下端部を下方から挟み込むように配置された構成とすれば、振動発電装置の使用中に各コイルバネが不用意に外れてしまうおそれをなくすことができる。そしてこれにより、各コイルバネの下端部のマグネット支持部材に対する係止構造を簡素化することができる。

本願発明の一実施形態に係る振動発電装置を示す正面図 図１のII部詳細図 図１のIII−III線断面図 図３の要部詳細図 （ａ）は、上記振動発電装置の可動側ユニットをコイル支持部材と共に示す、図４のＶ方向矢視図、（ｂ）は、上記可動側ユニットを分解して示す、（ａ）と同様の図 上記可動側ユニットを分解して示す平面図 上記可動側ユニットの変形例を示す、図６と同様の図 上記コイル支持部材の３つの変形例を、図３の要部詳細図として示す図

以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。

図１は、本願発明の一実施形態に係る振動発電装置１０を示す正面図であり、図２は、そのII部詳細図である。また、図３は、図１のIII−III線断面図であり、図４は、その要部詳細図である。

これらの図に示すように、本実施形態に係る振動発電装置１０は、コイル２２を備えた固定側ユニット２０と、マグネット４２を備えた可動側ユニット４０とからなっている。その際、可動側ユニット４０は、固定側ユニット２０に対して１対のコイルバネ５０を介して吊り支持されている。

そして、この振動発電装置１０は、固定側ユニット２０に対して可動側ユニット４０が上下方向に振動することにより、コイル２２に誘導起電力を生じさせるように構成されている。その際、可動側ユニット４０の上下方向の振動は、振動発電装置１０がカバンやハンドバッグ等に収容された状態で持ち歩かれることにより行われるようになっている。

まず、固定側ユニット２０の具体的な構成について説明する。

固定側ユニット２０は、縦長のケース３０と、このケース３０内に配置されたコイル支持部材２４、回路基板３２および二次電池３４とを備えた構成となっている。

ケース３０は、前方へ向けて開口した開口部を有する樹脂製のケース本体３０Ａと、このケース本体３０Ａの開口部に取り付けられた樹脂製のカバー３０Ｂとからなっている。このケース３０は、縦長矩形状の正面形状を有しており、一定の前後幅で形成されている。

回路基板３２および二次電池３４は、ケース３０内の上部に配置されている。その際、正面視において、回路基板３２は右寄りの位置に配置されており、二次電池３４は左寄りの位置に配置されている。また、これら回路基板３２および二次電池３４は、回路基板３２を前にして前後方向に部分的に重複した状態で配置されている。

コイル支持部材２４は、正面視において縦長矩形状の外形形状を有する板状の部材であって、回路基板３２および二次電池３４の下方において上下方向に延びるように配置されている。

このコイル支持部材２４は、コイル２２を収容するためのコイル収容部２４Ａａが形成された支持部材本体２４Ａと、この支持部材本体２４Ａの前後両面に、その全域にわたって貼り付けられた２枚の摩擦低減フィルム２４Ｂ１、２４Ｂ２とを備えている。その際、支持部材本体２４Ａは、ＡＢＳ樹脂等の汎用樹脂で構成されている。一方、各摩擦低減フィルム２４Ｂ１、２４Ｂ２は、膜厚が０．０５〜０．２ｍｍ程度の超高分子量ポリエチレンフィルムで構成されている。

コイル２２は、上下方向に互いに隣接するようにして３つ配置されている。これら各コイル２２は、横長の長円形の巻回形状を有しており、電気的に直列に接続されている。

コイル収容部２４Ａａは、これら３つのコイル２２を包絡的に囲む内周面形状を有している。また、支持部材本体２４Ａには、このコイル収容部２４Ａａから該支持部材本体２４Ａの上端面まで延びる溝部２４Ａｂが形成されている。そして、この溝部２４Ａｂに３つのコイル２２から延びる１対のコイル端末２２ａを挿通させて回路基板３２に導くようになっている。これらコイル収容部２４Ａａおよび溝部２４Ａｂは、前方側へ向けて開口するように形成されている。さらに、支持部材本体２４Ａには、コイル収容部２４Ａａに収容された各コイル２２の中央空芯部と係合して該コイル２２を位置決めするための横長の突起部２４Ａｃが、上下方向に等間隔をおいて３箇所に形成されている。

そして、このコイル支持部材２４においては、その支持部材本体２４Ａの前面に貼り付けられた摩擦低減フィルム２４Ｂ１により、コイル収容部２４Ａａを塞いで、各コイル２２がコイル収容部２４Ａａから不用意にはみ出さないようにしている。

次に、可動側ユニット４０の具体的な構成について説明する。

図５（ａ）は、可動側ユニット４０をコイル支持部材２４と共に示す、図４のＶ方向矢視図であり、図５（ｂ）は、可動側ユニット４０を分解して示す同様の図である。また、図６は、可動側ユニット４０を分解して示す平面図である。

これらの図にも示すように、可動側ユニット４０は、コイル支持部材２４の前後両側に配置された１対のヨーク４４を備えており、これら各ヨーク４４の内側面にマグネット４２がそれぞれ取り付けられた構成となっている。

マグネット４２は、各ヨーク４４に対して２つずつ取り付けられている。その際、各ヨーク４４に取り付けられた２つのマグネット４２は、上下方向に所定間隔をおいて、かつ、極性を逆にした状態で配置されている。また、これら２つのマグネット４２は、前後１対のヨーク４４相互間において上下２つのマグネット４２の極性を逆にした状態（すなわち極性を襷がけの位置関係で一致させた状態）で配置されている。

これら各マグネット４２は、Ｎ−４８ネオジウム磁石であって、横長の直方体形状を有している。これら各マグネット４２の各ヨーク４４への取付けは、共通のマグネット支持部材４６に位置決め支持された状態で行われている。

このマグネット支持部材４６は、ＡＢＳ樹脂等からなる樹脂製部材で構成されており、コイル支持部材２４を囲む横長矩形状の水平断面形状で上下方向に延びるように形成されている。このマグネット支持部材４６における前後１対の鉛直壁面部４６ａの各々には、２つの横長矩形状の貫通孔４６ｃが上下方向に所定間隔をおいて形成されている。

そして、各マグネット４２は、これら各貫通孔４６ｃに嵌め込まれた状態で、かつ、その内側面４２ａを各鉛直壁面部４６ａの内側面から内側に僅かに突出させた状態で、各ヨーク４４に磁力で吸着されている。

これにより、この可動側ユニット４０においては、上下２組のマグネット４２および前後１対のヨーク４４によって、各組のマグネット４２相互間の空間を横切る磁束を生じさせる磁気回路が形成されるようになっている。

１対のコイルバネ５０は、コイル支持部材２４の支持部材本体２４Ａにおける左右１対の側端面２４Ａｄの両側に位置するように配置されている。その際、これら１対のコイルバネ５０は、平面視においてコイル支持部材２４の中心位置に関して対角の位置関係で配置されている。

具体的には、右側のコイルバネ５０は、回路基板３２の後方側を通るように配置されており、左側のコイルバネ５０は、二次電池３４の前方側を通るように配置されている。そして、これら各コイルバネ５０は、その上端部５０ａがケース本体３０Ａの上端部の左右コーナ部に形成された係止ピン３０Ａａに係止されており、その下端部５０ｂがマグネット支持部材４６に係止されている。

次に、マグネット支持部材４６の具体的な構成について説明する。

図５および６に示すように、マグネット支持部材４６における左右１対の側壁面部４６ｂには、左右１対の鉛直フランジ部４６ｄが形成されている。

これら各鉛直フランジ部４６ｄは、各側壁面部４６ｂの外側面における前後方向の中央位置から側方へ向けて鉛直面に沿って延びるように形成されている。その際、これら各鉛直フランジ部４６ｄは、マグネット支持部材４６の上端位置から上下方向の中央位置付近までの範囲にわたって形成されている。

左側の鉛直フランジ部４６ｄには、その下端部から前方へ向けて延びる水平フランジ部４６ｅが延長形成されている。この水平フランジ部４６ｅの左右方向の中央位置には、左側のコイルバネ５０を係止するための係止部４６ｆが形成されている。

この係止部４６ｆは、前後方向に延びる円柱状部４６ｆ１と、この円柱状部４６ｆ１の前端部から下方へ向けて延びる先端フランジ部４６ｆ２とで構成されている。その際、先端フランジ部４６ｆ２は、その後面が前方側の鉛直壁面部４６ａの前面よりも僅かに前方に位置するように形成されている。そして、この先端フランジ部４６ｆ２の存在により、円柱状部４６ｆ１に係止されたコイルバネ５０が前方側へ外れてしまうのを未然に防止するようになっている。この先端フランジ部４６ｆ２は、水平方向に延びる下端面４６ｆ２ａを有している。

一方、右側の鉛直フランジ部４６ｄにも、左側の鉛直フランジ部４６ｄの場合と同様の水平フランジ部４６ｅおよび係止部４６ｆが、平面視においてマグネット支持部材４６の中心位置に関して点対称の位置関係で形成されている。そして、この係止部４６ｆに右側のコイルバネ５０の下端部５０ｂが係止されている。

各ヨーク４４は、軟鉄板で構成されており、正面視においてマグネット支持部材４６の鉛直壁面部４６ａと略同一サイズの横長矩形状の外形形状を有している。ただし、これら各ヨーク４４の両側端部には、コイル支持部材２４の側端面２４Ａｄと対向する位置まで延びる錘部材４８Ａ、４８Ｂが、該ヨーク４４と一体で形成されている。これら各錘部材４８Ａ、４８Ｂは、前後方向に延びる板厚一定の鉛直壁部として形成されている。

前方側に位置するヨーク４４において、その左側端部に形成された錘部材４８Ａは、ヨーク４４の下端位置から上下方向の中央位置付近までの範囲にわたって形成されており、一方、その右側端部に形成された錘部材４８Ｂは、ヨーク４４の下端位置から上端位置までの全範囲にわたって形成されている。その際、錘部材４８Ａは、その上端面４８Ａａがマグネット支持部材４６の係止部４６ｆにおける先端フランジ部４６ｆ２の下端面４６ｆ２ａと略同じ高さに位置するように形成されている。そして、この錘部材４８Ａの後面は、マグネット支持部材４６における鉛直フランジ部４６ｄの後面と略面一となるように形成されている。また、錘部材４８Ｂの後面は、マグネット支持部材４６における鉛直フランジ部４６ｄの前面よりも僅かに前方に位置するように形成されている。

一方、後方側に位置するヨーク４４に形成された錘部材４８Ａ、４８Ｂは、前方側に位置するヨーク４４に対して、平面視においてマグネット支持部材４６の中心位置に関して点対称の位置関係で配置されている。

そして、マグネット支持部材４６の各係止部４６ｆに各コイルバネ５０の下端部５０ｂが係止された状態で、このマグネット支持部材４６に対して１対のヨーク４４が前後両側から装着されることにより、各係止部４６ｆにおける先端フランジ部４６ｆ２の下端面４６ｆ２ａと各錘部材４８Ａの上端面４８Ａａとが略隙間なく対向するようになっている。これにより、各錘部材４８Ａは、マグネット支持部材４６の各係止部４６ｆに係止された各コイルバネ５０の下端部５０ｂを下方から挟み込むように配置されることとなり、これにより各コイルバネ５０が係止状態に確実に維持されるようになっている。

なお、各ヨーク４４における錘部材４８Ａ側の側端面は、錘部材４８Ａよりも上方側に位置する部分が錘部材４８Ａと該ヨーク４４との接続位置よりもやや中央寄りに変位した切欠き面４４ａとして形成されており、これによりコイルバネ５０との干渉を未然に回避するようになっている。

次に本実施形態の作用効果について説明する。

本実施形態に係る振動発電装置１０は、コイル２２を備えた固定側ユニット２０に対して、マグネット４２を備えた可動側ユニット４０が１対のコイルバネ５０を介して吊り支持された構成となっているので、比較的簡易な構成で可動側ユニット４０を上下方向に振動させることができる。

その際、固定側ユニット２０のコイル支持部材２４は、そのコイル収容部２４Ａａを板厚方向両側から覆うように形成されており、そして、このコイル支持部材２４の板厚方向両側の表面には摩擦低減処理が施されているので、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、可動側ユニット４０が上下方向に振動する際、この可動側ユニット４０がコイル支持部材２４の板厚方向に変位してこのコイル支持部材２４に接触するようなことがあっても、その際の動摩擦係数を十分小さく抑えることができる。そしてこれにより、従来の振動発電装置において用いられていた１対のガイドシャフトを不要とすることができる。

このため、従来のように、両ガイドシャフト相互間の位置関係精度や可動側ユニットに形成された１対のガイドシャフト挿通孔の寸法精度が十分に確保されないことに起因して、摺動の際に大きな摩擦抵抗が発生しやすくなってしまう、という問題が発生するのを未然に防止することができる。そしてこれにより、可動側ユニット４０の上下方向の振動が円滑に行われるようにすることができ、その分だけ発電効率を高めることができる。

このように本実施形態によれば、上下方向の振動を利用して誘導起電力を生じさせるように構成された振動発電装置１０において、簡易な構成で発電効率を高めることができる。そしてこれにより、振動発電装置１０を人が携帯するのに適した構成とすることができる。

しかも本実施形態によれば、従来用いられていた１対のガイドシャフトが不要となるので、その分だけ振動発電装置１０の小型化や軽量化を図ることができる。

また本実施形態においては、コイル支持部材２４の構成として、コイル収容部２４Ａａが形成された支持部材本体２４Ａと、この支持部材本体２４Ａにおける板厚方向両側の表面に貼り付けられた摩擦低減フィルム２４Ｂ１、２４Ｂ２とを備えた構成となっているので、コイル支持部材２４の板厚方向両側の表面に対する摩擦低減処理を容易かつ確実に施すことができる。

その際、前方側の摩擦低減フィルム２４Ｂ１は、支持部材本体２４Ａのコイル収容部２４Ａａを塞ぐようにして貼り付けられているので、各コイル２２がコイル収容部２４Ａａから不用意にはみ出してしまわないようにすることができる。

しかも本実施形態においては、摩擦低減フィルム２４Ｂ１、２４Ｂ２として超高分子量ポリエチレンフィルムが用いられているので、可動側ユニット４０が上下方向に振動する際の動摩擦係数を大幅に（具体的には０．２５以下程度の値に）低減させることができる。

さらに本実施形態においては、各マグネット４２が共通のマグネット支持部材４６に位置決め支持された状態で各ヨーク４４に取り付けられた構成となっているので、磁気回路を精度良く形成することができる。また、これら各コイルバネ５０は、その下端部５０ｂがマグネット支持部材４６に係止された構成となっているので、可動側ユニット４０に対する各コイルバネ５０の取付けを容易に行うことができる。

また本実施形態においては、１対のコイルバネ５０が、コイル支持部材２４の支持部材本体２４Ａにおける１対の側端面２４Ａｄの両側に配置されており、かつ、これら１対のコイルバネ５０は平面視においてコイル支持部材２４の中心位置に関して対角の位置関係で配置されているので、振動発電装置１０の前後方向の厚みを小さく抑えた上で、可動側ユニット４０が上下方向に振動する際に該可動側ユニット４０がコイル支持部材２４の板厚方向およびこれと直交する方向に変位しにくくなるようにすることができる。

本実施形態においては、各ヨーク４４の両側端部に、コイル支持部材２４の支持部材本体２４Ａにおける左右１対の側端面２４Ａｄの各々と対向する位置まで延びる錘部材４８Ａ、４８Ｂが、該ヨーク４４と一体で形成された構成となっているので、部品点数を増大させることなく可動側ユニット４０の慣性質量の調整を容易に行うことができる。具体的には、各錘部材４８Ａ、４８Ｂの左右方向の厚みを変化させることにより、可動側ユニット４０の慣性質量の調整を行うことができる。そしてこれにより、可動側ユニット４０の振動周期を人が歩行する際の上下動の周期等に合わせることが容易に可能となる。

その際、各ヨーク４４の錘部材４８Ａは、マグネット支持部材４６の各係止部４６ｆに係止された各コイルバネ５０の下端部５０ｂを、その上端面４８Ａａにおいて下方から挟み込むように配置されているので、振動発電装置１０の使用中に各コイルバネ５０が不用意に外れてしまうおそれをなくすことができる。そしてこれにより、各コイルバネ５０の下端部５０ｂのマグネット支持部材４６に対する係止構造を簡素化することができる。

上記実施形態においては、１対のコイルバネ５０が、コイル支持部材２４の支持部材本体２４Ａにおける１対の側端面２４Ａｄの両側に配置されているものとして説明したが、コイル支持部材２４の前後両側に配置された構成とすることも可能であり、また、３つ以上のコイルバネ５０が配置された構成とすることも可能である。

次に、上記実施形態の変形例について説明する。

まず、上記実施形態の第１変形例について説明する。

図７は、本変形例に係る可動側ユニット１４０を示す、図６と同様の図である。

同図に示すように、本変形例の可動側ユニット１４０は、その基本的な構成については上記実施形態の場合と同様であるが、その各ヨーク４４の両側端部に形成された錘部材１４８Ａ、１４８Ｂの構成が上記実施形態の場合と異なっている。

すなわち、本変形例においては、ヨーク４４と錘部材１４８Ａ、１４８Ｂとが別体で形成されている。具体的には、各錘部材１４８Ａ、１４８Ｂは、矩形状の水平断面形状で上下方向に延びる軟鉄製のブロックで構成されており、ヨーク４４の側端面に接着または溶着によって固定されている。

そして、本変形例においても、各ヨーク４４に固定された錘部材１４８Ａは、マグネット支持部材４６の各係止部４６ｆに係止された各コイルバネ５０の下端部５０ｂを、その上端面１４８Ａａにおいて下方から挟み込むようになっている。

本変形例の構成を採用した場合においても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

また、本変形例の構成を採用することにより、各錘部材１４８Ａ、１４８Ｂをヨーク４４よりも比重が大きい材質からなる部材で構成することも可能となり、これにより錘としての機能をより有効に発揮させることができる。

次に、上記実施形態の第２変形例について説明する。

図８（ａ）は、本変形例に係るコイル支持部材１２４を、図３の要部詳細図として示す図である。

同図（ａ）に示すように、本変形例のコイル支持部材１２４は、その基本的な構成については上記実施形態の場合と同様であるが、その支持部材本体２４Ａにおける左右１対の側端面２４Ａｄにも、摩擦低減処理が施された構成となっている点で上記実施形態の場合と異なっている。

すなわち、本変形例のコイル支持部材１２４は、その支持部材本体２４Ａにおける各側端面２４Ａｄが、テフロン（登録商標）加工等による摩擦低減処理が施された摩擦低減処理面１６０として構成されている。

本変形例の構成を採用することにより、可動側ユニット４０が上下方向に振動する際にコイル支持部材１２４の板厚方向と直交する方向に変位してこのコイル支持部材１２４に接触するようなことがあっても、その際の動摩擦係数を０．２５以下程度の値にまで低減させて、可動側ユニット４０の上下方向の振動が円滑に行われるようにすることができる。そしてこれにより、振動発電装置１０の発電効率をより一層高めることができる。

次に、上記実施形態の第３変形例について説明する。

図８（ｂ）は、本変形例に係るコイル支持部材２２４を示す、同図（ａ）と同様の図である。

同図（ｂ）に示すように、本変形例のコイル支持部材１２４は、その基本的な構成については上記実施形態の場合と同様であるが、その支持部材本体２４Ａの後面に上記実施形態のような摩擦低減フィルム２４Ｂ２が貼り付けられる代わりに、その後面がテフロン加工等による摩擦低減処理が施された摩擦低減処理面２６０として構成されている点で、上記実施形態の場合と異なっている。

本変形例の構成を採用した場合においても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

次に、上記実施形態の第４変形例について説明する。

図８（ｃ）は、本変形例に係るコイル支持部材３２４を示す、同図（ａ）と同様の図である。

同図（ｃ）に示すように、本変形例のコイル支持部材３２４は、その基本的な構成については上記実施形態の場合と同様であるが、その支持部材本体３２４Ａの構成が上記実施形態の場合と異なっている。

すなわち、本変形例のコイル支持部材３２４は、３つのコイル２２を包絡的に囲む内周面形状を有するコイル収容部３２４Ａａが、該コイル支持部材３２４を前後方向に貫通する貫通孔として形成されている。そして、このコイル支持部材３２４は、そのコイル収容部３２４Ａａを前後両側から塞ぐようにして、支持部材本体３２４Ａの前後両面に２枚の摩擦低減フィルム２４Ｂ１、２４Ｂ２が貼り付けられた構成となっている。その際、３つのコイル２２は、摩擦低減フィルム２４Ｂ２（または２４Ｂ１）に予め貼り付けられた状態で、コイル収容部３２４Ａａに収容されるようになっている。

本変形例の構成を採用した場合においても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

なお、上記実施形態およびその変形例において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。

また、本願発明は、上記実施形態およびその変形例に記載された構成に限定されるものではなく、これ以外の種々の変更を加えた構成が採用可能である。

１０ 振動発電装置
２０ 固定側ユニット
２２ コイル
２２ａ コイル端末
２４、１２４、２２４、３２４ コイル支持部材
２４Ａ、３２４Ａ 支持部材本体
２４Ａａ、３２４Ａａ コイル収容部
２４Ａｂ 溝部
２４Ａｃ 突起部
２４Ａｄ 側端面
２４Ｂ１、２４Ｂ２ 摩擦低減フィルム
３０ ケース
３０Ａ ケース本体
３０Ａａ 係止ピン
３０Ｂ カバー
３２ 回路基板
３４ 二次電池
４０、１４０ 可動側ユニット
４２ マグネット
４２ａ 内側面
４４ ヨーク
４４ａ 切欠き面
４６ マグネット支持部材
４６ａ 鉛直壁面部
４６ｂ 側壁面部
４６ｃ 貫通孔
４６ｄ 鉛直フランジ部
４６ｅ 水平フランジ部
４６ｆ 係止部
４６ｆ１ 円柱状部
４６ｆ２ 先端フランジ部
４６ｆ２ａ 下端面
４８Ａ、４８Ｂ、１４８Ａ、１４８Ｂ 錘部材
４８Ａａ、１４８Ａａ 上端面
５０ コイルバネ
５０ａ 上端部
５０ｂ 下端部
１６０、２６０ 摩擦低減処理面

Claims (8)

1. コイルを備えた固定側ユニットに対して、マグネットを備えた可動側ユニットが上下方向に振動することにより、上記コイルに誘導起電力を生じさせるように構成された振動発電装置において、
   上記固定側ユニットに対して上記可動側ユニットが複数のコイルバネを介して吊り支持されており、
   上記固定側ユニットが、上下方向に延びるように配置された板状のコイル支持部材を備えており、このコイル支持部材に形成されたコイル収容部に上記コイルが収容されており、
   上記可動側ユニットが、上記コイル支持部材の板厚方向両側に配置された１対のヨークを備えており、これら各ヨークの内側面に上記マグネットがそれぞれ取り付けられており、
   上記コイル支持部材が、上記コイル収容部を板厚方向両側から覆うように形成されており、
   上記コイル支持部材における板厚方向両側の表面に摩擦低減処理が施されている、ことを特徴とする振動発電装置。
2. 上記コイル支持部材が、上記コイル収容部が形成された支持部材本体と、この支持部材本体における板厚方向両側の表面のうち少なくとも一方の表面に、上記コイル収容部を塞ぐようにして貼り付けられた摩擦低減フィルムとを備えている、ことを特徴とする請求項１記載の振動発電装置。
3. 上記摩擦低減フィルムが、超高分子量ポリエチレンフィルムで構成されている、ことを特徴とする請求項２記載の振動発電装置。
4. 上記コイル支持部材における１対の側端面にも摩擦低減処理が施されている、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の振動発電装置。
5. 上記各マグネットの上記各ヨークへの取付けが、共通のマグネット支持部材に位置決め支持された状態で行われており、
   上記各コイルバネの下端部が、上記マグネット支持部材に係止されている、ことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の振動発電装置。
6. 上記複数のコイルバネとして、上記コイル支持部材における１対の側端面の両側に配置された１対のコイルバネを備えており、
   これら１対のコイルバネが、平面視において上記コイル支持部材の中心位置に関して対角の位置関係で配置されている、ことを特徴とする請求項５記載の振動発電装置。
7. 上記各ヨークの側端部に、上記コイル支持部材の側端面と対向する位置まで延びる錘部材が、該ヨークと一体または別体で形成されている、ことを特徴とする請求項１〜６いずれか記載の振動発電装置。
8. 上記各錘部材が、上記マグネット支持部材に係止された上記各コイルバネの下端部を下方から挟み込むように配置されている、ことを特徴とする請求項７記載の振動発電装置。

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