JP2019216527A - 振動ダイナモ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドアの開閉運動を利用した、簡易な構造の振動ダイナモ装置を提供する。【解決手段】振動ダイナモ装置（１）は、駆動歯車と、駆動歯車の回転に伴って回転する従動歯車（１６）と、従動歯車を支持するシャフト（２１）と、シャフトに支持され、シャフトの回転軸線（Ｏ）を中心に回転する第１マグネット（２６）と、第１マグネットに近接して設けられる電流発生部（３）とを備える。電流発生部（３）は、筒状部材（３１）と、コイル（３４）と、筒状部材の延在方向に沿って往復運動が可能な状態で筒状部材の内部に収容され、第１マグネットとの間で吸引力を発生する振動部材（３３）とを備える。【選択図】図２

Description

この発明は、ドアの開閉動作を利用して発電する発電装置に関し、特に振動部材の直線的な往復運動を利用して発電する振動ダイナモ装置に関するものである。

ドアの開閉動作を利用して発電する発電装置は、例えば、特許文献１（特開２００４−２０４５３３号公報）や、特許文献２（特開２００９−６２６７３号公報）に記載されている。

特許文献１は、扉の開閉動作における回転エネルギーを電力として取り出して活用できる扉開閉装置を開示している。この扉開閉装置は、扉蝶番を介して扉枠に開閉自在に取り付けられた扉と、扉蝶番に支持され、扉の開閉に応じて回転する回転軸と、この回転軸と一体となって回転する第１歯車と、この第１歯車に噛み合う第２歯車と、この第２歯車の回転軸をロータとする直流発電機とを備えている。

特許文献２は、扉に取り付けられたドアクローザのピニオン軸の回転を利用して発電する発電機能付きドアクローザを開示している。この発電機能付きドアクローザは、ドアクローザのシリンダから突出するピニオン軸と一体となって回転する駆動歯車と、駆動歯車に噛み合う歯車を含む増速機と、増速機の最終段の歯車に同軸に結合されたロータを含む発電機とを備える。

特開２００４−２０４５３３号公報 特開２００９−６２６７３号公報

特許文献１に開示された扉開閉装置では、扉蝶番に支持されたドアの回転軸に第１歯車を設け、この第１歯車に噛み合う第２歯車の回転を利用して発電するものであるので、歯車列の噛み合いがドアの回転に対して抵抗となり、ドアのスムーズな開閉動作に支障をきたすおそれがある。

特許文献２に開示された発電機能付きドアクローザの場合には、ドアの回転軸に直接歯車列を連結するものではないので、ドアのスムーズな開閉動作に支障をきたさないと思われる。しかしながら、ドアクローザのシリンダから突出するピニオン軸と一体の駆動歯車に噛み合う歯車を含む増速機を設け、この増速機の最終段の歯車に同軸に結合されたロータを発電機とするものであるので、全体構造が複雑となる。

本発明は、ドアの開閉運動を利用した、簡易な構造の振動ダイナモ装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る振動ダイナモ装置は、ラックギアに噛み合うピニオンギアを有するピニオン軸を含むドアクローザに取り付けられる。振動ダイナモ装置は、ピニオン軸に取り付けられ、ピニオン軸の回転に伴って回転する駆動歯車と、駆動歯車と噛み合い、駆動歯車の回転に応じて回転する従動歯車と、従動歯車を支持するシャフトと、シャフトに支持され、シャフトの回転軸線を中心に回転する第１マグネットと、第１マグネットと近接して設けられる電流発生部とを備える。電流発生部は、非磁性体の筒状部材と、筒状部材の外周に配置されたコイルと、筒状部材の延在方向に沿って往復運動が可能な状態で筒状部材の内部に収容され、第１マグネットとの間で吸引力を発生する第２マグネットを含む振動部材とを備える。

好ましくは、シャフトは、シャフトと共に回転する回転体を含み、第１マグネットは、回転体の表面に固定されている。

好ましくは、第１マグネットは、回転体の底面に設けられ、電流発生部の筒状部材は、回転体の底面に対向して設けられている。

好ましくは、第１マグネットは、回転体の外周面に設けられ、電流発生部の筒状部材は、回転体の外周面に対向して設けられている。

好ましくは、振動部材は、球体であり、永久磁石のみからなる。

好ましくは、振動部材は、３つ以上の要素を含み、両端に位置する要素は球体である。この場合、３つ以上の要素の残部は、球体または柱体であり、両端部に位置する球体の外径は、残部の外径よりも大きい。

本発明の一態様に係る振動ダイナモ装置は、引き戸に取り付けられる。振動ダイナモ装置は、引き戸の移動に応じて回転する駆動部材と、駆動部材を支持するシャフトと、シャフトに支持され、シャフトの回転軸線を中心に回転する第１マグネットと、第１マグネットと近接して設けられる電流発生部とを備える。電流発生部は、非磁性体の筒状部材と、筒状部材の外周に配置されたコイルと、筒状部材の延在方向に沿って往復運動が可能な状態で筒状部材の内部に収容され、第１マグネットとの間で吸引力を発生する第２マグネットを含む振動部材とを備える。

本発明によれば、ドアの開閉運動を利用した、より簡易な構造の振動ダイナモ装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１〜３に係る振動ダイナモ装置がドアクローザに取り付けられた状態を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態１における発電主要部の断面図である。 本発明の実施の形態１における振動ダイナモ装置を構成する回転体、第１マグネット、及び電流発生部を概略的に示す平面図である。 電流発生部と第１マグネットの動作の一例を模式的に示した平面図である。 本発明の実施の形態１における無線通知装置の等価回路図である。 本発明の実施の形態２における発電主要部の断面図である。 本発明の実施の形態２における振動部材を概略的に示す正面図である。 本発明の実施の形態２における振動部材を概略的に示す正面図である。 本発明の実施の形態３における発電主要部の断面図である。 本発明の実施の形態３における振動ダイナモ装置を構成する回転体、第１マグネット、及び電流発生部を概略的に示す平面図である。 電流発生部と第１マグネットの動作の一例を模式的に示した平面図である。 本発明の実施の形態４に係る振動ダイナモ装置が引き戸に取り付けられた状態を模式的に示す図である。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

本実施の形態では、振動ダイナモ装置がドアクローザに取り付けられる例について説明する。

＜実施の形態１＞
図１を参照して、本発明の一実施形態の振動ダイナモ装置１の説明に先立ち、ドアクローザ１０について説明する。図１において、矢印Ａ１で示す方向を左右方向といい、矢印Ａ２で示す方向を上下方向という。

ドアクローザ１０とは、ドア（開き戸）に設置され、ドアが閉まるときにドアが無抵抗で閉まることを防ぐものである。

図１に示すように、ドアクローザ１０は、シリンダ１８内に設けられるラックギア１１と、シリンダ１８を上下方向に貫通するピニオン軸１３と、シリンダ１８内に設けられ、ラックギア１１と噛み合うピニオンギア１２とを含む。ピニオンギア１２は、ピニオン軸１３に取り付けられており、ピニオン軸１３の回転に応じて回転する。なお、図１において、ドアクローザ１０のシリンダ１８の外形を二点鎖線で示している。

ピニオン軸１３の下方には、本実施の形態の振動ダイナモ装置１が取り付けられている。振動ダイナモ装置１は、駆動歯車１５と、従動歯車１６と、発電主要部１７とを備える。駆動歯車１５は、ピニオン軸１３に取り付けられ、ピニオン軸１３の回転に応じて回転する。従動歯車１６は、駆動歯車１５と噛み合い、駆動歯車１５の回転に応じて回転する。なお、駆動歯車１５は、ボルト等を用いてピニオン軸１３に固定されている。

駆動歯車１５の外径は、従動歯車１６の外径よりも大きい。また、駆動歯車１５の歯数は、従動歯車１６の歯数よりも多い。駆動歯車１５の歯数は、例えば１２０であり、従動歯車１６の歯数は、例えば１６である。この場合、駆動歯車１５が一回転すると、従動歯車１６が約８回転することになる。このように、駆動歯車１５の歯数を従動歯車１６の歯数よりも多くすることで、一回のドア開閉あたりの従動歯車１６の回転数を多くすることができる。

図２を参照して、発電主要部１７について説明する。図２は、本実施の形態の発電主要部１７の断面図である。発電主要部１７は、駆動部２と、電流発生部３とで構成される。

まず、駆動部２の構成について説明する。駆動部２は、筐体２３と、シャフト２１と、スペーサ２８と、ナット２９と、軸受２２と、支持板２４と、回転体２５と、第１マグネット２６と、蓋部２７とを備えている。

筐体２３は、第１円筒部２３ａと、この第１円筒部２３ａよりも外径及び内径の大きな第２円筒部２３ｂとを有しており、両端は開放されている。

筐体２３は、非磁性体で形成されている。非磁性体とは、強磁性体ではない物質で、常磁性体、反磁性体及び反強磁性体を含む。非磁性体として、例えば、アルミニウムなどの金属、プラスチックなどの合成樹脂などが挙げられる。本実施の形態では、筐体２３は合成樹脂であることが望ましい。

この筐体２３に回転自在にシャフト２１が支持されている。シャフト２１は、上述した従動歯車１６を支持する。このため、従動歯車１６の回転に伴ってシャフト２１も回転する。シャフト２１は、その延在方向に沿った回転軸Ｏを中心に回転可能に設けられている。シャフト２１は、筐体２３の第１円筒部２３ａ内全体に延在し、第１円筒部２３ａの上方及び下方の第２円筒部２３ｂ内まで延出している。シャフト２１は、その上端に従動歯車１６が、その下端に回転体２５及び支持板２４が設けられている。シャフト２１は、例えばネジ付きシャフトである。

シャフト２１と従動歯車１６とを固定するために、ナット２９が設けられている。また、従動歯車１６と軸受２２との間、及び、支持板２４と軸受２２との間には、スペーサ２８が設けられている。

筐体２３にシャフト２１を回転自在に支持するために、軸受２２が設けられている。軸受２２は、筐体２３の第１円筒部２３ａにおける延在方向の両端部に設けられている。本実施の形態では、軸受２２は、オイレスメタルである。

シャフト２１に接触固定されるように、支持板２４が設けられている。支持板２４は、筐体２３の第２円筒部２３ｂ内に収容されている。支持板２４は、リング状であり、シャフト２１の下端部に加締め固定されている。支持板２４は、磁性体であってもよいが、合成樹脂などの非磁性体であってもよい。

支持板２４の下方には、回転体２５が固定されている。回転体２５は、シャフト２１に片持ち支持されている。回転体２５は、支持板２４の下面に設けられている。回転体２５は、シャフト２１の回転軸Ｏを中心に回転する。回転体２５は、筐体２３の第２円筒部２３ｂ内に収容されている。回転体２５は、支持板２４と同様にリング状であり、回転体２５の外径は支持板２４の外径よりも大きい。また、回転体２５は、非磁性体である。

回転体２５の表面には、第１マグネット２６が固定されている。具体的には、回転体２５の底面には、第１マグネット２６を埋め込む凹部が設けられており、その凹部に第１マグネット２６が設けられる。第１マグネット２６は、両面着磁であり、上下方向に着磁されている。第１マグネット２６は、シャフト２１に支持され、シャフト２１の回転軸Ｏを中心に回転する。本実施の形態に係る第１マグネット２６の外形は円柱形であるが、例えば角柱形や球状でもよく、上下に着磁されていれば形状に限定されない。

マグネットとは、永久磁石である。マグネットの材料は特に限定されないが、高い磁力を示す観点から、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石（ネオジム磁石）を用いることが好ましい。

筐体２３の第２円筒部２３ｂの下端を被覆するように、蓋部２７が設けられている。蓋部２７の外周縁には凸部が形成されている。第２円筒部２３ｂの開放端は、蓋部２７の凸部と係合する。

次に、図２を参照して、電流発生部３について説明する。本実施の形態の電流発生部３は、駆動部２の第１マグネット２６に近接して設けられている。電流発生部３は、筒状部材３１と、反発部材３２と、振動部材３３と、コイル３４と、被覆部材３５とを備えている。

本実施の形態の筒状部材３１は、上述した回転体２５の底面に対向して設けられる。つまり、筒状部材３１は、蓋部２７に接し、蓋部２７に沿って設けられている。筒状部材３１は、内部が中空の棒状であり、両端は開放されている。本実施の形態の筒状部材３１は、図２において左右方向（筒状部材の延在方向）に延在している。なお、筒状部材３１の外形状及び内形状（中空形状）は特に限定されず、断面視において円形、矩形などが挙げられる。本実施の形態の筒状部材３１は、円筒部材により形成されており、その外形状及び内形状は断面視において円形である。

筒状部材３１は、非磁性体で形成されている。非磁性体とは、強磁性体ではない物質で、常磁性体、反磁性体及び反強磁性体を含む。非磁性体として、例えば、アルミニウムなどの金属、プラスチックなどの合成樹脂などが挙げられる。

この筒状部材３１の外周には、コイル３４が巻回されている。このため、筒状部材３１は、コイル３４のボビンの役割も担う。本実施の形態のコイル３４は、筒状部材３１の外周の一部に設けられているが、筒状部材３１の全周に設けられていてもよく、筒状部材３１の外周の分離した領域に設けられていてもよい。コイル３４は、例えばソレノイドコイルである。

筒状部材３１の内部には、筒状部材３１の左右方向に往復運動が可能な状態で、振動部材３３が設けられている。筒状部材３１の外周にコイル３４が配置されているので、振動部材３３はコイル３４の内部を往復運動する。

本実施の形態において、振動部材３３は、１個の球状マグネット（第２マグネット）により構成されている。第２マグネット３３は、Ｎ極とＳ極とが半球ずつ分極着磁された永久磁石である。振動部材３３の外径は、筒状部材３１の内径（中空形状の直径）よりもやや小さい。振動部材３３の往復運動によってコイル３４が電圧を発生する。つまり、振動部材３３から発生する磁束線がコイル３４に直交することで、コイル３４に交流電流が発生する。

筒状部材３１の両端部には、反発部材３２が設けられている。一対の反発部材３２は、筒状部材３１の両端の開口を閉鎖する閉鎖部材である。つまり、往復運動をする振動部材３３は、一対の反発部材３２によって筒状部材３１の内部に収容される。本実施の形態において、反発部材３２は、非磁性体である弾性部材であり、例えば、樹脂、ゴムなどの弾性体で形成されていることが望ましい。すなわち、一方の反発部材３２に衝突した振動部材３３は、その反発部材３２の弾性力によって、他方の弾性部材側に跳ね返される。なお、筒状部材３１の開口を閉鎖する各閉鎖部材の全体が反発部材３２により構成されていてもよく、少なくとも振動部材３３と接触する部分が反発部材３２により構成されていればよい。

筒状部材３１の両端部には、反発部材３２を被覆する一対の被覆部材３５が設けられていてもよい。被覆部材３５は、非磁性材料で形成される。なお、電流発生部３は、一対の被覆部材３５を有していなくてもよく、一つの筐体で構成されていてもよい。

図３及び図４をさらに参照して、ドア開閉動作に伴う第１マグネット２６と第２マグネット３３の動作について説明する。図３は、電流発生部３と第１マグネット２６との位置関係の一例を模式的に示した平面図である。図４は、第１マグネット２６と第２マグネット３３との間にみられる相対的な動作の一例を模式的に示した平面図である。図３及び図４において、第１マグネット２６と第２マグネット３３の位置関係を表すために、電流発生部３及び第１マグネット２６が実線で示されているのに対し、回転体２５が二点鎖線で示されている。なお、理解容易のため、図３及び図４において、回転体２５、第１マグネット２６及び電流発生部３以外の図示を省略している。

図１に示すように、ドアの開閉に応じて、ドアクローザ１０のピニオン軸１３が回転する。ピニオン軸１３の回転に伴って駆動歯車１５が回転し、駆動歯車１５と噛み合う従動歯車１６が追従して回転する。これにより、図２に示すように、従動歯車１６を支持するシャフト２１が回転し、シャフト２１の下端に取り付けられている支持板２４、回転体２５及び第１マグネット２６が回転する。第１マグネット２６と振動部材（第２マグネット）３３は、互いの吸引力によって相対的な位置が変化する。つまり、第１マグネット２６が回転することによって、第２マグネット３３は電流発生部３内を左右方向に往復運動する。

第２マグネット３３が、電流発生部３内を往復運動する原理の一例について説明する。図４に示すように、駆動部２の第１マグネット２６が筒状部材３１と重なる位置（例えば紙面左側）にあるとき、電流発生部３の第２マグネット３３は第１マグネット２６の吸引力によって、筒状部材３１の左方に位置する。第１マグネット２６が矢印Ｂ１の方向へ回転し、筒状部材３１から離れた位置（例えば紙面上側）にあるとき、第１マグネット２６の吸引力及び反発部材３２による反発力のため、第２マグネット３３は矢印Ｃ１の方向へ移動する。第１マグネット２６が矢印Ｂ２の方向へ回転し、筒状部材３１と重なる位置（例えば紙面右側）にあるとき、第１マグネット２６の吸引力のため、第２マグネット３３は矢印Ｃ２の方向へ移動する。続いて、第１マグネット２６が矢印Ｂ３の方向へ回転し、筒状部材３１から離れた位置（例えば紙面下側）にあるとき、第１マグネット２６の吸引力及び反発部材３２による反発力のため、第２マグネット３３は矢印Ｃ３の方向へ移動する。さらに、第１マグネット２６が矢印Ｂ４の方向へ回転し、筒状部材３１と重なる位置（例えば紙面左側）にあるとき、第１マグネット２６の吸引力のため、第２マグネット３３は矢印Ｃ４の方向へ移動する。このように、ドアの開閉動作に伴うシャフト２１の回転によって、第１マグネット２６は回転軸Ｏを中心に回転運動を行い、第２マグネット３３は左右方向に往復運動を行う。

このように、ドアの開閉動作により第１マグネット２６を含む回転体２５が回転することで、第２マグネット３３は、第１マグネット２６との吸引及び反発を繰り返し、筒状部材３１内を左右方向に往復移動する。この動きが連続することで、電流発生部３内において第２マグネット３３の往復運動が生じ、第２マグネット３３がコイル３４内を繰り返し通過することで電磁誘導が発生する。

従来のドアクローザを利用した発電装置は、回転運動を利用した回転運動によって発電を行っており、複数の歯車を必要とする複雑な構造であった。それに対し、本実施の形態に係る振動ダイナモ装置１は、回転運動を直線運動に変換して発電を行うことができるため、簡易な構造にすることができた。

また、本実施の形態では、振動部材３３として球状磁石を使用したため、筒状部材３１との間における摩擦抵抗を抑制することができる。その結果、低トルクでありながら、効率的に電流を発生させることができ、従来よりもドアの開閉時にかかる抵抗を低減することができる。

本実施の形態によれば、発電主要部１７において、第１マグネット２６と近接する位置に電流発生部３を設けることで、振動部材３３の安定的な往復運動が可能になる。つまり、安定した装置の作動を提供することができる。

なお、振動ダイナモ装置１は、無線通知装置に利用してもよい。以下に振動ダイナモ装置１を無線通知装置として利用した例について説明する。

図５は、無線通知装置６の等価回路図である。本実施の形態で用いる無線通知装置６は、例えばドアの開閉等の情報を通知するものである。図５を参照して、整流回路６２は、コイル６１の一端に設けられ、コイル６１に発生した交流電流を整流する。充電回路６３には、例えば電気二重層コンデンサが用いられる。無線発信装置６４は、電流が印加されたときに無線電波を発するものなら特に限定されない。この場合、居室内には無線発信装置６４が発した無線電波を受信し、例えば発光したり、音を発する受信装置が設けられている。なお、無線通知装置６には、ユーザーにより操作されるスイッチ６５が設けられていてもよい。

＜実施の形態２＞
図６〜８を参照して、本発明の実施の形態２の振動ダイナモ装置１Ａについて説明する。実施の形態２の振動ダイナモ装置１Ａは、基本的には実施の形態１の振動ダイナモ装置１と同様の構成を備えているが、図６に示すように、主に電流発生部３Ａの振動部材３３Ａ及び反発部材３２Ａについて異なる。

図６〜８に示すように、本実施の形態では振動部材３３Ａは３つ以上の要素３６、３７、３８を含み、３つ以上の要素のそれぞれは、往復運動する方向に沿って配置されている。３つ以上の要素のうち、両端に位置する要素（両端部の要素）３６は球体である。３つ以上の要素のうち、両端以外（中央部）に位置する要素（残部の要素）３７、３８は、図６では柱体であり、図７では球体であり、図８では柱体である。なお、柱体及び球体とは、外形が球体及び柱体であることを意味し、内部が空洞であるものを含む。また、柱体は、円柱、角柱、ディスク状などを含み、本実施の形態では円柱である。

図６〜８に示すように、両端部の要素３６の外径は、残部の要素３７、３８の外径よりも大きい。この場合、両端部の要素３６が、振動部材３３Ａにおいて筒状部材３１と接する部分となる。なお、振動部材３３Ａにおいて、両端部の要素３６の外径は、実質的に同じである。実質的に同じとは、振動部材３３Ａが往復運動する際に両端部の要素３６のそれぞれが筒状部材３１と接することを意味する。なお、振動部材３３Ａは、筒状部材３１の内部を自在に往復運動できる大きさであれば、上記構成に特に限定されない。

なお、球体の外径とは、直径である。柱体の外径とは、円柱の場合には底面の円の直径であり、柱体の底面がｎ角形（ｎは３以上の整数）の場合には底面の外接円の直径である。

図６〜８に示す構造では、振動部材３３Ａを構成する要素は、永久磁石のみからなる。この場合には、磁力の吸引力で保持されるため、振動部材３３Ａは、互いの磁力による吸引力のみで互いを保持している。また、振動部材３３Ａに、複数の永久磁石を用いることで、発生する磁力が大きくなり、発電効率が良くなるという利点がある。なお、両端部の要素３６はヨーク材などの磁性体であってもよく、その場合残部の要素３７、３８はマグネットである。ヨークとは、マグネットが持つ吸着力を増幅する軟鉄であり、鉄を含んでいればよく、軟磁性材料を含む。

なお、図７及び図８に示す振動部材３３Ａは例示であって、筒状部材３１と接する部分が球体でなくてもよい。また、振動部材３３Ａは、筒状部材３１と接する部分が球体である場合であっても、上記構成に特に限定されず、例えば、振動部材３３Ａは、２つの要素からなり、この２つの要素は、永久磁石の球体であってもよい。

本実施の形態において、振動部材３３Ａが３個以上の要素から構成されるとき、反発部材３２Ａには、永久磁石が設けられていてもよい。この場合、反発部材３２Ａの永久磁石は、左右方向に着磁しており、振動部材３３Ａと対向する極が同極となるように配置される。

本実施の形態では、振動部材３３Ａの筒状部材３１内での往復運動において、振動部材３３Ａがコイル３４内を通過して反発部材３２Ａ側へ移動すると、反発部材３２Ａ近傍で、振動部材３３Ａは反発部材３２Ａと磁気反発し、その反発力は振動部材３３Ａが中央部に戻る運動を加速する。このため、振動部材３３Ａの往復運動を効率的に行うことができる。これにより、振動部材３３Ａを往復運動するために振動ダイナモ装置１Ａが要するエネルギーを低減することができ、実施の形態１の振動ダイナモ装置１よりも振動部材３３Ａの振動数を増加することができる。つまり、本実施の形態の振動ダイナモ装置１Ａは、実施の形態１の振動ダイナモ装置１よりも１回のドア開閉動作における発電量を増加させることができる。

このように、複数の要素からなる振動部材３３Ａを用いることで、より小さな運動量で、コイル３４において高い起電力を発生できるので、振動ダイナモ装置１Ａの発電効率を向上できる。

本実施の形態では、振動部材３３Ａが筒状部材３１内で往復運動する際、振動部材３３Ａの両端部の要素３６が筒状部材３１に接するので、振動部材３３Ａと筒状部材３１とが点接触の状態で振動部材３３Ａが摺動する。これにより、振動部材３３Ａと筒状部材３１との摺動面積を低減できるので、接触抵抗（摺動抵抗）が小さくなる。振動部材３３Ａは動きやすいため、振動ダイナモ装置１Ａに加えられた力による振動部材３３Ａの運動エネルギーをコイル３４による電気エネルギーへ効率よく変換できるので、本実施の形態１よりも発電量を高めることができる。

本実施の形態において、図７及び図８に示すように、振動部材３３Ａは、３つ以上の要素を含み、３つ以上の要素のそれぞれは球体であり、両端部の要素３６の外径は残部の要素３７、３８の外径よりも大きく、これらは全てマグネットであることが望ましい。これにより、振動部材３３Ａの往復運動の際の振動部材３３Ａと筒状部材３１との接触抵抗を低減できるとともに、発電効率をより向上させることができる。

＜実施の形態３＞
図９〜１１を参照して、本発明の実施の形態３の振動ダイナモ装置１Ｂについて説明する。実施の形態３の振動ダイナモ装置１Ｂは、基本的には実施の形態１の振動ダイナモ装置１と同様の構成を備えているが、図９に示すように、駆動部２Ｂの回転体２５Ｂ及び第１マグネット２６Ｂ、電流発生部３Ｂについて異なる。なお、電流発生部３Ｂは、取り付け位置のみ異なり、電流発生部３Ｂの構成は実施の形態１と同様である。

図１０は、電流発生部３Ｂと第１マグネット２６Ｂとの位置関係の一例を模式的に示した平面図である。図１１は、第１マグネット２６Ｂと第２マグネット３３との間にみられる相対的な動作の一例を模式的に示した平面図である。図１０及び図１１において、第１マグネット２６Ｂと第２マグネット３３の位置関係を表すために、電流発生部３Ｂ及び第１マグネット２６Ｂが実線で示されているのに対し、回転体２５Ｂが二点鎖線で示されている。なお、理解容易のため、図１０及び図１１において、回転体２５Ｂ、第１マグネット２６Ｂ、及び電流発生部３Ｂ以外の図示を省略している。

本実施の形態の回転体２５Ｂの外周面には、第１マグネット２６Ｂが設けられる。具体的には、回転体２５Ｂの外周面には、第１マグネット２６Ｂを埋め込む凹部が設けられており、その凹部に第１マグネット２６Ｂが設けられる。第１マグネット２６Ｂは、両面着磁であり、左右方向に着磁されている。第１マグネット２６Ｂは、シャフト２１に支持され、シャフト２１の回転軸Ｏを中心に回転する。本実施の形態に係る第１マグネット２６Ｂの外形は円柱形であるが、例えば球状でもよく、左右に着磁されていれば形状に限定されない。

本実施の形態において、電流発生部３Ｂの筒状部材３１は、回転体２５Ｂの外周面に対向して設けられる。つまり、電流発生部３Ｂの筒状部材３１は、筐体２３の第２円筒部２３ｂの外周面に接し、第１マグネット２６Ｂに対して略水平となるように設けられている。

第２マグネット３３が、電流発生部３Ｂ内を往復運動する原理の一例について説明する。図１１に示すように、駆動部２Ｂの第１マグネット２６Ｂが筒状部材３１と近接した位置（例えば紙面左側）にあるとき、第１マグネット２６Ｂの吸引力によって、電流発生部３Ｂの第２マグネット３３は、筒状部材３１の中央部に位置する。第１マグネット２６Ｂが矢印Ｄ１の方向へ回転し、筒状部材３１から離れた位置（例えば紙面上側）に移動する際、第１マグネット２６Ｂの吸引力のため、第２マグネット３３は矢印Ｅ１の方向へ移動する。第１マグネット２６Ｂが矢印Ｄ２及び矢印Ｄ３の方向へ回転し、筒状部材３１から離れた位置（例えば紙面右側及び紙面下側）にあるとき反発部材３２による反発力によって、第２マグネット３３は矢印Ｅ２の方向へ移動する。さらに、第１マグネット２６Ｂが矢印Ｄ４の方向へ回転し、筒状部材３１と近接した位置（例えば紙面左側）にあるとき、第１マグネット２６Ｂの吸引力のため、第２マグネット３３は矢印Ｅ１の方向へ移動する。このように、ドアの開閉動作に伴うシャフト２１の回転によって、第１マグネット２６Ｂは回転軸Ｏを中心に回転運動を行い、第２マグネット３３は左右方向に往復運動を行う。

このように、ドアの開閉動作により第１マグネット２６Ｂを含む回転体２５Ｂが回転することで、第２マグネット３３は、第１マグネット２６Ｂとの吸引及び反発を繰り返し、筒状部材３１内を筒状部材３１の延在方向に往復移動する。この動きが連続することで、電流発生部３Ｂ内において第２マグネット３３の往復運動が生じ、第２マグネット３３がコイル３４内を繰り返し通過することで電磁誘導が発生する。

＜実施の形態４＞
上述した本実施の形態１〜３では、開き戸に取り付けられるドアクローザ１０に使用される振動ダイナモ装置１〜１Ｂを説明したが、例えば引き戸に実施の形態の振動ダイナモ装置１Ｃを設けてもよい。

図１２を参照して、本発明の実施の形態４の振動ダイナモ装置１Ｃについて説明する。

引き戸４は、取っ手４４を有するドア４１と、ドア４１を取り囲むドア枠４２とを備える。本実施の形態に係る振動ダイナモ装置１Ｃは、ドア枠４２に設置されており、ドア４１の上端部に、下述する駆動部材１５Ｃが当接するよう設けられている。

本実施の形態の振動ダイナモ装置１Ｃは、駆動部材１５Ｃと発電主要部１７とを備える。本実施の形態に係る発電主要部１７は、上述した本実施の形態１〜３と同様とした。また、振動ダイナモ装置１Ｃは、上述した振動ダイナモ装置１〜１Ｂの発電主要部１７を上下反転して設けたものである。

駆動部材１５Ｃは、ドア４１の移動に伴って回転する。駆動部材１５Ｃは、例えばゴムローラなどの円筒回転体であり、ドア４１の開閉に合わせて回転するものであれば材質や形状は特に限定されない。

本実施の形態において、駆動部材１５Ｃは、実施の形態１〜３と異なり、発電主要部１７のシャフト２１の下端部に直接結合する。つまり、従動歯車１６を介さずにシャフト２１を回転し、発電を行うことができる。

なお、実施の形態１〜３では振動ダイナモ装置１、１Ａ、１Ｂを開き戸に利用し、実施の形態４では振動ダイナモ装置１Ｃを引き戸に利用する例を示したが、例えば自動ドア等に対して実施の形態１〜３に係る振動ダイナモ装置１〜１Ｃを設けてもよい。

また、実施の形態１では、図５を参照して、使用例の一例として振動ダイナモ装置１を用いた無線通知装置６の構成の説明をしたが、これに限定されるものではなく、例えば二重扉のロック機構等に用いてもよい。ロック機構とは、例えば２つの扉が互いにドアの開閉情報を受信しあうことで、二重扉のうち一方が開いている場合は、もう一方の扉が開かないようにする機構である。

なお、実施の形態１及び２では、電流発生部３が駆動部２の底面に設けられ、実施の形態３では、電流発生部３が駆動部２の外周面に設けられるとしたが、電流発生部３は、駆動部２の底面及び外周面の両方に設けられていてもよい。また、電流発生部３が設けられる個数に制限はなく、例えば駆動部２の底面や外周面に２つ以上の電流発生部３が設けられていてもよい。

なお、実施の形態４において、振動ダイナモ装置１Ｃがドア枠４２に設置される例を示したが、この構成は限定されず、例えばドア４１の横幅方向に沿ってラックギアが設けられ、ラックギアと噛み合う駆動歯車を有する振動ダイナモ装置１Ｃがドア枠４２に設けられていてもよい。

以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 振動ダイナモ装置、２，２Ｂ 駆動部、３，３Ａ，３Ｂ 電流発生部、４ 引き戸、６ 無線通知装置、１０ ドアクローザ、１１，４３ ラックギア、１２ ピニオンギア、１３ ピニオン軸、１５ 駆動歯車、１５Ｃ 駆動部材、１６ 従動歯車、１７，１７Ａ，１７Ｂ 発電主要部、１８ シリンダ、２１ シャフト、２２ 軸受、２３ 筐体、２３ａ 第１円筒部、２３ｂ 第２円筒部、２４ 支持板、２５，２５Ｂ 回転体、２６，２６Ｂ 第１マグネット、２７ 蓋部、２８ スペーサ、２９ ナット、３１ 筒状部材、３２，３２Ａ 反発部材、３３，３３Ａ 振動部材（第２マグネット）、３４，６１ コイル、３５ 被覆部材、３６，３７，３８ 要素、４１ ドア、４２ ドア枠、４４ 取っ手、６２ 整流回路、６３ 充電回路、６４ 無線発信装置、６５ スイッチ。

Claims (8)

1. ラックギアに噛み合うピニオンギアを支持するピニオン軸を含むドアクローザに取り付けられる振動ダイナモ装置であって、
   前記ピニオン軸に取り付けられ、前記ピニオン軸の回転に伴って回転する駆動歯車と、
   前記駆動歯車と噛み合い、前記駆動歯車の回転に応じて回転する従動歯車と、
   前記従動歯車を支持するシャフトと、
   前記シャフトに支持され、前記シャフトの回転軸線を中心に回転する第１マグネットと、
   前記第１マグネットと近接して設けられる電流発生部とを備え、
   前記電流発生部は、非磁性体の筒状部材と、前記筒状部材の外周に配置されたコイルと、前記筒状部材の延在方向に沿って往復運動が可能な状態で前記筒状部材の内部に収容され、前記第１マグネットとの間で吸引力を発生する第２マグネットを含む振動部材とを備える、振動ダイナモ装置。
2. 前記シャフトは、前記シャフトと共に回転する回転体を含み、
   前記第１マグネットは、前記回転体の表面に固定されている、請求項１に記載の振動ダイナモ装置。
3. 前記第１マグネットは、前記回転体の底面に設けられ、前記電流発生部の筒状部材は、前記回転体の底面に対向して設けられている、請求項２に記載の振動ダイナモ装置。
4. 前記第１マグネットは、前記回転体の外周面に設けられ、前記電流発生部の筒状部材は、前記回転体の外周面に対向して設けられている、請求項２に記載の振動ダイナモ装置。
5. 前記振動部材は、球体であり、永久磁石のみからなる、請求項１〜４のいずれかに記載の振動ダイナモ装置。
6. 前記振動部材は、３つ以上の要素を含み、両端に位置する要素は球体である、請求項１〜４のいずれかに記載の振動ダイナモ装置。
7. 前記３つ以上の要素の残部は、球体または柱体であり、前記両端部に位置する球体の外径は、前記残部の外径よりも大きい、請求項６に記載の振動ダイナモ装置。
8. 引き戸に取り付けられる振動ダイナモ装置であって、
   前記引き戸の移動に伴って回転する駆動部材と、
   前記駆動部材を支持するシャフトと、
   前記シャフトに支持され、前記シャフトの回転軸線を中心に回転する第１マグネットと、
   前記第１マグネットと近接して設けられる電流発生部とを備え、
   前記電流発生部は、非磁性体の筒状部材と、前記筒状部材の外周に配置されたコイルと、前記筒状部材の延在方向に沿って往復運動が可能な状態で前記筒状部材の内部に収容され、前記第１マグネットとの間で吸引力を発生する第２マグネットを含む振動部材とを備える、振動ダイナモ装置。

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