JP2022138751A - 発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】永久磁石を有効に利用する発電装置の提供をする。
【解決手段】発電装置１は、コイル２と第１ヨーク３と第２ヨーク４１と永久磁石４３と第３ヨーク４２とを有する。第１ヨークは、コイルが巻かれた第１本体部３１と第１本体部ら右方向に突出する第１突出部３１１および第２突出部３１２とを有する。第２ヨークは、第２本体部４１１と第２本体部から左方向に突出する第３突出部４１２および第４突出部４１３とを有する。永久磁石は第２本体部と向かい合う第１磁極面４３１と、第３ヨークと向かい合う第２磁極面４３２とを有する。第３ヨークは永久磁石の第２磁極面に取り付けられている。第１ヨークまたは第２ヨークが第１位置から第２位置へと移動する時、第２突出部が第４突出部に近づき、第１突出部が第３突出部から離れると共に第３ヨークと接触する。
【選択図】図１

Description

本開示は、発電装置に関し、より詳細には、電磁誘導発電を用いて運動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置に関する。

近年、発電装置を内蔵したスイッチが提案されている。発電装置を内蔵したスイッチは、例えば操作者による押圧などにより発電装置が発電した電力で、例えばスマートフォンなどの外部機器に信号を送信する。

発電装置の発電方法としては、たとえば電磁誘導が用いられる。発電装置は、コイルと、第１永久磁石と、第２永久磁石と、ヨークとを備えている。コイルは、ヨークに巻かれている。ヨークは、たとえば左右方向に移動可能に構成されている。第１永久磁石は、ヨークに対して左方向に配置されており、第２永久磁石は、ヨークに対して右方向に配置されている。そして、ヨークは、左方向に移動して第１永久磁石と磁気的に接続し、右方向に移動して第２永久磁石と磁気的に接続する。

ここで、ヨークと第１永久磁石とが磁気的に接続しているときは、ヨークと第２永久磁石とは磁気的に接続されていない。また、ヨークと第２永久磁石とが磁気的に接続しているときは、ヨークと第１永久磁石とは磁気的に接続されていない。くわえて、第１永久磁石と第２永久磁石とは、ヨークのコイルが巻かれる部位に異なる向きの磁界を印加するように構成されている。

すなわち、第１永久磁石およびヨークが磁気的に接続するときと、第２永久磁石およびヨークが磁気的に接続するときとでは、ヨークのコイルが巻かれる部位に流れる磁界の向きは異なっている。これにより、発電装置は、ヨークの移動により、コイル内を通る磁界の向きを変化させることができるのでコイルで誘導起電力を発生できる。

特許第５８２４６４７号公報

しかしながら、このような従来の発電装置は、ヨークが左方向に移動したときには第２永久磁石が磁気回路から切り離されており、ヨークが右方向に移動したときには第１永久磁石が磁気回路から切り離されていた。つまり、従来の発電装置は、コイル内を通る磁界を変化させる磁石を有効に利用できていなかった。

そこで、本開示は、上記の課題に鑑み、コイル内部を通る磁界を変化させる永久磁石を有効に利用する発電装置の提供を目的とする。

本開示の一態様に係る発電装置は、コイルと、第１ヨークと、第２ヨークと、永久磁石と、第３ヨークとを有する。

第１ヨークは、磁性体で形成されており、コイルが巻かれた第１本体部と、第１本体部ら右方向に突出する第１突出部および第２突出部とを有する。

第２ヨークは、磁性体で形成されており、第２本体部と、第２本体部から左方向に突出する第３突出部および第４突出部とを有する。

永久磁石は、第２本体部と向かい合う第１磁極面と、第３ヨークと向かい合う第２磁極面とを有する。第２磁極面は、第１磁極面の反対側に位置しており、第１磁極面とは極性が異なる。

第３ヨークは、磁性体で形成されており、永久磁石の第２磁極面に取り付けられている。

また、第１ヨークまたは第２ヨークは、第１位置と第２位置との間を移動可能に構成されている。第１ヨークまたは第２ヨークが第１位置から第２位置へと移動するとき、第２突出部が第４突出部に近づき、第１突出部が第３突出部から離れるとともに第３ヨークと接触する。第１ヨークまたは第２ヨークが第２位置から第１位置へと移動するとき、第１突出部が第３突出部に近づくとともに第２突出部が第４突出部から離れ第３ヨークに近づく。

発電装置は、第１ヨークまたは第２ヨークが第１位置にあるときには永久磁石と第３突出部と第１本体部と第３ヨークとで磁気回路を形成する。また、発電装置は、第１ヨークまたは第２ヨークが第１位置にあるときには永久磁石と第４突出部と第１本体部と第３ヨークとで磁気回路を形成する。

ここで、第２ヨークと向かい合う永久磁石の第１磁極面の磁極は、第３ヨークと向かい合う永久磁石の第２磁極面の極性と異なっている。そのため、第１ヨークの第１本体部を流れる磁界の向きは、第１ヨークまたは第２ヨークが第１位置から第２位置へと移動したときと第１ヨークまたは第２ヨークが第２位置から第１位置へと移動したときとで逆方向になる。

このように、永久磁石は、第１ヨークまたは第２ヨークが第１位置から第２位置へと移動したときと第第１ヨークまたは第２ヨークが第２位置から第１位置へと移動したときとで、コイルが巻かれた第１ヨークの第１本体部に対して２つの異なる向きの磁界を印加する。

そのため、発電装置は、第１ヨークまたは第２ヨークが第１位置から第２位置へと移動するときと第２位置から第１位置へと移動するときの両方において、永久磁石の発生させる磁界を利用して発電できる。

よって、本発明は、永久磁石を有効に利用する発電装置を提供できる。

本実施の形態における発電装置の模式図 図１における領域αの拡大図 本実施の形態における発電装置において、第１ヨークが第１位置にある状態の模式図 本実施の形態における発電装置において、第１ヨークが第２位置にある状態の模式図 発電装置の第１の変形例 発電装置の第２の変形例

以下、本開示に係る発電装置の実施の形態を、図面に基づき説明する。なお、下記に開示される実施の形態はすべて例示であって、本開示に係る発電装置に制限を加える意図はない。

また、下記に開示される実施の形態では、必要以上の詳細な説明を省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項についての詳細な説明や、実質的に同一の構成についての重複する説明を、省略する場合がある。これは、説明が不必要に冗長になるのを避けることで、当業者の理解を容易にするためである。

なお、本開示では、「上」、「下」、「左」、「右」等の方向を示す用語を用いて説明するが、これらは相対的な位置関係を示しているだけであり、それにより本開示が限定されるものではない。
（概要）
図１を参照して発電装置１の構成について説明する。図１は、本実施の形態における発電装置の模式図である。

発電装置１は、コイル２と、第１ヨーク３と、第２ヨーク４１と、第３ヨーク４２と、永久磁石４３とを有する。

第１ヨーク３は、磁性体で形成されており、上下方向に移動可能に構成されている。第１ヨーク３は、第１本体部３１と、第１本体部３１のから右方向に突出する第１突出部３１１と、第１本体部３１から右方向に突出する第２突出部３１２とを有する。第１本体部３１には、コイル２が巻かれている。

第２ヨーク４１は磁性体で形成されている。第２ヨーク４１は、第２本体部４１１と、第２本体部４１１から左方向に突出する第３突出部４１２と、第２本体部４１１から左方向に突出する第４突出部４１３とを有する。

永久磁石４３は、第２ヨーク４１の第２本体部４１１に取り付けられている。永久磁石４３は、第１磁極面４３１と第２磁極面４３２とを有する。第１磁極面４３１は、第２ヨーク４１の第２本体部４１１と向かい合っている。第２磁極面４３２は、第１磁極面４３１の反対に位置する。ここで、第１磁極面４３１の極性は第２磁極面４３２の極性と異なっている。つまり、第１磁極面４３１がＮ極であるとき第２磁極面はＳ極であり、第１磁極面４３１がＳ極であるとき第２磁極面はＮ極である。

第３ヨーク４２は、磁性体で形成されている。第３ヨーク４２は、永久磁石４３の第２磁極面４３２に取り付けられている。

次に、図２および図３を参照して発電装置１の動作について説明する。

第１ヨーク３は前述の通り、上下方向に移動可能に構成されている。第１ヨーク３が上方向に移動するとき、第１ヨーク３の第１突出部３１１は第２ヨーク４１の第３突出部４１２に近づく。また、第１ヨーク３の第２突出部３１２は、第２ヨーク４１の第４突出部４１３から離れて第３ヨーク４２に近づく。この状態にあるときの第１ヨーク３および第２ヨーク４１の位置を第１位置とする。

また、第１ヨーク３が下方向に移動するとき、第１ヨーク３の第２突出部３１２は第２ヨーク４１の第４突出部４１３に近づく。また、第１ヨーク３の第１突出部３１１は、第２ヨーク４１の第３突出部４１３から離れて第３ヨーク４２に近づく。この状態にあるときの第１ヨーク３および第２ヨーク４１の位置を第２位置とする。

ここで、第１ヨーク３が第１位置にいるとき、永久磁石４３から第２ヨーク４１の第３突出部４１２と第１ヨーク３と第３ヨーク４２とを経て永久磁石４３へと戻る磁気回路が形成される。また、第１ヨーク３が第２位置にいるとき、永久磁石４３から第２ヨーク４１の第４突出部４１２と第１ヨーク３と第３ヨーク４２とを経て永久磁石４３へと戻る磁気回路が形成される。

また、永久磁石４３の第１磁極面４３１は永久磁石の第２磁極面４３２と極性が異なっている。そのため、第１ヨーク３が第１位置にいるときに形成される磁気回路と第１ヨーク３が第２位置にいるときに形成される磁器回路とは、コイル２が巻かれた第１ヨーク３の第１本体部３１に反対向きの磁界を印加する。

そして、コイル２は、第１ヨーク３の上下方向の移動により生じる第１ヨーク３の第１本体部３１を通過する磁界の変化によって電力を発生する。

このような構成を有することにより、発電装置１は、第１ヨーク３が上方向に移動したときと第１ヨーク３が下方向に移動したときとの両方において、永久磁石４３の発生させる磁界を利用して発電できる。つまり、発電装置１は、永久磁石４３の磁界を有効に利用できる。

なお、第１ヨーク３が移動する場合を一例として挙げて説明したが、発電装置１は、第２ヨーク４１が移動する構成であってもよく、第１ヨーク３と第２ヨーク４１との双方が移動する構成であってもよい。第２ヨーク４１が移動する場合、第２ヨーク４１は下向きに移動することで第１位置に移動し、上向きに移動することで第２位置に移動する。また、このとき、第３ヨーク４２と永久磁石４３とは、第２ヨーク４１と連動して移動する。第２ヨーク４１が移動する構成においては、第１ヨーク３に連動してコイル２が移動することを抑制できるため、コイル２への配線が容易になる。

また、第１ヨーク３と第２ヨーク４１との双方が移動する場合、第１ヨーク３の移動する方向と第２ヨーク４１の移動する方向とは逆向きであることが好ましい。言い換えると、第１ヨーク３が上向きに移動することで第１位置に移動する場合は、第２ヨーク４１は下向きに移動することで第１位置に移動することが好ましい。また、第１ヨーク３が下向きに移動することで第２位置に移動する場合は、第２ヨーク４１は上向きに移動することで第２位置に移動することが好ましい。これにより、発電装置１は、第１ヨーク３の第1本体部３１を通過する磁界の向きをより素早く変化させることができる。
（詳細な説明）
図１および図２を参照して、発電装置１の構成についてより詳細に説明する。図１は、本実施の形態における発電装置の模式図であり、図２は、図１における領域αの拡大図である。

発電装置１は、コイル２と、第１ヨーク３と、第２ヨーク４１と、永久磁石４３と、第３ヨーク４２と、樹脂部５とを有する。

コイル２は、例えば銅線などの導線２１が第１ヨーク３に巻きつけられて形成されている。ここで、導線２１のコイル２を形成する部分は、例えばエナメルや樹脂といった絶縁性の材料によって第１ヨーク３と電気的に絶縁されている。

第１ヨーク３は、例えば鉄やフェライト等の磁性体で形成されている。第１ヨーク３は、例えばスライド機構などによって上下方向に移動可能に構成されている。第１ヨーク３は、第１本体部３１と、第１突出部３１１と、第２突出部３１２とを有する。ここで、第１本体部３１と第１突出部３１１と第２突出部３１２とは、例えばプレス加工などで一体に成形されている。

第１本体部３１は、上下方向に沿って延びている。そして、第１本体部３１には、導線２１が巻きつけられてコイル２が形成されている。第１突出部３１１は、第１本体部３１の上端と繋がり、右方向に突出している。第２突出部３１２は、第１本体部３１の下端と繋がり、右方向に突出している。

第２ヨーク４１は、例えば鉄やフェライト等の磁性体で形成されている。第２ヨーク４１は、第２本体部４１１と、第３突出部４１２と、第４突出部４１３とを有する。ここで、第２本体部４１１と第３突出部４１２と第２突出部４１３とは、例えばプレス加工などで一体に成形されている。

第２本体部４１１には左方向に開口する凹部４１１ａが形成されている。第３突出部４１２は、第２本体部４１１の上端から左方向に突出している。ここで、第３突出部４１２は、上方向に移動する第１ヨーク３の第１突出部３１１と接触する程度に第２本体部４１１から突出している。また、第４突出部４１３は、第２本体部４１１の下端から左方向に突出している。ここで、第４突出部４１３は、下方向に移動する第１ヨーク３の第２突出部３１２と接触する程度に第２本体部４１１から突出している。

永久磁石４３は、例えばネオジウム系磁石やフェライト系磁石である。永久磁石４３は、右側面に第１磁極面４３１を、左側面に第２磁極面４３２を有する。そして、第１磁極面４３１と第２磁極面４３２とは極性が異なっている。言い換えると、永久磁石４３は、第１磁極面４３１がＮ極であるときには第２磁極面がＳ極となるように、第１磁極面４３１がＳ極であるときには第２磁極面がＮ極となるように、左右方向に着磁されている。

永久磁石４３は、第２本体部４１１の凹部４１１ａと嵌合して第２本体部に取付けられている。そのため、第１磁極面４３１は、凹部４１１ａ内に配置されて第２本体部４１１と接触している。一方で、第２磁極面４３２は、凹部４１１ａ内で永久磁石４３の磁束が循環することを防ぐために、凹部４１１ａの外に位置している。言い換えると、永久磁石４３は、凹部４１１ａから突出して設けられている。ここで、永久磁石４３は、下方向に移動した第１ヨーク３の第１突出部３１１や上方向に移動した第２突出部３１２とは接触しない程度に第２本体部４１１（凹部４１１ａ）から突出している。

第３ヨーク４２は、例えば鉄やフェライト等の磁性体で形成されている。第３ヨーク４２は、永久磁石４３の第２磁極面４３２に取付けられている。ここで、第３ヨーク４２は、永久磁石４３の磁力によって第２磁極面４３２に吸着されている。また、第３ヨーク４２の永久磁石４３（第２磁極面４３２）と接する面は、永久磁石４３に向かって膨らむ曲面状に形成されている。

樹脂部５は、例えば、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂などの樹脂材料によって形成される。樹脂部５は、永久磁石４３と第２ヨーク４１の凹部４１１ａの周辺を覆って、第２ヨーク４１の凹部４１１ａからの永久磁石４３の抜けを防止している。ここで、樹脂部５は、永久磁石４３の第２磁極面４３２を樹脂部５から露出するように設けられている。

次に、図３および図４を参照して発電装置１の動作についてより詳細に説明する。図３は、本実施の形態における発電装置において、第１ヨーク３が第１位置にある状態の模式図であり、図４は、本実施の形態における発電装置において、第１ヨーク３が第２位置にある状態の模式図である。

ここで、第１位置は、第１ヨーク３の第１突出部３１１と第２ヨーク４１の第４１２とが接触している状態における第１ヨーク３または第２ヨーク４１の位置を示し、第２位置は、第１ヨーク３の第２突出部３１２と第２ヨーク４１の第４１３とが接触している状態における第１ヨーク３または第２ヨーク４１の位置を示す。

なお、説明を簡略化するために、永久磁石４３の第１磁極面４３１がＮ極である場合を一例として用いて説明する。

第１ヨーク３は、第１位置と第２位置との間を移動する。第１ヨーク３は、第１位置から下方へ移動することで第２位置へと移動し、第２位置から上方へ移動することで第１位置へと移動する。

第１ヨーク３が第１位置にあるとき、第１ヨーク３の第１突出部３１１は第２ヨーク４１の第３突出部４１２と接触しており、第１ヨーク３の第２突出部３１２が第３ヨーク４２と接触している。このとき、第１突出部３１１と第３突出部４１２との接触面積および第２突出部３１２と第３ヨーク４２との接触面積は、永久磁石４３（第１磁極面４３１）と第２ヨーク４１とが向かい合う面積および永久磁石４３（第２磁極面４３２）と第３ヨーク４２とが向かい合う面積よりも狭い。

そのため、第１ヨーク３が第１位置にあるとき、永久磁石４３の第１磁極面４３１からの磁界は、第２ヨークの第２本体部４１１、第３突出部４１２、第１ヨーク３の第１突出部３１１、第１本体部３１、第２突出部３１２、第３ヨーク４２の順番で通過して永久磁石４３の第２磁極面４３２へ戻ってくる。

つまり、第１ヨーク３が第１位置にあるとき、第１ヨーク３の第１本体部３１に下方向へと向かう磁界を印加する磁気回路が形成される。 また、第１ヨーク３が第２位置にあるとき、第１ヨーク３の第１突出部３１１が第３ヨーク４２と接触しており、第１ヨーク３の第２突出部３１２が第２ヨーク４１の第４突出部４１３と接触している。このとき、第１突出部３１１と第３ヨーク４２との接触面積および第２突出部３１２と第４突出部４１３との接触面積は、永久磁石４３（第１磁極面４３１）と第２ヨーク４１とが向かい合う面積および永久磁石４３（第２磁極面４３２）と第３ヨーク４２とが向かい合う面積よりも狭い。

そのため、第１ヨーク３が第１位置にあるとき、永久磁石４３の第１磁極面４３１からの磁界は、第２ヨークの第２本体部４１１、第４突出部４１３、第１ヨーク３の第２突出部３１２、第１本体部３１、第１突出部３１１、第３ヨーク４２の順番で通過して永久磁石４３の第２磁極面４３２へ戻ってくる。

つまり、第１ヨーク３が第２位置にあるとき、第１ヨーク３の第１本体部３１に上方向へと向かう磁界を印加する磁気回路が形成される。

このように、発電装置１は、第１位置と第２位置との間の第１ヨーク３の移動で磁気回路を切替え、第１本体部３１（コイル２の内部）を通る磁界の向きを変化させることにより、コイル２で誘導起電力を発生させて発電する。

発電装置１は、上述のように構成され、動作する。ここで、発電装置１は、永久磁石４３の第１磁極面４３１と第２ヨーク４１の第２本体部４１１とが向かい合うようにして第２本体部４１１に取付けられた永久磁石４３を有しており、永久磁石４３の第２磁極面４３２に取付けられた第３ヨーク４２を有している。言い換えると、発電装置１は、永久磁石４３を介して第２ヨーク４１と磁気的に繋がっている第３ヨーク４２を有している。

そのため、発電装置１は、第１ヨーク３が第１位置にいるときに形成される磁気回路と第１ヨーク３が第２位置にいるときに形成される磁気回路との両方の磁気回路で永久磁石４３が寄与させることができ、永久磁石４３を効率的に利用できる。

なお、第１ヨーク３が移動する場合を一例として挙げて説明したが、発電装置１は、第２ヨーク４１が移動する構成であってもよく、第１ヨーク３と第２ヨーク４１との双方が移動する構成であってもよい。第２ヨーク４１が移動する場合、第２ヨーク４１は下向きに移動することで第１位置に移動し、上向きに移動することで第２位置に移動する。また、このとき、第３ヨーク４２と永久磁石４３とは、第２ヨーク４１と連動して移動する。第２ヨーク４１が移動する構成においては、第１ヨーク３に連動してコイル２が移動することを抑制できるため、コイル２への配線が容易になる。

また、第１ヨーク３と第２ヨーク４１との双方が移動する場合、第１ヨーク３の移動する方向と第２ヨーク４１の移動する方向とは逆向きであることが好ましい。言い換えると、第１ヨーク３が上向きに移動することで第１位置に移動する場合は、第２ヨーク４１は下向きに移動することで第１位置に移動することが好ましい。また、第１ヨーク３が下向きに移動することで第２位置に移動する場合は、第２ヨーク４１は上向きに移動することで第２位置に移動することが好ましい。これにより、発電装置１は、第１ヨーク３の第1本体部３１を通過する磁界の向きをより素早く変化させることができる。

なお、発電装置１は、コイル２が発電可能な程度の磁界の向きの変化を第１ヨーク３の第１本体部３１に起こせるのであれば次の変更を加えてもよい。例えば、発電装置１は、第１ヨーク３と第２ヨーク４１との間および第１ヨーク３と第３ヨーク４２との間に間隙が形成されていても、非磁性体が存在していてもよい。また、例えば、発電装置１は、第２ヨーク４１に凹部４１１ａを形成せず、永久磁石４３と第２ヨーク４１のとの間にテープや接着剤などの非磁性体が介在して永久磁石４３と第２本体部４１１とが取付けられてもよく、永久磁石４３と第２本体部４１１とは永久磁石４３の磁力で吸着されていてもよい。また、例えば、発電装置１は、第３ヨーク４２と永久磁石４３との間にテープや接着剤などの非磁性体が介在して第３ヨーク４２と永久磁石４３とが取付けられてもよく、永久磁石４３と第３ヨーク４２とは永久磁石４３の磁力で吸着されていてもよい。

ところで、発電装置１は、第１ヨーク３が第１位置に移動するとき、例えば、第１ヨーク３や第２ヨーク４１などの寸法精度のばらつきなどの理由により、第１ヨーク３の第１突出部３１１と第２ヨーク４１の第３突出部４１２とが接触するよりも先に、第１ヨーク３の第２突出部３１２と第３ヨーク４２とが接触する場合がある。また、発電装置１は、同様の理由により、第１ヨーク３が第２位置に移動する場合に、第１ヨーク３の第２突出部３１２と第２ヨーク４１の第４突出部４１３とが接触するよりも先に、第１突出部３１１と第３ヨーク４２とが接触する場合がある。

しかしながら、発電装置１は、第３ヨーク４２が永久磁石４３の磁力によって吸着されて永久磁石４３の第２磁極面４３２に取付けられるよう構成されている。つまり、第３ヨーク４２は、永久磁石４３に磁力で吸着保持されており、上方向や下方向に移動または傾倒できるよう構成されている。

そのため、発電装置１は、第１ヨーク３の第１突出部３１１と第２ヨーク４１の第３突出部４１２とが接触するよりも先に第１ヨーク３の第２突出部３１２と第３ヨーク４２とが接触したとしても、第１ヨーク３の第２突出部３１２が第３ヨーク４２を上方向へと移動または傾倒させることで、第１突出部３１１と第３突出部４１２とを接触させることができる。また、発電装置１は、第１ヨーク３の第２突出部３１２と第２ヨーク４１の第４突出部４１３とが接触するよりも先に第１ヨーク３の第１突出部３１１と第３ヨーク４２とが接触したとしても、第１ヨーク３の第１突出部３１１が第３ヨーク４２を下方向へと移動または傾倒させることで、第２突出部３１２と第４突出部４１３とを接触させることができる。

このように、発電装置１は、永久磁石４３の磁力で吸着された第３ヨークを有することにより、第１ヨーク３の移動により形成される磁気回路の磁気抵抗が寸法精度のばらつき等によって増大することを抑制できる。

なお、発電装置１は、第１ヨーク３の第１突出部３１１と第２ヨーク４１の第３突出部４１２とが接触しない構成であったとしても、第３ヨーク４２を上方向に移動または傾倒させることで、第１突出部３１１と第３突出部４１２との距離を縮めることができる。また、発電装置１は、第１ヨーク３の第２突出部３１２と第２ヨーク４１の第４突出部４１３とが接触しない構成であったとしても、第３ヨーク４２を下方向に移動または傾倒させることで、第２突出部３１２と第４突出部４１３との距離を縮めることができる。つまり、発電装置１は、第１ヨーク３の移動により形成される磁気回路の磁気抵抗が寸法精度のばらつき等によって増大することを抑制できる。

なお、発電装置１は、凹部４１１ａと嵌合せず、永久磁石４３の磁力で第２ヨーク４１に吸着して取付けられた永久磁石４３を有していてもよい。この場合、発電装置１は、永久磁石４３の上方向や下方向への移動または傾倒に伴って、第３ヨーク４２は上方向や下方向に移動または傾倒できる。よって、発電装置１は、第１ヨーク３の移動により形成される磁気回路の磁気抵抗が寸法精度のばらつき等によって増大することを抑制できる。この場合、永久磁石４３と第３ヨーク４２とが、例えば接着剤や両面テープ等におって固定されていてもよい。

くわえて、発電装置１は、第３ヨーク４２の永久磁石４３（第２磁極面４３２）と接する面を永久磁石４３に向かって膨らむ曲面状に形成している。これにより、発電装置１は、第３ヨーク４２は上方向や下方向へより傾倒しやすくなり、第１ヨーク３の移動により形成される磁気回路の磁気抵抗が寸法精度のばらつき等によって増大することをより抑制できる。

なお、発電装置１は、永久磁石４３の第３ヨーク４２と接する面（第２磁極面４３２）を第３ヨーク４２に向かって膨らむ曲面状に形成してもよい。また、発電装置１が永久磁石４３の磁力で第２ヨーク４１に吸着して取付けられた永久磁石４３を有する構成である場合、発電装置１は、永久磁石４３の第２ヨーク４１（第２本体部４１１）と接する面（第１磁極面４３１）を第２ヨーク４１に向かって膨らむ曲面状に形成、または、第２ヨーク４１（第２本体部４１１）の永久磁石４３（第１磁極面）と接する面を永久磁石４３に向かって膨らむ曲面状に形成してもよい。また、永久磁石４３（第１磁極面４３２）に形成された曲面と第３ヨーク４２に形成された曲面とが接触してもよく、永久磁石４３（第１磁極面４３１）に形成された曲面と第２ヨーク４１（第２本体部４１１）に形成された曲面とが接触してもよい。ここで、曲面状とは、球状の面や面取りされて丸みを帯びた面をも含む。

さらに、発電装置１は、第１ヨーク３が第１位置にあるとき、第１ヨーク３の第１突出部３１１と第２ヨーク４１の第３突出部４１２との接触面積が、永久磁石４３（第１磁極面４３１）と第２ヨーク４１とが向かい合う面積および永久磁石４３（第２磁極面４３２）と第３ヨーク４２とが向かい合う面積よりも狭くなるように構成されている。これにより、発電装置１は、第１突出部３１１と第３突出部４１２とが接する部位で磁気飽和を生じさせることができ、第１本体部３１を通る磁束の量を調整しやすくなる。そのため、発電装置１は、発電する電力値のばらつきを抑制できる。

なお、発電装置１は、第１ヨーク３の第２突出部３１２と第３ヨーク４２との接触面積が永久磁石４３（第１磁極面４３１）と第２ヨーク４１とが向かい合う面積および永久磁石４３（第２磁極面４３２）と第３ヨーク４２とが向かい合う面積よりも狭くなるように構成して磁気飽和を生じさせ、第１本体部３１を通る磁束の量を調整してもよい。

また、発電装置１は、第１ヨーク３が第２位置にあるとき、第１ヨーク３の第１突出部３１１と第３ヨーク４２との接触面積が、永久磁石４３（第１磁極面４３１）と第２ヨーク４１とが向かい合う面積および永久磁石４３（第２磁極面４３２）と第３ヨーク４２とが向かい合う面積よりも狭くなるように構成されている。これにより、発電装置１は、第１突出部３１１と第３ヨーク４２とが接する部位で磁気飽和を生じさせることができ、第１本体部３１を通る磁束の量を調整しやすくなる。そのため、発電装置１は、発電する電力値のばらつきを抑制できる。

なお、発電装置１は、第１ヨーク３の第２突出部３１２と第２ヨーク４１第４突出部４１３との接触面積が永久磁石４３（第１磁極面４３１）と第２ヨーク４１とが向かい合う面積および永久磁石４３（第２磁極面４３２）と第３ヨーク４２とが向かい合う面積よりも狭くなるように構成して磁気飽和を生じさせて、第１本体部３１を通る磁束の量を調整してもよい。
［変形例］
図５、図６に発電装置１の変形例を示す。図５は、発電装置の第１の変形例を示し、図６は、発電装置の第２の変形例を示す。

先述の実施の形態では、発電装置１は、第１ヨーク３と第２ヨーク４１との接触面積や第１ヨーク３と第３ヨーク４２との接触面積を、永久磁石４３と第２ヨーク４１とが向かい合う面積および永久磁石４３と第３ヨーク４２とが向かい合う面積よりも狭く形成することで第１本体部３１を通る磁束の量を調整していた。

しかしながら、図５に示すように、発電装置１は、第２ヨーク４１にテーパ部４１５を形成してもよい。ここで、テーパ部４１５を通る磁束の流れに直交する方向での断面積は、永久磁石４３（第１磁極面４３１）と第２ヨーク４１とが向かい合う面積および永久磁石４３（第２磁極面４３２）と第３ヨーク４２とが向かい合う面積よりも狭くなるように構成されていると好ましい。これにより、発電装置１は、テーパ部４１５で磁気飽和を生じさせることができ、第１本体部３１を通る磁束の量を調整しやすくなり、発電する電力値のばらつきを抑制できる。

また、図６に示すように、発電装置１は、第３ヨーク４２にスリット部４１６を形成してもよい。ここで、スリット部４１６を通る磁束の流れに直交する方向でのスリット部４１５の断面積は、永久磁石４３（第１磁極面４３１）と第２ヨーク４１とが向かい合う面積および永久磁石４３（第２磁極面４３２）と第３ヨーク４２とが向かい合う面積よりも狭くなるように構成されていると好ましい。

これにより、発電装置１は、スリット部４１６で磁気飽和を生じさせることができるので第１本体部３１を通る磁束の量を調整しやすくなり、発電する電力値のばらつきを抑制できる。

なお、発電装置１は、第１ヨーク３と第２ヨーク４１との接触面積や第１ヨーク３と第３ヨーク４２との接触面積を永久磁石４３と第２ヨーク４１とが向かい合う面積および永久磁石４３と第３ヨーク４２とが向かい合う面積よりも狭く形成する構成と、テーパ部４１５と、スリット部４１６とが組合せられていてもよい。また、テーパ部４１５やスリット部４１６は、第１ヨーク３や第３ヨーク４２に形成されていてもよい。これにより、発電装置１は、第１本体部３１を通る磁束の量をより調整しやすくなり、発電する電力値のばらつきを抑制できる。

１ 発電装置
２ コイル
２１ 導線
３ 第１ヨーク
３１ 第１本体部
３１１ 第１突出部
３１２ 第２突出部
４１ 第２ヨーク
４１１ 第２本体部
４１１ａ 凹部
４１２ 第３突出部
４１３ 第４突出部
４１４ 凹部
４１５ テーパ部
４１６ スリット部
４２ 第３ヨーク
４３ 永久磁石
４３１ 第１磁極面
４３２ 第２磁極面

Claims (10)

1. コイルと、
   前記コイルが巻かれた第１本体部と、前記第１本体部から右方向に突出する第１突出部および第２突出部とを有し、磁性体で形成される第１ヨークと、
   第２本体部と、前記第２本体部から左方向に突出する第３突出部および第４突出部とを有し、磁性体で形成される第２ヨークと、
   前記第２本体部と向かい合う第１磁極面と、前記第１磁極面の反対側に位置し前記第１磁極面とは極性が異なる第２磁極面とを有し、前記第２本体部に取り付けられた永久磁石と、
   前記永久磁石の前記第２磁極面に取付けられ、磁性体で形成される第３ヨークと、
   を備え、
   前記第１ヨークまたは前記第２ヨークは、第１位置と第２位置との間を移動可能に構成されており、
   前記第１ヨークまたは前記第２ヨークが前記第１位置から前記第２位置へと移動するとき、前記第２突出部が前記第４突出部に近づくとともに、前記第１突出部が前記第３突出部から離れて前記第３ヨークに近づき、
   前記第１ヨークまたは前記第２ヨークが前記第２位置から前記第１位置へと移動するとき、前記第１突出部が前記第３突出部に近づくとともに、前記第２突出部が前記第４突出部から離れて前記第３ヨークに近づく、
   ことを特徴とする発電装置。
2. 前記第３ヨークは、前記永久磁石の磁力で吸着されて取付けられており、
   前記第１ヨークまたは前記第２ヨークが前記第１位置から前記第２位置へと移動するとき、前記第１突出部は前記第３ヨークに接触して前記第３ヨークを移動させ、
   前記第１ヨークまたは前記第２ヨークが前記第２位置から前記第１位置へと移動するとき、前記第２突出部は前記第３ヨークに接触して前記第３ヨークを移動させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
3. 前記永久磁石は、前記永久磁石の磁力で前記第２ヨークに吸着されて取付けられており、
   前記第１ヨークまたは前記第２ヨークが前記第１位置から前記第２位置へと移動するとき、前記第１突出部が前記第３ヨークに接触して前記永久磁石を移動させ、
   前記第１ヨークまたは前記第２ヨークが前記第２位置から前記第１位置へと移動するとき、前記第２突出部は前記第３ヨークに接触して前記永久磁石を移動させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
4. 前記第３ヨークの前記永久磁石との接触面は、前記永久磁石に向かって膨らむ曲面であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の発電装置。
5. 前記永久磁石の前記第３ヨークとの接触面は、前記第３ヨークに向かって膨らむ曲面である、
   ことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の発電装置。
6. 前記永久磁石は、前記第２本体部と前記第３ヨークとに接しており、
   前記第１ヨークまたは前記第２ヨークが前記第１位置から前記第２位置へと移動することで、前記第１突出部と前記第３ヨークとは接触し、前記第２突出部と前記第４突出部とは接触し、
   前記第１ヨークまたは前記第２ヨークが前記第２位置から前記第１位置へと移動することで、前記第１突出部と前記第３突出部とは接触し、前記第２突出部と前記第３ヨークとは接触し、
   前記第１突出部と前記第３突出部とが接触し前記第２突出部と前記第３ヨークとが接触しているとき、前記第１突出部と前記第３突出部との接触面積または前記第２突出部と前記第３ヨークとの接触面積は、前記永久磁石と前記第２本体部とが向かい合う面積および前記永久磁石と前記第３ヨークとが向かい合う面積よりも狭く、
   前記第１突出部と前記第３ヨークとが接触し前記第２突出部と前記第４突出部とが接触しているとき、前記第１突出部と前記第３ヨークとの接触面積または前記第２突出部と前記第４突出部との接触面積は、前記永久磁石と前記第２本体部とが向かい合う面積および前記永久磁石と前記第３ヨークとが向かい合う面積よりも狭い、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の発電装置。
7. 前記第２ヨークまたは前記第３ヨークまたは第１ヨークは、テーパ部が形成されている、
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の発電装置。
8. 第２ヨークまたは第３ヨークまたは第１ヨークは、スリット部が形成されている、
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の発電装置。
9. 前記第１本体部は、前記永久磁石と嵌合する凹部をさらに有し、
   前記永久磁石は、前記凹部から突出するよう前記凹部に嵌合しており、
   前記第２磁極面は、前記凹部の外に位置する、
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の発電装置。
10. 前記第１ヨークと前記第２ヨークとは、第１位置と第２位置との間を移動可能に構成されており、
    前記第１ヨークが前記第１位置へと移動する方向と前記第２ヨークが前記第１位置へと移動する方向とは逆向きであり、
    前記第１ヨークが前記第２位置へと移動する方向と前記第２ヨークが前記第２位置へと移動する方向とは逆向きである、
    ことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の発電装置。

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