JP3163956U - 振動型電磁発電機 - Google Patents
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Abstract
Description
このようにして、振動型電磁発電機1では、第1のコイルバネ5aと第2のコイルバネ5bによって、可動磁石3を発電コイル9の巻き軸方向に振動可能に支持している。
本実施形態における振動型電磁発電機1は、第1のコイルバネ5aと第2のコイルバネ5bの各々が、可動磁石3を引っ張っている状態となり、振動系を構成している。このとき、振動型電磁発電機1に外力が加わると、可動磁石3は、可動磁石3の質量と、第1のコイルバネ5aと第2のコイルバネ5bのバネ定数で定まる共振周波数frで振動する。この結果、可動磁石3の振動時間が長くなり、長時間電圧が得られる。
図2Aは、第1のコイルバネ5aが伸びた状態の図である。
図2Bは、第1のコイルバネ5aが最も縮んだ状態の図である。
図3は、質量Mのおもり15と、バネ定数kのコイルバネ16を組み合わせて構成される振動系のモデル図である。コイルバネ16におもり15が吊るされると、コイルバネ16の復元力と、おもり15にかかる重力が釣り合う位置でおもり15は静止する。この位置を変位ゼロとする。おもり15に外力が加わると、おもり15は単振動を始める。この振動系の共振周波数fr1は、次式(1)で与えられる。
図4Aは、振動系の損失が比較的に少ない場合である。
図4Bは、振動系の損失がやや大きい場合である。
パルス状の衝撃力には広い周波数成分が含まれ、振動系の共振周波数成分も含まれる。このため、共振周波数成分の作用によって振動系が励振される。この結果、おもりは図5A,Bに示すように振動する。
図5Bは、振動系の損失がやや大きい場合である。
図5A,Bに示すように、振動系の損失が小さいと振動が長時間継続する。一方、損失が大きいと、振動は急激に減少する。このため、振幅も、損失が小さいときの方が大きくなる。
また、振動型電磁発電機1を用いると、微弱な振動エネルギーを効率的に可動磁石3の直線往復運動に変換することができる。このため、重力方向に対して振動型電磁発電機1が平行な状態であって、かつ振動型電磁発電機1の設置方向が一定である場合、例えば、海上船舶の安全な航行のために波の上下運動によって発電し発光する発光ブイ等、への発電機として好適であると言える。また、ストッパ部を有することによって、強い振動が生じても、振動型電磁発電機が損傷する虞が少ないことを加味すれば、自転車の荷台あるいはサドル、または、自動車のサスペンション部等に採用することも可能である。
図7Aは、振動型電磁発電機30の断面図を示す。
図7Bは、ストッパ部の構成例を示す。
図9Aは、振動型電磁発電機40の断面図を示す。
図9Bは、棒状のストッパ部の構成例を示す。
パイプ2の第2の端部材51には、コイルバネを固定するための凸部やフック、細孔等は形成されていない。このため、第2の端部材51は、可動磁石3をパイプ2に封止する機能のみを有する。振動型電磁発電機50では、第1のコイルバネ5aによって、可動磁石3を発電コイル9の巻き軸方向に振動可能に支持している。
また、上述した第1〜第4の実施の形態に示した各ストッパ部を組み合わせて構成してもよい。
Claims (3)
- 非磁性材料で形成された中空のパイプと、
前記パイプの周囲に巻回された少なくとも一つの発電コイルと、
少なくとも1個の磁石からなり、前記パイプ内に配置された可動磁石と、
前記パイプの少なくとも一方の端部に固定され、前記可動磁石を前記発電コイルの巻軸方向に振動可能に支持する伸縮可能な弾性体と、
前記可動磁石の振動を制限するストッパ部と、を備え、
前記ストッパ部は、前記パイプの少なくとも一方の端部に形成され、
前記ストッパ部と前記可動磁石が接触する位置は、前記パイプの端部を始点とした場合に、前記弾性体が最も収縮する長さより長い位置である
振動型電磁発電機。 - 前記弾性体が配置される側の前記可動磁石の端部に磁石端部材を設けるとともに、
前記磁石端部材と前記パイプの端部とは、前記弾性体によって結合されている
請求の範囲第1項記載の振動型電磁発電機。 - 前記ストッパ部は、前記パイプの両端部に形成されるとともに、
前記弾性体は、前記可動磁石の両端から前記パイプの両端部にかけて配置されている
請求の範囲第1項又は2項記載の振動型電磁発電機。
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