JP5375658B2 - Vibration generator - Google Patents
Vibration generator Download PDFInfo
- Publication number
- JP5375658B2 JP5375658B2 JP2010035856A JP2010035856A JP5375658B2 JP 5375658 B2 JP5375658 B2 JP 5375658B2 JP 2010035856 A JP2010035856 A JP 2010035856A JP 2010035856 A JP2010035856 A JP 2010035856A JP 5375658 B2 JP5375658 B2 JP 5375658B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode terminal
- housing
- vibration generator
- unit
- power generation
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
Description
本発明は、振動によって発電する振動発電機に関する。 The present invention relates to a vibration generator that generates power by vibration.
従来、振動による運動エネルギーを電気エネルギーに変換する振動発電機が提案されている。振動発電機では、永久磁石がコイル内で振動することで、コイルに誘導電流を発生させる。発生した誘導電流は、蓄電装置(コンデンサなど)に蓄電される。蓄電された蓄電装置から電流が取り出されることで、振動発電機は負荷に電流を供給できる。なお、振動発電機の発電効率は、永久磁石の振動時のストロークの増加に伴い、向上する。 Conventionally, vibration generators that convert kinetic energy caused by vibration into electrical energy have been proposed. In a vibration generator, a permanent magnet vibrates in a coil to generate an induced current in the coil. The generated induced current is stored in a power storage device (such as a capacitor). By extracting the current from the stored power storage device, the vibration generator can supply the current to the load. Note that the power generation efficiency of the vibration power generator is improved as the stroke of the permanent magnet is increased.
例えば特許文献1では、永久磁石、コイル、及び整流ユニット(整流ブリッジ回路、及びコンデンサ)を備えた発電機が提案されている。ケーシング内の約半分の領域に、永久磁石及びコイルが設けられている。残りの半分の領域に、整流ユニットが設けられている。永久磁石の振動によって、コイルに交流電流が誘起される。交流電流は、整流ブリッジ回路によって直流電流に変換される。直流電流は、コンデンサに蓄電される。 For example, Patent Document 1 proposes a generator including a permanent magnet, a coil, and a rectification unit (a rectification bridge circuit and a capacitor). Permanent magnets and coils are provided in approximately half the area inside the casing. A rectifying unit is provided in the remaining half of the area. An alternating current is induced in the coil by the vibration of the permanent magnet. The alternating current is converted into a direct current by a rectifying bridge circuit. The direct current is stored in the capacitor.
しかしながら上述の機器では、整流ユニットの収容される領域が永久磁石の可動範囲を制限してしまうので、永久磁石の振動時のストロークが短くなってしまう。従って発電機の発電効率が低下するという問題点がある。特に、振動発電機の大きさが限定される場合(例えば、標準規格で規定された形状のケース内に収容される場合)、整流ユニットが占める領域が発電効率に与える影響は顕著となる。 However, in the above-described device, the region in which the rectifying unit is accommodated restricts the movable range of the permanent magnet, so that the stroke during vibration of the permanent magnet is shortened. Therefore, there is a problem that the power generation efficiency of the generator is lowered. In particular, when the size of the vibration generator is limited (for example, when accommodated in a case having a shape defined by the standard), the influence of the region occupied by the rectifying unit on the power generation efficiency becomes significant.
本発明の目的は、永久磁石の可動範囲をできるだけ大きくすることにより、発電効率の高い振動発電機を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a vibration generator with high power generation efficiency by increasing the movable range of a permanent magnet as much as possible.
本発明の第一態様に係る振動発電機は、コイルが巻回された筒状部材と、前記筒状部材内を往復移動可能に設けられた永久磁石とを少なくとも備えた第一発電ユニットと、前記第一発電ユニットを収容する筐体であって、導通した二つの電極端子を備える第一筐体と、電流を整流する整流部と、前記整流部からの電流を蓄電する蓄電部と前記蓄電部を少なくとも収容する筐体であって、正極端子と負極端子とを備える第二筐体と、前記第一筐体に収容された前記永久磁石の往復移動によって前記コイルに誘起した電流を前記整流部に供給する供給路とを備えた振動発電機であって、一方の前記電極端子と前記負極端子とが導通された場合、前記供給路と前記整流部とを介して前記蓄電部に蓄電された電気は、他方の前記電極端子と前記正極端子とから外部機器に供給され、一方の前記電極端子と前記正極端子とが導通された場合、前記供給路と前記整流部とを介して前記蓄電部に蓄電された電気は、他方の前記電極端子と前記負極端子とから外部機器に供給されることを特徴とする。 A vibration generator according to a first aspect of the present invention includes a first power generation unit including at least a cylindrical member around which a coil is wound, and a permanent magnet provided so as to be capable of reciprocating in the cylindrical member; A housing that houses the first power generation unit, the first housing having two conductive electrode terminals, a rectifying unit that rectifies current, a power storage unit that stores current from the rectifying unit, and the power storage A housing containing at least a portion, a second housing comprising a positive terminal and a negative terminal, and a current induced in the coil by the reciprocating movement of the permanent magnet housed in the first housing A vibration generator including a supply path that supplies power to the power storage unit, and when one of the electrode terminal and the negative electrode terminal is electrically connected, the power storage unit stores the power through the supply path and the rectifying unit. The other electrode terminal and the positive terminal When the one electrode terminal and the positive electrode terminal are electrically connected to each other, the electricity stored in the power storage unit via the supply path and the rectification unit is the other electrode terminal And the negative terminal to be supplied to an external device.
第一態様によれば、振動発電機は、第一筐体と第二筐体とを備えている。第一筐体には、第一発電ユニットが収容されている。蓄電部は、第二筐体に収容されている。従って、第一発電ユニットが収容される領域を大きくできる。コイル内を移動する永久磁石のストロークを大きくできるので、大きな誘導電流をコイルに発生させることができる。蓄電部に大きな電流を蓄電できる。このように振動発電機は、往復運動によって蓄電可能な電流の量を大きくでき、発電効率を高めることができる。また、第一筐体が備える二つの電極端子は導通している。従って、一方の電極端子と負極端子とが導通された場合、他方の電極端子と正極端子とから電力を取り出すことができる。又、一方の電極端子と正極端子とが導通された場合、他方の電極端子と負極端子とから電力を取り出すことができる。 According to the first aspect, the vibration generator includes a first housing and a second housing. A first power generation unit is accommodated in the first housing. The power storage unit is housed in the second housing. Therefore, the area where the first power generation unit is accommodated can be increased. Since the stroke of the permanent magnet moving in the coil can be increased, a large induced current can be generated in the coil. A large current can be stored in the power storage unit. Thus, the vibration power generator can increase the amount of current that can be stored by reciprocating motion, and can increase power generation efficiency. Further, the two electrode terminals provided in the first housing are electrically connected. Therefore, when one electrode terminal and the negative electrode terminal are conducted, electric power can be taken out from the other electrode terminal and the positive electrode terminal. Moreover, when one electrode terminal and the positive electrode terminal are conducted, electric power can be taken out from the other electrode terminal and the negative electrode terminal.
また、第一態様において、前記第一筐体は、導電体であり、二つの前記電極端子は、前記第一筐体に接続することで導通してもよい。第一筐体に電極端子を接続することで、電極端子同士を容易に導通させることができる。 In the first aspect, the first casing may be a conductor, and the two electrode terminals may be electrically connected to each other by connecting to the first casing. By connecting the electrode terminals to the first housing, the electrode terminals can be easily conducted.
また、第一態様において、前記第一筐体は磁性体としてもよい。これによって、永久磁石から放射される磁力線を第一筐体に吸収させることができる。第一筐体内の磁束密度を高めることができるので、コイルに発生させる誘導電流を更に大きくできる。振動発電機の発電効率をさらに向上させることができる。 In the first aspect, the first housing may be a magnetic body. Thereby, the magnetic field lines radiated from the permanent magnet can be absorbed by the first casing. Since the magnetic flux density in the first housing can be increased, the induced current generated in the coil can be further increased. The power generation efficiency of the vibration generator can be further improved.
また、第一態様において、前記第一発電ユニットとは異なる第二発電ユニットを備え、前記第二発電ユニットは、前記第二筐体内に収容されていてもよい。これによって振動発電機は、第一発電ユニットに加え、第二発電ユニットでも発電できる。振動発電機は、より多くの電流を効率的に蓄電部に蓄電できる。 In the first aspect, a second power generation unit different from the first power generation unit may be provided, and the second power generation unit may be accommodated in the second housing. Thus, the vibration generator can generate power with the second power generation unit in addition to the first power generation unit. The vibration power generator can efficiently store more current in the power storage unit.
また、第一態様において、前記整流部は、前記第二筐体に収容されていてもよい。整流部は第二筐体に収容されるので、第一発電ユニットが収容される領域を広い状態で維持できる。永久磁石のストロークを大きくできるので、大きな誘導電流をコイルに発生させることができる。振動発電機は、さらに大きな電流を蓄電部に蓄電でき、発電効率をさらに高めることができる。 Moreover, the 1st aspect WHEREIN: The said rectification | straightening part may be accommodated in said 2nd housing | casing. Since the rectifying unit is accommodated in the second casing, the area where the first power generation unit is accommodated can be maintained in a wide state. Since the stroke of the permanent magnet can be increased, a large induced current can be generated in the coil. The vibration power generator can store a larger current in the power storage unit, and can further increase power generation efficiency.
また、第一態様において、前記第一筐体を複数備え、前記第二筐体は、複数の前記第一筐体に収容された前記第一発電ユニットの其々に対応する前記整流部を収容してもよい。複数の第一筐体内の其々で第一発電ユニットが発電するので、振動発電機は、より多くの電流を短時間で効率的に蓄電部に蓄電できる。其々の第一発電ユニットに対応する整流部は、第二筐体内にまとめて収容されている。従って、第一発電ユニットが収容される領域を広い状態で維持できる。振動発電機は、発電効率をさらに高めることができる。 In the first aspect, the first housing includes a plurality of the first housings, and the second housing houses the rectifying unit corresponding to each of the first power generation units housed in the plurality of first housings. May be. Since the first power generation unit generates power in each of the plurality of first housings, the vibration power generator can efficiently store more current in the power storage unit in a short time. The rectifying units corresponding to the respective first power generation units are collectively accommodated in the second housing. Therefore, the area in which the first power generation unit is accommodated can be maintained in a wide state. The vibration generator can further increase the power generation efficiency.
また、第一態様において、前記第一筐体を複数備え、前記整流部は、複数の前記第一筐体の其々に収容されてもよい。複数の第一筐体内の其々で第一発電ユニットが発電するので、振動発電機は、より多くの電流を短時間で効率的に蓄電部に蓄電できる。其々の第一発電ユニットに対応する整流部は、第一筐体内に収容される。第一発電ユニット及び整流部を備える第一筐体を複数接続することで、容易に振動発電機の発電量を増加させることができる。 In the first aspect, a plurality of the first casings may be provided, and the rectifying unit may be accommodated in each of the plurality of first casings. Since the first power generation unit generates power in each of the plurality of first housings, the vibration power generator can efficiently store more current in the power storage unit in a short time. The rectifier corresponding to each first power generation unit is accommodated in the first housing. By connecting a plurality of first casings each including the first power generation unit and the rectification unit, the power generation amount of the vibration generator can be easily increased.
また、第一態様において、二つの前記電極端子は、前記正極端子と同一形状であってもよい。これによって、第一筐体の向きに関わらず、外部機器に嵌合する電極を同一形状とすることができる。第二筐体の正極端子側に第一筐体の電極端子を接触させ、第一筐体と第二筐体とを直列に接続して使用する場合、第一筐体の向きに関わらず、振動発電機を外部機器に組み込み、電源として使用できる。 In the first aspect, the two electrode terminals may have the same shape as the positive electrode terminal. Thereby, regardless of the orientation of the first housing, the electrodes fitted to the external device can have the same shape. When the electrode terminal of the first casing is brought into contact with the positive terminal side of the second casing and the first casing and the second casing are connected in series, regardless of the orientation of the first casing, A vibration generator can be incorporated into external equipment and used as a power source.
以下、本発明の一実施形態における振動発電機(振動発電機1〜5)について、図面を参照して説明する。参照される図面は、本発明が採用しうる技術的特徴を説明するために用いられるものである。記載されている装置の構成は、それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例である。 Hereinafter, a vibration generator (vibration generators 1 to 5) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The referenced drawings are used to explain technical features that can be adopted by the present invention. The configuration of the apparatus described is not intended to be limited to that, but merely an illustrative example.
<第一実施形態>
本発明の第一実施形態における振動発電機1について、図1を参照して説明する。紙面左右方向を、振動発電機1の左右方向と定義する。振動発電機1は、第一筐体11と第二筐体21とを備えている。第一筐体11及び第二筐体21の形状は略円筒形である。例えば、第一筐体11及び第二筐体21は、乾電池として規格化された形状(単1形、単2形、単3形など)を有している。図1では、第一筐体11と第二筐体21とは、左右方向を長手方向として配置している。第一筐体11と第二筐体21とは、其々の周壁部分を近接させた状態で、並んで配置している。
<First embodiment>
A vibration generator 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The left-right direction on the paper surface is defined as the left-right direction of the vibration generator 1. The vibration power generator 1 includes a
第一筐体11の略円筒形の両壁部に、電極端子が設けられている。右側の壁部(第一壁部11a)に、電極端子12aが設けられている。左側の壁部(第二壁部11b)に電極端子12bが設けられている。第一筐体11は、導電性を有している。電極端子12aと電極端子12bとは、其々第一筐体11に接続している。それ故、電極端子12aと電極端子12bとは導通している。第二筐体21の略円筒形の両壁に、電極端子が設けられている。左側の壁部(第一壁部21a)に、正極端子22aが設けられている。右側の壁部(第二壁部21b)に、負極端子22bが設けられている。
Electrode terminals are provided on both substantially cylindrical wall portions of the
第一筐体11の材料として、周知の金属が使用できる。第二筐体21の材料として、樹脂等が使用できる。端子12a、12b、22a、22bの材料として、周知の金属が使用できる。電極端子12a及び正極端子22aは、乾電池の+極端子として規格化された形状を有している。電極端子12b及び負極端子22bは、乾電池の−極端子として規格化された形状を有している。
A known metal can be used as the material of the
第一筐体11は、発電ユニット13を内部に収容している。発電ユニット13は、筒状部材14、コイル15、及び永久磁石16を備えている。筒状部材14の形状は、略円筒形である。筒状部材14の内径は、第一筐体11と比較して僅かに小さい。筒状部材14の長手方向の長さは、第一筐体11と略同一である。コイル15は、筒状部材14の外面に巻回されている。永久磁石16は、筒状部材14内を長手方向に自在に移動可能に設けられている。永久磁石16の形状は、略円柱形である。永久磁石16の内径は、筒状部材14の内径と比較して僅かに小さい。
The
筒状部材14の材料として、アクリル樹脂、銅、アルミニウム、真鍮等の非磁性材料が使用できる。筒状部材14及び永久磁石16の形状は、円筒形に限定されない。例えば、筒状部材14及び永久磁石16の形状は、楕円筒形状、四角筒等その他の多角筒形状であってもよい。
As a material of the
筒状部材14の両端の壁部の内側に、緩衝部材17a、17bが設けられている。右側の壁部の内側に、緩衝部材17aが設けられている。左側の壁部の内側に、緩衝部材17bが設けられている。永久磁石16が左右方向に移動した場合、緩衝部材17a、17bは永久磁石16と接触する。緩衝部材17a、17bは、永久磁石16の移動時に壁部に加わる衝撃を和らげる。緩衝部材17a、17bの材料として、弾力性のある周知の材料が使用できる。例えば、イソプレンゴム、ニトリルゴム、ブタジエンゴム等が使用できる。
コイル15は、筒状部材14の左右略中央部分の外周面に、筒状部材14の長手方向と直交する方向に巻回され固定されている。コイル15の両端は、外部配線18に接続している。コイル15の材料として、例えば銅が使用できる。コイル15は、例えば筒状部材14の全周にわたって巻回されていてもよい。
The
永久磁石16の磁化方向は、移動方向(左右方向)と同一方向である。永久磁石16は、例えば、同極同士を対向させて配置した複数の永久磁石を備えた構成であってもよい。
The magnetization direction of the
第二筐体21は、整流部23と蓄電部24とを内部に収容している。整流部23の入力部には、コイル15の両端から伸びる外部配線18が接続されている。整流部23は、外部配線18を伝わる交流電流を直流電流に変換できる。整流部23として、例えばダイオードブリッジが使用できる。整流部23のうち、直流端子部は、蓄電部24と配線を介して接続している。蓄電部24は、整流部23によって整流された電流を蓄電できる。蓄電部24として、例えばコンデンサや二次電池が使用できる。整流部23の直流端子部及び蓄電部24は、正極端子22a及び負極端子22bと配線を介して接続している。整流部23は、正極端子22a及び負極端子22bを介して、整流された電流を直接外部に出力できる。蓄電部24は、正極端子22a及び負極端子22bを介して、蓄電した電流を外部に出力できる。
The
振動発電機1の動作について説明する。振動発電機1は、第一筐体11と第二筐体21とを並べた状態で、外部機器に取り付けられる。電極端子12aと負極端子22bとは同じ側に配置される。電極端子12bと正極端子22aとは同じ側に配置される。外部機器が備える接続端子27が、電極端子12bと正極端子22aとの間に接続される。電極端子12bと正極端子22aとは短絡する。電極端子12aと電極端子12bとは、第一筐体11を介して導通している。それ故、正極端子22aと電極端子12aとは導通した状態となる。
The operation of the vibration generator 1 will be described. The vibration generator 1 is attached to an external device in a state in which the
ユーザは、第一筐体11及び第二筐体21が長手方向に振動するように、外部機器を振動させる。運動エネルギーが、第一筐体11に加えられる。永久磁石16には緩衝部材17a、17bなどを介して、運動エネルギーが永久磁石16に伝達する。永久磁石16は、筒状部材14内を長手方向に往復移動する。永久磁石16は、コイル15に覆われた空間を出入りする。コイル15内の空間を通過する際、永久磁石16が発する磁束線がコイル15を直交する。これによって、コイル15に誘導電流が発生する。永久磁石16がコイル15内の空間への出入りを繰り返すことで、コイル15に交流電流が発生する。永久磁石16の移動可能な長さは、筒状部材14の長手方向の長さと略同一である。筒状部材14の長手方向の長さは、第一筐体11の長手方向の長さと略同一である。従って永久磁石16は、第一筐体11の内部領域を最大限利用して移動する。永久磁石16のストロークが大きくなるので、コイル15に発生する交流電流は大きくなる。
The user vibrates the external device so that the
コイル15に発生した交流電流は、外部配線18を介して整流部23に伝達する。整流部23では、交流電流を全波整流することで直流電流に変換する。直流電流は、蓄電部24に蓄電される。
The alternating current generated in the
外部機器の負荷28に接続した接続端子26が、電極端子12aと負極端子22bとの間に接続される。蓄電部24に蓄電された電流は、正極端子22aと負極端子22bとから出入力される。正極端子22aは、接続端子27を介して電極端子12bと導通している。電極端子12bと電極端子12aとは、第一筐体11を介して導通している。従って、正極端子22aと負極端子22bとから出力された電流は、電極端子12aと負極端子22bとから負荷28に供給される。外部機器は、供給された電流によって駆動する。
A
以上説明したように、振動発電機1では、整流部23及び蓄電部24が第二筐体21に収容される。整流部23及び蓄電部24が第一筐体11内の領域を占有しないので、利用可能な第一筐体11内の領域を大きくできる。永久磁石16は、第一筐体11内の領域を最大限利用して往復移動できる。これによって、永久磁石16のストロークを大きくできるので、コイル15に発生させる誘導電流を大きくできる。蓄電部24に大きな電流を蓄電できる。このように、振動発電機1は、往復運動によって蓄電可能な電流の量を大きくでき、発電効率を高めることができる。また、蓄電部24を収容するための領域を大きくできるので、容量の大きな蓄電部24を使用することができる。
As described above, in the vibration power generator 1, the rectifying
また、乾電池で駆動する一般的な電気機器(リモコンなど)において、複数の乾電池が、其々の+極端子と−極端子とを反対側に向けた状態で並べて格納され使用される場合がある。複数の電池は、隣接する+極端子と−極端子とを導通させ、直列に接続した状態で電流が取り出される。ここで振動発電機1は、第一筐体11の電極端子12aと電極端子12bとが第一筐体11を介して導通している。従って、外部機器側で正極端子22aと電極端子12bとを短絡させることで、電極端子12aと負極端子22bとから電流を取り出すことができる。従って、上述の一般的な電気機器に対して振動発電機1を容易に適用できる。
Further, in a general electric device (such as a remote controller) that is driven by a dry battery, a plurality of dry batteries may be stored and used in a state in which the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are directed to the opposite side. . In the plurality of batteries, adjacent positive electrode terminals and negative electrode terminals are brought into conduction, and current is taken out in a state of being connected in series. Here, in the vibration power generator 1, the
なお上述では、正極端子22aと電極端子12bとが接続端子27によって短絡される場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。電極端子12aと負極端子22bとが接続端子27によって接続されてもよい。この場合、正極端子22aと電極端子12bとから電流が外部に出入力される。
In the above description, the case where the
上述では、振動発電機1に接続された負荷28には、蓄電部24に蓄電された電流が供給されたが、本発明はこれに限定されない。整流部23の直流端子部から出力される直流電流が、負荷28に直接供給されてもよい。
In the above description, the
上述では、第一筐体11に収容される発電ユニット13は一つであったが、本発明はこれに限定されない。二つ以上の発電ユニットを第一筐体11内に収容してもよい。
In the above description, the number of
<第二実施形態>
本発明の第二実施形態における振動発電機2について、図2を参照して説明する。以降の説明は、上述した第一実施形態と異なる点についてのみ行い、同様の部分については、同一符号を付し、説明を省略する。
<Second embodiment>
The
第二筐体21は、発電ユニット33と整流部39とをさらに内部に収容している。発電ユニット33と整流部39とは、第二筐体21の内部の領域のうち、整流部23と蓄電部24とを除く領域に収容されている。
The
発電ユニット33は、筒状部材34、コイル35、及び永久磁石36を備えている。筒状部材34の長手方向の長さは、第二筐体21の長手方向の長さの略半分である。コイル35は、筒状部材34の外面に巻回されている。コイル35の両端は、配線38に接続している。永久磁石36は、筒状部材34内を長手方向に自在に移動可能に設けられている。筒状部材34の両端の壁部の内側に、緩衝部材37a、37bが設けられている。右側の壁部の内側に、緩衝部材37aが設けられている。左側の壁部の内側に、緩衝部材37bが設けられている。整流部39の入力部には、配線38が接続されている。整流部39の直流端子部は、蓄電部24と配線を介して接続している。蓄電部24は、整流部39によって整流された電流を蓄電できる。整流部23,39の直流端子部、及び蓄電部24は、正極端子22a及び負極端子22bと配線を介して接続している。整流部39は、正極端子22a及び負極端子22bを介して、整流された電流を直接外部に出力できる。
The
振動発電機2の動作について説明する。振動発電機2は、外部機器に取り付けられる。ユーザは、第一筐体11及び第二筐体21が長手方向に振動するように、外部機器を振動させる。運動エネルギーが、第一筐体11及び第二筐体21に加えられる。運動エネルギーが、永久磁石16,36に伝達する。永久磁石16は、筒状部材14内を長手方向に往復移動する。永久磁石36は、筒状部材34内を長手方向に往復移動する。コイル15、35に交流電流が発生する。振動発電機2を振動させることで、永久磁石16,36を同時に振動させることができるので、振動発電機2は、より多くの交流電流を同時に発生させることができる。コイル15に発生した交流電流は、外部配線18を介して整流部23に伝達する。コイル35に発生した交流電流は、配線38を介して整流部39に伝達する。整流部23,39において、交流電流は全波整流され、直流電流に変換される。直流電流は、蓄電部24に蓄電される。蓄電部24に蓄電された電流は、電極端子12aと負極端子22bとから外部に出入力される。負荷28に電流が供給される。外部機器は、供給された電流によって駆動する。
The operation of the
以上説明したように、振動発電機2では、第一筐体11に収容されたコイル15と、第二筐体21に収容されたコイル15とに対して同時に交流電流を発生させることができる。振動発電機2は、より多くの電流を効率的に蓄電部24に蓄電できる。振動発電機2は、往復運動によって蓄電可能な電流の量をさらに大きくでき、発電効率を高めることができる。
As described above, in the
なお上述では、第二筐体21に収容される発電ユニット33は一つであったが、本発明はこれに限定されない。二つ以上の発電ユニットを第二筐体21内に収容してもよい。
In the above description, the number of
<第三実施形態>
本発明の第三実施形態における振動発電機3について、図3を参照して説明する。以降の説明は、上述した第一実施形態と異なる点についてのみ行い、同様の部分については、同一符号を付し、説明を省略する。
<Third embodiment>
A
振動発電機3は、第一実施形態に加え、第三筐体51と第四筐体61とを更に備えている。第三筐体51及び第四筐体61の形状は、第一筐体11と同一である。紙面上側から順に、第一筐体11、第三筐体51、第四筐体61、及び第二筐体21の順で並んで配置されている。第三筐体51の略円筒形の両壁部に、電極端子が設けられている。左側の壁部(第一壁部51a)に、電極端子52aが設けられている。右側の壁部(第二壁部51b)に、電極端子52bが設けられている。第三筐体51は、導電性を有している。電極端子52aと電極端子52bとは、其々第三筐体51に接続している。電極端子52aと電極端子52bとは導通している。第四筐体61の略円筒形の両壁部に、電極端子が設けられている。右側の壁部(第一壁部61a)に、電極端子62aが設けられている。右側の壁部(第二壁部61b)に、電極端子62bが設けられている。第四筐体61は、導電性を有している。電極端子62aと電極端子62bとは、其々第四筐体61に接続している。電極端子62aと電極端子62bとは導通している。
The
第三筐体51は、発電ユニット53を収容している。発電ユニット53は、筒状部材54、コイル55、及び永久磁石56を備えている。筒状部材54の両端の壁部の内側に、緩衝部材57a、57bが設けられている。コイル55の両端は、外部配線58に接続している。第四筐体61は、発電ユニット63を収容している。発電ユニット63は、筒状部材64、コイル65、及び永久磁石66を備えている。筒状部材64の両端の壁部の内側に、緩衝部材67a、67bが設けられている。コイル65の両端は、外部配線68に接続している。発電ユニット53,63の構成は、第一筐体11内に収容された発電ユニット13と同一である。
The
第二筐体21には、整流部71、72がさらに内部に収容されている。整流部71の入力部には、コイル55の両端から伸びる外部配線58が接続されている。整流部72の入力部には、コイル65の両端から伸びる外部配線68が接続されている。整流部71、72の其々の直流端子部は、蓄電部24と配線を介して接続している。蓄電部24は、整流部23、71、72によって整流された電流を蓄電できる。整流部71,72の直流端子部は、正極端子22a及び負極端子22bと配線を介して接続している。整流部71,72は、正極端子22a及び負極端子22bを介して、整流された直流電流を直接外部に出入力できる。
The
振動発電機3の動作について説明する。振動発電機3は、第一筐体11から第四筐体61を並べた状態で、外部機器に取り付けられる。電極端子12a、電極端子52b、電極端子62a、及び負極端子22bが同じ側に配置される。電極端子12b、電極端子52a、電極端子62b及び正極端子22aが同じ側に配置される。
The operation of the
外部機器が備える接続端子75が、電極端子12bと電極端子52aとの間に接続される。電極端子12bと電極端子52aとは短絡する。外部機器が備える接続端子76が、電極端子52bと電極端子62aとの間に接続される。電極端子52bと電極端子62aとは短絡する。外部機器が備える接続端子77が、電極端子62bと正極端子22aとの間に接続される。電極端子62bと正極端子22aとは短絡する。電極端子12aと電極端子12bとは、第一筐体11を介して導通している。電極端子52aと電極端子52bとは、第三筐体51を介して導通している。電極端子62aと電極端子62bとは、第四筐体61を介して導通している。それ故、電極端子12aと正極端子22aとは導通した状態となる。
A
ユーザは、第一筐体11から第四筐体61が長手方向に振動するように、外部機器を振動させる。運動エネルギーが、第一筐体11から第四筐体61に加えられる。運動エネルギーは、永久磁石16,56,66に伝達する。永久磁石16は、筒状部材14内を長手方向に往復移動する。永久磁石56は、筒状部材54内を長手方向に往復移動する。永久磁石66は、筒状部材64内を長手方向に往復移動する。コイル15,55,65に交流電流が発生する。永久磁石16,56,66を同時に振動させることができるので、振動発電機3は、さらに多くの交流電流を同時に発生させることができる。また永久磁石16,56,66は、各筐体内の領域を最大限利用して往復移動するので、永久磁石16,56,66のストロークを大きくできる。コイル15に発生した交流電流は、外部配線18を介して整流部23に伝達する。コイル55に発生した交流電流は、外部配線58を介して整流部71に伝達する。コイル65に発生した交流電流は、外部配線68を介して整流部72に伝達する。整流部23,71,72において、交流電流は直流電流に変換され、蓄電部24に蓄電される。
The user vibrates the external device so that the
外部機器の負荷79に接続した接続端子78が、電極端子12aと負極端子22bとの間に接続される。蓄電部24に蓄電された電流は、正極端子22aと負極端子22bとから外部に出力される。正極端子22aと電極端子12aとは導通した状態となっている。従って、正極端子22aと負極端子22bとから出入力された電流は、電極端子12aと負極端子22bとから負荷79に出入力される。外部機器は、供給された電流によって駆動する。
A
以上説明したように、振動発電機3では、発電ユニット13に加えて、発電ユニット53,63でも交流電流を発生させることができる。振動発電機3は、さらに多くの電流を効率的に蓄電部24に蓄電できる。振動発電機2は、往復運動によって蓄電可能な電流の量をさらに大きくでき、発電効率を高めることができる。
As described above, in the
発電ユニット53,63において発生した交流電流を整流する整流部71,72は、第二筐体21に収容される。これによって、発電ユニット53,63が収容される筐体51,61内の領域を大きく確保できる。永久磁石56は,66は、筐体51,61内の領域を最大限利用して往復移動できる。これによって、永久磁石56,66のストロークを大きくできる。振動発電機3は、さらに良好な発電効率を実現できる。
Rectifying
なお上述では、発電ユニットが収容された筐体を三つ備えた構成であったが、本発明はこれに限定されない。発電ユニットが収容された筐体の数は二つであってもよいし、四つ以上であってもよい。 In addition, although it was the structure provided with three housing | casings in which the electric power generation unit was accommodated in the above-mentioned, this invention is not limited to this. The number of housings in which the power generation units are accommodated may be two, or may be four or more.
<第四実施形態>
本発明の第四実施形態における振動発電機4について、図4を参照して説明する。以降の説明は、上述した第三実施形態と異なる点についてのみ行い、同様の部分については、同一符号を付し、説明を省略する。
<Fourth embodiment>
A vibration generator 4 according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The following description will be made only on points different from the third embodiment described above, and the same parts will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
振動発電機4では、第一筐体11は整流部81をさらに備えている。整流部81は、発電ユニット13のコイル15に発生した交流電流を整流する。コイル15の両端と整流部81の入力部とは、配線84を介して接続している。整流部81の直流端子部と、第二筐体21に収容された蓄電部24とは、外部配線87を介して接続している。整流部81の直流端子部から出力された直流電流は、外部配線87を介して蓄電部24に伝達し、蓄電部24に蓄電される。
In the vibration power generator 4, the
第三筐体51は整流部82をさらに備えている。整流部82は、発電ユニット53のコイル55に発生した交流電流を整流する。コイル55の両端と整流部82の入力部とは、配線85を介して接続している。整流部82の直流端子部と蓄電部24とは、外部配線88を介して接続している。整流部82の直流端子部から出力された直流電流は、外部配線88を介して蓄電部24に伝達し、蓄電部24に蓄電される。
The
第四筐体61は整流部83をさらに備えている。整流部83は、発電ユニット63のコイル65に発生した交流電流を整流する。コイル65の両端と整流部83の入力部とは、配線86を介して接続している。整流部83の直流端子部と蓄電部24とは、外部配線89を介して接続している。整流部83の直流端子部から出力された直流電流は、外部配線89を介して蓄電部24に伝達し、蓄電部24に蓄電される。
The
整流部81、82,83の直流端子部、及び蓄電部24は、正極端子22a及び負極端子22bと配線を介して接続している。整流部81,82,83は、正極端子22a及び負極端子22bを介して、整流された直流電流を直接外部に出入力できる。
The DC terminal portions of the rectifying
以上説明したように、振動発電機4では、其々の発電ユニットに対応する整流部(整流部81,82,83)は、各発電ユニットが収容された筐体(第一筐体11、第三筐体51、第四筐体61)内に其々収容されている。筐体毎に直流電流を出力できるので、筐体を追加増設することが容易に可能となる。これによって、容易に振動発電機4の発電量を増加させることができる。
As described above, in the vibration power generator 4, the rectification units (
なお上述では、第二筐体21に整流部が収容されていない構成であったが、本発明はこれに限定されない。各発電ユニットに対応する整流部が第二筐体21に更に収容されていてもよい。これによって、追加増設される筐体に整流部が収容されていない場合に、第二筐体21に収容された整流部を使用して交流電流を整流できる。振動発電機4は、整流部を収容する筐体と、整流部を収容しない筐体との両方を追加増設できる。
In the above description, the rectifying unit is not accommodated in the
<第五実施形態>
本発明の第五実施形態における振動発電機5について、図5を参照して説明する。以降の説明は、上述した第一実施形態と異なる点についてのみ行い、同様の部分については、同一符号を付し、説明を省略する。
<Fifth embodiment>
A vibration generator 5 according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The following description will be given only on the points different from the first embodiment described above, and the same parts will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
図5では、振動発電機5の第一筐体11と第二筐体21とは、左右方向を長手方向とする向きで、左右方向に一直線上に並んで配置されている。左側に第一筐体11が配置されている。右側に第二筐体21が配置されている。第一筐体11の第二壁部11bに、電極端子12bの代わりに電極端子12cが設けられている。電極端子12c及び電極端子12aは、正極端子22aと同一形状を有している。第二筐体21の正極端子22aと、第一筐体11の電極端子12aとが接触している。
In FIG. 5, the
振動発電機5は、外部機器の電池収容部91内に収容されている。電池収容部91は、上部が開口した容器部92を内部に備えている。振動発電機5は、容器部92内に収容されている。振動発電機5が容器部92内に収容された状態で、第一筐体11の電極端子12cは、電池収容部91の左壁の内側に設けられた凹部94に嵌合している。第二筐体21の負極端子22bは、電池収容部91の右壁の内側に設けられた凹部95と嵌合している。凹部94と凹部95との間に、外部機器の負荷96が接続されている。
The vibration generator 5 is housed in a
電池収容部91は、左壁部の上端部分から右方水平方向に延設する延設部93を備えている。延設部93は、振動発電機5が容器部92内から外れてしまうことを防止するために設けられている。外部配線18が、第一筐体11の右上部分と、第二筐体21の左上部分とに亙って接続されている。外部配線18は、容器部92の左右略中央部分において各筐体から突出している。
The
第二筐体21の蓄電部24(図1参照)に蓄積された電流は、正極端子22aと負極端子22bとから出入力される。正極端子22aと電極端子12aとは接触している。電極端子12aと電極端子12cとは、第一筐体11を介して導通している。従って、正極端子22aと負極端子22bとから出力された電流は、電極端子12aと負極端子22bとから負荷96に供給される。外部機器は、供給された電流によって駆動する。
The current accumulated in the power storage unit 24 (see FIG. 1) of the
第一筐体11が、左右逆向きに収容された場合を想定する。この場合、第一筐体11のうち外部配線18の接続部分を延設部93が覆ってしまうため、外部配線18を外部に取り出すことができない。このため、振動発電機5は電池収容部91に収容できない。これに対して振動発電機5は、正極端子22aと同一形状を有する電極端子12a,12cを備えているので、第一筐体11を左右入れ替えて収容できる。第一筐体11を左右入れ替えて収容した場合であっても、電極端子12cを確実に凹部94に嵌めることができる。
The case where the 1st housing | casing 11 is accommodated in the left-right reverse direction is assumed. In this case, since the extended
以上説明したように、振動発電機5では、電極端子12aと電極端子12cとは正極端子22aと同一形状を有している。従って、第二筐体21の正極端子22aと第一筐体11の電極端子を接触させ、第一筐体11と第二筐体21とを直列に接続して使用される場合、第一筐体11の向きを入れ替えても、電池収容部91の凹部94に電極端子を確実に嵌合させることができる。従って例えば、第一筐体11における外部配線18の取り出し部分を延設部93が覆ってしまう場合、第一筐体11の向きを入れ替えることができる。従って振動発電機5は、電池収容部91の形状に依らず、確実に電池収容部91に組み込んで使用できる。
As described above, in the vibration power generator 5, the
図1の外部配線18、図3の外部配線58,68、図4の配線84,85,86が、本発明の「供給路」に相当する。図1の第一筐体11、図3及び図4の第三筐体51、第四筐体61が本発明の「第一筐体」に相当する。
The
なお本発明は、上述の実施形態及び変形例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。第一筐体11、第三筐体51及び第四筐体61の材料として、例えば導電体であり且つ磁性体である材料を使用してもよい。筐体として非磁性体が使用された場合、永久磁石から発せられる磁束線は、筐体を通過して外部に放射される。このため、磁束線間の間隔は広くなる。これに対し、筐体として磁性体が使用された場合、永久磁石が発する磁束線は、筐体内に吸収される。従って、磁束線間の間隔は狭くなる。永久磁石が発する磁束線の筐体内における磁束密度を高めることができる。永久磁石が移動することでコイルに発生する電流は、コイルを直交する磁束線の磁束密度に比例する。従って、磁性体材料を筐体として使用することで、コイルに発生させる誘導電流を更に大きくできる。振動発電機の発電効率をさらに向上させることができる。
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment and modification, A various change is possible. As a material of the
1,2,3,4,5 振動発電機
11 第一筐体
12a,12b,12c,52a,52b,62a,62b 電極端子
13,33,53,63 発電ユニット
14,34,54,64 筒状部材
15,35,55,65 コイル
16,36,56,66 永久磁石
18,58,68 外部配線
21 第二筐体
22a 正極端子
22b 負極端子
23,39,71,72,81,82,83 整流部
24 蓄電部
38,84,85,86 配線
51 第三筐体
61 第四筐体
1, 2, 3, 4, 5
Claims (8)
前記第一発電ユニットを収容する筐体であって、導通した二つの電極端子を備える第一筐体と、
電流を整流する整流部と、
前記整流部からの電流を蓄電する蓄電部と
前記蓄電部を少なくとも収容する筐体であって、正極端子と負極端子とを備える第二筐体と、
前記第一筐体に収容された前記永久磁石の往復移動によって前記コイルに誘起した電流を前記整流部に供給する供給路と
を備えた振動発電機であって、
一方の前記電極端子と前記負極端子とが導通された場合、前記供給路と前記整流部とを介して前記蓄電部に蓄電された電力は、他方の前記電極端子と前記正極端子とから外部機器に供給され、
一方の前記電極端子と前記正極端子とが導通された場合、前記供給路と前記整流部とを介して前記蓄電部に蓄電された電力は、他方の前記電極端子と前記負極端子とから外部機器に供給されることを特徴とする振動発電機。 A first power generation unit including at least a cylindrical member around which a coil is wound, and a permanent magnet provided so as to be capable of reciprocating in the cylindrical member;
A housing for housing the first power generation unit, the first housing comprising two conductive electrode terminals;
A rectifying unit for rectifying current;
A power storage unit that stores current from the rectification unit; a housing that houses at least the power storage unit, and a second housing that includes a positive electrode terminal and a negative electrode terminal;
A vibration generator including a supply path for supplying a current induced in the coil by the reciprocating movement of the permanent magnet housed in the first housing to the rectifying unit;
When one of the electrode terminals and the negative electrode terminal is electrically connected, the electric power stored in the power storage unit via the supply path and the rectifying unit is connected to the external device from the other electrode terminal and the positive electrode terminal. Supplied to
When the one electrode terminal and the positive electrode terminal are electrically connected, the electric power stored in the power storage unit through the supply path and the rectifying unit is connected to the external device from the other electrode terminal and the negative electrode terminal. A vibration generator characterized by being supplied to
二つの前記電極端子は、前記第一筐体に接続することで導通することを特徴とする請求項1に記載の振動発電機。 The first housing is a conductor,
The vibration generator according to claim 1, wherein the two electrode terminals are electrically connected by being connected to the first casing.
前記第二発電ユニットは、
前記第二筐体内に収容されていることを特徴とする請求項1から3のうちいずれかに記載の振動発電機。 A second power generation unit different from the first power generation unit;
The second power generation unit is
The vibration generator according to any one of claims 1 to 3, wherein the vibration generator is housed in the second housing.
前記第二筐体は、
複数の前記第一筐体に収容された前記第一発電ユニットの其々に対応する前記整流部を収容することを特徴とする請求項5に記載の振動発電機。 A plurality of the first housings are provided,
The second housing is
The vibration generator according to claim 5, wherein the rectifying unit corresponding to each of the first power generation units accommodated in the plurality of first housings is accommodated.
前記整流部は、
複数の前記第一筐体の其々に収容されていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の振動発電機。 A plurality of the first housings are provided,
The rectifying unit is
The vibration generator according to any one of claims 1 to 4, wherein the vibration generator is housed in each of the plurality of first housings.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010035856A JP5375658B2 (en) | 2010-02-22 | 2010-02-22 | Vibration generator |
PCT/JP2011/053217 WO2011102361A1 (en) | 2010-02-22 | 2011-02-16 | Oscillating power generator |
EP11744647.6A EP2541743B1 (en) | 2010-02-22 | 2011-02-16 | Oscillating power generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010035856A JP5375658B2 (en) | 2010-02-22 | 2010-02-22 | Vibration generator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011172436A JP2011172436A (en) | 2011-09-01 |
JP5375658B2 true JP5375658B2 (en) | 2013-12-25 |
Family
ID=44685961
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010035856A Expired - Fee Related JP5375658B2 (en) | 2010-02-22 | 2010-02-22 | Vibration generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5375658B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102437632A (en) * | 2011-12-20 | 2012-05-02 | 夏太红 | Vibrating battery pack |
JP5875109B2 (en) * | 2012-02-09 | 2016-03-02 | 国立大学法人茨城大学 | Multidimensional power generator |
JP2017108605A (en) * | 2015-11-27 | 2017-06-15 | ヤマウチ株式会社 | Oscillation dynamo apparatus and electric power supply |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10323006A (en) * | 1997-05-14 | 1998-12-04 | Sharp Corp | Power generating battery |
SE521607C2 (en) * | 2000-04-07 | 2003-11-18 | Abb Ab | A linear electric machine |
US6664759B1 (en) * | 2002-08-14 | 2003-12-16 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Manually rechargeable power system |
JP2005094832A (en) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | Sony Corp | Generator |
JP4704093B2 (en) * | 2005-04-14 | 2011-06-15 | スミダコーポレーション株式会社 | Vibration generator |
-
2010
- 2010-02-22 JP JP2010035856A patent/JP5375658B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011172436A (en) | 2011-09-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5923352B2 (en) | Power storage device capable of vibration power generation | |
JP2012205497A5 (en) | ||
JP2005094832A (en) | Generator | |
JP2012034475A (en) | Vibration generator | |
JP5327095B2 (en) | Vibration generator | |
JP2012039824A (en) | Vibration generator | |
JP5375658B2 (en) | Vibration generator | |
JP2013055714A (en) | Vibration power generator | |
WO2011102361A1 (en) | Oscillating power generator | |
JP2011160507A (en) | Oscillating generator equipped with light emission portion | |
CN202475217U (en) | AA and AAA batteries capable of generating electricity by vibration | |
WO2013014975A1 (en) | Oscillating power generator | |
KR101232788B1 (en) | Apparatus for wireless charging battery with package chip and system thereof | |
KR101427335B1 (en) | Multi-axial electricity generator | |
JP2014050204A (en) | Oscillating generator | |
KR20140064516A (en) | Self power generating apparatus using vibration | |
KR20130092852A (en) | Self generator | |
KR20160097482A (en) | uninterruptible power supply system having sound generation function | |
KR101529220B1 (en) | Battery pack and wireless charging system including the same | |
JP5742860B2 (en) | Vibration generator | |
JP2011172391A (en) | Vibration generator | |
JP2017108605A (en) | Oscillation dynamo apparatus and electric power supply | |
CN218276424U (en) | Vibration energy collecting device and electronic equipment | |
CN104467344A (en) | Module for generating electricity through coil vibration | |
JP2017158347A (en) | Charger |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120313 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130827 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130909 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5375658 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |