JP7256526B2 - Vibration power generator and electronic device using the same - Google Patents
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Description
本発明は、振動を利用して発電する振動発電装置およびそれを用いた電子デバイスに関する。 The present invention relates to a vibration power generator that uses vibration to generate power and an electronic device using the same .
近年において、維持可能な循環型社会を目指し、各種エネルギーを環境発電電力で代替することが検討されている。例えば、交通インフラにおいて高度成長期に急速に建設されたものが一斉に50年を経過するため、急速に老朽化率が進んでいる。その一方、日本の人口増加はすでに鈍化し、近い将来には減少に転じるため、メンテナンス作業員の確保がますます困難になることは明らかである。したがって、例えば橋梁のメンテナンスを効率的に行う必要性から、コンクリートの亀裂や損傷を自動的にモニタリングするシステムの開発が進んでいる。そのシステムを駆動する電源には、低炭素社会を目指して、環境発電装置を用いることが検討されている。 In recent years, with the aim of realizing a sustainable recycling-based society, it is being considered to replace various energies with energy harvesting power. For example, transportation infrastructure that was built rapidly during the high-growth period has been rapidly aging for 50 years. On the other hand, Japan's population growth has already slowed and is set to decline in the near future, so it is clear that it will become increasingly difficult to secure maintenance workers. Therefore, the need for efficient maintenance of bridges, for example, has led to the development of systems for automatically monitoring cracks and damage in concrete. Aiming at a low-carbon society, the use of an energy harvesting device as a power supply for driving the system is under consideration.
上記環境発電装置として振動発電装置が注目されており、その振動発電装置の発電素子には、磁歪材料を用いたものが数多く検討されている。磁歪材料を用いた例として、磁歪材料にコイルを巻回した発電素子に電車の通過荷重を加える構造が開示されている。具体的には、レール固定用の枕木に形成した穴内にコイルを巻いた磁歪素子を設置し、この磁歪素子を穴の底面とレールとで挟み込むようにして配置している。そして、この振動発電装置は、レール上を列車が通過した際に、その列車の荷重によりレールと枕木の穴の底面との間に配置された磁歪素子を歪ませ、この歪に応じた電力が発生するように構成されている(例えば、特許文献1参照)。 Vibration power generators have been attracting attention as the energy harvesting device, and many devices using magnetostrictive materials for the power generation elements of the vibration power generators have been studied. As an example using a magnetostrictive material, a structure is disclosed in which a passing load of an electric train is applied to a power generation element in which a coil is wound around a magnetostrictive material. Specifically, a magnetostrictive element wound with a coil is installed in a hole formed in a sleeper for fixing the rail, and the magnetostrictive element is arranged so as to be sandwiched between the bottom surface of the hole and the rail. In this vibration power generator, when a train passes on the rail, the load of the train distorts the magnetostrictive element placed between the rail and the bottom of the hole in the sleeper, and electric power corresponding to this distortion is generated. (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献1では、線路や枕木等が、通過する車両から荷重の大きな部分を受けることになる。したがって、発電装置のベース部に対して入力部に一定の変位を与える強制変位モデルとして表されるような力学系となることが一般的である。このとき、強制変位が過度に大きくなると、発電素子に加わる応力が変位に比例して大きくなるため、破壊応力に達してしまう恐れがあり、改善の余地があった。因みに、破壊応力に達することを避けるために、発電素子の全長を長くして、発電素子に加わる歪み(単位長さ当たりの変形量)を小さくすることが考えられるが、発電装置の大型化を招き、実施し難いものである。
In
そこで、本発明はかかる状況に鑑みてなされたものであって、大型化を抑制しつつ、破壊応力に達することを抑制できる振動発電装置およびそれを用いた電子デバイスを提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a vibration power generation apparatus and an electronic device using the same that can suppress the reaching of breaking stress while suppressing an increase in size.
即ち、本発明の振動発電装置は、前述の課題解決のために、振動源からの振動が入力され、磁性材料で構成される入力部と、該入力部に対向して固定部に固定されるベース部と、前記入力部と前記ベース部との間に配置され、前記入力部から入力される振動を電力に変換する変換手段と、を備え、前記変換手段は、前記入力部と前記ベース部との対向方向に軸を沿わせた磁気コイルと、該磁気コイルの内側又は外側に配置され磁歪材料で構成される磁歪部材と、前記磁気コイルの外側又は内側に配置され磁気回路を形成するための磁気回路形成部と、を備え、前記入力部から前記変換手段に入力される振動により伸縮する弾性部材を、前記変換手段と前記ベース部との間に備えていることを特徴としている。 That is, in order to solve the above-described problems, the vibration power generator of the present invention is provided with an input section configured of a magnetic material for receiving vibrations from a vibration source and fixed to a fixing section facing the input section. a base portion; and conversion means disposed between the input portion and the base portion for converting vibration input from the input portion into electric power, wherein the conversion means includes the input portion and the base portion. a magnetostrictive member arranged inside or outside the magnetic coil and made of a magnetostrictive material, and arranged outside or inside the magnetic coil to form a magnetic circuit and a magnetic circuit forming portion, wherein an elastic member that expands and contracts due to vibration input from the input portion to the converting means is provided between the converting means and the base portion.
上記構成によれば、磁気回路形成部により、磁歪部材の歪から効果的に磁束密度の変化を生じさせることができる。この状態において、振動源からの振動が入力部に入力されると、磁歪部材に圧縮応力が加わる。この圧縮応力により、磁歪部材の内部の磁束密度が変化し、磁気コイルを通過する磁束が変化することで発電する。また、入力部に加わる力を受けて弾性部材が変形することで、磁歪部材が受ける圧縮応力が緩和される。これにより、磁歪部材の全長を長くすることなく、過負荷による磁歪部材の破損を抑制することができる。 According to the above configuration, the magnetic circuit forming portion can effectively change the magnetic flux density from the strain of the magnetostrictive member. In this state, when vibration from the vibration source is input to the input portion, compressive stress is applied to the magnetostrictive member. Due to this compressive stress, the magnetic flux density inside the magnetostrictive member changes, and the magnetic flux passing through the magnetic coil changes to generate power. In addition, compressive stress applied to the magnetostrictive member is relieved by deformation of the elastic member due to the force applied to the input portion. As a result, damage to the magnetostrictive member due to overload can be suppressed without increasing the total length of the magnetostrictive member.
また、本発明の振動発電装置は、前記変換手段が、中心部に位置する前記磁歪部材と、該磁歪部材の外側に配置される前記磁気コイルと、該磁気コイルの外側に配置される前記磁気回路形成部と、を備え、前記磁気回路形成部は、少なくとも永久磁石を備えていてもよい。 Further, in the vibration power generator of the present invention, the conversion means includes the magnetostrictive member positioned at the center, the magnetic coil arranged outside the magnetostrictive member, and the magnetic coil arranged outside the magnetic coil. and a circuit forming portion, and the magnetic circuit forming portion may include at least a permanent magnet.
また、本発明の振動発電装置は、前記変換手段は、中心部に位置する前記磁気回路形成部と、該磁気回路形成部の外側に配置される前記磁気コイルと、該磁気コイルの外側に配置される前記磁歪部材と、を備え、前記磁気回路形成部は、少なくとも永久磁石を備えていてもよい。 Further, in the vibration power generator of the present invention, the conversion means comprises the magnetic circuit forming portion located in the center, the magnetic coil arranged outside the magnetic circuit forming portion, and the magnetic coil arranged outside the magnetic circuit forming portion. and the magnetostrictive member, and the magnetic circuit forming portion may include at least a permanent magnet.
また、本発明の振動発電装置は、前記変換手段と前記弾性部材との間に配置され、一端が前記変換手段に接続され、他端が前記弾性部材に接続される錘を備えていてもよい。 Further, the vibration power generator of the present invention may include a weight disposed between the conversion means and the elastic member, one end of which is connected to the conversion means, and the other end of which is connected to the elastic member. .
上記のように、錘と弾性部材との作用により継続的な振動を発生させることで、発電量を増大させることができる。 As described above, the amount of power generated can be increased by generating continuous vibration through the action of the weight and the elastic member.
また、本発明は、前記入力部は前記磁歪部材と接触していてもよい。Moreover, in the present invention, the input section may be in contact with the magnetostrictive member.
また、本発明は、上記振動発電装置が橋梁に電気防食用の電流を流すための電源として用いる電子デバイスであってもよい。 Further, the present invention may be an electronic device used as a power source for the vibration power generation device to apply an electric current for cathodic protection to a bridge.
上記構成によれば、振動発電装置を橋梁に電気防食用の電流を流すための電源として用いる電子デバイスとすることで、橋梁に使用される鋼材に錆が早期に発生することを抑制することができ、橋梁を定期的に点検する時期を延長することができる。 According to the above configuration, by using the vibration power generation device as an electronic device that is used as a power source for applying an electric current for cathodic protection to the bridge, it is possible to suppress the early generation of rust in the steel material used for the bridge. It can extend the period of regular inspection of bridges.
本発明によれば、磁歪部材に加わる圧縮応力を弾性部材により緩和することによって、大型化を抑制しつつ、破壊応力に達することを抑制できる振動発電装置およびそれを用いた電子デバイスを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the present invention, a vibration power generator and an electronic device using the same are provided, which are capable of suppressing an increase in size and suppressing breaking stress by relaxing compressive stress applied to a magnetostrictive member by an elastic member. can be done.
以下、本発明に係る振動発電装置の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。 An embodiment of a vibration power generator according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1及び図2に示すように、振動発電装置1は、振動源(後述する橋梁14)からの振動が入力され、磁性材料で構成される入力部2と、固定部(後述する橋脚15)に固定され入力部2と上下方向で対向して配置されるベース部3と、入力部2とベース部3との間に配置され、入力部2から入力される振動を電力に変換する変換手段4と、を備えている。なお、振動発電装置1の外周を覆う円筒状のケーシング(図示せず)を設けて実施してもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
入力部2は、磁性を有するフェライト系ステンレス鋼の一例であるSUS430で作られているが、マルテンサイト系ステンレス鋼や炭素鋼、珪素鋼のような磁性材料であってもよい。また、入力部2は、平面視において円形状の板状に構成され、振動源(後述する橋梁14)からの振動が入力されて後述する磁歪部材5に圧縮応力を加える機能を有する。また、入力部2の下端の中心部には、下方に突出して後述する磁歪部材5の上端部の外面に当接して磁歪部材5を水平方向で位置決めするための突起部2Tを備えている。突起部2Tは、平面視において周方向に沿って複数個備えていてもよいし、円環状のものから構成されていてもよい。
The
ベース部3は、後述するコイルバネ9を収容する上方が開放された円筒部3Aと、この円筒部3Aの下端に外側に突出する略円盤状のフランジ部3Bと、を備えている。フランジ部3Bには、ベース部3を固定部(後述する橋梁14の橋脚15)にボルト固定するための複数のボルト孔3bが周方向に沿って形成されている。尚、ベース部3の材料は、特に限定されるものではないが、各種の金属で構成してもよいし、場合によっては各種の合成樹脂で構成してもよい。
The
変換手段4は、磁歪材料で構成される磁歪部材5と、磁歪部材5との外側に配置される磁性部材6と、磁歪部材5の外側に配置される(巻かれる)磁気コイル7と、磁歪部材5に磁気バイアスを加える永久磁石8と、を備えている。磁性部材6と永久磁石8とで、磁気回路形成部を構成しているが、少なくとも永久磁石8のみで磁気回路形成部を構成してもよい。
The conversion means 4 includes a
磁歪部材5としては、本実施形態では、Galfenol(Fe(鉄)-Ga(ガリウム)合金)を用いているが、Terfenol-D(Tb-Dy-Fe系合金)を用いてもよいし、これら以外の磁歪材料を用いてもよい。
As the
磁性部材6は、断面形状矩形状で円環状(リング状)に構成され、磁性を持つSUS430で作られたヨークから構成されている。この実施形態では、優れた強度と耐食性を有するフェライト系ステンレス鋼の一例であるSUS430で磁性部材6を作っているが、マルテンサイト系ステンレス鋼や炭素鋼、珪素鋼のような磁性材料であってもよい。
The
永久磁石8としては、軸方向に着磁された断面形状が矩形状で円環状(リング状)に構成されたサマリウムコバルト磁石を用いている。サマリウムコバルト磁石は、強い磁力を有し、錆び難く温度特性に優れるといった利点があるが、ネオジム磁石、フェライト磁石、アルニコ磁石であってもよい。
As the
さらに、入力部2から変換手段4に入力される振動により伸縮する弾性部材としてのコイルバネ9を、変換手段4とベース部3との間に備えるとともに、変換手段4とコイルバネ9との間に配置される磁性材料で構成される錘10を備えている。コイルバネ9は、錘10を介して磁歪部材5と上下方向で直列状に配置され、ベース部3の内側に収容されている。錘10は、一端(上端)が変換手段4に接続され、他端(下端)がコイルバネ9に接続されている。これら錘10とコイルバネ9との作用により継続的な振動を発生させることで、発電量を増大させることができる。
Further, a
また、錘10は、略円柱状に構成され、変換手段4を構成するすべての部材を載置可能な受け部から構成されている。錘10の上端の中心部には、上方に突出して磁歪部材5の下端部の外面に当接して磁歪部材5を水平方向で位置決めするための突起部10Tを備えている。突起部10Tは、平面視において周方向に沿って複数個備えていてもよいし、円環状のものから構成されていてもよい。
The
また、ベース部3の円筒部3Aの上端3aと錘10の下端10Aとの間には、上下方向の隙間11が形成されている。この隙間11は、入力部2に入力される振動により錘10の下端10Aがベース部3の円筒部3Aの上端3aに当接することで、錘10が上下動することができなくなることを防止するために形成された隙間である。隙間11は、後述する隙間12,13よりも大きな上下寸法を有する隙間に設定されている。また、コイルバネ9の剛性は、入力部2に入力される振動により磁歪部材5が破壊されないように設定される。具体的には、後述する橋梁14で発生する振動を予め測定し、橋梁14の振動振幅の最大値を見積もっておき、その最大の振動振幅によっても磁歪部材5が破壊されないようにコイルバネ9の剛性を調整する。これにより磁歪部材5の破壊を防止できる。
A
磁歪部材5は、入力部2と錘10との間に配置され、錘10の中心部に配置されている。この磁歪部材5の外側に入力部2とベース部3との対向方向に軸を沿わせた磁気コイル7が同心円状に配置され、この磁気コイル7の外側に永久磁石8及び磁性部材6が同心円状に配置されている。なお、図2では、永久磁石8をベース部3側に配置し、磁性部材6を入力部2側に配置しているが、永久磁石8を入力部2側に配置し、磁性部材6をベース部3側に配置してもよい。したがって、永久磁石8により磁歪部材5にバイアス磁界を加えることによって、永久磁石8、磁性部材6、入力部2、磁歪部材5、錘10で磁気回路が構成される。
The
入力部2へ振動が入力されると、入力部2から磁歪部材5に圧縮応力が加わることになるが、この圧縮応力が磁気コイル7の上端7A及び磁性部材6の上端6Aに加わって磁気コイル7及び磁性部材6が破損することがないように、磁気コイル7の上端7A及び磁性部材6の上端6Aを磁歪部材5の上端よりも低くしている。つまり、入力部2へ振動が入力されていない状態では、入力部2の下端2Bに磁歪部材5の上端5Aが当接しているが、磁気コイル7の上端7Aと入力部2の下端2Bとの間に隙間12が形成されるとともに、磁性部材6の上端6Aと入力部2の下端2Bとの間に隙間13が形成されている。これら隙間12,13は、最大振動が入力された状態において、入力部2の下端2Bが磁気コイル7の上端7A及び磁性部材6の上端6Aに当接しないように設定することが好ましい。
When vibration is input to the
上記構成の振動発電装置1を、図3に示すように、橋梁14(この実施形態では、道路高架橋)に取り付けている。具体的には、ベース部3が橋脚15の上端に固定され、入力部2が、鋼床版16の重量の一部を支えるように鋼床版16の下端16Bに当接している。鋼床版16は、デッキプレートと呼ばれる鋼板を使用した床版であり、支承26,26を介して橋脚15に支持されている。前記床版の上に車両Cが通過可能な舗装道路(図示せず)が載置される。振動源である鋼床版16からの振動が入力部2に入力されると、磁歪部材5に圧縮応力が加わる。これによって、磁歪部材5の内部の磁束密度が変化し、磁歪部材5に巻かれている磁気コイル7を通過する磁束が変化することで発電する。また、入力部2に加わる力を受けて弾性部材(図2では、コイルバネ9)が変形することで磁歪部材5が受ける圧縮応力を緩和することができる。よって、磁歪部材5の全長を長くすることなく、過負荷による磁歪部材5の破損を抑制することができる。しかも、錘10と弾性部材(図2では、コイルバネ9)との作用により継続的な振動を発生させることで、発電量を増大させることができる。
As shown in FIG. 3, the vibration
図3では、振動発電装置1で発電した電力を蓄積する蓄電池17を振動発電装置1に接続するとともに、蓄電池17からの電力により通電するための電極18が蓄電池17に接続されている。電極18は、鋼床版16の端部の鋼板部分に設けられており、通電することにより、鋼床版16が錆びることを抑制している。尚、電極18を通電するタイミングは、予め設定されているタイミングで行ってもよいし、雨が降っていることを検出するセンサ(図示せず)からの検出情報に基づいて雨が降っているときのみ、通電するように構成してもよい。
In FIG. 3 , a
実際には、図4に示すように、振動発電装置1が蓄電池17に蓄電回路19を介して接続されている。この蓄電回路19は、振動発電装置1で発生する電圧又は電流を制御しながら蓄電池17に効率よく蓄電できるようにしている。
Actually, as shown in FIG. 4, the
また、図5では、前記蓄電池17に替えて蓄電キャパシタ(コンデンサ)20を用いる場合を示している。この場合には、振動発電装置1からの電流を半波整流するための整流器21を備えている。なお、図5では、振動発電装置1を構成する磁気コイル7(図5ではLの符号と同じ)に含まれる抵抗成分を符号Rで示している。
Also, FIG. 5 shows a case where a storage capacitor (capacitor) 20 is used in place of the
図6及び図7に、振動発電装置1の錘10の質量と発電量との関係を解析した結果を示すグラフを示している。なお、これらグラフでは、入力部2に入力される強制変位を正弦半波として求めた結果を示している。また、図6では、正弦半波が作用する作用時間を、0.1ms(実線)、0.2ms(1点鎖線)、0.3ms(破線)、0.5ms(2点鎖線)の4つの作用時間とし、図7では、正弦半波が作用する作用時間を1.0ms(実線)、1.2ms(1点鎖線)、1.5ms(破線)、2.0ms(2点鎖線)の4つの作用時間としている。振動発電装置1のコイルバネ9の剛性は、磁歪部材5の軸方向剛性の1/10とし、入力部2への強制変位入力を1/11に低減するように設定している。上記2つのグラフから、作用時間が短い入力波形の場合は磁束密度変化が速いため、発電電力が大きくなる。また、錘10の質量が重くなると、錘10の慣性力が大きくなって錘10の振動振幅が大きくなるため、発電電力が大きく得られることがわかる。
6 and 7 show graphs showing the results of analysis of the relationship between the mass of the
また、橋梁で発生している振動をセンサで実際に測定した橋梁の変位を図8に示している。この図8の橋梁の変位を本発明の振動発電装置1に入力したときの発電量を図9のグラフに示している。この場合も、前記正弦半波の結果と同様に、錘10の質量が増加するにつれて、発電量が大きくなっている。
Also, FIG. 8 shows the displacement of the bridge when the vibration generated in the bridge was actually measured by the sensor. The graph in FIG. 9 shows the amount of power generated when the displacement of the bridge in FIG. 8 is input to the
尚、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、変換手段4が、入力部2と錘10との間に配置され、錘10の中心部に位置する磁気回路形成部を構成する永久磁石22及び磁性部材23と、磁気回路形成部の外側に同心円状に配置される磁気コイル24と、磁気コイル24の外側に同心円状に配置される磁歪部材25と、を備えていてもよい。図2と同様に、入力部2の下端2Bに磁歪部材25の上端25Aが当接しているが、磁気コイル24の上端24Aと入力部2の下端2Bとの間に隙間12が形成されるとともに、磁性部材23の上端23Aと入力部2の下端2Bとの間に隙間13が形成されている。この場合、永久磁石22により磁歪部材25にバイアス磁界を加えることで、永久磁石22、磁性部材23、入力部2、磁歪部材25、錘10によって磁気回路が構成される。ここでは、磁気回路形成部が、永久磁石22と磁性部材23とを備えているが、少なくとも永久磁石22があればよく、磁性部材23を省略してもよい。なお、磁歪部材25は、図1及び図2に示す磁歪部材5よりも直径が大きく構成され、体積も大きく構成されている。入力部2の下端の中心部には、下方に突出して磁気コイル24の上端部の外面に当接して磁気コイル24を水平方向で位置決めするための突起部2Tを備えている。突起部2Tは、平面視において周方向に沿って複数個備えていてもよいし、円環状のものから構成されていてもよい。また、錘10の上端の中心部には、上方に突出して磁気コイル24の下端部の外面に当接して磁気コイル24を水平方向で位置決めするための突起部10Tを備えている。突起部10Tは、平面視において周方向に沿って複数個備えていてもよいし、円環状のものから構成されていてもよい。また、永久磁石22をベース部3側に配置し、磁性部材23を入力部2側に配置しているが、永久磁石22を入力部2側に配置し、磁性部材23をベース部3側に配置してもよい。なお、図10で説明しなかった部分は、図2と同様である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, the conversion means 4 is arranged between the
前記実施形態では、振動発電装置1を、道路高架橋において錆の発生により鋼板部分が腐食することを抑制するための電源として用いる他、道路高架橋や鉄橋等の交通インフラにおけるIoTデバイス用電源として用いてもよい。これによって、橋梁の構造物の劣化をモニタリングするための電源として用いる、又は、橋梁の構造物の特定部分を照らす照明器具の電源として用いる、あるいは自動運転のサポート情報送信システムなどの交通インフラのメカトロニクスの実現のための電源としても利用することができる。また、自動車のタイヤに振動発電装置1を設置することで、路面状態検出システムの電源に利用する、あるいは靴の踵部に設置することで、歩行による発電を行い、人体情報をモニタリングすることに利用してもよい。
In the above-described embodiment, the
また、前記実施形態では、錘10を設けたが、場合によっては錘10を省略して実施することもできる。
Further, although the
また、前記実施形態では、弾性部材としてコイルバネ9を用いたが、板バネや、金属ブロック、合成樹脂などで構成される弾性部材であってもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、前記実施形態では、入力部2及び錘10に部材の位置決めを行うための突起部2T,10Tを備えたが、それら突起部2T,10Tを省略して実施してもよい。
In the above embodiment, the
1…振動発電装置、2…入力部、2B…下端、2T…突起部、3…ベース部、3A…円筒部、3B…フランジ部、3a…上端、3b…ボルト孔、4…変換手段、5…磁歪部材、5A…上端、6…磁性部材、6A…上端、7…磁気コイル、7A…上端、8…永久磁石、9…コイルバネ(弾性部材)、10…錘、10A…下端、10T…突起部、11,12,13…隙間、14…橋梁、15…橋脚、16…鋼床版、16B…下端、17…蓄電池、18…電極、19…蓄電回路、20…蓄電キャパシタ(コンデンサ)、21…整流器、22…永久磁石、23…磁性部材、23A…上端、24…磁気コイル、24A…上端、25…磁歪部材、25A…上端、26…支承、C…車両
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記変換手段は、前記入力部と前記ベース部との対向方向に軸を沿わせた磁気コイルと、該磁気コイルの内側又は外側に配置され磁歪材料で構成される磁歪部材と、前記磁気コイルの外側又は内側に配置され磁気回路を形成するための磁気回路形成部と、を備え、
前記磁気回路形成部の上端は、前記磁歪部材の上端よりも低く、
前記入力部から前記変換手段に入力される振動により伸縮する弾性部材を、前記変換手段と前記ベース部との間に備えていることを特徴とする振動発電装置。 A plate-shaped input portion configured of a magnetic material to which vibration from a vibration source is input, a base portion that faces the input portion and is fixed to a fixed portion, and between the input portion and the base portion and a conversion means arranged to convert vibration input from the input unit into electric power,
The conversion means includes: a magnetic coil having an axis along the direction in which the input section and the base section face each other; a magnetostrictive member arranged inside or outside the magnetic coil and made of a magnetostrictive material; a magnetic circuit forming part for forming a magnetic circuit arranged outside or inside,
The upper end of the magnetic circuit forming portion is lower than the upper end of the magnetostrictive member,
A vibration power generator comprising an elastic member that expands and contracts due to vibration input from the input portion to the conversion means, between the conversion means and the base portion.
前記変換手段は、前記入力部と前記ベース部との対向方向に軸を沿わせた磁気コイルと、該磁気コイルの外側に配置され磁歪材料で構成される磁歪部材と、中心部に位置し、前記磁気コイルの内側に配置され磁気回路を形成するための磁気回路形成部と、を備え、
前記磁気回路形成部は、少なくとも永久磁石を備え、
前記入力部から前記変換手段に入力される振動により伸縮する弾性部材を、前記変換手段と前記ベース部との間に備えていることを特徴とする振動発電装置。 An input portion configured of a magnetic material for receiving vibration from a vibration source, a base portion facing the input portion and fixed to a fixing portion, and disposed between the input portion and the base portion, A conversion means for converting vibration input from the input unit into electric power,
The conversion means comprises: a magnetic coil having an axis along a direction in which the input portion and the base portion face each other; a magnetostrictive member arranged outside the magnetic coil and made of a magnetostrictive material; a magnetic circuit forming part for forming a magnetic circuit disposed inside the magnetic coil,
The magnetic circuit forming unit includes at least a permanent magnet,
A vibration power generator comprising an elastic member that expands and contracts due to vibration input from the input portion to the conversion means, between the conversion means and the base portion.
前記変換手段は、前記入力部と前記ベース部との対向方向に軸を沿わせた磁気コイルと、該磁気コイルの内側又は外側に配置され磁歪材料で構成される磁歪部材と、前記磁気コイルの外側又は内側に配置され磁気回路を形成するための磁気回路形成部と、を備え、
前記錘は、前記磁気コイルと前記磁歪部材と前記磁気回路形成部とを一端側に載置可能な受け部として構成され、
前記入力部と前記磁気コイル及び前記磁気回路形成部との間には隙間が形成され、
前記磁歪部材は、前記入力部および前記錘に当接しており、
前記磁気回路形成部と前記入力部と前記磁歪部材と前記錘とで磁気回路が構成されることを特徴とする振動発電装置。 An input portion configured of a magnetic material for receiving vibration from a vibration source, a base portion facing the input portion and fixed to a fixing portion, and disposed between the input portion and the base portion, conversion means for converting vibration input from the input section into electric power; an elastic member that expands and contracts due to the vibration input from the input section to the conversion means; disposed between the conversion means and the elastic member; a weight having one end connected to the converting means and the other end connected to the elastic member;
The conversion means includes: a magnetic coil having an axis along the direction in which the input section and the base section face each other; a magnetostrictive member arranged inside or outside the magnetic coil and made of a magnetostrictive material; a magnetic circuit forming part for forming a magnetic circuit arranged outside or inside,
The weight is configured as a receiving portion on which the magnetic coil, the magnetostrictive member, and the magnetic circuit forming portion can be placed on one end side,
A gap is formed between the input section and the magnetic coil and the magnetic circuit forming section,
The magnetostrictive member is in contact with the input portion and the weight,
A vibration power generator, wherein a magnetic circuit is formed by the magnetic circuit forming portion, the input portion, the magnetostrictive member, and the weight.
前記変換手段は、前記入力部と前記ベース部との対向方向に軸を沿わせた磁気コイルと、該磁気コイルの内側又は外側に配置され磁歪材料で構成される磁歪部材と、前記磁気コイルの外側又は内側に配置され磁気回路を形成するための磁気回路形成部と、を備え、
前記磁歪部材は、前記入力部および前記錘に当接しており、
前記入力部と前記磁気コイル及び前記磁気回路形成部との間には隙間が形成され、
前記錘とベース部との間には、前記入力部と前記磁気コイル及び前記磁気回路形成部との間の前記隙間よりも大きい隙間が形成されていることを特徴とする振動発電装置。 An input portion configured of a magnetic material for receiving vibration from a vibration source, a base portion facing the input portion and fixed to a fixing portion, and disposed between the input portion and the base portion, conversion means for converting vibration input from the input section into electric power; an elastic member that expands and contracts due to the vibration input from the input section to the conversion means; disposed between the conversion means and the elastic member; a weight having one end connected to the converting means and the other end connected to the elastic member;
The conversion means includes: a magnetic coil having an axis along the direction in which the input section and the base section face each other; a magnetostrictive member arranged inside or outside the magnetic coil and made of a magnetostrictive material; a magnetic circuit forming part for forming a magnetic circuit arranged outside or inside,
The magnetostrictive member is in contact with the input portion and the weight,
A gap is formed between the input section and the magnetic coil and the magnetic circuit forming section,
A vibration power generator, wherein a gap larger than the gap between the input section and the magnetic coil and the magnetic circuit forming section is formed between the weight and the base section.
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