JP7406188B2 - vibration power generation device - Google Patents

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Description

本願発明は、共振周波数を調整して振動発電を行う振動発電装置に関し、特に、調整治具を使用して簡単に共振周波数を調整する振動発電装置に関する。 The present invention relates to a vibration power generation device that generates vibration power by adjusting a resonance frequency, and particularly relates to a vibration power generation device that easily adjusts the resonance frequency using an adjustment jig.

近年、エネルギーハーベスティング(環境発電)に関する技術革新がなされる中で、機械の振動や移動機械による振動を利用して発電し、その電力をLED表示器の電源、加速度センサーや温度センサー等の各種センサーの電源、そのセンサー信号を無線送信する無線送信機の電源として使用する技術に関し各種の提案がされている。 In recent years, technological innovations related to energy harvesting (energy harvesting) have been made, and the vibrations of machines and moving machines are used to generate electricity, and the power is used as a power source for LED displays, acceleration sensors, temperature sensors, etc. Various proposals have been made regarding technologies for use as a power source for sensors and as a power source for wireless transmitters that wirelessly transmit sensor signals.

一方で、発電効率を上げるためには、振動発生部の振動周波数と振動発電装置の共振周波数を合致させて発電することが最も効率が良いが、振動発生部の振動周波数はバラバラであり、また経時的に変化してしまうこともあるため、振動発電装置の共振周波数を調整して合わせ込む必要がある。 On the other hand, in order to increase power generation efficiency, it is most efficient to generate power by matching the vibration frequency of the vibration generation part and the resonance frequency of the vibration power generation device, but the vibration frequencies of the vibration generation part are different, and Since it may change over time, it is necessary to adjust the resonance frequency of the vibration power generator to match it.

特許文献1は、振動ユニットと固定ユニットとを連結する複数のコイルバネを設け、コイルバネと固定ユニットとの連結部分である固定側連結部の位置を、コイルバネの伸縮方向が振動方向に対して斜めになるように連続的に変える連結部位置可変手段を備えたことにより、固定側連結部の位置の変化に伴いコイルバネの振動方向に対する見かけ上のバネ定数を連続的に変えられるので、共振周波数を調整する作業性が向上するとある。 Patent Document 1 provides a plurality of coil springs that connect a vibration unit and a fixed unit, and positions a fixed side connecting portion, which is a connecting portion between the coil spring and the fixed unit, so that the direction of expansion and contraction of the coil spring is oblique to the vibration direction. By providing a connecting part position variable means that continuously changes the position of the fixed side connecting part, the apparent spring constant in the vibration direction of the coil spring can be continuously changed as the position of the fixed side connecting part changes, so the resonant frequency can be adjusted. It is said that the work efficiency is improved.

特許文献2は、軸方向の両端部にガイド棒を介して設けられ、それぞれが一対の磁石として構成される2つの磁気バネ部と、2つの磁気バネ部の磁石間距離を調整可能な調整機構部を備え、非接触で共振周波数を変更可能な機構を有することにより、所望の共振周波数を得るための調整を容易に行うことができ、かつ、加速度に対する機械的強度の向上を実現できるとある。 Patent Document 2 discloses two magnetic spring parts that are provided at both ends in the axial direction via guide rods, each configured as a pair of magnets, and an adjustment mechanism that can adjust the distance between the magnets of the two magnetic spring parts. By having a mechanism that can change the resonant frequency without contact, it is possible to easily make adjustments to obtain the desired resonant frequency, and to improve mechanical strength against acceleration. .

特開2018-088771号公報Japanese Patent Application Publication No. 2018-088771 特開2015-180134号公報Japanese Patent Application Publication No. 2015-180134

しかしながら、特許文献1、特許文献2の技術は、ともに、共振周波数を調整する機構が振動発電装置の内部に常設で設けられており、機構が複雑化する上に、装置も大型化し製造コストも上がるという問題があった。特に、工場内の複数箇所に多数の振動発電装置を設置する場合には、この製造コストが上昇することは大きな問題であった。また、振動発電装置の内部に調整機構が設けられており、振動による調整機構部の疲労破壊や摩耗により故障や共振点のズレが発生しやすい問題もあった。 However, in both the technologies of Patent Document 1 and Patent Document 2, a mechanism for adjusting the resonance frequency is permanently installed inside the vibration power generation device, which not only complicates the mechanism but also increases the size of the device and increases manufacturing costs. There was a problem with rising. In particular, when a large number of vibration power generation devices are installed at multiple locations within a factory, the increased manufacturing cost is a major problem. Further, since the adjustment mechanism is provided inside the vibration power generation device, there is a problem in that the adjustment mechanism is easily damaged or worn out due to vibration, resulting in failure or displacement of the resonance point.

本願発明は上記問題を解決し、簡単な機構で安価で信頼性の高い振動発電装置を提供することを目的とするものである。 It is an object of the present invention to solve the above problems and provide a vibration power generation device with a simple mechanism, low cost, and high reliability.

本願発明において、上記目的を達成するために係る手段1は、振動ユニットと、保持フレームに保持された1対の固定ユニットと、保持フレームを固定する固定ブロックと、
一方の端部は、振動ユニットの端部と固着され、他方の端部は押えブロックを介して板バネ固定ねじにて固定ブロックに螺着固定された板バネと、振動ユニットと押えブロックの間の位置で、中央部に設けられたスリット孔を有するガイドブロックとを具備し、
板バネはガイドブロックのスリット孔に挿通され、さらに、その端部が押えブロックから振動ユニットとは反対方向に延伸するとともに、板バネ振動ユニットが振動発生部の振動と共振するように長さ方向に移動可能に配設し固定したことである。
In the present invention, means 1 for achieving the above object includes a vibration unit, a pair of fixing units held on a holding frame, and a fixing block for fixing the holding frame.
One end is fixed to the end of the vibration unit, and the other end is between the vibration unit and the presser block, and the plate spring screwed and fixed to the fixing block with the plate spring fixing screw through the presser block. a guide block having a slit hole provided in the center at the position ;
The leaf spring is inserted into the slit hole of the guide block, and its end extends from the presser block in the opposite direction to the vibration unit, and the leaf spring is lengthened so that the vibration unit resonates with the vibration of the vibration generator. It is arranged so that it can be moved in the direction and fixed.

本願発明の手段1によれば、板バネガイドブロックのスリット孔に挿通した後、その先の固定ブロックに押えブロックを介して板バネ固定ねじにて螺着固定したことにより、板バネの締め付け具合で振幅が最大となる点すなわち共振点が変化しない利点がある。また、共振周波数を調整する場合は板バネ固定ねじを緩め、振動ユニットとは反対方向に延伸した板バネの端部を工具や治具で把持しながら振動発電装置内部の板バネの長さを、外側から容易に調整する構造としていて、複雑な機構を振動発電装置の内部には設けずに、さらに、振動による部品の破損や摩耗、共振点の変化等の問題も発生しにくくなる利点もあり、簡単な機構で安価で信頼性の高い振動発電装置を提供することができる。さらに、装置が大型化し製造コストも上がるという問題も発生しなくなる利点もある。特に、振動発電装置を複数配置して使用する場合には、製造コストが下がる点は非常に大きな利点である。
According to the means 1 of the present invention, after the leaf spring is inserted into the slit hole of the guide block , the leaf spring is screwed and fixed to the fixed block beyond the guide block with the leaf spring fixing screw via the presser block, thereby tightening the leaf spring. There is an advantage that the point where the amplitude is maximum, that is, the resonance point, does not change. In addition, when adjusting the resonance frequency, loosen the leaf spring fixing screw and adjust the length of the leaf spring inside the vibration power generator while grasping the end of the leaf spring that extends in the opposite direction of the vibration unit with a tool or jig. It has a structure that allows easy adjustment from the outside, does not require a complicated mechanism inside the vibration power generation device, and has the advantage that problems such as damage to parts, wear, and changes in resonance points due to vibration are less likely to occur. Therefore, it is possible to provide an inexpensive and highly reliable vibration power generation device with a simple mechanism. Furthermore, there is an advantage that the problem of increasing the size of the device and increasing the manufacturing cost does not occur. In particular, when a plurality of vibration power generation devices are arranged and used, the reduction in manufacturing cost is a very big advantage.

上記の結果、本願発明によれば、簡単な機構で安価で信頼性の高い振動発電装置を提供することができる。 As a result of the above, according to the present invention, it is possible to provide an inexpensive and highly reliable vibration power generation device with a simple mechanism.

(課題を解決するためのその他の手段)
本願発明の手段2は、ガイドブロックはスリット孔部で少なくとも2つ以上の部品に分かれて構成されていることである。本願発明の手段2によれば、ガイドブロックを分割することで、板バネを案内するガイドブロックのスリット孔を簡単に精度良く加工でき、各部品を組み合わせることで板バネの厚さや幅のバラツキに対応でき、さらに、共振周波数を大きく変化させるために、板バネの厚さを変更した場合などに柔軟に対応できる効果がある。
(Other means to solve problems)
Means 2 of the present invention is that the guide block is divided into at least two parts at the slit hole. According to means 2 of the present invention, by dividing the guide block, the slit holes in the guide block that guides the leaf spring can be easily and precisely machined, and by combining each part, variations in the thickness and width of the leaf spring can be eliminated. Furthermore, it has the effect of being able to flexibly respond to cases such as changing the thickness of the leaf spring in order to greatly change the resonant frequency.

特に、ガイドブロックのスリット孔を形成する方法として、板バネと同一の厚さのスペーサーを板バネの両側に配してガイドブロック抑えで挟み込み形成する場合は、板バネを挟む両側のブロックが平面で形成できるため、スリット加工や段差加工などの加工精度の影響が全くない疑似的なスリットが形成でき、さらに追加の利点がある。In particular, when forming the slit hole in the guide block by placing spacers of the same thickness as the leaf spring on both sides of the leaf spring and sandwiching them between guide block holders, the blocks on both sides of the leaf spring are flat. Since the slit can be formed using the slit process, it is possible to form a pseudo slit that is completely unaffected by the machining accuracy of slit machining or step machining, which has an additional advantage.

本願発明の手段は、板バネの端部に設けられた調整治具係合孔に、断面円形のシリンダー開口孔が中心軸を貫通する円筒形のシリンダーと、シリンダー開口孔内を軸線方向に直動する円筒型のピストンとで構成された調整治具の係合突起を挿入し、振動ユニットの振幅が最大となる共振周波数に合致するように、板バネのバネ部有効長L を調整し、押えブロックを介して板バネ固定ねじにより、板バネを固定ブロックに螺着固定するようにしたことである。
Means 3 of the present invention includes a cylindrical cylinder in which a cylinder opening hole with a circular cross section passes through the center axis in an adjustment jig engagement hole provided at an end of a leaf spring, and a cylinder opening hole with a circular cross section that extends in the axial direction. Insert the engagement protrusion of the adjustment jig consisting of a linearly moving cylindrical piston and adjust the effective length L of the spring part of the leaf spring so that it matches the resonant frequency at which the amplitude of the vibration unit is maximum. The plate spring is screwed and fixed to the fixing block by the plate spring fixing screw via the presser block.

本願発明の手段によれば、振動ユニットの振幅が最大となる共振周波数に合わせ込む調整は、振動させながらバネ部有効長Lを微妙な長さに合わせこむ調整作業であり、板バネの調整治具係合孔に調整治具の係合突起を挿入し、調整治具を直動することで簡単に調整できる効果がある。特に、調整治具を直動する場合に調整治具の内部に減速機構を設けて微調整できるようにすると、一層調整しやすい効果がある。 According to means 3 of the present invention, the adjustment to match the resonance frequency at which the amplitude of the vibration unit is maximum is an adjustment work in which the effective length L of the spring part is adjusted to a delicate length while vibrating, and the adjustment of the leaf spring Inserting the engagement protrusion of the adjustment jig into the jig engagement hole and moving the adjustment jig directly has the effect of allowing easy adjustment. In particular, when the adjustment jig is moved in a linear manner, if a deceleration mechanism is provided inside the adjustment jig to enable fine adjustment, the adjustment becomes easier.

本願発明の振動発電装置の全体を示す斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a perspective view which shows the whole vibration power generation device of this invention. 本願発明の振動発電装置の振動発電部を示す分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view showing the vibration power generation section of the vibration power generation device of the present invention. 図2における板バネ取付けを示す分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing the attachment of the leaf spring in FIG. 2; 図2における板バネ取付けを示すA-A断面斜視図である。FIG. 3 is a perspective cross-sectional view taken along line AA, showing the attachment of the leaf spring in FIG. 2; 図2における板バネ取付けを示す一部分解斜視図である。FIG. 3 is a partially exploded perspective view showing the attachment of the leaf spring in FIG. 2; 本願発明の振動発電装置におけるガイドブロックの第1の変形例を示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view showing the 1st modification of the guide block in the vibration power generation device of the present invention. 本願発明の振動発電装置におけるガイドブロックの第2の変形例を示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view which shows the 2nd modification of the guide block in the vibration power generation device of this invention. 本願発明の振動発電装置の共振周波数調整に使用する調整治具の斜視図である。It is a perspective view of the adjustment jig used for resonance frequency adjustment of the vibration power generation device of the present invention. 本願発明の振動発電装置の共振周波数調整に使用する調整治具の分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of an adjustment jig used for adjusting the resonance frequency of the vibration power generation device of the present invention. 図8の調整治具の斜視断面図である。FIG. 9 is a perspective cross-sectional view of the adjustment jig shown in FIG. 8; 本願発明における振動発電装置に共振周波数調整治具を取付ける状況を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing how a resonant frequency adjustment jig is attached to the vibration power generation device according to the present invention. 本願発明における振動発電装置の共振周波数調整方法の斜視図である。It is a perspective view of the resonance frequency adjustment method of the vibration power generation device in this invention. 本願発明における振動発電装置の共振周波数調整後の斜視図である。It is a perspective view after resonance frequency adjustment of the vibration power generation device in this invention. 本願発明の振動発電装置の共振周波数調整に使用する別の調整治具の分解斜視図である。It is an exploded perspective view of another adjustment jig used for resonance frequency adjustment of the vibration power generation device of the present invention. 本願発明の振動発電装置の共振周波数調整に使用する更に別の調整治具の分解斜視図である。FIG. 7 is an exploded perspective view of yet another adjustment jig used for adjusting the resonance frequency of the vibration power generation device of the present invention. 本願発明の振動発電装置を振動発生場所のフレームに取付けた状態の適用例を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an application example of the vibration power generation device of the present invention attached to a frame at a vibration generation location. 本願発明の振動発電装置を床置きとし、フレームに取付けた状態の適用例を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an application example in which the vibration power generation device of the present invention is placed on the floor and attached to a frame. 本願発明の他の実施態様の振動発電装置の一部分解斜視図である。FIG. 7 is a partially exploded perspective view of a vibration power generation device according to another embodiment of the present invention.

以下に本願発明の実施の形態を図1~図5に基づいて説明する。図1、図2において、振動発電装置10は中央に振動ユニット11を配し、その振動ユニット11を両側から挟み込むように微少な間隔を保って2つの固定ユニット12が配置されて振動発電部20が構成されている。振動ユニット11は図2中で縦方向に長円形の合成樹脂等で作製された絶縁性のボビン26に対して、銅芯線に絶縁被膜を被せて、何重にも積層され巻回されてコイル27が形成されている。 Embodiments of the present invention will be described below based on FIGS. 1 to 5. In FIGS. 1 and 2, the vibration power generation device 10 has a vibration unit 11 in the center, and two fixed units 12 are arranged with a slight interval between them so as to sandwich the vibration unit 11 from both sides. is configured. In FIG. 2, the vibration unit 11 is made by covering a copper core wire with an insulating film, layering it in multiple layers and winding it around an insulating bobbin 26 made of synthetic resin or the like, which is vertically oval in the vertical direction, to form a coil. 27 is formed.

振動ユニット11のボビン26の長手方向の一端は、L字状に曲げられた可撓性の板バネ15の端部に対応して、ボビン26の端部26aにて挟むように下方から被着して、板バネ取付ブロック28が取付けられ、L字状に曲げられた板バネ15の取付部15eを挟むようにして固定ねじ29で固定されている。(図3参照) One longitudinal end of the bobbin 26 of the vibration unit 11 is fitted from below so as to be sandwiched between the ends 26a of the bobbin 26, corresponding to the ends of the flexible leaf spring 15 bent into an L-shape. Then, a leaf spring mounting block 28 is attached and fixed with fixing screws 29 so as to sandwich the mounting portion 15e of the leaf spring 15 bent into an L shape. (See Figure 3)

一方、固定ユニット12は合成樹脂製のホルダー21に対して長方形棒状のネオジム磁石やサマリウムコバルト磁石などの永久磁石22が2本並列に配置され、それぞれ一定間隔をあけてホルダー21内に埋設されている状態で、左右一対設置されている。即ち、固定ユニット12は振動ユニット11を挟んで反対方向に対向して設けられており、2つの固定ユニット12は板金で構成された保持フレーム13の上部を第1の架橋部材13c、下部を第2の架橋部材13dで連結された箱型構造部13aの内部に位置決めされて保持されている。さらに、保持フレーム13の箱型構造部13aから伸びた2か所の腕の端部13bは固定ブロック14の左右両側の側面14e、14eに固定ユニット取付ねじ31で固定されている。 On the other hand, in the fixed unit 12, two permanent magnets 22, such as rectangular bar-shaped neodymium magnets or samarium cobalt magnets, are arranged in parallel to a holder 21 made of synthetic resin, and each is embedded in the holder 21 at a constant interval. They are installed in pairs on the left and right. That is, the fixing units 12 are provided opposite to each other with the vibration unit 11 in between, and the two fixing units 12 are arranged such that the upper part of the holding frame 13 made of sheet metal is connected to the first bridging member 13c, and the lower part is connected to the first bridging member 13c. It is positioned and held inside a box-shaped structure 13a connected by two bridging members 13d. Furthermore, the ends 13b of the two arms extending from the box-shaped structure 13a of the holding frame 13 are fixed to the left and right side surfaces 14e, 14e of the fixing block 14 with fixing unit mounting screws 31.

図3、図4、図5を参照して、振動ユニット11の取り付け部の構成について説明する。一端(上端部)を振動ユニット11に取り付けられた薄板で帯状の板バネ15は、他端の平面内で端部近傍には、後述する調整治具と係合する調整治具係合孔15aが設けられ、調整治具係合孔15aの上方に長円形の開口孔15bは設けられている。開口孔15bの両側は腕部15cでバネ部15dと繋がっており板バネ15が構成されている。板バネ15には可撓性を有する、例えばSUS304―CSPなどのバネ用ステンレス薄板を用いることが好ましい。 The configuration of the attachment portion of the vibration unit 11 will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 5. A thin strip-like plate spring 15 whose one end (upper end) is attached to the vibration unit 11 has an adjustment jig engagement hole 15a near the end within a plane of the other end to engage with an adjustment jig to be described later. An oval opening hole 15b is provided above the adjustment jig engagement hole 15a. Both sides of the opening hole 15b are connected to the spring portion 15d by arm portions 15c, thereby forming a leaf spring 15. It is preferable to use a flexible stainless steel plate such as SUS304-CSP for the plate spring 15.

固定ブロック14の上面14aには、ガイドブロック16がブロック固定ねじ19で固定されており、ガイドブロック16の略中央部には、板バネ15の板厚tと幅Bと略同一寸法のスリット溝幅Tでスリット横幅Wの寸法のスリット孔16aが穿設され、スリット孔16aの稜線には微小な丸み形状の面取部16abが設けられている。この面取部16abは板バネ15の振動の基点となる部分であり、振動による板バネ15の曲げ応力を緩和する役目を果たしている。なお、スリット孔16aのスリット案内面16bと固定ブロック14の取付面14cが同一面になるように、ガイドブロック16はブロック固定ねじ19で固定されている。 A guide block 16 is fixed to the upper surface 14a of the fixed block 14 with a block fixing screw 19, and a slit groove having substantially the same dimensions as the thickness t and width B of the leaf spring 15 is formed in the approximate center of the guide block 16. A slit hole 16a having a width T and a slit width W is formed, and a small rounded chamfer 16ab is provided on the ridgeline of the slit hole 16a. This chamfered portion 16ab is a base point of vibration of the leaf spring 15, and serves to alleviate bending stress of the leaf spring 15 due to vibration. Note that the guide block 16 is fixed with block fixing screws 19 so that the slit guide surface 16b of the slit hole 16a and the mounting surface 14c of the fixed block 14 are on the same plane.

振動ユニット11の取り付け方法は、図3に示すように板バネ15の開口孔15b側の先端(下方端)をガイドブロック16のスリット孔16aに差し込んで挿入する。このとき、スリット孔16aと板バネ15の寸法は略同一寸法でT、t、W、Bの関係は数1の式(a)となっている。

上記の関係により、板バネ15はガタ無くスムースに摺動可能な状態でスリット孔16aに差し込まれる。
The vibration unit 11 is attached by inserting the tip (lower end) of the leaf spring 15 on the side of the opening 15b into the slit hole 16a of the guide block 16, as shown in FIG. At this time, the dimensions of the slit hole 16a and the plate spring 15 are approximately the same, and the relationship among T, t, W, and B is expressed by Equation (a) of Equation 1.

Due to the above relationship, the leaf spring 15 is inserted into the slit hole 16a in a state where it can slide smoothly without play.

板バネ15は図4、図5に示すように、腕部15cは取付面14cに当接するようにして押えブロック17を介して板バネ固定ねじ18により、固定ブロック14の取付雌ねじ部14bに締め付けられる。このとき、板バネ固定ねじ18のねじ部は開口孔15bを貫通しており、押えブロック17の押え面部17aが腕部15cを押し付けて確実に固定され、板バネ15は図2中でバネ部有効長L、幅Bの板バネとして振動できる形となる。 As shown in FIGS. 4 and 5, the leaf spring 15 is tightened to the female mounting threaded portion 14b of the fixing block 14 with the leaf spring fixing screw 18 via the presser block 17 so that the arm portion 15c is in contact with the mounting surface 14c. It will be done. At this time, the threaded portion of the leaf spring fixing screw 18 passes through the opening hole 15b, and the presser surface portion 17a of the presser block 17 presses against the arm portion 15c to securely fix the leaf spring 15. It has a shape that can vibrate as a leaf spring with effective length L and width B.

なお、板バネ15の位置が上下に移動したとしても開口孔15bの上面の端部はガイドブロック16のスリット孔16aの上端面から上方にはみ出すことはない。なぜなら、板バネ固定ねじ18により開口孔15bが貫通されているためである。すなわち、板バネ15の振動の基点である支点の位置は常にスリット孔16aの押え位置であり、板バネ15の幅Bの全面で支持されることになる。 Note that even if the position of the leaf spring 15 moves up and down, the end of the upper surface of the opening hole 15b does not protrude upward from the upper end surface of the slit hole 16a of the guide block 16. This is because the plate spring fixing screw 18 passes through the opening hole 15b. That is, the position of the fulcrum, which is the origin of vibration of the leaf spring 15, is always the holding position of the slit hole 16a, and is supported by the entire width B of the leaf spring 15.

発電原理は、向かい合う固定ユニット12で発生している磁束に対して振動ユニット11が図2中で円弧上の矢印方向に振動し、磁束の変化により振動ユニット11のコイル27に発生する電磁誘導電流で発電する原理であり、振動発電装置10の発電効率は如何に電磁誘導電流を大きくするかであるが、その為には振動ユニット11が振動発生部の振動に対して、共振して大きく振れる必要がある。 The principle of power generation is that the vibration unit 11 vibrates in the direction of the arrow on the arc in FIG. 2 in response to the magnetic flux generated by the fixed units 12 facing each other, and an electromagnetic induction current is generated in the coil 27 of the vibration unit 11 due to the change in magnetic flux. The power generation efficiency of the vibration power generation device 10 depends on how to increase the electromagnetic induction current, and in order to do so, the vibration unit 11 must resonate with the vibration of the vibration generating part and vibrate greatly. There is a need.

図16は各方向に振動するフレーム1に対して取付アングル5を介して本願発明の振動発電装置10を3個、それぞれ固定ブロック14の取付穴14g(図1参照)を用いて、取付けねじ6にて取付けた適用例を示している。また、図17は、本願発明の振動発電装置10をフレーム7、フレーム8に取付け、振動する床に対して床置きできるようにした適用例である。このように、振動発電装置10は各方向からの振動を拾えるように任意の形で設置して発電するが、各方向の振動に対して一番共振し易く調整する必要がある。 FIG. 16 shows that three vibration power generators 10 of the present invention are attached to a frame 1 that vibrates in each direction via mounting angles 5, and the mounting holes 14g of the fixed block 14 (see FIG. An example of application is shown. Further, FIG. 17 shows an application example in which the vibration power generation device 10 of the present invention is attached to the frames 7 and 8 so that it can be placed on a vibrating floor. In this way, the vibration power generation device 10 can be installed in any shape to generate electricity so that it can pick up vibrations from each direction, but it needs to be adjusted so that it resonates most easily with respect to vibrations in each direction.

本願発明の振動発電装置10では、この共振周波数を調整するために、バネ部15dのバネ部有効長Lを変化させて共振周波数を調整する方式としている。振動する振動部に対して振動発電装置10を設置し、振動ユニット11の振幅を観察しながらバネ部有効長Lを変化させて振幅が最大となる点すなわち共振点を探し、その位置で板バネ固定ねじ18で押えブロック17を固定ブロック14に締め付けて固定することになる。 In the vibration power generation device 10 of the present invention, in order to adjust the resonance frequency, the resonance frequency is adjusted by changing the effective length L of the spring portion 15d. The vibration power generation device 10 is installed on the vibrating part, and while observing the amplitude of the vibration unit 11, the effective length L of the spring part is changed to find the point where the amplitude is maximum, that is, the resonance point, and the leaf spring is turned off at that position. The holding block 17 is tightened and fixed to the fixed block 14 with the fixing screw 18.

本願発明の振動発電装置10の最大のポイントは、押えブロック17を締め付けて固定した場合に、振幅が最大となる点すなわち共振点が変化しないことである。この理由を説明する。一般に、ガイドブロック16が無い場合には押えブロック17の上縁部が板バネ15の振動基点となっている。バネ部有効長Lを調整するためには押えブロック17が緩んだ状態でないと板バネ15は移動できない。バネ部有効長Lを調整し共振点の位置で押えブロック17を固定ブロック14に締め付けて固定すると、その支点部の締め付け具合でどうしても共振点が変化してしまう問題が発生する。 The most important point of the vibration power generation device 10 of the present invention is that when the presser block 17 is tightened and fixed, the point where the amplitude is maximum, that is, the resonance point does not change. The reason for this will be explained. Generally, when the guide block 16 is not provided, the upper edge of the presser block 17 serves as the vibration reference point of the leaf spring 15. In order to adjust the effective length L of the spring portion, the leaf spring 15 cannot be moved unless the presser block 17 is loosened. If the effective length L of the spring part is adjusted and the presser block 17 is tightened and fixed to the fixed block 14 at the position of the resonance point, a problem arises in that the resonance point inevitably changes depending on the tightening condition of the fulcrum part.

本願発明では、上記問題を解決するために振動基点の締め付け具合が変化しないようにガイドブロック16を設け、板バネ15をスリット孔16aにガタなくスムースに摺動可能に挿嵌したことであり、板バネ15の固定を緩めても共振点が変化しない理由を説明する。板バネ15のバネ部15dは、その一部がガイドブロック16のスリット孔16a内部にガタなく挿嵌されており、板バネ固定ねじ18を緩めて押えブロック17の締め付けをなくしたとしても、バネ部15dはスリット孔16aでしっかり保持されており、振動基点であるガイドブロック16の面取部16abから上部のバネ部有効長Lは板バネ15を長手方向に移動しない限り変化しない。すなわち、押えブロック17の締め付けは、稼働中に板バネ15を長手方向に移動しないように保持するためだけの役割である。 In the present invention, in order to solve the above problem, the guide block 16 is provided so that the tightening condition of the vibration reference point does not change, and the leaf spring 15 is inserted into the slit hole 16a so as to be able to slide smoothly without play. The reason why the resonance point does not change even if the plate spring 15 is loosened will be explained. A portion of the spring portion 15d of the leaf spring 15 is inserted into the slit hole 16a of the guide block 16 without any play, and even if the leaf spring fixing screw 18 is loosened to remove the tightening of the presser block 17, the spring will not tighten. The portion 15d is firmly held by the slit hole 16a, and the effective length L of the spring portion above the chamfered portion 16ab of the guide block 16, which is the vibration reference point, does not change unless the leaf spring 15 is moved in the longitudinal direction. That is, the tightening of the presser block 17 serves only to hold the leaf spring 15 so that it does not move in the longitudinal direction during operation.

本願発明の振動発電装置10において、バネ部有効長Lを変化させる方法について説明する。前述したように、バネ部15dのバネ部有効長Lを変化させて共振周波数を調整する場合には、実際に振動ユニット11を振動させた状態で調整する必要があり簡単には調整できない。そのため本願発明では調整治具を使用して調整する。図8から図10にて調整治具の説明をする。 In the vibration power generation device 10 of the present invention, a method of changing the effective length L of the spring portion will be explained. As described above, when adjusting the resonant frequency by changing the spring effective length L of the spring section 15d, it is necessary to make the adjustment while the vibration unit 11 is actually vibrating, and adjustment is not easy. Therefore, in the present invention, an adjustment jig is used for adjustment. The adjustment jig will be explained with reference to FIGS. 8 to 10.

調整治具40は基本の構成としては、断面円形のシリンダー開口孔42eが貫通する円筒形のシリンダー42と、そのシリンダー開口孔42e内を軸線方向に直動する円筒形のピストン41で構成されている(図9参照)。シリンダー42の先端部分には取付アーム部42bが両側に分岐し、その先端部の各々には取付孔42cが設けられている。なお、2つの取付孔42cは一方は円形孔、他方は横長の小判孔であっても良い。また、シリンダー42の胴部外周には2箇所円盤形のフランジ42a,42aが、指が掛けられる程度の間隔であるフランジ空隙42dを有して設けられている。 The adjustment jig 40 basically consists of a cylindrical cylinder 42 through which a cylinder opening hole 42e with a circular cross section passes through, and a cylindrical piston 41 that moves directly in the axial direction within the cylinder opening hole 42e. (See Figure 9). At the tip of the cylinder 42, a mounting arm 42b branches to both sides, and a mounting hole 42c is provided at each tip. Note that one of the two mounting holes 42c may be a circular hole, and the other may be a horizontally elongated oval hole. Further, two disk-shaped flanges 42a, 42a are provided on the outer periphery of the body of the cylinder 42, with a flange gap 42d spaced apart from each other such that a finger can be hung thereon.

一方、ピストン41は円筒形の外周部に、シリンダー開口孔42eと遊嵌し、ピストン41を軸長手方向に移動の案内をするガイドリング部41eが2箇所間隔を置いて配設されていて、手前端部に親指が入る程度の開口空隙41bを有するリング部41aが一体で設けられている。さらに先端部は、その空洞部41f内に連結ピン45が配設されキャップ43で抜けないように固着されていて(図10参照)、さらに、シリンダー開口孔42e内にピストン41を挿入してから、先端ブロック44を連結ピン45の先端にねじ込み等の手段で取付けられている。先端ブロック44はその平面部に円柱状の係合突起44aが起立して設けられており、板バネ15の下端部の調整治具係合孔15aに挿入嵌合可能である。そして、連結ピン45と一体となって軸周り方向に360°回動可能となっている。 On the other hand, the piston 41 has two guide ring parts 41e disposed at intervals on its cylindrical outer circumference, which loosely fit into the cylinder opening hole 42e and guide the movement of the piston 41 in the longitudinal direction of the axis. A ring portion 41a having an open space 41b large enough to fit a thumb is integrally provided at the front end. Furthermore, a connecting pin 45 is disposed in the cavity 41f of the distal end and is fixed with a cap 43 so as not to come off (see FIG. 10). , the tip block 44 is attached to the tip of the connecting pin 45 by screwing or the like. The tip block 44 has a cylindrical engagement protrusion 44a standing upright on its flat surface, and can be inserted and fitted into the adjustment jig engagement hole 15a at the lower end of the leaf spring 15. And, it can rotate 360 degrees in the direction around the axis together with the connecting pin 45.

つぎに、図11から図13にて調整治具40による調整方法の説明をする。調整治具40を振動発電装置10に取付ける場合、板バネ15の調整治具係合孔15aに、調整治具40の先端ブロック44の係合突起44aを対向させて挿入する(図1~図3、及び、図8~図10参照)。つぎに、シリンダー42に対してリング部41aを軸長手方向に引いて取付孔42cと、固定ブロック14の調整治具取付穴14dを合わせる(図11参照)。さらに、その状態で治具固定ピン48の両端のコ字状に曲がった円柱状の係合部48aを、取付孔42cに貫通させて調整治具取付穴14dに差し込み、調整治具40を調整治具取付面14fに取付ける。この状態で、調整治具40と振動発電装置10は位置が決まる。なお、調整治具取付穴14dを雌ねじとし、治具固定ピン48の代わりにボルト等で調整治具取付面14fに締め付けても構わない。また、調整治具取付穴14dの代わりに、円柱状のピンを調整治具取付面14fから突設させ、取付孔42cを引っ掛けるように係合させても良い。 Next, the adjustment method using the adjustment jig 40 will be explained with reference to FIGS. 11 to 13. When attaching the adjustment jig 40 to the vibration power generation device 10, insert the engagement protrusion 44a of the tip block 44 of the adjustment jig 40 into the adjustment jig engagement hole 15a of the leaf spring 15 so as to face each other (see FIGS. 3 and see FIGS. 8 to 10). Next, the ring portion 41a is pulled in the longitudinal direction of the cylinder 42 to align the mounting hole 42c with the adjustment jig mounting hole 14d of the fixed block 14 (see FIG. 11). Furthermore, in this state, the cylindrical engaging portions 48a bent in a U-shape at both ends of the jig fixing pin 48 are passed through the mounting hole 42c and inserted into the adjustment jig mounting hole 14d to adjust the adjustment jig 40. Install it on the jig mounting surface 14f. In this state, the positions of the adjustment jig 40 and the vibration power generation device 10 are determined. Note that the adjustment jig mounting hole 14d may be female threaded, and instead of the jig fixing pin 48, a bolt or the like may be used to tighten the adjustment jig mounting surface 14f. Further, instead of the adjustment jig attachment hole 14d, a cylindrical pin may be provided protruding from the adjustment jig attachment surface 14f and engaged so as to hook into the attachment hole 42c.

バネ部有効長Lを変化させて共振周波数に調整する方法は、振動している振動ユニット11の板バネ15が図12中で上下に移動できるように板バネ固定ねじ18を緩めて押えブロック17の押し付けを緩める。図12のように調整治具40を取付けたときにバネ部有効長L1であった状態から調整する場合は、振動ユニット11の振幅を見ながらリング部41aを矢印方向に引きピストン41を移動させる。図13のようにバネ部有効長L2のときに振動ユニット11の振幅が最大となり共振周波数に合わせ込んだ後、板バネ固定ねじ18で締め付け押えブロック17を板バネ15に押し付けて固定する。その後、治具固定ピン48を抜き去り調整治具40を取り外す。 The method of adjusting the resonant frequency by changing the effective length L of the spring section is to loosen the plate spring fixing screw 18 so that the plate spring 15 of the vibrating vibration unit 11 can move up and down in FIG. Loosen the pressure. When adjusting the spring part effective length L1 when the adjustment jig 40 is installed as shown in FIG. 12, pull the ring part 41a in the direction of the arrow while checking the amplitude of the vibration unit 11 to move the piston 41. . As shown in FIG. 13, the amplitude of the vibration unit 11 becomes maximum when the spring part effective length L2 is reached, and after being matched to the resonant frequency, the plate spring fixing screw 18 is used to tighten and press the presser block 17 against the plate spring 15 to fix it. Thereafter, the jig fixing pin 48 is pulled out and the adjustment jig 40 is removed.

振動ユニット11は調整治具40を取り外した後も、振動基点である面取部16abを基点にして共振しながら振動を続ける。押えブロック17は、あくまで板バネ15のバネ部有効長L2が上下に変化しないように押し付けるだけであり、押し付けることにより共振点が変化してしまうことはなく、振動基点である面取部16abは変わらない。このことは、押えブロック17の締め付けにかかわらず調整が容易に出来る利点がある。 Even after the adjustment jig 40 is removed, the vibration unit 11 continues to vibrate while resonating with the chamfered portion 16ab serving as the vibration base as the base point. The presser block 17 only presses the leaf spring 15 so that the effective length L2 of the spring portion does not change vertically, and the resonance point does not change due to pressing, and the chamfered portion 16ab, which is the vibration reference point, does not change. This has the advantage that adjustment can be made easily regardless of the tightness of the presser block 17.

調整後は調整治具40を取り外すことで、調整機構を振動発電装置内に有する特許文献1等の他の方式の振動発電装置に比して、振動中の振動ユニット11は簡単な構成のユニットとなり、振動部の振動による部品の破損や摩耗、共振点の変化等の問題も発生しにくくなる利点もある。さらに、振動発電装置は非常に簡単な構成となり、装置が大型化し製造コストも上がるという問題も発生しなくなる利点もある。特に、振動発電装置10を複数配置して使用する場合には、製造コストが下がる点は非常に大きな利点である。 By removing the adjustment jig 40 after adjustment, the vibration unit 11 during vibration can be a unit with a simple configuration compared to other types of vibration power generation devices such as Patent Document 1, which have an adjustment mechanism inside the vibration power generation device. This also has the advantage that problems such as damage to parts, wear, and changes in resonance points due to vibration of the vibrating part are less likely to occur. Furthermore, the vibration power generation device has a very simple configuration, which has the advantage of eliminating the problems of increasing the size of the device and increasing manufacturing costs. Particularly, when a plurality of vibration power generation devices 10 are arranged and used, the manufacturing cost is reduced, which is a very big advantage.

図6は本願発明の実施の形態の第1の変形例である。図2から図5で説明した実施の形態では、板バネ15を支えるガイドブロック16は、その一部に板バネ15の板厚tと幅Bに対応したスリット溝幅Tとスリット横幅Wのスリット孔16aを有する構成として説明したが、精度の高いスリット孔16aを加工することは加工時間と加工コストが掛かる問題もあった。そこで、本願発明の第1の変形例では、ガイドブロック16をスリット孔16a部分で分割した変形例である。 FIG. 6 shows a first modification of the embodiment of the present invention. In the embodiment described in FIGS. 2 to 5, the guide block 16 supporting the leaf spring 15 has a slit in a part thereof with a slit groove width T and a slit width W corresponding to the plate thickness t and width B of the leaf spring 15. Although the configuration has been described as having the hole 16a, there is a problem in that machining the slit hole 16a with high precision requires machining time and machining cost. Therefore, in a first modification of the present invention, the guide block 16 is divided at the slit hole 16a portion.

固定ブロック14の上面14aにはガイドブロックベース33が2本のブロック固定ねじ19で固定ブロック14に固定されている。ガイドブロックベース33の一面にはそれぞれ板バネ15の板厚t、幅Bに対応して段差高さY、段差幅Xの凹部33bが設けられており、Y、t、X、Bの関係は前述の数1の式(b)となっている。また、凹部33bに対向してガイドブロック押え34が配設されガイドブロックねじ35にて、取付面33aに取付けられ、組立て後に出来るスリット部は溝幅Y、横幅Xの寸法のスリット孔となる。さらに、凹部33bの上面稜線部には微小な丸み形状の面取部33bbが設けられている。また、面取部33bbに対応してガイドブロック押え34の上面稜線部にも微小な丸み形状の面取部34abが設けられている。 A guide block base 33 is fixed to the upper surface 14a of the fixed block 14 with two block fixing screws 19. A recess 33b with a step height Y and a step width X is provided on one surface of the guide block base 33, respectively, corresponding to the plate thickness t and width B of the leaf spring 15, and the relationship between Y, t, X, and B is as follows. This is the equation (b) of the above-mentioned number 1. Further, a guide block presser 34 is disposed opposite the recess 33b and is attached to the mounting surface 33a with a guide block screw 35, and the slit portion formed after assembly becomes a slit hole with dimensions of groove width Y and width X. Further, a small rounded chamfer 33bb is provided on the ridgeline of the upper surface of the recess 33b. Furthermore, a small rounded chamfer 34ab is provided on the upper surface ridgeline of the guide block presser 34 in correspondence with the chamfer 33bb.

板バネ15は、この凹部33bとガイドブロック押え34で形成された段差高さY、段差幅Xのスリット部に上方から挿入され、押えブロック17を介して板バネ固定ねじ18で固定ブロック14に固定されている。なお、ガイドブロックベース33は凹部33bの面が固定ブロック14の取付面14cと同一面に調整されて固定されている。 The leaf spring 15 is inserted from above into a slit portion having a step height Y and a step width X formed by the recess 33b and the guide block retainer 34, and is attached to the fixing block 14 with the leaf spring fixing screw 18 via the retainer block 17. Fixed. Note that the guide block base 33 is fixed so that the surface of the recess 33b is adjusted to be flush with the mounting surface 14c of the fixed block 14.

このように、本願発明の第1の変形例ではガイドブロックベース33とガイドブロック押え34に分割することで、凹部33の段差加工のみを精度良く加工するだけで済み、非常に簡単に板バネ15を案内するガイドブロックが実現できる効果がある。 As described above, in the first modified example of the present invention, by dividing the guide block base 33 and the guide block presser 34, only the step machining of the recess 33 needs to be performed with high precision, and the leaf spring 15 can be This has the effect that a guide block that guides the user can achieve.

図7は本願発明の実施の形態の第2の変形例である。本変形例では、上記図6の固定ブロック14とガイドブロックベース33を一体化し、固定ブロック36としたものである。更に、第1の変形例の凹部33bの段差部は両側に2枚のスペーサー37を設け、固定ブロック36に対してスペーサー37を挟んでブロック押え34を反対側からガイドブロックねじ35で固定した構造となっている。 FIG. 7 shows a second modification of the embodiment of the present invention. In this modification, the fixed block 14 and guide block base 33 shown in FIG. 6 are integrated to form a fixed block 36. Furthermore, the stepped portion of the recessed portion 33b of the first modification has a structure in which two spacers 37 are provided on both sides, and the block presser 34 is fixed from the opposite side with the guide block screw 35 with the spacer 37 sandwiched between the fixed block 36. It becomes.

固定ブロック36の上方の一部には凸状に突出したガイド部36fが設けられ、その取付面36gの上端の稜線には微小な丸み形状の面取部36gbが形成されている。この取付面36gは板バネ15の取付け面である取付面36cと同一面の広い一体の面である。さらに、スペーサー37はスペーサー板厚Zの薄板でありZ、tの関係は前述の数1の式(c)となっている。組み立てはスペーサー37を両側に間隔Dを空けて合せ面34aで挟みブロック押え34を反対側からガイドブロックねじ35で締め付けて組立てるが、組立て後に出来るスリット部は溝幅Z,横幅Dの寸法のスリット孔となる。なお、D、Bの関係は前述の数1の式(d)となっている。 A convexly protruding guide portion 36f is provided in a part of the upper part of the fixed block 36, and a small rounded chamfer 36gb is formed on the ridgeline at the upper end of the mounting surface 36g. This mounting surface 36g is a wide integral surface that is the same as the mounting surface 36c, which is the mounting surface of the leaf spring 15. Furthermore, the spacer 37 is a thin plate having a spacer thickness Z, and the relationship between Z and t is expressed by equation (c) of Equation 1 above. To assemble, place the spacer 37 on both sides with a gap D between the mating surfaces 34a and tighten the block holder 34 from the opposite side with the guide block screw 35.The slit formed after assembly is a slit with dimensions of groove width Z and width D. It becomes a hole. Note that the relationship between D and B is expressed by equation (d) of Equation 1 above.

このように、本願発明の第2の変形例では第1の変形例に対して凹部33の段差加工も不要となり、板バネ15の板厚tに対して、スペーサー37のスペーサー板厚Zだけを管理すれば良い上、取付面36gは取付面36cと同一面であり、加工も非常に簡単になる利点がある。また、ガイドブロックベース33も不要で、構成も非常に簡単になる。特に、共振周波数を調整するためにバネ部有効長Lを変えるだけでは不十分な場合には、板バネ15の板厚tを変更する必要があり、この場合にはスペーサー板厚Zの異なるスペーサー37を用意するだけで柔軟に対応できる効果がある。なお、ガイド部36fは固定ブロック36と一体として説明したが、ガイドブロックベース33と同様に別体として分割しても構わない。 In this way, in the second modification of the present invention, unlike the first modification, the step machining of the recess 33 is not required, and only the spacer thickness Z of the spacer 37 is reduced relative to the thickness t of the leaf spring 15. In addition to being easy to manage, the mounting surface 36g is on the same surface as the mounting surface 36c, which has the advantage of making processing very easy. Further, the guide block base 33 is also unnecessary, and the configuration becomes very simple. In particular, if changing the effective length L of the spring part is not enough to adjust the resonance frequency, it is necessary to change the thickness t of the leaf spring 15, and in this case, it is necessary to change the thickness t of the leaf spring 15. In this case, it is necessary to change the thickness t of the leaf spring 15. Simply preparing 37 has the effect of being able to respond flexibly. Note that although the guide portion 36f has been described as being integrated with the fixed block 36, it may be divided as a separate body similarly to the guide block base 33.

図8から図10で示す調整治具40はピストン41とシリンダー42が直動で移動する構造となっているが、共振周波数を調整する場合に微調整で移動できると良い場合がある。図14は、本願発明の振動発電装置10において共振振動数を調整するための他の調整治具50を示している。円形のシリンダー開口孔52eが貫通する円筒形のシリンダー52と、そのシリンダー開口孔52e内を軸線方向に移動する円筒形のピストン51で構成されている。 The adjustment jig 40 shown in FIGS. 8 to 10 has a structure in which the piston 41 and the cylinder 42 move by direct motion, but when adjusting the resonance frequency, it may be advantageous if the jig can be moved by fine adjustment. FIG. 14 shows another adjustment jig 50 for adjusting the resonance frequency in the vibration power generation device 10 of the present invention. It consists of a cylindrical cylinder 52 through which a circular cylinder opening 52e passes, and a cylindrical piston 51 that moves in the axial direction within the cylinder opening 52e.

ピストン51の外周の一部には雄ねじ部51aが設けられ、内面にナット部53aを有する操作ノブ53が係合し、操作ノブ53を回転することで、ねじの推力でシリンダー51はガイドリング部51eに案内されて軸線方向に移動する。この構造では操作ノブ53が1回転するとシリンダー51はねじのピッチ分移動するだけであり、微調整が可能である。なお、操作ノブ53はスクリューケース54,スクリューキャップ55で保持されて一部が露出した構造となっている。 A male threaded portion 51a is provided on a part of the outer circumference of the piston 51, and an operating knob 53 having a nut portion 53a on the inner surface is engaged, and by rotating the operating knob 53, the cylinder 51 is moved by the thrust of the screw into the guide ring portion. 51e to move in the axial direction. With this structure, when the operation knob 53 rotates once, the cylinder 51 only moves by the pitch of the screw, allowing fine adjustment. Note that the operating knob 53 is held by a screw case 54 and a screw cap 55, with a portion thereof being exposed.

図14の調整治具50は、ねじのピッチ分移動するだけであり微調整が可能である点は利点であるが、バネ部有効長Lを大きく移動させる場合には不向きである。そこで、調整治具40と調整治具50の利点を取り込んだ調整治具60を図15に示し説明する。本調整治具60は円形のシリンダー開口孔62eが貫通する円筒形のシリンダー胴部62aを有するギヤケース62と、そのシリンダー開口孔62e内を軸線方向に移動する円筒形のラックピストン61で構成されている。 The adjustment jig 50 in FIG. 14 has an advantage in that it can be finely adjusted by only moving by the pitch of the screw, but it is not suitable for moving the effective length L of the spring portion by a large amount. Therefore, an adjustment jig 60 that incorporates the advantages of the adjustment jig 40 and the adjustment jig 50 is shown in FIG. 15 and will be described. The adjustment jig 60 is composed of a gear case 62 having a cylindrical cylinder body 62a through which a circular cylinder opening hole 62e passes, and a cylindrical rack piston 61 that moves in the axial direction within the cylinder opening hole 62e. There is.

ラックピストン61の一端にはラック部61fが形成され、他端は円筒状のピストン部61aとなっており、ピストン部61aの外周にはガイドリング部61eが設けられ、円形のシリンダー開口孔62eに案内され軸線方向に移動可能となっている。また、ラック部61fはギヤケース62内に埋設されたギヤAssy.70のラック駆動ギヤ71と係合しており、2つのアイドルギヤ72A、72Bと連結され、最終段としてノブギヤ73に減速されて連結している。 A rack portion 61f is formed at one end of the rack piston 61, and a cylindrical piston portion 61a is formed at the other end.A guide ring portion 61e is provided on the outer periphery of the piston portion 61a, and a circular cylinder opening hole 62e is provided with a guide ring portion 61e. It is guided and movable in the axial direction. In addition, the rack portion 61f is connected to a gear assembly buried in the gear case 62. 70, is connected to two idle gears 72A and 72B, and is reduced in speed and connected to a knob gear 73 as the final stage.

なお、ギヤAssy.70の各ギヤはピン74、ピン75に回動自由に軸支されその端部はギヤケース62の軸受部62g、62hと横蓋63の軸受部(図示せず)に軸支されて保持されている。操作ノブ部73bの一部は上蓋64の開口孔64aから露出しており、操作ノブ部73bを回転させることが出来るようになっている。また、シリンダー胴部62aの端部にはシリンダーフランジ部62dが形成され、取付ホルダー65の取付フランジ部65dと固定されている。 In addition, the gear assembly. Each of the gears 70 is rotatably supported by pins 74 and 75, and its ends are supported and held by bearings 62g and 62h of the gear case 62 and bearings (not shown) of the side cover 63. There is. A portion of the operation knob portion 73b is exposed through the opening hole 64a of the upper lid 64, so that the operation knob portion 73b can be rotated. Further, a cylinder flange portion 62d is formed at the end of the cylinder body portion 62a, and is fixed to a mounting flange portion 65d of the mounting holder 65.

調整治具60でピストン61を軸線方向に移動させる場合は、操作ノブ部73bを回転させる。操作ノブ部73bの回転量に対して任意に設定されたギヤAssy.70の減速比によりラック部61fが軸線方向に移動しラックピストン61が駆動される。ギヤAssy.70の減速比は任意に設定できるため、調整治具40の移動量よりも少なく、調整治具50の移動量よりも多く設定が出来、非常に使い易い調整治具が実現できる。 When moving the piston 61 in the axial direction using the adjustment jig 60, the operation knob portion 73b is rotated. The gear Assy. With a reduction ratio of 70, the rack portion 61f moves in the axial direction and the rack piston 61 is driven. Gear Assy. Since the reduction ratio 70 can be set arbitrarily, it can be set to be smaller than the amount of movement of the adjustment jig 40 and larger than the amount of movement of the adjustment jig 50, and an extremely easy-to-use adjustment jig can be realized.

他の実施態様として図18に示すように振動発電装置80の構成は、振動ユニット81をホルダー91に固着された永久磁石92とし、固定ユニット82をボビン93に巻回されたコイル94とした組み合わせに入れ替えても良い。図18はホルダー91に保持された永久磁石92を振動ユニット81とし、ボビン93に巻回されたコイル94を、永久磁石92を挟むように対向させ固定ユニット82とした例である。このような構成では、コイル94の端部の配線部分に振動が加わらないため、断線等の心配がなく信頼性が一層向上する利点がある。 As another embodiment, as shown in FIG. 18, the vibration power generation device 80 has a combination in which the vibration unit 81 is a permanent magnet 92 fixed to a holder 91, and the fixed unit 82 is a coil 94 wound around a bobbin 93. You can also replace it with FIG. 18 shows an example in which a permanent magnet 92 held by a holder 91 is used as a vibrating unit 81, and a coil 94 wound around a bobbin 93 is placed opposite to each other so as to sandwich the permanent magnet 92, and is used as a fixed unit 82. In such a configuration, since vibration is not applied to the wiring portion at the end of the coil 94, there is no fear of wire breakage, etc., and there is an advantage that reliability is further improved.

以上、本願発明の実施の形態や使用時の調整治具に関して詳細に説明してきたが、実施形態はこれに限定されるものでなく、本願発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成をとり得ることは勿論である。 Although the embodiments of the present invention and the adjustment jig during use have been described in detail above, the embodiments are not limited to these, and various other configurations may be made without departing from the gist of the present invention. Of course it is possible.

1 :フレーム
5 :取付アングル
6 :取付ねじ
7、8 :フレーム
10 、80 :振動発電装置
11、81 :振動ユニット
12、82 :固定ユニット
13 :保持フレーム
13a :箱型構造部
13b :端部
13c :第1の架橋部材
13d :第2の架橋部材
14 :固定ブロック
14a :上面
14b :取付雌ねじ部
14c :取付面
14d :調整治具取付穴
14e :側面
14f :調整治具取付面
14g :取付穴
15 :板バネ
15a :調整治具係合孔
15b :開口孔
15c :腕部
15d :バネ部
15e :取付部
16 :ガイドブロック
16a :スリット孔
16ab :面取部
16b :スリット案内面
17 :押えブロック
17a :押え面部
18 :板バネ固定ねじ
19 :ブロック固定ねじ
20 :振動発電部
21、91 :ホルダー
22、92 :永久磁石
26、93 :ボビン
26a :端部
27、94 :コイル
28 :板バネ取付ブロック
29 :固定ねじ
31 :固定ユニット取付ねじ
33 :ガイドブロックベース
33a :取付面
33b :凹部
33bb :面取部
34 :ガイドブロック押え
34a :合せ面
34ab :面取部
35 :ガイドブロックねじ
36 :固定ブロック
36c :取付面
36f :ガイド部
36g :取付面
36gb :面取部
37 :スペーサー
40、50、60 :調整治具
41 :ピストン
41a :リング部
41b :開口空隙
41e :ガイドリング部
41f :空洞部
42 :シリンダー
42a :フランジ
42b :取付アーム部
42c :取付孔
42d :フランジ空隙
42e :シリンダー開口孔
43 :キャップ
44 :先端ブロック
44a :係合突起
45 :連結ピン
48 :治具固定ピン
51 :スクリューピストン
51a :雄ねじ部
51e :ガイドリング部
52 :シリンダー
52b :取付アーム部
52c :取付孔
52e :シリンダー開口孔
53 :操作ノブ
53a :ナット部
54 :スクリューケース
55 :スクリューキャップ
56 :キャップ
61 :ラックピストン
61a :ピストン部
61e :ガイドリング部
61f :ラック部
62 :ギヤケース
62a :シリンダー胴部
62d :シリンダーフランジ部
62e :シリンダー開口孔
62g :軸受部
62h :軸受部
63 :横蓋
64 :上蓋
64a :開口孔
65 :取付ホルダー
65b :取付アーム部
65c :取付孔
65d :取付フランジ部
70 :ギヤAssy.
71 :ラック駆動ギヤ
72A、72B :アイドルギヤ
72a :小ギヤ
72b :大ギヤ
73 :ノブギヤ
73a :ギヤ部
73b :操作ノブ部
74、75 :ピン
t :板厚
B :幅
D :間隔
L、L1、L2 :バネ部有効長
T :スリット溝幅
W :スリット横幅
X :段差幅
Y :段差高さ
Z :スペーサー板厚

1: Frame 5: Mounting angle 6: Mounting screws 7, 8: Frame 10, 80: Vibration power generator 11, 81: Vibration unit 12, 82: Fixing unit 13: Holding frame 13a: Box-shaped structure section 13b: End section 13c : First bridging member 13d : Second bridging member 14 : Fixed block 14a : Top surface 14b : Mounting female threaded part 14c : Mounting surface 14d : Adjustment jig mounting hole 14e : Side surface 14f : Adjustment jig mounting surface 14g : Mounting hole 15: Leaf spring 15a: Adjustment jig engagement hole 15b: Opening hole 15c: Arm portion 15d: Spring portion 15e: Mounting portion 16: Guide block 16a: Slit hole 16ab: Chamfered portion 16b: Slit guide surface 17: Presser block 17a: Holding surface portion 18: Leaf spring fixing screw 19: Block fixing screw 20: Vibration power generation portion 21, 91: Holder 22, 92: Permanent magnet 26, 93: Bobbin 26a: End portion 27, 94: Coil 28: Leaf spring mounting Block 29: Fixed screw 31: Fixed unit mounting screw 33: Guide block base 33a: Mounting surface 33b: Recessed portion 33bb: Chamfered portion 34: Guide block retainer 34a: Matching surface 34ab: Chamfered portion 35: Guide block screw 36: Fixed Block 36c: Mounting surface 36f: Guide section 36g: Mounting surface 36gb: Chamfered section 37: Spacers 40, 50, 60: Adjustment jig 41: Piston 41a: Ring section 41b: Opening gap 41e: Guide ring section 41f: Cavity section 42: Cylinder 42a: Flange 42b: Mounting arm 42c: Mounting hole 42d: Flange gap 42e: Cylinder opening hole 43: Cap 44: Tip block 44a: Engaging protrusion 45: Connecting pin 48: Jig fixing pin 51: Screw piston 51a : Male thread part 51e : Guide ring part 52 : Cylinder 52b : Mounting arm part 52c : Mounting hole 52e : Cylinder opening hole 53 : Operation knob 53a : Nut part 54 : Screw case 55 : Screw cap 56 : Cap 61 : Rack piston 61a : Piston part 61e : Guide ring part 61f : Rack part 62 : Gear case 62a : Cylinder body part 62d : Cylinder flange part 62e : Cylinder opening hole 62g : Bearing part 62h : Bearing part 63 : Side cover 64 : Upper cover 64a : Opening hole 65 : Mounting holder 65b : Mounting arm part 65c : Mounting hole 65d : Mounting flange part 70 : Gear assembly.
71: Rack drive gears 72A, 72B: Idle gear 72a: Small gear 72b: Large gear 73: Knob gear 73a: Gear portion 73b: Operation knob portions 74, 75: Pin t: Plate thickness B: Width D: Spacing L, L1, L2: Effective length of spring T: Slit groove width W: Slit width X: Step width Y: Step height Z: Spacer plate thickness

Claims (4)

振動ユニットと、前記振動ユニットと対向するように設けられた1対の固定ユニットとを具備し、前記振動ユニットが振動することにより永久磁石と対向するコイルとの相対運動にて、前記コイルに誘導電流を生じさせるようにした振動発電装置において、
前記振動ユニットと、
保持フレームに保持された1対の前記固定ユニットと、
前記保持フレームを固定する固定ブロックと、
一方の端部は、前記振動ユニットの端部と固着され、他方の端部は押えブロックを介して板バネ固定ねじにて前記固定ブロックに螺着固定された板バネと、
該板バネの長手方向に対し前記振動ユニットと前記押えブロックの間の位置に配設され、中央部に設けられたスリット孔を有するガイドブロックと、
を具備し、前記板バネは前記ガイドブロックの前記スリット孔に挿通され、さらに、前記他方の端部が前記押えブロックから前記振動ユニットとは反対方向に延伸するとともに、前記振動ユニットが振動発生部の振動と共振するように長さ方向に移動可能に固定されたことを特徴とする振動発電装置。
It is equipped with a vibration unit and a pair of fixed units provided so as to face the vibration unit, and when the vibration unit vibrates, a permanent magnet and a coil facing each other undergo relative motion to induce induction in the coil. In a vibration power generation device that generates an electric current,
The vibration unit;
a pair of the fixed units held by a holding frame;
a fixing block that fixes the holding frame;
a leaf spring, one end of which is fixed to the end of the vibration unit, and the other end of which is screwed to the fixed block with a leaf spring fixing screw via a presser block;
a guide block disposed at a position between the vibration unit and the presser block in the longitudinal direction of the leaf spring, and having a slit hole provided in the center;
The leaf spring is inserted into the slit hole of the guide block, and further, the other end extends from the presser block in a direction opposite to the vibration unit, and the vibration unit is connected to a vibration generating section. A vibration power generation device characterized in that it is fixed movably in the length direction so as to resonate with the vibration of.
前記ガイドブロックは前記スリット孔を囲んで少なくとも2つ以上の部品で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の振動発電装置。 2. The vibration power generation device according to claim 1, wherein the guide block is composed of at least two parts surrounding the slit hole. 前記板バネの前記他方の端部近傍に設けられた調整治具係合孔に、調整治具の係合突起を挿入し、前記振動ユニットの振幅が最大となる共振周波数に合致するように、前記板バネのバネ部有効長Lを調整し、前記押えブロックを介して前記板バネ固定ねじにより前記板バネを前記固定ブロックに螺着固定するようにしたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の振動発電装置。 Inserting the engagement protrusion of the adjustment jig into the adjustment jig engagement hole provided near the other end of the leaf spring, so that the amplitude of the vibration unit matches a resonance frequency that is maximum, The effective length L of the spring portion of the leaf spring is adjusted, and the leaf spring is screwed and fixed to the fixing block by the leaf spring fixing screw via the presser block. The vibration power generation device according to item 2. 前記調整治具は、断面円形のシリンダー開口孔が、中心軸を貫通する円筒形のシリンダーと、前記シリンダー開口孔内を軸線方向に直動する円筒型のピストンとで構成され、前記調整治具により前記振動ユニットの振動を共振周波数に調整可能とすることを特徴とする請求項に記載の振動発電装置。
The adjustment jig includes a cylindrical cylinder having a cylinder opening hole with a circular cross section passing through the central axis, and a cylindrical piston that moves directly in the axial direction within the cylinder opening hole. A claim characterized in that the vibration of the vibration unit can be adjusted to a resonant frequency by3The vibration power generation device described in .
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