WO2015022844A1 - 振動発電装置 - Google Patents

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WO2015022844A1
WO2015022844A1 PCT/JP2014/069416 JP2014069416W WO2015022844A1 WO 2015022844 A1 WO2015022844 A1 WO 2015022844A1 JP 2014069416 W JP2014069416 W JP 2014069416W WO 2015022844 A1 WO2015022844 A1 WO 2015022844A1
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WO
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side unit
convex portion
concave portion
movable
end surface
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Application number
PCT/JP2014/069416
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English (en)
French (fr)
Inventor
良明 深井
Original Assignee
スター精密株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K35/00Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit
    • H02K35/02Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit with moving magnets and stationary coil systems

Definitions

  • the present invention relates to a vibration power generator configured to generate an induced electromotive force using vibration.
  • Patent Document 1 an induced electromotive force is generated when a movable side unit supported by a fixed side unit via a coil spring vibrates using the elastic force of the coil spring.
  • a vibration power generator configured as described above is described.
  • the vibration power generator when the amplitude of the movable side unit reaches the maximum allowable amplitude, it is possible to regulate the over-amplitude by making it abut on the fixed side unit. It is possible to prevent the elongation beyond the allowable range.
  • Such a problem is also a problem that can occur in the vibration power generation apparatus using a spring other than the coil spring from the viewpoint of preventing the spring from being deformed beyond the allowable stress range.
  • an object of the present invention is to provide a vibration power generation apparatus that can secure a desired power generation amount for a plurality of input frequencies.
  • the present invention is intended to achieve the above object by devising the shape of the contact surface of each of the movable side unit and the fixed side unit.
  • the vibration power generator according to the present invention is A stationary unit and a movable unit supported by the stationary unit via a spring, and the movable unit vibrates in a predetermined direction using the elastic force of the spring to generate an induced electromotive force
  • the movable side unit is configured to contact the fixed side unit when the amplitude of the movable side unit reaches the maximum allowable amplitude.
  • a first convex portion or a concave portion is formed on one end surface in the predetermined direction of the movable side unit, and the first convex portion or the concave portion is formed on one end surface of the fixed side unit facing the one end surface of the movable side unit.
  • a second recess or projection that is engageable with the recess is formed;
  • a third convex portion or a concave portion is formed on the other end surface of the movable side unit in the predetermined direction, and the third convex portion or the concave portion is formed on the other end surface of the fixed side unit facing the other end surface of the movable side unit.
  • a fourth recess or projection that can be engaged with the recess is formed;
  • the first convex portion or the concave portion and the second concave portion or the convex portion, and the third convex portion or the concave portion and the fourth concave portion or the convex portion are formed at positions shifted from each other in a direction orthogonal to the predetermined direction. It is characterized by that.
  • the type of the “spring” is not particularly limited, and for example, a coil spring or a leaf spring can be employed.
  • predetermined direction is not limited to a specific direction, and for example, a vertical direction or a horizontal direction can be adopted.
  • the “second concave portion or convex portion engageable with the first convex portion or concave portion” means the second concave portion that can be in a positional relationship where the first convex portion enters, or the second convex portion that can be in a positional relationship into which the first convex portion enters.
  • the first convex portion or the concave portion and the second concave portion or the convex portion are not necessarily in contact with each other when the positional relationship is entered.
  • the vibration power generator according to the present invention is configured so that the movable side unit contacts the fixed side unit when the amplitude of the movable side unit reaches the maximum allowable amplitude. It is possible to prevent the spring from extending beyond the allowable range due to the overamplitude.
  • the first convex portion or the concave portion and the second concave portion or the convex portion, and the third convex portion or the concave portion and the fourth concave portion or the convex portion are displaced from each other in the direction orthogonal to the predetermined direction. Since it is formed at the position, the following effects can be obtained.
  • the first convex portion of the movable side unit is formed with the fourth concave portion on the other end surface of the fixed side unit.
  • the third convex portion of the movable side unit contacts the portion where the second concave portion is not formed on the one end surface of the fixed side unit, or the first concave portion is formed on the one end surface of the movable side unit.
  • the fourth convex portion of the fixed side unit comes into contact with the portion that is not made, and the second convex portion of the fixed side unit comes into contact with the portion where the third concave portion on the other end surface of the movable side unit is not formed. Therefore, the value of the maximum allowable amplitude can be reduced by turning the movable unit in the reverse direction.
  • the first convex portion of the movable side unit is formed with the second concave portion at one end surface of the fixed side unit.
  • the third convex portion of the movable unit contacts the portion where the fourth concave portion is not formed on the other end surface of the fixed unit, or the first concave portion is formed on one end surface of the movable unit.
  • the second convex portion of the fixed side unit comes into contact with the portion that is not made, and the fourth convex portion of the fixed side unit comes into contact with the portion where the third concave portion on the other end surface of the movable side unit is not formed. Therefore, the value of the maximum allowable amplitude can be reduced by turning the movable unit upside down.
  • the movable unit is brought into a normal state by appropriately devising the shape of the first convex portion or concave portion, the second concave portion or convex portion, the third convex portion or concave portion, and the fourth concave portion or convex portion and the formation position thereof. It is also possible to set the amount of decrease in the value of the maximum allowable amplitude to a different value depending on whether the direction is reversed from the reverse. In addition, by turning the movable side unit upside down from the normal state and turning it upside down, the amount of decrease in the maximum allowable amplitude value can be reduced by simply turning the movable side unit upside down or turning it upside down. Can be set to different values.
  • the vibration power generator configured to generate the induced electromotive force using the vibration
  • the additional arrangement of the amplitude regulating member is not required, and a plurality of input frequencies can be obtained.
  • the expected power generation amount can be secured.
  • two sets of the first convex portion or the concave portion and the second concave portion or the convex portion and the third convex portion or the concave portion and the fourth concave portion or the convex portion are formed on both sides of the central axis of the movable side unit extending in a predetermined direction.
  • the first convex portion or the concave portion and the second concave portion or the convex portion of each set and the third convex portion or the concave portion and the fourth concave portion or the convex portion of each set were formed in a line symmetric positional relationship with respect to the central axis. If it is set as a structure, it can prevent reliably that a movable side unit will incline by contact
  • each set of the first convex portion or the concave portion and the second concave portion or the convex portion and each set of the third convex portion or the concave portion and the fourth concave portion or the convex portion are formed in a positional relationship of parallel movement,
  • the movable unit is turned upside down, not only when the movable unit is turned upside down, the movable unit is brought into contact with the fixed unit at two locations at the same time, and the maximum allowable amplitude is Can be small.
  • the front view which shows the vibration electric power generating apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.
  • the figure which shows the usage example of the vibration power generator Sectional view along line III-III in Fig. 1 Detailed view of the main part of FIG.
  • the perspective view which shows the movable side unit of the said vibration electric power generating apparatus seeing from diagonally downward with a part of case.
  • the principal part front view of the said vibration electric power generating apparatus which shows a mode when the said movable side unit vibrates in the predetermined direction.
  • the principal part front view of the said vibration power generator which shows a mode when the said movable side unit vibrates in the predetermined direction in the state reversed from the normal state with the state in a normal state
  • FIG. 7 which shows the 1st modification of the said embodiment.
  • FIG. 7 which shows the 2nd modification of the said embodiment.
  • the principal part front view which shows the vibration electric power generating apparatus which concerns on the 3rd modification of the said embodiment.
  • FIG. 7 which shows the effect
  • FIG. 7 which shows the effect
  • FIG. 1 is a front view showing a vibration power generation apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the vibration power generation apparatus 10 includes a fixed side unit 20 having a conductive coil 22 and a movable side unit 40 having a magnet 42.
  • the movable unit 40 has a central axis Ax extending in a direction slightly inclined to the left with respect to the vertical direction (for example, a direction inclined about 10 to 30 ° with respect to the vertical direction).
  • the movable side unit 40 is supported by the fixed side unit 20 via four coil springs 12 and is parallel to the central axis Ax with respect to the fixed side unit 20 as indicated by the arrow in the middle due to its elastic force. Can vibrate in any direction (hereinafter referred to as “predetermined direction”).
  • two light emitting diodes 50 are mounted on the fixed unit 20.
  • the movable side unit 40 vibrates in a predetermined direction to generate an induced electromotive force in the conductive coil 22, thereby causing the two light emitting diodes 50 to emit light alternately.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a usage example of the vibration power generation apparatus 10.
  • the vibration power generation apparatus 10 is adapted to vibrate the movable side unit 40 by being carried in a state of being mounted on the carryback 2, for example.
  • the vibration power generation apparatus 10 when the wheel 4 of the carryback 2 rotates, vertical vibrations are input to the vibration power generation apparatus 10 by the vertical reaction force that the carryback 2 receives from the unevenness of the road surface 6. 40 vibrates in a predetermined direction. At that time, the input frequency of the vertical vibration input to the vibration power generation apparatus 10 is several tens of Hz, and the vibration power generation apparatus 10 is configured to resonate at an assumed frequency assuming the magnitude of the input frequency. .
  • the carry-back 2 is carried in an upright state as shown in FIG. 5A or in a state inclined forward (ie, on the right side) as shown in FIG.
  • the vibration power generation apparatus 10 is set to a direction in which the vibration direction of the movable side unit 40 is slightly inclined to the left with respect to the vertical direction in the single state, the movable side unit 40 is in any case in the actual use state. Will vibrate in a direction close to the vertical direction.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
  • FIG. 4 is a detailed view of the main part of FIG. At that time, FIG. 4 shows the state in which the central axis Ax of the movable unit 40 is arranged so as to face in the vertical direction for convenience of explanation.
  • the fixed side unit 20 includes a case 30, a coil holder 24 and a circuit board 32 arranged in the case 30.
  • the case 30 includes a resin base member 30A and a resin cover member 30B that covers the base member 30A from the front side.
  • the case 30 has a rectangular outer shape close to a square when viewed from the front, and is formed with a constant front-rear width.
  • the circuit board 32 is arranged at a position on the left side in the case 30. Further, the two light emitting diodes 50 are electrically connected to the circuit board 32 in a state of being mounted on the left side wall portion of the case 30.
  • the coil holder 24 is a plate-like member having a rectangular outer shape close to a square when viewed from the front, and is arranged in a state inclined in a predetermined direction.
  • the coil holder 24 includes two holder bodies 24A formed with a coil housing portion 24Aa for housing the conductive coil 22, and two sheets attached to the region excluding the upper and lower ends on both front and rear surfaces of the holder body 24A. And a friction reducing film 24B.
  • the holder main body 24A is made of a general-purpose resin such as polycarbonate resin, and each friction reducing film 24B is made of an ultrahigh molecular weight polyethylene film or the like.
  • a small hole 24Ac that penetrates the holder main body 24A in the front-rear direction is formed at the left and right central position of the upper end portion of the holder main body 24A, and an inverted U-shaped concave portion is formed at the left and right central position of the lower end surface. 24Ad is formed.
  • positioning pins 30Ad and 30Ae are formed on the upper and lower portions of the base member 30A, respectively.
  • the coil holder 24 is inserted into the small hole 24Ac of the holder main body 24A with the concave portion 24Ad of the holder main body 24A engaged with the positioning pin 30Ae, so that the coil holder 24 can be moved vertically and horizontally with respect to the case 30.
  • Directional positioning can be achieved.
  • the cover member 30B is attached to the base member 30A, the upper and lower ends of the coil holder 24 are clamped from both the front and rear sides, whereby the front and rear positioning with respect to the case 30 is achieved. ing.
  • the conductive coil 22 has a horizontally long oval winding shape.
  • the holder body 24A is formed with a groove 24Ab extending from the coil housing part 24Aa to the upper end of the holder body 24A.
  • a pair of coil terminals 22a extending from the conductive coil 22 are inserted into the groove 24Ab and guided to the circuit board 32.
  • the movable unit 40 is configured as a magnetic circuit unit formed so as to surround the coil holder 24 with a space therebetween.
  • the movable side unit 40 has a configuration in which a yoke 44 and a pair of upper and lower magnets 42 are attached to each of a pair of magnet holders 46 disposed on both front and rear sides of the coil holder 24.
  • Each magnet 42 is a neodymium magnet, for example, and has a horizontally long rectangular parallelepiped shape.
  • Each yoke 44 is made of a soft iron plate and has a horizontally long rectangular outer shape when viewed from the front. The configuration of each magnet holder 46 will be described later.
  • each yoke 44 is attracted by a magnetic force, and at that time, positioning and fixing to each yoke 44 is surely performed by using an adhesive.
  • the pair of upper and lower magnets 42 are arranged with the polarities reversed, and the polarity is reversed between the pair of front and rear yokes 44 (that is, the upper and lower two pairs of magnets 42 In a state where the polarities are matched with each other by the positional relationship of the separation.
  • a magnetic circuit that generates a magnetic flux across the space between each pair of magnets 42 is formed by the two pairs of upper and lower magnets 42 and a pair of front and rear yokes 44. ing.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the movable-side unit 40 together with a part of the case 30 as viewed obliquely from below.
  • the front and rear pair of magnet holders 46 have the same configuration.
  • each of these magnet holders 46 is made of a resin member having a laterally long rectangular outer shape when viewed from the front, and is formed such that its left and right end portions 46c are thicker toward the inside. At that time, the left and right end portions 46c are formed so that the upper and lower end portions are slightly thinner than the intermediate portion.
  • a pair of spring locking projections 46c1 is formed on one of the left and right end portions 46c so as to protrude inward from the middle portion. Yes.
  • a pair of recesses (not shown) are formed at the upper and lower ends of the other of the left and right end portions 46c.
  • each of the pair of spring locking projections 46c1 is formed as a cylindrical projection having the same shape.
  • one of the pair of recesses is the same as the spring locking projection 46c1. It is formed as a cylindrical recess having substantially the same inner diameter, and the other recess is formed as a box-shaped recess having a larger vertical width than the cylindrical recess.
  • the pair of magnet holders 46 are fixed to each other by the magnetic force of the upper and lower two sets of magnets 42 in a state where the middle portions of the left and right end portions 46c are abutted against each other from the front and rear sides.
  • one spring locking projection 46c1 is fitted into the cylindrical recess and the other spring locking projection 46c1 is a box-shaped recess.
  • the magnet holders 46 are positioned with respect to each other, and the magnet holders 46 are prevented from being inadvertently distorted by internal stress.
  • each of the magnet holders 46 is formed as a stepped surface other than the left and right end edges 46d, and each yoke 44 is fitted into the stepped surface. At that time, the amount of step-down of the portions other than the left and right end edges 46d is set so that the yokes 44 and the left and right end edges 46d of the magnet holders 46 are flush with each other.
  • a pair of left and right first convex portions 46P1 is formed on the upper end surface 46a of each magnet holder 46, and a pair of left and right third convex portions 46P3 is formed on the lower end surface 46b. .
  • the pair of left and right first protrusions 46P1 and the pair of left and right third protrusions 46P3 are both formed in a symmetrical relationship with respect to the central axis Ax, and the pair of left and right third protrusions 46P3.
  • the convex portions 46P3 are formed at wider intervals than the pair of left and right first convex portions 46P1.
  • Each of the first convex portions 46P1 and the third convex portions 46P3 is formed to extend in the front-rear direction with a semicircular cross-sectional shape of the same size.
  • each of the first protrusions 46P1 and the third protrusions 46P3 is formed flush with the inner surface of each magnet holder 46, but left and right on the outer surface side of each magnet holder 46. It is formed flush with the outer surface of both end edges 46d. Then, the vertical positioning of each yoke 44 fitted to the stepped surface of each magnet holder 46 is achieved by these two pairs of upper and lower first convex portions 46P1 and third convex portions 46P3.
  • a pair of left and right second recesses 30A2 and 30B2 are formed on the upper lower surface 30Aa and 30Ba of the base member 30A and the cover member 30B facing the upper end surface 46a of each magnet holder 46, respectively.
  • each of the pair of left and right second recesses 30A2 and the pair of left and right second recesses 30B2 is formed in a symmetrical relationship with respect to the central axis Ax, and the interval thereof is a pair of left and right first protrusions. It is set to the same value as the interval of the part 46P1.
  • Each of these second recesses 30A2 and 30B2 is formed to extend in the front-rear direction with a rectangular cross-sectional shape of the same size. At this time, each of the second recesses 30A2 and 30B2 is formed with the same recess amount as the protrusion amount of each first projection 46P1, and wider than each of the first projections 46P1.
  • a pair of left and right fourth recesses 30A4 and 30B4 are formed on the lower upper surfaces 30Ab and 30Bb of the base member 30A and the cover member 30B facing the lower end surface 46b of each magnet holder 46, respectively.
  • each of the pair of left and right fourth recesses 30A4 and the pair of left and right fourth recesses 30B4 is formed in a symmetrical relationship with respect to the central axis Ax, and the interval is a pair of left and right third projections. It is set to the same value as the interval of the part 46P3.
  • Each of the fourth recesses 30A4 and 30B4 is formed to extend in the front-rear direction with a rectangular cross-sectional shape of the same size. At this time, each of the fourth recesses 30A4 and 30B4 has the same recess amount as the projection of the third projection 46P3 of each magnet holder 46, and is wider than each of the third projections 46P3 (specifically, The second recesses 30A2 and 30B2 have the same width).
  • the four coil springs 12 are arranged on both the upper and lower sides of the movable unit 40 on the left and right sides of the coil holder 24. All of these four coil springs 12 have the same configuration and are arranged so as to extend in a predetermined direction.
  • the upper and lower ends of the pair of left and right coil springs 12 positioned on the upper side of the movable unit 40 are engaged with a boss 30Ac formed on the upper portion of the base member 30A of the case 30, and the lower end thereof is a magnet.
  • the holder 46 is locked to a spring locking projection 46c1 on the upper side.
  • the pair of left and right coil springs 12 positioned on the lower side of the movable unit 40 has its lower end engaged with a boss 30Ac formed at the lower part of the base member 30A of the case 30, and its upper end is a magnet.
  • the holder 46 is locked to a spring locking projection 46c1 on the lower side.
  • the cover member 30B is removed from the base member 30A, the end portions of the coil springs 12 are removed from the bosses 30Ac, and then the coil holder 24 is attached to the base member 30A.
  • the movable side unit 40 can be pulled out from the lower end portion of the coil holder 24 in a state where the coil holder 24 is lifted off.
  • the movable unit 40 that has been pulled out is reversed from the normal state (ie, the state shown in FIG. 4) by turning it upside down, turning it upside down, turning it upside down, or turning it upside down.
  • each coil spring 12 can be easily detached from each spring locking projection 46c1 and a new coil spring having a different spring constant can be attached to each spring locking projection 46c1.
  • FIG. 6 is a front view of an essential part of the vibration power generation apparatus 10 showing a state when the movable unit 40 vibrates in a predetermined direction.
  • the coil holder 24 is omitted.
  • FIG. 4A is a diagram showing a state where the movable side unit 40 is in the neutral position
  • FIG. 4B is a diagram in which the movable side unit 40 is displaced from the neutral position to a position where the maximum allowable amplitude is reached upward
  • FIG. 6C is a diagram showing a state where the movable unit 40 is displaced from the neutral position to a position where the maximum allowable amplitude is reached downward.
  • the elastic forces of the two upper and lower coil springs 12 are balanced with each other, and the movable side unit 40 is fixed to the fixed side unit 20.
  • the coil accommodating portion 24Aa is held in a neutral position.
  • the upper end surface 46a of the other magnet holder 46 contacts the upper lower surface 30Ba of the cover member 30B, and the first convex portion 46P1 is the second concave portion of the cover member 30B. In contact with 30B2, it comes into contact with the bottom surface of the second recess 30B2.
  • the lower end surface 46b of the other magnet holder 46 contacts the lower upper surface 30Bb of the cover member 30B, and the third convex portion 46P3 is the fourth concave portion of the cover member 30B. In contact with 30B4, it comes into contact with the bottom surface of the fourth recess 30B4.
  • FIG. 7 is a front view of an essential part of the vibration power generation apparatus 10 showing the state when the movable side unit 40 vibrates in a predetermined direction while being reversed from the normal state in comparison with the state in the normal state. is there.
  • the first convex portion 46P1 on the movable side unit 40 side is the first convex portion P1
  • the third convex portion 46P3 is the third convex portion P3
  • the second concave portions 30A2, 30B2 on the fixed side unit 20 side are the first convex portions P1.
  • the second recess C2 and the fourth recesses 30A4 and 30B4 will be described as the fourth recess C4.
  • the letter “A” is written on the movable unit 40 to clarify the direction and the front and back.
  • FIGS. 6A, 6B, and 6C are diagrams showing a state when the movable unit 40 in a normal state vibrates in a predetermined direction.
  • FIGS. 6A, 6B, and 6C corresponds to FIGS. 6A, 6B, and 6C, respectively.
  • the first convex portion P1 of the movable side unit 40 is connected to one end face 20a of the fixed side unit 20 (specifically, the upper lower surfaces 30Aa and 30Ba of the base member 30A and the cover member 30B). ) Formed on the other end surface 20b (specifically, the lower surface 30Ab of the base member 30A and the cover member 30B). , 30Bb) is opposed to the fourth recess C4.
  • (D), (e), and (f) are diagrams showing a state when the movable side unit 40 reversed from the normal state vibrates in a predetermined direction.
  • the third convex portion P3 of the movable side unit 40 is formed on the general portion of the one end surface 20a of the fixed side unit 20 (that is, the portion where the second concave portion C2 is not formed). While facing each other, the first convex portion P1 of the movable side unit 40 is in a state of facing the general portion of the other end surface 20b of the fixed side unit 20 (that is, the portion where the fourth concave portion C4 is not formed).
  • the maximum allowable amplitude Am1 is smaller than the maximum allowable amplitude Am0 in the normal state by the amount of protrusion of the first convex portion P1 and the third convex portion P3. Become.
  • the vibration power generation apparatus 10 is configured such that the movable side unit 40 contacts the fixed side unit 20 when the amplitude of the movable side unit 40 reaches the maximum allowable amplitude. Therefore, it is possible to prevent the coil spring 12 from extending beyond the allowable range due to the overamplitude of the movable unit 40.
  • the first convex portion P1 is formed on one end surface of the movable side unit 40 in a predetermined direction, and the first convex portion is formed on the one end surface 20a of the fixed side unit 20 facing the one end surface.
  • a second recess C2 that can be engaged with P1 is formed, and a third protrusion P3 is formed on the other end surface of the movable side unit 40 in a predetermined direction, and the fixed side unit 20 that faces the other end surface is formed.
  • the first convex portion P1 and the second concave portion C2, the third convex portion P3 and the fourth concave portion C4 are formed at positions shifted from each other in a direction orthogonal to the predetermined direction. Therefore, the following effects can be obtained.
  • the first convex portion P1 of the movable side unit 40 comes into contact with a portion of the other end surface 20b of the fixed side unit 20 where the fourth concave portion C4 is not formed, and is movable.
  • the third convex portion P3 of the side unit 40 comes into contact with a portion of the one end surface 20a of the fixed side unit 20 where the second concave portion C2 is not formed, thereby reducing the maximum allowable amplitude value of the movable side unit 40. can do.
  • the allowable extension amount of the coil spring 12 can be changed without additionally arranging an amplitude regulating member by reversing the movable unit 40. Corresponding amplitude regulation can be performed.
  • the vibration power generation apparatus 10 configured to generate the induced electromotive force using vibration, a plurality of input frequencies can be obtained without requiring an additional arrangement of an amplitude regulating member. On the other hand, the expected amount of power generation can be secured.
  • two sets of the first convex portion P1 and the second concave portion C2, and the third convex portion P3 and the fourth concave portion C4 are formed on both sides of the central axis Ax of the movable side unit 40 extending in a predetermined direction. Therefore, the movable side unit 40 can be simultaneously brought into contact with the fixed side unit 20 at two locations, thereby preventing the movable side unit 40 from being inclined due to contact with the fixed side unit 20 in advance. be able to.
  • each set of the first convex portion P1 and the second concave portion C2 and each set of the third convex portion P3 and the fourth concave portion C4 are formed in a line-symmetrical positional relationship with respect to the central axis Ax. Therefore, it is possible to reliably prevent the movable side unit 40 from being inclined due to the contact with the fixed side unit 20.
  • the vibration of the movable side unit 40 is smoothly performed in a relatively high frequency region. Can be.
  • the movable side unit 40 when the movable side unit 40 is in a normal state, the movable side unit 40 is vibrated at a frequency of about 50 Hz, while the movable side unit 40 is reversed and the coil spring 12 is replaced with one having a large spring constant.
  • the movable unit 40 can be vibrated at a frequency of about 70 Hz.
  • the movable unit 40 is movable by a pair of left and right coil springs disposed on the upper side of the movable unit 40.
  • a configuration in which the side unit 40 is suspended and supported by the fixed side unit 20 is also possible.
  • FIG. 8 is a view similar to FIG. 7 showing the vibration power generator according to the present modification.
  • the basic configuration is the same as that in the above embodiment, but the first convex portion P1 and the second concave portion C2, the third convex portion P3 and the fourth convex portion.
  • the formation position of the recess C4 is different from that in the above embodiment.
  • first convex portion P1 and the second concave portion C2, and the third convex portion P3 and the fourth concave portion C4 are formed in two sets on both sides of the central axis Ax.
  • the first convex portion P1 and the second concave portion C2, and the third convex portion P3 and the fourth concave portion C4 are formed in a positional relationship of parallel movement.
  • FIGS. 7A, 7 ⁇ / b> B, and 7 ⁇ / b> C are views showing a state where the movable unit 140 in a normal state vibrates in a predetermined direction, and FIGS. 7A, 7 ⁇ / b> B, and 7 ⁇ / b> C are illustrated. ).
  • FIG. 1 shows the state when the movable side unit 140 (indicated by the letter “B” in the figure) turned upside down from the normal state vibrates in a predetermined direction.
  • FIG. 1 shows the state when the movable side unit 140 (indicated by the letter “B” in the figure) turned upside down from the normal state vibrates in a predetermined direction.
  • the first convex portion P1 of the movable side unit 140 faces the general portion of the one end surface 120a of the fixed side unit 120, and the third convex portion of the movable side unit 140.
  • P3 is in a state of facing the general part of the other end surface 120b of the fixed side unit 120.
  • the maximum allowable amplitude Am1 becomes smaller than the maximum allowable amplitude Am0 in the normal state by the amount of protrusion of the first convex portion P1 and the third convex portion P3. .
  • the movable unit 140 of the present modification can obtain the same operational effects as in the above embodiment not only when turned over with respect to the normal state but also when reversed with respect to the normal state. it can.
  • FIG. 9 is a view similar to FIG. 7 showing the vibration power generator according to the present modification.
  • the basic configuration is the same as in the above embodiment, but the uneven shape of the fixed unit 220 and the movable unit 240 is the same as in the above embodiment. Conversely, it is different.
  • the movable side unit 240 is formed with the first concave portion C1 and the third concave portion C3 instead of the first convex portion P1 and the third convex portion P3 of the above embodiment, and the fixed side.
  • a second convex portion P2 and a fourth convex portion P4 are formed instead of the second concave portion C2 and the fourth concave portion C4 of the above embodiment.
  • the maximum allowable amplitude of the movable side unit 240 increases from the neutral position to the upper side as shown in FIG.
  • the second convex portion P2 of the fixed side unit 220 comes into contact with the general portion of the upper end surface of the movable side unit 240
  • the movable side unit 240 is in the neutral position as shown in FIG. If the first convex portion P4 of the fixed side unit 220 is displaced downward from the position to the position where the maximum allowable amplitude is reached, the fourth convex portion P4 of the fixed side unit 220 comes into contact with the general portion of the lower end surface of the movable side unit 240.
  • the maximum allowable amplitude Am1 becomes smaller than the maximum allowable amplitude Am0 in the normal state by the amount of protrusion of the second convex portion P2 and the fourth convex portion P4.
  • FIG. 10 is a main part front view showing the vibration power generator according to the present modification.
  • the basic configuration is the same as that in the above embodiment, but the shape and formation of the first protrusions P1L and P1R and the second recesses C2L and C2R The positions are different from those in the above embodiment, and the shapes and formation positions of the third protrusions P3L and P3R and the fourth recesses C4L and C4R are different from those in the above embodiment.
  • the first convex portions P1L and P1R, the second concave portions C2L and C2R, the third convex portions P3L and P3R, and the fourth concave portions C4L and C4R are on both sides of the central axis Ax of the movable unit 340.
  • the first convex portions P1L and P1R and the second concave portions C2L and C2R and the third convex portions P3L and P3R and the fourth concave portions C4L and C4R of these sets are line-symmetric with respect to the central axis Ax. It is formed with a positional relationship that is not a positional relationship or a translational positional relationship.
  • the left third convex portion P3L is formed at a position closest to the central axis Ax
  • the left first convex portion P1L is formed at a position closest to the next
  • P3R is formed at the next closest position
  • the first convex portion P1R on the right side is formed at the farthest position from the central axis Ax.
  • the first protrusions P1L and P1R and the third protrusions P3L and P3R are all formed to extend in the front-rear direction with a semicircular cross-sectional shape of the same size, and from the central axis Ax. The distance of is changing equidistantly.
  • each of the second recesses C2L, C2R and the fourth recesses C4L, C4R has a lower step portion Ca having the same depth as the protruding amount of the first protrusions P1L, P1R and the third protrusions P3L, P3R, It is formed by a combination of a middle step Cb having a depth of 2/3 of the lower step portion Ca and an upper step portion Cc having a depth of one third of the lower step portion Ca.
  • the lower step portion Ca, the middle step portion Cb, and the upper step portion Cc are all formed with the same width, and the width is the central axis between the first protrusions P1L and P1R and the third protrusions P3L and P3R. It is set to the same value as the difference in distance from Ax.
  • the left fourth concave portion C4L is formed in the order of the lower step portion Ca, the middle step portion Cb, and the upper step portion Cc from the central axis Ax side, and is opposed to the left third protrusion P3L in the lower step portion Ca.
  • the second recess C2L on the left side includes the middle step Cb, the lower step Ca, the general portion (that is, the portion where the second recesses C2L and C2R are not formed on the one end surface 320a of the fixed side unit 320), the upper step from the center axis Ax side. They are formed in the order of Cc, and are opposed to the left first convex portion P1L at the lower step portion Ca.
  • the fourth concave portion C4R on the right side includes the upper step portion Cc from the central axis Ax side, the general portion (that is, the portion where the fourth concave portions C4L and C4R are not formed on the other end surface 320b of the fixed side unit 320), the lower step portion Ca, and the middle step portion. They are formed in the order of Cb, and are opposed to the third convex portion P3R on the right side at the lower step portion Ca.
  • the right second concave portion C2R is formed in the order of the upper step portion Cc, the middle step portion Cb, and the lower step portion Ca from the center axis Ax side, and faces the first convex portion P1R on the right side in the lower step portion Ca.
  • FIGS. 11 and 12 are views similar to FIG. 7, showing the operation of the third modified example.
  • FIGS. 11A, 11B, and 11C are views showing a state when the movable unit 340 in the normal state vibrates in a predetermined direction, and FIGS. 7A, 7B, and 7C. ).
  • FIGS. 11D, 11E, and 11F are views illustrating a state where the movable unit 340 that has been reversed from the normal state vibrates in a predetermined direction.
  • the third convex portions P3L and P3R are the middle portions of the second concave portions C2L and C2R. Upward displacement is possible to a position where it abuts against Cb, and as shown in FIG. 5F, the first protrusion P1L, P1R is displaced downward to a position where it abuts against the middle step Cb of the fourth recesses C4L, C4R. Is possible.
  • the maximum allowable amplitude Am1 at this time is smaller than the maximum allowable amplitude Am0 by the length of 1/3 of the depth of the lower step portion Ca.
  • 12 (a), 12 (b), and 12 (c) are diagrams showing a state when the movable unit 340 turned upside down from the normal state vibrates in a predetermined direction.
  • the first convex portions P1R and P1L are the upper step portions of the second concave portions C2L and C2R. Upward displacement is possible up to a position where it abuts against Cc, and as shown in FIG. 3C, the third projection P3R, P3L is displaced downward to a position where it abuts against the upper step Cc of the fourth recess C4L, C4R. Is possible.
  • the maximum allowable amplitude Am2 at this time is smaller than the maximum allowable amplitude Am0 by a length that is 2/3 of the depth of the lower step portion Ca.
  • the third protrusions P3R and P3L are the general parts of the second recesses C2L and C2R as shown in FIG. That is, it can be displaced upward to a position where it abuts on the general portion of the one end surface 320a.
  • the first convex portions P1R and P1L are the general portions of the fourth concave portions C4L and C4R. In other words, it can be displaced downward to a position where it abuts (that is, the general portion of the other end surface 320b).
  • the maximum allowable amplitude Am3 at this time is smaller than the maximum allowable amplitude Am0 by the depth of the lower step portion Ca.
  • Vibration power generation device 12 Coil spring 20, 120, 220, 320 Fixed side unit 20a, 120a, 320a One end surface 20b, 120b, 320b The other end surface 22 Conductive coil 22a Coil terminal 24 Coil holder 24A Holder body 24Aa Coil housing portion 24Ab Groove portion 24Ac Small hole 24Ad Concavity 24B Friction reduction film 30 Case 30A Base member 30Aa, 30Ba Upper lower surface 30Ab, 30Bb Lower upper surface 30Ac Boss 30Ad, 30Ae Positioning pins 30A2, 30B2, C2, C2L, C2R 30B4, C4, C4L, C4R 4th recessed part 30B Cover member 32 Circuit board 40, 140, 240, 340 Movable side unit 42 Magnet 44 Yoke 46 Magnet Toe holder 46a Upper end surface 46b Lower end surface 46c Left and right end portions 46c1 Spring locking projections 46d Left and right end edge portions 46P1, P1, P1L, P1R

Abstract

振動を利用して誘導起電力を生じさせるように構成された振動発電装置において、振幅規制部材の追加配置を必要とすることなく、複数の入力周波数に対して所期の発電量を確保する。可動側ユニット(40)を、その振幅が最大許容振幅になったとき、固定側ユニット(20)に当接する構成とする。その際、可動側ユニット(40)の一端面に第1凸部(P1)を形成し、その他端面における第1凸部(P1)に対して左右方向にずれた位置に第3凸部(P3)を形成する。一方、固定側ユニット(20)の一端面(20a)に第1凸部(P1)と係合可能な第2凹部(C2)を形成し、その他端面(20b)に第3凸部(P3)と係合可能な第4凹部(C4)を形成する。この状態から可動側ユニット(40)を逆向きにすれば、その第3凸部(P3)、第1凸部(P1)が固定側ユニット(20)の一端面(20a)、他端面(20b)の一般部にそれぞれ当接し、最大許容振幅がAm0からAm1に小さくなる。

Description

振動発電装置
 本願発明は、振動を利用して誘導起電力を生じさせるように構成された振動発電装置に関するものである。
 従来より、人の歩行動作等により自動的に発電し得るように構成された携帯型の振動発電装置が知られている。
 例えば「特許文献1」や「特許文献2」には、固定側ユニットにコイルバネを介して支持された可動側ユニットが、コイルバネの弾性力を利用して振動することにより、誘導起電力を生じさせるように構成された振動発電装置が記載されている。
特表2008-543254号公報 特開2004-159407号公報
 このような振動発電装置においては、外部から入力される振動の周波数(以下「入力周波数」という)の大きさを想定して、この想定された周波数(以下「想定周波数」という)で共振するように装置を構成することにより、発電効率を高めるようになっている。
 しかしながら、入力周波数が当初の想定周波数から大きく変化したような場合には、可動側ユニットの振幅が本来の大きさから大幅に減少してしまい、このため発電量も大幅に減ってしまうこととなる。
 このような場合には、コイルバネをバネ定数が異なる新たなものに取り替えて、可動側ユニットの共振周波数を入力周波数に合わせるようにすれば、所期の発電量を確保することが可能となる。
 一方、振動発電装置において、可動側ユニットの振幅が最大許容振幅になったとき、これを固定側ユニットに当接させるようにすれば、その過振幅を規制することが可能となり、これによりコイルバネが許容範囲を超えて伸びてしまうのを未然に防止することができる。
 しかしながら、コイルバネをバネ定数が異なる新たなものに取り替えた場合には、コイルバネの許容伸び量も変化することとなる。したがって、所期の発電量を確保するためには、新たなコイルバネのバネ定数に応じた最大許容振幅の値を新たに設定して過振幅の規制を行う必要があり、そのための振幅規制部材を新たに配置することが必要となる、という問題がある。
 なお、このような問題は、コイルバネ以外のバネを用いた振動発電装置においても、そのバネが許容応力範囲を超えて変形してしまわないようにするという観点から同様に生じ得る問題である。
 本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、振動を利用して誘導起電力を生じさせるように構成された振動発電装置において、振幅規制部材の追加配置を必要とすることなく、複数の入力周波数に対して所期の発電量を確保することができる振動発電装置を提供することを目的とするものである。
 本願発明は、可動側ユニットおよび固定側ユニットの各々の当接面の形状に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
 すなわち、本願発明に係る振動発電装置は、
 固定側ユニットとこの固定側ユニットにバネを介して支持された可動側ユニットとを備え、上記可動側ユニットが上記バネの弾性力を利用して所定方向に振動することにより誘導起電力を生じさせるように構成された振動発電装置において、
 上記可動側ユニットの振幅が最大許容振幅になったとき、該可動側ユニットが上記固定側ユニットに当接するように構成されており、
 上記可動側ユニットにおける上記所定方向の一端面に第1凸部または凹部が形成されるとともに、上記固定側ユニットにおける上記可動側ユニットの上記一端面と対向する一端面に、上記第1凸部または凹部と係合可能な第2凹部または凸部が形成されており、
 上記可動側ユニットにおける上記所定方向の他端面に第3凸部または凹部が形成されるとともに、上記固定側ユニットにおける上記可動側ユニットの上記他端面と対向する他端面に、上記第3凸部または凹部と係合可能な第4凹部または凸部が形成されており、
 上記第1凸部または凹部および上記第2凹部または凸部と、上記第3凸部または凹部および上記第4凹部または凸部とが、上記所定方向と直交する方向に互いにずれた位置に形成されている、ことを特徴とするものである。
 上記「バネ」の種類は特に限定されるものではなく、例えば、コイルバネや板バネ等が採用可能である。
 上記「所定方向」は、特定の方向に限定されるものではなく、例えば、上下方向や水平方向等が採用可能である。
 上記「第1凸部または凹部と係合可能な第2凹部または凸部」とは、第1凸部が入り込む位置関係となり得る第2凹部、あるいは第1凹部に入り込む位置関係となり得る第2凸部を意味するものであり、その際、入り込む位置関係となったときに第1凸部または凹部と第2凹部または凸部とが当接する構成となっていることは必ずしも必要ではない。
 上記「第3凸部または凹部と係合可能な第4凹部または凸部」についても同様である。
 上記構成に示すように、本願発明に係る振動発電装置は、可動側ユニットの振幅が最大許容振幅になったとき、可動側ユニットが固定側ユニットに当接する構成となっているので、可動側ユニットの過振幅によってバネが許容範囲を超えて伸びてしまうのを未然に防止することができる。
 その際、本願発明においては、可動側ユニットにおける所定方向(すなわち可動側ユニットが振動する方向)の一端面に第1凸部または凹部が形成されるとともに、その一端面と対向する固定側ユニットの一端面に第1凸部または凹部と係合可能な第2凹部または凸部が形成されており、また、可動側ユニットにおける所定方向の他端面に第3凸部または凹部が形成されるとともに、その他端面と対向する固定側ユニットの他端面に、第3凸部または凹部と係合可能な第4凹部または凸部が形成されているので、可動側ユニットと固定側ユニットとの当接は、可動側ユニットの第1凸部または凹部が固定側ユニットの第2凹部または凸部に係合した状態あるいは可動側ユニットの第3凸部または凹部が固定側ユニットの第4凹部または凸部に係合した状態で行われることとなる。
 その上で、本願発明においては、第1凸部または凹部および第2凹部または凸部と、第3凸部または凹部および第4凹部または凸部とが、所定方向と直交する方向に互いにずれた位置に形成されているので、次のような作用効果を得ることができる。
 すなわち、可動側ユニットの向きを所定方向に関して逆向き(以下、単に「逆向き」という)にすれば、可動側ユニットの第1凸部が固定側ユニットの他端面における第4凹部が形成されていない部分に当接するとともに、可動側ユニットの第3凸部が固定側ユニットの一端面における第2凹部が形成されていない部分に当接し、あるいは、可動側ユニットの一端面における第1凹部が形成されていない部分に固定側ユニットの第4凸部が当接するとともに、可動側ユニットの他端面における第3凹部が形成されていない部分に固定側ユニットの第2凸部が当接することとなる。したがって、可動側ユニットを逆向きにすることにより、その最大許容振幅の値を小さくすることができる。
 また、可動側ユニットの向きはそのまましてこれを裏返し(以下、単に「裏返し」という)にすれば、可動側ユニットの第1凸部が固定側ユニットの一端面における第2凹部が形成されていない部分に当接するとともに、可動側ユニットの第3凸部が固定側ユニットの他端面における第4凹部が形成されていない部分に当接し、あるいは、可動側ユニットの一端面における第1凹部が形成されていない部分に固定側ユニットの第2凸部が当接するとともに、可動側ユニットの他端面における第3凹部が形成されていない部分に固定側ユニットの第4凸部が当接することとなる。したがって、可動側ユニットを裏返しにすることにより、その最大許容振幅の値を小さくすることができる。
 その際、第1凸部または凹部、第2凹部または凸部、第3凸部または凹部、および第4凹部または凸部の形状およびその形成位置を適宜工夫することにより、可動側ユニットを正規状態から逆向きにした場合と裏返しにした場合とで、最大許容振幅の値の減少量を異なった値に設定することも可能である。また、可動側ユニットを正規状態から逆向きにした上で裏返しにすることにより、最大許容振幅の値の減少量を、可動側ユニットを逆向きにしただけの場合や裏返しにしただけの場合とは異なった値にも設定することが可能である。
 以上のことから、バネをバネ定数が異なる新たなものに取り替えた場合においても、可動側ユニットの取付姿勢を適宜変化させることにより、振幅規制部材を追加配置することなく、バネの許容伸び量の変化に対応した振幅規制を行うことが可能となる。
 このように本願発明によれば、振動を利用して誘導起電力を生じさせるように構成された振動発電装置において、振幅規制部材の追加配置を必要とすることなく、複数の入力周波数に対して所期の発電量を確保することができる。
 上記構成において、第1凸部または凹部および第2凹部または凸部ならびに第3凸部または凹部および第4凹部または凸部が、所定方向に延びる可動側ユニットの中心軸の両側に2組形成された構成とすれば、可動側ユニットを同時に2箇所で固定側ユニットに当接させることができ、これにより可動側ユニットが固定側ユニットとの当接によって傾斜してしまうのを未然に防止することができる。
 その際、各組の第1凸部または凹部および第2凹部または凸部ならびに各組の第3凸部または凹部および第4凹部または凸部が、中心軸に関して線対称の位置関係で形成された構成とすれば、可動側ユニットが固定側ユニットとの当接によって傾斜してしまうのを確実に防止することができる。
 一方、各組の第1凸部または凹部および第2凹部または凸部ならびに各組の第3凸部または凹部および第4凹部または凸部が、平行移動の位置関係で形成された構成とすれば、可動側ユニットを逆向きにしたときだけでなく可動側ユニットを裏返しにしたときにも、可動側ユニットを同時に2箇所で固定側ユニットに当接させるようにした上で、その最大許容振幅を小さくすることができる。
本願発明の一実施形態に係る振動発電装置を示す正面図 上記振動発電装置の使用例を示す図 図1のIII-III線断面図 図1の要部詳細図 上記振動発電装置の可動側ユニットをケースの一部と共に斜め下方から見て示す斜視図 上記可動側ユニットが所定方向に振動したときの様子を示す、上記振動発電装置の要部正面図 上記可動側ユニットが正規状態から逆向きにされた状態で所定方向に振動したときの様子を、正規状態での様子と対比して示す、上記振動発電装置の要部正面図 上記実施形態の第1変形例を示す、図7と同様の図 上記実施形態の第2変形例を示す、図7と同様の図 上記実施形態の第3変形例に係る振動発電装置を示す要部正面図 上記第3変形例の作用を示す、図7と同様の図(その1) 上記第3変形例の作用を示す、図7と同様の図(その2)
 以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。
 図1は、本願発明の一実施形態に係る振動発電装置10を示す正面図である。
 同図に示すように、この振動発電装置10は、導電コイル22を備えた固定側ユニット20と、マグネット42を備えた可動側ユニット40とからなっている。
 可動側ユニット40は、上下方向に対してやや左側に傾斜した方向(例えば上下方向に対して10~30°程度傾斜した方向)に延びる中心軸Axを有している。この可動側ユニット40は、固定側ユニット20に対して4つのコイルバネ12を介して支持されており、その弾性力によって同中矢印で示すように、固定側ユニット20に対して中心軸Axと平行な方向(以下「所定方向」という)に振動し得るようになっている。
 一方、固定側ユニット20には2つの発光ダイオード50が装着されている。
 そして、この振動発電装置10においては、可動側ユニット40が所定方向に振動することによって導電コイル22に誘導起電力を生じさせ、これにより2つの発光ダイオード50を交互に発光させようになっている。
 図2は、振動発電装置10の使用例を示す図である。
 同図に示すように、振動発電装置10は、例えばキャリーバック2に装着された状態で携行されることにより、その可動側ユニット40の振動が行われるようになっている。
 すなわち、キャリーバック2の車輪4が回転する際にキャリーバック2が路面6の凹凸から受ける上下方向の反力により、振動発電装置10に上下方向の振動が入力され、これに伴って可動側ユニット40が所定方向に振動するようになっている。その際、振動発電装置10に入力される上下方向の振動の入力周波数は数十Hzであり、振動発電装置10はこの入力周波数の大きさを想定した想定周波数で共振するように構成されている。
 キャリーバック2の携行は、同図(a)に示すように直立した状態あるいは同図(b)に示すように前方側(すなわち右側)に傾斜した状態で行われることとなるが、上述したように振動発電装置10は単品の状態では可動側ユニット40の振動方向が上下方向に対してやや左側に傾斜した方向に設定されているので、実際の使用状態ではいずれの場合においても可動側ユニット40が上下方向に近い方向に振動することとなる。
 次に、振動発電装置10の具体的な構成について説明する。
 まず、固定側ユニット20の構成について説明する。
 図3は、図1のIII-III線断面図である。また、図4は、図1の要部詳細図である。その際、図4は、説明の便宜上、可動側ユニット40の中心軸Axが上下方向を向くように配置された状態で示している。
 これらの図にも示すように、固定側ユニット20は、ケース30と、このケース30内に配置されたコイルホルダ24および回路基板32とを備えた構成となっている。
 ケース30は、樹脂製のベース部材30Aと、このベース部材30Aを前方側から覆う樹脂製のカバー部材30Bとからなっている。このケース30は、正面視において正方形に近い矩形状の外形形状を有しており、一定の前後幅で形成されている。
 図1に示すように、回路基板32は、ケース30内の左寄りの位置に配置されている。また、2つの発光ダイオード50は、ケース30の左側の側壁部に装着された状態で回路基板32に電気的に接続されている。
 コイルホルダ24は、正面視において正方形に近い矩形状の外形形状を有する板状の部材であって、所定方向に傾斜した状態で配置されている。
 このコイルホルダ24は、導電コイル22を収容するためのコイル収容部24Aaが形成されたホルダ本体24Aと、このホルダ本体24Aの前後両面における上下両端部を除いた領域に貼り付けられた2枚の摩擦低減フィルム24Bとを備えている。その際、ホルダ本体24Aはポリカーボネート樹脂等の汎用樹脂で構成されており、各摩擦低減フィルム24Bは超高分子量ポリエチレンフィルム等で構成されている。
 ホルダ本体24Aの上端部の左右中央位置には、該ホルダ本体24Aを前後方向に貫通する小孔24Acが形成されており、また、その下端面の左右中央位置には、逆U字状の凹部24Adが形成されている。
 一方、ベース部材30Aには、その上部および下部にそれぞれ位置決めピン30Ad、30Aeが形成されている。
 そして、コイルホルダ24は、そのホルダ本体24Aの凹部24Adを位置決めピン30Aeに係合させた状態で、そのホルダ本体24Aの小孔24Acに位置決めピン30Adを挿入することにより、ケース30に対する上下および左右方向の位置決めが図られるようになっている。さらに、このコイルホルダ24は、ベース部材30Aに対してカバー部材30Bが装着されることにより、その上下両端部が前後両側から挟持され、これによりケース30に対する前後方向の位置決めが図られるようになっている。
 導電コイル22は、横長の長円形の巻回形状を有している。
 ホルダ本体24Aには、コイル収容部24Aaから該ホルダ本体24Aの上端部まで延びる溝部24Abが形成されている。そして、この溝部24Abに導電コイル22から延びる1対のコイル端末22aを挿通させて回路基板32に導くようになっている。
 次に、可動側ユニット40の構成について説明する。
 可動側ユニット40は、コイルホルダ24と間隔をおいてこれを囲むように形成された磁気回路ユニットとして構成されている。
 すなわち、この可動側ユニット40は、コイルホルダ24の前後両側に配置された1対のマグネットホルダ46の各々に、ヨーク44および上下1対のマグネット42が取り付けられた構成となっている。
 各マグネット42は、例えばネオジウム磁石であって、横長の直方体形状を有している。また、各ヨーク44は、軟鉄板で構成されており、正面視において横長矩形状の外形形状を有している。なお、各マグネットホルダ46の構成については後述する。
 そして、この可動側ユニット40においては、上下1対のマグネット42が、各マグネットホルダ46に形成された上下1対の貫通孔の各々に嵌め込まれた状態で、かつ、その内側面を各マグネットホルダ46の内側面と略面一にした状態で、各ヨーク44に磁力で吸着されており、その際、接着剤の併用により各ヨーク44に対する位置決め固定が確実に行われるようになっている。
 その際、上下1対のマグネット42は、極性を逆にした状態で配置されており、かつ、前後1対のヨーク44相互間においても極性を逆にした状態(すなわち上下2組のマグネット42の極性を襷がけの位置関係で一致させた状態)で配置されている。
 これにより、この可動側ユニット40においては、上下2組のマグネット42および前後1対のヨーク44によって、各組のマグネット42相互間の空間を横切る磁束を生じさせる磁気回路が形成されるようになっている。
 図5は、可動側ユニット40をケース30の一部と共に斜め下方から見て示す斜視図である。
 同図にも示すように、前後1対のマグネットホルダ46は、同一の構成を有している。
 すなわち、これら各マグネットホルダ46は、正面視において横長矩形状の外形形状を有する樹脂製部材で構成されており、その左右両端部46cが内側に向けて厚肉となるように形成されている。その際、これら左右両端部46cは、その上下両端部が中間部よりもやや薄肉で形成されている。
 図4に示すように、これら左右両端部46cのうちの一方における上下両端部には、1対のバネ係止用突起部46c1が、その中間部よりも内側に突出するようにして形成されている。また、これら左右両端部46cのうちの他方における上下両端部には、1対の凹部(図示せず)が形成されている。その際、1対のバネ係止用突起部46c1は、いずれも同一形状の円柱状突起部として形成されているが、上記1対の凹部は、一方の凹部がバネ係止用突起部46c1と略同一の内径を有する円筒状凹部として形成されており、他方の凹部がこの円筒状凹部よりも上下幅が大きい箱状凹部として形成されている。
 そして、1対のマグネットホルダ46は、その左右両端部46cの中間部が前後両側から互いに突き合わされた状態で、上下2組のマグネット42の磁力により互いに固定されている。その際、これら1対のマグネットホルダ46は、その左右両端部46cにおいて、一方のバネ係止用突起部46c1が円筒状凹部に嵌め込まれるとともに、他方のバネ係止用突起部46c1が箱状凹部に対して上下方向に相対変位可能な状態で嵌め込まれるようになっている。そしてこれにより、両マグネットホルダ46相互間の位置決めを図るようにした上で、これら各マグネットホルダ46に内部応力による歪みが不用意に生じてしまわないようにしている。
 このようにして組み付けられた1対のマグネットホルダ46においては、その4箇所のバネ係止用突起部46c1において各コイルバネ12の端部を係止するようになっている。
 これら各マグネットホルダ46の外面は、その左右両端縁部46d以外の部分が段下がり面として形成されており、この段下がり面に各ヨーク44が嵌め込まれている。その際、各ヨーク44と各マグネットホルダ46の左右両端縁部46dとが面一となるように、左右両端縁部46d以外の部分の段下がり量が設定されている。
 これら各マグネットホルダ46の上端面46aには、左右1対の第1凸部46P1が形成されており、また、その下端面46bには、左右1対の第3凸部46P3が形成されている。その際、これら左右1対の第1凸部46P1および左右1対の第3凸部46P3は、いずれも中心軸Axに関して左右対称の位置関係で形成されており、かつ、左右1対の第3凸部46P3の方が左右1対の第1凸部46P1よりも広い間隔で形成されている。
 これら各第1凸部46P1および各第3凸部46P3は、いずれも同一のサイズの半円状の断面形状で前後方向に延びるように形成されている。その際、これら各第1凸部46P1および各第3凸部46P3は、各マグネットホルダ46の内面側においては該内面と面一で形成されているが、各マグネットホルダ46の外面側においては左右両端縁部46dの外面と面一で形成されている。そして、これら上下2対の第1凸部46P1および第3凸部46P3により、各マグネットホルダ46の段下がり面に嵌め込まれる各ヨーク44の上下方向の位置決めを図るようになっている。
 一方、各マグネットホルダ46の上端面46aと対向するベース部材30Aおよびカバー部材30Bの上部下面30Aa、30Baには、左右1対の第2凹部30A2、30B2がそれぞれ形成されている。
 その際、これら左右1対の第2凹部30A2および左右1対の第2凹部30B2は、いずれも中心軸Axに関して左右対称の位置関係で形成されており、その間隔は左右1対の第1凸部46P1の間隔と同一の値に設定されている。
 これら各第2凹部30A2、30B2は、いずれも同一サイズの矩形状の断面形状で前後方向に延びるように形成されている。その際、これら各第2凹部30A2、30B2は、各第1凸部46P1の突出量と同じ凹み量で、かつ、これら各第1凸部46P1よりも広幅で形成されている。
 また、各マグネットホルダ46の下端面46bと対向するベース部材30Aおよびカバー部材30Bの下部上面30Ab、30Bbには、左右1対の第4凹部30A4、30B4がそれぞれ形成されている。
 その際、これら左右1対の第4凹部30A4および左右1対の第4凹部30B4は、いずれも中心軸Axに関して左右対称の位置関係で形成されており、その間隔は左右1対の第3凸部46P3の間隔と同一の値に設定されている。
 これら各第4凹部30A4、30B4は、いずれも同一サイズの矩形状の断面形状で前後方向に延びるように形成されている。その際、これら各第4凹部30A4、30B4は、各マグネットホルダ46の第3凸部46P3の突出量と同じ凹み量で、かつ、これら各第3凸部46P3よりも広幅で(具体的には各第2凹部30A2、30B2と同じ幅で)形成されている。
 次に、4つのコイルバネ12の構成について説明する。
 図4に示すように、4つのコイルバネ12は、コイルホルダ24の左右両側において、可動側ユニット40の上下両側にそれぞれ配置されている。これら4つのコイルバネ12は、いずれも同一の構成を有しており、所定方向に延びるように配置されている。
 その際、可動側ユニット40の上側に位置する左右1対のコイルバネ12は、その上端部がケース30のベース部材30Aの上部に形成されたボス30Acに係止されており、その下端部がマグネットホルダ46の上側のバネ係止用突起部46c1に係止されている。一方、可動側ユニット40の下側に位置する左右1対のコイルバネ12は、その下端部がケース30のベース部材30Aの下部に形成されたボス30Acに係止されており、その上端部がマグネットホルダ46の下側のバネ係止用突起部46c1に係止されている。
 以上の構成より、本実施形態に係る振動発電装置10においては、ベース部材30Aからカバー部材30Bを取り外して、各コイルバネ12の端部を各ボス30Acから外した後、コイルホルダ24をベース部材30Aから浮かせた状態で、このコイルホルダ24の下端部から可動側ユニット40を引き抜くことができるようになっている。そしてこれにより、引き抜いた可動側ユニット40を、正規状態(すなわち図4に示す状態)から、上下反転させて逆向きにしたり、左右反転させて裏返しにしたり、あるいは、逆向きにしてさらに裏返しにしたりした状態で、再びコイルホルダ24に差し込んで、各コイルバネ12の端部を各ボス30Acに係止することができるようになっている。その際、各コイルバネ12を各バネ係止用突起部46c1から取り外して、バネ定数が異なる新たなコイルバネを各バネ係止用突起部46c1にそれぞれ取り付けることも容易にできるようになっている。
 図6は、可動側ユニット40が所定方向に振動したときの様子を示す振動発電装置10の要部正面図である。なお、同図においては、コイルホルダ24を省略した状態で示している。
 同図(a)は、可動側ユニット40が中立位置にある状態を示す図であり、同図(b)は、可動側ユニット40が中立位置から上方側に最大許容振幅となる位置まで変位した状態を示す図であり、同図(c)は、可動側ユニット40が中立位置から下方側に最大許容振幅となる位置まで変位した状態を示す図である。
 同図(a)に示すように、振動発電装置10に外部荷重が作用していない状態では、上下2対のコイルバネ12の弾性力が互いに均衡しており、可動側ユニット40は固定側ユニット20のコイル収容部24Aaと重複する中立位置に保持されるようになっている。
 同図(b)に示すように、可動側ユニット40が中立位置から上方側に最大許容振幅となる位置まで変位すると、マグネットホルダ46の上端面46aがベース部材30Aの上部下面30Aaに当接するようになっている。その際、マグネットホルダ46の第1凸部46P1がベース部材30Aの第2凹部30A2と係合した状態(すなわち入り込んだ状態)で該第2凹部30A2の底面に当接するようになっている。
 なお、図示していないが、このとき同時に、もう1つのマグネットホルダ46の上端面46aがカバー部材30Bの上部下面30Baに当接し、かつ、その第1凸部46P1がカバー部材30Bの第2凹部30B2と係合した状態で該第2凹部30B2の底面に当接するようになっている。
 一方、同図(c)に示すように、可動側ユニット40が中立位置から下方側に最大許容振幅となる位置まで変位すると、マグネットホルダ46の下端面46bがベース部材30Aの下部上面30Abに当接するようになっている。その際、マグネットホルダ46の第3凸部46P3がベース部材30Aの第4凹部30A4と係合した状態で該第4凹部30A4の底面に当接するようになっている。
 なお、図示していないが、このとき同時に、もう1つのマグネットホルダ46の下端面46bがカバー部材30Bの下部上面30Bbに当接し、かつ、その第3凸部46P3がカバー部材30Bの第4凹部30B4と係合した状態で該第4凹部30B4の底面に当接するようになっている。
 次に本実施形態の作用について説明する。
 図7は、可動側ユニット40が正規状態から逆向きにされた状態で所定方向に振動したときの様子を、正規状態での様子と対比して示す、振動発電装置10の要部正面図である。
 なお、同図においては、説明の便宜上、表記が簡略化されている。
 以下においては、可動側ユニット40側の第1凸部46P1を第1凸部P1、その第3凸部46P3を第3凸部P3とし、固定側ユニット20側の第2凹部30A2、30B2を第2凹部C2、その第4凹部30A4、30B4を第4凹部C4として説明する。
 また、同図においては、可動側ユニット40に「A」の文字を表記して、その向きおよび表裏の別を明らかにしている。
 同図(a)、(b)、(c)は、正規状態にある可動側ユニット40が所定方向に振動したときの様子を示す図である。これら各図は、図6(a)、(b)、(c)にそれぞれ対応している。
 すなわち、同図(a)に示すように、可動側ユニット40の第1凸部P1が、固定側ユニット20の一端面20a(具体的にはベース部材30Aおよびカバー部材30Bの上部下面30Aa、30Ba)に形成された第2凹部C2に対向するとともに、可動側ユニット40の第3凸部P3が、固定側ユニット20の他端面20b(具体的にはベース部材30Aおよびカバー部材30Bの下部上面30Ab、30Bb)に形成された第4凹部C4に対向した状態にある。
 同図(d)、(e)、(f)は、正規状態から逆向きにされた可動側ユニット40が所定方向に振動したときの様子を示す図である。
 このときには、同図(d)に示すように、可動側ユニット40の第3凸部P3が、固定側ユニット20の一端面20aの一般部(すなわち第2凹部C2が形成されていない部分)に対向するとともに、可動側ユニット40の第1凸部P1が、固定側ユニット20の他端面20bの一般部(すなわち第4凹部C4が形成されていない部分)に対向した状態となる。
 そして、同図(e)に示すように、可動側ユニット40が中立位置から上方側に最大許容振幅となる位置まで変位すると、その第3凸部P3が固定側ユニット20の一端面20aの一般部に当接し、また、同図(f)に示すように、可動側ユニット40が中立位置から下方側に最大許容振幅となる位置まで変位すると、その第1凸部P1が固定側ユニット20の他端面20bの一般部に当接する。
 したがって、可動側ユニット40を逆向きにすることにより、第1凸部P1、第3凸部P3の突出量の分だけ、その最大許容振幅Am1が正規状態での最大許容振幅Am0に対して小さくなる。
 以上詳述したように、本実施形態に係る振動発電装置10は、可動側ユニット40の振幅が最大許容振幅になったとき、可動側ユニット40が固定側ユニット20に当接する構成となっているので、可動側ユニット40の過振幅によってコイルバネ12が許容範囲を超えて伸びてしまうのを未然に防止することができる。
 その際、本実施形態においては、可動側ユニット40における所定方向の一端面に第1凸部P1が形成されるとともに、その一端面と対向する固定側ユニット20の一端面20aに第1凸部P1と係合可能な第2凹部C2が形成されており、また、可動側ユニット40における所定方向の他端面に第3凸部P3が形成されるとともに、その他端面と対向する固定側ユニット20の他端面20bに、第3凸部P3と係合可能な第4凹部C4が形成されているので、可動側ユニット40と固定側ユニット20との当接は、可動側ユニット40の第1凸部P1が固定側ユニット20の第2凹部C2に係合した状態あるいは可動側ユニット40の第3凸部P3が固定側ユニット20の第4凹部C4に係合した状態で行われることとなる。
 その上で、本実施形態においては、第1凸部P1および第2凹部C2と第3凸部P3および第4凹部C4とが、所定方向と直交する方向に互いにずれた位置に形成されているので、次のような作用効果を得ることができる。
 すなわち、可動側ユニット40を逆向きにすれば、可動側ユニット40の第1凸部P1が、固定側ユニット20の他端面20bにおける第4凹部C4が形成されていない部分に当接するとともに、可動側ユニット40の第3凸部P3が、固定側ユニット20の一端面20aにおける第2凹部C2が形成されていない部分に当接することとなり、これにより可動側ユニット40の最大許容振幅の値を小さくすることができる。
 したがって、コイルバネ12をバネ定数が異なる新たなものに取り替えた場合においても、可動側ユニット40を逆向きにすることにより、振幅規制部材を追加配置することなく、コイルバネ12の許容伸び量の変化に対応した振幅規制を行うことが可能となる。
 このように本実施形態によれば、振動を利用して誘導起電力を生じさせるように構成された振動発電装置10において、振幅規制部材の追加配置を必要とすることなく、複数の入力周波数に対して所期の発電量を確保することができる。
 しかも本実施形態においては、第1凸部P1および第2凹部C2ならびに第3凸部P3および第4凹部C4が、所定方向に延びる可動側ユニット40の中心軸Axの両側に2組形成されているので、可動側ユニット40を同時に2箇所で固定側ユニット20に当接させることができ、これにより可動側ユニット40が固定側ユニット20との当接によって傾斜してしまうのを未然に防止することができる。
 その際、本実施形態においては、各組の第1凸部P1および第2凹部C2ならびに各組の第3凸部P3および第4凹部C4が、中心軸Axに関して線対称の位置関係で形成されているので、可動側ユニット40が固定側ユニット20との当接によって傾斜してしまうのを確実に防止することができる。
 また本実施形態においては、可動側ユニット40の上下両側に左右1対のコイルバネ12がそれぞれ配置された構成となっているので、可動側ユニット40の振動が比較的高い周波数領域で円滑に行われるようにすることができる。
 その際、例えば、可動側ユニット40が正規状態にあるときには、可動側ユニット40を50Hz程度の周波数で振動させる一方、可動側ユニット40を逆向きにしてコイルバネ12をバネ定数が大きいものに取り替えることにより、可動側ユニット40を70Hz程度の周波数で振動させるようにすることが可能である。
 なお、上記実施形態のように可動側ユニット40の上下両側に左右1対のコイルバネ12がそれぞれ配置された構成とする代わりに、可動側ユニット40の上側に配置された左右1対のコイルバネにより可動側ユニット40が固定側ユニット20に吊り支持された構成とすることも可能である。
 次に、上記実施形態の変形例について説明する。
 まず、上記実施形態の第1変形例について説明する。
 図8は、本変形例に係る振動発電装置を示す、図7と同様の図である。
 同図に示すように、本変形例においても、その基本的な構成については上記実施形態の場合と同様であるが、第1凸部P1および第2凹部C2ならびに第3凸部P3および第4凹部C4の形成位置が上記実施形態の場合と異なっている。
 すなわち、本変形例においても、第1凸部P1および第2凹部C2ならびに第3凸部P3および第4凹部C4が、中心軸Axの両側に2組形成されているが、これら各組の第1凸部P1および第2凹部C2ならびに第3凸部P3および第4凹部C4が平行移動の位置関係で形成されている。
 同図(a)、(b)、(c)は、正規状態にある可動側ユニット140が所定方向に振動したときの様子を示す図であり、図7(a)、(b)、(c)と同様の図である。
 同図(d)、(e)、(f)は、正規状態から裏返しにされた可動側ユニット140(図中「B」の文字が表記されている)が所定方向に振動したときの様子を示す図である。
 このときには、同図(d)に示すように、可動側ユニット140の第1凸部P1が、固定側ユニット120の一端面120aの一般部に対向するとともに、可動側ユニット140の第3凸部P3が、固定側ユニット120の他端面120bの一般部に対向した状態となる。
 そして、同図(e)に示すように、可動側ユニット140が中立位置から上方側に最大許容振幅となる位置まで変位すると、その第1凸部P1が固定側ユニット120の一端面120aの一般部に当接し、また、同図(f)に示すように、可動側ユニット140が中立位置から下方側に最大許容振幅となる位置まで変位すると、その第3凸部P3が固定側ユニット120の他端面120bの一般部に当接する。
 したがって、可動側ユニット140を裏返しにすることにより、第1凸部P1、第3凸部P3の突出量の分だけ、その最大許容振幅Am1が正規状態での最大許容振幅Am0に対して小さくなる。
 本変形例の構成を採用した場合においても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
 なお、本変形例の可動側ユニット140は、正規状態に対して裏返しにした場合だけでなく、正規状態に対して逆向きにした場合においても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
 次に、上記実施形態の第2変形例について説明する。
 図9は、本変形例に係る振動発電装置を示す、図7と同様の図である。
 同図に示すように、本変形例においても、その基本的な構成については上記実施形態の場合と同様であるが、固定側ユニット220および可動側ユニット240の凹凸形状が上記実施形態の場合と逆に異なっている。
 すなわち、本変形例においては、可動側ユニット240に、上記実施形態の第1凸部P1および第3凸部P3の代わりに、第1凹部C1および第3凹部C3が形成されるとともに、固定側ユニット220に、上記実施形態の第2凹部C2および第4凹部C4の代わりに、第2凸部P2および第4凸部P4が形成されている。
 そして、同図(d)に示すように、可動側ユニット240を逆向きにした場合には、同図(e)に示すように、可動側ユニット240が中立位置から上方側に最大許容振幅となる位置まで変位すると、固定側ユニット220の第2凸部P2が、可動側ユニット240の上端面の一般部に当接するとともに、同図(f)に示すように、可動側ユニット240が中立位置から下方側に最大許容振幅となる位置まで変位すると、固定側ユニット220の第4凸部P4が、可動側ユニット240の下端面の一般部に当接することとなる。
 そしてこれにより、第2凸部P2、第4凸部P4の突出量の分だけ、その最大許容振幅Am1が正規状態での最大許容振幅Am0に対して小さくなる。
 したがって、本変形例の構成を採用した場合においても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
 次に、上記実施形態の第3変形例について説明する。
 図10は、本変形例に係る振動発電装置を示す要部正面図である。
 同図に示すように、本変形例においても、その基本的な構成については上記実施形態の場合と同様であるが、第1凸部P1L、P1Rおよび第2凹部C2L、C2Rの形状およびその形成位置が上記実施形態の場合と異なっており、また、第3凸部P3L、P3Rおよび第4凹部C4L、C4Rの形状およびその形成位置が上記実施形態の場合と異なっている。
 すなわち、本変形例においても、第1凸部P1L、P1Rおよび第2凹部C2L、C2Rならびに第3凸部P3L、P3Rおよび第4凹部C4L、C4Rが、可動側ユニット340の中心軸Axの両側に2組形成されているが、これら各組の第1凸部P1L、P1Rおよび第2凹部C2L、C2Rならびに第3凸部P3L、P3Rおよび第4凹部C4L、C4Rは、中心軸Axに関して線対称の位置関係ではなく、また平行移動の位置関係でもない位置関係で形成されている。
 具体的には、左側の第3凸部P3Lが中心軸Axから最も近い位置に形成されており、左側の第1凸部P1Lが次に近い位置に形成されており、右側の第3凸部P3Rがその次に近い位置に形成されており、右側の第1凸部P1Rが中心軸Axから最も遠い位置に形成されている。その際、これら第1凸部P1L、P1Rおよび第3凸部P3L、P3Rは、いずれも同一のサイズの半円状に近い断面形状で前後方向に延びるように形成されて、また中心軸Axからの距離は等距離ずつ変化している。
 一方、第2凹部C2L、C2Rおよび第4凹部C4L、C4Rは、いずれも、第1凸部P1L、P1Rおよび第3凸部P3L、P3Rの突出量と同じ深さを有する下段部Caと、この下段部Caの2/3の深さの中段部Cbと、下段部Caの1/3の深さの上段部Ccとの組合せで形成されている。
 その際、これら下段部Ca、中段部Cbおよび上段部Ccはいずれも同一幅で形成されており、その幅は、第1凸部P1L、P1Rおよび第3凸部P3L、P3R相互間の中心軸Axからの距離の差と同じ値に設定されている。
 左側の第4凹部C4Lは、中心軸Ax側から下段部Ca、中段部Cb、上段部Ccの順で形成されており、その下段部Caにおいて左側の第3凸部P3Lと対向している。
 左側の第2凹部C2Lは、中心軸Ax側から中段部Cb、下段部Ca、一般部(すなわち固定側ユニット320の一端面320aにおいて第2凹部C2L、C2Rが形成されていない部分)、上段部Ccの順で形成されており、その下段部Caにおいて左側の第1凸部P1Lと対向している。
 右側の第4凹部C4Rは、中心軸Ax側から上段部Cc、一般部(すなわち固定側ユニット320の他端面320bにおいて第4凹部C4L、C4Rが形成されていない部分)、下段部Ca、中段部Cbの順で形成されており、その下段部Caにおいて右側の第3凸部P3Rと対向している。
 右側の第2凹部C2Rは、中心軸Ax側から上段部Cc、中段部Cb、下段部Caの順で形成されており、その下段部Caにおいて右側の第1凸部P1Rと対向している。
 図11および12は、上記第3変形例の作用を示す、図7と同様の図である。
 図11(a)、(b)、(c)は、正規状態にある可動側ユニット340が所定方向に振動したときの様子を示す図であり、図7(a)、(b)、(c)と同様の図である。
 この正規状態では、可動側ユニット340が同図(a)に示す中立位置から所定方向に振動したとき、同図(b)に示すように、第1凸部P1L、P1Rが第2凹部C2L、C2Rの下段部Caに当接する位置まで上方変位が可能であり、また、同図(c)に示すように、第3凸部P3L、P3Rが第4凹部C4L、C4Rの下段部Caに当接する位置まで下方変位が可能である。このときの最大許容振幅はAm0である。
 図11(d)、(e)、(f)は、正規状態から逆向きにされた可動側ユニット340が所定方向に振動したときの様子を示す図である。
 この状態では、可動側ユニット340が同図(d)に示す中立位置から振動したとき、同図(e)に示すように、第3凸部P3L、P3Rが第2凹部C2L、C2Rの中段部Cbに当接する位置まで上方変位が可能であり、また、同図(f)に示すように、第1凸部P1L、P1Rが第4凹部C4L、C4Rの中段部Cbに当接する位置まで下方変位が可能である。このときの最大許容振幅Am1は、最大許容振幅Am0に対して下段部Caの深さの1/3の長さ分だけ小さくなる。
 図12(a)、(b)、(c)は、正規状態から裏返しにされた可動側ユニット340が所定方向に振動したときの様子を示す図である。
 この状態では、可動側ユニット340が同図(a)に示す中立位置から振動したとき、同図(b)に示すように、第1凸部P1R、P1Lが第2凹部C2L、C2Rの上段部Ccに当接する位置まで上方変位が可能であり、また、同図(c)に示すように、第3凸部P3R、P3Lが第4凹部C4L、C4Rの上段部Ccに当接する位置まで下方変位が可能である。このときの最大許容振幅Am2は、最大許容振幅Am0に対して下段部Caの深さの2/3の長さ分だけ小さくなる。
 図12(d)、(e)、(f)は、正規状態から逆向きにされた上で裏返しにされた可動側ユニット340が所定方向に振動したときの様子を示す図である。
 この状態では、可動側ユニット340が同図(d)に示す中立位置から振動したとき、同図(e)に示すように、第3凸部P3R、P3Lが第2凹部C2L、C2Rの一般部(すなわち一端面320aの一般部)に当接する位置まで上方変位が可能であり、また、同図(f)に示すように、第1凸部P1R、P1Lが第4凹部C4L、C4Rの一般部(すなわち他端面320bの一般部)に当接する位置まで下方変位が可能である。このときの最大許容振幅Am3は、最大許容振幅Am0に対して下段部Caの深さ分だけ小さくなる。
 したがって、本変形例の構成を採用した場合にも、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができ、かつ、最大許容振幅を、Am0、Am1、Am2、Am3の4段階に変化させることができる。
 なお、上記実施形態およびその変形例において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。
 また、本願発明は、上記実施形態およびその変形例に記載された構成に限定されるものではなく、これ以外の種々の変更を加えた構成が採用可能である。
 2 キャリーバック
 4 車輪
 6 路面
 10 振動発電装置
 12 コイルバネ
 20、120、220、320 固定側ユニット
 20a、120a、320a 一端面
 20b、120b、320b 他端面
 22 導電コイル
 22a コイル端末
 24 コイルホルダ
 24A ホルダ本体
 24Aa コイル収容部
 24Ab 溝部
 24Ac 小孔
 24Ad 凹部
 24B 摩擦低減フィルム
 30 ケース
 30A ベース部材
 30Aa、30Ba 上部下面
 30Ab、30Bb 下部上面
 30Ac ボス
 30Ad、30Ae 位置決めピン
 30A2、30B2、C2、C2L、C2R 第2凹部
 30A4、30B4、C4、C4L、C4R 第4凹部
 30B カバー部材
 32 回路基板
 40、140、240、340 可動側ユニット
 42 マグネット
 44 ヨーク
 46 マグネットホルダ
 46a 上端面
 46b 下端面
 46c 左右両端部
 46c1 バネ係止用突起部
 46d 左右両端縁部
 46P1、P1、P1L、P1R 第1凸部
 46P3、P3、P3L、P3R 第3凸部
 50 発光ダイオード
 Am0、Am1、Am2、Am3 最大許容振幅
 Ax 中心軸
 Ca 下段部
 Cb 中段部
 Cc 上段部
 C1 第1凹部
 C3 第3凹部
 P2 第2凸部
 P4 第4凸部

Claims (4)

  1.  固定側ユニットとこの固定側ユニットにバネを介して支持された可動側ユニットとを備え、上記可動側ユニットが上記バネの弾性力を利用して所定方向に振動することにより誘導起電力を生じさせるように構成された振動発電装置において、
     上記可動側ユニットの振幅が最大許容振幅になったとき、該可動側ユニットが上記固定側ユニットに当接するように構成されており、
     上記可動側ユニットにおける上記所定方向の一端面に第1凸部または凹部が形成されるとともに、上記固定側ユニットにおける上記可動側ユニットの上記一端面と対向する一端面に、上記第1凸部または凹部と係合可能な第2凹部または凸部が形成されており、
     上記可動側ユニットにおける上記所定方向の他端面に第3凸部または凹部が形成されるとともに、上記固定側ユニットにおける上記可動側ユニットの上記他端面と対向する他端面に、上記第3凸部または凹部と係合可能な第4凹部または凸部が形成されており、
     上記第1凸部または凹部および上記第2凹部または凸部と、上記第3凸部または凹部および上記第4凹部または凸部とが、上記所定方向と直交する方向に互いにずれた位置に形成されている、ことを特徴とする振動発電装置。
  2.  上記第1凸部または凹部および上記第2凹部または凸部が、上記所定方向に延びる上記可動側ユニットの中心軸の両側に2組形成されるとともに、上記第3凸部または凹部および上記第4凹部または凸部が、上記中心軸の両側に2組形成されている、ことを特徴とする請求項1記載の振動発電装置。
  3.  上記各組の第1凸部または凹部および第2凹部または凸部ならびに上記各組の第3凸部または凹部および第4凹部または凸部が、上記中心軸に関して線対称の位置関係で形成されている、ことを特徴とする請求項2記載の振動発電装置。
  4.  上記各組の第1凸部または凹部および第2凹部または凸部ならびに上記各組の第3凸部または凹部および第4凹部または凸部が、平行移動の位置関係で形成されている、ことを特徴とする請求項2記載の振動発電装置。
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