振動発電ユニット、振動発電装置、及び、振動発電機
【課題】振動発電ユニットの小型化の技術を提供する。
【解決手段】振動発電ユニット５は、永久磁石２３と、ユニットバネ体収容蓋２１（ユニット外部端子）と、永久磁石２３とユニットバネ体収容蓋２１を保持するヨーク２２（振動源側保持体）と、を含む振動源側ユニット７と、発電コイル５０と、発電コイル５０を保持するボビン５１（可動側保持体）と、を含み、振動源側ユニット７に対して相対的に移動可能な可動側ユニット９と、振動源側ユニット７と可動側ユニット９の間に介装されるユニットバネ体８と、を備える。振動源側ユニット７は、可動側ユニット９よりも振動源側に配置されている。可動側ユニット９の発電コイル５０の一端Waは、ユニットバネ体８を介して、振動源側ユニット７のユニットバネ体収容蓋２１に電気的に接続される。
【解決手段】振動発電ユニット５は、永久磁石２３と、ユニットバネ体収容蓋２１（ユニット外部端子）と、永久磁石２３とユニットバネ体収容蓋２１を保持するヨーク２２（振動源側保持体）と、を含む振動源側ユニット７と、発電コイル５０と、発電コイル５０を保持するボビン５１（可動側保持体）と、を含み、振動源側ユニット７に対して相対的に移動可能な可動側ユニット９と、振動源側ユニット７と可動側ユニット９の間に介装されるユニットバネ体８と、を備える。振動源側ユニット７は、可動側ユニット９よりも振動源側に配置されている。可動側ユニット９の発電コイル５０の一端Waは、ユニットバネ体８を介して、振動源側ユニット７のユニットバネ体収容蓋２１に電気的に接続される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動発電ユニット、振動発電装置、及び、振動発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として、特許文献１は、本願の図１１に示すように、動力系の駆動によって生じる振動エネルギーから電気エネルギーを取り出すための電力変換装置１００を開示している。この電力変換装置１００は、発電コイル１０１内を丸棒状の磁石体１０２が軸線移動することで電磁誘導によって起電力が発生し、もって、発電コイル１０１を構成する電気線材１０３に電流が流れるようになっている。
【０００３】
特許文献１では、発電コイル１０１に取付具１０４が取り付けられており、電力変換装置１００は、取付具１０４を介して図示しないベースに固定されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３２０３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、図１１に示すように、発電コイル１０１を振動源（ベース）に対して固定し、磁石体１０２が発電コイル１０１に対して相対的に移動するように構成すれば、発電コイル１０１から電気線材１０３を介して電力を振動源側に取り出す際に、電気線材１０３には外力が作用することはない。
【０００６】
しかしながら、磁石体１０２を振動源に対して固定し、発電コイル１０１を磁石体１０２に対して相対的に移動するように構成すると、発電コイル１０１から電気線材１０３を介して電力を振動源側に取り出す際、電気線材１０３には、磁石体１０２に対する発電コイル１０１の相対的な往復移動に起因する繰り返し応力が発生することになる。そして、この繰り返し応力に起因した屈曲断線から電気線材１０３を保護には、電気線材１０３を予め輪の形に湾曲させた所謂サービスループを形成しておくことが効果的である。しかし、この場合、電力変換装置１００の小型化の妨げとなる。
【０００７】
本願発明の目的は、振動発電ユニットの小型化の技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明の観点によれば、永久磁石と、ユニット外部端子と、前記永久磁石と前記ユニット外部端子を保持する振動源側保持体と、を含む振動源側ユニットと、発電コイルと、前記発電コイルを保持する可動側保持体と、を含み、前記振動源側ユニットに対して相対的に移動可能な可動側ユニットと、前記振動源側ユニットと前記可動側ユニットの間に介装されるユニットバネ体と、を備え、前記振動源側ユニットは、前記可動側ユニットよりも振動源側に配置されており、前記可動側ユニットの前記発電コイルの一端は、前記ユニットバネ体を介して、前記振動源側ユニットの前記ユニット外部端子に電気的に接続される、振動発電ユニットが提供される。
好ましくは、前記ユニットバネ体は、圧縮コイルバネ又は引張コイルバネ、円錐コイルバネ、渦巻きバネのうち何れかである。
また、上記の振動発電ユニットを一対で備え、前記振動源側ユニット同士は相互に結合しており、前記可動側ユニット同士は軸体を介して相互に連結しており、前記可動側ユニットの前記発電コイルの他端同士は、前記軸体を介して、相互に電気的に接続されている、振動発電装置が提供される。
また、外部接続端子と、前記外部接続端子を保持する外枠保持体と、を含む外枠体と、上記の振動発電装置と、前記振動発電装置を挟むように、前記外枠体と前記振動発電装置の間に一対で介装される外枠バネ体と、を備えた、振動発電機が提供される。
好ましくは、前記振動発電装置の各ユニット外部端子は、各外枠バネ体を介して、各外部接続端子に電気的に接続されている。
好ましくは、前記外枠バネ体は、圧縮コイルバネ又は引張コイルバネ、円錐コイルバネ、渦巻きバネのうち何れかである。
【発明の効果】
【０００９】
本願発明によれば、前記可動側ユニットの前記発電コイルの前記一端を、前記振動源側ユニットの前記ユニット外部端子に電気的に接続するための導電経路として前記ユニットバネ体を利用することで、前記可動側ユニットの前記発電コイルの前記一端を、前記振動源側ユニットの前記ユニット外部端子に電気的に接続するための導電経路用のスペースを小さくすることができ、もって、前記振動発電ユニットの小型化に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、振動発電機の斜視図である。
【図２】図２は、振動発電機の断面斜視図である。
【図３】図３は、振動発電機の断面図である。
【図４】図４は、外枠体の断面図である。
【図５】図５は、外枠体と振動発電装置の間に介装される外枠バネ体の断面図である。
【図６】図６は、振動発電装置の断面図である。
【図７】図７は、一対の振動源側ユニットの断面図である。
【図８】図８は、振動源側ユニットと可動側ユニットの間に介装されるユニットバネ体の断面図である。
【図９】図９は、軸体によって連結された一対の可動側ユニットの断面図である。
【図１０】図１０は、図３のA部拡大図である。
【図１１】図１１は、特許文献１の図１に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ、本実施形態の振動発電機１を説明する。振動発電機１は、例えば自動車や橋梁、機械など、振動を発生する振動源に取り付けられ、その振動源の振動を利用して電気エネルギーを生成するためのものである。本実施形態において振動発電機１は、図１及び図２に示すように略円柱状であって、上下略対称の構成としている。振動発電機１のサイズとしては、例えばφ30mm×80mmやφ45mm×120mmなどを想定しているが、これらの寸法に限られることはない。
【００１２】
ここで、図１及び図２において、「長手方向L」と「径方向R」を定義する。「長手方向L」は、略円柱状の振動発電機１の長手方向を意味している。「長手方向L」のうち振動発電機１の長手方向中央から長手方向端部へ向かう方向を「先端方向」と定義し、「長手方向L」のうち振動発電機１の長手方向端部から長手方向中央に向かう方向を「基端方向」と定義する。「径方向R」は、略円柱状の振動発電機１の径方向を意味している。「径方向R」のうち振動発電機１の中心軸から外周側へ向かう方向を「外周側方向」と定義し、「径方向R」のうち振動発電機１の外周側から中心軸へ向かう方向を「内周側方向」と定義する。
【００１３】
次に、図３〜図１０を参照しつつ、振動発電機１の構成を詳細に説明する。なお、説明の便宜上、図３〜図９においては、ハッチングは構成要素毎に付することに代えて、相互の連結された構成要素群毎に付しており、図１０では、ハッチングを省略している。
【００１４】
図３に示す振動発電機１は、外枠体２（図４も併せて参照）と、一対の外枠バネ体３（図５も併せて参照）と、振動発電装置４（図６も併せて参照）と、を備えて構成されている。
【００１５】
図６に示す振動発電装置４は、一対の振動発電ユニット５と、軸体６と、を備えて構成されている。
【００１６】
図６に示す各振動発電ユニット５は、振動源側ユニット７（図７も併せて参照）と、ユニットバネ体８（図８も併せて参照）と、可動側ユニット９（図９も併せて参照）と、を備えて構成されている。
【００１７】
（外枠体２）
図４に示すように、外枠体２は、一対の外部接続端子１５と、一対の外部接続端子１５を保持する外枠保持体１６と、によって構成されている（図１及び図２を併せて参照）。一対の外部接続端子１５は、振動発電機１によって生成された電気エネルギーを振動発電機１から取り出す際に、図示しない電気線が接続される端子である。一対の外部接続端子１５の一方は第１の交流出力端子であり、他方は第２の交流出力端子である。外枠保持体１６は、薄肉筒体１７と、一対の筒体閉塞板１８と、一対の連結リング１９と、によって構成されている。一対の筒体閉塞板１８は、薄肉筒体１７の各開口端を閉塞するものである。各筒体閉塞板１８は、各連結リング１９を介して薄肉筒体１７に取り付けられている。各筒体閉塞板１８には、各外部接続端子１５が保持されている。各外部接続端子１５は、各筒体閉塞板１８の内面１８ａに取り付けられると共に、部分的に外枠体２の外部へと露出している（図１及び図２を併せて参照）。
【００１８】
（外枠バネ体３）
図５に示すように、本実施形態において各外枠バネ体３としては、コイルバネが採用されている。外枠バネ体３は、例えば図２に示すように常に圧縮状態とされる。従って、外枠バネ体３としては、詳しくは、圧縮コイルバネが採用されている。しかし、これに代えて、引張コイルバネや円錐コイルバネ、渦巻きバネであってもよい。外枠バネ体３の素材としては、高コストになるが高い導電率を有する燐青銅が採用されている。しかし、これに代えて、ステンレスやバネ鋼であってもよい。そして、一対の外枠バネ体３は、図３に示すように振動発電装置４を長手方向Lで挟むように、外枠体２と振動発電装置４の間に介装されている。
【００１９】
（振動源側ユニット７）
図７に示すように、一対の振動源側ユニット７は同一構造とされている。各振動源側ユニット７は、可動側ユニット収容体２０とユニットバネ体収容蓋２１を主たる要素として構成されている。
【００２０】
可動側ユニット収容体２０は、可動側ユニット９を収容すると共に、所望の磁気回路Dを形成するためのものである。即ち、可動側ユニット収容体２０は、ヨーク２２と、永久磁石２３と、ポールピース２４（センターポール）と、によって構成されている。ヨーク２２は、例えば鉄などの強磁性体であって、長手方向Lを軸とする薄肉筒部２５と底部２６を有する有底略円筒状に形成されている。底部２６は、薄肉筒部２５の基端方向側の開口を閉塞している。永久磁石２３とポールピース２４は、ヨーク２２内に収容されている。永久磁石２３は、例えばネオジウム磁石やフェライト磁石であって、長手方向Lを軸とする低背略円柱状に形成されており、底部２６に取り付けられている。永久磁石２３は、長手方向Lに着磁されている。ポールピース２４は、例えば鉄などの強磁性体であって、長手方向Lを軸とする低背略円柱状に形成されており、永久磁石２３に取り付けられている。以上の構成で、ヨーク２２と永久磁石２３、ポールピース２４は、図７に示す磁気回路Dを形成している。磁気回路Dは、例えば、ヨーク２２の薄肉筒部２５、ヨーク２２の底部２６、永久磁石２３、ポールピース２４を順に跨って形成されている。即ち、ポールピース２４の外周面２４ａと、ヨーク２２の薄肉筒部２５の内周面２５ａと、の間には磁気ギャップｇが形成されている。磁気ギャップｇ内では、磁束が外周側方向へ放射状に延びて高い磁束密度を呈している。磁気ギャップｇは、長手方向Lを軸とする略円筒状に形成されることになる。
【００２１】
また、図７に示すように一対の振動源側ユニット７の可動側ユニット収容体２０のヨーク２２の底部２６同士が図示しない結合手段によって相互に結合しており、もって、振動源側ユニット７同士が相互に結合している。一対の振動源側ユニット７の可動側ユニット収容体２０に跨るように、長手方向Lに延びる軸体貫通孔３０が形成されている。軸体貫通孔３０の両開口端には、ブッシュ３１が夫々取り付けられている。
【００２２】
ユニットバネ体収容蓋２１は、ユニットバネ体８を収容すると共に、可動側ユニット収容体２０の薄肉筒部２５の先端方向側の開口を閉塞するものである。ユニットバネ体収容蓋２１は、高い導電率を有する燐青銅製であって、蓋部３５と、ユニットバネ体収容部３６と、によって構成されている。蓋部３５は、長手方向Lを軸とする有孔円盤状に形成されている。蓋部３５の外周端部３５ａは、リング状のブッシュ３７を介して可動側ユニット収容体２０のヨーク２２の薄肉筒部２５に固定されている。蓋部３５の内周端部３５ｂは、ユニットバネ体収容部３６に接続している。蓋部３５の内周端部３５ｂの先端方向側にはワッシャ４５が配置される。ユニットバネ体収容部３６は、収容筒部３８と閉塞部３９によって構成されている。収容筒部３８は、長手方向Lを軸とし、蓋部３５の内周端部３５ｂに接続しつつ、先端方向に延びる筒体である。閉塞部３９は、収容筒部３８の先端方向側の開口を閉塞する有孔円盤である。閉塞部３９には、ロッド貫通孔３９ａが形成されている。このロッド貫通孔３９ａの内周面にはメネジが形成されている。ユニットバネ体収容部３６には、バネ押え４０と、ナット４１と、ワッシャ４２と、が取り付けられている。バネ押え４０は、ユニットバネ体収容部３６内に収容されるバネ押え本体４３と、バネ押え本体４３に接続しつつ先端方向に延びる進退ロッド４４と、によって構成されている。進退ロッド４４の外周面にはオネジが形成されている。以上の構成で、バネ押え４０を回転させると、バネ押え４０が閉塞部３９に対して長手方向Lで相対的に変位する。バネ押え４０を閉塞部３９に対して所望の位置に位置決めしたら、進退ロッド４４にナット４１を嵌めることで、ダブルナットの原理により、バネ押え４０は、閉塞部３９に対して位置固定される。このとき、ナット４１と閉塞部３９の間には上記のワッシャ４２が介装される。
【００２３】
以上に説明した振動源側ユニット７は、可動側ユニット９よりも振動源側に配置されている。具体的には、可動側ユニット９は振動源側ユニット７によって支持され、振動源側ユニット７は外枠体２によって支持され、外枠体２は振動源に支持されているので、この点、振動源側ユニット７は、可動側ユニット９よりも振動源に近い位置（振動源側）に配置されていると言うことができる。
【００２４】
本実施形態では、可動側ユニット収容体２０のヨーク２２が、振動源側保持体に相当している。また、ユニットバネ体収容蓋２１が、ユニット外部端子に相当している。即ち、可動側ユニット収容体２０のヨーク２２（振動源側保持体）は、永久磁石２３とユニットバネ体収容蓋２１（ユニット外部端子）を保持している。
【００２５】
（ユニットバネ体８）
図８に示すように、本実施形態において各ユニットバネ体８としては、コイルバネが採用されている。ユニットバネ体８は、例えば図６に示すように常に圧縮状態とされる。従って、ユニットバネ体８としては、詳しくは、圧縮コイルバネが採用されている。しかし、これに代えて、引張コイルバネや円錐コイルバネ、渦巻きバネであってもよい。ユニットバネ体８の素材としては、高コストになるが高い導電率を有する燐青銅が採用されている。しかし、これに代えて、ステンレスやバネ鋼であってもよい。そして、一対のユニットバネ体８は、図６に示すように一対の可動側ユニット９を長手方向Lで挟むように、振動源側ユニット７と可動側ユニット９の間に介装されている。
【００２６】
（可動側ユニット９）
図９に示すように、一対の可動側ユニット９は、軸体６を介して相互に連結されている。各可動側ユニット９は、振動源側ユニット７に対して長手方向Lに相対的に移動可能であって、発電コイル５０と、発電コイル５０を保持する絶縁性のボビン５１（可動側保持体）と、によって構成されている。ボビン５１は、コイル保持部５２と、軸体固定部５３と、によって構成されている。コイル保持部５２は、長手方向Lを軸とする筒体である。コイル保持部５２の外周に発電コイル５０が形成されている。軸体固定部５３は、コイル保持部５２の先端方向側の開口を閉塞する有孔円盤であって、その中心には軸体取り付け孔５４が形成されている。そして、ボビン５１の軸体取り付け孔５４には、軸体６の端部が固定されている。軸体固定部５３の内周端部５３ａにはワッシャ５５が配置されており、発電コイル５０の電気線Wの一端Waはワッシャ５５に接続している。一方、発電コイル５０の電気線Wの他端Wbは軸体６に接続している。従って、一対の可動側ユニット９の発電コイル５０の電気線Wの他端Wb同士は、軸体６を介して電気的に接続している。一対の発電コイル５０は、直列に連結されている。
【００２７】
（導電経路）
ここで、図１０を参照しつつ、発電コイル５０とユニットバネ体収容蓋２１の間の導電経路について説明する。図１０において、発電コイル５０の電気線Wの一端Waは、ワッシャ５５に接続している。ワッシャ５５には、ユニットバネ体８が接触している。ユニットバネ体８には、バネ押え４０が接触している。バネ押え４０の進退ロッド４４のオネジと、ユニットバネ体収容蓋２１のロッド貫通孔３９ａのメネジと、が噛み合っている。従って、発電コイル５０の電気線Wの一端Waは、ワッシャ５５と、ユニットバネ体８と、バネ押え４０と、を順に介して、ユニットバネ体収容蓋２１に電気的に接続されている。
【００２８】
同様に、図１０を参照しつつ、ユニットバネ体収容蓋２１と外部接続端子１５の間の導電経路について説明する。図１０において、ユニットバネ体収容蓋２１にはワッシャ４５が接触している。ワッシャ４５には、外枠バネ体３が接触している。外枠バネ体３には、外部接続端子１５が接触している。従って、ユニットバネ体収容蓋２１は、ワッシャ４５と、外枠バネ体３と、を順に介して、外部接続端子１５に電気的に接続されている。
【００２９】
（作動）
以上の構成で、振動源の振動により図１の振動発電機１が長手方向Lに振動すると、図３に示す外枠バネ体３とユニットバネ体８の存在により、図６に示す可動側ユニット９は振動源側ユニット７に対して相対的に長手方向Lで強く振動する。すると、図７に示す振動源側ユニット７の可動側ユニット収容体２０の磁気ギャップｇ内の磁束を切るように、図９に示す可動側ユニット９の発電コイル５０が往復運動する。そしてこのとき、電磁誘導の原理により、発電コイル５０には例えばV1[V]の交流電圧が発生する。本実施形態においては、一対の発電コイル５０が直列に接続しているので、図２に示す一対の外部接続端子１５間には、V1×2[V]の交流電圧が発生することになる。後は、一対の外部接続端子１５に図示しない電気線を接続して、振動発電機１から電気エネルギーを適宜に取り出せばよい。
【００３０】
以上に本願発明の好適な実施形態を説明したが、上記実施形態は、以下の特長を有している。
【００３１】
即ち、振動発電ユニット５は、永久磁石２３と、ユニットバネ体収容蓋２１（ユニット外部端子）と、永久磁石２３とユニットバネ体収容蓋２１を保持するヨーク２２（振動源側保持体）と、を含む振動源側ユニット７と、発電コイル５０と、発電コイル５０を保持するボビン５１（可動側保持体）と、を含み、振動源側ユニット７に対して相対的に移動可能な可動側ユニット９と、振動源側ユニット７と可動側ユニット９の間に介装されるユニットバネ体８と、を備える。振動源側ユニット７は、可動側ユニット９よりも振動源側に配置されている。可動側ユニット９の発電コイル５０の一端Waは、ユニットバネ体８を介して、振動源側ユニット７のユニットバネ体収容蓋２１に電気的に接続される。このように、可動側ユニット９の発電コイル５０の一端Waを振動源側ユニット７のユニットバネ体収容蓋２１に電気的に接続するための導電経路としてユニットバネ体８を利用することで、可動側ユニット９の発電コイル５０の一端Waを振動源側ユニット７のユニットバネ体収容蓋２１に電気的に接続するための導電経路用のスペースを小さくすることができ、もって、振動発電ユニット５の小型化に寄与する。また、発電コイル５０を構成する電気線が断線することもない。
【００３２】
なお、本願出願人の事前の特許調査によれば、コイルバネを導電経路として利用する点は、特開２００６−２６９４１３号公報に既に開示されている。特開２００６−２６９４１３号公報の段落番号００６３や図１０、図１１を参照されたい。しかしながら、特開２００６−２６９４１３号公報においてコイルばねは、そもそものところ、二酸化炭素の気泡を取り除くためにダイレクトメタノール燃料電池を揺らす目的で設けられたものである。従って、コイルばねの本来の用途が本願のものとは全く異なることから、本願に開示した技術アイデアを創作するにあたり、仮に特開２００６−２６９４１３号公報を事前に知っていたとしても、特開２００６−２６９４１３号公報に開示の内容を参考にすることはなかったものと考えられる。
【００３３】
また、振動発電装置４は、振動発電ユニット５を一対で備えている。振動源側ユニット７同士は相互に結合している。可動側ユニット９同士は軸体６を介して相互に連結している。可動側ユニット９の発電コイル５０の他端Wb同士は、軸体６を介して、相互に電気的に接続されている。
【００３４】
また、振動発電機１は、外部接続端子１５と、外部接続端子１５を保持する外枠保持体１６と、を含む外枠体２と、上記の振動発電装置４と、振動発電装置４を挟むように、外枠体２と振動発電装置４の間に一対で介装される外枠バネ体３と、を備えている。以上の構成によれば、振動源側ユニット７と可動側ユニット９との相対的な移動が増幅される構成が実現される。
【００３５】
また、振動発電装置４の各ユニットバネ体収容蓋２１は、各外枠バネ体３を介して、各外部接続端子１５に電気的に接続されている。このように、振動発電装置４の各ユニットバネ体収容蓋２１を各外部接続端子１５に電気的に接続するための導電経路として各外枠バネ体３を利用することで、振動発電装置４の各ユニットバネ体収容蓋２１を各外部接続端子１５に電気的に接続するための導電経路用のスペースを小さくすることができ、もって、振動発電機１の小型化に寄与する。
【００３６】
以上に説明した実施形態は、例えば以下のように変更することができる。
【００３７】
上記実施形態において、ワッシャ４５は、接触抵抗低減の観点から、省略することも考えられる。
【００３８】
上記実施形態において、振動発電機１は、例えば自動車や橋梁、機械など、振動を発生する振動源に取り付けられ、その振動源の振動を利用して電気エネルギーを生成するためのものとした。このとき、振動発電機１が振動源に対して直接取り付けられる場合と、振動発電機１が振動源に対して例えば別部材である専用の取り付け部品を介して間接的に取り付けられる場合と、が考えられる。
【００３９】
また、上記実施形態において、ユニットバネ体収容蓋２１は、高い導電率を有する燐青銅製とした。しかし、これに代えて、ユニットバネ体収容蓋２１を絶縁樹脂等によって構成することも考えられる。この場合、可動側ユニット収容体２０のヨーク２２及びユニットバネ体収容蓋２１、バネ押え４０、ナット４１が振動源側保持体に相当している。また、ワッシャ４２が、ユニット外部端子に相当している。即ち、可動側ユニット収容体２０のヨーク２２及びユニットバネ体収容蓋２１、バネ押え４０、ナット４１（振動源側保持体）は、永久磁石２３とワッシャ４２（ユニット外部端子）を保持する。なお、この場合、図７において、ワッシャ４２とワッシャ４５は電気線X（図１０を併せて参照）により相互に電気的に接続される。ここで、図１０を参照しつつ、発電コイル５０とワッシャ４２の間の導電経路について説明する。図１０において、発電コイル５０の電気線Wの一端Waは、ワッシャ５５に接続している。ワッシャ５５には、ユニットバネ体８が接触している。ユニットバネ体８には、バネ押え４０が接触している。バネ押え４０の進退ロッド４４のオネジと、ナット４１のメネジと、が噛み合っている。ナット４１は、ワッシャ４２に接触している。従って、発電コイル５０の電気線Wの一端Waは、ワッシャ５５と、ユニットバネ体８と、バネ押え４０と、ナット４１を順に介して、ワッシャ４２に電気的に接続されている。同様に、図１０を参照しつつ、ワッシャ４２と外部接続端子１５の間の導電経路について説明する。図１０において、ワッシャ４２とワッシャ４５は、電気線Xによって電気的に接続されている。ワッシャ４５には、外枠バネ体３が接触している。外枠バネ体３には、外部接続端子１５が接触している。従って、ワッシャ４２は、電気線Xと、ワッシャ４５と、外枠バネ体３と、を順に介して、外部接続端子１５に電気的に接続されている。
【符号の説明】
【００４０】
１ 振動発電機
２ 外枠体
３ 外枠バネ体
４ 振動発電装置
５ 振動発電ユニット
６ 軸体
７ 振動源側ユニット
８ ユニットバネ体
９ 可動側ユニット
１５ 外部接続端子
１６ 外枠保持体
１７ 薄肉筒体
１８ 筒体閉塞板
１８ａ 内面
１９ 連結リング
２０ 可動側ユニット収容体
２１ ユニットバネ体収容蓋（ユニット外部端子、振動源側保持体）
２２ ヨーク（振動源側保持体、振動源側保持体）
２３ 永久磁石
２４ ポールピース
２４ａ 外周面
２５ 薄肉筒部
２５ａ 内周面
２６ 底部
３０ 軸体貫通孔
３１ ブッシュ
３５ 蓋部
３５ａ 外周端部
３５ｂ 内周端部
３６ ユニットバネ体収容部
３７ ブッシュ
３８ 収容筒部
３９ 閉塞部
３９ａ ロッド貫通孔
４０ バネ押え（振動源側保持体）
４１ ナット
４２ ワッシャ（ユニット外部端子）
４３ バネ押え本体
４４ 進退ロッド
４５ ワッシャ
５０ 発電コイル
５１ ボビン（可動側保持体）
５２ コイル保持部
５３ 軸体固定部
５４ 軸体取り付け孔
５３ａ 内周端部
５５ ワッシャ
L 長手方向
R 径方向
D 磁気回路
W 電気線
Wa 一端
Wb 他端
X 電気線
ｇ 磁気ギャップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動発電ユニット、振動発電装置、及び、振動発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として、特許文献１は、本願の図１１に示すように、動力系の駆動によって生じる振動エネルギーから電気エネルギーを取り出すための電力変換装置１００を開示している。この電力変換装置１００は、発電コイル１０１内を丸棒状の磁石体１０２が軸線移動することで電磁誘導によって起電力が発生し、もって、発電コイル１０１を構成する電気線材１０３に電流が流れるようになっている。
【０００３】
特許文献１では、発電コイル１０１に取付具１０４が取り付けられており、電力変換装置１００は、取付具１０４を介して図示しないベースに固定されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３２０３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、図１１に示すように、発電コイル１０１を振動源（ベース）に対して固定し、磁石体１０２が発電コイル１０１に対して相対的に移動するように構成すれば、発電コイル１０１から電気線材１０３を介して電力を振動源側に取り出す際に、電気線材１０３には外力が作用することはない。
【０００６】
しかしながら、磁石体１０２を振動源に対して固定し、発電コイル１０１を磁石体１０２に対して相対的に移動するように構成すると、発電コイル１０１から電気線材１０３を介して電力を振動源側に取り出す際、電気線材１０３には、磁石体１０２に対する発電コイル１０１の相対的な往復移動に起因する繰り返し応力が発生することになる。そして、この繰り返し応力に起因した屈曲断線から電気線材１０３を保護には、電気線材１０３を予め輪の形に湾曲させた所謂サービスループを形成しておくことが効果的である。しかし、この場合、電力変換装置１００の小型化の妨げとなる。
【０００７】
本願発明の目的は、振動発電ユニットの小型化の技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明の観点によれば、永久磁石と、ユニット外部端子と、前記永久磁石と前記ユニット外部端子を保持する振動源側保持体と、を含む振動源側ユニットと、発電コイルと、前記発電コイルを保持する可動側保持体と、を含み、前記振動源側ユニットに対して相対的に移動可能な可動側ユニットと、前記振動源側ユニットと前記可動側ユニットの間に介装されるユニットバネ体と、を備え、前記振動源側ユニットは、前記可動側ユニットよりも振動源側に配置されており、前記可動側ユニットの前記発電コイルの一端は、前記ユニットバネ体を介して、前記振動源側ユニットの前記ユニット外部端子に電気的に接続される、振動発電ユニットが提供される。
好ましくは、前記ユニットバネ体は、圧縮コイルバネ又は引張コイルバネ、円錐コイルバネ、渦巻きバネのうち何れかである。
また、上記の振動発電ユニットを一対で備え、前記振動源側ユニット同士は相互に結合しており、前記可動側ユニット同士は軸体を介して相互に連結しており、前記可動側ユニットの前記発電コイルの他端同士は、前記軸体を介して、相互に電気的に接続されている、振動発電装置が提供される。
また、外部接続端子と、前記外部接続端子を保持する外枠保持体と、を含む外枠体と、上記の振動発電装置と、前記振動発電装置を挟むように、前記外枠体と前記振動発電装置の間に一対で介装される外枠バネ体と、を備えた、振動発電機が提供される。
好ましくは、前記振動発電装置の各ユニット外部端子は、各外枠バネ体を介して、各外部接続端子に電気的に接続されている。
好ましくは、前記外枠バネ体は、圧縮コイルバネ又は引張コイルバネ、円錐コイルバネ、渦巻きバネのうち何れかである。
【発明の効果】
【０００９】
本願発明によれば、前記可動側ユニットの前記発電コイルの前記一端を、前記振動源側ユニットの前記ユニット外部端子に電気的に接続するための導電経路として前記ユニットバネ体を利用することで、前記可動側ユニットの前記発電コイルの前記一端を、前記振動源側ユニットの前記ユニット外部端子に電気的に接続するための導電経路用のスペースを小さくすることができ、もって、前記振動発電ユニットの小型化に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、振動発電機の斜視図である。
【図２】図２は、振動発電機の断面斜視図である。
【図３】図３は、振動発電機の断面図である。
【図４】図４は、外枠体の断面図である。
【図５】図５は、外枠体と振動発電装置の間に介装される外枠バネ体の断面図である。
【図６】図６は、振動発電装置の断面図である。
【図７】図７は、一対の振動源側ユニットの断面図である。
【図８】図８は、振動源側ユニットと可動側ユニットの間に介装されるユニットバネ体の断面図である。
【図９】図９は、軸体によって連結された一対の可動側ユニットの断面図である。
【図１０】図１０は、図３のA部拡大図である。
【図１１】図１１は、特許文献１の図１に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ、本実施形態の振動発電機１を説明する。振動発電機１は、例えば自動車や橋梁、機械など、振動を発生する振動源に取り付けられ、その振動源の振動を利用して電気エネルギーを生成するためのものである。本実施形態において振動発電機１は、図１及び図２に示すように略円柱状であって、上下略対称の構成としている。振動発電機１のサイズとしては、例えばφ30mm×80mmやφ45mm×120mmなどを想定しているが、これらの寸法に限られることはない。
【００１２】
ここで、図１及び図２において、「長手方向L」と「径方向R」を定義する。「長手方向L」は、略円柱状の振動発電機１の長手方向を意味している。「長手方向L」のうち振動発電機１の長手方向中央から長手方向端部へ向かう方向を「先端方向」と定義し、「長手方向L」のうち振動発電機１の長手方向端部から長手方向中央に向かう方向を「基端方向」と定義する。「径方向R」は、略円柱状の振動発電機１の径方向を意味している。「径方向R」のうち振動発電機１の中心軸から外周側へ向かう方向を「外周側方向」と定義し、「径方向R」のうち振動発電機１の外周側から中心軸へ向かう方向を「内周側方向」と定義する。
【００１３】
次に、図３〜図１０を参照しつつ、振動発電機１の構成を詳細に説明する。なお、説明の便宜上、図３〜図９においては、ハッチングは構成要素毎に付することに代えて、相互の連結された構成要素群毎に付しており、図１０では、ハッチングを省略している。
【００１４】
図３に示す振動発電機１は、外枠体２（図４も併せて参照）と、一対の外枠バネ体３（図５も併せて参照）と、振動発電装置４（図６も併せて参照）と、を備えて構成されている。
【００１５】
図６に示す振動発電装置４は、一対の振動発電ユニット５と、軸体６と、を備えて構成されている。
【００１６】
図６に示す各振動発電ユニット５は、振動源側ユニット７（図７も併せて参照）と、ユニットバネ体８（図８も併せて参照）と、可動側ユニット９（図９も併せて参照）と、を備えて構成されている。
【００１７】
（外枠体２）
図４に示すように、外枠体２は、一対の外部接続端子１５と、一対の外部接続端子１５を保持する外枠保持体１６と、によって構成されている（図１及び図２を併せて参照）。一対の外部接続端子１５は、振動発電機１によって生成された電気エネルギーを振動発電機１から取り出す際に、図示しない電気線が接続される端子である。一対の外部接続端子１５の一方は第１の交流出力端子であり、他方は第２の交流出力端子である。外枠保持体１６は、薄肉筒体１７と、一対の筒体閉塞板１８と、一対の連結リング１９と、によって構成されている。一対の筒体閉塞板１８は、薄肉筒体１７の各開口端を閉塞するものである。各筒体閉塞板１８は、各連結リング１９を介して薄肉筒体１７に取り付けられている。各筒体閉塞板１８には、各外部接続端子１５が保持されている。各外部接続端子１５は、各筒体閉塞板１８の内面１８ａに取り付けられると共に、部分的に外枠体２の外部へと露出している（図１及び図２を併せて参照）。
【００１８】
（外枠バネ体３）
図５に示すように、本実施形態において各外枠バネ体３としては、コイルバネが採用されている。外枠バネ体３は、例えば図２に示すように常に圧縮状態とされる。従って、外枠バネ体３としては、詳しくは、圧縮コイルバネが採用されている。しかし、これに代えて、引張コイルバネや円錐コイルバネ、渦巻きバネであってもよい。外枠バネ体３の素材としては、高コストになるが高い導電率を有する燐青銅が採用されている。しかし、これに代えて、ステンレスやバネ鋼であってもよい。そして、一対の外枠バネ体３は、図３に示すように振動発電装置４を長手方向Lで挟むように、外枠体２と振動発電装置４の間に介装されている。
【００１９】
（振動源側ユニット７）
図７に示すように、一対の振動源側ユニット７は同一構造とされている。各振動源側ユニット７は、可動側ユニット収容体２０とユニットバネ体収容蓋２１を主たる要素として構成されている。
【００２０】
可動側ユニット収容体２０は、可動側ユニット９を収容すると共に、所望の磁気回路Dを形成するためのものである。即ち、可動側ユニット収容体２０は、ヨーク２２と、永久磁石２３と、ポールピース２４（センターポール）と、によって構成されている。ヨーク２２は、例えば鉄などの強磁性体であって、長手方向Lを軸とする薄肉筒部２５と底部２６を有する有底略円筒状に形成されている。底部２６は、薄肉筒部２５の基端方向側の開口を閉塞している。永久磁石２３とポールピース２４は、ヨーク２２内に収容されている。永久磁石２３は、例えばネオジウム磁石やフェライト磁石であって、長手方向Lを軸とする低背略円柱状に形成されており、底部２６に取り付けられている。永久磁石２３は、長手方向Lに着磁されている。ポールピース２４は、例えば鉄などの強磁性体であって、長手方向Lを軸とする低背略円柱状に形成されており、永久磁石２３に取り付けられている。以上の構成で、ヨーク２２と永久磁石２３、ポールピース２４は、図７に示す磁気回路Dを形成している。磁気回路Dは、例えば、ヨーク２２の薄肉筒部２５、ヨーク２２の底部２６、永久磁石２３、ポールピース２４を順に跨って形成されている。即ち、ポールピース２４の外周面２４ａと、ヨーク２２の薄肉筒部２５の内周面２５ａと、の間には磁気ギャップｇが形成されている。磁気ギャップｇ内では、磁束が外周側方向へ放射状に延びて高い磁束密度を呈している。磁気ギャップｇは、長手方向Lを軸とする略円筒状に形成されることになる。
【００２１】
また、図７に示すように一対の振動源側ユニット７の可動側ユニット収容体２０のヨーク２２の底部２６同士が図示しない結合手段によって相互に結合しており、もって、振動源側ユニット７同士が相互に結合している。一対の振動源側ユニット７の可動側ユニット収容体２０に跨るように、長手方向Lに延びる軸体貫通孔３０が形成されている。軸体貫通孔３０の両開口端には、ブッシュ３１が夫々取り付けられている。
【００２２】
ユニットバネ体収容蓋２１は、ユニットバネ体８を収容すると共に、可動側ユニット収容体２０の薄肉筒部２５の先端方向側の開口を閉塞するものである。ユニットバネ体収容蓋２１は、高い導電率を有する燐青銅製であって、蓋部３５と、ユニットバネ体収容部３６と、によって構成されている。蓋部３５は、長手方向Lを軸とする有孔円盤状に形成されている。蓋部３５の外周端部３５ａは、リング状のブッシュ３７を介して可動側ユニット収容体２０のヨーク２２の薄肉筒部２５に固定されている。蓋部３５の内周端部３５ｂは、ユニットバネ体収容部３６に接続している。蓋部３５の内周端部３５ｂの先端方向側にはワッシャ４５が配置される。ユニットバネ体収容部３６は、収容筒部３８と閉塞部３９によって構成されている。収容筒部３８は、長手方向Lを軸とし、蓋部３５の内周端部３５ｂに接続しつつ、先端方向に延びる筒体である。閉塞部３９は、収容筒部３８の先端方向側の開口を閉塞する有孔円盤である。閉塞部３９には、ロッド貫通孔３９ａが形成されている。このロッド貫通孔３９ａの内周面にはメネジが形成されている。ユニットバネ体収容部３６には、バネ押え４０と、ナット４１と、ワッシャ４２と、が取り付けられている。バネ押え４０は、ユニットバネ体収容部３６内に収容されるバネ押え本体４３と、バネ押え本体４３に接続しつつ先端方向に延びる進退ロッド４４と、によって構成されている。進退ロッド４４の外周面にはオネジが形成されている。以上の構成で、バネ押え４０を回転させると、バネ押え４０が閉塞部３９に対して長手方向Lで相対的に変位する。バネ押え４０を閉塞部３９に対して所望の位置に位置決めしたら、進退ロッド４４にナット４１を嵌めることで、ダブルナットの原理により、バネ押え４０は、閉塞部３９に対して位置固定される。このとき、ナット４１と閉塞部３９の間には上記のワッシャ４２が介装される。
【００２３】
以上に説明した振動源側ユニット７は、可動側ユニット９よりも振動源側に配置されている。具体的には、可動側ユニット９は振動源側ユニット７によって支持され、振動源側ユニット７は外枠体２によって支持され、外枠体２は振動源に支持されているので、この点、振動源側ユニット７は、可動側ユニット９よりも振動源に近い位置（振動源側）に配置されていると言うことができる。
【００２４】
本実施形態では、可動側ユニット収容体２０のヨーク２２が、振動源側保持体に相当している。また、ユニットバネ体収容蓋２１が、ユニット外部端子に相当している。即ち、可動側ユニット収容体２０のヨーク２２（振動源側保持体）は、永久磁石２３とユニットバネ体収容蓋２１（ユニット外部端子）を保持している。
【００２５】
（ユニットバネ体８）
図８に示すように、本実施形態において各ユニットバネ体８としては、コイルバネが採用されている。ユニットバネ体８は、例えば図６に示すように常に圧縮状態とされる。従って、ユニットバネ体８としては、詳しくは、圧縮コイルバネが採用されている。しかし、これに代えて、引張コイルバネや円錐コイルバネ、渦巻きバネであってもよい。ユニットバネ体８の素材としては、高コストになるが高い導電率を有する燐青銅が採用されている。しかし、これに代えて、ステンレスやバネ鋼であってもよい。そして、一対のユニットバネ体８は、図６に示すように一対の可動側ユニット９を長手方向Lで挟むように、振動源側ユニット７と可動側ユニット９の間に介装されている。
【００２６】
（可動側ユニット９）
図９に示すように、一対の可動側ユニット９は、軸体６を介して相互に連結されている。各可動側ユニット９は、振動源側ユニット７に対して長手方向Lに相対的に移動可能であって、発電コイル５０と、発電コイル５０を保持する絶縁性のボビン５１（可動側保持体）と、によって構成されている。ボビン５１は、コイル保持部５２と、軸体固定部５３と、によって構成されている。コイル保持部５２は、長手方向Lを軸とする筒体である。コイル保持部５２の外周に発電コイル５０が形成されている。軸体固定部５３は、コイル保持部５２の先端方向側の開口を閉塞する有孔円盤であって、その中心には軸体取り付け孔５４が形成されている。そして、ボビン５１の軸体取り付け孔５４には、軸体６の端部が固定されている。軸体固定部５３の内周端部５３ａにはワッシャ５５が配置されており、発電コイル５０の電気線Wの一端Waはワッシャ５５に接続している。一方、発電コイル５０の電気線Wの他端Wbは軸体６に接続している。従って、一対の可動側ユニット９の発電コイル５０の電気線Wの他端Wb同士は、軸体６を介して電気的に接続している。一対の発電コイル５０は、直列に連結されている。
【００２７】
（導電経路）
ここで、図１０を参照しつつ、発電コイル５０とユニットバネ体収容蓋２１の間の導電経路について説明する。図１０において、発電コイル５０の電気線Wの一端Waは、ワッシャ５５に接続している。ワッシャ５５には、ユニットバネ体８が接触している。ユニットバネ体８には、バネ押え４０が接触している。バネ押え４０の進退ロッド４４のオネジと、ユニットバネ体収容蓋２１のロッド貫通孔３９ａのメネジと、が噛み合っている。従って、発電コイル５０の電気線Wの一端Waは、ワッシャ５５と、ユニットバネ体８と、バネ押え４０と、を順に介して、ユニットバネ体収容蓋２１に電気的に接続されている。
【００２８】
同様に、図１０を参照しつつ、ユニットバネ体収容蓋２１と外部接続端子１５の間の導電経路について説明する。図１０において、ユニットバネ体収容蓋２１にはワッシャ４５が接触している。ワッシャ４５には、外枠バネ体３が接触している。外枠バネ体３には、外部接続端子１５が接触している。従って、ユニットバネ体収容蓋２１は、ワッシャ４５と、外枠バネ体３と、を順に介して、外部接続端子１５に電気的に接続されている。
【００２９】
（作動）
以上の構成で、振動源の振動により図１の振動発電機１が長手方向Lに振動すると、図３に示す外枠バネ体３とユニットバネ体８の存在により、図６に示す可動側ユニット９は振動源側ユニット７に対して相対的に長手方向Lで強く振動する。すると、図７に示す振動源側ユニット７の可動側ユニット収容体２０の磁気ギャップｇ内の磁束を切るように、図９に示す可動側ユニット９の発電コイル５０が往復運動する。そしてこのとき、電磁誘導の原理により、発電コイル５０には例えばV1[V]の交流電圧が発生する。本実施形態においては、一対の発電コイル５０が直列に接続しているので、図２に示す一対の外部接続端子１５間には、V1×2[V]の交流電圧が発生することになる。後は、一対の外部接続端子１５に図示しない電気線を接続して、振動発電機１から電気エネルギーを適宜に取り出せばよい。
【００３０】
以上に本願発明の好適な実施形態を説明したが、上記実施形態は、以下の特長を有している。
【００３１】
即ち、振動発電ユニット５は、永久磁石２３と、ユニットバネ体収容蓋２１（ユニット外部端子）と、永久磁石２３とユニットバネ体収容蓋２１を保持するヨーク２２（振動源側保持体）と、を含む振動源側ユニット７と、発電コイル５０と、発電コイル５０を保持するボビン５１（可動側保持体）と、を含み、振動源側ユニット７に対して相対的に移動可能な可動側ユニット９と、振動源側ユニット７と可動側ユニット９の間に介装されるユニットバネ体８と、を備える。振動源側ユニット７は、可動側ユニット９よりも振動源側に配置されている。可動側ユニット９の発電コイル５０の一端Waは、ユニットバネ体８を介して、振動源側ユニット７のユニットバネ体収容蓋２１に電気的に接続される。このように、可動側ユニット９の発電コイル５０の一端Waを振動源側ユニット７のユニットバネ体収容蓋２１に電気的に接続するための導電経路としてユニットバネ体８を利用することで、可動側ユニット９の発電コイル５０の一端Waを振動源側ユニット７のユニットバネ体収容蓋２１に電気的に接続するための導電経路用のスペースを小さくすることができ、もって、振動発電ユニット５の小型化に寄与する。また、発電コイル５０を構成する電気線が断線することもない。
【００３２】
なお、本願出願人の事前の特許調査によれば、コイルバネを導電経路として利用する点は、特開２００６−２６９４１３号公報に既に開示されている。特開２００６−２６９４１３号公報の段落番号００６３や図１０、図１１を参照されたい。しかしながら、特開２００６−２６９４１３号公報においてコイルばねは、そもそものところ、二酸化炭素の気泡を取り除くためにダイレクトメタノール燃料電池を揺らす目的で設けられたものである。従って、コイルばねの本来の用途が本願のものとは全く異なることから、本願に開示した技術アイデアを創作するにあたり、仮に特開２００６−２６９４１３号公報を事前に知っていたとしても、特開２００６−２６９４１３号公報に開示の内容を参考にすることはなかったものと考えられる。
【００３３】
また、振動発電装置４は、振動発電ユニット５を一対で備えている。振動源側ユニット７同士は相互に結合している。可動側ユニット９同士は軸体６を介して相互に連結している。可動側ユニット９の発電コイル５０の他端Wb同士は、軸体６を介して、相互に電気的に接続されている。
【００３４】
また、振動発電機１は、外部接続端子１５と、外部接続端子１５を保持する外枠保持体１６と、を含む外枠体２と、上記の振動発電装置４と、振動発電装置４を挟むように、外枠体２と振動発電装置４の間に一対で介装される外枠バネ体３と、を備えている。以上の構成によれば、振動源側ユニット７と可動側ユニット９との相対的な移動が増幅される構成が実現される。
【００３５】
また、振動発電装置４の各ユニットバネ体収容蓋２１は、各外枠バネ体３を介して、各外部接続端子１５に電気的に接続されている。このように、振動発電装置４の各ユニットバネ体収容蓋２１を各外部接続端子１５に電気的に接続するための導電経路として各外枠バネ体３を利用することで、振動発電装置４の各ユニットバネ体収容蓋２１を各外部接続端子１５に電気的に接続するための導電経路用のスペースを小さくすることができ、もって、振動発電機１の小型化に寄与する。
【００３６】
以上に説明した実施形態は、例えば以下のように変更することができる。
【００３７】
上記実施形態において、ワッシャ４５は、接触抵抗低減の観点から、省略することも考えられる。
【００３８】
上記実施形態において、振動発電機１は、例えば自動車や橋梁、機械など、振動を発生する振動源に取り付けられ、その振動源の振動を利用して電気エネルギーを生成するためのものとした。このとき、振動発電機１が振動源に対して直接取り付けられる場合と、振動発電機１が振動源に対して例えば別部材である専用の取り付け部品を介して間接的に取り付けられる場合と、が考えられる。
【００３９】
また、上記実施形態において、ユニットバネ体収容蓋２１は、高い導電率を有する燐青銅製とした。しかし、これに代えて、ユニットバネ体収容蓋２１を絶縁樹脂等によって構成することも考えられる。この場合、可動側ユニット収容体２０のヨーク２２及びユニットバネ体収容蓋２１、バネ押え４０、ナット４１が振動源側保持体に相当している。また、ワッシャ４２が、ユニット外部端子に相当している。即ち、可動側ユニット収容体２０のヨーク２２及びユニットバネ体収容蓋２１、バネ押え４０、ナット４１（振動源側保持体）は、永久磁石２３とワッシャ４２（ユニット外部端子）を保持する。なお、この場合、図７において、ワッシャ４２とワッシャ４５は電気線X（図１０を併せて参照）により相互に電気的に接続される。ここで、図１０を参照しつつ、発電コイル５０とワッシャ４２の間の導電経路について説明する。図１０において、発電コイル５０の電気線Wの一端Waは、ワッシャ５５に接続している。ワッシャ５５には、ユニットバネ体８が接触している。ユニットバネ体８には、バネ押え４０が接触している。バネ押え４０の進退ロッド４４のオネジと、ナット４１のメネジと、が噛み合っている。ナット４１は、ワッシャ４２に接触している。従って、発電コイル５０の電気線Wの一端Waは、ワッシャ５５と、ユニットバネ体８と、バネ押え４０と、ナット４１を順に介して、ワッシャ４２に電気的に接続されている。同様に、図１０を参照しつつ、ワッシャ４２と外部接続端子１５の間の導電経路について説明する。図１０において、ワッシャ４２とワッシャ４５は、電気線Xによって電気的に接続されている。ワッシャ４５には、外枠バネ体３が接触している。外枠バネ体３には、外部接続端子１５が接触している。従って、ワッシャ４２は、電気線Xと、ワッシャ４５と、外枠バネ体３と、を順に介して、外部接続端子１５に電気的に接続されている。
【符号の説明】
【００４０】
１ 振動発電機
２ 外枠体
３ 外枠バネ体
４ 振動発電装置
５ 振動発電ユニット
６ 軸体
７ 振動源側ユニット
８ ユニットバネ体
９ 可動側ユニット
１５ 外部接続端子
１６ 外枠保持体
１７ 薄肉筒体
１８ 筒体閉塞板
１８ａ 内面
１９ 連結リング
２０ 可動側ユニット収容体
２１ ユニットバネ体収容蓋（ユニット外部端子、振動源側保持体）
２２ ヨーク（振動源側保持体、振動源側保持体）
２３ 永久磁石
２４ ポールピース
２４ａ 外周面
２５ 薄肉筒部
２５ａ 内周面
２６ 底部
３０ 軸体貫通孔
３１ ブッシュ
３５ 蓋部
３５ａ 外周端部
３５ｂ 内周端部
３６ ユニットバネ体収容部
３７ ブッシュ
３８ 収容筒部
３９ 閉塞部
３９ａ ロッド貫通孔
４０ バネ押え（振動源側保持体）
４１ ナット
４２ ワッシャ（ユニット外部端子）
４３ バネ押え本体
４４ 進退ロッド
４５ ワッシャ
５０ 発電コイル
５１ ボビン（可動側保持体）
５２ コイル保持部
５３ 軸体固定部
５４ 軸体取り付け孔
５３ａ 内周端部
５５ ワッシャ
L 長手方向
R 径方向
D 磁気回路
W 電気線
Wa 一端
Wb 他端
X 電気線
ｇ 磁気ギャップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石と、ユニット外部端子と、前記永久磁石と前記ユニット外部端子を保持する振動源側保持体と、を含む振動源側ユニットと、
発電コイルと、前記発電コイルを保持する可動側保持体と、を含み、前記振動源側ユニットに対して相対的に移動可能な可動側ユニットと、
前記振動源側ユニットと前記可動側ユニットの間に介装されるユニットバネ体と、
を備え、
前記振動源側ユニットは、前記可動側ユニットよりも振動源側に配置されており、
前記可動側ユニットの前記発電コイルの一端は、前記ユニットバネ体を介して、前記振動源側ユニットの前記ユニット外部端子に電気的に接続される、
振動発電ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の振動発電ユニットであって、
前記ユニットバネ体は、圧縮コイルバネ又は引張コイルバネ、円錐コイルバネ、渦巻きバネのうち何れかである、
振動発電ユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の振動発電ユニットを一対で備え、
前記振動源側ユニット同士は相互に結合しており、
前記可動側ユニット同士は軸体を介して相互に連結しており、
前記可動側ユニットの前記発電コイルの他端同士は、前記軸体を介して、相互に電気的に接続されている、
振動発電装置。
【請求項４】
外部接続端子と、前記外部接続端子を保持する外枠保持体と、を含む外枠体と、
請求項３に記載の振動発電装置と、
前記振動発電装置を挟むように、前記外枠体と前記振動発電装置の間に一対で介装される外枠バネ体と、
を備えた、
振動発電機。
【請求項５】
請求項４に記載の振動発電機であって、
前記振動発電装置の各ユニット外部端子は、各外枠バネ体を介して、各外部接続端子に電気的に接続されている、
振動発電機。
【請求項６】
請求項５に記載の振動発電機であって、
前記外枠バネ体は、圧縮コイルバネ又は引張コイルバネ、円錐コイルバネ、渦巻きバネのうち何れかである、
振動発電機。
【請求項１】
永久磁石と、ユニット外部端子と、前記永久磁石と前記ユニット外部端子を保持する振動源側保持体と、を含む振動源側ユニットと、
発電コイルと、前記発電コイルを保持する可動側保持体と、を含み、前記振動源側ユニットに対して相対的に移動可能な可動側ユニットと、
前記振動源側ユニットと前記可動側ユニットの間に介装されるユニットバネ体と、
を備え、
前記振動源側ユニットは、前記可動側ユニットよりも振動源側に配置されており、
前記可動側ユニットの前記発電コイルの一端は、前記ユニットバネ体を介して、前記振動源側ユニットの前記ユニット外部端子に電気的に接続される、
振動発電ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の振動発電ユニットであって、
前記ユニットバネ体は、圧縮コイルバネ又は引張コイルバネ、円錐コイルバネ、渦巻きバネのうち何れかである、
振動発電ユニット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の振動発電ユニットを一対で備え、
前記振動源側ユニット同士は相互に結合しており、
前記可動側ユニット同士は軸体を介して相互に連結しており、
前記可動側ユニットの前記発電コイルの他端同士は、前記軸体を介して、相互に電気的に接続されている、
振動発電装置。
【請求項４】
外部接続端子と、前記外部接続端子を保持する外枠保持体と、を含む外枠体と、
請求項３に記載の振動発電装置と、
前記振動発電装置を挟むように、前記外枠体と前記振動発電装置の間に一対で介装される外枠バネ体と、
を備えた、
振動発電機。
【請求項５】
請求項４に記載の振動発電機であって、
前記振動発電装置の各ユニット外部端子は、各外枠バネ体を介して、各外部接続端子に電気的に接続されている、
振動発電機。
【請求項６】
請求項５に記載の振動発電機であって、
前記外枠バネ体は、圧縮コイルバネ又は引張コイルバネ、円錐コイルバネ、渦巻きバネのうち何れかである、
振動発電機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−９０５０３（Ｐ２０１３−９０５０３Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３０７７８（Ｐ２０１１−２３０７７８）
【出願日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【出願人】（０００２３１０７３）日本航空電子工業株式会社 (1,081)
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【出願人】（０００２３１０７３）日本航空電子工業株式会社 (1,081)
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