JP2016201899A - 振動構造体およびそれを用いた振動発電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】磁石がコアに吸着し難い振動構造体およびそれを用いた振動発電装置を提供する。
【解決手段】振動構造体100は、フレーム1と、可動板2と、一対の連結部3A,3Bと、磁石4を含む磁石ブロック10と、コア5と、巻線6とを備えている。一対の連結部3A,3Bは、可動板2を、フレーム1に対して第1方向に振動可能に支持する。磁石ブロック10は、磁化方向が、可動板2の厚み方向と第1方向との両方に直交する第2方向と一致するように、可動板2に取り付けられている。コア5は、フレーム1の一部に設けられている。コア5は、磁石ブロック10が第1方向に振動するのに伴って、第2方向で磁石ブロック10と対向する対向面の面積が変化するように、配置されている。
【選択図】図1
【解決手段】振動構造体100は、フレーム1と、可動板2と、一対の連結部3A,3Bと、磁石4を含む磁石ブロック10と、コア5と、巻線6とを備えている。一対の連結部3A,3Bは、可動板2を、フレーム1に対して第1方向に振動可能に支持する。磁石ブロック10は、磁化方向が、可動板2の厚み方向と第1方向との両方に直交する第2方向と一致するように、可動板2に取り付けられている。コア5は、フレーム1の一部に設けられている。コア5は、磁石ブロック10が第1方向に振動するのに伴って、第2方向で磁石ブロック10と対向する対向面の面積が変化するように、配置されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、一般に、振動構造体およびそれを用いた振動発電装置に関し、より詳細には、振動エネルギを電気エネルギに変換する振動構造体およびそれを用いた振動発電装置に関する。
従来、電磁誘導を利用して振動エネルギを電気エネルギに変換するエネルギ変換装置が提案されている(例えば、特許文献1)。
特許文献1記載のエネルギ変換装置は、支持体と、永久磁石と、一対のコイルバネとを備えている。支持体には、収納部が設けられている。永久磁石および一対のコイルバネは、支持体の収納部に配置されている。
支持体の内天井面には、平面コイルが配置されている。この内天井面には、平面コイルの中央部と対向する領域に、開口部が形成されている。上記開口部には、FeおよびCo等からなる磁心(コア)が埋め込まれている。この磁心の先端部は、平面コイルの中央部に配置されている。
永久磁石は、支持体の厚み方向と直交する方向(第1方向)に移動するように、一対のコイルバネを介して支持体の内側面と連結されている。この永久磁石は、上記第1方向と直交する方向(第2方向)に対する移動が規制されている。
永久磁石は、平面コイルと所定の間隔を隔てて対向配置されている。特許文献1には、永久磁石の磁化方向が、上記厚み方向と一致する旨が記載されている。
特許文献1記載のエネルギ変換装置では、永久磁石が平面コイルと対向配置され、かつ、永久磁石の磁化方向に磁心が存在するので、永久磁石が移動(振動)したときに、永久磁石が磁心に吸着する可能性がある。
本発明の目的は、磁石がコアに吸着し難い振動構造体およびそれを用いた振動発電装置を提供することである。
本発明の振動構造体は、枠状のフレームと、前記フレームの内側に配置された可動板と、前記可動板の厚み方向に直交する第1方向において前記可動板の両側に設けられ前記フレームと前記可動板とを連結する一対の連結部とを備えている。また、前記振動構造体は、磁石を含む磁石ブロックと、前記磁石ブロックの磁束を通す磁気回路を形成するコアと、前記コアに巻き付けられる巻線とを備えている。前記一対の連結部は、前記可動板を、前記フレームに対して前記第1方向に振動可能に支持する。前記磁石ブロックは、前記磁石ブロックの磁化方向が前記厚み方向と前記第1方向との両方に直交する第2方向と一致するように、前記可動板に取り付けられている。前記コアは、前記フレームの一部に設けられている。前記コアは、前記磁石ブロックが前記第1方向に振動するのに伴って、前記第2方向で前記磁石ブロックと対向する対向面の面積が変化するように、配置されている。
この振動構造体において、前記コアは、第1コアと、第2コアとを有し、前記フレームは、矩形枠状に形成され、前記第1コアは、前記フレームにおける前記第1方向の第1端部に配置され、前記第2コアは、前記フレームにおける前記第1方向の第2端部に配置されていることが好ましい。
この振動構造体において、前記第1コアおよび前記第2コアの各々は、棒状の基部と、前記基部の両端から前記第1方向に沿って突出するように設けられた一対の脚部とを備え、前記磁石ブロックは、矩形板状に構成され、前記第1コアの前記一対の脚部である一対の第1脚部は、前記磁石ブロックが振動していない静止状態において、前記一対の第1脚部それぞれの先端面が、前記磁石ブロックにおける前記第1方向の両側面のうち前記第1コアに近い側面と同一平面に位置するように、構成され、前記第2コアの前記一対の脚部である一対の第2脚部は、前記静止状態において、前記一対の第2脚部それぞれの先端面が、前記磁石ブロックにおける前記第1方向の両側面のうち前記第2コアに近い側面と同一平面に位置するように、構成され、前記一対の第1脚部および前記一対の第2脚部の各々には、前記対向面が設けられていることが好ましい。
この振動構造体において、前記コアは、前記フレームとは別体に構成され、前記フレーム、前記可動板および前記一対の連結部は、1枚の板材にて形成されていることが好ましい。
この振動構造体において、前記基部は、断面四角形状に形成され、前記基部は、長手方向が前記第2方向と一致するように配置され、前記基部には、前記巻線が巻き付けられ、前記一対の脚部の各々は、前記厚み方向の中央部に、前記フレームを保持する保持部が形成されていることが好ましい。
この振動構造体において、前記基部は、断面四角形状に形成され、前記基部は、長手方向が前記第2方向と一致するように配置され、前記巻線は、前記基部に巻き付けられ、前記一対の脚部の各々は、断面四角形状に形成され、前記一対の脚部の各々は、前記厚み方向の一面に、前記フレームを支持する支持面が形成されていることが好ましい。
この振動構造体において、前記磁石ブロックは、前記磁石として、第1磁石と、第2磁石とを有し、前記第1磁石は、前記可動板の厚み方向の第1面に取り付けられ、前記第2磁石は、前記可動板の厚み方向の第2面に取り付けられていることが好ましい。
この振動構造体において、前記磁石ブロックは、それぞれ一対のヨーク片からなる、第1ヨーク対と、第2ヨーク対とを有し、前記第1ヨーク対は、前記一対のヨーク片で前記第1磁石を挟むように、かつ、前記一対のヨーク片が前記第1磁石と前記第2方向に沿って並ぶように、前記可動板の前記第1面に取り付けられ、前記第2ヨーク対は、前記一対のヨーク片で前記第2磁石を挟むように、かつ、前記一対のヨーク片が前記第2磁石と前記第2方向に沿って並ぶように、前記可動板の前記第2面に取り付けられていることが好ましい。
この振動構造体において、前記磁石には、錘が固定されていることが好ましい。
この振動構造体において、前記一対の連結部の各々は、弾性を有するように形成され、前記一対の連結部の各々は、矩形枠状の枠体と、前記枠体を前記フレームと前記可動板との間に接続する一対の接続片とを具備する、ばね部を備えていることが好ましい。
この振動構造体において、前記一対の連結部の各々は、前記ばね部である第1ばね部と、前記第1ばね部とは異なる形状の第2ばね部とを備え、前記第2ばね部は、前記第2方向に沿って配置される一対の第1棒体と、前記第1方向に沿って配置される第2棒体とを備え、前記一対の第1棒体それぞれの両端は、前記フレームにおける前記第2方向の両端部に取り付けられ、前記第2棒体の第1端は、前記一対の第1棒体のうち一方の第1棒体の中央部に取り付けられ、前記第2棒体の中央部は、前記一対の第1棒体のうち他方の第1棒体の中央部に取り付けられ、前記第2棒体の第2端は、前記第1ばね部を介して、前記可動板に取り付けられていることが好ましい。
本発明の振動発電装置は、前記振動構造体と、前記巻線で発生する誘導起電力を整流する整流回路とを備えている。前記整流回路は、前記巻線と電気的に接続されている。
本発明の振動構造体において、前記磁石ブロックは、前記磁石ブロックの磁化方向が前記厚み方向と前記第1方向との両方に直交する第2方向と一致するように、前記可動板に取り付けられている。前記コアは、前記磁石ブロックが前記第1方向に振動するのに伴って、前記第2方向で前記磁石ブロックと対向する対向面の面積が変化するように、配置されている。これにより、本発明の振動構造体では、前記磁石が前記コアに吸着し難くなる。
本発明の振動発電装置は、前記振動構造体と、前記巻線で発生する誘導起電力を整流する整流回路とを備えている。前記整流回路は、前記巻線と電気的に接続されている。これにより、本発明の振動発電装置では、前記磁石が前記コアに吸着し難い振動構造体を用いた振動発電装置を提供することができる。
(実施形態1)
以下では、実施形態1の振動構造体100について、図1〜図6を参照しながら説明する。
以下では、実施形態1の振動構造体100について、図1〜図6を参照しながら説明する。
振動構造体100は、電磁誘導を利用して振動エネルギを電気エネルギに変換するように構成されている。
振動構造体100は、例えば、フレーム1と、可動板2と、一対の連結部3A,3Bと、磁石ブロック10と、一対のコア5,5と、一対の巻線6,6とを備えている。振動構造体100では、一対のコア5,5が、例えば、フレーム1とは別体に構成されている。
フレーム1は、枠状(例えば、矩形枠状)に形成されている。フレーム1は、例えば、金属材料により形成されている。金属材料としては、例えばSUS301、りん青銅、ベリリウム銅、洋白、銅チタン合金等が挙げられる。
可動板2は、板状(例えば、矩形板状)に形成されている。可動板2は、例えば、金属材料により形成されている。金属材料としては、例えば、SUS301、りん青銅、ベリリウム銅、洋白、銅チタン合金等が挙げられる。
可動板2は、フレーム1の内側に配置されている。
一対の連結部3A,3Bは、フレーム1と可動板2とを連結するように構成されている。
一対の連結部3A,3Bは、可動板2の厚み方向に直交する第1方向(図2では、上下方向)において、可動板2の両側に設けられている。また、一対の連結部3A,3Bは、可動板2を、フレーム1に対して上記第1方向に振動可能に支持している。
一対の連結部3A,3Bの各々は、例えば、金属材料により形成されている。金属材料としては、例えば、SUS301、りん青銅、ベリリウム銅、洋白、銅チタン合金等が挙げられる。また、一対の連結部3A,3Bの各々は、弾性を有するように形成されている。なお、一対の連結部3A,3Bの詳細については、後述する。
磁石ブロック10は、板状(例えば、矩形板状)に形成されている。磁石ブロック10は、磁石4を含む。振動構造体100では、磁石ブロック10が、磁石4を有している。
磁石ブロック10は、この磁石ブロック10の磁化方向が上記厚み方向と上記第1方向との両方に直交する第2方向(図2では、左右方向)と一致するように、可動板2に取り付けられている。具体的に説明すると、磁石ブロック10は、磁石ブロック10における上記第2方向の第1端部(図2では、右端部)がN極となり、磁石ブロック10における上記第2方向の第2端部(図2では、左端部)がS極となるように、可動板2に取り付けられている。振動構造体100では、例えば、接着剤等によって、磁石ブロック10が可動板2に取り付けられている。
磁石ブロック10は、磁石4として、第1磁石41と、第2磁石42とを有している。
第1磁石41および第2磁石42の各々は、板状(例えば、矩形板状)に形成されている。
第1磁石41は、可動板2の上記厚み方向の第1面(図1では、上面)に取り付けられている。振動構造体100では、例えば、接着剤等によって、第1磁石41が可動板2の上記第1面に取り付けられている。
第2磁石42は、可動板2の上記厚み方向の第2面(図1では、下面)に取り付けられている。振動構造体100では、例えば、接着剤等によって、第2磁石42が可動板2の上記第2面に取り付けられている。
磁石ブロック10は、磁石4に加えて、例えば、第1ヨーク対21と、第2ヨーク対22とを有している。
第1ヨーク対21および第2ヨーク対22の各々は、一対のヨーク片23A,23Bからなる。
第1ヨーク対21は、この第1ヨーク対21における一対のヨーク片23A,23Bで第1磁石41を挟むように、かつ、この一対のヨーク片23A,23Bが第1磁石41と上記第2方向に沿って並ぶように、可動板2の上記第1面に取り付けられている。振動構造体100では、例えば、接着剤等によって、第1ヨーク対21が可動板2の上記第1面に取り付けられている。
第2ヨーク対22は、この第2ヨーク対22における一対のヨーク片23A,23Bで第2磁石42を挟むように、かつ、この一対のヨーク片23A,23Bが第2磁石42と上記第2方向に沿って並ぶように、可動板2の上記第2面に取り付けられている。振動構造体100では、例えば、接着剤等によって、第2ヨーク対22が可動板2の上記第2面に取り付けられている。
磁石ブロック10は、磁石4、第1ヨーク対21および第2ヨーク対22に加えて、一対の錘70,70を有している。なお、以下では、説明の便宜上、一対の錘70,70のうち1つの錘70を「第1錘71」と称し、一対の錘70,70のうち残りの錘70を「第2錘72」と称する。
第1錘71および第2錘72の各々は、板状(例えば、矩形板状)に形成されている。また、第1錘71および第2錘72の各々は、例えば、非磁性材料により形成されている。非磁性材料としては、例えば、SUS304、アルミニウム、真鍮等が挙げられる。
第1錘71は、第1磁石41および第1ヨーク対21に、固定されている。具体的に説明すると、第1錘71は、第1磁石41および第1ヨーク対21の可動板2側とは反対側(図1では、上側)に、固定されている。振動構造体100では、例えば、接着剤等によって、第1錘71が第1磁石41および第1ヨーク対21に固定されている。
第2錘72は、第2磁石42および第2ヨーク対22に、固定されている。具体的に説明すると、第2錘72は、第2磁石42および第2ヨーク対22の可動板2側とは反対側(図1では、下側)に、固定されている。振動構造体100では、例えば、接着剤等によって、第2錘72が第2磁石42および第2ヨーク対22に固定されている。
第1錘71および第2錘72の各々は、可動板2の共振周波数を調整可能に構成されている。第1錘71および第2錘72それぞれの質量は、可動板2の共振周波数が、設置環境の振動周波数と一致するように、設定されていることが好ましい。これにより、振動構造体100では、可動板2が共振駆動する(可動板2が大きく変位する)ので、発電量を増加させることが可能になる。なお、設置環境の振動周波数とは、振動構造体100が設置された場所で発生する振動の周波数を意味する。
第1錘71は、第1磁石41および第1ヨーク対21の可動板2側とは反対側に、固定されているが、これに限らない。第1錘71は、第1磁石41および第1ヨーク対21の可動板2側に固定されていてもよい。この場合、第1錘71は、可動板2の上記第1面に取り付けられ、この第1錘71の可動板2側とは反対側に、第1磁石41および第1ヨーク対21が固定される。つまり、振動構造体100では、第1錘71と、第1磁石41および第1ヨーク対21との位置が、入れ替わっていてもよい。
第2錘72は、第2磁石42および第2ヨーク対22の可動板2側とは反対側に固定されているが、これに限らない。第2錘72は、第2磁石42および第2ヨーク対22の可動板2側に固定されていてもよい。この場合、第2錘72は、可動板2の上記第2面に取り付けられ、この第2錘72の可動板2側とは反対側に、第2磁石42および第2ヨーク対22が固定される。つまり、振動構造体100では、第2錘72と、第2磁石42および第2ヨーク対22との位置を、入れ替わっていてもよい。
一対のコア5,5の各々は、磁石ブロック10の磁束を通す磁気回路を形成するように構成されている。一対のコア5,5の各々は、磁性材料により形成されている。
一対のコア5,5の各々は、棒状(例えば、角棒状)の基部7と、基部7の両端から上記第1方向に沿って突出するように設けられた一対の脚部8A,8Bとを備えている。なお、以下では、説明の便宜上、一対のコア5,5のうち1つのコア5を「第1コア5A」と称し、一対のコア5,5のうち残りのコア5を「第2コア5B」と称する。
第1コア5Aは、フレーム1における上記第1方向の第1端部(図2では、上端部)に配置されている。第2コア5Bは、フレーム1における上記第1方向の第2端部(図2では、下端部)に配置されている。要するに、第1コア5Aおよび第2コア5Bの各々は、フレーム1の一部に設けられている。なお、第1コア5Aおよび第2コア5Bの詳細については、後述する。
一対の巻線6,6は、対応する一対のコア5,5に巻き付けられるように構成されている。一対の巻線6,6の各々は、例えば、被覆電線である。被覆電線とは、導電体が絶縁被覆部により覆われた電線を意味する。一対の巻線6,6の各々は、例えば、直列に接続されている。なお、以下では、説明の便宜上、一対の巻線6,6のうち1つの巻線6を「第1巻線6A」と称し、一対の巻線6,6のうち残りの巻線6を「第2巻線6B」と称する。
以下では、第1コア5Aおよび第2コア5Bの詳細について、説明する。
第1コア5Aおよび第2コア5Bの各々は、複数枚の薄板を積層して形成されている(図3参照)。複数枚の薄板の各々は、磁性材料により形成されている。これにより、振動構造体100では、例えば、可動板2の共振周波数が高い周波数のとき、第1コア5Aおよび第2コア5Bの各々が上記複数枚の薄板を積層して形成されていない場合に比べて、各コア5A,5Bで発生する渦電流損を抑制することが可能になる。
第1コア5Aの基部(以下、「第1基部」)7は、例えば、断面四角形状に形成されている。第1基部7は、この第1基部7の長手方向(図2では、左右方向)が上記第2方向と一致するように配置されている。第1基部7には、第1巻線6Aが巻き付けられている。振動構造体100では、第1基部7に、第1巻線6Aが、例えば、1000ターン巻き付けられている。
第1コア5Aの一対の脚部(以下、「一対の第1脚部」)8A,8Bの各々は、例えば、断面四角形状に形成されている。
一対の第1脚部8A,8Bは、磁石ブロック10が振動していない静止状態において、それぞれの先端面9が、磁石ブロック10における上記第1方向の両側面のうち第1コア5Aに近い側面(図2では、上側面)と同一平面に位置するように、構成されている。
第2コア5Bの基部(以下、「第2基部」)7は、例えば、断面四角形状に形成されている。第2基部7は、この第2基部7の長手方向(図2では、左右方向)が上記第2方向と一致するように配置されている。第2基部7には、第2巻線6Bが巻き付けられている。振動構造体100では、第2基部7に、第2巻線6Bが、例えば、1000ターン巻き付けられている。
第2コア5Bの一対の脚部(以下、「一対の第2脚部」)8A,8Bの各々は、例えば、断面四角形状に形成されている。
一対の第2脚部8A,8Bは、磁石ブロック10の静止状態において、それぞれの先端面9が、磁石ブロック10における上記第1方向の両側面のうち第2コア5Bに近い側面(図2では、下側面)と同一平面に位置するように、構成されている。
一対の第1脚部8A,8Bの各々は、上記厚み方向(図1では、上下方向)の中央部に、フレーム1を保持する保持部(以下、「第1保持部」)11が形成されている。一対の第2脚部8A,8Bの各々は、上記厚み方向の中央部に、フレーム1を保持する保持部(以下、「第2保持部」)11が形成されている。第1保持部11および第2保持部11の各々は、例えば、溝である。第1保持部11は、フレーム1の上記第1端部を保持するように構成されている。第2保持部11は、フレーム1の上記第2端部を保持するように構成されている。振動構造体100では、フレーム1が各保持部11,11に保持された後に、例えば、レーザ溶接等によって、フレーム1が各保持部11,11に固定されている。
フレーム1、可動板2および一対の連結部3A,3Bは、例えば、1枚の板材にて形成されている。具体的に説明すると、フレーム1、可動板2および一対の連結部3A,3Bは、1枚の板材を打ち抜き加工して形成されている。1枚の板材は、例えば、金属材料により形成されている。金属材料としては、例えば、SUS301、りん青銅、ベリリウム銅、洋白、銅チタン合金等が挙げられる。これにより、振動構造体100では、フレーム1、可動板2および一対の連結部3A,3Bが1枚の板材にて形成されていない場合に比べて、生産性を向上させることが可能になる。
以下では、一対の連結部3A,3Bの詳細について説明する。なお、以下では、一対の連結部3A,3Bのうち連結部3Aのみについて説明し、残りの連結部3Bについては、連結部3Aと同じ構成であるため、説明を省略する。
連結部3Aは、例えば、図2に示すように、ばね部(以下、「第1ばね部」)31を備えている。連結部3Aは、第1ばね部31を、例えば、1つ備えている。
第1ばね部31は、図4Bに示すように、枠体33と、一対の接続片34A,34Bとを備えている。
枠体33は、矩形枠状(例えば、長方形枠状)に形成されている。枠体33の厚み寸法は、例えば、0.08mm〜0.2mmの範囲内の大きさに設定されている。枠体33における上記第1方向の第1端部(図2および図4Bでは、上端部)の上記第1方向の幅寸法は、例えば、0.08mm〜0.2mmの範囲内の大きさに設定されている。枠体33における上記第1方向の第2端部(図2および図4Bでは、下端部)の上記第1方向の幅寸法は、例えば、0.08mm〜0.2mmの範囲内の大きさに設定されている。
枠体33は、この枠体33の長手方向(図2および図4Bでは、左右方向)が、上記第2方向と一致するように、フレーム1の内側に配置されている。
一対の接続片34A,34Bは、枠体33をフレーム1と可動板2との間に接続するように構成されている。一対の接続片34A,34Bそれぞれの厚み寸法は、例えば、0.08mm〜0.2mmの範囲内の大きさに設定されている。
接続片34Aは、枠体33における上記第1方向(図4Bでは、上下方向)の第1端部(図4Bでは、上端部)に取り付けられている。接続片34Aの第1端(図4Bでは、上端)は、後述の第2ばね部32に接続されている。接続片34Aの第2端(図4Bでは、下端)は、枠体33の上記第1端部に接続されている。
接続片34Bは、枠体33における上記第1方向の第2端部(図4Bでは、下端部)に取り付けられている。接続片34Bの第1端(図4Bでは、上端)は、枠体33の上記第2端部に接続されている。接続片34Bの第2端(図4Bでは、下端)は、可動板2に接続されている。
連結部3Aは、第1ばね部31に加えて、第2ばね部32(図2参照)を、さらに備えている。連結部3Aは、第2ばね部32を、例えば、1つ備えている。
第2ばね部32は、第1ばね部31とは異なる形状に形成されている(図4A参照)。
第2ばね部32は、一対の第1棒体35A,35Bと、第2棒体36とを備えている。
一対の第1棒体35A,35Bの各々は、例えば、断面四角形状に形成されている。一対の第1棒体35A,35Bそれぞれの厚み寸法は、例えば、0.08mm〜0.2mmの範囲内の大きさに設定されている。第1棒体35Aの上記第1方向の幅寸法は、例えば、0.08mm〜0.2mmの範囲内の大きさに設定されている。第1棒体35Bの上記第1方向の幅寸法は、例えば、0.08mm〜0.2mmの範囲内の大きさに設定されている。
一対の第1棒体35A,35Bの各々は、上記第2方向に沿って配置されている。具体的に説明すると、第1棒体35Aは、この第1棒体35Aの軸方向(図2および図4Aでは、左右方向)が上記第2方向と一致するように、フレーム1の内側に配置されている。また、第1棒体35Bは、この第1棒体35Bの軸方向(図2および図4Aでは、左右方向)が上記第2方向と一致するように、フレーム1の内側に配置されている。
一対の第1棒体35A,35Bそれぞれの両端(図4Aでは、右端および左端)は、フレーム1における上記第2方向の両端部(図4Aでは、右端部および左端部)に取り付けられている。具体的に説明すると、第1棒体35Aの第1端(図4Aでは、右端)は、フレーム1における上記第2方向の第1端部(図4Aでは、右端部)に取り付けられている。第1棒体35Aの第2端(図4Aでは、左端)は、フレーム1における上記第2方向の第2端部(図4Aでは、左端部)に取り付けられている。
第2棒体36は、例えば、断面四角形状に形成されている。第2棒体36の厚み寸法は、例えば、0.08mm〜0.2mmの範囲内の大きさに設定されている。
第2棒体36は、上記第1方向に沿って配置されている。具体的に説明すると、第2棒体36は、この第2棒体36の軸方向(図2および図4Aでは、上下方向)が上記第1方向と一致するように、フレーム1の内側に配置されている。
第2棒体36の第1端(図4Aでは、上端)は、第1棒体35Aの中央部に取り付けられている。第2棒体36の中央部は、第1棒体35Bの中央部に取り付けられている。第2棒体36の第2端(図4Aでは、下端)は、第1ばね部31を介して、可動板2に取り付けられている。
振動構造体100では、この振動構造体100が設置された場所で発生する振動(外部振動)によって、例えば、磁石ブロック10が上記第1方向の一方向(図5では、左下方向)に向って変位(移動)したとき、第2コア5Bを通る磁束の量が多くなる。また、振動構造体100では、例えば、上記外部振動によって、磁石ブロック10が上記一方向に向って変位したとき、第1コア5Aを通る磁束の量が少なくなる。これにより、振動構造体100では、各コア5A,5Bを通る磁束の量が変化するので、ファラデーの電磁誘導の法則によって、各巻線6A,6Bに誘導起電力が発生する。振動構造体100では、例えば、各巻線6A,6Bに、周波数が30Hzの交流電流が流れる。なお、図5では、フレーム1、一対の連結部3A,3B、一対の巻線6,6および一対の錘70,70の図示を省略している。また、図5中の矢印は、各コア5A,5Bを通る磁束の量を模式的に表している。
ところで、第1コア5Aおよび第2コア5Bの各々は、磁石ブロック10が上記第1方向に振動するのに伴って、上記第2方向で磁石ブロック10と対向する対向面A1(図5参照)の面積が変化するように、配置されている。具体的に説明すると、一対の第1脚部8A,8Bおよび一対の第2脚部8A,8Bの各々には、上述の対向面A1が設けられている。
振動構造体100では、磁石ブロック10が振動していない静止状態のとき、第1コア5Aおよび第2コア5Bそれぞれの対向面A1の面積がゼロである。また、振動構造体100では、例えば、磁石ブロック10が上記一方向に向って変位したとき、第2コア5Bの対向面A1の面積が増加する。一方、振動構造体100では、磁石ブロック10が上記一方向に向って変位したとき、第1コア5Aの対向面A1の面積がゼロのままである。これにより、振動構造体100では、磁石ブロック10が上記第1方向に振動したとき、特許文献1記載のエネルギ変換装置に比べて、磁石ブロック10が各コア5A,5Bに吸着し難くなる。言い換えれば、振動構造体100では、磁石ブロック10が上記第1方向に振動したとき、特許文献1記載のエネルギ変換装置に比べて、磁石4が各コア5A,5Bに吸着し難くなる。
連結部3Aは、磁石ブロック10が上記第1方向に振動するときの応力が、この連結部3Aの疲労限度以下となるように、設計されている。具体的に説明すると、連結部3Aは、この連結部3Aの最大変位が±1.6mmとなるように、設計されている。なお、以下では、連結部3Bについて、連結部3Aと同じ構成であるため、説明を省略する。
また、連結部3Aは、上記第2方向に変位しないように、設計されている。具体的に説明すると、連結部3Aは、図6に示すように、上記第1方向のばね定数をky、上記第2方向のばね定数をkxとすると、ky/kxが小さくなるように、設計されている。これにより、振動構造体100では、磁石ブロック10が上記第1方向に振動したとき、磁石ブロック10が各コア5,5Bに、より吸着し難くなる。
ところで、本願発明者は、連結部3Aが第1ばね部31のみを備えた場合の振動構造体(以下、「比較例の振動構造体」)を考えた。
比較例の振動構造体では、第1ばね部31が連結部3Aの最大変位で変形するとき、磁石ブロック10が上記第1方向に振動するときの応力で、連結部3Aが破断する可能性がある。
一方、振動構造体100では、連結部3Aが、第1ばね部31に加えて、第2ばね部32を、さらに備えている。これにより、振動構造体100では、第1ばね部31および第2ばね部32の各々が、連結部3Aの最大変位の半分の変位(±0.8mm)で変形することになる。よって、振動構造体100では、比較例の振動構造体に比べて、磁石ブロック10が上記第1方向に振動するときの応力で、連結部3Aが破断するのを抑制することが可能になる。
また、振動構造体100では、第2ばね部32が、一対の第1棒体35A,35Bと、第2棒体36とを備えている。そして、振動構造体100では、一対の第1棒体35A,35Bそれぞれの両端が、フレーム1における上記第2方向の両端部に取り付けられている。これにより、振動構造体100では、連結部3Aにおける上記第2方向のばね定数(図6中のkx)が、小さくなるのを抑制することが可能になる。よって、振動構造体100では、連結部3Aが上記第2方向に変位するのを、より抑制することが可能になる。その結果、振動構造体100では、磁石ブロック10が上記第1方向に振動したとき、磁石ブロック10が各コア5,5Bに、より一層吸着し難くなる。
振動構造体100は、一対のコア5,5を備えているが、これに限らず、一対のコア5,5のうち一方のコア5のみを備えていてもよい。この場合、振動構造体100は、一対の巻線6,6のうち一方の巻線6のみを備える。
振動構造体100では、フレーム1、可動板2および一対の連結部3A,3Bが、1枚の板材にて形成されているが、これに限らない。フレーム1、可動板2および一対の連結部3A,3Bは、これらを個別に成形した後に、フレーム1、可動板2および一対の連結部3A,3Bの各々を、例えば、レーザ溶接等により組み付けて形成されていてもよい。ただし、振動構造体100では、フレーム1、可動板2および一対の連結部3A,3Bが1枚の板材にて形成されることによって、生産性を向上させることが可能になる。
また、振動構造体100では、一対のコア5,5が、フレーム1とは別体に構成されているが、これに限らない。一対のコア5,5は、フレーム1の一部に設けられていればよい。
磁石ブロック10は、磁石4以外に、第1ヨーク対21、第2ヨーク対22および一対の錘70,70を有しているが、これに限らない。磁石ブロック10は、磁石4、第1ヨーク対21および第2ヨーク対22のみを有していてもよい。また、磁石ブロック10は、磁石4のみを有していてもよい。言い換えれば、磁石ブロック10は、磁石4からなっていてもよい。
また、磁石ブロック10は、第1ヨーク対21および第2ヨーク対22を有しているが、例えば、第1ヨーク対21のみを有していてもよい。この場合、磁石ブロック10は、第1磁石41のみを有する。ただし、振動構造体100では、磁石ブロック10が第1磁石41と第2磁石42とを有していることによって、磁石ブロック10が第1磁石41のみを有する場合に比べて、発電量を増加させることが可能になる。
以上説明した振動構造体100は、枠状のフレーム1と、フレーム1の内側に配置された可動板2と、可動板2の厚み方向に直交する第1方向において可動板2の両側に設けられフレーム1と可動板2とを連結する一対の連結部3A,3Bとを備えている。また、振動構造体100は、磁石4を含む磁石ブロック10と、磁石ブロック10の磁束を通す磁気回路を形成するコア5と、コア5に巻き付けられる巻線6とを備えている。一対の連結部3A,3Bは、可動板2を、フレーム1に対して上記第1方向に振動可能に支持している。磁石ブロック10は、磁石ブロック10の磁化方向が上記厚み方向と上記第1方向との両方に直交する第2方向と一致するように、可動板2に取り付けられている。コア5は、フレーム1の一部に設けられている。コア5は、磁石ブロック10が上記第1方向に振動するのに伴って、上記第2方向で磁石ブロック10と対向する対向面A1の面積が変化するように、配置されている。これにより、振動構造体100では、磁石ブロック10が上記第1方向に振動したとき、特許文献1記載のエネルギ変換装置に比べて、磁石ブロック10がコア5に吸着し難くなる。言い換えれば、振動構造体100では、磁石ブロック10が上記第1方向に振動したとき、特許文献1記載のエネルギ変換装置に比べて、磁石4がコア5に吸着し難くなる。
コア5は、上述のように、第1コア5Aと、第2コア5Bとを有していることが好ましい。フレーム1は、上述のように、矩形枠状に形成されていることが好ましい。第1コア5Aは、上述のように、フレーム1における上記第1方向の第1端部に配置されていることが好ましい。第2コア5Bは、上述のように、フレーム1における上記第1方向の第2端部に配置されていることが好ましい。これにより、振動構造体100では、例えば、コア5が第1コア5Aのみを有する場合に比べて、発電量を増加させることが可能になる。
第1コア5Aおよび第2コア5Bの各々は、上述のように、棒状の基部7と、基部7の両端から上記第1方向に沿って突出するように設けられた一対の脚部8,8とを備えていることが好ましい。磁石ブロック10は、上述のように、矩形板状に構成されていることが好ましい。第1コア5Aの一対の脚部8,8である一対の第1脚部は、上述のように、磁石ブロック10が振動していない静止状態において、一対の第1脚部それぞれの先端面9が、磁石ブロック10における上記第1方向の両側面のうち第1コア5Aに近い側面と同一平面に位置するように、構成されていることが好ましい。第2コア5Bの一対の脚部8,8である一対の第2脚部は、上述のように、上記静止状態において、一対の第2脚部それぞれの先端面9が、磁石ブロック10における上記第1方向の両側面のうち第2コア5Bに近い側面と同一平面に位置するように、構成されていることが好ましい。一対の第1脚部および一対の第2脚部の各々には、上述のように、上記対向面が設けられていることが好ましい。これにより、振動構造体100では、磁石ブロック10が静止状態のとき、特許文献1記載のエネルギ変換装置に比べて、磁石ブロック10が各コア5A,5Bに吸着するのを抑制することが可能になる。言い換えれば、振動構造体100では、磁石ブロック10が静止状態のとき、特許文献1記載のエネルギ変換装置に比べて、磁石4が各コア5A,5Bに吸着するのを抑制することが可能になる。また、振動構造体100では、磁石ブロック10が静止状態のときの位置に変位すると、磁石ブロック10と各コア5A,5Bとの間に発生する吸引力が解除される(キャンセルされる)ので、磁石ブロック10の変位を安定させることが可能になる。
コア5は、上述のように、フレーム1とは別体に構成されていることが好ましい。フレーム1、可動板2および一対の連結部3A,3Bは、上述のように、1枚の板材にて形成されていることが好ましい。これにより、振動構造体100では、フレーム1、可動板2および一対の連結部3A,3Bが1枚の板材にて形成されていない場合に比べて、生産性を向上させることが可能になる。
基部7は、上述のように、断面四角形状に形成されていることが好ましい。基部7は、上述のように、長手方向が上記第2方向と一致するように配置されていることが好ましい。基部7には、上述のように、巻線6が巻き付けられていることが好ましい。一対の脚部8,8の各々は、上述のように、上記厚み方向の中央部に、フレーム1を保持する保持部11が形成されていることが好ましい。これにより、振動構造体100では、一対の脚部8,8それぞれの上記中央部に保持部11が形成されていない場合に比べて、小型化を図ることが可能になる。
磁石ブロック10は、上述のように、磁石4として、第1磁石41と、第2磁石42とを有していることが好ましい。第1磁石41は、可動板2の厚み方向の第1面に取り付けられていることが好ましい。第2磁石42は、可動板2の厚み方向の第2面に取り付けられていることが好ましい。これにより、振動構造体100では、例えば、磁石ブロック10が第1磁石41のみを有する場合に比べて、発電量を増加させることが可能になる。
磁石ブロック10は、上述のように、それぞれ一対のヨーク片23A,23Bからなる、第1ヨーク対21と、第2ヨーク対22とを有していることが好ましい。第1ヨーク対21は、一対のヨーク片23A,23Bで第1磁石41を挟むように、かつ、一対のヨーク片23A,23Bが第1磁石41と上記第2方向に沿って並ぶように、可動板2の上記第1面に取り付けられていることが好ましい。第2ヨーク対22は、一対のヨーク片23A,23Bで第2磁石42を挟むように、かつ、一対のヨーク片23A,23Bが第2磁石42と上記第2方向に沿って並ぶように、可動板2の上記第2面に取り付けられていることが好ましい。これにより、振動構造体100では、例えば、第1磁石41と、一対の脚部8A,8Bとの間の距離(空隙)を小さくすることが可能になる。よって、振動構造体100では、例えば、磁石ブロック10が第1ヨーク対21および第2ヨーク対22を有していない場合に比べて、発電量を増加させることが可能になる。
また、振動構造体100では、磁石ブロック10が第1ヨーク対21および第2ヨーク対22を有していることによって、磁石ブロック10と一対の脚部8A,8Bとの間の距離(空隙)を調整することが可能になる。その結果、振動構造体100では、磁石ブロック10が上記第1方向に振動するときに、磁石ブロック10が各コア5A,5Bに、より吸着し難くなる。
磁石4には、上述のように、錘70が固定されていることが好ましい。これにより、振動構造体100では、錘70の質量を適宜設定することによって、可動板2の共振周波数を調整することが可能になる。よって、振動構造体100では、可動板2の共振周波数を設置環境の振動周波数に一致させることが可能となる。その結果、振動構造体100では、可動板2が共振駆動する(可動板2が大きく変位する)ので、発電量を増加させることが可能になる。
一対の連結部3A,3Bの各々は、上述のように、弾性を有するように形成されていることが好ましい。一対の連結部3A,3Bの各々は、上述のように、矩形枠状の枠体33と、枠体33をフレーム1と可動板2との間に接続する一対の接続片34A,34Bとを具備する、ばね部31を備えていることが好ましい。これにより、振動構造体100では、振動構造体100では、一対の連結部3A,3Bの弾性係数を適宜設定することによって、可動板2の共振周波数を調整することが可能になる。よって、振動構造体100では、可動板2の共振周波数を設置環境の振動周波数に一致させることが可能となる。その結果、振動構造体100では、可動板2が共振駆動するので、発電量を増加させることが可能になる。
一対の連結部3A,3Bの各々は、上述のように、ばね部31である第1ばね部と、上記第1ばね部とは異なる形状の第2ばね部32とを備えていることが好ましい。第2ばね部32は、上述のように、上記第2方向に沿って配置される一対の第1棒体35A,35Bと、上記第1方向に沿って配置される第2棒体36とを備えていることが好ましい。一対の第1棒体35A,35Bそれぞれの両端は、フレーム1における上記第2方向の両端部に取り付けられていることが好ましい。第2棒体36の第1端は、一対の第1棒体35A,35Bのうち一方の第1棒体35Aの中央部に取り付けられていることが好ましい。第2棒体36の中央部は、一対の第1棒体35A,35Bのうち他方の第1棒体35Bの中央部に取り付けられていることが好ましい。第2棒体36の第2端は、上記第1ばね部を介して、可動板2に取り付けられていることが好ましい。これにより、振動構造体100では、第1ばね部31および第2ばね部32の各々が、連結部3Aの最大変位の半分の変位で変形することが可能になる。よって、振動構造体100では、一対の連結部3A,3Bの各々が第1ばね部31のみを備えた場合に比べて、磁石ブロック10が上記第1方向に振動するときの応力で、一対の連結部3A,3Bが破断するのを抑制することが可能になる。
また、振動構造体100では、一対の連結部3A,3Bの各々が、第1ばね部31と第2ばね部32とを備えているので、一対の連結部3A,3Bそれぞれの上記第2方向のばね定数(図6中のkx)が、小さくなるのを抑制することが可能となる。よって、振動構造体100では、一対の連結部3A,3Bの各々が上記第2方向に変位するのを、より抑制することが可能になる。その結果、振動構造体100では、磁石ブロック10が上記第1方向に振動したとき、磁石ブロック10が各コア5,5Bに、より一層吸着し難くなる。
また、振動構造体100では、一対の連結部3A,3Bの各々が上記第2方向に変位するのを、より抑制することができるので、磁石ブロック10と一対の脚部8A,8Bとの間の距離(空隙)を小さくすることが可能になる。その結果、振動構造体100では、一対の連結部3A,3Bの各々が第1ばね部31のみを備えた場合に比べて、発電量を増加させることが可能になる。
以下では、振動構造体100を備えた振動発電装置300について、図7Aに基づいて説明する。
振動発電装置300は、例えば、振動構造体100と、一対の巻線6,6で発生する誘導起電力を整流する整流回路200と、一対の接続端子210A,210Bとを備えている。なお、図7Aでは、振動構造体100における一対の巻線6,6以外の構成の図示を省略している。
整流回路200は、例えば、ダイオードブリッジである。整流回路200は、例えば、直列接続された一対の巻線6,6と電気的に接続されている。
具体的に説明すると、整流回路200における一対の入力端間には、直列接続された一対の巻線6,6が、電気的に接続されている。
整流回路200における一対の出力端のうち高電位側の出力端は、接続端子210Aと電気的に接続されている。整流回路200における一対の出力端のうち低電位側の出力端は、接続端子210Bと電気的に接続されている。
振動発電装置300は、整流回路200における一対の入力端間に、直列接続された一対の巻線6,6が電気的に接続されているが、これに限らない。振動発電装置300は、例えば、図7Bに示すように、整流回路200における一対の入力端間に、並列接続された一対の巻線6,6が電気的に接続されていてもよい。
振動発電装置300では、第1巻線6Aと第2巻線6Bとが直列に接続されているので、例えば、振動構造体100が第1巻線6Aのみを備えた場合に比べて、発電量を増加させることが可能になる。
また、振動発電装置300では、第1巻線6Aおよび第2巻線6Bの各々を発電用の巻線として用いているが、これに限らない。振動発電装置300では、第1巻線6Aを発電用の巻線として用いて、第2巻線6Bをセンサ用の巻線として用いることが可能である。
以上説明した振動発電装置300は、振動構造体100と、巻線6で発生する誘導起電力を整流する整流回路200とを備えている。整流回路200は、巻線6と電気的に接続されている。これにより、振動発電装置300では、磁石4がコア5に吸着し難い振動構造体100を用いた振動発電装置300を提供することができる。また、振動発電装置300では、この振動発電装置300を、エナジーハーベスタ、もしくは、センサ(振動センサ)として利用することが可能になる。
(実施形態2)
以下では、実施形態2の振動構造体110について、図8および図9に基づいて説明する。振動構造体110の基本構成は、実施形態1の振動構造体100と同じである。また、振動構造体110は、図8に示すように、一対の脚部8A,8Bそれぞれの上記厚み方向の一面(図8では、上面)に支持面12が形成されている点等が、振動構造体100と相違する。なお、実施形態2の振動構造体110では、実施形態1の振動構造体100と同様の構成要素に同一の符号を付して説明を適宜省略する。また、振動構造体110は、例えば、実施形態1の振動発電装置300に適用されてもよい。
以下では、実施形態2の振動構造体110について、図8および図9に基づいて説明する。振動構造体110の基本構成は、実施形態1の振動構造体100と同じである。また、振動構造体110は、図8に示すように、一対の脚部8A,8Bそれぞれの上記厚み方向の一面(図8では、上面)に支持面12が形成されている点等が、振動構造体100と相違する。なお、実施形態2の振動構造体110では、実施形態1の振動構造体100と同様の構成要素に同一の符号を付して説明を適宜省略する。また、振動構造体110は、例えば、実施形態1の振動発電装置300に適用されてもよい。
複数の支持面12の各々は、フレーム1を支持するように構成されている。振動構造体110では、フレーム1が各支持面12により支持された後に、例えば、レーザ溶接等によって、フレーム1が各支持面12に固定されている。
振動構造体110では、図9に示すように、磁石ブロック10と第1コア5Aとの間に、吸引力(以下、「第1吸引力」)F1が発生する。また、振動構造体110では、図9に示すように、磁石ブロック10と第2コア5Bとの間に、吸引力(以下、「第2吸引力」)F2が発生する。その結果、振動構造体110では、図9に示すように、第1吸引力F1と第2吸引力F2とが合成された力(以下、「合力」)Fmが、鉛直下向きに発生する。
ところで、振動構造体110の発電量は、この発電量をPe、磁石ブロック10の質量をm、電気的な減衰比をre、機械的な減衰比をrm、振動加速度をA、共振周波数をωとすると、次式により求められる。
振動構造体110では、磁石ブロック10の自重の他に、合力Fmが加わるため、実施形態1の振動構造体100に比べて、磁石ブロック10の質量が実効的に増加する。言い換えれば、振動構造体110では、磁石ブロック10の自重の他に、(合力Fm/重力加速度)相当の重量が、定量的に増加する。これにより、振動構造体110では、実施形態1の振動構造体100に比べて、発電量を増加させることが可能になる。
以上説明した振動構造体110では、基部7が、断面四角形状に形成されている。基部7は、長手方向が上記第2方向と一致するように配置されている。基部7には、巻線6が巻き付けられている。一対の脚部8A,8Bの各々は、断面四角形状に形成されている。一対の脚部8A,8Bの各々は、上記厚み方向の一面に、フレーム1を支持する支持面12が形成されている。これにより、振動構造体110では、磁石ブロック10の自重の他に、合力Fmが加わるため、実施形態1の振動構造体100に比べて、磁石ブロック10の質量を増加させることが可能になる。よって、振動構造体110では、実施形態1の振動構造体100に比べて、発電量を増加させることが可能になる。
1 フレーム
2 可動板
3A,3B 一対の連結部
4 磁石
5 コア
5A 第1コア
5B 第2コア
6 巻線
7 基部
8A,8B 一対の脚部
9 先端面
10 磁石ブロック
11 保持部
12 支持面
21 第1ヨーク対
22 第2ヨーク対
23A,23B 一対のヨーク片
31 ばね部(第1ばね部)
32 第2ばね部
33 枠体
34A,34B 一対の接続片
35A,35B 一対の第1棒体
36 第2棒体
41 第1磁石
42 第2磁石
70 錘
100 振動構造体
110 振動構造体
200 整流回路
300 振動発電装置
A1 対向面
2 可動板
3A,3B 一対の連結部
4 磁石
5 コア
5A 第1コア
5B 第2コア
6 巻線
7 基部
8A,8B 一対の脚部
9 先端面
10 磁石ブロック
11 保持部
12 支持面
21 第1ヨーク対
22 第2ヨーク対
23A,23B 一対のヨーク片
31 ばね部(第1ばね部)
32 第2ばね部
33 枠体
34A,34B 一対の接続片
35A,35B 一対の第1棒体
36 第2棒体
41 第1磁石
42 第2磁石
70 錘
100 振動構造体
110 振動構造体
200 整流回路
300 振動発電装置
A1 対向面
Claims (12)
- 枠状のフレームと、前記フレームの内側に配置された可動板と、前記可動板の厚み方向に直交する第1方向において前記可動板の両側に設けられ前記フレームと前記可動板とを連結する一対の連結部と、磁石を含む磁石ブロックと、前記磁石ブロックの磁束を通す磁気回路を形成するコアと、前記コアに巻き付けられる巻線とを備え、
前記一対の連結部は、前記可動板を、前記フレームに対して前記第1方向に振動可能に支持し、
前記磁石ブロックは、前記磁石ブロックの磁化方向が前記厚み方向と前記第1方向との両方に直交する第2方向と一致するように、前記可動板に取り付けられ、
前記コアは、前記フレームの一部に設けられ、
前記コアは、前記磁石ブロックが前記第1方向に振動するのに伴って、前記第2方向で前記磁石ブロックと対向する対向面の面積が変化するように、配置されている
ことを特徴とする振動構造体。 - 前記コアは、第1コアと、第2コアとを有し、
前記フレームは、矩形枠状に形成され、
前記第1コアは、前記フレームにおける前記第1方向の第1端部に配置され、
前記第2コアは、前記フレームにおける前記第1方向の第2端部に配置されている
ことを特徴とする請求項1記載の振動構造体。 - 前記第1コアおよび前記第2コアの各々は、棒状の基部と、前記基部の両端から前記第1方向に沿って突出するように設けられた一対の脚部とを備え、
前記磁石ブロックは、矩形板状に構成され、
前記第1コアの前記一対の脚部である一対の第1脚部は、前記磁石ブロックが振動していない静止状態において、前記一対の第1脚部それぞれの先端面が、前記磁石ブロックにおける前記第1方向の両側面のうち前記第1コアに近い側面と同一平面に位置するように、構成され、
前記第2コアの前記一対の脚部である一対の第2脚部は、前記静止状態において、前記一対の第2脚部それぞれの先端面が、前記磁石ブロックにおける前記第1方向の両側面のうち前記第2コアに近い側面と同一平面に位置するように、構成され、
前記一対の第1脚部および前記一対の第2脚部の各々には、前記対向面が設けられている
ことを特徴とする請求項2記載の振動構造体。 - 前記コアは、前記フレームとは別体に構成され、
前記フレーム、前記可動板および前記一対の連結部は、1枚の板材にて形成されている
ことを特徴とする請求項3記載の振動構造体。 - 前記基部は、断面四角形状に形成され、
前記基部は、長手方向が前記第2方向と一致するように配置され、
前記基部には、前記巻線が巻き付けられ、
前記一対の脚部の各々は、前記厚み方向の中央部に、前記フレームを保持する保持部が形成されている
ことを特徴とする請求項4記載の振動構造体。 - 前記基部は、断面四角形状に形成され、
前記基部は、長手方向が前記第2方向と一致するように配置され、
前記巻線は、前記基部に巻き付けられ、
前記一対の脚部の各々は、断面四角形状に形成され、
前記一対の脚部の各々は、前記厚み方向の一面に、前記フレームを支持する支持面が形成されている
ことを特徴とする請求項4記載の振動構造体。 - 前記磁石ブロックは、前記磁石として、第1磁石と、第2磁石とを有し、
前記第1磁石は、前記可動板の厚み方向の第1面に取り付けられ、
前記第2磁石は、前記可動板の厚み方向の第2面に取り付けられている
ことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の振動構造体。 - 前記磁石ブロックは、それぞれ一対のヨーク片からなる、第1ヨーク対と、第2ヨーク対とを有し、
前記第1ヨーク対は、前記一対のヨーク片で前記第1磁石を挟むように、かつ、前記一対のヨーク片が前記第1磁石と前記第2方向に沿って並ぶように、前記可動板の前記第1面に取り付けられ、
前記第2ヨーク対は、前記一対のヨーク片で前記第2磁石を挟むように、かつ、前記一対のヨーク片が前記第2磁石と前記第2方向に沿って並ぶように、前記可動板の前記第2面に取り付けられている
ことを特徴とする請求項7記載の振動構造体。 - 前記磁石には、錘が固定されている
ことを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の振動構造体。 - 前記一対の連結部の各々は、弾性を有するように形成され、
前記一対の連結部の各々は、矩形枠状の枠体と、前記枠体を前記フレームと前記可動板との間に接続する一対の接続片とを具備する、ばね部を備えている
ことを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の振動構造体。 - 前記一対の連結部の各々は、前記ばね部である第1ばね部と、前記第1ばね部とは異なる形状の第2ばね部とを備え、
前記第2ばね部は、前記第2方向に沿って配置される一対の第1棒体と、前記第1方向に沿って配置される第2棒体とを備え、
前記一対の第1棒体それぞれの両端は、前記フレームにおける前記第2方向の両端部に取り付けられ、
前記第2棒体の第1端は、前記一対の第1棒体のうち一方の第1棒体の中央部に取り付けられ、前記第2棒体の中央部は、前記一対の第1棒体のうち他方の第1棒体の中央部に取り付けられ、前記第2棒体の第2端は、前記第1ばね部を介して、前記可動板に取り付けられている
ことを特徴とする請求項10記載の振動構造体。 - 請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載の振動構造体と、前記巻線で発生する誘導起電力を整流する整流回路とを備え、
前記整流回路は、前記巻線と電気的に接続されている
ことを特徴とする振動発電装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2015080424A JP2016201899A (ja) | 2015-04-09 | 2015-04-09 | 振動構造体およびそれを用いた振動発電装置 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108306454A (zh) * | 2016-12-31 | 2018-07-20 | 武汉领普科技有限公司 | 发电装置 |
US10840790B2 (en) | 2017-12-25 | 2020-11-17 | Futaba Corporation | Vibration power generator |
JP2023077353A (ja) * | 2021-11-24 | 2023-06-05 | 信一 西浦 | 発電機、発電素子、発電装置 |
-
2015
- 2015-04-09 JP JP2015080424A patent/JP2016201899A/ja active Pending
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CN108306454A (zh) * | 2016-12-31 | 2018-07-20 | 武汉领普科技有限公司 | 发电装置 |
US10840790B2 (en) | 2017-12-25 | 2020-11-17 | Futaba Corporation | Vibration power generator |
JP2023077353A (ja) * | 2021-11-24 | 2023-06-05 | 信一 西浦 | 発電機、発電素子、発電装置 |
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