JP2014064380A - Vibration power generator and lighting equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】永久磁石を安定して継続的に振動させることが可能な振動発電機及び照明器具を提供する。
【解決手段】振動発電機1は、筒状の部材である案内部材10、案内部材10の内側を軸線方向に移動可能に設けられ、永久磁石51を備えた可動子50、案内部材10の周囲に巻回されたコイル14、案内部材10の外径よりも大きな内径を有する筒状の部材であって、中心軸が案内部材10の中心軸と略同一となる状態で案内部材10を外側から覆い、内部を電磁的に遮蔽する遮蔽部材2、及び、遮蔽部材2の両端の開口を覆い、且つ、案内部材10を軸線方向の両側から挟むことで、遮蔽部材2に案内部材10を固定する一対の固定部材3を備えている。固定部材3は、案内部材10が遮蔽部材2に接触しない状態で案内部材10を遮蔽部材2に固定する。
【選択図】図1A vibration generator and a lighting fixture capable of stably and continuously vibrating a permanent magnet are provided.
A vibration generator (1) includes a guide member (10) that is a cylindrical member, a movable member (50) including a permanent magnet (51) that is movable in the axial direction inside the guide member (10), and the periphery of the guide member (10). A cylindrical member having an inner diameter larger than the outer diameter of the guide member 10 and the central axis of the guide member 10 being substantially the same as the central axis of the guide member 10. The guide member 10 is fixed to the shield member 2 by covering the shield member 2 that electromagnetically shields the inside and the openings at both ends of the shield member 2 and sandwiching the guide member 10 from both sides in the axial direction. A pair of fixing members 3 are provided. The fixing member 3 fixes the guide member 10 to the shielding member 2 in a state where the guide member 10 does not contact the shielding member 2.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、振動によって発電する振動発電機及び照明器具に関する。 The present invention relates to a vibration generator and a lighting fixture that generate electricity by vibration.
従来、振動による運動エネルギーを電気エネルギーに変換する振動発電機が知られている。例えば、特許文献1に記載された振動発電機は、コイルが巻回された筒状の案内部材の内側を、永久磁石が軸線方向に沿って振動する。これによって、磁場の変化に伴う誘導電流がコイルに発生する。振動発電機は、コイルに発生した誘導電流を外部負荷に供給できる。
Conventionally, a vibration generator that converts kinetic energy caused by vibration into electric energy is known. For example, in the vibration generator described in
永久磁石による磁場が振動発電機の外部に漏れ出ることを抑制するため、永久磁石の周囲を案内部材の外側から覆って遮蔽する筒状の遮蔽部材が用いられる場合がある。遮蔽部材は、永久磁石による磁場を内部に閉じ込めることで、振動発電機の外部に磁場が漏れ出ることを抑止できる。遮蔽部材の材料として、鉄やステンレスが一般的に使用される。 In order to prevent the magnetic field generated by the permanent magnet from leaking out of the vibration generator, a cylindrical shielding member that covers and shields the periphery of the permanent magnet from the outside of the guide member may be used. The shielding member can prevent the magnetic field from leaking out of the vibration power generator by confining the magnetic field generated by the permanent magnet. As a material for the shielding member, iron or stainless steel is generally used.
鉄やステンレスを用いて作成された遮蔽部材には、径のばらつきが発生し易い。このため、遮蔽部材と案内部材とが軸線方向から見た時に同心円状に重なるように、遮蔽部材内に案内部材を安定的に固定することが難しい。遮蔽部材と案内部材とで中心軸の位置が相違する場合、部分的に遮蔽部材と永久磁石との間の距離が小さくなる。遮蔽部材は、永久磁石との間の距離が小さい部分で磁着し易くなる。この場合、磁着した遮蔽部材と永久磁石との間で引き合う力が作用し、永久磁石の振動が妨げられる場合があるという問題点がある。 The shielding member made of iron or stainless steel is likely to have a variation in diameter. For this reason, it is difficult to stably fix the guide member in the shield member so that the shield member and the guide member overlap each other concentrically when viewed from the axial direction. When the position of the central axis is different between the shielding member and the guide member, the distance between the shielding member and the permanent magnet is partially reduced. The shielding member is easily magnetized at a portion where the distance from the permanent magnet is small. In this case, there is a problem that the attractive force acts between the magnetically shielded shielding member and the permanent magnet, and the vibration of the permanent magnet may be hindered.
本発明の目的は、永久磁石を安定して継続的に振動させることが可能な振動発電機及び照明器具を提供することである。 The objective of this invention is providing the vibration generator and the lighting fixture which can vibrate a permanent magnet stably continuously.
本発明の第一態様に係る振動発電機は、筒状の部材である案内部材と、前記案内部材の内側を軸線方向に移動可能に設けられ、永久磁石を備えた可動子と、前記案内部材の周囲に巻回されたコイルと、前記案内部材の外径よりも大きな内径を有する筒状の部材であって、中心軸が前記案内部材の中心軸と略同一となる状態で前記案内部材を外側から覆い、内部を電磁的に遮蔽する遮蔽部材と、前記遮蔽部材の両端の開口を覆い、且つ、前記案内部材を軸線方向の両側から挟むことで、前記遮蔽部材に前記案内部材を固定する一対の固定部材とを備えた振動発電機であって、前記固定部材は、前記遮蔽部材の端部の開口を覆う覆部と、前記覆部から前記軸線方向に延びて前記遮蔽部材の外周面及び内周面の少なくとも一方に接触し、前記軸線方向と交差する方向に弾性変形することによって前記固定部材に前記遮蔽部材を固定する第一固定部とを備え、前記案内部材が前記遮蔽部材に接触しない状態で前記案内部材を固定することを特徴とする。 The vibration generator according to the first aspect of the present invention includes a guide member that is a cylindrical member, a mover provided inside the guide member so as to be movable in the axial direction, and provided with a permanent magnet, and the guide member. And a cylindrical member having an inner diameter larger than the outer diameter of the guide member, the guide member being in a state where the central axis is substantially the same as the central axis of the guide member. The guide member is fixed to the shielding member by covering from the outside, shielding the inside electromagnetically, and covering the openings at both ends of the shielding member and sandwiching the guide member from both sides in the axial direction. A vibration generator including a pair of fixing members, the fixing member covering a opening of an end portion of the shielding member, and an outer peripheral surface of the shielding member extending from the covering portion in the axial direction And at least one of the inner peripheral surfaces, the axis direction A first fixing portion that fixes the shielding member to the fixing member by elastically deforming in a direction intersecting with the fixing member, and the guide member is fixed in a state where the guide member does not contact the shielding member. To do.
固定部材は、第一固定部が弾性変形することによって遮蔽部材を固定する。また固定部材は、案内部材を両側から挟み込むことによって案内部材を固定する。これによって、案内部材は固定部材を介して遮蔽部材に固定される。従って振動発電機は、遮蔽部材の径に個体差がある場合であっても、固定部材が案内部材を安定的に固定することができる。また、案内部材は遮蔽部材に接触しないため、遮蔽部材の径に個体差がある場合であっても、遮蔽部材と案内部材とが軸線方向から見た時に同心円状に重なるように、固定部材が案内部材を安定的に固定することができる。この場合、遮蔽部材と案内部材との間の距離を均一にすることができるので、振動発電機は、遮蔽部材が部分的に磁着することを抑止できる。振動発電機は、案内部材内の永久磁石を安定して継続的に振動させることができる。 The fixing member fixes the shielding member by elastic deformation of the first fixing portion. The fixing member fixes the guide member by sandwiching the guide member from both sides. Thereby, the guide member is fixed to the shielding member via the fixing member. Therefore, the vibration generator can stably fix the guide member by the fixing member even when there is an individual difference in the diameter of the shielding member. Further, since the guide member does not contact the shielding member, even if there is an individual difference in the diameter of the shielding member, the fixing member is arranged so that the shielding member and the guide member overlap in a concentric manner when viewed from the axial direction. The guide member can be stably fixed. In this case, since the distance between the shielding member and the guide member can be made uniform, the vibration generator can prevent the shielding member from being partially magnetized. The vibration generator can stably and continuously vibrate the permanent magnet in the guide member.
第一態様において、前記固定部材は、前記覆部から前記軸線方向に延びて前記案内部材の外周面に接触し、前記軸線方向と交差する方向に弾性変形することによって前記案内部材を固定する第二固定部を備えてもよい。また第一態様において、前記第一固定部は、前記軸線方向に延びるスリットを備えてもよい。また第一態様において、前記可動子は、前記軸線方向の両端に錘を備えてもよい。 In the first aspect, the fixing member extends in the axial direction from the cover, contacts the outer peripheral surface of the guide member, and elastically deforms in a direction intersecting the axial direction to fix the guide member. Two fixing parts may be provided. In the first aspect, the first fixing portion may include a slit extending in the axial direction. In the first aspect, the mover may include weights at both ends in the axial direction.
本発明の第二態様に係る照明器具は、前記振動発電機と、前記可動子が前記案内部材内を移動することにより前記コイルに誘導される電流に基づいて発光する発光部とを備えている。第二態様によれば、照明器具は、永久磁石を安定して継続的に振動させることが可能な振動発電機を備えているので、発光部を安定的に長時間発光させることが可能となる。 A lighting fixture according to a second aspect of the present invention includes the vibration generator and a light emitting unit that emits light based on a current induced in the coil as the mover moves in the guide member. . According to the second aspect, the luminaire includes the vibration generator that can stably and continuously vibrate the permanent magnet, so that the light emitting unit can stably emit light for a long time. .
<第一実施形態>
本発明の第一実施形態における振動発電機1について、図1〜図5を参照して説明する。図1〜3に示すように、振動発電機1は、遮蔽部材2、一対の固定部材3、案内部材10、コイル14、および可動子50を備える。遮蔽部材2の形状は円筒形である。遮蔽部材2の両端は開口する。一対の固定部材3は遮蔽部材2の両端の開口に夫々設けられる。固定部材3は開口を覆う。遮蔽部材2内に、案内部材10、コイル14、及び可動子50が収容される。遮蔽部材2は、案内部材10、コイル14、及び可動子50を外側から覆い、遮蔽部材2の内側と外側とを電磁的に遮蔽する。遮蔽部材2の材料は磁性体である。遮蔽部材2の材料の例として、鉄およびステンレスが挙げられる。遮蔽部材2はプレス加工によって作製される。以下、遮蔽部材2の軸線方向を、振動発電機1の軸線方向、又は単に軸線方向という。
<First embodiment>
The
案内部材10は、固定部材3によって遮蔽部材2に固定される。案内部材10は、円筒部10A、貫通穴10B、溝部10C、及び延設部10Dを備える。円筒部10Aの形状は略円筒形である。円筒部10Aの軸線方向は、振動発電機1の軸線方向と同一方向を向く。円筒部10Aの軸線方向の長さは、遮蔽部材2の軸線方向の長さよりも短い。円筒部10Aの外径は、遮蔽部材2の内径よりも僅かに小さい。円筒部10A及び遮蔽部材2の中心軸の位置は一致する。円筒部10A及び遮蔽部材2を軸線方向から見た時、双方は同心円状に配置される。円筒部10Aと遮蔽部材2との間には隙間が形成され、円筒部10Aと遮蔽部材2とは接触しない。
The
円筒部10Aの外周面の軸線方向略中央に、中心軸側に凹んだ溝部10Cが設けられる。溝部10Cは外周面に沿って周回する。溝部10Cにコイル14A、14B(以下、総称して「コイル14」ともいう。)が巻回される。コイル14A、14Bの軸線方向の長さは略同一であり、溝部10Cの軸線方向の長さの略1/2である。コイル14A、14Bは夫々逆方向に巻回される。コイル14は溝部10Cの軸線方向の全域に亙って巻回される。
A
円筒部10Aの軸線方向両端面に、軸線方向に突出して延びる延設部10Dが設けられる。延設部10Dの形状は円筒形である。延設部10Dの外径は、円筒部10Aの外径よりも小さい。延設部10Dの周壁の厚さは、円筒部10Aの周壁の厚さの略1/2である。円筒部10A及び延設部10Dの中心軸の位置は一致する。
Extending
案内部材10は、軸線方向に延びる貫通穴10Bを備える。貫通穴10Bは、円筒部10A及び延設部10Dの中心軸に沿って軸線方向に延び、円筒部10A及び延設部10D内を貫通する。貫通穴10Bの径は、遮蔽部材2の内径の略1/2である。
The
案内部材10の材料の例として、周知の樹脂材料(例えば液晶ポリマー(Liquid Crystal Polymer))が使用できる。案内部材10は射出成形によって作製される。
As an example of the material of the
可動子50は、永久磁石51および錘52を備える。可動子50は、貫通穴10B内を軸線方向に往復移動可能に設けられる。永久磁石51の形状は円柱形である。永久磁石51の外径は、案内部材10の貫通穴10Bの径よりも僅かに小さい。永久磁石51の軸線方向は、振動発電機1の軸線方向と同一方向を向く。永久磁石51は軸線方向に磁着される。永久磁石51の軸線方向両側に錘52が設けられる。錘52は、可動子50の重量を大きくする為に設けられる。可動子50の重量が大きくなることによって、可動子50は往復移動し易くなる。錘52の材料として、真鍮、鉛、ステンレス等が使用できる。
The
なお、遮蔽部材2、案内部材10、及び永久磁石51の形状は変更できる。例えば、遮蔽部材2及び案内部材10の形状は、楕円筒形状、四角筒等その他の多角筒形状であってもよい。永久磁石51の形状は円柱形に限定されないが、貫通穴10Bと同一の断面形状を有していることが望ましい。
In addition, the shape of the shielding
図2に示すように、固定部材3は、覆部4、第一固定部5、第二固定部6、及び緩衝部材7を備える。覆部4の形状は円形板状である。覆部4は、平面を遮蔽部材2の開口に接触させることで開口を覆う。覆部4の平面は軸線方向に直交する。覆部4の直径は、遮蔽部材2の外径よりも大きい。
As shown in FIG. 2, the fixing
第一固定部5は、覆部4の周端部から、覆部4の平面と直交する方向に延びる。第二固定部6は、覆部4のうち第一固定部5が設けられた部分よりも中心側から、覆部4の平面と直交する方向、且つ、第一固定部5と同一側に延びる。第二固定部6の延びる方向の長さは、第一固定部5の延びる方向の長さよりも長い。第一固定部5及び第二固定部6の形状は略円筒形である。第一固定部5及び第二固定部6の軸線方向は、振動発電機1の軸線方向と同一方向を向く。第一固定部5及び第二固定部6の中心軸の位置は一致する。第一固定部5及び第二固定部6を軸線方向から見た時、双方は同心円状に配置される。覆部4のうち第二固定部6が設けられた部分よりも中心側に、緩衝部材7が設けられる。緩衝部材7は、可動子50が振動して固定部材3に衝突した場合に、固定部材3に加わる衝撃を和らげる。
The
第一固定部5の内径は、遮蔽部材2の外径と略同一である。第一固定部5の内周面5Aと、遮蔽部材2の外周面2Bとは接触する。第二固定部6の内径は、案内部材10の延設部10Dの外径と略同一である。第二固定部6の内周面6Aと、案内部材10の延設部10Dの外周面10Eとは接触する。第二固定部6の先端面6Cと、円筒部10Aの軸線方向端面のうち延設部10Dが設けられていない平面10Fとは接触する。延設部10Dの先端面10Gと、緩衝部材7とは接触する。第二固定部6の外周面6Bと、遮蔽部材2の内周面2Aとの間に隙間が形成され、第二固定部6と遮蔽部材2とは接触しない。
The inner diameter of the
なお、固定部材3の形状は変更できる。固定部材3を軸線方向から見た形状は、楕円形、四角形等その他の多角形であってもよいが、遮蔽部材2及び案内部材10と同一の断面形状を有していることが好ましい。また例えば、第二固定部6の形状は円柱状であってもよい。
The shape of the fixing
図3に示すように、第一固定部5は6つのスリット5Cを備える。スリット5Cは軸線方向に延び、第一固定部5を周回方向に分割する。夫々のスリット5Cは、第一固定部5の周回方向に等間隔に配置され、第一固定部5を6等分する。なお、スリット5Cの数は6以外に変更できる。また、スリット5Cの形状は変更できる。例えばスリット5Cは、第一固定部5の外周面及び内周面の少なくとも一方に設けた溝であってもよい。
As shown in FIG. 3, the
振動発電機1の発電動作について、図1を参照して説明する。ユーザは、振動発電機1を手で所持し、軸線方向に振動するように振動発電機1を振る。運動エネルギーが振動発電機1に加えられる。案内部材10の貫通穴10Bと可動子50との摩擦力、および、可動子50が緩衝部材7と衝突する力などを介して、運動エネルギーが可動子50に伝達される。可動子50は、貫通穴10B内を軸線方向に往復移動する。可動子50の永久磁石51は、案内部材10の軸線方向略中央を軸線方向に移動する場合に、コイル14に覆われた空間を出入りする。可動子50がコイル14内の空間を通過する場合、永久磁石51が発する磁束はコイル14を交差する。これによって、コイル14に誘導電流が発生する。可動子50が軸線方向に往復移動し、永久磁石51がコイル14内の空間への出入りを繰り返すことで、コイル14に交流電流が発生する。
The power generation operation of the
コイル14に発生した交流電流は、コイル14に接続された配線を介して、図示外の整流部に伝達する。整流部では、交流電流の全波整流が行われる。整流部の一例として、ダイオードブリッジが挙げられる。整流部で整流された電流は、図示外の定電圧回路によって定電圧化された後、図示外の蓄電部に蓄電される。蓄電部の一例として、コンデンサが挙げられる。蓄電部に蓄電された電流は、図示外の配線を介して外部に出力される。外部に出力された電流は、外部装置の負荷に供給される。外部装置は、供給された電流によって駆動する。
The alternating current generated in the
振動発電機1の組立工程について、図4及び図5を参照して説明する。遮蔽部材2、固定部材3、案内部材10、及び可動子50(図1参照)が準備される。図4に示すように、遮蔽部材2内に案内部材10が収容される。固定部材3が遮蔽部材2及び案内部材10に接触していない状態で、第一固定部5の内径は、遮蔽部材2の外径よりも僅かに小さく、第二固定部6の内径は、案内部材10の延設部10Dの外径よりも僅かに小さい。
The assembly process of the
図4に示すように、遮蔽部材2の端部に固定部材3を嵌めるため、固定部材3が遮蔽部材2に近づけられる。第一固定部5の中心軸側に遮蔽部材2が入り込み、第一固定部5の内周面5Aと遮蔽部材2の外周面2Bとが接触する。遮蔽部材2は第一固定部5を中心軸と反対側(以下、「外側」という。)に押し出す。第一固定部5にはスリット5C(図3参照)が設けられているため、第一固定部5は外側に弾性変形する。図5に示すように、第一固定部5は、弾性変形に対する反発力によって遮蔽部材2を中心軸側(以下「内側」という。)に押し込む。第一固定部5の内周面5Aと遮蔽部材2の外周面2Bとは密着し、遮蔽部材2は固定部材3によって固定される。
As shown in FIG. 4, the fixing
遮蔽部材2はプレス加工によって作製されるため、特に径の個体差が大きくなる可能性が高い。しかしながら、上述したように、固定部材3は、第一固定部5が外側に弾性変形して遮蔽部材2に密着する。従って、遮蔽部材2の径の個体差が大きい場合でも、遮蔽部材2に対する案内部材10の位置は常に適切に固定される。
Since the shielding
遮蔽部材2と同様、固定部材3が案内部材10に近づけられる。第二固定部6の内側に案内部材10の延設部10Dが入り込み、第二固定部6の内周面6Aと延設部10Dの外周面10Eとが接触する。延設部10Dは第二固定部6を外側に押し出す。図5に示すように、第二固定部6は、弾性変形に対する反発力によって案内部材10を内側に押し込む。第二固定部6の内周面6Aと、延設部10Dの外周面10Eとは密着し、固定部材3に対する案内部材10の位置は固定される。なお上述したように、遮蔽部材2は固定部材3によって固定された状態となっているため、結果的に、遮蔽部材2に対する案内部材10の位置が固定されることになる。固定部材3は、第二固定部6の先端面6Cと案内部材10の平面10Fとが接触する状態となるまで、案内部材10に押し付けられる。
As with the shielding
なお、案内部材10は射出成形によって作製されるため、遮蔽部材2と比較して径の個体差は小さい。従って、第二固定部6の外側への弾性変形の程度は、第一固定部5の外側への弾性変形の程度と比較して小さい。このため、遮蔽部材2及び案内部材10に固定部材3が嵌められた状態でも、遮蔽部材2の内周面2Aと第二固定部6の外周面6Bとの間に隙間が形成された状態が維持される。
In addition, since the
上述の方法で遮蔽部材2及び案内部材10の一方の端部に固定部材3が嵌められた後、案内部材10の他方の端部側から可動子50が案内部材10内に挿入される。次いで、遮蔽部材2及び案内部材10の他方の端部に、別の固定部材3が同様の方法で嵌められる。これによって一対の固定部材3は、案内部材10を軸線方向の両側から挟む。具体的には、一対の固定部材3の夫々の緩衝部材7が延設部10Dの先端面10Gに接触し、且つ、一対の固定部材3の夫々の第二固定部6の先端面6Cが円筒部10Aの平面10Fに接触することによって、一対の固定部材3は案内部材10を軸線方向の両側から挟む。
After the fixing
第一固定部5が遮蔽部材2を内側に押し込むことによって、遮蔽部材2は固定部材3によって固定される。また、第二固定部6が案内部材10を内側に押し込み、且つ、一対の固定部材3が案内部材10を軸線方向の両側から挟み支持することによって、遮蔽部材2に対する案内部材10の位置は固定される。その結果、案内部材10は、遮蔽部材2との間に隙間を形成した状態で遮蔽部材2内に固定される。
When the
なお、上述した振動発電機1の組立工程は変更できる。例えば、最初に案内部材10の一方の端部に固定部材3を嵌めた後、遮蔽部材2を固定部材3に嵌めてもよいし、遮蔽部材2及び案内部材10に対して固定部材3を同時に嵌めてもよい。
In addition, the assembly process of the
以上説明したように、固定部材3は、第一固定部5の内周面5Aと遮蔽部材2の外周面2Bとが接触し、第一固定部5が外側に弾性変形することによって遮蔽部材2を固定する。また固定部材3は、第二固定部6の内周面6Aと延設部10Dの外周面10Eとが接触し、第二固定部6が外側に弾性変形することによって案内部材10を固定する。これによって、案内部材10は固定部材3を介して遮蔽部材2に固定される。従って振動発電機1は、遮蔽部材2の径の個体差が大きい場合であっても、遮蔽部材2に案内部材10を安定的に固定できる。また固定部材3は、案内部材10が遮蔽部材2に接触しない状態で案内部材10を遮蔽部材2に固定できる。従って振動発電機1は、遮蔽部材2の径の個体差が大きい場合であっても、遮蔽部材2と案内部材10の円筒部10Aとが軸線方向から見た時に同心円状に重なるように、遮蔽部材2内に案内部材10を安定的に固定できる。この場合、遮蔽部材2と案内部材10との間の距離は均一になるので、案内部材10を可動子50が往復移動した場合に、永久磁石51によって遮蔽部材2が部分的に磁着することを抑止できる。従って振動発電機1は、案内部材10内の可動子50を安定して継続的に振動させることが可能となる。
As described above, the fixing
例えば、内径が16mmである遮蔽部材2をプレス加工によって作製した場合を例に挙げる。この場合、一般的に、内径は個体差によって約0.3mmの範囲でばらつく可能性がある。そこで振動発電機1では、案内部材10の円筒部10Aの外径が15mmとなるように、案内部材10が作製される。この場合、遮蔽部材2の内径の0.3mmの誤差を、遮蔽部材2と案内部材10との径の差分1mmによって吸収できることになる。従って振動発電機1は、遮蔽部材2の内径が個体差によってばらついた場合でも、円筒部10Aと遮蔽部材2とが接触しないように双方を固定できる。
For example, a case where the shielding
また振動発電機1では、遮蔽部材2の内径の方が案内部材10の円筒部10Aの外径よりも大きくなるように調整される。このため、組立工程において遮蔽部材2内に案内部材10を挿入する場合、遮蔽部材2と案内部材10の円筒部10Aとが接触し、円筒部10Aの一部が遮蔽部材2によって削り取られてしまうことがない。従って従来の振動発電機のように、削り取られた破片が、遮蔽部材2内に残ってしまうことを抑止できる。
In the
また、第一固定部5はスリット5Cを備えることによって弾性変形し易くなる。従って振動発電機1は、案内部材10を遮蔽部材2に適切に固定できる。また、可動子50は錘52を備えることで移動し易くなるので、振動発電機1の発電効率は向上する。
Moreover, the 1st fixing |
<第二実施形態>
本発明の第二実施形態における振動発電機11について、図6〜図10を参照して説明する。図6〜図8に示すように、振動発電機11が振動発電機1(図1〜図3参照)と異なる点は、一対の固定部材3(図1〜図3参照)の代わりに一対の固定部材23が使用される点、及び、延設部10D(図1〜図3参照)の代わりに延設部12Dが案内部材10の円筒部10Aに設けられる点である。その他の構成は振動発電機1と同一である。従って、遮蔽部材2、延設部12Dを除く案内部材10、コイル14、及び可動子50の説明は省略する。
<Second embodiment>
The
図6に示すように、案内部材10の円筒部10Aの軸線方向両端面に、軸線方向に突出して延びる延設部12Dが設けられる。延設部12Dの形状は円筒形である。円筒部10A及び延設部12Dの中心軸の位置は一致する。図7に示すように、延設部12Dの外周面12Eに段差が形成される。
As shown in FIG. 6, extending
図7に示すように、固定部材23は、覆部24、第一固定部25、及び第二固定部26を備える。覆部24の形状は、第一実施形態における覆部4と同一であるため、説明を省略する。第一固定部25は、覆部24の周端部よりもやや内側から、覆部24の平面と直交する方向に延びる。第二固定部26は、覆部24のうち第一固定部25が設けられた部分よりも中心側から、覆部24の平面と直交する方向、且つ、第一固定部25と同一側に延びる。第一固定部25の延びる方向の長さは、第二固定部26の延びる方向の長さと略同一である。第一固定部25及び第二固定部26の形状は略円筒形である。第一固定部25及び第二固定部26の軸線方向は、振動発電機11の軸線方向と同一方向を向く。第一固定部25及び第二固定部26の中心軸の位置は一致する。第一固定部25及び第二固定部26を軸線方向から見た時、双方は同心円状に配置する。第二固定部26の内周面26Aに段差が形成される。第一固定部25の内周面25Aと、第二固定部26の外周面26Bとの間に僅かな幅の隙間が形成される。
As shown in FIG. 7, the fixing
第一固定部25の外径は、遮蔽部材2の内径と略同一である。第一固定部5の外周面25Bと、遮蔽部材2の内周面2Aとは接触する。第二固定部26の内周面26Aと、案内部材10の延設部12Dの外周面12Eとは接触する。第二固定部26の先端面26Cと、円筒部10Aの軸線方向端面のうち延設部12Dが設けられていない平面10Fとは接触する。延設部12Dの先端面12Gと、緩衝部材7とは接触する。なお、第一実施形態の場合と同様、固定部材23の形状を変更できることは言うまでもない。また第一固定部25は、第一実施形態と同様、複数のスリットを備えてもよい。
The outer diameter of the first fixing
振動発電機11の組立工程について、図8及び図9を参照して説明する。固定部材23が遮蔽部材2及び案内部材10に接触していない状態で、第一固定部25の外径は、遮蔽部材2の内径よりも僅かに大きく、第二固定部26の内径は、案内部材10の延設部12Dの外径よりも僅かに小さい。
The assembly process of the
図8に示すように、遮蔽部材2の端部に固定部材23を嵌めるため、固定部材23が遮蔽部材2に近づけられる。第一固定部25の外側を遮蔽部材2が覆い、第一固定部25の外周面25Bと遮蔽部材2の内周面2Aとが接触する。第一固定部25は内側に弾性変形する。図9に示すように、第一固定部25は、弾性変形に対する反発力によって遮蔽部材2を外側に押し出す。第一固定部25の外周面25Bと遮蔽部材2の内周面2Aとは密着し、遮蔽部材2は固定部材23によって固定される。第一固定部25が内側に弾性変形するため、遮蔽部材2の径の個体差が大きい場合でも、遮蔽部材2は固定部材23によって常に適切に固定される。
As shown in FIG. 8, the fixing
遮蔽部材2と同様、固定部材23が案内部材10に近づけられる。第二固定部26の内側に案内部材10の延設部12Dが入り込み、第二固定部26の内周面26Aと延設部12Dの外周面12Eとが接触する。延設部12Dは第二固定部26を外側に押し出す。図9に示すように、第二固定部26は、弾性変形に対する反発力によって案内部材10を内側に押し込む。第二固定部26の内周面26Aと、延設部12Dの外周面12Eとは密着し、固定部材23に対する案内部材10の位置は固定される。固定部材23は、第二固定部26の先端面26Cと円筒部10Aの平面10Fが接触する状態となるまで、案内部材10に押し付けられる。なお、案内部材10は遮蔽部材2と比較して径の個体差は小さい。従って、第二固定部26の外側への弾性変形の程度は、第一固定部25の内側への弾性変形の程度と比較して小さい。このため、遮蔽部材2及び案内部材10に固定部材23が嵌められた状態でも、第一固定部25と第二固定部26との間に隙間が形成された状態が維持される。
As with the shielding
上述の方法で遮蔽部材2及び案内部材10の一方の端部に固定部材23が嵌められた後、案内部材10の他方の端部側から可動子50が案内部材10内に挿入される。次いで、遮蔽部材2及び案内部材10の他方の端部に、別の固定部材23が同様の方法で嵌められる。これによって一対の固定部材23は、遮蔽部材2及び案内部材10を軸線方向の両側から挟む。具体的には、一対の固定部材23の夫々の緩衝部材7が延設部12Dの先端面12Gに接触し、且つ、一対の固定部材23の夫々の第二固定部26の先端面26Cが円筒部10Aの平面10Fに接触することによって、一対の固定部材23は案内部材10を軸線方向の両側から挟む。
After the fixing
第二固定部26が案内部材10を内側に押し込み、且つ、一対の固定部材23が案内部材10を軸線方向の両側から挟み支持することによって、遮蔽部材2に対する案内部材10の位置は固定される。その結果、案内部材10は、遮蔽部材2との間に隙間を形成した状態で遮蔽部材2内に固定される。なお、第一実施形態の場合と同様、振動発電機11の組立工程を変更できることは言うまでもない。
The position of the
以上説明したように、固定部材23は、第一固定部25の外周面25Bと遮蔽部材2の内周面2Aとが接触し、第一固定部25が内側に弾性変形することによって遮蔽部材2を固定する。また固定部材23は、第二固定部26の内周面26Aと延設部12Dの外周面12Eとが接触し、第二固定部26が外側に弾性変形することによって案内部材10を固定する。これによって、案内部材10は固定部材3を介して遮蔽部材2に固定される。従って振動発電機11は、第一実施形態の場合と同様、遮蔽部材2の径の個体差が大きい場合であっても、遮蔽部材2に案内部材10を安定的に固定できる。また固定部材3は、案内部材10が遮蔽部材2に接触しない状態で案内部材10を遮蔽部材2に固定できるので、振動発電機11は、遮蔽部材2の径の個体差が大きい場合であっても、遮蔽部材2と案内部材10の円筒部10Aとが軸線方向から見た時に同心円状に重なるように、遮蔽部材2内に案内部材10を安定的に固定できる。
As described above, in the fixing
<応用例>
図10は、振動発電機1または振動発電機11を使用した照明器具31を示している。照明器具31の一例として、懐中電灯が挙げられる。照明器具31は、発光部32、ダイオードブリッジ33、定電圧回路34、及びコンデンサ35を備える。ダイオードブリッジ33はコイル14に接続される。ダイオードブリッジ33は、コイル14に発生した交流電流の全波整流を行う。定電圧回路34は、ダイオードブリッジ33によって整流された電流の出力端子に接続される。定電圧回路34は、ダイオードブリッジ33によって整流された電流を定電圧化する。コンデンサ35は、定電圧回路34の出力端子に接続される。コンデンサ35は、定電圧回路34によって定電圧化された電流を蓄電する。発光部32はコンデンサ35に接続される。発光部32はLEDを備える。発光部32は、蓄電された電流をLEDに通流させることによって、LEDを発光させる。
<Application example>
FIG. 10 shows a
ユーザは、照明器具31を手で所持し、振動発電機1が軸線方向に振動するように振る。振動発電機1の可動子50は軸線方向に往復移動し、コイル14に交流電流が発生する。コイル14に発生した交流電流はダイオードブリッジ33に伝達し、全波整流される。ダイオードブリッジ33によって整流された電流は、定電圧回路34によって定電圧化された後、コンデンサ35に蓄電される。コンデンサ35に蓄電された電流は、図示外のスイッチがONされた場合に発光部32に流れ、LEDが発光する。
The user holds the
以上のように、照明器具31は振動発電機1又は振動発電機11を備えており、振動することによって発光部32のLEDを発光させることができる。振動発電機1又は11は、永久磁石51を安定して継続的に振動させることが可能であるため、照明器具31は発光部32のLEDを安定的に発光させることが可能となる。
As described above, the
なお、本発明は上記第一実施形態及び第二実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。上記第一実施形態及び第二実施形態において、固定部材3、23は第二固定部6、26を備えない構成であってもよい。この場合でも、固定部材3、23が案内部材10を軸線方向の両側から挟み支持するので、案内部材10は遮蔽部材2に安定的に固定される。上記第一実施形態及び第二実施形態において、第一固定部5、25は、遮蔽部材2の外周面及び内周面の両方に接触する構成を有していてもよい。即ち、第一固定部5、25が遮蔽部材2を内側及び外側の両方から挟むことによって、固定部材3、23を遮蔽部材2に固定してもよい。
In addition, this invention is not limited to the said 1st embodiment and 2nd embodiment, A various change is possible. In the first embodiment and the second embodiment, the fixing
固定部材3の材料として、弾性変形の容易な材料(例えば、シリコーン樹脂やNBR(Nitrile butadiene rubber(ニトリルゴム))のような弾性ゴム(合成ゴム)を使用してもよい。この場合、第一固定部5はスリット5Cを備えない構成であってもよい。
An elastic rubber (synthetic rubber) such as a silicone resin or NBR (Nitrile butadiene rubber) may be used as the material of the fixing
上述の応用例で示した照明器具31は、振動発電機1、11の一応用例である。従って振動発電機1、11は、他の機器に実装されて使用されてもよい。
The
1、11 振動発電機
2 遮蔽部材
2A 外周面
2B 内周面
2C 端面
3、23 固定部材
4、24 覆部
5、25 第一固定部
6、26 第二固定部
5C スリット
10 案内部材
14 コイル
31 照明器具
32 発光部
50 可動子
51 永久磁石
52 錘
32 発光部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記案内部材の内側を軸線方向に移動可能に設けられ、永久磁石を備えた可動子と、
前記案内部材の周囲に巻回されたコイルと、
前記案内部材の外径よりも大きな内径を有する筒状の部材であって、中心軸が前記案内部材の中心軸と略同一となる状態で前記案内部材を外側から覆い、内部を電磁的に遮蔽する遮蔽部材と、
前記遮蔽部材の両端の開口を覆い、且つ、前記案内部材を軸線方向の両側から挟むことで、前記遮蔽部材に前記案内部材を固定する一対の固定部材と
を備えた振動発電機であって、
前記固定部材は、
前記遮蔽部材の端部の開口を覆う覆部と、
前記覆部から前記軸線方向に延びて前記遮蔽部材の外周面及び内周面の少なくとも一方に接触し、前記軸線方向と交差する方向に弾性変形することによって前記固定部材に前記遮蔽部材を固定する第一固定部と
を備え、
前記案内部材が前記遮蔽部材に接触しない状態で前記案内部材を固定することを特徴とする振動発電機。 A guide member that is a tubular member;
A mover provided inside the guide member so as to be movable in the axial direction and having a permanent magnet;
A coil wound around the guide member;
A cylindrical member having an inner diameter larger than the outer diameter of the guide member, covering the guide member from the outside in a state where the central axis is substantially the same as the central axis of the guide member, and electromagnetically shielding the inside A shielding member that,
A vibration generator comprising a pair of fixing members that cover the openings at both ends of the shielding member and sandwich the guide member from both sides in the axial direction to fix the guide member to the shielding member,
The fixing member is
A cover that covers the opening at the end of the shielding member;
The shielding member is fixed to the fixing member by extending in the axial direction from the cover, contacting at least one of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the shielding member, and elastically deforming in a direction intersecting the axial direction. A first fixing part,
The vibration generator, wherein the guide member is fixed in a state where the guide member does not contact the shielding member.
前記覆部から前記軸線方向に延びて前記案内部材の外周面に接触し、前記軸線方向と交差する方向に弾性変形することによって前記案内部材を固定する第二固定部を備えたことを特徴とする請求項1に記載の振動発電機。 The fixing member is
A second fixing portion is provided that extends in the axial direction from the cover, contacts the outer peripheral surface of the guide member, and elastically deforms in a direction intersecting the axial direction to fix the guide member. The vibration generator according to claim 1.
前記軸線方向に延びるスリットを備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の振動発電機。 The first fixing part is
The vibration generator according to claim 1, further comprising a slit extending in the axial direction.
前記軸線方向の両端に錘を備えたことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の振動発電機。 The mover is
The vibration generator according to any one of claims 1 to 3, wherein weights are provided at both ends in the axial direction.
前記可動子が前記案内部材内を移動することにより前記コイルに誘導される電流に基づいて発光する発光部と
を備えたことを特徴とする照明器具。 The vibration generator according to any one of claims 1 to 4,
A lighting apparatus comprising: a light emitting unit that emits light based on a current induced in the coil as the movable element moves in the guide member.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2016059125A (en) * | 2014-09-08 | 2016-04-21 | ヒーハイスト精工株式会社 | Electromagnetic generator |
| JP2022544087A (en) * | 2019-08-02 | 2022-10-17 | チンタオ ハイアール ウォッシング マシン カンパニー,リミテッド | Garment handling equipment and drum washing machine |
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- 2012-09-21 JP JP2012207677A patent/JP2014064380A/en active Pending
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