(57)【要約】【課題】エネルギ変換効率の向上を図ることが可能なエネルギ変換装置を提供する。【解決手段】エネルギ変換装置１は、交流電圧を発生する発電装置１０１と、整流平滑回路１０２と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３と、整流平滑回路１０２とＤＣ−ＤＣコンバータ１０３との間に設けられた遅延回路１０４と、を備える。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３は、制御端子ＣＮを備え、制御端子ＣＮとＤＣ−ＤＣコンバータ１０３のグランドラインとの間の電圧が所定の起動電圧を超えたときに起動するように構成されている。遅延回路１０４は、受動素子のみで形成されたローパスフィルタにより構成され、ローパスフィルタを整流平滑回路１０２の出力端間に接続し、ローパスフィルタの高電位側の出力端と制御端子ＣＮとを接続し、ローパスフィルタの低電位側の出力端とＤＣ−ＤＣコンバータ１０３のグランドラインとを接続してある。【選択図】図１
2014204482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運動エネルギを電気エネルギに変換して交流電圧を発生する発電装置と、前記発電装置の出力端間に接続された整流平滑回路と、前記整流平滑回路の出力端間に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータと、前記整流平滑回路と前記ＤＣ−ＤＣコンバータとの間に設けられた遅延回路と、を備え、前記ＤＣ−ＤＣコンバータは、制御端子を備え、前記制御端子と前記ＤＣ−ＤＣコンバータのグランドラインとの間の電圧が所定の起動電圧を超えたときに起動するように構成され、前記遅延回路は、受動素子のみで形成されたローパスフィルタにより構成され、前記ローパスフィルタを前記整流平滑回路の出力端間に接続し、前記ローパスフィルタの高電位側の出力端と前記制御端子とを接続し、前記ローパスフィルタの低電位側の出力端と前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記グランドラインとを接続してあることを特徴とするエネルギ変換装置。
【請求項２】
前記発電装置は、電磁誘導型の振動発電装置であることを特徴とする請求項１記載のエネルギ変換装置。
【請求項３】
前記振動発電装置は、磁石ブロックとコイルブロックとが第１方向で対向配置され、前記磁石ブロックと前記コイルブロックとが前記第１方向に直交する第２方向において相対的に変位することで生じる電磁誘導により前記交流電圧を発生するように構成され、前記磁石ブロックと前記コイルブロックとの一方を備えた可動部を外部から作動させ前記可動部を減衰振動させることができるように構成されており、前記可動部と、前記可動部を囲む支持部と、前記可動部と前記支持部との間に介在する弾性体部とを備え、前記支持部が前記弾性体部を介して前記可動部を支持しており、前記弾性体部は、前記第２方向における剛性が前記第２方向に直交する方向の剛性に比べて小さく、前記第２方向における前記可動部の両側それぞれには、複数の前記弾性体部が並んで設けられていることを特徴とする請求項２記載のエネルギ変換装置。
【請求項４】
前記弾性体部は、ばねであることを特徴とする請求項３記載のエネルギ変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギ変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エネルギ変換装置としては、例えば、図１８に示すように、発電部２００と、整流部２１０と、充電部２２０と、動作開始制御部２３０と、ＤＣ−ＤＣコンバータ２４０と、を備えた構成のものが知られている（特許文献１）。
【０００３】
発電部２００は、圧電素子によって構成されている。充電部２２０は、コンデンサによって構成されている。
【０００４】
動作開始制御部２３０は、接地線２０１と電圧線２０２との間に設けられた２つの分圧抵抗２３１、２３２と、コンパレータ２３３と、遅延制御部２３５と、出力制御部２３８と、を備えている。
【０００５】
コンパレータ２３３は、分圧抵抗２３１、２３２で分圧された電圧が基準電圧Vrefを超えたところで出力がＨレベルとなる。
【０００６】
遅延制御部２３５は、遅延時間設定コンデンサ２３６と、遅延回路２３７と、を備えている。
【０００７】
エネルギ変換装置は、コンパレータ２３３の出力がＨレベルになると、遅延制御部２３５のコンデンサ２３６に蓄電されていく。
【０００８】
エネルギ変換装置は、コンデンサ２３６に所定電圧が蓄電されて所定閾値を超えたところで遅延回路２３７から出力制御部２３８に信号が与えられる。すると、エネルギ変換装置では、出力制御部２３８からＤＣ−ＤＣコンバータ２４０にＨレベルのイネーブル信号が出力される。
【０００９】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２４０は、動作開始制御部２３０からのイネーブル信号を受けて動作を開始する。すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータ２４０は、イネーブル信号がＬレベルのときは電源供給を停止した状態を維持し、イネーブル信号がＨレベルになると、充電部２２０に蓄積された電力を所定電圧に変換して電源供給を開始する。
【００１０】
また、特許文献１には、タッチセンサ式の入力装置である入力部（図示せず）と、発電部２００と、整流部２１０と、充電部２２０と、動作開始制御部２３０と、ＤＣ−ＤＣコンバータ２４０と、制御部と、発信部と、を備えた遠隔操作装置が記載されている。
【００１１】
制御部は、入力部からのコマンドを検出し、コマンドに応じた制御処理を実行する。例えば、制御部は、コマンドに応じた送信データを生成し、発信部に送る。
【００１２】
発信部は、制御部から与えられた送信データを機器（例えば、テレビやエアコンディショナ）へ送信する。
【００１３】
制御部及び発信部は、発信部からの送信データの送信が完了したところで動作を停止する。
【００１４】
また、エネルギ変換装置としては、例えば、電磁誘導作用により運動エネルギを電気エネルギに変換する機能を有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２）。
【００１５】
特許文献２には、エネルギ変換装置の一例として、図１９に示す構成を有する発電装置３００が記載されている。
【００１６】
この発電装置３００は、収納部３１０ａが設けられた支持体３１０と、収納部３１０ａに配置された永久磁石３２０及びコイルバネ３３０と、を備えている。
【００１７】
支持体３１０は、３枚のプリント基板３１１〜３１３により構成されている。この支持体３１０は、２枚のプリント基板３１１、３１３間に配置されたプリント板３１２の矩形状の開口部３１２ａにより、収納部３１０ａが形成されている。
【００１８】
発電装置３００は、プリント基板３１３の下面に、平面コイル３１４ａ及び３１４ｂが形成されている。平面コイル３１４ａ及び３１４ｂの各々は、渦巻状に形成されている。平面コイル３１４ａ及び３１４ｂは、巻き方向が互いに逆になるように形成されている。
【００１９】
プリント基板３１３には、平面コイル３１４ａ及び３１４ｂの中央部と対応する領域に、開口部３１３ａが形成されている。この開口部３１３ａには、磁心（コア）３１５が埋め込まれている。磁心３１５は、プリント基板３１３の下面から突出するように形成されており、平面コイル３１４ａ及び３１４ｂの中央部に配置されている。
【００２０】
永久磁石３２０は、磁化方向が矢印Ｚ１方向である部分（磁区）３２０ａと、磁化方向が矢印Ｚ２方向である部分３２０ｂとを含んでおり、多極磁石として構成されている。このため、プリント基板３１３近傍では、図１９中に破線で示した磁力線で表される磁界が形成されている。
【００２１】
コイルバネ３３０は、開口部３１２ａの側面３１２ｂと永久磁石３２０の端部３２０ｃとの間に配置されるとともに、開口部３１２ａの側面３１２ｃと永久磁石３２０の端部３２０ｄとの間に配置されている。
【００２２】
発電装置３００は、一対のコイルバネ３３０により、支持体３１０に対して永久磁石３２０が矢印Ｘ１方向（矢印Ｘ２方向）において所定の基準位置に配置されるように付勢されている。
【００２３】
発電装置３００は、プリント基板３１３の上面に、平面コイル３１４ａ及び３１４ｂにおいて発生する誘導起電力を制御するとともに、出力するための回路部３１６が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】特開２０１１−１０３７２９号公報
【特許文献２】特開２００９−１１１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
図１８に示した回路図の構成では、動作開始制御部２３０での消費電力に起因してエネルギ変換効率が低下してしまう。
【００２６】
また、特許文献２には、回路部３１６の回路構成について記載されていない。
【００２７】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、エネルギ変換効率の向上を図ることが可能なエネルギ変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明のエネルギ変換装置は、運動エネルギを電気エネルギに変換して交流電圧を発生する発電装置と、前記発電装置の出力端間に接続された整流平滑回路と、前記整流平滑回路の出力端間に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータと、前記整流平滑回路と前記ＤＣ−ＤＣコンバータとの間に設けられた遅延回路と、を備え、前記ＤＣ−ＤＣコンバータは、制御端子を備え、前記制御端子と前記ＤＣ−ＤＣコンバータのグランドラインとの間の電圧が所定の起動電圧を超えたときに起動するように構成され、前記遅延回路は、受動素子のみで形成されたローパスフィルタにより構成され、前記ローパスフィルタを前記整流平滑回路の出力端間に接続し、前記ローパスフィルタの高電位側の出力端と前記制御端子とを接続し、前記ローパスフィルタの低電位側の出力端と前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記グランドラインとを接続してあることを特徴とする。
【００２９】
このエネルギ変換装置において、前記発電装置は、電磁誘導型の振動発電装置であることが好ましい。
【００３０】
このエネルギ変換装置において、前記振動発電装置は、磁石ブロックとコイルブロックとが第１方向で対向配置され、前記磁石ブロックと前記コイルブロックとが前記第１方向に直交する第２方向において相対的に変位することで生じる電磁誘導により前記交流電圧を発生するように構成され、前記磁石ブロックと前記コイルブロックとの一方を備えた可動部を外部から作動させ前記可動部を減衰振動させることができるように構成されており、前記可動部と、前記可動部を囲む支持部と、前記可動部と前記支持部とを接続している弾性体部とを備え、前記支持部が前記弾性体部を介して前記可動部を支持しており、前記弾性体部は、前記第２方向における剛性が前記第２方向に直交する方向の剛性に比べて小さく、前記第２方向における前記可動部の両側それぞれには、複数の前記弾性体部が並んで設けられていることが好ましい。
【００３１】
このエネルギ変換装置において、前記弾性体部は、ばねであることが好ましい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明のエネルギ変換装置においては、エネルギ変換効率の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、実施形態１のエネルギ変換装置の回路ブロック図である。
【図２】図２（ａ）は、実施形態１のエネルギ変換装置における発電装置の概略断面図である。図２（ｂ）は、実施形態１のエネルギ変換装置における発電装置の要部概略平面図である。
【図３】図３は、実施形態１のエネルギ変換装置における発電装置の要部拡大図である。
【図４】図４は、実施形態１のエネルギ変換装置における発電装置の概略斜視図である。
【図５】図５は、実施形態１のエネルギ変換装置における発電装置の概略分解斜視図である。
【図６】図６（ａ）、（ｂ）は、実施形態１のエネルギ変換装置における発電装置の動作説明図である。
【図７】図７は、実施形態１のエネルギ変換装置における発電装置の出力電圧の波形図である。
【図８】図８は、実施形態１のエネルギ変換装置の回路図である。
【図９】図９は、実施形態１のエネルギ変換装置の動作説明図である。
【図１０】図１０は、比較例のエネルギ変換装置の回路図である。
【図１１】図１１は、比較例のエネルギ変換装置の動作説明図である。
【図１２】図１２は、実施形態１のエネルギ変換装置の変形例の回路図である。
【図１３】図１３（ａ）は、実施形態２のエネルギ変換装置における発電装置の概略断面図である。図１３（ｂ）は、実施形態２のエネルギ変換装置における発電装置の要部概略平面図である。
【図１４】図１４は、実施形態２のエネルギ変換装置における発電装置の概略斜視図である。
【図１５】図１５は、実施形態２のエネルギ変換装置における発電装置の概略分解斜視図である。
【図１６】図１６は、実施形態２のエネルギ変換装置における入力機構の構成例の説明図である。
【図１７】図１７（ａ）〜図１７（ｄ）は、実施形態２のエネルギ変換装置の動作説明図である。
【図１８】図１８は、従来例のエネルギ変換装置の回路図である。
【図１９】図１９は、他の従来例の発電装置の構造を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
（実施形態１）
以下では、本実施形態のエネルギ変換装置１について図１に基づいて説明する。
【００３５】
エネルギ変換装置１は、発電装置１０１と、整流平滑回路１０２と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３と、遅延回路１０４と、を備える。
【００３６】
発電装置１０１は、運動エネルギを電気エネルギに変換して交流電圧を発生する機能を有する。
【００３７】
整流平滑回路１０２は、発電装置１０１の出力端間に接続されている。整流平滑回路１０２は、発電装置１０１で発生する交流電圧を直流電圧に整流する機能と、この直流電圧の直流成分のみを取り出すためにリップル成分（交流成分）を抑圧する機能と、を有する。要するに、整流平滑回路１０２は、発電装置１０１で発生した交流電圧を整流平滑した直流電圧を出力するように構成されている。
【００３８】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３は、整流平滑回路１０２の出力端間に接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３は、整流平滑回路１０２の出力電圧を所定の直流電圧に変換する機能を有する。
【００３９】
遅延回路１０４は、整流平滑回路１０２とＤＣ−ＤＣコンバータ１０３との間に設けられている。
【００４０】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３は、制御端子ＣＮを備え、制御端子ＣＮとＤＣ−ＤＣコンバータ１０３のグランドラインとの間の電圧が所定の起動電圧を超えたときに起動するように構成されている。
【００４１】
遅延回路１０４は、受動素子のみで形成されたローパスフィルタにより構成され、ローパスフィルタを整流平滑回路１０２の出力端間に接続し、ローパスフィルタの高電位側の出力端と制御端子ＣＮとを接続し、ローパスフィルタの低電位側の出力端とＤＣ−ＤＣコンバータ１０３のグランドラインとを接続してある。
【００４２】
発電装置１０１としては、電磁誘導型の振動発電装置ＥＨ（図２参照）を採用しているが、これに限らず、例えば、静電誘導型の振動発電装置、圧電型の振動発電装置等を採用することができる。
【００４３】
電磁誘導型の振動発電装置とは、電磁誘導を利用して運動エネルギを電気エネルギに変換する発電装置である。
【００４４】
静電誘導型の振動発電装置とは、静電誘導を利用して運動エネルギを電気エネルギに変換する発電装置である。
【００４５】
圧電型の振動発電装置とは、圧電効果を利用して運動エネルギを電気エネルギに変換する発電装置である。
【００４６】
以下では、電磁誘導型の振動発電装置ＥＨ（以下、「発電装置ＥＨ」という。）について図２〜７に基づいて説明する。
【００４７】
発電装置ＥＨは、磁石２を備えた磁石ブロック３と、コイル４ａを備えたコイルブロック４と、を有し、磁石ブロック３とコイルブロック４とが第１方向（図２（ａ）の上下方向）で対向配置されている。発電装置ＥＨは、磁石ブロック３とコイルブロック４とが上記第１方向に直交する第２方向（図２（ａ）の左右方向）において相対的に変位することで生じる電磁誘導により運動エネルギを電気エネルギに変換する機能を有する。
【００４８】
発電装置ＥＨは、磁石ブロック３を備えた可動部１２を外部から作動させ可動部１２を減衰振動させることが可能なものである。発電装置ＥＨは、可動部１２と、支持部１４と、可動部１２と支持部１４との間に介在する弾性体部１５と、を備えている。発電装置ＥＨは、支持部１４が弾性体部１５を介して可動部１２を支持しており、可動部１２が上記第２方向に振動可能となっている。弾性体部１５は、上記第２方向における剛性が上記第２方向に直交する方向の剛性に比べて小さい。これにより、エネルギ変換装置１は、可動部１２の振動方向を上記第２方向に単方向化することが可能となる。
【００４９】
発電装置ＥＨは、上述の可動部１２と支持部１４と各弾性体部１５とを有する振動ブロック１１を備えている。振動ブロック１１の可動部１２の振動方向については、例えば、可動部１２の重心を原点とする直交座標を仮定して説明することができる。この直交座標では、例えば、上記第２方向に沿ってｘ軸の正方向を決め、上記第１方向及び上記第２方向それぞれに直交する方向に沿ってｙ軸の正方向を決め、上記第１方向に沿って上記第２方向に直交するｚ軸の正方向を決めることができる。この場合、振動ブロック１１は、可動部１２の振動方向をｘ軸の正負方向に単方向化することが可能となり、ｙ軸の正負方向やｚ軸の正負方向への振動成分を抑制することが可能となる。
【００５０】
したがって、発電装置ＥＨは、図２（ｂ）でみれば、可動部１２の振動方向が上記第２方向である左右方向に単方向化され、図２（ｂ）の上下方向や可動部１２の厚み方向（図２（ｂ）の紙面に直交する方向）等への振動が抑制される。よって、発電装置ＥＨは、不要な振動成分の発生を抑制することが可能となり、エネルギ変換効率の向上を図ることが可能となる。
【００５１】
また、発電装置ＥＨは、振動ブロック１１の厚み方向の一面（第１面）側に配置される第１キャップ２１と、振動ブロック１１の厚み方向の他面（第２面）側に配置される第２キャップ３１と、を備えている。発電装置ＥＨは、第１キャップ２１及び第２キャップ３1の各々に、上述のコイルブロック４が保持されている。また、発電装置ＥＨは、第１キャップ２１と振動ブロック１１との間に配置された第１スペーサ４１と、第２キャップ３１と振動ブロック１１との間に配置された第２スペーサ４２と、を備えている。
【００５２】
発電装置ＥＨの各構成要素については、以下に詳細に説明する。
【００５３】
振動ブロック１１は、支持部１４の平面視形状を枠状としてある。また、振動ブロック１１は、支持部１４の内側に、可動部本体１３が配置されている。可動部本体１３は、支持部１４の内側面から離れて配置されている。また、振動ブロック１１は、上記第２方向において可動部本体１３の両側に弾性体部１５が配置されている。また、振動ブロック１１は、可動部本体１３の平面視形状を枠状としてある。振動ブロック１１は、可動部本体１３の内側に、磁石ブロック３が配置されている。磁石ブロック３は、可動部本体１３に固定されている。
【００５４】
可動部本体１３の内周形状は、矩形状である。磁石ブロック３の外周形状は、可動部本体１３の内周形状よりも若干小さな矩形状としてある。磁石ブロック３を可動部本体１３に固定する方法としては、例えば、接着剤により固定する方法を採用することができる。この場合には、磁石ブロック３の外周面と可動部本体１３の内側面との間に接着剤からなる接合部が介在することになる。磁石ブロック３を可動部本体１３に固定する方法は、これに限らず、例えば、磁石ブロック３と可動部本体１３との間の隙間に別部材を圧入することで固定する方法等を採用することができる。また、磁石ブロック３を可動部本体１３に固定する方法は、可動部本体１３の外側面側から螺子により固定する方法を採用することもできる。
【００５５】
可動部本体１３と磁石ブロック３とで構成される可動部１２の平面視形状は、八角形状としてある。可動部１２の平面視形状は、八角形状に限らず、例えば、矩形状の形状としてもよい。振動ブロック１１では、可動部本体１３の外周形状及び内周形状それぞれが大きさの異なる矩形状となっていてもよい。また、可動部１２の平面視形状は、例えば、円形状や正多角形状としてもよい。
【００５６】
磁石ブロック３は、複数個（例えば、４個）の磁石２を備えており、これら複数個の磁石２が上記第２方向に並んで配置されている。つまり、磁石ブロック３は、複数個の磁石２が１次元のアレイ状に配置されている。磁石２は、永久磁石により構成することが好ましい。永久磁石の材料としては、例えば、ネオジム（ＮｄＦｅＢ）、サマリウムコバルト（ＳｍＣｏ）、アルニコ（Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ）、フェライト等を採用することができる。
【００５７】
磁石２は、短冊状に形成されている。また、磁石２は、厚み方向の一面側がＮ極、他面側がＳ極となるように着磁されている。磁石２を構成する永久磁石は、例えば、磁石材料を切削、研磨等で整形加工した後、パルス着磁法等によって着磁することにより、形成することができる。
【００５８】
磁石ブロック３は、上述の複数個の磁石２の各々の幅方向が上記第２方向に一致するように各磁石２が配置されている。また、磁石ブロック３は、この磁石ブロック３の厚み方向の両面側それぞれで、上記第２方向においてＮ極とＳ極とが交互に並ぶように、複数個の磁石２が配置されている。要するに、磁石ブロック３は、上記第２方向において隣り合う磁石２同士の磁化の向きを逆向きとしてある。なお、磁石ブロック３は、複数個の磁石２が１次元のアレイ状に配置されているが、これに限らず、例えば、２次元のアレイ状に配置された構成としてもよい。
【００５９】
振動ブロック１１は、可動部本体１３と支持部１４と各弾性体部１５とを、例えば、基板１０から形成することができる。基板１０としては、磁力線に対して低減衰で且つ電気絶縁性を有する絶縁性基板が好ましく、例えば、高抵抗率のシリコン基板を用いることができる。高抵抗率のシリコン基板は、例えば、抵抗率が１００Ωｃｍ以上であることが好ましく、１０００Ωｃｍ以上であることがより好ましい。
【００６０】
基板１０としてシリコン基板を用いた場合、振動ブロック１１は、可動部本体１３、支持部１４及び各弾性体部１５の材料がシリコンとなる。このような振動ブロック１１は、例えば、ＭＥＭＳ（micro electro mechanical systems）の製造技術を利用して製造することができる。この場合、振動ブロック１１では、可動部本体１３、支持部１４及び各弾性体部１５を一体に形成することができる。要するに、振動ブロック１１は、可動部本体１３と支持部１４と各弾性体部１５とが、１枚のシリコン基板から一体に形成された構成とすることができる。これにより、発電装置ＥＨの製造時には、振動ブロック１１を形成する際に、可動部本体１３、支持部１４及び各弾性体部１５のアセンブリ工程が不要となり、製造が容易になる。
【００６１】
また、各弾性体部１５と可動部本体１３及び支持部１４とが接着用の樹脂からなる接続部で接続されている場合には、振動時に振動エネルギが接続部において熱エネルギとなって損なわれる。これに対して、可動部本体１３と支持部１４と各弾性体部１５とが、１枚のシリコン基板から一体に形成された構成では、各弾性体部１５と可動部本体１３及び支持部１４とが低減衰材料であるシリコンにより一体に形成されているので、振動時のエネルギ損失を低減することが可能となり、エネルギ変換効率を向上することが可能となる。なお、基板１０の材料に関して、磁力線に対して影響を及ぼさないという点では、比透磁率が低いほうが好ましい。
【００６２】
基板１０は、高抵抗率のシリコン基板に限らず、例えば、高抵抗率のＳＯＩ（Siliconon Insulator）基板等を用いることができる。また、振動ブロック１１は、基板１０の材料や抵抗率に応じて、適宜の絶縁膜を設けてもよい。
【００６３】
弾性体部１５は、ばねであることが好ましい。これにより、発電装置ＥＨは、弾性体部１５の１個当たりの蓄積エネルギを大きくすることが可能となり、発電装置ＥＨの小型化を図ることが可能となる。
【００６４】
弾性体部１５は、上記第２方向における可動部１２の両側の各々に、複数個（例えば、５個）ずつ並んで設けられていることが好ましい。これにより、発電装置ＥＨは、可動部１２の両側の各々に弾性体部１５が１個ずつ設けられている場合に比べて、可動部１２の振動方向の更なる単方向化が可能となり、エネルギ変換効率の更なる向上を図ることが可能となる。更に、発電装置ＥＨは、個々の弾性体部１５にかかる応力を低減することが可能となり、耐久性の向上を図ることが可能となる。可動部１２の両側の弾性体部１５の数は、特に５個に限定するものではない。
【００６５】
弾性体部１５を構成するばねの材料は、半導体であるシリコンや金属等を採用することができるが、金属よりもシリコンであることが好ましい。これにより、エネルギ変換装置１は、弾性体部１５を構成するばねの材料が金属である場合に比べて、弾性体部１５での振動減衰に起因した運動エネルギの損失を低減することが可能となるから、エネルギ変換効率の向上を図れる。
【００６６】
弾性体部１５の材料としては、シリコンに限らず、例えば、ステンレス（例えば、ＳＵＳ３０４等）、鋼、銅、銅合金（真鍮、ベリリウム銅）、Ｔｉ合金、Ａｌ合金等を採用することができる。弾性体部１５の材料は、対数減衰率の低い材料が好ましく、例えば、対数減衰率が０．０４以下の材料が好ましい。
【００６７】
また、発電装置ＥＨは、弾性体部１５を構成するばねの材料がシリコンであれば、金属である場合に比べて、弾性体部１５の耐久性を向上させることが可能となる。また、発電装置ＥＨは、弾性体部１５を構成するばねの材料が、シリコンであることにより、基板１０としてシリコン基板を採用し、ＭＥＭＳ等の製造技術を利用して各々が基板１０の一部からなる各弾性体部１５を形成することが可能となる。これにより、発電装置ＥＨは、ばねの形状の弾性体部１５において厚み寸法Ｗ１（図３参照）に対する幅寸法Ｈ１（図２（ａ）参照）の比で表されるアスペクト比を大きくすることが可能となる。ＭＥＭＳ等の製造技術を利用する場合には、リソグラフィ技術及びエッチング技術を利用して基板１０をバルクマイクロマシニングすることにより、ばね形状の弾性体部１５の厚み寸法Ｗ１を高精度に制御することが可能となる。しかも、この場合には、ばね形状の弾性体部１５の幅寸法Ｈ１を基板１０の厚みと同じ値とすることが可能となるから、アスペクト比の大きなばね形状の弾性体部１５を寸法精度良く形成することが可能となる。なお、図２（ａ）、（ｂ）に示した発電装置ＥＨでは、弾性体部１５の形状として、つづら折れ状のばね形状を採用しており、ばね形状の弾性体部１５の厚み寸法Ｗ１を０．４ｍｍ、幅寸法Ｈ１を１ｍｍとしてある。この場合のアスペクト比は、２．５である。また、この一例の場合には、ｘ軸方向の剛性が約２７５４Ｎ／ｍ、ｙ軸方向の剛性が約３２６７Ｎ／ｍ、ｚ軸方向の剛性が約３１４６Ｎ／ｍである。つまり、この一例の場合には、上記第２方向における剛性が上記第２方向に直交する方向の剛性に比べて小さい。ただし、これらの数値例は、図３に示すように、つづら折れ状のばね形状の弾性体部１５自身において、折り返し箇所を２箇所だけ増やし、また、隣り合う部位同士の間隔Ｗ３を０．１２ｍｍ、ｘ軸方向における弾性体部１５全体の長さＸ１１を７ｍｍ、ｙ軸方向における弾性体部１５全体の長さＹ１１を７ｍｍとした場合の値である。剛性の測定に関しては、例えば、支持部１４を冶具で固定した後、微小引張試験機、あるいはフォースゲージとμメータとを組み合わせたものを用いることができる。この場合には、可動部１２に対してｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向それぞれの力を加えたときの変位を測定することで、ばね定数を算出することができる。
【００６８】
発電装置ＥＨは、弾性体部１５が上記第２方向における可動部１２の両側の各々に、複数個ずつ並んで設けられている場合、各複数個ずつの弾性体部１５の全ての材料をシリコンとすることができる。振動ブロック１１は、各複数個ずつの弾性体部１５のうち少なくとも１個ずつの材料がシリコンであればよく、他の弾性体部１５の材料を金属としてもよい。
【００６９】
弾性体部１５を構成するばねの形状は、例えば、つづら折れ状であることが好ましい。この場合、弾性体部１５は、平面視形状において折り返し部分に角のないＵ字状に形成された形状のほうが、平面視形状において折り返し部分に角のあるＵ字状に形成された形状よりも好ましい。発電装置ＥＨは、弾性体部１５の折り返し部分に角のない形状を採用することにより、弾性体部１５の折り返し部分での応力集中に起因した破損やクラックの発生等を抑制することが可能となる。
【００７０】
また、つづら折れ状の弾性体部１５としては、平面視において折り返し部分の厚み寸法を他の部位の厚み寸法よりも大きくした形状としてもよく、弾性体部１５の折り返し部分での応力集中に起因した破損やクラックの発生等を抑制することが可能となる。
【００７１】
また、つづら折れ状の弾性体部１５としては、平面視において折り返し部分間の距離が徐々に短くなる形状としてもよい。
【００７２】
また、弾性体部１５は、平面視において蛇行した形状であれば、つづら折れ状の形状に限らず、例えば、波形状（平面視で正弦波状）の形状でもよい。
【００７３】
また、弾性体部１５を構成するばねの形状は、つづら折れ状や波形状等の蛇行した形状に限らず、他の形状でもよい。
【００７４】
可動部本体１３の厚み寸法は、各弾性体部１５の厚み寸法と同じに設定してあるが、これに限らず、可動部１２の所望の質量等に基づいて各弾性体部１５の厚み寸法よりも大きくしてもよい。また、可動部本体１３の厚み寸法は、各弾性体部１５の厚み寸法よりも小さくしてもよい。この場合は、弾性体部１５の上記第１方向の剛性を高くすることが可能となる。
【００７５】
発電装置ＥＨは、弾性体部１５を構成するばねの平面視の形状を、蛇行した形状とした場合、上記第２方向において可動部１２と支持部１４との間に生じるデッドスペースの面積をより小さくすることが好ましい。これにより、発電装置ＥＨは、歪みエネルギとして蓄えられるエネルギ量を増加させることが可能となる。よって、発電装置ＥＨは、歪みエネルギとして蓄えるエネルギ量が同じであれば、弾性体部１５の小型化及び低背化を図ることが可能となる。金属等の機械加工では、弾性体部１５の小型化に関し、弾性体部１５の厚み寸法Ｗ１を２００〜３００μｍ程度、折り返した部位間の寸法Ｗ３を２００〜３００μｍ程度よりも小型化するのが難しい。これに対して、マイクロマシニング技術を利用して弾性体部１５を形成するようにした場合には、弾性体部１５のより一層の小型化を図ることが可能となり、デッドスペースの面積を小さくすることが可能となる。デッドスペースの面積を小さくする設計例としては、例えば、弾性体部１５の厚み寸法Ｗ１を１０μｍ程度とし、折り返した部位間の寸法Ｗ３を１０μｍ程度とすればよく、マイクロマシニング技術を利用して弾性体部１５を形成することで実現できる。
【００７６】
また、振動ブロック１１は、弾性体部１５が、側面視で波板状（コルゲート板状）の形状でもよい。
【００７７】
第１スペーサ４１及び第２スペーサ４２は、枠状に形成されている。発電装置ＥＨは、第１スペーサ４１の形状と第２スペーサ４２の形状とを同じ形状に設定してあることが好ましい。これにより、発電装置ＥＨは、部品共通化による低コスト化を図ることが可能となる。
【００７８】
また、第１スペーサ４１及び第２スペーサ４２の外形寸法は、振動ブロック１１の外形寸法に合わせてあることが好ましい。
【００７９】
第１スペーサ４１及び第２スペーサ４２の各々の材料としては、例えば、エンジニヤリングプラスチック（例えば、ポリカーボネート等）等の樹脂、セラミック、シリコン等を採用することができる。第１スペーサ４１及び第２スペーサ４２の各々の材料としてシリコンを採用した場合には、第１スペーサ４１及び第２スペーサ４２の各々をシリコン基板から形成することができる。これにより、第１スペーサ４１及び第２スペーサ４２の各々と振動ブロック１１の支持部１４との接合方法としては、例えば、表面活性化接合法や、共晶接合法や、樹脂接合法等を採用することができる。
【００８０】
第１キャップ２１及び第２キャップ３１の外形寸法は、振動ブロック１１の外形寸法に合わせてあることが好ましい。
【００８１】
発電装置ＥＨは、第１キャップ２１の形状と第２キャップ３１の形状とを同じ形状に設定してあることが好ましい。これにより、発電装置ＥＨは、部品共通化による低コスト化を図ることが可能となる。
【００８２】
第１キャップ２１及び第２キャップ３１の各々の材料としては、例えば、エンジニヤリングプラスチック（例えば、ポリカーボネート等）等の樹脂、セラミック、シリコン等を採用することができる。第１キャップ２１及び第２キャップ３１の各々の材料としてシリコンを採用した場合には、第１キャップ２１及び第２キャップ３１の各々をシリコン基板から形成することができる。これにより、第１キャップ２１、第２キャップ３１と、第１スペーサ４１、第２スペーサ４２それぞれとの接合方法としては、例えば、表面活性化接合法や、共晶接合法や、樹脂接合法等を採用することができる。また、発電装置ＥＨは、第１スペーサ４１及び第２スペーサ４２を設けずに、第１キャップ２１及び第２キャップ３１を振動ブロック１１に固定した構成としてもよい。
【００８３】
発電装置ＥＨは、第１キャップ２１と第１スペーサ４１と振動ブロック１１と第２スペーサ４２と第２キャップ３１とを、複数個（例えば、４個）のねじ（図示せず）により固定するようにしてもよいし、接着剤により固定するようにしてもよいし、固定部材として、ねじと接着剤とを併用してもよい。また、発電装置ＥＨは、第１キャップ２１、第１スペーサ４１、振動ブロック１１、第２スペーサ４２及び第２キャップ３１それぞれからなる部材のうち、発電装置ＥＨの厚み方向において隣り合う部材同士に、相互に嵌合可能な構造を設けて嵌合させることで固定するようにしてもよい。
【００８４】
図５に示した発電装置ＥＨは、第１キャップ２１、第１スペーサ４１、振動ブロック１１、第２スペーサ４２及び第２キャップ３１それぞれの四隅に、固定用のねじを挿通可能な貫通孔２１ａ、４１ａ、１１ａ、４２ａ及び３１ａをそれぞれ形成してある。各貫通孔２１ａ、４１ａ、１１ａ、４２ａ及び３１ａの平面視での開口形状は、円形状としてある。これらの開口形状は、円形状以外の形状でもよい。
【００８５】
また、振動ブロック１１は、可動部本体１３から平面視において上記第２方向に直交する方向に突出する２つの突部１３ｂを一体に設けてある。各突部１３ｂの各々は、平面視矩形状に形成されている。また、振動ブロック１１は、枠状の支持部１４の内側面に、各突部１３ｂの各々を上記第２方向に変位可能とする２つの第１凹部（第１切欠部）１４ｂが形成されている。そして、第１キャップ２１及び第２キャップ３１には、各第１凹部１４ｂの各々の投影領域に、矩形状の貫通孔２１ｂ、３１ｂがそれぞれ形成されている。また、第１スペーサ４１及び第２スペーサ４２の内側面には、各第１凹部１４ｂの各々の投影領域に、第２凹部（第２切欠部）４１ｂ、４２ｂがそれぞれ形成されている。したがって、発電装置ＥＨでは、外部から貫通孔２１ｂ、３１ｂ及び第２凹部４１ｂ、４２ｂを通して、両突部１３ｂに対して適宜の冶具により外力を与えて可動部１２を上記第２方向へ変位させることが可能となっている。これにより、発電装置ＥＨでは、両突部１３ｂを変位させた後に冶具を引き抜けば、可動部１２が上記第２方向に振動することとなる。要するに、発電装置ＥＨは、可動部１２を変位させて作動させることが可能である。この場合の可動部１２の振動は、減衰振動である。これにより、発電装置ＥＨの出力電圧（発電装置ＥＨで発生する交流電圧）の波形は、例えば、図７に示すように時間の経過とともに減衰する波形となる。なお、冶具としては、例えば、二股のフォーク状の形状のものを採用することができる。
【００８６】
振動ブロック１１は、図２（ｂ）、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、支持部１４に、上記第２方向への可動部１２の変位量を制限するテーパ状のストッパ部１４ｃを設けてある。一方、可動部１２の外周面（可動部本体１３の外側面）には、ストッパ部１４ｃと略平行な傾斜面１２ｃを設けてある。支持部１４に設けられたストッパ部１４ｃは、支持部１４の内側面において上記第２方向に平行な面に対して傾斜している。可動部１２に設けられた傾斜面１２ｃは、可動部１２の外周面において上記第２方向に平行な面に対して傾斜している。
【００８７】
発電装置ＥＨでは、両突部１３ｂに対して適宜の冶具により外力を与えて可動部１２を上記第２方向へ変位させる際に、傾斜面１２ｃがストッパ部１４ｃに接触することで可動部１２の変位が制限される。これにより、発電装置ＥＨは、可動部１２を作動させる際に可動部１２の変位量（可動部１２の初期変位）を略一定値とすることが可能となる。また、発電装置ＥＨでは、上記第２方向とは異なる方向への可動部１２の変位を抑制することが可能となる。これらにより、発電装置ＥＨでは、外力を与える度に発電出力がばらつくのを抑制することが可能となる。なお、図６（ａ）中の矢印は、可動部１２を変位させる向きの一例を示している。発電装置ＥＨは、図６（ａ）中の矢印とは逆向きへ変位させることも可能である。
【００８８】
コイルブロック４は、複数個（例えば、５個）のコイル４ａを備えている。これら複数個のコイル４ａは、上記第２方向に並んで配置され接着剤によりブロック化されている。要するに、コイルブロック４は、コイル４ａが１次元のアレイ状に配置されたコイルアレイにより構成されている。また、磁石ブロック３は、磁石２が１次元のアレイ状に配置された磁石アレイにより構成されている。コイルブロック４のコイル４ａの数は、磁石ブロック３の磁石２の数より１だけ多いほうが好ましい。要するに、磁石ブロック３の磁石２の数をｍ（ｍは自然数）とすれば、コイルブロック４のコイル４ａの数は、ｍ＋１とすることが好ましい。また、コイルブロック４におけるコイル４ａのピッチと、磁石ブロック３における磁石２のピッチとは同じであることが好ましい。また、コイルブロック４は、対向する磁石ブロック３において隣り合う磁石２同士の境界とコイル４ａの中心線（口軸）とが同一平面上に揃うように各コイル４ａが配置されていることが好ましい。これにより、発電装置ＥＨは、エネルギ変換効率を向上させることが可能となる。
【００８９】
コイル４ａは、芯材４ｂに巻回されたコイル線材により構成されている。コイル線材としては、絶縁被覆付きの銅線を採用することができる。コイル線材は、巻線機により芯材４ｂに巻き付けて接着剤等により固定されている。芯材４ｂの材料としては、例えば、エンジニヤリングプラスチック（例えば、ポリカーボネート等）等の樹脂や、セラミック等の絶縁性材料を採用することが好ましい。銅線を被覆する絶縁膜の材料としては、例えば、ウレタン、ホルマール、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリアミドイミド等を採用することができる。
【００９０】
芯材４ｂは、短冊状に形成されている。芯材４ｂは、厚み方向が上記第２方向に一致し、幅方向が振動ブロック１１の厚み方向に一致し、長手方向が平面視において上記第２方向に直交する方向に一致するように配置されている。
【００９１】
コイルブロック４は、磁石ブロック３との対向面側が平坦化されるように、各コイル４ａを各芯材４ｂの幅方向において磁石ブロック３側の一端部に巻回してある。第１キャップ２１に保持されるコイルブロック４（以下、「第１コイルブロック４Ａ」ともいう。）は、各芯材４ｂの幅方向の他端部を、第１キャップ２１に形成された複数の位置決め用の貫通孔２１ｃの各々に挿入し固定してある。第１キャップ２１に第１コイルブロック４Ａを組み込む際には、例えば、別途に用意したダミー部材（組立用の冶具）の平坦面に、磁石ブロック３との対向面となる側を突き当てた状態で、各芯材４ｂを第１キャップ２１に固定し、その後、ダミー部材を取り去ればよい。これにより、第１コイルブロック４Ａでは、複数のコイル４ａのコイル面が揃うこととなり、磁石ブロック３との対向面側が略平坦となる。
【００９２】
また、第２キャップ３１に保持されるコイルブロック４（以下、「第２コイルブロック４Ｂ」ともいう。）は、各芯材４ｂの幅方向の他端部を、第２キャップ３１に形成された複数の位置決め用の貫通孔３１ｃの各々に挿入し固定してある。第２キャップ３１に第２コイルブロック４Ｂを組み込む際には、例えば、別途に用意したダミー部材（組立用の冶具）の平坦面に、磁石ブロック３との対向面となる側を突き当てた状態で、各芯材４ｂを第２キャップ３１に固定し、その後、ダミー部材を取り去ればよい。これにより、第２コイルブロック４Ｂでは、複数のコイル４ａのコイル面が揃うこととなり、磁石ブロック３との対向面側が略平坦となる。
【００９３】
コイルブロック４において隣り合うコイル４ａ同士は、第１の導電性接合材で接合され電気的に接続されている。第１の導電性接合材の材料としては、例えば、半田や銀ペースト等を採用することができる。隣り合うコイル４ａ同士は、それぞれ逆巻き方向となるように直列接続されている。
【００９４】
第１コイルブロック４Ａの両端のコイル４ａそれぞれにおいて隣り合うコイル４ａに接続されていない側の線端部は、第１キャップ２１に設けられた電極（図示せず）に電気的に接続されている。第２コイルブロック４Ｂの両端のコイル４ａそれぞれにおいて隣り合うコイル４ａに接続されていない側の線端部は、第２キャップ３１に設けられた電極（図示せず）に電気的に接続されている。線端部と電極とは、第２の導電性接合材で接合され電気的に接続されている。第２の導電性接合材の材料としては、例えば、半田や銀ペースト等を採用することができる。第２の導電性接合材としては、金属製のねじ等を用いてもよい。
【００９５】
発電装置ＥＨは、各コイル４ａの各々が芯材４ｂを備えている（つまり、各コイル４ａの各々は、いわゆる有芯コイルである）が、芯材４ｂを備えていないもの（いわゆる空芯コイル）でもよい。芯材４ｂを備えない構成とする場合には、例えば、第１キャップ２１及び第２キャップ３１の各々に各コイル４ａを各別に位置決めするリブ（突起）を設ければよい。この場合には、例えばリブにコイル４ａが巻装された状態で、リブとコイル４ａとを接着剤等で接着すればよい。
【００９６】
また、各コイル４ａの各々は、例えば、平面コイルにより構成してもよい。この場合には、例えば、第１キャップ２１及び第２キャップ３１の各々に平面コイルを形成すればよい。
【００９７】
平面コイルの材料としては、例えば、銅、金、銀等を採用することができる。また、平面コイルの材料としては、パーマロイ、コバルト基アモルファス合金、フェライト等を採用してもよい。平面コイルは、蒸着法、スパッタ法等の薄膜形成技術、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術等を利用して形成することができる。
【００９８】
ところで、図１９に示した構成の発電装置３００では、コイルバネ３３０の中間部が矢印Ｚ１方向へ変位可能であると推考される。このため、発電装置３００では、永久磁石３２０の厚み方向の振動に起因して上述の間隔が変動し、発電特性が不安定となったり、発電効率が低下する懸念がある。つまり、発電装置３００のようなエネルギ変換装置では、エネルギ変換特性が不安定となったり、エネルギ変換効率が低下する懸念がある。また、発電装置３００は、上述の間隔を狭くすると、永久磁石３２０が平面コイル３１４ａ及び３１４ｂに接触してしまう懸念がある。
【００９９】
また、上述の発電装置３００は、プリント基板３１２の開口部３１２ａにおける矢印Ｘ１方向及び矢印Ｘ２方向に沿った側面と永久磁石３２０とが接することで、矢印Ｘ１方向と矢印Ｚ１方向とに直交する方向に対する永久磁石３２０の移動が規制されているものと推考される。しかしながら、このような場合には、永久磁石３２０が矢印Ｘ１方向（矢印Ｘ２方向）に振動する際に摺動抵抗が生じて、発電効率が低下してしまうものと考えられる。
【０１００】
これに対し、発電装置ＥＨにおける弾性体部１５は、上記第２方向における剛性が上記第２方向に直交する方向の剛性に比べて小さい。よって、発電装置ＥＨは、可動部１２の振動方向を、上記第２方向に単方向化することが可能となり、エネルギ変換効率の向上を図ることが可能となる。
【０１０１】
また、発電装置ＥＨは、上記第２方向における可動部１２の両側それぞれに複数の弾性体部１５が設けられている。これにより、発電装置ＥＨは、可動部１２の両側の各々に弾性体部１５が１個ずつ設けられている場合に比べて、可動部１２の振動方向の更なる単方向化が可能となり、エネルギ変換効率の更なる向上を図ることが可能となる。
【０１０２】
また、発電装置ＥＨは、第１キャップ２１、第２キャップ３1に、第１コイルブロック４Ａ、第２コイルブロック４Ｂそれぞれが保持されている。これにより、発電装置ＥＨは、第１キャップ２１と第２キャップ３１との一方のみにコイルブロック４が保持されている場合に比べて、エネルギ変換効率の向上を図れる。
【０１０３】
また、発電装置ＥＨは、第１コイルブロック４Ａにおける複数個のコイル４ａの直列回路と、第２コイルブロック４Ｂにおける複数個のコイル４ａの直列回路とを直列接続することで、出力電圧を高めることも可能となる。
【０１０４】
また、発電装置ＥＨは、第１キャップ２１と振動ブロック１１との間に配置された枠状の第１スペーサ４１を備えている。これにより、発電装置ＥＨは、第１コイルブロック４Ａと磁石ブロック３との間のギャップ長を、第１スペーサ４１の厚みで規定することが可能となる。したがって、発電装置ＥＨは、第１コイルブロック４Ａと磁石ブロック３との間のギャップの狭ギャップ化を図りながらも、第１コイルブロック４Ａと磁石ブロック３との接触を防止することが可能となる。発電装置ＥＨは、第１コイルブロック４Ａと磁石ブロック３との間のギャップの狭ギャップ化により、磁束の利用効率の向上を図ることが可能となって、エネルギ変換効率の向上を図ることが可能となる。
【０１０５】
また、発電装置ＥＨは、第２キャップ３１と振動ブロック１１との間に配置された枠状の第２スペーサ４２を備えている。これにより、発電装置ＥＨは、第２コイルブロック４Ｂと磁石ブロック３との間のギャップ長を、第２スペーサ４２の厚みで規定することが可能となる。したがって、発電装置ＥＨは、第２コイルブロック４Ｂと磁石ブロック３との間のギャップの狭ギャップ化を図りながらも、第２コイルブロック４Ｂと磁石ブロック３との接触を防止することが可能となる。発電装置ＥＨは、第２コイルブロック４Ｂと磁石ブロック３との間のギャップの狭ギャップ化により、磁束の利用効率の向上を図ることが可能となって、エネルギ変換効率の向上を図ることが可能となる。
【０１０６】
発電装置ＥＨは、可動部１２の上記第２方向への振動に伴って発生する電磁誘導によって、交流の誘導起電力が発生する。この場合、発電装置ＥＨの開放電圧は、可動部１２の振動に応じた交流電圧となる。発電装置ＥＨは、両突部１３ｂに冶具等により外力を与え後に冶具を引き抜けば、可動部１２が減衰振動するので、この減衰振動に応じた交流電圧を発生する。
【０１０７】
よって、本実施形態のエネルギ変換装置１においては、可動部１２を変位させて作動させることが可能であり、且つ、エネルギ変換効率の向上を図ることが可能となる。
【０１０８】
なお、発電装置ＥＨは、この発電装置ＥＨの共振周波数と一致する環境振動（外部振動）を利用して発電させることもできる。環境振動としては、例えば、稼動中のＦＡ（factory automation）機器で発生する振動、車両の走行によって発生する振動、人の歩行によって発生する振動等、種々の環境振動がある。発電装置ＥＨで発生する交流電圧の周波数は、環境振動の周波数が発電装置ＥＨの共振周波数と一致する場合、発電装置ＥＨの共振周波数と同じになる。
【０１０９】
以下では、エネルギ変換装置１の具体的な回路構成例について図８の回路図に基づいて説明する。
【０１１０】
図８では、発電装置ＥＨを等価回路で記載してある。この等価回路では、発電装置ＥＨを、交流電圧源Ｖｓと、発電装置ＥＨの抵抗成分により構成される抵抗Ｒｓと、発電装置ＥＨのインダクタンス成分により構成されるインダクタＬｓとの直列回路で表わしてある。発電装置ＥＨの抵抗成分とは、コイルブロック４の各コイル４ａの抵抗成分の合成抵抗に相当する抵抗成分である。発電装置ＥＨのインダクタンス成分とは、コイルブロック４の各コイル４ａのインダクタンス成分の合成インダクタンスに相当するインダクタンス成分である。
【０１１１】
整流平滑回路１０２は、両波倍電圧整流回路により構成することができる。両波倍電圧整流回路は、２個のダイオードＤ１、Ｄ２と、２個のコンデンサＣ１、Ｃ２と、を備えている。両波倍電圧整流回路は、２個のダイオードＤ１、Ｄ２の直列回路と、２個のコンデンサＣ１、Ｃ２の直列回路と、が並列接続されている。要するに、両波倍電圧整流回路は、２個のダイオードＤ１、Ｄ２と、２個のコンデンサＣ１、Ｃ２と、がブリッジ接続されている。両波倍電圧整流回路は、ダイオードＤ１のカソードが、２個のコンデンサＣ１、Ｃ２の直列回路の一端に接続され、ダイオードＤ２のアノードが、２個のコンデンサＣ１、Ｃ２の直列回路の他端に接続されている。
【０１１２】
エネルギ変換装置１は、発電装置１０１の一方の出力端が、２個のダイオードＤ１、Ｄ２の直列回路における両ダイオードＤ１、Ｄ２の接続点に接続されている。また、エネルギ変換装置１は、発電装置１０１の他方の出力端が、２個のコンデンサＣ１、Ｃ２の直列回路における両コンデンサＣ１、Ｃ２の接続点に接続されている。
【０１１３】
ダイオードＤ１（以下、「第１ダイオードＤ１」ともいう。）とダイオードＤ２（以下、「第２ダイオードＤ２」ともいう。）とは、仕様の同じものを用いており、同じ特性を有しているのが好ましい。なお、各ダイオードＤ１、Ｄ２の各々は、ショットキーバリアダイオードであるのが好ましい。これにより、エネルギ変換装置１は、各ダイオードＤ１、Ｄ２の各々がシリコンダイオードである場合に比べて、第１ダイオードＤ１、第２ダイオードＤ２それぞれでの順方向電圧降下をより小さくすることが可能となる。
【０１１４】
コンデンサＣ１（以下、「第１コンデンサＣ１」ともいう。）とコンデンサＣ２（以下、「第２コンデンサＣ２」ともいう。）とは、仕様の同じものを用いており、同じ特性を有しているのが好ましい。
【０１１５】
整流平滑回路１０２は、両波倍電圧整流回路に限らない。整流平滑回路１０２は、例えば、４個の整流用ダイオードがブリッジ接続された全波整流回路と、この全波整流回路の出力端間に接続された平滑コンデンサとで構成してもよい。また、整流平滑回路１０２は、例えば、整流用ダイオードと、この整流用ダイオードに直列接続された平滑コンデンサとで構成することもできる。
【０１１６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０３は、例えば、図８に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ用のＩＣ（Integrated Circuit）素子１３１に加えて、インダクタＬ３、抵抗Ｒ２、Ｒ３及びコンデンサＣ３を備えた構成を採用することができる。インダクタＬ３、抵抗Ｒ２、Ｒ３及びコンデンサＣ３は、ＩＣ素子１３１に外付けした電子部品である。図８では、ＩＣ素子１３１として、Microchip Technology社のＭＣＰ１６４０／Ｂ／Ｃ／Ｄを用いる場合を例示してある。インダクタＬ３は、ＩＣ素子１３１のＶIN端子とＳＷ端子との間に接続してある。コンデンサＣ３は、ＩＣ素子１３１のＶOUT端子とＧＮＤ端子との間に接続してある。抵抗Ｒ２は、ＩＣ素子１３１のＶOUT端子とＶFB端子との間に接続してある。抵抗Ｒ３は、ＩＣ素子１３１のＶFB端子とＧＮＤ端子の間に接続してある。ＩＣ素子１３１のＧＮＤ端子は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３のグランドライン１０３ｂに接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３のグランドライン１０３ｂは、例えば、ＩＣ素子１３１、インダクタＬ３、抵抗Ｒ２、Ｒ３及びコンデンサＣ３を実装する回路基板でグランド用にパターン化された導体層（配線）により構成することができる。この回路基板には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３の回路部品以外に、発電装置１０１、整流平滑回路１０２の回路部品等を実装することが好ましい。回路基板としては、例えば、プリント配線基板等を採用することができる。
【０１１７】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３は、ＩＣ素子１３１として、MicrochipTechnology社のＭＣＰ１６４０／Ｂ／Ｃ／Ｄを用いる場合、ＭＣＰ１６４０／Ｂ／Ｃ／ＤのＥＮ端子が、制御端子ＣＮを構成する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３は、制御端子ＣＮとＧＮＤ端子との間の電圧が所定の起動電圧を超えるまでＩＣ素子１３１が起動しないので、低消費電力化を図ることが可能となる。
【０１１８】
また、ＩＣ素子１３１は、ＭＣＰ１６４０／Ｂ／Ｃ／Ｄに限らず、例えば、ＭＡＸ１７２４、ＬＴＣ（登録商標）３５２６、TEXAS INSTRUMENT社のＴＰＳ６１２２０、トレックス・セミコンダクター株式会社のＸＣ９１３５等を用いることもできる。ＩＣ素子１３１は、製品によって端子（ピン）の機能や配置、端子の割り当て（ピンアサイン）が異なる場合がある。
【０１１９】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３は、ＭＡＸ１７２４を用いる場合、例えば、インダクタＬ３をＢＡＴＴ端子とＬＸ端子との間に接続し、コンデンサＣ３をＯＵＴ端子とＧＮＤ端子との間に接続すればよく、ＳＨＤＮ端子が、制御端子ＣＮを構成する。
【０１２０】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３は、ＬＴＣ（登録商標）３５２６を用いる場合、例えば、インダクタＬ３をＶIN端子とＳＷ端子との間に接続し、コンデンサＣ３をＶOUT端子とＧＮＤ端子との間に接続し、抵抗Ｒ２をＶOUT端子とＦＢ端子との間に接続し、抵抗Ｒ３をＦＢ端子とＧＮＤ端子の間に接続すればよく、ＳＨＤＮ端子が、制御端子ＣＮを構成する。
【０１２１】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３は、ＴＰＳ６１２２０を用いる場合、例えば、インダクタＬ３をＶＩＮ端子とＬ端子との間に接続し、コンデンサＣ３をＶＯＵＴ端子とＧＮＤ端子との間に接続し、抵抗Ｒ２をＶＯＵＴ端子とＦＢ端子との間に接続し、抵抗Ｒ３をＦＢ端子とＧＮＤ端子の間に接続すればよく、ＥＮ端子が、制御端子ＣＮを構成する。
【０１２２】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３は、ＸＣ９１３５を用いる場合、例えば、インダクタＬ３をＢＡＴ端子とＬｘ端子との間に接続し、コンデンサＣ３をＶＯＵＴ端子とＰＧＮＤ端子との間に接続すればよく、ＥＮ端子が、制御端子ＣＮを構成する。
【０１２３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０３の構成は特に限定するものではなく、例えば、昇圧用トランスを備えた昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータでもよい。ＩＣ素子１３１は、入力側から出力側へ電流が流れないように入力側と出力側とを電気的に絶縁する機能（「負荷切断機能」とも呼ばれる。）を備えているのが好ましい。
【０１２４】
遅延回路１０４は、受動素子として、抵抗Ｒ４とコンデンサＣ４とを用い、抵抗Ｒ４とコンデンサＣ４とを直列接続したローパスフィルタにより構成してある。遅延回路１０４は、抵抗Ｒ４とコンデンサＣ４との直列回路を整流平滑回路１０２の出力端間に接続し、コンデンサＣ４の高電位側の出力端と制御端子ＣＮとを接続し、コンデンサＣ４の低電位側の出力端とＤＣ−ＤＣコンバータ１０３のグランドラインとを接続してある。
【０１２５】
エネルギ変換装置１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３の出力端間に、負荷１０５を接続すれば、負荷１０５の電源として機能することとなる。負荷１０５としては、例えば、無線回路、センサ、固体発光素子等を採用することが可能である。無線回路は、無線通信規格として、例えば、EnOcean（登録商標）、Zigbee（登録商標）、Bluetooth（登録商標）、特定小電力無線、微弱無線、Wi-Fi（登録商標）、UWB（Ultra Wide Band）等を採用することができるが、特に限定するものではない。センサとしては、例えば、温度センサ、湿度センサ、ガスセンサ（例えば、ＣＯ２センサ、ＣＯセンサ等）、浮遊粒子センサ（例えば、ほこりセンサ、花粉センサ等）、加速度センサ、圧力センサ等を採用することができる。固体発光素子としては、例えば、発光ダイオード、半導体レーザ等を採用することができる。
【０１２６】
エネルギ変換装置１は、コンデンサＣ４の両端電圧がＤＣ−ＤＣコンバータ１０３の所定の起動電圧以上の電圧になると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３が起動される。要するに、エネルギ変換装置１は、発電装置１０１の発電開始からＤＣ−ＤＣコンバータ１０３が起動されるまでの遅延時間を、ローパスフィルタの時定数によって決めることが可能となる。よって、エネルギ変換装置１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３を安定動作させることが可能となる。
【０１２７】
図９は、エネルギ変換装置１の動作説明図であり、Ａ１が、整流平滑回路１０２の入力電圧波形、Ａ２が、整流平滑回路１０２の出力電圧波形、Ａ３が、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３の出力電圧波形、それぞれを示している。
【０１２８】
図１０は、比較例のエネルギ変換装置の回路図である。比較例のエネルギ変換装置は、図８の遅延回路１０４を備えていない点のみが実施形態１のエネルギ変換装置１と相違する。また、図１１は、比較例のエネルギ変換装置の動作説明図であり、Ａ１が、整流平滑回路１０２の入力電圧波形、Ａ２が、整流平滑回路１０２の出力電圧波形、Ａ３が、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３の出力電圧波形、それぞれを示している。
【０１２９】
比較例のエネルギ変換装置では、図１１のＡ３に示すＤＣ−ＤＣコンバータ１０３の出力電圧波形から見て、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３が正常に動作していないと推考される。これに対して、実施形態１のエネルギ変換装置１では、図９のＡ３に示すＤＣ−ＤＣコンバータ１０３の出力電圧波形から見て、発電装置１０１の出力電圧が発生し始めた時点から遅延してＤＣ−ＤＣコンバータ１０３が起動され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３が正常に昇圧動作していると推考される。なお、比較例のエネルギ変換装置では、コンデンサＣ１、Ｃ２の各容量値を小さくすることで整流平滑回路１０２の出力電圧を大きくすることも考えられる。しかしながら、比較例のエネルギ変換装置では、コンデンサＣ１、Ｃ２の各容量値を変えてしまうと、発電装置１０１と整流平滑回路１０２とのインピーダンス不整合が生じ、発電装置１０１から取り出せるエネルギ量が低下し、エネルギ変換効率が低下してしまう。
【０１３０】
本実施形態のエネルギ変換装置１では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３の起動を遅延させるための遅延回路１０４が受動素子のみで形成されているので、低消費電力化を図ることが可能となり、且つ、発電装置１０１と整流平滑回路１０２とをインピーダンス整合させつつＤＣ−ＤＣコンバータ１０３を安定動作させることが可能となる。よって、本実施形態のエネルギ変換装置１では、エネルギ変換効率の向上を図ることが可能となる。また、本実施形態のエネルギ変換装置１では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３の起動を遅延させるための回路構成を、図１８における動作開始制御部２３０に比べて簡略化することができ、低コスト化を図ることが可能となる。
【０１３１】
実施形態１のエネルギ変換装置１は、発電装置１０１が電磁誘導型の振動発電装置ＥＨにより構成されているので、発電装置１０１を圧電型の振動発電装置や静電容量型の振動発電装置により構成する場合に比べて、整流平滑回路１０２のコンデンサ（コンデンサＣ１、Ｃ２や、平滑コンデンサ）の容量値を大きくすることが可能となり、エネルギ変換効率の向上を図ることが可能となる。
【０１３２】
図１２は、エネルギ変換装置１の変形例の回路図である。この変形例のエネルギ変換装置１は、遅延回路１０４を構成するローパスフィルタが、インダクタＬ５と抵抗Ｒ５とを直列接続して構成してある点が相違する。すなわち、変形例における遅延回路１０４は、インダクタＬ５と抵抗Ｒ５との直列回路を整流平滑回路１０２の出力端間に接続し、抵抗Ｒ５の高電位側の出力端と制御端子ＣＮとを接続し、抵抗Ｒ５の低電位側の出力端とＤＣ−ＤＣコンバータ１０３のグランドラインとを接続してある。
【０１３３】
変形例のエネルギ変換装置１は、抵抗Ｒ５の両端電圧がＤＣ−ＤＣコンバータ１０３の所定の起動電圧以上の電圧になると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３が起動される。要するに、変形例のエネルギ変換装置１は、発電装置１０１の発電開始からＤＣ−ＤＣコンバータ１０３が起動されるまでの遅延時間を、ローパスフィルタの時定数によって決めることが可能となる。よって、変形例のエネルギ変換装置１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３を安定動作させることが可能となる。
【０１３４】
（実施形態２）
以下では、本実施形態のエネルギ変換装置について図１３〜図１７に基づいて説明する。
【０１３５】
本実施形態のエネルギ変換装置は、実施形態１のエネルギ変換装置１と比べて、発電装置ＥＨの構成が相違し、可動部１２を上記第２方向に沿って変位させるための入力機構５を備えている点等が相違する。なお、本実施形態のエネルギ変換装置は、実施形態１のエネルギ変換装置１と同様、図１や図８に示した、整流平滑回路１０２、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３及び遅延回路１０４を備えている。
【０１３６】
また、本実施形態のエネルギ変換装置は、可動部１２に接続された第１磁性材料部７と、入力機構５に接続された第２磁性材料部６とを備え、第１磁性材料部７と第２磁性材料部６との間に発生する磁力により可動部１２を変位可能である。
【０１３７】
第１磁性材料部７は、第１磁石もしくは第１磁性体のいずれかにより構成することができる。また、第２磁性材料部６は、第２磁石もしくは第２磁性体のいずれかにより構成することができる。
【０１３８】
振動ブロック１１は、支持部１４の平面視形状をＣ字状としてある。ここで、振動ブロック１１は、互いに対向する２つの端面１４ｅ、１４ｅを有している。また、可動部１２は、可動部本体１３の外側面から上記第２方向に沿って突出する１つの突出部１８を備えている。突出部１８の先端面には、上述の第１磁性材料部７が接続されている。突出部１８と第１磁性材料部７とは、接着剤により接続されている。突出部１８の平面視形状は、上記第２方向を長手方向とする長方形状としてある。突出部１８の短手方向の寸法は、支持部１４の両端面間の寸法よりもやや小さな寸法に設定してある。第１磁性材料部７の平面視形状は、矩形状としてある。
【０１３９】
第１磁性材料部７は、第１磁性体により構成してあるが、これに限らず、第１磁石により構成してもよい。第１磁性材料部７を第１磁性体により構成する場合の材料としては、例えば、鉄−コバルト合金、電磁軟鉄、電磁ステンレス、パーマロイ等を採用することができる。また、第１磁性材料部７を第１磁石により構成する場合の材料としては、例えば、ネオジム、サマリウムコバルト、アルニコ、フェライト等を採用することができる。
【０１４０】
振動ブロック１１は、可動部本体１３と突出部１８と支持部１４と各弾性体部１５とを、例えば、基板１０から形成することができる。この場合、振動ブロック１１では、可動部本体１３、突出部１８、支持部１４及び各弾性体部１５を一体に形成することができる。要するに、振動ブロック１１は、可動部本体１３と突出部１８と支持部１４と各弾性体部１５とが、１枚のシリコン基板から一体に形成された構成とすることができる。これにより、発電装置ＥＨの製造時には、振動ブロック１１を形成する際に、可動部本体１３、突出部１８、支持部１４及び各弾性体部１５のアセンブリ工程が不要となり、製造が容易になる。可動部本体１３と突出部１８と支持部１４と各弾性体部１５とが、１枚のシリコン基板から一体に形成された構成では、各弾性体部１５と可動部本体１３、突出部１８及び支持部１４とが低減衰材料であるシリコンにより一体に形成されているので、振動時のエネルギ損失を低減することが可能となり、エネルギ変換効率を向上することが可能となる。
【０１４１】
振動ブロック１１は、上記第２方向における可動部１２の両側それぞれに、複数の弾性体部１５が並んで設けられていることが好ましい。これにより、発電装置ＥＨは、可動部１２の両側の各々に弾性体部１５が１個ずつ設けられている場合に比べて、可動部１２の振動方向の更なる単方向化が可能となり、エネルギ変換効率の更なる向上を図ることが可能となる。更に、発電装置ＥＨは、個々の弾性体部１５にかかる応力を低減することが可能となり、耐久性の向上を図ることが可能となる。可動部１２の両側それぞれの弾性体部１５の数は、特に限定するものではない。
【０１４２】
第１スペーサ４１及び第２スペーサ４２は、平面視形状がＣ字状の形状である。発電装置ＥＨは、第１スペーサ４１の形状と第２スペーサ４２の形状とを同じ形状に設定してあることが好ましい。これにより、エネルギ変換装置１は、部品共通化による低コスト化を図ることが可能となる。
【０１４３】
また、第１スペーサ４１及び第２スペーサ４２の外形寸法は、振動ブロック１１の外形寸法に合わせてあることが好ましい。
【０１４４】
また、発電装置ＥＨは、第１スペーサ４１及び第２スペーサ４２を設けずに、第１キャップ２１及び第２キャップ３１を振動ブロック１１に固定した構成としてもよい。
【０１４５】
発電装置ＥＨは、上述の入力機構５に外力を与えることで可動部１２を上記第２方向に沿って変位させた後で、第２磁性材料部６が第１磁性材料部７から離れれば、可動部１２が減衰振動するので、この減衰振動に応じた交流電圧を発生する。要するに、発電装置ＥＨは、可動部１２を変位させて作動させることが可能である。
【０１４６】
入力機構５は、実装基板８に固定されている。実装基板８としては、例えば、実施形態１のエネルギ変換装置１で説明した回路基板を採用することができる。これにより、本実施形態のエネルギ変換装置は、発電装置ＥＨと入力機構５との相対的な位置関係を規定することができる。
【０１４７】
入力機構５は、実装基板８に固定される円柱状の回動軸５１と、この回動軸５１に回動自在に保持された回動部本体５２と、回動部本体５２から突出された操作部５３と、回動部本体５２から操作部５３とは反対側に突出された突出部５４と、を備えている。操作部５３は、例えば、エネルギ変換装置の使用者等が指等で操作可能な大きさに形成されている。操作部５３と回動部本体５２と突出部５４とは、例えば、樹脂により形成することができる。第２磁性材料部６は、突出部５４の先端面に接続されている。突出部５４と第２磁性材料部６とは接着剤により接続されている。第２磁性材料部６の平面視形状は、矩形状としてある。
【０１４８】
第２磁性材料部６は、第２磁石により構成されているが、これに限らず、第２磁性体により構成してもよい。第２磁性材料部６を第２磁石により構成する場合の材料としては、例えば、ネオジム、サマリウムコバルト、アルニコ、フェライト等を採用することができる。また、第２磁性材料部６を第２磁性体により構成する場合の材料としては、例えば、鉄−コバルト合金、電磁軟鉄、電磁ステンレス、パーマロイ等を採用することができる。
【０１４９】
第１磁性材料部７と第２磁性材料部６との間に発生する磁力の方向は、吸引する方向であるが、これに限らず、反発する方向でもよい。例えば、第１磁性材料部７を第１磁石により構成し、第２磁性材料部６を第２磁石により構成し、第１磁石と第２磁石との同極同士が対向するように第１磁石と第２磁石とを配置すれば、第１磁性材料部７と第２磁性材料部６との間に発生する磁力の方向は、反発する方向となる。
【０１５０】
入力機構５は、操作部５３と突出部５４と第２磁性材料部６とが一直線上に配置されており、操作部５３と突出部５４と第２磁性材料部６とを結ぶ直線が上記第２方向と略直交するように配置されている。
【０１５１】
入力機構５は、例えば、図１６に示すように、ねじりコイルばねからなる復帰ばね５５を備えている。復帰ばね５５は、回動部本体５２内で回動軸５１を囲むように配置されており、一端部５５ａが実装基板８に固定され、他端部５５ｂが操作部５３に固定されている。
【０１５２】
図１６に示した入力機構５は、初期位置にある操作部５３に対して復帰ばね５５のばね力に抗して外力を与えることにより、上記第２方向に沿って突出部５４が突出部１８から離れる向きへ変位する。そして、入力機構５は、操作部５３へ与えられていた外力がなくなると、復帰ばね５５のばね力によって、操作部５３が初期位置に戻るようになっている。なお、入力機構５は、図１６の構成に限定するものではなく、他の構成でもよい。
【０１５３】
第１磁性材料部７が第１磁性体であり且つ第２磁性材料部６が第２磁性体である場合には、入力機構５が、第２磁性材料部６を磁化可能な磁石（以下、磁化用磁石と称する）を備えるようにすればよい。入力機構５は、磁化用磁石を第２磁性材料部６に接触させて第２磁性材料部６を磁化することにより第２磁性材料部６と第１磁性材料部７との間に磁力を発生させ、第２磁性材料部６から磁化用磁石を離すことにより第２磁性材料部６の磁気を消失させ第２磁性材料部６と第１磁性材料部７との間の磁力を消失させるようにすればよい。
【０１５４】
振動ブロック１１は、支持部１４に、上記第２方向への可動部１２の変位量を規定値に制限するストッパ部１４ｃ（図１３（ｂ）参照）を設けてある。ストッパ部１４ｃは、支持部１４の内側面において上記第２方向に平行な面に対して傾斜したテーパ状である。これに対し、可動部１２の外周面（可動部本体１３の外側面）には、ストッパ部１４ｃと略平行な傾斜面１２ｃ（図１３（ｂ）参照）を設けてある。可動部１２に設けられた傾斜面１２ｃは、可動部１２の外周面において上記第２方向に平行な面に対して傾斜している。エネルギ変換装置では、上述の入力機構５に外力を与えて可動部１２を上記第２方向へ変位させる際に、傾斜面１２ｃがストッパ部１４ｃに接触することで可動部１２の変位量が規定値に制限されるから、可動部１２の変位量を略一定値とすることが可能となる。また、エネルギ変換装置では、上記第２方向とは異なる方向への可動部１２の変位を抑制することが可能となる。これらにより、エネルギ変換装置では、外力を与える度に発電出力がばらつくのを抑制することが可能となり、また、外力を与える際に弾性体部１５に上記第２方向以外の方向へ過大な力が作用するのを抑制することが可能となり、信頼性の向上を図ることが可能となる。
【０１５５】
エネルギ変換装置の動作の一例について図１７に基づいて説明するが、図１７は、第２磁性材料部６が第２磁石により構成され、第１磁性材料部７が第１磁性体により構成されている場合の動作例を説明するためのものである。
【０１５６】
エネルギ変換装置は、図１７（ａ）に示すように操作部５３が初期位置にある状態では、第２磁性材料部６と第１磁性材料部７との間に発生している磁力により、第２磁性材料部６に第１磁性材料部７が吸着されている。エネルギ変換装置は、初期位置にある操作部５３に対して、操作部５３が発電装置ＥＨに近づく向き（図１７（ａ）中の矢印の向き）の外力が与えられると、図１７（ｂ）の矢印で示すように、操作部５３及び突出部５４が反時計回りに回動する。この際、エネルギ変換装置は、可動部１２が図１７（ｂ）の右側の弾性体部１５の弾性力に抗して移動し、第１磁性材料部７が第２磁性材料部６に吸着された状態が維持される。なお、図１７（ｂ）において入力機構５に付した矢印は、入力機構５の回動方向を示している。
【０１５７】
そして、エネルギ変換装置１は、操作部５３が更に回動され弾性体部１５のばね力が第１磁性材料部７と第２磁性材料部６との間の磁力よりも大きくなると、図１７（ｃ）に示すように第１磁性材料部７が第２磁性材料部６から離れ、可動部１２が上記第２方向に沿って振動する。この振動は、減衰振動である。なお、図１７（ｃ）において、可動部１２に付した矢印は、可動部１２の振動方向を示し、入力機構５に付した矢印は、入力機構５の回動方向を示している。
【０１５８】
その後、入力機構５へ外力を与えるのを止めると、入力機構５は、復帰ばね５５のばね力によって初期位置に戻る。なお、図１７（ｄ）において入力機構５に付した矢印は、入力機構５の回動方向を示している。
【０１５９】
エネルギ変換装置は、操作部５３を初期位置から第１所定角（例えば、５°）だけ回動させたときに可動部１２が上記規定値だけ変位し、操作部５３を初期位置から第２所定角（例えば、１０°）だけ回動させたときに弾性体部１５のばね力が第１磁性材料部７と第２磁性材料部６との間の磁力よりも大きくなるように、弾性体部１５のばね力を設計してある。第１所定角及び第２所定角は、特に限定するものでないが、第２磁性材料部６が上記第２方向に沿った一直線上で変位するように設計することが好ましい。
【０１６０】
本実施形態のエネルギ変換装置は、可動部１２を上記第２方向に沿って変位させるための入力機構５と、可動部１２に接続された第１磁性材料部７と、入力機構５に接続された第２磁性材料部６と、を備え、第１磁性材料部７と第２磁性材料部６との間に発生する磁力により、可動部１２を変位可能である。これにより、エネルギ変換装置は、入力機構５へ外力を適宜与えることで可動部１２を変位させて作動させることが可能であり、且つ、可動部１２へ上記第２方向とは異なる方向の力が作用するのを抑制することが可能となり、エネルギ変換効率及び信頼性の向上を図ることが可能となる。エネルギ変換装置は、入力機構５と第２磁性材料部６と第１磁性材料部７とで、可動部１２を変位させるアクチュエータを構成している。
【０１６１】
エネルギ変換装置は、第１磁性材料部７が、第１磁性体もしくは第１磁石のいずれかからなり、第２磁性材料部２が、第２磁性体もしくは第２磁石のいずれかからなるので、第１磁性材料部７と第２磁性材料部６との間に発生する磁力を適宜設定することが可能となる。
【０１６２】
また、エネルギ変換装置は、第１磁性材料部７と第２磁性材料部６との間に発生する磁力の方向が、吸引する方向なので、磁力の方向が反発する方向である場合に比べて、可動部１２を上記第２方向に沿って安定して変位させることが可能となる。
【０１６３】
ところで、上述の各実施形態１、２では、可動部１２が磁石ブロック３を備え、第１キャップ２１及び第２キャップ３１の各々がコイルブロック４を備えているが、これらに限らず、可動部１２がコイルブロック４を備え、第１キャップ２１及び第２キャップ３１の少なくとも一方が磁石ブロック３を備えた構成としてもよい。また、弾性体部１５は、ゴムや樹脂等により形成してもよい。
【符号の説明】
【０１６４】
１  エネルギ変換装置
３  磁石ブロック
４  コイルブロック
１２  可動部
１４  支持部
１５  弾性体部
１０１  発電装置
１０２  整流平滑回路
１０３  ＤＣ−ＤＣコンバータ
１０３ｂ  グランドライン
１０４  遅延回路
ＣＮ  制御端子
ＥＨ  振動発電装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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