(57)【要約】【課題】使用環境における振動周波数に永久磁石を含む可動子の固有周波数を容易に合わせることが可能な振動発電機を提供する。【解決手段】振動発電機１は、コイル２０、コイル２０内を軸線方向に往復移動可能に設けられた永久磁石３４、永久磁石３４の軸線方向の両端部のうち一方に設けられ、軸線方向と直交する方向に切断した断面の径がコイル２０の内径よりも大きい錘５０、及び、素線が螺旋状に巻回され、軸線方向に弾性変形するコイルばね４０を備える。コイルばね４０は、軸線方向と平行な面に投影した時に、コイル２０と重ならない位置に設けられる。振動発電機１は、コイル２０を永久磁石３４が往復移動することによって発電する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルと、
前記コイル内を、前記コイルの軸線方向に往復移動可能に設けられた永久磁石と、
前記永久磁石の前記軸線方向の両端部のうち少なくとも一方に設けられた部材であって、前記軸線方向と直交する方向に切断した断面の径が前記コイルの内径よりも大きい錘と、
素線が螺旋状に巻回され、前記軸線方向に弾性変形するばねであって、前記軸線方向と平行な面に投影した時に、前記コイルと重ならない位置に設けられたコイルばねと
を備えたことを特徴とする振動発電機。
【請求項２】
前記錘は、
前記永久磁石の前記軸線方向の一方の端部に設けられた第一錘、及び、他方の端部に設けられた第二錘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。
【請求項３】
前記コイルばねの前記軸線方向の動きを規制することによって弾性力を調整する調整手段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。
【請求項４】
前記調整手段は、
前記コイルばねのうち、前記錘又は前記永久磁石に接続する側と反対側の端からの前記軸線方向の距離が固定的な位置で、前記軸線方向と交差する方向に移動可能であり、前記軸線方向と交差する方向の外側から内側に移動した場合に、隣接する前記素線間の複数の隙間の何れかに入り込むことを特徴とする請求項３に記載の振動発電機。
【請求項５】
前記錘の少なくとも一部は、前記コイルばねの内部に設けられたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の振動発電機。
【請求項６】
前記コイルばねの内径が前記コイルの内径よりも大きいことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の振動発電機。
【請求項７】
前記錘は、前記永久磁石に対して前記軸線方向と交差する方向に相対移動可能に設けられたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の振動発電機。
【請求項８】
前記錘は、
着脱可能な複数の分割錘を備えたことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の振動発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動によって発電する振動発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。このような振動発電機では、例えば、コイルが巻回されたボビン内を、永久磁石を含む可動子が振動することで、コイルに磁束の変化に伴う誘導電流が発生するようになっており、この発生した誘導電流を外部負荷に供給できる。例えば特許文献１に記載された振動発電機では、ボビンに巻回されたコイルがコイルばねの内部に設けられる。コイルばねの端部に固定された支持部材は、コイルばねの弾性力によって振動する。支持部材に固定された可動子（錘及び永久磁石）はコイルばね内で振動し、コイル内を往復移動する。これによって、コイルに誘導電流が発生する。
【０００３】
このような場合、振動発電機の使用環境における振動周波数に、可動子の固有周波数を合わせる（近づける）ことが好ましい。理由は、使用環境における振動周波数と固有周波数と同じか非常に近い場合、可動子は使用環境で効率良く振動し、振動発電機の発電効率が向上するためである。なお、可動子の固有周波数は、共振周波数や固有振動周波数と呼ばれる場合もある。可動子の固有周波数は、コイルばねのバネ定数等に基づいて特定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１１４８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された振動発電機では、コイル、及び可動子（錘及び永久磁石）をコイルばね内に配置させるため、コイルばねの内径をコイル及び永久磁石の径よりも大きくしなければならない。このように、コイルばねの形状が制約された場合、振動周波数に固有周波数を合わせることが難しいという問題点がある。
【０００６】
本発明の目的は、使用環境における振動周波数に、永久磁石を含む可動子の固有周波数（共振周波数）を容易に合わせることが可能な振動発電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の振動発電機は、コイルと、前記コイル内を、前記コイルの軸線方向に往復移動可能に設けられた永久磁石と、前記永久磁石の前記軸線方向の両端部のうち少なくとも一方に設けられた部材であって、前記軸線方向と直交する方向に切断した断面の径が前記コイルの内径よりも大きい錘と、素線が螺旋状に巻回され、前記軸線方向に弾性変形するばねであって、前記軸線方向と平行な面に投影した時に、前記コイルと重ならない位置に設けられたコイルばねとを備えている。
【０００８】
本発明によれは、振動発電機では、コイルとコイルばねとは、夫々を軸線方向と平行な面に投影した時に、夫々の投影像が重ならない位置関係にある。このため、コイルばねの形状はコイルの形状に制約されない。従って、振動発電機の使用環境における振動周波数に、永久磁石の固有周波数が合うように、コイルばねの形状を容易に調整できる。このため、振動発電機の使用環境における発電効率を向上させることができる。
【０００９】
本発明において、前記錘は、前記永久磁石の前記軸線方向の一方の端部に設けられた第一錘、及び、他方の端部に設けられた第二錘を備えていてもよい。また、前記コイルばねの前記軸線方向の動きを規制することによって弾性力を調整する調整手段を備えていてもよい。また、前記調整手段は、前記コイルばねのうち、前記錘又は前記永久磁石に接続する側と反対側の端からの前記軸線方向の距離が固定的な位置で、前記軸線方向と交差する方向に移動可能であり、前記軸線方向と交差する方向の外側から内側に移動した場合に、隣接する前記素線間の複数の隙間の何れかに入り込んでもよい。また、前記錘は、前記コイルばねの内部に設けられてもよい。また、前記コイルばねの内径が前記コイルの内径よりも大きくてもよい。また、前記錘は、前記永久磁石に対して前記軸線方向と交差する方向に相対移動可能に設けられてもよい。また、前記錘は、着脱可能な複数の分割錘を備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】振動発電機１の内部構造（板部材１６が筒状部材１０外に移動した状態）を示す図である。
【図２】締結部材３５及び錘５０の接続部分を拡大した図である。
【図３】振動発電機１の内部構造（板部材１６が筒状部材１０内に移動した状態）を示す図である。
【図４】別の実施形態における振動発電機１の内部構造を示す図である。
【図５】別の実施形態における振動発電機１の内部構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態における振動発電機１について、図１を参照して説明する。図１の上側および下側を、振動発電機１の上側および下側という。振動発電機１は筐体１１を備える。筐体１１の形状は円筒形である。筐体１１の軸線は上下方向に延びる。以下、筐体１１の軸線の延びる方向（即ち上下方向）を、軸線方向という。筐体１１の軸線方向の両端は開口する。筐体１１の上側の開口部に壁部材１２が設けられる。壁部材１２は筐体１１の上端の開口部を覆う。筐体１１の下側の開口部に蓋部材１３が設けられる。蓋部材１３は筐体１１の下側の開口部を覆う。蓋部材１３は筐体１１に対して着脱可能である。筐体１１、壁部材１２、及び蓋部材１３の材料として、樹脂（ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂）等の非磁性体材料が使用できる。
【００１２】
筐体１１、壁部材１２、及び蓋部材１３で囲まれた空間のうち上側の領域に、筒状部材１０が収容される。筒状部材１０は、円筒部１０１、２つの延設部１０２、及び、５つの延設部１０３を備える。円筒部１０１の形状は円筒形である。円筒部１０１の内径は、筐体１１の内径の略１／３である。円筒部１０１及び筐体１１の夫々の軸線方向は同一方向（上下方向）を向く。円筒部１０１の軸線方向の長さは、筐体１１の軸線方向の長さの略１／２よりも小さい。円筒部１０１及び筐体１１の夫々の軸心の位置は一致する。円筒部１０１の軸線方向の両端は開口する。円筒部１０１の上端は、壁部材１２に接触する。壁部材１２は円筒部１０１の上端の開口を覆う。
【００１３】
２つの延設部１０２、及び、５つの延設部１０３は、夫々、円筒部１０１の外周壁から軸線方向と直交する方向（以下、「直交方向」という。）に延びる板状の部材である。延設部１０２、１０３の夫々を軸線方向から見た場合の形状は、中心に穴を有する円形である。
【００１４】
円筒部１０１の軸線方向の両端の夫々に、２つの延設部１０２の夫々が設けられる。延設部１０２の直径は、筐体１１の内径と略同一である。延設部１０２の直交方向の外側（先端）は、筐体１１の内壁に接触する。延設部１０２が筐体１１の内壁に接触することによって、筐体１１に対する筒状部材１０の位置は固定される。延設部１０２よりも軸線方向の内側に、５つの延設部１０３が設けられる。延設部１０３の直径は、延設部１０２の直径よりも僅かに小さい。５つの延設部１０３は、軸線方向に等間隔で並ぶ。５つの延設部１０３は、円筒部１０１の外周壁を軸線方向に６等分する。
【００１５】
筒状部材１０の材料として、樹脂（アセタール樹脂、液晶ポリマー樹脂）等の非磁性体材料が使用できる。筒状部材１０は、後述するコイル２０が巻回されるボビンとして機能する。なお、筒状部材１０の形状は変更できる。例えば筒状部材１０の延設部１０３の数は５つに限定されず、１〜４であってもよいし、６以上であってもよい。筒状部材１０は、延設部１０３を備えない構成であってもよい。
【００１６】
円筒部１０１の外周壁のうち５つの延設部１０３によって６等分された部分の夫々に、外周壁に沿って６つのコイル２０の夫々が巻回される。夫々のコイル２０を構成する電線の延びる方向は、軸線方向と直交する。隣接する２つのコイル２０の夫々を構成する電線は、逆方向に巻回される。コイル２０の内径は、筒状部材１０の円筒部１０１の外径と一致する。以下、コイル２０の内径を「Ｄ１」という。
【００１７】
なお、コイル２０は円筒部１０１に巻回された構成に限定されない。例えばコイル２０は、螺旋状の電線のみによって構成されてもよく、この場合、円筒部１０１はなくてもよい。６つのコイル２０の夫々を構成する電線は、同一方向に巻回されてもよい。コイル２０の数は６つに限定されず、１〜５であってもよいし、７以上であってもよい。
【００１８】
筒状部材１０の円筒部１０１の内側に、可動子３０が収容される。可動子３０は、筐体１１内を軸線方向に沿って往復移動可能である。可動子３０は６つの永久磁石３４、締結部材３５、及び錘５０を備える。
【００１９】
６つの永久磁石３４の夫々の形状は等しく、円柱形である。永久磁石３４の外径は、円筒部１０１の内径と比較して僅かに小さい。以下、永久磁石３４の外径を「Ｄ２」という。６つの永久磁石３４の夫々の軸線方向は同一方向（上下方向）を向く。６つの永久磁石３４の夫々の軸線方向と円筒部１０１の軸線方向とは同一方向（上下方向）を向く。６つの永久磁石３４は軸線方向に並ぶ。６つの永久磁石の夫々の軸線方向の長さは、６つのコイル２０の夫々の軸線方向の長さと略同一である。６つの永久磁石の全体の軸線方向の長さは、筒状部材１０の軸線方向の長さと略同一である。６つの永久磁石３４のうち少なくとも一部は、筒状部材１０の円筒部１０１の内側に配置する。６つの永久磁石３４の夫々には、軸線方向に延びる貫通穴（図示外）が軸心の位置に設けられる。
【００２０】
６つの永久磁石３４の夫々は、軸線方向に着磁する。６つの永久磁石３４の夫々が他の永久磁石３４と隣接する部分では、同極同士が対向する。これによって、６つの永久磁石３４周辺の磁束密度を高めている。６つの永久磁石３４の同極同士が対向配した構造を、「同極対向構造」という。なお、永久磁石３４の数は６つに限定されず、１〜５であってもよいし、７以上であってもよい。
【００２１】
６つの永久磁石３４の貫通穴に沿って、棒状の締結部材３５が軸線方向に挿通する。締結部材３５は、軸線方向の両端に、直交方向に突出する突出部を備える。突出部は、６つの永久磁石３４を軸線方向両側から内側に挟み込む。締結部材３５は、６つの永久磁石３４間に作用する磁気的な反発力によって夫々の永久磁石３４の間が離隔することを防いでいる。
【００２２】
締結部材３５の下端の下側に、錘５０が設けられる。錘５０は、６つの永久磁石３４が軸線方向に往復移動し易くなるように設けられる。錘５０は、固定錘５０１及び３つの分割錘５０３を備える。錘５０は、筒状部材１０よりも下側に配置する。
【００２３】
固定錘５０１は、締結部材３５の下端に接続する。固定錘５０１の形状は略円柱形である。固定錘５０１の直径は、コイル２０の内径Ｄ１よりも大きく、筐体１１の内径よりも小さい。以下、固定錘５０１の直径を「Ｄ３」という。固定錘５０１の軸線方向と、６つの永久磁石３４の夫々の軸線方向とは同一方向（上下方向）を向く。固定錘５０１の軸線方向の長さは、筐体１１の軸線方向の長さの略１／５である。固定錘５０１は、直交方向に突出する突出部５０２を上端に備える。
【００２４】
図２に示すように、固定錘５０１は、上部に連結穴５４を備える。連結穴５４は、固定錘５０１の上面から下側に延びる第一穴５４１、及び、第一穴５４１の下端に設けられた第二穴５４２を備える。第一穴５４１及び第二穴５４２の形状は円筒形である。第一穴５４１及び第二穴５４２の夫々の軸線の位置は一致する。第二穴５４２の内径は、第一穴５４１の内径よりも大きい。締結部材３５は、下端に突出部３６を備える。突出部３６は、締結部材３５の下端から下方に延びる第一突出部３６１、及び、第一突出部３６１の下端に設けられた第二突出部３６２を備える。第一突出部３６１及び第二突出部３６２の形状は円柱形である。第一突出部３６１及び第二突出部３６２の夫々の軸線の位置は一致する。第二突出部３６２の直径は、第一突出部３６１の直径よりも大きい。
【００２５】
第一突出部３６１は第一穴５４１に挿通する。第一穴５４１の内径は、第一突出部３６１の直径よりも僅かに大きい。第二突出部３６２は第二穴５４２内に配置する。第二穴５４２の内径は、第二突出部３６２の直径よりも大きい。従って、締結部材３５によって締結された６つの永久磁石３４と固定錘５０１とは、第一突出部３６１の直径と第一穴５４１の内径との差分だけ直交方向に相対移動可能である。一方、第二穴５４２の軸線方向の長さと第二突出部３６２の軸線方向の長さは略同一である。従って、締結部材３５によって締結された６つの永久磁石３４と固定錘５０１との軸線方向の位置関係は固定される。
【００２６】
なお、連結穴５４及び突出部３６の形状は、６つの永久磁石３４と固定錘５０１とが直交方向に相対移動可能な他の形状にできる。
【００２７】
図１に示すように、３つの分割錘５０３は、固定錘５０１の下端に接続する。３つの分割錘５０３の夫々の形状は略円柱形である。夫々の分割錘５０３の直径は、固定錘５０１の直径Ｄ３よりも僅かに小さい。夫々の分割錘５０３の軸線方向と固定錘５０１の軸線方向とは同一方向（上下方向）を向く。夫々の分割錘５０３の軸線方向の長さは、固定錘５０１の軸線方向の長さの略１／２である。３つの分割錘５０３は、夫々、上端に螺子を備え、下端に螺子穴を備える。固定錘５０１は、下端に螺子穴を備える。分割錘５０３は、固定錘５０１の下端の螺子穴に上端の螺子を嵌めることによって、固定錘５０１に固定される。このように分割錘５０３は、固定錘５０１に対して着脱可能である。また分割錘５０３は、他の分割錘５０３の下端の螺子穴に上端の螺子を嵌めることによって、他の分割錘５０３の下側に固定される。これによって、分割錘５０３を固定錘５０１の下側に順番に１つずつ並べて取り付けることが可能となる。
【００２８】
錘５０の材料として、真鍮、鉛、ステンレス等が使用できる。なお、分割錘５０３の数は３つに限定されず、０〜２であってもよいし、４以上であってもよい。固定錘５０１に対して分割錘５０３を固定する構成、及び、分割錘５０３同士を固定する構成は、螺子及び螺子穴以外に変更できる。例えば分割錘５０３は、軸心を通って軸線方向に延びる貫通穴を備えてもよい。分割錘５０３の貫通穴に下側から螺子を挿入し、固定錘５０１の螺子穴に嵌めることによって、固定錘５０１に分割錘５０３を固定してもよい。
【００２９】
蓋部材１３の上側にコイルばね４０が設けられる。コイルばね４０は、螺旋状に巻回された細長い金属線である素線を備える。コイルばね４０は、軸線方向と同一方向に弾性変形する圧縮ばねである。コイルばね４０の下端は、蓋部材１３に接続する。弾性変形していない状態のコイルばね４０の軸線方向の長さは、筐体１１の軸線方向の長さの略１／２である。可動子３０が下方に移動した状態で、コイルばね４０の上端は固定錘５０１の突出部５０２に接触し、可動子３０が上方に移動した状態で、コイルばね４０の上端は固定錘５０１の突出部５０２から離隔する。可動子３０の配置に依らず、錘５０の少なくとも一部は、コイルばね４０の内側に配置し、６つの永久磁石３４の少なくとも一部は、筒状部材１０の円筒部１０１の内側に配置する。
【００３０】
コイルばね４０は、筐体１１、壁部材１２、及び蓋部材１３で囲まれた空間のうち筒状部材１０の下側に収容される。コイルばね４０は、筒状部材１０の円筒部１０１に巻回されたコイル２０の下端よりも下側に配置する。コイル２０とコイルばね４０とを、軸線方向と平行な仮想平面に投影した場合、コイルばね４０の投影像とコイル２０の投影像とは重ならない。
【００３１】
コイルばね４０の内径は、固定錘５０１の直径Ｄ３よりも僅かに大きい。以下、コイルばね４０の内径を「Ｄ４」という。コイル２０の内径Ｄ１、６つの永久磁石３４の夫々の直径Ｄ２、固定錘５０１の直径Ｄ３、及びコイルばね４０の内径Ｄ４の大きさは、Ｄ２＜Ｄ１＜Ｄ３＜Ｄ４という関係を満たす。また、固定錘５０１の直径Ｄ３は、筒状部材１０の円筒部１０１の内径よりも大きい。従って、可動子３０が筐体１１内を軸線方向に沿って上方に移動した場合、固定錘５０１の上端と筒状部材１０の下端の延設部１０２とが接触し、固定錘５０１は円筒部１０１内に入らない。このため可動子３０は、筒状部材１０の下端の延設部１０２に固定錘５０１の上端が接触した状態と、最も圧縮された状態のコイルばね４０の上端に固定錘５０１の突出部５０２が接触した状態との間で軸線方向に往復移動することが可能となる。
【００３２】
筐体１１は、蓋部材１３から軸線方向に長さＬ１だけ離隔した部分にスリット１７を備える。スリット１７は、直交方向に延びる細長い切れ込みである。スリット１７の近傍且つ筐体１１の外側に、板状の板部材１６が設けられている。板部材１６は、直交方向に移動可能である。図１に示すように、板部材１６が筐体１１の直交方向の外側に移動した状態で、板部材１６はスリット１７から離れる。一方、図３に示すように、板部材１６が直交方向の内側に移動した状態で、板部材１６はスリット１７から筐体１１内に入り込む。板部材１６の直交方向の内側の端部は、コイルばね４０を構成する素線のうちスリット１７の内側に配置する部分から内部に入り込む。具体的には次の通りである。コイルばね４０は、軸線方向に螺旋状に巻回された素線のうち直交方向に延びる複数の部分の夫々の間に、複数の隙間を形成する。板部材１６は、複数の隙間のうちスリット１７の内側に配置する隙間に入り込む。
【００３３】
板部材１６が複数の隙間のうちいずれかに入り込んだ場合、コイルばね４０の弾性力は変化する。具体的には次の通りである。板部材１６が直交方向の外側に移動した状態（図１参照）では、コイルばね４０は軸線方向の全領域（長さＬ１＋Ｌ２）の素線が、有効な巻線として作用する。コイルばね４０は、軸線方向の全領域に亙って均等に弾性変形する。一方、板部材１６が直交方向の内側に移動した状態（図３参照）では、コイルばね４０は、板部材１６が挿入された部分からコイルばね４０の上端までの長さＬ２分の領域の素線が、有効な巻線として作用する。コイルばね４０は、長さＬ２分の領域でのみ弾性変形する。このため弾性力は、板部材１６が直交方向の内側に移動した状態の方が、板部材１６が直交方向の外側に移動した状態と比較して小さくなる。
【００３４】
なお、筐体１１、筒状部材１０の円筒部１０１、可動子３０の永久磁石３４及び錘５０の形状は変更できる。例えば、筐体１１、円筒部１０１、永久磁石３４、及び、錘５０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。なお、永久磁石３４の形状は、円筒部１０１内と同一の断面形状を有していることが望ましい。錘５０の形状は、筐体１１と同一の断面形状を有していることが好ましい。なお、錘の形状が円柱形以外である場合でも、錘５０を直交方向に切断した場合の断面の径は、コイルばね４０の内径Ｄ４よりも小さく、コイル２０の内径Ｄ１よりも大きくなる。
【００３５】
分割錘５０３の直径が、固定錘５０１の直径よりも大きくてもよい。この場合、分割錘５０３の直径を「Ｄ５」というと、コイル２０の内径Ｄ１、６つの永久磁石３４の夫々の直径Ｄ２、コイルばね４０の内径Ｄ４、及び分割錘５０３の直径Ｄ５の大きさは、Ｄ２＜Ｄ１＜Ｄ５＜Ｄ４という関係を満たす。即ち分割錘５０３の直径Ｄ５は、コイルばね４０の内径Ｄ４よりも小さく、コイル２０の内径Ｄ１よりも大きくなる。
【００３６】
筐体１１の材料は、漏れ磁場の抑制を積極的に行うためには鉄やステンレス等の磁性体材料が好ましいが、漏れ磁場の抑制を積極的に行わなくてもよい場合、非磁性体であってもよい。この場合、銅、アルミニウム、真鍮等の金属であってもよい。
【００３７】
スリット１７及び板部材１６の形状は変更できる。例えばスリット１７は、筐体１１のうち蓋部材１３から軸線方向に長さＬ１だけ離隔した部分に複数設けられてもよい。
【００３８】
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、筐体１１の軸線方向が上下方向を向き、且つ、壁部材１２が蓋部材１３に対して上側に配置された状態で、上下方向に振動する振動体（例えば自動車など）に振動発電機１を固定する。可動子３０は重力によって下方に移動する。固定錘５０１の突出部５０２にコイルばね４０の上端が接触し、錘５０はコイルばね４０によって下方から支持される。振動体が上下方向に振動することに伴い、運動エネルギーが可動子３０に伝達される。また、コイルばね４０の弾性力によって、運動エネルギーが可動子３０に伝達される。
【００３９】
可動子３０は、筐体１１内を軸線方向に沿って上下方向に往復移動する。錘５０は、筒状部材１０の下端の延設部１０２に固定錘５０１の上端が接触した状態と、コイルばね４０の上端に固定錘５０１の突出部５０２が接触した状態との間で軸線方向に往復移動する。６つの永久磁石３４の少なくとも一部は、筒状部材１０の円筒部１０１の内側を軸線方向に往復移動する。永久磁石３４に錘５０が接続されているので、振動体の上下方向の移動量が小さい場合でも、永久磁石３４は軸線方向に良好に往復移動する。
【００４０】
振動発電機１では、コイル２０とコイルばね４０とは、夫々が軸線方向と平行な仮想平面に投影された場合に、夫々の投影像とは重ならない位置関係にある。このためコイルばね４０の形状は、コイル２０の形状に限定されない。従って、振動発電機１の使用環境、具体的には、振動発電機１が取り付けられる振動体の振動周波数に、可動子３０の固有周波数が合う（非常に近くなる）ように、コイルばね４０の形状を容易に調整できる。振動体の振動周波数と可動子３０の固有周波数とが合う場合、可動子３０は、振動体の振動によって効率的に振動する。このため、振動発電機１の発電効率は向上する。尚、可動子３０における固有周波数は、共振周波数や固有振動周波数と呼ばれる場合もある。
【００４１】
なお振動発電機１は、コイルばね４０の内径をコイル２０の内径よりも大きくできる。このため、コイルばね４０の弾性力を広範囲に調整できるので、可動子３０の固有周波数を広い範囲で調整することが可能となる。
【００４２】
また振動発電機１は、固定錘５０１の直径Ｄ３及び分割錘５０２の直径Ｄ５を、コイル２０の内径Ｄ１よりも大きくすることができる。なお、可動子３０の総重量、即ち、６つの永久磁石３４と錘５０の重量とを加算した重量が大きくなる程、可動子３０は僅かな力で振動し易くなる。このため振動発電機１は、固定錘５０１の直径Ｄ３及び分割錘５０２の直径Ｄ５を大きくすることによって、可動子３０をより容易に振動するように調整できる。
【００４３】
また、可動子３０の固有周波数は、コイルばね４０の弾性力だけでなく、可動子３０の総重量、即ち、６つの永久磁石３４と錘５０の重量とを加算した重量によっても変化する。具体的には、錘５０の総重量が大きくなる程、可動子３０の固有周波数を小さく（低く）できる。従って、錘５０の重量を調整することによって、振動発電機１が取り付けられる振動体の振動周波数が小さい場合でも、可動子３０の固有周波数が振動周波数に合うように調整することが更に容易になる。
【００４４】
また、振動発電機１のユーザは、振動発電機１を取り付ける振動体の振動周波数に応じて分割錘５０３の数を切り替え、可動子３０の固有周波数を調整できる。これによって、振動体の振動周波数に応じて可動子３０を更に効率的に振動させることができる。
【００４５】
また、板部材１６が直交方向の外側に移動した状態（図１参照）と、板部材１６が直交方向の内側に移動した状態（図３参照）とでは、コイルばね４０から可動子３０に加えられる弾性力は変化するため、可動子３０の固有周波数も変化する。具体的には、例えば、板部材１６が直交方向の外側に移動した状態（図１参照）での可動子３０の固有周波数が約２．０Ｈｚとなり、板部材１６が直交方向の内側に移動した状態（図３参照）での可動子３０の固有周波数が約２．２Ｈｚとなるように、スリット１７の軸線方向の位置が決定される。このため、振動発電機１のユーザは、振動発電機１を取り付ける振動体の振動周波数に応じて板部材１６の位置を切り替えることによって、振動体の振動周波数に応じて可動子３０を効率的に振動させることができる。
【００４６】
コイル２０の内側を永久磁石３４が通過する際、永久磁石３４が発する磁束が、コイル２０を直交する。これによって、コイル２０に誘導電流が発生する。永久磁石３４がコイル２０の内側で往復移動を繰り返すことで、コイル２０に交流電流が発生する。コイル２０に発生した交流電流は、コイル２０に接続された配線を介して、図示外の整流器に伝達される。整流器では、交流電流の全波整流が行われる。整流器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、図示外の電極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される。
【００４７】
なお振動発電機１は、錘５０の少なくとも一部がコイルばね４０の内側に常に配置した状態になる。このため、錘５０のうちコイルばね４０の内側に入り込んだ部分の軸線方向の長さ分、振動発電機１の軸線方向の長さを短くすることができる。従って、振動発電機１を小型化することができる。
【００４８】
なお、振動発電機１の製造工程において、筐体１１及び筒状部材１０の寸法に誤差が生じる場合がある。この場合、筐体１１の軸線の位置と円筒部１０１の軸心の位置が僅かにずれる可能性がある。しかしながら振動発電機１では、永久磁石３４と錘５０とが直交方向に相対移動可能であるため、軸心の位置のずれに応じて双方は直交方向に相対移動する。従って、可動子３０の往復移動時において、筐体１１及び円筒部１０１の内壁に可動子３０の一部が繰り返し接触して可動子３０の往復移動が妨げられることを抑止できる。
【００４９】
本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。以下、別の実施形態について説明する。例えば図４に示すように、振動発電機１の可動子３０は、６つの永久磁石３４の軸線方向の両側に錘を備えていてもよい。図４の振動発電機１は、６つの永久磁石３４の下側の錘５０に加えて、上側に錘６０が設けられている点で、図１の振動発電機１と異なる。また図４の振動発電機１は、錘５０、６０の夫々と６つの永久磁石３４との間に、スペーサ３８、３９が夫々設けられている点で、図１の振動発電機１と異なる。
【００５０】
錘６０は固定錘６０１を備える。固定錘６０１の形状は、固定錘５０１と同一であり、連結穴（第一穴及び第二穴、図２参照）及び螺子穴を備える。固定錘６０１には、固定錘５０１と同様、分割錘を取り付けることが可能であるが、図４の振動発電機１では、固定錘６０１に分割錘は取り付けられていない。スペーサ３８は、下端の締結部材３５と固定錘５０１との間に設けられる。スペーサ３９は、上端の締結部材３５と固定錘６０１との間に設けられる。スペーサ３８、３９の夫々の形状は、軸心部分に貫通穴を有する円柱形である。締結部材３５の下端に設けられた突出部３６（図２参照）のうち第一突出部３６１（図２参照）は、図２よりも軸線方向に長い。第一突出部３６１はスペーサ３８の貫通穴に挿通する。永久磁石３４と固定錘５０１とは、スペーサ３８の軸線方向の長さ分離隔する。第一突出部３６１の先端に設けられた第二突出部３６２（図２参照）は、固定錘５０１の第二穴５４２（図２参照）内に配置する。
【００５１】
図１の振動発電機１と異なり、締結部材３５の上端から上方に、突出部３６と同一形状の突出部（第一突出部及び第二突出部）が延びる。第一突出部は、スペーサ３９の貫通穴に挿通する。永久磁石３４と固定錘６０１とは、スペーサ３９の軸線方向の長さ分離隔する。第一突出部の先端に設けられた第二突出部は、固定錘６０１の第二穴内に配置する。これによって、錘６０は締結部材３５に接続される。６つの永久磁石３４と固定錘６０１とは、直交方向に相対移動可能である。
【００５２】
図４の振動発電機１のように、６つの永久磁石３４の両端の夫々に錘５０、６０の夫々が設けられることによって、６つの永久磁石３４の一端に錘５０が設けられる場合（図１参照）と比較して、可動子３０の総重量を大きくすることができる。このように図４の振動発電機１では、目的とする固有周波数とするための可動子３０の総重量の調整が更に容易になる。
【００５３】
また例えば図５に示すように、振動発電機１の可動子３０の下端、即ち、錘５０の下端に永久磁石７１が取り付けられ、蓋部材１３の上側に永久磁石７２が取り付けられてもよい。なお永久磁石７１、７２は、夫々、同極同士が対向配置するように向きが調整されている。図５の場合、錘５０の下端に設けられた永久磁石７１は、上側がＮ極に着磁され、下側がＳ極に着磁されている。蓋部材１３の上面に設けられた永久磁石７２は、上側がＳ極に着磁され、下側がＮ極に着磁される。このため、永久磁石７１、７２間には反発力が作用する。なお蓋部材１３は、筐体１１に対する軸線方向の位置を変化させることが可能となっている。
【００５４】
図５の振動発電機１が振動した場合、永久磁石７１、７２間の反発力によって、可動子３０に上向きの力が作用する。これによって、可動子３０の固有周波数は変化する。このように、図５の振動発電機１は、錘５０の総重量、コイルばね４０の弾性力、及び、板部材１６の使用の有無に加えて、永久磁石７１、７２によって可動子３０の固有周波数を変化させることが可能となる。また、例えばユーザは、筐体１１に対する蓋部材１３の軸線方向の位置を変化させることによって、永久磁石７１、７２によって可動子３０に作用する力の大きさを微調整できる。従って振動発電機１は、錘５０の総重量やコイルばね４０の弾性力を変更することなく、可動子３０の固有周波数の微調整を容易に行うことが可能となる。
【００５５】
上述の実施形態では、可動子３０が下方に移動した場合に、コイルばね４０は固定錘５０１の突出部５０２に接触した。これに対し、可動子３０が下方に移動した場合に、コイルばね４０は可動子３０のいずれかの部分に接触すればよい。例えばコイルばね４０は、永久磁石３４に接触してもよいし、締結部材３５に接触してもよい。これらの場合でも、コイルばね４０の弾性力は可動子３０に伝達されるので、コイルばね４０は可動子３０を良好に振動させることができる。
【００５６】
コイルばね４０は、錘５０の下側に設けられてもよい。コイルばね４０の上端は、錘５０の下端（即ち分割錘５０３の下端）に接触することによって、可動子３０に弾性力を伝達してもよい。なおこの場合、コイルばね４０の内径Ｄ４は、固定錘５０１の直径Ｄ３、分割錘５０３の直径Ｄ５、及び、コイル２０の内径Ｄ１のうちいずれかより小さくてもよい。振動発電機１は、スリット１７及び板部材１６を備えない構成であってもよい。締結部材３５と錘５０とは、螺子や接着剤等で固定されてもよい。締結部材３５と錘５０との直交方向の相対位置は固定的であってもよい。
【００５７】
なお、錘５０、６０のうち一方が本発明の「第一錘」に相当し、他方が本発明の「第二錘」に相当する。板部材１６が本発明の「調整手段」に相当する。
【符号の説明】
【００５８】
１  振動発電機
１０  筒状部材
１６  板部材
１７  スリット
２０  コイル
３０  可動子
３４  永久磁石
５０、６０  錘
【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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