(57)【要約】【課題】所望の磁束密度を保ちつつ小型化可能な磁石ユニットを提供することを目的とする。【解決手段】磁石ユニット１００に、各磁石１１１、１１６が対向する端面から延びる穴１１１ｈ、１１６ｈが形成され、第１のねじ１１２、１１７が磁石１１１、１１６のうち少なくとも１つ以上に、穴１１１ｈ、１１６ｈの内周面の少なくとも一部に形成されている磁石群１１０と、穴１１１ｈ、１１６ｈに挿入可能な円柱状の円柱部を有し、円柱部の外周面の少なくとも一部に第１のねじ１１２、１１７が螺合可能な第２のねじ１２１が形成され、非磁性材からなる締結部材１２０と、を設ける。【選択図】図３
2011182491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の方向に着磁された複数の磁石を同極同士対向させた磁石ユニットであって、
前記複数の磁石が対向する面から１方向に延びる穴が形成され、第１のねじが、前記複数の磁石のうち少なくとも１つの磁石の前記穴の内周面の少なくとも一部に形成されている磁石群と、
前記穴に挿入可能な円柱状の円柱部を有し、前記円柱部の外周面の少なくとも一部に前記第１のねじが螺合可能な第２のねじが形成される締結部材と、
を含むことを特徴とする磁石ユニット。
【請求項２】
前記磁石群の前記所定の方向の長さは、前記締結部材の前記所定の方向の長さ以上であることを特徴とする請求項１に記載の磁石ユニット。
【請求項３】
前記磁石は、前記所定の方向に延びる円柱形状を有し、前記穴が前記磁石の中心軸線上に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の磁石ユニット。
【請求項４】
前記複数の磁石のうち少なくとも１つの磁石は、主磁石と副磁石とを有し、
主磁石と副磁石とは、異極を対向されて配置され、
前記副磁石の前記所定の方向における長さは前記主磁石の前記所定の方向の長さよりも短く、
前記第１のねじが前記副磁石のうち少なくとも１つの副磁石の少なくとも一部に形成され、
前記副磁石の前記所定の方向と直交する断面の最大外周形状は前記主磁石の前記所定の方向と直交する断面の最大外周形状の内側に収まるように配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の磁石ユニット。
【請求項５】
前記穴は、前記磁石群の前記所定の方向における両端面の一端面から他端面に向けて貫通され、
前記締結部材は、前記所定の方向における両端面の一端面から他端面に向けて空気孔が貫通されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の磁石ユニット。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の磁石ユニットと、
前記磁石ユニットが前記所定の方向に往復動可能となるよう設けられた空隙部を有し、非磁性部材からなる筒状部材と、
前記筒状部材の外周面に巻回され、導電性部材からなるコイルと、
を含むことを特徴とする振動発電機。
【請求項７】
請求項６に記載の振動発電機と、
前記コイルと電気的に接続され、前記コイルに生じた電流を整流する整流部と、
前記整流部と電気的に接続され、前記整流部によって整流された電流を蓄電する蓄電部と、
前記振動発電機と前記整流部と前記蓄電部とが収納される筐体と、
前記蓄電部と電気的に接続され、前記筐体の前記所定の方向における両端に設けられ、導電性部材からなる一対の電極と、
を含むことを特徴とする振動発電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁石ユニット、その磁石ユニットを用いた振動発電機、及びその磁石ユニットを用いた電池型振動発電機（以下、振動発電池と称する。）に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁石ユニットは、磁石を同極同士対向させた同極対向磁石と、その磁石を同極対向させ近づけた状態で締結する締結部材と、で構成される。この磁石ユニットは、例えば振動発電機に利用されている。
【０００３】
図２７は、特許文献１に記載の振動発電機５００を示している。特許文献１に記載の振動発電機５００は、長手方向に貫通された非磁性筒状のケース５１０と、ケース５１０の長手方向の両端に蓋をするケース蓋部５２０、５２１と、ケース蓋部５２０、５２１にそれぞれ形成されている緩衝部材５２２、５２３と、ケース５１０の外周面に巻回されたコイル５３０、５３１と、ケース５１０内をケース５１０の長手方向に移動可能に設けられた可動磁石ユニット５４０と、で構成される。可動磁石ユニット５４０は、同極同士対向させた筒状の可動磁石５４１、５４２と、その対向された可動磁石５４１と可動磁石５４２との間に設けられた筒状の磁石スペーサー５４３と、可動磁石５４１、５４２と磁石スペーサー５４３とを締結する締結部材５４４と、を含む。その締結部材５４４は、複数の可動磁石５４１、５４２に設けられた孔と、磁石スペーサー５４３に設けられた穴と、に挿入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９６１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
次に振動発電機５００の動作について説明する。振動発電機１に振動が加わる。すると、可動磁石ユニット５４０が、コイル５３０、５３１が巻回されたケース５１０内をケース５１０の長手方向に移動する。一方、可動磁石ユニット５４０は磁束を発している。ゆえに、可動磁石ユニット５４０の移動により、コイル５３０、５３１を横切る磁束が変化する。磁束が変化したことにより、コイル５３０、５３１と可動磁石５４１、５４２との間で、電磁誘導が起こる。電磁誘導が起こったことにより、コイル５３０、５３１内に誘導起電圧Vcが発生する。誘導起電圧Vcが発生することにより、誘導電流が流れ、発電が起こる。コイルの抵抗が同じ場合、誘導起電圧Vcが大きくなると、振動発電機５００の発電効率は向上する。この際に生じる起電圧Vcは、ファラデーの法則より、以下のように示すことが出来る。ただし、Ncはコイルの巻き数で、ΔΦ/Δtは微小時間Δtでのコイルを通過する磁束の変化である。
【０００６】
【数１】
2011182491.tif 000003
【０００７】
また仮に、可動磁石ユニット５４０が、巻半径Rc、巻き数Ncのコイル５３０、５３１の半径方向に磁束密度Ｂcを与えながら、速度Umでケース５１０内をケース５１０の長手方向に移動した場合、コイル５３０、５３１には、以下の起電圧Vcが生じる。
【０００８】
【数２】
2011182491.tif 000004
【０００９】
つまり、起電圧Vcは、コイルの巻半径Rc、巻き数Nc、磁束密度Bc、可動磁石ユニットの速度Um、に比例する。
【００１０】
式（２）に示すように、起電圧Vcは、可動磁石ユニット５４０の速度Umに比例する。これを踏まえ、振動発電機５００の起電圧Vcを大きくするために、可動磁石ユニット５４０の速度Umを速くすることを考える。
【００１１】
可動磁石ユニット５４０が、緩衝部材５２２付近から緩衝部材５２３付近に移動する。その間、可動磁石ユニット５４０の速度Umは、「０」から振動による加速度運動に伴い徐々に速くなっていく。しかしながら、ケース５１０内の可動磁石ユニット５４０が移動できる距離（以下、可動距離と呼ぶ）が短いと、可動磁石ユニット５４０は十分な速度Umが得られない。ゆえに、この可動距離を長くすることにより、可動磁石ユニット５４０の速度Umを速くすることができると考えられる。
【００１２】
例えば、可動距離を長くするために、ケース５１０の長手方向の長さを長くすることを考える。しかし、ケース５１０の長手方向の長さを長くすると、振動発電機５００の大きさは大きくなってしまう。特許文献１に示す振動発電機５００は、小型携帯発電機である。ゆえに、振動発電機５００が大きくなってしまうことは問題である。
【００１３】
また例えば、可動距離を長くするために、可動磁石ユニット５４０の長手方向の長さを短くすることを考える。特許文献１に示される締結部材５４４の長手方向における長さは、可動磁石５４１、５４２の長手方向における長さの合計よりも長い。即ち、締結部材５４４は、その頭部とナット部とだけ、可動磁石５４１、５４２の長手方向における長さよりも長い。可動磁石ユニット５００の長手方向の長さを短くするためには、可動磁石５４１、５４２の長手方向の長さ、もしくは締結部材５４４の長手方向の長さ、を短くする必要がある。しかしながら、可動磁石５４１、５４２の長手方向の長さを短くすると、可動磁石５４１、５４２が発する磁束密度が低下してしまう。式（２）に示すように、起電圧Vcは、磁束密度Bcに比例する。ゆえに、磁石の長手方向の長さを短くすると、相対的に起電圧Vcが小さくなってしまう。一方、締結部材５４４は、可動磁石５４１、５４２を締結するための部材であり、締結部材５４４自身は磁束を発していない。ゆえに、可動磁石ユニット５４０が発する磁束密度を保ちつつ、可動磁石ユニット５４０の長手方向の長さを短くしようとすると、可動磁石５４１、５４２の長手方向の長さを短くするのではなく、締結部材５４４の頭部とナット部とを可動磁石ユニット５４０の長手方向に短くすることが好ましい。しかしながら、特許文献１に記載の可動磁石ユニット５４０においては、締結部材５４４の頭部とナット部とを短くすると、ナット部のねじ山の数が少なくなること等が原因で、可動磁石５４１、５４２を締結するための力が弱まる。その結果、可動磁石ユニット５４０に激しい振動が加えられた場合、締結部材５４４のナット部がゆるみ、締結部材５４４から可動磁石５４１、５４２が外れてしまう可能性があった。
【００１４】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、所望の磁束密度を保ちつつ小型化可能な磁石ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る磁石ユニットは、所定の方向に着磁された複数の磁石を同極同士対向させた磁石ユニットであって、前記複数の磁石が対向する面から１方向に延びる穴が形成され、第１のねじが、前記複数の磁石のうち少なくとも１つの磁石の前記穴の内周面の少なくとも一部に形成されている磁石群と、前記穴に挿入可能な円柱状の円柱部を有し、前記円柱部の外周面の少なくとも一部に前記第１のねじが螺合可能な第２のねじが形成される締結部材と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項２に係る磁石ユニットは、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記磁石群の前記所定の方向の長さは、前記締結部材の前記所定の方向の長さ以上であることを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項３に係る磁石ユニットは、請求項１または２に記載の発明の構成に加え、前記磁石は、前記所定の方向に延びる円柱形状を有し、前記穴が前記磁石の中心軸線上に設けられていることを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項４に係る磁石ユニットは、請求項１〜３のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記複数の磁石のうち少なくとも１つの磁石は、主磁石と副磁石とを有し、主磁石と副磁石とは、異極を対向されて配置され、前記副磁石の前記所定の方向における長さは前記主磁石の前記所定の方向の長さよりも短く、前記第１のねじが前記副磁石のうち少なくとも１つの副磁石の少なくとも一部に形成され、前記副磁石の前記所定の方向と直交する断面の最大外周形状は前記主磁石の前記所定の方向と直交する断面の最大外周形状の内側に収まるように配置されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項５に係る磁石ユニットは、請求項１〜４のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記穴は、前記磁石群の前記所定の方向における両端面の一端面から他端面に向けて貫通され、前記締結部材は、前記所定の方向における両端面の一端面から他端面に向けて空気孔が貫通されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項６に係る振動発電機は、請求項１〜５のいずれかに記載の磁石ユニットと、前記磁石ユニットが前記所定の方向に往復動可能となるよう設けられた空隙部を有し、非磁性部材からなる筒状部材と、前記筒状部材の外周面に巻回され、導電性部材からなるコイルと、を含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項７に係る振動発電池は、請求項６に記載の振動発電機と、前記コイルと電気的に接続され、前記コイルに生じた電流を整流する整流部と、前記整流部と電気的に接続され、前記整流部によって整流された電流を蓄電する蓄電部と、前記振動発電機と前記整流部と前記蓄電部とが収納される筐体と、前記蓄電部と電気的に接続され、前記筐体の前記所定の方向における両端に設けられ、導電性部材からなる一対の電極と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に記載の磁石ユニットによれば、磁石の穴の内周面の少なくとも一部に第１のねじが形成されており、締結部材の円柱部の外周面の少なくとも一部に第１のねじと螺合可能な第２のねじが形成され、締結部材は各磁石の穴に挿入可能である。そして、締結部材の第２のねじに磁石の第１のねじを螺合することで、同極対向磁石を締結している。このため、磁石の所定の方向の両端の一端にナット部を形成する必要がない。従って、所望の磁束密度を保ちつつ、小型化することが可能である。ゆえに、例えばこの磁石ユニットを振動発電機の筒状部材内部に組み込んで使用することを考えると、磁石ユニットの小型化により、振動発電機の筒状部材内部の磁石ユニットの可動距離をさらに長くすることが出来る。その結果、磁石の所定の方向の両端の一端にナット部が形成されている場合と比較して、筒状部材内部を通過する磁石ユニットの速度を速くすることができ、発電効率を向上させることができる。
【００２３】
請求項２に記載の磁石ユニットによれば、磁石群の所定の方向の長さは、締結部材の所定の方向の長さ以上である。これにより、磁石ユニットの所定の方向の長さは、締結部材の所定の方向における長さが磁石群の所定の方向における長さより大きい場合と比較して、短い。このため、所望の磁束密度を保ちつつ、さらに小型化することが可能である。例えばこの磁石ユニットを振動発電機の筒状部材内部に組み込んで使用することを考えると、磁石ユニットの小型化により、振動発電機の筒状部材内部の磁石ユニットの可動距離を長くすることが出来る。その結果、締結部材の所定の方向における長さが磁石群の所定の方向における長さより大きい場合と比較して、筒状部材内部を通過する磁石ユニットの速度を速くすることができ、発電効率を向上させることができる。
【００２４】
請求項３に記載の磁石ユニットによれば、磁石は、円柱形状を有し、穴が磁石の中心軸線上に設けられている。これにより、締結部材の第２のねじに磁石の第１のねじを螺合した状態において、磁石の穴の中心から磁石の外周面までの半径方向の距離が一定となる。ゆえに、例えばこの磁石ユニットを振動発電機の筒状部材内部に組み込んで使用することを考えると、磁石ユニットを移動させる際に、磁石の外周面が筒状部材の内周面に均等に接触し、磁石ユニットの摺動性を向上させることができる。その結果、磁石が円柱形状を有さず、穴が磁石の中心軸線上に設けられていない場合と比較して、筒状部材内部を通過する磁石ユニットの速度を速くすることができ、発電効率を向上させることができる。
【００２５】
請求項４に記載の磁石ユニットによれば、第１のねじは副磁石の少なくとも一部に形成され、磁石ユニットに配置される際、副磁石の可動方向と直交する断面の最大外周形状が、主磁石の磁石ユニットの可動方向と直交する断面の最大外周形状の内側に収まるような構造となる。ゆえに、例えばこの磁石ユニットを振動発電機の筒状部材内部に組み込んで使用することを考えると、磁石ユニットを移動させる際に、筒状部材の内周面に副磁石が接触することはなく、磁石ユニットの摺動性を向上させることができる。その結果、副磁石の可動方向と直交する断面の最大外周形状が、主磁石の磁石ユニットの可動方向と直交する断面の最大外周形状の外側にはみ出す場合と比較して、同じ振動が磁石ユニットに加えられた場合、磁石ユニットが筒状部材内部を通過する速度を速くすることができ、発電効率を向上させることができる。
【００２６】
請求項５に記載の磁石ユニットによれば、各磁石の穴は、磁石群の所定の方向における両端面の一端面から他端面に向けて貫通され、締結部材は、所定の方向における両端に空気孔が貫通されている。これにより、所定の方向に磁石ユニットを移動させる場合に、締結部材に設けられた空気孔および磁石の貫通孔から空気が通り抜ける。ゆえに、例えばこの磁石ユニットを振動発電機の筒状部材内部に組み込んで使用することを考えると、磁石ユニットを移動させる際に、磁石ユニットにかかる空気抵抗を低減させることができる。その結果、締結部材の空気孔および磁石の貫通孔が設けられていない場合と比較して、筒状部材内部を通過する磁石ユニットの速度を速くすることができ、発電効率を向上させることができる。
【００２７】
請求項６に記載の振動発電機は、請求項１〜４のいずれかに記載の磁石ユニットと、筒状部材と、コイルと、を有す。これにより、筒状部材の長手方向の長さを長くすることなく、磁石ユニットの可動距離を長くすることができる。その結果、発電効率が高い振動発電機を提供することができる。
【００２８】
請求項７に記載の振動発電池によれば、請求項５に記載の振動発電機と、整流部と、蓄電部と、筐体と、一対の電極と、を含む。これにより、筒状部材の長手方向の長さを長くすることなく、磁石ユニットの可動距離を長くすることができる。その結果、発電効率が高い振動発電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る磁石ユニットが組み込まれた振動発電池の内部構成を示す断面図である。
【図２】振動発電池の整流部と蓄電部とを示す電気回路図である。
【図３】第１の実施形態に係る磁石ユニットを示す断面図である。
【図４】第１の実施形態に係る磁石ユニットが組み付けられる前の状態を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る磁石ユニットにおいて、磁石１１１の第１のねじ１１２に締結部材１２０の第２のねじ１２１が螺合された状態を示す図である。
【図６】第１の実施形態に係る磁石ユニットにおいて、磁石１１６の第１のねじ１１７に締結部材１２０の第２のねじ１２１が螺合された状態を示す図である。
【図７】振動発電池に振動が加えられる前の、振動発電池内の磁石ユニットを示す断面図である。
【図８】振動発電池に振動が加えられ、筒状部材内部を移動する磁石ユニットを示す断面図である。
【図９】磁石ユニットが筒状部材の端に衝突した後の、振動発電池内の磁石ユニットを示す断面図である。
【図１０】第１の実施形態と異なる構成の磁石ユニット４００の組み付け前の状態を示す図である。
【図１１】磁石ユニット４００の磁石１４１と磁石１４６とが対向する面が角度位置において一致した状態を示す図である。
【図１２】磁石ユニット４００の磁石１４１と磁石１４６とが対向する面が角度位置において一致しなかった状態を示す図である。
【図１３】第２の実施形態に係る磁石ユニットを示す断面図である。
【図１４】第２の実施形態に係る磁石ユニットが組み付けられる前の状態を示す図である。
【図１５】第２の実施形態に係る磁石ユニットにおいて、副磁石２２１の第１のねじ２２２に締結部材２３０の第２のねじ２３２が螺合された状態を示す図である。
【図１６】第２の実施形態に係る磁石ユニットにおいて、主磁石２１１が締結部材挿入部２３３に挿入された状態を示す図である。
【図１７】第２の実施形態に係る磁石ユニットにおいて、主磁石２１６が締結部材挿入部２３３に挿入された状態を示す図である。
【図１８】第２の実施形態に係る磁石ユニットにおいて、副磁石２２６の第１のねじ２２７が締結部材２３０の第２のねじ２３７に螺合された状態を示す図である。
【図１９】副磁石２２１ｃの第１のねじ２２２ｃが締結部材２３０の第２のねじ２３２に螺合された磁石ユニット２００ｃの副磁石２２１ｃの形成位置を示す断面図である。
【図２０】副磁石２２１ｄの第１のねじ２２２ｄが締結部材２３０の第２のねじ２３２に螺合された磁石ユニット２００ｄの副磁石２２１ｄの形成位置を示す断面図である。
【図２１】第１の実施形態に係る磁石ユニットの変形例であって、磁石の内周面の一部のみに第１のねじが形成されている変形例を示す断面図である。
【図２２】第１の実施形態に係る磁石ユニットの変形例であって、磁石の内周面の一部のみに第１のねじが形成されている変形例を示す断面図である。
【図２３】第２の実施形態に係る磁石ユニットの変形例であって、副磁石の内周面の一部のみに第１のねじが形成されている変形例を示す断面図である。
【図２４】第２の実施形態に係る磁石ユニットの変形例であって、主磁石と副磁石との間に座金が配置されている変形例を示す断面図である。
【図２５】第１の実施形態に係る磁石ユニットの変形例であって、３つの磁石を用いた変形例を示す断面図である。
【図２６】第１の実施形態に係る磁石ユニットの変形例であって、ストッパー部を備えた磁石ユニットの変形例の内部構成を示す断面と、ストッパー部の側から見た外部側面とを示す図である。
【図２７】従来の振動発電池を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る磁石ユニットが組み込まれた振動発電池について図面を参照しつつ説明する。
【００３１】
〔振動発電池概観〕
まず、図１、図２を用いて、振動発電池について説明する。図１は、振動発電池をその長手方向に沿って切断した断面図である。図２は、振動発電池の整流部と蓄電部とを示す電気回路図である。図１に示される振動発電池１は、筐体１０と、プラス電極１１と、マイナス電極１２と、筒状部材２０と、コイル群３０と、電気回路部４０と、磁石ユニット１００とを含む。本実施形態における振動発電池１は、本発明における磁石ユニットを用いた振動発電機、振動発電池の一例である。
【００３２】
ここで、本実施形態における方向を定義する。磁石ユニット１００は、磁石１１１、１１６と締結部材１２０とを含む。そして、磁石１１１，１１６は所定の方向に着磁されている。この所定の方向を、Ｘ軸方向と定義する。Ｘ軸方向の定義は他の図面においても共通のものとする。本実施形態におけるＸ軸方向は、本発明における所定の方向の一例である。
【００３３】
筐体１０は、Ｘ軸方向に長い円筒形状を有している。筐体１０は、その内部に、筒状部材２０と、コイル群３０と、電気回路部４０と、磁石ユニット１００と、が収納される。本実施形態における筐体１０は、本発明における筐体の一例である。
【００３４】
プラス電極１１は、筐体１０のＸ軸方向の一端側に設けられ、マイナス電極１２は、筐体１０のＸ軸方向の他端側に設けられている。プラス電極１１は、外面に突起部を有す。また、プラス電極１１の材質は、非磁性導電材料である。マイナス電極１２は、平坦な外面を有する。マイナス電極１２の材質は、プラス電極１１と同様に、非磁性導電材料である。本実施形態におけるプラス電極１１とマイナス電極１２とは、本発明における一対の電極の一例である。
【００３５】
筒状部材２０は、Ｘ軸方向に長い円筒形状を有している。筒状部材２０は、非磁性材からなる。そして、磁石ユニット１００は、筒状部材２０の内部の空隙部２０hに収納される。さらに、筒状部材２０の内径は、磁石ユニット１００の外径と略同一である。さらに、空隙部２０hは、Ｘ軸方向に磁石ユニット１００が往復動可能となるよう設けられている。この往復動可能な距離を可動距離Stと定義する。本実施形態における筒状部材２０は、本発明における筒状部材の一例である。
【００３６】
コイル群３０は、筒状部材２０の外周面に巻回されている。コイル群３０は、３つのコイルで構成される。これらのコイルのＸ軸方向における長さは、磁石ユニット１００を構成する各磁石のＸ軸方向における長さと同程度である。マイナス電極１２から近い順にコイル３１、コイル３２、コイル３３、が配置される。コイル３１はコイル３２と電気的に接続されている。コイル３２は、コイル３１よりＸ軸方向のプラス電極１１に近づく向きに所望の距離離れて配置され、コイル３３と電気的に接続されている。さらに、コイル３２は、コイル３１が巻かれる向きとは逆向きに巻かれている。コイル３３は、コイル３２よりＸ軸方向のプラス電極１１に近づく向きに所望の距離離れて配置され、電気回路部４０と電気的に接続されている。さらに、コイル３３は、コイル３２が巻かれる向きとは逆向きに巻かれている。本実施形態におけるコイル群３０は、本発明におけるコイルの一例である。
【００３７】
電気回路部４０は、筒状部材２０よりプラス電極１１に近い位置に配置されている。図２に示すように、電気回路部４０は、整流部４１と、蓄電部４２と、で構成される。整流部４１は、整流機能のある部品であり、例えばダイオードである。さらに、整流部４１は、コイル３３及びコイル３１と、蓄電部４２と、のそれぞれに電気的に接続されている。また、蓄電部４２は、蓄電機能のある部品であり、例えばコンデンサである。さらに、蓄電部４２は、プラス電極１１と、マイナス電極１２と、にそれぞれ電気的に接続されている。本実施形態における整流部４１と蓄電部４２とは、順に本発明における整流部、蓄電部の一例である。
【００３８】
〔磁石ユニット概観〕
次に、図３を用いて、磁石ユニット１００の構成について説明する。図３は、本発明の第１実施形態に係る磁石ユニット１００の断面図である。磁石ユニット１００は、磁石群１１０と、締結部材１２０と、を含む。本実施形態における磁石ユニット１００は、本発明における磁石ユニットの一例である。
【００３９】
磁石群１１０は、磁石１１１と磁石１１６とを同極同士対向させたものである。そして、磁石１１１、１１６は、Ｘ軸方向に延びる円柱形状を有している。磁石１１１の外径と磁石１１６の外径は、略同一である。さらに、磁石貫通孔１１１ｈ、１１６ｈが、磁石１１１、１１６の中心軸線上に、それぞれ形成されている。磁極が、磁石１１１、１１６のＸ軸方向の一端と他端とに、それぞれ着磁されている。さらに、第１のねじ１１２、１１７が、磁石１１１、１１６の内周全面に、それぞれ形成されている。本実施形態における磁石群１１０は、本発明における磁石群の一例である。本実施形態における磁石１１１、１１６は、本発明における磁石の一例である。本実施形態における磁石貫通孔１１１ｈ、１１６ｈは、本発明における穴の一例である。本実施形態における第１のねじ１１２、１１７は、本発明における第１のねじの一例である。
【００４０】
締結部材１２０は、Ｘ軸方向に延びる円柱形状を有している。さらに、締結部材貫通孔１２０ｈが、締結部材１２０の中心軸線上に、形成されている。締結部材１２０の外径は、磁石１１１、１１６の内径と、略同一である。また、締結部材１２０のＸ軸方向の長さは、磁石群１１０のＸ軸方向の長さ以下である。また、締結部材１２０は、非磁性材料からなる。そして、第２のねじ１２１が締結部材１２０の外周全面に形成されている。第２のねじ１２１は、第１のねじ１１２、１１７に螺合嵌合可能なよう設けられている。本実施形態における締結部材１２０、締結部材貫通孔１２０ｈ、第２のねじ１２１は、順に本発明における締結部材、空気孔、第２のねじの一例である。本実施形態における締結部材１２０全体は、本発明における円柱部の一例である。
【００４１】
〔第１の実施形態における磁石ユニットの組み付け方法〕
次に、図４、図５、図６を用いて、組み付け作業者が磁石ユニット１００を組み付ける方法を示す。図４は、磁石１１１、１１６、締結部材１２０を示す図である。図５は、磁石１１１の第１のねじ１１２が締結部材１２０の第２のねじ１２１に螺合された図である。図６は、磁石１１６の第１のねじ１１７が締結部材１２０の第２のねじ１２１に螺合された図である。
【００４２】
作業者は、締結部材１２０、磁石１１１、１１６を用意する。図４に示すように、締結部材１２０に何も組みつけられていない。
【００４３】
そして、図５に示すように、作業者は、磁石１１１の第１のねじ１１２を締結部材１２０の第２のねじ１２１に締結部材１２０の長手方向の長さの中点１２３付近まで螺合する。
【００４４】
図６に示すように、作業者は磁石１１６の第１のねじ１１７を磁石１１１が螺合された側とは反対側から締結部材１２０の第２のねじ１２１に中点１２３付近まで螺合する。磁石１１１と磁石１１６とは同極対向している。このため、挿入する間、反発力が、磁石１１１と磁石１１６との対向方向において磁石１１１と磁石１１６とが互いに離れる向きに、磁石１１６に作用する。しかしながら、反発力に対する抗力が第１のねじ１１７、第２のねじ１２１に作用する。このため、磁石１１６が反発力の向きに移動することはない。これにより、作業者は同極対向磁石１１１、１１６を締結部材１２０に容易に締結することができる。このようにして、磁石ユニット１００は組みつけられる。
【００４５】
〔振動発電池の動作〕
次に、振動発電池１の動作を図７、図８、図９を用いて説明する。図７は、振動発電池１に振動が加えられる前の、振動発電池１内の磁石ユニット１００を示す断面図である。図８は、振動発電池１に振動が加えられ、筒状部材２０内部を移動する磁石ユニット１００を示す断面図である。図９は、磁石ユニット１００が筒状部材２０の端に衝突した後の、振動発電池１内の磁石ユニット１００を示す断面図である。
【００４６】
図７に示すように、最初、振動発電池１の磁石ユニット１００は、空隙部２０hのマイナス電極１２側の端に位置している。
【００４７】
図８に示すように、振動発電池１に振動が加わったことにより、磁石ユニット１００は、コイル群３０が巻回された筒状部材２０内部の空隙部２０hを、マイナス電極１２側からプラス電極１１側に速度Umで移動する。
【００４８】
磁石ユニット１００は、さらに速度Umを上げ、やがて図９に示すように、空隙部２０hのプラス電極１１側の端に衝突し、プラス電極１１側の端に留まる。
【００４９】
式（２）より、コイル群３０に発生する誘導起電圧Vcは、磁石ユニット１００の速度と比例する。図７に示すように、振動を加える前の状態では磁石ユニット１００の速度は「０」である。ゆえに、電磁誘導は生じず、誘導起電圧Vcは「０」となる。図７に示す状態から図８に示す状態になると、磁石ユニット１００の速度は、振動により加速し、速度となる。その結果、磁石ユニット１００とコイル群３０との間に電磁誘導が起こり、誘導起電圧Vcが生じる。図８に示す状態から図９に示す状態になるまでに、磁石ユニット１００の速度Umは更に速くなる。このため、コイル群３０に、より大きな誘導起電圧Vcが生じる。図９に示すようにプラス電極１１側に磁石ユニット１００が留まると、磁石ユニット１００の速度が「０」となる。このとき、電磁誘導は生じず、誘導起電圧Vcは「０」となる。起電圧Vcが生じることにより、電気回路部４０に向かって誘導電流が流れる。そして、電気回路部４０に流れた誘導電流は、整流部４１にて整流され、その後蓄電部４２にて電力として蓄電される。このように、振動発電池１の磁石ユニット１００に振動を加えることにより、蓄電部４２に電力が蓄えられる。
【００５０】
〔振動発電池の使用例〕
また、振動発電池１の筐体１０は、単３乾電池に似た形状を有している、そのため、汎用性が高い。具体的に述べると、一般に広く出回っている電気・電子機器の電池収用ケースに、振動発電池１を装着する。すると、蓄電部４２に貯まった電力が消費され、電気・電子機器に電流が流れる。これにより、単３乾電池と同様に電気・電子機器を作動させることができる。
【００５１】
〔第１の実施形態の効果〕
磁石ユニット１００の可動距離Stについて説明する。第１の実施形態に係る磁石ユニット１００は、磁石１１１、１１６の内周面に第１のねじ１１２、１１７が形成されている。このため、磁石１１１、１１６がナット部の役割を担っており、磁石１１１、１１６のＸ軸方向の両端の一端にナット部を有す必要がない。これにより、磁石ユニット１００のＸ軸方向の長さは、磁石の一端にナット部が配置されている場合と比較して、ナット部のＸ軸方向の長さだけ短い。即ち、磁石ユニットを所望の磁束密度を保ちつつ小型化することが可能である。従って、磁石ユニット１００の可動距離Stは、同じ大きさの筒状部材であれば、磁石の一端にナット部が配置されている場合と比較して、ナット部のＸ軸方向の長さだけ長い。ゆえに、振動発電機１内部の筒状部材２０を通過する磁石ユニット１００の速度Umは、同じ振動が加えられたとすると、磁石の一端にナット部が配置されている場合と比較して、速くなる。一方、式（２）に示すように、コイル群３０に流れる誘導起電圧Vcは、磁石ユニット１００の速度Umに比例する。その結果、磁石ユニット１００は、磁石の一端にナット部が配置されている場合と比較して、振動発電池１の発電効率を向上させることができる。
【００５２】
さらに、磁石ユニット１００は、締結部材１２０のＸ軸方向の長さが、磁石１１１、１１６のＸ軸方向の長さの合計以下である。これにより、磁石ユニット１００のＸ軸方向の長さが、磁石１１１、１１６のＸ軸方向の長さの合計と等しい磁石ユニットを提供することができる。このため、磁石ユニット１００のＸ軸方向の長さは、磁石の両端にナット部と頭部とが配置されている場合と比較して、短い。ゆえに、所望の磁束密度を保ちつつ、さらに小型化することが可能である。
【００５３】
第１の実施形態に係る磁石ユニット１００の有利な効果について、磁石ユニット１００と異なる構成の磁石ユニット４００と比較して説明する。まず、磁石ユニット４００の組み付けについて、図１０、図１１、図１２を用いて説明する。図１０は、第１の実施形態とは異なる構成の磁石ユニット４００の組み付け前を示す図である。図１１は、磁石１４１と磁石１４６とが対向する面が磁石の中心軸線の回りの角度位置において一致した磁石ユニット４００を示す図である。図１２は、磁石１４１と磁石１４６とが対向する面が磁石の中心軸線の回りの角度位置においてずれて螺合された磁石ユニット４００を示す図である。
【００５４】
磁石ユニット４００について説明する。磁石ユニット４００は、磁石１４１、１４６と、締結部材１２０と、を含む。磁石１４１、１４６は、四角柱状である。磁石貫通孔が、磁石１４１、１４６の中心軸線上に設けられている。第１のねじ１４２、１４７が、磁石１４１、１４６の内周全面に形成されている。磁石ユニット４００の組み付け方法は、図１０に示すように、磁石１４１、１４６と締結部材１２０とを用意する。そして、磁石１４１の第１のねじ１４２が締結部材１２０のＸ軸方向の中点１２３付近まで締結部材１２０の第２のねじ１２０に螺合される。次に、磁石１４６の第１のねじ１４７が、磁石１４１が螺合された側とは反対側から締結部材１２０のＸ軸方向の中点１２３付近まで締結部材１２０の第２のねじ１２０に螺合される。このようにして、磁石ユニット４００は組みつけられる。磁石１４１と磁石１４６とが対向する面が磁石の中心軸線の回りの角度位置において一致した場合、磁石ユニット４００は、図１１に示すような状態にある。
【００５５】
第１のねじ１４２、１４６の各々が第２のねじ１２１と螺合するねじ山の数の兼ね合いを十分考慮していないと、図１２に示すように磁石１４１と磁石１４７との対向する面が磁石の中心軸線の回りの角度位置において一致せず、対向する面がずれて螺合される。このため、磁石ユニット４００のＸ軸方向に直交する断面が筒状部材２０の空隙部２０ｈのＸ軸方向と直交する断面より大きくなってしまう。これにより、磁石ユニット４００が筒状部材２０を通過する際、磁石１４１、１４６の外周面の一部が筒状部材２０の内周面に強く当たり、磁石ユニット４００が筒状部材２０内部を通過する速度Umが遅くなる可能性がある。しかしながら、第１の実施形態においては、磁石１１１、１１６は、円柱形状を有している。さらに、磁石貫通孔１１１ｈ、１１６ｈが、磁石１１１、１１６の中心軸線上に設けられている。このため、第１のねじ１１２、１１７と第２のねじ１２１とが螺合するねじ山の数の兼ね合いを考慮しなくとも、磁石１１１の対向する面と磁石１１６の対向する面が一致する。このため、磁石ユニット１００が筒状部材２０の内周面を通過する際、磁石１１１、１１６の外周面の一部が筒状部材２０の内周面に強く当たることはない。ゆえに、磁石ユニット１００は、磁石ユニット４００と比較して、摺動性がよい。これにより、相対的に、磁石ユニット１００が筒状部材２０内部を通過する速度Umは速くなる。式（２）より、コイル群３０に発生する誘導起電圧Vcは、磁石ユニット１００の速度Umに比例する。その結果、磁石ユニット１００は、磁石ユニット４００と比較して、振動発電池１の発電効率を向上させることができる。
【００５６】
磁石ユニット１００にかかる空気抵抗について説明する。磁石ユニット１００が筒状部材２０の空隙部２０hを移動する際、空気抵抗が、磁石ユニット１００が移動する向きとは逆向きに、磁石ユニット１００に生じる。空気抵抗が大きくなると、磁石ユニット１００が筒状部材２０内部を通過する速度Umが遅くなる可能性がある。しかしながら、第１の実施形態においては、磁石貫通孔１１１ｈ、１１６ｈが磁石１１１、１１６に設けられ、締結部材貫通孔１２０ｈが締結部材１２０に設けられている。このため、磁石ユニット１００が筒状部材２０内部を移動する際、磁石貫通孔１１１ｈ、１１６ｈ、締結部材貫通孔１２０ｈを通して、磁石ユニット１００の移動する向きと逆向きに空気が通り抜ける。従って、磁石１１１、１１６に磁石貫通孔１１１ｈ、１１６ｈ、締結部材１２０に締結部材貫通孔１２０ｈが設けられていない場合と比較して、同じ振動が加えられたとすると、磁石ユニット１００が筒状部材２０内部を通過する際に磁石ユニット１００にかかる空気抵抗は小さい。これにより、同じ振動が加えられたとすると、磁石ユニット１００が筒状部材２０内部を通過する速度Umは速くなる。式（２）より、コイル群３０に発生する誘導起電圧Vcは、磁石ユニット１００の速度Umに比例する。その結果、磁石１１１、１６に磁石貫通孔１１１ｈ、１１６ｈ、締結部材１２０に締結部材貫通孔１２０ｈが設けられていない場合と比較して、振動発電池１の発電効率を向上させることができる。
【００５７】
〔第２の実施形態〕
以下、本発明の第２の実施形態に係る磁石ユニットについて図面を参照しつつ説明する。なお、第２の実施形態において、第１の実施形態と同じ構成についての説明は省略し、第１の実施形態と相違する部分の構成についてのみ説明を行う。同じ構成部分については同一の符号を付す。
【００５８】
図１３は、第２の実施形態に係る磁石ユニット２００の断面図である。第１の実施形態では、磁石群１１０は、２つの磁石１１１、１１６にて構成される。しかしながら、第２の実施形態では、磁石群２１０は、主磁石２１１，２１６と副磁石２２１、２２６との計４つにて構成される。本実施形態における磁石群２１０は、本発明における磁石群の一例である。
【００５９】
主磁石２１１、２１６は、Ｘ軸方向に延びる円柱形状を有している。主磁石２１１、２１６は、Ｘ軸方向に磁極が着磁されている。主磁石２１１、２１６は同極同士対向されている。磁石２１１の外径と磁石２１６の外径は、略同一である。そして、主磁石貫通孔２１１h、２１６hが、主磁石２１１、２１６の中心軸線上に、それぞれ形成されている。しかしながら、第１の実施形態の磁石１１１、１１６とは異なり、第１のねじは主磁石２１１，２１６の内周面に形成されていない。本実施形態における主磁石２１１、２１６は、本発明における主磁石の一例である。本実施形態における主磁石貫通孔２１１ｈ、２１６ｈは、本発明における穴の一例である。
【００６０】
副磁石２２１は、Ｘ軸方向において、主磁石２１１と異極同士対向されている。副磁石２２６は、Ｘ軸方向において、主磁石２１６と異極同士対向されている。副磁石２２１、２２６は、それぞれＸ軸方向に延びる円柱形状を有している。そして、副磁石貫通孔２２１h、２２６hが、副磁石２２１、２２６の中心軸線上に、それぞれ形成されている。そして、第１のねじ２２２、２２７が、副磁石２２１、２２６の内周全面にそれぞれ形成されている。また、副磁石２２１、２２６のＸ軸方向の長さは、激しい振動が磁石ユニット２００に加えられた場合においても副磁石２２１、２２６の第１のねじ２２２，２２７がゆるまない程度のねじ山が形成できる範囲において、主磁石２１１，２１６のＸ軸方向の長さより短い。さらに、副磁石２２１、２２６が発する磁束を著しく低下させない範囲において、副磁石２２１、２２６の外径は主磁石２１１、２１６の外径より小さい。本実施形態における副磁石２２１、２２６は、本発明における副磁石の一例である。本実施形態における副磁石貫通孔２２１ｈ、２２６ｈは、本発明における穴の一例である。本実施形態における第１のねじ２２２、２２７は、本発明における第１のねじの一例である。本実施形態における主磁石２１１、２１６、副磁石２２１、２２６は、本発明における磁石の一例である。
【００６１】
締結部材２３０は、Ｘ軸方向に延びる円柱形状を有している。締結部材貫通孔２３０hが、締結部材２３０の中心軸線上に形成されている。締結部材２３０の外径は、主磁石貫通孔２１１h、２１６h、及び副磁石貫通孔２２１h、２２６hの内径と、略同一である。また、締結部材２３０のＸ軸方向の長さは、主磁石２１１，２１６、及び副磁石２２１、２２６のＸ軸方向の合計の長さ以下である。また、締結部材２３０は、非磁性材料からなる。そして、第２のねじ２３２，２３７が締結部材２３０の外周面のＸ軸方向の両端に第１のねじ２２２、２２７のＸ軸方向の長さだけそれぞれ形成されている。第２のねじ２３２、２３７は、副磁石２２１、２２６の第１のねじ２２２、２２７と螺合可能となるよう設けられている。締結部材挿入部２３３は、締結部材２３０の外周面であって、第２のねじ２３２と第２のねじ２３７とに挟まれる円柱形状の領域を指す。締結部材挿入部２３３は、第２のねじ２３２、２３７のＸ軸方向の長さの合計より長い。本実施形態における締結部材２３０は、本発明における締結部材の一例である。本実施形態における締結部材貫通孔２３０ｈは、本発明における空気孔の一例である。本実施形態における第２のねじ２３２、２３７は、本発明における第２のねじの一例である。本実施形態における締結部材２３０全体は、本発明における円柱部の一例である。
【００６２】
〔第２の実施形態における磁石ユニットの組み付け方法〕
次に、図１４〜図１８を用いて、この磁石ユニット２００の組み付け方法を示す。図１４は、第２の実施形態に係る磁石ユニットが組み付けられる前の状態を示す図である。図１５は、第２の実施形態に係る磁石ユニットにおいて、副磁石２２１の第１のねじ２２２に締結部材２３０の第２のねじ２３２が螺合された状態を示す図である。図１６は、第２の実施形態に係る磁石ユニットにおいて、主磁石２１１が締結部材挿入部２３３に挿入された状態を示す図である。図１７は、第２の実施形態に係る磁石ユニットにおいて、主磁石２１６が締結部材挿入部２３３に挿入された状態を示す図である。図１８は、第２の実施形態に係る磁石ユニットにおいて、副磁石２２６の第１のねじ２２７が締結部材２３０の第２のねじ２３７に螺合された状態を示す図である。
【００６３】
組み付けを行う作業者は、主磁石２１１、２１６、副磁石２２１、２２６、締結部材２３０を用意する。図１４に示すように、締結部材２３０に何も組みつけられていない。
【００６４】
そして、図１５に示すように、作業者は、副磁石２２１の第１のねじ２２２を締結部材２３０の第２のねじ２３２に螺合する。
【００６５】
そして、図１６に示すように、作業者は、主磁石２１１を締結部材挿入部２３３に、主磁石２１１と副磁石２２１との対向方向で副磁石２２１が螺合された側とは反対側から主磁石２１１と副磁石２２１とが近づく向きに挿入する。
【００６６】
作業者は、主磁石２１６を締結部材挿入部２３３に主磁石２１１と主磁石２１６との対向方向で主磁石２１１と主磁石２１６とが近づく向きに挿入する。挿入する間、主磁石２１１と主磁石２１６とは同極対向しているため、反発力が、主磁石２１６に主磁石２１１と主磁石２１６との対向方向の主磁石２１６と主磁石２１１とが離れる向きに生じる。図１７に示すように、作業者は力を主磁石２１１と主磁石２１６との対向方向の主磁石２１６と主磁石２１１が近づく向きに、主磁石２１６に加え、締結部材挿入部２３３に挿入する。
【００６７】
図１８に示すように、作業者は、主磁石２１６と主磁石２１１とを当接させた状態で、副磁石２２６の第１のねじ２２７を、締結部材２３０の第２のねじ２３７に螺合する。このとき、副磁石のＸ軸方向と直交する断面の最大外周形状は主磁石のＸ軸方向に直交する断面の最大外周形状の内側に収まるように配置されている。このようにして、磁石ユニット２００は組みつけられる。
【００６８】
〔第２の実施形態の動作〕
第２の実施形態にて使用されている磁石ユニット２００の動作について説明する。磁石ユニット２００に振動が加わる。すると、磁石ユニット２００は、振動発電池１の筒状部材２０の空隙部２０hを移動する。そして、主磁石２１１、２１６、副磁石２２１、２２６から発せられる磁束は、コイル群３０を横切る。以下、第１の実施形態と同様に、蓄電部４２に電力が蓄えられる。
【００６９】
〔第２の実施形態の効果〕
磁石ユニット２００に形成されるねじのガタについて、図１９、図２０を用いて説明する。ねじのガタとは、おねじとめねじの間にわずかに隙間がある、もしくはおねじとめねじがうまくかみ合わない等の理由により、おねじの中心とめねじの中心とが一致しないことである。図１９は、副磁石２２１ｃの第１のねじ２２２ｃが締結部材２３０の第２のねじ２３２に螺合された磁石ユニット２００ｃの断面図である。図２０は、副磁石２２１ｄの第１のねじ２２２ｄが締結部材２３０の第２のねじ２３２に螺合された磁石ユニット２００ｄの断面図である。
【００７０】
ねじのガタが起こった場合、図２０に示すような位置に、副磁石２２１dの第１のねじ２２２dが締結部材２３０の第２のねじ２３２に螺合されている。また例えば、ねじのガタが副磁石の第１のねじに生じなかった場合、図１９に示したように、副磁石２２１cの第１のねじ２２２cが締結部材２３０の第２のねじ２３２に螺合されている。図２０に示す締結部材２３０の中心から副磁石２２１ｄの外周までの距離ＤＳ２は、図１９に示す締結部材２３０の中心から副磁石２２１ｃの外周までの距離ＤＳ１と比較して、大きい箇所がある。一方、主磁石２１１はねじが形成されていないので、ねじのガタが生じることはなく、ねじ形成位置が原因で、締結部材２３０の中心から主磁石２１１の外周までの距離ＤＭが１箇所だけに大きくなることはない。そして、振動発電池１の筒状部材２０の空隙部２０ｈのＸ軸方向と直交する断面は、磁石ユニット２００のＸ軸方向と直交する断面と略同一である。そのため、締結部材２３０の中心から副磁石２２１の外周までの距離ＤＳが締結部材２３０の中心から主磁石２１１の外周までの距離ＤＭより大きい箇所があると、副磁石２２１の外周面が筒状部材２０内周面に頻繁に当たり、磁石ユニット２００の速度を遅くしてしまう恐れがある。しかしながら、副磁石２２１が発する磁束を著しく低下させない範囲において、副磁石２２１の外径は主磁石２１１の外径より小さい。このため、ねじのガタが生じた場合において、主磁石と副磁石とが互いに締結部材２３０の中心軸線回りのどの角度位置に螺合されていたとしても、締結部材２３０の中心から副磁石２２１の外周までの距離ＤＳが締結部材２３０の中心から主磁石２１１の外周までの距離ＤＭより大きくなることはない。即ち、副磁石のＸ軸方向と直交する断面の最大外周形状は主磁石のＸ軸方向に直交する断面の最大外周形状の内側に収まるように配置される。ゆえに、副磁石２２１の外周面が、筒状部材２０の内周面に接触することはない。その結果、副磁石を設けない場合と比較して、磁石ユニット２００の摺動性を向上させることができる。これにより、磁石ユニット２００の筒状部材２０内部を移動する速度Umを速くなる。式（２）に示すように、コイル群３０に発生する誘導起電圧Vcは、磁石ユニット２００の速度Umに比例する。その結果、副磁石を設けない場合と比較して、振動発電池１の発電効率を向上させることができる。
【００７１】
〔磁石ユニット変形例〕
第１、第２の実施形態における磁石ユニット１００、２００の変形例について、図２１〜図２６を用いて説明する。
【００７２】
第１の実施形態の磁石ユニット１００においては、第１のねじ１１２、１１７が磁石１１１、１１６の内周全面にそれぞれ形成され、第２のねじ１２１が締結部材１２０の外周全面に形成されている。しかしながら、これに限らず、図２１に示す磁石ユニット１００aのように、第１のねじ１１２a、１１７aが磁石１１１a、１１６aの内周面において磁石１１１aと１１６aとが同極対向する端面の反対側の端面付近のみにそれぞれ形成され、第２のねじ１２１a-1、１２１a-2が締結部材１２０aの外周面のＸ軸方向の両端のみにそれぞれ形成されていてもよい。また、図２２に示す磁石ユニット１００ｂのように、第１のねじ１１２b、１１７bが磁石１１１b、１１６bの内周面において磁石１１１ｂと磁石１１６ｂとが同極対向する端面付近のみにそれぞれ形成される。そして、締結部材１２０ｂのＸ軸方向の長さは、磁石１１１ｂ、１１６ｂの合計の長さより、短い。さらに、第２のねじ１２１ｂが締結部材１２０bの外周全面に形成されている。本実施形態における磁石ユニット１００a、１００ｂは、本発明における磁石ユニットの一例である。本実施形態における磁石１１１a、１１６a、１１１ｂ、１１６ｂは、本発明における磁石の一例である。本実施形態における第１のねじ１１２a、１１７a、１１２ｂ、１１７ｂは、本発明における第１のねじの一例である。本実施形態における締結部材１２０a、１２０ｂは、本発明における締結部材の一例である。本実施形態における第２のねじ１２１a-1、１２１a-2、１２１ｂは、本発明における第２のねじの一例である。本実施形態における締結部材１２０a全体は、本発明における円柱部の一例である。本実施形態における締結部材１２０ｂ全体は、本発明における円柱部の一例である。
【００７３】
また、第１の実施形態における磁石群１１０と締結部材１２０との間、または、第２の実施形態における磁石群２１０と締結部材２３０との間に、接着剤を充填してもよい。第１の実施形態においては、例えば締結部材１２０の第２のねじ１２１に接着剤をあらかじめ塗布しておく。その後、第１のねじ１１２、１１７を第２のねじ１２１に螺合する。第２の実施形態においては、例えば締結部材２３０の第２のねじ２３２、２３７に接着剤をあらかじめ塗布しておく。その後、副磁石２２１、２２６の第１のねじ２２２、２２７に締結部材２３０の第２のねじ２３２、２３７を螺合する。これにより、磁石群１１０、２１０と締結部材１２０、２３０とは、接着剤が塗布されていない場合と比較して、より強い力で締結される。その結果、磁石ユニット１００，２００に激しい振動が加えられた場合であっても、締結部材１２０，２３０の第２のねじ１２１、２３２、２３７がゆるみにくく、締結部材１２０，２３０と磁石群１１０，２１０とが分離しにくくなる。
【００７４】
第２の実施形態の磁石ユニット２００においては、第１のねじ２２２、２２７が副磁石２２１、２２６の内周全面にそれぞれ形成され、第２のねじ２３２、２３７が締結部材２３０の外周面に副磁石２２１、２２６のＸ軸方向の長さだけそれぞれ形成されている。しかしながら、これに限らず、図２３に示す磁石ユニット２００aのように、第１のねじ２２２a、２２７aが副磁石２２１a、２２６aの内周面のX軸方向の一端にそれぞれ形成され、第２のねじ２３２a、２３７aが締結部材２３０aの外周面の両端にそれぞれ形成されてもよい。本実施形態における磁石ユニット２００aは、本発明における磁石ユニットの一例である。本実施形態における副磁石２２１a、２２６aは、本発明における副磁石の一例である。本実施形態における第１のねじ２２２a、２２７aは、本発明における第１のねじの一例である。本実施形態における締結部材２３０aは、本発明における締結部材の一例である。本実施形態における第２のねじ２３２a、２３７aは、本発明における第２のねじの一例である。本実施形態における締結部材２００a全体は、本発明における円柱部の一例である。本実施形態における主磁石２１１、２１６、副磁石２２１a、２２６aは、本発明における磁石の一例である。
【００７５】
また、図２４に示す磁石ユニット２００ｂのように、第２の実施形態における主磁石２１１、２１６と副磁石２２１、２２６との間に、座金２４１、２４２を挿入してもよい。座金２４１、２４２と主磁石２１１、２１６とが締結部材２３０の中心軸線回りのどの角度位置に螺合されていたとしても、締結部材２３０の中心から座金２４１、２４２の外周までの距離ＤＺは、締結部材２３０の中心から主磁石２１１，２１６の外周までの距離ＤＭよりも小さい。また、座金２４１、２４２の材質は、磁性材料である。これにより、磁石群２１０と締結部材２３０とは、座金が挿入されていない場合と比較して、強い力で締結される。その結果、磁石ユニット２００に激しい振動が加えられた場合であっても、締結部材２３０の第２のねじ２３２、２３７がゆるみにくく、締結部材２３０と磁石群２１０とが分離しにくくなっている。本実施形態における磁石ユニット２００bは、本発明における磁石ユニットの一例である。
【００７６】
また、第１の実施形態においては、磁石群１１０の磁石の数は２つであった。しかしながら、これに限らず、図２５に示す磁石ユニット１００eのような構成でもよい。磁石ユニット１００eは、磁石１１１、１１１e、１１６と、締結部材１２１と、を含む。磁石１１１eは、円筒形状である。第１のねじ１１２eが、磁石１１１eの内周全面に形成されている。そして、磁石１１１、１１６が同極同士対向されるように、磁石１１１、１１６の第１のねじ１１２、１１７が締結部材１２０の第２のねじ１２１に螺合される。さらに磁石１１１eの第１のねじ１１２eを磁石１１６と磁石１１１eとが同極対向するように、磁石１１１eが締結部材１２０の第２のねじ１２１に螺合される。このように、磁石の数は３つであってもよい。さらに、磁石の数は３つに限らず、磁石の数は２つ以上で、その複数ある磁石のうち少なくとも２つの磁石が同極同士対向されているのであればよい。磁石が３つ以上ある変形は、第２の実施形態に係る磁石ユニットにも適用することができる。本実施形態における磁石ユニット１００eは、本発明における磁石ユニットの一例である。本実施形態における磁石１１１eは、本発明における磁石の一例である。本実施形態における第１のねじ１１２eは、本発明における第１のねじの一例である。
【００７７】
また、第１の実施形態に係る磁石は、磁石の内周面にそれぞれ第１のねじが形成されていた。また、締結部材の長さが磁石群の長さ以下であった。しかしながら、これに限らず、図２６に示す磁石ユニット１００gのような構成でもよい。磁石ユニット１００ｇは、締結部材１２０ｇと、磁石１１１ｇ、１１６ｇと、を含む。締結部材１２０ｇは、ストッパー部１２２ｇと、円柱部１２４ｇとを含む。第２のねじ１２１ｇが円柱部１２４ｇの外周面に形成されている。ストッパー部１２２ｇは、円柱部１２４ｇのＸ軸方向における両端の一端に形成されている。ストッパー部１２２ｇは円筒形状である。ストッパー部１２２ｇの外径は、締結部材１２０ｇの外径より大きく、磁石１１１ｇの外径より小さい。磁石１１１ｇ、１１６ｇは、円筒形状である。第１のねじが磁石１１１ｇの内周面に形成されていない。第１のねじ１１７ｇが磁石１１６ｇの内周面の一部に形成されている。そして、締結部材１２０ｇのストッパー部１２２ｇが磁石１１１ｇの端面を支持するように、磁石１１１ｇは締結部材１２０ｇに挿入される。さらに、磁石１１１ｇと磁石１１６ｇとが同極同士対向するように、磁石１１６ｇの第１のねじ１１７ｇが締結部材１２０ｇの第２のねじ１２１ｇに螺合される。このように、ストッパー部１２２ｇが締結部材１２０ｇのＸ軸方向の一端に設けられていれば、第１のねじが形成される磁石が１つであっても、磁石を締結することができる。この場合、締結部材のＸ軸方向の長さが磁石群のＸ軸方向の長さ以上にはなるが、磁石ユニット１００ｇのＸ軸方向のストッパー部１２２ｇがある一端ではない他端においては、ナット部が配置されていない。その結果として、磁石ユニットのＸ軸方向の長さは、磁石ユニットのＸ軸方向の一端にナット部が配置されている場合より短くなる。また、締結部材１２０ｇのＸ軸方向の長さを、磁石１１１ｇ、１１６ｇのＸ軸方向の長さの合計以下とし、磁石１１１ｇの磁石１１１ｇと磁石１１６ｇとが同極同士対向されている端面とは反対側の端面に、ストッパー空隙部を設け、ストッパー部をストッパー空隙部に収める構成にしてもよい。これにより、さらに磁石ユニット１００ｇの長さを短くすることができる。ストッパー部を有す変形は、第２の実施形態に係る磁石ユニットにも適用することができる。本実施形態における磁石ユニット１００gは、本発明における磁石ユニットの一例である。本実施形態における磁石１１１ｇ、１１６ｇは、本発明における磁石の一例である。本実施形態における第１のねじ１１７ｇは、本発明における第１のねじの一例である。本実施形態における締結部材１２０ｇは、本発明における締結部材の一例である。本実施形態における円柱部１２４ｇは、本発明における円柱部の一例である。本実施形態における第２のねじ１２１ｇは、本発明における第２のねじの一例である。
【００７８】
第１の実施形態、第２の実施形態に係る締結部材は、締結部材貫通孔を有していた。しかしながらこれに限らず、締結部材貫通孔を設けなくてもよい。
【００７９】
また、第１の実施形態、第２の実施形態に係る磁石ユニットのＸ軸方向に直交する断面は円形状を有していた。しかしながら、これに限らず、例えば楕円、四角形、六角形であってもよい。磁石ユニットは締結部材内部の空隙部を往復動可能な形状であり、磁石ユニットのＸ軸方向と直交する断面が、締結部材内部の空隙部の長手方向と直交する断面と略同一の形状を有しているのであれば、どんな形状であってもよい。
【００８０】
本実施形態では単３乾電池型の形状を持つ振動発電池を例にとったが、これに限らず、円柱、多角柱等の形状であったとしても問題はない。さらに、電池型である必要はなく、所定の大きさの筐体に収納され、筒状部材を大型化することができない振動発電機であるならば、本発明が適用可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８１】
１      振動発電池
１０      筐体
１１      プラス電極
１２      マイナス電極
２０      筒状部材
２０h      空隙部
３０      コイル群
３１、３２、３３      コイル
４０      電気回路部
４１      整流部
４２      蓄電部
１００、１００a、１００b、１００e、１００g、２００、２００a、２００b、２００c、２００d、４００      磁石ユニット
１１０、２１０      磁石群
１１１、１１１a、１１１b、１１１e、１１１g、１１６、１１６a、１１６b、１１６g、１４１、１４６      磁石
１１１h、１１６h      磁石貫通孔
１１２、１１２a、１１２b、１１２e、１１２e、１１７、１１７a、１１７b、２２２、２２２a、２２７、２２７a、１４２、１４７      第１のねじ
１２０、１２０a、１２０b、１２０g、２３０、２３０a      締結部材
１２０h、２３０h      締結部材貫通孔
１２１、１２１a-1、１２１a-2、１２１b、２３２、２３２a、２３７、２３７a      第２のねじ
１２２g      ストッパー部
１２３       中点
１２４g      円柱部
２１１、２１６      主磁石
２１１h、２１６h      主磁石貫通孔
２２１、２２１a、２２６、２２６a      副磁石
２２１h、２２６h      副磁石貫通孔
２３３      締結部材挿入部
２４１、２４２      座金
ＤＳ      締結部材の中心から副磁石の外周までの距離
ＤＭ      締結部材の中心から主磁石の外周までの距離
ＤＺ      締結部材の中心から座金の外周までの距離
【図１】
2011182491.tif 000005
【図２】
2011182491.tif 000006
【図３】
2011182491.tif 000007
【図４】
2011182491.tif 000008
【図５】
2011182491.tif 000009
【図６】
2011182491.tif 000010
【図７】
2011182491.tif 000011
【図８】
2011182491.tif 000012
【図９】
2011182491.tif 000013
【図１０】
2011182491.tif 000014
【図１１】
2011182491.tif 000015
【図１２】
2011182491.tif 000016
【図１３】
2011182491.tif 000017
【図１４】
2011182491.tif 000018
【図１５】
2011182491.tif 000019
【図１６】
2011182491.tif 000020
【図１７】
2011182491.tif 000021
【図１８】
2011182491.tif 000022
【図１９】
2011182491.tif 000023
【図２０】
2011182491.tif 000024
【図２１】
2011182491.tif 000025
【図２２】
2011182491.tif 000026
【図２３】
2011182491.tif 000027
【図２４】
2011182491.tif 000028
【図２５】
2011182491.tif 000029
【図２６】
2011182491.tif 000030
【図２７】
2011182491.tif 000031