(57)【要約】【課題】部品の配置の自由度を高めることができる振動発電装置を提供する。【解決手段】一実施形態に係る振動発電装置は、振動を受けた磁石１１が移動することによって発電を行う振動発電装置である。この振動発電装置は、筐体と、筐体に吊り下げられたバネ３と、筐体の内部においてバネ３に支持されると共に磁石１１が取り付けられた錘体１０と、を備え、磁石１１は、バネ３の軸線Ｌからずれた位置に取り付けられており、錘体１０は、錘体１０の重心の位置を調整する重心調整部材１３を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動を受けた磁石が移動することによって発電を行う振動発電装置であって、
筐体と、
前記筐体に吊り下げられたバネと、
前記筐体の内部において前記バネに支持されると共に前記磁石が取り付けられた錘体と、を備え、
前記磁石は、前記バネの軸線からずれた位置に取り付けられており、
前記錘体は、前記錘体の重心の位置を調整する重心調整部材を有する、
振動発電装置。
【請求項２】
前記重心調整部材は、前記磁石よりも比重が高い高比重材である、
請求項１に記載の振動発電装置。
【請求項３】
前記錘体は、前記軸線上に設けられるヨークを有し、
前記ヨークは、前記磁石が取り付けられる第１面と、前記第１面の反対側を向くと共に前記重心調整部材が取り付けられる第２面とを有する、
請求項１又は２に記載の振動発電装置。
【請求項４】
前記錘体は、少なくとも４本の前記バネによって吊り下げられており、
４本の前記バネのうち、２本の前記バネは前記錘体から第１方向に延びると共に、他の２本の前記バネは前記錘体から前記第１方向の反対方向である第２方向に延びており、
前記重心調整部材は、前記４本のバネの前記筐体に対する取付部を結んで形成される平面に対し前記バネの径方向に前記バネの直径だけオフセットして得られた空間の内部に位置するように前記錘体の重心の位置を調整する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の振動発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から振動発電装置としては種々のものが知られている。特許文献１には、振動から誘電起電力を発生して発電を行う振動発電装置が記載されている。この振動発電装置は、固定側ユニットと、固定側ユニットに２組のバネセットを介して支持された可動側ユニットとを備え、各組のバネセットが上下に振動することによって誘電起電力を生じさせる。誘電起電力を生じさせる構成として、固定側ユニットは導電コイルを備え、可動側ユニットはマグネットを備える。
【０００３】
この振動発電装置では、導電コイルを保持するコイルホルダの中心軸に対して、ヨークとして機能する軟鋼板等の各部品が互いに対称となる位置に配置されている。ところで、各部品が互いに対称となる位置に配置されない場合、導電コイルの伸縮方向への振動と異なる方向への振動が加わることによって導電コイルの振動が不安定になることが懸念される。これに対し、各部品が互いに対称となるように配置される場合、導電コイルに異なる方向への振動が加わりにくくなるので、バネの振動を安定させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−２５７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、振動発電装置において各部品を互いに対称となるように配置する場合には、部品の配置の自由度が低下するという問題がある。具体的には、部品を追加する場合、本来１つだけ追加すればよいときであっても、対称に配置するために余分に部品を追加しなければならないという問題が起こりうる。すなわち、部品の追加のときに余分に部品を追加したり、部品の変更のときに余分に部品を変更したりしなければならないため、部品の配置の自由度の点において改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、部品の配置の自由度を高めることができる振動発電装置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】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明者が鋭意検討した結果、振動発電装置において振動させる錘体の重心の位置を調整することにより、十分な電力を得ると共に部品の配置の自由度を高められることを見出した。本発明の一側面は、かかる知見に基づいてなされたものである。
【０００８】
すなわち、本発明の一形態に係る振動発電装置は、振動を受けた磁石が移動することによって発電を行う振動発電装置であって、筐体と、筐体に吊り下げられたバネと、筐体の内部においてバネに支持されると共に磁石が取り付けられた錘体と、を備え、磁石は、バネの軸線からずれた位置に取り付けられており、錘体は、錘体の重心の位置を調整する重心調整部材を有する。
【０００９】
この振動発電装置は、筐体の内部においてバネに支持される錘体を備え、錘体には、磁石及び重心調整部材が取り付けられる。磁石はバネの軸線から見て一方側に設けられ、更に、錘体は錘体の重心を調整する重心調整部材を備える。従って、重心調整部材が錘体の重心を調整して重心をバネの軸線に近い位置とすることにより、バネの振動を安定させることができるので、発電の効率を高めて高出力化を実現させることができる。また、重心調整部材によって錘体の重心を調整することができるので、部品の対称配置を不要とすることができる。従って、部品を対称に配置しなくても、重心調整部材が錘体の重心の位置を調整してバネの振動を安定させることができる。その結果、対称配置にとらわれずに部品を配置することができるので、部品の配置の自由度を高めることができる。
【００１０】
また、重心調整部材は、磁石よりも比重が高い高比重材であってもよい。この場合、重心調整部材が高比重材であることによって、錘体の体積を増やさずに錘体の質量を大きくすることができる。従って、錘体の質量を大きくすることによって高出力化を促進することができると共に、部品の小型化を実現させることができる。
【００１１】
また、錘体は、軸線上に設けられるヨークを有し、ヨークは、磁石が取り付けられる第１面と、第１面の反対側を向くと共に重心調整部材が取り付けられる第２面とを有してもよい。この場合、磁石と重心調整部材の間にヨークが介在すると共に、ヨークはバネの軸線上に配置される。従って、ヨークの位置を基準として磁石及び重心調整部材を取り付けることにより、部品の配置の自由度を一層高めることができる。
【００１２】
また、錘体は、少なくとも４本のバネによって吊り下げられており、４本のバネのうち、２本のバネは錘体から第１方向に延びると共に、他の２本のバネは錘体から第１方向の反対方向である第２方向に延びており、重心調整部材は、４本のバネの筐体に対する取付部を結んで形成される平面に対しバネの径方向にバネの直径だけオフセットして得られた空間の内部に位置するように錘体の重心の位置を調整してもよい。この場合、重心調整部材によって錘体の重心を適切な場所に配置することができるので更なる高出力化に寄与する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一形態によれば、部品の配置の自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、第１実施形態に係る振動発電装置を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の振動発電装置を示す側面図である。
【図３】図３は、図２のIII−III線断面図である。
【図４】図４は、図１の振動発電装置の錘体及びバネを示す斜視図である。
【図５】図５（ａ）は、複数のバネの取付部を結んで形成される平面を説明する図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の平面に対しオフセットして得られる空間を説明する図である。
【図６】図６（ａ）は、第２実施形態に係る錘体及びバネを模式的に示す図である。図６（ｂ）は、第３実施形態に係る錘体及びバネを模式的に示す図である。図６（ｃ）は、第４実施形態に係る錘体及びバネを模式的に示す図である。図６（ｄ）は、第５実施形態に係る錘体及びバネを模式的に示す図である。図６（ｅ）は、第６実施形態に係る錘体及びバネを模式的に示す図である。
【図７】図７は、第７実施形態において複数のバネを結んで形成される平面を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下では、図面を参照しながら、本発明に係る振動発電装置の実施形態について詳細に説明する。図面の説明において、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、図面は、理解を容易にするため一部を誇張又は簡略化して描いており、寸法比率等は図面に記載したものに限定されない。
【００１６】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る振動発電装置を示す斜視図である。図２は、第１実施形態に係る振動発電装置を示す側面図である。図３は、図２のIII−III線断面図である。図１〜図３に示されるように、本実施形態に係る振動発電装置１は、例えば、筐体２と、筐体２に取り付けられた複数のバネ３と、筐体２の内部において固定されたコイル４と、バネ３によって吊り下げられた錘体１０とを備える。
【００１７】
錘体１０には磁石１１が取り付けられている。振動発電装置１は外部から振動を受け、受けた振動に伴って錘体１０がバネ３の軸線Ｌの延在方向に共振する。錘体１０の共振の振動数は、例えば、５０Ｈｚである。そして、固定されたコイル４に対して磁石１１が相対移動することにより、電磁誘導によってコイル４に誘導起電力が生じる。すなわち、振動発電装置１は電磁誘導方式で発電を行う振動発電デバイスである。
【００１８】
振動発電装置１は、例えば、工作機械若しくは移動体等を含む機械、又は橋梁等を含む建築物に取り付けられ、機械又は建築物等の振動から起電力を得る。振動発電装置１は、例えば、筐体２に取り付けられたネオジム磁石等の磁力によってモータ等の振動源に取り付けられてもよい。振動発電装置１は、例えば、筐体２とモータ等の振動源とがバンドで固定されることによって振動源に取り付けられてもよい。また、振動発電装置１は、筐体２がモータ等の振動源にボルトで固定されることによって振動源に取り付けられてもよい。
【００１９】
筐体２は、例えば、６つの面２ａを備えた直方体状を呈する。なお、筐体２の形状は、直方体状に限られない。例えば、筐体２は、略円柱状又はかまぼこ状（断面略半円形の柱状）等の外形を呈する箱体であってもよい。本実施形態では、６つの面２ａのうち最も広い面２ａの四隅は面取りされている。また、最も広い１つの面２ａには、バネ３、コイル４及び錘体１０が収容される凹部２ｂが形成されている。凹部２ｂには、複数のバネ３が取り付けられる枠状のフレーム２ｃが設けられる。フレーム２ｃは、長方形の角部が丸められた形状を成している。フレーム２ｃは、例えば、金属製であり、アルミニウムによって構成されてもよい。
【００２０】
また、フレーム２ｃは、ヤング率が４０ＧＰａ以上の材料によって構成されてもよい。フレーム２ｃには、各バネ３の取付部３ａが固定部材６によって固定される。取付部３ａは、例えば、輪状を成しており（図４参照）、取付部３ａに固定部材６が挿通されて固定部材６がフレーム２ｃにねじ込まれることにより、フレーム２ｃに固定される。固定部材６は、例えば、六角穴付きボルトである。なお、バネ３の取付部３ａのフレーム２ｃに対する接続手段は、固定部材６に限られず適宜変更可能である。例えば、筐体２のフレーム２ｃに複数のピンが挿入され、バネ３の取付部３ａが複数のピンのそれぞれに引っ掛けられることによってフレーム２ｃに接続されてもよい。
【００２１】
バネ３は、例えば、引張コイルバネである。一例として、バネ３の線径は０．２９ｍｍ、バネ３の外径である直径Ｂ（図５参照）は２．５０ｍｍ、バネ３の自由長は１１．６ｍｍ、バネ３の許容最大長は１８．９ｍｍ、バネ３のバネ定数は０．２２５Ｎ／ｍｍである。振動発電装置１は複数のバネ３を備え、複数のバネ３は互いに平行となるように配置される。各バネ３の一端はフレーム２ｃに取り付けられ、各バネ３の他端は錘体１０に取り付けられる。錘体１０は少なくとも２本のバネ３の間に設けられる。複数のバネ３のうちの一部は錘体１０から第１方向Ｄ１に延びると共に、複数のバネ３のうちの残部は錘体１０から第１方向Ｄ１の反対方向である第２方向Ｄ２に延びている。
【００２２】
第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２は、各バネ３の軸線Ｌが延びる方向に一致する。複数のバネ３は、振動発電装置１の幅方向Ｄ３に沿って並設されており、例えば幅方向Ｄ３に沿って等間隔に配置される。なお、振動発電装置１の厚さ方向Ｄ４に沿って１つのバネ３が配置されているが、厚さ方向Ｄ４に沿って複数のバネ３が配置されてもよい。一例として、合計１２本のバネ３が設けられる。そして、１２本のバネ３のうち６本が幅方向Ｄ３に沿って並設されると共に錘体１０から第１方向Ｄ１に延びており、残りの６本が幅方向Ｄ３に沿って並設されると共に錘体１０から第２方向Ｄ２に延びている。錘体１０は、第１方向Ｄ１に延びる６本のバネ３と第２方向Ｄ２に延びる６本のバネ３との間に吊り下げられる。
【００２３】
但し、バネ３の本数は、１２本に限られない。例えば、錘体１０の四隅から第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２それぞれに延びるバネ３が４本設けられていてもよく、バネ３の本数は適宜変更可能である。また、錘体１０から第１方向Ｄ１に延びる３本のバネ３と、錘体１０から第２方向Ｄ２に延びる３本のバネ３とを備えていてもよい。更に、複数のバネ３は、錘体１０の中心に対して互いに対称となる位置に配置されてもよい。この場合、錘体１０の第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２以外への振動と錘体１０の回転を抑制することができると共に、各バネ３のバネ定数の分割、及びバネ３のストロークの確保を両立させることができる。更に、各バネ３を小型化することができるため、振動発電装置１の安定性の向上、及び振動発電装置１自体の小型化を実現させることができる。
【００２４】
コイル４は、筐体２の凹部２ｂの底面２ｄと、錘体１０との間に配置される。また、振動発電装置１はコイル４を保持するコイルホルダ５を備えており、コイルホルダ５は、コイル４を保持した状態で、例えば、テープによって筐体２に固定される。なお、コイルホルダ５の筐体２への固定手段は、テープに限られず適宜変更可能である。コイルホルダ５は、例えば、ネジによって筐体２に固定されてもよい。また、コイルホルダ５は、第２方向Ｄ２の端部（図３の下側端部）のみが筐体２に固定されてもよいし、コイルホルダ５の複数の箇所のそれぞれが筐体２に固定されてもよく、筐体２に対するコイルホルダ５の固定部の数及び配置態様は適宜変更可能である。
【００２５】
コイルホルダ５は、例えば、プラスチック製である。また、コイル４は、空芯コイルである。例えば、錘体１０に取り付けられた磁石１１、コイル４及び底面２ｄの間に開磁路Ｒが形成される。また、コイルホルダ５と錘体１０との間には空間Ｃが形成されており、コイルホルダ５及び錘体１０は互いに非接触配置とされる。これにより、コイルホルダ５への接触に伴う摩擦力が錘体１０に生じないので、錘体１０の振動の低減を回避することが可能である。
【００２６】
図４は、バネ３及び錘体１０を示す斜視図である。図３及び図４に示されるように、錘体１０は、前述した磁石１１と、ヨーク１２と、重心調整部材１３，１４とを含んでいる。ここで、幅方向Ｄ３の両端それぞれに位置する４本のバネ３Ａの取付部３ａを結んで形成される平面を平面Ｓとすると、ヨーク１２は平面Ｓ上に配置される。磁石１１は平面Ｓから見て一方側（図４の手前側）に配置され、重心調整部材１３は平面Ｓから見て磁石１１の反対側（図４の奥側）に配置される。換言すれば、磁石１１及び重心調整部材１３は、各バネ３の軸線Ｌからずれた位置に配置されており、重心調整部材１３は、各バネ３の軸線Ｌから見て磁石１１の反対側に取り付けられる。このように、本実施形態に係る錘体１０では、バネ３に対する各部品の配置が非対称配置とされている。
【００２７】
本明細書において、「バネの軸線から見て一方側に配置されている」ものは、バネの軸線から見て特定の方向に配置されているもの、及び、バネの軸線上に配置されると共に当該軸線に対して特定の方向に偏って配置されているものを含んでいる。例えば、「磁石がバネの軸線から見て一方側に配置されている」ことは、例えば、磁石１１の一部がバネ３の軸線Ｌ上に干渉している状態、及び、磁石１１のヨーク１２から突出している部分の寸法が磁石１１のヨーク１２に入り込んでいる部分の寸法より小さい状態等をも含んでいる。
【００２８】
錘体１０には、複数の磁石１１が取り付けられており、例えば、ヨーク１２の中央に４個の磁石１１が正方形状を成すように配置されている。４個の磁石１１のうち、例えば、第１方向Ｄ１側の２個の磁石１１はＮ極面を露出し、第２方向Ｄ２側の２個の磁石１１はＳ極面を露出する。各磁石１１は、例えば、ネオジム磁石である。各磁石１１の磁束密度は５０００ガウス、各磁石１１の比重は７．４ｇ／ｃｍ３である。また、各磁石１１は円柱状を成しており、一例として、各磁石１１の直径は６ｍｍ、各磁石１１の高さは５ｍｍである。
【００２９】
各バネ３の取付部３ａとの反対側の端部３ｂは、２個のヨーク１２の間に挟み込まれた状態で固定されている。例えば、２個のヨーク１２のうちの一方には端部３ｂが入り込む凹部１２ｃが設けられており、凹部１２ｃの厚さ方向Ｄ４の深さは、バネ３の端部３ｂの線径と同程度である。２個のヨーク１２のうちの１個には４個の磁石１１が吸着している。換言すれば、４個の磁石１１に２個のヨーク１２が密着している。各ヨーク１２は、鉄又は鋼によって構成されており、矩形板状とされている。
【００３０】
４個の磁石１１は、２個のヨーク１２の片側に設けられ、且つ凹部２ｂの底面２ｄ側に向けられることにより、前述した開磁路Ｒが形成される。また、ヨーク１２は、磁石１１の底面２ｄとの反対側に閉磁路を形成し、凹部２ｂの外側への磁束の流れを抑制する。ヨーク１２は、ＳＳ４００材によって構成されていてもよく、この場合、比較的磁気特性が良く且つ安価で入手しやすいヨーク１２が得られる。ヨーク１２の比重は、例えば、７．８ｇ／ｃｍ３である。
【００３１】
ヨーク１２は、磁石１１が貼り付けられる第１面１２ａと、第１面１２ａの反対側を向くと共に重心調整部材１３が貼り付けられる第２面１２ｂとを有する。重心調整部材１３は、錘体１０の重心を調整する部材であり、例えば、高比重材である。本明細書において、高比重材は、少なくとも磁石１１よりも比重が高い材料によって構成された部材を示しており、例えば、比重が８．０ｇ／ｃｍ３以上の材料によって構成された部材であってもよい。すなわち、高比重材は、一般的な鋼材（７．８ｇ／ｃｍ３〜７．９ｇ／ｃｍ３）よりも比重が高い材料によって構成された部材を含む。
【００３２】
本実施形態において、高比重材は、タングステン含有樹脂によって構成されていてもよい。高比重材が樹脂を含んで構成される場合、樹脂の射出成形によって高比重材を製作することができるので、安価且つ大量に高比重材を製作できると共に、あらゆる形状の高比重材を製作することが可能である。タングステン含有樹脂は、粉体とされたタングステン、及びナイロン等の樹脂を含んでおり、タングステン含有樹脂の比重は、例えば１３ｇ／ｃｍ３である。このように、重心調整部材１３がタングステン含有樹脂等の高比重材である場合、小型化を維持しつつ錘体１０の質量を大きくすることができる。よって、錘体１０の慣性エネルギーを高めて振動の振幅を大きくすることにより、振動発電装置１の小型化を実現すると共に、振動発電装置１からの電力の高出力化が可能となる。
【００３３】
重心調整部材１３は、例えば、矩形板状とされており、ヨーク１２の磁石１１との反対側に貼り付けられている。これにより、錘体１０の重心を調整することが可能である。ところで、錘体１０の重心の位置は、前述した４本のバネ３Ａの取付部３ａを結んで形成される平面Ｓに近いことが好ましい。この場合、錘体１０を第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２の振動モードで動かすことができ、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２以外の振動モードの入力を抑制することができる。このように、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２以外の振動モードを抑制して錘体１０を第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に沿って振動させることができるので、更なる高出力化が可能となる。
【００３４】
但し、仮に重心調整部材１３の体積が複数（４個）の磁石１１の体積と同程度である場合、錘体１０の重心は平面Ｓよりも重心調整部材１３側に偏ることになる。よって、重心調整部材１３の体積を小さくするか、又はヨーク１２の磁石１１側にも重心調整部材１４を貼り付けて、錘体１０の重心を平面Ｓに近づける必要がある。本実施形態では、ヨーク１２の磁石１１側に重心調整部材１４を貼り付けることによって、錘体１０の重心を平面Ｓに近づけている。重心調整部材１４は、例えば重心調整部材１３と同一の材料によって構成されていてもよい。
【００３５】
重心調整部材１４は、磁石１１の幅方向Ｄ３両側のそれぞれに配置されている。例えば、重心調整部材１４の体積と４個の磁石１１の体積との和は、重心調整部材１３の体積よりも大きい。これにより、錘体１０の重心のバランスをとって錘体１０の重心を平面Ｓに近づけることが可能である。
【００３６】
一例として、バネ３の軸線方向（第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２）における錘体１０の長さは１２．８ｍｍ、幅方向Ｄ３の錘体１０の長さは２３．０ｍｍ、厚さ方向Ｄ４の錘体１０の長さは１３．５ｍｍである。この１２．８ｍｍ×２３．０ｍｍ×１３．５ｍｍの範囲内に磁石１１、ヨーク１２、重心調整部材１３及び重心調整部材１４が収められており、錘体１０の質量は例えば３２ｇである。
【００３７】
図５（ａ）は、４本のバネ３Ａの取付部３ａを結んで形成される平面Ｓを示す図である。図５（ｂ）は、平面Ｓをバネ３の径方向にオフセットして得られる空間Ａを示す図である。錘体１０では、ヨーク１２の一方側に磁石１１及び重心調整部材１４が貼り付けられると共に、ヨーク１２の他方側に重心調整部材１３が貼り付けられることにより、錘体１０の重心が空間Ａの内部に位置している。空間Ａは、平面Ｓに対しバネ３の径方向にバネ３の直径Ｂだけオフセットして得られた空間である。このように、重心調整部材１３及び重心調整部材１４を貼り付けて錘体１０の重心の位置を空間Ａの内部にくるように調整することにより、錘体１０の振動を安定させることが可能となる。
【００３８】
次に、本実施形態に係る振動発電装置１から得られる作用効果について詳細に説明する。図３及び図４に示されるように、振動発電装置１は、筐体２の内部においてバネ３に支持される錘体１０を備え、錘体１０には、磁石１１及び重心調整部材１３が取り付けられる。磁石１１はバネ３の軸線Ｌから見て一方側に設けられ、更に、錘体１０は錘体１０の重心を調整する重心調整部材１３を備える。従って、重心調整部材１３が錘体１０の重心を調整して重心をバネ３の軸線（平面Ｓ）に近い位置とすることにより、バネ３の振動を安定させることができる。その結果、発電の効率を高めて高出力化を実現することができる。
【００３９】
また、重心調整部材１３，１４によって錘体１０の重心を調整することができるので、部品の対称配置を不要とすることができる。従って、部品を対称に配置しなくても、重心調整部材１３，１４が重心の位置を調整してバネ３の振動を安定させることができる。その結果、対称配置にとらわれずに部品を配置することができるので、部品の配置の自由度を高めることができる。具体的には、重心調整部材１３，１４を備えることにより、磁石１１及びヨーク１２の配置の自由度を高めることができると共に、新たに追加される部品の配置の自由度を高めることもできる。
【００４０】
また、重心調整部材１３，１４は、磁石１１よりも比重が高い高比重材である。従って、重心調整部材１３，１４が高比重材であることによって、錘体１０の体積を増やさずに錘体１０の質量を大きくすることができる。従って、錘体１０の質量を大きくすることによって高出力化を促進することができると共に、部品の小型化を実現させることができる。
【００４１】
また、錘体１０は、バネ３の軸線Ｌ上に設けられるヨーク１２を有し、ヨーク１２は、磁石１１が取り付けられる第１面１２ａと、第１面１２ａの反対側を向くと共に重心調整部材１３が取り付けられる第２面１２ｂとを有する。よって、磁石１１と重心調整部材１３の間にヨーク１２が介在すると共に、ヨーク１２はバネ３の軸線Ｌ上に配置される。なお、「軸線上に配置される」とは、物の少なくとも一部が当該軸線を遮る位置に配置されることを含んでいる。例えば、ヨーク１２がバネ３の軸線Ｌ上に設けられることは、ヨーク１２の少なくとも一部がバネ３の軸線Ｌを遮る位置にあることを含んでいる。本実施形態では、ヨーク１２の位置を基準として磁石１１及び重心調整部材１３，１４を取り付けることにより、部品の配置の自由度を高めることができる。
【００４２】
また、図４及び図５に示されるように、錘体１０は、少なくとも４本のバネ３Ａによって吊り下げられており、４本のバネ３Ａのうち、２本のバネ３Ａは錘体１０から第１方向Ｄ１に延びると共に、他の２本のバネ３Ａは錘体１０から第２方向Ｄ２に延びており、重心調整部材１３，１４は、４本のバネ３Ａの筐体２に対する取付部３ａを結んで形成される平面Ｓに対しバネ３の径方向にバネ３の直径Ｂだけオフセットして得られた空間Ａの内部に位置するように錘体１０の重心の位置を調整する。従って、重心調整部材１３，１４によって錘体１０の重心を適切な場所に配置することができるので更なる高出力化に寄与する。
【００４３】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る振動発電装置について図６（ａ）を参照しながら説明する。図６（ａ）に示されるように、第２実施形態に係る振動発電装置では、２本のバネ３の間に配置された錘体２０の構成が錘体１０と異なっている。なお、以降の説明では、第１実施形態と重複する説明を適宜省略する。また、図６（ａ）〜図６（ｅ）では、図示を分かりやすくするため、錘体及びバネを模式的に示している。
【００４４】
錘体２０は、バネ３の軸線Ｌからずれた位置に設けられる磁石２１と、バネ３の軸線Ｌに沿った位置に設けられるヨーク２２と、ヨーク２２の磁石２１との反対側に設けられる重心調整部材２３とを備える。ヨーク２２には、複数（例えば２個）の磁石２１が貼り付けられており、ヨーク２２から見て磁石２１の反対側に重心調整部材２３が貼り付けられている。例えば、磁石２１の体積の合計は、重心調整部材２３の体積よりも大きい。また、磁石２１、ヨーク２２及び重心調整部材２３それぞれの材料は、磁石１１、ヨーク１２及び重心調整部材１３それぞれの材料と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００４５】
以上、第２実施形態に係る振動発電装置は、バネ３に支持される錘体２０を備え、錘体２０には、磁石２１及び重心調整部材２３が取り付けられる。磁石２１はバネ３の軸線Ｌから見て一方側に設けられ、重心調整部材２３は錘体２０の重心を調整するために設けられる。従って、重心調整部材２３が錘体２０の重心を調整して重心をバネ３の軸線Ｌ（平面Ｓ）に近い位置とすることにより、バネ３の振動を安定させることができるので、発電の効率を高めて高出力化を実現することができる。また、重心調整部材２３によって、錘体２０の重心を調整することができるので、部品の対称配置を不要とすることができる。従って、対称配置にとらわれずに部品を配置することができるので、部品の配置の自由度を高めることができる。以上より、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００４６】
（第３実施形態）
続いて、第３実施形態に係る振動発電装置について図６（ｂ）を参照しながら説明する。図６（ｂ）に示されるように、第３実施形態に係る振動発電装置において、錘体３０は、磁石２１と、ヨーク２２と、ヨーク２２の両面のそれぞれに貼り付けられた重心調整部材３３とを備える。重心調整部材３３は、ヨーク２２の磁石２１が貼り付けられる第１面２２ａ、及び第１面２２ａの反対側を向くヨーク２２の第２面２２ｂ、のそれぞれに貼り付けられる。第１面２２ａには、バネ３の軸線Ｌが延びる方向に沿って一対の重心調整部材３３が貼り付けられており、一対の重心調整部材３３の間に複数の磁石２１が貼り付けられている。例えば、第１面２２ａに貼り付けられる重心調整部材３３及び磁石２１の体積の合計は、第２面２２ｂに貼り付けられる重心調整部材３３の体積よりも大きい。
【００４７】
以上、第３実施形態に係る振動発電装置において、錘体３０は、磁石２１及び重心調整部材３３を備え、磁石２１はバネ３の軸線Ｌから見て一方側に設けられ、重心調整部材３３は錘体３０の重心を調整するために設けられる。従って、重心調整部材３３が錘体３０の重心を調整して重心をバネ３の軸線Ｌ（平面Ｓ）に近い位置とすることにより、バネ３の振動を安定させることができるので、発電の効率を高めて高出力化を実現することができる。また、重心調整部材３３が錘体３０の重心を調整することにより、部品の対称配置を不要とすることができ、対称配置にとらわれずに部品を配置することができる。従って、部品の配置の自由度を高めることができるので、前述した各実施形態と同様の効果が得られる。
【００４８】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る振動発電装置について図６（ｃ）を参照しながら説明する。図６（ｃ）に示されるように、第４実施形態に係る振動発電装置において、錘体４０は、磁石２１と、重心調整部材３３と、バネ３の軸線Ｌに沿うと共に磁石２１及び重心調整部材２３の反対側に延びるヨーク４２とを備える。ヨーク４２の第１面４２ａには、第３実施形態と同様、磁石２１及び重心調整部材３３が貼り付けられている。一方、ヨーク４２の第２面４２ｂは露出している。例えば、ヨーク４２の比重は磁石２１の比重よりも高く、重心調整部材３３の比重はヨーク４２の比重よりも高い。よって、磁石２１の比重より高いヨーク４２に対して錘体４０のつり合いをとるため、磁石２１と同一側に高比重の重心調整部材３３を貼り付けて錘体４０のバランスをとっている。
【００４９】
以上、第４実施形態に係る振動発電装置では、錘体４０において、磁石２１はバネ３の軸線Ｌから見て一方側に設けられ、重心調整部材３３は錘体４０の重心を調整するために設けられる。従って、重心調整部材３３が重心を調整して重心をバネ３の軸線Ｌ（平面Ｓ）に近い位置とすることにより、前述した各実施形態と同様、発電の効率を高めて高出力化を実現することができる。また、部品の対称配置を不要とすることができ、対称配置にとらわれずに部品を配置することができるので、前述と同様、部品の配置の自由度を高めることができる。
【００５０】
（第５実施形態）
続いて、第５実施形態に係る振動発電装置について図６（ｄ）を参照しながら説明する。第５実施形態に係る錘体５０は、ヨークを有しておらず、磁石２１及び重心調整部材５３を備える。なお、重心調整部材５３はヨークとしての機能を兼ねていてもよい。図６（ｄ）に示されるように、重心調整部材５３は、バネ３の軸線Ｌに沿って延びる第１部分５３ａと、第１部分５３ａから磁石２１の反対側に突出する第２部分５３ｂとを有する。第２部分５３ｂは、バネ３の軸線Ｌが延びる方向における第１部分５３ａの中央から磁石２１の反対側に突出している。第１部分５３ａには複数の磁石２１が貼り付けられている。例えば、第２部分５３ｂの体積は、第１部分５３ａに貼り付けられた磁石２１の体積の合計よりも小さい。
【００５１】
以上、第５実施形態に係る振動発電装置では、前述の各実施形態と同様、重心調整部材５３（第２部分５３ｂ）が錘体５０の重心を調整するため、錘体５０の重心をバネ３の軸線Ｌ（平面Ｓ）に近い位置とすることにより、発電の効率を高めて高出力化を実現することができる。また、対称配置にとらわれずに部品を配置することができるので、部品の配置の自由度を高めることができる。
【００５２】
（第６実施形態）
第６実施形態に係る振動発電装置について図６（ｅ）を参照しながら説明する。第６実施形態に係る錘体６０は、重心調整部材５３とは形状及び大きさが異なる重心調整部材６３を備える。重心調整部材６３は、例えば、直方体状とされている。重心調整部材６３は、バネ３の軸線Ｌに沿って延びる第１部分６３ａと、第１部分６３ａから磁石２１の反対側に突出する第２部分６３ｂとを有し、第２部分６３ｂは、第１部分６３ａの全体から磁石２１の反対側に突出している。例えば、重心調整部材６３の体積は、第５実施形態の重心調整部材５３の体積よりも大きく、且つ、重心調整部材６３の比重は重心調整部材５３の比重よりも低い。
【００５３】
以上、第６実施形態に係る振動発電装置では、前述の各実施形態と同様、重心調整部材６３（第２部分６３ｂ）が錘体６０の重心を調整する。このため、錘体６０の重心をバネ３の軸線Ｌ（平面Ｓ）に近い位置とすることにより、高出力化を実現させることができると共に、対称配置にとらわれずに部品を配置することができるので、部品の配置の自由度を高めることができる。
【００５４】
（第７実施形態）
続いて、第７実施形態に係る振動発電装置について図７を参照しながら説明する。第７実施形態に係る振動発電装置は、バネ７３の配置態様が第１実施形態と異なっている。第１実施形態では、複数のバネ３が振動発電装置１の幅方向Ｄ３に沿って配置されていた。これに対し、第７実施形態では、幅方向Ｄ３に沿って配置される複数のバネ７３の組が厚さ方向Ｄ４に沿って複数配置される。図７では、幅方向Ｄ３の両端、及び厚さ方向Ｄ４の両端のバネ７３のみを示している。
【００５５】
第１実施形態では、幅方向Ｄ３の両端それぞれに位置する４本のバネ３Ａの取付部３ａを結んで形成される平面を平面Ｓとした。第７実施形態では、幅方向Ｄ３の一端及び厚さ方向Ｄ４の一端に位置する２本のバネ７３Ａの取付部７３ａと、幅方向Ｄ３の他端及び厚さ方向Ｄ４の他端に位置する２本のバネ７３Ｂの取付部７３ｂとを結んで形成される平面を平面Ｓとした。例えば、バネ７３Ｂは、バネ７３Ａのヨークを介した反対側のバネに相当する。第７実施形態に係る振動発電装置においても、重心調整部材によって錘体の重心を調整し、重心を平面Ｓに近い位置とすることにより、前述した各実施形態と同様の効果が得られる。
【００５６】
以上、本発明に係る振動発電装置の各実施形態について説明したが、本発明は前述した各実施形態に限定されるものではない。本発明は、特許請求の範囲に記載した要旨を変更しない範囲において種々の変形が可能である。すなわち、振動発電装置の各部の構成は、前述の各実施形態に限定されず適宜変更可能である。
【００５７】
例えば、前述の実施形態では、矩形状の筐体２と、固定部材６によって筐体２のフレーム２ｃに固定された１２本のバネ３と、コイルホルダ５によって筐体２に固定されたコイル４と、を備える振動発電装置１について説明した。しかしながら、筐体、バネ、コイル、コイルホルダ、及びバネを固定する固定部材の形状、大きさ、数、材料及び配置態様は、前述の各実施形態のものに限定されず適宜変更可能である。
【００５８】
また、前述の実施形態では、ヨーク１２の第１面１２ａに磁石１１及び重心調整部材１４が取り付けられ、ヨーク１２の第２面１２ｂに重心調整部材１３が取り付けられる例について説明した。しかしながら、第２〜第７実施形態において説明したように、振動発電装置では、各部品の配置を適宜変更することが可能である。
【００５９】
また、前述の実施形態では、重心調整部材１３がタングステン含有樹脂によって構成されている高比重材である例について説明した。しかしながら、重心調整部材は、高比重材でなくてもよい。更に、重心調整部材の材料は、タングステン含有樹脂に限られず、例えば、鉛又は水銀を含んでいてもよい。また、ヨーク又は磁石を重心調整部材として兼用してもよく、更にはヨークを省略してもよい。以上、振動発電装置は、重心調整部材を備えることにより、磁石及びヨークは勿論のこと、磁石及びヨーク以外の部品の配置についても柔軟に変更することが可能である。
【００６０】
例えば、前述の実施形態では、比重が８．０ｇ／ｃｍ３以上の重心調整部材１３，１４として、タングステンを含む例を説明したが、タングステン以外の物質を含んでいてもよい。例えば、重心調整部材１３，１４は、鉛、銅、真鍮、ベリリウム銅、ニッケル鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、及び高速度工具鋼等の材料のいずれか１つ又は２つ以上を含んでいてもよい。磁石１１としては、例えば、ネオジム磁石、等方性フェライト磁石、異方性フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、又はアルニコ磁石等の適宜の磁石が用いられ得る。磁石１１の形状は、特に限定されないが、例えば、円柱状又は角柱状等とすることができる。また、ヨーク１２としては、磁気回路を形成可能な物質であれば、適宜の種類の物質が用いられ得る。例えば、ヨーク１２としては、軟鉄、一般構造用圧延鋼、機械構造用炭素鋼、ステンレス鋼、ケイ素鋼、フェライト、ＦｅＮｉ合金、又はＦｅＣｏ合金等の材料が用いられ得る。
【００６１】
振動発電装置１は、コイルバネであるバネ３に代えて、コイルバネ以外の構成のバネを備えていてもよい。また、バネ３は、重心調整部材１３，１４に接続されていてもよい。更に、前述の実施形態では、ヨーク１２の上下面のそれぞれに６本ずつのバネ３が接続されている例について説明した。しかしながら、前述したように、バネの本数及び配置態様は適宜変更可能である。例えば、ヨーク１２の上下面のそれぞれに１本ずつのバネ３が接続されていてもよい。すなわち、バネ３は、それぞれ複数本で構成されていなくてもよい。
【００６２】
また、ヨーク１２の上下面のそれぞれに３本以上ずつのバネ３が接続されていてもよい。例えば、ヨーク１２に接続されるバネ３の本数は、錘体１０を振動させるときに必要とされるバネ定数に応じて決定されてもよい。ヨーク１２の上面に複数のバネ３が幅方向Ｄ３に沿って２列に並べて配置されていてもよい。同様に、ヨーク１２の下面に複数のバネ３が幅方向Ｄ３に沿って２列に並べて配置されていてもよい。また、ヨーク１２の上面の四隅に、４本のバネ３のそれぞれが接続されていてもよい。また、上記のように複数のバネ３をヨーク１２に接続する場合であっても、幅方向Ｄ３において、幅方向Ｄ３の中央位置に対して対称となるようにバネ３が配置されてもよい。これらのバネ３の接続構成であっても、錘体１０を安定して振動させることができると共に錘体１０の移動量を大きくできる等、前述した実施形態と同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【００６３】
１…振動発電装置、２…筐体、２ａ…面、２ｂ…凹部、２ｃ…フレーム、２ｄ…底面、３，３Ａ，７３，７３Ａ，７３Ｂ…バネ、３ａ…取付部、３ｂ…端部、４…コイル、５…コイルホルダ、６…固定部材、１０，２０，３０，４０、５０，６０…錘体、１１，２１…磁石、１２，２２，４２…ヨーク、１２ａ，２２ａ，４２ａ…第１面、１２ｂ，２２ｂ、４２ｂ…第２面、１２ｃ…凹部、１３，１４，２３，３３，５３，６３…重心調整部材、５３ａ，６３ａ…第１部分、５３ｂ，６３ｂ…第２部分、Ａ…空間、Ｂ…直径、Ｃ…空間、Ｄ１…第１方向、Ｄ２…第２方向、Ｄ３…幅方向、Ｄ４…厚さ方向、Ｌ…軸線、Ｒ…開磁路、Ｓ…平面。
【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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