(57)【要約】【課題】薄型化に適した発電装置を提供することを目的とする。【解決手段】磁石３３Ａ、３３Ｂと、磁石３３Ａ、３３Ｂに接続された下ヨーク３１、上ヨーク３２と、磁石３３Ａ、３３Ｂまたは下ヨーク３１、上ヨーク３２の少なくとも一部に対し上下方向に対向して配置されたコイル線が巻回されたコイル４１を備え、磁石３３Ａ、３３Ｂ及び下ヨーク３１、上ヨーク３２が一体として可動ユニット２３を構成し、コイル４１に対し可動ユニット２３が振動する。このため、磁石３３Ａ、３３Ｂとコイル４１の厚みを薄くすることができ、薄型化に適した発電装置５０を提供しうる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向の厚みに比べ前後及び左右方向の幅を長くして形成された磁石と、前記磁石に接続されたヨーク部材と、前記磁石または前記ヨーク部材の少なくとも一部に対し上下方向に対向して配置されたコイル線が巻回されたコイルを備え、前記コイルは上下方向を巻回の中心軸とし上下方向の厚みに比べ前後及び左右方向の幅を長くして形成され、前記磁石及び前記ヨーク部材が一体として可動ユニットを構成し、前記コイルに対し前記可動ユニットが振動する発電装置。
【請求項２】
前記ヨーク部材は上ヨークと下ヨークを備え、前記コイルは前記上ヨークと前記下ヨークの間に配置され、可動ユニットの側方に設けられた弾性体を備え、前記コイルに対し前記可動ユニットが前記弾性体の伸縮により振動する請求項１記載の発電装置。
【請求項３】
前記磁石を複数備え、複数の前記磁石の間に配置された接続板をさらに備えた請求項２記載の発電装置。
【請求項４】
前記弾性体を保持する突起を有する下ケースをさらに備え、前記下ヨークに切り欠きを設け、前記可動ユニットが中立位置から最も移動した際に、前記突起が前記切り欠きの内方に進入する請求項３記載の発電装置。
【請求項５】
前記磁石は前記コイルの左右方向に配置され、前記磁石に接続した前記上ヨークと前記下ヨークが前記コイルに対し上下方向で対向して配置された請求項２記載の発電装置。
【請求項６】
前記可動ユニットと前記コイルと前記弾性体を間に挟んで収納する上ケース及び下ケースとをさらに備え、前記下ケースの下面に前記コイルと電気的に接続した外部電極を備えた請求項２記載の発電装置。
【請求項７】
前記ヨーク部材の前後左右に前記弾性体を接続し、前記可動ユニットが前記コイルに対し前後左右に振動可能となる請求項１記載の発電装置。
【請求項８】
前記コイルは前記磁石を上下に挟んで配置した請求項１記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に時計、補聴器、携帯電話やパーソナルコンピュータ、製造用機械などの工業用電子機器、冷蔵庫・洗濯機などの家庭用電子機器、各種センサなどの電子機器に使用される発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、時計、補聴器、携帯電話やパーソナルコンピュータ、工業用・家庭用電子機器、各種センサなどの電子機器の多様化や高機能化が進むなか、ＣＰＵ等の制御手段の処理負荷が大きくなり、使用する電力も増大し、充電回数や電池交換の頻度も増加していることから、電子機器内に発電装置を内蔵するものが求められている。
【０００３】
このような従来の発電装置について、図１３の従来の発電装置の断面図を用いて説明する。同図において発電装置１０は、円筒形状の筐体１内に配置されたバネ２と磁石３、および筐体１の外周に巻回されたコイル４から構成されている。ここで、バネ２の右端は磁石３に、左端は筐体１の側壁に固定され、磁石３が筐体１内を左右に振動可能に構成されていた。
【０００４】
このように構成された発電装置１０は、携帯電話などの電子機器（図示せず）で液晶ディスプレイの裏面などの所定位置に内蔵され、携帯電話を左右に振動させると、磁石３が左右に振動し、電磁誘導によりコイル４に生じた起電力で、電子機器を充電するものとなっていた。
【０００５】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１１２０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の発電装置は簡素な構造であるが、近年、薄型化が進む電子機器へ内蔵するには、円筒形状で比較的厚みが必要である他、筐体１の外側に露出したコイル４のコイル線の巻数を十分な発電量を得るためにある程度多くする必要があるなど、薄型化に適していないという課題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、薄型化に適した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】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、特に、上下方向の厚みに比べ前後及び左右方向の幅を長くして形成された磁石と、磁石に接続されたヨーク部材と、磁石またはヨーク部材の少なくとも一部に対し上下方向に対向して配置されたコイル線が巻回されたコイルを備える。ここで、コイルは上下方向を巻回の中心軸とし上下方向の厚みに比べ前後及び左右方向の幅を長くして形成される。また、磁石及びヨーク部材が一体として可動ユニットを構成し、コイルに対し可動ユニットが左右に振動するように構成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、上下方向の厚みに比べ前後及び左右方向の幅を長くして形成された磁石と、磁石に接続されたヨーク部材と、磁石またはヨーク部材の少なくとも一部に対し上下方向に対向して配置されたコイル線が巻回されたコイルを備える。ここで、コイルは上下方向を巻回の中心軸とし上下方向の厚みに比べ前後及び左右方向の幅を長くして形成される。また、磁石及びヨーク部材が一体として可動ユニットを構成し、コイルに対し可動ユニットが左右に振動するように構成される。このように構成されることにより、磁石とコイルを薄く構成できるので、薄型化が可能な発電装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１による発電装置の断面図
【図２】同発電装置の分解斜視図
【図３】同発電装置の構成部品の一部を除いた斜視図
【図４】同発電装置の動作状態を示す断面図
【図５】同発電装置の動作状態を示す構成部品の一部を除いた斜視図
【図６】同実施の形態１にかかる他の発電装置の断面図
【図７】同実施の形態１にかかる他の発電装置の上面図
【図８】本発明の実施の形態２による発電装置の断面図
【図９】同発電装置の上面図
【図１０】同実施の形態２にかかる他の発電装置の分解斜視図
【図１１】同実施の形態２にかかる他の発電装置の断面図
【図１２】同実施の形態２にかかる他の発電装置の動作を示す上面図
【図１３】従来の発電装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１２を用いて説明する。
【００１３】
なお、これらの図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表している。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における発電装置の断面図、図２は同分解斜視図、図３は同構成部品の一部を除いた斜視図である。なお、図１の断面図は可動ユニット２３が中立位置にあるときの断面図で、図３（ａ）は中立位置で、上ケース２５を外した状態の斜視図、図３（ｂ）は、さらに上ヨーク３２を外した状態の斜視図である。
【００１５】
ここで、発電装置５０は、下ケース２１と、複数のバネ２２と、可動ユニット２３と、固定ユニット２４と、上ケース２５を備えている。
【００１６】
また、下ケース２１は、上面開口の方形箱状で例えば樹脂や非磁性のステンレス等の非磁性体を材料とし、内底面２１Ａの四隅に円柱状の突起２１Ｂが突出している。また、内底面２１Ａの前辺、後辺の中央には、導電金属製の接続端子２６Ａ、２６Ｂを備え、内底面２１Ａの下面には外部電極２７Ａ、２７Ｂを備えている。なお、接続端子２６Ａ、２６Ｂは、下ケース２１の下面に配置された導電金属製の外部電極２７Ａ、２７Ｂと、それぞれ電気的に接続されている。
【００１７】
また、バネ２２は、左右方向に伸縮するねじりバネで、円形に金属線が周回されたコイル部２２Ａとコイル部２２Ａから外方へ延出したアーム部２２Ｂと内方へ延出したアーム部２２Ｃを備えている。そして、アーム部２２Ｃの先端は上方へ折り曲げられ端部２２Ｄを形成している。
【００１８】
さらに、可動ユニット２３は、下ヨーク３１と、上ヨーク３２と、磁石３３Ａ、３３Ｂ及び接続板３４を備えており、これらについて説明する。
【００１９】
ここで、下ヨーク３１はヨーク部材となる金属板で、磁性体を材料とし、側面が上方に折り返され側壁３１Ａを形成すると共に、底面の四方には切欠き部３１Ｂを備える。
【００２０】
また、上ヨーク３２はヨーク部材となる上面視で略Ｈ形状の金属板で、磁性体を材料とする。そして、上ヨーク３２は、側面が下方に折り返され側壁３２Ａを形成すると共に、前端部、後端部の中央に方形に切り欠いたガイド部３２Ｂを備えている。また、側壁３２Ａが折り曲げられた位置に左右に各二つずつスリット３２Ｃが設けられている。
【００２１】
なお、下ヨーク３１、上ヨーク３２の材料としては、導磁性のステンレス、珪素鋼板等の電磁鋼板、純鉄や鋳鉄等の鉄、パーマロイやフェライト等が適している。
【００２２】
また、磁石３３Ａ、３３Ｂは長方形の板状で、例えば磁石３３Ａは上面がＳ極、下面がＮ極となり、磁石３３Ｂは上面がＮ極、下面がＳ極となるように着磁されている。この磁石３３Ａ、３３Ｂは、磁力が強い方が望ましく、ネオジム、鉄、ホウ素を含むネオジム磁石が適している。なお、磁石３３Ａ、３３Ｂの表面には錆止めの金属めっきを行うことが望ましい。また、磁石３３Ａは上面がＮ極、下面がＳ極となり、磁石３３Ｂは上面がＳ極、下面がＮ極となるように着磁してもよい。
【００２３】
そして、接続板３４は真鍮等の非磁性体を材料とする長方形の金属板である。ここで、磁石３３Ａ、３３Ｂに接続板３４が接続され、磁石３３Ａ、３３Ｂと接続板３４が全体として、上面視でＨ形状となるように配置されている。なお、磁石３３Ａ、３３Ｂに対する接続板３４の接続は、接着剤（図示せず）等を用いて固定しても良いし、単に磁石３３Ａ、３３Ｂと接続板３４を接するようにするだけでも良い。また、可動ユニット２３が左右に振動する際に、接続板３４は錘として機能し、接続板３４の重量を変化させることで振動の共振周波数を調整できる。
【００２４】
また、固定ユニット２４は、コイル４１と、ヨークガイド４２を備えて構成されている。
【００２５】
ここで、コイル４１は、中央に上下に貫通した孔４１Ａを備え、上下方向を軸としてコイル線が巻回され構成されている。なおコイル線の例としては、ポリウレタン銅線、ポリエステル銅線、ポリアミド系銅線などが考えられる。コイル４１は、たとえば樹脂部品でボビンを形成し、ボビンの周りに１本のコイル線を直接巻回してもよいし、自己融着のコイル線を巻回して空芯コイルを形成してもよい。
【００２６】
そして、ヨークガイド４２は、下面中央に下方に突出した係止部４２Ａ、係止部４２Ａの上面側に所定の幅で設けられた凹部４２Ｂを備えている。また、ヨークガイド４２の前端部４２Ｃ、後端部４２Ｄの上面近傍に段部４２Ｅが設けられている。
【００２７】
なお、ヨークガイド４２の係止部４２Ａは孔４１Ａに挿入され、ヨークガイド４２に対し、コイル４１が固定されている。
【００２８】
また、上ケース２５は下面開口の方形箱状で例えば樹脂や非磁性のステンレス等の非磁性体を材料とし、左右の側壁２５Ａの下端には、突部２５Ｂが設けられている。
【００２９】
この発電装置５０の各構成部品は、以下のように配置される。
【００３０】
ここで、下ケース２１の内底面２１Ａの上面に、下ヨーク３１が配置されている。
【００３１】
そして、下ヨーク３１の上方に、ヨークガイド４２の係止部４２Ａがコイル４１の孔４１Ａに挿入された固定ユニット２４が配置されている。なお、ヨークガイド４２の前端部４２Ｃ、後端部４２Ｄは、下ケース２１の前方、後方の側壁２１Ｃに固定されている。そして、コイル４１を形成するコイル線の端部は、接続端子２６Ａ、２６Ｂにハンダ付け等により電気的に接続され、コイル４１と外部電極２７Ａ、２７Ｂが電気的に接続される。
【００３２】
さらに、上面視でＨ形状に組み合わされた磁石３３Ａ、３３Ｂと接続板３４は、ヨークガイド４２上に配置されている。ここで、接続板３４は凹部４２Ｂ内に配置され、凹部４２Ｂに沿って接続板３４が左右にスライド可能なように構成される。
【００３３】
また、バネ２２のコイル部２２Ａは下ケース２１の突起２１Ｂに挿入されている。ここで、コイル部２２Ａの外側に延出したアーム部２２Ｂは、下ケース２１の内側面に押圧させている。
【００３４】
また、上ヨーク３２は、磁石３３Ａ、３３Ｂと接続板３４の上方から覆うように配置される。ここで、アーム部２２Ｃの端部２２Ｄは、スリット３２Ｃから露出させ、ガイド部３２Ｂを段部４２Ｅに合わせている。ここで、下ヨーク３１の側壁３１Ａは、上ヨーク３２の側壁３２Ａと重ねられ、下ヨーク３１と上ヨーク３２がＨ形状に組み合わせた磁石３３Ａ、３３Ｂと接続板３４に対し一体となり、可動ユニット２３が形成されている。なお、このとき、アーム部２２Ｃの端部２２Ｄをスリット３２Ｃから露出させているので、可動ユニット２３は左右から付勢され、下ケース２１の略中央に位置するものとなっている。
【００３５】
また、下ヨーク３１と上ヨーク３２は磁石３３Ａ、３３Ｂと接続して配置される。なお、磁石３３Ａ、３３Ｂに対する下ヨーク３１と上ヨーク３２の接続は、接着剤（図示せず）等を用いて固定しても良く、溶接しても良い。あるいは単に磁石３３Ａ、３３Ｂと下ヨーク３１と上ヨーク３２を接するようにするだけでも良い。
【００３６】
ここで、磁石３３Ａに対し磁石３３Ｂの着磁が上下面で逆になるようにして、下ヨーク３１と上ヨーク３２を接続しているので、磁石３３Ａと磁石３３Ｂで生じる磁界の方向が阻害されず、かつ下ヨーク３１と上ヨーク３２の存在で、磁界の漏れを防ぐものとなっている。これにより、発電装置５０を使用した際に、外部に電子回路等が配置されても磁界によるノイズ等の影響を与え難い構造となっている。
【００３７】
そして、上ケース２５の突部２５Ｂが下ケース２１の側壁２１Ｃの内側に挿入され、側壁２５Ａと側壁２１Ｃが接するようにして、上ケース２５が可動ユニット２３の上方から被せられている。
【００３８】
ここで、組み合わされた下ケース２１および上ケース２５内で、可動ユニット２３がコイル４１に対し左右に可動するように構成されている。そして、可動ユニット２３が左右に動くと、固定ユニット２４のコイル４１に対し、可動ユニット２３の磁石３３Ａ、３３Ｂが左右に動き、コイル４１に電磁誘導により電流が流れる。そして、この電流を外部電極２７Ａ、２７Ｂを介して導出しうるものとなっている。
【００３９】
このように構成された、発電装置５０は時計、補聴器、携帯電話やパーソナルコンピュータ、製造用機械などの工業用電子機器、冷蔵庫・洗濯機などの家庭用電子機器、自動車関連の電子機器、各種センサなどの所定の電子機器に内蔵される。ここで、発電装置５０は電子機器内の回路基板等に実装される。発電装置５０は、上ケース２５と下ケース２１内に構成され、外部電極２７Ａ、２７Ｂを用いて回路基板等に実装できるので、取り扱いが容易となる。
【００４０】
そして、発電装置５０には、外部電極２７Ａ、２７Ｂにいずれの方向の電流が流れても、一定方向の電流に整流する整流回路（図示せず）が接続され、さらに整流回路には電池やキャパシタなどの蓄電回路（図示せず）が接続される。なお、整流回路としては、ダイオード四個を所定の方向に接続して構成するブリッジ型等の全波整流回路が適している。
【００４１】
そして、電子機器を保持した使用者が歩行などすると、使用者の動きに応じて、発電装置５０に外力が加わり、可動ユニット２３が固定ユニット２４に対し振動する。このときの、固定ユニット２４に対する可動ユニット２３の動作について図４の断面図及び図５の斜視図を用いて説明する。
【００４２】
ここで、図４は可動ユニット２３が最も右側に変位した際の断面図で、図５（ａ）は、その状態で上ケース２５を外した斜視図、同図（ｂ）は更に上ヨーク３２を外した斜視図である。
【００４３】
ここで可動ユニット２３が固定ユニット２４に対し右側に変位すると、可動ユニット２３の磁石３３Ａ、３３Ｂが固定ユニット２４のコイル４１に対し右側へ変位する。
【００４４】
そして、左側のバネ２２のアーム部２２Ｃが伸び、右側のバネ２２が縮み、可動ユニット２３に対し左側に復帰する力が加わる。ここで、右側のバネ２２のコイル部２２Ａを保持する突起２１Ｂは、下ヨーク３１の切り欠き３１Ｂの内方へ進入し、これにより可動ユニット２３が変位する幅を大きくすることが出来るため、発電装置５０の小型化に適する。
【００４５】
ここで、可動ユニット２３には左側に復帰する力が加わるので、次に可動ユニット２３は固定ユニット２４に対し左側に変位する。この際、図１及び図３で示した中立位置を越えて左側に変位する。このとき、可動ユニット２３には右側に復帰する力がバネ２２によって加わり、この後、可動ユニット２３は右側に変位する。つまり、可動ユニット２３は固定ユニット２４に対し振動する。
【００４６】
そして、可動ユニット２３が固定ユニット２４に対し振動することで、外部電極２７Ａ、２７Ｂを介して交流の電流が流れ、整流回路を介して蓄電回路が充電される。
【００４７】
そして、電子機器の使用時に、蓄電回路に蓄電された電気を動作電力として使用するものである。
【００４８】
なお、可動ユニット２３の振動を連続して発生させるには、可動ユニット２３の振動の共振周波数を、電子機器が受ける振動の周波数に合わせることが好ましい。可動ユニット２３の共振周波数は、バネ２２のバネ定数と可動ユニット２３の質量から概ね定まる。例えば、携帯する電子機器に発電装置５０を内蔵する場合には、歩行の周波数に合わせて可動ユニット２３の振動の共振周波数が１Ｈｚ〜１０Ｈｚになるようにバネ２２のバネ定数を調整するのが望ましい。バネ２２の選定により可動ユニット２３の振動の共振周波数を調整することにより、可動ユニット２３は変えずに共振周波数を変更した発電装置５０を実現しうるからである。
【００４９】
なお、上述の説明では、コイル４１の上方に磁石３３Ａ、３３Ｂ、接続板３４を配置した構成について説明したが、図６の断面図に示すように、コイル５１の側方に磁石５２Ａ、５２Ｂを配置した構成としてもよい。ここで、磁石５２Ａの上下面に上ヨーク５３Ａ、下ヨーク５３Ｂ、磁石５２Ｂの上下面に上ヨーク５３Ｃ、下ヨーク５３Ｄのヨーク部材が接続されている。この上ヨーク５３Ａ、５３Ｃ、下ヨーク５３Ｂ、５３Ｄは、磁性体で構成され、上ヨーク５３Ａ、５３Ｃ及び下ヨーク５３Ｂ、５３Ｄの間で上下方向の磁界を生じるように構成されている。
【００５０】
なお、磁石５２Ａ、５２Ｂは、例えば磁石５２Ａは上面をＳ極、下面をＮ極に磁石５２Ｂは上面をＮ極、下面をＳ極に着磁されている。
【００５１】
ここで、同図（ａ）は中立位置、同図（ｂ）は磁石５２Ａ、５２Ｂ、上ヨーク５３Ａ、５３Ｃ及び下ヨーク５３Ｂ、５３Ｄが一体として左方向へ変位した状態を示している。固定ユニット６１はコイル５１とヨークガイド５４で構成され、可動ユニット６２は磁石５２Ａ、５２Ｂと上ヨーク５３Ａ、５３Ｃ及び下ヨーク５３Ｂ、５３Ｄで構成されている。そして、固定ユニット６１に対し、可動ユニット６２が左右に振動することにより発電を行うものである。
【００５２】
なお、バネ２２はねじりバネとして示したが、板バネ、圧縮コイルバネ、引張コイルバネ等、他の種類のバネであっても本発明の実施は可能である。例えば、図７の上面図で示すように、引張コイルバネ７２を可動ユニット２３の左右の振動に用いることができる。ここで、下ケース７１には、内底面から左右二箇所の突起７１Ａが設けられている。突起７１Ａの内側にはそれぞれ二箇所にゴムやスポンジ等の緩衝部材７３が配置される。なお、引張コイルバネ７２は、略中央位置を、突起７１Ａと下ケース７１の内側壁との間に保持される。
【００５３】
ここで、引張コイルバネ７２により可動ユニット２３は左右に振動する。また、可動ユニット２３の振動の左右端では可動ユニット２３の側面を緩衝部材７３に衝突させることで、可動ユニット２３に対する衝撃が緩衝部材７３で緩和される。
【００５４】
なお、例えば引張コイルバネ７２のような引張コイルバネを用いると、中空に可動ユニット２３を浮かすことも可能で、その場合、上ケース２５と下ケース２１との摺動で生じる摩擦を低減させるため、効率的に可動ユニット２３を振動させることができる。
【００５５】
なお、弾性体の一例としてバネ２２を例にとり説明したが、ゴム等の弾性を備えた材料を用いても良い。
【００５６】
なお、磁石３３Ａ、３３Ｂあるいは磁石５２Ａ、５２Ｂは上ヨーク、下ヨークの両方のヨーク部材を接続する構成として説明したが、上ヨークあるいは下ヨークのいずれか一方のヨーク部材と接続されていれば、本発明の実施は可能である。なお、上ヨーク、下ヨークの両方のヨーク部材を接続する構成の方が、発電量を増大し、かつヨーク部材の外部に漏洩する磁界を抑制できる利点がある。
【００５７】
また、発電装置５０は接続板３４を備えるものとして説明したが、接続板３４が無くても本発明の実施は可能である。
【００５８】
また、ヨーク部材のうち、上ヨーク３２は上面視Ｈ形状として説明したが、ガイド部３２Ｂを備えない形状であっても良い。また、ガイド部３２Ｂにより切り欠く部分は、上ヨーク３２の上面視で２０％以内が望ましい。同様に切欠き部３１Ｂとして切り欠く部分は、下ヨーク３１の上面視で２０％以内が望ましい。ヨーク部材の外部に漏洩する磁界を、より抑制できるからである。
【００５９】
このように実施の形態１によれば、上下方向の厚みに比べ前後及び左右方向の幅を長くして形成された磁石３３Ａ、３３Ｂと、磁石３３Ａ、３３Ｂに接続されたヨーク部材と、磁石３３Ａ、３３Ｂまたはヨーク部材の少なくとも一部に対し上下方向に対向して配置されたコイル線が巻回されたコイル４１を備える。ここで、コイル４１は上下方向を巻回の中心軸とし上下方向の厚みに比べ前後及び左右方向の幅を長くして形成される。また、磁石３３Ａ、３３Ｂ及びヨーク部材が一体として可動ユニット２３を構成し、コイル４１に対し可動ユニット２３が振動する。このように、上下方向の厚みに比べ前後及び左右方向の幅を長くして形成された磁石３３Ａ、３３Ｂと上下方向を巻回の中心軸とし上下方向の厚みに比べ前後及び左右方向の幅を長くして形成されたコイル４１とで、厚みを薄くすることができ、薄型化に適した発電装置５０を提供しうる。
【００６０】
また、ヨーク部材として上ヨーク３２と下ヨーク３１を備え、可動ユニット２３の側方には弾性体が設けられ、コイル４１を上ヨーク３２と下ヨーク３１の間に配置している。これにより、可動ユニット２３内にコイル４１を挿入しうると共に、上ヨーク３２と下ヨーク３１が磁石３３Ａ、３３Ｂで発生する磁界の漏洩を抑制しうるので、さらに薄型化に適している。
【００６１】
また、磁石３３Ａ、３３Ｂの複数で構成し、複数の磁石３３Ａ、３３Ｂの間に接続板３４を配置しているので、接続板３４の重量で可動ユニット２３の共振周波数を調整することが可能である。
【００６２】
さらに、弾性体を保持する突起２１Ｂを有する下ケース２１を備え、下ヨーク３１に切り欠き３１Ｂを設け、可動ユニット２３が中立位置から最も移動した際に、突起２１Ｂが切り欠き３１Ｂの内方に進入するようにしている。このため、可動ユニット２３を突起２１Ｂの位置で規制されず移動させることができるので、小型化に適している。
【００６３】
また、磁石５２Ａ、５２Ｂはコイル５１の左右方向に配置され、磁石５２Ａ、５２Ｂに接続した上ヨーク５３Ａ、５３Ｃと下ヨーク５３Ｂ、５３Ｄがコイル５１に対し上下方向で対向して配置されるようにしたもので、磁石５２Ａ、５２Ｂをコイル５１の側方に配置することができ薄型化に適している。
【００６４】
さらに、可動ユニット２３とコイル４１と弾性体が、上ケース２５と下ケース２１との間で収納され、下ケース２１の下面にはコイル４１と電気的に接続した外部電極２７Ａ、２７Ｂを備えている。このため、発電装置５０全体を一体として取り扱い可能で、電子機器内の回路基板に実装して配置するなど取り扱いの利便性が向上する。
【００６５】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における発電装置１５０について図面を参照しながら説明する。
【００６６】
図８は本発明の実施の形態２における発電装置１５０の断面図、図９は上ケース１２５と上ヨーク１３２を外した上面図である。なお、図８の断面位置は図９のＡ−Ａ断面に対応する。
【００６７】
実施の形態２と実施の形態１との相違点は、可動ユニット１２３の左右側方及び前後側方に弾性体１２２Ａ〜１２２Ｄを接続し、弾性体１２２Ａ〜１２２Ｄの伸縮により前後左右に可動ユニット１２３を振動させるように構成した点である。
【００６８】
発電装置１５０は、下ケース１２１と、弾性体１２２Ａ〜１２２Ｄと、可動ユニット１２３と、固定ユニット１２４と、上ケース１２５を備える。
【００６９】
ここで、下ケース１２１は、上面開口の方形箱状である。また、弾性体１２２Ａ〜１２２Ｄは、例えばバネで、下ケース１２１の前後左右の内側面と、可動ユニット１２３の側面を接続している。そして、弾性体１２２Ａ〜１２２Ｄの伸縮により、可動ユニット１２３が固定ユニット１２４に対し前後左右に振動可能となっている。
【００７０】
また、上ケース１２５は、下ケース１２１を覆って配置され、これにより、下ケース１２１内に弾性体１２２Ａ〜１２２Ｄと、可動ユニット１２３と、固定ユニット１２４が収納される。
【００７１】
次に、可動ユニット１２３と、固定ユニット１２４の構成を説明する。
【００７２】
可動ユニット１２３は、下ヨーク１３１と、上ヨーク１３２と、磁石１３３Ａ〜１３３Ｄを備える。
【００７３】
ここで、下ヨーク１３１は、ヨーク部材となる金属板で、磁性体を材料とし、側面が上方に折り返され、側壁１３１Ａを形成し、側壁１３１Ａには角孔１３１Ｂがそれぞれ設けられている。なお、弾性体１２２Ａ〜１２２Ｄの一端は側壁１３１Ａに接続されている。
【００７４】
また、磁石１３３Ａ〜１３３Ｄは板状で、隣り合う磁石は上面が異なる磁極に着磁されている。例えば磁石１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃ、１３３Ｄの上面は、それぞれＮ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極に着磁される。ここで、磁石１３３Ａ〜１３３Ｄの下面は上面と異なる磁極に着磁されており、下ヨーク１３１に固定されている。また、磁石１３３Ａ〜１３３Ｄは、所定の間隔を空けて配置され、隣り合う磁石１３３Ａ〜１３３Ｄの間に、ガイド路１３４が形成される。
【００７５】
また、上ヨーク１３２はヨーク部材となる金属板で、下ヨーク１３１を覆って配置され、上ヨーク１３２と下ヨーク１３１の間に磁石１３３Ａ〜１３３Ｄを収納する。
【００７６】
固定ユニット１２４は、コイル１４１Ａ〜１４１Ｄと、ヨークガイド１４２を備える。
【００７７】
ここで、ヨークガイド１４２は、前後左右それぞれの方向に延出したアーム１４２Ａ〜１４２Ｄを備え、それぞれのアーム１４２Ａ〜１４２Ｄはヨークガイド１４２の中央で直角に交わっている。
【００７８】
そして、角孔１３１Ｂの外側で、アーム１４２Ａ〜１４２Ｄの端部が下方に折れ曲がり、その端部が下ケース１２１の内底面に固定されている。さらに、アーム１４２Ａ〜１４２Ｄの上部には、突起１４２Ｅを備える。
【００７９】
なお、コイル１４１Ａ〜１４１Ｄは上下方向を軸としてコイル線が巻回され構成される。突起１４２Ｅがコイル１４１Ａ〜１４１Ｄを貫通し、コイル１４１Ａ〜１４１Ｄをヨークガイド１４２に固定している。
【００８０】
そして、固定ユニット１２４に対し、可動ユニット１２３を移動可能にするため、各アーム１４２Ａ〜１４２Ｄをガイド路１３４に合わせて配置し、ヨークガイド１４２と、磁石１３３Ａ〜１３３Ｄの間には空間を設けている。なお、各アーム１４２Ａ〜１４２Ｄは角孔１３１Ｂを貫通させている。
【００８１】
これにより、ヨークガイド１４２と磁石１３３Ａ〜１３３Ｄの間の空間を使って、ヨークガイド１４２に対し磁石１３３Ａ〜１３３Ｄが振動しうる。
【００８２】
なお、コイル１４１Ａ〜１４１Ｄを形成するコイル線の端部は、外部電極（図示せず）に電気的に接続される。
【００８３】
上述のように構成された発電装置１５０において、例えば、電子機器を保持した使用者が歩行などすると、使用者の動きに応じて、発電装置１５０に外力が加わり、可動ユニット１２３が固定ユニット１２４に対し振動し発電を行う。そして、外部電極と電子機器（図示せず）内部の整流回路や蓄電回路等を介して電子機器が動作する電力を供給する。
【００８４】
次に、図１０〜図１２を用いて説明するのは、実施の形態２にかかる他の発電装置２５０である。
【００８５】
図１０は発電装置２５０の分解斜視図、図１１は断面図である。
【００８６】
発電装置２５０も発電装置１５０と同様に、可動ユニット２２３が固定ユニット２２４に対し、前後左右に振動し発電を行うものである。ただし、発電装置１５０と比較すると、発電装置２５０は、水平面で同じ高さに配置された磁石２３３Ａ、２３３Ｂの上側にコイル２４１Ａが、下側にコイル２４１Ｂが配置され、磁石２３３Ａ、２３３Ｂがコイル２４１Ａとコイル２４１Ｂに挟まれている点が異なる。
【００８７】
発電装置２５０は、下ケース２２１と、弾性体２２２Ａ〜２２２Ｄと、可動ユニット２２３と、固定ユニット２２４と、上ケース２２５を備える。
【００８８】
下ケース２２１は、上面開口の円筒箱状である。ここで、下ケース２２１の内底面の略中央位置に軸受２２１Ａが円孔として設けられ、軸受２２１Ａの周囲にコイル受２２１Ｂが窪んで設けられている。
【００８９】
また、弾性体２２２Ａ〜２２２Ｄは、例えばバネで、下ケース２２１の前後左右の内側面と、可動ユニット２２３の側面を接続している。そして、弾性体２２２Ａ〜２２２Ｄの伸縮により、可動ユニット２２３が固定ユニット２２４に対し前後左右に振動可能となっている。
【００９０】
また、上ケース２２５は、下面開口の円筒箱状である。ここで、上ケース２２５の内底面の略中央位置に軸受２２５Ａが円孔として設けられ、軸受２２５Ａの周囲にコイル受２２５Ｂが窪んで設けられている。
【００９１】
上ケース２２５は下ケース２２１を覆って配置され、これにより、下ケース２２１と上ケース２２５の間に弾性体２２２Ａ〜２２２Ｄと、可動ユニット２２３と、固定ユニット２２４が収納される。
【００９２】
次に、可動ユニット２２３と、固定ユニット２２４の構成を説明する。
【００９３】
可動ユニット２２３は、ヨーク２３１と、磁石２３３Ａ、２３３Ｂを備える。
【００９４】
ここで、ヨーク２３１は、リング状で、ヨーク部材となる磁性体を材料とする。
【００９５】
また、磁石２３３Ａ、２３３Ｂは板状で、隣り合う磁石は上面が異なる磁極となるように着磁されている。例えば磁石２３３Ａ、２３３Ｂの上面はそれぞれＳ極、Ｎ極に、下面はそれぞれＮ極、Ｓ極に着磁される。ここで、磁石２３３Ａ、２３３Ｂはヨーク２３１の内側に接して配置される。
【００９６】
固定ユニット２２４は、コイル２４１Ａ、２４１Ｂと、軸２４２を備える。
【００９７】
ここでコイル２４１Ａ、２４１Ｂは上下方向を軸としてコイル線が巻回され構成されている。
【００９８】
また、軸２４２は円柱状で、側面を周回して上面視でリング状の突起２４２Ａ、２４２Ｂが上下方向に所定の間隔を空けて設けられている。そして、軸２４２にコイル２４１Ａを上方から突起２４２Ａに当たるまで差し込み、コイル２４１Ｂを下方から突起２４２Ｂに当たるまで差し込んで配置する。
【００９９】
ここで、コイル２４１Ａとコイル２４１Ｂの間を磁石２３３Ａと磁石２３３Ｂが移動可能なように、可動ユニット２２３と固定ユニット２２４が組み合わされる。
【０１００】
そして、軸２４２の両端が軸受２２１Ａ、２２５Ａに差し込まれ、コイル２４１Ａがコイル受２２５Ｂに、コイル２４１Ｂがコイル受２２１Ｂに配置される。これにより、上ケース２２５と下ケース２２１の間に可動ユニット２２３と固定ユニット２２４が収納される。
【０１０１】
なお、コイル２４１Ａ、２４１Ｂを形成するコイル線の端部は、外部電極（図示せず）に電気的に接続される。
【０１０２】
上述のように構成された発電装置２５０において、例えば、電子機器を保持した使用者が歩行などすると、使用者の動きに応じて、発電装置２５０に外力が加わり、可動ユニット２２３が固定ユニット２２４に対し振動し発電を行う。そして、外部電極と電子機器内部の整流回路や蓄電回路等を介して電子機器が動作する電力を供給する。
【０１０３】
図１２には、一例として、右斜め方向に可動ユニット２２３が固定ユニット２２４に対し移動した状態を示している。
【０１０４】
このように、コイル２４１Ａの側面が、ヨーク２３１の内側面に接するまで、可動ユニット２２３が固定ユニット２２４に対し移動することが可能で、可動幅が大きく確保され、発電量を増加させることができる。
【０１０５】
なお、下ヨーク１３１、上ヨーク１３２、ヨーク２３１の材料としては、導磁性のステンレス、珪素鋼板等の電磁鋼板、純鉄や鋳鉄等の鉄、パーマロイやフェライト等が適している。
【０１０６】
また、コイル線の例としては、ポリウレタン銅線、ポリエステル銅線、ポリアミド系銅線などが考えられる。コイル１４１Ａ〜１４１Ｄ、２４１Ａ、２４１Ｂは、たとえば樹脂部品でボビンを形成し、ボビンの周りに１本のコイル線を直接巻回してもよいし、自己融着のコイル線を巻回して空芯コイルを形成してもよい。
【０１０７】
なお磁石１３３Ａ〜１３３Ｄ、２３３Ａ、２３３Ｂは、磁力が強い方が望ましく、ネオジム、鉄、ホウ素を含むネオジム磁石が適している。なお、磁石の表面には錆止めの金属めっきを行うことが望ましい。また、磁石は、隣り合う磁石の上面の磁極が異なる磁極で着磁されていれば、その磁極がＳ極でもＮ極でもよい。
【０１０８】
このように実施の形態２によれば、ヨーク部材となる下ヨーク１３１の前後左右に弾性体１２２Ａ〜１２２Ｄを接続させ、可動ユニット１２３がコイル１４１Ａ〜１４１Ｄに対し前後左右に振動可能なように構成しているので、発電装置１５０が配置された方向に関わらず、発電を行うことが可能となる。
【０１０９】
また、磁石２３３Ａ、２３３Ｂを複数のコイル２４１Ａ、２４１Ｂで挟んで構成しているので、小型の発電装置２５０を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明による発電装置は、薄型化に適しているという有利な効果を有し、主に各種電子機器の動作電力の供給のため有用である。
【符号の説明】
【０１１１】
２１、７１、１２１、２２１  下ケース
２１Ａ  内底面
２１Ｂ、７１Ａ、１４２Ｅ、２４２Ａ、２４２Ｂ  突起
２１Ｃ、２５Ａ、３１Ａ、３２Ａ  側壁
２２、１２２Ａ〜１２２Ｄ、２２２Ａ〜２２２Ｄ  バネ
２２Ａ  コイル部
２２Ｂ、２２Ｃ  アーム部
２２Ｄ  端部
２３、６２、１２３、２２３  可動ユニット
２４、６１、１２４、２２４  固定ユニット
２５、１２５、２２５  上ケース
２５Ｂ  突部
２６Ａ、２６Ｂ  接続端子
２７Ａ、２７Ｂ  外部電極
３１、５３Ｂ、５３Ｄ、１３１  下ヨーク
３１Ｂ  切欠き部
３２、５３Ａ、５３Ｃ、１３２  上ヨーク
３２Ｂ  ガイド部
３２Ｃ  スリット
３３Ａ、３３Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ、１３３Ａ〜１３３Ｄ、２３３Ａ、２３３Ｂ  磁石
３４  接続板
４１、５１、１４１Ａ〜１４１Ｄ、２４１Ａ、２４１Ｂ  コイル
４１Ａ  孔
４２、５４  ヨークガイド
４２Ａ  係止部
４２Ｂ  凹部
４２Ｃ  前端部
４２Ｄ  後端部
４２Ｅ  段部
５０、１５０、２５０  発電装置
７２  引張コイルバネ
７３  緩衝部材
１３１Ａ  側壁
１３１Ｂ  角孔
１３４  ガイド路
１４２  ヨークガイド
１４２Ａ〜１４２Ｄ  アーム
２２１Ａ、２２５Ａ  軸受
２２１Ｂ、２２５Ｂ  コイル受
２３１  ヨーク
２４２  軸
【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】
2013039021.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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