(57)【要約】【課題】発電効率を向上する振動ダイナモ装置及び電源装置を提供する。【解決手段】本発明の振動ダイナモ装置（１）は、非磁性体の筒状部材（２）と、筒状部材（２）の外周に配置されたコイル（３）と、筒状部材（２）の延在方向に沿って往復運動が可能な状態で筒状部材（２）の内部に収容され、マグネットを含む振動部材（１０）と、筒状部材（２）の延在方向の両端部に配置され、振動部材（１０）と磁気反発するマグネットを含む一対の反発部材（４）とを備え、一対の反発部材（４）間の延在方向の長さをＬ０、コイル（３）の延在方向の長さをＬ１、振動部材（１０）の延在方向の長さをＬ２とすると、Ｌ１＋１．００×Ｌ２≦Ｌ０≦Ｌ１＋４．２０×Ｌ２（Ｌ２≦Ｌ１）の関係を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性体の筒状部材と、
前記筒状部材の外周に配置されたコイルと、
前記筒状部材の延在方向に沿って往復運動が可能な状態で前記筒状部材の内部に収容され、マグネットを含む振動部材と、
前記筒状部材の延在方向の両端部に配置され、前記振動部材と磁気反発するマグネットを含む一対の反発部材とを備え、
前記一対の反発部材間の延在方向の長さをＬ０、前記コイルの延在方向の長さをＬ１、前記振動部材の延在方向の長さをＬ２とすると、Ｌ１＋１．００×Ｌ２≦Ｌ０≦Ｌ１＋４．２０×Ｌ２（Ｌ２≦Ｌ１）の関係を有する、振動ダイナモ装置。
【請求項２】
前記振動部材において前記筒状部材と接する部分は、球体である、請求項１に記載の振動ダイナモ装置。
【請求項３】
前記振動部材は、３つ以上の要素を含み、
両端に位置する要素は球体である、請求項１または２に記載の振動ダイナモ装置。
【請求項４】
前記３つ以上の要素の残部は、球体及び／または柱体であり、
前記両端に位置する球体の外径は、前記残部の球体及び／または柱体の外径よりも大きい、請求項３に記載の振動ダイナモ装置。
【請求項５】
前記両端に位置する球体はヨークであり、
前記３つ以上の要素の残部はマグネットである、請求項３または４に記載の振動ダイナモ装置。
【請求項６】
前記振動部材は、マグネットのみからなる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の振動ダイナモ装置。
【請求項７】
外部端子に接続される出力端子をさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の振動ダイナモ装置。
【請求項８】
前記出力端子は、前記一対の反発部材の外側にそれぞれ配置されている、請求項７に記載の振動ダイナモ装置。
【請求項９】
前記出力端子の少なくとも一方は、前記反発部材のマグネットの磁力により吸着保持されている、請求項８に記載の振動ダイナモ装置。
【請求項１０】
前記コイルに発生する交流電流が伝達される整流回路と、
前記整流回路で整流された直流電流を充電する充電池とをさらに備える、請求項７〜９のいずれか１項に記載の振動ダイナモ装置。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれか１項に記載の振動ダイナモ装置を備える、電源装置。
【請求項１２】
前記外部端子を有する外部装置に設けられた収容部に組み込まれる、請求項１１に記載の電源装置。
【請求項１３】
前記出力端子は、前記外部端子としてのリモコンの端子と接続される、請求項１２に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動ダイナモ装置及び電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、振動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電方式として、電磁誘導を利用する方式、圧電素子を利用する方式、静電誘導を利用する方式などがある。電磁誘導を利用する方式は、振動によってコイルと磁石との相対的な位置を変化させて、コイルに生じる電磁誘導によって発電する方式である。このような技術として、例えば、米国特許第６２２０７１９号明細書（特許文献１）などが挙げられる。
【０００３】
詳細には、特許文献１には、円筒部材と、この円筒部材に沿って配置されたコイルと、円筒部材内にその長手方向に往復移動可能に設けられたマグネットと、円筒部材の両端部に配置された反発マグネットとを備える懐中電灯が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６２２０７１９号明細書
【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、上記特許文献１の懐中電灯では、発電効率が悪いという問題があることに本発明者は着目し、これを課題とした。すなわち、本発明は、発電効率を向上する振動ダイナモ装置及び電源装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記特許文献１の懐中電灯において発電効率が悪いという問題は、円筒部材が長すぎるため、円筒部材の内部を往復運動するマグネットの運動（振動）エネルギーを電力エネルギーへ変換する発電効率が悪いことに起因していることを見出した。このため、本発明者は、少ない運動量で高い起電力を発生させるために鋭意研究した結果、本発明を完成させた。
【０００７】
すなわち、本発明の振動ダイナモ装置は、非磁性体の筒状部材と、この筒状部材の外周に配置されたコイルと、筒状部材の延在方向に沿って往復運動が可能な状態で筒状部材の内部に収容され、マグネットを含む振動部材と、筒状部材の延在方向の両端部に配置され、振動部材と磁気反発するマグネットを含む一対の反発部材とを備え、一対の反発部材間の延在方向の長さをＬ０、コイルの延在方向の長さをＬ１、振動部材の延在方向の長さをＬ２とすると、Ｌ１＋１．００×Ｌ２≦Ｌ０≦Ｌ１＋４．２０×Ｌ２（Ｌ２≦Ｌ１）の関係を有している。
【０００８】
本発明者は、マグネットがコイルを通過することにより起電力を発生するという原理に基づき、起電力を高めるためには、振動部材における所定以上の長さがコイルを通過することが必要であり、筒状部材の内部において振動部材が移動できる距離、すなわち一対の反発部材間の長さＬ０が所定以上であることが必要と考えた。そこで、本発明者が起電力を高めるために鋭意研究した結果、振動部材の長さＬ２の０．５０倍以上がコイルを通過することによって高い起電力を発生できることを見出した。また、本発明者は、振動部材がコイルを通過した後に戻る往復運動量を小さくするためには、一対の反発部材間の長さＬ０が所定以下の長さを有していることが必要と考えた。そこで、本発明者が振動部材の運動量を低減するために鋭意研究した結果、コイルを通過した振動部材が反発部材まで移動する距離を振動部材の長さＬ２の２．１０倍以下にすることによって、低い運動量で起電力を発生できることを見出した。
【０００９】
本発明の振動ダイナモ装置によれば、一対の反発部材間の長さＬ０は、Ｌ１＋１．００×Ｌ２＝Ｌ１＋０．５０×Ｌ２×２以上であるので、０．５０倍以上の長さ分の振動部材がコイルの一方端（他方端）から一方端（他方端）の反発部材に向けて通過できる。このため、起電力を向上できる。また、一対の反発部材の長さＬ０は、Ｌ１＋４．２０×Ｌ２＝Ｌ１＋２．１０×Ｌ２×２以下であるので、コイルの一方端（他方端）から一方端（他方端）の反発部材に向けて振動部材が運動する長さは、振動部材全体の長さの２．１０倍以下である。このため、小さな運動量で起電力を発生できる。さらに、本発明では、筒状部材の両端に反発部材を配置しているので、振動部材が反発部材に近づくと振動部材を遠ざける方向に磁気反発させることができる。このため、振動部材の往復運動をさらに効率的にできる。したがって、本発明の振動ダイナモ装置によれば、小さな運動量で高い起電力を発生させることができるので、発電効率を向上することができる。
【００１０】
本発明の振動ダイナモ装置において好ましくは、振動部材において筒状部材と接する部分は、球体である。
【００１１】
本発明者は、上記特許文献１の懐中電灯において発電効率が悪いという問題は、上記特許文献１のマグネットは、筒状部材内部の空間と同じ断面形状を有しているので、筒状部材内をマグネットが往復移動する際に、筒状部材とマグネットとの摺動抵抗が大きいことに起因していることをさらに見出した。
【００１２】
本発明において、振動部材が往復運動する際に振動部材において筒状部材と接する部分が球体であると、振動部材と筒状部材との摺動部分は点接触となる。このため、振動部材と筒状部材との摺動面積を低減できるので、振動部材が振動する際の抵抗を低減できる。したがって、運動エネルギーを電気エネルギーに変換する効率を向上できるので、発電効率をより向上できる。
【００１３】
本発明の振動ダイナモ装置において好ましくは、上記振動部材は、３つ以上の要素を含み、両端に位置する要素は球体である。
【００１４】
振動部材が往復運動する際に、振動部材を構成する球体が筒状部材と接する場合には、その接触面積を低減できる。このため、発電効率をより向上できる振動ダイナモ装置を実現できる。
【００１５】
本発明の振動ダイナモ装置において好ましくは、３つ以上の要素の残部は、球体及び／または柱体であり、両端に位置する球体の外径は、残部の球体及び／または柱体の外径よりも大きい。
【００１６】
これにより、振動部材を構成する要素のうち、両端に位置する球体が筒状部材と接するので、振動部材が往復運動する際の振動部材と筒状部材との接触面積をより低減できる。このため、振動ダイナモ装置の発電効率をより向上できる。
【００１７】
本発明の振動ダイナモ装置において好ましくは、両端に位置する球体はヨーク（継鉄）であり、３つ以上の要素の残部はマグネットである。
【００１８】
ヨークとマグネットとを組み合わせることにより、磁力を有効に利用でき、吸着力が向上する。このため、振動ダイナモ装置の発電効率をより向上できる。
【００１９】
本発明の振動ダイナモ装置において、振動部材は、マグネットのみからなってもよい。この場合であっても、振動部材が往復運動する際に、振動部材を構成するマグネットの球体が筒状部材と接するので、筒状部材と振動部材との接触面積を低減できる。このため、振動ダイナモ装置の発電効率を向上できる。
【００２０】
本発明の振動ダイナモ装置において、外部端子に接続される出力端子をさらに備えていてもよい。これにより、外部端子を有する外部装置に、振動ダイナモ装置で発生した起電力を伝達できる。
【００２１】
本発明の振動ダイナモ装置において好ましくは、出力端子は、一対の反発部材の外側にそれぞれ配置されている。これにより、出力端子を備える振動ダイナモ装置の小型化を図ることができる。
【００２２】
本発明の振動ダイナモ装置において好ましくは、出力端子の少なくとも一方は、反発部材のマグネットの磁力により吸着保持されている。これにより、出力端子を備える振動ダイナモ装置の小型化を容易に実現できる。
【００２３】
本発明の振動ダイナモ装置において好ましくは、コイルに発生する交流電流が伝達される整流回路と、この整流回路で整流された直流電流を充電する充電池とをさらに備えている。
【００２４】
整流回路によりコイルに発生した電流を直流にできるので、充電池に充電することができる。これにより、必要なときに充電池を使用することができる。
【００２５】
本発明の電源装置は、上記の振動ダイナモ装置を備えている。振動ダイナモ装置は発電効率を向上することができるので、電源装置の発電効率も向上できる。
【００２６】
本発明の電源装置において好ましくは、外部端子を有する外部装置に設けられた収容部に組み込まれる。これにより、本発明の電源装置は、外部装置の電源装置として容易に用いることができる。
【００２７】
本発明の電源装置において、出力端子は、外部端子としてのリモコン（リモートコントローラ）の端子と接続されてもよい。このように、本発明の電源装置は、リモコンに好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の振動ダイナモ装置及び電源装置によれば、発電効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態１における振動ダイナモ装置を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における振動ダイナモ装置を構成する振動部材を概略的に示す正面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における振動ダイナモ装置を構成する別の振動部材を概略的に示す正面図である。
【図４】本発明の実施の形態１における振動ダイナモ装置を構成する別の振動部材を概略的に示す正面図である。
【図５】本発明の実施の形態１における振動ダイナモ装置を構成する別の振動部材を概略的に示す正面図である。
【図６】本発明の実施の形態２における照明器具を概略的に示す側面図である。
【図７】本発明の実施の形態２における照明器具を概略的に示し、図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２における照明器具の等価回路図である。
【図９】本発明の実施の形態３における照明器具を概略的に示す側面図である。
【図１０】本発明の実施の形態３における照明器具を概略的に示し、図９におけるＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態３における照明器具の等価回路図である。
【図１２】本発明の実施の形態４における照明器具を自転車に取り付けた状態であって、ペダル近傍を概略的に示す要部側面図である。
【図１３】本発明の実施の形態４における照明器具を自転車に取り付けた状態であって、ペダル近傍を概略的に示す要部正面図である。
【図１４】本発明の実施の形態５における振動ダイナモ装置を概略的に示す断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態５における振動ダイナモ装置の回路ブロック図である。
【図１６】本発明の実施の形態６における電源装置を備える外部装置の模式図である。
【図１７】本発明の実施の形態６における電源装置を収容する外部装置の模式図である。
【図１８】本発明の実施の形態７における電源装置を備えるリモコンの模式図である。
【図１９】本発明の実施の形態８における電源装置を備えるモバイルバッテリーの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付しその説明は繰り返さない。
【００３１】
（実施の形態１）
本発明の一実施の形態の振動ダイナモ装置について説明する。本実施の形態の振動ダイナモ装置１は、筒状部材２と、この筒状部材２の外周に配置されたコイル３と、筒状部材２の内部に収容された振動部材１０と、筒状部材２の両端部に配置された一対の反発部材４と、コイル３を取り囲む筐体５と、筒状部材２の両端部及び反発部材４の両端部に配置された被覆部材７とを備えている。
【００３２】
筒状部材２は、内部が中空の棒状であり、両端は解放されている。本実施の形態の筒状部材２は、図１において左右方向（図１における矢印Ａの方向）に延在している。なお、筒状部材２の外形状及び内形状（中空形状）は特に限定されず、断面視において円形、矩形などが挙げられる。本実施の形態の筒状部材２は、外形状及び内形状は断面視において円形状である。なお、本実施の形態の筒状部材の内径（中空形状の直径）は、後述する振動部材１０の外径よりもやや大きい。
【００３３】
筒状部材２は、非磁性体で形成されている。非磁性体とは、強磁性体ではない物質で、常磁性体、反磁性体及び反強磁性体を含む。非磁性体として、例えば、アルミニウムなどの金属、プラスチックなどの合成樹脂などが挙げられる。
【００３４】
この筒状部材２の外周には、コイル３が巻回されている。このため、筒状部材２は、コイル３のボビンの役割も担う。本実施の形態のコイル３は、筒状部材２の中央部に設けられており、筒状部材２の一方端とコイル３の一方端との長さは、筒状部材２の他方端とコイル３の他方端との長さと同じである。コイル３は、例えばソレノイドコイルである。
【００３５】
筒状部材２の内部には、筒状部材２の延在方向（図１における矢印Ａの方向）に沿って往復運動が可能な状態で、振動部材１０が設けられている。筒状部材２の外周にコイル３が配置されているので、振動部材１０はコイル３の内部を往復運動する。振動部材１０は、マグネットを含んでおり、振動部材１０の往復運動によってコイル３が電圧を発生する。つまり、振動部材１０は、コイル３の巻軸方向に沿って往復運動するので、コイル３に交流電流が発生する。振動部材１０の延在方向の長さＬ２は、コイル３の延在方向の長さＬ１よりも短い、または同じである（Ｌ２≦Ｌ１）。振動部材１０については、後述する。
【００３６】
筒状部材２の両端部には、反発部材４がそれぞれ設けられている。本実施の形態の反発部材４は、筒状部材２の両端の開口を閉塞している。このため、一対の反発部材４により、往復運動する振動部材１０が筒状部材２の内部に収容される。つまり、一対の反発部材４間を振動部材１０が往復運動する。なお、筒状部材２の一方端に配置された反発部材４と、筒状部材２の他方端に配置された反発部材４とは、同じ部材である。
【００３７】
反発部材４は、振動部材１０と磁気反発するマグネットを含んでいる。反発部材４は、反発部材４に近づく振動部材１０をコイル３と対向する中央部に向けて磁気反発させる。つまり、反発部材を構成するマグネットは、振動部材と磁気反発するように極性が配されている。
【００３８】
反発部材４は、マグネットを含んでいれば特に限定されず、例えば、マグネットのみであってもよく、マグネットの端部に配置されたヨークをさらに備えていてもよく、マグネットの中央側の端面に配置されたクッション材をさらに備えていてもよい。通常、反発部材４のマグネットにより振動部材１０は反発部材４に接触しないが、クッション材をさらに備えていると、仮に接触したときに振動部材１０の損傷を低減できる。このため、クッション材は、例えば、樹脂、ゴムなどの弾性体で形成されていることが好ましい。
【００３９】
被覆部材７は、筒状部材２の解放された両端部及び反発部材４を被覆する。被覆部材７は、非磁性体で形成されている。
【００４０】
振動部材１０、筒状部材２、コイル３、反発部材４、及び被覆部材７を収容するために、筐体５が設けられている。筐体５は、非磁性材料で形成されている。筒状部材２、コイル３、反発部材４、筐体５及び被覆部材７は、線対称に配置されている。
【００４１】
また、振動ダイナモ装置１は、コイル３に接続された整流部、充電部などをさらに備えていてもよい（図示せず）。
【００４２】
図１に示すように、一対の反発部材４間の延在方向の長さをＬ０、コイル３の延在方向の長さをＬ１、振動部材１０の延在方向の長さをＬ２とすると、Ｌ１＋１．００×Ｌ２≦Ｌ０≦Ｌ１＋４．２０×Ｌ２（Ｌ２≦Ｌ１）の関係を有している。具体的には、αを定数とすると、Ｌ０＝Ｌ１＋α×Ｌ２×２の式において、定数αの下限値は、０．５０以上であり、０．７４以上であることが好ましく、１．００近傍であることがより好ましい。定数αの上限値は、２．１０以下であり、１．７８以下であることが好ましく、１．２０以下であることがより好ましい。なお、αは、小数点以下第３位を四捨五入して得られる値である。
【００４３】
ここで、図１〜図５を参照して、振動部材１０について詳述する。振動部材１０において筒状部材２と接する部分は、球体である。
【００４４】
図１〜図５に示すように、振動部材１０は３つ以上の要素１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂを含んでおり、３つ以上の要素は、往復運動する方向（図１における矢印Ａの方向）に沿って並列に配置されている。３つ以上の要素のうち、両端に位置する要素１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂは球体である。３つ以上の要素の残部、すなわち両端以外（中央部）に位置する要素１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂは、図１〜図３に示す構造（要素１３ａ、１４ａ）では柱体であり、図４及び図５に示す構造（要素１３ｂ、１４ｂ）では球体である。なお、球体及び柱体とは、外形が球体及び柱体を意味し、内部が空洞であるものを含む。また、柱体は、円柱、角柱、ディスク状などを含み、本実施の形態では円柱である。
【００４５】
図１〜図５に示すように、両端に位置する球体の外径は、残部の球体及び／または柱体の外径よりも大きい。この場合、両端に位置する球体が、振動部材１０において筒状部材２と接する部分となる。なお、振動部材１０において、両端に位置する２つの球体の外径は、実質的に同じである。実質的に同じとは、振動部材１０が往復運動する際に両端の２つの球体のそれぞれが筒状部材と接することを意味する。
【００４６】
なお、球体の外径とは直径である。柱体の外径とは、円柱の場合には底面の円の直径であり、柱体の底面がｎ角形（ｎは３以上の整数）の場合には底面の外接円の直径である。
【００４７】
図１、図３及び図５に示す構造では、両端に位置する球体（図１、図３及び図５における要素１１ａ、１２ａ）はヨークであり、３つ以上の要素の残部（図１における要素１３ａ、図３及び図５における要素１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ）はマグネットである。図２及び図４に示す構造では、振動部材１０を構成する要素（図２における要素１１ｂ、１２ｂ、１３ａ、１４ａ、図４における要素１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂ）は、マグネットのみからなる。このように振動部材１０を構成する要素が、マグネットからなる場合、または、マグネットとヨークとからなる場合には、磁力の吸引力で保持されるので、本実施の形態の３つ以上の要素は、マグネットのみ、または、マグネットとヨークのみで形成されており、磁力の吸引力のみで互いを保持している。
【００４８】
なお、マグネット（磁石）とは、永久磁石である。マグネットは、往復運動する方向（軸方向）に着磁している。着磁（磁化）方法は特に限定されないが、例えば、空芯コイルの中央にマグネット材料を固定し、パルス高電流を流して、軸方向に磁化する方法が挙げられる。また、マグネットの材料は特に限定されないが、高い磁力を示す観点から、Ｎｄ‐Ｆｅ‐Ｂ焼結磁石を用いることが好ましい。
【００４９】
また、ヨーク（継鉄）とは、マグネットが持つ吸着力を増幅する軟鉄であり、鉄を含んでいればよく、軟磁性材料を含む。本実施の形態では、球体のヨークとして、鋼球を用いている。
【００５０】
なお、図１〜図５に示す振動部材１０は、例示であって、筒状部材２と接する部分が球体でなくてもよい。また、筒状部材２と接する部分が球体である場合であっても、上記構成に特に限定されず、例えば、振動部材１０は、２つの要素からなり、この２つの要素は、マグネットの球体であってもよい。
【００５１】
振動部材１０は、筒状部材２の内部を自在に往復運動できる大きさであれば、特に限定されないが、図５に示す振動部材１０を備える振動ダイナモ装置１の筒状部材２及び振動部材１０の具体的寸法の一例を挙げる。筒状部材２の外径は、例えば１３ｍｍで、筒状部材２の内径は、例えば１１ｍｍである。振動部材１０において両端に位置する球体（要素１１ａ、１２ａ）の外径は、例えば１０ｍｍである。反発部材４は、例えば、外径が１３ｍｍで厚みが１．５ｍｍのマグネットである。振動部材１０において中央に位置する残部の球体（要素１３ｂ、１４ｂ）の外径は９．５ｍｍである。
【００５２】
続いて、主に図１を参照して、本実施の形態の振動ダイナモ装置１の動作について説明する。
【００５３】
まず、振動ダイナモ装置１の筐体５を保持して、筒状部材２の延在方向、すなわち図１における矢印Ａに沿って往復運動する。これにより、筒状部材２の内部において、振動部材１０は、筒状部材２の延在方向に沿って往復運動する。これにより、振動部材１０は筒状部材２の外周に配置されたコイル３内を通過するような往復運動をすることになるので、振動部材１０のマグネットから発生する磁束線がコイル３に直交し、その際に誘導起電力としての誘導電流が発生する。振動部材１０に含まれるマグネットがコイル３内に出入りを繰り返すので、コイル３には交流電流が発生する。
【００５４】
なお、コイル３に発生した交流電流は、コイルの両端に接続された配線（図示せず）を介して整流部（図示せず）に伝達される。整流部によって、交流電流を整流して直流電源にする全波整流が行われ、充電部（図示せず）によって充電される。充電された電流は、電極（図示せず）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、供給された電流によって駆動（稼働）する。
【００５５】
本実施の形態では、振動部材１０の筒状部材２内での往復運動において、振動部材１０がコイル３内を飛び出て反発部材４側へ移動すると、反発部材４近傍で、振動部材１０は反発部材４と磁気反発力し、その反発力は振動部材１０が中央部に戻る運動を加速する。このため、振動部材１０の往復運動を効率的に行うことができる。つまり、振動部材１０を往復運動するために振動ダイナモ装置１に加える力、すなわち、振動部材１０の往復運動に要するエネルギーを低減できる。
【００５６】
振動部材１０が往復運動する最大長さである一対の反発部材４間の長さＬ０は、Ｌ１＋４．２０×Ｌ２（＝Ｌ１＋２．１０×Ｌ２×２）以下である。つまり、コイル３の一方端から一方端の反発部材４に向けて振動部材１０が移動する長さ、及び、反発部材４近傍から中央部に位置するコイル３に戻る長さ（（Ｌ０−Ｌ１）／２）は、振動部材１０の長さＬ２の２．１０倍以下である。このため、振動部材１０の往復運動する長さを短くすることができるので、コイル３による電気エネルギーへ変換する振動部材１０の運動エネルギーに無駄が少ない。無駄をより少なくする観点からは、Ｌ１＋１．７８×Ｌ２×２以下であることが好ましく、Ｌ１＋１．２０×Ｌ２×２以下であることがより好ましい。また、Ｌ１＋４．２０×Ｌ２を超える場合には、振動部材１０を往復運動させるために要するエネルギーも大きくなる（本実施の形態では振動ダイナモ装置を大きく振る必要がある）。
【００５７】
また、一対の反発部材４間の長さＬ０は、Ｌ１＋１．００×Ｌ２（＝Ｌ１＋０．５０×Ｌ２×２）以上である。このため、コイル３を振動部材１０の長さＬ２の０．５０倍以上が通過することになるので、高い起電力を発生できる。より高い起電力を発生する観点からは、Ｌ１＋０．５５×Ｌ２×２以上であることが好ましく、Ｌ１＋０．７４×Ｌ２×２以上であることがより好ましく、Ｌ１＋１．００×Ｌ２×２以上であることがより一層好ましい。
【００５８】
このように、振動部材１０による小さな運動量で、コイル３によって高い起電力を発生
できるので、振動ダイナモ装置１の発電効率を向上できる。
【００５９】
また、本実施の形態では、振動部材１０が筒状部材２内で往復運動する際、振動部材１０の要素である両端に位置する球体が筒状部材２に接するので、振動部材１０と筒状部材２とが点接触の状態で振動部材１０が摺動する。これにより、振動部材１０と筒状部材との摺動面積を低減できるので、接触抵抗（摺動抵抗）が小さくなる。振動部材１０は動きやすいため、振動ダイナモ装置１に加えられた力による振動部材１０の運動エネルギーをコイル３による電気エネルギーへ効率良く変換できる。したがって、振動ダイナモ装置１の発電効率をより向上できるので、電気発生量を高めることができる。
【００６０】
本実施の形態において、図５に示すように、振動部材１０は、３つ以上の要素１１ａ、１２ａ、１３ｂ、１４ｂを含み、３つ以上の要素のそれぞれは球体であり、両端に位置する球体（要素１１ａ、１２ａ）の外径は残部の球体（要素１３ｂ、１４ｂ）の外径よりも大きく、両端に位置する球体はヨークであり、残部の球体はマグネットであることが好ましい。これにより、振動部材１０の往復運動の際の振動部材１０と筒状部材２との接触抵抗を低減できるとともに、中央部のマグネットと両端に位置するヨークとによるヨーク効果を有することで発生磁力を高めることができるので、発電効率をより向上できる。また、振動部材１０が球体からなるので、コストを低減できる。
【００６１】
（実施の形態２）
図６〜図８を参照して、本発明の実施の形態２の照明器具について説明する。本実施の形態の照明器具２０は、図１に示す実施の形態１の振動ダイナモ装置１を備える照明器具である。
【００６２】
図６及び図７に示すように、本実施の形態の照明器具２０は、例えばウォーキング用照明器具であって、実施の形態１の振動ダイナモ装置１と、光源２１と、取手２２とを備えている。光源２１及び取手２２は、振動ダイナモ装置１の筐体５に取り付けられている。振動ダイナモ装置１は、光源２１を動作させるための回路をさらに備えている。なお、回路は、上述した整流部及び充電部であり、図７には整流回路８及び充電回路９として図示している。
【００６３】
具体的には、照明器具２０は、筒状部材２と、コイル３と、反発部材４と、筐体５と、突出部材６と、被覆部材７と、整流回路８と、充電回路９と、光源２１と、取手２２と、スイッチ２３とを備えている。振動ダイナモ装置１を構成する筒状部材２、コイル３、反発部材４、筐体５及び被覆部材７は、実施の形態１と同様であるので、その説明は繰り返さない。なお、図７に示す筒状部材２は、図１に示す実施の形態１の筒状部材２よりも、筐体５との延在方向の長さの差が小さい。
【００６４】
突出部材６は、筒状部材２の外周面から外周に向けて突出するように設けられている。突出部材６は、コイル３の延在方向における両端部を被覆している。つまり、筒状部材２と突出部材６と筐体５とで、コイル３の全体を被覆している。突出部材６は、筒状部材２と一体成形されていてもよく、別部材が連結されていてもよい。突出部材６は、非磁性材料で形成されている。
【００６５】
コイル３の一端には整流回路８が設けられ、コイル３の他端には充電回路９が設けられている。整流回路８は、コイル３に発生した交流電流を整流する。充電回路９は、整流回路８により変換された直流電流を充電する。
【００６６】
振動ダイナモ装置１の筐体５には、光源２１が取り付けられている。本実施の形態では、光源２１はコイル３の一端及び他端に取り付けられており、振動ダイナモ装置１は２つの光源２１を備えている。光源２１は、電流が印加されたときに発光するものであれば特に限定されず、ＬＥＤ、白熱電球、放電ランプなどを用いることができる。本実施の形態では、光源２１は、筐体５の内部に収容されているが、この配置に特に限定されず、筐体５の外部に設けられていてもよい。
【００６７】
振動ダイナモ装置１の筐体５には、取手２２が取り付けられている。本実施の形態では、筐体５の延在方向の両端部のそれぞれに連結された支持部２４と、２つの支持部２４を連結する連結部２５と、この連結部２５の外周に設けられた把持部２６とを含んでいる。
【００６８】
図６及び図７に示すように、支持部２４は、筐体５の両端部から外側（図６及び図７では上方）に延出している。支持部２４のそれぞれには、上端部に貫通穴２４ａが形成されている。貫通穴２４ａは、例えば、紐が挿通される大きさである。貫通穴２４ａに紐が挿通されることにより、肩に掛けることが可能な照明器具２０となる。
【００６９】
支持部２４を連結するように、連結部２５が設けられている。連結部２５は、筒状部材２の延在方向に沿って延在している。連結部２５の外周には、筒状の把持部２６が設けられている。把持部２６は、ウォーキングの際に把持される領域である。このため、把持部２６はクッション性のよい材料で形成されている。連結部２５内、把持部２６内、または、連結部２５と把持部２６との間には、蓄電池（図示せず）が内蔵されている。
【００７０】
取手２２は、筐体５と一体成形されていてもよく、別部材が連結されていてもよい。本実施の形態では、支持部２４及び連結部２５は、筐体５と一体成形されており、把持部２６は別部材として準備され、連結部２５に取り付けられている。このため、支持部２４及び連結部２５は、筐体５と同じ材料で形成されており、把持部２６は筐体５と異なる材料で形成されている。なお、取手２２は上記構造に特に限定されず、連結部２５と把持部２６とが一体成形された部材であってもよい。
【００７１】
スイッチ２３は、筐体５に取り付けられており、光源２１のオンとオフとを切り替える。
【００７２】
続いて、図６〜図８を参照して、本実施の形態の照明器具２０の動作について説明する。
【００７３】
まず、照明器具２０の取手２２を把持して、筒状部材２の延在方向、すなわち図７における矢印Ａに沿って往復運動する。これにより、実施の形態１と同様に、筒状部材２の内部において、振動部材１０は、筒状部材２の延在方向に沿って往復運動するので、振動部材１０のマグネットから発生する磁束線がコイル３に直交することで、コイル３には交流電流が発生する。コイル３に発生した交流電流は、整流回路８に伝達されて整流され、充電回路９によって充電される。
【００７４】
光源２１から発光させる場合には、スイッチ２３をＯＮにする。これにより、充電回路９に充電された電流が、光源２１に伝達されて、発光する。充電回路に充電された電流が少ない場合には、取手２２を持って全体を振り、振動部材１０を往復運動させて、発電し、整流回路８で整流された後、充電回路９に充電しながら同時に光源２１を発光させることができる。
【００７５】
光源２１から発光させない場合には、スイッチ２３をＯＦＦにする。この状態で、振動部材１０を往復運動させている場合には、コイル３に発生した電流を整流回路８を介して、充電回路９に充電を行うことができる。
【００７６】
以上説明したように、本実施の形態の照明器具２０は、実施の形態１の振動ダイナモ装置１と、筐体５内に組み込まれた回路（本実施の形態では整流回路８および充電回路９）と、筐体５に取り付けられた光源２１及び取手２２とを備えている。
【００７７】
振動ダイナモ装置１の反発部材４間の長さＬ０がＬ１＋１．００×Ｌ２以上であるので、高い起電力を発生できると共に、Ｌ１＋４．２０×Ｌ２以下であるので、振動部材１０による運動量を低減でき、振動部材の往復運動の効率を反発部材４でさらに向上している。したがって、発電効率を向上した振動ダイナモ装置１を備える照明器具２０は、発電効率を向上できる。
【００７８】
（実施の形態３）
図９〜図１１を参照して、本発明の実施の形態３の照明器具について説明する。本実施の形態の照明器具３０は、図１に示す実施の形態１の振動ダイナモ装置１を備える照明器具である。
【００７９】
図９及び図１０に示すように、本実施の形態の照明器具３０は、例えばウォーキング用照明器具であって、実施の形態１の振動ダイナモ装置１と、光源２１と、保護部材３１と、支持部材３２とを備えている。光源２１、保護部材３１及び支持部材３２は、振動ダイナモ装置１の筐体５に取り付けられている。振動ダイナモ装置１は、光源２１を動作させるための回路（図１０における整流回路８及び充電回路９）をさらに備えている。
【００８０】
具体的には、照明器具３０は、筒状部材２と、コイル３と、反発部材４と、筐体５と、突出部材６と、被覆部材７と、整流回路８と、充電回路９と、光源２１と、保護部材３１と、支持部材３２とを備えている。振動ダイナモ装置１を構成する筒状部材２、コイル３、反発部材４、筐体５及び被覆部材７は実施の形態１と同様であり、光源２１は実施の形態２と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【００８１】
具体的には、振動ダイナモ装置１において、被覆部材７の一端に、整流回路８が設けられ、被覆部材７の他端に、充電回路９が設けられている。本実施の形態では、コイル３と間隔を隔てて、整流回路８及び充電回路９が設けられている。充電回路９には、例えば、電気二重層コンデンサが用いられる。
【００８２】
振動ダイナモ装置１の筐体５の延在方向に延びる外周全体を被覆するように、保護部材３１が設けられている。保護部材３１は、振動ダイナモ装置１を保護する部材であり、例えば弾性材料で形成されている。
【００８３】
筐体５及び保護部材３１の両端には、支持部材３２が取り付けられている。支持部材３２は、筐体５の一方端面及び他方端面の中心から外部に向けた一方向（図１０では上方向）に突出している。支持部材３２において筐体５及び保護部材３１と反対側の端部には、貫通穴３２ａが形成されている。貫通穴３２ａは、例えば、紐が挿通される大きさである。貫通穴３２ａに紐が挿通されることにより、肩に掛けることが可能な照明器具３０となる。
【００８４】
なお、照明器具３０は、光源２１のオンとオフとを切り替えるスイッチ（図示せず）をさらに備えていてもよい。
【００８５】
続いて、図９〜図１１を参照して、本実施の形態の照明器具３０の動作について説明する。
【００８６】
まず、照明器具３０の保護部材３１を把持して、筒状部材２の延在方向、すなわち図１０における矢印Ａに沿って往復運動する。これにより、実施の形態１と同様に、筒状部材２の内部において、振動部材１０は、筒状部材２の延在方向に沿って往復運動するので、振動部材１０のマグネットから発生する磁束線がコイル３に直交することで、コイル３には交流電流が発生する。コイル３に発生した交流電流は、整流回路８に伝達されて整流され、充電回路９によって充電され、さらに光源２１に伝達されて、発光する。
【００８７】
以上説明したように、本実施の形態の照明器具３０は、実施の形態１の振動ダイナモ装置１と、筐体５内に組み込まれた回路（本実施の形態では整流回路８及び充電回路９）と、筐体５に取り付けられた光源２１とを備えている。
【００８８】
振動ダイナモ装置１の反発部材４間の長さＬ０がＬ１＋１．００×Ｌ２以上であるので、高い起電力を発生できると共に、Ｌ１＋４．２０×Ｌ２以下であるので、振動部材１０による運動量を低減でき、振動部材１０の往復運動の効率を反発部材４でさらに向上している。したがって、発電効率を向上した振動ダイナモ装置１を備える照明器具３０は、発電効率を向上できる。
【００８９】
ここで、実施の形態２の照明器具２０及び実施の形態３の照明器具３０は、筐体５に取り付けられた錘をさらに備えていてもよい。この場合には、バーベルの役割をさらに担う照明器具２０、３０を実現できる。
【００９０】
また、実施の形態２の照明器具２０は、取手２２を備えているので、手で持つタイプの照明器具として用いられ、また、貫通孔２４ａに紐を挿通されることにより、肩に掛けるタイプの照明器具として用いられる。また、実施の形態３の照明器具３０は、貫通孔３２ａに紐が挿通されることにより、肩に掛けるタイプの照明器具として用いられる。しかし、実施の形態１の振動ダイナモ装置１と光源とを備える照明器具は、実施の形態２及び３に特に限定されず、種々のタイプの照明器具に応用される。例えば、実施の形態１の振動ダイナモ装置１と、光源とを備える照明器具を足に装着するタイプの照明器具としてもよく、実施の形態１の振動ダイナモ装置１と、光源と、吊り輪とを備えるペンダントタイプの照明器具としてもよい。
【００９１】
（実施の形態４）
図１２及び図１３を参照して、本実施の形態の照明器具４０は、基本的には実施の形態３と同様であるが、光源２１が筐体５の一方端部にのみ取り付けられている点、及び、支持部材３２が省略されている点において実施の形態３と異なる。
【００９２】
本実施の形態の照明器具４０は、図１２及び図１３に示すように、自転車のペダル５１と連結されたクランク５２の内側面に取り付けられる。つまり、照明器具４０は、自転車用照明器具である。
【００９３】
自転車の走行時、ペダル５１に加えられた運動エネルギーによって、クランク５２が回転するので、照明器具４０の筒状部材２の延在方向に沿って振動部材１０が往復運動する。これにより、実施の形態３と同様に、振動部材１０のマグネットから発生する磁束線がコイル３に直交することで、コイル３には交流電流が発生する。コイル３に発生した交流電流は、整流回路８に伝達されて整流され、充電回路９によって充電され、さらに光源２１に伝達されて、発光する。自転車を走行していない時には、ペダルを回転させないので、光源２１に電流が流れないので、発光しない。なお、充電回路９を使用した場合には、自転車を走行していない時は、充電された電圧が低下すれば消灯する。
【００９４】
以上説明したように、実施の形態１の振動ダイナモ装置１と、筐体５内に組み込まれた回路（整流回路および充電回路）と、筐体５に取り付けられた光源２１とを備える照明器具４０は、自転車に取り付ける照明器具として用いることもできる。本実施の形態の照明器具４０は発電効率を向上できるので、自転車の走行時の運動エネルギーによって、効率を向上して発光することができる。
【００９５】
（実施の形態５）
図１４及び図１５を参照して、本発明の実施の形態５の振動ダイナモ装置について説明する。
【００９６】
図１４に示すように、本実施の形態の振動ダイナモ装置１００は、基本的には実施の形態１の振動ダイナモ装置１と同様であるが、出力端子をさらに備えている点において主に異なる。
【００９７】
具体的には、本実施の形態の振動ダイナモ装置１００は、筒状部材２と、コイル３と、反発部材４と、被覆部材７と、整流回路８と、振動部材１０と、出力端子１０１、１０２と、変圧回路１０３と、粘着剤１０４、１０５とを備えている。筒状部材２、コイル３、反発部材４、被覆部材７、及び振動部材１０は、実施の形態１と同様であるので、その説明を繰り返さない。
【００９８】
なお、整流回路８は、実施の形態２と同様であり、筒状部材２の外周に配置されている。ただし、本実施の形態の整流回路８は、筒状部材２に接して設けられている。
【００９９】
出力端子１０１、１０２は、外部装置の外部端子に接続される。本実施の形態の出力端子１０１、１０２は出力電極板であり、詳細には、出力端子１０１はプラス電極磁性板であり、出力端子１０２はマイナス電極磁性板である。出力端子１０１、１０２は、一対の反発部材４の外側（図１４では被覆部材７の外側）にそれぞれ配置されている。出力端子１０１、１０２の少なくとも一方は、反発部材４のマグネットの磁力により吸着保持されており、本実施の形態では出力端子１０１、１０２の両方は、反発部材４のマグネットの磁力により吸着保持されている。具体的には、出力端子１０２は、反発部材４のマグネットによる磁力の吸引力のみで保持されており、出力端子１０１は、反発部材４のマグネットによる磁力の吸引力と粘着剤１０５とにより保持されている。
【０１００】
出力端子１０１と被覆部材７との間には、変圧回路１０３が設けられている。この変圧回路１０３は、整流回路８と接続されているとともに、出力端子１０１、１０２と接続されている。変圧回路１０３は、ＤＣＤＣコンバータが好適に用いられる。また、変圧回路１０３は昇圧回路であることが好ましく、この場合、昇圧型ＤＣＤＣコンバータが好適に用いられる。
【０１０１】
変圧回路１０３と出力端子１０１との間には、粘着剤１０４が設けられている。粘着剤１０４は、出力端子１０１と変圧回路１０３とを絶縁する役割を担っている。
【０１０２】
変圧回路１０３と被覆部材７との間には、粘着剤１０５が設けられている。粘着剤１０５は、反発部材４と変圧回路１０３とを絶縁する役割を担っている。このため、被覆部材７が樹脂などの絶縁材料で形成されている場合には、粘着剤１０５は省略されてもよい。なお、出力端子１０１と反発部材４との磁力の吸引力が弱い場合には、粘着剤１０５を用いてもよい。粘着剤１０４、１０５は、例えば、粘着テープなどを用いることができる。
【０１０３】
続いて、図１４及び図１５を参照して、本実施の形態の振動ダイナモ装置１００の動作について説明する。
【０１０４】
まず、振動部材１０を筒状部材２の延在方向に沿って往復運動させる。これにより、振動部材１０は筒状部材２の外周に配置されたコイル３内を通過するような往復運動をすることになるので、振動部材１０のマグネットから発生する磁束線がコイル３に直交し、誘導電流が発生する。振動部材１０に含まれるマグネットがコイル３内に出入りを繰り返すので、コイル３には交流電流が発生する。
【０１０５】
コイル３に発生した交流電流は、配線（図示せず）を介して整流回路８に伝達される。整流回路８で整流された直流電流は、充電部（図１５では充電池）によって充電される。また、整流回路８で整流された直流電流は、配線（図示せず）を介して変圧回路１０３に伝達される。変圧回路１０３で別の電圧に変換された電流は、配線（図示せず）を介して出力端子１０１、１０２に伝達される。出力端子１０１、１０２に伝達された電流は、出力端子１０１、１０２と接続された外部端子を介して、外部装置に伝達される。これにより、外部装置のオン動作（作動）が可能になる。充電部が設けられている場合には、必要に応じて、充電部に充電された電流が変圧回路１０３及び出力端子１０１、１０２を介して外部端子に伝達される。
【０１０６】
以上説明したように、本実施の形態の振動ダイナモ装置１００は、外部装置の外部端子に接続される出力端子１０１、１０２を備えている。このため、振動部材１０の往復運動によって発電効率を向上して発生する電流が伝達された出力端子１０１、１０２によって、外部端子に伝達できる。したがって、充電部を介さずに、発生させた電流を外部装置の作動に用いることもできる。つまり、本実施の形態の振動ダイナモ装置１００は、発生させた電流を、充電部に充電すること、及び／または、充電部を介さずに出力端子１０１、１０２に伝達することを可能にする。
【０１０７】
（実施の形態６）
図１６を参照して、本発明の実施の形態６の電源装置について説明する。
【０１０８】
図１６に示すように、本実施の形態の電源装置１１０は、図１４に示す実施の形態５の振動ダイナモ装置を備えている。電源装置１１０は、振動ダイナモ装置を外部装置１２０の電源として用いるものである。
【０１０９】
外部装置１２０は、図１７に示すように、筐体１２１と、筐体１２１に設けられた収容部１２２と、収容部１２２の両端部に設けられた外部端子１２３とを備えている。収容部１２２は、電源装置１１０を受け入れる空間であり、例えば乾電池などを受け入れる空間である。外部端子１２３のそれぞれは、極性を有し、電源装置１１０の出力端子１０１、１０２と接続される。
【０１１０】
電源装置１１０としての振動ダイナモ装置は、外部装置１２０の収容部１２２に組み込まれている。このため、電源装置１１０から発生する電流を外部装置１２０の外部端子１２３に伝達することによって、外部装置１２０の作動が可能になる。
【０１１１】
以上説明したように、本実施の形態の電源装置１１０は、外部端子に接続される出力端子１０１、１０２を含む振動ダイナモ装置を備えている。このように、振動ダイナモ装置を電源装置として用いることができる。
【０１１２】
また、出力端子１０１、１０２は、一対の反発部材４の外側に配置されており、少なくとも一方は、反発部材４のマグネットの磁力により吸着保持されている。これにより、電源装置としてコンパクト化を実現できる。例えば、出力端子１０１、１０２、整流回路８及び変圧回路１０３と、コイル３が外周に配置されるとともに内部に振動部材が収容された筒状部材２とを一体化することによって、一体化したものの長さを単三乾電池２個分の長さにできることを本発明者は確認している。このため、外部装置１２０の収容部１２２に収容可能なサイズの電源装置１１０を実現できる。
【０１１３】
なお、本実施の形態の電源装置１１０の構成は、実施の形態５の振動ダイナモ装置１００の構成と同様としたが、本発明の電源装置は、図１４に示す振動ダイナモ装置１００に限定されるものではない。
【０１１４】
（実施の形態７）
図１８を参照して、本発明の実施の形態７の電源装置１１０ａについて説明する。本実施の形態の電源装置１１０ａは、図１４に示す実施の形態５の振動ダイナモ装置１００を備えるリモコン用の電源装置である。具体的には、図１７に示す外部装置１２０がリモコンであり、リモコンの筐体１２１の電池収容ボックス（収容部１２２）に電源装置１１０ａが収容される。
【０１１５】
図１８に示すように、電源装置１１０ａは、図１４に示す振動ダイナモ装置１００と、充電池１１１とを備えている。充電池１１１は、整流回路８と接続されており、整流回路８で整流された直流電流を充電する。充電池１１１は、例えば、ニッケル水素（ＮｉＨ）充電池などである。
【０１１６】
リモコン１３０は、電源装置１１０ａと、外部端子１２３と、スイッチ１３１とを備えている。スイッチ１３１は、外部端子１２３に接続されており、リモコンのオンとオフとを切り替える。
【０１１７】
続いて、本実施の形態の電源装置１１０ａの動作について説明する。
【０１１８】
まず、振動部材１０を筒状部材２の延在方向に沿って往復運動させることにより、コイル３に交流電流を発生させる。コイル３に発生した交流電流は、配線を介して整流回路８に伝達される。整流回路８で整流された直流電流は、配線を介して充電池１１１に充電される。また、整流回路８で整流された直流電流は、配線を介して変圧回路１０３に伝達される。変圧回路１０３で別の電圧に変換された電流は、配線を介して出力端子１０１、１０２に伝達される。出力端子１０１、１０２に伝達された電流は、リモコンの外部端子１２３に伝達される。
【０１１９】
なお、本実施の形態では、充電池１１１を備える電源装置１１０ａを例に挙げて説明したが、充電池１１１は省略されてもよい。この場合には、リモコンを操作する際に振動部材１０を往復運動させて発生させた電流によって、リモコンを作動させることができる。また、充電池１１１と併せて、及び／または、代わりに、乾電池などを用いてもよい。
【０１２０】
以上説明したように、本実施の形態の電源装置１１０ａにおいて、出力端子１０１、１０２が外部端子１２３であるリモコンの端子と接続される。このように、本発明の電源装置は、リモコンの電源装置として好適に用いられる。
【０１２１】
また、本実施の形態の電源装置１１０ａは、コイル３が外周に配置されるとともに内部に振動部材が収容された筒状部材２と、整流回路８と、変圧回路１０３とが一体化されている。そして、例えば、１．２ＶのＮｉＨ単四型充電池１個で繰り返し使用できるように構成されている。このため、本実施の形態の電源装置１１０ａは、リモコンの電源装置として有用である。
【０１２２】
ここで、本発明の電源装置がリモコンの電源装置として用いられる場合、リモコンは特に限定されず、テレビ、オーディオなどのＡＶ機器、ゲーム機器、エアコン、扇風機、パソコン、照明器具、カメラ、自動車関連部品などのリモコンに適用できる。
【０１２３】
（実施の形態８）
図１９を参照して、本発明の実施の形態８の電源装置１１０ｂについて説明する。本実施の形態の電源装置１１０ｂは、図１４に示す実施の形態５の振動ダイナモ装置１００を備えるモバイルバッテリー用の電源装置である。具体的には、図１７に示す外部装置１２０がモバイルバッテリーであり、モバイルバッテリーの筐体１２１に収容部１２２が設けられており、電源装置１１０ｂは収容部１２２に収容される。
【０１２４】
図１９に示すように、電源装置１１０ｂは、図１４に示す振動ダイナモ装置１００を備えており、充電部を備えていない。
【０１２５】
モバイルバッテリー１４０は、電源装置１１０ｂと、外部端子１２３と、スイッチ１４１と、充電池１４２とを備えている。スイッチ１４１は、外部端子１２３に接続されており、オンとオフとを切り替える。充電池１４２は、スイッチ１４１と接続されている。
【０１２６】
続いて、本実施の形態の電源装置１１０ｂの動作について説明する。
【０１２７】
まず、振動部材１０を筒状部材２の延在方向に沿って往復運動させることにより、コイル３に交流電流を発生させる。コイル３に発生した交流電流は、配線を介して整流回路８に伝達される。整流回路８で整流された直流電流は、配線を介して変圧回路１０３に伝達される。変圧回路１０３で別の電圧に変換された電流は、配線を介して出力端子１０１、１０２に伝達される。出力端子１０１、１０２に伝達された電流は、モバイルバッテリーの外部端子１２３に伝達される。
【０１２８】
電源装置１１０ｂで発生した電流をモバイルバッテリーの充電池１４２に充電する場合には、スイッチ１４１をＯＮにする。これにより、充電池１４２に蓄電することができる。なお、モバイルバッテリーの充電池１４２に充電しない場合には、スイッチをＯＦＦにする。
【０１２９】
以上説明したように、本実施の形態の電源装置１１０ｂは、出力端子１０１、１０２が外部端子１２３としてのモバイルバッテリーの端子と接続されている。このように、本発明の電源装置は、モバイルバッテリーの電源装置として好適に用いられる。
【０１３０】
ここで、本発明の振動ダイナモ装置は、実施の形態７ではリモコンの電源装置として用いられ、実施の形態８ではモバイルバッテリーの電源装置として用いられることを説明した。しかし、本発明の振動ダイナモ装置を電源装置として用いる場合には、リモコンまたはモバイルバッテリーに限定されず、任意の用途に用いることができる。
【実施例】
【０１３１】
本実施例では、筒状部材の両端部に一対の反発部材が配置された振動ダイナモ装置において、一対の反発部材間の延在方向の長さＬ０、コイルの延在方向の長さをＬ１、及び振動部材の延在方向の長さをＬ２の関係について調べた。
【０１３２】
（サンプル１〜６）
サンプル１〜６の振動ダイナモ装置として、図１に示す構造において、下記の表１に記載のＬ０、Ｌ１及びＬ２を有していた。
【０１３３】
具体的には、筒状部材２については、外径が１３ｍｍで内径が１１ｍｍで、長さは下記の表１に記載のＬ０と同一とした。コイル３はソレノイドコイルとし、コイル３を構成する巻線の外径が０．２ｍｍで、その巻数（ターン数）が５０００Ｔで、長さＬ１は４０ｍｍであった。反発部材４はマグネットのみからなり、そのマグネットの外径は１３ｍｍで、厚みは１．５ｍｍであった。振動部材１０は、３つの要素からなり、両端に位置する要素１１ａ、１２ａは直径１０ｍｍの鋼球であり、中央に位置する要素１３ａは直径９．５ｍｍで厚み（延在方向に沿った長さ）が２０ｍｍの円柱マグネットであった。このため、振動部材１０の長さＬ２は、４０ｍｍであった。
【０１３４】
サンプル１〜６のＬ０、Ｌ１、及びＬ２から、Ｌ０＝Ｌ１＋定数α×Ｌ２×２の式における定数αを求めた。その結果を下記の表１に記載する。
【０１３５】
（評価方法）
サンプル１〜６の振動ダイナモ装置において、起電力及び運動量を評価した。サンプル１〜６の振動ダイナモ装置を振って、振動ダイナモ装置を１秒間に８０ｍｍ往復運動させて、起電力及び運動量を比較した。なお、１秒間に８０ｍｍ往復運動させるというのは、振動部材の一端をコイルの一端に位置させて（本実施例では、サンプル１〜６のＬ１とＬ２とが同じなので、コイルと振動部材とが完全に重なるように位置させて）、そこから振動ダイナモ装置を、０．５秒で４０ｍｍ往動し、０．５秒で４０ｍｍ復動する（図１の矢印Ａに沿って、右方向に０．５秒で４０ｍｍ振動ダイナモ装置を移動させ、左方向に０．５秒で４０ｍｍ振動ダイナモ装置を移動させる）往動及び復動を繰り返す運動を意味する。
【０１３６】
具体的には、起電力については、振動ダイナモ装置のコイルにオシロスコープを接続して、それぞれの起電力を測定した。
【０１３７】
運動量については、サンプル１〜６の振動ダイナモ装置において、振動部材１０が起電力を発生させるための運動量、すなわち、振動部材がコイルを出て戻ってくる運動量を評価した。これらの結果を下記の表１に記載する。下記の表１の運動量において、「Ａ」は運動量が非常に小さいことを意味し、「Ｂ」は運動量が小さいことを意味し、「Ｄ」は運動量が大きいことを意味し、運動量が少ない順に、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとする。
【０１３８】
発電効率としては、起電力及び運動量の総合評価とした。その結果を下記の表１に記載する。下記の表１の総合評価（発電効率）において、「Ａ」は、起電力が非常に高く運動量が非常に小さい振動ダイナモ装置であり、「Ｂ」は、起電力が非常に高く運動量が小さい振動ダイナモ装置、または、起電力が高く運動量が非常に小さい振動ダイナモ装置であり、「Ｃ」は、起電力は非常に高いが運動量が大きい振動ダイナモ装置であり、「Ｄ」は起電力が小さな振動ダイナモ装置である。なお、起電力は、照明器具として望ましい観点から、１０（Ｖｐ−ｐ）以上が必要であるため、１０（Ｖｐ−ｐ）以上を起電力が高いと評価した。
【０１３９】
【表１】
2017108605.tif 000003
【０１４０】
（評価結果）
表１に示すように、Ｌ１＋０．５０×Ｌ２×２≦Ｌ０であるサンプル２〜６の振動ダイナモ装置は、起電力が１０（Ｖｐ−ｐ）以上となり、高い起電力を発生させることができた。また、Ｌ１＋１．００×Ｌ２×２≦Ｌ０では、起電力は１３（Ｖｐ−ｐ）で一定となった。一方、Ｌ１＋０．３８×Ｌ２×２＝Ｌ０であるサンプル１は、振動部材１０の長さＬ２が４０ｍｍに対して、コイル３の一方端から一方端の反発部材までの距離（Ｌ０−Ｌ１）／２が１５ｍｍであり、振動部材１０の６割以上がコイル３を通過しない（飛び出さない）ため、起電力が小さかった。
【０１４１】
また、Ｌ１＋２．１０×Ｌ２×２≧Ｌ０であるサンプル１〜５の振動ダイナモ装置は、コイル３の一方端から一方端の反発部材までの距離（Ｌ０−Ｌ１）／２が振動部材１０の長さＬ２の２．１０倍以下であり、運動量が小さかった。一方、Ｌ１＋２．２０×Ｌ２×２＝Ｌ０であるサンプル６は、コイル３の一方端から一方端の反発部材までの距離（Ｌ０−Ｌ１）／２が８８ｍｍであり、振動部材１０の長さＬ２＝４０ｍｍの２．１０倍を超える運動量であった。
【０１４２】
したがって、筒状部材の両端に反撥部材を配置した振動ダイナモ装置において、小さな運動量で大きな起電力を発生させるためには、Ｌ１＋０．５０×Ｌ２×２≦Ｌ０≦Ｌ１＋２．１０×Ｌ２×２（Ｌ２≦Ｌ１）の関係を有することが必要であることがわかった。
【０１４３】
具体的には、サンプル２及び３の振動ダイナモ装置は、振動部材１０全体がコイルを飛び出してはいないものの、０．５０倍以上の長さ分が飛び出しているので、非常に小さな運動量でも高い起電力を示していた。このため、発電効率を向上できることがわかった。
【０１４４】
また、サンプル５の振動ダイナモ装置は、振動部材全体がコイルを飛び出し、コイル内に出入りを繰り返していたので、小さな運動量で非常に高い起電力を示していた。このため、発電効率を向上できることがわかった。
【０１４５】
サンプル４の振動ダイナモ装置は、振動部材１０のほぼ全体がコイルを飛び出し、そのままコイル３に戻るという往復運動を繰り返していたので、小さな運動量で非常に高い起電力を示していた。サンプル４の振動ダイナモ装置の起電力は、サンプル５及び６と同じであったので、発電効率を最も向上できることがわかった。したがって、Ｌ０＝Ｌ１＋定数α×Ｌ２×２の式における定数αは１．００近傍が最も好ましいことがわかった。
【０１４６】
サンプル１の振動ダイナモ装置は、小さな運動量で起電力を発生できたが、起電力が小さかったので、発電効率が悪かった。
【０１４７】
サンプル６の振動ダイナモ装置は、高い起電力を示していたが、振動部材の運動量が大きかったので、発電効率が悪かった。
【０１４８】
なお、本発明者は、Ｌ０＝Ｌ１＋２．１０×Ｌ２×２の関係を有する場合には、起電力が１３（Ｖｐ−ｐ）程度であり、運動量がＣ（運動量がやや小さい）に該当するという知見を有している。
【０１４９】
以上より、筒状部材の延在方向の両端部に配置され、振動部材と磁気反発するマグネットを含む一対の反発部材とを備え、一対の反発部材間の延在方向の長さをＬ０、コイルの延在方向の長さをＬ１、振動部材の延在方向の長さをＬ２とすると、Ｌ１＋１．００×Ｌ２≦Ｌ０≦Ｌ１＋４．２０×Ｌ２（Ｌ２≦Ｌ１）の関係を有することによって、発電効率を向上できることが確認できた。
【０１５０】
今回開示された実施の形態及び実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態及び実施例ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１５１】
１，１００  振動ダイナモ装置、２  筒状部材、３  コイル、４  反発部材、５，１２１  筐体、６  突出部材、７  被覆部材、８  整流回路、９  充電回路、１０  振動部材、１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ  要素、２０，３０，４０  照明器具、２１  光源、２２  取手、２３，１３１，１４１  スイッチ、２４  支持部、２４ａ，３２ａ  貫通穴、２５  連結部、２６  把持部、３１  保護部材、３２  支持部材、５１  ペダル、５２  クランク、１０１，１０２  出力端子、１０３  変圧回路、１０４，１０５  粘着剤、１１０，１１０ａ，１１０ｂ  電源装置、１１１，１４２  充電池、１２０  外部装置、１２２  収容部、１２３  外部端子、１３０  リモコン、１４０  モバイルバッテリー、Ａ  矢印。
【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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