(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構成で直流電力を用いて交流電力を出力できる発電機を提供する。【解決手段】発電機１は、付勢用コイル２２の両端子に印加する直流電圧の極性反転で永久磁石２１が往復移動させ、永久磁石による電磁誘導で発電用コイル２３から交流電力を出力する発電機本体２と、永久磁石の往復移動する１周期の位置情報を検出する位置検出部３と、付勢用コイルの両端子に印加する直流電源の極性を第１の極性状態と第１の極性状態とは逆の第２の極性状態に反転させる極性反転回路４４を有する駆動回路部４とを備え、駆動回路部は、位置検出部で検出する永久磁石の往復移動する１周期の中点位置の間を半周期としてその前後、または振幅のピーク位置の間を半周期としてその前後で極性反転回路に第１の極性状態と第２の極性状態を交互に切り替える極性反転信号を出力するフリップフロップ回路４３、４５を有する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
付勢用コイルへの通電で生じる磁界の向きに応じて永久磁石を所定の振幅で往復移動させ、前記永久磁石の往復移動による電磁誘導で発電用コイルから交流電力を出力する発電機本体と、
前記永久磁石の往復移動する１周期の位置情報を検出する位置検出部と、
前記付勢用コイルの両端に印加する直流電源の極性を第１の極性状態と第１の極性状態とは逆の第２の極性状態に反転させる極性反転回路を有する駆動回路部と、を備え、
前記駆動回路部は、前記位置検出部で検出する前記永久磁石の往復移動する１周期の中点位置の間を半周期としてその前後、又は振幅のピーク位置の間を半周期としてその前後で前記極性反転回路に第１の極性状態と第２の極性状態を交互に切り替える極性反転信号を出力する極性反転指示用のフリップフロップ回路を有することを特徴とする発電機。
【請求項２】
請求項１において、
前記永久磁石の移動方向に沿って前記永久磁石に付勢力を付与する付勢ばねを有することを特徴とする発電機。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項において、
前記付勢用コイルと前記発電用コイルはコイルボビンの外周部にそれぞれ巻回され、前記コイルボビン内に前記永久磁石がコイルボビンの軸方向に沿って移動可能に内挿されていることを特徴とする発電機。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項において、
前記駆動回路部は、前記第１の極性状態と前記第２の極性状態で印加電圧を異ならせる電圧調節回路を有することを特徴とする発電機。
【請求項５】
請求項２及び３のいずれか１項において、
前記駆動回路部は、前記極性反転指示用のフリップフロップ回路が前記永久磁石の往復移動する１周期の中点位置の間の前後で前記極性反転信号を出力する際に、前記永久磁石がピーク位置から前記中点位置に向けて移動する期間は前記付勢用コイルへの通電を停止する通電停止手段を有することを特徴とする発電機。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、直流電源を用いて交流電力を出力する発電機に係り、特に、簡単な構成で直流電力を用いて交流電力を出力できる発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
コイルと永久磁石を用いた発電機として、固定された磁石間にてコアレスのコイルがリニア駆動されて発電するリニア発電機が提案されている（特許文献１）。このリニア発電機は、コイルを熱音響機関により往復駆動し、交流電力を出力している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０２５８１８号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示のリニア発電機は複雑な構成を有しており、簡単な構成が望まれる。また、直流電力を入力としてリニア発電機を駆動できれば、直流を交流に変換する発電機とすることができる。
【０００５】
そこで、本考案は、このような従来のリニア発電機を更に発展させ、簡単な構成で直流電力を用いて交流電力を出力できる発電機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
〔考案１〕  上記目的を達成するために、考案１の発電機は、付勢用コイルへの通電で生じる磁界の向きに応じて永久磁石を所定の振幅で往復移動させ、前記永久磁石の往復移動による電磁誘導で発電用コイルから交流電力を出力する発電機本体と、前記永久磁石の往復移動する１周期の位置情報を検出する位置検出部と、前記付勢用コイルの両端に印加する直流電源の極性を第１の極性状態と第１の極性状態とは逆の第２の極性状態に反転させる極性反転回路を有する駆動回路部と、を備え、前記駆動回路部は、前記位置検出部で検出する前記永久磁石の往復移動する１周期の中点位置の間を半周期としてその前後、又は振幅のピーク位置の間を半周期としてその前後で前記極性反転回路に第１の極性状態と第２の極性状態を交互に切り替える極性反転信号を出力する極性反転指示用のフリップフロップ回路を有する。
【０００７】
〔考案２〕  さらに、考案２の発電機は、考案１の発電機において、前記永久磁石の移動方向に沿って前記永久磁石に付勢力を付与する付勢ばねを有する。
【０００８】
〔考案３〕  さらに、考案３の発電機は、考案１及び２のいずれか１の発電機において、前記付勢用コイルと前記発電用コイルはコイルボビンの外周部にそれぞれ巻回され、前記コイルボビン内に前記永久磁石がコイルボビンの軸方向に沿って移動可能に内挿されている。
【０００９】
〔考案４〕  さらに、考案４の発電機は、考案１乃至３のいずれか１の発電機において、前記駆動回路部は、前記第１の極性状態と前記第２の極性状態で印加電圧を異ならせる電圧調節回路を有する。
【００１０】
〔考案５〕  さらに、考案５の発電機は、考案２及び３のいずれか１の発電機において、前記駆動回路部は、前記極性反転指示用のフリップフロップ回路が前記永久磁石の往復移動する１周期の中点位置の間の前後で前記極性反転信号を出力する際に、前記永久磁石がピーク位置から前記中点位置に向けて移動する期間は前記付勢用コイルへの通電を停止する通電停止手段を有する。
【考案の効果】
【００１１】
以上説明したように、考案１の発電機によれば、永久磁石の位置情報に基づいて付勢用コイルの両端子に印加する直流電圧の極性を交互に切り替えて永久磁石を往復移動させ、発電用コイルから交流電力を出力する構成としているため、発電機の構成を小型軽量化することができる。また、第１の極性状態と第２の極性状態の切り替えは、永久磁石の位置情報に基づくフリップフロップ回路の出力を利用しているので、簡単な回路構成で永久磁石の往復移動を実現することができる。さらに、直流電源の直流電力を発電用コイルから交流電力として取り出すことができるため、ＤＣ−ＡＣコンバータとして利用することができる。
【００１２】
さらに、考案２の発電機によれば、永久磁石の自由移動を規制でき、非発電状態では所定位置に静止保持することができる。
【００１３】
さらに、考案３の発電機によれば、発電機本体をコンパクトな構成にすることができる。
【００１４】
さらに、考案４の発電機によれば、永久磁石の自重等を考慮して、第１極性状態での周期と第２極性状態での周期を等しくすることができ、結果として安定した出力を得ることができる。
【００１５】
さらに、考案５の発電機によれば、付勢ばねの吸引力と反発力により永久磁石を中点位置に向けて移動させることができ、直流電源の電力消費を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本考案による発電機の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の発電機本体を示し、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】図１に示す発電機の駆動動作を説明するタイミングチャートである。
【図４】本考案による発電機の第２実施形態を示すブロック図である。
【図５】第２実施形態の発電機本体の縦断面図である。
【図６】図１に示す発電機の駆動動作を説明するタイミングチャートである。
【考案を実施するための形態】
【００１７】
〔第１実施形態〕
以下、本考案の第１実施形態を説明する。
図１において、発電機１は、発電機本体２と、発電機本体２の永久磁石２１の位置を検出する位置検出部３と、駆動回路部４とにより構成される。発電機本体２は、永久磁石２１をフレミングの左手の法則に従って往復駆動させる付勢用コイル２２と、フレミングの右手の法則に従って往復移動する永久磁石２１により起電力が出力される発電用コイル２３と、永久磁石２１を可動方向に沿って付勢する付勢ばね２４と有する。
【００１８】
図２に示すように、発電機本体２は、円筒形状の外装ケース２５内に永久磁石２１と付勢用コイル２２と発電用コイル２３と付勢ばね２４が収納されている。付勢用コイル２２と発電用コイル２３がコイルボビン２６の外周に巻回され、永久磁石２１はコイルボビン２６の内周部に軸方向に沿って移動自在に内装されている。外装ケース２５は、コイルボビン２６が内装される第１収納部２７と、付勢ばね２４が内装される第２収納部２８とが軸方向に沿って形成され、第１収納部２７と第２収納部２８が連通する。付勢ばね２４は永久磁石２４がコイルボビン２６内での自由移動を規制し、また非発電状態において所定位置に静止保持する。
【００１９】
本実施形態において、外装ケース２５は、第１収納部２７と第２収納部２８を上下にして設置され、永久磁石２１の下端２１ａ側に付勢ばね２４を配置する。付勢ばね２４の上端２４ａは永久磁石２１の下端２１ａに固定される。非発電状態において、付勢ばね２４に弾性的に支持された永久磁石２１は自重により所定距離だけ下がった位置に静止しており、この位置を中立位置（ばね中点位置）Ｐ（０）とする。
【００２０】
永久磁石２１を下方に向けて移動させる極性で付勢用コイル２２に通電すると、永久磁石２１は付勢ばね２４のばね力に抗して下方に移動するが、下方に移動するに従ってばね力が強くなり、電磁駆動力とばね力が釣り合った位置（下死位置とする）で停止する。この時点で付勢用コイル２２への通電を停止又は通電電流の極性を反転させる。例えば通電停止すると、付勢ばね２４の弾性復元力（弾発力）により永久磁石２１はばね中点位置Ｐ（０）に向けて加速しながら移動する。
【００２１】
下方から移動する永久磁石２１がばね中点位置Ｐ（０）に到達した時点で付勢用コイル２２に極性を反転して通電すると、永久磁石２１は付勢ばね２４のばね力に抗して電磁駆動力と弾性復元力により上方向に向けて移動する。永久磁石２１が上方に移動して電磁駆動力に対し、ばね復元力と永久磁石２１の重量の和が釣り合った位置（上死位置とする）で停止する。この時点で付勢用コイル２２への通電又は通電電流の極性を反転させる。例えば通電停止すると、永久磁石２１は付勢ばね２４の弾性復元力によりばね中点位置Ｐ（０）に向け下方に移動する。この一連の往復移動により永久磁石２１は１サイクルの往復運動を行う。
【００２２】
永久磁石２１が発電用コイル２３に対してコイルボビン２６内を往復移動すると、フレミングの右手の法則に従って発電用コイル２３からは交流電力（Ｖ０）が出力される。
【００２３】
位置検出部３は、図２（ｂ）に示すように、永久磁石２１のばね中点位置Ｐ（０）を検出するばね中点位置検出センサ３１と、下死位置Ｐ（−Ｘ）を検出する下死位置検出センサ３２と、上死位置Ｐ（Ｘ）を検出する上死位置検出センサ３３を有する。これら３つのセンサ３１〜３３は光透過型の非接触センサ（例えば光センサ）で、投受光素子を所定隙間を隔てて対向配置した投受光部３１Ａ、３２Ａ、３３Ａと、各投受光部３１Ａ、３２Ａ、３３Ａにおける投受光素子の対向する光路を遮光する遮光部３１Ｂ、３２Ｂ、３３Ｂを有する。
【００２４】
中点位置検出センサ３１の投受光部３１Ａは、第２収納部２８の下端から上方に延びる筒体３１Ｃの上端部に設けられている。また、遮光材で構成される長尺の遮光部３１Ｂは、上端が永久磁石２１の下端２１ａから下方に延びていて、筒体３１Ｃ内に移動自在に内挿される。遮光部３１Ｂには、ばね中点位置に透孔３１Ｄが形成されていて、永久磁石２１がばね中点位置Ｐ（０）に位置するときに、透孔３１Ｄが投受光部３１Ａの光路を開き、投受光部３１Ａから信号「１」が出力される。
【００２５】
下死位置検出センサ３２は、投受光部３２Ａが第１収納部２７の下部に形成されたフランジ部２７ａに設けられている。短尺の遮光部材で形成される遮光部３１Ｂは永久磁石２１の下端から下方に向けて延びていて、永久磁石２１が下死位置Ｐ（−Ｘ）に位置するとき、遮光部３２Ｂの下端部が投受光部３２Ａの光路を遮り、投受光部３２Ａから信号「０」が出力される。
【００２６】
上死位置検出センサ３３は、投受光部３３Ａが第１収納部２７の天板部２７ｂに設けられている。短尺の遮光部材で形成される遮光部３３Ｂは永久磁石２１の上端から上方に向けて延びていて、永久磁石２１が上死位置Ｐ（Ｘ）に位置するとき、遮光部３３Ｂの上端部が投受光部３３Ａの光路を遮り、投受光部３３Ａから信号「０」が出力される。
【００２７】
次に、駆動回路部４の構成を説明する。
図１において、駆動回路部４は、出力電圧Ｖ１の直流電源４１を駆動源として付勢用コイル２２の第１端子２２ａと第２端子２２ｂに通電する。直流電源４１は、電源スイッチ４２のオン/オフにより通電制御される。電源スイッチ４２は、Ｔ−フリップフロップ回路で構成される第１フリップフロップ回路４３から信号「１」が入力すると「オン」となり、次に信号「０」が入力すると「オフ」となるスイッチの切り替えが順次行われる。
【００２８】
付勢用コイル２２の両端の第１端子２２ａと第２端子２２ｂに印加する直流電源４１の正負の極性は、極性反転回路４４により切り替えられる。第１端子２２ａに極性「正」、第２端子２２ｂに極性「負」の電圧を印加する状態を第１の極性状態、第１端子２２ａに極性「負」、第２端子２２ｂに極性「正」の電圧を印加する状態を第２の極性状態とする。
【００２９】
極性反転回路４４は、Ｔ−フリップフロップ回路で構成される第２フリップフロップ回路４５から信号「１」が入力すると前記第１の極性状態で電圧を印加し、次に信号「０」が入力すると前記第２の極性状態で電圧を印加する。
【００３０】
第１フリップフロップ回路４３は、ばね中点位置検出センサ３１と、下死位置検出センサ３２と、上死位置検出センサ３３の検出情報に基づいて信号「１」と信号「０」を電源スイッチ４２に出力する。下死位置検出センサ３２と上死位置検出センサ３３は、それぞれ下死位置、上死位置を検出すると、信号「０」を出力するため、ノット回路（ＮＯＴ回路）４６、４７により反転された信号が３入力オア回路（ＯＲ回路）４８に入力する。ＯＲ回路４８には、ばね中点位置検出センサ３１の検出信号が入力される。したがって、各センサ３１〜３３のいずれかのセンサが永久磁石２１の位置を検出すると、ＯＲ回路４８は信号「１」を第１フリップフロップ回路４３に出力する。電源スイッチ４２と第１フリップフロップ回路４３とＯＲ回路４８により通電停止手段を構成する。
【００３１】
第２フリップフロップ回路４５には、ばね中点位置検出センサ３１の検出情報が入力する。永久磁石２１がばね中点位置Ｐ（０）に静止した状態では、位置検出信号「１」を第２フリップフロップ回路４５に出力し、第２フロップフロップ回路４５は信号「１」を極性反転回路４４に出力する。次に永久磁石２１が半サイクル往復動して再びばね中点位置に到達すると、第２フリップフロップ回路４５に再び信号「１」が入力し、第２フリップフロップ回路４５は信号「０」を極性反転回路４４に出力する。そうすると、第１端子２２ａと第２端子２２ｂに印加する直流電源４１の極性が反転する。
【００３２】
付勢用コイル２１の第１端子２２ａ側に正極、第２端子２１ｂに負極の直流電圧Ｖ１を印加すると、付勢用コイル２１の上端側がＳ極、下端側がＮ極となる。永久磁石２１の上端側をＮ極とし下端側をＳ極とすると、付勢用コイル２１内に配置された永久磁石２１には吸引力が作用し、永久磁石２１には上方に向けた駆動力が作用する。逆に、付勢用コイル２１の第１端子２２ａ側に負極、第２端子２１ｂに正極の直流電圧Ｖ１を印加すると、永久磁石２１には付勢用コイル２１に対して反発力が作用し、永久磁石２１には下方に向けた駆動力が作用する。
【００３３】
続いて、駆動回路部４の動作と発電動作を図３に示すタイミングチャートを参照して説明する。
【００３４】
非発電状態において、永久磁石２１はばね中点位置Ｐ（０）に静止しており、ばね中点位置検出センサ３１から検出信号「１」がＯＲ回路４８に入力され、下死位置検出センサ３２と上死位置検出センサ３３から検出信号「１」がＮＯＴ回路４６、４７に出力されて反転された信号「０」がＯＲ回路４８に入力され、ＯＲ回路４８から信号「１」が第１フリップフロップ回路４３に入力する。この状態で第１フリップフロップ回路４３は出力信号「１」を保持し、電源スイッチ４２はＯＮ状態となり、直流電源４１が直流電圧を第１端子２２ａと第２端子２１ｂに印加する。この状態で、極性反転回路４４は第１端子２２ａに正極、第２端子２１ｂに負極を印加する第１の極性状態に設定されている。
【００３５】
そうすると、永久磁石２１は付勢用コイル２２の吸引力により、付勢ばね２４を引っ張りながら上方に向けて移動する。永久磁石２１が上方に向けて移動することにより、発電用コイル２３から永久磁石２１の電磁誘導により起電力が生じる。
【００３６】
永久磁石２１が上方に向けて移動するに従って、付勢ばね２４の引っ張り力が増大し、付勢用コイル２２による駆動力と永久磁石２１の自重との和が前記引っ張り力と釣り合うと永久磁石２１の移動が停止する。この停止位置を上死位置Ｐ（ｘ）とする。この釣り合い状態を解消して永久磁石２１を下方に向けて移動させるには、電磁駆動力を一旦解除する必要がある。上死位置Ｐ（ｘ）において、上死位置検出センサ３３は検出信号「０」を出力し、ＮＯＴ回路４６で反転された信号「１」がＯＲ回路４８に入力される。第１フリップフロップ回路４３は出力信号を「１」から「０」に切り替え、電源スイッチ４２をＯＦＦとする。
【００３７】
電源スイッチ４２がＯＦＦとなると、付勢用コイル２２への通電が停止されて電磁駆動力が解除されるため、上死位置Ｐ（ｘ）の永久磁石２１は、自重と付勢ばね２４のばね復元力により、ばね中点位置Ｐ（０）に向けて下方に移動し、ばね中点位置Ｐ（０）を通過する。したがって、発電用コイル２３から永久磁石２１の電磁誘導により起電力が生じる。
【００３８】
永久磁石２１がばね中点位置Ｐ（ｘ）を通過する際、ばね中点位置検出センサ３１は信号「１」をＯＲ回路４８と第２フリップフロップ回路４５に出力する。この時点で信号「１」が入力されたＯＲ回路４８は、第１フリップフロップ回路４３の出力を「０」から「１」に切り替えて電源スイッチ４２をＯＮとする。一方、この時点で信号「１」が入力された第２フリップフロップ回路４５は、出力が「１」から「０」に切り替わり、極性反転回路４４は前記第１の極性状態から前記第２の極性状態に切り替えられ、極性を反転する。したがって、直流電源４１の直流電圧の正極は第２端子２１ｂに、負極は第１端子２２ａに印加される。このため、永久磁石２１は、付勢用コイル２２に生じる反転したＳ、Ｎ極により吸引される駆動力により、付勢ばね２４のばね力に抗して下方に向けて移動する。したがって、発電用コイル２３から永久磁石２１の電磁誘導により起電力が生じる。
【００３９】
永久磁石２１が下方に向けて移動するに従って、付勢ばね２４の付勢力が増大し、付勢用コイル２２による駆動力と永久磁石２１の自重との和が付勢ばね２４の付勢力と釣り合うと永久磁石２１の移動が停止する。この停止位置を下死位置Ｐ（−ｘ）とする。この釣り合い状態を解消して永久磁石２１を上方に向けて移動させるには、電磁駆動力を一旦解除する必要がある。下死位置Ｐ（−ｘ）において、下死位置検出センサ３２は検出信号「０」を出力し、ＮＯＴ回路４７で反転された信号「１」がＯＲ回路４８に入力される。第１フリップフロップ回路４３は出力信号を「１」から「０」に切り替え、電源スイッチ４２をＯＦＦとする。
【００４０】
電源スイッチ４２がＯＦＦとなると、付勢用コイル２２への通電が停止されて電磁駆動力が解除されるため、下死位置Ｐ（−ｘ）の永久磁石２１は、付勢ばね２４のばね復元力により、ばね中点位置Ｐ（０）に向けて上方に移動し、ばね中点位置Ｐ（０）を通過する。したがって、発電用コイル２３から永久磁石２１の電磁誘導により起電力が生じる。永久磁石２１が上方に向けて移動する際にばね中点位置Ｐ（０）を通過する際に、ばね中点位置検出センサ３１の出力が「０」から「１」に切り替わるので、第１フリップフロップ回路４３及び第２フリップフロップ回路４５の出力が「０」から「１」に切り替わる。このため電源スイッチ４２がＯＦＦからＯＮに切り替わり、第１端子２２ａと第２端子２２ｂに印加される直流電圧の極性が第２の極性状態から第１の極性状態に切り替わって極性が反転し、永久磁石２１に対して吸引力が作用する。
【００４１】
ここまで説明した一連の動作は永久磁石２１を１往復動させる１サイクルの発電動作で、ばね中点位置Ｐ（０）の間の前後で第１の極性状態と第２の極性状態が交互に切り替わる。そしてこの動作を繰り返し行うことにより、発電用コイル２３から振幅Ｖ０の交流電力が出力される。
【００４２】
以上説明したように本実施形態によれば、付勢用コイル２２の両端端子２１ａ、２１ｂに印加する直流電圧の極性を第１極性状態と第２の極性状態に電気回路構成で切り替えて１個の永久磁石２１を往復移動させ、発電用コイル２３から交流電力を出力するようにしているので、発電機１の構成を小型軽量化することができる。
【００４３】
また、第１の極性状態と第２の極性状態の切り替えは、永久磁石２１の位置情報に基づくフリップフロップ回路４５の出力を利用しているので、簡単な回路構成で実現することができる。
【００４４】
さらに、本実施形態によれば、直流電源４１の直流電力を発電用コイル２３から交流電力として取り出すことができるため、ＤＣ−ＡＣコンバータとして利用することができる。
【００４５】
また、永久磁石２１は上死位置Ｐ（Ｘ）及び下死位置Ｐ（−Ｘ）からばね中点位置Ｐ（０）に向けて移動する場合は、直流電源４１の通電が停止されているので、直流電源４１の電力消費を削減することができる。
【００４６】
〔変形例〕
第１実施形態では、上死位置Ｐ（Ｘ）と下死位置Ｐ（−Ｘ）まで永久磁石２１を移動させているが、上死位置検出センサ３３と下死位置検出センサ３２の位置をばね中点位置Ｐ（０）側に変更することにより、周期を変更することができる。
【００４７】
また、付勢用コイル２２により永久磁石２１に対する電磁駆動力による吸引力と付勢力（反発力）をばね中点位置Ｐ（０）を中心として上下非対称としてもよい。具体的には、永久磁石２１の自重を考慮し、永久磁石２１をばね中点位置Ｐ（０）から上方に移動させる吸引力を大きくし、下方に移動させる反発力を吸引力よりも小さく又は０とする。これにより、永久磁石２１がばね中点位置Ｐ（０）から下死位置Ｐ（−Ｘ）と上死位置Ｐ（Ｘ）に往復移動する半周期がそれぞれ等しくなり、安定した交流の発電出力が得られる。
【００４８】
吸引力と反発力の調節は、前記第１の極性状態と前記第２の極性状態における印加電圧を異ならせる電圧調節回路（不図示）を設けることにより行うことができる。前記電圧調節回路は、第２フリップフロップ回路４５の出力が「１」の場合では直流電源４１の電圧をＶ１とし、第２フリップフロップ回路４５の出力が「０」の場合では直流電源４１の電圧をＶ１よりも小さい電圧とし又は遮断する。
【００４９】
また、第１実施形態では、永久磁石２１の自重を考慮したが、永久磁石２１の自重は副次的な要素であって、この要素がなくても発電出力が得られることははいうまでもない。すなわち、付勢ばね２４及び付勢用コイル２２の要素さえあれば足りるので、付勢ばね２４と永久磁石２１の設置方向は任意である。
【００５０】
〔第２実施形態〕
次に、本考案の第２実施形態を説明する。
図４乃至図６は、本考案による発電機の第２実施形態を示す。なお、図４から図６において、図１から図３に示す部材と同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。なお、図５は図２（ｂ）と同様の縦断面図である。
【００５１】
図４及び図５に示すように、本実施形態の発電機１０は、発電機本体２Ａと、位置検出部３Ａと、駆動回路部４Ａとにより構成される。位置検出部３Ａが第１実施形態の位置検出部３と異なる点は、ばね中点位置検出センサ３１を不要とした点で、これにより発電機本体２Ａには第１実施形態の発電機本体２とは異なりばね中点位置検出センサ３１が設けられていない。駆動回路部４Ａは、上死位置検出センサ３３と下死位置検出センサ３２で検出した永久磁石２１の位置情報に基づいての極性反転回路４４を切り替える。
【００５２】
上死位置Ｐ（Ｘ）から下死位置Ｐ（−Ｘ）に達するまで永久磁石２１を反発力で電磁駆動し、下死位置Ｐ（−Ｘ）から上死位置Ｐ（Ｘ）に達するまで永久磁石２１を吸着力で電磁駆動するように付勢用コイル２２の第１端子２１ａと第２端子２１ｂに印加する直流電源４１の印加電圧の極性を切り替える。
【００５３】
駆動回路部４Ａが第１実施形態の駆動回路部４と異なる点は、常時電磁駆動力を発生させるために電源スイッチ４２と第１フリップフロップ回路４３と３入力ＯＲ回路４８を設けず、２入力ＮＯＲゲート５１のＹ出力を第２フリップフロップ回路４５に入力するようにしている。ＮＯＲゲート５１には、上死位置検出センサ３３のＡ信号と下死位置検出センサ３２のＢ信号が入力される。
【００５４】
図４に示す真理値表によれば、上死位置検出センサ３３が永久磁石２１の上死位置Ｐ（Ｘ）を検出すると、Ａ信号「０」を出力し、その際下死位置検出センサ３２はＢ信号「１」を出力する。ＮＯＲゲート５１は、Ａ信号とＢ信号が反転するため、Ｙ信号「１」を出力する。一方、永久磁石２１が下死位置Ｐ（−Ｘ）に達すると、Ａ信号は「１」、Ｂ信号は「０」を出力する。ＮＯＲゲート５１はＡ信号とＢ信号が反転するため、Ｙ信号「１」を出力する。Ａ信号とＢ信号が同時に信号「０」を出力することはなく、Ａ信号とＢ信号が同時に信号「１」を出力する場合は永久磁石２１が上死位置Ｐ（Ｘ）と下死位置Ｐ（−Ｘ）との間を移動している状態である。
【００５５】
駆動回路部４Ａの動作と発電動作を図６に示すタイミングチャートを参照して説明する。
【００５６】
駆動開始時において、極性反転回路４４は駆動開始前の極性を維持しているものとし、例えば直流電源４１の正極が第１端子２２ａに印加し、負極が第２端子２２ｂに印加する状態で駆動が開始される。この状態は、第１実施形態で説明したように、永久磁石２１に吸引駆動動作を作用しており、永久磁石２１は上死位置Ｐ（Ｘ）に向けて上方に移動している。この間、第２フリップフロップ回路４５の出力は信号「１」が保持される。
【００５７】
永久磁石２１が上死位置Ｐ（Ｘ）に達したことを上死位置検出センサ３３が検出すると、ＮＯＲ回路５１からＹ信号「１」が第２フリップフロップ回路４５に出力され、第２フリップフロップ回路４５の出力信号が「１」から「０」に切り替わり、極性反転回路４４の反転動作で、前記第１の極性状態から前記第２の極性状態に切り替わる。第２の極性状態による通電で、永久磁石２１には反発駆動動作が作用し、永久磁石２１は下死位置Ｐ（−Ｘ）に達するまで下方に移動する。
【００５８】
永久磁石２１が下死位置Ｐ（−Ｘ）に達したことを下死位置検出センサ３２が検出すると、ＮＯＲ回路５１からＹ信号「１」が第２フリップフロップ回路４５に出力され、第２フリップフロップ回路４５の出力信号が「０」から「１」に切り替わり、極性反転回路４４の反転動作で、第２の極性状態から第１の極性状態に切り替わり、永久磁石２１には吸引駆動動作が作用し、永久磁石２１は上死位置Ｐ（Ｘ）に達するまで上方に移動する。永久磁石２１が往復移動する１周期のピーク間の前後で第１の極性状態と第２の極性状態を切り替える一連の動作を繰り返すことにより、第１実施形態と同様に発電用コイル２３から振幅Ｖ０の交流電力が出力される。
【００５９】
本実施形態の発電機１０によれば、より一層構成が簡素化し、また構成部材や回路素子数の低減化が図れ、安定した発電が行える。
【符号の説明】
【００６０】
１、１０…発電機、  ２、２Ａ…発電機本体、  ３、３Ａ…位置検出部、  ４、４Ａ…駆動回路部、  ２１…永久磁石、  ２１ａ…下端、  ２２…付勢用コイル、  ２２ａ…第１端子、  ２２ｂ…第２端子、  コイル２３…発電用、  ２４…付勢ばね、  ２４ａ…上端、  ２５…外装ケース、  ２６…コイルボビン、  ２７…第１収納部、  ２８…第２収納部、  ３１…ばね中点位置検出センサ、  ３２…下死位置検出センサ、  ３３…上死位置検出センサ、  ３１Ａ、３２Ａ、３３Ａ…投受光部、  ３１Ｂ、３２Ｂ、３３Ｂ…遮光部、  ３１Ｃ…筒体、  ３１Ｄ…透孔、  ２７ａ…フランジ部、  ２７ｂ…天板部、  ４１…直流電源、  ４２…電源スイッチ、  ４３…第１フリップフロップ回路、  ４４…極性反転回路、  ４５…第２フリップフロップ回路、  ４６、４７…ノット回路（ＮＯＴ回路）、  ４８…オア回路（ＯＲ回路）、  ５１…ＮＯＲゲート、  Ｐ（０）…中立位置（ばね中点位置）、  Ｐ（Ｘ）…上死位置、  Ｐ（−Ｘ）…下死位置
【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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