JP5798654B2 - Leaf spring and vibration generator for vibration generator - Google Patents
Leaf spring and vibration generator for vibration generator Download PDFInfo
- Publication number
- JP5798654B2 JP5798654B2 JP2014056162A JP2014056162A JP5798654B2 JP 5798654 B2 JP5798654 B2 JP 5798654B2 JP 2014056162 A JP2014056162 A JP 2014056162A JP 2014056162 A JP2014056162 A JP 2014056162A JP 5798654 B2 JP5798654 B2 JP 5798654B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- leaf spring
- vibration generator
- slit
- vibration
- spring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 10
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Springs (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Description
本発明は、振動発電機に用いられる板バネに関し、特に、耐久性に優れ、かつ振動発電機の発電効率向上に寄与する構造を備える振動発電機用の板バネ、およびその板バネを用いた振動発電機に関するものである。 The present invention relates to a leaf spring used for a vibration generator, and in particular, uses a leaf spring for a vibration generator having a structure excellent in durability and contributing to improvement of power generation efficiency of the vibration generator, and the leaf spring. It relates to a vibration generator.
導電性コイルの中を通過するように磁石を振動させると、コイルに誘導電流が生じ、起電力が発生する。この原理を利用したものとして、板バネを用いた電磁誘導型の振動発電機がある。このような振動発電機は、外部環境の振動エネルギーに基づいて、電気エネルギーを発生させることが可能である。 When the magnet is vibrated so as to pass through the conductive coil, an induced current is generated in the coil and an electromotive force is generated. As an example of utilizing this principle, there is an electromagnetic induction type vibration generator using a leaf spring. Such a vibration generator can generate electric energy based on vibration energy of the external environment.
さらに、振動発電機を用いることで、電源ケーブルや電池による電源供給を不要とした上で、電気エネルギーを発生できる。このような観点で、経済的な利点または操作上の利点が見込まれる多くの用途で、振動発電機が活用されることが期待される。そして、板バネを用いた振動発電機の従来技術としては、エネルギー効率の改善を図ったものがある(例えば、特許文献1参照)。 Furthermore, by using a vibration generator, it is possible to generate electric energy while eliminating the need for power supply by a power cable or a battery. From this point of view, vibration generators are expected to be used in many applications where economic advantages or operational advantages are expected. And as a prior art of the vibration generator using a leaf | plate spring, there exists what aimed at the improvement of energy efficiency (for example, refer patent document 1).
この特許文献1には、その図2に示されているように、各バネが螺旋構造となっており、複数の螺旋アームが、半径方向における内側の環状端部と、半径方向における外側の環状端部との間で延びている構造が開示されている。そして、このような構造を備えた板バネを用いることで、移動自在の磁心組合せ体の質量を最大化し、出力電力を増大させることができる。 As shown in FIG. 2, each of the springs has a spiral structure, and a plurality of spiral arms includes an inner annular end in the radial direction and an outer annular end in the radial direction. A structure extending between the ends is disclosed. And by using the leaf | plate spring provided with such a structure, the mass of a movable magnetic core combination body can be maximized, and output electric power can be increased.
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
振動発電機に用いられる板バネは、板バネの平面に直交する方向である振動方向の変位に比べて、板バネの平面内に相当する横方向の力に対する変位を抑制する働きがある。そして、板バネの長寿命化を図るためには、板バネの振動変位に対する応力集中を低減し、耐久性を高めることのできる構造解析が重要となる。
However, the prior art has the following problems.
The leaf spring used in the vibration power generator has a function of suppressing displacement due to a lateral force corresponding to the plane of the leaf spring, compared to displacement in the vibration direction, which is a direction perpendicular to the plane of the leaf spring. In order to extend the life of the leaf spring, it is important to perform a structural analysis that can reduce stress concentration with respect to vibration displacement of the leaf spring and increase durability.
さらに、振動発電機の発電効率は、永久磁石とコイルのギャップを小さくすることで改善できる。従って、この観点からの、応力集中を低減することで、結果として板バネの横方向の揺れを抑制する構造解析が重要となる。 Furthermore, the power generation efficiency of the vibration generator can be improved by reducing the gap between the permanent magnet and the coil. Therefore, from this point of view, by reducing the stress concentration, structural analysis that suppresses the lateral vibration of the leaf spring is important.
しかしながら、特許文献1は、耐久性を高める、あるいは横方向の揺れを抑制するための板バネの構造に関しては、何ら言及していない。
However,
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、耐久性を高め、かつ、振動方向と直交する横方向の揺れを抑制することのできる構造を備えた振動発電機用の板バネおよび振動発電機を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is for a vibration generator having a structure capable of enhancing durability and suppressing lateral vibration perpendicular to the vibration direction. An object is to obtain a leaf spring and a vibration generator.
本発明に係る振動発電機用の板バネは、振動によりコイルの中を永久磁石が変位することによって起電力を得る振動発電機に用いられ、永久磁石またはコイルのいずれかを保持する振動発電機用の板バネであって、板バネの中心を始端とし、始端から終端である外周に向けて3条以上の螺旋状のスリットを設け、始端から終端に近づくほど、それぞれのスリットの切り欠き幅が狭く、かつ、バネ幅が広くなるように形成されているものである。 The leaf spring for a vibration generator according to the present invention is used in a vibration generator that obtains an electromotive force by displacing a permanent magnet in a coil due to vibration, and holds either the permanent magnet or the coil. Plate springs, starting from the center of the leaf spring, with three or more spiral slits from the start to the outer periphery, and the closer to the end from the start, the notch width of each slit Is narrow and the spring width is widened.
また、本発明に係る振動発電機は、振動によりコイルの中を永久磁石が変位することによって起電力を得る振動発電機であって、本発明の板バネを用いて、永久磁石またはコイルのいずれかが保持されているものである。 The vibration generator according to the present invention is a vibration generator that obtains an electromotive force by displacement of a permanent magnet in a coil due to vibration, and uses either the permanent magnet or the coil by using the leaf spring of the present invention. Is what is held.
本発明によれば、板バネの中心から外周に向けて3条以上の螺旋状のスリットを設けた構造とし、スリットの幅を外周に近づくほど狭く、かつ、バネ幅が広くなるようにした板バネを採用することで、耐久性を高め、かつ、振動方向と直交する横方向の揺れを抑制することのできる構造を備えた振動発電機用の板バネを得ることができる。 According to the present invention, a plate having a structure in which three or more spiral slits are provided from the center of the leaf spring toward the outer periphery, and the width of the slit becomes narrower toward the outer periphery and the spring width becomes wider. By adopting the spring, it is possible to obtain a leaf spring for a vibration generator having a structure capable of enhancing durability and suppressing lateral shaking perpendicular to the vibration direction.
本発明は、振動発電機に用いられる板バネの構造として、板バネの中心から外周に向けて3条以上の螺旋状のスリットを設け、それぞれのスリットの切り欠き幅を外周に近づくほど狭く、かつ、バネ幅が広くなるようにする、という技術的特徴を有するものである。そして、このような技術的特徴を備えることで、以下のような効果を得ることができるものである。
(効果1)振動により板バネに発生する応力を低減でき、板バネ自身の耐久性を高めることができる。
(効果2)応力の低減に伴い、横方向の揺れを抑制できることで、永久磁石とコイルのギャップを縮めることができ、本発明の板バネを用いた振動発電機の発電効率を向上させることができる。
In the present invention, as a structure of a leaf spring used for a vibration generator, three or more spiral slits are provided from the center of the leaf spring toward the outer periphery, and the notch width of each slit is narrowed toward the outer periphery, And it has the technical feature of making a spring width wide. By providing such technical features, the following effects can be obtained.
(Effect 1) The stress generated in the leaf spring due to vibration can be reduced, and the durability of the leaf spring itself can be enhanced.
(Effect 2) As the stress is reduced, the lateral vibration can be suppressed, the gap between the permanent magnet and the coil can be reduced, and the power generation efficiency of the vibration generator using the leaf spring of the present invention can be improved. it can.
さらに、以下のような付加的な特徴を備えることで、耐久性、および発電効率のさらなる改善を図ることができる。
(付加特徴1)外周部におけるスリット終端部において、スリットに正接してスリット幅が外周側に向けて広げられたしずく形状を有する。
(付加特徴2)必要に応じて、板バネを複数用いた積層構造を採用する。
Furthermore, by providing the following additional features, it is possible to further improve durability and power generation efficiency.
(Additional feature 1) The slit end portion at the outer peripheral portion has a drop shape tangent to the slit and having a slit width widened toward the outer peripheral side.
(Additional feature 2) If necessary, a laminated structure using a plurality of leaf springs is adopted.
そこで、このような技術的特徴を備えた本発明の振動発電機用の板バネの好適な実施の形態につき、以下に、図面を用いて詳細に説明する。 A preferred embodiment of a leaf spring for a vibration generator according to the present invention having such technical features will be described in detail below with reference to the drawings.
実施の形態1.
本発明の板バネの構造を説明する前に、まずは、振動発電機に用いられる板バネの役割について、図面を用いて説明する。
図1は、本発明の実施の形態1における振動発電機の構造を説明するための概略断面図である。図1に示した本実施の形態1における振動発電機は、永久磁石1a、1b、コイル2、板バネ3a、3b、ガイド棒4a、4b、磁気バネ部5a、5b、フレーム10、天板11、磁石取付け用上板12、中板13、磁石取付け用下板14、底板15、および周波数調整機構部16を備えて構成されている。ここでは、板バネ3a、3bに関連する部分を中心に説明する。
Before describing the structure of the leaf spring of the present invention, first, the role of the leaf spring used in the vibration generator will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of the vibration power generator according to
図1においては、円柱あるいは円筒形をした永久磁石(以下磁石)1a、1bが、同極を対向して配置されている。さらに、磁石1a、1bの周りを、コイル2が囲む構成となっている。ここで、コイル2は、中板13に固定されており、コイル2の中に配置された磁石1a、1bが軸方向に振動することで、電気エネルギーが発生することとなる。
In FIG. 1, columnar or cylindrical permanent magnets (hereinafter referred to as magnets) 1a and 1b are arranged so as to face the same pole. Further, the
さらに、磁石1aは、ガイド棒4aを介して磁気バネ部5aと接続され、ガイド棒4aの中間部分は、板バネ3aにより保持されている。同様に、磁石1bは、ガイド棒4bを介して磁気バネ部5bと接続され、ガイド棒4bの中間部分は、板バネ3bにより保持されている。 Further, the magnet 1a is connected to the magnetic spring portion 5a via the guide bar 4a, and an intermediate portion of the guide bar 4a is held by the plate spring 3a. Similarly, the magnet 1b is connected to the magnetic spring part 5b via the guide bar 4b, and the intermediate part of the guide bar 4b is held by the leaf spring 3b.
ここで、板バネ3a、3bは、磁石1a、1b、およびガイド棒4a、4bからなる可動部の両端を支え、板バネ3a、3bの平面に直交する方向である振動方向(永久磁石の軸方向)の変位を許容するとともに、板バネ3a、3bの平面内に相当する横方向の力に対する変位を抑制する働きを有している。 Here, the leaf springs 3a and 3b support both ends of the movable portion including the magnets 1a and 1b and the guide rods 4a and 4b, and the vibration direction (the axis of the permanent magnet) is a direction perpendicular to the plane of the leaf springs 3a and 3b. Direction), and has a function of suppressing displacement with respect to a lateral force corresponding to the plane of the leaf springs 3a and 3b.
そこで、耐久性を高め、かつ横方向の揺れを抑制することのできる本発明の板バネの具体的な構造について、図面を用いて説明する。なお、板バネ3a、3bは、同一の構成であり、以下の説明では、板バネ3として説明する。図2は、本発明の実施の形態1における板バネ3の構成を示す図である。より具体的には、図2(a)は、板バネ3の平面図であり、図2(b)は、図2(a)の右下部分の拡大図を示している。
Therefore, a specific structure of the leaf spring of the present invention capable of enhancing durability and suppressing lateral shaking will be described with reference to the drawings. The leaf springs 3a and 3b have the same configuration, and will be described as the
図2(a)に示すように、本実施の形態1における板バネ3は、板バネの中心から外周に向けて3条の螺旋状のスリット31(1)〜31(3)が設けられている。さらに、スリット31(1)〜31(3)のそれぞれは、外周部におけるスリット終端部において、スリットに正接してスリット幅が外周側に広げられたしずく形状32(1)〜32(3)を有している。
As shown in FIG. 2A, the
また、図2(b)に示された3つの寸法は、以下の内容を意味している。
Ls:スリットの始端(中心部側)における切欠き幅
Le:スリットの終端(外周側)における切欠き幅
Ws:バネ幅
Further, the three dimensions shown in FIG. 2B mean the following contents.
Ls: Notch width at the start (center side) of the slit Le: Notch width at the end (outer periphery) of the slit Ws: Spring width
ここで、本実施の形態1における各スリット31(1)〜31(3)の切欠き幅は、始端が最も広く、外周に近づくにつれて狭くなり、終端で最も狭くなるように構成される。そして、以下の説明では、スリット切欠き幅比率Uを、
U=Ls/Le
と規定している。また、U=1のときは、バネ幅Wsは一定となる。
Here, the notch width of each of the slits 31 (1) to 31 (3) in the first embodiment is configured such that the starting end is the widest, becomes narrower as it approaches the outer periphery, and becomes the narrowest at the end. In the following description, the slit notch width ratio U is
U = Ls / Le
It stipulates. When U = 1, the spring width Ws is constant.
図3は、本発明の実施の形態1において、異なる種々の形状・構成の板バネに関して、応力および周波数を解析するためのシミュレーション条件を示した図である。シミュレーション解析は、以下の4つのパターンについて行った。
パターンA:可動部の両端のそれぞれに、板厚t=0.5mmの1枚の板バネを配置した構成
パターンB:可動部の両端のそれぞれに、板厚t=0.25mmの板バネを2枚積層して配置した構成
パターンC:可動部の両端のそれぞれに、板厚t=0.16mmの板バネを3枚積層して配置した構成
パターンD:可動部の両端のそれぞれに、板厚t=0.1mmの板バネを5枚積層して配置した構成
FIG. 3 is a diagram showing simulation conditions for analyzing stress and frequency for leaf springs of various different shapes and configurations in the first embodiment of the present invention. The simulation analysis was performed for the following four patterns.
Pattern A: A configuration in which one leaf spring having a plate thickness t = 0.5 mm is disposed at each end of the movable portion. Pattern B: A leaf spring having a plate thickness t = 0.25 mm is disposed at each end of the movable portion. Configuration in which two sheets are stacked and arranged Pattern C: Configuration in which three plate springs having a plate thickness t = 0.16 mm are stacked and arranged on both ends of the movable portion Pattern D: Plate on each of both ends of the movable portion A configuration in which five leaf springs having a thickness t = 0.1 mm are stacked and arranged.
そして、パターンA〜パターンDのそれぞれについて、スリット切欠き幅比率Uとして、U=1、U=1.5、U=2の3通りでシミュレーションを行った。また、以下の条件は、全てのパターンで共通としている。
外形寸法:62mm
切欠き終端寸法:1.0mm
バネ幅:2.9mm(U=1のとき)
Then, for each of the patterns A to D, simulation was performed with the slit notch width ratio U being U = 1, U = 1.5, and U = 2. The following conditions are common to all patterns.
External dimensions: 62 mm
Notch termination dimension: 1.0 mm
Spring width: 2.9 mm (when U = 1)
図4は、本発明の実施の形態1における種々の条件の板バネによるシミュレーション結果であり、具体的には、スリット切欠き幅比率Uを変化させた際の、応力・周波数推移を示した図である。また、図4においては、推移を明確化するために、図3に示したU=1、U=1.5、U=2の3つの条件以外のUの値に対するシミュレーション結果も、必要に応じて追記している。なお、応力は、強制変位として、軸方向に5mm変位させたときの値として求めている。 FIG. 4 is a simulation result of leaf springs under various conditions according to the first embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 4 is a diagram showing changes in stress and frequency when the slit notch width ratio U is changed. It is. Further, in FIG. 4, in order to clarify the transition, simulation results for U values other than the three conditions of U = 1, U = 1.5, and U = 2 shown in FIG. I added. Note that the stress is obtained as a forced displacement as a value when displaced 5 mm in the axial direction.
図4のシミュレーション結果から、以下の点が明確となった。
<応力に関する解析結果>
・積層枚数が増加するほど、応力は、低下する。
・ただし、積層枚数を1枚から2枚にした場合には、応力低下の効果が大きいが、2枚から3枚あるいは5枚に増やしても、応力低下の効果は小さい。従って、製造コストや製造の容易性を考慮すると、積層枚数2枚の構造が適切である。
・スリット切欠き幅比率Uに関しては、U=1からU=1.1とすることで、大幅な応力低下の効果が得られている。その一方で、U=1.1〜U=2の間では、ほぼ同等の応力となっている。ただし、Uがより大きい方が、応力分布が分散傾向にあり、強度的には有利であるという結果が得られた。
・図4の結果を総括すると、スリット切欠き幅比率Uを1.1以上とすることで、応力緩和が実現でき、さらに、積層構造を採用することで、U=1で1枚構造の場合に対して、応力を約65%低減できることがわかった。
The following points became clear from the simulation results of FIG.
<Stress analysis results>
-The stress decreases as the number of stacked layers increases.
However, when the number of laminated sheets is changed from 1 to 2, the effect of reducing the stress is large, but the effect of reducing the stress is small even if the number is increased from 2 to 3 or 5. Therefore, considering the manufacturing cost and ease of manufacturing, a structure with two stacked sheets is appropriate.
-Regarding the slit notch width ratio U, the effect of significant stress reduction is obtained by setting U = 1 to U = 1.1. On the other hand, the stress is substantially equal between U = 1.1 and U = 2. However, as U is larger, the stress distribution tends to disperse and the strength is advantageous.
・ Summarizing the results of FIG. 4, stress relaxation can be realized by setting the slit notch width ratio U to 1.1 or more, and furthermore, by adopting a laminated structure, U = 1 and a single-sheet structure On the other hand, it was found that the stress can be reduced by about 65%.
<周波数に関する解析結果>
・積層枚数が多くなるほど、周波数が低下している。今回のシミュレーションは、板厚t=0.5mmとしたものであるが、使用環境での共振周波数に合わせて、板厚および積層枚数を適切に選定することで、所望の周波数に合わせ込むことが可能である。
・スリット切欠き幅比率Uが大きくなるほど、周波数がわずかに低下するが、積層枚数を増やすことで、周波数の低下傾向も抑えられている。
<Frequency analysis results>
・ The frequency decreases as the number of stacked layers increases. In this simulation, the plate thickness t = 0.5 mm, but it can be adjusted to the desired frequency by appropriately selecting the plate thickness and the number of stacked layers according to the resonance frequency in the usage environment. Is possible.
-As the slit notch width ratio U increases, the frequency slightly decreases. However, by increasing the number of stacked layers, the tendency of the frequency to decrease is also suppressed.
次に、終端部に設けるしずく形状の効果について、応力分布解析結果に基づいて説明する。図5は、本発明の実施の形態1におけるスリット終端のしずく形状の効果を検証するための応力分布解析結果を示した図である。図5におけるA1、A2、B1、B2の4つの図は、それぞれ以下の内容を示している。
A1:パターンA、U=1の条件で、終端にしずく形状を設けていない場合の応力分布
A2:パターンA、U=1.5の条件で、終端にしずく形状を設けた場合の応力分布
B1:パターンB、U=1の条件で、終端にしずく形状を設けていない場合の応力分布
B2:パターンB、U=1.5の条件で、終端にしずく形状を設けた場合の応力分布
Next, the effect of the drop shape provided at the terminal portion will be described based on the stress distribution analysis result. FIG. 5 is a diagram showing a stress distribution analysis result for verifying the effect of the drop shape at the end of the slit in the first embodiment of the present invention. The four diagrams A1, A2, B1, and B2 in FIG. 5 show the following contents, respectively.
A1: Stress distribution when pattern A, U = 1 does not have a drop shape at the end A2: Stress distribution when pattern A, U = 1.5 has a drop shape at the end B1 : Stress distribution when pattern B, U = 1 and no end drop shape is provided B2: Stress distribution when pattern B, U = 1.5 is provided with end drop shape
パターンAにおけるA1とA2を比較すると、しずく形状を設けることで、終端(特に、A1において図示した矢印部分を参照)の応力集中が緩和されていることがわかる。また、パターンBでは、1枚の板バネに係る応力自体が、パターンAよりも減少するため、パターンAほど顕著ではないが、同様に、終端の応力集中が緩和されている状態が確認できる。 Comparing A1 and A2 in the pattern A, it can be seen that the stress concentration at the terminal end (especially, refer to the arrow portion illustrated in A1) is relaxed by providing the drop shape. Further, in pattern B, the stress itself relating to one leaf spring is less than that in pattern A, so that it is not as prominent as pattern A, but similarly, the state where the stress concentration at the end is relaxed can be confirmed.
以上のように、実施の形態1によれば、振動発電機に用いる板バネとして、板バネの中心から外周に向けて3条以上の螺旋状のスリットを設け、それぞれのスリットの切り欠き幅を外周に近づくほど狭く、かつ、バネ幅が広くなるようにしている。特に、スリット切欠き幅比率Uが1.1以上となるようにスリットを形成することで、U=1の場合よりも大幅に応力を低減させることができる。この結果、耐久性に優れた板バネを実現できる。 As described above, according to the first embodiment, three or more spiral slits are provided from the center of the leaf spring toward the outer periphery as the leaf spring used in the vibration power generator, and the notch width of each slit is set. The closer to the outer periphery, the narrower and the wider the spring. In particular, by forming the slit so that the slit notch width ratio U is 1.1 or more, the stress can be greatly reduced as compared with the case of U = 1. As a result, a leaf spring excellent in durability can be realized.
さらに、付加的な特徴として、外周部におけるスリット終端部に、しずく形状を設けている。この構造により、スリット終端での応力集中を緩和でき、耐久性をさらに向上させることができる。また、さらなる付加的な特徴として、板バネを複数枚、積層する構成を採用することで、1枚の板バネに係る応力を低減することが可能である。 Further, as an additional feature, a drop shape is provided at the slit end portion in the outer peripheral portion. With this structure, stress concentration at the end of the slit can be relaxed, and durability can be further improved. Further, as a further additional feature, by adopting a configuration in which a plurality of leaf springs are stacked, it is possible to reduce the stress associated with one leaf spring.
そして、応力を緩和できる結果、横方向の力に対する変位を抑制する効果も得られる。従って、永久磁石とコイルのギャップを縮めることができ、発電効率の高い振動発電機を実現できる。具体的には、本発明による板バネを採用することで、軸方向の変位に対して、横方向の変位を1/50以下に抑えることができる。例えば、永久磁石とコイルとのギャップが1.5mmの場合と比べて、0.5mmとすることができれば、約35%の起電力向上を図ることができる。 As a result of relaxing the stress, an effect of suppressing displacement with respect to a lateral force is also obtained. Therefore, the gap between the permanent magnet and the coil can be reduced, and a vibration generator with high power generation efficiency can be realized. Specifically, by adopting the leaf spring according to the present invention, the lateral displacement can be suppressed to 1/50 or less with respect to the axial displacement. For example, when the gap between the permanent magnet and the coil can be 0.5 mm compared to the case where the gap between the permanent magnet and the coil is 1.5 mm, the electromotive force can be improved by about 35%.
なお、上述した実施の形態では、板バネの中心から外周に向けた径方向に関して、バネ幅が徐々に大きくなるように形成されている場合について説明したが、本願発明の板バネは、このような構成に限定されるものではない。バネ幅を徐々に大きくする代わりに、スリット間隔が一定となるようにスリットを形成することによっても、同様の効果を得ることができる。 In the above-described embodiment, the case where the spring width is formed so as to gradually increase in the radial direction from the center to the outer periphery of the leaf spring has been described. It is not limited to a simple configuration. Similar effects can be obtained by forming slits so that the slit interval is constant instead of gradually increasing the spring width.
1a、1b 永久磁石(磁石)、2 コイル、3a、3b 板バネ、31 スリット、32 しずく形状。 1a, 1b Permanent magnet (magnet), 2 coils, 3a, 3b leaf spring, 31 slit, 32 drop shape.
Claims (6)
板バネの中心を始端とし、前記始端から終端である外周に向けて3条以上の螺旋状のスリットを設け、前記始端から前記終端に近づくほど、それぞれのスリットの切り欠き幅が狭くなるように形成されている
振動発電機用の板バネ。 A leaf spring for a vibration generator that is used in a vibration generator that obtains an electromotive force by displacing a permanent magnet in a coil by vibration, and holds either the permanent magnet or the coil,
Three or more spiral slits are provided starting from the center of the leaf spring toward the outer periphery that is the end, and the notch width of each slit becomes narrower as it approaches the end from the start. Formed leaf spring for vibration generator.
前記板バネは、前記中心から前記外周に向けた径方向に関して、スリット間隔が一定となるように前記スリットが形成されているか、または、バネ幅が徐々に大きくなるように形成されている
振動発電機用の板バネ。 The leaf spring for a vibration generator according to claim 1,
The leaf spring is formed such that the slit interval is constant or the spring width is gradually increased in the radial direction from the center toward the outer periphery. Leaf spring for machine.
それぞれのスリットの前記終端には、応力集中を緩和するために切欠き幅が広げられたしずく形状が形成されている
振動発電機用の板バネ。 The leaf spring for a vibration generator according to claim 1 or 2,
A leaf spring for a vibration generator is formed at the end of each slit with a drop shape with a notch width expanded to alleviate stress concentration.
2枚以上の板バネを積層することで形成されている
振動発電機用の板バネ。 The leaf spring for a vibration generator according to any one of claims 1 to 3,
A plate spring for a vibration generator formed by laminating two or more plate springs.
前記始端におけるスリットの切欠き幅をLs、前記終端におけるスリットの切欠き幅をLe、スリット切欠き幅比率Uを
U=Ls/Le
とした際に、前記スリット切欠き幅比率Uが、1.1以上2以下となるようにそれぞれのスリットが形成されている
振動発電機用の板バネ。 A leaf spring for a vibration generator according to any one of claims 1 to 4,
The slit notch width at the start end is Ls, the slit notch width at the end is Le, and the slit notch width ratio U is U = Ls / Le
Each of the slits is formed so that the slit notch width ratio U is 1.1 or more and 2 or less.
請求項1から5のいずれか1項に記載の板バネを用いて、前記永久磁石または前記コイルのいずれかが保持されている
振動発電機。 A vibration generator that obtains an electromotive force by displacement of a permanent magnet in a coil by vibration,
Either of the said permanent magnet or the said coil is hold | maintained using the leaf | plate spring of any one of Claim 1 to 5. Vibration generator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014056162A JP5798654B2 (en) | 2014-03-19 | 2014-03-19 | Leaf spring and vibration generator for vibration generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014056162A JP5798654B2 (en) | 2014-03-19 | 2014-03-19 | Leaf spring and vibration generator for vibration generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015180135A JP2015180135A (en) | 2015-10-08 |
| JP5798654B2 true JP5798654B2 (en) | 2015-10-21 |
Family
ID=54263813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014056162A Expired - Fee Related JP5798654B2 (en) | 2014-03-19 | 2014-03-19 | Leaf spring and vibration generator for vibration generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5798654B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115146397B (en) * | 2021-03-29 | 2025-01-21 | 中国科学院理化技术研究所 | Leaf spring and its swing arm shape determination method |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5525845A (en) * | 1994-03-21 | 1996-06-11 | Sunpower, Inc. | Fluid bearing with compliant linkage for centering reciprocating bodies |
| JP2004278392A (en) * | 2003-03-14 | 2004-10-07 | Denso Corp | Fuel pressure adjusting device |
| GB2474417A (en) * | 2009-07-03 | 2011-04-20 | Isis Innovation | A spring and a spring assembly |
| CN101741208B (en) * | 2009-12-10 | 2012-07-04 | 华中科技大学 | Miniature moving-magnet exciter |
| JP2011217431A (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Nippon Steel & Sumikin Metal Products Co Ltd | Vibration generator using blade spring and blade spring for vibration generators |
-
2014
- 2014-03-19 JP JP2014056162A patent/JP5798654B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2015180135A (en) | 2015-10-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103222169B (en) | Electromagnetic generator | |
| JP2011217431A (en) | Vibration generator using blade spring and blade spring for vibration generators | |
| JP5798653B2 (en) | Vibration generator | |
| CN111828525B (en) | Novel electromagnetic vibration isolator with adjustable negative stiffness | |
| WO2009093044A3 (en) | Linear electromagnetic machines | |
| JP2013055714A (en) | Vibration power generator | |
| MX2011004709A (en) | Multiple armature linear motor/alternator having magnetic spring with no fringe fields and increased power output. | |
| JPWO2012008012A1 (en) | Permanent magnet type rotating electric machine | |
| JP5798654B2 (en) | Leaf spring and vibration generator for vibration generator | |
| WO2015140959A1 (en) | Vibration-powered generator | |
| CN112041949B (en) | Sensor assembly | |
| JP6426931B2 (en) | Generator | |
| JP2012151954A (en) | Linear motor | |
| KR102246697B1 (en) | Axial Flux Permanent Magnet generator | |
| JP2011217534A (en) | Mover and stator of linear drive device | |
| JP5624436B2 (en) | Vibration type linear actuator | |
| EP3408927A1 (en) | A modular tubular linear switched reluctance machine | |
| JP6182258B2 (en) | Vibration generator | |
| JP2012205451A (en) | Vibration power generator | |
| JP5742860B2 (en) | Vibration generator | |
| CN104426265A (en) | Permanent magnet motor rotor structure with high power density and motor with same | |
| JP5874246B2 (en) | Linear drive mover | |
| JP2012165538A (en) | Electromagnetic generator | |
| JP2013220003A (en) | Energy conversion apparatus | |
| JP2011125170A (en) | Motor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150804 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150821 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5798654 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |