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JP7557836B2 - Power generation equipment - Google Patents

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JP7557836B2 JP2021003699A JP2021003699A JP7557836B2 JP 7557836 B2 JP7557836 B2 JP 7557836B2 JP 2021003699 A JP2021003699 A JP 2021003699A JP 2021003699 A JP2021003699 A JP 2021003699A JP 7557836 B2 JP7557836 B2 JP 7557836B2
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/18Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators

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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

本開示は、発電装置に関し、より詳細には、いわゆる環境発電(エナジーハーベスティング)を行う発電装置に関する。 This disclosure relates to a power generation device, and more specifically, to a power generation device that performs so-called environmental power generation (energy harvesting).

従来例として、特許文献1記載の発電装置を例示する。特許文献1記載の発電装置は、弾性変形して機械的に振動する振動体と、圧電素子を含み、振動体の振動エネルギを電気エネルギに変換する発電部と、振動体の端部に接離可能に吸着する磁石と、磁石を振動方向に移動させる可動部とを備えている。 As a conventional example, the power generation device described in Patent Document 1 is exemplified. The power generation device described in Patent Document 1 includes a vibrating body that elastically deforms and mechanically vibrates, a power generation unit that includes a piezoelectric element and converts the vibration energy of the vibrating body into electrical energy, a magnet that is attached to the end of the vibrating body so that it can be attached to and detached from the end, and a movable part that moves the magnet in the vibration direction.

振動体は、一端が固定された片持ち梁状の磁性体と、磁性体の自由端に設けられたおもりとを有している。発電部は、磁性体の上面及び下面に設けられた圧電素子を有している。可動部は、軸の回りに回転可能であり、かつ、ばね(ねじりコイルばね)によって一方向に弾性付勢されている。 The vibrating body has a cantilever-shaped magnetic body with one end fixed, and a weight attached to the free end of the magnetic body. The power generating unit has piezoelectric elements attached to the upper and lower surfaces of the magnetic body. The movable part is rotatable around an axis, and is elastically biased in one direction by a spring (torsion coil spring).

しかして、外力を受けて可動部が回転すると磁石に吸引された振動体が撓み、やがて振動体の復帰力(弾性力)が磁石の吸引力を上回ると、振動体が磁石から離れて振動を開始する。そして、振動体が振動を開始することにより、発電部が発電する。また、可動部は、外力を受けなくなるとばねの復帰力によって元の位置に戻る。 When the movable part rotates due to an external force, the vibrating body attracted to the magnet bends, and when the restoring force (elastic force) of the vibrating body eventually exceeds the attractive force of the magnet, the vibrating body separates from the magnet and begins to vibrate. As the vibrating body starts to vibrate, the power generating part generates electricity. Furthermore, when the movable part is no longer subjected to external force, the restoring force of the spring returns it to its original position.

特開2018-170844号公報JP 2018-170844 A

ところで、上記従来例において、振動体は、磁石と切り離された後も磁石から磁気吸引力を受ける。そして、磁石と切り離された直後の振動体の復帰力(弾性力)と磁石の磁気吸引力の向きが逆向きであるため、振動体の振動が磁気吸引力によって弱められることとなり、発電部の発電量を増やすことが難しかった。 However, in the above conventional example, the vibrating body receives a magnetic attraction force from the magnet even after it is separated from the magnet. Furthermore, since the restoring force (elastic force) of the vibrating body immediately after being separated from the magnet and the magnetic attraction force of the magnet are in the opposite directions, the vibration of the vibrating body is weakened by the magnetic attraction force, making it difficult to increase the amount of power generated by the power generation unit.

本開示の目的は、磁気吸引力による発電量低下の抑制を図ることができる発電装置を提供することである。 The objective of this disclosure is to provide a power generation device that can suppress the decrease in power generation caused by magnetic attraction.

本開示の一態様に係る発電装置は、第1振動体と、第1発電体と、可動部と、第1ストッパと、移動体と、第1ばねとを備える。前記第1振動体は、端部が上下方向に振動可能である。前記第1発電体は、前記第1振動体に設けられ、前記第1振動体の振動エネルギを電気エネルギに変換する。前記可動部は、前記第1振動体の前記端部と接触し、磁気吸引力によって前記第1振動体の前記端部を下方向に移動させる。前記第1ストッパは、前記第1振動体の前記端部の下方向への移動を規制する。前記移動体は、下方向に移動する。前記第1ばねは、前記移動体と前記可動部とをつなぎ、前記移動体とともに前記可動部を下方向に移動させる。前記移動体が下方向に移動することで、前記第1振動体の前記端部が前記第1ストッパに接触する。前記可動部は、前記第1振動体の前記端部が前記第1ストッパに接触している状態から更に下方向へと移動することで、前記可動部が前記第1振動体の前記端部から離れる。前記可動部が前記第1振動体の前記端部から離れたときに、前記可動部は前記第1ばねによって下方向へ移動する。 A power generating device according to one aspect of the present disclosure includes a first vibrating body, a first power generating body, a movable part, a first stopper, a moving body, and a first spring. The first vibrating body has an end capable of vibrating in the vertical direction. The first power generating body is provided on the first vibrating body and converts the vibration energy of the first vibrating body into electrical energy. The movable part contacts the end of the first vibrating body and moves the end of the first vibrating body downward by magnetic attraction. The first stopper restricts the downward movement of the end of the first vibrating body. The moving body moves downward. The first spring connects the moving body and the movable part and moves the movable part downward together with the moving body. As the moving body moves downward, the end of the first vibrating body comes into contact with the first stopper. As the movable part moves further downward from a state in which the end of the first vibrating body is in contact with the first stopper, the movable part moves away from the end of the first vibrating body. When the movable part moves away from the end of the first vibrating body, the movable part moves downward due to the first spring.

本開示の一態様に係る発電装置は、振動体と、発電体と、可動部と、移動体と、ばねとを備える。前記振動体は、端部が上下方向に振動可能である。前記発電体は、前記振動体に設けられ前記振動体の振動エネルギを電気エネルギに変換する。前記可動部は、前記振動体の前記端部と接触し、磁気吸引力によって前記振動体の前記端部を下方向に移動させる。前記移動体は、下方向に移動する。前記ばねは、前記移動体と前記可動部とをつなぎ、前記移動体とともに前記可動部を下方向に移動させる。前記可動部は、前記振動体の前記端部と接触している状態で下方向に移動した後、前記振動体の前記端部から離れる。前記ばねは、前記移動体が下方向に移動するときに下向きの力を前記可動部に加える。前記可動部が前記振動体の前記端部から離れたときに、前記可動部は前記ばねによって下方向へ移動する。 The power generating device according to one aspect of the present disclosure includes a vibrating body, a power generating body, a movable part, a moving body, and a spring. The end of the vibrating body can vibrate in the vertical direction. The power generating body is provided on the vibrating body and converts the vibration energy of the vibrating body into electrical energy. The movable part contacts the end of the vibrating body and moves the end of the vibrating body downward by magnetic attraction. The moving body moves downward. The spring connects the moving body and the movable part and moves the movable part downward together with the moving body. The movable part moves downward while in contact with the end of the vibrating body, and then moves away from the end of the vibrating body. The spring applies a downward force to the movable part when the moving body moves downward. When the movable part moves away from the end of the vibrating body, the movable part moves downward by the spring.

本開示の発電装置は、磁気吸引力による発電量低下の抑制を図ることができるという効果がある。 The power generation device disclosed herein has the advantage of being able to suppress the decrease in power generation caused by magnetic attraction.

図1は、本開示の実施形態に係る発電装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a power generating device according to an embodiment of the present disclosure. 図2は、同上の発電装置の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the power generating device. 図3は、同上の発電装置の分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the power generating device. 図4は、同上の発電装置におけるハーベスタモジュールの分解斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view of a harvester module in the power generating device. 図5は、同上の発電装置の正面図である。FIG. 5 is a front view of the power generating device. 図6は、同上の発電装置の背面図である。FIG. 6 is a rear view of the power generating device. 図7は、同上の発電装置の右側面図である。FIG. 7 is a right side view of the power generating device. 図8は、同上の発電装置の左側面図である。FIG. 8 is a left side view of the power generating device. 図9は、同上の発電装置の下面図である。FIG. 9 is a bottom view of the power generating device. 図10は、同上の発電装置の上面図である。FIG. 10 is a top view of the power generating device. 図11は、同上の発電装置において、可動ブロックが上限位置にあるときの一部省略した正面図である。FIG. 11 is a partially omitted front view of the power generating apparatus when the movable block is in an upper limit position. 図12は、同上の発電装置において、可動ブロックが上限位置にあるときの断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view of the power generating device when the movable block is in an upper limit position. 図13は、同上の発電装置において、可動ブロックが上限位置から下向きに移動しておもりがストッパ片に当たった状態の一部省略した正面図である。FIG. 13 is a partially omitted front view of the generator shown in FIG. 1 in a state where the movable block has moved downward from the upper limit position and the weight has come into contact with the stopper piece. 図14は、同上の発電装置において、可動ブロックが上限位置から下向きに移動しておもりがストッパ片に当たった状態の断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view of the generator shown in FIG. 1 in a state where the movable block has moved downward from the upper limit position and the weight has come into contact with the stopper piece. 図15は、同上の発電装置において、おもりがストッパ片に当たった状態で可動ブロックが更に下向きに移動したときの一部省略した正面図である。FIG. 15 is a partially omitted front view of the generator shown in FIG. 1 when the movable block has moved further downward with the weight hitting the stopper piece. 図16は、同上の発電装置において、おもりがストッパ片に当たった状態で可動ブロックが更に下向きに移動したときの断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view of the generator when the movable block moves further downward in a state where the weight hits the stopper piece. 図17は、同上の発電装置において、おもりがストッパ片に当たった状態で可動ブロックが更に下向きに移動したときの一部省略した正面図である。FIG. 17 is a partially omitted front view of the generator shown in FIG. 1 when the movable block has moved further downward with the weight hitting the stopper piece. 図18は、同上の発電装置において、おもりがストッパ片に当たった状態で可動ブロックが更に下向きに移動したときの断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view of the generator shown in FIG. 1 when the movable block has moved further downward in a state in which the weight has come into contact with the stopper piece. 図19は、同上の発電装置において、可動ブロックが上方の発電ブロックと切り離されたときの一部省略した正面図である。FIG. 19 is a partially omitted front view of the power generating device when the movable block is separated from the power generating block above. 図20は、同上の発電装置において、可動ブロックが上方の発電ブロックと切り離されたときの断面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view of the power generating device of the above when the movable block is separated from the power generating block above. 図21は、同上の発電装置において、可動ブロックが上方の発電ブロックと切り離された後、可動ブロックが更に下向きに移動したときの一部省略した正面図である。FIG. 21 is a partially omitted front view of the power generating device of the above, showing the movable block further moving downward after being separated from the power generating block above. 図22は、同上の発電装置において、可動ブロックが上方の発電ブロックと切り離された後、可動ブロックが更に下向きに移動したときの断面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view of the power generating device of the above when the movable block has moved further downward after being separated from the power generating block above. 図23は、同上の発電装置において、可動ブロックが上方の発電ブロックと切り離された後、可動ブロックが更に下向きに移動して下方の発電ブロックと接触したときの一部省略した正面図である。FIG. 23 is a partially omitted front view of the power generating device of the above-mentioned embodiment, showing the movable block being separated from the upper power generating block, and then moving further downward and coming into contact with the lower power generating block. 図24は、同上の発電装置において、可動ブロックが上方の発電ブロックと切り離された後、可動ブロックが更に下向きに移動して下方の発電ブロックと接触したときの断面図である。FIG. 24 is a cross-sectional view of the power generating device of the above when the movable block is separated from the upper power generating block, and then moves further downward and comes into contact with the lower power generating block. 図25は、同上の発電装置において、可動ブロックが下限位置にあるときの一部省略した正面図である。FIG. 25 is a partially omitted front view of the power generating apparatus when the movable block is in a lower limit position. 図26は、同上の発電装置において、可動ブロックが下限位置にあるときの断面図である。FIG. 26 is a cross-sectional view of the power generating device of the above when the movable block is in the lower limit position. 図27は、同上の発電装置において、操作部材の移動距離と操作反力の関係を説明するための説明図である。FIG. 27 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the moving distance of the operating member and the operation reaction force in the power generating device.

本開示の実施形態に係る発電装置について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、下記の実施形態において説明する各図は模式的な図であり、各構成要素の大きさ及び厚さのそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。なお、以下の実施形態で説明する構成は本開示の一例にすぎない。本開示は、以下の実施形態に限定されず、本開示の効果を奏することができれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。 The power generating device according to the embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. However, each figure described in the following embodiment is a schematic diagram, and the ratio of the size and thickness of each component does not necessarily reflect the actual dimensional ratio. Note that the configuration described in the following embodiment is merely one example of the present disclosure. The present disclosure is not limited to the following embodiment, and various modifications are possible depending on the design, etc., as long as the effects of the present disclosure can be achieved.

(1)本開示の実施形態に係る発電装置の概要
本開示の実施形態に係る発電装置A1は、第1振動体A11と、第1発電体A12と、可動部A13と、移動体A14と、第1ばねA15と、第1ストッパA16とを備える(図1参照)。
(1) Overview of the power generation device according to an embodiment of the present disclosure The power generation device A1 according to an embodiment of the present disclosure comprises a first vibrating body A11, a first power generation body A12, a movable part A13, a moving body A14, a first spring A15, and a first stopper A16 (see FIG. 1).

第1振動体A11は、端部A17(図1における右側の端部)が上下方向に振動可能である。第1発電体A12は、第1振動体A11に設けられる。第1発電体A12は、第1振動体A11の振動エネルギを電気エネルギに変換する。可動部A13は、第1振動体A11の端部A17と接触し、磁気吸引力によって第1振動体A11の端部A17を下方向に移動させる。第1ストッパA16は、第1振動体A11の端部A17の下方向への移動を規制する。移動体A14は、下方向に移動する。第1ばねA15は、移動体A14と可動部A13とをつなぐ。第1ばねA15は、移動体A14とともに可動部A13を下方向に移動させる。 The first vibrating body A11 can vibrate at its end A17 (the end on the right side in FIG. 1) in the vertical direction. The first power generating body A12 is provided on the first vibrating body A11. The first power generating body A12 converts the vibration energy of the first vibrating body A11 into electrical energy. The movable part A13 comes into contact with the end A17 of the first vibrating body A11 and moves the end A17 of the first vibrating body A11 downward by magnetic attraction. The first stopper A16 restricts the downward movement of the end A17 of the first vibrating body A11. The movable body A14 moves downward. The first spring A15 connects the movable body A14 and the movable part A13. The first spring A15 moves the movable part A13 downward together with the movable body A14.

移動体A14が下方向に移動することで、第1振動体A11の端部A17が第1ストッパA16に接触する。可動部A13は、第1振動体A11の端部A17が第1ストッパA16に接触している状態から更に下方向へと移動する。これにより、可動部A13は、第1振動体A11の端部A17から離れる。可動部A13は、第1振動体A11の端部A17から離れたときに、第1ばねA15によって下方向へ移動する。 As the moving body A14 moves downward, the end A17 of the first vibrating body A11 comes into contact with the first stopper A16. The movable part A13 moves further downward from the state in which the end A17 of the first vibrating body A11 is in contact with the first stopper A16. As a result, the movable part A13 moves away from the end A17 of the first vibrating body A11. When the movable part A13 moves away from the end A17 of the first vibrating body A11, it moves downward due to the first spring A15.

例えば、移動体A14は、人の指で下向きに押されると、第1ばねA15を撓めながら(圧縮しながら)下向きに移動する。可動部A13は、圧縮された第1ばねA15から下向きの弾性力が加えられるため、移動体A14とともに下向きに移動する。第1振動体A11は、端部A17が磁気吸引力により可動部A13に吸着されているため、可動部A13が下向きに移動することによって下向きに撓められる。そして、第1振動体A11の端部A17が第1ストッパA16に接触すると、第1振動体A11の撓みが第1ストッパA16によって規制される。このとき、可動部A13は、撓められた第1振動体A11から上向きの弾性力を受ける。そして、可動部A13は、第1ばねA15から受ける下向きの弾性力が第1振動体A11から受ける上向きの弾性力を上回ったときに第1振動体A11から切り離される。すると、第1振動体A11の端部A17は、第1振動体A11の弾性力によって上向きに移動して振動を開始する。第1振動体A11が振動すると、第1振動体A11に設けられている第1発電体A12が、第1振動体A11の振動エネルギを電気エネルギに変換して発電する。なお、第1発電体A12の発電量は、第1振動体A11の振動の大きさ(振幅)が大きいほど、多くなる。一方、可動部A13は、第1振動体A11と切り離されると、第1ばねA15の下向きの弾性力によって、移動体A14が下向きに移動するよりも速く下向きに移動する。 For example, when the moving body A14 is pressed downward by a person's finger, it moves downward while bending (compressing) the first spring A15. The movable part A13 moves downward together with the moving body A14 because a downward elastic force is applied from the compressed first spring A15. The first vibrating body A11 is bent downward by the downward movement of the movable part A13 because the end A17 is attracted to the movable part A13 by magnetic attraction. Then, when the end A17 of the first vibrating body A11 comes into contact with the first stopper A16, the bending of the first vibrating body A11 is restricted by the first stopper A16. At this time, the movable part A13 receives an upward elastic force from the bent first vibrating body A11. The movable part A13 is separated from the first vibrating body A11 when the downward elastic force received from the first spring A15 exceeds the upward elastic force received from the first vibrating body A11. Then, the end A17 of the first vibrating body A11 moves upward due to the elastic force of the first vibrating body A11 and starts vibrating. When the first vibrating body A11 vibrates, the first power generating body A12 provided on the first vibrating body A11 converts the vibration energy of the first vibrating body A11 into electrical energy to generate power. The amount of power generated by the first power generating body A12 increases as the vibration magnitude (amplitude) of the first vibrating body A11 increases. On the other hand, when the movable part A13 is separated from the first vibrating body A11, the downward elastic force of the first spring A15 causes the movable part A13 to move downward faster than the moving body A14 moves downward.

しかして、本開示の実施形態に係る発電装置A1は、従来例と比べて、第1振動体A11の振動が可動部A13の磁気吸引力によって弱められにくくなる。その結果、本開示の実施形態に係る発電装置A1は、磁気吸引力による発電量低下の抑制を図ることができる。 Therefore, in the power generating device A1 according to the embodiment of the present disclosure, the vibration of the first vibrating body A11 is less likely to be weakened by the magnetic attraction force of the movable part A13 compared to the conventional example. As a result, the power generating device A1 according to the embodiment of the present disclosure can suppress a decrease in the amount of power generation due to the magnetic attraction force.

ただし、本開示の実施形態に係る発電装置A1において、第1ストッパA16を省略しても構わない。第1ストッパA16を省略した場合においても、可動部A13は、第1ばねA15から受ける下向きの弾性力が第1振動体A11から受ける上向きの弾性力を上回ったときに第1振動体A11から切り離される。そして、可動部A13は、第1振動体A11と切り離されると、第1ばねA15の下向きの弾性力によって、移動体A14が下向きに移動するよりも速く下向きに移動する。 However, in the power generating device A1 according to the embodiment of the present disclosure, the first stopper A16 may be omitted. Even when the first stopper A16 is omitted, the movable part A13 is separated from the first vibrating body A11 when the downward elastic force received from the first spring A15 exceeds the upward elastic force received from the first vibrating body A11. Then, when the movable part A13 is separated from the first vibrating body A11, the downward elastic force of the first spring A15 causes the movable part A13 to move downward faster than the moving body A14 moves downward.

しかして、本開示の実施形態に係る発電装置A1は、第1ストッパA16を省略した構成であっても、第1振動体A11の振動が可動部A13の磁気吸引力によって弱められにくくなり、磁気吸引力による発電量低下の抑制を図ることができる。 Therefore, in the power generating device A1 according to the embodiment of the present disclosure, even if the first stopper A16 is omitted, the vibration of the first vibrating body A11 is less likely to be weakened by the magnetic attraction force of the movable part A13, and the decrease in the amount of power generation due to the magnetic attraction force can be suppressed.

(2)実施形態に係る発電装置の構成
実施形態に係る発電装置A1(以下、発電装置A1と略す。)は、いわゆる環境発電(エナジーハーベスティング)を行う発電装置(エナジーハーベスタと呼ばれる。)である。発電装置A1は、ハーベスタモジュールB1と、ベースブロックC1とを有する(図2及び図3参照)。なお、以下の説明においては、特に断りのない限り、図2に矢印で示す上下、左右及び前後の各方向を発電装置A1の上下、左右及び前後の各方向と規定する。ただし、これらの方向は、説明のために便宜上規定した方向であり、発電装置A1が実際に使用される際の方向を規定するものではない。
(2) Configuration of the power generation device according to the embodiment The power generation device A1 according to the embodiment (hereinafter, abbreviated as the power generation device A1) is a power generation device (called an energy harvester) that performs so-called environmental power generation (energy harvesting). The power generation device A1 has a harvester module B1 and a base block C1 (see Figs. 2 and 3). In the following description, unless otherwise specified, the up-down, left-right, and front-rear directions indicated by arrows in Fig. 2 are defined as the up-down, left-right, and front-rear directions of the power generation device A1. However, these directions are defined for the convenience of description, and do not define the directions when the power generation device A1 is actually used.

(2-1)ハーベスタモジュール
ハーベスタモジュールB1は、2つの発電ブロック1と、可動ブロック2と、磁気発電ブロック3と、第1ばね4と、2つのストッパブロック5とを備える(図4参照)。
(2-1) Harvester Module The harvester module B1 includes two power generation blocks 1, a movable block 2, a magnetic power generation block 3, a first spring 4, and two stopper blocks 5 (see FIG. 4).

(2-1-1)発電ブロック
2つの発電ブロック1は共通の構成を有している。すなわち、各発電ブロック1は、振動体10と、発電体11と、おもり12とを有している。なお、以下の説明においては、2つの発電ブロック1のうち、上方に位置する発電ブロック1を発電ブロック1Aと表記し、下方に位置する発電ブロック1を発電ブロック1Bと表記する場合がある。
(2-1-1) Power generation block The two power generation blocks 1 have a common configuration. That is, each power generation block 1 has a vibrating body 10, a power generation body 11, and a weight 12. In the following description, the upper power generation block 1 of the two power generation blocks 1 may be referred to as power generation block 1A, and the lower power generation block 1 may be referred to as power generation block 1B.

(2-1-1-1)振動体
振動体10は、台形状の振動片100と、略T字状の固定片101とを有する。固定片101は、振動片100の幅広の端(左端)とつながっている。振動片100と固定片101は、弾性を有する軟磁性体の板材、例えば、ステンレス鋼板によって一体に形成されている。なお、固定片101には2つの丸穴102が設けられている。これら2つの丸穴102は、前後方向に間隔を開けて並び、かつ、上下方向(固定片101の厚み方向)に固定片101を貫通している。
(2-1-1-1) Vibrating Body The vibrating body 10 has a trapezoidal vibrating piece 100 and a substantially T-shaped fixed piece 101. The fixed piece 101 is connected to the wide end (left end) of the vibrating piece 100. The vibrating piece 100 and the fixed piece 101 are integrally formed from an elastic soft magnetic plate material, for example, a stainless steel plate. Two round holes 102 are provided in the fixed piece 101. These two round holes 102 are aligned with an interval in the front-rear direction and penetrate the fixed piece 101 in the up-down direction (thickness direction of the fixed piece 101).

(2-1-1-2)おもり
おもり12は、軟磁性材料によってT字の板状に形成されている。おもり12は、振動片100の幅細の端部(右側の端部)に、接着などの適宜の方法で固定されている。おもり12の中央の突片120は、振動片100の先端(右端)から先(右)に突出している。なお、おもり12は、例えば、振動片100の幅狭の端(右端)の厚みが大きくされることにより、振動体10と一体に形成されても構わない。
(2-1-1-2) Weight The weight 12 is made of a soft magnetic material and formed into a T-shaped plate. The weight 12 is fixed to the narrow end (right end) of the vibrating piece 100 by an appropriate method such as gluing. A central protrusion 120 of the weight 12 protrudes forward (to the right) from the tip (right end) of the vibrating piece 100. The weight 12 may be formed integrally with the vibrating body 10, for example, by increasing the thickness of the narrow end (right end) of the vibrating piece 100.

(2-1-1-3)発電体
発電体11は、振動体10の上下両面に1つずつ設けられている。発電体11は、圧電素子(発電素子)、圧電素子から電気エネルギ(電力)を取り出すための複数の電極及び複数の端子110などを有する(図4参照)。圧電素子を形成する材料は、圧電セラミックス、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr・Ti)O3)が好適である。ただし、圧電素子を形成する材料は、チタン酸鉛(PbTiO3)、メタニオブ酸鉛(PbNb2O6)、チタン酸ビスマス(Bi4Ti3O12)などの圧電セラミックスであっても構わない。複数の端子110は、振動体10の固定片101に設けられている。なお、固定片101の両面(上面及び下面)には、端子110を保護するための保護テープが貼り付けられている。保護テープは、例えば、耐熱性及び電気絶縁性に優れるポリイミド樹脂で形成されることが好ましい。
(2-1-1-3) Power Generator The power generator 11 is provided on each of the upper and lower surfaces of the vibrating body 10. The power generator 11 includes a piezoelectric element (power generating element), a plurality of electrodes for extracting electric energy (power) from the piezoelectric element, and a plurality of terminals 110 (see FIG. 4). The material for forming the piezoelectric element is preferably a piezoelectric ceramic, for example, lead zirconate titanate (Pb(Zr.Ti)O 3 ). However, the material for forming the piezoelectric element may be a piezoelectric ceramic, such as lead titanate (PbTiO 3 ), lead metaniobate (PbNb 2 O 6 ), or bismuth titanate (Bi 4 Ti 3 O 12 ). The plurality of terminals 110 are provided on the fixing piece 101 of the vibrating body 10. Note that protective tape for protecting the terminals 110 is attached to both surfaces (upper and lower surfaces) of the fixing piece 101. The protective tape is preferably formed of, for example, a polyimide resin having excellent heat resistance and electrical insulation properties.

(2-1-2)可動ブロック
可動ブロック2は、永久磁石20と、一対のヨーク21と、ホルダ22とを有している。
(2-1-2) Movable Block The movable block 2 has a permanent magnet 20 , a pair of yokes 21 , and a holder 22 .

(2-1-2-1)永久磁石
永久磁石20は、例えば、直方体状のネオジム磁石である。ただし、永久磁石20は、ネオジム磁石以外の磁石、例えば、サマリウムコバルト磁石などであっても構わない。永久磁石20は上下方向に着磁されており、例えば、上部がN極となり、下部がS極となっている。
(2-1-2-1) Permanent Magnet The permanent magnet 20 is, for example, a rectangular parallelepiped neodymium magnet. However, the permanent magnet 20 may be a magnet other than a neodymium magnet, for example, a samarium-cobalt magnet. The permanent magnet 20 is magnetized in the vertical direction, with, for example, the upper portion being the north pole and the lower portion being the south pole.

(2-1-2-2)ヨーク
一対のヨーク21は同一の形状及び寸法に形成されている。ただし、以下の説明においては、一対のヨーク21のうち、上方に位置するヨーク21をヨーク21Aと表記し、下方に位置するヨーク21をヨーク21Bと表記する場合がある。
(2-1-2-2) Yoke The pair of yokes 21 are formed to have the same shape and dimensions. However, in the following description, the upper yoke 21 of the pair of yokes 21 may be referred to as yoke 21A, and the lower yoke 21 may be referred to as yoke 21B.

各ヨーク21は、第1ヨーク片211、第2ヨーク片212、当接部213及び一対の突部214を有している(図4参照)。なお、第1ヨーク片211、第2ヨーク片212、当接部213及び一対の突部214は、軟磁性材料によって一体に形成されている。 Each yoke 21 has a first yoke piece 211, a second yoke piece 212, a contact portion 213, and a pair of protrusions 214 (see FIG. 4). The first yoke piece 211, the second yoke piece 212, the contact portion 213, and the pair of protrusions 214 are integrally formed from a soft magnetic material.

第1ヨーク片211は、四角形の平板状に形成されている。第2ヨーク片212は、矩形の平板状に形成されている。第2ヨーク片212は、第1ヨーク片211の左端から第1ヨーク片211の厚み方向(上下方向)に突出している。 The first yoke piece 211 is formed in a square flat plate shape. The second yoke piece 212 is formed in a rectangular flat plate shape. The second yoke piece 212 protrudes from the left end of the first yoke piece 211 in the thickness direction (up and down direction) of the first yoke piece 211.

当接部213は、円柱をその軸と平行な平面で切り取った形状に形成されている。当接部213は、第1ヨーク片211の表面(上方のヨーク21Aにおける上面及び下方のヨーク21Bにおける下面)の右端から第2ヨーク片212と逆向きに突出している。 The abutment portion 213 is formed in a shape of a cylinder cut by a plane parallel to its axis. The abutment portion 213 protrudes in the opposite direction to the second yoke piece 212 from the right end of the surface of the first yoke piece 211 (the upper surface of the upper yoke 21A and the lower surface of the lower yoke 21B).

一対の突部214はそれぞれ、細長い角柱状に形成されている。一対の突部214は、第1ヨーク片211の前面及び後面から前方及び後方にそれぞれ1つずつ突出している。 The pair of protrusions 214 are each formed in a long, thin rectangular column shape. One of the pair of protrusions 214 protrudes forward and one protrudes backward from the front and rear surfaces of the first yoke piece 211.

(2-1-2-3)ホルダ
ホルダ22は、第1軸受部221、第2軸受部222、第1梁部223、第2梁部224及び一対の接触部225を有している(図4参照)。なお、第1軸受部221、第2軸受部222、第1梁部223、第2梁部224及び一対の接触部225は、非磁性材料、例えば、アルミニウム又は合成樹脂によって一体に形成されている。
(2-1-2-3) Holder The holder 22 has a first bearing portion 221, a second bearing portion 222, a first beam portion 223, a second beam portion 224, and a pair of contact portions 225 (see FIG. 4). The first bearing portion 221, the second bearing portion 222, the first beam portion 223, the second beam portion 224, and the pair of contact portions 225 are integrally formed from a non-magnetic material, for example, aluminum or synthetic resin.

第1軸受部221と第2軸受部222は、前後方向に間隔を空けて対向し、第1梁部223と第2梁部224によって連結されている。そして、ホルダ22は、第1軸受部221、第2軸受部222、第1梁部223及び第2梁部224に囲まれた長方形の空間に永久磁石20を収容して保持する。 The first bearing portion 221 and the second bearing portion 222 face each other with a gap in the front-rear direction and are connected by the first beam portion 223 and the second beam portion 224. The holder 22 accommodates and holds the permanent magnet 20 in a rectangular space surrounded by the first bearing portion 221, the second bearing portion 222, the first beam portion 223, and the second beam portion 224.

また、第1軸受部221及び第2軸受部222のそれぞれの上面及び下面には、凹部226が1つずつ設けられている。これらの凹部226には、2つのヨーク21の突部214が1つずつ嵌まり込む。そして、ホルダ22は、第1軸受部221及び第2軸受部222のそれぞれの凹部226にヨーク21を嵌め込み、永久磁石20を2つのヨーク21で上下方向から挟むようにして、永久磁石20と2つのヨーク21を保持する。なお、各ヨーク21は、接着などの適宜の方法によって第1軸受部221及び第2軸受部222に固定される。 A recess 226 is provided on each of the upper and lower surfaces of the first bearing portion 221 and the second bearing portion 222. The protrusions 214 of the two yokes 21 fit into these recesses 226 one by one. The holder 22 fits the yoke 21 into each of the recesses 226 of the first bearing portion 221 and the second bearing portion 222, and holds the permanent magnet 20 and the two yokes 21 by sandwiching the permanent magnet 20 between the two yokes 21 from above and below. Each yoke 21 is fixed to the first bearing portion 221 and the second bearing portion 222 by an appropriate method such as adhesive.

ここで、各ヨーク21の第2ヨーク片212は、第1梁部223を挟んで上下方向に対向している(図12参照)。すなわち、2つのヨーク21の第2ヨーク片212は、非磁性材料で形成された第1梁部223によって離間されている。つまり、2つのヨーク21A、21Bは、一方のヨーク21Aの第1ヨーク片211から第2ヨーク片212を通って第2ヨーク片212から漏れ出し、他方のヨーク21Bの第2ヨーク片212と第1ヨーク片211を通って永久磁石20に戻る磁路を形成する。可動ブロック2は、2つのヨーク21A、21Bのそれぞれの第2ヨーク片212から磁束を漏れ出させることにより、磁性体に対して磁気吸引力を作用させることができる。 Here, the second yoke pieces 212 of each yoke 21 face each other in the vertical direction with the first beam portion 223 in between (see FIG. 12). That is, the second yoke pieces 212 of the two yokes 21 are separated by the first beam portion 223 made of a non-magnetic material. That is, the two yokes 21A and 21B form a magnetic path that leaks from the first yoke piece 211 of one yoke 21A through the second yoke piece 212, and returns to the permanent magnet 20 through the second yoke piece 212 and the first yoke piece 211 of the other yoke 21B. The movable block 2 can exert a magnetic attraction force on a magnetic body by leaking magnetic flux from the second yoke pieces 212 of each of the two yokes 21A and 21B.

また、第1軸受部221の一部は、上下方向を軸方向とする角柱状に形成されている(図4参照)。そして、第1軸受部221は、角柱状に形成されている一部を上下方向に貫通する軸受穴227を有している。さらに、第1軸受部221は、第1軸受部221を前後方向に貫通する穴2210を有している(図6参照)。この穴2210は、前後方向から見て長穴状に形成されている。 A part of the first bearing part 221 is formed in a rectangular column shape with the vertical direction as the axial direction (see FIG. 4). The first bearing part 221 has a bearing hole 227 that passes through the rectangular column shape in the vertical direction. The first bearing part 221 also has a hole 2210 that passes through the first bearing part 221 in the front-rear direction (see FIG. 6). This hole 2210 is formed in an elongated hole shape when viewed from the front-rear direction.

一方、第2軸受部222の前面には、半円筒形の軸受溝228が設けられている(図4及び図5参照)。軸受溝228の軸方向は、上下方向に一致している。さらに、第2軸受部222の前面において、軸受溝228の左隣に一対の接触部225が設けられている。各接触部225は、直方体状に形成され、第2軸受部222の前面における上端と下端からそれぞれ1つずつ前方へ突出している(図4参照)。 On the other hand, a semi-cylindrical bearing groove 228 is provided on the front surface of the second bearing portion 222 (see Figures 4 and 5). The axial direction of the bearing groove 228 coincides with the vertical direction. Furthermore, a pair of contact portions 225 are provided on the front surface of the second bearing portion 222 to the left of the bearing groove 228. Each contact portion 225 is formed in a rectangular parallelepiped shape, and one each protrudes forward from the upper and lower ends of the front surface of the second bearing portion 222 (see Figure 4).

(2-1-3)磁気発電ブロック
磁気発電ブロック3は、ボディ30、コア(鉄心)31、コイル32及びねじ33を有する(図4参照)。
(2-1-3) Magnetic Power Generation Block The magnetic power generation block 3 has a body 30, a core (iron core) 31, a coil 32, and a screw 33 (see FIG. 4).

(2-1-3-1)ボディ
ボディ30は、軟磁性材料により、おおよそ直方体状に形成されている。ボディ30の前面及び後面のそれぞれに、左右の側面に跨がった凹所300が設けられている(図4-図6参照)。ただし、前面の凹所300の上下方向の幅は、後面の凹所300の上下方向の幅よりも狭くなっている。
(2-1-3-1) Body The body 30 is made of a soft magnetic material and is formed in a roughly rectangular parallelepiped shape. A recess 300 is provided on each of the front and rear surfaces of the body 30, straddling the left and right sides (see Figs. 4 to 6). However, the vertical width of the recess 300 on the front surface is narrower than the vertical width of the recess 300 on the rear surface.

また、ボディ30の左側面における上下方向の中央に、ばね受け部34が設けられている(図4-図6及び図8参照)。ばね受け部34は、ボディ30の左側面において、ボディ30の前面と後面に跨がった半円筒形の溝状に形成されている。 A spring bearing portion 34 is provided in the center of the left side surface of the body 30 in the vertical direction (see Figures 4 to 6 and 8). The spring bearing portion 34 is formed in the shape of a semi-cylindrical groove on the left side surface of the body 30, spanning the front and rear surfaces of the body 30.

さらに、ばね受け部34の前後方向の中央に、円筒形の凹所35が設けられている(図8参照)。凹所35の内径は、ねじ33の頭部330の直径よりも大きい。そして、凹所35の底には、ボディ30の厚み方向(左右方向)にボディ30を貫通する円筒形の穴350が形成されている(図4参照)。この穴350の内径は、ねじ33の頭部330の直径よりも小さく、かつ、ねじ33のねじ部331の直径よりも大きい。なお、ボディ30の右側面において、穴350が貫通している中央部分に、円筒形の凹所301が設けられている。この凹所301の底面の中心に穴350が開口している。 Furthermore, a cylindrical recess 35 is provided in the center of the spring receiving portion 34 in the front-rear direction (see FIG. 8). The inner diameter of the recess 35 is larger than the diameter of the head 330 of the screw 33. A cylindrical hole 350 is formed in the bottom of the recess 35, penetrating the body 30 in the thickness direction (left-right direction) of the body 30 (see FIG. 4). The inner diameter of this hole 350 is smaller than the diameter of the head 330 of the screw 33, and larger than the diameter of the threaded portion 331 of the screw 33. A cylindrical recess 301 is provided in the center of the right side surface of the body 30, where the hole 350 penetrates. A hole 350 opens in the center of the bottom surface of this recess 301.

また、ボディ30の左側面における凹所35の真下にめねじ部36が設けられている(図4参照)。めねじ部36は、ボディ30を厚み方向(左右方向)に貫通している。 In addition, a female thread portion 36 is provided directly below the recess 35 on the left side surface of the body 30 (see FIG. 4). The female thread portion 36 penetrates the body 30 in the thickness direction (left-right direction).

ボディ30の上面と下面には、発電ブロック1をねじ止めするためのねじ穴37が2つずつ設けられている(図4参照)。これらのねじ穴37は、ボディ30の上面及び下面において、間隔を空けて前後方向に並んでいる。 Two screw holes 37 for screwing the power generation block 1 are provided on each of the upper and lower surfaces of the body 30 (see FIG. 4). These screw holes 37 are aligned at intervals in the front-to-rear direction on the upper and lower surfaces of the body 30.

さらに、ボディ30の上面及び下面において、前後方向の両端には、上面視でT字型の凹部38がそれぞれ1つずつ設けられている(図4参照)。 Furthermore, the upper and lower surfaces of the body 30 each have a T-shaped recess 38 at both ends in the front-rear direction when viewed from above (see FIG. 4).

(2-1-3-2)コイル
コイル32は、コイルボビンに巻線(エナメル線)が巻回されて円筒状に形成されている。ただし、コイル32は、自己融着性を有する絶縁体で導体を被覆した電線が、螺旋状に巻回されたボビンレスのコイルであっても構わない。
(2-1-3-2) Coil The coil 32 is formed into a cylindrical shape by winding a wire (enameled wire) around a coil bobbin. However, the coil 32 may be a bobbinless coil in which an electric wire, the conductor of which is covered with an insulator having self-bonding properties, is wound in a spiral shape.

(2-1-3-3)コア
コア31は、円柱状の胴部310と、角柱状の腕部311とを有する(図4参照)。なお、胴部310と腕部311は、純鉄又は磁性ステンレス鋼などの軟磁性材料によって一体に形成されている。
(2-1-3-3) Core The core 31 has a cylindrical body 310 and rectangular pillar-shaped arms 311 (see FIG. 4). The body 310 and the arms 311 are integrally formed from a soft magnetic material such as pure iron or magnetic stainless steel.

腕部311は、胴部310の先端(右端)から胴部310の径方向(前後方向)に突出している。なお、腕部311の上面と下面は、先端(右端)に向かって互いに近付くように傾斜している(図4及び図5参照)。 The arm 311 protrudes from the tip (right end) of the body 310 in the radial direction (front-to-back direction) of the body 310. The upper and lower surfaces of the arm 311 are inclined so as to approach each other toward the tip (right end) (see Figures 4 and 5).

また、胴部310にはねじ穴312が設けられている(図12参照)。このねじ穴312は、胴部310の底面(左側の底面)に開口している。 The body 310 also has a screw hole 312 (see FIG. 12). This screw hole 312 opens to the bottom surface (the bottom surface on the left side) of the body 310.

(2-1-3-4)磁気発電ブロックの組立て
磁気発電ブロック3は、以下のような手順で組立てられる。
(2-1-3-4) Assembly of Magnetic Power Generation Block The magnetic power generation block 3 is assembled in the following procedure.

まず、コイル32の中心の穴にコア31の胴部310が挿通される。そして、胴部310の後端部分(左端部分)が、ボディ30の右側面の凹所301に収容される。それから、ボディ30の穴350にねじ33のねじ部331が挿通され、胴部310のねじ穴312にねじ込まれる。その結果、コア31とボディ30が機械的に結合されて磁気発電ブロック3の組立てが完了する(図12参照)。ここで、ねじ33は、軟磁性材料で形成されている。そのため、ボディ30とコア31は、ボディ30とコア31の当接面及びねじ33を介して磁気的にも結合される。 First, the body 310 of the core 31 is inserted into the hole in the center of the coil 32. Then, the rear end portion (left end portion) of the body 310 is accommodated in the recess 301 on the right side of the body 30. Then, the threaded portion 331 of the screw 33 is inserted into the hole 350 of the body 30 and screwed into the threaded hole 312 of the body 310. As a result, the core 31 and the body 30 are mechanically coupled, and the assembly of the magnetic power generation block 3 is completed (see FIG. 12). Here, the screw 33 is made of a soft magnetic material. Therefore, the body 30 and the core 31 are also magnetically coupled via the abutment surfaces of the body 30 and the core 31 and the screw 33.

(2-1-4)第1ばね
第1ばね4は、線細工ばねである。具体的には、第1ばね4は、線状の材料により、下から見た形状が略G字形状に形成されている(図4参照)。ただし、第1ばね4は、板ばね又は複数枚の板ばねを重ね合わせて構成される重ね板ばねなどの線細工ばね以外のばねであっても構わない。
(2-1-4) First Spring The first spring 4 is a wire spring. Specifically, the first spring 4 is made of a wire material and is formed into a substantially G-shape when viewed from below (see FIG. 4). However, the first spring 4 may be a spring other than a wire spring, such as a leaf spring or a laminated leaf spring formed by stacking multiple leaf springs.

第1ばね4は、第1接続部41、第2接続部42、第1ばね片43、第2ばね片44、第3ばね片45及び第4ばね片46を有する(図4参照)。なお、第1接続部41、第2接続部42及び複数のばね片43-46は、例えば、ステンレス鋼などのばね材料に適した金属材料によって一体に形成されることが好ましい。 The first spring 4 has a first connection portion 41, a second connection portion 42, a first spring piece 43, a second spring piece 44, a third spring piece 45, and a fourth spring piece 46 (see FIG. 4). Note that it is preferable that the first connection portion 41, the second connection portion 42, and the multiple spring pieces 43-46 are integrally formed from a metal material suitable for spring materials, such as stainless steel.

第1ばね片43の一方の端部(後端部)が第1接続部41となる。第1ばね片43の他方の端部(前端部)は、第2ばね片44の一方の端部(右端部)とほぼ直角に交わるようにつながっている。第2ばね片44の他方の端部(左端部)は、第3ばね片45の一方の端部(前端部)とほぼ直角に交わるようにつながっている。第3ばね片45の他方の端部(後端部)は、第4ばね片46の一方の端部(左端部)とほぼ直角に交わるようにつながっている。第2接続部42は、真っすぐな棒状に形成され、第4ばね片46の他方の端部(右端部)とほぼ直角に交わるようにつながっている。 One end (rear end) of the first spring piece 43 becomes the first connection part 41. The other end (front end) of the first spring piece 43 is connected to one end (right end) of the second spring piece 44 so as to intersect at a substantially right angle. The other end (left end) of the second spring piece 44 is connected to one end (front end) of the third spring piece 45 so as to intersect at a substantially right angle. The other end (rear end) of the third spring piece 45 is connected to one end (left end) of the fourth spring piece 46 so as to intersect at a substantially right angle. The second connection part 42 is formed in a straight rod shape and is connected to the other end (right end) of the fourth spring piece 46 so as to intersect at a substantially right angle.

(2-1-5)ストッパブロック
一対のストッパブロック5は同一の構成を有している。ただし、以下の説明においては、一対のストッパブロック5のうち、上方に位置するストッパブロック5をストッパブロック5Aと表記し、下方に位置するストッパブロック5をストッパブロック5Bと表記する場合がある(図4参照)。
(2-1-5) Stopper Blocks The pair of stopper blocks 5 have the same configuration. However, in the following description, of the pair of stopper blocks 5, the upper stopper block 5 may be referred to as stopper block 5A, and the lower stopper block 5 may be referred to as stopper block 5B (see FIG. 4).

各ストッパブロック5は、主片50、ストッパ片51、固定片52、及び一対の嵌合片53を有する。なお、主片50、ストッパ片51、固定片52、及び一対の嵌合片53は、軟磁性材料によって一体に形成される。 Each stopper block 5 has a main piece 50, a stopper piece 51, a fixed piece 52, and a pair of mating pieces 53. The main piece 50, the stopper piece 51, the fixed piece 52, and the pair of mating pieces 53 are integrally formed from a soft magnetic material.

主片50は、長方形の平板状に形成されている。固定片52は、直方体状に形成されている。ストッパブロック5Aの固定片52は、主片50の左端の下面から下向きに突出し、ストッパブロック5Bの固定片52は、主片50の左端の上面から上向きに突出している。 The main piece 50 is formed in a rectangular plate shape. The fixed piece 52 is formed in a rectangular parallelepiped shape. The fixed piece 52 of the stopper block 5A protrudes downward from the bottom surface of the left end of the main piece 50, and the fixed piece 52 of the stopper block 5B protrudes upward from the top surface of the left end of the main piece 50.

また、主片50及び固定片52には、2つのねじ挿通穴520が、前後方向に間隔を開けて並ぶように上下方向に貫通している。さらに、固定片52の前後両端に嵌合片53が1つずつ設けられている。 In addition, two screw insertion holes 520 penetrate the main piece 50 and the fixed piece 52 in the vertical direction so that they are spaced apart in the front-to-rear direction. Furthermore, one mating piece 53 is provided at each of the front and rear ends of the fixed piece 52.

各嵌合片53は、上面視でT字状に形成されている。各嵌合片53は、磁気発電ブロック3のボディ30に設けられている凹部38と嵌合可能な形状及び寸法に形成されている。 Each mating piece 53 is formed in a T-shape when viewed from above. Each mating piece 53 is formed in a shape and size that allows it to fit into the recess 38 provided in the body 30 of the magnetic power generation block 3.

ストッパ片51は、長方形の平板状に形成されている。ストッパ片51の前後方向の中央に、四角形の窓510が開口している(図4参照)。ストッパブロック5Aのストッパ片51は、主片50の右端の下面から下向きに突出し、ストッパブロック5Bのストッパ片51は、主片50の右端の下面から上向きに突出している。 The stopper piece 51 is formed in a rectangular flat plate shape. A square window 510 is opened in the center of the stopper piece 51 in the front-to-rear direction (see Figure 4). The stopper piece 51 of the stopper block 5A protrudes downward from the underside of the right end of the main piece 50, and the stopper piece 51 of the stopper block 5B protrudes upward from the underside of the right end of the main piece 50.

また、主片50の右側の端部における前後両端に、丸穴500が1つずつ設けられている。これら2つの丸穴500は、主片50を厚み方向(上下方向)に貫通している。 In addition, one round hole 500 is provided at each of the front and rear ends of the right end of the main piece 50. These two round holes 500 penetrate the main piece 50 in the thickness direction (vertical direction).

(2-2)ハーベスタモジュールの組立て
次に、ハーベスタモジュールB1の組立ての手順を説明する。ただし、以下に説明する組立ての手順は一例であり、一部の手順の順番が入れ替わっても構わない。なお、組立て作業の一部又は全部は、組立て用の機械(組立て装置)によって自動化される場合がある。
(2-2) Assembly of the Harvester Module Next, the procedure for assembling the harvester module B1 will be described. However, the assembly procedure described below is an example, and the order of some of the steps may be changed. Note that some or all of the assembly work may be automated using an assembly machine (assembly device).

まず、組立てを行う作業者は、下側の発電ブロック1Bと磁気発電ブロック3のボディ30を下側のストッパブロック5Bの固定片52の上に載せる。このとき、作業者は、発電ブロック1Bのおもり12の突片120を、ストッパブロック5Bのストッパ片51の窓510に差し込む(図3参照)。そして、作業者は、ストッパブロック5Bの下から固定片101の2つの丸穴102にねじ54を1本ずつ挿入する。さらに、作業者は、発電ブロック1Bの振動体10の2つの丸穴102を通して、ボディ30の下面の2つのねじ穴37にねじ54を1本ずつねじ込むことにより、ストッパブロック5Bと発電ブロック1Bをボディ30に結合する。ただし、2本のねじ54は、軟磁性材料で形成されたねじである。 First, the worker performing the assembly places the lower power generation block 1B and the body 30 of the magnetic power generation block 3 on the fixing piece 52 of the lower stopper block 5B. At this time, the worker inserts the protruding piece 120 of the weight 12 of the power generation block 1B into the window 510 of the stopper piece 51 of the stopper block 5B (see FIG. 3). The worker then inserts the screws 54 one by one into the two round holes 102 of the fixing piece 101 from below the stopper block 5B. Furthermore, the worker screws the screws 54 one by one into the two screw holes 37 on the underside of the body 30 through the two round holes 102 of the vibrating body 10 of the power generation block 1B, thereby joining the stopper block 5B and the power generation block 1B to the body 30. However, the two screws 54 are made of a soft magnetic material.

続いて、作業者は、ストッパブロック5Bの主片50に設けられている2つの丸穴500に、2本のポール23の下側の先端部を1つずつ差し込む。ポール23は、アルミニウム合金などの非磁性材料によって円柱状に形成されている。ただし、ポール23の両側の先端部の径は、先端部以外の部分の径よりも細くなっている。 Then, the worker inserts the lower tips of the two poles 23 one by one into the two round holes 500 provided in the main piece 50 of the stopper block 5B. The poles 23 are cylindrical and made of a non-magnetic material such as an aluminum alloy. However, the diameter of the tips on both sides of the pole 23 is smaller than the diameter of the rest of the poles.

それから、作業者は、2本のポール23のうち、後方のポール23をホルダ22の第2軸受部222の軸受穴227に挿通する(図6参照)。さらに、作業者は、前方のポール23をホルダ22の第1軸受部221の軸受溝228に嵌める(図5参照)。このようにして、作業者は、可動ブロック2を2本のポール23に取り付ける。 Then, the worker inserts the rear pole 23 of the two poles 23 into the bearing hole 227 of the second bearing portion 222 of the holder 22 (see FIG. 6). Furthermore, the worker fits the front pole 23 into the bearing groove 228 of the first bearing portion 221 of the holder 22 (see FIG. 5). In this way, the worker attaches the movable block 2 to the two poles 23.

続いて、作業者は、上側の発電ブロック1Aとストッパブロック5Aの固定片52を磁気発電ブロック3のボディ30の上面に載せるとともに、2本のポール23の上側の先端部を、ストッパブロック5Aの主片50の2つの丸穴500に1つずつ差し込む。このとき、作業者は、発電ブロック1Aのおもり12の突片120を、ストッパブロック5Aのストッパ片51の窓510に差し込む(図3参照)。そして、作業者は、ストッパブロック5Aの上から固定片101の2つの丸穴102にねじ54を1本ずつ挿入する。さらに、作業者は、発電ブロック1Aの振動体10の2つの丸穴102を通して、ボディ30の上面の2つのねじ穴37にねじ54を1本ずつねじ込むことにより、ストッパブロック5Aと発電ブロック1Aをボディ30に結合する。ただし、2本のねじ54は、軟磁性材料で形成されたねじである。 Next, the worker places the upper power generation block 1A and the fixing piece 52 of the stopper block 5A on the top surface of the body 30 of the magnetic power generation block 3, and inserts the upper tips of the two poles 23 one by one into the two round holes 500 of the main piece 50 of the stopper block 5A. At this time, the worker inserts the protruding piece 120 of the weight 12 of the power generation block 1A into the window 510 of the stopper piece 51 of the stopper block 5A (see FIG. 3). Then, the worker inserts the screws 54 one by one into the two round holes 102 of the fixing piece 101 from above the stopper block 5A. Furthermore, the worker screws the screws 54 one by one into the two screw holes 37 on the top surface of the body 30 through the two round holes 102 of the vibrating body 10 of the power generation block 1A, thereby connecting the stopper block 5A and the power generation block 1A to the body 30. However, the two screws 54 are made of a soft magnetic material.

次に、作業者は、ボディ30の左側面のばね受け部34に、第1ばね4の第3ばね片45を収容する(図5、図6及び図8参照)。それから、作業者は、押さえ板47の穴470に挿通したねじ48を、ボディ30の左側面に設けられているめねじ部36にねじ込むことで押さえ板47をボディ30の左側面に固定する(図12参照)。押さえ板47は、リン酸銅などの有用なばね材によって四角形の平板状に形成されている(図4及び図8参照)。押さえ板47は、ボディ30の左側面に固定された状態において、ボディ30のばね受け部34の一部を塞ぐことにより、第1ばね4の第3ばね片45がばね受け部34の外に出ることを阻止している(図5、図6及び図8参照)。 Next, the worker places the third spring piece 45 of the first spring 4 in the spring receiving portion 34 on the left side of the body 30 (see Figures 5, 6, and 8). Then, the worker fixes the retaining plate 47 to the left side of the body 30 by screwing the screw 48 inserted through the hole 470 of the retaining plate 47 into the female thread portion 36 provided on the left side of the body 30 (see Figure 12). The retaining plate 47 is formed in a rectangular flat plate shape from a useful spring material such as copper phosphate (see Figures 4 and 8). When the retaining plate 47 is fixed to the left side of the body 30, it blocks a part of the spring receiving portion 34 of the body 30, thereby preventing the third spring piece 45 of the first spring 4 from going out of the spring receiving portion 34 (see Figures 5, 6, and 8).

続いて、作業者は、ホルダ22の第1軸受部221に設けられている穴2210に、第1ばね4の第2接続部42を差し込む(図6参照)。最後に、作業者は、ホルダ22の第2軸受部222に設けられた一対の接触部225の間に、第1ばね4の第2ばね片44を収容する(図5参照)。しかして、第1ばね4は、上面視で発電ブロック1、可動ブロック2及び磁気発電ブロック3を囲むように配置される(図5-図10参照)。 Next, the worker inserts the second connection portion 42 of the first spring 4 into the hole 2210 provided in the first bearing portion 221 of the holder 22 (see FIG. 6). Finally, the worker accommodates the second spring piece 44 of the first spring 4 between a pair of contact portions 225 provided in the second bearing portion 222 of the holder 22 (see FIG. 5). Thus, the first spring 4 is positioned so as to surround the power generation block 1, the movable block 2, and the magnetic power generation block 3 when viewed from above (see FIGS. 5-10).

以上により、ハーベスタモジュールB1の組立てが完了する。 This completes the assembly of harvester module B1.

(2-3)ベースブロック
ベースブロックC1は、ベース部6と、移動体に相当する操作部材7と、支柱8と、第2ばね9とを有する(図2及び図3参照)。
(2-3) Base Block The base block C1 has a base portion 6, an operating member 7 corresponding to a moving body, a support 8, and a second spring 9 (see FIGS. 2 and 3).

(2-3-1)ベース部
ベース部6は、ベース板60、ガイド部61、固定部62及びばね取付部63を備える(図3参照)。ベース板60は、略長方形の平板状に形成されている(図9参照)。ガイド部61は、略直方体状に形成され、ベース板60の上面における右端の前方から上向きに起立している。なお、ガイド部61の後方の側面は、前方に凸となる円筒面状に湾曲している(図10参照)。固定部62は、円筒状に形成され、ベース板60の上面における右端の後方から上向きに起立している。ばね取付部63は、円すい台状に形成されている。ばね取付部63は、ベース板60の上面において、ガイド部61の後方の側面に沿うように上向きに起立している。なお、ベース板60、ガイド部61、固定部62及びばね取付部63は、例えば、合成樹脂材料によって一体に形成される。
(2-3-1) Base The base 6 includes a base plate 60, a guide portion 61, a fixing portion 62, and a spring mounting portion 63 (see FIG. 3). The base plate 60 is formed in a substantially rectangular flat plate shape (see FIG. 9). The guide portion 61 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape and stands upward from the front of the right end on the upper surface of the base plate 60. The rear side of the guide portion 61 is curved into a cylindrical surface that is convex forward (see FIG. 10). The fixing portion 62 is formed in a cylindrical shape and stands upward from the rear of the right end on the upper surface of the base plate 60. The spring mounting portion 63 is formed in a truncated cone shape. The spring mounting portion 63 stands upward on the upper surface of the base plate 60 so as to follow the rear side of the guide portion 61. The base plate 60, the guide portion 61, the fixing portion 62, and the spring mounting portion 63 are integrally formed of, for example, a synthetic resin material.

(2-3-2)第2ばね
第2ばね9は、コイルばねで構成されている(図3参照)。第2ばね9は、一端からばね取付部63が差し込まれることにより、起立した状態でベース板60に取り付けられる(図7参照)。
(2-3-2) Second Spring The second spring 9 is a coil spring (see FIG. 3). The second spring 9 is attached to the base plate 60 in an upright state by inserting a spring attachment portion 63 from one end of the second spring 9 (see FIG. 7).

(2-3-3)支柱
支柱8は、例えば、金属材料によって円柱状に形成されている。支柱8は、一端が固定部62に差し込まれることにより、起立した状態でベース板60に取り付けられる(図7参照)。
(2-3-3) Support The support 8 is formed into a cylindrical shape from, for example, a metal material. One end of the support 8 is inserted into the fixing portion 62, and the support 8 is attached to the base plate 60 in an upright state (see FIG. 7).

(2-3-4)操作部材
操作部材7は、本体70、操作ボタン71、一対の支持片72及びばね受け部73を有する(図3参照)。本体70は、直方体状に形成されている。本体70の前方の側面は、後方に凸となる円筒面状に湾曲している(図3参照)。操作ボタン71は、円柱状に形成され、本体70の上面における後端から上向きに突出している。本体70及び操作ボタン71の内部に、円筒形状の穴が設けられている。また、本体70の底面に円筒形の凹所が設けられている。この凹所の中央に、穴が開口している。
(2-3-4) Operation Member The operation member 7 has a main body 70, an operation button 71, a pair of support pieces 72, and a spring bearing portion 73 (see FIG. 3). The main body 70 is formed in a rectangular parallelepiped shape. The front side of the main body 70 is curved into a cylindrical surface that is convex rearward (see FIG. 3). The operation button 71 is formed in a cylindrical shape and protrudes upward from the rear end on the top surface of the main body 70. Cylindrical holes are provided inside the main body 70 and the operation button 71. In addition, a cylindrical recess is provided on the bottom surface of the main body 70. A hole is opened in the center of this recess.

一対の支持片72はそれぞれ、柱状に形成され、本体70の右側面における上端と下端から1つずつ右向きに突出している(図3参照)。ばね受け部73は、半円柱状に形成され、本体70の前方の側面における上端から前方へ突出している。 The pair of support pieces 72 are each formed in a columnar shape, and one each protrudes rightward from the upper end and lower end of the right side surface of the main body 70 (see FIG. 3). The spring receiving portion 73 is formed in a semi-cylindrical shape, and protrudes forward from the upper end of the front side surface of the main body 70.

(2-4)発電装置の組立て
次に、発電装置A1の組立ての手順を説明する。ただし、以下に説明する組立ての手順は一例であり、一部の手順の順番が入れ替わっても構わない。なお、組立て作業の一部又は全部は、組立て用の機械(組立て装置)によって自動化される場合がある。
(2-4) Assembly of the Power Generator Next, the procedure for assembling the power generator A1 will be described. However, the assembly procedure described below is an example, and the order of some of the steps may be changed. Note that some or all of the assembly work may be automated using an assembly machine (assembly device).

組立てを行う作業者は、2つのストッパブロック5と第1ばね4の第1ばね片43の間にガイド部61を配置するように、ベース部6のベース板60の上にハーベスタモジュールB1を載せる。そして、作業者は、ハーベスタモジュールB1の下側のストッパブロック5Bをベース板60に固定する。なお、ストッパブロック5Bとベース板60は、接着などの適宜の方法で固定される。 The worker performing the assembly places the harvester module B1 on the base plate 60 of the base section 6 so that the guide section 61 is positioned between the two stopper blocks 5 and the first spring piece 43 of the first spring 4. The worker then fixes the lower stopper block 5B of the harvester module B1 to the base plate 60. The stopper block 5B and the base plate 60 are fixed by an appropriate method such as gluing.

続いて、作業者は、第2ばね9の一端(下端)にばね取付部63を差し込むことにより、ベース板60に第2ばね9を取り付ける。さらに、作業者は、支柱8の一端(下端)を固定部62に差し込むことにより、ベース板60の固定部62に支柱8を固定させる。それから、作業者は、支柱8の他端(上端)を操作部材7の本体70の底面に開口した穴に差し込むとともに、第2ばね9の他端(上端)に操作部材7のばね受け部73を載せる。そして、作業者は、操作ボタン71を指で押して操作部材7を下向きに移動させ、操作部材7の一対の支持片72の間に第1ばね4の第1接続部41を挿入した後、操作部材7から指を離す。すると、第2ばね9の弾性力によって操作部材7が上向きに移動するとともに、第1ばね4で操作部材7と連結された可動ブロック2も上向きに移動する。そして、可動ブロック2のホルダ22の上端(第2軸受部222の上端)が上方のストッパブロック5Aの主片50に当たった状態で操作部材7が静止する(図6参照)。つまり、操作部材7の一対の支持片72に第1ばね4の第1接続部41がつながれる(図5-図7参照)。 Next, the worker attaches the second spring 9 to the base plate 60 by inserting the spring attachment part 63 into one end (lower end) of the second spring 9. Furthermore, the worker fixes the support 8 to the fixing part 62 of the base plate 60 by inserting one end (lower end) of the support 8 into the fixing part 62. Then, the worker inserts the other end (upper end) of the support 8 into a hole opened on the bottom surface of the main body 70 of the operating member 7, and places the spring receiving part 73 of the operating member 7 on the other end (upper end) of the second spring 9. Then, the worker presses the operating button 71 with his finger to move the operating member 7 downward, inserts the first connecting part 41 of the first spring 4 between the pair of support pieces 72 of the operating member 7, and then releases his finger from the operating member 7. Then, the operating member 7 moves upward due to the elastic force of the second spring 9, and the movable block 2 connected to the operating member 7 by the first spring 4 also moves upward. Then, the operating member 7 comes to rest when the upper end of the holder 22 of the movable block 2 (the upper end of the second bearing portion 222) hits the main piece 50 of the upper stopper block 5A (see FIG. 6). In other words, the first connection portion 41 of the first spring 4 is connected to the pair of support pieces 72 of the operating member 7 (see FIG. 5-FIG. 7).

以上により、発電装置A1の組立てが完了する。 This completes the assembly of the generator A1.

(3)実施形態に係る発電装置の動作
次に、図11-図26を参照して発電装置A1の動作を説明する。なお、以下の説明において、ホルダ22が上方のストッパブロック5Aに当たって可動ブロック2が停止する位置を可動ブロック2の上限位置と呼ぶ(図11、図12参照)。また、操作部材7が押操作されることで可動ブロック2が下向きに移動し、下方のストッパブロック5Bに当たって可動ブロック2が停止する位置を可動ブロック2の下限位置と呼ぶ(図25、図26参照)。ただし、図11-図26においては、2本のポール23のうち、前方のポール23の図示を省略している。
(3) Operation of the power generating device according to the embodiment Next, the operation of the power generating device A1 will be described with reference to Figs. 11 to 26. In the following description, the position where the holder 22 hits the upper stopper block 5A and the movable block 2 stops is called the upper limit position of the movable block 2 (see Figs. 11 and 12). Also, the position where the movable block 2 moves downward by pushing the operating member 7 and hits the lower stopper block 5B and stops is called the lower limit position of the movable block 2 (see Figs. 25 and 26). However, in Figs. 11 to 26, the front pole 23 of the two poles 23 is not shown.

(3-1)操作部材の動作
(3-1-1)操作ボタンが押されたときの動作
操作部材7は、人の指で操作ボタン71が下向きに押されることにより、下向きの外力(以下、操作力と呼ぶ。)を受ける。操作部材7は、操作力を受けている間、可動ブロック2が下限位置に達するまで、支柱8にガイドされて下向きに移動する(図11-図26参照)。なお、下向きに移動する操作部材7は、第1ばね4、上方の発電ブロック1A及び第2ばね9から操作力と逆向き(上向き)の力を受ける。操作部材7が受ける上向きの力は、操作ボタン71を下向きに押している人の指に加わる。以下の説明では、操作ボタン71を下向きに押している人の指に加わる力を、操作反力と呼ぶ。
(3-1) Operation of the Operating Member (3-1-1) Operation when the Operating Button is Pressed When the operating button 71 is pressed downward with a person's finger, the operating member 7 receives a downward external force (hereinafter referred to as the operating force). While receiving the operating force, the operating member 7 moves downward, guided by the support 8, until the movable block 2 reaches the lowest position (see Figures 11 to 26). Note that the operating member 7 moving downward receives a force in the opposite direction to the operating force (upward) from the first spring 4, the upper power generation block 1A, and the second spring 9. The upward force received by the operating member 7 is applied to the finger of the person pressing the operating button 71 downward. In the following description, the force applied to the finger of the person pressing the operating button 71 downward is referred to as the operation reaction force.

(3-1-2)操作ボタンが押されなくなったときの動作
可動ブロック2が下限位置に達した後、人の指が操作ボタン71から離れる(操作力がなくなる)と、操作部材7は、第2ばね9から上向きの弾性力(以下、復帰力と呼ぶ。)を受ける。操作部材7は、復帰力を受けて上向きに移動し、可動ブロック2が上限位置に達すると停止する。
(3-1-2) Behavior when the Operation Button is No Longer Pressed When the movable block 2 reaches the lowest position and the user's finger is released from the operation button 71 (the operating force is released), the operation member 7 receives an upward elastic force (hereinafter referred to as a return force) from the second spring 9. The operation member 7 moves upward in response to the return force, and stops when the movable block 2 reaches the upper limit position.

なお、移動中の操作部材7が支柱8から受ける動摩擦力は、操作力及び復帰力に比べて十分に小さいために無視する。 The kinetic frictional force that the operating member 7 receives from the support 8 during movement is sufficiently small compared to the operating force and the return force and can therefore be ignored.

(3-2)第1ばね及び可動ブロックの動作
第1ばね4は、ボディ30のばね受け部34に第3ばね片45が収容されているため、第3ばね片45を軸としてボディ30に対して回転可能である。つまり、第1ばね4は、操作部材7が下向きに移動する際、前方から見て時計回りに回転し、操作部材7が上向きに移動する際に反時計回りに回転する。そして、第1ばね4が時計回りに回転することにより、可動ブロック2が下向きに移動し、第1ばね4が反時計回りに回転することにより、可動ブロック2が上向きに移動する(図11-図26参照)。
(3-2) Operation of the First Spring and Movable Block Because the third spring piece 45 is housed in the spring receiving portion 34 of the body 30, the first spring 4 is rotatable relative to the body 30 around the third spring piece 45 as an axis. In other words, the first spring 4 rotates clockwise when viewed from the front when the operating member 7 moves downward, and rotates counterclockwise when the operating member 7 moves upward. When the first spring 4 rotates clockwise, the movable block 2 moves downward, and when the first spring 4 rotates counterclockwise, the movable block 2 moves upward (see FIGS. 11 to 26).

しかして、可動ブロック2は、操作部材7が下向きに移動するときに下向きに移動し、操作部材7が上向きに移動するときに上向きに移動する。 The movable block 2 thus moves downward when the operating member 7 moves downward, and moves upward when the operating member 7 moves upward.

ここで、第1ばね4は、上面視で発電ブロック1を囲むように配置されている。そのため、全長の長い第1ばね4を用いながら、発電装置A1の小型化を図ることができる。なお、第1ばね4の全長を長くすることにより、力点(第1接続部41)、支点(第3ばね片45)及び作用点(第2接続部42)の各点間の距離を長くできる。その結果、操作ボタン71が押されたときの操作反力の低減を図ることができる。 Here, the first spring 4 is arranged so as to surround the power generation block 1 when viewed from above. Therefore, the power generation device A1 can be made smaller while using a first spring 4 with a long overall length. By increasing the overall length of the first spring 4, the distance between the force point (first connection part 41), the fulcrum (third spring piece 45), and the point of action (second connection part 42) can be increased. As a result, the reaction force when the operation button 71 is pressed can be reduced.

(3-3)発電ブロックの動作
(3-3-1)上方の発電ブロックの動作
上方の発電ブロック1Aは、可動ブロック2が上限位置にあるとき、可動ブロック2の上方のヨーク21Aの当接部213におもり12が接触し、コア31の腕部311が下方のヨーク21Bの第2ヨーク片212と対向している。ここで、コア31の腕部311と第2ヨーク片212との間隔は、0.5mmから0.05mm程度である。したがって、上方のヨーク21A、上方の発電ブロック1Aのおもり12及び振動体10、ボディ30、コア31及び下方のヨーク21を通る磁路が形成される。その結果、永久磁石20の磁気吸引力によって上方の発電ブロック1Aの端部(おもり12)が可動ブロック2に吸着されている(図11及び図12参照)。
(3-3) Operation of the power generation block (3-3-1) Operation of the upper power generation block When the movable block 2 is in the upper limit position, the weight 12 of the upper power generation block 1A comes into contact with the abutment portion 213 of the upper yoke 21A of the movable block 2, and the arm portion 311 of the core 31 faces the second yoke piece 212 of the lower yoke 21B. Here, the distance between the arm portion 311 of the core 31 and the second yoke piece 212 is about 0.5 mm to 0.05 mm. Therefore, a magnetic path is formed that passes through the upper yoke 21A, the weight 12 of the upper power generation block 1A, the vibrating body 10, the body 30, the core 31, and the lower yoke 21. As a result, the end portion (weight 12) of the upper power generation block 1A is attracted to the movable block 2 by the magnetic attraction force of the permanent magnet 20 (see FIGS. 11 and 12).

可動ブロック2が上限位置から下向きに移動すると、可動ブロック2に吸着されているおもり12が下向きに移動することにより、発電ブロック1Aの振動体10及び発電体11が下向きに撓む。このとき、おもり12の突片120は、上方のストッパブロック5Aにおけるストッパ片51の窓510内を下向きに移動し、窓510の下側の縁に当たった時点で停止する(図13及び図14参照)。すなわち、上方の発電ブロック1Aの振動体10が第1振動体に相当し、上方のストッパブロック5Aにおけるストッパ片51が第1ストッパに相当する。 When the movable block 2 moves downward from the upper limit position, the weight 12 attached to the movable block 2 moves downward, causing the vibrating body 10 and the power generating body 11 of the power generating block 1A to bend downward. At this time, the protruding piece 120 of the weight 12 moves downward within the window 510 of the stopper piece 51 in the upper stopper block 5A, and stops when it hits the lower edge of the window 510 (see Figures 13 and 14). In other words, the vibrating body 10 of the upper power generating block 1A corresponds to the first vibrating body, and the stopper piece 51 in the upper stopper block 5A corresponds to the first stopper.

また、上方のヨーク21Aの当接部213が、円柱をその軸と平行な平面で切り取った形状に形成されているので、当接部213のおもり12との接触面積がほぼ一定に保たれている。その結果、可動ブロック2がおもり12を吸着する磁気吸引力を安定させ、おもり12が不用意にヨーク21Aから離れてしまうことを防ぐことができる。 In addition, the contact portion 213 of the upper yoke 21A is formed in the shape of a cylinder cut by a plane parallel to its axis, so the contact area of the contact portion 213 with the weight 12 is kept almost constant. As a result, the magnetic attraction force that attracts the weight 12 to the movable block 2 is stabilized, and the weight 12 is prevented from accidentally coming off the yoke 21A.

発電ブロック1Aの振動体10及び発電体11の下向きの撓みがストッパブロック5Aのストッパ片51によって規制されると、おもり12に吸着している可動ブロック2の下向きの移動も規制される。しかしながら、操作力を受けている操作部材7が引き続いて下向きに移動するので、第1ばね4の第1接続部41、第1ばね片43及び第2ばね片44が、第3ばね片45を周方向にねじりながら時計回りに回転する。そして、第1ばね4の第2ばね片44が、ホルダ22の下側の接触部225に当たることにより、第1ばね4の第1接続部41、第1ばね片43及び第2ばね片44の時計回りの回転が停止する(図15及び図16参照)。 When the downward deflection of the vibrating body 10 and the power generating body 11 of the power generating block 1A is restricted by the stopper piece 51 of the stopper block 5A, the downward movement of the movable block 2 adsorbed to the weight 12 is also restricted. However, as the operating member 7 receiving the operating force continues to move downward, the first connection part 41, the first spring piece 43, and the second spring piece 44 of the first spring 4 rotate clockwise while twisting the third spring piece 45 in the circumferential direction. Then, the second spring piece 44 of the first spring 4 hits the lower contact part 225 of the holder 22, and the clockwise rotation of the first connection part 41, the first spring piece 43, and the second spring piece 44 of the first spring 4 stops (see Figures 15 and 16).

操作部材7が更に下向きに移動すると、第1接続部41も下向きに移動する。このとき、第1ばね4は、接触部225に当たっている第2ばね片44の部位から第1接続部41に近い側の第2ばね片44の一部分が変形する(下向きに撓む)。つまり、第2ばね片44のばねとして有効な長さが短くなることでばね特性が変化する。その結果、第1ばね4から可動ブロック2に加わる下向きの力が増大する(図17及び図18参照)。このとき、可動ブロック2は、第1ばね4の第2接続部42と第2ばね片44によって前方と後方から同時に下向きに押される。つまり、可動ブロック2は、第2接続部42のみに押されて下向きに移動する場合に比べて、ホルダ22を支持している2本のポール23に対する傾きが低減される。その結果、ホルダ22が2本のポール23から受ける摩擦力が減少するので、可動ブロック2をスムーズに移動させることができる。 When the operating member 7 moves further downward, the first connection part 41 also moves downward. At this time, a part of the second spring piece 44 on the side closer to the first connection part 41 from the part of the second spring piece 44 that is in contact with the contact part 225 is deformed (bent downward). In other words, the spring characteristics change as the effective length of the second spring piece 44 as a spring becomes shorter. As a result, the downward force applied from the first spring 4 to the movable block 2 increases (see Figures 17 and 18). At this time, the movable block 2 is pushed downward from the front and rear simultaneously by the second connection part 42 and the second spring piece 44 of the first spring 4. In other words, the inclination of the movable block 2 with respect to the two poles 23 supporting the holder 22 is reduced compared to when the movable block 2 moves downward by being pushed only by the second connection part 42. As a result, the frictional force that the holder 22 receives from the two poles 23 is reduced, so that the movable block 2 can be moved smoothly.

そして、可動ブロック2に加わる下向きの力が、おもり12に加わる上向きの力(振動体10及び発電体11の上向きの弾性力)を上回ると、おもり12(発電ブロック1Aの振動体10)が可動ブロック2から切り離される(図19及び図20参照)。 When the downward force applied to the movable block 2 exceeds the upward force applied to the weight 12 (the upward elastic force of the vibrating body 10 and the power generation body 11), the weight 12 (the vibrating body 10 of the power generation block 1A) is separated from the movable block 2 (see Figures 19 and 20).

しかして、おもり12が可動ブロック2から切り離されることにより、振動体10及び発電体11が、磁気発電ブロック3のボディ30に支持されている端部(左端部)を支点として上下方向に振動する。このとき、上方のストッパ片51における窓510の上側の縁に振動体10の端部(右端部)が当たらないように窓510の上下方向の幅が決められている。その結果、発電ブロック1Aは、振動体10及び発電体11の振動の振幅に比例した電圧振幅をもち、かつ、振動の周波数と同じ周波数の交番電圧(交流電圧)を発生(発電)する。ただし、発電ブロック1Aの発電量(電圧振幅)は、振動体10及び発電体11の振動の減衰に伴って減少する。 As a result, when the weight 12 is separated from the movable block 2, the vibrating body 10 and the power generating body 11 vibrate vertically with the end (left end) supported by the body 30 of the magnetic power generating block 3 as a fulcrum. At this time, the vertical width of the window 510 is determined so that the end (right end) of the vibrating body 10 does not hit the upper edge of the window 510 in the upper stopper piece 51. As a result, the power generating block 1A generates (generates) an alternating voltage (AC voltage) that has a voltage amplitude proportional to the amplitude of the vibration of the vibrating body 10 and the power generating body 11 and has the same frequency as the frequency of the vibration. However, the amount of power generated (voltage amplitude) by the power generating block 1A decreases as the vibration of the vibrating body 10 and the power generating body 11 attenuates.

一方、可動ブロック2は、おもり12と切り離されると、第2ばね片44及び第3ばね片45のねじれが元に戻る際の弾性力により、第2接続部42から下向きの力を受ける。その結果、可動ブロック2は、操作部材7が外力(操作力)によって下向きに移動するよりも速く、下向きに移動する(図21-図24参照)。そのため、おもり12に対する可動ブロック2の磁気吸引力が急速に低下するので、発電ブロック1Aの振動が可動ブロック2の磁気吸引力によって弱められにくくなる。ゆえに、発電装置A1は、磁気吸引力による発電量低下の抑制を図ることができる。 On the other hand, when the movable block 2 is separated from the weight 12, it receives a downward force from the second connection part 42 due to the elastic force of the second spring piece 44 and the third spring piece 45 as they return to their original twist. As a result, the movable block 2 moves downward faster than the operating member 7 moves downward due to an external force (operating force) (see Figures 21-24). Therefore, the magnetic attraction force of the movable block 2 with respect to the weight 12 decreases rapidly, making it difficult for the vibration of the power generation block 1A to be weakened by the magnetic attraction force of the movable block 2. Therefore, the power generation device A1 can suppress a decrease in the amount of power generation due to the magnetic attraction force.

そして、可動ブロック2が下限位置に達すると、操作部材7の下向きの移動が規制される(図25及び図26参照)。 When the movable block 2 reaches the lower limit position, the downward movement of the operating member 7 is restricted (see Figures 25 and 26).

(3-3-2)下方の発電ブロックの動作
下方の発電ブロック1Bは、可動ブロック2が下限位置に到達する前に、永久磁石20の磁気吸引力によっておもり12が引っ張られて上向きに撓められる(図23及び図24参照)。そして、可動ブロック2が下限位置にあるとき、下方の発電ブロック1Bのおもり12は、可動ブロック2の下方のヨーク21Bの当接部213に接触し、永久磁石20の磁気吸引力によって可動ブロック2に吸着される(図25及び図26参照)。
(3-3-2) Operation of the Lower Power Generation Block Before the movable block 2 reaches its lowest position, the weight 12 of the lower power generation block 1B is pulled and bent upward by the magnetic attractive force of the permanent magnets 20 (see FIGS. 23 and 24). Then, when the movable block 2 is in its lowest position, the weight 12 of the lower power generation block 1B comes into contact with the abutment portion 213 of the lower yoke 21B of the movable block 2, and is attracted to the movable block 2 by the magnetic attractive force of the permanent magnets 20 (see FIGS. 25 and 26).

可動ブロック2が下限位置から上向きに移動すると、可動ブロック2に吸着されているおもり12が上向きに移動することにより、発電ブロック1Bの振動体10及び発電体11が上向きに撓む。このとき、おもり12の突片120は、下方のストッパブロック5Bにおけるストッパ片51の窓510内を上向きに移動し、窓510の上側の縁に当たった時点で停止する。すなわち、下方の発電ブロック1Bの振動体10が第2振動体に相当し、下方のストッパブロック5Bにおけるストッパ片51が第2ストッパに相当する。 When the movable block 2 moves upward from the lower limit position, the weight 12 attached to the movable block 2 moves upward, causing the vibrating body 10 and the power generating body 11 of the power generating block 1B to bend upward. At this time, the protruding piece 120 of the weight 12 moves upward within the window 510 of the stopper piece 51 in the lower stopper block 5B, and stops when it hits the upper edge of the window 510. In other words, the vibrating body 10 of the lower power generating block 1B corresponds to the second vibrating body, and the stopper piece 51 in the lower stopper block 5B corresponds to the second stopper.

また、下方のヨーク21Bの当接部213も、円柱をその軸と平行な平面で切り取った形状に形成されているので、当接部213のおもり12との接触面積がほぼ一定に保たれている。その結果、可動ブロック2がおもり12を吸着する磁気吸引力を安定させ、おもり12が不用意にヨーク21Bから離れてしまうことを防ぐことができる。 The contact portion 213 of the lower yoke 21B is also formed in the shape of a cylinder cut by a plane parallel to its axis, so that the contact area of the contact portion 213 with the weight 12 is kept almost constant. As a result, the magnetic attraction force that attracts the weight 12 by the movable block 2 is stabilized, and the weight 12 is prevented from accidentally coming off the yoke 21B.

発電ブロック1Bの振動体10及び発電体11の上向きの撓みがストッパブロック5Bのストッパ片51によって規制されると、おもり12に吸着している可動ブロック2の上向きの移動も規制される。しかしながら、復帰力を受けている操作部材7が引き続いて上向きに移動するので、第1ばね4の第1接続部41、第1ばね片43及び第2ばね片44が、第3ばね片45を周方向にねじりながら反時計回りに回転する。そして、第1ばね4の第2ばね片44が、ホルダ22の上側の接触部225に当たることにより、第1ばね4の第1接続部41、第1ばね片43及び第2ばね片44の反時計回りの回転が停止する。 When the upward deflection of the vibrating body 10 and the power generating body 11 of the power generating block 1B is restricted by the stopper piece 51 of the stopper block 5B, the upward movement of the movable block 2, which is attached to the weight 12, is also restricted. However, since the operating member 7 receiving the return force continues to move upward, the first connection part 41, the first spring piece 43, and the second spring piece 44 of the first spring 4 rotate counterclockwise while twisting the third spring piece 45 in the circumferential direction. Then, the second spring piece 44 of the first spring 4 hits the upper contact part 225 of the holder 22, and the counterclockwise rotation of the first connection part 41, the first spring piece 43, and the second spring piece 44 of the first spring 4 stops.

操作部材7が更に上向きに移動すると、第1接続部41も上向きに移動する。その結果、第2ばね片44が周方向にねじれ、かつ、第3ばね片45が更にねじれることにより、可動ブロック2に加わる上向きの力が増大する。可動ブロック2に加わる上向きの力が、おもり12に加わる下向きの力(振動体10及び発電体11の下向きの弾性力)を上回ると、おもり12(発電ブロック1Bの振動体10)が可動ブロック2から切り離される。 When the operating member 7 moves further upward, the first connection part 41 also moves upward. As a result, the second spring piece 44 twists circumferentially and the third spring piece 45 twists further, increasing the upward force applied to the movable block 2. When the upward force applied to the movable block 2 exceeds the downward force applied to the weight 12 (the downward elastic force of the vibration body 10 and the power generation body 11), the weight 12 (the vibration body 10 of the power generation block 1B) is separated from the movable block 2.

しかして、おもり12が可動ブロック2から切り離されることにより、振動体10及び発電体11が、磁気発電ブロック3のボディ30に支持されている端部(左端部)を支点として上下方向に振動する。このとき、下方のストッパ片51における窓510の下側の縁に振動体10の端部(右端部)が当たらないように窓510の上下方向の幅が決められている。その結果、発電ブロック1Bは、振動体10及び発電体11の振動の振幅に比例した電圧振幅をもち、かつ、振動の周波数と同じ周波数の交番電圧(交流電圧)を発生(発電)する。ただし、発電ブロック1Bの発電量(電圧振幅)は、振動体10及び発電体11の振動の減衰に伴って減少する。 As a result, when the weight 12 is separated from the movable block 2, the vibrating body 10 and the power generating body 11 vibrate vertically with the end (left end) supported by the body 30 of the magnetic power generating block 3 as a fulcrum. At this time, the vertical width of the window 510 is determined so that the end (right end) of the vibrating body 10 does not hit the lower edge of the window 510 in the lower stopper piece 51. As a result, the power generating block 1B generates (generates) an alternating voltage (AC voltage) that has a voltage amplitude proportional to the amplitude of the vibration of the vibrating body 10 and the power generating body 11 and has the same frequency as the frequency of the vibration. However, the amount of power generated (voltage amplitude) by the power generating block 1B decreases as the vibration of the vibrating body 10 and the power generating body 11 attenuates.

一方、可動ブロック2は、おもり12と切り離されると、第2ばね片44及び第3ばね片45のねじれが元に戻る際の弾性力により、第2接続部42から上向きの力を受ける。その結果、可動ブロック2は、操作部材7が外力(復帰力)によって上向きに移動するよりも速く、上向きに移動する。そのため、おもり12に対する可動ブロック2の磁気吸引力が急速に低下するので、発電ブロック1Bの振動が可動ブロック2の磁気吸引力によって弱められにくくなる。ゆえに、発電装置A1は、磁気吸引力による発電量低下の抑制を図ることができる。 On the other hand, when the movable block 2 is separated from the weight 12, an upward force is applied from the second connection portion 42 due to the elastic force generated when the second spring piece 44 and the third spring piece 45 return to their original twist. As a result, the movable block 2 moves upward faster than the operating member 7 moves upward due to the external force (return force). Therefore, the magnetic attraction force of the movable block 2 with respect to the weight 12 decreases rapidly, and the vibration of the power generation block 1B is less likely to be weakened by the magnetic attraction force of the movable block 2. Therefore, the power generation device A1 can suppress a decrease in the amount of power generation caused by the magnetic attraction force.

(3-4)磁気発電ブロックの動作
磁気発電ブロック3は、コイル32(磁気発電体)と鎖交する磁束の時間的な変化に比例した誘導起電力をコイル32に発生(発電)させるように構成されている。コイル32と鎖交する磁束は、可動ブロック2の永久磁石20から発電ブロック1及び磁気発電ブロック3のボディ30を介してコア31を通る磁束に等しい。そして、コイル32に発生する誘導起電力の大きさ(誘導起電圧)は、コア31を通る磁束の時間的な変化の大きさに比例する。また、コイル32に発生する誘導起電力の向きは、コア31を通る磁束の向きに応じて変化する。
(3-4) Operation of Magnetic Power Generation Block The magnetic power generation block 3 is configured to cause the coil 32 to generate (generate) an induced electromotive force proportional to the change over time in the magnetic flux linking with the coil 32 (magnetic power generation body). The magnetic flux linking with the coil 32 is equal to the magnetic flux passing through the core 31 from the permanent magnet 20 of the movable block 2, via the power generation block 1 and the body 30 of the magnetic power generation block 3. The magnitude of the induced electromotive force (induced electromotive voltage) generated in the coil 32 is proportional to the magnitude of the change over time in the magnetic flux passing through the core 31. The direction of the induced electromotive force generated in the coil 32 changes depending on the direction of the magnetic flux passing through the core 31.

操作部材7が上限位置及び下限位置に停止しているとき(図11、図12、図25及び図26参照)、コア31を通る磁束は時間的に変化しない。ゆえに、磁気発電ブロック3のコイル32に誘導起電力が発生しない(磁気発電ブロック3が発電しない)。また、外力(操作力及び復帰力)によって操作部材7が上向き又は下向きに移動し始めても、可動ブロック2が発電ブロック1のおもり12に吸着しているとき、おもり12が吸着している発電ブロック1と反対側のヨーク21とコア31が対向している。具体的には、可動ブロック2が上方の発電ブロック1Aのおもり12と吸着しているときは、コア31と下方のヨーク21Bが対向している。また、可動ブロック2が下方の発電ブロック1Bのおもり12と吸着しているときは、コア31と上方のヨーク21Aが対向している。ゆえに、可動ブロック2が発電ブロック1のおもり12に吸着しているとき、コア31を通る磁束がほとんど変化しないため、磁気発電ブロック3のコイル32に誘導起電力が発生しない。 When the operating member 7 is stopped at the upper and lower limit positions (see Figures 11, 12, 25 and 26), the magnetic flux passing through the core 31 does not change over time. Therefore, no induced electromotive force is generated in the coil 32 of the magnetic power generation block 3 (the magnetic power generation block 3 does not generate power). Also, even if the operating member 7 starts to move upward or downward due to an external force (operating force and return force), when the movable block 2 is attracted to the weight 12 of the power generation block 1, the yoke 21 on the opposite side to the power generation block 1 to which the weight 12 is attracted faces the core 31. Specifically, when the movable block 2 is attracted to the weight 12 of the upper power generation block 1A, the core 31 faces the lower yoke 21B. Also, when the movable block 2 is attracted to the weight 12 of the lower power generation block 1B, the core 31 faces the upper yoke 21A. Therefore, when the movable block 2 is attracted to the weight 12 of the power generation block 1, the magnetic flux passing through the core 31 hardly changes, and no induced electromotive force is generated in the coil 32 of the magnetic power generation block 3.

そして、操作部材7の移動に伴って可動ブロック2が発電ブロック1のおもり12と切り離されると、コア31を通る磁束が急激に減少するので、磁束の減少を妨げる向きの誘導起電力がコイル32に発生する。 When the movable block 2 is separated from the weight 12 of the power generating block 1 as the operating member 7 moves, the magnetic flux passing through the core 31 decreases rapidly, and an induced electromotive force is generated in the coil 32 in a direction that opposes the decrease in magnetic flux.

さらに、可動ブロック2は、発電ブロック1から切り離された後、第1ばね4の弾性力によって発電ブロック1から離れる速度が、操作部材7の移動速度よりも速くなる。その結果、コア31を通る磁束の時間的な変化が大きくなり、磁気発電ブロック3の発電量が増加する。 Furthermore, after the movable block 2 is separated from the power generation block 1, the speed at which it moves away from the power generation block 1 due to the elastic force of the first spring 4 becomes faster than the moving speed of the operating member 7. As a result, the change over time in the magnetic flux passing through the core 31 becomes larger, and the amount of power generated by the magnetic power generation block 3 increases.

発電ブロック1は、可動ブロック2と切り離された直後から発電する。つまり、磁気発電ブロック3が発電する期間と発電ブロック1が発電する期間が重複する期間を長くすることができる。そのため、発電装置A1は、発電ブロック1が発電する期間と磁気発電ブロック3が発電する期間が重複しないか、あるいは重複する期間が短い場合に比べて、外部に供給可能な最大電力を増やすことができる。 The power generating block 1 starts generating power immediately after being separated from the movable block 2. In other words, the period during which the period during which the magnetic power generating block 3 generates power and the period during which the power generating block 1 generates power can be made longer. As a result, the power generating device A1 can increase the maximum power that can be supplied to the outside compared to a case in which the period during which the power generating block 1 generates power and the period during which the magnetic power generating block 3 generates power do not overlap or the overlapping period is short.

ここで、ストッパブロック5が軟磁性材料で形成された磁性体であるので、振動体10及びおもり12から漏れる磁束がストッパブロック5に回収され、ストッパブロック5からボディ30を介してコア31を通る磁束が増大する。その結果、発電装置A1は、ストッパブロック5が非磁性体である場合に比べて、磁気発電ブロック3の発電量の増加を図ることができる。 Here, because the stopper block 5 is a magnetic body made of a soft magnetic material, the magnetic flux leaking from the vibrating body 10 and the weight 12 is collected by the stopper block 5, and the magnetic flux passing from the stopper block 5 through the body 30 and the core 31 increases. As a result, the power generation device A1 can increase the amount of power generated by the magnetic power generation block 3 compared to when the stopper block 5 is a non-magnetic material.

(4)実施形態に係る発電装置の応用例
上述した発電装置A1は、例えば、電源回路及び無線通信回路と組み合わされて、電池レス(バッテリレス)の送信機を実現することができる。
(4) Application Examples of the Power Generator According to the Embodiment The above-described power generator A1 can be combined with, for example, a power supply circuit and a wireless communication circuit to realize a battery-less transmitter.

電源回路は、コイル32を構成する巻線の端末、及び2つの発電ブロック1A、1Bのそれぞれが有する複数の端子110と電気的に接続される。電源回路は、発電装置A1で発電される電力(交流電力)を直流電力に変換するように構成される。例えば、電源回路は、整流回路、平滑コンデンサ及び電圧レギュレータなどを有する。電源回路で変換された直流電力が無線通信回路に供給される。 The power supply circuit is electrically connected to the terminals of the windings that make up the coil 32 and to the multiple terminals 110 on each of the two power generation blocks 1A and 1B. The power supply circuit is configured to convert the power (AC power) generated by the power generation device A1 into DC power. For example, the power supply circuit has a rectifier circuit, a smoothing capacitor, a voltage regulator, and the like. The DC power converted by the power supply circuit is supplied to the wireless communication circuit.

無線通信回路は、電源回路から直流電力が供給されることで無線信号を送信する。無線信号は、例えばBluetooth(登録商標)の規格に準拠した無線信号であり、特に、Bluetooth(登録商標) Low Energyの規格に準拠した無線信号であることが好ましい。 The wireless communication circuit transmits wireless signals when DC power is supplied from the power supply circuit. The wireless signals are, for example, wireless signals that comply with the Bluetooth (registered trademark) standard, and in particular, wireless signals that comply with the Bluetooth (registered trademark) Low Energy standard are preferable.

電源回路と無線通信回路は、例えば、1枚のプリント配線板に複数の電子部品が実装されることで1つのプリント回路として構成されることが好適である。このプリント配線板(プリント回路)は、例えば、上方のストッパブロック5Aの上に配置されることが好ましい。ただし、プリント配線板が上方のストッパブロック5Aの上に配置される場合、上方のストッパブロック5Aは、電気絶縁性を有する材料、例えば、合成樹脂で形成されることが好ましい。上方のストッパブロック5Aが電気絶縁性を有する材料で形成されることにより、プリント配線板とストッパブロック5Aの絶縁距離を取る必要がなくなる。その結果、プリント配線板におけるアンテナのレイアウトの自由度の向上及び無線通信回路の無線通信性能の向上を図ることができる。 The power supply circuit and the wireless communication circuit are preferably configured as a single printed circuit, for example, by mounting multiple electronic components on a single printed wiring board. This printed wiring board (printed circuit) is preferably placed, for example, on the upper stopper block 5A. However, when the printed wiring board is placed on the upper stopper block 5A, the upper stopper block 5A is preferably formed of an electrically insulating material, for example, a synthetic resin. By forming the upper stopper block 5A from an electrically insulating material, there is no need to secure an insulating distance between the printed wiring board and the stopper block 5A. As a result, it is possible to improve the degree of freedom of the layout of the antenna on the printed wiring board and the wireless communication performance of the wireless communication circuit.

この送信機は、電池を搭載せずに、操作ボタン71が操作されたときに操作ボタン71が操作されたことを通知するための無線信号を送信することができる。ただし、操作ボタン71は、必ずしも人の指で操作されなくても構わない。例えば、送信機が床下に設置され、床板が踏まれたときに操作ボタン71が押されても構わない。あるいは、アクチュエータなどの人以外の操作体によって操作ボタン71が操作されても構わない。 This transmitter is not equipped with a battery and can transmit a wireless signal to notify that the operation button 71 has been operated when the operation button 71 is operated. However, the operation button 71 does not necessarily have to be operated by a human finger. For example, the transmitter may be installed under the floor, and the operation button 71 may be pressed when the floor board is stepped on. Alternatively, the operation button 71 may be operated by a non-human operating object such as an actuator.

ただし、発電装置A1は、送信機以外の装置であって、短時間だけ電池レスで動作させることが必要となる装置と組み合わされてもよい。 However, the power generation device A1 may be combined with a device other than a transmitter that requires battery-free operation for a short period of time.

(5)実施形態に係る発電装置の利点
(5-1)発電量に関する利点
上述のように発電装置A1では、可動ブロック2が発電ブロック1の端部(おもり12)と切り離されると、第1ばね4の弾性力によって操作部材7の移動する向きと同じ向きの力を受ける。ゆえに、発電装置A1は、外力によって操作部材7が移動するよりも速く、可動ブロック2を操作部材7と同じ向きに移動させることができる。そのため、発電ブロック1の端部(おもり12)に対する可動ブロック2の磁気吸引力が急速に低下するので、発電ブロック1の振動が可動ブロック2の磁気吸引力によって弱められにくくなる。ゆえに、発電装置A1は、磁気吸引力による発電量低下の抑制を図ることができる。
(5) Advantages of the Power Generator of the Embodiment (5-1) Advantages Related to Power Generation Amount As described above, in the power generator A1, when the movable block 2 is separated from the end (weight 12) of the power generation block 1, the elastic force of the first spring 4 receives a force in the same direction as the direction in which the operating member 7 moves. Therefore, the power generator A1 can move the movable block 2 in the same direction as the operating member 7 faster than the operating member 7 is moved by an external force. As a result, the magnetic attraction force of the movable block 2 with respect to the end (weight 12) of the power generation block 1 decreases rapidly, making it difficult for the vibration of the power generation block 1 to be weakened by the magnetic attraction force of the movable block 2. Therefore, the power generator A1 can suppress a decrease in the amount of power generation caused by the magnetic attraction force.

(5-2)操作ボタンの操作感触に関する利点
ところで、人の指で操作ボタン71を操作して操作部材7を上限位置から下限位置まで移動させる場合、人の指に加わる操作反力によって操作ボタン71の操作感触が決まる。図27は、発電装置A1における操作部材7の位置と操作反力(実線α)の関係を示している。図27における横軸(x軸)は、上限位置を原点(x=0)としたときの上限位置から下限位置までの操作部材7の移動距離を示している。また、図27における縦軸(y軸)は、操作反力の大きさを示している。なお、図27における一点破線βは、第2ばね9による操作反力(弾性力)を示している。
(5-2) Advantages Regarding the Operation Feel of the Operation Button Incidentally, when a person operates the operation button 71 with his/her finger to move the operation member 7 from the upper limit position to the lower limit position, the operation feel of the operation button 71 is determined by the operation reaction force applied to the person's finger. Fig. 27 shows the relationship between the position of the operation member 7 in the power generation device A1 and the operation reaction force (solid line α). The horizontal axis (x-axis) in Fig. 27 shows the movement distance of the operation member 7 from the upper limit position to the lower limit position when the upper limit position is set as the origin (x = 0). The vertical axis (y-axis) in Fig. 27 shows the magnitude of the operation reaction force. The dashed-dotted line β in Fig. 27 shows the operation reaction force (elastic force) by the second spring 9.

操作部材7が上限位置(x=0)から第1位置(x=x1)に移動するまでの第1区間W1では、第2ばね9の弾性力、上方の発電ブロック1Aの弾性力及び第1ばね4の弾性力の和(ベクトル和)が操作反力となる。なお、第1位置は、発電ブロック1Aのおもり12の突片120が、上方のストッパブロック5Aのストッパ片51における窓510の下端に当たるときの位置である。 In the first section W1 in which the operating member 7 moves from the upper limit position (x = 0) to the first position (x = x1), the sum (vector sum) of the elastic force of the second spring 9, the elastic force of the upper power generation block 1A, and the elastic force of the first spring 4 becomes the operating reaction force. Note that the first position is the position when the protrusion 120 of the weight 12 of the power generation block 1A hits the lower end of the window 510 in the stopper piece 51 of the upper stopper block 5A.

操作部材7が第1位置から第2位置(x=x2)に移動するまでの第2区間W2では、第2ばね9の弾性力、上方の発電ブロック1Aの弾性力及び第1ばね4の弾性力の和(ベクトル和)が操作反力となる。なお、第2位置は、可動ブロック2が発電ブロック1Aを吸着したままで第1ばね4の第2ばね片44が可動ブロック2の下側の接触部225に当たるときの位置である。第2区間W2においては、第1ばね4の第3ばね片45のねじれにより、第1区間W1よりも操作反力の増加率が大きくなっている。 In the second section W2, during which the operating member 7 moves from the first position to the second position (x = x2), the sum (vector sum) of the elastic force of the second spring 9, the elastic force of the upper power generation block 1A, and the elastic force of the first spring 4 becomes the operation reaction force. The second position is the position when the second spring piece 44 of the first spring 4 contacts the lower contact portion 225 of the movable block 2 while the movable block 2 is still adsorbed to the power generation block 1A. In the second section W2, the rate of increase of the operation reaction force is greater than in the first section W1 due to the twisting of the third spring piece 45 of the first spring 4.

操作部材7が第2位置から第3位置(x=x3)に移動するまでの第3区間W3では、第2ばね9の弾性力、上方の発電ブロック1Aの弾性力及び第1ばね4の弾性力の和(ベクトル和)が操作反力となる。なお、第3位置は、可動ブロック2が発電ブロック1Aと切り離されるときの位置である。第3区間W3では、第2ばね片44から接触部225にはたらく下向きの力(第2ばね片44の弾性力)が加わる。そのため、第3区間W3における操作反力の増加率は、第2区間W2における操作反力の増加率よりも大きくなっている。 In the third section W3, during which the operating member 7 moves from the second position to the third position (x = x3), the sum (vector sum) of the elastic force of the second spring 9, the elastic force of the upper power generation block 1A, and the elastic force of the first spring 4 becomes the operation reaction force. The third position is the position when the movable block 2 is separated from the power generation block 1A. In the third section W3, a downward force (elastic force of the second spring piece 44) acting on the contact portion 225 is applied from the second spring piece 44. Therefore, the rate of increase of the operation reaction force in the third section W3 is greater than the rate of increase of the operation reaction force in the second section W2.

操作部材7が第3位置から第4位置(x=x4)に移動するまでの第4区間W4では、第2ばね9の弾性力のみが操作反力となる。なお、第4位置は、第1ばね4の第2ばね片44のねじれがなくなるときの位置である。第4区間W4においては、上方の発電ブロック1Aの弾性力が操作反力に含まれず、かつ、第1ばね4の弾性力が下向きにはたらくので、操作反力が急激に低下する。この第3区間W3から第4区間W4に切り替わるときの操作反力の急激な減少により、操作ボタン71を操作する人にクリック感を感じさせることができる。さらに、第3区間W3と第4区間W4がそれぞれ短くなることにより、上方の発電ブロック1Aによる発電が開始するタイミング(操作部材7が第3位置に到達するタイミング)のばらつきの抑制を図ることができる。 In the fourth section W4, from the third position until the operating member 7 moves to the fourth position (x = x4), only the elastic force of the second spring 9 is the operating reaction force. The fourth position is the position when the second spring piece 44 of the first spring 4 is no longer twisted. In the fourth section W4, the elastic force of the upper power generation block 1A is not included in the operating reaction force, and the elastic force of the first spring 4 acts downward, so the operating reaction force drops sharply. This sudden decrease in the operating reaction force when switching from the third section W3 to the fourth section W4 allows the person operating the operating button 71 to feel a clicking sensation. Furthermore, by shortening the third section W3 and the fourth section W4, it is possible to suppress the variation in the timing when power generation by the upper power generation block 1A starts (the timing when the operating member 7 reaches the third position).

操作部材7が第4位置から第5位置(x=x5)に移動するまでの第5区間W5では、第2ばね9の弾性力から、永久磁石20の磁気吸引力で撓められた下方の発電ブロック1Bの下向きの弾性力を差し引いた上向きの力が操作反力となる。なお、第5位置は、可動ブロック2の下方のヨーク21Bの当接部213に、下方の発電ブロック1Bのおもり12が接触する位置である。第5区間W5においては、下方の発電ブロック1Bの弾性力が下向きにはたらくので、操作反力が第2ばね9の弾性力よりも低下した後、下方の発電ブロック1Bのおもり12が可動ブロック2の当接部213に吸着された時点で操作反力が第2ばね9の弾性力と等しくなる。 In the fifth section W5, from when the operating member 7 moves from the fourth position to the fifth position (x = x5), the upward force obtained by subtracting the downward elastic force of the lower power generation block 1B deflected by the magnetic attraction force of the permanent magnet 20 from the elastic force of the second spring 9 becomes the operation reaction force. The fifth position is the position where the weight 12 of the lower power generation block 1B contacts the abutment portion 213 of the lower yoke 21B of the movable block 2. In the fifth section W5, the elastic force of the lower power generation block 1B acts downward, so that after the operation reaction force decreases below the elastic force of the second spring 9, the operation reaction force becomes equal to the elastic force of the second spring 9 at the point when the weight 12 of the lower power generation block 1B is attracted to the abutment portion 213 of the movable block 2.

操作部材7が第5位置から下限位置(x=x6)に移動するまでの第6区間W6では、第2ばね9の弾性力のみが操作反力となる。 In the sixth section W6 in which the operating member 7 moves from the fifth position to the lower limit position (x = x6), only the elastic force of the second spring 9 acts as a reaction force to the operation.

ここで、操作部材7の上限位置及び下限位置において、可動ブロック2がコア31と接触し、永久磁石20の磁気吸引力によって可動ブロック2がコア31と吸着している場合を想定する。この場合、操作反力は、永久磁石20の磁気吸引力に逆らって可動ブロック2がコア31から切り離されるときと、可動ブロック2が発電ブロック1Aから切り離されるときの2つのピークを持つことになる。操作反力が2つのピークを持った場合、操作ボタン71を操作する人が最初のピーク(可動ブロック2がコア31から切り離されるときのピーク)を本来の操作反力のピーク(可動ブロック2が発電ブロック1Aから切り離されるときのピーク)と誤認識する可能性がある。 Here, assume that the movable block 2 is in contact with the core 31 at the upper and lower limit positions of the operating member 7, and that the movable block 2 is attracted to the core 31 by the magnetic attraction force of the permanent magnet 20. In this case, the operation reaction force has two peaks, one when the movable block 2 is detached from the core 31 against the magnetic attraction force of the permanent magnet 20, and one when the movable block 2 is detached from the power generation block 1A. If the operation reaction force has two peaks, there is a possibility that a person operating the operation button 71 will mistakenly recognize the first peak (the peak when the movable block 2 is detached from the core 31) as the actual peak of the operation reaction force (the peak when the movable block 2 is detached from the power generation block 1A).

これに対して、発電装置A1は、操作部材7が上限位置と下限位置の間を移動する際、可動ブロック2とコア31が接触しないので、操作反力のピークが1つ(第3位置x=x3)だけとなり、操作ボタン71を操作する人が誤認識する可能性がほとんどなくなる。 In contrast, in the power generation device A1, when the operating member 7 moves between the upper and lower limit positions, the movable block 2 and the core 31 do not come into contact, so there is only one peak of the operating reaction force (third position x = x3), and there is almost no possibility of the person operating the operating button 71 misinterpreting it.

ゆえに、発電装置A1は、操作部材7を人が操作する際の操作感触の向上を図ることができる。 Therefore, the power generation device A1 can improve the operational feel when a person operates the operating member 7.

(6)変形例
次に、実施形態に係る発電装置A1の変形例を説明する。なお、変形例の発電装置A1の基本構成は、上述した実施形態に係る発電装置A1の基本構成と共通である。したがって、変形例の発電装置A1において、実施形態に係る発電装置A1と共通の構成については、図示並びに説明を省略する。
(6) Modifications Next, a modification of the power generating device A1 according to the embodiment will be described. The basic configuration of the power generating device A1 of the modification is common to the basic configuration of the power generating device A1 according to the embodiment described above. Therefore, in the power generating device A1 of the modification, the configuration common to the power generating device A1 according to the embodiment will not be illustrated or described.

変形例の発電装置A1は、ストッパブロック5が磁性体で構成され、発電ブロック1の振動体10の振動片100及び固定片101が非磁性体で形成され、振動体10の端部(おもり12)のみが磁性体で形成されていることを特徴とする。 The modified power generating device A1 is characterized in that the stopper block 5 is made of a magnetic material, the vibrating piece 100 and the fixed piece 101 of the vibrating body 10 of the power generating block 1 are made of a non-magnetic material, and only the end of the vibrating body 10 (weight 12) is made of a magnetic material.

変形例の発電装置A1において、永久磁石20から出た磁束は、一方のヨーク21からおもり12、ストッパブロック5、ボディ30、コア31、他方のヨーク21を介して永久磁石20に戻る磁路を通る。つまり、振動体10の端部(おもり12)を除く部分が非磁性材料(例えば、合成樹脂)で形成されていても、永久磁石20の磁気吸引力によって振動体10の端部(おもり12)を可動ブロック2に吸着することができる。ゆえに、変形例の発電装置A1は、実施形態に係る発電装置A1と同様に操作部材7の操作に応じて発電することができる。 In the generator A1 of the modified example, the magnetic flux from the permanent magnet 20 passes through a magnetic path that runs from one yoke 21 through the weight 12, the stopper block 5, the body 30, the core 31, and the other yoke 21 back to the permanent magnet 20. In other words, even if the portion of the vibrating body 10 other than the end (weight 12) is made of a non-magnetic material (e.g., synthetic resin), the end (weight 12) of the vibrating body 10 can be attracted to the movable block 2 by the magnetic attraction force of the permanent magnet 20. Therefore, the generator A1 of the modified example can generate electricity in response to the operation of the operating member 7, similar to the generator A1 of the embodiment.

しかして、変形例の発電装置A1は、発電ブロック1の振動体10の少なくとも一部(振動片100及び固定片101)を非磁性体とすることにより、振動体10を磁性体とする場合に比べて、振動体10の材料、形状などの選択の自由度を高めることができる。 The modified power generating device A1 has at least a portion of the vibrating body 10 of the power generating block 1 (the vibrating piece 100 and the fixed piece 101) made of a non-magnetic material, which allows for greater freedom in selecting the material, shape, etc. of the vibrating body 10 compared to when the vibrating body 10 is made of a magnetic material.

(7)まとめ
本開示の第1の態様に係る発電装置(A1)は、第1振動体(A11;上方の振動体10)と、第1発電体(A12;上方の発電体11)と、可動部(A13;可動ブロック2)と、第1ストッパ(A16;上方のストッパ片51)と、移動体(A14;操作部材7)と、第1ばね(A15;4)とを備える。第1振動体は、端部(A17)が上下方向に振動可能である。第1発電体は、第1振動体に設けられる。第1発電体は、第1振動体の振動エネルギを電気エネルギに変換する。可動部は、第1振動体の端部と接触し、磁気吸引力によって第1振動体の端部を下方向に移動させる。第1ストッパは、第1振動体の端部の下方向への移動を規制する。移動体は、下方向に移動する。第1ばね(A15;4)は、移動体と可動部とをつなぎ、移動体とともに可動部を下方向に移動させる。移動体が下方向に移動することで、第1振動体の端部が第1ストッパに接触する。可動部は、第1振動体の端部が第1ストッパに接触している状態から更に下方向へと移動する。これにより、可動部が第1振動体の端部から離れる。可動部が第1振動体の端部から離れたときに、可動部は第1ばね(A15;4)によって下方向へ移動する。
(7) Summary The power generating device (A1) according to the first aspect of the present disclosure includes a first vibrating body (A11; upper vibrating body 10), a first power generating body (A12; upper power generating body 11), a movable part (A13; movable block 2), a first stopper (A16; upper stopper piece 51), a moving body (A14; operation member 7), and a first spring (A15; 4). The end (A17) of the first vibrating body can vibrate in the vertical direction. The first power generating body is provided on the first vibrating body. The first power generating body converts the vibration energy of the first vibrating body into electrical energy. The movable part contacts the end of the first vibrating body and moves the end of the first vibrating body downward by magnetic attraction. The first stopper restricts the downward movement of the end of the first vibrating body. The moving body moves downward. The first spring (A15; 4) connects the moving body and the movable part, and moves the movable part downward together with the moving body. As the moving body moves downward, the end of the first vibrating body comes into contact with the first stopper. The movable part moves further downward from the state in which the end of the first vibrating body is in contact with the first stopper. This causes the movable part to move away from the end of the first vibrating body. When the movable part moves away from the end of the first vibrating body, the movable part moves downward by the first spring (A15; 4).

第1の態様に係る発電装置(A1)は、従来例と比べて、第1振動体の振動が可動部の磁気吸引力によって弱められにくくなるので、磁気吸引力による発電量低下の抑制を図ることができる。 Compared to the conventional example, the power generating device (A1) according to the first aspect is less susceptible to weakening of the vibration of the first vibrating body by the magnetic attraction force of the movable part, so that it is possible to suppress a decrease in the amount of power generation due to the magnetic attraction force.

本開示の第2の態様に係る発電装置(A1)は、第1の態様との組合せにより実現され得る。第2の態様に係る発電装置(A1)において、第1ばね(4)は、上面視で第1振動体を囲むように配置されることが好ましい。 The power generating device (A1) according to the second aspect of the present disclosure can be realized by combining it with the first aspect. In the power generating device (A1) according to the second aspect, it is preferable that the first spring (4) is arranged so as to surround the first vibrating body in a top view.

第2の態様に係る発電装置(A1)は、全長の長い第1ばね(4)を用いながら小型化を図ることができる。 The power generating device (A1) according to the second aspect can be made compact while using a first spring (4) with a long overall length.

本開示の第3の態様に係る発電装置(A1)は、第2の態様との組合せにより実現され得る。第3の態様に係る発電装置(A1)において、第1ばね(4)は、移動体(操作部材7)とつながる第1接続部(41)と、可動部(可動ブロック2)とつながる第2接続部(42)とを有することが好ましい。第1ばね(4)の第1接続部(41)と第1ばね(4)の第2接続部(42)との間の部位が可動部と接触した後、第1ばね(4)が部位(接触部225と接触する部位)を支点として変形することで可動部と第1振動体(上方の発電ブロック1Aの振動体10)の端部が離れることが好ましい。 The power generating device (A1) according to the third aspect of the present disclosure can be realized by combining it with the second aspect. In the power generating device (A1) according to the third aspect, it is preferable that the first spring (4) has a first connection part (41) that connects to the moving body (operating member 7) and a second connection part (42) that connects to the movable part (movable block 2). After the part between the first connection part (41) of the first spring (4) and the second connection part (42) of the first spring (4) contacts the movable part, it is preferable that the first spring (4) deforms with the part (the part that contacts the contact part 225) as a fulcrum, so that the movable part and the end of the first vibrating body (vibrating body 10 of the upper power generating block 1A) are separated.

第3の態様に係る発電装置(A1)は、可動部の移動の途中で第1ばね(4)の弾性特性を変化させる(硬くする)。その結果、第3の態様に係る発電装置(A1)は、例えば、移動体が人の操作によって下向きに移動する場合において、移動体を操作する人の操作感触により、第1振動体の端部が可動部と離れたことを認知しやすくできる。 The power generating device (A1) according to the third aspect changes (hardens) the elastic properties of the first spring (4) during the movement of the movable part. As a result, the power generating device (A1) according to the third aspect makes it easier for the person operating the movable body to recognize, by the tactile sensation of the person operating the movable body, that the end of the first vibrating body has separated from the movable part, for example, when the movable body is moved downward by the person's operation.

本開示の第4の態様に係る発電装置(A1)は、第3の態様との組合せにより実現され得る。第4の態様に係る発電装置(A1)において、第1ばね(4)の可動部と接触する位置(第2ばね片44が接触部225と接触する位置)を接触位置とする。第1ばね(4)の接触位置から第1ばね(4)の第1接続部(41)までの長さが、第1ばね(4)の接触位置から第1ばね(4)の第2接続部(42)までの長さよりも短いことが好ましい。 The power generating device (A1) according to the fourth aspect of the present disclosure can be realized by combining it with the third aspect. In the power generating device (A1) according to the fourth aspect, the contact position is the position where the first spring (4) comes into contact with the movable part (position where the second spring piece 44 comes into contact with the contact part 225). It is preferable that the length from the contact position of the first spring (4) to the first connection part (41) of the first spring (4) is shorter than the length from the contact position of the first spring (4) to the second connection part (42) of the first spring (4).

第4の態様に係る発電装置(A1)は、第1ばね(4)が接触位置で可動部と接触した後に第1ばね(4)から可動部にはたらく下向きの力を増大させることができる。その結果、第4の態様に係る発電装置(A1)は、可動部と第1振動体が離れるタイミングのばらつきを抑制することができる。 The power generating device (A1) according to the fourth aspect can increase the downward force acting on the movable part from the first spring (4) after the first spring (4) comes into contact with the movable part at the contact position. As a result, the power generating device (A1) according to the fourth aspect can suppress the variation in the timing at which the movable part and the first vibrating body separate.

本開示の第5の態様に係る発電装置(A1)は、第1-第4のいずれか1つの態様との組合せにより実現され得る。第5の態様に係る発電装置(A1)は、下方向に移動する移動体によって変形し、移動体を上方向に付勢する第2ばね(9)を更に備えることが好ましい。 The power generating device (A1) according to the fifth aspect of the present disclosure can be realized by combining it with any one of the first to fourth aspects. It is preferable that the power generating device (A1) according to the fifth aspect further includes a second spring (9) that is deformed by the moving body moving downward and biases the moving body upward.

第5の態様に係る発電装置(A1)は、第2ばね(9)に付勢されることで移動体を自動的に上向きに移動させることができる。 The power generating device (A1) according to the fifth aspect can automatically move the moving body upwards by being biased by the second spring (9).

本開示の第6の態様に係る発電装置(A1)は、第1-第5のいずれか1つの態様との組合せにより実現され得る。第6の態様に係る発電装置(A1)は、ボディ(30)と、コア(31)と、コイル(32)とを更に備えることが好ましい。ボディ(30)は、磁性体で形成され、第1振動体(上方の振動体10)を支えることが好ましい。コア(31)は、磁性体で形成され、第1振動体よりも下方に位置し、ボディ(30)から突出することが好ましい。コイル(32)は、コア(31)に巻回されることが好ましい。第1振動体は、少なくとも一部(おもり12)が磁性体であることが好ましい。可動部は、第1部位(上方のヨーク21A)と、第2部位(下方のヨーク21B)とを含むことが好ましい。第1部位は、第1振動体の端部が第1ストッパ(上方のストッパ片51)に接触しているときに、第1振動体の下面と接触可能に構成されていることが好ましい。第2部位は、第1振動体の端部が第1ストッパに接触しているときに、コア(31)の先端面と向かい合うように構成されていることが好ましい。可動部(可動ブロック2)は、永久磁石(20)を有することが好ましい。永久磁石(20)は、第1部位が第1極(例えば、N極)となり、第2部位が第1極と極性の異なる第2極(例えば、S極)となるように配置されていることが好ましい。 The power generating device (A1) according to the sixth aspect of the present disclosure may be realized by combining it with any one of the first to fifth aspects. The power generating device (A1) according to the sixth aspect preferably further includes a body (30), a core (31), and a coil (32). The body (30) is preferably made of a magnetic material and supports the first vibrating body (upper vibrating body 10). The core (31) is preferably made of a magnetic material, is located lower than the first vibrating body, and protrudes from the body (30). The coil (32) is preferably wound around the core (31). At least a portion (weight 12) of the first vibrating body is preferably made of a magnetic material. The movable part preferably includes a first portion (upper yoke 21A) and a second portion (lower yoke 21B). The first portion is preferably configured to be able to contact the lower surface of the first vibrating body when the end of the first vibrating body is in contact with the first stopper (upper stopper piece 51). The second portion is preferably configured to face the tip surface of the core (31) when the end of the first vibrating body is in contact with the first stopper. The movable portion (movable block 2) preferably has a permanent magnet (20). The permanent magnet (20) is preferably arranged so that the first portion is a first pole (e.g., a north pole) and the second portion is a second pole (e.g., a south pole) having a polarity different from that of the first pole.

第6の態様に係る発電装置(A1)は、第1振動体の端部と可動部が離れた後に第1発電体に発電させるとともに、コア(31)を通ってコイル(32)に鎖交する磁束が変化し、コイル(32)に誘導起電力を発生(発電)させることができる。 The power generating device (A1) according to the sixth aspect can make the first power generating body generate electricity after the end of the first vibrating body and the movable part are separated, and can change the magnetic flux that passes through the core (31) and links to the coil (32), causing an induced electromotive force to be generated (power generation) in the coil (32).

本開示の第7の態様に係る発電装置(A1)は、第6の態様との組合せにより実現され得る。第7の態様に係る発電装置(A1)において、第1振動体の端部は磁性体であることが好ましい。第1ストッパは、磁性体で形成されてボディ(30)に支持されていることが好ましい。 The power generating device (A1) according to the seventh aspect of the present disclosure can be realized by combining it with the sixth aspect. In the power generating device (A1) according to the seventh aspect, the end of the first vibrating body is preferably a magnetic body. The first stopper is preferably made of a magnetic body and supported by the body (30).

第7の態様に係る発電装置(A1)は、永久磁石(20)から出た磁束が第1ストッパとボディ(30)からコア(31)を通って永久磁石(20)に戻る磁路を形成している。その結果、第7の態様に係る発電装置(A1)は、コア(31)を通る磁束を増やすことでコイル(32)に生じる誘導起電力の増大を図ることができる。 The power generating device (A1) according to the seventh aspect forms a magnetic path in which the magnetic flux from the permanent magnet (20) passes through the first stopper and the body (30) and the core (31) and returns to the permanent magnet (20). As a result, the power generating device (A1) according to the seventh aspect can increase the induced electromotive force generated in the coil (32) by increasing the magnetic flux passing through the core (31).

本開示の第8の態様に係る発電装置(A1)は、第1-第7のいずれか1つの態様との組合せにより実現され得る。第8の態様に係る発電装置(A1)は、第2振動体(下方の振動体10)と、第2発電体(下方の発電体11)と、第2ストッパ(下方のストッパ片51)とを更に備えることが好ましい。第2振動体は、第1振動体の下方に設けられ、端部が上下方向に振動可能である。第2発電体は、第2振動体に設けられ、第2振動体の振動エネルギを電気エネルギに変換することが好ましい。第2ストッパは、第2振動体の端部の上方向への移動を規制することが好ましい。下方向に移動した可動部は、第1振動体の端部から離れた後、第2振動体の端部と接触することが好ましい。下方向に移動した移動体は、上方向に移動可能に構成されていることが好ましい。第1ばね(4)は、移動体が上方向に移動するとき、移動体とともに可動部を上方向に移動させることが好ましい。第2振動体と接触している可動部は、可動部の磁気吸引力によって第2振動体の端部を上方向に移動させることが好ましい。第2振動体の端部は、可動部とともに上方向に移動して第2ストッパに接触することが好ましい。可動部は、第2振動体の端部が第2ストッパに接触している状態から更に上方向へと移動することで、可動部が第2振動体の端部から離れることが好ましい。可動部が第2振動体の端部から離れたときに、可動部は第1ばね(4)によって上方向へ移動することが好ましい。 The power generating device (A1) according to the eighth aspect of the present disclosure can be realized by combining it with any one of the first to seventh aspects. The power generating device (A1) according to the eighth aspect preferably further includes a second vibrating body (lower vibrating body 10), a second power generating body (lower power generating body 11), and a second stopper (lower stopper piece 51). The second vibrating body is provided below the first vibrating body, and an end portion thereof can vibrate in the vertical direction. The second power generating body is preferably provided on the second vibrating body, and the vibration energy of the second vibrating body is preferably converted into electrical energy. The second stopper preferably restricts the upward movement of the end portion of the second vibrating body. The movable part that has moved downward preferably comes into contact with the end portion of the second vibrating body after being separated from the end portion of the first vibrating body. The movable body that has moved downward preferably is configured to be movable upward. The first spring (4) preferably moves the movable part upward together with the movable body when the movable body moves upward. The movable part in contact with the second vibrating body preferably moves the end of the second vibrating body upward by the magnetic attraction force of the movable part. The end of the second vibrating body preferably moves upward together with the movable part and contacts the second stopper. The movable part preferably moves further upward from the state in which the end of the second vibrating body is in contact with the second stopper, so that the movable part separates from the end of the second vibrating body. When the movable part separates from the end of the second vibrating body, the movable part preferably moves upward by the first spring (4).

第8の態様に係る発電装置(A1)は、第1発電体と第2発電体の2つの発電体を備えることにより、発電量の増大を図ることができる。 The power generation device (A1) according to the eighth aspect is provided with two power generation bodies, a first power generation body and a second power generation body, thereby enabling an increase in the amount of power generation.

本開示の第9の態様に係る発電装置(A1)は、振動体(第1振動体A11)と、発電体(第1発電体A12)と、可動部(A13)と、移動体(A14)と、ばね(第1ばねA15)とを備える。振動体は、端部(A17)が上下方向に振動可能である。発電体は、振動体に設けられ振動体の振動エネルギを電気エネルギに変換する。可動部(A13)は、振動体の端部(A17)と接触し、磁気吸引力によって振動体の端部を下方向に移動させる。移動体(A14)は、下方向に移動する。ばねは、移動体(A14)と可動部(A13)とをつなぎ、移動体(A14)とともに可動部(A13)を下方向に移動させる。可動部(A13)は、振動体の端部(A17)と接触している状態で下方向に移動した後、振動体の端部(A17)から離れる。ばねは、移動体(A14)が下方向に移動するときに下向きの力を可動部(A13)に加える。可動部(A13)が振動体の端部から離れたときに、可動部(A13)はばねによって下方向へ移動する。 The power generating device (A1) according to the ninth aspect of the present disclosure includes a vibrating body (first vibrating body A11), a power generating body (first power generating body A12), a movable part (A13), a moving body (A14), and a spring (first spring A15). The vibrating body has an end (A17) that can vibrate in the vertical direction. The power generating body is provided on the vibrating body and converts the vibration energy of the vibrating body into electrical energy. The movable part (A13) comes into contact with the end (A17) of the vibrating body and moves the end of the vibrating body downward by magnetic attraction. The moving body (A14) moves downward. The spring connects the moving body (A14) and the movable part (A13) and moves the movable part (A13) downward together with the moving body (A14). The movable part (A13) moves downward while in contact with the end (A17) of the vibrating body, and then moves away from the end (A17) of the vibrating body. The spring applies a downward force to the movable part (A13) when the moving body (A14) moves downward. When the movable part (A13) separates from the end of the vibrating body, the movable part (A13) moves downward by the spring.

第9の態様に係る発電装置(A1)は、従来例と比べて、第1振動体の振動が可動部の磁気吸引力によって弱められにくくなるので、磁気吸引力による発電量低下の抑制を図ることができる。 Compared to the conventional example, the power generating device (A1) according to the ninth aspect is less susceptible to weakening of the vibration of the first vibrating body by the magnetic attraction force of the movable part, so that it is possible to suppress a decrease in the amount of power generation due to the magnetic attraction force.

A1 発電装置
A11 第1振動体
A12 第1発電体
A13 可動部
A14 移動体
A15 第1ばね
A16 第1ストッパ
A17 端部
A1 Power generating device A11 First vibrating body A12 First power generating body A13 Movable part A14 Moving body A15 First spring A16 First stopper A17 End part

Claims (9)

端部が上下方向に振動可能である第1振動体と、
前記第1振動体に設けられ、前記第1振動体の振動エネルギを電気エネルギに変換する第1発電体と、
前記第1振動体の前記端部と接触し、磁気吸引力によって前記第1振動体の前記端部を下方向に移動させる可動部と、
前記第1振動体の前記端部の下方向への移動を規制する第1ストッパと、
下方向に移動する移動体と、
前記移動体と前記可動部とをつなぎ、前記移動体とともに前記可動部を下方向に移動させる第1ばねと、
を備え、
前記移動体が下方向に移動することで、前記第1振動体の前記端部が前記第1ストッパに接触し、
前記可動部は、前記第1振動体の前記端部が前記第1ストッパに接触している状態から更に下方向へと移動することで、前記可動部が前記第1振動体の前記端部から離れ、
前記可動部が前記第1振動体の前記端部から離れたときに、前記可動部は前記第1ばねによって下方向へ移動する、
発電装置。
A first vibrating body having an end portion capable of vibrating in a vertical direction;
a first power generating body provided on the first vibrating body and configured to convert vibration energy of the first vibrating body into electrical energy;
a movable portion that comes into contact with the end portion of the first vibrating body and moves the end portion of the first vibrating body downward by a magnetic attraction force;
a first stopper that restricts downward movement of the end portion of the first vibrating body;
A moving body moving downward;
a first spring that connects the moving body and the movable part and moves the movable part downward together with the moving body;
Equipped with
When the movable body moves downward, the end of the first vibrating body comes into contact with the first stopper,
When the movable portion moves further downward from a state in which the end of the first vibrating body is in contact with the first stopper, the movable portion separates from the end of the first vibrating body,
When the movable part is separated from the end of the first vibrating body, the movable part is moved downward by the first spring.
Power generation equipment.
前記第1ばねは、上面視で前記第1振動体を囲むように配置される、
請求項1記載の発電装置。
the first spring is disposed so as to surround the first vibrating body in a top view;
The power generating device according to claim 1.
前記第1ばねは、
前記移動体とつながる第1接続部と、
前記可動部とつながる第2接続部と、
を有し、
前記第1ばねの前記第1接続部と前記第1ばねの前記第2接続部との間の部位が前記可動部と接触した後、前記第1ばねが前記部位を支点として変形することで前記可動部と前記第1振動体の前記端部が離れる、
請求項2記載の発電装置。
The first spring includes:
A first connection portion connected to the moving body;
A second connection portion connected to the movable portion;
having
a portion between the first connection portion of the first spring and the second connection portion of the first spring comes into contact with the movable portion, and then the first spring deforms with the portion as a fulcrum, so that the movable portion and the end portion of the first vibrating body are separated from each other;
The power generating device according to claim 2.
前記第1ばねの前記可動部と接触する位置を接触位置とし、
前記第1ばねの前記接触位置から前記第1ばねの前記第1接続部までの長さが、前記第1ばねの前記接触位置から前記第1ばねの前記第2接続部までの長さよりも短い、
請求項3記載の発電装置。
a contact position of the first spring and the movable portion;
a length from the contact position of the first spring to the first connection portion of the first spring is shorter than a length from the contact position of the first spring to the second connection portion of the first spring;
The power generating device according to claim 3.
下方向に移動する前記移動体によって変形し、前記移動体を上方向に付勢する第2ばねを更に備える、
請求項1-4のいずれか1項に記載の発電装置。
A second spring is further provided which is deformed by the moving body moving downward and biases the moving body upward.
The power generating device according to any one of claims 1 to 4.
磁性体で形成され、前記第1振動体を支えるボディと、
磁性体で形成され、前記第1振動体よりも下方に位置し、前記ボディから突出するコアと、
前記コアに巻回されたコイルと、
を更に備え、
前記第1振動体は、少なくとも一部が磁性体であり、
前記可動部は、
前記第1振動体の前記端部が前記第1ストッパに接触しているときに、
前記第1振動体の下面と接触可能に構成されている第1部位と、
前記コアの先端面と向かい合うように構成されている第2部位と、
を含み、
前記可動部は、永久磁石を有し、
前記永久磁石は、前記第1部位が第1極となり、前記第2部位が前記第1極と極性の異なる第2極となるように配置されている、
請求項1-5のいずれか1項に記載の発電装置。
a body formed of a magnetic material and supporting the first vibrating body;
a core formed of a magnetic material, positioned below the first vibrating body, and protruding from the body;
A coil wound around the core;
Further comprising:
At least a portion of the first vibrating body is made of a magnetic material,
The movable part is
When the end of the first vibrating body is in contact with the first stopper,
A first portion configured to be able to come into contact with a lower surface of the first vibrating body;
A second portion configured to face the tip surface of the core;
Including,
The movable portion has a permanent magnet,
The permanent magnet is arranged such that the first portion forms a first pole and the second portion forms a second pole having a polarity different from that of the first pole.
The power generating device according to any one of claims 1 to 5.
前記第1振動体の前記端部は磁性体であり、
前記第1ストッパは、磁性体で形成されて前記ボディに支持されている、
請求項6記載の発電装置。
the end of the first vibrating body is made of a magnetic material,
The first stopper is made of a magnetic material and is supported by the body.
The power generating device according to claim 6.
前記第1振動体の下方に設けられ、端部が上下方向に振動可能である第2振動体と、
前記第2振動体に設けられ、前記第2振動体の振動エネルギを電気エネルギに変換する第2発電体と、
前記第2振動体の前記端部の上方向への移動を規制する第2ストッパと、
を更に備え、
下方向に移動した前記可動部は、前記第1振動体の前記端部から離れた後、前記第2振動体の前記端部と接触し、
下方向に移動した前記移動体は、上方向に移動可能に構成されており、
前記第1ばねは、前記移動体が上方向に移動するとき、前記移動体とともに前記可動部を上方向に移動させ、
前記第2振動体と接触している前記可動部は、前記可動部の磁気吸引力によって前記第2振動体の前記端部を上方向に移動させ、
前記第2振動体の前記端部は、前記可動部とともに上方向に移動して前記第2ストッパに接触し、
前記可動部は、前記第2振動体の前記端部が前記第2ストッパに接触している状態から更に上方向へと移動することで、前記可動部が前記第2振動体の前記端部から離れ、
前記可動部が前記第2振動体の前記端部から離れたときに、前記可動部は前記第1ばねによって上方向へ移動する、
請求項1-7のいずれか1項に記載の発電装置。
A second vibrator is provided below the first vibrator, and an end portion of the second vibrator is capable of vibrating in a vertical direction;
a second power generating body provided on the second vibrating body and configured to convert vibration energy of the second vibrating body into electrical energy;
a second stopper that restricts the end of the second vibrator from moving upward;
Further comprising:
the movable part, having moved downward, comes into contact with the end of the second vibrating body after being separated from the end of the first vibrating body;
The movable body that has moved downward is configured to be movable upward,
the first spring causes the movable portion to move upward together with the moving body when the moving body moves upward;
the movable portion in contact with the second vibrating body moves the end portion of the second vibrating body upward by a magnetic attraction force of the movable portion;
the end of the second vibrator moves upward together with the movable portion and comes into contact with the second stopper,
When the movable portion moves further upward from a state in which the end of the second vibrating body is in contact with the second stopper, the movable portion separates from the end of the second vibrating body,
When the movable portion is separated from the end of the second vibrating body, the movable portion is moved upward by the first spring.
A power generating device according to any one of claims 1 to 7.
端部が上下方向に振動可能である振動体と、
前記振動体に設けられ前記振動体の振動エネルギを電気エネルギに変換する発電体と、
前記振動体の前記端部と接触し、磁気吸引力によって前記振動体の前記端部を下方向に移動させる可動部と、
下方向に移動する移動体と、
前記移動体と前記可動部とをつなぎ、前記移動体とともに前記可動部を下方向に移動させるばねと、
を備え、
前記可動部は、前記振動体の前記端部と接触している状態で下方向に移動した後、前記振動体の前記端部から離れ、
前記ばねは、前記移動体が下方向に移動するときに下向きの力を前記可動部に加え、
前記可動部が前記振動体の前記端部から離れたときに、前記可動部は前記ばねによって下方向へ移動する、
発電装置。
A vibrator having an end capable of vibrating in a vertical direction;
a power generator provided on the vibrating body and configured to convert vibration energy of the vibrating body into electrical energy;
a movable part that comes into contact with the end of the vibration body and moves the end of the vibration body downward by magnetic attraction;
A moving body moving downward;
a spring that connects the moving body and the movable part and moves the movable part downward together with the moving body;
Equipped with
the movable portion moves downward while in contact with the end of the vibrating body, and then separates from the end of the vibrating body;
The spring applies a downward force to the movable part when the moving body moves downward,
When the movable part is separated from the end of the vibrating body, the movable part is moved downward by the spring.
Power generation equipment.
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