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JP7660868B2 - Vibration dynamo device and dynamo device with switch mechanism - Google Patents
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JP7660868B2 JP2019162741A JP2019162741A JP7660868B2 JP 7660868 B2 JP7660868 B2 JP 7660868B2 JP 2019162741 A JP2019162741 A JP 2019162741A JP 2019162741 A JP2019162741 A JP 2019162741A JP 7660868 B2 JP7660868 B2 JP 7660868B2
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Description

この発明は、振動ダイナモ装置およびスイッチ機構付きダイナモ装置に関する。 This invention relates to a vibration dynamo device and a dynamo device with a switch mechanism.

従来より、振動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電方式として、電磁誘導を利用する方式、圧電素子を利用する方式、静電誘導を利用する方式などがある。電磁誘導を利用する方式は、振動によってコイルと磁石との相対的な位置を変化させて、コイルに生じる電磁誘導によって発電する方式である。このような技術として、たとえば特開2011-78197号公報(特許文献1)および特開2002-281727号公報(特許文献2)などが挙げられる。 Conventionally, there are various power generation methods for converting vibrational energy into electrical energy, including a method using electromagnetic induction, a method using a piezoelectric element, and a method using electrostatic induction. The method using electromagnetic induction uses vibration to change the relative position between a coil and a magnet, and generates power by the electromagnetic induction that occurs in the coil. Examples of such technologies include JP 2011-78197 A (Patent Document 1) and JP 2002-281727 A (Patent Document 2).

特許文献1には、筒状部材の両端部に設けられる移動規制部と永久磁石の接触による破損を防止するために、移動規制部の内側に弾力性のある緩衝体を設けた発電装置が開示されている。 Patent document 1 discloses a power generating device in which a resilient buffer is provided inside the movement restriction parts provided at both ends of the cylindrical member to prevent damage caused by contact between the permanent magnets and the movement restriction parts.

特許文献2には、筒状部材の両端部に永久磁石が設けられ、永久磁石の内側に当てゴムとしての緩衝部材が設けられた振動発電機が開示されている。 Patent document 2 discloses a vibration generator in which permanent magnets are provided at both ends of a cylindrical member and a cushioning member serving as a rubber pad is provided on the inside of the permanent magnet.

特開2011-78197号公報JP 2011-78197 A 特開2002-281727号公報JP 2002-281727 A

特許文献1,2の発電装置は、発電効率が悪いという問題があることに着目し、これを課題とした。すなわち、本発明は、発電効率を向上する振動ダイナモ装置およびスイッチ機構付きダイナモ装置を提供することを課題とする。 The power generation devices of Patent Documents 1 and 2 have a problem of poor power generation efficiency, and this problem has been addressed. In other words, the present invention aims to provide a vibration dynamo device and a dynamo device with a switch mechanism that improve power generation efficiency.

本発明の一態様に係る振動ダイナモ装置は、内部空間を有し、両端開口形の非磁性体の筒状部材と、筒状部材の外周に配置されたコイルと、筒状部材の内部空間に配置され、筒状部材の延在方向に沿って往復移動可能なマグネットと、筒状部材の延在方向の両端部に固定された外縁部と、筒状部材の内部空間に面する中央部とを含み、筒状部材の延在方向に沿って弾性的に撓み変形可能な一対のシート材とを備える。 The vibration dynamo device according to one aspect of the present invention comprises a non-magnetic cylindrical member having an internal space and open at both ends, a coil arranged on the outer periphery of the cylindrical member, a magnet arranged in the internal space of the cylindrical member and capable of reciprocating along the extension direction of the cylindrical member, and a pair of sheet materials that include outer edge portions fixed to both ends of the cylindrical member in the extension direction and a central portion facing the internal space of the cylindrical member and that are elastically flexibly deformable along the extension direction of the cylindrical member.

好ましくは、内部空間を形成する筒状部材の内径側壁面は、第1内径寸法を有する第1領域と、第1内径寸法より大きい第2内径寸法を有し、第1領域を挟むように位置する第2領域とを含み、シート材は、第2領域に固定される。 Preferably, the inner diameter side wall surface of the tubular member that forms the internal space includes a first region having a first inner diameter dimension and a second region having a second inner diameter dimension larger than the first inner diameter dimension and positioned so as to sandwich the first region, and the sheet material is fixed to the second region.

好ましくは、筒状部材は、一対のシート材によって、その両端長さが規定される第1筒状体と、シート材を挟んで第1筒状体に連結される第2筒状体とを含む。 Preferably, the tubular member includes a first tubular body whose two end lengths are defined by a pair of sheets of material, and a second tubular body connected to the first tubular body via the sheet material.

好ましくは、第2筒状体は、その外方側端部を閉塞する蓋部が設けられる。 Preferably, the second cylindrical body is provided with a lid portion that closes its outer end.

好ましくは、シート材は、外縁部を構成するリング部と、中央部を構成する中心部およびリブ部とを含み、中心部は、リング部の中央に位置し、リング部から間隔をあけて設けられ、リブ部は、複数設けられ、リング部と中心部とを連結する。 Preferably, the sheet material includes a ring portion constituting the outer edge, and a central portion and a rib portion constituting the central portion, the central portion being located at the center of the ring portion and spaced apart from the ring portion, and the rib portions are provided in plurality and connect the ring portion and the central portion.

好ましくは、マグネットは、円柱体である。 Preferably, the magnet is cylindrical.

好ましくは、蓋部は、マグネットに対して互いに磁気反発する反発マグネットを有する。 Preferably, the lid portion has a repulsive magnet that repels the magnet.

本発明の一態様に係るスイッチ機構付きダイナモ装置は、内部空間を有し、両端開口形の非磁性体の筒状部材と、筒状部材の外周に配置されたコイルと、筒状部材の内部空間に配置され、筒状部材の延在方向に沿って往復移動可能な第1マグネットと、筒状部材の延在方向の両端部に固定された外縁部と、筒状部材の内部空間に面する中央部とを有し、筒状部材の延在方向に沿って弾性的に撓み変形可能な一対のシート材とを含むダイナモ装置と、第1マグネットに対して作用し、第1位置と第2位置との間を変位可能な第2マグネットを含み、筒状部材の外部に配置されるスイッチ機構とを備え、第2マグネットを第1位置から第2位置に変位させることに伴って、第1マグネットが筒状部材の延在方向に移動する。 The dynamo device with switch mechanism according to one aspect of the present invention includes a dynamo device including a cylindrical member made of a non-magnetic material and having an internal space and open at both ends, a coil arranged on the outer periphery of the cylindrical member, a first magnet arranged in the internal space of the cylindrical member and capable of reciprocating along the extension direction of the cylindrical member, a pair of sheet materials having outer edges fixed to both ends in the extension direction of the cylindrical member and a central portion facing the internal space of the cylindrical member and capable of elastically flexing and deforming along the extension direction of the cylindrical member, and a switch mechanism arranged outside the cylindrical member, including a second magnet that acts on the first magnet and is displaceable between a first position and a second position, and the first magnet moves in the extension direction of the cylindrical member as the second magnet is displaced from the first position to the second position.

好ましくは、ダイナモ装置は、スイッチ機構の第2マグネットが第1マグネットに対して作用する位置に複数設けられる。 Preferably, multiple dynamo devices are provided at positions where the second magnet of the switch mechanism acts on the first magnet.

本発明の振動ダイナモ装置およびスイッチ機構付きダイナモ装置によれば、発電効率を向上することができる。 The vibration dynamo device and the dynamo device with a switch mechanism of the present invention can improve power generation efficiency.

本発明の実施の形態1に係る振動ダイナモ装置を概略的に示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a schematic diagram of a vibration dynamo device according to a first embodiment of the present invention; 本発明の実施の形態1におけるシート材を示す図であり、(a)は平面図であり、(b)は図2(a)におけるIIb-IIb線に沿った断面図である。2A and 2B are diagrams showing a sheet material in accordance with the first embodiment of the present invention, in which (a) is a plan view and (b) is a cross-sectional view taken along line IIb-IIb in FIG. 2A. 本発明の実施の形態1に係る振動ダイナモ装置を用いたチャイム装置の模式的な回路図である。1 is a schematic circuit diagram of a chime device using a vibration dynamo device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る振動ダイナモ装置の動作を示す図である。3A to 3C are diagrams illustrating the operation of the vibration dynamo device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態2に係る振動ダイナモ装置を概略的に示す断面図である。10 is a cross-sectional view showing a schematic diagram of a vibration dynamo device according to a second embodiment of the present invention. FIG. シート材の変形例を示す平面図である。FIG. 13 is a plan view showing a modified example of the sheet material. シート材の他の変形例を示す平面図である。FIG. 11 is a plan view showing another modified example of the sheet material. 本発明の実施の形態3に係るスイッチ機構付きダイナモ装置を概略的に示す断面図である。A cross-sectional view showing a schematic diagram of a dynamo device with a switch mechanism according to a third embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態3に係るスイッチ機構付きダイナモ装置の動作を示す図である。13A to 13C are diagrams illustrating the operation of a dynamo device with a switch mechanism according to a third embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態3に係るスイッチ機構付きダイナモ装置の変形例を概略的に示す断面図である。A cross-sectional view showing a schematic diagram of a modified example of a dynamo device with a switch mechanism according to embodiment 3 of the present invention.

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 The embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the same or corresponding parts in the drawings are given the same reference numerals and their description will not be repeated.

<実施の形態1>
図1および図2を参照して、本発明の一実施の形態に係る振動ダイナモ装置1の概略構成について説明する。なお、図1において、矢印A1で示す方向を上下方向といい、矢印A2で示す方向を左右方向という。
<First embodiment>
A schematic configuration of a vibration dynamo device 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1 and 2. In Figure 1, the direction indicated by arrow A1 is the up-down direction, and the direction indicated by arrow A2 is the left-right direction.

本実施の形態の振動ダイナモ装置1は、筒状部材10と、筒状部材10の外周に配置されたコイル30と、筒状部材の内部空間に配置されたマグネット40と、筒状部材10の延在方向の両端部に設けられた一対のシート材50とを備える。 The vibration dynamo device 1 of this embodiment comprises a cylindrical member 10, a coil 30 arranged on the outer periphery of the cylindrical member 10, a magnet 40 arranged in the internal space of the cylindrical member, and a pair of sheet materials 50 provided at both ends of the cylindrical member 10 in the extension direction.

筒状部材10は、内部空間を有し、両端開口形である。筒状部材10は、内部が中空の棒状であり、両端は解放されている。本実施の形態の筒状部材10は、図1において左右方向に延在している。 The cylindrical member 10 has an internal space and is open at both ends. The cylindrical member 10 is a hollow rod with both ends open. The cylindrical member 10 of this embodiment extends in the left-right direction in FIG. 1.

筒状部材10は、非磁性体で形成されている。非磁性体とは、強磁性体ではない物質で、常磁性体、反磁性体および反強磁性体を含む。非磁性体として、たとえばアルミニウムなどの金属、プラスチックなどの合成樹脂などが挙げられる。 The cylindrical member 10 is made of a non-magnetic material. A non-magnetic material is a material that is not ferromagnetic, and includes paramagnetic materials, diamagnetic materials, and antiferromagnetic materials. Examples of non-magnetic materials include metals such as aluminum, and synthetic resins such as plastic.

筒状部材10は、第1筒状体11と、第1筒状体11の両端に設けられる第2筒状体21とを含む。第1筒状体11は、一対のシート材50によって、その両端長さが規定されている。第2筒状体21は、シート材50を挟んで第1筒状体11の両端部にそれぞれ連結される。 The cylindrical member 10 includes a first cylindrical body 11 and a second cylindrical body 21 provided at both ends of the first cylindrical body 11. The length of both ends of the first cylindrical body 11 is determined by a pair of sheet materials 50. The second cylindrical body 21 is connected to both ends of the first cylindrical body 11, with the sheet materials 50 sandwiched between them.

上述のように、第1筒状体11は、中空の棒状であるため、外周である第1外径側壁面12と、内周である第1内径側壁面13とを含む。第1外径側壁面12の形状(外形状)および第1内径側壁面13(内形状)は特に限定されず、断面視において円形、矩形などが挙げられる。本実施の形態の筒状部材10の外形状および内形状は、断面視において円形状である。なお、本実施の形態の筒状部材10の内径(中空形状の直径)は、後述するマグネット40の外径よりもやや大きい。 As described above, the first cylindrical body 11 is hollow and rod-shaped, and includes a first outer diameter side wall surface 12, which is the outer circumference, and a first inner diameter side wall surface 13, which is the inner circumference. The shape (outer shape) of the first outer diameter side wall surface 12 and the first inner diameter side wall surface 13 (inner shape) are not particularly limited, and examples include a circle or a rectangle in cross section. The outer shape and inner shape of the cylindrical member 10 of this embodiment are circular in cross section. The inner diameter (diameter of the hollow shape) of the cylindrical member 10 of this embodiment is slightly larger than the outer diameter of the magnet 40 described below.

第1内径側壁面13は、第1領域14と、第1領域14の内径寸法より大きい第2領域15とを有する。第1領域14は中央部に位置し、第2領域15は第1領域14を挟むように位置する。第1領域14と第2領域15との間には段差が設けられる。また、これらの領域14,15内には、マグネット40が配置される第1内部空間17が設けられる。 The first inner diameter side wall surface 13 has a first region 14 and a second region 15 that is larger in inner diameter than the first region 14. The first region 14 is located in the center, and the second region 15 is located so as to sandwich the first region 14. A step is provided between the first region 14 and the second region 15. In addition, a first internal space 17 in which a magnet 40 is disposed is provided within these regions 14 and 15.

第1筒状体11の両端側には、外方に向かって突出し、シート材50と第2筒状体21を貫通する複数のピン16が設けられていてもよい。また、第1筒状体11は、第1内径側壁面13の第2領域15から第1外径側壁面12に向かって貫通する空気孔18が設けられてもよい。 A plurality of pins 16 may be provided on both ends of the first cylindrical body 11, protruding outward and penetrating the sheet material 50 and the second cylindrical body 21. The first cylindrical body 11 may also be provided with air holes 18 penetrating from the second region 15 of the first inner diameter side wall surface 13 toward the first outer diameter side wall surface 12.

第1筒状体11の両端部には、第2筒状体21が設けられる。第2筒状体21は、筒状であるため、外周である第2外径側壁面22と、内周である第2内径側壁面23とを含む。第2外径側壁面22は、第1外径側壁面12と面一である。同様に、第2内径側壁面23は、第1筒状体11の第2領域15と面一である。第2筒状体21には、第1筒状体11の複数のピン16が貫通するピン穴部24が設けられる。第2内径側壁面23内には、第2内部空間25が設けられる。第2内部空間25は、第1筒状体11の第1内部空間17と異なり、マグネット40は配置されない。第2内部空間25は、シート材50の撓み変形を許容するための空間である。 A second cylindrical body 21 is provided at both ends of the first cylindrical body 11. The second cylindrical body 21 is cylindrical, and therefore includes a second outer diameter side wall surface 22, which is the outer circumference, and a second inner diameter side wall surface 23, which is the inner circumference. The second outer diameter side wall surface 22 is flush with the first outer diameter side wall surface 12. Similarly, the second inner diameter side wall surface 23 is flush with the second region 15 of the first cylindrical body 11. The second cylindrical body 21 is provided with a pin hole portion 24 through which the multiple pins 16 of the first cylindrical body 11 pass. A second internal space 25 is provided within the second inner diameter side wall surface 23. Unlike the first internal space 17 of the first cylindrical body 11, the second internal space 25 does not include a magnet 40. The second internal space 25 is a space for allowing the sheet material 50 to bend and deform.

第2筒状体21には、その外方側端部を閉塞する蓋部26が設けられる。蓋部26は、は、たとえばプラスチック、合成樹脂などの非磁性体で形成されている。本実施の形態では、蓋部26はゴム板である。 The second cylindrical body 21 is provided with a lid portion 26 that closes its outer end. The lid portion 26 is made of a non-magnetic material such as plastic or synthetic resin. In this embodiment, the lid portion 26 is a rubber plate.

この第1筒状体11の第1外径側壁面12には、コイル30が巻回されている。このため、筒状部材10は、コイル30のボビンの役割も担う。本実施の形態のコイル30は、筒状部材10の中央部に設けられている。コイル30は、たとえばソレノイドコイルである。 A coil 30 is wound around the first outer diameter side wall surface 12 of the first cylindrical body 11. Therefore, the cylindrical member 10 also serves as a bobbin for the coil 30. In this embodiment, the coil 30 is provided in the center of the cylindrical member 10. The coil 30 is, for example, a solenoid coil.

第1筒状体11の第1内部空間17内には、筒状部材10の延在方向(図1における矢印A2の左右方向)に沿って往復運動が可能な状態で、マグネット40が設けられている。筒状部材10の外周にコイル30が配置されているので、マグネット40はコイル30の内部を往復運動する。マグネット40の往復運動によってコイル30が電圧を発生する。つまり、マグネット40は、コイル30の巻軸方向に沿って往復運動するので、コイル30に交流電流が発生する。 A magnet 40 is provided in the first internal space 17 of the first cylindrical body 11 so as to be capable of reciprocating motion along the extension direction of the cylindrical member 10 (the left-right direction of the arrow A2 in FIG. 1). Since the coil 30 is disposed on the outer periphery of the cylindrical member 10, the magnet 40 reciprocates inside the coil 30. The reciprocating motion of the magnet 40 causes the coil 30 to generate a voltage. In other words, the magnet 40 reciprocates along the winding axis direction of the coil 30, generating an alternating current in the coil 30.

マグネット40は、たとえば柱体、球体などである。なお、球体および柱体とは、外形が球体および柱体を意味し、内部が空洞であるものを含む。また、柱体は、円柱体、角柱体、ディスク状などを含み、本実施の形態では円柱体である。マグネット40が球体である場合は、複数設けられることが好ましい。 The magnet 40 is, for example, a cylinder or a sphere. Note that sphere and cylinder refer to those with a spherical or cylindrical outer shape, including those with a hollow interior. Furthermore, the cylinder includes a cylindrical body, a rectangular prism, a disk shape, etc., and in this embodiment, it is a cylinder. When the magnet 40 is a sphere, it is preferable to provide multiple magnets.

なお、マグネット(磁石)とは、永久磁石である。マグネットは、往復運動する方向(軸方向)に着磁している。着磁(磁化)方法は特に限定されないが、たとえば空芯コイルの中央にマグネット材料を固定し、パルス高電流を流して、軸方向に磁化する方法が挙げられる。また、マグネットの材料は特に限定されないが、高い磁力を示す観点から、Nd‐Fe‐B焼結磁石を用いることが好ましい。 The magnet is a permanent magnet. The magnet is magnetized in the direction of reciprocating motion (axial direction). There are no particular limitations on the magnetization method, but an example is a method in which a magnetic material is fixed to the center of an air-core coil and a high pulse current is passed through it to magnetize it in the axial direction. There are no particular limitations on the material of the magnet, but it is preferable to use a Nd-Fe-B sintered magnet in terms of its high magnetic force.

筒状部材10の第1筒状体11の両端部には一対のシート材50が設けられる。一対のシート材50は、第1筒状体11の開口を閉塞している。シート材50は、筒状部材10の延在方向に沿って弾性的に撓み変形可能である。シート材50は、非磁性体であり、たとえばアルミニウムなどの金属、プラスチックなどの合成樹脂などが挙げられる。本実施の形態では、シート材50は、板状のゴムまたはエラストマーであり、たとえばオゾン劣化等を考慮して、シリコンゴム等の合成ゴムであることが好ましい。 A pair of sheet materials 50 are provided at both ends of the first cylindrical body 11 of the cylindrical member 10. The pair of sheet materials 50 close the opening of the first cylindrical body 11. The sheet material 50 can be elastically flexed and deformed along the extension direction of the cylindrical member 10. The sheet material 50 is a non-magnetic material, and examples of the material include metals such as aluminum and synthetic resins such as plastic. In this embodiment, the sheet material 50 is a plate-shaped rubber or elastomer, and is preferably a synthetic rubber such as silicone rubber, taking into account ozone degradation, etc.

シート材50は、マグネット40の外形の大きさによって異なるが、撓み変形容易の観点から、薄い方が好ましく、その厚みは、たとえば0.1mm以上1mm以下であり、好ましくは0.1mm以上0.6mm以下である。0.1mm未満であると、成形性が悪く、1mmまたは0.6mmを超えると、撓み変形しにくくなる。また、シート材50の硬度は、たとえばデュロメータA硬度で20°以上70°以下であり、40°以上60°以下であることが好ましい。60°または70°を超えると、成形性が悪く、20°未満または40°未満であると、粘着力が高くなる。 The sheet material 50 varies depending on the external size of the magnet 40, but from the viewpoint of ease of bending deformation, it is preferable that it is thin, and the thickness is, for example, 0.1 mm to 1 mm, and preferably 0.1 mm to 0.6 mm. If it is less than 0.1 mm, it is poorly moldable, and if it exceeds 1 mm or 0.6 mm, it is difficult to bend. In addition, the hardness of the sheet material 50 is, for example, 20° to 70° in durometer A hardness, and preferably 40° to 60°. If it exceeds 60° or 70°, it is poorly moldable, and if it is less than 20° or 40°, it has high adhesive strength.

図1,図2を参照して、シート材50の外形は、たとえば平面視略円形状である。具体的には、シート材50は、筒状部材10の延在方向の両端部に固定された外縁部51と、筒状部材10の内部空間17,25に面する中央部52とを含む。外縁部51は、リング形状のリング部である。また、中央部52は、リング部51の中央に位置し、リング部51から間隔をあけて設けられる中心部53と、複数設けられ、リング部51と中心部53とを連結するリブ部54とを有する。これにより、外縁部51と中心部53との間には、平面視台形形状の6つの貫通穴56が設けられる。複数の貫通穴56およびリブ部54が設けられることで、シート材50は、撓みやすくなる。 1 and 2, the outer shape of the sheet material 50 is, for example, a substantially circular shape in plan view. Specifically, the sheet material 50 includes an outer edge portion 51 fixed to both ends in the extension direction of the tubular member 10, and a central portion 52 facing the internal spaces 17 and 25 of the tubular member 10. The outer edge portion 51 is a ring-shaped ring portion. The central portion 52 has a central portion 53 located at the center of the ring portion 51 and spaced apart from the ring portion 51, and a plurality of rib portions 54 that connect the ring portion 51 and the central portion 53. As a result, six through holes 56 having a trapezoidal shape in plan view are provided between the outer edge portion 51 and the central portion 53. The provision of the plurality of through holes 56 and the rib portion 54 makes the sheet material 50 more flexible.

外縁部51には、シート材50の外周に沿って複数の穴部55が設けられていてもよい。第1筒状体11の外端部に設けられるピン16が穴部55を貫通し、第2筒状体21の内端部に設けられるピン穴部24に係合することで、シート材50は、第1筒状体11と第2筒状体21の間に固定される。具体的には、シート材50は、第1筒状体11の第2領域15に固定される。これにより、マグネット40が往復運動してシート材50が左右方向に撓む場合であっても、第1筒状体11の第1内径側壁面13が邪魔にならず、シート材50の撓み変形を容易に行うことが可能となる。 The outer edge portion 51 may have a plurality of holes 55 along the outer circumference of the sheet material 50. The pin 16 provided at the outer end of the first cylindrical body 11 passes through the hole 55 and engages with the pin hole 24 provided at the inner end of the second cylindrical body 21, so that the sheet material 50 is fixed between the first cylindrical body 11 and the second cylindrical body 21. Specifically, the sheet material 50 is fixed to the second region 15 of the first cylindrical body 11. As a result, even when the magnet 40 reciprocates and the sheet material 50 bends in the left-right direction, the first inner diameter side wall surface 13 of the first cylindrical body 11 does not get in the way, and the sheet material 50 can be easily bent.

また、シート材50が撓み変形するため、マグネット40の往復運動を効率よく行うことができる。そのため、従来の振動ダイナモ装置よりも第1筒状体11の長手方向の長さを短くしたとしても、十分な発電効率を得ることが可能となる。 In addition, because the sheet material 50 is flexibly deformed, the magnet 40 can move back and forth efficiently. Therefore, even if the longitudinal length of the first cylindrical body 11 is made shorter than that of conventional vibration dynamo devices, sufficient power generation efficiency can be obtained.

なお、本実施の形態の振動ダイナモ装置1は、たとえばチャイム装置、パソコンを操作するためのワイヤレスマウス、ライト付き杖、ランドセルライトなど振動により発電することができる装置に用いられる。以下において、振動ダイナモ装置1を例示的にチャイム装置100に用いた場合の回路について説明する。 The vibration dynamo device 1 of this embodiment is used in devices that can generate electricity through vibration, such as a chime device, a wireless mouse for operating a personal computer, a walking stick with a light, and a backpack light. Below, we will explain the circuit when the vibration dynamo device 1 is used as a chime device 100 as an example.

図3は、本実施の形態の振動ダイナモ装置1をチャイム装置100に用いた場合の等価回路図である。図3を参照して、チャイム装置100は、上述の振動ダイナモ装置1と、整流回路61と、充電回路62と、音発生装置63と、スイッチ64とを備えている。 Figure 3 is an equivalent circuit diagram when the vibration dynamo device 1 of this embodiment is used in a chime device 100. Referring to Figure 3, the chime device 100 includes the vibration dynamo device 1 described above, a rectifier circuit 61, a charging circuit 62, a sound generating device 63, and a switch 64.

整流回路61は、コイル30(図1)の一端に設けられ、コイル30に発生した交流電流を整流する。充電回路62は、整流回路61により変換された直流電流を充電する。充電回路62には、たとえば電気二重層コンデンサが用いられる。音発生装置63は、電流が印加されたときに音を発するものであれば特に限定されず、たとえばブザー、鈴音、音楽などを用いることができる。 The rectifier circuit 61 is provided at one end of the coil 30 (Fig. 1) and rectifies the AC current generated in the coil 30. The charging circuit 62 charges the DC current converted by the rectifier circuit 61. For example, an electric double layer capacitor is used for the charging circuit 62. There are no particular limitations on the sound generating device 63 as long as it generates a sound when a current is applied, and for example, a buzzer, a bell, music, etc. can be used.

スイッチ64は、ユーザにより操作され、音発生装置63の導通/非導通を切り替える。スイッチがOFFの状態で押ボタンを押圧した場合、振動ダイナモ装置1で発生した電流は充電回路62に蓄えられる。そのため、充電回路62が充電されていれば、振動ダイナモ装置1を動作させなくても、スイッチ64をONにすることで音発生装置63を鳴らすことができる。 The switch 64 is operated by the user to switch the sound generating device 63 between conductive and non-conductive states. When the push button is pressed with the switch in the OFF state, the current generated by the vibration dynamo device 1 is stored in the charging circuit 62. Therefore, if the charging circuit 62 is charged, the sound generating device 63 can be made to sound by turning the switch 64 ON, even if the vibration dynamo device 1 is not operating.

続いて、図1,図4を参照して、本実施の形態の振動ダイナモ装置1の動作について説明する。以下の説明における左右方向は、紙面上の左右方向と一致するものとする。 Next, the operation of the vibration dynamo device 1 of this embodiment will be described with reference to Figures 1 and 4. The left-right direction in the following description corresponds to the left-right direction on the paper.

振動ダイナモ装置1の筒状部材10を保持して、筒状部材10の延在方向、すなわち図1における矢印A2に沿って左右方向に往復運動する。これにより、第1筒状体11の第1内部空間17において、マグネット40が第1筒状体11の延在方向に沿って往復運動する。 The tubular member 10 of the vibration dynamo device 1 is held and reciprocated in the extension direction of the tubular member 10, i.e., in the left-right direction along the arrow A2 in FIG. 1. As a result, the magnet 40 reciprocates in the first internal space 17 of the first tubular body 11 along the extension direction of the first tubular body 11.

具体的には、図4(a)に示すように、筒状部材10を左方向に振ると、図4(b)に示すように、マグネット40は、右側に移動して、右側に位置するシート材50に当接する。これにより、マグネット40の当接に伴って、シート材50は右側に撓む。さらに、連続して筒状部材10を右方向に振ると、図4(c)に示すように、マグネット40はコイル30内を通過し、図4(d)に示すように、マグネット40は、左側に移動して、左側に位置するシート材50に当接する。これにより、マグネット40の当接に伴って、シート材50は左側に撓む。さらに連続して筒状部材10を右方向に振ると、図4(e)に示すように、マグネット40はコイル30内を通過する。このように、図4(b)~図4(e)の動作を繰り返す。 Specifically, when the cylindrical member 10 is swung to the left as shown in FIG. 4(a), the magnet 40 moves to the right as shown in FIG. 4(b) and abuts against the sheet material 50 located on the right side. As a result, the sheet material 50 bends to the right as the magnet 40 abuts against it. When the cylindrical member 10 is further swung to the right, the magnet 40 passes through the coil 30 as shown in FIG. 4(c), and the magnet 40 moves to the left as shown in FIG. 4(d), and abuts against the sheet material 50 located on the left side. As a result, the sheet material 50 bends to the left as the magnet 40 abuts against it. When the cylindrical member 10 is further swung to the right, the magnet 40 passes through the coil 30 as shown in FIG. 4(e). In this way, the operations of FIG. 4(b) to FIG. 4(e) are repeated.

これにより、マグネット40は、筒状部材10の外周に配置されたコイル30内を通過するような往復運動をすることになるので、マグネット40から発生する磁束線がコイル30に直交し、その際に誘導起電力としての誘導電流が発生する。マグネット40がコイル30内に出入りを繰り返すので、コイル30には交流電流が発生する。 As a result, the magnet 40 makes a reciprocating motion passing through the coil 30 arranged on the outer periphery of the cylindrical member 10, so that the magnetic flux lines generated from the magnet 40 are perpendicular to the coil 30, generating an induced current as an induced electromotive force. As the magnet 40 repeatedly goes in and out of the coil 30, an alternating current is generated in the coil 30.

本実施の形態の振動ダイナモ装置1は、撓み変形可能なシート材50が伸縮運動を繰り返すことでマグネット40の往復運動を補助することになり、マグネット40が効率よくコイル30内を往復運動することができるため、発電効率を向上することができる。 In the vibration dynamo device 1 of this embodiment, the flexible sheet material 50 repeatedly expands and contracts to assist the reciprocating motion of the magnet 40, allowing the magnet 40 to efficiently reciprocate within the coil 30, thereby improving power generation efficiency.

なお、本実施の形態の振動ダイナモ装置1は、筒状部材10を左右方向に延在させて左右方向に往復運動させるとして説明したが、筒状部材10を上下方向に延在させて上下方向に往復運動させてもよい。 In the present embodiment, the vibration dynamo device 1 has been described as having the cylindrical member 10 extending in the left-right direction and reciprocating in the left-right direction, but the cylindrical member 10 may also extend in the up-down direction and reciprocate in the up-down direction.

また、本実施の形態では、第2筒状体21がシート材50の外方側に設けられるとしたが、第2筒状体21は設けられなくてもよく、たとえばネジなどの連結具によりシート材50が第1筒状体11の外方側端部に保持されていればよい。 In addition, in this embodiment, the second cylindrical body 21 is provided on the outer side of the sheet material 50, but the second cylindrical body 21 does not have to be provided, and it is sufficient that the sheet material 50 is held to the outer end of the first cylindrical body 11 by a connecting device such as a screw.

実施の形態2では、振動ダイナモ装置1の他の構成例について説明する。以下に実施の形態1との相違点のみ詳細に説明する。 In the second embodiment, another configuration example of the vibration dynamo device 1 will be described. Only the differences from the first embodiment will be described in detail below.

<実施の形態2>
上記実施の形態1の振動ダイナモ装置1は、筒状部材10が左右方向に延在していたが、上下方向に延在していてもよい。さらに、蓋部26がゴム板で形成されていたが、本実施の形態の蓋部26Aは、反発マグネット26aを有していてもよい。また、その他の構成は、実施の形態1と同様の構成であってよい。なお、本実施の形態では、反発マグネット26aとの対比から、マグネット40をメインマグネットと呼ぶこととする。
<Embodiment 2>
In the vibration dynamo device 1 of the first embodiment, the cylindrical member 10 extends in the left-right direction, but it may extend in the up-down direction. Furthermore, the cover 26 is formed of a rubber plate, but the cover 26A of this embodiment may have a repulsion magnet 26a. The other configurations may be the same as those of the first embodiment. In this embodiment, the magnet 40 is referred to as the main magnet in contrast to the repulsion magnet 26a.

図5を参照して、本実施の形態の筒状部材10は、図5において上下方向に延在している。蓋部26Aは、メインマグネット40に対して磁気反発する反発マグネット26aと、反発マグネット26aの外方に位置する被覆部26bとを有する。反発マグネット26aは、第1筒状体11の上方端および他方端に一対設けられる。反発マグネット26aは、マグネットを含んでいれば特に限定されず、たとえばマグネットのみであってもよく、マグネットの端部に配置されたヨークをさらに備えていてもよい。 Referring to FIG. 5, the cylindrical member 10 of this embodiment extends in the vertical direction in FIG. 5. The cover portion 26A has a repulsive magnet 26a that magnetically repels the main magnet 40, and a covering portion 26b located outside the repulsive magnet 26a. A pair of repulsive magnets 26a are provided at the upper end and the other end of the first cylindrical body 11. The repulsive magnet 26a is not particularly limited as long as it includes a magnet, and may be, for example, only a magnet, or may further include a yoke arranged at the end of the magnet.

反発マグネット26aの磁気特性は、メインマグネット40の磁気特性と異なることが好ましい。具体的には、反発マグネット26aの保磁力は、メインマグネット40の保磁力よりも小さい。メインマグネット40がNd‐Fe‐B焼結磁石である場合、反発マグネット26aは、たとえばNd‐Fe‐B樹脂磁石、Sm‐Co樹脂磁石、Nd‐Fe‐N樹脂磁石などである。 The magnetic properties of the repulsion magnet 26a are preferably different from those of the main magnet 40. Specifically, the coercive force of the repulsion magnet 26a is smaller than that of the main magnet 40. When the main magnet 40 is a Nd-Fe-B sintered magnet, the repulsion magnet 26a is, for example, a Nd-Fe-B resin magnet, a Sm-Co resin magnet, or a Nd-Fe-N resin magnet.

反発マグネット26aに用いるNd‐Fe‐B樹脂磁石、および、メインマグネット40に用いるNd‐Fe‐B焼結磁石の磁気特性を下記表1に記載する。なお、参考までに異方性フェライト磁石の磁気特性についても記載する。 The magnetic properties of the Nd-Fe-B resin magnet used in the repulsion magnet 26a and the Nd-Fe-B sintered magnet used in the main magnet 40 are listed in Table 1 below. For reference, the magnetic properties of the anisotropic ferrite magnet are also listed.

Figure 0007660868000001
Figure 0007660868000001

表1に示すように、メインマグネット40の保磁力は868kA/m以上であり、反発マグネット26aの保磁力は400~432kA/mであり、メインマグネット40の保磁力は反発マグネット26aの保磁力よりも大きい。反発マグネット26aの保磁力が大きすぎると、第1筒状体11の長手方向の寸法を長くしなければならない。一方で、反発マグネット26aの保磁力が小さいと、メインマグネット40の磁力で反発マグネット26aが磁化されてしまう。反発部材として異方性フェライト磁石(表1の参考マグネット)を用いた場合、異方性フェライト磁石の保磁力は230~275kA/mであり、メインマグネット40の保磁力よりもかなり小さいため、異方性フェライト磁石はメインマグネット40の磁力で磁化されてしまい、メインマグネット40が異方性フェライト磁石に吸着する。 As shown in Table 1, the coercive force of the main magnet 40 is 868 kA/m or more, and the coercive force of the repulsion magnet 26a is 400 to 432 kA/m, which is greater than the coercive force of the repulsion magnet 26a. If the coercive force of the repulsion magnet 26a is too large, the longitudinal dimension of the first cylindrical body 11 must be increased. On the other hand, if the coercive force of the repulsion magnet 26a is small, the repulsion magnet 26a will be magnetized by the magnetic force of the main magnet 40. When an anisotropic ferrite magnet (reference magnet in Table 1) is used as the repulsive member, the coercive force of the anisotropic ferrite magnet is 230 to 275 kA/m, which is significantly smaller than the coercive force of the main magnet 40, so the anisotropic ferrite magnet is magnetized by the magnetic force of the main magnet 40, and the main magnet 40 is attracted to the anisotropic ferrite magnet.

筒状部材10の上方端に配置された反発マグネット26aと、筒状部材10の下方端に配置された反発マグネット26aとは、同じ部材である。反発マグネット26aは、第1内部空間17内のメインマグネット40と磁気反発するように極性が配されている。これにより、メインマグネット40が反発マグネット26aと磁気反発するため、往復運動を効率よく行うことができ、発電効率を向上することができる。 The repulsion magnet 26a arranged at the upper end of the cylindrical member 10 and the repulsion magnet 26a arranged at the lower end of the cylindrical member 10 are the same member. The polarity of the repulsion magnet 26a is arranged so that it magnetically repels the main magnet 40 in the first internal space 17. As a result, the main magnet 40 magnetically repels the repulsion magnet 26a, allowing efficient reciprocating motion and improving power generation efficiency.

また、本実施の形態の振動ダイナモ装置1Aは、上下方向に配置されているため、メインマグネット40が重力により下方に移動する。反発マグネット26aを設けることにより、メインマグネット40は反発マグネット26aの磁気反発により浮遊状態で保持されるため、シート材50Bが伸びた状態になることを防ぐことができる。 In addition, since the vibration dynamo device 1A of this embodiment is arranged in the vertical direction, the main magnet 40 moves downward due to gravity. By providing the repulsion magnet 26a, the main magnet 40 is held in a floating state by the magnetic repulsion of the repulsion magnet 26a, so that the sheet material 50B can be prevented from becoming stretched.

被覆部26bは、反発マグネット26aの外方側を覆っている。被覆部26bは、非磁性体であればよく、たとえば上述した実施の形態1と同様のゴム板であってもよい。 The covering portion 26b covers the outer side of the repulsion magnet 26a. The covering portion 26b may be made of a non-magnetic material, for example, a rubber plate similar to that of the first embodiment described above.

なお、本実施の形態の振動ダイナモ装置1Aは、筒状部材10を上下方向に延在させて左右方向に往復運動させるとして説明したが、筒状部材10を左右方向に延在させて左右方向に往復運動させてもよい。 In the present embodiment, the vibration dynamo device 1A has been described as having the cylindrical member 10 extending in the vertical direction and reciprocating in the left-right direction, but the cylindrical member 10 may also extend in the left-right direction and reciprocate in the left-right direction.

また、本実施の形態の振動ダイナモ装置1Aは、反発マグネット26aを上方端および下方端に設けたが、少なくとも下方端にのみ設ければよい。 In addition, in the vibration dynamo device 1A of this embodiment, the repulsive magnet 26a is provided at the upper and lower ends, but it is sufficient to provide it at least at the lower end only.

また、上記実施の形態1,2では、シート材50を図2で示した形状にしたが、限定的ではない。たとえば図6,7に示すように、シート材50B,50Cの中央部52B,52Cの形状が異なっていてもよい。 In addition, in the above-mentioned first and second embodiments, the sheet material 50 has the shape shown in FIG. 2, but this is not limiting. For example, as shown in FIGS. 6 and 7, the shapes of the central portions 52B and 52C of the sheet materials 50B and 50C may be different.

図6を参照して、シート材50Bの外縁部51と中心部53Bとの間に設けられる貫通穴56Bの形状は、平面視略三角形状である。本変形例では、リブ部54Bの太さ(貫通孔56B間の距離)を広くすることができる。 Referring to FIG. 6, the through hole 56B provided between the outer edge portion 51 and the center portion 53B of the sheet material 50B has a generally triangular shape in a plan view. In this modification, the thickness of the rib portion 54B (the distance between the through holes 56B) can be made wider.

また、図7を参照して、シート材50Cの外縁部51と中心部53Cとの間に設けられる貫通穴56Cの形状は、平面視略円形状である。貫通穴56Cと穴部55の形状および大きさは、略同一である。これにより、本変形例のシート材50Cは、製造を容易にすることができる。 Referring to FIG. 7, the shape of the through hole 56C provided between the outer edge portion 51 and the center portion 53C of the sheet material 50C is generally circular in plan view. The shape and size of the through hole 56C and the hole portion 55 are generally the same. This makes it easy to manufacture the sheet material 50C of this modified example.

<実施の形態3>
上記実施の形態1,2では、振動ダイナモ装置1,1Aの筒状部材10を保持して、マグネット40を往復運動させて発電させていたが、筒状部材10の外部に配置されるスイッチ機構8を操作することにより、マグネット40を自動的に往復運動させて発電させてもよい。
<Third embodiment>
In the above-mentioned embodiments 1 and 2, the cylindrical member 10 of the vibration dynamo device 1, 1A is held and the magnet 40 is caused to move back and forth to generate electricity, but the magnet 40 may also be caused to move back and forth automatically to generate electricity by operating the switch mechanism 8 arranged on the outside of the cylindrical member 10.

以下の実施の形態では、実施の形態1の振動ダイナモ装置1を用いるが、振動により発電させるものではないため、単にダイナモ装置と呼ぶ。なお、本実施の形態では、スイッチ機構8に用いる第2マグネット83との対比から、マグネット40を第1マグネットと呼ぶ。 In the following embodiment, the vibration dynamo device 1 of embodiment 1 is used, but since it does not generate electricity through vibration, it is simply called a dynamo device. In this embodiment, the magnet 40 is called the first magnet in contrast to the second magnet 83 used in the switch mechanism 8.

図8,図9を参照して、実施の形態3のスイッチ機構付きダイナモ装置7は、ダイナモ装置1と、ダイナモ装置1の筒状部材10の外部に配置されるスイッチ機構8とを備える。スイッチ機構8は、筒状部材10に直接固定されていてもよいし、筒状部材10とは異なる筒状部材10近傍に設けられていてもよい。 Referring to Figures 8 and 9, the dynamo device 7 with switch mechanism of the third embodiment includes a dynamo device 1 and a switch mechanism 8 disposed outside the cylindrical member 10 of the dynamo device 1. The switch mechanism 8 may be directly fixed to the cylindrical member 10, or may be provided in the vicinity of the cylindrical member 10 on a different side from the cylindrical member 10.

スイッチ機構8は、たとえば押しボタンタイプである。スイッチ機構8は、筐体80と、筐体80内を移動可能に設けられる移動部82と、移動部82の先端に設けられる第2マグネット83とを含む。スイッチ機構8は、その第2マグネット83が第1マグネット40と作用する位置に配置される。つまり、第2マグネット83が、第1マグネット40に対して吸引または反発する位置に配置される。 The switch mechanism 8 is, for example, a push button type. The switch mechanism 8 includes a housing 80, a moving part 82 that is movable within the housing 80, and a second magnet 83 that is provided at the tip of the moving part 82. The switch mechanism 8 is disposed in a position where the second magnet 83 acts on the first magnet 40. In other words, the second magnet 83 is disposed in a position where it attracts or repels the first magnet 40.

筐体80は、筒状部材10と同様の非磁性体で形成されている。筐体80は、その幅方向一方端(紙面上の右側)が開放されており、幅方向他方端(紙面上の左側)が閉鎖されている。幅方向他方端には、バネ81が配置されている。バネ81は、筐体80の内方(右側)に向かって付勢されている。 The housing 80 is formed of a non-magnetic material similar to the tubular member 10. The housing 80 is open at one end in the width direction (the right side on the paper) and closed at the other end in the width direction (the left side on the paper). A spring 81 is disposed at the other end in the width direction. The spring 81 is biased toward the inside of the housing 80 (the right side).

移動部82は、棒状であり、筐体80と同様の非磁性体で形成されている。移動部82は、筐体80内を左右方向に移動する。具体的には、移動部82を左側へ押すと、移動部82の左端がバネ81に当たり、バネ81の弾性により右側へ押し返される。移動部82の左端には、第2マグネット83が取り付けられている。 The moving part 82 is rod-shaped and made of the same non-magnetic material as the housing 80. The moving part 82 moves left and right inside the housing 80. Specifically, when the moving part 82 is pushed to the left, the left end of the moving part 82 hits the spring 81, and is pushed back to the right by the elasticity of the spring 81. A second magnet 83 is attached to the left end of the moving part 82.

第2マグネット83は、形状が限定されないが、たとえば柱体、球体などである。なお、球体および柱体とは、外形が球体および柱体を意味し、内部が空洞であるものを含む。また、柱体は、円柱体、角柱体、ディスク状などを含み、本実施の形態では円柱体である。第2マグネット83は、第1マグネット40と同様に、永久磁石である。また、第2マグネット83の材料は特に限定されないが、第1マグネット40と同様に、Nd‐Fe‐B焼結磁石を用いることが好ましい。第2マグネット83は、往復運動する方向(軸方向)に着磁している。第1マグネット40と第2マグネット83は、同極が対向するように配置されている。 The shape of the second magnet 83 is not limited, but may be, for example, a cylinder or a sphere. The term "sphere" and "cylinder" refers to a shape that is spherical or cylindrical, and includes those that are hollow inside. The term "cylinder" also refers to a cylindrical body, a rectangular column, a disk, etc., and in this embodiment, the second magnet 83 is a cylinder. The second magnet 83 is a permanent magnet, like the first magnet 40. The material of the second magnet 83 is not particularly limited, but it is preferable to use a Nd-Fe-B sintered magnet, like the first magnet 40. The second magnet 83 is magnetized in the direction of reciprocating motion (axial direction). The first magnet 40 and the second magnet 83 are arranged so that the same poles face each other.

第2マグネット83は、ダイナモ装置1の第1マグネット40に対して作用し、第1位置(右側の位置:図9(a))と第2位置(左側の位置:図9(c))との間を変位可能である。具体的には、移動部82を左側に押すことで、第2マグネット83は、右側の位置から左側の位置に移動し、バネ81に当たって、バネ81の付勢力により元の位置に押し戻される。 The second magnet 83 acts on the first magnet 40 of the dynamo device 1 and can be displaced between a first position (right side position: FIG. 9(a)) and a second position (left side position: FIG. 9(c)). Specifically, by pushing the moving part 82 to the left, the second magnet 83 moves from the right side position to the left side position, hits the spring 81, and is pushed back to its original position by the biasing force of the spring 81.

続いて、図9を参照して、本実施の形態のスイッチ機構付きダイナモ装置7の動作について説明する。 Next, the operation of the dynamo device 7 with switch mechanism of this embodiment will be described with reference to FIG.

図9(a)に示すように、第1位置の移動部82を左側に押すと、第1マグネット40のS極と第2マグネット83のS極が反発し、第1マグネット40がさらに左側に移動する。図9(b)に示すように、第1マグネット40は、左側に位置するシート材50に当接し、シート材50は左側に撓む。さらに、連続して移動部82を左側に押して第2位置にすると、第1マグネット40は、コイル30内を通過し、図9(c)に示すように右側に移動する。 As shown in FIG. 9(a), when the moving part 82 in the first position is pushed to the left, the south pole of the first magnet 40 and the south pole of the second magnet 83 repel each other, and the first magnet 40 moves further to the left. As shown in FIG. 9(b), the first magnet 40 comes into contact with the sheet material 50 located on the left side, and the sheet material 50 bends to the left. When the moving part 82 is further pushed to the left to reach the second position, the first magnet 40 passes through the coil 30 and moves to the right as shown in FIG. 9(c).

これにより、第1マグネット40は、スイッチ機構8の第2マグネット83に対して反発するため、スイッチ機構8を操作するだけで第1マグネット40を高速で移動させることが可能となり、たとえばダイナモ装置1を手で振って振動等させずとも、発電効率を向上することができる。 As a result, the first magnet 40 repels the second magnet 83 of the switch mechanism 8, making it possible to move the first magnet 40 at high speed simply by operating the switch mechanism 8, thereby improving power generation efficiency without having to shake the dynamo device 1 by hand, for example.

なお、実施の形態3では、1つのスイッチ機構8に対して、1つのダイナモ装置1が設けられていた。しかし、図10に示すように、1つのスイッチ機構8に対して、2つのダイナモ装置1が設けられてもよい。この場合、2つのダイナモ装置1は、スイッチ機構8の第2マグネット83が第1マグネット40に対して磁力的に作用する位置に設けられていればよい。これにより、ダイナモ装置1が2つ設けられているため、実施の形態3のスイッチ機構付きダイナモ装置7よりも大きな電力を発電することができる。なお、ダイナモ装置1は、2つに限らず、複数設けられていてもよい。 In the third embodiment, one dynamo device 1 is provided for one switch mechanism 8. However, as shown in FIG. 10, two dynamo devices 1 may be provided for one switch mechanism 8. In this case, the two dynamo devices 1 only need to be provided in a position where the second magnet 83 of the switch mechanism 8 magnetically acts on the first magnet 40. As a result, since two dynamo devices 1 are provided, it is possible to generate more power than the dynamo device 7 with switch mechanism of the third embodiment. The number of dynamo devices 1 is not limited to two, and multiple dynamo devices 1 may be provided.

また、実施の形態3のスイッチ機構8は、押しボタンタイプであるとして説明したが、たとえば引っ張りタイプ、レバータイプなど様々なタイプのスイッチであってもよい。さらに、スイッチ機構8は、少なくとも第1マグネット40に対して作用する第2マグネット83が設けられていればよく、スイッチ機構8の構成は上記実施の形態に限定されない。また、第1マグネット40は、第2マグネット83の反発により移動すると説明したが、吸引により移動可能であってもよい。 In addition, the switch mechanism 8 in the third embodiment has been described as being of a push button type, but it may be of various types, such as a pull type or a lever type. Furthermore, the switch mechanism 8 only needs to be provided with at least a second magnet 83 that acts on the first magnet 40, and the configuration of the switch mechanism 8 is not limited to the above embodiment. In addition, the first magnet 40 has been described as moving due to the repulsion of the second magnet 83, but it may also be movable due to attraction.

さらに、実施の形態3のスイッチ機構付きダイナモ装置7,7Aでは、ダイナモ装置1として実施の形態1で用いたものを使用したが、実施の形態2で用いたものを使用してもよい。また、ダイナモ装置1として実施の形態1で用いたものを使用する場合でも、蓋部26に変えて反発マグネット26aにしてもよい。 Furthermore, in the dynamo device 7, 7A with a switch mechanism of the third embodiment, the dynamo device 1 used in the first embodiment is used, but the device used in the second embodiment may also be used. Even if the dynamo device 1 used in the first embodiment is used, the cover portion 26 may be replaced with a repulsive magnet 26a.

以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these.

本実施例では、撓み変形可能なシート材を用いることによる効果について調べた。 In this example, we investigated the effect of using a flexible sheet material.

(本発明例)
本発明例の振動ダイナモ装置は、図1~図3に示す実施の形態1と同様とした。具体的には、筒状部材10については、外径が20mm、内径が11mm、長さは32mmであ
った。コイル30はソレノイドコイルとし、コイル30を構成する巻線の外径が0.1mm、その巻数(ターン数)が2660T、長さは10mmであった。マグネット40は円柱体であり、直径が10mm、厚み(延在方向に沿った長さ)が14mmであった。シート材50は、シリコンゴムであり、デュロメータA硬度は50°であり、厚みは0.4mmであった。
(Example of the invention)
The vibration dynamo device of the present invention was the same as that of the first embodiment shown in Figures 1 to 3. Specifically, the cylindrical member 10 had an outer diameter of 20 mm, an inner diameter of 11 mm, and a length of 32 mm. The coil 30 was a solenoid coil, and the outer diameter of the winding constituting the coil 30 was 0.1 mm, the number of turns (number of turns) was 2660 T, and the length was 10 mm. The magnet 40 was a cylinder, and had a diameter of 10 mm and a thickness (length along the extension direction) of 14 mm. The sheet material 50 was silicone rubber, and had a durometer A hardness of 50° and a thickness of 0.4 mm.

(比較例)
比較例の振動ダイナモ装置は、本発明例の振動ダイナモ装置と同様であったが、シート材の構成において異なっていた。具体的には、比較例の振動ダイナモ装置は、本発明例の振動ダイナモ装置で用いたシート材を4枚重ねて、シート材全体の厚みを1.6mmとし、第2内部空間25を設けなかった。シート材を4枚重ねて、第2内部空間25を設けないことで、シート材が撓み変形しないようにした。
Comparative Example
The vibration dynamo device of the comparative example was similar to the vibration dynamo device of the present invention, but differed in the configuration of the sheet material. Specifically, the vibration dynamo device of the comparative example was made by stacking four sheets of the sheet material used in the vibration dynamo device of the present invention, making the overall thickness of the sheet material 1.6 mm, and not providing the second internal space 25. By stacking four sheets of the sheet material and not providing the second internal space 25, it was possible to prevent the sheet material from bending and deforming.

(評価方法)
本発明例および比較例の振動ダイナモ装置において、出力電圧を評価した。本発明例および比較例の振動ダイナモ装置を1秒間に3往復させて、出力電圧をコイルに接続したデジタルテスターで測定した。なお、出力電圧を計測する前には、ダイオードブリッジで整流した。その結果を下記の表2に記載する。
(Evaluation Method)
The output voltage was evaluated for the vibration dynamo devices of the present invention and the comparative example. The vibration dynamo devices of the present invention and the comparative example were run back and forth three times per second, and the output voltage was measured with a digital tester connected to the coil. Note that before measuring the output voltage, it was rectified with a diode bridge. The results are shown in Table 2 below.

Figure 0007660868000002
Figure 0007660868000002

(評価結果)
表2に示すように、シート材の厚さが0.4mmであり、撓み変形可能な本発明例は、出力電圧が1.5~1.6Vであった。これに対し、シート材の厚さが1.6mmであり撓み変形しない比較例は、出力電圧が1.0~1.1Vであった。したがって、撓み変形可能なシート材を用いることにより、出力電圧を大幅に向上できた。
(Evaluation Results)
As shown in Table 2, the example of the present invention in which the sheet material was 0.4 mm thick and capable of flexural deformation had an output voltage of 1.5 to 1.6 V. In contrast, the comparative example in which the sheet material was 1.6 mm thick and not capable of flexural deformation had an output voltage of 1.0 to 1.1 V. Thus, by using a sheet material capable of flexural deformation, it was possible to significantly improve the output voltage.

以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described above with reference to the drawings, the present invention is not limited to the illustrated embodiment. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same scope as the present invention or within an equivalent scope.

1,1A 振動ダイナモ装置(ダイナモ装置)、7,7A スイッチ機構付きダイナモ装置、8 スイッチ機構、10 筒状部材、11 第1筒状体、12 第1外径側壁面、13 第1内径側壁面、14 第1領域、15 第2領域、16 ピン、17 第1内部空間、18 空気孔、21 第2筒状体、22 第2外径側壁面、23 第2内径側壁面、24 ピン穴部、25 第2内部空間、26,26A 蓋部、26a 反発マグネット、26b 被覆部、30 コイル、40 マグネット(メインマグネット、第1マグネット)、50,50B,50C シート材、51 外縁部(リング部)、52,52B,52C 中央部、53,53B,53C 中心部、54,54B,54C リブ部、55 穴部、56,56B,56C 貫通穴、61 整流回路、62 充電回路、63 音発生装置、64 スイッチ、80 筐体、81 バネ、82 移動部、83 第2マグネット、100 チャイム装置。 1, 1A vibration dynamo device (dynamo device), 7, 7A dynamo device with switch mechanism, 8 switch mechanism, 10 cylindrical member, 11 first cylindrical body, 12 first outer diameter side wall surface, 13 first inner diameter side wall surface, 14 first region, 15 second region, 16 pin, 17 first internal space, 18 air hole, 21 second cylindrical body, 22 second outer diameter side wall surface, 23 second inner diameter side wall surface, 24 pin hole portion, 25 second internal space, 26, 26A lid portion, 26a repulsion magnet, 26b covering portion, 30 coil, 40 magnet (main magnet, first magnet), 50, 50B, 50C sheet material, 51 outer edge portion (ring portion), 52, 52B, 52C central portion, 53, 53B, 53C central portion, 54, 54B, 54C Rib portion, 55 hole portion, 56, 56B, 56C through holes, 61 rectifier circuit, 62 charging circuit, 63 sound generating device, 64 switch, 80 housing, 81 spring, 82 moving portion, 83 second magnet, 100 chime device.

Claims (8)

その両端長さが規定される両端開口形の非磁性体の第1筒状体と、前記第1筒状体の一端部側および他端部側にそれぞれ配置される2つの第2筒状体と、を含む筒状部材と、
前記第1筒状体の外周に配置されたコイルと、
前記第1筒状体の内部空間に配置され、前記筒状部材の延在方向に沿って往復移動可能なマグネットと、
前記第1筒状体の延在方向の一端部に固定された第1シート材と、
前記第1筒状体の延在方向の他端部に固定された第2シート材とを備え、
前記筒状部材が形成する内部空間は、前記マグネットが位置し、前記第1筒状体が形成する第1内部空間と、前記第1内部空間の一端部側に位置し、前記第2筒状体の一方が形成し、前記第1シート材の外方に位置する第2内部空間と、前記第1内部空間の他端部側に位置し、前記第2筒状体の他方が形成し、前記第2シート材の外方に位置する第3内部空間とを含み、
前記第1シート材は、前記第1筒状体の延在方向の一端部に固定された第1外縁部と、前記第1内部空間および前記第2内部空間に面する第1中央部とを含み、
前記第2シート材は、前記第1筒状体の延在方向の他端部に固定された第2外縁部と、前記第1内部空間および前記第3内部空間に面する第2中央部とを含み、
前記第1中央部および前記第2中央部は、前記筒状部材の延在方向に沿って弾性的に撓み変形可能である、振動ダイナモ装置。
A cylindrical member including a first cylindrical body made of a non-magnetic material and open at both ends, the lengths of both ends of which are defined, and two second cylindrical bodies respectively disposed on one end side and the other end side of the first cylindrical body;
A coil disposed on an outer periphery of the first cylindrical body;
A magnet is disposed in an internal space of the first cylindrical body and is capable of reciprocating along an extension direction of the cylindrical member;
A first sheet material fixed to one end of the first cylindrical body in an extending direction;
a second sheet material fixed to the other end of the first cylindrical body in the extending direction,
the internal space formed by the cylindrical member includes a first internal space in which the magnet is located and which is formed by the first cylindrical body, a second internal space which is located on one end side of the first internal space, which is formed by one side of the second cylindrical body, and which is located outside the first sheet material, and a third internal space which is located on the other end side of the first internal space, which is formed by the other side of the second cylindrical body, and which is located outside the second sheet material,
the first sheet material includes a first outer edge portion fixed to one end of the first cylindrical body in an extension direction, and a first central portion facing the first internal space and the second internal space,
the second sheet material includes a second outer edge portion fixed to the other end of the first cylindrical body in the extension direction and a second central portion facing the first internal space and the third internal space,
A vibration dynamo device, wherein the first central portion and the second central portion are elastically flexibly deformable along the extension direction of the tubular member.
前記第1内部空間を形成する前記筒状部材の内径側壁面は、第1内径寸法を有する第1領域と、前記第1内径寸法より大きい第2内径寸法を有し、前記第1領域を挟むように位置する第2領域とを含み、
前記第1シート材および前記第2シート材は、前記第2領域にそれぞれ固定される、請求項1に記載の振動ダイナモ装置。
an inner diameter side wall surface of the cylindrical member that forms the first internal space includes a first region having a first inner diameter dimension and a second region having a second inner diameter dimension larger than the first inner diameter dimension and positioned so as to sandwich the first region;
2. The vibration dynamo apparatus of claim 1, wherein the first sheet material and the second sheet material are each fixed to the second region.
前記第2筒状体は、その外方側端部を閉塞する蓋部が設けられる、請求項1または2に記載の振動ダイナモ装置。 The vibration dynamo device according to claim 1 or 2, wherein the second cylindrical body is provided with a lid that closes its outer end. 前記第1シート材は、前記第1外縁部を構成する第1リング部と、前記第1中央部を構成する第1中心部および第1リブ部とを含み、
前記第1中心部は、前記第1リング部の中央に位置し、前記第1リング部から間隔をあけて設けられ、
前記第1リブ部は、複数設けられ、前記第1リング部と前記第1中心部とを連結し、
前記第2シート材は、前記第2外縁部を構成する第2リング部と、前記第2中央部を構成する第2中心部および第2リブ部とを含み、
前記第2中心部は、前記第2リング部の中央に位置し、前記第2リング部から間隔をあけて設けられ、
前記第2リブ部は、複数設けられ、前記第2リング部と前記第2中心部とを連結する、請求項1~3のいずれかに記載の振動ダイナモ装置。
the first sheet material includes a first ring portion constituting the first outer edge portion, and a first center portion and a first rib portion constituting the first central portion;
the first central portion is centrally located in the first ring portion and spaced apart from the first ring portion;
The first rib portion is provided in plurality and connects the first ring portion and the first center portion,
the second sheet material includes a second ring portion constituting the second outer edge portion, and a second center portion and a second rib portion constituting the second central portion;
the second central portion is centrally located in the second ring portion and spaced apart from the second ring portion;
The vibration dynamo device according to any one of claims 1 to 3, wherein the second rib portion is provided in plurality and connects the second ring portion and the second central portion.
前記マグネットは、円柱体である、請求項1~4のいずれかに記載の振動ダイナモ装置。 A vibration dynamo device according to any one of claims 1 to 4, wherein the magnet is a cylindrical body. 前記蓋部は、前記マグネットに対して互いに磁気反発する反発マグネットを有する、請求項3に記載の振動ダイナモ装置。 The vibration dynamo device according to claim 3, wherein the lid portion has a repulsive magnet that magnetically repels the magnet. その両端長さが規定される両端開口形の非磁性体の第1筒状体と、前記第1筒状体の一端部側および他端部側にそれぞれ配置される2つの第2筒状体と、を含む筒状部材と、
前記第1筒状体の外周に配置されたコイルと、
前記第1筒状体の内部空間に配置され、前記筒状部材の延在方向に沿って往復移動可能な第1マグネットと、
前記第1筒状体の延在方向の一端部に固定された第1シート材と、
前記第1筒状体の延在方向の他端部に固定された第2シート材とを備え、
前記筒状部材が形成する内部空間は、前記第1マグネットが位置し、前記第1筒状体が形成する第1内部空間と、前記第1内部空間の一端部側に位置し、前記第2筒状体の一方が形成し、前記第1シート材の外方に位置する第2内部空間と、前記第1内部空間の他端部側に位置し、前記第2筒状体の他方が形成し、前記第2シート材の外方に位置する第3内部空間とを含み、
前記第1シート材は、前記第1筒状体の延在方向の一端部に固定された第1外縁部と、前記第1内部空間および前記第2内部空間に面する第1中央部とを含み、
前記第2シート材は、前記第1筒状体の延在方向の他端部に固定された第2外縁部と、前記第1内部空間および前記第3内部空間に面する第2中央部とを含み、
前記第1中央部および前記第2中央部は、前記筒状部材の延在方向に沿って弾性的に撓み変形可能であるダイナモ装置と、
前記第1マグネットに対して作用し、第1位置と第2位置との間を変位可能な第2マグネットを含み、前記筒状部材の外部に配置されるスイッチ機構とを備え、
前記第2マグネットを前記第1位置から前記第2位置に変位させることに伴って、前記第1マグネットが前記筒状部材の延在方向に移動する、スイッチ機構付きダイナモ装置。
A cylindrical member including a first cylindrical body made of a non-magnetic material and open at both ends, the lengths of both ends of which are defined, and two second cylindrical bodies respectively disposed on one end side and the other end side of the first cylindrical body;
A coil disposed on an outer periphery of the first cylindrical body;
A first magnet is disposed in an internal space of the first cylindrical body and is capable of reciprocating along an extension direction of the cylindrical member;
A first sheet material fixed to one end of the first cylindrical body in an extending direction;
a second sheet material fixed to the other end of the first cylindrical body in the extending direction,
the internal space formed by the cylindrical member includes a first internal space in which the first magnet is located and which is formed by the first cylindrical body, a second internal space which is located on one end side of the first internal space, which is formed by one side of the second cylindrical body, and which is located outside the first sheet material, and a third internal space which is located on the other end side of the first internal space, which is formed by the other side of the second cylindrical body, and which is located outside the second sheet material,
the first sheet material includes a first outer edge portion fixed to one end of the first cylindrical body in an extension direction, and a first central portion facing the first internal space and the second internal space,
the second sheet material includes a second outer edge portion fixed to the other end of the first cylindrical body in the extension direction and a second central portion facing the first internal space and the third internal space,
a dynamo device in which the first central portion and the second central portion are elastically deformable along an extension direction of the cylindrical member;
a switch mechanism including a second magnet that acts on the first magnet and is displaceable between a first position and a second position, the switch mechanism being disposed outside the cylindrical member;
A dynamo device with a switch mechanism, in which the first magnet moves in the extension direction of the cylindrical member as the second magnet is displaced from the first position to the second position.
前記ダイナモ装置は、前記スイッチ機構の第2マグネットが前記第1マグネットに対して作用する位置に複数設けられる、請求項7に記載のスイッチ機構付きダイナモ装置。 The dynamo device with switch mechanism according to claim 7, wherein the dynamo device is provided in a plurality of positions where the second magnet of the switch mechanism acts on the first magnet.
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