特開2015-220774IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

例えば高速道路や橋梁などに設置したセンサ類に電源を供給可能な振動によって発電する振動発電装置

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】発電効率を高めることができる振動発電装置を提供する。
【解決手段】 振動源2から振動を受ける支持体4と、この支持体に設けた支点5を介して長手方向中間部が支持され、振動を受けることで支点回りに揺動する第1揺動ビーム6と、この第1揺動ビームの両端に固定された一対の錘体7,8と、これら一対の錘体の移動方向に配置され、当該一対の錘体との衝突により第1揺動ビームの振幅を制限する複数の第1振幅制限装置9〜12と、第1揺動ビームの支点を挟んで長手方向の両側に設けられ、振動を受けた錘体と第1振幅制限装置との衝突による衝撃力によって磁歪部材17,21が伸長または圧縮することで発電する一対の第1振動電力変換部13,14とを備えている。
【選択図】図1

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

特許文献1に記載された圧電素子を利用した振動力発電装置は、圧電素子を構成する圧電材料が脆性材料であり、曲げや衝撃に対して弱い材料である。そのため、過度な負荷を加えることはできず、発電量を増加するために大きな曲げや衝撃を加えることが困難であるという問題点がある。また、圧電素子は低周波数でインピーダンスが高く、圧電素子より低いインピーダンスを有する負荷を接続した際に、負荷に発生する電圧が小さくなるため、発電により得られる電力が小さくなり、発電の効率が低いという問題点もある。 一方、特許文献2に記載されている磁歪棒110aおよび110bを構成する磁歪材料は延性材料であり、圧電材料に比べて曲げや衝撃に強いため、大きな曲げや衝撃を加えることで発電量を増加することが可能である。また、発電素子のインピーダンスが圧電材料よりも低いことから、インピーダンスの低い負荷の接続による発電効率の低下が少なく、前述した圧電材料の問題点を解決することができる。 しかし、特許文献2に記載された振動発電装置は、振動しながら磁歪棒のバネ変形を発生させて発電するために振動源から大きな加振力を必要とするため、振動エネルギーの吸収が悪く発電効率が低下するという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、発電効率を高めることができる振動発電装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

目的を達成するために、本発明の一態様に係る振動発電装置は、振動源から振動を受ける支持体と、この支持体に設けた支点を介して長手方向中間部が支持され、振動を受けることで支点回りに揺動する第1揺動ビームと、この第1揺動ビームの両端に固定された一対の錘体と、これら一対の錘体のうち少なくとも一方の錘体の移動方向に配置され、この錘体との衝突により第1揺動ビームの振幅を制限する第1振幅制限装置・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明に係る振動発電装置によれば、振動源から振動が伝達されると第1揺動ビームが支点を回動中心として揺動し、第1揺動ビームの両端に固定した一対の錘体のうち少なくとも一方の錘体の移動方向に設けた第1振幅制限装置に当該錘体が衝突することで、第1揺動ビームの長手方向の両側のうち少なくとも第1振幅制限装置が配置される側に設けた第1振動電力変換部が振動発電を行うので、発電効率を向上させることができる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

知財ポータルサイト IP Force にログインして確認する (無料)

この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】本発明に係る第1実施形態の振動発電装置を示す図である。

【図2】第1実施形態の振動発電装置を構成する磁歪部材が圧縮変形する状態を示す図である。

【図3】第1実施形態の振動発電装置を構成する磁歪部材が伸長変形する状態を示す図である。

【図4】本発明に係る第2実施形態の振動発電装置における振幅制限装置を示す図である。

【図5】本発明に係る第3実施形態の振動発電装置を示す図である。

【図6】本発明に係る第1実施形態の振動発電装置における電源回路の構成例を示す図である。

【図7】従来の発電素子の構成を示す図である。

【図8】図7に示した発電素子による発電装置の構成例を示す図である。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

1,40…振動発電装置、2…振動源、3,41…装置ケース、3a…底部、3b…上壁、4,42…支柱、5,43…ピン、6,44…揺動ビーム、7,8,45,46…錘体、9,10,11,12,47,48,49,50…振幅制限装置、13,14,51,52…振動電力変換部、6a,6b,44a,44b…切り欠き部、6c,6d,44c,44d…磁性棒状部、6e,6f,6g,6h,44e,44f,44g,44h…長手方向両縁部、15,16,19,20,53,54,57,58…永久磁石、17,21,55,59…磁歪棒、18,22,56,60…磁気コイル、23…変位部材、24…コイルスプリング、25…振幅制限装置、26…装置ケース、27…蓋部、27a…開口部、28…永久磁石、29…磁歪部材、30…磁気コイル、31…永久磁石、32…変位部材、201,201A…電源回路

全ての図面はログインすると無料で閲覧できます。ログイン・ユーザー登録

[広告欄]

ログインすれば広告は減ります

ログインすれば広告は減ります