特許 6248538 巻き線機及び振動発電デバイスの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6248538

(24)【登録日】2017年12月1日

(45)【発行日】2017年12月20日

(54)【発明の名称】巻き線機及び振動発電デバイスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/04 20060101AFI20171211BHJP

   H02N 2/18 20060101ALI20171211BHJP

【ＦＩ】

   H02K15/04 Z

   H02N2/18

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-222439(P2013-222439)

(22)【出願日】2013年10月25日

(65)【公開番号】特開2015-84623(P2015-84623A)

(43)【公開日】2015年4月30日

【審査請求日】2016年7月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005223

【氏名又は名称】富士通株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091672

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 啓三

(72)【発明者】

【氏名】井上 広章

(72)【発明者】

【氏名】島内 岳明

(72)【発明者】

【氏名】豊田 治

【審査官】 小林 紀和

(56)【参考文献】

【文献】 特許第６０５６６３４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１３−１２３６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０３９５９７５１（ＵＳ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１５８４７３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開昭６４−００２９７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５４−１２７５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０５４４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０９４７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２１６４２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１５４６８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １５／０４

Ｈ０２Ｎ ２／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コイル状の部材の端部を固定するコイル状部材固定部と、
前記コイル状の部材に線材を供給するガイド部材と、
前記ガイド部材から供給される線材を前記コイル状の部材との間に挟んで巻き付け位置を決める抑え治具と、
前記ガイド部材を前記コイル状の部材の周囲に回転させるモータと、
前記コイル状の部材をその中心軸を中心に回転させながら前記中心軸方向に移動させる回転台駆動部と
を有することを特徴とする巻き線機。

【請求項2】

前記ガイド部材が取り付けられて前記モータにより回転する回転板を有し、
前記ガイド部材が前記回転板の半径方向に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の巻き線機。

【請求項3】

ガイド部材から供給される電線を抑え治具によりコイル状の振動子の周面に抑え付ける工程と、
前記ガイド部材を前記振動子の周囲に回転させ、前記振動子をその中心軸を中心に回転させながら前記中心軸方向に移動させて、前記振動子の周囲に前記電線を巻き付ける工程と
を有することを特徴とする振動発電デバイスの製造方法。

【請求項4】

前記振動子が、制振合金により形成されていることを特徴とする請求項３に記載の振動発電デバイスの製造方法。

【請求項5】

コイル状に形成されたコイル部と前記コイル部の一端側に配置されて直線状に伸びる直線部とを有するコイル部材の前記直線部に線材を巻き付ける線材巻き付け部と、
前記直線部に巻き付けられた前記線材を前記コイル部に送る送りロールと、
前記コイル部の内側及び外側の少なくとも一方に配置され、前記送りロールにより前記コイル部の一端側に送られてきた前記線材を前記コイル部の他端側に送る筒状部材と
を有することを特徴とする巻き線機。

【請求項6】

コイル状に形成されたコイル部と前記コイル部の一端側に配置されて直線状に伸びる直線部とを有する振動子の前記直線部に電線を巻き付ける工程と、
前記直線部に巻き付けた電線を前記コイル部に移動させる工程と
を有することを特徴とする振動発電デバイスの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、巻き線機及び振動発電デバイスの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

太陽光、風力又は水力発電など、自然エネルギーへの関心が高まる中、身の回りにある小さなエネルギーを回収して電力に変換するエネルギーハーベスティング（Energy Harvesting）技術が注目されている。エネルギーハーベスティング技術は、特に機械や建設物、又は室内環境の状態をモニタリングする自立センサネットワーク等への利用が期待されている。

【0003】

エネルギーハーベスティング技術の一つに、振動エネルギーを電気エネルギーに変換する振動発電デバイスがある。振動発電デバイスでは、エレクトレット、圧電素子又は磁歪素子などの素子を使用する。近年、磁歪素子を用いた数１０ｍＷクラスの発電が可能な振動発電デバイスも開発されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】ＷＯ２０１１／１５８４７３

【特許文献2】特開２０１３−１１８７６６号公報

【特許文献3】特開２００５−１２９８０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

コイル状の部材に電線又はその他の線材を巻き付ける巻き線機、及びその巻き線機を使用した振動発電デバイスの製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

開示の技術の一観点によれば、コイル状の部材の端部を固定するコイル状部材固定部と、前記コイル状の部材に線材を供給するガイド部材と、前記ガイド部材から供給される線材を前記コイル状の部材との間に挟んで巻き付け位置を決める抑え治具と、前記ガイド部材を前記コイル状の部材の周囲に回転させるモータと、前記コイル状の部材をその中心軸を中心に回転させながら前記中心軸方向に移動させる回転台駆動部とを有する巻き線機が提供される。

【0007】

開示の技術の他の一観点によれば、ガイド部材から供給される電線を抑え治具によりコイル状の振動子の周面に抑え付ける工程と、前記ガイド部材を前記振動子の周囲に回転させ、前記振動子をその中心軸を中心に回転させながら前記中心軸方向に移動させて、前記振動子の周囲に前記電線を巻き付ける工程とを有する振動発電デバイスの製造方法が提供される。

【0008】

開示の技術の更に他の一観点によれば、コイル状に形成されたコイル部と前記コイル部の一端側に配置されて直線状に伸びる直線部とを有するコイル部材の前記直線部に線材を巻き付ける線材巻き付け部と、前記直線部に巻き付けられた前記線材を前記コイル部に送る送りロールと、前記コイル部の内側及び外側の少なくとも一方に配置され、前記送りロールにより前記コイル部の一端側に送られてきた前記線材を前記コイル部の他端側に送る筒状部材とを有する巻き線機が提供される。

【0009】

開示の技術の更に他の一観点によれば、コイル状に形成されたコイル部と前記コイル部の一端側に配置されて直線状に伸びる直線部とを有する振動子の前記直線部に電線を巻き付ける工程と、前記直線部に巻き付けた電線を前記コイル部に移動させる工程とを有する振動発電デバイスの製造方法が提供される。

【発明の効果】

【0010】

上記の一観点に係る巻き線機によれば、コイル状の部材に電線又はその他の線材を自動的に巻き付けることができる。これにより、小さな振動や単発の振動にも反応して比較的大きな電力を出力する振動発電デバイスの量産が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１（ａ），（ｂ）は、振動発電デバイスの一例を示す模式図である。

【図2】図２は、コイル形状のばねを振動子とした振動発電デバイスの一例を示す側面図である。

【図3】図３は、第１の実施形態に係る巻き線機を示す斜視図である。

【図4】図４は、第１の実施形態の巻き線機の主要部を拡大して示す模式図である。

【図5】図５は、第１の実施形態の巻き線機の電気系を示すブロック図である。

【図6】図６は、第１の実施形態の巻き線機の動作を説明する模式図である。

【図7】図７は、第１の実施形態の巻き線機により電線を巻き付けた振動子を用いた振動発電デバイスの一例を示す模式図である。

【図8】図８（ａ）は第２の実施形態に係る巻き線機を示す模式図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＩ−Ｉ線の位置における模式断面図である。

【図9】図９は、第２の実施形態で使用する振動子の側面図である。

【図10】図１０は、第２の実施形態の巻き線機の電気系を示すブロック図である。

【図11】図１１は、第２の実施形態の巻き線機の動作を説明する模式図（その１）である。

【図12】図１２は、第２の実施形態の巻き線機の動作を説明する模式図（その２）である。

【図13】図１３は、第２の実施形態の巻き線機の動作を説明する模式図（その３）である。

【図14】図１４は、第２の実施形態の巻き線機の動作を説明する模式図（その４）である。

【図15】図１５は、第２の実施形態の巻き線機の動作を説明する模式図（その５）である。

【図16】図１６は、第２の実施形態の巻き線機の動作を説明する模式図（その６）である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、実施形態について説明する前に、実施形態の理解を容易にするための予備的事項について説明する。

【0013】

図１（ａ），（ｂ）は振動発電デバイスの一例を示す模式図である。この振動発電デバイス１０は、磁歪材料よりなる柱状のコア１１と、２つの棒状の磁石１２ａ，１２ｂと、鉄等の軟磁性材料よりなる２つの厚板状のヨーク１３ａ，１３ｂとを有する。

【0014】

コア１１の周囲には電線１４が巻き付けられている。また、磁石１２ａ，１２ｂはコア１１を挟んでコア１１と平行に配置されている。これらのコア１１及び磁石１２ａ，１２ｂの一端側（図１（ａ）では下側）は、ヨーク１３ａに接合されている。

【0015】

ヨーク１３ｂは、コア１１の他端側（図１（ａ）では上側）に接合されている。但し、ヨーク１３ｂと磁石１２ａ，１２ｂとの間には、所定の隙間が設けられている。

【0016】

このような構成の振動発電デバイス１０では、図１（ａ）に示すように、磁石１２ａ，１２ｂにより、コア１１内にバイアス磁場Ｈが発生する。ヨーク１３ｂに応力が印加されていないときには、コア１１内の磁束密度Ｂは一定である。

【0017】

図１（ｂ）に模式的に示すように、ヨーク１３ｂに衝撃が加えられるとコア１１内に歪みが発生し、コア１１内の磁束密度Ｂが変化する。この磁束密度Ｂの変化により電線１４に誘導電流が流れるので、電線１４の両端から電力を取り出すことができる。

【0018】

しかしながら、上述した振動発電デバイス１０には、以下に示す問題点がある。すなわち、上述した振動発電デバイス１０では、良好な発電効率を得るために、結晶性が高く磁歪量が大きな材料によりコア１１を形成している。振動発電デバイスに好適な磁歪材料として、Galfenolと呼ばれるＦｅ（鉄）−Ｇａ（ガリウム）合金が開発されている。

【0019】

しかし、一般的に、結晶性が高い磁歪材料は弾力性が低い。そのため、結晶性が高い磁歪材料で形成されたコア１１を有する振動発電デバイス１０では、小さな振動や単発の振動（衝撃など）に反応しにくく、利用可能な場所が限定されてしまう。

【0020】

そこで、本願発明者らは、図２に示すように、Ｆｅ−Ａｌ合金等の加工性のよい磁性材料で形成したコイル形状のばねを振動子２１とし、振動子２１に電線２２を巻き付けた振動発電デバイス２０を提案している。

【0021】

このような振動発電デバイス２０では、振動子２１がコイル状のばねであるため、弾力性が大きく、小さな振動や単発の振動にも反応して、比較的大きな電力を得ることができる。

【0022】

図２に示す発電デバイス２０を製造するために、例えば棒状の磁性体の周囲に電線を巻き付け、その後磁性体をコイル状に加工することが考えられる。しかし、磁性体の結晶構造を安定化させるために、磁性体をコイル状に加工した後に熱処理を行うことが必要になることがある。この熱処理により、電線の被覆が劣化してしまう。このような不具合を回避するために、コイル状に加工した磁性体に電線を巻き付ける巻き線機が要望される。

【0023】

以下の実施形態では、コイル状の部材に電線又はその他の線材を巻き付ける巻き線機について説明する。

【0024】

（第１の実施形態）
図３は第１の実施形態に係る巻き線機を示す斜視図、図４は同じくその巻き線機の主要部を拡大して示す模式図である。また、図５は、本実施形態の巻き線機の電気系を示すブロック図である。

【0025】

図３に示すように、本実施形態に係る巻き線機３０では、支持板３１の上に円筒状の支持部材３２がその中心軸を垂直にして配置されている。また、支持部材３２の内側には円柱状の回転台３３が配置されている。この回転台３３は、図５に示す回転台駆動部５１により駆動されて、中心軸を中心に回転しながら上下方向に移動する。

【0026】

回転台３３の上部には、回転台３３よりも小径の円柱状の振動子取付け部３４が設けられている。この振動子取付け部３４の上に、コイル状に形成された振動子２１がその中心軸を垂直にして固定される。

【0027】

振動子取付け部３４の側部には、後述するボビン４２から引き出された電線２２の先端部分を固定する固定部３４ａが設けられている。固定部３４ａとして、例えばばねや磁石を利用して、振動子取付け部３４との間で電線２２を挟み込むものを使用することができる。

【0028】

なお、振動子２１はコイル状の部材の一例であり、電線２２は線材の一例である。

【0029】

支持部材３２の上には支柱３５が設けられており、支柱３５の上部には棒状の抑え治具３６が配置されている。この抑え治具３６の一端側は支柱３５に支持されており、他端側は振動子２１との間で電線２２を挟み込む。抑え治具３６にはばね（図示せず）が設けられており、一定の圧力で電線２２を振動子２１の周面に向けて押圧する。以下、抑え治具３６と振動子２１との間で電線２２を挟み込んだ部分を、巻き付け位置という。

【0030】

抑え治具３６の他端部にはヒータ５２（図４，図５参照）が設けられている。このヒータ５２により巻き付け位置の電線２２が１００℃程度に加熱され、振動子２１に既に巻き付けられている電線２２の被覆と新たに巻き付けられた電線２２の被覆とが融着される。

【0031】

なお、本実施形態では、電線２２として、絶縁被膜の上に熱可塑性又は熱硬化性の融着層が設けられた被覆を有する自己融着線（又は自己融着銅線）と呼ばれる電線を使用する。絶縁被膜は例えばエナメルにより形成され、融着層はポリアミド系（ＰＡ）、ポリビニルブチラール系（ＰＶＢ）及びエステル系（ＶＴ）の樹脂により形成されている。

【0032】

回転台３３の上方には、モータ３９により回転する回転板４０がその面を水平にして配置されている。モータ３９は、支持板３１の端部に配置された支柱３７と、支柱３７から水平方向に伸び出したアーム３８とにより支持されている。

【0033】

回転板４０には、オフセット調整板４１が取り付けられている。このオフセット調整板４１は回転板４０の半径方向に移動可能であり、ねじ等により回転板４０に固定される。また、オフセット調整板４１の上には、電線２２が巻回されたボビン４２が配置される。

【0034】

オフセット調整板４１の先端部には、下方に向けて突出する棒状のガイド部材４３が配置されている。ボビン４２から巻き解かれた電線２２は、オフセット調整板４１及びガイド部材４３に配設されたガイドリング４４を通ってガイド部材４３の下端部まで引き出され、ガイド部材４３の下端部から振動子２１に供給される。ガイド部材４３には張力調整機構（図示せず）が設けられており、ガイド部材４３から振動子２１に供給する電線２２の張力が一定に維持される。

【0035】

モータ３９により回転板４０が回転すると、ガイド部材４３は振動子２１の周囲を回転する。ガイド部材４３の回転半径は、オフセット調整板４１により調整することができる。ガイド部材４３の回転にともなって、ガイド部材４３の下端部から供給される電線２２がコイル状の振動子２１に巻き付けられていく。

【0036】

図５に示すように、モータ３９、回転台駆動部５１、及び抑え治具３６の先端部に設けられたヒータ５２は、制御部５０により制御される。操作部５３には、巻き線機３０のオン／オフを行うスイッチ等が設けられており、制御部５０は操作部５３からの信号により動作を開始する。

【0037】

モータ３９は第１の回転駆動部の一例であり、回転台駆動部５１は第２の回転駆動部の一例である。

【0038】

以下、上述の巻き線機３０の動作について、図６（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。なお、図６（ａ）〜（ｃ）では、図３に示したボビン４２及びガイドリング４４等の図示を省略している。また、初期状態では、回転台３３はその移動範囲の上限の位置まで移動しているものとする。

【0039】

まず、図６（ａ）に示すように、コイル状に加工された振動子２１を振動子取付け部３４の上に接着テープ等により固定する。専用の治具を用いて振動子２１を振動子取付け部３４の上に固定するようにしてもよい。振動子２１は、例えばＦｅ−Ａｌ合金又はその他の制振合金により形成されたものを使用する。

【0040】

次に、ボビン４２から電線２２を引き出して、ガイドリング４４に通す。そして、電線２２の先端部を振動子取付け部３４の側部に数回巻き付け、固定治具３４ａで固定する。また、抑え治具３６の先端部と振動子２１の周面との間に電線２２を挟み込む。このとき、振動子２１に電線を１〜２回程度巻き付けてもよい。

【0041】

その後、操作部５３のスイッチをオンにすると、モータ３９により回転板４０が回転してガイド部材４３が振動子２１の周囲を移動（回転）する。これにより、図６（ｂ）に示すように、巻き付け位置（抑え治具３６と振動子２１との間で電線２２を挟み込んだ部分）の隣に、電線２２が巻き付けられていく。

【0042】

このとき、回転板４０が一回転して振動子２１に電線２２が一巻きされるたびに、制御部４０は回転台駆動部５１を制御して、回転台３３を回転板４０の回転方向とは逆の方向に若干回転しつつ、若干下方に移動させる。

【0043】

これにより、抑え治具３６の先端部が、振動子２１に巻き付けられた直後の電線２２を押圧する。そして、抑え治具３６の先端部に設けられたヒータ５２により、電線２２の被覆が１００℃程度に加熱され、振動子２１に巻き付けられた直後の電線２２の被覆が隣の電線２２の被覆と融着される。

【0044】

ところで、ガイド部材４３の回転によりガイド部材４３の下端部と巻き付け位置（抑え治具３６と振動子２１との間で電線２２を挟み込んだ部分）との間の距離が変化する。このため、ガイド部材４３の下端部が巻き付け位置から離れる方向に移動するときには、ガイド部材４３から余分な電線２２が引き出される。

【0045】

しかし、ガイド部材４３の下端部が巻き付け位置に近づく方向に移動するときには、ガイド部材４３に設けられた張力調整機構により余分な電線２２が引き戻される。これにより、ガイド部材４３から供給される電線２２に弛みが発生することはなく、巻き付け位置の電線２２の隣に次の電線２２が巻き付けられる。

【0046】

このようにして振動子２１に所定の巻き数だけ電線２２を巻き付けると、制御部４２は回転台駆動部５１及びモータ３９を停止する。その後、作業者により、巻き終えた電線２２を接着剤などで振動子２１に固定した後、図６（ｃ）に示すように、電気回路に接続するために必要な長さ分の電線２２をガイド部材４３から引き出して切断する。このようにして、コイル状の振動子２１への電線２２の巻き付けが完了する。

【0047】

図７は、上述の巻き線機３０により電線２２を巻き付けた振動子２１を用いた振動発電デバイスの一例を示す模式図である。

【0048】

図７に示す振動発電デバイス６０は、電線２２が巻き付けられた振動子２１と、磁石６３と、重り６４とを有する。振動子２１の一方の側には磁石６３が接合されており、他方の側には重り６４が接合されている。

【0049】

磁石６３により、振動子２１内にはバイアス磁場が発生する。図７の例では、磁石６３が振動源６５に接合されている。

【0050】

重り６４には慣性が働くため、振動源６５が振動すると振動子２１が弾性的に伸縮する。これにより、振動子２１内の磁束密度が変化して、電線２２に誘導電流が流れる。

【0051】

電線２２の両端は、電源回路６６に接続されている。電源回路６６は、整流回路及びＤＣ（直流）−ＤＣ（直流）コンバータ等を含む電源制御部６６ａと、蓄電素子６６ｂとを含んで構成されている。電源制御部６６ａは、振動発電デバイス６０から出力される電力を所定の電圧に変換し、蓄電素子６６ｂに蓄積する。蓄電素子６６ｂに蓄積された電力は、例えば温度等を検出するセンサデバイス６７の駆動に使用される。

【0052】

図７に示す振動発電デバイス６０は、振動子２１がコイル状に形成されているため、小さな振動や単発の振動にも反応して比較的大きな電力を出力する。

【0053】

以上説明したように、本実施形態の巻き線機３０は、コイル状の振動子２１に電線２２を自動的に巻き付ける。これにより、図７に例示したような、小さな振動や単発の振動にも反応して比較的大きな電力を出力する振動発電デバイスの量産が可能となる。

【0054】

（第２の実施形態）
図８（ａ）は第２の実施形態に係る巻き線機を示す模式図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＩ−Ｉ線の位置における模式断面図である。また、図９は、本実施形態で使用する振動子の側面図である。更に、図１０は、本実施形態の巻き線機の電気系を示すブロック図である。

【0055】

図８（ａ）に示すように、本実施形態に係る巻き線機７０では、支持板７１の上に電線送り部７２が設けられている。電線送り部７２は、第１の筒状部材７２ａと、第１の筒状部材７２ａの内側に配置される第２の筒状部材７２ｂとを有する。これらの円筒状部材７２ａ，７２ｂは中心軸を一致させ、且つ中心軸を垂直にして配置されている。

【0056】

振動子２１は、筒状部材７２ａと筒状部材７２ｂとの間に配置される。なお、本実施形態で使用する振動子２１は、図９に示すように、上部に直線状の部分が設けられている。以下、振動子２１の直線状の部分を直線部２１ａと呼び、コイル状の部分をコイル部２１ｂと呼ぶ。

【0057】

筒状部材７２ａ，７２ｂは、図１０に示す電線送り駆動部９１により同一方向に同一の回転速度で回転する。筒状部材７２ａの内側及び筒状部材７２ｂの外側には突起７３ａ，７３ｂがそれぞれ複数設けられている。後述するように、これらの突起７３ａ，７３ｂは振動子２１に巻き付けられた電線２２に接触し、筒状部材７２ａ，７２ｂの回転にともなって電線２２を振動子２１の下方に送っていく。

【0058】

電線送り部７２の上方には、振動子２１の直線部２１ａを挟む位置に一対の送りロール７４が配置されている。この送りロール７４は、図１０に示す送りロール駆動部９２により駆動されて回転する。

【0059】

また、送りロール７４の上方には、モータ８１により回転する巻き線部８０が配置されている。巻き線部８０は、モータ８１の回転軸に接続された上側回転板７８と、上側回転板７８の下方に配置された下側回転板７５と、上側回転板７８と下側回転板７５とを連結する複数の柱状のスペーサ７９とを有する。

【0060】

下側回転板７５の中心部には、振動子２１の直線部２１ａが挿通する穴が設けられている。また、下側回転板７５の上には、電線２２が巻回されたボビン７６が配置される。更に、下側回転板７５の上には、ボビン７６から巻き解かれた電線２２を一定の圧力で抑える抑え治具７７が配置されている。

【0061】

モータ８１は、支持板７１の端部に配設された支柱８２と、支柱８２の上部から水平方向に伸び出したアーム８３とにより支持されている。支柱８２は上下方向に伸縮可能であり、支柱８２の上下方向の伸縮にともなって巻き線部８０は上下方向に移動する。

【0062】

図１０に示すように、モータ８１、電線送り駆動部９１、送りロール駆動部９２は、制御部９０により制御される。操作部９３には、巻き線機７０のオン／オフを行うスイッチ等が設けられており、制御部９０は操作部９３からの信号により動作を開始する。

【0063】

なお、巻き線部８０は線材巻き付け部の一例であり、送りロール７４及び筒状部材７２ａ，７２ｂは電線送り部の一例である。

【0064】

以下、上述の巻き線機７０の動作について、図１１〜図１６を参照して説明する。初期状態では、支柱８２が伸張して、巻き線部８０が上方に退避している状態とする。

【0065】

まず、図１１に示すように、振動子２１を筒状部材７２ａ，７２ｂ間に配置し、接着テープ又は専用の治具で支持板７１の上に固定する。また、支柱８２を縮めて、回転板７５の穴に振動子２１の直線部２１ａを通す。

【0066】

次に、ボビン７６から電線２２を引き出して抑え治具７７に通し、更に電線２２の先端部を、図１２に示す筒状治具８４に固定する。筒状治具８４の内径は、振動子２１を構成するワイヤの径よりも若干大きく設定されており、側部には電線２２の先端部を固定するための固定部８４ａが設けられている。

【0067】

次に、電線２２の先端部を固定した円筒治具８４を振動子２１の直線部２１ａに通し、回転板７５の下に配置する。

【0068】

その後、作業者が操作部９３のスイッチをオンにすると、モータ８１、送りロール駆動部９２及び電線送り駆動部９１が駆動を開始して、巻き線部８０、送りロール７４、筒状部材７２ａ，７２ｂがそれぞれ回転する。

【0069】

巻き線部８０が回転することにより、図１３に示すように、振動子２１の直線部２１ａに電線２２が巻き付けられていく。このとき、押さえ治具７７により振動子２１の直線部２１ａに巻き付けられる電線２２には一定の張力が与えられるため、振動子２１の直線部２１ａに巻き付けられる電線２２に弛みが発生することが回避される。

【0070】

また、送りロール７４が回転することにより、円筒治具８４が下方に送られ、更に振動子２１の直線部２１ａに巻き付けられた電線２２も下方に送られていく。更にまた、筒状部材７２ａ，７２ｂが回転することにより、振動子２１の直線部２１ａから送られてきた筒状部材８４及び電線２２が、コイル部２１ｂの下側に送られていく。

【0071】

このようにして振動子２１の直線部２１ａに所定の巻き数だけ電線２２が巻き付けられると、制御部９０からの信号によりモータ８１が回転を停止する。そして、図１４に示すように、振動子２１の直線部２１ａに巻き付けられた電線２２が送りロール７４及び筒状部材７２ａ，７２ｂによりコイル部２１ｂに送られると、制御部９０からの信号により送りロール駆動部９２及び電線送り駆動部９１が停止する。

【0072】

その後、作業者は、図１５に示すように、支柱８２を伸ばして回転部８０を上方に移動し、電線２２を所定の長さ分だけ引き出して切断する。そして、振動子２１を支持板７１から取り外し、接着剤等で電線２２を振動子２１のコイル部２１ｂに固定する。また、作業者により振動子２１から円筒状部材８４が取り外される。更に、直線部２１ａがコイル部２１ｂから切り離される。図１６は、直線部２１ａを切り離した状態の振動子２１を示している。

【0073】

次いで、１００℃〜２００℃の温度で熱処理して、振動子２１に巻き付けられている電線２２の被覆を相互に融着する。このようにして、振動子２１への電線２２の巻き付けが完了する。

【0074】

本実施形態の巻き線機７０も、第１の実施形態の巻き線機３０と同様に、コイル状の振動子２１に電線２２を自動的に巻き付ける。これにより、図７に例示したような、小さな振動や単発の振動にも反応して比較的大きな電力を出力する振動発電デバイスの量産が可能となる。

【0075】

以上の諸実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。

【0076】

（付記１）コイル状の部材の端部を固定するコイル状部材固定部と、
前記コイル状の部材に線材を供給するガイド部材と、
前記ガイド部材から供給される線材を前記コイル状の部材との間に挟んで巻き付け位置を決める抑え治具と、
前記ガイド部材を前記コイル状の部材の周囲に回転させる第１の回転駆動部と、
前記コイル状の部材をその中心軸を中心に回転させながら前記中心軸方向に移動させる第２の回転駆動部と
を有することを特徴とする巻き線機。

【0077】

（付記２）前記ガイド部材が取り付けられて前記第１の回転駆動部により回転する回転板を有し、
前記ガイド部材が前記回転板の半径方向に移動可能であることを特徴とする付記１に記載の巻き線機。

【0078】

（付記３）前記抑え治具の前記線材に接触する側にヒータが設けられていることを特徴とする付記１又は２に記載の巻き線機。

【0079】

（付記４）ガイド部材から供給される電線を抑え治具によりコイル状の振動子の周面に抑え付ける工程と、
前記ガイド部材を前記振動子の周囲に回転させ、前記振動子をその中心軸を中心に回転させながら前記中心軸方向に移動させて、前記振動子の周囲に前記電線を巻き付ける工程と
を有することを特徴とする振動発電デバイスの製造方法。

【0080】

（付記５）前記振動子が、制振合金により形成されていることを特徴とする付記４に記載の振動発電デバイスの製造方法。

【0081】

（付記６）コイル状に形成されたコイル部と前記コイル部の一端側に配置されて直線状に伸びる直線部とを有するコイル部材の前記直線部に線材を巻き付ける線材巻き付け部と、
前記直線部に巻き付けられた前記線材を前記コイル部に移動させる線材送り部と
を有することを特徴とする巻き線機。

【0082】

（付記７）前記線材送り部は、前記直線部に巻き付けられた前記線材を前記コイル部に送る第１の送り部と、
前記コイル部の内側及び外側の少なくとも一方に配置され、前記第１の送り部により前記コイル部の一端側に送られてきた前記線材を前記コイル部の他端側に送る第２の送り部と
を有することを特徴とする付記６に記載の巻き線機。

【0083】

（付記８）コイル状に形成されたコイル部と前記コイル部の一端側に配置されて直線状に伸びる直線部とを有する振動子の前記直線部に電線を巻き付ける工程と、
前記直線部に巻き付けた電線を前記コイル部に移動させる工程と
を有することを特徴とする振動発電デバイスの製造方法。

【0084】

（付記９）前記振動子が、制振合金により形成されていることを特徴とする付記８に記載の振動発電デバイスの製造方法。

【符号の説明】

【0085】

１０…振動発電デバイス、１１…コア、１２ａ，１２ｂ…磁石、１３ａ，１３ｂ…ヨーク、２０…振動発電デバイス、２１…振動子、２２…電線、３０…巻き線機、３１…支持板、３２…支持部材、３３…回転台、３４…振動子取付け部、３６…抑え治具、３７…支柱、３８…アーム、３９…モータ、４０…回転板、４１…オフセット調整板、４２…ボビン、４３…ガイド部材、４４…ガイドリング、５０…制御部、５１…回転台駆動部、５２…ヒータ、５３…操作部、６０…振動発電デバイス、６３…磁石、６４…重り、６５…振動源、６６…電源回路、６７…センサデバイス、７０…巻き線機、７１…支持板、７２…電線送り部、７２ａ，７２ｂ…筒状部材、７３…突起、７４…送りロール、７５，７８…回転板、７６…ボビン、７７…抑え治具、７９…スペーサ、８０…巻き線部、８１…モータ、８２…支柱、８３…アーム、９０…制御部、９１…電線送り駆動部、９２…送りロール駆動部、９３…操作部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】