(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】
(24)【登録日】2023-12-19
(45)【発行日】2023-12-27
(54)【発明の名称】振動発電装置
(51)【国際特許分類】
H02K 35/04 20060101AFI20231220BHJP
【ＦＩ】
H02K35/04
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2020071361
(22)【出願日】2020-04-10
(65)【公開番号】P2021168571
(43)【公開日】2021-10-21
【審査請求日】2023-03-06
(73)【特許権者】
【識別番号】591032703
【氏名又は名称】群馬県
(73)【特許権者】
【識別番号】596041227
【氏名又は名称】石坂産業株式会社
(72)【発明者】
【氏名】熊谷 豊
(72)【発明者】
【氏名】坂田 知昭
(72)【発明者】
【氏名】小松 秀和
(72)【発明者】
【氏名】田島 創
【審査官】保田 亨介
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１８／１４２７１４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１５－１５８１３４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０６Ｂ１／００－３／０４
Ｆ０３Ｇ１／００－７／１０
Ｇ０１Ｍ５／００－７／０８
Ｈ０２Ｋ２４／００－２７／３０
３１／００－３１／０４
３５／００－３５／０６
３９／００
４７／００－４７／３０
５３／００
９９／００
Ｈ０２Ｎ１／００－９９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
振動ユニットと、前記振動ユニットと対向するように設けられた１対の固定ユニットとを具備し、前記振動ユニットが振動することにより永久磁石と対向するコイルとの相対運動にて、前記コイルに誘導電流を生じさせるようにした振動発電装置において、前記振動ユニットと、
保持フレームに保持された１対の前記固定ユニットと、
前記保持フレームを固定する固定ブロックと、
一方の端部は、前記振動ユニットの端部と固着され、他方の端部は押えブロックを介して板バネ固定ねじにて前記固定ブロックに螺着固定された板バネと、
該板バネの長手方向に対し前記振動ユニットと前記押えブロックの間の位置に配設され、中央部に設けられたスリット孔を有するガイドブロックと、
を具備し、前記板バネは前記ガイドブロックの前記スリット孔に挿通され、さらに、前記他方の端部が前記押えブロックから前記振動ユニットとは反対方向に延伸するとともに、前記振動ユニットが振動発生部の振動と共振するように長さ方向に移動可能に固定されたことを特徴とする振動発電装置。
【請求項2】
前記ガイドブロックは前記スリット孔を囲んで少なくとも２つ以上の部品で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の振動発電装置。
【請求項3】
前記板バネの前記他方の端部近傍に設けられた調整治具係合孔に、調整治具の係合突起を挿入し、前記振動ユニットの振幅が最大となる共振周波数に合致するように、前記板バネのバネ部有効長Ｌを調整し、前記押えブロックを介して前記板バネ固定ねじにより前記板バネを前記固定ブロックに螺着固定するようにしたことを特徴とする請求項1又は請求項２に記載の振動発電装置。
【請求項4】
前記調整治具は、断面円形のシリンダー開口孔が、中心軸を貫通する円筒形のシリンダーと、前記シリンダー開口孔内を軸線方向に直動する円筒型のピストンとで構成され、前記調整治具により前記振動ユニットの振動を共振周波数に調整可能とすることを特徴とする請求項３に記載の振動発電装置。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願発明は、共振周波数を調整して振動発電を行う振動発電装置に関し、特に、調整治具を使用して簡単に共振周波数を調整する振動発電装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、エネルギーハーベスティング（環境発電）に関する技術革新がなされる中で、機械の振動や移動機械による振動を利用して発電し、その電力をＬＥＤ表示器の電源、加速度センサーや温度センサー等の各種センサーの電源、そのセンサー信号を無線送信する無線送信機の電源として使用する技術に関し各種の提案がされている。
【0003】
一方で、発電効率を上げるためには、振動発生部の振動周波数と振動発電装置の共振周波数を合致させて発電することが最も効率が良いが、振動発生部の振動周波数はバラバラであり、また経時的に変化してしまうこともあるため、振動発電装置の共振周波数を調整して合わせ込む必要がある。
【0004】
特許文献１は、振動ユニットと固定ユニットとを連結する複数のコイルバネを設け、コイルバネと固定ユニットとの連結部分である固定側連結部の位置を、コイルバネの伸縮方向が振動方向に対して斜めになるように連続的に変える連結部位置可変手段を備えたことにより、固定側連結部の位置の変化に伴いコイルバネの振動方向に対する見かけ上のバネ定数を連続的に変えられるので、共振周波数を調整する作業性が向上するとある。
【0005】
特許文献２は、軸方向の両端部にガイド棒を介して設けられ、それぞれが一対の磁石として構成される２つの磁気バネ部と、２つの磁気バネ部の磁石間距離を調整可能な調整機構部を備え、非接触で共振周波数を変更可能な機構を有することにより、所望の共振周波数を得るための調整を容易に行うことができ、かつ、加速度に対する機械的強度の向上を実現できるとある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１８－０８８７７１号公報
【文献】特開２０１５－１８０１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献１、特許文献２の技術は、ともに、共振周波数を調整する機構が振動発電装置の内部に常設で設けられており、機構が複雑化する上に、装置も大型化し製造コストも上がるという問題があった。特に、工場内の複数箇所に多数の振動発電装置を設置する場合には、この製造コストが上昇することは大きな問題であった。また、振動発電装置の内部に調整機構が設けられており、振動による調整機構部の疲労破壊や摩耗により故障や共振点のズレが発生しやすい問題もあった。
【0008】
本願発明は上記問題を解決し、簡単な機構で安価で信頼性の高い振動発電装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本願発明において、上記目的を達成するために係る手段１は、振動ユニットと、保持フレームに保持された１対の固定ユニットと、保持フレームを固定する固定ブロックと、
一方の端部は、振動ユニットの端部と固着され、他方の端部は押えブロックを介して板バネ固定ねじにて固定ブロックに螺着固定された板バネと、振動ユニットと押えブロックの間の位置で、中央部に設けられたスリット孔を有するガイドブロックとを具備し、
板バネはガイドブロックのスリット孔に挿通され、さらに、その端部が押えブロックから振動ユニットとは反対方向に延伸するとともに、板バネを振動ユニットが振動発生部の振動と共振するように長さ方向に移動可能に配設し固定したことである。
一方の端部は、振動ユニットの端部と固着され、他方の端部は押えブロックを介して板バネ固定ねじにて固定ブロックに螺着固定された板バネと、振動ユニットと押えブロックの間の位置で、中央部に設けられたスリット孔を有するガイドブロックとを具備し、
板バネはガイドブロックのスリット孔に挿通され、さらに、その端部が押えブロックから振動ユニットとは反対方向に延伸するとともに、板バネを振動ユニットが振動発生部の振動と共振するように長さ方向に移動可能に配設し固定したことである。
【0010】
本願発明の手段１によれば、板バネをガイドブロックのスリット孔に挿通した後、その先の固定ブロックに押えブロックを介して板バネ固定ねじにて螺着固定したことにより、板バネの締め付け具合で振幅が最大となる点すなわち共振点が変化しない利点がある。また、共振周波数を調整する場合は板バネ固定ねじを緩め、振動ユニットとは反対方向に延伸した板バネの端部を工具や治具で把持しながら振動発電装置内部の板バネの長さを、外側から容易に調整する構造としていて、複雑な機構を振動発電装置の内部には設けずに、さらに、振動による部品の破損や摩耗、共振点の変化等の問題も発生しにくくなる利点もあり、簡単な機構で安価で信頼性の高い振動発電装置を提供することができる。さらに、装置が大型化し製造コストも上がるという問題も発生しなくなる利点もある。特に、振動発電装置を複数配置して使用する場合には、製造コストが下がる点は非常に大きな利点である。
【発明の効果】
【0011】
上記の結果、本願発明によれば、簡単な機構で安価で信頼性の高い振動発電装置を提供することができる。
【0012】
（課題を解決するためのその他の手段）
本願発明の手段２は、ガイドブロックはスリット孔部で少なくとも２つ以上の部品に分かれて構成されていることである。本願発明の手段２によれば、ガイドブロックを分割することで、板バネを案内するガイドブロックのスリット孔を簡単に精度良く加工でき、各部品を組み合わせることで板バネの厚さや幅のバラツキに対応でき、さらに、共振周波数を大きく変化させるために、板バネの厚さを変更した場合などに柔軟に対応できる効果がある。
本願発明の手段２は、ガイドブロックはスリット孔部で少なくとも２つ以上の部品に分かれて構成されていることである。本願発明の手段２によれば、ガイドブロックを分割することで、板バネを案内するガイドブロックのスリット孔を簡単に精度良く加工でき、各部品を組み合わせることで板バネの厚さや幅のバラツキに対応でき、さらに、共振周波数を大きく変化させるために、板バネの厚さを変更した場合などに柔軟に対応できる効果がある。
【0013】
特に、ガイドブロックのスリット孔を形成する方法として、板バネと同一の厚さのスペーサーを板バネの両側に配してガイドブロック抑えで挟み込み形成する場合は、板バネを挟む両側のブロックが平面で形成できるため、スリット加工や段差加工などの加工精度の影響が全くない疑似的なスリットが形成でき、さらに追加の利点がある。
【0014】
本願発明の手段３は、板バネの端部に設けられた調整治具係合孔に、断面円形のシリンダー開口孔が中心軸を貫通する円筒形のシリンダーと、シリンダー開口孔内を軸線方向に直動する円筒型のピストンとで構成された調整治具の係合突起を挿入し、振動ユニットの振幅が最大となる共振周波数に合致するように、板バネのバネ部有効長Ｌ を調整し、押えブロックを介して板バネ固定ねじにより、板バネを固定ブロックに螺着固定するようにしたことである。
【0015】
本願発明の手段３によれば、振動ユニットの振幅が最大となる共振周波数に合わせ込む調整は、振動させながらバネ部有効長Ｌを微妙な長さに合わせこむ調整作業であり、板バネの調整治具係合孔に調整治具の係合突起を挿入し、調整治具を直動することで簡単に調整できる効果がある。特に、調整治具を直動する場合に調整治具の内部に減速機構を設けて微調整できるようにすると、一層調整しやすい効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本願発明の振動発電装置の全体を示す斜視図である。
【図2】本願発明の振動発電装置の振動発電部を示す分解斜視図である。
【図6】本願発明の振動発電装置におけるガイドブロックの第１の変形例を示す分解斜視図である。
【図7】本願発明の振動発電装置におけるガイドブロックの第２の変形例を示す分解斜視図である。
【図8】本願発明の振動発電装置の共振周波数調整に使用する調整治具の斜視図である。
【図9】本願発明の振動発電装置の共振周波数調整に使用する調整治具の分解斜視図である。
【図11】本願発明における振動発電装置に共振周波数調整治具を取付ける状況を示す斜視図である。
【図12】本願発明における振動発電装置の共振周波数調整方法の斜視図である。
【図13】本願発明における振動発電装置の共振周波数調整後の斜視図である。
【図14】本願発明の振動発電装置の共振周波数調整に使用する別の調整治具の分解斜視図である。
【図15】本願発明の振動発電装置の共振周波数調整に使用する更に別の調整治具の分解斜視図である。
【図16】本願発明の振動発電装置を振動発生場所のフレームに取付けた状態の適用例を示す斜視図である。
【図17】本願発明の振動発電装置を床置きとし、フレームに取付けた状態の適用例を示す斜視図である。
【図18】本願発明の他の実施態様の振動発電装置の一部分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下に本願発明の実施の形態を図１～図５に基づいて説明する。図１、図２において、振動発電装置１０は中央に振動ユニット１１を配し、その振動ユニット１１を両側から挟み込むように微少な間隔を保って２つの固定ユニット１２が配置されて振動発電部２０が構成されている。振動ユニット１１は図２中で縦方向に長円形の合成樹脂等で作製された絶縁性のボビン２６に対して、銅芯線に絶縁被膜を被せて、何重にも積層され巻回されてコイル２７が形成されている。
【0018】
振動ユニット１１のボビン２６の長手方向の一端は、Ｌ字状に曲げられた可撓性の板バネ１５の端部に対応して、ボビン２６の端部２６ａにて挟むように下方から被着して、板バネ取付ブロック２８が取付けられ、Ｌ字状に曲げられた板バネ１５の取付部１５ｅを挟むようにして固定ねじ２９で固定されている。（図３参照）
【0019】
一方、固定ユニット１２は合成樹脂製のホルダー２１に対して長方形棒状のネオジム磁石やサマリウムコバルト磁石などの永久磁石２２が２本並列に配置され、それぞれ一定間隔をあけてホルダー２１内に埋設されている状態で、左右一対設置されている。即ち、固定ユニット１２は振動ユニット１１を挟んで反対方向に対向して設けられており、２つの固定ユニット１２は板金で構成された保持フレーム１３の上部を第１の架橋部材１３ｃ、下部を第２の架橋部材１３ｄで連結された箱型構造部１３ａの内部に位置決めされて保持されている。さらに、保持フレーム１３の箱型構造部１３ａから伸びた２か所の腕の端部１３ｂは固定ブロック１４の左右両側の側面１４ｅ、１４ｅに固定ユニット取付ねじ３１で固定されている。
【0020】
図３、図４、図５を参照して、振動ユニット１１の取り付け部の構成について説明する。一端（上端部）を振動ユニット１１に取り付けられた薄板で帯状の板バネ１５は、他端の平面内で端部近傍には、後述する調整治具と係合する調整治具係合孔１５ａが設けられ、調整治具係合孔１５ａの上方に長円形の開口孔１５ｂは設けられている。開口孔１５ｂの両側は腕部１５ｃでバネ部１５ｄと繋がっており板バネ１５が構成されている。板バネ１５には可撓性を有する、例えばＳＵＳ３０４―ＣＳＰなどのバネ用ステンレス薄板を用いることが好ましい。
【0021】
固定ブロック１４の上面１４ａには、ガイドブロック１６がブロック固定ねじ１９で固定されており、ガイドブロック１６の略中央部には、板バネ１５の板厚ｔと幅Ｂと略同一寸法のスリット溝幅Ｔでスリット横幅Ｗの寸法のスリット孔１６ａが穿設され、スリット孔１６ａの稜線には微小な丸み形状の面取部１６ａｂが設けられている。この面取部１６ａｂは板バネ１５の振動の基点となる部分であり、振動による板バネ１５の曲げ応力を緩和する役目を果たしている。なお、スリット孔１６ａのスリット案内面１６ｂと固定ブロック１４の取付面１４ｃが同一面になるように、ガイドブロック１６はブロック固定ねじ１９で固定されている。
【0022】
振動ユニット１１の取り付け方法は、図３に示すように板バネ１５の開口孔１５ｂ側の先端（下方端）をガイドブロック１６のスリット孔１６ａに差し込んで挿入する。このとき、スリット孔１６ａと板バネ１５の寸法は略同一寸法でＴ、ｔ、Ｗ、Ｂの関係は数１の式（ａ）となっている。
上記の関係により、板バネ１５はガタ無くスムースに摺動可能な状態でスリット孔１６ａに差し込まれる。
【数1】
上記の関係により、板バネ１５はガタ無くスムースに摺動可能な状態でスリット孔１６ａに差し込まれる。
【0023】
板バネ１５は図４、図５に示すように、腕部１５ｃは取付面１４ｃに当接するようにして押えブロック１７を介して板バネ固定ねじ１８により、固定ブロック１４の取付雌ねじ部１４ｂに締め付けられる。このとき、板バネ固定ねじ１８のねじ部は開口孔１５ｂを貫通しており、押えブロック１７の押え面部１７ａが腕部１５ｃを押し付けて確実に固定され、板バネ１５は図２中でバネ部有効長Ｌ、幅Ｂの板バネとして振動できる形となる。
【0024】
なお、板バネ１５の位置が上下に移動したとしても開口孔１５ｂの上面の端部はガイドブロック１６のスリット孔１６ａの上端面から上方にはみ出すことはない。なぜなら、板バネ固定ねじ１８により開口孔１５ｂが貫通されているためである。すなわち、板バネ１５の振動の基点である支点の位置は常にスリット孔１６ａの押え位置であり、板バネ１５の幅Ｂの全面で支持されることになる。
【0025】
発電原理は、向かい合う固定ユニット１２で発生している磁束に対して振動ユニット１１が図２中で円弧上の矢印方向に振動し、磁束の変化により振動ユニット１１のコイル２７に発生する電磁誘導電流で発電する原理であり、振動発電装置１０の発電効率は如何に電磁誘導電流を大きくするかであるが、その為には振動ユニット１１が振動発生部の振動に対して、共振して大きく振れる必要がある。
【0026】
図１６は各方向に振動するフレーム１に対して取付アングル５を介して本願発明の振動発電装置１０を３個、それぞれ固定ブロック１４の取付穴１４ｇ（図１参照）を用いて、取付けねじ６にて取付けた適用例を示している。また、図１７は、本願発明の振動発電装置１０をフレーム７、フレーム８に取付け、振動する床に対して床置きできるようにした適用例である。このように、振動発電装置１０は各方向からの振動を拾えるように任意の形で設置して発電するが、各方向の振動に対して一番共振し易く調整する必要がある。
【0027】
本願発明の振動発電装置１０では、この共振周波数を調整するために、バネ部１５ｄのバネ部有効長Ｌを変化させて共振周波数を調整する方式としている。振動する振動部に対して振動発電装置１０を設置し、振動ユニット１１の振幅を観察しながらバネ部有効長Ｌを変化させて振幅が最大となる点すなわち共振点を探し、その位置で板バネ固定ねじ１８で押えブロック１７を固定ブロック１４に締め付けて固定することになる。
【0028】
本願発明の振動発電装置１０の最大のポイントは、押えブロック１７を締め付けて固定した場合に、振幅が最大となる点すなわち共振点が変化しないことである。この理由を説明する。一般に、ガイドブロック１６が無い場合には押えブロック１７の上縁部が板バネ１５の振動基点となっている。バネ部有効長Ｌを調整するためには押えブロック１７が緩んだ状態でないと板バネ１５は移動できない。バネ部有効長Ｌを調整し共振点の位置で押えブロック１７を固定ブロック１４に締め付けて固定すると、その支点部の締め付け具合でどうしても共振点が変化してしまう問題が発生する。
【0029】
本願発明では、上記問題を解決するために振動基点の締め付け具合が変化しないようにガイドブロック１６を設け、板バネ１５をスリット孔１６ａにガタなくスムースに摺動可能に挿嵌したことであり、板バネ１５の固定を緩めても共振点が変化しない理由を説明する。板バネ１５のバネ部１５ｄは、その一部がガイドブロック１６のスリット孔１６ａ内部にガタなく挿嵌されており、板バネ固定ねじ１８を緩めて押えブロック１７の締め付けをなくしたとしても、バネ部１５ｄはスリット孔１６ａでしっかり保持されており、振動基点であるガイドブロック１６の面取部１６ａｂから上部のバネ部有効長Ｌは板バネ１５を長手方向に移動しない限り変化しない。すなわち、押えブロック１７の締め付けは、稼働中に板バネ１５を長手方向に移動しないように保持するためだけの役割である。
【0030】
本願発明の振動発電装置１０において、バネ部有効長Ｌを変化させる方法について説明する。前述したように、バネ部１５ｄのバネ部有効長Ｌを変化させて共振周波数を調整する場合には、実際に振動ユニット１１を振動させた状態で調整する必要があり簡単には調整できない。そのため本願発明では調整治具を使用して調整する。図８から図１０にて調整治具の説明をする。
【0031】
調整治具４０は基本の構成としては、断面円形のシリンダー開口孔４２ｅが貫通する円筒形のシリンダー４２と、そのシリンダー開口孔４２ｅ内を軸線方向に直動する円筒形のピストン４１で構成されている（図９参照）。シリンダー４２の先端部分には取付アーム部４２ｂが両側に分岐し、その先端部の各々には取付孔４２ｃが設けられている。なお、２つの取付孔４２ｃは一方は円形孔、他方は横長の小判孔であっても良い。また、シリンダー４２の胴部外周には２箇所円盤形のフランジ４２ａ，４２ａが、指が掛けられる程度の間隔であるフランジ空隙４２ｄを有して設けられている。
【0032】
一方、ピストン４１は円筒形の外周部に、シリンダー開口孔４２ｅと遊嵌し、ピストン４１を軸長手方向に移動の案内をするガイドリング部４１ｅが２箇所間隔を置いて配設されていて、手前端部に親指が入る程度の開口空隙４１ｂを有するリング部４１ａが一体で設けられている。さらに先端部は、その空洞部４１ｆ内に連結ピン４５が配設されキャップ４３で抜けないように固着されていて（図１０参照）、さらに、シリンダー開口孔４２ｅ内にピストン４１を挿入してから、先端ブロック４４を連結ピン４５の先端にねじ込み等の手段で取付けられている。先端ブロック４４はその平面部に円柱状の係合突起４４ａが起立して設けられており、板バネ１５の下端部の調整治具係合孔１５ａに挿入嵌合可能である。そして、連結ピン４５と一体となって軸周り方向に３６０°回動可能となっている。
【0033】
つぎに、図１１から図１３にて調整治具４０による調整方法の説明をする。調整治具４０を振動発電装置１０に取付ける場合、板バネ１５の調整治具係合孔１５ａに、調整治具４０の先端ブロック４４の係合突起４４ａを対向させて挿入する（図１～図３、及び、図８～図１０参照）。つぎに、シリンダー４２に対してリング部４１ａを軸長手方向に引いて取付孔４２ｃと、固定ブロック１４の調整治具取付穴１４ｄを合わせる（図１１参照）。さらに、その状態で治具固定ピン４８の両端のコ字状に曲がった円柱状の係合部４８ａを、取付孔４２ｃに貫通させて調整治具取付穴１４ｄに差し込み、調整治具４０を調整治具取付面１４ｆに取付ける。この状態で、調整治具４０と振動発電装置１０は位置が決まる。なお、調整治具取付穴１４ｄを雌ねじとし、治具固定ピン４８の代わりにボルト等で調整治具取付面１４ｆに締め付けても構わない。また、調整治具取付穴１４ｄの代わりに、円柱状のピンを調整治具取付面１４ｆから突設させ、取付孔４２ｃを引っ掛けるように係合させても良い。
【0034】
バネ部有効長Ｌを変化させて共振周波数に調整する方法は、振動している振動ユニット１１の板バネ１５が図１２中で上下に移動できるように板バネ固定ねじ１８を緩めて押えブロック１７の押し付けを緩める。図１２のように調整治具４０を取付けたときにバネ部有効長Ｌ１であった状態から調整する場合は、振動ユニット１１の振幅を見ながらリング部４１ａを矢印方向に引きピストン４１を移動させる。図１３のようにバネ部有効長Ｌ２のときに振動ユニット１１の振幅が最大となり共振周波数に合わせ込んだ後、板バネ固定ねじ１８で締め付け押えブロック１７を板バネ１５に押し付けて固定する。その後、治具固定ピン４８を抜き去り調整治具４０を取り外す。
【0035】
振動ユニット１１は調整治具４０を取り外した後も、振動基点である面取部１６ａｂを基点にして共振しながら振動を続ける。押えブロック１７は、あくまで板バネ１５のバネ部有効長Ｌ２が上下に変化しないように押し付けるだけであり、押し付けることにより共振点が変化してしまうことはなく、振動基点である面取部１６ａｂは変わらない。このことは、押えブロック１７の締め付けにかかわらず調整が容易に出来る利点がある。
【0036】
調整後は調整治具４０を取り外すことで、調整機構を振動発電装置内に有する特許文献１等の他の方式の振動発電装置に比して、振動中の振動ユニット１１は簡単な構成のユニットとなり、振動部の振動による部品の破損や摩耗、共振点の変化等の問題も発生しにくくなる利点もある。さらに、振動発電装置は非常に簡単な構成となり、装置が大型化し製造コストも上がるという問題も発生しなくなる利点もある。特に、振動発電装置１０を複数配置して使用する場合には、製造コストが下がる点は非常に大きな利点である。
【0037】
図６は本願発明の実施の形態の第１の変形例である。図２から図５で説明した実施の形態では、板バネ１５を支えるガイドブロック１６は、その一部に板バネ１５の板厚ｔと幅Ｂに対応したスリット溝幅Ｔとスリット横幅Ｗのスリット孔１６ａを有する構成として説明したが、精度の高いスリット孔１６ａを加工することは加工時間と加工コストが掛かる問題もあった。そこで、本願発明の第１の変形例では、ガイドブロック１６をスリット孔１６ａ部分で分割した変形例である。
【0038】
固定ブロック１４の上面１４ａにはガイドブロックベース３３が２本のブロック固定ねじ１９で固定ブロック１４に固定されている。ガイドブロックベース３３の一面にはそれぞれ板バネ１５の板厚ｔ、幅Ｂに対応して段差高さＹ、段差幅Ｘの凹部３３ｂが設けられており、Ｙ、ｔ、Ｘ、Ｂの関係は前述の数１の式（ｂ）となっている。また、凹部３３ｂに対向してガイドブロック押え３４が配設されガイドブロックねじ３５にて、取付面３３ａに取付けられ、組立て後に出来るスリット部は溝幅Ｙ、横幅Ｘの寸法のスリット孔となる。さらに、凹部３３ｂの上面稜線部には微小な丸み形状の面取部３３ｂｂが設けられている。また、面取部３３ｂｂに対応してガイドブロック押え３４の上面稜線部にも微小な丸み形状の面取部３４ａｂが設けられている。
【0039】
板バネ１５は、この凹部３３ｂとガイドブロック押え３４で形成された段差高さＹ、段差幅Ｘのスリット部に上方から挿入され、押えブロック１７を介して板バネ固定ねじ１８で固定ブロック１４に固定されている。なお、ガイドブロックベース３３は凹部３３ｂの面が固定ブロック１４の取付面１４ｃと同一面に調整されて固定されている。
【0040】
このように、本願発明の第１の変形例ではガイドブロックベース３３とガイドブロック押え３４に分割することで、凹部３３の段差加工のみを精度良く加工するだけで済み、非常に簡単に板バネ１５を案内するガイドブロックが実現できる効果がある。
【0041】
図７は本願発明の実施の形態の第２の変形例である。本変形例では、上記図６の固定ブロック１４とガイドブロックベース３３を一体化し、固定ブロック３６としたものである。更に、第１の変形例の凹部３３ｂの段差部は両側に２枚のスペーサー３７を設け、固定ブロック３６に対してスペーサー３７を挟んでブロック押え３４を反対側からガイドブロックねじ３５で固定した構造となっている。
【0042】
固定ブロック３６の上方の一部には凸状に突出したガイド部３６ｆが設けられ、その取付面３６ｇの上端の稜線には微小な丸み形状の面取部３６ｇｂが形成されている。この取付面３６ｇは板バネ１５の取付け面である取付面３６ｃと同一面の広い一体の面である。さらに、スペーサー３７はスペーサー板厚Ｚの薄板でありＺ、ｔの関係は前述の数１の式（ｃ）となっている。組み立てはスペーサー３７を両側に間隔Ｄを空けて合せ面３４ａで挟みブロック押え３４を反対側からガイドブロックねじ３５で締め付けて組立てるが、組立て後に出来るスリット部は溝幅Ｚ，横幅Ｄの寸法のスリット孔となる。なお、Ｄ、Ｂの関係は前述の数１の式（ｄ）となっている。
【0043】
このように、本願発明の第２の変形例では第１の変形例に対して凹部３３の段差加工も不要となり、板バネ１５の板厚ｔに対して、スペーサー３７のスペーサー板厚Ｚだけを管理すれば良い上、取付面３６ｇは取付面３６ｃと同一面であり、加工も非常に簡単になる利点がある。また、ガイドブロックベース３３も不要で、構成も非常に簡単になる。特に、共振周波数を調整するためにバネ部有効長Ｌを変えるだけでは不十分な場合には、板バネ１５の板厚ｔを変更する必要があり、この場合にはスペーサー板厚Ｚの異なるスペーサー３７を用意するだけで柔軟に対応できる効果がある。なお、ガイド部３６ｆは固定ブロック３６と一体として説明したが、ガイドブロックベース３３と同様に別体として分割しても構わない。
【0044】
図８から図１０で示す調整治具４０はピストン４１とシリンダー４２が直動で移動する構造となっているが、共振周波数を調整する場合に微調整で移動できると良い場合がある。図１４は、本願発明の振動発電装置１０において共振振動数を調整するための他の調整治具５０を示している。円形のシリンダー開口孔５２ｅが貫通する円筒形のシリンダー５２と、そのシリンダー開口孔５２ｅ内を軸線方向に移動する円筒形のピストン５１で構成されている。
【0045】
ピストン５１の外周の一部には雄ねじ部５１ａが設けられ、内面にナット部５３ａを有する操作ノブ５３が係合し、操作ノブ５３を回転することで、ねじの推力でシリンダー５１はガイドリング部５１ｅに案内されて軸線方向に移動する。この構造では操作ノブ５３が１回転するとシリンダー５１はねじのピッチ分移動するだけであり、微調整が可能である。なお、操作ノブ５３はスクリューケース５４，スクリューキャップ５５で保持されて一部が露出した構造となっている。
【0046】
図１４の調整治具５０は、ねじのピッチ分移動するだけであり微調整が可能である点は利点であるが、バネ部有効長Ｌを大きく移動させる場合には不向きである。そこで、調整治具４０と調整治具５０の利点を取り込んだ調整治具６０を図１５に示し説明する。本調整治具６０は円形のシリンダー開口孔６２ｅが貫通する円筒形のシリンダー胴部６２ａを有するギヤケース６２と、そのシリンダー開口孔６２ｅ内を軸線方向に移動する円筒形のラックピストン６１で構成されている。
【0047】
ラックピストン６１の一端にはラック部６１ｆが形成され、他端は円筒状のピストン部６１ａとなっており、ピストン部６１ａの外周にはガイドリング部６１ｅが設けられ、円形のシリンダー開口孔６２ｅに案内され軸線方向に移動可能となっている。また、ラック部６１ｆはギヤケース６２内に埋設されたギヤＡｓｓｙ．７０のラック駆動ギヤ７１と係合しており、２つのアイドルギヤ７２Ａ、７２Ｂと連結され、最終段としてノブギヤ７３に減速されて連結している。
【0048】
なお、ギヤＡｓｓｙ．７０の各ギヤはピン７４、ピン７５に回動自由に軸支されその端部はギヤケース６２の軸受部６２ｇ、６２ｈと横蓋６３の軸受部（図示せず）に軸支されて保持されている。操作ノブ部７３ｂの一部は上蓋６４の開口孔６４ａから露出しており、操作ノブ部７３ｂを回転させることが出来るようになっている。また、シリンダー胴部６２ａの端部にはシリンダーフランジ部６２ｄが形成され、取付ホルダー６５の取付フランジ部６５ｄと固定されている。
【0049】
調整治具６０でピストン６１を軸線方向に移動させる場合は、操作ノブ部７３ｂを回転させる。操作ノブ部７３ｂの回転量に対して任意に設定されたギヤＡｓｓｙ．７０の減速比によりラック部６１ｆが軸線方向に移動しラックピストン６１が駆動される。ギヤＡｓｓｙ．７０の減速比は任意に設定できるため、調整治具４０の移動量よりも少なく、調整治具５０の移動量よりも多く設定が出来、非常に使い易い調整治具が実現できる。
【0050】
他の実施態様として図１８に示すように振動発電装置８０の構成は、振動ユニット８１をホルダー９１に固着された永久磁石９２とし、固定ユニット８２をボビン９３に巻回されたコイル９４とした組み合わせに入れ替えても良い。図１８はホルダー９１に保持された永久磁石９２を振動ユニット８１とし、ボビン９３に巻回されたコイル９４を、永久磁石９２を挟むように対向させ固定ユニット８２とした例である。このような構成では、コイル９４の端部の配線部分に振動が加わらないため、断線等の心配がなく信頼性が一層向上する利点がある。
【0051】
以上、本願発明の実施の形態や使用時の調整治具に関して詳細に説明してきたが、実施形態はこれに限定されるものでなく、本願発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成をとり得ることは勿論である。
【符号の説明】
【0052】
１ ：フレーム
５ ：取付アングル
６ ：取付ねじ
７、８ ：フレーム
１０ 、８０ ：振動発電装置
１１、８１ ：振動ユニット
１２、８２ ：固定ユニット
１３ ：保持フレーム
１３ａ ：箱型構造部
１３ｂ ：端部
１３ｃ ：第１の架橋部材
１３ｄ ：第２の架橋部材
１４ ：固定ブロック
１４ａ ：上面
１４ｂ ：取付雌ねじ部
１４ｃ ：取付面
１４ｄ ：調整治具取付穴
１４ｅ ：側面
１４ｆ ：調整治具取付面
１４ｇ ：取付穴
１５ ：板バネ
１５ａ ：調整治具係合孔
１５ｂ ：開口孔
１５ｃ ：腕部
１５ｄ ：バネ部
１５ｅ ：取付部
１６ ：ガイドブロック
１６ａ ：スリット孔
１６ａｂ ：面取部
１６ｂ ：スリット案内面
１７ ：押えブロック
１７ａ ：押え面部
１８ ：板バネ固定ねじ
１９ ：ブロック固定ねじ
２０ ：振動発電部
２１、９１ ：ホルダー
２２、９２ ：永久磁石
２６、９３ ：ボビン
２６ａ ：端部
２７、９４ ：コイル
２８ ：板バネ取付ブロック
２９ ：固定ねじ
３１ ：固定ユニット取付ねじ
３３ ：ガイドブロックベース
３３ａ ：取付面
３３ｂ ：凹部
３３ｂｂ ：面取部
３４ ：ガイドブロック押え
３４ａ ：合せ面
３４ａｂ ：面取部
３５ ：ガイドブロックねじ
３６ ：固定ブロック
３６ｃ ：取付面
３６ｆ ：ガイド部
３６ｇ ：取付面
３６ｇｂ ：面取部
３７ ：スペーサー
４０、５０、６０ ：調整治具
４１ ：ピストン
４１ａ ：リング部
４１ｂ ：開口空隙
４１ｅ ：ガイドリング部
４１ｆ ：空洞部
４２ ：シリンダー
４２ａ ：フランジ
４２ｂ ：取付アーム部
４２ｃ ：取付孔
４２ｄ ：フランジ空隙
４２ｅ ：シリンダー開口孔
４３ ：キャップ
４４ ：先端ブロック
４４ａ ：係合突起
４５ ：連結ピン
４８ ：治具固定ピン
５１ ：スクリューピストン
５１ａ ：雄ねじ部
５１ｅ ：ガイドリング部
５２ ：シリンダー
５２ｂ ：取付アーム部
５２ｃ ：取付孔
５２ｅ ：シリンダー開口孔
５３ ：操作ノブ
５３ａ ：ナット部
５４ ：スクリューケース
５５ ：スクリューキャップ
５６ ：キャップ
６１ ：ラックピストン
６１ａ ：ピストン部
６１ｅ ：ガイドリング部
６１ｆ ：ラック部
６２ ：ギヤケース
６２ａ ：シリンダー胴部
６２ｄ ：シリンダーフランジ部
６２ｅ ：シリンダー開口孔
６２ｇ ：軸受部
６２ｈ ：軸受部
６３ ：横蓋
６４ ：上蓋
６４ａ ：開口孔
６５ ：取付ホルダー
６５ｂ ：取付アーム部
６５ｃ ：取付孔
６５ｄ ：取付フランジ部
７０ ：ギヤＡｓｓｙ.
７１ ：ラック駆動ギヤ
７２Ａ、７２Ｂ ：アイドルギヤ
７２ａ ：小ギヤ
７２ｂ ：大ギヤ
７３ ：ノブギヤ
７３ａ ：ギヤ部
７３ｂ ：操作ノブ部
７４、７５ ：ピン
ｔ ：板厚
Ｂ ：幅
Ｄ ：間隔
Ｌ、Ｌ１、Ｌ２ ：バネ部有効長
Ｔ ：スリット溝幅
Ｗ ：スリット横幅
Ｘ ：段差幅
Ｙ ：段差高さ
Ｚ ：スペーサー板厚
５ ：取付アングル
６ ：取付ねじ
７、８ ：フレーム
１０ 、８０ ：振動発電装置
１１、８１ ：振動ユニット
１２、８２ ：固定ユニット
１３ ：保持フレーム
１３ａ ：箱型構造部
１３ｂ ：端部
１３ｃ ：第１の架橋部材
１３ｄ ：第２の架橋部材
１４ ：固定ブロック
１４ａ ：上面
１４ｂ ：取付雌ねじ部
１４ｃ ：取付面
１４ｄ ：調整治具取付穴
１４ｅ ：側面
１４ｆ ：調整治具取付面
１４ｇ ：取付穴
１５ ：板バネ
１５ａ ：調整治具係合孔
１５ｂ ：開口孔
１５ｃ ：腕部
１５ｄ ：バネ部
１５ｅ ：取付部
１６ ：ガイドブロック
１６ａ ：スリット孔
１６ａｂ ：面取部
１６ｂ ：スリット案内面
１７ ：押えブロック
１７ａ ：押え面部
１８ ：板バネ固定ねじ
１９ ：ブロック固定ねじ
２０ ：振動発電部
２１、９１ ：ホルダー
２２、９２ ：永久磁石
２６、９３ ：ボビン
２６ａ ：端部
２７、９４ ：コイル
２８ ：板バネ取付ブロック
２９ ：固定ねじ
３１ ：固定ユニット取付ねじ
３３ ：ガイドブロックベース
３３ａ ：取付面
３３ｂ ：凹部
３３ｂｂ ：面取部
３４ ：ガイドブロック押え
３４ａ ：合せ面
３４ａｂ ：面取部
３５ ：ガイドブロックねじ
３６ ：固定ブロック
３６ｃ ：取付面
３６ｆ ：ガイド部
３６ｇ ：取付面
３６ｇｂ ：面取部
３７ ：スペーサー
４０、５０、６０ ：調整治具
４１ ：ピストン
４１ａ ：リング部
４１ｂ ：開口空隙
４１ｅ ：ガイドリング部
４１ｆ ：空洞部
４２ ：シリンダー
４２ａ ：フランジ
４２ｂ ：取付アーム部
４２ｃ ：取付孔
４２ｄ ：フランジ空隙
４２ｅ ：シリンダー開口孔
４３ ：キャップ
４４ ：先端ブロック
４４ａ ：係合突起
４５ ：連結ピン
４８ ：治具固定ピン
５１ ：スクリューピストン
５１ａ ：雄ねじ部
５１ｅ ：ガイドリング部
５２ ：シリンダー
５２ｂ ：取付アーム部
５２ｃ ：取付孔
５２ｅ ：シリンダー開口孔
５３ ：操作ノブ
５３ａ ：ナット部
５４ ：スクリューケース
５５ ：スクリューキャップ
５６ ：キャップ
６１ ：ラックピストン
６１ａ ：ピストン部
６１ｅ ：ガイドリング部
６１ｆ ：ラック部
６２ ：ギヤケース
６２ａ ：シリンダー胴部
６２ｄ ：シリンダーフランジ部
６２ｅ ：シリンダー開口孔
６２ｇ ：軸受部
６２ｈ ：軸受部
６３ ：横蓋
６４ ：上蓋
６４ａ ：開口孔
６５ ：取付ホルダー
６５ｂ ：取付アーム部
６５ｃ ：取付孔
６５ｄ ：取付フランジ部
７０ ：ギヤＡｓｓｙ.
７１ ：ラック駆動ギヤ
７２Ａ、７２Ｂ ：アイドルギヤ
７２ａ ：小ギヤ
７２ｂ ：大ギヤ
７３ ：ノブギヤ
７３ａ ：ギヤ部
７３ｂ ：操作ノブ部
７４、７５ ：ピン
ｔ ：板厚
Ｂ ：幅
Ｄ ：間隔
Ｌ、Ｌ１、Ｌ２ ：バネ部有効長
Ｔ ：スリット溝幅
Ｗ ：スリット横幅
Ｘ ：段差幅
Ｙ ：段差高さ
Ｚ ：スペーサー板厚
【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】
【図17】
【図18】
