专利名称：振动型电磁发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于，例如，在由复数个螺线管线圈所构成的发电线圈中，通过至少 一个在纵向方向上磁化了的磁石的振动来进行发电的振动型电磁发电机。
背景技术：
近年来，随着手机与游戏机等便携式电子机器的普及的进行，它们中内置的 充电电池也越来越多。另外，随着无线通信技术的发展，利用微小的电力接发信号的 RFID(RatioFrequency IDentification)的应用领域也不断扩大。特别是有电源的主动式 (Active)式RFID可以在数百米以外进行通信。因此，对于该技术在牧场的牛或马的健康管 理，或者是儿童的上下学的安全管理上的应用的期待也在不断高涨。另一方面，为了维持和改善地球的环境，对于环境负担尽可能低的电池的研究开 发也很活跃。其中，将通常被无意识浪费掉的能源转化为电力能源，并储藏起来，利用这种 电力能源作为便携式机器的电源的方案也得到了广泛的关注。专利文献1中，提到了一种振动型发电机，其是通过施加在其外部的振动来进行 发电的。在这里，对振动型电磁发电机100的构成例，参照图11来进行说明。振动型电磁发 电机100包括有非磁性材料形成的管材102，和在纵向磁化了的、且被收容于管材102内的 棒状可动磁石101。管材102的中央部上形成有电磁管线圈103。在管材102的两端部，设 置有磁石104a和104b，且使得它们与可动磁石101的具有相同极性的极处于相对的状态。 因此，可以防止可动磁石101在振动的时候，可动磁石101与管材102的两端部的接触。专利文献2中，提到了一种手电筒，其具有通过施加在外部的振动来进行发电，并 用得到的电力来发光的振动型电磁发电机。在这里，参照图12对手电筒110的构成例进行 说明。手电筒110包括有非磁性体材料所形成的管材112、和在纵向磁化了的、且被收容于 管材112内的棒状可动磁石111。在管材112的两端部设有压缩弹簧114a和114b。由于 压缩弹簧114a和114b的作用，可以防止可动磁石111与管材112的两端部相接触。管材 112的中央部上形成有电磁管线圈113。由于可动磁石111在管材112内部的振动，电磁管 线圈113中产生电压，使LED115发光。由于这种发电而发光的LED115所发散出的光线经 由透镜116而得以发散，并可以照射对象物。专利文献1 日本专利特开2002-281727号公报专利文献2 美国专利第5975714号说明书但是，专利文献1中所记载的技术，除了需要直接用于发电的磁石以外，还需要在 管材的两端部配置2个磁石。一般来说，这种电磁发电机要求在尽可能小的尺寸下，得到很 大的发电电力。因此，需要具有高磁通密度的磁石。而如此做，则会提高整体成本中的磁石 的成本比重。因此，以往的振动型电磁发电机100在成本方面是不利的。而且，使用多个磁 石会增加振动型电磁发电机的重量，从而产生例如用手动发电时会比较疲劳的问题。另外，磁石的反作用力与弹簧的反作用力不同，磁石的反作用力与可动磁石的移 动距离不成比例。因此，会显示出与由可动磁石的质量与线圈弹簧的弹簧系数所决定的共振振动不同的振动，并且可动磁石的振动不能长时间持续的问题也会发生。结果，磁石的反 作用力不能有效地转化为有效的振动运动，因此也不会有提高发电力的作用。另外，专利文献2所记载的技术中，对手电筒加以振动的话，可动磁石111与螺旋 弹簧之间会忽而相互分离，忽而相互撞击。因此，可动磁石与螺旋弹簧不能构成安定的共振 系统，所以不能提高发电效率。而且，可动磁石与螺旋弹簧相撞击的时候所发出的撞击声， 对使用者而言听起来非常刺耳。而且，一般来说，这种发电机中，可动磁石在通过发电线圈 时的速度决定了发电(输出电压)的大小。据此，为了更多地发电就必须加以激烈的振动， 而可动磁石与螺旋弹簧的激烈撞击会导致螺旋弹簧很容易破损。
实用新型内容本实用新型是鉴于这种现状而做出的，其是以提供振动型电磁发电机为目的，该 振动型电磁发电机可在构成安定的共振系统的同时，还使螺旋弹簧很难破损。本实用新型的振动型电磁发电机，其包括由非磁性材料所形成的中空的管材、和 至少一个卷绕在管材周围的发电线圈、和配置于所述管材内的，至少由一个磁石所形成的 可动磁石、和可以伸缩的弹性体，其被固定于管材的至少一方的端部，并可以对所述可动磁 石加以支撑使可动磁石沿线圈的卷绕方向振动、和对可动磁石的振动加以限制的限位器 部。限位器部是在管材的至少一方的端部上形成的，限位器部与可动磁石相接触的位置是 在，以管材的端部为起点，弹性体收缩为最短时候的长度还要长的位置上。这样的构成，可以使利用弹性体构成的共振系统处于安定的状态下，且对于收缩 为最短时候的弹性体不会施加不必要的应力。因此，可以得到一种振动型电磁发电机，该振 动型电磁发电机中，弹性体不会破损，即使长期使用，也可以会安定地产生共振振动。根据本实用新型，通过用弹性体来支撑可动磁石，可以得到能构成安定共振系统 的振动型电磁发电机。另外，可动磁石的振动超过预定的振幅时，可动磁石的振动被限位器 部所限制，从而不会对弹性体施加多余的应力，可以防止弹性体的破损。因此，可以得到下 述效果，即可以减少对振动型电磁发电机的保养频度，使振动型电磁发电机得以在长期内 发电。而且，可以通过把螺旋弹簧用作弹性体，来降低部件的成本，同时实现振动型电磁发 电机的轻量化。
图1是本实用新型的第1实施形态相关联的振动型电磁发电机构成例的截面图；图2A、B是本实用新型的第1实施形态相关联的振动型电磁发电机的限位器部的 构成例的说明图；图3是由1个重锤与1个螺旋弹簧构成的振动系统例的说明图；图4A，B是振动系统内包含损失时的衰减特性的说明图；图5A，B是对振动系统施加脉冲式外力时的应答特性的说明图；图6是由1个重锤与2个螺旋弹簧构成的振动系统例的说明图；图7A，B是本实用新型的第2实施形态相关联的振动型电磁发电机构成例的截面 图；图8是本实用新型的第2实施形态相关联的其他的振动型电磁发电机构成例的截面图；图9A，B是本实用新型的第3实施形态相关联的振动型电磁发电机构成例的截面 图；图10是本实用新型的第4实施形态相关联的振动型电磁发电机构成例的截面 图；图11是现有的振动型电磁发电机例的构成图；图12是现有的振动型电磁发电机例的构成图。附图标记说明1-振动型电磁发电机，2-管材，3-可动磁石，3a、3b_磁石，4a_第1螺线管线圈， 4b-第2螺线管线圈，4c-第3螺线管线圈，5a-第1螺旋弹簧，5b-第2螺旋弹簧，6a_第1 限位器部，6b-第2限位器部，7a-第1端构件，7b-第2端构件，IOa-第1限位器部的高度， 1 Ob-收缩为最短时的第1螺旋弹簧的高度，15-重锤，16、17、18-螺旋弹簧，30、40、50-振动 型电磁发电机
具体实施方式
下面，就本实用新型的第一实施形态例，参照图1至图6进行说明。在本实施的形 态例，将对适用于具有下列特征的振动型电磁发电机的实例进行说明，其特征在于，使在纵 向方向被磁化的复数个圆筒形磁石在复数个螺线管线圈中振动或移动，从而进行发电。首先，就本例中的振动型电磁发电机1的构成例，参照图1的截面图进行说明。振 动型电磁发电机1，由可动磁石3，和3个螺线管线圈(第1螺线管线圈4a至第3螺线管线 圈4c)所构成。3个螺线管线圈是在中空的管材2的外周卷绕而成的。可动磁石3在管材 2的内部进行直线往复运动/振动，则会在3个螺线管线圈中产生电压。管材2是由非磁性 体材料所形成的。管材2的材质可以是金属等非磁性体材料，但考虑到加工性最好是用硬 塑料等合成树脂来制造。相邻的3个螺线管线圈，是由复数个线圈串联在一起的，该复数个线圈以相互间 隔着预定的间隔的状态进行配置，且极性相反。螺线管线圈的卷绕方向如下，相邻的两个螺 线管线圈之间为互相呈反向的正、反、正方向。在以下说明中，串联连接在一起的第1螺线 管线圈4a至第3螺线管线圈4c称为发电线圈9。管材2中，至少包含1个发电线圈9。可动磁石3是由复数个磁石(比如，钕磁石)所构成的，该复数个磁石是以同极相 对的形态连接在一起的。本例中的可动磁石3是由2个同样长且在纵向方向磁化了的磁 石3a，3b所组成的，3a，3b是通过有规定厚度的磁石间隔器，以同极相对的形态一体连接而 成。磁石间隔器的材料可以是磁性体或非磁性体的任何一种。另外，构成可动磁石3的磁 石至少为1个。可动磁石3的一方的端部上，形成有保护磁石3a的磁石端构件8a。磁石端构件 8a上，开有一个细孔，以便安装作为拉引弹簧的第1螺旋弹簧5a。同样，可动磁石3的另一 方的端部上，形成有保护磁石3b的磁石端构件8b。磁石端构件8b上，开有一个细孔，以便 安装作为拉引弹簧的第2螺旋弹簧5b。但是，磁石端构件8a，8b也可以为钩子等形状，以挂 住螺旋弹簧5a与螺旋弹簧5b的方式进行安装。如此，在振动型电磁发电机1中，通过螺旋弹簧5a与螺旋弹簧5b，可以支撑可动磁石3沿发电线圈9的卷绕轴方向进行振动。管材2的两端部上，为了防止可动磁石3飞出，镶嵌有用树脂等形成的第1端构件 7a和第2端构件7b。第1端构件7a和第2端构件7b为同样的形状，且各自上还形成有用 来固定第1螺旋弹簧5a和第2螺旋弹簧5b端部的固定部。但是，第1端构件7a和第2端 构件7b上也可以形成细孔或钩子等，以便可以固定螺旋弹簧5a与螺旋弹簧5b的端部。与本实用新型相关的振动型电磁发电机1中，如所述那样，相邻的3个螺线管线圈 以相互间隔着预定的间隔的状态串联在一起的同时，线圈的卷绕方向如下所述，即相邻的 两个螺线管线圈之间为互相呈反向的正、反、正方向而构成在一起。所以，每个螺线管线圈 中发生的电压通过位相的叠加合成，可以增大输出电压。为此，需要磁石长度与磁石间隔 器的厚度相加而得的磁石间距(Pitch)，与线圈的长度和线圈的间隔相加而得的线圈间距 (Pitch)大致相等。而且，螺线管线圈的线圈长度最好小于磁石长度。第1螺旋弹簧5a与第2螺旋弹簧5b是具有同样的弹簧系数，同样自然长度的螺 旋弹簧。但是，根据不同设计，各螺旋弹簧的弹簧系数和自然长度也可以改变。本实施形态的振动型电磁发电机1中，第1螺旋弹簧5a与第2螺旋弹簧5b呈拉 引可动磁石3的形态，并构成振动系统。这时，一旦对振动型电磁发电机1施加外力，则可 动磁石3就会按照由可动磁石3的质量，和第1螺旋弹簧5a与第2螺旋弹簧5b的弹簧系 数所决定的共振频率f；进行振动。结果，可动磁石3的振动时间可以变长，还可以获得长 时间的电压。其次，对限位器部的构成例，参照图2A，B进行说明，该限位器部可以缓和可动磁 石对管材2的端部的冲击。图2A，B中对第1限位器部6a进行了说明，第2限位器6b也可 以同样构成。图2A是第1螺旋线圈5a在伸展状态下的图。图2B是第1螺旋线圈5a在收缩到最短状态下的图。而且，比起垂直于发电线圈9的卷绕轴方向的可动磁石3的截面径12，第1限位 器部6a与可动磁石3相接触的部位的宽度11较小。即，使螺旋弹簧在伸缩运动的时候不 会与限位器部发生干涉，而且使限位器部与可动磁石3确确实实地相接触，因此，当可动磁 石3的振动幅度超过规定的振幅时，第1限位器部6a可在与可动磁石3相接触的位置，对 可动磁石3的振动进行限制。如图2A与图2B所示，以第1端构件7a为起点的第1限位器6a的高度IOa被设定 为，比收缩为最短状态的第1螺旋弹簧5a的高度IOb还要高。而且，可动磁石处于具有超 过规定的振幅的动能的状态下进行振动时，会与第1限位器部6a的上端部相接触或撞击。 因此，由第1限位器部6a对振幅进行了限制。而且，第1限位器部6a是由具有弹性的橡胶 等树脂来形成的，所以可以缓和可动磁石3的冲击。所以，即使第1螺旋弹簧5a处于收缩 为最短的状态时，也可以较好地抑制由于螺旋弹簧与可动磁石3相撞击而导致的，螺旋线 圈被施加了过剩的应力所引起的破损。这里，限位器部6a，与第1和/或第2端构件7a，7b为一体化成型的时候，最好选 择硬质且有弹性橡胶或树脂。选择这样的材质是由于要把用于振动的可动磁石3确确实实 地封入管材2的内部。而且，还可以避免可动磁石3与限位器部6a相撞击时给螺旋弹簧带 来的损伤，和限位器部自身的损伤。[0045]这里，参照图3至图6，对与本实用新型相关联的振动型电磁发电机1的特性进行 说明。图3为振动系统的模型图，该振动系统是由质量M的重锤15，和弹簧系数k的螺 旋弹簧16的组合所构成的。在螺旋弹簧16上挂着重锤15，重锤15静止在螺旋弹簧16的 复位力与作用在重锤15的重力平衡的位置上。把这个位置定为0位移。对重锤15施加外 力，重锤15开始简谐振动。这个振动系统的共振频率fri，由下式来给出。[数学公式1]f^iH1然而，图3中并没有表示出由于摩擦等原因所带来的损失。但是，现实的振动系统 中，包括空气的粘性阻力在内的摩擦阻力，或振动体自身的内部摩擦等要因所引起种种的 损失是存在的。因此，随着时间的流逝，振幅不断衰减，共振频率也会稍稍降低。图4A，B表示的是，对图3所示的振动系统，施加与这个振动系统的共振频率相 等的频率的外力，该振动系统呈稳态振动时，外力突然变为0之后紧接下来的时间内的振 幅与时间变化例。图4A表示的是振动系统的损失比较小的情况。图4B表示的是振动系统的损失比较大的情况。如图4B所示，振动系统的损失大的情况下，外力突然变为0，就会使振动急剧减 少。即，可以认为，如图4A所示那样，尽可能减少振动系统的损失时，由于延长了可动磁石 的振动时间，从而得到了长时间的电压。图5A，B表示的是，对图3所示的振动系统施加周期性的冲击力时重锤15的振幅。脉冲式的冲击力中包括较广的频率成分，振动系统的共振频率成分也包括在其 中。因此，由于共振频率成分的作用，振动系统产生了激励。结果，重锤如图5A，B所示那样 进行振动。图5A表示的是振动系统的损失比较小的情况。图5B表示的是振动系统的损失比较大的情况。如图5A，B所示，振动系统的损失越小振动就可以长时间持续下去。相反，损失越 大，振动就会急剧减少。因此，损失小的一方的振幅就大。图6是振动系统的模型图，该振动系统是把质量M的重锤15铅直地吊在2个螺旋 弹簧17，18下而构成的。螺旋弹簧17，18各自的弹簧系数为k”k2。图6中，把向下作为重 力方向，把重锤由于被施加了重力而使上方的螺旋线圈17伸展时的重锤15的位置作为静 止点0。重锤15的振动是以静止点0为中心进行的。这样的振动系统的共振频率由数 学公式(2)给出。[数学公式2]f -J- ΕΞΚ
2 2π\ M根据数学公式(2)，共振频率随着螺旋弹簧17的弹簧系数Ic1与螺旋弹簧18的 弹簧系数&的和增高而变大。这样，对重锤15施加振动，规定时间内重锤15的振动次数 就会变多。[0063]根据以上说明的第1实施形态相关联的振动型电磁发电机1，可动磁石3的振动 超过规定的振幅的时候，可动磁石3的振动由第1限位器部6a与第2限位器部6b来限制。 这样，不会对弹性体施加多余的应力，从而可以防止弹性体的破损。结果，对于振动型电磁 发电机1的零件修理等保养的频度也会得到抑制，从而使振动型电磁发电机1具有可以长 期发电的效果。而且，振动型电磁发电机1可以构成，由可动磁石3的质量、第1螺旋弹簧5a及第 2螺旋弹簧5b的弹簧系数所决定的共振系统。并且，通过选择管材2的材质，减小管材2与 可动磁石间的摩擦系数，可动磁石3的振动在长时间内就不会急剧衰减。这样做，能得到可 以提高振动型电磁发电机1的发电效率的效果。另外，在如图1所示的形态例中，从可动磁 石3的两端到管材2的两端部，即第1及第2端构件7a，7b为止，配置有第1及第2螺旋弹 簧5a，5b。这样的配置具有以下效果，即无论振动型电磁发电机1朝向任何一个方向都可能 高效地进行发电。另外，根据预先测量的可动磁石3的质量来选择第1螺旋弹簧5a及第2螺旋弹簧 5b的弹簧系数，则可以任意调整共振频率。因此，具有以下的效果，S卩，可以得到适用于各种 用途的，发电效率高的振动型电磁发电机1。而且，使用振动型电磁发电机1，可以把微弱的振动能量高效地转化为可动磁石3 的直线往复运动。因此，可以说非常适合下述发动机，即振动型电磁发电机1与重力方向平 行，并且振动型电磁发电机1的设置方向为一定的情况，比如，为了海上船舶安全航行用的 利用波浪上下运动而发电发光的发光浮标等。而且，加上因为具有限位器部，即使发生强烈 振动，也不太需要担心振动型电磁发电机发生损伤，所以还可能被应用于自行车的座椅或 货架，或者是自行车的悬挂装置等。另外，对振动型电磁发电机1施加脉冲状冲击力的时候，该冲击力中所包含的与 自振频率相等的成分使得可动磁石3发生激励。因此，具有以下效果，即，外力的频率不需 一定要与振动型电磁发电机的共振频率相吻合也可以。另外，具有可以解决现有的振动型电磁发电机的后述课题的效果，即由于使用了 反作用的磁石，而导致成本上升和共振系统的不均衡，以及，非磁性管材的端面的用于反作 用的弹簧与可动磁石为非接触状态配置时造成的噪音，和振动效率劣化的同时，发电效率 低下的问题。其次，参照图7A，B来说明本实用新型的第2实施形态相关联的振动型电磁发电机 30的构成例。另外，在图7A，B中，与已经说明完毕的图1和图2A，B中相对应的部分，被赋 予同样的符号，并省略详细的说明。图7A表示出振动型电磁发电机30的截面图。图7B表示出限位器部的构成例。如图7A所示，第1螺旋弹簧32a与第2螺旋弹簧32b同是压缩弹簧。由于第1螺 旋弹簧32a与第2螺旋弹簧32b与可动磁石3的两端部相接触，所以可以支撑可动磁石3 在发电线圈9的卷绕轴方向振动。这时，由于第1和第2螺旋弹簧32a，32b彼此之间压缩 并支撑可动磁石3，所以不需要第1实施形态中使用的磁石端构件8a，8b，因而构成更加简 略。而且，位于管材2的两端附近的内壁上，形成有4个突起部。这些突起部分别作为第1限位器部31a和第2限位器部31b。第1限位器部31a与第2限位器部31b与可动磁 石3相接触的位置是在，比以管材2的端部7a，7b作为起点时，第1螺旋弹簧32a和第2螺 旋弹簧32b收缩为最短时候的长度还要长的位置上。而且，比起发电线圈9的卷绕轴方向 的垂直方向的可动磁石3的截面径，第1限位器部6a或者第2限位器部6b与可动磁石3 相接触的部分的宽度更小。因此，当可动磁石3的振动超过规定的振幅时，第1限位器部6a 或者第2限位器部6b在与可动磁石3相接触的位置限制了其振动。另外，管材2与限位器部为一体化形成时，如果把管材2成型为筒状，则由于限位 器部突出的原因，可动磁石不可能被封入管材2中。因此，可以把与管材2的纵向方向相平 行的，且被分割成型的管材拼接而构成管材构件，或从管材2的中央部沿纵向方向垂直将 其分成2份，相互连接的部分上设有螺纹和螺丝槽，并将其螺合旋紧在一起而构成管材构 件。在这里，着眼于第1限位器部31a，就其功能和效果进行说明。构成第1限位器部 31a的4个突起部的顶点具有比第1螺旋弹簧32a的卷绕半径还要大的宽度，即，在螺旋弹 簧伸缩运动的时候，限位器部具有不会与螺旋弹簧相干涉的尺寸条件，并被固定于管材2 的内壁上。因此，第1螺旋弹簧32a的伸缩不会被限位器部31a所限制。但是，因为4个突 起部的顶点的宽度被设定为比可动磁石3的截面直径还小，所以4个突起部的顶点与可动 磁石3被形成为能确确实实地相接触的样子。因此，第1螺旋弹簧32a在收缩为最短前的阶 段里，可动磁石3就与4个突起部的顶点附近相接触，并限制了可动磁石3的振动。结果， 可以得到以下效果，即回避了对收缩为最短的第1螺旋弹簧32a施加过剩的应力，而导致第 1螺旋弹簧32a或可动磁石3破损的危险性。另外，第2限位器部31b也可以得到同样的效
^ ο其次，振动型电磁发电机30中，只是把第1螺旋弹簧32a和第2螺旋弹簧32b封 入管材2中即可构成振动系统。因此，具有构成既简单，又可以使螺旋弹簧长时间地振动， 从而高效地进行发电的效果。另外，第2实施形态相关联的振动型电磁发电机30中，形成了 4个突起部作为限 位器部，但突起部的个数少于4个也可以，多于4个也可以。另外，突起部的形状并不局限 于图7B所示形状。只要是能限制超过合适的振幅的可动磁石3的振动，并能减少其对端部 的冲击或对螺旋弹簧施加的多余的应力的形状，无论什么形状都可以。另外，第2实施形态相关联的振动型电磁发电机30中，利用了 2个压缩弹簧。但 是，只用一个压缩弹簧也可以。这种情况下，螺旋弹簧被设置在可动磁石3的重力方向(下 方)，同时，磁石端构件8a与第1端构件7a最好固定在一起。即使是这样的构成，也可以良 好地进行发电。另外，螺旋弹簧32a，32b使用压缩弹簧的时候，最好在螺旋弹簧的内径侧设置限 位器部。对具有这种构成的振动型电磁发电机的构成例，参照图8进行说明。另外，图8中， 虽然示出了相对于第1螺旋弹簧32a的限位器部33的状态，但相对于第2螺旋弹簧32b的 限位器部也可以同样构成。把可动磁石3封入在管材2的第1端构件34上，形成有圆柱状，且具有到前端为止 的圆锥形状的限位器部33。而且，第1端构件34上，设置有第1螺旋弹簧32a。第1螺旋 弹簧32a在振动时，不会由于限位器部33而产生位置变动。当可动磁石3的振动超过规定的振幅，可动磁石3与限位器部33的顶面相接触，从而其振动得到了限制。但是，限位器部 33的顶部与可动磁石3相接触的位置，比以第1端构件34为起点的时，第1螺旋弹簧32a 收缩为最短的长度还要长的位置上。因此，对于收缩为最短的第1螺旋弹簧32a，不会施加 多余的应力，从而得到回避第1螺旋弹簧32a破损的危险性的效果。而且，因为限位器部成 为圆锥形，所以可以不干涉螺旋弹簧的伸缩运动而发电。另外，所述第2实施状态中，在螺旋弹簧的弹簧径小于管材2内周径的状态下，压 缩螺旋弹簧(压缩弹簧)时，螺旋弹簧被压缩成弯曲的样态。一旦成为这种状态，最坏的情 况下，可以预想螺旋弹簧在压缩过程中会与限位器部相干涉。因此，比较好的形态例是，比 如说，相对管材2的内周径，螺旋弹簧32a，32b的弹簧径取与其相等或略小的值。根据所述 的构成，压缩弹簧会被规则地压缩，螺旋弹簧即使在压缩过程中也不会与限位器部产生干 涉，同时，还可以得到充分的限位器的功能。其次，对本实用新型的第3实施系统相关联的振动型电磁发电机40的构成例，参 照图9A，B进行说明—。另外，图9A，B中，对已在第1实施形态中说明的，且与图1和图2A， B相对应的部分，赋予同样的符号，并省略详细的说明。图9A表示振动型电磁发电机40的截面图。图9B表示棒状限位器部的构成例。管材2的侧面上，成有2根棒状限位器可以插入的孔部。插入这孔部的2根棒状 限位器，分别作为第1限位器部41a和第2限位器部41b。第1限位器部41a和第2限位器 部41b与可动磁石3相接触的位置在，比以管材2的端部为起点的时候，第1螺旋弹簧5a 与第2螺旋弹簧5b收缩为最短时的长度还要长的位置上。在这里，着眼于第1限位器部41a，就其功能和效果进行说明。第1限位器部41a 是由非磁性的树脂或金属形成的2根棒状的限位器所构成的，并被固定在具有比第1螺旋 弹簧5a的卷绕半径还要大的宽度的管材2的内壁上。因此，第1螺旋弹簧5a的伸缩不会 被限位器部41a所限制。但是，2根棒状的限位器的宽度被设定为比可动磁石3的截面直径 还小。因此，第1螺旋弹簧5a在收缩为最短时，可动磁石3就与2根棒状的限位器相接触， 并限制了可动磁石3的振动。结果，可以得到以下效果，即回避了对收缩为最短的第1螺旋 弹簧5a施加过剩的应力，而导致第1螺旋弹簧5a或可动磁石3破损的危险性。另外，第2 限位器部41b也可以采用了同样的构成，同时也可以得到同样的效果。另外，第3实施形态相关联的振动型电磁发电机40中，插入了 2根棒状的限位器 作为限位器部，但2根棒状的限位器的个数少于2根也可以，多于2根也可以。另外，突起 部的形状并不局限于图9B所示形状。比如，棒状的限位器的截面形状可以是多角形或是椭 圆形等。棒状的限位器的形状只要是能限制超过合适的振幅的可动磁石3的振动，并能减 少其对端部的冲击或对螺旋弹簧发生的多余的应力的形状，无论什么形状都可以。其次，对本实用新型的第4实施形态相关联的振动型电磁发电机50的构成例，参 照图10进行说明。另外，图10中，对已在第1实施形态中说明的，且与图1和图2A，B相对 应的部分，赋予同样的符号，并省略详细的说明。所述第1至第3实施形态相关联的振动型电磁发电机，是由分别设置在可动磁石 的两侧的螺旋弹簧所构成的。但是，如本实施形态一样，由1个螺旋弹簧和可动磁石3所构 成振动系统也可以。[0090] 管材2的第2端构件材51上，没有形成固定螺旋弹簧用的凸部，或者钩子，或者细 孔等。因此，第2端构件材51具有把可动磁石3封入管材2内的功能。振动型电磁发电机 50中，通过第1螺旋弹簧5a支撑可动磁石3沿发电弹簧9的卷绕轴方向进行振动。 对振动型电磁发电机50施加外力，可动磁石3就可以振动。这种振动是具有，根 据可动磁石3的质量和第1螺旋弹簧5a的弹簧系数，由所述数学公式(1)所求出的共振频 率的共振运动。图10所示的振动型电磁发电机50仅使用1个螺旋弹簧。因此，具有容易将各构 件组装起来的效果。另外，振动型电磁发电机50适合于安装在，发电机的安装方向相对于 重力为一定的地方。S卩，用拉引弹簧作为螺旋弹簧时，把螺旋弹簧配置在可动磁石的重力方向的上方， 并将可动磁石吊在其下即可。相反，如果把压缩弹簧作为螺旋弹簧，那么就把螺旋弹簧配置 在可动磁石的重力方向的下方，并将可动磁石托在其上即可。这样，振动型电磁发电机50 可以根据用途和设置形态来选择最佳的手段。而且，所述的任意的构成中，最好采用挂钩固定等手段对可动磁石、端构件和螺旋 弹簧进行固定，这样的话，螺旋弹簧的振动系统可以得到充分的运用。而且，具有可以得到， 与使用了 2个螺旋弹簧的第1至第3实施形态相关联的振动型电磁发电机相等的发电特性 的效果。另外，所述第1至第4实施形态中，相邻的螺线管线圈之间隔着一定的间隔，可以 用树脂等构件来形成间隔器。另外，也可以用磁性体与非磁性体的组合，来形成磁石间隔 器，进而构成可动磁石。而且，所述第1至第4实施形态中，管材与可动磁石的形状为圆筒形，但截面可以 是多角形、椭圆形、或者是由曲线和直线所组合而成的形状。这时，螺线管线圈与磁石间隔 器的截面形状可以是，配合可动磁石的截面形状而得到形状。而且，所述第1至第4实施形态中，为了把可动磁石3封入管材2，在管材2的两端 部安装了第1及第2端构件，但是也可以通过实施热加工等，使管材2的端部产生变形从而 封入可动磁石3。而且，也可以将所述第1至第4实施形态中所示出的各种限位器部组合在一起。而且，限位器部可以根据螺旋弹簧的个数，在管材2的至少一方的端部上形成。因 此，在使用1个螺旋弹簧的时候，限位器部有一个就足够了，从而使构件的成型更为容易。而且，可以在配置有螺旋弹簧侧的可动磁石3的端部上设置磁石端构件。由于螺 旋弹簧与可动磁石3的端部相接触，所以通过设置磁石端构件可以防止磁石的损伤。而且， 磁石端构件与管材2的端部可以通过螺旋弹簧来结合在一起。而且，在管材2的两端部形成 限位器部的同时，螺旋弹簧可以配置在从可动磁石3的两端到管材2的两端的位置上。这 样做，可以使可动磁石3得到确确实实的支撑，并且不需损失振动能量，从而在长时间内可 以持续振动。
权利要求一种振动型电磁发电机，其特征在于，包括由非磁性材料所形成的中空的管材、和至少一个卷绕在所述管材周围的发电线圈、和配置于所述管材内的，至少由一个磁石所形成的可动磁石、和可以伸缩的弹性体，其固定于所述管材的至少一方的端部，并可以使所述可动磁石沿所述线圈的卷绕轴方向振动的同时，对所述可动磁石加以支撑、和对所述可动磁石的振动加以限制的限位器部；所述限位器部是在所述管材的至少一方的端部上形成的，所述限位器部与所述可动磁石相接触的位置在，比以所述管材的端部为起点，所述弹性体收缩为最短时候的长度还要长的位置上。
2.根据权利要求1所述振动型电磁发电机，其中，在所述可动磁石的、配置有所述弹性体侧的端部上配置有磁石端构件的同时，所述磁 石端构件与所述管材的端部是通过所述弹性体结合在一起。
3.根据权利要求1或2所述振动型电磁发电机，其中，在所述管材的两端部形成所述限位器部的同时，从所述可动磁石的两端到所述管材的 两端部为止配置有所述弹性体。
专利摘要一种振动型电磁发电机，其包括由非磁性材料所形成的中空的管材(2)、和至少一个卷绕在管材(2)周围的发电线圈(9)、和配置于管材(2)内的，至少由一个磁石所形成的可动磁石(3)、和可以伸缩的第1螺旋弹簧(5a)及第2螺旋弹簧(5b)，其固定于管材(2)的至少一方的端部，并可以使所述可动磁石沿发电线圈的卷绕轴方向振动的同时，对可动磁石加以支撑、和对可动磁石的振动加以限制的第1限位器部(6a)及第2限位器部(6b)。限位器部是在管材(2)的至少一方的端部上形成的，限位器部与可动磁石(3)相接触的位置在，比以管材(2)的端部为起点，螺旋弹簧收缩为最短时候的长度还要长的位置上。
文档编号H02K35/02GK201663534SQ20089010013
公开日2010年12月1日 申请日期2008年6月24日 优先权日2007年11月2日
发明者会泽幸雄, 吉田哲男, 菅沼茂实 申请人:胜美达集团株式会社