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公開番号2025056668
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-08
出願番号2023166280
出願日2023-09-27
発明の名称自立発電装置
出願人株式会社コスメック
代理人個人
主分類H02K 35/02 20060101AFI20250401BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】直線運動により磁気回路と永久磁石との互いの位置関係を変化させ、かつ磁束の方向を変えた磁気回路が瞬時に形成される自立発電装置を提供する。
【解決手段】コイルユニット12は、コア本体17bの外周にコイル19が巻回され、コイル19の前後に所定の距離dを持つ摺動面17d、17eが設けられ、夫々にスライドコマ21、22を有している。磁石ユニット13は、永久磁石14の上下をU字形状の磁束通路15、16が挟み、それらのポールピース15aと16aが対向して一対になり、ポールピース15bと16bが対向して一対になり、コイル19の前後側に配置されている。コア本体17bが第一の位置から第二の位置に移動する過程で、2つのスライドコマが摺動面をポールピースからの磁力により移動する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
コア軸方向を長さ方向とするコア本体の外周にコイルが巻回され、前記コイルを挟んで前記コア本体の外周の前後夫々に前記コア軸方向に所定の距離を持つ摺動面が設けられ、当該前後の摺動面を夫々が摺動する前側と後側のスライドコマを有するコイルユニットと
永久磁石の上下の磁極に対して夫々設けられた軟磁性体の側面視においてＵ字形状の磁束通路が、前記永久磁石を挟んで、一方の磁束通路が内側に、他方の磁束通路が外側に夫々が距離をおいて重なり合い、それらの両端部であるポールピースが夫々対向して一対になって、前記コイルの前側と後側に配置された磁石ユニットとを具備し、
前側の一対となった前記ポールピースは前記コア軸方向の前側のスライドコマを挟み、後側の一対となった前記ポールピースは前記コア軸方向の後側のスライドコマを挟むように配置され、
前記コア本体が前側の第一の位置にあるとき、前側のスライドコマは、前側の一対のポールピースのうち前側のポールピースと接触しており、前側のスライドコマは、後側の一対のポールピースのうち前側のポールピースと接触しており、
前記コア本体が後側の第二の位置にあるとき、前側のスライドコマは、前側の一対のポールピースのうち後側のポールピースと接触しており、後側のスライドコマは、後側の一対のポールピースのうち後側のポールピースと接触しており、
前記コア本体が前記第一の位置から前記第二の位置に移動する過程で、前記２つのスライドコマが前記摺動面を前記ポールピースからの磁力により移動することを特徴とする自立発電装置。
続きを表示（約 250 文字）【請求項２】
請求項１の自立発電装置において、前記コア本体の後側に弾性体が配置されており、前記コア本体が前記前記第一の位置から前記第二の位置に移動する過程で、前記コア本体を前側に移動させる弾発力が前記弾性体に蓄積されることを特徴とする自立発電装置。
【請求項３】
請求項１の自立発電装置において、前記コイルは前記磁石ユニットとの相対位置は固定され、前記コア本体は前記コイルのコイル中心を経由して前記第一の位置から前記第二の位置に移動可能であることを特徴とする自立発電装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械的変動により誘導コイルを通る磁束を変動させ、電気的エネルギーに変換する自立発電装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
電源もなく、外部からの電気配線に接続することもなく、自立して電流を発生し、機械的変動を外部に送出する装置として、特許文献１－３に例示されるような自立発電装置が知られている。何れの特許文献にも示されるように、自立発電装置には、近傍に極小のワイヤレス無線機が配置されている。機械的変動により発電した電力をワイヤレス無線機に供給して、ワイヤレス無線機が機械的変動の発生を無線伝達するという一連の動作を協働して行うのである。
【０００３】
特許文献１、２の技術によれば、励磁コイルの中央開口を通る磁気回路と、永久磁石の上下の極に夫々接続して上層の稼働片と下層の稼働片とが開示され、上層の稼働片と下層の稼働片の間に磁気回路の両端が配置され、上層の稼働片と下層の稼働片を揺動させることにより、磁気回路の一端が、上層の稼働片と接触して、磁気回路の他端が、下層の稼働片と接触する第一極端位置、磁気回路の他端が、上層の稼働片と接触して、磁気回路の一端が、下層の稼働片と接触する第二極端位置に変動させることにより、磁気回路の磁束の向きを変動させる。励磁コイルにより発生した電気的エネルギーによりワイヤレスモジュールを動作させて無線伝送を行う。特許文献３の技術によれば、永久磁石の両極に夫々導磁板を取り付け、コイルの鉄心を一方の導磁板に対向するように配置し、永久磁石を上下に移動させることにより、コイルの鉄心に対して向き合う導磁板を入れ替えることにより、鉄心の磁束の向きを変動させる。
【０００４】
自立発電装置は、機械的変動として継続的な回転運動が与えられて発電する回転型発電機のような装置ではなく、瞬間的かつ断続的に発生する機械的な変動を捕らえて、瞬間的に発電する。自立発電装置の発電量は磁束の変化に依存するため各特許文献の技術では、弾性体を用いて外部からの機械的な変動の変動速度をさらに加速して磁束の変化量を大きくする工夫がされている。
【０００５】
このような工夫として各特許文献の技術では、外部からの機械的変動を弾性体に一旦溜めてから一気に開放することにより、機械的変動を加速しているのである。例えば、特許文献１においてはそのような弾性体として板バネを利用し、特許文献２では弾性片を利用し、特許文献３ではばね要素を利用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特表２００９－５１６８０２号公報
特表２０２２－５５２３３７号公報
特開２０１８－１５３０９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１及び２の技術によれば、磁気回路と永久磁石は、所定の回転軸を中心とした揺動により、外部からの機械的変動に対して互いの位置関係を変化させている。このため、自然人が操作するスイッチとしては利用しやすいものであるが、機械的変動が単なる直線運動の場合には、利用しにくい。
【０００８】
一方、特許文献３の技術によれば、対向した表面にシュートが上下に延伸した２つのシュートパネルの間に永久磁石を移動可能に設置し、シュートに沿って上下に直線的に永久磁石を移動させて、外部からの機械的変動に対して磁気回路と永久磁石との互いの位置関係を変化させている。ところが、この技術では、永久磁石を含めた磁気回路が、導磁板による閉ループを構成していない。
【０００９】
また、何れの特許文献の技術においても、磁気回路側、若しくは永久磁石側のいずれかの全体を動かすものであって、動かす質量が大きいため、弾性体に蓄えた弾発力を用いたとしても機械的な変動の加速度を増やすのには限界がある。
【００１０】
本発明の目的は、直線運動により磁気回路と永久磁石との互いの位置関係を変化させ、かつ磁束の方向を変えた磁気回路が瞬時に形成される自立発電装置を提供することにある。また、外部からの直線運動を直接利用して発電する自立発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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