CN104412503B - 发电元件 - Google Patents
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Abstract
发电元件具有：由磁致伸缩材料构成且使磁力线沿轴向通过的磁致伸缩棒；与磁致伸缩棒并排设置且由磁性材料构成的磁性棒；连结磁致伸缩棒的一端部与磁性棒的一端部的第一连结机构；连结磁致伸缩棒的另一端部与磁性棒的另一端部的第二连结机构；以及配置成磁力线沿轴向通过且基于因磁致伸缩棒的伸缩而引起的磁力线的密度的变化而产生电压的线圈，磁致伸缩棒的两端部由外螺纹部构成。
Description
技术领域
本发明涉及发电元件。
背景技术
近年来，研究了利用由磁致伸缩材料构成的磁致伸缩棒的导磁率的变化来进行发电的发电元件(例如，参照专利文献1)。
专利文献1所记载的发电部(发电元件)例如具备：棒状的超磁致伸缩部件(磁致伸缩棒)；粘贴在该超磁致伸缩部件的两端的两个永久磁铁；以及卷绕在超磁致伸缩部件的周围的线圈。并且，通过使超磁致伸缩部件在其轴向上压缩变形，使其在与其轴向垂直的方向上弯曲变形(压缩变形以及伸长变形)，来使超磁致伸缩部件的导磁率变化。由此，使超磁致伸缩部件周围的磁场变化，在线圈上产生电压。
在该结构的发电部中，由于使超磁致伸缩部件压缩以及伸长来进行发电，特别是，在使超磁致伸缩部件伸长时，在超磁致伸缩部件与永久磁铁之间、即、超磁致伸缩部件与其他部件之间需要较高的接合力。然而，在专利文献1所记载的发电部中，很难说各部件间的接合力是充分的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9－90065号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明是鉴于上述现有的问题点而提出的方案，其目的在于提供将磁致伸缩棒可靠地固定于其他构成部件上而能高效地进行发电的发电元件。
用于解决课题的方案
这样的目的通过以下的(1)～(13)的本发明来实现。
(1)一种发电元件，其特征在于，具有：磁致伸缩棒，其由磁致伸缩材料构成且使磁力线沿轴向通过；磁性棒，其与该磁致伸缩棒并排设置且由磁性材料构成；第一连结机构，其连结上述磁致伸缩棒的一端部与上述磁性棒的一端部；第二连结机构，其连结上述磁致伸缩棒的另一端部与上述磁性棒的另一端部；以及线圈，其配置成上述磁力线沿轴向通过，基于因上述磁致伸缩棒的伸缩引起的上述磁力线的密度的变化来产生电压，上述磁致伸缩棒的上述一端部以及上述另一端部的至少一方由外螺纹部构成。
(2)上述(1)所述的发电元件中，
上述外螺纹部的有效横剖面面积比上述磁致伸缩棒的上述一端部以及上述另一端部以外的部分的横剖面面积大。
(3)上述(1)或(2)所述的发电元件中，
上述磁致伸缩棒在上述一端部以及上述另一端部以外的部分，具备沿其周向设置的突出部。
(4)上述(3)所述的发电元件中，
上述突出部以能够沿上述磁致伸缩棒的轴向移动、而且能够绕上述磁致伸缩棒的轴旋转的方式设置。
(5)上述(1)至(4)任一项中所述的发电元件中，
上述线圈在上述磁致伸缩棒的上述一端部以及上述另一端部以外的部分的外周侧，以包围该部分的方式配置。
(6)上述(1)至(5)任一项中所述的发电元件中，具有：
磁铁，其以与上述磁致伸缩棒的上述一端部接触的方式设置且产生上述磁力线；以及连接部，其连接该磁铁与上述磁性棒的上述一端部且由磁性材料构成。
(7)上述(6)所述的发电元件中，
上述连接部与上述磁性棒一体地形成。
(8)上述(1)至(7)任一项中所述的发电元件中，
上述磁致伸缩棒的上述一端部由上述外螺纹部构成，上述第一连结机构具备：形成有与上述外螺纹部螺纹结合的内螺纹部的第一块体；以及将上述磁性棒的上述一端部固定于上述第一块体的固定结构。
(9)上述(8)所述的发电元件中，
上述固定结构包括将上述磁性棒的上述一端部固定于上述第一块体的螺纹件、和形成于上述第一块体且与上述螺纹件螺纹结合的螺纹孔。
(10)上述(8)所述的发电元件中，
上述磁性棒的上述一端部也由外螺纹部构成，上述固定结构包括上述磁性棒的上述外螺纹部、和与该外螺纹部螺纹结合的形成于上述第一块体的上述第二内螺纹部。
(11)上述(1)至(10)任一项中所述的发电元件中，
上述磁致伸缩棒的上述另一端部由上述外螺纹部构成，上述第二连结机构具备：平板部，其设于上述磁性棒的上述另一端部侧，且具备上述外螺纹部能够插通的贯通孔并由磁性材料构成；以及第二块体，其形成有与插通于上述贯通孔的上述外螺纹部螺纹结合的内螺纹部。
(12)上述(11)所述的发电元件中，
上述平板部与上述磁性棒一体地形成。
(13)上述(11)所述的发电元件中，
上述磁性棒的上述另一端部也由外螺纹部构成，上述平板部具备上述磁性棒的上述外螺纹部能够插通的第二贯通孔，还具有第三块体，在该第三块体形成有与插通于上述第二贯通孔的上述磁性棒的上述外螺纹部螺纹结合的内螺纹部。
发明的效果
根据本发明，由于能够将磁致伸缩棒可靠地固定于其他构成部件，因此能够高效地进行磁致伸缩棒的伸缩，其结果，能够提高发电效率。
附图说明
图1是表示本发明的发电元件的第一实施方式的立体图。
图2是图1所示的发电元件的分解立体图。
图3是图1所示的发电元件的纵剖视图(图1中的A－A线剖视图)。
图4是表示本发明的发电元件的第二实施方式的前端侧的部分的放大图。
图5是表示本发明的发电元件的第三实施方式的分解立体图。
图6是图5所示的发电元件的纵剖视图。
具体实施方式
以下，基于附图所示的最佳实施方式对本发明的发电元件进行说明。
＜第一实施方式＞
首先，对本发明的发电元件的第一实施方式进行说明。
图1是表示本发明的发电元件的第一实施方式的立体图，图2是图1所示的发电元件的分解立体图，图3是图1所示的发电元件的纵剖视图(图1中的A－A线剖视图)。
此外，在以下的说明中，将图1～图3中的上侧称为“上”或“上方”，将下侧称为“下”或“下方”。另外，将图1～图3中的右侧称为“前端”，将左侧称为“基端”。
图1以及图2所示的发电元件1具有：使磁力线沿轴向通过的磁致伸缩棒2；与磁致伸缩棒2并排设置的磁性棒3；设于磁致伸缩棒2的外周侧的线圈5；连结磁致伸缩棒2的基端部(一端部)与磁性棒3的基端部(一端部)的第一连结机构6；连结磁致伸缩棒2的前端部(另一端部)与磁性棒3的前端部(另一端部)的第二连结机构7；以及对磁致伸缩棒2施加偏磁场的磁场施加机构8。
在该发电元件1中，使磁致伸缩棒2的前端(另一端)相对于基端(一端)在与其轴向大致垂直的方向上相对位移，即、如图3所示，在上下方向上移动而使磁致伸缩棒2伸缩。此时，磁致伸缩棒2的导磁率因逆磁致伸缩效应而变化，通过磁致伸缩棒2的磁力线的密度(贯穿线圈5的内腔部的磁力线的密度)发生变化，从而在线圈5产生电压。
以下对各部的结构进行说明。
＜＜磁致伸缩棒2＞＞
磁致伸缩棒2由磁致伸缩材料构成，以容易产生磁化的方向(容易磁化方向)为轴向而配置。在本实施方式中，磁致伸缩棒2呈长尺寸的圆柱状，使磁力线沿其轴向通过。
该磁致伸缩棒2具备：主体部21；设于主体部21的基端的基端侧外螺纹部(一端部)22；以及设于主体部21前端的前端侧外螺纹部(另一端部)23。磁致伸缩棒2在基端侧外螺纹部22连结于第一连结机构6，在前端侧外螺纹部23连结于第二连结机构7。
基端侧外螺纹部22的有效横剖面面积(有效直径)设定为比主体部21的横剖面面积(直径)大。由此，在使磁致伸缩棒2伸缩时，能够提高施加有特别大的负载的基端侧外螺纹部22与第一连结机构6的第一块体61的接合强度。另一方面，前端侧外螺纹部23的有效横剖面面积(有效直径)设定为与主体部21的横剖面面积(直径)大致相等。
另外，磁致伸缩棒2在主体部21的基端部(比基端侧外螺纹部22靠前端侧的部分)，具备沿其周向而且与基端侧外螺纹部22连续地设置的环状的凸缘部24。该凸缘部24的前端面构成相对于磁致伸缩棒2的轴向倾斜的倾斜面。另一方面，磁致伸缩棒2在主体部21的前端部(比前端侧外螺纹部23靠基端侧的部分)，具备沿其周向设置的环状的凸缘部25。该凸缘部25的前端面构成相对于磁致伸缩棒2的轴向大致垂直的平面，基端面构成相对于磁致伸缩棒2的轴向倾斜的倾斜面。
主体部21的平均横剖面面积优选为0.2～10.0mm2左右，更优选为0.7～7.0mm2左右。另外，主体部21的长度优选为5～40mm左右，更优选为10～30mm左右。
另外，基端侧外螺纹部22的有效横剖面面积优选为主体部21的平均横剖面面积的1.5倍以上，更优选为2.0倍左右。另外，基端侧外螺纹部22的长度优选为主体部21的平均横剖面面积的0.5倍以上，更优选为2倍左右。由此，能够进一步提高基端侧外螺纹部22与第一块体61的接合强度。
另一方面，前端侧外螺纹部23的有效横剖面面积优选为主体部21的平均横剖面面积的1.0倍以上，更优选为1.5倍左右。另外，前端侧外螺纹部23的长度优选为主体部21的平均横剖面面积的0.5倍以上，更有选为2倍左右。由此，能够进一步提高前端侧外螺纹部23与第二块体72的接合强度。
并且，凸缘部25的最大横剖面面积优选为前端侧外螺纹部23的有效横剖面面积的1.5倍以上，更优选为2倍左右。
磁致伸缩材料的杨氏模量优选为40～100GPa左右，更优选为50～90GPa左右，进一步优选为60～80GPa左右。通过由具有这种杨氏模量的磁致伸缩材料来构成磁致伸缩棒2，从而能够使磁致伸缩棒2更大地伸缩。因此，能够使磁致伸缩棒2的导磁率更大地变化，从而能够进一步提高发电元件1(线圈5)的发电效率。
作为该磁致伸缩材料，没有特别限定，但可列举例如铁－镓系合金、铁－钴系合金、铁－镍系合金等，能够使用它们中的一种或者组合它们中的两种以上来使用。其中特别优选使用以铁－镓系合金(杨氏模量：约70GPa)为主要成分的磁致伸缩材料。
以铁－镓系合金(特别是含有镓15～20wt％的铁－镓系合金)为主要成分的磁致伸缩材料容易设定在上述那样的杨氏模量的范围。另外，该磁致伸缩材料具有适度的延展性，另外，通过例如切削加工、线放电加工、激光加工等，容易形成基端侧外螺纹部22以及前端侧外螺纹部23。因此，能够实现磁致伸缩棒2的加工成本的削减。
此外，以上那样的磁致伸缩材料优选包含如Y、Pr、Sm、Tb、Dy、Ho、Er、Tm这样的稀土类金属中的至少一种。由此，能够使磁致伸缩棒2的导磁率的变化更大。
相对于该磁致伸缩棒2并排设置有磁性棒3。
＜＜磁性棒3＞＞
磁性棒3由磁性材料构成，通过了磁致伸缩棒2的磁力线沿其轴向通过。在本实施方式中，磁性棒3构成为具有大致恒定厚度的长尺寸的平板状。
该磁性棒3具备：主体部31；以及设于主体部31的基端且宽度比主体部31大的宽幅部(另一端部)39。磁性棒3在宽幅部39连结于第一连结机构6，在前端连结于第二连结机构7。
另外，在宽幅部39，以在其厚度方向上贯通的方式形成有两个贯通孔391、392。在贯通孔391、392插通后述的第一连结机构6的螺纹件62、63。
磁性棒3的平均厚度虽然取决于磁性棒3的构成材料，但优选为0.5～3.0mm左右，更优选为0.8～2.0mm左右。通过将磁性棒3的平均厚度设定在上述范围，能够防止发电元件1的大型化，并且能够对发电元件1给与足够的机械的强度。
虽然构成磁性棒3的磁性材料的杨氏模量与构成磁致伸缩棒2的磁致伸缩材料的杨氏模量也可以不同，但优选大致相等。由此，能够使磁致伸缩棒2如图3所示地在上下方向上顺畅且可靠地位移。具体而言，磁性材料的杨氏模量优选为40～100GPa左右，更优选为50～90GPa左右，进一步优选为60～80GPa左右。
作为该磁性材料，虽然没有特别限定，但可列举例如纯铁(例如、JIS SUY)、软铁、碳素钢、电磁钢(硅钢)、高速度工具钢、结构钢(例如、JIS SS400)、不锈钢坡莫合金(ステンレスマーマロイ)等，能够使用上述材料中的一种材料或者将上述材料中的两种以上材料组合使用。
另外，在磁致伸缩棒2的主体部21的外周，以包围主体部21的方式配置有线圈5。
＜＜线圈5＞＞
线圈5通过将线材卷绕在主体部21的外周而构成。由此，线圈5配置成通过磁致伸缩棒2的磁力线沿其轴向通过(贯穿内腔部)。基于磁致伸缩棒2的导磁率的变化、即、通过磁致伸缩棒2的磁力线的密度(磁通密度)的变化而在该线圈5产生电压。
作为线材的构成材料，没有特别限定，但可列举例如在铜制的基线上包覆绝缘覆膜的线材、在铜制的基线上包覆带热粘功能的绝缘覆膜的线材等，能够使用它们中的一种或者组合它们中的两种以上来使用。
线材的匝数根据线材的横剖面面积等而适当设定，没有特别限定，但优选为100～500左右，更优选为150～450左右。
另外，线材的横剖面面积优选为5×10－4～0.126mm2左右，更优选为2×10－3～0.03mm2左右。
此外，线材的横剖面形状也可以是例如三角形、正方形、长方形、六边形那样的多边形、圆形、椭圆形等任意的形状。
磁致伸缩棒2的基端侧外螺纹部22与磁性棒3的宽幅部39由第一连结机构6连结。
＜＜第一连结机构6＞＞
第一连结机构6作为用于将发电元件1固定于箱体等的固定部发挥功能。通过经由第一连结机构6固定发电元件1，从而发电元件1以其基端为固定端、以前端为可动端而悬臂支撑。
在本实施方式中，第一连结机构6具备长方体状的第一块体61和螺纹件62、63。在第一块体61形成有在前端面开口的内螺纹部611、在基端面开口的磁铁收纳部612、以及在上表面开口的两个螺纹孔613、614。在内螺纹部611螺纹结合磁致伸缩棒2的基端侧外螺纹部22，在螺纹孔613、614螺纹结合螺纹件62、63。另外，在磁铁收纳部612收纳后述的永久磁铁81。
内螺纹部611以及磁铁收纳部612沿第一块体61的轴向而且同心(同轴)地形成。另外，内螺纹部611与磁铁收纳部612连通。根据该结构，能够使与内螺纹部611螺纹结合的基端侧外螺纹部22的基端面与收纳于磁铁收纳部612的永久磁铁81的前端面接触。
另外，将螺纹件62、63插通形成于磁性棒3的宽幅部39的贯通孔391、392，使其与螺纹孔613、614螺纹结合。由此，磁性棒3固定于第一块体61。即、在本实施方式中，构成为由螺纹件62、63和螺纹孔613、614将磁性棒3的宽幅部(一端部)39固定于第一块体61的固定结构。
此外，例如，通过将螺纹孔613、614形成为在第一块体61的厚度方向上贯通，并将螺纹件62、63的全长设计得较长，从而能够将螺纹件62、63的从发电元件1突出的部分用于将发电元件1固定于箱体等。
在本实施方式中，如后文所述，由于用磁场施加机构8连接磁致伸缩棒2的基端与磁性棒3的基端，因此能够由非磁性材料构成第一块体61。作为该非磁性材料，虽然没有特别限定，但可列举例如金属材料、半导体材料、陶瓷材料、树脂材料等，能够使用上述材料中的一种材料或者将上述材料中的两种以上材料组合使用。此外，在使用树脂材料的情况下，优选在树脂材料中添加填料。其中优选使用以金属材料为主要成分的非磁性材料，更优选使用铝、镁、锌、铜以及以含有上述材料的合金中的至少一种为主要成分的非磁性材料。
另一方面，磁致伸缩棒2的前端侧外螺纹部23与磁性棒3的前端部由第二连结机构7连结。
＜＜第二连结机构7＞＞
第二连结机构7是相对于磁致伸缩棒2给与外力或振动的部位。若相对于第二连结机构7给与图3的向上或下的外力、或者给与上下方向的振动，则磁致伸缩棒2以其基端为固定端，前端在上下方向上进行往复动作(前端相对于基端相对地位移)。
在本实施方式中，第二连结机构7由以下部件构成：与磁性棒3的前端连续地设置且形成有磁致伸缩棒2的前端侧外螺纹部23能够插通的贯通孔711的平板部71；以及形成有与插通于贯通孔711的前端侧外螺纹部23螺纹结合的内螺纹部721的第二块体72。
平板部71以相对于磁性棒3的轴向大致垂直的方式配置，且与磁性棒3一体地形成。另外，贯通孔711以在平板部71的厚度方向上贯通的方式形成。因此，贯通孔711的轴向与磁致伸缩棒2的轴向大致平行。另外，第二块体72构成为圆柱状，内螺纹部721沿第二块体72的轴向形成，且在其基端面开口。
通过这样的构成，在组装发电元件1时，将磁致伸缩棒2的前端侧外螺纹部23插通于贯通孔711，使其与第二块体72的内螺纹部721螺纹结合，则凸缘部25的前端面以及第二块体72的基端面分别与平板部71抵接。并且，若以凸缘部25与第二块体72接近的方式，将前端侧外螺纹部23旋入内螺纹部721，则前端侧外螺纹部23沿其轴向伸长。在该状态下，成为总是在前端侧外螺纹部23施加拉伸应力的状态，导磁率因磁致伸缩材料的逆磁致伸缩效应而增加，磁力线能够更高效地通过。
平板部71使用磁性材料与磁性棒3一体地形成，在本实施方式中，如图3所示，以通过磁致伸缩棒2的磁力线经由平板部71而朝向磁性棒3的方式构成。因此，第二块体72也可以由磁性材料构成，但也可以由上述那样的非磁性材料构成。
在磁致伸缩棒2的基端侧设有对磁致伸缩棒2施加偏磁场的磁场施加机构8。
＜＜磁场施加机构8＞＞
如图2以及图3所示，磁场施加机构8由永久磁铁81和连接部82构成，该连接部82与磁性棒3的基端连续地设置且在与磁致伸缩棒2的基端面之间保持永久磁铁81。
永久磁铁81构成为圆盘状(厚度比较薄的圆柱状)。另一方面，连接部82构成为平板状，以相对于磁性棒3的轴向大致垂直的方式，与磁性棒3一体地形成。永久磁铁81以收纳于第一块体61的磁铁收纳部612内的状态，通过磁致伸缩棒2的基端面和连接部82保持于磁铁收纳部612。
根据该结构，永久磁铁81与磁性棒3的宽幅部39经由连接部82而连接。另外，如图3所示，永久磁铁81配置成N极处于磁致伸缩棒2侧、S极处于连接部82侧，由此，在发电元件1形成绕逆时针的磁场环路。
永久磁铁81能够使用例如铝镍钴磁铁、铁氧体磁铁、钕磁铁、钐钴磁铁、对将它们粉碎而混合到树脂材料或橡胶材料中而成的复合原料进行成形而成的磁铁(粘结磁铁)等。另外，连接部82使用磁性材料与磁性棒3一体地形成。
在这种发电元件1中，若从第一块体61固定于例如箱体等的状态(参照图3)使第二块体72朝向下方位移(转动)，即、若相对于磁致伸缩棒2的基端使前端朝向下方位移，则磁致伸缩棒2以在轴向上压缩的方式变形。另一方面，若使第二块体72朝向上方位移(转动)，即、若相对于磁致伸缩棒2的基端使前端朝向上方位移，则磁致伸缩棒2以在轴向伸长的方式变形。其结果，磁致伸缩棒2的导磁率因逆磁致伸缩效应而发生变化，从而通过磁致伸缩棒2的磁力线的密度(沿轴向贯穿线圈5的内腔部的磁力线的密度)发生变化。由此，在线圈5产生电压。
特别是，在本实施方式中，磁致伸缩棒2与第一块体61以及第二块体72通过螺纹结合而连接。因此，即使在磁致伸缩棒2伸缩了时，也在它们之间维持较高的接合力，从而能够在发电元件1实现更高效的发电。
另外，通过设置凸缘部25，能够调整前端侧外螺纹部23向第二块体72的内螺纹部721旋入的深度。其结果，能够使前端侧外螺纹部23总是处于伸长的状态，所以提高了前端侧外螺纹部23处的导磁率。由此，能够使磁力线从磁致伸缩棒2朝向磁性棒3顺畅地通过。因此，能够实现发电元件1的发电效率的上升。
并且，永久磁铁81能够与磁致伸缩棒2接触，而且与磁致伸缩棒2配置在同轴上。因此，能够提高发电元件1利用永久磁铁81产生的磁力线的利用效率。根据该观点，也能够实现发电元件1的发电效率的提高。
此外，发电元件1的发电量没有特别限定，但优选为100～1400μJ左右。如果发电元件1的发电量(发电能力)在上述范围内，例如通过与无线装置组合，能够有效地利用于后述的住宅照明用无线开关、住宅安防用系统等。
＜第二实施方式＞
其次，对本发明的发电元件的第二实施方式进行说明。
图4是表示本发明的发电元件的第二实施方式的前端侧的部分的放大图。
此外，在以下的说明中，将图4中的上侧称为“上”或“上方”，将下侧称为“下”或“下方”。另外，将图4中的右侧称为“前端”，将左侧称为“基端”。
以下，对于第二实施方式的发电元件，以与上述第一实施方式的发电元件的不同点为中心进行说明，对于相同的事项，省略其说明。
在第二实施方式的发电元件1中，沿磁致伸缩棒2的周向设置的突出部的结构不同，除此以外，与上述第一实施方式的发电元件1相同。即、在图4所示的发电元件1中，突出部由螺母26构成，以代替凸缘部25。
在螺母26的内周面以及磁致伸缩棒2的外周面的一方形成有螺纹牙，在另一方形成有与螺纹牙螺纹结合的螺纹槽。由此，螺母26能够沿磁致伸缩棒2的轴向移动，而且能够绕磁致伸缩棒2的轴旋转。
根据该结构，通过使螺母26在磁致伸缩棒2的轴向上移动，从而能够调整磁致伸缩棒2的前端侧外螺纹部23的伸长的程度。该情况下，螺母26不必由磁致伸缩材料构成，因此与上述第一实施方式的磁致伸缩棒2相比较，能够简化磁致伸缩棒2的结构，因此能够削减高价的磁致伸缩材料的使用量，实现磁致伸缩棒2的制作成本(发电元件1的制造成本)的削减。
根据该第二实施方式的发电元件1，也产生与上述第一实施方式的发电元件1相同的作用、效果。
＜第三实施方式＞
其次，对本发明的发电元件的第三实施方式进行说明。
图5是表示本发明的发电元件的第三实施方式的分解立体图，图6是图5所示的发电元件的纵向剖视图。
此外，在以下的说明中，将图5以及图6中的上侧称为“上”或“上方”，将下侧称为“下”或“下方”。另外，将图5以及图6中的右侧称为“前端”、将左侧称为“基端”。
以下，对于第三实施方式的发电元件，以与上述第一以及第二实施方式的发电元件的不同点为中心进行说明，对于相同的事项，省略其说明。
在第三实施方式的发电元件1中，除了以下点不同以外，与上述第一实施方式的发电元件1相同。
即、在磁致伸缩棒2中，基端侧外螺纹部22和前端侧外螺纹部23为相同的结构，而且凸缘部24和凸缘部25为相同的结构，并且磁致伸缩棒2的整体结构和磁性棒3的整体结构为相同的结构。即、磁性棒3构成为长尺寸的圆柱状，具备：主体部31；设于主体部31的基端的基端侧外螺纹部(一端部)32；设于主体部31前端的前端侧外螺纹部(另一端部)33；以及沿主体部31的基端部以及前端部的周向分别设置的环状的凸缘部34、35。
另外，在第一连结机构6的第一块体61，以沿第一块体61的轴向(从前端面至基端面)贯通的方式形成有能够与磁致伸缩棒2的基端侧外螺纹部22以及磁性棒3的基端侧外螺纹部32分别螺纹结合的内螺纹部611以及第二内螺纹部615。即、在本实施方式中，构成为由磁性棒3的基端侧外螺纹部32和第一块体61的第二内螺纹部615将磁性棒3的一端部固定于第一块体61的固定结构。
并且，第二连结机构7的平板部71与磁性棒3分体设置，在平板部71，除了贯通孔711以外，还形成有磁性棒3的前端侧外螺纹部33能够插通的第二贯通孔712。另外，本实施方式的发电元件1除第二块体72之外还另外具有圆柱状的第三块体73，该第三块体73形成有与插通于平板部71的第二贯通孔712的磁性棒3的前端侧外螺纹部33螺纹结合的内螺纹部731。该第三块体73在组装了发电元件1的状态下通过由例如粘接剂等构成粘接层74而固定于第二块体72。
另外，磁场施加机构8的连接部82与磁性棒3分体设置，构成为使平板屈曲而成的台阶形状。该连接部82由磁性材料构成，以连接永久磁铁81与磁性棒3的基端侧外螺纹部(一端部)32的方式配置。此外，在本实施方式中，连接部82优选与永久磁铁81一起由利用了例如粘接剂等的粘接而相对于第一块体61固定。
根据该第三实施方式的发电元件1，也产生与上述第一以及第二实施方式的发电元件1相同的作用、效果。
另外，通过上述结构，能够使磁致伸缩棒2与第一块体61以及第二块体72的接合强度、磁性棒3与第一块体61以及第三块体73的接合强度相同。这有助于发电元件1整体强度的提高以及稳定化。
此外，线圈5也可以代替设于磁致伸缩棒2的外周侧而设于磁性棒3的外周侧，也可以设于磁致伸缩棒2的外周侧以及磁性棒3的外周侧这双方。另外，也可以使用磁致伸缩材料构成磁性棒3。
以上那样的发电元件能够用于发送器用电源、传感器网络用电源、住宅照明用无线开关、监视车辆的各部的状态的系统(例如，轮胎空气压力传感器、安全带佩戴检测传感器)、住宅安防用系统(特别是以无线通知窗或门的操作检测的系统)等。
以上，基于图示的实施方式对本发明的发电元件进行了说明，但本发明并不限定于此，各结构能够置换为可发挥相同的功能的任意结构，或者能够附加任意的结构。
例如，也能够组合上述第一～第三实施方式的任意结构。
另外，本发明的发电元件也能够做成省略永久磁铁而使用外部磁场(外部磁场)来发电的结构。
另外，在上述各实施方式中，磁致伸缩棒以及磁性棒的横剖面形状均构成为圆形状，但也可以是例如椭圆形状、三角形状、长方形状、正方形状、六边形状那样的多边形状。
另外，线圈也可以由线轴和卷绕在该线轴上的线材构成。
产业上的可利用性
根据本发明，能够将磁致伸缩棒可靠地固定于其他构成部件，因此能够高效地进行磁致伸缩棒的伸缩，其结果，能够提高发电元件的发电效率。因此本发明具有产业上的可利用性。
符号的说明
1—发电元件，2—磁致伸缩棒，21—主体部，22—基端侧外螺纹部，23—前端侧外螺纹部，24、25—凸缘部，26—螺母，3—磁性棒，31—主体部，32—基端侧外螺纹部，33—前端侧外螺纹部，34、35—凸缘部，39—宽幅部，391、392—贯通孔，5—线圈，6—第一连结机构，61—第一块体，611—内螺纹部，612—磁铁收纳部，613、614—螺纹孔，615—第二内螺纹部，62、63—螺纹件，7—第二连结机构，71—平板部，711—贯通孔，712—第二贯通孔，72—第二块体，721—内螺纹部，73—第三块体，731—内螺纹部，74—粘接层，8—磁场施加机构，81—永久磁铁，82—连接部。
Claims (12)
1.一种发电元件，其特征在于，具有：
磁致伸缩棒，其由磁致伸缩材料构成且使磁力线沿轴向通过；
磁性棒，其与该磁致伸缩棒并排设置且由磁性材料构成；
第一连结机构，其连结上述磁致伸缩棒的一端部与上述磁性棒的一端部；
第二连结机构，其连结上述磁致伸缩棒的另一端部与上述磁性棒的另一端部；以及
线圈，其配置成上述磁力线沿轴向通过，基于因上述磁致伸缩棒的伸缩引起的上述磁力线的密度的变化来产生电压，
上述磁致伸缩棒的上述一端部以及上述另一端部的至少一方由第一外螺纹部构成，
上述第一外螺纹部的有效横剖面面积比上述磁致伸缩棒的上述一端部以及上述另一端部以外的部分的横剖面面积大。
2.根据权利要求1所述的发电元件，其特征在于，
上述磁致伸缩棒在上述一端部以及上述另一端部以外的部分，具备沿其周向设置的突出部。
3.根据权利要求2所述的发电元件，其特征在于，
上述突出部以能够沿上述磁致伸缩棒的轴向移动、而且能够绕上述磁致伸缩棒的轴旋转的方式设置。
4.根据权利要求1～3任一项中所述的发电元件，其特征在于，
上述线圈在上述磁致伸缩棒的上述一端部以及上述另一端部以外的部分的外周侧，以包围该部分的方式配置。
5.根据权利要求1～3任一项中所述的发电元件，其特征在于，具有：
磁铁，其以与上述磁致伸缩棒的上述一端部接触的方式设置且产生上述磁力线；以及
连接部，其连接该磁铁与上述磁性棒的上述一端部且由磁性材料构成。
6.根据权利要求5所述的发电元件，其特征在于，
上述连接部与上述磁性棒一体地形成。
7.根据权利要求1～3任一项中所述的发电元件，其特征在于，
上述磁致伸缩棒的上述一端部由上述第一外螺纹部构成，
上述第一连结机构具备：形成有与上述第一外螺纹部螺纹结合的第一内螺纹部的第一块体；以及将上述磁性棒的上述一端部固定于上述第一块体的固定结构。
8.根据权利要求7所述的发电元件，其特征在于，
上述固定结构包括将上述磁性棒的上述一端部固定于上述第一块体的螺纹件和形成于上述第一块体且与上述螺纹件螺纹结合的螺纹孔。
9.根据权利要求7所述的发电元件，其特征在于，
上述磁性棒的上述一端部由第二外螺纹部构成，
上述固定结构包括上述磁性棒的上述第二外螺纹部和与该第二外螺纹部螺纹结合的形成于上述第一块体的第二内螺纹部。
10.根据权利要求1～3任一项中所述的发电元件，其特征在于，
上述磁致伸缩棒的上述另一端部由上述第一外螺纹部构成，
上述第二连结机构具备：
平板部，其设于上述磁性棒的上述另一端部侧，且具备上述第一外螺纹部能够插通的贯通孔并由磁性材料构成；以及
第二块体，其形成有与插通于上述贯通孔的上述第一外螺纹部螺纹结合的第三内螺纹部。
11.根据权利要求10所述的发电元件，其特征在于，
上述平板部与上述磁性棒一体地形成。
12.根据权利要求10所述的发电元件，其特征在于，
上述磁性棒的上述另一端部由第二外螺纹部构成，
上述平板部具备上述磁性棒的上述第二外螺纹部能够插通的第二贯通孔，
还具有第三块体，在该第三块体形成有与插通于上述第二贯通孔的上述磁性棒的上述第二外螺纹部螺纹结合的第四内螺纹部。
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