CN106233610A

CN106233610A - 发电装置

Info

Publication number: CN106233610A
Application number: CN201580021458.8A
Authority: CN
Inventors: 古河宪; 古河宪一; 沼宫内贵之
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2014-04-23
Filing date: 2015-02-19
Publication date: 2016-12-14
Anticipated expiration: 2035-02-19
Also published as: US20170040912A1; CN106233610B; US10312833B2; WO2015162984A1; JP2015208179A; JP6349909B2

Abstract

本发明的发电装置(1)具有：使磁力线沿轴向通过的磁致伸缩棒(2)；具有对磁致伸缩棒(2)赋予应力的功能的梁部件(73)；以及配置成磁力线沿轴向通过的线圈(3)。梁部件(73)构成为，与磁致伸缩棒(2)同时设置，且通过使磁致伸缩棒(2)的一端和另一端接近而对磁致伸缩棒(2)赋予收缩应力。另外，在发电装置(1)中，优选梁部件(73)与磁致伸缩棒(2)的间隔在侧视中为在磁致伸缩棒(2)的另一端比在磁致伸缩棒(2)的一端小。

Description

发电装置

技术领域

本发明涉及发电装置。

背景技术

近年来，一直在探讨利用由磁致伸缩材料所构成的磁致伸缩棒的导磁率的变化来发电的发电装置(例如，参照专利文献1)。

该发电装置例如具备：并排设置的一对磁致伸缩棒；连结这些磁致伸缩棒的连结磁轭；以包围各磁致伸缩棒的方式设置的线圈；对磁致伸缩棒赋予偏置磁场的永久磁铁及后磁轭。一对磁致伸缩棒作为对置的梁发挥功能，当在与该一对磁致伸缩棒的各轴向垂直的方向上对连结磁轭赋予外力时，一方的磁致伸缩棒以伸长的方式变形，另一方的磁致伸缩棒以收缩的方式变形。此时，各磁致伸缩棒的导磁率变化，其结果，在此通过的磁力线的密度(磁通密度)、即贯穿各线圈的磁力线的密度变化，从而，在各线圈产生电压。

这种磁致伸缩棒一般具有以下特性，即，伴随着收缩应力的产生的磁通密度(导磁率)的变化量(降低量)大，且另一方面，伴随着伸长应力的产生的磁通密度(导磁率)的变化量(增加量)小。因此，即使对发电装置赋予外力以在磁致伸缩棒交替地产生伸长应力和收缩应力，也因为伸长应力方面的磁通密度的变化量小，而难以使磁致伸缩棒的磁通密度充分地变化。

另外，磁致伸缩棒的磁通密度的变化量根据对磁致伸缩棒施加的偏置磁场的强度也受影响。通常，当施加的偏置磁场的强度变大时，其磁通密度的变化量变小。

因此，在专利文献1记载的发电装置中，当对磁致伸缩棒施加的偏置磁场的强度大时，使得赋予的外力极大，若不充分提高在磁致伸缩棒产生的伸长应力及收缩应力的大小，则不能使磁致伸缩棒的磁通密度的变化量充分大(具体而言，1T左右)，难以效率良好地发电。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2011/158473

发明内容

发明所要解决的课题

本发明鉴于上述现有的问题点，其目的在于提供一种能够在大范围的偏置磁场中效率良好地发电的发电装置、即设计自由度高的发电装置。

用于解决课题的方案

这种目的通过以下的(1)～(13)的本发明来实现。

(1)一种发电装置，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；

线圈，其配置成上述磁力线沿轴向通过，且基于上述磁力线的密度的变化而产生电压；以及

偏应力赋予机构，其对上述磁致伸缩棒在自然状态下赋予收缩应力，

上述发电装置构成为，相对于上述磁致伸缩棒的一端，使另一端沿与上述磁致伸缩棒的轴向大致垂直的方向位移而使上述磁致伸缩棒伸缩，从而使上述磁力线的密度变化，进而在上述线圈产生电压。

(2)根据上述(1)记载的发电装置，上述偏应力赋予机构具备梁部件，其与上述磁致伸缩棒并排设置，且通过使上述磁致伸缩棒的上述一端与上述另一端接近而对上述磁致伸缩棒赋予收缩应力。

(3)根据上述(2)记载的发电装置，从侧面观察时，上述梁部件与上述磁致伸缩棒的间隔在上述磁致伸缩棒的上述另一端比在上述磁致伸缩棒的上述一端小。

(4)根据上述(2)或(3)记载的发电装置，上述梁部件由非磁性材料构成。

(5)根据上述(2)～(4)中任一项记载的发电装置，上述磁致伸缩棒具有并排设置的两个以上的上述磁致伸缩棒，

在俯视观察时，配置成各上述磁致伸缩棒不与上述梁部件重叠。

(6)根据上述(5)记载的发电装置，在俯视观察时，上述梁部件配置于上述磁致伸缩棒彼此之间。

(7)根据上述(1)～(6)中任一项记载的发电装置，上述偏应力赋予机构具备对上述磁致伸缩棒赋予收缩应力的弹性部件。

(8)根据上述(7)记载的发电装置，上述弹性部件由螺旋弹簧构成，该螺旋弹簧通过对上述磁致伸缩棒的上述另一端向上述磁致伸缩棒位移的位移方向进行按压或拉伸，而对上述磁致伸缩棒赋予收缩应力。

(9)根据上述(7)或(8)记载的发电装置，上述弹性部件由对磁致伸缩棒向将上述磁致伸缩棒的上述一端和上述另一端接近的方向进行拉伸的螺旋弹簧构成。

(10)根据上述(7)或(8)记载的发电装置，上述弹性部件由对磁致伸缩棒向将上述磁致伸缩棒的上述一端和上述另一端接近的方向进行拉伸的线材构成。

(11)根据上述(1)～(10)中任一项记载的发电装置，上述偏应力赋予机构还具备设置在上述磁致伸缩棒的上述前端侧的磁性部件，并具备吸引上述磁性部件而对上述磁致伸缩棒赋予收缩应力的磁铁。

(12)根据上述(1)～(11)中任一项记载的发电装置，上述发电装置还具备：第一块状体，其由磁性材料构成，且具备收纳上述磁致伸缩棒的上述一端的收纳部；以及第二块状体，其由磁性材料构成，且具备收纳上述磁致伸缩棒的上述另一端的收纳部。

(13)根据上述(1)～(12)中任一项记载的发电装置，上述线圈卷绕于上述磁致伸缩棒的外周。

发明效果

根据本发明，在自然状态(对发电装置未赋予外力的状态)下对磁致伸缩棒赋予收缩应力(压缩应力)，从而其导磁率比未产生应力的状态下的磁致伸缩棒变低。因此，该发电装置能够使伴随着磁致伸缩棒的伸长应力(拉伸应力)的产生的磁通密度的变化量变大，当使磁致伸缩棒交替地产生伸长应力和收缩应力时，能够使在磁致伸缩棒产生的磁通密度的变化量充分地大。

另外，通常，在磁致伸缩棒产生的磁通密度的变化量在施加的偏置磁场的强度到达预定的值(最佳值)之前随着其增大而增大，该强度增大超过最佳值后，随着其增大而变小。在本发明中，即使在对磁致伸缩棒时间的偏置磁场的强度比最佳值大的情况下，也能够使在磁致伸缩棒产生的磁通密度的变化量充分地大。即，能够横贯广泛的偏置磁场的强度范围，使在磁致伸缩棒产生的磁通密度的变化量充分地大。由此，能够提供一种能够在大范围的偏置磁场中效率良好地发电的发电装置、即设计自由度高的发电装置。

附图说明

图1是表示本发明的发电装置的第一实施方式的立体图。

图2是图1所示的发电装置的分解立体图。

图3(a)是图1所示的发电装置的右侧视图。图3(b)是表示从图3(a)所示的各磁致伸缩元件取下线圈的状态的图。

图4是图1所示的发电装置的俯视图。

图5是图1所示的发电装置的主视图。

图6(a)是表示将图1所示的发电装置(省略线圈)安装于振动体的状态的侧视图。图6(b)是表示对图6(a)所示的发电装置的前端向下方向赋予外力的状态的图。

图7(a)及图7(b)是表示在由以铁-镓系合金为主成分的磁致伸缩材料所构成的磁致伸缩棒中，根据赋予的应力的、施加的偏置磁场(H)和磁通密度(B)的关系的图表。图7(c)是表示在该磁致伸缩棒中，以在磁致伸缩棒为产生应力的状态为基准的、根据赋予的外力的、施加的偏置磁场(H)和磁通密度的变化量(ΔB)的关系的图表。图7(d)是表示在该磁致伸缩棒中，以产生了14.15MPa的收缩应力的状态为基准的、根据赋予的外力的、施加的偏置磁场(H)和磁通密度的变化量(ΔB)的关系的图表。

图8是示意性表示对将基端固定于箱体的一个棒件(一个梁)的前端向下方向赋予外力的状态的侧视图。

图9是示意性表示对将基端固定于箱体的对置的一对平行的梁(平行梁)的前端向下方向赋予外力的状态的侧视图。

图10是示意性表示对前端赋予有外力的一对平行梁的应力(伸长应力、收缩应力)的图。

图11是表示本发明的第一实施方式的发电装置的其他结构例的俯视图。

图12(a)是用于说明在本发明的第一实施方式的发电装置的其他结构例中将连结部安装于各块状体前的状态的右侧视图(省略线圈)。图12(b)是本发明的第一实施方式的发电装置的其他结构例的右侧视图(省略线圈)。

图13是表示本发明的发电装置的第二实施方式的侧视图。

图14是表示本发明的第二实施方式的发电装置的其他结构例的侧视图。

图15是表示本发明的发电装置的第三实施方式的侧视图。

图16是表示本发明的发电装置的第四实施方式的立体图。

图17是图16所示的发电装置的侧视图。

图18是表示本发明的第四实施方式的发电装置的其他结构例的侧视图。

具体实施方式

以下，基于附图所示的优选的实施方式，对本发明的发电装置进行说明。

＜第一实施方式＞

首先，对本发明的发电装置的第一实施方式进行说明。

图1是表示本发明的发电装置的第一实施方式的立体图。图2是图1所示的发电装置的分解立体图。图3(a)是图1所示的发电装置的右侧视图。图3(b)是表示从图3(a)所示的各磁致伸缩元件取下线圈的状态的图。图4是图1所示的发电装置的俯视图。图5是图1所示的发电装置的主视图。图6(a)是表示将图1所示的发电装置(省略线圈)安装于振动体的状态的侧视图。图6(b)是表示对图6(a)所示的发电装置的前端向下方向赋予外力的状态的图。

此外，在以下的说明中，将图1、图2、图3(a)、(b)、图5以及图6(a)、(b)中的上侧及图4中的纸面跟前侧称作“上”或“上方”，将图1、图2、图3(a)、(b)、图5以及图6(a)、(b)中的下侧及图4中的纸面进深侧称作“下”或“下方”。另外，将图1及图2中的纸面右进深侧及图3(a)、(b)、图4以及图6(a)、(b)中的右侧称作“前端”，将图1及图2中的纸面左跟前侧及图3(a)、(b)、图4以及图6(a)、(b)中的左侧称作“基端”。

图1及图2所示的发电装置1具有：使磁力线沿轴向通过的磁致伸缩棒2；以磁力线沿轴向通过的方式配置的线圈3；以及具有对磁致伸缩棒2赋予应力的功能的梁部件73。在该发电装置1中，相对于磁致伸缩棒2的基端(一端)，使前端(另一端)沿与其轴向大致垂直的方向(图1中上下方向)位移，使磁致伸缩棒2伸缩。此时，根据逆磁致伸缩效应，磁致伸缩棒2的导磁率变化，通过磁致伸缩棒2的磁力线的密度(贯穿线圈3的磁力线的密度)变化，从而在线圈3产生电压。

以下，对各部的结构进行说明。

(磁致伸缩棒2)

如图1及图2所示，本实施方式的发电装置1具有同时设置的两个磁致伸缩棒2、2。磁致伸缩棒2由磁致伸缩材料构成，且以易于产生磁化的方向(磁化容易方向)作为轴向而配置。在本实施方式中，该磁致伸缩棒2形成长条的平板状，且使磁力线沿其轴向通过。

这种磁致伸缩棒2的厚度(横截面积)沿着轴向大致恒定。磁致伸缩棒2的平均厚度不特别限定，优选为0.3～10mm左右，进一步优选为0.5～5mm左右。另外，磁致伸缩棒2的平均横截面积优选为0.2～200mm²左右，进一步优选为0.5～50mm²左右。根据该结构，能够使磁力线沿磁致伸缩棒2的轴向可靠地通过。

磁致伸缩材料的杨氏模量优选为40～100GPa左右，进一步优选为50～90GPa左右，更优选为60～80GPa左右。通过用具有该杨氏模量的磁致伸缩材料构成磁致伸缩棒2，能够使磁致伸缩棒2更大地伸缩。因此，由于能够使磁致伸缩棒2的导磁率更大地变化，因此能够进一步提高发电装置1(线圈3)的发电效率。

作为该磁致伸缩材料，不特别限定，例如，能够列举铁-镓系合金、铁-钴系合金、铁-镍系合金等，能够组合它们中的一种或两种以上来使用。即使在它们中，适于使用以铁-镓系合金(杨氏模量：约70GPa)为主成分的磁致伸缩材料。以铁-镓系合金为主成分的磁致伸缩材料易于设定于类似于上述的杨氏模量的范围。

另外，类似于以上的磁致伸缩材料优选包含类似于Y、Pr、Sm、Tb、Dy、Ho、Er、Tm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。

在该两个磁致伸缩棒2、2的外周，以包围除了它们的两端部21、22以外的部分的方式卷绕(配置)有线圈3。

(线圈3)

线圈3通过在磁致伸缩棒2的外周卷绕线材31而构成。由此，线圈3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，在该线圈3产生电压。

在本实施方式的发电装置1中，将磁致伸缩棒2、2不是沿厚度方向同时设置，而是沿宽度方向同时设置，因此，能够将它们的间隔设计得大。因此，能够充分确保缠绕于磁致伸缩棒2的线圈3的空间，即使使用横截面积(线径)比较大的线材31，也能够使其卷绕数增多。线径大的线材的电阻值(负载阻抗)小，能够效率良好地流动电流，因此，能够效率良好地利用在线圈3所产生的电压。

在此，基于磁致伸缩棒2的磁通密度的变化，将在线圈3产生的电压ε用下记(1)式表示。

ε＝N×ΔB/ΔT (1)

(其中，N表示线材31的卷绕数、ΔB表示通过线圈3的内腔部的磁通的变化量、ΔT表示时间的变化量。)

从而，在线圈3产生的电压与线材31的卷绕数及磁致伸缩棒2的磁通密度的变化量(ΔB/ΔT)成正比，因此，通过使线材31的卷绕数增多，能够提高发电装置1的发电效率。

作为线材31，不特别限定，例如，能够列举对铜制的裸线包覆有绝缘被膜的线材、对铜制的裸线包覆有附加了热粘结功能的绝缘被膜的线材等，而且能够组合它们中的一种或两种以上来使用。

线材31的卷绕数不特别限定，优选为1000～10000左右，进一步优选为2000～9000左右。由此，能够使在线圈3产生的电压更大。

另外，线材31的横截面积不特别限定，优选为5×10^-4～0.15mm²左右，进一步优选为2×10^-3～0.08mm²左右。这种线材31的电阻值充分地低，因此能够通过所产生的电压将在线圈3流动的电流效率良好地流到外部，能够进一步提高发电装置1的发电效率。

另外，线材31的横截面形状例如可以为类似于三角形、正方形、长方形、六边形的多边形、圆形、椭圆形等任意的形状。

此外，虽未图示，但是，构成线圈3的线材31的两端例如与无线装置(无线通信装置)等的电路连接。由此，能够将在线圈3所产生的电压(电流)作为电路的电源来使用。

在各磁致伸缩棒2的基端侧设有第一块状体4。

(第一块状体4)

第一块状体4作为用于将发电装置1固定于产生振动的振动体的固定部发挥功能。经由第一块状体4而对发电装置1进行固定，从而将磁致伸缩棒2单侧支撑为其基端为固定端、前端为可动端。此外，作为安装第一块状体4的振动体，例如，能够列举空调用管道等各种振动体。对于振动体的具体例，稍后进行叙述。

如图1及图2所示，这种第一块状体4具有前端侧的高背部41和高度(厚度)比该高背部41小的低背部42，外形形成阶梯状(台阶状)。

在高背部41的厚度方向的大致中央设有沿其宽度方向而形成的狭缝411，且将磁致伸缩棒2的基端部21插入该狭缝411。另外，在高背部41的宽度方向的两端部设有沿其厚度方向贯通的一对内螺纹部412。在各内螺纹部412螺纹结合外螺纹43。

在低背部42的宽度方向的两端部设有沿其厚度方向贯通的一对内螺纹部421，在各内螺纹部421螺纹结合外螺纹件44。将该外螺纹件44经由内螺纹部421而螺纹结合于箱体等，从而能够将第一块体4固定于箱体。

另外，在低背部42的下表面形成有沿其宽度方向延伸的槽422。因此，第一块状体4在夹着槽422的基端侧(低背部42)和前端侧(主要是高背部41)这两个部位固定于振动体，因此，成为在槽422附近易于挠曲的结构。因此，能够将振动体的振动经由第一块状体4效率良好地传递至磁致伸缩棒2的前端侧(第二块状体5)。其结果，能够对磁致伸缩棒2效率良好地赋予伸长应力(拉伸应力)或者收缩应力(压缩应力)。

另一方面，在磁致伸缩棒2的前端侧设有第二块状体5。

(第二块状体5)

第二块状体5是作为对磁致伸缩棒2赋予外力、振动的锤来发挥功能的部位。通过振动体的振动，来对第二块状体5赋予向上下方向的外力或者振动。由此，磁致伸缩棒2将其基端作为固定端，前端沿上下方向进行往复运动(前端相对于基端相对地进行位移)。

如图1及图2所示，第二块状体5形成大致长方体状，且在其基端侧形成有以比前端侧低两阶的方式呈阶梯状(台阶状)所形成的台阶部55。台阶部55具有将磁致伸缩棒2的前端部22载置于基端侧的第一台阶面551和比第一台阶面551高一阶地设于比第一台阶面551靠前端侧的第二台阶面552。此外，第二块状体5的从第二台阶面552到第一台阶面551的高度设定为与磁致伸缩棒2的前端部22的厚度大致相等。

另外，在台阶部55，在第一台阶面551的宽度方向的两端附近形成有沿其厚度方向贯通的一对内螺纹部553，且构成为与两个外螺纹53螺纹结合。

作为第一块状体4及第二块状体5的构成材料，只要分别为能够可靠地固定磁致伸缩棒2的端部21、22、具备能够对磁致伸缩棒2赋予均匀的应力的充足的刚性，而且具备能够对磁致伸缩棒2赋予来自永久磁铁6的偏置磁场的强磁性的材料，就不特别限定。作为具备上述的特性的材料，例如，可列举纯铁(例如JISSUY)、软铁、碳素钢、电磁钢(硅钢)、高速度工具钢、构造钢(例如JISSS400)、不锈钢、坡莫合金等，能够组合它们中的一种或者两种以上来使用。

另外，第一块状体4及第二块状体5的宽度设计得比磁致伸缩棒2的宽度大。具体而言，具有如下宽度，即，在将磁致伸缩棒2的基端部21插入第一块状体4的狭缝411、以及将磁致伸缩棒2的前端部22载置于第二块状体5的第一台阶面551时，能够将磁致伸缩棒2配置于一对内螺纹部412、553之间。作为这种各块状体4、5的宽度，优选为3～15mm左右，进一步优选为5～10mm左右。通过使各块状体4、5的宽度处于上述范围内，能够实现发电装置1的小型化，而且充分地确保卷绕于各磁致伸缩棒2的线圈3的体积。

在第一块状体4彼此之间及第二块状体5彼此之间设有对磁致伸缩棒2施加偏置磁场的两个永久磁铁6。

(永久磁铁6)

各永久磁铁6形成圆柱状。

如图4所示，设于第一块状体4彼此之间的永久磁铁6以S极处于图4中下侧、N极处于图4中上侧的方式配置。另外，设于第二块状体5彼此之间的永久磁铁6以S极处于图4中上侧、N极处于图4中下侧的方式配置。即、各永久磁铁6以其磁化方向与磁致伸缩棒2、2的同时设置方向一致的方式设置(参照图5等)。由此，在发电装置1形成绕顺时针的磁场环。

对于永久磁铁6，例如，能够使用铝铁镍钴磁铁、铁氧体磁铁、钕磁铁、钐钴磁铁、对将它们粉碎后混合到树脂材料或橡胶材料而成的复合原料进行成形而得到的磁铁(粘结磁铁)等。这种永久磁铁6优选例如通过粘接剂等的粘接而与各块状体4、5固定。

此外，在发电装置1中构成为永久磁铁6连同第二块状体5一起位移。因此，在第二块状体5与永久磁铁6之间不产生摩擦。因此，不会因摩擦而消耗用于第二块状体5位移的能量，因此，发电装置1能够效率良好地发电。

这种磁致伸缩棒2、2经由各第一块状体4及各第二块状体5，通过连结部7而连结。

(连结部7)

连结部7具备：连结第一块状体4彼此的第一连结部件71；连结第二块状体5彼此的第二连结部件72；以及连结第一连结部件71和第二连结部件72的一个梁部件73。

在本实施方式中，第一连结部件71、第二连结部件72以及梁部件73均形成带状(长条的平板状)，作为连结部7整体，在俯视中形成H字状。连结部7可以为将各部件通过焊接等而连结的结构，但优选将各部件一体地形成。

第一连结部件71构成为与各第一块状体4的高背部41上表面抵接，另外，第二连结部件72构成为其一部分与第二块状体5的第二台阶面552抵接。

如图3(a)及(b)所示，在本实施方式的发电装置1中，构成为，在侧面观察时，第一块状体4的高背部41的上面相距下面的高度(高背部41处的第一块状体4的厚度)比第二块状体5的相距第二台阶面552的下面的高度(第二台阶面552处的第二块状体5的厚度)大。因此，构成为，磁致伸缩棒2与第一连结部件71的分离距离比磁致伸缩棒2与第二连结部件72的分离距离长。因此，在侧视中，连结第一连结部件71和第二连结部件72的梁部件73与磁致伸缩棒2的间隔从基端朝向前端而变小。

这种连结部7能够如下形成，例如，准备在俯视中呈H字状的板材，通过冲压加工、弯曲加工以及锻造加工等，使第一连结部件71和第二连结部件72相对于梁部件73向相反的方向弯曲。通过使用这种方法，能够容易且任意地调整第一连结部件71与梁部件73所形成的角度及第二连结部件72与梁部件73所形成的角度。

第一连结部件71具备在与设于两个第一块状体4的四个内螺纹部412对应的位置所形成的四个贯通孔711。将磁致伸缩棒2的基端部21插入狭缝411，将外螺纹43插通第一连结部件71的贯通孔711而与内螺纹部412螺纹结合。由此，将第一连结部件71螺钉紧固于各高背部41(第一块状体4)，而且狭缝411的间隔变窄，从而将基端部21(磁致伸缩棒2)固定于第一块状体4。

第二连结部件72具备在与设于两个第二块状体5的四个内螺纹部553对应的位置所形成的四个贯通孔721。在将磁致伸缩棒2的前端部22载置于第一台阶面551、且将第二连结部件72的基端抵接于第二台阶面552的状态下，将外螺纹53插通贯通孔711且与内螺纹部553螺纹结合。由此，将第二连结部件72螺钉紧固于第二块状体5，而且在第二连结部件72的底面与第一台阶面551之间夹持前端部22，从而将前端部22(磁致伸缩棒2)固定于第二块状体5。

如此，通过外螺纹43，将磁致伸缩棒2及第一连结部件71紧固于第一块状体4，通过外螺纹53将磁致伸缩棒2及第二连结部件72紧固于第二块状体5，从而能够减少用于固定、连结部件彼此的零件个数及装配工时。此外，接合方法不限于类似于上述的螺钉紧固，也可以为铆接、扩散接合、插销、钎焊、焊接(激光焊接、电焊等)、利用了粘接剂的粘接等。

通过对这种第一连结部件71及第二连结部件72的长度的设定，能够变更磁致伸缩棒2、2彼此的间隔。通过增大磁致伸缩棒2、2彼此的间隔，能够充分地确保在各磁致伸缩棒2卷绕线圈3的空间。由此，能够充分地增大线圈3的体积，作为结果，能够提高发电装置1的发电效率。

梁部件73连结第一连结部件71及第二连结部件72的中央部彼此。而且，在发电装置1中，在俯视中，配置成该梁部件73和各磁致伸缩棒2、2不重叠(参照图1)，在侧视中国，构成为磁致伸缩棒2、2与梁部件73的间隔从基端朝向前端而变小(参照图3)。在本实施方式中，梁部件73的宽度设定得比缠绕于各磁致伸缩棒2的线圈3彼此的间隔小，在侧面观察中，梁部件73构成为在前端侧与线圈3重叠。

在发电装置1中，磁致伸缩棒2、2和梁部件73作为对置的梁发挥功能，随着第二块状体5的位移，各磁致伸缩棒2和梁部件73向同一方向(图1中的上方向或下方向)位移。此时，通过梁部件73来对各磁致伸缩棒2施加应力。在此，梁部件73配置于在各磁致伸缩棒2、2所卷绕的线圈3彼此之间，因此在各磁致伸缩棒2位移时，它们和梁部件73彼此不会接触。

而且，在将连结部7连结于第一块状体4及第二块状体5前的状态下，梁部件73的长度构成为，在俯视中，比磁致伸缩棒2的从第一块状体4的前端到第二块状体5的基端的长度更长。在本实施方式中，通过具备这种梁部件73的连结部7，将第一块状体4彼此及第二块状体5彼此连结。因此，在发电装置1中，由于梁部件73，第二块状体5相对于第一块状体4向梁部件73的长边方向(图3(b)中的右下方向)被按压。由此，在自然状态(对发电装置1未赋予外力的状态)下，磁致伸缩棒2的基端部21和前端部22接近，对磁致伸缩棒2赋予收缩应力(图3(b))。在本实施方式中，该梁部件73构成在自然状态下对磁致伸缩棒2赋予偏应力(收缩应力)的偏应力赋予机构。

这种发电装置1通过外螺纹44将第一块状体4固定于振动体的箱体100(参照图6(a))。在该状态下，由于振动体的振动，当第二块状体5相对于第一块状体4朝向下方位移(转动)时(参照图6(b))，即当相对于磁致伸缩棒2的基端，其前端朝向下方位移时，梁部件73以沿轴向伸长的方式变形，磁致伸缩棒2以沿轴向收缩的方式变形。另一方面，当第二块状体5朝向上方位于(转动)时，即当相对于磁致伸缩棒2的基端，其前端朝向上方位移时，梁部件73以沿轴向收缩的方式变形，磁致伸缩棒2以沿轴向伸长的方式变形。其结果，根据逆磁致伸缩效应，磁致伸缩棒2的导磁率变化，从而通过磁致伸缩棒2的磁力线的密度(沿轴向贯穿线圈3的内腔部的磁力线的密度)变化。由此，在线圈3产生电压。

在该发电装置1中，在线圈3产生的电压的大小(发电量)与磁致伸缩棒2的磁通密度的变化量成正比。该磁致伸缩棒2的磁通密度的变化量由施加的偏置磁场的大小和在磁致伸缩棒2产生的应力(伸长应力或收缩应力)的大小决定。

图7是作为具体例，表示在由以铁-镓系合金(杨氏模量：约70GPa)为主成分的磁致伸缩材料所构成的磁致伸缩棒中、根据产生的应力的、施加的偏置磁场(H)和磁通密度(B)的关系、以及施加的偏置磁场(H)和磁通密度的变化量(ΔB)的关系的图表。

具体而言，图7(a)及图7(b)是表示在该磁致伸缩棒中，根据所赋予的应力的、施加的偏置磁场(H)和磁通密度(B)的关系的图表。图7(c)是表示在该磁致伸缩棒中，以未产生应力的状态为基准的、根据赋予的外力的、施加的偏置磁场(H)和磁通密度的变化量(ΔB)的关系的图表。图7(d)是表示在该磁致伸缩棒中，以在磁致伸缩棒产生了14.15MPa的收缩应力的状态为基准的、根据赋予的外力的、施加的偏置磁场(H)和磁通密度的变化量(ΔB)的关系的图表。

此外，图7(a)中用粗线示出了在磁致伸缩棒未产生应力的状态(±0MPa)下的偏置磁场(H)和磁通密度(B)的关系(H-B曲线)。另外，在图7(b)中，用粗线示出了在磁致伸缩棒产生了14.15MPa的收缩应力的状态(-14.15MPa)下的偏置磁场(H)和磁通密度(B)的关系(H-B曲线)。此外，在以下的说明中，例如，使自然状态下未赋予偏应力的磁致伸缩棒“产生±14.15MPa的应力”的意思是使磁致伸缩棒交替地产生14.15MPa的伸长应力(+14.15MPa)和14.15MPa的收缩应力(-14.15MPa)。

如图7(a)所示，相比未产生应力的状态下的磁致伸缩棒，在产生了伸长应力的磁致伸缩棒中，随着产生的伸长应力变大，其导磁率变高。其结果，沿轴向通过磁致伸缩棒的磁力线的密度(磁通密度)变高(参照图7(a)中比粗线靠上侧的各H-B曲线)。另一方面，相比未产生应力的状态下的磁致伸缩棒，在产生了收缩应力的磁致伸缩棒中，随着产生的收缩应力变大，其导磁率变低。其结果，通过磁致伸缩棒的磁通密度变低(参照图7(a)中比粗线靠下侧的各H-B曲线)。

另外，如图7(a)所示，这种磁致伸缩棒的伴随着收缩应力的产生的磁通密度(导磁率)的变化量、即相距未产生应力的状态下的磁致伸缩棒的磁通密度的降低量大。另一方面，伴随着伸长应力的产生的磁通密度(导磁率)的变化量、即相距未产生应力的状态下的磁致伸缩棒的磁通密度的增加量小。

因此，即使使自然状态下未赋予偏应力的磁致伸缩棒交替地产生恒定大小的伸长应力和收缩应力，也因为其伸长应力部分的磁通密度的变化量小，而难以根据施加的偏置磁场的大小使磁致伸缩棒的磁通密度充分地变化。

例如，如图7(c)所示，在使自然状态下未赋予偏应力的磁致伸缩棒产生±14.15MPa的应力时，为了得到1T以上的磁通密度的变化量(ΔB)而所需的偏置磁场的大小为约0.8～2.8kA/m左右。另外，在使该磁致伸缩棒产生±49.56MPa的应力时，为了得到1T以上的磁通密度的变化量(ΔB)而所需的偏置磁场的大小为约0.8～9.8kA/m左右。

对于此，在发电装置1中，因为在自然状态下对磁致伸缩棒2赋予收缩应力，所以相比未产生应力的状态下的磁致伸缩棒，磁致伸缩棒2的导磁率变低。磁致伸缩棒2以赋予了该收缩应力的状态为基准进行伸缩。

例如，如图7(b)所示，在对磁致伸缩棒自然状态下赋予14.15MPa的收缩应力的情况下，磁致伸缩棒2以图7(b)中的粗线为基准进行伸缩。该情况下，伴随着伸长应力的产生的磁通密度的变化量(增加量)比对未赋予偏应力的磁致伸缩棒自然状态赋予了伸长应力时的磁通密度的变化量更大。

因此，在发电装置1的磁致伸缩棒2中，能够将伴随着收缩应力的产生的磁通密度的变化量和伴随着伸长应力的产生的磁通密度的变化量都增大。由此，能够使为了得到充分的磁通密度的变化量(1T以上)而所需的偏置磁场的强度范围扩大。

例如，如图7(d)所示，使自然状态赋予14.15MPa的收缩应力的磁致伸缩棒产生±14.15MPa的应力、即使在磁致伸缩棒产生的应力交替为0MPa、-28.3MPa。此时，为了得到1T以上的磁通密度的变化量(ΔB)而所需的偏置磁场的大小为约1.6～5.7kA/m左右。另外，使该磁致伸缩棒产生±49.56MPa的应力、即使在磁致伸缩棒产生的应力交替为+35.4MPa、-63.71MPa。此时，为了得到1T以上的磁通密度的变化量(ΔB)而所需的偏置磁场的大小为约0.7～13kA/m左右。

根据比较图7(c)和图7(d)可知，对于自然状态赋予了收缩应力(赋予了偏应力)的磁致伸缩棒，为了得到充分的磁通密度的变化量而需要的偏置磁场的强度范围变大。

因此，在发电装置1中，用于使磁致伸缩棒2产生充分的磁通密度变化的偏置磁场的强度范围变大。因此，例如，作为永久磁铁6，即使在使用大小、形状不同的磁铁的情况，或使用保持力、最大能积等特性不同的磁铁的情况下，也能够同样地使磁致伸缩棒2产生磁通密度的变化。另外，即使在变更磁致伸缩棒2和永久磁铁6的位置关系而对磁致伸缩棒2施加的偏置磁场的强度改变的情况下，也能够使磁致伸缩棒2产生充分的磁通密度的变化。因此，在发电装置1中，即使在对其结构(各部件的大小、配置位置等)某种程度自由地进行设计变更的情况下，也能够使磁致伸缩棒2的磁通密度的变化量充分地增大。即，对于发电装置1，能够提高其设计的自由度。另外，发电装置1能够在强度范围大的偏置磁场中得到大的发电量。因此，即使由于因构成发电装置1的各部件的材料特性、形状公差、装配时的部件彼此的安装位置的不齐等而产生的装配误差等而使对磁致伸缩棒2施加的偏置磁场的大小产生偏差，发电装置1也能够稳定地得到充分大的发电量。

另外，在发电装置1中，磁致伸缩棒2以赋予了收缩应力的状态为基准进行伸缩。在赋予了同样大小的外力的情况下，在该磁致伸缩棒2产生的伸长应力的大小比以自然状态下未赋予应力的状态以基准进行伸缩的磁致伸缩棒小。通常，当使某部件重复产生伸长应力时，该部件易于劣化，耐久性降低。另一方面，在发电装置1的磁致伸缩棒2中，因为自然状态下赋予收缩应力，所以，即使重复使用发电装置1，也能够防止磁致伸缩棒2劣化，维持良好的耐久性。

特别地，对于构成上述的磁致伸缩棒2的材料，限制了能够选择的种类，另外，其刚性比较低。在发电装置1中，磁致伸缩棒2和作为平行梁发挥功能的梁部件73使用类似于后述的刚性比较高的材料，能够提高磁致伸缩棒2及梁部件73(连结部7)的耐久性，实现发电装置1的长寿命化。

另外，如上所述，在发电装置1中，在侧视中，磁致伸缩棒2、2与梁部件73的间隔(以下，也称作“梁间隔”)构成为从基端朝向前端而变小。换言之，磁致伸缩棒2和梁部件73从基端向前端形成为锥形相关的梁结构(锥形梁结构)(参照图3(b))。在该结构中，磁致伸缩棒2和梁部件73构成的一对梁的向位移方向(上下方向)的刚性从基端朝向前端而变低。因此，当对发电装置1的前端(第二块状体5)赋予外力时，磁致伸缩棒2及梁部件73能够沿上下方向顺滑地位移，其结果，能够减少在磁致伸缩棒2产生的应力的厚度方向上的偏差。由此，能够使磁致伸缩棒2产生均匀的应力。

如上所述，在发电装置1中，即使在以下情况下，即，磁致伸缩棒2产生的伸长应力及收缩应力比较小，也能够横贯广泛的偏置磁场的强度范围，使其磁通密度的变化量充分地大。而且，能偶减小在磁致伸缩棒2产生的应力的偏差，使磁致伸缩棒2产生均匀的应力，因此，发电装置1能够通过所赋予的外力而效率更良好地发电。

另外，在发电装置1中，能够自由地设计磁致伸缩棒2、2与梁部件73的梁间隔。具体而言，通过调整从在第一块状体4所设置的狭缝411到其上表面(高背部41的上表面)的长度(高度)，能够自由地设计基端侧的磁致伸缩棒2、2与梁部件73的梁间隔，能够自由地设计磁致伸缩棒2、2与梁部件73的梁间隔。

本发明者阐明了一对梁的梁间隔与在对其前端赋予了外力时产生的应力的关系，而且，根据以下的探讨结构，可知，通过使梁间隔缩小，能够在各梁产生大致均匀的应力。

图8是示意性表示对将基端固定于箱体的一个棒件(一个梁)的前端向下方向赋予了外力的状态的侧视图。图9是示意性表示对将基端固定于箱体的对置的一对平行的梁(平行梁)的前端向下方向赋予了外力的状态的侧视图。图10是示意性表示对前端赋予了外力的一对平行梁的应力(伸长应力、收缩应力)的图。

此外，将图8～图10中的上侧称作“上”或“上侧”，将图8～图10中的下侧称作“下”或“下侧”。另外，将图8～图10中的左侧称作“基端”，将图8～图10中的右侧称作“前端”。

如图8所示，在对一个梁的前端以向下方弯曲变形的方式赋予了外力的情况下，随着梁的弯曲变形，对梁施加应力，在梁上侧产生均匀的拉伸(伸长)应力，在梁下侧产生均匀的压缩(收缩)应力。另一方面，在对具有恒定的梁间隔的平行梁的前端赋予外力的情况下，各梁以如图8所示地弯曲变形，而且如图9所示地为了在外力的赋予前后保持前端侧的梁间隔恒定而进行平行联杆动作的方式进行变形。在这种平行梁中，梁间隔越大，该平行联杆动作越表现得显著，相反，梁间隔越小，平行联杆动作越被抑制，而进行与类似于图8所示的一个梁的弯曲变形接近的变形。

因此，在梁间隔比较大的平行梁的结构中，由于弯曲变形和平行联杆动作的变形混在一起，因此各梁呈类似于图10所示的大致S字状进行变形。在平行梁向下侧变形时，在上侧的梁优选产生均匀的伸长应力，但是，如图10所示，虽然在中央部产生伸长应力A，但是，在基端侧的下部及前端侧的上部产生大的收缩应力B。另外，在下侧的梁优选产生均匀的收缩应力，但是，虽然在中央部产生收缩应力B，但是，在基端侧的上部及前端侧的下部产生大的伸长应力A。即，在各梁产生的伸长应力和收缩应力双方均大，因此，不能使在梁整体产生的任一方的应力(伸长应力或收缩应力)的绝对值增大。在将磁致伸缩棒设置成这种平行梁来使用的情况下，不能增大磁致伸缩棒中的磁通密度的变化量。

根据以上的探讨结果，从提高发电效率的观点出发，期望在类似于磁致伸缩棒和梁部件形成一对平行梁的发电装置中，将磁致伸缩棒与梁部件的梁间隔缩小，进而抑制梁的平行联杆动作，从而接近于类似于图8所示的一个梁的弯曲变形动作。

另外，在发电装置1中，因为线圈3的体积被磁致伸缩棒2与梁部件73的梁间隔限制，所以，能够一边使线圈3的体积充分地大，一边将磁致伸缩棒2与梁部件73的梁间隔设计得充分小。由此，能够增大线圈3的体积，而且使在磁致伸缩棒2产生的应力更均匀，从而能够提高发电装置1的发电效率。

另外，在发电装置1中，磁致伸缩棒2和梁部件73构成的一对梁的向位移方向的刚性从基端朝向前端而变低，因此，即使比较小的外力，也能够使磁致伸缩棒2沿上下方向进行大的变形。

此外，通过梁部件73而对磁致伸缩棒2赋予的收缩应力的值不特别限定，但是，赋予的收缩应力越大，用于使在磁致伸缩棒2产生的磁通密度的变化量充分的偏置磁场强度的范围就越广(宽区域化)。例如，作为各磁致伸缩棒2的构成材料，使用了以铁-镓系合金(杨氏模量：约70GPa)为主成分的磁致伸缩材料的情况下，对磁致伸缩棒2赋予的收缩应力优选为5～50MPa左右，进一步优选为10～40MPa左右。

此外，在侧视中，磁致伸缩棒2和梁部件73所形成的角度(锥形角度)不特别限定，但是优选为0.5～7°左右，进一步优选为1～4°左右。磁致伸缩棒2和梁部件73所形成的角度只要在上述范围内，就能够由磁致伸缩棒2和梁部件73构成上述的锥形梁结构，而且能够使基端侧的磁致伸缩棒2与梁部件73的梁间隔充分地小。由此，能够使磁致伸缩棒2产生更均匀的应力。

作为这种连结部7的构成材料，优选防止由磁致伸缩棒2、2及永久磁铁6、6所形成的磁场环因连结部7(梁部件73)而短路的材料。因此，连结部7优选由弱磁性材料或非磁性材料构成，从进一步可靠地防止磁场环的短路的观点出发，进一步优选由非磁性材料构成。

这种梁部件73的弹簧常数也可以与各磁致伸缩棒2的弹簧常数不同，优选具有全部磁致伸缩棒2的弹簧常数的合计、即将两个磁致伸缩棒2的弹簧常数相加的值。如上所述，在本实施方式中，两个磁致伸缩棒2和一个梁部件73作为对置的一对梁发挥功能。因此，通过使用满足该条件的梁部件73(连结部7)，能够在梁部件73与两个磁致伸缩棒2之间，使上下方向的刚性均匀。由此，能够使第二块状体5相对于第一块状体4向上下方向顺滑且可靠地位移。

另外，通常，在对固定了一端的悬梁的可动端(另一端)赋予了外力F时，用下记(2)式来表示梁的挠曲d。

d＝FL³/3EI (2)

(其中，L表示梁的长度、E表示梁的构成材料的杨氏模量、I表示梁的截面二次矩。)

在发电装置1中，如图3(b)所示，各磁致伸缩棒2和梁部件73具有大致相同的截面积(横截面积)，因此，它们的截面二次矩大致相等。另外，各磁致伸缩棒2和梁部件73的长度也大致相等。因此，根据上述(2)式，在梁部件73的构成数为一根、且磁致伸缩棒2的构成数为两根的发电装置1中，优选将梁部件73的杨氏模量设置为磁致伸缩棒2的杨氏模量的两倍左右。由此，通过外力，各梁(梁部件73、两个磁致伸缩棒2)能够相同地变形(弯曲)，换言之，能够取得各梁的上下方向的刚性的平衡。

另外，这种梁部件73的杨氏模量优选为80～200GPa左右，进一步优选为100～190GPa左右，更优选为120～180GPa左右。

作为该非磁性材料，不特别限定，例如，能够列举金属材料、半导体材料、陶瓷材料、树脂材料等，能够组合它们的一种或两种以上来使用。此外，在使用树脂材料的情况下，优选向树脂材料中添加填料。它们之中，优选使用以金属材料为主成分的非磁性材料，进一步优选使用以不锈钢、铍铜、铝、镁、锌、铜以及包括它们的合金中的至少一种为主成分的非磁性材料。

此外，在使用以铁-镓系合金(杨氏模量：约70GPa)为主成分的磁致伸缩材料作为各磁致伸缩棒2的构成材料的情况下，作为连结部7的构成材料，优选使用不锈钢(SUS316、杨氏模量：约170GPa)。通过使用具有这种杨氏模量的材料作为各磁致伸缩棒2及梁部件73的构成材料，能够取得梁部件73和两个磁致伸缩棒2的上下方向的刚性的平衡。由此，能够使第二块状体5相对于第一块状体4向上下方向更顺滑且可靠地位移。

这种梁部件73的厚度(横截面积)大致恒定。梁部件73的平均厚度不特别限定，优选为0.3～10mm左右，进一步优选为0.5～5mm左右。另外，梁部件73的平均横截面积优选为0.2～200mm²左右，进一步优选为0.5～50mm²左右。

此外，作为安装发电装置1的上述空调用管道，例如，为使蒸汽、水、燃料油、气体(空气、燃料气体等)等通过管、管道而移动(排气、换气、吸气、废液、循环)的装置，能够列举大型设施、楼宇、车站等的空调用管道。另外，作为安装发电装置1的振动体，不限于这种空调用管道，例如，能够列举输送机(货车、汽车、卡车的车箱)、构成路线的轨道(枕木)、高速道路、隧道的壁面面板、架桥、泵、蜗轮等设备等。

在这些振动体产生的振动是对于目的介质(在空调用管道的情况下，在管道内通过的气体等)的移动所不需要的振动，且成为产生噪音、不快的振动的原因。通过在这种振动体上安装上述发电装置1，从而能够将该不需要的振动(动能)变换(再生)成电能而得到。

该发电装置1能够用作传感器、无线装置等的电源。例如，能够用于具有发电装置1、传感器以及无线装置的系统。在该系统中，利用由发电装置1所得到的电能(电力)来驱动传感器，从而能够对设施居住空间的照度、温度、湿度、压力、噪音进行测量。而且，利用由发电装置1所得到的电力来驱动无线装置，从而能够将由传感器所测量到的数据作为检测数据发送到外部设备(服务器、主机等)而作为各种控制信号、监视信号来利用。另外，发电装置1也可以用作监视车辆的各部的状态的系统(例如，轮胎空气压传感器、安全带佩戴检测传感器)。另外，通过发电装置1来如此地将不需要的振动变换成电力，从而也能够得到降低来自振动体的噪音、不快的振动的效果。

另外，除了再生来自类似于上述的振动体的振动以外，还能够附加对发电装置1的前端(第二块体5)直接从外部给与力的构造，且与无线装置组合，从而作为供人操作的开关来使用。这种开关即使不设置电源(外部电源)及信号线的配线也发挥功能，例如能够用于住宅照明用无线开关、住宅安全用系统(尤其是通过无线通知窗、门的操作检测的系统)等。

另外，通过将发电装置1应用于车辆的各开关，能够无需设置电源以及信号线的配线。因此，不仅能够削减组装工时，而且还能够减轻设于车辆的配线所需的重量，得到车辆等的轻型化，进而抑制对轮胎、车体、发动机施加的负载，对安全性也有利。

此外，本实施方式的发电装置1配置成，在俯视中，卷绕于各磁致伸缩棒2的线圈3和梁部件73不重叠，但是，也可以构成为线圈3的一部分与梁部件73重叠。具体而言，在俯视时，磁致伸缩棒2和梁部件73不重叠，但是，也可以构成为线圈3的端部和梁部件73的端部重叠。该结构也能够充分地确保线圈3的卷绕空间，而且在线圈3和梁部件73不接触的范围内，使磁致伸缩棒2和梁部件73的梁间隔充分地小，能够得到与通过上述发电装置1能够得到的效果相同的效果。

此外，不特别限定发电装置1的发电量，但优选为20～2000μJ左右。只要发电装置1的发电量(发电能力)在上述范围内，就能够例如通过组合发电装置1和无线装置，而有效地利用于上述的住宅照明用无线开关、住宅安全用系统等。

另外，在本实施方式的发电装置1中，作为对置的梁，具备两个磁致伸缩棒2、2和一个梁部件73，但不限于此，也可以形成为如下的结构。

在图11所示的发电装置1中，连结部7具备连结第一连结部件71及第二连结部件72的长边方向的两端部彼此的两个梁部件73。在该结构中，各梁部件73配置于磁致伸缩棒2的外侧，因此，能够使线圈3的体积增大，而且使磁致伸缩棒2、2彼此的间隔缩小，进而缩小发电装置1的宽度方向(图11中，上下方向)的尺寸。此外，该结构也能够得到与上述的本实施方式相同的效果。

另外，在上述的说明中，在将连结部7连结于各块状体4、5前的状态下，梁部件73的长度构成为在俯视中比磁致伸缩棒2的从第一块状体4的前端到第二块状体5的基端的长度更长。由此，在将连结部7连结于各块状体4、5的状态下，梁部件73构成为自然状态下对磁致伸缩棒2赋予偏应力。但是，本实施方式的发电装置1也能够形成为如下结构。

此外，在以下的说明中，将图12(a)及(b)中的上侧称作“上”或“上方”，将图12(a)及(b)中的下侧称作“下”或“下方”。另外，将图12(a)及(b)中的右侧称作“前端”，另外，将图12(a)及(b)中的左侧称作“基端”。

在图12(a)及(b)所示的发电装置1中，相比图3所示的发电装置1，使第一连结部件71和梁部件73所形成的角度及第二连结部件72和梁部件73所形成的角度(弯曲角度)更大。

如图12(a)所示，在该发电装置1中，在将连结部7连结于各块状体4、5前的状态下，在侧视中，第一连结部件71与第二连结部件72的台阶的大小(从第二连结部件72的下面到第一连结部件71的下面的高度)为t₁。而且，如图12(b)所示，在将连结部7连结于各块状体4、5的状态下，构成为，在侧视中，第一连结部件71与第二连结部件72的台阶的大小t₂比t₁小(t₁＞t₂)。

如此，通过将各连结部件71、72和梁部件73所形成的角度设计得大，在发电装置1中，利用梁部件73而将第二块状体5相对于第一块状体4向图12(b)中的下方向按压。由此，自然状态下，磁致伸缩棒2的基端部21和前端部22接近而对磁致伸缩棒2赋予收缩应力。

该结构的发电装置1也能够得到与上述的本实施方式的发电装置1相同的作用、效果。

另外，发电装置1能够形成具备两个以上的磁致伸缩棒2和一个以上的梁部件73的结构。此外，在变更磁致伸缩棒2及梁部件73的总数的情况下，优选其总数为奇数。具体而言，能够列举磁致伸缩棒的个数：梁部件的个数为2：3、3：2、3：4、4：3、4：5等的结构。在这种结构中，将作为梁发挥功能的磁致伸缩棒2和梁部件73沿发电装置的宽度方向对称地配置，因此，对磁致伸缩棒2、各块状体4、5、连结部7施加的应力的平衡良好。

此外，在这种结构的情况下，在将梁部件73的弹簧常数设为A[N/m]、将梁部件73的个数设为X[根]、将磁致伸缩棒2的弹簧常数设为B[N/m]、将磁致伸缩棒2的个数设为Y[根]时，优选A×X的值和B×Y的值大致相等。由此，能够使第二块体5相对于第一块体4向上下方向顺滑而且可靠地位移。

另外，在上述的说明中，通过将各外螺纹件43、53螺纹结合于各内螺纹部412、553来进行磁致伸缩棒2的两端部21、22和各块体4、5的固定及连结部7和各块体4、5的连结，但是，各部件的固定、连结不限定于上述方法。例如，也可以通过铆接、扩散接合、插销、钎焊、焊接(激光焊接、电焊等)、利用粘接剂的粘接等的方法，对各部件进行固定、连结。

＜第二实施方式＞

接下来，对本发明的发电装置的第二实施方式进行说明。

图13是表示本发明的发电装置的第二实施方式的侧视图。图14是表示本发明的第二实施方式的发电装置的其他结构例的侧视图。

此外，在以下的说明中，将图13及图14中的上侧称作“上”或“上方”，将图13及图14中的下侧称作“下”或“下方”。另外，将图13及图14中的右侧称作“前端”，将图13及图14中的左侧称作“基端”。

以下，对第二实施方式的发电装置，以与上述第一实施方式的发电装置的不同点为中心进行说明，且对相同的事项省略说明。

图13所示的发电装置1具有：在外周卷绕有线圈3的磁致伸缩棒2及梁部件8；将它们的基端部彼此连结的连结磁轭46；分别设于磁致伸缩棒2及梁部件8的前端侧的连结磁轭56、57；以及设于连结磁轭56与连结磁轭57之间的永久磁铁6。另外，基端侧的连结磁轭46固定于支撑部47，且在连结磁轭57的下侧设有螺旋弹簧91。

此外，作为本实施方式的磁致伸缩棒2及线圈3，能够使用在第一实施方式中上述的各部件。

梁部件8由磁性材料构成，且具有对磁致伸缩棒2赋予应力的功能。

梁部件8的构成材料能够使用与构成上述的第一实施方式中的第一块状体4及第二块状体5的各种材料相同的材料。

另外，梁部件8的平均厚度优选具有与上述的第一实施方式中的梁部件73相同程度的厚度。

连结磁轭46与磁致伸缩棒2的基端部21及梁部件8的基端部连结。

在连结磁轭46设有沿其宽度方向所形成的上下两个狭缝461、462。将磁致伸缩棒2的基端部21插入下侧的狭缝461、且将梁部件73的基端部插入上侧的狭缝462，进而将该连结磁轭46固定。

该连结磁轭46在其基端侧与支撑部47固定。

支撑部47形成平板状，且在其前端侧的大致中央形成有沿宽度方向贯通的槽部471。将连结磁轭46插入该槽部471而进行固定。

在本实施方式的发电装置1中，将支撑部47的基端固定于振动体的箱体100，从而将磁致伸缩棒2单侧支撑为其基端为固定端、前端为可动端。

在梁部件8的前端侧设有连结磁轭56。

在连结磁轭56的厚度方向的大致中央设有沿其宽度方向所形成的狭缝561，且将梁部件的前端部插入而进行固定。

在磁致伸缩棒2的前端侧设有连结磁轭57。

在连结磁轭57的厚度方向的大致中央形成有沿其宽度方向所形成的狭缝571，且将磁致伸缩棒2的前端部22插入而进行固定。

在连结磁轭56与连结磁轭57之间设有永久磁铁6。

永久磁铁6形成圆柱状。作为这种永久磁铁6的构成材料，能够使用与上述的第一实施方式的永久磁铁6相同的材料。

如图13所示，在本实施方式中，配置成使S极处于连结磁轭56侧，使N极处于连结磁轭57侧。由此，在发电装置1形成绕顺时针的磁场环。

在本实施方式的发电装置1中，各连结磁轭56、57及永久磁铁6作为对磁致伸缩棒2赋予外力、振动的锤发挥功能。通过振动体的振动，对这些部件赋予向图13的上下方向的外力或振动。由此，磁致伸缩棒2将其基端作为固定端，前端沿上下方向进行往复运动(前端相对于基端相对地进行位移)。

此外，各连结磁轭46、56、57及支撑部47的构成材料能够使用与构成上述的第一实施方式的第一块状体4及第二块状体5的各种材料相同的材料。

在连结磁轭57的下侧设有螺旋弹簧91。

螺旋弹簧91以伸长状态(相比自然长度，沿长边方向伸长了的状态)配置于连结磁轭57与不振动的基体200之间，且一端固定于连结磁轭57的下面，另一端固定于基体200。

如图13所示，在发电装置1中，磁致伸缩棒2(连结磁轭57)被螺旋弹簧91向其位移方向下侧(图13中的下侧)拉伸。由此，对磁致伸缩棒2赋予收缩应力。在本实施方式中，螺旋弹簧91构成为总是(在自然状态及对发电装置1赋予了外力的状态下)对磁致伸缩棒2赋予收缩应力的偏应力赋予机构。

该结构的发电装置1也与上述的第一实施方式的发电装置1同样地、自然状态下对磁致伸缩棒2赋予收缩应力，因此，即使在对磁致伸缩棒2施加的偏置磁场的强度比较大的情况下，也能够使在磁致伸缩棒2产生的磁通密度的变化量充分地大。即，该本实施方式对发电装置1也能够横贯广泛的偏置磁场的强度范围，使在磁致伸缩棒2产生的磁通密度的变化量充分地大。

此外，如图14所示，在本实施方式中，也可以构成为，将收缩状态(相比自然长度，沿长边方向压缩后的状态)的螺旋弹簧91配置于连结磁轭56与基体200之间，进而将其两端部与连结磁轭56的上表面及基体200固定。该结构中，通过螺旋弹簧91对磁致伸缩棒2向其位移方向下侧(图14中的下侧)进行按压。由此，对磁致伸缩棒2赋予收缩应力，从而产生与上述的本实施方式的发电装置1相同的作用、效果。

此外，在本实施方式中，也可以构成为，取代将线圈3卷绕于磁致伸缩棒2，而将其卷绕于梁部件8的外周。随着磁致伸缩棒2中的磁通密度的变化，通过梁部件8的磁通密度也同样地变换，因此，能够与上述结构的发电装置1同样地，在线圈3产生电压。

此外，各部件的固定、连结例如能够通过螺钉紧固、铆接、扩散接合、插销、钎焊、焊接(激光焊接、点焊等)、利用粘接剂的粘接等的方法而对各部件彼此进行固定、连结。

另外，也能够取代上述的螺旋弹簧91，而使用具有相同功能的弹性部件。例如，在图13所示的发电装置1中，能够取代螺旋弹簧91，而使用伸长状态的板簧。

根据该第二实施方式的发电装置1，也能够产生与上述第一实施方式的发电装置1相同的作用、效果。

＜第三实施方式＞

接下来，对本发明的发电装置的第三实施方式进行说明。

图15是表示本发明的发电装置的第三实施方式的侧视图。

此外，在以下的说明中，将图15中的上侧称作“上”或“上方”，将图15中的下侧称作“下”或“下方”。另外，将图15中的右侧称作“前端”，将图15中的左侧称作“基端”。

以下，对第三实施方式的发电装置，以与上述第一及第二实施方式的发电装置的不同点为中心进行说明，且对相同的事项省略说明。

图15所示的发电装置1除了在连结磁轭57与基体200之间配置了磁铁92来取代螺旋弹簧91以外，其他与上述第二实施方式的发电装置1相同。

如图15所示，磁铁92在自然状态下与连结磁轭57分离地配置于基体200上。另外，在俯视中，磁铁92构成为与连结磁轭57重叠。

该磁铁92形成圆柱状，且由与上述的第一实施方式的永久磁铁6相同的材料构成。该磁铁92以将S极处于连结磁轭57侧、将N极处于基体200侧的方式配置。

在发电装置1中，连结磁轭57由磁性材料构成，因此，通过磁铁92，对连结磁轭57向磁致伸缩棒2的位移方向下侧(图15中的下侧)进行吸引。由此，对磁致伸缩棒2赋予收缩应力。在本实施方式中，磁铁92和连结磁轭57(磁性部件)构成总是对磁致伸缩棒2赋予收缩应力的偏应力赋予机构。

该结构的发电装置1也与上述的第一及第二实施方式的发电装置1同样地、在自然状态下对磁致伸缩棒2赋予收缩应力。因此，即使在对磁致伸缩棒2施加的偏置磁场的强度比较大的情况下，也能够使在磁致伸缩棒2产生的磁通密度的变化量充分地大。即，该本实施方式对发电装置1也能够横贯广泛的偏置磁场的强度范围，使在磁致伸缩棒2产生的磁通密度的变化量充分地大。

另外，磁铁92配置成在俯视中与连结磁轭57重叠，但是，从使来自磁铁92的磁力线不与在发电装置1所形成的磁场环干扰的观点出发，优选配置成在俯视中，与连结磁轭57的基端部侧重叠。

此外，在图15所示的发电装置1中，将磁铁92以S极构成连结磁轭57侧的方式配置于基体200上，但是，也可以配置成N极构成连结磁轭57侧。

根据该第三实施方式的发电装置1，也能够产生与上述第一及第二实施方式的发电装置1相同的作用、效果。

＜第四实施方式＞

接下来，对本发明的发电装置的第四实施方式进行说明。

图16是表示本发明的发电装置的第四实施方式的立体图。图17是图16所示的发电装置的侧视图。图18是表示本发明的第四实施方式的发电装置的其他结构例的侧视图。

此外，在以下的说明中，将图16～18中的上侧称作“上”或“上方”，将图16～18中的下侧称作“下”或“下方”。另外，将图16中的纸面右进深侧以及图17及图18中的右侧称作“前端”，将图16中的纸面坐跟前侧以及图17及图18中的左侧称作“基端”。

以下，对第四实施方式的发电装置，以与上述第一～第三实施方式的发电装置的不同点为中心进行说明，且对相同的事项省略说明。

图16所述的发电装置1具有：同时设置的两个磁致伸缩棒2、2；卷绕于各磁致伸缩棒2的外周侧(外周)的线圈3；将各磁致伸缩棒2的基端部彼此及前端部彼此分别连结的连结磁轭46及连结磁轭58；与各磁致伸缩棒2同时设置的磁轭10；以及设于连结磁轭46与磁轭10之间及连结磁轭58与磁轭10之间的两个永久磁铁6。另外，基端侧的连结磁轭46固定于支撑部47，前端侧的连结磁轭58固定于锤部(质量部)59。

在本实施方式的发电装置1中，偏应力赋予机构由经由两个磁致伸缩棒2、2而设于图17中的纸面跟前侧及纸面进深侧的一对螺旋弹簧93构成。

连结磁轭46与各磁致伸缩棒2的基端部21连结。

连结磁轭46与上述的第二实施方式的连结磁轭46同样地、形成有沿其宽度方向所形成的上下两个狭缝461、462，将各磁致伸缩棒2的基端部21插入各狭缝461、462而进行固定。另外，在连结磁轭46的两侧面，在狭缝461与狭缝462之间形成有一对拉杆463。

该连结磁轭46的基端侧固定于与上述的第二实施方式同样的支撑部47。

连结磁轭58与各磁致伸缩棒2的前端部22连结。

在连结磁轭58设有沿其宽度方向所形成的上下两个狭缝581、582，将各磁致伸缩棒2的前端部22插入各狭缝581、582而进行固定。另外，在连结磁轭56的两侧面，在狭缝581与狭缝582之间形成有一对拉杆583。

该连结磁轭58的前端侧与锤部59固定。

锤部59形成平板状，在其基端侧的大致中央形成有沿宽度方向贯通的槽部591。将连结磁轭58插入该槽部591，并进行固定。

锤部59与连结磁轭58一同作为对磁致伸缩棒2赋予外力、振动的锤而发挥功能。通过振动体的振动，对锤部59及连结磁轭58赋予向图17的上下方向的外力或振动。由此，磁致伸缩棒2将其基端作为固定端，前端沿上下方向进行往复运动(前端相对于基端相对地进行位移)。

此外，各连结磁轭46、58、支撑部47以及锤部59的构成材料能够使用与构成上述的第一实施方式中的第一块状体4及第二块状体5的各种材料相同的材料。

磁轭10形成长条的平板状，且与两个磁致伸缩棒2、2沿宽度方向同时设置。作为磁轭10的构成材料，能够使用与构成上述的第一实施方式中的第一块状体4及第二块状体5的各种材料相同的材料。

在本实施方式中，如图16所示，设于连结磁轭46与磁轭10之间的永久磁铁6配置成使S极处于连结磁轭46侧、使N极处于磁轭10侧，设于连结磁轭58与磁轭10之间的永久磁铁6配置成使S极处于磁轭10侧、使N极处于连结磁轭58侧。由此，在发电装置1形成绕顺时针的磁场环。

经由磁致伸缩棒2、2，在图17中的纸面跟前侧及纸面进深侧设有一对螺旋弹簧93。

各螺旋弹簧93以伸长状态将一端固定于连结磁轭46的拉杆463，将另一端固定于连结磁轭58的拉杆583。

在发电装置1中，通过螺旋弹簧93而将连结磁轭46和连结磁轭58向接近的方向拉伸。即，通过螺旋弹簧93，将各磁致伸缩棒2的基端和前端向接近的方向拉伸。由此，对磁致伸缩棒2赋予收缩应力。在本实施方式中，螺旋弹簧93构成总是对磁致伸缩棒2赋予收缩应力的偏应力赋予机构。

该结构的发电装置1也与上述的第一～第三实施方式的发电装置1同样地、在自然状态下对磁致伸缩棒2赋予收缩应力，因此即使在对磁致伸缩棒2施加的偏置磁场的强度比较大的情况下，也能够使在磁致伸缩棒2产生的磁通密度的变化量充分地大。即，该本实施方式对发电装置1也能够横贯广泛的偏置磁场的强度范围，使在磁致伸缩棒2产生的磁通密度的变化量充分地大。

此外，在本实施方式中，也能够取代螺旋弹簧93而使用在自然状态下对磁致伸缩棒2赋予收缩应力的其他弹性部件。

作为这种弹性部件，例如能够使用类似于图18所示的线材94。此外，图18所示的发电装置1具有将各磁致伸缩棒2的基端部21彼此及前端部22彼此分别用支撑部47及锤部59连结的结构，且在图18的纸面进深侧，经由两个永久磁铁6而固定磁轭10。

线材94例如由金属制线构成，其两端通过铆接而与固定部941、942固定。在各固定部941、942设有沿其宽度方向贯通的贯通孔，各固定部941、942分别经由贯通孔而固定于在支撑部47及锤部59所设置的拉杆473、593。

在该发电装置1中，例如，通过将线材94的长度设计得比从支撑部47的前端到锤部59的基端的长度更短，从而与上述的本实施方式的螺旋弹簧93同样地、将磁致伸缩棒2的基端和前端向接近的方向拉伸。由此，能够总是对各磁致伸缩棒2赋予收缩应力。

另外，对于线材94，在进行了热处理的状态下将各固定部941、942固定于拉杆473、593，然后进行冷却而使线材94热收缩，从而将磁致伸缩棒2的基端和前端向接近的方向拉伸。另外，在使用比从支撑部47的前端到锤部59的基端的长度更短的形状记忆线作为线材94的情况下，首先，加热线材94，在将其拉伸的状态下将各固定部941、942固定于拉杆473、593。然后，对线材94赋予固定的温度，从而线材94恢复到初始的形状，从而将磁致伸缩棒2的基端和前端向接近的方向拉伸。在使用任一种方法的情况下，都能够对各磁致伸缩棒2赋予收缩应力。

另外，各部件的固定、连结例如能够通过螺钉紧固、铆接、扩散接合、插销、钎焊、焊接(激光焊接、点焊等)、利用粘接剂的粘接等的方法而对各部件彼此进行固定、连结。

此外，在本实施方式中，也可以构成为取代将线圈3卷绕于磁致伸缩棒2，而将其卷绕于磁轭10的外周。随着磁致伸缩棒2中的磁通密度的变化，通过磁轭10的磁通密度也同样地变化，因此，能够与上述结构的发电装置1同样地在线圈3产生电压。

根据该第四实施方式的发电装置1，也能够产生与上述第一～第三实施方式的发电装置1同样的作用、效果。

以上，基于图示的实施方式对本发明的发电装置进行了说明，但本发明不限定于此。各结构能够与能发挥同样的功能的任意的结构进行置换，或者能够附加任意的结构。

例如，也能够组合上述第一～第四实施方式的任意的结构。

另外，在上述的第一实施方式中，也能够省略两个永久磁铁中的一方，也能够将永久磁铁的一方或者双方置换成电磁铁。而且，也能够构成为，省略双方的永久磁铁而使用外部磁场(外部磁场)来发电。

另外，也能够将上述第二～第四实施方式中的永久磁铁6、磁铁92置换成电磁铁。而且，也能够构成为，省略永久磁铁6及磁铁92中的至少一方而使用外部磁场(外部磁场)来发电。

另外，在上述各实施方式中，磁致伸缩棒及梁部件的横截面形状均形成长方形，但是，例如，也可以为圆形、椭圆形、三角形、正方形、类似于六边形的多边形。

另外，上述各实施方式的永久磁铁均形成圆柱状，但是也可以形成方柱状、平板状、三角柱状。

产生上的可利用性

根据本发明，在自然状态(对发电装置未赋予外力的状态)下对磁致伸缩棒赋予收缩应力(压缩应力)，从而，其导磁率比未产生应力的状态下的磁致伸缩棒变低。因此，该发电装置能够使伴随着磁致伸缩棒的伸长应力(拉伸应力)的产生的磁通密度的变化量变大，当使磁致伸缩棒交替地产生伸长应力和收缩应力时，能够使在磁致伸缩棒产生的磁通密度的变化量充分地大。因此，本发明具有产生上的可利用性。

Claims

1.一种发电装置，其特征在于，具有：

2.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，

上述偏应力赋予机构具备梁部件，其与上述磁致伸缩棒并排设置，且通过使上述磁致伸缩棒的上述一端与上述另一端接近而对上述磁致伸缩棒赋予收缩应力。

3.根据权利要求2所述的发电装置，其特征在于，

从侧面观察时，上述梁部件与上述磁致伸缩棒的间隔在上述磁致伸缩棒的上述另一端比在上述磁致伸缩棒的上述一端小。

4.根据权利要求2或3所述的发电装置，其特征在于，

上述梁部件由非磁性材料构成。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的发电装置，其特征在于，

上述磁致伸缩棒具有并排设置的两个以上的上述磁致伸缩棒，

6.根据权利要求5所述的发电装置，其特征在于，

在俯视观察时，上述梁部件配置于上述磁致伸缩棒彼此之间。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的发电装置，其特征在于，

上述偏应力赋予机构具备对上述磁致伸缩棒赋予收缩应力的弹性部件。

8.根据权利要求7所述的发电装置，其特征在于，

上述弹性部件由螺旋弹簧构成，该螺旋弹簧通过对上述磁致伸缩棒的上述另一端向上述磁致伸缩棒位移的位移方向进行按压或拉伸，而对上述磁致伸缩棒赋予收缩应力。

9.根据权利要求7或8所述的发电装置，其特征在于，

上述弹性部件由对磁致伸缩棒向将上述磁致伸缩棒的上述一端和上述另一端接近的方向进行拉伸的螺旋弹簧构成。

10.根据权利要求7或8所述的发电装置，其特征在于，

上述弹性部件由对磁致伸缩棒向将上述磁致伸缩棒的上述一端和上述另一端接近的方向进行拉伸的线材构成。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的发电装置，其特征在于，

上述偏应力赋予机构还具备设置在上述磁致伸缩棒的上述前端侧的磁性部件，并具备吸引上述磁性部件而对上述磁致伸缩棒赋予收缩应力的磁铁。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的发电装置，其特征在于，

上述发电装置还具备：第一块状体，其由磁性材料构成，且具备收纳上述磁致伸缩棒的上述一端的收纳部；以及第二块状体，其由磁性材料构成，且具备收纳上述磁致伸缩棒的上述另一端的收纳部。

13.根据权利要求1～12中任一项所述的发电装置，其特征在于，

上述线圈卷绕于上述磁致伸缩棒的外周。