JP2021129479A - 発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術に比較して高効率の発電を行うことができる発電装置を提供する。【解決手段】本発明に係る発電装置は、剛性及び弾性を有し、第１の方向に長い形状の非磁性材料で構成され、外力によりその一端（９ａ）を自由端として振動する非磁性フレーム（９）と、第１の方向に長い磁歪材料で構成され、振動により湾曲する非磁性フレームの面のうちの１面に固定されて非磁性フレームから応力を受ける磁歪素子（３）と、磁歪素子の第１の方向の周囲に巻かれたコイル（６）と、磁歪素子の両端のうち自由端に近い側の端（３ａ）に固定された磁性体（１０）と、磁性体の近傍に、一方の磁極（５ａ）が他方の磁極（５ｂ）よりも磁性体に近くなるように配置され、磁性体に磁界を印加する磁石（５）と、磁歪素子の自由端から遠い側の端（３ｂ）から磁石の他方の磁極（５ｂ）にわたって、内部を磁束が通過するように接続する磁性フレーム（２）と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は発電装置に関し、特に、磁歪材料を用いて振動から電力を発生する発電装置に関する。

近年、産業分野、防犯・防災分野、社会インフラ分野、医療・福祉分野等の多くの分野において、モノのインターネット（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ、以下ＩｏＴと呼ぶ）の利用シーンが多く想定されている。ＩｏＴにおいて、人と機械、又は機械と機械は、センサによって取得された温度、湿度、加速度、又は画像などの情報を、インターネットなどの通信網を介して送受信する。その際に重要となるコンポーネントは、センサ、電源、及び無線通信から構成される無線センサモジュールである。

現在、無線センサモジュールの電源には、例えば使い切りの１次電池、又は充電が可能な２次電池等の電池が多く使用されている。１次電池を用いる場合には、電池の交換が必要となる。また、２次電池を用いる場合には充電が必要となり、充電のための配線及び作業等が必要となる。

このように、無線センサモジュールの電源として電池を使用する場合は、モジュールの定期的な手動メンテナンスが必要となる。しかしながら、無線センサモジュールが壁の中等に埋め込まれる場合、又は機械の狭い隙間に設置される場合等、無線センサモジュールの設置場所によっては、電池の交換、充電等は困難若しくは不可能であり得る。

ここで、設置場所の環境で発生しているエネルギー、例えば、モーター、エンジン若しくは橋梁等から発生する振動エネルギー、プラントの排熱若しくは人体の体温等からの熱エネルギー、又は、太陽、照明等の環境光からの光エネルギー等から電力を発生させることができれば、無線センサモジュールはエネルギー的に自立し、手動のメンテナンスを行うことなく長期間使用可能となる。また、外部との配線を必要としないことから、既に設置された機械、鉄道、又は橋梁などのインフラ設備に後から追加することが容易に可能である。

このような環境で発生するエネルギーを利用する発電には、振動発電、熱発電、光発電等が挙げられる。これらの中でも振動発電は、振動、衝撃、移動等から電気エネルギーを取り出す極めて汎用性の高い発電方式である。

振動発電には、圧電方式、静電誘導方式、電磁誘導方式、磁歪方式等の方式がある。これらの内で圧電素子（ピエゾ素子）を使用した圧電方式は、素子の脆弱性により機械的な耐久性が低い。また、電磁誘導方式の発電部には可動部があるため、小型化が困難である。一方で、鉄系の磁歪材料を用いた磁歪方式は、材料の高い延性のため素子の加工性に優れ、無線センサモジュールへの適用に有用である。

この磁歪方式の振動発電では、磁界中に配置された磁歪素子に応力を加えると、逆磁歪効果により、磁歪素子内を通過する磁束が変化する。この磁歪素子の周囲にコイルを配置することで、電磁誘導によりこの磁束の変化を電気エネルギーに変換することができる。

特許文献１は、振動中の運動エネルギーの損失を抑えて振動を長続きさせることができる発電素子及びこの発電素子の構造を利用するアクチュエータを提供する。

特許文献１に係る逆磁歪式の発電素子は、磁歪材料からなる第１の磁歪棒、これに巻かれる第１のコイル、第１の磁歪棒に一様な圧縮力又は引張力を加えるための剛性及び形状を有しており、当該第１の磁歪棒と平行に配置される第１の磁性棒から構成される第１の発電部と、コ字状に屈曲した磁性材料からなり当該屈曲箇所を挟んで一方の端部が固定端、他方の端部が自由端になるフレームと、磁石とを備えている。第１の発電部を自由端側のフレームに取り付け、磁石をフレームのうち互いに対峙する２つの内側面のいずれか一方にのみ取り付けることで、フレームの一部をバックヨークとして機能させると共に当該磁石を取り付けない側の内側面と当該磁石との間に空隙を形成する。

国際特許出願第２０１５／１４１４１４号

図１は、磁歪素子に応力を加えた時の、磁歪素子に印加される磁界Ｈと、磁歪素子による磁束密度差ΔＢとの関係を示すグラフである。図１には、５ＭＰａ、１０ＭＰａ、２０ＭＰａ、２５ＭＰａ、３０ＭＰａのそれぞれの応力を加えた際の磁束密度差ΔＢが示される。磁歪式の振動発電装置の発電量は磁束密度差ΔＢに依存し、磁束密度差ΔＢが大きい程、発電量が大きくなる。また図１に示すように、磁歪素子に印加する磁界Ｈには、磁束密度差ΔＢを大きくするための最適磁界の値が存在する。従って、振動から効率よく発電を行うには、磁歪素子に最適磁界に近い値の磁界Ｈを印加した上で、磁歪素子に応力を加えるのが好ましい。

しかしながら、特許文献１に係る発電装置において、磁歪素子のうち磁石に近い点に印加される磁界は、磁石から遠い点に印加される磁界よりも大きい。従って、たとえ磁歪素子の１点において最適磁界が達成されていたとしても、他の点では磁界の値が異なり、理想的な発電に比して発電効率が低下する。

また、特許文献１に係る発電装置のフレームは磁性材料で構成されるため、フレームの自由端が振動する際、フレームが磁石に引き付けられる。これによりフレームが磁石から離れる方向に湾曲しづらくなり、磁歪素子に印可される圧縮力が低下する。また、この引力によりフレームの振動の持続性も低下する。これらは発電の効率の低下の原因となる。

本発明は、これらの問題点を解決し、従来技術に比較して高効率の発電を行うことができる発電装置を提供する。

本発明に係る発電装置は、
剛性及び弾性を有し、第１の方向に長い形状の非磁性材料で構成され、外力によりその一端を自由端として振動する非磁性フレームと、
第１の方向に長い磁歪材料で構成され、振動により湾曲する非磁性フレームの面のうちの１面に固定されて非磁性フレームから応力を受ける磁歪素子と、
磁歪素子の第１の方向の周囲に巻かれたコイルと、
磁歪素子の両端のうち自由端に近い側の端に固定された磁性体と、
磁性体の近傍に、一方の磁極が他方の磁極よりも磁性体に近くなるように配置され、磁性体に磁界を印加する磁石と、
磁歪素子の自由端から遠い側の端から磁石の他方の磁極にわたって、内部を磁束が通過するように接続する磁性フレームと、
を備える。

本発明に係る発電装置によれば、従来技術に比較して高効率の発電を行うことができる。

磁歪素子に応力を加えた時の、磁歪素子に印加される磁界Ｈと、磁歪素子による磁束密度差ΔＢとの関係を示すグラフ 実施の形態１に係る発電装置１００の構成例を示す斜視図 図２の発電装置１００のうちの一部の構成要素を省いた斜視図 図２の発電装置１００における磁束の経路を示す断面図 従来技術に係る発電装置、図２の発電装置１００、及び実施の形態２に係る発電装置２００に関して、磁歪素子上の位置と、磁界Ｈ及び磁歪素子の最適磁界の比率との関係の例を示すグラフ 実施の形態２に係る発電装置２００の構成例を示す斜視図 図６の発電装置２００における磁束の経路を示す断面図

本開示の第１の態様に係る発電装置は、
剛性及び弾性を有し、第１の方向に長い形状の非磁性材料で構成され、外力によりその一端を自由端として振動する非磁性フレームと、
第１の方向に長い磁歪材料で構成され、振動により湾曲する非磁性フレームの面のうちの１面に固定されて非磁性フレームから応力を受ける磁歪素子と、
磁歪素子の第１の方向の周囲に巻かれたコイルと、
磁歪素子の両端のうち自由端に近い側の端に固定された磁性体と、
磁性体の近傍に、一方の磁極が他方の磁極よりも磁性体に近くなるように配置され、磁性体に磁界を印加する磁石と、
磁歪素子の自由端から遠い側の端から磁石の他方の磁極にわたって、内部を磁束が通過するように接続する磁性フレームと、
を備える。

本開示の第２の態様に係る発電装置は、上記第１の態様において、磁性体が磁歪素子と同一の材料で構成され、かつ磁歪素子と一体化してもよい。

本開示の第３の態様に係る発電装置は、上記第１の態様において、磁性体が、複数の磁性体から構成されてもよい。

本開示の第４の態様に係る発電装置は、上記第１から第３の態様のうちいずれかにおいて、コイルが、複数のコイルから構成されてもよい。

本開示の第５の態様に係る発電装置は、上記第１から第４の態様のうちいずれかにおいて、非磁性フレームの自由端の近傍に錘をさらに備えてもよい。

本開示の第６の態様に係る発電装置は、上記第１から第５の態様のうちいずれかにおいて、磁性フレームが外部の振動源に接続され、非磁性フレームに外力を伝達してもよい。

以下、実施の形態に係る発電装置について、図面を参照しながら説明する。

［実施の形態１］
図２は、実施の形態１に係る発電装置１００の構成例を示す斜視図である。図２において、発電装置１００は、非磁性フレーム９と、錘８と、磁歪素子３と、コイル６と、磁性体１０と、磁性フレーム２と、磁石５と、を備えて構成される。

図２において、非磁性フレーム９は、非磁性材料で構成され、図のｘ軸方向に長くｚ軸方向に薄い板状の形状を有する。非磁性フレーム９は、剛性及び弾性を有する材料で構成され、外力により一方の端部９ａを自由端としてｚ軸方向に振動する。錘８は非磁性フレーム９の自由端９ａに固定され、非磁性フレーム９の振動を長く持続させる。磁歪素子３は、ｘ軸方向に長くｚ軸方向に薄い磁歪材料で構成され、非磁性フレーム９の上面（ｚ軸正方向の面）に固定されている。

コイル６は磁歪素子３の周囲に巻かれ、磁歪素子３を通過する磁束の変化により誘導起電力を生じる。磁性体１０は例えばブロック状の磁性材料で構成され、磁歪素子３の自由端９ａ側の端部３ａに固定されている。磁性フレーム２は、Ｕ字型の磁性材料で構成され、磁歪素子３の第２の端３ｂと磁石５のＳ極５ｂとの間を、磁束１２が通過するように接続する。磁性フレーム２は振動源７にも接続されており、振動源７からの外力は磁性フレーム２を介して非磁性フレーム９に伝えられる。磁石５は、Ｎ極５ａがＳ極５ｂよりも磁性体１０に近くなるように、磁性体１０の近傍に固定される。これにより磁石５は、磁性体１０及び磁歪素子３に磁界を印加する。

振動源７は発電装置１００の外部に接続されており、外部の物理的な動きを外力として発電装置１００の磁性フレーム２に伝える。この外力により非磁性フレーム９が振動すると、非磁性フレーム９の上面が湾曲するため、磁歪素子３は非磁性フレーム９からの圧縮力又は引張り力を受ける。磁歪素子３が圧縮力又は引張り力を受けると、逆磁歪効果により磁歪素子３を通過する磁束１２が変化し、この磁束１２の変化によりコイル６に電流が発生する。

図３は、図２の発電装置１００のうちの一部の構成要素を省いた斜視図である。また、図４は、図２の発電装置１００における磁束１２の経路を示す断面図である。図３において、コイル６、振動源７、及び錘８が省略されている。また、図４ではコイル６が省略されている。これらは図の簡単のための省略であり、発明の限定を意図するものではない。

以上の図２〜図４を参照しながら、発電装置１００の詳細な構成を構成要素ごとに説明する。以下の説明において「ｘ軸」、「ｙ軸」、「ｚ軸」の語は、それぞれ図２に示すｘ、ｙ、ｚの方向の軸を指す。また、ｘ軸の正方向を「右」、負方向を「左」、ｚ軸の正方向を「上」、負方向を「下」と表現することがある。

＜非磁性フレーム９＞
非磁性フレーム９は、ｘ軸方向に長い板状の非磁性材料又は透磁率の低い材料で構成される。非磁性フレーム９は十分な弾性を有し、外力を加えられることでｚ軸方向に湾曲及び振動する。また、非磁性フレーム９は十分な剛性を有し、外力による湾曲の際に、非磁性フレーム９の湾曲面に固定された磁歪素子３に応力を加える。本実施の形態では、磁歪素子３は非磁性フレーム９の上面に固定されているため、非磁性フレーム９が上方向に湾曲すると、磁歪素子３に圧縮力がかかり、非磁性フレーム９が下方向に湾曲すると、磁歪素子３に引っ張り力がかかる。非磁性フレーム９の非磁性材料の種類は特に限定されるものではないが、バネ性を有する材料を用いることで、低周波の振動が持続しやすくなる。また、成形等の加工により磁性を帯びないものが望ましい。本実施の形態においては、非磁性フレーム９は、ｚ軸方向の寸法が０．８ｍｍ、ｙ軸方向の寸法が１６ｍｍのＳＵＳ３１６（ステンレス鋼の一種）のフレームである。

＜磁歪素子３＞
磁歪素子３は、ｘ軸方向に長い板状の磁歪材料で構成される。磁歪材料の種類は特に限定されるものではないが、応力に対する磁束変化の比率が高い単結晶の材料が望ましい。また、磁歪素子３は非磁性フレーム９の湾曲により伸長／収縮するため、延性の高い材料を用いるのが望ましい。磁歪素子３を構成する磁歪材料の例としては、ＴｂＦｅ_２（テルビウム−鉄合金）、ＤｙＦｅ_２（ディスプロシウム−鉄合金）、ＨｏＦｅ_２（ホルミウム−鉄合金）、Ｇａｌｆｅｎｏｌ（登録商標）（ガリウム−鉄合金）、Ｔｅｒｆｅｎｏｌ−Ｄ（登録商標）（テルビウム−ディスプロシウム−鉄合金）、ＦｅＳｉＢ（鉄−シリコン−ホウ素アモルファス合金）等が挙げられる。本実施の形態においては、磁歪素子３は、ｚ軸方向の寸法（以下「厚さ」）が１ｍｍ、ｙ軸方向の寸法（以下「幅」）が１６ｍｍのガリウム−鉄合金の板状の素子である。

＜コイル６＞
コイル６は、磁歪素子３の周囲に、例えばｘ軸の周囲に、空間を設けて巻かれるか、又は接着層を設けて巻かれており、磁歪素子３を通過する磁束１２の時間変化により誘導起電力を生じる。コイル６の材料は特に限定されるものではないが、例えば銅線、アルミ線等を用いればよい。また、コイル６の巻き数、線の太さ等の特性は、所望の起電力の大きさに応じて、望むように変更が可能である。さらに、コイル６は複数に分割されていてもよい。

＜磁性体１０＞
磁性体１０は、磁性材料で構成される部材であり、磁歪素子３の自由端側の端部３ａに固定されている。磁性材料の種類は特に限定されるものではないが、体積を小さくするために、密度の高い鉄系の材料を用いるのがよい。本実施の形態においては、磁性体１０は、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向にそれぞれ５ｍｍ、２５ｍｍ、５ｍｍの寸法を有する磁性材料で構成される。また、磁性体１０は磁歪素子３の自由端側の端部３ａの上面に１つのみを配置しているが、磁性体１０は端部３ａの側面に配置されてもよいし、複数の磁性体１０が配置されてもよい。

＜磁石５＞
磁石５は、磁歪素子３のｘ軸正方向の端３ａの近傍に配置され、磁歪素子３に磁界を印加する。磁石５は、非磁性フレーム９が振動する際にコイル６等と接触しない位置に固定されるのが望ましい。また、磁石５は、一方の磁極（図ではＮ極）５ａが他方の磁極（Ｓ極）５ｂよりも端部３ａに近くなるように配置される。磁石５の材料は特に限定されるものではないが、ネオジウム磁石、フェライト磁石、コバルト磁石等の永久磁石、又は電磁石等であってよい。また、磁石５は、所望の磁界を印加するために複数配置されてもよい。

＜磁性フレーム２＞
磁性フレーム２は、透磁率の高い材料で構成され、磁歪素子３の自由端９ａから遠い側の端３ｂと、磁石の磁歪素子３から遠い側の磁極５ｂとの間を、磁束１２が通過できるように接続する。本実施の形態では、磁性フレーム２は振動源７にも接続されており、振動源７からの外力を非磁性フレーム９に伝達する。ここで、図４に矢印で示すように、磁石の磁極５ａから出た磁束１２は、磁性体１０、磁歪素子３、及び磁性フレーム２を通過して磁極５ｂに戻る。この閉磁路を除く構成要素は非磁性材料又は透磁率の低い材料で構成されているため、この閉磁路から漏れる磁束１２が低減される。

＜錘８＞
錘８は、非磁性材料又は透磁率の低い材料で構成され、非磁性フレーム９の自由端９ａに配置されることで、振動を長く持続させるのに十分な質量を有する。磁歪素子３になるべく大きい応力をかけるためには、錘８は、非磁性フレーム９のうちのなるべく磁歪素子３から遠い位置に、即ち自由端９ａの近傍に配置されるのが好ましい。錘８は複数の錘で構成されていてもよい。

このような構成において、振動源７は磁性フレーム２を介して、外部の動きを非磁性フレーム９に伝える。非磁性フレーム９はこの外力により振動及び湾曲し、非磁性フレーム９の上面に固定された磁歪素子３に応力を加える。磁歪素子３は応力を加えられることで逆磁歪効果を発揮し、磁歪素子３を通る磁束１２を変化させる。コイル６はこの磁束１２の変化により誘導起電力を生じて発電する。

以上のように構成された発電装置１００について、その詳細な動作を説明する。

図１に関して上述した通り、磁歪素子が応力に対して生じる起電力は磁歪素子にかかる磁界の大きさによって異なる。この磁界の大きさには最適磁界の値があり、磁歪素子に印加される磁界が最適磁界より大きすぎても小さすぎても、発電装置の発電効率が低下する。

図５は、従来技術、実施の形態１、実施の形態２に係る発電装置に関して、磁歪素子上の位置と、その位置における磁界Ｈ及び磁歪素子の最適磁界の比率との関係の例を示すグラフである。実線は従来技術に係る発電装置を示し、破線は実施の形態１に係る発電装置１００を示し、点線は実施の形態２に係る発電装置２００を示す。実施の形態２に関しては後述する。

図５において、グラフの横軸は磁歪素子３上の位置を示し、左端は磁歪素子３の磁性フレーム側の端部３ｂ、右端は磁歪素子３の自由端側の端部３ａに対応する。縦軸は、磁歪素子３のその位置における磁界Ｈの、最適磁界に対する比率を示す。この比率の値が１．０に近いほど、磁歪素子のその部分における発電効率が高くなる。

図５に示す通り、従来技術に係る発電装置では、磁歪素子の自由端側の端では、磁石に近いため磁界の値が大きく、磁歪素子に最適磁界の２倍以上の磁界が印加されている。一方で、実施の形態１においては、磁石５からの磁束１２の一部が直接に磁歪素子３に入るかわりに磁性体１０に入るため、磁歪素子３の自由端９ａ側の端部３ａに入る磁束１２が減り、端部３ａにおける磁界の値が従来技術と比較して小さくなる。これにより、磁歪素子３の自由端側の端部３ａにおける磁界が、最適磁界の１．４倍程度まで低減されて最適磁界に近づき、発電効率が向上している。

また、従来技術に係る発電装置では磁性材料で構成されていた振動部は、本実施の形態では非磁性材料で構成される非磁性フレーム９である。従って、非磁性フレーム９が振動する際に磁石５の磁力により非磁性フレーム９が引きつけられることはなく、発電効率の低下を軽減することができる。

以上のように、実施の形態１に係る発電装置１００は、磁歪素子３の自由端９ａ側の端部３ａに磁性体１０を備えることにより、印加される磁界の大きさを磁歪素子３の最適磁界に近づける。また、自由端９ａを有して振動するフレーム９を非磁性材料で構成することにより、フレームが磁石に引きつけられて磁歪素子に印加される圧縮力を低下させることを防ぐ。従って、実施の形態１に係る発電装置１００は、従来技術に比較して高効率の発電を行うことができる。

［実施の形態２］
図６は、実施の形態２に係る発電装置２００の構成例を示す斜視図である。図７は、図６の発電装置２００における磁束１２の経路を示す断面図である。図６において、発電装置２００は、図２の発電装置１００と比較して以下の点で異なる。
（１）磁歪素子３及び磁性体１０に代えて、磁歪素子４を備える。
（２）磁歪素子４は、自由端９ａに近い側の端部４ａが、逆側の端部４ｂと比較してｚ軸方向に厚い。

以上のように構成された発電装置２００について、その詳細な動作を以下説明する。

磁歪素子４は、自由端９ａに近い側の端部４ａが、逆側の端部４ｂと比較してｚ軸方向に厚い、階段状の形状を有する。これは、磁歪素子３と磁性体１０が同一の材料で構成されかつ一体化したものと見なすことができる。磁石５の磁極５ａから出た磁束１２は、磁歪素子４の端部４ａに入る。このとき、端部４ａは従来技術に係る磁歪素子の端部よりも厚いため、磁束１２が入る面積が広くなり、磁束密度が低下し、従って磁界が小さくなる。これにより、図５に示すように、磁歪素子の自由端９ａ側の端部４ａにおける磁界が従来技術に比較して最適磁界に近い値となり、発電効率が向上する。

本実施の形態においては、磁歪素子４は、２段の階段形状を有する幅１６ｍｍのガリウム−鉄合金の素子であり、自由端９ａに近い側の端部４ａの厚さは３ｍｍ、逆側の端部４ｂの厚さは１ｍｍである。しかしながら、磁歪素子４の形状は、上述のように端部４ａにおける面積が端部４ｂにおける面積よりも広くなるように構成されていればどのようなものでもよい。例えば、３段以上の階段状の形状、又は、磁歪素子の中央部から端部４ａにわたってなだらかに厚さが増加する形状であってもよい。

［変形例］
実施の形態１，２に係る発電装置１００，２００では、Ｕ字型に湾曲した磁性フレーム２を用いて非磁性フレーム９及び磁石５を接続した。しかしながら、磁性フレーム２は、振動源７からの外力を非磁性フレーム９に伝達するとともに、磁歪素子３及び磁石５と閉磁路を形成することができればどのような形状であっても構わない。即ち、例えばＶ字型、コ字型、Ｌ字型等の形状が考えられる。

また、実施の形態１，２では、磁性フレーム２を介して振動源７からの外力を非磁性フレーム９に伝達した。しかしながら、外力は必ずしも磁性フレーム２を介して伝達される必要があるわけではなく、例えば振動源７が非磁性フレーム９に直接接続されてもよい。その場合、磁性フレーム２は、振動源７からの外力を伝達する必要はない。従って、磁歪素子３，４及び磁石５と閉磁路を形成することができればどのような形状であっても構わない。例えばワイヤ状の磁性材料を束ねた磁性フレーム２等が考えられる。

本発明に係る発電装置は、発電効率を向上させることが可能である。産業分野、防犯・防災分野、社会インフラ分野、医療・福祉分野等の様々な分野における多くの利用シーンが想定されているＩｏＴにおいて、その重要なコンポーネントである無線センサモジュールへの本発明の発電装置の適用が特に有用である。

１００，２００ 発電装置
２ 磁性フレーム
３，４ 磁歪素子
３ａ，４ａ 磁歪素子の磁石側端部
３ｂ，４ｂ 磁歪素子の磁性フレーム側端部
５ 磁石
５ａ，５ｂ 磁極
６ コイル
７ 振動源
８ 錘
９ 非磁性フレーム
１０ 磁性体
１２ 磁束

Claims (6)

1. 剛性及び弾性を有し、第１の方向に長い形状の非磁性材料で構成され、外力によりその一端を自由端として振動する非磁性フレームと、
   前記第１の方向に長い磁歪材料で構成され、振動により湾曲する前記非磁性フレームの面のうちの１面に固定されて非磁性フレームから応力を受ける磁歪素子と、
   前記磁歪素子の前記第１の方向の周囲に巻かれたコイルと、
   前記磁歪素子の両端のうち前記自由端に近い側の端に固定された磁性体と、
   前記磁性体の近傍に、一方の磁極が他方の磁極よりも前記磁性体に近くなるように配置され、前記磁性体に磁界を印加する磁石と、
   前記磁歪素子の前記自由端から遠い側の端から前記磁石の他方の磁極にわたって、内部を磁束が通過するように接続する磁性フレームと、
   を備える、発電装置。
2. 前記磁性体は前記磁歪素子と同一の材料で構成され、かつ前記磁歪素子と一体化している、請求項１に記載の発電装置。
3. 前記磁性体は、複数の磁性体から構成される、請求項１に記載の発電装置。
4. 前記コイルは、複数のコイルから構成される、請求項１から３のうちいずれか１項に記載の発電装置。
5. 前記非磁性フレームの前記自由端の近傍に錘をさらに備える、請求項１から４のうちいずれか１項に記載の発電装置。
6. 前記磁性フレームは外部の振動源に接続され、前記非磁性フレームに前記外力を伝達する、請求項１から５のうちいずれか１項に記載の発電装置。

Images