JP5894832B2 - 発電素子 - Google Patents

Description

本発明は、磁歪材料の逆磁歪効果を利用して振動発電を行う発電素子に関し、特に、永久磁石が対向間に挟装された第１棒および第２棒を保持部材により確実に保持することができる発電素子に関するものである。

特許文献１には、磁歪材料の逆磁歪効果を利用して振動発電を行う発電素子が開示される。この発電素子について、図１６（ａ）を参照して説明する。図１６（ａ）は、従来の発電素子９０１の正面図であり、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の矢印ＸＶＩｂ方向視における発電素子９０１の側面図である。なお、図１６（ａ）では、磁歪棒９１１，９１２が伸張または短縮した状態が図示されると共に、コイル９３１、永久磁石９４１，９４２及びバックヨーク９５０の図示が省略される。

図１６（ａ）に示すように、発電素子９０１は、一対の磁歪棒９１１，９１２と、それら一対の磁歪棒９１１，９１２の一端を支持する第１ヨーク９２１と、一対の磁歪棒９１１，９１２の他端を支持する第２ヨーク９２２と、一対の磁歪棒９１１，９１２にそれぞれ巻回される一対のコイル９３１，９３２（但し、コイル９３２の図示は省略）と、一対の磁歪棒９１１，９１２の一端および他端の背面にそれぞれ磁極を違えて配設される一対の永久磁石９４１，９４２と、それら一対の永久磁石９４１，９４２を連結することで一対の磁歪棒９１１，９１２にバイアス磁界を付与するバックヨーク９５０と、を主に備える。

発電素子９０１は、第１ヨーク９２１を振動体に固着すると共に、第２ヨーク９２２を自由端とした状態で設置され、振動体の振動に伴って、磁歪棒９１１，９１２の軸直角方向へ第２ヨーク９２２を振り子運動（自由振動）させることで、磁歪棒９１１，９２１の一方および他方に軸方向の伸張および収縮をそれぞれ発生させる。即ち、図１６（ａ）に示すように、振り子運動により、磁歪棒９１１，９２１が曲げ変形されることで、一方（磁歪棒９１１）に軸方向の収縮が、他方（磁歪棒９１２）に軸方向の伸張が、それぞれ発生される。これにより、磁歪棒９１１，９１２の軸方向と平行な方向に磁束密度が変化し（逆磁歪効果）、磁歪棒９１１，９１２にそれぞれ巻回されたコイルに電流が発生し、発電が行われる。

ＰＣＴ／ＪＰ２０１１／００３２７６（段落００７８、図４Ａなど）

上述した従来の発電素子９０１では、永久磁石９４１，９４２が磁歪棒９１１，９１２の背面に磁力により取り付けられ（磁着され）、非固定であるので、発電中は、磁歪棒９１１，９１２と永久磁石９４１，９４２との間に滑りが発生する。そのため、摩擦抵抗の分、エネルギーが損失され、発電効率の悪化を招く。一方、永久磁石９４１，９４２を磁歪棒９１１，９１２の背面に固定（剛結）したのでは、バックヨーク９５０を変形させるための力が必要となり、その分、発電に寄与しない変形にエネルギーが浪費されるため、発電効率の悪化を招く。また、上述した従来の発電素子９０１では、磁歪棒９１１，９１２の背面側に、永久磁石９４１，９４２及びバックヨーク９５０を取り付ける必要があり、部品点数が増加すると共に大型化を招く。

このような事情を背景として、本願出願人は、鋭意検討した結果、一対の磁歪棒（第１棒および第２棒）の軸方向一端側および他端側においてこれら一対の磁歪棒の対向間に一対の永久磁石を互いに磁極を違えて挟装し、この一対の磁歪棒の対向間に永久磁石を挟装した状態を保持部材により保持することで、永久磁石と磁歪棒との間の滑りを回避して、発電効率の向上を図ると共に、バックヨークを不要として、部品点数の削減と小型化とを図ることが可能な技術を開発した（本願出願時において未公知）。

しかしながら、このように、一対の磁歪棒の対向間に永久磁石を挟装する構造の場合、一対の磁歪棒および永久磁石の保持部材による確実な保持が困難であることを本願出願人は見出した。即ち、保持部材に設けた収容部位に磁歪棒の端部および永久磁石を配置し、保持部材の収容部位と磁歪棒および永久磁石との間の隙間に接着剤を充填して接着する保持構造では、長時間の振動や一時的な強い外力の入力により、接着剤が剥がれて、磁歪棒や永久磁石の脱落を招く。また、保持部材に設けた収容部位へ磁歪棒および永久磁石を圧入する保持構造では、磁歪棒および永久磁石がぜい性材料であるため、圧入荷重により磁歪棒や永久磁石が破損されやすい一方で、圧入代を小さく（緩く）した場合には、保持力が不足して磁歪棒や永久磁石の脱落を招く。

特許文献１には、第１及び第２ヨークに形成された溝に磁歪棒の端部を挿入し、プレスによって第１及び第２ヨークを圧縮により押し潰し、横方向へ膨らませることで、溝と磁歪棒との間の隙間を埋め、溝の内面を磁歪棒に密着させる保持構造が開示される（特許文献１の図１０Ｃ〜図１０Ｇ）。

しかしながら、この保持構造では、第１及び第２ヨークを圧縮により押し潰す量を厳密に管理する必要があり、現実的でない。即ち、圧縮が小さい場合には、横方向への膨らみが不足することで、溝の内面を磁歪棒へ十分に密着させられず、磁歪棒の脱落を招く一方、圧縮が大きい場合には、横方向への膨らみが過大となり、溝の内面に押圧されて磁歪棒が破損される。特に、本願出願人が開発した上記技術では、一対の磁歪棒の対向間に、ぜい性の大きな永久磁石が挟装されるため、かかる永久磁石の破損を招きやすく、特許文献１の保持構造を採用することは困難である。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、永久磁石が対向間に挟装された第１棒および第２棒を保持部材により確実に保持することができる発電素子を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段および発明の効果

請求項１記載の発電素子によれば、第１棒および第２棒の対向間に一対の永久磁石が磁極を違えて挟装されるので、第１棒および第２棒と一対の永久磁石とにより磁気ループが形成されると共に、永久磁石の起磁力によるバイアス磁界が第１棒および第２棒に付与される。よって、一対の保持部材の相対移動により、第１棒および第２棒が伸張または収縮されることで、その軸方向と平行な方向に磁束密度が変化される。その結果、第１棒または第２棒の内の少なくとも一方に巻回されたコイルに電流が発生し、発電が行われる。

この場合、保持部材が、永久磁石へ向かう方向に第１棒および第２棒を挟み込んで挟持する挟持部を有する固定部材と、その固定部材が圧入される被圧入部を有するホルダ部材とを備え、固定部材の挟持部の外面およびホルダ部材の被圧入部の内面が、圧入方向に沿って傾斜する傾斜面として形成されるので、固定部材をホルダ部材の被圧入部に圧入して、ホルダ部材の被圧入部の内面に固定部材の挟持部の外面を押圧させることで、固定部材の挟持部を撓ませて、かかる固定部材の挟持部により第１棒および第２棒を挟持することができる。

即ち、ホルダ部材の被圧入部へ固定部材を圧入する際には、圧入の進行に応じて、挟持部が徐々に撓み変形して、第１棒および第２棒を挟み込む（締め付ける）ので、圧入荷重に基づいて締め付け荷重の調整を容易に行うことができる。これにより、第１棒および第２棒の対向間に挟装される永久磁石の破損を抑制しつつ、第１棒および第２棒を挟持部が挟み込む（締め付ける）締め付け荷重をより大きく確保して、その挟持をより強固なものとすることができる。その結果、請求項１によれば、永久磁石が対向間に挟装された第１棒および第２棒を保持部材により確実に保持することができるという効果を奏する。

なお、このように、永久磁石が第１棒および第２棒の対向間に挟装され、これら第１棒および第２棒の対向間に永久磁石が挟装された状態が保持部材により保持される（即ち、永久磁石が挟装された第１棒および第２棒の軸方向一端側および他端側が保持部材によりそれぞれ保持される）ことで、発電中に第１棒および第２棒と永久磁石との間に滑りが発生することを抑制でき、摩擦抵抗によるエネルギーの損失を低減できる。また、第１棒および第２棒と永久磁石とにより磁気ループを形成でき、従来技術のように、バックヨークを取り付ける必要がないので、その分、部品点数の削減と小型化とを図ることができる。よって、請求項１によれば、部品点数の削減と小型化とを図りつつ、発電効率の向上を図ることができるという効果を奏する。

請求項２記載の発電素子によれば、請求項１記載の発電素子の奏する効果に加え、固定部材をホルダ部材の被圧入部へ圧入する圧入方向が、第１棒および第２棒の軸方向と平行な方向に設定され、固定部材の挟持部の外面およびホルダ部材の被圧入部の内面が、圧入方向に沿って傾斜する傾斜面として形成されるので、かかる傾斜面の傾斜方向（圧入方向）に沿った長さを確保しやすくでき、その分、傾斜面の傾斜角度を緩やかとできる。よって、圧入荷重に基づく締め付け荷重の調整を容易に且つ精度良く行うことができると共に、ホルダ部材の被圧入部からの固定部材の抜け出しを抑制することができるという効果を奏する。

請求項３記載の発電素子によれば、請求項１記載の発電素子の奏する効果に加え、固定部材をホルダ部材の被圧入部へ圧入する圧入方向が、第１棒および第２棒の軸方向と第１棒および第２棒の対向方向とにそれぞれ直交する方向に設定され、固定部材の挟持部の外面およびホルダ部材の被圧入部の内面が、圧入方向に沿って傾斜する傾斜面として形成されるので、第１棒および第２棒の軸方向一端側に取着される保持部材と軸方向他端側に取着される保持部材とにおいて、ホルダ部材の被圧入部へ固定部材を圧入する圧入方向をそれぞれ同じ方向とすることができる。よって、一対の保持部材の組み立て（ホルダ部材の被圧入部への固定部材の圧入）を一工程で行えるので、工数を削減して、その分、製品コストの削減を図ることができるという効果を奏する。

請求項４記載の発電素子によれば、請求項１から３のいずれかに記載の発電素子の奏する効果に加え、固定部材が、第１棒および第２棒の対向間に配設される規制部を備え、その規制部は、第１棒および第２棒の対向方向における規制部の寸法が、第１棒および第２棒の対向方向における永久磁石の寸法よりも大きくされるので、固定部材の挟持部による第１棒および第２棒の強固な挟持と、永久磁石の破損の抑制との両立を図ることができるという効果を奏する。

即ち、固定部材をホルダ部材の被圧入部に圧入し、固定部材の挟持部を撓ませることで、かかる固定部材の挟持部により第１棒および第２棒を挟み込んで（締め付けて）挟持する場合、第１棒および第２棒の間に規制部が介在されるので、挟持部から締め付け荷重が作用された第１棒および第２棒を規制部で受け止めることができ、その結果、固定部材の挟持部による第１棒および第２棒の挟持を強固に行うことができる。一方で、規制部の上記寸法が永久磁石の上記寸法よりも大きくされるので、第１棒および第２棒の永久磁石へ向かう方向への変位を規制部により規制して、第１棒および第２棒の対向間で永久磁石が押圧されることを抑制でき、その結果、ぜい性材料である永久磁石の破損を抑制することができる。

請求項５記載の発電素子によれば、請求項４記載の発電素子の奏する効果に加え、固定部材は、規制部が永久磁石よりも第１棒および第２棒の軸方向中央側に配設されるので、一対の保持部材の内の一方の保持部材と他方の保持部材との間に存在する部分の長さである第１棒および第２棒の自由長を、発電中の振動の状態によらず一定として、発電を安定させることができるという効果を奏する。

即ち、規制部が永久磁石よりも第１棒および第２棒の対向方向の寸法が大きくされるので、固定部材の挟持部に第１棒および第２棒が挟持された状態では、第１棒および第２棒の対向面と永久磁石の外面との間に隙間が形成される。

よって、永久磁石が規制部よりも第１棒および第２棒の軸方向中央側に配設される（即ち、第１棒および第２棒の自由長の両端に永久磁石が配設される）場合には、一対の保持部材の相対移動の大きさ（即ち、発電中の振動の状態）によっては、振り子運動（曲げ変形）に伴い、第１棒および第２棒が永久磁石に当接または離間を繰り返しつつ振動するモードが発生し、第１棒および第２棒の自由長が一定とならず不確かとなる。そのため、発電が不安定となる。

これに対し、請求項５によれば、固定部材の挟持部および規制部の間に第１棒および第２棒が挟持されこれら挟持部および規制部と第１棒および第２棒との間に隙間が形成されないので、この挟持された部分を起点として、第１棒および第２棒を振り子運動（曲げ変形）させることができる。よって、一対の保持部材の相対移動の大きさ（即ち、発電中の振動の状態）によらず、第１棒および第２棒の自由長を一定として、発電を安定させることができる。

請求項６記載の発電素子によれば、請求項１から５のいずれかに記載の発電素子の奏する効果に加え、固定部材の挟持部は、第１棒および第２棒と永久磁石とが配設される空間が、第１棒および第２棒を挟み込む方向と第１棒および第２棒の軸方向とにそれぞれ直交する方向の少なくとも一方側が開放して形成されるので、上記空間に第１棒および第２棒と永久磁石とを配設する場合に、これら第１棒および第２棒と永久磁石とを、第１棒および第２棒の軸方向に沿って上記空間へ挿入する必要がなく、上記空間の開放する一方側から配設することができる。よって、第１棒および第２棒と永久磁石とを上記空間に配設する作業の作業性の向上を図ることができるという効果を奏する。

一方、このように、固定部材の挟持部において、上記空間の少なくとも一方側が開放されていると、発電中に、上記空間の開放する一方側から永久磁石が外部へ脱落するおそれがあるところ、ホルダ部材の被圧入部は、固定部材の挟持部が圧入される一対の対向部を連結する一対の連結部を備えるので、かかる一対の連結部の一方により、上記空間の開放する一方側を閉塞することができ、その結果、永久磁石が外部へ脱落することを抑制することができるという効果を奏する。

また、このように、ホルダ部材の被圧入部が、一対の対向部が一対の連結部に連結されることで、被圧入部の剛性の向上を図ることができるので、ホルダ部材の被圧入部へ固定部材を圧入する際には、一対の対向部が変形することを抑制することができる。これにより、圧入荷重に基づく締め付け荷重の調整を精度良く行うことができるという効果を奏する。

（ａ）は、本発明の第１実施の形態における発電装置の上面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）の矢印Ｉｂ方向視における発電装置の側面図である。 （ａ）は、固定部材の側面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線における固定部材の断面図であり、（ｃ）は、図２（ａ）の矢印ＩＩｃ方向視における固定部材の側面図である。 （ａ）は、ホルダ部材の側面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）の矢印ＩＩＩｂ方向視におけるホルダ部材の側面図である。 （ａ）は、ホルダ部材に固定部材が圧入される前の状態における発電素子の側面図であり、（ｂ）は、ホルダ部材に固定部材を圧入する圧入工程における発電素子の側面図である。 第２実施の形態における発電素子の部分拡大側面図である。 （ａ）は、ホルダ部材の側面図であり、（ｂ）は、図６（ａ）の矢印ＶＩｂ方向から視たホルダ部材の側面図であり、（ｃ）は、図６（ｂ）のＶＩｃ−ＶＩｃ線におけるホルダ部材の断面図である。 第３実施の形態における発電素子の部分拡大側面図である。 （ａ）は、ホルダ部材の側面図であり、（ｂ）は、図８（ａ）の矢印ＶＩＩＩｂ方向から視たホルダ部材の側面図であり、（ｃ）は、図８（ｂ）のＶＩＩＩｃ−ＶＩＩＩｃ線におけるホルダ部材の断面図である。 第４実施の形態における発電素子の部分拡大側面図である。 （ａ）は、固定部材の側面図であり、（ｂ）は、図１０（ａ）のＸｂ−Ｘｂ線における固定部材の断面図であり、（ｃ）は、図１０（ａ）の矢印Ｘｃ方向視における固定部材の側面図である。 （ａ）は、ホルダ部材の側面図であり、（ｂ）は、図１１（ａ）のＸＩｂ−ＸＩｂ線におけるホルダ部材の断面図である。 第５実施の形態における発電素子の部分拡大側面図である。 （ａ）は、固定部材の側面図であり、（ｂ）は、図１３（ａ）のＸＩＩＩｂ−ＸＩＩＩｂ線における固定部材の断面図であり、（ｃ）は、図１３（ａ）の矢印ＸＩＩＩｃ方向視における固定部材の側面図である。 （ａ）は、本発明の第６実施の形態における発電装置の上面図であり、（ｂ）は、図１４（ａ）の矢印ＸＩＶｂ方向視における発電装置の側面図である。 （ａ）は、固定部材の側面図であり、（ｂ）は、図１５（ａ）のＸＶｂ−ＸＶｂ線における固定部材の断面図であり、（ｃ）は、図１５（ａ）の矢印ＸＶｃ方向視における固定部材の側面図である。 （ａ）は、従来の発電素子の正面図であり、（ｂ）は、図１６（ａ）の矢印ＸＶＩｂ方向視における発電素子の側面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、図１から図４を参照して、第１実施の形態における発電装置１について説明する。図１（ａ）は、本発明の第１実施の形態における発電装置１の上面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の矢印Ｉｂ方向視における発電装置１の側面図である。なお、図１では、永久磁石３１，３２の磁極の向きの理解を容易とするために、その磁性を「Ｎ」「Ｓ」の表記を利用して便宜的に図中に図示する。

図１に示すように、発電素子１は、振動体に対し、一対の保持部材６０の内の一方を固着すると共に他方を自由端とした状態で設置され、振動体の振動に伴って、第１棒１１及び第２棒１２の軸直角方向（図１（ｂ）上下方向）へ他方の保持部材６０を振り子運動（自由振動）させて使用される。この場合、振り子運動に伴う曲げ変形により軸方向の伸張および収縮が第１棒１１に発生することで、第１棒１１の軸方向と平行な方向に磁束密度が変化し、コイル２０に電流が発生することで、発電が行われる。

発電素子１は、磁歪材料から構成される第１棒１１及び第２棒１２と、第１棒に巻回されるコイル２０と、第１棒１１及び第２棒１２の軸方向一端側（図１（ｂ）左側）及び他端側（図１（ｂ）右側）においてこれら第１棒１１及び第２棒１２の対向間に挟装される一対の永久磁石３１，３２と、第１棒１１及び第２棒１２の軸方向一端側および他端側にそれぞれ取着され第１棒１１及び第２棒１２の対向間に永久磁石３１，３２が挟装された状態を保持する一対の保持部材６０とを備える。

第１棒１１及び第２棒１２は、厚み寸法（図１（ｂ）上下方向寸法）に対して高さ寸法（図１（ａ）上下方向寸法）が大きな断面長方形（即ち、断面が長辺（高さ方向に沿う辺）及び短辺（厚み方向に沿う辺）を有する長方形）から長尺板状に形成される。

これら第１棒１１及び第２棒１２は、互いに同一形状（寸法）に形成されると共に、面積が大きな側面（即ち、断面において長辺を含む側面）同士を対向させて平行に配置される。なお、第２棒１２は、第１棒１１よりも磁歪効果の低い磁歪材料から構成される。本実施の形態では、第１棒１１が鉄ガリウム合金から、第２棒１２が鉄鋼材料から、それぞれ構成される。

コイル２０は、銅線から構成される線材を第１棒１１に巻回したコイルである。コイル２０と第１棒１１との間には隙間が設けられる。永久磁石３１，３２は、第１棒１１にバイアス磁界を付与するための部材（永久磁石）であり、それぞれ断面矩形の棒状に形成される。なお、永久磁石３１，３２は、対向挟持対向部４２，４３の対向方向（図１（ｂ）上下方向）の寸法が厚み寸法Ｗ２とされる（図４参照）。

永久磁石３１，３２は、互いに磁極を違えて配設される。即ち、永久磁石３１は、第１棒１１に接続される面側（図１（ｂ）上側）にＮ極、第２棒１２に接続される面側（図１（ｂ）下側）にＳ極が配置される一方、これとは反対に、永久磁石３２は、第１棒１１に接続される面側にＳ極、第２棒１２に接続される面側にＮ極が配置される。

これにより、第１棒１１と、第２棒１２と、永久磁石３１，３２とにより磁気ループが形成され、永久磁石３１，３２の起磁力によるバイアス磁界が第１棒１１に付与される。その結果、第１棒１１の磁化容易方向（磁化の方向または磁化が生じ易い方向）が、第１棒１１の軸方向（長手方向）に設定される。

永久磁石３１，３２は、固定部材４０に形成（凹設）された収容空間に配設される。この収容空間の内面（挟持対向部４２，４３の対向面４２ｂ，４３ｂ、規制部４４の対向面および連結部４５の対向面、図２参照）や第１棒１１及び第２棒１２の側面と、永久磁石３１，３２の対向面（側面）との対向間には隙間が形成され、この隙間に充填した接着剤により、永久磁石３１，３２が固定部材４０に固着される。

保持部材６０は、第１棒１１及び第２棒１２の軸方向一端側および他端側にそれぞれ取着される一対の固定部材４０と、それら一対の固定部材４０がそれぞれ圧入されるホルダ部材５０とを備える。固定部材４０及びホルダ部材５０は、非磁性材料（本実施の形態では、アルミニウム合金）から構成される。ここで、図２及び図３を参照して、固定部材４０及びホルダ部材５０の詳細構成について説明する。

図２（ａ）は、固定部材４０の側面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線における固定部材４０の断面図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）の矢印ＩＩｃ方向視における固定部材４０の側面図である。

図２に示すように、固定部材４０は、ブロック状に形成されるベース部４１と、そのベース部４１の側面（図２（ａ）紙面手前側面）から突設されると共に所定間隔を隔てて対向される挟持対向部４２，４３と、それら挟持対向部４２，４３の対向間に位置しつつベース部４１の側面から突設される規制部４４と、挟持対向部４２，４３の対向間を連結しつつベース部４１の側面から突設される連結部４５とを備える。なお、固定部材４０は、高さ方向（図２（ａ）上下方向）中央に位置する仮想平面（図示せず）に対して面対称に形成される。

挟持対向部４２，４３は、第１棒１１及び第２棒１２を永久磁石３１，３２へ向かう方向に挟み込んで挟持する部位であり（図１参照）、対向面４２ａ，４２ｂ及び対向面４３ａ，４３ｂがそれぞれ対向して形成される。対向面４２ａ，４２ｂ及び対向面４３ａ，４３ｂの対向間に形成される空間に、第１棒１１、第２棒１２及び永久磁石３１，３２がそれぞれ収容される（図１参照）。

なお、対向面４２ａ，４３ａは互いに平行とされ、それら対向面４２ａ，４３ａの対向間隔（図２（ａ）上下方向の寸法）は、第１棒１１、第２棒１２及び永久磁石３１，３２の厚み寸法（図１（ｂ）上下方向寸法）の合計よりも所定量（本実施の形態では０．０２ｍｍ）だけ大きくされる。同様に、対向面４２ｂ，４３ｂは互いに平行とされ、それら対向面４３ａ，４３ｂの対向間隔は、永久磁石３１，３２の厚み寸法よりも所定量（本実施の形態では０．０２ｍｍ）だけ大きくされる。

ベース部４１及び挟持対向部４２，４３（即ち、固定部材４０）の上面側および下面側（図２（ａ）上側または下側）には、固定部材４０をホルダ部材５０へ圧入する際の圧入方向に沿って傾斜する傾斜面４２ｃ及び傾斜面４３ｃが形成される。傾斜面４２ｃ及び傾斜面４３ｃは、規制部４４から連結部４５へ向かうに従って互いに異なる方向に傾斜（図２（ａ）に示す側面視において、傾斜面４２ｃは下降傾斜、傾斜面４３ｃは上昇傾斜）する傾斜面として形成される。この傾斜（勾配）によって、固定部材４０（ベース部４１及び挟持対向部４２，４３）は、図２（ａ）に示す側面視において、第１棒１１及び第２棒１２の軸方向中央から軸方向端部へ向かうに従って先細りとなる形状に形成される（図１参照）。

なお、傾斜面４２ｃ，４３ｃは、水平面（上述した固定部材４０の対称面となる仮想平面）に対し傾斜角度θ１で傾斜される。この傾斜角度θ１は、本実施の形態では、２度に設定される。

規制部４４は、図２（ａ）に示す側面視形状が矩形とされる部位であり、挟持対向部４２，４３の対向面４２ａ，４３ａに対して所定の間隔を隔てて配設される。規制部４４と挟持対向部４２，４３の対向面４２ａ，４３ａとの間の間隔（図２（ａ）上下方向寸法）は、第１棒１１及び第２棒１２の厚み寸法（図１（ｂ）上下方向寸法）と同等または若干大きくされる。また、規制部４４は、挟持対向部４２，４３の対向方向（図２（ａ）上下方向）の寸法である厚み寸法Ｗ１が、永久磁石３１，３２の厚み寸法Ｗ２（図４参照）よりも大きくされる。

なお、本実施の形態では、規制部４４の厚み寸法Ｗ１が、連結部４５側に位置する対向面４２ｂ，４３ｂの対向間隔（図２（ａ）上下方向寸法）と同等に設定される。

挟持対向部４２，４３及び規制部４４は、連結部４５の反対側に位置する端面（図２（ａ）左側の面）が面一に形成されると共に、第１棒１１及び第２棒１２の軸方向に垂直な平坦面として形成される（図１参照）。

連結部４５は、固定部材４０の先細りとなる側（規制部４４の反対側、図２（ａ）右側）に位置し、ベース部４１の側面からの高さ寸法（図２（ｂ）上下方向寸法）が、挟持対向部４２，４３及び規制部４４の高さ寸法と同一に設定される。連結部４５が対向面４２ｂ，４３ｂの間に介在することで、固定部材４０をホルダ部材５０へ圧入する際に（図４参照）、寸法公差が存在する場合や、圧入工程の精度が不足した場合でも、永久磁石３１，３２が対向面４２ｂ，４３ｂに押圧されることを抑制して、かかる永久磁石３１，３２が破損することを抑制できる。

図３を参照して、ホルダ部材５０について説明する。図３（ａ）は、ホルダ部材５０の側面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の矢印ＩＩＩｂ方向視におけるホルダ部材５０の側面図である。

ホルダ部材５０は、略直方体形状のベース部５１と、そのベース部５１の一側（図３（ａ）左側）から突設されると共に所定間隔を隔てて対向して配設される被圧入対向部５２，５３とを備える。なお、ホルダ部材５０は、高さ方向（図３（ａ）上下方向）中央に位置する仮想平面（図示せず）に対して面対称に形成される。

被圧入対向部５２，５３は、固定部材４０が圧入される部位であり、それら被圧入対向部５２，５３の互いに対向する面には、固定部材４０をホルダ部材５０へ圧入する際の圧入方向に沿って傾斜する傾斜面５２ａ，５３ａが形成される。傾斜面５２ａ，５３ａは、被圧入対向部５２，５３の突設先端側からベース部５１へ向かうに従って互いに異なる方向に傾斜（図３（ａ）に示す側面視において、傾斜面５２ａは下降傾斜、傾斜面５３ａは上昇傾斜）する傾斜面として形成される。この傾斜（勾配）によって、傾斜面５２ａ，５３ａの対向間隔は、ベース部５１へ向かうに従って狭くなる。

なお、傾斜面５２ａ，５３ａは、水平面（上述したホルダ部材５０の対称面となる仮想平面）に対し傾斜角度θ２で傾斜される。この傾斜角度θ２は、本実施の形態では、傾斜角度θ１（図２（ａ）参照）と同一とされ、２度に設定される。

次いで、図４を参照して、発電素子１の組み立て方法について説明する。図４（ａ）は、ホルダ部材５０に固定部材４０が圧入される前の状態における発電素子１の側面図であり、図４（ｂ）は、ホルダ部材５０に固定部材４０を圧入する圧入工程における発電素子１の側面図である。

図４（ａ）に示すように、発電素子１の組み立ては、まず、コイル２０に第１棒１１を挿通させ、その第１棒１１及び第２棒１２の軸方向端部を、固定部材４０の収容空間に配設すると共に、永久磁石３１，３２を、固定部材４０の収容空間（第１棒１１及び第２棒１２の対向間）に配設し、接着剤により接着固定する。次いで、ホルダ部材５０の被圧入対向部５２，５３の対向間へ固定部材４０を、第１棒１１及び第２棒１２の軸方向（図４（ａ）左右方向）を圧入方向として、圧入する。但し、永久磁石３１，３２の収容空間への取り付け（接着剤による接着固定）は、圧入が完了した後に行っても良い。

なお、固定部材４０は、上述したように、ベース部４１の側面から挟持対向部４２，４３が突設されることで、第１棒１１及び第２棒１２と永久磁石３１，３２とを収容する収容空間が形成される（図２参照）。即ち、かかる収容空間は、ベース部４１と反対側（即ち、第１棒１１及び第２棒１２を挟み込む方向と第１棒１１及び第２棒１２の軸方向とにそれぞれ直交する方向の一方側、図４（ａ）紙面手前側）が開放して形成されるので、かかる収容空間に第１棒１１及び第２棒１２と永久磁石３１，３２とを容易に配設することができる。

即ち、第１棒１１及び第２棒１２と永久磁石３１，３２とを、例えば、第１棒１１及び第２棒１２の軸方向に沿って、固定部材４０の端面（図４（ａ）左側面）の開口から収容空間へ挿入する必要がなく、収容空間の開放する面全体を利用することができる。よって、第１棒１１及び第２棒１２と永久磁石３１，３２とを固定部材４０（収容空間）に配設する作業の作業性の向上を図ることができる。

図４（ｂ）に示すように、固定部材４０（挟持対向部４２，４３）の外面（傾斜面４２ｃ，４３ｃ）とホルダ部材５０の被圧入対向部５２，５３の内面（傾斜面５２ａ，５３ａ）とが、圧入方向に沿って傾斜する傾斜面として形成されるので、圧入の進行に伴い、固定部材４０（挟持対向部４２，４３）の傾斜面４２ｃ，４３ｃが、ホルダ部材５０の被圧入対向部５２，５３における傾斜面５２ａ，５３ａにより押圧される。これにより、挟持対向部４２，４３が互いに近接する方向（永久磁石３１，３２及び規制部４４を挟み込む方向）へ向けて撓み変形され、第１棒１１及び第２棒１２が挟持される。その結果、発電素子１の組み立てが完了される。

発電素子１によれば、第１棒１１のみにコイル２０が巻回され、第２棒１２にコイル２０を巻回する必要がないので、その分、部品点数の削減を図ることができる。また、第２棒１２にコイル２０を巻回する必要がなければ、本来、第２棒１２にコイル２０を巻回するためのスペースを利用して、第１棒１１に巻回されるコイル２０の巻き数を増加させることができる。よって、第１棒１１と第２棒１２との対向間の距離を拡大することなく、発電効率の向上を図ることができる。

ここで、発電素子１の構造では、第１棒１１にその軸方向（図４（ｂ）左右方向）に沿って形成される磁界の方向と第２棒１２にその軸方向（図４（ｂ）左右方向）に沿って形成される磁界の方向とが逆方向となる。よって、発電中、第１棒１１及び第２棒１２が伸張または収縮される際に、軸方向と平行な方向の磁束密度の変化が逆方向となり互いに打ち消し合う。そのため、磁束密度の変化が低減され、発電効率の低下を招く。

この場合、発電素子１によれば、第２棒１２（即ち、コイルが巻回されない磁歪棒）が第１棒１１よりも磁歪効果の低い磁歪材料から構成されるので、発電中、第１棒１１及び第２棒１２が伸張または収縮される際には、第２棒１２における軸方向と平行な方向の磁束密度の変化を少なくできる。よって、第２棒１２における軸方向と平行な方向の磁束密度の変化によって、第１棒１１における軸方向と平行な方向の磁束密度の変化が打ち消されることを抑制できるので、その分、発電に必要な第１棒１１における軸方向と平行な方向の磁束密度の変化を確保して、発電効率の向上を図ることができる。

また、第２棒１２を、磁歪効果の高い磁歪材料から構成する必要がなく、一般的な磁性材料（本実施の形態では鉄鋼材料）から構成することができるので、第１棒１１と比較して、第２棒１２の材料コストを削減でき、その分、発電素子１全体としての製品コストを削減できる。

固定部材４０をホルダ部材５０（被圧入対向部５２，５３の対向間）へ圧入する圧入工程においては、その圧入の進行に応じて、挟持対向部４２，４３が徐々に撓み変形して、第１棒１１及び第２棒１２を挟み込む（締め付ける）ので、圧入荷重を監視しつつ圧入工程を進行させることで、かかる圧入荷重に基づいて締め付け荷重の調整を容易に行うことができる。

よって、第１棒１１及び第２棒１２の対向間に挟装される永久磁石３１，３２の破損を抑制しつつ、第１棒１１及び第２棒１２を挟持対向部４２，４３が挟み込む（締め付ける）締め付け荷重をより大きく確保して、その挟持をより強固なものとすることができる。即ち、永久磁石３１，３２が対向間に挟装された第１棒１１及び第２棒１２を保持部材６０によって、確実に保持することができる。

また、固定部材４０は、第１棒１１及び第２棒１２の対向間に介在される規制部４４を備えるので、固定部材４０のホルダ部材５０への圧入に伴い、挟持対向部４２，４３の対向間で第１棒１１及び第２棒１２が挟み込まれる（締め付けられる）場合に、規制部４４により第１棒１１及び第２棒１２を受け止めることができる。即ち、挟持対向部４２の対向面４２ａと規制部４４との対向間で第１棒１１を、挟持対向部４３の対向面４３ａと規制部４４との対向間で第２棒１２を、それぞれ挟持することができるので、固定部材４０の挟持対向部４２，４３による第１棒１１及び第２棒１２の挟持を強固に行うことができる。

一方で、ぜい性材料からなる永久磁石３１，３２は破損し易いところ、第１棒１１及び第２棒１２の対向間に配設される規制部４４は、その厚み寸法Ｗ１（図２（ａ）参照）が、永久磁石３１，３２の厚み寸法Ｗ２よりも大きくされるので、第１棒１１及び第２棒１２の対向間で永久磁石３１，３２が押圧されることを抑制でき、永久磁石３１，３２の破損を抑制することができる。また、挟持対向部４２，４３の対向面４２ｂ，４３ｂにおいても、その対向間隔が、永久磁石３１，３２の厚み寸法Ｗ２よりも大きくされるので、それら対向面４２ｂ，４３ｂが永久磁石３１，３２を押圧することを抑制でき、永久磁石３１，３２の破損を抑制することができる。

また、固定部材４０は、規制部４４が永久磁石３１，３２よりも第１棒１１及び第２棒１２の軸方向中央側（図４（ｂ）左側）に配設されるので、第１棒１１及び第２部１２の自由長（一方（図１（ｂ）左側）の固定部材４０の挟持対向部４２，４３及び規制部４４の対向間に挟持される部分と、他方（図１（ｂ）右側）の固定部材４０の挟持対向部４２，４３及び規制部４４の対向間に挟持される部分との間に存在する部分の長さ）を、発電中の振動の状態によらず一定として、発電を安定させることができる。

例えば、規制部４４と永久磁石３１，３２の配設位置が逆の場合には、規制部４４の厚み寸法Ｗ１が永久磁石３１，３２の厚み寸法Ｗ２よりも大きくされ、第１棒１１及び第２棒１２と永久磁石３１，３２との間に隙間が形成されることから、一対の保持部材６０の相対移動の大きさ（即ち、発電中の振動の状態）によっては、振り子運動（曲げ変形）に伴い、第１棒１１及び第２棒１２が永久磁石３１，３２に当接または離間を繰り返しつつ振動するモードが発生し、第１棒１１及び第２棒１２の自由長が一定とならず不確かとなる。そのため、発電が不安定となる。

これに対し、発電素子１では、第１棒１１及び第２棒１２と永久磁石３１，３２との対向間に形成される隙間は、振動モードにほぼ影響を与えず、挟持対向部４２，４３と規制部４４との対向間に挟持された部分を起点として、第１棒１１及び第２棒１２を振り子運動（曲げ変形）させることができる。よって、一対の保持部材６０の相対移動の大きさ（即ち、発電中の振動の状態）によらず、第１棒１１及び第２棒１２の自由長を一定として、発電を安定させることができる。

ここで、固定部材４０のホルダ部材５０への圧入方向が、第１棒１１及び第２棒１２の軸方向と平行な方向（図４（ａ）左右方向）に設定され、固定部材４０（挟持対向部４２，４３）の傾斜面４２ｃ，４３ｃは、圧入方向に沿って傾斜する傾斜面として形成される。よって、傾斜面４２ｃ，４３ｃの傾斜方向（圧入方向）に沿った長さを確保することができ、その分、傾斜面４２ｃ，４３ｃの傾斜角度を緩やかとできる。その結果、圧入荷重に基づく締め付け荷重の調整を容易に且つ精度良く行い易くできると共に、ホルダ部材５０の被圧入対向部５２，５３から固定部材４０が抜け出し難くすることができる。

次いで、図５及び図６を参照して、第２実施の形態における発電素子２０１について説明する。第１実施の形態では、ホルダ部材５０の側面が開放して形成される場合を説明したが、第２実施の形態におけるホルダ２５０は、その側面を連結部２５５により閉封して形成される。なお、上述した第１実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。

図５は、第２実施の形態における発電素子２０１の部分拡大側面図である。また、図６（ａ）は、ホルダ部材２５０の側面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）の矢印ＶＩｂ方向から視たホルダ部材２５０の側面図であり、図６（ｃ）は、図６（ｂ）のＶＩｃ−ＶＩｃ線におけるホルダ部材２５０の断面図である。

なお、第２実施の形態における発電素子２０１は、保持部材２６０（ホルダ部材２５０）の構成が、第１実施の形態における発電素子１と異なり、その他の構成（第１棒１１、第２棒１２、コイル２０、永久磁石３１，３２及び固定部材４０）は、第１実施の形態における発電素子１と同一であるので、その説明は省略する。

図５及び図６に示すように、第２実施の形態における発電素子２０１は、保持部材２６０が、固定部材４０とホルダ部材２５０とからなる。ホルダ部材２５０は、略直方体形状のベース部５１と、そのベース部５１の一側（図６（ｃ）左側）から突設されると共に所定間隔を隔てて対向して配設される被圧入対向部２５２，２５３と、被圧入対向部２５２，２５３の対向間を連結すると共に所定間隔を隔てて対向して配設される一対の連結部２５４，２５５とを備え、非磁性材料（本実施の形態ではアルミニウム合金）から形成される。なお、ホルダ部材２５０は、高さ方向（図６（ｃ）上下方向）中央に位置する仮想平面（図示せず）に対して面対称に形成される。

被圧入対向部２５２，２５３は、固定部材４０が圧入される部位であり、それら被圧入対向部２５２，２５３の互いに対向する面には、固定部材４０をホルダ部材２５０へ圧入する際の圧入方向に沿って傾斜する傾斜面２５２ａ，２５３ａが形成される。傾斜面２５２ａ，２５３ａは、被圧入対向部２５２，２５３の突設先端側からベース部５１へ向かうに従って互いに異なる方向に傾斜（図６（ｃ）に示す段面視において、傾斜面２５２ａは下降傾斜、傾斜面２５３ａは上昇傾斜）する傾斜面として形成される。この傾斜（勾配）によって、傾斜面２５２ａ，２５３ａの対向間隔は、ベース部５１へ向かうに従って狭くなる。

なお、傾斜面２５２ａ，２５３ａは、水平面（上述したホルダ部材２５０の対称面となる仮想平面）に対し傾斜角度θ３で傾斜される。この傾斜角度θ３は、本実施の形態では、傾斜角度θ１（図２（ａ）参照）と同一とされ、２度に設定される。

連結部２５４，２５５は、非圧入対向部２５２，２５３の対向間を連結すると共に、ベース部５１からの突設長さ（図６（ｃ）左右方向寸法）が非圧入対向部２５２，２５３と同一とされる。これにより、ホルダ部材２５０は、図６（ｂ）に示す側面視において矩形枠状に形成されると共に、圧入方向一端側（図６（ｃ）左側）のみが開口する有底容器状に形成される。

連結部２５４，２５５の対向間隔（図６（ｂ）左右方向寸法）は、固定部材４０が圧入された場合に、連結部２５４，２５５の対向面と、固定部材４０、第１棒１１、第２棒１２、永久磁石３１，３２との間に若干の隙間が形成される寸法に設定される。

ここで、固定部材４０は、上述したように、永久磁石３１，３２の収容空間が一方側（図５紙面手前側）が開放して形成されるため、かかる収容空間に第１棒１１及び第２棒１２と永久磁石３１，３２とを配設する作業を容易とすることができる反面、発電中に、開放する一方側から永久磁石３１，３２が脱落するおそれがある。特に、永久磁石３１，３２は、その厚み寸法Ｗ２（図４（ａ）参照）が規制部４４の厚み寸法Ｗ１（図２（ａ）参照）よりも小さくされ、挟持対向部４２，４３からの締め付け荷重が作用されないように構成されるため、長時間の振動や一時的な強い外力の入力により、接着剤が剥がれて、脱落し易い。

これに対し、第２実施の形態における発電素子２０１によれば、ホルダ部材２５０が、被圧入対向部２５２，２５３を連結する連結部２５４，２５５を備えるので、かかる連結部２５４，２５５の一方（連結部２５５）により、収容空間の開放する一方側（図５紙面手前側）を閉塞することができ、その結果、永久磁石３１，３２が外部へ脱落することを抑制することができる。

また、このように、被圧入対向部２５２，２５３が連結部２５４，２５５に連結されることで、ホルダ部材２５０全体としての剛性を高めることができる。よって、ホルダ部材２５０の被圧入対向部２５２，２５３へ固定部材４０を圧入する際には、一対の被圧入対向部２５２，２５３が互いに離間する方向へ変形することを抑制することができる。これにより、圧入荷重に基づく締め付け荷重の調整を精度良く行うことができる。

次いで、図７及び図８を参照して、第３実施の形態における発電素子３０１について説明する。第１実施の形態では、ホルダ部材５０から固定部材４０が抜け出ることを、傾斜面４２ｃ，４３ｃと傾斜面５２ａ，５２ｂとの間の摩擦力により行う構造を説明したが、第３実施の形態における保持部材３６０は、摩擦力に加え、係止突起３４６を係止穴３５２ｂに係合させることによって、ホルダ部材３５０から固定部材３４０が抜け出ることを防止する。なお、上述した各実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。

図７は、第３実施の形態における発電素子３０１の部分拡大側面図である。また、図８（ａ）は、ホルダ部材３５０の側面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）の矢印ＶＩＩＩｂ方向から視たホルダ部材３５０の側面図であり、図８（ｃ）は、図８（ｂ）のＶＩＩＩｃ−ＶＩＩＩｃ線におけるホルダ部材３５０の断面図である。なお、図７では、ホルダ部材３５０の一部が部分的に断面視される。また、図７及び図８では、係止突起３４６及び係止穴３５２ｂが拡大されて図示されると共にその形状が模式的に図示される。

なお、第３実施の形態における発電素子３０１は、係止突起３４６及び係止穴３５２ｂの有無が、第１実施の形態における発電素子１と異なり、その他の構成は、第１実施の形態における発電素子１と同一であるので、その説明は省略する。

図７に示すように、第３実施の形態における発電素子２０１は、固定部材３４０に係止突起３４６が形成される。係止突起３４６は、半球状の突部であり、固定部材３４０の傾斜面４２ｃから上方（図７上側）へ向けて突設される。一方、ホルダ部材３５０には、係止穴３５２ｂが形成される。係止穴３５２ｂは、ホルダ部材３５０に固定部材３４０が圧入された場合に、係止突起３４６を受け入れるための凹部であり、係止突起３４６に対応する断面形状を有し、被圧入対向部５２の傾斜面５２ａに凹設される。

係止穴３５２ｂは、被圧入対向部５２の突設先端面（図８（ｃ）左側面）に一端が開口されると共に、その開口からベース部５１へ向かう方向（図８（ｃ）右方向）へ、圧入方向（図８（ｃ）左右方向）に沿って直線状に延設される。また、その直線状に延設される途中には、凹設深さが浅くされる部位（即ち、被圧入対向部５３へ向けて突出する突出部３５２ｂ１）が部分的に形成される。

よって、ホルダ部材３５０への固定部材３４０の圧入が開始されると、係止突起３４６が、係止穴３５２ｂの一端側の開口から内部へ挿入され、その係止穴３５２ｂの内部を移動される。更に圧入が進行されると、係止突起３４６が、突出部３５２ｂ１を乗り越えて、圧入が完了される。これにより、係止突起３４６が係止穴３５２ｂの突出部３５２ｂ１に係止され、圧入方向と反対方向へ移動されることを規制できる。

よって、例えば、一対の保持部材３６０の内の一方の保持部材３６０を振動体に固定し、他方の保持部材３６０を自由端とした場合に、発電中の振り子運動（自由振動）において、一方のホルダ部材３５０から固定部材３４０が抜け出ること、或いは、他方のホルダ部材３５０が固定部材３４０から抜け出ることを抑制することができる。

次いで、図９から図１１を参照して、第４実施の形態における発電素子４０１について説明する。第１実施の形態では、ホルダ部材５０に対する固定部材４０の圧入方向が第１棒１１及び第２棒１２の軸方向とされる場合を説明したが、第４実施の形態における保持部材４６０は、ホルダ部材４５０に対する固定部材４４０の圧入方向が、第１棒１１及び第２棒１２の軸方向と第１棒１１及び第２棒１２の対向方向とにそれぞれ直交する方向とされる。なお、上述した各実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。

図９は、第４実施の形態における発電素子４０１の部分拡大側面図である。なお、図９では、係止突起４４６及び係止穴４５２ｂが拡大されて図示されると共にその形状が模式的に図示される。後述する図１０及び図１１においても同様である。

なお、第４実施の形態における発電素子４０１は、保持部材４６０（固定部材４４０及びホルダ部材４５０）の構成が、第１実施の形態における発電素子１と異なり、その他の構成（第１棒１１、第２棒１２、コイル２０及び永久磁石３１，３２）は、第１実施の形態における発電素子１と同一であるので、その説明は省略する。

図９に示すように、第４実施の形態における保持部材４６０は、第１棒１１及び第２棒１２の軸方向一端側および他端側にそれぞれ取着される一対の固定部材４４０と、それら一対の固定部材４４０がそれぞれ圧入されるホルダ部材４５０とを備え、非磁性材料（本実施の形態では、アルミニウム合金）から構成される。

第４実施の形態では、固定部材４４０をホルダ部材４５０の被圧入対向部４５２，４５３へ圧入する圧入方向が、第１棒１１及び第２棒１２の軸方向（図９左右方向）と第１棒１１及び第２棒１２の対向方向（図９上下方向）とにそれぞれ直交する方向（図９紙面垂直方向）に設定される。ここで、図１０及び図１１を参照して、固定部材４４０及びホルダ部材４５０の詳細構成について説明する。

図１０（ａ）は、固定部材４４０の側面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＸｂ−Ｘｂ線における固定部材４４０の断面図であり、図１０（ｃ）は、図１０（ａ）の矢印Ｘｃ方向視における固定部材４４０の側面図である。

図１０に示すように、固定部材４４０は、ブロック状に形成されるベース部４４１と、そのベース部４４１の側面（図１０（ａ）紙面手前側面）から突設されると共に所定間隔を隔てて対向される挟持対向部４４２，４４３と、それら挟持対向部４４２，４４３の対向間に位置しつつベース部４４１の側面から突設される規制部４４と、挟持対向部４４２，４４３の対向間を連結しつつベース部４４１の側面から突設される連結部４５とを備える。なお、固定部材４４０は、高さ方向（図１０（ａ）上下方向）中央に位置する仮想平面（図示せず）に対して面対称に形成される。

固定部材４４０は、挟持対向部４４２，４４３における傾斜面４４２ｃ，４４３ｃの傾斜方向が異なる点と、その傾斜面４４２ｃに係止突起４４６が突設される点とを除き、その他の構成は、第１実施の形態における固定部材４０と同一に構成される。よって、その説明は省略する。

第４実施の形態における傾斜面４４２ｃ，４４３ｃは、固定部材４４０（ベース部４４１及び挟持対向部４４２，４４３）の上面側および下面側（図１０（ａ）上側または下側）に、固定部材４４０をホルダ部材４５０へ圧入する際の圧入方向（図１０（ｃ）左右方向）に沿って傾斜して形成される。

即ち、傾斜面４４２ｃ及び傾斜面４４３ｃは、ベース部４４１の挟持対向部４４２，４４３や規制部４４が形成される側（図１０（ｃ）右側）から反対側（図１０（ｃ）左側）へ向かうに従って互いに異なる方向に傾斜（図１０（ｃ）に示す側面視において、傾斜面４４２ｃは下降傾斜、傾斜面４４３ｃは上昇傾斜）する傾斜面として形成される。

よって、この傾斜（勾配）によって、固定部材４４０（ベース部４４１及び挟持対向部４４２，４４３）は、図１０（ｃ）に示す側面視において、圧入方向（図１０（ｃ）左方向）へ向けて先細りとなる形状に形成される。

なお、傾斜面４４２ｃ，４４３ｃは、水平面（上述した固定部材４４０の対称面となる仮想平面）に対し傾斜角度θ４で傾斜される。この傾斜角度θ４は、本実施の形態では、２度に設定される。

係止突起４４６は、半球状の突部であり、固定部材４４０の傾斜面４４２ｃから上方（図１０（ａ）上側）へ向けて突設される。係止突起４４６は、後述するように、固定部材４４０がホルダ部材４５０に圧入された場合に、ホルダ部材４５０に凹設される係止穴４５２ｂに挿入され係止される。

図１１を参照して、ホルダ部材４５０について説明する。図１１（ａ）は、ホルダ部材４５０の側面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＸＩｂ−ＸＩｂ線におけるホルダ部材４５０の断面図である。

ホルダ部材４５０は、略直方体形状のベース部５１と、そのベース部５１の一側（図１１（ａ）左側）から突設されると共に所定間隔を隔てて対向して配設される被圧入対向部４５２，４５３とを備える。なお、ホルダ部材４５０は、高さ方向（図１１（ａ）上下方向）中央に位置する仮想平面（図示せず）に対して面対称に形成される。

ホルダ部材４５０は、被圧入対向部４５２，４５３における傾斜面４５２ａ，４５３ａの傾斜方向が異なる点と、その傾斜面４５２ａに係止穴４５２ｂが凹設される点とを除き、その他の構成は、第１実施の形態におけるホルダ部材４５０と同一に構成される。よって、その説明は省略する。

第４実施の形態における傾斜面４５２ａ，４５３ａは、被圧入対向部４５２，４５３の互いに対向する面に、固定部材４４０をホルダ部材４５０へ圧入する際の圧入方向（図１１（ｂ）左右方向）に沿って傾斜して形成される。

即ち、傾斜面４５２ａ，４５３ａは、被圧入対向部４５２，４５３の圧入始端となる側（図１１（ｂ）右側）から圧入終端となる側（図１１（ｂ）左側）へ向かうに従って互いに異なる方向に傾斜（図１１（ｂ）に示す断面視において、傾斜面４５２ａは下降傾斜、傾斜面５３ａは上昇傾斜）する傾斜面として形成される。この傾斜（勾配）によって、傾斜面４５２ａ，４５３ａの対向間隔は、圧入始端側から圧入終端側へ向かうに従って狭くなる。

なお、傾斜面４５２ａ，４５３ａは、水平面（上述したホルダ部材４５０の対称面となる仮想平面）に対し傾斜角度θ５で傾斜される。この傾斜角度θ５は、本実施の形態では、傾斜角度θ４（図１０（ｃ）参照）と同一とされ、２度に設定される。

係止穴４５２ｂは、ホルダ部材４５０に固定部材４４０が圧入された場合に、係止突起４４６を受け入れるための凹部であり（図９参照）、係止突起４４６に対応する断面形状を有し、被圧入対向部４５２の傾斜面４５２ａに凹設される。

係止穴４５２ｂは、被圧入対向部４５２の一側の側面（圧入始端側）及び他側の側面（圧入終端側）に一端および他端がそれぞれ開口されると共に、それら両開口の間が、圧入方向（図１１（ｂ）左右方向）に沿って直線状に延設される。

図９に戻って、発電素子４０１の組み立て方法について説明する。発電素子４０１の組み立ては、第１実施の形態の場合と同様に、第１棒１１及び第２棒１２と永久磁石３１，３２とを固定部材４４０の収容空間に配設すると共に、永久磁石３１，３２を接着剤により接着固定する。次いで、ホルダ部材４５０の被圧入対向部４５２，４５３の対向間へ固定部材４４０を圧入する。但し、永久磁石３１，３２の収容空間への取り付け（接着剤による接着固定）は、圧入が完了した後に行っても良い。

ホルダ部材４５０へ固定部材４４０を圧入する際には、固定部材４４０の係止突起４４６を、ホルダ部材４５０における係止穴４５２ｂの一端側の開口からその内部へ挿入させる。

上述したように、固定部材４４０（挟持対向部４４２，４４３）の外面（傾斜面４４２ｃ，４４３ｃ）とホルダ部材４５０の被圧入対向部４５２，４５３の内面（傾斜面４５２ａ，４５３ａ）とが、圧入方向（図９紙面垂直方向）に沿って傾斜する傾斜面として形成されるので、圧入の進行に伴い、固定部材４４０（挟持対向部４４２，４４３）の傾斜面４４２ｃ，４４３ｃが、ホルダ部材４５０の被圧入対向部４５２，４５３における傾斜面４５２ａ，４５３ａにより押圧される。

これにより、挟持対向部４４２，４４３が互いに近接する方向（永久磁石３１，３２及び規制部４４を挟み込む方向）へ向けて撓み変形され、第１棒１１及び第２棒１２が挟持される。その結果、発電素子１の組み立てが完了される。

第４実施の形態における発電素子４０１によれば、挟持対向部４４２，４４３の対向面４２ａ，４３ａから傾斜面４４２ｃ，４４３ｃまでの間隔が、挟持対向部４４２，４４３の軸方向に沿って一定であるので、撓み変形された挟持対向部４４２，４４３による第１棒１１及び第２棒１２の挟持をその軸方向に沿って均一化することができる。

また、圧入により、係止突起４４６を、係止穴４５２ｂの内部に挿入させることができる。これにより、係止突起４４６を係止穴４５２ｂに係止させ、かかる係止により、ホルダ部材４５０と固定部材４４０との第１棒１１及び第２棒１２の軸方向への相対移動を規制できる。

よって、例えば、一対の保持部材４６０の内の一方の保持部材４６０を振動体に固定し、他方の保持部材４６０を自由端とした場合に、発電中の振り子運動（自由振動）において、一方のホルダ部材４５０から固定部材４４０が抜け出ること、或いは、他方のホルダ部材４５０が固定部材４４０から抜け出ることを抑制することができる。

また、固定部材４４０をホルダ部材４５０の被圧入対向部４５２，４５３へ圧入する圧入方向が、第１棒１１及び第２棒１２の軸方向と第１棒１１及び第２棒１２の対向方向とにそれぞれ直交する方向（図９紙面垂直方向）に設定されるので、第１棒１１及び第２棒１２の軸方向両端にそれぞれ取着される一対の保持部材４６０において、ホルダ部材４５０の被圧入部４５２，４５３へ固定部材４４０を圧入する圧入方向をそれぞれ同じ方向とすることができる。

よって、ホルダ部材４５０の被圧入部４５２，４５３への固定部材４４０の圧入を、軸方向一端側および他端側において別々で行う必要がなく、同時に行うことができる。従って、一対の保持部材４６０の組み立てを一工程で行うことが可能となり、工数を削減できるので、その分、製品コストの削減を図ることができる。

次いで、図１２及び図１３を参照して、第５実施の形態における発電素子５０１について説明する。第１実施の形態では、第１棒１１及び第２棒１２の軸方向端部が、永久磁石３１，３２を挟み込む場合を説明したが、第５実施の形態における第１棒１１及び第２棒１２は、その軸方向端部が、固定部材５４０の一部（第２規制部５４５ａ）を挟み込む。なお、上述した各実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。

なお、第５実施の形態における発電素子５０１は、保持部材５６０（固定部材５４０）及び永久磁石５３２の構成が、第１実施の形態における発電素子１と異なり、その他の構成（第１棒１１、第２棒１２、コイル２０及びホルダ部材５０）は、第１実施の形態における発電素子１と同一であるので、その説明は省略する。

図１２は、第５実施の形態における発電素子５０１の部分拡大側面図である。第５実施の形態における保持部材５６０は、第１棒１１及び第２棒１２の軸方向一端側および他端側にそれぞれ取着される一対の固定部材５４０と、それら一対の固定部材５４０がそれぞれ圧入されるホルダ部材５０とを備え、非磁性材料（本実施の形態では、アルミニウム合金）から構成される。

第５実施の形態では、固定部材５４０に第２規制部５４５ａが形成され、この第２規制部５４５ａにより、第１棒１１及び第２棒１２の軸方向端部の変位が規制される。なお、永久磁石５３２は、第１実施の形態における永久磁石３１，３２に対し、その軸方向長さ（図１２左右方向寸法）が異なる（短くされる）のみで、他の構成は同一であるので、その説明は省略する。ここで、図１３を参照して、固定部材５４０の詳細構成について説明する。

図１３（ａ）は、固定部材５４０の側面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＸＩＩＩｂ−ＸＩＩＩｂ線における固定部材５４０の断面図であり、図１３（ｃ）は、図１３（ａ）の矢印ＸＩＩＩｃ方向視における固定部材５４０の側面図である。なお、固定部材５４０は、高さ方向（図上下方向）中央に位置する仮想平面（図示せず）に対して面対称に形成される。

第５実施の形態における固定部材５４０は、挟持対向部５４２，５４３（連結部５４５の大きさ及び第２規制部５４５ａの有無）が異なる点を除き、その他の構成は、第１実施の形態における固定部材４０と同一に構成される。よって、その説明は省略する。

連結部５４５は、固定部材５４０の先細りとなる側（規制部４４の反対側、図１３（ａ）右側）に位置し、挟持対向部５４２，５４３の対向間を連結する。即ち、第５実施の形態では、第１実施の形態における対向面４２ｂ，４３ｂ（図２（ａ）参照）に相当する領域が、連結部５４５により連結される。

この連結部５４５の規制部４４側（図１３（ａ）左側）の側面には、第２規制部５４５ａが連設される。第２規制部５４５ａは、図１３（ａ）に示す側面視形状が矩形とされる部位であり、挟持対向部５４２，５４３の対向面４２ａ，４３ａに対して所定の間隔を隔てて配設される。

第２規制部５４５ａは、挟持対向部５４２，５４３の対向方向（図１３（ａ）上下方向）の寸法である厚み寸法Ｗ３が、規制部４４の厚み寸法Ｗ１と同一とされる。よって、第２規制部５４５ａと対向面４２ａ，４３ａとの間の間隔（図１３（ａ）上下方向寸法）が、第１棒１１及び第２棒１２の厚み寸法（図１２上下方向寸法）と同等または若干大きくされると共に、第２規制部５４５ａの厚み寸法Ｗ３が、永久磁石５３２の厚み寸法よりも大きくされる。

挟持対向部４２，４３及び規制部４４は、連結部４５の反対側に位置する端面（図２（ａ）左側の面）が面一に形成されると共に、第１棒１１及び第２棒１２の軸方向に垂直な平坦面として形成される（図１参照）。

このように、第５実施の形態における発電素子５０１によれば、第２規制部５４５ａが第１棒１１及び第２棒１２の軸方向端部（図１２右側）の対向間に介在することで、固定部材５４０をホルダ部材５０へ圧入し、挟持対向部５４２，５４３が永久磁石５３２を挟み込む方向へ変位する際に、寸法公差が存在する場合や、圧入工程の精度が不足した場合でも、永久磁石５３２が第１棒１１及び第２棒１２の軸方向端部に押圧されることを抑制して、かかる永久磁石５３２が破損することを抑制できる。

また、第１棒１１及び第２棒１２を、挟持対向部５４２，５４３と規制部４４との対向間だけでなく、挟持対向部５４２，５４３と第２規制部５４５ａとの対向間でも挟持することができるので、固定部材５４０の挟持対向部５４２，５４３による第１棒１１及び第２棒１２の挟持を強固に行うことができる。よって、固定部材５４０（保持部材５６０）から第１棒１１及び第２棒１２が抜け出る（脱落する）ことを抑制できる。

次いで、図１４及び図１５を参照して、第６実施の形態における発電素子６０１について説明する。第１実施の形態では、第１棒１１及び第２棒１２を備える発電素子１について説明したが、第６実施の形態における発電素子６０１は、第１棒１１、第２棒６１２及び中間棒６１３を備える。なお、上述した各実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。

図１４（ａ）は、本発明の第６実施の形態における発電装置６０１の上面図であり、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）の矢印ＸＩＶｂ方向視における発電装置６０１の側面図である。なお、図１４では、一端側磁石３１ａ，３１ｂ及び他端側磁石３２ａ，３２ｂの磁極の向きの理解を容易とするために、その磁性を「Ｎ」「Ｓ」の表記を利用して便宜的に図中に図示する。

図１４に示すように、第６実施の形態における発電素子６０１は、第１実施の形態の場合と同様に、振動体に対し、一対の保持部材６６０の内の一方を固着すると共に他方を自由端とした状態で設置され、振動体の振動に伴って、第１棒１１、第２棒６１２及び中間棒６１３の軸直角方向（図１４（ｂ）上下方向）へ他方の保持部材６６０を振り子運動（自由振動）させて使用される。この場合、振り子運動に伴う曲げ変形により軸方向の伸張および収縮が第１棒１１及び第２棒６１２に発生することで、第１棒１１及び第２棒６１２の軸方向と平行な方向に磁束密度が変化し、各コイル２０に電流が発生することで、発電が行われる。なお、本実施の形態では、振動体が自動車のエンジンとされる。

発電素子６０１は、磁歪材料から構成される第１棒１１、第２棒６１２及び中間棒６１３と、第１棒１１及び第２棒６１２にそれぞれ巻回される一対のコイル２０と、第１棒１１、第２棒６１２及び中間棒６１３の軸方向一端側（図１４（ｂ）左側）において第１棒１１と中間棒１３との対向間および中間棒１３と第２棒１２との対向間にそれぞれ挟装される一端側磁石３１ａ，３１ｂと、第１棒１１、第２棒６１２及び中間棒６１３の軸方向他端側（図１４（ｂ）右側）において第１棒１１と中間棒６１３との対向間および中間棒６１３と第２棒１２との対向間にそれぞれ挟装される他端側磁石３２ａ，３２ｂと、第１棒１１、第２棒６１２及び中間棒６１３の軸方向一端側および他端側にそれぞれ取着され第１棒１１、第２棒６１２及び中間棒６１３の対向間に一端側磁石３１ａ，３１ｂ及び他端側磁石３２ａ，３２ｂが挟装された状態を保持する一対の保持部材６６０とを備える。

第１棒１１、第２棒６１２及び中間棒６１３は、厚み寸法（図１４（ｂ）上下方向寸法）に対して高さ寸法（図１４（ａ）上下方向寸法）が大きな断面長方形（即ち、断面が長辺（高さ方向に沿う辺）及び短辺（厚み方向に沿う辺）を有する長方形）から長尺板状に形成される。

これら第１棒１１、第２棒６１２及び中間棒６１３は、互いに同一形状（寸法）に形成されると共に、面積が大きな側面（即ち、断面において長辺を含む側面）同士を互いに対向させて平行に配置される。なお、第１棒１１及び第２棒６１２は、同一の磁歪材料から構成され、中間棒６１３は、第１棒１１及び第２棒６１２よりも磁歪効果の低い磁歪材料から構成される。なお、本実施の形態では、第１棒１１及び第２棒６１２が鉄ガリウム合金から、第２棒６１２が鉄鋼材料から、それぞれ構成される。

コイル２０は、銅線から構成される線材を第１棒１１及び第２棒６１２にそれぞれ巻回したコイルである。コイル２０と第１棒１１及び第２棒６１２との間には隙間が設けられる。

一端側磁石３１ａ，３１ｂ及び他端側磁石３２ａ，３２ｂは、第１棒１１及び第２棒６１２にバイアス磁界を付与するための部材（永久磁石）であり、それぞれ断面矩形の棒状に形成される。

一端側磁石３１ａ，３１ｂは、中間棒６１３へ互いに同じ磁極を向けて配設され、他端側磁石３２ａ，３２ｂは、中間棒６１３へ互いに磁極であって一端側磁石３１ａ，３１ｂとは異なる磁極を向けて配設される。

即ち、一端側磁石３１ａ，３１ｂは、一端側磁石３１ａが、第１棒１１に接続される面側（図１４（ｂ）上側）にＳ極、中間棒６１３に接続される面側（図１４（ｂ）下側）にＮ極を向けて配設されると共に、一端側磁石３１ｂが、中間棒６１３に接続される面側にＮ極、第２棒６１２に接続される面側にＳ極を向けて配設される。

一方、これとは逆に、他端側磁石３２ａ，３２ｂは、他端側磁石３２ａが、第１棒１１に接続される面側（図１４（ｂ）上側）にＮ極、中間棒６１３に接続される面側（図１４（ｂ）下側）にＳ極を向けて配設されると共に、他端側磁石３２ｂが、中間棒６１３に接続される面側にＳ極、第２棒６１２に接続される面側にＮ極を向けて配設される。

これにより、第１棒１１及び中間棒６１３と一端側磁石３１ａ及び他端側磁石３２ａ並びに中間棒６１３及び第２棒６１２と一端側磁石３１ｂ及び他端側磁石３２ｂとによりそれぞれ磁気ループが形成されると共に、一端側磁石３１ａ，３１ｂ及び他端側磁石３２ａ，３２ｂの起磁力によるバイアス磁界が第１棒１１及び第２棒６１２に付与される。その結果、第１棒１１及び第２棒６１２の磁化容易方向（磁化の方向または磁化が生じ易い方向）が、第１棒１１及び第２棒６１２の軸方向（長手方向）に設定される。

一端側磁石３１ａ，３１ｂ及び他端側磁石３２ａ，３２ｂは、固定部材６４０に形成（凹設）された収容空間に配設される。この収容空間の内面（挟持対向部６４２，６４３の対向面６４２ｂ，６４３ｂ、規制部６４４の対向面および連結部６４５の対向面、図１５参照）や第１棒１１、第２棒６１２及び中間棒６１３の側面と、一端側磁石３１ａ，３１ｂ及び他端側磁石３２ａ，３２ｂの対向面（側面）との対向間には隙間が形成され、この隙間に充填した接着剤により、一端側磁石３１ａ，３１ｂ及び他端側磁石３２ａ，３２ｂが固定部材４０に固着される。

保持部材６６０は、第１棒１１、第２棒６１２及び中間棒６１３の軸方向一端側および他端側にそれぞれ取着される一対の固定部材６４０と、それら一対の固定部材６４０がそれぞれ圧入されるホルダ部材６５０とを備える。固定部材６４０及びホルダ部材６５０は、非磁性材料（本実施の形態では、アルミニウム合金）から構成される。ここで、図１５を参照して、固定部材６４０の詳細構成について説明する。

図１５（ａ）は、固定部材６４０の側面図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のＸＶｂ−ＸＶｂ線における固定部材６４０の断面図であり、図１５（ｃ）は、図１５（ａ）の矢印ＸＶｃ方向視における固定部材６４０の側面図である。

図１５に示すように、固定部材６４０は、ブロック状に形成されるベース部６４１と、そのベース部６４１の側面（図１５（ａ）紙面手前側面）から突設されると共に所定間隔を隔てて対向される挟持対向部６４２，６４３と、それら挟持対向部６４２，６４３の対向間に位置しつつベース部６４１の側面から突設される一対の規制部６４４と、挟持対向部６４２，６４３の対向間を連結しつつベース部６４１の側面から突設される連結部６４５と、その連結部６４５の規制部６４４側の側面に連設される第２規制部６４５ａを備える。なお、固定部材６４０は、高さ方向（図１５（ａ）上下方向）中央に位置する仮想平面（図示せず）に対して面対称に形成される。

挟持対向部６４２，６４３は、第１棒１１及び第２棒６１２を、中間棒６１３並びに一端側磁石３１ａ，３１ｂ及び他端側磁石３２ａ，３２ｂへ向かう方向に挟み込んで挟持する部位であり（図１４参照）、対向面６４２ａ，６４２ｂ及び対向面６４３ａ，６４３ｂがそれぞれ対向して形成される。対向面６４２ａ，６４２ｂ及び対向面６４３ａ，６４３ｂの対向間に形成される空間に、第１棒１１、第２棒６１２、中間棒６１３及び各磁石３１ａ〜３２ｂがそれぞれ収容される（図１４参照）。

なお、対向面６４２ａ，６４３ａは互いに平行とされ、それら対向面６４２ａ，６４３ａの対向間隔（図１５（ａ）上下方向の寸法）は、第１棒１１、第２棒６１２、中間棒６１３、一端側磁石３１ａ，３１ｂ及び他端側磁石３２ａ，３２ｂの厚み寸法（図１４（ｂ）上下方向寸法）の合計よりも所定量（本実施の形態では０．０２ｍｍ）だけ大きくされる。同様に、対向面６４２ｂ，６４３ｂは互いに平行とされ、それら対向面６４３ａ，６４３ｂと第２規制部６４５ａとの対向間隔は、一端側磁石３１ａ，３１ｂ及び他端側磁石３２ａ，３２ｂの厚み寸法よりも所定量（本実施の形態では０．０２ｍｍ）だけ大きくされる。

ベース部６４１及び挟持対向部６４２，６４３（即ち、固定部材６４０）の上面側および下面側（図１５（ａ）上側または下側）には、固定部材６４０をホルダ部材６５０へ圧入する際の圧入方向に沿って傾斜する傾斜面６４２ｃ及び傾斜面６４３ｃが形成される。傾斜面６４２ｃ及び傾斜面６４３ｃは、一対の規制部６４４から連結部４５へ向かうに従って互いに異なる方向に傾斜（図１５（ａ）に示す側面視において、傾斜面６４２ｃは下降傾斜、傾斜面６４３ｃは上昇傾斜）する傾斜面として形成される。この傾斜（勾配）によって、固定部材６４０（ベース部６４１及び挟持対向部６４２，６４３）は、図１５（ａ）に示す側面視において、第１棒１１、第２棒６１２及び中間棒６１３の軸方向中央から軸方向端部へ向かうに従って先細りとなる形状に形成される（図１４参照）。

なお、傾斜面６４２ｃ，６４３ｃは、水平面（上述した固定部材６４０の対称面となる仮想平面）に対し傾斜角度θ６で傾斜される。この傾斜角度θ６は、本実施の形態では、２度に設定される。

規制部６４４は、図１５（ａ）に示す側面視形状が矩形とされる部位であり、挟持対向部６４２，６４３の対向面６４２ａ，６４３ａに対して所定の間隔を隔てて一対が配設される。規制部６４４と挟持対向部６４２，６４３の対向面６４２ａ，６４３ａとの間の間隔（図１５（ａ）上下方向寸法）は、第１棒１１及び第２棒６１２の厚み寸法（図１４（ｂ）上下方向寸法）と同等または若干大きくされる。規制部６４４同士の対向間隔（図１５（ａ）上下方向寸法）は、中間棒６１３の厚み寸法（図１４（ｂ）上下方向寸法）と同上または若干大きくされると共に、第２規制部６４５ａの厚み寸法（図１５（ａ）上下方向寸法）と同等とされる。

また、規制部６４４は、挟持対向部６４２，６４３の対向方向（図１５（ａ）上下方向）の寸法である厚み寸法Ｗ６が、永久磁石３１，３２の厚み寸法（図１４（ｂ）上下方向寸法）よりも大きくされる。なお、本実施の形態では、規制部６４４の厚み寸法Ｗ６が、連結部４５側に位置する対向面４２ｂ，４３ｂと第２規制部６４５ａとの対向間隔（図１５（ａ）上下方向寸法）と同等に設定される。

挟持対向部６４２，６４３及び一対の規制部６４４は、連結部６４５の反対側に位置する端面（図１５（ａ）左側の面）が面一に形成されると共に、第１棒１１、第２棒６１２及び中間棒６１３の軸方向に垂直な平坦面として形成される（図１４参照）。

連結部６４５は、固定部材６４０の先細りとなる側（規制部６４４の反対側、図１５（ａ）右側）に位置する。連結部６４５の規制部６４４側の側面には、第２規制部６４５ａが連設される。これら連結部６４５及び第２規制部６４５ａは、ベース部６４１の側面からの高さ寸法（図１５（ｂ）上下方向寸法）が、挟持対向部６４２，６４３及び規制部６４４の高さ寸法と同一に設定される。

連結部６４５が対向面４２ｂ，４３ｂの間に介在することで、固定部材６４０をホルダ部材６５０へ圧入する際に（図１４参照）、寸法公差が存在する場合や、圧入工程の精度が不足した場合でも、一端側磁石３１ａ，３１ｂ及び他端側磁石３２ａ，３２ｂが対向面４２ｂ，４３ｂに押圧されることを抑制して、かかる一端側磁石３１ａ，３１ｂ及び他端側磁石３２ａ，３２ｂが破損することを抑制できる。

図１４に戻って、ホルダ部材６５０について説明する。ホルダ部材６５０は、略直方体形状のベース部６５１と、そのベース部６５１の一側（図１４（ｂ）左側）から突設されると共に所定間隔を隔てて対向して配設される被圧入対向部６５２，６５３とを備える。なお、ホルダ部材６５０は、高さ方向（図１４（ｂ）上下方向）中央に位置する仮想平面（図示せず）に対して面対称に形成される。

被圧入対向部６５２，６５３は、固定部材６４０が圧入される部位であり、それら被圧入対向部６５２，６５３の互いに対向する面には、固定部材６４０をホルダ部材６５０へ圧入する際の圧入方向に沿って傾斜する傾斜面６５２ａ，６５３ａが形成される。傾斜面６５２ａ，６５３ａは、被圧入対向部６５２，６５３の突設先端側からベース部６５１へ向かうに従って互いに異なる方向に傾斜（図１４（ｂ）に示す側面視において、傾斜面６５２ａは下降傾斜、傾斜面６５３ａは上昇傾斜）する傾斜面として形成される。この傾斜（勾配）によって、傾斜面６５２ａ，６５３ａの対向間隔は、ベース部６５１へ向かうに従って狭くなる。

なお、傾斜面６５２ａ，６５３ａは、水平面（上述したホルダ部材６５０の対称面となる仮想平面）に対し、所定の傾斜角度で傾斜され、この所定の傾斜角度は、本実施の形態では、傾斜角度θ６（図１５（ａ）参照）と同一とされる。

次いで、発電素子６０１の組み立て方法について説明する。発電素子６０１の組み立ては、まず、一対のコイル２０に第１棒１１及び第２棒６１２をそれぞれ挿通させ、それら第１棒１１及び第２棒６１２と中間棒６１３との軸方向端部を、固定部材６４０の収容空間に配設すると共に、一端側磁石３１ａ，３１ｂ及び他端側磁石３２ａ，３２ｂを、固定部材６４０の収容空間（第１棒１１、第２棒６１２及び中間棒６１３の対向間）に配設し、接着剤により接着固定する。

次いで、ホルダ部材６５０の被圧入対向部６５２，６５３の対向間へ固定部材６４０を、第１棒１１、第２棒６１２及び中間棒６１３の軸方向（図１４（ｂ）左右方向）を圧入方向として、圧入する。但し、一端側磁石３１ａ，３１ｂ及び他端側磁石３２ａ，３２ｂの収容空間への取り付け（接着剤による接着固定）は、圧入が完了した後に行っても良い。

なお、固定部材６４０は、第１実施の形態における固定部材４０の場合と同様に、収容空間が、ベース部６４１と反対側（即ち、第１棒１１、第２棒６１２及び中間棒６１３を挟み込む方向と第１棒１１、第２棒６１２及び中間棒６１３の軸方向とにそれぞれ直交する方向の一方側、図１４（ｂ）紙面手前側）を開放して形成されるので、かかる収容空間に第１棒１１、第２棒６１２、中間棒６１３、一端側磁石３１ａ，３１ｂ及び他端側磁石３２ａ，３２ｂを容易に配設することができ、その配設する作業の作業性の向上を図ることができる。

固定部材６４０（挟持対向部６４２，６４３）の外面（傾斜面６４２ｃ，６４３ｃ）とホルダ部材６５０の被圧入対向部６５２，６５３の内面（傾斜面６５２ａ，６５３ａ）とが、圧入方向に沿って傾斜する傾斜面として形成されるので、圧入の進行に伴い、固定部材６４０（挟持対向部６４２，６４３）の傾斜面６４２ｃ，６４３ｃが、ホルダ部材６５０の被圧入対向部６５２，６５３における傾斜面６５２ａ，６５３ａにより押圧される。これにより、挟持対向部６４２，６４３が互いに近接する方向へ向けて撓み変形され、第１棒１１、第２棒６１２及び中間棒６１３が挟持される。その結果、発電素子６０１の組み立てが完了される。

第６実施の形態における発電素子６０１によれば、第１棒１１を含む磁気ループを形成するための部材と、第２棒６１２を含む磁気ループを形成するための部材とを中間棒６１３が兼用する。よって、第１実施の形態における発電素子１を２個使用して発電する場合と比較して、発電効率を同等としつつ、中間棒６１３を兼用する分、部品コストの削減と発電素子の設置に必要なスペース効率の向上とを図ることができる。

ここで、発電素子６０１の構造では、第１棒１１にその軸方向（図１４（ｂ）左右方向）に沿って形成される磁界の方向と中間棒６１３にその軸方向（図１４（ｂ）左右方向）に沿って形成される磁界の方向とが逆方向となる。中間棒６１３と第２棒６１２との関係も同様であり、中間棒６１３にその軸方向に沿って形成される磁界の方向と第２棒６１２にその軸方向に沿って形成される磁界の方向とが逆方向となる。よって、発電中、第１棒１１及び第２棒６１２が伸張または収縮される際に、それら第１棒１１及び第２棒６１２の軸方向と平行な方向の磁束密度の変化が、中間棒６１３における磁束密度の変化と逆方向となり、それぞれ打ち消し合う。そのため、第１棒１１及び第２棒６１２における磁束密度の変化が低減され、発電効率の低下を招く。

これに対し、発電素子６０１によれば、中間棒６１３が第１棒１１及び第２棒６１２よりも磁歪効果の低い磁歪材料から構成されるので、発電中、第１棒１１及び第２棒６１２が伸張または収縮される際には、中間棒６１３における軸方向（図１４（ｂ）左右方向）と平行な方向の磁束密度の変化を少なくできる。よって、中間棒６１３における軸方向と平行な方向の磁束密度の変化によって、第１棒１１及び第２棒６１２における軸方向と平行な方向の磁束密度の変化が打ち消されることを抑制できるので、その分、発電に必要な第１棒１１及び第２棒６１２における軸方向と平行な方向の磁束密度の変化を確保して、発電効率の向上を図ることができる。

また、中間棒６１３を、磁歪効果の高い磁歪材料から構成する必要がなく、一般的な磁性材料（本実施の形態では鉄鋼材料）から構成することができるので、第１棒１１及び第２棒６１２と比較して、中間棒６１３の材料コストを削減でき、その分、発電素子６０１全体としての製品コストを削減することができる。

なお、発電素子６０１によれば、第１実施の形態における発電素子１と同様に、固定部材６４０をホルダ部材６５０（被圧入対向部６５２，６５３の対向間）へ圧入し、挟持対向部６４２，６４３を徐々に撓み変形させることで、第１棒１１、第２棒６１２及び中間棒６１３を挟み込む（締め付ける）ので、圧入荷重を監視しつつ圧入工程を進行させることで、かかる圧入荷重に基づいて締め付け荷重の調整を容易に行うことができる。その結果、一端側磁石３１ａ，３１ｂ及び他端側磁石３２ａ，３２ｂの破損を抑制しつつ、第１棒１１、第２棒６１２及び中間棒６１３を保持部材６６０によって、強固に保持することができる。

また、第１実施の形態における発電素子１と同様に、対向面６４２ａ，６４３ａと規制部６４４との対向間で第１棒１１及び第２棒６１２を、一対の規制部６４４の対向間で中間棒６１３を、それぞれ挟持することで、それらを強固に保持することができる。一方で、規制部６４４の厚み寸法Ｗ６（図１５（ａ）参照）を一端側磁石３１ａ，３１ｂ及び他端側磁石３２ａ，３２ｂの厚み寸法よりも大きくすることで、これら一端側磁石３１ａ，３１ｂ及び他端側磁石３２ａ，３２ｂの破損を抑制することができる。

また、第１実施の形態における発電素子１と同様に、対向面６４２ａ，６４３ａと規制部６４４との対向間に第１棒１１及び第２棒６１２が、一対の規制部６４４の対向間に中間棒６１３が、それぞれ挟持されることで、第１棒１１、第２部１２及び中間棒６１３の自由長を、発電中の振動の状態によらず一定として、発電を安定させることができる。

更に、第１実施の形態における発電素子１と同様に、固定部材６４０のホルダ部材６５０への圧入方向が、第１棒１１、第２棒６１２及び中間棒６１３の軸方向と平行な方向に設定されるので、傾斜面６４２ｃ，６４３ｃの傾斜方向（圧入方向）に沿った長さを確保することができ、その分、傾斜面６４２ｃ，６４３ｃの傾斜角度を緩やかとできる。その結果、圧入荷重に基づく締め付け荷重の調整を容易に且つ精度良く行い易くできると共に、ホルダ部材６５０の被圧入対向部６５２，６５３から固定部材６４０が抜け出し難くすることができる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

上記各実施の形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。

上記各実施の形態では、発電素子１〜６０１を自由振動させる場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、発電素子１〜６０１を強制振動（例えば、図１（ｂ）において、一端側の保持部材６０に対して他端側の保持部材６０を図１（ｂ）上下方向に相対移動）させても良い。

上記各実施の形態では、保持部材６０〜６６０が固定部材４０〜６４０とホルダ部材５０〜６５０とを備える場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、ホルダ部材５０〜６５０を省略して保持部材６０〜６６０を構成しても良い。即ち、固定部材４０〜６４０への第１棒１１及び第２棒１２，６１２や永久磁石３１，３２等の固着を、接着剤による接着固定で行っても良い。

上記各実施の形態では、発電素子１〜６０１の適用対象として、自動車を例示したが、必ずしもこれに限られるものではなく、船舶や鉄道車両などの移動体、工場設備（例えば、プレス機）などの固定物、人体などであっても良い。即ち、その移動や駆動、運動に起因して少なくとも強制振動（共生並進運動）を発生するものであれば良くその形態は限定されない。また、適用対象が自動車の場合、発電素子１〜６０１の配設場所は、エンジンに限られるものではなく、例えば、車体フレーム、エンジンブラケット、サスペンションアーム、ドア、などであっても良い。

上記第１から第５実施の形態では、第１棒１１のみにコイル２０を巻回する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるのもではなく、第１棒１１と第２棒１２との両者にそれぞれコイル２０を巻回しても良い。なお、この場合には、第１棒１１及び第２棒１２を同じ磁歪材料から構成する（即ち、第２棒１２を第１棒１１よりも磁歪効果の低い材料で構成する必要はない）。

上記第１から第５実施の形態では、永久磁石３１，３２と第１棒１１及び第２棒１２との間に隙間を設ける場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、第１棒１１及び第２棒１２の対向面を永久磁石３１，３２に密着させても良い。即ち、固定部材４０〜５４０のホルダ部材５０〜５５０への圧入に伴い、第１棒１１及び第２棒１２が所定の締め付け荷重で永久磁石３１，３２を挟み込む構造であっても良い。第６実施の形態においても同様であり、一端側磁石３１ａ，３１ｂ及び他端側磁石３２ａ，３２ｂが、第１棒１１、第２棒６１２及び中間棒６１３の対向間に、所定の締め付け荷重で挟み込まれる構造であっても良い。

上記第３及び第４実施の形態では、係止突起３４６，４４６及び係止穴３５２ｂ，４５２ｂが一対の傾斜面の内の片側（一方）の傾斜面のみに形成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、係止突起３４６，４４６及び係止穴３５２ｂ，４５２ｂを、一対の傾斜面の内の両方の傾斜面にそれぞれ形成しても良い。

上記第６実施の形態では、一対の規制部６４４の対向間隔が、中間棒６１３の厚み寸法と同等または若干大きくされる場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、一対の規制部６４４の対向間隔を、中間棒６１３の厚み寸法よりも狭くして、中間棒６１３を一対の規制部６４４の対向間に圧入して保持させる構造であっても良い。上述したように、中間棒６１３は、磁歪効果の大きな磁歪材料から構成する必要がなく、例えば、鉄鋼材料から構成することができる。よって、一対の規制部６４４の対向間に中間棒６１３を圧入する構造としても、その保持強度を十分に確保することができる。

上記第６実施の形態では、第１棒１１、第２棒６１２及び中間棒６１３の寸法（即ち、軸直断面の断面積）を同一とする場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、第１棒１１及び第２棒６１２の断面積に対し、中間棒６１３の断面積を大きく（例えば、厚み寸法を２倍する）としても良い。中間棒６１３の磁束密度を大きくして、発電効率の向上を図ることができる。

上記各実施の形態では、第１棒１１及び第２棒１２，６１２の寸法（即ち、厚み寸法および高さ寸法）を同一とする場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、第１棒１１の寸法に対し、第２棒１２，６１２の寸法を異なる値（厚み寸法および高さ寸法の一方のみ又は両方が異なる値）としても良い。

上記各実施の形態では、第１棒１１、第２棒１２，６１２及び中間棒６１３を断面長方形に形成する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の形状とすることは当然可能である。他の形状としては、断面正方形、断面円形、断面楕円形、断面多角形（例えば、断面六角形）などが例示される。

なお、例えば、第１棒１１等を断面円形としたことで、永久磁石３１，３２と線接触となり、接触面積が確保できない場合には、永久磁石３１，３２の寸法または起磁力を大きくするか、或いは、第１棒１１等と永久磁石３１，３２との間に磁性体からなり両者の形状に対応した形状（即ち、両者に面接触する形状）のスペーサを介在させ、接触面積を確保することが好ましい。これらにより、付与可能なバイアス磁界の増加を図ることができるからである。

１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１ 発電素子
１１ 第１棒
１２，６１２ 第２棒
６１３ 中間棒
２０ コイル
３１，３２ 永久磁石
Ｗ２ 厚み寸法（永久磁石の寸法）
３１ａ，３１ｂ 一端側磁石
３２ａ，３２ｂ 他端側磁石
４０，３４０，４４０，５４０，６４０ 固定部材
４２，４４２，５４２，６４２ 挟持対向部（挟持部）
４２ｃ，４４２ｃ，５４２ｃ，６４２ｃ 傾斜面（挟持部の外面）
４３，４４３，５４３，６４３ 挟持対向部（挟持部）
４３ｃ，４４３ｃ，５４３ｃ，６４３ｃ 傾斜面（挟持部の外面）
４４，６４４ 規制部
Ｗ１，Ｗ６ 厚み寸法（規制部の寸法）
５０，２５０，３５０，４５０，６５０ ホルダ部材
５２，２５２，４５２，６５２ 被圧入対向部（被圧入部、対向部）
５２ａ，２５２ａ，４５２ａ，６５２ａ 傾斜面（被圧入部の内面）
５３，２５３，４５３，６５３ 被圧入対向部（被圧入部、対向部）
５３ａ，２５３ａ，４５３ａ，６５３ａ 傾斜面（被圧入部の内面）
２５４，２５３ 連結部
６０，２６０，３６０，４６０，５６０，６６０ 保持部材

Claims (6)

1. 磁歪材料から構成される第１棒および第２棒と、
   前記第１棒または第２棒の内の少なくとも一方に巻回されるコイルと、
   前記第１棒および第２棒の軸方向一端側および他端側においてこれら第１棒および第２棒の対向間に挟装されると共に互いに磁極を違えて配設される一対の永久磁石と、
   前記第１棒および第２棒の軸方向一端側および他端側にそれぞれ取着され前記第１棒および第２棒の対向間に前記永久磁石が挟装された状態を保持する一対の保持部材と、を備え、
   前記一対の保持部材の相対移動により、前記第１棒および第２棒が伸張または収縮され、発電を行うものであり、
   前記保持部材は、
   前記永久磁石へ向かう方向に前記第１棒および第２棒を挟み込んで挟持する挟持部を有する固定部材と、
   前記固定部材が圧入される被圧入部を有するホルダ部材と、を備え、
   前記固定部材の挟持部の外面および前記ホルダ部材の被圧入部の内面が、前記圧入方向に沿って傾斜する傾斜面として形成され、
   前記固定部材が前記ホルダ部材の被圧入部に圧入され、前記固定部材の挟持部の外面が前記ホルダ部材の被圧入部の内面に押圧されることで、前記第１棒および第２棒が前記固定部材の挟持部により挟持されることを特徴とする発電素子。
2. 前記固定部材を前記ホルダ部材の被圧入部へ圧入する圧入方向が前記第１棒および第２棒の軸方向と平行な方向に設定され、
   前記固定部材の挟持部の外面および前記ホルダ部材の被圧入部の内面が、前記圧入方向に沿って傾斜する傾斜面として形成されることを特徴とする請求項１記載の発電素子。
3. 前記固定部材を前記ホルダ部材の被圧入部へ圧入する圧入方向が前記第１棒および第２棒の軸方向と前記第１棒および第２棒の対向方向とにそれぞれ直交する方向に設定され、
   前記固定部材の挟持部の外面および前記ホルダ部材の被圧入部の内面が、前記圧入方向に沿って傾斜する傾斜面として形成されることを特徴とする請求項１記載の発電素子。
4. 前記固定部材は、前記第１棒および第２棒の対向間に配設される規制部を備え、
   前記固定部材の規制部は、前記第１棒および第２棒の対向方向の寸法が、前記永久磁石の前記対向方向の寸法よりも大きくされることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の発電素子。
5. 前記固定部材は、前記規制部が前記永久磁石よりも前記第１棒および第２棒の軸方向中央側に配設されることを特徴とする請求項４記載の発電素子。
6. 前記固定部材の挟持部は、前記第１棒および第２棒と永久磁石とが配設される空間が、前記第１棒および第２棒を挟み込む方向と前記第１棒および第２棒の軸方向とにそれぞれ直交する方向の少なくとも一方側が開放して形成され、
   前記ホルダ部材の被圧入部は、対向配置されその対向する内面が前記傾斜面とされると共に前記内面により前記固定部材の挟持部の外面を押圧する一対の対向部と、前記一対の対向部を連結する一対の連結部とを備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の発電素子。

Images