JP6056634B2 - Power generator - Google Patents
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Description
本発明は、発電装置に関する。 The present invention relates to a power generator.
従来、種々の発電方法が提案されている。 Conventionally, various power generation methods have been proposed.
例えば、歩行又は車の走行等の振動を利用して発電を行うことが提案されている。 For example, it has been proposed to generate power using vibrations such as walking or running a car.
このような振動を利用した発電方法として、逆磁歪現象を利用した磁歪式振動発電がある。逆磁歪現象は、磁歪現象の逆の現象のことである。 As a power generation method using such vibration, there is a magnetostrictive vibration power generation using a reverse magnetostriction phenomenon. The inverse magnetostriction phenomenon is a phenomenon opposite to the magnetostriction phenomenon.
磁歪現象は、磁性体が一般に有する性質であり、磁性体に磁場を印加した時、その磁性体の寸法が磁場の向きに延びるか又は縮む現象である。磁性体が磁場の向きに延びることを正磁歪と呼び、磁性体が磁場の向きに縮むことを負磁歪と呼ぶ。 The magnetostriction phenomenon is a property that a magnetic material generally has, and when a magnetic field is applied to the magnetic material, the size of the magnetic material extends or contracts in the direction of the magnetic field. The extension of the magnetic body in the direction of the magnetic field is called positive magnetostriction, and the reduction of the magnetic body in the direction of the magnetic field is called negative magnetostriction.
正磁歪の磁性体が、磁場の印加により磁場の向きに延びている時、延びている磁性体を縮める方向に応力を加えると、磁性体の歪みに伴って磁性体の内部磁化が変化する。これは、歪んだ磁性体のエネルギー状態が低くなるように磁化が変化するためである。この現象が逆磁歪現象である。 When a positively magnetostrictive magnetic body is extended in the direction of the magnetic field by applying a magnetic field, if a stress is applied in a direction in which the extending magnetic body is contracted, the internal magnetization of the magnetic body changes with the distortion of the magnetic body. This is because the magnetization changes so that the energy state of the distorted magnetic material is lowered. This phenomenon is an inverse magnetostriction phenomenon.
磁性体の内部磁化の変化によって、磁性体内部の特定の方向に対する磁束密度(有効磁束密度:発電に寄与する磁束密度の変化は誘導起電力を得るためのコイルが囲む平面に直交する成分であるため、以下この発電に有効に寄与する磁束密度成分を有効磁束密度と記載することにする)が変化する。 Magnetic flux density in a specific direction inside the magnetic material due to changes in the internal magnetization of the magnetic material (effective magnetic flux density: the change in magnetic flux density that contributes to power generation is a component orthogonal to the plane that is surrounded by the coil for obtaining the induced electromotive force. Therefore, hereinafter, the magnetic flux density component that effectively contributes to power generation will be referred to as effective magnetic flux density).
そこで、磁性体内部の磁束密度が変化する方向に対して直交するようにコイルを配置し、磁場を印加した磁性体に外部から振動を加えて歪みを与えることにより、コイルに起電力が生じる。これが、逆磁歪現象を利用した磁歪式振動発電である。なお、ここで必ずしも磁性体に磁場を印加しなくてもよい。 Therefore, an electromotive force is generated in the coil by arranging the coil so as to be orthogonal to the direction in which the magnetic flux density inside the magnetic body changes and applying distortion to the magnetic body to which a magnetic field is applied from the outside. This is magnetostrictive vibration power generation utilizing the inverse magnetostriction phenomenon. Here, it is not always necessary to apply a magnetic field to the magnetic material.
このように、磁歪式振動発電は、振動の機械エネルギーを電気エネルギーに変換する。この時、機械エネルギーをより効率良く電気エネルギーに変換することが好ましい。 Thus, magnetostrictive vibration power generation converts vibration mechanical energy into electrical energy. At this time, it is preferable to convert mechanical energy into electric energy more efficiently.
本明細書では、機械エネルギーを効率良く電気エネルギーに変換する発電装置を提供することを目的とする。 In this specification, it aims at providing the electric power generating apparatus which converts mechanical energy into electrical energy efficiently.
本明細書に開示する発電装置の一形態によれば、磁性体により形成された第1コイルと、外力を受けて歪む上記第1コイル内部の磁束密度の変化により起電力が生じる第2コイルと、を備える。 According to one form of the power generator disclosed in the present specification, a first coil formed of a magnetic material, and a second coil in which an electromotive force is generated by a change in magnetic flux density inside the first coil that is distorted by an external force. .
上述した本明細書に開示する発電装置の一形態によれば、機械エネルギーを効率良く電気エネルギーに変換できる。 According to one embodiment of the power generation device disclosed in the present specification, mechanical energy can be efficiently converted into electric energy.
本発明の目的及び効果は、特に請求項において指摘される構成要素及び組み合わせを用いることによって認識され且つ得られるだろう。 The objects and advantages of the invention will be realized and obtained by means of the elements and combinations particularly pointed out in the appended claims.
前述の一般的な説明及び後述の詳細な説明の両方は、例示的及び説明的なものであり、特許請求の範囲に記載されている本発明を制限するものではない。 Both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention as claimed.
以下、本明細書で開示する発電装置の好ましい第1実施形態を、図面を参照して説明する。但し、本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。 Hereinafter, a preferred first embodiment of a power generator disclosed in the present specification will be described with reference to the drawings. However, the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, but extends to the invention described in the claims and equivalents thereof.
図1は、本明細書に開示する発電装置の第1実施形態を示す図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating a first embodiment of a power generation device disclosed in this specification.
本実施形態の発電装置10は、磁性体により形成された第1コイル20と、第1コイル20に磁場を印加する磁場源40と、外力を受けて歪む第1コイル内部の磁束密度の変化により起電力が生じる第2コイル30を備える。
The
第1コイル20は、磁性体の線材21が、中空部22の周りを捲回して形成される。第1コイル20は、磁場源40と磁気的に接続する第1端部20aと、第1端部20aとは反対側の第2端部20bを有する。
The
第1コイル20は、弾性を有していることが、外力を受けた時のコイルの変形量が大きくなり、逆磁歪現象による内部磁化の変化量を増加させる上で好ましい。また、弾性を有する第1コイル20は、変形することにより、外力により受けた機械エネルギーを効率良く電気エネルギー又は熱エネルギーに変換できるので、壊れにくくもなる。本実施形態では、第1コイル20はコイルバネである。
It is preferable that the
第2コイル30は、第1コイル20の線材21を捲回している。第2コイル30は、線材31が捲回して形成される。線材31は、電気導電性を有し、第1コイル20の第1端部20a側に位置する第1端部30aと、第1端部30aとは反対側の第2端部30bを有する。線材31は、第1コイル20の第1端部20aから第2端部20bに向かって、第1コイル20の線材21を捲回しながら延びている。第2コイル30は、全体として、捲回している線材31が、更にコイル状に延びた形状を有する。
The
第2コイル30に生じた起電力は、第1端部30a及び第2端部30bから取り出される。
The electromotive force generated in the
本実施形態の第2コイル30を形成する線材31は、電気絶縁膜で覆われた導体線である。導体線としては、例えば、銅線を用いることができる。
The
磁場源40は、第1コイル20に磁場を印加する。磁場源40としては、例えば、永久磁石又は電磁石を用いることができる。第1コイル20の第2端部20bと、磁場源40との間にヨークを配置して磁気回路を形成しても良い。磁場源40の配置は、図示した状態に限る必然性は無く、必要条件として磁性体に磁場が印加できればよい。また、起電力を得るという意味合いにおいては、この磁場源40は無くてもかまわない。
The
上述したように、第1コイル20の線材21は、磁性体により形成されるので、外力を受けて歪むと内部磁化の変化に基づいて、有効磁束密度が変化する(逆磁歪現象)。線材21を形成する磁性体としては、例えば、強磁性体、常磁性体又は反磁性体があるが、何れの磁性体でも、程度の差はあるものの逆磁歪現象を生じる。
As described above, since the
従って、発電装置10では、磁場源40を備えなくても、外力を受けて歪む第1コイル20が生成する磁束密度の変化により第2コイル30には起電力が生じるので、発電は可能である。本実施形態の発電装置10では、磁場源40を備えることにより、外力を受けて歪む第1コイル20が生成する磁束密度の変化量を増大させて、起電力を高めている。
Therefore, in the
第1コイル20の寸法又は線材21の径等は、適宜設定され得る。発電装置10が、例えば、車等の固有振動数を有する振動体に搭載される場合、第1コイル20の共振振動数を振動体の固有振動数と一致させても良い。第1コイル20の共振振動数を、振動体の固有振動数と一致させることにより、共振振動によるコイルの変形量が大きくなり、逆磁歪現象による内部磁化の変化量を増加させることができる。
The dimension of the
一方、第1コイル20の共振振動数を、振動体の固有振動数に対して少しずらすように設定しても良い。このように第1コイル20の共振振動数を設定すると、振動体の固有振動数以外の振動によっても、第1コイル20は振動するようになるので、広い帯域の振動を受けて変形できるようになる。
On the other hand, the resonance frequency of the
第2コイル30の寸法又は線材31の径は、外力を受けて変形する第1コイル20の運動を阻害しないように設定することが好ましい。
The dimension of the
第1コイル20の形成材料として、例えば、以下に挙げる材料を用いることができる。
As a material for forming the
(1)超磁歪材料と呼ばれ、磁歪係数が数100ppm以上を有する材料
このような材料として、例えば、Tb−Dy−Fe系合金(例えば、Terfenol−D)、Fe−Ga系合金(例えば、Galfenol)等を用いることができる。
(1) A material which is called a giant magnetostrictive material and has a magnetostriction coefficient of several hundred ppm or more. As such a material, for example, a Tb-Dy-Fe alloy (for example, Terfenol-D), an Fe-Ga alloy (for example, Galfenol) can be used.
(2)通常磁化しておらず、磁場にさらしたときに磁化する軟磁性体材料
このような材料として、例えば、フェライト、アモルファスFe、Fe系金属ガラス等を用いることができる。
(2) Soft magnetic material that is not normally magnetized and magnetizes when exposed to a magnetic field. As such a material, for example, ferrite, amorphous Fe, Fe-based metallic glass, or the like can be used.
(3)双晶変形に伴い磁化の向きが変わる強磁性形状記憶合金
このような材料として、例えば、NiMnAl合金、NiCoMnSn合金、NiFeGaCo合金、CoNiAl合金等を用いることができる。
(3) Ferromagnetic shape memory alloy whose magnetization direction changes with twin deformation. For example, a NiMnAl alloy, a NiCoMnSn alloy, a NiFeGaCo alloy, a CoNiAl alloy, or the like can be used.
(4)応力起因によりマルテンサイト転位点が変化してオーステナイト相が強磁性となるメタ強磁性形状記憶合金
このような材料として、例えば、NiCoMnIn合金等を用いることができる。
(4) Metaferromagnetic shape memory alloy in which the martensite dislocation point changes due to stress and the austenite phase becomes ferromagnetic. As such a material, for example, a NiCoMnIn alloy or the like can be used.
(5)振動を含む応力を減衰する制振材料であって、応力による変位エネルギーの一部を磁壁の移動により免散する材料
このような材料として、例えば、SUS430、Fe−Al系合金、FeCrAl合金(サイレンタロイ)等を用いることができる。
(5) A damping material that attenuates stress including vibration, and that dissipates part of the displacement energy due to the stress due to movement of the domain wall. Examples of such materials include SUS430, Fe-Al alloys, and FeCrAl. An alloy (Silentaroy) or the like can be used.
上述した材料を含む磁性体であって、延性を有し、線材に加工可能な材料を用いて、第1コイル20を形成する場合には、材料を線材に加工した後、線材を用いてコイルを形成する。延性を有する磁性体としては、例えば、SUS430、Fe−Al系合金、FeCrAl合金又はCoNiAl合金等が挙げられる。
When the
上述した材料を含む磁性体であって、延性が低く、機械強度が低いもしくは脆い材料などを用いて、第1コイル20を形成する場合には、磁性体を粉砕して粒子もしくは粉体とし、この粒子と樹脂との混合物を形成し、この混合物をコイルに成型することが好ましい。延性が低く、機械強度が低いもしくは脆い磁性体としては、例えば、Tb−Dy−Fe系合金、フェライト、NiCoMnSn合金又はNiCoMnIn合金等が挙げられる。磁性体を粒子(又は粉体)にする方法としては、例えば、ボールミル法等が挙げられる。混合物を形成する樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、尿素樹脂又はポリイミド樹脂等が挙げられる。
In the case of forming the
上述した本実施形態の発電装置10によれば、弾性を有する第1コイル20が外力を受けて大きく伸縮するので、機械エネルギーを効率良く電気エネルギーに変換できる。
According to the
また、本実施形態の発電装置10では、第1コイル20が、振動等の連続する外力を受けた時、受けた外力に追従して変形可能なので、連続して発電することができる。
Further, in the
次に、上述した発電装置の第2実施形態を、図2を参照しながら以下に説明する。他の実施形態について特に説明しない点については、上述の第1実施形態に関して詳述した説明が適宜適用される。また、同一の構成要素には同一の符号を付してある。 Next, a second embodiment of the power generator described above will be described below with reference to FIG. For points that are not particularly described in the other embodiments, the description in detail regarding the first embodiment is applied as appropriate. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected to the same component.
図2は、本明細書に開示する発電装置の第2実施形態を示す図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating a second embodiment of the power generation device disclosed in this specification.
本実施形態の発電装置10は、第2コイル30の形状が、上述した第1実施形態とは異なっている。
In the
本実施形態の第2コイル30は、第1コイル20の中空部22を通るように、第1コイル20を捲回している。
The
第2コイル30を形成する線材31は、第1端部30aから、中空部22を通り抜けて折り返すように延びた後、再び、中空部22を通り抜けて折り返すことを繰り返してコイルを形成する。
The
また、第1コイル20も、第2コイル30の中空部32を通るように、第2コイル30を捲回している。
The
本実施形態の発電装置10は、磁場源を備えていないが、磁場源を備えていてもかまわない。
The
第1コイル20の構成は、上述した第1実施形態と同様である。
The configuration of the
上述した本実施形態の発電装置10によれば、第1実施形態と同様の効果が奏される。
According to the
次に、上述した発電装置を用いた発電方法の好ましい第1実施形態を、図面を参照して、以下に説明する。 Next, a preferred first embodiment of the power generation method using the above-described power generation apparatus will be described below with reference to the drawings.
本実施形態の発電方法では、図3に示す発電装置10は、振動する振動体50上に搭載されている。第1コイル20の第1端部20aは、振動体50に固定されている。一方、第2端部20bは、自由端となっている。
In the power generation method of the present embodiment, the
振動体50が上下又は左右等に振動することにより、第1コイル20が変形して第2コイル30から起電力が取り出される。
When the vibrating
第1端部20aが振動体50に固定されていない場合には、コイルが縮むように外力を受けると、第1コイル20は振動体50上で回転する。第1コイル20が回転すると、線材21が長手方向に圧縮される応力が減少するので、線材21の長手方向の変形量が低減するため、第1コイル20の内部磁化の変化量が減少する。ここで、線材21の長手方向は、線材21が延びる方向である。
When the
そこで、本実施形態では、第1コイル20の第1端部20aを振動体50に固定して、第1コイル20が振動体50上で回転することを防止する。
Therefore, in the present embodiment, the
振動体50としては、例えば、車若しくは電車等の車両、又は靴等を用いることができる。振動体50は、上下又は左右等に運動するものであれば、厳密に振動するものでなくても良い。
As the vibrating
上述した本実施形態の発電方法によれば、第1コイル20の第1端部20aを振動体50に固定して、第1コイル20の回転を防止するので、振動体50から受ける機械エネルギーを効率良く電気エネルギーに変換できる。
According to the power generation method of the present embodiment described above, the
次に、発電方法の第1実施形態の変型例を、図面を参照して、以下に説明する。 Next, a modified example of the first embodiment of the power generation method will be described below with reference to the drawings.
図4は、本明細書に開示する発電装置を用いた発電方法の第1実施形態の変型例を示す図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating a modification of the first embodiment of the power generation method using the power generation device disclosed in this specification.
本実施形態では、第1コイル20の第2端部20bは、静止している静止体51に固定されている点が、上述した第1実施形態とは異なっている。第2端部20bは、静止体51に固定されているので運動しない。図4において、静止体51は、破線で示している。
In the present embodiment, the
上述した本変型例の発電方法によれば、第1コイル20には、振動体50の運動による変位量と同じ量の変形が生じるので、振動体50から受ける機械エネルギーを更に効率良く電気エネルギーに変換できる。
According to the power generation method of this modified example described above, the
図5は、本明細書に開示する発電装置を用いた発電方法の第2実施形態を示す図である。 FIG. 5 is a diagram illustrating a second embodiment of a power generation method using the power generation device disclosed in this specification.
本実施形態の発電方法では、第1コイル20の上に錘60が接合されている点が、上述した第1実施形態とは異なっている。
The power generation method of this embodiment is different from the first embodiment described above in that a
振動体50が上下又は左右等に振動すると、第1コイル20の運動に伴って錘60も上下又は左右等に運動するが、錘60は慣性により振動体50の運動から少し遅れて動く。そのため、振動体50に固定されて運動する第1端部20aに対して、錘60に固定されている第2端部20b側の部分が遅れて動くので、第1コイル20の変形量が増大する。
When the vibrating
また、振動体50の振動が停止した後も、錘60は、振動体50の運動により得た位置エネルギーを有しており、錘60の有する位置エネルギーにより第1コイル20の伸縮をしばらくの間続けることができる。
Further, even after the vibration of the vibrating
同様に、振動体50が振動している間も、錘60は、振動体50の運動により得た位置エネルギーを用いて、第1コイル20を伸縮させる。
Similarly, while the vibrating
上述した本実施形態の発電方法によれば、振動体50から受ける機械エネルギーを更にまた効率良く電気エネルギーに変換できる。
According to the power generation method of the present embodiment described above, mechanical energy received from the vibrating
なお、図5に示す例では、錘60は球形状を有しているが、錘60の形状に特に制限はない。錘60は、例えば、板形状、立方体形状又は直方体形状等の形状を有していても良い。
In the example shown in FIG. 5, the
次に、発電方法の第2実施形態の変型例を、図面を参照して、以下に説明する。 Next, a modified example of the second embodiment of the power generation method will be described below with reference to the drawings.
図6は、本明細書に開示する発電装置を用いた発電方法の第2実施形態の変型例を示す図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating a modified example of the second embodiment of the power generation method using the power generation device disclosed in this specification.
本変型例では、第1コイル20は、第2端部20bが振動体50に固定されており、錘60は、第1コイル20の下側に接合されている点が、上述した第2実施形態とは異なっている。
In this modification, the second end of the
本変型例によれば、上述した第2実施形態と同様の効果が奏される。 According to this modification, the same effects as those of the second embodiment described above can be obtained.
次に、上述した本明細書に開示する発電装置の製造方法の第1実施形態を、図面を参照して、以下に説明する。 Next, a first embodiment of the method for manufacturing a power generation device disclosed in the present specification will be described below with reference to the drawings.
まず、図7(A)に示すように、延性を有し、線材に加工可能な磁性体の材料を用いて、線材21を形成する。線材21に対して、冷間若しくは熱間延展、焼入れ又は焼きなましを行っても良い。
First, as shown in FIG. 7A, a
次に、図7(B)に示すように、線材31を線材21に捲回する。
Next, the
ここで、線材31を線材21に捲回するのに代えて、フォトリソグラフィ技術を用いて、線材31が捲回された線材21を形成しても良い。具体的には、まず、線材21の表面に酸化膜等の絶縁層を形成した後、絶縁層上に、銅メッキ法等を用いて、導電層を形成する。次に、ステレオフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、導電層をスパイラル状にパターニングして、絶縁層上に捲回された線材31を形成する。次に、線材31の表面に絶縁膜を形成する。この絶縁膜は、例えば、線材31上にNiメッキを行った後、Niを化学薬品に浸漬するなどして酸化させることにより形成できる。
Here, instead of winding the
次に、線材31が捲回された線材21を、コイル状に捲回して、第1コイル20及び第2コイル30を備えた発電装置10が得られる。発電装置10に対して、熱処理(焼入れ、低温焼きなまし)を行っても良い。
Next, the
次に、発電装置の製造方法の第2実施形態を、図面を参照して、以下に説明する。 Next, 2nd Embodiment of the manufacturing method of an electric power generating apparatus is described below with reference to drawings.
まず、図8(A)に示すように、延性を有し、線材に加工可能な磁性体の材料を用いて、線材21を形成する。線材21に対して、冷間若しくは熱間延展、焼入れ又は焼きなましを行っても良い。
First, as shown in FIG. 8A, a
次に、図8(B)に示すように、線材21を、コイル状に捲回して、第1コイル20を形成する。
Next, as illustrated in FIG. 8B, the
ここで、第1コイル20は、成型加工法を用いて、磁性体の粒子と樹脂との混合物から形成しても良い。例えば、磁性体の粒子と、2液混合型エポキシ樹脂との混合物を、螺旋状の型の内部に充填した後硬化させて、第1コイル20を形成しても良い。
Here, the
次に、図8(C)に示すように、線材31を用いて、第1コイル20の中空部22を通るように第1コイル20を捲回し第2コイル30を形成して、図2に示す発電装置10が得られる。
Next, as shown in FIG. 8C, the
また、図8(D)に示すように、線材31を用いて、第1コイル20を形成する線材31を捲回して、図1に示す発電装置10を形成しても良い。
Further, as illustrated in FIG. 8D, the
次に、発電装置の製造方法の第3実施形態を、図面を参照して、以下に説明する。 Next, 3rd Embodiment of the manufacturing method of an electric power generating apparatus is described below with reference to drawings.
まず、図9(A)に示すように、延性を有し、そのまま円柱体に加工できる磁性体の材料を用いて、円柱体70を形成する。
First, as shown in FIG. 9A, a
一方、延性が低く、機械強度が低いもしくは脆い磁性体の材料を用いる場合には、以下のようにして、円柱体70を形成することができる。まず、磁性体を粉砕して粒子とし、この粒子と樹脂との混合物を形成し、この混合物を円柱体に成型する。
On the other hand, when a magnetic material having low ductility and low mechanical strength or brittleness is used, the
次に、図9(B)に示すように、マシニングセンタ等の切削加工装置を用いて、円柱体70を加工して、第1コイル20を形成する。具体的には、円柱体70を、その上底から下底に向かって中央を貫通する貫通孔を形成して円筒体に加工し、この円筒体をスパイラル状に切削して、コイルに加工する。形成された第1コイル20に対して、熱処理を行っても良い。
Next, as shown in FIG. 9B, the
次に、図9(C)に示すように、線材31を用いて、第1コイルの20を形成する線材31を捲回し第2コイル30を形成して、図1に示す発電装置10が得られる。
Next, as shown in FIG. 9C, the
また、図9(D)に示すように、線材31を用いて、第1コイル20の中空部22を通るように第1コイル20を捲回しし第2コイル30を形成して、図2に示す発電装置10を形成しても良い。なお、本実施形態においては磁性体もしくは磁性体粉体と樹脂の混合物は円柱形状から加工を開始した例を説明したが、初期形状は円柱に限らず、四角柱や三角柱、円錐や三角錘、もしくは任意立体形状でよい。当然加工後の外縁形状も円柱に限る必然性はない。
Further, as shown in FIG. 9D, the
本発明では、上述した実施形態の発電装置は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。また、一の実施形態が有する構成要件は、他の実施形態にも適宜適用することができる。 In the present invention, the power generator according to the above-described embodiment can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. In addition, the configuration requirements of one embodiment can be applied to other embodiments as appropriate.
例えば、上述した各実施形態では、第1コイル20は、弾性を有していたが、第1コイル20は、弾性を有していなくても良い。
For example, in each embodiment mentioned above, although the
上述のように第1コイル20が弾性を有していない場合や、弾性を有してはいるものの振動体や振動条件、設置条件により弾性係数を調節したい場合には、以下、図10を用いて説明する実施形態により実施を行うことができる。図10に示す3つの実施形態においては、発電装置10を本明細書に記載した製造方法を用いて製造した後、又は製造の途中で、別途準備したコイル状のバネ80(いわゆる通常工業的に使用されているバネ)と合体(一部を接合など)させて、最終的な弾性率を調整する。この弾性率を調整するためのバネ80は、発電装置10の外周又は内周もしくは両方に設置されていてもよく、場合によっては発電装置10の長手方向に連結されていてもよい。図10に示す3つの実施形態では、発電装置10の固有振動数を所望の値に調節する際に、発電装置の材料の物性値を変更することなく調節できるメリットがある。
When the
図10(A)に示す発電装置10では、第1コイル20の外側にバネ80が配置されており、第1コイル20とバネ80とは、複数の接合部81によって接合される。
In the
図10(B)に示す発電装置10では、第1コイル20の内側の中空部にバネ80が配置されており、第1コイル20とバネ80とは、複数の接合部81によって接合される。
In the
図10(C)に示す発電装置10では、第1コイル20の第1端部20a側にバネ80が配置されており、第1コイル20の第2端部20b側にバネ80bが配置される。第1コイル20とバネ80aとは、複数の接合部81aによって接合される。第1コイル20とバネ80bとは、複数の接合部81bによって接合される。
In the
図11は、本明細書に開示する発電装置が車両に搭載された例を示す図である。 FIG. 11 is a diagram illustrating an example in which the power generation device disclosed in this specification is mounted on a vehicle.
図11は、図1に示す発電装置10が、車両90のサスペンション93に搭載されている。車輪92が取り付けられた車軸91は、サスペンション93を介して、車両本体90aとつながっている。サスペンション93は、車輪92の上下動に追従するように変形して、車両本体に伝わる振動を低減する。
In FIG. 11, the
発電装置10は、バネ式のショックアブソーバであるサスペンション93のバネとして用いられている。第1コイル20は、空圧式又は油圧式等のダンパー93aの外側に配置される。第1コイル20は、車輪92の上下動に追従して変形することにより、第1コイル20内部の磁束密度が変化して、第2コイル30には起電力が生じる。
The
このように、発電装置10は、サスペンション93に設置されて、車両90の走行中の振動を吸収するとともに振動エネルギーを電気エネルギーに変換する。これまで熱として逃がしていたエネルギーを電気エネルギーに変換することにより、振動をより吸収できることに加えて電気エネルギーを収穫することもできる。
As described above, the
ここで述べられた全ての例及び条件付きの言葉は、読者が、発明者によって寄与された発明及び概念を技術を深めて理解することを助けるための教育的な目的を意図する。ここで述べられた全ての例及び条件付きの言葉は、そのような具体的に述べられた例及び条件に限定されることなく解釈されるべきである。また、明細書のそのような例示の機構は、本発明の優越性及び劣等性を示すこととは関係しない。本発明の実施形態は詳細に説明されているが、その様々な変更、置き換え又は修正が本発明の精神及び範囲を逸脱しない限り行われ得ることが理解されるべきである。 All examples and conditional words mentioned herein are intended for educational purposes to help the reader deepen and understand the inventions and concepts contributed by the inventor. All examples and conditional words mentioned herein are to be construed without limitation to such specifically stated examples and conditions. Also, such exemplary mechanisms in the specification are not related to showing the superiority and inferiority of the present invention. While embodiments of the present invention have been described in detail, it should be understood that various changes, substitutions or modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.
10 発電装置
20 第1コイル
20a 第1端部
20b 第2端部
21 線材
22 中空部
30 第2コイル
30a 第1端部
30b 第2端部
31 線材
32 中空部
40 磁場源
50 振動体
51 静止体
60 錘
70 円柱体
80、80a、80b バネ
81、81a、81b 接合部
90 車両
90a 車両本体
91 車軸
92 車輪
93 サスペンション
93a ダンパー
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記線材を捲回しており、外力を受けて歪む前記第1コイル内部の磁束密度の変化により起電力が生じる第2コイルと、
弾性を有し、前記第1コイルの内側又は外側に配置されており、複数の接合部によって前記第1コイルと接合されるコイル状のバネと、
を備える発電装置。 A first coil formed by winding a magnetic wire ;
A second coil that winds the wire and generates an electromotive force due to a change in magnetic flux density inside the first coil that is distorted by an external force;
A coil-like spring having elasticity and being arranged inside or outside the first coil and joined to the first coil by a plurality of joints;
A power generator comprising:
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DE102004034723A1 (en) * | 2004-07-17 | 2006-02-09 | Carl Freudenberg Kg | Magnetostrictive element and its use |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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