JP6125366B2 - 磁歪素子利用の振動発電装置 - Google Patents
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Description
すなわち、本態様の振動発電装置では、振動外力で変形せしめられる磁歪素子の振動変位を利用して、磁歪素子の端部側が磁極部に対して接近及び離隔方向で相対変位せしめられる。その結果、磁歪素子に逆磁歪効果を生ぜしめる振動変形と同期して、バイアス磁界の磁束密度を簡単な構造で且つ大きく変化させることが可能になる。
すなわち、本態様の振動発電装置では、第二の態様と同様に、振動外力で変形せしめられる磁歪素子の振動変位を巧く利用することで、磁歪素子に逆磁歪効果を生ぜしめる振動変形と同期したバイアス磁界の磁束密度の変化を、簡単な構造で生ぜしめることが可能になる。しかも、磁極部が磁歪素子から振動変位方向の側方に外れて配置されていることから、仮に磁歪素子の振動変位量が大きくなったような場合でも、磁極部に対する磁歪素子の打ち当たりが回避され得る。
すなわち、本態様の振動発電装置では、磁歪素子を加振外力で直接に圧縮変形させることが出来るから、磁歪素子の耐荷重性能や耐久性能の更なる向上が図られ得ると共に、例えば片持構造とされた磁歪素子の曲げ共振を利用する場合などに比して磁歪素子の変形応答速度を上げることも可能になり、それによって例えば衝撃的な振動外力等に際しても優れたエネルギー変換効率で発電することが可能になる。
本発明の第五の態様は、前記第二〜第四の何れかの態様に係る振動発電装置であって、前記永久磁石から前記磁歪素子に前記バイアス磁界を及ぼす前記磁路に磁気ギャップが設けられており、前記振動部材から及ぼされる該磁歪素子の振動変形に伴って該磁気ギャップの大きさが変化せしめられることで、該磁歪素子における該バイアス磁界の磁束密度を該磁歪素子の振動変形と同期して変化させる前記バイアス磁界変化機構が構成されているものである。
本態様の振動発電装置では、磁歪素子にバイアス磁界を及ぼす磁路上に磁気ギャップを設けるという簡単な構造で、バイアス磁界変化機構が実現可能となる。なお、磁気ギャップは、例えば磁路を構成する強磁性材の磁極部どうしを所定大きさの空間を隔てて対向位置させることによって容易に実現され得る。
本発明の第六の態様は、前記第一〜第五の何れかの態様に係る振動発電装置であって、前記磁歪素子に前記バイアス磁界を及ぼす磁路を、該磁歪素子と前記永久磁石を含んで閉磁路状に形成するヨーク部材が設けられているものである。
本態様の振動発電装置では、ヨーク部材によって漏れ磁束が抑えられることから、磁歪素子に対するバイアス磁界とその変化が、より効率的に及ぼされ得る。
Claims (6)
- 振動部材に装着されて、磁歪素子の逆磁歪効果により振動エネルギーを電気エネルギーに変換する磁歪素子利用の振動発電装置において、
前記磁歪素子にバイアス磁界を及ぼす永久磁石を設けると共に、
該永久磁石から該磁歪素子に該バイアス磁界を及ぼす磁路の磁気抵抗を前記振動部材から及ぼされる振動を利用して変化させることにより、該磁歪素子における該バイアス磁界の磁束密度を該磁歪素子の振動変形と同期して変化させるバイアス磁界変化機構を設け、更に、
前記永久磁石から前記磁歪素子に前記バイアス磁界を及ぼす前記磁路に、前記振動部材から及ぼされる振動外力に伴って磁気抵抗が変化せしめられる磁束変化素子を配することで、該磁歪素子における該バイアス磁界の磁束密度を該磁歪素子の振動変形と同期して変化させる前記バイアス磁界変化機構が構成されていることを特徴とする磁歪素子利用の振動発電装置。 - 振動部材に装着されて、磁歪素子の逆磁歪効果により振動エネルギーを電気エネルギーに変換する磁歪素子利用の振動発電装置において、
前記磁歪素子にバイアス磁界を及ぼす永久磁石を設けると共に、
該永久磁石から該磁歪素子に該バイアス磁界を及ぼす磁路の磁気抵抗を前記振動部材から及ぼされる振動を利用して変化させることにより、該磁歪素子における該バイアス磁界の磁束密度を該磁歪素子の振動変形と同期して変化させるバイアス磁界変化機構を設ける一方、
前記磁歪素子の一方の端部側が前記振動部材に固定されることにより、該磁歪素子の他方の端部側が自由端とされた片持構造とされていると共に、該磁歪素子の側方に強度部材が並設されて該磁歪素子と該強度部材が両端側において互いに連結されており、
前記磁歪素子における前記自由端とされた端部側において、前記バイアス磁界を及ぼす磁極部が振動変位方向の一方の側で離隔して対向配置されていることを特徴とする磁歪素子利用の振動発電装置。 - 振動部材に装着されて、磁歪素子の逆磁歪効果により振動エネルギーを電気エネルギーに変換する磁歪素子利用の振動発電装置において、
前記磁歪素子にバイアス磁界を及ぼす永久磁石を設けると共に、
該永久磁石から該磁歪素子に該バイアス磁界を及ぼす磁路の磁気抵抗を前記振動部材から及ぼされる振動を利用して変化させることにより、該磁歪素子における該バイアス磁界の磁束密度を該磁歪素子の振動変形と同期して変化させるバイアス磁界変化機構を設ける一方、
前記磁歪素子の一方の端部側が前記振動部材に固定されることにより、該磁歪素子の他方の端部側が自由端とされた片持構造とされていると共に、該磁歪素子の側方に強度部材が並設されて該磁歪素子と該強度部材が両端側において互いに連結されており、
前記磁歪素子における前記自由端とされた端部側において、前記バイアス磁界を及ぼす磁極部が、振動変位方向に直交する側方に離隔して且つ振動変位方向で一方の側に偏倚して配置されていることを特徴とする磁歪素子利用の振動発電装置。 - 振動部材に装着されて、磁歪素子の逆磁歪効果により振動エネルギーを電気エネルギーに変換する磁歪素子利用の振動発電装置において、
前記磁歪素子にバイアス磁界を及ぼす永久磁石を設けると共に、
該永久磁石から該磁歪素子に該バイアス磁界を及ぼす磁路の磁気抵抗を前記振動部材から及ぼされる振動を利用して変化させることにより、該磁歪素子における該バイアス磁界の磁束密度を該磁歪素子の振動変形と同期して変化させるバイアス磁界変化機構を設け、且つ、
前記磁歪素子の両端部に対して前記振動部材の加振力が直接に及ぼされて該磁歪素子に圧縮方向の変形が生ぜしめられるようになっていることを特徴とする磁歪素子利用の振動発電装置。 - 前記永久磁石から前記磁歪素子に前記バイアス磁界を及ぼす前記磁路に磁気ギャップが設けられており、前記振動部材から及ぼされる該磁歪素子の振動変形に伴って該磁気ギャップの大きさが変化せしめられることで、該磁歪素子における該バイアス磁界の磁束密度を該磁歪素子の振動変形と同期して変化させる前記バイアス磁界変化機構が構成されている請求項2〜4の何れか一項に記載の磁歪素子利用の振動発電装置。
- 前記磁歪素子に前記バイアス磁界を及ぼす磁路を、該磁歪素子と前記永久磁石を含んで閉磁路状に形成するヨーク部材が設けられている請求項1〜5の何れか一項に記載の磁歪素子利用の振動発電装置。
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