WO2013136364A1 - 発電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】逆磁歪現象を用いた発電装置であって、新規な構造を有する発電装置を提供する。 【解決手段】 発電装置は、支持部材と、一端側が固定端となり他端側が振動端となるように一端側で支持部材に取り付けられた第1磁歪部材と、第1磁歪部材と並んで配置され一端側が固定端となり他端側が振動端となるように一端側で支持部材に取り付けられた第2磁歪部材と、第1磁歪部材と第2磁歪部材とが連動して振動するように第1磁歪部材と第2磁歪部材とを接続する振動連動部材と、第1磁歪部材及び第2磁歪部材のうちの少なくとも一方の磁歪部材の周りに巻かれたコイルと、磁石を含み第1磁歪部材と第2磁歪部材とを一端側同士及び他端側同士で磁気的に接続して第1磁歪部材と第2磁歪部材とに逆向きの磁場が印加され第1磁歪部材と第2磁歪部材とが互いに磁路の戻り部となるような磁路を形成する磁路形成部材とを有する。
Description
本発明は、発電装置に関する。
磁歪現象とは、磁性体が外部から印加された磁場により変形する現象である。磁歪現象を示す磁歪材料に、外部磁場を印加した状態で外部から力を加えて変形させることにより、磁歪材料内部の磁化が変化する。この現象を、逆磁歪現象もしくはビラリ効果という。逆磁歪現象を利用した発電装置が提案されている(例えば、特許文献1、非特許文献1及び2参照)。
湘南メタルテック株式会社、"SMT開発の逆磁歪式振動発電機のご紹介"、[online]、[平成24年2月7日検索]、インターネット<URL:http://www.shonan-metaltec.com/HPdata/info_gyakujiwai_hatudenki.pdf>
上野敏幸、"磁歪材料を用いたマイクロ振動発電素子"、[online]、平成22年8月6日、金沢大学新技術説明会、[平成24年2月7日検索]、インターネット<URL:http://jstshingi.jp/abst/p/10/1022/kanazawa1.pdf>
本発明の一目的は、逆磁歪現象を用いた発電装置であって、新規な構造を有する発電装置を提供することである。
本発明の一観点によれば、支持部材と、一端側が固定端となり、他端側が振動端となるように、一端側で前記支持部材に取り付けられた第1磁歪部材と、前記第1磁歪部材と並んで配置され、一端側が固定端となり、他端側が振動端となるように、一端側で前記支持部材に取り付けられた第2磁歪部材と、前記第1磁歪部材と前記第2磁歪部材とが連動して振動するように、前記第1磁歪部材と前記第2磁歪部材とを接続する振動連動部材と、前記第1磁歪部材の周りに巻かれた第1コイルと、前記第2磁歪部材の周りに巻かれた第2コイルと、磁石を含み、前記第1磁歪部材と前記第2磁歪部材とを一端側同士、及び、他端側同士で磁気的に接続して、前記第1磁歪部材と前記第2磁歪部材とに逆向きの磁場が印加され前記第1磁歪部材と前記第2磁歪部材とが互いに磁路の戻り部となるような磁路を形成する磁路形成部材とを有する発電装置が提供される。
第1磁歪部材及び第2磁歪部材の一端側同士、及び、他端側同士を磁気的に接続して、両磁歪部材に逆向きの磁場が印加され、両磁歪部材が互いに磁路の戻り部となるような磁路を形成することができる。これにより、例えば、振動発電装置の振動部分の剛性を下げることが容易になり、発電効率向上を図ることができる。
まず、図1を参照して、本発明の第1実施例による振動発電装置の構造について説明する。発電装置の作製には、各種加工技術を適宜用いることができる。図1は、第1実施例による振動発電装置の概略正面図である。支持部材1に、磁歪材料で形成された磁歪部材2と磁歪部材3とが取り付けられている。
磁歪部材2を形成する磁歪材料及び磁歪部材3を形成する磁歪材料として、例えば、ともに正の磁歪材料(例えば鉄ガリウム合金(Galfenol))を用いることができる。磁歪部材2及び3は、例えば、同一形状であり、一方向に長い板状(例えば厚さ2mm、幅4.6mm、長さ60mm)である。磁歪部材2及び3は、対向するように並んで配置され、それぞれ、長さ方向一端側が支持部材1に固定され、他端側が厚さ方向に振動可能な片持ち梁構造となっている。支持部材1は、例えば、銅等の非磁性体で形成されている。発電時は、支持部材1が機械等の外部の振動源に取り付けられて使用され、磁歪部材2及び3が振動する。
磁歪部材2及び3の他端部(振動端部)同士を、永久磁石4が接続している(磁歪部材2及び3の他端部(振動端部)同士が、永久磁石4を介して接着されている)。また、磁歪部材2及び3の一端部(固定端部)同士を、永久磁石5が接続している。永久磁石4及び5は、例えば、それぞれ強さ0.5T程度のネオジム磁石である。振動端部同士が永久磁石4で接続されていることにより、磁歪部材2及び3とは、連動して一体的に振動する。なお、振動を連動させるという観点からは、磁歪部材2及び3を振動端側で接続する部材は、磁石である必要はない。
永久磁石4及び5は、それぞれ、磁歪部材厚さ方向に逆向きに磁化されている。例えば図1に示すように、永久磁石4は紙面上側がS極で紙面下側がN極、永久磁石5は紙面下側がS極で紙面上側がN極である。図1に示す例では、永久磁石4のS極からN極へ、磁歪部材3の振動端部から固定端部へ、永久磁石5のS極からN極へ、磁歪部材2の固定端部から振動端部へ、と進んで永久磁石4に戻る磁路が形成されている。
つまり、永久磁石4及び5により磁歪部材2に印加される磁場は、固定端側から振動端側に向き、磁歪部材3に印加される磁場は、振動端側から固定端側に向く。このように、磁歪部材2に印加される磁場と、磁歪部材3に印加される磁場とが逆向きとなる。これは、磁歪部材2と磁歪部材3とが、互いに、磁路の戻り部となるヨークの役割をしていると捉えることができる。
永久磁石4及び5により印加される磁場に伴い、磁歪部材2には、固定端側から振動端側に向く磁束密度B2が生じ、磁歪部材3には、振動端側から固定端側に向く磁束密度B3が生じる。磁歪部材2の周りにコイル6が巻かれており、磁歪部材3の周りにコイル7が巻かれている。図1に示す例では、コイル6とコイル7とが、バイアス磁場方向に対して同じ向きに巻かれている。
次に、図2を参照して、第1実施例による振動発電装置の動作について説明する。図2は、振動時に磁歪部材2及び3が歪んだ状態を示し、磁歪部材2及び3が紙面下方に歪んだ状態を例示する。
これに対し、図1は、振動していない状態、あるいは、振動の途中で磁歪部材2及び3が歪んでいない状態を示す。図1に示すような振動していない状態あるいは歪みのない状態を、基準状態と呼び、図2に示すような歪んだ状態を、歪状態と呼ぶこととする。
磁歪部材2及び3の振動端部同士が振動連動部材(永久磁石)4を介して接続されていることにより、磁歪部材2の振動と磁歪部材3の振動とが連動する。磁歪部材2及び3が一体となった構造体8は、上下方向に振動する際の歪みの中立面が、磁歪部材2と磁歪部材3との間に配置されるように形成されている。
従って、構造体8が紙面下側に歪んだときは、上側磁歪部材2に引張歪が生じるとともに、下側磁歪部材3に圧縮歪が生じる。一方、構造体8が紙面上側に歪むときは、上側磁歪部材2に圧縮歪が生じるとともに、下側磁歪部材3に引張歪が生じる。磁歪部材2及び3は、それぞれ、歪の無い基準状態、圧縮歪が生じた歪状態、歪の無い基準状態、及び引張歪が生じた歪状態を繰り返して振動する。磁歪部材2と磁歪部材3とで、歪の方向(圧縮歪であるか引張歪であるか)は逆になる。
一般に、外部から磁場が印加された状態で、磁歪材料に変形が加わることにより、磁歪材料に生じる磁束密度が変化する(逆磁歪現象もしくはビラリ効果)。磁歪材料を、例えば、Galfenolのような正の磁歪材料とし、基準状態において、印加磁場の大きさは、磁歪部材の磁束密度を飽和させない程度(飽和磁化の半分程度もしくはそれ以下)とする。
引張歪が生じる場合、つまり磁歪部材が伸びる場合は、磁歪部材に生じる磁束密度の長さ方向成分(磁化成分)が、基準状態のそれに比べて大きくなる。一方、圧縮歪が生じる場合、つまり磁歪部材が縮む場合は、磁歪部材に生じる磁束密度の長さ方向成分(磁化成分)が、基準状態のそれに比べて小さくなる。従って、振動に伴い、各磁歪部材に生じる磁束密度の長さ方向成分が、周期的に増減する。
コイル6及び7には、それぞれ、磁歪部材2及び3の振動に伴う磁束密度変化を妨げるような誘導電流が生じる。これにより、発電を行うことができる。例えば図2に示す状態において、上側磁歪部材2に巻かれたコイル6には、磁束密度B2の増加を妨げる向きに誘導磁場IF2が生じるように、磁歪部材2の振動端側から固定端側に向かって誘導電流IC2が流れる(コイルに誘導電流IC2が流れ、磁束変化を妨げるような磁場IF2が生じる)。この場合、電源としては固定端側がプラス極性、振動端側がマイナス極性となる。
一方、下側磁歪部材3に巻かれたコイル7には、磁束密度B3の減少を妨げる向きに誘導磁場IF3が生じるように、磁歪部材3の振動端側から固定端側に向かって誘導電流IC3が流れる(コイルに誘導電流IC3が流れ、磁束変化を妨げるような磁場IF3が生じる)。この場合、電源としては固定端側がプラス極性、振動端側がマイナス極性となる。
図2に示す例では、コイル6とコイル7とをバイアス磁場方向に対して同じ向きに巻いていることにより、磁歪部材2側と磁歪部材3側とで、振動端側と固定端側の電源極性を揃えることができる。なお、コイル6とコイル7とを逆向きに巻いた場合は、磁歪部材2側と磁歪部材3側とで電源極性が逆向きになるが、同様の機構で発電することができる。
なお、各磁歪部材2、3の形状は、板状に限定されず、例えば棒状とすることもできる。ただし、効率的な振動を生じさせる観点からは、上記実施例のように、一方向に振動が生じやすい異方性を有する形状とすることが好ましい。磁歪部材2及び3は、振動が生じやすい方向を揃えて、振動が生じやすい方向に並んで配置されていることが好ましい。
なお、上記実施例では、磁歪部材2及び3の振動端側同士及び固定端側同士を、それぞれ磁石4及び5で直接接続して、磁路を形成した。磁歪部材2及び3の振動端側同士及び固定端側同士を、磁気的に接続して磁路を形成する構造は、上記実施例に示したものに限定されない。その他の磁路形成構造として、例えば、以下の第1変形例~第3変形例のようなものが挙げられる。
まず、図3Aを参照して、第1実施例の第1変形例による振動発電装置について説明する。第1変形例では、磁歪部材2の振動端側外側と固定端側外側に、それぞれヨーク部材11及び12が接続されており、磁歪部材3の振動端側外側と固定端側外側に、それぞれヨーク部材13及び14が接続されている。ヨーク部材11~14は、例えば軟鉄で形成される。なお、図示をわかりやすくするため、磁歪部材は右上りのハッチング、ヨーク部材は左上りのハッチングで示す。
磁歪部材2及び3の固定端が、それぞれ、ヨーク部材12及び14を介して、支持部材1に取り付けられている。振動端側でヨーク部材11とヨーク部材13とが、永久磁石4を介して接続され、固定端側でヨーク部材12とヨーク部材14とが、永久磁石5を介して接続されている。このような構造で磁路を形成することもできる。
なお、第1変形例では、ヨーク部材11、永久磁石4、及びヨーク部材13が、磁歪部材2と磁歪部材3とを磁気的に接続する磁気的な接続部材であるとともに、磁歪部材2の振動と磁歪部材3の振動とを連動させる機械的な接続部材(振動連動部材)を兼ねている。
次に、図3Bを参照して、第1実施例の第2変形例による振動発電装置について説明する。振動端側で永久磁石4が磁歪部材2及び3を接続している構造は、第1実施例と同様である。第2変形例では、磁歪部材2及び3の固定端部が、ヨーク部材21に取り付けられており、固定端側で、ヨーク部材21が、磁歪部材2及び3を磁気的に接続している。このような構造で磁路を形成することもできる。なお、ヨーク部材21は、磁歪部材2及び3を片持ち梁構造で保持する支持部材1の一部としても捉えることができる。
次に、図3Cを参照して、第1実施例の第3変形例による振動発電装置について説明する。振動端側で永久磁石4が磁歪部材2及び3を接続している構造は、第1実施例と同様である。第3変形例では、厚さ方向断面がU字形状で、対向部分31a及び31cが接続部分31bで接続された磁歪部材31が用いられている。
磁歪部材31の対向部分31a及び31cが、それぞれ、磁歪部材2及び3として用いられる。磁歪部材31の接続部分31bは、ヨークとして機能し、固定端側で、磁歪部材2及び3を磁気的に接続する。なお、接続部分31bは、磁歪部材2及び3を片持ち梁構造で保持する支持部材1の一部としても捉えることができる。第3変形例のように、磁歪部材2及び3は、分離されていなくてもよい。このような構造で磁路を形成することもできる。
なお、第1実施例及び第1変形例~第3変形例では、磁歪部材2及び3の振動端部同士を磁気的に接続する接続部材中に永久磁石を配置したが、磁歪部材2及び3の振動端部同士を磁気的に接続する接続部材として、ヨーク部材のみを用いることもできる(例えば後述の第3実施例参照)。永久磁石は、磁路内のどこかに少なくとも1つ配置されていればよい。
なお、上述の第1実施例及び第1変形例~第3変形例では、磁歪部材2及び3を、ともに正の磁歪材料で形成したが、磁歪部材2及び3の材料は、正の磁歪材料に限定されない。
次に、図4を参照して、第1実施例の第4変形例による振動発電装置について説明する。第4変形例は、磁歪部材2及び3を、ともに負の磁歪材料で形成した例である。図4は、図2と同様に、磁歪部材2及び3が紙面下方に歪んだ状態を例示する。
負の磁歪材料では、正の磁歪材料とは逆に、印加磁場により磁歪部材に生じた磁束密度が、引張歪により小さくなり、圧縮歪により大きくなる。従って、図4に示す状態において、上側磁歪部材2に巻かれたコイル6には、磁束密度B2の減少を妨げる向きに誘導磁場IF2が生じるように誘導電流IC2が流れ、下側磁歪部材3に巻かれたコイル7には、磁束密度B3の増加を妨げる向きに誘導磁場IF3が生じるように誘導電流IC3が流れる。このように、磁歪部材2及び3を、ともに負の磁歪材料で形成しても、発電を行うことができる。
なお、磁歪部材2側と磁歪部材3側とでは、それぞれ独立に発電を行うことができるので、さらに他の変形例として、磁歪部材2及び3を正負が異なる磁歪材料で形成することもできる。なお、磁歪部材2側と磁歪部材3側とでは、それぞれ独立に発電を行うことができるので、少なくとも一方の磁歪部材の周りにコイルが配置されていれば、発電を行うことができる。
次に、図5を参照して、第2実施例による発電装置について説明する。図5は、第2実施例による振動発電装置の概略正面図である。第1実施例のように磁歪部材2及び3に別々のコイル6及び7を巻く替わりに、第2実施例では、磁歪部材2及び3に共通のコイル41を巻いている。その他の構造は、図1に示した第1実施例と同様である。磁歪部材2及び3は、正負の特性が一致しており、例えば、ともに正の磁歪材料で形成されている。なお、第2実施例(及び、後述の第3実施例とその変形例)では、煩雑さを避けるため、コイルの図示を一部簡略化している。
ここで、再び図2及び図4を参照する。図2に示したように、磁歪部材2及び3がともに正の磁歪材料で形成されている場合、あるいは、図4に示したように、磁歪部材2及び3がともに負の磁歪材料で形成されている場合、つまり、磁歪部材2及び3を形成する磁歪材料の正負の特性が一致している場合は、磁歪部材2及び3に巻かれたコイル6、7に生じる誘導磁場IF2及びIF3の向きが揃う。
従って、磁歪部材2及び3を形成する磁歪材料の正負の特性が一致している場合は、磁歪部材2及び3に共通のコイル41を巻いて、発電を行うことができる。これにより、例えば、磁歪部材2及び3に別々にコイルを巻く手間が省かれる。
次に、図6Aを参照して、第3実施例による発電装置について説明する。図6Aは、第3実施例による振動発電装置の概略正面図である。支持層52の上面上及び下面上に、それぞれ、薄膜状の磁歪部材(磁歪層)51及び53が形成されて、構造体54が形成されている。第2実施例と同様に、磁歪層51及び53を形成する磁歪材料は、正負の特性が一致している。
磁歪層51及び53は、例えば、液体急冷凝固法により形成されたGalfenolリボン材料(例えば厚さ300μm)である。支持層52は、例えばプラスチック板(例えば厚さ500μm程度)である。例えば接着剤による接着により、支持層52上に磁歪層51及び53を形成することができる。このように、支持層上に形成することにより、単独では振動部材としての靭性が不足する磁歪部材であったとしても、用いることができる。なお、薄膜状の磁歪部材は、切削や研磨で得られた薄板状のものでもかまわないし、薄膜スパッタで形成されたものでもかまわない。
構造体54の固定端部を、上側永久磁石55と下側永久磁石57とが挟み込み、永久磁石55と永久磁石57とを、ヨーク部材56が接続している。つまり、磁歪層51及び53の固定端部同士を、永久磁石55、ヨーク部材56、及び永久磁石57が、磁気的に接続している。一方、磁歪層51及び53の振動端部同士を、ヨーク部材58が、構造体54を上下から挟むようにして、磁気的に接続している。第3実施例では、このようにして磁路が形成されている。
第3実施例では、磁歪層51及び53の間に支持層52が介在する構造体54が形成されている。そのため、振動端側ではヨーク58が構造体54を上下から挟む構造を取り、固定端側では永久磁石55及び57が構造体54を上下から挟む構造を取るようにして、磁路を形成している。
構造体54の周りに、つまり、磁歪層51及び53の周りに、コイル59が巻かれている。第3実施例も、第2実施例と同様に、2つの磁歪部材に共通のコイルが巻かれた構造により、発電を行うことができる。
支持層52は、磁歪層51及び53の振動を連動させる振動連動部材としても機能する。また、磁歪層51及び53の振動端部同士を接続するヨーク部材58を、振動連動部材と捉えることもできる。
永久磁石55及び57と、ヨーク部材56との間隙部分に、非磁性体(例えば銅、プラスチック、セラミクス)で形成された部材60が配置されている。外部の振動源に発電装置を取り付ける取り付け部材61に、固定端側のヨーク部材56が取り付けられている。なお、磁歪層51及び53を(構造体54を)片持ち梁構造で保持しているという観点からは、永久磁石55、ヨーク部材56、及び永久磁石57(と部材60)を、支持部材62の一部として捉えることができる。振動源に発電装置を取り付ける取り付け部材61に取り付けられた、発電動作を行う部分を、発電構造体63と呼ぶこととする。
次に、図6Bを参照して、第3実施例の変形例による発電装置について説明する。第3実施例の発電構造体63からコイル59を除いた構造体63Aが、ケース71の内部に取り付けられている。構造体63Aは、固定端側のヨーク部材56でケース71に取り付けられており、ケース71が、外部の振動源に取り付けられて、磁歪層51及び53を含む構造体54が、ケース71内で振動する。
ケース71は、例えばプラスチックで形成されている。ケース71にコイル72を巻くことによって、磁歪層51及び53の周りにコイル72を巻くことができ、発電を行うことができる。図6Aに示した第3実施例のように、磁歪層51及び53の周りに直接コイル59を巻く替わりに、本変形例のように、ケース71の周りにコイル72を巻くこともできる。
ケース71の材料として、非磁性体で絶縁性の高いもの(例えばプラスチックやセラミクス)が好ましい。なお、ケース71として密閉構造のものを用い、ケース71の内部を減圧することにより、構造体54の振動の大気による減衰を抑制するようにしてもよい。
次に、比較例による振動発電装置について説明する。比較例による振動発電装置は、金沢大学理工研究域電子情報学系の上野敏幸准教授による資料「磁歪材料を用いたマイクロ振動発電素子」(上記「背景技術」の欄参照)を参照している。
図7A及び図7Bは、それぞれ、比較例による振動発電装置の概略上面図及び概略正面図である。比較例の振動発電装置は、対向配置された磁歪部材101及び102を有する。 磁歪部材101及び102は、例えばともに正の磁歪材料で形成されている。磁歪部材101及び102は、それぞれ、一端部がヨーク部材103に取り付けられ、他端部がヨーク部材104に取り付けられている。ヨーク部材104に永久磁石105が接続され、ヨーク部材103に永久磁石107が接続され、永久磁石105と永久磁石107とが、ヨーク部材106で接続されている。
図7A及び図7Bに示す例では、永久磁石107のS極からN極へ、ヨーク部材103を介し磁歪部材101及び102の一端部から他端部へ、ヨーク部材104を介し永久磁石105のS極からN極へ、ヨーク部材106の永久磁石105側端部から永久磁石107側端部へ、と進んで永久磁石107に戻る磁路が形成されている。比較例の振動発電装置は、磁歪部材101及び102に同じ向きの磁場が印加されており、ヨーク部材106が、磁路の戻り部となっている。
磁歪部材101及び102に、それぞれ、コイル108及び109が巻かれている。片方のヨーク部材、例えばヨーク部材103が、外部の振動源に取り付けられて、ヨーク部材103側を固定端、ヨーク部材104側を振動端として、磁歪部材101及び102が振動する。
振動に伴い、磁歪部材101及び102が下方に歪むと、上側磁歪部材101に引張歪が生じ磁束が増加するとともに、下側磁歪部材107に圧縮歪が生じ磁束が減少する。磁歪部材101及び102が上方に歪むと、上側磁歪部材101に圧縮歪が生じ磁束が減少するとともに、下側磁歪部材102に引張歪が生じ磁束が増加する。振動に伴う磁束変化により、コイル108及び109に誘導電流が生じ、発電を行うことができる。
比較例による振動発電装置では、磁歪部材101及び102に同じ向きの磁場が印加され、磁路の戻り部として、ヨーク部材106が配置されている。従って、磁歪部材101及び102の振動の際、ヨーク部材106も振動することとなる。すなわち、ヨーク部材106に起因して、振動発電装置の振動部分の剛性が高くなる。このため、加速度の弱い振動に対する発電の効率を高めることが難しい。
実施例による振動発電装置では、対向配置された2つの磁歪部材が互いに磁路の戻り部を形成しており、磁路の戻り部を形成するために別のヨーク部材を配置しなくてもよい。このため、比較例の発電装置に比べて、振動部分の剛性を低くすることが容易となり、加速度の弱い振動に対する発電の効率を高めることが容易となる。また、磁歪部材で形成された磁路の戻り部を発電に利用可能という観点で、発電効率が高められていると捉えることもできる。
実施例による振動発電装置は、また、対向配置された2つの磁歪部材の正負の特性が一致しているとき、誘導磁場の向きが両方の磁歪部材側で揃う。これにより、両磁歪部材に共通のコイルを巻いた構造を採用することができる。
さらに、このような場合、両磁歪部材の周りに直接コイルを巻いた構造に限らず、両磁歪部材を収めるケースの周りにコイルを巻いた構造を採用することもできる。なお、磁歪部材の周りに直接コイルを巻いた場合、磁歪部材の振動時に、ある程度は追随してコイルも振動することとなる。振動部分の剛性を下げるという観点から、ケースの周りにコイルを巻いた構造は好ましいといえる。
なお、対向配置された2つの磁歪部材の振動端側同士を、磁気的にまたは機械的に接続する接続部材(例えば、図1に示した第1実施例の永久磁石4や、図6に示した第3実施例のヨーク部材58)は、磁歪部材を効率的に振動させる錘として機能させることもできる。このような接続部材の形状や重さ等は、必要に応じて調整することができる。
なお、磁歪部材の寸法・形状や、磁路を形成するための磁石・ヨーク部材の寸法・形状や、磁歪部材を支持部材に取り付ける支持構造や、発電装置の振動源への取り付け構造、等は、必要に応じて適宜変更することができる。なお、磁歪部材の材料は、Galfenolに限定されるものではない。
以上説明したように、振動可能に並べて配置された2つの磁歪部材の他端側同士、及び、一端側同士を磁気的に接続して、両磁歪部材に逆向きの磁場が印加され、両磁歪部材が互いに磁路の戻り部となるような磁路を形成することができる。これにより、例えば、振動発電装置の振動部分の剛性を下げることが容易になり、発電効率向上を図ることができる。
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
2、3、51、53 磁歪部材
4、5、55、57 永久磁石
11~14、21、56、58 ヨーク部材
6、7、41、59、72 コイル
1、62 支持部材
71 ケース
4、5、55、57 永久磁石
11~14、21、56、58 ヨーク部材
6、7、41、59、72 コイル
1、62 支持部材
71 ケース
Claims (10)
- 支持部材と、
一端側が固定端となり、他端側が振動端となるように、一端側で前記支持部材に取り付けられた第1磁歪部材と、
前記第1磁歪部材と並んで配置され、一端側が固定端となり、他端側が振動端となるように、一端側で前記支持部材に取り付けられた第2磁歪部材と、
前記第1磁歪部材と前記第2磁歪部材とが連動して振動するように、前記第1磁歪部材と前記第2磁歪部材とを接続する振動連動部材と、
前記第1磁歪部材及び前記第2磁歪部材のうちの少なくとも一方の磁歪部材の周りに巻かれたコイルと、
磁石を含み、前記第1磁歪部材と前記第2磁歪部材とを一端側同士、及び、他端側同士で磁気的に接続して、前記第1磁歪部材と前記第2磁歪部材とに逆向きの磁場が印加され前記第1磁歪部材と前記第2磁歪部材とが互いに磁路の戻り部となるような磁路を形成する磁路形成部材と
を有する発電装置。 - 前記コイルは、前記第1磁歪部材の周りに巻かれ、さらに、
前記第2磁歪部材の周りに巻かれた他のコイルを有する請求項1に記載の発電装置。 - 前記磁路形成部材が、前記振動連動部材を兼ねる請求項1または2に記載の発電装置。
- 前記磁路形成部材は、前記磁石と、ヨーク部材とを含む請求項1~3のいずれか1項に記載の発電装置。
- 前記第1磁歪部材と前記第2磁歪部材とは、相互に対向する部分を有する第3磁歪部材の対向部分で形成されており、前記第3磁歪部材の前記対向部分以外の部分が、前記磁路形成部材の一部を形成している請求項1~4のいずれか1項に記載の発電装置。
- 前記第1磁歪部材を形成する磁歪材料と、前記第2磁歪部材を形成する磁歪材料とは、正負の特性が一致しており、
前記コイルは、前記第1磁歪部材及び前記第2磁歪部材の周りに共通に巻かれている請求項1に記載の発電装置。 - 前記振動連動部材は、板状部材であり、前記板状部材の上面上及び下面上にそれぞれ前記第1磁歪部材と前記第2磁歪部材とが形成されている請求項6に記載の発電装置。
- 前記支持部材は、前記第1磁歪部材及び前記第2磁歪部材を収める容器部分を含み、
前記コイルは、前記容器部分の周りに巻かれている請求項6または7に記載の発電装置。 - 前記容器部分は密閉構造であり、内部が減圧されている請求項8に記載の発電装置。
- 前記磁路形成部材は、前記第1磁歪部材と前記第2磁歪部材とを他端側同士で磁気的に接続する部分が、錘を兼ねる請求項1~9のいずれか1項に記載の発電装置。
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