(57)【要約】【課題】振動を利用する発電装置において、振動源からの振動を有効に活用する。【解決手段】電力生成部１１１は、磁歪部材１２１と、磁歪部材１２１に巻かれたコイル１２２とを含み、磁歪部材１２１が振動を受けて変形することで、コイル１２２に電力を発生させる。振動増幅部１１２は、電力生成部１１１に連結されたばね部材１２３を含み、ばね部材１２３が振動を受けてたわむことで、磁歪部材１２１が受ける振動を増幅する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁歪部材と前記磁歪部材に巻かれたコイルとを含み、前記磁歪部材が振動を受けて変形することで、前記コイルに電力を発生させる電力生成部と、
前記電力生成部に連結されたばね部材を含み、前記ばね部材が振動を受けてたわむことで、前記磁歪部材が受ける振動を増幅する振動増幅部と、
を備えることを特徴とする発電装置。
【請求項２】
前記振動増幅部は、前記ばね部材に取り付けられた錘をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の発電装置。
【請求項３】
前記電力生成部は、前記磁性部材に取り付けられた錘をさらに含むことを特徴とする請求項１又は２記載の発電装置。
【請求項４】
前記電力生成部は、前記磁歪部材と平行に配置された磁性部材と、前記磁性部材の一端を支持し、振動源からの振動を前記磁性部材に伝達する第１支持部材とをさらに含み、
前記磁歪部材及び前記磁性部材は磁気回路を形成し、
前記振動増幅部は、前記ばね部材の一端を支持し、前記振動源からの振動を前記ばね部材に伝達する第２支持部材と、前記磁性部材の他端と前記ばね部材の他端とを連結する連結部材とをさらに含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発電装置。
【請求項５】
前記電力生成部は、前記磁歪部材と平行に配置された磁性部材と、前記磁性部材の一端を支持し、振動源からの振動を前記磁性部材に伝達する第１支持部材とをさらに含み、
前記磁歪部材及び前記磁性部材は磁気回路を形成し、
前記振動増幅部は、別のばね部材と、前記別のばね部材の一端を支持し、前記振動源からの振動を前記別のばね部材に伝達する第２支持部材と、前記別のばね部材の他端と前記電力生成部に連結されたばね部材の一端とを連結する第１連結部材と、前記磁性部材の他端と前記電力生成部に連結されたばね部材の他端とを連結する第２連結部材とをさらに含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発電装置。
【請求項６】
前記振動増幅部は、前記別のばね部材に取り付けられた錘をさらに含むことを特徴とする請求項５記載の発電装置。
【請求項７】
前記電力生成部に連結されたばね部材は、前記磁歪部材と平行な方向にスライドすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の発電装置。
【請求項８】
前記電力生成部に連結されたばね部材には、別の磁歪部材と前記別の磁歪部材に巻かれた別のコイルとが組み込まれており、
前記別の磁歪部材が振動を受けて変形することで、前記別のコイルに電力を発生させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動を利用する発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種物理量を測定するセンサ装置を、インフラストラクチャ等の構造物、工場設備等に配置し、構造物又は工場設備を監視して予防保全を行うことで、メンテナンスの省力化が図られている。この場合、広い範囲に渡って多数のセンサ装置が配置されることが多い。
【０００３】
このようなセンサ装置に電力を供給する方法としては、電源ケーブル等の有線による供給方法又は電池による供給方法が挙げられる。しかしながら、有線による供給方法では、電源配線を敷設するコストがかかる。また、電池による供給方法では、頻繁に電池を交換するコストがかかるとともに、電池の大量廃棄による環境問題が発生する。
【０００４】
一方で、低消費電力化技術の進展によって、センサ装置の消費電力が低下してきている。低消費電力のセンサ装置の場合、構造物又は工場設備の環境振動によって発生する、微小な振動エネルギーを電気エネルギーに変換して供給することで、センサ装置の自立電源化が可能である。
【０００５】
振動を利用する発電技術に関連して、圧電素子を用いた音力発電装置及び振動力発電装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。音力発電装置及び振動力発電装置は、圧電素子に外部から力を加えることにより、圧電素子を変形させて発電する。音力発電装置は、音による空気の圧力変動を利用して発電し、振動力発電装置は、振動による圧力変動を利用して発電する。
【０００６】
磁歪材料を使用した発電素子も知られている（例えば、特許文献２を参照）。この発電素子は、磁歪材料で構成された第１の磁歪棒と、第１の磁歪棒と平行に配置された剛性棒と、第１の磁歪棒に巻かれた第１のコイルと、２つの連結ヨークとを備える。剛性棒は、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する磁性材料で構成される。２つの連結ヨークは、第１の磁歪棒及び剛性棒それぞれの両端に、第１の磁歪棒と剛性棒とを連結するように設けられる。そして、発電素子は、第１の磁歪棒の軸方向と垂直な方向の振動によって、第１の磁歪棒が伸張又は収縮することにより、発電する。
【０００７】
振動を磁歪素子に与えて発電する発電装置において、振動による発電効率を高める技術も知られている（例えば、特許文献３及び特許文献４を参照）。特許文献３の発電装置は、振動電力変換手段と振動電力変換手段の一端を固定又は支持する支持体とを備える。振動電力変換手段は、支持体を介して振動源からの振動を受けて、固有の振動周波数で振動することで、振動エネルギーを電気エネルギーに変換する。
【０００８】
振動電力変換手段は、磁歪材料で構成された磁歪部材と、磁歪部材に平行に配置されて磁性材料で構成される磁性部材と、磁性部材を磁歪部材に磁気的に連結する第１及び第２の連結部材とを有する。さらに、振動電力変換手段は、磁歪部材に巻かれた磁気コイルと、磁歪部材の両端に配置され磁歪部材と磁性部材とに磁気バイアスを供給する永久磁石とを有する。
【０００９】
発電装置は、振動電力変換手段が支持体の一端にピンにより固定されて、磁歪部材の軸方向と垂直な方向の振動が回動自在にされることで、振動電力変換手段が低振動周波数で動作し磁歪部材が伸張又は収縮することにより、発電する。さらに、発電装置は、振動電力変換手段の振動増大による振幅を制限する振幅制限手段によって、強制的に振幅を制限することで、磁歪部材に逆磁歪効果をもたらして発電する。
【００１０】
特許文献４の発電装置は、振動電力変換手段と振動電力変換手段の一端を固定又は支持する支持体とを備える。振動電力変換手段は、支持体を介して振動源からの振動を受けて、固有の振動周波数で振動することで、振動エネルギーを電気エネルギーに変換する。振動電力変換手段は、磁歪材料で構成された磁歪部材と、磁歪部材に平行に配置されて磁性材料で構成される磁性部材と、磁歪部材に巻かれた磁気コイルと、磁歪部材の両端に配置され磁歪部材と磁性部材とに磁気バイアスを供給する永久磁石とを有する。
【００１１】
永久磁石を幅方向に着磁した環状の永久磁石とし、磁歪部材を貫通させることで、磁気バイアスを供給するとともに、磁気コイルとの間に並列共振を発生させるキャパシタを設ける。これにより、発電装置は、磁歪部材の軸方向と垂直な方向の振動が振動電力変換手段に与えられた際に、振動電力変換手段が低振動周波数で動作して磁歪部材が伸張又は収縮することにより、発電する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−１６６６９４号公報
【特許文献２】特許第４９０５８２０号明細書
【特許文献３】特許第６１７１９９１号明細書
【特許文献４】特開２０１７−１０３９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１〜特許文献４の発電方法をセンサ装置の自立電源化に適用する場合、センサ装置を動作させる電力を得るために、発電素子に対して大きな変位、力、又は応力を加えることが望ましい。構造物又は工場設備の微小な環境振動の振動周波数は、例えば、数Ｈｚ〜数十Ｈｚであり、その加速度は、例えば、重力加速度の１／１０程度である。このような環境振動の振動周波数と発電装置本体の固有振動数とを一致させることで、振動エネルギーが増幅されて電気エネルギーに変換される。
【００１４】
しかしながら、例えば、モータの振動のように、振動周波数が１００Ｈｚ以上の高周波数になると、環境振動の変位、力、又は応力が減少するため、必ずしも所望の発電電力が得られるとは限らない。
【００１５】
なお、かかる問題は、高周波数の環境振動を利用する発電装置に限らず、変位、力、又は応力が不足する別の振動を利用する発電装置においても生ずるものである。
【００１６】
１つの側面において、本発明は、振動を利用する発電装置において、振動源からの振動を有効に活用することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
１つの実施形態によれば、発電装置は、電力生成部及び振動増幅部を含む。電力生成部は、磁歪部材と、磁歪部材に巻かれたコイルとを含み、磁歪部材が振動を受けて変形することで、コイルに電力を発生させる。振動増幅部は、電力生成部に連結されたばね部材を含み、ばね部材が振動を受けてたわむことで、磁歪部材が受ける振動を増幅する。
【発明の効果】
【００１８】
１つの実施形態によれば、振動を利用する発電装置において、振動源からの振動を有効に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】発電装置の構成図である。
【図２】発電装置の第１の具体例を示す構成図である。
【図３】筐体内の構造の上面図及び断面図である。
【図４】電源回路の構成図である。
【図５】発電装置の第２の具体例を示す構成図である。
【図６】発電装置の第３の具体例を示す構成図である。
【図７】コイルの出力を切り替える電源回路の構成図である。
【図８】コイルを並列に接続した電源回路の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。
【００２１】
図１は、実施形態の発電装置の構成例を示している。図１の発電装置１０１は、電力生成部１１１及び振動増幅部１１２を含む。電力生成部１１１は、磁歪部材１２１と、磁歪部材１２１に巻かれたコイル１２２とを含み、磁歪部材１２１が振動を受けて変形することで、コイル１２２に電力を発生させる。振動増幅部１１２は、電力生成部１１１に連結されたばね部材１２３を含み、ばね部材１２３が振動を受けてたわむことで、磁歪部材１２１が受ける振動を増幅する。図１の発電装置１０１によれば、振動源からの振動を有効に活用することができる。
【００２２】
図２は、図１の発電装置１０１の第１の具体例を示している。図２の発電装置２０１は、筐体２１１、電源回路２１２、磁歪部材２１３、コイル２１４、永久磁石２１５、永久磁石２１６、ヨーク２１７、支持部材２１８、錘２１９、ばね部材２２０、支持部材２２１、連結部材２２２、及び錘２２３を含む。
【００２３】
図２では、筐体２１１の正面部分が切断されており、正面から見た筐体２１１内の構造が示されている。筐体２１１は、振動源２０２に固定されており、振動源２０２は、例えば、矢印２３１が示す方向に振動する。
【００２４】
磁歪部材２１３、コイル２１４、永久磁石２１５、永久磁石２１６、ヨーク２１７、支持部材２１８、及び錘２１９は、図１の電力生成部１１１に対応する。ばね部材２２０、支持部材２２１、連結部材２２２、及び錘２２３は、振動増幅部１１２に対応する。
【００２５】
磁歪部材２１３は、鉄ガリウム合金、鉄コバルト合金等の磁歪材料からなる棒状の部材であり、コイル２１４は、磁歪部材２１３に巻き回された磁気コイルである。磁歪部材２１３及びコイル２１４は、図１の磁歪部材１２１及びコイル１２２にそれぞれ対応する。電源回路２１２は、コイル２１４に接続されている。矢印２３１が示す方向は、磁歪部材２１３の軸方向と垂直な方向である。
【００２６】
永久磁石２１５及び永久磁石２１６は、例えば、特許文献４に記載されているような中空形状の永久磁石であり、磁歪部材２１３は、永久磁石２１５及び永久磁石２１６を貫通している。ヨーク２１７は、磁性材料からなる磁性部材であり、磁歪部材２１３と平行に配置されている。
【００２７】
支持部材２１８は、筐体２１１に固定された支柱であり、ヨーク２１７の一端を支持し、振動源２０２からの振動をヨーク２１７に伝達する。錘２１９は、ヨーク２１７の他端に取り付けられている。
【００２８】
ばね部材２２０は、振動によってたわむ材料からなる棒状の部材（梁）であり、図１のばね部材１２３に対応する。支持部材２２１は、筐体２１１に固定された支柱であり、ばね部材２２０の一端を支持し、振動源２０２からの振動をばね部材２２０に伝達する。錘２２３は、ばね部材２２０の他端に取り付けられている。連結部材２２２は、錘２１９が取り付けられているヨーク２１７の他端と、錘２２３が取り付けられているばね部材２２０の他端とを連結する部材である。
【００２９】
支持部材２１８、錘２１９、ばね部材２２０、支持部材２２１、連結部材２２２、及び錘２２３は、金属材料からなる部材であってもよく、非金属材料からなる部材であってもよい。錘２１９及び錘２２３は、錘体と呼ばれることもある。
【００３０】
矢印２３１が示す方向に振動源２０２が振動することによって、筐体２１１、支持部材２１８、及び支持部材２２１が振動する。この振動により、磁歪部材２１３、コイル２１４、永久磁石２１５、永久磁石２１６、ヨーク２１７、錘２１９、ばね部材２２０、連結部材２２２、及び錘２２３からなる振動電力変換機構が振動する。このとき、ばね部材２２０が振動を受けてたわむことで、磁歪部材２１３が受ける振動を増幅する。この場合、振動電力変換機構の固有振動数ｆｂは、次式により表される。
【００３１】
【数１】
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式（１）において、ｋは、振動電力変換機構の実質的な弾性率に対応するばね定数を表し、ｍは、振動電力変換機構の実質的な質量を表す。式（１）より、ばね定数ｋ及び質量ｍが一定であれば、固有振動数ｆｂは所定値となる。
【００３２】
振動増幅部１１２は、電力生成部１１１に対して第２種てことして作用し、支持部材２２１、連結部材２２２、及び錘２２３は、支点、作用点、及び力点にそれぞれ対応する。ばね部材２２０上における錘２２３の取り付け位置を、支持部材２２１と連結部材２２２の中間に変更することで、振動増幅部１１２の役割を第２種てこから第３種てこに変更することもできる。大きな力を所望する場合は、振動増幅部１１２を第２種てことして作用させ、大きな変位を所望する場合は、振動増幅部１１２を第３種てことして作用させることが望ましい。
【００３３】
図３は、図２の筐体２１１内の構造の上面図及び断面図の例を示している。図３（ａ）は、筐体２１１内の構造の上面図の例を示しており、図３（ｂ）は、図３（ａ）の構造を切断線Ａ−Ａ’で切断した断面を正面から見た断面図の例を示している。
【００３４】
ばね部材２２０にはスリット３０３及びスリット３０４が形成されている。図２では省略されているが、スリット３０３に挿入されたねじ３０１を支持部材２２１にねじ込み、スリット３０４に挿入されたねじ３０２を連結部材２２２にねじ込むことで、ばね部材２２０が支持部材２２１及び連結部材２２２に固定される。
【００３５】
この場合、ユーザは、ねじ３０１及びねじ３０２を緩めることで、スリット３０３及びスリット３０４の長さの範囲内で、ばね部材２２０を図２の矢印２３２が示す方向にスライドさせることができる。矢印２３２が示す方向は、磁歪部材２１３の軸方向と平行な方向である。これにより、ばね定数ｋが変化するため、固有振動数ｆｂを、例えば、１０〜２０Ｈｚ程度変更することが可能になる。
【００３６】
ばね部材２２０をスライドさせた後、ユーザは、ねじ３０１及びねじ３０２を締めることで、ばね部材２２０を再度固定する。
【００３７】
ヨーク２１７、永久磁石２１５、磁歪部材２１３、及び永久磁石２１６は、磁気回路を形成し、磁歪部材２１３が振動を受けて変形することで、コイル２１４に電力を発生させる。振動によって磁歪部材２１３に応力が加わると、逆磁歪効果により磁歪部材２１３の磁束が変化し、コイル２１４に誘導電圧又は誘導電流が発生する。
【００３８】
特許文献４に記載されているように、磁歪部材２１３に引張応力又は圧縮応力が加わると、それぞれの応力に応じて、磁歪部材２１３に極性の異なる磁束が発生する。ここで、永久磁石２１５及び永久磁石２１６を用いて磁気回路にバイアス磁界を印加することで、磁歪部材２１３に正負の磁束を発生させることができる。
【００３９】
図２の構成によれば、磁歪部材２１３が永久磁石２１５及び永久磁石２１６を貫通しており、磁歪部材２１３とヨーク２１７が直接接続されている。このため、磁歪部材２１３とヨーク２１７の間に永久磁石を設けた場合のように、永久磁石２１５及び永久磁石２１６が磁気抵抗となることはなく、磁気回路の効率が向上する。
【００４０】
図４は、図２の電源回路２１２の構成例を示している。図４の電源回路２１２は、整流回路４１１、平滑回路４１２、蓄電部４１３、出力回路４１４、出力端子４１５−１、出力端子４１５−２、及び制御回路４１６を含む。
【００４１】
整流回路４１１は、コイル２１４に発生する交流信号を整流し、整流信号を平滑回路４１２へ出力する。平滑回路４１２は、整流信号を平滑化し、直流信号を蓄電部４１３へ出力する。蓄電部４１３は、二次電池又はコンデンサを含み、電力を蓄電する。出力回路４１４は、蓄電部４１３に蓄電された電力を、出力端子４１５−１及び出力端子４１５−２へ出力する。制御回路４１６は、平滑回路４１２からの直流信号による蓄電部４１３の充電を制御するとともに、蓄電部４１３から出力回路４１４への放電を制御する。
【００４２】
電源回路２１２は、出力端子４１５−１及び出力端子４１５−２を介して、不図示のセンサ装置へ電力を供給する。センサ装置は、振動センサ、加速度センサ、温度センサ、湿度センサ、光センサ、ガスセンサ、気圧センサ等のワイヤレスセンサであってもよい。
【００４３】
図２の発電装置２０１によれば、ばね部材２２０が振動を受けてたわむことで、磁歪部材２１３が受ける振動が増幅されるため、環境振動から効率的に電力を取り出すことが可能になる。このため、高周波数の環境振動であっても、大きな変位、力、又は応力が得られ、微小な振動エネルギーを有効に活用して、所望の発電電力を得ることができる。
【００４４】
また、センサ装置に電力を供給するためのコストを削減できるとともに、二酸化炭素（ＣＯ２）排出量を削減できるため、環境負荷が低減される。例えば、ワイヤレスセンサの場合、有線による電力供給が不要になるため、電源配線を敷設するコストが削減され、電池による電力供給が不要になるため、電池を交換するコストが削減される。これにより、ワイヤレスセンサを利用したワイヤレス計測システム全体のコストダウンが実現される。
【００４５】
また、ワイヤレスセンサに対して高効率な発電装置が提供されるため、ワイヤレスセンサによるデータの測定頻度及び通信頻度を増加させることが可能になる。これにより、ワイヤレス計測システムの導入効果が増大する。
【００４６】
発電装置の設置時に、環境振動の振動周波数と発電装置の固有振動数とが異なっている場合、設置現場において、発電装置の固有振動数を調整することが望ましい。図２の発電装置２０１によれば、ばね部材２２０をスライドさせるだけで、簡便に固有振動数を変更することができる。このため、ばね部材２２０の長さ、錘２２３の重さ等を変更することなく、設置現場において固有振動数を微調整することができ、発電装置の調整コストが削減される。
【００４７】
図５は、図１の発電装置１０１の第２の具体例を示している。図５の発電装置５０１は、図２の発電装置２０１において、筐体２１１を筐体５１１に置き換え、支持部材２２１を削除し、ばね部材５１２、支持部材５１３、連結部材５１４、及び錘５１５を追加した構成を有する。
【００４８】
図５では、筐体５１１の正面部分が切断されており、正面から見た筐体５１１内の構造が示されている。ばね部材２２０、支持部材２２１、連結部材２２２、錘２２３、ばね部材５１２、支持部材５１３、連結部材５１４、及び錘５１５は、振動増幅部１１２に対応する。
【００４９】
ばね部材５１２は、振動によってたわむ材料からなる棒状の部材である。支持部材５１３は、筐体５１１に固定された支柱であり、ばね部材５１２の一端を支持し、振動源２０２からの振動をばね部材５１２に伝達する。錘５１５は、ばね部材５１２の他端に取り付けられている。連結部材５１４は、錘５１５が取り付けられているばね部材５１２の他端と、ばね部材２２０の一端とを連結する部材である。
【００５０】
ばね部材５１２、支持部材５１３、連結部材５１４、及び錘５１５は、金属材料からなる部材であってもよく、非金属材料からなる部材であってもよい。
【００５１】
ばね部材５１２、連結部材５１４、及び錘５１５は、ばね部材２２０に対して第２種てことして作用する。ばね部材５１２上における錘５１５の取り付け位置を、支持部材５１３と連結部材５１４の中間に変更することで、第２種てこから第３種てこに変更することもできる。ばね部材２２０及びばね部材５１２は、図３に示したように、磁歪部材２１３の軸方向と平行な方向にスライドする構造であってもよい。
【００５２】
図５の発電装置５０１において、ばね部材２２０及びばね部材５１２の剛性、又は錘２２３及び錘５１５の重さを調整することで、ばね部材２２０及びばね部材５１２の振動の位相を調整することができる。ばね部材２２０及びばね部材５１２の振動の位相を適切に調整することで、磁歪部材２１３に伝達される振動の変位、力、又は応力がさらに増幅され、発電効率が向上する。
【００５３】
例えば、錘２１９、錘２２３、及び錘５１５を同じ重さにし、ばね部材２２０の剛性をヨーク２１７及びばね部材５１２の剛性よりも小さくすることで、ばね部材２２０に対して大きな変位を与えることができる。
【００５４】
図６は、図１の発電装置１０１の第３の具体例を示している。図６の発電装置６０１は、図５の発電装置５０１において、筐体５１１、ばね部材５１２、ばね部材２２０、及び電源回路２１２を、筐体６１１、ばね部材６１９、ばね部材６１３、及び電源回路６１２にそれぞれ置き換えた構成を有する。
【００５５】
ばね部材６１３には、磁歪部材６１４、コイル６１５、永久磁石６１６、永久磁石６１７、及びヨーク６１８が組み込まれており、ばね部材６１９には、磁歪部材６２０、コイル６２１、永久磁石６２２、永久磁石６２３、及びヨーク６２４が組み込まれている。図６では、筐体６１１の正面部分が切断されており、正面から見た筐体６１１内の構造が示されている。
【００５６】
磁歪部材６１４及び磁歪部材６２０は、磁歪材料からなる棒状の部材であり、コイル６１５及びコイル６２１は、磁歪部材６１４及び磁歪部材６２０それぞれに巻き回された磁気コイルである。電源回路６１２は、コイル２１４、コイル６１５、及びコイル６２１に接続されている。磁歪部材６１４は、永久磁石６１６及び永久磁石６１７を貫通しており、磁歪部材６２０は、永久磁石６２２及び永久磁石６２３を貫通している。ヨーク６１８及びヨーク６２４は、磁性材料からなる磁性部材であり、磁歪部材６１４及び磁歪部材６２０それぞれと平行に配置されている。
【００５７】
磁歪部材６１４及び磁歪部材６２０が振動を受けて変形することで、コイル６１５及びコイル６２１それぞれに電力を発生させる。
【００５８】
図６の発電装置６０１によれば、コイル２１４、コイル６１５、及びコイル６２１それぞれから電力を取り出すことができるため、発電電力が増大する。また、コイル２１４、コイル６１５、及びコイル６２１から出力される電力の位相を考慮して、それらのコイルの出力を結合することで、高い電圧を生成することが可能になる。
【００５９】
図７は、コイル２１４、コイル６１５、及びコイル６２１の出力を切り替える電源回路６１２の構成例を示している。図７の電源回路６１２は、図４の電源回路２１２にスイッチ７１１を追加した構成を有する。スイッチ７１１には、コイル２１４、コイル６１５、及びコイル６２１が接続されている。
【００６０】
スイッチ７１１は、制御回路４１６から出力される制御信号に従って、コイル２１４、コイル６１５、又はコイル６２１に発生する交流信号のうち、いずれか１つの交流信号を選択して、整流回路４１１へ出力する。例えば、制御回路４１６は、３本のコイルに発生する交流信号のうち最も電圧が高い交流信号を選択させる、制御信号を出力してもよい。
【００６１】
図８は、コイル２１４、コイル６１５、及びコイル６２１を並列に接続した電源回路６１２の構成例を示している。図８の電源回路６１２は、図４の電源回路２１２と同様の構成を有する。コイル２１４、コイル６１５、及びコイル６２１は、整流回路４１１の入力端子に並列に接続されており、３本のコイルに発生する交流信号を合成した交流信号が、整流回路４１１に入力される。
【００６２】
図１、図２、図３、図５、及び図６の発電装置の構成は一例に過ぎず、発電装置の用途又は条件に応じて、一部の構成要素を省略又は変更してもよい。例えば、図２、図３、図５、及び図６の発電装置において、環境振動の変位、力、又は応力が十分に大きい場合は、錘２１９、錘２２３、及び錘５１５を省略することができる。
【００６３】
図２及び図３の発電装置２０１において、ばね部材２２０をスライドさせる必要がない場合は、ねじ３０１、ねじ３０２、スリット３０３、及びスリット３０４を省略することができる。
【００６４】
図５の発電装置５０１において、ばね部材５１２、連結部材５１４、及び錘５１５からなる機構を、２個以上設けてもよい。同様に、図６の発電装置６０１において、ばね部材６１９、連結部材５１４、及び錘５１５からなる機構を、２個以上設けてもよい。
【００６５】
図２及び図３の発電装置２０１において、発電電力を増加させたい場合は、図６の磁歪部材６１４、コイル６１５、永久磁石６１６、永久磁石６１７、及びヨーク６１８を、ばね部材２２０に組み込んでもよい。
【００６６】
図４、図７、及び図８の電源回路の構成は一例に過ぎず、発電装置の用途又は条件に応じて、一部の構成要素を省略又は変更してもよい。
【００６７】
開示の実施形態とその利点について詳しく説明したが、当業者は、特許請求の範囲に明確に記載した本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更、追加、省略をすることができるであろう。
【符号の説明】
【００６８】
１０１、２０１、５０１、６０１  発電装置
１１１  電力生成部
１１２  振動増幅部
１２１、２１３、６１４、６２０  磁歪部材
１２２、２１４、６１５、６２１  コイル
１２３、２２０、５１２、６１３、６１９  ばね部材
２０２  振動源
２１１、５１１、６１１  筐体
２１２、６１２  電源回路
２１５、２１６、６１６、６１７、６２２、６２３  永久磁石
２１７、６１８、６２４  ヨーク
２１８、２２１、５１３  支持部材
２１９、２２３、５１５  錘
２２２、５１４  連結部材
２３１、２３２  矢印
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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