(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁歪材料で構成された磁歪板と、
コイルが巻かれ、２つの端部が前記磁歪板の一方の面と磁気的に接合されたＵの字状のヨークと、
前記ヨークの一方の端部から他方の端部へ、前記ヨークを通って環流するバイアス磁束を生成する界磁部とを備え、
前記磁歪板は、非磁性の構造体に面接合されている
発電素子。
【請求項２】
前記ヨークは、前記磁歪板と平行に設けられた第１のヨークと、一部が前記第１のヨークの一端部分及び前記磁歪板の一端部分に接続された第２のヨークと、一部が前記第１のヨークの他端部分及び前記磁歪板の他端部分に接続された第３のヨークとを有し、
前記界磁部は、前記第１のヨーク、前記第２のヨーク、前記第３のヨーク及び前記磁歪板を通る磁束が発生するように、前記第２のヨーク近傍に設けられ前記第１のヨークの一端部分及び前記磁歪板の一端部分に接続された第１の永久磁石と、前記第３のヨーク近傍に設けられ前記第１のヨークの他端部分及び前記磁歪板の他端部分に接続された第２の永久磁石とを有する
請求項１に記載の発電素子。
【請求項３】
前記非磁性の構造体は、互いに平行な１対の平行梁を有し、
前記磁歪板は、前記平行梁の根元部分に面接合されている
請求項１に記載の発電素子。
【請求項４】
磁歪材料で構成された磁歪棒と、
前記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し、前記磁歪棒と平行に配置された剛性棒と、
前記磁歪棒及び前記剛性棒の両端部に、前記磁歪棒と前記剛性棒とを機械的に連結するように設けられた２つの連結ヨークと、
前記２つの連結ヨーク同士を磁気的に連結するヨークであり、コイルが巻かれている第１ヨークと、
前記２つの連結ヨークのうちの一方から他方へ、前記第１ヨークを通って環流するバイアス磁束を生成する界磁部とを備え、
前記磁歪棒が当該磁歪棒の軸方向に伸張又は収縮することにより発電する
発電素子。
【請求項５】
前記界磁部は、前記２つの連結ヨークのうち一方へ磁力により吸着している第１の永久磁石と、他方へ磁力により吸着している第２の永久磁石と、前記第１の永久磁石と前記第２の永久磁石とを磁気的に連結する第２ヨークとを有し、
前記第２ヨークは、前記第１の永久磁石及び前記第２の永久磁石から発生する磁力により、当該第１の永久磁石及び当該第２の永久磁石に吸着されている
請求項４に記載の発電素子。
【請求項６】
前記第１ヨークは、前記第１の永久磁石及び前記第２の永久磁石から発生する磁力により前記２つの連結ヨークと吸着されている
請求項５に記載の発電素子。
【請求項７】
前記第１ヨークに前記コイルである第１のコイルが巻かれ、
前記界磁部は、第２のコイルであり、当該第２のコイルは前記磁歪棒に巻かれており、
前記発電素子は、前記磁歪棒に巻かれた前記第２のコイルに電流を流すことにより、前記界磁部にバイアス磁束を発生させ、前記磁歪棒が当該磁歪棒の軸方向に伸張又は収縮することにより前記第１ヨークに巻かれた第１のコイルに流れる電流を取り出すことにより発電する
請求項４に記載の発電素子。
【請求項８】
前記磁歪棒に第１のコイルが巻かれ、
前記界磁部は、前記第１ヨークと、当該第１ヨークに巻かれた第２のコイルであり、
前記発電素子は、前記第２のコイルに電流を流すことにより、前記界磁部にバイアス磁束を発生させ、前記磁歪棒が当該磁歪棒の軸方向に伸張又は収縮することにより前記磁歪棒に巻かれた第１のコイルに流れる電流を取り出すことにより発電する
請求項４に記載の発電素子。
【請求項９】
前記磁歪棒と前記剛性棒とは、面接合されている
請求項４に記載の発電素子。
【請求項１０】
前記磁歪棒にはコイルが巻かれておらず、
前記発電素子は、前記磁歪棒が当該磁歪棒の軸方向に伸張又は収縮することにより前記第１ヨークに巻かれたコイルに流れる電流を取り出すことにより発電する
請求項４に記載の発電素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動を利用した発電素子等に関し、特に、磁歪材料を使用した発電素子等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、身近な振動から発電を行うための技術の開発が盛んに行われている。その技術の１つとして圧電素子を用いた発電方法や永久磁石の磁束密度の変化を利用した発電方法が知られている。
【０００３】
圧電素子を利用した発電方法の多くは、圧電素子に何らかの方法で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。圧電素子を変形させるには、例えば、圧電素子に振動を加えて変形させる方法、風圧や音圧などの圧力を間接的に与える方法、錘などの物体を圧電素子に衝突させる方法、変形する物体に圧電素子を取り付ける方法などがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、音による空気の圧力変動を利用して圧電素子により発電する音力発電装置、及び、振動による圧力変動を利用して圧電素子により発電する振動力発電装置が記載されている。
【０００４】
また、永久磁石の磁束密度の変化を利用した発電方法は、永久磁石の振動に伴うコイルの鎖交磁束密度の時間的変化で発電を行う。つまり、電磁誘導を利用した発電方法である（例えば、非特許文献１、特許文献２参照）。
【０００５】
非特許文献１では、磁化の方向と平行にコイルの内部で永久磁石を振動させる。その結果、コイル内部の磁束密度が変化して、コイルに電流が発生する。非特許文献１には、この現象により発電が行われる発電素子が開示されている。
【０００６】
特許文献２では、２極に着磁されたバイアス磁石と、外部から力が加えられることで逆磁歪効果により透磁率が変化して磁束の流れが変化する磁歪材料と、磁歪材料を磁気的な異方性を有する方向に周期的に圧縮する圧縮手段と、この周期的に変化する磁束により電流を誘起するコイル手段とを備えた発電素子が開示されている。この発電素子は、前述した周期的に変化する磁束と、コイル芯に巻き廻されたコイルとが鎖交するように、磁歪材料と、コイルと、圧縮手段とが配置されている。つまり、長手方向に磁気異方性を有する磁歪材料を、長手方向に周期的に圧縮し、このときコイルに発生する電流により発電を行う構成である。
【０００７】
特許文献１に記載された圧電材料は、圧電縦定数が大きく、圧電縦効果（力の方向と電圧を取り出す方向が同じ場合）の発電効率は高い。しかし、単板の圧電材料を曲げることによる曲げ変形を利用して発電する場合には、力の方向と直交する方向で電圧を取り出す（圧電横効果）ため、発電効率が低い。また、圧電材料は、脆性材料であり、曲げや衝撃に対して弱い材料である。そのため、過度な負荷を加えることができず、発電量を増加するために大きな曲げや衝撃を加えることが難しいという問題がある。また、圧電素子は、電気的に誘導性の負荷であるため、低周波数でインピーダンスが高い。また、圧電素子より低いインピーダンスを有する負荷を繋いだときに、負荷に発生する電圧が小さくなる。したがって、発電により得られる電力が小さく、発電の効率が低いという欠点を有している。
【０００８】
また、非特許文献１に記載された永久磁石の振動に伴うコイルの鎖交磁束密度の変化を利用した発電方法では、発電量を増加するために、大振幅かつ高周波数で振動子を振動させる必要がある。そこで、振動子として使用される永久磁石の大きさを大きくすると、振動子の質量が増加し、振動子の共振周波数が低くなる。その結果、発電量は大きくならないという問題がある。
【０００９】
また、特許文献２に記載された、磁歪材料を周期的に圧縮することによる発電方法では、磁歪材料を長手方向に圧縮するために大きな力が必要である。また、圧縮力は磁歪材料に不均一に加えられるため、発電効率が低くなるという欠点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−１６６６９４号公報
【特許文献２】特開２００８−７２８６２号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】保坂寛、“ウェアラブル情報機器のための振動発生技術”、電気学会誌、１２６巻４号、２００６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
こうした課題を解決するため、磁歪材料を振動させることにより発電することが考えられる。具体的には、本発明の関連技術として、例えば、磁歪材料からなり平行に配置された２つの磁歪棒と、２つの磁歪棒のそれぞれに巻かれたコイルと、２つの磁歪棒のそれぞれの両端に、２つの磁歪棒を連結するように設けられた２つの連結ヨークとを備え、２つの磁歪棒の軸方向と垂直な方向の振動により、２つの磁歪棒の一方が軸方向に伸張し、他方が軸方向に収縮することにより発電することを特徴とする発電素子が考えられる。
【００１３】
この構成によれば、磁歪材料からなる２つの磁歪棒の軸方向の伸張および圧縮により、逆磁歪効果を利用して磁束密度の時間的変化から発電することができる。２つの磁歪棒を組み合わせて発電素子が構成されているので、発電素子に２つの磁性棒の軸方向と垂直な方向の振動が与えられると、２つの磁歪棒の一方は軸方向に伸張し、他方は軸方向に圧縮する。これにより、小さな力で効率よく発電することができる。また、曲げや衝撃などの外力に強い磁歪材料を磁歪棒に使用するので、発電素子に大きな曲げや衝撃を加えることができ、発電量を多くすることができる。
【００１４】
しかしながら、磁歪材料を使用する上記構成においては、発生電圧に寄与するコイルの巻き数が制限されるため、発生電圧の大きさが制限されるという課題がある。
【００１５】
以下、具体的に説明する。
【００１６】
一般に、電磁誘導を利用した振動発電素子の発生電圧は、磁束の時間変化と、コイルの巻数に比例する。ここで、磁束の時間変化の上限は、発電素子の機械的特性（主に共振周波数）で決定される。したがって、発電素子の発生電圧を増加させるためには、コイルの巻数を増やすことが好ましい。
【００１７】
しかし、本発明の関連技術に係る構成によれば、２つの磁歪棒が平行梁構造を構成している。また、各磁歪棒にコイルが巻かれている。したがって、２つの磁歪棒からなる平行梁の隙間にしか、コイルを巻くことができない。よって、コイルの巻数の上限が制限される。その結果、発生電圧の大きさが制限されてしまう。
【００１８】
そこで、本発明は、発生電圧に寄与するコイルの巻き数が制限されない発電素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明のある局面に係る発電素子は、磁歪材料で構成された磁歪板と、コイルが巻かれ、２つの端部が前記磁歪板の一方の面と磁気的に接合されたヨークと、前記ヨークの一方の端部から他方の端部へ、前記ヨークを通って環流するバイアス磁束を生成する界磁部とを備え、前記磁歪板は、非磁性の構造体に面接合されている。
【００２０】
この構成によれば、発電素子は、非磁性の構造体の振動により、ヨークに磁束の時間変化を生じさせる。ここで、磁歪板を含む面からのヨークの高さ（ヨークの足の長さ）は、自由に決定できる。したがって、所望の電圧を発生させるために必要な巻数だけヨークにコイルを巻くことができる。これにより、発生電圧に寄与するコイルの巻き数が制限されない発電素子を実現することができる。また、磁歪板は非磁性の構造体に面接合されているので、非磁性の構造体の振動を効率よく利用して発電することができる。また、磁歪素子を構造体に配置し、さらにその上に、コイルが巻かれたヨークと磁石とで構成される磁気回路を配置することで発電素子を構成することができるので、所望の構造体に簡単に発電素子を設けて発電することができる。
【００２１】
また、前記ヨークは、前記磁歪板と平行に設けられた第１のヨークと、一部が前記第１のヨークの一端部分及び前記磁歪板の一端部分に接続された第２のヨークと、一部が前記第１のヨークの他端部分及び前記磁歪板の他端部分に接続された第３のヨークとを有し、前記界磁部は、前記第１のヨーク、前記第２のヨーク、前記第３のヨーク及び前記磁歪板を通る磁束が発生するように、前記第２のヨーク近傍に設けられ前記第１のヨークの一端部分及び前記磁歪板の一端部分に接続された第１の永久磁石と、前記第３のヨーク近傍に設けられ前記第１のヨークの他端部分及び前記磁歪板の他端部分に接続された第２の永久磁石とを有してもよい。
【００２２】
この構成によれば、発電素子は、磁歪板と第２のヨーク、第３のヨーク及び第１のヨークを通る磁力線のループを発生する。構造体が伸縮すると構造体に設けられた磁歪板も伸縮し、逆磁歪効果により磁歪板の内部の磁化が変化する。この磁化の変化（磁力線の時間変化）をコイルの起電力として取り出すことで、発電量を増加することができる。
【００２３】
また、前記非磁性の構造体は、互いに平行な１対の平行梁を有し、前記磁歪板は、前記平行梁の根元部分に面接合されていてもよい。
【００２４】
この構成によれば、振動を与えられた梁は、高い共振周波数で振動する。さらに、平行梁を構成する向かい合う２本の梁は音叉振動をするので、梁の振動は長時間持続する。したがって、発電体は高い電圧を発生することができ、かつ、長時間発電を持続することができる。
【００２５】
本発明のある局面に係る発電素子は、磁歪材料で構成された磁歪棒と、前記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し、前記磁歪棒と平行に配置された剛性棒と、前記磁歪棒及び前記剛性棒の両端部に、前記磁歪棒と前記剛性棒とを機械的に連結するように設けられた２つの連結ヨークと、前記２つの連結ヨーク同士を磁気的に連結するヨークであり、コイルが巻かれている第１ヨークと、前記２つの連結ヨークのうちの一方から他方へ、前記第１ヨークを通って環流するバイアス磁束を生成する界磁部とを備え、前記磁歪棒が当該磁歪棒の軸方向に伸張又は収縮することにより発電する。
【００２６】
この構成によると、発電素子は、可動ヨークの振動により、ヨークに磁束の時間変化を生じさせる。ここで、磁歪棒及び剛性棒を含む面からのヨークの高さ（ヨークの足の長さ）は、自由に決定できる。したがって、所望の電圧を発生させるために必要な巻数だけヨークにコイルを巻くことができる。これにより、発生電圧に寄与するコイルの巻き数が制限されない発電素子を実現することができる。
【００２７】
具体的には、前記界磁部は、前記２つの連結ヨークのうち一方へ磁力により吸着している第１の永久磁石と、他方へ磁力により吸着している第２の永久磁石と、前記第１の永久磁石と前記第２の永久磁石とを磁気的に連結する第２ヨークとを有し、前記第２ヨークは、前記第１の永久磁石及び前記第２の永久磁石から発生する磁力により、当該第１の永久磁石及び当該第２の永久磁石に吸着されているとしてもよい。
【００２８】
この構成によると、永久磁石を使用することにより、界磁部を具体的に実現することができる。
【００２９】
また、前記第１ヨークは、前記第１の永久磁石及び前記第２の永久磁石から発生する磁力により前記２つの連結ヨークと吸着されているとしてもよい。
【００３０】
この構成によると、振動する磁歪棒にコイルを巻かずに済むため、磁歪棒の曲げ変形によりコイルの巻き線が擦れない。よって、断線等が原因で故障するおそれが低下する。また、コイルの巻き線が磁歪棒の動きを邪魔しないため、可動ヨークに加えられた力を、より効率よく発電に使用することができる。
【００３１】
また、前記第１ヨークに前記コイルである第１のコイルが巻かれ、前記界磁部は、第２のコイルであり、当該第２のコイルは前記磁歪棒に巻かれており、前記発電素子は、前記磁歪棒に巻かれた前記第２のコイルに電流を流すことにより、前記界磁部にバイアス磁束を発生させ、前記磁歪棒が当該磁歪棒の軸方向に伸張又は収縮することにより前記第１ヨークに巻かれた第１のコイルに流れる電流を取り出すことにより発電するとしてもよい。
【００３２】
または、前記磁歪棒に第１のコイルが巻かれ、前記界磁部は、前記第１ヨークと、当該第１ヨークに巻かれた第２のコイルであり、前記発電素子は、前記第２のコイルに電流を流すことにより、前記界磁部にバイアス磁束を発生させ、前記磁歪棒が当該磁歪棒の軸方向に伸張又は収縮することにより前記磁歪棒に巻かれた第１のコイルに流れる電流を取り出すことにより発電するとしてもよい。
【００３３】
永久磁石を使用しないでバイアス磁束を発生させる構成は、特に発電素子を大型化する際に有効である。なぜなら、大型の発電素子に必要とされる強さのバイアス磁束を発生させることが可能な希土類からなる永久磁石の作成、及び発電素子への設置は困難となるためである。
【００３４】
また、前記磁歪棒と前記剛性棒とは、面接合されているとしてもよい。
【００３５】
これにより、磁歪棒及び剛性棒の強度を増すことができる。さらに、振動時の弾性損失も低く抑えることができる。
【００３６】
また、前記磁歪棒にはコイルが巻かれておらず、前記発電素子は、前記磁歪棒が当該磁歪棒の軸方向に伸張又は収縮することにより前記第１ヨークに巻かれたコイルに流れる電流を取り出すことにより発電するとしてもよい。
【００３７】
なお、本発明は、このような発電素子として実現できるだけでなく、このような発電素子を含む発電装置としても実現できる。
【発明の効果】
【００３８】
以上、本発明によると、発生電圧に寄与するコイルの巻き数が制限されない発電素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の関連技術に係る発電素子の構成を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、磁歪材料の代わりに、ヨークと一体形成された梁を使用する発電素子の構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係る発電素子の構造を示す図である。
【図３】図３は、界磁部が発電素子に生じさせる磁束を示す概念図である。
【図４Ａ】図４Ａは、発電素子が備える可動ヨークに力を加えた場合に、磁歪棒及び剛性棒の中央付近に生じる応力分布を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａに示される力が加わった場合の、磁歪棒の内部に生じる磁束の概要を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の実施の形態１及び２に係る発電素子が備える可動ヨークを振動させている様子を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａに示されるような振動を与えることにより、ヨークに巻かれたコイルから電力を取り出す様子を示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２に係る発電素子の構成を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態２に係る発電素子の構成の他の一例を示す図である。
【図８】図８は、平行梁を構成する磁歪棒と剛性棒との間に充填剤を注入した発電素子の構成を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、振動板を用いて構成された発電素子の一例を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、振動板を用いて構成された発電素子の他の例を示す図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、振動板を用いて構成された発電素子の他の例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態３に係る発電素子の構成を示す図である。
【図１１】図１１は、図１０に示した発電素子の部分拡大図である。
【図１２】図１２は、実施の形態３に係る発電素子の動作について説明するための図である。
【図１３】図１３は、実施の形態４に係る発電素子の構成を示す図である。
【図１４】図１４は、実施の形態５に係る発電素子の構成を示す図である。
【図１５】図１５は、実施の形態５に係る発電素子の構成を示す図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、実施の形態６に係る発電素子の構成を示す図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、図１６Ａに示した発電素子において発生する磁力線について説明するための図である。
【図１６Ｃ】図１６Ｃは、図１６Ａに示した発電素子において発生する磁力線について説明するための図である。
【図１６Ｄ】図１６Ｄは、実施の形態６に示した発電素子の構成の変形例を示す図である。
【図１６Ｅ】図１６Ｅは、図１６Ｄに示した発電素子において発生する磁力線について説明するための図である。
【図１６Ｆ】図１６Ｆは、円筒状の構造体に発電体を配置した発電素子の構成を示す図である。
【図１７】図１７は、本発明の実施の形態に係る発電素子の構成のその他の例を示す図である。
【図１８】図１８は、本発明の実施の形態に係る発電素子の構成のその他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは一例である。したがって、これらの各形態により、本発明が限定されるものではない。本発明は、請求の範囲だけによって限定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。
【００４１】
まず、本発明の課題を明確にするため、本発明の関連技術について図１Ａ及び図１Ｂを参照して説明する。
【００４２】
図１Ａは、本発明の関連技術に係る発電素子９００Ａの構成を示す。また、図１Ｂは、本発明の関連技術に係る発電素子９００Ｂの構成を示す。
【００４３】
図１Ａに示されるように、発電素子９００Ａは、固定ヨーク９１２と、可動ヨーク９１４と、コイル９１６Ａ及びコイル９１６Ｂと、磁歪材料からなる磁歪棒９１８Ａ及び磁歪棒９１８Ｂとを備える。
【００４４】
磁歪棒９１８Ａ及び磁歪棒９１８Ｂは、平行梁構造を有する。磁歪棒９１８Ａ及び磁歪棒９１８Ｂの一端部は、固定ヨーク９１２により機械的に連結されている。また、磁歪棒９１８Ａ及び磁歪棒９１８Ｂの他端部は、可動ヨーク９１４により機械的に連結されている。
【００４５】
磁歪棒９１８Ａには、コイル９１６Ａが巻かれている。また、磁歪棒９１８Ｂには、コイル９１６Ｂが巻かれている。
【００４６】
ここで、磁界中において、磁歪棒９１８Ａ及び磁歪棒９１８Ｂの一方が伸張し、他方が圧縮されるように可動ヨーク９１４を振動させることにより、磁歪棒９１８Ａ及び磁歪棒９１８Ｂに逆磁歪効果が生じる。その結果、コイル９１６Ａ及びコイル９１６Ｂの周囲の磁束が変化する。したがって、コイル９１６Ａ及びコイル９１６Ｂに起電力が生じる。こうして、発電素子９００Ａは振動により発電することができる。
【００４７】
図１Ｂは、磁歪棒９１８Ｂの代わりに、ヨーク９２０と一体形成された梁を使用して平行梁を構成する発電素子９００Ｂの構成を示す。
【００４８】
発電素子９００Ｂにおいても、磁界中において、ヨーク９２０を振動させることにより、磁歪棒９１８Ｃに逆磁歪効果が生じる。その結果、コイル９１６Ｃの周囲の磁束が変化する。したがって、コイル９１６Ｃに起電力が生じる。こうして、発電素子９００Ｂは振動により発電することができる。
【００４９】
ここで、発電素子９００Ａ及び発電素子９００Ｂによる発生電圧は、いずれも以下の式（１）で求められる。
【００５０】
【数１】
0005645179.tif 000002
【００５１】
ここで、Ｎはコイルの巻数であり、Φは磁束である。したがって、時間当たりの磁束の変化量を増やすか、コイルの巻数を増やすことにより、発生電圧を大きくすることができる。時間当たりの磁束の変化量は、発電素子の共振周波数など、その機械的特性により決定される。したがって、発電素子の発電電圧を大きくするためには、コイルの巻数を増やすことがより容易な方法である。
【００５２】
しかし、例えば図１Ａを参照して、関連技術においては、コイル９１６Ａ及びコイル９１６Ｂは、それぞれ、逆磁歪効果が生じる磁歪棒９１８Ａ及び磁歪棒９１８Ｂに巻き付ける必要がある。また、磁歪棒９１８Ａ及び磁歪棒９１８Ｂは平行梁を構成している。その結果、コイル９１６Ａ及びコイル９１６Ｂを巻くスペースが、平行梁の隙間に限られてしまう。その結果、式（１）で示される電圧の上限が平行梁の隙間によって制限されてしまうという課題がある。
【００５３】
本発明は、この課題を解決する。以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００５４】
（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態に係る発電素子１００の構造を示す。
【００５５】
図２の（ａ）は、発電素子１００の外観を示す平面図である。また、図２の（ｂ）は、図２の（ａ）のＡ−Ａ’面における断面図である。
【００５６】
図２の（ａ）及び図２の（ｂ）を参照して、発電素子１００は、固定ヨーク１１０と、可動ヨーク１１２と、永久磁石１１４Ａ及び１１４Ｂと、ヨーク１１６と、磁歪材料で構成された磁歪棒１１８と、非磁性体で構成された剛性棒１１９と、ヨーク１２０と、コイル１２２とを備える。なお、以後、ヨーク１２０を第１ヨークともいい、ヨーク１１６を第２ヨークともいう。また、固定ヨーク１１０及び可動ヨーク１１２のそれぞれを、連結ヨークともいう。
【００５７】
磁歪棒１１８は、好ましくは、鉄ガリウム合金又は鉄コバルト合金等の延性の磁歪材料により構成される棒状部材である。大きさは、例えば、断面が１ｍｍ×０．５ｍｍで軸方向の長さが１０ｍｍ程度の角柱状として形成してもよい。
【００５８】
剛性棒１１９は、磁歪棒１１８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し、磁歪棒１１８と平行に配置される。剛性棒１１９の材料は、例えば、ステンレススチール（ＳＵＳ３０４など）が考えられる。剛性棒１１９の大きさは、磁歪棒１１８と同様である。
【００５９】
本実施の形態において、磁歪棒１１８と剛性棒１１９とは、図２の（ａ）に示されるように面接合されている。つまり、磁歪棒１１８の片面と、剛性棒１１９の片面とが対向して全面接合されている。なお、後述するように、磁歪棒１１８と剛性棒１１９とは、必ずしも面接合されなくてもよい。すなわち、磁歪棒１１８と剛性棒１１９とは、平行に配置されていればよい。
【００６０】
固定ヨーク１１０及び可動ヨーク１１２のそれぞれは、磁歪棒１１８と剛性棒１１９とを、それぞれの両端部において機械的及び磁気的に連結するヨークである。固定ヨーク１１０は固定され、可動ヨーク１１２が図２の（ａ）において垂直方向（図２の（ａ）において、紙面に向かって手前から奥または奥から手前の方向）に振動する。
【００６１】
ヨーク１２０は、２つの連結ヨーク（すなわち、固定ヨーク１１０及び可動ヨーク１１２）同士を磁気的に連結するヨークである。また、ヨーク１２０には、コイル１２２が巻かれている。
【００６２】
永久磁石１１４Ａ（第１の永久磁石ともいう）は、固定ヨーク１１０に磁力により吸着している永久磁石である。また、永久磁石１１４Ｂ（第２の永久磁石ともいう）は、可動ヨーク１１２に磁力により吸着している永久磁石である。
【００６３】
ヨーク１１６は、永久磁石１１４Ａと永久磁石１１４Ｂとを磁気的に連結するヨークである。
【００６４】
ここで、ヨーク１１６は、永久磁石１１４Ａ及び１１４Ｂから発生する磁力により、永久磁石１１４Ａ及び１１４Ｂに吸着されている。また、ヨーク１２０は、永久磁石１１４Ａ及び１１４Ｂから発生する磁力により、２つの連結ヨークと吸着されている。
【００６５】
本実施の形態において、ヨーク１２０及びコイル１２２を発電部とよぶ。また、固定ヨーク１１０、可動ヨーク１１２、磁歪棒１１８、及び剛性棒１１９を振動部とよぶ。さらに、永久磁石１１４Ａ及び１１４Ｂ、並びにヨーク１１６を界磁部とよぶ。このとき、発電部と界磁部とは、いずれも振動部と磁力によって吸着されている。言いかえれば、発電部と界磁部とは、いずれも振動部と機械的には接合されていない。したがって、振動部が図２の（ａ）に対して垂直方向に振動する場合、発電部及び界磁部は、振動部の曲げ変形を拘束する力を摩擦力以外は生じさせない。よって、発電素子１００は、可動ヨーク１１２を振動させる力を無駄なく発電に使用することができる。
【００６６】
次に、上記の発電素子１００による振動発電の仕組みについて、図３、図４Ａ、及び図４Ｂを参照して説明する。
【００６７】
図３は、界磁部が発電素子１００に生じさせる磁束を示す概念図である。
【００６８】
図３に示されるように、界磁部（１１４Ａ、１１４Ｂ、１１６）は、２つの連結ヨークのうちの一方から他方へ、磁歪棒１１８を貫く経路及びヨーク１２０を貫く経路のそれぞれを通って環流するバイアス磁束を生成する。より詳細には、界磁部は、永久磁石１１４Ａ、ヨーク１１６、永久磁石１１４Ｂ、及びヨーク１２０を貫き環流するバイアス磁束１５０Ａと、永久磁石１１４Ａ、ヨーク１１６、永久磁石１１４Ｂ、及び磁歪棒１１８を貫き環流するバイアス磁束１５０Ｂとを生成する。
【００６９】
なお、永久磁石１１４Ａ及び１１４Ｂの形状、ヨーク１２０の形状（断面積など）及びヨーク１２０の透磁率は、磁歪材料の飽和磁束密度の半分程度のバイアス磁束が発生するように調整されることが好ましい。
【００７０】
図４Ａの（ａ）は、図３に示されるバイアス磁束が生じている発電素子１００が備える可動ヨーク１１２に力１４０を加えた様子を示す。また、図４Ａの（ｂ）は、図４Ａの（ａ）に示される力が加えられた際の、磁歪棒１１８及び剛性棒１１９中央付近における応力分布を示す。
【００７１】
図４Ａの（ａ）に示されるように、例えば、片端支持で固定ヨーク１１０を固定し、可動ヨーク１１２に上方向の曲げ力１４０を作用させるとする。この場合、磁歪棒１１８及び剛性棒１１９が湾曲する。剛性棒１１９の縦弾性係数及び厚さを磁歪材料に対して大きくすると、図４Ａの（ｂ）に示されるように、磁歪棒１１８には、収縮する方向へほぼ一様な応力（ここでは、圧縮力）が作用する。その結果、磁歪棒１１８に生じる逆磁歪効果により、磁束が減少する。このときの磁束の分布を、図４Ｂを参照して説明する。
【００７２】
図４Ｂは、図４Ａに示される力１４０が加わった場合の、磁歪棒１１８内部に生じ得る磁束の概要を示す。
【００７３】
逆磁歪効果により、磁歪棒１１８から、可動ヨーク１１２、ヨーク１２０、及び固定ヨーク１１０を経由し、磁歪棒１１８へ環流する磁束１５２が生じている。磁束１５２は、バイアス磁束１５０Ａ及びバイアス磁束１５０Ｂに重畳するように生じる。なお、永久磁石の磁気抵抗が大きいため、逆磁歪効果により発生した磁束は、永久磁石１１４Ａ及び１１４Ｂをほとんど通らない。また、図４Ｂでは、発電素子１００において生じ得る磁力線（磁束）のループについて、バイアス磁束１５０Ａ、バイアス磁束１５０Ｂ、磁束１５２を示しているが、これは一例であり、発生する磁力線のループはこの組み合わせに限らない。発電素子で構成される磁気回路の構成によって、例えば、発電素子で並列接続の磁気回路が構成される場合には複数の磁力線のループが並列に発生し、直列の磁気回路が構成される場合には後述するように単一の磁力線のループが発生することになる。
【００７４】
このように、力１４０により磁歪棒１１８及び剛性棒１１９を曲げることで生じた磁束の変化が、ヨーク１２０内の磁束の変化として現れる。
【００７５】
したがって、振動の力により、ヨーク１２０に作用する曲げ力の向きを周期的に反転させることにより、磁歪棒１１８の磁束が時間的に変化する。その結果、ヨーク１２０内に生じる磁束も時間的に変化する。
【００７６】
本実施の形態に係る発電素子１００は、ファラデーの電磁誘導の法則から、こうしてヨーク１２０に生じる磁束の時間変化によりヨーク１２０に巻かれたコイルに生じる起電力を、電力として利用する発電素子である。
【００７７】
図５Ａは、本実施の形態に係る発電素子１００が備える可動ヨーク１１２を振動させている様子を示す。また、図５Ｂは、図５Ａに示されるような振動を与えることにより、ヨーク１２０に巻かれたコイル１２２から電力を取り出す様子を示す。
【００７８】
以上述べたように、本実施の形態に係る発電素子１００は、磁歪材料で構成された磁歪棒１１８と、磁歪棒１１８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し、磁歪棒１１８と平行に配置された剛性棒１１９と、磁歪棒１１８及び剛性棒１１９の両端部に、磁歪棒１１８と剛性棒１１９とを機械的に連結するように設けられた２つの連結ヨーク（すなわち、固定ヨーク１１０及び可動ヨーク１１２）と、２つの連結ヨーク同士を磁気的に連結するヨークであり、コイル１２２が巻かれている第１ヨーク１２０と、２つの連結ヨークのうちの一方から他方へ、第１ヨーク１２０を通って環流するバイアス磁束を生成する界磁部とを備える。ここで、磁歪棒１１８が磁歪棒１１８の軸方向に（すなわち、磁歪棒１１８及び剛性棒１１９のいずれをも含む面内で）伸張又は収縮することにより、発電素子１００は、発電する。
【００７９】
より具体的には、界磁部は、２つの連結ヨークのうち一方へ磁力により吸着している第１の永久磁石１１４Ａと、他方へ磁力により吸着している第２の永久磁石１１４Ｂと、第１の永久磁石１１４Ａと第２の永久磁石１１４Ｂとを磁気的に連結する第２ヨーク１１６とを有する。ここで、第２ヨーク１１６は、第１の永久磁石１１４Ａ及び第２の永久磁石１１４Ｂから発生する磁力により、第１の永久磁石１１４Ａ及び第２の永久磁石１１４Ｂに吸着されている。また、第１ヨーク１２０は、第１の永久磁石１１４Ａ及び第２の永久磁石１１４Ｂから発生する磁力により２つの連結ヨーク（すなわち、固定ヨーク１１０及び可動ヨーク１１２）と吸着されている。
【００８０】
この構成によると、発電素子１００は、可動ヨーク１１２の振動により、ヨーク１２０に磁束の時間変化を生じさせる。ここで、再度図２の（ａ）を参照して、磁歪棒１１８及び剛性棒１１９を含む面からのヨーク１２０の高さ（Ｕの字状の足の長さ）は、自由に決定できる。したがって、所望の電圧を発生させるために必要な巻数だけヨーク１２０にコイルを巻くことができる。したがって、発生電圧に寄与するコイル１２２の巻き数が制限されない発電素子１００を実現することができる。
【００８１】
さらに、本実施の形態に係る発電素子１００においては、振動する磁歪棒１１８にコイルを巻かずに済むため、磁歪棒１１８の曲げ変形によりコイルの巻き線が擦れない。よって、断線等が原因で故障するおそれが低下する。また、コイルの巻き線が磁歪棒１１８の動きを邪魔しないため、可動ヨーク１１２に加えられた力を、より効率よく発電に使用することができる。さらに、磁歪棒１１８にコイルを巻く場合に比べて、コイルの端線処理も容易となる。
【００８２】
また、本発明の関連技術においては、振動部の平行梁を構成する磁歪棒１１８と剛性棒１１９との間に隙間を空ける構造としていたため、磁歪棒１１８及び剛性棒１１９と、連結ヨークとを接合した部分に応力が集中しやすく、ここから破壊するおそれが高かった。一方、本実施の形態においては、磁歪棒１１８と剛性棒１１９とを面接合させることで、単板状の複合梁を構成することができる。これにより、磁歪棒１１８及び剛性棒１１９の強度を増すことができる。さらに、振動時の弾性損失も低く抑えることができる。なお、磁歪棒１１８と剛性棒１１９とは、必ずしも面接合されなくてもよい。すなわち、隙間を空けた平行梁構造としても、同様の発明の効果を奏する。
【００８３】
（実施の形態２）
実施の形態１において、界磁部は永久磁石を有していた。しかし、永久磁石を使用せずに、界磁部を実現することもできる。以下、図６及び図７を参照して、本実施の形態に係る発電素子の構成について説明する。
【００８４】
図６は、本発明の実施の形態２に係る発電素子１００Ａの構成を示す図である。以下、本実施の形態に係る発電素子１００Ａが、実施の形態１に係る発電素子１００と異なる点を中心に説明する。
【００８５】
発電素子１００Ａの平面図である図６の（ａ）及びそのＡＡ’断面図である図６の（ｂ）を参照して、発電素子１００Ａは、実施の形態１に係る発電素子１００と違い、永久磁石１１４Ａ及び１１４Ｂ、並びにヨーク１１６を備えていない。その代わり、磁歪棒１１８にコイル１７０が巻かれている。
【００８６】
コイル１７０は、界磁部がバイアス磁束を発生させるためのコイルである。発電素子１００Ａは、コイル１７０に電流を流すことにより、磁歪棒１１８、可動ヨーク１１２、ヨーク１２０、及び固定ヨーク１１０を環流するバイアス磁束を発生させる。すなわち、コイル１７０が界磁部となる。なお、コイル１７０は、面接合した磁歪棒１１８及び剛性棒１１９の双方に巻いてもよい。すなわち、コイル１７０は、少なくとも磁歪棒１１８に巻かれていればよい。
【００８７】
以上述べたように、発電素子１００Ａにおける界磁部はコイル１７０であり、このコイル１７０は磁歪棒１１８に巻かれている。発電素子１００Ａは、磁歪棒１１８に巻かれたコイル１７０に電流を流すことにより、界磁部にバイアス磁束を発生させる。また、発電素子１００Ａは、磁歪棒１１８が、当該磁歪棒の軸方向に（すなわち、磁歪棒１１８と剛性棒１１９とを含む平面内で）伸張又は収縮することによりヨーク１２０に巻かれたコイル１２２に流れる電流を取り出すことにより発電する。
【００８８】
また、発電素子１００Ａとは異なり、磁歪棒１１８Ａに発電用のコイルを巻いてもよい。以下、図７を参照して説明する。
【００８９】
図７は、本実施の形態に係る発電素子の他の一例である発電素子１００Ｂの構成を示す図である。以下、本実施の形態に係る発電素子１００Ｂが、発電素子１００Ａと異なる点を中心に説明する。
【００９０】
発電素子１００Ｂの平面図である図７の（ａ）及びそのＡＡ’断面図である図７の（ｂ）を参照して、発電素子１００Ｂは、面接合された磁歪棒１１８及び剛性棒１１９、並びにヨーク１２０にそれぞれコイルが巻かれている。しかし、発電素子１００Ｂが備える各コイルの役割は、発電素子１００Ａが対応する位置に備える各コイルの役割とは異なる。
【００９１】
発電素子１００Ａにおいては、面接合された磁歪棒１１８及び剛性棒１１９に巻かれたコイル１７０がバイアス磁束を生じさせ、ヨーク１２０に巻かれたコイル１２２から電力が取り出される。すなわち、ヨーク１２０及びコイル１２２が発電部であり、コイル１７０が界磁部である。
【００９２】
一方、発電素子１００Ｂにおいては、ヨーク１２０に巻かれたコイル１７０Ａがバイアス磁束を生じさせ、面接合された磁歪棒１１８及び剛性棒１１９に巻かれたコイル１２２Ａから電力が取り出される。
【００９３】
なお、コイル１２２Ａは、磁歪棒１１８にのみ巻かれていてもよい。
【００９４】
すなわち、発電素子１００Ｂは、コイル１７０Ａに電流を流すことにより、ヨーク１２０を介して磁歪棒１１８内にバイアス磁束を生じさせる。言いかえると、磁歪棒１１８及びコイル１２２Ａが発電部であり、コイル１７０Ａ及びヨーク１２０が界磁部である。このとき、電磁誘導による起電力は、コイル１２２Ａに生じる。
【００９５】
すなわち、発電素子１００Ｂは、磁歪棒１１８にコイル１２２Ａが巻かれ、界磁部は第１ヨーク及び第１ヨークに巻かれたコイル１７０Ａである。このとき、発電素子１００Ｂは、コイル１７０Ａに電流を流すことにより、界磁部にバイアス磁束を発生させる。ここで、発電素子１００Ｂは、磁歪棒１１８が当該磁歪棒の軸方向に（すなわち、磁歪棒１１８と剛性棒１１９とを含む平面内で）伸張又は収縮することにより磁歪棒１１８に巻かれたコイル１２２Ａに流れる電流を取り出すことにより発電してもよい。
【００９６】
本実施の形態における発電素子１００Ａ及び発電素子１００Ｂのように、永久磁石を使用しないでバイアス磁束を発生させる構成は、特に発電素子を大型化する際に有効である。なぜなら、大型の発電素子に必要とされる強さのバイアス磁束を発生させることが可能な希土類からなる永久磁石の作成、及び発電素子への設置は困難なためである。コイル１７０及びコイル１７０Ａの役割は、一般の発電機における界磁用コイルの役割と類似している。
【００９７】
（変形例）
以上、本発明の実施１及び２の形態に係る発電素子について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。以下に、本発明の実施の形態に係る発電素子の変形例について説明する。
【００９８】
実施の形態１において、磁歪棒１１８と剛性棒１１９とは面接合されていた。しかし、前述の通り、磁歪棒１１８と剛性棒１１９との間に隙間を設けた平行梁構造としてもよい。また、図８に示されるように、平行梁の隙間に充填剤を注入してもよい。
【００９９】
図８は、平行梁を構成する磁歪棒１１８と剛性棒１１９との間に充填剤１６０を注入した発電素子１００Ｃの構成を示す。なお、図８は、図２の（ａ）のＡＡ’断面に相当する。
【０１００】
図８に示されるように、発電素子１００Ｃにおいては、磁歪棒１１８と剛性棒１１９とは、隙間を空けて平行に配置されており、隙間には、当該隙間を埋めるように充填剤１６０が注入されている。充填剤１６０を注入することにより、可動ヨーク１１２の振動時に、磁歪棒１１８の根元部分に応力が集中することを緩和することができる。これにより、連結ヨークと磁歪棒１１８及び剛性棒１１９との接合部が破損することを防止することができる。
【０１０１】
また、本発明に係る発電素子は、磁歪棒の代わりに、板状の磁歪素子である磁歪板を用いて実装してもよい。以下、図９Ａ〜図９Ｃを参照して、具体的に説明する。
【０１０２】
図９Ａに示される発電素子１００Ｄは、磁歪材料で構成された磁歪板２００と、コイル１２２が巻かれたＵの字状のヨークであり、２つの端部が磁歪板２００の一方の面と磁気的に接合されたヨーク１２０と、ヨーク１２０が有する一方の端部から他方の端部へ、ヨーク１２０を通って環流するバイアス磁束を生成する永久磁石（界磁部）１１４Ａ及び１１４Ｂとを備え、磁歪板２００は、構造体２０４に面接合されている。ここで、構造体２０４は磁歪板２００を振動させる十分大きな非磁性体の構造体であるとする。
【０１０３】
ここで、構造体２０４が振動（伸縮）すると、これに応じて磁歪板２００が伸縮し、その結果、磁歪板２００に一様な応力が加わる。この磁歪板２００の伸縮により生じる逆磁歪効果により、磁歪板２００の内部で磁化が変化する。この変化が、ヨーク１２０の磁束の変化に反映され、コイル１２２に電流が流れコイル１２２の両端に電圧が発生する。なお、図９Ｂに示される発電素子１００Ｅのように、永久磁石である界磁部１１４Ａ及び１１４Ｂを相互に磁気的に接合するバックヨークであるヨーク２０５を、さらに備えてもよい。これにより、より小さな永久磁石により界磁部１１４Ａ及び１１４Ｂを実現することができる。
【０１０４】
発電素子１００Ｄ及び発電素子１００Ｅのように、磁歪板を用いた発電素子は、既存の構造体２０４の構成を変更することなく、構造体２０４に発電機能を付加することができる。このとき、発電部である、コイル１２２が巻かれたヨーク１２０は、機械的に磁歪板２００から独立しているため、コイル１２２の巻数を増やすことにより、低い周波数の振動でも大きな電圧を生み出すことができる。さらに、発電素子１００Ｄ及び発電素子１００Ｅのように、磁歪板を用いた発電素子は、振動エネルギーを電力に変換することにより、構造体２０４の振動を抑制するダンパとしての作用も有する。
【０１０５】
なお、構造体２０４が磁性を有する材料で構成されている場合には、図９Ｃに示されるように、構造体２０４と非磁性体からなる部材２０２とを面接合し、さらに部材２０２と磁歪板２００とを面接合することで、発電素子１００Ｆは、同様の発明の効果を奏する。なお、図９Ｃに示される発電素子１００Ｆは、発電素子１００Ｄが有する構成要素のうち、磁歪板２００以外を省略して記載している。
【０１０６】
より詳細には、発電素子１００Ｆにおいては、構造体２０４と磁歪板２００との間に、歪みが伝わりかつ双方が磁気的に干渉しないような適当な厚みの非磁性体の部材２０２が挟まれている。発電素子１００Ｆのみを歪ませるために、発電素子１００Ｆは、発電素子１００Ｆの厚みに比べて厚さが十分大きい非磁性の構造体２０４に（または、構造体が磁性体の場合には、非磁性体を介して構造体に）強固に接合されている必要がある。これにより、伸縮時の発電素子１００Ｆの内部の応力分布が一様であるとみなすことができるためである。このように、非磁性体の部材２０２を構造体２０４に面接合することにより、構造体２０４を磁歪板２００にとって非磁性とすることができる。
【０１０７】
また、構造体２０４の具体例としては、実用的には、自動車や列車等の輸送機械のフレーム、振動する機械やモータ等のハウジング、ドア、ガラス窓、サッシ、橋、ビルの柱など、発電素子の厚さに比べて十分大きい種々のものが考えられる。
【０１０８】
（実施の形態３）
次に、本発明に係る発電素子の実施の形態３について説明する。
【０１０９】
図１０は、本実施の形態に係る発電素子の構成を示す図、図１１は図１０に示した発電素子の部分拡大図、図１２は本実施の形態に係る発電素子の動作について説明するための図である。
【０１１０】
本実施の形態に係る発電素子は、磁歪板とヨークとを備え、磁歪板が非磁性の構造体に面接合された構成をしている。すなわち、図１０の（ａ）に示されるように、本実施の形態に係る発電素子は、発電体３０２と、構造体３０４とを有している。
【０１１１】
発電体３０２は、実施の形態１に示した発電素子１００と同様、コイルが巻かれたヨークの両端のうち少なくとも一端が磁歪板（実施の形態１においては磁歪棒）に接合されていないコイル分離型貼り付け型発電体であり、図１１の（ｂ）に示されるように、構造体３０４の上に面接合された磁歪板３０３と、磁歪板３０３の上方に配置されたＵの字状を有するヨーク３０５と、ヨーク３０５に巻き回されたコイル３７０とを備えた構成を平行に２つ並べたものである。磁歪板３０３は、板状の形状を有する磁歪材料で構成された磁歪板であり、図１０の（ｂ）に示されるように、構造体３０４の平行梁の各梁の根元部分に強固に面接合されている。ヨーク３０５は、磁歪板３０３の上方に配置され、一端が構造体３０４に接合されている。
【０１１２】
構造体３０４は、例えば、アルミニウム、ＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ：炭素繊維強化プラスティック）、リン青銅、ステンレス鋼等の非磁性体で構成されている。構造体３０４は、発電体３０２を取り付けることができるものであれば、板状、棒状、車のフレームのように複雑な形状等どのような形状であってもよい。例えば、発電体３０２を杖用の発電素子として使用する場合には、杖を構成する棒状の構造体３０４に発電体３０２を取り付ける。構造体３０４の一端を手で持って振ったり、一端を手で持って他端を地面にぶつけたりすることにより、杖に振動を与えて発電することができる。
【０１１３】
また、発電を効率よく行うために、構造体３０４は、図１０の（ｂ）に示されるように、薄く長い２本の梁を平行に並べた平行梁を有している構成としてもよい。平行梁は、２本の梁の両端に共通して固定部を設けることにより２本の梁を平行に接合している。
【０１１４】
この場合、発電体３０２は、図１１の（ａ）に示されるように、平行に並べた２つの磁歪板３０３の間にバイアス磁石３０６を配置した構成となっている。バイアス磁石３０６は、本発明の界磁部に相当する。バイアス磁石３０６を配置することにより、バイアス磁束が生成され、２つのコイル３７０を貫くように磁力線が通うこととなる。
【０１１５】
発電素子３００は、図１２に示されるように、例えば一端を手で持って振ったり、一端を手で持って他端を地面にぶつけたりすることにより、平行梁に振動を与えるものである。平行梁の振動によって各梁が変形すると、各梁に面接合された磁歪板３０３も同時に変形するため、逆磁歪効果によりコイル３７０を貫く磁力線が変化する。この磁力線の変化に応じて発電体３０２において電圧が発生することとなる。
【０１１６】
また、振動を与えられた梁は、高い共振周波数で振動する。さらに、向かい合う各梁は、互いに近づいたり離れたり逆の方向に振動する音叉振動をするので、平行梁の振動は長時間持続する。したがって、構造体３０４が振動することにより発電体３０２は高い電圧を発生することができ、かつ、長時間発電を持続することができる。さらに、各梁の根元部分において、振動による各梁の歪は大きく生じることから、各梁の根元部分に発電体３０２を配置することで発電量を増加することができる。
【０１１７】
なお、本実施の形態では、構造体３０４において平行梁の各梁の根元部分の片面に１こずつ計２この発電体３０２が配置されていたが、発電体３０２の個数はこれに限られない。例えば、構造体３０４は、平行梁の各梁の根元部分の両面にそれぞれ１こずつ計４つの発電体３０２を備えてもよい。
【０１１８】
また、本実施の形態では、発電体３０２は、平行梁の各梁の根元部分に配置されたが、発電体３０２を配置する位置はその他の位置であってもよい。
【０１１９】
（実施の形態４）
次に、本発明に係る発電素子の実施の形態４について説明する。図１３は、本実施の形態に係る発電素子の構成を示す図である。
【０１２０】
図１３に示されるように、本実施の形態に係る発電素子４００は、４つの発電体４０２が平板４０４の上に面接合された構成をしている。
【０１２１】
平板４０４は、例えば、アルミニウム、ＣＦＲＰ、リン青銅、ステンレス鋼等の非磁性体で構成され、図１３に示されるように、発電体４０２を発電体４０２の長辺方向および短辺方向に２つ以上連続して配置することができる大きさを有している。
【０１２２】
発電体４０２の構成は、上記した実施の形態３に示した発電体３０２の構成と同様であり、平板４０４の上に面接合された磁歪板と、Ｕの字状のヨークと、ヨークに巻き回されたコイルとを備えた構成を２つ平行に並べたものである。また、平行に並べた２つの磁歪板の間にバイアス磁石を配置した構成となっている。
【０１２３】
また、発電体４０２は、コイルが巻きまわされたヨークの一端が平板４０４に接合され、他端が平板４０４に接合されていないコイル分離型貼り付け型発電体である。また、発電体４０２は平板４０４上の４箇所（四隅）に同一の向きに配置されている。
【０１２４】
このような構成により、平板４０４を叩いた場合等に発生した振動により、平板４０４が変形して発電することができる。
【０１２５】
なお、平板４０４において発電体４０２を貼り付ける位置は、平板４０４の拘束条件（固定の方法、単純支持、片持ちまたは両持ち等の支持方法等）を考慮して、共振により歪が大きく発生する位置に決定することが好ましい。これにより、発電素子４００において効率よく発電することができる。
【０１２６】
また、本実施の形態では、発電体４０２は平板４０４上の４箇所（四隅）に同一の向きに配置されているが、各発電体４０２の平板４０４に対する位置および配置する向きを変更することにより、複数の位置での振動および複数の方向の振動に対して発電することができる。
【０１２７】
また、本実施の形態では、発電体４０２は平板４０４の片面に４つ配置されたが発電体４０２の個数はこれに限られない。例えば、平板４０４は、両面それぞれの面に４つずつ計８個の発電体４０２を備えていてもよい。また、複数の発電体４０２を平板４０４の全面にマトリクス状に配置してもよい。
【０１２８】
また、本実施の形態では、平板４０４の形状は長方形であるとしたが、平板４０４の形状はこれに限られず、例えば、円形形状やその他の形状であってもよい。
【０１２９】
（実施の形態５）
次に、本発明に係る発電素子の実施の形態５について説明する。図１４及び図１５は、本実施の形態に係る発電素子の構成を示す図である。
【０１３０】
図１４に示されるように、本実施の形態に係る発電素子５００は、構造体５０４の上に、磁歪板５０３と、ヨーク５０５Ａ、５０５Ｂ及び５０５Ｃと、ヨーク５０５Ｃに巻かれたコイル５７０と、バイアス磁石（図示せず）とを備えている。
【０１３１】
構造体５０４は、上記した実施の形態３と同様、例えば、アルミニウム、ＣＦＲＰ、リン青銅、ステンレス鋼等の非磁性体で構成されている。磁歪板５０３は、構造体５０４の上に面接合されている。なお、構造体５０４の形状は、実施の形態３と同様、平行梁の構成であってもよいし、実施の形態４に示されたように平板であってもよい。
【０１３２】
ヨーク５０５Ａ及び５０５Ｂは、図１４に示されるように、構造体５０４及び磁歪板５０３の上に配置されている。すなわち、構造体５０４の上に面接合された磁歪板５０３は、その端部が構造体５０４とヨーク５０５Ａ、または、構造体５０４とヨーク５０５Ｂとで固定された構成をしている。
【０１３３】
また、ヨーク５０５Ｃの一端側はヨーク５０５Ｂの上に配置され、ヨーク５０５Ｂに接合された部分以外のヨーク５０５Ｃには、コイル５７０が巻かれている。また、ヨーク５０５Ｃとヨーク５０５Ａとは接合されておらず、ヨーク５０５Ｃとヨーク５０５Ａとの間には隙間が設けられている。この隙間は、ヨーク５０５Ａ、５０５Ｂ、５０５Ｃ及び磁歪板５０３を通る磁束に対して、磁気抵抗が大きくならない程度の幅となるように設定されている。また、ヨーク５０５Ｃに巻かれたコイル５７０と磁歪板５０３との間にも隙間が設けられている。
【０１３４】
図１５は、発電素子５００の構成をより詳細に示した図である。図１５の（ｂ）に示されるように、接着シート５８０Ａの上には、あらかじめ磁歪板５０３と、ヨーク５０５Ａと、ヨーク５０５Ｂとが所定の位置に構成されている。ヨーク５０５Ｂの上には、さらに、接着剤５８０Ｂが設けられている。そして、図１５の（ａ）に示される構造体５０４の上に、同図の（ｂ）に示される磁歪板５０３、ヨーク５０５Ａ、ヨーク５０５Ｂが接着シート５８０Ａを介して配置される。さらに、同図の（ａ）に示すコイル５７０が巻かれたヨーク５０５Ｃが、接着剤５８０Ｂを介してヨーク５０５Ｂの上に配置される。
【０１３５】
接着シート５８０Ａは、構造体５０４と磁歪板５０３とが貼り付けられる前は磁歪板５０３の面を保護している。接着シート５８０Ａは、例えば、光硬化性または熱硬化性樹脂で構成されている。磁歪板５０３を構造体５０４に接着する際には、接着シート５８０Ａに光または熱を与えることで接着シート５８０Ａが化学反応により硬化され、磁歪板５０３と構造体５０４とが接着される。磁歪板５０３と構造体５０４を接着した後の接着シート５８０Ａの厚さは、構造体５０４の変形が磁歪板５０３に十分伝達される程度に薄く形成されている。
【０１３６】
なお、接着剤５８０Ｂも接着シート５８０Ａと同様に、光または熱硬化性の樹脂で構成されている。ヨーク５０５Ｃをヨーク５０５Ｂの上に接着する際には、接着剤５８０Ｂに光または熱を与えることで接着剤５８０Ｂが化学反応により硬化され、ヨーク５０５Ｂとヨーク５０５Ｃとが接着される。したがって、構造体５０４の上に発電体（磁歪板５０３、ヨーク５０５Ａ、５０５Ｂ、５０５Ｃ、コイル５７０）を容易に形成することができる。
【０１３７】
このような構成とすることで、発電素子５００において、ヨーク５０５Ｃは構造体５０４の振動による変形とともには変形しない。また、ヨーク５０５Ｃがヨーク５０５Ａに磁力により吸着している場合に比べて、ヨーク５０５Ａとヨーク５０５Ｃとの間で摩擦が生じないため、発電素子５００において振動の減衰損失を低減することができる。したがって、発電素子５００は振動を長時間持続することができるので、振動による発電をより長時間持続することができる。
【０１３８】
また、接着シート５８０Ａの上にあらかじめ構造体５０４と磁歪板５０３を構成し、接着シート５８０Ａを構造体５０４に貼り付けるだけで発電素子５００を構成することができるので、発電素子５００を簡便に形成することができる。
【０１３９】
（実施の形態６）
次に、本発明に係る発電素子の実施の形態６について説明する。図１６Ａは、本実施の形態に係る発電素子の構成を示す図である。図１６Ｂおよび図１６Ｃは、図１６Ａに示した発電素子において発生する磁力線について説明するための図である。
【０１４０】
図１６Ａに示されるように、本実施の形態に係る発電素子６００は、構造体６０４の上に設けられた磁歪素子（磁歪板または磁歪棒）６０３と、構造体６０４の上に設けられたヨーク６０５Ａ及び６０５Ｂと、ヨーク６０５Ａ及び６０５Ｂの上に設けられたヨーク６０５Ｃと、ヨーク６０５Ｃに巻かれたコイル６７０と、磁歪素子６０３及びヨーク６０５Ｃに接続されたバイアス磁石６０６Ａ及び６０６Ｂとを備えている。
【０１４１】
バイアス磁石６０６Ａ及び６０６Ｂは、磁歪素子６０３の上の両端に、磁極の向きが逆向きになるように配置されている。また、ヨーク６０５Ａ及び６０５Ｂは、それぞれバイアス磁石６０６Ａ及び６０６Ｂに接するように設けられている。
【０１４２】
詳細には、発電素子６００は、磁歪素子６０３と平行に設けられたヨーク６０５Ｃと、一部がヨーク６０５Ｃの一端部分及び磁歪素子６０３の一端部分に接続されたヨーク６０５Ａと、一部がヨーク６０５Ｃの他端部分及び磁歪素子６０３の他端部分に接続されたヨーク６０５Ｂとを有している。また、発電素子６００は、ヨーク６０５Ｃ、６０５Ａ、６０５Ｂ及び磁歪素子６０３を通る磁束が発生するように、ヨーク６０５Ａ近傍に設けられヨーク６０５Ｃの一端部分及び磁歪素子６０３の一端部分に接続されたバイアス磁石６０６Ａと、ヨーク６０５Ｂ近傍に設けられヨーク６０５Ｃの他端部分及び磁歪素子６０３の他端部分に接続されたバイアス磁石６０６Ｂとを有している。なお、ヨーク６０５Ｃの一端部分及び他端部分とは、ヨーク６０５Ｃの一端及び他端からコイル６７０の巻かれた位置までの部分をいう。また、磁歪素子６０３の一端及び他端部分とは、磁歪素子６０３においてヨーク６０５Ｃと対向する部分をいう。
【０１４３】
このような構成とすることで、図１６Ｂに示されるように、発電素子６００において、バイアス磁石６０６Ａ、ヨーク６０５Ｃ及び６０５Ａ、磁歪素子６０３を通るように磁力線１のループが発生する。また、バイアス磁石６０６Ｂ、磁歪素子６０３、ヨーク６０５Ｂ及び６０５Ｃを通るように磁力線２のループが発生する。また、バイアス磁石６０６Ａ、ヨーク６０５Ｃ、バイアス磁石６０６Ｂ、磁歪素子６０３を通るように磁力線３のループが発生する。
【０１４４】
ここで、図１６Ｃに示されるように、構造体６０４が伸縮すると構造体６０４に設けられた磁歪素子６０３も伸縮し、逆磁歪効果により磁歪素子６０３の内部の磁化が変化する。この磁化の変化は、磁歪素子６０３とヨーク６０５Ａ、６０５Ｂ及び６０５Ｃを通る磁力線４のループを発生する。この磁力線４の時間変化をコイル６７０の起電力として取り出すことで効率よく発電を行い、発電量を増加することができる。
【０１４５】
この構成によると、図１１に示されたように、平行に並べた２つの磁歪板３０３の間にバイアス磁石３０６を複数個配置する必要がなく、磁歪素子６０３とヨーク６０５Ｃで構成される磁気回路の中にバイアス磁石６０６Ａ及び６０６Ｂを内蔵していることで、バイアス磁束（磁化）を効率よく磁歪素子６０３に与えて発電することができる。
【０１４６】
この原理のため、つまり磁歪素子６０３内に適度なバイアス磁束（磁力線３）が発生し、かつ、磁力線４のループにおける磁歪素子６０３内の磁化の変化に対応する電流をヨーク６０５Ｃに巻かれたコイル６７０で取り出すためには、磁力線の貫くヨーク６０５Ａ及び６０５Ｂの断面積の大きさが適度な大きさである必要がある。例えば、磁力線の貫くヨーク６０５Ａ及び６０５Ｂの断面積が大きすぎると、バイアス磁石６０６Ａ及び６０６Ｂにより発生する磁力線のほとんどが、図１６Ｂに示した磁力線１のループのようなバイアス磁石６０６Ａ、ヨーク６０５Ａ、ヨーク６０５Ｃ、磁歪素子６０３を通るループ、及び、磁力線２のループのようなバイアス磁石６０６Ｂ、磁歪素子６０３、ヨーク６０５Ｂ、ヨーク６０５Ｃを通るループを形成し、磁力線３のループが発生しないこととなる。逆に、磁力線の貫くヨーク６０５Ａ及び６０５Ｂの断面積が小さいと、ヨーク６０５Ａ及び６０５Ｂ内に磁気飽和が発生し、磁力線４のループが形成されることがない。一例として、バイアス磁石６０６Ａ及び６０６Ｂの大きさは、構造体６０４の表面と平行な方向の断面積が６ｍｍ２、ヨーク６０５Ａ及び６０５Ｂの大きさは、構造体６０４の表面と平行な方向の断面積が８ｍｍ２である。また、このときのヨーク６０５Ｃの長さは２０ｍｍである。
【０１４７】
また、磁力線のループを効率よく発生するためには、バイアス磁石６０６Ａ及び６０６Ｂ、ヨーク６０５Ａ、６０５Ｂ及び６０５Ｃ、磁歪素子６０３が隙間なく密着しているのがよい。ただし、ヨーク６０５Ａ及び６０５Ｂは構造体６０４に接合している必要はなく、磁力による吸着力でその位置が保持されてもよい。また、構造体６０４の振動によりヨーク６０５Ａ及び６０５Ｂの位置がずれるようであれば、構造体６０４にヨーク６０５Ａ及び６０５Ｂを接合してもよい。また、ヨーク６０５Ｃとバイアス磁石６０６Ａ及び６０６Ｂ、ヨーク６０５Ｃとヨーク６０５Ａ及び６０５Ｂとは、磁力による吸着力で保持されてもよいし、接合されてもよい。
【０１４８】
また、図１６Ａに示される発電素子６００では、バイアス磁石６０６Ａ及び６０６Ｂはヨーク６０５Ａとヨーク６０５Ｂとの間に設けられているが、バイアス磁石６０６Ａとバイアス磁石６０６Ｂとの間にヨーク６０５Ａ及び６０５Ｂが設けられた構成であってもよい。
【０１４９】
また、発電素子６００は、ヨーク６０５Ａ及び６０５Ｂを備えない構成であってもよい。図１６Ｄは、実施の形態６に示した発電素子の構成の変形例を示す図である。図１６Ｅは、図１６Ｄに示した発電素子において発生する磁力線について説明するための図である。
【０１５０】
図１６Ｄに示されるように、発電素子６００は、図１６Ａに示された発電素子６００においてヨーク６０５Ａ及び６０５Ｂを備えない構成である。バイアス磁石６０６Ａ及び６０６Ｂは、構造体６０４の上に設けられた磁歪素子６０３の上の両端に、磁極の向きが逆向きになるように配置されている。また、ヨーク６０５Ｃには、コイル６７０が巻かれている。これにより、磁石６０６Ａ及び６０６Ｂにより発生する磁力線が磁歪素子６０３、バイアス磁石６０６Ａ及び６０６Ｂ、ヨーク６０５Ｃを通り、図１６Ｅに示される磁力線５のループを構成する。構造体６０４が振動により変形すると、磁歪素子６０３が伸縮すし磁歪素子６０３の内部の磁化が変化する。この磁化の変化によりコイル６７０に電流（電圧）が発生し、発電をすることができる。
【０１５１】
また、発電素子は、平面状の構造体に発電体を配置したものに限らず、例えば、円柱状や円筒状の構造体に発電体を配置したものであってもよい。図１６Ｆは、円筒状の構造体に発電体を配置した発電素子の構成を示す図である。なお、図１６Ｆは、図１６Ｅに示す矢印の方向から発電素子を見た図である。
【０１５２】
図１６Ｆに示されるように、発電素子７００は、円筒状を有する構造体７０４の外側の側面に、円の中心角９０°ごとに発電体を４つ有している。発電素子７００は、構造体７０４の上に配置された磁歪素子（磁歪板または磁歪棒）７０３と、磁歪素子７０３の上に配置された２つのバイアス磁石７０６と、２つのバイアス磁石７０６の上に配置されたヨーク７０５と、ヨーク７０５に巻かれたコイル７７０とを備えている。
【０１５３】
２つのバイアス磁石７０６は、磁歪素子７０３の上の両端に、磁極の向きが逆向きになるようにそれぞれ配置されている。また、ヨーク７０５は、２つのバイアス磁石７０６に接するように設けられている。ヨーク７０５は、２つのバイアス磁石７０６に接合されていてもよいし、磁力により吸着されていてもよい。
【０１５４】
発電素子７００に発生する磁力線のループは、図１６Ｅに示された発電素子６００で発生する磁力線５のループと同様である。すなわち、磁歪素子７０３、バイアス磁石７０６、ヨーク７０５により直列の磁気回路が構成される発電素子７００においては、単一の磁力線５のループが発生し、磁力線５のループの磁束変化により発電をするため、発電素子７００の全体の大きさを小さくすることができる。なお、構造体７０４が円筒状または円柱状のように側面に曲率を有する構造体であっても、大きさの小さい発電体を構造体に設けることにより、円筒状を平面とみなすことができる。
【０１５５】
例えば、発電素子７００において、磁歪素子７０３は、鉄ガリウム合金で構成され、長さが２０ｍｍ、断面積が２×０．５ｍｍ（１ｍｍ３）である。また、バイアス磁石７０６は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂで構成され、断面積が２×３ｍｍ（６ｍｍ３）、着磁方向の長さが１ｍｍである。ヨーク７０５は、できるだけ透磁率が高い磁性体で構成されることが望ましく、断面積が２×１ｍｍ（２ｍｍ３）、長さが２０ｍｍである。
【０１５６】
円筒状または円柱状の構造体７０４の例としては、配管、釣り竿、杖などがある。なお、図１６Ｆに示された発電素子７００は、円筒状の構造体７０４の外側の側面に発電体が設けられた構成であるが、発電体は円筒状の構造体７０４の内側の側面に設けられていてもよい。
【０１５７】
以上、本発明の実施の形態に係る発電素子について説明したが、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではない。
【０１５８】
例えば、実施の形態１に係る発電素子１００において、磁歪棒１１８にはコイルが巻かれていない。しかし、発電素子１００が備える磁歪棒１１８にコイルを巻いてもよい。また、図１７は、本発明の実施の形態に係る発電素子の構成のその他の例を示す図である。図１７に示されるように、実施の形態３に係る発電体３０２おいて、ヨーク３０５にコイル３７０を巻く代わりに、構造体３０４の上に設けられたヨーク３０５Ａ、３０５Ｂ、３０５Ｃで構成されるヨーク３０５の、ヨーク３０５Ａ及び３０５Ｂ上に磁歪素子３０３Ａを設け、磁歪素子３０３Ａにコイル３７０を巻く構成であってもよい。この場合、構造体３０４とヨーク３０５Ａおよび３０５Ｂ、磁歪素子３０３Ａは強固に接合されている必要がある。磁歪素子３０３Ａにコイル３７０を巻くことにより、コイル３７０を貫く磁束を増加して効率よく発電することができる。
【０１５９】
また、磁歪棒には、円柱状、角柱状の他、他の任意の柱状形状に形成された磁歪材料も含まれる。さらにまた、板状形状に形成された磁歪材料も含まれる。
【０１６０】
また、ヨークの形状はＵの字状以外の形状であってもよく、Ｕの字状の形状を変形した形状であってもよい。例えば、図１８は、本発明の実施の形態に係る発電素子の構成のその他の例を示す図である。図１８に示されるように、図１１に示されたコイル３７０が２つのコイル３７０Ａおよび３７０Ｂで構成され、図１１に示されたヨーク３０５がヨーク３０５Ａ、３０５Ｂ、３０５Ｃに加えてさらにコイル３７０Ａおよび３７０Ｂの間にヨーク３０５Ｄを備える構成であってもよい。
【０１６１】
また、発電体を取り付けた構造体は、発電体が発電を行うことにより、振動を減衰させるダンピング効果を発揮する。すなわち、発電体の発電により得た電気エネルギーを蓄電し、蓄電した電気エネルギーを利用して発電体のコイルに電流を流すことによって、発電体の磁歪素子は伸縮し、新たに振動を発生する。これにより、発電体は、発電体が取り付けられた構造体に対して、構造体の外部から与えられる振動を減衰させたり異なる振動を与えたりし、アクチュエータとしても機能する。したがって、発電素子は、構造体の振動振幅を所望の大きさに制御しつつ発電を行うことも可能である。
【０１６２】
また、上記図において、各構成要素の角部及び辺を直線的に記載しているが、製造上の理由により、角部及び辺が丸みをおびたものも本発明に含まれる。
【０１６３】
また、上記で用いた数字は、全て本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。
【０１６４】
さらに、上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。
【０１６５】
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１６６】
本発明は、振動を利用した発電素子等に適用でき、特に磁歪材料を使用した発電素子等に適用できる。
【符号の説明】
【０１６７】
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ、３００、４００、５００、６００、７００、９００Ａ、９００Ｂ  発電素子
１１０、９１２  固定ヨーク
１１２、９１４  可動ヨーク
１１４Ａ、１１４Ｂ  永久磁石（界磁部）
１１６、１２０、２０５、３０５、３０５Ａ、３０５Ｂ、３０５Ｃ、３０５Ｄ、５０５Ａ、５０５Ｂ、５０５Ｃ、６０５Ａ、６０５Ｂ、６０５Ｃ、７０５、９２０  ヨーク
１１８、９１８Ａ、９１８Ｂ、９１８Ｃ  磁歪棒
１１９  剛性棒
１２２、１２２Ａ、１７０、１７０Ａ、３７０、３７０Ａ、３７０Ｂ、５７０、６７０、７７０、９１６Ａ、９１６Ｂ、９１６Ｃ  コイル
１４０  力
１５０Ａ、１５０Ｂ  バイアス磁束
１５２  磁束
１６０  充填剤
２００、３０３、５０３、６０３、７０３  磁歪板
２０２  非磁性体
２０４、３０４、５０４、６０４、７０４  構造体
３０２、４０２  発電体
３０６、６０６Ａ、６０６Ｂ、７０６  バイアス磁石（永久磁石）
４０４  平板（構造体）
【図１Ａ】
0005645179.tif 000003
【図１Ｂ】
0005645179.tif 000004
【図２】
0005645179.tif 000005
【図３】
0005645179.tif 000006
【図４Ａ】
0005645179.tif 000007
【図４Ｂ】
0005645179.tif 000008
【図５Ａ】
0005645179.tif 000009
【図５Ｂ】
0005645179.tif 000010
【図６】
0005645179.tif 000011
【図７】
0005645179.tif 000012
【図８】
0005645179.tif 000013
【図９Ａ】
0005645179.tif 000014
【図９Ｂ】
0005645179.tif 000015
【図９Ｃ】
0005645179.tif 000016
【図１０】
0005645179.tif 000017
【図１１】
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【図１２】
0005645179.tif 000019
【図１３】
0005645179.tif 000020
【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
0005645179.tif 000024
【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１６Ｅ】
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【図１６Ｆ】
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【図１７】
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【図１８】
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