(57)【要約】【課題】より発電効率を高めた発電装置を提供する。【解決手段】発電装置は、外力によって振動する第１の保持部材と、中心軸が第１の保持部材の振動方向に沿うように配置され、一方の開口端が第１の保持部材に固定されるコイルと、コイルの内側に配置され、第１の保持部材に固定される磁歪素子と、第１の保持部材と対向するように磁歪素子に固定される第２の保持部材と、第１の保持部材と第２の保持部材とのそれぞれに固定され、磁歪素子に磁束を通す磁石と、一部が第１の保持部材に固定され、他部が第２の保持部材に固定され、第１の保持部材の振動により、他部が一部に対して振動する振動部材と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外力によって振動する第１の保持部材と、
中心軸が前記第１の保持部材の振動方向に沿うように配置され、一方の開口端が前記第１の保持部材に固定されるコイルと、
前記コイルの内側に配置され、前記第１の保持部材に固定される磁歪素子と、
前記第１の保持部材と対向するように前記磁歪素子に固定される第２の保持部材と、
前記第１の保持部材と前記第２の保持部材とのそれぞれに固定され、前記磁歪素子に磁束を通す磁石と、
一部が前記第１の保持部材に固定され、他部が前記第２の保持部材に固定され、前記第１の保持部材の振動により、前記他部が前記一部に対して振動する振動部材と、
を有する発電装置。
【請求項２】
前記振動部材は、前記第２の保持部材の周囲に複数配置されている請求項１記載の発電装置。
【請求項３】
前記第１の保持部材の磁石と、前記第２の保持部材の磁石とは、対向して配置されている請求項１または２記載の発電装置。
【請求項４】
前記振動部材は、屈曲形状を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の発電装置。
【請求項５】
前記コイルは、柱状の形状である請求項１〜４のいずれか１項に記載の発電装置。
【請求項６】
前記第２の保持部材に、錘が配置されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の発電装置。
【請求項７】
前記振動部材は、第１の共振周波数を有する第１の振動部材と、第２の共振周波数を有する第２の振動部材と、を有する請求項１〜６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】
本開示は、振動を利用して発電する発電装置において、磁歪素子に印加される機械エネルギーを電気エネルギーに変換する、逆磁歪効果を用いた発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、産業分野、防犯・防災分野、社会インフラ分野、医療・福祉分野等において、モノのインターネット（以下ＩｏＴと略）の利用が想定されている。ＩｏＴにおいては、人と機械、機械と機械が、センサによって取得された温度、湿度、加速度、画像等の情報を、インターネットなどの通信網を介して通信する。その際に重要となるコンポーネントの１つとして、センサ、電源、および無線通信装置等が一体となった無線センサモジュールがある。
【０００３】
現在、無線センサモジュールの電源には、使い切りの１次電池型や、充電が可能な２次電池型のボタン電池などが使用されている。１次電池型の場合には、例えば、使い切りのため電池交換が必須となり、２次電池型の場合には、例えば、充電のため配線作業等が必要となる。
【０００４】
このように、センサモジュールの電源として電池を用いる場合、電池交換や充電作業等の人手による定期的なメンテナンスが必要となる。また、無線センサモジュールが、例えば、壁の中へ埋め込まれる場合や、機械の狭い隙間などに設置される場合には、そもそも電池の交換や充電作業ができない場合が生じる。
【０００５】
このような電池に対し、設置場所の環境で発生しているエネルギーから、電力を発生させることができれば、無線センサモジュールは、エネルギー的に自立したモジュールとなり、長期間または半永久的にメンテナンスフリーで使用可能となる。設置場所の環境で発生するエネルギーには、例えば、モーターやエンジン、橋梁などが発生する振動エネルギー、プラントの排熱エネルギー、人体の体温の熱エネルギー、太陽または照明等の光エネルギー等がある。
【０００６】
また、このような発電装置を備えた無線センサモジュールは、外部から電力供給を受けるための電力配線が不要である。そのため、発電装置を備えた無線センサモジュールは、例えば、すでに機械に設置されている無線センサモジュールや、鉄道、橋梁などのインフラにすでに設置されている無線センサモジュールと容易に交換され得る。
【０００７】
環境で発生するエネルギーを利用する発電には、振動発電、熱発電、光発電等がある。その中でも振動発電は、振動や衝撃等から電気エネルギーを取り出す、極めて汎用性の高い発電方式である。
【０００８】
振動発電には、圧電方式、静電誘導方式、電磁誘導方式、磁歪方式等があるが、例えば、圧電素子（ピエゾ素子）を使用した圧電方式は、素子の脆弱性により機械的な耐久性が低く、電磁誘導方式は、可動部があるため小型化に課題がある。
【０００９】
その中で鉄系の磁歪材料を使用した磁歪方式は、磁歪素子が延性材料のため機械的特性および加工性に優れ、また、電気的にもインピーダンスが低いため、無線センサモジュールへの適用に有用である。この磁歪式振動発電は、振動により磁歪素子に応力を加えて、逆磁歪効果により発生する磁力線を変化させ、電磁誘導の法則により、磁歪素子の周囲に巻かれたコイルに起電力を発生させる。
【００１０】
特許文献１には、振動中の運動エネルギーの損失を抑えて振動を長時間継続させることができる発電素子と、その発電素子の構造を利用したアクチュエータとが提案されている。図１０は、特許文献１による磁歪方式を適用した発電装置２００の概略構成図であり、図１１は、特許文献１による発電部２０１の概略構成図である。図１０に示すように発電装置２００は、発電部２０１と、フレーム２０２と、磁石２０３と、錘２０４と、を有している。発電部２０１は、逆磁歪効果による発電を行うように、フレーム２０２の自由端２０５側に設けられている。
【００１１】
図１１に示すように、発電部２０１は、磁歪素子２１１と、コイル２１２と、磁性板２１３と、を有している。磁歪素子２１１は、磁性材料で構成される板状の部材である。図１０に示す磁石２０３の磁力線は、フレーム２０２と磁歪素子２１１とを通過し、磁気回路を形成する。
【００１２】
図１０に示すフレーム２０２の自由端２０５と固定端２０６は、開口２０７を形成している。開口２０７は、振動によって開閉する。
【００１３】
自由端２０５には、錘２０４が取付けられている。振動を開始した錘２０４は、慣性力により長時間振動し続けるので、フレーム２０２の全体の振動は、長時間持続することができる。
【００１４】
また、固定端２０６の端部に、鉛直方向の大きな衝撃力Ｆを付加することで、錘２０４に大きな慣性力を作用させてフレーム２０２を振動させることができる。これらの動作により、磁歪素子２１１には、引張力および圧縮力が加わり、逆磁歪効果によって磁束線が変化する。磁束線の変化により、コイル２１２には、誘導電流（または誘導電圧）が発生する。このようにして、発電装置２００は発電する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】国際公開第２０１５／１４１４１４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、特許文献１の構成では、磁歪素子２１１に作用する引張力および圧縮力の方向が、磁歪素子２１１の軸方向（図１１の左右方向）ではない。そのため、磁歪素子２１１には、引張力および圧縮力が均一に作用せず、偏って作用するため発電効率が下がる。
【００１７】
また、発電装置２００の発電電圧の大きさは、発電部２０１のコイル２１２の巻き数により決まる。しかし、コイル２１２の巻き数（層厚）は、発電部２０１の磁歪素子２１１と磁性板２１３との空間に制限され、発電装置２００は、発電電圧の大きさに制約を受けてしまう。
【００１８】
さらに、発電装置２００では、磁歪素子２１１がフレーム２０２の振動方向（図１１の上下方向）に変形する際、コイル２１２の剛性で磁歪素子２１１のひずみ量が少なくなり、発電効率が低下する。
【００１９】
加えて、発電装置２００では、コイル２１２直下の磁性板２１３による磁路に、磁歪素子２１１が発生した磁束が漏れるため、発電効率が下がる。
【００２０】
本開示は、より発電効率を高めた発電装置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】
【００２１】
本開示の発電装置は、外力によって振動する第１の保持部材と、中心軸が前記第１の保持部材の振動方向に沿うように配置され、一方の開口端が前記第１の保持部材に固定されるコイルと、前記コイルの内側に配置され、前記第１の保持部材に固定される磁歪素子と、前記第１の保持部材と対向するように前記磁歪素子に固定される第２の保持部材と、前記第１の保持部材と前記第２の保持部材とのそれぞれに固定され、前記磁歪素子に磁束を通す磁石と、一部が前記第１の保持部材に固定され、他部が前記第２の保持部材に固定され、前記第１の保持部材の振動により、前記他部が前記一部に対して振動する振動部材と、を有する。
【発明の効果】
【００２２】
本開示によれば、より発電効率を高めた発電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態１における発電装置の概略正面断面図
【図２Ａ】実施の形態１における発電装置の概略上面図
【図２Ｂ】実施の形態１における発電装置の概略正面断面図
【図２Ｃ】実施の形態１における発電装置の概略側面図
【図３Ａ】実施の形態１における発電装置の他の概略上面図
【図３Ｂ】実施の形態１における発電装置の他の概略正面図
【図３Ｃ】実施の形態１における発電装置の他の概略側面図
【図４Ａ】磁歪素子の形状例を示した図
【図４Ｂ】磁歪素子の形状例を示した図
【図４Ｃ】磁歪素子の形状例を示した図
【図４Ｄ】磁歪素子の形状例を示した図
【図５Ａ】フレームの形状例を示した図
【図５Ｂ】フレームの形状例を示した図
【図５Ｃ】フレームの形状例を示した図
【図５Ｄ】フレームの形状例を示した図
【図６】発電装置の変形例における概略正面断面図
【図７】実施の形態１の発電装置の電力の周波数特性を説明する図
【図８Ａ】実施の形態２における発電装置の概略上面図
【図８Ｂ】実施の形態２における発電装置の概略正面断面図
【図８Ｃ】実施の形態２における発電装置の概略側面図
【図９】実施の形態２における発電装置の電力の周波数特性を示した図
【図１０】特許文献１による磁歪方式を適用した発電装置の概略構成図
【図１１】特許文献１による発電部の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２５】
（実施の形態１）
＜構造＞
図１は、実施の形態１における発電装置１の概略正面断面図である。図１に示すように、発電装置１は、上部保持部材２と、下部保持部材３と、上部磁石４と、下部磁石５と、フレーム（振動部材）６と、錘７と、磁歪素子８と、コイル９と、振動体１０と、を有している。図１０および図１１に示した発電装置２００が、磁石２０３と、磁歪素子２１１と、フレーム２０２と、錘２０４と、コイル２１２と、から構成されるコの字型の片持ち梁構造であるのに対し、図１に示す発電装置１は、磁歪素子８を上部保持部材２と下部保持部材３とで固定し、上部保持部材２の両端と下部保持部材３の両端とを２つのフレーム６で連結した両持ち梁構造となっている。
【００２６】
図２Ａは、実施の形態１における発電装置１の概略上面図、図２Ｂは、実施の形態１における発電装置１の概略正面断面図、図２Ｃは、実施の形態１における発電装置１の概略側面図である。図２において、図１と同じものには同じ符号が付してある。また、図２では、振動体１０の図示を省略している。
【００２７】
フレーム６は、図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃに示す一点鎖線を境に、対称に配置されている。フレーム６は、図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃに示すように、一点鎖線を境に対称に配置されてもよいが、図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃに示すように配置されてもよい。
【００２８】
図３Ａは、実施の形態１における発電装置１の他の概略上面図、図３Ｂは、実施の形態１における発電装置１の他の概略正面図、図３Ｃは、実施の形態１における発電装置１の他の概略側面図である。図３において、図２と同じものには同じ符号が付してある。図３は、図２に対し、フレーム１１の配置が異なっている。
【００２９】
フレーム１１は、図３Ａに示すように、錘７の周面を３等分する位置に配置される。その際、フレーム１１の１つは、図３Ｂに示すＢ−Ｂ矢視面上に配置される。例えば、図３Ａの矢印Ａ１１に示すフレーム１１は、Ｂ−Ｂ矢視面上に配置されている。
【００３０】
＜動作＞
このような構造を備える発電装置１において、外力により振動体１０が、図１の矢印Ａ１ａに示すように、上方向に振動すると、振動体１０に固定されている下部保持部材３も、上方向に振動する。下部保持部材３の上方向の振動は、下部保持部材３に固定されているフレーム６に伝達される。
【００３１】
下部保持部材３の上方向の振動によって、下部保持部材３に固定されているフレーム６の上端（フレーム６の上部保持部材２と固定されている部分）は、下部保持部材３に対し、図１の両矢印Ａ２に示すように、上下方向に振動する。フレーム６の上端の振動により、上部保持部材２および錘７も上下方向に振動する。
【００３２】
フレーム６の上端は、上部保持部材２を介して、錘７とつながっている。従って、フレーム６の上端は、錘７の慣性力で長時間振動することができる。
【００３３】
また、外力により振動体１０が、図１の矢印Ａ１ｂに示すように、下方向に振動すると、振動体１０に固定されている下部保持部材３も、下方向に振動する。下部保持部材３の下方向の振動は、下部保持部材３に固定されているフレーム６に伝達される。
【００３４】
下部保持部材３の下方向の振動によって、下部保持部材３に固定されているフレーム６の上端は、下部保持部材３に対し、図１の両矢印Ａ２に示すように、上下方向に振動する。フレーム６の上端の振動により、上部保持部材２および錘７も上下方向に振動する。
【００３５】
フレーム６の上端は、上部保持部材２を介して、錘７とつながっている。従って、フレーム６の上端は、錘７の慣性力で長時間振動することができる。
【００３６】
磁歪素子８は、下端が下部保持部材３に固定され、上端が上部保持部材２に固定されている。従って、フレーム６の上端が、図１の両矢印Ａ２に示すように、下部保持部材３に対して、上下方向に振動すると、磁歪素子８には、上下方向に引張応力および圧縮応力が働く。磁歪素子８に引張応力および圧縮応力が働くと、磁歪素子８の磁化は、逆磁歪効果により増加および減少する。
【００３７】
コイル９は、磁歪素子８を囲うように配置されており、コイル９を貫く磁束密度は、磁歪素子８の逆磁歪効果によって時間的に変化する。このようにして、コイル９には、誘導電流が発生する。
【００３８】
上部保持部材２は、振動体１０（または下部保持部材３）に対して自由端である。フレーム６は、振動体１０の振動によって、伸張および収縮の共振振動をする。従って、発電装置１は、連続発電を行うことができる。上記では、上方向の振動と下方向の振動とを別々に説明したが、上下方向に連続振動する場合も同様である。
【００３９】
＜磁歪素子８＞
磁歪素子８は、磁性材料で構成される、例えば板状の部材である。磁性材料の種類は特に限定されるものではないが、例えば鉄ガリウム系の合金、鉄コバルト系の合金を用いることができる。もちろん、磁歪素子８は、その他の材料が用いられてもよい。
【００４０】
磁歪素子８は、結晶状態の材料ではなく、アモルファス状態の材料であってもよい。加えて、磁歪素子８は、外力を受けて伸縮するため、延性を有する磁性材料で構成するのが好ましい。磁歪素子８の形状は、図４Ａ〜図４Ｄに示すように直方体、立方体、円柱、多角形でもよい。
【００４１】
＜コイル９＞
コイル９は、柱状の形状を有している。コイル９は、中心軸が振動体１０の振動方向（例えば、図１の矢印Ａ１ａ，Ａ１ｂの方向）に沿うように、下部保持部材３に固定されている。コイル９は、２つある開口端のうち、一方の開口端が下部保持部材３に固定されている。
【００４２】
コイル９は、磁歪素子８の周囲を囲い、かつ、磁歪素子８との間に隙間が設けられるように巻かれている。コイル９は、電磁誘導の法則により、磁歪素子８内を通過する磁力線の時間変化に比例して、電圧を発生させる。コイル９の材質は、特に限定されるものではないが、例えば銅線、アルミ線を用いることができる。また、コイル９の巻き数を変更することにより電圧の大きさを調整できる。
【００４３】
＜上部磁石４、下部磁石５＞
上部磁石４は、上部保持部材２の下部保持部材３に対向する面に設けられている。下部磁石５は、下部保持部材３の上部保持部材２に対向する面に設けられている。上部磁石４および下部磁石５は、コイル９を挟んで、対向するように配置されている。上部磁石４とコイル９の上端との間には、上部保持部材２が上下方向に振動できるように隙間が設けられている。上部磁石４からの磁力線が、磁歪素子８を通過し、下部磁石５に到達することで、磁気回路が形成される。なお、本実施の形態１では、上部磁石４、下部磁石５としてネオジウム系の永久磁石を使用するが、フェライト系、コバルト系など、特に限定されるものではない。
【００４４】
＜フレーム６＞
フレーム６は、図５Ａに示すように、Ｖ字状に屈曲した形状を有している。フレーム６は、透磁率の低い磁性材料によって形成される。フレーム６は、図５Ｂ、図５Ｃに示すように多角形状や、Ｕ字状であってもよい。図５Ａ〜図５Ｃに示すフレーム６の一端は、自由端として上部保持部材２に固定され、他端は固定端として下部保持部材３に固定される。
【００４５】
フレーム６は、図５Ｄに示すように、両端が下部保持部材３に固定される形状を有していてもよい。この場合、フレーム６の水平方向に伸びている部分が、上部保持部材２に固定される。
【００４６】
図５Ｄに示すフレーム６は、１個で上部保持部材２を保持する。これにより、複数のフレーム６で上部保持部材２を保持する場合よりも、加工バラツキによる伸縮幅のバラツキを吸収できる。また、フレーム６の上部保持部材２および下部保持部材３への取付けバラツキを吸収できる。なお、図５Ｄに示すフレーム６の両端が、上部保持部材２に固定され、水平部分が、下部保持部材３に固定されてもよい。
【００４７】
また、図６に示すように、フレーム６の屈曲を増すために、ばね１２を、フレーム６のＶ字状に屈曲した箇所に設置してもよい。ばね１２は、例えば、透磁率の低い磁性材料から形成される。
【００４８】
＜錘７＞
錘７は、発電装置１の自由端である上部保持部材２の上面に固定されている。錘７は、柱状の形状を有し、中心軸が、コイル９の中心軸および磁歪素子８の垂直方向における中心軸と重なっている。錘７は、透磁率の低い磁性材料から形成される。錘７は、複数個重ねて固定されてもよい。錘７は、例えば、エポキシ系の接着剤を使用して固定されるが、特にこれに限定されるものではなく、ボルト等で機械的に固定されもよい。
【００４９】
＜上部保持部材２、下部保持部材３＞
上部保持部材２と下部保持部材３は、透磁率の低い磁性材料から形成される。磁歪素子８の上端を上部保持部材２に固定し、磁歪素子８の下端を下部保持部材３に固定する。磁歪素子８は、エポキシ系の接着剤を用いて上部保持部材２と下部保持部材３とに固定されるが、特にこれに限定されるものではなく、ボルトやナット、セットスクリュー等で機械的に固定されてもよい。なお、下部保持部材３は、振動体１０の一部であってもよい（振動体１０の一部が下部保持部材３であってもよい）。
【００５０】
上記したように、振動体１０は、外力によって、図１の矢印Ａ１ａ，Ａ１ｂ方向に振動する。下部保持部材３は、振動体１０に固定されており、振動体１０の振動によって、図１の矢印Ａ１ａ，Ａ１ｂ方向に振動する。
【００５１】
コイル９は、柱状の形状を有し、中心軸が下部保持部材３の振動方向（図１の矢印Ａ１ａ，Ａ１ｂ方向）に沿うように配置され、一方の開口端が下部保持部材３に固定されている。磁歪素子８は、コイル９の内側に配置され、一端が下部保持部材３に固定されている。
【００５２】
上部保持部材２は、下部保持部材３の振動方向上に配置され、下部保持部材３と対向するように、磁歪素子８の他端に固定されている。上部磁石４は、上部保持部材２に固定され、下部磁石５は、下部保持部材３に固定され、磁歪素子８に磁束を通している。
【００５３】
２つのフレーム６のそれぞれは、一端が下部保持部材３に固定され、他端が上部保持部材２に固定されている。２つのフレーム６のそれぞれは、下部保持部材３の振動により、他端が一端に対して振動（伸縮）する。従って、磁歪素子８は、図１の垂直方向において伸縮し、逆磁歪効果によって磁束が変化する。そして、コイル９は、磁歪素子８の磁束の変化によって電流（電圧）が発生する。
【００５４】
これにより、磁歪素子８には、引張力および圧縮力が均一に作用し、発電効率が向上する。また、コイル９の巻き数（層厚）は、例えば、磁歪素子８の高さを大きくすれば増やすことができ、発電電圧の調整が容易である。また、フレーム６の他端は、磁歪素子８に固定され、コイル９には固定されていない。従って、磁歪素子８は、コイル９の剛性により、歪み量が抑制されることがなく、発電効率の低下を抑制できる。さらに、下部保持部材３に透磁率の低い磁性材料を用いることにより、磁歪素子８から発生した磁束の漏れを抑制でき、発電効率の低下を抑制できる。
【００５５】
（実施の形態２）
次に、発電装置１の実施の形態２について説明する。実施の形態２において、実施の形態１と同じ構造になる箇所については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５６】
図７は、実施の形態１の発電装置１の電力の周波数特性を説明する図である。図７において、発電装置１の最大発電電力を電力ピーク点ｐ１とし、電力ピーク点ｐ１での周波数を電力ピーク点における周波数ｆｐ１とする。
【００５７】
電力ピーク点ｐ１における周波数ｆｐ１は、フレーム６の共振周波数と重なる。フレーム６が共振周波数にあるとき、その伸縮幅が最も大きくなり、磁歪素子８の伸縮幅も最も大きくなるためである。
【００５８】
振動発電には、圧電方式、静電誘導方式、電磁誘導方式、磁歪方式等の方式があるが、何れの方式においても、発電電力が最大となる共振周波数がある。
【００５９】
電力ピーク点と、電力ピーク点における周波数は、振動発電のどの方式の構造であっても存在する。振動体１０の振動周波数が、電力ピーク点ｐ１における周波数ｆｐ１（言い換えれば、フレーム６の共振周波数）から±数Ｈｚずれただけでも発電電力は低下する。構造によっては、電力ピーク点ｐ１の数分の１から数百分の１以下まで発電電力が低下する。
【００６０】
図８Ａは、実施の形態２における発電装置１の概略上面図、図８Ｂは、実施の形態２における発電装置１の概略正面断面図、図８Ｃは、実施の形態２における発電装置１の概略側面図である。
【００６１】
図８Ａに示すように、実施の形態２の発電装置１は、錘７の中心軸に対して対称となる位置に、フレーム２１〜２４が配置される。例えば、２つのフレーム２１は、錘７の中心軸に対して対称となる位置に配置され、２つのフレーム２２は、錘７の中心軸に対して対称となる位置に配置されている。
【００６２】
実施の形態１の発電装置１は、電力ピーク点における周波数と、フレーム６の共振周波数の差が僅少（例えば±１％以内）の場合に適した構造である。これに対し、実施の形態２では、共振周波数の異なる複数のフレーム２１〜２４を配置している。例えば、２つのフレーム２１は、共振周波数ａを有し、２つのフレーム２２は、共振周波数ｂを有し、２つのフレーム２３は、共振周波数ｃを有し、２つのフレーム２４は、共振周波数ｄを有している。これにより、実施の形態２の発電装置１は、電力ピーク点の周波数の幅を広くすることができる。
【００６３】
図９は、実施の形態２における発電装置１の電力の周波数特性を示した図である。図９に示す周波数ｆｐ１１は、フレーム２１の共振周波数ａである。周波数ｆｐ１２は、フレーム２１の共振周波数ｂである。周波数ｆｐ１３は、フレーム２３の共振周波数ｃである。周波数ｆｐ１４は、フレーム２４の共振周波数ｄである。
【００６４】
電力ピーク点ｐ１１は、周波数ｆｐ１１（フレーム２１の共振周波数ａ）における電力ピーク点を示している。電力ピーク点ｐ１２は、周波数ｆｐ１２（フレーム２２の共振周波数ｂ）における電力ピーク点を示している。電力ピーク点ｐ１３は、周波数ｆｐ１３（フレーム２３の共振周波数ｃ）における電力ピーク点を示している。電力ピーク点ｐ１４は、周波数ｆｐ１４（フレーム２４の共振周波数ｄ）における電力ピーク点を示している。
【００６５】
包絡線Ｗ１は、図８に示した実施の形態２の発電装置１における電力の周波数特性を示している。実施の形態２の発電装置１の電力ピーク点は、図７と比較して、包絡線Ｗ１に示すように、周波数幅が広くなる。
【００６６】
以上説明したように、発電装置１は、共振周波数の異なるフレーム２１〜２４が用いられることにより、電力ピーク点の周波数幅を広くすることができる。
【００６７】
なお、フレーム２１〜２４は、例えば、透磁率の低い磁性材料から形成される。また、フレーム２１〜２４は、Ｖ字状に屈曲した形状を使用しているが、実施の形態１と同様に、図５Ｂ、図５Ｃに示すような多角形状や、Ｕ字状であってもよい。また、フレーム２１〜２４は、図５Ｄに示すように、Ｖ字状のフレームを対称に一体化した形状であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明に係る発電装置は、発電効率を向上することが可能であり、産業分野、防犯・防災分野、社会インフラ分野、医療・福祉分野などで多くの利用シーンが想定されているＩｏＴにおいて、キーコンポーネントである無線センサモジュールへの適用に対して特に有用である。
【符号の説明】
【００６９】
１  発電装置
２  上部保持部材
３  下部保持部材
４  上部磁石
５  下部磁石
６  フレーム
７  錘
８  磁歪素子
９  コイル
１０  振動体
１１  フレーム
１２  ばね
２１  フレーム
２００  発電装置
２０１  発電部
２０２  フレーム
２０３  磁石
２０４  錘
２１１  磁歪素子
２１２  コイル
２１３  磁性板
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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