(57)【要約】【課題】振動数が異なる種々の振動の入力に対応して効率的に発電を行う。【解決手段】加振源Ｅに接続されるフレーム部材１０と、フレーム部材１０に支持され応力が加わると内部透磁率が変化する磁歪材料２と、磁歪材料２の内部を通過する磁力線の密度の変化によって発電するコイル３と、フレーム部材１０の固有振動数を変化させる振動数調整機構２０とを備える発電デバイス１とした。振動数調整機構２０は、フレーム部材１０に設けられた中空部２１と、中空部２１内に配置される振動数調整材料ｗと、振動数調整材料ｗの中空部２１内外間又は中空部２１内での移動を制御する媒体制御手段２５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加振源に接続されるフレーム部材と、
前記フレーム部材に支持され応力が加わると内部透磁率が変化する磁歪材料と、 
前記磁歪材料の内部を通過する磁力線の密度の変化によって発電するコイルと、
前記フレーム部材の固有振動数を変化させる振動数調整機構と、
を備える発電デバイス。
【請求項２】
前記振動数調整機構は、
前記加振源に対する前記フレーム部材の突出量又は形状を変化させるフレーム動作手段を備える請求項１に記載の発電デバイス。
【請求項３】
前記振動数調整機構は、
前記フレーム部材に設けられた中空部と、
前記中空部内に配置される振動数調整材料と、
前記振動数調整材料の前記中空部内外間又は前記中空部内での移動を制御する媒体制御手段と、
を備える請求項１に記載の発電デバイス。
【請求項４】
前記振動数調整材料は個体からなる固形材料である
請求項３に記載の発電デバイス。
【請求項５】
前記振動数調整材料は流動性のある流動材料である
請求項３に記載の発電デバイス。
【請求項６】
前記媒体制御手段は、前記中空部に通じる制御通路内の圧力変化によって前記振動数調整材料を移動させる
請求項３〜５の何れか１項に記載の発電デバイス。
【請求項７】
前記フレーム部材は、
前記磁歪材料の両端を保持する梁部材
を備え、
前記中空部は前記梁部材に設けられる
請求項３〜６の何れか１項に記載の発電デバイス。
【請求項８】
前記加振源から入力される振動の情報を検知する振動情報検知手段を備え、
前記振動数調整機構は、検知された前記振動の情報に基づいて前記振動数調整材料を移動させて前記フレーム部材の固有振動数を変化させる
請求項１〜７の何れか１項に記載の発電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、振動を利用した発電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、身近な所にある振動を利用して発電を行う技術が開発されている。例えば、人間や動物の歩行による振動を利用した発電装置や、自動車等の輸送機器や家電機器等に例示される各種の機器類の振動を利用した発電装置、高架橋や橋梁等の振動が発生する施設に設置される発電装置等がある。この種の発電装置では、圧電素子の変形を用いた発電方法の他、永久磁石等による磁束密度がコイルの中で変化することを利用した電磁誘導による発電方法が用いられている。  
【０００３】
電磁誘導による発電方法を用いた発電デバイスとして、例えば、特許文献１に記載のものがある。この発電デバイスは、磁界をかけることによって変形する素材である磁歪材料で構成された磁歪棒と、その磁歪棒に巻回されたコイルと、磁歪棒の近傍に設けられた永久磁石とを備えている。磁歪棒の軸方向と垂直な方向への振動により、コイル内部の磁束密度が変化し、コイルに電流が発生することにより発電が行われる。
【０００４】
このとき、外部から入力される振動の振動数（入力振動数）に対して、この発電デバイス自身の固有振動数が合致していれば、共振により振動が増幅するので、より効率的に 発電を行うことができる。
【０００５】
ここで、特許文献１に記載の発電デバイスでは、外部から入力される種々の振動数の振動に対応するべく、磁歪棒を並列して複数備えるとともに、各磁歪棒に接続されるヨークの長さを、互いに異なる長さとしている。ヨークの長さが異なれば、磁歪棒とそのヨーク等からなる発電体の固有振動数、すなわち共振振動数も異なるものとなるので、その並列する複数の発電体によって種々の入力振動数に対応できる。
【０００６】
また、特許文献２においては、発電体を並列して複数備えるとともに、各発電体を加振源である振動部材に支持する長尺板状の振動体の長さを互いに異なる長さとして、共振振動数の差異を設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４９０５８２０号公報（第２５頁第１図Ｂ、第２６頁第２図Ｌ、第１１頁段落００７２参照）
【特許文献２】特開２０１５−１４２４０５号公報（第１８頁第１３図参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、振動を利用した発電デバイスは、固有振動数が異なる複数の発電体を用意し、いずれかの発電体の固有振動数と加振源からの振動の入力振動数とを合致させることにより、より多くの発電を可能としている。
【０００９】
しかし、加振源からの振動の入力振動数は、状況の変化に応じて刻々と変化する場合が多い。このため、多数の振動の種別に対応して常に効率的に発電するためには、固有振動数が互いに異なる多数の発電体を用意する必要がある。発電体を多数備えることは、装置の大型化やコストアップに繋がるため、対応できない場合がある。また、決められたスペースに備えることができる発電体の数には、自ずから限界がある。
【００１０】
そこで、この発明の課題は、振動数が異なる種々の振動の入力に対応して、的確に効率的に発電を行うことである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、この発明は、加振源に接続されるフレーム部材と、前記フレーム部材に支持され応力が加わると内部透磁率が変化する磁歪材料と、 前記磁歪材料の内部を通過する磁力線の密度の変化によって発電するコイルと、前記フレーム部材の固有振動数を変化させる振動数調整機構とを備える発電デバイスを採用した。
【００１２】
ここで、前記振動数調整機構は、前記加振源に対する前記フレーム部材の突出量又は形状を変化させるフレーム動作手段を備える構成を採用することができる。
【００１３】
あるいは、前記振動数調整機構は、前記フレーム部材に設けられた中空部と、前記中空部内に配置される振動数調整材料と、前記振動数調整材料の前記中空部内外間又は前記中空部内での移動を制御する媒体制御手段とを備える構成を採用することができる。
【００１４】
前記振動数調整材料としては、例えば、個体からなる固形材料を採用することができる。また、例えば、前記振動数調整材料は流動性のある流動材料を採用することができる。
【００１５】
また、前記媒体制御手段は、前記中空部に通じる制御通路内の圧力変化によって前記振動数調整材料を移動させる構成を採用することができる。
【００１６】
前記フレーム部材は、前記磁歪材料の両端を保持する梁部材を備え、前記中空部は前記梁部材に設けられる構成を採用することができる。
【００１７】
これらの各態様において、前記加振源から入力される振動の情報を検知する振動情報検知手段を備え、前記振動数調整機構は、検知された前記振動の情報に基づいて前記振動数調整材料を移動させて前記フレーム部材の固有振動数を変化させる構成を採用することができる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明は、加振源に接続されコイルを支持するフレーム部材の固有振動数を、振動数調整機構によって変化させるようにしたので、発電デバイス自体が持つ固有振動数を入力された振動の振動数に一致させることで、多種多様の振動パターンに対応することができる。これにより、種々の振動数からなる振動エネルギを、効率よく電気エネルギへ変換でき、より的確により効率的に発電を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の第一の実施形態を示す発電デバイスの全体図
【図２】第二の実施形態を示す発電デバイスの全体図
【図３】第三の実施形態を示す発電デバイスの全体図
【図４】（ａ）は第四の実施形態、（ｂ）は第五の実施形態、（ｃ）は第六の実施形態を示す発電デバイスの全体図
【図５】（ａ）は第七の実施形態、（ｂ）は第八の実施形態を示す発電デバイスの全体図
【図６】発電デバイスを構成する発電体の詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
この発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。以下の図１〜図５に説明する各実施形態は、発電デバイス１を、自動車のエンジン等の加振源Ｅに取り付けることにより、その加振源Ｅの振動エネルギを電気エネルギへ変換するものである。
【００２１】
発電デバイス１の構成は、加振源Ｅに接続されるフレーム部材１０と、そのフレーム部材１０に支持され応力が加わると内部透磁率が変化する磁歪材料２と、 磁歪材料２の内部を通過する磁力線の密度の変化によって発電するコイル３と、フレーム部材１０の固有振動数を変化させる振動数調整機構２０とを備えたものである。コイル３は回路５の一部を構成し、発電された電力は発電制御部６を通じて自動車が備える二次電池等に蓄えられる（図６参照）。
【００２２】
フレーム部材１０は、磁歪材料２の両端を保持する梁部材１１とを備えている。この実施形態の磁歪材料２は、断面円形の軸としているが、他の断面形状のものであってもよい。長手状の磁歪材料２と梁部材１１とは両者の長手方向が平行あるいは平行に近い状態で配置される。また、磁歪材料２は、その長手方向両端が、梁部材１１に設けた支持部１３によって支持されている。フレーム部材１０および梁部材１１は非磁性体の金属などが望ましい 。
【００２３】
コイル３の内部を通過する磁力線は、コイル３の両端にそれぞれ配置された永久磁石４ａ，４ｂによって設定されている。永久磁石４ａ，４ｂは、梁部材１１の両端にそれぞれ、又は、磁歪材料２の両端にそれぞれ固定してよい。また、コイル３の内部に磁力線が通過する設定であれば、上記以外にも、例えば、１本の長手状の永久磁石４をコイル３に沿って平行に配置してもよい。また、永久磁石４以外の磁界発生手段によって、コイル３の内部に磁力線を設定してもよい。
【００２４】
この実施形態の磁歪材料２は、磁界をかけることによって微小に変形する性質を有する磁性体で構成される。磁歪材料２の素材としては、所定のヤング率、透磁率等を備える素材、例えば、鉄−ニッケル系合金、鉄−ガリウム系合金、鉄−コバルト系合金等が挙げられる。また、これらの素材を２種以上組み合わせてもよい。
【００２５】
また、磁歪材料２は、応力（曲げ）を加えることで透磁率が変化し、内部を通過する磁束密度が変化する。磁歪材料２を振動させることで、磁歪材料２は、周波数的に磁束密度が変化する特性を有し、その特性を利用することで、コイル３で効率的に発電できる発電デバイス１となる。また、磁歪材料２の特性として、応力を印加していない場合は透磁率は最大となり、曲げると小さくなる傾向がある。
【００２６】
図１は、この発明の第一の実施形態である。フレーム部材１０は、梁部材１１の根本部と、加振源Ｅに固定された基板１５とを、柱部材１２で接続している。柱部材１２と梁部材１１とによって、発電デバイス１は、基板１５から上方に突出した形態である。また、梁部材１１は、柱部材１２に対して片持ち梁状に横方向へ突出した状態である。なお、柱材１２の突出方向はこの例に限定されず、例えば下方向や横方向等、いずれの方向でもよい。
【００２７】
振動数調整機構２０は、フレーム部材１０に設けられた中空部２１と、中空部２１内に配置される振動数調整材料ｗと、振動数調整材料ｗの中空部２１内外間、又は、中空部２１内での移動を制御する媒体制御手段２５とを備える。媒体制御手段２５は、フレーム部材１０の固有振動数を変化させる媒体としての振動数調整材料ｗの移動を制御する。
【００２８】
中空部２１は、梁部材１１の長手方向に沿って管状に設けられている。また、中空部２１の先端部２１ａ（梁部材１１の先端部側）は閉塞しており、中空部２１の根本部２１ｂ（梁部材１１の根本部側）は、柱部材１２や基板１５に設けた制御回路２２，２３を通じて、媒体制御手段２５へ通じている。
【００２９】
ここでは、振動数調整材料ｗとして流動性のある流動材料を用い、特にその流動材料として油を採用している。振動数調整材料ｗとして用いる流動材料としては、他に液体状態の水等を採用することも可能である。粘度が高く流動性が低い油等は好ましくなく、流動性の高い材料が好ましい。
【００３０】
媒体制御手段２５は、中空部２１に通じる制御通路（給油通路）２２，２３内の圧力変化によって、振動数調整材料ｗを移動させるポンプ装置である。ポンプ装置はエンジンの油圧回路に接続されている。ポンプ装置を駆動すれば、制御通路２２，２３内の圧力が高まって、振動数調整材料ｗを中空部２１の先端部２１ａの方へ供給し、梁部材１１全体の重量が増加することで、固有振動数を増加させる。フレーム部材１０の密度が増加すれば、その固有振動数も増加するからである。また、ポンプを逆方向へ駆動すれば、制御通路２２，２３内の圧力が減少し、その圧力が負圧となれば、振動数調整材料ｗを中空部２１の根本部２１ｂの方へ吸引し、梁部材１１全体の重量が減少することで、固有振動数を減少させる。
【００３１】
あるいは、媒体制御手段２５として、中空部２１に通じる制御通路２２，２３内の圧力変化によって振動数調整材料ｗを移動させるように、エンジンの油圧回路に通じる弁装置とすることもできる。弁装置を開放すれば、制御通路２２，２３内の圧力が高まって、振動数調整材料ｗを中空部２１の先端部２１ａの方へ供給し、梁部材１１全体の重量が増加することで、固有振動数を増加させることができる。また、弁装置を閉鎖すれば、制御通路２２，２３内の圧力の増加が停止するので、それ以上の固有振動数の増加は行われない。また、このとき、振動数調整材料ｗが、その自重によって徐々にエンジンの油圧回路側へ戻っていくリリーフ通路を設けておけば、フレーム部材１０の固有振動数は自然に減少していく。
【００３２】
ここで、例えば、図２の第二の実施形態に示すように、中空部２１の先端部２１ａに戻り通路２１ｃを設け、その戻り通路２１ｃから漏出する振動数調整材料ｗを、排出部１４を通じてエンジンの油圧回路へ戻る構成とすることもできる。この態様によれば、中空部２１内の振動数調整材料ｗを早期に減少させて、固有振動数を早期に減少させることができる。さらに、戻り通路２１ｃに弁（リリーフバルブ）を備えることで、状況に応じて必要な時のみに振動数調整材料ｗを排出できるようにしたり、排出時に、その排出量を増減できるようになる。
【００３３】
このように、制御通路２２，２３内の圧力状態と、それに対応するフレーム部材１０の固有振動数の情報を予め取得しておけば、入力される振動の状況に応じて、フレーム部材１０の固有振動数を所望の数値に制御することができる。例えば、制御通路２２，２３に圧力センサを設けておけば、その圧力センサで取得した圧力情報を、固有振動数の増減の制御に活用できる。また、加振源Ｅや基板１５に振動センサ（振動情報検知手段）２９を設けておけば、その振動センサ２９で取得した振動情報（入力振動数）を、固有振動数の増減の制御に活用できる。
【００３４】
なお、図１では、加振源Ｅに振動センサ２９を図示しているが、図２以下ではその図示を省略している。また、入力振動数の振動情報は、発電制御部６で出力される実際の発電量によっても推定することができる。
【００３５】
この固有振動数の増減の制御において、振動数調整材料ｗは、中空部２１の内部と中空部２１の外部（例えば、制御通路２２，２３や媒体制御手段２５内）との間で移動する形態であってもよいし、中空部２１の外部へは至らず中空部２１内でのみ移動する形態であってもよい。
【００３６】
例えば、エンジンの回転数が上昇して加振源Ｅからの入力振動数が大きくなった場合を想定する。この場合、その入力振動数の増大に応じて、中空部２１内に振動数調整材料ｗをより多く充填させることでフレーム部材１０の密度を増大させ、フレーム部材１０の固有振動数を増加させる。また、エンジンの回転数が下降して加振源Ｅからの入力振動数が小さくなった場合は、逆に、中空部２１内の振動数調整材料ｗを減少させることでフレーム部材１０の密度を減少させ、フレーム部材１０の固有振動数を減少させる。これらの制御により、より効率的な振動発電が期待できる。
【００３７】
なお、制御通路２２，２３をエンジンの油圧回路に直結しておけば、制御通路２２，２３内の圧力はエンジンの回転数に伴って変動するので、エンジンの回転数が高まって入力振動数が高まれば自然にフレーム部材１０の内部密度が増大し、フレーム部材１０の固有振動数も増加する。また、エンジンの回転数が低くなり入力振動数が低くなれば、自然にフレーム部材１０の内部密度も減少し、フレーム部材１０の固有振動数も減少する構成とすることができる。
【００３８】
また、フレーム部材１０の固有振動数の増減を制御するに際し、フレーム部材１０の固有振動数を、敢えて入力振動数とは異なるように制御することにより、発電デバイス１を共振周波数を避けて使うことができる。これにより、発電量を抑制したい場合や、激しい振動の継続による部材の破損を防止したい場合等に対応できる。
【００３９】
発電デバイス１における発電の基本式は以下の通りである。Ｖ（発生電圧）、Ｒ（コイル抵抗）、Ｐ（最大電力）に関して、
Ｖ＝２πｆＮＢＳ・・・（数式１）
Ｒ＝ρ０Ｌ／（πｒ）２・・・（数式２）
Ｐ＝Ｖ２／Ｒ・・・（数式３）
で算出できる。
【００４０】
ただし、
ｆ：振動数（周期 の逆数）
Ｎ：コイル巻数
Ｂ：磁束密度変動幅
Ｓ：コイル（磁歪材料）断面積
Ｌ：コイル長さ
ｒ：コイル線径
ρ０：コイル材料抵抗率
【００４１】
数式１〜３で示されるように、振動の振動数ｆが大きいほど（振動の周期が小さいほど）、あるいは、磁束密度の変化が大きいほど（磁束密度変動幅Ｂが大きいほど）、発生電圧Ｖ、及び、発生する最大電力Ｐは大きくなる。
【００４２】
ここで、一般に、片持ち梁の固有振動数ωは、
ω＝（１．８７５／Ｌ）２×｛（ρ×Ａ）／（Ｅ×Ｉ）｝１／２・・・（数式４）
で算出できる。
【００４３】
ただし、
ω：固有振動数
Ｌ：梁の長さ
ρ：梁の密度
Ａ：断面積
Ｅ：ヤング率
Ｉ：断面二次モーメント
【００４４】
数式４で示されるように、部材の固有振動数ωを変えるパラメータとして、部材の密度ρがあり、部材の密度ρが高くなれば固有振動数ωも高くなり、部材の密度ρが低くなれば固有振動数ωも低くなる傾向がある。
【００４５】
この実施形態では、上記の傾向に基づき、発電デバイス１のフレーム部材１０に中空部２１を設け、その中空部２１の内部に振動数調整材料ｗを導入可能とし、その振動数調整材料ｗを移動可能としたことで、状況に応じてフレーム部材１０の固有振動数を変化させる手法を採用したのである。
【００４６】
また、加振源Ｅから入力される振動の情報を検知する振動情報検知手段２９を備え、その検知された振動の情報に基づいて、振動数調整材料ｗを移動させてフレーム部材１０の固有振動数を状況に応じて変化させる手法を採用したのである。
【００４７】
図３は、この発明の第三の実施形態である。
【００４８】
この第三の実施形態のフレーム部材１０は、一直線上に並ぶ２本の梁部材１１を備え、その２本の梁部材１１の根本部と、加振源Ｅに固定された基板１５とを、１本の柱部材１２で接続したものである。柱部材１２と２本の梁部材１１によって、発電デバイス１は、基板１５から上方に突出した形態である。また、２本の梁部材１１は、柱部材１２に対して片持ち梁状に横方向へ突出した状態である。
【００４９】
ここで、中空部２１内に配置される振動数調整材料ｗは、個体からなる固形材料である。固形材料としては、例えば、金属製の軸、樹脂製の軸等を採用できる。これらの固形材料は、管状の中空部２１内において、長手方向にスムーズにスライド自在となっている。
【００５０】
各梁部材１１において、中空部２１の先端部２１ａは閉塞しており、中空部２１の根本部２１ｂは、柱部材１２や基板１５に設けた制御通路２４を通じて、媒体制御手段２５へ通じている。
【００５１】
媒体制御手段２５は、中空部２１に通じる制御通路２４（給気通路）内の圧力変化によって、振動数調整材料ｗを移動させるポンプ装置である。ポンプ装置を駆動すれば、制御通路２４内の気体の圧力が高まって、振動数調整材料ｗを、図中左側に示す一方の梁部材１１の中空部２１の先端部２１ａの方へ移動させ、一方の梁部材１１は、その全体の重量が増加することで固有振動数が増加する。このとき、図中右側に示す他方の梁部材１１は、その全体の重量が減少することで固有振動数は減少する。
【００５２】
また、ポンプを逆方向へ駆動すれば、制御通路２４内の圧力が減少し、その圧力が負圧となれば、振動数調整材料ｗを、図中右側に示す他方の梁部材１１の中空部２１の先端部２１ａの方へ吸引するように移動させ、他方の梁部材１１は、その全体の重量が増加することで固有振動数が増加する。このとき、図中左側に示す一方の梁部材１１は、その全体の重量が減少することで固有振動数は減少する。
【００５３】
この第三の実施形態は、前述の第一、第二の実施形態における流動材料からなる振動数調整材料ｗに代えて、固形材料からなる振動数調整材料ｗを採用したものである。また、その１本の軸からなる振動数調整材料ｗを、２本の梁部材１１の中空部２１間を行き来するようにしたので、固有振動数が異なる２本のフレーム部材１０を有する発電デバイス１を構成できる。固有振動数が異なる２本のフレーム部材１０を備えることにより、複数種類の入力振動数に対応できるようになる。
【００５４】
また、この実施形態では、柱部材１２を挟んで、一つの梁部材１１の反対側に別の梁部材１１を設置することで、固形材料からなる振動数調整材料ｗを共有化できるだけでなく、一方の梁部材１１は振動数調整材料ｗの挿入状態、他方の梁部材１１は振動数調整材料ｗが無い中空状態となり、それぞれが異なる固有振動数を持つことができることから、より広範囲な入力振動数の変動にも対応できるようになる。ここで、一方の梁部材１１と他方の梁部材１１とで、互いの部材の断面積や材質、長さ等の条件を異ならせておくことで、さらに広範囲な入力振動数の変動に対応できる。
【００５５】
なお、固形材料からなる振動数調整材料ｗは、この例のように、制御通路２４内の圧力によってその移動を制御することもできるし、それ以外にも、例えば、固形材料からなる振動数調整材料ｗの端部に接続されたワイヤ等の接続部材を、外部から引っ張ったり押し戻したりすることで、その移動を制御することも可能である。接続部材を、外部から引っ張ったり押し戻したりする機構としては、例えば、モータと、そのモータによって回転するワイヤ巻き取り用のロール等を用いることができる。このとき、接続部材は、ある程度の剛性を有するものが好ましい。また、振動数調整材料ｗにラックを設け、そのラックに噛み合う歯車等を介してモータ等の駆動力を振動数調整材料ｗに付与して、その移動を制御するようにしてもよい。
【００５６】
図４（ａ）〜（ｃ）は、この発明の第四〜第六の実施形態である。
【００５７】
図４（ａ）に示す第四の実施形態は、第一の実施形態における柱部材１２の設置を省略し、梁部材１１を基板１５に直接接続したものである。梁部材１１の突出方向は、上下方向や横方向等、いずれの方向でもよい。その他の主たる構成については、前述の実施形態と共通であるので説明を省略する（以下の各実施形態においても同じ）。
【００５８】
図４（ｂ）に示す第五の実施形態は、第三の実施形態における２本の梁部材１１のうち、１本の梁部材１１の設置を省略したものである。また、フレーム部材１０は、梁部材１１の先端部から突出する張出し部材１８を備えている。中空部２１は、張出し部材１８内に設けられている。また、中空部２１に通じる制御通路（給気通路）２４は、梁部材１１と基板１５を通じて媒体制御手段２５に至っている。
【００５９】
振動数調整材料ｗは、第三の実施形態と同じく固形材料であり、その振動数調整材料ｗは、中空部２１に通じる張出し部材１８の先端の開口部から、中空部２１内に向かって出入り自在に挿入されている。また、振動数調整材料ｗは、中空部２１の開口部から外部へ抜け出さないように抜け止めが施されている。振動数調整材料ｗは、図中矢印ｕのように移動自在であり、その振動数調整材料ｗの移動の制御は、第三の実施形態と同じ手法を採用できる。ここで、振動数調整材料ｗが張出し部材１８の先端へ大きく突出すればするほど、フレーム部材１０の固有振動数が小さくなり、振動数調整材料ｗの張出し部材１８の先端への突出量が小さくなればなるほど、フレーム部材１０の固有振動数は大きくなる。
【００６０】
図４（ｃ）に示す第六の実施形態は、振動数調整機構２０として、加振源Ｅに対するフレーム部材１０の突出量又は形状を変化させるフレーム動作手段２８を備える態様である。フレーム動作手段２８は、フレーム部材１０の柱部材１２が、基板１５に対して長手方向にスライド自在で、その柱部材１２の基板１５に対する突出量が可変である。
【００６１】
柱部材１２の根本部は、基板１５の孔に挿入されている。柱部材１２の根本部にはラック部２８ａが設けられ、そのラック部２８ａに歯車２８ｂの歯が噛み合っている。モータ等の駆動源２８ｃの駆動力によって歯車２８ｂが回転すると、その回転がラック部２８ｂに伝わって、柱部材１２は、図中矢印ｖのようにその突出方向へ進退する。柱部材１２の進退により、フレーム部材１０の固有振動数の増減を制御することができる。ここで、柱部材１２が大きく突出すればするほど、フレーム部材１０の固有振動数が小さくなり、柱部材１２の突出量が小さくなればなるほど、フレーム部材１０の固有振動数は大きくなる。 
【００６２】
図５（ａ）（ｂ）は、この発明の第七、第八の実施形態である。これらの実施形態は、振動数調整材料ｗとして流動材料を用いる場合に、その振動数調整材料ｗを配置する中空部２１に、途中の管状部分よりも断面の大きい溜まり部２６を設けたものである。中空部２１に溜まり部２６を設けることにより、その溜まり部２６に多くの振動数調整材料ｗを貯めることができるので、フレーム部材１０の重量をより重くすることができる。これにより、固有周波数の調整範囲を広く確保することができる。溜まり部２６の容積や設置数はスペースが許す限り自由に設定できる。
【００６３】
図５（ａ）の第七の実施形態では、複数の溜まり部２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅのそれぞれに、開閉弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅを設けたものである。開閉弁２７を開放した溜まり部２６にのみ振動数調整材料ｗが流入する。なお、開閉弁２７の設置は省略することもできる。
【００６４】
図５（ｂ）の第八の実施形態では、複数の溜まり部２６ａ，２６ｂ，２６ｃのそれぞれに、別々の中空部２０ａ，２０ｂ，２０ｃを接続したものである。各溜まり部２６ａ，２６ｂ，２６ｃでの振動数調整材料ｗの移動（供給及び排出）は、媒体制御手段２５によって別々に制御される。
【００６５】
上記の各実施形態では、フレーム部材１０は、コイル３の内部に挿通される長手状の磁歪材料２と、その磁歪材料２の両端を保持する梁部材１１とを備えるものとし、振動数調整機構２０として中空部２１を備える場合は、その中空部２１は、梁部材１１や梁部材１１から突出する張出し部材１８（図４（ｂ）参照）等に設けられるものとしている。ただし、この中空部２１は、梁部材１１や張出し部材１８以外に設けてもよい。例えば、フレーム部材１０の一部を構成する柱部材１２に中空部２１を設けてもよい。また、磁歪材料２をフレーム部材１０の一部として構成して、その磁歪材料２の内部に中空部２１を設けた例も考えられる。
【００６６】
上記の各実施形態では、加振源Ｅを自動車に搭載されたエンジンとし、そのエンジンに発電デバイス１を取り付けたが、加振源Ｅはエンジンには限定されず、日常的に振動が発生するあらゆる加振源Ｅに対して、この発明の発電デバイス１を適用できる。
【符号の説明】
【００６７】
１  発電デバイス
２  磁歪材料
３  コイル
４，４ａ，４ｂ  永久磁石
５  回路
６  発電制御部
１０  フレーム部材
１１  梁部材
１２  柱部材
１３  支持部
１４  排出部
１５  基板
２０  振動数調整機構
２１  中空部
２２，２３  制御通路（給油通路）
２４  制御通路（給気通路）
２５  媒体制御手段
２６（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ・・・）  溜まり部
２７（２７ａ，２７ｂ，２７ｃ・・・）  開閉弁
２８  フレーム動作手段
２８ａ  ラック部
２８ｂ  歯車
２８ｃ  駆動源
２９  振動センサ（振動情報検知手段）
Ｅ  加振源
ａ  空隙
ｗ  振動数調整材料
【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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