(57)【要約】【課題】広い周波数範囲にわたる外部振動で高い発電効率が得られる振動発電装置を提供する。【解決手段】２本の磁歪棒１の一方は、雌雄をなす球面状に加工した一端を挿入した後に、カシメ加工により連結して中央のボールジョイント４とする。磁歪棒１の他方の一端も球面状に加工し、球面座金４ａをカシメ加工により連結して端部のボールジョイント４を構成する。磁歪棒１を連結した中央のボールジョイント４に錘体２を組み付ける。球面座金４ａは磁性体７のはめあい穴に圧入し、磁歪棒１からの引張力で座金が抜けないよう固定する。磁性体７にコイル５と磁石６を取り付け、磁気回路を構成する。最終的に磁性体７を支持台３の溝に挿入することで振動発電装置の製作を完成する。【選択図】図１
2017022958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動源から振動を受ける支持台と、
磁歪材料で構成された２本の棒状の磁歪部材と、
該磁歪部材の間に連結されて振動する錘体と、
前記磁歪部材に接続してループ状の磁気回路を構成するための棒状の磁性部材、前記磁気回路にバイアス磁場を供給する永久磁石、及び、前記磁気回路に鎖交するように巻かれた磁気コイルから成る振動電力変換手段と、
を備え、
前記２本の磁歪部材を前記錘体に対して回転自由度を確保する部材を介して固定し、前記２本の磁歪部材が概略直線状となるように前記２本の磁歪部材の片端を前記支持台に対して回転自由度を確保する部材を介して固定し、前記錘体の振動に伴って前記振動電力変換手段の前記磁歪部材が伸張または収縮することにより発電する振動発電装置であって、
外部からの振動を加えない静止状態において前記支持台と前記磁歪部材との２箇所の固定点を結ぶ軸線と前記磁歪部材とがなす角度θ0を振動源の周波数に合わせて設定可能にしたことを特徴とする振動発電装置。
【請求項２】
前記錘体の質量m(kg)、前記磁歪部材のバネ定数k(N/m)、前記振動源の周波数f(Hz)とするとき、前記角度θ0を θ0 = sin-1[πf√(2m/k)]となる値から±3°の範囲内に設定したことを特徴とする請求項１に記載の振動発電装置。
【請求項３】
前記支持台と前記磁歪部材との２箇所の固定点がなす距離を、前記振動源の周波数に合わせて微調整することで前記角度θ0を変更可能にしたことを特徴とする請求項１に記載の振動発電装置。
【請求項４】
ピーク周波数が異なる複数の振動源に対して一つの振動発電装置により対応するときは、前記複数の振動源が備えるピーク周波数を按分しつつ前記支持台と前記磁歪部材との２箇所の固定点がなす距離を調整して、前記角度θ0の値を設定することを特徴とする請求項３に記載の振動発電装置。
【請求項５】
前記振動源の正確な周波数が分からない場合であっても、前記振動源のピーク周波数を探りながら、前記支持台と前記磁歪部材との２箇所の固定点がなす距離を調整して、前記角度θ0の値を設定することを特徴とする請求項３に記載の振動発電装置。
【請求項６】
前記ループ状の磁気回路が、前記２本の磁歪部材記を磁気的に直列接続した単一の磁気回路となるよう構成したことを特徴とする請求項１に記載の振動発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電素子の磁歪効果を利用した振動発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動を利用した発電技術としては、圧電素子を利用した方法がよく知られている。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ものである。圧電素子を利用した方法としては、例えば、下記特許文献１に記載のものがある。
【０００３】
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、および、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】
また下記特許文献２には、磁歪素子を利用した方法が提案されている。
図６（ａ）、図６（ｂ）には、特許文献２に記載の振動発電素子の構成例が示されている。すなわち図６（ａ）は発電素子の上面図、図６（ｂ）は側面図である。
【０００５】
図６（ａ）、図６（ｂ）において、発電素子１０が連結ヨーク１００ａおよび１００ｂと、磁歪棒１１０ａおよび１１０ｂと、コイル１２０ａおよび１２０ｂと、永久磁石１４０ａおよび１４０ｂと、パッシブヨーク１５０とを備えている。
【０００６】
この発電素子１０を図７に示すように連結ヨーク１００ａを固定部材で固定した片持ち梁構成とし、連結ヨーク１００ｂに曲げ応力Ｐを印加することにより、磁歪棒１１０ａおよび１１０ｂが曲げ変形される。
【０００７】
磁歪棒１１０ａおよび１１０ｂに発生する逆磁歪効果により、コイル１２０ａおよび１２０ｂを貫く磁束が変化することで、コイル１２０ａおよび１２０ｂに誘導電圧（または誘導電力）が発生する。従って発電素子１０に振動を印加することで発電が可能となる。
【０００８】
磁歪棒１１０ａおよび１１０ｂを構成する磁歪材料は延性材料であり、圧電材料に比べて曲げや衝撃に強いため、大きな曲げや衝撃を加えることで発電量を増加することが可能である。
【０００９】
また素子のインピーダンスが圧電材料よりも低いことから、インピーダンスの低い負荷の接続による発電効率の低下が少ないといったように前述の圧電材料の問題を解決できる。
【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】特許第４９０５８２０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に記載された圧電素子を利用する発電方法では、圧電素子を構成する圧電材料が脆性材料であり、曲げや衝撃に対して弱い材料である。そのため過度に力を加えることができず、発電量を増加させ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、圧電素子は低周波でインピーダンスが高く、圧電素子より低いインピーダンスを有する負荷を接続した際に、負荷に発生する電圧が小さくなるため、発電により得られる電力が小さくなり、発電の効率が低いという問題がある。
【００１２】
一方、特許文献２に記載された磁歪棒１１０ａおよび１１０ｂを構成する磁歪材料は、延性材料であり、圧電材料に比べて曲げや衝撃に強いため、大きな曲げや衝撃を加えることで発電量を増加させることが可能である。また素子のインピーダンスが圧電材料よりも低いことから、インピーダンスの低い負荷の接続による発電効率の低下が少ないため特許文献１に記載の圧電材料の問題点を解消することができる。
【００１３】
しかしながら、特許文献２に記載された振動発電装置は、振動しながら磁歪棒の曲げ変形を発生させ発電するには振動源から大きな加振力を必要とするため、振動エネルギーの吸収が悪く発電効率が低下する、または錘の振動方向に直交する方向の外部振動では励振されないなどの問題点がある。
【００１４】
そこで本発明は、従来の磁歪素子を用いた振動発電装置における下記の問題点を解決しようとするものである。すなわち、
（１）効率よく発電できる振動源の周波数範囲が狭く、特定の共振周波数から離れた振動では発電効率が低下する。
（２）加振力が小さい振動源では、磁歪素子内部に発生する伸縮ひずみが小さいため、発電効率が低い。
（３）錘の振動方向に沿った外部振動のみに励振され、錘の振動方向に直交する外部振動に対しては発電効率が低い。
【００１５】
そこで本発明の目的は、広い周波数範囲にわたる外部振動で高い発電効率が得られる振動発電装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために本発明は、錘体の両端を２本の磁性部材で支持する構造を有する振動発電装置において、外部からの振動を加えない静止状態において支持台と磁歪棒との２箇所の固定点を結ぶ軸線と磁歪棒とがなす角度θ0を振動源の周波数に合わせて設定することを特徴とするものである。
【００１７】
より具体的に示せば、請求項１に記載の発明は、
振動源から振動を受ける支持台と、
磁歪材料で構成された２本の棒状の磁歪部材と、
該磁歪部材の間に連結されて振動する錘体と、
前記磁歪部材に接続してループ状の磁気回路を構成するための棒状の磁性部材、前記磁気回路にバイアス磁場を供給する永久磁石、及び、前記磁気回路に鎖交するように巻かれた磁気コイルから成る振動電力変換手段と、
を備え、
前記２本の磁歪部材を前記錘体に対して回転自由度を確保する部材を介して固定し、前記２本の磁歪部材が概略直線状となるように前記２本の磁歪部材の片端を前記支持台に対して回転自由度を確保する部材を介して固定し、前記錘体の振動に伴って前記振動電力変換手段の前記磁歪部材が伸張または収縮することにより発電する振動発電装置であって、
外部からの振動を加えない静止状態において前記支持台と前記磁歪部材との２箇所の固定点を結ぶ軸線と前記磁歪部材とがなす角度θ0を振動源の周波数に合わせて設定可能にしたことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記錘体の質量m(kg)、前記磁歪部材のバネ定数k(N/m)、前記振動源の周波数f(Hz)とするとき、前記角度θ0を θ0 = sin-1[πf√(2m/k)]となる値から±3°の範囲内に設定したことを特徴とする。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記支持台と前記磁歪部材との２箇所の固定点がなす距離を、前記振動源の周波数に合わせて微調整することで前記角度θ0を変更可能にしたことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、ピーク周波数が異なる複数の振動源に対して一つの振動発電装置により対応するときは、前記複数の振動源が備えるピーク周波数を按分しつつ前記支持台と前記磁歪部材との２箇所の固定点がなす距離を調整して、前記角度θ0の値を設定することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記振動源の正確な周波数が分からない場合であっても、前記振動源のピーク周波数を探りながら、前記支持台と前記磁歪部材との２箇所の固定点がなす距離を調整して、前記角度θ0の値を設定することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ループ状の磁気回路が、前記２本の磁歪部材記を磁気的に直列接続した単一の磁気回路となるよう構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、広い周波数範囲にわたる外部振動で高い発電効率が得られる振動発電装置を得ることが可能となる。
例えば一定速度で回転するモータのように卓越したピーク周波数がある振動源では外部からの振動を加えない静止状態において支持台と磁歪棒との２箇所の固定点を結ぶ軸線と磁歪棒とがなす角度θ0が θ0 = sin-1[πf√(2m/k)]となる値から±3°の範囲内に調整することで、振動エネルギーを効率よく電力に変換することができる。
【００２４】
また本発明によれば、ピーク周波数が異なる複数の振動源に対して一つの振動発電装置により対応するとき、前記複数の振動源が備えるピーク周波数を按分しつつ前記支持台と前記磁歪部材との２箇所の固定点がなす距離を調整して、前記角度θ0の値を設定することで、振動源のピーク周波数に合わせて共振周波数を変えることができる。
【００２５】
また本発明によれば、振動源の正確な周波数が分からない場合であっても、振動源のピーク周波数を探りながら、前記支持台と前記磁歪部材との２箇所の固定点がなす距離を調整して、前記角度θ0の値を設定することで、振動源のピーク周波数に合わせて共振周波数を変えることができる。
【００２６】
本発明によれば、2本の磁歪棒を磁気的に直列に接続して単一の磁気回路とすることで、磁石とコイルを１個にすることができるため、部品数の削減による低コスト化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る振動発電装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る振動発電装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る振動発電装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の基本的概念を説明する図である。
【図５Ａ】有限要素法による第１の実施形態に係る振動発電装置の変位に関する解析例を示す図である。
【図５Ｂ】有限要素法による第１の実施形態に係る振動発電装置の軸方向応力に関する解析例を示す図である。
【図６】従来の発電素子の構成を示す上面図および側面図である。
【図７】図６に示した発電素子を片持ち梁構成とした場合の発電装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
本件発明者らは“振動発電装置”に係る特願２０１４−１２１０３６を先に出願したところである。即ち先の出願では、２本の磁歪棒を用いて錘体と支持台とを回転自由度を有する方法で接続することにより、発電可能な振動源の周波数範囲の拡大と発電効率の改善を可能としている。
【００２９】
しかし先の出願には下記に示す課題が残されていることが判明した。即ち、
（１）振動源の周波数が数十Hz以上に増加すると、錘の振幅が小さくなるため共振が難しくなり発電量が低下する。
【００３０】
（２）２本の磁歪棒にそれぞれ別の磁気回路を配置するため、永久磁石やコイルなどの部品を余分に必要となる。
そこで本発明は、“振動発電装置”に係る先の出願が課題としていた点に加えてさらに上記に示された新たな課題を克服できるようにしたものである。
【００３１】
本題の説明に入る前に、まず図４を用いて本発明の基本的概念を説明する。そしてその後に本題の説明に入ることにする。
図４では、簡略化のため振動発電装置を構成する、磁石、ヨーク、コイル等の部品は省略されている。図４に示す磁歪棒１の両端は、自由に回転できる部材（ボールジョイント、ユニバーサルジョイント、吊り金具など）によって固定されている。
【００３２】
錘体（質点）２は振動がない静止状態での位置を中心として、振動源の周波数に応じた微小な振幅で共振する。
また図４において２本の磁歪棒１を磁気的に直列接続して単一の磁気回路を構成するようにしている。図示していないが、支持台３と磁歪棒１との２箇所の固定点がなす距離を調整可能な構造にしている。
【００３３】
より具体的に説明すると、図４において錘体２を質量 m (スカラー量を表すので実際は斜体文字)の質点とみなし、錘２の位置ベクトルを x (ベクトル量を表すので実際は太文字)とすれば、支持台３と相対速度0で運動する観測者からみた錘体２の運動方程式は、下記式（１）のように表される。
【００３４】
【数１】
2017022958.tif 000003
ここで外部振動がなく重力と磁歪棒の張力が釣り合った静止状態での質点の位置を原点とし、重力方向をx軸とする。静止状態での磁歪棒１の長さをL0とすれば、式(１)の重力項mgは静止時の磁歪棒１の張力と釣り合うため消去できる。さらに減衰項を無視して式(２)を得る。
【００３５】
【数２】
2017022958.tif 000004
固定点の位置ベクトルｐ1，ｐ2から錘２の位置ベクトルx に向かう方向の単位ベクトルの平均値Ｕ(ｘ) (ベクトル量を表すので実際は太文字)を以下の式３で定義する。
【００３６】
【数３】
2017022958.tif 000005
図４で２箇所の固定点を結ぶ軸線と磁歪棒１とが静止状態でなす各をθ0,ｘ軸方向の単位ベクトルをｅｘ(ベクトル量を表すので実際は太文字)、長さＬ0からの磁歪棒１のひずみをδとすれば、以下の式（４）〜式（６）に示される関係が成り立つ。
【００３７】
【数４】
2017022958.tif 000006
【００３８】
【数５】
2017022958.tif 000007
【００３９】
【数６】
2017022958.tif 000008
式（２）に式（４）〜式（６）を代入し、重力方向すなわちｘ軸方向の振動成分のみを考慮すると、以下の式（７）を得ることができる。
【００４０】
【数７】
2017022958.tif 000009
本発明が対象とする数十Hzを超える周波数では振動の振幅が小さくなるため、δ<<L0の微小振動であると仮定し、δ= x sinθ0の関係を用いて上記式（７）を整理すると、
【００４１】
【数８】
2017022958.tif 000010
となる。式（８）は錘２をバネ定数2ksin2θ0のバネにつなげた場合の運動方程式と等価であるので、この系の共振周波数f(スカラー量を表すので実際は斜体文字)は次の式（９）で表すことができる。
【００４２】
【数９】
2017022958.tif 000011
式（９）を変形してθ0を求めると、式（１０）のようになる。
【００４３】
【数１０】
2017022958.tif 000012
振動源の周波数f(スカラー量を表すので実際は斜体文字)が数十Hz以上に大きくなると振動の振幅が小さくなるため、静止位置での初期角度θ0が0の場合には共振可能な範囲まで振動が大きくならない。
【００４４】
しかし静止位置での初期角度θ0を式(１０)により設定することで、振動源の周波数が高い場合でもそのピーク振動成分に合わせて共振させることができる。
なお加工・組立の精度などの影響により式(１０)に生じる誤差を考慮して、本実施形態では、±３°の誤差範囲を許容できるものにしている。
【００４５】
例えば一定速度で回転するモータのように卓越したピーク周波数がある振動源では式(１０)で磁歪棒１の初期角度θ0を調整することで、振動エネルギーを効率よく電力に変換することができる。
【００４６】
また２本の磁歪棒１を磁気的に直列に接続して単一の磁気回路とすることで、磁石とコイルを１個にすることができるため、部品数を削減することが可能になる。
【００４７】
［実施形態１］
これより本題に入る。図１は、本発明の第１の実施形態に係る振動発電装置の構成を示す図である。
図１において、２本の磁歪棒(磁歪素子を構成する棒状の磁歪部材)１の一方は、雌雄をなす球面状に加工した一端を挿入した後に、カシメ加工により連結して中央のボールジョイント４とする。
【００４８】
磁歪棒１の他方の一端も球面状に加工し、球面座金４ａをカシメ加工により連結して端部のボールジョイント４を構成する。ボールジョイント4の接触面には、例えばテフロンなど潤滑性のある材料を挟むことで摩擦を低減することが望ましい。
【００４９】
磁歪棒１を連結した中央のボールジョイント４に錘体２を組み付ける。その場合、錘体２とボールジョイント４との間に回転自由度は不要であり、ねじ込み、接着など任意の方法により固定してよい。
【００５０】
球面座金４ａは磁性体７のはめあい穴に圧入し、磁歪棒１からの引張力で座金が抜けないよう固定する。必要に応じて固定ピンやＶ溝カシメ加工を用いて固定してもよい。
磁性体７にコイル５と磁石６を取り付け、磁気回路を構成する。磁石６としてはネオジウム、フェライトなど任意の永久磁石を用いることができる。
【００５１】
磁性体７と球面座金４ａの材質には、鉄やその合金など任意の強磁性体を用い、錘体２と支持台３は非磁性体を用いる。
コイル５には図示していないが、銅線の巻きつけや絶縁のためのボビンや、外部へ電力を取り出すための導線や接続端子が含まれる。
【００５２】
最終的に磁性体７を支持台３の溝に挿入することで振動発電装置の製作を完成する。
支持台３の取り付け孔１０は、支持台３を振動源の側面にボルトで固定することを想定したものであり、他の方向に取り付ける場合は適宜変更してよい。
【００５３】
本実施形態では、磁歪棒１からの荷重は球面座金４ａと磁性体７を介して支持台３が支えるため、それぞれの部品には荷重による塑性変形や破壊が生じない強度が必要となる。
また本実施形態に係る振動発電装置は、錘体２の振動方向（図４の原点と錘体２の静止位置とを結ぶ方向）が、振動源の卓越する振動成分の方向と一致するように取り付ける。
【００５４】
この振動方向と直交する成分（図４の紙面垂直方向）が強いと錘体２が回転してしまい磁歪棒１に発生する応力が小さくなるため、錘体２と支持台３との間隔を狭くしてこの振動方向と直交する方向の振幅を制限している。
【００５５】
この意味ではボールジョイント４に求められる回転自由度は１軸まわりだけでよいため、単純な回転軸でボールジョイント４を置換することもできる。
以下に振動源のピーク周波数100Hzに対応した設計値を例として示す。
【００５６】
磁歪棒１：初期長さL = 35mm、バネ定数k=4.0E+6 kg/m
（ヤング率E=70 GPa、断面積S = 2mm2）
錘体２：質量m = 55g
静止時に中心軸線と磁歪棒１とがなす角度θ0：3.0°
図５Ａ及び図５Ｂは、この設計値で共振した場合の変位と軸方向の応力を、減衰比0.01と仮定して有限要素法により解析した結果例を示す図である。
【００５７】
錘体２の形状を図１の立方体から球体に変更しているものの、質量を等しいものとしているので結果は同じである。
共振周波数103Hz、振動の位相角270°での最大変位は0.25mm、磁歪棒１の軸方向の平均応力は約25MPaとなり、逆磁歪効果を発生させるのに十分な応力が生じている。応力分布も磁歪棒１の断面で均等に近いものになっているのが分かるであろう。
【００５８】
［実施形態２］
図２は、本発明の第２の実施形態に係る振動発電装置の構成を示す図である。
図２の右部に示す斜視図において、本発明の第２の実施形態に係る振動発電装置は、磁性体７と磁石６からなる磁気回路を支持台３に埋め込むことで、高さ方向の寸法を小さくできる構造にしたものである。
【００５９】
磁歪棒１の引っ張り力を支える方法として、上述の第１の実施形態では図１の左上部及び右部に示すように磁性体７を支持台３に挿入して固定したが、本実施形態では、固定板１１で磁性体７と球面座金４ａを支える構造にしている。
【００６０】
固定板１１は、ねじ止め、接着、溶接など図示しない任意の方法で支持台３に固定される。上記第１の実施形態で示した設計値における磁歪棒１の引っ張り力は、最大40N程度で、固定板１１にはこの振動荷重に耐えられる強度が備わっていることが必要である。
【００６１】
［実施形態３］
図３は、本発明の第３の実施形態に係る振動発電装置の構成を示す図である。
図３において、本発明の第３の実施形態に係る振動発電装置は、支持台３を３枚の板で構成し、中間の板を貫通するシャフト８で両端の板を固定する。
【００６２】
右ねじと左ねじが両端に切られた間隔調整手段９を回すことで中間の板が平行移動するので、静止時に中心軸線と磁歪棒１とがなす角度θ0を任意に調整することができる。
調整後は間隔調整手段９が回らないように、ダブルナットなど任意の手段で固定する。
【００６３】
本実施形態では、振動源の周波数に応じて共振周波数を調整できるため、振動源のピーク周波数が大きく変化する場合に有効である。また振動源の周波数に応じて間隔調整手段９をサーボモータなどで駆動することで動的に共振周波数を変更することも可能である。
【００６４】
また間隔調整手段９を回すことで中間の板がシャフト８上を平行移動し、それに伴い、ボールジョイント４を支える球面座金４ａの稼動範囲内で磁性体７を移動可能している。ただし、その移動には制約があり微調整の範囲内に止まる。
【００６５】
なお上記した式(９)によれば共振周波数は錘体２の質量m (スカラー量を表すので実際は斜体文字)の平方根に反比例するため、ハメ込みやねじ止めなど任意の方法で錘体２に付加的な質量を追加または除去できる構造とすることで、共振周波数の微調整を行うこともできる。
【００６６】
［応用例］
（１）ピーク周波数が異なる複数の振動源に対して一つの振動発電装置により対応するときは、前記複数の振動源が備えるピーク周波数を按分しつつ前記支持台と前記磁歪部材との２箇所の固定点がなす距離を調整して、前記角度θ0の値を設定する。こうすることで、振動源のピーク周波数に合わせて共振周波数を変えることができる。
【００６７】
（２）また振動源の正確な周波数が分からない場合であっても、振動源のピーク周波数を探りながら、前記支持台と前記磁歪部材との２箇所の固定点がなす距離を調整して、前記角度θ0の値を設定する。こうすることで、振動源のピーク周波数に合わせて共振周波数を変えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
上述した本発明の振動発電装置をワイヤレスセンサの電源装置として適用することで、ワイヤレスセンサにおける電力供給に関する問題点を克服することが可能となる。ワイヤレスセンサは、振動を計測するセンセとして、高速道路や鉄道、建物、回転機などの構造ヘルスモニタリング用の振動センサや加速度センサ、タイヤ圧のモニタリングセンサ等に既に実用されている。
【符号の説明】
【００６９】
１  磁歪部材（磁歪素子）
２  錘体
３  支持台
４  ボールジョイント(回転自由度を確保する部材)
５  磁気コイル
６  磁石
７  磁性体（磁性部材）
８  シャフト
９  間隔調整手段
１０  取り付け孔
１１  固定板
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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