(57)【要約】【課題】本発明は、フレキシブルで簡単に小型化でき、ＡＭラジオ放送電波からエネルギーを収穫して様々な用途に使用可能な磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタを提供する。【解決手段】本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタは、始端と終端とを有する導電性の可撓性の線材をＮ回巻回させた巻数Ｎのフレキシブルコイルと、前記フレキシブルコイルを所定の長さＬのループに結束し、前記線材の始端と終端とを該ループから取り出し可能な結束手段と、前記ループから取り出された前記線材の始端と終端とが接続される接続回路と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝搬する電波の磁界成分から電磁誘導を介して電磁界エネルギーを収穫し、これを外部に供給し得る磁界型のエネルギーハーベスタにおいて、
始端と終端とを有する導電性の可撓性の線材をＮ回巻回させた巻数Ｎのフレキシブルコイルと、
前記フレキシブルコイルを所定の長さＬのループに結束し、前記線材の始端と終端とを該ループから取り出し可能な結束手段と、
前記ループから取り出された前記線材の始端と終端とが接続される接続回路と、を備え、
前記電波の到来方向に対して、前記ループの張る面（以下「ループ面」という）が該電波の磁界成分を横切るように該ループを配置することにより、電磁誘導を介してエネルギーを収穫し、
前記接続回路に該エネルギーを供給可能な磁界型エネルギーハーベスタであって、
前記ループの形状を自在に変形可能な磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ。
【請求項２】
前記結束手段は、
前記線材をガイドする磁界に影響を与えないフレキシブルな素材であって、
ワイヤ、スリーブ状メッシュ、スリーブ状スパイラル線、チューブ状メッシュ、チューブ状スパイラル線、スリーブ又はチューブから選ばれるいずれか１つの形態である、請求項１に記載の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ。
【請求項３】
前記結束手段は、
前記フレキシブルコイルの１又は複数の位置において、これを束ねる結束手段であって、
磁界に影響を与えないフレキシブルな素材で形成された、バインダ、紐、紐状バンド、帯状バンド、輪状バンド、テープ、接着剤から選ばれるいずれか１つの形態である、
請求項１に記載の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ。
【請求項４】
一端と他端とを有する長さＬのフレキシブルなスリーブ又はチューブに、該一端と他端とにその始端と終端とを配置させた長さＬの前記線材が、Ｎ本絶縁されて並行に接合されたフラットケーブルにおいて、
前記フラットケーブルの前記一端と他端とが接続されて前記ループが形成されると共に、
該一端に配置させたＮ本の前記線材の始端が、該線材とは異なる任意の線材の他端と１対１に接続されて、長さＮ×Ｌの線材が形成されると共に、接続されなかった始端と終端とが前記接続回路に接続されており、
前記長さＮ×Ｌの線材が巻数Ｎのフレキシブルコイルとして長さＬのループに結束された、請求項１に記載の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ。
【請求項５】
少なくとも同調コンデンサ回路及び整流回路を接続して請求項１に記載の接続回路を構成したフレキシブルエネルギーハーベスタであって、
該接続回路に出力機器を接続して、外部電源を用いずに該出力機器を作動させる発電機として機能する磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ。
【請求項６】
少なくとも前記同調コンデンサ回路及び前記整流回路及び蓄電回路を順に接続して請求項５に記載の接続回路を構成したフレキシブルエネルギーハーベスタであって、
電波からエネルギーを獲得して蓄電する蓄電機として機能する磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ。
【請求項７】
前記整流回路を昇圧回路のコッククロフト・ウォルトン回路とした、請求項６に記載の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ。
【請求項８】
少なくとも前記同調コンデンサ回路及び前記整流回路を順に接続して請求項５に記載の接続回路を構成したフレキシブルエネルギーハーベスタであって、
前記接続回路にイヤホン又はスピーカーを接続して、所望の周波数の電波のラジオ放送が聞こえる無電源ラジオとして機能する磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ。
【請求項９】
少なくとも前記同調コンデンサ回路を接続して請求項１に記載の接続回路を構成したフレキシブルエネルギーハーベスタであって、
前記接続回路に発光ダイオードを接続して、特定の周波数の電波からエネルギーを獲得してＬＥＤライトとして機能する磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ。
【請求項１０】
少なくとも前記同調コンデンサ回路を接続して請求項１に記載の接続回路を構成し、ラジオの近傍で無電源磁界アンテナとして用いるフレキシブルエネルギーハーベスタであって、
前記無電源磁界アンテナとして特定周波数のラジオ放送電波を受信するとともに、
外部ラジオの内蔵コイルと相互誘導により共振して、前記特定周波数のラジオ放送電波から得た電磁界エネルギーを該外部ラジオの内蔵コイルに伝搬し、
該外部ラジオの受信感度を高め得る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ。
【請求項１１】
前記ループに、略１８０度の捻りをｎ回入れることにより形成されたｎ個のノードにおいて、ｎ回の該捻りにより形成されたｎ＋１個の小ループを夫々反転させ、重畳させた磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタであって、
前記フレキシブルコイル４の巻数が（ｎ＋１）×Ｎで、前記ループの直径が１／（ｎ＋１）の前記小ループにサイズダウンされた、請求項１に記載の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ。
【請求項１２】
請求項１１に記載のサイズダウンされたフレキシブルエネルギーハーベスタにおいて、
ｎ＋１個の小ループ面の一部を、その一部を除いた残りの小ループ面に対して起立させ、
前記小ループ面の一部に結束されたフレキシブルコイルの巻回方向が、前記残りの小ループ面に結束されたフレキシブルコイルの巻回方向に対して垂直方向のベクトル成分を有する磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ。
【請求項１３】
前記線材は、リッツ線、金属線、導電性繊維、炭素繊維、あるいはこれらが撚り線化された材料、又は、これらの材料が絶縁体により被覆された材料から選ばれるいずれか１つの材料から形成される、
請求項１に記載の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ。
【請求項１４】
前記結束手段は、
前記線材をガイドする磁界に影響を与えないフレキシブルな材料であって、
天然高分子、合成高分子、半合成高分子、又は金属から選ばれるいずれか１つの材料から形成される、請求項２又は請求項３に記載の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は小型軽量で可搬性に優れ、電波の磁界成分変動からエネルギーを収穫する磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁界型アンテナは、基板上にパターンを構成したり、固定枠などの形状がしっかりしたものに線材を複数回数巻くなどして作られている。ループ状のアンテナとしてパイプなどの金属導体支持体を―回ループ状に巻回させたアンテナ部と、同調のための電子回路とを組み合わせて使用するループアンテナと称するものがあるが、これはラジオ受信機用のループアンテナと呼ばれてもいる。【０００３】
また、電源を使わないラジオ受信機は、ゲルマラジオとして知られる。ゲルマラジオは、原理上、電源や電池などのエネルギー源が不要なラジオ受信機であり、その原理から、磁界強度が大きく関わるＡＭラジオ放送を受信するのに用いられる。しかし、ゲルマラジオを十分に機能させるには、外部アンテナを接続する必要がある。【０００４】
すなわち、無電源ラジオとしてこのゲルマラジオを実用的に超高性能化するカギはアンテナの役割をするラジオコイルにある。もし大きな枠などに電線を巻いたループ状のアンテナをゲルマラジオに用いると、電磁誘導効果が大きくなるので、磁界型アンテナとしてラジオの受信感度が高まる。しかし、ループの径が大きくなると、携帯性や可搬性が損なわれ、室内での使用に支障が出る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、従来のゲルマラジオは電線を数十メートル程度張った外部アンテナを必要とし、電源が不要であるにもかかわらず、これらの非実用性から現在まで普及に至っていない。しかし、もし、フレキシブルで簡単に、しかも電線に負担をかけずに自在に小型化できるような磁界型アンテナが出来れば、使用時に展開して無電源のラジオ受信機として、すなわち超高性能ゲルマラジオとして具体化できる。そして、上述のような非現実的な外部アンテナを接続する必要がなく、可搬性や携行性優れる小型サイズのそのラジオ受信機単体として完結した系で、実用的に使える超高性能なゲルマラジオを創造するための技術を具体化出来れば、関連分野への応用も含めて大きな波及効果が期待できる。【０００６】
すなわち、上述のような自在に小型化できる磁界型アンテナを創製できれば超高性能ゲルマラジオを実現でき、電池や電源確保の心配が不要な防災ラジオとしても活用できる。さらに、小型化磁界型アンテナは、近年話題となっている電波のエネルギーハーベスティングに利用することができ、ＡＭラジオ放送を利用した電波発電及び蓄電装置用の電磁波回収技術として用いることができる。そして、これを使って、例えば、低消費電力のＩоＴ機器や無線ネツトワーク用の電源装置に応用することもできる。【０００７】
磁界型アンテナについては、従来より数多くの考案がなされており、特許文献１には、「導線の概形よりわずかに大きい程度の細幅をもった扁平状の中空孔を有する管体をループ状に曲げて両端を接近させ、中空孔の内部に導線を横方向に並べて巻回して成るループアンテナ」が開示されている。また、特許文献２には、「合成樹脂の額縁上の枠体に絶縁導線をループ状に巻回したアンテナコイルを収容し、外装に装飾用具を兼ねた構造としたループアンテナ」が開示されている。しかし、これらの考案は、導線を横方向に並べてＱ値の高いアンテナを得ることや、装飾性を高めることを課題としており、エネルギーハーベスティングに利用して、更に多くの用途に用いるという技術的思想に至っていない。【０００８】
更に特許文献３には、「弾性を有する長尺状の金属補強体と、上記金属補強体を円弧状に湾曲させ、この金属補強体の両端を連結してループ状とする連結部材と、上記ループ状にされた上記金属補強体に沿って配置された可饒性を有する被覆線材からなるアンテナ素子と、上記ループ状にされた上記金属補強体と上記被覆線材を、ループ状に沿って包み込む包囲部材と、上記ループ状にされた上記金属補強体と上記被覆線材の、このループ状の形態を保持するように上記包囲部材に取り付けられ上記ループ内に張り巡らされて、上記ループ内の空間を覆う可撓性を有するシート状部材とから構成され、上記ループ状にされた上記金属補強体と上記被覆線材を複数の小径のループ状に重層して折り畳み可能とした」アンテナ装置が開示されている。しかし、このループアンテナ装置も、あくまでラジオの付属品としてのアンテナとして受信感度や携帯性の向上を目指したものであり、上記考案と同様に、エネルギーハーベスティングという技術的思想に至っていない。【０００９】
そこで、本発明者が創意工夫を繰り返した結果、フレキシブルで小型化できる磁界型アンテナ実現の試行錯誤から、磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの技術的思想に到達するに至った。すなわち、本発明は、フレキシブルで簡単に小型化でき、かつ指向性のない磁界型アンテナとして機能するため、無電源・無アンテナの超高性能ゲルマラジオ等として具体化でき、ＡＭラジオ放送電波からエネルギーを収穫して様々な用途に使用可能な磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタを提供する。【００１０】
【特許文献１】実開昭５６−１０５９０６号公報
【特許文献２】実開昭６２−２０３５０３号公報
【特許文献３】特許３９１１８２９号公報
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタは、伝搬する電波の磁界成分から電磁誘導を介して電磁界エネルギーを収穫し、これを外部に供給し得る磁界型のエネルギーハーベスタにおいて、
始端と終端とを有する導電性の可撓性の線材をＮ回巻回させた巻数Ｎのフレキシブルコイルと、前記フレキシブルコイルを所定の長さＬのループに結束し、前記線材の始端と終端とを該ループから取り出し可能な結束手段と、前記ループから取り出された前記線材の始端と終端とが接続される接続回路と、を備え、前記電波の到来方向に対して、前記ループの張る面（以下、本明細書において「ループ面」という）が該電波の磁界成分を横切るように該ループを配置することにより、電磁誘導を介してエネルギーを収穫し、前記接続回路に該エネルギーを供給可能な磁界型エネルギーハーベスタであって、前記ループの形状を自在に変形可能である。【００１２】
なお、以下本明細書において、本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタを簡略化して「フレキシブルエネルギーハーベスタ」ないしは「エネルギーハーベスタ」とも記すこととする。また、電波上第２条第１号の定義によれば、電波とは３００万ＭＨｚ以下の周波数の電磁波であるが、本明細書において電磁波を電波と同義に用いることもある。また、「コイル」は電磁気的な意義において用い、その外形を「ループ」として用いることとし、このループが張る面が上記「ループ面」である。【００１３】
このような本発明の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタは、そのループ面が電波の磁界成分を横切るように、ループ面を当該電波の到来方向に対して平行に配置することにより、電磁誘導によりエネルギーを収穫し、上記接続回路を介して外部に接続した機器に電磁界エネルギーを供給することができる。【００１４】
本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタにおいて、前記結束手段は、前記線材をガイドする磁界に影響を与えないフレキシブルな素材であって、ワイヤ、スリーブ状メッシュ、スリーブ状スパイラル線、チューブ状メッシュ、チューブ状スパイラル線、スリーブ又はチューブから選ばれるいずれか１つの形態であり得る。【００１５】
本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタにおいて、前記結束手段は、前記フレキシブルコイルの１又は複数の位置において、これを束ねる結束手段であって、磁界に影響を与えないフレキシブルな素材で形成された、バインダ、紐、紐状バンド、帯状バンド、輪状バンド、テープ、接着剤から選ばれるいずれか１つの形態であってもよい。【００１６】
本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタにおいて、前記結束手段は、前記線材をガイドする磁界に影響を与えないフレキシブルな材料であって、天然高分子、合成高分子、半合成高分子、又は金属から選ばれるいずれか１つの材料から形成され得る。【００１７】
本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタにおいて、前記線材は、リッツ線、金属線、導電性繊維、炭素繊維、あるいはこれらが撚り線化された材料、又は、これらの材料が絶縁体により被覆された材料から選ばれるいずれか１つの材料から形成され得る。【００１８】
本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタは、一端と他端とを有する長さＬのフレキシブルなスリーブ又はチューブに、該一端と他端とにその始端と終端とを配置させた長さＬの前記線材が、Ｎ本絶縁されて並行に接合されたフラットケーブルにおいて、
前記フラットケーブルの前記一端と他端とが接続されて前記ループが形成されると共に、該一端に配置させたＮ本の前記線材の始端が、該線材とは異なる任意の線材の他端と１対１に接続されて、長さＮ×Ｌの線材が形成されると共に、接続されなかった始端と終端とが前記接続回路に接続されており、前記長さＮ×Ｌの線材が巻数Ｎのフレキシブルコイルとして長さＬのループに結束されてもよい。【００１９】
本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタは、少なくとも前記同調コンデンサ回路及び前記整流回路を接続して上記接続回路を構成したフレキシブルエネルギーハーベスタであって、
該接続回路に出力機器を接続して、外部電源を用いずに該出力機器を作動させる発電機として機能し得る。【００２０】
本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタは、少なくとも前記同調コンデンサ回路及び前記整流回路及び前記蓄電回路を順に接続して上記接続回路を構成したフレキシブルエネルギーハーベスタであって、電波からエネルギーを獲得して蓄電する蓄電機として機能し得る。【００２１】
本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタは、前記整流回路を昇圧回路のコッククロフト・ウォルトン回路としてもよい。【００２２】
本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタは、少なくとも前記同調コンデンサ回路及び整流回路を順に接続して上記接続回路を構成したフレキシブルエネルギーハーベスタであって、
前記接続回路にイヤホン又はスピーカーを接続して、所望の周波数の電波のラジオ放送が聞こえる無電源ラジオとして機能し得る。【００２３】
本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタは、少なくとも前記同調コンデンサ回路を接続して上記接続回路を構成したフレキシブルエネルギーハーベスタであって、
前記接続回路に発光ダイオードを接続して、特定の周波数の電波からエネルギーを獲得してＬＥＤライトとして機能し得る。【００２４】
本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタは、少なくとも前記同調コンデンサ回路を接続して上記接続回路を構成し、ラジオの近傍で無電源磁界アンテナとして用いるフレキシブルエネルギーハーベスタであって、
前記無電源磁界アンテナとして特定周波数のラジオ放送電波を受信するとともに、外部ラジオの内蔵コイルと相互誘導により共振して、前記特定周波数のラジオ放送電波から得た電磁界エネルギーを該外部ラジオの内蔵コイルに伝搬し、該外部ラジオの受信感度を高め得る。【００２５】
本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタは、前記ループに、略１８０度の捻りをｎ回入れることにより形成されたｎ個のノードにおいて、ｎ回の該捻りにより形成されたｎ＋１個の小ループを夫々反転させ、重畳させた磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタであって、
前記フレキシブルコイル４の巻数が（ｎ＋１）×Ｎで、前記ループの直径が１／（ｎ＋１）の前記小ループにサイズダウンされ得る。【００２６】
本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタは、上記サイズダウンされたフレキシブルエネルギーハーベスタにおいて、ｎ＋１個の小ループ面の一部を、その一部を除いた残りの小ループ面に対して起立させ、前記小ループ面の一部に結束されたフレキシブルコイルの巻回方向が、前記残りの小ループ面に結束されたフレキシブルコイルの巻回方向に対して垂直方向のベクトル成分を有するようにしてもよい。【００２７】
本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタは、前記ループ面の一部を、該ループ面の一部を除いた該ループ面の残りの他部に対して起立させた磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタであって、前記ループ面の一部に結束されたフレキシブルコイルの巻回方向が、前記他部に結束されたフレキシブルコイルの巻回方向に対して垂直方向のベクトル成分を有するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタは、直径がＲで長さがＬ＝πＲのフレキシブルなループを成すスリーブやチユーブなどの結束手段に、Ｎ回巻回させた線材（導電体）を挿入したフレキシブルコイルの構造を持ち、磁界変化に反応してエネルギーを誘発するフレキシブルなエネルギーハーベスタとして機能する。すなわち、フレキシブルコイルから取り出した線材の両端を様々な構成を取り得る接続回路に接続し、外部からこの接続回路に接続する器機に、電波（電磁波）の磁界成分から得た電磁界エネルギーを供給することができる。【００２９】
本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタにおいて、接続回路は、抵抗回路、整流回路、同調コンデンサ回路、マッチング回路、整流回路、蓄電回路などを含むことができ、これらの構成要素となる回路を適宜組み合わせることにより、様々な用途に応用することができる。例えば、フレキシブルコイルから取り出した線材の両端を、接続回路を同調コンデンサ回路として通称バリコンで接続すると、本発明のフレキシブルエネルギーハーベスタはループアンテナのコイルとして機能し、一般のラジオ受信機に近づけるだけでラジオの感度を簡単に高めることや、その混信を調節することができる。また、接続回路に抵抗を接続することにより（抵抗回路）、外部に接続する器機が含むコンデンサとの間でインピーダンス整合を行うことができる。【００３０】
その他、接続回路を、同調コンデンサ回路と発光ダイオードを組み合わせて構成すればＬＥＤライトとして機能させることができ、同調コンデンサ回路と整流回路を組み合わせてセラミック・イヤホンを出力回路として接続して構成すれば無電源ラジオを得ることができる。また、接続回路を、同調コンデンサ（同調コンデンサ回路）とダイオード（整流回路）及び電気２重層コンデンサ（蓄電回路）で構成すれば、本発明のエネルギーハーベスタをＩｏＴ機器に活用可能な無電源電池として機能させることができる。【００３１】
本発明のフレキシブルエネルギーハーベスタにおいて、結束手段は、線材をガイドする磁界に影響を与えないフレキシブルな材料を用いればよく、天然高分子、合成高分子、半合成高分子、又は金属の何れの材料を選択してもよい。また、結束手段の素材又は形態も、上記線材をガイドする磁界に影響を与えないフレキシブルな形態であればよく、ワイヤ、スリーブ状メッシュ、スリーブ状スパイラル線、チューブ状メッシュ、チューブ状スパイラル線、スリーブ又はチューブなど幅広い素材又は形態から選択することができる。【００３２】
このような結束手段、すなわち、スリーブやチューブなどの素材に線材を挿入するタイプの結束手段は、従来のループアンテナなどにも使用されていたが、本発明の結束手段は、線材をＮ回巻回させて形成した周長Ｌのフレキシブルコイルを、１又は複数の位置で束ねてループが解けないようにするだけの構成であってもよい。このような結束手段は、磁界に影響を与えない紙、木材、高分子、樹脂、プラスチック、ゴムなどのフレキシブルな素材で、フレキシブルコイルをその１又は複数の位置で束ねる、紐状バンド、帯状バンド、輪状バンドなどを形成して用いればよい。ループを束ねる結束手段を脱着自在とし、ループの巻き数を変えて再度結束可能と構成することもできる。あるいは、フレキシブルコイルを液体状の接着剤に浸漬し、これを乾燥させてフレキシブルコイルを拘束する外装の可撓性接着材やゴム材などを結束手段としてもよい。【００３３】
また、本発明のフレキシブルエネルギーハーベスタに用いる線材は、リッツ線、金属線、導電性繊維、炭素繊維、あるいはこれらが撚り線化された材料、又は、これらの材料が絶縁体により被覆された材料等から選ぶことができる。線材としてリッツ線やフラットケーブル、多芯ケーブルなどを選んだり、フレキシブルスリーブやチューブに入れる線材の状態を変えることで、線間容量を増減できる効果があるので、受信周波数範囲、受信感度、受信起電力を変化させることができる。【００３４】
また、本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタをなすループ（フレキシブルループ又はフレキシブルコイル）は、これに略１８０度の捻りをｎ回入れてｎ個のノードを形成することにより、直径１／（ｎ＋１）に小型化されたｎ＋１個のループに分けることができる。このｎ＋１個の小ループを夫々反転させて重畳させれば、フレキシブルコイルの巻数が（ｎ＋１）×Ｎで、その外形であるループの直径が１／（ｎ＋１）にサイズダウンされた携行性に優れる磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタを得ることができる。【００３５】
機能上、捻り前後の形状は円形である必要はなく、楕円、不規則なループ状、多角形でも良い。この磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタは、磁界型アンテナとして良好に作動する特徴を活かして、特に中波放送帯の磁界成分が重要なＡＭラジオ放送の高感度な無電源ラジオ受信機や、ＡＭ放送電波のエネルギーハーベスティングによる電波発電蓄電装置の磁界型アンテナとして機能する。【００３６】
このＡＭラジオ放送帯を利用する無電源ラジオや電波発電装置でＡＭラジオ放送を感度良く受信し、電波発電蓄電装置の発電量を増大させるには、より大きな直径をもつ(より面積Ｓの大きな)コイルが有利である。この磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタをそうした磁界型アンテナのコイルとして応用すれば、１／（ｎ＋１）の直径に小型化して持ち運べるし、磁界強度が強い場所ではその小型化した状態でも使用でき、また、使用時に広げて(展開して)使えるので、可搬性の良い、高性能な電波受信装置として使用出来る。すなわち、フレキシブル性を活かして使用時に展開できることで、可搬性の大型磁界型ループアンテナとして使用でき、ラジオの受信感度や混信具合を調節することができる。本発明の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタは、このような可搬性の大型磁界型ループアンテナを簡単に構成することができ、しかも無電源で作動させることができる。【００３７】
あるいは、本発明の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタは、電波発電蓄電装置の発電量を増大させるため、大きな直径をもつフレキシブルコイルを壁に埋め込んだり、カートの枠内に通したりして、固定して用いてもよい。磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタのフレキシブルコイルを大きな直径として固定することにより、大きな発電量や蓄電量を得ることができる。【００３８】
エネルギーハーベスタは、フレキシブルループ面の一部を、当該ループ面の一部を除いた該ループ面の残りの他部に対して起立させて、無指向性アンテナとして用いることもできる。すなわち、フレキシブルループ面の一部を残りの他部のループ面に対して角度を付けることにより、指向性から無指向性に切り替えて使えることができる。捻る角度を変えることで、指向性と無指向性のバランスを変化させることができるので、ラジオ放送の混信の調整に役立てることができる。【００３９】
上述した本発明のフレキシブルエネルギーハーベスタは、線材にフラットケーブルを使用してフレキシブルコイルを作製すると、線間容量を下げることができる。線材を密巻したものに比べて線間容量が下がるので、ＬＣ共振において、より電波受信周波数域を広げることができる利点がある。このようなフラットケーブルあるいは多芯ケーブルを用いたフレキシブルエネルギーハーベスタは、リッツ線などの電線を使って作成したフレキシブルエネルギーハーベスタと同様に、形状変形が自在で、線材に負荷を与えずに自然に捻ることが可能であり、小型化は勿論、指向性と無指向性のバランス切り替えもできる効果を有する。【００４０】
本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタにおいて、前記接続回路を、抵抗回路及び／又は整流回路及び／又は同調コンデンサ回路及び／又はマッチング回路及び／又は蓄電回路を適宜接続して構成することにより、この接続回路に外部から接続するＬＥＤランプやセラミック・イヤホン、スピーカー、ダイナミック・イヤホン、ＩｏＴ機器やモーターなどの様々な外部機器を作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】（ａ）本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの平面模式図。（ｂ）磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタに用いる線材の斜視図。
【図２（ａ）】本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタのフレキシブルコイルを構成するフラットケーブルの平面模式図。
【図２（ｂ）】フラットケーブルにより構成したフレキシブルコイルの正面図。
【図２（ｃ）】フラットケーブルにより構成したフレキシブルコイルの平面図。
【図２（ｄ）】フラットケーブルにより構成した別の実施例に係るフレキシブルコイルの正面図。
【図３】本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタにより構成した、（ａ）小ループに折り畳んだダウンサイズ型ラジオの斜視図、（ｂ）フレキシブルコイルを無指向性アンテナとして用いるダウンサイズ型ラジオの斜視図。
【図４】（ａ）フレキシブルコイルをスリーブ状メッシュ又はチューブ状メッシュ（結束手段）で結束した構成の本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの正面図。（ｂ）フレキシブルコイルをスリーブ状スパイラル線又はチューブ状スパイラル線（結束手段）で結束した構成の本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの正面図。（ｃ）フレキシブルコイルの数か所をバンド（結束手段）で束ねた構成の本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの正面図。（ｄ）線材を経糸にし、緯糸を結束手段として織物状のフレキシブルコイルとした構成の本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの正面図。
【図５】電磁波の磁界成分に対する磁界型ループアンテナの指向性を表す模式図。
【図６（ａ）】フラットケーブルにより構成した本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの斜視写真図。
【図６（ｂ）】フラットケーブルを３回巻きにして構成した本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの斜視写真図。
【図６（ｃ）】線材を均等にスリーブに８回巻き挿入して構成した本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの斜視写真図。
【図６（ｄ）】線材をＮ字型に配列してスリーブに８回巻き挿入して構成した本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの斜視写真図 。
【図７（ａ）】フラットケーブルからなるフレキシブルコイルを５角形に配置して構成した本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの斜視写真図。
【図７（ｂ）】フラットケーブルからなるフレキシブルコイルを４角形に配置して構成した本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの斜視写真図。
【図７（ｃ）】フラットケーブルからなるフレキシブルコイルに凹部を形成して配置して構成した本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの斜視写真図。
【図７（ｄ）】フラットケーブルからなるフレキシブルコイルに捻れを入れて２重巻きにして構成した本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの斜視写真図。
【図８】本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの接続回路を構成する構成要素である抵抗回路の回路図。
【図９】本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの接続回路を構成する構成要素である同調コンデンサ回路の回路図。
【図１０】本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの接続回路を構成する構成要素であるマッチング回路の回路図。
【図１１】本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの接続回路を構成する構成要素である整流回路の回路図。
【図１２】本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの接続回路を構成する構成要素である蓄電回路の回路図。
【図１３】本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの接続回路に接続する出力回路の回路図。
【図１４】本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの接続回路を構成する構成要素の組み合わせ例を表す回路図。
【図１５】（ａ）ループ面を電波到来方向に対して平行に配置した磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの斜視図。（ｂ）１つのループ面を電波到来方向に対して平行に、残りの２つのループ面を電波到来方向に対して４５度に配置した磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの斜視図。（ｃ）１つのループ面を電波到来方向に対して平行に、残りの２つのループ面を電波到来方向に対して９０度に配置した磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの斜視図。
【図１６】接続回路を整流回路とし、これにピックアップとしてフェライトバーコイルを接続して外部のラジオ受信機の同調型のループアンテナとして機能する、本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの模式図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの実施形態及び実施例、その使用方法について説明する。なお、以下各図面を通して同一の構成要素には同一の符号を使用するものとする。
【００４３】
（１）磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの実施形態
［磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ］
本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１は、図１（ａ）に示すように、始端３ａと終端３ｂとを有する導電性の可撓性の線材３（図１（ｂ）参照）をＮ回巻回させたフレキシブルコイル４と、このフレキシブルコイル４を所定の長さＬのループ１０に結束し、線材３の始端３ａと終端３ｂとをループ１０から取り出し可能な結束手段２０と、ループ１０から取り出された線材３の始端３ａと終端３ｂとが接続される接続回路５０と、を備える。このループ１０から取り出された線材３の始端３ａと終端３ｂとは連結部４０に挿入され、この連結部４０の内部で接続回路５０に接続されてもよい。【００４４】
このような本発明の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタにおいて、フレキシブルコイル４は電磁波の磁界成分と相互作用して電磁誘導により起電することができるため、下記するように様々な用途に用いることができる。起電力を大きくするには、ループ１０の直径２Ｒや周長Ｌを大きくする必要があるが、フレキシブルエネルギーハーベスタ１を携帯可能とするのであれば、ループ１０又はフレキシブルコイル４の直径２Ｒは６０ｃｍ程度が好ましく、したがってその周長Ｌは２ｍ程度が好適である。携帯性にこだわらなければ、本発明のフレキシブルエネルギーハーベスタの直径２Ｒや周長Ｌは特に限定されず、大きな発電量や蓄電量を得るため、大きな直径をもつフレキシブルコイルを壁に埋め込んだり、カートの枠内に通したりして固定して用いてもよく、用途に応じて自由にその大きさを選択することができる。【００４５】
このような本発明の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１において、フレキシブルコイル４は、例えばＡＭラジオ局から発信される電磁波と相互作用して起電することができる。理論的に、一般のコイルの共振周波数ｆｍａｘは、ｆｍａｘ＝１／２π（ＬＣ）１／２で表されるので、フレキシブルコイル４を構成する線材３の材料やループ１０の大きさ、巻き数などを選択することによってＬＣの大きさを調整し、共振する電磁波の周波数を選ぶことができる。ただし、現実に用いるフレキシブルコイル４には、ループ１０の形状や配置される線材３同士の位置関係等に依存して、線材３間で浮遊容量が生じ、この浮遊容量が上記容量Ｃに含まれる。【００４６】
ＡＭラジオ放送の周波数域は代表的には１ＭＨｚのオーダーなので、ＡＭラジオ放送局から発信される電波の波長は１００ｍのオーダーである。したがって、フレキシブルコイル４のループ１０の大きさや巻き数などを適当に選択することによって、ｆｍａｘを１ＭＨｚ程度に調整し、ＡＭラジオ放送の電波からエネルギーを収穫することができる。本発明の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタは、このように電波(電磁波)からエネルギーを収穫し、生じた誘導電流を接続回路５０へ入力させ、接続回路５０の構成に従って外界に出力することができる。なお、ＡＭラジオ放送局の電波を例にとって説明したが、本発明のフレキシブルエネルギーハーベスタがエネルギーを収穫する電波周波数域がＡＭラジオの１ＭＨｚ付近の電波周波数域に限定されるわけではなく、電波の変調モードや周波数は特に限定されない。【００４７】
本発明の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタが上記のように電波からエネルギーを収穫するためには、電波に対するフレキシブルコイル４の配置が重要になる。図５には、フレキシブルコイル４を含む一般的な磁界型ループアンテナの平面図が描かれており、ループアンテナのループが張る面、すなわちループ面（あるいはコイル面）が左右方向を向いている。図５において、８字状に描かれた線は、磁界型ループアンテナに対して３６０度の全方位から来る電磁波に対する感度の等高線を表している。すなわち、図５は磁界型ループアンテナの指向性を表す模式図である。図５より、ループアンテナのループ面を電波の到来方向と平行になるようにループアンテナを配置すれば、最大のエネルギーを収穫することができる。【００４８】
例えば、図１５（ａ）は、下記するようにループ１０を３重に重畳したダウンサイズ型の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１の応用例であるが、電波の到来方向が右手前から左奥方向（あるいはその逆方向）であるとき、ループ面をこの電波到来方向に対して平行に配置すれば、最も効率的にエネルギーを収穫することができる。すなわち、電波の磁界成分は電波の到来方向とは垂直方向に変動しているので、フレキシブルコイル４のループ面１０を電波到来方向に射影した面積分だけ電磁誘導に寄与することができる。従って、フレキシブルコイル４のループ面１０の電波到来方向に対して傾くほど出力は減少し、ループ面１０が電波到来方向に対して垂直になると、電磁誘導は起こらず、エネルギー収穫はゼロとなる。【００４９】
したがって、本発明の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１は、上記のように、ループ１０から取り出された線材３の始端３ａと終端３ｂとが接続回路５０により接続されるので、フレキシブルコイル４のループ面を適切に配置して電波（電磁波）により電磁誘導を生じさせてエネルギーを収穫し、接続回路５０からこれを取り出すことができる。そして、接続回路５０の構成を適宜選択することにより、超高感度な無電源ラジオ受信機や電源式ラジオの高性能受信機のラジオコイル、電波のエナジーハーベスティングによる電波発電蓄電装置、無電源な防災ラジオなどのラジオコイルとして機能させることができる。
【００５０】
（１−１）線材
本明細書において、上記導電性の可撓性の線材を単に「線材」ともいうが、この線材３は電子やホールなどが移動可能な導電性であり、形状を自在に変形できる可撓性のあるいはフレキシブルな線状導電体である。本明細書において、この「線材」は被覆されずにそのまま用いられることもあるが、塩化ビニールや絹糸のような絶縁体で被覆されて用いられることもあり、特に絶縁体で被覆する必要がある場合は、以下「被覆線材」３ともよぶこととする。【００５１】
［線材の材料］
このような線材３は、例えばリッツ線、金属線、導電性繊維、炭素繊維、あるいはこれらが撚り線化された材料、又は、これらの材料が絶縁体により被覆された材料により形成するのが好適であるが、これらの例に限定されるわけではない。本発明の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１は、線材３をＮ回巻回させてフレキシブルコイル４を形成し、このフレキシブルコイル４を所定の長さＬのループに結束させて構成するので、準備する線材３の長さは約Ｎ×Ｌ以上であり、線材３の始端３ａと終端３ｂとは接続回路５０に接続される。
【００５２】
（１−２）結束手段
本発明の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１において、線材３（又は被覆線材３）のガイドとなる結束手段２０の素材は、フレキシブルで磁界に影響を与えないものならよく、紙、木材、高分子、樹脂、プラスチック、ゴムなどが好ましく用いられる。そしてこれらの結束手段２０を形成するこれらの素材の形態は、磁界に影響を与えない形態であれば特に限定されず、織物状、メッシュ状、スパイラル状などにして用いてもよい。このような素材で製作された磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１は、自在に形を変形できる特徴を持つループ１０を有する。図１（ａ）において磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１はループ状になっているが、図７（ａ）〜（ｄ）のように、結束手段２０が楕円状、不規則なループ状、多角形状などに結束しても機能上は特に支障が無<使用できる。【００５３】
［結束手段の材料］
このような結束手段２０は、線材３をガイドする磁界に影響を与えないフレキシブルな材料で形成される。結束手段２０の材料は、天然高分子、合成高分子、半合成高分子、又は金属から選ばれるいずれか１つの材料から形成されるのが好適である。【００５４】
［結束手段の形態］
そして、上記のような材料から形成される結束手段２０の形態は、ワイヤ、スリーブ状メッシュ、スリーブ状スパイラル線、チューブ状メッシュ、チューブ状スパイラル線、スリーブ又はチューブなどが好ましく用いられるが（図４（ａ）、（ｂ）参照）、線材３をガイドする磁界に影響を与えないフレキシブルな素材であれば特に限定されない。【００５５】
上述のようなスリーブ又はチューブなどの結束手段２０は、その素材に線材３を挿入して結束するが、本発明の結束手段２０は、線材３をＮ回巻回させて形成した周長Ｌのフレキシブルコイル４を、１又は複数の位置で図４（ｃ）のように束ねてループ１０が解けないようにするだけの構成であってもよい。すなわち、結束手段２０は、磁界に影響を与えないフレキシブルな素材で形成されて、フレキシブルコイル４をその１又は複数の位置で束ねる、紐状バンド、帯状バンド、輪状バンドなどであってよい。ループ１０を束ねる結束手段２０は、上記のように紙、木材、高分子、樹脂、プラスチック、ゴムなどを用いることができる。また、ループ１０を束ねる結束手段２０を脱着自在とし、フレキシブルループ１０の巻き数を変えて再度結束可能なように構成してもよい。あるいは、フレキシブルコイル４を液体状の接着剤に浸漬し、これを乾燥させてフレキシブルコイル４を拘束する外装の可撓性接着材やゴム材などを結束手段２０としてもよい。【００５６】
本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１は、このような線材３（又は被覆線材３）を結束手段２０により所定の長さＬのループ１０に結束して用いるが、このループ形状を自在に変形可能であり、例えば折畳んで収納して携帯することもできる。以下、磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１のループ１０を形成するために用いる結束手段２０について、実施例を挙げて説明する。
【実施例１】
【００５７】
実施例１に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１の結束手段２０は、中空部を有し、中空部に、線材３をＮ回巻回させて挿入可能な長さＬのフレキシブルな中空管である。例えば、図１（ａ）に示すような、枠管、スリーブ、又はチューブ管などが実施例１に係る結束手段２０として用いられ、不織布、織物などで上記中空管を形成してもよい。図４（ａ）、（ｂ）のように、スリーブ又はチューブ管等は、上記ワイヤ、スリーブ状メッシュ、スリーブ状スパイラル線、チューブ状メッシュ、チューブ状スパイラル線などであってもよい。【００５８】
具体的に、図１（ｂ）のような線材３としてリッツ撚り線、ポリ塩化ビニルで被覆した撚り電線、被覆単線などを１７ｍ準備した（以下、「実施例１に係る線材３」ともいう）。そして、長さ２ｍで内径５ｍｍのポリウレタンチューブを１回の輪形状（Ｌ＝２ｍのループ１０）にして結束手段２０とし（以下、「実施例１に係る結束手段２０」ともいう）、これに実施例１に係る線材３を８回通してフレキシブルコイル４を形成した（以下、「実施例１に係るフレキシブルコイル４」ともいう）。すなわち、実施例１に係るフレキシブルコイル４は、巻数Ｎ＝８で周長Ｌ＝２ｍ、直径約 ０.６３ｍ（２/π ｍ）のフレキシブルコイル４であり、中空管の輪状ポリウレタンチューブの結束手段２０により結束し、このフレキシブルコイル４を形成する線材３の始端３ａと終端３ｂ（図１（ｂ）参照）に接続回路５０を接続して、図１（ａ）のような磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１を得た（以下、「実施例１に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１」ともいう）。
【実施例２】
【００５９】
実施例２に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１の結束手段２０は、図４（ｃ）のように、フレキシブルコイル４の１又は複数の位置において、これを結束可能な結束具である。あるいは、それぞれの結束手段２０が、夫々フレキシブルコイル４を構成するＮ本の線材３を全て束ねるのでなく、複数の結束手段２０が数本ずつの線材３を束ねて全体でフレキシブルコイル４を結束していてもよい。例えば、絶縁体で線材３を被覆した被覆線材３を結束可能なバインダ、紐、紐状バンド、帯状バンド、輪状バンド、接着剤、テープなどが実施例２に係る結束手段２０として用いられる。【００６０】
具体的に、長さ１７ｍの実施例１に係る線材３を準備し、厚さ１ｍｍ程度の厚紙で、長さ２ｍ、幅０.１ｍ程度の矩形を切り出し、ループ状にして、準備した線材３をループ状の厚紙に巻いてテープで留めた。すなわち、このループ状の厚紙を線材３を巻くガイドとし（以下、「実施例２に係るループ状厚紙ガイド」ともいう）、このループ状厚紙ガイドの外側に、線材３がループ状厚紙ガイドから外れないように必要に応じてテープ（結束手段２０）で仮止めしながら線材３を８回巻き付けた。このように、テープを結束手段２０として、凡そ均等になるように６カ所程度テープを巻いて結束し、結束後に厚紙の実施例２に係るループ状厚紙ガイドを外して、実施例１に係るフレキシブルコイル４（巻数Ｎ＝８、周長Ｌ＝２ｍ、直径約 ０.６３ｍ）と同等のフレキシブルコイル４を得た（図４（ｃ）参照）。
【実施例３】
【００６１】
実施例３に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１の結束手段２０は、線材３を絶縁状態で埋め込んで結束可能な可撓性媒体である。例えば、半液体状の接着剤、ゴム材などに被覆線材３を埋め込み、これを乾燥させて接着剤等の外被を結束手段２０とし、実施例３に係るフレキシブルエネルギーハーベスタ１を得ることができる。【００６２】
具体的に、長さ１７ｍの実施例１に係る線材３と、厚さ約１ｍｍ、長さ２ｍ、幅０.１ｍの厚紙の実施例２に係るループ状厚紙ガイドを準備し、線材３をループ状厚紙ガイドにテープで仮留めした。実施例２と同手順で、ループ状厚紙ガイドの外側に線材３を８回巻き付け、凡そ均等になるように６カ所程度、接着剤を結束手段２０として線材３同士を接着して結束した。結束後に厚紙の実施例２に係るループ状厚紙ガイドを外して、実施例１に係るフレキシブルコイル４（巻数Ｎ＝８、周長Ｌ＝２ｍ、直径約 ０.６３ｍ）と同等のフレキシブルコイル４を得た（図４（ｃ）参照）。
【実施例４】
【００６３】
実施例４に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１の結束手段２０は、線材３を経糸にして織り込んだ織物である。ループ状に形成した織ネームのような形態のフレキシブルエネルギーハーベスタ１を得ることができる。【００６４】
具体的には、実施例１に係る線材３（１７ｍ）を準備し、長さ２ｍ、幅３ｃｍ程度のポリエチレンテレフタレート製のフィルムをループ状にしてテープで留め、準備した線材３をループ状のポリエチレンテレフタレート製フィルムに巻いてテープで留めた。すなわち、このループ状フィルムを線材３を巻くガイドとし、このループ状フィルムガイドの外側に線材３を８回巻き付けた。そして、８本の線材３が経糸になるようにして緯糸を使って織り込んだ後、ループ状フィルムガイドを除去し、図４（ｄ）の平織りのようなフレキシブルコイル４（巻数Ｎ＝８、周長Ｌ＝２ｍ、直径約 ０.６３ｍ）を得た。【００６５】
以上に説明した本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１は、直径がＲ＝Ｌ／πのフレキシブルでループ状のスリーブやチユーブに、Ｎ回巻回させて線材３を挿入した構造を持ち、磁界変化に反応してエネルギーを誘発するエネルギーハーベスタとして機能する。以下、本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１の別の実施形態等について説明する。
【００６６】
（２）磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの使用態様
（２−１）ダウンサイズ型の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ
電磁誘導の原理に基づくラジオ放送の電波受信装置において、大きな直径のコイルによる磁界型アンテナはその受信感度を高めることができる。形状変形自在なフレキシブルなコイルを、ループ状の磁界型アンテナに応用すれば、小型化したり、軽量化したりできるので、可搬性や携行性に優れるばかりか、ラジオ放送の高感度な電波受信装置などを様々な形態で創造することができる。【００６７】
本実施形態に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタは、図３（ａ）に示すようなダウンサイズ型の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｓである。このダウンサイズ型のフレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｓは、ループ１０に、略１８０度の捻りをｎ回入れることにより形成されたｎ個のノードにおいて（図３（ｂ）参照）、上記ｎ回の捻りにより形成されたｎ＋１個の小ループ１０Ｓを夫々反転させ、重畳させることにより得ることができる。このようなフレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｓは、フレキシブルコイル４の巻数が（ｎ＋１）×Ｎで、上述のフレキシブルエネルギーハーベスタ１のループ１０の直径が１／（ｎ＋１）の小ループ１０Ｓにサイズダウンされている。【００６８】
すなわち、実施形態２に係るダウンサイズ型の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｓは、線材３をＮ回巻回させて作製した上記原形の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１を、ノード６を定めてノード６の周りに１８０度程度クルッとｎ回捻ると、線材３や結束手段２０などの素材が捻れを戻そうとする力でノード６を中心に自然に上下方向に反転して得ることができる。このように、原形のフレキシブルエネルギーハーベスタ自身の巻き数をｎ＋１回となるように、所定のノード６の周りに１８０度程度ｎ回捻ると、直径が１／（ｎ＋１）のループがｎ＋１個重畳したダウンサイズ型のフレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｓを得ることができる。このときフレキシブルコイル４は、コイルとしては（ｎ＋１）×Ｎ回巻となっているので、共振周波数に影響を与えることなく、コイルをコンパクト化することが出来る。なお、このダウンサイズ型の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｓにおいて、捻り前後の形状は機能上円形である必要はなく、楕円、不規則なループ状、多角形でも良い（図７（ａ）〜（ｄ）参照）。【００６９】
このダウンサイズ型の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｓは、磁界型アンテナとして良好に作動する特徴を活かして、特に中波放送帯の磁界成分が重要なＡＭラジオ放送の高感度な無電源ラジオ受信機や、ＡＭ放送電波のエネルギーハーベスティングによる電波発電蓄電装置の磁界型アンテナとして用いることができる。特に、巻数が（ｎ＋１）×Ｎのフレキシブルコイル４が磁界型アンテナとして良好に作動する特徴を活かして、中波放送帯の磁界成分が重要なＡＭラジオ放送の高感度な無電源ラジオ受信機や、ＡＭ放送電波のエネルギーハーベスティングによる電波発電蓄電装置の磁界型アンテナとして好適に用いることができる。【００７０】
一般に、ＡＭラジオ放送帯を利用する無電源ラジオや電波発電装置でＡＭラジオ放送を感度良<受信し、電波発電蓄電装置の発電量を増大させるには、より大きな直径をもつ、すなわち、より面積Ｓの大きなコイルが有利であるが、上記のように持ち運びが不便であった。しかし、このダウンサイズ型の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｓは１／（ｎ＋１）の直径に小型化して持ち運びに便利であり、磁界強度が強い場所ではそのまま１／（ｎ＋１）に小型化した状態でも使用できる。また、使用時に展開して使うこともできるので、可搬性の良い、高性能な電波受信装置として使用することができる。
【００７１】
（２−２）無指向性の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ
本発明の実施形態３に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタは、図３（ｂ）に示すような無指向性の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｔである。この無指向性の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｔは、実施形態２に係るダウンサイズ型のフレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｓの複数（ｎ＋１個；ｎは捻り回数又はノード数）の小ループ１０Ｓの一部を、その一部を除いた残りの小ループ面１０Ｓに対して起立させて得ることができる。起立させた一部の小ループ面１０Ｓに結束されたフレキシブルコイル４の巻回方向が、上記残りの小ループ面１０Ｓに結束されたフレキシブルコイル４の巻回方向に対して垂直方向のベクトル成分を有するので、上記残りの小ループ１０Ｓが捕捉できない磁界変化を、起立させた上記一部の小ループ面１０Ｓが捕捉することができる。【００７２】
あるいは、無指向性の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｔは、図１（ａ）の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１を構成するループ面１０の一部を、その一部を除いたループ面１０の残りの他部に対して起立させても、無指向性を得ることができる。ループ面１０の一部に結束されたフレキシブルコイル４の巻回方向が、上記残りの他部に結束されたフレキシブルコイル４の巻回方向に対して垂直方向のベクトル成分を有するため、上記ループ面１０の残りの他部が捕捉できない磁界変化を、起立させたループ面１０の一部が捕捉することができる。従って原理的に、図３（ａ）のダウンサイズ型のフレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｓを構成する１又は複数の小ループ面１０Ｓの一部を、その一部を除いた小ループ面１０Ｓの残りの他部に対して起立させても、無指向性を得ることができる。【００７３】
すなわち、本実施形態３の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｔは、上記磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１、１Ｓのフレキシブルループ面１０、１０Ｓの一部を、残りの他部のループ面１０、１０Ｓに対して角度を付けることにより、例えば９０度程度起立させることにより、指向性から無指向性に切り替えて使えることができる。起立角度を変えることで、指向性と無指向性のバランスを変化させることができるので、例えばラジオ放送の混信の調整に直接役立てることができる。無指向性の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｔにおいて、図３（ｂ）に示す起立させた小ループ面１０Ｓや、図１（ａ）に示すループ面１０の起立させたループ面１０の一部を起立姿勢に保つため、起立させた小ループ面１０Ｓを支持するスタンドなどの支持具を用いると便利である。【００７４】
従来のいわゆるループアンテナは指向性があるが、本発明に係るフレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｔを使えば、形状を簡単に変形できるので無指向性にでき、指向性と無指向性のバランスを変えることもできる。さらに、この形状変形により、電波受信における受信感度や混信具合、選択性の調節ができる。この無指向性のフレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｔは、形状変形と線材の選択から、小型軽量で可搬性に富む、しかも超高感度な無電源で作動するラジオ受信機や、電波エネルギーハーベスティングによる電波発電蓄電装置を具体的に創造できる、アンテナとして機能するラジオコイルとして様々な特徴が見出される。
【実施例５】
【００７５】
図１５（ａ）〜（ｃ）に、２個のノード６において、２回の捻りにより形成された３個の小ループ１０Ｓを夫々反転させて重畳させたダウンサイズ型の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｓを示す。このエネルギーハーベスタ１Ｓは、図１５（ａ）ではループ面を電波到来方向に対して平行に配置し、図１５（ｂ）では１つのループ面を電波到来方向に対して平行に、残りの２つのループ面を電波到来方向に対して４５度に配置しており、図１５（ｃ）では１つのループ面を電波到来方向に対して平行に、残りの２つのループ面を電波到来方向に対して９０度に配置している。図１５（ａ）のエネルギーハーベスタ１Ｓの出力（エネルギー収穫量）を１とすると、図１５（ｂ）のエネルギーハーベスタ１Ｓの出力は（１／３）×（１＋√２）であり、図１５（ｂ）のエネルギーハーベスタ１Ｓの出力は１／３となる。【００７６】
具体的には、長さ２ｍで内径５ｍｍのポリウレタンチューブ製の実施例１に係る結束手段２０を用いた実施例１に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１を準備した（図１（ａ）参照）。フレキシブルコイル４には実施例１に係る線材３（１７ｍ）を用いているため、このフレキシブルエネルギーハーベスタ１のループ１０は、上述のように巻数Ｎ＝８、周長Ｌ＝２ｍであり、直径約 ０.６３ｍ（２/π ｍ）である。【００７７】
そして、このレキシブルコイル４の２本の線材３の端部、つまり、図１（ａ）の３ａと３ｂを図９の同調コンデンサ回路５２の左側端子に接続し、その同調コンデンサ回路５２の右側端子に、図１１の整流回路５４の５４１の左側端子を接続した。その整流回路５４の５４１の右側端子に、図１３の出力回路５６のイヤホン５６１を接続することで、図６（ａ）に示す無電源ラジオを製作した。【００７８】
このフレキシブルコイル４によるラジオを使って、ＮＨＫ福井ラジオ第一放送(９２７ＫＨｚ, ＪＯＦＧ, ５ＫＷ)を送信している下馬送信所(福井市下馬３丁目)からのラジオ放送を受信する実験を行った。受信位置は、下馬送信所から直線距離で凡そ５Ｋｍ離れた福井大学文京キャンパス(福井市文京３-９-１キャンパス内)である。なお、以下の実施例においてもラジオ放送を受信する実験を行うが、ＮＨＫ福井ラジオ第一放送(９２７ＫＨｚ, ＪＯＦＧ, ５ＫＷ)の送信所は上記下馬送信所(福井市下馬３丁目)を利用し、受信位置は上記福井大学文京キャンパス(福井市文京３-９-１キャンパス内)であるため、夫々「下馬送信所」、「福井大学文京キャンパス」と略記することとする。【００７９】
このラジオのポリウレタンチューブの輪っかを、くるっとひねって直径が１／３の３つの小ループ１０Ｓを形成する。小ループ１０Ｓになったと同時に、この状況では、ポリウレタンの結束手段２０内部に線材３が８本通っているので、全体では、２４回巻になっている。３つの小ループ１０Ｓを立てて、図１５（ａ）のようにして電波の到来方向（下馬送信所）に向けると図５に示すループコイルの指向性原理から、ラジオ放送の受信感度が最大になる。ここで、図１５（ｂ）のように、２つの小ループ１０Ｓをねじって４５度程度に向きを変えると、感度は下がるが、１つの小ループ１０Ｓは下馬送信所の方向を向いているので、ラジオ放送は受信できる。【００８０】
さらに、２つの小ループ１０Ｓのねじる角度を９０度にして、図１５（ｃ）にした場合、この２つの小ループ１０Ｓは、図５に示すループコイルの指向性原理からは節になるので感度がゼロになるが、依然として、１つの小ループ１０Ｓは下馬送信所の方向を向いているので、ラジオ放送が受信できることを確認した。ラジオを受信している福井大学文京キャンパスから下馬送信所の方向を見た時、その左手９０度方向にＦＢＣラジオ(福井放送)(８６４ＫＨｚ, ＪＯＲＰ,５ＫＷ)の松岡送信所が位置する（以下、「松岡送信所」と略記する）。【００８１】
この位置関係において、先ず、図１５（ａ）のように３つの小ループ１０Ｓを下馬送信所の方向に向けると、ＮＨＫラジオ第一放送のみが感度よく受信できる。１つの小ループ１０Ｓを下馬送信所の方向に向けたまま、２つの小ループ１０Ｓをねじって左手４５度にねじると、ＦＢＣラジオ放送（松岡送信所）が混信して受信できる。さらにそのまま、２つの小ループ１０Ｓをねじって左手９０度の方向に向けるとさらに、ＦＢＣラジオ放送（松岡送信所）が良く聞こえるようになった。この状態では、ＮＨＫ第一放送（下馬送信所）とＦＢＣラジオ（松岡送信所）が混信して同時に聞こえる。【００８２】
さらに、松岡送信所の方向を向いている２つの小ループ１０Ｓの方向を保ったまま、下馬送信所の方向を向いている１つの小ループ１０Ｓを左方向にねじっていく。松岡送信所の方向を向いている２つの小ループ１０Ｓの部分の方向に合わせていくと、最終的に３つの小ループ１０Ｓが同一方向として、松岡送信所に向く格好となる。この状態では、下馬送信所からのＮＨＫの放送は図５に示すループコイルの指向性原理から節となるので、放送が全く聞こえず、ＦＢＣラジオ放送（松岡送信所）のみが受信できる。フレキシブルコイル４の方向を自在に変えることで、ラジオの混信具合の調整や、選局が出来ることを確認した。
【００８３】
（３）フラットケーブル型の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ
（３−１）フラットケーブル型のフレキシブルエネルギーハーベスタの製造方法
上述した本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１は、従来のように枠に線材３（電線）を巻かなくても、あるいは固いガイドに電線を巻かなくても、フレキシブルな素材の細いスリーブやチューブ状のものをコイル直径２Ｒ＝Ｌ／πの外周長Ｌの長さで用意し、それに線材をＮ回巻回させて通せば、直径２Ｒのコイルとして製造できる。線長が一定なので共振周波数は一定である。しかし、こうした作り方ではなく、図２（ａ）のような必要巻回数（Ｎ回）に対応するＮ本の線材３１〜３６（Ｎ＝６の場合）からなるフラットケーブル５の１回巻分の長さを用意し、フレキシブルな素材の細いスリーブやチューブ状のものに通し、ループ状にして、線材３１〜３６の両末端の端子同士を例えば１つずつずらして半田づけや圧着処理により接合しても、上記方法で作成した磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１と同様に、Ｎ回巻のコイルとして機能する。このようにして作製するフラットケーブル型の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１の側面図を、図２（ｂ）に示す（Ｎ＝６の場合）。【００８４】
図２（ｂ）のフラットケーブル型の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１は、線材３１〜３６の両末端の端子同士を例えば１つずつずらして接合したが、端子同士の接合は任意でよく、図２（ｄ）のように、接続されない何れかの線材３の始端３ａと終端３ｂを残して、他の線材３の始端３ａと終端３ｂをランダムに選んで接合すればよい。すなわち、フラットケーブル５の一端１２ａに配置させたＮ本の線材３の内の（Ｎ−１）個の始端３ａを、フラットケーブル５の他端１２ｂに配置させた線材３の（Ｎ−１）個の他端３ｂとランダムに接続させて、長さＮ×Ｌの線材３を形成する。そして、接続されなかった始端３ａと終端３ｂとを接続回路５０に接続し、長さＮ×Ｌの線材３をＮ回巻回させたフレキシブルコイル４が長さＬのループ１０に結束される。このように、図２（ａ）のようなフラットケーブル５を利用することにより、フラットケーブル５の一端１２ａと他端１２ｂとが接続されて図２（ｃ）のようなループ１０が形成されて、高感度のフレキシブルエネルギーハーベスタ１を得ることができる。なお、このフレキシブルエネルギーハーベスタ１の結束手段２０は、フラットケーブル５の線材３を被覆する外被である。
【実施例６】
【００８５】
図２（ｂ）は、線材３が６本絶縁されて並行に接合された図２（ａ）に示すフラットケーブル５の一端１２ａと他端１２ｂとを接続してループ１０を形成したフレキシブルコイル４の側面図である。本実施例のフレキシブルコイル４では、線材３１〜３５の終端３ｂが、夫々隣接する線材３２〜３６の始端３ａに接続され、接続されない線材３１の始端３ａと線材３６の終端３ｂが、そのままフラットケーブル５の始端３ａと終端３ｂとなっている。【００８６】
一方、図２（ｄ）は、フラットケーブル５を構成する線材３１〜３６の始端３ａと終端３ｂをランダムに接続して形成するフレキシブルコイル４の一例を示す側面図である。図２（ｂ）のフレキシブルコイル４と同様に、図２（ｄ）のフレキシブルコイル４も図２（ａ）に示すフラットケーブル５の一端１２ａと他端１２ｂとを接続してループ１０を形成するが、始端３ａと終端３ｂの接続方法はでたらめであってよい。図２（ｄ）に示すフレキシブルコイル４では、線材３１の終端３ｂを線材３３の始端３ａに、線材３２の終端３ｂを線材３６の始端３ａに、線材３３の終端３ｂを線材３４の始端３ａに、線材３４の終端３ｂを線材３５の始端３ａに、線材３５の終端３ｂを線材３２の始端３ａに、それぞれ接続し、接続されない線材３１の始端３ａと線材３６の終端３ｂをフラットケーブル５の始端３ａと終端３ｂとしている。フラットケーブル５の始端３ａと終端３ｂについても、どの線材３の始端３ａと終端３ｂを選択してもよい。【００８７】
具体的には、図２（ａ）のように、ポリ塩化ビニルで被覆された、幅が２０ｍｍの線材３１、３２、３３、・・・が１６本結合されたフラット状のケーブル（以下、「１６芯フラットケーブル」ともいう）を２ｍ準備した。これを一周の輪形状（ループ１０（周長Ｌ＝２ｍ））にして、両端の１５個の線材３において、図２（ｂ）のように末端の導体を一つずつずらして半田付けした。この半田付けしたそれぞれの部分を被覆し、１６回巻（Ｎ＝１６）の直径約 ０.６３ｍ（２/π ｍ）程度のフレキシブルコイル４（フレキシブルエネルギーハーベスタ１）を得た。【００８８】
あるいは、上記ポリ塩化ビニルで被覆された、１６芯フラットケーブルを２ｍ準備し、これを長さ２ｍの難燃性ポリプロピレン製の内径１０ｍｍのコルゲートチューブに通してもよい。これを一周の輪形状（ループ１０（周長Ｌ＝２ｍ））にして、両端の１５本の線材３において、図２（ｂ）のように末端の導体を一つずつずらして半田付けした。この半田付けしたそれぞれの部分を被覆した後、この１６芯フラットケーブルをコルゲートチューブの中に入れて配線を整頓し、１６回巻（Ｎ＝１６）の直径約 ０.６３ｍ（２/π ｍ）程度のフレキシブルコイル４（フレキシブルエネルギーハーベスタ１）を得た。
【００８９】
（３−２）フラットケーブル型のフレキシブルエネルギーハーベスタの機能
電磁波の受信感度は磁束Φ＝ＢＳ（Ｂは磁束密度）のＳ、つまりループ形状の内面積が関係するので、フラットケーブル型の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１の輪形状（ループ１０）は、円形である必要が無く、楕円形、不規則なループ状、多角形でも機能することを実験で確認している（形状無依存性）。理論上は面積Ｓが最大となる円形が最も出力が大きいが、例えば円形を楕円形にしても、その他の形状に変化させても、実用上、受信感度にほとんど影響しないことを確認した。【００９０】
また、本発明のフラットケーブル型の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１は、線材にフラットケーブルを使用してフレキシブルコイル４を作製するので線間容量を下げることができる（線間容量の低下）。線材を密巻したものに比べて線間容量が下がるので、ＬＣ共振において、より電波受信周波数域を広げることができる利点がある。このようなフラットケーブルを用いたフレキシブルエネルギーハーベスタ１は、リッツ線などの撚り電線を使って作成したフレキシブルエネルギーハーベスタと同様に形状変形が自在で、線材に負荷を与えずに自然に捻ることが可能であり、小型化は勿論、指向性と無指向性のバランス切り替えもできる効果を有する。なお、多芯ケーブルを用いても、上記フラットケーブル型の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１と同じような、小型化、指向性と無指向性のバランス切り替え可能なフレキシブルエネルギーハーベスタ１を得られる。
【実施例７】
【００９１】
（形状無依存性）
図７（ａ）は略５角形の、図７（ｂ）は略４角形のフラットケーブル型の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１であるが、その受信感度は殆ど等しいことが確認された。しかし、図７（ｃ）のようにノード６を形成しない半開状のループを形成すると、受信感度は低下した。これは、閉じたループと半開状のループを貫く磁界の変化を打ち消す方向に流れる誘導電流が、閉じたループと半開状のループでは反対方向になるため、電磁誘導で得られるエネルギーが小さくなるためである。【００９２】
また、上記実施形態２のダウンサイズ型の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｓと同様に、フラットケーブル型の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１は、面を貫く磁束の方向を考えて、輪形状（ループ１０）をノード６で１８０度程度捻って２つの小ループ１０Ｓを形成し、一方の小ループ１０Ｓをノード６で他方の小ループ１０Ｓ側に反転して、ダウンサイズ型とすることができる。つまり磁界を打ち消し合わないように捻って重畳することで、磁界型アンテナのコイルとして小型化することが出来る。図７（ｄ）のようにフラットケーブル５に捻れを入れてダウンサイズ型としても、フラットケーブル型磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１の受信感度はほとんど変わらないことを確認した。【００９３】
また、上記実施形態３と同様に、ループ面１０の一部を９０度程度に起立させることで、無指向性のアンテナとして電波を受信できる機能も発現する。これはループアンテナは指向性アンテナであるという固定概念が破綻し、無指向性に出来るという画期的な機能である。このように、フレキシブルなコイルを磁界型アンテナとして機能させることで様々な機能や効果が発現する。【００９４】
具体的には、実施例６で得た１６芯フラットケーブル型のフレキシブルコイル４（フレキシブルエネルギーハーベスタ１）を準備する。このコイルの２本の線材３、つまり、図２（ｂ）の３ａと３ｂを図９の同調コンデンサ回路５２の左側端子に接続し、その同調コンデンサ回路５２の右側端子に、図１１の整流回路５４の５４１の左側端子を接続した。そして、その整流回路５４の５４１の右側端子に、図１３の出力回路５６のイヤホン５６１を接続することで、図７（ａ）に示す無電源ラジオを製作した。【００９５】
フレキシブルなコイルなのでコイルの形状が自在に変えられることを利用して、コイル形状とラジオ放送の受信性について調べた。ラジオ放送として、上記下馬送信所からのＮＨＫ福井ラジオ第一放送(９２７ＫＨｚ, ＪＯＦＧ, ５ＫＷ)を利用し、受信位置は、下馬送信所から約５Ｋｍの上記福井大学文京キャンパスとした。図７（ａ）のラジオのフレキシブルコイル４を立て、下馬送信所の方向に向ける。【００９６】
先ず、ほぼ円形になるように両手で支え持つとラジオ放送が良好に受信できた。次に、フレキシブルコイル４を立てたまま、両手で持ちながら、図７（ｂ）のように矩形になるように変形させて受信すると、円形と同様に良好に受信できた。さらに、フレキシブルコイル４を立てた状態で円周の一部を図７（ｃ）のように内側にＵターンするように持つと、少し受信感度が下がることを確認した。Ｕターンして平行になっている線材３の部分が長くなればなるほど音量が下がることが分かった。さらに、立った状態で、そのまま極端に細くなるように変形させるとラジオ放送がまったく聞こえなくなった。再度、ほぼ円形になるように両手で支え持つとラジオ放送が良好に聞こえるようになることを確認し、そのまま、縦長の楕円になるように変形させていくと、ラジオの受信感度が低下していくことを確認した。
【実施例８】
【００９７】
（線間容量の低下）
上記のように、フラットケーブル型の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１は、線材にフラットケーブル５を使用してフレキシブルコイル４を作製するので線間容量（浮遊容量）を下げることができる。フレキシブルコイル４の巻き数Ｎを同一とすると、線材を密巻したものに比べて線間容量が下がるので、共振周波数ｆｍａｘ＝１／２π（ＬＣ）１／２であるループアンテナのＬＣ共振においてＣの増加を阻止して、より高周波側に電波受信周波数域を広げることができる。【００９８】
すなわち、本発明のフレキシブルエネルギーハーベスタ１の接続回路５０に、通称バリコンとも呼ばれる同調コンデンサ（同調コンデンサ回路５２）やバリキャップをフレキシブルコイル４に並列に接続すると、同調回路を得ることができる。そして、バリコンの容量Ｃを調節することにより、所望の周波数ｆｍａｘ＝１／２π（ＬＣ）１／２の電波と共振する同調回路を得ることができる。しかし、フレキシブルコイル４の線間容量（浮遊容量）Ｃ０が無視できないほど大きいと、上式のＣはＣ＝Ｃ０（浮遊容量）＋Ｃ(バリコン)となり、Ｃ(バリコン)を調節しても１／２π（ＬＣ０）１／２以上の周波数は受信できなくなる。したがって、線間容量（浮遊容量）が小さいフラットケーブル型の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１は、より高周波側の電波まで受信することができる。【００９９】
[８芯フラットケーブルの例]
図６は、それぞれ図６（ａ）が８本の線材３を平行に配列したフラットケーブル型フレキシブルエネルギーハーベスタ１の斜視写真図、図６（ｂ）が図６（ａ）のフラットケーブル５を２回巻きにして構成したダウンサイズ型フレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｓの斜視写真図、図６（ｃ）が線材３を均等にスリーブに８回巻き挿入して２重に重畳したダウンサイズ型フレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｓの斜視写真図、図６（ｄ）が線材３をＮ字型に配列してスリーブに８回巻き挿入して２重に重畳したダウンサイズ型フレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｓの斜視写真図である 。図６（ｃ）のダウンサイズ型フレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｓは、図６（ａ）のフラットケーブル型フレキシブルエネルギーハーベスタ１で用いたフラットケーブル５を線材３ごとに８分割して略均等に配置し、ゴム管の結束手段２０に挿入したものであり、図６（ｄ）のダウンサイズ型フレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｓは、図６（ａ）のフラットケーブル５をＮ字型に折って、図６（ｃ）と同じゴム管の結束手段２０に挿入したものである。【０１００】
図６（ａ）のフレキシブルエネルギーハーベスタ１と図６（ｂ）のダウンサイズ型フレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｓの受信周波数域は略同じであった。また、図６（ｃ）のダウンサイズ型フレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｓの受信周波数域は、図６（ｄ）のダウンサイズ型フレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｓの受信周波数域より低周波側にズレた。そして、図６（ａ）のフレキシブルエネルギーハーベスタ１と図６（ｂ）のダウンサイズ型フレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｓは、図６（ｃ）、図６（ｄ）のダウンサイズ型フレキシブルエネルギーハーベスタ１Ｓの受信周波数域より高周波側まで受信可能であることが確認された。【０１０１】
[１６芯フラットケーブルの例]
更に、実施例６で得た１６回巻（Ｎ＝１６）の直径約 ０.６３ｍ（２/π ｍ）程度の１６芯フラットケーブル型のフレキシブルコイル４（フレキシブルエネルギーハーベスタ１）を準備し（図２（ｃ）参照）、これより実施例７で得た無電源ラジオを３台製作した（図６（ａ）、図６（ｂ）等参照）。【０１０２】
その内１台はそのままの構造とする。線材３にフラットケーブルを用いているので、このフレキシブルコイル４の断面は図６（ｂ）の白丸に示すように、線材３の断面はフラットな横並びである（フラット並びコイル）。【０１０３】
次に、２台目について、フレキシブルコイル４のフラットケーブルを構成している１６芯の各線材３の結束をバラバラに割き、外形が１０ｍｍのコルゲートチューブに封入した。この状態でのフレキシブルコイル４は各線材３がランダムな位置にあるので、断面は図６（ｃ）のようになる（ランダム並びコイル）。【０１０４】
さらに、３台目について、フレキシブルコイル４のフラットケーブルの部分について、それぞれの１６芯の線材３はバラさずに、フラットケーブルを上手く折り曲げて、外形が１０ｍｍのコルゲートチューブに入れた。この状態でのフレキシブルコイル４の断面は、１６芯の線材３は互いに平行に保たれているが、形状がフラットではないので、断面は図６（ｄ）のようになる（ノンフラット並びコイル）。【０１０５】
この３台についてラジオの受信性について調べた。ラジオ放送として、上記下馬送信所からのＮＨＫ福井ラジオ第一放送(９２７ＫＨｚ, ＪＯＦＧ, ５ＫＷ)を利用し、受信位置は、下馬送信所から約５Ｋｍの上記福井大学文京キャンパスとした。【０１０６】
図６（ｂ）のようなフラット並びコイルのラジオの場合、同調周波数範囲は５５０-１３８０ＫＨｚとなった。図６（ｃ）のようなランダム並びコイルのラジオの場合、同調周波数範囲は４４０-８４０ＫＨｚとなった。そして図６（ｄ）のようなノンフラット並びコイルのラジオの場合、同調周波数範囲は４２０-７５０ＫＨｚとなった。図６（ｂ） 、図６（ｃ）、図６（ｄ）の順番に線間容量が増加する結果となり、受信できる周波数範囲はそれを反映することが分かった。線材３を横に並べることで、線間容量を低下でき、受信周波数範囲を広げることができることが分かった。
【実施例９】
【０１０７】
袋状の平織りの越前織物に、その長さのフラットケーブル５の１帯を通し、上記のように末端をずらして処理することで、袋状にＮ回線材３を通したフレキシブルコイル４を簡単に作ることができる。したがって、大型電磁誘導コイルを内蔵した例えば防災用の織物の無電源ラジオ受信機を製造することができる。またフラットケーブル５を用いたこの磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１の上記製造方法によれば、そのフレキシブルコイル４の線間容量を、リッツ線などを巻線で巻回させた上記実施形態１のフレキシブルコイル４に比べて下げることができるので、ＬＣ共振周波数の領域を広げられることを確認した。【０１０８】
このフラットケーブル５を用いる製造方法は、例えば、製造過程で後戻り出来ない方法で製造される織物(ジヤガード織りなど)にループ状のフレキシブルコイル４を埋め込む決定的な方法となる。上述のように、このフラットケーブル５を使ったフレキシブルコイル４は、コイル故の線間容量を下げることができる機能発現がある。【０１０９】
具体的には、図２（ａ）のように、ポリ塩化ビニルで被覆された、幅が１０ｍｍの線材３１、３２、３３、・・・が１０本結合されたフラット状のケーブル（以下、「１０芯フラットケーブル」ともいう）を２ｍ、幅が１２ｍｍの袋織の紐として真田紐を２ｍ準備した。１０芯フラットケーブルを袋織の紐に通した後、紐全体を平坦に整えた。これを一周の輪形状（ループ１０）にして、１０本の線材３の両端において、図２（ｂ）のように末端の導体を一つずつずらして半田付けし、半田付けしたそれぞれの部分を被覆してそれぞれの導体部分を絶縁して、１０回巻の直径約 ０.６３ｍ（２/π ｍ）程度のフレキシブルコイル４を得た。このコイルの２本の線材３、つまり、図２（ｂ）の３ａと３ｂを図９の同調コンデンサ回路５２の左側端子に接続し、その同調コンデンサ回路５２の右側端子に、図１１の整流回路５４の５４１の左側端子を接続した。その整流回路５４の５４１の右側端子に、図１３の出力回路５６のイヤホン５６１を接続することで、図６（ａ）に示す無電源ラジオを製作した。
【０１１０】
（４）磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの接続回路の実施例
接続回路５０の構成要素として、抵抗回路（接続線回路）５１（図８）、同調コンデンサ回路５２（図９）、マッチング回路５３（図１０）、整流回路５４（図１１）、蓄電回路５５（図１２）などが考えられる。そして、これらの構成要素となる回路５１〜５５を適宜組み合わせて接続回路５０を構成し、あるいはこのように構成した接続回路５０を、出力回路５６（図１３）に接続することにより、磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１を様々な用途に応用することができる。以下、接続回路５０の構成要素となる回路５１〜５５及び接続回路５０に外部から接続する出力回路５６について説明する。
【実施例１０】
【０１１１】
（４−１）抵抗回路
図８に、接続回路５０を抵抗回路５１とした回路図を示す。抵抗回路５１を単独で接続回路５０とすれば、本発明の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１は、フレキシブルな磁界アンテナを構成し得る。抵抗回路５１は、ループ１０から取り出した線材３の始端３ａと終端３ｂを導線又は抵抗で接続するだけの回路である。【０１１２】
このようなフレキシブル磁界アンテナとして用いる本発明のフレキシブルエネルギーハーベスタ１は、ラジオ放送電波を受信するとともに、ラジオの内蔵コイルと相互誘導により共振して、アンテナとして特定周波数の電波から得た電磁界エネルギーをラジオの内蔵コイルに伝搬し、ラジオの受信感度を高めることができる。本発明のフレキシブルなコイル技術を使うことでインピーダンス整合を行うことができ、高性能なラジオ受信機、電波発電装置などを実際的に具体化できる。【０１１３】
例えば、本発明のフレキシブルエネルギーハーベスタ１を、ループアンテナのコイルとして機能させ、上述のように一般のラジオ受信機に近づけるだけで感度を簡単に高めたり、混信を調節したりすることができる。これはフレキシブルエネルギーハーベスタとラジオ受信機側のコイルとの相互誘導による。フレキシブル性を活かして、図３（ａ）に示すようなダウンサイズ型のエネルギーハーベスタ１Ｓとして収容あるいは携帯し、使用時に展開して大型磁界型ループアンテナとし、ラジオの受信感度や混信具合を調節できる。このように、本発明の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１は、ループ１０から取り出した線材３の始端３ａと終端３ｂを接続するだけで（抵抗回路５１）、無電源で作動する磁界型ループアンテナを得ることができる。
【実施例１１】
【０１１４】
（４−２）同調コンデンサ回路
接続回路５０を、図９に示す同調コンデンサ回路５２とした本発明のフレキシブルエネルギーハーベスタ１は、フレキシブルコイル４を結束手段２０がループ状に結束しており、当然にあるインダクタンスＬ（Ｈ）を有している。フレキシブル磁界アンテナについて（４−１）で上述したが、一般にループアンテナの共振周波数ｆｍａｘ＝１／２π（ＬＣ）１／２であるため、（４−１）のフレキシブル磁界アンテナに所定の共振周波数を持たせるのであれば、図９のように、接続回路５０に同調コンデンサ回路５２を含ませるのが好適である。【０１１５】
すなわち、本実施例のフレキシブルエネルギーハーベスタ１は、フレキシブルコイル４に同調コンデンサ回路５２を並列に接続して同調回路を構成する。この同調コンデンサ回路５２を構成するコンデンサを同調コンデンサ（バリコン）とすれば、所望の周波数と共振する同調回路を得ることができる。同調コンデンサは可変コンデンサとも通称バリコンとも呼ばれ、市販されているバリコンの代表的な容量は１０〜２９０ｐＦ程度である。なお、フレキシブルコイル４は、その構造上浮遊容量Ｃを有するが、例えば重畳してコンパクトなダウンサイズ型のエネルギーハーベスタ１Ｓとすると浮遊容量は増加し、これらの浮遊容量も上記ｆｍａｘ＝１／２π（ＬＣ）１／２の容量Ｃに含まれることとなる。【０１１６】
本実施例では、実施例１に係る線材３（図１（ｂ）参照）を、ポリウレタンチューブの実施例１に係る結束手段２０に通して、周長Ｌ＝２ｍ、巻数Ｎ＝８の実施例１に係るフレキシブルコイル４（直径約 ０.６３ｍ）を準備した（図１（ａ）参照）。【０１１７】
このフレキシブルコイル４を形成する線材３の始端３ａと終端３ｂ（図１（ｂ）参照）に、図９の同調コンデンサ回路５２の左側端子を接続し、本実施例のフレキシブルエネルギーハーベスタ１を得た。そして、ディップメータを使って、所望の周波数と共振する同調回路を得ることができることを確認した。【０１１８】
次に、同調コンデンサ回路５２の右側端子に、図１１の整流回路５４の５４１の左側端子を接続し、さらに、その整流回路５４の５４１の右側端子に、図１３の出力回路５６のイヤホン５６１や、ピックアップとしてコイル５６４、抵抗負荷５６５を接続した。このような本実施例の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１は、（１）フレキシブルコイル１０の本体、あるいは（２）ピックアップ部分（コイル５６４、抵抗負荷５６５など）をラジオの近傍に配置させることで、外部のラジオ受信機の同調型のループアンテナとして機能する。ここで、図１１の整流回路５４を省いても良い。なお、外部ラジオとの共振周波数のマッチング調整のため、５６４のコイルの部分には、コンデンサやダイオード、抵抗器、などを並列あるいは直列接続してもよい。上記（１）、（２）の両方の場合において、このフレキシブルエネルギーハーベスタ１の近傍に外部のラジオ受信機を置き、そのラジオの受信感度が変化するかを実験した。【０１１９】
この実験において、外部のラジオ受信機内部のバーアンテナの向きに注意して、フレキシブルコイル４と磁気的にカップリングするように置く。上記（２）の場合としては、図１６のように、ピックアップとしてコイル５６４（フェライトバーコイル）を整流回路５４の５４１の右側端子に接続し、コイル５６４（フェライトバーコイル）を外部のラジオ受信機に近づけた。この状態で、フレキシブルコイル４に接続している同調コンデンサ５２の容量を変化させ、つまり、共振周波数を変化させると、その周波数と外部のラジオ受信機が受信しようとしている目的の周波数に一致させることができる。この時、フレキシブルコイル４で受けた電波を、磁気カップリングにより、外部のラジオ受信機が内蔵するバーアンテナに誘導することができる。これにより外部のラジオ受信機が受信しようとしていたラジオ放送の受信感度が高まること、また、混信の程度を調整出来ることがわかった。
【実施例１２】
【０１２０】
（４−３）マッチング回路
接続回路５０はマッチング回路５３を含んでもよい。図１０に、接続回路５０としてトランスを接続したマッチング回路５３を示す。マッチング回路５３は、接続回路５０に接続する出力回路５６を、接続回路５０に入力するフレキシブルコイル４側の入力回路と分離し、交流電圧を増減する目的や、インピーダンスマッチング（インピーダンス整合）に用いることができる。【０１２１】
本実施例においても、上記実施例１１と同様、周長Ｌ＝２ｍ、巻数Ｎ＝８の実施例１に係るフレキシブルコイル４（直径約 ０.６３ｍ）を準備した（図１（ａ）参照）。このフレキシブルコイル４を形成する線材３の始端３ａと終端３ｂ（図１（ｂ）参照）に、図９の同調コンデンサ回路５２の左側端子を接続した。そして、その同調コンデンサ回路５２の右側端子に、図１１の整流回路５４の５４１の左側端子を接続し、さらに、その整流回路５４１の右側端子に、図１０のマッチング回路５３の左側端子を接続した。このマッチング回路５３の右側端子にはスピーカー５６３として、インピーダンスの高いマグネチックスピーカーを接続した。ここでマッチング回路５３は１次側と２次側の巻き線比を変えたトランスとして用い、スピーカー５６３のインピーダンスに合わせてトランスを選定した。【０１２２】
同調コンデンサ５２を変化させて同調周波数を調整し、目的の周波数のラジオ放送をスピーカー５６３で聴くことができた。ラジオ放送として、上記下馬送信所からのＮＨＫ福井ラジオ第一放送(９２７ＫＨｚ, ＪＯＦＧ, ５ＫＷ)を利用し、受信位置は、下馬送信所から約５Ｋｍの上記福井大学文京キャンパスとした。
【実施例１３】
【０１２３】
（４−４）整流回路
接続回路５０は、整流回路５４を含んでもよい。図１１に、整流回路５４の代表例５４１〜５４９の回路図を示す。整流回路５４は、フレキシブルコイル４側から入力される交流電圧の負電圧を除去あるいは正電圧に変換し、更に正電圧に変換された波状電圧を平滑化する役割を果たす。【０１２４】
整流回路５４１はダイオードを含む回路で、入力した交流電圧は正電圧サイクルのみ取り出される（半波整流）。また、整流回路５４２のブリッジ回路を用いれば、半波整流で利用しなかった残りの半サイクルも整流することができる（両波整流）。【０１２５】
整流回路５４３は両波倍電圧整流回路で、半波整流回路を２組直列にしており、小電流負荷で高い電圧が必要な場合に使用される。ここで、整流回路５４３〜５４９に含まれるコンデンサは、交流波形の平滑や昇圧のためのコンデンサである。【０１２６】
また、整流回路５４４、５４５、５４６は、多段の倍電圧整流回路であり、夫々半波２倍圧、半波３倍圧、半波４倍圧の整流回路である。出力リップルは電源周波数と同じになり、何段でも積み重ねができるので５倍圧以上の整流回路は省略するが、倍圧が高くなるほど出力電流は少なくなる。  【０１２７】
そして、整流回路５４７は、半波２倍圧＋半波で構成した３倍圧の整流回路であり、整流回路５４８は、全波４倍圧の整流回路である。整流回路５４９は、コッククロフト・ウォルトン回路で、出力電圧は、（２ｎ＋２）倍となる（ｎ＝０、１、２、・・・）。【０１２８】
本実施例においても、上記実施例１１と同様、周長Ｌ＝２ｍ、巻数Ｎ＝８の実施例１に係るフレキシブルコイル４（直径約 ０.６３ｍ）を準備した（図１（ａ）参照）。このフレキシブルコイル４を形成する線材３の始端３ａと終端３ｂ（図１（ｂ）参照）に、図９の同調コンデンサ回路５２の左側端子を接続した。その同調コンデンサ回路５２の右側端子に、図１１（ｂ）の整流回路５４の両波倍電圧整流回路５４３の左側端子を接続した。【０１２９】
この整流回路５４の右側端子の電位を図ると、直流で約２.４Ｖ観測されたので、図１３の出力回路５６２の発光ダイオード（赤色）を接続すると発光ダイオードが点灯した。すなわち、本実施例では、同調コンデンサ５２を変化させて同調周波数を調整し、目的の周波数のラジオ放送を受信することでＬＥＤを発光させることが確認できた。なお、ラジオ放送として、上記下馬送信所からのＮＨＫ福井ラジオ第一放送(９２７ＫＨｚ, ＪＯＦＧ, ５ＫＷ)を利用し、受信位置は、下馬送信所から約５Ｋｍの上記福井大学文京キャンパスとした。【０１３０】
さらに、上記実施例と同様、周長Ｌ＝２ｍ、巻数Ｎ＝８の実施例１に係るフレキシブルコイル４（直径約 ０.６３ｍ）を準備し（図１（ａ）参照）、その線材３の始端３ａと終端３ｂ（図１（ｂ）参照）に、図９の同調コンデンサ回路５２の左側端子を接続した。その同調コンデンサ回路５２の右側端子に、図１１の整流回路５４のコッククロフト・ウォルトン回路５４９（ｎ＝１）の左側端子を接続した。コッククロフト・ウォルトン回路５４９は４倍昇圧回路（ｎ＝１）とした。この整流回路の右側端子の電位を計ると直流で約４.８Ｖ観測されたので、図１３の出力回路５６２の発光ダイオード（白色）を接続したところ発光ダイオードが点灯した。【０１３１】
以上のように、本実施例では、同調コンデンサ５２を変化させて同調周波数を調整し、目的の周波数のラジオ放送を受信することでＬＥＤを発光させることが確認できた。
【実施例１４】
【０１３２】
（４−５）蓄電回路
接続回路５０は蓄電回路５５を含んでもよい。図１２に、蓄電回路５５の代表例５５１、５５２の回路図を示す。この回路図５５１、５５２に含まれるコンデンサは、バリコンと呼ばれる（４−２）の同調コンデンサ回路に用いられるコンデンサに比べて容量が大きく、代表的には容量が１Ｆのオーダーのコンデンサであり、本明細書で蓄電コンデンサともいう。蓄電コンデンサは、例えば電気二重層コンデンサであり、電気を大量に蓄えることができる。蓄電回路５５として、電界コンデンサやニッケル水素電池、鉛蓄電池などの二次電池を用いてもよい。また、回路図５５２はコイルも含み、入力された交流電圧を平滑化してノイズを除去することができる。【０１３３】
本実施例においても上記実施例と同様、周長Ｌ＝２ｍ、巻数Ｎ＝８の実施例１に係るフレキシブルコイル４（直径約 ０.６３ｍ）を準備し（図１（ａ）参照）、その線材３の始端３ａと終端３ｂ（図１（ｂ）参照）に、図９の同調コンデンサ回路５２の左側端子を接続した。その同調コンデンサ回路５２の右側端子に、図１１の整流回路５４のコッククロフト・ウォルトン回路５４９（ｎ＝１）の左側端子を接続した。コッククロフト・ウォルトン回路５４９（ｎ＝１）は４倍昇圧回路である。この整流回路の右側端子に、図１２の蓄電回路５５１を接続した。コンデンサの容量は１０００μＦとし、電荷が少しずつ溜まることを確認した。【０１３４】
１０分程度の接続で、３Ｖ程度になったので、整流回路を切り離した後、図１２の蓄電回路のコンデンサの両端に、図１３で示す出力回路５６の５６２の発光ダイオード（白色）を接続した。発光ダイオードが蓄電した電荷により点灯したので、蓄電できることが確認された。
【実施例１５】
【０１３５】
（４−６）出力回路
図１３に、接続回路５０に外部から接続する出力回路５６を示す。出力回路５６は、接続回路５０に外部から接続して用いる。回路図５６１はセラミック・イヤホンを含む回路で、フレキシブルコイル４側から入力される電波を変換してＡＭラジオを聞くのに用いられる。回路図５６２は発光ダイオードを含む回路で、フレキシブルコイル４側から入力される交流電圧を整流してＬＥＤが発光する。同様に、回路図５６３はスピーカーを含む回路で、回路図５６４はコイルを含む回路である。また、回路図５６５が含む抵抗負荷は、出力回路５６に接続する上記コイルやセラミック・イヤホン、発光ダイオード、スピーカー以外のあらゆる出力機器、例えばＩｏＴ機器やモーターなどの負荷を表象するものとする。
【０１３６】
（５）磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタの応用例
上述のような接続回路５０の構成要素となる回路、すなわち、抵抗（接続線）回路５１（図８）、同調コンデンサ回路５２（図９）、マッチング回路５３（図１０）、整流回路５４（図１１）、蓄電回路５５（図１２）などを適宜組み合わせて、例えば図１４のような接続回路５０を構成し、これに出力回路５６（図１３）を接続して、本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１は種々の用途に応用することができる。以下、図１４に示す回路の番号を用いて接続回路５０と出力回路５６の回路要素を引用し、磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１の応用例について説明する。
【実施例１６】
【０１３７】
（５−１）ループアンテナ
上述のように、接続回路５０を抵抗回路５１とすれば、本発明の磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１をフレキシブルな磁界アンテナとして利用することができる（図８）。あるいは、図９のように、接続回路５０を同調コンデンサ回路５２として同調コンデンサ（バリコン）を挿入してもよい。コイルの共振周波数は、ｆｍａｘ＝１／２π（ＬＣ）１／２なので、バリコンの容量Ｃを調節して、共振する電磁波の周波数を選ぶことができる。接続回路５０が抵抗回路５１の場合は、フレキシブルコイル４の浮遊容量が上記容量Ｃとなる。このようなループアンテナ（フレキシブルな磁界アンテナ）は、上述のように、図３（ａ）に示すようなダウンサイズ型のエネルギーハーベスタ１Ｓとして収容あるいは携帯し、使用時に展開して大型磁界型ループアンテナとし、ラジオの受信感度や混信具合を調節することができる。
【実施例１７】
【０１３８】
（５−２）ＬＥＤライト
本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１をＬＥＤライトとして機能させる場合、接続回路５０は、（１）５１＋５６２、（２）５２＋５６２、（３）５２＋５４１＋５６２、（４）５２＋５４２＋５６２、（５）５２＋５４１＋５５１＋５６２、（６）５２＋５４２＋５５１＋５６２、などの回路の組み合わせにより実現することができる。【０１３９】
（２）のように同調コンデンサ回路５２と発光ダイオード５６２を組み合わせると、（１）の接続回路５０と異なり、フレキシブルコイル４とバリコンにより上記同調回路が構成され、特定の周波数の電波からエネルギーを獲得してＬＥＤライトを発光させることができる。更に、（３）、（４）のように整流回路５４１、５４２を挿入して、直流電流によりＬＥＤライトを発光させることができ、（５）、（６）のように蓄電回路５５のコンデンサを挿入することにより、発光を安定させることができる。
【実施例１８】
【０１４０】
（５−３）無電源ラジオ
本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１をゲルマラジオとして機能させる場合、接続回路５０は、（１）５２＋５４１＋５６１、（２）５３＋５２＋５４１＋５６１、（３）５２＋５４１＋５３’＋５６１、（４）５３＋５２＋５４１＋５３’＋５６１（５３は５２の前でもよい）などの回路の組み合わせにより実現することができる。【０１４１】
フレキシブルコイル４は、電磁誘導コイルあるいは磁界型アンテナとして機能する。フレキシブルコイル４は直径が非常に大きな巻線コイルであり、磁界成分が重要なＡＭラジオ放送から大きな電磁誘導が得られるため、出力回路５６としてイヤホン５６１（セラミック・イヤホン、ダイナミック・イヤホンなど）やスピーカー５６３などを接続すれば、磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１は、電波のエネルギーでラジオ放送が聞こえる無電源ラジオとして機能する。【０１４２】
フレキシブルコイル４に同調コンデンサ回路５２（バリコンやバリキャップ）を接続した上記（１）、（２）の接続回路５０では、上記同調回路により特定周波数の電波を検波（同調）して整流回路５４１で整流し、接続回路５０に外部から接続したセラミック・イヤホン（イヤホン５６１）により無電源ラジオを構成することができる。（１）の接続回路５０にマッチング回路５３を追加した（２）の接続回路５０では、フレキシブルコイル４から受信した電波を増幅してから同調コンデンサ回路５２（バリコン）により検波を行う。【０１４３】
また、（３）、（４）の接続回路５０では、（１）、（２）の接続回路５０にマッチング回路５３’を挿入して、接続回路５０に外部から接続する出力機器（抵抗負荷５６５）とインピーダンス整合を行う。出力機器（抵抗負荷５６５）は、例えばインピーダンスが極端に異なるスピーカー５６３やダイナミック・イヤホンなどであり、数百Ωの抵抗がある上記セラミック・イヤホンに対してスピーカー５６３の代表的な抵抗値は４Ωや８Ωである。
【実施例１９】
【０１４４】
（５−４）発電機
本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１を発電器として機能させる場合、接続回路５０は、（１）５２＋５４１＋５６５、（２）５２＋５４２＋５６５、（３）５４１＋５６５、（４）５４２＋５６５などの回路の組み合わせにより実現することができる。なお、駆動する抵抗負荷は５６５として表記している。５４１や５４２は昇圧するためにコッククロフト・ウォルトン回路５４９であってもよい。【０１４５】
すなわち、出力機器５６４を、（３）、（４）のように整流回路５４１、５４２と接続すれば、本発明のフレキシブルエネルギーハーベスタ１を発電器として用いることができる。バリコン（同調コンデンサ回路）５２を挿入して同調回路を構成し、所望の周波数域からエネルギーを収穫して発電機として機能させてもよい。
【実施例２０】
【０１４６】
（５−５）蓄電機
本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ１を蓄電器として機能させる場合、接続回路５０は、（１）５２＋５４１＋５５１＋５６５、（２）５２＋５４１＋５５２＋５６５、（３）５４１＋５５１＋５６５、（４）５４２＋５５１＋５６５、（５）５４１＋５５２＋５６５、（６）５４２＋５５２＋５６５などの回路の組み合わせにより実現することができる。５４１や５４２は昇圧するためにコッククロフト・ウォルトン回路５４９であってもよい。【０１４７】
（３）〜（６）のように整流回路５４１、５４２と蓄電回路５５１、５５２（電気二重層コンデンサ等）とを接続すれば、電気二重層コンデンサ等に電気を蓄電することができ、これに外部から出力機器（抵抗負荷５６５）を接続することでこれを作動させることができる。（１）、（２）のようにバリコン（同調コンデンサ回路）５２を挿入して同調回路を構成し、所望の周波数域の電波から蓄電してもよい。【０１４８】
以上、本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタについて説明したが、本発明は上記実施形態や実施例に限定されるものではない。本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタを構成する材料、材質、種類等は特に限定されず、その寸法、厚さも適宜変更可能である。【０１４９】
その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】
本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタは、高感度な無電源ラジオ受信機や発電機、蓄電池用のコイル、一般的なラジオ受信機の受信感度や混信を調節するための形状変形可能な磁界型アンテナ等に応用可能であり、例えば、電池や電源確保の心配が不要な防災ラジオや、低消費電力のＩоＴ機器や無線ネツトワーク用の電源装置に用いることができる。
【符号の説明】
【０１５１】
１：本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ
１Ｓ：ダウンサイズ型の本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ
１Ｔ：無指向性の本発明に係る磁界型フレキシブルエネルギーハーベスタ
３: 線材
３ａ：始端
３ｂ：終端
３１〜３６：フラットケーブルを構成する線材
４：フレキシブルコイル
５：フラットケーブル
６：ノード
１０：（フレキシブル）ループ又は（フレキシブル）ループ面
１０Ｓ：（ダウンサイズ型）小ループ又は小ループ面
１０Ｔ：無指向性ループ又はそのループ面
１２： 端部
１２ａ：一端
１２ｂ：他端
２０：結束手段
４０：連結部
５０：接続回路
５１：抵抗（接続線）回路
５２：同調コンデンサ回路
５３：マッチング回路
５４：整流回路
５４９：コッククロフト・ウォルトン回路
５５：蓄電回路（蓄電同調コンデンサ回路および２次電池）
５６：出力回路
５６１：イヤホン
５６２：発光ダイオード
５６３：スピーカー
５６４：コイル
５６５：抵抗負荷（出力機器又は外部回路一般）
【図１】
2020138022.tif 000003
【図２（ａ）】
2020138022.tif 000004
【図２（ｂ）】
2020138022.tif 000005
【図２（ｃ）】
2020138022.tif 000006
【図２（ｄ）】
2020138022.tif 000007
【図３】
2020138022.tif 000008
【図４】
2020138022.tif 000009
【図５】
2020138022.tif 000010
【図６（ａ）】
2020138022.tif 000011
【図６（ｂ）】
2020138022.tif 000012
【図６（ｃ）】
2020138022.tif 000013
【図６（ｄ）】
2020138022.tif 000014
【図７（ａ）】
2020138022.tif 000015
【図７（ｂ）】
2020138022.tif 000016
【図７（ｃ）】
2020138022.tif 000017
【図７（ｄ）】
2020138022.tif 000018
【図８】
2020138022.tif 000019
【図９】
2020138022.tif 000020
【図１０】
2020138022.tif 000021
【図１１】
2020138022.tif 000022
【図１２】
2020138022.tif 000023
【図１３】
2020138022.tif 000024
【図１４】
2020138022.tif 000025
【図１５】
2020138022.tif 000026
【図１６】
2020138022.tif 000027
【国際調査報告】
2020138022.tif 000028
2020138022.tif 000029
2020138022.tif 000030
2020138022.tif 000031
2020138022.tif 000032
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