发电元件及具备发电元件的发电装置
2019-11-22

发电元件及具备发电元件的发电装置

提供一种对于弯曲及冲击承受力较强且发电量多的发电元件、以及具备发电元件的发电装置。发电元件(1)具备:第1磁致伸缩棒(11a),由磁致伸缩材料构成;刚性棒(11b),由具有用来对第1磁致伸缩棒(11a)施加均匀的压缩力或拉伸力的刚性及形状的磁性材料构成,与第1磁致伸缩棒(11a)平行地配置;第1线圈(12c),卷绕在第1磁致伸缩棒(11a)上;以及两个连结磁轭(10a、10b),设在第1磁致伸缩棒(11a)及刚性棒(11b)的各自的两端,以将第1磁致伸缩棒(11a)与刚性棒(11b)连结;通过与第1磁致伸缩棒(11a)的轴向垂直的方向的振动,第1磁致伸缩棒(11a)伸展或收缩,由此进行发电。

如图22A及图22B所示,本实施方式的发电系统具备多个发电装置300。发电装置300具备固定部301、发电元件302和翼型片303。在发电元件302,平行地配置有两个板状的磁致伸缩材料(磁致伸缩板),两个磁致伸缩板各自的一端固定于固定部301,另一端连结于翼型片303。翼型片303具有大致板状的形状,翼型片303的主面以在与发电元件302的平行配置的两个磁致伸缩板的主面大致相同的方向上配置的方式与发电元件302连结。另外,固定部301相当于本发明的连结磁辄,翼型片303相当于本发明的连结磁辄及重物。

此外,通过使各个线圈12a(或12b)的匝数N增加,能够使发生功率增加。由于发生电压与线圈12a(或12b)的匝数N成比例,所以如图13D所示,将线圈12a(或12b)K分割时的线圈12a的匝数为N/K,发生电压为1/K倍。例如,如图13B所示,在将线圈12a(或12b)2分割的情况下,发生电压是V/2。此外,如图13C所示,在将线圈12a(或12b)3分割的情况下,发生电压是V/3。

图3是表示图1A所示的发电元件的一例的照片。

另外,在具备上述牵拉移动件97的发电元件80中,做成了使连结磁辄90b的凸部被牵拉移动件97的凹部牵拉的结构,但并不限定于该结构,也可以是其他构造,例如也可以与实施方式4所示的发电元件连结体的一部分与磁铁28b的结构同样地,连结磁辄和牵拉移动件利用磁铁的吸附而产生振动。

llb、91b磁致伸缩棒(第2磁致伸缩棒、刚性棒)

磁致伸缩棒11c与实施方式1所示的磁致伸缩棒11a及lib同样,例如由作为铁镓合金的Galfenol(杨氏模量70GPa)构成,具有延展性,做成ImmXO.5mmX10mm的长方体的棒状的形状。连结磁辄l〇c由具有用来对磁致伸缩棒11c施加均匀的应力(压缩力或拉伸力)的刚性及形状的磁性材料形成。所谓用来施加均匀的压缩力或拉伸力的刚性,例如是具有与磁致伸缩棒11c大致相同的刚性的磁性材料,所谓用来施加均匀的压缩力或拉伸力的形状,例如是具有与磁致伸缩棒11c大致相同的形状的磁性材料。作为这样的材料,例如有含有Fe的磁性材料、SUS430(杨氏模量210GPa)等不锈钢。

(实施方式6)

100气动传感器(电子装置、发电装置)

另外,在本实施方式中,将气动传感器、振动传感器作为电子装置的一例而进行了说明,但并不限定于气动传感器,也可以在其他电子装置中具备发电元件。例如,也可以是将便携电话机或音乐播放器等便携电子设备、体内传感器、超小型电力供给装置等作为电子装置而具备发电元件的结构。

1、23、50、80、101、302、401发电元件

由此,能够取出的功率为(KV)2/4R=K2*V2/4R,能够将由负载电阻R发生的功率V2/4R的K2倍的功率取出。

专利文献1:日本特开2006-166694号公报

图15C是图15Α所示的发电装置的概略结构图。

此外,优选的是,设上述第1线圈及上述第2线圈的各自的匝数为N匝,则上述第1线圈及上述第2线圈分别由具有N/K匝的匝数的K个并联连接的线圈构成。