[發明專利]發電元件

在審

• 申請號: 201380039846.X
• 申請日: 2013-07-25
• 公開（公告）號: CN104508968A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 古河憲一;沼宮內貴之
• 申請（專利權）人: 三美電機株式會社
• 主分類號: H02N2/00
• 分類號: H02N2/00;H01L41/06
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司11243
• 代理人: 丁文蘊;杜嘉璐

技術領域

本發明涉及發電元件。

背景技術

近年來，研究了利用由磁致伸縮材料構成的磁致伸縮棒的導磁率的變化來發電的發電元件(例如，參照專利文獻1)。

該發電元件例如具備：并排設置的一對磁致伸縮棒；連接上述磁致伸縮棒的連結磁軛；以包圍各磁致伸縮棒的方式設置的線圈；以及對磁致伸縮棒施加偏磁場的永久磁鐵以及背磁軛。并且，若在與磁致伸縮棒的軸向垂直的方向上對連結磁軛給與外力，則一方的磁致伸縮棒以伸長的方式變形，另一方的磁致伸縮棒以收縮的方式變形。此時，通過各磁致伸縮棒的磁力線的密度(磁通密度)、即貫穿各線圈的磁力線的密度發生變化，由此，在各線圈產生電壓。

從提高發電效率的觀點出發，在該發電元件中，優選在一方的磁致伸縮棒上選擇性地產生拉伸應力、在另一方的磁致伸縮棒上選擇性地產生壓縮應力。然而，若對在各磁致伸縮棒上產生的應力進行解析，則如圖10所示，在一個磁致伸縮棒中會產生拉伸應力和壓縮應力這雙方。即、難以在一個磁致伸縮棒上產生一致的應力。

另外，從提高發電效率的觀點出發，構成線圈的線材的匝數較多為宜，但為此需要確保磁致伸縮棒彼此的間隔比較大。然而，若增大磁致伸縮棒彼此的間隔，則存在在一個磁致伸縮棒上產生一致的應力變得更加困難的傾向。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：WO2011/158473

發明內容

發明所要解決的課題

本發明是鑒于上述現有的問題點而提出的方案，其目的在于提供一種在磁致伸縮棒上產生一致的應力、能夠效率良好地進行發電的發電元件。

用于解決課題的方案

這樣的目的通過以下的(1)～(12)的本發明來實現。

(1)一種發電元件，其特征在于，具有：復合棒，其并排設置磁致伸縮棒和加強棒并且通過接合部相互接合上述磁致伸縮棒和上述加強棒而成，上述磁致伸縮棒由磁致伸縮材料構成且使磁力線沿軸向通過，上述加強棒由非磁性材料構成且具有對上述磁致伸縮棒給與適當應力的功能；以及線圈，其配置成上述磁力線沿軸向通過，基于上述磁力線的密度的變化來產生電壓，上述發電元件構成為使上述復合棒的另一端相對于一端在與其軸向大致垂直的方向上相對位移而使上述磁致伸縮棒伸縮，從而使上述磁力線的密度變化。

(2)在上述(1)所述的發電元件中，

在上述接合部，在將上述磁致伸縮棒的橫剖面面積的平均值設為A[mm²]、將上述加強棒的橫剖面面積的平均值設為B[mm²]時，B/A為0.8以上。

(3)在上述(1)或(2)所述的發電元件中，

在上述接合部，上述復合棒的橫剖面面積從上述一端朝向上述另一端減小。

(4)在上述(1)至(3)任一項中所述的發電元件中，

在上述接合部，上述加強棒的橫剖面面積從上述復合棒的上述一端朝向上述另一端減小，而且，上述磁致伸縮棒的橫剖面面積從上述復合棒的上述一端朝向上述另一端大致恒定。

(5)在上述(1)至(4)任一項中所述的記載的發電元件中，

上述線圈以包圍上述復合棒的方式配置于上述復合棒的上述接合部的外周側。

(6)在上述(1)至(5)任一項中所述的發電元件中，

上述線圈具備：以包圍上述復合棒的方式配置于上述復合棒的上述接合部的外周側的線軸；以及卷繞于該線軸的線材。

(7)在上述(6)所述的發電元件中，

在上述復合棒與上述線軸之間，至少在上述復合棒的上述另一端側形成有空隙。

(8)在上述(7)所述的發電元件中，

上述復合棒的上述另一端的位移通過對上述復合棒給與振動來進行，上述空隙的尺寸設定為上述線軸與振動的上述復合棒不干涉。

(9)在上述(1)至(8)任一項中所述的發電元件中，

上述磁致伸縮材料的楊氏模量與上述非磁性材料的楊氏模量大致相等。

(10)在上述(1)至(9)任一項中所述的發電元件中，

上述磁致伸縮材料的楊氏模量以及上述非磁性材料的楊氏模量分別為40～100GPa。

(11)在上述(1)至(10)任一項中所述的發電元件中，

上述磁致伸縮材料以鐵－鎵系合金為主要成分。

(12)在上述(1)至(11)任一項中所述的發電元件中，

上述非磁性材料以鋁、鎂、鋅、銅以及含有鋁、鎂、鋅、銅的合金中的至少一種為主要成分。

發明的效果