发电装置制造方法及图纸

发电装置(1)具有：由磁致伸缩材料构成且并排设置的两个磁致伸缩棒(2、2)；卷绕于各磁致伸缩棒(2)的外周的线圈(3)；以及具有对两个磁致伸缩棒(2、2)施加应力的功能的梁部件(73)，构成为通过使磁致伸缩棒(2)的另一端相对于一端在与其轴向大致垂直的方向上相对地位移来使磁致伸缩棒(2)伸缩，从而使通过磁致伸缩棒(2)的磁力线的密度变化而在线圈(3)产生电压。另外，在发电装置(1)中，梁部件(73)的构成材料的损失系数比构成磁致伸缩棒(2)的磁致伸缩材料的损失系数小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及发电装置。
技术介绍
近年来，研究了利用由磁致伸缩材料构成的磁致伸缩棒的透磁率的变化来发电的发电装置(例如，参照专利文献1)。该发电装置例如具备：并排设置的一对磁致伸缩棒；连结这些磁致伸缩棒的两端部的两个连结磁轭；以包围各磁致伸缩棒的外周侧的方式设置的线圈；并排设置于一对磁致伸缩棒的长条状的背磁轭；以及配设于各连结磁轭与背磁轭之间且对磁致伸缩棒施加偏置磁场的两个永久磁铁。该背磁轭经由永久磁铁相对于连结磁轭固定。由此，形成通过磁致伸缩棒、连结磁轭、永久磁铁以及背磁轭的磁场环。并且，在固定了一方的连结磁轭的状态下，若相对于另一方的连结磁轭向与磁致伸缩棒的轴向垂直的方向施加外力，则一方的磁致伸缩棒以伸长的方式变形，另一方的磁致伸缩棒以收缩的方式变形。伴随该变形，在各磁致伸缩棒积蓄弹性能量。并且，若去除施加另一方的连结磁轭的外力，则积蓄于各磁致伸缩棒的弹性能量变换为运动能量，而使另一方的连结磁轭振动。在该发电装置中，通过在另一方的连结磁轭振动而各磁致伸缩棒变形时、在磁致伸缩棒产生的应力(伸长应力或者收缩应力)，通过各磁致伸缩棒的磁力线的密度(磁通密度)、即穿过各线圈的磁力线的密度发生变化，由此，在各线圈产生电压。在专利文献1所记载的发电装置中，根据提高发电效率的观点，希望积蓄于各磁致伸缩棒的弹性能量高效地变换为用于使连结磁轭振动的运动能量。但是，磁致伸缩棒是伴随其变形的热能损失大、即损失系数大的部件。因此，各磁致伸缩棒伴随变形而将积蓄的弹性能量的一部分作为热能而损失掉。因此，在专利文献1所记载的发电装置中，难以将积蓄于各磁致伸缩棒的弹性能量高效地变换为运动能量，其结果，发电效率差。另外，通过增大构成振动系的发电装置整体的质量，能够使磁致伸缩棒的损失系数相对地下降。该情况下，虽然能够使伴随磁致伸缩棒的变形的热能损失(构造衰减)降低，但由于发电装置整体的质量大，因此导致磁致伸缩棒(振动系)的振动频率降低。由此，导致每单位时间的磁致伸缩棒变形的次数变少，从而不能使线圈产生足够的电压。另外，在增加发电装置整体的质量的情况下，难以实现发电装置的小型化。现有技术文献专利文献专利文献1：WO2011/158473
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术是鉴于上述以往的问题点而提出的方案，其目的在于提供降低所施加的外力的损失，得到进行高效地发电的发电装置。用于解决课题的方案这样的目的通过以下的(1)～(9)的本专利技术来实现。(1)一种发电装置，其特征在于，具有：至少一个磁致伸缩棒，其由磁致伸缩材料构成，且使磁力线沿轴向通过；梁部件，其具有对上述磁致伸缩棒施加应力的功能；以及线圈，其配置成上述磁力线沿轴向通过，且基于其密度的变化而产生电压，构成为通过使上述磁致伸缩棒的另一端相对于一端在与其轴向大致垂直的方向上相对地位移来使上述磁致伸缩棒伸缩，从而使上述磁力线的密度变化而在上述线圈产生电压，上述梁部件的构成材料的损失系数比上述磁致伸缩材料的损失系数小。(2)根据上述(1)所述的发电装置，在将上述梁部件的构成材料的损失系数设为η1、将上述磁致伸缩材料的损失系数设为η2时，η1/η2的值为0.3以下。(3)根据上述(1)或(2)所述的发电装置，上述磁致伸缩棒以及上述梁部件各自短边方向的截面形状大致恒定，在将构成上述梁部件的材料的杨氏模量设为Eh[N/m2]、将上述梁部件的短边方向的截面中的截面二次力矩设为Ih[m4]、将上述磁致伸缩材料的杨氏模量设为Ej[N/m2]、将上述磁致伸缩棒的短边方向的截面中的截面二次力矩设为Ij[m4]时，满足Eh×Ih＞Ej×Ij的关系。(4)根据上述(3)所述的发电装置，在将上述梁部件的短边方向的截面面积设为Ah[m2]、将上述磁致伸缩棒的短边方向的截面面积设为Aj[m2]时，上述磁致伸缩棒以及上述梁部件满足Eh×Ah＞Ej×Aj的关系。(5)根据上述(1)～(4)任一项中所述的发电装置，在侧面观察时，上述磁致伸缩棒与上述梁部件的间隔在上述磁致伸缩棒的上述另一端比上述一端小。(6)根据上述(1)～(5)任一项中所述的发电装置，配置成在侧面观察时，上述磁致伸缩棒和上述梁部件不重叠。(7)根据上述(1)～(6)任一项中所述的发电装置，上述至少一个磁致伸缩棒具有并排设置的两个以上的上述磁致伸缩棒，配置成在俯视时，各上述磁致伸缩棒和上述梁部件不重叠。(8)根据上述(7)所述的发电装置，在俯视时，上述梁部件配置于上述磁致伸缩棒彼此之间。(9)根据上述(7)或(8)任一项中所述的发电装置，上述线圈卷绕于各上述磁致伸缩棒的外周，配置成在俯视时，各上述线圈和上述梁部件不重叠。专利技术的效果根据本专利技术，由于梁部件的构成材料的损失系数比构成磁致伸缩棒的磁致伸缩材料的损失系数小，因此能够使伴随梁部件的变形的热能损失(构造衰减)比伴随磁致伸缩棒的变形的热能损失(构造衰减)充分小。因此，即使伴随磁致伸缩棒的变形的热能损失比较大，伴随梁部件的变形的热能损失也充分小，因此作为发电装置整体，能够使伴随一对梁(磁致伸缩棒以及梁部件)的变形的热能损失充分小。由此，能够提高发电装置的发电效率。附图说明图1是表示本专利技术的发电装置的第一实施方式的立体图。图2是图1所示的发电装置的分解立体图。图3(a)是图1所示的发电装置的侧视图。图3(b)是表示从图3(a)所示的发电装置拆除线圈后的状态的图。图4是图1所示的发电装置的俯视图。图5是图1所示的发电装置的主视图。图6是用于说明将图1所示的发电装置安装于振动体的状态的侧视图。图7是表示关于由以铁-镓系合金为主要成分的磁致伸缩材料构成的磁致伸缩棒以及由非磁性不锈钢构成的棒材，分别在将基端固定于箱体的状态下，相对于前端施加外力使其振动时、各前端的振幅的随时间变化的图表。图8是关于具有基端固定于箱体、前端固定于可动部(质量部)的一对平行的梁(梁部件以及磁致伸缩棒)的构造体，用于说明通过可动部的振动而施加各部件的力、力矩的侧视图。图9是关于具有基端固定于箱体、前端固定于可动部(质量部)的一对平行的梁(梁部件以及磁致伸缩棒)的构造体，用于对向可动部施加了外力时、积蓄于各部件的弹性能量进行说明的侧视图。图10是示意性地表示相对于基端固定于箱体的一个棒材(一个梁)的前端，向下方向施加了外力的状态的侧视图。图11是示意性地表示相对于基端固定于箱体的对置的一对平行的梁(平行梁)的前端，向下方向施加了外力的状态的侧视图。图12是示意性地表示对在前端施加了外力的一对平行梁施加的应力(伸长应力、收缩应力)的图。图13是表示在由以铁-镓系合金主要成分的磁致伸缩材料构成的磁致伸缩棒中，与施加的应力相应的、施加的磁场(H)与磁通密度(B)的关系的图表。图14是表示本专利技术的发电装置的第二实施方式的立体图。具体实施方式以下，基于附图所示的优选的实施方式对本专利技术的发电装置进行说明。＜第一实施方式＞首先，对本专利技术的发电装置的第一实施方式进行说明。图1是表示本专利技术的发电装置的第一实施方式的立体图。图2是图1所示的发电装置的分解立体图。图3(a)是图1所示的发电装置的侧视图。图3(b)是表示图3(a)所示的发电装置拆除线圈后的状态的图。图4是图1所示的发电装置的俯视图。图5是图1所示的发电装置的主视图。图6是用于说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电装置，其特征在于，具有：至少一个磁致伸缩棒，其由磁致伸缩材料构成，且使磁力线沿轴向通过；梁部件，其具有对上述磁致伸缩棒施加应力的功能；以及线圈，其配置成上述磁力线沿轴向通过，且基于其密度的变化而产生电压，构成为通过使上述磁致伸缩棒的另一端相对于一端在与其轴向大致垂直的方向上相对地位移来使上述磁致伸缩棒伸缩，从而使上述磁力线的密度变化而在上述线圈产生电压，上述梁部件的构成材料的损失系数比上述磁致伸缩材料的损失系数小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.21 JP 2014-1053641.一种发电装置，其特征在于，具有：至少一个磁致伸缩棒，其由磁致伸缩材料构成，且使磁力线沿轴向通过；梁部件，其具有对上述磁致伸缩棒施加应力的功能；以及线圈，其配置成上述磁力线沿轴向通过，且基于其密度的变化而产生电压，构成为通过使上述磁致伸缩棒的另一端相对于一端在与其轴向大致垂直的方向上相对地位移来使上述磁致伸缩棒伸缩，从而使上述磁力线的密度变化而在上述线圈产生电压，上述梁部件的构成材料的损失系数比上述磁致伸缩材料的损失系数小。2.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，在将上述梁部件的构成材料的损失系数设为η1、将上述磁致伸缩材料的损失系数设为η2时，η1/η2的值为0.3以下。3.根据权利要求1或2所述的发电装置，其特征在于，上述磁致伸缩棒以及上述梁部件各自短边方向的截面形状大致恒定，在将构成上述梁部件的材料的杨氏模量设为Eh[N/m2]、将上述梁部件的短边方向的截面中的截面二次力矩设为Ih[m4]、将上述磁致伸缩材料的杨氏模量设为Ej[N/m2]、将...

【专利技术属性】
技术研发人员：古河宪一，沼宫内贵之，
申请(专利权)人：三美电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP