ホーム > 特許ランキング > 国立大学法人金沢大学
▶ 国立大学法人金沢大学の特許一覧 ▶ 国立大学法人東北大学の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022169492
(43)【公開日】2022-11-09
(54)【発明の名称】熱振動発電デバイス、発電方法及び熱振動発電システム
(51)【国際特許分類】
H02N 2/18 20060101AFI20221101BHJP
【ＦＩ】
H02N2/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022073699
(22)【出願日】2022-04-27
(31)【優先権主張番号】P 2021074763
(32)【優先日】2021-04-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】504160781
【氏名又は名称】国立大学法人金沢大学
(71)【出願人】
【識別番号】504157024
【氏名又は名称】国立大学法人東北大学
(74)【代理人】
【識別番号】100109210
【弁理士】
【氏名又は名称】新居 広守
(72)【発明者】
【氏名】上野 敏幸
(72)【発明者】
【氏名】貝沼 亮介
(72)【発明者】
【氏名】大森 俊洋
(72)【発明者】
【氏名】許 キョウ
(72)【発明者】
【氏名】宮川 寅矢
【テーマコード（参考）】
5H681
【Ｆターム（参考）】
5H681AA06
5H681BB08
5H681DD30
5H681EE10
(57)【要約】
【課題】高電圧を発生させることができる熱振動発電デバイスなどを提供する。
【解決手段】熱振動発電デバイス１は、熱源２に設けられる熱振動発電デバイス１であって、自由端部Ｆ１及び固定端部Ｆ２を有するフレーム２０、並びに、磁歪素子３２を有し、フレーム２０に設けられる発電部３０を有する発電部材７０と、感温磁性体材料によって構成され、フレーム２０の自由端部Ｆ１に設けられる感温磁性体部材５０と、第１磁石１０と、を備え、熱振動発電デバイス１の状態は、感温磁性体部材５０が熱の授受を行う第１状態と、自由端部Ｆ１が自由振動を行う第２状態と、を含む。
【選択図】図１
【解決手段】熱振動発電デバイス１は、熱源２に設けられる熱振動発電デバイス１であって、自由端部Ｆ１及び固定端部Ｆ２を有するフレーム２０、並びに、磁歪素子３２を有し、フレーム２０に設けられる発電部３０を有する発電部材７０と、感温磁性体材料によって構成され、フレーム２０の自由端部Ｆ１に設けられる感温磁性体部材５０と、第１磁石１０と、を備え、熱振動発電デバイス１の状態は、感温磁性体部材５０が熱の授受を行う第１状態と、自由端部Ｆ１が自由振動を行う第２状態と、を含む。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱源に設けられる熱振動発電デバイスであって、
自由端部及び固定端部を有するフレーム、並びに、磁歪素子を有し前記フレームに設けられる発電部を有する発電部材と、
感温磁性体材料によって構成され、前記フレームの前記自由端部に設けられる感温磁性体部材と、
第１磁石と、を備え、
前記熱振動発電デバイスの状態は、
前記感温磁性体部材が熱の授受を行う第１状態と、
前記自由端部が自由振動を行う第２状態と、を含む
熱振動発電デバイス。
自由端部及び固定端部を有するフレーム、並びに、磁歪素子を有し前記フレームに設けられる発電部を有する発電部材と、
感温磁性体材料によって構成され、前記フレームの前記自由端部に設けられる感温磁性体部材と、
第１磁石と、を備え、
前記熱振動発電デバイスの状態は、
前記感温磁性体部材が熱の授受を行う第１状態と、
前記自由端部が自由振動を行う第２状態と、を含む
熱振動発電デバイス。
【請求項2】
前記第１磁石は、前記熱源に設けられ、
前記第１状態は、前記感温磁性体部材が前記第１磁石と接触することで前記第１磁石と熱の授受を行う状態である
請求項１に記載の熱振動発電デバイス。
前記第１状態は、前記感温磁性体部材が前記第１磁石と接触することで前記第１磁石と熱の授受を行う状態である
請求項１に記載の熱振動発電デバイス。
【請求項3】
前記フレームは、フレーム本体部、及び、前記自由端部が設けられる連結部材を有する
請求項２に記載の熱振動発電デバイス。
請求項２に記載の熱振動発電デバイス。
【請求項4】
前記自由端部に設けられる第２磁石を、さらに備える
請求項３に記載の熱振動発電デバイス。
請求項３に記載の熱振動発電デバイス。
【請求項5】
前記連結部材は、前記熱源側を向く第１面及び前記第１面に背向する第２面を有し、
前記感温磁性体部材は、前記第１面に設けられ、
前記第２磁石は、前記第２面に設けられる
請求項４に記載の熱振動発電デバイス。
前記感温磁性体部材は、前記第１面に設けられ、
前記第２磁石は、前記第２面に設けられる
請求項４に記載の熱振動発電デバイス。
【請求項6】
前記熱源に設けられる磁性部材と、
前記自由端部に設けられ、前記感温磁性体部材と接する１個以上の前記第１磁石と、を備え、
前記第１状態は、前記感温磁性体部材が前記磁性部材と接触することで前記磁性部材と熱の授受を行う状態である
請求項１に記載の熱振動発電デバイス。
前記自由端部に設けられ、前記感温磁性体部材と接する１個以上の前記第１磁石と、を備え、
前記第１状態は、前記感温磁性体部材が前記磁性部材と接触することで前記磁性部材と熱の授受を行う状態である
請求項１に記載の熱振動発電デバイス。
【請求項7】
前記１個以上の第１磁石は、２個の第１磁石を含み、
前記２個の第１磁石のうち一方の第１磁石は、Ｓ極で前記感温磁性体部材と接し、
前記２個の第１磁石のうち他方の第１磁石は、Ｎ極で前記感温磁性体部材と接する
請求項６に記載の熱振動発電デバイス。
前記２個の第１磁石のうち一方の第１磁石は、Ｓ極で前記感温磁性体部材と接し、
前記２個の第１磁石のうち他方の第１磁石は、Ｎ極で前記感温磁性体部材と接する
請求項６に記載の熱振動発電デバイス。
【請求項8】
前記フレームは、フレーム本体部、及び、前記自由端部が設けられる連結部材を有する
請求項６に記載の熱振動発電デバイス。
請求項６に記載の熱振動発電デバイス。
【請求項9】
前記連結部材は、前記熱源側を向く第１面及び前記第１面に背向する第２面を有し
前記感温磁性体部材は、前記第１面に設けられ、
前記１個以上の第１磁石のそれぞれは、前記第１面から前記第２面まで貫通して設けられる
請求項８に記載の熱振動発電デバイス。
前記感温磁性体部材は、前記第１面に設けられ、
前記１個以上の第１磁石のそれぞれは、前記第１面から前記第２面まで貫通して設けられる
請求項８に記載の熱振動発電デバイス。
【請求項10】
前記連結部材は、複数の放熱フィンを含む
請求項３又は８に記載の熱振動発電デバイス。
請求項３又は８に記載の熱振動発電デバイス。
【請求項11】
前記発電部材は、第１発電部材及び第２発電部材を含み、
前記第１発電部材が有する前記フレームは、フレーム本体部、及び、前記自由端部が設けられる連結部材を有し、
前記連結部材は、前記第２発電部材が有する前記フレームの前記自由端部に接続され、
前記感温磁性体部材及び前記１個以上の第１磁石は、前記連結部材の前記自由端部に設けられる
請求項６に記載の熱振動発電デバイス。
前記第１発電部材が有する前記フレームは、フレーム本体部、及び、前記自由端部が設けられる連結部材を有し、
前記連結部材は、前記第２発電部材が有する前記フレームの前記自由端部に接続され、
前記感温磁性体部材及び前記１個以上の第１磁石は、前記連結部材の前記自由端部に設けられる
請求項６に記載の熱振動発電デバイス。
【請求項12】
前記フレームの形状は、Ｕ字形状を有する
請求項１、２又は６に記載の熱振動発電デバイス。
請求項１、２又は６に記載の熱振動発電デバイス。
【請求項13】
断熱部材を、さらに備え、
前記固定端部は、前記断熱部材を介して前記熱源に取り付けられる
請求項１、２又は６に記載の熱振動発電デバイス。
前記固定端部は、前記断熱部材を介して前記熱源に取り付けられる
請求項１、２又は６に記載の熱振動発電デバイス。
【請求項14】
前記熱源の温度ＴＨ（℃）は、前記感温磁性体材料のキュリー温度をＴｃ（℃）とした場合、
Ｔｃ≦ ＴＨ ≦２．０×Ｔｃ
を満たす
請求項１又は２に記載の熱振動発電デバイス。
Ｔｃ≦ ＴＨ ≦２．０×Ｔｃ
を満たす
請求項１又は２に記載の熱振動発電デバイス。
【請求項15】
熱源に設けられる熱振動発電デバイスによる発電方法であって、
前記熱振動発電デバイスは、
自由端部及び固定端部を有するフレームと、
磁歪素子を有し、前記フレームに設けられる発電部と、
感温磁性体材料によって構成され、前記フレームの前記自由端部に設けられる感温磁性体部材と、
第１磁石と、を備え、
前記発電方法は、
前記感温磁性体部材が熱の授受を行うことで前記感温磁性体部材の磁化の増加及び減少の一方の変化が生じる第１磁化変化ステップと、
前記自由端部が自由振動することで前記発電部が発電する発電ステップと、
前記感温磁性体部材の磁化の前記増加及び前記減少の他方の変化が生じる第２磁化変化ステップと、を含む
発電方法。
前記熱振動発電デバイスは、
自由端部及び固定端部を有するフレームと、
磁歪素子を有し、前記フレームに設けられる発電部と、
感温磁性体材料によって構成され、前記フレームの前記自由端部に設けられる感温磁性体部材と、
第１磁石と、を備え、
前記発電方法は、
前記感温磁性体部材が熱の授受を行うことで前記感温磁性体部材の磁化の増加及び減少の一方の変化が生じる第１磁化変化ステップと、
前記自由端部が自由振動することで前記発電部が発電する発電ステップと、
前記感温磁性体部材の磁化の前記増加及び前記減少の他方の変化が生じる第２磁化変化ステップと、を含む
発電方法。
【請求項16】
前記第１磁石は、前記熱源に設けられ、
前記発電方法は、
前記感温磁性体部材が前記第１磁石と接触する第１接触ステップを含み、
前記第１磁化変化ステップは、前記感温磁性体部材が前記第１磁石と熱の授受を行うことで前記感温磁性体部材の磁化の減少が生じる第１磁化減少ステップであり、
前記発電ステップでは、前記感温磁性体部材が前記第１磁石から分離して前記自由端部が自由振動することで前記発電部が発電し、
前記第２磁化変化ステップは、前記感温磁性体部材の磁化の増加が生じる第１磁化増加ステップである
請求項１５に記載の発電方法。
前記発電方法は、
前記感温磁性体部材が前記第１磁石と接触する第１接触ステップを含み、
前記第１磁化変化ステップは、前記感温磁性体部材が前記第１磁石と熱の授受を行うことで前記感温磁性体部材の磁化の減少が生じる第１磁化減少ステップであり、
前記発電ステップでは、前記感温磁性体部材が前記第１磁石から分離して前記自由端部が自由振動することで前記発電部が発電し、
前記第２磁化変化ステップは、前記感温磁性体部材の磁化の増加が生じる第１磁化増加ステップである
請求項１５に記載の発電方法。
【請求項17】
前記熱振動発電デバイスは、
前記熱源に設けられる磁性部材と、
前記自由端部に設けられ、前記感温磁性体部材と接する１個以上の前記第１磁石と、を備え、
前記発電方法は、
前記感温磁性体部材が前記磁性部材と接触する第２接触ステップを含み、
前記第１磁化変化ステップは、前記感温磁性体部材が前記磁性部材と熱の授受を行うことで前記感温磁性体部材の磁化の増加が生じる第２磁化増加ステップであり、
前記発電ステップでは、前記感温磁性体部材が前記磁性部材から分離して前記自由端部が自由振動することで前記発電部が発電し、
前記第２磁化変化ステップは、前記感温磁性体部材の磁化の減少が生じる第２磁化減少ステップである
請求項１５に記載の発電方法。
前記熱源に設けられる磁性部材と、
前記自由端部に設けられ、前記感温磁性体部材と接する１個以上の前記第１磁石と、を備え、
前記発電方法は、
前記感温磁性体部材が前記磁性部材と接触する第２接触ステップを含み、
前記第１磁化変化ステップは、前記感温磁性体部材が前記磁性部材と熱の授受を行うことで前記感温磁性体部材の磁化の増加が生じる第２磁化増加ステップであり、
前記発電ステップでは、前記感温磁性体部材が前記磁性部材から分離して前記自由端部が自由振動することで前記発電部が発電し、
前記第２磁化変化ステップは、前記感温磁性体部材の磁化の減少が生じる第２磁化減少ステップである
請求項１５に記載の発電方法。
【請求項18】
熱源と、
請求項１、２又は６に記載の熱振動発電デバイスと、を備える
熱振動発電システム。
請求項１、２又は６に記載の熱振動発電デバイスと、を備える
熱振動発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱振動発電デバイス、発電方法及び熱振動発電システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、振動を電力に変換する技術の開発が盛んに行われている。その技術の１つとして熱及び振動を利用した熱振動発電デバイスが知られている。このような熱振動発電デバイスは、温度センサ、流量センサ、圧力センサ、電流センサなどの種々のセンサと共に生産機械又は工作機械などの機械装置に取り付けられ、機械装置の異常（例えば高温状態）などを検知するために利用されることがある。
【0003】
例えば、非特許文献１では、カンチレバーと、カンチレバーに設けられたＮｉＭｎＧａフィルム及びピックアップコイルと、ＮｉＭｎＧａフィルムを加温する磁石とを備える熱振動発電デバイスが開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】Ｍａｒｃｅｌ Ｇｕｅｌｔｉｇ， Ｆｒａｎｋ Ｗｅｎｄｌｅｒ， Ｈｉｎｎｅｒｋ Ｏｓｓｍｅｒ， Ｍａｋｏｔｏ Ｏｈｔｓｕｋａ， Ｈｉｒｏｙｕｋｉ Ｍｉｋｉ，Ｔｏｓｈｉｙｕｋｉ Ｔａｋａｇｉ， ａｎｄ Ｍａｎｆｒｅｄ Ｋｏｈｌ，“Ｈｉｇｈ－Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｔｈｅｒｍｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｈｅｕｓｌｅｒ Ａｌｌｏｙ Ｆｉｌｍｓ”Ａｄｖ． Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｔｅｒ． ２０１６， １６０１８７９．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、非特許文献１に開示される熱振動発電デバイスでは、高電圧を発生させることが難しい。
【0006】
本発明は、上述した課題を解決しようとするものであり、高電圧を発生させることができる熱振動発電デバイスなどを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様に係る熱振動発電デバイスは、熱源に設けられる熱振動発電デバイスであって、自由端部及び固定端部を有するフレーム、並びに、磁歪素子を有し前記フレームに設けられる発電部を有する発電部材と、感温磁性体材料によって構成され、前記フレームの前記自由端部に設けられる感温磁性体部材と、第１磁石と、を備え、前記熱振動発電デバイスの状態は、前記感温磁性体部材が熱の授受を行う第１状態と、前記自由端部が自由振動を行う第２状態と、を含む。
【0008】
また、本発明の一態様に係る発電方法は、熱源に設けられる熱振動発電デバイスによる発電方法であって、前記熱振動発電デバイスは、自由端部及び固定端部を有するフレームと、磁歪素子を有し、前記フレームに設けられる発電部と、感温磁性体材料によって構成され、前記フレームの前記自由端部に設けられる感温磁性体部材と、第１磁石と、を備え、前記発電方法は、前記感温磁性体部材が熱の授受を行うことで前記感温磁性体部材の磁化の増加及び減少の一方の変化が生じる第１磁化変化ステップと、前記自由端部が自由振動することで前記発電部が発電する発電ステップと、前記感温磁性体部材の磁化の前記増加及び前記減少の他方の変化が生じる第２磁化変化ステップと、を含む。
【0009】
また、本発明の一態様に係る熱振動発電システムは、熱源と、上記に記載の熱振動発電デバイスと、を備える。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、高電圧を発生させることができる熱振動発電デバイスなどを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【0013】
なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。
【0014】
また、本明細書及び図面において、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、三次元直交座標系の三軸を示している。なお、各図において、ｘ軸方向及びｙ軸方向は互いに直交する方向であり、ｚ軸方向は、ｘ軸及びｙ軸に対し垂直な方向である。
【0015】
（実施の形態）
［熱振動発電システムの構成］
本実施の形態に係る熱振動発電システム１００の構成例について用いて説明する。
［熱振動発電システムの構成］
本実施の形態に係る熱振動発電システム１００の構成例について用いて説明する。
【0016】
図１は、本実施の形態に係る熱振動発電システム１００の側面図である。
【0017】
本実施の形態に係る熱振動発電システム１００は、熱振動発電デバイス１と、熱源２と、を備える発電システムである。本実施の形態においては、熱振動発電システム１００は常温ＴＲの環境下に設置され使用されており、また、熱源２の温度は常温ＴＲより高温である温度ＴＨである。ここでは一例として、常温ＴＲは２０℃、温度ＴＨは８０℃である。熱振動発電システム１００は、温度ＴＨと常温ＴＲとの温度差を利用して、発電するシステムである。
【0018】
熱源２は、一例として、機械装置である。機械装置は、背景技術で記載の通り、生産機械又は工作機械などである。なお、熱源２は、上記に限られず常温ＴＲと温度差のある物体であればよく、例えば、アスファルト舗装された道路などであってもよい。
【0019】
本実施の形態に係る熱振動発電デバイス１は、熱源２に設けられており、温度ＴＨと常温ＴＲとの温度差を利用して発電するデバイスであり、例えば、上記センサなどの電源として利用される。
【0020】
熱振動発電デバイス１は、第１磁石１０と、フレーム２０及び発電部３０を有する発電部材７０と、断熱部材（第１断熱部材４０）と、感温磁性体部材５０と、第２磁石６０とを備える。なお、発電部３０は、コイル３１と、磁歪素子３２と、発電用磁石３３と、を有し、振動により発電する要素である。
【0021】
なお、本実施の形態においては、発電部３０が有する磁歪素子３２の形状が平板形状であり、磁歪素子３２の平面であって熱振動発電デバイス１が振動していない場合の当該平面と平行な面がｘｙ平面とする。
【0022】
第１磁石１０は、本実施の形態においては、熱源２に設けられる磁石であるが、第１磁石１０が設けられる箇所はこれに限られない。より具体的には、第１磁石１０は、高熱伝導部材１１を介して熱源２に取り付けられている。
【0023】
なお、高熱伝導部材１１は、高い熱伝導率を示す材料によって構成されているとよく、例えば、高い熱伝導率を示す鉄、銅、ニッケル又はアルミニウムなどの金属によって構成されているとよいが、これらの材料に限られない。高熱伝導部材１１は熱源２よりもｚ軸正側に、第１磁石１０は高熱伝導部材１１よりもｚ軸正側に設けられている。
【0024】
また、第１磁石１０は、一例として、ネオジムなどによって構成される永久磁石であるが、これに限られない。第１磁石１０が高熱伝導部材１１を介して熱源２に取り付けられているため、熱源２の熱は第１磁石１０に移動する。よって、第１磁石１０の温度は、常温ＴＲよりも熱源２の温度ＴＨと近い温度となり易く、ここでは熱源２と同じく温度ＴＨ（８０℃）である。
【0025】
フレーム２０は、フレーム本体部２１と、連結部材２２とを有する部材である。
【0026】
また、フレーム２０は、自由端部Ｆ１、屈曲部Ｂ及び固定端部Ｆ２を有する。本実施の形態においては、連結部材２２が自由端部Ｆ１を、フレーム本体部２１が屈曲部Ｂ及び固定端部Ｆ２を有する。フレーム２０の形状はＵ字形状を有する部材であり、より具体的には、フレーム本体部２１の形状は、側面視において、Ｕ字形状を有する。
【0027】
また、フレーム本体部２１は、１枚の板形状の部材がＵ字形状を有するように、屈曲されて形成されている。フレーム２０は、屈曲部Ｂを挟んで一方の端部が固定端部Ｆ２、他方の端部が自由端部Ｆ１になるような状態、いわゆる片持ち梁の状態で固定支持される。なお、熱振動発電デバイス１では、フレーム本体部２１が有する固定端部Ｆ２が第１断熱部材４０に固定されて設置されている。
【0028】
自由端部Ｆ１が自由振動する場合には、フレーム２０自体も振動する。このとき、自由端部Ｆ１と固定端部Ｆ２とが開くようにフレーム２０が変形した状態（開状態）、及び、自由端部Ｆ１と固定端部Ｆ２とが閉まるようにフレーム２０が変形した状態（閉状態）が繰り返される。換言すると、自由端部Ｆ１と固定端部Ｆ２とのギャップが大きくなる状態（開状態）、及び、当該ギャップが小さくなる状態（閉状態）が繰り返される。
【0029】
フレーム本体部２１には発電部３０が有する磁歪素子３２及び発電用磁石３３が設けられており、フレーム本体部２１は、これらの構成要素を支持する部材である。フレーム本体部２１を構成する材料は、特に限られないが、例えば、弾性を有する材料で構成されているとよい。また、フレーム本体部２１を構成する材料は、例えば、鉄を含む材料で構成されているとよい。フレーム本体部２１は、例えば、バネ鋼（ベーナイト鋼）、冷間圧延鋼帯（ＳＰＣＣ：Ｓｔｅｅｌ Ｐｌａｔｅ Ｃｏｌｄ Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ）などによって構成される。
【0030】
Ｕ字形状を有するフレーム本体部２１は、図１が示すように、互いに向かい合う第１内側面２１１及び第２内側面２１２と、第１外側面２１３及び第２外側面２１４とを有している。
【0031】
連結部材２２は、フレーム本体部２１の第１外側面２１３に取り付けられている部材である。本実施の形態においては、連結部材２２は、熱源２側を向く第１面２２１及び第１面２２１に背向する第２面２２２を有する板形状の部材である。
【0032】
また、連結部材２２は、板形状に限られず、棒形状など他の形状であってもよい。連結部材２２は、第１面２２１と第１外側面２１３とが接するように、フレーム本体部２１に取り付けられており、例えばネジ（不図示）などにより連結部材２２及びフレーム本体部２１が固定されてもよい。
【0033】
フレーム本体部２１と同じく、連結部材２２を構成する材料は、剛性及び弾性を有する材料で構成されている。つまり、連結部材２２を構成する材料は、例えば、鉄を含む材料で構成されているとよい。連結部材２２は、例えば、バネ鋼、冷間圧延鋼帯などによって構成される。また、連結部材２２は、リン青銅によって構成されてもよい。これにより、フレーム２０が振動する場合に、連結部材２２が撓ることができる。
【0034】
続いて、発電部３０について説明する。
【0035】
発電部３０が有する磁歪素子３２は、フレーム２０が有する第１外側面２１３に取り付けられている部材である。上記の通り、磁歪素子３２の形状は、特に限られないが平板形状であり、磁歪素子３２の大きさは、例えば、４ｍｍ×０．５ｍｍ×１６ｍｍ程度であるがこれに限られない。本実施の形態においては、フレーム２０に取り付けられている磁歪素子３２の平面であって、熱振動発電デバイス１が振動していない場合の当該平面と平行な面がｘｙ平面である。
【0036】
磁歪素子３２は、磁歪材料によって構成されている。磁歪材料は、一例として、鉄ガリウム合金であるが、これに限られず、例えば、鉄アルミ合金であってもよいし、その他の材料であってもよい。
【0037】
磁歪素子３２は、振動によって変形する素子である。本実施の形態においては、磁歪素子３２は、フレーム２０に取り付けられているためフレーム２０が振動すると、磁歪素子３２は変形する。
【0038】
コイル３１は、フレーム本体部２１が有する第１内側面２１１及び第１外側面２１３と磁歪素子３２とに巻かれている。コイル３１は、電磁誘導の法則により磁歪素子３２を通る磁力線の時間的変化に比例して電圧を発生させる。
【0039】
コイル３１の材質は、一例として、銅であるが、特に限定されない。また、コイル３１の巻き数を変更することで、電圧の大きさを調整することができる。
【0040】
発電用磁石３３は、フレーム本体部２１の第２内側面２１２に設けられている。発電用磁石３３は、一例として、永久磁石であるが、これに限られず電磁石であってもよい。発電用磁石３３からの磁力線が磁歪素子３２を通過する。
【0041】
上記のように、フレーム２０において開状態と閉状態とが繰り返されて振動する場合には、フレーム本体部２１に取り付けられる磁歪素子３２には曲げモーメントに対応する引張応力と圧縮応力とが交互に発生し、磁歪素子３２は伸長し又は収縮して変形する。
【0042】
このように、フレーム２０が振動すると、磁歪素子３２の磁力線は逆磁歪効果により増加又は減少し、コイル３１を貫く磁束密度も増加又は減少する。この磁束密度の時間的変化により、コイル３１に誘導電圧（又は誘導電流）が発生する。
【0043】
このように、発電部３０は、フレーム２０の振動により発電することができる。
【0044】
次に、断熱部材について説明する。なお、本実施の形態においては、断熱部材として、第１断熱部材４０が用いられる。
【0045】
第１断熱部材４０は、固定端部Ｆ２と熱源２との間に設けられる部材である。また、第１断熱部材４０は、熱源２に固定されて設置されている。このため、フレーム本体部２１の固定端部Ｆ２は、第１断熱部材４０を介して熱源２に固定されて取り付けられているとも言える。図１が示すように、第１断熱部材４０は熱源２よりもｚ軸正側に、フレーム２０は第１断熱部材４０よりもｚ軸正側に設けられている。
【0046】
本実施の形態に係る第１断熱部材４０の形状は、平板形状であるが、これに限られず、固定端部Ｆ２（より具体的には、フレーム２０）と熱源２とが直接接触しないように、これらの間に挿入される形状であればよい。
【0047】
第１断熱部材４０は、熱源２と熱振動発電デバイス１との間での熱の授受を抑制するための部材である。本実施の形態においては、第１断熱部材４０は、より高温である熱源２から熱振動発電デバイス１（より具体的には、フレーム本体部２１）への、熱の移動を抑制するための部材である。
【0048】
第１断熱部材４０は、断熱材料によって構成されている。第１断熱部材４０は、フレーム本体部２１を構成する材料が有する熱伝導率よりも低い熱伝導率を有し、かつ、フレーム２０（フレーム本体部２１）を支持できる剛性を有する材料によって構成されているとよい。第１断熱部材４０を構成する材料は、例えば、樹脂などを用いることができ、より具体的には、ベークライト（フェノール樹脂）を用いることができるがこれに限られない。
【0049】
さらに、感温磁性体部材５０について説明する。
【0050】
感温磁性体部材５０は、感温磁性体材料によって構成される部材である。ここでは、感温磁性体部材５０の形状は、平板形状であるが、これに限られない。感温磁性体材料とは、磁化が温度に依存する材料である。
【0051】
より具体的には、感温磁性体材料とは、温度に依存して、磁気特性が強磁性又は常磁性に変化する材料である。感温磁性体材料は、一例として、ニッケルマンガンインジウム合金（ＮｉＭｎＩｎ合金）、ニッケルコバルトマンガンインジウム合金（ＮｉＣｏＭｎＩｎ合金）、ニッケルコバルトマンガンアルミニウム合金（ＮｉＣｏＭｎＡｌ合金）、ニッケルマンガンコバルトスズ合金（ＮｉＭｎＣｏＳｎ合金）などであるがこれらに限られない。
【0052】
また、感温磁性体材料は、磁気変態合金、又は、磁気相変態合金などとも呼ばれる材料である。本実施の形態においては、感温磁性体材料は、ＮｉＭｎＩｎ合金である。さらに、ＮｉＭｎＩｎ合金によって構成される感温磁性体部材５０の温度と磁化との関係を図２を用いて説明する。
【0053】
図２は、本実施の形態に係る感温磁性体部材５０を構成するＮｉＭｎＩｎ合金の温度と磁化との関係を示す図である。約－１００℃～約０℃の領域においては、温度が上がると磁化がなだらかに減少する。約０℃～約１０℃の領域においては、温度が上がると磁化が急峻に増加する。なお、この領域においては、ＮｉＭｎＩｎ合金にマルテンサイト変態が起こることで、磁化が急激に変化する。約１０℃～約７０℃の領域においては、温度が上がると磁化が減少する。なお、本実施の形態に係るＮｉＭｎＩｎ合金は約７０℃以上の温度において、常磁性になると見積もられる。ここでは、本実施の形態に係るＮｉＭｎＩｎ合金のキュリー温度Ｔｃを７０℃と定義する。
【0054】
感温磁性体部材５０は、フレーム２０（より具体的には、連結部材２２）の自由端部Ｆ１に設けられる。本実施の形態においては、感温磁性体部材５０は、自由端部Ｆ１において、熱源２側である第１面２２１に、つまりは、連結部材２２よりもｚ軸負側に設けられている。
【0055】
さらに、感温磁性体部材５０と第１磁石１０との位置関係について説明する。
【0056】
図２が示すように、感温磁性体部材５０は温度によって磁化が変化するため、感温磁性体部材５０と第１磁石１０との間に発生する引力の強さが変化する。感温磁性体部材５０と第１磁石１０との間の引力が強い場合に、感温磁性体部材５０と第１磁石１０とが接するように感温磁性体部材５０と第１磁石１０とが配置されるとよい。
【0057】
より具体的には、感温磁性体部材５０の磁化が高い場合に感温磁性体部材５０と第１磁石１０との間に強い引力が発生し、この引力によりフレーム２０（より具体的には、フレーム本体部２１）が変形することで、感温磁性体部材５０と第１磁石１０とが接するように感温磁性体部材５０と第１磁石１０とが配置されるとよい。例えば、図１が示すように、感温磁性体部材５０よりもｚ軸負側に、第１磁石１０が配置されるとよい。なお、感温磁性体部材５０の磁化が低い場合に感温磁性体部材５０と第１磁石１０との間に強い引力が発生しないため、図１が示すように、感温磁性体部材５０と第１磁石１０とは接していない。
【0058】
また、上記に記載された連結部材２２は、連結部材２２の自由端部Ｆ１に取り付けられる感温磁性体部材５０と、第１磁石１０との位置関係を調整する役割を担うとよい。換言すると、連結部材２２は、感温磁性体部材５０と第１磁石１０とのギャップ及び角度を調整する役割を担うとよい。つまり、上記の引力が強い場合に、感温磁性体部材５０と第１磁石１０とが接して配置されるように、連結部材２２の大きさ及び形状が選択されるとよい。このため、本実施の形態においては、連結部材２２は板形状だが、これに限られない。
【0059】
第２磁石６０は、フレーム２０（より具体的には、連結部材２２）の自由端部Ｆ１に設けられる。本実施の形態においては、第２磁石６０は、自由端部Ｆ１において、第２面２２２に設けられている。
【0060】
第２磁石６０は、一例として、ネオジムなどによって構成される永久磁石であるが、これに限られない。第２磁石６０は、第１磁石１０と第２磁石６０との間に引力が発生するように設置されている。
【0061】
【0062】
【0063】
まず、常温ＴＲの環境下で、熱振動発電デバイス１が熱源２に設置される。このとき、図４が示すように、感温磁性体部材５０は、第１磁石１０と接触する（Ｓ１０）。常温ＴＲの環境下では感温磁性体部材５０の温度も常温ＴＲであり、図２が示すように、感温磁性体部材５０の磁化が高い。このため、感温磁性体部材５０と第１磁石１０との間に強い引力が生じ、フレーム本体部２１が変形して、感温磁性体部材５０と第１磁石１０とが接触する。
【0064】
なお、本実施の形態においては、第２磁石６０が設けられているため、第１磁石１０と第２磁石６０との間にも引力が生じている。そのため、フレーム本体部２１が変形し易く、感温磁性体部材５０と第１磁石１０とが接触し易い。このステップＳ１０が第１接触ステップに相当する。
【0065】
また、第１磁石１０は、高熱伝導部材１１を介して、常温ＴＲよりも高温である温度ＴＨを示す熱源２に取り付けられている。そのため、ここでは、第１磁石１０の温度も、温度ＴＨである。
【0066】
ステップＳ１０では、感温磁性体部材５０が第１磁石１０と接触している。そのため、高温である温度ＴＨを示す第１磁石１０から感温磁性体部材５０へ熱の移動が起こり、感温磁性体部材５０の磁化が変化する。つまり、ここでは、感温磁性体部材５０が熱の授受を行うことで感温磁性体部材５０の磁化の増加及び減少の一方の変化が生じる（Ｓ２０）。本実施の形態においては、感温磁性体部材５０が第１磁石１０と熱の授受を行うことで、感温磁性体部材５０の磁化の減少が生じ、つまりは、感温磁性体部材５０の磁化が減少する。図２の矢印Ａ１が示すように、感温磁性体部材５０の温度が常温ＴＲから温度ＴＨに上がることで、感温磁性体部材５０の磁化が減少する。このステップＳ２０が第１磁化変化ステップに相当し、より具体的には、第１磁化減少ステップに相当する。
【0067】
なお、ここで、第１磁石１０が取り付けられている熱源２の温度ＴＨ（℃）は、０．８×Ｔｃ≦ＴＨ（℃）≦２．０×Ｔｃを満たすとよい。また、温度ＴＨ（℃）は、Ｔｃ≦ＴＨ（℃）≦２．０×Ｔｃを満たすとよく、Ｔｃ≦ＴＨ（℃）≦１．２×Ｔｃを満たしてもよい。なお、Ｔｃは、感温磁性体材料（ＮｉＭｎＩｎ合金）のキュリー温度Ｔｃ（℃）を示す。また、熱源２の温度ＴＨの下限値は、Ｔｃに限られず、感温磁性体部材５０の磁化が消失する温度以上であればよい。熱源２の温度ＴＨが上記であることで、ステップＳ２０で、感温磁性体部材５０の温度が上がり易くなる。
【0068】
また、ステップＳ１０及びＳ２０では、熱振動発電デバイス１の状態は、感温磁性体部材５０が熱の授受を行う第１状態となる。より具体的には、ステップＳ１０及びＳ２０では、熱振動発電デバイス１の状態は、感温磁性体部材５０が第１磁石１０と接触することで第１磁石１０と熱の授受を行う第１状態となる。
【0069】
さらに、ステップＳ２０で、感温磁性体部材５０の磁化が十分に減少すると、感温磁性体部材５０と第１磁石１０との間の引力が弱まる。この結果、図５が示すように、自由端部Ｆ１が自由振動することで発電部３０が発電する（Ｓ３０）。より具体的には、図５が示すように、感温磁性体部材５０が第１磁石１０から分離して自由端部Ｆ１が自由振動することで発電部３０が発電する。この場合、自由端部Ｆ１が自由振動する場合にはフレーム２０も振動する。図５には、自由端部Ｆ１が自由振動する方向が矢印Ｄで示されている。フレーム２０が振動することで、上記の通り、逆磁歪効果により、発電部３０が発電する。このステップＳ３０が発電ステップに相当する。
【0070】
このように、ステップＳ３０では、熱振動発電デバイス１の状態は、自由端部Ｆ１が自由振動を行う第２状態となる。また、換言すると、第２状態とは、感温磁性体部材５０が自由振動を行う状態、フレーム２０が振動する状態でもある。
【0071】
ステップＳ３０の後、感温磁性体部材５０は、第１磁石１０と分離している状態で、常温ＴＲの環境下で十分に冷却される。換言すると、感温磁性体部材５０は、ステップＳ２０で熱源２から移動した熱を、放熱する。このため、感温磁性体部材５０の温度は、低下し、常温ＴＲに近づく。図２の矢印Ａ２が示すように、感温磁性体部材５０の温度が下がることで、感温磁性体部材５０の磁化の増加及び減少の他方の変化が生じる（Ｓ４０）。より具体的には、感温磁性体部材５０の温度が下がることで、感温磁性体部材５０の磁化の増加が生じ、つまりは、感温磁性体部材５０の磁化が増加する。このステップＳ４０が第２磁化変化ステップに相当し、より具体的には、第１磁化増加減少ステップに相当する。
【0072】
なお、本実施の形態においては、フレーム２０及び第１断熱部材４０が設けられていることで、ステップＳ４０において、感温磁性体部材５０の温度が下がり易くなる。これについて、以下説明する。
【0073】
本実施の形態においては、上記の通り、フレーム２０（より具体的には、フレーム本体部２１）の形状は、Ｕ字形状を有する。
【0074】
このため、ステップＳ４０においては、自由端部Ｆ１に取り付けられる感温磁性体部材５０と、固定端部Ｆ２が第１断熱部材４０を介して固定される熱源２との間には、ギャップが生じる。従って、熱源２の熱が、熱源２からフレーム２０を介して感温磁性体部材５０へ伝わり難くなり、感温磁性体部材５０の温度が下がり易くなる。
【0075】
本実施の形態においては、第１断熱部材４０が設けられている。
【0076】
このため、熱源２と熱振動発電デバイス１との間での熱の授受が抑制される。本実施の形態においては、より高温である熱源２から熱振動発電デバイス１（より具体的には、フレーム本体部２１）への、熱の移動が抑制される。つまり、熱源２によってフレーム本体部２１が温められ難い。よって、連結部材２２を介してフレーム本体部２１に取り付けられる感温磁性体部材５０に、熱源２の熱が移動し難いため、ステップＳ４０において、感温磁性体部材５０の温度が下がり易くなる。
【0077】
さらに、ステップＳ４０で、感温磁性体部材５０の磁化が増加すると、図６が示すように、感温磁性体部材５０と第１磁石１０との間に強い引力Ｐが生じ、フレーム本体部２１が変形して、感温磁性体部材５０と第１磁石１０とが接触する。つまり、ステップＳ１０が再度行われる。さらに、ステップＳ２０～Ｓ４０が行われる。よって、熱振動発電デバイス１による発電方法の動作例は、繰り返され、発電部３０による発電が継続される。
【0078】
本実施の形態においては、ステップＳ１０～Ｓ４０が１つの発電のサイクルであり、感温磁性体部材５０の温度及び磁化が繰り返し変化することで、発電のサイクルが繰り返される。
【0079】
なお、ステップＳ４０において感温磁性体部材５０の温度が下がり易いほど感温磁性体部材５０の磁化が増加し易いため、発電のサイクルが速くなる。同様に、ステップＳ２０において感温磁性体部材５０の温度が上がり易いほど感温磁性体部材５０の磁化が減少し易いため、発電のサイクルが速くなる。また、ステップＳ４０において常温ＴＲが低いほど感温磁性体部材５０の温度が下がり易く、ステップＳ２０において温度ＴＨが高いほど感温磁性体部材５０の温度が上がり易い。
【0080】
さらに、ステップＳ３０での発電について説明する。
【0081】
【0082】
図７には、発電のサイクルが繰り返されていることが示されている。図７のＳ１０及びＳ３０はそれぞれ、図３のステップＳ１０のタイミング及びステップＳ３０のタイミングに相当する。図７では、発電のサイクルが繰り返されるごとに、発電部３０に発生した誘導電圧が検出されていることが、示されている。
【0083】
なお、図７が示すように、ステップＳ１０でも発電部３０により発電が行われている。これは、感温磁性体部材５０が第１磁石１０と接触したときに、フレーム２０が振動することが原因である。
【0084】
また、図８は、本実施の形態に係る発電部３０による発電の詳細を説明する図である。より具体的には、図８は、図７の「１回目の発電サイクル」におけるＳ３０が行われたタイミングでの発電の詳細を説明する図である。
【0085】
図８では、Ｓ３０が行われたタイミングを０．０５ｓとして、発電部３０による発電が図示されている。図８が示すように、発電部３０に発生した誘導電圧は、およそ－０．６Ｖ～＋０．８Ｖに達し、高電圧が発生したことが示されている。なお、図８では誘導電圧の検出感度が向上されて測定されたため、図８が示す誘導電圧は、図７が示す誘導電圧とは、異なる値を示している。
【0086】
［まとめなど］
本実施の形態においては、熱振動発電デバイス１は、熱源２に設けられる熱振動発電デバイス１である。熱振動発電デバイス１は、自由端部Ｆ１及び固定端部Ｆ２を有するフレーム２０、並びに、磁歪素子３２を有し、フレーム２０に設けられる発電部３０を有する発電部材７０を備える。熱振動発電デバイス１は、感温磁性体材料によって構成され、フレーム２０の自由端部Ｆ１に設けられる感温磁性体部材５０と、第１磁石１０と、を備える。熱振動発電デバイス１の状態は、感温磁性体部材５０が熱の授受を行う第１状態と、自由端部Ｆ１が自由振動を行う第２状態と、を含む。
本実施の形態においては、熱振動発電デバイス１は、熱源２に設けられる熱振動発電デバイス１である。熱振動発電デバイス１は、自由端部Ｆ１及び固定端部Ｆ２を有するフレーム２０、並びに、磁歪素子３２を有し、フレーム２０に設けられる発電部３０を有する発電部材７０を備える。熱振動発電デバイス１は、感温磁性体材料によって構成され、フレーム２０の自由端部Ｆ１に設けられる感温磁性体部材５０と、第１磁石１０と、を備える。熱振動発電デバイス１の状態は、感温磁性体部材５０が熱の授受を行う第１状態と、自由端部Ｆ１が自由振動を行う第２状態と、を含む。
【0087】
これにより、第１状態において、感温磁性体部材５０が、例えば、熱源２に設けられた第１磁石１０と接触した場合には、感温磁性体部材５０の磁化が変化するため、感温磁性体部材５０と第１磁石１０との間の引力Ｐの強さが変化する。本実施の形態においては、感温磁性体部材５０が第１磁石１０と熱の授受を行うことで、感温磁性体部材５０の磁化が減少する。
【0088】
より具体的には、感温磁性体部材５０の温度が上がることで、感温磁性体部材５０の磁化が減少する。そのため、感温磁性体部材５０と第１磁石１０との間の引力Ｐが弱められ、感温磁性体部材５０が第１磁石１０から分離する。この結果、第２状態において感温磁性体部材５０が自由振動を行う、つまりは、フレーム２０の自由端部Ｆ１が自由振動を行うため、フレーム２０が振動する。
【0089】
これにより、フレーム２０に設けられた発電部３０が有する磁歪素子３２が伸長し又は収縮して変形する。よって、磁歪素子３２の磁力線が逆磁歪効果により増加又は減少し、結果として、コイル３１に誘導電圧（又は誘導電流）が発生する。ここでは、図７及び図８が示すように、発電部３０よって高電圧が発生する。つまり、高電圧を発生させることができる熱振動発電デバイス１が実現される。
【0090】
また、例えば第１磁石１０は、熱源に設けられる。第１状態は、感温磁性体部材５０が第１磁石１０と接触することで第１磁石１０と熱の授受を行う状態である。
【0091】
これにより、第１状態においては、感温磁性体部材５０が、第１磁石１０と接触することで、感温磁性体部材５０の磁化が変化するため、感温磁性体部材５０と第１磁石１０との間の引力Ｐの強さが変化する。本実施の形態においては、感温磁性体部材５０が第１磁石１０と熱の授受を行うことで、感温磁性体部材５０の磁化が減少する。
【0092】
より具体的には、感温磁性体部材５０の温度が上がることで、感温磁性体部材５０の磁化が減少する。そのため、感温磁性体部材５０と第１磁石１０との間の引力Ｐが弱められ、感温磁性体部材５０が第１磁石１０から分離する。この結果、第２状態において感温磁性体部材５０が自由振動を行う、つまりは、フレーム２０の自由端部Ｆ１が自由振動を行うため、フレーム２０が振動する。
【0093】
これにより、フレーム２０に設けられた発電部３０が有する磁歪素子３２が伸長し又は収縮して変形する。よって、磁歪素子３２の磁力線が逆磁歪効果により増加又は減少し、結果として、コイル３１に誘導電圧（又は誘導電流）が発生する。ここでは、図７及び図８が示すように、発電部３０よって高電圧が発生する。つまり、高電圧を発生させることができる熱振動発電デバイス１が実現される。
【0094】
また、例えば、フレーム２０の形状は、Ｕ字形状を有する。
【0095】
これにより、感温磁性体部材５０が第１磁石１０と分離している場合（つまりはステップＳ４０に相当する場合）に、自由端部Ｆ１に取り付けられる感温磁性体部材５０と、固定端部Ｆ２が第１断熱部材４０を介して固定される熱源２との間には、ギャップが生じる。従って、熱源２の熱が、熱源２からフレーム２０を介して感温磁性体部材５０へ伝わり難くなる。よって、この場合に熱振動発電システム１００が設置された常温ＴＲの環境下において、感温磁性体部材５０の温度が下がり易くなるため、発電のサイクルが早くなる。従って、例えば、単位時間当たりに高い頻度で、高電圧を発生させることができる。
【0096】
また、例えば、熱振動発電デバイス１は、断熱部材（第１断熱部材４０）を、さらに備え、固定端部Ｆ２は、第１断熱部材４０を介して熱源２に取り付けられる。
【0097】
これにより、熱源２の熱が、熱源２からフレーム２０を介して感温磁性体部材５０へ伝わり難くなる。このため、本実施の形態においては、感温磁性体部材５０が第１磁石１０と分離している場合（つまりはステップＳ４０に相当する場合）に、熱源２と感温磁性体部材５０との間で、熱の授受が行われ難くなる。よって、この場合に熱振動発電システム１００が設置された常温ＴＲの環境下において、感温磁性体部材５０の温度が下がり易くなるため、発電のサイクルが早くなる。従って、例えば、単位時間当たりに高い頻度で、高電圧を発生させることができる。
【0098】
フレーム２０は、フレーム本体部２１、及び、自由端部Ｆ１が設けられる連結部材２２を、有する。
【0099】
剛性及び弾性を有する材料で構成されている連結部材２２が撓ることで、例えばステップＳ３０で、自由端部Ｆ１が自由振動する際に、磁歪素子３２に力が伝わりやすくなる。このため、コイル３１により大きな誘導電圧（又は誘導電流）が発生する。つまり、より高電圧を発生させることができる熱振動発電デバイス１が実現される。
【0100】
また、例えば、熱振動発電デバイス１は、自由端部Ｆ１に設けられる第２磁石６０を、さらに備える。
【0101】
これにより、第１磁石１０と第２磁石６０との間にも引力Ｐが生じている。そのため、フレーム本体部２１が変形し易く、感温磁性体部材５０と第１磁石１０とが接触し易く、発電のサイクルが早くなる。従って、例えば、単位時間当たりに高い頻度で、高電圧を発生させることができる。
【0102】
また、例えば、連結部材２２は、熱源２側を向く第１面２２１及び第１面２２１に背向する第２面２２２を有し、感温磁性体部材５０は、第１面２２１に設けられ、第２磁石６０は、第２面２２２に設けられる。
【0103】
これにより、本実施の形態においては、感温磁性体部材５０が第１磁石１０と接触し易くなる。よって、感温磁性体部材５０の温度が上がり易くなるため、発電のサイクルが早くなる。従って、例えば、単位時間当たりに高い頻度で、高電圧を発生させることができる。
【0104】
また、例えば、熱源２の温度ＴＨ（℃）は、感温磁性体材料のキュリー温度をＴｃ（℃）とした場合、Ｔｃ≦ ＴＨ ≦２．０×Ｔｃを満たす。
【0105】
これにより、本実施の形態においては、感温磁性体部材５０が第１磁石１０と熱の授受を行う場合（つまりはステップＳ２０に相当する場合）に、感温磁性体部材５０の温度が上がり易くなる。このため、発電のサイクルが早くなる。従って、例えば、単位時間当たりに高い頻度で、高電圧を発生させることができる。
【0106】
本実施の形態に係る発電方法は、熱源２に設けられる熱振動発電デバイス１による発電方法である。熱振動発電デバイス１は、自由端部Ｆ１及び固定端部Ｆ２を有するフレーム２０と、磁歪素子３２を有し、フレーム２０に設けられる発電部３０とを備える。熱振動発電デバイス１は、感温磁性体材料によって構成され、フレーム２０の自由端部Ｆ１に設けられる感温磁性体部材５０と、第１磁石１０と、を備える。発電方法は、感温磁性体部材５０が熱の授受を行うことで感温磁性体部材５０の磁化の増加及び減少の一方の変化が生じる第１磁化変化ステップを含む。また、発電方法は、自由端部Ｆ１が自由振動することで発電部３０が発電する発電ステップと、感温磁性体部材５０の磁化の増加又は減少の他方の変化が生じる第２磁化変化ステップと、を含む。
【0107】
これにより、本実施の形態においては、感温磁性体部材５０が例えば、熱源２に設けられた第１磁石１０と接触した場合には、感温磁性体部材５０が第１磁石１０と熱の授受を行うことで、感温磁性体部材５０の磁化の増加及び減少の一方の変化が生じる。本実施の形態においては、感温磁性体部材５０が第１磁石１０と熱の授受を行うことで、感温磁性体部材５０の磁化が減少する。より具体的には、感温磁性体部材５０の温度が上がることで、感温磁性体部材５０の磁化が減少する。そのため、感温磁性体部材５０と第１磁石１０との間の引力Ｐが弱められる。この結果、例えば、感温磁性体部材５０が第１磁石１０から分離した場合には、感温磁性体部材５０が自由振動を行う、つまりは、フレーム２０の自由端部Ｆ１が自由振動を行うため、フレーム２０が振動する。これにより、フレーム２０に設けられた発電部３０が有する磁歪素子３２が伸長し又は収縮して変形する。よって、磁歪素子３２の磁力線が逆磁歪効果により増加又は減少し、結果として、コイル３１に誘導電圧（又は誘導電流）が発生する。さらに、感温磁性体部材５０の磁化の増加及び減少の他方の変化が生じる。本実施の形態においては、感温磁性体部材５０の磁化が増加すると、フレーム本体部２１が変形して、感温磁性体部材５０と第１磁石１０とが接触する。つまり、熱振動発電デバイス１による発電は繰り返され、発電部３０による発電が継続される。
【0108】
また、例えば、第１磁石１０は、熱源２に設けられる。発電方法は、感温磁性体部材５０が第１磁石１０と接触する第１接触ステップを含む。第１磁化変化ステップは、感温磁性体部材５０が第１磁石１０と熱の授受を行うことで感温磁性体部材５０の磁化の減少が生じる第１磁化減少ステップである。発電ステップでは、感温磁性体部材５０が第１磁石１０から分離して自由端部Ｆ１が自由振動することで発電部３０が発電する。第２磁化変化ステップは、感温磁性体部材５０の磁化の増加が生じる第１磁化増加ステップである。
【0109】
これにより、本実施の形態においては、感温磁性体部材５０が第１磁石１０と熱の授受を行うことで、感温磁性体部材５０の磁化が減少する。より具体的には、感温磁性体部材５０の温度が上がることで、感温磁性体部材５０の磁化が減少する。そのため、感温磁性体部材５０と第１磁石１０との間の引力Ｐが弱められ、感温磁性体部材５０が第１磁石１０から分離する。この結果、感温磁性体部材５０が自由振動を行う、つまりは、フレーム２０の自由端部Ｆ１が自由振動を行うため、フレーム２０が振動する。これにより、フレーム２０に設けられた発電部３０が有する磁歪素子３２が伸長し又は収縮して変形する。よって、磁歪素子３２の磁力線が逆磁歪効果により増加又は減少し、結果として、コイル３１に誘導電圧（又は誘導電流）が発生する。さらに、感温磁性体部材５０の磁化が増加すると、フレーム本体部２１が変形して、感温磁性体部材５０と第１磁石１０とが接触する。つまり、熱振動発電デバイス１による発電は繰り返され、発電部３０による発電が継続される。
【0110】
本実施の形態に係る熱振動発電システム１００は、熱源２と、熱振動発電デバイス１と、を備える。
【0111】
つまり、熱振動発電システム１００は、高電圧を発生させることができる熱振動発電デバイス１を備えるため、高電圧を発生させることができる発電システムである。
【0112】
【0113】
図９は、本変形例に係る熱振動発電システム１００ａの側面図である。
【0114】
本変形例に係る熱振動発電システム１００ａは、主に、以下の４点を除いては、実施の形態に係る熱振動発電システム１００と同じ構成を有する。具体的に４点とは、連結部材２２ではなく連結部材２２ａが用いられる点、第２磁石６０が設けられていない点、感温磁性体部材５０にかえて感温磁性体部材５０ａが用いられている点、及び、熱源として高温熱源２ａと低温熱源３ａとが用いられる点である。
【0115】
本変形例に係る熱振動発電システム１００ａは、熱振動発電デバイス１ａと熱源とを備える。熱振動発電デバイス１ａは、第１磁石１０と、フレーム２０ａ及び発電部３０を有する発電部材７０ａと、第１断熱部材４０と、感温磁性体部材５０ａとを備える。
【0116】
フレーム２０ａは、フレーム本体部２１と、連結部材２２ａとを有する部材である。連結部材２２ａは、連結部材２２とは異なり、上記の高い熱伝導率を示す材料と同程度の熱伝導率を有し、かつ、フレーム本体部２１を構成する材料と同程度の剛性及び弾性を有する材料によって構成されていてもよい。なお、連結部材２２ａは、構成する材料以外は、連結部材２２と同じ構成であり、第１面２２１及び第２面２２２を有する板形状の部材である。
【0117】
感温磁性体部材５０ａは、構成する材料以外は、実施の形態に係る感温磁性体部材５０と同じ構成である。感温磁性体部材５０ａは、ＮｉＣｏＭｎＩｎ合金によって構成されている。
【0118】
図１０は、本変形例に係る感温磁性体部材５０ａを構成するＮｉＣｏＭｎＩｎ合金の温度と磁化との関係を示す図である。約－８０℃～約２０℃の領域においては、温度が上がると磁化がなだらかに減少する。約２０℃～約４０℃の領域においては、温度が上がると磁化が急峻に増加する。なお、この領域においては、ＮｉＣｏＭｎＩｎ合金にマルテンサイト変態が起こることで、磁化が急激に変化する。約４０℃～約７０℃の領域においては、温度が上がると磁化が減少する。
【0119】
また、本変形例に係る熱振動発電システム１００ａは、熱源として高温熱源２ａ及び低温熱源３ａを備える。本変形例においては、熱振動発電システム１００ａは常温ＴＲ（２０℃）の環境下に設置され使用されており、また、高温熱源２ａの温度は常温ＴＲより高温である温度ＴＨ１であり、低温熱源３ａの温度は常温ＴＲより低温である温度ＴＨ２である。ここでは一例として、常温ＴＲは２０℃、温度ＴＨ１は４０℃、温度ＴＨ２は０℃である。
【0120】
また、本変形例においては、第１磁石１０は、実施の形態に係る高熱伝導部材１１などを介さずに、低温熱源３ａに取り付けられている。第１磁石１０は、低温熱源３ａによって冷却されるため、第１磁石１０の温度は、常温ＴＲよりも低温熱源３ａの温度ＴＨ２と近い温度となり易く、ここでは低温熱源３ａと同じく温度ＴＨ２（０℃）である。
【0121】
さらに、高温熱源２ａと連結部材２２ａとの位置関係について説明する。
【0122】
実施の形態と同じく、感温磁性体部材５０ａは温度によって磁化が変化し、感温磁性体部材５０ａと第１磁石１０との間に発生する引力の強さが変化する。図９が示すように、感温磁性体部材５０ａと第１磁石１０との間の引力が弱い場合には、つまりは、感温磁性体部材５０ａと第１磁石１０とが接していない場合には、高温熱源２ａと連結部材２２ａとは接触する。このとき、高温熱源２ａの熱が連結部材２２ａを介して感温磁性体部材５０ａに移動することで、感温磁性体部材５０ａの温度が上がる。
【0123】
ここで、図１１は、本変形例に係る高温熱源２ａと連結部材２２ａとの位置関係について説明するための側面図である。図１１が示すように、感温磁性体部材５０ａと第１磁石１０との間の引力が強い場合には、つまりは、感温磁性体部材５０ａと第１磁石１０とが接している場合には、高温熱源２ａと連結部材２２ａとは接触しない。またこのとき、感温磁性体部材５０ａは、低温熱源３ａに取り付けられている第１磁石１０と熱の授受を行う。つまりは、感温磁性体部材５０ａの温度が下がる。
【0124】
［動作例］
次に、熱振動発電デバイス１ａによる発電方法の動作例について説明する。
次に、熱振動発電デバイス１ａによる発電方法の動作例について説明する。
【0125】
まず、常温ＴＲの環境下で、熱振動発電デバイス１ａが設置される。このとき、高温熱源２ａの熱が感温磁性体部材５０ａに移動することで、感温磁性体部材５０ａの温度が上がり、感温磁性体部材５０ａの磁化が増加する。これにより、感温磁性体部材５０ａと第１磁石１０との間の引力が強くなり、感温磁性体部材５０ａは、第１磁石１０と接触する。つまり、第１接触ステップが行われる。
【0126】
また、本変形例においては、第１磁石１０の温度は、常温ＴＲより低い温度ＴＨ２である。そのため、第１磁石１０に接触する感温磁性体部材５０ａの温度が下がる。つまりは、感温磁性体部材５０ａが第１磁石１０と熱の授受を行い、これにより、感温磁性体部材５０ａの磁化が減少する。つまり、第１磁化変化ステップ（第１磁化減少ステップ）が行われる。
【0127】
このように、本変形例においても、熱振動発電デバイス１ａの状態は、感温磁性体部材５０ａが第１磁石１０と接触することで第１磁石１０と熱の授受を行う第１状態となる。
【0128】
続いて、熱の授受により、感温磁性体部材５０ａの磁化が十分に減少すると、感温磁性体部材５０ａと第１磁石１０との間の引力が弱まる。この結果、感温磁性体部材５０ａが第１磁石１０から分離して自由端部Ｆ１が自由振動することで発電部３０が発電する。つまり、発電ステップが行われる。
【0129】
このように、本変形例においても、熱振動発電デバイス１ａの状態は、自由端部Ｆ１が自由振動を行う第２状態となる。
【0130】
さらに、感温磁性体部材５０ａが第１磁石１０と分離している状態、つまりは、高温熱源２ａと連結部材２２ａとが接触している状態となる。このとき、高温熱源２ａの熱が感温磁性体部材５０ａに移動することで、感温磁性体部材５０ａの温度が上がり、感温磁性体部材５０ａの磁化が増加する。つまり、第２磁化変化ステップ（第１磁化増加ステップ）が行われる。
【0131】
さらに、感温磁性体部材５０ａの磁化が増加すると、感温磁性体部材５０ａと第１磁石１０との間の引力が強くなり、感温磁性体部材５０ａは、第１磁石１０と接触する。つまり、第１接触ステップが行われる。
【0132】
このように、本変形例に係る熱振動発電デバイス１ａにおいても、発電のサイクルが繰り返される。
【0133】
ここまで示したように、第１状態においては、感温磁性体部材５０ａが第１磁石１０と接触することで、感温磁性体部材５０ａの磁化が変化するため、感温磁性体部材５０ａと第１磁石１０との間の引力の強さが変化する。本変形例においては、感温磁性体部材５０ａが第１磁石１０と熱の授受を行うことで、感温磁性体部材５０ａの磁化が減少する。より具体的には、感温磁性体部材５０ａの温度が下がることで、感温磁性体部材５０ａの磁化が減少する。そのため、感温磁性体部材５０ａと第１磁石１０との間の引力が弱められ、感温磁性体部材５０ａが第１磁石１０から分離する。
【0134】
この結果、第２状態において感温磁性体部材５０ａが自由振動を行う、つまりは、フレーム２０ａの自由端部Ｆ１が自由振動を行うため、フレーム２０ａが振動する。これにより、コイル３１に誘導電圧（又は誘導電流）が発生する。この結果、実施の形態と同じく、高電圧を発生させることができる熱振動発電デバイス１ａが実現される。
【0135】
また、実施の形態とは異なり、本変形例で示したように感温磁性体材料のマルテンサイト変態する温度領域を利用して、発電部３０による発電が行われてもよい。
【0136】
また、上記実施の形態では、常温ＴＲよりも高温である温度ＴＨを示す熱源２が用いられたがこれに限られない。本変形例が示すように、常温ＴＲよりも低温である温度ＴＨ２を示す低温熱源３ａが用いられた熱振動発電デバイス１ａにおいても、高電圧を発生させることができる。
【0137】
（変形例２）
上記実施の形態及び変形例１では、フレーム２０及び２０ａの形状は、Ｕ字形状であったがこれに限られない。本変形例では、フレームの形状が、上記実施の形態及び変形例１とは異なる。
上記実施の形態及び変形例１では、フレーム２０及び２０ａの形状は、Ｕ字形状であったがこれに限られない。本変形例では、フレームの形状が、上記実施の形態及び変形例１とは異なる。
【0138】
［熱振動発電システムの構成］
以下、実施の形態の変形例２に係る熱振動発電システム１００ｂの構成例について図１２を用いて説明する。
以下、実施の形態の変形例２に係る熱振動発電システム１００ｂの構成例について図１２を用いて説明する。
【0139】
図１２は、本変形例に係る熱振動発電システム１００ｂの側面図である。
【0140】
本変形例に係る熱振動発電システム１００ｂは、主に、以下の１点を除いては、実施の形態に係る熱振動発電システム１００と同じ構成を有する。具体的に１点とは、フレーム２０ｂの形状が異なる点である。
【0141】
本変形例に係る熱振動発電システム１００ｂは、熱振動発電デバイス１ｂと熱源２とを備える。
【0142】
熱振動発電デバイス１ｂは、第１磁石１０と、フレーム２０ｂ及び発電部３０を有する発電部材７０ｂと、感温磁性体部材５０と、第２磁石６０とを備える。なお、熱振動発電デバイス１ｂは、第１断熱部材４０を備えない。
【0143】
フレーム２０ｂは、実施の形態に係るフレーム本体部２１に相当する部材である。
【0144】
フレーム２０ｂは、板形状の部材であり、図１２が示すように、２つ以上の屈曲部Ｂ１及びＢ２が設けられている。また、フレーム２０ｂは、１枚の板形状の部材が屈曲部Ｂ１及びＢ２が設けられるように、折り曲げられて形成されている。なお、フレーム２０ｂには屈曲部Ｂ１及びＢ２が設けられていなくてもよく、この場合、フレーム２０ｂは平板形状の部材であってもよい。
【0145】
フレーム２０ｂは、一方の端部が固定端部Ｆ２ｂ、他方の端部が自由端部Ｆ１ｂになるような状態、いわゆる片持ち梁の状態で固定支持される。なお、熱振動発電デバイス１ｂでは、フレーム２０ｂが有する固定端部Ｆ２ｂが支持固定台２００に固定されて設置されている。
【0146】
自由端部Ｆ１ｂが自由振動する場合には、フレーム２０ｂ自体も振動する。また、自由端部Ｆ１ｂに取り付けられる感温磁性体部材５０と第１磁石１０との間に強い引力が生じた場合には、フレーム２０ｂが変形して、感温磁性体部材５０と第１磁石１０とが接触する。
【0147】
フレーム２０ｂを構成する材料は、特に限られないが、例えば、弾性を有する材料で構成されているとよい。また、フレーム２０ｂを構成する材料は、例えば、鉄を含む材料で構成されているとよい。フレーム２０ｂは、例えば、バネ鋼、冷間圧延鋼帯などによって構成される。
【0148】
フレーム２０ｂには発電部３０が有する磁歪素子３２が設けられている。なお、本変形例においては、発電部３０が有する発電用磁石３３は、磁歪素子３２に取り付けられている。
【0149】
本変形例においては、第１磁石１０は、実施の形態に係る高熱伝導部材１１などを介さずに、熱源２に取り付けられている。このため、熱源２の熱は第１磁石１０に移動する。よって、第１磁石１０の温度は、常温ＴＲ（２０℃）よりも熱源２の温度ＴＨと近い温度となり易く、ここでは熱源２と同じく温度ＴＨ（８０℃）である。
【0150】
［動作例］
次に、熱振動発電デバイス１ｂによる発電方法の動作例について説明する。なお、本動作例は、熱振動発電デバイス１による発電方法の動作例と類似しているため、簡単に説明する。
次に、熱振動発電デバイス１ｂによる発電方法の動作例について説明する。なお、本動作例は、熱振動発電デバイス１による発電方法の動作例と類似しているため、簡単に説明する。
【0151】
まず、常温ＴＲの環境下で、熱振動発電デバイス１ｂが設置される。常温ＴＲの環境下では感温磁性体部材５０の温度も常温ＴＲであり、上記の図２が示すように、感温磁性体部材５０の磁化が高い。このため、感温磁性体部材５０と第１磁石１０との間に強い引力が生じ、フレーム２０ｂが変形して、感温磁性体部材５０と第１磁石１０とが接触する。つまり、第１接触ステップが行われる。
【0152】
また、本変形例においては、感温磁性体部材５０が接触する第１磁石１０の温度は、常温ＴＲより高い温度ＴＨである。そのため、高温である温度ＴＨを示す第１磁石１０から感温磁性体部材５０へ熱の移動が起こり、感温磁性体部材５０の温度が上がる。このように、感温磁性体部材５０が第１磁石１０と熱の授受を行うことで感温磁性体部材５０の磁化が減少する。つまり、第１磁化変化ステップ（第１磁化減少ステップ）が行われる。
【0153】
続いて、熱の授受により、感温磁性体部材５０の磁化が十分に減少すると、感温磁性体部材５０と第１磁石１０との間の引力が弱まる。この結果、感温磁性体部材５０が第１磁石１０から分離して自由端部Ｆ１ｂが自由振動することで発電部３０が発電する。つまり、発電ステップが行われる。
【0154】
さらに、感温磁性体部材５０は、第１磁石１０と分離している状態で、常温ＴＲの環境下で十分に冷却される。このため、感温磁性体部材５０の温度は、低下し、常温ＴＲに近づく。これにより、感温磁性体部材５０の磁化が増加する。つまり、第２磁化変化ステップ（第１磁化増加ステップ）が行われる。
【0155】
このように、本変形例に係る熱振動発電デバイス１ｂにおいても、発電のサイクルが繰り返される。
【0156】
（変形例３）
上記実施の形態及び変形例２では、第２磁石６０が設けられていたがこれに限られない。本変形例では、熱振動発電デバイス１ｃは、第２磁石６０を有さない。
上記実施の形態及び変形例２では、第２磁石６０が設けられていたがこれに限られない。本変形例では、熱振動発電デバイス１ｃは、第２磁石６０を有さない。
【0157】
以下、実施の形態の変形例３に係る熱振動発電システム１００ｃの構成例について図１３を用いて説明する。
【0158】
図１３は、本変形例に係る熱振動発電システム１００ｃの側面図である。
【0159】
本変形例に係る熱振動発電システム１００ｃは、主に、以下の１点を除いては、変形例２に係る熱振動発電システム１００ｂと同じ構成を有する。具体的に１点とは、熱振動発電デバイス１ｃが第２磁石６０を有さない点である。
【0160】
本変形例に係る熱振動発電システム１００ｃは、熱振動発電デバイス１ｃと熱源２とを備える。
【0161】
なお、熱振動発電デバイス１ｃは、第２磁石６０を有さない点を除いては、熱振動発電デバイス１ｂと同じ構成である。このように、第２磁石６０を有していない熱振動発電デバイス１ｃにおいても、発電のサイクルが繰り返される。
【0162】
（変形例４）
変形例２及び３では、常温ＴＲよりも高温である温度ＴＨを示す熱源２が用いられていたが、これに限られない。本変形例では、低温熱源が用いられる点が変形例２及び３とは異なる。
変形例２及び３では、常温ＴＲよりも高温である温度ＴＨを示す熱源２が用いられていたが、これに限られない。本変形例では、低温熱源が用いられる点が変形例２及び３とは異なる。
【0163】
［熱振動発電システムの構成］
以下、実施の形態の変形例４に係る熱振動発電システム１００ｄの構成例について図１４を用いて説明する。
以下、実施の形態の変形例４に係る熱振動発電システム１００ｄの構成例について図１４を用いて説明する。
【0164】
図１４は、本変形例に係る熱振動発電システム１００ｄの側面図である。
【0165】
本変形例に係る熱振動発電システム１００ｄは、主に、以下の１点を除いては、変形例３に係る熱振動発電システム１００ｃと同じ構成を有する。具体的に１点とは、低温熱源３ｄが用いられる点である。
【0166】
本変形例に係る熱振動発電システム１００ｄは、熱振動発電デバイス１ｃと低温熱源３ｄとを備える。
【0167】
また、低温熱源３ｄの温度は常温ＴＲより低温である温度ＴＨ３である。ここでは一例として、常温ＴＲは２０℃、温度ＴＨ３は－３０℃である。
【0168】
また、本変形例においては、第１磁石１０は、実施の形態に係る高熱伝導部材１１などを介さずに、低温熱源３ｄに取り付けられている。第１磁石１０は、低温熱源３ｄによって冷却されるため、第１磁石１０の温度は、常温ＴＲよりも低温熱源３ｄの温度ＴＨ３と近い温度となり易く、ここでは低温熱源３ｄと同じく温度ＴＨ３（－３０℃）である。
【0169】
［動作例］
次に、本変形例に係る熱振動発電デバイス１ｃによる発電方法の動作例について説明する。なお、本動作例は、熱振動発電デバイス１ａによる発電方法の動作例と類似しているため、簡単に説明する。
次に、本変形例に係る熱振動発電デバイス１ｃによる発電方法の動作例について説明する。なお、本動作例は、熱振動発電デバイス１ａによる発電方法の動作例と類似しているため、簡単に説明する。
【0170】
まず、常温ＴＲの環境下で、熱振動発電デバイス１ｃが設置される。常温ＴＲの環境下では感温磁性体部材５０の温度も常温ＴＲであり、上記の図２が示すように、感温磁性体部材５０の磁化が高い。このため、感温磁性体部材５０と第１磁石１０との間に強い引力が生じ、フレーム２０ｂが変形して、感温磁性体部材５０と第１磁石１０とが接触する。つまり、第１接触ステップが行われる。
【0171】
また、本変形例においては、第１磁石１０の温度は、常温ＴＲより低い温度ＴＨ３である。よって、第１磁石１０に接触する感温磁性体部材５０の温度が下がることで、つまりは、感温磁性体部材５０が第１磁石１０と熱の授受を行うことで感温磁性体部材５０の磁化が減少する。つまり、第１磁化変化ステップ（第１磁化減少ステップ）が行われる。
【0172】
続いて、熱の授受により、感温磁性体部材５０の磁化が十分に減少すると、感温磁性体部材５０と第１磁石１０との間の引力が弱まる。この結果、感温磁性体部材５０が第１磁石１０から分離して自由端部Ｆ１ｂが自由振動することで発電部３０が発電する。つまり、発電ステップが行われる。
【0173】
さらに、感温磁性体部材５０は、第１磁石１０と分離している状態で、常温ＴＲの環境下で十分に加温される。このため、感温磁性体部材５０の温度が上がり、常温ＴＲに近づく。これにより、感温磁性体部材５０の磁化が増加する。つまり、第２磁化変化ステップ（第１磁化増加ステップ）が行われる。
【0174】
このように、本変形例に係る熱振動発電デバイス１ｃにおいても、発電のサイクルが繰り返される。
【0175】
【0176】
図１５は、本変形例に係る熱振動発電システム１００ｆの側面図である。
【0177】
本変形例に係る熱振動発電システム１００ｆは、主に、以下の４点を除いては、実施の形態に係る熱振動発電システム１００と同じ構成を有する。
【0178】
具体的に４点とは、連結部材２２ではなく連結部材２２ａが用いられる点、第２磁石６０が設けられていない点、感温磁性体部材５０にかえて感温磁性体部材５０ｆが用いられる点を構成する材料が異なる点、及び、熱源として高温熱源２ｆと低温熱源３ｆとが用いられる点である。
【0179】
本変形例に係る熱振動発電システム１００ｆは、熱振動発電デバイス１ｆと熱源とを備える。熱振動発電デバイス１ｆは、第１磁石１０と、フレーム２０ａ及び発電部３０を有する発電部材７０ａと、第１断熱部材４０と、感温磁性体部材５０ｆとを備える。本変形例においては、熱源として高温熱源２ｆと低温熱源３ｆとが用いられており、熱振動発電デバイス１ｆは、高温熱源２ｆに設けられている。
【0180】
フレーム２０ａは、変形例１にて説明された部材である。本変形例においては、フレーム２０ａが有する連結部材２２ａは、高温熱源２ｆ側を向く第１面２２１及び第１面２２１に背向する第２面２２２を有する板形状の部材である。連結部材２２ａよりもｚ軸正側に、第２面２２２に接するように感温磁性体部材５０ｆが設けられている。
【0181】
感温磁性体部材５０ｆは、構成する材料以外は、実施の形態に係る感温磁性体部材５０と同じ構成である。感温磁性体部材５０ｆは、ニッケルマンガンコバルトスズ合金（ＮｉＭｎＣｏＳｎ合金）によって構成されている。より具体的には、感温磁性体部材５０ｆは、Ｎｉ５０－ｘＣｏｘＭｎ５０－ｙＳｎｙ（７＜ｘ＜９かつ１０＜ｙ＜１１、原子比）を満たす合金であるとよい。
【0182】
図１６は、本変形例に係る感温磁性体部材５０ｆを構成するＮｉＭｎＣｏＳｎ合金の温度と磁化との関係を示す図である。約０℃～約３０℃の領域においては、温度が上がると磁化がなだらかに増加する。約３０℃～約５０℃の領域においては、温度が上がると磁化が急峻に増加する。なお、この領域においては、ＮｉＭｎＣｏＳｎ合金にマルテンサイト変態が起こることで、磁化が急激に変化する。約５０℃～約７０℃の領域においては、温度が上がると磁化が減少する。
【0183】
また、このＮｉＭｎＣｏＳｎ合金は、切断加工などが可能である。ＮｉＭｎＣｏＳｎ合金は、マルテンサイト変態が起こる温度が容易に制御され、つまりは、変態温度が自由に設定される。また、ＮｉＭｎＣｏＳｎ合金は、温度による磁化変化が大きい。
【0184】
また、本変形例に係る熱振動発電システム１００ｆは、熱源として高温熱源２ｆ及び低温熱源３ｆを備える。本変形例においては、熱振動発電システム１００ｆは常温ＴＲ（２０℃）の環境下に設置され使用されており、また、高温熱源２ｆの温度は常温ＴＲより高温である温度ＴＨ１であり、低温熱源３ｆの温度は常温ＴＲより低温である温度ＴＨ２である。
【0185】
ここでは一例として、常温ＴＲは２０℃、温度ＴＨ１は６０℃、温度ＴＨ２は１０℃であるが、これに限られない。別の例としては、常温ＴＲと温度ＴＨ２とは同じ温度であってもよく一例として２０℃であり、温度ＴＨ１は６０℃であってもよい。この別の例の場合には、低温熱源３ｆを冷却する必要がなくなる。
【0186】
また、本変形例においては、第１磁石１０は、実施の形態に係る高熱伝導部材１１などを介さずに、低温熱源３ｆに取り付けられている。第１磁石１０は、低温熱源３ｆによって冷却されるため、第１磁石１０の温度は、常温ＴＲよりも低温熱源３ｆの温度ＴＨ２と近い温度となり易く、ここでは低温熱源３ｆと同じく温度ＴＨ２（１０℃）である。
【0187】
また、本変形例においては、高熱伝導部材１１のかわりに高熱伝導部材１１ｆが用いられている。高熱伝導部材１１ｆは、形状以外は、実施の形態に係る高熱伝導部材１１と同じ構成である。高熱伝導部材１１ｆは、高温熱源２ｆに接して設けられ、かつ、連結部材２２ａよりもｚ軸負側に設けられている。高熱伝導部材１１ｆが高温熱源２ｆに接して設けられているため、高温熱源２ｆの熱は高熱伝導部材１１ｆに移動する。よって、高熱伝導部材１１ｆの温度は、常温ＴＲよりも高温熱源２ｆの温度ＴＨ１と近い温度となり易く、ここでは高温熱源２ｆと同じく温度ＴＨ１である。また、高熱伝導部材１１ｆは、図１５が示すように熱振動発電デバイス１ｆの状態によっては、連結部材２２ａの第１面２２１に接することがある。
【0188】
さらに、低温熱源３ｆと連結部材２２ａとの位置関係について説明する。
【0189】
第１磁石１０及び低温熱源３ｆは、第２面２２２側に設けられている。つまり、第１磁石１０及び低温熱源３ｆは、連結部材２２ａよりもｚ軸正側に設けられている。図１５においては、第１磁石１０と感温磁性体部材５０ｆとは接していないが、熱振動発電デバイス１ｆの状態によっては、第１磁石１０と感温磁性体部材５０ｆとは接する場合がある。例えば、自由端部Ｆ１と固定端部Ｆ２とが開くようにフレーム２０ａが変形した状態（開状態）においては、第１磁石１０と感温磁性体部材５０ｆとは接する。
【0190】
実施の形態と同じく、感温磁性体部材５０ｆは温度によって磁化が変化し、感温磁性体部材５０ｆと第１磁石１０との間に発生する引力の強さが変化する。図１５が示すように、感温磁性体部材５０ｆと第１磁石１０との間の引力が弱い場合には、つまりは、感温磁性体部材５０ｆと第１磁石１０とが接していない場合には、高温熱源２ｆに接する高熱伝導部材１１ｆと連結部材２２ａとは接触する。このとき、高温熱源２ｆの熱が連結部材２２ａを介して感温磁性体部材５０ｆに移動することで、感温磁性体部材５０ｆの温度が上がる。
【0191】
ここで、図１７は、本変形例に係る低温熱源３ｆと連結部材２２ａとの位置関係について説明するための側面図である。図１７が示すように、感温磁性体部材５０ｆと第１磁石１０との間の引力が強い場合には、つまりは、感温磁性体部材５０ｆと第１磁石１０とが接している場合には、高熱伝導部材１１ｆと連結部材２２ａとは接触しない。またこのとき、感温磁性体部材５０ｆは、低温熱源３ｆに取り付けられている第１磁石１０と熱の授受を行う。つまりは、感温磁性体部材５０ｆの温度が下がる。
【0192】
［動作例］
次に、熱振動発電デバイス１ｆによる発電方法の動作例について説明する。
次に、熱振動発電デバイス１ｆによる発電方法の動作例について説明する。
【0193】
まず、常温ＴＲの環境下で、熱振動発電デバイス１ｆが設置される。図１６が示すように、感温磁性体部材５０ｆの磁化は低いため、感温磁性体部材５０ｆと第１磁石１０との間の引力が弱く、高温熱源２ｆに接する高熱伝導部材１１ｆと連結部材２２ａとは接触する。このとき、高温熱源２ｆの熱が感温磁性体部材５０ｆに移動することで、感温磁性体部材５０ｆの温度が上がり、感温磁性体部材５０ｆの磁化が増加する。これにより、感温磁性体部材５０ｆと第１磁石１０との間の引力が強くなり、感温磁性体部材５０ｆは、第１磁石１０と接触する。つまり、第１接触ステップが行われる。
【0194】
また、本変形例においては、第１磁石１０の温度は、常温ＴＲより低い温度ＴＨ２である。そのため、第１磁石１０に接触する感温磁性体部材５０ｆの温度が下がる。つまりは、感温磁性体部材５０ｆが第１磁石１０と熱の授受を行い、これにより、感温磁性体部材５０ｆの磁化が減少する。つまり、第１磁化変化ステップ（第１磁化減少ステップ）が行われる。
【0195】
このように、本変形例においても、熱振動発電デバイス１ｆの状態は、感温磁性体部材５０ｆが第１磁石１０と接触することで第１磁石１０と熱の授受を行う第１状態となる。
【0196】
続いて、熱の授受により、感温磁性体部材５０ｆの磁化が十分に減少すると、感温磁性体部材５０ｆと第１磁石１０との間の引力が弱まる。この結果、感温磁性体部材５０ｆが第１磁石１０から分離して自由端部Ｆ１が自由振動することで発電部３０が発電する。つまり、発電ステップが行われる。
【0197】
このように、本変形例においても、熱振動発電デバイス１ｆの状態は、自由端部Ｆ１が自由振動を行う第２状態となる。
【0198】
さらに、感温磁性体部材５０ｆが第１磁石１０と分離している状態、つまりは、高熱伝導部材１１ｆと連結部材２２ａとが接触している状態となる。このとき、高温熱源２ｆの熱が感温磁性体部材５０ｆに移動することで、感温磁性体部材５０ｆの温度が上がり、感温磁性体部材５０ｆの磁化が増加する。つまり、第２磁化変化ステップ（第１磁化増加ステップ）が行われる。
【0199】
さらに、感温磁性体部材５０ｆの磁化が増加すると、感温磁性体部材５０ｆと第１磁石１０との間の引力が強くなり、感温磁性体部材５０ｆは、第１磁石１０と接触する。つまり、第１接触ステップが行われる。
【0200】
このように、本変形例に係る熱振動発電デバイス１ｆにおいても、発電のサイクルが繰り返される。
【0201】
ここまで示したように、第１状態においては、感温磁性体部材５０ｆが第１磁石１０と接触することで、感温磁性体部材５０ｆの磁化が変化するため、感温磁性体部材５０ｆと第１磁石１０との間の引力の強さが変化する。本変形例においては、感温磁性体部材５０ｆが第１磁石１０と熱の授受を行うことで、感温磁性体部材５０ｆの磁化が減少する。より具体的には、感温磁性体部材５０ｆの温度が下がることで、感温磁性体部材５０ｆの磁化が減少する。そのため、感温磁性体部材５０ｆと第１磁石１０との間の引力が弱められ、感温磁性体部材５０ｆが第１磁石１０から分離する。
【0202】
この結果、第２状態において感温磁性体部材５０ｆが自由振動を行う、つまりは、フレーム２０ａの自由端部Ｆ１が自由振動を行うため、フレーム２０ａが振動する。これにより、コイル３１に誘導電圧（又は誘導電流）が発生する。この結果、実施の形態と同じく、高電圧を発生させることができる熱振動発電デバイス１ｆが実現される。
【0203】
なお、本変形例においては、低温熱源３ｆは、例えば金属などで構成される放熱部材であってもよく、この場合の低温熱源３ｆの温度は常温ＴＲと同じ温度である。
【0204】
【0205】
図１８は、本変形例に係る熱振動発電システム１００ｇの側面図である。図１９は、本変形例に係る熱振動発電システム１００ｇにおける２個の第１磁石１０を説明する正面図である。なお、正面図とは、ｘ軸正方向から熱振動発電システム１００ｇを見た図である。
【0206】
本変形例に係る熱振動発電システム１００ｇは、主に、以下の４点を除いては、実施の形態に係る熱振動発電システム１００と同じ構成を有する。具体的に４点とは、第２磁石６０が設けられていない点、感温磁性体部材５０にかえて感温磁性体部材５０ｆが用いられている点、高熱伝導部材１１にかえて磁性部材１２ｇが設けられている点、及び、２個の第１磁石１０のそれぞれが自由端部Ｆ１に設けられている点である。
【0207】
本変形例に係る熱振動発電システム１００ｇは、熱振動発電デバイス１ｇと、熱源２とを備える。熱振動発電デバイス１ｆは、２個の第１磁石１０と、フレーム２０及び発電部３０を有する発電部材７０と、第１断熱部材４０と、感温磁性体部材５０ｆと、磁性部材１２ｇとを備える。本変形例においては、熱振動発電デバイス１ｇは、熱源２に設けられている。
【0208】
本変形例に係る熱振動発電システム１００ｇは、熱源として熱源２を備える。本変形例においては、熱振動発電システム１００ｇは常温ＴＲ（２５℃）の環境下に設置され使用されており、また、熱源２の温度は常温ＴＲより高温である温度ＴＨである。一例として、本変形例においては、常温ＴＲは２５℃、温度ＴＨは５５℃である。
【0209】
感温磁性体部材５０ｆは、変形例５で説明された部材であり、本変形例においては、連結部材２２の第１面２２１に設けられており、つまり、連結部材２２よりもｚ軸負側に設けられている。
【0210】
【0211】
２個の第１磁石１０は、連結部材２２の自由端部Ｆ１に設けられ、感温磁性体部材５０ｆと接する。２個の第１磁石１０のそれぞれは、第１面２２１から第２面２２２まで貫通して設けられており、このため、２個の第１磁石１０は、感温磁性体部材５０ｆと接する。図１８及び図１９が示すように、２個の第１磁石１０は、第２面２２２よりもｚ軸正側に突出している。また、本変形例においては、２個の第１磁石１０は、熱源２及び熱源２に接して設けられる磁性部材１２ｇのそれぞれと、直接接触することはない。
【0212】
さらに、２個の第１磁石１０のうち一方の第１磁石１０（ここでは、ｙ軸負側の第１磁石１０）はＳ極で感温磁性体部材５０ｆと接する。また、２個の第１磁石１０のうち他方の第１磁石１０（ここでは、ｙ軸正側の第１磁石１０）はＮ極で感温磁性体部材５０ｆと接する。
【0213】
なお、熱振動発電デバイス１ｇは、１個以上の第１磁石１０を有していればよく、本変形例が示すように、１個以上の第１磁石１０は、２個の第１磁石１０を含むとよい。
【0214】
また、本変形例においては、高熱伝導部材１１のかわりに磁性部材１２ｇが用いられている。磁性部材１２ｇは、磁性体材料によって構成されており、より具体的には、強磁性体材料によって構成されている。磁性部材１２ｇは、例えば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏなどの金属材料を含むとよい。また、磁性部材１２ｇは、これらの金属材料を含むため、熱伝導性も高い。
【0215】
磁性部材１２ｇは、熱源２に接して設けられ、かつ、連結部材２２よりもｚ軸負側に設けられている。磁性部材１２ｇは、温度ＴＨを示す熱源２に取り付けられている。そのため、ここでは、上記の磁性部材１２ｇの温度も、温度ＴＨである。図１８が示すように熱振動発電デバイス１ｇの状態によっては、磁性部材１２ｇと感温磁性体部材５０ｆとは、接していない。
【0216】
さらに、感温磁性体部材５０ｆと２個の第１磁石１０と磁性部材１２ｇとの位置関係について説明する。
【0217】
図１６が示すように、感温磁性体部材５０ｆは温度によって磁化が変化するため、熱振動発電デバイス１ｇにおける磁場が変化する。この磁場の変化により、磁性部材１２ｇと２個の第１磁石１０との間に発生する引力の強さが変化する。
【0218】
図２０は、本変形例に係る感温磁性体部材５０ｆと磁性部材１２ｇとが接した状態を示す側面図である。磁性部材１２ｇと２個の第１磁石１０との間の引力が強い場合に、感温磁性体部材５０ｆと磁性部材１２ｇとが接するように感温磁性体部材５０ｆと２個の第１磁石１０と磁性部材１２ｇとが配置されるとよい。
【0219】
本変形例においては、感温磁性体部材５０ｆの磁化が低い場合に２個の第１磁石１０と磁性部材１２ｇとの間に強い引力が発生し、この引力によりフレーム２０（より具体的には、フレーム本体部２１）が変形する。このとき、図２０が示すように、感温磁性体部材５０ｆと磁性部材１２ｇとが接するように感温磁性体部材５０ｆと２個の第１磁石１０とが配置されるとよい。
【0220】
【0221】
さらに、上記の引力について、図２１及び図２２を用いて説明する。図２１は、本変形例に係る感温磁性体部材５０ｆの磁化が低い場合の熱振動発電デバイス１ｇを示す図である。図２２は、本変形例に係る感温磁性体部材５０ｆの磁化が図２１が示す場合よりも強い場合の熱振動発電デバイス１ｇを示す図である。
【0222】
図２１が示すように、感温磁性体部材５０ｆの磁化が低い場合には、熱振動発電デバイス１ｇにおいて磁力線は、２個の第１磁石１０、感温磁性体部材５０ｆ及び磁性部材１２ｇを通る。磁力線が磁性部材１２ｇにまで到達するため、２個の第１磁石１０と磁性部材１２ｇとの間に強い引力が発生し、感温磁性体部材５０ｆと磁性部材１２ｇとが接触する。
【0223】
続いて、図２２を用いて、感温磁性体部材５０ｆの磁化が、図２１が示す場合よりも強くなった場合について説明する。この場合には、熱振動発電デバイス１ｇにおいて磁力線は、２個の第１磁石１０及び感温磁性体部材５０ｆを通り、磁性部材１２ｇを通らない。感温磁性体部材５０ｆの磁性が強まることで、磁界が短絡し、閉磁路となるため、磁力線が磁性部材１２ｇにまで到達しない。よって、図２２が示す場合では２個の第１磁石１０と磁性部材１２ｇとの間に強い引力が発生しないため、図２２が示す場合よりもさらに感温磁性体部材５０ｆの磁化が強くなると、フレーム２０の弾性により感温磁性体部材５０ｆが磁性部材１２ｇから分離する。
【0224】
【0225】
【0226】
まず、常温ＴＲの環境下で、熱振動発電デバイス１ｇが熱源２に設置される。このとき、図２０が示すように、感温磁性体部材５０ｆは、磁性部材１２ｇと接触する（Ｓ１０ｇ）。常温ＴＲの環境下では感温磁性体部材５０ｆの温度も常温ＴＲであり、図１６が示すように、感温磁性体部材５０ｆの磁化が低い。このため、図２１で説明したように、感温磁性体部材５０ｆの磁化が低いため、２個の第１磁石１０と磁性部材１２ｇとの間に強い引力が発生し、感温磁性体部材５０ｆが磁性部材１２ｇと接触する。このステップＳ１０ｇが第２接触ステップに相当する。
【0227】
また、磁性部材１２ｇは、常温ＴＲよりも高温である温度ＴＨを示す熱源２に取り付けられている。そのため、ここでは、磁性部材１２ｇの温度も、温度ＴＨである。
【0228】
ステップＳ１０ｇでは、感温磁性体部材５０ｆが磁性部材１２ｇと接触している。そのため、高温である温度ＴＨを示す磁性部材１２ｇから感温磁性体部材５０ｆへ熱の移動が起こり、感温磁性体部材５０ｆの温度が上がり、感温磁性体部材５０ｆの磁化が変化する。つまり、ここでは、感温磁性体部材５０ｆが熱の授受を行うことで感温磁性体部材５０ｆの磁化の増加及び減少の一方の変化が生じる（Ｓ２０ｇ）。本変形例においては、感温磁性体部材５０ｆが磁性部材１２ｇと熱の授受を行うことで、感温磁性体部材５０ｆの磁化の増加が生じ、つまりは、感温磁性体部材５０ｆの磁化が増加する。このステップＳ２０ｇが第１磁化変化ステップに相当し、より具体的には、第２磁化増加ステップに相当する。
【0229】
また、ステップＳ１０ｇ及びＳ２０ｇでは、熱振動発電デバイス１ｇの状態は、感温磁性体部材５０ｆが熱の授受を行う第１状態となる。より具体的には、ステップＳ１０ｇ及びＳ２０ｇでは、熱振動発電デバイス１ｇの状態は、感温磁性体部材５０ｆが磁性部材１２ｇと接触することで磁性部材１２ｇと熱の授受を行う第１状態となる。
【0230】
さらに、ステップＳ２０ｇで、感温磁性体部材５０ｆの磁化が十分に増加すると、磁性部材１２ｇと２個の第１磁石１０との間の引力が弱まる。より具体的には、図２１が示す状態から、図２２が示す状態まで、熱振動発電デバイス１ｇの磁界が変化し、２個の第１磁石１０と磁性部材１２ｇとの間に強い引力が発生しなくなる。この結果、図２４が示すように、自由端部Ｆ１が自由振動することで発電部３０が発電する（Ｓ３０ｇ）。より具体的には、図２４が示すように、感温磁性体部材５０ｆが磁性部材１２ｇから分離して自由端部Ｆ１が自由振動することで発電部３０が発電する。この場合、自由端部Ｆ１が自由振動する場合にはフレーム２０も振動する。図２４には、自由端部Ｆ１が自由振動する方向が矢印Ｄで示されている。フレーム２０が振動することで、上記の通り、逆磁歪効果により、発電部３０が発電する。このステップＳ３０ｇが発電ステップに相当する。
【0231】
このように、ステップＳ３０ｇでは、熱振動発電デバイス１ｇの状態は、自由端部Ｆ１が自由振動を行う第２状態となる。また、換言すると、第２状態とは、感温磁性体部材５０ｆが自由振動を行う状態、フレーム２０が振動する状態でもある。
【0232】
ステップＳ３０ｇの後、感温磁性体部材５０ｆは、磁性部材１２ｇと分離している状態で、常温ＴＲの環境下で十分に冷却される。換言すると、感温磁性体部材５０ｆは、ステップＳ２０ｇで熱源２から移動した熱を、放熱する。このため、感温磁性体部材５０ｆの温度は、低下し、常温ＴＲに近づく。感温磁性体部材５０ｆの温度が下がることで、感温磁性体部材５０ｆの磁化の増加及び減少の他方の変化が生じる（Ｓ４０ｇ）。より具体的には、感温磁性体部材５０ｆの温度が下がることで、感温磁性体部材５０ｆの磁化の減少が生じ、つまりは、感温磁性体部材５０ｆの磁化が減少する。このステップ４０ｇが第２磁化変化ステップに相当し、より具体的には、第２磁化減少ステップに相当する。
【0233】
なお、本変形例においては、フレーム２０及び第１断熱部材４０が設けられていることで、ステップＳ４０ｇにおいて、感温磁性体部材５０ｆの温度が下がり易くなる。これについて、以下説明する。
【0234】
本変形例においては、上記の通り、フレーム２０（より具体的には、フレーム本体部２１）の形状は、Ｕ字形状を有する。
【0235】
このため、ステップＳ４０ｇにおいては、自由端部Ｆ１に取り付けられる感温磁性体部材５０ｆと、固定端部Ｆ２が第１断熱部材４０を介して固定される熱源２との間には、ギャップが生じる。従って、熱源２の熱が、熱源２からフレーム２０を介して感温磁性体部材５０ｆへ伝わり難くなり、感温磁性体部材５０ｆの温度が下がり易くなる。
【0236】
本変形例においては、第１断熱部材４０が設けられている。
【0237】
このため、熱源２と熱振動発電デバイス１ｇとの間での熱の授受が抑制される。本変形例においては、より高温である熱源２から熱振動発電デバイス１ｇ（より具体的には、フレーム本体部２１）への、熱の移動が抑制される。つまり、熱源２によってフレーム本体部２１が温められ難い。よって、連結部材２２を介してフレーム本体部２１に取り付けられる感温磁性体部材５０ｆに、熱源２の熱が移動し難いため、ステップＳ４０ｇにおいて、感温磁性体部材５０ｆの温度が下がり易くなる。
【0238】
さらに、ステップＳ４０ｇで、感温磁性体部材５０ｆの磁化が減少すると、図２５が示すように、磁性部材１２ｇと２個の第１磁石１０との間に強い引力Ｐが生じ、フレーム本体部２１が変形して、感温磁性体部材５０ｆと磁性部材１２ｇとが接触する。つまり、ステップＳ１０ｇが再度行われる。さらに、ステップＳ２０ｇ～Ｓ４０ｇが行われる。よって、熱振動発電デバイス１ｇによる発電方法の動作例は、繰り返され、発電部３０による発電が継続される。
【0239】
本変形例においては、ステップＳ１０ｇ～Ｓ４０ｇが１つの発電のサイクルであり、感温磁性体部材５０ｆの温度及び磁化が繰り返し変化することで、発電のサイクルが繰り返される。
【0240】
なお、ステップＳ４０ｇにおいて感温磁性体部材５０ｆの温度が下がり易いほど感温磁性体部材５０ｆの磁化が減少し易いため、発電のサイクルが速くなる。同様に、ステップＳ２０ｇにおいて感温磁性体部材５０ｆの温度が上がり易いほど感温磁性体部材５０ｆの磁化が増加し易いため、発電のサイクルが速くなる。また、ステップＳ４０ｇにおいて常温ＴＲが低いほど感温磁性体部材５０ｆの温度が下がり易く、ステップＳ２０ｇにおいて温度ＴＨが高いほど感温磁性体部材５０ｆの温度が上がり易い。
【0241】
さらに以下では、変形例６のより詳細な実施例について説明する。変形例６のより詳細な実施例では、フレーム２０にかえてフレーム２０ｈが用いられ、さらにボルト８０及び補助ヨーク部材９０が用いられている熱振動発電デバイス１ｇについて説明する。
【0242】
図２６は、本実施例に係る熱振動発電デバイス１ｇが備えるフレーム２０ｈの周辺の平面図である。図２７は、本実施例に係る熱振動発電デバイス１ｇが備えるフレーム２０ｈの周辺の正面図である。図２８は、本実施例に係る熱振動発電デバイス１ｇが備えるフレーム２０ｈの周辺の側面図である。
【0243】
本実施例に係る熱振動発電デバイス１ｇは、２個の第１磁石１０と、フレーム２０ｈ及び発電部３０を有する発電部材と、第１断熱部材４０と、感温磁性体部材５０ｆと、磁性部材１２ｇと、ボルト８０と、補助ヨーク部材９０とを備える。
【0244】
図２６が示すように、本実施例に係るフレーム２０ｈは、フレーム本体部２１ｈと、連結部材２２ｈとを有する。
【0245】
フレーム本体部２１ｈと連結部材２２ｈとは、ボルト８０によって固定されている。
【0246】
フレーム本体部２１ｈは二股に分岐した領域を有している。また、連結部材２２ｈも二股に分岐した領域を有している。フレーム本体部２１ｈの二股に分岐した領域と、連結部材２２ｈの二股に分岐した領域とが、平面視で重なる領域に、ボルト８０が設けられることで、連結部材２２ｈがフレーム本体部２１ｈに取り付けられている。
【0247】
連結部材２２ｈは、複数の放熱フィン２２３を含む。本実施例においては、複数の放熱フィン２２３のそれぞれはｙ軸方向に向かって延びており、複数の放熱フィン２２３のそれぞれの形状は、櫛の歯状である。
【0248】
補助ヨーク部材９０は、例えばＦｅなどにより構成される部材であり、２個の第１磁石１０と接して設けられている。補助ヨーク部材９０は、２個の第１磁石１０のｚ軸正側に設けられている。
【0249】
２個の第１磁石１０と接する補助ヨーク部材９０が設けられることで、例えば、図２１及び図２２が示す磁力線が補助ヨーク部材９０も通り、２個の第１磁石１０と磁性部材１２ｇとの間に強い引力Ｐが発生しやすくなる。
【0250】
本実施例に係る熱振動発電デバイス１ｇにおいても、図２３が示すフローチャートと同様の動作が繰り返される。つまりは、感温磁性体部材５０ｆの温度及び磁化が繰り返し変化することで、発電のサイクルが繰り返される。
【0251】
また、連結部材２２ｈは、複数の放熱フィン２２３を含む。
【0252】
これにより、本実施例においても、図２３が示すステップＳ４０ｇの処理が行われる際に、連結部材２２ｈの複数の放熱フィン２２３を介して、感温磁性体部材５０ｆはより冷却されやすくなる。換言すると、感温磁性体部材５０ｆは、熱源２から移動した熱を、放熱し易くなる。
【0253】
【0254】
図２９は、本実施例に係る磁性部材１２ｇ及び感温磁性体部材５０ｆのそれぞれの温度の時間変化を示す図である。図３０は、本実施例に係る熱振動発電デバイス１ｇによる発生電圧の時間変化を示す図である。図３１は、図３０が示す第１時間の発生電圧の時間変化を示す図である。図３２は、図３０が示す第２時間の発生電圧の時間変化を示す図である。
【0255】
【0256】
本実施例に係る熱源及び感温磁性体部材５０ｆのそれぞれは、温度センサによって温度がセンシングされている。図２９が示すように、時間０ｓｅｃから第１時間までは、感温磁性体部材５０ｆの温度が低下しており、図２３が示すステップＳ４０ｇに相当する。
【0257】
十分に感温磁性体部材５０ｆの温度が低下しおよそ３９℃となると、つまりは感温磁性体部材５０ｆの磁化が十分に減少すると、第１時間において、磁性部材１２ｇと２個の第１磁石１０との間に強い引力Ｐが生じる。この結果、フレーム本体部２１ｈが変形して、感温磁性体部材５０ｆと磁性部材１２ｇとが接触する。つまり、ステップＳ１０ｇが再度行われる。
【0258】
なお、感温磁性体部材５０ｆと磁性部材１２ｇとが接触することで、フレーム２０ｈが振動する。フレーム２０ｈが振動することで、上記の通り、逆磁歪効果により、発電部が発電する。つまり、ステップＳ１０ｇにおいても、本実施例に係る熱振動発電デバイス１ｇは発電する。図３１が示すように、ステップＳ１０ｇにおいては、およそ－１．５Ｖ～＋１．８Ｖに達し、高電圧が発生した。
【0259】
【0260】
十分に感温磁性体部材５０ｆの温度が上昇しおよそ４７℃となると、つまりは感温磁性体部材５０ｆの磁化が十分に増加すると、第２時間において、磁性部材１２ｇと２個の第１磁石１０との間に強い引力Ｐが発生しなくなる。この結果、感温磁性体部材５０ｆが磁性部材１２ｇから分離して自由端部Ｆ１が自由振動することで発電部３０が発電する。つまり、ステップＳ３０ｇが行われる。図３２が示すように、ステップＳ３０ｇにおいては、およそ－０．５Ｖ～＋０．５Ｖに達し、高電圧が発生した。
【0261】
さらに、図２９が示すように、第２時間を過ぎると、感温磁性体部材５０ｆの温度が低下しており、この期間は図２３が示すステップＳ４０ｇに相当する。このように、本実施例に係る熱振動発電デバイス１ｇにおいても、発電のサイクルが繰り返される。
【0262】
［まとめなど］
本変形例においては、熱振動発電デバイス１ｇは、熱源２に設けられる熱振動発電デバイス１ｇである。熱振動発電デバイス１ｇは、自由端部Ｆ１及び固定端部Ｆ２を有するフレーム２０、並びに、磁歪素子３２を有し、フレーム２０に設けられる発電部３０を有する発電部材７０を備える。熱振動発電デバイス１ｇは、感温磁性体材料によって構成され、フレーム２０の自由端部Ｆ１に設けられる感温磁性体部材５０ｆと、第１磁石１０と、を備える。熱振動発電デバイス１ｇの状態は、感温磁性体部材５０ｆが熱の授受を行う第１状態と、自由端部Ｆ１が自由振動を行う第２状態と、を含む。
本変形例においては、熱振動発電デバイス１ｇは、熱源２に設けられる熱振動発電デバイス１ｇである。熱振動発電デバイス１ｇは、自由端部Ｆ１及び固定端部Ｆ２を有するフレーム２０、並びに、磁歪素子３２を有し、フレーム２０に設けられる発電部３０を有する発電部材７０を備える。熱振動発電デバイス１ｇは、感温磁性体材料によって構成され、フレーム２０の自由端部Ｆ１に設けられる感温磁性体部材５０ｆと、第１磁石１０と、を備える。熱振動発電デバイス１ｇの状態は、感温磁性体部材５０ｆが熱の授受を行う第１状態と、自由端部Ｆ１が自由振動を行う第２状態と、を含む。
【0263】
これにより、第１状態において、感温磁性体部材５０ｆが、例えば、熱源２に設けられた磁性部材１２ｇと接触した場合には、感温磁性体部材５０ｆの磁化が変化するため、磁性部材１２ｇと第１磁石１０との間の引力Ｐの強さが変化する。本変形例においては、感温磁性体部材５０ｆが磁性部材１２ｇと熱の授受を行うことで、感温磁性体部材５０ｆの磁化が増加する。
【0264】
より具体的には、感温磁性体部材５０ｆの温度が上がることで、感温磁性体部材５０ｆの磁化が増加する。そのため、磁性部材１２ｇと第１磁石１０との間の引力Ｐが弱められ、感温磁性体部材５０ｆが磁性部材１２ｇから分離する。この結果、第２状態において感温磁性体部材５０ｆが自由振動を行う、つまりは、フレーム２０の自由端部Ｆ１が自由振動を行うため、フレーム２０が振動する。
【0265】
これにより、フレーム２０に設けられた発電部３０が有する磁歪素子３２が伸長し又は収縮して変形する。よって、磁歪素子３２の磁力線が逆磁歪効果により増加又は減少し、結果として、コイル３１に誘導電圧（又は誘導電流）が発生する。ここでは、図３０～図３２が示すように、発電部３０よって高電圧が発生する。つまり、高電圧を発生させることができる熱振動発電デバイス１ｇが実現される。
【0266】
また、例えば、熱振動発電デバイス１ｇは、熱源２に設けられる磁性部材１２ｇと、自由端部Ｆ１に設けられ感温磁性体部材５０ｆと接する１個以上の第１磁石１０と、を備える。第１状態は、感温磁性体部材５０ｆが磁性部材１２ｇと接触することで磁性部材１２ｇと熱の授受を行う状態である。
【0267】
これにより、第１状態においては、感温磁性体部材５０ｆが、磁性部材１２ｇと接触することで、感温磁性体部材５０ｆの磁化が変化するため、磁性部材１２ｇと第１磁石１０との間の引力Ｐの強さが変化する。本実施の形態においては、感温磁性体部材５０ｆが磁性部材１２ｇと熱の授受を行うことで、感温磁性体部材５０ｆの磁化が増加する。
【0268】
より具体的には、感温磁性体部材５０ｆの温度が上がることで、感温磁性体部材５０ｆの磁化が増加する。そのため、磁性部材１２ｇと第１磁石１０との間の引力Ｐが弱められ、感温磁性体部材５０ｆが磁性部材１２ｇから分離する。この結果、第２状態において感温磁性体部材５０ｆが自由振動を行う、つまりは、フレーム２０の自由端部Ｆ１が自由振動を行うため、フレーム２０が振動する。
【0269】
これにより、フレーム２０に設けられた発電部３０が有する磁歪素子３２が伸長し又は収縮して変形する。よって、磁歪素子３２の磁力線が逆磁歪効果により増加又は減少し、結果として、コイル３１に誘導電圧（又は誘導電流）が発生する。ここでは、図３０～図３２が示すように、発電部３０よって高電圧が発生する。つまり、高電圧を発生させることができる熱振動発電デバイス１ｇが実現される。
【0270】
また、例えば、１個以上の第１磁石１０は、２個の第１磁石１０を含む。２個の第１磁石１０のうち一方の第１磁石１０は、Ｓ極で感温磁性体部材５０ｆと接し、２個の第１磁石１０のうち他方の第１磁石１０は、Ｎ極で感温磁性体部材５０ｆと接する。
【0271】
これにより、熱振動発電デバイス１ｇが図２１が示す状態であるときに、より多くの磁力線が２個の第１磁石１０、感温磁性体部材５０ｆ及び磁性部材１２ｇを通る。このため、引力Ｐが強くなる。そのため、フレーム本体部２１が変形し易く、感温磁性体部材５０ｆと磁性部材１２ｇとが接触し易く、発電のサイクルが早くなる。従って、例えば、単位時間当たりに高い頻度で、高電圧を発生させることができる。
【0272】
また、例えば、フレーム２０は、フレーム本体部２１、及び、自由端部Ｆ１が設けられる連結部材２２を有する。
【0273】
剛性及び弾性を有する材料で構成されている連結部材２２が撓ることで、例えばステップＳ３０ｇで、自由端部Ｆ１が自由振動する際に、磁歪素子３２に力が伝わりやすくなる。このため、コイル３１により大きな誘導電圧（又は誘導電流）が発生する。つまり、より高電圧を発生させることができる熱振動発電デバイス１ｇが実現される。
【0274】
また、例えば、連結部材２２は、熱源２側を向く第１面２２１及び第１面２２１に背向する第２面２２２を有する。感温磁性体部材５０ｆは、第１面２２１に設けられ、１個以上の第１磁石１０のそれぞれは、第１面２２１から第２面２２２まで貫通して設けられる。
【0275】
これにより、１個以上の第１磁石１０のそれぞれが連結部材２２に貫通されて保持されるため、自由端部Ｆ１が自由振動を行う際に、連結部材２２から１個以上の第１磁石１０が離脱し難くなる。つまり、連結部材２２から１個以上の第１磁石１０が外れて、熱振動発電デバイス１ｇが発電できなくなることが抑制されるため、信頼性の高い熱振動発電デバイス１ｇが実現される。
【0276】
また、例えば、実施例で示したように、連結部材２２ｈは、複数の放熱フィン２２３を含む。
【0277】
これにより、本実施例においても、図２３が示すステップＳ４０ｇの処理が行われる際に、連結部材２２ｈの複数の放熱フィン２２３を介して、感温磁性体部材５０ｆはより冷却されやすくなる。換言すると、感温磁性体部材５０ｆは、熱源２から移動した熱を、放熱し易くなる。
【0278】
【0279】
【0280】
図３３及び図３４が示すように、本変形例に係る熱振動発電システム１００ｊは、熱振動発電デバイス１ｊと、熱源２とを備える。熱振動発電デバイス１ｊは、４個の第１磁石１０と、第１発電部材７１ｊと、第２発電部材７２ｊと、２個の第１断熱部材４０と、感温磁性体部材５０ｆと、磁性部材１２ｇと、２個のボルト８０と、補助ヨーク部材９０とを備える。
【0281】
第２発電部材７２ｊは、発電部３０と、フレーム２１ｊとを有する。
【0282】
フレーム２１ｊは、フレーム本体部２１２ｊによって構成される部材である。フレーム本体部２１２ｊは、フレーム本体部２１２ｊに自由端部Ｆ１２が設けられる点、及び、変形例６の図２６などの説明と同様に、フレーム本体部２１２ｊが二股に分岐した領域を有している点を除いて、フレーム本体部２１と同じ構成を有する。なお、自由端部Ｆ１２は、二股に分岐した領域である。
【0283】
また、第１発電部材７１ｊは、発電部３０と、フレーム２０ｊとを有する。
【0284】
フレーム２０ｊは、フレーム本体部２１１ｊと、自由端部Ｆ１１が設けられた連結部材２２ｊとを含む部材である。フレーム本体部２１１ｊは二股に分岐した領域を有している。フレーム本体部２１１ｊは、上記の二股に分岐した領域を有している点を除いては、フレーム本体部２１と同じ構成を有する。
【0285】
また、連結部材２２ｊは、図３４が示すように、ｘ軸正側及び負側のそれぞれに、二股に分岐した領域を有している。フレーム本体部２１１ｊの二股に分岐した領域と、連結部材２２ｊの二股に分岐した領域の一方とが、平面視で重なる領域に、ボルト８０が設けられることで、連結部材２２ｊがフレーム本体部２１１ｊに取り付けられている。
【0286】
連結部材２２ｊは、図３４は示すように、複数の放熱フィン２２３を含む。本変形例においては、複数の放熱フィン２２３の一部はｙ軸方向に向かって延び、複数の放熱フィン２２３の一部はｘ軸方向に向かって延びている。複数の放熱フィン２２３のそれぞれの形状は、櫛の歯状である。
【0287】
連結部材２２ｊは、第２発電部材７２ｊが有するフレーム２１ｊ（より具体的には、フレーム本体部２１２ｊ）の自由端部Ｆ１２に接続される。本変形例においては、連結部材２２ｊの二股に分岐した領域の他方と自由端部Ｆ１２（二股に分岐した領域）とが、ボルト８０によって接続される。
【0288】
４個の第１磁石１０及び感温磁性体部材５０ｆは、連結部材２２ｊの自由端部Ｆ１１に設けられる。４個の第１磁石１０は、感温磁性体部材５０ｆと接する。感温磁性体部材５０ｆは、連結部材２２ｊのｚ軸負側に設置されている。４個の第１磁石１０のそれぞれは、第１面２２１から第２面２２２まで貫通して設けられており、このため、４個の第１磁石１０は、感温磁性体部材５０ｆと接する。
【0289】
４個の第１磁石１０はｙ軸に沿って配置されており、ｙ軸正方向からｙ軸負方向に向かう方向の順に、それぞれがＮ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極で、感温磁性体部材５０ｆと接する。つまり、隣り合う２個の第１磁石１０は、それぞれ異なる極で感温磁性体部材５０ｆと接する。
【0290】
本変形例においては、補助ヨーク部材９０は、４個の第１磁石１０のｚ軸正側に設けられている。このため、４個の第１磁石１０と磁性部材１２ｇとの間に強い引力が発生しやすくなる。
【0291】
本変形例に係る熱振動発電デバイス１ｊにおいても、図２３が示すフローチャートと同様の動作が繰り返される。つまりは、感温磁性体部材５０ｆの温度及び磁化が繰り返し変化することで、発電のサイクルが繰り返される。
【0292】
［まとめなど］
本変形例においては、発電部材は、第１発電部材７１ｊ及び第２発電部材７２ｊを含む。第１発電部材７１ｊが有するフレーム２０ｊは、フレーム本体部２１１ｊ、及び、自由端部Ｆ１１が設けられる連結部材２２ｊを有する。連結部材２２ｊは、第２発電部材７２ｊが有するフレーム２１ｊの自由端部Ｆ１２に接続される。感温磁性体部材５０ｆ及び１個以上の第１磁石１０（より具体的には、４個の第１磁石１０）は、連結部材２２ｊの自由端部Ｆ１１に設けられる。
本変形例においては、発電部材は、第１発電部材７１ｊ及び第２発電部材７２ｊを含む。第１発電部材７１ｊが有するフレーム２０ｊは、フレーム本体部２１１ｊ、及び、自由端部Ｆ１１が設けられる連結部材２２ｊを有する。連結部材２２ｊは、第２発電部材７２ｊが有するフレーム２１ｊの自由端部Ｆ１２に接続される。感温磁性体部材５０ｆ及び１個以上の第１磁石１０（より具体的には、４個の第１磁石１０）は、連結部材２２ｊの自由端部Ｆ１１に設けられる。
【0293】
これにより、２個の発電部材（つまりは、第１発電部材７１ｊ及び第２発電部材７２ｊ）によって発電する熱振動発電デバイス１ｊが実現される。
【0294】
（その他の実施の形態）
以上、本発明に係る熱振動発電デバイス等について、実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態及び変形例に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を実施の形態に施したものや、実施の形態及び変形例における一部の構成要素を組み合わせて構築される別の形態も、本発明の範囲に含まれる。
以上、本発明に係る熱振動発電デバイス等について、実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態及び変形例に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を実施の形態に施したものや、実施の形態及び変形例における一部の構成要素を組み合わせて構築される別の形態も、本発明の範囲に含まれる。
【0295】
なお、感温磁性体部材に用いられる感温磁性体材料は、上記に限られない。図３５は、その他の実施の形態に係る感温磁性体部材を構成する感温磁性体材料（ＮｉＣｏＭｎＡｌ合金）の温度と磁化との関係を示す図である。このように、マルテンサイト変態が起きない感温磁性体材料が用いられてもよい。
【0296】
なお、実施の形態及び変形例１～７に係る熱振動発電システムは、公知の熱電発電素子（いわゆるペルチェ素子）に比べて、より高い電圧を発生させることができ、また、設計の自由度が高い。
【0297】
公知の熱電発電素子が電圧を発生させるためには、この熱電発電素子の薄い板厚の両面の間（狭いギャップの間）に、温度差が必要となる。そのため、当該両面の一方に高温の熱源が密接され、さらに当該両面の他方には冷却のためのヒートシンクなどが設けられることが多い。
【0298】
ところで、例えば、実施の形態に係る熱振動発電システム１００においては、図１が示すように熱源２（より具体的には、第１磁石１０）と離れて感温磁性体部材５０が配置され、ステップＳ４０において常温ＴＲ（ここでは低温）の環境下で感温磁性体部材５０の温度が下がる。
【0299】
このように、狭いギャップの間に温度差が必要ではなく、例えば、図１においては、熱源２と同じ温度である第１磁石１０と感温磁性体部材５０との間には、適切なギャップ（数ｍｍ以上数ｃｍ以下のギャップ）があることで熱振動発電システム１００が動作する。このように、狭いギャップの間に温度差が必要ではないため、実施の形態及び変形例１～７に係る熱振動発電システムは、設計の自由度が高い。
【0300】
さらに、実施の形態及び変形例１～７に係る熱振動発電デバイスは、熱源に設置されるが、上記の通り、低温として常温ＴＲが用いられる環境下で、動作することができる。特に実施の形態及び変形例１～５に係る熱振動発電デバイスでは、動作がキュリー温度Ｔｃに依存する。感温磁性体部材を構成する材料の特性次第で、例えば、熱源の温度が８０℃程度であっても、実施の形態及び変形例１～７に係る熱振動発電デバイスは動作する。
【0301】
熱エネルギーを電気エネルギーに変換するデバイスにおいて、利用する熱源の温度である８０℃程度とは、比較的低温である。つまり、実施の形態及び変形例１～７に係る熱振動発電デバイスは、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する他のデバイスに比べて、優位な温度環境下で動作することが示されている。
【0302】
また、例えば、実施の形態に係る連結部材２２のかわりに第２断熱部材が設けられてもよい。この場合の熱振動発電デバイスが備えるフレームは、フレーム本体部２１、及び、自由端部Ｆ１が設けられる第２断熱部材を有していてもよい。また、第２断熱部材は、熱源２側を向く第１面２２１及び第１面２２１に背向する第２面２２２を有し、感温磁性体部材５０は第１面２２１に設けられ、第２磁石６０は第２面２２２に設けられるとよい。
【0303】
この第２断熱部材は、フレーム本体部２１を構成する材料が有する熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する材料によって構成されているとよい。第２断熱部材を構成する材料は、例えば、樹脂などを用いることができ、より具体的には、ベークライト（フェノール樹脂）を用いることができるがこれに限られない。
【0304】
なお、この第２断熱部材は、構成する材料を除いて、連結部材２２と同様の形状及び構成を有する。このため、フレーム本体部２１と、第２断熱部材の自由端部Ｆ１に取り付けられる感温磁性体部材５０との間での熱の授受を抑制することができる。
【0305】
このような第２断熱部材は、フレーム本体部２１から感温磁性体部材５０への、熱の移動を抑制する。より具体的には、熱源２からフレーム２０を介する感温磁性体部材５０への熱の移動を、さらに抑制し易くなる。これにより、ステップＳ４０において、感温磁性体部材５０の温度が下がり易くなる。このため、発電のサイクルが早くなる。従って、例えば、単位時間当たりに高い頻度で、高電圧を発生させることができる。
【0306】
実施の形態においては、熱振動発電デバイス１は、第１断熱部材４０及び上記の第２断熱部材の少なくとも一方を備えているとよい。つまり例えば、第１断熱部材４０が設けられない場合又は第１断熱部材４０のかわりに断熱性を示さない部材が設けられた場合には、第２断熱部材が設けられるとよい。これにより、感温磁性体部材５０が第１磁石１０と分離している場合（つまりはステップＳ４０に相当する場合）に、熱源２と感温磁性体部材５０との間で、熱の授受が行われ難くなる。よって、この場合に熱振動発電システム１００が設置された常温ＴＲの環境下において、感温磁性体部材５０の温度が下がり易くなるため、発電のサイクルが早くなる。従って、例えば、単位時間当たりに高い頻度で、高電圧を発生させることができる。
【0307】
また、実施の形態、変形例１及び変形例５においては、連結部材は、複数の放熱フィンを含んでいなかったが、これに限られない。実施の形態、変形例１及び変形例５に係る連結部材は、変形例６で示したような、複数の放熱フィンを含んでいてもよい。
【0308】
例えば、実施の形態に係る連結部材２２が複数の放熱フィンを有する場合には、例えばステップＳ４０において、感温磁性体部材５０の温度が下がりやすくなる。
【0309】
また、変形例７が示すように、感温磁性体部材５０ｆと接する第１磁石１０が設けられた熱振動発電デバイス１ｊは、発電部材として第１発電部材７１ｊ及び第２発電部材７２ｊを備える。なお、実施の形態が示すように、熱源２に設けられた第１磁石１０が設けられた熱振動発電デバイス１においても、発電部材として第１発電部材及び第２発電部材を備えてもよい。つまり例えば、以下のような熱振動発電デバイスが実現されてもよい。
【0310】
このような熱振動発電デバイスは、熱源に設けられる熱振動発電デバイスである。当該熱振動発電デバイスは、自由端部及び固定端部を有するフレーム、並びに、磁歪素子を有しフレームに設けられる発電部を有する発電部材を備える。当該熱振動発電デバイスは、感温磁性体材料によって構成されフレームの自由端部に設けられる感温磁性体部材と、第１磁石と、を備える。当該熱振動発電デバイスの状態は、感温磁性体部材が熱の授受を行う第１状態と、自由端部が自由振動を行う第２状態と、を含む。該熱振動発電デバイスにおいては、第１磁石は熱源に設けられ、第１状態は、感温磁性体部材が第１磁石と接触することで第１磁石と熱の授受を行う状態である。さらに、当該熱振動発電デバイスにおいては、発電部材は、第１発電部材及び第２発電部材を含み、第１発電部材が有するフレームは、フレーム本体部、及び、自由端部が設けられる連結部材を有している。連結部材は、第２発電部材が有するフレームの自由端部に接続され、感温磁性体部材は、連結部材の自由端部に設けられる。
【0311】
また、上記の実施の形態は、特許請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【0312】
本発明は、高電圧を発生させることができる熱振動発電デバイスとして、センサなどと共に機械装置などに取り付けられ、機械装置の異常などを検知するための電源として利用することができる。
【符号の説明】
【0313】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｆ、１ｇ、１ｊ 熱振動発電デバイス
２ 熱源
２ａ、２ｆ 高温熱源
３ａ、３ｄ、３ｆ 低温熱源
１０ 第１磁石
１１、１１ｆ 高熱伝導部材
１２ｇ 磁性部材
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｈ、２０ｊ、２１ｊ フレーム
２１、２１ｈ、２１１ｊ、２１２ｊ フレーム本体部
２２、２２ａ、２２ｈ、２２ｊ 連結部材
３０ 発電部
３１ コイル
３２ 磁歪素子
３３ 発電用磁石
４０ 第１断熱部材
５０、５０ａ、５０ｆ 感温磁性体部材
６０ 第２磁石
７０、７０ａ、７０ｂ 発電部材
７１ｊ 第１発電部材
７２ｊ 第２発電部材
８０ ボルト
９０ 補助ヨーク部材
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｆ、１００ｇ、１００ｊ 熱振動発電システム
２００ 支持固定台
２１１ 第１内側面
２１２ 第２内側面
２１３ 第１外側面
２１４ 第２外側面
２２１ 第１面
２２２ 第２面
２２３ 放熱フィン
Ａ１、Ａ２、Ｄ 矢印
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２ 屈曲部
Ｆ１、Ｆ１ｂ、Ｆ１１、Ｆ１２ 自由端部
Ｆ２、Ｆ２ｂ 固定端部
Ｐ 引力
２ 熱源
２ａ、２ｆ 高温熱源
３ａ、３ｄ、３ｆ 低温熱源
１０ 第１磁石
１１、１１ｆ 高熱伝導部材
１２ｇ 磁性部材
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｈ、２０ｊ、２１ｊ フレーム
２１、２１ｈ、２１１ｊ、２１２ｊ フレーム本体部
２２、２２ａ、２２ｈ、２２ｊ 連結部材
３０ 発電部
３１ コイル
３２ 磁歪素子
３３ 発電用磁石
４０ 第１断熱部材
５０、５０ａ、５０ｆ 感温磁性体部材
６０ 第２磁石
７０、７０ａ、７０ｂ 発電部材
７１ｊ 第１発電部材
７２ｊ 第２発電部材
８０ ボルト
９０ 補助ヨーク部材
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｆ、１００ｇ、１００ｊ 熱振動発電システム
２００ 支持固定台
２１１ 第１内側面
２１２ 第２内側面
２１３ 第１外側面
２１４ 第２外側面
２２１ 第１面
２２２ 第２面
２２３ 放熱フィン
Ａ１、Ａ２、Ｄ 矢印
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２ 屈曲部
Ｆ１、Ｆ１ｂ、Ｆ１１、Ｆ１２ 自由端部
Ｆ２、Ｆ２ｂ 固定端部
Ｐ 引力
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】