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(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】P2022190403
(43)【公開日】2022-12-26
(54)【発明の名称】磁歪発電素子
(51)【国際特許分類】
H02N 2/18 20060101AFI20221219BHJP
H01F 5/02 20060101ALI20221219BHJP
【ＦＩ】
H02N2/18
H01F5/02 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021098714
(22)【出願日】2021-06-14
(71)【出願人】
【識別番号】000107804
【氏名又は名称】スミダコーポレーション株式会社
(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
(74)【代理人】
【識別番号】100137589
【弁理士】
【氏名又は名称】右田 俊介
(72)【発明者】
【氏名】橋本 将輝
(72)【発明者】
【氏名】山浦 憲
(72)【発明者】
【氏名】金子 卓樹
(72)【発明者】
【氏名】上野 敏幸
【テーマコード（参考）】
5H681
【Ｆターム（参考）】
5H681AA06
5H681BB08
5H681DD30
5H681EE10
(57)【要約】
【課題】発電量を高くすることが可能な磁歪発電素子を提供する。
【解決手段】磁歪発電素子１は、少なくとも一部に磁歪体を有する磁歪体ユニット２と、磁歪体に磁気バイアスを与える磁石と、コイルと、中空部５ｂを有し、磁歪体の少なくとも一部を中空部５ｂ内に収めるボビン５と、を備える。ボビン５は、コイルが巻回された被巻回部５ｃを、中空部５ｂが設けられた部位の外周側に有する。
【選択図】図１
【解決手段】磁歪発電素子１は、少なくとも一部に磁歪体を有する磁歪体ユニット２と、磁歪体に磁気バイアスを与える磁石と、コイルと、中空部５ｂを有し、磁歪体の少なくとも一部を中空部５ｂ内に収めるボビン５と、を備える。ボビン５は、コイルが巻回された被巻回部５ｃを、中空部５ｂが設けられた部位の外周側に有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも一部に磁歪体を有する磁歪体ユニットと、
前記磁歪体に磁気バイアスを与える磁石と、
コイルと、
中空部を有し、前記磁歪体の少なくとも一部を前記中空部内に収めるボビンと、を備え、
該ボビンは、前記コイルが巻回された被巻回部を、前記中空部が設けられた部位の外周側に有することを特徴とする磁歪発電素子。
前記磁歪体に磁気バイアスを与える磁石と、
コイルと、
中空部を有し、前記磁歪体の少なくとも一部を前記中空部内に収めるボビンと、を備え、
該ボビンは、前記コイルが巻回された被巻回部を、前記中空部が設けられた部位の外周側に有することを特徴とする磁歪発電素子。
【請求項2】
前記磁歪体ユニットは、基端部と撓み部と、を有し、
前記ボビンは、前記被巻回部から離間する方向に延在する延在部を有し、
前記磁歪体ユニットの前記基端部は、前記延在部に固定されている請求項１に記載の磁歪発電素子。
前記ボビンは、前記被巻回部から離間する方向に延在する延在部を有し、
前記磁歪体ユニットの前記基端部は、前記延在部に固定されている請求項１に記載の磁歪発電素子。
【請求項3】
前記磁歪体ユニットは、基端部を含む第１片部と、撓み部を含んで返り側にあり、前記被巻回部が周囲に配設された第２片部と、前記第１片部と前記第２片部とに接続された折返し部と、を備えて、側面視Ｕ字状に形成されており、
前記ボビンは、前記被巻回部の両端部にフランジを有し、前記中空部に前記第２片部が通されており、
前記両端部に設けられた前記フランジの少なくとも一方には、前記第１片部が通される貫通孔が形成されている請求項１又は２に記載の磁歪発電素子。
前記ボビンは、前記被巻回部の両端部にフランジを有し、前記中空部に前記第２片部が通されており、
前記両端部に設けられた前記フランジの少なくとも一方には、前記第１片部が通される貫通孔が形成されている請求項１又は２に記載の磁歪発電素子。
【請求項4】
前記磁歪体ユニットは、前記ボビンの前記中空部内において、前記磁歪体ユニットに振動が生じたときの撓み量が小さい小振れ部と、前記磁歪体ユニットに振動が生じたときの撓み量が前記小振れ部よりも大きい大振れ部と、を備え、
前記ボビンにおいて前記中空部を画定し前記磁歪体ユニットの周囲を囲む内壁は、前記小振れ部に対向する部位から前記大振れ部に対向する部位に向かうにつれて、前記磁歪体ユニットの撓み方向に広がるように前記内壁同士の対向間隔が拡大している請求項１から３のいずれか一項に記載の磁歪発電素子。
前記ボビンにおいて前記中空部を画定し前記磁歪体ユニットの周囲を囲む内壁は、前記小振れ部に対向する部位から前記大振れ部に対向する部位に向かうにつれて、前記磁歪体ユニットの撓み方向に広がるように前記内壁同士の対向間隔が拡大している請求項１から３のいずれか一項に記載の磁歪発電素子。
【請求項5】
前記ボビンは、前記内壁の外周側にあり前記被巻回部を構成する外壁を有し、
前記外壁は、前記小振れ部に対向する部位から前記大振れ部に対向する部位に向かうにつれて、前記磁歪体ユニットの撓み方向に広がるように前記外壁同士の間隔が拡大している請求項４に記載の磁歪発電素子。
前記外壁は、前記小振れ部に対向する部位から前記大振れ部に対向する部位に向かうにつれて、前記磁歪体ユニットの撓み方向に広がるように前記外壁同士の間隔が拡大している請求項４に記載の磁歪発電素子。
【請求項6】
前記コイルにおいて、前記被巻回部における前記小振れ部に対応する長さ領域に対する巻き数は、前記大振れ部に対応する長さ領域に対する巻き数よりも多い請求項５に記載の磁歪発電素子。
【請求項7】
前記ボビンは、前記コイルの両端部に対向する位置に一対のフランジを有し、
該フランジの少なくとも一方に前記コイルの端部を絡げるためのピンが設けられている請求項１から６のいずれか一項に記載の磁歪発電素子。
該フランジの少なくとも一方に前記コイルの端部を絡げるためのピンが設けられている請求項１から６のいずれか一項に記載の磁歪発電素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、磁歪発電素子に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から磁歪素子を発電素子とすることが知られている。
例えば、特許文献１には、Ｕ字型のフレーム（同文献には、フレームヨークと記載。）と、フレームに取り付けられた磁歪体（同文献には、磁歪板と記載。）と、フレーム及び磁歪体の周囲に巻回されたコイルと、を備える磁歪発電素子が開示されている。
例えば、特許文献１には、Ｕ字型のフレーム（同文献には、フレームヨークと記載。）と、フレームに取り付けられた磁歪体（同文献には、磁歪板と記載。）と、フレーム及び磁歪体の周囲に巻回されたコイルと、を備える磁歪発電素子が開示されている。
【0003】
具体的には、特許文献１の磁歪発電素子は、フレームの先端に錘等の振動時の共振周波数を調整可能な部品を備える。この磁歪発電素子に外力が加わることによって振動が生じた場合に、錘が上下に振動し、磁歪体が設けられたＵ字型のフレームの根本部分（Ｕ字の底部）が撓むと同時に、フレームの先端の振幅が大きくなり、周囲の磁場を変化させる。その変化した磁場によって、コイル内に電流が誘起されて発電がなされることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２０－７８２３７号公報
【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、特許文献１の磁歪発電素子においては、例えば、フレームと磁歪体の上に自己融着線を使った空芯コイルを挿入して、これらを接着剤で固定することがあった。この場合、発電量の観点で改善の余地があった。
【0006】
具体的には、コイルをフレーム及び磁歪体の周囲に直接配設せずに、フレーム及び磁歪体の振動（振幅）を阻害しないようにして発電量を高くする点で改善の余地があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、発電量を高くすることが可能な磁歪発電素子を提供する。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、発電量を高くすることが可能な磁歪発電素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係る磁歪発電素子は、少なくとも一部に磁歪体を有する磁歪体ユニットと、前記磁歪体に磁気バイアスを与える磁石と、コイルと、中空部を有し、前記磁歪体の少なくとも一部を前記中空部内に収めるボビンと、を備え、該ボビンは、前記コイルが巻回された被巻回部を、前記中空部が設けられた部位の外周側に有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、発電量を高くすることが可能な磁歪発電素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】第１実施形態に係る磁歪発電素子を示す斜視図である。
【図2】磁歪発電素子の側面図である。
【図3】磁石及び磁歪体ユニットを示す側面図である。
【図4】フレームを示す斜視図である。
【図5】ボビンを示す斜視図である。
【図6】変形例に係る磁歪発電素子を示す斜視図である。
【図7】変形例に係る磁歪発電素子を示す側面図である。
【図8】コイルを一部複数巻きにした構成を示す、コイル周りの部分断面図である。
【図9】第２実施形態に係る磁歪発電素子を示す斜視図である。
【図10】第２実施形態に係る磁歪発電素子を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施形態に係る磁歪発電素子１（１Ｘ）について説明する。
なお、本実施形態で用いる図面は、本発明の磁歪発電素子の構成、形状、磁歪発電素子を構成する各部材の配置を例示するものであり、本発明を限定するものではない。
また、図面は、磁歪発電素子１（１Ｘ）の長さ、幅、高さといった寸法比を必ずしも正確に表すものではない。
また、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
なお、本実施形態で用いる図面は、本発明の磁歪発電素子の構成、形状、磁歪発電素子を構成する各部材の配置を例示するものであり、本発明を限定するものではない。
また、図面は、磁歪発電素子１（１Ｘ）の長さ、幅、高さといった寸法比を必ずしも正確に表すものではない。
また、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
【0011】
＜＜第１実施形態＞＞
＜概要＞
まず、本実施形態に係る磁歪発電素子１の概要について主に図１から図３を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係る磁歪発電素子１を示す斜視図、図２は、磁歪発電素子１の側面図である。図３は、磁石７及び磁歪体ユニット２を示す側面図である。
なお、図１においてはコイル６を省略して示しており、図１及び図２においては、磁歪体４（図３参照）及び磁石７（図３参照）を省略して示している。
＜概要＞
まず、本実施形態に係る磁歪発電素子１の概要について主に図１から図３を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係る磁歪発電素子１を示す斜視図、図２は、磁歪発電素子１の側面図である。図３は、磁石７及び磁歪体ユニット２を示す側面図である。
なお、図１においてはコイル６を省略して示しており、図１及び図２においては、磁歪体４（図３参照）及び磁石７（図３参照）を省略して示している。
【0012】
本実施形態に係る磁歪発電素子１は、少なくとも一部に磁歪体４を有する磁歪体ユニット２と、磁歪体４に磁気バイアスを与える磁石７（図３参照）と、コイル６と、中空部５ｂを有し、磁歪体４の少なくとも一部を中空部５ｂ内に収めるボビン５と、を備える。
ボビン５は、コイル６が巻回された被巻回部５ｃを、中空部５ｂが設けられた部位の外周側に有することを特徴とする。
ボビン５は、コイル６が巻回された被巻回部５ｃを、中空部５ｂが設けられた部位の外周側に有することを特徴とする。
【0013】
「磁歪体ユニット２」としては、Ｕ字状に形成された磁性材料であるフレーム３と、磁歪体４とによって構成されるものに限定されない。例えば、フレーム３は、直線的に形成され、片持ち状態で他の部材に保持されるものであっても、両持ち状態で他の部材に保持されるものであってもよい。さらには、フレーム３自体が磁歪材料（鉄ガリウム合金や、鉄コバルト合金等）によって形成されていてもよい。
【0014】
上記構成によれば、コイル６がボビン５に取り付けられていることで、コイル６が接着剤を介して磁歪体ユニット２に直接接続されているものと異なり、磁歪体ユニット２の撓み方向の振動をコイル６が制限しないため、発電量を高くすることができる。発電された電流は、コイル６の巻き線の両端がそれぞれ電気的に接続された出力回路（図示せず）を通じて外部に取り出される。
また、上記構成によれば、接着剤を必要とせず、接着剤の在庫管理や、その塗布量の調整が不要であり、接着剤の剥離等の問題も生じない。
さらには、磁歪体ユニット２に装着する前段階でボビン５にコイル６を巻回することができ、コイル６の巻回が容易になり、また、空芯のコイル６をフレーム３に取り付ける場合とは異なり、コイル６の巻線を傷つけることがない。
また、上記構成によれば、接着剤を必要とせず、接着剤の在庫管理や、その塗布量の調整が不要であり、接着剤の剥離等の問題も生じない。
さらには、磁歪体ユニット２に装着する前段階でボビン５にコイル６を巻回することができ、コイル６の巻回が容易になり、また、空芯のコイル６をフレーム３に取り付ける場合とは異なり、コイル６の巻線を傷つけることがない。
【0015】
（磁歪体ユニット）
次に、磁歪体ユニット２について、図３に加え、図４を主に参照して説明する。図４は、フレーム３を示す斜視図である。
本実施形態に係る磁歪体ユニット２は、上記のように、磁性材料であり側面視Ｕ字状の板バネであるフレーム３と、フレーム３の上面に取り付けられ、磁歪材料（本実施形態においては鉄ガリウム合金）であり板状の磁歪体４と、によって構成されている。
磁歪体４は、外力が付加されたときに、その内部に生じる圧縮応力又は引張応力によって変形し、変形により磁束を変化させる逆磁歪効果を備えている。
次に、磁歪体ユニット２について、図３に加え、図４を主に参照して説明する。図４は、フレーム３を示す斜視図である。
本実施形態に係る磁歪体ユニット２は、上記のように、磁性材料であり側面視Ｕ字状の板バネであるフレーム３と、フレーム３の上面に取り付けられ、磁歪材料（本実施形態においては鉄ガリウム合金）であり板状の磁歪体４と、によって構成されている。
磁歪体４は、外力が付加されたときに、その内部に生じる圧縮応力又は引張応力によって変形し、変形により磁束を変化させる逆磁歪効果を備えている。
【0016】
フレーム３と磁石７とによって、図３に示す磁石７、図１に示すフレーム３の第１片部３ｃ、折返し部３ｅ、第２片部３ｄ、及び磁石７と第２片部３ｄとの間のギャップを通る磁気回路が形成されている。このほか、フレーム３の第２片部３ｄに非接触に近接する位置に補助磁石（図示せず）を配置してもよい。
フレーム３の第２片部３ｄに外力が付加されて振動することにより、磁石７とフレーム３に取り付けられた磁歪体４とのギャップにおける磁気抵抗が増減することで、コイル６内部を通過する磁束の変化量が増加することになる。
フレーム３の第２片部３ｄに外力が付加されて振動することにより、磁石７とフレーム３に取り付けられた磁歪体４とのギャップにおける磁気抵抗が増減することで、コイル６内部を通過する磁束の変化量が増加することになる。
【0017】
図１に示すように、磁歪体ユニット２は、基端部３ａと撓み部３ｂと、を有する。基端部３ａは、振動する磁歪体ユニット２（フレーム３）における固定端となる側の一部長さ領域である。撓み部３ｂは、長尺の磁歪体ユニット２の長手方向に関して基端部３ａの反対側であり、振動する磁歪体ユニット２（フレーム３）における自由端となる先端側の一部長さ領域である。撓み部３ｂは外力が付与されて加振される部位であり、磁歪体ユニット２（フレーム３）の振動時に基端部３ａよりも大きな撓みが発生する。
【0018】
なお、図１に示すように、後述するボビン５の延在部５ｄに取り付けられるフレーム３の基端部３ａには、左右方向中央において端面から長手方向にスリット３ｈが形成されている。このスリット３ｈは、ボビン５と不図示の固定具により共締めするためのものであり、ボビン５のスリット５ｎに上下に重なる位置に、同じ形状で形成されている。
一方、撓み部３ｂの先端にもスリットが形成されている。このスリットには錘（図示せず）をネジ等で固定することができる。錘を撓み部３ｂの先端に取り付けることでフレーム３の共振周波数を所望に調整することができる。
一方、撓み部３ｂの先端にもスリットが形成されている。このスリットには錘（図示せず）をネジ等で固定することができる。錘を撓み部３ｂの先端に取り付けることでフレーム３の共振周波数を所望に調整することができる。
【0019】
本実施形態の磁歪体ユニット２は、基端部３ａを含む第１片部３ｃと、撓み部３ｂを含んで返り側にあり、ボビン５の被巻回部５ｃが周囲に配設された第２片部３ｄと、第１片部３ｃと第２片部３ｄとに接続された折返し部３ｅと、を備えて、側面視Ｕ字状に形成されている。
第２片部３ｄにおける磁歪体４が取り付けられる部位は、他の部位よりも幅の狭い幅狭部３ｉとなっており、剛性が低められて撓みやすく形成されている。この幅狭部３ｉの周囲にボビン５におけるコイル６が巻回される被巻回部５ｃが配設されている。
第２片部３ｄにおける磁歪体４が取り付けられる部位は、他の部位よりも幅の狭い幅狭部３ｉとなっており、剛性が低められて撓みやすく形成されている。この幅狭部３ｉの周囲にボビン５におけるコイル６が巻回される被巻回部５ｃが配設されている。
【0020】
（ボビン）
次に、本実施形態に係るボビン５について、図１及び図２に加え、図５を主に参照して説明する。図５は、ボビン５を示す斜視図である。
本実施形態に係るボビン５は、磁歪体ユニット２を挿通させて、寸動型の被巻回部５ｃの外周にコイル６が取り付けられるものであり、例えば非弾性の樹脂材料で形成されている。
次に、本実施形態に係るボビン５について、図１及び図２に加え、図５を主に参照して説明する。図５は、ボビン５を示す斜視図である。
本実施形態に係るボビン５は、磁歪体ユニット２を挿通させて、寸動型の被巻回部５ｃの外周にコイル６が取り付けられるものであり、例えば非弾性の樹脂材料で形成されている。
【0021】
図１に示すように、ボビン５は、被巻回部５ｃから離間する方向に延在する延在部５ｄを有する。磁歪体ユニット２（フレーム３）の基端部３ａは、延在部５ｄに固定されている。なお、本実施形態においては、フレーム３は、基端部３ａ以外でボビン５に固定されておらず、振動発電中においても接触しないように構成されている。
【0022】
「被巻回部５ｃから離間する方向」とは、本実施形態においては、ボビン５のフランジ５ｅに直交する方向のうち、被巻回部５ｃから離間する方向である。延在部５ｄは、フランジ５ｅに直交する方向であって被巻回部５ｃから離間する方向に、フランジ５ｅの下端から延在している。
【0023】
上記構成によれば、磁歪体ユニット２（フレーム３）の基端部３ａがボビン５の延在部５ｄに固定されていることで、ボビン５における、フランジ５ｅに直交する方向のうち被巻回部５ｃから離間する方向（軸心方向）の磁歪体ユニット２に対する相対的な移動を抑制できる。また、磁歪発電素子１を他の機器にまとめて搭載しやすくなる。
【0024】
また、上記のように、ボビン５が非弾性材料によって構成されていることで、図１に示すボビン５の延在部５ｄに固定されたフレーム３の基端部３ａに伝わる振動が吸収されることを抑制できる。
【0025】
ボビン５は、被巻回部５ｃの両端部にフランジ５ｅ、５ｆを有し、中空部５ｂに第２片部３ｄが通されている。両端部に設けられたフランジ５ｅ、５ｆの少なくとも一方、本実施形態においてはフランジ５ｅには、第１片部３ｃが通される貫通孔５ａが形成されている。
また、フランジ５ｅに貫通孔５ａが形成されていることで、Ｕ字状に形成された磁歪体ユニット２にボビン５を簡単に取り付けることができる。
また、フランジ５ｅに貫通孔５ａが形成されていることで、Ｕ字状に形成された磁歪体ユニット２にボビン５を簡単に取り付けることができる。
【0026】
また、本実施形態に係るフランジ５ｆの下側の二隅には、下方に突出する一対の脚部５ｊが形成されている。第１片部３ｃのうち、貫通孔５ａに通される部位よりも折返し部３ｅ側の部位が、一対の脚部５ｊの間に通されている。
【0027】
磁歪体ユニット２の第２片部３ｄは、ボビン５の中空部５ｂの中央部を貫通するように取り付けられている。つまり、第２片部３ｄの上下空間が空けられるように、第２片部３ｄは、中空部５ｂを貫通するように配設されている。このため、中空部５ｂは、第２片部３ｄの振動時の動作空間として利用される。
【0028】
このような構成により、ボビン５と磁歪体ユニット２（フレーム３）の第２片部３ｄが接触しないため、ボビン５は第２片部３ｄの振動を阻害しないため、発電量が増加する。さらに、ボビン５の中空部５ｂを画定する内壁は、第２片部３ｄを覆っていることで、磁歪体ユニット２の過当な振動を抑える止め具として利用できる。
【0029】
＜変形例＞
次に変形例に係るボビン５について、図６から図８を主に参照して説明する。図６は、変形例に係る磁歪発電素子を示す斜視図、図７は、変形例に係る磁歪発電素子を示す側面図である。図８は、コイル６を一部複数巻きにした構成を示す、コイル６周りの部分断面図である。
なお、図６においてはコイル６を省略して示しており、図６及び図７においては、磁歪体４（図３参照）及び磁石７（図３参照）を省略して示している。
次に変形例に係るボビン５について、図６から図８を主に参照して説明する。図６は、変形例に係る磁歪発電素子を示す斜視図、図７は、変形例に係る磁歪発電素子を示す側面図である。図８は、コイル６を一部複数巻きにした構成を示す、コイル６周りの部分断面図である。
なお、図６においてはコイル６を省略して示しており、図６及び図７においては、磁歪体４（図３参照）及び磁石７（図３参照）を省略して示している。
【0030】
図７に示すように、磁歪体ユニット２（フレーム３）は、ボビン５の中空部５ｂ内において、磁歪体ユニット２に振動が生じたときの撓み量が小さい小振れ部３ｆと、磁歪体ユニット２に振動が生じたときの撓み量が小振れ部３ｆよりも大きい大振れ部３ｇと、を備える。小振れ部３ｆおよび大振れ部３ｇは第２片部３ｄ（図１参照）の一部であり、大振れ部３ｇは第２片部３ｄにおける基端側、すなわち第２片部３ｄのうち折返し部３ｅに近接する位置にある。
ボビン５において中空部５ｂを画定し磁歪体ユニット２（フレーム３）の周囲を囲む内壁５ｇは、小振れ部３ｆに対向する部位から大振れ部３ｇに対向する部位に向かうにつれて、磁歪体ユニット２（フレーム３）の撓み方向に広がるように内壁５ｇ同士の対向間隔が拡大している。
つまり、内壁５ｇによって確定される中空部５ｂは、切頭四角錘状（側面視台形状）に形成されている。
ボビン５において中空部５ｂを画定し磁歪体ユニット２（フレーム３）の周囲を囲む内壁５ｇは、小振れ部３ｆに対向する部位から大振れ部３ｇに対向する部位に向かうにつれて、磁歪体ユニット２（フレーム３）の撓み方向に広がるように内壁５ｇ同士の対向間隔が拡大している。
つまり、内壁５ｇによって確定される中空部５ｂは、切頭四角錘状（側面視台形状）に形成されている。
【0031】
このようにボビン５の内壁５ｇが形成されていることで、図７において二点鎖線でフレーム３が上下に撓んだときの上限及び下限を示すように、フレーム３の撓みの上限及び下限との長尺方向における内壁５ｇとの距離の差を確保できる。つまり、磁歪体ユニット２（フレーム３）が撓んだときに、その撓みによってボビン５の内壁５ｇに磁歪体ユニット２が当接して、磁歪体ユニット２の振動を阻害することを抑制できる。このため、逆磁歪効果を高め、及び磁石７とフレーム３との磁気ギャップの増減を大きくして、磁歪発電素子１による発電量を増加させることができる。
【0032】
図６に示すように、ボビン５は、内壁５ｇの外周側にあり、被巻回部５ｃを構成する外壁５ｈを有する。外壁５ｈは、小振れ部３ｆに対向する部位から大振れ部３ｇに対向する部位に向かうにつれて、磁歪体ユニット２の撓み方向に広がるように外壁５ｈ同士の間隔が拡大している。
【0033】
つまり、本実施形態に係るボビン５のフランジ５ｅ、５ｆの間にある外壁５ｈ（被巻回部）は、切頭四角錘状（側面視台形状）に形成されている。
すなわち、外壁５ｈの４面の内、２つの対向側面が平行に形成されており、残りの２つの対向する上下面は長手方向を沿って、折返し部３ｅ（図４参照）に向かうにつれて収束するように形成されている。
すなわち、外壁５ｈの４面の内、２つの対向側面が平行に形成されており、残りの２つの対向する上下面は長手方向を沿って、折返し部３ｅ（図４参照）に向かうにつれて収束するように形成されている。
【0034】
このように外壁５ｈが形成されていることで、振動によって撓む磁歪体ユニット２の小振れ部３ｆと大振れ部３ｇの両部位に、図７に示すようにコイル６に近づけることができるため、磁束密度の変化を大きくでき、コイル６による誘導起電力を高めることができる。
【0035】
図８に示すように、コイル６において、被巻回部５ｃにおける小振れ部３ｆに対応する長さ領域に対する巻き数は、大振れ部に対応する長さ領域に対する巻き数よりも多いと好適である。
【0036】
例えば、本例におけるコイル６は、ボビン５の軸心方向において、フランジ５ｅから中央まで一重巻きとなっており、中央からフランジ５ｆにかけて二重巻きとなっており、外面は平たくなるように配設されている。
なお、このような構成に限定されず、コイル６の線径やその軸心方向の長さに応じて、巻き数や、巻き数が異なる部位の長さを変更してもよい。
なお、このような構成に限定されず、コイル６の線径やその軸心方向の長さに応じて、巻き数や、巻き数が異なる部位の長さを変更してもよい。
【0037】
上記構成によれば、ボビン５の外壁５ｈよりも外側にあるスペースを利用して、コイル６を好適に配設することで、コイル６の誘導起電力を大きくすることができる。
特に、歪が大きくなる第２片部３ｄの基端側（折返し部３ｅ側）にある小振れ部３ｆに対応する長さ領域に対する巻き数が多いことで、磁歪体４による逆磁歪効果による磁束密度の変化の影響を高めることができる。
特に、歪が大きくなる第２片部３ｄの基端側（折返し部３ｅ側）にある小振れ部３ｆに対応する長さ領域に対する巻き数が多いことで、磁歪体４による逆磁歪効果による磁束密度の変化の影響を高めることができる。
【0038】
＜＜第２実施形態＞＞
次に、第２実施形態に係る磁歪発電素子１Ｘについて、図９及び図１０を主に参照して説明する。図９及び図１０は、第２実施形態に係る磁歪発電素子１Ｘを示す斜視図である。なお、図９においては磁歪体４（図３参照）の図示を省略している。また、図９及び図１０においては、コイル６の巻線の図示を省略している。
次に、第２実施形態に係る磁歪発電素子１Ｘについて、図９及び図１０を主に参照して説明する。図９及び図１０は、第２実施形態に係る磁歪発電素子１Ｘを示す斜視図である。なお、図９においては磁歪体４（図３参照）の図示を省略している。また、図９及び図１０においては、コイル６の巻線の図示を省略している。
【0039】
磁歪発電素子１Ｘが備えるボビン１５は、コイル６の両端部に対向する位置に一対のフランジ１５ｅ、１５ｆを有する。
フランジ１５ｅ、１５ｆの少なくとも一方（本実施形態においてはフランジ１５ｆ）にコイル６の端部を絡げるためのピン１０が設けられている。
上記構成によれば、コイル６の端部をピン１０に絡げ、導線とともにはんだ付けして、他の素子に電力を供給することができ、導線が断線することを抑制できる。
フランジ１５ｅ、１５ｆの少なくとも一方（本実施形態においてはフランジ１５ｆ）にコイル６の端部を絡げるためのピン１０が設けられている。
上記構成によれば、コイル６の端部をピン１０に絡げ、導線とともにはんだ付けして、他の素子に電力を供給することができ、導線が断線することを抑制できる。
【0040】
本実施形態におけるフランジ１５ｆは、左右方向に間隔を空けて設けられ軸心方向外側に突出する一対の略直方体状の突出部１５ｉを有する。この一対の突出部１５ｉそれぞれの上面にピン１０が設けられている。
このように突出部１５ｉによって軸心方向に肉厚に形成された部位にピン１０が設けられていることで、磁歪発電素子１Ｘに振動が付加されたときにおいても、ピン１０がフランジ１５ｆから折れたりすることを抑制できる。
このように突出部１５ｉによって軸心方向に肉厚に形成された部位にピン１０が設けられていることで、磁歪発電素子１Ｘに振動が付加されたときにおいても、ピン１０がフランジ１５ｆから折れたりすることを抑制できる。
【0041】
なお、コイル６の両端部に対向するフランジ１５ｅ、１５ｆにピン１０が設けられていればよく、本発明は上記の構成に限定されない。例えばピン１０は、フランジ１５ｅのみに設けられていてもよく、フランジ１５ｅ、フランジ１５ｆの双方に設けられていてもよく、上方に限定されず軸心方向や左右方向に突出して形成されていてもよい。
【0042】
フランジ１５ｅの上側から上側延出部１５ｊ、下端部から下側延出部１５ｋが長尺方向基端側に延在して形成されている。具体的には、下側延出部１５ｋは、板状に形成されており、上側延出部１５ｊよりも長く延在している。
下側延出部１５ｋの上面には、平面視矩形状の凹部１５ｍが形成されている。凹部１５ｍ内に、フレーム３の基端部３ａが収容される。また、凹部１５ｍにおける、フレーム３のスリット３ｈに重なる位置に、取付穴１５ｎが上下に貫通して形成されている。この取付穴１５ｎは、フレーム３のスリット３ｈとともに、不図示の固定具が通されることにより共締めされる。
下側延出部１５ｋの上面には、平面視矩形状の凹部１５ｍが形成されている。凹部１５ｍ内に、フレーム３の基端部３ａが収容される。また、凹部１５ｍにおける、フレーム３のスリット３ｈに重なる位置に、取付穴１５ｎが上下に貫通して形成されている。この取付穴１５ｎは、フレーム３のスリット３ｈとともに、不図示の固定具が通されることにより共締めされる。
【0043】
なお、本発明の磁歪発電素子に係る各種構成要素は、個々に独立した存在である必要はない。複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等を許容する。
【0044】
上記実施形態は、以下の技術思想を包含するものである。
（１）
少なくとも一部に磁歪体を有する磁歪体ユニットと、
前記磁歪体に磁気バイアスを与える磁石と、
コイルと、
中空部を有し、前記磁歪体の少なくとも一部を前記中空部内に収めるボビンと、を備え、
該ボビンは、前記コイルが巻回された被巻回部を、前記中空部が設けられた部位の外周側に有することを特徴とする磁歪発電素子。
（２）
前記磁歪体ユニットは、基端部と撓み部と、を有し、
前記ボビンは、前記被巻回部から離間する方向に延在する延在部を有し、
前記磁歪体ユニットの前記基端部は、前記延在部に固定されている（１）に記載の磁歪発電素子。
（３）
前記磁歪体ユニットは、基端部を含む第１片部と、撓み部を含んで返り側にあり、前記被巻回部が周囲に配設された第２片部と、前記第１片部と前記第２片部とに接続された折返し部と、を備えて、側面視Ｕ字状に形成されており、
前記ボビンは、前記被巻回部の両端部にフランジを有し、前記中空部に前記第２片部が通されており、
前記両端部に設けられた前記フランジの少なくとも一方には、前記第１片部が通される貫通孔が形成されている（１）又は（２）に記載の磁歪発電素子。
（４）
前記磁歪体ユニットは、前記ボビンの前記中空部内において、前記磁歪体ユニットに振動が生じたときの撓み量が小さい小振れ部と、前記磁歪体ユニットに振動が生じたときの撓み量が前記小振れ部よりも大きい大振れ部と、を備え、
前記ボビンにおいて前記中空部を画定し前記磁歪体ユニットの周囲を囲む内壁は、前記小振れ部に対向する部位から前記大振れ部に対向する部位に向かうにつれて、前記磁歪体ユニットの撓み方向に広がるように前記内壁同士の対向間隔が拡大している（１）から（３）のいずれか一項に記載の磁歪発電素子。
（５）
前記ボビンは、前記内壁の外周側にあり前記被巻回部を構成する外壁を有し、
外壁は、前記小振れ部に対向する部位から前記大振れ部に対向する部位に向かうにつれて、前記磁歪体ユニットの撓み方向に広がるように前記外壁同士の間隔が拡大している（４）に記載の磁歪発電素子。
（６）
前記コイルにおいて、前記被巻回部における前記小振れ部に対応する長さ領域に対する巻き数は、前記大振れ部に対応する長さ領域に対する巻き数よりも多い（５）に記載の磁歪発電素子。
（７）
前記ボビンは、前記コイルの両端部に対向する位置に一対のフランジを有し、
該フランジの少なくとも一方に前記コイルの端部を絡げるためのピンが設けられている（１）から（６）のいずれか一項に記載の磁歪発電素子。
（１）
少なくとも一部に磁歪体を有する磁歪体ユニットと、
前記磁歪体に磁気バイアスを与える磁石と、
コイルと、
中空部を有し、前記磁歪体の少なくとも一部を前記中空部内に収めるボビンと、を備え、
該ボビンは、前記コイルが巻回された被巻回部を、前記中空部が設けられた部位の外周側に有することを特徴とする磁歪発電素子。
（２）
前記磁歪体ユニットは、基端部と撓み部と、を有し、
前記ボビンは、前記被巻回部から離間する方向に延在する延在部を有し、
前記磁歪体ユニットの前記基端部は、前記延在部に固定されている（１）に記載の磁歪発電素子。
（３）
前記磁歪体ユニットは、基端部を含む第１片部と、撓み部を含んで返り側にあり、前記被巻回部が周囲に配設された第２片部と、前記第１片部と前記第２片部とに接続された折返し部と、を備えて、側面視Ｕ字状に形成されており、
前記ボビンは、前記被巻回部の両端部にフランジを有し、前記中空部に前記第２片部が通されており、
前記両端部に設けられた前記フランジの少なくとも一方には、前記第１片部が通される貫通孔が形成されている（１）又は（２）に記載の磁歪発電素子。
（４）
前記磁歪体ユニットは、前記ボビンの前記中空部内において、前記磁歪体ユニットに振動が生じたときの撓み量が小さい小振れ部と、前記磁歪体ユニットに振動が生じたときの撓み量が前記小振れ部よりも大きい大振れ部と、を備え、
前記ボビンにおいて前記中空部を画定し前記磁歪体ユニットの周囲を囲む内壁は、前記小振れ部に対向する部位から前記大振れ部に対向する部位に向かうにつれて、前記磁歪体ユニットの撓み方向に広がるように前記内壁同士の対向間隔が拡大している（１）から（３）のいずれか一項に記載の磁歪発電素子。
（５）
前記ボビンは、前記内壁の外周側にあり前記被巻回部を構成する外壁を有し、
外壁は、前記小振れ部に対向する部位から前記大振れ部に対向する部位に向かうにつれて、前記磁歪体ユニットの撓み方向に広がるように前記外壁同士の間隔が拡大している（４）に記載の磁歪発電素子。
（６）
前記コイルにおいて、前記被巻回部における前記小振れ部に対応する長さ領域に対する巻き数は、前記大振れ部に対応する長さ領域に対する巻き数よりも多い（５）に記載の磁歪発電素子。
（７）
前記ボビンは、前記コイルの両端部に対向する位置に一対のフランジを有し、
該フランジの少なくとも一方に前記コイルの端部を絡げるためのピンが設けられている（１）から（６）のいずれか一項に記載の磁歪発電素子。
【符号の説明】
【0045】
１、１Ｘ 磁歪発電素子
２ 磁歪体ユニット
３ フレーム
３ａ 基端部
３ｂ 撓み部
３ｃ 第１片部
３ｄ 第２片部
３ｅ 折返し部
３ｆ 小振れ部
３ｇ 大振れ部
３ｈ スリット
３ｉ 幅狭部
４ 磁歪体
５ ボビン
５ａ 貫通孔
５ｂ 中空部
５ｃ 被巻回部
５ｄ 延在部
５ｅ、５ｆ フランジ
５ｇ 内壁
５ｈ 外壁
５ｊ 脚部
５ｎ スリット
６ コイル
７ 磁石
１０ ピン
１５ ボビン
１５ｅ、１５ｆ フランジ
１５ｉ 突出部
１５ｊ 上側延出部
１５ｋ 下側延出部
１５ｍ 凹部
１５ｎ 取付穴
２ 磁歪体ユニット
３ フレーム
３ａ 基端部
３ｂ 撓み部
３ｃ 第１片部
３ｄ 第２片部
３ｅ 折返し部
３ｆ 小振れ部
３ｇ 大振れ部
３ｈ スリット
３ｉ 幅狭部
４ 磁歪体
５ ボビン
５ａ 貫通孔
５ｂ 中空部
５ｃ 被巻回部
５ｄ 延在部
５ｅ、５ｆ フランジ
５ｇ 内壁
５ｈ 外壁
５ｊ 脚部
５ｎ スリット
６ コイル
７ 磁石
１０ ピン
１５ ボビン
１５ｅ、１５ｆ フランジ
１５ｉ 突出部
１５ｊ 上側延出部
１５ｋ 下側延出部
１５ｍ 凹部
１５ｎ 取付穴
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】