特開 2023-128919 発電装置、及び、発電システム

(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】P2023128919

(43)【公開日】2023-09-14

(54)【発明の名称】発電装置、及び、発電システム

(51)【国際特許分類】

   H02N 2/18 20060101AFI20230907BHJP

【ＦＩ】

H02N2/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022033607

(22)【出願日】2022-03-04

(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】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(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

5H681GG18

(57)【要約】

【課題】発電量が大きい発電装置などを提供する。
【解決手段】発電装置１は、自由端部Ｆ１を含むフレーム２１、及び、フレーム２１に設けられフレーム２１への加振によって変形する発電素子３２を有する発電部材１０と、平面上で蛇行する蛇行部ｍを有する長尺形状のバネ部材２２と、を備え、バネ部材２２の一端は、自由端部Ｆ１に設けられる。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

自由端部を含むフレーム、及び、前記フレームに設けられ前記フレームへの加振によって変形する発電素子を有する発電部材と、
平面上で蛇行する蛇行部を有する長尺形状のバネ部材と、を備え、
前記バネ部材の一端は、前記自由端部に設けられる
発電装置。

【請求項2】

前記バネ部材は、Ｓ字バネである
請求項１に記載の発電装置。

【請求項3】

前記フレームと前記バネ部材とは、一体物である
請求項１又は２に記載の発電装置。

【請求項4】

前記バネ部材に設けられる磁性体、第１板部材又は１個以上の錘を備える
請求項１～３のいずれか１項に記載の発電装置。

【請求項5】

前記フレームの形状は、Ｕ字形状であり、
前記Ｕ字形状の曲がり部と前記自由端部との間に前記発電素子が設けられている
請求項１～４のいずれか１項に記載の発電装置。

【請求項6】

複数の前記バネ部材を備える
請求項１～５のいずれか１項に記載の発電装置。

【請求項7】

前記発電部材は、第１発電部材及び第２発電部材を含み、
前記バネ部材の前記一端は、前記第１発電部材が有する前記フレームが含む前記自由端部に設けられ、
前記バネ部材の他端は、前記第２発電部材が有する前記フレームが含む前記自由端部に設けられる
請求項１～５のいずれか１項に記載の発電装置。

【請求項8】

請求項７に記載の発電装置を複数備え、
前記複数の発電装置のそれぞれが備える前記バネ部材が有する前記蛇行部が蛇行する前記平面は、面一であり、
前記複数の蛇行部が蛇行して延びる方向は同一である
発電システム。

【請求項9】

前記複数のバネ部材に載置される第２板部材を備える
請求項８に記載の発電システム。

【請求項10】

前記複数の発電装置のそれぞれが備える前記バネ部材の変形を制限する制限部材を備える
請求項９に記載の発電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発電装置、及び、発電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、身近な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。例えば、特許文献１には、発電素子に直接外力を加えることで発電素子（発電モジュール）を変形させて電力を得る発電装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－２５０５２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、振動を電力に変換する発電装置においては、発電素子の変形量が大きいほど、より大きな電力が得られることが一般的に知られている。

【0005】

特許文献１に開示される発電装置においては、発電素子の上方に位置する可動板が人に踏まれることで生じた外力が、発電素子に与えられて発電素子が変形することで、発電素子が発電する。この外力の大きさは、人に踏まれることで可動板が撓む量に対応する。

【0006】

なお、可動板は、人に踏まれることに対する耐久性が求められるため、ある程度の硬さが必要となる。この硬さのため可動板が撓む量を大きくすることは困難であり、つまりは外力を大きくすることは容易ではない。

【0007】

よって、この外力による発電素子の変形量を大きくすることは困難であり、ひいては、このような発電装置は、発電量が小さいという課題がある。

【0008】

本発明は、上述した課題を解決しようとするものであり、発電量が大きい発電装置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】

【0009】

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る発電装置は、自由端部を含むフレーム、及び、前記フレームに設けられ前記フレームへの加振によって変形する発電素子を有する発電部材と、平面上で蛇行する蛇行部を有する長尺形状のバネ部材と、を備え、前記バネ部材の一端は、前記自由端部に設けられる。

【0010】

また、本発明の一態様に係る発電システムは、上記記載の発電装置を複数備え、前記複数の発電装置のそれぞれが備える前記バネ部材が有する前記蛇行部が蛇行する前記平面は、面一であり、前記複数の蛇行部が蛇行して延びる方向は同一である。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、発電量が大きい発電装置などを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、従来例に係る発電装置の平面図である。

【図2】図２は、従来例に係る発電装置の側面図である。

【図3】図３は、従来例に係る発電装置に外力が与えられた第１例を説明する側面図である。

【図4】図４は、従来例に係る発電装置が第１例において振動する様子を示す側面図である。

【図5】図５は、従来例に係る発電装置に外力が与えられた第２例を説明する平面図である。

【図6】図６は、第２例における外力を説明する側面図である。

【図7】図７は、従来例に係る発電装置が第２例において振動する様子を示す側面図である。

【図8】図８は、実施の形態に係る発電装置の平面図である。

【図9】図９は、実施の形態に係る発電装置の側面図である。

【図10】図１０は、実施の形態に係る発電装置に外力が与えられた第３例を説明する側面図である。

【図11】図１１は、実施の形態に係る発電装置に外力が与えられた第４例を説明する平面図である。

【図12】図１２は、第４例における外力を説明する側面図である。

【図13】図１３は、実施の形態の変形例１に係る発電装置の平面図である。

【図14】図１４は、実施の形態の変形例１に係る発電装置の側面図である。

【図15】図１５は、実施の形態の変形例１に係る発電装置が振動する様子を示す側面図である。

【図16】図１６は、実施の形態の変形例２に係る発電装置の側面図である。

【図17】図１７は、実施の形態の変形例２に係る発電装置の製造方法を説明するための平面図である。

【図18】図１８は、実施の形態の変形例２に係る発電装置が振動する様子を示す側面図である。

【図19】図１９は、実施の形態の変形例３に係る発電装置の平面図である。

【図20】図２０は、実施の形態の変形例４に係る発電システムの平面図である。

【図21】図２１は、実施の形態の変形例４に係る発電システムの側面図である。

【図22】図２２は、実施の形態の変形例４に係る第２板部材が人に踏みつけられたときの起電力を説明する図である。

【図23】図２３は、実施の形態の変形例４に係るバネ部材が指で弾かれたときの起電力を説明する図である。

【図24】図２４は、実施の形態の変形例５に係る発電装置の平面図である。

【図25】図２５は、実施の形態の変形例５に係る発電装置の側面図である。

【図26】図２６は、実施の形態の変形例６に係る発電装置の平面図である。

【図27】図２７は、実施の形態の変形例７に係る発電装置の平面図である。

【図28】図２８は、実施の形態の変形例８に係る発電装置の平面図である。

【図29】図２９は、実施の形態の変形例９に係る発電装置の側面図である。

【図30】図３０は、実施の形態の変形例１０に係る発電装置の平面図である。

【図31】図３１は、実施の形態に係るバネ部材の他の例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

（本発明の基礎となった知見）
まず、本発明の基礎となった知見について説明する。まずは、発電素子３２ｘの変形量が制限されてしまう例として、従来例に係る発電装置１ｘの構成について図１及び図２を用いて説明する。

【0014】

図１は、従来例に係る発電装置１ｘの平面図である。図２は、従来例に係る発電装置１ｘの側面図である。

【0015】

図１及び図２が示すように、従来例に係る発電装置１ｘは、発電部材１０ｘと、端部板２２ｘとを備える。

【0016】

発電部材１０ｘは、フレーム２１ｘと、発電素子３２ｘを含む発電部３０ｘとを有する部材である。

【0017】

フレーム２１ｘは、自由端部Ｆ１ｘ及び固定端部Ｆ２ｘを有する。自由端部Ｆ１ｘは、自由振動する端部である。また、フレーム２１ｘは、曲がり部Ｂｘを有する。フレーム２１ｘの形状はＵ字形状であり、より具体的には、フレーム２１ｘの形状は、側面視において、Ｕ字形状である。

【0018】

また、フレーム２１ｘは、１枚の平板形状の部材がＵ字形状となるように、屈曲されて形成されている。また、フレーム２１ｘの全体にわたって、フレーム２１ｘの厚みは略均等である。

【0019】

フレーム２１ｘは、曲がり部Ｂｘを挟んで一方の端部が固定端部Ｆ２ｘ、他方の端部が自由端部Ｆ１ｘ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、発電装置１ｘでは、フレーム２１ｘが有する固定端部Ｆ２ｘが支持台２に固定されて設置されている。

【0020】

自由端部Ｆ１ｘが自由振動する場合には、自由端部Ｆ１ｘが固定端部Ｆ２ｘから離れる方向又は固定端部Ｆ２ｘに近づく方向に動き、フレーム２１ｘ自体も振動（変形）する。

【0021】

このとき、自由端部Ｆ１ｘが固定端部Ｆ２ｘから離れるように自由端部Ｆ１ｘが動いた状態（開状態）、及び、自由端部Ｆ１ｘが固定端部Ｆ２ｘに近づくように自由端部Ｆ１ｘが動いた状態（閉状態）が繰り返される。換言すると、自由端部Ｆ１ｘと固定端部Ｆ２ｘ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。

【0022】

フレーム２１ｘには発電部３０ｘが含む発電素子３２ｘ及び発電用磁石３３ｘが設けられており、フレーム２１ｘは、これらの構成要素を支持する部材である。フレーム２１ｘ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。

【0023】

Ｕ字形状のフレーム２１ｘは、図２が示すように、互いに向かい合う第１内側面２１１ｘ及び第２内側面２１２ｘと、第１外側面２１３ｘ及び第２外側面２１４ｘとを有している。

【0024】

また、自由端部Ｆ１ｘは、平板形状を有している。

【0025】

続いて、発電部３０ｘについて説明する。発電部３０ｘは、コイル３１ｘ、発電素子３２ｘ及び発電用磁石３３ｘを含む。

【0026】

発電素子３２ｘは、フレーム２１ｘに設けられフレーム２１ｘへの加振によって変形する部材である。本実施の形態においては、発電素子３２ｘは、磁歪素子である。ここでは、発電素子３２ｘは、曲がり部Ｂｘと自由端部Ｆ１ｘとの間の、第１外側面２１３ｘに設けられ接合されて設けられている。

【0027】

発電素子３２ｘの形状は、特に限られないが平板形状である。従来例においては、フレーム２１ｘに接合される発電素子３２ｘの平面であって、発電装置１ｘ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。また、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、三次元直交座標系の三軸を示しており、ｘｙ平面に直交する方向をｚ軸としている。

【0028】

発電素子３２ｘ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。

【0029】

発電素子３２ｘは、フレーム２１ｘへの加振によって変形する素子である。本実施の形態においては、発電素子３２ｘは、フレーム２１ｘに接合されているためフレーム２１ｘが振動すると、発電素子３２ｘは変形する。

【0030】

コイル３１ｘは、フレーム２１ｘが有する第１内側面２１１ｘ及び第１外側面２１３ｘと発電素子３２ｘとに巻かれている。コイル３１ｘは、電磁誘導の法則により発電素子３２ｘ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。

【0031】

コイル３１ｘの材質は、一例として、銅であるが、特に限定されない。

【0032】

発電用磁石３３ｘは、フレーム２１ｘの第２内側面２１２ｘに設けられている。発電用磁石３３ｘは、一例として、永久磁石である。発電用磁石３３ｘからの磁力線が発電素子３２ｘを通過する。

【0033】

続いて、端部板２２ｘについて説明する。

【0034】

端部板２２ｘは、フレーム２１ｘの自由端部Ｆ１ｘに設けられている部材である。また、端部板２２ｘは、第１外側面２１３ｘに取り付けられている部材でもある。端部板２２ｘの形状は、平板形状であり、図１及び図２が示すように端部板２２ｘの２つの主面はいずれもｘｙ平面と平行な面である。

【0035】

また、ここでは、端部板２２ｘには外力Ｐ１が与えられる。この外力Ｐ１によってフレーム２１ｘが変形し、振動する。

【0036】

端部板２２ｘは、リジッドな部材である。このため、端部板２２ｘに外力Ｐ１が与えられても、端部板２２ｘ自身の変形量は非常に小さく、より具体的には端部板２２ｘ自身は実質的には変形しない。

【0037】

フレーム２１ｘの自由端部Ｆ１ｘに取り付けられる端部板２２ｘが設けられることで、てこの原理により、外力Ｐ１が小さい場合でもフレーム２１ｘが振動することができる。

【0038】

例えば、外力Ｐ１が与えられることで、フレーム２１ｘが振動する。このとき、フレーム２１ｘ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２１ｘに接合される発電素子３２ｘには引張応力と圧縮応力とが交互に発生し、発電素子３２ｘは伸長し又は収縮して変形する。

【0039】

このように、フレーム２１ｘが振動すると、発電素子３２ｘの磁力線は逆磁歪効果により増加又は減少し、コイル３１ｘ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３１ｘに誘導電圧（又は誘導電流）が発生する。このように、発電部３０ｘは、フレーム２１ｘの振動により発電することができる。

【0040】

ここで、従来例に係る発電装置１ｘに外力Ｐ１が与えられた例である第１例及び第２例について、図１及び図２に加えて、図３～図７を用いて説明する。

【0041】

図３は、従来例に係る発電装置１ｘに外力Ｐ１が与えられた第１例を説明する側面図である。図４は、従来例に係る発電装置１ｘが第１例において振動する様子を示す側面図である。図５は、従来例に係る発電装置１ｘに外力Ｐ１が与えられた第２例を説明する平面図である。

【0042】

図６は、第２例における外力Ｐ１を説明する側面図である。図６は、端部板２２ｘをｘ軸正方向から見た側面図であり、簡単のため、端部板２２ｘ以外の構成要素は図示が省略されている。図７は、従来例に係る発電装置１ｘが第２例において振動する様子を示す側面図である。

【0043】

まずは外力Ｐ１について説明する。

【0044】

第１例においては、図１が示すように、端部板２２ｘのｙ軸方向の幅の中央付近に外力Ｐ１が与えられる。より具体的には、第１例においては外力Ｐ１は、ｚ軸に沿ってつまりはｚ軸と平行に、ｚ軸負方向に端部板２２ｘに与えられる。

【0045】

一方で、第２例においては、図５が示すように、端部板２２ｘのｙ軸方向の幅の中央付近よりもｙ軸負側に外力Ｐ１が与えられる。より具体的には、第２例においては、図６の（ａ）が示すように、外力Ｐ１がｚ軸に沿ってつまりはｚ軸と平行にｚ軸負方向に端部板２２ｘに与えられる場合がある。また、第２例においては、図６の（ｂ）が示すように、外力Ｐ１がｚ軸負方向、かつ、ｙ軸負方向に向かって端部板２２ｘに与えられる場合がある。

【0046】

次に、発電装置１ｘが振動する様子について説明する。

【0047】

第１例においては、上記のように外力Ｐ１が端部板２２ｘに与えられるため、端部板２２ｘが取り付けられたフレーム２１ｘは、図４が示す白抜きの両矢印の向きに、つまりは、ｚ軸方向に沿って変形して振動する。

【0048】

図４には、フレーム２１ｘが振動する前の発電装置１ｘが実線で、フレーム２１ｘが振動している発電装置１ｘが二点鎖線で示されている。このときフレーム２１ｘが捻じれて振動することはない。

【0049】

一方で、第２例においては、上記のように外力Ｐ１が端部板２２ｘに与えられるため、端部板２２ｘが取り付けられたフレーム２１ｘは、図６及び図７が示す白抜きの矢印の向きに向かって捻じれながら変形する。この白抜きの矢印の向きは、ｘ軸を回転軸の中心として、図６が示すように反時計回りに回転する向きである。

【0050】

このようにフレーム２１ｘに捻じれが発生するため、第２例においては、第１例に比べて、フレーム２１ｘのｚ軸方向に沿った変形量が小さくなる。特に図６の（ｂ）が示すように外力Ｐ１が与えられると捻じれが大きくなるため、フレーム２１ｘのｚ軸方向に沿った変形量がより小さくなる。

【0051】

このように、従来例に係る発電装置１ｘでは、第２例が示すような外力Ｐ１が与えられた場合には、フレーム２１ｘの変形量を大きくすることは容易ではない。よって、発電素子３２ｘの変形量を大きくすることは困難であり、このような発電装置１ｘは、発電量が小さいことが予想される。

【0052】

さらには、従来例に係る発電装置１ｘでは、第２例が示すような外力Ｐ１が与えられた場合には、フレーム２１ｘの振動に捻じれ成分が含まれる。このねじれ成分は、発電装置１ｘの発電量が低減させる。

【0053】

なお、従来例においては、外力Ｐ１はてこの原理により増強されて、発電素子３２ｘが変形される。このため、特許文献１のように可動板の撓みから発生する外力による発電素子の変形量よりも、従来例における発電素子３２ｘの変形量の方が大きくなることが期待される。しかしながら、従来例における発電素子３２ｘの変形量も、未だ十分では無い。

【0054】

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

【0055】

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。

【0056】

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。実施の形態では、蛇行部が蛇行する平面をｘｙ平面とし、ｘｙ平面と直行する方向をｚ軸としている。また、以下の実施の形態において、「上方」及び「下方」という用語は、絶対的な空間認識における上方向（鉛直上方）及び下方向（鉛直下方）を指すものではない。

【0057】

「上方」はｚ軸正側を、「下方」はｚ軸負側を意味する。また、「上方」及び「下方」という用語は、２つの構成要素が互いに間隔をあけて配置されて２つの構成要素の間に別の構成要素が存在する場合のみならず、２つの構成要素が互いに密着して配置されて２つの構成要素が接する場合にも適用される。

【0058】

また、本明細書において、「平面視」とは、発電装置をｚ軸正方向から見たときのことであり、このときの図を平面図という。また、「側面視」とは、発電装置をｙ軸負方向又はｘ軸正方向から見たときのことであり、このときの図を側面図という。

【0059】

また、本明細書において、発電装置としての動作に必須あるいは特性の改善に有効であるが、本発明の説明に不要な要素については省略している。また、各図面はあくまで概念を示す図であり、縮尺、形状等は一切考慮に入れていない。

【0060】

したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

【0061】

また、本明細書において、等しいなどの要素間の関係性を示す用語、及び、Ｕ字形状などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する表現である。

【0062】

（実施の形態１）
［構成］
本実施の形態に係る発電装置１の構成例について図８及び図９を用いて説明する。

【0063】

図８は、本実施の形態に係る発電装置１の平面図である。図９は、本実施の形態に係る発電装置１の側面図である。

【0064】

例えば、本実施の形態に係る発電装置１は、支持台２の上方に設けられている。

【0065】

発電装置１は、図８及び図９が示すように、発電部材１０と、バネ部材２２と、ボルト４０とを備える。

【0066】

発電部材１０は、フレーム２１と、発電素子３２を含む発電部３０とを有する部材である。

【0067】

フレーム２１は、自由端部Ｆ１及び固定端部Ｆ２を有する。自由端部Ｆ１は、自由振動する端部である。また、フレーム２１は、曲がり部Ｂを有する。フレーム２１の形状はＵ字形状であり、より具体的には、フレーム２１の形状は、側面視において、Ｕ字形状である。また、フレーム２１は、１枚の平板形状の部材がＵ字形状となるように、屈曲されて形成されている。

【0068】

また、フレーム２１の全体にわたって、フレーム２１の厚みは略均等であり、本実施の形態においては、１．６ｍｍであるが、これに限られない。

【0069】

なお、図示されないが、フレーム２１の形状はＶ字形状であってもよく、この場合には、フレーム２１の形状は、側面視において、Ｖ字形状であるとよい。また、フレーム２１は、１枚の平板形状の部材がＶ字形状となるように、屈曲されて形成されている。

【0070】

フレーム２１は、長尺形状の部材である。本実施の形態においては、フレーム２１は、ｘ軸方向に長細い形状を有している。フレーム２１は、曲がり部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、発電装置１では、フレーム２１が有する固定端部Ｆ２が支持台２に固定されて設置されている。

【0071】

自由端部Ｆ１が自由振動する場合には、自由端部Ｆ１が固定端部Ｆ２から離れる方向又は固定端部Ｆ２に近づく方向に動き、フレーム２１自体も振動（変形）する。

【0072】

このとき、自由端部Ｆ１が固定端部Ｆ２から離れるように自由端部Ｆ１が動いた状態（開状態）、及び、自由端部Ｆ１が固定端部Ｆ２に近づくように自由端部Ｆ１が動いた状態（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。

【0073】

フレーム２１には発電部３０が含む発電素子３２及び発電用磁石３３が設けられており、フレーム２１は、これらの構成要素を支持する部材である。

【0074】

フレーム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。

【0075】

Ｕ字形状のフレーム２１は、図９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。

【0076】

また、自由端部Ｆ１は、平板形状を有している。自由端部Ｆ１の平板形状における、ｚ軸正側の主面及びｚ軸負側の主面とは、いずれもｘｙ平面と平行である。

【0077】

続いて、発電部３０について説明する。発電部３０は、コイル３１、発電素子３２及び発電用磁石３３を含む。

【0078】

発電素子３２は、フレーム２１に設けられフレーム２１への加振によって変形する部材である。本実施の形態においては、発電素子３２は、磁歪素子である。ここでは、発電素子３２は、曲がり部Ｂと自由端部Ｆ１との間の、第１外側面２１３に接合されて設けられている。

【0079】

発電素子３２の形状は、特に限られないが平板形状であり、発電素子３２の大きさは、例えば、９０ｍｍ（ｘ軸方向）×２４ｍｍ（ｙ軸方向）×３ｍｍ（ｚ軸方向）程度であるがこれに限られない。なお、本実施の形態においては、フレーム２１に接合される発電素子３２の平面であって、発電装置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。

【0080】

発電素子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。

【0081】

発電素子３２は、フレーム２１への加振によって変形する素子である。本実施の形態においては、発電素子３２は、フレーム２１に接合されているためフレーム２１が振動すると、発電素子３２は変形する。

【0082】

コイル３１は、フレーム２１が有する第１内側面２１１及び第１外側面２１３と発電素子３２とに巻かれている。コイル３１は、電磁誘導の法則により発電素子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。

【0083】

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。例えば、本実施の形態に係るコイル３１の巻き数は、３０００回である。

【0084】

発電用磁石３３は、フレーム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からの磁力線が発電素子３２を通過する。

【0085】

続いて、バネ部材２２について説明する。

【0086】

バネ部材２２は、蛇行する蛇行部ｍを有している。バネ部材２２は、長尺形状の部材であり、本実施の形態においては、蛇行部ｍが蛇行して延びる方向は、ｘ軸方向である。図８が示すように、蛇行部ｍは、複数の湾曲領域Ａを有している。蛇行部ｍは、平面上で蛇行しており、より具体的には、ｘｙ平面上で蛇行している。

【0087】

また隣り合う２つの湾曲領域Ａの間の距離は例えば数ｍｍ以上十数ｃｍ以下である。複数の湾曲領域Ａは、ｘ軸方向において等間隔（つまり同一ピッチ）で構成されており、当該ピッチは、例えば、数ｃｍ以上十数ｃｍ以下である。

【0088】

さらに具体的には、本実施の形態に係るバネ部材２２は、所謂Ｓ字バネである。Ｓ字バネは、Ｓバネ、Ｓスプリングなどとも呼称される。

【0089】

長尺形状のバネ部材２２の一端は、フレーム２１の自由端部Ｆ１に設けられている。ここでは、バネ部材２２のｘ軸負側の一端と、フレーム２１の自由端部Ｆ１とが、ボルト４０によって固定されて取り付けられている。

【0090】

また、バネ部材２２が有する蛇行部ｍは上記の通り平面上で蛇行しており、当該平面と、自由端部Ｆ１における平板形状の主面（ここでは、ｚ軸正側の主面）とは、平行であり、より具体的には、ｘｙ平面と平行である。

【0091】

また、バネ部材２２には外力Ｐ１が与えられる。この外力Ｐ１によってフレーム２１が変形し、振動する。

【0092】

バネ部材２２は、例えば、バネ鋼材によって構成されている。バネ部材２２は、線状のバネ鋼材がＳ字バネの形状となるように、湾曲されて製造されている。例えば、バネ部材２２における直径は、例えば数ｍｍであり、本実施の形態においては、３．４ｍｍであるがこれに限られない。また、バネ部材２２のｘ軸方向の長さは、例えば数十ｃｍであり、本実施の形態においては、４５ｃｍである。

【0093】

フレーム２１の自由端部Ｆ１に取り付けられるバネ部材２２が設けられることで、てこの原理により、外力Ｐ１が小さい場合でもフレーム２１が振動することができる。

【0094】

さらに、ボルト４０について説明する。

【0095】

上記の通り、ボルト４０は、フレーム２１の自由端部Ｆ１とバネ部材２２とを固定する部材である。

【0096】

フレーム２１の自由端部Ｆ１には、ｚ軸方向に貫通する貫通孔が設けられている。ボルト４０は、当該貫通孔に挿通されている。また、ボルト４０にバネ部材２２の一端が掛止されることで、ボルト４０がフレーム２１の自由端部Ｆ１とバネ部材２２とを固定する。

【0097】

なお、バネ部材２２の一端は、他の手段で、自由端部Ｆ１に設けられていてもよい。例えば、複数のボルト４０によって当該一端と自由端部Ｆ１とが固定されてもよく、接着剤などで当該一端と自由端部Ｆ１とが接着されてもよい。

【0098】

例えば、外力Ｐ１が与えられることで、フレーム２１が振動する。このとき、フレーム２１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２１に接合される発電素子３２には引張応力と圧縮応力とが交互に発生し、発電素子３２は伸長し又は収縮して変形する。

【0099】

このように、フレーム２１が振動すると、発電素子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。このように、発電部３０は、フレーム２１の振動により発電することができる。

【0100】

ここで、本実施の形態に係る発電装置１に外力Ｐ１が与えられた例である第３例及び第４例について、図８及び図９に加えて、図１０～図１２を用いて説明する。

【0101】

図１０は、本実施の形態に係る発電装置１に外力Ｐ１が与えられた第３例を説明する側面図である。図１１は、本実施の形態に係る発電装置１に外力Ｐ１が与えられた第４例を説明する平面図である。図１２は、第４例における外力Ｐ１を説明する側面図である。

【0102】

まずは本実施の形態に係る外力Ｐ１について説明する。

【0103】

第３例においては、図８が示すように、バネ部材２２のｙ軸方向の幅の中央付近に外力Ｐ１が与えられる。より具体的には、第３例においては外力Ｐ１は、ｚ軸に沿ってつまりはｚ軸と平行に、バネ部材２２に与えられる。つまり、第３例における外力Ｐ１は、第１例に係る外力Ｐ１に相当する。

【0104】

一方で、第４例においては、図１１が示すように、バネ部材２２のｙ軸方向の幅の中央付近よりもｙ軸負側に外力Ｐ１が与えられる。より具体的には、第４例においては、外力Ｐ１がｚ軸に沿ってつまりはｚ軸と平行にバネ部材２２に与えられる。つまり、第４例における外力Ｐ１は、図６の（ａ）が示す第２例に係る外力Ｐ１に相当する。

【0105】

次に、発電装置１が振動する様子について説明する。

【0106】

第３例においては、上記のように外力Ｐ１がバネ部材２２に与えられるため、バネ部材２２が取り付けられたフレーム２１は、図１０が示す白抜きの両矢印の向きに、つまりは、ｚ軸方向に沿って変形して振動する。このときフレーム２１が捻じれて振動することはなく、ｚ軸方向におけるフレーム２１の変形量は十分に大きくなる。

【0107】

一方で、第４例においては、上記のように外力Ｐ１がバネ部材２２に与えられる。このとき、蛇行部ｍを有する長尺形状のバネ部材２２自身が図１２が示す白抜きの矢印の向きに向かって捻じれながら変形する。このため、上記の従来例に係る発電装置１ｘとは異なり、フレーム２１が捻じれることが抑制される。換言すると、第４例の外力Ｐ１の方向がバネ部材２２の変形で緩和される。よって、第４例に係る外力Ｐ１が与えられる場合においても、フレーム２１のｚ軸方向に沿った変形量が小さくなることが抑制され、つまりは、ｚ軸方向におけるフレーム２１の変形量は十分に大きくなる。

【0108】

このように、本実施の形態に係る発電装置１は、第３例及び第４例に係る外力Ｐ１が与えられた場合でも、フレーム２１の変形量を大きくすることができる。従って発電素子３２の変形量を大きくすることができ、発電量が大きい発電装置１が実現される。

【0109】

さらには、本実施の形態に係る発電装置１では、第４例が示すような外力Ｐ１が与えられた場合でも、フレーム２１の振動に捻じれ成分が含まれ難い。このため、従来例に係る発電装置１ｘとは異なり、ねじれ成分による発電装置１の発電量を低減が起こりにくく、つまり、発電量が大きい発電装置１が実現される。

【0110】

また、バネ部材２２に外力Ｐ１が与えられると、バネ部材２２に弾性エネルギーが蓄積される。この蓄積された弾性エネルギーは、フレーム２１を振動させ、発電装置１が発電する。よって、特許文献１に開示される発電装置に比べて、弾性エネルギーを蓄積することができるバネ部材２２を備える発電装置１は、発電量が大きくなる。

【0111】

さらに、本実施の形態においては、外力Ｐ１はてこの原理により増強されて、発電素子３２が変形される。さらに上記の通り、フレーム２１が捻じれることが抑制されるため、ｚ軸方向におけるフレーム２１の変形量を大きく、つまりは、発電素子３２の変形量を大きくすることができる。このため、特許文献１のように可動板の撓みから発生する外力による発電素子の変形量よりも、本実施の形態に係る発電素子３２の変形量の方がはるかに大きくなることが期待され、発電量が大きい発電装置１が実現される。

【0112】

［効果など］
実施の形態をまとめると以下の通りである。本実施の形態に係る発電装置１は、発電部材１０と、バネ部材２２と、を備える。発電部材１０は、自由端部Ｆ１を含むフレーム２１、及び、フレーム２１に設けられフレーム２１への加振によって変形する発電素子３２を有する。バネ部材２２は、平面上で蛇行する蛇行部ｍを有する長尺形状の部材である。バネ部材２２の一端は、自由端部Ｆ１に設けられる。

【0113】

第３例及び図８で示したように、バネ部材２２のｙ軸方向の幅の中央付近に外力Ｐ１が与えられた場合には、バネ部材２２が取り付けられたフレーム２１は、図１０が示す白抜きの両矢印の向きに、つまりは、ｚ軸方向に沿って変形して振動する。このときフレーム２１が捻じれて振動することはなく、ｚ軸方向におけるフレーム２１の変形量は十分に大きくなる。

【0114】

同様に、第４例及び図１１で示したように、バネ部材２２のｙ軸方向の幅の中央付近よりもｙ軸負側に外力Ｐ１が与えられた場合でも、蛇行部ｍを有する長尺形状のバネ部材２２自身が図１２が示す白抜きの矢印の向きに向かって捻じれながら変形する。このため、上記の従来例に係る発電装置１ｘとは異なり、フレーム２１が捻じれることが抑制される。換言すると、第４例の外力Ｐ１の方向がバネ部材２２の変形で緩和される。よって、第４例に係る外力Ｐ１が与えられる場合においても、フレーム２１のｚ軸方向に沿った変形量が小さくなることが抑制され、つまりは、ｚ軸方向におけるフレーム２１の変形量は十分に大きくなる。

【0115】

このように、本実施の形態に係る発電装置１は、第３例及び第４例に係る外力Ｐ１が与えられた場合でも、フレーム２１の変形量を大きくすることができる。従って、発電素子３２の変形量を大きくすることができ、発電量が大きい発電装置１が実現される。

【0116】

さらには、本実施の形態に係る発電装置１では、第４例が示すような外力Ｐ１が与えられた場合でも、フレーム２１の振動に捻じれ成分が含まれ難い。このため、従来例に係る発電装置１ｘとは異なり、ねじれ成分による発電装置１の発電量を低減が起こりにくく、つまり、発電量が大きい発電装置１が実現される。

【0117】

また、バネ部材２２に外力Ｐ１が与えられると、バネ部材２２に弾性エネルギーが蓄積される。この蓄積された弾性エネルギーは、フレーム２１を振動させ、発電装置１が発電する。よって、特許文献１に開示される発電装置に比べて、弾性エネルギーを蓄積することができるバネ部材２２を備える発電装置１は、発電量が大きくなる。

【0118】

本実施の形態においては、バネ部材２２は、Ｓ字バネである。

【0119】

これにより、外力Ｐ１が与えられた場合に、Ｓ字バネであるバネ部材２２自身が捻じれやすくなるため、フレーム２１が捻じれることがより抑制される。つまりは、バネ部材２２がＳ字バネであることで、第４例の外力Ｐ１の方向がバネ部材２２の変形でより緩和されやすくなる。このため、フレーム２１のｚ軸方向における変形量をより大きくすることができ、発電素子３２の変形量をより大きくすることができる。従って、より発電量が大きい発電装置１が実現される。

【0120】

さらには、バネ部材２２がＳ字バネであることで、第４例が示すような外力Ｐ１が与えられた場合でも、フレーム２１の振動に捻じれ成分がより含まれ難い。このため、従来例に係る発電装置１ｘとは異なり、ねじれ成分による発電装置１の発電量を低減がより起こりにくく、つまり、より発電量が大きい発電装置１が実現される。

【0121】

また、バネ部材２２がＳ字バネであることで、バネ部材２２に外力Ｐ１が与えられると、バネ部材２２により大きな弾性エネルギーが蓄積される。この蓄積された弾性エネルギーは、フレーム２１を振動させ、発電装置１が発電する。よって、特許文献１に開示される発電装置に比べて、より大きな弾性エネルギーを蓄積することができるＳ字バネであるバネ部材２２を備える発電装置１は、発電量が大きくなる。

【0122】

本実施の形態においては、フレーム２１の形状は、Ｕ字形状である。Ｕ字形状の曲がり部Ｂと自由端部Ｆ１との間に発電素子３２が設けられている。

【0123】

これにより、バネ部材２２に与えられた外力Ｐ１によってフレーム２１がより振動し易くなり、発電素子３２もより振動し易くなる。よって、発電量がより大きい発電装置１が実現される。

【0124】

（実施の形態の変形例１）
次に、実施の形態の変形例１について説明する。実施の形態の変形例１では、主に、磁性体５０が設けられる点が、実施の形態と相違する。以下では、実施の形態との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。

【0125】

［構成］
実施の形態の変形例１に係る発電装置１０１の構成例について図１３及び図１４を用いて説明する。

【0126】

図１３は、本実施の形態の変形例１に係る発電装置１０１の平面図である。図１４は、本実施の形態の変形例１に係る発電装置１０１の側面図である。より具体的には、図１４は、磁性体５０と外部磁石６０との間に発生している外力Ｐ１（引力）を説明するための図でもある。

【0127】

発電装置１０１は、磁性体５０を備える点を除いて、本実施の形態に係る発電装置１と同じ構成を備える。つまり、発電装置１０１は、発電部材１０と、バネ部材２２と、ボルト４０と、磁性体５０とを備える。

【0128】

磁性体５０は、バネ部材２２に設けられる部材である。より具体的には、磁性体５０は、自由端部Ｆ１に設けられたバネ部材２２の一端とは異なる他端、つまりは、バネ部材２２のｘ軸正側の端部に設けられる部材である。磁性体５０は、一例として、鉄で構成された平板部材であるが、これに限られない。

【0129】

なお、本実施の形態においては、発電装置１０１は、１個の磁性体５０を備えているが、これに限られず、複数の磁性体５０を備えていてもよい。また、磁性体５０が設けられる位置は、バネ部材２２のｘ軸正側の端部に限られず、バネ部材２２の中央付近であってもよい。

【0130】

磁性体５０は、バネ部材２２の他端に固定されている。磁性体５０とバネ部材２２の他端とは、例えばボルト４０によって固定されてもよく、例えば接着剤によって接着されてもよい。フレーム２１が振動しているときに、磁性体５０がバネ部材２２から脱離しなければよい。

【0131】

外部磁石６０は、磁性体５０との間で引力を発生させるための磁石である。外部磁石６０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。

【0132】

ここで、本変形例に係る発電装置１０１が発電する際の挙動について説明する。

【0133】

まず、外部磁石６０が磁性体５０の近傍に近づけられると、外部磁石６０と磁性体５０との間で外力Ｐ１（引力）が発生し、磁性体５０が外部磁石６０に吸着される。さらに、外部磁石６０が例えばｚ軸正側に引き上げられると、発電装置１０１は、図１４が示す状態、つまりは、本変形例に係るフレーム２１は、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）となる。

【0134】

なお、外部磁石６０は、ｚ軸方向と平行な方向に引き上げられる（つまりは真上に引き上げられる）場合と、ｚ軸方向と平行でない方向に引き上げられる場合がある。ｚ軸方向と平行でない方向に引き上げられる場合とは、例えば、外部磁石６０が、フレーム２１よりも、平面視で、ｘ軸正側若しくは負側、又は、ｙ軸正側若しくは負側の位置に引き上げられる場合を意味する。

【0135】

図１４が示すようにフレーム２１が変形した状態において、外部磁石６０がさらにｚ軸正側に引き上げられることで、磁性体５０が外部磁石６０から脱離する。そうすると、フレーム２１が振動する。図１５は、本実施の形態の変形例１に係る発電装置１０１が振動する様子を示す側面図である。

【0136】

フレーム２１は、図１５が示す白抜きの両矢印の向きに、つまりは、ｚ軸方向に沿って変形して振動する。図１５には、フレーム２１が振動する前の発電装置１０１が実線で、フレーム２１が振動している発電装置１０１が二点鎖線で示されている。フレーム２１において開状態と閉状態とが繰り返されて振動すると、発電素子３２は伸長し又は収縮して変形する。

【0137】

ここで、外部磁石６０がｚ軸方向と平行な方向に引き上げられる（つまりは真上に引き上げられる）場合には、フレーム２１が捻じれて振動することはなく、ｚ軸方向におけるフレーム２１の変形量は十分に大きくなる。

【0138】

さらに、外部磁石６０がｚ軸方向と平行でない方向に引き上げられる場合でも、蛇行部ｍを有する長尺形状のバネ部材２２自身が捻じれながら変形する。換言すると、この場合に与えられる外力Ｐ１の方向がバネ部材２２の変形で緩和される。このため、フレーム２１が捻じれることが抑制される。つまりは、フレーム２１のｚ軸方向に沿った変形量が小さくなることが抑制され、つまりは、ｚ軸方向におけるフレーム２１の変形量は十分に大きくなる。

【0139】

このように、外部磁石６０が引き上げられる方向によらず、ｚ軸方向におけるフレーム２１の変形量を大きく、つまりは、発電素子３２の変形量を大きくすることができる。よって、本変形例においても、発電量が大きい発電装置１０１が実現される。

【0140】

［効果など］
実施の形態の変形例１をまとめると以下の通りである。変形例１に係る発電装置１０１は、バネ部材２２に設けられる磁性体５０を備える。

【0141】

これにより、外部磁石６０と磁性体５０との間に引力（外力Ｐ１）が発生する。この外力Ｐ１の方向がバネ部材２２の変形で緩和される。このため、外部磁石６０が引き上げられる方向によらず、ｚ軸方向におけるフレーム２１の変形量を大きく、つまりは、発電素子３２の変形量を大きくすることができる。よって、本変形例においても、発電量が大きい発電装置１０１が実現される。

【0142】

（実施の形態の変形例２）
次に、実施の形態の変形例２について説明する。実施の形態の変形例２では、主に、バネ部材２２２が垂直に折り曲げられている点が、実施の形態の変形例１と相違する。以下では、実施の形態の変形例１との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。

【0143】

実施の形態の変形例１に係る発電装置２０１の構成例について図１６及び図１７を用いて説明する。

【0144】

図１６は、本実施の形態の変形例２に係る発電装置２０１の側面図である。より具体的には、図１６は、磁性体５０と外部磁石６０との間に発生している外力Ｐ１（引力）を説明するための図でもある。図１７は、本実施の形態の変形例２に係る発電装置２０１の製造方法を説明するための平面図である。

【0145】

発電装置２０１は、バネ部材２２にかえてバネ部材２２２を備える点を除いて、本実施の形態の変形例１に係る発電装置１０１と同じ構成を備える。つまり、発電装置２０１は、発電部材１０と、バネ部材２２２と、ボルト４０と、磁性体５０とを備える。

【0146】

バネ部材２２２について説明する。

【0147】

バネ部材２２２は、２箇所が垂直に折り曲げられている点を除いて、バネ部材２２と同じ構成を有する。より具体的には、変形例１に係るバネ部材２２が折り曲げられることで、変形例２に係るバネ部材２２２となる。発電装置１０１のバネ部材２２が、図１７が示す２個の一点鎖線によって垂直に折り曲げられることで、バネ部材２２２となり、発電装置２０１が得られる。

【0148】

図１８は、本実施の形態の変形例２に係る発電装置２０１が振動する様子を示す側面図である。図１８には、フレーム２１が振動する前の発電装置２０１が実線で、フレーム２１が振動している発電装置２０１が二点鎖線で示されている。

【0149】

本実施の形態の変形例１で説明したように、外部磁石６０が磁性体５０の近傍に近づけられｚ軸正側に引き上げられることで、磁性体５０と外部磁石６０との間の外力Ｐ１（引力）の発生及び消滅する。この結果、フレーム２１において開状態と閉状態とが繰り返されて振動すると、発電素子３２は伸長し又は収縮して変形する。

【0150】

本変形例においても、外部磁石６０が引き上げられる方向によらず、ｚ軸方向におけるフレーム２１の変形量を大きく、つまりは、発電素子３２の変形量を大きくすることができる。よって、発電量が大きい発電装置２０１が実現される。

【0151】

（実施の形態の変形例３）
次に、実施の形態の変形例３について説明する。実施の形態の変形例３では、第１発電部材及び第２発電部材を含む発電部材を備える発電装置５００について説明する。以下では、実施の形態との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。

【0152】

［構成］
実施の形態の変形例３に係る発電装置５００の構成例について図１９を用いて説明する。

【0153】

図１９は、本実施の形態の変形例３に係る発電装置５００の平面図である。図１９が示すように、発電装置５００は、第１発電部材１０ａ及び第２発電部材１０ｂを含む発電部材と、バネ部材２２と、２個のボルト４０ａ及び４０ｂと、を備える。例えば、発電装置５００は、支持台（不図示）に取り付けられている。

【0154】

まず、第１発電部材１０ａ及び第２発電部材１０ｂについて説明する。

【0155】

第１発電部材１０ａ及び第２発電部材１０ｂは、それぞれ実施の形態に係る発電部材１０と同じ構成を有する部材である。

【0156】

つまり、第１発電部材１０ａが有する発電部３０ａ及びフレーム２１ａはそれぞれ、実施の形態に係る発電部材１０が有する発電部３０及びフレーム２１と同じ構成を有する。同様に、第２発電部材１０ｂが有する発電部３０ｂ及びフレーム２１ｂはそれぞれ、実施の形態に係る発電部材１０が有する発電部３０及びフレーム２１と同じ構成を有する。つまり、本変形例に係る発電装置５００は、２個の発電部材１０を備えるとも言える。

【0157】

第１発電部材１０ａ及び第２発電部材１０ｂは、互いに向かい合って配置されている。第１発電部材１０ａ及び第２発電部材１０ｂは１対となって配置されているとも言える。

【0158】

なお、フレーム２１ａ及びフレーム２１ｂは、フレーム２１と同様に長尺形状の部材である。ここでは、フレーム２１ａ及びフレーム２１ｂは、ｘ軸方向に細長く、ｘ軸方向に直線形状となるように配置されている。

【0159】

また、図１９が示すように、曲がり部Ｂａと曲がり部Ｂｂとの距離が、自由端部Ｆ１ａと自由端部Ｆ１ｂとの距離よりも大きくなるように配置されている。自由端部Ｆ１ａと自由端部Ｆ１ｂとの距離は、特に限定されるものではないが、例えば、数ｍｍ以上数十ｃｍ以下である。

【0160】

続いて、バネ部材２２について説明する。

【0161】

本変形例に係るバネ部材２２は、当該バネ部材２２の一端と他端とが設けられる位置を除いて、図８などが示す実施の形態に係るバネ部材２２と同じ構成を有する。

【0162】

図１９が示すように、バネ部材２２の一端（より具体的には、ｘ軸負側の一端）は、第１発電部材１０ａが有するフレーム２１ａが含む自由端部Ｆ１ａに設けられる。また、バネ部材２２の他端（より具体的には、ｘ軸正側の一端）は、第２発電部材１０ｂが有するフレーム２１ｂが含む自由端部Ｆ１ｂに設けられる。

【0163】

バネ部材２２、フレーム２１ａ及びフレーム２１ｂは、長尺形状の部材である。本変形例においては、バネ部材２２、フレーム２１ａ及びフレーム２１ｂは、ｘ軸方向に直線形状となるように配置されている。

【0164】

２個のボルト４０ａ及び４０ｂは、それぞれボルト４０と同じ構成を有する部材である。

【0165】

本変形例に係る発電装置５００は、接触センサとして利用されることができる。例えば、バネ部材２２に、被検知体６００が接触した場合について、以下説明する。

【0166】

なお、被検知体６００は、接触センサとして利用される発電装置５００によって、検知される物体であり、例えば、ボール又は岩などである。

【0167】

バネ部材２２に被検知体６００が接触すると、バネ部材２２に外力Ｐ１が与えられる。

【0168】

外力Ｐ１がｚ軸方向と平行な方向に発生した場合には、フレーム２１が捻じれて振動することはなく、ｚ軸方向におけるフレーム２１の変形量は十分に大きくなる。

【0169】

さらに、図１９が示すように、外力Ｐ１がｚ軸方向と平行でない方向に発生した場合には、蛇行部ｍを有する長尺形状のバネ部材２２自身が捻じれながら変形する。このため、第１発電部材１０ａ及び第２発電部材１０ｂのフレーム２１ａ及びフレーム２１ｂが捻じれることが抑制される。換言すると、外力Ｐ１の方向がバネ部材２２の変形で緩和される。つまりは、フレーム２１ａ及びフレーム２１ｂのｚ軸方向に沿った変形量が小さくなることが抑制され、つまりは、ｚ軸方向におけるフレーム２１ａ及びフレーム２１ｂの変形量は十分に大きくなる。

【0170】

このように、バネ部材２２に被検知体６００が接触する方向によらず、つまりは、外力Ｐ１が発生する方向によらず、ｚ軸方向におけるフレーム２１ａ及びフレーム２１ｂの変形量を大きくすることができる。換言すると、第１発電部材１０ａ及び第２発電部材１０ｂのそれぞれの発電素子の変形量を大きくすることができる。よって、本変形例においても、発電量が大きい発電装置５００が実現される。

【0171】

従って、電力が生じた場合とは、バネ部材２２に被検知体６００が接触した場合を意味するため、発電装置５００を接触センサとして利用することができる。さらに、発電装置５００の発電量が大きいため、接触による外力Ｐ１が十分に小さい場合でも発電装置５００が発電することができる。このため、発電装置５００は、感度の高い接触センサとして利用することができる。

【0172】

［効果など］
本変形例においては、発電部材は、第１発電部材１０ａ及び第２発電部材１０ｂを含む。バネ部材２２の一端は、第１発電部材１０ａが有するフレーム２１ａが含む自由端部Ｆ１ａに設けられる。バネ部材２２の他端は、第２発電部材１０ｂが有するフレーム２１ｂが含む自由端部Ｆ１ｂに設けられる。

【0173】

これにより、２個の発電部材（つまりは、第１発電部材１０ａ及び第２発電部材１０ｂ）によって発電する発電装置５００が実現される。また、このような発電装置５００は接触センサとしても利用することができる。

【0174】

（実施の形態の変形例４）
次に、実施の形態の変形例４について説明する。実施の形態の変形例４では、第１発電部材及び第２発電部材を含む発電部材を備える発電装置が２個設けられた発電システムについて説明する。以下では、実施の形態の変形例３との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。

【0175】

［構成］
実施の形態の変形例４に係る発電システム１０００の構成例について図２０及び２１を用いて説明する。

【0176】

図２０は、本実施の形態の変形例４に係る発電システム１０００の平面図である。図２１は、本実施の形態の変形例４に係る発電システム１０００の側面図である。

【0177】

図２０及び図２１が示すように、発電システム１０００は、発電装置５００ａと、発電装置５００ｂと、第２板部材７００と、スペーサ８００と、を備える。例えば、発電システム１０００は、支持台２の上方に設けられている。

【0178】

発電システム１０００は、外力Ｐ１が与えられることにより発電するシステムである。発電システム１０００は、例えば、人が歩く又は走ることにより、第２板部材７００が踏みつけられ下方に移動することを利用して発電するシステムとして利用されることができる。換言すると、発電システム１０００は、床発電として利用されることができる。発電システム１０００は、例えば、人が歩く床などに埋め込まれて利用される。

【0179】

発電装置５００ａ及び発電装置５００ｂは、それぞれ実施の形態の変形例３に係る発電装置５００と同じ構成を有する装置である。つまり、発電システム１０００は、上記の発電装置５００を２個備えるとも言える。

【0180】

発電装置５００ａ及び発電装置５００ｂは隣り合って配置されている。なお、発電システム１０００は、３個以上の発電装置５００を備えていてもよい。

【0181】

ここで、発電装置５００ａ及び発電装置５００ｂにおける蛇行部ｍについて説明する。

【0182】

発電装置５００ａが備えるバネ部材２２が有する蛇行部ｍが蛇行する平面と、発電装置５００ｂが備えるバネ部材２２が有する蛇行部ｍが蛇行する平面とは、面一である。ここでは、当該２つの平面はｘｙ平面と平行である。当該２つの平面のそれぞれの支持台２からの高さは、同一である。

【0183】

さらに、発電装置５００ａにおける蛇行部ｍが蛇行して延びる方向と、及び発電装置５００ｂにおける蛇行部ｍが蛇行して延びる方向とは、同一であり、ｘ軸方向である。

【0184】

さらに、第２板部材７００について説明する。

【0185】

第２板部材７００は、発電装置５００ａ及び発電装置５００ｂのそれぞれにおけるバネ部材２２に載置される部材である。本変形例においては、第２板部材７００は、人に踏みつけられて、これによる外力Ｐ１を受ける部材であり、より具体的には、適度な柔軟性を有する床部材であるとよい。

【0186】

第２板部材７００は、２個のバネ部材２２の上方に固定されている。第２板部材７００と、２個のバネ部材２２のそれぞれとは、ボルト４０によって固定されてもよく、例えば接着剤によって接着されてもよい。２個のバネ部材２２が振動しているときに、第２板部材７００が２個のバネ部材２２から脱離しなければよい。

【0187】

第２板部材７００の形状は、一例として、平板形状であり、図２０及び図２１が示すように第２板部材７００の２つの主面はいずれもｘｙ平面と平行な面である。第２板部材７００は、人に踏みつけられるため柔軟性を有するとよい。これにより、第２板部材７００は、踏みつけられたことによる外力Ｐ１を、ロスすることなくバネ部材２２に伝えることができる。

【0188】

続いて、スペーサ８００について説明する。

【0189】

スペーサ８００は、発電装置５００ａ及び発電装置５００ｂのそれぞれが備えるバネ部材２２の変形を制限する制限部材の一例である。より具体的には、スペーサ８００は、支持台２と第２板部材７００との間に設けられる部材である。

【0190】

また、本変形例においては、図２１が示すように、スペーサ８００は、フレーム２１ａが有する固定端部Ｆ２ａと、フレーム２１ｂが有する固定端部Ｆ２ｂとの間に設置されている。スペーサ８００は、柔軟性を有する部材であるとよく、例えば、ゴム材料又はウレタン樹脂などによって構成されているとよい。

【0191】

本変形例においては、外力Ｐ１によって２個のバネ部材２２、２個のフレーム２１ａ及び２個のフレーム２１ｂが変形する。仮に外力Ｐ１が大きすぎる場合には、２個のバネ部材２２、２個のフレーム２１ａ及び２個のフレーム２１ｂの変形量が大きくなりすぎる。このため、２個のバネ部材２２、２個のフレーム２１ａ及び２個のフレーム２１ｂが破壊される可能性がある。

【0192】

スペーサ８００が設けられることで、仮に外力Ｐ１が大きすぎる場合でも、２個のバネ部材２２、２個のフレーム２１ａ及び２個のフレーム２１ｂの変形量が大きくなりすぎることが抑制される。このため、２個のバネ部材２２、２個のフレーム２１ａ及び２個のフレーム２１ｂの破壊が抑制される。

【0193】

第２板部材７００が例えば人に踏みつけられると、第２板部材７００及び２個のバネ部材２２に外力Ｐ１が与えられる。

【0194】

図２１が示すように、外力Ｐ１がｚ軸方向と平行な方向に発生した場合には、フレーム２１が捻じれて振動することはなく、ｚ軸方向におけるフレーム２１の変形量は十分に大きくなる。

【0195】

さらに、外力Ｐ１がｚ軸方向と平行でない方向に発生した場合には、蛇行部ｍを有する長尺形状のバネ部材２２自身が捻じれながら変形する。このため、発電装置５００ａ及び発電装置５００ｂにおける２個のフレーム２１ａ及び２個のフレーム２１ｂが捻じれることが抑制される。

【0196】

つまりは、２個のフレーム２１ａ及び２個のフレーム２１ｂのｚ軸方向に沿った変形量が小さくなることが抑制され、つまりは、ｚ軸方向における２個のフレーム２１ａ及び２個のフレーム２１ｂの変形量は十分に大きくなる。

【0197】

このように、第２板部材７００が人に踏みつけられる方向によらず、つまりは、外力Ｐ１が発生する方向によらず、ｚ軸方向における２個のフレーム２１ａ及び２個のフレーム２１ｂの変形量を大きくすることができる。換言すると、２個の第１発電部材１０ａ及び２個の第２発電部材１０ｂのそれぞれの発電素子の変形量を大きくすることができる。よって、本変形例においては、発電量が大きい発電システム１０００が実現される。

【0198】

なお、本変形例においては、第２板部材７００は、人に踏みつけられる部材であったがこれに限られない。例えば、第２板部材７００は、自動車のタイヤによって外力Ｐ１が与えられる部材であってもよく、この場合、発電システム１０００は、例えば、車が通る道路などに埋め込まれて利用される。

【0199】

さらに、実施の形態の変形例４に係る発電システム１０００から得られる発電量について図２２及び図２３を用いて説明する。

【0200】

図２２は、本実施の形態の変形例４に係る第２板部材７００が人に踏みつけられたときの起電力を説明する図である。図２３は、本実施の形態の変形例４に係るバネ部材２２が指で弾かれたときの起電力を説明する図である。

【0201】

図２２においては、発電システム１０００から得られた起電力と経時変化とが示されており、第２板部材７００が人に踏みつけられたタイミングが黒矢印で示されている。ここでは、人が、約１秒周期で第２板部材７００の中央付近を踏み、２個のバネ部材２２を変形させた。このように踏み込まれることで、第２板部材７００が１０ｍｍ以上１５ｍｍ程度変形した。

【0202】

図２２が示すように、人が第２板部材７００を踏むごとに、約３Ｖの電圧が発生したことが確認された。例えば、負荷として抵抗のジュール損を仮定すると、人が第２板部材７００を踏むごとに、１５ｍＷ以上２０ｍＷ以下もの大電力が発生すると推定される。

【0203】

図２３においては、バネ部材２２が１回だけ指で弾かれることで得られた起電力と、経時変化が示されている。つまり図２３においては、発電システム１０００が自由振動している。指で弾かれた直後には、２０Ｖ以上３０Ｖ以下もの十分に大きな電圧が発生したことが確認された。

【0204】

［効果など］
本変形例においては、発電システム１０００は、上記の発電装置５００を複数備える。より具体的には、発電システム１０００は、発電装置５００ａ及び発電装置５００ｂを備える。２個の発電装置５００（つまりは発電装置５００ａ及び発電装置５００ｂ）のそれぞれが備えるバネ部材２２が有する蛇行部ｍが蛇行する平面は、面一である。複数（ここでは２個）の蛇行部ｍが蛇行して延びる方向は同一である。

【0205】

これにより、２個の発電装置５００によって発電する発電システム１０００が実現される。また、例えば発電システム１０００が第２板部材７００を備える場合には、第２板部材７００を２個のバネ部材２２に載置されやすくなる。

【0206】

また、本変形例に係る発電システム１０００は、複数（ここでは２個）のバネ部材２２に載置される第２板部材７００を備える。

【0207】

これにより、第２板部材７００が床部材として利用されることができるため、発電システム１０００を床発電として利用することができる。

【0208】

また、本変形例に係る発電システム１０００は、複数の発電装置（より具体的には、発電装置５００ａ及び発電装置５００ｂ）のそれぞれが備えるバネ部材２２の変形を制限する制限部材（スペーサ８００）を備える。

【0209】

これにより、発電システム１０００が床発電として利用された場合に、仮に外力Ｐ１が大きすぎる場合でも、２個のバネ部材２２、２個のフレーム２１ａ及び２個のフレーム２１ｂの変形量が大きくなりすぎることが抑制される。つまりは、２個のバネ部材２２、２個のフレーム２１ａ及び２個のフレーム２１ｂの破壊が抑制される。

【0210】

（実施の形態の変形例５）
次に、実施の形態の変形例５について説明する。実施の形態の変形例５では、主に、フレーム２１とバネ部材２２ａとが一体物である点が、実施の形態と相違する。以下では、実施の形態との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。

【0211】

［構成］
実施の形態の変形例５に係る発電装置３０１の構成例について図２４及び図２５を用いて説明する。

【0212】

図２４は、本実施の形態の変形例５に係る発電装置３０１の平面図である。図２５は、本実施の形態の変形例５に係る発電装置３０１の側面図である。

【0213】

発電装置３０１は、フレーム２１とバネ部材２２ａとが一体物である点及びボルト４０を備えない点を除いて、本実施の形態に係る発電装置１と同じ構成を備える。つまり、発電装置３０１は、発電部材１０と、バネ部材２２ａとを備える。

【0214】

ここで、バネ部材２２ａについて説明する。

【0215】

バネ部材２２ａは、蛇行する蛇行部ｍを有している。バネ部材２２ａは、長尺形状の部材であり、本実施の形態においては、蛇行部ｍが蛇行して延びる方向は、ｘ軸方向である。図２４が示すように、蛇行部ｍは、複数の屈曲領域Ａ１を有する。複数の屈曲領域Ａ１は、蛇行部ｍにおいて９０°に屈曲する領域である。

【0216】

また、ｙ軸方向の蛇行部ｍの幅を幅ｄ１とし、ｘ軸方向の蛇行部ｍの幅を幅ｄ２とする。本変形例においては、幅ｄ１と幅ｄ２とは同じ大きさである。

【0217】

長尺形状のバネ部材２２ａの一端は、フレーム２１の自由端部Ｆ１に設けられている。ここでは、フレーム２１とバネ部材２２ａとが一体物であるため、バネ部材２２ａのｘ軸負側の一端と、フレーム２１の自由端部Ｆ１との間には、継ぎ目がない。このため、本変形例においては、発電装置３０１は、ボルト４０を備えていない。

【0218】

フレーム２１とバネ部材２２ａとが一体物であり、バネ部材２２ａはフレーム２１と同じ材料によって構成されている。このようなバネ部材２２ａ及びフレーム２１は、一体形成されて構成されている。よって、バネ部材２２ａ及びフレーム２１を容易に製造することができる。

【0219】

また、バネ部材２２ａが有する蛇行部ｍは上記の通り平面上で蛇行しており、当該平面と、自由端部Ｆ１における平板形状の主面（ここでは、ｚ軸正側の主面）とは、平行であり、より具体的には、ｘｙ平面と平行である。

【0220】

また、バネ部材２２ａには、実施の形態で示したような第３例及び第４例に係る外力Ｐ１が与えられる。この外力Ｐ１によってフレーム２１が変形し、振動する。

【0221】

フレーム２１の自由端部Ｆ１に取り付けられるバネ部材２２ａが設けられることで、てこの原理により、外力Ｐ１が小さい場合でもフレーム２１が振動することができる。

【0222】

このような発電装置３０１は、実施の形態に係る発電装置１０１と同様に発電量が大きい。つまり、実施の形態で示したような第３例及び第４例に係る外力Ｐ１が発電装置３０１に与えられた場合でも、フレーム２１の変形量を大きくすることができる。従って、発電素子３２の変形量を大きくすることができ、発電量が大きい発電装置３０１が実現される。

【0223】

［効果など］
本変形例においては、フレーム２１とバネ部材２２ａとは、一体物である。

【0224】

これにより、バネ部材２２ａ及びフレーム２１を容易に製造することができる。

【0225】

（実施の形態の変形例６）
次に、実施の形態の変形例６について説明する。実施の形態の変形例６では、主に、蛇行部ｍの太さが、実施の形態の変形例５と相違する。以下では、実施の形態の変形例５との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。

【0226】

実施の形態の変形例６に係る発電装置４０１の構成例について図２６を用いて説明する。

【0227】

図２６は、本実施の形態の変形例６に係る発電装置４０１の平面図である。

【0228】

発電装置４０１は、バネ部材２２ａのかわりにバネ部材２２ｂを備える点を除いて、実施の形態の変形例５に係る発電装置３０１と同じ構成を備える。つまり、発電装置４０１は、発電部材１０と、バネ部材２２ｂとを備える。

【0229】

バネ部材２２ｂは、幅ｄ１と幅ｄ２との関係を除いて、バネ部材２２ａと同じ構成を有する。変形例５に係るバネ部材２２ａにおいては、ｙ軸方向の蛇行部ｍの幅ｄ１と、ｘ軸方向の蛇行部ｍの幅ｄ２とは、同じ大きさであった。

【0230】

しかしながら、本変形例においては、ｙ軸方向の蛇行部ｍの幅ｄ１と、ｘ軸方向の蛇行部ｍの幅ｄ２とは、異なる値であり、より具体的には、幅ｄ１は、幅ｄ２よりも小さい。

【0231】

つまりは、本変形例に係るバネ部材２２ｂにおいては、蛇行部ｍの一部と、蛇行部ｍの他部との太さが異なる。

【0232】

このようなバネ部材２２ｂは、例えば、実施の形態の第４例の外力Ｐ１が与えられると、実施の形態の変形例５に係るバネ部材２２ａに比べて、変形し易くなる。換言すると、バネ部材２２ｂは、外力Ｐ１の方向をより緩和し易くなる。よって、第４例に係る外力Ｐ１が与えられる場合においても、フレーム２１のｚ軸方向に沿った変形量が小さくなることが抑制され、つまりは、ｚ軸方向におけるフレーム２１の変形量は十分に大きくなる。このため、発電量が大きい発電装置４０１が実現される。

【0233】

（実施の形態の変形例７）
次に、実施の形態の変形例７について説明する。実施の形態の変形例７では、主に、磁性体５０が設けられる点が、実施の形態の変形例５と相違する。以下では、実施の形態の変形例５との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。

【0234】

実施の形態の変形例７に係る発電装置５０１の構成例について図２７を用いて説明する。

【0235】

図２７は、本実施の形態の変形例７に係る発電装置５０１の平面図である。

【0236】

発電装置５０１は、磁性体５０を備える点を除いて、実施の形態の変形例５に係る発電装置３０１と同じ構成を備える。つまり、発電装置５０１は、発電部材１０と、バネ部材２２ａと、磁性体５０とを備える。

【0237】

磁性体５０は、実施の形態の変形例１と同じく、バネ部材２２ａに設けられる部材である。より具体的には、磁性体５０は、自由端部Ｆ１に設けられたバネ部材２２ａの一端とは異なる他端、つまりは、バネ部材２２ａのｘ軸正側の端部に設けられる部材である。なお、磁性体５０は、磁性材料によって構成される板形状の部材であるとよい。

【0238】

このような発電装置５０１は、実施の形態の変形例１に係る発電装置１０１と同様の挙動を示す。つまりは、発電量が大きい発電装置５０１が実現される。

【0239】

（実施の形態の変形例８）
次に、実施の形態の変形例８について説明する。実施の形態の変形例８では、主に、複数の錘７０が設けられる点が、実施の形態の変形例５と相違する。以下では、実施の形態の変形例５との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。

【0240】

［構成］
実施の形態の変形例８に係る発電装置６０１の構成例について図２８を用いて説明する。

【0241】

図２８は、本実施の形態の変形例８に係る発電装置６０１の平面図である。

【0242】

発電装置６０１は、複数の錘７０を備える点を除いて、実施の形態の変形例５に係る発電装置３０１と同じ構成を備える。つまり、発電装置６０１は、発電部材１０と、バネ部材２２ａと、複数の錘７０とを備える。

【0243】

錘７０は、バネ部材２２ａに設けられる部材である。複数の錘７０は、バネ部材２２ａのｚ軸正側に設けられているが、これに限られない。１個の錘７０は、自由端部Ｆ１に設けられたバネ部材２２ａの一端とは異なる他端、つまりは、バネ部材２２ａのｘ軸正側の端部に設けられる。また、他の２個の錘７０は、バネ部材２２ａの蛇行部ｍに設けられる。

【0244】

なお、本変形例においては、発電装置６０１は、３個の錘７０を備えているが、これに限られず、１個、２個又は４個以上の錘７０を備えていてもよい。

【0245】

錘７０とバネ部材２２ａとは、例えばボルトによって固定されてもよく、例えば接着剤によって接着されてもよい。フレーム２１が振動しているときに、複数の錘７０がバネ部材２２ａから脱離しなければよい。

【0246】

［効果など］
本変形例においては、発電装置６０１は、バネ部材２２ａに設けられる１個以上の錘７０を備える。

【0247】

これにより、バネ部材２２ａ及びフレーム２１は、１個以上の錘７０のそれぞれに応じた振動モードで振動する。つまりは、錘７０を備えていない場合と比べ、発電装置６０１が発電する際に利用できる振動モードが増加する。このため、発電装置６０１の発電量を大きくすることができる。

【0248】

（実施の形態の変形例９）
次に、実施の形態の変形例９について説明する。実施の形態の変形例９では、主に、複数のバネ部材が設けられる点が、実施の形態の変形例５と相違する。以下では、実施の形態の変形例５との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。

【0249】

［構成］
実施の形態の変形例９に係る発電装置７０１の構成例について図２９を用いて説明する。

【0250】

図２９は、本実施の形態の変形例９に係る発電装置７０１の側面図である。

【0251】

発電装置７０１は、複数のバネ部材を備える点及びボルト４０を備える点を除いて、実施の形態の変形例５に係る発電装置３０１と同じ構成を備える。つまり、発電装置７０１は、発電部材１０と、複数のバネ部材（ここでは、２個のバネ部材２２ａ及びバネ部材２２ｃ）と、ボルト４０とを備える。

【0252】

バネ部材２２ａは、蛇行する蛇行部ｍを有している。バネ部材２２ａにおいては、蛇行部ｍが蛇行して延びる方向は、ｘ軸方向である。

【0253】

バネ部材２２ｃは、１箇所が垂直に折り曲げられている点を除いて、バネ部材２２と同じ構成を有する。バネ部材２２ｃにおいては、蛇行部ｍが蛇行して延びる方向は、ｚ軸方向である。

【0254】

なお、本変形例においては、バネ部材２２ａ及びバネ部材２２ｃのそれぞれにおいて、蛇行部ｍが蛇行して延びる方向は上記に限られない。

【0255】

また、バネ部材２２ａが有する蛇行部ｍは平面上で蛇行しており、当該平面と、自由端部Ｆ１における平板形状の主面（ここでは、ｚ軸正側の主面）とは、平行であり、より具体的には、ｘｙ平面と平行である。

【0256】

バネ部材２２ｃが有する蛇行部ｍは平面上で蛇行しており、当該平面は、ｙｚ平面と平行である。

【0257】

また、２個のバネ部材２２ａ及びバネ部材２２ｃの少なくとも一方に、実施の形態で示したような第３例及び第４例に係る外力Ｐ１が与えられる。この外力Ｐ１によってフレーム２１が変形し、振動する。

【0258】

フレーム２１の自由端部Ｆ１に取り付けられる２個のバネ部材２２ａ及びバネ部材２２ｃが設けられることで、てこの原理により、外力Ｐ１が小さい場合でもフレーム２１が振動することができる。

【0259】

このような発電装置７０１は、実施の形態に係る発電装置１０１と同様に発電量が大きい。つまり、実施の形態で示したような第３例及び第４例に係る外力Ｐ１が発電装置７０１に与えられた場合でも、フレーム２１の変形量を大きくすることができる。従って発電素子３２の変形量を大きくすることができ、発電量が大きい発電装置７０１が実現される。

【0260】

［効果など］
本変形例においては、発電装置７０１は、複数のバネ部材（ここでは、バネ部材２２ａ及びバネ部材２２ｃ）を備える。

【0261】

これにより、外力Ｐ１が与えられる面積が増えるため、発電装置７０１は外力Ｐ１を受ける機会が増える。このため、発電装置７０１はより発電し易くなる。

【0262】

（実施の形態の変形例１０）
次に、実施の形態の変形例１０について説明する。実施の形態の変形例１０では、主に、固定端部バネ部材が設けられる点が、実施の形態の変形例６と相違する。以下では、実施の形態の変形例６との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。

【0263】

［構成］
実施の形態の変形例１０に係る発電装置８０１の構成例について図３０を用いて説明する。

【0264】

図３０は、本実施の形態の変形例１０に係る発電装置８０１の平面図である。

【0265】

発電装置８０１は、固定端部バネ部材２２ｄを備える点を除いて、実施の形態の変形例６に係る発電装置４０１と同じ構成を備える。つまり、発電装置８０１は、発電部材１０と、バネ部材２２ｂと、固定端部バネ部材２２ｄとを備える。

【0266】

固定端部バネ部材２２ｄは、固定端部バネ部材２２ｄの一端が固定端部Ｆ２に設けられる点を除いて、バネ部材２２ｂと同じ構成を有する。本変形例においては、固定端部バネ部材２２ｄの他端が、支持台に固定されるとよい。固定端部バネ部材２２ｄの他端とは、図３０において一点鎖線の矩形で示される領域Ｒである。

【0267】

このような発電装置８０１においては、外力が与えられても、当該外力の方向がバネ部材２２ｂ及び固定端部バネ部材２２ｄの変形によって緩和される。よって、例えば、実施の形態の第４例に係る外力Ｐ１が与えられる場合においても、フレーム２１のｚ軸方向に沿った変形量が小さくなることが抑制され、つまりは、ｚ軸方向におけるフレーム２１の変形量は十分に大きくなる。

【0268】

このように、本実施の形態に係る発電装置８０１は、第３例及び第４例に係る外力Ｐ１が与えられた場合でも、フレーム２１の変形量を大きくすることができる。従って、発電素子３２の変形量を大きくすることができ、発電量が大きい発電装置８０１が実現される。

【0269】

なお、本変形例においては、固定端部バネ部材２２ｄは、固定端部バネ部材２２ｄの一端が固定端部Ｆ２に設けられる点を除いて、バネ部材２２ｂと同じ構成を有したが、これに限られない。例えば、固定端部バネ部材２２ｄは、固定端部バネ部材２２ｄの一端が固定端部Ｆ２に設けられる点を除いて、バネ部材２２又はバネ部材２２ａと同じ構成を有してもよい。

【0270】

（その他の実施の形態）
以上、本発明に係る発電装置等について、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。

【0271】

実施の形態及び変形例においては、バネ部材２２における蛇行部ｍは、複数の湾曲領域Ａなどを有していたがこれに限られない。バネ部材２２の他の例について図３１を用いて説明する。

【0272】

図３１は、本実施の形態に係るバネ部材２２の他の例を示す平面図である。

【0273】

図３１は、バネ部材２２における蛇行部ｍは、屈曲領域Ａ２を有する。屈曲領域Ａ２は、蛇行部ｍにおいて６０°に屈曲された領域である。

【0274】

図３１が示すように、バネ部材２２は、湾曲領域Ａを有していなくてもよく、Ｓ字バネでなくてもよい。

【0275】

フレーム２１、フレーム２１ａ及びフレーム２１ｂの形状は、Ｕ字形状に限られず、例えば、直線形状であってもよい。この場合、直線形状であるフレーム２１、フレーム２１ａ及びフレーム２１ｂの一端が所定の支持台２に固定され、他端にはバネ部材２２が取り付けられているとよい。

【0276】

また、実施の形態及び変形例においては発電素子３２は、一例として、磁歪素子であったが、これに限られない。例えば、発電素子３２として圧電素子などが用いられてもよい。この場合、圧電素子に接続される電極が設けられるとよい。また、フレーム２１、フレーム２１ａ及びフレーム２１ｂは、例えば、リン青銅、超弾性材料などによって構成されるとよい。

【0277】

また、実施の形態の変形例７においては、発電装置５０１は、磁性体５０を備えたが、これに限られず、発電装置５０１は、磁性体５０のかわりに、錘７０を備えてもよい。

【0278】

また、実施の形態の変形例７においては、発電装置５０１は、磁性体５０を備えたが、これに限られず、発電装置５０１は、磁性体５０のかわりに、第１板部材を備えてもよい。

【0279】

第１板部材は、バネ部材２２ａに載置される部材である。ここでは、第１板部材は、外力を受ける部材である。第１板部材の形状は、一例として、平板形状であり、第１板部材の２つの主面はいずれもｘｙ平面と平行な面である。

【0280】

このような第１板部材が設けられることで、バネ部材２２ａに直接外力が与えられることが抑制され、バネ部材２２ａが破壊され難くなる。

【0281】

第１板部材は、バネ部材２２ａの上方に固定されている。第１板部材と、バネ部材２２ａとは、ボルトによって固定されてもよく、例えば接着剤によって接着されてもよい。バネ部材２２ａが振動しているときに、第１板部材がバネ部材２２ａから脱離しなければよい。

【0282】

このように、例えば、発電装置５０１が磁性体５０のかわりに、第１板部材を備えてもよい。つまりこの場合の発電装置５０１は、発電部材１０と、バネ部材２２ａと、第１板部材とを備える。

【0283】

これにより、第１板部材に外力が与えられると、バネ部材２２ａに直接外力が与えられることが抑制される。よって、バネ部材２２ａが破壊され難くなる。つまりは、耐久性の高い発電装置５０１が実現される。

【0284】

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】

【0285】

本発明は、例えば床発電などに利用することができる。

【符号の説明】

【0286】

１、１ｘ、１０１、２０１、５００、５００ａ、５００ｂ、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１ 発電装置
２ 支持台
１０、１０ｘ 発電部材
１０ａ 第１発電部材
１０ｂ 第２発電部材
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｘ フレーム
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２２ バネ部材
２２ｄ 固定端部バネ部材
２２ｘ 端部板
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｘ 発電部
３１、３１ｘ コイル
３２、３２ｘ 発電素子
３３、３３ｘ 発電用磁石
４０、４０ａ、４０ｂ ボルト
５０ 磁性体
６０ 外部磁石
７０ 錘
２１１、２１１ｘ 第１内側面
２１２、２１２ｘ 第２内側面
２１３、２１３ｘ 第１外側面
２１４、２１４ｘ 第２外側面
６００ 被検知体
７００ 第２板部材
８００ スペーサ
１０００ 発電システム
Ａ 湾曲領域
Ｂ、Ｂａ、Ｂｂ、Ｂｘ 曲がり部
Ａ１、Ａ２ 屈曲領域
Ｆ１、Ｆ１ａ、Ｆ１ｂ、Ｆ１ｘ 自由端部
Ｆ２、Ｆ２ａ、Ｆ２ｂ、Ｆ２ｘ 固定端部
Ｐ１ 外力
ｍ 蛇行部

【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】