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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】P2024065445
(43)【公開日】2024-05-15
(54)【発明の名称】選定方法、コンピュータプログラム及び選定装置
(51)【国際特許分類】
G01H 17/00 20060101AFI20240508BHJP
H02N 2/18 20060101ALI20240508BHJP
【ＦＩ】
G01H17/00 Z
H02N2/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022174307
(22)【出願日】2022-10-31
(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）】
2G064
5H681
【Ｆターム（参考）】
2G064AA11
2G064AB01
2G064AB02
2G064BA02
2G064BD02
2G064CC41
2G064CC42
2G064DD02
5H681BB08
5H681BC09
5H681DD15
5H681DD30
5H681DD44
5H681DD53
5H681GG32
(57)【要約】
【課題】発生電圧を高めることができる共振周波数及び錘の質量を容易に選定することができる選定方法を提供する。
【解決手段】選定方法は、第１感度関数を取得する第１取得ステップ（Ｓ１０）と、第１質量関数を取得する第２取得ステップ（Ｓ２０）と、加振源装置の位置の変位に係る物理量の第１スペクトルを取得する第３取得ステップ（Ｓ３０）と、第１スペクトルが含む複数の第１ピーク周波数のそれぞれでの発生電圧を算出する第２算出ステップ（Ｓ５０）と、複数の発生電圧のうち最も大きい値を示す第１ピーク周波数を決定する決定ステップ（Ｓ６０）と、決定された第１ピーク周波数に対応する第１錘の質量を算出する第３算出ステップ（Ｓ７０）と、決定された第１ピーク周波数と、算出された第１錘の質量とを出力する出力ステップ（Ｓ８０）と、を含む。
【選択図】図８
【解決手段】選定方法は、第１感度関数を取得する第１取得ステップ（Ｓ１０）と、第１質量関数を取得する第２取得ステップ（Ｓ２０）と、加振源装置の位置の変位に係る物理量の第１スペクトルを取得する第３取得ステップ（Ｓ３０）と、第１スペクトルが含む複数の第１ピーク周波数のそれぞれでの発生電圧を算出する第２算出ステップ（Ｓ５０）と、複数の発生電圧のうち最も大きい値を示す第１ピーク周波数を決定する決定ステップ（Ｓ６０）と、決定された第１ピーク周波数に対応する第１錘の質量を算出する第３算出ステップ（Ｓ７０）と、決定された第１ピーク周波数と、算出された第１錘の質量とを出力する出力ステップ（Ｓ８０）と、を含む。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１錘を備える第１振動発電デバイスの選定装置による選定方法であって、
前記第１振動発電デバイスが加振されたときの発生電圧を物理量で除算した第１発電感度の共振周波数への依存性を示す第１感度関数を取得する第１取得ステップと、
前記第１錘の質量の前記共振周波数への依存性を示す第１質量関数を取得する第２取得ステップと、
加振源装置の位置の変位に係る前記物理量の第１スペクトルを取得する第３取得ステップと、
取得された前記第１スペクトルが含む複数の第１ピーク周波数のそれぞれと、取得された前記第１感度関数とに基づいて、前記複数の第１ピーク周波数のそれぞれに対応する前記第１発電感度を算出する第１算出ステップと、
算出された複数の前記第１発電感度のそれぞれと、算出された当該第１発電感度を示す前記第１ピーク周波数の前記物理量とを乗算することで、前記複数の第１ピーク周波数のそれぞれでの発生電圧を算出する第２算出ステップと、
算出された複数の前記発生電圧のうち最も大きい値を示す前記第１ピーク周波数を決定する決定ステップと、
決定された前記第１ピーク周波数と、取得された前記第１質量関数とに基づいて、決定された前記第１ピーク周波数に対応する前記第１錘の質量を算出する第３算出ステップと、
決定された前記第１ピーク周波数と、算出された前記第１錘の質量とを出力する出力ステップと、
を含む
選定方法。
前記第１振動発電デバイスが加振されたときの発生電圧を物理量で除算した第１発電感度の共振周波数への依存性を示す第１感度関数を取得する第１取得ステップと、
前記第１錘の質量の前記共振周波数への依存性を示す第１質量関数を取得する第２取得ステップと、
加振源装置の位置の変位に係る前記物理量の第１スペクトルを取得する第３取得ステップと、
取得された前記第１スペクトルが含む複数の第１ピーク周波数のそれぞれと、取得された前記第１感度関数とに基づいて、前記複数の第１ピーク周波数のそれぞれに対応する前記第１発電感度を算出する第１算出ステップと、
算出された複数の前記第１発電感度のそれぞれと、算出された当該第１発電感度を示す前記第１ピーク周波数の前記物理量とを乗算することで、前記複数の第１ピーク周波数のそれぞれでの発生電圧を算出する第２算出ステップと、
算出された複数の前記発生電圧のうち最も大きい値を示す前記第１ピーク周波数を決定する決定ステップと、
決定された前記第１ピーク周波数と、取得された前記第１質量関数とに基づいて、決定された前記第１ピーク周波数に対応する前記第１錘の質量を算出する第３算出ステップと、
決定された前記第１ピーク周波数と、算出された前記第１錘の質量とを出力する出力ステップと、
を含む
選定方法。
【請求項2】
前記物理量は、加速度である
請求項１に記載の選定方法。
請求項１に記載の選定方法。
【請求項3】
取得された前記第１感度関数は、有限要素法により算出された関数である
請求項１に記載の選定方法。
請求項１に記載の選定方法。
【請求項4】
前記物理量の前記第１スペクトルは、第１時刻から前記第１時刻よりも後の時刻である第２時刻までの前記物理量に基づく複数のスペクトルの和である
請求項１に記載の選定方法。
請求項１に記載の選定方法。
【請求項5】
前記選定方法は、前記第１振動発電デバイスと、第２錘を備え前記第１振動発電デバイスとは異なる第２振動発電デバイスの前記選定装置による選定方法であって、
前記第１取得ステップでは前記第２振動発電デバイスが加振されたときの発生電圧を前記物理量で除算した第２発電感度の前記第２振動発電デバイスの共振周波数への依存性を示す第２感度関数を取得し、
前記第２取得ステップでは、前記第２錘の質量の前記第２振動発電デバイスの前記共振周波数への依存性を示す第２質量関数を取得し、
前記第３取得ステップでは、前記加振源装置の位置の変位に係る前記物理量の第２スペクトルを取得し、
前記第１算出ステップでは、取得された前記第２スペクトルが含む複数の第２ピーク周波数のそれぞれと、取得された前記第２感度関数とに基づいて、前記複数の第２ピーク周波数のそれぞれに対応する前記第２発電感度を算出し、
前記第２算出ステップでは、算出された複数の前記第２発電感度のそれぞれと、算出された当該第２発電感度を示す前記第２ピーク周波数の前記物理量とを乗算することで、前記複数の第２ピーク周波数のそれぞれでの発生電圧を算出し、
前記決定ステップでは、前記第１振動発電デバイスについて算出された複数の前記発生電圧及び前記第２振動発電デバイスについて算出された複数の前記発生電圧のうち最も大きい値を示す前記第１ピーク周波数又は前記第２ピーク周波数である最大ピーク周波数を決定し、
前記第３算出ステップでは、決定された前記最大ピーク周波数と、取得された前記第１質量関数又は前記第２質量関数とに基づいて、決定された前記最大ピーク周波数に対応する前記第１錘の質量又は前記第２錘の質量を算出し、
前記出力ステップでは、決定された前記最大ピーク周波数と、決定された前記最大ピーク周波数に対応する算出された前記第１錘の質量又は前記第２錘の質量と、前記第１振動発電デバイス及び前記第２振動発電デバイスのうち決定された前記最大ピーク周波数を示す振動発電デバイスとを示す情報を出力する
請求項１に記載の選定方法。
前記第１取得ステップでは前記第２振動発電デバイスが加振されたときの発生電圧を前記物理量で除算した第２発電感度の前記第２振動発電デバイスの共振周波数への依存性を示す第２感度関数を取得し、
前記第２取得ステップでは、前記第２錘の質量の前記第２振動発電デバイスの前記共振周波数への依存性を示す第２質量関数を取得し、
前記第３取得ステップでは、前記加振源装置の位置の変位に係る前記物理量の第２スペクトルを取得し、
前記第１算出ステップでは、取得された前記第２スペクトルが含む複数の第２ピーク周波数のそれぞれと、取得された前記第２感度関数とに基づいて、前記複数の第２ピーク周波数のそれぞれに対応する前記第２発電感度を算出し、
前記第２算出ステップでは、算出された複数の前記第２発電感度のそれぞれと、算出された当該第２発電感度を示す前記第２ピーク周波数の前記物理量とを乗算することで、前記複数の第２ピーク周波数のそれぞれでの発生電圧を算出し、
前記決定ステップでは、前記第１振動発電デバイスについて算出された複数の前記発生電圧及び前記第２振動発電デバイスについて算出された複数の前記発生電圧のうち最も大きい値を示す前記第１ピーク周波数又は前記第２ピーク周波数である最大ピーク周波数を決定し、
前記第３算出ステップでは、決定された前記最大ピーク周波数と、取得された前記第１質量関数又は前記第２質量関数とに基づいて、決定された前記最大ピーク周波数に対応する前記第１錘の質量又は前記第２錘の質量を算出し、
前記出力ステップでは、決定された前記最大ピーク周波数と、決定された前記最大ピーク周波数に対応する算出された前記第１錘の質量又は前記第２錘の質量と、前記第１振動発電デバイス及び前記第２振動発電デバイスのうち決定された前記最大ピーク周波数を示す振動発電デバイスとを示す情報を出力する
請求項１に記載の選定方法。
【請求項6】
請求項１～５のいずれか１項に記載の選定方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
【請求項7】
第１錘を備える第１振動発電デバイスの選定装置であって、
前記第１振動発電デバイスが加振されたときの発生電圧を物理量で除算した第１発電感度の共振周波数への依存性を示す第１感度関数を取得する第１取得部と、
前記第１錘の質量の前記共振周波数への依存性を示す第１質量関数を取得する第２取得部と、
加振源装置の位置の変位に係る前記物理量の第１スペクトルを取得する第３取得部と、
取得された前記第１スペクトルが含む複数の第１ピーク周波数のそれぞれと、取得された前記第１感度関数とに基づいて、前記複数の第１ピーク周波数のそれぞれに対応する前記第１発電感度を算出する第１算出部と、
算出された複数の前記第１発電感度のそれぞれと、算出された当該第１発電感度を示す前記第１ピーク周波数の前記物理量とを乗算することで、前記複数の第１ピーク周波数のそれぞれでの発生電圧を算出する第２算出部と、
算出された複数の前記発生電圧のうち最も大きい値を示す前記第１ピーク周波数を決定する決定部と、
決定された前記第１ピーク周波数と、取得された前記第１質量関数とに基づいて、決定された前記第１ピーク周波数に対応する前記第１錘の質量を算出する第３算出部と、
決定された前記第１ピーク周波数と、算出された前記第１錘の質量とを出力する出力部と、
を備える
選定装置。
前記第１振動発電デバイスが加振されたときの発生電圧を物理量で除算した第１発電感度の共振周波数への依存性を示す第１感度関数を取得する第１取得部と、
前記第１錘の質量の前記共振周波数への依存性を示す第１質量関数を取得する第２取得部と、
加振源装置の位置の変位に係る前記物理量の第１スペクトルを取得する第３取得部と、
取得された前記第１スペクトルが含む複数の第１ピーク周波数のそれぞれと、取得された前記第１感度関数とに基づいて、前記複数の第１ピーク周波数のそれぞれに対応する前記第１発電感度を算出する第１算出部と、
算出された複数の前記第１発電感度のそれぞれと、算出された当該第１発電感度を示す前記第１ピーク周波数の前記物理量とを乗算することで、前記複数の第１ピーク周波数のそれぞれでの発生電圧を算出する第２算出部と、
算出された複数の前記発生電圧のうち最も大きい値を示す前記第１ピーク周波数を決定する決定部と、
決定された前記第１ピーク周波数と、取得された前記第１質量関数とに基づいて、決定された前記第１ピーク周波数に対応する前記第１錘の質量を算出する第３算出部と、
決定された前記第１ピーク周波数と、算出された前記第１錘の質量とを出力する出力部と、
を備える
選定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、選定方法及び選定装置に関する。
【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。その技術の１つとして圧電素子又は磁歪素子を用いた振動発電デバイスが知られている。振動発電デバイスが用いられる際には、振動発電デバイスの発電効率を高めるために、共振周波数の調整が行われる場合がある。
【0003】
例えば、特許文献１では、圧電素子を有する板部の振動により発電を行う振動発電デバイスが開示されており、この振動発電デバイスは、上記の板部と、板部の共振周波数の調整が可能でありかつ板部の上に載置される錘とを備えている。この振動発電デバイスにおいては、発電効率を高めるために、錘の質量を変化させることで、板部のたわみの共振周波数の調整が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１５－２０４７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、近年、振動発電デバイスが温度センサなどと共に生産機械又は工作機械などの機械装置などに取り付けられ、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。この場合、振動発電デバイスは、機械装置などにより加振されることで発電するため、上記センサなどの電源として利用される。
【0006】
このような機械装置などの振動は、複数の周波数成分を有している場合が多い。この場合、この複数の周波数のうち、どの周波数が振動発電デバイスの発生電圧を高めることができる周波数（つまりは共振周波数）であるかを選定することが難しい。このため、発生電圧を高めることができる共振周波数を容易に選定することができる選定方法が求められている。さらには、上記の通り、この共振周波数は、錘の質量によって調整される。従って、振動発電デバイスの共振周波数を、発生電圧を高めることができる共振周波数とするための錘の質量を容易に選定することも求められる。
【0007】
本発明は、上述した課題を解決しようとするものであり、発生電圧を高めることができる共振周波数及び錘の質量を容易に選定することができる選定方法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】
【0008】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る選定方法は、第１錘を備える第１振動発電デバイスの選定装置による選定方法であって、前記第１振動発電デバイスが加振されたときの発生電圧を物理量で除算した第１発電感度の共振周波数への依存性を示す第１感度関数を取得する第１取得ステップと、前記第１錘の質量の前記共振周波数への依存性を示す第１質量関数を取得する第２取得ステップと、加振源装置の位置の変位に係る前記物理量の第１スペクトルを取得する第３取得ステップと、取得された前記第１スペクトルが含む複数の第１ピーク周波数のそれぞれと、取得された前記第１感度関数とに基づいて、前記複数の第１ピーク周波数のそれぞれに対応する前記第１発電感度を算出する第１算出ステップと、算出された複数の前記第１発電感度のそれぞれと、算出された当該第１発電感度を示す前記第１ピーク周波数の前記物理量とを乗算することで、前記複数の第１ピーク周波数のそれぞれでの発生電圧を算出する第２算出ステップと、算出された複数の前記発生電圧のうち最も大きい値を示す前記第１ピーク周波数を決定する決定ステップと、決定された前記第１ピーク周波数と、取得された前記第１質量関数とに基づいて、決定された前記第１ピーク周波数に対応する前記第１錘の質量を算出する第３算出ステップと、決定された前記第１ピーク周波数と、算出された前記第１錘の質量とを出力する出力ステップと、を含む。
【0009】
また、上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るコンピュータプログラムは、上記記載の選定方法をコンピュータに実行させる。
【0010】
また、上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る選定装置は、第１錘を備える第１振動発電デバイスの選定装置であって、前記第１振動発電デバイスが加振されたときの発生電圧を物理量で除算した第１発電感度の共振周波数への依存性を示す第１感度関数を取得する第１取得部と、前記第１錘の質量の前記共振周波数への依存性を示す第１質量関数を取得する第２取得部と、加振源装置の位置の変位に係る前記物理量の第１スペクトルを取得する第３取得部と、取得された前記第１スペクトルが含む複数の第１ピーク周波数のそれぞれと、取得された前記第１感度関数とに基づいて、前記複数の第１ピーク周波数のそれぞれに対応する前記第１発電感度を算出する第１算出部と、算出された複数の前記第１発電感度のそれぞれと、算出された当該第１発電感度を示す前記第１ピーク周波数の前記物理量とを乗算することで、前記複数の第１ピーク周波数のそれぞれでの発生電圧を算出する第２算出部と、算出された複数の前記発生電圧のうち最も大きい値を示す前記第１ピーク周波数を決定する決定部と、決定された前記第１ピーク周波数と、取得された前記第１質量関数とに基づいて、決定された前記第１ピーク周波数に対応する前記第１錘の質量を算出する第３算出部と、決定された前記第１ピーク周波数と、算出された前記第１錘の質量とを出力する出力部と、を備える。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、発生電圧を高めることができる共振周波数及び錘の質量を容易に選定することができる選定方法などを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
【0017】
本実施の形態に係る第１振動発電デバイス１は、背景技術で記載の通り、機械装置（以下、加振源装置２）に取り付けられている。第１振動発電デバイス１は、加振源装置２の振動によって電力を発生させ、温度センサなどの電源として利用される。
【0018】
図２は、本実施の形態に係る加振源装置２の一例である。図２が示すように、加振源装置２は、例えば、振動ローラであるがこれに限られない。第１振動発電デバイス１は、振動ローラに取り付けられ、振動ローラの異常（例えば高温状態）などを検知するために利用される。
【0019】
第１振動発電デバイス１は、フレーム２１と、発電部３０と、連結部材２２と、第１錘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。
【0020】
フレーム２１は、自由端部Ｆ１及び固定端部Ｆ２を有する。また、フレーム２１は、屈曲部Ｂを有する。フレーム２１の形状はＵ字状を有する部材であり、より具体的には、フレーム２１の形状は、側面視において、Ｕ字状を有する。
【0021】
また、フレーム２１は、１枚の平板形状の部材がＵ字状を有するように、屈曲されて形成されている。なお、フレーム２１の厚みｄ１は例えば０．５ｍｍであるが、これに限られない。また、フレーム２１の全体にわたって厚みｄ１は略均等である。フレーム２１の全長Ｌ１は、一例として数ｃｍ以上数十ｃｍ以下であるが、これに限られない。
【0022】
なお、図示されないが、フレーム２１の形状は上記Ｕ字状のかわりにＶ字状を有する部材であってもよく、この場合には、フレーム２１の形状が、側面視において、Ｖ字状を有するとよい。また、フレーム２１は、１枚の平板形状の部材がＶ字状を有するように、屈曲されて形成されている。
【0023】
フレーム２１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、第１振動発電デバイス１では、フレーム２１が有する固定端部Ｆ２が加振源装置２に固定されて設置されている。
【0024】
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。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。
【0025】
フレーム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２１は、これらの構成要素を支持する部材である。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。
【0026】
Ｕ字状を有するフレーム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。
【0027】
続いて、発電部３０について説明する。発電部３０が有する磁歪素子３２は、フレーム２１に接合される部材である。ここでは、磁歪素子３２は、屈曲部Ｂと自由端部Ｆ１との間の、第１外側面２１３に接合されている。
【0028】
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。なお、本実施の形態においては、フレーム２１に接合される磁歪素子３２の平面であって、第１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。
【0029】
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。
【0030】
磁歪素子３２は、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、磁歪素子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、磁歪素子３２は変形する。
【0031】
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を通る磁束の時間的変化に比例して電圧を発生させる。
【0032】
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。
【0033】
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からの磁束が磁歪素子３２を通過する。
【0034】
なお、図示されないが、第１振動発電デバイス１が磁石用台座を備え、第２内側面２１２に当該磁石用台座及び発電用磁石３３が順に積み重ねられてもよい。当該磁石用台座が設けられることで、発電用磁石３３を磁歪素子３２に近づけることができる。
【0035】
例えば、加振源装置２が振動するとともに、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に接合される磁歪素子３２には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。
【0036】
このように、フレーム２１が振動すると、磁歪素子３２の磁束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。
【0037】
また、フレーム２１が振動したときに、磁歪素子３２の歪が大きいほど、つまりは、磁歪素子３２の変形量が大きいほど、磁歪素子３２の磁束の増加又は減少の程度が大きくなる。つまりは、磁歪素子３２の歪が大きいほど、発電部３０の発生電圧は大きくなる。
【0038】
連結部材２２は、フレーム２１と第１錘６０とを接続する部材である。連結部材２２は、フレーム２１の自由端部Ｆ１に取り付けられている部材である。また、連結部材２２は、第１外側面２１３に取り付けられている部材でもある。連結部材２２は、例えば、Ｌ１字ブラケットであるが、これに限られず、第１錘６０とフレーム２１との位置関係を固定できればどのような部材であってもよい。
【0039】
第１錘６０は、連結部材２２に取り付けられる錘である。第１錘６０は、フレーム２１の自由端部Ｆ１に連結部材２２を介して取り付けられる。第１錘６０の質量が変わることで、第１振動発電デバイス１の共振周波数が変化する。また、第１錘６０の質量及び大きさが変更可能に設けられている。
【0040】
本実施の形態においては、第１錘６０は、Ｌ１字ブラケットである連結部材２２の固定端部Ｆ２方向（つまりｚ軸負方向）に延びる面に取り付けられているが、これに限られない。第１錘６０は、フレーム２１の自由端部Ｆ１側に連結部材２２を介さずに取り付けられてもよい。
【0041】
本実施の形態においては、連結部材２２とフレーム２１とは、ネジ及びナットにより締結されている。同様に、連結部材２２と第１錘６０とは、ネジ及びナットにより締結されている。
【0042】
ここで、図３を用いて、第１錘６０の質量と第１振動発電デバイス１の共振周波数との関係について説明する。
【0043】
図３は、第１振動発電デバイス１の発電感度特性を示す図である。図３においては、第１錘６０の質量が０．６４ｇ、１．０５ｇ、１．４０ｇ、２．１６ｇ、２．８５ｇ、３．７６ｇ及び５．０７ｇである複数の条件のそれぞれにおける第１振動発電デバイス１の発電感度特性が示されている。
【0044】
ここでは、質量が変更された複数の条件のそれぞれで、第１振動発電デバイス１は、ファンクションジェネレータで発生したホワイトノイズが与えられることで加振されている。より具体的には、ここでは、振動用台座に第１振動デバイス１が設置され、当該振動用台座にホワイトノイズが与えられることで当該振動用台座が振動し、当該振動用台座が振動することで第１振動発電デバイス１も振動する。
【0045】
この加振により第１振動発電デバイス１が発電する。第１振動発電デバイス１が加振されたときの発生電圧（Ｖ）が、所定の物理量で除算された値が図３の縦軸に示されている。この発生電圧が所定の物理量で除算された値のピーク値が、発電感度であり、第１振動発電デバイス１の発電感度を第１発電感度とする。つまり、第１発電感度は、第１振動発電デバイス１において、発生電圧が所定の物理量で除算された値の一例である。
【0046】
なお、この所定の物理量とは、加振源装置２の位置の変位に係る物理量である。ここでは、上記振動用台座が振動することで第１振動発電デバイス１が振動しているため、振動用台座が加振源装置２であるとみなすことができる。このため、この所定の物理量とは、振動用台座（加振源装置２）が振動する際の振動用台座（加振源装置２）の加速度（ｍ／ｓ２）である。また換言すると、この所定の物理量とは、振動用台座（加振源装置２）の振動により第１振動発電デバイス１に与えられた加速度である。
【0047】
つまり、図３においては、第１振動発電デバイス１が加振されたときの発生電圧（Ｖ）が、振動用台座（加振源装置２）の加速度（ｍ／ｓ２）で除算された値が、縦軸で示されている。また、本実施の形態においては、第１発電感度は、第１振動発電デバイス１において、発生電圧が加速度で除算された値の一例（ピーク値）である。
【0048】
なお、所定の物理量は、加振源装置２の位置の変位に係る物理量であれば、位置の変位が２階微分された上記加速度に限られない。所定の物理量は、加振源装置２の位置の変位であってもよく、加振源装置２の位置の変位が微分された速度であってもよい。
【0049】
図３が示すように、第１錘６０の質量が変更されることで、共振周波数が変更される。つまりは、共振周波数は第１錘６０の質量によって調整されることができ、共振周波数と第１錘６０の質量とは１対１の関係にある。さらに言えば、第１錘６０の質量は、共振周波数に依存する。なお、共振周波数とは、発生電圧が加速度で除算された値がピーク値となる周波数であり、第１発電感度に対応する周波数である。また、共振周波数が変更されることで、第１発電感度が変更される。つまりは、第１発電感度は共振周波数によって調整されることができ、第１発電感度は共振周波数に依存する。
【0050】
例えば、第１錘６０の質量が０．６４ｇである場合においては、共振周波数は１９０Ｈｚであり、第１発電感度は４．２Ｖ／ｍ／ｓ２である。また例えば、第１錘６０の質量が２．８５ｇである場合においては、共振周波数は９８Ｈｚであり、第１発電感度は６．５Ｖ／ｍ／ｓ２である。
【0051】
さらに、第１振動発電デバイス１に与えられる振動の周波数が９８Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下の領域を領域Ａ１、５０Ｈｚ以上９８Ｈｚ未満の領域を領域Ａ２とする。領域Ａ１及びＡ２のそれぞれにおいては、第１錘６０の質量が重くなるほど、第１発電感度が高くなる。これは、以下の式１及び式２によって説明できる。
【0052】
Ｅ ＝ （α／ｃ）×Ｆ ＝ （α／ｃ）×ｍ×ａ（式１）
【0053】
さらに式１が変形されると、式２となる。
【0054】
Ｅ／ａ ＝ （α／ｃ）×ｍ（式２）
【0055】
なお、Ｅは発生電圧であり、αは力係数であり、ｃは減衰係数であり、Ｆは第１振動発電デバイス１に与えられる力であり、ｍは第１錘６０の質量であり、ａは振動用台座（加振源装置２）の加速度である。なお、力係数であるαは、第１振動発電デバイス１に固有の値である。
【0056】
式２の左辺は、発生電圧が加速度により除されているため、第１発電感度に相当する。つまり、第１錘６０質量が増加するとつまりは重くなるほど第１発電感度が高くなることが、式１及び式２によって示された。
【0057】
また、領域Ａ１及びＡ２のそれぞれにおいては、第１振動発電デバイス１の共振周波数が小さいほど第１発電感度が高くなる、とも言える。しかし、共振周波数が８０Ｈｚ以下になると、第１発電感度が急激に低下してしまうことが図３には示されている。
【0058】
なお、図３においては、図１が示す第１振動発電デバイス１の発生電圧が、電圧測定装置などが用いられ、実験により実測されることで得られている。さらに、加振源装置２の加速度は、加速度を測定するための加速度測定装置などが上記振動用台座に取り付けられた状態で、実験により実測されることで得られているがこれに限られない。
【0059】
つまりこのように、第１振動発電デバイス１における発生電圧及び加速度が実験により測定されることで、図３が示す発電感度特性を得ることができるが、これに限られない。以下では、有限要素法を用いた計算により、図３が示す発電感度特性を得る方法について説明する。
【0060】
図４は、本実施の形態に係る有限要素モデルを示す模式図である。この有限要素モデルにおいては、第１振動発電デバイス１、フレーム２１、発電部３０、コイル３１、磁歪素子３２、第１錘６０及び固定端部Ｆ２がそれぞれ、第１振動発電デバイス１ａ、フレーム２１ａ、発電部３０ａ、コイル３１ａ、磁歪素子３２ａ、第１錘６０ａ及び固定端部Ｆ２ａとして示されている。
【0061】
また有限要素モデルでは、第１振動発電デバイス１ａは、複数の節点及び複数のバーで示されている。図４においては、節点が白抜きの丸で、バーが線で示されている。複数の節点及び複数のバーのそれぞれには、剛性、質量及び減衰係数などの特性が付与されている。
【0062】
このような有限要素法を用いた計算によって、図３が示す発電感度特性を得ることもできる。
【0063】
この計算によって、第１錘６０ａの質量をパラーメータとした複数の条件のそれぞれにおいて、第１振動発電デバイス１ａに与えられる振動の周波数ごとに磁歪素子３２ａの歪の変形速度が算出される。磁歪素子３２ａの歪の変形速度が大きいほど、発電部３０ａの発生電圧は大きくなる。この磁歪素子３２ａの歪の変形速度が有限要素法を用いた計算により算出された加速度で除算された値が、図３における第１振動発電デバイス１が加振されたときの発生電圧（Ｖ）が、振動用台座（加振源装置２）の加速度（ｍ／ｓ２）で除算された値に相当する。
【0064】
このように、上記のような有限要素法を用いた計算によっても、図３が示す発電感度特性を得ることができる。
【0065】
ここでさらに、加振源装置２が第１振動発電デバイス１に与える振動について説明する。
【0066】
図５は、本実施の形態に係る加振源装置２の位置の変位に係る物理量の時間変化を示す図である。上記の通り、本実施の形態に係る当該物理量は、加振源装置２が振動する際の加振源装置２の加速度である。また換言すると、当該物理量は、加振源装置２の振動により第１振動発電デバイス１に与えられた加速度である。
【0067】
図５が示す加速度は、加振源装置２に加速度測定装置などが取り付けられた状態で、実験により実測されることで得られている。
【0068】
図６は、図５が示す物理量の時間変化に対してＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）解析が施された図を示す。図６は、加振源装置２の位置の変位に係る物理量（ここでは加速度）を示すパワースペクトルであり、このパワースペクトルを第１スペクトルとする。
【0069】
図６が示すように、加振源装置２の振動は、複数の周波数成分を有していることを示している。また、この第１スペクトルは、複数の第１ピーク周波数を含む。複数の第１ピーク周波数のそれぞれは、５４Ｈｚ、１０７Ｈｚ及び１６０Ｈｚである。なお、加速度が所定の閾値を超えている周波数を第１ピーク周波数とするとよい。なおノイズに相当するピークは、平均化処理などにより除去されるとよい。
【0070】
本実施の形態においては、図５が示すように、０秒から８秒までの加速度が測定されている。図６が示す第１スペクトルは、図５が示す０秒から８秒までの加速度に対してＦＦＴ解析が施されることで得られており、つまりは、数秒間の加速度に対してＦＦＴ解析が施されることで得られている。
【0071】
また図５は、０秒から４秒までの加速度と４秒から８秒まで加速度とを含むグラフでもある。よって、第１スペクトルは、０秒から４秒までの加速度に対してＦＦＴ解析が施されることで得られるスペクトルと、４秒から８秒までの加速度に対してＦＦＴ解析が施されることで得られるスペクトルとの和でもある。
【0072】
このように本実施の形態においては、第１スペクトルは、第１時刻（例えば０秒）から第１時刻よりも後の時刻である第２時刻（例えば８秒）までの物理量に基づく複数のスペクトル（ここでは２つのスペクトル）の和でもある。
【0073】
図６が示すように、加振源装置２の振動は、複数の周波数成分を有し、より具体的には、複数の第１ピーク周波数を有している。この場合、この複数の第１ピーク周波数のうち、適切な周波数を第１振動発電デバイス１の共振周波数として選定することができれば、第１振動発電デバイス１の発生電圧を高めることができる。また、上記の通り共振周波数は、第１錘６０の質量によって調整される。このことから、第１振動発電デバイス１の共振周波数が上記適切な周波数となる第１錘６０の質量を選定することができれば、第１振動発電デバイス１の発生電圧を高めることができる。
【0074】
以下では、第１振動発電デバイス１の発生電圧を高めることができる共振周波数及び第１錘６０の質量を選定するための選定装置１００について説明する。
【0075】
［選定装置の構成］
図７は、本実施の形態に係る選定装置１００の機能構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る選定装置１００は、第１振動発電デバイス１の発生電圧を高めることができる共振周波数及び第１錘６０の質量を選定するための装置であり、第１振動発電デバイス１の選定のための選定装置である。
図７は、本実施の形態に係る選定装置１００の機能構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る選定装置１００は、第１振動発電デバイス１の発生電圧を高めることができる共振周波数及び第１錘６０の質量を選定するための装置であり、第１振動発電デバイス１の選定のための選定装置である。
【0076】
例えば、選定装置１００は、例えば、スマートフォン又はタブレット端末などの携帯端末である。また、選定装置１００は、第１振動発電デバイス１の発生電圧を高めることができる共振周波数及び第１錘６０の質量を選定するための専用装置であってもよい。
【0077】
図７が示すように、選定装置１００は、情報処理部１１０と、通信部１２０と、センサ部１３０と、記憶部１４０と、表示装置１５０とを備える。
【0078】
まずは、情報処理部１１０について簡単に説明するが、より詳細な説明は下記［動作例］で行う。また、情報処理部１１０は、例えば、マイクロコンピュータによって実現されるが、プロセッサによって実現されてもよい。
【0079】
情報処理部１１０は、第１振動発電デバイス１の発生電圧を高めることができる共振周波数及び第１錘６０の質量を選定する処理部である。情報処理部１１０は、取得部１１１と、算出部１１２と、決定部１１３と、出力部１１４とを有する。
【0080】
取得部１１１は、第１取得部１１１１、第２取得部１１１２及び第３取得部１１１３を含む。
【0081】
取得部１１１は、第１感度関数、第１質量関数及び第１スペクトルを取得する処理部である。一例として、取得部１１１は、記憶部１４０に記憶されている第１感度関数、第１質量関数及び第１スペクトルを取得する。また、第１取得部１１１１は第１感度関数を、第２取得部１１１２は第１質量関数を、第３取得部１１１３は第１スペクトルを取得する。
【0082】
第１感度関数は、第１発電感度の共振周波数への依存性を示す関数である。図３が示すように、領域Ａ１及びＡ２のそれぞれにおいては、第１振動発電デバイス１の共振周波数が小さいほど、第１発電感度が高くなる。つまり、第１発電感度は、共振周波数に依存しており、第１感度関数は、この依存性を示す関数である。
【0083】
第１質量関数は、第１錘６０の質量の共振周波数への依存性を示す関数である。図３が示すように、領域Ａ１及びＡ２のそれぞれにおいては、共振周波数と第１錘６０の質量とは１対１の関係にある。第１錘６０の質量は、共振周波数に依存しており、第１質量関数は、この依存性を示す関数である。
【0084】
第１スペクトルは、加振源装置２の位置の変位に係る物理量（ここでは加速度）を示すスペクトルであり、図６に示されるスペクトルである。
【0085】
算出部１１２は、第１算出部１１２１、第２算出部１１２２及び第３算出部１１２３を含む。
【0086】
第１算出部１１２１は、取得部１１１によって取得された第１スペクトルが含む複数の第１ピーク周波数のそれぞれと、取得された第１感度関数とに基づいて、複数の第１ピーク周波数のそれぞれに対応する第１発電感度を算出する。
【0087】
さらに、第２算出部１１２２は、第１算出部１１２１によって算出された複数の第１発電感度のそれぞれと、算出された当該第１発電感度を示す第１ピーク周波数の物理量（ここでは加速度）とを乗算する。これにより第２算出部１１２２は、複数の第１ピーク周波数のそれぞれでの発生電圧を算出する。
【0088】
さらに、第３算出部１１２３は、後述する決定部１１３によって決定された第１ピーク周波数と、取得された第１質量関数とに基づいて、決定された第１ピーク周波数に対応する第１錘６０の質量を算出する。
【0089】
決定部１１３は、算出部１１２によって算出された複数の発生電圧のうち最も大きい値（最も大きい発生電圧）を示す第１ピーク周波数を決定する。
【0090】
出力部１１４は、決定部１１３によって決定された第１ピーク周波数と、算出部１１２によって算出された第１錘６０の質量とを出力する。
【0091】
通信部１２０は、選定装置１００が、選定装置１００以外の装置と通信を行うための通信モジュール（通信回路）である。例えば、通信部１２０は、上記の電圧測定装置及び加速度測定装置と通信を行う。通信部１２０は、第１感度関数を電圧測定装置又は加速度測定装置から取得する。通信部１２０によって行われる通信は、例えば、無線通信であるが、有線通信であってもよい。通信に用いられる通信規格についても特に限定されない。
【0092】
センサ部１３０は、加速度を測定する加速度センサ１３１と、センサ制御部１３２とを有する。例えば、加速度センサ１３１によって、図５が示す加振源装置２の加速度が測定される。さらにセンサ制御部１３２によって、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）解析が行われ、図６が示す第１スペクトルを得ることができる。得られた第１スペクトルは、記憶部１４０に記憶される。
【0093】
このように、センサ部１３０が加速度センサ１３１を有していることから、スマートフォンである選定装置１００は、加速度を測定するための加速度測定装置であるとも言える。センサ制御部１３２は、例えば、マイクロコンピュータによって実現されるが、プロセッサによって実現されてもよい。
【0094】
なお、上記の通り、選定装置１００（加速度測定装置）が加振源装置２に取り付けられることで、加速度が測定される。センサ部１３０のセンサ制御部１３２は、このような加速度に基づいてＦＦＴ解析を行い、これにより、図６が示す第１スペクトルが得られる。
【0095】
記憶部１４０は、取得部１１１によって取得された第１感度関数、第１質量関数及び第１スペクトルが記憶されている記憶装置である。記憶部１４０には、算出部１１２及び決定部１１３によって実行されるプログラム、及び、情報処理を行うために用いられる各種情報なども記憶されている。さらに、記憶部１４０には、表示装置１５０で表示される画像も記憶されている。
【0096】
また、記憶部１４０は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリなどの半導体メモリ、又は、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などの記憶装置によって実現される。
【0097】
表示装置１５０は、情報処理部１１０によって決定された第１ピーク周波数と、算出された第１錘６０の質量を示す情報を表示する装置である。表示装置１５０は、例えば、液晶パネル又は有機ＥＬ１（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネル等のディスプレイを備える。
【0098】
表示装置１５０は、表示部１５１と、受付部１５２とを有する。
【0099】
表示部１５１は、表示画面を表示するディスプレイである。
【0100】
受付部１５２は、ユーザからの指示（操作）を受け付けるキーボード、マウス等のユーザインターフェースである。例えば、表示部１５１と受付部１５２とは、タッチパネルディスプレイ等によって一体に形成されていてもよい。なお、以下では、表示装置１５０は、表示部１５１と受付部１５２とが一体に形成されたタッチパネルディスプレイを備えるとして説明する。
【0101】
［動作例１］
以下、選定装置１００の動作例１について図８を用いて説明する。
以下、選定装置１００の動作例１について図８を用いて説明する。
【0102】
図８は、本実施の形態に係る選定装置１００の動作例１のフローチャートである。図８が示す動作例１は、例えば、第１振動発電デバイス１が加振源装置２に取り付けられるときに、行われる動作例である。このとき、選定装置１００のユーザは、取り付けられる第１振動発電デバイス１の発生電圧を高めることができるように、適切な質量の第１錘６０を連結部材２２に取り付ける必要がある。以下の動作例１が行われることで、第１振動発電デバイス１の発生電圧を高めることができる。例えば、選定装置１００の受付部１５２が、当該ユーザから動作例１を開始するための操作を受付けたときに、以下の動作例１が開始される。
【0103】
まず、取得部１１１（より具体的には、第１取得部１１１１）は、第１振動発電デバイス１が加振されたときの発生電圧を物理量（ここでは加速度）で除算した第１発電感度の共振周波数への依存性を示す第１感度関数を取得する（Ｓ１０）。例えば、取得部１１１は、記憶部１４０に記憶されている第１感度関数を取得する。なお、このステップＳ１０が第１取得ステップに相当する。
【0104】
上記の通り、第１発電感度は、第１振動発電デバイス１が加振されたときの発生電圧（Ｖ）が、振動用台座（加振源装置２）の加速度（ｍ／ｓ２）で除算された値のピーク値である。図３が示す例では、共振周波数が１９０Ｈｚである場合には、第１発電感度は４．２Ｖ／ｍ／ｓ２であり、共振周波数が９８Ｈｚである場合には、第１発電感度は６．５Ｖ／ｍ／ｓ２である。
【0105】
図３が示す例では、領域Ａ１及びＡ２のそれぞれにおいては、第１振動発電デバイス１の共振周波数が小さいほど第１発電感度が高くなるが、共振周波数が８０Ｈｚ以下になると、第１発電感度が急激に低下してしまう。このため、本実施の形態においては、取得部１１１は、領域Ａ１の第１感度関数、及び、領域Ａ２の第１感度関数のそれぞれを記憶部１４０から取得する。
【0106】
領域Ａ１の第１感度関数は、式３で示される。
【0107】
Ｓ１（ｆｔｉｐ） ＝ －０．０２３ｆｔｉｐ＋８．７１３ （式３）
【0108】
なお、Ｓ１が領域Ａ１における第１発電感度である。
【0109】
領域Ａ２の第１感度関数は、式４で示される。
【0110】
Ｓ２（ｆｔｉｐ） ＝ －０．０４４ｆｔｉｐ＋８．６２８ （式４）
【0111】
なお、Ｓ２が領域Ａ２における第１発電感度である。図３には、第１発電感度であるＳ１及びＳ２が示されている。また、式３及び式４では、共振周波数がｆｔｉｐで表されている。つまり、共振周波数が９８Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下（つまりは領域Ａ１の範囲）である場合には、第１感度関数である式３に共振周波数であるｆｔｉｐに数値が代入されると、その共振周波数での第１発電感度であるＳ１が算出される。同様に、共振周波数が５０Ｈｚ以上９８Ｈｚ未満（つまりは領域Ａ２の範囲）である場合には、第１感度関数である式４に共振周波数であるｆｔｉｐに数値が代入されると、その共振周波数での第１発電感度であるＳ２が算出される。
【0112】
なおここでは、第１感度関数は１次関数であったが、これに限られない。例えば、第１感度関数は、ｎ次関数（ｎは２以上の自然数）であってもよく、指数関数であってもよい。
【0113】
次に、取得部１１１（より具体的には、第２取得部１１１２）は、第１錘６０の質量の共振周波数への依存性を示す第１質量関数を取得する（Ｓ２０）。例えば、取得部１１１は、記憶部１４０に記憶されている第１質量関数を取得する。なお、このステップＳ２０が第２取得ステップに相当する。
【0114】
上記の通り、第１錘６０の質量は、共振周波数に依存する。第１質量関数は、この依存性を示す関数である。第１錘６０の質量と共振周波数との関係は、式５で表される。
【0115】
【数1】
【0116】
さらに、式５が変形されると、第１質量関数を示す式６が得られる。
【0117】
【数2】
【0118】
式５及び式６においては、第１錘６０の質量がｍで、第１振動発電デバイス１のばね定数がＫで、第１振動発電デバイス１の等価質量（第１錘６０が無いときの質量）がＭで表されている。
【0119】
なお、本実施の形態においては、第１質量関数である式６は、上記の理論式である式５に基づいて得られるが、これに限られない。
【0120】
例えば、第１質量関数は、有限要素法を用いた計算により導出されてもよい。また、例えば、第１質量関数は、実験が行われ実測により導出されてもよい。
【0121】
続いて、取得部１１１（より具体的には、第３取得部１１１３）は、加振源装置２の位置の変位に係る物理量（ここでは加速度）の第１スペクトルを取得する（Ｓ３０）。例えば、取得部１１１は、記憶部１４０に記憶されている第１スペクトルを取得する。なお、このステップＳ３０が第３取得ステップに相当する。
【0122】
本実施の形態に係る第１スペクトルは、図６が示すパワースペクトルである。
【0123】
なお、このように、ステップＳ１０～Ｓ３０においては、取得部１１１によって第１感度関数、第１質量関数及び第１スペクトルが記憶部１４０から取得されている。つまり、ステップＳ１０～Ｓ３０が行われる前に、記憶部１４０に第１感度関数、第１質量関数及び第１スペクトルが記憶されているとよく、このために、一例として、ステップＳ１０～Ｓ３０の処理が行われる前に、以下の処理が行われているとよい。
【0124】
本実施の形態においては、図３が示す発電感度特性では、発生電圧が電圧測定装置によって、加速度が加速度測定装置によって測定されている。例えば、電圧測定装置又は加速度測定装置が、測定された発電感度特性に基づいて第１感度関数を算出し、算出された第１感度関数を選定装置が有する通信部１２０に出力する。これにより、通信部１２０は、第１感度関数を取得し、取得された第１感度関数が記憶部１４０に記憶されているとよい。
【0125】
また、選定装置１００の受付部１５２は、第１質量関数を示す情報を記憶部１４０に記憶させるための操作を、選定装置１００のユーザから受付けているとよい。この操作に基づいて、第１質量関数が記憶部１４０に記憶されているとよい。
【0126】
また、本実施の形態においては、センサ部１３０によって、図５が示す加振源装置２の加速度が測定され、ＦＦＴ解析が行われ、図６が示す第１スペクトルを得ることができる。得られた第１スペクトルが記憶部１４０に記憶されているとよい。
【0127】
さらに、図８を用いて、動作例１を説明する。
【0128】
算出部１１２（より具体的には、第１算出部１１２１）は、取得された第１スペクトルが含む複数の第１ピーク周波数のそれぞれと、取得された第１感度関数（ここでは領域Ａ１の第１感度関数及び領域Ａ２の第１感度関数）とに基づいて、複数の第１ピーク周波数のそれぞれに対応する第１発電感度を算出する（Ｓ４０）。なお、このステップＳ４０が第１算出ステップに相当する。
【0129】
以下ステップＳ４０について詳細に説明する。
【0130】
第１スペクトルが含む複数の第１ピーク周波数のそれぞれとは、５４Ｈｚ、１０７Ｈｚ及び１６０Ｈｚである。３つの第１ピーク周波数が、式３及び式４が示す第１感度関数のｆｔｉｐとして代入されることで、３つの第１ピーク周波数に対応する第１発電感度が算出される。なお、本実施の形態においては、領域Ａ１の第１感度関数と、領域Ａ２の第１感度関数とが取得されているため、３つの第１ピーク周波数のうち、１０７Ｈｚ及び１６０Ｈｚが領域Ａ１の第１感度関数のｆｔｉｐとして、５４Ｈｚが領域Ａ２の第１感度関数のｆｔｉｐとして、代入される。
【0131】
ステップＳ４０により、第１振動発電デバイス１において、共振周波数が複数の第１ピーク周波数のそれぞれである場合の第１発電感度が算出される。つまりここでは、共振周波数が５４Ｈｚである場合と、共振周波数が１０７Ｈｚである場合と、共振周波数が１６０Ｈｚである場合との第１発電感度が算出される。
【0132】
このように、ステップＳ４０では、複数の第１発電感度が算出される。
【0133】
続いて、算出部１１２（より具体的には、第２算出部１１２２）は、算出された複数の第１発電感度のそれぞれと、算出された当該第１発電感度を示す第１ピーク周波数の物理量（ここでは加速度）とを乗算することで、複数の第１ピーク周波数のそれぞれでの発生電圧を算出する（Ｓ５０）。なお、このステップＳ５０が第２算出ステップに相当する。
【0134】
一例として、共振周波数が１６０Ｈｚである場合の第１発電感度についての発生電圧について説明する。ステップＳ３０にて、共振周波数が１６０Ｈｚ（第１ピーク周波数の一例）である場合の第１発電感度が算出されている。当該第１発電感度を示す第１ピーク周波数とは１６０Ｈｚであり、この第１ピーク周波数の物理量（加速度）とは図６が示す通り３．４ｍ／ｓ２である。上記の通り、第１発電感度は、発生電圧（Ｖ）が加速度（ｍ／ｓ２）で除算された値である。従って、算出部１１２が、共振周波数が１６０Ｈｚ（第１ピーク周波数の一例）である場合の第１発電感度（Ｖ／ｍ／ｓ２）と、当該第１発電感度を示す第１ピーク周波数の加速度（ｍ／ｓ２）とを乗算することで、発生電圧（Ｖ）が算出される。この発生電圧（Ｖ）とは、共振周波数が１６０Ｈｚ（第１ピーク周波数の一例）である場合の発生電圧を意味する。
【0135】
ステップＳ５０では、共振周波数が、１６０Ｈｚとは異なる他の複数の第１ピーク周波数の場合でも同様の処理が行われる。つまりは、算出部１１２は、共振周波数が１６０Ｈｚである場合の発生電圧に加えて、共振周波数が５４Ｈｚ（第１ピーク周波数の一例）である場合の発生電圧、及び、共振周波数が１０７Ｈｚ（第１ピーク周波数の一例）である場合の発生電圧を算出する。
【0136】
より具体的には、共振周波数が５４Ｈｚ、１０７Ｈｚ及び１６０Ｈｚである場合の発生電圧はそれぞれ、１１．０Ｖ、１２．６Ｖ及び１７．２Ｖであった。つまり、共振周波数が５４Ｈｚ、１０７Ｈｚ及び１６０Ｈｚとなる順に、発生電圧が大きくなることが予想される。
【0137】
このように、ステップＳ５０では、算出部１１２は、第１振動発電デバイス１について複数の（３つの）発生電圧を算出する。
【0138】
続いて、決定部１１３は、算出部１１２によって算出された複数の発生電圧のうち最も大きい値を示す第１ピーク周波数を決定する（Ｓ６０）。このステップＳ６０が決定ステップに相当する。
【0139】
算出された複数の発生電圧のうち最も大きい値（発生電圧）は、１７．２Ｖである。この値を示す第１ピーク周波数は、１６０Ｈｚである。つまり、決定部１１３は、算出部１１２によって算出された複数の発生電圧のうち最も大きい値を示す第１ピーク周波数が１６０Ｈｚであると決定する。
【0140】
さらに、算出部１１２（より具体的には、第３算出部１１２３）は、決定部１１３によって決定された第１ピーク周波数と、取得部１１１によって取得された第１質量関数とに基づいて、決定された第１ピーク周波数に対応する第１錘６０の質量を算出する（Ｓ７０）。このステップＳ７０が第３算出ステップに相当する。
【0141】
算出部１１２は、決定された第１ピーク周波数（１６０Ｈｚ）と、式６で示される第１質量関数とに基づいて、決定された第１ピーク周波数に対応する第１錘６０の質量を算出する。ここでは、決定された第１ピーク周波数が、式６が示す第１質量関数のｆｔｉｐとして代入されることで、決定された第１ピーク周波数に対応する第１錘６０の質量が算出される。なお、決定された第１ピーク周波数に対応する第１錘６０の質量とは、共振周波数が決定された第１ピーク周波数（１６０Ｈｚ）となるための第１錘６０の質量である。つまり、この質量の第１錘６０を第１振動発電デバイス１が備えることで、第１振動発電デバイス１の共振周波数が決定された第１ピーク周波数（１６０Ｈｚ）となる。
【0142】
また、本実施の形態においては、算出された第１錘６０の質量は、０．９４ｇであった。
【0143】
続いて、出力部１１４は、決定部１１３によって決定された第１ピーク周波数（１６０Ｈｚ）と、算出部１１２によって算出された第１錘６０の質量（０．９４ｇ）とを出力する（Ｓ８０）。このステップＳ８０が出力ステップに相当する。
【0144】
出力部１１４が第１ピーク周波数と第１錘６０の質量とを出力することで、表示部１５１には、第１ピーク周波数が１６０Ｈｚであること、及び、第１錘６０の質量が０．９４ｇであることを示す画像が表示される。例えば、このような画像は、記憶部１４０に記憶されているとよい。
【0145】
このように、第１ピーク周波数が１６０Ｈｚであること、及び、第１錘６０の質量が０．９４ｇであることを示す画像が表示されることで、ユーザは、第１ピーク周波数が１６０Ｈｚとなるように質量が０．９４ｇである第１錘６０をフレーム２１に取り付けることができる。
【0146】
上記の通り、第１錘６０の質量が０．９４ｇであれば、共振周波数を１６０Ｈｚとすることができ、この場合の発生電圧を複数の発生電圧のうち最も大きい値（発生電圧）とすることができる。つまりは、第１振動発電デバイス１の発生電圧を高めることができる。
【0147】
さらに、発明者らは、第１ピーク周波数が１６０Ｈｚであり、かつ、第１錘６０の質量が０．９４ｇであれば、第１振動発電デバイス１の発生電圧を最も高めることができるかを実証するため、以下の実証実験を行った。
【0148】
［実証実験］
ここでは、共振周波数が複数の第１ピーク周波数（５４Ｈｚ、１０７Ｈｚ及び１６０Ｈｚ）のそれぞれとなるように、第１錘６０の質量が変更されて、第１振動発電デバイス１の発生電圧が測定された。
ここでは、共振周波数が複数の第１ピーク周波数（５４Ｈｚ、１０７Ｈｚ及び１６０Ｈｚ）のそれぞれとなるように、第１錘６０の質量が変更されて、第１振動発電デバイス１の発生電圧が測定された。
【0149】
つまりここでは、同一の第１振動発電デバイス１について、共振周波数が５４Ｈｚとなる質量の第１錘６０、共振周波数が１０７Ｈｚとなる質量の第１錘６０、及び、共振周波数が１６０Ｈｚとなる質量の第１錘６０が順に取り付けられて、発生電圧が測定された。
【0150】
なお、どの第１錘６０が取り付けられた場合でも、第１振動発電デバイス１には図５が示す振動（加速度）が与えられて、発生電圧が測定された。ここでは、第１振動発電デバイス１が加振源装置２に取り付けられ、加振された。この場合のそれぞれの発生電圧が測定された。
【0151】
図９は、本実施の形態に係る第１振動発電デバイス１の第１錘６０の質量がそれぞれ変更された場合の発生電圧の時間変化が示された図である。図９には、共振周波数が５４Ｈｚ、１０７Ｈｚ及び１６０Ｈｚとなる順に、発生電圧が大きくなることが示されている。
【0152】
図１０は、図９が示す複数の発生電圧の詳細な表を示す図である。Ｖｐ－ｐは発生電圧の最小値と最大値との差分を示し、Ｖｒｍｓは発生電圧の平均値を示している。Ｖｐ－ｐ及びＶｒｍｓのいずれも、共振周波数が５４Ｈｚ、１０７Ｈｚ及び１６０Ｈｚとなる順に、大きくなる。
【0153】
動作例１では、共振周波数が５４Ｈｚ、１０７Ｈｚ及び１６０Ｈｚとなる順に、発生電圧が大きくなることが予想されたが、この予想通りの実験結果が実証され、予想が正しいことが示された。
【0154】
このように、第１ピーク周波数が１６０Ｈｚであり、かつ、第１錘６０の質量が０．９４ｇであれば、第１振動発電デバイス１の発生電圧を最も高めることができることが実証された。
【0155】
なお、ステップＳ８０で出力された質量の第１錘６０が取り付けられた後に、さらに、共振周波数を精緻に調整するために、以下の処理が行われてもよい。
【0156】
第１錘６０に、スズによって構成されたスズ板が取り付けられ、当該スズ板が必要に応じて折り曲げられる処理が行われるとよい。第１振動発電デバイス１の共振周波数は、スズ板が取り付けられること、及び、当該スズ板が折り曲げられることのそれぞれにより、さらに調整されることができる。これにより、さらに共振周波数が調整されるため、第１振動発電デバイス１の発生電圧をさらに高めることができる。
【0157】
［効果など］
本実施の形態に係る選定方法は、第１錘６０を備える第１振動発電デバイス１の選定装置１００による選定方法であって、第１取得ステップと、第２取得ステップと、第３取得ステップと、第１及び第２算出ステップと、決定ステップと、第３算出ステップと、出力ステップとを含む。第１取得ステップ（ステップＳ１０）では、第１振動発電デバイス１が加振されたときの発生電圧を物理量で除算した第１発電感度の共振周波数への依存性を示す第１感度関数を取得する。第２取得ステップ（ステップＳ２０）では、第１錘６０の質量の共振周波数への依存性を示す第１質量関数を取得する。第３取得ステップ（ステップＳ３０）では、加振源装置２の位置の変位に係る物理量の第１スペクトルを取得する。第１算出ステップ（ステップＳ４０）では、取得された第１スペクトルが含む複数の第１ピーク周波数のそれぞれと、取得された第１感度関数とに基づいて、複数の第１ピーク周波数のそれぞれに対応する第１発電感度を算出する。第２算出ステップ（ステップＳ５０）では、算出された複数の第１発電感度のそれぞれと、算出された当該第１発電感度を示す第１ピーク周波数の物理量とを乗算することで、複数の第１ピーク周波数のそれぞれでの発生電圧を算出する。決定ステップ（ステップＳ６０）では、算出された複数の発生電圧のうち最も大きい値を示す第１ピーク周波数を決定する。第３算出ステップ（ステップＳ７０）では、決定された第１ピーク周波数と、取得された第１質量関数とに基づいて、決定された第１ピーク周波数に対応する第１錘６０の質量を算出する。出力ステップ（ステップＳ８０）では、決定された第１ピーク周波数と、算出された第１錘６０の質量とを出力する。
本実施の形態に係る選定方法は、第１錘６０を備える第１振動発電デバイス１の選定装置１００による選定方法であって、第１取得ステップと、第２取得ステップと、第３取得ステップと、第１及び第２算出ステップと、決定ステップと、第３算出ステップと、出力ステップとを含む。第１取得ステップ（ステップＳ１０）では、第１振動発電デバイス１が加振されたときの発生電圧を物理量で除算した第１発電感度の共振周波数への依存性を示す第１感度関数を取得する。第２取得ステップ（ステップＳ２０）では、第１錘６０の質量の共振周波数への依存性を示す第１質量関数を取得する。第３取得ステップ（ステップＳ３０）では、加振源装置２の位置の変位に係る物理量の第１スペクトルを取得する。第１算出ステップ（ステップＳ４０）では、取得された第１スペクトルが含む複数の第１ピーク周波数のそれぞれと、取得された第１感度関数とに基づいて、複数の第１ピーク周波数のそれぞれに対応する第１発電感度を算出する。第２算出ステップ（ステップＳ５０）では、算出された複数の第１発電感度のそれぞれと、算出された当該第１発電感度を示す第１ピーク周波数の物理量とを乗算することで、複数の第１ピーク周波数のそれぞれでの発生電圧を算出する。決定ステップ（ステップＳ６０）では、算出された複数の発生電圧のうち最も大きい値を示す第１ピーク周波数を決定する。第３算出ステップ（ステップＳ７０）では、決定された第１ピーク周波数と、取得された第１質量関数とに基づいて、決定された第１ピーク周波数に対応する第１錘６０の質量を算出する。出力ステップ（ステップＳ８０）では、決定された第１ピーク周波数と、算出された第１錘６０の質量とを出力する。
【0158】
このように、本実施の形態に係る選定方法では、決定された第１ピーク周波数と、算出された第１錘６０の質量とが出力される。例えば、動作例１では、表示部１５１には、第１ピーク周波数が１６０Ｈｚであること、及び、第１錘６０の質量が０．９４ｇであることを示す画像が表示される。決定された第１ピーク周波数とは、第１スペクトルが含む複数の第１ピーク周波数のそれぞれでの発生電圧のうち最も大きい値（最も大きい発生電圧）を示す周波数である。第１振動発電デバイス１の共振周波数が決定された第１ピーク周波数となることで、第１振動発電デバイス１の発生電圧を高めることができる。さらに、算出された第１錘６０の質量とは、決定された第１ピーク周波数に対応する質量であり、共振周波数が決定された第１ピーク周波数（１６０Ｈｚ）となるための質量である。
【0159】
従って、本実施の形態に係る選定方法が上記構成を含み、決定された第１ピーク周波数と算出された第１錘６０の質量とが出力されることで、ユーザは、共振周波数が第１ピーク周波数となるような質量の第１錘６０をフレーム２１に取り付けることができる。この結果、第１振動発電デバイス１の発生電圧を高めることができる。つまりは、発生電圧を高めることができる共振周波数及び第１錘６０の質量を容易に選定することができる選定方法が実現される。
【0160】
本実施の形態においては、物理量は、加速度である。
【0161】
これにより、第３取得ステップでは、第１スペクトルを容易に取得することができる。
【0162】
本実施の形態においては、取得された第１感度関数は、有限要素法により算出された関数であってもよい。
【0163】
上記の通り、有限要素法を用いた計算により図３が示す発電感度特性が得られてもよい。この場合、当該計算により得られた発電感度特性に基づいて、第１感度特性が得られてもよい。つまり、第１振動発電デバイス１の発生電圧が電圧測定装置が用いられることで実験により実測されなくても、発電感度特性が得られるため、より簡便に第１感度特性を得ることができる。
【0164】
本実施の形態においては、物理量の第１スペクトルは、第１時刻から第１時刻よりも後の時刻である第２時刻までの物理量に基づく複数のスペクトルの和である。
【0165】
これにより、第１スペクトルが、加振源装置２の位置の変位に係る物理量をより正確に表すことができる。
【0166】
本実施の形態に係るコンピュータプログラムは、上記記載の選定方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムである。
【0167】
これにより、発生電圧を高めることができる共振周波数及び第１錘６０の質量を容易に選定することができる選定方法が実現される。
【0168】
本実施の形態に係る選定装置１００は、第１錘６０を備える第１振動発電デバイス１の選定装置１００である。選定装置１００は、第１取得部１１１１と、第２取得部１１１２と、第３取得部１１１３と、第１算出部１１２１と、第２算出部１１２２と、決定部１１３と、第３算出部１１２３と、出力部１１４とを備える。第１取得部１１１１は、第１振動発電デバイス１が加振されたときの発生電圧を物理量で除算した第１発電感度の共振周波数への依存性を示す第１感度関数を取得する。第２取得部１１１２は、第１錘６０の質量の共振周波数への依存性を示す第１質量関数を取得する。第３取得部１１１３は、加振源装置２の位置の変位に係る物理量の第１スペクトルを取得する。第１算出部１１２１は、取得された第１スペクトルが含む複数の第１ピーク周波数のそれぞれと、取得された第１感度関数とに基づいて、複数の第１ピーク周波数のそれぞれに対応する第１発電感度を算出する。第２算出部１１２２は、算出された複数の第１発電感度のそれぞれと、算出された当該第１発電感度を示す第１ピーク周波数の物理量とを乗算することで、複数の第１ピーク周波数のそれぞれでの発生電圧を算出する。決定部１１３は、算出された複数の発生電圧のうち最も大きい値を示す第１ピーク周波数を決定する。第３算出部１１２３は、決定された第１ピーク周波数と、取得された第１質量関数とに基づいて、決定された第１ピーク周波数に対応する第１錘６０の質量を算出する。出力部１１４は、決定された第１ピーク周波数と、算出された第１錘６０の質量とを出力する。
【0169】
このように、本実施の形態に係る選定装置１００では、決定された第１ピーク周波数と、算出された第１錘６０の質量とが出力される。例えば、動作例１では、表示部１５１には、第１ピーク周波数が１６０Ｈｚであること、及び、第１錘６０の質量が０．９４ｇであることを示す画像が表示される。決定された第１ピーク周波数とは、第１スペクトルが含む複数の第１ピーク周波数のそれぞれでの発生電圧のうち最も大きい値（最も大きい発生電圧）を示す周波数である。第１振動発電デバイス１の共振周波数が決定された第１ピーク周波数となることで、第１振動発電デバイス１の発生電圧を高めることができる。さらに、算出された第１錘６０の質量とは、決定された第１ピーク周波数に対応する質量であり、共振周波数が決定された第１ピーク周波数（１６０Ｈｚ）となるための質量である。
【0170】
従って、本実施の形態に係る選定装置１００が上記構成を含み、決定された第１ピーク周波数と算出された第１錘６０の質量とが出力されることで、ユーザは、共振周波数が第１ピーク周波数となるような質量の第１錘６０をフレーム２１に取り付けることができる。この結果、第１振動発電デバイス１の発生電圧を高めることができる。つまりは、発生電圧を高めることができる共振周波数及び第１錘６０の質量を容易に選定することができる選定装置１００が実現される。
【0171】
（変形例）
以下、実施の形態の変形例について説明する。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。
以下、実施の形態の変形例について説明する。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。
【0172】
［構成］
実施の形態においては、選定装置１００の対象となるデバイスは、第１振動発電デバイス１だけであったが、変形例では、これに限られない。本変形例においては、選定装置１００は、第１振動発電デバイス１と、第１振動発電デバイス１とは異なる第２振動発電デバイス１ｂとのうち、発生電圧がより高いデバイスを選定する。
実施の形態においては、選定装置１００の対象となるデバイスは、第１振動発電デバイス１だけであったが、変形例では、これに限られない。本変形例においては、選定装置１００は、第１振動発電デバイス１と、第１振動発電デバイス１とは異なる第２振動発電デバイス１ｂとのうち、発生電圧がより高いデバイスを選定する。
【0173】
まずは、本変形例に係る第２振動発電デバイス１ｂについて説明する。
【0174】
図１１は、本変形例に係る第２振動発電デバイス１ｂの側面図である。第２振動発電デバイス１ｂは、フレーム２１にかえてフレーム２１ｂを備える点、及び、第１錘６０にかえて第２錘６０ｂを備える点を除いて、第１振動発電デバイス１と同じ構成を有する。
【0175】
フレーム２１ｂは、厚みｄ２が厚みｄ１よりも厚い点、及び、全長Ｌ２が全長Ｌ１よりも長い点を除いて、フレーム２１と同じ構成を有する。例えば、厚みｄ２は厚みｄ１の２倍厚く、全長Ｌ２は全長Ｌ１の２倍長い。また、第２振動発電デバイス１ｂが備える磁歪素子３２は、第１振動発電デバイス１が備える磁歪素子３２よりも大きくてもよい。
【0176】
つまり、第２振動発電デバイス１ｂは、第１振動発電デバイス１よりも大型のデバイスである。
【0177】
第２錘６０ｂは、第１錘６０と同じく、連結部材２２に取り付けられる錘である。第２錘６０ｂの質量が変わることで、第２振動発電デバイス１ｂの共振周波数が変化する。また、第２錘６０ｂの質量及び大きさが変更可能に設けられている。
【0178】
本変形例においては、識別のため、第２振動発電デバイス１ｂが備える錘を第２錘６０ｂ、第１振動発電デバイス１が備える錘を第１錘６０として記載されている。
【0179】
上記の通り、第１振動発電デバイス１と第２振動発電デバイス１ｂとは、互いに大きさが異なる。このため、第１振動発電デバイス１と第２振動発電デバイス１ｂとでは、発電感度特性が異なる。第１振動発電デバイス１の発電感度特性は、図３に示される通りである。ここで、第１振動発電デバイス１の発電感度特性と第２振動発電デバイス１ｂの発電感度特性とを比較する。
【0180】
図１２は、第１振動発電デバイス１の発電感度特性と第２振動発電デバイス１ｂの発電感度特性と模式的に示す図である。ここでは、図１２の（ａ）が第１振動発電デバイス１の発電感度特性を模式的に示す図であり、図１２の（ｂ）が第２振動発電デバイス１ｂの発電感度特性を模式的に示す図である。
【0181】
ここで、第２振動発電デバイス１ｂに係る第２発電感度は、第１振動発電デバイス１に係る第１発電感度に相当する値であり、第２振動発電デバイス１ｂにおいて、発生電圧が加速度で除算された値の一例（ピーク値）である。
【0182】
図１２の（ｂ）が示すように、第２錘６０ｂの質量が変更されることで、第２振動発電デバイス１ｂの共振周波数が変更される。つまりは、共振周波数は第２錘６０ｂの質量によって調整されることができ、共振周波数と第２錘６０ｂの質量とは１対１の関係にある。さらに言えば、第２錘６０ｂの質量は、共振周波数に依存する。なお、共振周波数とは、発生電圧が加速度で除算された値がピーク値となる周波数であり、第２発電感度に対応する周波数である。また、共振周波数が変更されることで、第２発電感度が変更される。つまりは、第２発電感度は共振周波数によって調整されることができ、第２発電感度は共振周波数に依存する。
【0183】
例えば、第１振動発電デバイス１の共振周波数と第２振動発電デバイス１ｂの共振周波数とが同じになるように（例えば周波数ｆ１となるように）、第１錘６０の質量と第２錘６０ｂの質量とが用いられても、第１発電感度の値と第２発電感度の値とは、異なる。
【0184】
このため、本変形例のように、大きさが互いに異なる第１振動発電デバイス１と第２振動発電デバイス１ｂとがある場合には、どちらのデバイスを加振源装置２に取り付ければ、より高い発生電圧が得られるかを判断することが求められる。以下では、選定装置１００を用いて、発生電圧がより高いデバイスを選定する動作例２について説明する。
【0185】
［動作例２］
以下、選定装置１００の動作例２について図１３を用いて説明する。なお、動作例１と共通する点については、説明を省略又は簡略化する。
以下、選定装置１００の動作例２について図１３を用いて説明する。なお、動作例１と共通する点については、説明を省略又は簡略化する。
【0186】
図１３は、本変形例に係る選定装置１００の動作例２のフローチャートである。図１３が示す動作例２は、例えば、第１振動発電デバイス１又は第２振動発電デバイス１ｂが加振源装置２に取り付けられるときに、行われる動作例である。
【0187】
まず、第１取得ステップでは、取得部１１１は、ステップＳ１０と同じく第１感度関数を取得し、ここでは第２感度関数も取得する（Ｓ１１）。なお、第２振動発電デバイス１ｂに係る第２感度関数は、第１振動発電デバイス１に係る第１感度関数に相当する関数である。つまり、第２感度関数は、第２振動発電デバイス１ｂが加振されたときの発生電圧を物理量（ここでは加速度）で除算した第２発電感度の共振周波数（より具体的には、第２振動発電デバイス１ｂの共振周波数）への依存性を示す関数である。
【0188】
次に、第２取得ステップでは、取得部１１１は、ステップＳ２０と同じく第１質量関数を取得し、ここでは第２質量関数も取得する（Ｓ２１）。なお、第２振動発電デバイス１ｂに係る第２質量関数は、第１振動発電デバイス１に係る第１質量関数に相当する関数である。つまり、第２質量関数は、第２錘６０ｂの質量の共振周波数（より具体的には、第２振動発電デバイス１ｂの共振周波数）への依存性を示す関数である。
【0189】
続いて、第３取得ステップでは、取得部１１１は、ステップＳ３０と同じく第１スペクトルを取得し、ここでは、第２スペクトルも取得する（Ｓ３１）。なお、第２振動発電デバイス１ｂに係る第２スペクトルは、第１振動発電デバイス１に係る第１スペクトルに相当するスペクトルである。つまり、第２スペクトルは、加振源装置２の位置の変位に係る物理量（ここでは加速度）のスペクトルである。
【0190】
ここで、第２スペクトルについて説明する。選定装置１００（加速度測定装置）が加振源装置２に取り付けられることで、加振源装置２の加速度が測定されている。センサ部１３０のセンサ制御部１３２は、このような加速度に基づいてＦＦＴ解析を行い、これにより、第２スペクトルが得られる。
【0191】
なお、第１スペクトル及び第２スペクトルはいずれも、加振源装置２の加速度が測定されることで、得られている。このため、本変形例においては、第１スペクトルと第２スペクトルとは、同じスペクトルとなる。
【0192】
なお、ステップＳ１１～Ｓ３１においては、取得部１１１によって第１感度関数、第１質量関数、第１スペクトル、第２感度関数、第２質量関数及び第２スペクトルが記憶部１４０から取得されている。つまり、ステップＳ１１～Ｓ３１が行われる前に、記憶部１４０に第１感度関数、第１質量関数、第１スペクトル、第２感度関数、第２質量関数及び第２スペクトルが記憶されているとよい。
【0193】
さらに、第１算出ステップでは、算出部１１２は、ステップＳ４０と同じく第１発電感度を算出し、ここでは第２発電感度も算出する（Ｓ４１）。算出部１１２は、取得された第２スペクトルが含む複数の第２ピーク周波数のそれぞれと、取得された第２感度関数とに基づいて、複数の第２ピーク周波数のそれぞれに対応する第２発電感度を算出する。
【0194】
本変形例においては、第１スペクトルと第２スペクトルとは同じスペクトルである。よって、第２スペクトルが含む複数の第２ピーク周波数のそれぞれは、第１スペクトルが含む複数の第１ピーク周波数のそれぞれと同じであり、５４Ｈｚ、１０７Ｈｚ及び１６０Ｈｚである。３つの第２ピーク周波数のそれぞれと、第２感度関数とに基づいて、３つの第２ピーク周波数に対応する第２発電感度が算出される。
【0195】
ステップＳ４１により、第１振動発電デバイス１において、共振周波数が複数の第１ピーク周波数のそれぞれである場合の第１発電感度が算出される。つまりここでは、共振周波数が５４Ｈｚである場合と、共振周波数が１０７Ｈｚである場合と、共振周波数が１６０Ｈｚである場合との第１発電感度が算出される。同様に、第２振動発電デバイス１ｂにおいて、共振周波数が複数の第２ピーク周波数のそれぞれである場合の第２発電感度が算出される。つまりここでは、共振周波数が５４Ｈｚである場合と、共振周波数が１０７Ｈｚである場合と、共振周波数が１６０Ｈｚである場合との第２発電感度が算出される。
【0196】
このように、ステップＳ４１では、３つの第１発電感度と３つの第２発電感度とが算出される。
【0197】
続いて、第２算出ステップでは、算出部１１２は、ステップＳ５０と同じく第１振動発電デバイス１について複数の（３つの）発生電圧を算出し、ここでは、第２振動発電デバイス１ｂについて複数の（３つの）発生電圧も算出する（Ｓ５１）。
【0198】
算出部１１２は、算出された複数の第２発電感度のそれぞれと、算出された当該第２発電感度を示す第２ピーク周波数の物理量（ここでは加速度）とを乗算することで、複数の第２ピーク周波数のそれぞれでの発生電圧を算出する。より具体的には、第２振動発電デバイス１ｂの共振周波数が５４Ｈｚ、１０７Ｈｚ及び１６０Ｈｚである場合の、第２振動発電デバイス１ｂの発生電圧がそれぞれ算出される。
【0199】
このように、ステップＳ５１では、算出部１１２は、第１振動発電デバイス１について複数の（３つの）発生電圧と、第２振動発電デバイス１ｂについて複数の（３つの）発生電圧とを算出する。つまり、算出部１１２は、６つの発生電圧を算出する。
【0200】
続いて、決定ステップでは、決定部１１３は、第１振動発電デバイス１について算出された複数の発生電圧及び第２振動発電デバイス１ｂについて算出された複数の発生電圧のうち最も大きい値を示す第１ピーク周波数又は第２ピーク周波数である最大ピーク周波数を決定する（Ｓ６１）。
【0201】
例えば、第１振動発電デバイス１の共振周波数が１６０Ｈｚである場合の第１振動発電デバイス１の発生電圧が、上記６つの発生電圧のうち、最も大きい値であるときには、決定部１１３は、第１ピーク周波数である１６０Ｈｚを最大ピーク周波数として決定する。以下、第１ピーク周波数である１６０Ｈｚが最大ピーク周波数として決定された条件を、条件１とする。
【0202】
同様に、例えば、第２振動発電デバイス１ｂの共振周波数が５４Ｈｚである場合の第２振動発電デバイス１ｂの発生電圧が、上記６つの発生電圧のうち、最も大きい値であるときには、決定部１１３は、第２ピーク周波数である５４Ｈｚを最大ピーク周波数として決定する。以下、第２ピーク周波数である５４Ｈｚが最大ピーク周波数として決定された条件を、条件２とする。
【0203】
さらに、第３算出ステップでは、算出部１１２は、決定された最大ピーク周波数と、取得された第１質量関数又は第２質量関数とに基づいて、決定された最大ピーク周波数に対応する第１錘６０の質量又は第２錘６０ｂの質量を算出する（Ｓ７１）。
【0204】
上記条件１である場合とは、第１振動発電デバイス１の発生電圧が上記６つの発生電圧のうち最も大きい値である場合でもある。この場合には、最大ピーク周波数である第１ピーク周波数（１６０Ｈｚ）と、第１振動発電デバイス１に係る第１質量関数と基づいて、最大ピーク周波数に対応する第１錘６０の質量が算出される。なお、最大ピーク周波数として、他の第１ピーク周波数が決定された場合も同様の処理が行われる。
【0205】
上記条件２である場合とは、第２振動発電デバイス１ｂの発生電圧が上記６つの発生電圧のうち最も大きい値である場合でもある。この場合には、最大ピーク周波数である第２ピーク周波数（５４Ｈｚ）と、第２振動発電デバイス１ｂに係る第２質量関数と基づいて、最大ピーク周波数に対応する第２錘６０ｂの質量が算出される。なお、最大ピーク周波数として、他の第２ピーク周波数が決定された場合も同様の処理が行われる。
【0206】
続いて、出力ステップでは、出力部１１４は、決定された最大ピーク周波数と、算出された第１錘６０の質量又は第２錘６０ｂの質量と、第１振動発電デバイス１及び第２振動発電デバイス１ｂのうち決定された最大ピーク周波数を示す振動発電デバイスとを示す情報を出力する（Ｓ８１）。なお、算出された第１錘６０の質量又は第２錘６０ｂの質量とは、決定部１１３によって決定された最大ピーク周波数に対応する第１錘６０の質量又は第２錘６０ｂの質量である。
【0207】
例えば、上記条件１である場合には、最大ピーク周波数である第１ピーク周波数（１６０Ｈｚ）と、最大ピーク周波数に対応する第１錘６０の質量と、最大ピーク周波数を示す振動発電デバイスが第１振動発電デバイス１であることを示す情報が出力される。
【0208】
また例えば、上記条件２である場合には、最大ピーク周波数である第２ピーク周波数（５４Ｈｚ）と、最大ピーク周波数に対応する第２錘６０ｂの質量と、最大ピーク周波数を示す振動発電デバイスが第２振動発電デバイス１ｂであることを示す情報が出力される。
【0209】
ステップＳ８１の処理が行われることで、表示部１５１には、決定された最大ピーク周波数と、第１錘６０の質量又は第２錘６０ｂの質量と、より発生電圧が高い振動発電デバイスとを示す画像が表示される。
【0210】
これにより、ユーザは、より発生電圧が高い振動発電デバイスを選定し、その振動発電デバイスの共振周波数が最大ピーク周波数となるような質量の第１錘６０又は第２錘６０ｂを使用することができる。
【0211】
なお、本変形例においては、選定装置１００の対象となるデバイスは、第１振動発電デバイス１及び第２振動発電デバイス１ｂだけであったが、これに限られない。選定装置１００は、互いに異なる大きさの３個以上の振動発電デバイスを対象としてもよい。選定装置１００は、上記動作例２と同様の処理を行うことで、当該３個以上の振動発電デバイスのうち、発生電圧がより高いデバイスを選定することができる。
【0212】
［効果など］
本変形例に係る選定方法は、第１振動発電デバイス１と、第２錘６０ｂを備え第１振動発電デバイス１とは異なる第２振動発電デバイス１ｂの選定装置１００による選定方法である。第１取得ステップでは、第２振動発電デバイス１ｂが加振されたときの発生電圧を物理量で除算した第２発電感度の第２振動発電デバイス１ｂの共振周波数への依存性を示す第２感度関数を取得する。第２取得ステップでは、第２錘６０ｂの質量の第２振動発電デバイス１ｂの共振周波数への依存性を示す第２質量関数を取得する。第３取得ステップでは、加振源装置２の位置の変位に係る物理量の第２スペクトルを取得する。第１算出ステップでは、取得された第２スペクトルが含む複数の第２ピーク周波数のそれぞれと、取得された第２感度関数とに基づいて、複数の第２ピーク周波数のそれぞれに対応する第２発電感度を算出する。第２算出ステップでは、算出された複数の第２発電感度のそれぞれと、算出された当該第２発電感度を示す第２ピーク周波数の物理量とを乗算することで、複数の第２ピーク周波数のそれぞれでの発生電圧を算出する。決定ステップでは、第１振動発電デバイス１について算出された複数の発生電圧及び第２振動発電デバイス１ｂについて算出された複数の発生電圧のうち最も大きい値を示す第１ピーク周波数又は第２ピーク周波数である最大ピーク周波数を決定する。第３算出ステップでは、決定された最大ピーク周波数と、取得された第１質量関数又は第２質量関数とに基づいて、決定された最大ピーク周波数に対応する第１錘６０の質量又は第２錘６０ｂの質量を算出する。出力ステップでは、決定された最大ピーク周波数と、決定された最大ピーク周波数に対応する算出された第１錘６０の質量又は第２錘６０ｂの質量と、第１振動発電デバイス１及び第２振動発電デバイス１ｂのうち決定された最大ピーク周波数を示す振動発電デバイスとを示す情報を出力する。
本変形例に係る選定方法は、第１振動発電デバイス１と、第２錘６０ｂを備え第１振動発電デバイス１とは異なる第２振動発電デバイス１ｂの選定装置１００による選定方法である。第１取得ステップでは、第２振動発電デバイス１ｂが加振されたときの発生電圧を物理量で除算した第２発電感度の第２振動発電デバイス１ｂの共振周波数への依存性を示す第２感度関数を取得する。第２取得ステップでは、第２錘６０ｂの質量の第２振動発電デバイス１ｂの共振周波数への依存性を示す第２質量関数を取得する。第３取得ステップでは、加振源装置２の位置の変位に係る物理量の第２スペクトルを取得する。第１算出ステップでは、取得された第２スペクトルが含む複数の第２ピーク周波数のそれぞれと、取得された第２感度関数とに基づいて、複数の第２ピーク周波数のそれぞれに対応する第２発電感度を算出する。第２算出ステップでは、算出された複数の第２発電感度のそれぞれと、算出された当該第２発電感度を示す第２ピーク周波数の物理量とを乗算することで、複数の第２ピーク周波数のそれぞれでの発生電圧を算出する。決定ステップでは、第１振動発電デバイス１について算出された複数の発生電圧及び第２振動発電デバイス１ｂについて算出された複数の発生電圧のうち最も大きい値を示す第１ピーク周波数又は第２ピーク周波数である最大ピーク周波数を決定する。第３算出ステップでは、決定された最大ピーク周波数と、取得された第１質量関数又は第２質量関数とに基づいて、決定された最大ピーク周波数に対応する第１錘６０の質量又は第２錘６０ｂの質量を算出する。出力ステップでは、決定された最大ピーク周波数と、決定された最大ピーク周波数に対応する算出された第１錘６０の質量又は第２錘６０ｂの質量と、第１振動発電デバイス１及び第２振動発電デバイス１ｂのうち決定された最大ピーク周波数を示す振動発電デバイスとを示す情報を出力する。
【0213】
これにより、ユーザは、より発生電圧が高い振動発電デバイスを選定し、その振動発電デバイスの共振周波数が最大ピーク周波数となるような質量の第１錘６０又は第２錘６０ｂを使用することができる。つまりは、発生電圧を高めることができる共振周波数と第１錘６０又は第２錘６０ｂの質量と振動発電デバイスとを容易に選定することができる選定方法が実現される。
【0214】
（その他の実施の形態）
以上、本発明に係る振動発電デバイスについて、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、本発明に係る振動発電デバイスについて、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。
【0215】
なお、選定装置１００は、クラウドサーバなどのサーバ装置であってもよい。この場合、選定装置１００は、センサ部１３０を備えていなくてもよく、センサ部１３０が選定装置１００と別体であるとよい。この場合、センサ部１３０により得られた図６が示す第１スペクトルが、選定装置１００に出力されるとよい。これにより、選定装置１００は、図６が示す第１スペクトルを得ることができる。
【0216】
なお、実施の形態及び変形例で説明した共振周波数は、１次共振周波数であったが、これに限られない。１次共振周波数のかわりに２次共振周波数が用いられてもよく、より高次の共振周波数が用いられてもよい。
【0217】
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】
【0218】
本発明は、発生電圧を高めることができる振動発電デバイスを選定する方法として利用することができる。
【符号の説明】
【0219】
１、１ａ 第１振動発電デバイス
１ｂ 第２振動発電デバイス
２ 加振源装置
２１、２１ａ、２１ｂ フレーム
２２ 連結部材
３０、３０ａ 発電部
３１、３１ａ コイル
３２、３２ａ 磁歪素子
３３ 発電用磁石
６０、６０ａ 第１錘
６０ｂ 第２錘
１００ 選定装置
１１０ 情報処理部
１１１ 取得部
１１２ 算出部
１１３ 決定部
１１４ 出力部
１２０ 通信部
１３０ センサ部
１３１ 加速度センサ
１３２ センサ制御部
１４０ 記憶部
１５０ 表示装置
１５１ 表示部
１５２ 受付部
２１１ 第１内側面
２１２ 第２内側面
２１３ 第１外側面
２１４ 第２外側面
１１１１ 第１取得部
１１１２ 第２取得部
１１１３ 第３取得部
１１２１ 第１算出部
１１２２ 第２算出部
１１２３ 第３算出部
Ａ１、Ａ２ 領域
Ｂ 屈曲部
ｄ１、ｄ２ 厚み
Ｆ１ 自由端部
Ｆ２、Ｆ２ａ 固定端部
Ｌ１、Ｌ２ 全長
１ｂ 第２振動発電デバイス
２ 加振源装置
２１、２１ａ、２１ｂ フレーム
２２ 連結部材
３０、３０ａ 発電部
３１、３１ａ コイル
３２、３２ａ 磁歪素子
３３ 発電用磁石
６０、６０ａ 第１錘
６０ｂ 第２錘
１００ 選定装置
１１０ 情報処理部
１１１ 取得部
１１２ 算出部
１１３ 決定部
１１４ 出力部
１２０ 通信部
１３０ センサ部
１３１ 加速度センサ
１３２ センサ制御部
１４０ 記憶部
１５０ 表示装置
１５１ 表示部
１５２ 受付部
２１１ 第１内側面
２１２ 第２内側面
２１３ 第１外側面
２１４ 第２外側面
１１１１ 第１取得部
１１１２ 第２取得部
１１１３ 第３取得部
１１２１ 第１算出部
１１２２ 第２算出部
１１２３ 第３算出部
Ａ１、Ａ２ 領域
Ｂ 屈曲部
ｄ１、ｄ２ 厚み
Ｆ１ 自由端部
Ｆ２、Ｆ２ａ 固定端部
Ｌ１、Ｌ２ 全長
【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】