特許 7448207 振動発電デバイス及び振動発電デバイスの周波数調整方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-04

(45)【発行日】2024-03-12

(54)【発明の名称】振動発電デバイス及び振動発電デバイスの周波数調整方法

(51)【国際特許分類】

   H02N 2/18 20060101AFI20240305BHJP

【ＦＩ】

H02N2/18

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020141077

(22)【出願日】2020-08-24

(65)【公開番号】P2021153381

(43)【公開日】2021-09-30

【審査請求日】2023-02-21

(31)【優先権主張番号】P 2020051727

(32)【優先日】2020-03-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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

(72)【発明者】

【氏名】神田 一明

【審査官】三澤 哲也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１３２１９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／１２１７５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１４８７９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０５１９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１７５５１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１４７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２２０４８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０５０８４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２６８４６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－２１５７７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｎ ２／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

振動発電デバイスであって、
加振によって変形する発電素子と、
前記発電素子と接合された長尺状のフレームと、
前記振動発電デバイスの共振周波数を調整する周波数調整部材と、を備え、
前記周波数調整部材は、
展延性を有する金属によって構成され、
前記フレームの長手方向の一端に設けられ、
前記長手方向に対して屈曲している領域である第１領域、及び、前記フレームの短手方向に対して屈曲している領域である第２領域の少なくとも一方を有し、
前記周波数調整部材は、板形状である板部と、前記板部から櫛歯状に突出する複数の突出部と、を有し、
前記複数の突出部のそれぞれは、独立して屈曲している
振動発電デバイス。

【請求項2】

前記金属は、スズ又はスズ合金によって構成される
請求項１に記載の振動発電デバイス。

【請求項3】

振動発電デバイスであって、
加振によって変形する発電素子と、
前記発電素子と接合された長尺状のフレームと、
前記振動発電デバイスの共振周波数を調整する周波数調整部材と、を備え、
前記周波数調整部材は、
展延性を有する金属によって構成され、
前記フレームの長手方向の一端に設けられ、
前記長手方向に対して屈曲している領域である第１領域、及び、前記フレームの短手方向に対して屈曲している領域である第２領域の少なくとも一方を有し、
前記周波数調整部材の形状は、板形状である
振動発電デバイス。

【請求項4】

前記金属は、スズ又はスズ合金によって構成される
請求項３に記載の振動発電デバイス。

【請求項5】

前記周波数調整部材の形状は、Ｉ字形状、Ｔ字形状、Ｌ字形状又はＸ字形状である
請求項３又は４に記載の振動発電デバイス。

【請求項6】

前記周波数調整部材は、前記長手方向と垂直な平面に対して、平行に設けられる
請求項３～５のいずれか１項に記載の振動発電デバイス。

【請求項7】

振動発電デバイスであって、
加振によって変形する発電素子と、
前記発電素子と接合された長尺状のフレームと、
前記振動発電デバイスの共振周波数を調整する周波数調整部材と、を備え、
前記周波数調整部材は、
展延性を有する金属によって構成され、
前記フレームの長手方向の一端に設けられ、
前記長手方向に対して屈曲している領域である第１領域、及び、前記フレームの短手方向に対して屈曲している領域である第２領域の少なくとも一方を有し、
前記フレームの形状は、Ｕ字形状であり、
前記長手方向の前記一端は、前記Ｕ字形状の湾曲部である
振動発電デバイス。

【請求項8】

さらに、前記周波数調整部材に設けられる錘を備える
請求項１～７のいずれか１項に記載の振動発電デバイス。

【請求項9】

さらに、前記周波数調整部材の内部又は表面に設けられる補助部材を備え、
前記補助部材は、前記周波数調整部材に沿って屈曲している
請求項１～８のいずれか１項に記載の振動発電デバイス。

【請求項10】

振動発電デバイスであって、
加振によって変形する発電素子と、
前記発電素子と接合された長尺状のフレームと、
前記フレームの長手方向の一端に設けられる第１磁石と、
前記振動発電デバイスの共振周波数を調整する周波数調整部材と、
前記周波数調整部材に設けられる第２磁石と、を備え、
前記第１磁石及び前記第２磁石の互いが、引き付け合う又は反発するように、離間して設けられ、
前記周波数調整部材は、
展延性を有する金属によって構成され、
前記フレームの長手方向に対して屈曲している領域である第１領域を有し、
前記周波数調整部材の形状は、板形状である
振動発電デバイス。

【請求項11】

周波数調整部材を備える振動発電デバイスの共振周波数を調整する周波数調整方法であって、
前記振動発電デバイスが取り付けられる加振源装置の周波数を取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得した前記周波数に基いて、前記周波数に対応する前記周波数調整部材の屈曲角度を決定する決定ステップと、
前記決定ステップで決定した前記屈曲角度で前記周波数調整部材を屈曲する屈曲ステップと、を含み、
前記決定ステップでは、前記振動発電デバイスが最大発電効率となるような前記屈曲角度を決定し、
前記周波数調整部材の形状は、板形状である
周波数調整方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、振動発電デバイス及び振動発電デバイスの周波数調整方法に関する。

【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必要がある。

【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、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る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】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】

この場合、機械装置などの振動によって、振動発電デバイスの最大発電効率となるように、振動発電デバイスの共振周波数の調整が行われる。この調整は、振動発電デバイスが機械装置などに取り付けられる取付現場で、行われることがある。

【0007】

例えば、機械装置などの周波数が未知である場合、特許文献１で開示される周波数の振動の調整方法では、取付現場に多数の種類の錘が用意される必要があるため、調整を行うことが困難である。

【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、容易に共振周波数の調整を行うことが可能な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】

【0009】

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る振動発電デバイスは、振動発電デバイスであって、加振によって変形する発電素子と、前記発電素子と接合された長尺状のフレームと、前記振動発電デバイスの共振周波数を調整する周波数調整部材と、を備え、前記周波数調整部材は、展延性を有する金属によって構成され、前記フレームの長手方向の一端に設けられ、かつ、前記長手方向に対して屈曲している領域である第１領域、及び、前記フレームの短手方向に対して屈曲している領域である第２領域の少なくとも一方を有する。

【0010】

また、本発明の一態様に係る振動発電デバイスは、振動発電デバイスであって、加振によって変形する発電素子と、前記発電素子と接合された長尺状のフレームと、前記フレームの長手方向の一端に設けられる第１磁石と、前記振動発電デバイスの共振周波数を調整する周波数調整部材と、前記周波数調整部材に設けられる第２磁石と、を備え、前記第１磁石及び前記第２磁石の互いが、引き付け合う又は反発するように、離間して設けられ、前記周波数調整部材は、展延性を有する金属によって構成され、前記フレームの長手方向に対して屈曲している領域である第１領域を有する。

【0011】

また、本発明の一態様に係る周波数調整方法は、周波数調整部材を備える振動発電デバイスの共振周波数を調整する周波数調整方法であって、前記振動発電デバイスが取り付けられる加振源装置の周波数を取得する取得ステップと、前記取得ステップで取得した前記周波数に基いて、前記周波数に対応する前記周波数調整部材の屈曲角度を決定する決定ステップと、前記決定ステップで決定した前記屈曲角度で前記周波数調整部材を屈曲する屈曲ステップと、を含む。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、容易に共振周波数の調整を行うことが可能な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】

【0013】

【図1】図１は、従来の振動発電デバイスの平面図である。

【図2】図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線における振動発電デバイスの切断面を示す断面図である。

【図3】図３は、従来の振動発電デバイスの共振周波数の調整方法を示す側面図である。

【図4】図４は、従来の振動発電デバイスの共振周波数の調整を説明するための原理図である。

【図5】図５は、実施の形態１に係る振動発電デバイスの平面図である。

【図6】図６は、図５のＶＩ－ＶＩ線における振動発電デバイスの切断面を示す断面図である。

【図7】図７は、実施の形態１に係る周波数調整部材の屈曲角度を示す側面図である。

【図8】図８は、実施の形態１の他の第１例に係る周波数調整部材の斜視図である。

【図9】図９は、実施の形態１の他の第２例に係る周波数調整部材の斜視図である。

【図10】図１０は、実施の形態１の他の第３例に係る周波数調整部材の平面図である。

【図11】図１１は、実施の形態１の他の第４例に係る周波数調整部材の平面図及び側面図である。

【図12】図１２は、実施の形態１に係る振動発電デバイスの発電効率と周波数及び屈曲角度との関係性を説明する図である。

【図13】図１３は、実施の形態１に係る周波数調整装置の特徴的な機能構成を示すブロック図である。

【図14】図１４は、実施の形態１に係る周波数調整方法における処理手順を示すフローチャートである。

【図15】図１５は、実施の形態１の変形例に係る振動発電デバイスの一部が拡大された側面図である。

【図16】図１６は、実施の形態２に係る振動発電デバイスの一部が拡大された側面図である。

【図17】図１７は、実施の形態３に係る振動発電デバイスの平面図である。

【図18】図１８は、図１７のＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ線における振動発電デバイスの切断面を示す断面図である。

【図19】図１９は、実施の形態３に係る振動発電デバイスが備える周波数調整部材の周辺を示す正面図である。

【図20】図２０は、実施の形態３に係る振動発電デバイスの発電効率と周波数及び屈曲角度との関係性を説明する図である。

【図21】図２１は、実施の形態４に係る振動発電デバイスの平面図である。

【図22】図２２は、図２１のＸＸＩＩ－ＸＸＩＩ線における振動発電デバイスの切断面を示す断面図である。

【図23】図２３は、実施の形態４に係る振動発電デバイスが備える周波数調整部材の周辺を示す正面図である。

【図24】図２４は、実施の形態５に係る振動発電デバイスの平面図である。

【図25】図２５は、図２４のＸＸＶ－ＸＸＶ線における振動発電デバイスの切断面を示す断面図である。

【図26】図２６は、実施の形態５に係る振動発電デバイスが備える周波数調整部材の周辺を示す正面図である。

【図27】図２７は、実施の形態５に係る振動発電デバイスの発電効率と周波数及び屈曲角度との関係性を説明する図である。

【図28】図２８は、実施の形態６に係る振動発電デバイスの平面図である。

【図29】図２９は、図２８のＸＸＩＸ－ＸＸＩＸ線における振動発電デバイスの切断面を示す断面図である。

【図30】図３０は、実施の形態６に係る振動発電デバイスが備える周波数調整部材の周辺を示す正面図である。

【図31】図３１は、実施の形態７に係る振動発電デバイスの平面図である。

【図32】図３２は、図３１のＸＸＸＩＩ－ＸＸＸＩＩ線における振動発電デバイスの切断面を示す断面図である。

【図33】図３３は、実施の形態７に係る振動発電デバイスが備える周波数調整部材の周辺を示す正面図である。

【図34】図３４は、実施の形態７に係る振動発電デバイスの発電効率と周波数及び屈曲角度との関係性を説明する図である。

【図35】図３５は、実施の形態８に係る振動発電デバイスの平面図である。

【図36】図３６は、図３５のＸＸＸＶＩ－ＸＸＸＶＩ線における振動発電デバイスの切断面を示す断面図である。

【図37】図３７は、実施の形態８に係る振動発電デバイスの発電効率と周波数及び屈曲角度との関係性を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

（本発明の基礎となった知見）
まず、本発明の基礎となった従来技術について図１、図２、図３及び図４を参照して説明する。

【0015】

図１は、従来の振動発電デバイス１００の平面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線における振動発電デバイス１００の切断面を示す断面図である。

【0016】

図１及び図２が示すように、従来の振動発電デバイス１００は、磁歪板１１０と、フレーム１２０と、磁石１３０と、コイル１４０と、周波数調整部材１５０と、を備えている。

【0017】

フレーム１２０は、磁歪板１１０と接合された長尺状の部材であり、フレーム１２０の形状は、Ｕ字形状である。

【0018】

フレーム１２０によって支持される磁歪板１１０は、加振によって変形する素子である。磁歪板１１０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。

【0019】

磁歪板１１０の大きさは、例えば、断面が４ｍｍ×０．５ｍｍで軸方向の長さが１６ｍｍ程度の角柱状として形成してもよい。

【0020】

コイル１４０は、フレーム１２０と磁歪板１１０とに巻かれている。

【0021】

磁石１３０は、フレーム１２０に設けられている。磁石１３０は、一例として、永久磁石である。磁石１３０からの磁力線が磁歪板１１０を通過する。

【0022】

ここで、磁歪板１１０が伸張又は圧縮されるように（例えば、図２が示す両矢印の方向に）、フレーム１２０を振動させることにより、磁歪板１１０に逆磁歪効果が生じる。その結果、磁歪板１１０の磁束が変化するため、コイル１４０に起電力が生じる。こうして、振動発電デバイス１００は、振動により発電することができる。

【0023】

さらに、周波数調整部材１５０は、振動発電デバイス１００の共振周波数を調整する部材である。より具体的には、従来の周波数調整部材１５０は、例えば、ボルト１５１と、２つのナット１５２と、ボルト１５１をフレーム１２０に固定するボルト固定台１５３とで構成されている。周波数調整部材１５０は、図３が示す方法で、振動発電デバイス１００の共振周波数を調整する。

【0024】

図３は、従来の振動発電デバイス１００の共振周波数の調整方法を示す側面図である。周波数調整部材１５０においては、図３の（ａ）が示すように２つのナット１５２の一方を回転させ、さらに、図３の（ｂ）が示すようにボルト１５１がｘ軸方向に移動することで、共振周波数が調整される。

【0025】

図４は、従来の振動発電デバイス１００の共振周波数の調整を説明するための原理図である。なお、図４においては、簡略化のため、周波数調整部材１５０は、矩形で示されている。図４の（ａ）は、振動発電デバイス１００が振動する様子が示されている。図４の（ｂ）は、図４の（ａ）が示すように振動発電デバイス１００が振動する際に発生する曲げモーメントＭについて説明する図である。

【0026】

図４の（ａ）が示すように、振動発電デバイス１００は振動する。この結果、図４の（ｂ）が示すように、周波数調整部材１５０には、慣性力Ｆがｚ軸方向に発生する。これにより、磁歪板１１０とフレーム１２０とが積層される積層部１１１には曲げモーメントＭが発生する。ここで、積層部１１１と周波数調整部材１５０の重心Ｇとの間の距離Ｌが大きいほど、慣性モーメントが大きくなる。図３が示すように、ボルト１５１がｘ軸方向に移動することで、周波数調整部材１５０の重心Ｇもｘ軸方向に移動するため、距離Ｌが変化する。

【0027】

周波数調整部材１５０の重心Ｇの位置が移動すると、磁歪板１１０とフレーム１２０とが積層される積層部と質点との間の距離Ｌが変化する。これにより、積層部を曲げ（回転）変形させる慣性モーメントが変化することで、振動発電デバイス１００の共振周波数が調整される。

【0028】

一般論として、振動発電デバイス１の共振周波数は、ｆｒで表され、式（１）を満たす。

【0029】

【数1】

【0030】

なお、振動発電デバイス１のばね定数はｋ、振動発電デバイス１にかかる荷重はｍで表される。上記の構成の場合、慣性モーメントがｍに対応する。上述の通り、周波数調整部材１５０の重心Ｇの位置の移動に起因して、ｋ及びｍの少なくとも一方が変化することで、ｆｒが調整される。

【0031】

ところで、このような振動発電デバイス１００は、小型化されることで、使用用途が広がる。例えば、図１に示される振動発電デバイス１００の平面視サイズは、ｘ軸方向に５０ｍｍｙ軸方向に２０ｍｍなどの小型であってもよい。この場合、２つのナット１５２においても、例えば直径が５ｍｍ以下となり、小さいサイズとなる。

【0032】

そのため、振動発電デバイス１００の共振周波数を調整する者である調整者の指では、２つのナット１５２を回転させることが容易ではなく、調整が難しい。また、調整のためには、特殊な工具などが必要となる。

【0033】

よって、このような振動発電デバイス１００は、容易に共振周波数を変更することができない。

【0034】

さらに、このような振動発電デバイス１００が長期間使用された場合には、２つのナット１５２が緩み、ボルト１５１の位置が変化してしまうことで、振動発電デバイス１００の共振周波数が調整された値から変化してしまう。

【0035】

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。

【0036】

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的また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。

【0037】

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。各実施の形態では、フレームの長手方向をｘ軸とし、ｘ軸に直交する方向をｙ軸及びｚ軸としている。また、フレームの短手方向をｙ軸としている。

【0038】

また、本明細書において、「平面視」とは、振動発電デバイスを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、振動発電デバイスをｙ軸負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。さらに、「正面視」とは、振動発電デバイスをｘ軸正方向から見たときのことであり、このときの図を正面図という。

【0039】

また、本明細書において、振動発電デバイス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。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または簡略化する。

【0040】

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、および、Ｕ字形状または直線形状などの要素の形状を示す用語、ならびに、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。

【0041】

（実施の形態１）
［振動発電デバイスの構成］
本実施の形態に係る振動発電デバイス１の構成例について図５及び図６を用いて説明する。

【0042】

図５は、本実施の形態に係る振動発電デバイス１の平面図である。図６は、図５のＶＩ－ＶＩ線における振動発電デバイス１の切断面を示す断面図である。

【0043】

例えば、本実施の形態に係る振動発電デバイス１は、背景技術で記載の通り、機械装置（以下、加振源装置）に取り付けられており、温度センサなどの電源として利用される。

【0044】

振動発電デバイス１は、発電素子（以下、磁歪板１０と記載）と、フレーム２０と、磁石３０と、コイル４０と、周波数調整部材５０と、を備える。

【0045】

フレーム２０は、磁歪板１０と接合された長尺状の部材である。フレーム２０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２０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２０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。

【0046】

本実施の形態に係るフレーム２０の形状は、Ｕ字形状である。Ｕ字形状であるフレーム２０は、図６が示すように、互いに向かい合う第１内側面２１及び第２内側面２２と、第１外側面２３及び第２外側面２４とを有している。例えば、振動発電デバイス１は、フレーム２０が有する第２外側面２４が設置台（不図示）と接するように、設置されていてもよい。さらにこのような設置台が、上記の加振源装置に取り付けられていてもよい。Ｕ字形状であるフレーム２０の長手方向とは、図５及び図６が示すｘ軸方向である。なお、振動発電デバイス１の大きさとは、フレーム２０のｘ軸、ｙ軸及びｚ軸方向の長さの積である。

【0047】

また、フレーム２０が有する第１外側面２３には、磁歪板１０が設けられている。

【0048】

本実施の形態に係る発電素子は、磁歪板１０である。磁歪板１０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、加振源装置の振動により、磁歪板１０は加振される。また、加振源装置の周波数と振動発電デバイス１の周波数とが一致する。

【0049】

磁歪板１０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。磁歪板１０の大きさは、例えば、断面が４ｍｍ×０．５ｍｍで軸方向の長さが１６ｍｍ程度の角柱状として形成してもよい。また、磁歪板１０とフレーム２０とが積層される領域である積層部１１は、図６において、破線で示されている。

【0050】

コイル４０は、フレーム２０が有する第１内側面２１及び第１外側面２３と磁歪板１０とに巻かれている。コイル４０は、上述の逆磁歪効果により、磁歪板１０内を通る磁力線の時間変化に比例して、電圧を発生させる。

【0051】

コイル４０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４０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。

【0052】

磁石３０は、フレーム２０の第２内側面２２に設けられている。磁石３０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。磁石３０からの磁力線が磁歪板１０を通過する。

【0053】

例えば、加振源装置が振動するとともに、フレーム２０が振動する。ここで、磁歪板１０が伸張又は圧縮されるように（例えば、図６が示す両矢印の方向に）、フレーム２０を振動させる（つまり、磁歪板１０を振動させる）ことにより、磁歪板１０に逆磁歪効果が生じる。その結果、磁歪板１０の磁束が変化するため、コイル４０に起電力が生じる。こうして、振動発電デバイス１は、振動により発電することができる。

【0054】

周波数調整部材５０は、フレーム２０の長手方向の一端に設けられている。より具体的には、周波数調整部材５０は、フレーム２０が有する第１外側面２３の一端に設けられている。周波数調整部材５０とフレーム２０とは、接着材料などにより接着されていてもよく、ネジなどにより螺合されていてもよい。

【0055】

周波数調整部材５０は、振動発電デバイス１の共振周波数を調整する部材である。図５及び図６が示すように、本実施の形態に係る周波数調整部材５０の形状は、板形状である。また、周波数調整部材５０は、フレーム２０の長手方向（ｘ軸方向）に対して屈曲している領域である第１領域を有する。換言すると、本実施の形態においては、周波数調整部材５０がｘ軸方向に対して屈曲している。また、周波数調整部材５０は、屈曲可能であり、例えば、特殊な工具などを要せず、人の手で容易に屈曲される。

【0056】

周波数調整部材５０は、展延性を有する金属によって構成される。展延性を有する金属とは、例えば、金、鉛、スズ、及び、スズ合金である。なお、本実施の形態においては、周波数調整部材５０は、スズによって構成される。

【0057】

図７は、本実施の形態に係る周波数調整部材５０の屈曲角度θを示す側面図である。図７の破線は、周波数調整部材５０が支点５０ｘに対して屈曲している状態を例示している。周波数調整部材５０の屈曲角度θは、図７が示す通り、周波数調整部材５０がｘ軸に沿って延びている状態と周波数調整部材５０が屈曲している状態との差分の角度である。このように、周波数調整部材５０が屈曲することで、周波数調整部材５０の重心の位置が変化する。

【0058】

図４で説明したように、図７においても、磁歪板１０及びフレーム２０の積層部１１と周波数調整部材５０の重心との間の距離が大きいほど、慣性モーメントが大きくなる。図７が示すように周波数調整部材５０の屈曲角度θに応じて周波数調整部材５０の重心の位置が変化することで、上記距離が変化する。

【0059】

これにより、積層部の曲げ（回転）速度に影響する慣性モーメントが変化することで、振動発電デバイス１の共振周波数が調整される。つまり、周波数調整部材５０の屈曲角度θに応じて、振動発電デバイス１の共振周波数が調整される。

【0060】

つまり、このような周波数調整部材５０が屈曲することで、容易に共振周波数の調整を行うことが可能な振動発電デバイス１が実現される。

【0061】

このような振動発電デバイス１においては、例えば、取り付けられる加振源装置の振動によって、振動発電デバイス１が最大発電効率となるように、容易に共振周波数を調整することができる。よって、発電効率の高い振動発電デバイス１が実現される。

【0062】

上記の通り、周波数調整部材５０が屈曲し、かつ、フレーム２０の一端に設けられることで、磁歪板１０と周波数調整部材５０の重心との間の距離を所定の値の範囲に保つことができる。よって、所定の共振周波数の範囲内で振動発電デバイス１の共振周波数の調整を行うことが可能である。よって、発電効率の高い振動発電デバイス１が実現される。

【0063】

また、周波数調整部材５０が展延性を有する金属である場合、周波数調整部材５０は容易に屈曲させられる。よって、周波数調整部材５０の屈曲角度θを精緻に変更することが可能であるため、周波数調整部材５０の重心の位置が容易に変化する。よって、容易に振動発電デバイス１の共振周波数の調整を行うことが可能である。よって、発電効率の高い振動発電デバイス１が実現される。

【0064】

さらに、周波数調整部材５０がスズである場合、周波数調整部材５０はより容易に屈曲させられる。よって、この場合、周波数調整部材５０が展延性を有する金属である場合と同様に、より容易に振動発電デバイス１の共振周波数の調整を行うことが可能である。よって、発電効率の高い振動発電デバイス１が実現される。

【0065】

なお、本実施の形態に係る振動発電デバイス１が備える周波数調整部材５０は、上記に限られない。本実施の形態に係る振動発電デバイス１は、上記の周波数調整部材５０に代えて、下記の本実施の形態の他の例に係る周波数調整部材を備えてもよい。

【0066】

以下では、本実施の形態に係る振動発電デバイス１が備える周波数調整部材５０、及び本実施の形態の他の例に係る周波数調整部材５０との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略または簡略化する。

【0067】

＜他の第１例＞
まず、本実施の形態の他の第１例に係る周波数調整部材５０について、説明する。図８は、本実施の形態の他の第１例に係る周波数調整部材５０の斜視図である。

【0068】

図８が示すように、本実施の形態の他の第１例においては、振動発電デバイス１は、さらに、周波数調整部材５０の内部に設けられる補助部材５１を備える。

【0069】

本実施の形態の他の第１例においては、３つの補助部材５１が設けられているが、これに限られず、例えば、１つの補助部材５１が設けられてもよい。

【0070】

３つの補助部材５１の形状はいずれも線形状であり、３つの補助部材５１は平面視でフレーム２０の長手方向に延びている。３つの補助部材５１は周波数調整部材５０の両端面から露出しているが、これに限られず、３つの補助部材５１は周波数調整部材５０に内包され、露出していなくてもよい。

【0071】

図８が示すように、３つの補助部材５１は、周波数調整部材５０に沿って屈曲している。

【0072】

３つの補助部材５１は、周波数調整部材５０を構成する材料よりも強度が高い材料によって構成されている。３つの補助部材５１は、一例として、ピアノ線によって構成されているが、これに限られず、例えば、金属材料（鉄又は銅等）によって構成されていてもよい。

【0073】

このような補助部材５１が設けられることで、振動発電デバイス１が長期間使用され、周波数調整部材５０が繰り返し屈曲されたとしても、周波数調整部材５０の破壊が抑制される。

【0074】

さらに、補助部材５１がピアノ線によって構成されていることで、周波数調整部材５０の破壊がより抑制される。

【0075】

＜他の第２例＞
続いて、本実施の形態の他の第２例に係る周波数調整部材５０について、説明する。図９は、本実施の形態の他の第２例に係る周波数調整部材５０の斜視図である。

【0076】

図９が示すように、本実施の形態の他の第２例においては、振動発電デバイス１は、さらに、周波数調整部材５０の表面に設けられる補助部材５２を備える。

【0077】

本実施の形態の他の第２例においては、１つの補助部材５２が設けられているが、これに限られず、例えば、複数の補助部材５２が設けられてもよい。

【0078】

補助部材５２の形状は周波数調整部材５０と同じく板形状であるが、これに限られない。

【0079】

補助部材５２は周波数調整部材５０のｚ軸負側の主面に接して積層されるように設けられている。より具体的には、補助部材５２は、周波数調整部材５０のｚ軸負側の主面の全てを覆うように設けられているが、これに限られず、例えば、周波数調整部材５０のｚ軸負側の主面の一部を覆うように設けられてもよい。

【0080】

図９が示すように、補助部材５２は、周波数調整部材５０に沿って屈曲している。

【0081】

補助部材５２は、周波数調整部材５０を構成する材料よりも強度が高い材料によって構成されている。補助部材５２は、一例として、金属材料（鉄又は銅等）によって構成されていてもよい。

【0082】

このような補助部材５２が設けられることで、振動発電デバイス１が長期間使用され、周波数調整部材５０が繰り返し屈曲されたとしても、周波数調整部材５０の破壊が抑制される。

【0083】

＜他の第３例＞
さらに、本実施の形態の他の第３例に係る周波数調整部材５０について、説明する。図１０は、本実施の形態の他の第３例に係る周波数調整部材５０の平面図である。

【0084】

図１０の破線が示すように、本実施の形態の他の第３例においては、振動発電デバイス１が備える周波数調整部材５０は、板形状である板部５３を有する。

【0085】

より具体的には、図１０が示すように、板部５３は、平面視でフレーム２０の長手方向（ｘ軸方向）と垂直な方向（ｙ軸方向に）延びている。この場合、本実施の形態の他の第３例に係る周波数調整部材５０の形状は、平面視で、Ｔ字形状である。

【0086】

このような板部５３を有する周波数調整部材５０が設けられることで、例えば、調整者が指で板部５３を容易に摘んで屈曲することができるため、周波数調整部材５０の屈曲角度θを容易に変更することができる。つまり、特殊な工具などが用意されなくても、容易に振動発電デバイス１の共振周波数の調整を行うことが可能である。よって、発電効率の高い振動発電デバイス１が実現される。

【0087】

＜他の第４例＞
ここで、本実施の形態の他の第４例に係る周波数調整部材５０について、説明する。図１１は、本実施の形態の他の第４例に係る周波数調整部材５０の平面図及び側面図である。より具体的には、図１１の（ａ）が本実施の形態の他の第４例に係る周波数調整部材５０の平面図であり、図１１の（ｂ）が本実施の形態の他の第４例に係る周波数調整部材５０の側面図である。

【0088】

図１１の（ａ）の破線が示すように、本実施の形態の他の第４例においては、振動発電デバイス１が備える周波数調整部材５０は、板形状である板部５４と、板部５４から櫛歯状に突出する複数の突出部５５と、を有する。

【0089】

本実施の形態の他の第４例においては、３つの突出部５５が設けられているが、これに限られず、２以上の突出部５５が設けられていればよい。

【0090】

また、図１１が示すように、複数の突出部５５は、平面視でフレーム２０の長手方向（ｘ軸方向）と垂直な方向（ｙ軸方向に）延びて設けられているが、これに限られない。

【0091】

複数の突出部５５のそれぞれは、独立して屈曲している。つまり、複数の突出部５５のそれぞれの屈曲角度は、異なっていてもよく、同一であってもよい。また、複数の突出部５５のそれぞれを側面視したときに、屈曲している端部５６及び５７は、異なっていてもよく、同一であってもよい。

【0092】

複数の突出部５５のそれぞれが独立して屈曲することで、周波数調整部材５０の重心を精緻に変更することが可能であるため、容易に振動発電デバイス１の共振周波数の調整を行うことが可能である。よって、発電効率の高い振動発電デバイス１が実現される。

【0093】

［発電効率］
ここで、振動発電デバイス１の発電効率について説明する。

【0094】

図１２は、本実施の形態に係る振動発電デバイス１の発電効率と周波数及び屈曲角度θとの関係性を説明する図である。より具体的には、図１２は、屈曲角度θが所定の値である場合の振動発電デバイス１が０Ｈｚ以上１５０Ｈｚ以下の周波数で加振され、加振された周波数ごとの発電効率が測定された図である。このとき、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、加振される。なお、図１２においては、縦軸が発電効率を示し、横軸が周波数を示している。発電効率は、磁歪板１０の変形量（Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ ｓｔｒａｉｎ）を加振の加速度（Ａｃｃ）で割った値で示されている。磁歪板１０の変形量は、発電量と相関のある値である。

【0095】

本測定においては、屈曲角度θは、０°（１回目）、９０°（１回目）、０°（２回目）、４５°（１回目）、９０°（２回目）、１３５°（１回目）及び０°（３回目）順で変更され、それぞれの屈曲角度θで周波数ごとの発電効率が測定されている。

【0096】

なお、図１２においては、０°（１回目）が０ｄｅｇｒｅｅ（１ｓｔ）に、９０°（１回目）が９０ｄｅｇｒｅｅ（１ｓｔ）に、０°（２回目）が０ｄｅｇｒｅｅ（２ｎｄ）に、４５°（１回目）が４５ｄｅｇｒｅｅ（１ｓｔ）に、９０°（２回目）が９０ｄｅｇｒｅｅ（２ｎｄ）に、１３５°（１回目）が１３５ｄｅｇｒｅｅ（１ｓｔ）に、０°（３回目）が０ｄｅｇｒｅｅ（３ｒｄ）に対応している。

【0097】

図１２が示す通り、屈曲角度θが０°及び４５°では、最大発電効率となる周波数は約７０Ｈｚであり、屈曲角度θが９０°では、最大発電効率となる周波数は約８０Ｈｚであり、屈曲角度θが１３５°では、最大発電効率となる周波数は１００Ｈｚである。

【0098】

図１２の０ｄｅｇｒｅｅ（１ｓｔ）、０ｄｅｇｒｅｅ（２ｎｄ）及び０ｄｅｇｒｅｅ（３ｒｄ）が示す通り、屈曲が繰り返されても、屈曲角度θが一定の場合は最大発電効率となる周波数は一定であることが明らかである。なお、図１２の９０ｄｅｇｒｅｅ（１ｓｔ）及び９０ｄｅｇｒｅｅ（２ｎｄ）においても同様である。

【0099】

また、屈曲角度θが０°から１３５°まで変化することで最大発電効率となる周波数が約３０％変化し、周波数調整部材５０の屈曲角度θに応じて最大発電効率となる周波数が大きく変化することが明らかとなった。つまり、周波数調整部材５０は、屈曲することで、振動発電デバイス１が最大発電効率となる磁歪板１０の共振周波数を調整する部材である。

【0100】

このような振動発電デバイス１においては、取り付けられる加振源装置の振動によって、振動発電デバイス１が最大発電効率となるように、容易に共振周波数を調整することができる。よって、発電効率の高い振動発電デバイス１が実現される。

【0101】

ここで、振動発電デバイス１の共振周波数を調整する周波数調整方法と周波数調整装置とについてさらに説明する。

【0102】

［周波数調整装置等の構成］
図１３は、本実施の形態に係る周波数調整装置２００の特徴的な機能構成を示すブロック図である。

【0103】

周波数調整装置２００は、受付装置３００から振動発電デバイス１が取り付けられる加振源装置の周波数（卓越周波数）を取得して、加振源装置の周波数に対応する周波数調整部材５０の屈曲角度θを決定する。さらに、周波数調整装置２００は、決定した屈曲角度θを表示装置４００に出力する。つまり、周波数調整装置２００は、調整者に、周波数調整部材５０の屈曲角度θを指示する装置である。周波数調整装置２００は、例えば、コンピュータであるが、これに限られず、サーバ装置であってもよい。

【0104】

受付装置３００は、タッチパネル又はハードウェアボタンを備えるスマートフォン、タブレット、コンピュータ又はサーバ装置である。受付装置３００は、例えば、加振源装置の振動情報を受付ける。受付装置３００は、受付けた振動情報を周波数分析（例えば、ＦＦＴ解析（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ 解析））を行い、加振源装置の周波数（卓越周波数）を特定する。さらに、受付装置３００は、特定した加振源装置の周波数を周波数調整装置２００に出力してもよい。

【0105】

表示装置４００は、周波数調整装置２００から出力される屈曲角度θに基づいた画面を表示する。具体的には、液晶パネル、又は、有機ＥＬパネルなどによって構成されるモニタ装置である。

【0106】

ここで、周波数調整装置２００の具体的な構成について説明する。周波数調整装置２００は、取得部２１０と、決定部２２０と、出力部２３０と、記憶部２４０と、を備える。

【0107】

取得部２１０は、受付装置３００から、振動発電デバイス１が取り付けられる加振源装置の周波数を取得する。取得部２１０は、例えば、有線通信又は無線通信を行う通信インターフェースである。

【0108】

決定部２２０は、取得部２１０が取得した加振源装置の周波数（卓越周波数）に基いて、加振源装置の周波数に対応する周波数調整部材５０の屈曲角度θを決定する処理部である。決定部２２０は、具体的には、プロセッサ、マイクロコンピュータ、又は、専用回路によって実現される。なお、決定部２２０によって決定された周波数調整部材５０の屈曲角度θは、出力部２３０へ出力される。

【0109】

決定部２２０は、取得部２１０が取得した加振源装置の周波数と、記憶部２４０に記憶されている参照データ２４１とを照合し、周波数調整部材５０の屈曲角度θを決定する。

【0110】

出力部２３０は、決定部２２０が決定した周波数調整部材５０の屈曲角度θを表示装置４００へ出力する。出力部２３０は、例えば、有線通信又は無線通信を行う通信インターフェースである。

【0111】

記憶部２４０は、参照データ２４１が記憶されている記憶装置である。参照データ２４１は、例えば、周波数調整部材５０の屈曲角度θを決定するために用いられる、加振源装置の周波数と周波数調整部材５０の屈曲角度θとの関係を示すデータである。記憶部２４０は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、半導体メモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等によって実現される。

【0112】

また、記憶部２４０には、決定部２２０が実行するプログラム、及び、周波数調整部材５０の屈曲角度θの情報を出力する際に用いられる当該情報を示す画面データも記憶されている。

【0113】

［周波数調整方法の処理手順］
続いて、周波数調整装置２００が実行する周波数調整方法における具体的な処理手順について説明する。

【0114】

図１４は、本実施の形態に係る周波数調整方法における処理手順を示すフローチャートである。

【0115】

まず、取得部２１０は、振動発電デバイス１が取り付けられる加振源装置の周波数を取得する（ステップＳ１０）。より具体的には、取得部２１０は、受付装置３００から、加振源装置の周波数を取得する。

【0116】

次に決定部２２０は、取得部２１０が出力した加振源装置の周波数（卓越周波数）に基いて、加振源装置の周波数に対応する周波数調整部材５０の屈曲角度θを決定する（ステップＳ２０）。

【0117】

決定部２２０は、加振源装置の周波数と、記憶部２４０に記憶されている参照データ２４１とを照合し、加振源装置の周波数において振動発電デバイス１が最大発電効率となるような周波数調整部材５０の屈曲角度θを決定する。一例として、加振源装置の周波数が１００Ｈｚである場合、屈曲角度θを１３５°であると決定する。このとき、決定部２２０は、屈曲角度θと振動発電デバイス１の大きさとを決定してもよい。

【0118】

決定部２２０は、決定した屈曲角度θを、出力部２３０に出力する。このとき、決定部２２０は、振動発電デバイス１の大きさを出力部２３０に出力してもよい。

【0119】

出力部２３０は、決定部２２０が決定した屈曲角度θを出力する（ステップＳ３０）。ステップＳ３０において、出力部２３０は、例えば、屈曲角度θが示された画面の画面データを記憶部２４０から取得して、表示装置４００へ取得した画面データを送信する。このとき、出力部２３０は、振動発電デバイス１の大きさを出力してもよい。

【0120】

表示装置４００には、屈曲角度θが示された画面が表示される。このとき、表示装置４００は、振動発電デバイス１の大きさが示された画面が生じされてもよい。

【0121】

さらに、調整者は、表示装置４００に表示された屈曲角度θで、周波数調整部材５０を屈曲する（ステップＳ４０）。このとき、調整者は、表示装置４００に表示された大きさの振動発電デバイス１を用いて、表示された屈曲角度θで周波数調整部材５０を屈曲する。調整者は、指で周波数調整部材５０を屈曲してもよく、例えば、ドライバー又は小さなハンマーなどの一般的な工具を用いて突くことで、周波数調整部材５０を屈曲させてもよい。このとき、振動発電デバイス１による発電電圧が電圧計で測られながら、発電電圧が最大となるように周波数調整部材５０が屈曲されてもよい。

【0122】

上述の通り、周波数調整部材５０を備えた振動発電デバイス１は、容易に共振周波数の調整を行うことが可能である。

【0123】

本実施の形態に係る周波数調整方法では、このような振動発電デバイス１において、加振源装置の周波数に対応した屈曲角度θに屈曲することで、振動発電デバイス１の共振周波数が調整される。これにより、取り付けられる加振源装置の振動によって振動発電デバイス１の最大発電効率となるように、容易に共振周波数を調整することができる。よって、発電効率の高い振動発電デバイス１が実現される。

【0124】

（実施の形態１の変形例）
次に、実施の形態１の変形例について説明する。実施の形態１の変形例では、主に、周波数調整部材に錘が設けられる点が、実施の形態１と相違する。以下では、実施の形態１との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略または簡略化する。

【0125】

［振動発電デバイスの構成］
本実施の形態に係る振動発電デバイス１ａの構成例について図１５を用いて説明する。

【0126】

図１５は、本実施の形態の変形例に係る振動発電デバイス１ａの一部が拡大された側面図である。より具体的には、図１５は、本実施の形態の変形例に係る振動発電デバイス１ａが備える周波数調整部材５０ａの周辺が拡大された側面図である。

【0127】

振動発電デバイス１ａは、磁歪板１０と、フレーム２０と、磁石（不図示）と、コイル（不図示）と、周波数調整部材５０ａと、錘５８と、を備える。

【0128】

本変形例においては、実施の形態１に係る周波数調整部材５０と同じく、周波数調整部材５０ａは、フレーム２０の長手方向の一端に設けられている。錘５８は、周波数調整部材５０ａに設けられている。より具体的には、錘５８は、フレーム２０とは反対側の周波数調整部材５０ａの一端に設けられている。しかしながら、これに限られず、錘５８は、周波数調整部材５０ａのいずれかの箇所に設けられていればよい。錘５８において、質量及びサイズが変更可能に設けられている。

【0129】

図１５が示すように、周波数調整部材５０ａの屈曲角度θは、実施の形態１に係る周波数調整部材５０の屈曲角度θと同様である。

【0130】

本変形例においては、周波数調整部材５０ａと錘５８とが振動発電デバイス１ａに設けられるため、重心は、周波数調整部材５０ａ及び錘５８の重心である。また、錘５８の質量及びサイズと屈曲角度θとに基いて、周波数調整部材５０ａ及び錘５８の重心が決定される。よって錘５８の質量及びサイズと屈曲角度θとが変更されることで周波数調整部材５０ａ及び錘５８の重心を精緻に変更することが可能であるため、容易に振動発電デバイス１ａの共振周波数の調整を行うことが可能である。

【0131】

（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２では、主に、周波数調整部材がフレームの一端に設けられない点、及び、周波数調整部材に設けられる磁石が設けられる点が、実施の形態１と相違する。以下では、実施の形態１との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略または簡略化する。

【0132】

［振動発電デバイスの構成］
本実施の形態に係る振動発電デバイス１ｂの構成例について図１６を用いて説明する。

【0133】

図１６は、本実施の形態に係る振動発電デバイス１ｂの一部が拡大された側面図である。より具体的には、図１６は、本実施の形態に係る振動発電デバイス１ｂが備える周波数調整部材５０ｂの周辺が拡大された側面図である。

【0134】

振動発電デバイス１ｂは、磁歪板１０と、フレーム２０と、磁石（不図示）と、コイル（不図示）と、周波数調整部材５０ｂと、保持部材６０と、第１磁石６１と、第２磁石６２と、を備える。

【0135】

保持部材６０は、フレーム２０の長手方向の一端に設けられており、第１磁石６１とフレーム２０とを接続する部材である。保持部材６０は、例えば、Ｌ字形状ブラケットであるが、これに限られず、第１磁石６１とフレーム２０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。

【0136】

本実施の形態においては、周波数調整部材５０ｂは、実施の形態１とは異なり、フレーム２０の一端に設けられていない。周波数調整部材５０ｂは、例えば、フレーム２０がＵ字形状である場合には第２内側面に設けられている。また、周波数調整部材５０ｂは、実施の形態１で説明したフレーム２０と接する設置台に設けられていてもよい。また、周波数調整部材５０ｂは、保持部材６０よりもｘ軸正側に設けられている。

【0137】

第１磁石６１は、フレーム２０の長手方向の一端に設けられる磁石である。本実施の形態においては、第１磁石６１は、保持部材６０を介して、フレーム２０の一端に設けられている。第２磁石６２は、周波数調整部材５０ｂに設けられる磁石である。

【0138】

第１磁石６１及び第２磁石６２の互いが、引き付け合う又は反発するように、離間して設けられている。本実施の形態においては、第１磁石６１及び第２磁石６２の互いが、反発するように設けられている。また、第１磁石６１と第２磁石６２とは、同じ磁極が互いに向きあうように配置されている。

【0139】

なお、第１磁石６１及び第２磁石６２は、一例として、永久磁石であるが、これに限られない。

【0140】

本実施の形態においては、第１磁石６１及び第２磁石６２の互いの間の距離に基いて生じる磁気力に応じてフレーム２０の剛性が変化する。周波数調整部材５０ｂの屈曲角度θに応じて第１磁石６１及び第２磁石６２の距離が変化し、反発する力が変化する。その結果、フレーム２０の剛性も変化する。振動発電デバイス１ｂの共振周波数は、フレーム２０の剛性に依存するため、周波数調整部材５０ｂの屈曲角度θに応じて、振動発電デバイス１ｂの共振周波数が調整される。

【0141】

このように、屈曲角度θに応じて反発する力が変化してフレーム２０の剛性を変更することが可能であるため、容易に振動発電デバイス１ｂの共振周波数の調整を行うことが可能である。

【0142】

なお、第１磁石６１及び第２磁石６２の互いが、引き付け合うように設けられている場合においても、周波数調整部材５０ｂの屈曲角度θに応じて第１磁石６１及び第２磁石６２の距離が変化し、フレーム２０の剛性が変化するため、同様の効果が期待される。

【0143】

（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。実施の形態３では、主に、周波数調整部材がフレームの短手方向に対して屈曲している領域である第２領域を有する点が、実施の形態１と相違する。以下では、実施の形態１との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略または簡略化する。

【0144】

［振動発電デバイスの構成］
本実施の形態に係る振動発電デバイス１ｃの構成例について図１７～図１９を用いて説明する。

【0145】

図１７は、本実施の形態に係る振動発電デバイス１ｃの平面図である。図１８は、図１７のＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ線における振動発電デバイス１ｃの切断面を示す断面図である。図１９は、本実施の形態に係る振動発電デバイス１ｃが備える周波数調整部材５０ｃの周辺を示す正面図である。

【0146】

本実施の形態に係る周波数調整部材５０ｃは、板部５００と、２つの第１延在部５０１とを有する。また、識別のため、図１７においては２つの第１延在部５０１には、ドットが付されている。

【0147】

板部５００は、板形状、つまりは角柱状の部材である。また、より具体的には、板部５００の形状は、平板形状でもある。振動発電デバイス１ｃにおいては、周波数調整部材５０ｃの板部５００とフレーム２０とが、接着材料などにより接着されている、又は、ネジなどにより螺合されている。

【0148】

また、板部５００は、長手方向（ｘ軸方向）及び短手方向（ｙ軸方向）と平行な平面であるｘｙ平面に対して、平行に設けられている。より具体的には、図１８が示すように、板部５００は、互いに背向する第１主面５００ａと第２主面５００ｂとを含み、第１主面５００ａ及び第２主面５００ｂがｘｙ平面に対して、平行に設けられている。

【0149】

２つの第１延在部５０１のそれぞれは、板部５００から短手方向（ｙ軸方向）に延在する板形状の部材である。より具体的には、２つの第１延在部５０１の一方は、板部５００からｙ軸正側に延在し、２つの第１延在部５０１の他方は、ｙ軸負側に延在している。

【0150】

上述の通り、板部５００及び２つの第１延在部５０１は、板形状である。つまり、本実施の形態に係る周波数調整部材５０ｃの形状は、板形状であり、より具体的には、平板形状である。

【0151】

さらに、図１９が示すように、周波数調整部材５０ｃは、フレーム２０の短手方向（ｙ軸方向）に対して屈曲している領域である第２領域を有する。本実施の形態においては、周波数調整部材５０ｃは２つの第２領域を有し、２つの第２領域の一方は板部５００と２つの第１延在部５０１の一方との間に、２つの第２領域の他方は板部５００と２つの第１延在部５０１の他方との間に、設けられている。つまり、本実施の形態においては、周波数調整部材５０ｃがｙ軸方向に対して屈曲している。

【0152】

図１９には、周波数調整部材５０ｃの屈曲角度θ（より具体的には、第１延在部５０１及び第２領域に係る屈曲角度θ）が示されている。屈曲角度θは、２つの第１延在部５０１が、ｙ軸方向に平行に延びている状態と、ｙ軸方向に対して屈曲している状態との差分の角度である。

【0153】

なお、本実施の形態においては、周波数調整部材５０ｃが２つの第２領域を有しているため２つの屈曲角度θが設けられているが、２つの屈曲角度θは同じ値でもよく又はそれぞれ独立した値であってもよい。

【0154】

また、２つの第１延在部５０１が調整者の指で摘まれ、さらに、屈曲されることで、周波数調整部材５０ｃの屈曲角度θを容易に変更することができる。

【0155】

なお、２つの屈曲角度θがいずれも０°である場合の周波数調整部材５０ｃの大きさの一例は、５ｍｍ（ｘ軸方向長さ）×１４ｍｍ（ｙ軸方向長さ）×０．５ｍｍ（ｚ軸方向長さ）である。またこのとき、図１７が示すように周波数調整部材５０ｃの平面視形状はＩ字形状である。

【0156】

［発電効率］
図２０は、本実施の形態に係る振動発電デバイス１ｃの発電効率と周波数及び屈曲角度θとの関係性を説明する図である。

【0157】

より具体的には、図２０は、屈曲角度θが所定の値である場合の振動発電デバイス１ｃが所定の周波数で加振され加振された周波数ごとの発電効率が測定された図である。このとき、振動発電デバイス１ｃ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、加振される。

【0158】

図２０においては、縦軸が発電効率を示し、横軸が周波数を示している。発電効率は、振動発電デバイス１ｃから得られた開放電圧（Ｖｏｌｔａｇｅ）を加振の加速度（Ａｃｃ）で割った値で示されている。なお、以下図２７、図３４及び図３７においても、同様である。

【0159】

図２０が示すように、振動発電デバイス１ｃは、３００Ｈｚ以上６００Ｈｚ以下の周波数で加振されている。また、屈曲角度θが０°、４５°及び９０°となるように変更され、それぞれの屈曲角度θで周波数ごとの発電効率が測定されている。

【0160】

なお、図２０においては、屈曲角度θが０°は０ｄｅｇｒｅｅに、４５°は４５ｄｅｇｒｅｅに、９０°は９０ｄｅｇｒｅｅに対応している。

【0161】

図２０が示す通り、屈曲角度θが０°では、最大発電効率となる周波数は約４７０Ｈｚであり、屈曲角度θが４５°では、最大発電効率となる周波数は約４６０Ｈｚであり、屈曲角度θが９０°では、最大発電効率となる周波数は約４４０Ｈｚである。

【0162】

つまり、周波数調整部材５０ｃの屈曲角度θを変化させることで、振動発電デバイス１ｃが最大発電効率となる磁歪板１０の共振周波数を調整することができる。

【0163】

本実施の形態においては、周波数調整部材５０ｃの形状が板形状であり、周波数調整部材５０ｃが板部５００と、第１延在部５０１とを有する。

【0164】

これにより、周波数調整部材５０ｃの一部である第１延在部５０１が屈曲されることで、容易に振動周波数の調整を行うことが可能となる。

【0165】

また、周波数調整部材５０ｃの形状は、I字形状である。より具体的には、周波数調整部材５０ｃの平面視形状はＩ字形状である。

【0166】

これにより、周波数調整部材５０ｃの一部、つまりは、Ｉ字形状の一部である第１延在部５０１が屈曲されることで、容易に振動周波数の調整を行うことが可能となる。

【0167】

また、板部５００がｘｙ平面に対して平行に設けられ、周波数調整部材５０ｃが第２領域を有する。

【0168】

これにより、第１延在部５０１がｙ軸方向に対して屈曲されることで、容易に振動周波数の調整を行うことが可能となる。

【0169】

（実施の形態４）
次に、実施の形態４について説明する。実施の形態４では、主に、周波数調整部材が第２延在部を、さらに有する点が、実施の形態３と相違する。以下では、実施の形態３との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略または簡略化する。

【0170】

［振動発電デバイスの構成］
本実施の形態に係る振動発電デバイス１ｄの構成例について図２１～図２３を用いて説明する。

【0171】

図２１は、本実施の形態に係る振動発電デバイス１ｄの平面図である。図２２は、図２１のＸＸＩＩ－ＸＸＩＩ線における振動発電デバイス１ｄの切断面を示す断面図である。図２３は、本実施の形態に係る振動発電デバイス１ｄが備える周波数調整部材５０ｄの周辺を示す正面図である。

【0172】

本実施の形態に係る周波数調整部材５０ｄは、実施の形態３に係る周波数調整部材５０ｃと同じく、板部５００と、２つの第１延在部５０１と、２つの第２領域とを有する。また、周波数調整部材５０ｄは、さらに、１つの第２延在部５０２と、１つの第１領域とを有する。また、識別のため、図２１においては２つの第１延在部５０１と１つの第２延在部５０２とにはドットが付されており、１つの第２延在部５０２にはより濃いドットが付されている。

【0173】

１つの第２延在部５０２は、板部５００から長手方向（ｘ軸方向）に延在する板形状の部材である。より具体的には、１つの第２延在部５０２は、ｘ軸負側に延在している。

【0174】

上述の通り、板部５００、２つの第１延在部５０１及び１つの第２延在部５０２は、板形状である。つまり、本実施の形態に係る周波数調整部材５０ｄの形状は、板形状であり、より具体的には、平板形状である。

【0175】

また、図２２が示すように、周波数調整部材５０ｄが有する第１領域は、フレーム２０の長手方向（ｘ軸方向）に対して屈曲している領域である。第１領域は板部５００と第２延在部５０２との間に設けられている。つまり、本実施の形態においては、周波数調整部材５０ｄがｘ軸方向に対して屈曲している。

【0176】

なお、上述の通り、周波数調整部材５０ｄは、２つの第１延在部５０１と２つの第２領域とを有し、ｙ軸方向に対して屈曲している。つまり、周波数調整部材５０ｄは、ｘ軸方向に対しても屈曲しており、ｙ軸方向に対しても屈曲している。

【0177】

図２２及び図２３には、周波数調整部材５０ｄの屈曲角度θが示されている。本実施の形態においては、周波数調整部材５０ｄが１つの第１領域及び２つの第２領域を有しているため３つの屈曲角度θが設けられている。より具体的には、図２２には第２延在部５０２及び第１領域に係る屈曲角度θが示されており、図２３には第１延在部５０１及び第２領域に係る屈曲角度θが示されている。

【0178】

ここで、第２延在部５０２及び第１領域に係る屈曲角度θは、第２延在部５０２がｘ軸方向に平行に延びている状態とｘ軸方向に対して屈曲している状態との差分の角度である。

【0179】

なお、本実施の形態に係る３つの屈曲角度θは同じ値でもよく又はそれぞれ独立した値であってもよい。

【0180】

また、２つの第１延在部５０１及び第２延在部５０２が調整者の指で摘まれ、さらに、屈曲されることで、周波数調整部材５０ｄの屈曲角度θを容易に変更することができる。

【0181】

本実施の形態においては、周波数調整部材５０ｄの形状は、Ｔ字形状である。より具体的には、３つの屈曲角度θがいずれも０°である場合に、図２１が示すように周波数調整部材５０ｄの平面視形状はＴ字形状である。

【0182】

これにより、周波数調整部材５０ｄの一部、つまりは、Ｔ字形状の一部である第１延在部５０１又は第２延在部５０２が屈曲されることで、容易に振動周波数の調整を行うことが可能となる。

【0183】

また、周波数調整部材５０ｄが、板部５００と、２つの第１延在部５０１と、２つの第２領域と、第２延在部５０２と、第１領域とを有する。

【0184】

これにより、第１延在部５０１がｙ軸方向に対して屈曲されることで、又は、第２延在部５０２がｘ軸方向に対して屈曲されることで、容易に振動周波数の調整を行うことが可能となる。

【0185】

（実施の形態５）
次に、実施の形態５について説明する。実施の形態５では、主に、周波数調整部材が有する板部がｙｚ平面に対して平行に設けられている点が、実施の形態３と相違する。以下では、実施の形態３との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略または簡略化する。

【0186】

［振動発電デバイスの構成］
本実施の形態に係る振動発電デバイス１ｅの構成例について図２４～図２６を用いて説明する。

【0187】

図２４は、本実施の形態に係る振動発電デバイス１ｅの平面図である。図２５は、図２４のＸＸＶ－ＸＸＶ線における振動発電デバイス１ｅの切断面を示す断面図である。図２６は、本実施の形態に係る振動発電デバイス１ｅが備える周波数調整部材５０ｅの周辺を示す正面図である。

【0188】

本実施の形態に係る振動発電デバイス１ｅは、磁歪板１０と、フレーム２０と、磁石３０と、コイル４０と、周波数調整部材５０ｅと、接続部材７０とを備える。また、周波数調整部材５０ｅは、実施の形態３に係る周波数調整部材５０ｃと同じく、板部５００と、２つの第１延在部５０１とを有する。また、周波数調整部材５０ｅは、実施の形態３に係る周波数調整部材５０ｃとは異なり、第１領域を有する。また、識別のため、図２６においては２つの第１延在部５０１には、ドットが付されている。

【0189】

図２４及び図２５が示すように、接続部材７０は、フレーム２０の長手方向の一端に設けられており、周波数調整部材５０ｅとフレーム２０とを接続する部材である。接続部材７０は、例えば、Ｌ字形状ブラケットであるが、これに限られず、周波数調整部材５０ｅとフレーム２０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。また、周波数調整部材５０ｅと接続されるＬ字形状ブラケットの１つの面である接続平面は、ｙｚ平面と平行であるとよい。

【0190】

周波数調整部材５０ｅは、長手方向（ｘ軸方向）と垂直な平面であるｙｚ平面に対して平行に設けられている。本実施の形態においては、周波数調整部材５０ｅが有する板部５００は、ｙｚ平面に対して平行に設けられている。より具体的には、図２５が示すように、板部５００が含む第１主面５００ａ及び第２主面５００ｂがｙｚ平面に対して、平行に設けられている。

【0191】

本実施の形態においては、板部５００の第２主面５００ｂが接続部材７０の接続平面と接続されており、例えば、第２主面５００ｂと接続平面とは、接着材料などにより接着されている、又は、ネジなどにより螺合されている。

【0192】

さらに、図２４が示すように、周波数調整部材５０ｅは、フレーム２０の長手方向（ｘ軸方向）に対して屈曲している領域である第１領域を有する。周波数調整部材５０ｅは２つの第１領域を有し、２つの第１領域の一方は板部５００と２つの第１延在部５０１の一方との間に、２つの第１領域の他方は板部５００と２つの第１延在部５０１の他方との間に、設けられている。つまり、本実施の形態においては、周波数調整部材５０ｅがｘ軸方向に対して屈曲している。

【0193】

図２４には、周波数調整部材５０ｅの屈曲角度θ（より具体的には、第１延在部５０１及び第１領域に係る屈曲角度θ）が示されている。屈曲角度θは、２つの第１延在部５０１が、ｙ軸方向に平行に延びている状態と、ｘ軸方向に対して屈曲している状態との差分の角度である。

【0194】

なお、本実施の形態においては、周波数調整部材５０ｅが２つの第１領域を有しているため２つの屈曲角度θが設けられている。２つの屈曲角度θは、同じ値でもよく又はそれぞれ独立した値であってもよい。

【0195】

また、２つの第１延在部５０１が調整者の指で摘まれ、さらに、屈曲されることで、周波数調整部材５０ｅの屈曲角度θを容易に変更することができる。

【0196】

なお、２つの屈曲角度θがいずれも０°である場合の周波数調整部材５０ｅの大きさの一例は、６ｍｍ（ｚ軸方向長さ）×２０ｍｍ（ｙ軸方向長さ）×０．５ｍｍ（ｘ軸方向長さ）である。またこのとき、図２６が示すように周波数調整部材５０ｅの正面視形状はＩ字形状であり、周波数調整部材５０ｅ全体がｙｚ平面に対して平行に設けられている。

【0197】

［発電効率］
図２７は、本実施の形態に係る振動発電デバイス１ｅの発電効率と周波数及び屈曲角度θとの関係性を説明する図である。

【0198】

図２７が示すように、振動発電デバイス１ｅは、４００Ｈｚ以上５００Ｈｚ以下の周波数で加振されている。また、屈曲角度θが０°、４５°及び９０°となるように変更され、それぞれの屈曲角度θで周波数ごとの発電効率が測定されている。

【0199】

なお、図２７においては、屈曲角度θが０°は０ｄｅｇｒｅｅに、４５°は４５ｄｅｇｒｅｅに、９０°は９０ｄｅｇｒｅｅに対応している。

【0200】

図２７が示す通り、屈曲角度θが０°では、最大発電効率となる周波数は約４５０Ｈｚであり、屈曲角度θが４５°では、最大発電効率となる周波数は約４４０Ｈｚであり、屈曲角度θが９０°では、最大発電効率となる周波数は約４３５Ｈｚである。

【0201】

つまり、周波数調整部材５０ｅの屈曲角度θを変化させることで、振動発電デバイス１ｅが最大発電効率となる磁歪板１０の共振周波数を調整することができる。

【0202】

本実施の形態においては、周波数調整部材５０ｅは、長手方向（ｘ軸方向）と垂直な平面であるｙｚ平面に対して平行に設けられており、板部５００と２つの第１延在部５０１と２つの第１領域とを有する。なお、本実施の形態においては、周波数調整部材５０ｅは、Ｌ字形状ブラケットである接続部材７０によって、ｙｚ平面に対して平行に設けられている。

【0203】

これにより、第１延在部５０１がｘ軸方向に対して屈曲されることで、容易に振動周波数の調整を行うことが可能となる。

【0204】

（実施の形態６）
次に、実施の形態６について説明する。実施の形態６では、主に、周波数調整部材が第３延在部を、さらに有する点が、実施の形態５と相違する。以下では、実施の形態５との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略または簡略化する。

【0205】

［振動発電デバイスの構成］
本実施の形態に係る振動発電デバイス１ｆの構成例について図２８～図３０を用いて説明する。

【0206】

図２８は、本実施の形態に係る振動発電デバイス１ｆの平面図である。図２９は、図２８のＸＸＩＸ－ＸＸＩＸ線における振動発電デバイス１ｆの切断面を示す断面図である。図３０は、本実施の形態に係る振動発電デバイス１ｆが備える周波数調整部材５０ｆの周辺を示す正面図である。

【0207】

本実施の形態に係る周波数調整部材５０ｆは、実施の形態５に係る周波数調整部材５０ｅと同じく、板部５００と、２つの第１延在部５０１と、２つの第１領域とを有する。また、周波数調整部材５０ｆは、さらに、１つの第３延在部５０３と、１つの第３領域とを有する。また、識別のため、図３０においては、２つの第１延在部５０１にはドットが、１つの第３延在部５０３には格子模様が付されている。

【0208】

１つの第３延在部５０３は、板部５００から長手方向（ｘ軸方向）及び短手方向（ｙ軸方向）と垂直な方向であるｚ軸方向に延在する板形状の部材である。より具体的には、１つの第３延在部５０３は、ｚ軸正側に延在している。

【0209】

また、図２９が示すように、周波数調整部材５０ｆが有する第３領域は、上記の第１領域と同様に、フレーム２０の長手方向（ｘ軸方向）に対して屈曲している領域である。第３領域は、板部５００と第３延在部５０３との間に設けられている。つまり、本実施の形態においては、周波数調整部材５０ｆがｘ軸方向に対して屈曲している。

【0210】

図２８及び図２９には、周波数調整部材５０ｆの屈曲角度θが示されている。本実施の形態においては、周波数調整部材５０ｆが２つの第１領域及び１つの第３領域を有しているため３つの屈曲角度θが設けられている。より具体的には、図２８には第１延在部５０１及び第１領域に係る屈曲角度θが示されており、図２９には第３延在部５０３及び第３領域に係る屈曲角度θが示されている。

【0211】

ここで、第３延在部５０３及び第３領域に係る屈曲角度θは、第３延在部５０３がｚ軸方向に平行に延びている状態とｘ軸方向に対して屈曲している状態との差分の角度である。

【0212】

なお、本実施の形態に係る３つの屈曲角度θは同じ値でもよく又はそれぞれ独立した値であってもよい。

【0213】

また、２つの第１延在部５０１及び第３延在部５０３が調整者の指で摘まれ、さらに、屈曲されることで、周波数調整部材５０ｆの屈曲角度θを容易に変更することができる。

【0214】

本実施の形態においては、周波数調整部材５０ｆの形状はＴ字形状である。より具体的には、３つの屈曲角度θがいずれも０°である場合に、図３０が示すように周波数調整部材５０ｆの正面視形状は、逆さまのＴ字形状である。

【0215】

これにより、周波数調整部材５０ｆの一部、つまりは、Ｔ字形状の一部である第１延在部５０１又は第３延在部５０３が屈曲されることで、容易に振動周波数の調整を行うことが可能となる。

【0216】

本実施の形態においては、周波数調整部材５０ｆが、板部５００と、２つの第１延在部５０１と、２つの第１領域と、第３延在部５０３と、第３領域とを有する。

【0217】

これにより、第１延在部５０１がｘ軸方向に対して屈曲されることで、又は、第３延在部５０３がｘ軸方向に対して屈曲されることで、容易に振動周波数の調整を行うことが可能となる。

【0218】

（実施の形態７）
次に、実施の形態７について説明する。実施の形態７では、主に、周波数調整部材が第１延在部を有さない点が、実施の形態６と相違する。以下では、実施の形態６との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略または簡略化する。

【0219】

［振動発電デバイスの構成］
本実施の形態に係る振動発電デバイス１ｇの構成例について図３１～図３３を用いて説明する。

【0220】

図３１は、本実施の形態に係る振動発電デバイス１ｇの平面図である。図３２は、図３１のＸＸＸＩＩ－ＸＸＸＩＩ線における振動発電デバイス１ｇの切断面を示す断面図である。図３３は、本実施の形態に係る振動発電デバイス１ｇが備える周波数調整部材５０ｇの周辺を示す正面図である。

【0221】

本実施の形態に係る周波数調整部材５０ｇは、実施の形態６に係る周波数調整部材５０ｆと同じく、板部５００と、第３延在部５０３と、第３領域とを有する。また、周波数調整部材５０ｇは、実施の形態６に係る周波数調整部材５０ｆとは異なり、第１延在部５０１と、第１領域とを有さない。また、識別のため、図３３においては、第３延在部５０３には格子模様が付されている。

【0222】

図３２には第３延在部５０３及び第３領域に係る屈曲角度θが示されている。

【0223】

上述の通り、第３延在部５０３及び第３領域に係る屈曲角度θは、第３延在部５０３がｚ軸方向に平行に延びている状態とｘ軸方向に対して屈曲している状態との差分の角度である。

【0224】

また、ここでは、当該屈曲角度θは、第３延在部５０３がｘ軸負方向に屈曲している状態では負の値であり、第３延在部５０３がｘ軸正方向に屈曲している状態では正の値であると定義する。つまり、図３２の実線で示される周波数調整部材５０ｇにおいては、屈曲角度θは、正の値である。

【0225】

図３３が示すように、第３延在部５０３のｙ軸方向の長さは、板部５００のｙ軸方向の長さよりも長い。

【0226】

なお、屈曲角度θが０°である場合の第３延在部５０３の大きさの一例は、８ｍｍ（ｙ軸方向長さ）×１１ｍｍ（ｚ軸方向長さ）×０．５ｍｍ（ｘ軸方向長さ）である。

【0227】

［発電効率］
図３４は、本実施の形態に係る振動発電デバイス１ｇの発電効率と周波数及び屈曲角度θとの関係性を説明する図である。

【0228】

図３４が示すように、振動発電デバイス１ｇは、１５０Ｈｚ以上３５０Ｈｚ以下の周波数で加振されている。また、屈曲角度θが－９０°、－４５°、０°、４５°及び９０°となるように変更され、それぞれの屈曲角度θで周波数ごとの発電効率が測定されている。

【0229】

なお、図３４においては、屈曲角度θが－９０°は－９０ｄｅｇｒｅｅに、－４５°は－４５ｄｅｇｒｅｅに、０°は０ｄｅｇｒｅｅに、４５°は４５ｄｅｇｒｅｅに、９０°は９０ｄｅｇｒｅｅに対応している。

【0230】

図３４が示す通り、屈曲角度θが－９０°では、最大発電効率となる周波数は約２９５Ｈｚであり、屈曲角度θが－４５°では、最大発電効率となる周波数は約２７０Ｈｚである。また、屈曲角度θが０°では、最大発電効率となる周波数は約２４０Ｈｚであり、屈曲角度θが４５°及び９０°では、最大発電効率となる周波数は約２２０Ｈｚである。

【0231】

つまり、周波数調整部材５０ｇの屈曲角度θを変化させることで、振動発電デバイス１ｇが最大発電効率となる磁歪板１０の共振周波数を調整することができる。

【0232】

本実施の形態においては、周波数調整部材５０ｇが、板部５００と、第３延在部５０３と、第３領域とを有する。

【0233】

これにより、第３延在部５０３がｘ軸方向に対して屈曲されることで、容易に振動周波数の調整を行うことが可能となる。

【0234】

（実施の形態８）
次に、実施の形態８について説明する。実施の形態８では、主に、周波数調整部材がＵ字形状のフレームの湾曲部に設けられている点が、実施の形態１と相違する。以下では、実施の形態１との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略または簡略化する。

【0235】

［振動発電デバイスの構成］
本実施の形態に係る振動発電デバイス１ｈの構成例について図３５及び図３６を用いて説明する。

【0236】

図３５は、本実施の形態に係る振動発電デバイス１ｈの平面図である。図３６は、図３５のＸＸＸＶＩ－ＸＸＸＶＩ線における振動発電デバイス１ｈの切断面を示す断面図である。

【0237】

本実施の形態に係るフレーム２０の形状は、実施の形態１に係るフレーム２０と同じく、Ｕ字形状である。また、図３６には、Ｕ字形状の湾曲部２５が示されている。

【0238】

本実施の形態に係る周波数調整部材５０ｈは、フレーム２０の長手方向（ｘ軸方向）の一端である湾曲部２５に設けられている。より具体的には、周波数調整部材５０ｈは、湾曲部２５と第２外側面２４とに沿うように湾曲しながら接続されている。周波数調整部材５０ｈとフレーム２０とは、接着材料などにより接着されていてもよく、ネジなどにより螺合されていてもよい。

【0239】

また、周波数調整部材５０ｈは、第１領域を有する。つまり、周波数調整部材５０ｈはｘ軸方向に対して屈曲している。

【0240】

図３６には、周波数調整部材５０ｈの屈曲角度θが示されている。屈曲角度θは、周波数調整部材５０ｈがｚ軸方向に平行に延びている状態と、周波数調整部材５０ｈがｘ軸方向に屈曲している状態との差分の角度である。

【0241】

さらに、ここでは、屈曲角度θは、周波数調整部材５０ｈがｘ軸負方向に屈曲している状態では正の値であり、周波数調整部材５０ｈがｘ軸正方向に屈曲している状態では負の値であると定義する。つまり、図３６の実線で示される周波数調整部材５０ｈにおいては、屈曲角度θは、正の値である。

【0242】

［発電効率］
図３７は、本実施の形態に係る振動発電デバイス１ｈの発電効率と周波数及び屈曲角度θとの関係性を説明する図である。

【0243】

図３７が示すように、振動発電デバイス１ｈは、５５０Ｈｚ以上６００Ｈｚ以下の周波数で加振されている。また、屈曲角度θが－４５°、０°、４５°及び９０°となるように変更され、それぞれの屈曲角度θで周波数ごとの発電効率が測定されている。

【0244】

なお、図３７においては、屈曲角度θが－４５°は－４５ｄｅｇｒｅｅに、０°は０ｄｅｇｒｅｅに、４５°は４５ｄｅｇｒｅｅに、９０°は９０ｄｅｇｒｅｅに対応している。

【0245】

図３７が示す通り、屈曲角度θが－４５°では、最大発電効率となる周波数は約５８２Ｈｚであり、屈曲角度θが０°では、最大発電効率となる周波数は約５７６Ｈｚである。また、屈曲角度θが４５°では、最大発電効率となる周波数は約５７５Ｈｚであり、屈曲角度θが９０°では、最大発電効率となる周波数は約５７４Ｈｚである。

【0246】

つまり、周波数調整部材５０ｈの屈曲角度θを変化させることで、振動発電デバイス１ｈが最大発電効率となる磁歪板１０の共振周波数を調整することができる。

【0247】

本実施の形態においては、周波数調整部材５０ｈは、フレーム２０のＵ字形状の湾曲部２５に設けられており、第１領域を有する。

【0248】

これにより、周波数調整部材５０ｈがｘ軸方向に対して屈曲されることで、容易に振動周波数の調整を行うことが可能となる。

【0249】

（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。

【0250】

フレーム２０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２０の一端が所定の設置台に固定され加振源装置に取り付けられ、他端には周波数調整部材５０が取り付けられているとよい。

【0251】

また、実施の形態及び変形例においては発電素子は、磁歪板１０であったが、これに限られない。例えば、発電素子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。

【0252】

なお、実施の形態２においては、周波数調整部材５０ｂは、保持部材６０よりもｘ軸正側に設けられたが、これに限られない。例えば、周波数調整部材５０ｂは、保持部材６０よりもｙ軸正側又は負側に設けられてもよい。この場合においても、第１磁石６１及び第２磁石６２の互いは、引き付け合う又は反発するように、相対して離間して設けられている。

【0253】

また、上記実施の形態における板部５００、第１延在部５０１、第２延在部５０２及び第３延在部５０３は、展延性を有する金属によって構成される。なお、上記実施の形態においては、板部５００、第１延在部５０１、第２延在部５０２及び第３延在部５０３は、スズによって構成される。

【0254】

なお、上記実施の形態及び変形例においては、発電素子は磁歪板１０であり、磁歪板１０は、角柱状つまりは板形状である。よって、「平面視」とは、磁歪板１０をｚ軸正方向から見たときのことでもある。

【0255】

また、上記実施の形態及び変形例においては、振動発電デバイスは、１つの磁歪板１０と１つのコイル４０とを備えていたが、これに限られない。振動発電デバイスは、複数の磁歪板１０と、複数のコイル４０とを備えていてもよい。

【0256】

例えば、振動発電デバイスが２つの磁歪板１０と２つのコイル４０とを備える場合、２つのコイル４０のそれぞれは、２つの磁歪板１０のそれぞれ及びフレーム２０に巻かれている。つまり、１つの磁歪板１０と１つのコイル４０とは、１対１の対応関係にある。このような場合においても、振動発電デバイスは、１つの周波数調整部材を備えているとよい。

【0257】

なお、上記実施の形態においては、周波数調整部材の形状がＩ字形状又はＴ字形状である例が示されているが、これに限られない。例えば、周波数調整部材の形状は、Ｌ字形状又はＸ字形状であってもよい。つまり、周波数調整部材の平面視形状又は正面視形状が、Ｌ字形状又はＸ字形状であってもよい。

【0258】

周波数調整部材の形状がＬ字形状である一例として、実施の形態３に係る周波数調整部材５０ｄと図２１とを用いて説明する。周波数調整部材の形状がＬ字形状である場合には、当該周波数調整部材は、ｙ軸正側又は負側に延在する第１延在部５０１を有さない周波数調整部材５０ｄと、同じ形状となる。

【0259】

また、Ｘ字形状とは、Ｘ字形状を構成する２本の線が直交する形状に限られず、当該２本の線が交差していればよい。

【0260】

このように、周波数調整部材の形状がＬ字形状又はＸ字形状である場合においても、周波数調整部材の一部が屈曲されることで、容易に振動周波数の調整を行うことが可能となる。

【0261】

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】

【0262】

本発明は、容易に共振周波数の調整を行うことが可能な振動発電デバイスとして、温度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】

【0263】

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１００ 振動発電デバイス
１０、１１０ 磁歪板
１１、１１１ 積層部
２０、１２０ フレーム
２１ 第１内側面
２２ 第２内側面
２３ 第１外側面
２４ 第２外側面
２５ 湾曲部
３０、１３０ 磁石
４０、１４０ コイル
５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｅ、５０ｆ、５０ｇ、５０ｈ、１５０ 周波数調整部材
５０ｘ 支点
５１ 補助部材
５２ 補助部材
５３、５４、５００ 板部
５５ 突出部
５６、５７ 端部
５８ 錘
６０ 保持部材
６１ 第１磁石
６２ 第２磁石
１５１ ボルト
１５２ ナット
１５３ ボルト固定台
２００ 周波数調整装置
２１０ 取得部
２２０ 決定部
２３０ 出力部
２４０ 記憶部
２４１ 参照データ
３００ 受付装置
４００ 表示装置
５００ａ 第１主面
５００ｂ 第２主面
５０１ 第１延在部
５０２ 第２延在部
５０３ 第３延在部
Ｆ 慣性力
Ｇ 重心
Ｌ 距離
Ｍ 曲げモーメント

【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】

【図36】

【図37】