知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】2025-02-28
(45)【発行日】2025-03-10
(54)【発明の名称】発電装置、送信装置及び発電方法
(51)【国際特許分類】
H02N 2/18 20060101AFI20250303BHJP
【ＦＩ】
H02N2/18
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2021112743
(22)【出願日】2021-07-07
(65)【公開番号】P2023009446
(43)【公開日】2023-01-20
【審査請求日】2024-04-10
(73)【特許権者】
【識別番号】000000262
【氏名又は名称】株式会社ダイヘン
(73)【特許権者】
【識別番号】519135633
【氏名又は名称】公立大学法人大阪
(73)【特許権者】
【識別番号】517132810
【氏名又は名称】地方独立行政法人大阪産業技術研究所
(74)【代理人】
【識別番号】100114557
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 英仁
(74)【代理人】
【識別番号】100078868
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 登夫
(72)【発明者】
【氏名】巳波 敏生
(72)【発明者】
【氏名】上野 雄也
(72)【発明者】
【氏名】吉村 武
(72)【発明者】
【氏名】村上 修一
【審査官】永田 勝也
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－０２２３６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１１／０１２１４３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１９－０６８６６３（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】
永久磁石と、交流が流れる複数の導線を有するケーブルに対して前記永久磁石を変位可能に固定する固定部と、
前記複数の導線の周囲に形成される交流磁界によって前記永久磁石が振動した場合、該永久磁石の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する変換部と、
該変換部にて変換された電気エネルギーを出力する出力部と
を備える発電装置であって、
前記ケーブルは並走する２本の前記導線を有し、
前記永久磁石は、前記ケーブルから、前記導線の対向方向及び前記導線の走行方向それぞれに略直交する方向に離隔し、前記対向方向に並ぶＳ極及びＮ極を有し、
前記永久磁石と前記導線との離隔距離は、前記２本の導線の間隔の０．５倍以上、１．６９倍以下である
発電装置。
【請求項2】
前記永久磁石の前記対向方向における幅は、前記導線の中心と前記永久磁石との距離の２倍程度である請求項１に記載の発電装置。
【請求項3】
前記永久磁石の前記対向方向及び離隔方向における幅は、前記２本の導線の中心間の距離以下である請求項１又は請求項２に記載の発電装置。
【請求項4】
永久磁石と、
交流が流れる複数の導線を有するケーブルに対して前記永久磁石を変位可能に固定する固定部と、
前記複数の導線の周囲に形成される交流磁界によって前記永久磁石が振動した場合、該永久磁石の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する変換部と、
該変換部にて変換された電気エネルギーを出力する出力部と
を備える発電装置であって、
前記ケーブルは並走する３本の前記導線を有し、
前記永久磁石は、
前記ケーブルの周方向における所定位置から０度及び±略１２０度の位置に前記３本の導線が配されている場合、前記所定位置から±略３０度の角度範囲内に配される
発電装置。
【請求項5】
前記永久磁石は複数であり、複数の前記永久磁石は、
前記所定位置を基準として略０度、±略７０度又は±略１３５度の位置に配されている
請求項４に記載の発電装置。
【請求項6】
永久磁石と、
交流が流れる複数の導線を有するケーブルに対して前記永久磁石を変位可能に固定する固定部と、
前記複数の導線の周囲に形成される交流磁界によって前記永久磁石が振動した場合、該永久磁石の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する変換部と、
該変換部にて変換された電気エネルギーを出力する出力部と
を備える発電装置であって、
前記ケーブルは並走する３本の前記導線及びグランド線を有し、
前記永久磁石は、
前記ケーブルの周方向における所定位置から０度及び±略９０度の位置に前記３本の導線が配され、略１８０度の位置に前記グランド線が配されている場合、前記所定位置から±略３０度の角度範囲内に配される
発電装置。
【請求項7】
前記永久磁石は複数であり、複数の前記永久磁石は、前記所定位置を基準として略０度、±略６０度又は±略１２５度の位置に配されている
請求項６に記載の発電装置。
【請求項8】
請求項１～請求項７までのいずれか一項に記載の発電装置と、信号を送信する送信部と
を備え、
前記送信部は、
前記発電装置から出力される電圧にて駆動する送信装置。
【請求項9】
交流が流れる複数の導線を有するケーブルに対して変位可能な永久磁石を用意し、前記導線の周囲に形成される交流磁界によって前記永久磁石を振動させ、
前記永久磁石の運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、
前記永久磁石の振動によって変換された電気エネルギーを出力させる
発電方法であって、
前記ケーブルは並走する２本の前記導線を有し、
前記永久磁石は、前記ケーブルから、前記導線の対向方向及び前記導線の走行方向それぞれに略直交する方向に離隔し、前記対向方向に並ぶＳ極及びＮ極を有し、
前記永久磁石と前記導線との離隔距離は、前記２本の導線の間隔の０．５倍以上、１．６９倍以下である
発電方法。
【請求項10】
交流が流れる複数の導線を有するケーブルに対して変位可能な永久磁石を用意し、
前記導線の周囲に形成される交流磁界によって前記永久磁石を振動させ、
前記永久磁石の運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、
前記永久磁石の振動によって変換された電気エネルギーを出力させる
発電方法であって、
前記ケーブルは並走する３本の前記導線を有し、
前記永久磁石は、
前記ケーブルの周方向における所定位置から０度及び±略１２０度の位置に前記３本の導線が配されている場合、前記所定位置から±略３０度の角度範囲内に配される
発電方法。
【請求項11】
交流が流れる複数の導線を有するケーブルに対して変位可能な永久磁石を用意し、
前記導線の周囲に形成される交流磁界によって前記永久磁石を振動させ、
前記永久磁石の運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、
前記永久磁石の振動によって変換された電気エネルギーを出力させる
発電方法であって、
前記ケーブルは並走する３本の前記導線及びグランド線を有し、
前記永久磁石は、
前記ケーブルの周方向における所定位置から０度及び±略９０度の位置に前記３本の導線が配され、略１８０度の位置に前記グランド線が配されている場合、前記所定位置から±略３０度の角度範囲内に配される
発電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、交流磁界を永久磁石の運動エネルギーに変換し、当該運動エネルギーを電力に変換する発電装置、送信装置及び発電方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１及び２には、導線の周囲に形成される交流磁界を永久磁石の運動エネルギーに変換し、当該運動エネルギーを電力に変換する発電装置及び発電方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１９－０２２３６６号公報
【文献】特開２０２０－１１４１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１及び２に開示の発電装置及び発電方法は、単線から電力を取り出す技術のみを対象としていた。複数線の場合、外部に形成される磁界は打ち消され、効率的に発電できないと考えられる。実際、ＣＴ（カレントトランス）等を用いる方式では、複数線の場合、磁界が打ち消されるため、電力を取り出すことができない。
【0005】
本開示の目的は、交流を送電する２相線、３相線等、複数線のケーブルの周囲に形成される交流磁界をエネルギー源として発電することができる発電装置及び発電方法を提供することにある。本発明に係る発電装置及び発電方法はＣＴ方式の弱点を補う、新しい技術である。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様に係る発電装置は、永久磁石と、交流が流れる複数の導線を有するケーブルに対して前記永久磁石を変位可能に固定する固定部と、前記複数の導線の周囲に形成される交流磁界によって前記永久磁石が振動した場合、該永久磁石の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する変換部と、該変換部にて変換された電気エネルギーを出力する出力部とを備える。
【0007】
本態様によれば、永久磁石は、複数の導線の周囲に形成される交流磁界によって振動する。複数の導線に交流が流れる場合、当該複数の導線の周囲に形成される磁界は打ち消しあうように思われるが、複数の導線の位置がわずかにずれているため、磁界はゼロにはならず、むしろ磁界が強め合う領域が存在することを発見した。変換部は、永久磁石の運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、変換部によって変換された電気エネルギーは出力部から出力される。以上の通り、複数線のケーブルの周囲に形成される交流磁界からエネルギーを取り出し、発電することができる。
また、本態様に係る発電装置は、交流磁界の周波数が十Ｈｚオーダの低周波数であっても、当該交流磁界をエネルギー源として発電することが可能である。
なお、永久磁石の振動周波数、即ち共振周波数は、交流磁界の周波数に略一致させる構成が好ましい。例えば、交流磁界の周波数が５０Ｈｚである場合、永久磁石の振動周波数を５０Ｈｚとし、交流磁界の周波数が６０Ｈｚである場合、永久磁石の振動周波数を６０Ｈｚとする構成が望ましい。但し、所要の電力が得られる範囲で永久磁石の振動周波数を交流磁界の周波数からずらした構成も本発明に含まれる。
また、本態様に係る発電装置は、交流磁界の周波数が十Ｈｚオーダの低周波数であっても、当該交流磁界をエネルギー源として発電することが可能である。
なお、永久磁石の振動周波数、即ち共振周波数は、交流磁界の周波数に略一致させる構成が好ましい。例えば、交流磁界の周波数が５０Ｈｚである場合、永久磁石の振動周波数を５０Ｈｚとし、交流磁界の周波数が６０Ｈｚである場合、永久磁石の振動周波数を６０Ｈｚとする構成が望ましい。但し、所要の電力が得られる範囲で永久磁石の振動周波数を交流磁界の周波数からずらした構成も本発明に含まれる。
【0008】
本態様に係る発電装置は、前記ケーブルは並走する２本の前記導線を有し、前記永久磁石は、前記ケーブルから、前記導線の対向方向及び前記導線の走行方向それぞれに略直交する方向に離隔し、前記対向方向に並ぶＳ極及びＮ極を有し、前記永久磁石と前記導線との離隔距離は、前記２本の導線の間隔の０．５倍以上、１．６９倍以下である構成が好ましい。
【0009】
本態様によれば、単線のケーブルを用いる場合に比べてより大きな力が永久磁石に働くため（図６参照）、より効率的に発電することができる。
【0010】
本態様に係る発電装置は、前記永久磁石の前記対向方向における幅は、前記２本の導線の中心間の距離以下である構成が好ましい。
【0011】
本態様によれば、永久磁石の前記対向方向における幅に相当する領域、つまり、２本の導線の中心間の距離以下の領域においては、その外側の領域に比べて大きな力が働くため（図７参照）、より効率的に発電することができる。
【0012】
本態様に係る発電装置は、前記永久磁石の前記対向方向における幅は、前記２本の導線の中心間の距離の略８０％以下である構成が好ましい。
【0013】
本態様によれば、永久磁石の各部に同一方向の力が働くため、効率的に発電することができる。
【0014】
本態様に係る発電装置は、前記永久磁石の前記対向方向及び前記離隔方向における幅は、前記２本の導線の中心間の距離以下である構成が好ましい。
【0015】
本態様によれば、２本の導線に対して上記した位置に配した永久磁石の寸法を、２本の導線の中心間の距離以下にした場合、単線ケーブルを用いる場合に比べて、より大きな発電電力を得ることができる（図９参照）。
【0016】
本態様に係る発電装置は、前記ケーブルは並走する３本の前記導線を有し、前記永久磁石は、前記ケーブルの周方向における所定位置から０度及び±略１２０度の位置に前記３本の導線が配されている場合、前記所定位置から±略３０度の角度範囲内に配される構成が好ましい（図２１参照）。
【0017】
本態様によれば、３本の導線の周囲に形成される交流磁界によって、永久磁石を振動させることができる。前記所定位置から±略３０度の角度範囲は、複数の導線が形成する磁界によって同一方向の力が永久磁石に働く領域であり、効率的に永久磁石を振動させ、発電することができる。
なお、永久磁石は±略２０度の角度範囲内に配される構成がより好ましい。単線のケーブルを用いる場合に比べて大きな力が永久磁石３に働く領域であり、より効率的にケーブルから電力を取り出すことができる。
なお、永久磁石は±略２０度の角度範囲内に配される構成がより好ましい。単線のケーブルを用いる場合に比べて大きな力が永久磁石３に働く領域であり、より効率的にケーブルから電力を取り出すことができる。
【0018】
本態様に係る発電装置は、前記永久磁石は複数であり、複数の前記永久磁石は、前記所定位置を基準として略０度、±略７０度又は±略１３５度の位置に配されている構成が好ましい。
【0019】
本態様によれば、３本の導線の周囲に形成される交流磁界によって、複数の永久磁石を振動させることができる。また、略０度、±略７０度又は±略１３５度の位置は、単線のケーブルを用いる場合に比べて大きな力が永久磁石３に働く。従って、より効率的にケーブルから電力を取り出すことができる。
【0020】
本態様に係る発電装置は、前記ケーブルは並走する３本の前記導線及びグランド線を有し、前記永久磁石は、前記ケーブルの周方向における所定位置から０度及び±略９０度の位置に前記３本の導線が配され、略１８０度の位置に前記グランド線が配されている場合、前記所定位置から±略３０度の角度範囲内に配される構成が好ましい。
【0021】
本態様によれば、３本の導線及びグランド線の周囲に形成される交流磁界によって、永久磁石を振動させることができる。前記所定位置から±略３０度の角度範囲は、複数の導線が形成する磁界によって同一方向の力が永久磁石に働く領域であり、効率的に永久磁石を振動させ、発電することができる（図２２参照）。
なお、永久磁石は±略２０度の角度範囲内に配される構成がより好ましい。単線のケーブルを用いる場合に比べて大きな力が永久磁石３に働く領域であり、より効率的にケーブルから電力を取り出すことができる。
なお、永久磁石は±略２０度の角度範囲内に配される構成がより好ましい。単線のケーブルを用いる場合に比べて大きな力が永久磁石３に働く領域であり、より効率的にケーブルから電力を取り出すことができる。
【0022】
本態様に係る発電装置は、前記永久磁石は複数であり、複数の前記永久磁石は、前記所定位置を基準として略０度、±略６０度又は±略１２５度の位置に配されている構成が好ましい。
【0023】
本態様によれば、３本の導線及びグランド線の周囲に形成される交流磁界によって、複数の永久磁石を振動させることができる。また、略０度、±略６０度又は±略１２５度の位置は、単線のケーブルを用いる場合に比べて大きな力が永久磁石３に働く。従って、より効率的にケーブルから電力を取り出すことができる。
【0024】
本態様の一態様に係る送信装置は、上述のいずれか一つの発電装置と、信号を送信する送信部とを備え、前記送信部は、前記発電装置から出力される電圧にて駆動する。
【0025】
本態様によれば、発電装置が出力する電力を用いて送信部を駆動することができる。従って、電源を用意することができない環境であっても、送信部から信号を送信させることが可能である。
【0026】
本発明の一態様に係る発電方法は、交流が流れる複数の導線を有するケーブルに対して変位可能な永久磁石を用意し、前記導線の周囲に形成される交流磁界によって前記永久磁石を振動させ、前記永久磁石の運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、前記永久磁石の振動によって変換された電気エネルギーを出力させる。
【0027】
本態様によれば、上記の通り、複数線のケーブルの周囲に形成される交流磁界からエネルギーを取り出し、発電することができる。
【発明の効果】
【0028】
本態様によれば、交流を送電する２相線、３相線等、複数線のケーブルの周囲に形成される交流磁界をエネルギー源として発電することができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明の実施形態１に係る発電装置の斜視図である。
【図2】実施形態１に係る発電装置の側面図である。
【図3】導線及び永久磁石の位置関係及び寸法を示す説明図である。
【図4】１本の導線に対する微小な永久磁石の位置と、当該永久磁石に働く力との関係を示すベクトル図である。
【図5】２本の導線に対する微小な永久磁石の位置と、当該永久磁石に働く力との関係を示すベクトル図である。
【図6】導線と微小な永久磁石との距離と、当該磁石に働く力との関係を示すグラフである。
【図8】磁石の幅（厚み）と、発電電力との関係を示すグラフである。
【図9】同一条件で単線の場合に得られる電力を１００％として、永久磁石の寸法と発電電力との関係を示すコンター図である。
【図10】最大発電電力を１００％として、永久磁石の寸法と発電電力との関係を示すコンター図である。
【図11】交流の周波数及び電流と発電電力との関係を示すグラフである。
【図12】永久磁石の振動方向における位置と、永久磁石に働く力との関係を示すグラフである。
【図13】永久磁石の振動方向における位置と、永久磁石に働く力との関係を示すグラフである。
【図14】実施形態１に係る発電特性評価の実験結果を示すグラフである。
【図15】本発明の実施形態２に係る発電装置の斜視図である。
【図16】実施形態２に係る発電装置の正面図である。
【図17】三相線に対する永久磁石の位置と、当該永久磁石に働く力との関係を示すベクトル図である。
【図18】三相線と永久磁石の位置関係を示す説明図である。
【図19】３本の導線に流れる電流の時間変化を示すグラフである。
【図20】永久磁石に働く力の時間変化を示すグラフである（実線は円周方向、点線は径方向に働く力を示している。）。
【図21】３心タイプのケーブルの周方向における永久磁石の角度位置と、当該永久磁石に働く力との関係を示すグラフである。
【図22】４心タイプのケーブルの周方向における永久磁石の角度位置と、当該永久磁石に働く力との関係を示すグラフである。
【図23】最大発電電力を１００％として、永久磁石の寸法と発電電力との関係を示すコンター図である。
【図24】交流の周波数及び電流と発電電力との関係を示すグラフである。
【図25】実施形態２に係る発電特性評価の実験結果を示すグラフである。
【図26】本発明の実施形態３に係る発電装置の正面図である。
【図27】本発明の本実施形態４に係る電圧調整装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
本発明の実施形態に係る発電装置、送信装置及び発電方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
【0031】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る発電装置１００の斜視図、図２は、実施形態１に係る発電装置１００の側面図である。本発明の実施形態１に係る発電装置１００は、圧電部材１２を有する弾性体としてのカンチレバー１と、カンチレバー１の固定端１ａを、十Ｈｚオーダの低周波数の交流が流れる２本の導線６ａ（以下、適宜、平行線と呼ぶ）を有するケーブル６に対して固定する固定部２と、カンチレバー１の自由端１ｂに設けられた永久磁石３と、カンチレバー１の圧電部材１２に発生した電圧を出力する出力部４とを備える。本実施形態１においては、導線６ａは、電流を通ずることが可能な断面略円形の材料で形成された線状の部材であり、２本の導線６ａは５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの交流電源に接続されているものとする。２本の導線６ａには逆向きの電流が流れている。発電装置１００は、２本の導線６ａの周囲に形成される交流磁界を永久磁石３の運動エネルギーに変換し、永久磁石３の運動エネルギーを圧電部材１２によって電力に変換することによって、発電するものである。発電装置１００は、本発明に係る発電方法を実施ないし実現する装置である。
図１は、本発明の実施形態１に係る発電装置１００の斜視図、図２は、実施形態１に係る発電装置１００の側面図である。本発明の実施形態１に係る発電装置１００は、圧電部材１２を有する弾性体としてのカンチレバー１と、カンチレバー１の固定端１ａを、十Ｈｚオーダの低周波数の交流が流れる２本の導線６ａ（以下、適宜、平行線と呼ぶ）を有するケーブル６に対して固定する固定部２と、カンチレバー１の自由端１ｂに設けられた永久磁石３と、カンチレバー１の圧電部材１２に発生した電圧を出力する出力部４とを備える。本実施形態１においては、導線６ａは、電流を通ずることが可能な断面略円形の材料で形成された線状の部材であり、２本の導線６ａは５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの交流電源に接続されているものとする。２本の導線６ａには逆向きの電流が流れている。発電装置１００は、２本の導線６ａの周囲に形成される交流磁界を永久磁石３の運動エネルギーに変換し、永久磁石３の運動エネルギーを圧電部材１２によって電力に変換することによって、発電するものである。発電装置１００は、本発明に係る発電方法を実施ないし実現する装置である。
【0032】
カンチレバー１は、バイモルフ型圧電素子を用いてなる発電部材である。カンチレバー１は、外力によって弾性変形が可能な導電部材からなる長板部１１と、厚み方向に分極した２枚の板状ないしシート状の圧電部材１２とを備え、２枚の圧電部材１２が長板部１１を挟み込むように当該長板部１１の両面に貼り合わされている。圧電部材１２の長手方向の長さは、長板部１１の固定部２からの突出部分の長さの２／３程度で十分である。また、２枚の圧電部材１２には、それぞれシート状の電極１３が設けられている。長板部１１を構成する部材は、例えばステンレス等の金属である。圧電部材１２は、例えば圧電セラミックスである。長板部１１の長手方向一端部は固定部２に固定される固定端１ａであり、長板部１１の長手方向他端部は外力によって変位可能な自由端１ｂである。自由端１ｂが変位した場合、２枚の圧電部材１２はそれぞれ伸張及び伸縮し、電極１３及び長板部１１間に電圧が発生する。
なお、ここではバイモルフ型圧電素子を説明したが、片面のみに圧電部材１２を張り付けたユニモルフ構造であっても良い。圧電部材１２は、導線６ａの周囲に形成される交流磁界によって振動する永久磁石３の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する変換部の一例である。
なお、ここではバイモルフ型圧電素子を説明したが、片面のみに圧電部材１２を張り付けたユニモルフ構造であっても良い。圧電部材１２は、導線６ａの周囲に形成される交流磁界によって振動する永久磁石３の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する変換部の一例である。
【0033】
固定部２は、カンチレバー１の固定端１ａを導線６ａ又はケーブル６に対して固定する部材である。固定部２は、例えば、略直方体形状をなし、ケーブル６が挿通する貫通孔２１を有する。貫通孔２１は、中心部を貫通する正面視円形状である。貫通孔２１が形成された固定部２の一面側の角部にカンチレバー１の固定端１ａが固定され、カンチレバー１を保持している。より詳細には、固定部２は、カンチレバー１の自由端１ｂに固定される永久磁石３が、２本の導線６ａの対向方向及び導線６ａの走行方向（導線６ａの中心線方向）それぞれに略直交する方向に離隔し、カンチレバー１の自由端１ｂが、２本の導線６ａの対向方向に変位又は振動するように、カンチレバー１を保持している。
固定部２は、例えばクランプ機構を有し、ケーブル６に固定される。固定部２は、ケーブル６の周方向における永久磁石３の位置、つまり２本の導線６ａに対する永久磁石３の位置関係が変化しないように、ケーブル６を挟持する挾持部を有する。挾持部は、例えば、ケーブル６を挟み囲む第１固定部半体と、第２固定部半体とを有する。なお、ケーブル６の円周方向における永久磁石３の位置、つまり導線６ａと永久磁石３との位置関係を調整するため、挾持部がケーブル６を挟持する力を弱める挟持力調整機構を備えるとよい。挟持力調整機構は例えば、ねじ機構を有する。
固定部２は、例えばクランプ機構を有し、ケーブル６に固定される。固定部２は、ケーブル６の周方向における永久磁石３の位置、つまり２本の導線６ａに対する永久磁石３の位置関係が変化しないように、ケーブル６を挟持する挾持部を有する。挾持部は、例えば、ケーブル６を挟み囲む第１固定部半体と、第２固定部半体とを有する。なお、ケーブル６の円周方向における永久磁石３の位置、つまり導線６ａと永久磁石３との位置関係を調整するため、挾持部がケーブル６を挟持する力を弱める挟持力調整機構を備えるとよい。挟持力調整機構は例えば、ねじ機構を有する。
【0034】
永久磁石３は、矩形板状をなし、厚み方向がケーブル６の径方向を向く姿勢でカンチレバー１の自由端１ｂに固定されている。厚み方向とは、永久磁石３の縦寸法、横寸法及び高さ寸法の内、最も長さが短い方向を意味する。永久磁石３は、２本の導線６ａの対向方向に並ぶ単一対のＳ極３ｂ及びＮ極３ａを有する。言い換えると、永久磁石３は、カンチレバー１の自由端１ｂに固定された永久磁石３の振動方向に並ぶ単一対のＳ極３ｂ及びＮ極３ａを有する。
カンチレバー１に設けられた永久磁石３の振動周波数は、導線６ａの周囲に形成される交流磁界の周波数に略一致するように構成されている。例えば、交流磁界の周波数が５０Ｈｚである場合、永久磁石３の振動周波数を５０Ｈｚとし、交流磁界の周波数が６０Ｈｚである場合、永久磁石３の振動周波数を６０Ｈｚとする。なお、振動周波数が交流磁界の周波数に略一致するとは、所要の電力が得られる範囲で、振動周波数を交流磁界の周波数からずれた構成も本実施形態１に係る発電装置１００に含まれることを意味する。
カンチレバー１に設けられた永久磁石３の振動周波数は、導線６ａの周囲に形成される交流磁界の周波数に略一致するように構成されている。例えば、交流磁界の周波数が５０Ｈｚである場合、永久磁石３の振動周波数を５０Ｈｚとし、交流磁界の周波数が６０Ｈｚである場合、永久磁石３の振動周波数を６０Ｈｚとする。なお、振動周波数が交流磁界の周波数に略一致するとは、所要の電力が得られる範囲で、振動周波数を交流磁界の周波数からずれた構成も本実施形態１に係る発電装置１００に含まれることを意味する。
【0035】
出力部４は、カンチレバー１の電極１３と、長板部１１とに接続されており、永久磁石３の振動により伸縮した圧電部材１２に発生した電圧を出力する回路である。出力部４は、例えば整流回路及び平滑コンデンサを備える。整流回路は、例えばダイオードブリッジ回路である。整流回路の入力端子は圧電部材１２及び長板部１１に接続されており、整流回路の出力端子対には平滑コンデンサの各端子が接続されている。整流回路は、圧電部材１２に発生した交流を全波整流し、平滑コンデンサにて平滑化された直流の電圧を負荷Ｒへ出力する。
【0036】
以下、平行線を用いた効率的な発電を可能にする２本の導線６ａと、永久磁石３との位置関係、永久磁石３の寸法について説明する。
【0037】
図３は、導線６ａ及び永久磁石３の位置関係及び寸法を示す説明図である。図３は、ケーブル６又は導線６ａの中心線に垂直なｘｙ平面を示している。ケーブル６の中心をｘｙ平面の原点とし、２本の導線６ａの対向方向をｙ軸、当該対向方向及び導線６ａの走行方向に直交する方向をｘ軸としている。第１の導線６ａの中心はｘｙ平面における（０，ｄ／２）に位置し、第２の導線６ａの中心はｘｙ平面における（－ｄ／２，０）に位置している。ｄは、導線６ａの中心間の距離（以下、導線中心間距離と呼ぶ）を示している。Ｌは、ケーブル６又は導線６ａの中心と、永久磁石３の端面（ケーブル６側の端面）との距離、すなわちケーブル６又は導線６ａの中心と、永久磁石３の端面（ケーブル６側の端面）とのｘ軸方向の距離を示している。以下、距離Ｌを、適宜、導線６ａの中心と永久磁石３との距離、又はケーブル６の中心と永久磁石３の端面との距離という。Ｄは永久磁石３のｘ軸方向の幅（厚み）、Ｗは永久磁石３のｙ軸方向の幅を示している。
【0038】
＜永久磁石３の配置＞
図４は、１本の導線６ａに対する微小な永久磁石３の位置と、当該永久磁石３に働く力との関係を示すベクトル図、図５は、２本の導線６ａに対する微小な永久磁石３の位置と、当該永久磁石３に働く力との関係を示すベクトル図である。ここでは永久磁石３の寸法は導線中心間距離ｄよりも十分に小さいものとする。微小な永久磁石３とは、導線中心間距離ｄよりも十分に小さい磁石を意味するものとする。１本の導線６ａ（以下、適宜、単線と呼ぶ）を原点とし、導線６ａに垂直なｘｙ平面上で永久磁石３に働く力を考える。電流の方向はｘｙ平面に対して奥方向とする。永久磁石３の磁気モーメントの向きはｙ軸正方向とする。この時、（ｘ、ｙ）の位置にある永久磁石３に働くｘ方向、ｙ方向の力は次式（１）、（２）で与えられる。
図４は、１本の導線６ａに対する微小な永久磁石３の位置と、当該永久磁石３に働く力との関係を示すベクトル図、図５は、２本の導線６ａに対する微小な永久磁石３の位置と、当該永久磁石３に働く力との関係を示すベクトル図である。ここでは永久磁石３の寸法は導線中心間距離ｄよりも十分に小さいものとする。微小な永久磁石３とは、導線中心間距離ｄよりも十分に小さい磁石を意味するものとする。１本の導線６ａ（以下、適宜、単線と呼ぶ）を原点とし、導線６ａに垂直なｘｙ平面上で永久磁石３に働く力を考える。電流の方向はｘｙ平面に対して奥方向とする。永久磁石３の磁気モーメントの向きはｙ軸正方向とする。この時、（ｘ、ｙ）の位置にある永久磁石３に働くｘ方向、ｙ方向の力は次式（１）、（２）で与えられる。
【0039】
【数1】
【0040】
この原理を平行線に発展させると以下のようになる。２本の導線６ａの間隔をｄとし、ｘｙ平面に対して奥方向及び手前方向に電流が流れる導線６ａが、それぞれ（０，ｄ／２）、（－ｄ／２，０）の位置にあるとする。この時、（ｘ、ｙ）の位置にある永久磁石３に働くｘ方向、ｙ方向の力は次式（３）、（４）で与えられる。
【0041】
【数2】
【0042】
図４及び図５は、電流の大きさを１０Ａとし、単線である１本の導線６ａ及び平行線である２本の導線６ａの近くに置いた微小な永久磁石３（ネオジム磁石、磁気モーメントの大きさは１．２４Ｔ）に働く力を計算した結果を示している。２本の導線６ａの間隔ｄは２．７ｍｍである。単線と平行線の結果を比較すると、ベクトル図の形状は異なるが、同じ程度の大きさの力が永久磁石３に働くことがわかる。平行線の場合、常に反対方向に電流が流れているので、外部に形成される磁界は打ち消しあうように思われるが、数ｍｍでも位置がずれていることによりゼロにはならない。むしろ逆方向に流れる電流によってｘ軸上では磁界が強め合う領域も存在する。また平行線の場合ではｙ軸方向に力がかかる領域がｘ軸付近に現れており、これが単線との大きな違いである。
【0043】
単線での発電の際には、電流が流れる方向及び永久磁石３の離隔方向と永久磁石３に働く力が直交する位置に永久磁石３を配置することで、導線６ａと衝突しない方向に永久磁石３を振動させることが大きな電力を得るのに有効であった。平行線ではそのような位置関係がｘ軸上とｙ軸上の両方で得られる。ｘ軸上とｙ軸上に微小な永久磁石３を配置した場合に、永久磁石３に働く力の大きさはそれぞれ次式（５）、（６）で与えられる。
【0044】
【数3】
【0045】
図６は、導線６ａと微小な永久磁石３との距離と、当該磁石に働く力との関係を示すグラフである。横軸は、導線中心間距離ｄで規格化された、ケーブル６の中心と永久磁石３の端面との距離ａ（ａ＝Ｌ／ｄ）を示し、縦軸は、単線の場合に永久磁石３に働く力で規格化された、永久磁石３に働く力の大きさを示しており、式（５）及び（６）を計算した結果を表している。図６から分かるように、ｙ軸上では単線の場合よりも大きな力が働く領域は存在しないが、x軸上では０．５≦ａ≦１．６９の条件で単線以上の力が得られる。また永久磁石３に働く力の大きさは、式（５）よりａ＝√３／２の時に最大値１．３となる。
【0046】
この結果を図３に示すレイアウトに当てはめて考えると、永久磁石３は、ケーブル６の中心と永久磁石３の端面との距離Ｌが、導線中心間距離ｄの０．５倍より大きく１．６９倍より小さい領域に配置する構成が好ましく、単線よりも大きな力が得られる。また、永久磁石３は、導線６ａの中心からｘ軸方向に、導線中心間距離ｄの√３／２倍の距離だけ離して配置する構成がより望ましい。永久磁石３に働く力が最も大きくなり、その大きさは単線比で１．３倍となる。
【0047】
＜永久磁石３の寸法＞
まず、ｙ軸方向（導線６ａの対向方向）における永久磁石３の幅Ｗについて説明する。平行線には多くの種類があるが、汎用的には導線６ａの断面積が０．５ｍｍ2 、０．７５ｍｍ2 、１．２５ｍｍ2 の製品が広く利用されている。２本の導線６ａの導線中心間距離ｄはそれぞれ約２．５ｍｍ、２．７ｍｍ、３．１ｍｍである。
まず、ｙ軸方向（導線６ａの対向方向）における永久磁石３の幅Ｗについて説明する。平行線には多くの種類があるが、汎用的には導線６ａの断面積が０．５ｍｍ2 、０．７５ｍｍ2 、１．２５ｍｍ2 の製品が広く利用されている。２本の導線６ａの導線中心間距離ｄはそれぞれ約２．５ｍｍ、２．７ｍｍ、３．１ｍｍである。
【0048】
図７は、導線中心間距離ｄが異なる３種類の平行線に対して、図３のように微小な永久磁石３（ネオジム磁石）を配置したときにｙ軸負方向に働く力を示した説明図である。図７は、図６の結果を参考にして、単線よりも大きな力働く領域を中心に示している。図７に図示した数値「０」、「２５」、「５０」は微小な永久磁石３に働く単位体積あたりの力（Ｎ／ｍｍ3 ）の大きさを示している。この結果から、導線６ａに近い場所では、永久磁石３に力が働く領域は導線中心間距離ｄにほぼ一致していることがわかる。導線６ａからｘ軸方向に離れるにつれて、力が働く領域は徐々にｙ軸方向に広がっていくが、その広がった領域での力はあまり大きくない。以上のことから、図７に示すように、ケーブル６の中心位置（ｙ＝０）から、ｙ軸方向±ｄ／２にわたる領域Ｚにおいては、微小な永久磁石３は、ｘ軸方向における位置にかかわらず、振動方向の力を受けることが分かる。領域Ｚは、直線ｙ＝＋ｄ／２と、直線ｙ＝－ｄ／２との間の領域である。図７より、永久磁石３のｙ軸方向の寸法を導線中心間距離ｄより大きくした場合、永久磁石３のｙ軸方向における端部が、領域Ｚの外側にはみ出してしまい、特に永久磁石３を導線６ａの近くに配置すると、当該端部にｙ軸方向の力が永久磁石３に働かなくなることがある。つまり、永久磁石３のｙ軸方向の寸法を導線中心間距離ｄより大きくして、導線６ａの近傍に永久磁石３を配置した場合、永久磁石３の質量が増大するばかりで、永久磁石３の当該端部には振動に寄与する力が働かないことが分かる。従って、平行線では永久磁石３のｙ軸方向の幅Ｗは、導線中心間距離ｄよりも小さい構成が望ましい。
【0049】
次に、ｘ軸方向（導線６ａの対向方向に直交する方向）における永久磁石３の幅Ｄについて説明する。
【0050】
図８は、磁石の幅Ｄ（厚み）と、発電電力との関係を示すグラフである。ここでは、永久磁石３の振動振幅は微小とし、上記式（３）（４）と、振動発電の原理（永久磁石３に働く力と発電電力との関係を記述した式）とを組み合わせて発電電力の計算を行った。また導線中心間距離ｄ及び永久磁石３のy軸方向の幅はともに２．７ｍｍとしている。この結果より、最大の発電電力が得られる永久磁石３の幅Ｄは、ケーブル６の中心と永久磁石３の端面との距離Ｌ、即ち導線６ａの中心と永久磁石３の端面との距離Ｌを用いて、次式（７）で与えられることが分かった。
Ｄ＝０．４８Ｌ＋０．６１８…（７）
Ｄ＝０．４８Ｌ＋０．６１８…（７）
【0051】
汎用の平行線の直径、即ち導線６ａの直径が約２ｍｍ～３ｍｍであることを考えると、ケーブル６の中心と永久磁石３の端面との距離Ｌも２ｍｍ～３ｍｍとなることが想定される。そこで、最適な永久磁石３の寸法についてさらに詳しく調べるために、ケーブル６の中心と永久磁石３の端面との距離Ｌが２ｍｍと３ｍｍの場合における永久磁石３の寸法と発電電力の関係を計算した。
【0052】
図９は、同一条件で単線の場合に得られる電力を１００％として、永久磁石３の寸法と発電電力との関係を示すコンター図、図１０は、最大発電電力を１００％として、永久磁石の寸法と発電電力との関係を示すコンター図である。図９及び図１０は、ケーブル６の中心と永久磁石３の端面との距離Ｌを２ｍｍ又は３ｍｍとし、導線中心間距離ｄを２．５ｍｍ、２．７ｍｍ又は３．１ｍｍとした時の発電電力に係る計算結果を示したものである。各コンター図の横軸は永久磁石３の厚みＤ（ｍｍ）、縦軸は永久磁石３の幅Ｗ（ｍｍ）を示している。図９においては、発電電力を単線における同一条件での値で規格化している。図９に示す結果より、単線の場合よりも大きな電力が得られる領域は、導線中心間距離ｄが大きくなるほど広がることがわかる。また導線６ａの中心と永久磁石３の端面までの距離Ｌが短い方が平行線の優位性が高くなることも示されている。
【0053】
図１０は、図９と同じ計算結果であるが発電電力の最大値で規格化している。上述したように、永久磁石３の幅Ｗが導線中心間距離ｄに、また永久磁石３の厚みＤが式（７）で与えられる値におおよそ一致しているときに最大発電電力が得られている。単線との比較の場合とは異なり、導線中心間距離ｄの影響は顕著でない。図９及び図１０の結果を合わせると、２本の導線６ａからなる平行線を用いて発電するのに適した永久磁石３は幅Ｗ、厚みＤは共に５ｍｍ以下であると言える。また、永久磁石３は幅Ｗ及び厚みＤの双方を、導線中心間距離ｄ以下にすると、単線の場合よりも大きな電力が得られるため、より好ましい。
永久磁石３の幅Ｗの下限は特に限定されるものでは無いが、例えば１ｍｍ以上であればよい。永久磁石３の厚みＤの下限も特に限定されるものでは無いが、図８に示すグラフから分かるように、１ｍｍ以上が望ましい。
永久磁石３の幅Ｗの下限は特に限定されるものでは無いが、例えば１ｍｍ以上であればよい。永久磁石３の厚みＤの下限も特に限定されるものでは無いが、図８に示すグラフから分かるように、１ｍｍ以上が望ましい。
【0054】
＜発電電力の周波数及び電流依存性＞
図１１は、交流の周波数及び電流と発電電力との関係を示すグラフである。図１１は、導線中心間距離ｄを２．５ｍｍ、２．７ｍｍ又は３．１ｍｍ、ケーブル６の中心と永久磁石３の端面との距離を２ｍｍ又は３ｍｍとした時の発電電力の周波数及び電流量依存性を計算した結果を示したものである。各グラフの横軸は周波数（Ｈｚ）、縦軸は発電電力（Ｗ）を示している。永久磁石３（ネオジム磁石）の大きさは幅２ｍｍ、厚み２ｍｍ、奥行き１０ｍｍとした。圧電素子の静電容量、電気機械結合係数（Ｋ2 ）、ばね定数、Ｑ値はそれぞれ１μＦ、１％、３１．４Ｎ／ｍ、１００である。３．２ｋΩの負荷抵抗を接続したときに、消費される平均電力を発電電力としている。比較のため同一条件で計算した単線での結果も点線で示している。電流量が３Ａ程度までは、いずれの条件においても平行線の場合の方が単線の場合よりも発電電力が大きくなっている。電流量が１０Ａになると共振周波数である５０Ｈｚでの発電電力は、いずれの条件でも単線よりも平行線の方が発電電力が小さくなっている。これは永久磁石３が大きく振動することにより適正領域から逸脱するためである。
図１１は、交流の周波数及び電流と発電電力との関係を示すグラフである。図１１は、導線中心間距離ｄを２．５ｍｍ、２．７ｍｍ又は３．１ｍｍ、ケーブル６の中心と永久磁石３の端面との距離を２ｍｍ又は３ｍｍとした時の発電電力の周波数及び電流量依存性を計算した結果を示したものである。各グラフの横軸は周波数（Ｈｚ）、縦軸は発電電力（Ｗ）を示している。永久磁石３（ネオジム磁石）の大きさは幅２ｍｍ、厚み２ｍｍ、奥行き１０ｍｍとした。圧電素子の静電容量、電気機械結合係数（Ｋ2 ）、ばね定数、Ｑ値はそれぞれ１μＦ、１％、３１．４Ｎ／ｍ、１００である。３．２ｋΩの負荷抵抗を接続したときに、消費される平均電力を発電電力としている。比較のため同一条件で計算した単線での結果も点線で示している。電流量が３Ａ程度までは、いずれの条件においても平行線の場合の方が単線の場合よりも発電電力が大きくなっている。電流量が１０Ａになると共振周波数である５０Ｈｚでの発電電力は、いずれの条件でも単線よりも平行線の方が発電電力が小さくなっている。これは永久磁石３が大きく振動することにより適正領域から逸脱するためである。
【0055】
図１２及び図１３は、永久磁石３の振動方向における位置と、永久磁石３に働く力との関係を示すグラフである。横軸は永久磁石３の振動方向における位置を示し、縦軸は永久磁石３に働く力を示している。
特に図１２は、図１１で説明した計算条件と同一条件で、永久磁石３がｘ＝２ｍｍ、ｙ＝０ｍｍの位置を中心にｙ軸方向に振動しているときに、永久磁石３の位置と働く力の大きさを示している。導線６ａの中心と永久磁石３との距離は２ｍｍである。詳細には、導線６ａの中心と永久磁石３の端面（ケーブル６側の端面）との距離、言い換えると、ケーブル６の中心と、永久磁石３の端面との距離は２ｍｍである。
図１３は、図１１で説明した計算条件と同一条件で、永久磁石３をｘ＝３ｍｍ、ｙ＝０ｍｍの位置を中心にｙ軸方向に振動しているときに、永久磁石３の位置と働く力の大きさを示している。導線６ａの中心と永久磁石３との距離は３ｍｍである。詳細には導線６ａの中心と永久磁石３の端面（ケーブル６側の端面）との距離、言い換えると、ケーブル６の中心と、永久磁石３の端面との距離は３ｍｍである。
比較のため同一条件で計算した単線での結果も点線で示している。
特に図１２は、図１１で説明した計算条件と同一条件で、永久磁石３がｘ＝２ｍｍ、ｙ＝０ｍｍの位置を中心にｙ軸方向に振動しているときに、永久磁石３の位置と働く力の大きさを示している。導線６ａの中心と永久磁石３との距離は２ｍｍである。詳細には、導線６ａの中心と永久磁石３の端面（ケーブル６側の端面）との距離、言い換えると、ケーブル６の中心と、永久磁石３の端面との距離は２ｍｍである。
図１３は、図１１で説明した計算条件と同一条件で、永久磁石３をｘ＝３ｍｍ、ｙ＝０ｍｍの位置を中心にｙ軸方向に振動しているときに、永久磁石３の位置と働く力の大きさを示している。導線６ａの中心と永久磁石３との距離は３ｍｍである。詳細には導線６ａの中心と永久磁石３の端面（ケーブル６側の端面）との距離、言い換えると、ケーブル６の中心と、永久磁石３の端面との距離は３ｍｍである。
比較のため同一条件で計算した単線での結果も点線で示している。
【0056】
図１２及び図１３に示す結果から、平行線では中心位置付近では単線よりも大きな力が働いているが、中心からはずれると急激に減少し、導線６ａの中心と永久磁石３との距離と同程度離れると永久磁石３の振動を抑制する方向に力が働くことがわかる。詳細には、図１２に示すように、導線６ａの中心と永久磁石３の端面との距離が２ｍｍの場合、永久磁石３の位置が中心位置より約２．２ｍｍ以上離れると、永久磁石３の振動を抑制する方向に力が働く。つまり、導線６ａの中心と永久磁石３の端面との距離が２ｍｍの場合、永久磁石３の振動方向において、永久磁石３が振動中心を基準とし、導線６ａの中心と永久磁石３の端面との距離の１１０％以下の領域にあるとき、永久磁石３の振動を抑制する方向の力は働かない。図１２中、太矢印は、永久磁石３の振動方向正側における１１０％以下の領域を示している。
また図１３に示すように、導線６ａの中心と永久磁石３の端面との距離が３ｍｍの場合、永久磁石３の位置が中心位置より約２．６ｍｍ以上離れると、永久磁石３の振動を抑制する方向に力が働く。つまり、導線６ａの中心と永久磁石３の端面との距離が３ｍｍの場合、永久磁石３の振動方向において、永久磁石３が振動中心を基準とし、導線６ａの中心と永久磁石３の端面との距離の８６％以下の領域にあるとき、永久磁石３の振動を抑制する方向の力は働かない。図１３中、太矢印は、永久磁石３の振動方向正側における８６％以下の領域を示している。
従って、導線６ａの中心と永久磁石３の端面との距離が２ｍｍ以上の場合、少なくとも導線６ａの中心と永久磁石３の端面との距離が２ｍｍ以上３ｍｍ以下の場合、永久磁石３の振動方向において、永久磁石３は振動中心を基準とし、導線６ａの中心と永久磁石３の端面との距離の８６％以下の領域、より好ましくは８０％以下の領域に収まるようにする構成が望ましい。
図１１において大電流時に発電電力が低下したのは、振動中心から、導線６ａの中心と永久磁石３との距離よりも永久磁石３が大きく振動したためである。従って、永久磁石３の幅Ｗ（振動方向における幅）は、導線６ａの中心と永久磁石３との距離の２倍程度の領域に収まるようにする構成が望ましい。好ましくは、永久磁石３の幅Ｗは、導線６ａの中心と永久磁石３との距離の８６％×２＝１７２％以下、より好ましくは８０％×２＝１６０％以下の領域に収まるようにする構成が望ましい。
また図１３に示すように、導線６ａの中心と永久磁石３の端面との距離が３ｍｍの場合、永久磁石３の位置が中心位置より約２．６ｍｍ以上離れると、永久磁石３の振動を抑制する方向に力が働く。つまり、導線６ａの中心と永久磁石３の端面との距離が３ｍｍの場合、永久磁石３の振動方向において、永久磁石３が振動中心を基準とし、導線６ａの中心と永久磁石３の端面との距離の８６％以下の領域にあるとき、永久磁石３の振動を抑制する方向の力は働かない。図１３中、太矢印は、永久磁石３の振動方向正側における８６％以下の領域を示している。
従って、導線６ａの中心と永久磁石３の端面との距離が２ｍｍ以上の場合、少なくとも導線６ａの中心と永久磁石３の端面との距離が２ｍｍ以上３ｍｍ以下の場合、永久磁石３の振動方向において、永久磁石３は振動中心を基準とし、導線６ａの中心と永久磁石３の端面との距離の８６％以下の領域、より好ましくは８０％以下の領域に収まるようにする構成が望ましい。
図１１において大電流時に発電電力が低下したのは、振動中心から、導線６ａの中心と永久磁石３との距離よりも永久磁石３が大きく振動したためである。従って、永久磁石３の幅Ｗ（振動方向における幅）は、導線６ａの中心と永久磁石３との距離の２倍程度の領域に収まるようにする構成が望ましい。好ましくは、永久磁石３の幅Ｗは、導線６ａの中心と永久磁石３との距離の８６％×２＝１７２％以下、より好ましくは８０％×２＝１６０％以下の領域に収まるようにする構成が望ましい。
【0057】
＜実際の発電特性＞
図１４は、実施形態１に係る発電特性評価の実験結果を示すグラフである。４×１０×４０ｍｍのネオジム磁石（ｘ方向の厚み４ｍｍ、ｙ方向の幅１０ｍｍ、奥行き方向の幅４０ｍｍ）を用いて、単線及び平行線から電力を取り出せることについて実験での確認を行った。図１４は１．５Ａの電流が流れる単線及び平行線に発電素子を取り付け、交流電流の周波数を変化させながら発電電力を測定した結果である。導線中心間距離ｄは３．８ｍｍである。発電装置１００が５０Ｈｚに共振周波数を持つように圧電部材１２のばね定数を調整している。
図１４Ａは、単線（１本の導線６ａ）を用いた実験結果であり、図１４Ｂは、平行線（２本の導線６ａ）を用いた実験結果である。横軸は周波数、縦軸は発電電力（Ｗ）を示している。図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、単線及び複数線のいずれにおいても圧電素子とインピーダンス整合する、負荷抵抗が１００ｋΩの時に最大の発電電力が得られている。
図１４は、実施形態１に係る発電特性評価の実験結果を示すグラフである。４×１０×４０ｍｍのネオジム磁石（ｘ方向の厚み４ｍｍ、ｙ方向の幅１０ｍｍ、奥行き方向の幅４０ｍｍ）を用いて、単線及び平行線から電力を取り出せることについて実験での確認を行った。図１４は１．５Ａの電流が流れる単線及び平行線に発電素子を取り付け、交流電流の周波数を変化させながら発電電力を測定した結果である。導線中心間距離ｄは３．８ｍｍである。発電装置１００が５０Ｈｚに共振周波数を持つように圧電部材１２のばね定数を調整している。
図１４Ａは、単線（１本の導線６ａ）を用いた実験結果であり、図１４Ｂは、平行線（２本の導線６ａ）を用いた実験結果である。横軸は周波数、縦軸は発電電力（Ｗ）を示している。図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、単線及び複数線のいずれにおいても圧電素子とインピーダンス整合する、負荷抵抗が１００ｋΩの時に最大の発電電力が得られている。
【0058】
このように平行線からでも磁界振動発電の技術を用いて電力を取り出せることを実験でも確認できた。
【0059】
以上の通り、本実施形態１に係る発電装置１００及び発電方法によれば、平行線、すなわち２本の導線６ａの周囲に形成される交流磁界をエネルギー源として発電を行うことができる。
【0060】
本態様によれば、ケーブル６の中心と永久磁石３の端面との距離、すなわち導線６ａの中心と、永久磁石３の端面との距離を、導線中心間距離ｄの０．５倍以上、１．６９倍以下に構成することによって、単線のケーブルを用いる場合に比べてより大きな力が永久磁石３に働き（図６参照）、より効率的に発電することができる。
【0061】
更に、永久磁石３の幅Ｗ（導線６ａの対向方向における幅）を導線中心間距離ｄ以下にすることによって、永久磁石３の各部にｙ軸方向の力が働くようにすることができ、より効率的に発電することができる（図７参照）。永久磁石３の幅Ｗを導線中心間距離ｄ以上にしても永久磁石３に大きな力は働かず、質量が増加するだけ発電効率が低下する。
【0062】
更にまた、永久磁石３の幅Ｗ（導線６ａの対向方向における幅）を導線６ａの中心と永久磁石３の端面との距離２倍程度、好ましくは１７２％以下、より好ましくは１６０％以下に構成することによって、永久磁石３の各部に同一方向の力が働き、効率的に発電することができる（図１２及び図１３参照）。
【0063】
更にまた、永久磁石３の幅Ｗ及び厚みＤを導線中心間距離ｄ以下にすることによって、単線ケーブルを用いる場合に比べて、より大きな発電電力を得ることができる(図９参照)。
【0064】
なお、本実施形態１では、断面円形の直線状の導線６ａであることを前提に説明したが、上記導線６ａの構成は一例であり、永久磁石３を振動させる交流磁界を形成可能な電流が流れる構成であれば、その形状は特に限定されるものでは無く、レール状の導通部材、バスバー、角柱状の導体、長手方向を有する板状の導体であっても良い。また、導線６ａは、部分的に方形板状のような非線状部分を有していても良く、全体として所定方向に交流電流が流れるような形状であれば良い。当該非線状部分に発電装置１００を固定する構成も本願発明に含まれる。更に、導線６ａは、必ずしも直線状である必要は無く、部分的に湾曲していても良い。以下、本実施形態１では、導線６ａが直線状の部材であるものとして説明する。
【0065】
更に、永久磁石３を変位可能に支持する構成としてカンチレバー１を例示したが、振動磁界によって永久磁石３が移動できる構成であれば、支持機構は特にカンチレバー１に限定されるものでは無い。
【0066】
（実施形態２）
実施形態２に係る発電装置２００は、３本の導線６ａを有するケーブル６を用いて発電する点が実施形態１と異なるため、以下では主に上記相違点を説明する。その他の構成及び作用効果は実施形態１と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
実施形態２に係る発電装置２００は、３本の導線６ａを有するケーブル６を用いて発電する点が実施形態１と異なるため、以下では主に上記相違点を説明する。その他の構成及び作用効果は実施形態１と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
【0067】
図１５は、本発明の実施形態２に係る発電装置２００の斜視図、図１６は、実施形態２に係る発電装置２００の正面図である。なお、図１６では、説明の便宜上、永久磁石３が上側に位置するように図示している。また、永久磁石３の位置関係を示す説明の便宜上、ｘ軸及びｙ軸を図示した。実施形態２に係る発電装置２００は、実施形態１と同様、カンチレバー１と、固定部２と、永久磁石３と、出力部４とを備える。実施形態２に係る固定部２は、図１６Ａに示すように、３本の導線６ａ（以下、適宜三相線と呼ぶ）を有するケーブル６に永久磁石３を変位可能に固定する。３本の導線６ａは、所定位置、例えばｙ軸正方向の角度位置を０度とした場合、０度、±１２０度の位置に配されている。３本の導線６ａには３相交流の電流が流れている。
また、固定部２は、図１６Ｂに示すように３本の導線６ａ及びグランド線６ｂを有するケーブル６に永久磁石３を変位可能に固定することもできる。３本の導線６ａは、所定位置、例えばｙ軸正方向の角度位置を０度とした場合、０度、±９０度の位置に配され、グランド線６ｂは１８０度の位置に配されている。３本の導線６ａには３相交流の電流が流れている。
また、固定部２は、図１６Ｂに示すように３本の導線６ａ及びグランド線６ｂを有するケーブル６に永久磁石３を変位可能に固定することもできる。３本の導線６ａは、所定位置、例えばｙ軸正方向の角度位置を０度とした場合、０度、±９０度の位置に配され、グランド線６ｂは１８０度の位置に配されている。３本の導線６ａには３相交流の電流が流れている。
【0068】
＜導線６ａに対する永久磁石３の位置＞
図１７は、三相線に対する永久磁石３の位置と、当該永久磁石３に働く力との関係を示すベクトル図である。図１７に示すベクトル図は、実施形態１と同様、ケーブル６の中心をｘｙ平面の原点とし、ケーブル６の中心線に垂直なｘｙ平面を考え、各座標位置における永久磁石３に働く力の向きを示している。ここでは永久磁石３の寸法は導線中心間距離ｄよりも十分に小さい。図１７に示す６つのグラフは、複数の異なる時点において永久磁石３に働く力の様子を示している。
平行線の時と同じ方法で、三相線の近くに永久磁石３を置いた時に永久磁石３に働く力を計算した。電源周波数は５０Ｈｚとし、三相線の導線６ａの導線中心間距離ｄは３ｍｍとした。電流の大きさは１０Ａ、永久磁石３の大きさは１ｍｍ×１ｍｍ×１ｍｍ、磁気モーメントの向きはｙ軸正方向である。その結果を図１７に示す。三相線では単線及び平行線の場合とは大きく異なり、一方向に永久磁石３に力が働く場所は存在せず、すべての領域で電流の波形に合わせて回転するように力が働くことが分かった。
図１７は、三相線に対する永久磁石３の位置と、当該永久磁石３に働く力との関係を示すベクトル図である。図１７に示すベクトル図は、実施形態１と同様、ケーブル６の中心をｘｙ平面の原点とし、ケーブル６の中心線に垂直なｘｙ平面を考え、各座標位置における永久磁石３に働く力の向きを示している。ここでは永久磁石３の寸法は導線中心間距離ｄよりも十分に小さい。図１７に示す６つのグラフは、複数の異なる時点において永久磁石３に働く力の様子を示している。
平行線の時と同じ方法で、三相線の近くに永久磁石３を置いた時に永久磁石３に働く力を計算した。電源周波数は５０Ｈｚとし、三相線の導線６ａの導線中心間距離ｄは３ｍｍとした。電流の大きさは１０Ａ、永久磁石３の大きさは１ｍｍ×１ｍｍ×１ｍｍ、磁気モーメントの向きはｙ軸正方向である。その結果を図１７に示す。三相線では単線及び平行線の場合とは大きく異なり、一方向に永久磁石３に力が働く場所は存在せず、すべての領域で電流の波形に合わせて回転するように力が働くことが分かった。
【0069】
図１８は、三相線と永久磁石３の位置関係を示す説明図である。図中、「１」、「２」、「３」の符号を付した小円は３本の導線６ａを示し、「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」、「ｅ」、「ｆ」、「ｇ」、「ｈ」は、ケーブル６の周方向における永久磁石３の位置を示している。
【0070】
図１９は、３本の導線６ａに流れる電流の時間変化を示すグラフである。横軸は時間（ｍｓ）、縦軸は電流（Ａ）を示している。図１９中、「１」、「２」、「３」の符号が付された曲線は、図１８中「１」、「２」、「３」の符号で示した各導線６ａに流れる電流の時間変化を示している。
【0071】
図２０は永久磁石３に働く力の時間変化を示すグラフである。８つのグラフ「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」、「ｅ」、「ｆ」、「ｇ」、「ｈ」（各グラフの左上隅に記した記号）は、図１８に示した角度位置「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」、「ｅ」、「ｆ」、「ｇ」、「ｈ」に永久磁石３を置いた場合に、当該永久磁石３に働く力の時間変化を示している。実線は円周方向、点線は径方向に働く力を示している。
【0072】
図１７で説明した同じ条件で、三相線の中心から６ｍｍの位置にある永久磁石３に働く力の時間変化を示したのが図２０である。三相線のそれぞれに流れる電流の時間変化も比較のために図１９に示している。単に回転しながら力が働くのではなく、力の大きさも時間変化していることがわかる。
【0073】
汎用的な３相用のケーブル６としては、導線６ａの断面積が０．７５ｍｍ2 、１．２５ｍｍ2 、２．５ｍｍ2 、３．５ｍｍ2 のものがあり、導線６ａの中心間距離は３～４ｍｍとなっている。またケーブル６の外径は１０～１４ｍｍ程度である。
【0074】
そこで、導線中心間距離と、ケーブル６の中心から永久磁石３の端面までの距離が、それぞれ３ｍｍ、６ｍｍとした場合と、４ｍｍ、８ｍｍとした場合について、永久磁石３に働く力を調べることにする。またケーブル６には３心のタイプとグランド線６ｂも入れた４心のタイプがあるため、３心タイプ及び４心タイプの双方について、永久磁石３に働く力を調べることにする。
【0075】
図２１は、３心タイプのケーブル６の周方向における永久磁石３の角度位置と、当該永久磁石３に働く力との関係を示すグラフである。発電に適した永久磁石３の位置を調べるために、原点から反時計回りの角度位置に配された永久磁石３に働く円周方向の力の時間依存性を示したのが図２１である。図２１に示すグラフの横軸は、ｘｙ平面におけるｙ軸正方向を０度とし、永久磁石３の反時計回りの角度位置を示している。縦軸は、永久磁石３に働く、円周方向の力である。ここでは導線６ａの中心間距離を３ｍｍ、心数を３とし、図１７のｘ＝０ｍｍ、ｙ＝６ｍｍの位置を基準とした。永久磁石３の軸モーメントの方向は常にｙ軸正方向である。また、原点に単線がある場合に永久磁石３に働く力の大きさで規格化している。図２１に示す計算結果から、０度の位置で最も大きな力が永久磁石３に働き、次に大きな力が永久磁石３に働くのは－１３５度、－７０度、７０度、１３５度の位置であることがわかる。また同一符号の力が得られる領域は、上記の位置を中心に６０度の幅（±３０度の領域）である。従って三相線の場合では、上記の０度の位置で原点から６０度の範囲に収まる永久磁石３を配置することで、効率的な発電が可能になる。なお、上記の位置を中心に４０度の領域（±２０度の領域）においては、単線のケーブルを用いる場合に比べてより大きな力が永久磁石３に働く領域であり、当該領域に永久磁石３を配置することによって、より効率的に発電を行うことができる。
また、導線６ａの中心間距離が４ｍｍでｘ＝０ｍｍ、ｙ＝８ｍｍの位置を基準とし同様の計算を行ったとところ全く同じ結果となった。従って上記の関係は、ケーブル６の太さに依存せずに成立するといえる。
また、導線６ａの中心間距離が４ｍｍでｘ＝０ｍｍ、ｙ＝８ｍｍの位置を基準とし同様の計算を行ったとところ全く同じ結果となった。従って上記の関係は、ケーブル６の太さに依存せずに成立するといえる。
【0076】
図２２は、４心タイプのケーブル６の周方向における永久磁石３の角度位置と、当該永久磁石３に働く力との関係を示すグラフである。心数を４として、図２１と同じ条件で計算した結果を図２２に示す。図２２に示す計算結果から、－６０度、０度、６０度の位置で最も大きな力が永久磁石に働き、同一符号の力が得られる領域はその位置を中心に６０度の幅（±３０度の領域）であることがわかる。２番目に大きな力が永久磁石３に働く位置は－１２５度と１２５度の位置である。
なお、３心タイプの場合と同様、上記の位置を中心に４０度の領域（±２０度の領域）においては、単線のケーブルを用いる場合に比べてより大きな力が永久磁石３に働く領域であり、当該領域に永久磁石３を配置することによって、より効率的に発電を行うことができる。
また、導線６ａの中心間距離を４ｍｍとしても上記の結果に変化はなかった。従って上記の関係は、４心タイプの場合もケーブル６の太さに依存せずに成立するといえる。
なお、３心タイプの場合と同様、上記の位置を中心に４０度の領域（±２０度の領域）においては、単線のケーブルを用いる場合に比べてより大きな力が永久磁石３に働く領域であり、当該領域に永久磁石３を配置することによって、より効率的に発電を行うことができる。
また、導線６ａの中心間距離を４ｍｍとしても上記の結果に変化はなかった。従って上記の関係は、４心タイプの場合もケーブル６の太さに依存せずに成立するといえる。
【0077】
＜永久磁石３の寸法＞
そこで永久磁石３に最も大きな力が働く０度の位置に永久磁石３を配置したときに、大きな発電電力が得られる永久磁石３の寸法について検討した。隣接する導線６ａの中心間距離を３ｍｍ及び４ｍｍとし、その時のケーブル６中心から永久磁石３の端面までの距離はそれぞれ６ｍｍ、８ｍｍとしている。また、ケーブル６は３心と４芯の場合の両方について調べた。
そこで永久磁石３に最も大きな力が働く０度の位置に永久磁石３を配置したときに、大きな発電電力が得られる永久磁石３の寸法について検討した。隣接する導線６ａの中心間距離を３ｍｍ及び４ｍｍとし、その時のケーブル６中心から永久磁石３の端面までの距離はそれぞれ６ｍｍ、８ｍｍとしている。また、ケーブル６は３心と４芯の場合の両方について調べた。
【0078】
図２３は、最大発電電力を１００％として、永久磁石３の寸法と発電電力との関係を示すコンター図である。図１０と同様、永久磁石３の幅Ｗ及び厚みＤを変化させた時の発電電力を示している。図２３中、上側２つのコンター図は３心タイプのケーブル６を用いた場合の計算結果、下側２つのコンター図は４心タイプのケーブル６を用いた場合の計算結果を示している。左側の２つのコンター図は隣接する導線６ａの中心間距離が３ｍｍ、ケーブル６中心から永久磁石３の端面までの距離が６ｍｍのときの計算結果を示している。右側の２つのコンター図は隣接する導線６ａの中心間距離が４ｍｍ、ケーブル６中心から永久磁石３の端面までの距離が８ｍｍのときの計算結果を示している。また計算結果は、それぞれの条件での最大の発電電力で規格化している。
【0079】
最大の電力が得られるのは、永久磁石３の厚みＤが導線中心間距離と同程度の時、永久磁石３の幅Ｗは導線中心間距離の３倍程度の時であることがわかる。また永久磁石３に最も大きな力が働く０度の位置に永久磁石３を配置したときに、最大発電電力の８０％程度以上の特性が得られるのは、永久磁石３の厚みＤが導線中心間距離の半分程度から２．５倍程度の間にある時である。また、永久磁石３の幅Ｗは導線中心間距離の同程度から６倍程度の間にある時である。
【0080】
図２４は、交流の周波数及び電流と発電電力との関係を示すグラフである。図２４左図は、隣接する導線６ａの中心間距離を３ｍｍ、ケーブル６の中心から永久磁石３の端面までの距離を６ｍｍとした場合の発電電力の周波数及び電流量依存性を計算した結果を示している。図２４右図は、隣接する導線６ａの中心間距離を４ｍｍ、ケーブル６の中心から永久磁石３の端面までの距離を８ｍｍとした場合の発電電力の周波数及び電流量依存性を計算した結果を示している。設定した発電装置２００の特性は、実施形態１の図１１で説明したものと同じである。また永久磁石３とケーブル６の配置は、図２３右に示したような０度の位置とした。３心、４心の結果に加えて比較のためにケーブル６の中心に単線があるとした時の結果も示している。電流量が３Ａ及びそれ以下の場合では、発電電力は単線、３心、４心の順に大きくなっており、３相線からの発電が有効であることが確認できた。１０Ａでの共振周波数（５０Ｈｚ）では単線が最も大きな発電量を示しているのは、平行線の時と同様に永久磁石３の振幅が同一方向に力が働く領域から逸脱するためである。
【0081】
＜実際の発電特性＞
図２５は、実施形態２に係る発電特性評価の実験結果を示すグラフである。図２５は、実施形態１の図１４で説明したものと同様の特性を有する発電装置２００を用いて、三相線から発電をおこなった結果を示している。横軸は、ケーブル６の回転角度（ｄｅｇ．）を示し、縦軸は発電電力（μＷ）を示している。電源周波数は６０Ｈｚ、導線６ａを流れる電流は２．１Ａである。ここでは発電装置２００に対してケーブル６を回転させて実験を行っている。図２５より、三相線のケーブル６を用いても発電可能であることが分かる。また、図２１及び図２２に示した計算結果と同じような傾向で、永久磁石３と三相線との位置関係によって発電電力の大きさが変化することが確認できる。
図２５は、実施形態２に係る発電特性評価の実験結果を示すグラフである。図２５は、実施形態１の図１４で説明したものと同様の特性を有する発電装置２００を用いて、三相線から発電をおこなった結果を示している。横軸は、ケーブル６の回転角度（ｄｅｇ．）を示し、縦軸は発電電力（μＷ）を示している。電源周波数は６０Ｈｚ、導線６ａを流れる電流は２．１Ａである。ここでは発電装置２００に対してケーブル６を回転させて実験を行っている。図２５より、三相線のケーブル６を用いても発電可能であることが分かる。また、図２１及び図２２に示した計算結果と同じような傾向で、永久磁石３と三相線との位置関係によって発電電力の大きさが変化することが確認できる。
【0082】
このように三相線のケーブル６からでも磁界振動発電の技術を用いて電力を取り出せることを実験でも確認できた。
【0083】
実施形態２に係る発電装置２００及び発電方法によれば、三相線、すなわち３本の導線６ａを有するケーブル６の周囲に形成される交流磁界をエネルギー源として発電を行うことができる。特に、上記所定位置（ｙ軸正方向の角度位置）は、単線のケーブル６を用いる場合に比べて大きな力が永久磁石３に働くため、効率的に発電を行うことができる。また、永久磁石３を、上記所定位置から±略３０度の角度範囲に配置することによって、効率的に永久磁石３を振動させ、発電することができる。±略３０度の角度範囲は、複数の導線６ａが形成する磁界によって同一方向の力が永久磁石３に働く領域であるためである（図２１参照）。
【0084】
また、４心、すなわち３本の導線６ａ及びグランド線６ｂを有するケーブル６の周囲に形成される交流磁界をエネルギー源として発電を行うことができる。特に、上記所定位置（ｙ軸正方向の角度位置）は、単線のケーブル６を用いる場合に比べて大きな力が永久磁石３に働くため、効率的に発電を行うことができる。また、永久磁石３を、上記所定位置から±略３０度の角度範囲に配置することによって、効率的に永久磁石３を振動させ、発電することができる。±略３０度の角度範囲は、複数の導線６ａが形成する磁界によって同一方向の力が永久磁石３に働く領域であるためである（図２２参照）。
【0085】
（実施形態３）
実施形態３に係る発電装置３００は、複数の永久磁石３を備え、３本の導線６ａを有するケーブル６を用いて発電する点が実施形態２と異なるため、以下では主に上記相違点を説明する。その他の構成及び作用効果は実施形態１と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
実施形態３に係る発電装置３００は、複数の永久磁石３を備え、３本の導線６ａを有するケーブル６を用いて発電する点が実施形態２と異なるため、以下では主に上記相違点を説明する。その他の構成及び作用効果は実施形態１と同様であるため、対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
【0086】
図２６は、本発明の実施形態３に係る発電装置３００の正面図である。実施形態３に係る発電装置３００は、実施形態２と同様、カンチレバー１と、固定部２と、永久磁石３と、出力部４とを備える。ただし、実施形態３に係る発電装置３００は、複数の永久磁石３と、複数の永久磁石３をそれぞれ変位可能に指示する複数のカンチレバー１を備える。複数のカンチレバー１の圧電部材１２は出力部４に接続されており、出力部４は、各圧電部材１２から得られた電力を出力する。
３本の導線６ａは、実施形態２と同様、ケーブル６の周方向における所定位置を０度とした場合、０度、±１２０度の位置に配されている。３本の導線６ａには３相交流の電流が流れている。この場合、複数の永久磁石３は、ケーブル６の円周方向における所定位置を基準として略０度、±略７０度又は±略１３５度の位置に配されている。
３本の導線６ａは、実施形態２と同様、ケーブル６の周方向における所定位置を０度とした場合、０度、±１２０度の位置に配されている。３本の導線６ａには３相交流の電流が流れている。この場合、複数の永久磁石３は、ケーブル６の円周方向における所定位置を基準として略０度、±略７０度又は±略１３５度の位置に配されている。
【0087】
実施形態３に係る発電装置３００及び発電方法によれば、複数の永久磁石３を用いて、より効率的に発電を行うことができる。
【0088】
なお、図２６には、５つの永久磁石３を備えた発電装置３００を例示しているが、２～４つの永久磁石３を備え、ケーブル６の円周方向における所定位置を基準として略０度、±略７０度又は±略１３５度のいずれかの角度位置に永久磁石３を配置するように構成してもよい。略０度、±略７０度又は±略１３５度の位置は、単線のケーブル６を用いる場合に比べて大きな力が永久磁石３に働く。従って、より効率的にケーブル６から電力を取り出すことができる。
【0089】
また、３本の導線６ａ及びグランド線６ｂを有する４心タイプのケーブル６を用いて発電する場合にも本実施形態３を適用することができる。実施形態２同様、３本の導線６ａは、所定位置を０度とした場合、０度、±９０度の位置に配され、グランド線６ｂは１８０度の位置に配されている。３本の導線６ａには３相交流の電流が流れている。この場合、発電装置３００は、５つの永久磁石３がケーブル６の円周方向における所定位置を基準として略０度、±略６０度又は±略１２５度のいずれかの角度位置に位置するように構成するとよい。
【0090】
３心タイプと同様、複数の永久磁石３を用いて、より効率的に発電を行うことができる。
【0091】
２～４つの永久磁石３を備える発電装置３００の場合、ケーブル６の円周方向における所定位置を基準として略０度、±略６０度又は±略１２５度のいずれかの角度位置に永久磁石３を配置するように構成するとよい。略０度、±略６０度又は±略１２５度の位置は、単線のケーブル６を用いる場合に比べて大きな力が永久磁石３に働く。従って、より効率的にケーブル６から電力を取り出すことができる。
【0092】
なお、導線６ａの走行方向における複数の永久磁石３の位置は特に限定されるものでは無いが、複数の永久磁石３が互いに磁力の影響を受けないよう、導線６ａの走行方向の異なる位置に永久磁石３を設けるとよい。例えば、複数の永久磁石３が互いに磁力の影響を受けないよう、固定部２は、導線６ａの走行方向の一方の側に第１の永久磁石３を支持し、導線６ａの走行方向の他方の側に第２の永久磁石３を支持するように構成してもよい。つまり、固定部２からみて、導線６ａの走行方向逆側に第１の永久磁石と、第２の永久磁石とを配置するように構成してもよい。
【0093】
（実施形態４）
図２７は、本発明の本実施形態４に係る電圧調整装置を示すブロック図である。実施形態４に係る電圧調整装置は、送配電網に接続された複数の導線６ａの電圧を調整するための電圧調整機７０６と、電圧調整機７０６の状態を検出する検出装置７０７と、当該検出装置７０７にて検出された検出情報を外部へ無線送信する送信装置７０８とを備える。電圧調整機７０６は、例えば、ＳＶＲ（Step Voltage Regulator）、ＳＶＣ（static var compensator）等であり、検出情報は、電圧調整機７０６の上流側及び下流側の電圧、電流、電圧調整内容等である。
図２７は、本発明の本実施形態４に係る電圧調整装置を示すブロック図である。実施形態４に係る電圧調整装置は、送配電網に接続された複数の導線６ａの電圧を調整するための電圧調整機７０６と、電圧調整機７０６の状態を検出する検出装置７０７と、当該検出装置７０７にて検出された検出情報を外部へ無線送信する送信装置７０８とを備える。電圧調整機７０６は、例えば、ＳＶＲ（Step Voltage Regulator）、ＳＶＣ（static var compensator）等であり、検出情報は、電圧調整機７０６の上流側及び下流側の電圧、電流、電圧調整内容等である。
【0094】
実施形態４に係る送信装置７０８は、実施形態１に係る発電装置１００と、当該発電装置１００が出力する電力にて駆動し、検出装置７０７によって検出された検出情報に係る信号を無線送信する送信部７８１とを備える。発電装置１００は、複数の導線６ａの周囲に形成される交流磁界に基づいて発電し、電圧を送信部７８１へ出力し、送信部７８１は、発電装置１００から出力される電力にて駆動する。
【0095】
実施形態４に係る電圧調整装置によれば、発電装置１００が出力する電力を用いて送信部７８１を駆動することができる。従って、電源を用意することができない環境、例えば、送電線の途中に設けられた電圧調整機７０６の側に発電装置１００及び送信部７８１を配し、電圧調整機７０６に係る情報を外部へ無線送信することができる。
【0096】
なお、実施形態４では、実施形態１に係る発電装置１００を備える例を説明したが、言うまでも無く、実施形態２～実施形態３に係る発電装置２００，３００を用いて、実施形態４に係る電圧調整装置を構成しても良い。
また、発電装置１００が電力を供給する対象として、電圧調整装置が備える送信装置７０８を例示したが、電力供給先の装置は特に電圧調整装置及び送信装置７０８に限定されるものではない。
また、発電装置１００が電力を供給する対象として、電圧調整装置が備える送信装置７０８を例示したが、電力供給先の装置は特に電圧調整装置及び送信装置７０８に限定されるものではない。
【符号の説明】
【0097】
１００ 発電装置、１ カンチレバー、２ 固定部、３ 永久磁石、４ 出力部、６ケーブル、６ａ 導線
【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】