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身近な振動や動きから 電気エネルギーをつくります！
身 やや 動動 きき かか らら 身近 近な な振 振動動 ルル ギギ ーー をを つく 電 電気 気エ エネネ つり くま りす ま！ す！ エンジンの振動 ホイールの振動 体の揺れ 振動 フレームの 振動 電気 衝撃 ボタンの押し込み 足踏み ドアの開け閉め カバンの揺れ 風 橋の振動 波や水の流れ 叩いた時の衝撃 発電 発 電の の原 原理 理 磁力線（磁化） N N N N N S S S S S 磁歪材料（効果） 磁化すると伸びる N S S S S 圧縮力 N N N N S 鉄ガリウム合金 逆磁歪効果 アメリカ海軍で開発された画期的な磁歪材料 大きな逆磁歪効果（磁力線が最大１テスラ変化）をもつ。 圧縮すると磁化が減少する 頑丈で加工ができる。 コイル 磁力線が変化するとコイルに電 電圧が発生する。 （電磁誘導の法則） 構造 ヨーク コイル Fe-Ga合金 バイアス磁束（磁石を利用） 原理 発電（電磁誘導） 慣性力 曲げ変形 磁束の変化 振動源 引張りと圧縮の応力 平行梁構造で増幅 従来技術に比べ 鉄ベースの構造 -> 堅牢で高い耐久性 大きな速度（振動）から高効率に発電（高出力） 小さい内部抵抗 -> 電源として使いやすい。 汎 イイ スス 汎用 用発 発電 電デ デババ 一体構造 バックヨーク 磁石 ヨーク N S 固定部 可動部 はんだ，蝋付け，溶接 強固な接合 コイル 発電量最大 磁歪素子 効率のよい アスペクト比 シンプル 高い堅牢性，長寿命（繰り返し10億回以上） 高効率，高出力（変換効率 30%以上，発生電力密度 50 mW/cm3） 可動・固定部が機械インターフェース 電力変換（整流，蓄電）が容易 量産可能 <- モータと同等 磁歪素子も量産（近々）で 発電量 ∝ 体積 コストダウン 性能目安 小型タイプ 大型タイプ 代表寸法 30 mm 30 cm 振動加速度 1 ∼ 10 G 0.1 ∼ 1 G 周波数 100 ∼ 1000 Hz 10 ∼ 100 Hz 発生電圧 1 ∼ 10 V 10 ∼ 100 V 発生電力 1 ∼ 10 mW 1 ∼ 10 W インピーダンス 50 ∼ 500 Ω 5 ∼ 50 Ω デ デバ バイ イス ス形 形態態 定常的な振動 連結部をデバイス 調整用 錘 振動源 共振周波数で利用 振動源 自動車，バス，鉄道 生産機械， コンプレッサー 配管 ゆっくりとした変位 脱着時に自由振動 ゆっくりとした変位，動き 慣性力， 磁石 浮力 操作部 リモコン，足踏み，橋梁，浮体 組み合わせもあり 音叉型 振動が持続 定常流（風，水流） 衝撃 ギャロッピング 振動 水力，風力 衝撃で励振 落下 ゴム底 床 靴，楽器，玩具 振動 動発 発電 電で で光 信信 振 光る る・ ・情 情報 報発発 異常 あり LED センサ AC 振動 発電 スマートフォン DC DC DC 整流・蓄電 マイコン 3.3 or 5V 無線モジュール システムの構成 波が荒い 海洋観測 崩落 注意 ! 崩落 注意 ! インフラの状態モニタリング 電池を使わずにできる！ 防災データベースHPより 土砂がくる !! 防災 異常あり ! 機械の管理 侵入者あり ! 防犯 風が強い 気象観測 水が不足 ! 水田の管理 危ない ! 通ったよ。 見守り 点滅による注意喚起 注）太陽光発電の方がよい場合もあります。 屈曲型振動アクチュエータ シリコンキャップ 中空イヤフォン A 振動板 ヨーク 磁歪素子 12 車だ !! コイル B RRRRR ♪ ♪ 側面図 ♪ A' A-A' 断面図 構造 シンプル，アンプ不要 2つの音が同時に聞ける プレーヤから音声（振動音） ジョギング，通勤，通学 レストラン，工事現場など 小型化可能 タッチパネルの触覚提示 100∼400 Hz程度の振動 堅牢 高い周波数まで対応可 クリック感を提示 3.3Vで 直接駆動可 ♪ ♪ スピーカ としても利用可 振動 ガラスパネル ♪ 振動子 振動 ３mm 35∼40 mm