CN105745833B - 振动发电装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种即使在所输入的振动的频域、方向多样的状况下也能够实现高效且稳定的发电的新构造的振动发电装置。将固有振动数互不相同的第一振动系统(32)与第二振动系统(34)串联配置来构成多自由度振动系统，另一方面，将第二振动系统(34)收容配置在中空构造的第一质量块构件(66)的收容空地(68)内，通过从第一质量块构件(66)突出设置的支承部(42)将第二振动系统(34)的板簧(50)的基端侧支承在比第一质量块构件(38)的周壁部(72)靠收容空地(68)内方的位置，在板簧(50)上安装发电元件(16)，并且在板簧(50)的前端侧设置第二质量块构件(48)。

Description

振动发电装置
技术领域
本发明涉及一种通过发电元件将振动构件的振动能量变换为电能的振动发电装置以及利用该振动发电装置的传感器装置、车辆用发光装置、建筑物用发光装置。
背景技术
以往以来，在检测各种物理量的传感器装置、车辆用发光装置、建筑物用发光装置等设备中，需要从电池、商用电源等外部电源通过供电线供给工作所需的电力。
附带一提，作为传感器装置，存在日本特开2013-147161号公报(专利文献1)中公开的座椅用压力传感器等，例如在汽车中各种力学传感器、电磁传感器、温度传感器、光学传感器、化学传感器等传感器的安装数超过100的情况也不少。另外，作为车辆用发光装置，存在日本特开2005-67365号公报(专利文献2)、日本特开平8-104170号公报(专利文献3)中公开的角杆、侧后视镜用灯等，特别是还有很多安装在构成车辆的端部的构件上的发光装置。并且，作为建筑物用发光装置，如专利第4290690号公报(专利文献4)所公开的那样，存在对住宅的楼梯进行照明的发光装置等。
但是，例如在汽车的传感器装置、发光装置中，当从电池配置供电线时，也存在传感器装置的数量多、在车身端部附近安装很多发光装置的情况等，从而供电线的总延长极大而导致重量增加，难以避免对燃烧消耗率、行驶性能的不良影响。另外，在建筑物用发光装置中，一般利用商用电源进行发光，因此存在以下问题：在停电时不起作用，特别是在灾害时无法对作为避难通道的楼梯、走廊进行照明而难以确保安全。
此外，除了利用如纽扣电池那样的小型内置电池或者利用基于太阳能电池板的发电装置以外，还想到了利用日本特开2009-254163号公报(专利文献5)中公开的旋转式发电装置，或者如上述专利文献4所记载的那样、使伴随步行者的体重作用而产生的挠性踏板的变形波及到压电元件来进行发电。
然而，小型内置电池存在需要频繁的更换作业而维护麻烦的问题，太阳能电池板存在伴随蓄电池、控制装置而产生的设备规模大从而损坏风险也大的问题。另外，专利文献5所记载的旋转式发电装置存在以下问题：原本被限定于内燃机的连杆等高速旋转部分，因此用途狭窄，难以利用。并且，专利文献4所记载的利用踏板的发电装置存在以下问题：除了被限定于建筑物的步行区以外，也导致步行区的踏面变成挠性，从而不仅会使步行感觉别扭，而且设计的自由度也大幅受限而给建筑物的外观带来不良影响。
因此，也为了应对近来的对于节能的高度要求，在日本特开2011-152004号公报(专利文献6)中，提出了将振动能量变换为电能的发电装置。然而，在专利文献6所记载的发电装置中，振动压电体是利用弹簧构件对质量块构件进行弹性支承的1自由度的振动系统，因此存在以下担忧：对于与该振动系统的固有振动数相偏离的频率的振动输入，无法产生弹簧构件的充分变形，从而无法有效地得到电力。
另一方面，国际公开第2012/137695号(专利文献7)中公开了如下一种振动发电装置：利用弹簧对配置于振动构件的上方并沿水平方向伸展的基部构件进行弹性支承，并且以该基部构件支承在该基部构件上沿水平方向延伸并能够沿上下方向弯曲振动的发电元件。另外，国际公开第2013/024848号(专利文献8)中公开了如下一种振动发电装置：使矩形框形的支承框对安装于振动体的保持框进行弹性支承，并且对从该支承框的周壁向框内突出的振动板安装发电元件。通过采用这种振动发电装置，能够减轻来自外部的供电或不需要来自外部的供电。
但是，这些专利文献7、8所公开的振动发电装置均存在以下问题：在振动输入时，尚难稳定且高效地进行作为目的的发电。
本发明人就上述问题反复进行大量研究和实验，发现了伴随振动输入而使发电元件产生的变形状态难以稳定这样的新问题。即，在发电元件、压电元件中有助于发电的振动方向是确定的，与此相对，被振动构件所弹性支承的基部构件、保持框的振动方向是难以确定的。因此，还存在以下问题：当基部构件、保持框由于来自外部的振动输入而向无助于发电的方向振动时，会使发电元件、压电元件产生摇动(纵摇(pitching))、扭转、扭曲等多样的振动变形，该振动变形变得不稳定，从而难以稳定地得到作为目的的发电效果。
专利文献1：日本特开2013-147161号公报
专利文献2：日本特开2005-67365号公报
专利文献3：日本特开平8-104170号公报
专利文献4：日本专利第4290690号公报
专利文献5：日本特开2009-254163号公报
专利文献6：日本特开2011-152004号公报
专利文献7：国际公开第2012/137695号
专利文献8：国际公开第2013/024848号
发明内容
发明要解决的问题
本发明是以上述情况为背景而完成的，其解决问题在于提供一种能够针对广频域的振动输入稳定地实现高效率的发电的新构造的振动发电装置、以及利用该振动发电装置的传感器装置、车辆用发光装置、建筑物用发光装置。
用于解决问题的方案
即，与振动发电装置有关的本发明的第1方式是一种振动发电装置，其安装于振动构件，该振动发电装置具备用于将该振动构件的振动能量变换为电能的发电元件，该振动发电装置的特征在于，具备构成为包括第一振动系统和第二振动系统的多自由度振动系统，在所述第一振动系统中，通过第一弹簧构件对第一质量块构件进行弹性支承，在所述第二振动系统中，通过第二弹簧构件将第二质量块构件与该第一质量块构件弹性连结，并且，所述发电元件配置于所述第一质量块构件与所述第二质量块构件之间，从所述振动构件波及到该第一质量块构件的振动被向该第二质量块构件传递而使所述第一质量块构件与所述第二质量块构件发生相对位移，由此该振动构件的振动能量被输入到该发电元件，进一步地，所述第一振动系统的固有振动数与所述第二振动系统的固有振动数不同，另一方面，该第一质量块构件为在内部具备收容空地的中空构造，该第二振动系统收容配置在该收容空地内，并且，该第二振动系统中的该第二弹簧构件由板簧形成，该发电元件安装于该板簧，该板簧的一端侧安装于该第一质量块构件中向该收容空地内突出设置的支承部，由此被支承在比该第一质量块构件的周壁部靠该收容空地内方的位置，另一方面，该第二质量块构件安装于该板簧的另一端侧。
根据这种遵循本方式的构造的振动发电装置，首先，以整周被周壁包围的中空构造来构成第一质量块构件。由此，能够将第一质量块构件的重心高效地设定在比周壁的外周面靠内方的位置，从而能够实现第一振动系统的振动状态的稳定化、设计的容易化，并且，通过将第二振动系统收容配置在形成于第一质量块构件的内部的收容空地内，相对于第一质量块构件的周壁，还易于赋予对于第二振动系统的配置区的防尘、防水的功能，还能够防止外部干扰的影响从而实现第二振动系统的振动状态的稳定化。
而且，通过从第一质量块构件的周壁部突出设置的支承部将构成所述第二振动系统的弹簧构件的板簧支承在比周壁部靠收容空地内方的位置。由此，能够通过板簧的低阻尼能力来得到大的振动倍率从而实现发电效率的提高，并且，在从第一振动系统向第二振动系统传递振动时能够稳定地输入对发电有效的方向的振动来实现发电效率的提高。即，通过将板簧的支承部设定在比第一质量块构件的周壁部靠收容空地内方的位置，通过所述支承部，作为从第一质量块构件输入到第一振动系统的振动的能够使板簧有效产生弯曲变形而有助于发电元件的发电的、在第一质量块构件的中央侧振幅变大的弹起(上下)方向的振动被高效地传递。另一方面，抑制了第一质量块构件的纵摇(摇动)、扭转、扭曲等在第一质量块构件的外周振幅变大的振动方向成分的传递。其结果，抑制了针对板簧的不规则变形，能够更稳定地实现作为目的的伴随板簧的弯曲方向的振动变形而发生的发电元件的发电工作。
此外，作为安装于板簧的发电元件，适当地采用能够对板簧的应变、变形、应力等机械物理量进行能量变换的压电元件、磁致伸缩元件等。另外，作为板簧，适当地使用弹簧钢等金属弹簧，但是根据条件也能够采用树脂弹簧等，还能够在表面覆盖橡胶来辅助地附加期望的阻尼能力。
另外，在本方式的振动发电装置中，在互不相同的多个固有振动数下，通过共振现象来确保大的第一质量块构件与第二质量块构件的相对位移量，从而能够高效地得到同第一质量块构件与第二质量块构件的相对位移量相应地得到的发电元件的发电量。
而且，在多自由度振动系统的第一质量块构件、第二质量块构件之间配置发电元件，由此在第一质量块构件与第二质量块构件以反相位发生相对位移的频域的振动输入时，即使是偏离振动系统的固有振动数的频率的输入振动，也能够确保大的第一质量块构件与第二质量块构件的相对位移量。因此，对于广频域的振动输入，能够充分得到发电元件的发电量，有效地得到电力。
在此，相对位移是指：振动构件的振动经由第一弹簧构件波及到第一质量块构件，第一质量块构件自身发生振动，进一步地，该振动经由第二弹簧构件传递到第二质量块构件，第二质量块构件相对于第一质量块构件发生位移。
这样，根据本方式所涉及的发电装置，不仅是与振动系统的机械固有振动数一致的频率的振动输入，对于偏离固有振动数的频域的振动输入，也能够实现有效的发电，将振动能量高效地变换为电能。
根据第1方式所记载的振动发电装置，在与振动发电装置有关的本发明的第2方式中，所述第一质量块构件的重心被设定在所述收容空地内。
在本方式的振动发电装置中，第一质量块构件的重心被设定在设置有支承台的收容空地内，从而能够设定在与作为第二振动系统的弹簧构件的板簧的支承点更接近的位置。由此，能够进一步有效抑制第一质量块构件中的纵摇(摇动)、扭转、扭曲等振动成分向第二振动系统的传递，从而能够减少板簧的不规则变形振动并进一步提高与之相伴的发电元件的发电工作的稳定化。
根据第1方式或第2方式所记载的振动发电装置，在与振动发电装置有关的本发明的第3方式中，所述第二振动系统的固有振动数相对于所述第一振动系统的固有振动数被设定为低频率。
在第3方式的振动发电装置中，第二振动系统的固有振动数相对于第一振动系统的固有振动数被设定为低频率，因此将第二弹簧构件的弹簧常数设定得小，从而易于确保第二质量块构件相对于第一质量块构件的相对位移量，也易于实现同第一质量块构件与第二质量块构件的相对位移量对应的发电效率的进一步提高。另外，在频率比2自由度的振动系统中的反共振频率低的低频区中，第一质量块构件和第二质量块构件相对于输入振动均以同相位发生位移，因此输入振动的能量高效地波及到第一振动系统、第二振动系统，从而能够实现有效的发电。
根据第1方式～第3方式中的任一个方式所记载的振动发电装置，在与振动发电装置有关的本发明的第4方式中，所述第一振动系统的固有振动数相比于所述第二振动系统的电反共振频率被设定为高频率。
根据第4方式，在1自由度振动系统的发电装置中发电效率的降低易于成为问题的、频率比电反共振频率高的高频区中，基于振动系统的2次固有振动数下的共振等来实现发电效率的提高，能够对于更广频域的振动输入实现有效的发电。
根据第1方式～第4方式中的任一个方式所记载的振动发电装置，在与振动发电装置有关的本发明的第5方式中，所述第一振动系统的固有振动数为所述第二振动系统的固有振动数的倍以下。
根据第5方式，使第一振动系统的振动与第二振动系统的振动相互传递来形成耦合的振动状态，由此能够遍及广频域、互补地维持第一振动系统和第二振动系统的振动状态，从而能够实现高效的发电。
根据第1方式～第5方式中的任一个方式所记载的振动发电装置，在与振动发电装置有关的本发明的第6方式中，所述第二振动系统的共振响应倍率比所述第一振动系统的共振响应倍率大，并且所述第一质量块构件的质量与该第一振动系统的共振响应倍率之积比所述第二质量块构件的质量与该第二振动系统的共振响应倍率之积大。
根据第6方式，使第二振动系统的共振响应倍率大于第一振动系统的共振响应倍率，由此在振动输入时确保大的第二质量块构件的振幅，从而在配置于第二振动系统的发电元件中实现高效的发电。另外，抑制了在第一振动系统与第二振动系统之间作用的抵消性的减振作用，稳定地确保第一振动系统和第二振动系统的振动状态，因此对于广频带的振动实现有效的发电。
根据第1方式～第6方式中的任一个方式所记载的振动发电装置，在与振动发电装置有关的本发明的第7方式中，设置有限制所述第二质量块构件相对于所述第一质量块构件的相对位移量的止动单元。
根据第7方式，通过止动单元来防止第一质量块构件与第二质量块构件的过大的相对位移，因此会限制对发电元件的输入，从而防止发电元件的损伤等。
根据第1方式～第7方式中的任一个方式所记载的振动发电装置，在与振动发电装置有关的本发明的第8方式中，所述第一弹簧构件由橡胶弹性体形成。
根据第8方式，第一弹簧构件由具有阻尼性能的橡胶弹性体形成，因此对于更广频域的振动输入确保第一质量块构件与第二质量块构件的相对位移量，从而实现有效的发电。
根据第1方式～第8方式中的任一个方式所记载的振动发电装置，在与振动发电装置有关的本发明的第9方式中，所述振动发电装置安装在所述振动构件中振动水平在互不相同的频域变为最大的多种振动能够波及到所述多自由度振动系统的部位。
根据第9方式，将利用了多自由度振动系统的遵循本发明的构造的发电装置应用于在多个频域具有振动峰值的特定的振动构件，由此能够在多样的状况下得到稳定的发电效率。此外，作为应用本方式的振动构件，例如能够列举出振动频率根据洗涤物重量等而不同的电力洗衣机、振动频率根据行驶状况等而不同的汽车等。
根据第1方式～第9方式中的任一个方式所记载的振动发电装置，在与振动发电装置有关的本发明的第10方式中，所述第一质量块构件的质量为所述振动构件的等效质量块质量的10％以上。
根据第10方式，也能够使第一振动系统作为抵消振动构件的振动来减少该振动的动力减震器而发挥功能，从而得到有效的减振作用。
根据第1方式～第10方式中的任一个方式所记载的振动发电装置，在与振动发电装置有关的本发明的第11方式中，设置有将所述发电元件的输出状态发送到外部的发送器。
根据第11方式，即使从外部的例如远程位置也能够对振动发电装置的输出状态进行监视等，不仅如此，还能够根据振动发电装置的输出状态对安装有振动发电装置的振动体等的振动状态等也进行掌握。
根据第11方式所记载的振动发电装置，在与振动发电装置有关的本发明的第12方式中，作为所述发送器，具备无线发送装置，利用通过对所述发电元件输入振动能量而得到的电力来使该无线发送装置工作以将该发电元件的输出状态无线发送到外部。
根据第12方式，在将发电元件的输出状态发送到外部时，不需要与外部之间布设电力的供电用的线缆、信号发送用的线缆，能够实现装置的构造的简化、安装作业的容易化等，除此以外，通过放宽振动发电装置的安装条件，还能够实现适于安装的位置的扩大。
与传感器装置有关的本发明的第1方式是一种具备传感器元件的传感器装置，其特征在于，设置有与所述振动发电装置有关的本发明的第1方式～第12方式中的任一个方式所涉及的振动发电装置，通过该振动发电装置得到的电力来进行自供电。
被设为遵循这种本方式的构造的传感器装置是鉴于以下问题而完成的：如前所述在以往构造的传感器装置中，供电线的总延长极大而导致重量增加等。即，首先，本发明人为了使安装于例如汽车等车辆的传感器装置所需要的供电用、输出用的引线的布线数减少，而研究了利用所产生的振动的发电装置的实用化。这是由于，通过使传感器装置具备发电装置，例如能够自供给感测用电源或无线发送检测信号等，由此不需要供电用和/或输出用的引线的布线。
但是，例如汽车等中的振动是从内燃机等功率单元、车轮等波及的，输入振动根据行驶条件等而不同，振动频率大范围地发生变化，并且振动的输入方向也是多样的，并不是仅输入固定方向的振动。但另一方面，振动发电装置一般具备被调谐到特定频域的共振系统，要灵活运用该共振系统的共振作用来进行发电并且对于特定方向的振动发挥有效的发电性能。因此，存在以下问题：即使例如在车辆上安装振动发电装置，也难以得到充分的发电效率，预计很难稳定地工作。
在所述状况下，本发明人进一步反复研究的结果是，如上所述完成与传感器装置有关的本发明的第一方式所涉及的发明的传感器装置，在被设为遵循本方式的构造的传感器装置中，其自身具备发电装置，因此在工作需要电力的情况下，无需从外部供电而不需要供电用的引线、或者能够减少供电用的引线，从而能够抑制随着铺设大量的引线而产生的重量增加。特别是，通过采用振动发电装置作为所述发电装置，在例如具备如内燃机、电动机等功率单元那样的振动产生源、或者从外部被输入振动的汽车等车辆、机床、家电、桥梁、建筑物中的柱、地板等中，能够从振动能量高效地得到所需的电能。
特别是在本方式中，采用了通过从中空构造的第一质量块构件的周壁部突出设置的支承部对第二振动系统的板簧进行支承的特定构造的第一振动系统和第二振动系统。由此，能够通过板簧的低阻尼能力来得到大的振动倍率从而实现发电效率的提高，并且，能够从第一振动系统向第二振动系统稳定地输入对发电有效的方向的振动来实现发电效率的提高和稳定化。特别是，在汽车等车辆中，根据行驶条件等而被各种方向的振动波及，但是即使在这种多样的振动输入状况下，对于向具备发电元件的第二振动系统传递的振动，也能够高效地维持有利于发电的方向的振动传递，减少其它方向的振动传递，由此实现第二振动系统的振动发电工作的稳定化。
除此以外，在本方式中，采用了将两个振动系统进行组合且使各振动系统的固有振动数互不相同的特定构造的振动发电装置。由此，能够遍及广频域地得到良好的发电效率、即从振动能量变换为电能的变换效率。特别是在汽车等车辆中，根据功率单元的转速、行驶速度等，所产生的振动频率的变化是不可避免的，而在这种特殊的振动状态下，通过采用如上所述将两个振动系统进行组合的特定构造的振动发电装置，能够得到稳定的电力，能够有效地供应传感器装置所需的电力来实现稳定的传感器工作。此外，在本发明所涉及的传感器装置中，不需要仅通过自供电的电力来补充装置、发光、警报等的工作电力，也可以作为辅助的电力来进行自供电。
根据与传感器装置有关的第1方式，在与传感器装置有关的本发明的第2方式中，作为所述传感器元件进行感测的工作用电源，使用所述振动发电装置。
根据本方式的传感器装置，无需从另外设置的电源等对传感器元件布设用于供给感测工作用的电力的引线，或者能够减少布线，因此能够实现供电用引线的重量的轻量化。
根据与传感器装置有关的第1方式或第2方式，在与传感器装置有关的本发明的第3方式中，具备发送通过所述传感器元件得到的检测信号的无线发送装置，作为该无线发送装置的工作用电源，使用所述振动发电装置。
根据本方式的传感器装置，不需要用于向外部输出传感器元件的检测信号的引线，或者能够减少引线，因此特别是在安装于较远场所的传感器装置中有效避免因传感器输出用引线引起的重量增加。另外，本方式在传感器装置安装于旋转部分等难以布线的场所的情况下也有效。
根据与传感器装置有关的第1方式～第3方式中的任一个方式，在与传感器装置有关的本发明的第4方式中，具备对通过所述传感器元件得到的检测信号进行加工处理的信号处理装置，作为该信号处理装置的工作用电源，使用所述振动发电装置。
根据本方式的传感器装置，在具备对通过传感器元件得到的检测信号实施放大、滤波、校正等加工的信号处理装置的情况下，也不需要用于确保该信号处理装置的工作用电源的布线，或者能够减少该布线。另外，本方式也能够应用于使传感器装置具备微计算机来实现智能化的智能传感器等。
根据与传感器装置有关的第1方式～第4方式中的任一个方式，在与传感器装置有关的本发明的第5方式中，所述传感器元件由所述发电元件构成。
根据本方式的传感器装置，将发电元件灵活运用为传感器元件，由此能够实现构造的简化，并且还能够实现信号处理系统的简化。
根据与传感器装置有关的第1方式～第5方式中的任一个方式，在与传感器装置有关的本发明的第6方式中，具备根据所述振动发电装置的发电状况来发出警报的警告装置。
根据本方式的传感器装置，例如在传感器装置安装于车辆的情况下，巧妙利用振动构件的振动状况根据车辆的行驶状况而发生变化的特性，基于根据振动构件的振动状况而发生变化的振动发电装置的发电状况来掌握车辆的行驶状况，从而能够根据所述行驶状况来发出光、声音等可感知的警报。因此，根据与特有的振动状况相应的发电状况来掌握例如急加速、急减速等，由此还能够利用本发明所涉及的发电元件来高效地实现警告处于反生态的行驶状态的运转辅助等。
与车辆用发光装置有关的本发明的第1方式是一种具备设置于构成车辆的端部的车辆构件并通过供电进行发光的发光体的车辆用发光装置，该车辆用发光装置的特征在于，设置有与所述振动发电装置有关的本发明的第1方式～第12方式中的任一个方式所涉及的振动发电装置，以通过该振动发电装置得到的电力来进行自供电。
被设为遵循这种本方式的构造的车辆用发光装置是鉴于以下问题而完成的：如前所述在以往构造的车辆用发光装置中，当想要从配置于发动机室等的电池等通过线束等供电用布线对构成汽车、两轮车辆等车辆的端部的保险杠、车门后视镜、挡泥板、载物架等构件处设置的发光装置中的LED等发光体(光源)供给电力时，电力供给用的线束长，重量的增加是不可避免的。
然后，在遵循本方式的构造的车辆用发光装置中，能够根据设置于车辆的端部的发光体的发光来获知车辆的存在、车宽等。而且，使工作用电源为振动发电装置，因此能够将工作用电源配置于发光体附近，从而能够缩短线束的长度。并且，通过车辆行驶时的振动来有效确保或补充发光所需的电力，从而也不需要或能够减少电池的更换、充电等。特别是，通过取消或减少用于供给发光工作用的电力的线束，特别能够减少或解除在振动容易变大的车辆的端部处线束断线的问题。
而且，汽车等中的振动是从内燃机等功率单元、车轮等波及的，输入振动根据行驶条件等而不同，振动频率大范围地发生变化，并且振动的输入方向也是多样的，并不是仅输入固定方向的振动。即使在这种状况下，在遵循本方式的构造的车辆用发光装置中，由于采用了具备通过从中空构造的第一质量块构件的周壁部突出设置的支承部对第二振动系统的板簧进行支承的特定构造的第一振动系统和第二振动系统的振动发电装置，也能够实现发电效率的提高和稳定化进而实现稳定的发光。
根据与车辆用发光装置有关的所述第1方式，在与车辆用发光装置有关的本发明的第2方式中，所述车辆构件为构成作为所述车辆的汽车的端部的汽车用构件，并且所述发光体为角杆、车门后视镜用灯以及保险杠用灯中的至少一个。
根据本方式的车辆用发光装置，能够通过汽车行驶时的振动来使角杆、车门后视镜用灯、保险杠用灯发光。特别是，发光体设置于构成汽车的端部的保险杠或车门后视镜，因此有利地确保对振动发电装置的输入振动，从而实现高效的振动发电。
根据与车辆用发光装置有关的所述第1方式，在与车辆用发光装置有关的本发明的第3方式中，所述车辆用构件为构成作为所述车辆的两轮车辆的端部的两轮车辆用构件，并且所述发光体为把手的端部盖用灯、座椅后方的后位灯、前叉的前位灯以及后视镜用灯中的至少一个。
根据本方式的车辆用发光装置，能够通过两轮车辆特别是两轮机动车辆行驶时的振动来使把手的端部盖用灯、座椅后方的后位灯、前叉的前位灯、后视镜用灯发光。特别是，通过应用于与汽车相比振动更容易变大的两轮车辆，有利地实现振动发电。
根据与车辆用发光装置有关的所述第1方式～第3方式中的任一个方式，在与车辆用发光装置有关的本发明的第4方式中，所述振动构件为安装于所述车辆的主框架的其它部件。
根据本方式的车辆用发光装置，以提高乘坐舒适度为目的，不在谋求减少振动的主框架上设置车辆用发光装置，而是在与主框架分开的部件上设置车辆用发光装置，由此对振动发电装置有效地输入振动能量，实现发电效率的提高。而且，即使在振动构件相对于主框架发生相对位移的情况下，也由于无需跨振动构件与主框架之间布设线束并且线束的长度也短，由此避免了断线等不良状况。
与建筑物用发光装置有关的本发明的第1方式是一种具备用于对建筑物的步行区进行照明的发光体的建筑物用发光装置，其特征在于，设置有与所述振动发电装置有关的本发明的第1方式～第12方式中的任一个方式所涉及的振动发电装置，所述第一质量块构件通过所述第一弹簧构件被弹性支承于该建筑物的该步行区的地板件，由此利用所述第一振动系统来构成减振装置，并且该建筑物用发光装置以通过该振动发电装置得到的电力进行自供电。
被设为遵循这种本方式的构造的建筑物用发光装置是鉴于以下情况而完成的：如前所述以往构造的建筑物用照明由于利用商用电源而停电时的照明不充分，或者蓄电池、太阳能电池因容量不足、设备大型而存在问题，进一步地，目的还在于提供一种能够减轻或解除在使踏板本身为挠性来进行发电的照明装置中会成为问题的步行感觉的不协调感、设计和构造上的限制的新构造的建筑物用发光装置。
然后，根据遵循本方式的构造的建筑物用发光装置，能够利用伴随步行而波及到踏面的振动来进行自发电，通过该电力使发光体发光以对步行区进行照明。特别是本方式的特征之一在于，采用安装于步行区的地板、踏板等地板件且抑制其振动的减振装置，利用所述减振装置来构成振动发电装置。
即，在步行时地板件因冲击而振动变形，例如房屋的2层地面的步行振动也成为1层天花板摇动或产生异声的原因。本发明人着眼于所述振动现象，将成为问题的振动能量变换为能够有效灵活运用的电能来利用，由此能够巧妙地应对步行振动的问题和照明确保的问题这两者。具体地说，通过在步行区的地板件处设置包括第一振动系统的减振装置，能够抑制所述地板件的振动、异声，另外，在发挥了地板件的振动、异声的减少效果的状况下，能够利用第一振动系统发生大的振动，通过对振动发电装置波及大的振动能量来高效地发电。
而且，在本方式的建筑物用发光装置中，对作为振动构件的地板件串联地设置多个振动系统，通过被来自地板件的输入振动所激振的第一振动系统对第二振动系统进行激振。而且，该第一振动系统和该第二振动系统被设定成固有振动数相偏离，因此在互不相同的多个固有振动数下，能够通过共振现象来确保大的第一质量块构件与第二质量块构件的相对位移量，从而高效地得到同第一质量块构件与第二质量块构件的相对位移量相应地得到的发电元件的发电量。
除此以外，在多自由度振动系统的第一质量块构件、第二质量块构件之间配置发电元件，由此在第一质量块构件与第二质量块构件以反相位发生相对位移的频域的振动输入时，即使是偏离振动系统的固有振动数的频率的输入振动，也能够确保大的第一质量块构件与第二质量块构件的相对位移量，对于广频域的振动输入，能够确保发电元件的发电量。
这样，根据本方式所涉及的振动发电装置，不仅是与振动系统的机械固有振动数一致的频率的振动输入，对于偏离固有振动数的频域的振动输入，也能够实现有效的发电，将振动能量高效地变换为电能。而且，从地板件波及的振动除了根据温度、湿度等环境不同以外，还根据家具、人等载荷重量、门窗的状态、步行位置、步行速度等各种条件而不同，振动频率、振动方向等发生变化。即使在这种状况下，在遵循本方式的构造的建筑物用发光装置中，由于采用了具备通过从中空构造的第一质量块构件的周壁部突出设置的支承部对第二振动系统的板簧进行支承的特定构造的第一振动系统和第二振动系统的振动发电装置，因此能够实现发电效率的提高和稳定化进而实现稳定的发光。
根据与建筑物用发光装置有关的所述第1方式，在与建筑物用发光装置有关的本发明的第2方式中，所述建筑物的步行区被设定于楼梯和走廊中的至少一方。
根据本方式的建筑物用发光装置，例如在灾害时也能够确保人的避难路径的照明，从而能够确保安全。此外，也能够将自供电的电力与商用电力等相组合来用作辅助的电力，但是当要在灾害时确保照明时，期望的是，仅利用自供电的电力来实现发光工作。
根据与建筑物用发光装置有关的所述第1方式或第2方式，在与建筑物用发光装置有关的本发明的第3方式中，针对所述建筑物的步行区中的多个区域的每个区域，独立地设置有利用通过设置于所述多自由度振动系统的所述发电元件得到的电力来使所述发光体发光的电路。
根据本方式的建筑物用发光装置，即使在一个区域中发电系统、供电系统、发光系统等发生不良状况的情况下，也能够确保其它区域的照明，从而能够实现建筑物的步行区整体的安全性的提高。
根据与建筑物用发光装置有关的所述第1方式～第3方式中的任一个方式，在与建筑物用发光装置有关的本发明的第4方式中，具备音响装置，利用通过对所述发电元件输入振动能量而得到的电力来使该音响装置鸣响。
根据本方式的建筑物用发光装置，通过在步行区步行来产生光和声音，因此对于视力已降低的老年人等来说，能够使识别步行区变得容易等。此外，音响装置的报警音可以是音乐、警告音、消息等任何一种。另外，关于音响装置的鸣响，期望的是全部以发电元件的产生电力来补充，但是也能够加上蓄电池等其它电力来补充。
另外，在与建筑物用发光装置有关的所述第1方式～第4方式中的任一个方式的建筑物用发光装置中，组合采用与振动发电装置有关的所述第11方式或第12方式，来向外部发送建筑物用发光装置中的发电元件的输出状态，这也是优选方式之一。根据所述方式，即使在远离建筑物的位置也能够识别出例如对发电元件输入了振动，因此除了能够用作掌握建筑地处的地震发生状态的装置以外，还能够用作建筑物处的防范用的警报发布装置等。特别是，如果采用与振动发电装置有关的所述第12方式，则在向外部发布发电元件的发电状况时能够不需要外部电源，因此在例如由于灾害、断线等而建筑物的电源不发挥功能的情况下，也能够工作。
发明的效果
根据本发明，在特定构造的振动发电装置中，在构成多自由度振动系统的第一质量块构件与第二质量块构件之间配置发电元件，同该第一质量块构件与该第二质量块构件的相对位移量相应地在发电元件中得到电力。因此，能够通过发电元件针对互不相同的多个频率的振动输入得到电力，并且针对在第一质量块构件与第二质量块构件以反相位发生位移的广频域的振动输入，实现发电元件的高效发电。
特别是，在波及到振动发电装置的振动的频率、方向多样的状况下，也能够通过采用具备通过从中空构造的第一质量块构件的周壁部突出设置的支承部对第二振动系统的板簧进行支承的特定构造的第一振动系统和第二振动系统的振动发电装置，来实现发电效率的提高和稳定化。
另外，根据采用本发明所涉及的特定构造的振动发电装置而构成的传感器装置、车辆用发光装置、建筑物用发光装置，巧妙地利用了通过所述振动发电装置高效地且稳定地发出的电力，由此能够废除或减少装置所需的供电线等，装置的设置等变得容易，并且还能够实现装置的耐久性的提高、利用范围的扩大等。
附图说明
图1是表示具备作为本发明的一个实施方式的振动发电装置的传感器装置的概要构造的立体图。
图2是用于说明图1所示的传感器装置的功能框图。
图3是表示图1所示的传感器装置中采用的振动发电装置的纵剖面图。
图4是用于说明图3所示的振动发电装置的振动模型。
图5是将图3所示的振动发电装置中的发电量的实测值作为实施例数据、与由1自由度振动系统构成的比较例数据一并示出的图表。
图6是表示将构成图3所示的振动发电装置的各振动系统作为1自由度振动系统来对待的情况下的频率与振幅的相关关系的图表。
图7是表示图3所示的振动发电装置中的第二振动系统的电气上的等效电路的概要图。
图8是表示图7所示的等效电路中的输入振动的频率与阻抗及相位的相关关系的图表。
图9是用于说明图1所示的传感器装置的其它方式的功能框图。
图10是用于说明图1所示的传感器装置的另一方式的功能框图。
图11是表示图1所示的传感器装置中采用的振动发电装置的其它方式的纵剖面图。
图12是表示图1所示的传感器装置中采用的振动发电装置的另一方式的纵剖面图。
图13是表示具备本发明所涉及的车辆用发光装置的一个实施方式的汽车的主要部分的立体图。
图14是表示作为本发明的一个实施方式的车辆用发光装置的纵剖面图。
图15是表示本发明所涉及的车辆用发光装置的其它实施方式的剖面图，是图16的XV-XV剖面图。
图16是图15的XVI-XVI剖面图。
图17是图15的XVII-XVII剖面图。
图18是表示作为本发明所涉及的车辆用发光装置的另一实施方式的在车门后视镜配置发光装置的一个方式的主视图。
图19是表示将车辆用发光装置配置在车门后视镜的其它方式的主视图。
图20是表示作为本发明所涉及的车辆用发光装置的另一实施方式的在副把手(bar end)配置发光装置的一个方式的剖面图，是图21的XX-XX剖面图。
图21是图20的XXI-XXI剖面图。
图22是图21的XXII-XXII剖面图。
图23是表示本发明所涉及的建筑物用发光装置的一个实施方式的纵剖面图。
图24是图23中的XXIV-XXIV剖面图。
图25是表示本发明所涉及的建筑物用发光装置中的另一方式的纵剖面图。
图26是本发明所涉及的建筑物用发光装置中的另一方式的纵剖面图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。图1中示出了具备遵循本发明的构造的振动发电装置的作为本发明的一个实施方式的传感器装置10的概要构造。即，本实施方式的传感器装置10除了具有传感器元件12的传感器部分14以外，还具备具有发电元件16的遵循本发明的构造的振动发电装置18。特别是，将本实施方式的传感器装置10设为安装于汽车等车辆的车辆用传感器装置，该传感器装置10安装于作为振动构件的车辆主体等。然后，由传感器部分14利用由振动发电装置18发出的电力来检测和输出安装部位处的温度、加速度等物理量。
更详细地说，传感器部分14构成为包括：传感器元件12，其检测作为目标的规定的物理量；以及作为信号处理装置的测量电路部20，其对由传感器元件12得到的检测信号进行加工处理。
传感器元件12能够将要检测的物理量检测为电信号，可以根据安装传感器装置10的部位、要检测的物理量等来适当选择采用公知的传感器元件。例如，作为检测运动量、力学量的力学传感器，能够采用压电元件、压致伸缩(piezo)元件、磁阻元件等，作为检测电磁量的电磁传感器，能够采用电磁拾取器、利用霍尔效应等的半导体磁传感器元件等，作为检测温度的温度传感器，热敏电阻、使用双金属件的接触式测温元件和利用热电效应、红外线的非接触式的测温元件等均能够采用，作为检测光的光学传感器，能够采用半导体光传感器元件、光电二极管等，作为检测化学变化量的电化学传感器，能够采用利用固体电解元件的氧传感器元件、检测环境引起的电导率的变化的半导体元件等。
此外，图1示出一个构造例，传感器元件12被收容于壳体22，能够利用未图示的盖体来覆盖壳体22的开口以进行密封等。但是，根据所采用的传感器元件12，壳体22的构造、传感器元件12的配置方式适当变更，传感器元件12不需要收容于壳体22。例如在排气传感器的情况下，形成为将传感器元件12安装于排气管内以使其暴露于排气和基准气体的构造。
然后，作为与要测定的物理量对应的电信号而由所述传感器元件12检测出的检测信号被输入到测量电路部20。该测量电路部20通过对传感器元件12的检测信号进行电加工来将该检测信号生成为包含能够利用的信息的信号。具体地说，例如根据需要来采用将作为模拟信号的检测信号变换为数字信号以使加工处理变得容易的A/D变换器、对检测信号进行放大的放大器、去除所包含的不需要的信号的滤波器、利用插值法或最小二乘法等对因缺失或噪声而产生的不正确信号进行运算处理来进行补偿的补偿装置、将检测信号变换为易于利用的函数等的运算处理装置等。此外，期望的是，这种进行检测信号的加工处理的测量电路部20由一个或多个IC包构成。
另外，测量电路部20也可以还一并具备存储规定量或规定时间的加工处理后的检测信号的存储单元。
然后，由传感器元件12得到的检测信号在测量电路部20中被进行加工处理之后被输出到外部，发送到需要该检测信号的装置，例如在本实施方式中为ECU等外部装置。
在此，本实施方式的传感器装置10具备作为无线发送装置的无线发送部24，从无线发送部24经发送天线26无线发送加工处理后的检测信号。即，无线发送部24生成作为载波的输送波，并且对其进行调制来进行将检测信号变换为信息以载送的信号处理，也能够使用振幅调制、角度调制之类的模拟调制电路，但是优选的是，通过数字调制电路、脉冲调制电路进行将检测信号以数字信息来载送的信号处理，由此避免大量的传感器信号的干扰。
此外，在需要检测信号的外部装置中，也装备进行与所述无线发送部24对应的信号处理的无线接收部，通过对经接收天线在无线接收部中接收到的信号进行解调，来取出检测信号。
另外，这种传感器部分14中的物理量的检测和检测信号的加工处理及发送需要工作电力。即，检测信号的加工处理需要进行信号处理的半导体电路的驱动电源，另外，在无线发送部24中，输送波的生成、调制需要电力。并且，例如在静电电容传感器、红外线温度传感器等的情况下，传感器元件12还需要进行感测的工作电力。
在此，在本实施方式的传感器装置10中，如前所述利用也是本发明的一个实施方式的振动发电装置18构成这些工作用电源，从而供给工作电力来进行自供电。具体地说，如图2所示，通过振动发电装置18将振动构件的振动能量变换为电能，利用整流蓄电电路28将所得到的电压转换为直流电力，作为工作电力供给到传感器元件12、测量电路部20、无线发送部24。此外，整流蓄电电路28例如构成为包括使用二极管等的整流电路和使用电容器等的蓄电电路，能够将振动发电装置18的输出电压转换为规定时间内的工作电力来稳定地供电。并且，所述整流蓄电电路28也可以根据需要而构成为包括容量大的二次电池。另外，在图2中，实线表示通过与作为驱动电源的振动发电装置18电连接而得到的电力的传递路径，虚线表示从传感器元件12经测量电路部20到无线发送部24的检测信号的传递路径。
然后，利用由振动发电装置18发出的电力来供应包括传感器元件12、测量电路部20、无线发送部24的传感器装置的工作电力，由此，在本实施方式的传感器装置10中，不需要用于从电池等向传感器装置10供给工作电力的引线的布线。由此，大幅提高传感器装置10的安装位置的设定自由度，并且避免伴随布线而产生的车辆的重量增加，从而能够实现行驶燃料消耗率的改善、行驶稳定性的提高等。
而且，在本实施方式的传感器装置10中，具备向外部无线发送检测信号的无线发送部24，因此也不需要检测信号的输出用的引线，由此能够进一步有效减少伴随传感器装置的安装而产生的重量增加。
特别是，作为所述振动发电装置18，采用按照本发明而构成的、具有如下面详细叙述的那样具备多个振动系统的特定构造的振动发电装置。由此，即使在对振动频率根据行驶状况等而在大范围内发生变化、即振动水平在互不相同的频域变为最大那样的被多个振动波及的汽车的振动构件安装振动发电装置18来使用的情况下，也能够通过振动发电装置18发出稳定的电力来向传感器部分14供电。其结果，在本实施方式的传感器装置10中，不需要与外部之间的供电用、输出用的引线，就能够具有高可靠性地稳定地实现稳定的感测工作和利用无线的信号发送工作。
即，本实施方式中的振动发电装置18的概要构造如图3所示，具备包括第一振动系统32和第二振动系统34的多自由度振动系统，该第一振动系统32安装于作为振动构件的主体30，该第二振动系统34经由第一振动系统32安装于主体30。此外，在下面的说明中，只要没有特别说明，那么上下方向就是指来自振动构件30的主要振动输入方向、即图1中的上下方向。
更详细地说，第一振动系统32具有利用作为第一弹簧构件的连结橡胶弹性体40将安装构件36与第一质量块构件38弹性连结的构造，通过利用螺栓等将安装构件36固定于主体30，来利用连结橡胶弹性体40将第一质量块构件38弹性连结于主体30。第一质量块构件38的形状、形成材料没有特别限定，但是期望的是由比重大的材料形成以实现小型化，在本实施方式中形成为由铁形成的呈实心的矩形块状的构件。并且，在第一质量块构件38上一体形成有向上方突出的作为支承部的支承突部42，在其上表面以开口的方式形成有螺丝孔。连结橡胶弹性体40是矩形块状的橡胶弹性体，插入安装于上下相对配置的安装构件36与第一质量块构件38之间，下表面固定安装于安装构件36，并且上表面固定安装于第一质量块构件38。
此外，作为被采用为连结橡胶弹性体40的橡胶弹性体的材料，使用天然橡胶、合成橡胶或者天然橡胶与合成橡胶的混合橡胶。作为合成橡胶，能够列举出苯乙烯-丁二烯橡胶、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、异丁烯-异戊二烯橡胶、氯化-异丁烯-异戊二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、氢化-丙烯腈-丁二烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯烃橡胶、乙烯-丙烯橡胶、丙烯酸橡胶、硅橡胶等。
另外，本实施方式的第一质量块构件38具备罩构件44。罩构件44形成为下方开口的矩形斗状，设置于开口部的凸缘状的固定片通过螺栓等固定于第一质量块构件38，由此以覆盖第一质量块构件38的上表面的方式安装于第一质量块构件38。通过安装这样的罩构件44，在第一质量块构件38的上方划分出作为利用罩构件44从外部分隔出的收容空地的收容区46，第一质量块构件38的支承突部42突出到收容区46内。此外，在图1中，为了易于观察，省略了罩构件44的图示。
并且，期望的是，使包括罩构件44的第一质量块构件38的质量：m1为主体30的等效质量块质量：M的10％以上(m1≥0.1*M)。由此，第一质量块构件38能够对主体30的振动状态产生充分的影响，从而作为动力减震器而发挥功能，因此能够期待通过抵消振动来减少主体30的振动。
另外，第二振动系统34配置于收容区46。在第二振动系统34中，第二质量块构件48固定于作为第二弹簧构件的板簧50的一方的端部，并且板簧50的另一方的端部固定于第一质量块构件38，由此第二振动系统34具有第二质量块构件48通过板簧50与第一质量块构件38弹性连结的悬臂状的构造。
第二质量块构件48形成为矩形块状，与第一质量块构件38同样地由铁等高比重的材料形成。另外，在本实施方式中，第二质量块构件48的质量：m2被设定成与第一质量块构件38的质量：m1之间满足m1*X>m2*Q。此外，X表示第一振动系统32的固有振动数下的响应倍率(共振响应倍率)，Q表示第二振动系统34的共振响应倍率，在本实施方式中，使第二振动系统34的共振响应倍率：Q比第一振动系统32的共振响应倍率：X大(X<Q)。另外，优选的是，使第二质量块构件48的质量：m2为第一质量块构件38的质量：m1的1/5倍以下(m2≤m1/5)，由此使第二质量块构件48相比于第一质量块构件38小型轻量。通过像这样使第二质量块构件48比第一质量块构件38轻量，能够与发电对象振动的频率相应地设定振动系统的固有振动数并且将板簧50的弹簧常数设定得充分小来有效产生第一质量块构件38相对于第二质量块构件48的相对位移。
板簧50是由导电性的弹簧钢形成的纵长板状的金属构件，纵长方向一方的端部上固定有第二质量块构件48，并且纵长方向另一方的端部重叠在第一质量块构件38的支承突部42且螺纹固定安装于第一质量块构件38的支承突部42。由此，第二质量块构件48经由板簧50而与第一质量块构件38弹性连结，通过作为板簧50的板厚方向(图3中的上下方向)的剪切方向上的弹性变形来容许第二质量块构件48相对于第一质量块构件38的相对位移。由此也可明确，振动发电装置18具备由第一振动系统32和第二振动系统34构成的2自由度的振动系统。
在本实施方式中，将第二振动系统34作为1自由度振动系统对待的情况下的机械固有振动数：fr2相对于将第一振动系统32作为1自由度振动系统对待的情况下的机械固有振动数：fr1被设定为低频率(fr2<fr1)。并且，期望的是，第一振动系统32单体的固有振动数：fr1为第二振动系统34单体的固有振动数：fr2的倍以下由此，能够避免由于所谓的天棚阻尼效应(sky hook damper effect)的减振作用对第一质量块构件38相对于第二质量块构件48的相对位移量产生抑制而发生的发电效率的降低等不良状况。此外，根据第一质量块构件38的质量：m1和连结橡胶弹性体40的弹簧常数：k1来如[式1]那样计算第一振动系统32单体的1自由度振动系统中的机械固有振动数：fr1。根据第二质量块构件48的质量：m2和板簧50的弹簧常数：k2来如[式2]那样计算第二振动系统34单体的1自由度振动系统中的机械固有振动数：fr2。
[式1]
[式2]
另外，板簧50上固定安装有发电元件16。关于发电元件16，优选使用一般的压电元件、压致伸缩元件等，该发电元件16通过重叠地固定安装于板簧50的表面而被配置在第一质量块构件38与第二质量块构件48之间。然后，在振动输入时，从主体30波及到第一质量块构件38的外力被传递到第二质量块构件48，由此该第一质量块构件38与该第二质量块构件48发生相对位移，板簧50弹性变形，由此，发电元件16与板簧50一起变形而产生电。换言之，通过第一质量块构件38与第二质量块构件48的相对位移向发电元件16输入振动能量，发电元件16根据第一质量块构件38与第二质量块构件48的相对位移量将振动能量变换为电能。该发电元件16上连接有电路，与整流蓄电电路28、传感器部分14等电连接。此外，在采用压电元件作为发电元件16的情况下，作为其形成材料，例如采用陶瓷材料、单晶材料等。更具体地说，例如锆钛酸铅、氮化铝、钽酸锂、铌酸锂等均能够被适当采用作为压电元件的形成材料。
此外，在本实施方式中，固定安装于板簧50的发电元件16配置在由罩构件44从外部空间分隔出的收容区46内，被罩构件44所覆盖，由此防止水、尘埃等之类的异物的附着。
在本实施方式中，设置有对第二质量块构件48相对于第一质量块构件38的相对位移量进行限制的止动单元56，来防止板簧50和发电元件16的过大变形，避免发电元件16的损伤。具体地说，通过第二质量块构件48与第一质量块构件38的上表面及罩构件44的上底壁内面抵接，第二质量块构件48的位移受限制，止动单元56构成为包括第一质量块构件38和罩构件44。另外，在本实施方式中，在第一质量块构件38的上表面和罩构件44的上底壁内面分别固定安装有止动橡胶58，第二质量块构件48经由止动橡胶58的缓冲与第一质量块构件38及罩构件44抵接。
被设为这种构造的本实施方式所涉及的振动发电装置18在安装于主体30的安装状态下，利用发电元件16将主体30的振动能量变换为电能后取出。在此，在振动发电装置18中，设置2自由度的振动系统，并且在第一质量块构件38与第二质量块构件48之间配置发电元件16，由此通过发电元件16实现高效发电。
这种振动发电装置18在机械上来说如前所述那样构成第一振动系统32与第二振动系统34串联连接的2自由度振动系统，该第一振动系统32包括第一质量块构件38和作为第一弹簧构件的连结橡胶弹性体40，该第二振动系统34包括第二质量块构件48和作为第二弹簧构件的板簧50，因此能够使用公知的多自由度系统的振动模型来进行分析。即，所述振动发电装置18的机械振动系统的振动模型如图4所示，可以通过[式3]所示的公知的2自由度系统的运动方程式来表示。此外，在[式3]中，x1相当于振动发电装置18中的第一质量块构件38的位移量，并且x2相当于振动发电装置18中的第二质量块构件48的位移量。并且，[式3]中的F0sin2πft相当于振动发电装置18中的从主体30输入的振动荷重。
[式3]
已知作为[式3]所示的一般的2自由度振动系统的运动方程式的解而求出的Ω1、Ω2(Ω1<Ω2)分别是所述2自由度振动系统的固有振动数。另外，作为机械装置的振动发电装置18是作为2自由度振动系统而被掌握，对发电元件16的振动能量波及为第二质量块构件48相对于第一质量块构件38的相对位移量。因此，第一质量块构件38与第二质量块构件48的相位差大致呈180度而向相反方向位移，由此，波及到振动发电装置18的振动能量高效地波及到发电元件16，能够得到大的发电电力。
具体地说明，在上述的2自由度振动系统的固有振动数：Ω1、Ω2下，虽然在理论上质量块位移的运动量均为峰值，但是在到第一固有振动数：Ω1为止的低频率下，第一质量块构件38和第二质量块构件48以同相运动，因此难以将所输入的振动能量高效地变换为发电电力。与此相对，在第一固有振动数：Ω1到第二固有振动数：Ω2的频率下，第一质量块构件38和第二质量块构件48反相运动，因此能够将振动能量高效地变换为发电电力来得到大的发电电力。
在此，为了易于理解，如果设为能够将第二振动系统34作为第二质量块构件48相对于第一质量块构件38相对地弹性位移的1自由度系统来掌握，则所述第二振动系统34的第二质量块构件48在第二振动系统34的作为1自由度振动系统的机械固有振动数：fr2下，相对于第一振动系统32的第一质量块构件38，相位发生反转。而且，在所述固有振动数：fr2的频域中，通过第二振动系统34的机械共振现象，也能够高效地得到第二质量块构件48相对于第一质量块构件38的相对位移量。
据此，在相比于第一振动系统32将第二振动系统34的机械固有振动数设定在低频域的本实施方式中，即使是在2自由度振动系统的振动模式下第一质量块构件38和第二质量块构件48反相运动的高频侧的固有振动数：Ω2之前的低频域中，若是超过第二振动系统34的作为1自由度振动系统的机械固有振动数：fr2的频域，则第二质量块构件48相对于第一质量块构件38，相位发生反转，由此能够以优秀的发电效率得到大的发电电力。
这是本发明人根据实际测量发电电力得到的结果而确认的。即，试制被设为遵循图3和图4所示的本实施方式的构造的振动发电装置18，通过从主体30侧进行扫频激振来测定发电元件16的发电电力的频率特性。图5中示出了其结果。在所述图5中，作为实施例数据以实线示出了发电元件16的发电电力的实测值，并且作为比较例数据以虚线示出了由与省略了第一振动系统的第二振动系统单体相当的1自由度系统的机械构造体构成的发电装置的发电电力的实测值。
根据图5可以明确的是，在实质上由第二振动系统单体构成的比较例中，发电电力不过是仅在第二振动系统的机械固有振动数：fr2的频域具有一个峰值，当输入振动偏离于固有振动数：fr2时发电效率会显著降低。与此相对，在本发明的实施例中，发电电力在两个频率：P1、P2下分别具有峰值，并且在这两个频率：P1、P2之间的频域、超过P2的高频域的广频域内维持高发电效率。在此，成为高频侧的峰值的频率：P2是与在2自由度振动系统的振动模式下第一质量块构件38和第二质量块构件48反相运动的高频侧的固有振动数：Ω2相当的频率。另一方面，成为低频侧的峰值的频率：P1是与在2自由度振动系统的振动模式下第一质量块构件38和第二质量块构件48反相运动的低频侧的固有振动数：Ω1相当的频率，还是与第二振动系统34作为1自由度振动系统时相对于第一质量块构件相位发生反转的固有振动数：fr2大致对应的频率。
另外，在本实施方式中，使第二振动系统34的共振响应倍率：Q比第一振动系统32的共振响应倍率：X大(X<Q)，并且使第一质量块构件38的质量：m1与第一振动系统32的共振响应倍率：X之积比第二质量块构件48的质量：m2与第二振动系统34的共振响应倍率：Q之积大(m1*X>m2*Q)。由此，在振动输入时，确保大的第二质量块构件48的振幅进而确保大的板簧50的弹性变形量，从而高效地实现发电元件16的发电。另外，使在共振状态下波及到第一质量块构件38的激振力比在共振状态下波及到第二质量块构件48的激振力大，因此抑制了第二振动系统34抵消输入振动的减振作用，稳定地产生第一质量块构件38与第二质量块构件48的相对位移，由此遍及广频带地实现更有效的发电。
并且，在振动发电装置18中，使第二质量块构件48的质量：m2为第一质量块构件38的质量：m1的1/5倍以下，将2自由度振动系统的机械固有振动数设定为规定值并且将板簧50的弹簧常数：k2设定得小。因此，易于产生第二质量块构件48相对于第一质量块构件38的相对位移，能够高效地得到发电元件16的发电量。
另外，在本实施方式中，第二振动系统34单体的1自由度振动系统中的机械固有振动数：fr2相比于第一振动系统32单体的1自由度振动系统中的机械固有振动数：fr1被设定为低频率(fr2<fr1)。由此，在振动输入时充分产生第二质量块构件48相对于第一质量块构件38的相对位移，从而能够实现同第一质量块构件38与第二质量块构件48的相对位移量对应的发电效率的提高。
并且，使fr2<fr1，由此在从第二振动系统34的1自由度振动系统中的机械固有振动数：fr2到第一振动系统32的1自由度振动系统中的机械固有振动数：fr1的频域内，第一质量块构件38相对于输入振动以同相发生位移。因此，能够通过相对于主体30以同相发生振动位移的第一质量块构件38更高效地对第二振动系统34传递振动能量来实现发电效率的进一步提高。另一方面，在使fr2>>fr1的情况下，在2自由度振动系统中的低频侧的固有振动数：Ω1下，第一振动系统32相对于输入振动以反相发生位移，因此无法对第二振动系统34高效地传递振动能量。因此，通过如本实施方式那样使fr2<fr1，能够将图5所示的P1～P2之间的频域设定得充分大来在进一步广频域内得到优秀的发电效率。
另外，构成振动发电装置18的2自由度振动系统的第一振动系统32的弹簧成分由以橡胶弹性体形成的连结橡胶弹性体40构成，另一方面，第二振动系统34的弹簧成分由以金属形成的板簧50构成。由此，如图6所示，在第二振动系统34中，以大的共振响应倍率仅在共振频率附近的窄频域得到能够发电的振幅，另一方面，在第一振动系统32中，能够以比第二振动系统34小的共振响应倍率遍及广频域地得到能够发电的振幅。因此，组合采用第一振动系统32和第二振动系统34，由此，通过基于第一振动系统32的连结橡胶弹性体40的阻尼性能而实现的特性的宽频化，对于更广频域的振动输入来有效实现在第二振动系统34单体中仅在明显窄的频域实现的发电。由此，能够提供一种能够在各种振动输入条件下进行有效的发电、具备高实用性的振动发电装置18。此外，在图6中，以实线示出了第一振动系统32单体的1自由度振动系统中的频率-振幅特性，并且以虚线示出了第二振动系统34单体的1自由度振动系统中的频率-振幅特性。
另外，在振动发电装置18中，第一振动系统32单体的1自由度振动系统中的机械固有振动数：fr1被设定为比由第一振动系统32、第二振动系统34构成的多自由度振动系统的电反共振频率：fa2高的频率(fr1>fa2)，由此实现对于广频域的振动输入的发电。下面，使用图7所示的考虑了第二振动系统34的电特性的等效电路来进行说明。
图7的等效电路是表示作为配置有发电元件16(压电元件)的第二振动系统34的压电特性的机械-电气变换特性的电路，通过串联配置的等效串联电感：L1、等效串联静电电容：C1、等效串联电阻：R1以及与这些L1、C1、R1并联配置的并联静电电容：C0，将发电元件16的机械振动表示为电路。
L1、C1、R1分别是与振动模式相应地唯一决定的常数。另一方面，C0是因发电元件16作为电介质发挥功能而产生的静电电容，是由发电元件16的大小、介电常数等而规定的常数。
考虑了第二振动系统34的电特性的等效电路由这样的L1、C1、R1、C0构成，因此第二振动系统34的阻抗相对于输入振动的频率如图8所示的图表那样，在串联共振频率：fr2下变为极小值，并且在电反共振频率(并联共振频率)：fa2下变为极大值。此外，串联共振频率与第二振动系统34的机械共振频率：fr2实质上相同。另外，严格地说，串联共振频率：fr2与在C0的影响下第二振动系统34的阻抗变为极小值的频率稍有不同，但是在此视作实质上相同。同样地，并联共振频率：fa2与第二振动系统34的阻抗变为极大值的频率稍有不同，但是在此视作实质上相同。
根据图8的图表可以明确，在配置有发电元件16的第二振动系统34中，在串联共振频率：fr2下得到大的发电量，另一方面，在并联共振频率：fa2下发电量变小，在比fa2高的频域中也持续发电量比较小的状态。
此外，在第二振动系统34的等效电路中，通过以下的[式4]和[式5]来定义串联共振频率：fr2和并联共振频率(反共振频率)：fa2。
[式4]
[式5]
另一方面，在本实施方式中，通过使振动发电装置18的振动系统为2自由度，将振动发电装置18的振动系统的机械2次固有振动数：Ω1设定为比该振动系统的机械反共振频率高的频率，由此遍及广频域地抑制发电量的降低。据此，一般来说，通过将第一振动系统32的机械固有振动数：fr1设定为比等效电路的并联共振频率：fa2高的频率，能够遍及广频带地防止发电效率的降低。
并且，更优选的是，使第一振动系统32单体的机械共振频率：fr1为第二振动系统34单体的机械共振频率：fr2的倍以下由此对于广频域的振动输入来确保大的第一质量块构件38与第二质量块构件48的相对位移量。因此，对于广频域的振动输入，实现发电元件16的高效发电。总之，第一振动系统32单体的机械共振频率：fr1优选设定为的范围。
此外，本发明人通过实验等进行研究发现，通过使能够使第一振动系统32中的振动与第二振动系统34中振动相互传递而形成耦合的振动状态。即，例如在输入振动的频率发生变化这样的情况下，即使在当第一振动系统32和第二振动系统34相互完全独立地振动时一方振动停止这样状况下，另一方的振动系统也会对该一方的振动系统造成影响，由此也能够维持某种程度的振动状态。由此，能够波及双方的振动来补充性地维持双方的振动系统32、34中的振动状态，因此能够进一步高效地实现各振动系统32、34中的振动状态的体现进而能够进一步高效地实现作为目的的发电状态的体现及其维持。此外，在第一振动系统32、第二振动系统34中，设定成各共振频率满足由此实现通过振动的耦合得到的振动状态的补充性维持，例如专利4862286号公报能够有助于理解这一点。
设为如上所述的构造的振动发电装置18和传感器部分14例如收容在壳体22内，由此构成本实施方式的传感器装置10。而且，例如使壳体22为安装构件、并且利用盖体等覆盖壳体22的开口部等来将传感器装置10安装于车辆，由此即使在因行驶状态的差异而不同的频域下的振动输入下也能够将振动能量高效地变换为电能，从而实现振动发电装置18的稳定发电，进而实现传感器装置10的稳定工作。
以上，详细叙述了与本发明的传感器装置有关的实施方式，但是本发明并不限定于该具体记载。
例如，在传感器装置安装于车辆的情况下，如图9中功能框图所示的那样，也能够通过以有线方式布设的传感器输出用引线59将传感器部分14中的检测信号发送到需要所述检测信号的ECU等车身侧控制器60。
如果采用这种有线发送，则能够将由振动发电装置18得到的电力全力应用于传感器部分14中的信息的获取、生成。其结果，例如能够实现提高采样率等、伴随产生所需电力增大的检测精度的提高，并且还能够实现包括传感器部分14的传感器装置的工作的稳定性的进一步提高。
另外，也能够将设为如上所述的构造的特定构造的振动发电装置18的发电元件16本身用作传感器元件。具体地说，例如也能够如图10中功能框图所示的那样，着眼于振动发电装置18的发电波形与所输入的振动对应这一情况，在测量电路部20中使用所述发电波形来进行时间微分等运算处理，由此得到加速度信息作为检测信号。
通过像这样将振动发电装置18的发电元件16用作传感器元件，能够实现传感器装置的构造的简化、消耗电力的减少。
另外，在传感器装置安装于车辆的情况下，振动发电装置18的发电状况与车辆的行驶状况对应，因此通过监视所述发电状况来监视车辆的行驶状况，例如在基于发电状况掌握了反复急剧地加减速等确定的行驶状况的情况下，也能够利用声音、光等来向运转者发出警告以促使其注意。这种警告装置61也可以设置于传感器装置的外部，例如车辆的显示器、车厢内。即，也可以通过天线26、引线将由作为传感器元件的振动发电装置18检测出的确定的行驶状况无线或有线发送到警告装置61，由此在显示器上显示消息、标记，或者使车厢内的扬声器发出消息、警告音，从而使运转者能够识别。
或者，在传感器装置安装于建筑物的柱、地板的情况下，使这些柱、地板为振动构件，伴随通过邻近的车辆、居住者的步行而产生的振动波及到所述柱、地板，由此能够通过振动发电装置18来得到电力。并且，例如采用如上所述的警告装置61，由此能够利用声音、光来唤起居住者注意，从而能够在发生地震时等迅速地避难。
并且，在本发明的传感器装置中，作为振动发电装置，除了所述实施方式以外还能够采用各种方式。例如，图11和图12中分别示出了作为本发明中采用的另外的方式例的振动发电装置62、64。此外，对于与所述实施方式相同的构件或部位，在图中示出与所述实施方式相同的标记，由此省略详细的说明。
即，图11所示的振动发电装置62使第一质量块构件66为中空构造，在第一质量块构件66中设置有相对于外部空间大致隔断的收容空地68。这种中空构造的第一质量块构件66例如通过以下方式实现：将大致平板形状的上部质量块76以与具有底壁70和作为周壁部的周壁72的大致有底筒形状的下部质量块74重叠地覆盖下部质量块74的上部开口的方式固定安装下部质量块74。
而且，以收容于该第一质量块构件66的收容空地68的状态设置有形成为与所述实施方式大致相同的构造的第二振动系统34。此外，使收容空地68为足以容许伴随作为第二弹簧构件的板簧50的弹性变形而产生的第二质量块构件48的位移的大小。另外，在收容空地68中，在第二质量块构件48的位移方向的两侧壁部分别设置有止动橡胶58、58，以缓冲地限制第二质量块构件48的位移量。
在设为这种构造的振动发电装置62中，能够设定成第一质量块构件66在第一振动系统32中的重心位置与第二质量块构件48在第二振动系统34中的重心位置在高度方向上接近。而且，能够以减小该第一质量块构件66和该第二质量块构件48距作为振动输入基准面的支承面的高度的方式进行定位，该支承面是作为第一弹簧构件的连结橡胶弹性体40安装于主体30的固定安装面，即安装构件36的上表面。
另外，在所述第一实施方式中，也能够从罩构件44利用其质量来构成第一质量块构件38的一部分的角度理解，在第一实施方式中，形成中空构造的第一质量块构件，将第二振动系统34收容配置在形成于罩构件44与第一质量块构件38之间的收容区46内，并且，板簧50的基端侧被从构成第一质量块构件中的收容空地(收容区)46的周壁的第一质量块构件38的上端面向收容空地46内突出设置的支承突部42所支承，由此板簧50的支承位置设定于比收容空地46的周壁部靠收容空地46的内方的位置。在此，在图11所示的实施方式中，也能够视作将第一实施方式的罩构件44设为厚壁来构成上部质量块76，因此也能够基于第一实施方式的说明来理解图11的方式。
由此，无论是在第一实施方式还是在本实施方式中，第一质量块构件38、66对构成第二振动系统34的板簧50的基端侧的支承位置被设定于比第一质量块构件38、66的外周壁部靠中央侧而接近第一质量块构件38、66的重心的位置。其结果，对于第一质量块构件38、66使板簧50发生对发电有意义的弯曲变形的、以产生会伴随产生图11中的上下方向的振幅的弹起那样的位移为目的的振动，对板簧50直接高效地传递第一质量块构件38、66的上下振动，从而能够有利地对第二振动系统34激振。另一方面，对于伴随产生以图11中左右方向的大致中央为支点的如跷跷板那样的摇动位移的纵摇、伴随产生以图11中沿左右方向延伸的直线为中心的转动位移的扭转、伴随产生以图11中沿上下方向延伸的直线为中心的转动位移的扭曲等各种方向的振动，振动振幅均在第一质量块构件38、66的外周壁部成为最大，因此向支承点设定于比外周壁部靠中央侧的位置的第二振动系统34的振动传递得到抑制，减轻对板簧50的不良影响，从而能够稳定且良好地维持作为板簧50的目的的弯曲变形，进而稳定且良好地维持安装于此处的发电元件16的发电效率。
特别是，在图11的实施方式中，与第一实施方式的罩构件44相比上部质量块76的壁厚，由此第一质量块构件66的重心不仅在水平方向靠近中央侧，而且在上下方向也靠近中央侧，以这种方式设定于收容空地68的内部。由此，能够将第一质量块构件66的重心与第二振动系统34的板簧50的支承点设定于更接近的位置，例如也能够设定于大致相同的位置。其结果，如上所述，能够进一步抑制第一质量块构件66中的纵摇、扭转、扭曲等振动输入，能够更高效地实现基于对振动发电有意义的上下方向的振动的传递的稳定发电。
这样，在本方式中，抑制了振动输入时会伴随产生第一质量块构件66、第二质量块构件48的摇动等、特别是第二质量块构件48的上下方向以外的不规则位移的板簧50的不规则变形，进一步稳定地产生作为目的的主要振动输入方向、即上下方向上的振动位移，其结果，能够使连结橡胶弹性体40、板簧50的弹性变形量大而实现振动能量向电能的变换效率的进一步提高。
而且，利用第一质量块构件66从外部空间隔断出第二振动系统34的配置区，因此不另外需要罩构造等，在第二振动系统34的配置区也能够以简单的构造赋予防尘性能、防水性能。
除此以外，通过使第一质量块构件66为中空构造，能够在容积大的外周部分确保大的质量块重量，同时使第二振动系统34收容在收容空地68，来如所述实施方式那样避免从第一质量块构件66向上方的大的突出。其结果，能够在充分确保第一质量块构件66的质量的同时将防振装置整体特别是高度方向上的尺寸抑制得小。
另外，图12所示的振动发电装置64与图11所示的振动发电装置62同样地，以收容于形成为中空构造的第一质量块构件66的收容空地68的状态设置有第二振动系统34。另一方面，第一质量块构件66通过设置在其周壁72的外周面上的第一弹簧构件78与作为振动构件的主体30弹性连结。
即，利用螺栓等固定安装于主体30的安装构件80以与第一质量块构件66的外周侧相隔离的纵壁构造形成，第一质量块构件66的外周面与安装构件80在与主要的振动输入方向大致正交的方向上位于相向的位置。然后，在该第一质量块构件66的外周面与该安装构件80的相向面之间配置由橡胶弹性体形成的第一弹簧构件78，由此通过安装构件80对第一质量块构件66进行弹性支承。
此外，第一弹簧构件78可以遍及第一质量块构件66的整周地设置，但是也可以设置于一周上适当的几处位置。
在设为这种构造的振动发电装置64中，第一振动系统32中的第一弹簧构件78通过来自主体30的振动在主要的振动输入方向上主要进行剪切变形，因此能够进行低动弹簧调谐，能够实现特性调谐的自由度的提高。此外，也能够在本实施方式的振动发电装置64中，在第一质量块构件66的底壁70与安装构件80的底壁的相向面之间辅助地插入压缩橡胶来进行特性调谐。
除此以外，在本发明中采用的振动发电装置中，例如也能够在振动发电装置的振动系统中将三个以上的质量块构件分别通过弹簧构件串联地弹性连结，来形成3自由度以上的多自由度振动系统。据此，能够相于进一步广的频域的振动输入得到高的发电效率。此外，在采用3自由度以上的多自由度振动系统的情况下，可以选择相互进行弹性连结的两个质量块构件，仅在这些质量块构件之间设置发电元件，但是也能够在邻接配置而相互弹性连结的多组质量块构件之间分别设置发电元件。
另外，例如，也能够对第一质量块构件通过相互独立的两个以上的第二弹簧构件彼此并联地弹性连结两个以上的第二质量块构件，由此构成振动发电装置的多自由度振动系统。据此，构成多个第二振动系统，因此也能够通过使这些第二振动系统单体的机械固有振动数互不相同来实现对更广频域的振动输入的有效发电，或通过使第二振动系统单体的机械固有振动数相同来实现对特定频域的振动输入的发电效率的提高。
并且，作为发电元件，能够采用压电元件、压致伸缩元件、磁致伸缩元件等发电元件中的任一个，除此以外，还能够采用使用了驻极体、基于交叉磁通的时间变化的电磁方式等的发电构造。据此也可以理解，构成第二振动系统的第二质量块构件和第二弹簧构件的具体构造并不是限定的，也能够将例如螺旋弹簧、橡胶弹性体、棒弹簧等用作第二弹簧构件。同样地，第一质量块构件和第一弹簧构件的具体构造也没有特别限定，例如，也可以将螺旋弹簧、板簧、棒弹簧等金属弹簧用作第一弹簧构件。
并且，在所述实施方式的振动发电装置18(62、64)中，通过调节第一质量块构件38(66)相对于主体30的质量比，来达到第一振动系统32对主体30的振动的减振作用，但是使振动发电装置具有作为减振装置的功能在本发明中并非是必须的。总之，也可以使第一质量块构件的质量比振动构件的等效质量块质量的10％小，也能够与振动发电装置相分别地配置动力减震器等减振装置。
此外，在所述实施方式中，将第二振动系统34作为1自由度振动系统对待的情况下的机械固有振动数：fr2相对于将第一振动系统32作为1自由度振动系统对待的情况下的机械固有振动数：fr1被设定为低频率(fr2<fr1)。并且，在第二质量块构件48的质量：m2与第一质量块构件38、66的质量：m1之间，设定成满足m1*X>m2*Q(X、Q分别是第一振动系统32和第二振动系统34的共振响应倍率)。但是，本发明所涉及的发电装置不限定于这些方式。
即，即使将第二振动系统34作为1自由度振动系统对待的情况下的机械固有振动数：fr2相对于将第一振动系统32作为1自由度振动系统对待的情况下的机械固有振动数：fr1被设定为高频率(fr2>fr1)，在第一质量块构件38、66的质量：m1与第一振动系统32的共振响应倍率：X之积接近第二质量块构件48的质量：m2与第二振动系统34的共振响应倍率：Q之积(m1*X≈m2*Q)的情况下，能够通过第一振动系统32与第二振动系统34的相互作用来增加发电量。因而，在本发明所涉及的发电装置中，将第二振动系统34作为1自由度振动系统对待的情况下的机械固有振动数：fr2相对于将第一振动系统32作为1自由度振动系统对待的情况下的机械固有振动数：fr1只要不同(fr1≠fr2)即可。
并且，在所述图11、12所示的振动发电装置62、64中，使下部质量块74为大致有底筒形状并且使上部质量块76为大致平板形状，使上部质量块76从上方覆盖下部质量块74的上部开口部，由此形成收容空地68，来将第二振动系统34收容在所述收容空地68内，但是不限定于所述方式。即，例如也可以使下部质量块为大致平板形状并且使上部质量块为相反方向的大致有底筒形状，第一质量块构件也可以由在侧方开口的筒形状的构件以及覆盖该侧方开口部的构件构成。
另外，在所述实施方式中，传感器装置安装于车辆而形成车辆用的传感器装置，但是不限定于所述方式，振动构件只要具有足以发电的振动输入，就没有特别限定。并且，在振动构件中多种振动的振动水平在互不相同的振动频域变为最大的情况下，尤其适于采用本发明所涉及的发电装置。具体地说，例如，在振动频率按洗涤物的量等发生变化的洗衣机、振动频率与冷冻机的工作状态等相应地变化的冰箱、振动频率与行驶状态、路面的凹凸等相应地变化的汽车、振动频率与加工状态等相应地变化的机床、振动频率与通过的车辆的重量等相应地变化的桥梁、或者建筑物的柱、地板等中，壳体、主体等能够成为安装发电装置的振动构件。
另外，如上所述，遵循本发明的振动发电装置18、62、64不限定于应用于所述实施方式所示的传感器装置10。下面，参照附图来说明应用于车辆用发光装置、建筑物用发光装置的实施方式。此外，振动发电装置是与所述实施方式同样的构造，为了易于其理解，在图中标注与所述实施方式相同的标记。
接着，图13中示出了具备形成为遵循本发明的构造的车辆用发光装置110的汽车111的前部。如图14所示，车辆用发光装置110具备作为发光体的角杆(corner pole)112以及作为工作用电源的振动发电装置114。在下面的说明中，上下方向原则上是指作为车辆安装状态下的铅直上下方向的图14中的上下方向。
更详细地说，角杆112具有在导光杆116中收容有作为光源的LED 118的构造。导光杆116是由丙烯酸等合成树脂形成的透明或半透明的构件，形成为向上方直线延伸的尖端细的杆状。
在导光杆116的基端部收容有LED 118。LED 118是公知的构造，在未图示的基板上连接有作为供电用布线的线束120，通过线束120向基板供给电力，由此LED 118进行发光。然后，LED 118的光被导光杆116向上方引导并向外周侧放射，由此导光杆116整体或部分发光，能够从周围容易地视觉识别。
另外，角杆112处安装有振动发电装置114。振动发电装置114形成为与图11所示的所述实施方式的振动发电装置62实质上相同的构造，具备包括安装于作为振动构件的保险杠122的第一振动系统32和经由第一振动系统32安装于保险杠122的第二振动系统34的多自由度振动系统。此外，在本实施方式中，为将图11所示的振动发电装置62上下相反地安装的方式。即，使上部质量块76为方向相反的大致有底筒形状，并且使下部质量块74为大致平板形状。
然后，通过将角杆112与能够得到如前所述的优秀发电效率的振动发电装置114连接，来如图14所示那样构成本实施方式所涉及的车辆用发光装置110。即，角杆112的导光杆116的基端部和LED 118固定于振动发电装置114的安装构件128。而且，角杆112的LED 118与振动发电装置114的发电元件16通过线束120而电连接，由此利用振动发电装置114来构成用于使LED 118发光的工作用电源。
此外，例如也能够将用于对由发电元件16得到的电进行滤波的电路、控制对LED118的电力供给的接通和断开的控制单元等配置在收容空地68中。特别是，也能够通过将这些电路、控制单元等设置于收容空地68的内部来保护电路、控制单元等。
在被设为这样的构造的车辆用发光装置110中，振动发电装置114安装于构成汽车111的端部的保险杠122，因此会对发电元件16输入振幅大的振动，从而实现更高效的发电。特别是，保险杠122是被设为与汽车111的主框架分开的部件的端部结构构件，不存在减少向保险杠122的振动传递的防振构造，会有大的振动能量输入到振动发电装置114，因此能够通过振动发电来高效地得到电力。除此以外，通过由振动发电装置114将保险杠122的振动能量变换为电能后供给到LED 118，保险杠122的振动被减少。
另外，在输入振动的汽车111行驶时，通过振动发电装置114的发电而得到的电力被稳定地供给到角杆112，因此不需要更换电池、充电等工时就能够使角杆112发光。而且，在停车时，不对振动发电装置114输入振动，停止对LED 118的电力供给，角杆112的发光自动停止，因此无需操作就能够自动切换角杆112的发光的开启和关闭。
此外，在振动发电装置114中，也能够通过设定有效执行发电的输入振动的频域(例如，与行驶时的发动机抖动相当的低频域)和实质上不发电的频域(例如，与停车时的怠速振动相当的中频域)，来根据汽车111的行驶状态等自动切换角杆112的发光的开启和关闭。
另外，振动发电装置114与角杆112相互连结而接近配置，因此能够缩短用于向LED118供给电力的线束120。因此，能够减少线束120的重量，从而实现车辆的轻量化，并且还避免了线束120受其它构件干扰而断裂之类的不良状况，线束120的处理变得容易。
另外，在振动发电装置114中，能够将第一质量块构件66在第一振动系统32中的重心位置和第二质量块构件48在第二振动系统34中的重心位置设定成在水平方向上均比第一质量块构件66的外周壁靠中央部分，并且能够设定成在高度方向上接近。而且，能够以减小该第一质量块构件66和该第二质量块构件48距作为振动输入基准面的支承面的高度的方式进行定位，该支承面是作为第一弹簧构件的连结橡胶弹性体40安装于保险杠122的固定安装面。
因此，抑制了振动输入时的第一质量块构件66、第二质量块构件48的摇动，来进一步稳定地产生作为目的的主要振动输入方向、即上下方向上的振动位移，其结果，能够使连结橡胶弹性体40、板簧50的弹性变形量大而实现振动能量向电能的变换效率的进一步提高。
而且，利用第一质量块构件66从外部空间隔断出第二振动系统34的配置区，因此不另外需要罩构造等，也能够在第二振动系统34的配置区以简单的构造赋予防尘性能、防水性能。
除此以外，通过使第一质量块构件66为中空构造，能够在容积大的外周部分确保大的质量块重量，同时使第二振动系统34收容在收容空地68，来避免从第一质量块构件66向下方的大幅突出。其结果，能够在充分确保第一质量块构件66的质量的同时将振动发电装置114整体、特别是高度方向上的尺寸抑制得小。另外，在本实施方式的车辆用发光装置中，前述的车辆用传感器装置中的效果均能够同样地发挥。
另外，如图13所示，在汽车111的保险杠122处还设置有作为与车辆用发光装置有关的本发明的另一实施方式的车辆用发光装置160。
更详细地说，如图15～17所示，车辆用发光装置160具备作为发光体的保险杠用灯162和作为工作用电源的振动发电装置168。保险杠用灯162是向前方发光的配件灯，具有以下构造：利用由透明或半透明的合成树脂形成的透光罩164覆盖作为光源的5个LED 118的前表面。此外，5个LED 118安装于具备电路的基板166。
另外，在LED 118的后方配置有振动发电装置168。振动发电装置168具有将第一振动系统32和第二振动系统34收容在箱状的安装构件184中的构造。本实施方式的振动发电装置168为使图14所示的所述实施方式的振动发电装置114上下方向相反的构造。即，第一质量块构件66由具有底壁70和周壁72的大致有底四角筒状的下部质量块74以及堵塞下部质量块74的上开口的板状的上部质量块76构成。并且，在本实施方式中，如图17所示，以遍及作为板簧50的前端侧的一端的上下两面的方式固定安装第二质量块构件48。
而且，LED 118固定于安装构件184，并且LED 118的基板166与振动发电装置114的发电元件16通过线束120而电连接。
被设为这样的构造的车辆用发光装置160如图13所示那样配置于保险杠122，保险杠用灯162的透光罩164露出到保险杠122的前表面。而且，在汽车111行驶时，输入到振动发电装置168的振动能量同与角杆112有关的所述实施方式同样地被变换为电能，所得到的电力被供给到LED 118，由此保险杠用灯162发光。
在这种本实施方式所涉及的车辆用发光装置160中，也能够得到与所述实施方式的车辆用发光装置110同样的效果。总之，在本发明的车辆用发光装置中，发光体不限定于角杆112，也可以是保险杠用灯162。
另外，也能够将车辆用发光装置160的发光体设为车门后视镜用灯186。即，如图13所示，在汽车111的车门后视镜188处设置车辆用发光装置160，使车门后视镜用灯186露出到车门后视镜188的前表面，并且将振动发电装置168内置于车门后视镜188，由此，也能够在车门后视镜188处设置利用车辆用发光装置160的配件灯。通过像这样将车辆用发光装置160设置于车门后视镜188，特别是在夜间行驶时能够使相向车辆的驾驶员获知车宽。此外，在将车辆用发光装置160设置于车门后视镜188的情况下，车门后视镜用灯186在车门后视镜188的前表面的露出位置没有特别限定，但是期望的是如图18、19所示那样设置于车门后视镜188的车宽方向上的外端部分。
图20～22中示出了作为与车辆用发光装置有关的本发明的另一实施方式的车辆用发光装置190。车辆用发光装置190具备作为发光体的端部盖用灯194和振动发电装置193，该端部盖用灯194是在作为光源的LED 118的外侧配置端部盖192而构成的，该振动发电装置193收容于端部盖192，与LED 118连接。此外，本实施方式中的振动发电装置193被设为同与车辆用发光装置有关的所述实施方式所记载的振动发电装置168同样的构造。
端部盖192是安装于构成自行车、两轮机动车辆等的端部的作为振动构件的把手端部195的构件，整体具有横转有底圆筒形状，具备嵌入到把手端部195的筒状部196以及以阻塞筒状部196的外侧的开口部的方式设置的透明或半透明的透光部198。在本实施方式中，筒状部196与透光部198形成为一体，但是也可以通过二色成形来使筒状部196不透明，还可以将形成为不同个体的筒状部196和透光部198在之后进行固定。
并且，在端部盖192的内周区配置有LED 118。而且，LED 118所发出的光通过端部盖192的透光部198后向外方照射，从而构成设置于自行车等的把手端部195的端部盖用灯194。
另外，在端部盖192的内周区配置有振动发电装置193，连结橡胶弹性体40固定安装于筒状部196，并且LED 118与振动发电装置193的发电元件16通过线束120而电连接。而且，由发电元件16得到的电力通过线束120被供给到LED 118，由此使LED 118发光，LED 118的光通过透光部198后沿端部盖192的轴向发出。
被设为这种构造的车辆用发光装置190通过端部盖192的筒状部196被嵌入到自行车的把手端部195而安装于把手端部195，振动发电装置193被收容于把手端部195，并且端部盖用灯194露出到把手端部195的外侧端面。由此，通过自行车行驶时的振动，端部盖用灯194发光，能够容易地视觉识别作为自行车的左右两端部分的把手端部195的位置。此外，为了在夜间等也能够通过目视来掌握自行车的车宽，期望的是在左右两方的把手端部195、195处分别安装车辆用发光装置190、190。
以上，详细叙述了本发明的车辆用发光装置的实施方式，但是本发明并不限定于该具体的记载。例如，在所述实施方式中，作为光源例示了LED 118，但是光源没有特别限定。并且，光源的数量、配置、形状、大小等也没有限制性解释。
另外，在本发明构造中，能够将光源与振动发电装置接近地配置，因此也能够省略将光源与振动发电装置连接的布线(本实施方式的线束120)，而采用利用连接器的连接构造。据此，能够避免因布线的断线引起的工作不良等。
另外，振动构件只要是具有足以发电的振动输入的车辆的端部结构构件，就没有特别限定，但是在振动构件中多种振动的振动水平在互不相同的振动频域变为最大的情况下，尤其适于采用本发明所涉及的车辆用发光装置的振动发电装置。具体地说，例如，在振动频率与行驶状态、路面的凹凸等相应地变化的汽车、两轮机动车辆、自行车等中，端部结构构件能够成为安装振动发电装置的振动构件。
作为振动构件，除了所述实施方式中示出的汽车111的前保险杠122和车门后视镜188、两轮车辆的把手端部195等以外，例如能够列举出汽车的后保险杠、两轮车辆(自行车、两轮机动车辆)的前叉和鞍座、后视镜、踏板等。在这些情况下，将车辆用发光装置的发光体设为后保险杠用灯、前位灯、后位灯、后视镜用灯(上部车宽灯)、踏板用灯(下部车宽灯)。并且，在所述实施方式中，作为振动构件，例示了安装于汽车111的主框架的作为其它部件的保险杠122、车门后视镜188，但是例如也可以利用主框架的端部的一部分来构成振动构件。
另外，作为成为本发明的应用对象的车辆，不限定于汽车、两轮机动车辆、自行车，例如也可以是铁道用车辆、工业用车辆等。
并且，在本发明的车辆用发光装置中，作为振动发电装置，也能够除所述实施方式以外还采用各种方式。例如，也能够在车辆用传感器装置的实施方式中采用如图3、图12所记载的其它方式的振动发电装置18、64，来构成车辆用发光装置。
另外，在所述图14所示的振动发电装置114中，通过使下部质量块74覆盖上部质量块76的开口部来形成收容空地68，将第二振动系统34收容在所述收容空地68内，但是不限定于所述方式。即，例如，也可以使上部质量块为大致平板形状并且使下部质量块为大致有底筒形状，还可以由在侧方开口的筒形状的构件和覆盖该侧方开口部的构件来构成第一质量块构件。
接着，图23～24中示出了被设为遵循本发明的构造的建筑物用发光装置210。该建筑物用发光装置210通过安装于建筑物212来对建筑物212中的步行区214进行照明。此外，在下面的说明中，上下方向原则上是指作为铅直方向的图23中的上下方向。
更详细地说，建筑物212是由公知的各种建筑构造筑造而成的，图23中例示了作为其步行区214的走廊的构造概要。所述建筑物212的步行区214为以下构造：以利用横梁、地板梁、托梁等水平构造件216a来支承的方式铺设胶合板等地板基材216b，由此确保地板强度，并且在地板基材216b上粘附地板片材、地板材料等地板铺装件216c。
另外，人在由作为地板件的水平构造件216a、地板基材216b、地板铺装件216c构成的步行区214的上表面步行，并且在所述步行区214的两侧竖立设置有内壁件218、218。此外，内壁件218以包括柱、横筋等公知的建筑构造被安装并支承，面向步行区214的内面上根据需要而粘附有布、涂膜。
这样安装于建筑物212来对步行区214进行照明的建筑物用发光装置210构成为包括安装于地板件而作为减振装置发挥功能的振动发电装置219以及安装于内壁件218的作为发光体的LED 220。而且，利用振动发电装置219将人在例如步行区214步行而变形振动的地板件的振动能量变换为电能，来使LED 220发光。此外，据此可以明确的是，在本实施方式中，由水平构造件216a、地板基材216b、地板铺装件216c构成的地板件为在人的步行、地震等外力的作用下主要沿上下方向振动变形的振动构件。
在此，LED 220能够采用公知的LED。而且，LED 220安装于步行区214的两侧的内壁件218，通过发光对地板铺装件216c的上表面进行照明。
此外，在本实施方式中，将控制装置225设置在将由后述的振动发电装置219发出的电力供给到各LED 220的引线224上，在控制装置225中对来自振动发电装置219的电力进行稳定化、恒压化等处理后供给到LED 220。期望的是，该控制装置225除了具备例如滤波器、运算放大器、分路调节器以外，还具备使用了电容器等的蓄电电路。
另一方面，安装于地板件的振动发电装置219被设为与图11所示的所述实施方式的振动发电装置62实质上相同的构造，具备安装于作为振动构件的地板件的第一振动系统32，并且，第二振动系统34经由该第一振动系统32安装于地板件。换言之，在从地板件起的振动传递路径上串联地设置有第一振动系统32和第二振动系统34，由第一振动系统32和第二振动系统34构成多自由度振动系统。
并且，期望的是，使第一质量块构件66的质量：m1为地板件的等效质量块质量：M的10％以上(m1≥0.1*M)。由此，第一质量块构件66能够对地板件的振动状态产生充分的影响，从而作为动力减震器而发挥功能，因此能够期待通过抵消振动来减少地板件的振动。这样，由构成为包括第一质量块构件66和连结橡胶弹性体40的第一振动系统32来构成抑制作为振动构件的地板件的振动的减振装置。
另外，通过作为板簧50的板厚方向(图23中的上下方向)的剪切方向上的弹性变形(剪切变形)来容许第二质量块构件48相对于第一质量块构件66的相对位移。据此可以明确的是，建筑物用发光装置210具备由第一振动系统32和第二振动系统34构成的2自由度的振动系统，沿被支承为悬臂状的板簧50的剪切方向被地板件的振动波及而产生弯曲变形。
被设为这种构造的建筑物用发光装置210在安装于地板件的安装状态下，利用发电元件16将地板件的振动能量变换为电能后取出。在此，在建筑物用发光装置210中，设置2自由度的振动系统，并且在第一质量块构件66、第二质量块构件48之间配置发电元件16，由此实现发电元件16的高效发电。因而，在所述建筑物用发光装置210中，由第一振动系统32构成减振装置，并且包括第一振动系统32和第二振动系统34来构成振动发电装置219。
而且，由如前所述那样能够得到优秀的发电效率的振动发电装置219来构成用于使作为发光体的LED 220发光的工作用电源。此外，在本实施方式中，LED 220安装于与作为振动构件的地板件不同的部位，但是也可以将LED安装于地板件来使地板面发光。
另外，在本实施方式中，如图24所示，沿步行方向将作为步行区214的走廊分割为连续地连接的多个区域256，在各区域256以能够独立地工作的方式安装建筑物用发光装置210和控制装置225、LED 220。具体地说，例如图示那样，对于每个建筑物用发光装置210，通过引线224、224、224、224将位于步行区214的长度方向(图24中的上下方向)两侧和宽度方向(图24中的左右方向)两侧的合计4个LED 220、220、220、220与同该建筑物用发光装置210电连接的控制装置225相连接。
由此，在步行区214中，当人沿图24中的白箭头的方向前进时，被输入振动的振动发电装置219从图24中的下侧的区域256起依次转变为上侧邻接的区域256。而且，步行者在图24中最下方的区域256内通过而向设置于该区域256的建筑物用发光装置210波及振动，由此与被波及振动的建筑物用发光装置210连接的LED 220发光，因此从图24中的下方的LED 220起，上方的LED 220依次发光。总之，随着在步行区214步行，通过LED 220，步行区214的脚下照明以与步行大致相同的速度逐渐移动。此外，随着在步行后的区域256激振力消失而振动发电装置219的第二振动系统34的振动收敛，LED 220依次熄灭。
此外，在本实施方式中，对于安装有振动发电装置219的部位，在步行方向前后两侧配置有利用来自该振动发电装置219的供电进行发光的LED 220，因此即使沿与图24中的白箭头相反的方向步行，步行区214的LED 220也同样朝向步行方向依次发光。
另外，也可以将控制装置225设置于收容空地68的内部，由此保护电路、控制单元等。
在被设为这样的构造的建筑物用发光装置210中，振动发电装置219安装于作为振动构件的地板件的下表面，因此对发电元件16输入了随着在步行区214步行而产生的大振幅的振动，从而实现更高效的发电。除此以外，所述建筑物用发光装置210中还构成减振装置，因此不仅能够将来自地板件的振动能量变换为电能，还能够减少地板件的振动。
另外，通过在步行区214步行来利用振动发电装置219得到电力，因此对LED 220稳定地供给电，无需更换电池、充电等工时就能够使LED 220发光。而且，在非步行时，不对振动发电装置219输入振动，对LED 220的电力供给停止，LED 220的发光自动停止，因此不进行操作就能够自动切换LED 220的发光的开启和关闭。
并且，在本实施方式中，通过在步行区214步行来对脚下进行照明，因此无需另外点亮照明，即使在黑暗中也能够可靠地识别步行区214来辅助步行。特别是，即使在因地震引起停电时等外部电源长时间地不发挥功能的情况下，也能够稳定地对步行区214进行照明，建筑物用发光装置210也能够被用作避难灯。并且，在因地震等引起的灾害时，由于建筑物用发光装置210设置于建筑物212的内部，因此也能够减少损伤的可能性而对步行区214进行照明。
另外，步行区214被分割为多个区域256，按每个区域256独立地配备建筑物用发光装置210、LED 220，因此还具有以下优点：即使在几个区域256的设备损伤的情况下，也能够通过其它区域256的设备来确保步行区214的照明功能。
除此以外，在本实施方式中，基于所采用的特定构造的振动发电装置，也能够有效发挥与前述的车辆用传感器装置、车辆用发光装置同样的技术效果。
另外，在建筑物用发光装置中，也不限定于所述实施方式中的具体记载。例如，本发明的建筑物用发光装置中的振动发电装置除了能够采用所述实施方式以外，还能够采用如图25、26所示的各种方式。此外，在图25、26中，对于LED等被设为与所述实施方式同样的构造的构件或部位，在图中省略图示或标注与所述实施方式相同的标记，由此省略详细的说明。
即，图25所示的振动发电装置与图12所示的所述车辆用传感器装置的实施方式的振动发电装置大致同样地，以收容于被设为中空构造的第一质量块构件66的收容空地68的状态设置有第二振动系统34。另一方面，第一质量块构件66通过设置于其周壁72的外周面上的第一弹簧构件78来与作为振动构件的地板件间接地弹性连结。
在被设为这种构造的振动发电装置中，第一振动系统32中的第一弹簧构件78通过来自地板件的振动主要在主要的振动输入方向上进行剪切变形，因此能够进行低动弹簧调谐，能够实现特性调谐的自由度的提高。
并且，图26中的建筑物用发光装置270中设置有作为音响装置的扬声器272。该扬声器272例如设置于步行区214的侧壁、天花板等，通过引线224电连接于与建筑物用发光装置270电连接的控制装置274。然后，利用通过对建筑物用发光装置270的振动发电装置219输入振动而得到的电力，来发出规定的声音。此外，扬声器272例如内置有放大器，并且内置有报警音的存储装置，在从控制装置274输入报警信号时，通过控制装置274利用从振动发电装置219供给的电力来使放大器工作，发出存储装置中存储的规定的报警音。从扬声器272发出的声音除了音乐、警告音以外，也可以是消息等。
通过像这样在建筑物用发光装置270中设置扬声器272，通过在步行区214步行，不仅LED 220发光，还从扬声器272产生声音。由此，即使在眼睛有问题的人、视力下降的老年人等难以通过视觉清楚地识别步行区214的地板面的情况下，也能够利用听觉辅助来提高步行区214的识别度。
另外，电路中也可以具备监视振动发电装置中的振动输入来生成检测信号的检测装置以及通过有线或无线方式将该检测信号发送到外部的发送装置。由此，能够迅速向例如建筑物的所有者、管理者、警察、安保公司通知振动发电装置中被输入了振动。特别是，通过向便携终端、便携电话等发送检测信号，即使在远离建筑物的场所也能够获知振动发电装置中被输入了振动。
通过在建筑物用发光装置中设置所述功能，也能够利用建筑物用发光装置所具有的发电功能来构成简易的防范装置。特别是，该防范装置的工作电源由建筑物用发光装置中的振动发电装置构成，不需要外部电源。因此，即使在停电、断线等外部电源不发挥功能的情况下，也通过振动发电装置供应电力，因此能够实现高级的防范装置。并且，能够一并采用上述扬声器272来产生大的警告音和LED 220的光，由此形成更高级的防范装置。
另外，在所述实施方式中，作为发光体例示了LED 220，但是发光体没有特别限定。并且，发光体的数量、配置、形状、大小等也没有限制性解释。
并且，在振动构件中多种振动的振动水平在互不相同的振动频域变为最大的情况下，尤其适于采用本发明所涉及的建筑物用发光装置的振动发电装置。具体地说，例如将振动频率与地板的面积、人的重量等相应地变化的建筑物的步行区设为振动构件，在从所述振动构件输入的振动能够波及到振动发电装置的多自由度振动系统的位置，适当地安装该建筑物用发光装置。在所述实施方式中，作为所述步行区例示了走廊，但是例如可以是楼梯、厨房、玄关等任意场所。
特别是，在与建筑物用发光装置有关的本发明中，也能够采用同与前述的传感器装置、车辆用发光装置有关的发明同样的各种的变更方式，无论是什么方式，只要不脱离本发明的宗旨，就包含在本发明的范围内。
另外，在所述实施方式中，LED 220设置于步行区214中的两个内壁件218、218的下端部分，但是不限定于所述方式，也可以设置于两个内壁件218、218的上端部分、高度方向上的中间部分。或者，也可以在偏离于步行区214的地板面、天花板中的建筑物用发光装置的位置设置LED。
并且，在所述实施方式中，将步行区214分割为连续的多个区域256，但是多个区域256不需要是连续的。即，在将本发明所涉及的建筑物用发光装置设置于如楼梯那样的步行区的情况下，也可以仅将楼梯的踏面作为设置建筑物用发光装置的区域。另外，例如也可以在飞石状的相离的步行区、连续的步行区中相隔规定距离的位置设置建筑物用发光装置。
附图标记说明
10：车辆用传感器装置(传感器装置)；12：传感器元件；16：发电元件；18、62、64、114、168、193、219：振动发电装置；30：主体(振动构件)；32：第一振动系统；34：第二振动系统；38、66：第一质量块构件；40：连结橡胶弹性体(第一弹簧构件)；42：支承突部(支承部)；46：收容区(收容空地)；48：第二质量块构件；50：板簧(第二弹簧构件)；56：止动单元；68：收容空地；72：周壁(周壁部)；78：第一弹簧构件；110、160、190：车辆用发光装置；112：角杆(发光体)；122：保险杠(振动构件)；162：保险杠用灯(发光体)；186：车门后视镜用灯(发光体)；194：端部盖用灯(发光体)；195：把手端部(振动构件)；210、270：建筑物用发光装置；212：建筑物；214：步行区；216a：水平构造件(地板件)；216b：地板基材(地板件)；216c：地板铺装件(地板件)；220：LED(发光体)、256：区域；272：扬声器(音响装置)。

Claims (44)

1.一种传感器装置，具备传感器元件，该传感器装置的特征在于，设置有振动发电装置，通过该振动发电装置得到的电力来进行自供电，
其中，所述振动发电装置安装于振动构件，该振动发电装置具备用于将该振动构件的振动能量变换为电能的发电元件，
该振动发电装置具备构成为包括第一振动系统和第二振动系统的多自由度振动系统，在所述第一振动系统中，通过第一弹簧构件对第一质量块构件进行弹性支承，在所述第二振动系统中，通过第二弹簧构件将第二质量块构件与该第一质量块构件弹性连结，并且，
所述发电元件配置于所述第一质量块构件与所述第二质量块构件之间，从所述振动构件波及到该第一质量块构件的振动被向该第二质量块构件传递而使所述第一质量块构件与所述第二质量块构件发生相对位移，由此该振动构件的振动能量被输入到该发电元件，进一步地，
所述第一振动系统的固有振动数与所述第二振动系统的固有振动数不同，另一方面，
所述第一弹簧构件由橡胶弹性体形成，并且，
该橡胶弹性体配置在所述第一质量块构件与安装于所述振动构件的安装构件的、与振动输入方向大致正交的方向上的相向面之间，且配置在该第一质量块构件的一周上的多个位置处，
该第一质量块构件为整周被周壁包围而在内部具备收容空地的中空构造，该第二振动系统收容配置在该收容空地内，并且，
该第二振动系统中的该第二弹簧构件由板簧形成，该发电元件安装于该板簧，该板簧的一端侧安装于在该第一质量块构件中从中空构造中的与振动输入方向相向的周壁中的任一方的周壁沿振动输入方向向该收容空地内突出设置的支承部，由此被支承在比该第一质量块构件的周壁部靠该收容空地内方的位置，另一方面，该第二质量块构件安装于该板簧的另一端侧。
2.根据权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，
所述第一质量块构件的重心被设定在所述收容空地内。
3.根据权利要求1或2所述的传感器装置，其特征在于，
所述第二振动系统的固有振动数相对于所述第一振动系统的固有振动数被设定为低频率。
4.根据权利要求1或2所述的传感器装置，其特征在于，
所述第一振动系统的固有振动数相比于所述第二振动系统的电反共振频率被设定为高频率。
5.根据权利要求1或2所述的传感器装置，其特征在于，
所述第一振动系统的固有振动数为所述第二振动系统的固有振动数的倍以下。
6.根据权利要求1或2所述的传感器装置，其特征在于，
所述第二振动系统的共振响应倍率比所述第一振动系统的共振响应倍率大，并且该第一质量块构件的质量与该第一振动系统的共振响应倍率之积比该第二质量块构件的质量与该第二振动系统的共振响应倍率之积大。
7.根据权利要求1或2所述的传感器装置，其特征在于，
设置有限制所述第二质量块构件相对于所述第一质量块构件的相对位移量的止动单元。
8.根据权利要求1或2所述的传感器装置，其特征在于，
所述振动发电装置安装在所述振动构件中振动水平在互不相同的频域变为最大的多种振动能够波及到所述多自由度振动系统的部位。
9.根据权利要求1或2所述的传感器装置，其特征在于，
所述第一质量块构件的质量为所述振动构件的等效质量块质量的10％以上。
10.根据权利要求1或2所述的传感器装置，其特征在于，
设置有将所述发电元件的输出状态发送到外部的发送器。
11.根据权利要求10所述的传感器装置，其特征在于，
作为所述发送器，具备无线发送装置，利用通过对所述发电元件输入振动能量而得到的电力来使该无线发送装置工作以将该发电元件的输出状态无线发送到外部。
12.根据权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，
作为所述传感器元件进行感测的工作用电源，使用所述振动发电装置。
13.根据权利要求1或12所述的传感器装置，其特征在于，
具备发送通过所述传感器元件得到的检测信号的无线发送装置，作为该无线发送装置的工作用电源，使用所述振动发电装置。
14.根据权利要求1或12所述的传感器装置，其特征在于，
具备对通过所述传感器元件得到的检测信号进行加工处理的信号处理装置，作为该信号处理装置的工作用电源，使用所述振动发电装置。
15.根据权利要求1或12所述的传感器装置，其特征在于，
所述传感器元件由所述发电元件构成。
16.根据权利要求1或12所述的传感器装置，其特征在于，
具备根据所述振动发电装置的发电状况来发出警报的警告装置。
17.一种车辆用发光装置，具备设置于构成车辆的端部的车辆构件并通过供电进行发光的发光体，该车辆用发光装置的特征在于，设置有振动发电装置，以通过该振动发电装置得到的电力来进行自供电，
其中，所述振动发电装置安装于振动构件，该振动发电装置具备用于将该振动构件的振动能量变换为电能的发电元件，
该振动发电装置具备构成为包括第一振动系统和第二振动系统的多自由度振动系统，在所述第一振动系统中，通过第一弹簧构件对第一质量块构件进行弹性支承，在所述第二振动系统中，通过第二弹簧构件将第二质量块构件与该第一质量块构件弹性连结，并且，
所述发电元件配置于所述第一质量块构件与所述第二质量块构件之间，从所述振动构件波及到该第一质量块构件的振动被向该第二质量块构件传递而使所述第一质量块构件与所述第二质量块构件发生相对位移，由此该振动构件的振动能量被输入到该发电元件，进一步地，
所述第一振动系统的固有振动数与所述第二振动系统的固有振动数不同，另一方面，
所述第一弹簧构件由橡胶弹性体形成，并且，
该橡胶弹性体配置在所述第一质量块构件与安装于所述振动构件的安装构件的、与振动输入方向大致正交的方向上的相向面之间，且配置在该第一质量块构件的一周上的多个位置处，
该第一质量块构件为整周被周壁包围而在内部具备收容空地的中空构造，该第二振动系统收容配置在该收容空地内，并且，
该第二振动系统中的该第二弹簧构件由板簧形成，该发电元件安装于该板簧，该板簧的一端侧安装于在该第一质量块构件中从中空构造中的与振动输入方向相向的周壁中的任一方的周壁沿振动输入方向向该收容空地内突出设置的支承部，由此被支承在比该第一质量块构件的周壁部靠该收容空地内方的位置，另一方面，该第二质量块构件安装于该板簧的另一端侧。
18.根据权利要求17所述的车辆用发光装置，其特征在于，
所述第一质量块构件的重心被设定在所述收容空地内。
19.根据权利要求17或18所述的车辆用发光装置，其特征在于，
所述第二振动系统的固有振动数相对于所述第一振动系统的固有振动数被设定为低频率。
20.根据权利要求17或18所述的车辆用发光装置，其特征在于，
所述第一振动系统的固有振动数相比于所述第二振动系统的电反共振频率被设定为高频率。
21.根据权利要求17或18所述的车辆用发光装置，其特征在于，
所述第一振动系统的固有振动数为所述第二振动系统的固有振动数的倍以下。
22.根据权利要求17或18所述的车辆用发光装置，其特征在于，
所述第二振动系统的共振响应倍率比所述第一振动系统的共振响应倍率大，并且该第一质量块构件的质量与该第一振动系统的共振响应倍率之积比该第二质量块构件的质量与该第二振动系统的共振响应倍率之积大。
23.根据权利要求17或18所述的车辆用发光装置，其特征在于，
设置有限制所述第二质量块构件相对于所述第一质量块构件的相对位移量的止动单元。
24.根据权利要求17或18所述的车辆用发光装置，其特征在于，
所述振动发电装置安装在所述振动构件中振动水平在互不相同的频域变为最大的多种振动能够波及到所述多自由度振动系统的部位。
25.根据权利要求17或18所述的车辆用发光装置，其特征在于，
所述第一质量块构件的质量为所述振动构件的等效质量块质量的10％以上。
26.根据权利要求17或18所述的车辆用发光装置，其特征在于，
设置有将所述发电元件的输出状态发送到外部的发送器。
27.根据权利要求26所述的车辆用发光装置，其特征在于，
作为所述发送器，具备无线发送装置，利用通过对所述发电元件输入振动能量而得到的电力来使该无线发送装置工作以将该发电元件的输出状态无线发送到外部。
28.根据权利要求17所述的车辆用发光装置，其特征在于，
所述车辆构件为构成作为所述车辆的汽车的端部的汽车用构件，并且所述发光体为角杆、车门后视镜用灯以及保险杠用灯中的至少一个。
29.根据权利要求17所述的车辆用发光装置，其特征在于，
所述车辆用构件为构成作为所述车辆的两轮车辆的端部的两轮车辆用构件，并且所述发光体为把手的端部盖用灯、座椅后方的后位灯、前叉的前位灯以及后视镜用灯中的至少一个。
30.根据权利要求17、28和29中的任一项所述的车辆用发光装置，其特征在于，
所述振动构件为安装于所述车辆的主框架的其它部件。
31.一种建筑物用发光装置，具备用于对建筑物的步行区进行照明的发光体，该建筑物用发光装置的特征在于，
设置有振动发电装置，该振动发电装置安装于振动构件，该振动发电装置具备用于将该振动构件的振动能量变换为电能的发电元件，
该振动发电装置具备构成为包括第一振动系统和第二振动系统的多自由度振动系统，在所述第一振动系统中，通过第一弹簧构件对第一质量块构件进行弹性支承，在所述第二振动系统中，通过第二弹簧构件将第二质量块构件与该第一质量块构件弹性连结，并且，
所述发电元件配置于所述第一质量块构件与所述第二质量块构件之间，从所述振动构件波及到该第一质量块构件的振动被向该第二质量块构件传递而使所述第一质量块构件与所述第二质量块构件发生相对位移，由此该振动构件的振动能量被输入到该发电元件，进一步地，
所述第一振动系统的固有振动数与所述第二振动系统的固有振动数不同，另一方面，
所述第一弹簧构件由橡胶弹性体形成，并且，
该橡胶弹性体配置在所述第一质量块构件与安装于所述振动构件的安装构件的、与振动输入方向大致正交的方向上的相向面之间，且配置在该第一质量块构件的一周上的多个位置处，
该第一质量块构件为整周被周壁包围而在内部具备收容空地的中空构造，该第二振动系统收容配置在该收容空地内，并且，
该第二振动系统中的该第二弹簧构件由板簧形成，该发电元件安装于该板簧，该板簧的一端侧安装于在该第一质量块构件中从中空构造中的与振动输入方向相向的周壁中的任一方的周壁沿振动输入方向向该收容空地内突出设置的支承部，由此被支承在比该第一质量块构件的周壁部靠该收容空地内方的位置，另一方面，该第二质量块构件安装于该板簧的另一端侧，
所述第一质量块构件通过所述第一弹簧构件被弹性支承于该建筑物的该步行区的地板件，由此利用所述第一振动系统来构成减振装置，并且该建筑物用发光装置以通过该振动发电装置得到的电力进行自供电。
32.根据权利要求31所述的建筑物用发光装置，其特征在于，
所述第一质量块构件的重心被设定在所述收容空地内。
33.根据权利要求31或32所述的建筑物用发光装置，其特征在于，
所述第二振动系统的固有振动数相对于所述第一振动系统的固有振动数被设定为低频率。
34.根据权利要求31或32所述的建筑物用发光装置，其特征在于，
所述第一振动系统的固有振动数相比于所述第二振动系统的电反共振频率被设定为高频率。
35.根据权利要求31或32所述的建筑物用发光装置，其特征在于，
所述第一振动系统的固有振动数为所述第二振动系统的固有振动数的倍以下。
36.根据权利要求31或32所述的建筑物用发光装置，其特征在于，
所述第二振动系统的共振响应倍率比所述第一振动系统的共振响应倍率大，并且该第一质量块构件的质量与该第一振动系统的共振响应倍率之积比该第二质量块构件的质量与该第二振动系统的共振响应倍率之积大。
37.根据权利要求31或32所述的建筑物用发光装置，其特征在于，
设置有限制所述第二质量块构件相对于所述第一质量块构件的相对位移量的止动单元。
38.根据权利要求31或32所述的建筑物用发光装置，其特征在于，
所述振动发电装置安装在所述振动构件中振动水平在互不相同的频域变为最大的多种振动能够波及到所述多自由度振动系统的部位。
39.根据权利要求31或32所述的建筑物用发光装置，其特征在于，
所述第一质量块构件的质量为所述振动构件的等效质量块质量的10％以上。
40.根据权利要求31或32所述的建筑物用发光装置，其特征在于，
设置有将所述发电元件的输出状态发送到外部的发送器。
41.根据权利要求40所述的建筑物用发光装置，其特征在于，
作为所述发送器，具备无线发送装置，利用通过对所述发电元件输入振动能量而得到的电力来使该无线发送装置工作以将该发电元件的输出状态无线发送到外部。
42.根据权利要求31所述的建筑物用发光装置，其特征在于，
所述建筑物的步行区被设定于楼梯和走廊中的至少一方。
43.根据权利要求31或42所述的建筑物用发光装置，其特征在于，
针对所述建筑物的步行区中的多个区域的每个区域，独立地设置有利用通过设置于所述多自由度振动系统的所述发电元件得到的电力来使所述发光体发光的电路。
44.根据权利要求31或42所述的建筑物用发光装置，其特征在于，
具备音响装置，利用通过对所述发电元件输入振动能量而得到的电力来使该音响装置鸣响。
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