CN106537755A - 发电装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种可提升生产率的发电装置。该发电装置(1)具备以彼此间隔的重叠状态并置的发电板(20a~20d)和设置在发电板之间并用以支撑发电板的支撑部(30a~30h),发电板具有振动板(22)和固定在振动板一侧的压电组件(21),在发电板一侧与其接触的支撑部(30c)由导电材料制成并与第一电极(31a)一体形成,在发电板另一侧与其接触的另一支撑部(30a)由导电材料制成并与和第一电极极性不同的第二电极(32a)分离形成,支撑部(30c)设置在发电板侧面大致中央的位置,支撑部(30a)设置在发电板侧面大致边缘的位置。
Description
技术领域
本发明是关于一种发电装置。
背景技术
目前已有利用压电组件发电的发电装置被提出,例如已公开的一种通过直接对压电组件施加外力而从压电组件的变形获得电动势的发电装置(例如,参见专利文献1)。更具体而言,所述发电装置是由一对缓冲材料、多个振动板、一固定在该些振动板的侧面的压电组件、自其中一缓冲材料延伸至各该压电组件中心的轴,以及自另一缓冲材料延伸至各该压电组件一侧的轴所连接构成。依照此种发电装置的发电功能,在缓冲材料受到外力而变形时,该外力通过所述的轴依序地被传递到各该振动板和各该压电组件,并使各该振动板和各该压电组件产生变形,使得各该振动板和各该压电组件可被弯曲而实行发电。一正极端子连接到各该压电组件的一个侧表面,且一负极端子连接到各个压电组件的另一个侧表面。连接到正极端子和负极端子的引线拉出后,通过一控制电路(未示出)以连接到外部设备,因而使得由压电组件产生的电力能被提供给外部设备。
专利文献1:日本特开2007-097278号公报。
然而,上述传统的发电装置在可制造性方面仍有可改善的空间。例如,由于正极端子和负极端子被连接到各个压电组件,且正极端子(或负极端子)和引线被以金属线缠接,以使上述传统的发电装置产生的电力可供应给外部设备,这些作业需要劳动,因此,需要一种可以改善可制造性的装置。
本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的在于提供一种能够改善可制造性的发电装置。
发明内容
为了解决上述问题并实现目的,权利要求1所述的发电装置为用于通过利用发电组件将外力转换为电力的发电装置,所述发电装置包括有多个以彼此间隔的重叠状态并置的发电板,所述发电板具有发电组件,或者所述发电板具有大致为板状且具可挠性的导电构件及固定在所述导电构件的至少任一侧表面的所述发电组件;以及,多个被设置在所述多个发电板之间并支撑所述多个发电板的支撑装置,其中所述多个支撑装置设置成使得当外力被施加到所述发电装置时,所述多个发电板的至少一部分能够沿着所述多个发电板的并置方向变形;与所述多个发电板中至少一部分的发电板的至少一个发电板的一侧表面接触的支撑装置是由导电材料形成;用于将在所述发电板中产生的电流相对于所述支撑装置引出到外部的第一电极与所述支撑装置被一体地或分开地形成,与所述发电板另一侧表面接触的支撑装置是由导电材料形成;用于将在所述发电板中产生的电流相对于所述支撑装置引出到外部,并且具有与所述第一电极不同极性的第二电极与所述支撑装置一体地或分开地形成;电连接到所述第一电极的支撑装置设置在所述发电板的侧表面上的大致中心位置或大致周边位置,并且电连接到所述第二电极的支撑装置设置在所述发电板的侧表面上的大致周边位置。
此外,权利要求2所述的发电装置是权利要求1所述的发电装置,其中,与所述第一电极电连接的所述支撑装置设置在所述发电板的所述侧表面上的大致中心位置,且与第一电极电连接的支撑装置包括:与第一电极一体设置,并与由所述支撑装置支撑的一对发电板中的其中一发电板接触的第一接触部,以及,与第一电极一体设置,且与所述一对发电板中的另一发电板接触的第二接触部。
此外,权利要求3所述的发电装置是权利要求1所述的发电装置,其中,与所述第一电极电连接的所述支撑装置设置在所述发电板的所述侧表面的大致中心位置,所述发电板具有导电构件及固定到所述导电构件的一侧表面的所述发电组件,且在第一电极上设置有一用于通过第一电极和发电板的导电构件之间的接触来防止第一电极短路的短路防止装置。
另外,权利要求4所述的发电装置是权利要求3所述的发电装置,其中,所述短路防止装置是用于抑制所述发电板的变形以防止所述第一电极和所述发电板的所述导电构件接触的变形抑制装置。
此外,权利要求5所述的发电装置是权利要求1所述的发电装置,其中,与所述第一电极电连接的所述支撑装置设置在所述发电板的所述侧表面的大致周边位置,并且所述多个支撑装置设置成使得当外力施加到所述发电装置时,相邻的发电板可沿不同方向变形。
此外,权利要求6所述的发电装置是权利要求1所述的发电装置,其中,与所述第一电极电连接的所述支撑装置设置在所述发电板的所述侧表面的大致周边位置,所述多个支撑装置设置成使得当外力施加到发电装置时,相邻的发电板可沿着相同方向变形。多个发电模块被形成,每个发电模块具有所述第一电极、电连接到所述第一电极的支撑装置、所述第二电极、电连接到所述第二电极的支撑装置及电流是从所述第一电极和所述第二电极退出的发电板,并且有一绝缘构件设置在所述多个发电模块之间。
此外,权利要求7所述的发电装置是权利要求1所述的发电装置,其中,与所述第一电极电连接的所述支撑装置设置在所述发电板的所述侧表面的大致周边位置,并且电连接到所述第一电极的支撑装置或电连接到所述第二电极的支撑装置形成为具有大致沿着所述发电板的一部分周边的形状。
此外,权利要求8所述的发电装置是权利要求1至7中任一项所述的发电装置,其中所述发电装置更包括有一操作单元,用于在外力作用于所述多个发电板时,通过移动自身而将外力传递到多个发电板;及一移动限制装置,用于在外力作用于所述多个发电板时,限制所述操作单元的位移量。
根据权利要求1所述的发电装置,由于与多个发电板的至少一部分中的至少一个发电板的一侧表面接触的支撑装置是由导电材料形成的,且用于将在所述发电板中产生的电流撤出到相对于所述支撑装置的外部的第一电极与所述支撑装置是一体或分离地形成,而与所述发电板的另一侧表面接触的支撑装置是由导电材料形成,且用于将在所述发电板中产生的电流撤出到相对于所述支撑装置的外部并且具有与所述第一电极不同极性的第二电极与所述支撑装置是一体地或分离地被形成,因此,将正极端子和负极端子连接至各个发电板的发电组件,以及将正极端子(或负极端子)与引线缠接,这些在传统发电装置中的作业即可被省略,从而可以提高可制造性。
根据权利要求2所述的发电装置,由于与第一电极电连接的支撑装置包括:与所述第一电极一体设置,并与由所述支撑装置支撑的一对发电板中的其中一发电板接触的第一接触部;以及,与所述第一电极一体设置,并与所述一对发电板中的另一发电板接触的第二接触部,因此,所述支撑装置可以形成为一体结构,藉此可以提高所述支撑装置的可制造性。
根据权利要求3所述的发电装置,由于通过第一电极和发电板的导电构件之间的接触来防止第一电极短路的短路防止装置设置在第一电极上,可防止第一电极因第一电极和发电板的导电构件接触所导致的短路。
根据权利要求4所述的发电装置,由所述短路防止装置是用于抑制所述发电板的变形以防止所述第一电极和所述发电板的所述导电构件接触的变形抑制装置,因此,可以通过抑制发电板的变形来避免第一电极和发电板的导电构件接触,并且用能够防止第一电极短路的结构可进一步地提升发电板的耐久性。
根据权利要求5所述的发电装置,由于多个支撑装置设置成使得当外力施加到发电装置时,相邻的发电板可沿不同方向变形,因而各个发电板可以以悬臂方式支撑。因此,与例如在两侧的各个发电板的支撑相比,可以减少安装的支撑装置的数量,并且可以实现重量减轻和成本降低。
根据权利要求6所述的发电装置,由于多个支撑装置设置成使得当外力施加到发电装置时,相邻的发电板可沿着相同方向变形,因此,多个发电板大致可以均匀地变形,从而可以提高发电效率。此外,多个发电模块中的每一个具有第一电极、电连接到第一电极的支撑装置、第二电极、电连接到第二电极的支撑装置,及电流从第一电极和第二电极取出的发电板构成,并且在多个发电模块之间设置绝缘构件,从而可以切断相邻的发电模块间的电流流动,并可以防止相邻的发电模块之间短路。
根据权利要求7所述的发电装置,由于电连接到第一电极的支撑装置或电连接到第二电极的支撑装置形成为具有大致沿着发电板的一部分周边的形状,因此,与沿着发电板整个周边的形状相比,这些支撑装置可廉价被地制造,同时保持多个发电板的稳定支撑。
根据权利要求8所述的发电装置,由于设置了当对发电装置施加外力时用于限制操作装置位移量的移动限制装置,因此,可防止多个发电板过度变形,并减少多个发电板的破损。
附图说明
图1为本发明实施例一的发电装置的立体图;
图2为图1中所示壳体于开启状态的立体图;
图3为发电装置的内部结构(省略壳体)的立体图;
图4为图3的分解图;
图5为图3中的发电装置的侧视图;
图6为电路板配置的电路图;
图7为第一支撑部的形成细节的图,其中(a)是表示冲压后的状态的图,(b)是表示弯曲后的状态的图;
图8为实施例一的发电装置的电动状态的侧视图,(a)是表示变形前的状态的图,(b)是表示从外部受到压缩力而使发电装置变形后的状态的图;
图9为实施例二的发电装置的内部结构的透视图(省略了壳体);
图10为图9的分解图。
图11为图9中的发电装置的侧视图。
图12为实施例二的发电装置的电动状态的侧视图,(a)是表示变形前的状态的图,(b)是表示从外部受到压缩力而使发电装置变形后的状态的图;
图13为实施例三的发电装置的侧视图;
图14为实施例三的发电装置的电动状态的侧视图,(a)是表示变形前的状态的图,(b)是表示从外部受到压缩力而发电装置变形后的状态的图;
图15为实施例三的发电装置的变形例的立体图;
图16为图15中的发电装置的侧视图;
图17为实施例二的发电装置的变形例的侧视图;
图18为实施例一的发电装置的变形例的侧视图;
图19为实施例一的发电装置的变形例的侧视图;
图20为实施例二的发电装置的变形例的侧视图;
图21为图20中所示的发电装置的电动状态的侧视图,(a)是表示重物向下方移动的变形状态的图,而(b)是表示重物向上方移动时的变形状态的图。
其中,附图标记
1,101,201 发电装置
10 壳体
11 基部
11a 第一固定部
11b 第二固定部
11c 切口部
12 盖部
12a 按压部
12b 开口
20,20a-20d 发电板
21 压电组件
22 振动板
30,30a-30h 支撑部
31 第一支撑部
31a 第一电极
31b 第一接触部
31c 第二接触部
31d 变形抑制部
31e 支撑体
31f 支撑体固定部
32 第二支撑部
32a 第二电极
32b 支撑体
32c 支撑体固定部
33 第三支撑部
33a 支撑体
33b 支撑体固定部
40 操作部
41 受压部
42 传递部
50 电路板
51 负极端子
52 正极端子
53 整流部
53a 二极管
54 电容器
55 输出端子
60,60a,60b 绝缘构件
70 间隔件
80 重物
90 止动件
130,130a,130b,130c,130d 发电模块
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本发明的发电装置的实施方式。然而,本发明不限于这些实施例。根据实施例的发电装置的应用目标是任意的,但是例如可以考虑对呼叫按钮,遥控器和发电鞋的应用。在下面的实施例中,将描述将发电装置应用于呼叫按钮的情况作为示例。
﹝实施例一﹞
首先,将描述实施例一。在此实施例当中,电连接到第一电极的支撑装置设置在发电板的侧表面上的大致中心位置,而电连接到第二电极的支撑装置设置在发电板的侧表面上的大致周边位置。
(结构)
首先,对实施例一的发电装置的结构进行说明。图1是表示本发明实施例一的发电装置的立体图。图2是表示图1中所示壳体被开启的状态的立体图。图3是表示发电装置的内部结构(壳体10在之后的描述将会被省略)的立体图。图4是表示图3的分解图。图5是表示图3中的发电装置的一侧视图。在下面的说明中,假设图1中的X方向指的是发电装置的左右方向,图1中的Y方向指的是发电装置的前后方向,图1中的Z指的是发电装置的上下方向。在图1至图5中,为了简化附图,省略后述的电路板50的图标(后述的图8也相同)。如各附图所示,发电装置1包括有如图3至图5所示的发电板20a~20d(当发电板20a~20d不需要彼此区分时,它们被统称为“发电板20”)、支撑部30a~30h(当支撑部30a~30h不需要彼此区分时,它们被统称为“支撑部30”)以及在如图1所示壳体10内部的操作部40(然而,后述操作部40的受压部41被向外部露出)。此外,发电装置1通过稍后将描述的电路板50连接至在图1所示的壳体10外部的一声音输出装置或其他类似装置(图未示)。
(壳体结构)
壳体10是发电装置1的结构体,并且作为用于从外部保护发电板20a~20d、支撑部30a~30h以及一部分操作部40的保护装置。如图1及图2所示,壳体10大致为一盒状体,是由例如树脂材料、经过绝缘处理的金属材料或其他类似材料所形成。壳体10大致是由一侧表面(例如上表面)具有一开口并能容纳发电板20a~20d,支撑部30a~30h和一部分的操作部40的箱形基部11以及大致从基部11开口的表面侧覆盖该基部11的盖部12所构成,并且该盖部12通过装配结构,固定工具等类方式固定到基部11。
在基部11上设置有第一固定部11a、第二固定部11b及切口部11c。第一固定部11a例如是用于将发电板20a~20d固定到基部11以使其不沿着前后方向或沿着左右方向移动的固定装置,且相对于基部11为一体成型形成。第二固定部11b例如是用于将稍后将描述的第一电极31a、第二电极32a,第二支撑部32或第三支撑部33固定至基部11的固定装置,避免沿着前后方向或沿左右方向移动,且相对于基部11是由一体成型形成。切口部11c用于将后述的第一电极31a或第二电极32a引至壳体10的外部。切口部11c形成为壳体10上后述的第一电极31a或第二电极32a被引出的一侧的侧表面(例如,如图2所示基部的前侧面)的侧表面中,侧表面上的上端部的一部分具有大致凹入的形状。
在盖部12上设置有按压部12a和开口12b。按压部12a是通过按压后述的多个第一电极31a(或后述的多个第二电极32a)以消除它们之间的间隙的按压装置,使得第一电极31a(或稍后将描述的多个第二电极32a)能够轻易地连接到稍后将描述的电路板50的负极端子51(或后来将要描述的电路板50的正极端子52)。按压部12a形成在与基部11的切口部11c相对应的盖部12的侧面(图2中的盖部12的前侧面)上,所述侧表面上的端部具有大致凸起的形状。开口12b是后述的操作部40的受压部41向壳体10外部露出的开口。
(发电板结构)
发电板20a~20d用于将施加到发电板20a~20d的外力转换为电力。如图3至图5所示,每个发电板20a~20d形成为具有彼此大小相等的大致圆盘状(形成为具有直径大约20mm~30mm的大致圆盘状的平面形状)。这些发电板20a~20d沿Z方向隔开间隔并列设置。更具体地,全部的发电板20a~20d以层迭的方式重叠,并且这些发电板20a~20d被设置为使发电板20a~20d的重心沿着并列方向位于相同位置。这些发电板20a~20d分别由压电组件21和振动板22构成。
(发电板-压电组件结构)
压电组件21是通过压力变形而发电的组件。如图3至图5所示,压电组件21是由例如钛酸钡,氧化锆等压电陶瓷,钽酸锂(LiTaO 3)等压电单晶所形成。压电组件21的平面形状例如形成为比发电板20的平面形状小的形状,(例如由具有直径约15mm~20mm的平面形状的大致圆盘状的主体形成,厚度约0.3mm)。或者,不限于此,也可以形成为与发电板20大致相同的形状。
于此,作为压电组件21或代替压电组件21,可以使用能够通过外力(包括引起变形,弯曲或压缩的力)产生电力的任意材料,并且可以使用离子聚合物-金属复合材料(IPMC),通过使用例如I PMC或ICPF的离子导电聚合物,离子导电聚合物凝胶膜(ICPF)或人造肌肉的膜(凝胶)的两个表面上镀金属(金等)而获得。这些压电组件21和能够发电的任意材料根据需要统称为“发电组件”。
(发电板-振动板结构)
振动板22是加强压电组件21的裂纹强度的导电部件。如图3至图5所示,振动板22是由具有柔性和耐久性的钢材料制成的大致盘状体,例如不锈钢板或类似材料。振动板22的形状是与发电板20大致相同的平面形状,并且被形成为与压电组件21有大致相同的厚度(由具有平面形状的大致圆盘状主体部形成,该平面状状的直径例如为约20mm~30mm,且厚度约为0.3mm)。压电组件21被设置为与振动板22的两个侧表面中的任一侧表面接触,并且通过粘合剂等类似物品接合到振动板22。
(支撑部结构)
支撑部30a~30h是用于支撑发电板20a~20d的支撑装置。如图3至图5所示,支撑部30设置在发电板20a~20d之间,并且设置在最上端侧的发电板20a的上侧表面上和最下端侧的发电板20d的下侧表面上。支撑部30设置在与相邻的发电板20侧面接触的位置。稍后将描述支撑部30的细节。
(操作部结构)
操作部40是用于将外力传递到发电板20a~20d的操作装置。如图1至图5所示,操作部40是由诸如树脂材料,橡胶材料等的绝缘材料形成,并且设置在该些发电板20a~20d中最上端侧的发电板20a上。操作部40包括受压部41和传递部42。于此,形成操作部40的方法,例如可应用通过一体成型的方法来形成,但不限于此,也可分别形成受压部41和传递部42,然后通过焊接或粘合剂等连接受压部41和传递部42。
(操作部-受压部结构)
受压部41是用于接收外力的受压装置。如图1至图5所示,受压部41形成为大致圆盘状。受压部41的平面形状例如形成为比发电板20的平面形状小的形状(或者,也可以与发电板20的平面形状大致相同)。受压部41设置在传递部42的上侧表面上,以便露出于壳体10的外部。
(操作部-传递部结构)
传递部42是将通过受压部41受到的外力传递到发电板20a~20d的传递装置。如图2至图5所示,传递部42是大致圆盘状的主体。传递部42的平面形状例如形成为与发电板20的平面形状大致相同的形状(或者也可以是比发电板20的平面形状大的形状)。传递部42设置在该传递部42与设置在最上端侧的发电板20a的上侧表面上的支撑部30接触的位置。
(电路板结构)
图6为电路板50的结构的电路图。电路板50是搭载有用于实现发电装置1的各种功能的电路(未图标)的基板,其配置在接近壳体10的位置处。如图6所示,在电路板50上设置有负极端子51,正极端子52,整流部53,电容器54和输出端子55。
负极端子51和正极端子52是用于通过稍后将描述的第一电极31a及第二电极32a获得在发电板20a~20d中产生的电流的端子,其中负极端子51与后述的第一电极31a电连接,而正极端子52与后述的第二电极32a电连接。
整流部53是用于将由负极端子51及正极端子52获得的电流(具体地,交流电)转换成直流电,或者用于进行调整,以使一直流电源的阴极或阳极可以被连接到任一端子。整流部53例如是由通过使用具有多个二极管53a的公知桥式电路构成,并且通过布线而与负极端子51和正极端子52电连接。
电容器54是用于累积从整流部53输出的电流的组件,并且通过布线电连接到整流部53。
输出端子55是用于输出从电容器54输出的电流的端子,并且通过布线电连接到电容器54及声音输出装置或其他类似装置。
(支撑部和电极的细节)
接着,根据实施例一的支撑部30和电极等构造的细节包括如下的独创性。
(支撑部和电极的细节-支撑部的结构)
首先,关于支撑部30的结构,支撑部30可大致分为如图3至图5中所示的第一支撑部31,第二支撑部32及第三支撑部33。
第一支撑部31及第二支撑部32具有支撑发电板20a~20d的功能以及将在发电板20a~20d中产生的电流相对于支撑部30向外部引出的功能。例如可以使用支撑部30c,30f作为第一支撑部31;例如可以使用支撑部30a,30d,30g作为第二支撑部32。
第三支撑部33具有简单地支撑发电板20a~20d的功能,并且可应用例如支撑部30b,30e和30h。
(支撑部和电极的细节-第一支撑部和电极的结构)
关于第一支撑部31和电极的构造,采用以下构造。具体而言,如图3至图5所示,第一支撑部31电连接第一电极31a,并且第一支撑部31是由第一接触部31b及第二接触部31c构成。
第一电极31a是用于将在发电板20a~20d中产生的电流相对于第一支撑部31向外部引出的电极。第一电极31a为大致板状体,并且设置在由第一支撑部31支撑的一对发电板20之间。第一电极31a固定到壳体10的基部11中的第二固定部11b,并且电连接到电路板50的负极端子51。
在第一电极31a的上侧表面及下侧表面中的各个表面上设置变形抑制部31d。变形抑制部31d是用于抑制发电板20变形的变形抑制装置,以便通过第一电极31a与发电板20的振动板22的接触来防止第一支撑部31短路。变形抑制部31d是通过形成一部分具有凸形状的第一电极31a(或者可以与第一电极31a分开设置)而形成,并且设置在面对压电组件21的位置,以便能够与面对的发电板20的压电组件21接触。
第一接触部31b及第二接触部31c是用于与由第一支撑部31所支撑的一对发电板20接触的接触装置。第一接触部31b及第二接触部31c形成为具有大致凸起形状,并且与第一电极31a一体地设置。第一接触部31b设置在与一对发电板20中的其中一个接触的位置,而第二接触部31c设置在与该对发电板20中的另一个接触的位置。
(支撑部和电极的细节-第二支撑部和电极的结构)
关于第二支撑部32及电极的构造,采用以下构造。具体而言,如图3至图5所示,第二支撑部32电连接第二电极32a,并且第二支撑部32是由支撑体32b和支撑体固定部32c构成。
第二电极32a是用于将在发电板20a~20d中产生的电流相对于第二支撑部32向外部引出,并且是与第一电极31a具有不同极性的电极。第二电极32a大致形成为板状体,并且设置在通过支撑体32b与由第二支撑部32所支撑的发电板20接触的位置(或与发电板20直接接触的位置)。第二电极32a固定到壳体10的基部11中的第二固定部11b,并且电连接到电路板50的正极端子52。
支撑体32b是作为第二支撑部32的基部的部分,并且形成为具有大致板状的主体。支撑体32b的平面形状是任意的,但是例如优选地形成为具有大致沿着发电板20周边一部分的形状,以便能够廉价地制造第二支撑部32。具体而言,如果发电板20的平面形状形成为大致圆盘形状,则支撑体32b形成为大致圆弧形状(同样适用于第三支撑部33的支撑体33a的平面形状,其将在后面描述)。支撑体32b设置在与由第二支撑部32支撑的发电板20接触的位置(或通过第二电极32a接触的位置)。
支撑体固定部32c是安装在壳体10中的基部11的第二固定部11b上的部分。支撑体固定部32c与支撑体32b是一体形成,且朝向基部11突出设置,并被固定至基部11的第二固定部11b(同样适用于后述第三支撑部33的支撑体固定部33b)。
(支撑部和电极的细节-第三支撑部的结构)
关于第三支撑部33,采用以下构造。具体地,如图3至图5所示,第三支撑部33由支撑体33a及支撑体固定部33b构成。
支撑体33a是作为第三支撑部33的基部的部分,并且形成为具有大致板状体。支撑体33a设置在与由第三支撑部33支撑的发电板20接触的位置。
支撑体固定部33b是安装在壳体10中的基部11的第二固定部11b上的部分,并且被固定至基部11的第二固定部11b。
如上所述,通过支撑部30和电极的上述构造,将正极端子和负极端子连接到各发电板20的压电组件21以及将正极端子(或负极端子)和传统发电装置中的引线缠接的工作即可以被省略。由于第二支撑部32的支撑体32b具有沿着发电板20周边的一部分的形状,因此,能够廉价地制造第二支撑部32,并且相较于沿着整个发电板20周边,能够稳定地支撑发电板20。
(支撑部和电极的细节-支撑部和电极的材料)
关于第一支撑部31至第三支撑部33的材料,可以使用例如导电性和强度高于发电板20的金属材料(铜,钢,不锈钢和铝等)的导电材料,以维持发电板20的变形的空间(第三支撑部33的材料也可以是诸如树脂材料和橡胶材料的绝缘材料)。关于第一电极31a及第二电极32a的材料,可使用例如金属材料(例如铜,钢,不锈钢和铝等)的导电材料。
(支撑部和电极的细节-支撑部和电极的形成方法)
图7为第一支撑部31的形成细节的图,其中图7(a)为冲压后的状态的图,图7(b)为弯曲后的状态的图。形成第一支撑部31及第一电极31a(或第二支撑部32和第二电极32a)的方法是任意的,但是要为廉价制造的方法,可应用例如一体形成的方法能够使的导电材料,例如一片铜板或其他类似物,冲压成如图7(a)所示,并且将冲压的导电材料弯曲成如图7(b)所示。然而,但不以此为限,其可通过一体成型的成形方法,或者第一支撑部31和第一电极31a可以单独形成。
(支撑部和电极的细节-支撑部和电极的厚度)
第一支撑部31和第一电极31a的厚度优选地设定为使得当外力施加到发电装置1时,发电板20和第一电极31a不彼此接触,例如,第一支撑部31的厚度设定为约1.1mm,而第一电极31a的厚度设定为约0.2mm。关于第二支撑部32和第二电极32a厚度的设定,第二支撑部32和第二电极32a的厚度合计设定为与第三支撑部33的厚度相同,例如,当第三支撑部33的厚度为0.6mm时,第二支撑部32的厚度设定为0.5mm,第二电极32a的厚度设定为0.1mm。第一电极31a和第二电极32a的厚度优选设定为例如图1所示,使得多个第一电极31a的厚度总和等于多个第二电极32a的厚度总和,以使按压部12a均匀地按压多个第一电极31a及多个第二电极32a。
(支撑部和电极的细节-支撑部的配置)
第一支撑部31至第三支撑部33设置成使得当外力施加到操作部40的受压部41时,所有的发电板20a~20d可沿着发电板20a~20d的并置方向变形。具体地,如图5所示,第一支撑部31设置在发电板20侧面上的大致中央位置,第二支撑部32和第三支撑部33设置在发电板20中与第一支撑部31为相反侧的该侧表面上的大致周边位置(更具体地,支撑部30c设置在发电板20a的下侧表面上的中心位置处,支撑部30a设置在发电板20a的上侧表面上的左侧周边位置处,支撑部30b设置在上侧表面上的右侧周边位置处)。
(发电装置的功能)
上述构成的发电装置1的功能如下。图8是表示实施方式一的发电装置1的电动状态的侧视图,其中图8(a)是表示变形前的状态的图,而图8(b)是表示从外部受到压缩力而使发电装置1变形后的状态的图。
如图8(b)所示,关于发电板20a~20d在发电装置1从外部接收压缩力时的变形,发电板20a及20c向上凸起变形,而发电板20b及20d向下凸出变形。在此状况下,如果发电板20a(或发电板20b)的变形达到预定量,例如,与支撑部30c电连接的第一电极31a中的变形抑制部31d与发电板20a(或发电板20b)的压电组件21彼此接触,藉以限制发电板20a(或发电板20b)的变形。因此,发电板20a(或发电板20b)的振动板22与电连接到支撑部30c的第一电极31a接触,藉此可防止第一电极31a短路(这同样适用于发电板20c或20d的变形达到预定量的情况)。
通过发电板20a~20d的上述变形,在发电板20a和20c的下侧表面以及发电板20b和20d的上侧表面上产生阴极的电流,并且阳极的电流在发电板20a和20c的上侧表面及发电板20b和20d的下侧表面上产生,藉此在各个发电板20中产生电压。当如上所述在各个发电板20中产生电压时,阴极的电流流过作为与每个发电板20接触的第一支撑部31的支撑部30c和30f,并且阳极的电流流过作为第二支撑部32的支撑部30a,30d和30g。于此,由于与支撑部30c,30f电连接的第一电极31a连接电路板50的负极端子51,流经过该些支撑部30c,30f的阴极的电流通过第一电极31a流向电路板50。此外,由于与支撑部30a,30d,30g电连接的第二电极32a连接电路板50的正极端子52,因此,流经过该些支撑部30a,30d,30g的阳极的电流通过第二电极32a流到电路板50。流向电路板50的电流被整流部53转换为直流电,并且被蓄积在电容器54中,然后通过输出端子55输出到声音输出装置等设备。因此,在发电板20a~20d中产生的电力可以通过第一支撑部31、第二支撑部32、第一电极31a、第二电极32a及电路板50供应予声音输出装置等设备。
(功效)
如上所述,根据第一实施例,在发电板20a~20d的至少一部分中,与至少一个发电板20的任一侧表面接触的第一支撑部31(例如,支撑部30c和30f)由导电材料形成;用于将在发电板20中产生的电流引出到相对于第一支撑部31的外部的第一电极31a与第一支撑部31被一体地形成;与发电板20的另一个侧表面接触的第二支撑部32(例如,支撑部30a,30d和30g)由导电材料形成;并且,具有与第一电极31a不同极性而用于将发电板20中产生的电流引出到相对于第二支撑部分32的外部的第二电极32a与第二支撑部分32被分别地形成,使得像在传统发电装置中那样将正极端子和负极端子连接到每个发电板20的压电组件21,并将正极端子(或负极端子)和引线缠接的工作可以被省略,藉此以提高可制造性。
由于电连接第一电极31a的第一支撑部31包括有与第一电极31a一体设置并与由第一支撑部31支撑的一对发电板20中的其中一发电板20接触的第一接触部31b,以及与第一电极31a一体地设置并与该对发电板20中的另一个接触的第二接触部31c,因此,第一支撑部31可以形成为一体结构,并且提高第一支撑部31的可制造性。
此外,由于用于抑制发电板20变形的变形抑制部31d设置在第一支撑部31上,以防止第一电极31a和发电板20的振动板22间的接触,因此,可防止第一电极31a因与发电板20的振动板22接触而短路,并能进行稳定的发电。特别地,通过抑制发电板20变形,可避免第一电极31a和发电板20的振动板22之间的接触。因此,在能防止第一电极31a短路的结构中,进一步能够提高发电板20的耐久性。
[实施例二]
接着,将描述实施例二。在此一实施例中,电连接到第一电极的支撑装置被设置在发电板的侧表面上的大致周边位置处,而电连接到第二电极的支撑装置被设置在发电板的侧表面上的大致周边位置处,并且,复数支撑装置设置成使得彼此相邻的发电板可沿不同方向变形。然而,除非另有说明,本实施例二的结构基本上与实施例一相同,并且与实施例一结构相同的结构基本上使用与实施例一相同的附图标记及/或名称,因此省略其说明。
(结构)
首先,对实施例二的发电装置的结构进行说明。图9是表示实施例二的发电装置的内部结构的立体图(省略壳体10)。图10为图9的分解图。图11为图9所示发电装置的侧视图。如图9至图11所示,实施例二的发电装置101通过用与实施例一的发电装置1相同部件中的支撑部30a~30e替换支撑部30a~30h来构成。支撑部30和电极的结构细节具有如下的独创性。
(支撑部和电极的细节-支撑部的结构)
首先,关于支撑部30和电极的构造,支撑部30可大致分为如图9至图11所示的第一支撑部31及第二支撑部32。
第一支撑部31和第二支撑部32具有支撑发电板20a~20d的功能以及将在发电板20a~20d中产生的电流相对于支撑部30向外部引出的功能。作为第一支撑部31,例如可以使用支撑部30b,30d,而作为第二支撑部32,例如可以使用支撑部30a,30c,30e。
(支撑部和电极的细节-第一支撑部和电极的结构)
关于第一支撑部31和电极的构造,采用以下构造。具体地,如图9至图11所示,第一支撑部31电连接第一电极31a,第一支撑部31是由支撑体31e和支撑体固定部31f构成。
第一电极31a是用于将在发电板20a~20d中产生的电流相对于第一支撑部31向外部引出的电极。第一电极31a形成为具有大致板状体,并且设置在与由第一支撑部31支撑的发电板20接触的位置(或者通过支撑体31e接触的位置)。第一电极31a固定到壳体10的基部11中的第二固定部11b,并且电连接到电路板50的负极端子51。
支撑体31e是成为第一支撑部31基部的一部分,形成为大致板状体。支撑体31e的平面形状是任意的,但优选地例如形成为具有大致沿着发电板20周边的一部分的形状,以使第一支撑部31能够廉价地被制造。具体地,如果发电板20的平面形状形成为大致圆盘形状,则支撑体31e形成为大致圆弧形状(同样适用于第二支撑部32的支撑体32b的平面形状,其将在后面描述)。支撑体31e设置在与由第一支撑部31支撑的发电板20接触的位置(或通过第一电极31a接触的位置)。
支撑体固定部31f是安装在壳体10中的基部11的第二固定部11b上的一部分。支撑体固定部31f与支撑体31e一体形成,并朝向基部11突出设置,并固定于基部11的第二固定部11b(同样适用于支撑体固定部32c,后述的第二支撑部32)。
(支撑部和电极的细节-第二支撑部和电极的结构)
关于第二支撑部32和电极的构造,采用以下构造。具体地,如图9至图11所示,第二支撑部32电连接第二电极32a,且第二支撑部32是由支撑体32b及支撑体固定部32c构成。
支撑体32b设置在与由第二支撑部32支撑的发电板20接触的位置(或通过第二电极32a接触的位置)。
支撑体固定部32c是被安装在壳体10中的基部11的第二固定部11b上的一部分,并且支撑体固定部32c被固定到基部11的第二固定部11b。
通过上述支撑部30及电极的构造,如传统发电装置中,需将正极端子及负极端子连接到每个发电板20的压电组件21,及将正极端子(或负极端子)与引线缠接的作业可以被省略。由于第一支撑部31的支撑体31b和第二支撑部32的支撑体32b具有沿着发电板20周缘一部分的形状,因此,第一支撑部31和第二支撑部32可以廉价地被制造,且与沿着发电板20整个周边形状相比,能够更稳定地支撑发电板20。
(支撑部和电极的细节-支撑部的配置)
第一支撑部31及第二支撑部32被设置成使得所有的发电板20a~20d可沿着发电板20a~20d的并置方向变形,并且当外力施加到操作部40的受压部41时,沿不同方向彼此相邻的发电板20也是可变形的。具体地,如图11所示,第一支撑部31设置在发电板20侧面的大致周边位置,而第二支撑部32设置在与第一支撑部相反侧的侧面的大致周边位置(更具体地说,支撑部30b设置在发电板20a的下侧表面上的右侧周边位置,而支撑部30a设置在发电板20a上侧表面上的左侧周边位置)。藉由如此的设置,能够以悬臂方式支撑发电板20a~20d,并且与支撑发电板20a~20d的两端相比,可以减少要安装的支撑部30的数量。
(发电装置的功能)
如上所构成的发电装置101的功能如下。图12是表示实施例二的发电装置101的电动状态的侧视图,其中图12(a)是表示变形前的状态的图,而图12(b)是表示从外部受到压缩力而使发电装置101变形后的状态的图。
如图12(b)所示,关于发电板20a~20d在发电装置101从外部接收压缩力而变形时,发电板20a及20c沿着向上的方向变形,而发电板20b及20d沿着向下的方向变形。
通过上述发电板20a~20d的变形,在发电板20a及20c的下侧表面和发电板20b及20d的上侧表面上产生阴极的电流,而阳极的电流在发电板20a及20c的上侧表面和发电板20b及20d的下侧表面上产生,藉此以在每个发电板20中产生电压。当如上所述在每个发电板20中产生电压时,阴极的电流流过作为与每个发电板20接触的第一支撑部31的支撑部30b及30d,并且阳极的电流流过作为第二支撑部32的支撑部30a,30c及30e。在此,由于电连接到支撑部30b及30d的第一电极31a被连接到电路板50的负极端子51,所以流过支撑部30b及30d的阴极电流会通过第一电极31a流至电路板50。此外,由于与支撑部30a,30c,30e电连接的第二电极32a与电路板50的正极端子52连接,因此,流向支撑部30a、30c及30e的阳极电流会通过第二电极32a流至电路板50。流向电路板50的电流被整流部53转换为直流电并蓄积在电容器54中,然后通过输出端子55输出到声音输出装置等类似装置。因此,在发电板20a~20d中产生的电力便可通过第一支撑部31、第二支撑部32、第一电极31a、第二电极32a及电路板50供应给声音输出装置等类似装置。
(功效)
如上所述,根据实施例二,由于支撑部30a~30e被设置成使得当外力被施加到发电装置10时,相邻的发电板20能够沿着不同的方向变形,所以发电板20a 20d可以以悬臂方式被支撑。因此,与支撑发电板20a~20d的两端相比,例如可减少安装的支撑部30数量,并且可以减轻重量及降低成本。
由于电连接到第一电极31a的第一支撑部31以及电连接到第二电极32a的第二支撑部32形成为具有大致沿着发电板20周边一部分的形状,因此,相较于沿着发电板20整个周边的形状而言,第一支撑部31及第二支撑部32可以廉价地被制造,同时保持对发电板20a~20d稳定的支撑。
﹝实施例三﹞
接着,将描述实施例三。在此一实施例当中,电连接到第一电极的支撑装置被设置在发电板的侧表面上的大致周边位置处,而电连接到第二电极的支撑装置被设置在侧表面上的大致周边位置处,并且支撑装置设置成使得彼此相邻的发电板可沿着相同方向变形。需注意的是,与实施例二中大致相同的组件将根据需要而被给予使用与实施例二相同附图标记或名称,并且将省略其说明。
(结构)
首先,对实施例三的发电装置的结构进行说明。图13是表示实施例三的发电装置的侧视图。如图13所示,实施例三的发电装置201是通过用与实施例二的发电装置101相同的部件中的支撑部30a~30h替换支撑部30a~30e来构造,并且多个发电模块130a~130d被形成(如果发电模块130a~130d不需要彼此区分,则将它们统称为“发电模块130”)。
在此,关于支撑部30和电极的构造,如图13所示,支撑部30可大致分为第一支撑部31和第二支撑部32,其中作为第一支撑部31,可以使用支撑部30c,30e,30g,30h,而作为第二支撑部32,可以使用支撑部30a,30b,30d和30f。第一支撑部31电连接第一电极31a,且第一支撑部31是由支撑体31e及支撑体固定部31f构成。第二支撑部32电连接第二电极32a,且第二支撑部32是由支撑体32b及支撑体固定部32c构成。
发电模块130的结构细节具有如下的独创性。
(发电模块的详细结构-发电模块的结构)
发电模块130a~130d是组成发电装置201中的发电功能的组件组合。如图13所示,各个发电模块130a~130d具有第一电极31a、与第一电极31a电连接的第一支撑部31、第二电极32a、与第二电极32a电连接的第二支撑部32及从第一电极31a和第二电极32a引出电流的发电板20(更具体地说,发电模块130a具有支撑部30c、与支撑部30c电连接的第一电极31a、支撑部30a、电连接到支撑部分30a的第二电极32a及从第一电极31a和第二电极32a引出电流的发电板20a)。
(发电模块的详细情况-支撑部的配置)
在发电模块130中,第一支撑部31和第二支撑部32设置成使得当外力施加到操作部40的受压部41时,例如,所有的发电板20a 20d可沿着发电板20a~20d的并置方向变形,并且彼此相邻的发电板20也可沿着相同方向变形。具体地,如图13所示,第一支撑部31设置在发电板20侧面的大致周边位置,第二支撑部32设置在第一支撑部31相反侧侧面上的大致周边位置(更具体地说,支撑部30c设置在发电板20a的下侧表面上的右侧周边位置,而支撑部30a设置在发电板20a的上侧表面上的左侧周边位置)。
在此种情况下,如上所述,由于彼此相邻的发电板20可沿着相同方向变形,因此,在相邻发电模块130的侧表面中,彼此面对的侧表面上会分别产生极性不同的电流。因此,如果发电模块130a~130d设置为使得相邻的发电模块130接触,则例如在相邻发电模块130之间会发生短路。因此,为解决这样的问题,如图13所示,在每个发电模块130a~130d之间设置绝缘构件60a及60b(如果绝缘构件60a及60b不必彼此区分,它们统称为“绝缘构件60”)。
绝缘构件60a及60b例如是由诸如树脂材料和橡胶材料的绝缘材料形成的大致板状体(或可以是大致片状体)。绝缘构件60a或60b的平面形状是任意的,然例如绝缘构件60a的平面形状可形成为与第一支撑部31的支撑体31b的平面形状大致相同(或者形状大于支撑体31b)。绝缘构件60b的平面形状形成为与第二支撑部32的支撑体32b的平面形状大致相同(或较支撑体32b大的形状)。绝缘构件60a设置在与正对第一支撑件31上的发电板20侧边的侧表面接触的位置,而绝缘构件60b设置在与位于正对发电板20上的第二支撑部32侧边的侧表面上的第二支撑件32相面对的一部分接触的位置。
每个绝缘构件60a及60b上设置有绝缘构件固定部(未示出)。绝缘构件固定部是安装在壳体10中的基部11的第二固定部11b上的一部分,并且与绝缘构件60一体地形成。绝缘构件固定部配置成自绝缘构件60朝向基部11突出,并固定于基部11的第二固定部11b。
如上所述,通过上述支撑部30的配置,能够使发电板20a~20d大致均匀地变形。由于绝缘构件60a及60b设置在每个发电模块130a~130d之间,因此,可以切断相邻的发电模块130之间的电流流动,以防止相邻发电模块130间短路的发生。
(发电模块的细节-支撑部,电极和绝缘部件的厚度)
支撑部30、电极及绝缘构件60的厚度设定是任意的,而例如是第一支撑部31、第一电极31a及绝缘构件60a的总厚度可设定为与第二支撑部32、第二电极32a及绝缘构件60b的总厚度相同,以使每个发电板20a~20d能以相同程度变形。具体而言,将第一支撑部31厚度设为0.3mm,将第一电极31a厚度设为0.1mm,将绝缘部件60a厚度设为0.2mm。此外,第二支撑部32厚度设定为0.3mm,第二电极32a厚度设定为0.1mm,绝缘部件60b厚度设定为0.2m m。
(发电装置的功能)
如上构成的发电装置201的功能如下。图14是表示实施例三的发电装置201的电动状态的侧视图,其中图14(a)是表示变形前的状态的图,而图14B是表示从外部受到压缩力而使发电装置201变形后的状态的图。
如图14B所示,关于当发电装置201从外部接收压缩力时发电板20a~20d的变形,发电板20a~20d可沿向下方向变形。
通过上述发电板20a~20d的变形,在发电板20a~20d的下侧表面上产生阴极的电流,同时在发电板20a~20d的上侧表面上产生阳极的电流,藉此以在每个发电板20中产生电压。当如上所述在每个发电板20中产生电压时,阴极的电流流过作为与每个发电板20接触的第一支撑部31的支撑部30c,30e,30g及30h,阳极的电流流过作为第二支撑部32的支撑部30a,30b,30d及30f。由于电连接到支撑部分30c,30e,30g及30h的第一电极31a连接到电路板50的负极端子51,所以流过支撑部30c,30e,30g及30h的阴极电流通过第一电极31a流向电路板50。此外,由于与支撑部30a,30b,30d及30f电连接的第二电极32a连接到电路板50的正极端子52,因此流过支撑部30a,30b,30d及30f的阳极电流通过第二电极32a流向电路板50。因此,在发电板20a~20d中产生的电力可以通过第一支撑部31、第二支撑部32、第一电极31a、第二电极32a及电路板50供应给声音输出装置等类似装置。
(功效)
如上所述,根据实施例三,由于支撑部30a~30h设置成使得相邻的发电板20可沿着相同方向变形,所以当外力施加到发电装置201时,发电板20a~20d可以大致均匀地变形,藉此可以提高发电效率。此外,由于发电模块130a~130d形成为具有第一电极13a、与第一电极31a电连接的第一支撑部31(例如支撑部30c,30e,30g,30h)、与第二电极32a电连接的第二支撑部32(例如,支撑部30a,30b,3d和30f)及从第一电极31a和第二电极32a引出电流的发电板20,且绝缘构件60a及60n设置在发电模块130a~130d之间,因此,可切断相邻的发电模块130间的电流流通,并防止相邻的发电模块130a~130d间短路的发生。
[实施例的变形]
已经描述了本发明的实施例,惟在权利要求中描述的每个发明技术思想范围内,可任意地改变或改进本发明具体的结构配置和手段。以下将描述此些变化。
(要解决的问题和本发明的效果)
首先,本发明要解决的问题或效果不限于上述内容,然本发明可解决上述未描述的问题,或者可以发挥上述未描述的效果或者仅解决上述内容的一部分或者在一些情况下仅发挥所描述效果的一部分。例如,即便在支撑部难以形成为电极的情况下,如果能够与现有技术一样实现支撑部的电极的形成,但是利用与现有技术不同的技术,则可解决本发明的问题。
(各实施方式的组合)
关于实施例一至三中所示的结构配置,可以组合相同实施例的多个结构配置,或者可以组合不同实施例的结构配置。例如,如图15及图16所示,可以组合多个根据实施例三的发电装置201。具体地,由矩形发电板20形成的四个发电装置201以十字形状设置。此外,关于各发电装置201中的支撑部30a~30h的配置,如图16所示,支撑部30a~30h被设置成使得当外力施加到发电装置201四个单元共同的操作部40的受压部41时,各个发电装置201的所有发电板20a~20d都可变形。藉由如此的结构,能够进一步提高发电量。或者,可以组合根据实施例二的发电装置101和根据第三实施例三的发电装置201。
(发电装置的结构)
在上述实施例二中,说明了发电装置101在壳体10内部包括有发电板20a~20d、支撑部30a~30e及操作部40,但不限于此。例如,如图17所示,实施例二的发电装置101中,除了发电装置101的上述部件外,还可设置间隔件70,以使仅一部分的发电板20a~20d能够变形。间隔件70是用于防止发电板20变形的变形防止装置。间隔件70为具有与发电板20间距离大致相同的厚度的大致板状体。关于间隔件70的配置,间隔件70例如设置在设有发电板20中的第二支撑部32的一侧的侧面上的与第一支撑部31对应的位置(在图17中,其设置在与发电板20a的上侧表面上的支撑部30b对应的位置),但本发明不以此为限,间隔件70可以设置在发电板20中设有第一支撑部31的一侧的侧表面上与第二支撑部32对应的位置处。因此,即使外力施加到发电装置101,也可防止设有间隔件70的发电板20变形,并且可以根据情况以调节发电量。
(壳体)
在上述实施例一至三中,描述了第一固定部11a,第二固定部11b及切口部11c设置在壳体10的基部11上,但并不以此为限。举例来说,如图18所示,在实施例一的发电装置1中,止动件90可进一步地设置在壳体10的基部11上。止动件90为当外力施加到操作部40时,用于限制操作部40移动量的移动限制装置。止动件90通过向内引导一部分具有大致凸形状的基部11侧壁而形成,并且当操作部40的移动量达到预定量时,设置在与操作部40接触的位置(这同样适用于实施例二及三中的发电装置)。因此,可防止发电板20a~20d过度变形,并减少发电板20a~20d的破损等。止动件90的安装位置不限于基部11,而是例如可在壳体10的盖部12上。
此外,在上述实施例一至三中,说明了壳体10的盖部12及操作部40被分开地形成,但并不以此为限。举例来说,如图19所示,在实施例一的发电装置1中,盖部12及操作部40可以为一体形成(实施例二和三中的发电装置亦同)。通过此一结构,能够缩短操作部40上下方向的长度,而使发电装置1小型化。为了提高发电装置1的性能,可以采用以下构造。具体来说,受压部41的平面形状可以设定为比实施例一的受压部41的平面形状更大,以提高操作部40的可操作性(例如,形成为具有形状大致与传递部42的平面形状相同)。此外,为了使发电装置1更小型化,可以设置发电板20,以使一部分的发电板20装配在第一支撑部分及第二支撑部分之间。此外,为了提高发电装置1的可制造性,支撑部30g及30h可与基部11一体地形成。此外,为了抑制发电板20过度变形,可以将形成为大致环状的止动件90安装在操作部40上。
(发电板)
在上述实施例一至三中,说明了发电板20的形状大致为圆板状的物体,但并不限于此,发电板20也可例如形成为矩形(例如三角形,正方形,五边形等)或扇形。在此情况下,压电组件21和振动板22的形状可形成为矩形(三角形,正方形,五边形等)或扇形。
另外,在上述实施例一至三中,说明了设置的发电板20数量为4个,但不限于此,例如也可为2个或3个,或者4个以上。
另外,在上述实施例一至三中,说明了在振动板22的一个侧表面上设置压电组件21(所谓的单压电芯片型),但压电组件21也可设置在例如振动板22的两个侧表面(所谓的双压电芯片型)。
此外,在上述实施例一至三中,说明了发电板20是由压电组件21及振动板22所构成,但为了保护压电组件21等组件,也可以设置用于覆盖整个或一部分压电组件21的树脂(压电膜或类似物)。或者,例如,可省略振动板22。
另外,在上述实施例一至三中,说明了发电板20包括压电组件21,但可设置能够通过往复运动而产生动力的机构(具体来说,人工肌肉,液压马达,电磁感应式马达及超级磁伸缩等),以替代压电组件21。
此外,在上述实施例一至三中,描述了这些发电板20a~20d并列设置,使得所有的发电板20a~20d以层迭的方式重叠,并且还使发电板20a~20d重心的中心沿着并列方向位于相同的位置,但并不以此为限。举例来说,这些发电板20a~20d可以并列设置,使得一部分的发电板20a~20d以层迭方式重叠。
(操作部)
在上述实施例一至三中,说明了操作部40包括有受压部41及传递部42,但并不限于此。举例来说,如图20所示,在根据实施例二的发电装置101中,操作部40可以由重物80构成,而不是受压部41,并且每个支撑部30a~30e通过固定工具或粘合剂等可连接到发电板20,以使发电板20a~20d能够沿着Z方向振荡。在此,重物80为调整发电装置101固有频率,且例如是由钢铁材料形成的大致矩形状物体(或大致圆柱体或大致球状物体),并通过固定工具等类似工具来连接传递部42。藉由如此的结构,如图21所示,发电板20a~20d随重物80垂直运动而变形,藉以实现有效的发电。
(电路板)
在上述实施例一至三中,描述了电路板50设置在壳体10外部,但其例如可包含在壳体10内部。
(支撑部的材质)
在上述实施例一至三中,描述了使用强度比发电板20高的的导电材料,例如金属材料(例如铜,钢,不锈钢,铝等),作为第一支撑部31及第二支撑部32的材料,以使在发电板20中产生的电流可以被引出,但并不以此为限。举例来说,如果通过将正极端子和负极端子连接到发电板20a~20d中的一部分发电板20的压电组件21,并将正极端子(或负极端子)和引线缠接,支撑发电板20的第一支撑部31或第二支撑部32可以由导电材料以外的材料(例如,诸如树脂材料等绝缘材料)形成。
(第一支撑部和第二支撑部)
在上述实施例二和三中,描述了第一支撑部31的支撑体31b的平面形状形成为大致弧形,但并不以此为限。举例来说,如果发电板20的平面形状形成为大致矩形状,则支撑体31b的平面形状可以形成为大致矩形状。
此外,在上述实施例一至三中,描述了第二支撑部32中的支撑体32b的平面形状形成为大致圆弧状,但不限于此。例如,如果发电板20的平面形状形成为大致矩形状,则支撑体32b的平面形状可形成为大致矩形状。
另外,在上述实施例二中,描述了第一支撑部31如图16所示,设置于发电板20的侧表面上的右侧周边位置,而第二支撑部32设置于发电板20的侧表面上的左侧周边位置,但并不以此为限。例如,第一支撑部31和第二支撑部32可以设置在发电板20的侧表面上的左侧周边位置(或者,它们可以设置在发电板20的侧表面上的右侧周边位置)。在此情况下,关于绝缘构件60a及60b的配置,绝缘构件60a例如设置在发电板20的侧表面上的右侧周边位置,以接触发电板20。绝缘构件60b设置在发电板20的侧表面上的左侧周边位置,以和第一支撑部31中,与发电板20为相反侧的侧表面接触。
(变形抑制部)
在上述实施例一中,描述了变形抑制部31d设置在第一电极31a上,但可通过除变形抑制部31d以外的配置来防止第一电极31a短路。例如,可以在第一电极31a上设置绝缘片。绝缘片是由诸如树脂材料等绝缘材料形成的大致片状体,并且设置用来覆盖发电板20正对第一电极31a侧面上的振动板22的部分,并且通过粘合剂等固定到第一电极31a。
此外,在上述实施例一中,描述了变形抑制部31d设置在第一电极31a的两个侧表面上,但变形抑制部31d可设置在第一电极31a的两个侧表面中的任一个上。此外,为了能够可靠地抑制发电板20的变形,可以在第一电极31a的任一侧表面上设置多个变形抑制部31d。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其大致的情况下,熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种发电装置,用于利用一发电组件转换一外力,其特征在于,该发电装置包括:
多个发电板,其以彼此间隔的重叠状态并置,所述发电板具有所述发电组件,或者所述发电板具有大致大致为板状且具可挠性的一导电构件及固定在所述导电构件的至少任一侧表面的所述发电组件;以及
多个支撑装置,设置在所述多个发电板之间,并支撑所述多个发电板,其中,
所述多个支撑装置设置成使得当外力被施加到所述发电装置时,所述多个发电板的至少一部分能够沿着所述多个发电板的并置方向变形;与所述多个发电板的至少一部分发电板中的至少一个发电板的侧表面接触的支撑装置是由导电材料形成;用于将在所述发电板中产生的电流相对于所述支撑装置引出到外部的第一电极与所述支撑装置一体地或分离地被形成;与所述发电板的另一侧表面接触的所述支撑装置是由导电材料形成;用于将在所述发电板中产生的电流相对于所述支撑装置引出到外部,并且具有和所述第一电极不同极性的第二电极与所述支撑装置一体地或分开地形成;电连接到所述第一电极的所述支撑装置设置在所述发电板的侧表面上的大致中心位置或大致周边位置,并且电连接到所述第二电极的所述支撑装置设置在所述发电板的侧表面的大致周边位置。
2.如权利要求1所述的发电装置,其特征在于,电连接到所述第一电极的所述支撑装置设置在所述发电板的所述侧表面上的大致中心位置,且电连接到所述第一电极的支撑装置包括:
一第一接触部,与所述第一电极一体设置,并与由所述支撑装置支撑的一对发电板中的其中一发电板接触;以及
一第二接触部,与所述第一电极一体设置,并与所述一对发电板中的另一个发电板接触。
3.如权利要求1所述的发电装置,其特征在于,电连接到所述第一电极的所述支撑装置设置在所述发电板的所述侧表面的大致中心位置,所述发电板具有所述导电构件及固定到所述导电构件的一侧表面的所述发电组件,且在第一电极上设置有一短路防止装置,所述短路防止装置用于通过第一电极和发电板的导电构件之间的接触来防止第一电极短路。
4.如权利要求3所述的发电装置,其特征在于,所述短路防止装置是用于抑制所述发电板变形以防止所述第一电极和所述发电板的所述导电构件接触的变形抑制装置。
5.如权利要求1所述的发电装置,其特征在于,电连接到所述第一电极的所述支撑装置设置在所述发电板的所述侧表面的大致周边位置,并且所述多个支撑装置设置成使得当外力施加到所述发电装置时,相邻的发电板可沿不同方向变形。
6.如权利要求1所述的发电装置,其特征在于,电连接到所述第一电极的所述支撑装置设置在所述发电板的所述侧表面的大致周边位置,所述多个支撑装置设置成使得当外力施加到发电装置时,相邻的发电板可沿着相同方向变形;多个发电模块被形成,每个发电模块具有所述第一电极、电连接到所述第一电极的支撑装置、所述第二电极、电连接到所述第二电极的支撑装置及电流从所述第一电极和所述第二电极被引出的发电板,并且一绝缘构件设置在所述多个发电模块之间。
7.如权利要求1所述的发电装置,其特征在于,电连接到所述第一电极的所述支撑装置设置在所述发电板的所述侧表面的大致周边位置,并且电连接到所述第一电极的支撑装置或电连接到所述第二电极的支撑装置形成为具有大致沿着所述发电板的一部分周边的形状。
8.如权利要求1到7任一项所述的发电装置,其特征在于,所述发电系统包括:
一操作装置,用于当外力施加到所述发电装置时,通过移动自身而将所述外力传递到所述多个发电板;以及
一移动限制装置,用于当所述外力施加到所述发电装置时,限制所述操作装置的位移量。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20190611 Termination date: 20210627 |
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