CN109643962B - 发电元件 - Google Patents

Abstract

本发明的发电元件具备：支承框体，在俯视观察下形成为框状；振动体，设置于支承框体的内侧；第一桥梁部和第二桥梁部，使振动体支承于支承框体；以及电荷产生元件，在振动体位移时产生电荷。支承框体具有：第一框体部分，相对于振动体配置于第一侧；以及第二框体部分，相对于振动体配置于与第一侧相反的第二侧。第一桥梁部连结振动体和第一框体部分，第二桥梁部连结振动体和第二框体部分。

Description

发电元件

技术领域

本发明涉及发电元件。

背景技术

提出有为了有效利用有限的资源，将各种形态的能源转换成电能并获取的技术。将振动能转化成电能并获取的技术也是其中之一，例如，在日本特开平10-243667号公报中，公开了层叠层状的压电元件形成发电用压电元件，通过外力使该发电用压电元件振动从而进行发电的压电型的发电元件。此外，在日本特开2011-152010号公报中，公开了使用了硅基板的MEMS(Micro Electro Mechanical System：微机电系统)结构的发电元件。

另一方面，在美国专利公开第2013/0154439号公报中，公开了使用支承重锤体的锤头型结构体，使构成头部分的重锤体振动，由配置于柄部分的发电用压电元件进行发电的类型的发电元件。此外，在WO215/033621号公报中，公开了使用该锤头型结构体的发电元件以及使用了由弯曲成L字型的板状桥梁部支承重锤体的结构体的压电元件。

这些压电元件的基本原理是通过重锤体的振动使压电元件发生周期性的挠曲，在外部获取基于施加给压电元件的应力产生的电荷。如果将这样的发电元件搭载在例如汽车、火车、轮船等上，则能将在运输中施加的振动能以电能获取。此外，也可安装在冰箱、空调等振动源上进行发电。

发明内容

在上述专利文献中记载的发电元件中，由具有一端被固定的单支承梁结构的桥梁部支承重锤体。此时，能够加大重锤体的位移。

然而，为了防止桥梁的塑性变形、破损，限制重锤体的过大的位移。此时，由于当重锤体的位移变大时，重锤体抵接具有止动功能的部件，因此重锤体受到的力会传递至该部件。因此，存在产生在桥梁部的应力变小，从而压电元件的发电量变小的问题。

本发明考虑这样的点而进行，其目的在于提供能够抑制重锤体的位移并且能够使发电量增大的发电元件。

本发明提供一种发电元件，具备：支承框体，在俯视观察下形成为框状；振动体，设置于所述支承框体的内侧；第一桥梁部和第二桥梁部，使所述振动体支承于所述支承框体；以及电荷产生元件，在所述振动体位移时产生电荷，所述支承框体具有：第一框体部分，相对于所述振动体配置于第一侧；以及第二框体部分，相对于所述振动体配置于与所述第一侧相反的第二侧，所述第一桥梁部连结所述振动体和所述第一框体部分，所述第二桥梁部连结所述振动体和所述第二框体部分。

需要说明的是，在上述发电元件中，所述振动体具有：连结于所述第一桥梁部的第一重锤体；连结于所述第二桥梁部的第二重锤体；以及连结所述第一重锤体和所述第二重锤体的第三桥梁部，所述第一重锤体和所述第二重锤体彼此分离。

此外，也可以是在上述发电元件中，基于所述第一重锤体和所述第一桥梁部规定的共振系统的共振频率与基于所述第二重锤体和所述第二桥梁部规定的共振系统的共振频率不同。

此外，也可以是在上述发电元件中，在所述第一桥梁部的两侧分别配置有所述第二重锤体和所述第二桥梁部，在所述第一桥梁部与所述第二桥梁部各自之间分别配置有所述第三桥梁部，所述第一重锤体与所述第一桥梁部以及所述第三桥梁部各自连结，所述第二重锤体与对应的所述第二桥梁部以及对应的所述第三桥梁部连结，一方的所述第二重锤体和另一方的所述第二重锤体彼此分离。

此外，也可以是在上述发电元件中，所述第二桥梁部沿着所述第一桥梁部延伸，所述第三桥梁部沿着所述第一桥梁部以及所述第二桥梁部延伸。

此外，也可以是在上述发电元件中，基于一方的所述第二重锤体和对应的所述第二桥梁部规定的共振系统的共振频率与基于另一方的所述第二重锤体和对应的所述第二桥梁部规定的共振系统的共振频率相同。

此外，也可以是在上述发电元件中，支承所述第一重锤体的第一重锤体支承部从所述第一桥梁部延伸，在所述第一重锤体的与所述第一重锤体支承部一侧相反的一侧设置有第一附加重锤体。

此外，也可以是在上述发电元件中，所述第一附加重锤体具有第一止动部，所述第一止动部设置成能够抵接于所述支承框体，并且限制所述第一重锤体向所述第一重锤体支承部一侧位移，所述第一止动部在所述振动体位于空档位置时，与所述支承框体分离。

此外，也可以是在上述发电元件中，在与从所述第一重锤体朝向所述第一框体部分的方向正交的方向上的所述第一附加重锤体的两端部分别配置有所述第一止动部。

此外，也可以是在上述发电元件中，所述第一附加重锤体的所述第一止动部在俯视观察下延伸至所述支承框体的外缘部。

此外，也可以是在上述发电元件中，支承所述第二重锤体的第二重锤体支承部从所述第二桥梁部延伸，在所述第二重锤体的与所述第二重锤体支承部一侧相反的一侧设置有第二附加重锤体。

此外，也可以是在上述发电元件中，所述第二附加重锤体从一方的所述第二重锤体延伸至另一方的所述第二重锤体并支承于两方的所述第二重锤体。

此外，也可以是在上述发电元件中，所述第二附加重锤体具有第二止动部，所述第二止动部设置成能够抵接于所述支承框体，并且限制所述第二重锤体向所述第二重锤体支承部一侧位移，所述第二止动部在所述振动体位于空档位置时，与所述支承框体分离。

此外，也可以是在上述发电元件中，所述支承框体具有突出部，所述突出部介于所述第一框体部分和所述第一桥梁部之间，所述突出部包括能够供所述第二止动部抵接的底座部。

此外，也可以是在上述发电元件中，所述第二附加重锤体还具有第三止动部，所述第三止动部设置成能够抵接于所述支承框体，并且限制所述第二重锤体向所述第二重锤体支承部一侧位移，所述第三止动部在所述振动体位于空档位置时，与所述支承框体分离。

此外，也可以是在上述发电元件中，在与从所述第二重锤体朝向所述第二框体部分的方向正交的方向上的所述第二附加重锤体的两端部分别配置有所述第三止动部。

此外，也可以是在上述发电元件中，所述第二附加重锤体的所述第三止动部在俯视观察下延伸至所述支承框体的外缘部。

此外，也可以是在上述发电元件中，支承所述第二重锤体的第二重锤体支承部从所述第二桥梁部延伸，在所述第二重锤体的与所述第二重锤体支承部一侧相反的一侧设置有第二附加重锤体。

此外，也可以是在上述发电元件中，所述电荷产生元件具有：下部电极层；设置于所述下部电极层上的压电材料层；以及设置于所述压电材料层上并且彼此电独立的多个上部电极层。

此外，也可以是在上述发电元件中，还具备发电电路，所述发电电路对基于由所述电荷产生元件产生的电荷的电流进行整流并获取电力。

根据本发明，能够抑制重锤体的位移并且能够使发电量增大。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式涉及的发电元件的整体构成的立体图。

图2是图1的A-A线剖视图。

图3是示出在图1所示的发电元件的制造方法中，用于制造发电元件所使用的SOI基板的剖视图。

图4是在图1所示的发电元件的制造方法中，蚀刻图3所示的SOI基板所获得的发电元件的剖视图。

图5是示出具备了壳体的图1的发电元件的剖视图。

图6是示出具备了外包装的图5的发电元件的剖视图。

图7是示出作为图1的比较例的发电元件的整体构成的立体图。

图8是示出图7所示的发电元件的第二桥梁部的挠曲状态的示意图。

图9是示出图1中的发电元件的第一桥梁部和第二桥梁部的挠曲状态的示意图。

图10是示出本发明的第二实施方式涉及的发电元件的俯视图。

图11是图10的B-B线剖视图。

图12是图10的C-C线剖视图。

图13是图10的D-D线剖视图。

图14是示出设置于图10的发电元件的各桥梁部上的上部电极层的配置的一个例子的俯视图。

图15是示出图10的发电元件的发电电路的构成的图。

图16是示出具备了壳体的图10的发电元件的剖视图，并且相当于组合了图10的B-B线截面和D-D线截面的截面的图。

图17是示出图10所示的压电元件的上部电极的其它例子的俯视图。

图18是示出图10所示的压电元件的上部电极的其它例子的俯视图。

图19是示出本发明的第三实施方式涉及的发电元件的整体构成的俯视图。

图20是示出图19所示的压电元件的仰视图。

图21是图19的E-E线剖视图。

图22是图19的F-F线剖视图。

图23是示出本发明的第四实施方式涉及的发电元件的整体构成的俯视图。

图24是图23所示的压电元件的仰视图。

图25是图23所示的压电元件的G-G线剖视图。

图26是图23所示的压电元件的H-H线剖视图。

图27是示出在图22所示的发电元件中，在施加了X轴方向的振动加速度时的X轴方向应力的分布的图。

图28是示出在图22所示的发电元件中，在施加了Y轴方向的振动加速度时的X轴方向应力的分布的图。

图29是示出在图22所示的发电元件中，在施加了Z轴方向的振动加速度时的X轴方向应力的分布的图。

图30是示出在图22所示的压电元件中，应力的测量点的立体图。

图31是示出施加于X轴方向的振动加速度的频率与在图30所示的测量点产生的应力之间的关系的图表。

图32是示出施加于Y轴方向的振动加速度的频率与在图30所示的测量点产生的应力之间的关系的图表。

图33是示出施加于Z轴方向的振动加速度的频率与在图30所示的测量点产生的应力之间的关系的图表。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，在本说明书附带的附图中，为了便于图示和理解，对实物的适当比例以及横竖的尺寸比等进行了变更、放大。

(第一实施方式)

使用图1至图9对本发明的第一实施方式涉及的发电元件进行说明。本实施方式涉及的发电元件是通过将振动能转换为电能从而进行发电的元件。

在图1中，以立体图示出本发明的第一实施方式涉及的发电元件的整体构成，在图2中示出图1的A-A线剖视图。如图1及图2所示，本实施方式的发电元件1具备：形成为框状的支承框体10；振动体20，设置于支承框体10的内侧；以及第一桥梁部30以及第二桥梁部35，使振动体20支承于支承框体10。其中，支承框体10在俯视观察下形成为矩形框状。而且，支承框体10具有：第一框体部分11，相对于振动体20配置于第一侧(X轴正侧)；以及第二框体部分12，相对于振动体20配置于与第一侧相反的第二侧(X轴负侧)。在此，俯视观察意味着沿图1所示的Z轴方向观察的状态，而且是在使发电元件1处于图2所示的姿势时从上方观察的状态。此外，为了明确说明，在如图1所示地定义XYZ坐标系，并且使Z轴方向成为上下方向而配置发电元件1的状态下进行以下的说明。因此，本实施方式涉及的发电元件1不限于在以Z轴方向为上下方向的姿势下使用。

第一桥梁部30相对于振动体20的后述的重锤体21配置于支承框体10的第一框体部分11的一侧，连结重锤体21和第一框体部分11。更具体而言，第一桥梁部30的X轴正侧端部31(末端部)连结于第一框体部分11，第一桥梁部30的X轴负侧端部32(前端部)连结于重锤体21。这样，第一桥梁部30在重锤体21与第一框体部分11之间沿X轴方向呈直线状延伸，使重锤体21支承于第一框体部分11。需要说明的是，X轴正侧用作意味着表示图1中标记的X轴的箭头的朝向，X轴负侧用作意味着与X轴正侧相反的朝向。后述的Y轴正侧、Y轴负侧、Z轴正侧、Z轴负侧也同样。

第二桥梁部35相对于重锤体21配置于支承框体10的第二框体部分12的一侧，连结重锤体21和第二框体部分12。更具体而言，第二桥梁部35的X轴正侧端部36(前端部)连结于重锤体21，第二桥梁部35的X轴负侧端部37(末端部)连结于第二框体部分12。这样，第二桥梁部35在重锤体21与第二框体部分12之间向第一桥梁部30沿X轴方向呈直线状延伸，第二桥梁部35使重锤体21支承于第二框体部分12。

第一桥梁部30及第二桥梁部35沿X轴方向排列，并配置于一条直线上。即，第一桥梁部30及第二桥梁部35形成为关于包括重锤体21的沿Y轴方向延伸的中心轴线LY并且与Z轴平行的平面面对称。这样，使本实施方式的发电元件1具有双支承梁结构。

本实施方式的振动体20具有形成为长方体状的重锤体21和设置于重锤体21的上表面(Z轴正侧的表面)的重锤体支承部22。其中，重锤体支承部22从第一桥梁部30沿重锤体21的上表面延伸，与第一桥梁部30及第二桥梁部35一体连续地形成。重锤体支承部22形成于重锤体21的整个上表面，重锤体21与重锤体支承部22的下表面(Z轴负侧的表面)接合，支承于重锤体支承部22。通过这样的构成，重锤体21经由重锤体支承部22与第一桥梁部30的X轴负侧端部32以及第二桥梁部35的X轴正侧端部36连结，并经由重锤体支承部22支承于各桥梁部30、35。

如图2所示，重锤体21的下表面位于支承框体10的下表面的上方的位置。重锤体21可向下方(Z轴负侧)位移，直到抵接后述的框体15的底板17。

此外，在支承框体10的上表面设置有桥梁支承部13。该桥梁支承部13与第一桥梁部30以及第二桥梁部35一体连续地形成，并形成于支承框体10的整个上表面。桥梁支承部13接合于支承框体10的上表面，各桥梁部30、35经由桥梁支承部13支承于支承框体10。

如图1所示，本实施方式的发电元件1还具备在振动体20位移时使电荷产生的压电元件40(电荷产生元件)。如图1及图2所示，压电元件40包括：设置于各桥梁部30、35上的下部电极层41；设置于下部电极层41上的压电材料层42；以及设置于压电材料层42上的多个上部电极层E11、E12、E21、E22。即，压电材料层42设置于下部电极层41和上部电极层E11、E12、E21、E22之间。在本实施方式中，下部电极层41设置于第一桥梁部30的整个上表面、重锤体支承部22的整个上表面、第二桥梁部35的整个上表面以及桥梁支承部13的整个上表面，并且一体地形成。需要说明的是，在桥梁支承部13的上表面也可以不设置下部电极层41。压电材料层42设置于下部电极层41的整个上表面。在图1中，为了简化附图，省略了下部电极层41和压电材料层42。

上部电极层E11、E12、E21、E22优选配置于各桥梁部30、35中重锤体21位移时产生应力的位置(桥梁部自身变形的位置)。在图1所示的方式中，在第一桥梁部30的上方(Z轴正侧)配置有两个上部电极层E11、E12，并且在X轴方向上彼此不同的位置上配置两个上部电极层E11、E12。在第二桥梁部35的上方配置有两个上部电极层E21、E22，并且在X轴方向上彼此不同的位置上配置两个上部电极层E21、E22。这四个上部电极层E11、E12、E21、E22彼此电独立。然而，配置于各桥梁部30、35的上部电极层的数量、配置等任意，如后述的图14所示，也可以在各桥梁部30、35的上方设置4个上部电极层。此外，如后述的图17所示，只要能够通过同时受到压缩应力和拉伸应力避免电荷被抵消，也可以在各桥梁部30、35的上方设置两个电极层E11'、E12'，并且上部电极层E11'、E12'配置在Y轴方向的彼此不同的位置上。进而，如后述的图18所示，只要能够通过同时受到压缩应力和拉伸应力避免电荷被抵消，也可以在各桥梁部30、35的上方配置一个上部电极层E1。

在图3中示出在图1所示的发电元件的制造方法中，用于制造发电元件所使用的SOI基板的剖视图。发电元件1例如可以通过对图3所示的SOI基板50进行蚀刻处理来制造。SOI基板50是具备：硅基层51、设置于硅基层51上的氧化硅层52、设置于氧化硅层52上的硅活性层53，并且具有三层结构的层叠基板。这样的SOI基板可作为用于制造各种半导体器件的材料使用。各层的厚度没有特别限定，例如，硅基层51的厚度为625至725μm，氧化硅层52的厚度为1μm，硅活性层53的厚度为10至15μm。

在进行蚀刻处理时，通过从SOI基板50的上方进行蚀刻，硅活性层53中形成第一桥梁部30、第二桥梁部35、重锤体支承部22以及桥梁支承部13的部分保留，不需要的部分通过蚀刻而被去除。此时，氧化硅层52作为蚀刻终止层而发挥功能。

此外，通过从SOI基板50的下方进行蚀刻，硅基层51中形成支承框体10以及重锤体21的部分保留，不需要的部分通过蚀刻而被去除。此时，氧化硅层52也作为蚀刻终止层而发挥功能。此外，优选在硅基层51中形成重锤体21的部分中，对硅基层51进行局部蚀刻(半蚀刻)。由此，可使重锤体21的下表面位于支承框体10的下表面的上方。

接下来，用蚀刻法去除由硅活性层53以及硅基层51的蚀刻而露出的氧化硅层52的部分。这样，可获得如图4所示的发电元件1的结构。图4示出在图1所示的发电元件的制造方法中，蚀刻图3所示的SOI基板所获得的发电元件的剖视图。在此，支承框体10以及重锤体21分别由硅基层51以及氧化硅层52形成。第一桥梁部30、第二桥梁部35、重锤体支承部22以及桥梁支承部13由硅活性层53形成，但也可以由硅活性层53和氧化硅层52形成。

然后，在硅活性层53上依次形成构成压电元件40的下部电极层41、压电材料层42以及上部电极层E11、E12、E21、E22。这样，可制造本实施方式的发电元件1。需要说明的是，发电元件1的制造方法不限于上述方法。

如图1所示，本实施方式的发电元件1还具备发电电路55。该发电电路55构成为对基于由压电元件40产生的电荷的电流进行整流并获取电力，向负载ZL(参照图15)供给。如后述的图15所示，由于发电电路55可使用整流元件(二极管)、平滑用的电容元件(电容器)构成，因此在此省略详细说明。

在图5中示出具备了壳体15的图1的发电元件1的剖视图。上述支承框体10成为构成壳体15的一部分的部件。即，壳体15具有：支承框体10、设置于支承框体10的上方的凹状顶板16、设置于支承框体10的下方的凹状底板17。顶板16以及底板17与支承框体10分别制作，顶板16隔着上述桥梁支承部13、下部电极层41以及压电材料层42接合于支承框体10的上表面，底板17接合于支承框体10的下表面。在这样构成的壳体15中容纳有第一桥梁部30、第二桥梁部35以及重锤体21。

壳体15的顶板16形成为从上方覆盖支承框体10的内侧区域。顶板16构成为可经由重锤体支承部22抵接重锤体21，并具有作为限制重锤体21向上方的位移的止动件的功能。当重锤体21位于空档位置时，顶板16与重锤体支承部22隔开预定的距离d1而分离，重锤体21可向上方位移直到重锤体支承部22抵接顶板16。在此，空档位置意味着对重锤体未施加包括重力的加速度的状态即第一桥梁部30以及第二桥梁部35未挠曲时的重锤体21的位置。

壳体15的底板17形成为从下方覆盖支承框体10的内侧区域。底板17构成为可抵接重锤体21，并具有作为限制重锤体21向下方的位移的止动件的功能。当重锤体21位于空档位置时，底板17与重锤体21隔开预定的距离d2而分离，重锤体21可向下方位移直到抵接底板17。

在图6中示出具备了外包装60的图5的发电元件1的剖视图。在图6所示的发电元件1中，壳体15容纳于外包装60中。上述发电电路55优选设置于该外包装60中。此时，设置于壳体15的焊盘18和设置于外包装60的焊盘61由焊线62连接。在此，在壳体15中设置有将上部电极层E11、E12、E21、E22的数量和下部电极层41的数量合计的数量的焊盘。在外包装60中也设置有与设置于壳体15的焊盘18数量相同的焊盘61。外包装60的内部空间既可以中空也可以由树脂等填充。

接下来对由这样的结构形成的本实施方式的作用进行说明。

当对图1所示的发电元件1施加上下方向(Z方向)的外部振动时，对重锤体21施加上下方向的加速度，重锤体21与重锤体支承部22一同向上下方向位移，第一桥梁部30及第二桥梁部35挠曲变形。在加速度较大时，重锤体21经由重锤体支承部22抵接顶板16或抵接底板17。这样，限制了重锤体21向上下方向的位移，实现了防止第一桥梁部30及第二桥梁部35的塑性变形、破损。

在第一桥梁部30及第二桥梁部35发生挠曲期间，在各桥梁部30、35产生应力。当产生应力时，在压电材料层42中配置于各桥梁部30、35的上方的部分中，产生与产生的应力相对应的电荷。

在此，使用图7至图9说明与图7所示的具有单支承梁结构的发电元件100的区别。图7是示出作为比较例的发电元件的整体构成的立体图。图7所示的发电元件100相对于图1所示的发电元件1去掉了第一桥梁部30，具有重锤体21由第二桥梁部35支承的单支承梁结构。用图8中简化的模型示出当图7所示的发电元件100的重锤体21向下方位移时第二桥梁部35的挠曲状态。用图9中简化的模型示出当图1所示的发电元件1的重锤体21向下方位移时第一桥梁部30以及第二桥梁部35的挠曲状态。

由于图7所示的发电元件100的重锤体21由一个桥梁部(第二桥梁部35)支承于支承框体10，因此，如图8所示，重锤体21的位移δ₀变得较大。另一方面，重锤体21向下方的位移由如上所述的壳体15的底板17限制。由此，在重锤体21的位移小时，重锤体21不与底板17抵接，但当重锤体21受到的力变大时，重锤体21抵接底板17。即，由于是单支承梁结构，重锤体21变得容易位移，其结果是，即使加速度变得并没那么大，重锤体21依然变得容易抵接底板17。此时，重锤体21受到的力会传递至底板17，在第二桥梁部35产生的应力减少。因此，存在如下问题：施加于重锤体21的振动能的一部分损耗，从压电元件40产生的电荷减少。

相对于此，由于图1所示的发电元件1的重锤体21由第一桥梁部30及第二桥梁部35支承于支承框体10，因此，如图9所示，能够减小重锤体21的位移δ。即，即使对图8所示的重锤体21施加的加速度与对图9所示的重锤体21施加的加速度是相同的情况，也能够使图9所示的重锤体21减小位移。由此，能够扩大重锤体21可不抵接壳体15的底板17而位移的加速度范围，能够避免重锤体21在更大加速度范围内与底板17抵接。因此，能够抑制重锤体21受到的力传递至底板17，使在第一桥梁部30及第二桥梁部35产生的应力增大。其结果是，可将施加于重锤体21的振动能高效地转换为电能，并且能够使从压电元件40产生的电荷增大。

产生的电荷从压电元件40的上部电极层E11、E12、E21、E22供给发电电路55(参照图15)，通过发电电路55而平滑化。平滑化的电力供给于负载ZL。更具体而言，通过第一桥梁部30产生的应力，在上部电极层E11、E12中产生电荷。如图9所示，上部电极层E11配置于第一桥梁部30中压缩应力产生的位置，上部电极层E12配置于第一桥梁部30中拉伸应力产生的位置。因此，通过一个上部电极层同时受到压缩应力和拉伸应力，能够避免电荷抵消，能够从第一桥梁部30的应力高效地产生电荷。同样地，通过第二桥梁部35产生的应力，能够在上部电极层E11、E12中高效地产生电荷。

然而，本实施方式的发电元件1可发电的外部振动的振动方向不限于上下方向(Z轴方向)，可进行三轴发电。

例如，在施加了向X轴方向的外部振动时，重锤体21在XZ平面内转动。例如，在对重锤体21施加向X轴正侧的加速度时，重锤体21以重锤体21的下端部沿X轴正侧振动的方式转动。由此，可在第一桥梁部30及第二桥梁部35发生挠曲，产生应力，从压电元件40产生电荷。在施加有X轴方向的外部振动时，通过如图1所示地配置上部电极层E11、E12、E21、E22，能够使电荷高效地产生。

此外，在施加了向Y轴方向的外部振动时，重锤体21在YZ平面内转动。例如，在对重锤体21施加向Y轴正侧的加速度时，重锤体21以重锤体21的下端部沿Y轴正侧振动的方式转动。由此，可在第一桥梁部30及第二桥梁部35发生挠曲，产生应力，从压电元件40产生电荷。在施加有Y轴方向的外部振动时，优选如后述的图14所示，在各桥梁部30、35的上方分别配置四个上部电极层。由此，通过在各桥梁部30、35产生的应力，能够高效地产生电荷。

即使在像这样施加了向X轴方向及Y轴方向的外部振动时，由于重锤体21由第一桥梁部30及第二桥梁部35支承于支承框体10，因此，也能够减小重锤体21的位移。

像这样根据本实施方式，设置于支承框体10内侧的重锤体21由第一桥梁部30支承于支承框体10的第一框体部分11，同时由第二桥梁部35支承于支承框体10的第二框体部分12。由此，能够抑制施加了外部振动时重锤体21的位移量，并且可避免在更大加速度范围内重锤体21与壳体15的顶板16、底板17抵接。因此，能够抑制重锤体21受到的力传递至顶板16、底板17，使在第一桥梁部30及第二桥梁部35产生的应力增大，并且增大从压电元件40产生的电荷。其结果是，能够防止重锤体21的位移并且能够使发电量增大。

此外，根据本实施方式，由于重锤体21由第一桥梁部30及第二桥梁部35支承，因此能够抑制在第一桥梁部30及第二桥梁部35发生翘曲。在此，如图7所示，在发电元件100具有单支承梁结构时，由于第二桥梁部35上层叠有下部电极层41、压电材料层42以及上部电极层E21、E22，因此，由于各层的热膨胀系数不同而可在第一桥梁部30发生翘曲。由于第二桥梁部35的X轴正侧端部36成为自由端，因此有时该翘曲会变大。此时，变得不能够装入半导体制造装置中，在制造工序上不优选。相对于此，由于本实施方式的发电元件1具有双支承梁结构，因此能够减少第一桥梁部30以及第二桥梁部35发生翘曲，在制造上有利。

需要说明的是，在上述本实施方式中，对上部电极层分别设置于第一桥梁部30的上表面以及第二桥梁部35的上表面的例子进行了说明。然而，不限于此，上部电极层既可以不设置于第一桥梁部30，也可以不设置于第二桥梁部35。

此外，在上述本实施方式中，对作为电荷产生元件使用压电元件40的例子进行了说明。然而，只要能够使电荷在振动体20的位移时产生，则不限于使用压电元件40，例如，可使用驻极体等。

(第二实施方式)

接下来，使用图10至图18对本发明的第二实施方式涉及的发电元件进行说明。

在图10至图18所示的第二实施方式中，主要在振动体具有连结于第一桥梁部的第一重锤体、连结于第二桥梁部的第二重锤体、连结第一重锤体和第二重锤体的第三桥梁部这一点上不同，其它的构成与图1至图9所示的第一实施方式大致相同。需要说明的是，在图10至图18中，对与图1至图9所示的第一实施方式相同的部分附上相同附图标记，并省略详细说明。

在图10中示出本发明的第二实施方式涉及的发电元件的俯视图。在本实施方式中，如图10所示，振动体20由两个第一桥梁部30A、30B和两个第二桥梁部35A、35B支承于支承框体10。而且，振动体20具有连结于两个第一桥梁部30A、30B的第一重锤体25；连结于对应的第二桥梁部35A、35B的两个第二重锤体26A、26B；连结第一重锤体25和对应的第二重锤体26的两个第三桥梁部70A、70B。各个第二重锤体26A、26B彼此分离，同时相对于第一重锤体25也分离。

在本实施方式中，在俯视观察下，在两个第一桥梁部30A、30B的Y轴方向两侧分别配置有第二重锤体26A、26B以及第二桥梁部35A、35B。各第三桥梁部70A、70B分别配置于Y轴方向上相邻的第一桥梁部30A、30B与相邻的第二桥梁部35A、35B之间。更具体而言，一方的第一桥梁部30A配置于Y轴正侧，另一方的第一桥梁部30B配置于Y轴负侧。一方的第二桥梁部35A配置于比配置于Y轴正侧的第一桥梁部30A更靠近Y轴正侧的位置。另一方的第二桥梁部35B配置于比配置于Y轴负侧的第二桥梁部35B更靠近Y轴负侧的位置。一方的第三桥梁部70A在配置于Y轴正侧的第一桥梁部30A和配置于Y轴正侧的第二桥梁部35A之间配置。另一方的第三桥梁部70B在配置于Y轴负侧的第一桥梁部30B和配置于Y轴负侧的第二桥梁部35B之间配置。第三桥梁部70A、70B分别自相邻的第一桥梁部30A、30B分离，并且自相邻的第二桥梁部35A、35B也分离。

支承框体10具有介于第一框体部分11和第一桥梁部30A、30B之间的突出部14。突出部14是从第一框体部分11向第一桥梁部30A、30B沿X轴负侧突出的部分。

两个第一桥梁部30A、30B相对于第一重锤体25配置于支承框体10的第一框体部分11的一侧，连结第一重锤体25和第一框体部分11。更具体而言，第一桥梁部30A、30B的X轴正侧端部31A、31B经由突出部14连结于第一框体部分11，第一桥梁部30A、30B的X轴负侧端部32A、32B连结于第一重锤体25。第一桥梁部30A、30B在第一重锤体25与突出部14之间沿X轴方向呈直线状延伸，使第一重锤体25经由突出部14支承于第一框体部分11。

第二桥梁部35、35B相对于对应的第二重锤体26A、26B配置于支承框体10的第二框体部分12的一侧，连结第二重锤体26A、26B和第二框体部分12。更具体而言，第二桥梁部35A、35B的X轴正侧端部36A、36B连结于对应的第二重锤体26A、26B，第二桥梁部35A、35B的X轴负侧端部37A、37B连结于第二框体部分12。第二桥梁部35A、35B在第二重锤体26A、26B与第二框体部分12之间沿着第一桥梁部30A、30B在X轴方向呈直线状延伸，使第二重锤体26A、26B支承于第二框体部分12。

第三桥梁部70A、70B配置于X轴方向上第一重锤体25和对应的第二重锤体26A、26B之间，连结第一重锤体25和对应的第二重锤体26A、26B。更具体而言，第三桥梁部70A、70B的X轴正侧端部71A、71B连结于对应的第二重锤体26A、26B，第三桥梁部70A、70B的X轴负侧端部72A、72B连结于第一重锤体25。第三桥梁部70A、70B沿着第一桥梁部30A、30B以及第二桥梁部35A、35B在X轴方向呈直线状延伸。第一桥梁部30A、30B、第二桥梁部35A、35B以及第三桥梁部70A、70B彼此平行。

第一重锤体25形成为沿Y轴方向延伸，连结于各第一桥梁部30A、30B的X轴负侧端部32A、32B以及各第三桥梁部70A、70B的X轴负侧端部72A、72B。第一重锤体25从支承框体10分离。

在第一重锤体25的上表面设置有第一重锤体支承部27。该第一重锤体支承部27从各第一桥梁部30A、30B沿第一重锤体25的上表面延伸，与第一桥梁部30A、30B及第三桥梁部70A、70B一体连续地形成。第一重锤体支承部27形成于第一重锤体25的整个上表面，第一重锤体25与第一重锤体支承部27的下表面接合，被第一重锤体支承部27支承。通过这样的构成，第一重锤体25经由第一重锤体支承部27与第一桥梁部30A、30B的X轴负侧端部32A、32B以及各第三桥梁部70A、70B的X轴负侧端部72A、72B连结。这样，第一重锤体25经由第一重锤体支承部27支承于第一桥梁部30A、30B以及第三桥梁部70A、70B。

在图11中示出图10的B-B线剖视图，在图12中示出图10的C-C线剖视图。如图11及图12所示，第一重锤体25的下表面位于支承框体10的下表面的上方的位置。第一重锤体25可向下方位移，直到抵接后述的壳体15的底板17。

如图10所示，第二重锤体26A、26B形成为沿Y轴方向延伸，连结于对应的第二桥梁部35A、35B的X轴正侧端部36A、36B以及对应的第三桥梁部70A、70B的X轴正侧端部71A、71B。第二重锤体26A、26B从支承框体10分离。

在第二重锤体26A、26B的上表面设置有第二重锤体支承部28A、28B。该第二重锤体支承部28A、28B从对应的第二桥梁部35A、35B沿第二重锤体26A、26B的上表面延伸，与对应的第二桥梁部35A、35B及对应的第三桥梁部70A、70B一体连续地形成。第二重锤体支承部28A、28B形成于第二重锤体26A、26B的整个上表面，第二重锤体26A、26B与第二重锤体支承部28A、28B的下表面接合，被第二重锤体支承部28A、28B支承。通过这样的构成，第二重锤体26A、26B经由第二重锤体支承部28A、28B与对应的第二桥梁部35A、35B的X轴正侧端部36A、36B以及对应的第三桥梁部70A、70B的X轴正侧端部71A、71B连结。这样，第二重锤体26A、26B经由第二重锤体支承部28A、28B支承于第二桥梁部35A、35B以及第三桥梁部70A、70B。

图13示出图10的D-D线剖视图。如图12及图13所示，第二重锤体26A、26B的下表面位于支承框体10的下表面的上方的位置。第二重锤体26A、26B可向下方位移，直到抵接后述的壳体15的底板17。

此外，设置于支承框体10的上表面的桥梁支承部13与第一桥梁部30A、30B以及第二桥梁部35A、35B一体连续地形成，并形成于支承框体10的整个上表面。桥梁支承部13接合于支承框体10的上表面，各桥梁部30A、30B、35A、35B经由桥梁支承部13支承于支承框体10。

在图14中示出设置于图10的发电元件的各桥梁部30A、30B、35A、35B、70A、70B的压电元件的一个例子的俯视图。如图14所示，本实施方式涉及的压电元件40包括：设置于各桥梁部30A、30B、35A、35B、70A、70B上的下部电极层41；设置于下部电极层41上的压电材料层42；以及设置于压电材料层42上的多个上部电极层E11A至E34A、E11B至E34B。其中，下部电极层41设置于第一桥梁部30A、30B的整个上表面、第二桥梁部35A、35B的整个上表面、第三桥梁部70A、70B的整个上表面、第一重锤体支承部27的整个上表面、第二重锤体支承部28A、28B的整个上表面以及桥梁支承部13的整个上表面，并且一体地形成。在桥梁支承部13的上表面也可以不设置下部电极层41。压电材料层42设置于下部电极层41的整个上表面。为了明确附图，在图10中，省略下部电极层41、压电材料层42以及上部电极层E11A至E34A、E11B至E34B，在图14中省略下部电极层41以及压电材料层42。

上部电极层E11A至E34A、E11B至E34B优选配置于各桥梁部30A、30B、35A、35B、70A、70B中各重锤体25、26A、26B位移时产生应力的位置(桥梁部自身变形的位置)。在图14所示的方式中，在各第一桥梁部30A、30B的上方分别配置有四个上部电极层E11A至E14A、E11B至E14B。其中，上部电极层E11A、E12A、E11B、E12B配置于X轴正侧，其它的上部电极层E13A、E14A、E13B、E14B配置于X轴负侧。此外，上部电极层E11A、E13A、E11B、E13B配置于Y轴正侧，其它的上部电极层E12A、E14A、E12B、E14B配置于Y轴负侧。上部电极层E11A至E14A、E11B至E14B彼此电独立。

在各第二桥梁部35A、35B的上方分别配置有四个上部电极层E21A至E24A、E21B至E24B。其中，上部电极层E21A、E22A、E21B、E22B配置于X轴正侧，其它的上部电极层E23A、E24A、E23B、E24B配置于X轴负侧。此外，上部电极层E21A、E23A、E21B、E23B配置于Y轴正侧，其它的上部电极层E22A、E24A、E22B、E24B配置于Y轴负侧。上部电极层E21A至E24A、E21B至E24B彼此电独立。

在各第三桥梁部70A、70B的上方分别配置有四个上部电极层E31A至E34A、E31B至E34B。其中，上部电极层E31A、E32A、E31B、E32B配置于X轴正侧，其它的上部电极层E33A、E34A、E33B、E34B配置于X轴负侧。此外，上部电极层E31A、E33A、E31B、E33B配置于Y轴正侧，上部电极层E32A、E34A、E32B、E34B配置于Y轴负侧。上部电极层E31A至E34A、E31B至E34B彼此电独立。

这样的发电元件1可以与图1所示的发电元件1同样地制造。

在图15中示出图10的发电元件的发电电路的构成图。本实施方式的发电电路55可以具有例如图15所示的那样的构成。在图15中，P11至P34相当于压电材料层42中位于上部电极层E11A至E34A的下方的部分。P11至P34的左侧所示的竖线相当于公共的下部电极层41，P11至P34的右侧所示的竖线相当于对应的上部电极层E11A至E34A。在图15中，为了简化附图，作为与对应于一方的第一桥梁部30A的四个上部电极层E11A至E14A、对应于一方的第二桥梁部35A的四个上部电极层E21A至E24A、对应于一方的第三桥梁部70A、70B的四个上部电极层E31A至E34A对应的压电材料层42的部分，示出有P11至P34。省略与对应于另一方的第一桥梁部30B的四个上部电极层E11B至E14B、对应于另一方的第二桥梁部35B的四个上部电极层E21B至E24B、对应于另一方的第三桥梁部70A、70B的四个上部电极层E31B至E34B对应的压电材料层42的部分，但这些压电材料层42的部分也能够与以下同样地构成获取电荷的电路。

发电电路500具有整流元件(二极管)和平滑用的电容元件(电容器)。其中，整流元件D11(+)至D34(+)分别具有获取在上部电极层E11A至E34A产生的正电荷的功能。此外，整流元件D11(-)至D34(-)分别具有获取在上部电极层E11A至E34A产生的负电荷的功能。

在平滑用的电容元件Cf的正极端子(图15的上侧的端子)供给有由整流元件D11(+)至D34(+)获取的正电荷，在负极端子(图15的下侧的端子)供给有由整流元件D11(-)至D34(-)获取的负电荷。该电容元件Cf具有将产生电荷的脉动电流平滑化的功能。此外，在电容元件Cf的两端子与下部电极层41之间，作为整流元件，连接有彼此朝向相反的整流元件D41(+)、D41(-)。

并联于电容元件Cf的ZL表示接收由发电元件1发电的电力的供给的机器的负载。在负载ZL中，供给有由整流元件D11(+)至D34(+)获取的正电荷和由整流元件D11(-)至D34(-)获取的负电荷。因此，原理上，只要在各个瞬间，在各上部电极层E11A至E34A、E11B至E34B产生的正电荷的总量和负电荷的总量相等，就能够提高发电效率。

因此，优选图10所示的发电元件1的第一桥梁部30A、30B、第二桥梁部35A、35B以及振动体20形成为关于包括第一重锤体25的沿X轴方向延伸的中心轴线LX并且与Z轴平行的平面面对称。而且，配置于第一桥梁部30A的上方的四个上部电极层E11A至E14A优选形成为关于包括第一桥梁部30A的沿X轴方向延伸的中心轴线LX1A并且与Z轴平行的平面面对称，配置于第一桥梁部30B的上方的四个上部电极层E11B至E14B优选形成为关于包括第一桥梁部30B的沿X轴方向延伸的中心轴线LX1B并且与Z轴平行的平面面对称。此外，配置于第二桥梁部35A的上方的四个上部电极层E21A至E24A优选形成为关于包括第二桥梁部35A的沿X轴方向延伸的中心轴线LX2A并且与Z轴平行的平面面对称，配置于第二桥梁部35B的上方的四个上部电极层E21B至E24B优选形成为关于包括第二桥梁部35B的沿X轴方向延伸的中心轴线LX2B并且与Z轴平行的平面面对称。进而，配置于第三桥梁部70A的上方的四个上部电极层E31A至E34A优选形成为关于包括第三桥梁部70A的沿X轴方向延伸的中心轴线LX3A并且与Z轴平行的平面面对称，配置于第三桥梁部70B的上方的四个上部电极层E31B至E34B优选形成为关于包括第三桥梁部70B的沿X轴方向延伸的中心轴线LX3B并且与Z轴平行的平面面对称。

在图16中示出具备了壳体15的图10的发电元件1的剖视图。在图16的左侧，示出了相当于图10的B-B线截面的截面的形状，在图16的右侧示出了相当于图10的D-D线截面的截面的形状。由于该壳体15可具有与图5所示的壳体15相同的构成，因此在此省略详细说明。

壳体15的顶板16构成为可经由第一重锤体支承部27抵接第一重锤体25，并且可经由第二重锤体支承部28A、28B抵接第二重锤体26A、26B，而且具有作为限制第一重锤体25及第二重锤体26A、26B向上方的位移的止动件的功能。当第一重锤体25位于空档位置时，顶板16与第一重锤体支承部27隔开预定的距离d3而分离，第一重锤体25可向上方位移直到第一重锤体支承部27抵接顶板16。同样地，当第二重锤体26A、26B位于空档位置时，顶板16与第二重锤体支承部28A、28B隔开预定的距离d3而分离，第二重锤体26A、26B可向上方位移直到第二重锤体支承部28A、28B抵接顶板16。

壳体15的底板17构成为可抵接第一重锤体25及第二重锤体26A、26B，并具有作为限制第一重锤体25及第二重锤体26A、26B向下方的位移的止动件的功能。当第一重锤体25位于空档位置时，底板17与第一重锤体25隔开预定的距离d4而分离，第一重锤体25可向下方位移直到抵接底板17。同样地，当第二重锤体26A、26B位于空档位置时，底板17与第二重锤体26A、26B隔开预定的距离d4而分离，第二重锤体26A、26B可向下方位移直到抵接底板17。

这样的发电元件1可以具备图6所示的外包装60。此时，壳体15容纳于外包装60中。由于该外包装60可具有与图5所示的外包装60相同的构成，因此在此省略详细说明。

接下来对由这样的构成形成的本实施方式的作用进行说明。

当对图10至图13所示的发电元件1施加向上下方向的外部振动时，对第一重锤体25以及第二重锤体26A、26B施加上下方向的加速度，第一重锤体25及第二重锤体26A、26B向上下方向位移，第一桥梁部30A、30B及第二桥梁部35A、35B挠曲变形。第三桥梁部70A、70B一边对应第一重锤体25以及第二重锤体26A、26B的位移而向上下方向位移，一边挠曲变形。在加速度较大的情况下，在第一重锤体25抵接顶板16或抵接底板17的同时，第二重锤体26A、26B抵接顶板16或抵接底板17。这样，限制了第一重锤体25及第二重锤体26A、26B的位移，实现了防止第一桥梁部30A、30B及第二桥梁部35A、35B以及第三桥梁部70A、70B的塑性变形、破损。

在第一桥梁部30A、30B、第二桥梁部35A、35B以及第三桥梁部70A、70B发生挠曲的期间，在各桥梁部30A、30B、35A、35B、70A、70B产生应力。当产生应力时，在压电材料层42中配置于各桥梁部30A、30B、35A、35B、70A、70B的上方的部分中，产生与产生的应力相对应的电荷。

本实施方式的发电元件1由双支承梁结构构成，具有第一重锤体25、第二重锤体26A、26B和第三桥梁部70A、70B的振动体20由第一桥梁部30A、30B以及第二桥梁部35A、35B支承于支承框体10。由此，如使用图8及图9说明的那样，能够减小第一重锤体25以及第二重锤体26A、26B向上下方向的位移。因此，可在更大的加速度范围内避免第一重锤体25以及第二重锤体26A、26B抵接壳体15的顶板16或底板17。因此，能够抑制第一重锤体25以及第二重锤体26A、26B受到的力传递至顶板16、底板17，使在第一桥梁部30A、30B、35A、35B、70A、70B产生的应力增大。其结果是，可将施加于第一重锤体25以及第二重锤体26A、26B的振动能高效地转换为电能，并且能够使从压电元件40产生的电荷增大。

在压电元件40的上部电极层E11A至E34A中产生的电荷由整流元件D11(+)至D34(+)作为正电荷获取，并且由整流元件D11(-)至D34(-)作为负电荷获取。获取的正电荷及负电荷由平滑用的电容元件Cf进行平滑，供给于负载ZL。

此外，在本实施方式的发电元件1中，与第一实施方式的发电元件1同样地可进行三轴发电。即使在施加了向X轴方向及Y轴方向的外部振动时，由于振动体20由第一桥梁部30A、30B及第二桥梁部35A、35B支承于支承框体10，因此，也能够减小振动体20的第一重锤体25及第二重锤体26A、26B的位移。

因此，在通过将振动能转换为电能进行发电的发电元件中，根据其结构确定固有的共振频率，在外部振动的频率为该共振频率时，或接近共振频率的值时，能够使重锤体高效地振动。然而，在外部振动的频率为偏离共振频率的值时，存在难以使振动体20充分振动的问题。

相对于此，由于本实施方式的发电元件1的振动体20具有第一重锤体25和第二重锤体26A、26B，因此该发电元件1构成包括共振系统I、共振系统II和共振系统III的合成振动系统。其中，共振系统I为主要基于第一重锤体25和第一桥梁部30A、30B规定的共振系统，具有固有的共振频率I。共振系统II为主要基于第二重锤体26A和第二桥梁部35A规定的共振系统，具有与共振频率I不同的固有的共振频率II。进而，共振系统III为主要基于第二重锤体26B和第二桥梁部35B规定的共振系统，具有与共振频率I不同的固有的共振频率III。在使共振频率I与共振频率II、III不同时，例如，使第一重锤体25的质量与第二重锤体26A、26B的质量不同即可，或使第一桥梁部30A、30B的弹簧常数与第二桥梁部35A、35B的弹簧常数(更详细而言，宽度、厚度、弹性率)不同即可，也可以使质量和弹簧常数两者都不同。

通过构成包括这样的共振系统I、共振系统II和共振系统III的合成振动系统，能够扩大可发电的振动的频带。此时，通过调整各共振系统的固有共振频率，能够扩大或缩小可发电的频带。

此外，在本实施方式中，共振频率II与共振频率III相同。即，第二重锤体26A的质量与第二重锤体26B的质量相同，并且第二桥梁部35A的弹簧常数与第二桥梁部35B的弹簧常数相同。进而，第三重锤体70A的弹簧常数与第三桥梁部70B的弹簧常数相同。由此，能够使施加了X轴方向及/或Z轴方向的外部振动时的振动体20的振动关于包括中心轴线LX并且与Z轴平行的平面面对称。此时，能够使在各上部电极层E11A至E34A、E11B至E34B产生的正电荷的总量和负电荷的总量均等化，使发电效率提高。需要说明的是，相同不限于严谨的意思，包括制造误差等实质上相同的范围的概念。

像这样根据本实施方式，设置于支承框体10内侧的振动体20具有第一重锤体25；第二重锤体26A、26B；连结第一重锤体25和第二重锤体26A、26B的第三桥梁部70A、70B，第一重锤体25由第一桥梁部30A、30B支承于支承框体10的第一框体部分11，并且第二重锤体26A、26B由第二桥梁部35A、35B支承于支承框体10的第二框体部分12。由此，能够抑制施加了外部振动时的第一重锤体25以及第二重锤体26A、26B的位移量，并且可在更大加速度范围内避免第一重锤体25及第二重锤体26A、26B与壳体15的顶板16、底板17抵接。因此，能够抑制第一重锤体25及第二重锤体26A、26B受到的力传递至顶板16、底板17，使在第一桥梁部30A、30B及第二桥梁部35A、35B产生的应力增大，并且增大从压电元件40产生的电荷。其结果是，能够抑制第一重锤体25及第二重锤体26A、26B的位移并且能够使发电量增大。

此外，根据本实施方式，振动体20具有：第一重锤体25；第二重锤体26A、26B；连结第一重锤体25和第二重锤体26A、26B的第三桥梁部70A、70B。由此，能够获得包括基于第一桥梁部30A、30B规定的共振系统I、基于第二重锤体26A及第二桥梁部35A规定的共振系统II和基于第二重锤体26B及第二桥梁部35B规定的共振系统III的合成振动系统的发电元件1。因此，能够扩大可发电的振动的频带，能够在各种各样的利用环境下进行高效发电。

此外，根据本实施方式，在第一桥梁部30A、30B的Y轴方向两侧分别配置有第二桥梁部35A、35B，在第一桥梁部30A、30B和第二桥梁部35A、35B之间分别配置有第三桥梁部70A、70B。由此，能够使在各上部电极层E11A至E34A、E11B至E34B产生的正电荷的总量和负电荷的总量均等化，能够使发电效率提高。尤其是，在第一桥梁部30A、30B、第二桥梁部35A、35B以及振动体20形成为关于包括第一重锤体25的沿X轴方向延伸的中心轴线LX并且与Z轴平行的平面面对称时，能够更进一步使正电荷的总量和负电荷的总量均等化，并且能够更进一步提高发电效率。

此外，根据本实施方式，第一桥梁部30A、30B、第二桥梁部35A、35B以及第三桥梁部70A、70B沿着彼此延伸。由此，能够使各桥梁部30A、30B、35A、35B、70A、70B的空间效率提高，并且能够实现发电元件1的微型化。

需要说明的是，在上述本实施方式中，对在第一桥梁部30A、30B的上方、第二桥梁部35A、35B的上方以及第三桥梁部70A、70B的上方分别配置有四个上部电极层E11A至E34A、E11B至E34B的例子进行了说明。然而，上部电极层的数量、配置等不限于此，也可以任意。例如，如上述图1所示，也可以在各桥梁部30A、30B、35A、35B、70A、70B的上方设置有两个上部电极层，两个上部电极层配置于X轴方向上彼此不同的位置。此外，在图17中示出图10所示的压电元件的上部电极的其它例子的俯视图。如图17所示，只要能够通过同时受到压缩应力和拉伸应力避免电荷被抵消，也可以在各桥梁部30A、30B、35A、35B、70A、70B的上方设置两个上部电极层E11'、E12'，上部电极层E11'、E12'配置在Y轴方向上彼此不同的位置上。进而，在图18中示出图10所示的压电元件的上部电极的其它例子的俯视图。如图18所示，只要能够通过同时受到压缩应力和拉伸应力避免电荷被抵消，也可以在各桥梁部30A、30B、35A、35B、70A、70B的上方设置一个上部电极层E1。此外，配置于第一桥梁部30A、30B的上方的上部电极层的数量或配置、配置于第二桥梁部35A、35B的上方的上部电极层的数量或配置和配置于第三桥梁部70A、70B的上方的上部电极层的数量或配置可以彼此不同。

此外，在上述本实施方式中，对在俯视观察下，在两个第一桥梁部30A、30B的Y轴方向两侧分别配置有第二重锤体26A、26B以及第二桥梁部35A、35B的例子进行了说明。然而，不限于此，也可以在第一桥梁部30A、30B的一侧配置有一个第二重锤体以及一个第二桥梁部，在另一侧既不配置第二重锤体也不配置第二桥梁部。在这种情况下，也能够使在第一桥梁部30A、30B及第二桥梁部35产生的应力增大，并且增大从压电元件40产生的电荷，同时能够扩大可发电的振动的频带。此外，对振动体20由两个第一桥梁部30A、30B支承的例子进行了说明，但支承振动体20的第一桥梁部也可以是一个。即，第一桥梁部30A和第一桥梁部30B也可以一体地形成。

此外，在上述本实施方式中，对第一桥梁部30A、30B、第二桥梁部35A、35B以及第三桥梁部70A、70B相互平行的例子进行了说明。然而，只要第一桥梁部30A、30B、第二桥梁部35A、35B以及第三桥梁部70A、70B不彼此交叉，则不限于相互平行。

(第三实施方式)

接下来，使用图19至图22对本发明的第三实施方式涉及的发电元件进行说明。

在图19至图22所示的第三实施方式中，主要在在第一重锤体上设置有第一附加重锤体，在第二重锤体上设置有第二附加重锤体这一点不同，其它的构成与图10至图18所示的第二实施方式大致相同。需要说明的是，在图19至图22中，对与图10至图18所示的第二实施方式相同的部分附上相同附图标记，并省略详细说明。

在图19中，示出本发明的第三实施方式涉及的发电元件的整体结构的俯视图，在图20中示出图19的发电元件的仰视图，在图21中示出图19的E-E线剖视图，在图22中示出图29的F-F线剖视图。在本实施方式中，如图19至图21所示，在第一重锤体25的下表面(与第一重锤体支承部27一侧相反一侧的面)设置有第一附加重锤体80。由此，在第一桥梁部30A、30B的X轴负侧端部32A、32B(参照图10)连结有第一重锤体25和第一附加重锤体80，增加了连结于第一桥梁部30A、30B的重锤体的质量。此外，与在不设置第一附加重锤体80时(参照图10至图13)的第一重锤体25的重心位置相比，第一重锤体25及第一附加重锤体80的合成重心位置(由第一重锤体25和第一附加重锤体80构成的重锤体整体的重心位置)下降。

同样地，如图19、图20以及图22所示，在第二重锤体26A、26B的下表面(与第二重锤体支承部28A、28B一侧相反一侧的面)设置有第二附加重锤体85。由此，在第二桥梁部35A、35B的X轴正侧端部36A、36B(参照图10)连结有第二重锤体26A、26B和第二附加重锤体85，增加了连结于第二桥梁部35A、35B的重锤体的质量。此外，与在不设置第二附加重锤体85时(参照图10至图13)的第二重锤体26A、26B的重心位置相比，第二重锤体26A、26B及第二附加重锤体85的合成重心位置(由第二重锤体26A、26B和第二附加重锤体85构成的重锤体整体的重心位置)下降。此外，第二附加重锤体85从一方的第二重锤体26A延伸至另一方的第二重锤体26B，安装并支承于两方的第二重锤体26A、26B。由此，第二附加重锤体85形成为越过支承框体10的突出部14的下方。

如图19至图21所示，第一附加重锤体80具有可抵接支承框体10而设置的第一止动部82A、82B。该第一止动部82A、82B限制第一重锤体25向上方(第一重锤体支承部27的一侧，Z轴正侧)的位移。即，第一附加重锤体80在俯视观察下，形成为相比第一重锤体25更向Y轴正侧及Y轴负侧延伸。第一止动部82A、82B配置于Y轴方向(与从第一重锤体25向第一框体部分11的X轴方向正交的方向)上第一附加重锤体80的两端部。更具体而言，第一附加重锤体80具有在俯视观察下与第一重锤体25重合的第一主体部分81、配置于第一主体部分81的Y轴正侧的第一止动部82A和配置于第一主体部分81的Y轴负侧的第一止动部82B。其中，第一止动部82A从第一重锤体25向Y轴正侧突出，第一止动部82B从第一重锤体25向Y轴负侧突出。

在支承框体10的下表面设置有附加支承框体90。附加支承框体90在俯视观察下形成为矩形框状，并且形成为在其内侧配置有第一附加重锤体80。第一附加重锤体80的下表面位于支承框体90的下表面的上方的位置。第一重锤体25及第一附加重锤体80可向下方位移，直到抵接上述壳体15的底板17。此外，在支承框体10的下表面设置有第一止动部82A、82B抵接的第一底座部91A、91B。该第一底座部91A、91B在俯视观察下形成于支承框体10中第二桥梁部35A、35B的X轴负侧端部37A、37B(参照图10)的一侧的部分。附加支承框体90的内表面比支承框体10的内表面向外侧局部后退，以使该第一底座部91A、91B向下方露出。这样，附加支承框体90形成为避免第一附加重锤体80的第一止动部82A、82B的干涉，并且第一止动部82A、82B可抵接第一底座部91A、91B。

如图21所示，第一止动部82A、82B的上表面82AU、82BU位于第一主体部分81的上表面81U的下方。例如，在制造第一附加重锤体80时，可通过蚀刻、机械加工等，通过部分去除第一附加重锤体80的上表面，形成这样的第一止动部82A、82B的上表面82AU、82BU。这样，第一止动部82A、82B在第一重锤体25位于空档位置时，与支承框体10的第一底座部91A、91B隔开预定的距离d5而分离。由此，第一重锤体25可向上方位移，直到第一止动部82A、82B抵接第一底座部91A、91B。该距离d5既可以与图16所示的距离d3相等，也可以小于距离d3。由此，第一止动部82A、82B可作为第一重锤体25向上方位移的止动而发挥功能。

第二附加重锤体85具有可抵接支承框体10而设置的第二止动部87。该第二止动部87限制第二重锤体26A、26B向上方(第二重锤体支承部28A、28B的一侧)的位移。即，第二附加重锤体85具有配置于一方的第二重锤体26A的下方的第二主体部分86A、配置于另一方的第二重锤体26B的下方的第二主体部分86B和配置于两个第二主体部分86A、86B之间的第二止动部87。其中，第二止动部87配置于支承框体10的突出部14的下方。第二主体部分86A、86B及第二止动部87一体地形成，第二附加重锤体85形成为整体越过支承框体10的突出部14的下方。

上述附加支承框体90形成为在其内侧配置有第二附加重锤体85。第二附加重锤体85的下表面位于支承框体90的下表面的上方的位置。第二重锤体26A、26B及第二附加重锤体85可向下方位移，直到抵接上述壳体15的底板17。此外，在支承框体10的下表面设置有第二止动部87抵接的第二底座部92。即，上述支承框体10的突出部14包括形成于下表面的第二底座部92。附加支承框体90的内表面比突出部14向外侧后退，以使该第二底座部92向下方露出。这样，附加支承框体90形成为避免第二附加重锤体85的第二止动部87的干涉，并且第二止动部87可抵接第二底座部92。

如图22所示，第二止动部87的上表面87U位于第二主体部分86A、86B的上表面86AU、86BU的下方的位置。例如，在制造第二附加重锤体85时，可通过蚀刻、机械加工等，通过部分去除第二附加重锤体85的上表面，形成这样的第二止动部87。这样，第二止动部87在第二重锤体26A、26B位于空档位置时，与支承框体10的第二底座部92隔开预定的距离d6而分离。由此，第二重锤体26A、26B可向上方位移，直到第二止动部87抵接第二底座部92。该距离d6既可以与图16所示的距离d3相等，也可以小于距离d3。由此，第二止动部87可作为第二重锤体26A、26B向上方位移的止动而发挥功能。

第一附加重锤体80可由与第一重锤体25相同的材料(硅)与第一重锤体25分开制作。此时，第一附加重锤体80也可以使用直接接合技术接合于第一重锤体25的下表面。或者第一附加重锤体80也可由玻璃制作。此时，也可以使用阳极接合技术接合于由硅制成的第一重锤体25的下表面。第二附加重锤体85及附加支承框体90也同样，可分别接合于第二重锤体26A、26B的下表面及支承框体10的下表面。需要说明的是，第一重锤体25及第二重锤体26A、26B的下表面优选与支承框体10的下表面在一个平面上。

本实施方式的发电元件1构成包括共振系统IV和共振系统V的合成振动系统。其中，共振系统IV为主要基于第一重锤体25、第一附加重锤体80和第一桥梁部30A、30B规定的共振系统，具有固有的共振频率IV。共振系统V为主要基于第二重锤体26A、26B、第二附加重锤体85和第二桥梁部35A、35B规定的共振系统，具有固有的共振频率V。共振频率IV和共振频率V互为不同。在使共振频率IV与共振频率V不同时，例如，也可以使第一重锤体25及第一附加重锤体80的合计质量与第二重锤体26A、26B及第二附加重锤体85的合计质量不同，或也可以使第一桥梁部30A、30B的弹簧常数与第二桥梁部35A、35B的弹簧常数(更详细而言，宽度、厚度、弹性率)不同即可，也可以使质量和弹簧常数两者都不同。

通过构成包括这样的共振系统IV和共振系统V的合成振动系统，能够扩大可发电的振动的频带。此时，通过调整各共振系统的固有共振频率，能够扩大或缩小可发电的频带。

像这样根据本实施方式，在第一重锤体25的下表面设置有第一附加重锤体80。由此，与在不设置第一附加重锤体80时的第一重锤体25的重心位置相比，可降低第一重锤体25及第一附加重锤体80的合成重心位置。因此，能够在分别施加了向X轴方向及Y轴方向的外部振动时使在各桥梁部30A、30B、35A、35B、70A、70B产生的应力增大。此外，能够使连结于第一桥梁部30A、30B的重锤体(第一重锤体25和第一附加重锤体80)的质量增加，能够在分别施加了向X轴方向、Y轴方向及Z轴方向的外部振动时使在各桥梁部30A、30B、35A、35B、70A、70B产生的应力增大。其结果是，能够使从压电元件40产生的电荷增大，并能够提高三轴发电的发电效率。

此外，根据本实施方式，在第二重锤体26A、26B的下表面设置有第二附加重锤体85。由此，与在不设置第二附加重锤体85时的第二重锤体26A、26B的重心位置相比，可降低第二重锤体26A、26B及第二附加重锤体85的合成重心位置(由第二重锤体26A、26B和第二附加重锤体85构成的重锤体整体的重心位置)。因此，能够在分别施加了向X轴方向及Y轴方向的外部振动时使在各桥梁部30A、30B、35A、35B、70A、70B产生的应力增大。此外，能够使连结于第二桥梁部35A、35B的重锤体(第二重锤体26A、26B和第二附加重锤体85)的质量增加，能够在分别施加了向X轴方向、Y轴方向及Z轴方向的外部振动时使在各桥梁部30A、30B、35A、35B、70A、70B产生的应力增大。其结果是，能够使从压电元件40产生的电荷增大，并能够提高三轴发电的发电效率。

此外，根据本实施方式，第二附加重锤体85从一方的第二重锤体26A延伸至另一方的第二重锤体26B，安装并支承于两方的第二重锤体26A、26B。由此，在第二附加重锤体85可具有大于第二重锤体26A和第二重锤体26B的平面面积的合计的平面面积。因此，能够使第二附加重锤体85的质量增大，并能够使发电效率提高。

此外，根据本实施方式，第一附加重锤体80具有可抵接支承框体10的第一底座部91A、91B而设置的第一止动部82A、82B。由此，在施加了X轴方向、Y轴方向或Z轴方向的任意方向的外部振动时，均能够限制第一重锤体25向上方位移。因此，能够进一步防止第一桥梁部30A、30B、第二桥梁部35A、35B以及第三桥梁部70A、70B的塑性变形、破损，并能够使发电元件1的可靠性提高。

此外，根据本实施方式，可在Y轴方向上第一附加重锤体80的两端部配置第一止动部82A、82B。由此，能够在第一止动部82A、82B抵接第一底座部91A、91B时，使第一附加重锤体85的姿势稳定。因此，能够更进一步确实地限制第一重锤体25向上方位移。此外，在施加了Y轴方向的外部振动时，为了使第一重锤体25及第一附加重锤体80在YZ平面内转动，即使在第一重锤体25及第一附加重锤体80向任意方向转动时，也可使第一止动部82A抵接第一底座部91A，或使第一止动部82B抵接第一底座部91B。

此外，根据本实施方式，第二附加重锤体85具有可抵接支承框体10的第二底座部92而设置的第二止动部87。由此，在施加了X轴方向、Y轴方向或Z轴方向的任意方向的外部振动时，均能够限制第二重锤体26A、26B向上方位移。因此，能够进一步防止第一桥梁部30A、30B、第二桥梁部35A、35B以及第三桥梁部70A、70B的塑性变形、破损，并能够使发电元件1的可靠性提高。

此外，根据本实施方式，第二附加重锤体85的第二止动部87抵接设置于突出部14的第二底座部92，突出部14介于支承框体10的第一框体部分11和第一桥梁部30A、30B之间。由此，能够在第二止动部87抵接第二底座部92时，使第二附加重锤体85的姿势稳定。因此，能够更进一步确实地限制第二重锤体26A、26B向上方位移。

需要说明的是，在上述本实施方式中，对第二附加重锤体85越过支承框体10的突出部14的下方，并且从一方的第二重锤体26A延伸至另一方的第二重锤体26B，安装并支承于两方的第二重锤体26A、26B的例子进行了说明。然而，不限于此，虽然图中没有示出，但设置于第二重锤体26A的下表面的第二附加重锤体和设置于第二重锤体26B的下表面的第二附加重锤体也可以分别独立地形成，彼此分离。此时，也能够降低第二重锤体26A、26B和对应的第二附加重锤体的合成重心位置。

此外，在上述本实施方式中，对在俯视观察下，在两个第一桥梁部30A、30B的Y轴方向两侧分别配置有第二重锤体26A、26B以及第二桥梁部35A、35B的例子进行了说明。然而，不限于此，也可以在第一桥梁部30A、30B的一侧配置有一个第二重锤体以及一个第二桥梁部，在另一侧既不配置第二重锤体也不配置第二桥梁部。此时，通过在该一个第二重锤体的下表面设置第二附加重锤体，能够降低第二重锤体及第二附加重锤体的合成重心位置。

(第四实施方式)

接下来，使用图23至图26对本发明的第四实施方式涉及的发电元件进行说明。

在图23至图26所示的第四实施方式中，主要在第二附加重锤体具有可抵接支承框体的第三止动部这一点不同，其它的构成与图19至图22所示的第三实施方式大致相同。需要说明的是，在图23至图26中，对与图19至图22所示的第三实施方式相同的部分附上相同附图标记，并省略详细说明。

在图23中，示出本发明的第四实施方式涉及的发电元件的整体构成的俯视图，在图24中示出图23的发电元件的仰视图，在图25中示出图23的发电元件G-G线剖视图，在图26中示出图23的发电元件的H-H线剖视图。在本实施方式中，如图23、图24及图26所示，第二附加重锤体85还具有可抵接支承框体10而设置的第三止动部88A、88B。该第三止动部88A、88B限制第二重锤体26A、26B向上方(第二重锤体支承部28A、28B的一侧)的位移。即，第二附加重锤体85在俯视观察下，形成为相比第二重锤体26A、26B更向Y轴正侧及Y轴负侧延伸。第三止动部88A、88B配置于Y轴方向(与从第二重锤体26A、26B向第二框体部分12的X轴方向正交的方向)上第二附加重锤体85的两端部。更具体而言，第二附加重锤体85还具有配置于一方的第二主体部分86A的Y轴正侧的第三止动部88A和配置于另一方的第二主体部分86B的Y轴负侧的第三止动部88B。其中，第三止动部88A从第二重锤体26A、26B向Y轴正侧突出，第三止动部88B从第二重锤体26A、26B向Y轴负侧突出。

在支承框体10的下表面设置有第三止动部88A、88B抵接的第三底座部93A、93B。该第三底座部93A、93B在俯视观察下形成于支承框体10中第二桥梁部35A、35B的X轴正侧端部36A、36B(参照图10)附近的部分。附加支承框体90形成为使该第三底座部93A、93B向下方露出。这样，附加支承框体90形成为避免第二附加重锤体85的第三止动部88A、88B的干涉，并且第三止动部88A、88B可抵接第三底座部93A、93B。

如图26所示，第三止动部88A、88B的上表面88AU、88BU位于第二主体部分86A、86B的上表面86AU、86BU的下方的位置，形成为位于与第二止动部87的上表面87U相同的高度。该第三止动部88A、88B能够与上述第二止动部87同样地形成。这样，第三止动部88A、88B在第二重锤体26A、26B位于空档位置时，与支承框体10的第三底座部93A、93B隔开预定的距离d6而分离。由此，第二重锤体26A、26B可向上方位移，直到第三止动部88A、88B抵接第三底座部93A、93B。

如图23及图24所示，第一附加重锤体80的第一止动部82A、82B在俯视观察下延伸至支承框体10的外缘部(在图23中是外表面)。同样地，第二附加重锤体85的第三止动部88A、88B在俯视观察下延伸至支承框体10的外缘部(在图23中是外表面)。此时，附加支承框体90被四个支承框分割体94A至94D分割。在彼此相邻的支承框分割体94A至94D之间，支承框体10的第一底座部91A、91B以及第三底座部93A、93B向下方露出。

像这样根据本实施方式，第一附加重锤体80的第一止动部82A、82B在俯视观察下延伸至支承框体10的外缘部。由此，能够使第一止动部82A、82B和支承框体10的第一底座部91A、91B的接触区域扩大，并能够在第一止动部82A、82B抵接第一底座部91A、91B时，使第一附加重锤体80的姿势稳定。因此，在施加了X轴方向、Y轴方向或Z轴方向的任意方向的外部振动时，均能够进一步确实地限制第一重锤体25向上方位移。此外，能够使第一附加重锤体80的质量增加，能够在分别施加了向X轴方向、Y轴方向及Z轴方向的外部振动时使在各桥梁部30A、30B、35A、35B、70A、70B产生的应力增大。

此外，根据本实施方式，设置于第二重锤体26A、26B的下表面的第二附加重锤体85具有可抵接支承框体10的第三底座部93A、93B而设置的第三止动部88A、88B。由此，在施加了X轴方向、Y轴方向或Z轴方向的任意方向的外部振动时，均能够限制第二重锤体26A、26B向上方位移。因此，能够进一步防止第一桥梁部30A、30B、第二桥梁部35A、35B以及第三桥梁部70A、70B的塑性变形、破损，并能够使发电元件1的可靠性提高。

此外，根据本实施方式，可在Y轴方向上第二附加重锤体85的两端部配置第三止动部88A、88B。由此，能够在第三止动部88A、88B抵接第三底座部93A、93B时，使第二附加重锤体85的姿势稳定。因此，能够更进一步确实地限制第二重锤体26A、26B向上方位移。此外，在施加了Y轴方向的外部振动时，为了使第一重锤体25及第一附加重锤体80在YZ平面内转动，即使在第一重锤体25及第一附加重锤体80向任意方向转动时，也可使第一止动部82A抵接第一底座部91A，或使第一止动部82B抵接第一底座部91B。

此外，根据本实施方式，第二附加重锤体85的第三止动部88A、88B在俯视观察下延伸至支承框体10的外缘部。由此，能够使第三止动部88A、88B和支承框体10的第三底座部93A、93B的接触区域扩大，并能够在第三止动部88A、88B抵接第三底座部93A、93B时，使第二附加重锤体85的姿势稳定。因此，能够更进一步确实地限制第二重锤体26A、26B向上方位移。此外，能够使第二附加重锤体85的质量增加，能够在分别施加了向X轴方向、Y轴方向及Z轴方向的外部振动时使在各桥梁部30A、30B、35A、35B、70A、70B产生的应力增大。

本发明不限于上述实施方式及变形例，可在实施阶段在不脱离其主旨的范围内对构成要素进行变形并具体化。此外，可以由在上述实施方式以及变形例中公开的多个构成要素的适当的组合形成各种发明。还可以从实施方式及变形例所示的全部构成要素中去掉几个构成要素。进而，还可以在不同的实施方式及变形例中适当组合构成要素。

实施例

对于使用图23至图26说明的上述第四实施方式中的发电元件1，对施加了振动加速度的情况下产生的各桥梁部30A、30B、35A、35B、70A、70B的X轴方向的应力进行了三维分析并求出。将其结果示于图27至图29中。在此，图27示出在施加了某频率的X轴方向的振动加速度的情况下的X轴方向应力的分布，图28示出在施加了某频率的Y轴方向的振动加速度的情况下的X轴方向应力的分布，图29示出在施加了某频率的Z轴方向的振动加速度的情况下的X轴方向应力的分布。需要说明的是，虽然在图27至图29中，示出了发电元件1的形状，但不包括附加支承框体90。然而，由于在进行三维分析之后，对支承框体10设定固定条件，因此即使不包括附加支承框体90，对分析结果也没有影响。

如图27至图29所示，相对于任意方向的振动加速度，各桥梁部30A、30B、35A、35B、70A、70B均产生应力。由此，可以确认发电元件1能够进行三轴发电。

此外，可知图14所示的压电元件40的上部电极层E11A至E34A、E11B至E34B的配置与图27至图29所示的应力产生的位置相对应。由此，能够由各桥梁部30A、30B、35A、35B、70A、70B中产生的应力高效地产生电荷，并且能够提高发电效率，尤其是三轴发电的发电效率。

此外，研究了第四实施方式中发电元件1的频率特性。在此，使施加于发电元件1的振动加速度的频率改变，在若干测量点求出产生的应力(振幅)。图30是示出其测量点(SX1、SX2、SX3、SX4)的立体图。图31是示出对X轴方向施加的振动加速度的频率与在图30所示的测量点产生的应力的关系的图，图32是示出对Y轴方向施加的振动加速度的频率与在图30所示的测量点产生的应力的关系的图，图33是示出对Z轴方向施加的振动加速度的频率与在图30所示的测量点产生的应力的关系的图。在图31至图33中，横轴表示振动加速度的频率，纵轴表示在各测量点产生的应力(单位是Pa)。

如图31至图33所示，相对于任意方向的振动加速度，均可获得两个色谱峰波形。这是由于，如上所述，通过振动体20具有第一重锤体25、第二重锤体26A、26B、第一附加重锤体80以及第二附加重锤体85，发电元件1由主要基于第一重锤体25、第一附加重锤体80和第一桥梁部30A、30B的共振系统IV与主要基于第二重锤体26A、26B、第二附加重锤体85和第二桥梁部35A、35B的共振系统V的合成振动系统构成。由此，可以确认发电元件1能够扩大可发电的频带。

需要说明的是，图27至图29以及图31至图33所示的分析结果基于第四实施方式的发电元件1的构成。然而，第三实施方式的发电元件1与第四实施方式的发电元件1主要的区别点在于第一止动部82A、82B的形状和有无第三止动部88A、88B。因此，第三实施方式的发电元件1也能够获得与图27至图29以及图31至图33相同的结果。此外，第二实施方式的发电元件1与第四实施方式的发电元件1主要的区别点在于有无第一附加重锤体80和有无第二附加重锤体85。然而，由于在其它的点具有相同的构成，因此第二实施方式的发电元件1也能够获得与图27至图29以及图31至图33相同的结果。

Claims (17)

1.一种发电元件，具备：

支承框体，在俯视观察下形成为框状；

振动体，设置于所述支承框体的内侧；

第一桥梁部和第二桥梁部，使所述振动体支承于所述支承框体；以及

电荷产生元件，在所述振动体位移时产生电荷，

所述支承框体具有：第一框体部分，相对于所述振动体配置于第一侧；以及第二框体部分，相对于所述振动体配置于与所述第一侧相反的第二侧，

所述第一桥梁部连结所述振动体和所述第一框体部分，

所述第二桥梁部连结所述振动体和所述第二框体部分，

所述振动体具有：连结于所述第一桥梁部的第一重锤体；连结于所述第二桥梁部的第二重锤体；以及连结所述第一重锤体和所述第二重锤体的第三桥梁部，

所述第一重锤体和所述第二重锤体彼此分离，

在所述第一桥梁部的两侧分别配置有所述第二重锤体和所述第二桥梁部，

在所述第一桥梁部与所述第二桥梁部之间各自分别配置有所述第三桥梁部，

所述第一桥梁部与所述第一重锤体连结，各所述第三桥梁部与所述第一重锤体连结，

所述第二重锤体与对应的所述第二桥梁部以及对应的所述第三桥梁部连结，

一方的所述第二重锤体和另一方的所述第二重锤体彼此分离，

支承所述第一重锤体的第一重锤体支承部从所述第一桥梁部延伸，

在所述第一重锤体的与所述第一重锤体支承部一侧相反的一侧设置有第一附加重锤体。

2.根据权利要求1所述的发电元件，其中，

基于所述第一重锤体和所述第一桥梁部规定的共振系统的共振频率与基于所述第二重锤体和所述第二桥梁部规定的共振系统的共振频率不同。

3.根据权利要求1或2所述的发电元件，其中，

所述第二桥梁部沿着所述第一桥梁部延伸，

所述第三桥梁部沿着所述第一桥梁部以及所述第二桥梁部延伸。

4.根据权利要求1或2所述的发电元件，其中，

基于一方的所述第二重锤体和对应的所述第二桥梁部规定的共振系统的共振频率与基于另一方的所述第二重锤体和对应的所述第二桥梁部规定的共振系统的共振频率相同。

5.根据权利要求4所述的发电元件，其中，

所述第一附加重锤体具有第一止动部，所述第一止动部设置成能够抵接于所述支承框体，并且限制所述第一重锤体向所述第一重锤体支承部一侧位移，

所述第一止动部在所述振动体位于空档位置时，与所述支承框体分离。

6.根据权利要求5所述的发电元件，其中，

在与从所述第一重锤体朝向所述第一框体部分的方向正交的方向上的所述第一附加重锤体的两端部分别配置有所述第一止动部。

7.根据权利要求6所述的发电元件，其中，

所述第一附加重锤体的所述第一止动部在俯视观察下延伸至所述支承框体的外缘部。

8.一种发电元件，具备：

支承框体，在俯视观察下形成为框状；

振动体，设置于所述支承框体的内侧；

第一桥梁部和第二桥梁部，使所述振动体支承于所述支承框体；以及

电荷产生元件，在所述振动体位移时产生电荷，

所述支承框体具有：第一框体部分，相对于所述振动体配置于第一侧；以及第二框体部分，相对于所述振动体配置于与所述第一侧相反的第二侧，

所述第一桥梁部连结所述振动体和所述第一框体部分，

所述第二桥梁部连结所述振动体和所述第二框体部分，

所述振动体具有：连结于所述第一桥梁部的第一重锤体；连结于所述第二桥梁部的第二重锤体；以及连结所述第一重锤体和所述第二重锤体的第三桥梁部，

所述第一重锤体和所述第二重锤体彼此分离，

在所述第一桥梁部的两侧分别配置有所述第二重锤体和所述第二桥梁部，

在所述第一桥梁部与所述第二桥梁部之间各自分别配置有所述第三桥梁部，

所述第一桥梁部与所述第一重锤体连结，各所述第三桥梁部与所述第一重锤体连结，

所述第二重锤体与对应的所述第二桥梁部以及对应的所述第三桥梁部连结，

一方的所述第二重锤体和另一方的所述第二重锤体彼此分离，

支承所述第二重锤体的第二重锤体支承部从所述第二桥梁部延伸，

在所述第二重锤体的与所述第二重锤体支承部一侧相反的一侧设置有第二附加重锤体。

9.根据权利要求8所述的发电元件，其中，

基于所述第一重锤体和所述第一桥梁部规定的共振系统的共振频率与基于所述第二重锤体和所述第二桥梁部规定的共振系统的共振频率不同。

10.根据权利要求8或9所述的发电元件，其中，

所述第二附加重锤体从一方的所述第二重锤体延伸至另一方的所述第二重锤体并支承于两方的所述第二重锤体。

11.根据权利要求10所述的发电元件，其中，

所述第二附加重锤体具有第二止动部，所述第二止动部设置成能够抵接于所述支承框体，并且限制所述第二重锤体向所述第二重锤体支承部一侧位移，

所述第二止动部在所述振动体位于空档位置时，与所述支承框体分离。

12.根据权利要求11所述的发电元件，其中，

所述支承框体具有突出部，所述突出部介于所述第一框体部分和所述第一桥梁部之间，

所述突出部包括能供所述第二止动部抵接的底座部。

13.根据权利要求11所述的发电元件，其中，

所述第二附加重锤体还具有第三止动部，所述第三止动部设置成能够抵接于所述支承框体，并且限制所述第二重锤体向所述第二重锤体支承部一侧位移，

所述第三止动部在所述振动体位于空档位置时，与所述支承框体分离。

14.根据权利要求13所述的发电元件，其中，

在与从所述第二重锤体朝向所述第二框体部分的方向正交的方向上的所述第二附加重锤体的两端部分别配置有所述第三止动部。

15.根据权利要求14所述的发电元件，其中，

所述第二附加重锤体的所述第三止动部在俯视观察下延伸至所述支承框体的外缘部。

16.根据权利要求1、2、8、9中的任一项所述的发电元件，其中，

所述电荷产生元件具有：下部电极层；设置于所述下部电极层上的压电材料层；以及设置于所述压电材料层上并且彼此电独立的多个上部电极层。

17.根据权利要求1、2、8、9中的任一项所述的发电元件，其中，

所述发电元件还具备发电电路，所述发电电路对基于由所述电荷产生元件产生的电荷的电流进行整流并获取电力。

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