JP2003061368A - 圧電発電ユニット - Google Patents
圧電発電ユニットInfo
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
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Landscapes
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Abstract
動を効率的に電気エネルギーに変換する圧電素子による
発電ユニットを提供すること。 【解決手段】 円筒状圧電素子及び円筒状もしくは多角
柱状の容器内側面に沿った矩形板状の圧電素子の内部に
鋼球などの衝撃体を入れ、両端に蓋をして該圧電素子の
軸方向の回転に伴う該衝撃体の内部での連続的落下によ
る衝突エネルギーを利用することにより回転運動を効率
的かつ断続的に電気エネルギーに変換する。また該容器
構造が外部から受ける任意方向からの機械的衝撃を容器
内部の該衝撃体の動きによって機械エネルギーを効率的
に電気エネルギーに変換する。
Description
衝撃を与え、歪ませることで電気を発生させ、その振動
や衝撃を検出したり、あるいはその発生電力を利用して
発光素子等を点灯させたり、二次電池等に充電し利用す
る等の圧電素子による発電ユニットに関する。
は、板状素子の面積の最も広い対になる面に電極を形成
し分極をして、金属球、セラミック球などの衝撃体を衝
突させたり、圧電素子の一端を固定してこの反対の端を
押圧し変形させたりして、圧電素子の分極方向と直行す
る素子の歪みによって発電するが、このとき発電した電
力を発光体の発光に利用したり、2次電池に充電して利
用したりされている。
り走ったりする動きに合わせ、左右または上下の往復運
動により組み込まれた衝撃体が圧電素子を打撃し電気を
発生させ発光体を発光させる発明がなされている。
591号公報には、フィッシング用ルアーに発光ダイオ
ードを内蔵し、ルアーの往復運動によって組み込まれた
衝撃体で圧電素子を打撃する事による起電力を利用し発
光ダイオードを発光させるルアーが開示されている。
子を用いた発電は可能だが、いずれも往復運動から衝撃
を取り出し発電する方法に限定されており利用分野が限
られていた。
等の回転運動から圧電素子へ衝撃を取り出し発電可能と
なれば利用分野が広く有用である。
2号に歯車に接触して振動する接触子の振動を圧電素子
に伝えて発電する発明がなされているが、接触子の弾き
を利用しているため圧電素子に伝える衝撃が小さく発電
効率が悪いという問題があった。
題を解決するため、筒状圧電素子の内部に鋼球などの衝
撃体を入れ、両端に蓋をした構造で、該圧電素子の軸方
向の回転に伴う該衝撃体の内部での連続的落下による衝
撃を加えることにより、回転運動を電気エネルギーに効
率的に変換する圧電素子による発電ユニットを提供する
ことを目的とする。
め、円筒状もしくは多角柱状の容器内側面に沿って矩形
板状の圧電素子を配置し内部に鋼球などの衝撃体を入れ
蓋をした構造で、該容器構造の軸方向の回転に伴う該衝
撃体の内部での連続的落下による衝突を加えることによ
り、回転運動を電気エネルギーに効率的に変換する圧電
素子による発電ユニットを提供することを目的とする。
め、請求項1および請求項2の該容器構造が外部から受
ける任意方向からの機械的衝撃を容器内部の該衝撃体の
動きによって機械エネルギーを加えることにより、電気
エネルギーに効率的に変換することを特徴とする。
電素子を用い衝撃体の材質は、少なくとも圧電素子に衝
撃を与える機能を有するような金属、またはセラミック
等の硬度の高い材質が望ましい。
電発電ユニットについて、図面を参照して詳細に説明す
る。
一実施例を示す側面図であり、1は円筒状圧電素子、2
は衝撃体を表しており、衝撃体は金属、セラミック等の
堅い材料が望ましく、複数個配置しても良く、1の圧電
素子にはチタン酸バリウムやチタン酸ジルコン酸鉛など
の圧電セラミックスが用いられる。
入れ、両端に蓋をして該圧電素子の両電極に電線をハン
ダ付けし、発生した電気を電線で取り出しLED等の発
光をを発光させたり、コンデンサ等の2次電池に蓄えた
りして利用する。
が、該容器構造の軸方向の回転により該衝撃体の内部で
連続的落下し衝突し、この衝突エネルギーにより圧電素
子から電気が発生し両電極に接続した電線から電気を取
り出すことができる。
続するため連続して発電することができ、効率的に電気
を取り出すことができる。
実施例を示す側面図であり、3は矩形状圧電素子、2は
衝撃体を表しており、3の圧電素子にはチタン酸バリウ
ムやチタン酸ジルコン酸鉛などの圧電セラミックスが用
いられる。
って矩形板状の圧電素子を配置し内部に鋼球などの衝撃
体を入れ蓋をして、3の圧電素子の両電極に電線をハン
ダ付けし発生した電気を電線で取り出しLEDなどの発光
体を発光させたり、コンデンサ等の2次電池に蓄えたり
して利用する。
該衝撃体の内部での連続的落下による衝突が生じ、これ
により圧電素子から電気が発生し両電極に接続した電線
から電気を効率的に取り出すことができる。
て発明の実施例を示す側面図であり、1は筒状圧電素
子、2は衝撃体、3は矩形状圧電素子を表している。
圧が発生するので図5に示すように、必要に応じて4の
整流回路で整流し直流電圧を取り出したり、5のコンデ
ンサを負荷に対して並列に接続したりすることで発生電
圧を平滑して利用することも可能である。
ば、円柱状圧電素子及び矩形状圧電素子を囲むように配
置し、内部に衝撃体をいれ回転運動や任意方向からの機
械的衝撃を与えることにより効率的に電気エネルギーに
変換する圧電素子による発電ユニットが提供できる。
Claims (3)
- 【請求項1】 円筒状圧電素子の空洞内部に鋼球などの
衝撃体を入れ、開口部両端に蓋をした構造を成し、該圧
電素子の中心軸を回転軸とした回転に伴う該衝撃体の内
部での連続的落下による衝突エネルギーを直接或いは間
接的に前記圧電素子に機械的に付与することにより圧電
素子に間欠的な歪みを発生させる機構を設けたことを特
徴とする圧電発電ユニット。 - 【請求項2】 円筒状もしくは多角柱状の容器内側面に
沿って矩形板状の圧電素子を配置し内部に鋼球などの衝
撃体を入れ蓋をした構造で、該容器構造の軸方向の回転
に伴う該衝撃体の内部での連続的落下による衝突エネル
ギーを直接或いは間接的に前記圧電素子に機械的に付与
することにより圧電素子に間欠的な歪みを発生させる機
構を設けたことを特徴とする圧電発電ユニット。 - 【請求項3】 請求項1および請求項2記載の圧電発電
ユニットにおいて、該容器構造が外部から受ける任意方
向からの機械的衝撃を容器内部の該衝撃体に伝達し、該
衝撃体の動きによる機械エネルギーを間接的に前記圧電
素子に機械的に付与することにより圧電素子に歪みを発
生させる機構を設けたことを特徴とする圧電発電ユニッ
ト。
Priority Applications (1)
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Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003061368A (ja) |
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- 2001-08-17 JP JP2001247844A patent/JP2003061368A/ja active Pending
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