JP2007221991A - 可変空隙距離を有するエネルギ変換システム及びエネルギ回生システム - Google Patents
可変空隙距離を有するエネルギ変換システム及びエネルギ回生システム Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】本発明におけるエネルギ変換システムは、少なくとも1つの固定電極(2)、該固定電極に面し、機械的エネルギによって振動する少なくとも1つの可動電極(4)、可動電極(4)の振動振幅の変化に関連して空隙距離を修正する手段(12)を備え、前記固定電極(2)及び前記可動電極(4)が静止状態において空隙距離(Δ)で離間されていることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
・1つの固定電極及び1つの可動電極を備え、これら電極は2つの平行平面内に配置され、可動電極は固定電極から所定距離離間して配置され、振動を原因として固定電極から離間し接近することを特徴とする構造体。
・指状突起を備えた固定電極及び指状突起を備えた可動質量を備え、固定電極の指状突起と可動質量の指状突起とが嵌合されていることを特徴とする構造体。指状突起の方向への可動質量の移動の際に、固定電極の指状突起と可動質量の指状突起との間のオーバーラップが所定平面内で変換する。
・第3の分類については、上述の構造体に類似するが、可動質量が指状突起の方向に対して垂直に移動されることを特徴とする構造体。
4 可動電極
6 可動質量
8 固定ベース
10 接続手段
12 調整手段
102 固定電極
104 可動電極
112 調整手段
114 パッド
116 接続手段
202 固定電極
204 可動電極
208 指状突起
210 指状突起
212 調整手段
212’ 調整手段
214 アクチュエータ
216 外部手動制御装置
218 自動制御装置
Δ 空隙距離
Δ1 空隙距離
Δ2 空隙距離
E 機械的外乱(励起エネルギ)
F 方向
F’ 方向
Claims (23)
- 静電変換によって機械的エネルギを電気的エネルギに変換するためのシステムであって、
前記システムは、少なくとも1つの固定電極(2,102,202)及び機械的エネルギによって振動する少なくとも1つの可動電極(4,104,204)を備え、
前記固定電極(2,102,202)及び前記可動電極(4,104,204)は、静止状態において空隙距離(Δ)で離間されており、
前記システムは、前記可動電極(4,104,204)の振動振幅の変化に関連して空隙距離(Δ)を修正する手段を備えていることを特徴とするシステム。 - 前記調整手段(112,212)は、エネルギ変換段階前に調整可能とされることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記調整手段(112)は、前記固定電極(102)と前記可動電極(104)との間に載置可能とされる較正スペーサ一式から成り、
1つ又は数枚の前記スペーサが利用されていることを特徴とする請求項2に記載のシステム。 - 受動的な調整手段(112,212)が、前記固定電極(102,202)と前記可動電極(104,204)との間に挿入され、前記空隙距離(Δ)を修正するように制御され得ることを特徴とする請求項2に記載のシステム。
- 前記調整手段(112,212)は、ラック及びピニオン方式、又はスライド及びウォームスクリュー方式から成ることを特徴とする請求項4に記載のシステム。
- 前記調整手段(212’)は、エネルギ変換段階の際に前記空隙距離(Δ)を修正可能とされることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記調整手段(212’)は、前記固定電極(202)と前記可動電極(204)との間に挿入されたアクチュエータ(214)及び該アクチュエータ(214)の制御装置(216,218)を備えていることを特徴とする請求項6に記載のシステム。
- 前記アクチュエータ(214)は、モータ、シリンダ、圧電素子、及び/又は磁気歪素子であることを特徴とする請求項7に記載のシステム。
- 前記制御手段(218)は独立しており、振動振幅の変化に空隙距離(Δ)を適応させるために前記アクチュエータ(214)を自動的に作動させることを特徴とする請求項7又は8に記載のシステム。
- 前記調整手段(212’)は、振動振幅の変化を検出するセンサを備え、
前記制御手段(218)は、最適なエネルギ回生を可能とするために、前記空隙距離の値と可動部の変位振動間隔の値との間に成立する対応写像を有する電子ユニットを備えていることを特徴とする請求項9に記載のシステム。 - 前記センサは、加速度計方式又は変化振幅検出停止方式であることを特徴とする請求項10に記載のシステム。
- 前記調整手段は、手動制御装置も備えていることを特徴とする請求項9〜11のいずれか一項に記載のシステム。
- 指状突起の形態をした幾つかの可動電極を備え、
前記固定電極は、指状突起を備え、
前記固定電極の前記指状突起及び可動指状突起が交互に入り込んでいることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記可動指状突起は、自身の最大長さの方向に沿って移動することを特徴とする請求項13に記載のシステム。
- 前記指状突起は、自身の最大長さの方向に対して垂直に移動することを特徴とする請求項13に記載のシステム。
- 前記指状突起は、台形形状とされることを特徴とする請求項13〜15のいずれか一項に記載のシステム。
- 少なくとも1つの固定電極、該固定電極に面した1つの可動電極、及び前記固定電極と前記可動電極との間の空隙距離を修正する手段を備え、機械的エネルギを電気的エネルギに変換する方法であって、
前記可動電極の振動振幅の変化に関連して、エネルギ変換段階前に前記空隙距離を調整するステップを備えていることを特徴とする方法。 - 可動部の最大予想変位振幅を決定するステップと、
最大空隙距離を決定するステップと、
を備え、
これらのステップが、前記空隙距離を調整する段階の前に実施されることを特徴とする請求項17に記載のエネルギ変換方法。 - 少なくとも1つの固定電極、該固定電極に面した1つの可動電極、及び前記固定電極と前記可動電極との間の空隙距離を修正する手段を備えた変換システムを利用して、機械的エネルギを電気的エネルギに変換する方法であって、
前記可動電極の振動振幅の変化に関連して、エネルギ変換段階の際に該空隙距離を調整するステップを備えていることを特徴とする方法。 - 前記エネルギ変換段階の際に、
前記エネルギ変換段階の際に可動部の変位振幅を測定するステップと、
最適なエネルギ回生を達成するために対応写像から空隙距離値と振幅間隔を選択するステップと、
を備え、
これらステップが、前記空隙距離を調整するステップの前に実施されることを特徴とする請求項19に記載の変換方法。 - 放電加工及びレーザ切断によって、請求項1〜5のいずれか一項に記載のシステムを製造することを特徴とする方法。
- 前記アクチュエータが、シリコン上に一体化されており、請求項1又は6〜11のいずれか一項に記載のシステムを製造することを特徴とする方法。
- 前記アクチュエータが、陰極スパッタリングによって配置された圧電素子から構成されることを特徴とする請求項22に記載の製造方法。
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