JP2013099130A - 振動発電デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】振動発電デバイス110は、荷重によって弾性変形する弾性シート111と、弾性シート111の表面に設置される圧電フィルム112と、を備えている。圧電フィルム112は、圧電フィルム112の面が弾性シート111の膨張或いは収縮する方向を向いて配置されている。弾性シート111は荷重を受けて荷重方向に対して垂直方向に弾性変形し、弾性シート111の膨張或いは収縮によって、圧電フィルム112が引張力又は圧縮力を受け歪み発電する。
【選択図】図1
Description
荷重よって弾性変形する弾性体と、
前記弾性体に設置される圧電フィルムと、を備え、
前記圧電フィルムは、前記圧電フィルムの面が前記弾性体の膨張或いは収縮する方向を向いて配置され、
前記弾性体は荷重を受けて荷重方向に対して垂直方向に弾性変形し、前記弾性体の膨張或いは収縮によって、前記圧電フィルムが引張力又は圧縮力を受け歪み発電する、
ことを特徴とする。
前記圧電フィルムが前記弾性シートの表面に設置され、
前記弾性シート及び前記圧電フィルムが渦巻き状に巻回されていてもよい。
本発明の実施形態にかかる振動発電装置100は、振動エネルギーを電気エネルギーに変換し蓄電する装置である。振動発電装置100は、図1に示すように、振動発電デバイス110と、蓄電装置120とから構成される。
弾性体の形状は渦巻状に限られず、例えば図11に示すような柱体であってもよい。以下、弾性体に柱体を使用した振動発電装置100について説明する。
振動発電デバイス110は、実施形態1と同様に、エアコンの室外機210と架台220との間に設置されている。エアコンが動作を開始すると、室外機210はファンを回転させて柱体116に荷重を負荷する。柱体116は荷重が負荷されると、図13(A)に示すように、半径方向に広がる。そうすると、圧電フィルム112は引張力を受けて伸張し両面に大きな電荷を発生させる。圧電フィルム112に発生した電荷は、配線113aおよび配線113bを通って蓄電装置120に伝達される。蓄電装置120に伝達された電荷は整流回路121によって一定方向の電流に変換され、蓄電媒体122に蓄積される。
実施形態1や2では、弾性体の膨張による表面の伸張を利用して圧電フィルム112を歪ませたが、弾性体の膨張による表面の収縮を利用して圧電フィルム112を歪ませることも可能である。以下、弾性体表面の収縮を利用して圧電フィルム112を歪ませる振動発電装置100について説明する。
振動発電デバイス110は、実施形態1と同様に、エアコンの室外機210と架台220との間に設置されている。エアコンが動作すると、室外機210はファンを回転させて筒状体117に荷重を負荷する。筒状体117は荷重が負荷されると、図19(A)に示すように、荷重方向と垂直をなす半径方向に広がる。そうすると、筒状体117の外表面は伸張し、それによって圧電フィルム112は引張力を受けて伸張し、両面に大きな電荷を発生させる。一方、筒状体117は荷重が負荷されると、図19(B)に示すように、半径方向に中心軸に向かって膨張する。そうすると、筒状体117の内面は収縮し、それによって圧電フィルム112は圧縮力を受けて長手方向(巻回し方向)に収縮し、両面に大きな電荷を発生させる。圧電フィルム112に発生した電荷は、配線113aおよび配線113bを通って蓄電装置120に伝達される。蓄電装置120に伝達された電荷は整流回路121によって一定方向の電流に変換され、蓄電媒体122に蓄積される。
110 振動発電デバイス
111 弾性シート
112 圧電フィルム
112a 外側電極
112b 内側電極
113a、113b 配線
114 固有振動数調整部材
115 変形抑制部材
116 柱体
117 筒状体
120 蓄電装置
121 整流回路
122 蓄電媒体
210 室外機
220 架台
230 加圧体
Claims (9)
- 荷重よって弾性変形する弾性体と、
前記弾性体に設置される圧電フィルムと、を備え、
前記圧電フィルムは、前記圧電フィルムの面が前記弾性体の膨張或いは収縮する方向を向いて配置され、
前記弾性体は荷重を受けて荷重方向に対して垂直方向に弾性変形し、前記弾性体の膨張或いは収縮によって、前記圧電フィルムが引張力又は圧縮力を受け歪み発電する、
ことを特徴とする振動発電デバイス。 - 前記圧電フィルムは前記弾性体を取り囲んで設置されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の振動発電デバイス。 - 前記圧電フィルムは前記弾性体に取り囲まれて配置されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の振動発電デバイス。 - 前記弾性体はシート状の弾性シートであり、
前記圧電フィルムが前記弾性シートの表面に設置され、
前記弾性シート及び前記圧電フィルムが渦巻き状に巻回されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の振動発電デバイス。 - 複数の前記圧電フィルムが荷重方向を軸に周回し離間して配置されている、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の振動発電デバイス。 - 前記圧電フィルムの荷重方向の幅が前記弾性体の荷重方向の幅よりも短い、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の振動発電デバイス。 - 前記圧電フィルムの荷重方向のそれぞれの端部が、前記弾性体の荷重方向のそれぞれの端部から離間している、
ことを特徴とする請求項6に記載の振動発電デバイス。 - 前記弾性体の荷重方向の少なくとも一方の端部に所定重量の固有振動数変更部材が直接的或いは間接的に設置されている、
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の振動発電デバイス。 - 前記弾性体の荷重方向の端部の少なくとも一方に前記端部の変形を抑制する変形抑制部材が直接的或いは間接的に設置されている、
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の振動発電デバイス。
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