JP2018508128A

JP2018508128A - 圧電性の発電機、押しボタン、無線モジュール及び圧電発電機の製造方法

Info

Publication number: JP2018508128A
Application number: JP2017560869A
Authority: JP
Inventors: ビシュール、エンリコ; シュヴェジンガー、ノルベルト; ツェーリンガー、サンディ
Original assignee: ベックマン、ギュンター
Priority date: 2015-02-13
Filing date: 2016-02-13
Publication date: 2018-03-22
Anticipated expiration: 2036-02-13
Also published as: DE112016000721A5; WO2016127980A1; US20180026554A1; CN107408622A; US10727764B2; EP3257090B1; EP3257090A1; JP6761820B2; LU92655B1; CN107408622B

Abstract

圧電発電機（1）であって、投影面（6）に亘って延在し、投影面（6）に対向して配置されたターゲット圧力面（8）を有して形成された変形体（5）を備え、投影面（6）は、圧力が負荷されていない時のより小さい投影面（6）から、圧力が投影面（6）に対して実質的に垂直にターゲット圧力面（8）に負荷されている時のより大きい投影面（7）に、変換可能で、スプリング効果がターゲット圧力面(8)に対する加圧に対抗するようにもたらされ、圧電材料を含む電気機械変換素子は、完全に又は部分的に投影面（6）に亘って延在し、それにより、変換素子は、変形体（5）に圧力が加えられることにより拡張可能に形成され、圧電材料によって電気的微小エネルギーを発生させることができる、圧電発電機（1）が提供される。【選択図】図２ａ

Description

[0001]本発明は、圧電性の発電機、並びに押しボタン、無線モジュール、及び圧電発電機の製造方法に関する。

[0002] 機械的、運動的エネルギーを電気エネルギーに変換するための、エネルギー変換モジュールとして圧電発電機を製造することが知られている。ＤＥ１０２０１００１６４９９Ａ１は、平面状（プレーナ）圧電発電モジュール及びその製造方法を記載している。巻回され平坦化された圧電発電機は、機械的エネルギーを電気エネルギーに変換する。

[0003] 圧電効果のために最も効率的な材料の1つは、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）セラミックである。変形エネルギーを結合して変換するための固体変換素子を有する過負荷保護された圧電発電機が知られている。圧電セラミックは、弾性トランスデューサ素子に接続されている。変形素子は、作用する変形エネルギーによって変形され、圧電セラミックの変形を引き起こす。圧電セラミックの変形は、曲げビーム構造のように生じる。

[0004] 圧電材料の表面に垂直に作用する圧縮力を引張り力に変換する解決策が知られている。力を実現するために、２つのキャップがシンバルの形で使用され、引張り力が圧電材料に作用し、振動エネルギーが収穫される。シンバルキャップは、圧電結晶に対しその上部と下部に適用される。２つのシンバルキャップを上下から押し挟むことにより、圧電結晶は横方向に伸張される。

[0005] 下側にシステムを有する床の上を人が歩くときに、２つの平行なプレートの間で、鏡像の中に互いに水平に配置された複数シンバルが互いに圧縮され得ることで、機械エネルギーから電気エネルギーを変換するシステムが知られている。

[0006] 上記の発電機は、圧電セラミックスの使用のために設計されている。

[0007] 本発明の目的は、機械的、運動的エネルギーを電気エネルギーに変換する効率を高めるための装置及び製造方法を提供することである。

[0008] この目的は、請求項１，１７，１８，１９，２０の主題による発明により達成される。有利な改良が従属請求項から明らかになる。

[0009] 本発明の概念は、圧電発電機の構造的変更によって効率を高めることである。構造的な対策は、圧電発電機の変形体に亘って延在する投影面であって、この投影面と反対側に位置するターゲット圧力面が形成されている投影面の上に、電気機械変換（トランスデューサ）素子の範囲を広げることであり、すなわち、変形体の投影面を超えて部分的又は完全に変形体を囲むことである。従って、トランスデューサ素子は、膨張、特により大きな膨張を受けるが、このより大きな膨張が圧電材料に伝えられ、それにより、より大きな電気エネルギーをより高い効率で生成することができる。

[0010] 圧電発電機は、投影面に延在する変形体と、投影面に対向して配置されたターゲット圧力面とを有して形成され、投影面は、加圧されていない時のより小さい投影面から、圧力が投影面に対して実質的に垂直なターゲット圧力面に負荷された時のより大きな投影面に変換可能で、スプリング効果がターゲット圧力面に対する加圧に対抗するようにもたらされ、圧電材料を含む電気機械変換素子は、ターゲット圧力面を完全に又は部分的にオーバースパンし、それにより、変換素子は、変形体に圧力が加えられることにより拡張可能に形成され、圧電材料によって電気的微小エネルギーを発生させることができる。

[0011] 高いエネルギー収率を達成するために、変形体は、細長く、側面視でサドルルーフ形状（切妻屋根形状）に作られており、特に硬質プラスチックで作られている。側面視長手形状は、製造が簡単であり、総合的な製品として、圧電発電機の安定した製造が可能になる。硬質プラスチックは、垂直に作用する圧力を効果的かつ効率的に圧電材料上の水平圧力に変換する。

[0012] 電気機械変換（トランスデューサ）素子の最大の膨張が実現されるように、電気機械変換素子は、好ましくは、変形体の周りにスリーブとして巻き付けられる。面積的にはむしろ大きい圧電（ピエゾ）材料を使用することができ、これはスリーブ全体に及ぶ。

[0013] 本発明の重要な概念によれば、圧電材料を有する変換（トランスデューサ）素子は、好ましくはポリフッ化ビニリデン（PVDF）で作られた平面ポリマー圧電発電膜の一部又は好ましくは完全に形成される。平面状のポリマー圧電発電膜は、セラミックと比べ寿命が大幅に延び、特に、破損の危険性が大幅に低減されるという利点を有する。さらに、圧電発電膜が膨張した場合には、圧力負荷の場合よりもかなり高い効率が生じる。

[0014] より高い効率を達成するため、すなわち「エネルギーハーベスティング」のためのより多くの電気エネルギーを生成するために、圧電発電膜は、好ましくは二層に、特に多層の構造に形成される。

[0015] 本発明を改良する一実施形態によれば、圧電発電膜は、追加的に又は代替的に、ミアンダ（蛇行）形状に巻かれて形成され、第１の電極が第１側に電気的に接続され、第２の電極が第２の側に接続される。この点の利点は、より長い圧電発電膜を使用し、それにより生成された電気エネルギー効率の増加につながることである。

[0016] 本発明を改良する一実施形態によれば、変形体は、角度をなして配置され少なくとも1つの曲げ自在の角度部分に接続されて形成された脚部を備え、その結果、圧力の負荷により少なくとも角度部分で脚部を枢動（ピボット）させ離し、特に変形体の少なくとも角度部分は、弾性体を有する材料で作られており、それによって変形体にばね作用を生じさせることができる。このように、かなり簡単な設計の変形体によって、表面すなわちターゲット圧力面に作用する圧縮力は、引張り力に変換され、ポリマーフィルム（膜）に組み込まれた平面発電機上に引張り力として効率的に作用する。このようにして、圧電発電機の圧電膜は、例えばスリーブとして巻き方向に引き伸ばされる。この場合、変形体はフィルム（膜）角度の内側に配置される。このように、変形体の脚部によって形成される投影面は、圧力が加えられると拡大される。これは、ポリマー圧電発電機膜の上に広がっているフィルム巻線（フィルムワインディング）の拡大につながり、従って、電気エネルギーを生成する。

[0017] さらに好ましい実施形態によれば、変形体は複数の部分で構成される。これは、変形体の構成要素としての各セクションが特定の機能を有し、したがって、各構成要素が材料の点で最適化され、構成に関して最適化されるという利点を有する。

[0018] 本発明を改良する一実施形態によれば、変形体は、２つの脚部を有する少なくとも1つの角度ヒンジを備え、角度ヒンジはバネを含む。バネを用いて、変形体を、圧力を加える力と反対をなす角度での基本セッティングに戻るように動かすことができる。

[0019] さらに好ましい実施形態によれば、圧力負荷の際に最大限大きな投影面積を達成するために、角度ヒンジは、断面で見たときに、特定の二つの脚部の厚さ（S）に対応する最大深さ（T）を有して形成される。

[0020] 別の好ましい実施形態によれば、角度ヒンジは、断面で見た場合、特定の２本の脚部の厚さ（S）よりも大きい深さ（T）で形成される。これは、過度の延びが減少する、すなわち、反対方向の180°Cの脚部の座屈が回避されるという利点を有する。

[0021] 好ましい実施形態によれば、ハウジング内の押しボタンのための有利な機構を生成するために、第１の脚部の長さは、好ましい実施形態による相補的な第2の脚部の長さより長くされている。

[0022] 別の実施形態によれば、変形体は、断面で見ると、コンサーティーナの様（蛇腹状）に、隣接して配置された複数の角度で形成され、その結果、圧力印加時の投影面は、第１対の脚部から第２対の脚部の反対側の端部まで延びる。この場合の利点は、高さの最小変化が最大の膨張をもたらし、従って最大のエネルギー収率を生じさせることである。

[0023] 別の実施形態によれば、変形体は、断面で見たときに、アーチ（円弧）構造で形成され、脚部は、圧電材料を有するトランスデューサ素子によって張られているか、又はスリーブが変形体を取り囲んでいる。上記のような変形体のばね作用は、変形体の材料の弾性率によって実現されるか、あるいは別個のばね素子として形成されることが理解される。

[0024] 代替的な実施形態によれば、変形体は、２つの部分がそれぞれの両端部をスライド機構で連続するように形成され、側面（プロファイル）から見たときに、当該２つの部分の２つの両端部はクサビ（楔）形状を有し、そのそれぞれが互いに傾斜面を有して互いに係合し、そのため、当該部分は、圧縮された状態では、最小の投影面で一緒に押し込まれ、断面で見るとコンタクトティップ（接触端）と重なり、拡張された状態では、最大接触で最大限に押し離されて配置される。

[0025] 本発明を改良した別の実施形態によれば、変形体は、３つの部分で形成され、中央部分、特に断面で見た場合のシリンダが、中央（中心）に配置され、２つの平面部分がシリンダの両側に配置され、平面部は、第３の部分が摺動（スライド）可能な傾斜面を有する。

[0026] 本発明は、圧力負荷に関して投影面に延在し、投影面の反対側に配置されたターゲット圧力面を有して形成された変形体を備える圧電発電機を提供し、ここで、投影面は、加圧されていない時のより小さい投影面から、圧力が投影面に対して実質的に垂直にターゲット圧力面に負荷された時のより大きい投影面に変換可能で、変形体は、ターゲット圧力面に対する加圧に対抗するスプリング効果を有し、圧電材料を有する圧電発電膜は、電気機械変換素子として２つの電極端を有して、投影面に延在し、スリーブとして、変形体の周りに複数回巻かれ、それにより、圧電発電膜は、変形体に圧力が加えられることにより拡張可能に形成される。このように、使用中、例えば押しボタンの使用寿命を達成し、電気エネルギーを十分に提供する圧電発電機が製造される。

[0027] 本発明は、圧電発電機が配置されたハウジングと、変形体のターゲット圧力面が圧力によって機械的に作用するボタン素子を有して形成されることで、上記圧電発電機を有する押しボタンにより達成される。これにより、信号伝送に必要な電気エネルギーは、ボックスモジュールの形態で生成される。これにより、エネルギー消費後のバッテリ及びその交換はもはや必要ではない。

[0028] 本発明はまた、上述したような圧電発電機を備え、制御電子ユニットを有する無線ユニット、整流ユニット、及び任意選択的にエネルギー貯蔵ユニットを有する上述の機械的ボタンを備えた無線モジュールによって達成される。整流ユニット、ならびに無線ユニット及び制御電子ユニットは、圧電発電機に実装することができ、又は圧電フィルム（膜）に印刷（プリント）することができる。キー信号は、例えば、無線モジュールによって部屋内で送信することができる。機械式ボタンを備えたセンサとしての無線モジュールは、不利益なケーブル配線の労力を排除し、それによってリソースを節約するという利点を有する。さらに、このボタンは室内のモバイルセンサーとして使用することができ、さまざまなアプリケーションで使用できる。無線モジュールがエネルギー貯蔵ユニットの更新なしで確実に動作するように、圧電発電機は無線モジュールに組み込まれる。

[0029] 本発明はまた、圧電材料を有する変換（トランスデューサ）素子としてのポリマー圧電発電膜は、ばね作用で変形体の周りに巻かれ、スリーブを形成し、変形体は、ターゲット圧力面に関して投影面に亘り延在し、投影面の反対側に位置するターゲット圧力面を有して形成され、投影面は、圧力が負荷されていない時のより小さい投影面から、圧力が投影面に対して実質的に垂直にターゲット圧力面に負荷されている時のより大きい投影面に、変換されることができる、圧電発電機を製造する方法により達成される。このように、破損せずその寿命がアプリケーション特有に保証される、効率的な圧電発電機が製造される。

[0030] 本発明はまた、圧電発電機が変形体で形成される、上述の圧電発電機を用いて電気エネルギーを生成する方法によっても達成される。

[0032] 本発明のさらなる利点、詳細、及び改良点は、図面を参照して以下の説明において説明される。
変形体のない巻回されたポリマー圧電発電機膜の断面図である。断面で見た図２ａは、ヒンジを有する変形体と、緩和及び負荷状態の２つの等しく長い脚部とを有する圧電発電機を示す。断面で見た図２ｂは、ヒンジを有する変形体と、緩和及び負荷状態の２つの等しく長い脚部とを有する圧電発電機を示す。図３ａは、図２による緩和及び負荷状態の圧電発電機の別の第２の実施形態を示す。図３ｂは、図２による緩和及び負荷状態の圧電発電機の別の第２の実施形態を示す。図４ａは、緩和及び負荷状態にある圧電発電機のさらなる第３の好ましい実施形態を示す。図４ｂは、緩和及び負荷状態にある圧電発電機のさらなる第３の好ましい実施形態を示す。図５ａは、緩和及び負荷状態にある圧電発電機の第４の好ましい実施形態を示す。図５ｂは、緩和及び負荷状態にある圧電発電機の第４の好ましい実施形態を示す。図６ａは、緩和及び負荷状態にある圧電発電機の第５の好ましい実施形態を示す。図６ｂは、緩和及び負荷状態にある圧電発電機の第５の好ましい実施形態を示す。図７ａは、緩和及び負荷状態の圧電発電機の第６の好ましい実施形態を示す。図７ｂは、緩和及び負荷状態の圧電発電機の第６の好ましい実施形態を示す。図８ａは、緩和及び負荷状態にある圧電発電機の第７の好ましい実施形態を示す。図８ｂは、緩和及び負荷状態にある圧電発電機の第７の好ましい実施形態を示す。図９ａは、緩和及び負荷状態にある圧電発電機の好ましい第８の実施形態を示す。図９ｂは、緩和及び負荷状態にある圧電発電機の好ましい第８の実施形態を示す。図１０は、本発明の押しボタンを示す。図１１は、本発明の無線モジュールを示す。

（発明を実施するための最良の形態）
[0044] 図１は、変形体5のない、本発明の圧電発電機1の断面図である。図１は、ＤＥ１０２０１００１６４９９Ａ１に記載されているように、好ましくは圧電ポリマーフィルム（膜）2を有するフィルム巻線とも呼ばれるスリーブ20を形成するように巻かれたフィルム本体を抽象的に拡大して詳細に示している。ＤＥ１０２０１００１６４９９Ａ１の第１の実施形態の説明とは対照的に、圧電膜2が蛇行状の様式で折り畳まれていないが、第２の実施形態に係る２つの圧電膜を形成するために互いの上に二層に巻回されている。そこに記載された両方の実施形態は、本発明を実現するために可能である。図１に示すように、蛇行状に折り畳まれたフィルム2をスリーブ20として巻き取ることが可能であり、あるいは単層、二層又は多層の圧電膜2,22を巻くことも可能である。トランスデューサ素子としての圧電膜2は、ポリフッ化ビニリデン（PVDF）からなることが好ましい。圧電膜2,22の各辺は、膜状の電極3,4を形成する。少なくとも１つの絶縁体層が、個々の電極層の間に配置される。圧電膜２は好ましくは金属的に被覆される。製造プロセスは、気相不動態化処理又はスパッタリングプロセスのいずれかによって行われる。２つの電極3,4は、好ましくは同じ材料から製造され、より好ましくは共通のプロセスステップで製造することができる。圧電膜2,22の厚さは10μm〜50μmである。圧電フィルム2は、非常にコストが掛かり、圧電発電機1を製造するために効率的な取り扱いが必要となる。圧電フィルム2は、装填状態、すなわち膨張時に十分な信頼性をもって、用途に必要なエネルギーを発生させる長さに巻かれている。最大拡張は、破断又は引裂限界より小さくなるように設計される。

[0045] 図２ａは、図１について記載された圧電膜2がフィルム巻線及びスリーブ20としてその周りに巻かれた、硬質プラスチックで作られた本発明の変形体5を有する圧電発電機1を示す。簡単化のために、図２，３，４，５，６，７，８，９では、第１の電極3及び第２の電極4と、スリーブ20の正確な構造は省略されている。図２ａは、無負荷状態の圧電発電機1を示す。圧電発電機1は、変形体5を備え、抽象化されて図示された底面15に対して、反対側に配置されたターゲット圧力面8に圧力が加えられた時に、圧力を加える投影面6に亘って延在している。図２ｂは、最大負荷状態を示し、投影面6が変換されて投影面7に拡張される。図２ａ及び図２ｂによる変形体5は、二つの脚部11,12を有し、ヒンジ10によって連結されている。図２ａによる緩和状態で変形体5を保持し、圧力が加えられたときにこの状態に戻すスプリング9は、ヒンジに一体化されている。したがって、変形体5は、２つの脚部11,12及び角度ヒンジ10による３つの部分に構成されている。

[0046] 図３ａ及び図３ｂは、図２ａ及び図２ｂによる圧電発電機1を、断面で見た方向から示したものであるが、相違点は、この第２の特に好ましい実施形態では、変形体5の脚部11が、断面で見たときの脚部12よりも明らかに長い点にある。この実施形態は、上にあるボタン素子25が、例えば、図１０を参照して以下に説明され図示されるように、例えば脚部11の脚部に回転可能に取り付けられるとき、押しボタン（プッシュボタン）23の機構に利点をもたらす。

[0047] 図４ａ及び図４ｂは、第３の好ましい実施形態を示し、変形体5が等しく長い脚部11,12で再び形成されているが、ヒンジ10は、二つの脚部11,12の厚さ（S）よりも明らかに大きく形成された最大深さ（T）を有している。図４ａ及び図４ｂに示すように、ヒンジ10の深さ（T）は、脚部11,12の脚の厚さ（S）のおよそ２倍の大きさで示されている。

[0048] 図４ｂに示すように、この実施形態は、最大負荷状態において、変換中の変形面5の投影面７へ過剰な張り出しが防止されるという利点を有する。変形体5は、図２に示すよりも狭く定義された深さによって拡張することができる。圧電発電機1において最大の電気エネルギーを発生させるのに非常に小さい動作又は膨張で十分であるため、これで通常は十分である。

[0049] 図５ａ及び５ｂは、第４の特に好ましい実施形態における圧電発電機1を示す。この第４の実施形態では、変形体5は、別個のヒンジ10なしで形成される。脚部11及び12は、均一な弾性材料で作られる。この材料は、図５ａに示すような緩和状態と図５ｂによるターゲット圧力面8への負荷の下での負荷状態との間のばね作用を生じさせるために、対応して設計された弾性率を有する。このように変形体5は、単一部品として製造される。

[0050] 図６は、第５の好ましい実施形態での、断面で見たときの本発明の圧電発電機1を示し、ここでは、６組の脚部が、断面で見て一列に配置されており、均一な材料から形成され、変形体5を形成している。この実施形態では、ターゲット圧力面8は、圧電発電機1の断面長さのほぼ全部に亘って形成されている。この種の構造は、例えば最小の可能なストロークで最大膨張を作り出す平坦な用途に適している。

[0051] 図７ａ及び図７ｂは、円弧状（アーチ状）の変形体5を有する圧電発電機1の第6の特に好ましい実施形態を示す。圧電膜2は、円弧状の変形体5の周りに巻かれてスリーブ20を形成し、変形体5の円弧状の緩和状態、したがって半円弧において、短い弦として両脚端部に及ぶ。図７ｂは、図７ａの縮小投影面6と比較して最大投影面7を有する負荷状態の変形体5を示す。

[0052] 図８ａ及び図８ｂは、断面でみた圧電発電機1の第７の特に好ましい実施形態を示す。この実施形態では、変形体5は、２つの部分に形成され、２つの部分は、中心が緩和したときに傾斜面によって重なり合う。圧電膜2のスリーブ20は、脚部11,12が互いに重なり合って押し上げられ、脚の厚さ（S）よりも大きな深さ（T）を生じるように巻かれている。ばね通路は、深さ（T）が傾斜面で脚の厚さ（S）に減少するように、圧電発電機1のスリーブ20の拡張を生成するように、底面15に対して中心に形成されたターゲット圧力面8への圧力印加からなる。２つの脚は、断面で見て重なるようにはもはや配置されず、互いに均一に押し込まれる。スリーブ20の拡張された材料又は図示されていない別個のばねのために、ばね作用が生じ得る。

[0053] 図９ａ及び９ｂは、３部品変形体5を有する圧電発電機1の第８の特に好ましい実施形態を示す。この場合、脚部11と12は別々に形成されており、シリンダ14が、圧力がその上にある中央のターゲット圧力面8に対して掛かっている負荷状態において、中心部でその間で上部から押され得るように、相互に接触している端部で、断面視で円形の丸い中心面を有しており、それにより、圧電膜2のスリーブ20は、変形面5を、図９ａに示す投影面6の緩和状態に比べて最大の負荷投影面7に拡大する。従って、緩和状態では、シリンダ14は、それぞれの場合中心に脚部11,12上で丸く窪んで位置し、上部の圧電膜2のスリーブ20にのみ接触する。負荷状態では、ターゲット圧力面8の外側に圧力が加えられると、シリンダ14は、圧電膜2のスリーブ20の底面24にも接触することができる。

[0054] 図１０は、上述した圧電発電機1を備えた本発明の押しボタン23を抽象的に示しており、ハウジング24内に設置され、その中に収容されており、ボタン素子25が、圧電発電機1の上部にピボット状（回転可能）に配置され、圧電発電機1のターゲット圧力面8上のボタン素子25によって、変形体5への圧力の印加を実現することができる。その際、所望の電気的微小エネルギーが放出されて生成される。

[0055] 図１１は、無線ユニット26と整流ユニット27とを備えた前述のボタン23を有する無線モジュールを示す。機械的な圧力が機械的なボタン23に加えられると、交流が生成される。この電流は、整流ユニット27を介して直流に変換され、この直流は、無線ユニット26に対して、対応する信号を受信機に送信するのに十分な電気エネルギーを供給する。そうでなければ、電気エネルギーはコンデンサに蓄えられる。無線モジュールの利点は、ケーブルの材料とケーブル配線の労力を排除することである。加えて、無線モジュールは、電気ケーブルの配線が困難であるか、又は不適切又は望ましくない環境（例えば、据え置き型又は移動型アプリケーションなど）で使用することができる。

[0056] 以上明細書では例示的な実施形態について説明したが、多数の変更が可能であることを指摘しておく。さらに、例示的な実施形態は、保護の範囲、用途、および構造を決して限定するものではない例であることを指摘しておく。むしろ、少なくとも１つの例示的な実施形態の実施のための指針が、上記の説明によって当業者に提供され、特許請求の範囲及びこれらの均等な特徴の組み合わせから明らかなように、特に保護された範囲を逸脱することなく記載された構成要素の機能及び配置に関して様々な変更を行うことができる。

Claims

投影面に亘って延在し、投影面の反対側に配置されたターゲット圧力面（8）を有して形成された変形体（5）を備える圧電発電機（1）であって、投影面は、圧力が負荷されていない時のより小さい投影面（6）から、圧力が投影面（6）に対して実質的に垂直にターゲット圧力面（8）に負荷されている時のより大きい投影面（7）に変換可能で、スプリング効果がターゲット圧力面（8）に対する加圧に対抗するようにもたらされ、圧電材料を含む電気機械変換素子は、完全に又は部分的に投影面（6）に亘って延在し、それにより、変換素子は、変形体（5）に圧力が加えられることにより拡張可能に形成され、圧電材料によって電気的微小エネルギーを発生させることができ、平面ポリマー圧電発電膜（2）を有する圧電材料を有する変換素子は、変形体（5）の投影面（6）を越えて変形体（5）を取り囲むように構成されている、ことを特徴とする圧電発電機（1）。
変形体（5）は、細長及び側面視でサドルルーフ形状に形成され、特に硬質プラスチックよりなることを特徴とする、請求項1に記載の圧電発電機（1）。
電気機械変換素子は、変形体（5）の周りにスリーブ（20）のように巻かれていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の圧電発電機（1）。
平面ポリマー圧電発電膜（2）は、ポリフッ化ビニリデン（PVDF）からなることを特徴とする、請求項１、２又は３に記載の圧電発電機（1）。
圧電発電膜（2）は、二重層、特に多層として形成されることを特徴とする、請求項４に記載の圧電発電機（1）。
圧電発電膜（22）は、ミアンダ状に巻かれて形成され、第１の電極（3）は導電的に第１の側に接続され、第２の電極（4）は第２の側に接続される、ことを特徴とする、請求項４に記載の圧電発電機（1）。
変形体（5）は、ある角度で配置され、少なくとも１つの曲げ自在の角度部分に接続形成されている脚部（11,12）を備え、脚部（11,12）は、加圧時に少なくとも角度部分で、加圧により広がり、特に変形体（5）の少なくとも角度部分が、変形体（5）のバネ作用を生じさせることができるような弾性係数を有する材料で形成されている、ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の圧電発電機（1）。
変形体（5）は、複数の部品で構成されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の圧電発電機（1）。
変形体（5）は、２本の脚を有する少なくとも１つの角度ヒンジ（10）を有し、特に角度ヒンジ（10）はバネを含む、ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の圧電発電機（1）。
角度ヒンジ（10）は、断面で見たときに特定の二つの脚部（11,12）の厚さ（S）に対応する最大深さ（T）を有して形成されていることを特徴とする、請求項９に記載の圧電発電機（1）。
角度ヒンジ（10）は、断面で見たときに特定の２つの脚部（11,12）の厚さ（S）より大きい深さ（T）を有して形成されていることを特徴とする、請求項９に記載の圧電発電機（1）。
第一の脚部（11,12）の長さは、相補的な第二の脚部（11,12）より長く構成されていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の圧電発電機（1）。
変形体（5）は、断面で見たときに、蛇腹状に隣接して配置された複数の角を有して平面となるように形成され、投影面（6）は、一方の脚部から反対側の最後の脚部まで延びている、ことを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の圧電発電機（1）。
変形体（5）は、断面で見たときに、円弧状構造を有して形成されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の圧電発電機（1）。
変形体（5）は、両方の部分を連結するスライド構造を有する２つの部品として形成され、側面視で、２つの部分の２つの端部のそれぞれが、互いに傾斜面として相補的にある楔形（11A,12A）を有し、それにより、断面で見たときに、当該２つの部品は、圧縮された状態では、押されて一緒になり接触勾配の一部が一致し、拡張された状態では、最大の接触で形成され、最大限に押し離され得る、ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の圧電発電機（1）。
変形体（5）は３つの部分に形成され、中央の部分は、断面で見たときに特にシリンダ（14）であり、中心に配置され、２つの平らな部分は、シリンダの両側に配置され、第３の部分が回転可能な傾斜面を有している、ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の圧電発電機（1）。
圧電発電機（1）が配置されるハウジング（24）と、変形体（5）のターゲット圧力面（8）が圧力により機械的に作用されうるボタン素子（25）とを有する、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の圧電発電機（1）を有する押しボタン(23)。
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の圧電発電機（1）と、制御電子ユニットを有する無線ユニット（26）と、整流ユニット（27）と、エネルギー貯蔵ユニットとを備える、請求項１７に記載の機械的な押しボタン（23）を有する無線モジュール。
圧電材料を有する変換素子としてのポリマー圧電発電膜（2）は、ばね作用で変形体（5）の周りに巻かれ、スリーブ（20）を形成し、変形体（5）は、投影面に亘って延在し、投影面（6）の反対側に位置するターゲット圧力面（8）を有して形成され、投影面は、圧力が負荷されていない時のより小さい投影面（6）から、圧力が投影面に対して実質的に垂直にターゲット圧力面（8）に負荷されている時のより大きい投影面（7）に、変換可能である、特に請求項１〜１６のいずれか一項に記載の圧電発電機（1）の製造方法。
圧電発電機（1）は、投影面に亘って延在し、投影面の反対側に配置されたターゲット圧力面（8）を有して形成された変形体（5）を備え、投影面は、圧力が負荷されていない時のより小さい投影面（6）から、圧力が投影面（6）に対して実質的に垂直にターゲット圧力面（8）に負荷されている時のより大きい投影面（7）に、変換可能で、スプリング効果がターゲット圧力面（8）に対する加圧に対抗するようにもたらされ、圧電材料を含む電気機械変換素子は、完全に又は部分的に投影面に亘って延在し、それにより、変換素子は、変形体（5）に圧力が加えられることにより拡張可能に形成され、圧電材料によって電気的微小エネルギーを発生させることができ、圧電材料を有する変換素子は完全に又は部分的に平面ポリマー圧電発電膜（2）を有して形成される、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の圧電発電機を用いて電気エネルギーを生成する方法。