JP2020065326A

JP2020065326A - 振動発電素子および振動発電装置

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Publication number: JP2020065326A
Application number: JP2018194439A
Authority: JP
Inventors: 大輔穴井; Daisuke Anai
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2018-10-15
Filing date: 2018-10-15
Publication date: 2020-04-23
Anticipated expiration: 2038-10-15
Also published as: WO2020080336A1; JP7034048B2

Abstract

【課題】帯電品質安定化を図ることができる振動発電素子の提供。【解決手段】振動発電素子１は、複数の櫛歯電極１１０を有する固定電極部１１１と、複数の櫛歯電極１２０を有する可動電極部１２と、可動電極部１２を弾性支持する弾性支持部１３と、可動電極部１２に設けられた錘装着部１２ａに固定される導電性の錘１０ａ，１０ｂと、錘装着部１２ａに形成され、可動電極部１２と錘１０ａ，１０ｂとの導通させる導通部である電極１２４とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、振動発電素子および振動発電装置に関する。

近年、ＭＥＭＳ技術を利用した非常に小型の振動発電素子が開発されている。例えば、特許文献１では、櫛歯電極が形成された固定部に対して櫛歯電極が形成された可動電極部を振動させることで発電を行うようにしている。特許文献１に記載の振動発電素子では、可動電極部上に別途形成された錘を装着する構造を採用している。

特許６３３８０７１号公報

ところで、このような振動発電素子においては、小さな環境振動でも効率良く発電するために可動電極部の質量をより大きくすることが重要であり、比重の大きな材料として金属が錘に用いられる場合がある。しかしながら、可動電極部の表面には絶縁性のシリコン酸化膜が形成されるため、錘の電位がフロート状態になり振動発電素子の帯電品質安定性の面で問題があった。

本発明の第１の態様による振動発電素子は、複数の櫛歯電極を有する固定電極部と、複数の櫛歯電極および錘装着部を有する可動電極部と、前記可動電極部を弾性支持する支持部と、前記錘装着部に固定される導電性の錘と、前記錘装着部に形成され、前記可動電極部と前記錘とを導通させる導通部とを備える。
本発明の第２の態様による振動発電装置は、前記振動発電素子と、前記振動発電素子を真空封止する筐体とを備える。

本発明によれば、振動発電素子の帯電品質安定化を図ることができる。

図１は、真空パッケージに封入された振動発電素子を示す図である。図２は、振動発電素子の各部の構成を示す図である。図３は、錘の錘装着部への装着手順を示す図である。図４は、導通部の変形例を示す図である。図５は、振動発電素子のＭＥＭＳ加工体の形成手順の一例を示す図である。図６は、ＭＥＭＳ加工体の形成手順の図５に続く工程を示す図である。図７は、振動平面内における重心位置のずれを説明する図である。図８は、振動平面に垂直な方向の位置ずれを説明する図である。図９は、位置決め機構の変形例を示す図である。

以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図１は真空状態のパッケージ２内に封入された振動発電素子１を示す図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。なお、図１（ａ）の平面図ではパッケージ２の内部構造が分かるように、パッケージ２の上面側（ｚ軸正方向側）に設けられた上蓋３の図示を省略した。

振動発電素子１は、固定部１１と、可動電極部１２と、可動電極部１２を弾性支持する弾性支持部１３と、可動電極部１２の表裏両面に固着された一対の錘１０ａ，１０ｂとを備えている。振動発電素子１の固定部１１は、ダイボンドによりパッケージ２に固定される。パッケージ２は、例えば、電気絶縁性の材料（例えば、セラミックス）で形成されている。パッケージ２の上端には、パッケージ２内を真空封入するための上蓋３がシーム溶接される。

固定部１１上には固定電極部１１１が形成され、その固定電極部１１１には、ｘ軸方向に延びる櫛歯電極１１０がｙ軸方向に複数形成されている。可動電極部１２には、ｘ軸方向に延びる櫛歯電極１２０がｙ軸方向に複数形成されている。固定電極部１１１には電極パッド１１２が形成されている。可動電極部１２は、固定部１１上に形成された接続部１１４に弾性支持部１３を介して機械的および電気的に接続されている。接続部１１４には電極パッド１１３が形成されている。電極パッド１１２，１１３は、ワイヤー２２によってパッケージ２に設けられた電極２１ａ，２１ｂに接続されている。本実施の形態では可動電極部１２はｘ軸方向に振動するように構成されており、可動電極部１２がｘ軸方向に振動すると、固定電極部１１１の櫛歯電極１１０に対する櫛歯電極１２０の挿入量が変化して発電が行われる。

図２は振動発電素子１の各部の構成を示す図である。後述するように、振動発電素子１は、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板を用いて一般的なＭＥＭＳ加工技術により形成される。ＳＯＩ基板はＳｉの支持層とＳｉＯ_２のボックス層とＳｉの活性層とから成る３層構造の基板であり、固定部１１は支持層により形成され、固定電極部１１１、可動電極部１２、弾性支持部１３および接続部１１４は活性層により形成される。

図２（ａ）は、振動発電素子１のＭＥＭＳ加工体、すなわち錘１０ａ，１０ｂを固着する前の振動発電素子１を示す図である。図２（ａ）では、固定部１１上の固定電極部１１１と、可動電極部１２，弾性支持部１３および接続部１１４とをハッチングを施して示した。可動電極部１２は、錘１０ａ，１０ｂが装着される錘装着部１２ａと、錘装着部１２ａからｙ軸方向に延びる一対の櫛歯形成部１２ｂと備えている。錘装着部１２ａ上の一点鎖線１２３で示す領域（以下では、固着面１２３と呼ぶことにする）は錘１０ａ，１０ｂが固着される面であり、固着面１２３は錘装着部１２ａの表裏両面に形成されている。固着面１２３には、錘１０ａ，１０ｂを装着する際の位置決め用に使用される貫通孔１２２と、電極１２４とが形成されている。図２（ａ）に示す例では、貫通孔１２２は２つ形成されている。錘装着部１２ａの四隅は４組の弾性支持部１３によって弾性支持されている。各弾性支持部１３は、弾性変形可能な３本のビーム１３ａ〜１３ｃを備えている。

各櫛歯形成部１２ｂには、ｘ軸正方向に伸延する複数の櫛歯電極１２０とｘ軸負方向に伸延する複数の櫛歯電極１２０とが、ｙ軸方向に複数形成されている。固定電極部１１１は４組設けられており、各固定電極部１１１は、櫛歯形成部１２ｂの片側に並んだ複数の櫛歯電極１２０に対向するようにそれぞれ配置されている。各固定電極部１１１にはｘ軸方向に延びる櫛歯電極１１０がｙ軸方向に複数形成されており、櫛歯電極１１０と櫛歯電極１２０とは、隙間を介して互いに噛合するように配置されている。

接続部１１４は、可動電極部１２のｘ軸方向振動の範囲を制限する制限部としても機能する。接続部１１４の可動電極部１２に対向する面には、突起１１４ａが形成されている。可動電極部１２のｘ軸方向端面が接続部１１４の突起１１４ａに衝突することによって、可動電極部１２の振動の振幅が制限される。なお、図２（ａ）では突起を接続部１１４に形成したが、可動電極部１２側に形成しても良い。

図２（ｂ）は、振動発電素子１の固定部１１のみを示す図である。図２（ｂ）の固定部１１上に示したハッチング領域１１Ｃは、固定電極部１１１が固定されている領域を示す。ビーム１３ａの端部は固定部１１上に固定される。図２（ｂ）の固定部１１上に示したハッチング領域１１Ａは、ビーム１３ａの端部が固定されている領域を示す。ビーム１３ｃの端部は、固定部１１上に形成された接続部１１４に接続されている。図２（ｂ）の固定部１１上に示したハッチング領域１１Ｂは、接続部１１４が固定されている領域を示す。

本実施の形態の振動発電素子１では、可動電極部１２の質量を増やして発電効率をより向上させるために別体の錘１０ａ，１０ｂを可動電極部１２に装着するようにしている。錘１０ａ，１０ｂの材料には、小さな体積でも大きな質量が得らえるようにＳＯＩ基板よりも比重の大きな導電性材料が使用される。例えば、タングステン（比重19.25）、快削銅（比重8.94）、ステンレス鋼（比重7.93）や、メタルインジェクション法により形成されるタングステン部材（比重13〜17）等の金属や、タングステン樹脂（比重11〜13）のように樹脂に金属材を混入したものなどが用いられる。

図３は、錘１０ａ，１０ｂの錘装着部１２ａへの装着手順を示す図である。本実施形態では、錘１０ａ，１０ｂは、接着剤を用いて錘装着部１２ａへ固着される。図３（ａ）の工程では、錘１０ｂの固着面１０１に接着剤１０２をディスペンサにより点付けし、錘１０ｂの貫通孔１００の位置と錘装着部１２ａの貫通孔１２２の位置がほぼ一致するように、錘装着部１２ａの真上から貫通孔１００、１２２の位置を目視で確認しながら、錘１０ｂの上に図２（ａ）に示した振動発電素子１のＭＥＭＳ加工体を載置する。錘装着部１２ａの表裏面には導通部としての電極１２４がそれぞれ形成されている。

図３（ｂ）の工程では、錘装着部１２ａの貫通孔１２２および錘１０ｂの貫通孔１００とに位置決めピン１０３を通して、錘装着部１２ａと錘１０ｂとを正確に位置決めした後に、錘装着部１２ａの固着面１２３上に錘１０ａを固着する。この場合も、錘装着部１２ａの固着面１２３に接着剤１０２をディスペンサにより点付けし、位置決めピン１０３の位置と錘１０ａの貫通孔１００の位置とを目視で確認しながら、錘装着部１２ａの固着面１２３上に錘１０ａを載置する。その後、図３（ｃ）に示す状態を保持して、錘１０ａ，１０ｂの位置ずれを防止しつつ接着剤１０２を固化させる。接着剤１０２が固化したならば、位置決めピン１０３は抜き取る。以上のような手順で錘装着部１２ａへの錘１０ａ，１０ｂの装着が完了し、その後、錘１０ａ，１０ｂが装着された振動発電素子１は、ダイボンド工程においてパッケージ２内に固定される。

なお、非導電性の接着剤１０２を用いる場合には、錘装着部１２ａと錘１０ａ，１０ｂとを接着する際に、非導電性の接着剤１０２が電極１２４の面まで濡れ広がらないように接着剤１０２を点付けする。一方、接着剤１０２が導電性の場合には、電極１２４上の全体に接着剤１０２が広がるように電極１２４上にも接着剤１０２を点付けし、電極１２４と錘１０ａとの電気的接触の向上を図るのが好ましい。また、導電性接着剤の代わりに、導電性グリース等を電極１２４と錘１０ａとの間に介在させても良い。

図４は、導通部の変形例を示す図である。上述した実施の形態では錘装着部１２ａのＳｉ層上に電極１２４を形成して、その電極１２４を導通部として用いた。後述するように錘装着部１２ａはＳｉ層により形成されるが、Ｓｉ層の表面にはシリコン酸化膜３０５が形成されている。図４に示す変形例では、錘装着部１２ａにＳｉ層が露出している領域Ｒを形成し、その領域Ｒに導電性接着剤１０２ａを配置して錘１０ａを錘装着部１２ａに接着する。錘１０ａと錘装着部１２ａとは導電性接着剤１０２ａにより導通することになる。

図５および図６は、振動発電素子１のＭＥＭＳ加工体の形成手順の一例を示す図である。ＭＥＭＳ加工技術によりＳＯＩ基板から振動発電素子を形成する方法は周知の技術であり（例えば、特開２０１７−０７０１６３号公報等参照）、ここでは形成手順の概略を説明する。なお、図５および図６では、図２（ａ）の一点鎖線Ｌ２に沿った断面を模式的に示した。

図５（ａ）は、ＭＥＭＳ加工が行われる基板であるＳＯＩ基板の断面を示す図である。前述したように、ＳＯＩ基板は、Ｓｉの支持層３０１とＳｉＯ_２のボックス層３０２とＳｉの活性層３０３とから成る。図５（ｂ）に示す第１のステップでは、活性層３０３の表面に窒化膜（ＳｉＮ膜）３０４を成膜する。図５（ｃ）に示す第２のステップでは、窒化膜３０４をパターニングして、電極パッド１１２，１１３および電極１２４を形成する箇所を保護するための窒化膜パターン３０４ａ，３０４ｂを形成する。

図５（ｄ）に示す第３のステップでは、可動電極部１２、固定電極部１１１、弾性支持部１３および接続部１１４を形成するためのマスクパターンを形成し、活性層３０３をエッチングする。エッチング加工は、ＤＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching）等によりボックス層３０２に達するまで行われる。このエッチング加工において、錘装着部１２ａの貫通孔１２２も同時に形成される。図５（ｄ）において、符号Ｂ１で示す部分は固定電極部１１１に対応する部分で、符号Ｂ２で示す部分は可動電極部１２に対応する部分で、符号Ｂ３で示す部分は接続部１１４に対応する部分である。

図６（ａ）に示す第４のステップでは、固定部１１を形成するためのマスクパターンを支持層３０１の表面に形成し、支持層３０１をＤＲＩＥ加工する。図６（ｂ）に示す第５のステップでは、支持層３０１の側および活性層３０３の側に露出するＳｉＯ_２のＢＯＸ層を強フッ酸により除去する。図６（ｃ）に示す第６のステップでは、熱酸化法によりＳｉ層の表面にシリコン酸化膜３０５を形成する。図６（ｄ）に示す第６のステップでは、窒化膜パターン３０４ａ，３０４ｂを除去し、除去した領域にアルミ電極を成膜して電極パッド１１２，１１３および電極１２４を形成する。なお、電極パッド１１３については図６（ｄ）に示す領域の外に形成されるので、図６（ｄ）には表示されていない。なお、図1に示すように錘装着部１２ａの表裏両面に錘１０ａ，１０ｂを装着する構成の場合には、例えば、図６（ｄ）の工程の後に錘装着部１２ａの裏面に電極１２４用の窒化膜パターン３０４ｂを形成すればよい。

上述の加工手順により、エレクトレット未形成の振動発電素子１のＭＥＭＳ加工体が形成される。その後、周知のエレクトレット形成方法（例えば、特許５６２７１３０号公報等参照）により、櫛歯電極１１０，１２０の少なくとも一方にエレクトレットを形成する。

振動発電素子１はＭＥＭＳ技術により加工され非常に微小な構造体であり、図１に示したパッケージ２の縦横寸法は数ｃｍで高さ寸法は数ｍｍ程度である。櫛歯電極１１０，１２０の数が多ければ多いほど発電量が大きくなるので、可動電極部１２において錘１０ａ，１０ｂが装着される固着面１２３の面積は小さくなる傾向があり、例えば、固着面１２３の幅寸法は１〜２ｍｍ程度と小さなものになる。一方、固着面１２３の部分には静電力が加わるので、貫通孔１２２が大きいと残りの部分の寸法が小さくなって変形するおそれがある。そのため、貫通孔１００，１２２は０．３〜０．５ｍｍ程度が限度となる。

上述のように、別に形成された錘１０ａ，１０ｂを錘装着部１２ａに装着する構成の場合、錘装着部１２ａに装着した際の錘１０ａ，１０ｂの重心位置のずれが弾性支持部１３の寿命に大きな影響を与えることが判った。図７および図８は、錘１０ａ，１０ｂの重心位置のずれの影響を説明する図である。図７は振動平面内（図１のｘｙ平面内）での位置ずれを説明する図で、図８は振動平面に垂直な方向（図１のｚ軸方向）の位置ずれを説明する図である。

図７において、（ａ）は位置決めが適切に行われている場合を示し、（ｂ）は位置決めが不適切な場合を示す。図７では錘１０ａ，１０ｂの図示を省略し、錘１０ａ，１０ｂの重心位置のみを符号Ｇで示した。なお、錘１０ａ，１０ｂの一方を装着した場合においても同様の議論が成り立つ。図７（ａ），（ｂ）において、ラインＬ１は接続部１１４の突起１１４ａの先端を通り振動方向（ｘ軸方向）に平行な直線である。図７（ａ）に示す例では、ｘｙ平面上における錘１０ａ，１０ｂの重心位置ＧはラインＬ１上に位置している。そのため、振動により錘１０ａ，１０ｂの重心に働く力Ｆ１の方向は、ラインＬ１に沿った方向となっている。錘装着部１２ａが接続部１１４の突起１１４ａに衝突すると突起１１４ａから錘装着部１２ａに対して反作用の力Ｆ２が働くが、Ｆ１とＦ２は向きは逆であるが方向はラインＬ１に沿った方向である。そのため、錘装着部１２ａをｘｙ面内で傾けるようなモーメントは発生しない。

なお、可動電極部１２はラインＬ１に対して線対称にｙプラス方向とｙマイナス方向に可動櫛歯群が設けられており、質量に関してもラインＬ１に対して線対称となっている。したがって、ラインＬ１は可動電極部１２の可動電極群が線対称となる基準線と定義することもできる。

一方、図７（ｂ）に示す位置決めが不適切な場合、錘１０ａ，１０ｂの重心位置ＧはラインＬ１に対してｙ軸負方向に位置ずれしている。そのため、錘装着部１２ａが接続部１１４の突起１１４ａに衝突すると、力Ｆ１および力Ｆ２を表すベクトルが同一ラインに沿った力ではないため錘装着部１２ａを矢印のように傾けるようなモーメントが作用し、錘装着部１２ａがｘｙ面内で傾くことになる。その結果、ビーム１３ｂに意図しない変形が生じビーム破損の原因となる。

振動平面に垂直な方向の位置ずれを説明する図８は、図７（ａ）のラインＬ１に沿ったｘｚ断面を示したものである。図７は衝突時の状態を示す図であって、図８（ａ）は錘１０ａ，１０ｂの合計質量の重心位置ＧがラインＬ１上にある場合を示し、図８（ｂ）は重心位置ＧがラインＬ１よりも図示下側（ｚ軸負方向側）にある場合を示す。

錘１０ａ，１０ｂが同一材料かつ同一形状である場合には、それぞれの重心位置Ｇ１，Ｇ２の錘装着部１２ａからの高さ寸法は同一となる。そのため、ｘｙ平面上における重心位置Ｇ１，Ｇ２の位置ずれがあった場合でも、錘１０ａ，１０ｂの合計質量の重心位置ＧはラインＬ１を含むｘｙ平面上に位置することになり、錘装着部１２ａが接続部１１４の突起１１４ａに衝突した際にモーメントは発生しない。

ただし、錘１０ａ，１０ｂの形状が互いに異なる等の理由で、図８（ｂ）に示すように合計質量の重心位置ＧがラインＬ１に対してｚ軸方向に位置ずれしていた場合、錘装着部１２ａに対する錘１０ａ，１０ｂのｘｙ方向の位置決めが適正であっても、錘装着部１２ａが接続部１１４の突起１１４ａに衝突した際に錘装着部１２ａを矢印のように傾けるようなモーメントが発生して、ビーム１３ｂに意図しない変形が生じることになる。

本実施の形態では、錘装着部１２ａに対して錘１０ａ，１０ｂを予め設定した適正なｘｙ位置に位置決めするための位置決め機構として、錘装着部１２ａおよび錘１０ａ，１０ｂに位置決めピン用の貫通孔１２２，１００（図１参照）を形成するようにした。また、図１（ｂ）のように可動電極部１２の表裏両面に錘１０ａ，１０ｂを装着する場合には、ｚ方向の重心位置ＧのラインＬ１からのずれを防止するために、錘１０ａ，１０ｂの重心位置Ｇ１，Ｇ１の錘装着部１２ａからの高さが等しくなるように設定する。すなわち、重心位置Ｇ１，Ｇ１が錘装着部１２ａに対して対称な位置となり、合計質量の重心位置ＧがラインＬ１上となるように、錘１０ａ，１０ｂを設定する。

錘１０ａ，１０ｂは同一材料で同一の形状で作成するのが好ましいが、表裏面の一対の錘１０ａ，１０ｂの質量が同一であり、錘１０ａ，１０ｂの重心位置Ｇ１，Ｇ２の各固着面からの高さが等しければ、材質、形状は異なっていても良い。

図９は、位置決め機構の変形例を示す図である。上述した実施の形態では、位置決めピンを錘１０ａ，１０ｂと錘装着部１２ａに形成された貫通孔１２２とに通すことにより、錘装着部１２ａに対して錘１０ａ，１０ｂを位置決めした。一方、図９（ａ），（ｂ）に示す変形例では、錘装着部１２ａに形成された貫通孔１２３ａに錘１０ａ，１０ｂの固着面１０１に形成された凸部１０１ａを係合させることにより、錘１０ａ，１０ｂの位置決めを行うようにした。図９（ａ）は錘１０ａの固着面１０１側を示す図であり、固着面１０１には位置決め用の凸部１０１ａが２つ形成されている。図９（ｂ）は、錘１０ａ，１０ｂが装着された状態の錘装着部１２ａの断面図である。

なお、凸部１０１ａおよび貫通孔１２３ａは種々の断面形状が可能であり、円形以外に三角形や長方形や菱形などの多角形の断面形状や、楕円の断面形状とすることも可能である。そのような断面形状とした場合には、円形断面の場合と異なり係合部が一か所であっても錘１０ａ，１０ｂの回転ずれを防止でき、重心位置がずれないように錘１０ａ，１０ｂを位置決めすることができる。

上述した実施形態、変形例で説明した振動発電素子１をまとめて説明すると以下のとおりである。
（１）振動発電素子１は、複数の櫛歯電極１１０を有する固定電極部１１１と、複数の櫛歯電極１２０および錘装着部１２ａを有する可動電極部１２と、可動電極部１２を弾性支持する弾性支持部１３と、錘装着部１２ａに固定される導電性の錘１０ａ，１０ｂと、錘装着部１２ａに形成され、可動電極部１２と錘１０ａ，１０ｂとの導通させる導通部である電極１２４や導電性接着剤１０２ａとを備える。そのため、錘１０ａは導通部を介して可動電極部１２と導通し、可動電極部１２と錘１０ａとが同電位に保たれ、振動発電素子１の帯電品質安定化を図ることができる。

（２）例えば、導通部が電極１２４である場合、電極１２４と錘１０ａ，１０ｂとの間に導電性接着剤または導電性グリースを介在させることで、導通性能の向上を図ることができる。

（３）錘１０ａ，１０ｂは、図７（ａ）に示すように、接続部１１４の突起１１４ａの先端（すなわち、当接箇所）を通って振動方向に平行なラインＬ１の上に錘１０ａ，１０ｂ全体の重心位置Ｇが位置決めされている。そのように位置決めすることにより、重心位置Ｇを通る振動方向に平行なラインに関して弾性支持部１３の配置が対称となり、振動方向がｙ方向にぶれるような不自然な振動が発生するのを防止することができる。また、可動電極部１２が接続部１１４に当接したときに、可動電極部１２をｘｙ面内で傾けるようなモーメントが発生せず、ビーム１３ｂに意図しない変形が生じるのを防止することができる。

（４）錘１０ａ，１０ｂを、可動電極部１２を構成する材料よりも比重の大きい材料で形成することにより、錘１０ａ，１０ｂをより小さくすることができ、振動発電素子１の小型化を図ることができる。

（５）上述した実施の形態では、振動発電素子１はパッケージ２と上蓋３とからなる筐体の内部に配置され、振動発電素子１が配置された筐体内は真空状態とされる。すなわち、振動発電素子１は真空封止されるので、振動発電素子１の振動に対する空気の粘性抵抗の影響を排除することができ、より高効率な振動発電素子を得ることができる。

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

例えば、上述した実施の形態では、ＳＯＩ基板により振動発電素子１を形成したが、シリコン基板を用いても良い。シリコン基板を用いる場合、例えば、導電率の小さな真性のシリコン基板の表面から所定厚さの領域にドーピングによりＰ型またはＮ型の導電層を形成し、導電層の下部の真性なシリコン層に固定部１１を形成し、導電層に固定電極部１１１、可動電極部１２、弾性支持部１３を形成すれば良い。

また、上述した実施の形態では、可動電極部１２の表裏両面に錘１０ａ，１０ｂを装着する構成を例に説明したが、本発明は、表裏両面のいずれか一方に錘を装着する構成の場合にも適用することができる。

さらにまた、上述した振動発電素子１では、可動電極部１２が櫛歯電極１１０、１２０の伸延方向（図１のｘ軸方向）に振動するような構成であったが、例えば、特許６３３８０７１号公報に記載の振動発電素子のように複数の櫛歯電極１１０が並置されている方向（図１のｙ軸方向）に振動するような構成であっても本発明は適用が可能である。

１…振動発電素子、２…パッケージ、１０ａ，１０ｂ…錘、１１…固定部、１２…可動電極部、１２ａ…錘装着部、１２ｂ…櫛歯形成部、１３…弾性支持部、１００，１２２，１２３ａ…貫通孔、１０１ａ…凸部、１０１ｂ…凹部、１０２…接着剤、１０２ａ…導電性接着剤、１０３…位置決めピン、１１０，１２０…櫛歯電極、１１１…固定電極部、１１４…接続部、１１４ａ…突起、１２３…固着面、１２４…電極、Ｇ，Ｇ１，Ｇ２…重心位置

Claims

複数の櫛歯電極を有する固定電極部と、
複数の櫛歯電極および錘装着部を有する可動電極部と、
前記可動電極部を弾性支持する支持部と、
前記錘装着部に固定される導電性の錘と、
前記錘装着部に形成され、前記可動電極部と前記錘とを導通させる導通部とを備える、振動発電素子。
請求項１に記載の振動発電素子において、
前記導通部は、前記可動電極部の基材上に形成されて前記錘装着部の表面に露出する電極である、振動発電素子。
請求項２に記載の振動発電素子において、
前記導通部と前記錘との間に導電性接着剤または導電性グリースを介在させる、振動発電素子。
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の振動発電素子において、
振動する前記可動電極部に当接して前記可動電極部の振動を制限する制限部を備え、
前記錘は、前記制限部の当接箇所を通って振動方向に平行なラインの上に重心位置が位置決めされている、振動発電素子。
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の振動発電素子において、
前記錘は前記可動電極部を構成する材料よりも比重の大きい導電性材料で形成されている、振動発電素子。
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の振動発電素子と、
前記振動発電素子を真空封止する筐体とを備える、振動発電装置。