JP5975565B2 - 発電装置 - Google Patents
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Description
本発明は、発電装置に関する。
従来から、発電素子を用いた発電装置が提案されている。例えば、住宅の常夜灯等に電力を供給するために、人の生活活動から発生するエネルギーを利用した発電装置が開示されている。具体的には、この発電装置は、凹状のフレームと、このフレームに内包された複数の発電素子と、このフレームの外部に露出された踏み板であって、これら複数の発電素子の上面を略覆う踏み板とを備えて構成されている。このような構成により、人が踏み板を足で踏みつけることにより、踏み板によって発電素子が押圧されて電力を発生させることができる。
しかしながら、上述した従来の発電装置においては、発電素子の発電効率に関して改善の余地があった。例えば、人が踏み板の端部近傍部分を足で踏みつけた場合には、複数の発電素子のうち、当該踏み板の端部近傍部分から離れた位置に配置された発電素子が押圧されにくくなるので、この発電素子の変形量が低くなり、この発電素子の発電効率も低下するという問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、発電効率を維持することが可能となる、発電装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の発電装置は、変形可能な中空体の内部に流動体を充填することによって変形可能に形成されたマット体であって、当該マット体の一部に外力が加えられることで変形した場合に、この変形による流動体の揺れに伴って、前記マット体の前記外力が加えられていない他の一部も変形可能なマット体と、前記マット体の少なくとも一つの側面に設けられた発電モジュールであって、外部から加えられた力を発電素子を用いて電気に変換する発電モジュールと、を備え、前記発電モジュールの前記発電素子は、前記マット体の変形に伴って、当該マット体によって直接的又は間接的に押圧されることにより発電を行う。
また、請求項２に記載の発電装置は、請求項１に記載の発電装置において、前記発電モジュールにおいて、前記発電素子を、前記マット体における当該発電モジュールに対向する側面に略沿うように複数並設している。
また、請求項３に記載の発電装置は、請求項１又は２に記載の発電装置において、前記マット体と前記発電モジュールとから構成される組を、少なくとも二組以上積層して構成している。
また、請求項４に記載の発電装置は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発電装置において、前記マット体と前記発電モジュールとの相互間に設けられた複数の接触制限手段であって、当該複数の接触制限手段の相互の間隔を介して行われる、前記発電モジュールの前記発電素子と前記マット体との接触を調整するための複数の接触制限手段を備えている。
また、請求項５に記載の発電装置は、請求項４に記載の発電装置において、前記複数の接触制限手段の相互の間隔のうち、少なくとも一部の間隔を他の間隔とは異なる間隔としている。
請求項１に記載の発電装置によれば、発電モジュールの発電素子は、変形可能に形成されたマット体であって、当該マット体の一部に外力が加えられることで変形した場合に、この変形に伴って、当該マット体の前記外力が加えられていない他の一部も変形可能なマット体の変形に伴って、当該マット体によって直接的又は間接的に押圧されることにより発電を行うので、発電モジュールの発電素子が、外力が加えられている位置から離れた位置にある場合であっても、当該外力によるマット体の一部の変形がマット体の他の一部に伝播し、この伝播したマット体の他の一部の変形に伴って、この発電モジュールの発電素子がマット体によって押圧されるので、この発電モジュールの発電素子を効果的に変形させることができ、発電効率を維持することができる。
また、マット体を、変形可能な中空体の内部に流動体を充填して形成したので、発電モジュールの発電素子が、外力が加えられている位置から離れた位置にある場合であっても、当該マット体に充填された流動体の揺れによって、マット体の一部の変形がマット体の他の一部に伝播し、この伝播したマット体の他の一部の変形に伴って、この発電モジュールの発電素子がマット体によって押圧されるので、この発電モジュールの発電素子を一層効果的に変形させることができる。
また、マット体を、変形可能な中空体の内部に流動体を充填して形成したので、発電モジュールの発電素子が、外力が加えられている位置から離れた位置にある場合であっても、当該マット体に充填された流動体の揺れによって、マット体の一部の変形がマット体の他の一部に伝播し、この伝播したマット体の他の一部の変形に伴って、この発電モジュールの発電素子がマット体によって押圧されるので、この発電モジュールの発電素子を一層効果的に変形させることができる。
また、請求項２に記載の発電装置によれば、発電モジュールにおいて、発電素子を、マット体における当該発電モジュールに対向する側面に略沿うように複数並設したので、発電素子を効果的に押圧できると共に、発電素子の設置個数を増やすことができ、発電量も増やすことができる。
また、請求項３に記載の発電装置によれば、マット体と発電モジュールとから構成される組を、少なくとも二組以上積層して構成したので、単層の発電装置に比べて、発電素子の設置個数を増やすことができ、発電量も一層増やすことができる。
また、請求項４に記載の発電装置によれば、マット体と発電モジュールとの相互間に設けられた複数の接触制限手段であって、当該複数の接触制限手段の相互の間隔を介して行われる、発電モジュールの発電素子とマット体との接触を調整するための複数の接触制限手段を備えたので、発電装置に加えられた外力のうち、マット体における複数の接触制限手段に対応する部分を変形させるための力を、発電モジュールの発電素子を押圧するための力に利用することができる。そのため、複数の接触制限手段を備えていない発電装置に比べて、発電モジュールの発電素子を効果的に変形させることができ、発電効率も向上させることができる。
また、請求項５に記載の発電装置によれば、複数の接触制限手段の相互の間隔のうち、少なくとも一部の間隔を他の間隔とは異なる間隔としたので、外力が加えられる位置に応じて、発電モジュールの発電素子の変形量に差異を生じさせることができる。これにより、この差異に基づいて発電量を制御することができ、例えばセンシング技術として利用することができる。
以下に添付図面を参照して、この発明に係る発電装置の実施の形態を詳細に説明する。ただし、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。なお、各実施の形態に係る発電装置の適用対象は任意であり、外部から加えられた力を利用して発電を行う器具に用いることができる。以下では、就寝又は介護用のベッドに用いることで、就寝中のユーザの寝返り等による体重移動を利用して発電を行う形態と、遊戯用マットに用いることで、遊戯中のユーザが飛び跳ねて着地したときの衝撃力を利用して発電を行う形態を例として説明を行う。
〔実施の形態１〕
最初に、実施の形態１について説明する。この形態は、発電装置を就寝又は介護用のベッドとして構成した形態であって、マット体の上面に発電モジュールを設けた形態である。
最初に、実施の形態１について説明する。この形態は、発電装置を就寝又は介護用のベッドとして構成した形態であって、マット体の上面に発電モジュールを設けた形態である。
（構成）
まず、発電装置の構成について説明する。図１は、実施の形態１に係る発電装置の概要を示す斜視図である。図２は、発電装置の分解斜視図である。図３は、図１のＡ−Ａ矢視断面図である。図４は、図３における領域Ｂの拡大図である。なお、以下の説明においては、図１のＸ方向を左右方向、図１のＹ方向を前後方向、図１のＺ方向を上下方向とする。これら各図に示すように、発電装置１は、フレーム１０と、支持板２０と、マット体３０と、発電モジュール４０とを備えている。
まず、発電装置の構成について説明する。図１は、実施の形態１に係る発電装置の概要を示す斜視図である。図２は、発電装置の分解斜視図である。図３は、図１のＡ−Ａ矢視断面図である。図４は、図３における領域Ｂの拡大図である。なお、以下の説明においては、図１のＸ方向を左右方向、図１のＹ方向を前後方向、図１のＺ方向を上下方向とする。これら各図に示すように、発電装置１は、フレーム１０と、支持板２０と、マット体３０と、発電モジュール４０とを備えている。
（構成−フレーム）
フレーム１０は、発電装置１の基本構造体であり、マット体３０と発電モジュール４０とを外部から保護する保護手段である。具体的には、図１〜３に示すように、フレーム１０は、上面及び下面を開放した略箱状体であり、金属、木材、樹脂等を用いて形成されている。また、このフレーム１０の構成については、具体的には、図３に示すように、フレーム１０が支持板２０及びマット体３０を支持することができるように、フレーム１０を構成する各プレートの縦断面が略Ｌ字状に形成されている（なお、後述する実施の形態２〜５のフレーム１０の各プレートの縦断面が略コ字状に形成されている）。
フレーム１０は、発電装置１の基本構造体であり、マット体３０と発電モジュール４０とを外部から保護する保護手段である。具体的には、図１〜３に示すように、フレーム１０は、上面及び下面を開放した略箱状体であり、金属、木材、樹脂等を用いて形成されている。また、このフレーム１０の構成については、具体的には、図３に示すように、フレーム１０が支持板２０及びマット体３０を支持することができるように、フレーム１０を構成する各プレートの縦断面が略Ｌ字状に形成されている（なお、後述する実施の形態２〜５のフレーム１０の各プレートの縦断面が略コ字状に形成されている）。
（構成−支持板）
支持板２０は、マット体３０及び発電モジュール４０を支持するための支持手段である。具体的には、図１〜３に示すように、支持板２０は、平面形状がフレーム１０と略同一の大きさの形状である板状体であり、例えば木材、金属、樹脂材等にて形成されている。また、この支持板２０は、フレーム１０の下端部近傍に配置されている。より具体的には、支持板２０の下面におけるＸ方向及びＹ方向の端部の各々が、対応するフレーム１０のプレートの略Ｌ字状の下側突起部分と当接する位置に、支持板２０は配置されており、フレーム１０に対して支持されている（後述する実施の形態２〜５の支持板２０についても同様とする）。
支持板２０は、マット体３０及び発電モジュール４０を支持するための支持手段である。具体的には、図１〜３に示すように、支持板２０は、平面形状がフレーム１０と略同一の大きさの形状である板状体であり、例えば木材、金属、樹脂材等にて形成されている。また、この支持板２０は、フレーム１０の下端部近傍に配置されている。より具体的には、支持板２０の下面におけるＸ方向及びＹ方向の端部の各々が、対応するフレーム１０のプレートの略Ｌ字状の下側突起部分と当接する位置に、支持板２０は配置されており、フレーム１０に対して支持されている（後述する実施の形態２〜５の支持板２０についても同様とする）。
（構成−マット体）
マット体３０は、ユーザを支持するための支持手段である。具体的には、図１〜３に示すように、マット体３０は、平面形状を略方形状にて形成されている（後述する実施の形態２〜５のマット体３０についても同様とする）。また、このマット体３０は、支持板２０の上面側に配置されている。なお、マット体３０の構成の詳細については、後述する。
マット体３０は、ユーザを支持するための支持手段である。具体的には、図１〜３に示すように、マット体３０は、平面形状を略方形状にて形成されている（後述する実施の形態２〜５のマット体３０についても同様とする）。また、このマット体３０は、支持板２０の上面側に配置されている。なお、マット体３０の構成の詳細については、後述する。
（構成−発電モジュール）
発電モジュール４０は、当該発電モジュール４０に加えられた力を電気に変換するものである。具体的には、図１〜３に示すように、発電モジュール４０は、マット体３０と支持板２０との相互間に配置されている。また、この発電モジュール４０は、複数の発電部４１ａ〜４１ｆ（これら発電部４１ａ〜４１ｆは、相互に区別する必要がない場合には「発電部４１」と総称する）を備えている。
発電モジュール４０は、当該発電モジュール４０に加えられた力を電気に変換するものである。具体的には、図１〜３に示すように、発電モジュール４０は、マット体３０と支持板２０との相互間に配置されている。また、この発電モジュール４０は、複数の発電部４１ａ〜４１ｆ（これら発電部４１ａ〜４１ｆは、相互に区別する必要がない場合には「発電部４１」と総称する）を備えている。
（構成−発電モジュール−発電部）
複数の発電部４１ａ〜４１ｆは、発電モジュール４０において発電を行う発電手段である。具体的には、図３、４に示すように、複数の発電部４１ａ〜４１ｆは、発電モジュール４０において、マット体３０の下面に略沿うように並設されている。また、これら複数の発電部４１ａ〜４１ｆの各々は、圧電素子４２ａ、４２ｂ（これら圧電素子４２ａ、４２ｂは、相互に区別する必要がない場合には「圧電素子４２」と総称する）と、振動板４３と、周辺スペーサ４４と、中央スペーサ４５とを備えて構成されている（後述する実施の形態２〜５の発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆについても同様とする）。
複数の発電部４１ａ〜４１ｆは、発電モジュール４０において発電を行う発電手段である。具体的には、図３、４に示すように、複数の発電部４１ａ〜４１ｆは、発電モジュール４０において、マット体３０の下面に略沿うように並設されている。また、これら複数の発電部４１ａ〜４１ｆの各々は、圧電素子４２ａ、４２ｂ（これら圧電素子４２ａ、４２ｂは、相互に区別する必要がない場合には「圧電素子４２」と総称する）と、振動板４３と、周辺スペーサ４４と、中央スペーサ４５とを備えて構成されている（後述する実施の形態２〜５の発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆについても同様とする）。
圧電素子４２ａ、４２ｂは、圧力により変形することで電気を生じる素子である。具体的には、図４に示すように、圧電素子４２ａ、４２ｂは、薄板状体であり、チタン酸バリウム、ジルコニア等の圧電セラミックス、リチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ３）等の圧電単結晶にて形成されている。なお、図示は省略するが、圧電素子４２ａ、４２ｂの各々は、当該圧電素子４２の一方の面にプラス端子、当該圧電素子４２の他方の面にマイナス端子を有し、プラス端子と結線されたプラスリード線と、マイナス端子と結線されたマイナスリード線が引き出され、これらが図示しない制御回路を介して外部機器と接続されることで、当該外部機器に対して電力が供給される。ただし、圧電素子４２ａ、４２ｂの各々と負荷との相互間に公知のブリッジ回路等の各種電気素子を配置してもよい。あるいは、圧電素子４２ａ、４２ｂとして、若しくは圧電素子４２ａ、４２ｂに代えて、外力（歪み、屈曲、若しくは圧縮を生じさせる力を含む）により発電が可能な任意の素材を用いることができ、例えば、イオン導電性高分子の膜（ゲル）の両面に金属（金等）をメッキしたイオン高分子金属複合材料（ＩＰＭＣ：Ｉｏｎｉｃ Ｐｏｌｙｍｅｒ−Ｍｅｔａｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）や、イオン導電性高分子ゲル膜（ＩＣＰＦ：Ｉｏｎｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｐｏｌｙｍｅｒｇｅｌ Ｆｉｌｍ）、あるいは、これらＩＰＭＣやＩＣＰＦを用いた人工筋肉を使用することができる。この点は、後述する他の実施の形態でも同じである。なお、これら圧電素子４２ａ、４２ｂや発電が可能な任意の素材を、必要に応じて「発電素子」と総称する。
振動板４３は、圧電素子４２ａ、４２ｂに応力を加える支持体であると共に、圧電素子４２ａ、４２ｂの割れ強度を補強する補強材を兼ねるものである。具体的には、図３、４に示すように、振動板４３は、ステンレス薄板等の可撓性と耐久性を有する鋼材等からなる円板状体である（ここでは、平面形状が圧電素子４２ａ、４２ｂよりも大きな形状であると共に、厚みが圧電素子４２ａ、４２ｂと略同一の厚さである振動板４３について説明する）。また、この振動板４３は、圧電素子４２ａ、４２ｂの相互間に配置されている。より具体的には、振動板４３の一方の側面と圧電素子４２ａとが当接するように配置されると共に、振動板４３の他方の側面と圧電素子４２ｂとが当接するように配置されている。そして、この振動板４３は、圧電素子４２ａ、４２ｂに対して接着剤等により接合されている。
周辺スペーサ４４は、振動板４３及び圧電素子４２ｂと支持板２０との相互間隔を形成するものである。具体的には、図３、４に示すように、周辺スペーサ４４は、振動板４３と同心位置に配置された環状体であり、鉄、ステンレス等の金属板にて形成されている。また、この周辺スペーサ４４は、振動板４３及び圧電素子４２ｂと支持板２０との相互間において、振動板４３の外縁近傍部分に当接するように配置され、振動板４３及び支持板２０に対して接着剤等にて固定されている。
中央スペーサ４５は、振動板４３及び圧電素子４２ａとマット体３０との相互間隔を形成するためのものであると共に、マット体３０の押圧力を圧電素子４２ａに伝達するためのものである。具体的には、図３、４に示すように、中央スペーサ４５は、略柱状体であり、鉄、ステンレス等の金属板にて形成されている。また、この中央スペーサ４５は、振動板４３及び圧電素子４２ａとマット体３０との相互間において、当該圧電素子４２ａの中央近傍に配置され、当該圧電素子４２ａ及びマット体３０に対して接着剤等にて固定されている。
（マット体の構成の詳細について）
次に、実施の形態１に係るマット体３０の構成については、下記に示す工夫が施されている。以下、このマット体３０の構成の詳細について説明する。図５は、発電装置１に外力Ｐが加えられている状態を示す断面図である。図３、５に示すように、発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの一部の圧電素子４２ａ、４２ｂが、外力Ｐが加えられている位置から離れた位置にある場合であっても、当該一部の圧電素子４２ａ、４２ｂがマット体３０によって効果的に押圧されるように、当該マット体３０は、変形可能に形成されたものであって、当該マット体３０の一部が外力が加えられることで変形した場合に、この変形に伴って、当該マット体３０の外力が加えられていない他の一部も変形可能となるように形成されている。具体的には、図３、５に示すように、マット体３０は、変形可能な中空体の内部に流動体を充填することにより形成されている。ここで、「中空体」とは、流動体を収容するものであると共に、流動体の揺れに追随して変形する機能を有するものであり、例えば、天然ゴム、合成ゴム等のゴム材にて形成された袋体等を含む概念である。また、「流動体」とは、流動性を有するものであり、例えば、空気、ヘリウムガス等の気体と、水、油等の液体と、高分子ゲル等の半固体ないし固体とを含む概念である。より具体的には、実施の形態１では、このマット体３０は、ゴム材にて形成された袋体３１の内部に、水３２を充填することにより形成されている（後述する実施の形態２〜５のマット体３０についても同様とする）。このような構成により、外力Ｐが加えられたことによるマット体３０の一部の変形に伴って、当該マット体３０によって中央スペーサ４５を介して押圧された発電モジュール４０における発電部４１の圧電素子４２ａ、４２ｂ以外の他の発電部４１の圧電素子４２ａ、４２ｂであっても、当該マット体３０に充填された水３２の揺れによって、マット体３０の一部の変形がマット体３０の他の一部に伝播し、この伝播したマット体３０の他の一部の変形に伴って、当該他の発電部４１の圧電素子４２ａ、４２ｂが当該マット体３０によって中央スペーサ４５を介して押圧される。これにより、発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂを効果的に変形させることができる。
次に、実施の形態１に係るマット体３０の構成については、下記に示す工夫が施されている。以下、このマット体３０の構成の詳細について説明する。図５は、発電装置１に外力Ｐが加えられている状態を示す断面図である。図３、５に示すように、発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの一部の圧電素子４２ａ、４２ｂが、外力Ｐが加えられている位置から離れた位置にある場合であっても、当該一部の圧電素子４２ａ、４２ｂがマット体３０によって効果的に押圧されるように、当該マット体３０は、変形可能に形成されたものであって、当該マット体３０の一部が外力が加えられることで変形した場合に、この変形に伴って、当該マット体３０の外力が加えられていない他の一部も変形可能となるように形成されている。具体的には、図３、５に示すように、マット体３０は、変形可能な中空体の内部に流動体を充填することにより形成されている。ここで、「中空体」とは、流動体を収容するものであると共に、流動体の揺れに追随して変形する機能を有するものであり、例えば、天然ゴム、合成ゴム等のゴム材にて形成された袋体等を含む概念である。また、「流動体」とは、流動性を有するものであり、例えば、空気、ヘリウムガス等の気体と、水、油等の液体と、高分子ゲル等の半固体ないし固体とを含む概念である。より具体的には、実施の形態１では、このマット体３０は、ゴム材にて形成された袋体３１の内部に、水３２を充填することにより形成されている（後述する実施の形態２〜５のマット体３０についても同様とする）。このような構成により、外力Ｐが加えられたことによるマット体３０の一部の変形に伴って、当該マット体３０によって中央スペーサ４５を介して押圧された発電モジュール４０における発電部４１の圧電素子４２ａ、４２ｂ以外の他の発電部４１の圧電素子４２ａ、４２ｂであっても、当該マット体３０に充填された水３２の揺れによって、マット体３０の一部の変形がマット体３０の他の一部に伝播し、この伝播したマット体３０の他の一部の変形に伴って、当該他の発電部４１の圧電素子４２ａ、４２ｂが当該マット体３０によって中央スペーサ４５を介して押圧される。これにより、発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂを効果的に変形させることができる。
（発電装置の機能）
このように構成された実施の形態１に係る発電装置１の機能は以下の通りである。まず、発電装置１を就寝又は介護用のベッドに適用した場合には、就寝中のユーザの寝返り等による体重移動によってマット体３０を変形させ、このマット体３０の変形により発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂが押圧される。これにより、これら複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂを変形させることができるので、発電を行うことが可能になる。なお、この発電装置１によって得られた電力は任意の目的で利用（例えば、部屋の照明等の電源として利用）することが可能になる。
このように構成された実施の形態１に係る発電装置１の機能は以下の通りである。まず、発電装置１を就寝又は介護用のベッドに適用した場合には、就寝中のユーザの寝返り等による体重移動によってマット体３０を変形させ、このマット体３０の変形により発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂが押圧される。これにより、これら複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂを変形させることができるので、発電を行うことが可能になる。なお、この発電装置１によって得られた電力は任意の目的で利用（例えば、部屋の照明等の電源として利用）することが可能になる。
特に、図５に示すように、マット体３０が変形可能な袋体３１の内部に水３２を充填することにより形成されているので、マット体３０の左端部近傍に外力Ｐが鉛直下方向に加えられた場合において、外力Ｐが加えられたことによるマット体３０の左端部の変形に伴って、発電モジュール４０における発電部４１ａの圧電素子４２ａ、４２ｂが当該マット体３０によって中央スペーサ４５を介して押圧される。そしてさらに、マット体３０に充填された水３２の揺れによる当該マット体３０の左端部以外の部分の変形に伴って、発電モジュール４０における発電部４１ｂ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂが当該マット体３０によって中央スペーサ４５を介して押圧される。これらのことから、発電モジュール４０における発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂを効果的に変形させることができる。
（効果）
このように実施の形態１によれば、マット体３０を、変形可能な袋体３１の内部に水３２を充填して形成したので、外力Ｐが加えられたことによるマット体３０の一部の変形に伴って、当該マット体３０によって中央スペーサ４５を介して押圧された発電モジュール４０における発電部４１の圧電素子４２ａ、４２ｂ以外の他の発電部４１の圧電素子４２ａ、４２ｂであっても、当該マット体３０に充填された水３２の揺れによって、マット体３０の一部の変形がマット体３０の他の一部に伝播し、この伝播したマット体３０の他の一部の変形に伴って、当該他の発電部４１の圧電素子４２ａ、４２ｂが当該マット体３０によって中央スペーサ４５を介して押圧される。これにより、発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂを効果的に変形させることができ、発電効率を維持することができる。
このように実施の形態１によれば、マット体３０を、変形可能な袋体３１の内部に水３２を充填して形成したので、外力Ｐが加えられたことによるマット体３０の一部の変形に伴って、当該マット体３０によって中央スペーサ４５を介して押圧された発電モジュール４０における発電部４１の圧電素子４２ａ、４２ｂ以外の他の発電部４１の圧電素子４２ａ、４２ｂであっても、当該マット体３０に充填された水３２の揺れによって、マット体３０の一部の変形がマット体３０の他の一部に伝播し、この伝播したマット体３０の他の一部の変形に伴って、当該他の発電部４１の圧電素子４２ａ、４２ｂが当該マット体３０によって中央スペーサ４５を介して押圧される。これにより、発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂを効果的に変形させることができ、発電効率を維持することができる。
また、発電モジュール４０において、複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂを、マット体３０の下面に略沿うように複数並設したので、圧電素子４２ａ、４２ｂを効果的に押圧できると共に、圧電素子４２ａ、４２ｂの設置個数を増やすことができ、発電量も増やすことができる。
〔実施の形態２〕
次に、実施の形態２について説明する。この形態は、発電装置を遊戯用マットとして構成した形態であって、マット体の上面と下面の各々に発電モジュールを設けた形態である。なお、実施の形態１と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態１で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
次に、実施の形態２について説明する。この形態は、発電装置を遊戯用マットとして構成した形態であって、マット体の上面と下面の各々に発電モジュールを設けた形態である。なお、実施の形態１と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態１で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
（構成）
まず、実施の形態２に係る発電装置の構成について説明する。図６は、実施の形態２に係る発電装置の概要を示す斜視図である。図７は、図６のＣ−Ｃ断面図である。図６、７に示すように、実施の形態２に係る発電装置１０１は、実施の形態１の発電装置１の構成要素に対して、さらに受圧板５０と、発電モジュール４０とを備えて構成されている。
まず、実施の形態２に係る発電装置の構成について説明する。図６は、実施の形態２に係る発電装置の概要を示す斜視図である。図７は、図６のＣ−Ｃ断面図である。図６、７に示すように、実施の形態２に係る発電装置１０１は、実施の形態１の発電装置１の構成要素に対して、さらに受圧板５０と、発電モジュール４０とを備えて構成されている。
（構成−受圧板）
受圧板５０は、ユーザが飛び跳ねて着地した際の衝撃力を受ける受圧手段である。具体的には、図６、７に示すように、受圧板５０は、平面形状がフレーム１０と略同一の大きさの形状である板状体であり、比較的軽くて剛性の高い材質である、硬質発泡スチロール等にて形成されている。また、この受圧板５０は、マット体３０よりもフレーム１０の上端部側に配置されている。より具体的には、受圧板５０の上面におけるＸ方向及びＹ方向の端部の各々が、対応するフレーム１０のプレートの略コ字状の上側突起部分と当接する位置に、受圧板５０は配置されている（後述する実施の形態３〜５の受圧板５０についても同様とする）。
受圧板５０は、ユーザが飛び跳ねて着地した際の衝撃力を受ける受圧手段である。具体的には、図６、７に示すように、受圧板５０は、平面形状がフレーム１０と略同一の大きさの形状である板状体であり、比較的軽くて剛性の高い材質である、硬質発泡スチロール等にて形成されている。また、この受圧板５０は、マット体３０よりもフレーム１０の上端部側に配置されている。より具体的には、受圧板５０の上面におけるＸ方向及びＹ方向の端部の各々が、対応するフレーム１０のプレートの略コ字状の上側突起部分と当接する位置に、受圧板５０は配置されている（後述する実施の形態３〜５の受圧板５０についても同様とする）。
（構成−発電モジュール）
発電モジュール４０は、具体的には、図７に示すように、受圧板５０とマット体３０との相互間に配置されている。また、この発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆは、当該発電モジュール４０において、マット体３０の上面に略沿うように並設されている。ここで、この発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの周辺スペーサ４４の配置については、具体的には、図７に示すように、対応する振動板４３及び圧電素子４２ｂとマット体３０との相互間において、当該振動板４３の外縁近傍に配置され、当該振動板４３及びマット体３０に対して接着剤等にて固定されている。また、この発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの中央スペーサ４５の配置については、具体的には、図７に示すように、対応する振動板４３及び圧電素子４２ａと受圧板５０との相互間において、当該圧電素子４２ａの中央近傍に配置され、当該圧電素子４２ａ及び受圧板５０に対して接着剤等にて固定されている。
発電モジュール４０は、具体的には、図７に示すように、受圧板５０とマット体３０との相互間に配置されている。また、この発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆは、当該発電モジュール４０において、マット体３０の上面に略沿うように並設されている。ここで、この発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの周辺スペーサ４４の配置については、具体的には、図７に示すように、対応する振動板４３及び圧電素子４２ｂとマット体３０との相互間において、当該振動板４３の外縁近傍に配置され、当該振動板４３及びマット体３０に対して接着剤等にて固定されている。また、この発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの中央スペーサ４５の配置については、具体的には、図７に示すように、対応する振動板４３及び圧電素子４２ａと受圧板５０との相互間において、当該圧電素子４２ａの中央近傍に配置され、当該圧電素子４２ａ及び受圧板５０に対して接着剤等にて固定されている。
このように、発電装置１０１においては、マット体３０の上面及び下面に発電モジュール４０が設けられているので、実施の形態１に係る発電装置１に比べて、圧電素子４２の設置個数を増やすことができる。
（発電装置の機能）
このように構成された実施の形態２に係る発電装置１０１の機能は以下の通りである。図８は、発電装置１０１に外力Ｐが加えられている状態を示す断面図である。まず、発電装置１０１を遊戯用マットに適用した場合には、遊戯中のユーザが飛び跳ねて着地したときの衝撃力によってマット体３０を変形させ、このマット体３０の変形によりマット体３０の上面及び下面に設けられた発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂが押圧される。これにより、これら発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂを変形させることができるので、発電を行うことが可能になる。なお、この発電装置１０１によって得られた電力は任意の目的で利用（例えば、発電装置１０１に取り付けられたランプ８０の電源として利用）することが可能になる。
このように構成された実施の形態２に係る発電装置１０１の機能は以下の通りである。図８は、発電装置１０１に外力Ｐが加えられている状態を示す断面図である。まず、発電装置１０１を遊戯用マットに適用した場合には、遊戯中のユーザが飛び跳ねて着地したときの衝撃力によってマット体３０を変形させ、このマット体３０の変形によりマット体３０の上面及び下面に設けられた発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂが押圧される。これにより、これら発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂを変形させることができるので、発電を行うことが可能になる。なお、この発電装置１０１によって得られた電力は任意の目的で利用（例えば、発電装置１０１に取り付けられたランプ８０の電源として利用）することが可能になる。
特に、図８に示すように、受圧板５０の左端部近傍に外力Ｐが鉛直下方向に加えられた場合において、外力Ｐが加えられたことによるマット体３０の左端部の変形に伴って、マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０における発電部４１ａの圧電素子４２ａ、４２ｂが当該マット体３０によって対応する中央スペーサ４５を介して押圧されると共に、マット体３０の上面に設けられた発電モジュール４０における発電部４１ａの圧電素子４２ａ、４２ｂが当該マット体３０によって対応する周辺スペーサ４４を介して押圧される。そしてさらに、マット体３０に充填された水３２の揺れによる当該マット体３０の左端部以外の部分の変形に伴って、マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０における発電部４１ｂ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂが当該マット体３０によって対応する中央スペーサ４５を介して押圧されると共に、マット体３０の上面に設けられた発電モジュール４０における発電部４１ｂ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂが当該マット体３０によって対応する周辺スペーサ４４を介して押圧される。これらのことから、マット体３０の上面及び下面に設けられた発電モジュール４０における発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂを効果的に変形させることができる。
（効果）
このように実施の形態２によれば、マット体３０の上面及び下面に発電モジュール４０が設けられているので、実施の形態１に係る発電装置１に比べて、圧電素子４２の設置個数を増やすことができ、発電量も増やすことができる。
このように実施の形態２によれば、マット体３０の上面及び下面に発電モジュール４０が設けられているので、実施の形態１に係る発電装置１に比べて、圧電素子４２の設置個数を増やすことができ、発電量も増やすことができる。
〔実施の形態３〕
次に、実施の形態３について説明する。この形態は、発電装置を遊戯用マットとして構成した形態であって、マット体と発電モジュールとから構成される組を、少なくとも二組以上積層して構成した形態である。なお、実施の形態２と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態２で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
次に、実施の形態３について説明する。この形態は、発電装置を遊戯用マットとして構成した形態であって、マット体と発電モジュールとから構成される組を、少なくとも二組以上積層して構成した形態である。なお、実施の形態２と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態２で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
（構成）
まず、実施の形態３に係る発電装置の構成について説明する。図９は、実施の形態３に係る図６のＣ−Ｃ矢視断面図である。実施の形態３に係る発電装置２０１は、フレーム１０と、支持板２０と、受圧板５０と、発電モジュール４０と、マット体３０と発電モジュール４０とから構成される二つの組（以下、第１の組６０と、第２の組６１と称する）とを備えて構成されている。
まず、実施の形態３に係る発電装置の構成について説明する。図９は、実施の形態３に係る図６のＣ−Ｃ矢視断面図である。実施の形態３に係る発電装置２０１は、フレーム１０と、支持板２０と、受圧板５０と、発電モジュール４０と、マット体３０と発電モジュール４０とから構成される二つの組（以下、第１の組６０と、第２の組６１と称する）とを備えて構成されている。
（構成−第１の組）
第１の組６０は、具体的には、図９に示すように、支持板２０の上面に設けられた発電モジュール４０よりも受圧板５０側に配置されている。
第１の組６０は、具体的には、図９に示すように、支持板２０の上面に設けられた発電モジュール４０よりも受圧板５０側に配置されている。
ここで、第１の組６０のマット体３０は、当該マット体３０の下面が支持板２０の上面に設けられた発電モジュール４０と対向する位置に配置されており、この発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの中央スペーサ４５に対して接着剤等によって接合されている。
また、第１の組６０の発電モジュール４０は、第１の組６０のマット体３０よりも受圧板５０側に配置されている。より具体的には、この発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆは、第１の組６０のマット体３０の上面（あるいは、後述する第２の組６１のマット体３０の下面）に略沿うように配置されている。そして、この発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの各々の周辺スペーサ４４は、対応する振動板４３及び圧電素子４２ｂと第１の組６０のマット体３０との相互間において、当該振動板４３の外縁近傍部分に当接するように配置され、当該振動板４３及び第１の組６０のマット体３０に対して接着剤等によって接合されている。また、この発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの各々の中央スペーサ４５は、対応する振動板４３及び圧電素子４２ａと後述する第２の組６１のマット体３０との相互間において、当該圧電素子４２ａの中央近傍に配置されており、当該圧電素子４２ａ及び第２の組６１のマット体３０に対して接着剤等によって接合されている。
（構成−第２の組）
第２の組６１は、具体的には、図９に示すように、受圧板５０と第１の組６０との相互間に配置されている。
第２の組６１は、具体的には、図９に示すように、受圧板５０と第１の組６０との相互間に配置されている。
ここで、第２の組６１のマット体３０は、第１の組６０の発電モジュール４０と対向する位置に配置されており、この発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの中央スペーサ４５に対して接着剤等によって接合されている。
また、第２の組６１の発電モジュール４０は、第２の組６１のマット体３０と受圧板５０との相互間に配置されている。より具体的には、この発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆは、第２の組６１のマット体３０の上面に略沿うように配置されている。そして、この発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの各々の周辺スペーサ４４は、対応する振動板４３及び圧電素子４２ｂと第２の組６１のマット体３０との相互間において、当該振動板４３の外縁近傍部分に当接するように配置され、当該振動板４３及び第２の組６１のマット体３０に対して接着剤等によって接合されている。また、この発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの各々の中央スペーサ４５は、対応する振動板４３及び圧電素子４２ａと受圧板５０との相互間において、圧電素子４２ａの中央近傍に当接するように配置され、圧電素子４２ａ及び受圧板５０に対して接着剤等によって接合されている。
以上のように、マット体３０と発電モジュール４０とから構成される第１の組６０と、第２の組６１とを積層して構成したので、実施の形態２に係る発電装置１０１に比べて、圧電素子４２の設置個数を増やすことができる。
（発電装置の機能）
このように構成された実施の形態３に係る発電装置２０１の機能は以下の通りである。図１０は、発電装置２０１に外力Ｐが加えられている状態を示す断面図である。図１０に示すように、受圧板５０の左端部近傍に外力Ｐが鉛直下方向に加えられた場合において、外力Ｐが加えられたことによる第１の組６０のマット体３０の左端部の変形、及び第２の組６１のマット体３０の左端部の変形に伴って、支持板２０の上面に設けられた発電モジュール４０における発電部４１ａの圧電素子４２ａ、４２ｂが第１の組６０のマット体３０によって対応する中央スペーサ４５を介して押圧され、第１の組６０の発電モジュール４０における発電部４１ａの圧電素子４２ａ、４２ｂが第１の組６０のマット体３０、及び第２の組６１のマット体３０によって対応する中央スペーサ４５及び周辺スペーサ４４を介して押圧され、さらに、第２の組６１の発電モジュール４０における発電部４１ａの圧電素子４２ａ、４２ｂが第２の組６１のマット体３０によって対応する周辺スペーサ４４を介して押圧される。また、第１の組６０のマット体３０、及び第２の組６１のマット体３０に充填された水３２の揺れによるこれらマット体３０の左端部以外の変形に伴って、支持板２０の上面に設けられた発電モジュール４０における発電部４１ｂ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂが第１の組６０のマット体３０によって対応する中央スペーサ４５を介して押圧され、第１の組６０の発電モジュール４０における発電部４１ｂ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂが第１の組６０のマット体３０、及び第２の組６１のマット体３０によって対応する中央スペーサ４５及び周辺スペーサ４４を介して押圧され、さらに、第２の組６１の発電モジュール４０における発電部４１ｂ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂが第２の組６１のマット体３０によって対応する周辺スペーサ４４を介して押圧される。これらのことから、支持板２０の上面に設けられた発電モジュール４０、第１の組６０の発電モジュール４０、第２の組６１の発電モジュール４０における発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂを効果的に変形させることができる。
このように構成された実施の形態３に係る発電装置２０１の機能は以下の通りである。図１０は、発電装置２０１に外力Ｐが加えられている状態を示す断面図である。図１０に示すように、受圧板５０の左端部近傍に外力Ｐが鉛直下方向に加えられた場合において、外力Ｐが加えられたことによる第１の組６０のマット体３０の左端部の変形、及び第２の組６１のマット体３０の左端部の変形に伴って、支持板２０の上面に設けられた発電モジュール４０における発電部４１ａの圧電素子４２ａ、４２ｂが第１の組６０のマット体３０によって対応する中央スペーサ４５を介して押圧され、第１の組６０の発電モジュール４０における発電部４１ａの圧電素子４２ａ、４２ｂが第１の組６０のマット体３０、及び第２の組６１のマット体３０によって対応する中央スペーサ４５及び周辺スペーサ４４を介して押圧され、さらに、第２の組６１の発電モジュール４０における発電部４１ａの圧電素子４２ａ、４２ｂが第２の組６１のマット体３０によって対応する周辺スペーサ４４を介して押圧される。また、第１の組６０のマット体３０、及び第２の組６１のマット体３０に充填された水３２の揺れによるこれらマット体３０の左端部以外の変形に伴って、支持板２０の上面に設けられた発電モジュール４０における発電部４１ｂ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂが第１の組６０のマット体３０によって対応する中央スペーサ４５を介して押圧され、第１の組６０の発電モジュール４０における発電部４１ｂ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂが第１の組６０のマット体３０、及び第２の組６１のマット体３０によって対応する中央スペーサ４５及び周辺スペーサ４４を介して押圧され、さらに、第２の組６１の発電モジュール４０における発電部４１ｂ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂが第２の組６１のマット体３０によって対応する周辺スペーサ４４を介して押圧される。これらのことから、支持板２０の上面に設けられた発電モジュール４０、第１の組６０の発電モジュール４０、第２の組６１の発電モジュール４０における発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂを効果的に変形させることができる。
（効果）
このように実施の形態３によれば、マット体３０と発電モジュール４０とから構成される第１の組６０と、第２の組６１とを積層して構成したので、実施の形態２に係る発電装置２０１に比べて、圧電素子４２の設置個数を増やすことができ、発電量も一層増やすことができる。
このように実施の形態３によれば、マット体３０と発電モジュール４０とから構成される第１の組６０と、第２の組６１とを積層して構成したので、実施の形態２に係る発電装置２０１に比べて、圧電素子４２の設置個数を増やすことができ、発電量も一層増やすことができる。
〔実施の形態４〕
次に、実施の形態４について説明する。この形態は、複数の接触制限手段を備えた形態である。なお、実施の形態２と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態２で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
次に、実施の形態４について説明する。この形態は、複数の接触制限手段を備えた形態である。なお、実施の形態２と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態２で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
（構成）
まず、実施の形態４に係る発電装置の構成について説明する。図１１は、実施の形態４に係る図６のＣ−Ｃ矢視断面図である。図１１に示すように、実施の形態４に係る発電装置３０１は、実施の形態２の発電装置１０１の構成要素に対して、接触制限部７０ａ〜７０ｅを備えて構成されている。
まず、実施の形態４に係る発電装置の構成について説明する。図１１は、実施の形態４に係る図６のＣ−Ｃ矢視断面図である。図１１に示すように、実施の形態４に係る発電装置３０１は、実施の形態２の発電装置１０１の構成要素に対して、接触制限部７０ａ〜７０ｅを備えて構成されている。
（構成−接触制限部）
接触制限部７０ａ〜７０ｅは、マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０との接触を調整するための接触制限手段である。ここで、「マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０との接触」とは、マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂの各々とマット体３０とが直接的に接触すること、及び当該発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０とが間接的に接触すること（具体的には、圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０とが中央スペーサ４５を介して接触すること等）を含む概念である。
接触制限部７０ａ〜７０ｅは、マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０との接触を調整するための接触制限手段である。ここで、「マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０との接触」とは、マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂの各々とマット体３０とが直接的に接触すること、及び当該発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０とが間接的に接触すること（具体的には、圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０とが中央スペーサ４５を介して接触すること等）を含む概念である。
具体的には、図１１に示すように、接触制限部７０ａ〜７０ｅの各々は、当該接触制限部７０ａ〜７０ｅの各々のＸ方向の長さがフレーム１０のＸ方向の長さよりも短く、且つ当該接触制限部７０ａ〜７０ｅの各々のＹ方向の長さがフレーム１０のＹ方向の長さと略同一となる板状体であり、例えば、樹脂材、木材、金属等にて形成されている。また、接触制限部７０ａ〜７０ｅは、マット体３０と、当該マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０との相互間において、相互に間隔Ｗを隔ててＸ方向に沿って並設されている（なお、接触制限部７０ａとフレーム１０の左プレートとの間隔、及び接触制限部７０ｅとフレーム１０の右プレートとの間隔の長さについても、間隔Ｗに設定されている）。そして、接触制限部７０ａ〜７０ｅの各々のＹ方向の両端部は、フレーム１０に対して固定具等にて固定されている。
また、マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの配置については、具体的には、図１１に示すように、この発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの各々の中央スペーサ４５が、対応する間隔Ｗを介してマット体３０と対向する位置に、この発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆは配置されている（例えば、この複数の発電部４１ａの中央スペーサ４５が、接触制限部７０ａとフレーム１０の左プレートとの間隔Ｗと対応する位置に、この複数の発電部４１ａは配置されている）。
また、接触制限部７０ａ〜７０ｅの相互の間隔Ｗの長さについては、例えば、外力Ｐが加えられたことによるマット体３０の変形に伴って、当該マット体３０によって対応する中央スペーサ４５を介してマット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂが効果的に押圧される長さに設定されることが好ましい。具体的には、図１１に示すように、所定の体格を有するユーザが飛び跳ねて着地したときの衝撃力が受圧板５０に加えられた場合に、マット体３０における間隔Ｗを介して対応する中央スペーサ４５と接触する部分が所定角度（例えば、４５°〜９０°程度）以下となる長さに設定されている。あるいは、これに限られず、このマット体３０における間隔Ｗを介して対応する中央スペーサ４５と接触する部分が、９０°〜１８０°程度の角度となる長さに設定されてもよい。
このような構成により、発電装置３０１に加えられた外力Ｐのうち、マット体３０における接触制限部７０ａ〜７０ｅに対応する部分を変形させるための力を、マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂを押圧するための力に利用することができ、この発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂを一層効果的に変形させることができる。
（発電装置の機能）
このように構成された実施の形態４に係る発電装置３０１の機能は以下の通りである（なお、マット体３０の上面に設けられた発電モジュール４０における発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂの変形については、実施の形態２と同様であるので、説明を省略する）。図１２は、発電装置３０１に外力Ｐが加えられている状態を示す断面図である。図１２に示すように、受圧板５０における接触制限部７０ａ、７０ｂの相互の間隔Ｗに対応する部分に外力Ｐが鉛直下方向に加えられた場合において、外力Ｐが加えられたことによるマット体３０の変形に伴って、接触制限部７０ａ、７０ｂとの間隔Ｗを介して、マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０における発電部４１ｂの圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０とが接触することにより（より具体的には、この発電部４１ｂの圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０とが対応する中央スペーサ４５を介して接触することにより）、この発電モジュール４０における発電部４１ｂの圧電素子４２ａ、４２ｂが押圧される。そしてさらに、マット体３０に充填された水３２の揺れによる当該マット体３０の変形に伴って、接触制限部７０ａ、７０ｂとの間隔Ｗ以外の間隔Ｗを介して、この発電モジュール４０における発電部４１ａ、４１ｃ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０とが接触することにより（より具体的には、これら発電部４１ａ、４１ｃ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０とが対応する中央スペーサ４５を介して接触することにより）、この発電モジュール４０における発電部４１ａ、４１ｃ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂが押圧される。これらのことから、実施の形態２に係る発電装置１０１に比べて、マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０における発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂを効果的に変形させることができる。
このように構成された実施の形態４に係る発電装置３０１の機能は以下の通りである（なお、マット体３０の上面に設けられた発電モジュール４０における発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂの変形については、実施の形態２と同様であるので、説明を省略する）。図１２は、発電装置３０１に外力Ｐが加えられている状態を示す断面図である。図１２に示すように、受圧板５０における接触制限部７０ａ、７０ｂの相互の間隔Ｗに対応する部分に外力Ｐが鉛直下方向に加えられた場合において、外力Ｐが加えられたことによるマット体３０の変形に伴って、接触制限部７０ａ、７０ｂとの間隔Ｗを介して、マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０における発電部４１ｂの圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０とが接触することにより（より具体的には、この発電部４１ｂの圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０とが対応する中央スペーサ４５を介して接触することにより）、この発電モジュール４０における発電部４１ｂの圧電素子４２ａ、４２ｂが押圧される。そしてさらに、マット体３０に充填された水３２の揺れによる当該マット体３０の変形に伴って、接触制限部７０ａ、７０ｂとの間隔Ｗ以外の間隔Ｗを介して、この発電モジュール４０における発電部４１ａ、４１ｃ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０とが接触することにより（より具体的には、これら発電部４１ａ、４１ｃ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０とが対応する中央スペーサ４５を介して接触することにより）、この発電モジュール４０における発電部４１ａ、４１ｃ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂが押圧される。これらのことから、実施の形態２に係る発電装置１０１に比べて、マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０における発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂを効果的に変形させることができる。
（効果）
このように実施の形態４によれば、マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０との接触を調整するための接触制限部７０ａ〜７０ｅを備えたので、発電装置３０１に加えられた外力Ｐのうち、マット体３０における接触制限部７０ａ〜７０ｅに対応する部分を変形させるための力を、マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂを押圧するための力に利用することができる。そのため、例えば、実施の形態２に係る発電装置１０１に比べて、この発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂを効果的に変形させることができ、発電効率も向上させることができる。
このように実施の形態４によれば、マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０との接触を調整するための接触制限部７０ａ〜７０ｅを備えたので、発電装置３０１に加えられた外力Ｐのうち、マット体３０における接触制限部７０ａ〜７０ｅに対応する部分を変形させるための力を、マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂを押圧するための力に利用することができる。そのため、例えば、実施の形態２に係る発電装置１０１に比べて、この発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂを効果的に変形させることができ、発電効率も向上させることができる。
〔実施の形態５〕
次に、実施の形態５について説明する。この形態は、複数の接触制限手段の相互の間隔のうち、少なくとも一部の間隔を他の間隔とは異なる間隔とした形態である。なお、実施の形態４と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態４で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
次に、実施の形態５について説明する。この形態は、複数の接触制限手段の相互の間隔のうち、少なくとも一部の間隔を他の間隔とは異なる間隔とした形態である。なお、実施の形態４と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態４で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
（構成）
まず、実施の形態５に係る発電装置の構成について説明する。図１３は、実施の形態５に係る図６のＣ−Ｃ矢視断面図である。図１３に示すように、実施の形態５に係る発電装置４０１は、実施の形態４の発電装置１０１の構成要素と同一の構成要素にて構成されている。ただし、接触制限部７０ａ〜７０ｅの配置については、下記に示す工夫が施されている。
まず、実施の形態５に係る発電装置の構成について説明する。図１３は、実施の形態５に係る図６のＣ−Ｃ矢視断面図である。図１３に示すように、実施の形態５に係る発電装置４０１は、実施の形態４の発電装置１０１の構成要素と同一の構成要素にて構成されている。ただし、接触制限部７０ａ〜７０ｅの配置については、下記に示す工夫が施されている。
（接触制限部の配置について）
接触制限部７０ａ〜７０ｅの配置については、具体的には、図１３に示すように、接触制限部７０ａ〜７０ｅは、マット体３０と、当該マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０との相互間において、相互に間隔を隔ててＸ方向に沿って並設されている。ここで、接触制限部７０ａ〜７０ｅの相互の間隔については、具体的には、外力Ｐが加えられる位置に応じた発電を行うことができるように、接触制限部７０ａ〜７０ｅの相互の間隔のうち、接触制限部７０ｂ、７０ｃとの間隔、及び接触制限部７０ｃ、７０ｄとの間隔（以下、間隔Ｗ２と称する）が、他の間隔（以下、間隔Ｗ１と称する）とは異なる間隔に設定されている（なお、接触制限部７０ａとフレーム１０の左プレートとの間隔、及び接触制限部７０ｅとフレーム１０の右プレートとの間隔については、間隔Ｗ１に設定されている）。ここで、上記間隔Ｗ２の長さについては、具体的には、マット体３０における上記間隔Ｗ２の部分が上記他の間隔Ｗ１の部分よりも変形しにくくなるように、上記間隔Ｗ２の長さは、上記他の間隔Ｗ１の長さよりも長く設定されている。
接触制限部７０ａ〜７０ｅの配置については、具体的には、図１３に示すように、接触制限部７０ａ〜７０ｅは、マット体３０と、当該マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０との相互間において、相互に間隔を隔ててＸ方向に沿って並設されている。ここで、接触制限部７０ａ〜７０ｅの相互の間隔については、具体的には、外力Ｐが加えられる位置に応じた発電を行うことができるように、接触制限部７０ａ〜７０ｅの相互の間隔のうち、接触制限部７０ｂ、７０ｃとの間隔、及び接触制限部７０ｃ、７０ｄとの間隔（以下、間隔Ｗ２と称する）が、他の間隔（以下、間隔Ｗ１と称する）とは異なる間隔に設定されている（なお、接触制限部７０ａとフレーム１０の左プレートとの間隔、及び接触制限部７０ｅとフレーム１０の右プレートとの間隔については、間隔Ｗ１に設定されている）。ここで、上記間隔Ｗ２の長さについては、具体的には、マット体３０における上記間隔Ｗ２の部分が上記他の間隔Ｗ１の部分よりも変形しにくくなるように、上記間隔Ｗ２の長さは、上記他の間隔Ｗ１の長さよりも長く設定されている。
このような構成により、外力Ｐが加えられる位置に応じて、マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂの変形量に差異を生じさせることができ、この差異に基づいて発電量を制御することができる。
（発電装置の機能）
このように構成された実施の形態５に係る発電装置４０１の機能は以下の通りである（なお、マット体３０の上面に設けられた発電モジュール４０における発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂの変形については、実施の形態２と同様であるので、説明を省略する）。図１４は、発電装置４０１の受圧板５０における接触制限部７０ａ、７０ｂとの間隔Ｗ１に対応する部分に外力Ｐが加えられている状態を示す断面図である。図１５は、発電装置４０１の受圧板５０における接触制限部７０ｂ、７０ｃとの間隔Ｗ２に対応する部分に外力Ｐが加えられている状態を示す断面図である。
このように構成された実施の形態５に係る発電装置４０１の機能は以下の通りである（なお、マット体３０の上面に設けられた発電モジュール４０における発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂの変形については、実施の形態２と同様であるので、説明を省略する）。図１４は、発電装置４０１の受圧板５０における接触制限部７０ａ、７０ｂとの間隔Ｗ１に対応する部分に外力Ｐが加えられている状態を示す断面図である。図１５は、発電装置４０１の受圧板５０における接触制限部７０ｂ、７０ｃとの間隔Ｗ２に対応する部分に外力Ｐが加えられている状態を示す断面図である。
図１４に示すように、受圧板５０における接触制限部７０ａ、７０ｂとの間隔Ｗ１に対応する部分に外力Ｐが加えられた場合において、外力Ｐが加えられたことによるマット体３０の変形に伴って、接触制限部７０ａ、７０ｂとの間隔Ｗ１を介して、マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０における発電部４１ｂの圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０とが接触することにより（より具体的には、この発電部４１ｂの圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０とが対応する中央スペーサ４５を介して接触することにより）、この発電モジュール４０における発電部４１ｂの圧電素子４２ａ、４２ｂが押圧される。そしてさらに、マット体３０に充填された水３２の揺れによる当該マット体３０の変形に伴って、接触制限部７０ａ、７０ｂとの間隔Ｗ１以外の間隔Ｗ１を介して、この発電モジュール４０における発電部４１ａ、４１ｅ、４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０とが接触することにより（より具体的には、これら発電部４１ａ、４１ｅ、４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０とが対応する中央スペーサ４５を介して接触することにより）、この発電モジュール４０における発電部４１ａ、４１ｅ、４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂが押圧される。一方で、接触制限部７０ｂ、７０ｃとの間隔Ｗ２及び接触制限部７０ｃ、７０ｄとの間隔Ｗ２を介して、この発電モジュール４０における発電部４１ｃ、４１ｄの圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０とは接触しないことから、この発電モジュール４０における発電部４１ｃ、４１ｄの圧電素子４２ａ、４２ｂは押圧されない。
また、図１５に示すように、受圧板５０における接触制限部７０ｂ、７０ｃとの間隔Ｗ２に対応する部分に外力Ｐが鉛直下方向に加えられた場合において、外力Ｐが加えられたことによるマット体３０の変形に伴って、接触制限部７０ｂ、７０ｃとの間隔Ｗ２を介して、マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０における発電部４１ｃの圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０とが接触することにより（より具体的には、この発電部４１ｃの圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０とが対応する中央スペーサ４５を介して接触することにより）、この発電モジュール４０における発電部４１ｃの圧電素子４２ａ、４２ｂが押圧される。そしてさらに、マット体３０に充填された水３２の揺れによる当該マット体３０変形に伴って、接触制限部７０ａ、７０ｂとの間隔Ｗ１等を含むすべての間隔Ｗ１を介して、この発電モジュール４０における発電部４１ａ、４１ｂ、４１ｅ、４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０とが接触することにより（より具体的には、これら発電部４１ａ、４１ｂ、４１ｅ、４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０とが対応する中央スペーサ４５を介して接触することにより）、発電モジュール４０における発電部４１ａ、４１ｂ、４１ｅ、４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂが押圧される。一方で、接触制限部７０ｃ、７０ｄとの間隔Ｗ２を介して、この発電モジュール４０における発電部４１ｄの圧電素子４２ａ、４２ｂとマット体３０とは接触しないことから、この発電モジュール４０における発電部４１ｄの圧電素子４２ａ、４２ｂは押圧されない。
以上のことから、外力Ｐが受圧板５０における接触制限部７０ａ、７０ｂとの間隔Ｗ１に対応する部分に加えられた場合と、受圧板５０における接触制限部７０ｂ、７０ｃとの間隔Ｗ２に対応する部分に加えられた場合とで、マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０における発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂの変形量に差異を生じさせることができ、この差異に基づいて発電量を制御することができる。これにより、例えば、前者の場合には発電装置４０１に取り付けられたランプ８０を消灯状態とし、後者の場合には当該ランプ８０を点灯状態とするように、発電量を制御することができる。
（効果）
このように実施の形態５によれば、接触制限部７０ａ〜７０ｅの相互の間隔のうち、接触制限部７０ｂ、７０ｃとの間隔Ｗ２、接触制限部７０ｃ、７０ｄとの間隔Ｗ２を他の間隔Ｗ１とは異なる間隔としたので、外力Ｐが加えられる位置に応じて、マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂの変形量に差異を生じさせることができる。これにより、この差異に基づいて発電量を制御することができ、例えば、センシング技術として利用することができる。
このように実施の形態５によれば、接触制限部７０ａ〜７０ｅの相互の間隔のうち、接触制限部７０ｂ、７０ｃとの間隔Ｗ２、接触制限部７０ｃ、７０ｄとの間隔Ｗ２を他の間隔Ｗ１とは異なる間隔としたので、外力Ｐが加えられる位置に応じて、マット体３０の下面に設けられた発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂの変形量に差異を生じさせることができる。これにより、この差異に基づいて発電量を制御することができ、例えば、センシング技術として利用することができる。
〔実施の形態に対する変形例〕
以上、本発明に係る各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
以上、本発明に係る各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。例えば、マット体が変形しにくい場合であっても、このマット体の変形を、従来とは異なる技術により従来と同様に達成できている場合には、本願発明の課題が解決されている。
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。例えば、マット体が変形しにくい場合であっても、このマット体の変形を、従来とは異なる技術により従来と同様に達成できている場合には、本願発明の課題が解決されている。
（各実施の形態の組み合わせ）
上記実施の形態１〜５に示した構成は、相互に組み合わせることができる。例えば、実施の形態３に係る発電装置２０１と、実施の形態４に係る発電装置３０１の接触制限部７０ａ〜７０ｅ、又は実施の形態５に係る発電装置４０１の接触制限部７０ａ〜７０ｅとを組み合わせてもよい。具体的には、実施の形態３に係る発電装置２０１の第１の組６０のマット体３０と発電モジュール４０との相互間、第１の組６０のマット体３０と第２の組６１の発電モジュール４０との相互間、又は第２の組６１のマット体３０と発電モジュール４０との相互間に、実施の形態４に係る接触制限部７０ａ〜７０ｅ（又は、実施の形態５に係る接触制限部７０ａ〜７０ｅ）が設けられてもよい。
上記実施の形態１〜５に示した構成は、相互に組み合わせることができる。例えば、実施の形態３に係る発電装置２０１と、実施の形態４に係る発電装置３０１の接触制限部７０ａ〜７０ｅ、又は実施の形態５に係る発電装置４０１の接触制限部７０ａ〜７０ｅとを組み合わせてもよい。具体的には、実施の形態３に係る発電装置２０１の第１の組６０のマット体３０と発電モジュール４０との相互間、第１の組６０のマット体３０と第２の組６１の発電モジュール４０との相互間、又は第２の組６１のマット体３０と発電モジュール４０との相互間に、実施の形態４に係る接触制限部７０ａ〜７０ｅ（又は、実施の形態５に係る接触制限部７０ａ〜７０ｅ）が設けられてもよい。
（発電部について）
上記実施の形態１〜５では、発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの各々は、圧電素子４２ａ、４２ｂと、振動板４３と、周辺スペーサ４４と、中央スペーサ４５とを備えて構成されていると説明したが、例えば、中央スペーサ４５を省略してもよい。これにより、発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂは、マット体３０の変形に伴って、当該マット体３０によって直接的に押圧される。
上記実施の形態１〜５では、発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの各々は、圧電素子４２ａ、４２ｂと、振動板４３と、周辺スペーサ４４と、中央スペーサ４５とを備えて構成されていると説明したが、例えば、中央スペーサ４５を省略してもよい。これにより、発電モジュール４０における複数の発電部４１ａ〜４１ｆの圧電素子４２ａ、４２ｂは、マット体３０の変形に伴って、当該マット体３０によって直接的に押圧される。
また、上記実施の形態１〜５では、発電モジュール４０は、複数の発電部４１ａ〜４１ｆを備えていると説明したが、例えば、発電モジュール４０は、単数の発電部４１を備えてもよい。
（マット体について）
上記実施の形態１〜５では、マット体３０は、変形可能な中空体の内部に流動体を充填することにより形成されていると説明したが、例えば、マット体３０は、変形可能な中実体にて形成されてもよい。具体的には、天然ゴム、合成ゴム等のゴム材、高分子ゲル等にて形成された角柱体であってもよい。また、その形状や寸法も変更可能であり、平面円板状や多角形状、あるいは球状としてもよく、卓上サイズとしてもよい。
上記実施の形態１〜５では、マット体３０は、変形可能な中空体の内部に流動体を充填することにより形成されていると説明したが、例えば、マット体３０は、変形可能な中実体にて形成されてもよい。具体的には、天然ゴム、合成ゴム等のゴム材、高分子ゲル等にて形成された角柱体であってもよい。また、その形状や寸法も変更可能であり、平面円板状や多角形状、あるいは球状としてもよく、卓上サイズとしてもよい。
（発電装置の積層化ついて）
上記実施の形態３では、発電装置２０１は、マット体３０と発電モジュール４０とから構成される第１の組６０と、第２の組６１とを備えて構成されていると説明したが、例えば、これらマット体３０と発電モジュール４０との組を３組以上積層して構成されてもよい。
上記実施の形態３では、発電装置２０１は、マット体３０と発電モジュール４０とから構成される第１の組６０と、第２の組６１とを備えて構成されていると説明したが、例えば、これらマット体３０と発電モジュール４０との組を３組以上積層して構成されてもよい。
（接触制限部ついて）
上記実施の形態４、５では、接触制限部７０ａ〜７０ｅは、マット体３０と、当該マット体の下面に設けられた発電モジュール４０との相互間に設けられていると説明したが、例えば、接触制限部７０ａ〜７０ｅは、マット体３０と、当該マット体の上面に設けられた発電モジュール４０との相互間に設けられてもよい。あるいは、接触制限部７０ａ〜７０ｅは、マット体３０と、当該マット体の下面に設けられた発電モジュール４０との相互間と、マット体３０と、当該マット体の上面に設けられた発電モジュール４０との相互間とに設けられてもよい。
上記実施の形態４、５では、接触制限部７０ａ〜７０ｅは、マット体３０と、当該マット体の下面に設けられた発電モジュール４０との相互間に設けられていると説明したが、例えば、接触制限部７０ａ〜７０ｅは、マット体３０と、当該マット体の上面に設けられた発電モジュール４０との相互間に設けられてもよい。あるいは、接触制限部７０ａ〜７０ｅは、マット体３０と、当該マット体の下面に設けられた発電モジュール４０との相互間と、マット体３０と、当該マット体の上面に設けられた発電モジュール４０との相互間とに設けられてもよい。
また、上記実施の形態５では、接触制限部７０ａ〜７０ｅの配置において、接触制限部７０ａ〜７０ｅの相互の間隔のうち、接触制限部７０ｂ、７０ｃとの間隔Ｗ２、及び接触制限部７０ｃ、７０ｄとの間隔Ｗ２が、他の間隔Ｗ１とは異なる間隔に設定されていると説明したが、これに限られない。例えば、接触制限部７０ｂ、７０ｃとの間隔Ｗ２のみが、他の間隔Ｗ１とは異なる間隔に設定されてもよい。あるいは、接触制限部７０ａ〜７０ｅの相互の間隔の各々が異なる間隔に設定されてもよい。
〔付記〕
付記１の発電装置は、変形可能に形成されたマット体であって、当該マット体の一部に外力が加えられることで変形した場合に、この変形に伴って、前記マット体の前記外力が加えられていない他の一部も変形可能なマット体と、前記マット体の少なくとも一つの側面に設けられた発電モジュールであって、外部から加えられた力を発電素子を用いて電気に変換する発電モジュールと、を備え、前記発電モジュールの前記発電素子は、前記マット体の変形に伴って、当該マット体によって直接的又は間接的に押圧されることにより発電を行う。
また、付記２の発電装置は、付記１に記載の発電装置において、前記マット体を、変形可能な中空体の内部に流動体を充填して形成している。
また、付記３の発電装置は、付記１又は２に記載の発電装置において、前記発電モジュールにおいて、前記発電素子を、前記マット体における当該発電モジュールに対向する側面に略沿うように複数並設している。
また、付記４の発電装置は、付記１から３のいずれか一項に記載の発電装置において、前記マット体と前記発電モジュールとから構成される組を、少なくとも二組以上積層して構成している。
また、付記５の発電装置は、付記１から４のいずれか一項に記載の発電装置において、前記マット体と前記発電モジュールとの相互間に設けられた複数の接触制限手段であって、当該複数の接触制限手段の相互の間隔を介して行われる、前記発電モジュールの前記発電素子と前記マット体との接触を調整するための複数の接触制限手段を備えている。
また、付記６の発電装置は、付記５に記載の発電装置において、前記複数の接触制限手段の相互の間隔のうち、少なくとも一部の間隔を他の間隔とは異なる間隔としている。
〔付記の効果〕
付記１に記載の発電装置によれば、発電モジュールの発電素子は、変形可能に形成されたマット体であって、当該マット体の一部に外力が加えられることで変形した場合に、この変形に伴って、当該マット体の前記外力が加えられていない他の一部も変形可能なマット体の変形に伴って、当該マット体によって直接的又は間接的に押圧されることにより発電を行うので、発電モジュールの発電素子が、外力が加えられている位置から離れた位置にある場合であっても、当該外力によるマット体の一部の変形がマット体の他の一部に伝播し、この伝播したマット体の他の一部の変形に伴って、この発電モジュールの発電素子がマット体によって押圧されるので、この発電モジュールの発電素子を効果的に変形させることができ、発電効率を維持することができる。
また、付記２に記載の発電装置によれば、マット体を、変形可能な中空体の内部に流動体を充填して形成したので、発電モジュールの発電素子が、外力が加えられている位置から離れた位置にある場合であっても、当該マット体に充填された流動体の揺れによって、マット体の一部の変形がマット体の他の一部に伝播し、この伝播したマット体の他の一部の変形に伴って、この発電モジュールの発電素子がマット体によって押圧されるので、この発電モジュールの発電素子を一層効果的に変形させることができる。
また、付記３に記載の発電装置によれば、発電モジュールにおいて、発電素子を、マット体における当該発電モジュールに対向する側面に略沿うように複数並設したので、発電素子を効果的に押圧できると共に、発電素子の設置個数を増やすことができ、発電量も増やすことができる。
また、付記４に記載の発電装置によれば、マット体と発電モジュールとから構成される組を、少なくとも二組以上積層して構成したので、単層の発電装置に比べて、発電素子の設置個数を増やすことができ、発電量も一層増やすことができる。
また、付記５に記載の発電装置によれば、マット体と発電モジュールとの相互間に設けられた複数の接触制限手段であって、当該複数の接触制限手段の相互の間隔を介して行われる、発電モジュールの発電素子とマット体との接触を調整するための複数の接触制限手段を備えたので、発電装置に加えられた外力のうち、マット体における複数の接触制限手段に対応する部分を変形させるための力を、発電モジュールの発電素子を押圧するための力に利用することができる。そのため、複数の接触制限手段を備えていない発電装置に比べて、発電モジュールの発電素子を効果的に変形させることができ、発電効率も向上させることができる。
また、付記６に記載の発電装置によれば、複数の接触制限手段の相互の間隔のうち、少なくとも一部の間隔を他の間隔とは異なる間隔としたので、外力が加えられる位置に応じて、発電モジュールの発電素子の変形量に差異を生じさせることができる。これにより、この差異に基づいて発電量を制御することができ、例えばセンシング技術として利用することができる。
〔付記〕
付記１の発電装置は、変形可能に形成されたマット体であって、当該マット体の一部に外力が加えられることで変形した場合に、この変形に伴って、前記マット体の前記外力が加えられていない他の一部も変形可能なマット体と、前記マット体の少なくとも一つの側面に設けられた発電モジュールであって、外部から加えられた力を発電素子を用いて電気に変換する発電モジュールと、を備え、前記発電モジュールの前記発電素子は、前記マット体の変形に伴って、当該マット体によって直接的又は間接的に押圧されることにより発電を行う。
また、付記２の発電装置は、付記１に記載の発電装置において、前記マット体を、変形可能な中空体の内部に流動体を充填して形成している。
また、付記３の発電装置は、付記１又は２に記載の発電装置において、前記発電モジュールにおいて、前記発電素子を、前記マット体における当該発電モジュールに対向する側面に略沿うように複数並設している。
また、付記４の発電装置は、付記１から３のいずれか一項に記載の発電装置において、前記マット体と前記発電モジュールとから構成される組を、少なくとも二組以上積層して構成している。
また、付記５の発電装置は、付記１から４のいずれか一項に記載の発電装置において、前記マット体と前記発電モジュールとの相互間に設けられた複数の接触制限手段であって、当該複数の接触制限手段の相互の間隔を介して行われる、前記発電モジュールの前記発電素子と前記マット体との接触を調整するための複数の接触制限手段を備えている。
また、付記６の発電装置は、付記５に記載の発電装置において、前記複数の接触制限手段の相互の間隔のうち、少なくとも一部の間隔を他の間隔とは異なる間隔としている。
〔付記の効果〕
付記１に記載の発電装置によれば、発電モジュールの発電素子は、変形可能に形成されたマット体であって、当該マット体の一部に外力が加えられることで変形した場合に、この変形に伴って、当該マット体の前記外力が加えられていない他の一部も変形可能なマット体の変形に伴って、当該マット体によって直接的又は間接的に押圧されることにより発電を行うので、発電モジュールの発電素子が、外力が加えられている位置から離れた位置にある場合であっても、当該外力によるマット体の一部の変形がマット体の他の一部に伝播し、この伝播したマット体の他の一部の変形に伴って、この発電モジュールの発電素子がマット体によって押圧されるので、この発電モジュールの発電素子を効果的に変形させることができ、発電効率を維持することができる。
また、付記２に記載の発電装置によれば、マット体を、変形可能な中空体の内部に流動体を充填して形成したので、発電モジュールの発電素子が、外力が加えられている位置から離れた位置にある場合であっても、当該マット体に充填された流動体の揺れによって、マット体の一部の変形がマット体の他の一部に伝播し、この伝播したマット体の他の一部の変形に伴って、この発電モジュールの発電素子がマット体によって押圧されるので、この発電モジュールの発電素子を一層効果的に変形させることができる。
また、付記３に記載の発電装置によれば、発電モジュールにおいて、発電素子を、マット体における当該発電モジュールに対向する側面に略沿うように複数並設したので、発電素子を効果的に押圧できると共に、発電素子の設置個数を増やすことができ、発電量も増やすことができる。
また、付記４に記載の発電装置によれば、マット体と発電モジュールとから構成される組を、少なくとも二組以上積層して構成したので、単層の発電装置に比べて、発電素子の設置個数を増やすことができ、発電量も一層増やすことができる。
また、付記５に記載の発電装置によれば、マット体と発電モジュールとの相互間に設けられた複数の接触制限手段であって、当該複数の接触制限手段の相互の間隔を介して行われる、発電モジュールの発電素子とマット体との接触を調整するための複数の接触制限手段を備えたので、発電装置に加えられた外力のうち、マット体における複数の接触制限手段に対応する部分を変形させるための力を、発電モジュールの発電素子を押圧するための力に利用することができる。そのため、複数の接触制限手段を備えていない発電装置に比べて、発電モジュールの発電素子を効果的に変形させることができ、発電効率も向上させることができる。
また、付記６に記載の発電装置によれば、複数の接触制限手段の相互の間隔のうち、少なくとも一部の間隔を他の間隔とは異なる間隔としたので、外力が加えられる位置に応じて、発電モジュールの発電素子の変形量に差異を生じさせることができる。これにより、この差異に基づいて発電量を制御することができ、例えばセンシング技術として利用することができる。
１、１０１、２０１、３０１、４０１ 発電装置
１０ フレーム
２０ 支持板
３０ マット体
３１ 袋体
３２ 水
４０ 発電モジュール
４１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ 発電部
４２、４２ａ、４２ｂ 圧電素子
４３ 振動板
４４ 周辺スペーサ
４５ 中央スペーサ
５０ 受圧板
６０ 第１の組
６１ 第２の組
７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ 接触制限部
８０ ランプ
Ｐ 外力
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２ 間隔
１０ フレーム
２０ 支持板
３０ マット体
３１ 袋体
３２ 水
４０ 発電モジュール
４１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ 発電部
４２、４２ａ、４２ｂ 圧電素子
４３ 振動板
４４ 周辺スペーサ
４５ 中央スペーサ
５０ 受圧板
６０ 第１の組
６１ 第２の組
７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ 接触制限部
８０ ランプ
Ｐ 外力
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２ 間隔
Claims (5)
- 変形可能な中空体の内部に流動体を充填することによって変形可能に形成されたマット体であって、当該マット体の一部に外力が加えられることで変形した場合に、この変形による流動体の揺れに伴って、前記マット体の前記外力が加えられていない他の一部も変形可能なマット体と、
前記マット体の少なくとも一つの側面に設けられた発電モジュールであって、外部から加えられた力を発電素子を用いて電気に変換する発電モジュールと、を備え、
前記発電モジュールの前記発電素子は、前記マット体の変形に伴って、当該マット体によって直接的又は間接的に押圧されることにより発電を行う、
発電装置。 - 前記発電モジュールにおいて、前記発電素子を、前記マット体における当該発電モジュールに対向する側面に略沿うように複数並設した、
請求項１に記載の発電装置。 - 前記マット体と前記発電モジュールとから構成される組を、少なくとも二組以上積層して構成した、
請求項１又は２に記載の発電装置。 - 前記マット体と前記発電モジュールとの相互間に設けられた複数の接触制限手段であって、当該複数の接触制限手段の相互の間隔を介して行われる、前記発電モジュールの前記発電素子と前記マット体との接触を調整するための複数の接触制限手段を備えた、
請求項１から３のいずれか一項に記載の発電装置。 - 前記複数の接触制限手段の相互の間隔のうち、少なくとも一部の間隔を他の間隔とは異なる間隔とした、
請求項４に記載の発電装置。
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