JP6133051B2 - Laminated power generator, power generation method of laminated power generator - Google Patents

Laminated power generator, power generation method of laminated power generator Download PDF

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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

本発明は、発電体が積層された積層発電体およびこれを用いた発電方法に関するものである。   The present invention relates to a stacked power generation body in which power generation bodies are stacked and a power generation method using the same.

従来から、道路や橋梁、建築物、産業機械などの構造体の振動、自動車や鉄道車両、航空機などの移動体の振動、さらには人体の運動による振動や環境に普遍的に存在する環境振動などを電気エネルギーに変換して有効利用する試みがなされている。   Conventionally, vibrations of structures such as roads, bridges, buildings, and industrial machines, vibrations of moving bodies such as automobiles, railway vehicles, and aircraft, vibrations caused by human movements, and environmental vibrations that exist universally in the environment, etc. Attempts have been made to convert the energy into electrical energy for effective use.

このような振動エネルギーや外力を電気に変換する発電方法としては、外力または振動によって変形を与えることで発電する一対の電極を有したシート状またはフィルム状の発電体を用いる方法がある。   As a power generation method for converting such vibration energy or external force into electricity, there is a method using a sheet-like or film-like power generation body having a pair of electrodes that generate power by applying deformation by external force or vibration.

このような発電体としては、例えば、圧電性のセラミックス粉末をゴム中に分散させ、分極処理(エレクトレット処理)を施すことにより圧電性を持たせた圧電ゴムや(例えば、特許文献1)、高分子多孔質体にエレクトレット処理を施して圧電性を持たせた圧電材料などがある(例えば、特許文献2)。さらに、このような圧電素子を複数層に積層した振動発電装置がある(例えば、特許文献3)。   As such a power generator, for example, piezoelectric rubber having piezoelectricity by dispersing piezoelectric ceramic powder in rubber and applying polarization treatment (electret treatment) (for example, Patent Document 1), There is a piezoelectric material in which a molecular porous body is subjected to electret treatment to impart piezoelectricity (for example, Patent Document 2). Furthermore, there is a vibration power generation apparatus in which such piezoelectric elements are stacked in a plurality of layers (for example, Patent Document 3).

特開2008−53527号公報JP 2008-53527 A 特開2010−186960号公報JP 2010-186960 A 特開2010−154746号公報JP 2010-154746 A

しかし、セラミックス製の圧電素子や高分子系の圧電フィルムは高価であるため、大面積に配置するには不向きである。また、大面積に配置するには、多数の発電体を配置する必要があり、部品点数も多くなりコスト増および重量増を招く。   However, ceramic piezoelectric elements and polymer piezoelectric films are expensive and are not suitable for disposing large areas. Moreover, in order to arrange | position in a large area, it is necessary to arrange | position many electric power generation bodies, the number of parts increases, and it causes a cost increase and a weight increase.

また、発電装置を小型化して、発電出力を高める方法としては、特許文献3のように発電体を積層する方法があるが、複数層の圧電素子を変形させるためには、大きな外力や振動が必要となるという問題がある。   In addition, as a method of reducing the power generation device and increasing the power generation output, there is a method of stacking power generation bodies as in Patent Document 3, but in order to deform a plurality of layers of piezoelectric elements, a large external force or vibration is required. There is a problem that it is necessary.

したがって、従来の圧電素子や発電装置を用い、環境振動や外力等を利用して効率良く発電を行うためには、発電体に対して十分な変形を与えるための複雑な機構が必要となる。したがって、コストアップの要因となるだけでなく、設置場所に対する制約となる。さらには、機構部分の劣化や破損などの発生確率が増加することによる信頼性の低下の要因ともなり得る。   Therefore, in order to efficiently generate power using environmental vibration, external force, etc. using a conventional piezoelectric element or power generation device, a complicated mechanism for sufficiently deforming the power generation body is required. Therefore, not only the cost increases, but also the restrictions on the installation location. Furthermore, it may be a factor of a decrease in reliability due to an increase in the probability of occurrence of deterioration or breakage of the mechanism portion.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、簡便な構造によって、発電効率が高く信頼性の高い積層発電体とその積層発電体を用いた発電方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a laminated power generator with high power generation efficiency and high reliability and a power generation method using the laminated power generator with a simple structure. .

前述した目的を達成するため、第1の発明は、電荷を保持したエレクトレット誘電体と前記エレクトレット誘電体を挟むように配置される一対の電極とを有する振動発電体と、複数層の前記振動発電体の間に配置される支持部材と、を具備し、前記エレクトレット誘電体および前記電極は、いずれも可撓性を有し、前記エレクトレット誘電体と、少なくとも一方の前記電極との間には、部分的に接合部が設けられ、前記接合部を介して、前記エレクトレット誘電体と前記電極とが接合され、前記接合部以外の部位が、互いに接合されない非接合部となり、前記非接合部の少なくとも一部において、前記エレクトレット誘電体と前記電極との厚み方向の距離を変化させることが可能であり、前記支持部材は、前記振動発電体同士の間に間隔をあけて配置され、前記振動発電体同士の間の前記支持部材が配置されていない部分には空間が形成され、前記空間に流体を流すことが可能なように前記支持部材が配置され、前記空間に流体を流すことにより、前記エレクトレット誘電体と前記電極とが接触と剥離とを繰り返すことを特徴とする積層発電体である。 In order to achieve the above-described object, the first invention provides a vibration power generation body having an electret dielectric holding electric charge and a pair of electrodes arranged so as to sandwich the electret dielectric, and a plurality of layers of the vibration power generation A support member disposed between the body, the electret dielectric and the electrode both have flexibility, and between the electret dielectric and at least one of the electrodes, A joint is partially provided, and the electret dielectric and the electrode are joined via the joint, and a portion other than the joint becomes a non-joint that is not joined to each other, at least of the non-joint In some cases, a distance in the thickness direction between the electret dielectric and the electrode can be changed, and the support member is spaced from the vibration power generator. A space is formed in a portion where the support member between the vibration power generators is not disposed, and the support member is disposed so that a fluid can flow in the space. In the laminated power generator , the electret dielectric and the electrode repeat contact and peeling by flowing a fluid .

この発電体は、電荷を保持したエレクトレット誘電体と電極との間に非接合部が形成されるため、外力や振動を発電体に付与することによって、エレクトレット誘電体と電極との間の距離を容易に変化させることができる。したがって、エレクトレット誘電体と電極との間の距離変化に応じて電極に電荷が静電誘導され、発電を行うことができる。よって、この発電体を本発明の積層発電体に用いると、効率よく発電を行うことができる。また、積層される各層の発電体同士の間の空間に流体を流すことで、流体の流れによって各層の発電体の表面に外力または振動を付与することができる。このため、各層の発電体を効率よく発電させることができる。In this power generation body, a non-junction portion is formed between the electret dielectric that holds the electric charge and the electrode. Therefore, by applying an external force or vibration to the power generation body, the distance between the electret dielectric and the electrode is increased. It can be easily changed. Therefore, electric charge is electrostatically induced in the electrode in accordance with a change in the distance between the electret dielectric and the electrode, and power generation can be performed. Therefore, when this power generation body is used for the laminated power generation body of the present invention, power generation can be performed efficiently. Further, by flowing a fluid through the space between the power generation bodies of each layer to be stacked, an external force or vibration can be applied to the surface of the power generation body of each layer by the flow of the fluid. For this reason, the electric power generation body of each layer can be generated efficiently.

前記支持部材は、積層される前記振動発電体の平面位置に対して略同じ位置となるように各層の前記振動発電体間に配置されていることが望ましい。 The support member is preferably disposed substantially between the vibration generator of the respective layers to have the same position relative to the plane position of the vibration generators to be laminated.

このように、支持部材を各層の発電体間に略同じ平面位置に配置すると、各層の支持部材が積層発電体の積層方向に略整列配置されるので、支持部材の自重によって、発電体が撓むことを防止することができる。したがって、各層の発電体同士の間の隙間(空間)を確実に確保することができる。   As described above, when the support members are arranged at substantially the same plane position between the power generation bodies of the respective layers, the support members of the respective layers are substantially aligned in the stacking direction of the stacked power generation bodies. Can be prevented. Therefore, a gap (space) between the power generators of each layer can be reliably ensured.

なお、外力とは、機械的に他の物質が発電体と接触して、発電体を変形させる力には限られない。例えば、積層発電体を取り付けた構造体の振動や、外部からの音波や空気圧変化など、発電体に繰り返し付与され、発電体を変形させることが可能な外部から発電体への力の作用を指すものである。この外力は微小なものであってもよい。また、振動とは、その振幅や周波数などが一定であるようなものに限られず、定期的または不定期に繰り返し発電体に外力(慣性力などを含む)を付与可能であるものを指す。   The external force is not limited to a force that mechanically contacts another substance with the power generation body and deforms the power generation body. For example, it refers to the action of force from the outside to the power generation body that can be repeatedly applied to the power generation body, such as vibration of the structure to which the laminated power generation body is attached, sound waves and air pressure changes from the outside, and the like. Is. This external force may be minute. Further, the vibration is not limited to the one whose amplitude, frequency, etc. are constant, but refers to the one that can apply external force (including inertial force) to the power generator periodically or irregularly.

また、前記振動発電体には、前記振動発電体の外部から前記振動発電体内に流体が浸入することを防止するシール部が設けられていることが望ましい。 Further, wherein the vibration generators, it is desirable that the sealing portion to prevent fluid from entering from the outside of the vibration generating body to the vibration generator body is provided.

このような構成とすることで、流体として例えば水などの液体を積層した前記発電体間に流した場合であっても、発電体に設けられる電極等の腐食や劣化を防止することができる。また、前述したような一対の電極間にエレクトレット誘電体を挟んだ構造を有する発電体を用いた場合には、電極とエレクトレット誘電体との間に設けられた非接合部へ水などの液体が浸入することを防止することができるため、水などの液体が浸入することによるエレクトレット誘電体の表裏面での表面電位差の低下等を防止することができる。   By adopting such a configuration, even when the fluid flows between the power generation bodies in which liquids such as water are stacked as the fluid, it is possible to prevent corrosion and deterioration of the electrodes and the like provided in the power generation body. In addition, when a power generator having a structure in which an electret dielectric is sandwiched between a pair of electrodes as described above, a liquid such as water is applied to a non-joint provided between the electrode and the electret dielectric. Since intrusion can be prevented, it is possible to prevent a decrease in surface potential difference between the front and back surfaces of the electret dielectric due to the ingress of liquid such as water.

第2の発明は、力を受けることで発電する発電体が積層配置され、積層される各層の前記発電体の間に支持部材を配置することにより、積層される各層の前記発電体の間に空間が形成されていることを特徴とする積層発電体を用い、積層される各層の前記発電体の間の空間に流体を流すことが可能なように前記支持部材を配置し、前記積層発電体を構成する前記発電体の形状を略円形とし、略円形の前記発電体を積層してなる前記積層発電体の形状を略円柱状とし、略円柱状の前記積層発電体のいずれの側面からでも積層される前記発電体同士の間の空間に流体を流すことが可能な前記積層発電体を用い、前記積層発電体の側面から流体を流すことで、前記発電体を発電させることを特徴とする積層発電体の発電方法である。 According to a second aspect of the present invention, power generation bodies that generate power by receiving force are stacked and disposed between the power generation bodies of each layer to be stacked by disposing a support member between the power generation bodies of each layer to be stacked. A laminated power generator, wherein a space is formed, the support member is arranged so that a fluid can flow in the space between the power generators of each layer to be laminated , and the laminated power generator The shape of the power generation body constituting a substantially circular shape, the shape of the stacked power generation body formed by laminating the substantially circular power generation bodies is substantially cylindrical, and from any side surface of the substantially cylindrical stacked power generation body using the power generating body space can flow a fluid to a said stack power generating body between each other are laminated, by flowing the fluid from the side of the laminated power generating body, and wherein Rukoto to power the generator body It is the electric power generation method of the laminated electric power generation to do.

このようにすることで、積層発電体の側面に対して流体の流れる方向によらず、流体を積層発電体内部の各層の発電体同士の間の空間に流すことができるため、効率よく発電を行うことができる。この際、風車の首振り機構やその他回転機構等も不要である。   By doing so, the fluid can flow in the space between the power generators of each layer inside the stacked power generator regardless of the direction of the fluid flow with respect to the side surface of the stacked power generator. It can be carried out. At this time, a windmill swing mechanism and other rotating mechanisms are not required.

第3の発明は、力を受けることで発電する発電体が積層配置され、積層される各層の前記発電体の間に支持部材を配置することにより、積層される各層の前記発電体の間に空間が形成されていることを特徴とする積層発電体を用い、積層される各層の前記発電体の間の空間に流体を流すことが可能なように前記支持部材を配置し、前記積層発電体の一部の端部には前記支持部材を設けずに、前記発電体同士が自由に変形できるようにすると共に、前記一部の端部が流体の流れの下流側となるように、前記積層発電体に対して流体を流すことで、前記発電体を発電させることを特徴とする積層発電体の発電方法である。 According to a third aspect of the present invention, power generation bodies that generate power by receiving force are stacked and disposed between the power generation bodies of each layer to be stacked by disposing a support member between the power generation bodies of each layer to be stacked. A laminated power generator, wherein a space is formed, the support member is arranged so that a fluid can flow in the space between the power generators of each layer to be laminated , and the laminated power generator The stack is formed so that the power generating bodies can be freely deformed without providing the support member at a part of the end of the layer, and the end of the part is on the downstream side of the fluid flow. A power generation method for a laminated power generator, wherein the power generator is caused to generate power by flowing a fluid to the power generator.

このようにすることで、流体の下流側に位置する積層発電体の各層の発電体の変形量を大きくすることができる。したがって、より大きな発電出力を得ることができる。   By doing in this way, the deformation amount of the power generation body of each layer of the laminated power generation body located on the downstream side of the fluid can be increased. Therefore, a larger power generation output can be obtained.

本発明によれば、構造を単純化することが可能で、発電効率が高く信頼性の高い積層発電体と、その積層発電体を用いた発電方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a structure can be simplified and the electric power generation method using the laminated electric power generation body using the laminated electric power generation body with high electric power generation efficiency and high reliability can be provided.

(a)は定常状態の積層発電体10を示す図、(b)は積層発電体10中の振動発電体1同士の間の空間に流体が流れた状態を示す図、(c)は、積層発電体10a中の振動発電体1同士の間の空間に流体が流れた状態を示す図。(A) is a figure which shows the lamination | stacking electric power generation body 10 of a steady state, (b) is a figure which shows the state which the fluid flowed into the space between the vibration electric power generation bodies 1 in the lamination | stacking electric power generation body 10, (c) is a lamination | stacking. The figure which shows the state which the fluid flowed into the space between the vibration electric power generation bodies 1 in the electric power generation body 10a. (a)は振動発電体1を示す図、(b)は振動発電体1aを示す図。(A) is a figure which shows the vibration electric power generation body 1, (b) is a figure which shows the vibration electric power generation body 1a. (a)はエレクトレット誘電体3を示す図、(b)は、多孔質材を用いたエレクトレット誘電体3aの拡大図。(A) is a figure which shows the electret dielectric material 3, (b) is an enlarged view of the electret dielectric material 3a using the porous material. (a)は振動発電体1のシール部材13を示す図、(b)は振動発電体1bのシール部13aを示す図。(A) is a figure which shows the sealing member 13 of the vibration electric power generation body 1, (b) is a figure which shows the seal part 13a of the vibration electric power generation body 1b. 図2(a)のA部拡大図において、(a)は定常状態を示す図、(b)は外力が付与された状態(電極5bの変形状態)を示す概念図。2A is an enlarged view of a portion A in FIG. 2A, in which FIG. 2A is a diagram illustrating a steady state, and FIG. 積層発電体10bを示す図。The figure which shows the laminated electric power generation body 10b. 積層発電体10cを示す図であり、(a)は周方向断面図、(b)は(a)のL−L線断面図。It is a figure which shows the lamination | stacking electric power generation body 10c, (a) is circumferential direction sectional drawing, (b) is the LL sectional view taken on the line of (a). 発電システム20を示す図。The figure which shows the electric power generation system. 発電システム20aを示す図。The figure which shows the electric power generation system 20a. (a)は発電システム20bを示す図、(b)は発電システム20cを示す図。(A) is a figure which shows the electric power generation system 20b, (b) is a figure which shows the electric power generation system 20c. (a)は積層発電体12を示す図、(b)は積層発電体12aを示す図。(A) is a figure which shows the laminated electric power generation body 12, (b) is a figure which shows the laminated electric power generation body 12a.

<積層発電体の実施形態1>
以下、本発明の実施の形態にかかる積層発電体について説明する。図1(a)に示すように、積層発電体10は、発電体として図2(a)に示すシート状の振動発電体1を用い、複数の振動発電体1が積層されて構成される。
なお、特に示した場合を除き、図1等においては、振動発電体の詳細な構造およびリード線等については図示を省略する。
<Embodiment 1 of laminated power generator>
Hereinafter, the laminated power generator according to the embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 1 (a), the laminated power generator 10 is configured by using a sheet-like vibration power generator 1 shown in FIG. 2 (a) as a power generator, and a plurality of vibration power generators 1 are stacked.
Except as otherwise noted, in FIG. 1 and the like, the detailed structure of the vibration power generator, the lead wires, and the like are not shown.

前記積層された振動発電体1同士の間には支持部材2が設けられ、振動発電体1同士は支持部材2を介して接合される。振動発電体1と支持部材2との接合方法としては、接着接合、粘着接合、吸着接合などを利用することができるが、特に限定されるものではない。支持部材2は、積層されるそれぞれの振動発電体1同士の間に間隔を空けて配置される。すなわち、前記支持部材2が介在されない振動発電体1同士の間に空間が形成される。支持部材2は、積層した各層の振動発電体1同士の間に形成された空間を通じて、振動発電体1の平面方向に流体を流すことが可能となるように配置される。また、支持部材2は、積層されるそれぞれの振動発電体1の平面内において、略同一の位置に設けられることが好ましい。すなわち、平面視において、支持部材2は、積層方向に略整列配置されることが好ましい。このようにすることで、支持部材2の自重によって、振動発電体1が撓むことを防止することができる。   A support member 2 is provided between the laminated vibration power generation bodies 1, and the vibration power generation bodies 1 are joined to each other via the support member 2. As a method for joining the vibration power generator 1 and the support member 2, adhesive joining, adhesive joining, adsorption joining, or the like can be used, but there is no particular limitation. The support member 2 is disposed with a space between the stacked vibration power generators 1. That is, a space is formed between the vibration power generators 1 in which the support member 2 is not interposed. The support member 2 is arranged so that a fluid can flow in the plane direction of the vibration power generation body 1 through a space formed between the vibration power generation bodies 1 of the stacked layers. Moreover, it is preferable that the supporting member 2 is provided in the substantially same position in the plane of each vibration power generation body 1 laminated | stacked. That is, it is preferable that the support member 2 is substantially aligned in the stacking direction in plan view. By doing in this way, it can prevent that the vibration electric power generation body 1 bends with the dead weight of the support member 2. FIG.

支持部材2の材質は、特に限定されないが、比較的硬質な金属系材料、プラスチック系材料、ゴム系材料などを適用することができる。なお、積層発電体10に比較的大きな外力が加えられるような環境で使用される場合には、支持部材2としては、ゴムなどに代表される弾性体であることが望ましい。弾性体としては、例えば、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、フッ素系ゴム、天然ゴムなどのゴムを使用することができる。   The material of the support member 2 is not particularly limited, but a relatively hard metal material, plastic material, rubber material, or the like can be applied. When used in an environment where a relatively large external force is applied to the laminated power generation body 10, the support member 2 is preferably an elastic body typified by rubber. As the elastic body, for example, rubbers such as nitrile rubber, ethylene propylene rubber, acrylic rubber, urethane rubber, chloroprene rubber, silicone rubber, fluorine rubber, and natural rubber can be used.

図2(a)に示すように、振動発電体1は、主にエレクトレット誘電体3、電極5a、5b、接合部7等から構成される。エレクトレット誘電体3の両面には、エレクトレット誘電体3と対向するように、それぞれ電極5a、5bが配置される。また、エレクトレット誘電体3と電極5bとの間には接合部7が設けられる。接合部7は、エレクトレット誘電体3と電極5bとを接合するためのものである。すなわち、エレクトレット誘電体3と電極5bとは、接合部7を介して接合され、互いの間には、接合部7の厚さに応じた隙間(エアギャップ)が形成される。接合部7の材質は特に限定されないが、例えば絶縁性の接着剤で構成される。   As shown in FIG. 2A, the vibration power generator 1 is mainly composed of an electret dielectric 3, electrodes 5a and 5b, a joint 7 and the like. Electrodes 5 a and 5 b are arranged on both surfaces of the electret dielectric 3 so as to face the electret dielectric 3, respectively. Further, a joint 7 is provided between the electret dielectric 3 and the electrode 5b. The joint 7 is for joining the electret dielectric 3 and the electrode 5b. That is, the electret dielectric 3 and the electrode 5b are joined via the joint 7, and a gap (air gap) corresponding to the thickness of the joint 7 is formed between them. Although the material of the junction part 7 is not specifically limited, For example, it is comprised with an insulating adhesive agent.

電極5aとエレクトレット誘電体3とは、略全面にわたって接合されている。電極5aとエレクトレット誘電体3とは、例えば熱融着や接着で接合される。但し、接着剤を用いる場合には、接着剤層をできるだけ薄くすることが望ましい。例えば、電極5a、5b間の距離やエレクトレット誘電体3の厚さに対し、十分薄くすることが望ましい。   The electrode 5a and the electret dielectric 3 are joined over substantially the entire surface. The electrode 5a and the electret dielectric 3 are joined together by, for example, heat fusion or adhesion. However, when an adhesive is used, it is desirable to make the adhesive layer as thin as possible. For example, it is desirable to make it sufficiently thin with respect to the distance between the electrodes 5 a and 5 b and the thickness of the electret dielectric 3.

電極5a、5bは、導体層6と樹脂層8が積層された二層構造である。このような電極5a、5bは、樹脂シートと金属箔とを接着剤や熱溶着等によって接合したものであってもよく、樹脂シートの表面に金属蒸着や金属めっきを施したものであってもよい。いずれにせよ、シート(フィルム)状の樹脂上に導体層を形成できればよい。   The electrodes 5a and 5b have a two-layer structure in which the conductor layer 6 and the resin layer 8 are laminated. Such electrodes 5a and 5b may be obtained by bonding a resin sheet and a metal foil by an adhesive, heat welding, or the like, or by performing metal vapor deposition or metal plating on the surface of the resin sheet. Good. In any case, it is sufficient that the conductor layer can be formed on the sheet (film) resin.

なお、導体層6を構成する導体としては、アルミニウム、錫、銅あるいはこれらの合金など適宜選択することができる。
また、樹脂層8を構成する樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド系の樹脂(例えばカプトン(登録商標))、フッ素系の樹脂(例えばフルオロエチレンプロピレンやポリテトラフルオロエチレン)などのプラスチック材料や、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、フッ素系ゴム、天然ゴムなどのゴム材料を用いることもできる。
In addition, as a conductor which comprises the conductor layer 6, aluminum, tin, copper, or these alloys can be selected suitably.
Examples of the resin constituting the resin layer 8 include polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyimide resin (for example, Kapton (registered trademark)), and fluorine resin (for example, fluoroethylenepropylene and polytetrafluoroethylene). Plastic materials and rubber materials such as nitrile rubber, ethylene propylene rubber, acrylic rubber, urethane rubber, chloroprene rubber, silicone rubber, fluorine rubber, and natural rubber can also be used.

二層構造の電極5a、5bは、周囲との電気絶縁を確保し、防水性や防湿性を向上させることができる点で望ましい。また、電極5bにおいては、さらに、外力等に対する電極の追従性を向上させることができる点で望ましい。例えば、薄い導体のみでは、外力によって変形した後、元の形状への復元力が小さい。しかし、導体のみで剛性を高めようとすると、導体部の厚みを厚くする必要があるため重量増の問題がある。また、これにより、電極の動きが鈍くなる恐れがある。   The two-layered electrodes 5a and 5b are desirable in that electrical insulation from the surroundings can be ensured and waterproofness and moistureproofness can be improved. Further, the electrode 5b is desirable in that the followability of the electrode with respect to an external force or the like can be further improved. For example, only a thin conductor has a small restoring force to the original shape after being deformed by an external force. However, if the rigidity is increased only with the conductor, there is a problem of an increase in weight because it is necessary to increase the thickness of the conductor portion. In addition, this may cause the movement of the electrode to become dull.

これに対し、本実施形態では、樹脂層8を設けることで、重量増による問題を抑制するとともに、外力に対する電極5bの追従性、すなわち剛性を高めることができる。なお、導体層6のみでも、例えば別途絶縁部材を介在させるなどの方法によって電気絶縁性等を確保できれば、導体層6のみで電極5a、5bを形成しても良い。   On the other hand, in this embodiment, by providing the resin layer 8, it is possible to suppress problems due to weight increase and increase the followability of the electrode 5 b against external force, that is, rigidity. Note that the electrodes 5a and 5b may be formed of only the conductor layer 6 as long as electrical insulation or the like can be ensured by a method such as interposing an insulating member separately, for example.

エレクトレット誘電体3の材質としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニルなどの樹脂を用いることができる。また、使用条件に応じて、例えば高温特性に優れるポリイミド系の樹脂(例えばカプトン(登録商標))やフッ素系の樹脂(例えばフルオロエチレンプロピレンやポリテトラフルオロエチレン)を用いることができる。また、ゴム材料として、例えばニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、フッ素系ゴムなどを用いることができる。   As a material of the electret dielectric 3, for example, a resin such as polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride, or the like can be used. Further, depending on the use conditions, for example, a polyimide-based resin (for example, Kapton (registered trademark)) or a fluorine-based resin (for example, fluoroethylenepropylene or polytetrafluoroethylene) having excellent high-temperature characteristics can be used. As the rubber material, for example, nitrile rubber, ethylene propylene rubber, acrylic rubber, urethane rubber, chloroprene rubber, silicone rubber, fluorine-based rubber, and the like can be used.

図3(a)に示すように、エレクトレット誘電体3の両面は、互いに逆の極性の電荷で帯電している。なお、エレクトレット誘電体3の片面にのみ、いずれか一方の極性の電荷が帯電していてもよく、あるいはエレクトレット誘電体3の両面にいずれか一方の極性の電荷が帯電していてもよく、エレクトレット誘電体3の両表面間(表面と裏面)での電位差(表面電位差)がある状態であればよい。このようなエレクトレット誘電体3は、例えば絶縁性を有する樹脂シートや樹脂フィルム等の表面に、コロナ放電によって帯電処理を施すことで形成することができる。   As shown in FIG. 3A, both surfaces of the electret dielectric 3 are charged with charges having opposite polarities. It should be noted that only one side of the electret dielectric 3 may be charged with one of the polarities, or both sides of the electret dielectric 3 may be charged with one of the polarities. It is sufficient that there is a potential difference (surface potential difference) between both surfaces (front surface and back surface) of the dielectric 3. Such an electret dielectric 3 can be formed, for example, by subjecting the surface of an insulating resin sheet or resin film to a charging process by corona discharge.

エレクトレット誘電体3の表面と裏面との電位差の設定は、電極5a、5bとエレクトレット誘電体3との間のエアギャップ長(または接合部7の厚み)に依存する。すなわち、当該電位差は、当該エアギャップでの空気放電による電位差低下が少なくなるように設定されることが望ましい。   The setting of the potential difference between the front and back surfaces of the electret dielectric 3 depends on the length of the air gap between the electrodes 5a and 5b and the electret dielectric 3 (or the thickness of the junction 7). That is, it is desirable that the potential difference is set so that a decrease in potential difference due to air discharge in the air gap is reduced.

振動発電体1におけるエレクトレット誘電体3と電極5a、5bとは、いずれも可撓性を有する。例えば、エレクトレット誘電体3は、上述した樹脂等で構成される。したがって、振動発電体1は、全体として可撓性を有し、様々な形態の設置場所に適した変形が可能である。   The electret dielectric 3 and the electrodes 5a and 5b in the vibration power generator 1 are all flexible. For example, the electret dielectric 3 is made of the above-described resin or the like. Therefore, the vibration power generation body 1 has flexibility as a whole, and can be modified to suit various installation locations.

図2(a)に示すように、接合部7以外の部位において、エレクトレット誘電体3と電極5bとの間には非接合部9が形成される。すなわち、非接合部9においては、エレクトレット誘電体3と電極5bの少なくとも一方が変形することで、互いの距離が容易に変化する。例えば、電極5bの変形によって、電極5bを、エレクトレット誘電体3の表面と接触させることもできる。   As shown in FIG. 2A, a non-joining portion 9 is formed between the electret dielectric 3 and the electrode 5b at a portion other than the joining portion 7. In other words, in the non-joining portion 9, the distance between the electret dielectric 3 and the electrode 5b is easily changed due to the deformation. For example, the electrode 5b can be brought into contact with the surface of the electret dielectric 3 by deformation of the electrode 5b.

なお、図3(b)に示すように、多孔質材からなるエレクトレット誘電体3aを用いることもできる。内部に微細な空孔4が存在する多孔質材の両面に電圧を印加すると、空孔4内において容易にコロナ放電が生じる。このコロナ放電によって空孔壁面および空孔壁面近傍にも帯電したエレクトレット誘電体3aを容易に製造できる。なお、エレクトレット誘電体3aの空孔壁面および空孔壁面近傍の帯電状態は、図3(b)に示すように、電圧印加方向(この場合にはエレクトレット誘電体3aの厚さ方向)に正電荷と負電荷に帯電した領域が形成される状態となっていると考えられる。また、エレクトレット誘電体3aの内部に空孔4が存在すると、エレクトレット誘電体3a全体として変形が容易となる。したがって、電極5a、5bとエレクトレット誘電体3とのギャップ長だけでなく、エレクトレット誘電体3a自体をもより小さな外力で容易に変形させることができる。このため、電極5bとエレクトレット誘電体3aとの間のギャップ長だけでなく、エレクトレット誘電体3aの厚さも変化し易くなる。したがって、電極5a、5b間の距離が変化し易くなるとともに、その変化量も大きくなるため、双方の電極に静電誘導される電荷量も多くなり、発電効率が向上する。   In addition, as shown in FIG.3 (b), the electret dielectric material 3a which consists of porous materials can also be used. When a voltage is applied to both surfaces of the porous material in which fine pores 4 are present, corona discharge easily occurs in the pores 4. By this corona discharge, the electret dielectric 3a charged also in the hole wall surface and in the vicinity of the hole wall surface can be easily manufactured. In addition, as shown in FIG. 3B, the electrification dielectric 3a has a positive charge in the voltage application direction (in this case, the thickness direction of the electret dielectric 3a). It is considered that a negatively charged region is formed. Further, if the holes 4 are present inside the electret dielectric 3a, the electret dielectric 3a as a whole can be easily deformed. Therefore, not only the gap length between the electrodes 5a and 5b and the electret dielectric 3, but also the electret dielectric 3a itself can be easily deformed with a smaller external force. For this reason, not only the gap length between the electrode 5b and the electret dielectric 3a but also the thickness of the electret dielectric 3a is likely to change. Therefore, the distance between the electrodes 5a and 5b is easily changed and the amount of change is increased, so that the amount of charge electrostatically induced in both electrodes is increased and the power generation efficiency is improved.

多孔質性のエレクトレット誘電体3aの材質としては、絶縁体であって、エレクトレット誘電体3と同様の材料を多孔質化した多孔質プラスチックまたは多孔質ゴムや、シート状繊維体を用いることができる。なお、多孔質プラスチックには、発泡プラスチックも含まれる。また、多孔質ゴムには、発泡ゴムも含まれる。シート状繊維体としては、不織布やフェルトを用いることができる。中でも不織布は空気清浄機やマスク等においてエレクトレットフィルターとして利用されており、良好なエレクトレットの特性を有する。なお、以下の説明では、空孔4のないエレクトレット誘電体3を用いた例について示す。   As a material of the porous electret dielectric 3a, a porous plastic or porous rubber which is an insulator and is made of the same material as the electret dielectric 3, or a sheet-like fiber body can be used. . The porous plastic includes foamed plastic. The porous rubber includes foamed rubber. As the sheet-like fiber body, a nonwoven fabric or felt can be used. Among these, non-woven fabrics are used as electret filters in air cleaners, masks, etc., and have good electret characteristics. In the following description, an example using the electret dielectric 3 having no holes 4 is shown.

振動発電体1の電極5bとエレクトレット誘電体3との間に形成される隙間(エアギャップ)は、振動発電体1の外部に対して密封されることが望ましい。例えば、図4(a)に示すように、振動発電体1の外周部は、シール部材13によって覆われてシールされる。シール部材13は、接着剤等によって電極5a、5b等に接着される。   A gap (air gap) formed between the electrode 5 b of the vibration power generator 1 and the electret dielectric 3 is preferably sealed with respect to the outside of the vibration power generator 1. For example, as shown in FIG. 4A, the outer peripheral portion of the vibration power generator 1 is covered and sealed with a seal member 13. The seal member 13 is bonded to the electrodes 5a, 5b, etc. with an adhesive or the like.

この場合、シール部材13としては、例えば、水密性(防水性または防湿性)または気密性の高い材料を選択することが好ましい。このようにすることで、流体である媒質16が、電極5bとエレクトレット誘電体3との間に設けた隙間(エアギャップ)に浸入することを防止することができる。また、流体である媒質16が水である場合であっては、電極5a、5bが腐食することを防止することができる。更には、エレクトレット誘電体3の表裏面の電位差が水分の存在によって低下することを防止することができる。   In this case, as the sealing member 13, for example, it is preferable to select a material having high watertightness (waterproofing or moistureproofing) or high airtightness. By doing in this way, it can prevent that the medium 16 which is a fluid penetrate | invades in the clearance gap (air gap) provided between the electrode 5b and the electret dielectric material 3. FIG. Further, when the fluid medium 16 is water, the electrodes 5a and 5b can be prevented from corroding. Furthermore, it is possible to prevent the potential difference between the front and back surfaces of the electret dielectric 3 from being lowered due to the presence of moisture.

また、別途シール部材13を用いなくても、図4(b)に示す振動発電体1bのように、電極5a、5bを構成する樹脂層8を、導体層6の外周からはみ出すように形成し、はみ出した上下の樹脂層8同士を接合させて、シール部13aを形成しても良い。はみ出した上下の樹脂層8同士の接合方法は、流体である媒質16の浸入を防止できる方法であれば特に限定されるものではないが、例えば、接着剤による接合方法や、加熱融着による接合方法を採用することができる。このように、振動発電体1の電極5bとエレクトレット誘電体3との間に形成される隙間(エアギャップ)への媒質16の浸入を防止できるシール方法であれば、そのシール方法は図示した例には限られず、どのような形態でも良い。   Further, the resin layer 8 constituting the electrodes 5a and 5b is formed so as to protrude from the outer periphery of the conductor layer 6 as in the vibration power generator 1b shown in FIG. The upper and lower protruding resin layers 8 may be joined together to form the seal portion 13a. The method of joining the protruding upper and lower resin layers 8 is not particularly limited as long as it can prevent the infiltration of the fluid medium 16. For example, the joining method using an adhesive or the joining by heat fusion The method can be adopted. Thus, if the sealing method can prevent the medium 16 from entering the gap (air gap) formed between the electrode 5b of the vibration power generator 1 and the electret dielectric 3, the sealing method is the example shown in the figure. It is not limited to any form, and any form may be used.

次に、振動発電体1の発電機構について説明する。図5は図2(a)のA部拡大図である。図5(a)に示すように、例えば定常状態(外力が付与されていない状態。以下同様。)では、電極5bとエレクトレット誘電体3との間には、非接合部9において接合部7の厚みに応じたエアギャップ長Bが形成される。この状態から、図5(b)に示すように、外力Cが振動発電体1の厚さ方向に付与されると、電極5b(およびエレクトレット誘電体3)が変形する。この際、エアギャップ長Bが短くなる方向へ変化し、電極5bとエレクトレット誘電体3とが接触部11で接触する場合もある。   Next, the power generation mechanism of the vibration power generator 1 will be described. FIG. 5 is an enlarged view of a portion A in FIG. As shown in FIG. 5A, for example, in a steady state (a state where no external force is applied; the same applies hereinafter), the non-joint portion 9 has a joint portion 7 between the electrode 5 b and the electret dielectric 3. An air gap length B corresponding to the thickness is formed. From this state, as shown in FIG. 5B, when the external force C is applied in the thickness direction of the vibration power generator 1, the electrode 5b (and the electret dielectric 3) is deformed. At this time, the air gap length B changes in the direction of shortening, and the electrode 5b and the electret dielectric 3 may contact at the contact portion 11.

すなわち、接触部11に対応する位置においては、電極5bとエレクトレット誘電体3の厚さ方向の距離(エアギャップ長B)が0になるまで変化できる。この距離変化に応じて、電極5a、5bの双方に電荷が静電誘導されて発電する。なお、図5(b)の状態から図5(a)の状態に戻る際にも、同様に電極5bとエレクトレット誘電体3との間の距離変化(ギャップ長Bが長くなる方向への変化)に応じた静電誘導による発電が行われる。なお、電極5bとエレクトレット誘電体3との距離変化に伴う発電出力電圧は、電極5bとエレクトレット誘電体3とが変形によって接触する直前および剥離した直後が最も高くなる。   That is, at the position corresponding to the contact portion 11, the distance in the thickness direction between the electrode 5 b and the electret dielectric 3 (air gap length B) can be changed to zero. In accordance with this change in distance, electric charges are electrostatically induced in both electrodes 5a and 5b to generate electricity. Similarly, when returning from the state of FIG. 5B to the state of FIG. 5A, the change in the distance between the electrode 5b and the electret dielectric 3 (change in the direction in which the gap length B increases) is similarly performed. Power is generated by electrostatic induction according to the above. The power generation output voltage accompanying the change in the distance between the electrode 5b and the electret dielectric 3 is highest immediately before the electrode 5b and the electret dielectric 3 are brought into contact with each other by deformation and immediately after peeling.

このように、この実施形態で用いた振動発電体1は、電極5bとエレクトレット誘電体3とを厚さ方向に相対的に変位させて、その双方の距離に相当するエアギャップ長Bを変化させることで効率よく発電をさせることができる。   As described above, the vibration power generator 1 used in this embodiment displaces the electrode 5b and the electret dielectric 3 relatively in the thickness direction, and changes the air gap length B corresponding to the distance between them. Therefore, it is possible to generate power efficiently.

ここで、接合部7の材質にもよるが、外力による非接合部9のエアギャップ長Bの変化と比較して、接合部7における電極5bとエレクトレット誘電体3との距離の変化は小さい。このように、接合部7の部位では、電極5bとエレクトレット誘電体3との距離が変化しにくいため、発電には寄与しにくい。したがって、接合部7は、できるだけ小さくし、かつ振動発電体1に占める接合部7の総面積をできるだけ小さくすることが望ましい。また、互いに隣接する接合部7間の距離は、非接合部9のエアギャップ長Bを保持することができる程度の距離にすることが望ましい。   Here, although depending on the material of the joint 7, the change in the distance between the electrode 5 b and the electret dielectric 3 in the joint 7 is small as compared with the change in the air gap length B of the non-joint 9 due to external force. Thus, since the distance between the electrode 5b and the electret dielectric 3 is unlikely to change at the joint portion 7, it is difficult to contribute to power generation. Therefore, it is desirable to make the joint portion 7 as small as possible and make the total area of the joint portion 7 in the vibration power generator 1 as small as possible. In addition, it is desirable that the distance between the joint portions 7 adjacent to each other be a distance that can maintain the air gap length B of the non-joint portion 9.

なお、接合部7は、エレクトレット誘電体3の表面において、例えば、ドット状、ストライプ状、格子状などの繰り返しパターンで配置される。   Note that the joints 7 are arranged on the surface of the electret dielectric 3 in a repetitive pattern such as a dot shape, a stripe shape, or a lattice shape.

なお、接合部7は、接着剤に代えて、電極5bとエレクトレット誘電体3とを部分的に直接熱融着により接合してもよい。この場合、接合部以外の部位が、非接合部9となる。この場合であっても、非接合部9では、電極5bとエレクトレット誘電体3との間に、微小な隙間が形成される。なお、非接合部9において、電極5bとエレクトレット誘電体3とが部分的に接触していても良い。また、接合部7には、接着剤に代えて、他の部材を介して電極5bとエレクトレット誘電体3とを接合しても良い。   In addition, the joining part 7 may replace the adhesive and join the electrode 5b and the electret dielectric 3 partly by direct thermal fusion. In this case, a portion other than the joint portion becomes the non-joint portion 9. Even in this case, a minute gap is formed between the electrode 5 b and the electret dielectric 3 in the non-joining portion 9. In addition, in the non-joining part 9, the electrode 5b and the electret dielectric material 3 may be partially in contact. Further, instead of the adhesive, the electrode 5b and the electret dielectric 3 may be bonded to the bonding portion 7 via another member.

図1(a)に示すように、積層発電体10では、複数の振動発電体1がそれぞれ支持部材2を介して接合されて積層される。このような積層発電体10を流体である媒質16の流れ(図中矢印E)の中に配置すると、図1(b)に示すように、積層される振動発電体1同士の空間(隙間)を、各振動発電体1の平面方向に略平行に流体(媒質16)が流れる(図中矢印F)。このように流体(媒質16)が各層の振動発電体1同士の間の空間を流れると、流体(媒質16)の流れの中に渦流(カルマン渦)が発生する。この渦流によって各層の振動発電体1の表面に力を作用させることができる。したがって、渦流による振動発電体1の厚さ方向の力の作用によって、または渦流による力の作用で支持部材2を支点とした振動発電体1の繰り返しの撓み変形を生じさせることによって(図中G)、振動発電体1の非接合部9(エアギャップ)における電極5bとエレクトレット誘電体3との接触および剥離を繰り返させる(エアギャップ長を繰り返し変化させる)ことができる(図5参照)。したがって、積層発電体10は、効率よく発電を行うことができる。また、積層発電体10は、流体(媒質16)の流れによる渦流の発生が要因で発電するだけでなく、流体(媒質16)の流れが直接的に振動発電体1に当ることによって、振動発電体1の厚さ方向への力が作用することでも発電することができる。   As shown in FIG. 1A, in the laminated power generation body 10, a plurality of vibration power generation bodies 1 are joined and stacked through support members 2. When such a laminated power generator 10 is arranged in the flow of the medium 16 that is a fluid (arrow E in the figure), as shown in FIG. 1B, the space (gap) between the laminated vibration power generators 1 is stacked. The fluid (medium 16) flows substantially parallel to the plane direction of each vibration power generator 1 (arrow F in the figure). When the fluid (medium 16) flows in the space between the vibration power generators 1 of each layer in this way, a vortex (Kalman vortex) is generated in the flow of the fluid (medium 16). Force can be applied to the surface of the vibration power generator 1 of each layer by this vortex. Therefore, the vibration power generator 1 is caused to undergo repeated bending deformation with the support member 2 as a fulcrum by the action of the force in the thickness direction of the vibration power generator 1 due to the eddy current (G in the figure). ), The contact and peeling between the electrode 5b and the electret dielectric 3 in the non-bonding portion 9 (air gap) of the vibration power generator 1 can be repeated (the air gap length is repeatedly changed) (see FIG. 5). Therefore, the laminated power generator 10 can generate power efficiently. The laminated power generator 10 not only generates power due to the generation of eddy currents due to the flow of the fluid (medium 16), but also directly generates the vibration power by the fluid (medium 16) flowing directly against the vibration power generator 1. It is also possible to generate power by applying a force in the thickness direction of the body 1.

この際、支持部材2の厚さ(積層される振動発電体1同士の間隔)、形状、配置などを適切に設定することで、流体(媒質16)の流れによる渦流の発生を制御することができる。また、積層される振動発電体1間や、積層発電体10の外周部あるいはその近傍に、渦流を効果的に発生させるための渦流発生部材を配置しても良い。このように、流体(媒質16)の流れに対して、渦流の発生を制御することで、振動発電体1を効果的に振動、変形させることができる。したがって、積層発電体10の発電効率の向上を図ることができる。   At this time, by appropriately setting the thickness (interval between the stacked vibration power generators 1), the shape, the arrangement, and the like of the support member 2, it is possible to control the generation of vortex due to the flow of the fluid (medium 16). it can. Moreover, you may arrange | position the eddy current generation member for generating an eddy current effectively between the laminated | stacked vibration electric power generation bodies 1, the outer peripheral part of the laminated electric power generation body 10, or its vicinity. Thus, by controlling the generation of vortex flow with respect to the flow of the fluid (medium 16), the vibration power generator 1 can be effectively vibrated and deformed. Therefore, the power generation efficiency of the laminated power generator 10 can be improved.

また、図1(c)に示す積層発電体10aのように、流体(媒質16)の流れの下流側に位置する支持部材2を無くしても良い。すなわち、流体(媒質16)の流れの下流側に位置する積層発電体10aの端部側は、各層の振動発電体1が自由端となるようにしてもよい。このようにすると、流体(媒質16)の流れ(図中矢印F)によって、吹き流しや旗のように、各層の振動発電体1の端部を大きく変形させることができる。したがって、振動発電体1における電極5bとエレクトレット誘電体3との間のエアギャップ長が変化して(図5参照)、より大きな発電出力を得ることができる。   Further, like the laminated power generator 10a shown in FIG. 1C, the support member 2 located on the downstream side of the flow of the fluid (medium 16) may be eliminated. That is, the vibration power generator 1 of each layer may be a free end on the end side of the laminated power generator 10a located on the downstream side of the flow of the fluid (medium 16). If it does in this way, the edge part of the vibration electric power generation body 1 of each layer can be greatly deform | transformed like a windsock or a flag with the flow (arrow F in the figure) of the fluid (medium 16). Therefore, the length of the air gap between the electrode 5b and the electret dielectric 3 in the vibration power generator 1 changes (see FIG. 5), and a larger power generation output can be obtained.

なお、流体(媒質16)としては、特に限定されないが、気体または液体であればよい。例えば、積層発電体10を大気中に配置して、風(空気)の流れを利用して発電しても良く、水中に配置して、水の流れを利用して発電することもできる。   The fluid (medium 16) is not particularly limited, and may be a gas or a liquid. For example, the laminated power generator 10 may be disposed in the atmosphere and power may be generated using a flow of wind (air), or may be disposed in water to generate power using the flow of water.

より具体的には、積層発電体10を風のある場所へ設置(例えば、屋外、空調ダクト内、排気ダクト内、トンネル内などへの設置や、自転車、バイク、自動車、鉄道車両などへの設置)したり、水流のある場所(例えば、海流のある場所への設置、河川、湖への設置、工業用水、農業用水、下水、水道水、排水などの配管などへの設置)へ設置することができる。このように、積層発電体10は、風力、水力、波力、潮力などの自然エネルギーを利用して、発電することができる。また、積層発電体10は、流体(媒質16)の流れ以外の要因でも発電することができる。例えば、積層発電体10を設置した箇所が振動する場合には、その振動が支持部材2や流体(媒質16)を介して積層したそれぞれの振動発電体1に伝達されることによっても発電できる。また、積層した各層の振動発電体1間に満たされる流体(媒質16)の圧力変化が生じる場合には、流体(媒質16)の圧力変化が各層の振動発電体1の表面に伝達されることによっても発電できる。   More specifically, the laminated power generator 10 is installed in a windy place (for example, installed outdoors, in an air conditioning duct, in an exhaust duct, in a tunnel, or installed in a bicycle, motorcycle, automobile, railway vehicle, etc.) ) Or where there is water flow (for example, installation in a location with ocean currents, installation in rivers, lakes, industrial water, agricultural water, sewage, tap water, drainage, etc.) Can do. Thus, the laminated power generator 10 can generate power using natural energy such as wind power, hydraulic power, wave power, and tidal power. Moreover, the laminated power generator 10 can also generate power due to factors other than the flow of the fluid (medium 16). For example, when the place where the laminated power generator 10 is installed vibrates, power can also be generated by transmitting the vibration to each of the laminated vibratory power generators 1 via the support member 2 and the fluid (medium 16). In addition, when a pressure change of the fluid (medium 16) filled between the vibration power generation bodies 1 of the stacked layers occurs, the pressure change of the fluid (medium 16) is transmitted to the surface of the vibration power generation body 1 of each layer. Can also generate electricity.

なお、振動発電体1が外力により変形し、電極5bとエレクトレット誘電体3とが接触および剥離を繰り返すと、その際に、電極5bとエレクトレット誘電体3との間で、空気放電が生じることが考えられる。このような空気放電が生じると、エレクトレット誘電体3の表面と裏面との電位差が低下することが考えられる。したがって、使用するにつれて発電が行われなくなるのではないかという懸念もあった。しかし、発明者らは、このような接触と剥離とが繰り返えされても、“エレクトレット誘電体3の表面と裏面との電位差が低下することによって、直ちに発電が行われなくなる現象”は生じないことを見出した。したがって、積層発電体10を構成する振動発電体1は、外力によって、電極5bとエレクトレット誘電体3とが接触および剥離を繰り返すように変形させることが望ましい。   Note that when the vibration power generator 1 is deformed by an external force and the electrode 5b and the electret dielectric 3 are repeatedly contacted and peeled, an air discharge may occur between the electrode 5b and the electret dielectric 3. Conceivable. When such air discharge occurs, it is considered that the potential difference between the front surface and the back surface of the electret dielectric 3 decreases. Therefore, there was also a concern that power generation may not be performed as it is used. However, the inventors have found that even if such contact and peeling are repeated, “a phenomenon in which power generation is not immediately performed due to a decrease in the potential difference between the front and back surfaces of the electret dielectric 3” occurs. Found no. Therefore, it is desirable that the vibration power generator 1 constituting the laminated power generator 10 be deformed so that the electrode 5b and the electret dielectric 3 are repeatedly contacted and peeled off by an external force.

また、本発明では、図2(b)に示すように、エレクトレット誘電体3と、電極5a、5bの両方の間に接合部7が設けられた振動発電体1aを用いることもできる。振動発電体1aは、振動発電体1と略同様の構成であるが、電極5aとエレクトレット誘電体3との間にも、部分的な接合部7と非接合部9とが設けられる。   Moreover, in this invention, as shown in FIG.2 (b), the vibration electric power generation body 1a by which the junction part 7 was provided between both the electret dielectric material 3 and electrode 5a, 5b can also be used. The vibration power generation body 1 a has substantially the same configuration as the vibration power generation body 1, but a partial joint portion 7 and a non-joint portion 9 are also provided between the electrode 5 a and the electret dielectric 3.

ここで、図2(a)に示す振動発電体1は、一方の電極5aがエレクトレット誘電体3と全面にわたって接合されているため、電極5bとエレクトレット誘電体3との距離変化でのみ発電が行われる。しかし、図2(b)に示すように、電極5a、5bの両方とエレクトレット誘電体3との間に非接合部9、9(エアギャップ)を形成し、両方のエアギャップの距離変化により発電を行う振動発電体1aにおいては、エレクトレット誘電体3と電極5aとの間のエアギャップと、エレクトレット誘電体3と電極5bとの間のエアギャップの両方の距離変化の方向(減少する方向あるいは増加する方向)とタイミング(位相)が一致しないと、電極5a、5b間に生じる発電出力電圧が互いに打ち消しあってしまう恐れがある。   Here, in the vibration power generator 1 shown in FIG. 2 (a), since one electrode 5a is joined to the electret dielectric 3 over the entire surface, power is generated only by a change in the distance between the electrode 5b and the electret dielectric 3. Is called. However, as shown in FIG. 2 (b), non-joined portions 9, 9 (air gaps) are formed between both the electrodes 5a, 5b and the electret dielectric 3, and power is generated by changing the distance between the air gaps. In the vibration power generator 1a that performs the above, the distance change direction (decreasing direction or increasing) of both the air gap between the electret dielectric 3 and the electrode 5a and the air gap between the electret dielectric 3 and the electrode 5b If the timing (phase) does not match the timing (phase), the power generation output voltages generated between the electrodes 5a and 5b may cancel each other.

したがって、図2(b)に示した振動発電体1aの全体で効率良く発電を行うためには、電極5a、5bとエレクトレット誘電体3との距離変化の方向(減少する方向あるいは増加する方向)とタイミング(位相)を振動発電体1aの各部で一致させることが望ましい。例えば、電極5a、5bとエレクトレット誘電体3とが接触および剥離を繰り返す場合には、この接触および剥離のタイミングを振動発電体1aの各部で一致させることが望ましい。   Therefore, in order to efficiently generate power with the whole vibration power generator 1a shown in FIG. 2B, the direction of change in the distance between the electrodes 5a, 5b and the electret dielectric 3 (decreasing direction or increasing direction). It is desirable to make the timing (phase) coincide with each part of the vibration power generator 1a. For example, when the electrodes 5a and 5b and the electret dielectric 3 are repeatedly contacted and peeled, it is desirable to match the timings of the contact and peeling at each part of the vibration power generator 1a.

また、振動発電体1aでのエレクトレット誘電体3の表裏で電極5a、5bとエレクトレット誘電体3との距離変化の方向とタイミングを一致させるために、エレクトレット誘電体3の表裏における接合部7の平面配置を一致させることが望ましい。   In addition, in order to make the timing and the direction of the distance change between the electrodes 5a, 5b and the electret dielectric 3 coincide with each other on the front and back of the electret dielectric 3 in the vibration power generator 1a, the plane of the joint 7 on the front and back of the electret dielectric 3 It is desirable to match the arrangement.

これに対し、図2(a)の振動発電体1では、電極5bとエレクトレット誘電体3との距離変化のみによって発電されるため、図2(b)の振動発電体1aのように電極5a、5bのそれぞれとエレクトレット誘電体3との双方の距離変化の方向とタイミング(位相)を一致させる必要がない。また、接合部7の厚み分だけ、全厚を薄くすることができる。このように、構造を簡易にできることによるコスト減や、薄肉化が可能である点などを考慮すれば、発電量は若干下がるものの、振動発電体1を用いることが望ましい。   On the other hand, in the vibration power generator 1 of FIG. 2A, power is generated only by a change in the distance between the electrode 5b and the electret dielectric 3, so that the electrode 5a, There is no need to match the direction and timing (phase) of the distance change between each of 5b and the electret dielectric 3. Further, the total thickness can be reduced by the thickness of the joint portion 7. Thus, considering the cost reduction due to the simplification of the structure and the possibility of thinning, it is desirable to use the vibration power generator 1 although the power generation amount is slightly reduced.

このように、使用条件等に応じて、振動発電体1、1aは適宜選択することが得できる。なお、以下の説明では、振動発電体1を用いた例について説明するが、振動発電体1aを用いることもできる。   As described above, the vibration power generators 1 and 1a can be appropriately selected according to the use conditions and the like. In addition, although the following description demonstrates the example using the vibration electric power generation body 1, the vibration electric power generation body 1a can also be used.

以上説明したように、積層発電体10は、複数の振動発電体1同士が支持部材2を介して積層されて構成される。したがって、振動発電体1の間に隙間が形成され、各層の振動発電体1の間に流体(媒質16)を流すことができ、積層された全ての振動発電体1に厚さ方向への力を付与することができる。この結果、積層された全ての振動発電体1において、電極5bとエレクトレット誘電体3との間の距離(エアギャップ長)の変化を生じさせることができ、したがって、全ての振動発電体1で発電が行われるので、この積層発電体10からは高い発電出力を得ることができる。   As described above, the laminated power generator 10 is configured by laminating a plurality of vibration power generators 1 via the support member 2. Therefore, a gap is formed between the vibration power generation bodies 1, and a fluid (medium 16) can flow between the vibration power generation bodies 1 of each layer, and force in the thickness direction is applied to all the vibration power generation bodies 1 that are stacked. Can be granted. As a result, it is possible to cause a change in the distance (air gap length) between the electrode 5b and the electret dielectric 3 in all the stacked vibration power generators 1, and accordingly, all the vibration power generators 1 generate power. Therefore, a high power generation output can be obtained from the laminated power generation body 10.

また、積層発電体10に振動を印加した場合にも、支持部材2や流体(媒質16)を介して積層した各層の振動発電体1に振動が伝達される。したがって、各振動発電体1が振動し、支持部材2を支点にして支持部材2と接合する振動発電体1以外の振動発電体1の部位が撓み変形し、この撓み変形によって、発電が行われる。すなわち、支持部材2と接合される以外の振動発電体1の部位で、振動発電体1が撓むと、電極5bとエレクトレット誘電体3との間の距離変化(エアギャップ長の変化)が生じて発電が行われる。
このように、積層発電体10は、振動発電体1同士の間の流体(媒質16)から加わる外力や、積層発電体10自体の振動によって、発電出力を得ることができる。
Further, when vibration is applied to the laminated power generation body 10, the vibration is transmitted to the vibration power generation body 1 of each layer laminated via the support member 2 and the fluid (medium 16). Therefore, each vibration power generation body 1 vibrates, and the portions of the vibration power generation body 1 other than the vibration power generation body 1 joined to the support member 2 with the support member 2 as a fulcrum are bent and deformed, and electric power is generated by this deformation. . That is, when the vibration power generation body 1 is bent at a portion of the vibration power generation body 1 other than the joint with the support member 2, a distance change (change in air gap length) between the electrode 5b and the electret dielectric 3 occurs. Power generation is performed.
As described above, the laminated power generation unit 10 can obtain a power generation output by an external force applied from the fluid (medium 16) between the vibration power generation units 1 or vibration of the laminated power generation unit 10 itself.

<積層発電体の実施形態2>
次に、他の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において、積層発電体10と同様の機能を奏する構成については図1等と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
<Embodiment 2 of laminated power generator>
Next, another embodiment will be described. In the following description, the same reference numerals as those in FIG. 1 and the like are given to the configuration having the same function as that of the laminated power generator 10, and the duplicate description is omitted.

図6に示す積層発電体10bは、略円形をした複数の振動発電体1がそれぞれ支持部材2を介在させて積層される。すなわち、積層発電体10bの形状は略円柱状である。前記積層発電体10bは、略円柱状の形状をした筐体15a内に収容される。支持部材2は、各振動発電体1の縁部近傍に、周方向に略等間隔で配置され、支持部材2が介在しない各層の振動発電体1間には空間が形成される。また、支持部材2は、各振動発電体1の平面位置に対して略一致するように配置される。すなわち、各層の支持部材2が積層発電体10bの積層方向に略整列配置される。このような支持部材2の配置とすることで、積層発電体10bのいずれの側面からでも、各層の振動発電体1同士の間の空間に、振動発電体1の平面方向に略平行に流体(媒質16)を流すことが可能となる。また、支持部材2の自重によって、各層の振動発電体1が撓むことを防止することができる。なお、支持部材2の配置としては、上述のような各振動発電体1の縁部近傍にのみ配置されることには限定されず、各振動発電体1の中心側にも配置されていてもよい。その場合には、略円形をした振動発電体1の中心から支持部材2が配置される位置までの距離を半径とした円周の周方向に対して、略等間隔で支持部材2が配置されることが好ましい。   A laminated power generator 10b shown in FIG. 6 is formed by laminating a plurality of substantially circular vibration power generators 1 with support members 2 interposed therebetween. That is, the shape of the laminated power generator 10b is a substantially cylindrical shape. The laminated power generator 10b is accommodated in a casing 15a having a substantially cylindrical shape. The support members 2 are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction in the vicinity of the edge of each vibration power generator 1, and a space is formed between the vibration power generators 1 of each layer where the support member 2 is not interposed. Further, the support member 2 is disposed so as to substantially coincide with the planar position of each vibration power generator 1. That is, the support members 2 of the respective layers are substantially aligned in the stacking direction of the stacked power generation body 10b. With such an arrangement of the support member 2, a fluid (in approximately parallel to the plane direction of the vibration power generation body 1, in the space between the vibration power generation bodies 1 of each layer from any side surface of the laminated power generation body 10 b ( It is possible to flow the medium 16). Moreover, it is possible to prevent the vibration power generator 1 of each layer from being bent by the weight of the support member 2. The arrangement of the support member 2 is not limited to being arranged only in the vicinity of the edge of each vibration power generator 1 as described above, and may be arranged on the center side of each vibration power generator 1. Good. In that case, the support members 2 are arranged at substantially equal intervals with respect to the circumferential direction of the circumference having the radius from the center of the substantially circular vibration power generator 1 to the position where the support member 2 is arranged. It is preferable.

筐体15aの側面の全周には、例えば格子状の孔(図示省略)が設けられる。したがって、筐体15aの側面に対して、その外側の一方から流体(媒質16)が流れ込むと、筐体15aの側面に設けられた格子状の孔を流体(媒質16)が通過して筐体15aの内部に流れ込む(図中矢印H)。同様に、筐体15aに流れ込んだ流体(媒質16)は、他方の筐体15aの側面に設けられた格子状の孔を通過して筐体15aの外側へ流れ出る(図中矢印H)。なお、風力を利用する場合には流体(媒質16)は空気となり、水力を利用する場合には、流体(媒質16)は水を主成分とする液体となり、波力や潮流を利用する場合には、流体(媒質16)は海水となる。   For example, lattice holes (not shown) are provided on the entire circumference of the side surface of the housing 15a. Therefore, when the fluid (medium 16) flows into the side surface of the casing 15a from one of the outer sides thereof, the fluid (medium 16) passes through the lattice holes provided on the side surface of the casing 15a, and the casing It flows into the inside of 15a (arrow H in the figure). Similarly, the fluid (medium 16) that has flowed into the housing 15a flows out of the housing 15a through the lattice holes provided on the side surface of the other housing 15a (arrow H in the figure). When using wind power, the fluid (medium 16) is air, and when using hydropower, the fluid (medium 16) is a liquid containing water as a main component, and when using wave power or tidal current. The fluid (medium 16) is seawater.

筐体15aは円柱状であるため、筐体15aの側面に対して垂直な流れであれば、流体(媒質16)の流れる方向は問わず、いずれの方向からの流体(媒質16)の流れも、筐体15aを通過させることができる。前述したように、積層発電体10bの側面に対して、垂直な流れであれば、流体(媒質16)の流れる方向は問わず、いずれの方向からの流体(媒質16)の流れも、各層の振動発電体1間の空間を振動発電体1の平面方向に略平行に通過させることができる。この際、流体(媒質16)の流れによって、振動発電体1同士の間に渦流(カルマン渦)が発生し、この渦流によって各層の振動発電体1を振動・変形させることができる。したがって、各層の振動発電体1を効率良く発電させることができる。また、本実施形態のような構成とすることで、流体(媒質16)の流れる方向が変化するような場合であっても、風車の回転機構等を用いることなく、筐体15a内部に設置された略円柱状の積層発電体10bの側面に流体(媒質16)を流れ込ませて発電を行うことができる。したがって、複雑な機械機構を設けることなく、簡易な構造で信頼性及び発電効率の高い積層発電体を実現することができる。   Since the casing 15a has a cylindrical shape, the flow of the fluid (medium 16) is not limited regardless of the flow direction of the fluid (medium 16) as long as the flow is perpendicular to the side surface of the casing 15a. The casing 15a can be passed through. As described above, as long as the flow is perpendicular to the side surface of the laminated power generation body 10b, the flow of the fluid (medium 16) is not limited regardless of the flow direction of the fluid (medium 16). The space between the vibration power generation bodies 1 can be passed substantially parallel to the plane direction of the vibration power generation body 1. At this time, a vortex (Kalman vortex) is generated between the vibration power generators 1 due to the flow of the fluid (medium 16), and the vibration power generators 1 of the respective layers can be vibrated and deformed by this vortex. Accordingly, the vibration power generator 1 of each layer can be efficiently generated. Further, by adopting the configuration as in the present embodiment, even if the flow direction of the fluid (medium 16) changes, it is installed inside the casing 15a without using a windmill rotating mechanism or the like. In addition, power can be generated by flowing a fluid (medium 16) into the side surface of the substantially cylindrical laminated power generation body 10b. Therefore, it is possible to realize a laminated power generation body with a simple structure and high reliability and power generation efficiency without providing a complicated mechanical mechanism.

なお、筐体15aに振動が印加された場合にも、筐体15aや支持部材2、流体(媒質16)を介して積層発電体10b内の各層の振動発電体1に振動が伝達される。したがって、各層の振動発電体1が振動、変形を受けることによって発電が行われる。   Even when vibration is applied to the casing 15a, the vibration is transmitted to the vibration power generator 1 of each layer in the laminated power generator 10b via the casing 15a, the support member 2, and the fluid (medium 16). Therefore, power is generated by the vibration power generator 1 of each layer receiving vibration and deformation.

このように、積層発電体10bによっても、積層発電体10と同様に、発電出力を得ることができる。特に、積層発電体10bは、その側面に向かういずれの方向からの流体(媒質16)の流れに対しても、効率良く流体(媒質16)の流れを各層の振動発電体1同士の間の空間に導入することができるため、それによる各層の振動発電体1の振動・変形によって、効率よく発電出力を得ることができる。   As described above, the power generation output can be obtained by the stacked power generation body 10 b as well as the stacked power generation body 10. In particular, the laminated power generation unit 10b efficiently flows the flow of the fluid (medium 16) to the flow of the fluid (medium 16) from any direction toward the side surface between the vibration power generation units 1 of each layer. Therefore, power generation output can be efficiently obtained by the vibration and deformation of the vibration power generator 1 of each layer.

<積層発電体の実施形態3>
図7に示す積層発電体10cは回転体であるホイール18に取り付けられている。すなわち、複数の振動発電体1で構成される積層発電体10cを、タイヤ15bとホイール18とで構成された筐体内に設置している。タイヤ15bとホイール18とで構成される筐体内は、流体である媒質16で満たされている。タイヤ15bとしては、図示したような自動車用のタイヤであっても良く、自転車やバイクのタイヤであっても良い。
<Embodiment 3 of laminated power generator>
7 is attached to a wheel 18 that is a rotating body. That is, the laminated power generation unit 10 c configured by the plurality of vibration power generation units 1 is installed in a casing configured by the tire 15 b and the wheel 18. The inside of the casing constituted by the tire 15b and the wheel 18 is filled with a medium 16 that is a fluid. The tire 15b may be an automobile tire as illustrated, or a bicycle or motorcycle tire.

積層発電体10cは、ホイール18の外周面に配置されており、ホイール18の外周方向に沿って振動発電体1と支持部材2とが積層されている。図7(a)に示すように、振動発電体1は、ホイール18の外周方向に沿って湾曲して積層され、支持部材2は、ホイール18の外周方向に沿って所定の間隔で配置される。積層されるそれぞれの振動発電体1同士の間には支持部材2が介在されることによって空間が形成され、その空間には流体である媒質16が満たされている。また、図7(b)に示すように、支持部材2は、ホイール18の幅方向においては、振動発電体1の両端部近傍に設けられる。ここで支持部材2の配置は、図7に示す配置に限定されず、振動発電体1同士の間に形成した空間に流体である媒質16の流れが生じ得る配置であればよい。なお、流体である媒質16は、一般的には空気であるが、窒素ガスでもよい。また、図7に示す積層発電体10cでは、複数の振動発電体1を積層した構成で積層発電体10cを構成しているが、本発明の積層発電体10cは複数の振動発電体1を用いて積層するという構成に限定されるものではない。例えば、1枚の帯状の振動発電体1をホイール18の外周にロール状に複数回巻きつけて積層し、その積層された振動発電体1の層間に支持部材2を介在させることによって、振動発電体1の層間に空間を形成し、その空間に媒質16を満たすこともできる。このように振動発電体1の層間に形成された空間でも、流体である媒質16の流れを形成することができる。   The laminated power generator 10 c is disposed on the outer peripheral surface of the wheel 18, and the vibration power generator 1 and the support member 2 are laminated along the outer peripheral direction of the wheel 18. As shown in FIG. 7A, the vibration power generator 1 is curved and laminated along the outer circumferential direction of the wheel 18, and the support members 2 are arranged at predetermined intervals along the outer circumferential direction of the wheel 18. . A space is formed by interposing the support member 2 between the vibration power generators 1 stacked, and the space is filled with a medium 16 that is a fluid. As shown in FIG. 7B, the support member 2 is provided in the vicinity of both ends of the vibration power generator 1 in the width direction of the wheel 18. Here, the arrangement of the support members 2 is not limited to the arrangement shown in FIG. 7, and may be any arrangement that can cause the flow of the medium 16 that is a fluid in the space formed between the vibration power generators 1. The medium 16 that is a fluid is generally air, but may be nitrogen gas. Further, in the laminated power generator 10c shown in FIG. 7, the laminated power generator 10c is configured by laminating a plurality of vibration power generators 1. However, the laminated power generator 10c of the present invention uses a plurality of vibration power generators 1. However, the present invention is not limited to the configuration of stacking. For example, a single strip-shaped vibration power generator 1 is wound around the outer periphery of the wheel 18 in a roll shape and stacked, and a support member 2 is interposed between the layers of the stacked vibration power generator 1 to generate vibration power. It is also possible to form a space between the layers of the body 1 and fill the medium 16 in the space. Thus, even in the space formed between the layers of the vibration power generator 1, a flow of the medium 16 that is a fluid can be formed.

ホイール18が回転すると(図中矢印J)、タイヤ15bとホイール18とで構成された筐体内には、タイヤ15bやホイール18の回転運動に対して相対的に回転方向の変化とは逆向きの媒質16の流れ(気流)が発生する。特にホイール18の回転速度が変化する際に、媒質16の大きな流れ(気流)が発生しやすい。したがって、積層された振動発電体1同士の間の空間に媒質16の流れが生じる。この媒質16の流れによって、振動発電体1同士の間に渦流(カルマン渦)を発生させ、この渦流によって各層の振動発電体1の表面に力を作用させることができる。したがって、渦流による振動発電体1の厚さ方向の力の作用によって、または渦流による力の作用で支持部材2を支点とした振動発電体1の繰り返しの撓み変形を生じさせることによって、振動発電体1の非接合部9(エアギッャプ)における電極5bとエレクトレット誘電体3との接触および剥離を繰り返させて(エアギャップ長を繰り返し変化させて)、効率よく発電を行うことができる。この際、支持部材2の厚さ(振動発電体1同士の間隔)、形状、配置などを適切に設定して、媒質16による渦流の発生を制御することで、振動発電体1を効果的に振動、変形させ、発電効率の向上を図ることができる。   When the wheel 18 is rotated (arrow J in the figure), the rotation direction of the tire 15b and the wheel 18 is relatively opposite to the rotation direction of the tire 15b and the wheel 18 in the casing constituted by the tire 15b and the wheel 18. A flow (airflow) of the medium 16 is generated. In particular, when the rotation speed of the wheel 18 changes, a large flow (airflow) of the medium 16 is likely to occur. Accordingly, the medium 16 flows in the space between the stacked vibration power generators 1. Due to the flow of the medium 16, a vortex (Kalman vortex) is generated between the vibration power generators 1, and a force can be applied to the surface of the vibration power generator 1 in each layer by the vortex. Therefore, the vibration power generator is caused by repeated bending deformation of the vibration power generator 1 with the support member 2 as a fulcrum by the action of the force in the thickness direction of the vibration power generator 1 by the vortex or by the action of the force by the vortex. It is possible to generate power efficiently by repeating contact and peeling between the electrode 5b and the electret dielectric 3 at one non-joint portion 9 (air gap) (by repeatedly changing the air gap length). At this time, the thickness of the support member 2 (interval between the vibration power generators 1), the shape, the arrangement, and the like are appropriately set, and the generation of the vortex flow by the medium 16 is controlled, so that the vibration power generator 1 can be effectively used. It is possible to improve the power generation efficiency by vibrating and deforming.

また、ホイール18およびタイヤ15bが回転すると(図中矢印J)、路面と接触する部分では、タイヤ15bが大きな変形を受ける。したがって、タイヤ15bおよびホイール18とで構成される筐体内(密閉筐体内)の媒質16の圧力が変動する。したがって、この媒質16の圧力変動によっても、各振動発電体1に付与される力(圧力)が変化して、発電することができる。   Further, when the wheel 18 and the tire 15b rotate (arrow J in the figure), the tire 15b undergoes a large deformation at a portion that contacts the road surface. Therefore, the pressure of the medium 16 in the casing (sealed casing) composed of the tire 15b and the wheel 18 varies. Therefore, the force (pressure) applied to each vibration power generator 1 is also changed by the pressure fluctuation of the medium 16, and power can be generated.

また、自動車の走行中には、タイヤ15bおよびホイール18において、それら自体の回転に伴う振動や、路面状況に応じた振動が発生する。したがって、自動車の走行中でのタイヤ15bとホイール18とで構成される筐体自体の回転に付随した振動が、支持部材2などを介して積層される各層の振動発電体1に伝達されることによっても発電を行うことができる。例えば、振動発電体1に振動が伝達されると、支持部材2を支点として、支持部材2と接合する部位以外の振動発電体1の部位が撓み変形をすることによって、非接合部9において電極5bとエレクトレット誘電体3との接触および剥離を繰り返させて発電を得ることができる。
なお、この実施形態では、ホイール18にタイヤ15bを取り付けたが、タイヤ15bを設けずに、積層発電体10cを外部に露出させた状態でも、積層発電体10cの振動発電体1同士の間の空間に媒質16の流れが形成され、発電を行うことができる。
Further, during the traveling of the automobile, vibrations accompanying rotation of the tires 15b and the wheels 18 and vibrations according to road surface conditions are generated. Therefore, the vibration accompanying the rotation of the casing itself composed of the tire 15b and the wheel 18 while the automobile is running is transmitted to the vibration power generator 1 of each layer stacked via the support member 2 and the like. Can also generate electricity. For example, when vibration is transmitted to the vibration power generator 1, the portions of the vibration power generator 1 other than the portion to be joined to the support member 2 are bent and deformed with the support member 2 as a fulcrum. Power generation can be obtained by repeating contact and peeling between 5b and the electret dielectric 3.
In this embodiment, the tire 15b is attached to the wheel 18. However, even if the laminated power generator 10c is exposed to the outside without providing the tire 15b, between the vibration power generators 1 of the laminated power generator 10c. A flow of the medium 16 is formed in the space, and power generation can be performed.

<発電システムの実施形態1>
次に、前述した積層発電体を用いた発電システムの構成について説明する。なお、以下の例では、振動発電体1を用いた積層発電体10を適用した例を示すが、他の積層発電体を用いてもよい。なお、以下の図において、支持部材2および振動発電体1の詳細な構造については図示を省略する。
<Embodiment 1 of power generation system>
Next, the configuration of a power generation system using the above-described laminated power generator will be described. In the following example, an example in which the laminated power generator 10 using the vibration power generator 1 is applied is shown, but other laminated power generators may be used. In the following drawings, the detailed structures of the support member 2 and the vibration power generator 1 are not shown.

図8に示す発電システム20は、積層発電体10を構成する複数の振動発電体1のそれぞれについて、同一の方向に外力を受けた際に、正極性となる電極同士および負極性となる電極同士が、それぞれ電気的に接続される。このようにして構成された電気回路は、一つの整流回路17に接続される。整流回路17は、例えば4つのダイオードを組み合わせた全波整流回路が用いるのが好ましいが、1つのダイオードによる半波整流回路を用いることもできる。ダイオードとしては、順方向の抵抗が小さく、逆方向の抵抗が大きく、かつ、時間応答速度が速く、ロスの少ないものが望ましい。整流回路17は、振動発電体1からの出力電圧である交流電圧を直流電圧に変換する。   The power generation system 20 shown in FIG. 8 has positive and negative electrodes when receiving external force in the same direction for each of the plurality of vibration power generators 1 constituting the laminated power generator 10. Are electrically connected to each other. The electric circuit thus configured is connected to one rectifier circuit 17. The rectifier circuit 17 is preferably a full-wave rectifier circuit in which, for example, four diodes are combined, but a half-wave rectifier circuit using one diode can also be used. As the diode, a diode having a small forward resistance, a large reverse resistance, a high time response speed, and a small loss is desirable. The rectifier circuit 17 converts an AC voltage that is an output voltage from the vibration power generator 1 into a DC voltage.

整流回路17は、蓄電回路19と接続される。蓄電回路19は、コンデンサや充電可能なバッテリーなどの蓄電部とスイッチから構成される。蓄電回路19は整流回路17で整流された出力電圧を蓄電する。なお、コンデンサあるいはバッテリーは、充電状態での漏れ電流が小さく、充電ロスの小さなものが望ましい。   The rectifier circuit 17 is connected to the power storage circuit 19. The power storage circuit 19 includes a power storage unit such as a capacitor and a rechargeable battery, and a switch. The power storage circuit 19 stores the output voltage rectified by the rectifier circuit 17. Note that it is desirable that the capacitor or the battery has a small leakage current in a charged state and a small charging loss.

ここで、それぞれの振動発電体1の電極に誘起される電荷の極性は、外力または振動によって与えられた振動発電体の変形状態や変形方向(圧縮方向や伸長方向)で決まる。したがって、振動発電体1の発電出力電圧は交流電圧となる。この際、積層発電体10に与えられる外力または振動に対して、それぞれの振動発電体1の発電出力の極性と位相とが概ね一致する場合には、発電システム20のように、各振動発電体1の電極同士を発電出力の極性を揃えて並列に接続することができる。   Here, the polarity of the charge induced in the electrode of each vibration power generation body 1 is determined by the deformation state and deformation direction (compression direction and extension direction) of the vibration power generation body given by external force or vibration. Therefore, the power generation output voltage of the vibration power generator 1 is an AC voltage. At this time, when the polarity and phase of the power generation output of each vibration power generation body 1 substantially match the external force or vibration applied to the laminated power generation body 10, each vibration power generation body as in the power generation system 20. The one electrode can be connected in parallel with the same polarity of the power generation output.

このようにすることで、各振動発電体1が極性を合わせるようにして並列に接続された回路に1つの整流回路17を接続することができる。したがって、整流回路17の数を減らして、発電システム20の構成を簡略化できるとともに、整流損失を低減させることができる。   By doing in this way, the one rectifier circuit 17 can be connected to the circuit connected in parallel so that each vibration electric power generation body 1 may match polarity. Therefore, the number of rectifier circuits 17 can be reduced, the configuration of the power generation system 20 can be simplified, and rectification loss can be reduced.

<発電システムの実施形態2>
次に、他の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において、発電システム20と同様の機能を奏する構成については図8と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
<Embodiment 2 of power generation system>
Next, another embodiment will be described. In the following description, components having the same functions as those of the power generation system 20 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.

図9に示す発電システム20aは、積層発電体10を構成する複数の振動発電体1に対して、それぞれ整流回路17が接続される。また、それぞれの整流回路17の出力電圧の極性が揃うように、各整流回路17同士が接続される。さらに、各整流回路17が接続された回路に、蓄電回路19が接続される。   In the power generation system 20 a shown in FIG. 9, the rectifier circuit 17 is connected to each of the plurality of vibration power generation bodies 1 constituting the laminated power generation body 10. Further, the rectifier circuits 17 are connected to each other so that the polarities of the output voltages of the rectifier circuits 17 are aligned. Further, a storage circuit 19 is connected to a circuit to which each rectifier circuit 17 is connected.

前述したように、積層発電体10に与えられる外力等に対して、それぞれの振動発電体1の発電出力の極性と位相とが概ね一致する場合には、発電システム20のように、各振動発電体1の電極同士を発電出力の極性を揃えて並列に接続することができる。しかし、積層発電体10に与えられる外力等に対して、各振動発電体1の発電出力の極性や位相が一致しない場合に発電システム20のように回路を構成すると、各振動発電体1の発電出力が互いに打ち消し合い、積層発電体全体の発電出力を著しく低下させる。   As described above, when the polarity and phase of the power generation output of each vibration power generation body 1 substantially match the external force applied to the laminated power generation body 10, each vibration power generation is performed as in the power generation system 20. The electrodes of the body 1 can be connected in parallel with the same polarity of the power generation output. However, if the circuit is configured like the power generation system 20 when the polarity and phase of the power generation output of each vibration power generation body 1 do not match the external force applied to the laminated power generation body 10, the power generation of each vibration power generation body 1 is performed. The outputs cancel each other, and the power generation output of the entire laminated power generator is significantly reduced.

このような場合には、発電システム20aのように、各振動発電体1に対してそれぞれ整流回路17を接続して直流電圧に変換し、直流電圧変換後の極性を合わせるように各整流回路17を並列に接続することで、上述したような発電出力の打ち消し合いを防止することができる。   In such a case, as in the power generation system 20a, each rectifier circuit 17 is connected to each vibration power generator 1 to convert it to a DC voltage, and each rectifier circuit 17 is matched to the polarity after the DC voltage conversion. Are connected in parallel, cancellation of the power generation outputs as described above can be prevented.

<発電システムの実施形態3>
図10(a)に示す発電システム20bは、第1の蓄電回路である蓄電回路19aと、第2の蓄電回路である蓄電回路19bとを用い、蓄電回路19a、19bの間に直流電圧コンバータ21が接続される。
<Embodiment 3 of power generation system>
A power generation system 20b shown in FIG. 10A uses a power storage circuit 19a that is a first power storage circuit and a power storage circuit 19b that is a second power storage circuit, and a DC voltage converter 21 between the power storage circuits 19a and 19b. Is connected.

蓄電回路19aは、整流回路17で直流となった直流電圧を蓄電する。直流電圧コンバータ21は、蓄電回路19aに蓄電された直流電圧を、所定の直流電圧に変換する。このようにして所定の電圧となった直流電圧を、蓄電回路19bで蓄電する。   The power storage circuit 19 a stores the direct current voltage that is changed to direct current by the rectifier circuit 17. The DC voltage converter 21 converts the DC voltage stored in the storage circuit 19a into a predetermined DC voltage. The DC voltage that has become a predetermined voltage in this manner is stored in the storage circuit 19b.

通常、積層発電体10によって発電された発電出力は、他の外部回路を駆動するために用いられる。したがって、外部回路を駆動するために必要な電圧に変換する必要がある。発電システム20bでは、接続される外部回路の駆動電圧に変換した後、蓄電回路19bに蓄電されるため、蓄電回路19bによって外部回路を駆動することができる。   Usually, the power generation output generated by the laminated power generator 10 is used to drive other external circuits. Therefore, it is necessary to convert the voltage into a voltage necessary for driving the external circuit. In the power generation system 20b, since it is stored in the power storage circuit 19b after being converted to the drive voltage of the connected external circuit, the external circuit can be driven by the power storage circuit 19b.

なお、このような回路としては、図10(b)に示した発電システム20cのように、それぞれの振動発電体1に整流回路17を接続したものにも適用可能である。この場合には、各整流回路17の出力電圧の極性を揃えるように並列に接続して、蓄電回路19aに接続すればよい。   In addition, as such a circuit, it is applicable also to what connected the rectifier circuit 17 to each vibration electric power generation body 1 like the electric power generation system 20c shown in FIG.10 (b). In this case, the output voltage of each rectifier circuit 17 may be connected in parallel so as to have the same polarity, and connected to the power storage circuit 19a.

<本発明の積層発電体の用途等>
本発明の積層発電体は、例えば、屋外の常時強風が得られる場所や空調ダクト内、排気ダクト内、トンネル内などの風が得られる場所や、移動(走行、運動)することによって風が得られる自転車、バイク、自動車、鉄道車両等の移動体やその他の運動、移動する物体や、電柱、信号機、道路標識、ガードレールなどの風が得られる場所へ、本発明の積層発電体を適用することができる。そのような風(空気の流れ)の得られる場所へ本発明の積層発電体を設置することで、前述の実施形態で説明したように、積層発電体を構成する積層された各層の発電体間(振動発電体1間)に空気を流す(風を通す)ことによって発電を行うことができる。そこで得られた積層発電体からの電力によって、周囲の状態を感知、計測するセンサを駆動させることができる。また、センサで得られた情報を送信する情報収集システムや監視システムの電源として使用することができる。また、道路上、道路脇、トンネル内や工事現場などに位置表示や注意喚起等を含む情報伝達の目的で設置される発光標識の電源として用いることもできる。また、本発明の積層発電体は、上述で得られた発電を電気信号としたセンサとしても利用することができる。例えば、風量、風向、風速などを計測するセンサとして利用することができる。
<Uses of laminated power generator of the present invention>
The laminated power generator of the present invention obtains wind by moving (running or exercising), for example, in places where outdoor strong winds can be obtained, in air conditioning ducts, exhaust ducts, tunnels, etc. The laminated power generator of the present invention is applied to a place where a wind such as a movable body such as a bicycle, a motorcycle, an automobile, and a railway vehicle and other motions, a moving object, a power pole, a traffic light, a road sign, a guardrail, etc. can be obtained. Can do. By installing the laminated power generator of the present invention in a place where such wind (air flow) is obtained, as described in the above-described embodiment, between the power generators of each of the stacked layers constituting the laminated power generator Electric power can be generated by flowing air (between the vibration power generation bodies 1) (passing wind). The sensor for detecting and measuring the surrounding state can be driven by the electric power from the laminated power generator obtained there. Further, it can be used as a power source for an information collection system or a monitoring system that transmits information obtained by a sensor. It can also be used as a power source for light-emitting signs installed on the road, on the side of the road, in tunnels, on construction sites, etc. for the purpose of information transmission including position indication and alerting. The laminated power generator of the present invention can also be used as a sensor using the power generation obtained above as an electrical signal. For example, it can be used as a sensor for measuring air volume, wind direction, wind speed, and the like.

また、例えば、河川、工業用水、農業用水、下水、水道水などの水流のある場所や、排水管内、配水管内などに本発明の積層発電体を設置することもできる。そのような水流の得られる場所へ本発明の積層発電体を設置することで、前述の実施形態で説明したように、積層発電体を構成する積層された各層の発電体間(振動発電体1間)に水を流すことによって発電を行うことができる。そこで得られた積層発電体からの電力によって、水や配管の温度、流量、配管の振動加速度、水流周囲の温度、湿度、明るさ、風速などの気象情報などを感知、計測するセンサを駆動させることができる。また、センサで得られた情報を送信する情報収集システムや監視システムの電源として使用することができる。また、本発明の積層発電体は、上述で得られた発電を電気信号としたセンサとしても利用することができる。例えば、水量や水の流速、水位などを計測するセンサとして利用することができる。   In addition, for example, the laminated power generator of the present invention can be installed in a place where there is a water flow such as a river, industrial water, agricultural water, sewage, tap water, a drain pipe, a distribution pipe, or the like. By installing the laminated power generator of the present invention in a place where such a water flow is obtained, as described in the above-described embodiment, between the power generators of each of the stacked layers constituting the laminated power generator (vibration power generator 1 Electricity can be generated by flowing water between them. Drive the sensor that senses and measures water and piping temperature, flow rate, piping vibration acceleration, temperature around the water current, weather information such as humidity, brightness, and wind speed with the power from the laminated power generator be able to. Further, it can be used as a power source for an information collection system or a monitoring system that transmits information obtained by a sensor. The laminated power generator of the present invention can also be used as a sensor using the power generation obtained above as an electrical signal. For example, it can be used as a sensor for measuring water volume, water flow rate, water level, and the like.

また、例えば、防波堤や海岸、岸壁、ブイ、船舶等の波力を受ける場所や、潮力や海流(潮流)が大きな海底部や海中部などに本発明の積層発電体を適用することもできる。そのような波力や海流(海水の流れ)の得られる場所へ本発明の積層発電体を設置することで、前述の実施形態で説明したように、積層発電体を構成する積層された各層の発電体間(振動発電体1間)に海水を流すことによって発電を行うことができる。そこで得られた積層発電体からの電力によって、海水温、海流の流速や方向、波高さ、海上や海岸周辺の温度、湿度、明るさ、風速などの気象情報などを感知、計測するセンサを駆動させることができる。また、センサで得られた情報を送信する情報収集システムや監視システムの電源として使用することができる。さらに、養殖場などで利用する電源やブイや灯台などに搭載される発光標識等の電源として適用することもできる。また、本発明の積層発電体は、上述で得られた発電を電気信号としたセンサとしても利用することができる。例えば、海流の速度、潮位、波高などを計測するセンサとして利用することができる。   Further, for example, the laminated power generator of the present invention can be applied to a place receiving wave power such as a breakwater, a coast, a quay, a buoy, and a ship, or to a seabed or underwater where the tidal power or ocean current (tide) is large. . By installing the laminated power generator of the present invention in a place where such wave power or ocean current (seawater flow) is obtained, as described in the above embodiment, each of the stacked layers constituting the laminated power generator Power generation can be performed by flowing seawater between the power generation bodies (between the vibration power generation bodies 1). Drives sensors that sense and measure seawater temperature, current flow velocity and direction, wave height, sea and coastal temperature, humidity, brightness, wind speed, and other weather information using the power from the laminated power generator. Can be made. Further, it can be used as a power source for an information collection system or a monitoring system that transmits information obtained by a sensor. Furthermore, it can also be applied as a power source for use in aquaculture farms or as a power source for luminous signs mounted on buoys, lighthouses, and the like. The laminated power generator of the present invention can also be used as a sensor using the power generation obtained above as an electrical signal. For example, it can be used as a sensor for measuring the current velocity, tide level, wave height, and the like.

また、野営活動や、停電時等の電力を得にくい環境や状態に対する非常用電源としても適用することができる。   It can also be applied as an emergency power source for camp activities and environments and conditions where it is difficult to obtain power during power outages.

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, the technical scope of this invention is not influenced by embodiment mentioned above. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.

例えば、前述の積層発電体には、発電体としてエレクトレット誘電体3を用いた振動発電体1を用いた例を説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、外力を受けて発電するものであれば、前述の振動発電体1ではなく、圧電素子等を発電体として用いることもできる。一般的な圧電素子としては、例えば、チタン酸バリウム、ジルコニア(ZrO)、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、ランタンドープチタン酸ジルコン酸鉛(PLZT)、チタン酸ストロンチウム、チタン酸鉛、チタン酸ビスマス、チタン酸ビスマスバリウムなどといった圧電性セラミックスや、ニオブ酸リチウム(LiNbO)、リチウムタンタレート(LiTaO)、石英などの圧電性単結晶や、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)に代表される高分子系の圧電フィルムまたは圧電シートなどを発電体として適用することができる。 For example, although the example using the vibration power generation body 1 using the electret dielectric 3 as the power generation body has been described as the above-described laminated power generation body, the present invention is not limited to this. For example, as long as power is generated by receiving external force, a piezoelectric element or the like can be used as the power generator instead of the vibration power generator 1 described above. Common piezoelectric elements include, for example, barium titanate, zirconia (ZrO 2 ), lead zirconate titanate (PZT), lanthanum doped lead zirconate titanate (PLZT), strontium titanate, lead titanate, titanate Piezoelectric ceramics such as bismuth and bismuth titanate, piezoelectric single crystals such as lithium niobate (LiNbO 3 ), lithium tantalate (LiTaO 3 ), and quartz, and polymers represented by polyvinylidene fluoride (PVDF) A piezoelectric film or a piezoelectric sheet of the system can be applied as the power generator.

例えば、前述した各実施形態で示したそれぞれの積層発電体は、複数の振動発電体を積層したものであったが、本発明はこれに限られない。例えば、図11(a)に示すように、1枚の帯状の振動発電体1を交互に折り畳んで積層発電体12を構成することもできる。積層発電体12は、折り返された各層の振動発電体1の間に、支持部材2が設けられ、支持部材2と各層の振動発電体1が接合される。支持部材2は、積層されるそれぞれの振動発電体1同士の間に間隔を空けて配置される。すなわち、支持部材2が配置されない部位では、振動発電体1同士の間に空間が形成される。この場合には、積層発電体12を構成する帯状の振動発電体1の幅方向に対して、積層される振動発電体1同士の間の空間に媒質16(流体)を流すことができる。すなわち、図11(a)の例では、紙面に直交する方向に媒質16(流体)を流すことができ、積層発電体12の発電を行うことができる。   For example, each laminated power generator shown in each embodiment described above is a laminate of a plurality of vibration power generators, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 11A, the laminated power generator 12 can be configured by alternately folding a single strip-shaped vibration power generator 1. The laminated power generation unit 12 is provided with a support member 2 between the folded vibration power generation units 1 of each layer, and the support member 2 and the vibration power generation unit 1 of each layer are joined. The support member 2 is disposed with a space between the stacked vibration power generators 1. That is, a space is formed between the vibration power generators 1 at a portion where the support member 2 is not disposed. In this case, the medium 16 (fluid) can flow in the space between the stacked vibration power generation bodies 1 with respect to the width direction of the strip-shaped vibration power generation body 1 constituting the stacked power generation body 12. That is, in the example of FIG. 11A, the medium 16 (fluid) can be flowed in a direction orthogonal to the paper surface, and the stacked power generator 12 can generate power.

また、図11(b)に示した積層発電体12aのように、1枚の帯状の振動発電体1を芯材14に複数周巻付けることで振動発電体1を積層してもよい。この場合にも、複数周巻き付けて積層される振動発電体1の層間に支持部材2を部分的に介在させることによって、振動発電体1の層間に空間を形成することができる。この場合にも、積層発電体12aを構成する帯状の振動発電体1の幅方向に対して、積層される振動発電体1同士の間の空間に媒質16(流体)を流すことができる。すなわち、図11(b)の例では、紙面に直交する方向に媒質16(流体)を流すことができ、積層発電体12aの発電を行うことができる。また、図11(b)は、芯材14を用いた実施形態であるが、芯材14を用いずに空芯とし、空芯部にも媒質16(流体)を流すようにしてもよい。このように、1枚の振動発電体1を複数層に積層した積層発電体12、12aによっても、前述した他の積層発電体と同様の効果を得ることができる。なお、積層発電体12、12aの積層数(折り畳み回数や、巻付け回数)は、図示した例に限られず、適宜設計することができる。   Moreover, you may laminate | stack the vibration electric power generation body 1 by winding the strip | belt-shaped vibration electric power generation body 1 around the core material 14 two or more times like the lamination | stacking electric power generation body 12a shown in FIG.11 (b). Also in this case, a space can be formed between the layers of the vibration power generator 1 by partially interposing the support member 2 between the layers of the vibration power generator 1 that are wound around and laminated. Also in this case, the medium 16 (fluid) can be allowed to flow in the space between the stacked vibration power generation bodies 1 with respect to the width direction of the strip-shaped vibration power generation body 1 constituting the stacked power generation body 12a. That is, in the example of FIG. 11B, the medium 16 (fluid) can be flowed in a direction orthogonal to the paper surface, and the stacked power generator 12a can generate power. FIG. 11B shows an embodiment using the core material 14, but the core material 14 may not be used, and an air core may be used, and the medium 16 (fluid) may also flow through the air core portion. As described above, the same effects as those of the other laminated power generators described above can be obtained by the laminated power generators 12 and 12a in which one vibration power generator 1 is laminated in a plurality of layers. Note that the number of stacked power generators 12 and 12a (the number of folding times and the number of winding times) is not limited to the illustrated example, and can be appropriately designed.

1、1a、1b………振動発電体
2………支持部材
3、3a………エレクトレット誘電体
4………空孔
5a、5b………電極
6………導体層
7………接合部
8………樹脂層
9………非接合部
10、10a、10b、10c………積層発電体
11………接触部
12、12a………積層発電体
13………シール部材
13a………シール部
14………芯材
15a………筐体
15b………タイヤ
16………媒質
17………整流回路
18………ホイール
19、19a、19b………蓄電回路
20、20a、20b、20c………発電システム
21………直流電圧コンバータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a, 1b ......... Vibration power generation body 2 ......... Support member 3, 3a ......... Electret dielectric 4 ......... Hole 5a, 5b ......... Electrode 6 ......... Conductive layer 7 ......... Join Part 8... Resin layer 9... Non-joined part 10, 10 a, 10 b, 10 c ...... Laminated power generator 11 ...... Contact part 12, 12 a ...... Laminated power generator 13 ...... Seal member 13 a. ...... Sealing part 14 ...... Core material 15 a ...... Housing 15 b ...... Tire 16 ...... Medium 17 ...... Rectifier circuit 18 ...... Wheels 19, 19 a, 19 b ...... Power storage circuits 20, 20 a , 20b, 20c ......... Power generation system 21 ......... DC voltage converter

Claims (5)

電荷を保持したエレクトレット誘電体と前記エレクトレット誘電体を挟むように配置される一対の電極とを有する振動発電体と、
複数層の前記振動発電体の間に配置される支持部材と、
を具備し、
前記エレクトレット誘電体および前記電極は、いずれも可撓性を有し、前記エレクトレット誘電体と、少なくとも一方の前記電極との間には、部分的に接合部が設けられ、前記接合部を介して、前記エレクトレット誘電体と前記電極とが接合され、前記接合部以外の部位が、互いに接合されない非接合部となり、前記非接合部の少なくとも一部において、前記エレクトレット誘電体と前記電極との厚み方向の距離を変化させることが可能であり、
前記支持部材は、前記振動発電体同士の間に間隔をあけて配置され、
前記振動発電体同士の間の前記支持部材が配置されていない部分には空間が形成され、
前記空間に流体を流すことが可能なように前記支持部材が配置され、
前記空間に流体を流すことにより、前記エレクトレット誘電体と前記電極とが接触と剥離とを繰り返すことを特徴とする積層発電体。
A vibration generator member which have a pair of electrodes disposed so as to sandwich the electret dielectric electret dielectric holding a charge,
A support member disposed between the vibration power generators of a plurality of layers;
Comprising
The electret dielectric and the electrode are both flexible, and a joint is partially provided between the electret dielectric and at least one of the electrodes. The electret dielectric and the electrode are joined, and the portion other than the joined portion becomes a non-joined portion that is not joined to each other, and the thickness direction between the electret dielectric and the electrode is at least part of the non-joined portion. can der varying the distance is,
The support member is disposed with an interval between the vibration power generators,
A space is formed in a portion where the support member between the vibration power generators is not disposed,
The support member is arranged to allow fluid to flow through the space;
The laminated power generator , wherein the electret dielectric and the electrode repeat contact and peeling by flowing a fluid through the space .
前記支持部材は、積層される各層の前記振動発電体の平面位置に対して略同じ位置となるように各層の前記振動発電体間に配置されていることを特徴とする請求項1記載の積層発電体。 2. The laminated structure according to claim 1, wherein the support member is disposed between the vibration power generators of each layer so as to be substantially in the same position with respect to a planar position of the vibration power generator of each layer to be laminated. Power generator. 前記振動発電体には、前記振動発電体の外部から前記振動発電体内に流体が浸入することを防止するシール部が設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の積層発電体。 Wherein the vibration generators, stacked according to claim 1 or claim 2, characterized in that sealing portions to prevent fluid from entering from the outside of the vibration generating body to the vibration generator body is provided Power generator. 力を受けることで発電する発電体が積層配置され、
積層される各層の前記発電体の間に支持部材を配置することにより、
積層される各層の前記発電体の間に空間が形成されていることを特徴とする積層発電体を用い、
積層される各層の前記発電体の間の空間に流体を流すことが可能なように前記支持部材を配置し、
前記発電体の形状を略円形とし、
前記発電体を積層してなる前記積層発電体の形状を略円柱状とし、
前記積層発電体のいずれの側面からも積層される前記発電体同士の間の空間に流体を流すことが可能な前記積層発電体を用い、
前記積層発電体の側面から積層される各層の前記発電体間の空間に流体を流すことで、前記発電体を発電させることを特徴とする積層発電体の発電方法。
The power generators that generate power by receiving force are arranged in layers,
By arranging a support member between the power generators of each layer to be laminated,
Using a stacked power generator characterized in that a space is formed between the power generators of each layer to be stacked,
The support member is arranged so that a fluid can flow in the space between the power generators of each layer to be laminated,
The power generator has a substantially circular shape,
The shape of the laminated power generator formed by laminating the power generator is substantially cylindrical,
Using the laminated power generator capable of flowing a fluid in the space between the power generators laminated from any side of the laminated power generator,
A power generation method for a stacked power generator, wherein a fluid is caused to flow through a space between the power generators of each layer stacked from a side surface of the stacked power generator to generate power.
力を受けることで発電する発電体が積層配置され、
積層される各層の前記発電体の間に支持部材を配置することにより、
積層される各層の前記発電体の間に空間が形成されていることを特徴とする積層発電体を用い、
積層される各層の前記発電体の間の空間に流体を流すことが可能なように前記支持部材を配置し、
前記積層発電体の一部の端部には、前記支持部材が設けられずに、前記発電体同士が自由に変形可能であり、
前記積層発電体の前記一部の端部が流体の流れの下流側となるように、前記積層発電体に対して流体を流すことで、前記発電体を発電させることを特徴とする積層発電体の発電方法。
The power generators that generate power by receiving force are arranged in layers,
By arranging a support member between the power generators of each layer to be laminated,
Using a stacked power generator characterized in that a space is formed between the power generators of each layer to be stacked,
The support member is arranged so that a fluid can flow in the space between the power generators of each layer to be laminated,
The end portions of the stacked power generation bodies are not provided with the support member, and the power generation bodies can be freely deformed,
A stacked power generator, wherein the power generator is caused to generate power by flowing a fluid through the stacked power generator such that the end of the part of the stacked power generator is located downstream of a fluid flow. Power generation method.
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