JP6265543B2 - Power generator - Google Patents
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Description
本発明は、発電装置に関する。 The present invention relates to a power generator.
従来から、発電素子を用いた発電装置が提案されている。例えば、発電素子に直接外力を加えることで当該発電素子を変形させて起電力を得る発電装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。具体的には、この発電装置は、固定板と、外力が作用することによって固定板に近接する方向に移動する可動板と、固定板と可動板との相互間に配置されたものであって、発電素子を有する発電モジュールと、発電装置に関する制御を行う回路基板とを備えて構成されている。また、発電モジュールの側面の一方における外縁近傍位置に周辺スペーサが設けられていると共に、発電モジュールの側面の他方における中央位置に中心スペーサが設けられているので、発電モジュールは単純支持形式で支持されている。このような構成により、発電装置に外力が作用することにより、可動板の移動に伴って発電素子が押圧されて電力を発生させることができる。 Conventionally, power generation devices using power generation elements have been proposed. For example, a power generation device that obtains an electromotive force by deforming the power generation element by directly applying an external force to the power generation element is disclosed (for example, see Patent Document 1). Specifically, the power generation device is disposed between the fixed plate, the movable plate that moves in the direction approaching the fixed plate when an external force acts, and the fixed plate and the movable plate. And a power generation module having a power generation element, and a circuit board that performs control related to the power generation device. In addition, since the peripheral spacer is provided in the vicinity of the outer edge on one of the side surfaces of the power generation module and the center spacer is provided in the center position on the other side of the power generation module, the power generation module is supported by a simple support type. ing. With such a configuration, when an external force acts on the power generation device, the power generation element is pressed with the movement of the movable plate to generate electric power.
ここで、発電素子の電圧と変形量との関係は比例関係ではなく、ヒステリシスカーブと呼ばれる曲線的な関係を示すことが知られている。具体的には、発電素子の変形量が小さい場合に電圧の増加量が比較的小さく、発電素子の変形量が大きい場合に電圧の増加量が比較的大きくなるという傾向を示す。このことからすれば、上述した従来の発電装置においては、発電素子が変形していない状態から当該発電装置に外力が加えられることにより所望の発電量が得られる変形量まで発電素子を変形させていたので、発電素子における単位変形量あたりの発電効率が低かった。このような点に鑑みて、発電素子における単位変形量あたりの発電効率を向上させることができる装置が要望されていた。 Here, it is known that the relationship between the voltage of the power generation element and the amount of deformation is not a proportional relationship but shows a curvilinear relationship called a hysteresis curve. Specifically, the amount of increase in voltage is relatively small when the amount of deformation of the power generation element is small, and the amount of increase of voltage is relatively large when the amount of deformation of the power generation element is large. Accordingly, in the conventional power generation apparatus described above, the power generation element is deformed from a state where the power generation element is not deformed to a deformation amount by which an external force is applied to the power generation apparatus to obtain a desired power generation amount. Therefore, the power generation efficiency per unit deformation amount of the power generation element was low. In view of such a point, an apparatus capable of improving the power generation efficiency per unit deformation amount in the power generation element has been demanded.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、発電素子における単位変形量あたりの発電効率を向上させることが可能となる、発電装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at providing the electric power generating apparatus which can improve the electric power generation efficiency per unit deformation amount in an electric power generation element.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1に記載の発電装置は、発電素子を用いて外力を電気に変換する発電装置であって、前記発電素子を有する発電プレートと、前記発電プレートの側面の一方と当接可能に設けられた第1当接手段と、前記発電プレートにおける前記第1当接手段側の側面とは反対側の側面と当接可能に設けられた第2の当接手段と、を備え、前記第2の当接手段は、前記発電プレートが前記第2の当接手段側に向けて押圧された場合に、当該発電プレートが少なくとも第1変形量まで押圧変形可能となるように、当該発電プレートが入り込むことを許容する空間部を備え、当該発電装置に外力が加えられていない場合には、前記発電プレートが前記第1の当接手段及び前記第2当接手段と当接することによって当該発電プレートの一部が前記空間部に入り込むことにより、当該発電プレートの前記押圧変形が前記第1変形量よりも小さな変形量である第2変形量に達し、当該発電装置に外力が加えられた場合には、前記第1の当接手段又は前記第2の当接手段のいずれか一方の移動に伴って前記発電プレートの一部が前記空間部に入り込むことにより、当該発電プレートの前記押圧変形が前記第1変形量に達するように、前記第1の当接手段及び前記第2当接手段を配置した。
In order to solve the above-described problems and achieve the object, the power generation device according to
また、請求項2に記載の発電装置は、請求項1に記載の発電装置において、前記発電プレートが前記第2の当接手段と当接した状態において、前記発電素子が前記空間部と対応する部分の領域内に常に収まるように、少なくとも前記発電プレートを形成した。
The power generation device according to
また、請求項3に記載の発電装置は、請求項1又は2に記載の発電装置において、1つのベース部をさらに備え、前記1つのベース部の側面の一方において、前記発電プレートが当該側面と当接するように、当該発電プレートを所定方向に沿って複数並設し、前記複数の発電プレートの各々における前記1つのベース部と当接する側面とは反対側の側面に、複数の前記第1の当接手段をそれぞれ設け、前記1つのベース部における前記複数の発電プレートの各々と対応する部分の一部を、前記第2の当接手段としてそれぞれ形成し、前記1つのベース部における前記複数の発電プレートの各々と対応する部分の他の一部に、前記空間部をそれぞれ形成した。
Further, the power generation device according to claim 3 is the power generation device according to
また、請求項4に記載の発電装置は、請求項3に記載の発電装置において、少なくとも2つ以上の前記発電プレートの前記発電素子の各々と接続された配線を集約するための集約領域を備えた。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the power generation apparatus according to the third aspect, wherein the power generation apparatus according to the third aspect further includes an aggregation region for aggregating the wirings connected to the power generation elements of the at least two power generation plates. It was.
また、請求項5に記載の発電装置は、請求項3又は4に記載の発電装置において、前記複数の発電プレートの少なくとも一部を、前記1つのベース部に着脱自在に取付可能とした。 According to a fifth aspect of the present invention, in the power generation device according to the third or fourth aspect, at least a part of the plurality of power generation plates can be detachably attached to the one base portion.
また、請求項6に記載の発電装置は、請求項3から5のいずれか一項に記載の発電装置において、前記1つのベース部における前記複数の発電プレート側の側面に、前記複数の発電プレートの各々を受け入れ可能な凹部をそれぞれ形成し、前記1つのベース部における前記凹部の前記第1の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の一部に、前記空間部を形成し、前記1つのベース部における前記凹部の前記第1の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の他の一部を、前記第2の当接手段として形成した。 Further, the power generation device according to claim 6 is the power generation device according to any one of claims 3 to 5, wherein the plurality of power generation plates are provided on a side surface of the one base portion on the side of the plurality of power generation plates. A recess capable of receiving each of the first base portion, and the space portion is formed in a part of a portion of the one base portion adjacent to the side surface opposite to the side surface on the first contact means side. And forming another part of the concave portion of the one base portion adjacent to the side surface on the side opposite to the side surface on the first contact means side as the second contact means.
また、請求項7に記載の発電装置は、請求項3から6のいずれか一項に記載の発電装置において、前記1つのベース部は、前記発電プレートと電気的に接続された回路基板である。 The power generator according to claim 7 is the power generator according to any one of claims 3 to 6, wherein the one base portion is a circuit board electrically connected to the power generation plate. .
また、請求項8に記載の発電装置は、請求項1から7のいずれか一項に記載の発電装置において、前記発電プレートの押圧変形が所定量に達した場合に当該発電プレートの押圧変形を抑制する変形抑制手段をさらに備えた。
Further, the power generation device according to claim 8 is the power generation device according to any one of
また、請求項9に記載の発電装置は、請求項1から8のいずれか一項に記載の発電装置において、前記発電プレートは、前記発電素子と、前記発電素子に振動を伝える振動板と、を備え、前記発電素子を、前記振動板の少なくとも一方の側面に配置し、前記振動板の厚さが前記発電素子の厚さよりも厚くなるように、前記振動板を形成した。
Further, the power generation device according to claim 9 is the power generation device according to any one of
また、請求項10に記載の発電装置は、請求項1に記載の発電装置において、1つのベース部をさらに備え、前記1つのベース部の側面の一方において、前記発電プレートが当該側面と当接するように、当該発電プレートを所定方向に沿って複数並設し、前記複数の発電プレートの各々における前記1つのベース部と当接する側面とは反対側の側面に、複数の前記第1の当接手段をそれぞれ設け、前記1つのベース部における前記複数の発電プレート側の側面に、前記複数の発電プレートの各々を受け入れ可能な凹部をそれぞれ形成し、前記1つのベース部における前記凹部の前記第1の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の一部に、前記空間部を形成し、前記1つのベース部における前記凹部の前記第1の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の他の一部を、前記第2の当接手段として形成し、前記発電プレートは、前記発電素子と、前記発電素子に振動を伝える振動板と、を備え、前記発電プレートが前記第2の当接手段と当接した状態において、前記発電素子が前記空間部と対応する部分の領域内に常に収まるように、前記発電プレート、及び前記1つのベース部を、下記式に基づいて形成した、C1≧B1、E−C1−D≧B2、E−C1−C2−D≦B2、C2≧B2、E−C2−D≧B1、E−C1−C2−D≦B1(ここで、B1は前記凹部における幅方向の一方の端部から前記空間部における幅方向の一方の端部までの長さ、B2は前記凹部における幅方向の他方の端部から前記空間部における幅方向の他方の端部までの長さ、C1は前記振動板における幅方向の一方の端部から前記発電素子における幅方向の一方の端部までの長さ、C2は前記振動板における幅方向の他方の端部から前記発電素子における幅方向の他方の端部までの長さ、Dは前記発電素子における幅方向の一方の端部から当該幅方向の他方の端部までの長さ、Eは前記凹部における幅方向の一方の端部から当該幅方向の他方の端部までの長さ)。
Moreover, the electric power generating apparatus of
また、請求項11に記載の発電装置は、請求項1に記載の発電装置において、1つのベース部をさらに備え、前記1つのベース部の側面の一方において、前記発電プレートが当該側面と当接するように、当該発電プレートを所定方向に沿って複数並設し、前記複数の発電プレートの各々における前記1つのベース部と当接する側面とは反対側の側面に、複数の前記第1の当接手段をそれぞれ設け、前記1つのベース部における前記複数の発電プレートの各々と対応する部分の一部を、前記第2の当接手段としてそれぞれ形成し、前記1つのベース部における前記複数の発電プレートの各々と対応する部分の他の一部に、前記空間部をそれぞれ形成し、前記複数の発電プレートの少なくとも一部を、前記1つのベース部に着脱自在に取付可能とし、前記発電プレートは、前記発電素子と、前記発電素子に振動を伝える振動板と、を備え、前記発電プレートが前記第2の当接手段と当接した状態において、前記発電素子が前記空間部と対応する部分の領域内に常に収まるように、前記発電プレート、及び前記1つのベース部を、下記式に基づいて形成した、C1≧F1、C2≧F2(ここで、C1は前記振動板における幅方向の一方の端部から前記発電素子における幅方向の一方の端部までの長さ、C2は前記振動板における幅方向の他方の端部から前記発電素子における幅方向の他方の端部までの長さ、F1は前記振動板における幅方向の一方の端部から前記空間部における幅方向の一方の端部までの長さ、F2は前記振動板における幅方向の他方の端部から前記空間部における幅方向の他方の端部までの長さ)。
Moreover, the electric power generating apparatus of Claim 11 is further provided with one base part in the electric power generating apparatus of
請求項1に記載の発電装置によれば、発電装置に外力が加えられていない場合には、発電プレートが第1の当接手段及び第2当接手段と当接することによって当該発電プレートの一部が空間部に入り込むことにより、当該発電プレートの押圧変形が第2変形量に達し、発電装置に外力が加えられた場合には、第1の当接手段又は第2の当接手段のいずれか一方の移動に伴って発電プレートの一部が空間部に入り込むことにより、当該発電プレートの押圧変形が第1変形量に達するように、第1の当接手段及び第2当接手段を配置したので、発電装置に外力が加えられていない状態で、発電素子を押圧変形させることにより、発電装置に外力が加えられていない状態から外力が加えられることによって発電プレートの押圧変形が第1変形量に達する状態になるまでの発電素子の変形量を小さくすることができるため、従来の装置に比べて、発電素子における単位変形量あたりの発電効率を向上させることが可能となる。 According to the power generation device of the first aspect, when no external force is applied to the power generation device, the power generation plate comes into contact with the first contact means and the second contact means so that one of the power generation plates When the portion enters the space portion, the pressing deformation of the power generation plate reaches the second deformation amount, and when an external force is applied to the power generation device, either the first contact means or the second contact means is used. The first abutting means and the second abutting means are arranged so that a part of the power generation plate enters the space portion with the movement of one of them and the pressing deformation of the power generation plate reaches the first deformation amount. Therefore, by pressing and deforming the power generation element in a state where no external force is applied to the power generation device, the external force is applied from the state where no external force is applied to the power generation device, whereby the pressure deformation of the power generation plate is the first deformation. Amount reached It is possible to reduce the amount of deformation of the power generating element until that state, as compared with the conventional apparatus, it is possible to improve the power generation efficiency per unit amount of deformation in the power generation element.
請求項2に記載の発電装置によれば、発電プレートが第2の当接手段と当接した状態において、発電素子が空間部と対応する部分の領域内に常に収まるように、少なくとも前記発電プレートを形成したので、発電装置に外力が加えられた場合に発電素子全体を常に変形させることができ、発電素子の一部が空間部と対応する部分の領域内に収まっていない場合に比べて、発電装置の発電効率を向上させることが可能となる。
According to the power generation device of
請求項3に記載の発電装置によれば、1つのベース部の側面の一方において、発電プレートが当該側面と当接するように、当該発電プレートを所定方向に沿って複数並設し、複数の発電プレートの各々における1つのベース部と当接する側面とは反対側の側面に、複数の第1の当接手段をそれぞれ設け、1つのベース部における複数の発電プレートの各々と対応する部分の一部を、第2の当接手段としてそれぞれ形成し、1つのベース部における複数の発電プレートの各々と対応する部分の他の一部に、空間部をそれぞれ形成したので、簡易な構成で発電プレートの設置数を増やすことができるため、発電量の増大を容易に図ることが可能となる。 According to the power generation device of the third aspect, a plurality of the power generation plates are arranged in parallel along a predetermined direction so that the power generation plate is in contact with the side surface on one of the side surfaces of one base portion. A plurality of first abutting means are provided on the side surface of each plate opposite to the side surface abutting against one base portion, and a part of the portion corresponding to each of the plurality of power generation plates in one base portion is provided. Are formed as the second abutment means, and space portions are formed in the other part of the portion corresponding to each of the plurality of power generation plates in one base portion. Since the number of installations can be increased, the amount of power generation can be easily increased.
請求項4に記載の発電装置によれば、少なくとも2つ以上の前記発電プレートの前記発電素子の各々と接続された配線を集約するための集約領域を備えたので、1つのベース部に複数の発電プレートが並設された場合でも、各発電プレートに接続されている配線をまとめることができるため、当該配線の整理を容易に行うことができる。 According to the power generation device of claim 4, since the aggregation region for consolidating the wiring connected to each of the power generation elements of at least two or more of the power generation plates is provided, a plurality of one base portion includes a plurality of regions. Even when the power generation plates are arranged in parallel, the wirings connected to the respective power generation plates can be collected, so that the wirings can be easily arranged.
請求項5に記載の発電装置によれば、複数の発電プレートの少なくとも一部を、1つのベース部に着脱自在に取付可能としたので、状況に応じて発電プレートの設置数を調整することができるため、発電装置の発電量を容易に調整することが可能となる。 According to the power generation device of the fifth aspect, since at least a part of the plurality of power generation plates can be detachably attached to one base portion, the number of power generation plates installed can be adjusted according to the situation. Therefore, the power generation amount of the power generation device can be easily adjusted.
請求項6に記載の発電装置によれば、1つのベース部における凹部の第1の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の一部に、空間部を形成し、1つのベース部における凹部の第1の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の他の一部を、第2の当接手段として形成したので、固定具等を用いることなく、発電プレートを凹部に簡易に固定することができ、発電装置の製造性を向上させることが可能となる。 According to the power generation device of the sixth aspect, the space portion is formed in a part of the portion of the one base portion adjacent to the side surface on the side opposite to the side surface on the first abutting means side. Since the other part of the concave portion in one of the bases adjacent to the side surface opposite to the side surface on the first contact means side is formed as the second contact means, without using a fixture or the like The power generation plate can be easily fixed to the concave portion, and the productivity of the power generation device can be improved.
請求項7に記載の発電装置によれば、1つのベース部は、発電プレートと電気的に接続された回路基板であるので、第2の当接手段としての専用の部品を別途設ける必要がなくなるため、従来の装置に比べて発電装置の製造コストを低減することが可能となる。 According to the power generation device of the seventh aspect, since one base portion is a circuit board electrically connected to the power generation plate, it is not necessary to separately provide a dedicated component as the second contact means. Therefore, it becomes possible to reduce the manufacturing cost of the power generation device as compared with the conventional device.
請求項8に記載の発電装置によれば、発電プレートの押圧変形が所定量に達した場合に当該発電プレートの押圧変形を抑制する変形抑制手段をさらに備えたので、発電素子の過度な押圧変形を抑制することができ、発電素子の割れ等を防止することが可能となる。 According to the power generation device of the eighth aspect of the present invention, since the power generation plate further includes the deformation suppressing means for suppressing the pressure deformation of the power generation plate when the pressure deformation of the power generation plate reaches a predetermined amount, excessive pressure deformation of the power generation element. Can be suppressed, and cracking of the power generation element can be prevented.
請求項9に記載の発電装置によれば、振動板の厚さが発電素子の厚さよりも厚くなるように、振動板を形成したので、振動板を備えていない発電プレートに比べて発電プレートの耐力を向上させることができ、発電素子の割れ等を一層防止することが可能となる。 According to the power generation device of the ninth aspect, since the vibration plate is formed so that the thickness of the vibration plate is thicker than the thickness of the power generation element, the power generation plate of the power generation plate is compared with the power generation plate that does not include the vibration plate. The proof stress can be improved, and it is possible to further prevent cracking of the power generating element.
請求項10に記載の発電装置によれば、発電プレート、及び1つのベース部を、C1≧B1、E−C1−D≧B2、E−C1−C2−D≦B2、C2≧B2、E−C2−D≧B1、E−C1−C2−D≦B1に基づいて形成したので、発電プレートが凹部内に設けられた場合でも、発電素子全体を確実に変形させることができる。
According to the power generation device of
請求項11に記載の発電装置によれば、発電プレート、及び1つのベース部を、C1≧F1、C2≧F2に基づいて形成したので、例えば、発電プレートが留め金等によってベース部に固定された場合でも、発電素子全体を確実に変形させることができる。 According to the power generation device of the eleventh aspect, since the power generation plate and one base portion are formed based on C1 ≧ F1 and C2 ≧ F2, for example, the power generation plate is fixed to the base portion by a clasp or the like. Even in this case, the entire power generating element can be reliably deformed.
以下に添付図面を参照して、この発明に係る発電装置の実施の形態を詳細に説明する。ただし、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。なお、各実施の形態に係る発電装置の適用対象は任意であり、外部から加えられた力(外力)を利用して発電を行う器具に用いることができる。以下では、歩行者用の発電床(以下、「発電床」と称する)に適用することで、歩行中のユーザの足が発電床に着地したときの押圧力を利用して発電を行う形態を例として説明を行う。 Hereinafter, an embodiment of a power generator according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited by these embodiments. In addition, the application object of the electric power generating apparatus which concerns on each embodiment is arbitrary, It can use for the instrument which produces electric power using the force (external force) applied from the outside. In the following, by applying to a power generation floor for pedestrians (hereinafter referred to as “power generation floor”), a mode of generating power using the pressing force when the foot of the user who is walking lands on the power generation floor is used. An explanation will be given as an example.
〔実施の形態1〕
最初に、実施の形態1について説明する。この形態は、1つのベース部に複数の発電プレートを設けた形態である。
[Embodiment 1]
First, the first embodiment will be described. In this form, a plurality of power generation plates are provided on one base part.
(構成)
まず、発電床の構成について説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係る発電床を示す斜視図である。図2は、図1の発電装置における筐体が開けられた状態を示す斜視図である。図3は、図2に示す発電装置の筐体が閉じられた状態における図2のA−A矢視断面図である。図4は、図2に示す発電装置の筐体が閉じられた状態における図2のB−B矢視断面図である。図5は、図3における領域Cの拡大図である。なお、以下の説明では、図1のX方向を発電装置の右方向、図1のX’方向を発電装置の左方向、図1のY方向を発電床の後方向、図1のY’方向を発電床の前方向、図1のZ方向を発電床の上方向、図3のZ’方向を発電床の下方向とする。図1に示すように、設置面Wに形成された凹部分に、発電床1が設けられており、この発電床1は、収容部2の内部において、複数の連結部3と、複数の発電装置10と、を備えている。
(Constitution)
First, the configuration of the power generation floor will be described. FIG. 1 is a perspective view showing a power generation floor according to
(構成−収容部)
収容部2は、発電床1の基本構造体であり、連結部3と、発電装置10とを収容する収容手段である。この収容部2は、例えば樹脂材料や金属材料にて形成された略箱状体である。また、この収容部2の形成方法については任意であるが、例えば、正面壁、背面壁と、下面壁と、左面壁と、右面壁とは一体成型により形成され、上面壁は、上記一体成型されたものとは別体として形成される方法等が採用されている。この場合において、上面壁の平面形状については、例えば、歩行中のユーザによって加えられた押圧力を複数の発電装置10に伝達できるように、正面壁と、背面壁と、左面壁と、右面壁とによって形成される環状体の内縁形状と略同一又は当該環状体の内縁形状よりも小さく設定されている。
(Configuration-housing part)
The
(構成−連結部)
複数の連結部3は、隣接する発電装置10同士を連結するための連結手段である。これら複数の連結部3の各々は、例えば樹脂材料や金属材料にて形成された略棒状体であり、隣接する発電装置10同士の相互間にそれぞれ配置され、当該隣接する発電装置10に対して固定具等にて接続されている。
(Configuration-connecting part)
The plurality of connecting portions 3 are connecting means for connecting adjacent
(構成−発電装置)
複数の発電装置10は、歩行中のユーザによって加えられた押圧力を利用して発電を行う装置である。これら複数の発電装置10は、左右方向に略沿って並設されていると共に、前後方向に略沿って並設されている。ここで、複数の発電装置10の各々の構成の詳細については、当該複数の発電装置10は相互に同一のものであるので、以下では、図1に示す複数の発電装置10の中の1つの発電装置10であって、図2に示す発電装置10(以下、「発電装置10」と称する)に着目して説明する。すなわち、図2から図5に示すように、この発電装置10は、筐体20と、発電プレート30a〜30pと、回路基板(図示省略)とを備えて構成されている(以下では、発電プレート30a〜30pは、相互に区別する必要がない場合には「発電プレート30」と総称する)。
(Configuration-power generator)
The plurality of
(構成−発電装置−筐体)
筐体20は、発電装置10の基本構造体であり、発電プレート30a〜30pと、回路基板とを外部から保護する保護手段である。具体的には、図2から図5に示すように、筐体20は、例えば、絶縁材料(具体的には硬質ゴム等の樹脂材料)にて形成された略箱状体である。また、この筐体20は、一側面(例えば上側面等)を開放した略箱形状のベース部21であって、発電プレート30a〜30pと、回路基板とを収容するベース部21と、このベース部21をその開放面側から略覆うカバー部22とを備えて構成されている。
(Configuration-Power generation device-Housing)
The housing | casing 20 is a basic structure of the electric
ベース部21は、固定板21aと、側板21bとを備えて構成されている。固定板21aは、設置面Wに対して固定的に配置された略矩形状の板状体であり、その上面又は下面の少なくとも一部は平坦面とされている。この固定板21aの具体的な形状については、例えば、固定板21aの平面形状が145mm×145mm程度の略正方形状に設定され、固定板21aの厚さが5mm程度に設定されている。側板21bは、固定板21aの四周の各辺に対して直交するように配置された略矩形状の板状体である。この側板21bの具体的な形状については、例えば、側板21bの側面形状が145mm×3mm程度の矩形状に設定され、側板21bの厚さが10mm程度(なお、実施の形態2では、3mm程度に設定されている)に設定されている。
The
カバー部22は、カバー部本体22aと、側板22bとを備えて構成されている。カバー部本体22aは、ベース部21の固定板21aと対向する位置に配置された略矩形状の板状体であり、その上面及び下面の少なくとも一部は平坦面とされている。このカバー部22の具体的な形状については、例えばカバー部22の平面形状が145mm×145mm程度の略正方形状に設定され、カバー部22の厚さが5mm程度に設定されている。側板22bは、カバー部本体22aの四周の各辺に対して直交するように配置され、且つ側板21bと当接する位置に配置された略矩形状の板状体である。この側板22bの具体的な形状については、例えば、側板22bの側面形状が145mm×3mm程度の矩形状に設定され、側板22bの厚さが10mm程度に設定されている(なお、実施の形態2では、3mm程度に設定されている)。
The
(構成−発電装置−発電プレート)
発電プレート30a〜30pは、歩行中のユーザによって加えられた押圧力を電気に変換するものである。図2から図5に示すように、発電プレート30a〜30pは、筐体20におけるベース部21の上面において、左右方向に略沿って所定間隔(例えば5mm程度等)で並設されていると共に、前後方向に略沿って所定間隔(例えば5mm程度等)で並設されている。また、これら発電プレート30a〜30pの各々は、圧電素子31と、振動板32とを備えて構成されている。
(Configuration-Power generation device-Power generation plate)
The
(構成−発電装置−発電プレート−圧電素子)
圧電素子31は、圧力により変形することで電気を生じる素子である。図2から図5に示すように、圧電素子31は、薄板状体であり、チタン酸バリウム、ジルコニア等の圧電セラミックス、リチウムタンタレート(LiTaO3)等の圧電単結晶にて形成されている。また、この圧電素子31の具体的な形状については、例えば、圧電素子31の平面形状が直径15mm程度であり、圧電素子31の厚さが0.3mm程度である略円板状体にて形成されている。
(Configuration-Power generation device-Power generation plate-Piezoelectric element)
The
ここで、圧電素子31として、若しくは圧電素子31に代えて、外力(歪み、屈曲、若しくは圧縮を生じさせる力を含む)により発電が可能な任意の素材を用いることができ、例えば、イオン導電性高分子の膜(ゲル)の両面に金属(金等)をメッキしたイオン高分子金属複合材料(IPMC:Ionic Polymer−Metal Composite)や、イオン導電性高分子ゲル膜(ICPF:Ionic Conducting Polymergel Film)、あるいは、これらIPMCやICPFを用いた人工筋肉を使用することができる。この点は、後述する他の実施の形態でも同じである。なお、これら圧電素子31や発電が可能な任意の素材を、必要に応じて「発電素子」と総称する。
Here, as the
また、圧電素子31には、プラス端子と、マイナス端子とが設けられている(これら各部の図示は省略する)。プラス端子と、マイナス端子とは、圧電素子31にて発生した電流を外部に出力するための出力端子である。プラス端子は圧電素子31の下面に取り付けられており、マイナス端子は圧電素子31の上面に取り付けられている。
The
(構成−発電装置−発電プレート−振動板)
振動板32は、圧電素子31に応力を加える支持体であると共に、圧電素子31の割れ強度を補強する補強材を兼ねるものである。図2から図5に示すように、振動板32は、ステンレス薄板等の可撓性と耐久性を有する鋼材等からなる円板状体である。また、この振動板32の一方の側面が圧電素子31と当接するように、当該振動板32が配置されている。そして、この振動板32は、圧電素子31に対して接着剤等により接合されている。
(Configuration-Power generation device-Power generation plate-Diaphragm)
The
ここで、振動板32の具体的な形状については、圧電素子31の平面形状については、例えば振動板32の平面形状が圧電素子31の平面形状よりも大きく設定されており(あるいは、圧電素子31の平面形状と略同一に設定されてもよい)、具体的には直径23mm程度の略円形状に設定されている。また、振動板32の厚さについては、圧電素子31の割れ等を防止するために、振動板32の厚さが圧電素子31の厚さよりも厚く設定されることが好ましく、具体的には0.5mm程度に設定されている。
Here, regarding the specific shape of the
また、圧電素子31と振動板32との配置関係については、例えば、後述するように、発電プレート30の外縁部分全体が後述する第2の当接部52と当接するように、当該発電プレート30が支持される場合には、振動板32の平面中心位置における変形量が最も大きくなる位置に、圧電素子31が配置されており、具体的には、圧電素子31の中心と振動板32の中心とが上下方向に略沿って同一位置に位置するように、当該振動板32が配置されている。なお、上述した発電プレート30の詳細については、後述する。
Further, regarding the positional relationship between the
(構成−発電装置−回路基板)
回路基板は、発電装置10の各種機能を実現するための電気回路(図示省略)が実装された基板である。この回路基板は、例えば、公知の回路基板を用いて構成されており、筐体20のベース部21の上面に配置されている。また、この回路基板には、プラス端子と、マイナス端子と、整流部と、出力端子とが実装されている(これら各部の図示は省略する)。
(Configuration-Power generation device-Circuit board)
The circuit board is a board on which an electric circuit (not shown) for realizing various functions of the
プラス端子は、発電プレート30における圧電素子31のプラス端子から出力された電流を入力するための入力端子である。このプラス端子は、回路基板における発電プレート30a〜30pの各々の外縁近傍位置にそれぞれ設けられ、発電プレート30と接続された配線33を介して発電プレート30における圧電素子31のプラス端子と電気的に接続されている。
The plus terminal is an input terminal for inputting the current output from the plus terminal of the
マイナス端子は、発電プレート30における圧電素子31のプラス端子から出力された電流を入力するための入力端子である。このマイナス端子は、回路基板における発電プレート30a〜30pの各々の外縁近傍位置にそれぞれ設けられ、発電プレート30と接続された配線33を介して発電プレート30における圧電素子31のマイナス端子と電気的に接続されている。
The minus terminal is an input terminal for inputting the current output from the plus terminal of the
整流部は、マイナス端子及びプラス端子を介して取得された電流(具体的には交流電流)を直流電流に変換したり、あるいは直流電源の陰極又は陽極をどちらに接続しても構わないように調整するための整流手段である。この整流部は、例えば複数のダイオードを有する公知のブリッジ回路を用いて構成されており、回路基板における発電プレート30a〜30pの各々と対応する位置にそれぞれ設けられたマイナス端子及びプラス端子と配線(図示省略)を介して電気的に接続されている。
The rectifying unit may convert a current (specifically, an alternating current) acquired through the negative terminal and the positive terminal into a direct current, or connect a cathode or an anode of a direct current power source to whichever. It is the rectification means for adjusting. This rectification unit is configured using, for example, a known bridge circuit having a plurality of diodes, and has a negative terminal and a positive terminal provided in positions corresponding to each of the
出力端子は、整流部から出力された電流を外部機器(図示省略)に出力するための端子であり、整流部と配線(図示省略)を介して電気的に接続されている。なお、この回路基板の詳細については、後述する。 The output terminal is a terminal for outputting the current output from the rectification unit to an external device (not shown), and is electrically connected to the rectification unit via a wiring (not shown). The details of this circuit board will be described later.
(筐体及び発電モジュールの詳細について)
次に、実施の形態1に係る筐体20及び後述する発電モジュール80の構成の詳細については、下記に示す工夫が施されている。
(Details of housing and power generation module)
Next, with respect to the details of the configuration of the
(筐体及び発電モジュールについて−筐体のカバー部の構成)
まず、筐体20の構成については、例えば、図2から図5に示すように、筐体20のカバー部22には、第1の当接部40と保護柱41とが複数設けられている。これら第1の当接部40及び保護柱41の形成方法については任意であるが、例えば、カバー部22と第2の当接部52及び保護柱41とを一体成型することにより形成する方法等が採用されている。
(About the case and the power generation module-the structure of the cover of the case)
First, regarding the configuration of the
(筐体及び発電モジュールについて−筐体のカバー部の構成−第1の当接部)
第1の当接部40は、発電プレート30と当接するための第1の当接手段である。図3から図5に示すように、第1の当接部40は、例えば略柱状体にて形成されており、発電プレート30a〜30pの各々(具体的には、各発電プレート30の圧電素子31)と当接するように配置されている。ここで、第1の当接部40の具体的な形状については任意であるが、第1の当接部40の平面形状については、例えば圧電素子31の平面形状よりも小さく設定されており、具体的には、直径16mm程度の略円形状にて設定されている。また、第1の当接部40の厚さについては、例えば後述する保護柱の厚さよりも厚く設定されており、具体的には、2mm程度にて設定されている。また、この第1の当接部40の形成方法については任意であるが、例えば、カバー部22と第1の当接部40とを一体成型することにより形成する方法等が採用されている。
(About the housing and the power generation module-configuration of the cover portion of the housing-first contact portion)
The
このような構成により、カバー部22と第1の当接部40とを別体にて形成した場合に比べて第1の当接部40の取り付けが簡易となることから、発電装置10の製造性を向上させることが可能となる。
With such a configuration, the
(筐体及び発電モジュールの詳細について−筐体のカバー部の構成−保護柱)
保護柱41は、発電プレート30の押圧変形が所定量(例えば、第1変形量等)に達した場合に当該発電プレート30の押圧変形を抑制する変形抑制手段である。この保護柱41は、略柱状体にて形成されおり、第1の当接部40同士の相互間に配置されている。より具体的には、複数の保護柱41のうち、カバー部22の略中央位置に配置された保護柱41(図2では、発電プレート30eに対向する第1の当接部40と発電プレート30iに対向する第1の当接部40との相互間に配置された保護柱41)は、後述するベース部21の収容穴54と対向する位置に配置されており、カバー部22の略中央位置に配置された保護柱41以外のその他の保護柱41(以下、「その他の保護柱41」と称する)は、ベース部21と対向する位置に配置されている。
(Details of case and power generation module-configuration of cover part of case-protection pillar)
The
ここで、保護柱41の具体的な形状については、例えば、発電装置10に押圧力が加えられた場合に安定して筐体20のカバー部22を支持することが可能な形状に設定されている。具体的には、カバー部22の略中央位置に配置された保護柱41の形状については、直径3mm程度であり、厚さが4mm程度の略円柱状体にて設定されている。また、その他の保護柱41の形状については、直径3mm程度であり、厚さが2mm程度の略円柱状体にて設定されている。
Here, the specific shape of the
また、保護柱41とベース部21との配置関係については、発電装置10に押圧力が加えられた場合に、発電プレート30が第1変形量まで押圧変形可能となるように、保護柱41及びベース部21が配置されている。具体的には、カバー部22の略中央位置に配置された保護柱41とベース部21との配置関係については、発電装置10に押圧力が加えられていない状態において、当該保護柱41と後述するベース部21における収容穴54の底面との相互間の距離が第1変形量に相当する距離となるように、当該保護柱41とベース部21とが配置されている。また、その他の保護柱41とベース部21との配置関係については、発電装置10に押圧力が加えられていない状態において、当該保護柱41とベース部21との相互間の距離が第1変形量に相当する距離となるように、当該保護柱41及びベース部21が配置されている。
Further, regarding the arrangement relationship between the
このような構成により、圧電素子31の過度な押圧変形を抑制することができ、圧電素子31の割れ等を防止することが可能となる。
With such a configuration, excessive pressing deformation of the
(筐体及び発電モジュールの詳細について−筐体のベース部の構成)
また、筐体20のベース部21の構成については、例えば、図2から図5に示すように、このベース部21には、複数の凹部51と、複数の第2の当接部52、複数の集約領域53、及び、1つの収容穴54が設けられている。
(Details of casing and power generation module-configuration of base section of casing)
As for the configuration of the
(筐体及び発電モジュールの詳細について−筐体のベース部の構成−凹部)
凹部51は、発電プレート30を受け入れ可能な空間である。この凹部51は、ベース部21の上面であって、発電プレート30a〜30pの各々と対応する部分にそれぞれ形成されている。ここで、凹部51の具体的な形状については任意であるが、凹部51の平面形状については、例えば、発電プレート30の平面形状よりも大きくなるように設定されており、具体的には、直径25mm程度の略円形状にて設定されている。また、凹部51の深さについては、例えば、発電プレート30の振動板32の厚さと略同一に設定されており(あるいは、発電プレート30の振動板32の厚さよりも長く又は短く設定されてもよい)、具体的には1mm程度に設定されている。
(Details of housing and power generation module-configuration of base portion of housing-recessed portion)
The
(筐体及び発電モジュールの詳細について−筐体のベース部の構成−第2の当接部)
第2の当接部52は、ベース部21と当接するための第2の当接手段である。この第2の当接部52は、ベース部21における各凹部51の第1の当接部40側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の一部に形成されている。また、この第2の当接部52の形成方法については任意であるが、例えば、ベース部21と第2の当接部52とを一体成型することにより形成する方法等が採用されている。
(Details of housing and power generation module-configuration of base portion of housing-second contact portion)
The
また、この第2の当接部52は、空間部55を備えている。空間部55は、発電プレート30が後述する第2の当接部52側に向けて押圧された場合に、当該発電プレート30が少なくとも第1変形量まで押圧変形可能となるように、当該発電プレート30が入り込むことを許容する空間である。ここで、「第1変形量」とは、発電プレート30の圧電素子31において所望の発電量が得られる変形量を意味し、実施の形態1では、当該圧電素子31における電圧の増加量が比較的高い範囲に対応する変形量(例えば、1mm程度等)を第1変形量として説明する。この空間部55は、ベース部21における各凹部51の第1の当接部40側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の他の一部に形成されている。
Further, the
ここで、空間部55の具体的な形状については任意であるが、空間部55の平面形状については、例えば、発電プレート30の平面形状よりも小さくなるように設定されており、具体的には直径20mm程度の略円形状にて設定されている。また、空間部55の厚さについては、例えば、少なくとも発電プレート30がZ’方向に向けて第1変形量まで変形可能な厚さに設定されており、具体的には2mm程度に設定されている。また、この空間部55の形成方法については、例えば、ベース部21における発電プレート30a〜30pの各々と対応する部分の他の一部に、当該ベース部21を貫通しない凹部を設けることにより形成する方法等が採用されている。
Here, the specific shape of the
また、この空間部55の配置については、具体的には、発電プレート30の外縁部分全体が第2の当接部52と当接するように、空間部55が配置される。具体的には、凹部51の第1の当接部40側の側面とは反対側の側面の中心と空間部55の中心とが上下方向に略沿って同一位置に位置するように、当該空間部55が配置されている。このような配置において、第2の当接部52は、ベース部21における凹部51の外縁部分に対応する部分から空間部55の外縁部分に至る部分に配置される。
As for the arrangement of the
このように、ベース部21に、凹部51と第2の当接部52とが設けられているので、発電プレート30における振動板32の外縁部分全体が第2の当接部52と当接した状態で、発電プレート30を少なくとも第1変形量まで押圧変形することができるため、発電プレート30にねじれ変形が生じにくくなる。また、固定具等を用いることなく、発電プレート30を凹部51に簡易に固定することができ、発電装置10の製造性を向上させることが可能となる。
Thus, since the
(筐体及び発電モジュールの詳細について−筐体のベース部の構成−集約領域)
集約領域53は、少なくとも2つ以上の発電プレート30の圧電素子31の各々と接続された配線33を集約するための領域である。この集約領域53は、ベース部21における発電プレート30a〜30p側の側面に配置されており、具体的には、発電プレート30a〜30dと発電プレート30e〜30hとの相互間、発電プレート30e〜30hと発電プレート30i〜30lとの相互間、及び発電プレート30i〜30lと発電プレート30m〜30pとの相互間において、ベース部21の左端部から右端部に至る位置まで左右方向に略沿って配置されている。なお、この集約領域53の設置については、上述したように、筐体20のベース部21に設置されていると説明したが、これに限られず、例えば、筐体20のカバー部22に設置されてもよい。
(Details of case and power generation module-configuration of base part of case-aggregation area)
The
このような構成により、ベース部21に発電プレート30a〜30pが並設された場合でも、複数の発電プレート30の各々に接続されている配線33をまとめることができるため、当該配線33の整理を容易に行うことができる。
With such a configuration, even when the
(筐体及び発電モジュールの詳細について−筐体のベース部の構成−収容穴)
収容穴54は、カバー部22の略中央位置に配置された保護柱41を収容するための穴部である。この収容穴54は、ベース部21における発電プレート30a〜30p側の側面に配置されており、具体的には、発電プレート30fと発電プレート30gとの相互間との相互間において、カバー部22の略中央位置に配置された保護柱41と対向する位置に配置されている。ここで、この収容穴54の具体的な形状については、例えば、カバー部22の略中央位置に配置された保護柱41を収容することができ、且つ発電プレート30が第1変形量まで押圧変形可能となる形状にて設定されており、例えば、直径3.5mm程度の略円形状であり、深さ2mm程度に設定されている。
(Details of case and power generation module-configuration of base part of case-accommodation hole)
The
このような構成により、発電プレート30の第1変形量まで押圧変形を許容しながら、カバー部22がベース部21に対して前後方向又は左右方向に略沿ってずれることを抑制することができる。なお、発電プレート30と、カバー部22における第1の当接部40と、ベース部21における空間部55及び第2の当接部52とを含める構成は、以下では「発電モジュール60」と総称する。
With such a configuration, it is possible to suppress the
(筐体及び発電モジュールの詳細について−発電モジュールの構成−第1の当接部及び第2の当接部の配置)
次に、発電モジュール80の構成について説明する。図6は、発電モジュール80の構成を示す斜視図である。図7は、図6の分解斜視図である。まず、発電モジュール80の構成のうち、第1の当接部40及び第2の当接部52の配置については、例えば、発電装置10に押圧力が加えられていない場合には、発電プレート30が第1の当接部40及び第2の当接部52と当接することによって当該発電プレート30の一部が空間部55に入り込むことにより、当該発電プレート30の押圧変形が第2変形量に達し、発電装置10に押圧力が加えられた場合には、第1の当接部40の移動に伴って発電プレート30の一部が空間部55に入り込むことにより、当該発電プレート30の押圧変形が第1変形量に達するように、第1の当接部40及び第2の当接部52が配置されている。ここで、「第2変形量」とは、第1変形量よりも小さな変形量を意味し、実施の形態1では、発電プレート30の圧電素子31における電圧の増加量が比較的低い範囲に対応する変形量(例えば、0.2mm程度等)を第2変形量として説明する。
(Details of housing and power generation module-configuration of power generation module-arrangement of first contact portion and second contact portion)
Next, the configuration of the
具体的には、図6、図7に示すように、第1の当接部40の中心が圧電素子31の中心と上下方向に略沿って同一位置に位置するように、当該第1の当接部40が配置されている。また、第2の当接部52の中心(具体的には空間部55の中心)が圧電素子31の中心と上下方向に略沿って同一位置に位置するように、第2の当接部52が配置されている。そしてさらに、発電装置10に押圧力が加えられていない状態において、第1の当接部40と第2の当接部52との相互間の距離が発電プレート30を第2変形量まで押圧変形させることが可能な距離となるように、第1の当接部40と第2の当接部52とが配置されている。この場合において、発電プレート30を第2変形量まで押圧変形させる方法については、例えば、筐体20のカバー部22及びベース部21の自重によって発電プレート30を第2変形量まで押圧変形させる方法等が採用される。具体的には、カバー部22及びベース部21が、発電プレート30を第2変形量まで押圧変形させることが可能な重さが得られる形状にて形成されたり、あるいは、カバー部又はベース部21に所定量のおもり(図示省略)が取り付けられる。
Specifically, as shown in FIGS. 6 and 7, the
このような配置により、発電装置10に押圧力が加えられていない状態で、圧電素子31を押圧変形させるので、従来の装置に比べて、発電装置10に押圧力が加えられていない状態から押圧力が加えられることによって発電プレート30の押圧変形が第1変形量に達する状態になるまでの圧電素子31の変形量を小さくすることができる。
With such an arrangement, the
(筐体及び発電モジュールの詳細について−筐体のベース部及び発電プレートの構成)
次に、筐体20のベース部21及び発電プレート30の構成について説明する。図8は、ベース部21及び発電プレート30の構成の詳細を示す図である。ベース部21及び発電プレート30の構成については、例えば、発電プレート30が第2の当接部52と当接した状態において、圧電素子31が空間部55と対応する部分の領域内に常に収まるように、ベース部21及び発電プレート30が形成されている。
(Details of casing and power generation module-configuration of base section of casing and power generation plate)
Next, the structure of the
具体的には、図8(a)に示すように、発電プレート30が第2の当接部52と当接した状態においては、凹部51の左端部から振動板32の左端部までの長さA1、凹部51の右端部から振動板32の右端部までの長さA2、凹部51の左端部から空間部55の左端部までの長さB1、凹部51の右端部から空間部55の右端部までの長さB2、振動板32の左端部から圧電素子31の左端部までの長さC1、振動板32の右端部から圧電素子31の右端部までの長さC2、圧電素子31の左端部から右端部までの長さD、凹部51の左端部から凹部51の右端部までの長さEとすると、ベース部21及び発電プレート30は、下記式(1)から下記式(6)に基づいて形成されている。
Specifically, as shown in FIG. 8A, when the
C1≧B1・・・(1) C1 ≧ B1 (1)
E−C1−D≧B2・・・(2) E-C1-D ≧ B2 (2)
E−C1−C2−D≦B2・・・(3) E-C1-C2-D ≦ B2 (3)
C2≧B2・・・(4) C2 ≧ B2 (4)
E−C2−D≧B1・・・(5) E-C2-D ≧ B1 (5)
E−C1−C2−D≦B1・・・(6) E-C1-C2-D ≦ B1 (6)
より具体的には、図8(b)に示すように、発電プレート30が凹部51の左端部と当接した状態においては、圧電素子31を空間部55と対応する部分の領域内に収めるためには、式(1)から式(3)の条件を満たす必要がある。また、図8(c)に示すように、発電プレート30が凹部51の右端部と当接した状態においては、圧電素子31を空間部55と対応する部分の領域内に収めるためには、式(4)から式(6)の条件を満たす必要がある。これらのことを踏まえると、圧電素子31を空間部55と対応する部分の領域内に常に収めるためには、式(1)から式(6)の条件に基づいて、ベース部21及び発電プレート30が形成される必要がある。
More specifically, as shown in FIG. 8B, in a state where the
例えば、凹部51の左端部から振動板32の左端部までの長さA1=1mm、凹部51の右端部から振動板32の右端部までの長さA2=1mm、凹部51の左端部から空間部55の左端部までの長さB1=2.5mm、凹部51の右端部から空間部55の右端部までの長さB2=2.5mm、振動板32の左端部から圧電素子31の左端部までの長さC1=4mm、振動板32の右端部から圧電素子31の右端部までの長さC2=4mm、圧電素子31の左端部から右端部までの長さD=15mm、凹部51の左端部から凹部51の右端部までの長さE=25mmであった場合には、C1(=4mm)≧B1(=2.5mm)、E−C1−D(=25mm−4mm−15mm=5mm)≧B2(=2.5mm)、E−C1−C2−D(=25mm−4mm−4mm−15mm=2mm)≦B2(=2.5mm)、C2(=4mm)≧B2(=2.5mm)、E−C2−D(=25mm−4mm−15mm=5mm)≧B1(=2.5mm)、E−C1−C2−D(=25mm−4mm−4mm−15mm=2mm)≦B1(=2.5mm)となり、式(1)から式(6)の条件をすべて満たすので、圧電素子31が空間部55と対応する部分の領域内に常に収められる。
For example, the length A1 from the left end of the recess 51 to the left end of the diaphragm 32 is 1 mm, the length A2 from the right end of the recess 51 to the right end of the diaphragm 32 is 1 mm, and the space from the left end of the recess 51 to the space The length B1 from the left end of 55 to 2.5 mm, the length B2 from the right end of the recess 51 to the right end of the space 55 = 2.5 mm, from the left end of the diaphragm 32 to the left end of the piezoelectric element 31 Length C1 = 4 mm, length C2 = 4 mm from the right end of the diaphragm 32 to the right end of the piezoelectric element 31, length D = 15 mm from the left end of the piezoelectric element 31 to the right end, left end of the recess 51 When the length E to the right end of the recess 51 is E = 25 mm, C1 (= 4 mm) ≧ B1 (= 2.5 mm), E-C1-D (= 25 mm−4 mm−15 mm = 5 mm) ≧ B2 (= 2.5 mm), E-C1-C2-D (= 2 mm-4mm-4mm-15mm = 2mm) ≦ B2 (= 2.5mm), C2 (= 4mm) ≧ B2 (= 2.5mm), E-C2-D (= 25mm-4mm-15mm = 5mm) ≧ B1 (= 2.5 mm), E-C 1 -C 2 -D (= 25 mm−4 mm−4 mm−15 mm = 2 mm) ≦ B 1 (= 2.5 mm), and all the conditions of Formula (1) to Formula (6) are satisfied. Therefore, the
このような構成により、発電装置10に押圧力が加えられた場合に圧電素子31全体を常に変形させることができるので、圧電素子31の一部が空間部55と対応する部分の領域内に収まっていない場合に比べて、発電装置10の発電効率を向上させることが可能となる。
With such a configuration, the entire
(発電装置の機能について)
このように構成された発電装置10の機能は以下の通りである。図9は、発電装置10が歩行中のユーザによって加えられた押圧力を受けて変形した状態を示す図である。
(About the function of the power generator)
The function of the
図3及び図5に示すように、発電装置10が歩行中のユーザによって加えられた押圧力を受けていない場合には、発電プレート30a〜30pの各々が対応する第1の当接部40及び第2の当接部52と当接することによって、当該発電プレート30a〜30pの各々の一部が対応する空間部55に入り込むことにより、当該発電プレート30a〜30pの押圧変形が第2変形量に達する(図3では、発電プレート30e〜30hの変形が示されているが、発電プレート30a〜30d、30i〜30pの変形についても図3と同様に変形する。なお、図9についても同様とする)。
As shown in FIGS. 3 and 5, when the
この場合において、上述した発電プレート30a〜30pの押圧変形により、発電プレート30a〜30pの各々の上面に陰極の電流が起電すると共に、発電プレート30a〜30pの各々の下面に陽極の電流が起電することにより、発電プレート30a〜30pの各々に電圧が発生する。このように、発電プレート30a〜30pの各々に電圧が発生すると、発電プレート30a〜30pの各々の圧電素子31のプラス端子と接続されている配線33を介して陽極の電流が回路基板に流れると共に、及び当該圧電素子31のマイナス端子と接続されている配線33を介して陰極の電流が回路基板に流れる。このように回路基板50に流れた電流は、整流部によって直流電流に変換され、当該変換された電流が出力端子を介して外部機器に出力される。
In this case, due to the above-described pressing deformation of the
次に、図9に示すように、発電装置10が歩行中のユーザによって加えられた押圧力を受けた場合には、筐体20のカバー部22が押圧変形することで第1の当接部40がZ’方向に略沿って移動し、この第1の当接部40の移動に伴って発電プレート30a〜30pの各々の一部が対応する空間部55に入り込むことにより、当該発電プレート30a〜30pの押圧変形が第1変形量に達すると共に、筐体20のカバー部22が保護柱41と当接する。
Next, as illustrated in FIG. 9, when the
この場合において、発電プレート30a〜30pの各々には、発電プレート30a〜30pの押圧変形が第2変形量であった場合に比べて大きな電圧が発生する。そして、発電プレート30a〜30pの各々の圧電素子31のプラス端子と接続されている配線33を介して陽極の電流が回路基板に流れると共に、及び当該圧電素子31のマイナス端子と接続されている配線33を介して陰極の電流が回路基板に流れ、当該回路基板に流れた電流が整流部によって直流電流に変換された後、当該変換された電流は出力端子を介して外部機器に出力される。
In this case, a large voltage is generated in each of the
このように、発電装置10に押圧力が加えられていない状態で、圧電素子31を押圧変形させることにより、発電装置10に押圧力が加えられていない状態から押圧力が加えられることによって発電プレート30の押圧変形が第1変形量に達する状態になるまでの圧電素子31の変形量を小さくすることができるため、従来の装置に比べて、圧電素子31における単位変形量あたりの発電効率を向上させることが可能となる。
As described above, the
(効果)
このように実施の形態1によれば、発電装置10に押圧力が加えられていない場合には、発電プレート30が第1の当接部40及び第2の当接部52と当接することによって当該発電プレート30の一部が空間部55に入り込むことにより、当該発電プレート30の押圧変形が第2変形量に達し、発電装置10に押圧力が加えられた場合には、第1の当接部40の移動に伴って発電プレート30の一部が空間部55に入り込むことにより、当該発電プレート30の押圧変形が第1変形量に達するように、第1の当接部40及び第2の当接部52を配置したので、発電装置10に押圧力が加えられていない状態で、圧電素子31を押圧変形させることにより、発電装置10に押圧力が加えられていない状態から押圧力が加えられることによって発電プレート30の押圧変形が第1変形量に達する状態になるまでの圧電素子31の変形量を小さくすることができるため、従来の装置に比べて、圧電素子31における単位変形量あたりの発電効率を向上させることが可能となる。
(effect)
As described above, according to the first embodiment, when the pressing force is not applied to the
また、発電プレート30が第2の当接部52と当接した状態において、圧電素子31が空間部55と対応する部分の領域内に常に収まるように、少なくとも発電プレート30を形成したので、発電装置10に押圧力が加えられた場合に圧電素子31全体を常に変形させることができ、圧電素子31の一部が空間部55と対応する部分の領域内に収まっていない場合に比べて、発電装置10の発電効率を向上させることが可能となる。
Further, since at least the
また、1つのベース部21の側面の一方において、発電プレート30が当該側面と当接するように、当該発電プレート30を所定方向に沿って複数並設し、複数の発電プレート30の各々における1つのベース部21と当接する側面とは反対側の側面に、複数の第1の当接部40をそれぞれ設け、1つのベース部21における複数の発電プレート30の各々と対応する部分の一部を、第2の当接部52としてそれぞれ形成し、1つのベース部21における複数の発電プレート30の各々と対応する部分の他の一部に、空間部55をそれぞれ形成したので、簡易な構成で発電プレート30の設置数を増やすことができるため、発電量の増大を容易に図ることが可能となる。
Further, on one of the side surfaces of one
また、少なくとも2つ以上の発電プレート30の圧電素子31の各々と接続された配線33を集約するための集約領域を備えたので、1つのベース部21に複数の発電プレート30が並設された場合でも、各発電プレート30に接続されている配線33をまとめることができるため、当該配線33の整理を容易に行うことができる。
Moreover, since the aggregation area | region for consolidating the
また、1つのベース部21における各凹部51の第1の当接部40側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の一部に、空間部55を形成し、1つのベース部21における凹部51の第1の当接部40側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の他の一部を、第2の当接部52として形成したので、固定具等を用いることなく発電プレート30を凹部51に簡易に固定することができ、発電装置10の製造性を向上させることが可能となる。
Further, a
また、発電プレート30の変形が所定量に達した場合に当該発電プレート30の変形を抑制する保護柱41を備えたので、圧電素子31の過度な押圧変形を抑制することができ、圧電素子31の割れ等を防止することが可能となる。
In addition, since the
また、振動板32の厚さが圧電素子31の厚さよりも厚くなるように、振動板32を形成したので、振動板32を備えていない発電プレート30に比べて発電プレート30の耐力を向上させることができ、圧電素子31の割れ等を一層防止することが可能となる。
Further, since the
また、ベース部21及び発電プレート30を、C1≧B1、E−C1−D≧B2、E−C1−C2−D≦B2、C2≧B2、E−C2−D≧B1、E−C1−C2−D≦B1に基づいて形成したので、発電プレート30が凹部51内に設けられた場合でも、圧電素子31全体を確実に変形させることができる。
Further, the
〔実施の形態2〕
次に、実施の形態2について説明する。この形態は、ベース部が回路基板である形態である。なお、実施の形態1と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態1で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
[Embodiment 2]
Next, a second embodiment will be described. In this form, the base part is a circuit board. In addition, about the component similar to
(構成)
まず、実施の形態2に係る発電装置の構成について説明する。図10は、実施の形態2に係る発電装置を示す一部破断斜視図である。図11は、図10のD−D矢視断面図である。図12は、図11における領域Eの拡大図である。図10から図12に示すように、実施の形態2の発電装置110は、実施の形態1に係る発電装置10の構成要素に対して、発電プレート30の設置数を16体(具体的には左右方向に4体配置×前後方向に4体配置)から9体(具体的には右方向に3体配置×前後方向に3体配置)に変更し(以下では、発電プレート30a〜30iと称する)、保護柱41、及び凹部51を省略し、中心スペーサ60を加えて構成されている。また、筐体20の構成、回路基板70の構成、及び圧電素子31の構成についても、下記に示す工夫が施されている。
(Constitution)
First, the configuration of the power generation device according to
(構成−筐体の構成)
筐体20の構成については、図10から図12に示すように、筐体20が絶縁処理された金属材料等にて形成されている。また、筐体20のカバー部22は、第1の当接部40と別体に形成されており、筐体20のベース部21は、第2の当接部52と別体に形成されている。
(Configuration-Chassis configuration)
About the structure of the housing | casing 20, as shown in FIGS. 10-12, the housing | casing 20 is formed with the metal material etc. by which the insulation process was carried out. The
ここで、カバー部22は、ベース部21に対して可動可能なように配置された略矩形状の板状体であり、その上面及び下面の一部は平坦面とされている。また、このカバー部22におけるベース部21の側板21bに対応する各位置には、下面に開放する溝部22cが形成されており、この溝部22cによって側板21bの上端部が上下動自在に嵌合されている。また、この溝部22cには、図示しない弾性体が配置されている。この弾性体は、歩行中のユーザによって加えられた押圧力に対するカバー部22の上下方向の移動量(例えば1mm程度等)を調整する調整手段であると共に、当該押圧力が取り除かれた後に、カバー部22を最上方位置に押し上げて復帰させるための復帰手段であり、例えばゴム等の可撓性材料にて形成されている。
Here, the
このような構成により、実施の形態1の筐体に比べて簡易な構造にすることができ、筐体20の製造性を向上させることができる。
With such a configuration, the structure can be simplified compared to the case of
(構成−中心スペーサ)
中心スペーサ60は、筐体20のカバー部22の押圧力を発電プレート30に伝達するためスペーサである。図10から図12に示すように、中心スペーサ60は、例えば、絶縁処理された金属材料等にて形成されており、カバー部22と発電プレート30との相互間に配置されている。また、この中心スペーサ60は、中心スペーサ本体61と、複数の第1の当接部40とを備えている。なお、この中心スペーサ60の形成方法は任意であるが、例えば、中心スペーサ本体61と第1の当接部40とを一体成型することにより形成する方法等が採用されている。
(Configuration-center spacer)
The
(構成−中心スペーサ−中心スペーサ本体)
中心スペーサ本体61は、中心スペーサ60の基本構造体であり、第1の当接部40を支持するものである。図10から図12に示すように、中心スペーサ本体61は、例えば略平坦状の板状体にて形成されている。ここで、中心スペーサ本体61の具体的な形状については任意であるが、この中心スペーサ本体61の平面形状については、例えば、カバー部22の平面形状と相似形状に設定されており、具体的には、130mm×130mm程度の略正方形状に設定されている。また、中心スペーサ本体61の厚さについては、例えば、発電プレート30の圧電素子31の厚さと略同一の厚さに設定されており(あるいは、発電プレート30の圧電素子31の厚さよりも厚く又は薄く設定されてもよい)、具体的には0.3mm程度に設定されている。また、中心スペーサ本体61の上面がカバー部22の下面と当接するように、当該中心スペーサ本体61が配置されている。そして、中心スペーサ本体61は、カバー部22に対して接着剤や固定具等にて固定されている。
(Configuration-Center spacer-Center spacer body)
The
また、中心スペーサ本体61には、配線用凹部61aが複数設けられている。配線用凹部61aは、発電プレート30と接続された配線33の余長部分を収容するための空間であり、例えば、中心スペーサ本体61における各発電プレート30と配線33との接続位置近傍部分にそれぞれ形成されている。
The
(構成−中心スペーサ−第1の当接部)
複数の第1の当接部40は、中心スペーサ本体61における発電プレート30a〜30iの各々と対向する位置にそれぞれ配置されており、具体的には、発電プレート30a〜30iの各々の上面(具体的には、各発電プレート30の圧電素子31)と当接するように配置されている。また、この第1の当接部40の平面形状については、例えば圧電素子31の平面形状よりも小さく設定されており、具体的には、直径5mm程度の略円形状にて設定されている。
(Configuration-center spacer-first contact part)
The plurality of first abutting
このような構成により、例えば発電プレート30の設置数及び形状に応じて中心スペーサ60をカスタマイズして設置することができるため、実施の形態1の発電装置10に比べて、ユーザの多様なニーズに応じた発電装置110の製造が容易となる。
With such a configuration, for example, the
(構成−回路基板の構成)
回路基板70の構成については、図10から図12に示すように、回路基板70は、筐体20のベース部21の上面において、発電プレート30a〜30iの各々の下面と当接するように配置されている。ここで、回路基板70の具体的な形状については任意であるが、回路基板70の平面形状については、例えば、中心スペーサ本体61の平面形状と略同一に設定されており、具体的には、130mm×130mm程度の略正方形状に設定されている。また、回路基板70の厚さについては、例えば、発電プレート30の第1変形量に相当する厚さ以上に設定されており、具体的には2mm程度に設定されている。
(Configuration-circuit board configuration)
Regarding the configuration of the
また、回路基板70には、空間部55と、第2の当接部52と、集約領域53と、留め金71とがそれぞれ複数設けられている。
The
空間部55は、回路基板70における発電プレート30a〜30iの各々と対応する部分の一部にそれぞれ形成されており、発電プレート30の中心と空間部55の中心とが上下方向に略沿って同一位置に位置するように配置されている。この空間部55の形成方法については、例えば、回路基板70における発電プレート30a〜30iの各々と対応する部分の一部に貫通孔を設けることにより形成する方法等が採用されている。
The
第2の当接部52は、回路基板70における発電プレート30a〜30iの各々と対応する部分の他の一部にそれぞれ形成されており、回路基板70における発電プレート30の外縁部分に対応する部分から空間部55の外縁部分に至る部分に配置されている。
The
集約領域53は、例えば公知のプリント配線板を用いて構成されている。また、この集約領域53は、回路基板70における発電プレート30a〜30i側の側面に配置されており、具体的には、発電プレート30a〜30cと発電プレート30d〜30fとの相互間、発電プレート30d〜30fと発電プレート30g〜30iとの相互間において、回路基板70の左端近傍位置から右端近傍位置まで左右方向に略沿って配置されている。つまり、この実施の形態2においては、実施の形態1のような集約領域53と配線33を用いた構成と同様の送電機能を、集約領域53を用いて達成している。
The
留め金71は、発電プレート30a〜30iの各々を回路基板70に着脱自在に取付可能とすると共に、発電プレート30と回路基板70とを電気的及び機械的に接続する接続手段である。この留め金71は、例えば導電性を有する公知のクリップ等を用いて構成されており、回路基板70における発電プレート30a〜30iの各々の外縁近傍部分に複数配置され(具体的には、所定間隔を隔てて3つ配置されている)、半田付け等によって固定されている。
The
このように、回路基板70に第2の当接部52が設けられることで、第2の当接部52としての専用の部品を別途設ける必要がなくなるため、従来の装置に比べて発電装置110の製造コストを低減することが可能となる。また、回路基板70に留め金71が設けられることで、発電プレート30a〜30iの各々を着脱自在に取り付けることができ、状況に応じて発電プレート30a〜30iの設置数を調整することができる。なお、上述した回路基板70は、特許請求の範囲の「ベース部」に対応する。
Thus, since the
(構成−ベース部21及び発電プレート30の構成)
図13は、ベース部21及び発電プレート30の構成の詳細を示す図である。図14は、発電装置110が歩行中のユーザによって加えられた押圧力を受けて変形した状態を示す図である。ベース部21及び発電プレート30の構成については、具体的には、図13に示すように、発電プレートが第2の当接部52と当接した状態においては、振動板32の左端部から圧電素子31の左端部までの長さC1、振動板32の右端部から圧電素子31の右端部までの長さC2、圧電素子31の左端部から右端部までの長さD、振動板32の左端部から空間部55の左端部までの長さF1、振動板32の右端部から空間部55の右端部までの長さF2、振動板32の左端部から振動板32の右端部までの長さGとすると、ベース部21及び発電プレート30が下記式(7)、下記式(8)に基づいて形成されている。
(Configuration-Configuration of
FIG. 13 is a diagram showing details of the configuration of the
C1≧F1・・・(7) C1 ≧ F1 (7)
C2≧F2・・・(8) C2 ≧ F2 (8)
例えば、振動板32の左端部から圧電素子31の左端部までの長さC1=4mm、振動板32の右端部から圧電素子31の右端部までの長さC2=4mm、圧電素子31の左端部から右端部までの長さD=15mm、振動板32の左端部から空間部55の左端部までの長さF1=1.5mm、振動板32の右端部から空間部55の右端部までの長さF2=1.5mm、振動板32の左端部から振動板32の右端部までの長さG=20mmであった場合には、C1(=4mm)≧F1(=1.5mm)、C2(=4mm)≧F2(=1.5mm)となり、式(7)、式(8)の条件をすべて満たすので、圧電素子31が空間部55と対応する部分の領域内に常に収められる。
For example, the length C1 from the left end of the
このような構成により、図14に示すように、実施の形態1と同様に、発電装置110に押圧力が加えられた場合に、圧電素子31全体を常に変形させることができるので、圧電素子31の一部が空間部55と対応する部分の領域内に収まっていない場合に比べて、発電装置110の発電効率を向上させることが可能となる。
With such a configuration, as shown in FIG. 14, as in the first embodiment, when a pressing force is applied to the
(構成−その他について)
上述した発電装置110の構成以外にも、発電装置110は、任意の構造にて構成可能である。図15、図16は、実施の形態2の変形例に係る発電装置110における発電モジュール60の構成の一例を示す斜視図である。
(Configuration-Others)
In addition to the configuration of the
図15に示す変形例の発電モジュール80では、発電プレート30の平面形状(具体的には、圧電素子31及び振動板32の平面形状)が略正三角形状に設定され、空間部55の平面形状が略正六角形状に設定されている。より具体的には、発電プレート30の各辺の長さが空間部55の各辺の長さよりも長くなるように、発電プレート30及び空間部55の平面形状が設定されている(図16の発電プレート30及び空間部55の平面形状についても同様とする)。また、第1の当接部40は、発電プレート30の上面における略中央部分と当接するように配置されている。また、第2の当接部52は、回路基板70における発電プレート30の各角部との当接部分に配置されている。
In the
また、図16に示す変形例の発電モジュール80では、発電プレート30の平面形状(具体的には、圧電素子31及び振動板32の平面形状)が略正方形状に設定され、空間部55の平面形状が略正八角形状に設定されている。また、第1の当接部40が、発電プレート30の上面における略中央部分と当接するように配置されている。また、第2の当接部52は、回路基板70における発電プレート30の各角部との当接部分に配置されている。
Further, in the
これらの構成により、発電プレート30の平面形状が略正三角形状又は略正方形状である場合でも、当該発電プレート30の各角部と第2の当接部52とが当接しているため、発電プレート30を安定して押圧することが可能となる。
With these configurations, even when the planar shape of the
(効果)
このように実施の形態2によれば、1つのベース部21は、発電プレート30と電気的に接続された回路基板70であるので、第2の当接部52としての専用の部品を別途設ける必要がなくなるため、従来の装置に比べて発電装置110の製造コストを低減することが可能となる。
(effect)
As described above, according to the second embodiment, since one
また、発電プレート30a〜30iの少なくとも一部を、回路基板70に着脱自在に取付可能としたので、状況に応じて発電プレート30の設置数を調整することができるため、発電装置110の発電量を容易に調整することが可能となる。
Further, since at least a part of the
また、ベース部21及び発電プレート30を、C1≧F1、C2≧F2に基づいて形成したので、例えば、発電プレート30が留め金71等によって回路基板70に固定された場合でも、圧電素子31全体を確実に変形させることができる。
Further, since the
〔実施の形態に対する変形例〕
以上、本発明に係る各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
[Modifications to Embodiment]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the specific configuration and means of the present invention are arbitrarily modified and improved within the scope of the technical idea of each invention described in the claims. be able to. Hereinafter, such a modification will be described.
(解決しようとする課題や発明の効果について)
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。例えば、発電装置に押圧力が加えられた場合に、発電プレート30が押圧変形しづらい場合であっても、この発電プレート30の押圧変形を、従来とは異なる技術により従来と同様に達成できている場合には、本願発明の課題が解決されている。
(About problems to be solved and effects of the invention)
First, the problems to be solved by the invention and the effects of the invention are not limited to the above-described contents, and the present invention solves the problems not described above or has the effects not described above. There are also cases where only some of the described problems are solved or only some of the described effects are achieved. For example, even when a pressing force is applied to the power generation device, even if the
(発電プレートについて)
上記実施の形態1、2では、発電プレート30は、振動板32の側面の一方に圧電素子31が設けられている発電プレート(いわゆるユニモルフ型)であると説明したが、例えば、振動板32の両側面に圧電素子31が各々設けられている発電プレート(いわゆるバイモルフ型)であってもよい。
(About power generation plate)
In the first and second embodiments, the
また、上記実施の形態1、2では、発電プレート30は、圧電素子31と、振動板32とを備えていると説明したが、例えば、圧電素子31を保護等するために、圧電素子31の全体又は一部を覆うための樹脂(ピエソフィルム等)をさらに備えてもよい。あるいは、例えば、振動板32を省略してもよい。
In the first and second embodiments, it has been described that the
また、上記実施の形態1、2では、発電プレート30は、圧電素子31を備えていると説明したが、例えば、圧電素子31に代えて、往復運動によって発電可能な機構(具体的には、人工筋肉、油圧モータ、電磁誘導方式のモータ、超磁歪、エレクトレット等)を備えてもよい。
In the first and second embodiments, the
また、上記実施の形態1、2では、発電プレート30が第2の当接部52と当接した状態において、圧電素子31が空間部55と対応する部分の領域内に常に収まるように、圧電素子31が形成されていると説明したが、これに限られず、例えば、発電プレート30が第2の当接部52と当接した状態において、圧電素子31の一部が空間部55と対応する部分の領域外に収まるように、圧電素子31が形成されてもよい。具体的には、実施の形態1において、振動板32の左端部から圧電素子31の左端部までの長さC1が凹部51の左端部から空間部55の左端部までの長さB1よりも短くなるように(すなわち、C1<B1となるように)、圧電素子31が形成される。
In the first and second embodiments, the
また、上記実施の形態2では、発電プレート30の外縁部分全体が第2の当接部52と当接するように、発電プレート30が設置されていると説明したが、これに限られず、例えば、発電プレート30の外縁部分の一部が第2の当接部52と当接するように、発電プレート30が設置されてもよい。具体的には、実施の形態2においては、空間部55の左側部分のみが発電プレート30によって覆われないように、当該発電プレート30が配置され、当該発電プレート30における外縁部分のうち右側部分のみが留め金71によって機械的に接続される。この場合においては、例えば、第1の当接部40は、発電プレート30における留め金71との接続部分とは反対側の部分(具体的には、発電プレート30における外縁部分のうち左側部分)に配置されると共に、第2の当接部52は、回路基板70における上記外縁部分のうち右側部分との当接部分に配置される。これにより、発電プレート30の平面形状の大きさに関わらず、発電プレート30を押圧変形させることが可能となる。
Moreover, in the said
また、上記実施の形態2では、発電プレート30a〜30iは、回路基板70の上面に設けられていると説明したが、これに限られない。例えば、図17に示すように、発電プレート30a〜30iは、回路基板70の上面及び下面に設けられてもよい。この場合には、これら発電プレート30a〜30iを変形可能にするために、中心スペーサ60が筐体20のベース部21とカバー部22とに設けられる。このような構成により、実施の形態2に係る発電装置110に比べて発電プレート30の設置数を増やすことができ、発電量を増加させることが可能となる。なお、図17に示す発電装置110において、例えば、回路基板70が可撓性の高い材料にて形成されている場合には、回路基板70の振動に伴って第2の当接部52が移動することにより、発電プレート30を変形させることができ、発電装置110の発電量を一層増加させることが可能となる。
Moreover, although the said
(振動板について)
また、上記実施の形態1、2では、振動板32の厚さが圧電素子31の厚さよりも厚く設定されると説明したが、例えば、振動板32の厚さが圧電素子31の厚さよりも薄く設定されてもよく、あるいは略同一の厚さに設定されてもよい。
(About the diaphragm)
In the first and second embodiments, it has been described that the thickness of the
また、上記実施の形態1、2では、圧電素子31の中心と振動板32の中心とが上下方向に略沿って同一位置に位置するように、振動板32が配置されていると説明したが、例えば、圧電素子31の中心が振動板32の中心よりも左側の位置(又は右側の位置)に位置するように、振動板32が配置されてもよい。
Further, in the first and second embodiments, it has been described that the
(筐体について)
上記実施の形態1では、筐体20のベース部21には、凹部51が設けられていると説明したが、これに限られず、例えば、凹部51が省略されてもよい。この場合において、図18に示すように、第2の当接部52は、ベース部21における発電プレート30と隣接する部分の一部に形成される。
(About the housing)
In the first embodiment, it has been described that the
(中心スペーサ及び回路基板の配置について)
上記実施の形態2では、中心スペーサ60が、筐体20のカバー部22と発電プレート30との相互間に配置されており、回路基板70が、筐体20のベース部21と発電プレート30との相互間に配置されていると説明したが、例えば、中心スペーサ60が、筐体20のベース部21と発電プレート30との相互間に配置され、回路基板70が、カバー部22と発電プレート30との相互間に配置されてもよい。この場合において、第1の当接部40は、発電プレート30の下面と当接するように配置され、第2の当接部52は、発電プレート30の上面と当接するように配置される。これにより、発電装置110に押圧力が加えられた場合には、第2の当接部52の移動に伴って発電プレート30の一部が空間部55に出入りすることによって、当該発電プレート30を押圧変形させることが可能となる。
(Center spacer and circuit board layout)
In the second embodiment, the
(保護柱について)
上記実施の形態1では、保護柱41が筐体20のカバー部22に設けられていると説明したが、これに限られず、例えば、筐体20のベース部21に設けられてもよい。
(About protection pillars)
In the first embodiment, it has been described that the
また、上記実施の形態2では、保護柱41が設けられていないが、これに限られない。例えば、図19に示すように、保護柱41は、中心スペーサ本体61において、第1の当接部40同士の相互間に設けられてもよい。この場合において、保護柱41の配置については、例えば、図19の右側に示すように、保護柱41の底面が回路基板70と対向するように、保護柱41は配置されてもよい。また、図19の左側に示すように、保護柱41が回路基板70に形成された貫通孔72を介して筐体20のベース部21に形成された一対の突起部21c同士の相互間に嵌め合わされるように、当該保護柱41は配置されてもよい(あるいは、この貫通孔72の形成を省略してもよい)。なお、この突起部21の上下方向の長さについては、具体的には、回路基板70の上下方向の長さの略半分程度の長さに設定されている。
Moreover, in the said
(留め金について)
上記実施の形態2では、発電プレート30と回路基板70とが留め金71によって電気的及び機械的に接続されていると説明したが、これに限られない。例えば、留め金71に代えてはんだ部とし、このはんだ部によって発電プレート30と回路基板70とが電気的及び機械的に接続されてもよい。このはんだ部の配置については、例えば、はんだ部が発電プレート30a〜30iの各々の外縁近傍部分に所定間隔を隔てて複数(例えば3つ等)配置されてもよく、あるいは、はんだ部が発電プレート30a〜30iの各々の外縁近傍部分全部にわたって配置されてもよい。
(About clasp)
In the second embodiment, it has been described that the
(発電モジュールの個数について)
上記実施の形態1、2では、発電装置が、複数の発電モジュール80を備えていると説明したが、例えば、単数の発電モジュール80を備えてもよい。
(About the number of power generation modules)
In the first and second embodiments, it has been described that the power generation device includes the plurality of
(付記)
付記1の発電装置は、発電素子を用いて外力を電気に変換する発電装置であって、前記発電素子を有する発電プレートと、前記発電プレートの側面の一方と当接可能に設けられた第1当接手段と、前記発電プレートにおける前記第1当接手段側の側面とは反対側の側面と当接可能に設けられた第2の当接手段と、を備え、前記第2の当接手段は、前記発電プレートが前記第2の当接手段側に向けて押圧された場合に、当該発電プレートが少なくとも第1変形量まで押圧変形可能となるように、当該発電プレートが入り込むことを許容する空間部を備え、当該発電装置に外力が加えられていない場合には、前記発電プレートが前記第1の当接手段及び前記第2当接手段と当接することによって当該発電プレートの一部が前記空間部に入り込むことにより、当該発電プレートの前記押圧変形が前記第1変形量よりも小さな変形量である第2変形量に達し、当該発電装置に外力が加えられた場合には、前記第1の当接手段又は前記第2の当接手段のいずれか一方の移動に伴って前記発電プレートの一部が前記空間部に入り込むことにより、当該発電プレートの前記押圧変形が前記第1変形量に達するように、前記第1の当接手段及び前記第2当接手段を配置した。
(Appendix)
The power generation device of
また、付記2の発電装置は、付記1に記載の発電装置において、前記発電プレートが前記第2の当接手段と当接した状態において、前記発電素子が前記空間部と対応する部分の領域内に常に収まるように、少なくとも前記発電プレートを形成した。
Further, the power generation device according to
また、付記3の発電装置は、付記1又は2に記載の発電装置において、1つのベース部をさらに備え、前記1つのベース部の側面の一方において、前記発電プレートが当該側面と当接するように、当該発電プレートを所定方向に沿って複数並設し、前記複数の発電プレートの各々における前記1つのベース部と当接する側面とは反対側の側面に、複数の前記第1の当接手段をそれぞれ設け、前記1つのベース部における前記複数の発電プレートの各々と対応する部分の一部を、前記第2の当接手段としてそれぞれ形成し、前記1つのベース部における前記複数の発電プレートの各々と対応する部分の他の一部に、前記空間部をそれぞれ形成した。
Further, the power generation device according to supplementary note 3 further includes one base portion in the power generation device according to
また、付記4の発電装置は、付記3に記載の発電装置において、少なくとも2つ以上の前記発電プレートの前記発電素子の各々と接続された配線を集約するための集約領域を備えた。 Further, the power generation device according to supplementary note 4 includes the aggregation region for consolidating wirings connected to each of the power generation elements of at least two of the power generation plates in the power generation device according to supplementary note 3.
また、付記5の発電装置は、付記3又は4に記載の発電装置において、前記複数の発電プレートの少なくとも一部を、前記1つのベース部に着脱自在に取付可能とした。
Further, the power generation device according to
また、付記6の発電装置は、付記3から5のいずれか一項に記載の発電装置において、前記1つのベース部における前記複数の発電プレート側の側面に、前記複数の発電プレートの各々を受け入れ可能な凹部をそれぞれ形成し、前記1つのベース部における前記凹部の前記第1の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の一部に、前記空間部を形成し、前記1つのベース部における前記凹部の前記第1の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の他の一部を、前記第2の当接手段として形成した。 Further, the power generation device according to appendix 6 is the power generation device according to any one of appendices 3 to 5, wherein each of the plurality of power generation plates is received on a side surface of the one base portion on the side of the plurality of power generation plates. Forming each of the possible recesses, forming the space in a part of the one base portion adjacent to the side surface of the recess opposite to the side surface on the first contact means side, Another part of the portion of the one base portion adjacent to the side surface on the side opposite to the side surface on the first contact means side of the concave portion is formed as the second contact means.
また、付記7の発電装置は、付記3から6のいずれか一項に記載の発電装置において、前記1つのベース部は、前記発電プレートと電気的に接続された回路基板である。 Further, the power generation device according to appendix 7 is the power generation device according to any one of appendices 3 to 6, wherein the one base portion is a circuit board electrically connected to the power generation plate.
また、付記8の発電装置は、付記1から7のいずれか一項に記載の発電装置において、前記発電プレートの押圧変形が所定量に達した場合に当該発電プレートの押圧変形を抑制する変形抑制手段をさらに備えた。
Further, the power generation device according to supplementary note 8 is the power generation device according to any one of
また、付記9の発電装置は、付記1から8のいずれか一項に記載の発電装置において、前記発電プレートは、前記発電素子と、前記発電素子に振動を伝える振動板と、を備え、前記発電素子を、前記振動板の少なくとも一方の側面に配置し、前記振動板の厚さが前記発電素子の厚さよりも厚くなるように、前記振動板を形成した。
The power generation device according to appendix 9 is the power generation device according to any one of
また、付記10の発電装置は、付記1に記載の発電装置において、1つのベース部をさらに備え、前記1つのベース部の側面の一方において、前記発電プレートが当該側面と当接するように、当該発電プレートを所定方向に沿って複数並設し、前記複数の発電プレートの各々における前記1つのベース部と当接する側面とは反対側の側面に、複数の前記第1の当接手段をそれぞれ設け、前記1つのベース部における前記複数の発電プレート側の側面に、前記複数の発電プレートの各々を受け入れ可能な凹部をそれぞれ形成し、前記1つのベース部における前記凹部の前記第1の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の一部に、前記空間部を形成し、前記1つのベース部における前記凹部の前記第1の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の他の一部を、前記第2の当接手段として形成し、前記発電プレートは、前記発電素子と、前記発電素子に振動を伝える振動板と、を備え、前記発電プレートが前記第2の当接手段と当接した状態において、前記発電素子が前記空間部と対応する部分の領域内に常に収まるように、前記発電プレート、及び前記1つのベース部を、下記式に基づいて形成した、C1≧B1、E−C1−D≧B2、E−C1−C2−D≦B2、C2≧B2、E−C2−D≧B1、E−C1−C2−D≦B1(ここで、B1は前記凹部における幅方向の一方の端部から前記空間部における幅方向の一方の端部までの長さ、B2は前記凹部における幅方向の他方の端部から前記空間部における幅方向の他方の端部までの長さ、C1は前記振動板における幅方向の一方の端部から前記発電素子における幅方向の一方の端部までの長さ、C2は前記振動板における幅方向の他方の端部から前記発電素子における幅方向の他方の端部までの長さ、Dは前記発電素子における幅方向の一方の端部から当該幅方向の他方の端部までの長さ、Eは前記凹部における幅方向の一方の端部から当該幅方向の他方の端部までの長さ)。
Further, the power generation device according to
また、付記11の発電装置は、付記1に記載の発電装置において、1つのベース部をさらに備え、前記1つのベース部の側面の一方において、前記発電プレートが当該側面と当接するように、当該発電プレートを所定方向に沿って複数並設し、前記複数の発電プレートの各々における前記1つのベース部と当接する側面とは反対側の側面に、複数の前記第1の当接手段をそれぞれ設け、前記1つのベース部における前記複数の発電プレートの各々と対応する部分の一部を、前記第2の当接手段としてそれぞれ形成し、前記1つのベース部における前記複数の発電プレートの各々と対応する部分の他の一部に、前記空間部をそれぞれ形成し、前記複数の発電プレートの少なくとも一部を、前記1つのベース部に着脱自在に取付可能とし、前記発電プレートは、前記発電素子と、前記発電素子に振動を伝える振動板と、を備え、前記発電プレートが前記第2の当接手段と当接した状態において、前記発電素子が前記空間部と対応する部分の領域内に常に収まるように、前記発電プレート、及び前記1つのベース部を、下記式に基づいて形成した、C1≧F1、C2≧F2(ここで、C1は前記振動板における幅方向の一方の端部から前記発電素子における幅方向の一方の端部までの長さ、C2は前記振動板における幅方向の他方の端部から前記発電素子における幅方向の他方の端部までの長さ、F1は前記振動板における幅方向の一方の端部から前記空間部における幅方向の一方の端部までの長さ、F2は前記振動板における幅方向の他方の端部から前記空間部における幅方向の他方の端部までの長さ)。
Further, the power generation device according to appendix 11 further includes one base portion in the power generation device according to
(付記の効果)
付記1に記載の発電装置によれば、発電装置に外力が加えられていない場合には、発電プレートが第1の当接手段及び第2当接手段と当接することによって当該発電プレートの一部が空間部に入り込むことにより、当該発電プレートの押圧変形が第2変形量に達し、発電装置に外力が加えられた場合には、第1の当接手段又は第2の当接手段のいずれか一方の移動に伴って発電プレートの一部が空間部に入り込むことにより、当該発電プレートの押圧変形が第1変形量に達するように、第1の当接手段及び第2当接手段を配置したので、発電装置に外力が加えられていない状態で、発電素子を押圧変形させることにより、発電装置に外力が加えられていない状態から外力が加えられることによって発電プレートの押圧変形が第1変形量に達する状態になるまでの発電素子の変形量を小さくすることができるため、従来の装置に比べて、発電素子における単位変形量あたりの発電効率を向上させることが可能となる。
(Additional effects)
According to the power generation device described in
付記2に記載の発電装置によれば、発電プレートが第2の当接手段と当接した状態において、発電素子が空間部と対応する部分の領域内に常に収まるように、少なくとも前記発電プレートを形成したので、発電装置に外力が加えられた場合に発電素子全体を常に変形させることができ、発電素子の一部が空間部と対応する部分の領域内に収まっていない場合に比べて、発電装置の発電効率を向上させることが可能となる。
According to the power generation device described in
付記3に記載の発電装置によれば、1つのベース部の側面の一方において、発電プレートが当該側面と当接するように、当該発電プレートを所定方向に沿って複数並設し、複数の発電プレートの各々における1つのベース部と当接する側面とは反対側の側面に、複数の第1の当接手段をそれぞれ設け、1つのベース部における複数の発電プレートの各々と対応する部分の一部を、第2の当接手段としてそれぞれ形成し、1つのベース部における複数の発電プレートの各々と対応する部分の他の一部に、空間部をそれぞれ形成したので、簡易な構成で発電プレートの設置数を増やすことができるため、発電量の増大を容易に図ることが可能となる。 According to the power generation device described in Appendix 3, on one of the side surfaces of one base portion, a plurality of the power generation plates are arranged in parallel along a predetermined direction so that the power generation plate is in contact with the side surface. A plurality of first abutting means are provided on the side surface opposite to the side surface in contact with one base portion in each of the plurality of power generation plates, and a part of a portion corresponding to each of the plurality of power generation plates in one base portion is provided. Since the space portion is formed in the other part of the portion corresponding to each of the plurality of power generation plates in one base portion, the space plate is formed in a simple configuration. Since the number can be increased, the amount of power generation can be easily increased.
付記4に記載の発電装置によれば、少なくとも2つ以上の前記発電プレートの前記発電素子の各々と接続された配線を集約するための集約領域を備えたので、1つのベース部に複数の発電プレートが並設された場合でも、各発電プレートに接続されている配線をまとめることができるため、当該配線の整理を容易に行うことができる。 According to the power generation device described in appendix 4, since the aggregation region for consolidating the wiring connected to each of the power generation elements of at least two or more power generation plates is provided, a plurality of power generations are performed in one base portion. Even when the plates are arranged side by side, since the wirings connected to the respective power generation plates can be collected, the wirings can be easily arranged.
付記5に記載の発電装置によれば、複数の発電プレートの少なくとも一部を、1つのベース部に着脱自在に取付可能としたので、状況に応じて発電プレートの設置数を調整することができるため、発電装置の発電量を容易に調整することが可能となる。
According to the power generation device described in
付記6に記載の発電装置によれば、1つのベース部における凹部の第1の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の一部に、空間部を形成し、1つのベース部における凹部の第1の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の他の一部を、第2の当接手段として形成したので、固定具等を用いることなく、発電プレートを凹部に簡易に固定することができ、発電装置の製造性を向上させることが可能となる。 According to the power generation device described in appendix 6, a space portion is formed in a part of a portion of the base portion adjacent to the side surface on the side opposite to the side surface on the first contact means side, and Since the other part of the portion adjacent to the side surface on the opposite side to the side surface on the first contact means side of the recess in the base portion is formed as the second contact means, without using a fixture or the like, The power generation plate can be easily fixed to the concave portion, and the productivity of the power generation device can be improved.
付記7に記載の発電装置によれば、1つのベース部は、発電プレートと電気的に接続された回路基板であるので、第2の当接手段としての専用の部品を別途設ける必要がなくなるため、従来の装置に比べて発電装置の製造コストを低減することが可能となる。 According to the power generation device described in appendix 7, since one base portion is a circuit board electrically connected to the power generation plate, it is not necessary to separately provide a dedicated component as the second contact means. Thus, it is possible to reduce the manufacturing cost of the power generation device as compared with the conventional device.
付記8に記載の発電装置によれば、発電プレートの押圧変形が所定量に達した場合に当該発電プレートの押圧変形を抑制する変形抑制手段をさらに備えたので、発電素子の過度な押圧変形を抑制することができ、発電素子の割れ等を防止することが可能となる。 According to the power generation device described in appendix 8, since the power generation plate further includes the deformation suppressing unit that suppresses the pressure deformation of the power generation plate when the pressure deformation of the power generation plate reaches a predetermined amount, excessive power generation deformation of the power generation element is prevented. Therefore, it is possible to prevent cracking of the power generation element.
付記9に記載の発電装置によれば、振動板の厚さが発電素子の厚さよりも厚くなるように、振動板を形成したので、振動板を備えていない発電プレートに比べて発電プレートの耐力を向上させることができ、発電素子の割れ等を一層防止することが可能となる。 According to the power generation device described in appendix 9, since the diaphragm is formed so that the thickness of the diaphragm is larger than the thickness of the power generation element, the strength of the power generation plate compared to the power generation plate that does not include the diaphragm. It is possible to further improve cracking of the power generation element.
付記10に記載の発電装置によれば、発電プレート、及び1つのベース部を、C1≧B1、E−C1−D≧B2、E−C1−C2−D≦B2、C2≧B2、E−C2−D≧B1、E−C1−C2−D≦B1に基づいて形成したので、発電プレートが凹部内に設けられた場合でも、発電素子全体を確実に変形させることができる。
According to the power generation device described in
付記11に記載の発電装置によれば、発電プレート、及び1つのベース部を、C1≧F1、C2≧F2に基づいて形成したので、例えば、発電プレートが留め金等によってベース部に固定された場合でも、発電素子全体を確実に変形させることができる。 According to the power generation device described in appendix 11, since the power generation plate and one base portion are formed based on C1 ≧ F1 and C2 ≧ F2, for example, the power generation plate is fixed to the base portion by a clasp or the like. Even in this case, the entire power generating element can be reliably deformed.
1 発電床
2 収容部
3 連結部
10 発電装置
20 筐体
21 ベース部
21a 固定板
21b 側板
21c 突起部
22 カバー部
22a カバー部本体
22b 側板
22c 溝部
30、30a〜30p 発電プレート
31 圧電素子
32 振動板
33 配線
40 第1の当接部
41 保護柱
51 凹部
52 第2の当接部
53 集約領域
54 収容穴
55 空間部
60 中心スペーサ
61 中心スペーサ本体
61a 配線用凹部
70 回路基板
71 留め金
72 貫通孔
80 発電モジュール
110 発電装置
W 設置面
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記発電素子を有する発電プレートと、
前記発電プレートの側面の一方と当接可能に設けられた第1当接手段と、
前記発電プレートにおける前記第1当接手段側の側面とは反対側の側面と当接可能に設けられた第2の当接手段と、を備え、
前記第2の当接手段は、
前記発電プレートが前記第2の当接手段側に向けて押圧された場合に、当該発電プレートが少なくとも第1変形量まで押圧変形可能となるように、当該発電プレートが入り込むことを許容する空間部を備え、
当該発電装置に外力が加えられていない場合には、前記発電プレートが前記第1の当接手段及び前記第2当接手段と当接することによって当該発電プレートの一部が前記空間部に入り込むことにより、当該発電プレートの前記押圧変形が前記第1変形量よりも小さな変形量である第2変形量に達し、当該発電装置に外力が加えられた場合には、前記第1の当接手段又は前記第2の当接手段のいずれか一方の移動に伴って前記発電プレートの一部が前記空間部に入り込むことにより、当該発電プレートの前記押圧変形が前記第1変形量に達するように、前記第1の当接手段及び前記第2当接手段を配置した、
発電装置。 A power generation device that converts external force into electricity using a power generation element,
A power generation plate having the power generation element;
First contact means provided so as to be able to contact one of the side surfaces of the power generation plate;
A second abutting means provided so as to be able to abut on a side surface opposite to the side surface on the first abutting means side of the power generation plate;
The second contact means includes
When the power generation plate is pressed toward the second contact means side, a space portion that allows the power generation plate to enter so that the power generation plate can be pressed and deformed at least to the first deformation amount. With
When no external force is applied to the power generation device, the power generation plate comes into contact with the first contact means and the second contact means, so that a part of the power generation plate enters the space portion. Accordingly, when the pressing deformation of the power generation plate reaches a second deformation amount that is a deformation amount smaller than the first deformation amount, and an external force is applied to the power generation device, the first contact means or With the movement of either one of the second contact means, a part of the power generation plate enters the space, so that the pressing deformation of the power generation plate reaches the first deformation amount. The first contact means and the second contact means are arranged.
Power generation device.
請求項1に記載の発電装置。 In a state where the power generation plate is in contact with the second contact means, at least the power generation plate is formed so that the power generation element always fits in a region corresponding to the space portion.
The power generation device according to claim 1.
前記1つのベース部の側面の一方において、前記発電プレートが当該側面と当接するように、当該発電プレートを所定方向に沿って複数並設し、
前記複数の発電プレートの各々における前記1つのベース部と当接する側面とは反対側の側面に、複数の前記第1の当接手段をそれぞれ設け、
前記1つのベース部における前記複数の発電プレートの各々と対応する部分の一部を、前記第2の当接手段としてそれぞれ形成し、
前記1つのベース部における前記複数の発電プレートの各々と対応する部分の他の一部に、前記空間部をそれぞれ形成した、
請求項1又は2に記載の発電装置。 It further comprises one base part,
A plurality of the power generation plates are juxtaposed along a predetermined direction so that the power generation plate contacts the side surface on one of the side surfaces of the one base portion,
A plurality of the first contact means are provided on the side surface opposite to the side surface in contact with the one base portion in each of the plurality of power generation plates,
A part of a portion corresponding to each of the plurality of power generation plates in the one base portion is formed as the second contact means, respectively.
The space portions are respectively formed in other parts of the portions corresponding to the plurality of power generation plates in the one base portion,
The power generator according to claim 1 or 2.
請求項3に記載の発電装置。 An aggregation region for aggregating wires connected to each of the power generation elements of at least two or more power generation plates;
The power generator according to claim 3.
請求項3又は4に記載の発電装置。 At least a part of the plurality of power generation plates can be detachably attached to the one base portion.
The power generator according to claim 3 or 4.
前記1つのベース部における前記凹部の前記第1の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の一部に、前記空間部を形成し、
前記1つのベース部における前記凹部の前記第1の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の他の一部を、前記第2の当接手段として形成した、
請求項3から5のいずれか一項に記載の発電装置。 Forming a recess capable of receiving each of the plurality of power generation plates on a side surface of the one base portion on the side of the plurality of power generation plates;
Forming the space portion in a part of a portion of the one base portion adjacent to the side surface opposite to the side surface on the first contact means side of the concave portion;
In the one base portion, another part of the portion adjacent to the side surface opposite to the side surface on the first contact means side of the concave portion is formed as the second contact means.
The power generation device according to any one of claims 3 to 5.
請求項3から6のいずれか一項に記載の発電装置。 The one base portion is a circuit board electrically connected to the power generation plate.
The power generator according to any one of claims 3 to 6.
請求項1から7のいずれか一項に記載の発電装置。 A deformation suppressing means for suppressing the pressure deformation of the power generation plate when the pressure deformation of the power generation plate reaches a predetermined amount;
The power generator according to any one of claims 1 to 7.
前記発電素子と、
前記発電素子に振動を伝える振動板と、を備え、
前記発電素子を、前記振動板の少なくとも一方の側面に配置し、
前記振動板の厚さが前記発電素子の厚さよりも厚くなるように、前記振動板を形成した、
請求項1から8のいずれか一項に記載の発電装置。 The power generation plate is
The power generation element;
A diaphragm for transmitting vibration to the power generation element,
The power generating element is disposed on at least one side surface of the diaphragm,
The diaphragm is formed so that the thickness of the diaphragm is thicker than the thickness of the power generation element.
The power generation device according to any one of claims 1 to 8.
前記1つのベース部の側面の一方において、前記発電プレートが当該側面と当接するように、当該発電プレートを所定方向に沿って複数並設し、
前記複数の発電プレートの各々における前記1つのベース部と当接する側面とは反対側の側面に、複数の前記第1の当接手段をそれぞれ設け、
前記1つのベース部における前記複数の発電プレート側の側面に、前記複数の発電プレートの各々を受け入れ可能な凹部をそれぞれ形成し、
前記1つのベース部における前記凹部の前記第1の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の一部に、前記空間部を形成し、
前記1つのベース部における前記凹部の前記第1の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の他の一部を、前記第2の当接手段として形成し、
前記発電プレートは、
前記発電素子と、
前記発電素子に振動を伝える振動板と、を備え、
前記発電プレートが前記第2の当接手段と当接した状態において、前記発電素子が前記空間部と対応する部分の領域内に常に収まるように、前記発電プレート、及び前記1つのベース部を、下記式に基づいて形成した、
C1≧B1、
E−C1−D≧B2、
E−C1−C2−D≦B2、
C2≧B2、
E−C2−D≧B1、
E−C1−C2−D≦B1
(ここで、B1は前記凹部における幅方向の一方の端部から前記空間部における幅方向の一方の端部までの長さ、B2は前記凹部における幅方向の他方の端部から前記空間部における幅方向の他方の端部までの長さ、C1は前記振動板における幅方向の一方の端部から前記発電素子における幅方向の一方の端部までの長さ、C2は前記振動板における幅方向の他方の端部から前記発電素子における幅方向の他方の端部までの長さ、Dは前記発電素子における幅方向の一方の端部から当該幅方向の他方の端部までの長さ、Eは前記凹部における幅方向の一方の端部から当該幅方向の他方の端部までの長さ)、
請求項1に記載の発電装置。 It further comprises one base part,
A plurality of the power generation plates are juxtaposed along a predetermined direction so that the power generation plate contacts the side surface on one of the side surfaces of the one base portion,
A plurality of the first contact means are provided on the side surface opposite to the side surface in contact with the one base portion in each of the plurality of power generation plates,
Forming a recess capable of receiving each of the plurality of power generation plates on a side surface of the one base portion on the side of the plurality of power generation plates;
Forming the space portion in a part of a portion of the one base portion adjacent to the side surface opposite to the side surface on the first contact means side of the concave portion;
Forming another part of the portion of the one base portion adjacent to the side surface opposite to the side surface on the first contact means side of the recess as the second contact means;
The power generation plate is
The power generation element;
A diaphragm for transmitting vibration to the power generation element,
In the state where the power generation plate is in contact with the second contact means, the power generation plate and the one base portion are arranged so that the power generation element is always within the region corresponding to the space portion. Based on the following formula,
C1 ≧ B1,
E-C1-D ≧ B2,
E-C1-C2-D ≦ B2,
C2 ≧ B2,
E-C2-D ≧ B1,
E-C1-C2-D ≦ B1
(Here, B1 is the length from one end of the recess in the width direction to one end of the space in the width direction, and B2 is from the other end of the recess in the width direction in the space. Length to the other end in the width direction, C1 is a length from one end in the width direction of the diaphragm to one end in the width direction of the power generating element, and C2 is a width direction in the diaphragm The length from the other end of the power generating element to the other end in the width direction of the power generating element, D is the length from one end of the power generating element in the width direction to the other end of the width direction, E Is the length from one end in the width direction of the recess to the other end in the width direction)
The power generation device according to claim 1.
前記1つのベース部の側面の一方において、前記発電プレートが当該側面と当接するように、当該発電プレートを所定方向に沿って複数並設し、
前記複数の発電プレートの各々における前記1つのベース部と当接する側面とは反対側の側面に、複数の前記第1の当接手段をそれぞれ設け、
前記1つのベース部における前記複数の発電プレートの各々と対応する部分の一部を、前記第2の当接手段としてそれぞれ形成し、
前記1つのベース部における前記複数の発電プレートの各々と対応する部分の他の一部に、前記空間部をそれぞれ形成し、
前記複数の発電プレートの少なくとも一部を、前記1つのベース部に着脱自在に取付可能とし、
前記発電プレートは、
前記発電素子と、
前記発電素子に振動を伝える振動板と、を備え、
前記発電プレートが前記第2の当接手段と当接した状態において、前記発電素子が前記空間部と対応する部分の領域内に常に収まるように、前記発電プレート、及び前記1つのベース部を、下記式に基づいて形成した、
C1≧F1、
C2≧F2
(ここで、C1は前記振動板における幅方向の一方の端部から前記発電素子における幅方向の一方の端部までの長さ、C2は前記振動板における幅方向の他方の端部から前記発電素子における幅方向の他方の端部までの長さ、F1は前記振動板における幅方向の一方の端部から前記空間部における幅方向の一方の端部までの長さ、F2は前記振動板における幅方向の他方の端部から前記空間部における幅方向の他方の端部までの長さ)、
請求項1に記載の発電装置。
It further comprises one base part,
A plurality of the power generation plates are juxtaposed along a predetermined direction so that the power generation plate contacts the side surface on one of the side surfaces of the one base portion,
A plurality of the first contact means are provided on the side surface opposite to the side surface in contact with the one base portion in each of the plurality of power generation plates,
A part of a portion corresponding to each of the plurality of power generation plates in the one base portion is formed as the second contact means, respectively.
Forming the space portion in the other part of the portion corresponding to each of the plurality of power generation plates in the one base portion;
At least a part of the plurality of power generation plates can be detachably attached to the one base portion,
The power generation plate is
The power generation element;
A diaphragm for transmitting vibration to the power generation element,
In the state where the power generation plate is in contact with the second contact means, the power generation plate and the one base portion are arranged so that the power generation element is always within the region corresponding to the space portion. Based on the following formula,
C1 ≧ F1,
C2 ≧ F2
(Where C1 is the length from one end in the width direction of the diaphragm to one end in the width direction of the power generating element, and C2 is the length from the other end in the width direction of the diaphragm. The length to the other end in the width direction of the element, F1 is the length from one end in the width direction of the diaphragm to the one end in the width direction in the space, and F2 is the length in the diaphragm The length from the other end portion in the width direction to the other end portion in the width direction in the space portion),
The power generation device according to claim 1.
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