WO2015198465A1 - 発電装置 - Google Patents

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WO2015198465A1
WO2015198465A1 PCT/JP2014/067130 JP2014067130W WO2015198465A1 WO 2015198465 A1 WO2015198465 A1 WO 2015198465A1 JP 2014067130 W JP2014067130 W JP 2014067130W WO 2015198465 A1 WO2015198465 A1 WO 2015198465A1
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WO
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power generation
electrode
support
plate
support means
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PCT/JP2014/067130
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English (en)
French (fr)
Inventor
速水浩平
Original Assignee
株式会社音力発電
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Priority to US15/390,099 priority patent/US10381957B2/en

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/18Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
    • H02N2/186Vibration harvesters
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/30Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80Constructional details
    • H10N30/87Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • H10N30/875Further connection or lead arrangements, e.g. flexible wiring boards, terminal pins

Definitions

  • the present invention relates to a power generation device.
  • the power generation device includes a plurality of diaphragms between a pair of buffer materials, a piezoelectric element fixed to each side surface of the diaphragm, and a center of each piezoelectric element from one buffer material. And an axis extending from the other buffer material to the side of each diaphragm.
  • this power generation device when the buffer material is deformed by receiving an external force, the external force is sequentially transmitted to each diaphragm and each piezoelectric element via the shaft, and each piezoelectric element is connected together with each diaphragm. Electric power is generated by deforming it to warp. Further, a plus terminal is connected to one side surface of each piezoelectric element, and a minus terminal is connected to the other side surface of each piezoelectric element, and lead wires connected to these plus terminal and minus terminal are drawn out, and these are illustrated. Since it is connected to an external device through a control circuit that does not, power generated by the piezoelectric element is supplied to the external device.
  • the conventional power generator described above has room for improvement in terms of manufacturability.
  • a positive terminal and a negative terminal are connected to each piezoelectric element, and a positive terminal (or a negative terminal) and a lead wire are connected.
  • a positive terminal or a negative terminal
  • a lead wire are connected.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a power generator capable of improving manufacturability.
  • the power generation device is a power generation device that converts external force into electricity using a power generation element, and is a power generation plate having the power generation element.
  • a power generating plate having a substantially plate-like conductive member having flexibility and the power generating element fixed to at least one side surface of the conductive member, and being polymerized at intervals from each other
  • the plurality of support means are arranged so that at least a part of the plurality of power generation plates can be deformed along a parallel direction of the plurality of power generation plates, and at least a part of the plurality of power generation plates is arranged.
  • the support means that is in contact with one of the side surfaces of the at least one power generation plate is formed of a conductive material, and a first for extracting the current generated in the power generation plate to the outside with respect to the support means.
  • the electrode is formed integrally with or separately from the support means, and the support means in contact with the other side surface of the power generation plate is formed of a conductive material, and the power generation plate is externally connected to the support means.
  • a second electrode for extracting the generated current, the second electrode having a polarity different from that of the first electrode is formed integrally with or separately from the support means, and is electrically connected to the first electrode.
  • the support means connected to the power generation plate is disposed at a substantially central position or a substantially peripheral position on the side surface of the power generation plate, and the support means electrically connected to the second electrode is disposed on the side surface of the power generation plate. Oh They are arranged substantially peripheral position that.
  • the power generator according to claim 2 is the power generator according to claim 1, wherein the support means electrically connected to the first electrode is disposed at a substantially central position on a side surface of the power generation plate.
  • the support means electrically connected to the first electrode is a first contact portion provided integrally with the first electrode, and the pair of the support means supported by the support means.
  • the power generation device is the power generation device according to claim 1, wherein the support means electrically connected to the first electrode is disposed at a substantially central position on a side surface of the power generation plate.
  • the power generation plate includes the conductive member and the power generation element fixed to one side surface of the conductive member, and the first electrode and the conductive member of the power generation plate include:
  • the first electrode is provided with short-circuit prevention means for preventing the first electrode from being short-circuited by contact.
  • the power generation device is the power generation device according to claim 3, wherein the short-circuit prevention unit prevents the first electrode and the conductive member of the power generation plate from contacting each other. And a deformation suppressing means for suppressing deformation of the power generation plate.
  • the power generation device is the power generation device according to claim 1, wherein the support means electrically connected to the first electrode is disposed at a substantially peripheral position on a side surface of the power generation plate. Then, when an external force is applied to the power generation device, the plurality of support means are arranged so that the adjacent power generation plates can be deformed along different directions.
  • the support means that is electrically connected to the first electrode is disposed at a substantially peripheral position on a side surface of the power generation plate.
  • the plurality of support means are arranged so that the adjacent power generation plates can be deformed along the same direction, the first electrode,
  • the support means electrically connected to the first electrode, the second electrode, the support means electrically connected to the second electrode, the first electrode, and the second electrode A plurality of power generation modules having the power generation plate from which current is drawn from the electrodes are formed, and an insulating member is provided between the plurality of power generation modules.
  • the power generation device is the power generation device according to claim 1, wherein the support means electrically connected to the first electrode is disposed at a substantially peripheral position on a side surface of the power generation plate.
  • the support means electrically connected to the first electrode or the support means electrically connected to the second electrode is formed in a shape substantially along a part of the peripheral edge of the power generation plate. Formed.
  • the power generation device according to claim 8 is the power generation device according to any one of claims 1 to 7, wherein when an external force is applied to the power generation device, the plurality of power generation devices are moved by the self. Operation means for transmitting the external force to the power generation plate and movement restriction means for restricting the amount of movement of the operation means when an external force is applied to the power generation apparatus.
  • the support means that is in contact with one of the side surfaces of at least one power generation plate among at least a part of the plurality of power generation plates is formed of a conductive material, and the support means
  • the first electrode for drawing out the current generated in the power generation plate to the outside is formed integrally with or separately from the support means, and the support means in contact with the other side surface of the power generation plate is electrically conductive.
  • a second electrode made of a material and for drawing out a current generated in the power generation plate to the outside with respect to the support means, the second electrode having a polarity different from that of the first electrode is the support means Since it is formed integrally with or separately from, the positive terminal and the negative terminal are connected to the power generation element of each power generation plate, and the positive terminal (or the negative terminal) and the lead wire are connected like the conventional power generation device. That labor can be omitted, thereby improving the manufacturability.
  • the support means electrically connected to the first electrode is a first contact portion provided integrally with the first electrode, and the support means A first abutting portion that abuts one of the pair of power generation plates supported by the second abutting portion provided integrally with the first electrode, and abuts against the other of the pair of power generation plates Since the second contact portion is provided, the support means can be formed in an integral structure, and the manufacturability of the support means can be improved.
  • the first electrode and the conductive member of the power generation plate are brought into contact with each other, whereby the short-circuit prevention means for preventing the first electrode from being short-circuited, Since it provided in the 1st electrode, it can prevent that a 1st electrode short-circuits by contact
  • the short-circuit prevention means is a deformation suppression means for suppressing the deformation of the power generation plate so as to prevent the first electrode and the conductive member of the power generation plate from coming into contact with each other. Therefore, by suppressing the deformation of the power generation plate, the contact between the first electrode and the conductive member of the power generation plate can be avoided, and in the structure capable of preventing the first electrode from being short-circuited, The durability of the power generation plate can be improved.
  • the plurality of support means when an external force is applied to the power generation device, the plurality of support means are arranged so that the adjacent power generation plates can be deformed along different directions.
  • Each of the plurality of power generation plates can be cantilevered.
  • the plurality of support means when the external force is applied to the power generation device, the plurality of support means are arranged so that the adjacent power generation plates can be deformed along the same direction.
  • the plurality of power generation plates can be deformed substantially uniformly, and the power generation efficiency can be improved.
  • a first electrode; a support means electrically connected to the first electrode; a second electrode; a support means electrically connected to the second electrode; and the first electrode Since a plurality of power generation modules having an electrode and a power generation plate from which current is drawn from the second electrode are formed and an insulating member is provided between the plurality of power generation modules, the current flow between adjacent power generation modules It can interrupt
  • the supporting means electrically connected to the first electrode or the supporting means electrically connected to the second electrode is formed on a part of the periphery of the power generation plate. Since it is formed in a substantially conforming shape, it is possible to manufacture these supporting means at a low cost while maintaining stable support of the plurality of power generation plates, compared to the case of having a shape along the entire periphery of the power generation plate. it can.
  • the movement restriction means for restricting the movement amount of the operation means when an external force is applied to the power generation device since the movement restriction means for restricting the movement amount of the operation means when an external force is applied to the power generation device, the plurality of power generation plates are deformed excessively. Can be prevented, and damage to a plurality of power generation plates can be reduced.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of FIG. 3. It is a side view of the electric power generating apparatus of FIG. It is a circuit diagram which shows the structure of a circuit board. It is a figure which shows the detail of formation of a 1st support part, (a) is a figure which shows the state after die-cutting, (b) is a figure which shows the state after a bending process.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view of FIG. 9. It is a side view of the electric power generating apparatus of FIG.
  • FIG. 6 is a side view showing a power generation device according to Embodiment 3.
  • FIG. It is a side view which shows the electromotive state of the electric power generating apparatus which concerns on Embodiment 3, (a) is a figure which shows the state before a deformation
  • FIG. 6 is a side view showing a power generation device according to Embodiment 3.
  • FIG. It is a side view which shows the electromotive state of the electric power generating apparatus which concerns on Embodiment 3, (a) is a figure which shows the state before a deformation
  • FIG. 9 is a perspective view showing a modification of the power generation device according to Embodiment 3. It is a side view of the electric power generating apparatus of FIG. It is a side view which shows the modification of the electric power generating apparatus which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a side view which shows the modification of the electric power generating apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a side view which shows the modification of the electric power generating apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a side view which shows the modification of the electric power generating apparatus which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a side view which shows the electromotive state of the electric power generating apparatus shown in FIG. 20, (a) is a figure which shows the state which deform
  • Embodiments of a power generator according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments.
  • the application object of the electric power generating apparatus which concerns on embodiment is arbitrary, applying to a call button, a remote control, and electric power generation shoes is considered, for example.
  • a case where the power generation device is applied to a call button will be described as an example.
  • the support means electrically connected to the first electrode is disposed at a substantially central position on the side surface of the power generation plate, and the support means electrically connected to the second electrode is connected to the power generation plate. It is the form arrange
  • FIG. 1 is a perspective view showing a power generator according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which a casing 10 described later in FIG. 1 is opened.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the internal structure of the power generation apparatus (a case 10 described later is omitted).
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of FIG.
  • FIG. 5 is a side view of the power generation device of FIG.
  • the X direction in FIG. 1 is the left-right direction of the power generation apparatus
  • the Y direction in FIG. 1 is the front-rear direction of the power generation apparatus
  • the power generation apparatus 1 includes the power generation plates 20a to 20d, the support portions 30a to 30h, and the operation portion 40 (however, provided in the casing 10 shown in FIG. 1). (The pressure receiving portion 41 of the operation portion 40 described later is exposed to the outside) (the power generation plates 20a to 20d are collectively referred to as “power generation plate 20” when it is not necessary to distinguish them from each other). The support portions 30a to 30h are collectively referred to as “support portion 30” when it is not necessary to distinguish them from each other.) The power generation device 1 will be described later outside the housing 10 shown in FIG.
  • the circuit board 50 is connected to an acoustic output device or the like (not shown).
  • the housing 10 is a structure of the power generation apparatus 1 and is a protection unit that protects the power generation plates 20a to 20d, the support portions 30a to 30h, and a part of the operation portion 40 from the outside.
  • the housing 10 is a substantially box-shaped body formed of, for example, a resin material, an insulated metal material, or the like.
  • the housing 10 is a substantially box-shaped base portion 11 with one side surface (for example, the upper side surface) opened, and includes one of the power generation plates 20a to 20d, the support portions 30a to 30h, and the operation unit 40.
  • a base portion 11 that accommodates the base portion 11 and a cover portion 12 that substantially covers the base portion 11 from the open surface side, and the cover portion 12 has a fitting structure or a fixture. It is fixed with etc.
  • the base portion 11 is provided with a first fixing portion 11a, a second fixing portion 11b, and a notch portion 11c.
  • the first fixing portion 11a is a fixing means for fixing the power generation plates 20a to 20d to the base portion 11 so as not to move in the front-rear direction or the left-right direction.
  • the first fixing portion 11a is integrally formed with the base portion 11. It is formed by.
  • the second fixing portion 11b includes a first electrode 31a to be described later, a second electrode 32a to be described later, a second support portion 32 to be described later, or a third support portion 33 with respect to the base portion 11 in the front-rear direction or It is a fixing means for fixing so that it does not move along the left-right direction, for example, is formed by integral molding with respect to the base part 11.
  • the notch portion 11c is for drawing out a first electrode 31a described later or a second electrode 32a described later to the outside of the housing 10. This notch portion 11c is formed on the side surface (for example, the front side surface of the base portion 11 shown in FIG. 2) from which the first electrode 31a described later or the second electrode 32a described later is pulled out. A part of the upper end portion is formed in a substantially concave shape.
  • the cover portion 12 is provided with a pressing portion 12a and an opening 12b.
  • the pressing portion 12a includes a plurality of first electrodes 31a described later (or a plurality of second electrodes 32a described later) with respect to a minus terminal 51 of a circuit board 50 described later (or a plus terminal 52 of the circuit board 50 described later). Is a pressing means for eliminating a gap between each other by pressing a plurality of first electrodes 31a (or a plurality of second electrodes 32a described later).
  • the pressing portion 12a is formed on the side surface (the front side surface of the cover portion 12 in FIG. 2) of the cover portion 12 that faces the notch portion 11c of the base portion 11 so that a part of the lower end portion of the side surface is substantially convex.
  • the opening 12 b is an opening for exposing a pressure receiving portion 41 of the operation unit 40 described later to the outside of the housing 10.
  • the power generation plates 20a to 20d convert an external force applied to the power generation plates 20a to 20d into electricity.
  • the power generation plates 20a to 20d are formed in the same substantially disk shape (for example, formed in a substantially disk shape having a planar shape with a diameter of about 20 to 30 mm). Etc.).
  • the power generation plates 20a to 20d are arranged in parallel along the Z direction with a space therebetween. More specifically, the power generation plates 20a to 20d are superposed in a stacked manner, and the power generation plates 20a to 20d are positioned at the same position along the parallel direction.
  • the plates 20a to 20d are arranged.
  • Each of the power generation plates 20a to 20d includes a piezoelectric element 21 and a diaphragm 22.
  • the piezoelectric element 21 is an element that generates electricity by being deformed by pressure. As shown in FIGS. 3 to 5, the piezoelectric element 21 is made of, for example, a piezoelectric ceramic such as barium titanate or zirconia, or a piezoelectric single crystal such as lithium tantalate (LiTaO 3).
  • the planar shape of the piezoelectric element 21 is, for example, smaller than the planar shape of the power generation plate 20 (for example, the planar shape has a diameter of about 15 to 20 mm and a thickness of 0.3 mm). It is formed of a substantially disk-shaped body having a degree). Or it is not restricted to this, You may form in the shape substantially the same as the electric power generation plate 20.
  • any material capable of generating power by an external force including a force that causes distortion, bending, or compression
  • Ionic polymer metal composite material IPMC: Ionic Polymer-Metal Composite
  • ICPF metal ion polymer polymer film
  • metal (gold) plated on both sides of polymer membrane (gel) Alternatively, artificial muscles using these IPMC and ICPF can be used.
  • these piezoelectric elements 21 and arbitrary materials capable of generating power are collectively referred to as “power generating elements” as necessary.
  • the diaphragm 22 is a conductive member that reinforces the cracking strength of the piezoelectric element 21.
  • the diaphragm 22 is a substantially disk-shaped body made of a steel material having flexibility and durability, such as a stainless steel thin plate.
  • the planar shape is substantially the same as the power generation plate 20, and the thickness is substantially the same as the piezoelectric element 21 (for example, the planar shape). Is approximately 20 to 30 mm in diameter and is formed of a substantially disk-shaped body having a thickness of approximately 0.3 mm).
  • the piezoelectric element 21 is disposed so as to come into contact with either one of the two side surfaces of the diaphragm 22 and is bonded to the diaphragm 22 with an adhesive or the like.
  • the support portions 30a to 30h are support means for supporting the power generation plates 20a to 20d. As shown in FIGS. 3 to 5, the support portion 30 is provided between the power generation plates 20a to 20d, and among the power generation plates 20a to 20d, the upper surface and the uppermost side of the power generation plate 20a on the uppermost end side. It is provided on the lower surface of the power generation plate 20d on the lower end side. Further, the support portion 30 is disposed at a position where it abuts against the side surface of the adjacent power generation plate 20. Details of the support portion 30 will be described later.
  • the operation unit 40 is an operation means for transmitting an external force to the power generation plates 20a to 20d. As shown in FIGS. 1 to 5, the operation unit 40 is formed of an insulating material such as a resin material or a rubber material, and is disposed on the power generation plate 20a at the uppermost end among the power generation plates 20a to 20d. Yes.
  • the operation unit 40 includes a pressure receiving unit 41 and a transmission unit 42.
  • a method of forming the operation unit 40 corresponds to a method of forming the operation unit 40 by integral molding, for example. Or it is not restricted to this, After forming the pressure receiving part 41 and the transmission part 42 separately, the method of connecting these pressure receiving part 41 and the transmission part 42 with welding or an adhesive agent etc. may be sufficient. .
  • the pressure receiving portion 41 is a pressure receiving means that receives an external force. As shown in FIGS. 1 to 5, the pressure receiving portion 41 is formed of a substantially disk-shaped body. Moreover, about the planar shape of this pressure receiving part 41, it is formed in the shape smaller than the planar shape of the electric power generation plate 20, for example (or it may be substantially the same as the planar shape of the electric power generation plate 20). The pressure receiving portion 41 is disposed on the upper side surface of the transmission portion 42 so as to be exposed to the outside of the housing 10.
  • the transmission part 42 is a transmission means for transmitting the external force received via the pressure receiving part 41 to the power generation plates 20a to 20d.
  • the transmission part 42 is a substantially disk-shaped body.
  • the transmission part 42 is formed in the shape substantially the same as the planar shape of the electric power generation plate 20, for example (or a shape larger than the planar shape of the electric power generation plate 20 may be sufficient).
  • the transmission part 42 is arranged at a position where the transmission part 42 comes into contact with the support part 30 provided on the upper side surface of the power generation plate 20a on the uppermost end side.
  • FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of the circuit board 50.
  • the circuit board 50 is a board on which an electric circuit (not shown) for realizing various functions of the power generation device 1 is mounted, and is arranged in the vicinity of the housing 10. As shown in FIG. 6, a negative terminal 51, a positive terminal 52, a rectifying unit 53, a capacitor 54, and an output terminal 55 are mounted on the circuit board 50.
  • the minus terminal 51 and the plus terminal 52 are terminals for acquiring the current generated in the power generation plates 20a to 20d via the first electrode 31a described later and the second electrode 32a described later. Is electrically connected to a first electrode 31a described later, and the plus terminal 52 is electrically connected to a second electrode 32a described later.
  • the rectifying unit 53 may convert a current (specifically, an alternating current) acquired through the negative terminal 51 and the positive terminal 52 into a direct current, or may connect either a cathode or an anode of a direct current power source. It is a rectifying means for adjusting so that there is no.
  • the rectifying unit 53 is configured using, for example, a known bridge circuit having a plurality of diodes 53a, and is electrically connected to the minus terminal 51 and the plus terminal 52 through wiring.
  • the capacitor 54 is an element for storing the current output from the rectifying unit 53 and is electrically connected to the rectifying unit 53 via a wiring.
  • the output terminal 55 is a terminal for outputting the current output from the capacitor 54 to an acoustic output device or the like, and is electrically connected to the capacitor 54 via a wiring.
  • the support unit 30 is largely divided into a first support unit 31, a second support unit 32, and a third support unit 33. Can be separated.
  • the first support part 31 and the second support part 32 have a function of supporting the power generation plates 20a to 20d and a function of drawing out the current generated in the power generation plates 20a to 20d to the outside of the support part 30. It is what you have.
  • the support portions 30c and 30f correspond to the first support portion 31, and the support portions 30a, 30d, and 30g correspond to the second support portion 32, for example.
  • the third support portion 33 has a function of simply supporting the power generation plates 20a to 20d, and corresponds to the support portions 30b, 30e, and 30h, for example.
  • the structure shown below is employ
  • the first support portion 31 is electrically connected to the first electrode 31a, and the first contact portion 31b and the second contact portion are electrically connected.
  • the first electrode 31a is an electrode for extracting current generated in the power generation plates 20a to 20d to the outside with respect to the first support portion 31.
  • the first electrode 31 a is formed of a substantially plate-like body, and is disposed between the pair of power generation plates 20 supported by the first support portion 31.
  • the first electrode 31 a is fixed to the second fixing portion 11 b in the base portion 11 of the housing 10 and is electrically connected to the negative terminal 51 of the circuit board 50.
  • a deformation suppressing portion 31d is provided on each of the upper side surface and the lower side surface of the first electrode 31a.
  • the deformation suppressing portion 31d suppresses deformation of the power generation plate 20 in order to prevent the first support portion 31 from being short-circuited when the first electrode 31a and the diaphragm 22 of the power generation plate 20 come into contact with each other. It is a deformation
  • the deformation suppressing portion 31d is formed by projecting a part of the first electrode 31a (or may be provided separately from the first electrode 31a), and the piezoelectric plate of the opposing power generation plate 20 is used. It is arranged at a position facing the piezoelectric element 21 so as to be able to contact the element 21.
  • the first contact portion 31b and the second contact portion 31c are contact means for contacting the pair of power generation plates 20 supported by the first support portion 31.
  • Each of the first contact portion 31b and the second contact portion 31c is formed in a substantially convex shape, and is provided integrally with the first electrode 31a.
  • the first contact portion 31b is disposed at a position that contacts one of the pair of power generation plates 20, and the second contact portion 31c is a position that contacts the other of the pair of power generation plates 20. Is arranged.
  • the second support portion 32 is electrically connected to the second electrode 32a, and includes a support body 32b and a support body fixing portion 32c. Configured.
  • the second electrode 32a is an electrode for drawing out current generated in the power generation plates 20a to 20d to the outside with respect to the second support portion 32, and is an electrode having a polarity different from that of the first electrode 31a. .
  • the second electrode 32a is formed in a substantially plate-like body, and a position (or a position where the second electrode 32a directly contacts) the power generation plate 20 supported by the second support portion 32 via the support body 32b. Is arranged.
  • the second electrode 32 a is fixed to the second fixing portion 11 b in the base portion 11 of the housing 10 and is electrically connected to the plus terminal 52 of the circuit board 50.
  • the support main body 32b is a portion that is the basis of the second support portion 32, and is formed of a substantially plate-like body.
  • the planar shape of the support main body 32b is arbitrary, but may be formed, for example, in a shape substantially along a part of the periphery of the power generation plate 20 so that the second support portion 32 can be manufactured at low cost. preferable.
  • planar shape of the power generation plate 20 is formed in a substantially circular shape, it is formed in a substantially arc shape (note that the planar shape of a support body 33a of a third support portion 33 described later)
  • the support body 32b is disposed at a position where it abuts on the power generation plate 20 supported by the second support portion 32 (or a position where it abuts via the second electrode 32a).
  • the support main body fixing part 32 c is a part attached to the second fixing part 11 b of the base part 11 in the housing 10.
  • the support main body fixing portion 32c is formed integrally with the support main body 32b, is disposed so as to protrude toward the base portion 11, and is fixed to the second fixing portion 11b of the base portion 11. (The same applies to a support main body fixing portion 33b of a third support portion 33 described later).
  • the third support portion 33 includes a support body 33a and a support body fixing portion 33b.
  • the support main body 33a is a portion serving as a basis of the third support portion 33, and is formed of a substantially plate-like body.
  • the support body 33 a is disposed at a position where it abuts on the power generation plate 20 supported by the third support portion 33.
  • the support main body fixing part 33b is a part attached to the second fixing part 11b of the base part 11 in the housing 10, and is fixed to the second fixing part 11b of the base part 11.
  • a plus terminal and a minus terminal are connected to the piezoelectric element 21 of each power generation plate 20 as in the conventional power generation apparatus, and a plus terminal (or minus terminal) is obtained. It is possible to save the trouble of connecting the lead wire to the lead wire.
  • the support body 32b of the second support portion 32 since the support body 32b of the second support portion 32 has a shape along a part of the peripheral edge of the power generation plate 20, the second main body 32b has a second shape as compared with the case where the shape is along the entire peripheral edge of the power generation plate 20.
  • the support portion 32 can be manufactured at low cost, and the power generation plate 20 can be stably supported.
  • the material of the first support portion 31 to the third support portion 33 is higher than that of the power generation plate 20 so as to have, for example, conductivity and maintain a space for deforming the power generation plate 20.
  • a conductive material such as a strong metal material (eg, copper, steel, stainless steel, aluminum, etc.) is used (in addition, the material of the third support portion 33 may be an insulating material such as a resin material or a rubber material).
  • a conductive material such as a material of the first electrode 31a and the second electrode 32a.
  • a conductive material such as a material of the first electrode 31a and the second electrode 32a.
  • FIGS. 7A and 7B are diagrams showing details of the formation of the first support portion 31, wherein FIG. 7A is a diagram showing a state after die cutting, and FIG. 7B is a diagram showing a state after bending.
  • a method for forming the first support portion 31 and the first electrode 31a (or the second support portion 32 and the second electrode 32a) is arbitrary, but as a method that can be manufactured at low cost, for example, FIG. ),
  • a conductive material such as a copper plate is die-cut, and as shown in FIG. 7B, the conductive material after die-cutting is bent to form an integrated method. .
  • the method of forming by integral molding may be sufficient, or the 1st support part 31 and the 1st electrode 31a may be formed in a different body.
  • the thickness of the 1st support part 31 and the 1st electrode 31a when external force is applied to the electric power generating apparatus 1, the electric power generation plate 20 and the 1st electrode 31a do not contact
  • the thickness of the first support portion 31 is set to about 1.1 mm
  • the thickness of the first electrode 31a is set to about 0.2 mm.
  • the total thickness of the second support part 32 and the second electrode 32a is equal to the thickness of the third support part 33.
  • the thickness of the third support portion 33 is 0.6 mm
  • the thickness of the second support portion 32 is 0.5 mm and the thickness of the second electrode 32a. Is set to 0.1 mm.
  • the some 1st electrode 31a and the some 2nd electrode 32a are set by the press part 12a, for example. It is desirable that the sum of the thicknesses of the plurality of first electrodes 31a and the sum of the thicknesses of the plurality of second electrodes 32a are set to be equal so that they are pressed evenly.
  • the first support portion 31 to the third support portion 33 for example, when an external force is applied to the pressure receiving portion 41 of the operation portion 40, all of the power generation plates 20a to 20d are generated by the power generation plate 20a.
  • the first support portion 31 to the third support portion 33 are arranged so as to be deformable along the parallel arrangement direction of 20 to 20d. Specifically, as shown in FIG.
  • the first support portion 31 is disposed at a substantially central position on the side surface of the power generation plate 20, and the second support portion 32 and the third support portion 33 are
  • the power generation plate 20 is disposed at a substantially peripheral position on the side surface opposite to the first support portion 31 side (more specifically, the support portion 30c is disposed at the center position on the lower surface of the power generation plate 20a.
  • the support portion 30a is disposed at the left peripheral position on the upper surface of the power generation plate 20a, and the support portion 30b is disposed at the right peripheral position on the upper surface).
  • FIG. 8 is a side view showing an electromotive state of the power generation device 1 according to the first embodiment, (a) is a diagram showing a state before deformation, and (b) is a diagram showing the compression force of the power generation device 1 from the outside. It is a figure which shows the state which received and deform
  • the power generation plates 20a and 20c are deformed upward to form a power generation plate 20b.
  • 20d are deformed in a convex shape downward.
  • the deformation suppression portion 31d and the power generation plate 20a (or the power generation plate) in the first electrode 31a electrically connected to the support portion 30c when the piezoelectric element 21 of the plate 20b abuts, deformation of the power generation plate 20a (or the power generation plate 20b) is limited.
  • the first electrode 31a is short-circuited by the contact between the diaphragm 22 of the power generation plate 20a (or the power generation plate 20b) and the first electrode 31a electrically connected to the support portion 30c. (The same applies to the case where the deformation of the power generation plates 20c and 20d reaches a predetermined amount).
  • a cathode current is generated on the lower side surfaces of the power generation plates 20a and 20c and the upper side surfaces of the power generation plates 20b and 20d, and the upper side surfaces and the power generation plates 20a and 20c are generated.
  • a voltage is generated in each power generation plate 20 by generating an anode current on the lower surface of the plates 20b and 20d.
  • a cathode current flows through the support portions 30 c and 30 f that are the first support portions 31 in contact with the power generation plates 20, and the second support portions.
  • the anode current flows through the support portions 30a, 30d, and 30g, which are 32.
  • the first electrode 31a electrically connected to the support portions 30c and 30f is connected to the negative terminal 51 of the circuit board 50, the current of the cathode flowing through the support portions 30c and 30f is It flows to the circuit board 50 through the first electrode 31a.
  • the second electrode 32a electrically connected to the support portions 30a, 30d, and 30g is connected to the plus terminal 52 of the circuit board 50, the anode current that has flowed through the support portions 30a, 30d, and 30g. Flows to the circuit board 50 through the second electrode 32a.
  • the current flowing through the circuit board 50 is converted into a direct current by the rectifier 53 and stored in the capacitor 54 and then output to an acoustic output device or the like via the output terminal 55.
  • the electric power generated by the power generation plates 20a to 20d is transmitted through the first support portion 31, the second support portion 32, the first electrode 31a, the second electrode 32a, and the circuit board 50 as an acoustic output device. Etc. can be supplied.
  • the first support portion 31 (for example, the support portion 30c) that is in contact with one of the side surfaces of at least one power generation plate 20 among at least a part of the power generation plates 20a to 20d. , 30f) is formed of a conductive material, and the first electrode 31a for drawing out the current generated in the power generation plate 20 to the outside with respect to the first support portion 31 is integrated with the first support portion 31.
  • the second support portion 32 (for example, the support portions 30a, 30d, and 30g) that is in contact with the other of the side surfaces of the power generation plate 20 is formed of a conductive material, and the second support portion 32 is formed.
  • the second electrode 32a for extracting the current generated in the power generation plate 20 to the outside, and the second electrode 32a having a polarity different from that of the first electrode 31a is connected to the second support portion 32.
  • the plus terminal and the minus terminal can be connected to the piezoelectric element 21 of each power generation plate 20, and the trouble of connecting the plus terminal (or minus terminal) and the lead wire can be saved. , Productivity can be improved.
  • the first support portion 31 electrically connected to the first electrode 31a is a first contact portion 31b provided integrally with the first electrode 31a, and the first support portion.
  • the first support portion 31 is provided with a deformation suppressing portion 31d for suppressing the deformation of the power generation plate 20 so as to prevent the first electrode 31a and the vibration plate 22 of the power generation plate 20 from coming into contact with each other. Therefore, the contact of the first electrode 31a with the diaphragm 22 of the power generation plate 20 can prevent the first electrode 31a from being short-circuited, and stable power generation can be performed. In particular, by suppressing the deformation of the power generation plate 20, it is possible to avoid contact between the first electrode 31 a and the vibration plate 22 of the power generation plate 20. Thereby, in the structure which can prevent the short circuit of the 1st electrode 31a, durability of the electric power generation plate 20 can be improved further.
  • the support means electrically connected to the first electrode is disposed at a substantially peripheral position on the side surface of the power generation plate, and the support means electrically connected to the second electrode is arranged on the power generation plate. It is the form which has arrange
  • the configuration of the second embodiment is substantially the same as the configuration of the first embodiment unless otherwise specified.
  • the configuration substantially the same as the configuration of the first embodiment is used in the first embodiment.
  • the same reference numerals and / or names as those used are attached as necessary, and the description thereof is omitted.
  • FIG. 9 is a perspective view showing the internal structure of the power generator according to Embodiment 2 (the housing 10 is omitted).
  • FIG. 10 is an exploded perspective view of FIG.
  • FIG. 11 is a side view of the power generation device of FIG.
  • the power generation apparatus 101 according to the second embodiment replaces the support portions 30a to 30h with respect to the same components as those of the power generation apparatus 1 according to the first embodiment.
  • the support portions 30a to 30e are configured.
  • the device shown below is given.
  • the support portion 30 can be roughly divided into a first support portion 31 and a second support portion 32.
  • the first support part 31 and the second support part 32 have a function of supporting the power generation plates 20a to 20d and a function of drawing out the current generated in the power generation plates 20a to 20d to the outside of the support part 30. It is what you have.
  • the first support portion 31 corresponds to, for example, the support portions 30b and 30d
  • the second support portion 32 corresponds to, for example, the support portions 30a, 30c, and 30e.
  • the structure shown below is employ
  • the first support portion 31 is electrically connected to the first electrode 31a, the support body 31e, And a support body fixing portion 31f.
  • the first electrode 31a is an electrode for extracting current generated in the power generation plates 20a to 20d to the outside with respect to the first support portion 31.
  • the first electrode 31a is formed in a substantially plate-like body, and is in a position where it contacts the power generation plate 20 supported by the first support portion 31 (or a position where it contacts the support body 31e). Has been placed.
  • the first electrode 31 a is fixed to the second fixing portion 11 b in the base portion 11 of the housing 10 and is electrically connected to the negative terminal 51 of the circuit board 50.
  • the support body 31e is a portion that is the basis of the first support portion 31, and is formed of a substantially plate-like body.
  • the planar shape of the support main body 31e is arbitrary, but may be formed, for example, in a shape substantially along a part of the peripheral edge of the power generation plate 20 so that the first support portion 31 can be manufactured at low cost. preferable.
  • the planar shape of the power generation plate 20 is formed in a substantially circular shape, it is formed in a substantially arc shape (note that the planar shape of a support body 32b of the second support portion 32 described later)
  • the support body 31e is disposed at a position where it contacts the power generation plate 20 supported by the first support portion 31 (or a position where the support body 31e contacts via the first electrode 31a).
  • the support main body fixing part 31 f is a part attached to the second fixing part 11 b of the base part 11 in the housing 10.
  • the support main body fixing portion 31f is formed integrally with the support main body 31e, is disposed so as to project toward the base portion 11, and is fixed to the second fixing portion 11b of the base portion 11. (The same applies to the support body fixing portion 32c of the second support portion 32 described later).
  • the second support portion 32 is electrically connected to the second electrode 32a, and includes a support body 32b and a support body fixing portion 32c. Configured.
  • the support main body 32b is disposed at a position where it contacts the power generation plate 20 supported by the second support portion 32 (or a position where the support body 32b contacts via the second electrode 32a).
  • the support main body fixing part 32 c is a part attached to the second fixing part 11 b of the base part 11 in the housing 10, and is fixed to the second fixing part 11 b of the base part 11.
  • a plus terminal and a minus terminal are connected to the piezoelectric element 21 of each power generation plate 20 as in a conventional power generator, and a plus terminal (or minus terminal) and a lead wire are connected. It is possible to save the trouble of connecting the. Moreover, since the support main body 31b of the 1st support part 31 and the support main body 32b of the 2nd support part 32 are made into the shape along a part of periphery of the electric power generation plate 20, it followed the whole periphery of the electric power generation plate 20. Compared to the shape, the first support portion 31 and the second support portion 32 can be manufactured at low cost, and the power generation plate 20 can be stably supported.
  • first support part 31 and the second support part 32 for example, when an external force is applied to the pressure receiving part 41 of the operation part 40, all of the power generation plates 20a to 20d
  • the first support portion 31 and the second support portion 32 can be deformed along the parallel direction of 20d and the power generating plates 20 adjacent to each other can be deformed along different directions.
  • the first support portion 31 is disposed at a substantially peripheral position on the side surface of the power generation plate 20, and the second support portion 32 is the first support portion of the power generation plate 20.
  • the support part 30b is arranged at the right peripheral position on the lower side surface of the power generation plate 20a, and the support part 30a is (It is arranged at the peripheral position on the left side of the upper side surface of the power generation plate 20a).
  • the power generation plates 20a to 20d can be cantilevered, and the number of support portions 30 can be reduced as compared with the case where the power generation plates 20a to 20d are supported at both ends.
  • FIG. 12A and 12B are side views showing an electromotive state of the power generation apparatus 101 according to Embodiment 2, wherein FIG. 12A is a diagram showing a state before deformation, and FIG. It is a figure which shows the state which received and deform
  • the power generation plates 20a and 20c are deformed along the upward direction
  • the power generation plate 20b , 20d are deformed along the downward direction.
  • a cathode current is generated on the lower side surfaces of the power generation plates 20a and 20c and the upper side surfaces of the power generation plates 20b and 20d, and the upper side surfaces and the power generation plates 20a and 20c are generated.
  • a voltage is generated in each power generation plate 20 by generating an anode current on the lower surface of the plates 20b and 20d.
  • a cathode current flows through the support portions 30 b and 30 d, which are the first support portions 31 in contact with the power generation plates 20, and the second support portions.
  • the anode current flows through the support portions 30a, 30c, and 30e, which are 32.
  • the first electrode 31a electrically connected to the support portions 30b and 30d is connected to the negative terminal 51 of the circuit board 50, the current of the cathode flowing through the support portions 30b and 30d is It flows to the circuit board 50 through the first electrode 31a.
  • the second electrode 32a electrically connected to the support portions 30a, 30c, and 30e is connected to the plus terminal 52 of the circuit board 50, the current of the anode that has flowed through the support portions 30a, 30c, and 30e. Flows to the circuit board 50 through the second electrode 32a.
  • the current flowing through the circuit board 50 is converted into a direct current by the rectifier 53 and stored in the capacitor 54 and then output to an acoustic output device or the like via the output terminal 55.
  • the electric power generated by the power generation plates 20a to 20d is transmitted through the first support portion 31, the second support portion 32, the first electrode 31a, the second electrode 32a, and the circuit board 50 as an acoustic output device. Etc. can be supplied.
  • the support portions 30a to 30e are arranged so that the adjacent power generation plates 20 can be deformed along different directions. Therefore, the power generation plates 20a to 20d can be cantilevered. Thereby, for example, compared to the case where the power generation plates 20a to 20d are supported at both ends, the number of support portions 30 can be reduced, and weight reduction and cost reduction can be achieved.
  • first support portion 31 electrically connected to the first electrode 31 a and the second support portion 32 electrically connected to the second electrode 32 a are part of the periphery of the power generation plate 20. Therefore, the first support portion is maintained while maintaining stable support of the power generation plates 20a to 20d as compared with the case where the shape is along the entire periphery of the power generation plate 20. 31 and the 2nd support part 32 can be manufactured cheaply.
  • the support means electrically connected to the first electrode is disposed at a substantially peripheral position on the side surface of the power generation plate, and the support means electrically connected to the second electrode is arranged on the power generation plate. It is the form which has arrange
  • symbol or name as used in Embodiment 2 is attached
  • FIG. 13 is a side view showing the power generation device according to the third embodiment.
  • the power generation device 201 according to the third embodiment is different from the power generation device 101 according to the second embodiment in terms of the same components as the support units 30a to 30e.
  • the support unit 30 and the electrode configuration can be roughly divided into a first support unit 31 and a second support unit 32, for example,
  • the first support portion 31 corresponds to support portions 30c, 30e, 30g, and 30h
  • the second support portion 32 corresponds to support portions 30a, 30b, 30d, and 30f.
  • the first support portion 31 is electrically connected to the first electrode 31a, and includes a support body 31e and a support body fixing portion 31f.
  • the second support portion 32 is electrically connected to the second electrode 32a, and includes a support body 32b and a support body fixing portion 32c.
  • the power generation modules 130a to 130d are a component group that constitutes a power generation function in the power generation apparatus 201.
  • each of the power generation modules 130a to 130d includes a first electrode 31a, a first support portion 31 electrically connected to the first electrode 31a, and a second electrode 32a.
  • a second support portion 32 electrically connected to the second electrode 32a, and the power generation plate 20 from which current is drawn from the first electrode 31a and the second electrode 32a (more specifically, Specifically, the power generation module 130a includes a support portion 30c, a first electrode 31a electrically connected to the support portion 30c, a support portion 30a, and a second electrode electrically connected to the support portion 30a.
  • the first support portion 31 and the second power generation plate 20 can be deformed along the direction in which the power generation plates 20a to 20d are arranged, and the power generation plates 20 adjacent to each other can be deformed along the same direction.
  • the support part 32 is arranged. Specifically, as shown in FIG. 13, the first support portion 31 is disposed at a substantially peripheral position on the side surface of the power generation plate 20, and the second support portion 32 is the first support portion of the power generation plate 20.
  • the support portion 30c is arranged at the right peripheral position on the lower side surface of the power generation plate 20a, and the support portion 30a is (It is arranged at the peripheral position on the left side of the upper side surface of the power generation plate 20a).
  • insulating members 60a and 60b are provided between the power generation modules 130a to 130d (the insulating members 60a and 60b are mutually connected). Are collectively referred to as “insulating member 60”).
  • the insulating members 60a and 60b are substantially plate-like bodies (or may be substantially sheet-like bodies) formed of an insulating material such as a resin material or a rubber material.
  • the planar shape of the insulating members 60a and 60b is arbitrary.
  • the planar shape of the insulating member 60a is substantially the same as the planar shape of the support body 31b of the first support portion 31 (or more than the support body 31b). Large shape).
  • the planar shape of the insulating member 60b is formed substantially the same as the planar shape of the support body 32b of the second support portion 32 (or a shape larger than the support body 32b).
  • the insulating member 60a is disposed at a position in contact with the side surface of the first support portion 31 opposite to the power generation plate 20 side, and the insulation member 60b is disposed on the second support portion 32 side of the power generation plate 20.
  • the second support portion 32 is disposed at a position in contact with the portion facing the second support portion 32.
  • each of the insulating members 60a and 60b is provided with an insulating member fixing portion (not shown).
  • the insulating member fixing portion is a portion attached to the second fixing portion 11 b of the base portion 11 in the housing 10 and is formed integrally with the insulating member 60.
  • the insulating member fixing portion is disposed so as to protrude from the insulating member 60 toward the base portion 11, and is fixed to the second fixing portion 11 b of the base portion 11.
  • the power generation plates 20a to 20d can be deformed substantially uniformly by the arrangement of the support portion 30 described above.
  • the insulating members 60a and 60b are provided between the power generation modules 130a to 130d, the current flow between the adjacent power generation modules 130 can be cut off, and a short circuit occurs between the adjacent power generation modules 130. Can be prevented.
  • the thicknesses of the support 30, the electrode, and the insulating member 60 are arbitrarily set.
  • the first support 31 may be configured so that each of the power generation plates 20 a to 20 d can be deformed to the same extent.
  • the total thickness of the first electrode 31a and the insulating member 60a is set to be the same as the total thickness of the second support portion 32, the second electrode 32a, and the insulating member 60b.
  • the thickness of the first support portion 31 is set to 0.3 mm
  • the thickness of the first electrode 31a is set to 0.1 mm
  • the thickness of the insulating member 60a is set to 0.2 mm.
  • the thickness of the second support portion 32 is set to 0.3 mm
  • the thickness of the second electrode 32a is set to 0.1 mm
  • the thickness of the insulating member 60b is set to 0.2 mm.
  • FIG. 14 is a side view showing an electromotive state of the power generation apparatus 201 according to the third embodiment, (a) is a diagram showing a state before deformation, and (b) is a diagram showing the compression force of the power generation apparatus 201 from the outside. It is a figure which shows the state which received and deform
  • the power generation plates 20a to 20d are deformed along the downward direction.
  • a cathode current is generated on the lower surface of the power generation plates 20a to 20d, and an anode current is generated on the upper surface of the power generation plates 20a to 20d.
  • a voltage is generated in each power generation plate 20.
  • a cathode current flows through the support portions 30 c, 30 e, 30 g, and 30 h that are the first support portions 31 that are in contact with the power generation plates 20.
  • the anode current flows through the support portions 30a, 30b, 30d, and 30f, which are the second support portions 32.
  • the 1st electrode 31a electrically connected with the support parts 30c, 30e, 30g, and 30h is connected to the minus terminal 51 of the circuit board 50, it flows into these support parts 30c, 30e, 30g, and 30h
  • the cathode current flows to the circuit board 50 through the first electrode 31a.
  • the second electrode 32a electrically connected to the support portions 30a, 30b, 30d, and 30f is connected to the plus terminal 52 of the circuit board 50, the anode that has flowed to the support portions 30a, 30c, and 30e. Current flows to the circuit board 50 through the second electrode 32a.
  • the electric power generated by the power generation plates 20a to 20d is transmitted through the first support portion 31, the second support portion 32, the first electrode 31a, the second electrode 32a, and the circuit board 50 as an acoustic output device. Etc. can be supplied.
  • the support portions 30a to 30h are arranged so that the adjacent power generation plates 20 can be deformed along the same direction. Therefore, the power generation plates 20a to 20d can be deformed substantially uniformly, and the power generation efficiency can be improved.
  • the first electrode 31a, the first support portion 31 for example, the support portions 30c, 30e, 30g, and 30h
  • Current is supplied from the second support part 32 (for example, the support parts 30a, 30b, 30d, and 30f) electrically connected to the second electrode 32a, the first electrode 31a, and the second electrode 32a.
  • the power generation modules 130a to 130d having the power generation plate 20 drawn out are formed, and the insulating members 60a and 60n are provided between the power generation modules 130a to 130d, so that the current flow between the adjacent power generation modules 130 is blocked. Therefore, it is possible to prevent a short circuit from occurring between the adjacent power generation modules 130.
  • 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 if it is difficult to form the support means as an electrode, the problem of the present invention is solved when the formation of the electrode of the support means can be achieved in the same manner as before by a technique different from the conventional technique. .
  • Embodiments 1 to 3 Regarding the configurations shown in Embodiments 1 to 3, a plurality of configurations of the same embodiment can be combined, or configurations of different embodiments can be combined with each other.
  • a plurality of power generation apparatuses 201 according to Embodiment 3 may be combined. Specifically, four power generation devices 201 formed from a rectangular power generation plate 20 are arranged in a cross shape. Further, regarding the arrangement of the support portions 30a to 30h in each power generation device 201, as shown in FIG.
  • the support portions 30a to 30h are arranged so that all the power generation plates 20a to 20d of the power generation apparatus 201 can be deformed. With such a configuration, it is possible to further improve the power generation amount. Or you may combine the electric power generating apparatus 101 which concerns on Embodiment 2, and the electric power generating apparatus 201 which concerns on Embodiment 3, respectively.
  • the power generation device 101 includes the power generation plates 20a to 20d, the support portions 30a to 30e, and the operation unit 40 inside the housing 10, but the present invention is not limited thereto. Absent.
  • the power generation apparatus 101 according to Embodiment 2 includes a spacer 70 in addition to the above-described components of the power generation apparatus 101 so that only a part of the power generation plates 20a to 20d can be deformed. May be configured.
  • the spacer 70 is a deformation preventing means for preventing the power generation plate 20 from being deformed.
  • the spacer 70 is a substantially plate-like body in which the thickness of the spacer 70 is substantially the same as the distance between the power generation plates 20.
  • the spacer 70 is arranged at a position corresponding to the first support portion 31 on the side surface of the power generation plate 20 on the side where the second support portion 32 is provided. (In FIG. 17, it is arrange
  • the spacer 70 may be disposed at a position corresponding to the second support portion 32 on the side surface of the power generation plate 20 on the side where the first support portion 31 is provided.
  • the base portion 11 of the housing 10 is provided with the first fixing portion 11a, the second fixing portion 11b, and the notch portion 11c. I can't.
  • a stopper 90 may be further provided on the base portion 11 of the housing 10.
  • the stopper 90 is a movement limiting means for limiting the amount of movement of the operation unit 40 when an external force is applied to the operation unit 40.
  • the stopper 90 is formed in a substantially convex shape with a part of the side wall of the base portion 11 facing inward, and comes into contact with the operation portion 40 when the movement amount of the operation portion 40 reaches a predetermined amount.
  • this stopper 90 is not restricted to the base part 11, For example, the cover part 12 of the housing
  • the cover portion 12 and the operation portion 40 of the housing 10 are formed separately, but the present invention is not limited to this.
  • the cover unit 12 and the operation unit 40 may be integrally formed (about the power generation devices according to the second and third embodiments). The same shall apply).
  • the length of the operation unit 40 in the vertical direction can be shortened, and the power generator 1 can be made compact.
  • the following structures may be employ
  • the planar shape of the pressure receiving portion 41 may be set to be larger than the planar shape of the pressure receiving portion 41 of the first embodiment in order to improve the operability of the operation portion 40 (for example, For example, it is formed in a shape substantially the same as the planar shape of the transmission portion 42).
  • the power generation plate 20 is disposed so that a part of the power generation plate 20 is fitted between the first support portion and the second support portion. Also good.
  • the support portions 30 g and 30 h may be integrally formed with the base portion 11. Further, in order to suppress excessive deformation of the power generation plate 20, a stopper 90 formed in a substantially annular shape may be attached to the operation unit 40.
  • the shape of the power generation plate 20 has been described as a substantially disk-shaped body. However, the shape is not limited to this. May be. In this case, the piezoelectric element 21 and the diaphragm 22 may be formed in a square shape (triangle, quadrangle, pentagon, etc.) or a fan shape.
  • the number of installed power generation plates 20 is four.
  • the number of power generation plates 20 is not limited to this, and may be two or three, or four or more. There may be.
  • the piezoelectric element 21 is provided on one of the side surfaces of the diaphragm 22 (so-called unimorph type). 21 may be provided (so-called bimorph type may be used).
  • the power generation plate 20 includes the piezoelectric element 21 and the diaphragm 22.
  • the piezoelectric element 21 in order to protect the piezoelectric element 21, You may further provide resin (piezofilm etc.) for covering the whole or a part.
  • the diaphragm 22 may be omitted.
  • the power generation plate 20 includes the piezoelectric element 21.
  • a mechanism capable of generating power by reciprocating motion specifically, Artificial muscles, hydraulic motors, electromagnetic induction motors, giant magnetostriction, etc. may be provided.
  • all of the power generation plates 20a to 20d are superposed in a stacked manner, and the center of gravity of the power generation plates 20a to 20d is located at the same position along the parallel direction.
  • the power generation plates 20a to 20d are arranged side by side, the present invention is not limited to this.
  • the power generation plates 20a to 20d may be arranged side by side so that a part of the power generation plates 20a to 20d is superposed in a laminated form.
  • the operation unit 40 includes the pressure receiving unit 41 and the transmission unit 42.
  • the present invention is not limited to this.
  • the operation unit 40 in the power generation apparatus 101 according to the second embodiment, the operation unit 40 is replaced with a pressure receiving unit 41 so that the power generation plates 20a to 20d can vibrate along the Z direction. 80, and each of the support portions 30a to 30e may be connected to the power generation plate 20 with a fixture or an adhesive.
  • the weight 80 is for adjusting the natural frequency of the power generation apparatus 101, and is a substantially rectangular body formed of, for example, a steel material (or a substantially cylindrical body or a substantially spherical body). May be connected to the transmission portion 42 by a fixing tool or the like. With such a configuration, as shown in FIG. 21, the power generation plates 20a to 20d can be deformed as the weight 80 moves up and down, and efficient power generation can be performed.
  • circuit board 50 is provided outside the housing 10, but may be accommodated inside the housing 10, for example.
  • the materials of the first support portion 31 and the second support portion 32 are stronger than the power generation plate 20 so that the current generated in the power generation plate 20 can be drawn out.
  • a conductive material such as a metal material (eg, copper, steel, stainless steel, aluminum)
  • the present invention is not limited to this.
  • a positive terminal and a negative terminal are connected to the piezoelectric elements 21 of some of the power generation plates 20, and a current is drawn by connecting the positive terminal (or the negative terminal) and a lead wire.
  • the first support portion 31 or the second support portion 32 that supports the power generation plate 20 is formed of a material other than a conductive material (for example, an insulating material such as a resin material). Also good.
  • the planar shape of the support main body 31b in the 1st support part 31 demonstrated that it was formed in the substantially circular arc shape, it is not restricted to this.
  • the planar shape of the power generation plate 20 is formed in a substantially rectangular shape
  • the planar shape of the support body 31b may be formed in a substantially rectangular shape.
  • the planar shape of the support body 32b in the second support portion 32 has been described as being formed in a substantially arc shape, but is not limited thereto.
  • the planar shape of the power generation plate 20 is formed in a substantially square shape
  • the planar shape of the support body 32b may be formed in a substantially rectangular shape.
  • the 1st support part 31 is arrange
  • the first support portion 31 and the second support portion 32 may be arranged at the left peripheral position on the side surface of the power generation plate 20 (or arranged at the right peripheral position on the side surface of the power generation plate 20. Also good).
  • the insulating member 60 a is arranged so as to abut on the power generation plate 20 at the right peripheral position on the side surface of the power generation plate 20.
  • the insulating member 60 b is disposed so as to contact the side surface of the first support portion 31 opposite to the power generation plate 20 side at the left peripheral position on the side surface of the power generation plate 20.
  • the first electrode 31a is described as being provided with the deformation suppression unit 31d. However, the first electrode 31a may be prevented from being short-circuited by a configuration other than the deformation suppression unit 31d.
  • an insulating sheet may be provided on the first electrode 31a.
  • the insulating sheet is a substantially sheet-like body formed of an insulating material such as a resin material, for example, and is disposed so as to cover a portion of the side surface of the first electrode 31a facing the diaphragm 22 of the power generation plate 20, The first electrode 31a is fixed with an adhesive or the like.
  • the deformation suppressing portions 31d are provided on both side surfaces of the first electrode 31a.
  • the deformation suppressing portion 31d is provided on one of the side surfaces of the first electrode 31a. May be provided.
  • a plurality of deformation suppressing portions 31d may be provided on one of the side surfaces of the first electrode 31a so that the deformation of the power generation plate 20 can be reliably suppressed.

Landscapes

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

Abstract

【課題】製造性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。【解決手段】発電装置(1)は、振動板(22)と当該振動板の一方の側面に固定された圧電素子(21)とを有する発電プレート(20a~20d)であって、相互に間隔を隔てて重合状に並設された発電プレートと、発電プレートの相互間に設けられ、発電プレートを支持する支持部(30a~30h)とを備え、発電プレートの側面の一方と当接された支持部(30c)を導電材料にて形成し、第1の電極(31a)を支持部(30c)と一体形成すると共に、発電プレートの側面の他方と当接された支持部(30a)を導電材料にて形成し、第1の電極とは極性が異なる第2の電極(32a)を支持部(30a)と別体に形成し、支持部(30c)を、発電プレートの側面における略中央位置に配置すると共に、支持部(30a)を、発電プレートの側面における略周縁位置に配置している。

Description

発電装置
 本発明は、発電装置に関する。
 従来、圧電素子を利用して発電を行う発電装置が提案されている。例えば、圧電素子に直接外力を加えることで当該圧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、一対の緩衝材の相互間に、複数の振動板と、これら振動板の各々の側面に固定された圧電素子と、一方の緩衝材から各圧電素子の中心に至る軸と、他方の緩衝材から各振動板の側方に至る軸とを備えて構成されている。また、この発電装置の発電機能としては、緩衝材が外力を受けて変形した場合に、この外力を軸を介して各振動板と各圧電素子に順次伝達し、各振動板と共に各圧電素子を反らせるように変形させることにより発電を行う。また、各圧電素子の一方の側面にプラス端子と、各圧電素子の他方の側面にマイナス端子とが接続されており、これらプラス端子及びマイナス端子と結線されたリード線が引き出され、これらが図示しない制御回路を介して外部機器と接続されているので、圧電素子で発生した電力が当該外部機器に対して供給される。
特開2007-097278号公報
 しかしながら、上述した従来の発電装置においては、製造性に関して改善の余地があった。例えば、上述した従来の発電装置で発電された電力を外部機器に供給するために、各圧電素子にプラス端子及びマイナス端子を接続して、プラス端子(又はマイナス端子)とリード線とを結線していたので、これら作業に手間を要していた。そのため、製造性を向上させることができる装置が要望されていた。
 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、製造性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。
 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であり、又は、可撓性を有する略板状の導電性部材と当該導電性部材の少なくとも一方の側面に固定された前記発電素子とを有する発電プレートであって、相互に間隔を隔てて重合状に並設された複数の発電プレートと、前記複数の発電プレートの相互間に設けられ、前記複数の発電プレートを支持する複数の支持手段と、を備え、当該発電装置に外力が加えられた場合に、前記複数の発電プレートの少なくとも一部が前記複数の発電プレートの並設方向に沿って変形可能となるように、前記複数の支持手段を配置し、前記複数の発電プレートの少なくとも一部のうち、少なくとも一つの前記発電プレートの側面の一方と当接された前記支持手段を導電材料にて形成し、当該支持手段に対して外部に当該発電プレートで発生した電流を引き出すための第1の電極を当該支持手段と一体又は別体に形成すると共に、当該発電プレートの側面の他方と当接された前記支持手段を導電材料にて形成し、当該支持手段に対して外部に当該発電プレートで発生した電流を引き出すための第2の電極であって、前記第1の電極とは極性が異なる第2の電極を当該支持手段と一体又は別体に形成し、前記第1の電極と電気的に接続された前記支持手段を、前記発電プレートの側面における略中央位置又は略周縁位置に配置すると共に、前記第2の電極と電気的に接続された前記支持手段を、当該発電プレートの側面における略周縁位置に配置している。
 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、前記第1の電極と電気的に接続された前記支持手段を、前記発電プレートの側面における略中央位置に配置し、前記第1の電極と電気的に接続された前記支持手段は、前記第1の電極と一体に設けられた第1の当接部であって、当該支持手段に支持された一対の前記発電プレートの一方と当接する第1の当接部と、前記第1の電極と一体に設けられた第2の当接部であって、前記一対の発電プレートの他方と当接する第2の当接部と、を備えている。
 また、請求項3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、前記第1の電極と電気的に接続された前記支持手段を、前記発電プレートの側面における略中央位置に配置し、前記発電プレートは、前記導電性部材と当該導電性部材の一方の側面に固定された前記発電素子とを有するものであり、前記第1の電極と前記発電プレートの前記導電性部材とが当接することによって、当該第1の電極が短絡することを防止するための短絡防止手段を、当該第1の電極に設けている。
 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、前記短絡防止手段は、前記第1の電極と前記発電プレートの前記導電性部材との当接を防止するように、前記発電プレートの変形を抑制するための変形抑制手段である。
 また、請求項5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、前記第1の電極と電気的に接続された前記支持手段を、前記発電プレートの側面における略周縁位置に配置し、当該発電装置に外力が加えられた場合に、隣接する前記発電プレート同士が異なる方向に沿って変形可能となるように、前記複数の支持手段を配置している。
 また、請求項6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、前記第1の電極と電気的に接続された前記支持手段を、前記発電プレートの側面における略周縁位置に配置し、当該発電装置に外力が加えられた場合に、隣接する前記発電プレート同士が同じ方向に沿って変形可能となるように、前記複数の支持手段を配置し、前記第1の電極と、当該第1の電極と電気的に接続された前記支持手段と、前記第2の電極と、当該第2の電極と電気的に接続された前記支持手段と、当該第1の電極及び当該第2の電極から電流が引き出される前記発電プレートとを有する発電モジュールを複数形成し、前記複数の発電モジュールの相互間に、絶縁部材を設けている。
 また、請求項7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、前記第1の電極と電気的に接続された前記支持手段を、前記発電プレートの側面における略周縁位置に配置し、前記第1の電極と電気的に接続された前記支持手段、又は前記第2の電極と電気的に接続された前記支持手段を、前記発電プレートの周縁の一部に略沿った形状にて形成している。
 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、当該発電装置に外力が加えられた場合に、自己が移動することによって前記複数の発電プレートに対して当該外力を伝達するための操作手段と、当該発電装置に外力が加えられた場合に、前記操作手段の移動量を制限するための移動制限手段と、を備えている。
 請求項1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のうち、少なくとも一つの発電プレートの側面の一方と当接された支持手段を導電材料にて形成し、当該支持手段に対して外部に当該発電プレートで発生した電流を引き出すための第1の電極を当該支持手段と一体又は別体に形成すると共に、当該発電プレートの側面の他方と当接された支持手段を導電材料にて形成し、当該支持手段に対して外部に当該発電プレートで発生した電流を引き出すための第2の電極であって、第1の電極とは極性が異なる第2の電極を当該支持手段と一体又は別体に形成したので、従来の発電装置のように、各発電プレートの発電素子にプラス端子及びマイナス端子を接続して、プラス端子(又はマイナス端子)とリード線とを結線する手間を省くことができ、製造性を向上させることができる。
 請求項2に記載の発電装置によれば、第1の電極と電気的に接続された支持手段は、第1の電極と一体に設けられた第1の当接部であって、当該支持手段に支持された一対の発電プレートの一方と当接する第1の当接部と、第1の電極と一体に設けられた第2の当接部であって、一対の発電プレートの他方と当接する第2の当接部と、を備えたので、当該支持手段を一体構造にて形成することができ、当該支持手段の製造性を向上させることができる。
 請求項3に記載の発電装置によれば、第1の電極と発電プレートの導電性部材とが当接することによって、当該第1の電極が短絡することを防止するための短絡防止手段を、当該第1の電極に設けたので、第1の電極と発電プレートの導電性部材との当接により、第1の電極が短絡することを防止することができる。
 請求項4に記載の発電装置によれば、短絡防止手段は、第1の電極と発電プレートの導電性部材との当接を防止するように、発電プレートの変形を抑制するための変形抑制手段であるので、発電プレートの変形を抑制することにより、第1の電極と発電プレートの導電性部材との当接を回避することができ、第1の電極の短絡を防止可能な構造において、さらに発電プレートの耐久性を向上させることができる。
 請求項5に記載の発電装置によれば、当該発電装置に外力が加えられた場合に、隣接する発電プレート同士が異なる方向に沿って変形可能となるように、複数の支持手段を配置したので、複数の発電プレートの各々を片持支持することができる。これにより、例えば、複数の発電プレートの各々を両端支持した場合に比べて、支持手段の設置個数を低減することができ、軽量化及び低コスト化を図ることができる。
 請求項6に記載の発電装置によれば、当該発電装置に外力が加えられた場合に、隣接する発電プレート同士が同じ方向に沿って変形可能となるように、複数の支持手段を配置したので、複数の発電プレートを略均一に変形させることができ、発電効率を向上させることができる。また、第1の電極と、当該第1の電極と電気的に接続された支持手段と、第2の電極と、当該第2の電極と電気的に接続された支持手段と、当該第1の電極及び当該第2の電極から電流が引き出される発電プレートとを有する発電モジュールを複数形成し、複数の発電モジュールの相互間に、絶縁部材を設けたので、隣接する発電モジュール間の電流の流れを遮断することができ、当該隣接する発電モジュール間で短絡が発生することを防止することができる。
 請求項7に記載の発電装置によれば、第1の電極と電気的に接続された支持手段、又は第2の電極と電気的に接続された支持手段を、発電プレートの周縁の一部に略沿った形状にて形成したので、発電プレートの周縁の全部に沿った形状とした場合に比べて、複数の発電プレートの安定した支持を維持しながら、これら支持手段を安価に製造することができる。
 請求項8に記載の発電装置によれば、当該発電装置に外力が加えられた場合に、操作手段の移動量を制限するための移動制限手段を備えたので、複数の発電プレートが過大に変形することを防止でき、複数の発電プレートの破損等を低減することができる。
本発明の実施の形態1に係る発電装置を示す斜視図である。 図1の筐体が開けられた状態を示す斜視図である。 発電装置の内部構造を示す斜視図である(筐体を省略)。 図3の分解斜視図である。 図3の発電装置の側面図である。 回路基板の構成を示す回路図である。 第1の支持部の形成の詳細を示す図であり、(a)は型抜き後の状態を示す図であり、(b)は曲げ加工後の状態を示す図である。 実施の形態1に係る発電装置の起電状況を示す側面図であり、(a)は変形前の状態を示す図であり、(b)は発電装置が外部から圧縮力を受けて変形した状態を示す図である。 実施の形態2に係る発電装置の内部構造を示す斜視図である(筐体を省略)。 図9の分解斜視図である。 図9の発電装置の側面図である。 実施の形態2に係る発電装置の起電状況を示す側面図であり、(a)は変形前の状態を示す図であり、(b)は発電装置が外部から圧縮力を受けて変形した状態を示す図である。 実施の形態3に係る発電装置を示す側面図である。 実施の形態3に係る発電装置の起電状況を示す側面図であり、(a)は変形前の状態を示す図であり、(b)は発電装置が外部から圧縮力を受けて変形した状態を示す図である。 実施の形態3に係る発電装置の変形例を示す斜視図である。 図15の発電装置の側面図である。 実施の形態2に係る発電装置の変形例を示す側面図である。 実施の形態1に係る発電装置の変形例を示す側面図である。 実施の形態1に係る発電装置の変形例を示す側面図である。 実施の形態2に係る発電装置の変形例を示す側面図である。 図20に示す発電装置の起電状況を示す側面図であり、(a)はおもりにおける下方向への移動に伴って変形した状態を示す図であり、(b)はおもりにおける上方向への移動に伴って変形した状態を示す図である。
 以下に添付図面を参照して、この発明に係る発電装置の実施の形態を詳細に説明する。ただし、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、実施の形態に係る発電装置の適用対象は任意であるが、例えばコールボタン、リモコン、及び発電靴に適用することが考えられる。以下の実施の形態では、発電装置がコールボタンに適用された場合を例として説明を行う。
〔実施の形態1〕
 最初に、実施の形態1について説明する。この形態は、第1の電極と電気的に接続された支持手段を、発電プレートの側面における略中央位置に配置すると共に、第2の電極と電気的に接続された支持手段を、当該発電プレートの側面における略周縁位置に配置した形態である。
(構成)
 まず、実施の形態1に係る発電装置の構成について説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係る発電装置を示す斜視図である。図2は、図1の後述する筐体10が開けられた状態を示す図である。図3は、発電装置の内部構造を示す斜視図である(後述する筐体10を省略)。図4は、図3の分解斜視図である。図5は、図3の発電装置の側面図である。なお、以下の説明では、図1のX方向を発電装置の左右方向、図1のY方向を発電装置の前後方向、図1のZ方向を発電装置の上下方向とする。また、図1~図5では、図の簡略化のために、後述する回路基板50の図示を省略する(後述する図8についても同様とする)。これら各図に示すように、発電装置1は、図1に示す筐体10の内部において、図3~図5に示す発電プレート20a~20dと、支持部30a~30hと、操作部40(ただし、後述する操作部40の受圧部41は外部に露出される)とを備えている(なお、発電プレート20a~20dは、相互に区別する必要がない場合には「発電プレート20」と総称する。また、支持部30a~30hは、相互に区別する必要がない場合には「支持部30」と総称する。)また、発電装置1は、図1に示す筐体10の外部において、後述する回路基板50を介して音響出力器等(図示省略)と接続されている。
(構成-筐体)
 筐体10は、発電装置1の構造体であり、発電プレート20a~20dと、支持部30a~30hと、操作部40の一部とを外部から保護する保護手段である。図1、図2に示すように、筐体10は、例えば樹脂材料、絶縁処理された金属材料等にて形成された略箱状体である。また、この筐体10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11であって、発電プレート20a~20dと、支持部30a~30hと、操作部40の一部とを収容するベース部11と、このベース部11をその開放面側から略覆うカバー部12とを備えて構成されており、カバー部12はベース部11に対して嵌合構造や固定具等にて固定されている。
 また、ベース部11には、第1の固定部11a、第2の固定部11b、及び切欠部11cが設けられている。第1の固定部11aは、発電プレート20a~20dをベース部11に対して前後方向又は左右方向に沿って移動しないように固定するための固定手段であり、例えばベース部11に対して一体成型により形成されている。第2の固定部11bは、後述する第1の電極31a、後述する第2の電極32a、後述する第2の支持部32、又は第3の支持部33をベース部11に対して前後方向又は左右方向に沿って移動しないように固定するための固定手段であり、例えばベース部11に対して一体成型により形成されている。切欠部11cは、後述する第1の電極31a、又は後述する第2の電極32aを筐体10の外部に引き出すためのものである。この切欠部11cは、筐体10における後述する第1の電極31a、又は後述する第2の電極32aを引き出す側の側面(例えば、図2に示すベース部11の前側面)において、当該側面における上端部の一部を略凹状として形成されている。
 また、カバー部12には、押圧部12aと、開口12bとが設けられている。押圧部12aは、後述する回路基板50のマイナス端子51(又は後述する回路基板50のプラス端子52)に対して後述する複数の第1の電極31a(又は後述する複数の第2の電極32a)を容易に接続可能となるように、後述する複数の第1の電極31a(又は後述する複数の第2の電極32a)を押圧することで相互間の隙間をなくすための押圧手段である。この押圧部12aは、カバー部12におけるベース部11の切欠部11cと対向する側面(図2では、カバー部12の前側面)において、当該側面における下端部の一部を略凸状として形成されている。開口12bは、後述する操作部40の受圧部41を筐体10の外部に露出させるための開口である。
(構成-発電プレート)
 発電プレート20a~20dは、当該発電プレート20a~20dに加えられた外力を電気に変換するものである。図3~図5に示すように、発電プレート20a~20dは、相互に同一の略円板状にて形成されている(例えば、平面形状が直径20~30mm程度の略円板状にて形成されている等)。また、これら発電プレート20a~20dは、Z方向に沿って相互に間隔を隔てて並設されている。より具体的には、これら発電プレート20a~20dの全部が積層状に重合され、且つ、当該発電プレート20a~20dの相互の重心が並設方向に沿って同一位置に位置するように、これら発電プレート20a~20dは配置されている。また、これら発電プレート20a~20dの各々は、圧電素子21と、振動板22とを備えて構成されている。
(構成-発電プレート-圧電素子)
 圧電素子21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3~図5に示すように、圧電素子21は、例えばチタン酸バリウム、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)等の圧電単結晶からなる。また、この圧電素子21の平面形状については、例えば、発電プレート20の平面形状よりも小さな形状にて形成されている(例えば、平面形状が直径15~20mm程度であり、厚さが0.3mm程度である略円板状体にて形成されている等)。あるいは、これに限られず、発電プレート20と略同一の形状にて形成されてもよい。
 ここで、圧電素子21として、若しくは圧電素子21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。なお、これら圧電素子21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。
(構成-発電プレート-振動板)
 振動板22は、圧電素子21の割れ強度を補強する導電性部材である。図3~図5に示すように、振動板22は、例えば、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略円板状体である。また、この振動板22の形状については、例えば、平面形状が発電プレート20と略同一の形状であると共に、厚みが圧電素子21と略同一の厚さにて形成されている(例えば、平面形状が直径20~30mm程度であり、厚さが0.3mm程度である略円板状体にて形成されている等)。また、この振動板22の2つの側面のいずれか一方には、圧電素子21が当接するように配置されており、当該振動板22に対して接着剤等により接合されている。
(構成-支持部)
 支持部30a~30hは、発電プレート20a~20dを支持する支持手段である。図3~図5に示すように、支持部30は、発電プレート20a~20dの相互間に設けられていると共に、発電プレート20a~20dのうち、最上端側の発電プレート20aの上側面及び最下端側の発電プレート20dの下側面に設けられている。また、この支持部30は、隣接する発電プレート20の側面と当接する位置に配置されている。なお、支持部30の詳細については、後述する。
(構成-操作部)
 操作部40は、発電プレート20a~20dに対して外力を伝達するための操作手段である。図1~図5に示すように、操作部40は、樹脂材やゴム材等の絶縁材料にて形成されており、発電プレート20a~20dのうち、最上端側の発電プレート20aに配置されている。また、この操作部40は、受圧部41と、伝達部42とを備えている。ここで、操作部40の形成方法については、例えば、一体成型により形成する方法が該当する。あるいは、これに限られず、受圧部41と、伝達部42とを別体に形成した後、これら受圧部41と、伝達部42とを溶着又は接着剤等にて接続する方法であってもよい。
(構成-操作部-受圧部)
 受圧部41は、外力を受ける受圧手段である。図1~図5に示すように、受圧部41は、略円板状体にて形成されている。また、この受圧部41の平面形状については、例えば、発電プレート20の平面形状よりも小さな形状にて形成されている(あるいは、発電プレート20の平面形状と略同一であってもよい)。また、この受圧部41は、筐体10の外部に露出されるように、伝達部42の上側面に配置されている。
(構成-操作部-伝達部)
 伝達部42は、受圧部41を介して受けた外力を発電プレート20a~20dに伝達するための伝達手段である。図2~図5に示すように、伝達部42は、略円板状体である。また、この伝達部42の平面形状については、例えば、発電プレート20の平面形状と略同一の形状にて形成されている(あるいは、発電プレート20の平面形状よりも大きな形状であってもよい)。また、この伝達部42が最上端側の発電プレート20aの上側面に設けられた支持部30と当接する位置に、当該伝達部42は配置されている。
(構成-回路基板)
 図6は、回路基板50の構成を示す回路図である。回路基板50は、発電装置1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り、筐体10近傍位置に配置されている。また、図6に示すように、この回路基板50には、マイナス端子51と、プラス端子52と、整流部53と、コンデンサ54と、出力端子55とが実装されている。
 マイナス端子51と、プラス端子52とは、発電プレート20a~20dで発生した電流を後述する第1の電極31a及び後述する第2の電極32aを介して取得するための端子であり、マイナス端子51は後述する第1の電極31aと電気的に接続されており、プラス端子52は後述する第2の電極32aと電気的に接続されている。
 整流部53は、マイナス端子51及びプラス端子52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53は、例えば複数のダイオード53aを有する公知のブリッジ回路を用いて構成されており、マイナス端子51及びプラス端子52と配線を介して電気的に接続されている。
 コンデンサ54は、整流部53から出力された電流を蓄えるための素子であり、整流部53と配線を介して電気的に接続されている。
 出力端子55は、コンデンサ54から出力された電流を音響出力器等に出力するための端子であり、コンデンサ54と配線を介して電気的に接続されている。
(支持部及び電極の詳細について)
 次に、実施の形態1に係る支持部30及び電極の構成等の詳細については、下記に示す工夫が施されている。
(支持部及び電極の詳細について-支持部の構成)
 まず、支持部30の構成については、図3~図5に示すように、支持部30は、第1の支持部31と、第2の支持部32と、第3の支持部33とに大別することができる。
 第1の支持部31と第2の支持部32とは、発電プレート20a~20dを支持する機能と、当該支持部30に対して外部に発電プレート20a~20dで発生した電流を引き出す機能とを有するものである。第1の支持部31としては、例えば支持部30c、30fが該当し、第2の支持部32としては、例えば支持部30a、30d、30gが該当する。
 第3の支持部33は、単に発電プレート20a~20dを支持する機能を有するものであり、例えば支持部30b、30e、30hが該当する。
(支持部及び電極の詳細について-第1の支持部及び電極の構成)
 また、第1の支持部31及び電極の構成については、以下に示す構成が採用されている。具体的には、図3~図5に示すように、第1の支持部31は、第1の電極31aと電気的に接続されており、第1の当接部31bと第2の当接部31cとを備えて構成されている。
 第1の電極31aは、当該第1の支持部31に対して外部に発電プレート20a~20dで発生した電流を引き出すための電極である。この第1の電極31aは、略板状体にて形成されており、第1の支持部31に支持されている一対の発電プレート20の相互間に配置されている。また、この第1の電極31aは、筐体10のベース部11における第2の固定部11bに対して固定され、回路基板50のマイナス端子51と電気的に接続されている。
 また、この第1の電極31aの上側面及び下側面の各々には、変形抑制部31dが設けられている。変形抑制部31dは、第1の電極31aと発電プレート20の振動板22とが当接することによって、第1の支持部31が短絡することを防止するために、発電プレート20の変形を抑制するための変形抑制手段である。この変形抑制部31dは、第1の電極31aの一部を突起状に形成したものであり(あるいは、第1の電極31aとは別体に設けてもよい)、対向する発電プレート20の圧電素子21と当接可能となるように、当該圧電素子21と対向する位置に配置されている。
 第1の当接部31b、及び第2の当接部31cは、第1の支持部31に支持されている一対の発電プレート20と当接するため当接手段である。これら第1の当接部31b、及び第2の当接部31cの各々は、略凸状に形成されており、第1の電極31aと一体に設けられている。そして、第1の当接部31bは、一対の発電プレート20の一方と当接する位置に配置されていると共に、第2の当接部31cは、この一対の発電プレート20の他方と当接する位置に配置されている。
(支持部及び電極の詳細について-第2の支持部及び電極の構成)
 また、第2の支持部32及び電極の構成については、以下に示す構成が採用されている。具体的には、図3~図5に示すように、第2の支持部32は、第2の電極32aと電気的に接続されており、支持本体32bと、支持本体固定部32cとを備えて構成されている。
 第2の電極32aは、当該第2の支持部32に対して外部に発電プレート20a~20dで発生した電流を引き出すための電極であって、第1の電極31aとは極性が異なる電極である。この第2の電極32aは、略板状体にて形成されており、第2の支持部32に支持されている発電プレート20と支持本体32bを介して当接する位置(又は直接当接する位置)に配置されている。そして、第2の電極32aは、筐体10のベース部11における第2の固定部11bに対して固定されており、回路基板50のプラス端子52と電気的に接続されている。
 支持本体32bは、第2の支持部32の基礎となる部分であり、略板状体にて形成されている。この支持本体32bの平面形状については任意であるが、第2の支持部32を安価に製造できるように、例えば、発電プレート20の周縁の一部に略沿った形状にて形成されることが好ましい。具体的には、発電プレート20の平面形状が略円形状に形成されている場合には、略円弧状にて形成される(なお、後述する第3の支持部33の支持本体33aの平面形状についても同様とする)。また、この支持本体32bは、第2の支持部32に支持されている発電プレート20と当接する位置(又は第2の電極32aを介して当接する位置)に配置されている。
 支持本体固定部32cは、筐体10におけるベース部11の第2の固定部11bに取り付けられる部分である。この支持本体固定部32cは、支持本体32bと一体に形成されており、このベース部11に向けて張り出すように配置され、このベース部11の第2の固定部11bに対して固定されている(後述する第3の支持部33の支持本体固定部33bについても同様とする)。
(支持部及び電極の詳細について-第3の支持部の構成)
 また、第3の支持部33の構成については、以下に示す構成が採用されている。具体的には、図3~図5に示すように、第3の支持部33は、支持本体33aと、支持本体固定部33bとを備えて構成されている。
 支持本体33aは、第3の支持部33の基礎となる部分であり、略板状体にて形成されている。この支持本体33aは、第3の支持部33に支持されている発電プレート20と当接する位置に配置されている。
 支持本体固定部33bは、筐体10におけるベース部11の第2の固定部11bに取り付けられる部分であり、このベース部11の第2の固定部11bに対して固定されている。
 以上のように、上述した支持部30及び電極の構成により、従来の発電装置のように、各発電プレート20の圧電素子21にプラス端子及びマイナス端子を接続して、プラス端子(又はマイナス端子)とリード線とを結線する手間を省くことができる。また、第2の支持部32の支持本体32bを発電プレート20の周縁の一部に沿った形状としているので、発電プレート20の周縁の全部に沿った形状とした場合に比べて、第2の支持部32を安価に製造することができ、且つ発電プレート20を安定して支持することができる。
(支持部及び電極の詳細について-支持部及び電極の材質)
 また、第1の支持部31~第3の支持部33の材質については、例えば、導電性を有し、且つ発電プレート20を変形させるためのスペースを維持できるように、発電プレート20よりも高強度な金属材料(例えば銅、鋼、ステンレス、アルミニウム等)等の導電材料が用いられている(なお、第3の支持部33の材質については、樹脂材やゴム材等の絶縁材料でもよい)。また、第1の電極31a及び第2の電極32aの材質については、例えば金属材料(例えば銅、鋼、ステンレス、アルミニウム等)等の導電材料が用いられている。
(支持部及び電極の詳細について-支持部及び電極の形成方法)
 図7は、第1の支持部31の形成の詳細を示す図であり、(a)は型抜き後の状態を示す図であり、(b)は曲げ加工後の状態を示す図である。第1の支持部31及び第1の電極31a(又は第2の支持部32及び第2の電極32a)の形成方法については任意であるが、安価に製造できる方法として、例えば、図7(a)に示すように、一枚の銅板等の導電材料を型抜きし、図7(b)に示すように、型抜き後の導電材料を曲げ加工を施すことにより一体に形成する方法が該当する。あるいは、これに限られず、一体成型により形成する方法であってもよく、又は第1の支持部31と第1の電極31aとを別体に形成してもよい。
(支持部及び電極の詳細について-支持部及び電極の厚さ)
 また、第1の支持部31及び第1の電極31aの厚さの設定については、発電装置1に外力が加えられた場合に、発電プレート20と第1の電極31aとが当接しないように設定されることが望ましく、例えば、第1の支持部31の厚さが1.1mm程度、第1の電極31aの厚さが0.2mm程度に設定されている。また、第2の支持部32及び第2の電極32aの厚さの設定については、第2の支持部32及び第2の電極32aの厚さの合計が、第3の支持部33の厚さと同一となるように設定されており、例えば、第3の支持部33の厚さが0.6mmの場合に、第2の支持部32の厚さが0.5mm、第2の電極32aの厚さが0.1mmに設定されている。なお、第1の電極31a及び第2の電極32aの厚さの設定については、例えば、図1に示すように、押圧部12aによって複数の第1の電極31a及び複数の第2の電極32aが均等に押圧されるように、複数の第1の電極31aの厚さの合計と、複数の第2の電極32aの厚さの合計とが等しくなるように設定されることが望ましい。
(支持部及び電極の詳細について-支持部の配置について)
 また、これら第1の支持部31~第3の支持部33の配置については、例えば、操作部40の受圧部41に外力が加えられた場合に、発電プレート20a~20dのすべてが発電プレート20a~20dの並設方向に沿って変形可能となるように、第1の支持部31~第3の支持部33が配置されている。具体的には、図5に示すように、第1の支持部31は、発電プレート20の側面における略中央位置に配置されると共に、第2の支持部32及び第3の支持部33は、当該発電プレート20における第1の支持部31側とは反対側の側面における略周縁位置に配置されている(より具体的には、支持部30cは発電プレート20aの下側面における中央位置に配置され、支持部30aは発電プレート20aの上側面における左側の周縁位置に配置され、支持部30bは当該上側面における右側の周縁位置に配置されている)。このような配置により、発電装置1における構造の安定化を図ることができる。
(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1の機能は以下の通りである。図8は、実施の形態1に係る発電装置1の起電状況を示す側面図であり、(a)は変形前の状態を示す図であり、(b)は発電装置1が外部から圧縮力を受けて変形した状態を示す図である。
 図8(b)に示すように、発電装置1が外部から圧縮力を受けた場合の発電プレート20a~20dの変形については、発電プレート20a、20cは上方へ凸状に変形し、発電プレート20b、20dは下方へ凸状に変形する。この場合において、例えば発電プレート20a(又は発電プレート20b)の変形が所定量に達すると、支持部30cと電気的に接続された第1の電極31aにおける変形抑制部31dと発電プレート20a(又は発電プレート20b)の圧電素子21とが当接することにより、当該発電プレート20a(又は発電プレート20b)の変形が制限される。これにより、発電プレート20a(又は発電プレート20b)の振動板22と、支持部30cと電気的に接続された第1の電極31aとの当接により、当該第1の電極31aが短絡することを防止することができる(なお、発電プレート20c、20dの変形が所定量に達した場合についても同様とする)。
 また、上述した発電プレート20a~20dの変形により、発電プレート20a、20cの下側面及び発電プレート20b、20dの上側面に陰極の電流が起電すると共に、発電プレート20a、20cの上側面及び発電プレート20b、20dの下側面に陽極の電流が起電することにより、各発電プレート20に電圧が発生する。このような各発電プレート20に電圧が発生すると、各発電プレート20と当接されている第1の支持部31である支持部30c、30fに陰極の電流が流れると共に、及び第2の支持部32である支持部30a、30d、30gに陽極の電流が流れる。ここで、支持部30c、30fと電気的に接続された第1の電極31aが回路基板50のマイナス端子51に接続されているので、これら支持部30c、30fに流れた陰極の電流は、当該第1の電極31aを介して回路基板50に流れる。また、支持部30a、30d、30gと電気的に接続された第2の電極32aが回路基板50のプラス端子52に接続されているので、これら支持部30a、30d、30gに流れた陽極の電流は、当該第2の電極32aを介して回路基板50に流れる。そして、この回路基板50に流れた電流は、整流部53によって直流電流に変換されて、コンデンサ54に蓄えられた後、出力端子55を介して音響出力器等に出力される。これにより、発電プレート20a~20dで発生した電力を、第1の支持部31、第2の支持部32、第1の電極31a、第2の電極32a、及び回路基板50を介して音響出力器等に供給することができる。
(効果)
 このように実施の形態1によれば、発電プレート20a~20dの少なくとも一部のうち、少なくとも一つの発電プレート20の側面の一方と当接された第1の支持部31(例えば、支持部30c、30f)を導電材料にて形成し、当該第1の支持部31に対して外部に当該発電プレート20で発生した電流を引き出すための第1の電極31aを当該第1の支持部31と一体に形成すると共に、当該発電プレート20の側面の他方と当接された第2の支持部32(例えば、支持部30a、30d、30g)を導電材料にて形成し、当該第2の支持部32に対して外部に当該発電プレート20で発生した電流を引き出すための第2の電極32aであって、第1の電極31aとは極性が異なる第2の電極32aを当該第2の支持部32と別体に形成したので、従来の発電装置のように、各発電プレート20の圧電素子21にプラス端子及びマイナス端子を接続して、プラス端子(又はマイナス端子)とリード線とを結線する手間を省くことができ、製造性を向上させることができる。
 また、第1の電極31aと電気的に接続された第1の支持部31は、第1の電極31aと一体に設けられた第1の当接部31bであって、当該第1の支持部31に支持された一対の発電プレート20の一方と当接する第1の当接部31bと、第1の電極31aと一体に設けられた第2の当接部31cであって、一対の発電プレートの他方と当接する第2の当接部31cと、を備えたので、第1の支持部31を一体構造にて形成することができ、第1の支持部31の製造性を向上させることができる。
 また、第1の支持部31に、第1の電極31aと発電プレート20の振動板22との当接を防止するように、発電プレート20の変形を抑制するための変形抑制部31dを設けたので、第1の電極31aと発電プレート20の振動板22との当接により、第1の電極31aが短絡することを防止することができ、安定した発電を行うことが可能になる。特に、発電プレート20の変形を抑制することにより、第1の電極31aと発電プレート20の振動板22との当接を回避することができる。これにより、第1の電極31aの短絡を防止可能な構造において、さらに発電プレート20の耐久性を向上させることができる。
〔実施の形態2〕
 次に、実施の形態2について説明する。この形態は、第1の電極と電気的に接続された支持手段を、発電プレートの側面における略周縁位置に配置すると共に、第2の電極と電気的に接続された支持手段を、当該発電プレートの側面における略周縁位置に配置し、且つ、相互に隣接する発電プレート同士が異なる方向に沿って変形可能となるように、支持手段を配置した形態である。ただし、この実施の形態2の構成は、特記する場合を除いて、実施の形態1の構成と略同一であり、実施の形態1の構成と略同一の構成についてはこの実施の形態1で用いたものと同一の符号及び/又は名称を必要に応じて付して、その説明を省略する。
(構成)
 最初に、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9は、実施の形態2に係る発電装置の内部構造を示す斜視図である(筐体10を省略)。図10は、図9の分解斜視図である。図11は、図9の発電装置の側面図である。図9~図11に示すように、実施の形態2に係る発電装置101は、実施の形態1に係る発電装置1の構成要素と同一の構成要素に対して、支持部30a~30hに代えて支持部30a~30eとして構成されている。また、支持部30及び電極の構成内容については、下記に示す工夫が施されている。
(支持部及び電極の詳細について-支持部の構成)
 まず、支持部30及び電極の構成については、図9~図11に示すように、支持部30は、第1の支持部31と、第2の支持部32とに大別することができる。
 第1の支持部31と第2の支持部32とは、発電プレート20a~20dを支持する機能と、当該支持部30に対して外部に発電プレート20a~20dで発生した電流を引き出す機能とを有するものである。第1の支持部31は、例えば支持部30b、30dが該当し、第2の支持部32は、例えば支持部30a、30c、30eが該当する。
(支持部及び電極の詳細について-第1の支持部及び電極の構成)
 また、第1の支持部31及び電極の構成については、以下に示す構成が採用されている。具体的には、図9~図11に示すように、第1の支持部31は、第1の支持部31は、第1の電極31aと電気的に接続されており、支持本体31eと、支持本体固定部31fとを備えて構成されている。
 第1の電極31aは、当該第1の支持部31に対して外部に発電プレート20a~20dで発生した電流を引き出すための電極である。この第1の電極31aは、略板状体にて形成されており、第1の支持部31に支持されている発電プレート20と当接する位置(又は支持本体31eを介して当接する位置)に配置されている。そして、この第1の電極31aは、筐体10のベース部11における第2の固定部11bに対して固定されており、回路基板50のマイナス端子51と電気的に接続されている。
 支持本体31eは、第1の支持部31の基礎となる部分であり、略板状体にて形成されている。この支持本体31eの平面形状については任意であるが、第1の支持部31を安価に製造できるように、例えば、発電プレート20の周縁の一部に略沿った形状にて形成されることが好ましい。具体的には、発電プレート20の平面形状が略円形状に形成されている場合には、略円弧状にて形成される(なお、後述する第2の支持部32の支持本体32bの平面形状についても同様とする)。また、この支持本体31eは、第1の支持部31に支持されている発電プレート20と当接する位置(又は第1の電極31aを介して当接する位置)に配置されている。
 支持本体固定部31fは、筐体10におけるベース部11の第2の固定部11bに取り付けられる部分である。この支持本体固定部31fは、支持本体31eと一体に形成されており、このベース部11に向けて張り出すように配置され、このベース部11の第2の固定部11bに対して固定されている(後述する第2の支持部32の支持本体固定部32cについても同様とする)。
(支持部及び電極の詳細について-第2の支持部及び電極の構成)
 また、第2の支持部32及び電極の構成については、以下に示す構成が採用されている。具体的には、図9~図11に示すように、第2の支持部32は、第2の電極32aと電気的に接続されており、支持本体32bと、支持本体固定部32cとを備えて構成されている。
 支持本体32bは、第2の支持部32に支持されている発電プレート20と当接する位置(又は第2の電極32aを介して当接する位置)に配置されている。
 支持本体固定部32cは、筐体10におけるベース部11の第2の固定部11bに取り付けられる部分であり、このベース部11の第2の固定部11bに対して固定されている。
 以上のような支持部30及び電極の構成により、従来の発電装置のように、各発電プレート20の圧電素子21にプラス端子及びマイナス端子を接続して、プラス端子(又はマイナス端子)とリード線とを結線する手間を省くことができる。また、第1の支持部31の支持本体31b及び第2の支持部32の支持本体32bを発電プレート20の周縁の一部に沿った形状としているので、発電プレート20の周縁の全部に沿った形状とした場合に比べて、第1の支持部31及び第2の支持部32を安価に製造することができ、且つ発電プレート20を安定して支持することができる。
(支持部及び電極の詳細について-支持部の配置について)
 また、第1の支持部31及び第2の支持部32の配置については、例えば、操作部40の受圧部41に外力が加えられた場合に、発電プレート20a~20dのすべてが発電プレート20a~20dの並設方向に沿って変形可能であり、且つ、相互に隣接する発電プレート20同士が異なる方向に沿って変形可能となるように、第1の支持部31及び第2の支持部32が配置されている。具体的には、図11に示すように、第1の支持部31は、発電プレート20の側面における略周縁位置に配置されると共に、第2の支持部32は、当該発電プレート20における第1の支持部31側とは反対側の側面における略周縁位置に配置されている(より具体的には、支持部30bは発電プレート20aの下側面における右側の周縁位置に配置され、支持部30aは発電プレート20aの上側面における左側の周縁位置に配置されている)。このような配置により、発電プレート20a~20dを片持支持することができ、発電プレート20a~20dを両端支持した場合に比べて、支持部30の設置個数を低減することができる。
(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101の機能は以下の通りである。図12は、実施の形態2に係る発電装置101の起電状況を示す側面図であり、(a)は変形前の状態を示す図であり、(b)は発電装置101が外部から圧縮力を受けて変形した状態を示す図である。
 図12(b)に示すように、発電装置101が外部から圧縮力を受けた場合の発電プレート20a~20dの変形については、発電プレート20a、20cは上方向に沿って変形し、発電プレート20b、20dは下方向に沿って変形する。
 また、上述した発電プレート20a~20dの変形により、発電プレート20a、20cの下側面及び発電プレート20b、20dの上側面に陰極の電流が起電すると共に、発電プレート20a、20cの上側面及び発電プレート20b、20dの下側面に陽極の電流が起電することにより、各発電プレート20に電圧が発生する。このような各発電プレート20に電圧が発生すると、各発電プレート20と当接されている第1の支持部31である支持部30b、30dに陰極の電流が流れると共に、及び第2の支持部32である支持部30a、30c、30eに陽極の電流が流れる。ここで、支持部30b、30dと電気的に接続された第1の電極31aが回路基板50のマイナス端子51に接続されているので、これら支持部30b、30dに流れた陰極の電流は、当該第1の電極31aを介して回路基板50に流れる。また、支持部30a、30c、30eと電気的に接続された第2の電極32aが回路基板50のプラス端子52に接続されているので、これら支持部30a、30c、30eに流れた陽極の電流は、当該第2の電極32aを介して回路基板50に流れる。そして、この回路基板50に流れた電流は、整流部53によって直流電流に変換されて、コンデンサ54に蓄えられた後、出力端子55を介して音響出力器等に出力される。これにより、発電プレート20a~20dで発生した電力を、第1の支持部31、第2の支持部32、第1の電極31a、第2の電極32a、及び回路基板50を介して音響出力器等に供給することができる。
(効果)
 このように実施の形態2によれば、発電装置101に外力が加えられた場合に、隣接する発電プレート20同士が異なる方向に沿って変形可能となるように、支持部30a~30eを配置したので、発電プレート20a~20dを片持支持することができる。これにより、例えば発電プレート20a~20dを両端支持した場合に比べて、支持部30の設置個数を低減することができ、軽量化及び低コスト化を図ることができる。
 また、第1の電極31aと電気的に接続された第1の支持部31、及び第2の電極32aと電気的に接続された第2の支持部32を、発電プレート20の周縁の一部に略沿った形状にて形成しているので、発電プレート20の周縁の全部に沿った形状とした場合に比べて、発電プレート20a~20dの安定した支持を維持しながら、第1の支持部31及び第2の支持部32を安価に製造することができる。
〔実施の形態3〕
 次に、実施の形態3について説明する。この形態は、第1の電極と電気的に接続された支持手段を、発電プレートの側面における略周縁位置に配置すると共に、第2の電極と電気的に接続された支持手段を、当該発電プレートの側面における略周縁位置に配置し、且つ、相互に隣接する発電プレート同士が同じ方向に沿って変形可能となるように、支持手段を配置した形態である。なお、実施の形態2と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態2で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
(構成)
 最初に、実施の形態3に係る発電装置の構成について説明する。図13は、実施の形態3に係る発電装置を示す側面図である。図13に示すように、実施の形態3に係る発電装置201は、実施の形態2に係る発電装置101の構成要素と同一の構成要素に対して、支持部30a~30eに代えて支持部30a~30hとして構成されており、発電モジュール130a~130dが形成されている(なお、発電モジュール130a~130dは、相互に区別する必要がない場合には「発電モジュール130」と総称する)。
 ここで、支持部30及び電極の構成については、図13に示すように、支持部30は、第1の支持部31と、第2の支持部32とに大別することができ、例えば、第1の支持部31としては、支持部30c、30e、30g、30hが該当し、第2の支持部32としては、支持部30a、30b、30d、30fが該当する。また、この第1の支持部31は、第1の電極31aと電気的に接続されており、支持本体31eと、支持本体固定部31fとを備えて構成されている。また、この第2の支持部32は、第2の電極32aと電気的に接続されており、支持本体32bと、支持本体固定部32cとを備えて構成されている。
 また、発電モジュール130の構成等の詳細については、下記に示す工夫が施されている。
(発電モジュールの詳細について-発電モジュールの構成)
 発電モジュール130a~130dは、発電装置201における発電機能を構成する構成要素群である。図13に示すように、これら発電モジュール130a~130dの各々は、第1の電極31aと、当該第1の電極31aと電気的に接続された第1の支持部31と、第2の電極32aと、当該第2の電極32aと電気的に接続された第2の支持部32と、当該第1の電極31a及び当該第2の電極32aから電流が引き出される発電プレート20とを有する(より具体的には、発電モジュール130aは、支持部30cと、当該支持部30cと電気的に接続された第1の電極31aと、支持部30aと、当該支持部30aと電気的に接続された第2の電極32aと、当該第1の電極31a及び当該第2の電極32aから電流が引き出される発電プレート20aとを有している)。
(発電モジュールの詳細について-支持部の配置について)
 また、発電モジュール130における第1の支持部31及び第2の支持部32の配置については、例えば、操作部40の受圧部41に外力が加えられた場合に、発電プレート20a~20dのすべてが発電プレート20a~20dの並設方向に沿って変形可能であり、且つ、相互に隣接する発電プレート20同士が同一の方向に沿って変形可能となるように、第1の支持部31及び第2の支持部32が配置されている。具体的には、図13に示すように、第1の支持部31は、発電プレート20の側面における略周縁位置に配置されると共に、第2の支持部32は、当該発電プレート20における第1の支持部31側とは反対側の側面における略周縁位置に配置されている(より具体的には、支持部30cは発電プレート20aの下側面における右側の周縁位置に配置され、支持部30aは発電プレート20aの上側面における左側の周縁位置に配置されている)。
 この場合において、上述したように、相互に隣接する発電プレート20同士が同じ方向に沿って変形可能であるので、隣接する発電モジュール130の各々の側面のうち、互いに対向する側の側面では極性の異なる電流がそれぞれ発生することになる。このため、例えば、隣接する発電モジュール130同士が当接するように、発電モジュール130a~130dが配置された場合には、隣接する発電モジュール130間で短絡が生じてしまう。そこで、このような問題を解消するために、図13に示すように、発電モジュール130a~130dの相互間において、絶縁部材60a、60bが設けられている(なお、絶縁部材60a、60bは、相互に区別する必要がない場合には「絶縁部材60」と総称する)。
 絶縁部材60a、60bは、例えば樹脂材やゴム材等の絶縁材料にて形成された略板状体である(又は略シート状体であってもよい)。この絶縁部材60a、60bの平面形状については任意であるが、例えば、絶縁部材60aの平面形状は、第1の支持部31の支持本体31bの平面形状と略同一(又は当該支持本体31bよりも大きな形状)に形成されている。また、絶縁部材60bの平面形状は、第2の支持部32の支持本体32bの平面形状と略同一(又は当該支持本体32bよりも大きな形状)に形成されている。また、絶縁部材60aは、第1の支持部31における発電プレート20側とは反対側の側面と当接する位置に配置されており、絶縁部材60bは、発電プレート20における第2の支持部32側とは反対側の側面において、当該第2の支持部32と対向する部分と当接する位置に配置されている。
 また、絶縁部材60a、60bの各々には、絶縁部材固定部(図示省略)が設けられている。絶縁部材固定部は、筐体10におけるベース部11の第2の固定部11bに取り付けられる部分であり、絶縁部材60と一体に形成されている。この絶縁部材固定部は、絶縁部材60からこのベース部11に向けて張り出すように配置されており、このベース部11の第2の固定部11bに対して固定されている。
 以上のように、上述した支持部30の配置により、発電プレート20a~20dを略均一に変形させることができる。また、発電モジュール130a~130dの相互間に、絶縁部材60a、60bが設けられているので、隣接する発電モジュール130間の電流の流れを遮断することができ、当該隣接する発電モジュール130間で短絡が発生することを防止することができる。
(発電モジュールの詳細について-支持部、電極、及び絶縁部材の厚さ)
 また、支持部30、電極、及び絶縁部材60の厚さの設定については任意であるが、例えば、発電プレート20a~20dの各々を同じ程度変形させることができるように、第1の支持部31、第1の電極31a、及び絶縁部材60aの厚さの合計が第2の支持部32、第2の電極32a、及び絶縁部材60bの厚さの合計と同一となるように設定されている。具体的には、第1の支持部31の厚さが0.3mm、第1の電極31aの厚さが0.1mm、及び絶縁部材60aの厚さが0.2mmに設定されている。また、第2の支持部32の厚さが0.3mm、第2の電極32aの厚さが0.1mm、及び絶縁部材60bの厚さが0.2mmに設定される。
(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201の機能は以下の通りである。図14は、実施の形態3に係る発電装置201の起電状況を示す側面図であり、(a)は変形前の状態を示す図であり、(b)は発電装置201が外部から圧縮力を受けて変形した状態を示す図である。
 図14(b)に示すように、発電装置201が外部から圧縮力を受けた場合の発電プレート20a~20dの変形については、発電プレート20a~20dは下方向に沿って変形する。
 また、上述した発電プレート20a~20dの変形により、発電プレート20a~20dの下側面に陰極の電流が起電すると共に、発電プレート20a~20dの上側面に陽極の電流が起電することにより、各発電プレート20に電圧が発生する。このような各発電プレート20に電圧が発生すると、各発電プレート20と当接されている第1の支持部31である支持部30c、30e、30g、30hに陰極の電流が流れると共に、及び第2の支持部32である支持部30a、30b、30d、30fに陽極の電流が流れる。そして、支持部30c、30e、30g、30hと電気的に接続された第1の電極31aが回路基板50のマイナス端子51に接続されているので、これら支持部30c、30e、30g、30hに流れた陰極の電流は、当該第1の電極31aを介して回路基板50に流れる。また、支持部30a、30b、30d、30fと電気的に接続された第2の電極32aが回路基板50のプラス端子52に接続されているので、これら支持部30a、30c、30eに流れた陽極の電流は、当該第2の電極32aを介して回路基板50に流れる。これにより、発電プレート20a~20dで発生した電力を、第1の支持部31、第2の支持部32、第1の電極31a、第2の電極32a、及び回路基板50を介して音響出力器等に供給することができる。
(効果)
 このように実施の形態3によれば、発電装置201に外力が加えられた場合に、隣接する発電プレート20同士が同じ方向に沿って変形可能となるように、支持部30a~30hを配置したので、発電プレート20a~20dを略均一に変形させることができ、発電効率を向上させることができる。また、第1の電極31aと、当該第1の電極31aと電気的に接続された第1の支持部31(例えば、支持部30c、30e、30g、30h)と、第2の電極32aと、当該第2の電極32aと電気的に接続された第2の支持部32(例えば、支持部30a、30b、30d、30f)と、当該第1の電極31a及び当該第2の電極32aから電流が引き出される発電プレート20とを有する発電モジュール130a~130dを形成し、発電モジュール130a~130dの相互間に、絶縁部材60a、60nを設けたので、隣接する発電モジュール130間の電流の流れを遮断することができ、当該隣接する発電モジュール130間で短絡が発生することを防止することができる。
〔実施の形態に対する変形例〕
 以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
(解決しようとする課題や発明の効果について)
 まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。例えば、支持手段を電極として形成しづらい場合であっても、支持手段の電極形成を、従来とは異なる技術により従来と同様に達成できている場合には、本願発明の課題が解決されている。
(各実施の形態の組み合わせ)
 上記実施の形態1~3に示した構成については、同一の実施の形態の構成を複数組み合わせたり、あるいは異なる実施の形態の構成を相互に組み合わせたりすることができる。例えば、図15、図16に示すように、実施の形態3に係る発電装置201を複数組み合わせてもよい。具体的には、矩形状の発電プレート20から形成された発電装置201が、十字状に4体配置されている。また、各発電装置201における支持部30a~30hの配置については、図16に示すように、4体の発電装置201に共通する操作部40の受圧部41に外力が加えられた場合に、各発電装置201の発電プレート20a~20dすべてが変形可能となるように、当該支持部30a~30hが配置されている。このような構成により、発電量を一層向上させることが可能となる。あるいは、実施の形態2に係る発電装置101と実施の形態3に係る発電装置201とをそれぞれ組み合わせてもよい。
(発電装置の構成について)
 上記実施の形態2では、発電装置101は、筐体10の内部において、発電プレート20a~20dと、支持部30a~30eと、操作部40とを備え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、実施の形態2に係る発電装置101において、発電プレート20a~20dの一部のみ変形できるように、上述した発電装置101の構成要素に加えて、スペーサ70を備えて構成されてもよい。スペーサ70は、発電プレート20の変形を防止するための変形防止手段である。このスペーサ70は、当該スペーサ70の厚さが発電プレート20間の距離と略同一に形成された略板状体である。また、このスペーサ70の配置については、例えば、発電プレート20における第2の支持部32が設けられている側の側面において、第1の支持部31に対応する位置に、このスペーサ70は配置される(図17では、発電プレート20aの上側面における支持部30bに対応する位置に配置されている)。あるいは、これに限られず、発電プレート20における第1の支持部31が設けられている側の側面において、第2の支持部32に対応する位置に、このスペーサ70が配置されてもよい。これにより、発電装置101に外力が加えられた場合にも、スペーサ70が設けられた発電プレート20の変形を防止することができ、状況に応じて発電量を調整することができる。
(筐体について)
 上記実施の形態1~3では、筐体10のベース部11には、第1の固定部11a、第2の固定部11b、及び切欠部11cが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18に示すように、実施の形態1に係る発電装置1において、筐体10のベース部11に、さらにストッパー90が設けられてもよい。ストッパー90は、操作部40に外力が加えられた場合における当該操作部40の移動量を制限するための移動制限手段である。このストッパー90は、ベース部11の側壁の一部を内側に向けて略凸状に形成されたものであり、操作部40の移動量が所定量に達した場合に当該操作部40と当接する位置に配置される(なお、実施の形態2、3に係る発電装置についても同様とする)。これにより、発電プレート20a~20dが過大に変形することを防止でき、発電プレート20a~20dの破損等を低減することができる。なお、このストッパー90の設置位置は、ベース部11に限られず、例えば、筐体10のカバー部12であってもよい。
 また、上記実施の形態1~3では、筐体10のカバー部12と操作部40とが別体に形成されていると説明したが、これに限られない。例えば、図19に示すように、実施の形態1に係る発電装置1において、カバー部12と操作部40とが一体に形成されてもよい(なお、実施の形態2、3に係る発電装置についても同様とする)。このような構成により、操作部40の上下方向の長さを短くすることができ、発電装置1のコンパクト化を図ることができる。また、上記発電装置1の性能を向上させるために、以下の構成が採用されてもよい。具体的には、受圧部41の平面形状については、操作部40の操作性を向上させるために、実施の形態1の受圧部41の平面形状よりも大きな形状に設定されてもよい(例えば、伝達部42の平面形状と略同一の形状にて形成される等)。また、上記発電装置1のコンパクト化を一層図るために、発電プレート20の一部が第1の支持部と第2支持部との相互間に嵌め込まれるように、当該発電プレート20が配置されてもよい。また、上記発電装置1の製造性を向上させるために、支持部30g、30hは、ベース部11と一体形成されてもよい。また、発電プレート20の過大な変形を抑制するために、略環状にて形成されたストッパー90が操作部40に取り付けられてもよい。
(発電プレートについて)
 上記実施の形態1~3では、発電プレート20の形状は略円板状体であると説明したが、これに限られず、例えば方形状(例えば三角形、四角形、五角形等)、扇状等にて形成されてもよい。この場合において、圧電素子21及び振動板22の形状が、方形状(三角形、四角形、五角形等)や扇状等に形成されてもよい。
 また、上記実施の形態1~3では、発電プレート20の設置数が4体であると説明したが、これに限られず、例えば、2体若しくは3体であってもよく、又は4体以上であってもよい。
 また、上記実施の形態1~3では、振動板22の側面の一方に圧電素子21が設けられている(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22の両側面に圧電素子21が設けられてもよい(いわゆるバイモルフ型であってもよい)。
 また、上記実施の形態1~3では、発電プレート20は圧電素子21と振動板22とを備えて構成されると説明したが、例えば、圧電素子21を保護等するために、圧電素子21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22を省略してもよい。
 また、上記実施の形態1~3では、発電プレート20は、圧電素子21を備えていると説明したが、例えば、圧電素子21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、超磁歪等)を備えてもよい。
 また、上記実施の形態1~3では、発電プレート20a~20dの全部が積層状に重合され、且つ、当該発電プレート20a~20dの相互の重心が並設方向に沿って同一位置に位置するように、これら発電プレート20a~20dは並設されていると説明したが、これに限られない。例えば、発電プレート20a~20dの一部が積層状に重合されるように、これら発電プレート20a~20dは並設されてもよい。
(操作部について)
 上記実施の形態1~3では、操作部40は、受圧部41と、伝達部42とを備えていると説明したが、これに限られない。例えば、図20に示すように、実施の形態2に係る発電装置101において、発電プレート20a~20dがZ方向に沿って振動可能となるように、操作部40は、受圧部41に代えておもり80を備えて構成され、支持部30a~30eの各々は、発電プレート20に対して固定具又は接着剤等にて接続されてもよい。ここで、おもり80は、発電装置101の固有振動数を調整するものであり、例えば鋼材等にて形成された略方形状体であり(あるいは、略円柱状体、略球形状体であってもよい)、伝達部42に対して固定具等にて接続されている。このような構成により、図21に示すように、おもり80における上下移動に伴って、発電プレート20a~20dを変形させることができ、効率的な発電を行うことが可能となる。
(回路基板について)
 上記実施の形態1~3では、回路基板50は筐体10の外部に設けられていると説明したが、例えば、筐体10の内部に収容されてもよい。
(支持部の材質について)
 上記実施の形態1~3では、第1の支持部31及び第2の支持部32の材質については、発電プレート20で発生した電流を引き出すことができるように、発電プレート20よりも高強度な金属材料(例えば銅、鋼、ステンレス、アルミニウム等)等の導電材料が用いられていると説明したが、これに限られない。例えば、発電プレート20a~20dのうち、一部の発電プレート20の圧電素子21にプラス端子及びマイナス端子を接続して、プラス端子(又はマイナス端子)とリード線とを結線することで電流が引き出される場合には、当該発電プレート20を支持している第1の支持部31、又は第2の支持部32は、導電材料以外の材料(例えば樹脂材等の絶縁材料等)にて形成されてもよい。
(第1の支持部及び第2の支持部について)
 上記実施の形態2、3では、第1の支持部31における支持本体31bの平面形状は、略円弧状にて形成されていると説明したが、これに限られない。例えば、発電プレート20の平面形状が略方形状に形成されている場合には、支持本体31bの平面形状は略方形状にて形成されてもよい
 また、上記実施の形態1~3では、第2の支持部32における支持本体32bの平面形状は、略円弧状にて形成されていると説明したが、これに限られない。例えば、発電プレート20の平面形状が略方形状に形成されている場合には、支持本体32bの平面形状は略方形状にて形成されてもよい。
 また、上記実施の形態2では、図13に示すように、第1の支持部31は、発電プレート20の側面における右側の周縁位置に配置され、第2の支持部32は、発電プレート20の側面における左側の周縁位置に配置されていると説明したが、これに限られない。例えば、第1の支持部31及び第2の支持部32は、発電プレート20の側面における左側の周縁位置に配置されてもよい(あるいは、発電プレート20の側面における右側の周縁位置に配置されてもよい)。この場合において、絶縁部材60a、60bの配置については、例えば、絶縁部材60aは、発電プレート20の側面における右側の周縁位置において、当該発電プレート20と当接するように配置される。また、絶縁部材60bは、発電プレート20の側面における左側の周縁位置において、第1の支持部31における発電プレート20側とは反対側の側面と当接するように配置される。
(変形抑制部について)
 上記実施の形態1では、第1の電極31aに、変形抑制部31dが設けられていると説明したが、変形抑制部31d以外の構成で、第1の電極31aの短絡を防止してもよい。例えば、第1の電極31aに、絶縁シートが設けられてもよい。絶縁シートは、例えば樹脂材等の絶縁材料にて形成された略シート状体であり、第1の電極31aの側面における発電プレート20の振動板22と対向する部分を覆うように配置され、第1の電極31aに対して接着剤等にて固定される。
 また、上記実施の形態1では、第1の電極31aの両側面に、変形抑制部31dが設けられていると説明したが、例えば、第1の電極31aの側面の一方に、変形抑制部31dが設けられてもよい。また、発電プレート20の変形を確実に抑制できるように、第1の電極31aの側面の一方に、変形抑制部31dが複数設けられてもよい。
 1、101、201 発電装置
 10 筐体
 11 ベース部
 11a 第1の固定部
 11b 第2の固定部
 11c 切欠部
 12 カバー部
 12a 押圧部
 12b 開口
 20、20a~20d 発電プレート
 21 圧電素子
 22 振動板
 30、30a~30h 支持部
 31 第1の支持部
 31a 第1の電極
 31b 第1の当接部
 31c 第2の当接部
 31d 変形抑制部
 31e 支持本体
 31f 支持本体固定部
 32 第2の支持部
 32a 第2の電極
 32b 支持本体
 32c 支持本体固定部
 33 第3の支持部
 33a 支持本体
 33b 支持本体固定部
 40 操作部
 41 受圧部
 42 伝達部
 50 回路基板
 51 マイナス端子
 52 プラス端子
 53 整流部
 53a ダイオード
 54 コンデンサ
 55 出力端子
 60、60a、60b 絶縁部材
 70 スペーサ
 80 おもり
 90 ストッパー
 130、130a、130b、130c、130d 発電モジュール
 

Claims (8)

  1.  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であり、又は、可撓性を有する略板状の導電性部材と当該導電性部材の少なくとも一方の側面に固定された前記発電素子とを有する発電プレートであって、相互に間隔を隔てて重合状に並設された複数の発電プレートと、
     前記複数の発電プレートの相互間に設けられ、前記複数の発電プレートを支持する複数の支持手段と、を備え、
     当該発電装置に外力が加えられた場合に、前記複数の発電プレートの少なくとも一部が前記複数の発電プレートの並設方向に沿って変形可能となるように、前記複数の支持手段を配置し、
     前記複数の発電プレートの少なくとも一部のうち、少なくとも一つの前記発電プレートの側面の一方と当接された前記支持手段を導電材料にて形成し、当該支持手段に対して外部に当該発電プレートで発生した電流を引き出すための第1の電極を当該支持手段と一体又は別体に形成すると共に、当該発電プレートの側面の他方と当接された前記支持手段を導電材料にて形成し、当該支持手段に対して外部に当該発電プレートで発生した電流を引き出すための第2の電極であって、前記第1の電極とは極性が異なる第2の電極を当該支持手段と一体又は別体に形成し、
     前記第1の電極と電気的に接続された前記支持手段を、前記発電プレートの側面における略中央位置又は略周縁位置に配置すると共に、前記第2の電極と電気的に接続された前記支持手段を、当該発電プレートの側面における略周縁位置に配置した、
     発電装置。
  2.  前記第1の電極と電気的に接続された前記支持手段を、前記発電プレートの側面における略中央位置に配置し、
     前記第1の電極と電気的に接続された前記支持手段は、
     前記第1の電極と一体に設けられた第1の当接部であって、当該支持手段に支持された一対の前記発電プレートの一方と当接する第1の当接部と、
     前記第1の電極と一体に設けられた第2の当接部であって、前記一対の発電プレートの他方と当接する第2の当接部と、を備えた、
     請求項1に記載の発電装置。
  3.  前記第1の電極と電気的に接続された前記支持手段を、前記発電プレートの側面における略中央位置に配置し、
     前記発電プレートは、前記導電性部材と当該導電性部材の一方の側面に固定された前記発電素子とを有するものであり、
     前記第1の電極と前記発電プレートの前記導電性部材とが当接することによって、当該第1の電極が短絡することを防止するための短絡防止手段を、当該第1の電極に設けた、
     請求項1に記載の発電装置。
  4.  前記短絡防止手段は、前記第1の電極と前記発電プレートの前記導電性部材との当接を防止するように、前記発電プレートの変形を抑制するための変形抑制手段である、
     請求項3に記載の発電装置。
  5.  前記第1の電極と電気的に接続された前記支持手段を、前記発電プレートの側面における略周縁位置に配置し、
     当該発電装置に外力が加えられた場合に、隣接する前記発電プレート同士が異なる方向に沿って変形可能となるように、前記複数の支持手段を配置した、
     請求項1に記載の発電装置。
  6.  前記第1の電極と電気的に接続された前記支持手段を、前記発電プレートの側面における略周縁位置に配置し、
     当該発電装置に外力が加えられた場合に、隣接する前記発電プレート同士が同じ方向に沿って変形可能となるように、前記複数の支持手段を配置し、
     前記第1の電極と、当該第1の電極と電気的に接続された前記支持手段と、前記第2の電極と、当該第2の電極と電気的に接続された前記支持手段と、当該第1の電極及び当該第2の電極から電流が引き出される前記発電プレートとを有する発電モジュールを複数形成し、
     前記複数の発電モジュールの相互間に、絶縁部材を設けた、
     請求項1に記載の発電装置。
  7.  前記第1の電極と電気的に接続された前記支持手段を、前記発電プレートの側面における略周縁位置に配置し、
     前記第1の電極と電気的に接続された前記支持手段、又は前記第2の電極と電気的に接続された前記支持手段を、前記発電プレートの周縁の一部に略沿った形状にて形成した、
     請求項1に記載の発電装置。
  8.  当該発電装置に外力が加えられた場合に、自己が移動することによって前記複数の発電プレートに対して当該外力を伝達するための操作手段と、
     当該発電装置に外力が加えられた場合に、前記操作手段の移動量を制限するための移動制限手段と、を備えた、
     請求項1から7のいずれか一項に記載の発電装置。
     
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