WO2018100859A1 - 発電装置 - Google Patents

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WO2018100859A1
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adsorbent
generation unit
unit
rotation fulcrum
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孝平 不動
澤田　昌樹
孝也 中村
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
    • H10N30/304—Beam type
    • H10N30/306—Cantilevers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/88—Mounts; Supports; Enclosures; Casings

Definitions

  • This disclosure relates to a power generation device used for a self-supporting electronic device or the like.
  • the conventional power generation device includes an activation unit, an adsorbent, and a cantilevered power generation unit.
  • the power generation unit generates power by vibrating.
  • the adsorbent is coupled to the activation unit and interlocks with the activation unit.
  • the starting part is adsorb
  • the starting unit moves in a direction orthogonal to the initial power generation unit (hereinafter simply referred to as an orthogonal direction).
  • an orthogonal direction As a result, the adsorbent also moves in the same direction as the activation unit. That is, the power generation unit bends as the adsorbent moves.
  • Patent Document 1 As prior art document information related to the disclosure of this application, for example, Patent Document 1 is known.
  • the power generation device includes an adsorbent, an activation unit that moves from a start point toward an end point, and a cantilever-shaped power generation unit that generates power by vibration. And when the said starting part moves toward the said end point from the said starting point, the said adsorption body adsorb
  • FIG. 1A is a schematic diagram of the power generation device 11.
  • FIG. 1B is a perspective view of the power generation device 11.
  • the power generation device 11 includes an activation unit 21 and a power generation unit 22.
  • the power generation unit 22 has a cantilever shape.
  • the electric power generation part 22 starts a vibration and generates electric power, when the starting part 21 moves.
  • the starting unit 21 has an adsorbent 211. And if the starting part 21 moves, the adsorption
  • the adsorbent 211 When the adsorbent 211 moves from the start point toward the end point, the adsorbent 211 adsorbs the power generation unit 22 by magnetic force. When the adsorbent 211 moves toward the end point while adsorbing the power generation unit 22, the power generation unit 22 bends. The power generation unit 22 tilts as the power generation unit 22 bends. When the adsorbent 211 further moves toward the end point, the adsorbent 211 is detached from the power generation unit 22 on the way. By the separation of the adsorbent 211, the power generation unit 22 starts to vibrate. And the adsorption body 211 of the starting part 21 is comprised so that it may incline in the direction in alignment with the inclination of the electric power generation part 22. FIG.
  • the adsorbent 211 of the activation unit 21 is inclined in a direction along the inclination of the power generation unit 22 as the activation unit 21 moves. Therefore, it can suppress that the contact area of the adsorption body 211 and the electric power generation part 22 reduces with the movement of the adsorption body 211.
  • FIG. 1 the adsorbent 211 of the activation unit 21 is inclined in a direction along the inclination of the power generation unit 22 as the activation unit 21 moves. Therefore, it can suppress that the contact area of the adsorption body 211 and the electric power generation part 22 reduces with the movement of the adsorption body 211.
  • the power generation device 11 may include a case 23 as shown in FIG. 1A.
  • the starting unit 21 and the power generation unit 22 are accommodated in the case 23.
  • the tip of the starting part 21 penetrates the case 23 and protrudes from the case 23 toward the outside.
  • the power generation unit 22 is configured, for example, by forming a piezoelectric element film on the surface of a metal plate.
  • the metal plate (beam portion 222) of the power generation unit 22 is formed of an elastic member.
  • the power generation unit 22 has a cantilever shape, and is fixed to the case 23 by a root portion 2221 (fixed end).
  • the power generation unit 22 is arranged in the case 23 so that a gap having a magnitude larger than the amplitude of the power generation unit 22 exists between the power generation unit 22 and the case 23.
  • a spacer portion 231 and the like are provided between the root portion 2221 of the power generation unit 22 and the upper surface of the case 23.
  • the spacer portion 231 is preferably formed integrally with the case 23.
  • the spacer portion 231 may be configured as a separate part from the case 23.
  • the power generation unit 22 is fixed inside the case 23 via a space
  • the adsorbent 211 has an adsorption surface 2111 on the power generation unit 22 side.
  • the attracting surface 2111 is attracted to the power generation unit 22 by a magnetic force.
  • the adsorbent 211 is preferably a magnet.
  • the power generation unit 22 includes an adsorbent 221.
  • the power generation unit 22 preferably includes an adsorbent 221.
  • the adsorbent 221 has an adsorbing surface 2211 on the starter 21 side of the power generation unit 22.
  • the suction surface 2211 is disposed at a position facing the suction surface 2111.
  • the adsorbent 221 is formed of a magnetic material.
  • the adsorption surface 2111 of the adsorption body 211 is adsorbed to the adsorption surface 2211 of the adsorption body 221.
  • the power generation unit 22 in the range where the adsorbent 211 is attached is less likely to bend. Therefore, the adsorption surface 2111 adsorbs without any gap from the adsorption surface 2211.
  • the adsorbent 221 is formed of a magnetic material, but is not limited to this configuration. Both the adsorbent 211 and the adsorbent 221 may be magnets. However, in this case, the magnetic pole of the adsorbent 221 and the magnetic pole of the adsorbent 211 need to be arranged so that different poles face each other.
  • the adsorbent 221 may be a magnet and the adsorbent 211 may be formed of a magnetic material.
  • FIG. 2A is a perspective view of the activation unit 21.
  • FIG. 2A also shows a partially enlarged view.
  • FIG. 2A is different from the orientation shown in FIG. 1B.
  • the adsorbent 211 of the activation unit 21 is disposed in the holding unit 214, the adsorbent 211 is not illustrated in FIG. 2A for easy understanding of the holding configuration.
  • FIG. 2B is a schematic diagram of a cross-section in the width direction of the main part of the starting unit 21 shown in FIG. 2A.
  • the holding unit 214 holds the adsorbent 211. Further, the adsorbent 211 and the adsorbent 221 are adsorbed.
  • the starting unit 21 preferably has a first rotation fulcrum 212.
  • the activation unit 21 rotates around the first rotation fulcrum 212. Therefore, the adsorbent 211 rotates around the first rotation fulcrum 212 when the starter 21 moves.
  • the starting part 21 was set as the structure rotated about the 1st rotation fulcrum 212, it is not restricted to this structure, It is good also as a cantilever which used one side of the starting part 21 as a fixed end.
  • the fixed end (not shown) of the starting unit 21 or the first rotation fulcrum 212 (hereinafter collectively referred to as a fulcrum) is disposed closer to the base of the power generation unit 22 than the adsorbent 211. It is preferable. With this configuration, when the starting unit 21 moves from the start point to the end point (from the upper side to the lower side in FIG. 1A), the adsorbent 211 can rotate so as to tilt in a direction along the inclination of the power generation unit 22. it can.
  • the adsorbent 211 of the starting part 21 and the first rotation fulcrum 212 have a rod shape extending in a straight line.
  • the tip end side from the adsorbent 211 of the activation unit 21 may be appropriately formed into a shape that can be easily operated by an operator or an operation article.
  • the starting unit 21 may include a conversion mechanism such as a cam mechanism or a crank mechanism. In these structures, it can comprise so that the moving direction of the starting part 21 may become reverse. In other words, the start point can be set below the drawing and the end point can be set above the drawing.
  • the adsorbent 211 may be rotated so that the tip of the starter 21 moves linearly.
  • the starting unit 21 preferably further includes a second rotation fulcrum 213.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a cross-section in the length direction of the main part of the activation unit 21 shown in FIG. 2A. What is necessary is just to form the 2nd rotation fulcrum 213 in the starting part 21 so that the adsorption body 211 can rotate. Then, the adsorbent 211 rotates around the second rotation fulcrum 213. Therefore, it is preferable to provide the holding part 214 in the starting part 21.
  • the holding unit 214 holds the adsorbent 211.
  • a second rotation fulcrum 213 is formed on the holding portion 214. With this configuration, the adsorbent 211 rotates around the second rotation fulcrum 213 in the holding unit 214.
  • the adsorbent 211 rotates about the second rotation fulcrum 213 as a fulcrum according to the movement of the activation unit 21 and tilts in a direction along the inclination of the power generation unit 22. Therefore, when the adsorbent 211 is moved, a decrease in the area where the adsorbent 211 and the power generation unit 22 are in contact can be suppressed. In a state where the power generation unit 22 and the adsorbent 211 are adsorbed, variation in the adsorption force between the power generation unit 22 and the adsorbent 211 can be reduced.
  • both end portions of the adsorbent 211 protrude from the beam portion 222 and the adsorbent 221 of the power generation unit 22 in the width direction.
  • both end portions of the adsorbent 211 extend to the holding portion 214.
  • the second rotation fulcrum 213 is in contact with both ends of the adsorbent 211 while the adsorbent 211 and the adsorbent 221 are adsorbed. In this state, the adsorbent 221 is adsorbed on the central portion of the adsorbent 211.
  • the 2nd rotation fulcrum 213 should just be formed in the starting part 21 so that the adsorption body 211 can rotate.
  • the 2nd rotation fulcrum 213 is arrange
  • the second rotation fulcrum 213 may be disposed so as to contact the surface of the adsorbent 211 opposite to the adsorbing surface 2111. Furthermore, the second rotation fulcrum 213 may be formed on the adsorbent 211. However, the second rotation fulcrum 213 needs to be configured so that the adsorbent 211 can rotate along the inclination of the adsorption surface 2211.
  • a space for allowing the adsorbent 211 to rotate is provided closer to the fixed end of the power generation unit 22 than the second rotation fulcrum 213.
  • the adsorbent 211 rotates about the second rotation fulcrum 213, the side closer to the fixed end of the power generation unit 22 than the second rotation fulcrum 213 of the adsorbent 211 enters the gap.
  • the second rotation fulcrum 213 is formed by a protrusion.
  • the 2nd rotation fulcrum 213 formed in the starting part 21 shown in FIG. 3 is formed of the level
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing a cross section of the holding portion 214 in the length direction.
  • the second rotation fulcrum 213 is preferably in contact with the suction surface 2111 at the tip. With this configuration, the adsorbent 211 can rotate around the protrusion or the tip of the stepped portion.
  • the case 23 preferably further includes a peeling portion 232 as shown in FIG. 1A.
  • the peeling unit 232 causes the distal end 2321 of the peeling unit 232 to hit the power generation unit 22, and causes the activation unit 21 to be separated from the power generation unit 22.
  • this configuration it is possible to further suppress variations in the point at which the power generation unit 22 separates from the activation unit 21.
  • FIGS. 4A to 6C are explanatory diagrams of the operation of the power generation apparatus 11.
  • FIGS. In addition, about the same structure, the same code
  • FIG. 4A shows a state where the activation unit 21 is located at the start point.
  • the adsorbent 221 is adsorbed by the adsorbent 211. That is, the suction surface 2111 and the suction surface 2211 are in contact with each other.
  • FIG. 4B shows a state in which the activation unit 21 is moving from the start point toward the end point, and shows a state before the activation unit 21 is detached from the power generation unit 22.
  • the point where the starting unit 21 leaves the power generation unit 22 is referred to as a “leaving point”. That is, FIG. 4B shows a state before the departure point.
  • the starter 21 moves around the first rotation fulcrum 212 while rotating from the start point to the end point.
  • the adsorbent 211 and the adsorbent 221 move while being adsorbed. Therefore, the adsorbent 221 moves toward the end point together with the adsorbent 211.
  • the power generation unit 22 is a cantilever, bending occurs on the free end side of the power generation unit 22 (corresponding to the left side in FIG. 4A), and the suction surface 2211 is inclined.
  • the adsorbent 211 can rotate around the first rotation fulcrum 212 of the starter 21. Therefore, the suction surface 2111 rotates in a direction along the inclination of the suction surface 2211. That is, the suction surface 2111 is also tilted.
  • FIG. 4C shows a separation point between the starting unit 21 and the power generation unit 22.
  • the power generation unit 22 hits the tip 2321 of the peeling unit 232 in the middle of the start unit 21 from the start point to the end point. That is, the power generation unit 22 is prevented from further moving in the direction of the end point by the peeling unit 232.
  • the activation unit 21 can move to the end point beyond the departure point.
  • the starter 21 moves beyond the separation point
  • the adsorption state between the adsorbent 211 and the adsorbent 221 is released.
  • the power generation unit 22 starts to vibrate when the power generation unit 22 is detached from the activation unit 21.
  • the power generation unit 22 starts power generation.
  • FIG. 4D shows a state where the activation unit 21 is located at the end point.
  • the power generation unit 22 continues free vibration, and then the vibration amplitude gradually attenuates.
  • an attractive force is generated between the adsorbent 211 and the adsorbent 221 by the magnetic force.
  • the adsorption body 211 activation unit 21
  • the adsorption body 211 is caused by the suction force between the adsorption body 211 and the adsorption body 221.
  • the adsorbent 221 power generation unit 22
  • the activation unit 21 returns from the end point to the start point, and returns to the initial state shown in FIG. 4A. Even if the adsorbing state between the adsorbing body 211 and the adsorbing body 221 is eliminated by the peeling unit 232, the adsorbing body 211 is sucked by the adsorbing body 221, and thus the adsorbing body 211 is prevented from falling.
  • FIG. 5A to FIG. 5C are diagrams illustrating an operation in which the adsorbent 211 rotates about the second rotation fulcrum 213 according to the state of the activation unit 21.
  • 6A to 6C are diagrams illustrating the inclination of the adsorbent 211 and the adsorbent 221 according to the state of the activation unit 21 and the adsorbing state.
  • the state in which the starter 21 is located at the starting point is shown in FIGS. 5A and 6A.
  • the adsorbent 221 is adsorbed by the adsorbent 211 as shown in FIG. 4A. That is, the suction surface 2111 and the suction surface 2211 are in contact with each other.
  • FIGS. 5A to 5C are cross-sectional views in the length direction at the end portion in the width direction of the starting portion 21.
  • FIG. 2B the adsorbent 211 is wider than the adsorbent 221. Therefore, in the cross-sectional views shown in FIGS. 5A to 5C, the adsorbent 211 is disclosed as in FIG. 3, but the adsorbent 221 is not disclosed.
  • 5B and 6B show a state at the same timing as FIG. 4B.
  • 5C and 6C show states at the same timing as FIG. 4C.
  • the adsorption surface 2211 is inclined.
  • the adsorbent 211 can rotate with the second rotation fulcrum 213 as a fulcrum. Therefore, the suction surface 2111 rotates with the second rotation fulcrum 213 as a fulcrum. That is, the adsorption surface 2111 is inclined in a direction along the inclination of the adsorption surface 2211.
  • the suction surface 2111 and the suction surface 2211 are maintained in the suctioned state while the starter 21 moves from the start point to the separation point. Therefore, in the power generation device 11, the occurrence of variations in the adsorption force between the adsorbent 211 and the adsorbent 221 is suppressed. In addition, the power generation device 11 can reduce variations in the position where the starting unit 21 and the power generation unit 22 are separated (detachment point). As a result, since the variation in the amplitude of the power generation unit 22 can be reduced, the power generation unit 22 can reduce the variation in the power generation amount.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram of the power generation apparatus 12 using the starting unit 31 of another example.
  • the power generation device 12 can use an activation unit 31 instead of the activation unit 21 illustrated in FIG. 1A.
  • the starting part 21 shown to FIG. 1A is a structure rotated, the starting part 31 moves to linear form. This point is different from the activation unit 21.
  • the starting part 31 has the 2nd rotation fulcrum 213 (refer FIG. 5A etc.).
  • the starting part 31 and the starting part 21 shown to FIG. 1A are the same by the structure which rotates the adsorption body 211 centering on the 2nd rotation fulcrum 213.
  • FIG. 1A is a conceptual diagram of the power generation apparatus 12 using the starting unit 31 of another example.
  • the power generation device 12 can use an activation unit 31 instead of the activation unit 21 illustrated in FIG. 1A.
  • the starting part 21 shown to FIG. 1A is a structure rotated, the starting part 31 moves to linear form. This point is different from the activation
  • the adsorbent 211 tilts in a direction along the inclination of the adsorbent 221 in accordance with the movement of the starting unit 31. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in the area where the adsorbent 211 and the adsorbent 221 come into contact with each other when the activation unit 31 moves. Therefore, the dispersion
  • the amplitude width of the power generation unit 22 is stabilized, and the power generation amount in the power generation unit 22 can be stabilized.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram of a power generator using a starter 41 of still another example.
  • FIG. 8 shows a state where the activation unit 41 is located at the start point.
  • the power generation device 13 can use an activation unit 41 instead of the activation unit 21 illustrated in FIG. 1A.
  • the activation unit 41 includes an adsorbent 211. And it is the same as that of other embodiment that the adsorption surface 2111 of the adsorption body 211 adsorb
  • the adsorbent 211 of the starter 41 is rotated only by the first rotation fulcrum 212.
  • the activation unit 41 includes a yoke 414.
  • the yoke 414 is coupled to a surface (surface 2112) opposite to the adsorption surface 2111 of the adsorption body 211. With this configuration, the adsorption force between the adsorbent 221 and the adsorbent 211 is improved.
  • the yoke 414 further includes a bent portion 4141 that is bent into an L shape and extends. And a part of bending part 4141 is arrange
  • width direction and “length direction” are only used for easy understanding of the embodiment, and merely indicate a relative positional relationship.
  • the power generation apparatus includes an adsorbent 211, and includes an activation unit 21 that moves from a start point toward an end point, and a cantilever-shaped power generation unit 22 that generates power by vibration.
  • the adsorbent 211 adsorbs the power generation unit 22 (adsorbent 221).
  • the power generation unit 22 bends and tilts as the adsorbent 211 and the power generation unit 22 (adsorption unit 221) of the activation unit 21 move toward the end point while adsorbing.
  • the adsorbent 211 is detached from the power generation unit 22 (adsorbent 221), the adsorbent 221 starts to vibrate.
  • the adsorbent 211 is inclined in a direction along the inclination of the power generation unit 22 (adsorbent 221).
  • the electric power generation part 22 of this Embodiment mentioned above forms the adsorption body 221 and the beam part 222 with another member, it does not necessarily need to form with another member.
  • the starting unit 21 may have the first rotation fulcrum 212 closer to the fixed end of the power generation unit 22 than the adsorbent 211.
  • the adsorbent 211 of the activation unit 21 is configured such that when the activation unit 21 moves from the start point toward the end point, the activation unit 21 rotates about the first rotation fulcrum 212, thereby generating the power generation unit 22 (adsorption body 221). It tilts in the direction along the tilt.
  • the starting unit 21 may have the second rotation fulcrum 213, and the adsorbent 211 may be configured to rotate around the second rotation fulcrum 213.
  • the second rotation fulcrum 213 may be a protrusion provided on the starter 21 or a tip of a step provided on the starter 21.
  • the adsorbent 211 has an adsorption surface 2111 formed on the power generation unit 22 side, the second rotation fulcrum 213 is provided on the activation unit 21, and the second rotation fulcrum 213 contacts the adsorption surface 2111. Touch.
  • the power generation apparatus has an effect that the power generation amount of the power generation unit can be stabilized, and is useful when used for a self-supporting electronic device or the like.

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

Abstract

本開示の発電装置は、吸着体を有し、始点から終点に向かって移動する起動部と、振動することによって発電する片持ち梁状の発電部と、を有する。そして、前記起動部が前記始点から前記終点に向かって移動する時、前記吸着体が前記発電部を吸着し、前記起動部の前記吸着体と前記発電部とが吸着しながら前記終点に向かって移動することで、前記発電部は、撓み、かつ、傾き、前記吸着体が前記発電部から離脱することで、前記吸着体は振動を開始し、前記吸着体は、前記発電部の傾きに沿う方向に傾く。

Description

発電装置
　本開示は、自立型の電子機器等に用いられる発電装置に関する。
　以下、従来の発電装置について説明する。従来の発電装置は、起動部と、吸着体と、片持ち梁状の発電部を含む。発電部は、振動することによって発電する。吸着体は、起動部に結合されており、起動部に連動する。そして起動部は、始点に位置した状態で、発電部と磁力によって吸着されている。起動部は、初期状態の発電部と直交する方向（以下、単に直交方向）へ移動する。これにより、吸着体も起動部と同じ方向へと移動する。すなわち、発電部は、吸着体の移動に伴って撓む。そして、起動部が終点へ移動すると、吸着体と発電部との吸着が外れる。そして、発電部が吸着体から離脱することで、発電部は振動を開始する。なお、この出願の開示に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００６－１５８１１３号公報
　本開示の一態様の発電装置は、吸着体を有し、始点から終点に向かって移動する起動部と、振動することによって発電する片持ち梁状の発電部と、を有する。そして、前記起動部が前記始点から前記終点に向かって移動する時、前記吸着体が前記発電部を吸着し、前記起動部の前記吸着体と前記発電部とが吸着しながら前記終点に向かって移動することで、前記発電部は、撓み、かつ、傾き、前記吸着体が前記発電部から離脱することで、前記吸着体は振動を開始し、前記吸着体は、前記発電部の傾きに沿う方向に傾く。
本開示の実施の形態における発電装置の模式図 本開示の実施の形態における発電装置の斜視図 本開示の実施の形態における起動部の斜視図 本開示の実施の形態における保持部の要部拡大断面図 本開示の実施の形態の他の例の保持部の要部拡大断面図 本開示の実施の形態の発電装置の動作を説明する図 本開示の実施の形態の発電装置の動作を説明する図 本開示の実施の形態の発電装置の動作を説明する図 本開示の実施の形態の発電装置の動作を説明する図 本開示の実施の形態の発電装置の動作を説明する図 本開示の実施の形態の発電装置の動作を説明する図 本開示の実施の形態の発電装置の動作を説明する図 本開示の実施の形態の発電装置の動作を説明する図 本開示の実施の形態の発電装置の動作を説明する図 本開示の実施の形態の発電装置の動作を説明する図 本開示の実施の形態の変形例１の発電装置の概念図 本開示の実施の形態の変形例２の発電装置の概念図
　以下、発電装置の実施形態について図面を参照して説明する。なお、実施の形態において同じ符号を付した構成要素は同様の動作を行うので、再度の説明を省略する場合がある。
　本実施の形態において、「前」、「後」、「幅方向」、「長さ方向」等の方向を示す用語については、相対的な位置関係を示しているだけであり、それに限定されるものではない。
　（実施の形態１）
　［発電装置１１の構成］
　図１Ａは、発電装置１１の模式図である。図１Ｂは、発電装置１１の斜視図である。以下、発電装置１１について、図１Ａおよび図１Ｂを参照しながら説明する。発電装置１１は、起動部２１、発電部２２を有している。発電部２２は、片持ち梁状である。そして、発電部２２は、起動部２１が移動することによって振動を開始し、発電する。起動部２１は、吸着体２１１を有している。そして、起動部２１が移動すると、吸着体２１１の吸着面２１１１は、始点から終点に向って移動する。
　吸着体２１１が始点から終点に向かって移動する時、吸着体２１１は発電部２２を磁力によって吸着する。吸着体２１１が発電部２２を吸着しながら終点に向かって移動すると、発電部２２は撓む。発電部２２が撓むことで、発電部２２は傾く。そして、吸着体２１１が終点に向かって更に移動すると、途中で、吸着体２１１は発電部２２から離脱する。この吸着体２１１の離脱によって、発電部２２は振動し始める。そして、起動部２１の吸着体２１１は、発電部２２の傾きに沿う方向に傾くように構成されている。
　以上の構成により、起動部２１が移動するのに応じて、起動部２１の吸着体２１１は発電部２２の傾きに沿う方向に傾く。よって、吸着体２１１の移動にともなって、吸着体２１１と発電部２２との接触面積が減少するのを抑制できる。
　つまり、本開示の発電装置１１は、発電部２２と吸着体２１１とが吸着している状態における、発電部２２と吸着体２１１との間での吸着力のばらつきを小さくできる。同時に、発電部２２と吸着体２１１とが離脱する時の位置のばらつきを抑制できる。よって、発電装置１１では、発電部２２の振幅幅を安定させ、発電部２２の発電量を安定させることができる。
　［発電装置１１の構成の具体例］
　以下、発電装置１１の具体的な構成について図１Ａ～図３を参照しながら詳細に説明する。発電装置１１は、図１Ａに示すようにケース２３を含んでいても良い。起動部２１と発電部２２は、ケース２３内に収納されている。ただし、起動部２１の先端部は、ケース２３を貫通して、ケース２３から外部に向かって突出している。
　発電部２２は、たとえば金属板の表面などに圧電素子膜を形成することで構成されている。発電部２２の金属板（梁部２２２）は、弾性部材によって形成されている。発電部２２に用いる金属板（梁部２２２）としては、たとえばステンレスがある。発電部２２は、片持ち梁状であり、根元部２２２１（固定端）でケース２３に固定されている。なお、発電部２２とケース２３との間に発電部２２の振幅以上の大きさの空隙が存在するように発電部２２はケース２３内に配置されている。発電部２２の根元部２２２１とケース２３の上面との間に、スペーサ部２３１などが設けられている。スペーサ部２３１は、ケース２３と一体に形成することが好ましい。なお、スペーサ部２３１は、ケース２３と別々の部品として構成しても良い。発電部２２はスペーサ部２３１を介してケース２３の内部に固定されている。
　吸着体２１１は発電部２２側に吸着面２１１１を有している。吸着面２１１１は、発電部２２に磁力によって吸着される。発電部２２が磁性体材料によって形成されている場合、吸着体２１１が磁石であることが好ましい。本実施の形態の発電装置１１においては、発電部２２は吸着体２２１を含む。なお、発電部２２は、吸着体２２１を含むことが好ましい。吸着体２２１は、発電部２２の起動部２１側に吸着面２２１１を有している。そして、吸着面２２１１は、吸着面２１１１と対向する位置に配置されている。吸着体２２１は、磁性体材料によって形成される。これにより、吸着体２１１の吸着面２１１１は、吸着体２２１の吸着面２２１１へ吸着される。この構成により、吸着体２１１が装着された範囲の発電部２２は、曲がりにくくなる。したがって、吸着面２１１１は吸着面２２１１と隙間なく吸着する。
　なお、上述した実施の形態では、吸着体２２１が磁性体材料で形成されているが、この構成に限られない。吸着体２１１および吸着体２２１の両方が磁石であっても良い。但し、この場合、吸着体２２１の磁極と吸着体２１１の磁極とは、異なる極が対向するように配置される必要がある。
　別の構成として、吸着体２２１が磁石であって、吸着体２１１が磁性体材料によって形成されても良い。
　図２Ａは、起動部２１の斜視図である。図２Ａには部分拡大図も示している。
　なお、図２Ａが示す向きは、図１Ｂが示す向きとは異なっている。保持部２１４には、起動部２１の吸着体２１１が配置されるが、図２Ａでは、保持の構成を分かり易くするため、吸着体２１１は図示していない。
　図２Ｂは、図２Ａに示す起動部２１の要部における幅方向の断面の概略図である。図２Ｂでは保持部２１４が吸着体２１１を保持している。また、吸着体２１１と吸着体２２１とが吸着している。
　図２Ａに示すように、起動部２１は第一の回転支点２１２を有することが好ましい。この構成により、起動部２１は、第一の回転支点２１２を中心として回動する。したがって、吸着体２１１は、起動部２１の移動の際に、第一の回転支点２１２を中心として回動する。なお、起動部２１は、第一の回転支点２１２を支点として回動する構成としたが、この構成に限られず、起動部２１の一方を固定端とした片持ち梁としても良い。これらの場合、起動部２１の固定端（図示せず）または第一の回転支点２１２（以下、総称して支点）は、吸着体２１１よりも発電部２２の根元に近い側に配置されていることが好ましい。この構成により、起動部２１が始点から終点に向かって（図１Ａでは上方から下方に向かって）移動すると、吸着体２１１は、発電部２２の傾きに沿う方向に傾くように回動することができる。
　なお、起動部２１の吸着体２１１と第一の回転支点２１２との間は、一直線に伸びた棒状であることが好ましい。一方、起動部２１の吸着体２１１から先端側は、適宜、操作者あるいは操作物によって操作しやすい形状に成形されていれば良い。さらに、起動部２１は、カム機構または、クランク機構などの変換機構を含んでいても良い。これらの構成では、起動部２１の移動方向が逆になるように構成することができる。つまり、始点を図面の下方とし、終点を図面の上方にすることができる。吸着体２１１を回動させ、起動部２１の先端部は直線状に移動するような構成にすることもできる。
　起動部２１は、さらに第二の回転支点２１３を含むことが好ましい。図３は、図２Ａに示す起動部２１の要部における長さ方向の断面の概略図である。第二の回転支点２１３は、吸着体２１１を回転可能なように起動部２１に形成すれば良い。そして、吸着体２１１は、第二の回転支点２１３を中心に回動する。そのために、起動部２１に保持部２１４を設けることが好ましい。保持部２１４は、吸着体２１１を保持する。そして、保持部２１４に第二の回転支点２１３が形成されている。この構成により、吸着体２１１は、保持部２１４内で、第二の回転支点２１３を支点として回動する。
　以上の構成により、吸着体２１１は、起動部２１の移動に応じて、第二の回転支点２１３を支点として回動して、発電部２２の傾きに沿う方向に傾く。したがって、吸着体２１１の移動の際に、吸着体２１１と発電部２２とが接触する面積の減少を抑制できる。発電部２２と吸着体２１１とが吸着している状態において、発電部２２と吸着体２１１との間での吸着力のばらつきを小さくできる。その結果、発電部２２の吸着体２１１から離脱する位置のばらつきを抑制できるので、発電部２２の振幅幅が安定し、発電部２２での発電量を安定させることができる。
　また、図２Ｂに示す通り、吸着体２１１の両端部は、幅方向において発電部２２の梁部２２２および吸着体２２１から突出している。
　そして、吸着体２１１の両端部は、保持部２１４にまで伸びている。そして、吸着体２１１と吸着体２２１とが吸着されている状態で、第二の回転支点２１３は、吸着体２１１の両端部に当接している。この状態において、吸着体２２１は、吸着体２１１の中央部に吸着している。
　なお、第二の回転支点２１３は、吸着体２１１が回動可能なように起動部２１に形成されていれば良い。第二の回転支点２１３は、吸着体２１１の吸着面２１１１に当接するように配置されているが、この構成に限られない。第二の回転支点２１３は、吸着面２１１１とは反対側の吸着体２１１の面に当接するように配置されても良い。さらには、第二の回転支点２１３は、吸着体２１１に形成されていても構わない。ただし、第二の回転支点２１３は、吸着面２２１１の傾きに沿うように吸着体２１１が回動できるように構成する必要がある。第二の回転支点２１３よりも発電部２２の固定端に近い側に、吸着体２１１が回転できるための空隙を設けている。そして、吸着体２１１が第二の回転支点２１３を支点として回動する際、吸着体２１１における第二の回転支点２１３よりも発電部２２の固定端に近い側が、空隙に入り込む。
　[第二の回転支点２１３の別の例]
　次に、第二の回転支点２１３の別の構成について説明する。上述した図２Ａに示す保持部２１４の構成では、第二の回転支点２１３は、突起によって形成されている。一方、図３に示す起動部２１に形成されている第二の回転支点２１３は段差部によって形成されている。
　図３は、保持部２１４の長さ方向の断面を示す概念図である。第二の回転支点２１３は、先端部で吸着面２１１１に当接していることが好ましい。この構成により、吸着体２１１は、突起または段差部の先端部を中心として回動できる。
　[ケース２３の構成]
　ケース２３は、図１Ａに示すように、さらに引き剥がし部２３２を含むことが好ましい。引き剥がし部２３２は、起動部２１の移動によって発電部２２が撓んだ際に、引き剥がし部２３２の先端２３２１が発電部２２に当たって、起動部２１を発電部２２から離脱させる。この構成により、発電部２２が起動部２１からの離脱する点のばらつきをさらに抑制できる。
　[発電装置１１の発電動作]
　次に、発電装置１１が発電する動作について図４Ａ～図６Ｃを参照しながら、説明する。図４Ａ～図４Ｄと、図５Ａ～図５Ｃ、および図６Ａ～図６Ｃは、発電装置１１の動作説明図である。なお、同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する場合がある。
　まず、図４Ａ～図４Ｄを参照しながら、第一の回転支点２１２に係る起動部２１の動作について説明する。図４Ａは、起動部２１が始点に位置している状態を示している。この状態では、吸着体２２１は吸着体２１１に吸着されている。すなわち、吸着面２１１１と吸着面２２１１とは、接触している。
　図４Ｂは、起動部２１が始点から終点方向へ向かって移動している状態を示しており、起動部２１が発電部２２からの離脱する前の状態を示している。以下、起動部２１が発電部２２から離脱する点を『離脱点』と表す。つまり、図４Ｂは離脱点より前の状態を示している。起動部２１は、第一の回転支点２１２を中心として、始点から終点に向かって回動しながら移動する。この時、吸着体２１１と吸着体２２１は吸着したままの状態で移動する。よって、吸着体２２１は、吸着体２１１とともに終点方向へ向かって移動する。発電部２２は片持ち梁であるので、発電部２２の自由端側（図４Ａでは左側に相当）に撓みが生じて、吸着面２２１１に傾きが生じる。一方、吸着体２１１は、起動部２１の第一の回転支点２１２を中心に回動できる。したがって、吸着面２１１１は、吸着面２２１１の傾きに沿う方向へと回動する。つまり、吸着面２１１１も、傾いた状態となる。
　図４Ｃは、起動部２１と発電部２２との離脱点を示している。起動部２１が始点から終点へと向う途中で、発電部２２が引き剥がし部２３２の先端２３２１に当たる。すなわち、発電部２２は、引き剥がし部２３２によって、発電部２２がさらに終点方向へと移動することが阻止される。一方、起動部２１は、離脱点を越えて、終点まで移動できる。起動部２１が離脱点を越えて移動することによって、吸着体２１１と吸着体２２１との吸着状態は解除される。その後、発電部２２が起動部２１から離脱することで、発電部２２は振動し始める。発電部２２が振動することで、発電部２２が発電を開始する。
　図４Ｄは、起動部２１が終点に位置している状態を示している。この状態において、発電部２２は自由振動を継続し、その後、徐々に振動の振幅が減衰する。この間も、吸着体２１１と吸着体２２１との間には、磁力によって吸引力が発生している。そして、起動部２１への操作（起動部２１が終点に向かって押される力）が解除されると、吸着体２１１と吸着体２２１との間の吸引力によって、吸着体２１１（起動部２１）と吸着体２２１（発電部２２）は互いに吸着する。この構成により、起動部２１は終点から始点へと復帰し、図４Ａに示す初期状態へと戻る。吸着体２１１と吸着体２２１との吸着状態が引き剥がし部２３２によって解消されても、吸着体２１１は吸着体２２１に吸引されているので、吸着体２１１が落下することは、抑制される。
　［第二の回転支点の詳細説明］
　次に、図５Ａ～図５Ｃと、図６Ａ～図６Ｃを参照しながら、第二の回転支点２１３による動作を説明する。図５Ａ～図５Ｃは、起動部２１の状態に応じて、吸着体２１１が、第二の回転支点２１３を支点として回動する動作を説明する図である。図６Ａ～図６Ｃは、起動部２１の状態に応じた吸着体２１１と吸着体２２１との傾きと、吸着状態を説明する図である。起動部２１が始点に位置している状態を図５Ａ、図６Ａに示している。図５Ａ、図６Ａに示す状態では、図４Ａに示すように吸着体２２１は、吸着体２１１に吸着されている。すなわち、吸着面２１１１と吸着面２２１１とは、接触している。
　また、図５Ａ～図５Ｃは、起動部２１の幅方向の端部における長さ方向の断面図である。図２Ｂに示すように、吸着体２１１の幅は吸着体２２１より広い。よって、図５Ａ～図５Ｃに示す断面図には、図３と同様、吸着体２１１は開示されるが、吸着体２２１は開示されない。
　図５Ｂおよび図６Ｂは、図４Ｂと同じタイミングでの状態を示している。また、図５Ｃ、図６Ｃは、図４Ｃと同じタイミングでの状態を示している。図４Ｂの状態および図４Ｃの状態において、吸着面２２１１は、傾いた状態になっている。一方、吸着体２１１は、第二の回転支点２１３を支点として回動できる。したがって、吸着面２１１１が第二の回転支点２１３を支点として回動している。つまり、吸着面２１１１は、吸着面２２１１の傾きに沿う方向に傾いた状態になっている。従って、起動部２１が始点から離脱点まで移動する間、吸着面２１１１と吸着面２２１１とが吸着した状態が維持される。従って、発電装置１１は、吸着体２１１と吸着体２２１との吸着力のばらつきなどの発生が抑制される。また、発電装置１１は、起動部２１と発電部２２とが離脱する位置(離脱点)のばらつきも小さくできる。その結果、発電部２２の振幅のばらつきを小さくできるので、発電部２２は発電量のばらつきを小さくできる。
　（実施の形態の変形例１）
　図７は、他の例の起動部３１を用いた発電装置１２の概念図である。発電装置１２は、図１Ａに示す起動部２１に代えて、起動部３１を用いることができる。図１Ａに示す起動部２１は回動する構成であるが、起動部３１は直線状に移動する。この点が、起動部２１と異なっている。この場合、起動部３１が、第二の回転支点２１３（図５Ａなど参照）を有している。そして、起動部３１と図１Ａに示す起動部２１は、吸着体２１１を第二の回転支点２１３を中心に回動させる構成で同様である。
　以上の構成により、直線的に移動する起動部３１においても、起動部３１の移動に応じて、吸着体２１１は吸着体２２１の傾きに沿う方向に傾く。したがって、起動部３１の移動の際に、吸着体２１１と吸着体２２１とが接触する面積の減少を抑制できる。したがって、吸着体２２１と吸着体２１１とが吸着されている状態での、吸着体２２１と吸着体２１１との間での吸着力のばらつきを小さくできる。その結果、吸着体２２１が吸着体２１１から離脱する位置のばらつきを抑制できるので、発電部２２の振幅幅が安定し、発電部２２での発電量を安定させることができる。
　（実施の形態の変形例２）
　図８は、さらに他の例の起動部４１を用いた発電装置の概念図である。なお、図８は、起動部４１が始点に位置している状態を示している。発電装置１３は、図１Ａに示す起動部２１に代えて、起動部４１を用いることができる。なお、起動部４１は、吸着体２１１を含んでいる。そして、吸着体２１１の吸着面２１１１が、吸着面２２１１と吸着することは、他の実施の形態と同様である。起動部４１の吸着体２１１は、第一の回転支点２１２によってのみ回動する。また、起動部４１は、ヨーク４１４を含んでいる。ヨーク４１４は、吸着体２１１の吸着面２１１１とは反対側の面（面２１１２）に結合されている。この構成により、吸着体２２１と吸着体２１１との吸着力が向上する。
　ヨーク４１４は、さらにＬ字型に折れ曲がって伸びた折れ曲がり部４１４１を含んでいる。そして、折れ曲がり部４１４１の一部は、吸着体２２１における発電部２２の先端側の面（側面２２１２）と対向するように配置されている。この構成により、吸着体２２１と吸着体２１１との間の吸着力を向上できる。
　なお、本開示は、上述した実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本開示の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
　また、『幅方向』、『長さ方向』などの方向を示す用語は、実施の形態を理解しやすいように用いただけであり、相対的な位置関係を示しているだけである。
　（まとめ）
　本開示の発電装置は、吸着体２１１を有し、始点から終点に向かって移動する起動部２１と、振動することによって発電する片持ち梁状の発電部２２と、を有する。そして、起動部２１が始点から終点に向かって移動する時、吸着体２１１が発電部２２（吸着体２２１）を吸着する。起動部２１の吸着体２１１と発電部２２（吸着体２２１）とが吸着しながら終点に向かって移動することで、発電部２２は、撓み、かつ、傾く。吸着体２１１が発電部２２(吸着体２２１)から離脱することで、吸着体２２１は振動を開始する。吸着体２１１は、発電部２２(吸着体２２１)の傾きに沿う方向に傾く。
　なお、上述した本実施の形態の発電部２２は、吸着体２２１と梁部２２２を別の部材で形成しているが、必ずしも別部材で形成する必要はない。
　また、本開示の発電装置においては、起動部２１が、吸着体２１１よりも発電部２２の固定端に近い側に第一の回転支点２１２を有していても良い。起動部２１の吸着体２１１は、起動部２１が始点から終点に向かって移動する時、起動部２１が第一の回転支点２１２を中心に回動することで、発電部２２（吸着体２２１）の傾きに沿う方向に傾く。
　更に、本開示の発電装置においては、起動部２１が、第二の回転支点２１３を有し、吸着体２１１が、第二の回転支点２１３を中心に回動するように構成しても良い。
　なお、第二の回転支点２１３は、起動部２１に設けられた突起部、または、起動部２１に設けられた段差部の先端、であっても良い。
　そして、吸着体２１１は、発電部２２側に形成された吸着面２１１１を有し、第二の回転支点２１３は、起動部２１に設けられ、第二の回転支点２１３は、吸着面２１１１に当接する。
　以上のように、本開示にかかる発電装置は、発電部の発電量を安定させることができるという効果を有し自立型の電子機器等に用いると有用である。
　１１，１２，１３　発電装置
　２１，３１，４１　起動部
　２２　発電部
　２３　ケース
　２１１，２２１　吸着体
　２１２　第一の回転支点
　２１３　第二の回転支点
　２１４　保持部
　２２２　梁部
　２３１　スペーサ部
　２３２　引き剥がし部
　４１４　ヨーク
　２１１１，２２１１　吸着面
　２１１２　面
　２２１２　側面
　２２２１　根元部
　２３２１　先端
　４１４１　折れ曲がり部

Claims (5)

  1. 　吸着体を有し、始点から終点に向かって移動する起動部と、
    　振動することによって発電する片持ち梁状の発電部と、
    を備え
    　前記起動部が前記始点から前記終点に向かって移動する時、前記吸着体が前記発電部を吸着し、
    　前記起動部の前記吸着体と前記発電部とが吸着しながら前記終点に向かって移動することで、前記発電部は、撓み、かつ、傾き、
    　前記吸着体が前記発電部から離脱することで、前記吸着体は振動を開始し、
    　前記吸着体は、前記発電部の傾きに沿う方向に傾く、
    発電装置。
  2. 前記起動部は、
    　前記吸着体よりも前記発電部の固定端に近い側に第一の回転支点を有し、
    前記起動部の前記吸着体は、
    　前記起動部が前記始点から前記終点に向かって移動する時、前記起動部が前記第一の回転支点を中心に回動することで、前記発電部の傾きに沿う方向に傾く、
    請求項１記載の発電装置。
  3. 　前記起動部は、第二の回転支点を有し、
    　前記吸着体は、前記第二の回転支点を中心に回動する、
    請求項１記載の発電装置。
  4. 　前記第二の回転支点は、前記起動部に設けられた突起部、または、前記起動部に設けられた段差部の先端である、
    請求項３記載の発電装置。
  5. 　前記吸着体は、前記発電部側に形成された吸着面を有し、
    　前記第二の回転支点は、前記起動部に設けられ、
    　前記第二の回転支点は、前記吸着面に当接する、
    請求項４記載の発電装置。
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