WO2018220725A1 - 重錘体素子、及び、重錘体付き振動発電素子の製造方法 - Google Patents

重錘体素子、及び、重錘体付き振動発電素子の製造方法 Download PDF

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WO2018220725A1
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WO
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power generation
weight
vibration
groove
generation element
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PCT/JP2017/020157
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English (en)
French (fr)
Inventor
岡田　和廣
美穂 岡田
Original Assignee
株式会社 トライフォース・マネジメント
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a weight element that is joined to a vibration power generation element having a vibration body and a support body that supports the vibration body via an elastic body, and provides a weight body to the vibration body. Furthermore, the present invention relates to a method of manufacturing a vibration power generation element with a weight body in which a weight body is joined to a vibration body.
  • a vibration power generation element that generates power by vibration is described in, for example, Patent Documents 1 and 2, and includes a vibration body and a support body that supports the vibration body via an elastic body.
  • the vibration power generation element generates power by causing the vibration body to vibrate with respect to the support body by vibration generated in the arranged environment.
  • An example of the vibration power generation element is an electret power generation element.
  • This electret power generation element is formed into a predetermined shape by, for example, etching a Si substrate or an SOI substrate.
  • the vibrating body, the elastic body, and the support body are formed of a single Si substrate or SOI substrate.
  • the elastic body configured to be narrow is particularly easily damaged in the manufacturing process.
  • the elastic body may be configured to be strong (spring constant is increased).
  • the resonance frequency of the vibrating body supported by the support via the elastic body is increased. For this reason, there is a concern that the resonance frequency and a frequency that frequently occurs in an environment where the vibration power generation element is used are deviated, and efficient power generation cannot be performed.
  • Increasing the mass of the vibrating body is effective for reducing the resonance frequency of the vibrating body while making the elastic body strong, but increasing the size of the vibrating body reduces the mass of the vibrating body. If it is increased, the vibration power generation element becomes larger, which further increases the manufacturing cost.
  • the applicant of the present application in Japanese Patent Application No. 2017-022388, increases the weight of the vibrating body including the weight body by joining the weight body to the vibrating body, and the resonance thereof. Propose to reduce the frequency.
  • an object of the present invention is to provide a weight element capable of realizing a weight joining method excellent in productivity.
  • an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a power generating element with a weight body that is excellent in productivity by using the weight body element.
  • the present invention is a weight element that is joined to a vibration power generation element having a vibration body and a support body that supports the vibration body via an elastic body, and provides a weight body to the vibration body.
  • the connecting portion has a third surface located on the first surface side, located on the second surface side with respect to the first surface,
  • a groove having a predetermined width is provided on the third surface of the connecting portion so as to surround an outer periphery of the vibrating body joint portion.
  • the vibration body joint portion and the support body joint portion can be easily divided by forming a cut in the weight element joined to the vibration power generation element with a predetermined cutting tool along the groove. be able to. Therefore, a weight element capable of realizing a weight body bonding method excellent in productivity can be provided by the above configuration.
  • the groove may surround only one outer periphery of the vibrating body joint portion.
  • the groove may include a first groove that surrounds the outer periphery of the vibrating body joint portion and a second groove that surrounds the outer periphery of the first groove.
  • the connection portion can be removed from the weight substrate by forming the cut along the first groove and the second groove.
  • the first groove may be formed along an edge of the third surface on the vibration member joint side. In this case, it is possible to divide the vibrating body joint portion and the entire connecting portion through the first groove.
  • the second groove may be formed along an edge of the third surface on the support joint side. In this case, the entire groove portion can be removed from the weight element by the step of cutting the first groove and the second groove.
  • the groove may be formed along an edge of the third surface on the support joint side. In this case, the mass of the weight body provided to the vibration power generation element can be maximized.
  • the vibration power generation element and the weight element may have a rectangular shape in which the contour lines of the surfaces to be joined have the same dimensions. In this case, positioning when joining the weight body element to the vibration power generation element is easy.
  • the vibrating body joint portion may have a rectangular shape on the outline of the first surface. In this case, since the first groove is formed in a straight line, the step of cutting along the first groove is easy.
  • the support body joint portion may surround the outer periphery of the vibration body joint portion. In this case, since the support joint portion can be joined over the entire circumference of the support of the vibration power generation element, stronger joining can be realized.
  • the present invention is a method of manufacturing a vibration power generation element with a weight body
  • the vibration body power generation unit is configured so that the vibration body joint portion is joined to the vibration body of the vibration power generation element, and the support body joint portion is joined to the support body of the vibration power generation element.
  • the above-described weight body element is joined to the vibration power generation element, and the vibration body joint portion functioning as the weight body is joined to the vibration body by cutting into the groove of the weight body element. It can be easily cut out in a state in which it is left. That is, according to the present invention, by using the above-described weight element, it is possible to provide a method for manufacturing a power generation element with a weight body that is excellent in productivity.
  • the present invention is a method of manufacturing a vibration power generation element with a weight body,
  • the vibration body joint portion is joined to the vibration body of the vibration power generation element, and the support body joint portion is joined to the support body of the vibration power generation element.
  • the weight element is formed with a first notch that communicates from the second surface to the first groove, and the connecting part is closer to the support joint part than the first groove.
  • the above-described weight body element is joined to the vibration power generation element, and the first and second grooves of the weight body element are cut, so that the vibrator joint portion functioning as a weight body. Can be easily cut out in a state of being bonded to the vibrating body. That is, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a power generating element with a weight body that is excellent in productivity by using the weight element described above.
  • the weight element is formed with a first notch that communicates from the second surface to the first groove, and the connecting part is closer to the support joint part than the first groove.
  • the weight element is formed with a second cut that communicates from the second surface to the second groove, and the vibration member joining portion side of the connecting portion is closer to the vibrating body joining portion.
  • the above-described weight body element is joined to the vibration power generation element, and the first and second grooves of the weight body element are cut, so that the vibrator joint portion functioning as a weight body. Can be easily cut out in a state of being bonded to the vibrating body. That is, according to the present invention, by using the above-described weight element, it is possible to provide a method for manufacturing a power generation element with a weight body that is excellent in productivity.
  • the above manufacturing method is a first protective body that covers a surface of the vibration power generation element that is opposite to a surface to which the weight element is bonded, and a first protective body main body that covers the vibration body; Preparing a first protector having a first joint that surrounds the outer periphery of the first protector body and is joined to the support; A first protective body joint that joins the first protective body to the vibration power generation element, such that the first protective body body covers the vibrating body, and the first joint portion is joined to the support body. Process, May be further provided.
  • the first protective body of the first protective body may have a recess for avoiding interference with the vibrating body. In this case, since the vibrating body does not contact the first protective body, it can vibrate stably with respect to the support body.
  • the first protector has a groove on a surface on the vibrating body side at a position different from the first protector body,
  • the groove portion is provided with a shallow groove and a deep groove formed along an edge of the shallow groove and having a depth deeper than the shallow groove.
  • the groove portion is formed by forming a cut in the first protective body from the surface opposite to the surface on the vibration power generation element side to the deep groove.
  • the method may further include a step of separating the slab from other parts.
  • the first protector has a rectangular shape with a contour line of a surface joined to the vibration power generation element,
  • the groove may be provided in a region including two opposing edges of the rectangle.
  • the region in the vicinity of the two opposing sides provided with the second recess is divided and removed.
  • a protrusion may be formed in at least one of a region facing the vibration power generation element in the first protection body and a region facing the first protection body in the vibration body of the vibration power generation element.
  • the first protective body can be effectively functioned as a stopper for the vibrating body.
  • the manufacturing method is a second protector that covers the second surface of the weight body element, and surrounds the outer periphery of the second protector body, a second protector body that covers the vibrating body joint, Preparing a second protector having a second joint joined to the support joint; Joining the second protector to the weight element so that the second protector body covers the front vibrator joint and the second joint is joined to the support joint; Protective body joining process; May be further provided.
  • the second protective body of the second protective body may have a recess for avoiding interference with the vibrating body joint. In this case, since the weight body does not contact the second protective body, it can vibrate stably with respect to the support body.
  • a protrusion may be formed in at least one of a region of the second protective body facing the vibration body joint portion and a region of the vibration body joint portion facing the second protective body. In this case, when the plate-like structure vibrates, the second protector can effectively function as a stopper for the plate-like structure.
  • an example of the vibration power generation element is an electret power generation element.
  • the above manufacturing method includes a step of preparing a vibration power generation element substrate on which a plurality of vibration power generation elements are formed, Preparing a weight element substrate on which a plurality of weight elements are formed; Joining the vibration power generation element substrate and the weight element substrate, and Each weight element and each vibration power generation element may be formed so as to correspond to each other one to one when the respective substrates are joined.
  • an electret power generating element with a weight body can be efficiently manufactured.
  • the above manufacturing method prepares a first protection substrate on which a plurality of first protection bodies are formed to cover the surface of the vibration power generation element opposite to the surface to which the weight element is bonded.
  • Process Preparing a second protective substrate on which a plurality of second protective bodies covering the second surface of the weight element are formed; Bonding the first protection substrate to the vibration power generation element substrate, and bonding the second protection substrate to the weight element substrate.
  • Each first protection body is formed to correspond to each vibration power generation element in a one-to-one correspondence when the first protection substrate is bonded to the vibration power generation element substrate.
  • Each second protector may be formed to correspond to each weight element in a one-to-one correspondence when the second protection substrate is bonded to the weight element substrate.
  • the electret power generating element with a weight body to which the first protective body and the second protective body are joined can be efficiently manufactured.
  • the weight body element is joined to the vibration power generation element, and the vibration body is formed by cutting the weight body element with the predetermined cutting tool along the first groove and the second groove.
  • the joint portion and the support joint portion can be easily divided. That is, according to the present invention, it is possible to provide a weight body element capable of realizing a weight body joining method excellent in productivity.
  • the above-described weight body element is bonded to the vibration power generation element, and the vibration body joint portion functioning as the weight body is formed by cutting the groove of the weight body element. It can be easily cut out in a state where it is bonded to. That is, according to the present invention, by using the above-described weight element, it is possible to provide a method for manufacturing a power generation element with a weight body that is excellent in productivity.
  • FIG. 1A is a schematic plan view of the vibration power generation element
  • FIG. 1B is a schematic cross-sectional view along the X axis of FIG.
  • FIG. 2A is a schematic plan view of the vibration power generation element
  • FIG. 2B is a schematic cross-sectional view along the X axis of FIG.
  • FIG. 2A is a schematic plan view which shows the weight element by the 1st Embodiment of this invention.
  • FIG. 2A is a sectional view taken along line [3]-[3] in FIG. 2A.
  • FIG. 2B is a sectional view taken along line [4]-[4] in FIG. 2A.
  • FIG. 5 it is a schematic sectional drawing for demonstrating the process of forming a notch in a weight element. It is a schematic sectional drawing which shows the state which completed the process of FIG. It is a schematic sectional drawing which shows the state from which the groove part was removed after the process of FIG. It is a schematic bottom view of an upper protector.
  • FIG. 10 is a sectional view taken along line [10]-[10] in FIG.
  • FIG. 10 is a sectional view taken along line [11]-[11] in FIG.
  • FIG. 13 is a sectional view taken along line [13]-[13] in FIG.
  • FIG. 1 It is a schematic sectional drawing for demonstrating the process of joining a lower protector to the electret electric power generating element with a weight body of FIG. It is a schematic sectional drawing for demonstrating the process of joining an upper protection body to the electret electric power generating element with a weight body of FIG. It is a schematic plan view of the electret power generation element with a weight body of FIG. It is a schematic sectional drawing for demonstrating the process of forming a cut toward the deep groove of an upper protection body. It is a schematic sectional drawing for demonstrating the process of removing the edge area
  • FIG. 23 is a cross-sectional view taken along line [23]-[23] in FIG.
  • FIG. 24 is a sectional view taken along line [24]-[24] in FIG.
  • FIG. 23 is a schematic bottom view of FIG. 22. It is a schematic sectional drawing for demonstrating the process of joining the weight body element of FIG. 22 to the electret electric power generation element of FIG. In FIG.
  • FIG. 26 it is a schematic sectional drawing for demonstrating the process of forming a notch in a weight element. It is a schematic sectional drawing which shows the state which completed the process of FIG. It is a schematic sectional drawing which shows the electret electric power generation element with a weight body stored in the package. It is a schematic sectional drawing which shows the modification of the electret electric power generating element with a weight body shown in FIG.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a vibration power generation element to which a weight element 100 (see FIG. 2A) according to an embodiment of the present invention is joined.
  • FIG. 1A is a schematic plan view of the vibration power generation element
  • FIG. 1B is a schematic cross-sectional view along the X axis of FIG.
  • the vibration power generation element shown in FIG. 1 is the electret power generation element 1 exemplified in Japanese Patent Application No. 2017-22388.
  • the electret power generating element 1 is fixed with respect to an XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system, and is displaceable with respect to the frame-like structure 80 arranged on the XY plane, and the frame-like structure 80.
  • the Z-axis direction is the height direction
  • the Z-axis positive side is called the upper side
  • the Z-axis negative side is called the lower side.
  • the plate-like structure 70 has a rectangular shape when viewed from the Z-axis direction, and a displacement convex portion is provided on each side surface corresponding to two sides extending in parallel with the Y-axis among the four sides constituting the rectangle. 71 and 72 are provided.
  • the first displacement outer surface 70a when the side surface that intersects with the positive X axis among the side surfaces corresponding to the two sides extending in parallel with the Y axis is the first displacement outer surface 70a, the first displacement outer surface 70a includes the X axis Three first displacement projections 71 projecting in the positive direction are provided.
  • a side surface intersecting with the negative X axis among the side surfaces corresponding to two sides extending in parallel with the Y axis is a second displacement outer surface 70b
  • the second displacement outer surface 70b protrudes in the negative direction of the X axis.
  • Three second displacement projections 72 are provided.
  • the plate-like structure 70 has an upper surface 70e and a lower surface 70f parallel to the XY plane.
  • the frame-shaped structure 80 is a rectangular frame-shaped member as viewed from the Z-axis direction, and at least one fixed protrusion is formed on the inner surface of the plate-shaped structure 70 facing the first and second displacement outer surfaces 70a, 70b. Portions 81 and 82 are provided.
  • the first fixed inner surface 80a is provided with three first fixed convex portions 81 protruding in the negative X-axis direction.
  • the second fixed inner surface 80b is the second fixed inner surface 80b
  • the second fixed inner surface 80b is provided with three second fixed projections 82 projecting in the positive direction of the X-axis.
  • the number of the first and second fixed protrusions 81 and 82 is not limited to three, and it is sufficient that the same number as the corresponding number of the displacement protrusions 71 and 72 is provided.
  • the top surface (X-axis positive side surface) of the first displacement convex portion 71 and the top surface (X-axis negative side surface) of the first fixed convex portion 81 are both parallel to the YZ plane. .
  • a first electret material layer 75 is formed on one top surface via an electret electrode layer (not shown), and a first counter electrode layer 85 is formed on the other top surface. Is formed.
  • the first electret material layer 75 is formed on the top surface of the first displacement convex portion 71, and the surface of the first fixed inner surface 80 a including the top surface of the first fixed convex portion 81.
  • the 1st counter electrode layer 85 is formed in this.
  • the first counter electrode layer 85 is electrically connected to the first pad P ⁇ b> 1 that is an electrode terminal via a wiring formed on the frame-shaped structure 80.
  • the top surface (X-axis negative side surface) of the second displacement convex portion 72 and the top surface (X-axis positive side surface) of the second fixed convex portion 82 are both parallel to the YZ plane.
  • a second electret material layer 76 is formed on one top surface via an electret electrode layer (not shown), and a second counter electrode layer 86 is formed on the other top surface. Is formed.
  • the second electret material layer 76 is formed on the top surface of the second displacement convex portion 72, and the surface of the second fixed inner surface 80 b including the top surface of the second fixed convex portion 82.
  • a second counter electrode layer 86 is formed.
  • the second counter electrode layer 86 is electrically connected to the second pad P ⁇ b> 2 that is an electrode terminal via a wiring formed on the frame-shaped structure 80.
  • the electret material layer 75 may be formed over the entire first and second displacement outer surfaces 70a, 70b.
  • an orthographic projection image obtained by projecting the first electret material layer 75 onto the YZ plane and a portion formed on the top surface of the first fixed convex portion 81 in the first counter electrode layer 85 are represented as the YZ plane. It is exactly the same as the orthographic projection image projected onto. Further, an orthographic projection image obtained by projecting the second electret material layer 76 onto the YZ plane and an orthographic projection obtained by projecting the portion formed on the top surface of the second fixed convex portion 82 of the second counter electrode layer 86 onto the YZ plane. It is exactly the same as the projected image.
  • Electret electrode layers (not shown) disposed between the first and second electret material layers 75 and 76 and the first and second displacement outer surfaces 70a and 70b are formed on elastic deformation bodies 91 to 94 described later. It is connected to an appropriate power generation circuit via the wired wiring.
  • the plate-like structure 70 and the frame-like structure 80 are arranged so that the plate-like structure 70 can be displaced in all directions of the X axis, the Y axis, and the Z axis.
  • the elastic deformation bodies 91 to 94 of the book are connected as follows. That is, one end of each of the elastic deformation bodies 91 to 94 is fixed to the fixed support points b1, b2, b3, and b4 defined at the inner corners of the frame-like structure 80, and the other end thereof is the plate-like structure. It is fixed to the displacement support points a1, a2, a3, a4 defined at the corners of 70.
  • each elastic deformable body 91 to 94 is constituted by an elongated linear structure having a thickness smaller than the thickness of the plate-like structure 70 and the thickness of the frame-like structure 80. Yes.
  • the electret power generating element 1 shown in FIG. 1 has a structure in which a plate-like structure 70 as a single mass is supported by a frame-like structure 80 via elastic deformation bodies 91 to 94.
  • the vibration of 70 has a single resonance frequency fr.
  • the resonance frequency fr is determined by the mass of the plate-like structure 70 and the spring constants of the elastic deformation bodies 91 to 94.
  • the spring constant is defined as a combined spring constant of the elastic deformation bodies 91 to 94 according to the vibration direction of interest. It will be.
  • the elastic deformation bodies 91 to 94 are constructed robustly (with a large spring constant), and the resonance frequency of the electret power generation element 1 and the frequency that frequently occurs in the environment in which the electret power generation element 1 is used. Mass is added to the plate-like structure 70 of the electret power generating element 1 using the weight element 100 as shown below.
  • FIG. 2A is a schematic plan view showing the weight element 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • 3 is a cross-sectional view taken along line [3]-[3] in FIG. 2A
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line [4]-[4] in FIG. 2A.
  • the weight element 100 As shown in FIGS. 2A to 4, the weight element 100 according to the present embodiment is joined to the electret power generation element 1 described in ⁇ 1, and provides a weight body to the plate-like structure 70. .
  • the weight element 100 has one surface 101 (the front surface in FIG. 2A, the upper surface in FIGS. 3 and 4) joined to the electret power generation device 1 and the one surface 101 on the opposite side.
  • the other surface 102 which is a surface, the vibrating body joint portion 10 joined to the plate-like structure 70 as a vibrator, and a frame which is positioned away from the vibrator joint portion 10 and supports the plate-like structure 70
  • the support joint portion 20 joined to the structural structure 80, and a connecting portion that is located between the vibrator joint portion 10 and the support joint portion 20 and connects the vibrator joint portion 10 and the support joint portion 20 to each other. 30.
  • the weight element 100 is partitioned by the connecting portion 30 into the vibrator joint portion 10 and the support joint portion 20 surrounding the outer periphery thereof.
  • an XYZ three-dimensional coordinate system having the origin O as the center of the weight element 100 is defined.
  • This coordinate system is separate from the coordinate system in FIG. 1, but when the weight element 100 is joined to the electret power generation element 1, each of the X, Y, and Z in the coordinate system shown in FIG. It is defined so that the axial direction and the X, Y, and Z axial directions in FIGS. 2A to 4 are parallel to each other, and in particular, the Z axis is coincident.
  • the vibrator joint portion 10 has a rectangular shape when viewed from the Z-axis direction.
  • the orthogonal projection image projected on the XY plane substantially matches the contour line of the orthogonal projection image obtained by projecting the plate-like structure 70 of the electret power generation element 1 on the XY plane. Is configured to do.
  • the support joint 20 has a frame shape in which both the inner edge and the outer edge have a rectangular outline when viewed from the Z-axis direction. It surrounds the outer periphery of.
  • the support joint portion 20 of the present embodiment is configured such that the orthographic projection image projected onto the XY plane substantially matches the orthographic projection image obtained by projecting the frame-like structure 80 of the electret power generating element 1 onto the XY plane.
  • the contour of the outer edge of the orthographic projection image obtained by projecting the support joint 20 on the XY plane and the contour of the outer edge of the orthographic projection image obtained by projecting the electret power generation element 1 on the XY plane are exactly the same. Configured to match.
  • the connecting portion 30 is provided in the entire gap between the vibrating body joint portion 10 and the support body joint portion 20, and is a rectangular frame-like region surrounding the vibrating body joint portion 10.
  • the orthogonal projection image projected on the XY plane substantially matches the orthogonal projection image obtained by projecting the gap portion between the plate-like structure 70 and the frame-like structure 80 of the electret power generation element 1 on the XY plane. It is configured as follows.
  • the connecting portion 30 has a flat surface 31 having a predetermined width located on the upper side and below the one surface 101.
  • the flat surface 31 includes a first groove 32 formed along an edge portion on the vibrating body joint portion 10 side, a second groove 33 formed along an edge portion on the support body joint portion 20 side, and Is formed.
  • the connecting portion 30 of the present embodiment is sandwiched between the first groove 32 and the second groove 33 formed on the inner peripheral edge and the outer peripheral edge, and the first groove 32 and the second groove 33, respectively.
  • a flat surface 31 formed in the region is sandwiched between the first groove 32 and the second groove 33 formed on the inner peripheral edge and the outer peripheral edge, and the first groove 32 and the second groove 33, respectively.
  • the flat surface 31 of the present embodiment is formed with a certain depth. Further, the first groove 32 and the second groove 33 are also formed with a certain depth. However, it is not limited to such a form, and in other embodiments, the depth of the groove may change along the extending direction of the groove.
  • FIG. 2B is a schematic plan view showing a modified example of the weight element 100 of FIG. 2A.
  • the first groove 32 and the second groove 33 are different from the weight element 100 shown in FIG. 2A and traverse in the vertical and horizontal directions of the rectangular weight element 100a.
  • Each of the four grooves is composed of a total of eight grooves 32a, 32b, 33a, 33b.
  • the two grooves 32b positioned on the inner side among the four grooves 32b and 33b extending in the vertical direction and the two positioned on the inner side among the four grooves 32a and 33a extending in the horizontal direction.
  • the rectangular region surrounded by a total of four grooves, including the two grooves 32 a, is the vibrator joint portion 10.
  • a region outside the rectangular region surrounded by the remaining four grooves 33a and 33b is the support joint portion 20.
  • Such grooves 32a, 32b, 33a, 33b crossing the weight element 100a are easier to form than forming the rectangular grooves 32, 33 shown in FIG. 2A.
  • first groove 32 and the second groove 33 and the flat surface 31 have different depths in the Z-axis direction. It is difficult to chemically form such grooves 32 and 33 and flat surfaces having different depths by etching. Therefore, the first groove 32 and the second groove 33 may be formed by a dicing saw and the flat surface 31 may be chemically etched. The same applies to the modification shown in FIG. 2B.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining a process of joining the weight body element 100 of FIG. 2A to the electret power generation element 1 of FIG. 1
  • FIG. 6 is a view cut into the weight body element 100 in FIG.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a state in which the process of FIG. 6 is completed
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the connecting portion 30 after the process of FIG. It is a schematic sectional drawing which shows the state from which was removed.
  • the vibration power generation element with a weight body described here is a power generation element in which the weight body is joined to the plate-like structure 70 of the electret power generation element 1 by the weight body element 100.
  • an XYZ three-dimensional coordinate system having the origin at the center of the junction region between the electret power generating element 1 and the weight element 100 is defined.
  • This coordinate system is separate from the coordinate systems in FIGS. 1 to 4, but the X, Y, and Z axial directions of those coordinate systems and the X, Y, and Z axes in FIGS. It is defined so that the axial directions are parallel to each other, and in particular, the Z-axis is coincident.
  • the weight element 100 is joined to the lower surface of the electret power generating element 1 (the surface on the negative side of the Z-axis in FIG. 1).
  • the lower surface of the electret power generation element 1 means a surface of the electret power generation element 1 opposite to the side on which the elastic deformation bodies 91 to 94 are formed.
  • the weight element 100 is oriented such that one surface 101 on which the grooves 32 and 33 are formed faces the electret power generating element 1, It joins to the said electret electric power generation element 1 so that it may join to the plate-shaped structure 70, and the support body junction part 20 may be joined to the frame-shaped structure 80.
  • the connecting portion 30 corresponds to the gap between the plate-like structure 70 and the frame-like structure 80 of the electret power generation element 1 (the region where the elastic deformation bodies 91 to 94 are formed). Thus, it is joined to the electret power generation element 1.
  • the weight element 100 is joined to the electret power generation element 1 by an appropriate adhesive, but the adhesive layer is not shown in FIG. Further, if the weight element 100 can be firmly bonded to the electret power generating element 1, other bonding methods (for example, anodic bonding if the weight element 100 is a glass substrate, In the case of a silicon substrate, direct bonding) can also be adopted. When an adhesive is used, adhesion with an organic adhesive or a eutectic alloy can be considered.
  • a notch communicating from the other surface 102 (lower surface in FIG. 6) of the weight element 100 to the first groove 32 is formed by a predetermined tool T (for example, a dicing saw).
  • a notch communicating from the other surface 102 of the weight element 100 to the second groove 33 is formed by a predetermined tool T.
  • FIG. 6 shows a state in which a notch communicating with the second groove 33 is formed.
  • Each notch of the present embodiment is formed over the entire circumference of the first groove 32 and the second groove 33.
  • the cut is formed in parallel with the Z axis. However, in other embodiments, the cut may be formed with an angle with respect to the Z axis.
  • connection portion 30 is not joined to the electret power generating element 1 at all due to the presence of the flat surface 31. For this reason, as shown in FIG. 7, the connection portion 30 is completely separated from the weight element 100 and the electret power generation element 1 by forming two cuts.
  • the vibrator joint portion 10 and the support joint portion 20 are cut out from the weight element 100.
  • the vibrating body joint portion 10 functions as a mass added to the plate-like structure 70 of the electret power generating element 1.
  • the support joint portion 20 functions as a pedestal for attaching a lower protector 50 described later.
  • the electret power generating element 1 with the weight body in the state shown in FIG. 8 can appropriately generate power by itself, but the plate-like structure 70 and the vibrator joint portion 10 are exposed to the outside. It has become. For this reason, in order to generate power more stably, it is preferable to protect the plate-like structure 70 and the vibrator joint portion 10 from an overload caused by an undesired contact or impact from the outside. Therefore, as will be described below, the upper protector 40 that protects the upper portion of the electret power generating element 1 with the weight body shown in FIG. 8 and the lower protector 50 that protects the lower portion thereof. Are additionally installed.
  • the term “electret power generation element 1 with a weight body” means the electret power generation element 1 in which only the weight body is joined, and additionally, the upper protection body 40 and / or the lower part. The case where the electret power generating element 1 to which the protector 50 is bonded is used appropriately.
  • FIG. 9 is a schematic bottom view of the upper protector 40. 10 is a cross-sectional view taken along line [10]-[10] in FIG. 9, and FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line [11]-[11] in FIG.
  • an XYZ three-dimensional coordinate system having the origin O as the center of the upper protective body 40 is defined.
  • This coordinate system is separate from the coordinate systems in FIGS. 1 to 8, but when the upper protector 40 is joined to the electret power generating element 1 with the weight body, the coordinates shown in FIGS. 1 to 8 are used.
  • the X, Y, and Z axis directions of the system and the X, Y, and Z axis directions in FIGS. 9 to 11 are parallel to each other, in particular, the Z axis is coincident. It is.
  • FIG. 9 is a bottom view of the upper protector 40, in FIG. 9, the Z-axis extends from the near side to the far side of the page.
  • the upper protection body 40 has a flat plate shape as a whole, and the plate-like structure 70 is connected to the electret power generating element 1 with the weight body on the Z axis positive side.
  • An upper protective body main body 41 that covers the outer periphery of the upper protective body main body 41 and a joint 42 that surrounds the outer periphery of the upper protective body main body 41 and is joined to the frame-like structure 80 of the electret power generating element 1.
  • the upper protector body 41 is formed with a rectangular recess on the bottom side (Z-axis negative side).
  • This rectangular recess has a size that includes an orthographic projection image in which an orthographic projection image projected onto the XY plane projects an area surrounded by the frame-like structure 80 of the electret power generating element 1 with a weight onto the XY plane.
  • the orthographic projection image obtained by projecting the rectangular concave portion of the upper protection body 40 onto the XY plane includes a plate-like structure including the first displacement convex portion 71 and the second displacement convex portion 72 (see FIGS. 1 and 2A). It has a size that includes an orthographic projection image obtained by projecting the body 70 onto the XY plane.
  • a protrusion 41a is formed in the rectangular recess.
  • the protrusion 41 a is for preventing the electret material layers 75 and 76 from coming into contact with the upper protective body 40. When the electret material layers 75 and 76 come into contact with the upper protective body 40, electric charge leaks.
  • the protrusion 41a is provided to avoid this.
  • a protective film may be provided to prevent the leakage of electric charges in the electret material layers 75 and 76.
  • the depth of the rectangular recess is shallow, the amplitude generated in the plate-like structure 70 becomes insufficient due to the effect of air damping, and the power generation efficiency of the electret power generation element 1 is reduced. Conversely, when the depth of the rectangular recess is increased, the upper protective body 40 cannot fulfill the function of the stopper of the plate-like structure 70. On the other hand, the presence of the protrusion 41a on the upper protective body 40 allows the upper protective body 40 to function effectively as a stopper even when the rectangular recess is deepened.
  • the joining portion 42 is configured such that the orthogonal projection image projected on the XY plane substantially matches the orthogonal projection image obtained by projecting the frame-like structure 80 of the electret power generating element 1 with the weight body on the XY plane.
  • the joint portion 42 has two types of grooves in two edge regions 42 a and 42 b that extend in parallel with the Y axis as viewed from the negative side of the Z axis and face each other. Is provided.
  • the edge regions 42a and 42b include two edge portions 40a and 40b extending in parallel to the Y axis and having a certain width in the X axis direction.
  • the edge regions 42 a and 42 b are clearly separated from the upper protector body 41.
  • the grooves provided in the edge regions 42 a and 42 b include shallow grooves 43 and 45 including the edge portions 40 a and 40 b and having a predetermined width, and the shallow grooves 43. , 45 formed in the edge portion on the origin side in the width direction (X-axis direction) 45,.
  • the deep grooves 44 and 46 are grooves whose depth in the Z-axis direction is deeper than that of the shallow grooves 43 and 45.
  • the shallow grooves 43 and 45 and the deep grooves 44 and 46 all extend to both end portions in the Y-axis direction of the edge regions 42a and 42b.
  • the edge regions 42a and 42b provided with the shallow grooves 43 and 45 and the deep grooves 44 and 46 are pads P (electrode terminals for taking out electric charges) provided in the electret power generating element 1 with a weight body. ) To be exposed and separated from the upper protective body 40.
  • the shallow grooves 43 and 45 and the deep grooves 44 and 46 are provided in the edge regions 42a and 42b of the joint portion 42.
  • This is a weight body to which the upper protective body 40 is joined.
  • the pad P of the attached electret power generation element 1 is provided in the edge region of the power generation element 1. Therefore, when the pad P of the electret power generating element 1 with the weight body is provided in another region, the shallow grooves 43 and 45 and the deep grooves 44 and 46 are also provided in a region corresponding to the other region. Become. In this case, the deep groove should just be continuously formed along the whole edge (entire outer periphery) of the shallow groove.
  • FIG. 12 is a schematic plan view of the lower protective body 50
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line [13]-[13] in FIG.
  • an XYZ three-dimensional coordinate system having the origin O as the center of the lower protective body 50 is defined.
  • This coordinate system is different from the coordinate systems in FIGS. 1 to 11, but when the lower protector 50 is joined to the electret power generating element 1 with the weight body, the coordinates shown in FIGS. 1 to 11 are used.
  • the X, Y, and Z axis directions of the system and the X, Y, and Z axis directions in FIGS. 12 to 13 are parallel to each other, in particular, the Z axis is matched. It is.
  • FIG. 12 is a bottom view of the lower protective body 50, in FIG. 12, the Z-axis extends from the back side to the near side of the drawing.
  • the lower protector 50 of the present embodiment has a flat plate shape as a whole, and when joined to the electret power generating element 1 with the weight body, the vibrating body A lower protective body main body 51 that covers the joint portion 10 (weight body) from the other surface 102 side (lower side), and surrounds the outer periphery of the lower protective body main body 51, and a frame-like structure through the support body joint portion 20. And a second joint portion 52 joined to 80.
  • the lower protective body main body 51 has a rectangular recess formed on the upper surface side.
  • the rectangular recess is configured such that the orthographic projection image projected onto the XY plane substantially matches the orthographic projection image obtained by projecting the recess formed on the upper protection body 40 onto the XY plane. That is, the orthographic projection image obtained by projecting the rectangular concave portion of the lower protective body main body 51 onto the XY plane includes a plate-like structure including the first displacement convex portion 71 and the second displacement convex portion 72 (see FIGS. 1 and 2A). It has a size that includes an orthographic projection image obtained by projecting 70 onto the XY plane.
  • the lower protective body 50 cannot fulfill the function of the stopper of the plate-like structure 70. Based on such circumstances, as shown in FIGS. 12 and 13, a protrusion 51a is formed in the rectangular recess. Due to the presence of the protrusion 51a, the lower protective body 50 can function effectively as a stopper even if the depth of the rectangular recess is increased.
  • the second joint portion 52 is configured such that the orthographic projection image projected on the XY plane substantially matches the orthographic projection image obtained by projecting the joint portion 42 of the upper protector 40 on the XY plane. That is, the 2nd junction part 52 is comprised so that it may substantially correspond to the orthogonal projection image which projected the frame-shaped structure 80 of the electret electric power generating element 1 with a weight body on XY plane.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view for explaining a process of joining the lower protector 50 to the electret power generating element 1 with a weight body in FIG. 8
  • FIG. 15 is an electret power generating element 1 with a weight body in FIG. It is a schematic sectional drawing for demonstrating the process of joining the upper protection body 40 to.
  • FIG. 16 is a schematic plan view of the electret power generating element 1 with the weight body shown in FIG. 15, and
  • FIG. 17 is a diagram for explaining a process of forming cuts toward the deep grooves 44 and 46 of the upper protection body 40.
  • 18 is a schematic cross-sectional view, FIG.
  • FIG. 18 is a schematic cross-sectional view for explaining a process of removing the edge regions 42a and 42b of the upper protection body 40
  • FIG. 19 is an electret power generation element with a weight body in FIG. 1 is a schematic top view of FIG.
  • an XYZ three-dimensional coordinate system is defined in FIGS. 14 to 19, and this coordinate system is the same as the coordinate system defined in FIGS.
  • the lower protective body 50 is joined to the lower surface of the electret power generating element 1 with the weight body.
  • the second joint portion 52 is joined to the other surface (lower surface) of the support body joint portion 20 of the weight element 100 by, for example, an adhesive.
  • an adhesive for example, anodic bonding if the weight element 100 is a glass substrate, Direct bonding
  • adhesion with an organic adhesive or a eutectic alloy can be considered.
  • the lower protective body 50 Since the lower protective body 50 has a recess on the upper surface of the lower protective body main body 51 facing the vibrating body joint portion 10 as described above, the lower protective body 50 vibrates while being joined to the electret power generating element 1 with the weight body.
  • a predetermined gap S ⁇ b> 1 is formed between the body joint portion 10. This gap S1 is because the vibrating body joint 10 and the lower protective body 50 do not interfere even if the plate-like structure 70 and the vibrating body joint 10 vibrate with the maximum amplitude when the electret power generating element 1 generates power. Have sufficient dimensions. Due to the presence of the lower protective body 50, excessive displacement of the vibrator joint 10 with respect to an overload is prohibited.
  • the upper protective body 40 is joined to the upper surface of the electret power generating element 1 with the weight body.
  • the joint portion 42 is joined to the upper surface (the surface on the Z-axis positive side in FIG. 15) of the frame-like structure 80 of the electret power generating element 1 with an adhesive, for example. Since the upper protector 40 has a recess on the lower surface of the upper protector main body 41 facing the plate-like structure 70 as described above, the upper protector 40 is joined to the electret power generating element 1 with the weight body in the state of being joined to the plate.
  • a predetermined gap S ⁇ b> 2 is formed between the structure 70.
  • This gap S2 is because the plate-like structure 70 and the upper protection body 40 do not interfere even if the plate-like structure 70 and the vibrating body joint portion 10 vibrate with the maximum amplitude when the electret power generating element 1 generates power. Have sufficient dimensions. Due to the presence of the upper protective body 40, excessive displacement of the plate-like structure 70 with respect to overload is prohibited.
  • the electret power generating element 1 is provided with the pad P for taking out electric charges generated by power generation. Since the pad P is provided on the upper surface of the frame-shaped structure 80, the pad P is accessed from the outside when the upper protective body 40 is bonded to the frame-shaped structure 80 as shown in FIG. (Pad P is shown as a hidden line in FIG. 16). For this reason, as a next process, a pair of opposing edge regions 42a and 42b located above the pad P in the upper protective body 40 are removed.
  • the specific removal method is 3-1. This is substantially the same as the method for removing the connecting portion 30 in the weight element 100 described in the above. That is, as shown in FIG. 17, a notch that communicates from the upper surface of the upper protective body 40 to the deep grooves 44 and 46 is formed by a predetermined tool T. These cuts are formed over the entire length of the deep groove 46. As shown in FIG. 17, the cut may be formed in a direction parallel to the Z axis.
  • the weight element 100 is predetermined along the first groove 32 and the second groove 33.
  • the vibration body joint portion 10 and the support body joint portion 20 can be easily divided. Therefore, the weight element 100 capable of realizing the weight joining method with excellent productivity can be provided by the above configuration.
  • the electret power generating element 1 and the weight element 100 have rectangular shapes in which the contour lines of the surfaces to be joined have the same dimensions. For this reason, positioning when joining the weight element 100 to the electret power generating element 1 is easy.
  • the first groove 32 is formed in a linear shape because the contour line of the one surface 101 has a rectangular shape. For this reason, the process of making a cut along the first groove 32 is easy.
  • the support joint portion 20 of the weight element 100 surrounds the outer periphery of the vibrator joint portion 10. For this reason, since the support body junction part 20 can be joined over the perimeter of the frame-shaped structure 80 of the electret electric power generation element 1, stronger joining is implement
  • the first groove 32 of the present embodiment is formed along the edge of the flat surface 31 on the vibrating body joint portion 10 side. For this reason, it is possible to divide the vibrating body joint portion 10 and the entire connecting portion 30 through the first groove 32.
  • the second groove 33 of the present embodiment is formed along the edge of the support joint portion 20 of the flat surface 31. For this reason, all of the connecting portion 30 can be removed from the weight element 100 by the step of cutting the first groove 32 and the second groove 33.
  • the above manufacturing method includes the step of preparing the upper protective body 40 having a recess on the lower surface of the flat substrate and covering the upper surface of the electret power generating element 1 with the weight body, and the upper protective body 40 with the weight body.
  • the upper protection body 40 has shallow grooves 43 and 45 and deep grooves 44 and 46 formed continuously in two edge regions 42a and 42b extending in parallel with the Y axis.
  • the edge region 42a is formed by forming a cut in the upper protective body 40 from the upper surface to the deep grooves 44, 46 after the upper protective body joining step, over the entire deep grooves 44, 46.
  • 42b is further provided with a step of separating from other portions.
  • region 42a, 42b among the upper surfaces of the electret electric power generating element 1 can be exposed outside. That is, the pad P provided on the electret power generating element 1 can be exposed to the outside by a simple process.
  • the above manufacturing method includes a step of preparing a lower protective body 50 having a recess on the upper surface of a flat substrate and covering the lower surface of the weight element 100, and the lower protective body 50 is connected to the support joint portion 20.
  • a lower protective body joining step for joining to the lower surface of the substrate is limited, so that it is not easily damaged and more stable power generation is performed.
  • FIG. 30 is a schematic cross-sectional view of the electret power generating element 1 with the weight body shown in FIG.
  • the protrusion 77 instead of the protrusions 41 a and 51 a, the protrusion 77 may be provided on the upper surface of the plate-like structure 70, and the protrusion 11 may be provided on the lower surface of the support joint portion 10. Also in this case, even if the depths of the rectangular recesses provided in the upper protector 40 and the lower protector 50 are increased, the upper protector 40 and the lower protector 50 can function effectively as stoppers, respectively. it can.
  • four protrusions 77 and 11 may be arranged so that each of the protrusions 77 and 11 is an object with respect to the X axis and the Y axis when viewed from the Z axis direction.
  • FIG.20 and FIG.21 is a figure for demonstrating the actual manufacturing method of the electret electric power generating element 1 with a weight body by this Embodiment.
  • each board to the electret power generation element 1 described in FIG. 20 is performed in actual manufacturing, as shown in FIG. This is performed using the weight element substrate 100w on which the weight element 100 is arranged.
  • each of the rectangular areas shown in the electret power generating element substrate 1w represents the electret power generating element 1
  • each of the rectangular areas shown in the weight element substrate 100w is one.
  • the weight element substrate 100w includes a plurality of weight element elements 100 so as to correspond one-to-one with each electret power generation element 1 of the electret power generation element substrate 1w when both the substrates 1w and 100w are joined. Is formed.
  • an upper protection substrate 40w on which a plurality of upper protection bodies 40 are arranged and a lower protection substrate 50w on which a plurality of lower protection bodies 50 are arranged are prepared.
  • each of the rectangular regions shown in the upper protective substrate 40w represents the upper protective body 40
  • each of the rectangular regions shown in the lower protective substrate 50w The protector 50 is shown.
  • a plurality of upper protection bodies 40 are formed on the upper protection substrate 40w so as to correspond to each electret power generation element 1 of the electret power generation element substrate 1w on a one-to-one basis.
  • a plurality of lower protective bodies 50 are formed on the lower protective substrate 50w so as to correspond to the weight elements 100 of the weight element substrate 100w on a one-to-one basis.
  • the four bonded substrates 1w, 100w, 40w, and 50w are cut out for each rectangular region of each substrate, and the electret power generating element 1 with the weight body is singulated. Thereby, the electret power generation element 1 with a weight body can be manufactured efficiently.
  • FIG. 22 is a schematic plan view showing a weight element 200 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view taken along line [23]-[23] in FIG. 22
  • FIG. 24 is a cross-sectional view taken along line [24]-[24] in FIG. 22, and
  • FIG. It is a bottom view.
  • the weight element 200 according to the present embodiment has only one groove 233 having a predetermined width surrounding the outer periphery of the vibrator joint portion 210 on the third surface 231 of the connecting portion 230. It is different from the weight element 100 according to the first embodiment in that it is provided.
  • the groove 233 having a predetermined width is provided at the same position as the second groove 33 provided in the connecting portion 30 of the weight element 100.
  • the weight element 200 has a recess 234 on the other surface 202.
  • the concave portion 234 of the present embodiment is formed such that its contour line substantially coincides with the contour line on the outer periphery of the connecting portion 230 when viewed from the Z-axis direction.
  • the other surface 202 has the bottom surface 234b of the recess 234 and the bottom surface 220b of the support joint portion 220, which are arranged at different positions in the Z-axis direction.
  • FIG. 26 is a schematic cross-sectional view for explaining a process of joining the weight element 200 of FIG. 22 to the electret power generation element 1 of FIG. 1, and FIG. 27 is a cut view of the weight element 200 in FIG.
  • FIG. 28 is a schematic cross-sectional view illustrating a state in which the step of FIG. 27 is completed.
  • an XYZ three-dimensional coordinate system having the origin at the center of the junction region between the electret power generation element 1 and the weight element 100 is defined.
  • This coordinate system is the same coordinate system as in FIGS.
  • the weight element 200 is joined to the lower surface of the electret power generating element 1 (the surface on the negative side of the Z-axis in FIG. 1).
  • the lower surface of the electret power generation element 1 means a surface of the electret power generation element 1 opposite to the side on which the elastic deformation bodies 91 to 94 are formed.
  • the weight element 200 is oriented so that one surface 201 on which the groove 233 is formed faces the electret power generating element 1, and the vibrator joint portion 210 is plate-shaped. It joins to the said electret electric power generation element 1 so that it may join to the structure 70 and the support body junction part 220 may be joined to the frame-shaped structure 80.
  • the connecting portion 230 corresponds to the gap between the plate-like structure 70 and the frame-like structure 80 of the electret power generating element 1 (the region where the elastic deformation bodies 91 to 94 are formed). Thus, it is joined to the electret power generation element 1.
  • the weight element 200 is joined to the electret power generating element 1 by an appropriate adhesive, but the adhesive layer is not shown in FIGS. 26 to 28. Further, if the weight element 200 can be firmly bonded to the electret power generation element 1, other bonding methods (for example, anode bonding if the weight element 200 is a glass substrate, In the case of a silicon substrate, direct bonding) can also be adopted. When an adhesive is used, adhesion with an organic adhesive or a eutectic alloy can be considered.
  • a notch communicating from the other surface 202 (the lower surface in FIG. 27) of the weight element 200 to the groove 233 is formed by a predetermined tool T (for example, a dicing saw).
  • a predetermined tool T for example, a dicing saw.
  • the tool T a tool having substantially the same width as the groove 233 is employed.
  • the cut formed by the tool T has substantially the same width as the groove 233.
  • the notch in the present embodiment is formed over the entire circumference of the groove 233.
  • the cut is formed in parallel with the Z axis, but in other embodiments, it may be formed with an angle with respect to the Z axis.
  • the connecting portion 230 and the support joint portion 220 are separated at an interval corresponding to the width of the tool T. Therefore, as shown in FIG. 28, by forming a cut in the groove 233, the connecting portion 230, the vibrator joint portion 210, and the support joint portion 220 are separated from the weight element 200. And the connection part 230 and the vibrating body junction part 210 function as mass added to the plate-shaped structure 70 of the electret electric power generating element 1.
  • the separation distance here, the width of the tool T
  • the separation distance here, the width of the tool T
  • the separation distance between the support joint portion 220 and the connection portion 230 divided by the tool T is the connection portion 230 and the support joint portion when the plate-like structure 70 vibrates. The size is such that 220 does not contact.
  • the mass of the weight body (the connecting portion 230 and the vibrator joint portion 210) cut out by the present embodiment is equal to the weight body (vibration) cut out by the first embodiment. It is larger than the mass of the body joint part 210). That is, by using the weight element 200 according to the present embodiment, the natural frequency of the electret power generating element 1 with the weight body can be made smaller than that of the first embodiment.
  • the mass of the weight body provided to the plate-like structure 70 of the electret power generating element 1 can be adjusted as desired. That is, if the groove 233 is formed in the vicinity of the vibrator joint portion 210, the portion of the connecting portion 230 that functions as the weight body (the portion inside the groove 233) is reduced, so the mass of the weight body that is cut out On the other hand, if the groove 233 is formed in the vicinity of the support body joint portion 220, the portion of the connecting portion 230 that functions as a weight body increases, so that the mass of the weight body that is cut out increases. .
  • the upper protection body 40 (see FIGS. 9 to 11).
  • the lower protective body 50 (see FIGS. 12 and 13) can be joined.
  • the method for joining the protective substrates 40 and 50 is the same as that described in 3-2. And 3-3. Therefore, detailed description thereof is omitted here.
  • the electret power generation element substrate 1w, the weight element substrate on which the plurality of weight element 200 are formed, the upper protection substrate 40w, and the lower protection substrate 50w are joined to each other, thereby the electret power generation with the weight body is performed.
  • the element 1 can be manufactured efficiently.
  • the weight element 200 has the recess 234b on the other surface 202. Due to the presence of the concave portion, the vibrator joint portion 210 and the bottom surface 234b of the connecting portion 230 integrally connected thereto are positioned above the bottom surface of the support joint portion 220 in the Z-axis direction. For this reason, when the lower protective body 50 is joined to the bottom surface 220b of the support joint portion 220, a predetermined gap is formed between the lower protective body 50 and the bottom surface 234b. Thus, when the plate-like structure 70 vibrates, contact between the vibrating body joint portion 210 and the connecting portion 230 integrally connected thereto and the lower protective body 50 is avoided.
  • the electret power generating element 1 with the weight body can be stored in the package Pa.
  • FIG. 29 is a schematic cross-sectional view showing the electret power generating element 1 with a weight body stored in the package Pa.
  • the package Pa defines a prismatic internal space, a box-shaped package main body 5 having an open upper portion, and a lid that covers the upper portion of the package main body 5 and closes the internal space. And a body 6.
  • the package body 5 includes a bottom wall 5b and a side wall 5s rising upward from the bottom wall 5b.
  • the lower surface 220 b of the support joint portion 220 is joined to the bottom wall 5 b of the package body 5.
  • the side wall 5s has a height greater than the height (thickness) of the electret power generating element 1 with a weight body.
  • a lid 6 is joined to the upper end of the side wall 5s, and unwanted interference with the electret power generating element 1 from the outside is prohibited.
  • the movement of the weight body is restricted with respect to all the X, Y, and Z axial overloads. It is characterized by having. Specifically, as illustrated in FIG. 29, in the X-axis direction, the vibration body joint portion 210 is in the region A formed between the support body joint portion 220 due to the presence of the support body joint portion 220. Movement is restricted only within the range. Although not shown, the same applies to the Y-axis direction. In the positive direction of the Z-axis, the movement of the vibrating body joint portion 210 is limited only within the range of the region B formed between the vibrating body joint portion 210 and the frame-like structure body. Furthermore, in the Z-axis negative direction, the vibration body joint portion 210 is restricted to move only within the range of the region C formed between the bottom wall 5b and the bottom wall 5b of the package body 5. ing.
  • the matter of packaging the electret power generating element 1 with the weight body using the weight element 200 according to the second embodiment has been described, but the weight according to the first embodiment is similarly described. It is also possible to package the electret power generation element 1 with a weight body using the weight element 100.

Landscapes

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

Abstract

【課題】生産性に優れた重錘体の接合方法を実現可能な重錘体素子を提供すること。 【解決手段】本発明は、振動体７０と支持体８０とを有する振動発電素子１に接合され、振動体７０に重錘体を提供する、重錘体素子１００であって、振動発電素子１に接合される第１面１０１と、第１面１０１とは反対側の第２面１０２と、振動体７０に接合される振動体接合部１０と、振動体接合部１０から離間して位置し、支持体８０に接合される支持体接合部２０と、振動体接合部１０と支持体接合部２０との間に位置し、振動体接合部１０と支持体接合部２０とを連結する連結部３０と、を備え、連結部３０は、第１面１０１側に、当該第１面１０１よりも第２面１０２側に位置する第３面３１を有し、連結部３０の第３面３１には、振動体接合部１０の外周を取り囲む３２、３３が設けられていることを特徴とする重錘体素子１００である。

Description

重錘体素子、及び、重錘体付き振動発電素子の製造方法
　本発明は、振動体と、弾性体を介して前記振動体を支持する支持体と、を有する振動発電素子に接合され、前記振動体に重錘体を提供する、重錘体素子に関する。更に、本発明は、振動体に重錘体が接合された重錘体付き振動発電素子の製造方法に関する。
　振動によって発電を行う振動発電素子は、例えば特許文献１及び２に記載されており、振動体と、弾性体を介して振動体を支持する支持体と、を有している。振動発電素子は、配置された環境において発生する振動によって振動体が支持体に対して振動させられることで、発電を行うようになっている。
　振動発電素子の一例としては、エレクトレット発電素子が挙げられる。このエレクトレット発電素子は、例えば、Ｓｉ基板やＳＯＩ基板にエッチングを施すことによって、所定の形状に成形される。このような製造方法では、振動体、弾性体及び支持体が１枚のＳｉ基板またはＳＯＩ基板から構成される。各構成部位のうち、幅狭に構成される弾性体は、製造工程においてとりわけ破損しやすい。弾性体の破損を回避するための対処例としては、当該弾性体を丈夫に（バネ定数を大きく）構成すればよい。しかしながら、この場合、当該弾性体を介して支持体に支持されている振動体の共振周波数が大きくなる。このため、当該共振周波数と振動発電素子が使用される環境において頻繁に発生する周波数とが乖離してしまい、効率的な発電を行えないことが懸念される。
　弾性体を丈夫に構成しつつ振動体の共振周波数を低下させるためには、当該振動体の質量を大きくすることが有効ではあるが、振動体の寸法を大きくすることによって当該振動体の質量を大きくするならば、振動発電素子が大型化し、更に、製造コストが高くなってしまい、問題である。このような問題に対処するために、本件出願人は、特願２０１７－０２２３８８において、振動体に重錘体を接合することによって、当該重錘体を含む振動体の重量を増大させ、その共振周波数を低下させることを、提案している。
　しかしながら、振動体に重錘体を接合するに当たり、個々の振動発電素子を個片化した後に重錘体を接合するならば、振動発電素子の大型化は回避できるものの、生産性が低下してしまうため製造コストを低減させることが困難である。
特許第２９２３２８６号公報 特許第２９７１６１０号公報
　本発明は、以上のような事情に鑑みて創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、生産性に優れた重錘体の接合方法を実現可能な重錘体素子を、提供することである。
　あるいは、本発明の目的は、当該重錘体素子を用いることにより、生産性に優れた重錘体付き発電素子の製造方法を、提供することである。
　本発明は、振動体と、弾性体を介して前記振動体を支持する支持体と、を有する振動発電素子に接合され、前記振動体に重錘体を提供する、重錘体素子であって、
　前記振動発電素子に接合される第１面と、
　前記第１面とは反対側の面である第２面と、
　前記振動体に接合される振動体接合部と、
　前記振動体接合部から離間して位置し、前記支持体に接合される支持体接合部と、
　前記振動体接合部と前記支持体接合部との間に位置し、前記振動体接合部と前記支持体接合部とを連結する連結部と、を備え、
　前記連結部は、前記第１面側に、当該第１面よりも前記第２面側に位置する第３面を有し、
　前記連結部の前記第３面には、前記振動体接合部の外周を取り囲む所定幅の溝が設けられている
ことを特徴とする重錘体素子である。
　本発明によれば、振動発電素子に接合された重錘体素子に、溝に沿って所定の切断工具によって切り込みを形成することにより、振動体接合部と支持体接合部とを容易に分断することができる。したがって、以上のような構成により、生産性に優れた重錘体の接合方法を実現可能な重錘体素子が提供され得る。
　前記溝は、前記振動体接合部の外周を１周のみ取り囲んでいて良い。
　あるいは、前記溝は、前記振動体接合部の外周を取り囲む第１溝と、この第１溝の外周を取り囲む第２溝と、を含んでいても良い。この場合、第１溝及び第２溝に沿って切り込みを形成することにより、重錘体基板から連結部を除去することができる。
　前記第１溝は、前記第３面の前記振動体接合部の側の縁部に沿って、形成されていて良い。この場合、第１溝を介して、振動体接合部と連結部の全部とを、分断することができる。
　前記第２溝は、前記第３面の前記支持体接合部の側の縁部に沿って、形成されていて良い。この場合、第１溝と第２溝とに切り込みを入れる工程によって、溝部の全部を重錘体素子から除去することができる。
　あるいは、前記溝は、前記第３面の前記支持体接合部の側の縁部に沿って、形成されていて良い。この場合、振動発電素子に提供される重錘体の質量を最大化することができる。
　前記振動発電素子及び前記重錘体素子は、接合される面の輪郭線が互いに同じ寸法の矩形の形状を有していて良い。この場合、重錘体素子を振動発電素子に接合する際の位置決めが容易である。
　前記振動体接合部は、前記第１面の輪郭線が矩形の形状を有していて良い。この場合、第１溝が直線状に形成されるため、当該第１溝に沿って切り込みを入れる工程が容易である。
　前記支持体接合部は、前記振動体接合部の外周を取り囲んでいて良い。この場合、支持体接合部を振動発電素子の支持体の全周にわたって接合することができるため、より強固な接合を実現することができる。
　あるいは、本発明は、重錘体付き振動発電素子の製造方法であって、
　前述の重錘体素子を、前記振動体接合部が前記振動発電素子の前記振動体に接合され、前記支持体接合部が前記振動発電素子の前記支持体に接合されるように、当該振動発電素子に接合する接合工程と、
　前記接合工程の後、前記重錘体素子に、前記第２面から前記溝まで連通する切り込みを形成し、前記連結部のうち前記溝よりも前記支持体接合部側の部分と前記振動体接合部とを前記所定幅の間隔を空けて分断する、分断工程と、を備えている。
　本発明によれば、前述した重錘体素子を振動発電素子に接合し、当該重錘体素子の溝に切り込みを入れることによって、重錘体として機能する振動体接合部を、振動体に接合させた状態で容易に切り出すことができる。すなわち、本発明によれば、前述した重錘体素子を用いることにより、生産性に優れた重錘体付き発電素子の製造方法を提供することができる。
　あるいは、本発明は、重錘体付き振動発電素子の製造方法であって、
　第１溝及び第２溝を有する重錘体素子を、前記振動体接合部が前記振動発電素子の前記振動体に接合され、前記支持体接合部が前記振動発電素子の前記支持体に接合されるように、当該振動発電素子に接合する接合工程と、
　前記接合工程の後、前記重錘体素子に、前記第２面から前記第１溝まで連通する第１切り込みを形成し、前記連結部のうち前記第１溝よりも前記支持体接合部側の部分と前記振動体接合部とを分断する、第１分断工程と、
　前記接合工程の後、前記重錘体素子に、前記第２面から前記第２溝まで連通する第２切り込みを形成し、前記連結部のうち前記第２溝よりも前記振動体接合部側の部分と前記支持体接合部とを分断する、第２分断工程と、
　前記連結部のうち前記第１切り込みと前記第２切り込みとの間に位置する部分を除去する除去工程と、を備えている。
　本発明によれば、前述した重錘体素子を振動発電素子に接合し、当該重錘体素子の第１溝及び第２溝に切り込みを入れることによって、重錘体として機能する振動体接合部を、振動体に接合させた状態で容易に切り出すことができる。すなわち、本発明によっても、前述した重錘体素子を用いることにより、生産性に優れた重錘体付き発電素子の製造方法を提供することができる。
　前記接合工程の後、前記重錘体素子に、前記第２面から前記第１溝まで連通する第１切り込みを形成し、前記連結部のうち前記第１溝よりも前記支持体接合部側の部分と前記振動体接合部とを分断する、第１分断工程と、
　前記接合工程の後、前記重錘体素子に、前記第２面から前記第２溝まで連通する第２切り込みを形成し、前記連結部のうち前記第２溝よりも前記振動体接合部側の部分と前記支持体接合部とを分断する、第２分断工程と、
　前記連結部のうち前記第１切り込みと前記第２切り込みとの間に位置する部分を除去する除去工程と、を備えている。
　本発明によれば、前述した重錘体素子を振動発電素子に接合し、当該重錘体素子の第１溝及び第２溝に切り込みを入れることによって、重錘体として機能する振動体接合部を、振動体に接合させた状態で容易に切り出すことができる。すなわち、本発明によれば、前述した重錘体素子を用いることにより、生産性に優れた重錘体付き発電素子の製造方法を提供することができる。
　以上の製造方法は、前記振動発電素子の、前記重錘体素子が接合されている面とは反対側の面を覆う第１保護体であって、前記振動体を覆う第１保護体本体と、前記第１保護体本体の外周を取り囲み、前記支持体に接合される第１接合部と、を有する第１保護体を準備する工程と、
　前記第１保護体本体が前記振動体を覆い、前記第１接合部が前記支持体に接合される、というように、前記第１保護体を前記振動発電素子に接合する、第１保護体接合工程と、
を更に備えていて良い。
　この場合、振動体及び重錘体の振動が許容されつつ、重錘体素子の第２面側において、振動体及び重錘体に対する外部からの干渉が禁止されるため、安定した発電を行うことができる。
　前記第１保護体の前記第１保護体本体は、前記振動体との干渉を回避するための窪みを有していて良い。この場合、振動体は、第１保護体に接触することが無いため、支持体に対して安定的に振動することができる。
　前記第１保護体は、前記振動体側の面に、前記第１保護体本体とは異なる位置に溝部を有し、
　前記溝部には、浅溝と、この浅溝の縁部に沿って形成され、深さが当該浅溝よりも深い深溝と、が設けられ、
　前記製造方法は、前記第１保護体接合工程の後、前記第１保護体に、前記振動発電素子側の面とは反対側の面から前記深溝まで連通する切り込みを形成することにより、前記溝部を他の部分から分断する工程を、更に備えていて良い。
　この場合、振動発電素子の第１保護基板側の面のうち、溝部に対応する領域を外部に露出させることが容易である。すなわち、振動発電素子に設けられた電荷を取り出すための端子等に対応する位置に溝部を設ければ、当該端子を簡易な工程によって外部に露出させることができる。
　一例として、前記第１保護体は、前記振動発電素子に接合される面の輪郭線が矩形の形状を有し、
　前記溝部は、前記矩形の対向する２つの縁部を含む領域に設けられていて良い。
　この場合、第２凹部が設けられた対向する２辺の近傍の領域が、分断及び除去されることになる。
　前記第１保護体のうち前記振動発電素子に面する領域、及び、前記振動発電素子の前記振動体のうち前記第１保護体に面する領域、の少なくとも一方に突起が形成されていて良い。この場合、振動発電素子の振動体が振動したときに、第１保護体を当該振動体のストッパとして有効に機能させることができる。
　前記製造方法は、前記重錘体素子の前記第２面を覆う第２保護体であって、前記振動体接合部を覆う第２保護体本体と、前記第２保護体本体の外周を取り囲み、前記支持体接合部に接合される第２接合部と、を有する第２保護体を準備する工程と、
　前記第２保護体本体が前振動体接合部を覆い、前記第２接合部が前記支持体接合部に接合されるように、前記第２保護体を前記重錘体素子に接合する、第２保護体接合工程と、
を更に備えていて良い。
　この場合、振動体及び重錘体の振動が許容されつつ、発電素子の、重錘体素子が接合されている面の側において、振動体及び重錘体に対する外部からの干渉が禁止されるため、安定した発電を行うことができる。
　前記第２保護体の前記第２保護体本体は、前記振動体接合部との干渉を回避するための窪みを有していて良い。この場合、重錘体は、第２保護体に接触することが無いため、支持体に対して安定的に振動することができる。
　前記第２保護体のうち前記振動体接合部に面する領域、及び、前記振動体接合部のうち前記第２保護体に面する領域、の少なくとも一方に突起が形成されていて良い。この場合板状構造体が振動したときに、第２保護体を当該板状構造体のストッパとして有効に機能させることができる。
　以上の発明において、振動発電素子の一例としては、エレクトレット発電素子が挙げられる。
　また、以上の製造方法は、複数の前記振動発電素子が形成された振動発電素子基板を準備する工程と、
　複数の前記重錘体素子が形成された重錘体素子基板を準備する工程と、
　前記振動発電素子基板及び前記重錘体素子基板を接合する工程と、を更に備え、
　各重錘体素子及び各振動発電素子は、各基板を接合した際に互いに１対１に対応するように形成されていて良い。
　この場合、重錘体付きエレクトレット発電素子を効率的に製造することができる。
　更には、以上の製造方法は、前記振動発電素子の、前記重錘体素子が接合されている面とは反対側の面を覆う第１保護体が複数形成された第１保護基板を準備する工程と、
　前記重錘体素子の前記第２面を覆う第２保護体が複数形成された第２保護基板を準備する工程と、
　前記第１保護基板を前記振動発電素子基板に接合し、前記第２保護基板を前記重錘体素子基板に接合する工程と、を更に備え、
　各第１保護体は、前記第１保護基板を前記振動発電素子基板に接合した際に、各振動発電素子と１対１に対応するように形成されており、
　各第２保護体は、前記第２保護基板を前記重錘体素子基板に接合した際に、各重錘体素子と１対１に対応するように形成されていて良い。
　この場合、第１保護体及び第２保護体が接合された重錘体付きエレクトレット発電素子を、効率的に製造することができる。
　本発明によれば、振動発電素子に重錘体素子を接合し、この重錘体素子に対して第１溝及び第２溝に沿って所定の切断工具によって切り込みを形成することにより、振動体接合部と支持体接合部とを容易に分断することができる。すなわち、本発明によれば、生産性に優れた重錘体の接合方法を実現可能な重錘体素子が提供され得る。
　あるいは、本発明によれば、前述した重錘体素子を振動発電素子に接合し、当該重錘体素子の溝に切り込みを入れることによって、重錘体として機能する振動体接合部を、振動体に接合させた状態で容易に切り出すことができる。すなわち、本発明によれば、前述した重錘体素子を用いることにより、生産性に優れた重錘体付き発電素子の製造方法を提供することができる。
本発明の一実施の形態による重錘体素子が接合される振動発電素子の一例を示す概略図である。図１（ａ）は、振動発電素子の概略平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＸ軸に沿った概略断面図である。 本発明の第１の実施の形態による重錘体素子を示す概略平面図である。 図２Ａの重錘体素子の変形例を示す概略平面図である。 図２Ａの［３］－［３］線断面図である。 図２Ａの［４］－［４］線断面図である。 図１のエレクトレット発電素子に図２Ａの重錘体素子を接合する工程を説明するための概略断面図である。 図５において、重錘体素子に切り込みを形成する工程を説明するための概略断面図である。 図６の工程が完了した状態を示す概略断面図である。 図６の工程の後で、溝部が除去された状態を示す概略断面図である。 上部保護体の概略底面図である。 図９の［１０］－［１０］線断面図である。 図９の［１１］－［１１］線断面図である。 下部保護体の概略上面図である。 図１２の［１３］－［１３］線断面図である。 図８の重錘体付きエレクトレット発電素子に下部保護体を接合する工程を説明するための概略断面図である。 図１４の重錘体付きエレクトレット発電素子に上部保護体を接合する工程を説明するための概略断面図である。 図１５の重錘体付きエレクトレット発電素子の概略平面図である。 上部保護体の深溝に向かって切り込みを形成する工程を説明するための概略断面図である。 上部保護体の縁部領域を除去する工程を説明するための概略断面図である。 図１８の重錘体付きエレクトレット発電素子の概略上面図である。 本実施の形態による重錘体付きエレクトレット発電素子の実際的な製造方法を説明するための図である。 本実施の形態による重錘体付きエレクトレット発電素子の実際的な製造方法を説明するための図である。 本発明の第２の実施の形態による重錘体素子を示す概略平面図である。 図２２の［２３］－［２３］線断面図である。 図２２の［２４］－［２４］線断面図である。 図２２の概略底面図である。 図１のエレクトレット発電素子に図２２の重錘体素子を接合する工程を説明するための概略断面図である。 図２６において、重錘体素子に切り込みを形成する工程を説明するための概略断面図である。 図２７の工程が完了した状態を示す概略断面図である。 パッケージ内に格納された重錘体付きエレクトレット発電素子を示す概略断面図である。 図１８に示す重錘体付きエレクトレット発電素子の変形例を示す概略断面図である。
　以下に、添付の図面を参照して、本発明の一実施の形態を詳細に説明する。
＜＜＜　§１　振動発電素子　＞＞＞
　図１は、本発明の一実施の形態による重錘体素子１００（図２Ａ参照）が接合される、振動発電素子の一例を示す概略図である。図１（ａ）は、振動発電素子の概略平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＸ軸に沿った概略断面図である。
　図１に示す振動発電素子は、特願２０１７－２２３８８に例示されているエレクトレット発電素子１である。図１に示すように、エレクトレット発電素子１は、ＸＹＺ三次元直交座標系に対して固定され、ＸＹ平面上に配置された枠状構造体８０と、枠状構造体８０に対して変位可能であり、ＸＹ平面上に配置された板状構造体７０と、板状構造体７０及び枠状構造体８０を接続する４つの弾性変形体９１～９４と、を備えている。本明細書では、説明の便宜上、Ｚ軸方向を高さ方向として、Ｚ軸正側を上側と呼び、Ｚ軸負側を下側と呼ぶことにする。
　板状構造体７０は、Ｚ軸方向から見て、矩形の形状であり、当該矩形を構成する４辺のうち、Ｙ軸と平行に延在する２辺に対応する各側面に、変位凸部７１、７２が設けられている。図１に示す例では、Ｙ軸と平行に延在する２辺に対応する側面のうち正のＸ軸と交わる側面を第１変位外面７０ａとすると、当該第１変位外面７０ａには、Ｘ軸正方向に突出した３つの第１変位凸部７１が設けられている。また、Ｙ軸と平行に延在する２辺に対応する側面のうち負のＸ軸と交わる側面を第２変位外面７０ｂとすると、当該第２変位外面７０ｂには、Ｘ軸負方向に突出した３つの第２変位凸部７２が設けられている。もちろん、他の実施の形態では、１つ、２つまたは４つ以上の、任意の数の変位凸部が設けられていて良い。更に、板状構造体７０は、ＸＹ平面に平行な上面７０ｅおよび下面７０ｆを有している。
　枠状構造体８０は、Ｚ軸方向から見て矩形の枠状の部材であり、板状構造体７０の第１及び第２変位外面７０ａ、７０ｂに対向する内面には、少なくとも１つの固定凸部８１、８２が設けられている。図１に示す例では、枠状構造体８０の内面のうち、正のＸ軸と交わる（板状構造体７０の第１変位外面７０ａに対向する）内面を第１固定内面８０ａとすると、当該第１固定内面８０ａには、Ｘ軸負方向に突出した３つの第１固定凸部８１が設けられている。また、枠状構造体８０の内面のうち、負のＸ軸と交わる（板状構造体７０の第２変位外面７０ｂに対向する）内面を第２固定内面８０ｂとすると、当該第２固定内面８０ｂには、Ｘ軸正方向に突出した３つの第２固定凸部８２が設けられている。但し、第１及び第２固定凸部８１、８２の数は、３つに限定されるものではなく、対応する変位凸部７１、７２の数と同じ数だけ設けられていれば良い。
　本実施の形態では、第１変位凸部７１の頂面（Ｘ軸正側の面）及び第１固定凸部８１の頂面（Ｘ軸負側の面）は、共にＹＺ平面と平行である。これらの頂面のうち、一方の頂面には、エレクトレット電極層（不図示）を介して第１エレクトレット材料層７５が形成されており、他方の頂面には、第１対向電極層８５が形成されている。本実施形態では、図１に示すように、第１変位凸部７１の頂面に第１エレクトレット材料層７５が形成され、第１固定凸部８１の頂面を含む第１固定内面８０ａの表面に第１対向電極層８５が形成されている。第１対向電極層８５は、枠状構造体８０上に形成された配線を介して、電極端子である第１パッドＰ１に電気的に接続されている。
　同様に、第２変位凸部７２の頂面（Ｘ軸負側の面）及び第２固定凸部８２の頂面（Ｘ軸正側の面）は、共にＹＺ平面と平行である。これらの頂面のうち、一方の頂面には、エレクトレット電極層（不図示）を介して第２エレクトレット材料層７６が形成されており、他方の頂面には、第２対向電極層８６が形成されている。本実施形態では、図１に示すように、第２変位凸部７２の頂面に第２エレクトレット材料層７６が形成され、第２固定凸部８２の頂面を含む第２固定内面８０ｂの表面に第２対向電極層８６が形成されている。第２対向電極層８６は、枠状構造体８０上に形成された配線を介して、電極端子である第２パッドＰ２に電気的に接続されている。もちろん、エレクトレット材料層７５は、第１及び第２変位外面７０ａ、７０ｂの全面にわたって形成されてもよい。
　図１に示す例では、第１エレクトレット材料層７５をＹＺ平面に投影した正射影投影像と、第１対向電極層８５のうち第１固定凸部８１の頂面に形成された部分をＹＺ平面に投影した正射影投影像とは、ぴったりと一致している。更に、第２エレクトレット材料層７６をＹＺ平面に投影した正射影投影像と、第２対向電極層８６のうち第２固定凸部８２の頂面に形成された部分をＹＺ平面に投影した正射影投影像とは、ぴったりと一致している。
　第１及び第２エレクトレット材料層７５、７６と第１及び第２変位外面７０ａ、７０ｂとの間に配置されたエレクトレット電極層（不図示）は、後述される弾性変形体９１～９４上に形成された配線を介して、適宜の発電回路に接続されるようになっている。
　図１に示すエレクトレット発電素子１では、板状構造体７０がＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の全ての方向に変位可能となるように、板状構造体７０と枠状構造体８０とが４本の弾性変形体９１～９４によって次のように接続されている。すなわち、弾性変形体９１～９４は、それぞれの一端が枠状構造体８０の内側角部に規定された固定支持点ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４に固定され、それぞれの他端が板状構造体７０の角部に規定された変位支持点ａ１，ａ２，ａ３，ａ４に固定されている。換言すれば、板状構造体７０の４つの角部に各１つずつ設けられた合計４つの変位支持点ａ１，ａ２，ａ３，ａ４と枠状構造体８０の４つの内側角部に各１つずつ設けられた合計４つの固定支持点ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４とは、１対１に対応しており、対応する変位支持点と固定支持点とがそれぞれ個別の弾性変形体９１，９２，９３，９４によって接続されている。各弾性変形体９１～９４は、図１（ｂ）に示すように、板状構造体７０の厚みおよび枠状構造体８０の厚みよりも小さな厚みを有する細長い線状の構造体によって構成されている。
　図１に示すエレクトレット発電素子１は、単一の質量としての板状構造体７０が弾性変形体９１～９４を介して枠状構造体８０に支持された構成であることから、板状構造体７０の振動は、単一の共振周波数ｆｒを有している。この共振周波数ｆｒは、板状構造体７０の質量と、弾性変形体９１～９４のバネ定数とによって決定される。もちろん、板状構造体７０は、Ｘ，Ｙ，Ｚの各軸方向へ移動することから、バネ定数は、着目する振動方向に応じて、弾性変形体９１～９４の合成バネ定数として定義されることになる。
　本実施の形態では、弾性変形体９１～９４を丈夫に（バネ定数を大きく）構成しつつ、エレクトレット発電素子１の共振周波数と、当該エレクトレット発電素子１が使用される環境において頻繁に発生する周波数とが乖離することを回避するべく、次に示すような重錘体素子１００を用いて、エレクトレット発電素子１の板状構造体７０に、質量が付加されることになる。
＜＜＜　§２　本発明の第１の実施の形態による重錘体素子　＞＞＞
　図２Ａは、本発明の第１の実施の形態による重錘体素子１００を示す概略平面図である。また、図３は、図２Ａの［３］－［３］線断面図であり、図４は、図２Ａの［４］－［４］線断面図である。
　図２Ａ乃至図４に示すように、本実施の形態による重錘体素子１００は、§１で説明したエレクトレット発電素子１に接合され、板状構造体７０に重錘体を提供するものである。この重錘体素子１００は、エレクトレット発電素子１に接合される一方の面１０１（図２Ａにおける手前側の面、図３及び図４における上方の面）と、一方の面１０１とは反対側の面である他方の面１０２と、振動体としての板状構造体７０に接合される振動体接合部１０と、振動体接合部１０から離間して位置し、板状構造体７０を支持する枠状構造体８０に接合される支持体接合部２０と、振動体接合部１０と支持体接合部２０との間に位置し、振動体接合部１０と支持体接合部２０とを連結する連結部３０と、を備えている。換言すれば、重錘体素子１００は、連結部３０によって、振動体接合部１０と、その外周を取り囲む支持体接合部２０と、に区画されている。
　ここでは、説明の便宜上、図２Ａ乃至図４に示すように、重錘体素子１００の中心を原点ＯとするＸＹＺ三次元座標系を定義する。この座標系は、図１における座標系とは別個のものであるが、重錘体素子１００がエレクトレット発電素子１に接合された際に、図１に示す座標系のＸ、Ｙ、Ｚの各軸方向と図２Ａ乃至図４におけるＸ、Ｙ、Ｚの各軸方向とが、それぞれ平行となるように、特には、Ｚ軸が一致するように、規定してある。
　図２Ａに示すように、振動体接合部１０は、Ｚ軸方向から見て、矩形の形状を有している。図示されていないが、振動体接合部１０は、ＸＹ平面に投影した正射影投影像が、エレクトレット発電素子１の板状構造体７０をＸＹ平面に投影した正射影投影像の輪郭線と略一致するように構成されている。
　また、図２Ａに示すように、支持体接合部２０は、Ｚ軸方向から見て、内縁部及び外縁部が共に矩形の輪郭線を有する枠状の形状となっており、振動体接合部１０の外周を取り囲んでいる。本実施の形態の支持体接合部２０は、ＸＹ平面に投影した正射影投影像が、エレクトレット発電素子１の枠状構造体８０をＸＹ平面に投影した正射影投影像と略一致するように構成されている。但し、支持体接合部２０をＸＹ平面に投影した正射影投影像の外縁部の輪郭線と、エレクトレット発電素子１をＸＹ平面に投影した正射影投影像の外縁部の輪郭線とは、ぴったりと一致するように構成されている。
　連結部３０は、振動体接合部１０と支持体接合部２０との間隙の全部に設けられ、振動体接合部１０を取り囲む、矩形の枠状の領域となっている。連結部３０は、ＸＹ平面に投影した正射影投影像が、エレクトレット発電素子１の板状構造体７０と枠状構造体８０との間隙部分をＸＹ平面に投影した正射影投影像に略一致するように構成されている。
　図２Ａ乃至図４に示すように、連結部３０は、上側に、一方の面１０１よりも下側に位置する、所定の幅の平坦面３１を有している。平坦面３１には、振動体接合部１０の側の縁部に沿って形成された第１溝３２と、支持体接合部２０の側の縁部に沿って形成された第２溝３３と、が形成されている。換言すれば、本実施の形態の連結部３０には、その内周縁及び外周縁にそれぞれ形成された第１溝３２及び第２溝３３と、これら第１溝３２及び第２溝３３によって挟まれた領域に形成された平坦面３１と、が設けられている。
　本実施の形態の平坦面３１は、一定の深さで形成されている。更に、第１溝３２及び第２溝３３も、一定の深さで形成されている。但し、このような形態には限られず、他の実施の形態では、溝の延在方向に沿って当該溝の深さが変化していても良い。
　なお、図２Ａに示す重錘体素子１００に代えて、図２Ｂに示す重錘体素子１００ａを採用することも可能である。図２Ｂは、図２Ａの重錘体素子１００の変形例を示す概略平面図である。本変形例による重錘体素子１００ａは、第１溝３２及び第２溝３３が図２Ａに示す重錘体素子１００とは異なり、矩形の重錘体素子１００ａの縦方向及び横方向に横断する各４本、合計８本の溝３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂから、構成されている。重錘体素子１００ａにおいては、縦方向に延びる４本の溝３２ｂ、３３ｂのうち内側に位置する２本の溝３２ｂと、横方向に延びる４本の溝３２ａ、３３ａのうち内側に位置する２本の溝３２ａと、の合計４本の溝によって取り囲まれる矩形の領域が、振動体接合部１０である。また、重錘体素子１００ａのうち、残りの４本の溝３３ａ、３３ｂによって取り囲まれる矩形の領域の外側の領域が、支持体接合部２０である。このような、重錘体素子１００ａを横断する溝３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂは、図２Ａに示す矩形の溝３２、３３を形成するよりも、形成プロセスが容易である。
　また、前述したように、第１溝３２及び第２溝３３と平坦面３１とは、Ｚ軸方向において異なる深さを有している。このような深さの異なる溝３２、３３及び平坦面を化学的にエッチングによって形成することは、困難である。そこで、第１溝３２及び第２溝３３をダイシングソーで形成し、平坦面３１を化学的にエッチングすることによって形成すればよい。このことは、図２Ｂに示す変形例においても同様である。
＜＜＜　§３　重錘体付き振動発電素子の製造方法　＞＞＞
＜　３－１．　重錘体素子と振動発電素子との接合　＞
　次に、図５乃至図８を参照して、重錘体付き振動発電素子の製造方法について説明する。
　図５は、図１のエレクトレット発電素子１に図２Ａの重錘体素子１００を接合する工程を説明するための概略断面図であり、図６は、図５において、重錘体素子１００に切り込みを形成する工程を説明するための概略断面図であり、図７は、図６の工程が完了した状態を示す概略断面図であり、図８は、図６の工程の後で、連結部３０が除去された状態を示す概略断面図である。ここで説明する重錘体付き振動発電素子とは、前述のエレクトレット発電素子１の板状構造体７０に、重錘体素子１００により重錘体が接合された発電素子である。
　また、説明の便宜上、図５乃至図８に示すように、エレクトレット発電素子１と重錘体素子１００との接合領域の中心を原点とするＸＹＺ三次元座標系を定義する。この座標系は、図１乃至図４における座標系とは別個のものであるが、それらの座標系のＸ、Ｙ、Ｚの各軸方向と図５乃至図８におけるＸ、Ｙ、Ｚの各軸方向とが、それぞれ平行となるように、特には、Ｚ軸が一致するように、規定してある。
　まず、図５に示すように、エレクトレット発電素子１の下面（図１におけるＺ軸負側の面）に、重錘体素子１００が接合される。ここでは、エレクトレット発電素子１の下面とは、エレクトレット発電素子１のうち、弾性変形体９１～９４が形成されている側とは反対側の面を意味する。図５に示すように、この接合工程において、重錘体素子１００は、溝３２、３３が形成された一方の面１０１がエレクトレット発電素子１に面するような向きで、振動体接合部１０が板状構造体７０に接合され、且つ、支持体接合部２０が枠状構造体８０に接合されるように、当該エレクトレット発電素子１に接合される。換言すれば、重錘体素子１００は、連結部３０がエレクトレット発電素子１の板状構造体７０と枠状構造体８０との間隙（弾性変形体９１～９４が形成された領域）に対応するように、エレクトレット発電素子１に接合される。
　重錘体素子１００は、適宜の接着剤によってエレクトレット発電素子１に接合されるが、図５においては、接着剤の層は図示を省略してある。また、重錘体素子１００をエレクトレット発電素子１に対してしっかりと接合することができるならば、接着によらず、その他の接合方法（例えば、重錘体素子１００がガラス基板ならば陽極接合、シリコン基板ならば直接接合）を採用することも可能である。接着剤を使用する場合は、有機系の接着剤や共晶合金による接着が考えられる。
　次に、図６に示すように、重錘体素子１００の他方の面１０２（図６における下面）から第１溝３２まで連通する切り込みが、所定の工具Ｔ（例えば、ダイシングソー）によって形成される。同様に、重錘体素子１００の他方の面１０２から第２溝３３まで連通する切り込みが、所定の工具Ｔによって形成される。図６には、第２溝３３に連通する切り込みが形成されている様子が示されている。本実施の形態の各切り込みは、第１溝３２及び第２溝３３の全周にわたって形成される。なお、図６に示す例では、切り込みがＺ軸と平行に形成されているが、他の実施の形態では、Ｚ軸に対して角度をもって形成されても良い。
　このような切り込みが第１溝３２の全部にわたって形成されると、振動体接合部１０と連結部３０とが分断される。更に、切り込みが第２溝３３の全部にわたって形成されると、連結部３０と支持体接合部２０とが分断される。
　ところで、連結部３０は、平坦面３１の存在によってエレクトレット発電素子１には全く接合されていない。このため、図７に示すように、２つの切り込みが形成されることによって、連結部３０は、重錘体素子１００及びエレクトレット発電素子１から完全に切り離されることになる。
　したがって、図８に示すように、この連結部３０を除去することによって、重錘体素子１００から振動体接合部１０及び支持体接合部２０が切り出されるのである。そして、振動体接合部１０は、エレクトレット発電素子１の板状構造体７０に付加される質量として機能する。一方、支持体接合部２０は、後述される下部保護体５０を取り付けるための台座として機能することになる。
　すなわち、図８に示す状態の重錘体付きエレクトレット発電素子１は、それ自体で適宜に発電を行うことが可能ではあるが、板状構造体７０及び振動体接合部１０が外部に露出した状態となっている。このため、より安定的に発電を行うためには、板状構造体７０及び振動体接合部１０を外部からの不所望な接触や衝撃などによる過負荷から保護することが好ましい。このようなことから、以下に説明するように、図８に示す重錘体付きエレクトレット発電素子１に対して、その上部を保護する上部保護体４０、及び、その下部を保護する下部保護体５０が、追加的に取り付けられる。なお、以下の説明では、「重錘体付きエレクトレット発電素子１」という語により、重錘体のみが接合されたエレクトレット発電素子１を意味する場合と、追加的に上部保護体４０及び／または下部保護体５０が接合されたエレクトレット発電素子１を意味する場合と、を適宜に使い分けるものとする。
＜　３－２．　上部保護体　＞
　まず、図９乃至図１１を参照して、上述した重錘体付きのエレクトレット発電素子１の上部（図８における上部）を保護するための上部保護体４０について説明する。
　図９は、上部保護体４０の概略底面図である。また、図１０は、図９の［１０］－［１０］線断面図であり、図１１は、図９の［１１］－［１１］線断面図である。
　ここでは、説明の便宜上、図９乃至図１１に示すように、上部保護体４０の中心を原点ＯとするＸＹＺ三次元座標系を定義する。この座標系は、図１乃至図８における座標系とは別個のものであるが、上部保護体４０が重錘体付きエレクトレット発電素子１に接合された際に、図１乃至図８に示す座標系のＸ、Ｙ、Ｚの各軸方向と図９乃至図１１におけるＸ、Ｙ、Ｚの各軸方向とが、それぞれ平行となるように、特には、Ｚ軸が一致するように、規定してある。但し、図９は、上部保護体４０の底面図であるため、図９において、Ｚ軸は紙面の手前側から奥側に向かって延びている。
　図９乃至図１１に示すように、上部保護体４０は、全体として平板状の形状を有し、重錘体付きエレクトレット発電素子１に接合された際に板状構造体７０をＺ軸正側から覆う上部保護体本体４１と、上部保護体本体４１の外周を取り囲み、エレクトレット発電素子１の枠状構造体８０に接合される接合部４２と、を有している。上部保護体本体４１には、底面側（Ｚ軸負側）に矩形の凹部が形成されている。この矩形の凹部は、ＸＹ平面に投影した正射影投影像が、重錘体付きエレクトレット発電素子１の枠状構造体８０によって取り囲まれた領域をＸＹ平面に投影した正射影投影像を包含する大きさを有している。換言すれば、上部保護体４０の矩形の凹部をＸＹ平面に投影した正射影投影像は、第１変位凸部７１及び第２変位凸部７２（図１及び図２Ａ参照）を含む板状構造体７０をＸＹ平面に投影した正射影投影像を包含する大きさを有している。上部保護体４０をエレクトレット発電素子１に接合することによって、板状構造体７０に過負荷が作用しても、板状構造体７０の変位が制限されるため、エレクトレット発電素子１が破損することがない。
　また、図９乃至図１１に示すように、矩形の凹部には、突起４１ａが形成されている。この突起４１ａは、エレクトレット材料層７５、７６が上部保護体４０に接触しないようにするためのものである。エレクトレット材料層７５、７６が上部保護体４０に接触すると、電荷がリークしてしまう。突起４１ａは、これを回避するために設けられている。もちろん、突起４１ａに代えて、エレクトレット材料層７５、７６の電荷のリークを防止するための保護膜が設けられても良い。
　また、矩形の凹部の深さが浅いと、エアーダンピングの影響により、板状構造体７０に生じる振幅が不十分なものとなり、エレクトレット発電素子１の発電効率が低下してしまう。逆に、矩形の凹部の深さを深くすると、上部保護体４０は、板状構造体７０のストッパの機能を果たすことができない。これに対し、上部保護体４０に突起４１ａが存在することにより、矩形の凹部の深さを深くしても、上部保護体４０をストッパとして有効に機能させることができる。
　一方、接合部４２は、ＸＹ平面に投影した正射影投影像が、重錘体付きエレクトレット発電素子１の枠状構造体８０をＸＹ平面に投影した正射影投影像に略一致するように構成されている。図９乃至図１１に示すように、接合部４２には、Ｚ軸負側から見て、Ｙ軸と平行に延び、互いに対向する２つの縁部領域４２ａ、４２ｂに、それぞれ２種類の溝が設けられている。ここで、縁部領域４２ａ、４２ｂとは、Ｙ軸に平行に延在する２つの縁部４０ａ、４０ｂを含み、Ｘ軸方向に一定の幅をもった領域を意味している。但し、図９乃至図１１に示すように、各縁部領域４２ａ、４２ｂは、上部保護体本体４１とは明確に区画されている。
　図９乃至図１１に示すように、各縁部領域４２ａ、４２ｂに設けられている溝には、各縁部４０ａ、４０ｂを含み所定の幅を有する浅溝４３、４５と、当該浅溝４３、４５の幅方向（Ｘ軸方向）における原点側の縁部に形成された深溝４４、４６と、が含まれている。図１０及び図１１に示すように、深溝４４、４６は、Ｚ軸方向の深さが浅溝４３、４５よりも深い溝である。浅溝４３、４５及び深溝４４、４６は、いずれも、縁部領域４２ａ、４２ｂのＹ軸方向における両端部まで、延在している。
　浅溝４３、４５及び深溝４４、４６が設けられた縁部領域４２ａ、４２ｂは、後述されるように、重錘体付きエレクトレット発電素子１に設けられたパッドＰ（電荷を取り出すための電極端子）を露出させるために、上部保護体４０から分断及び除去されることになる。
　なお、本実施の形態では、浅溝４３、４５及び深溝４４、４６が接合部４２の縁部領域４２ａ、４２ｂに設けられているが、これは、上部保護体４０が接合される重錘体付きエレクトレット発電素子１のパッドＰが当該発電素子１の縁部領域に設けられているためである。したがって、重錘体付きエレクトレット発電素子１のパッドＰが他の領域に設けられている場合には、浅溝４３、４５及び深溝４４、４６も当該他の領域に対応する領域に設けられることになる。この場合、深溝は、浅溝の縁部全体（外周全体）に沿って連続的に形成されていればよい。
＜　３－３．　下部保護体　＞
　次に、図１２及び図１３を参照して、重錘体付きのエレクトレット発電素子１の下部（図８における下部）を保護するための下部保護体５０について、説明する。
　図１２は、下部保護体５０の概略平面図であり、図１３は、図１２の［１３］－［１３］線断面図である。
　ここでは、説明の便宜上、図１２乃至図１３に示すように、下部保護体５０の中心を原点ＯとするＸＹＺ三次元座標系を定義する。この座標系は、図１乃至図１１における座標系とは別個のものであるが、下部保護体５０が重錘体付きエレクトレット発電素子１に接合された際に、図１乃至図１１に示す座標系のＸ、Ｙ、Ｚの各軸方向と図１２乃至図１３におけるＸ、Ｙ、Ｚの各軸方向とが、それぞれ平行となるように、特には、Ｚ軸が一致するように、規定してある。但し、図１２は、下部保護体５０の底面図であるため、図１２において、Ｚ軸は紙面の奥側から手前側に向かって延びている。
　図１２及び図１３に示すように、本実施の形態の下部保護体５０は、全体として平板状の形状を有しており、重錘体付きエレクトレット発電素子１に接合された際に、振動体接合部１０（重錘体）を他方の面１０２の側（下側）から覆う下部保護体本体５１と、下部保護体本体５１の外周を取り囲み、支持体接合部２０を介して枠状構造体８０に接合される第２接合部５２と、を有している。下部保護体本体５１には、上面側に矩形の凹部が形成されている。この矩形の凹部は、ＸＹ平面に投影した正射影投影像が、上部保護体４０に形成された凹部をＸＹ平面に投影した正射影投影像に略一致するように構成されている。すなわち、下部保護体本体５１の矩形の凹部をＸＹ平面に投影した正射影投影像は、第１変位凸部７１及び第２変位凸部７２（図１及び図２Ａ参照）を含む板状構造体７０をＸＹ平面に投影した正射影投影像を包含する大きさを有している。下部保護体５０を支持体接合部２０に接合することによって、板状構造体７０に過負荷が作用しても板状構造体７０の変位が制限されるため、エレクトレット発電素子１が破損することがない。
　ところで、前述した上部保護体４０と同様に、矩形の凹部の深さが浅いと、エアーダンピングの影響により、板状構造体７０に生じる振幅が不十分なものとなり、エレクトレット発電素子１の発電効率が低下してしまう。逆に、矩形の凹部の深さを深くすると、下部保護体５０は、板状構造体７０のストッパの機能を果たすことができない。このような事情に基づいて、図１２及び図１３に示すように、矩形の凹部には、突起５１ａが形成されている。この突起５１ａの存在によって、矩形の凹部の深さを深くしても、下部保護体５０をストッパとして有効に機能させることができる。
　一方、第２接合部５２は、ＸＹ平面に投影した正射影投影像が、上部保護体４０の接合部４２をＸＹ平面に投影した正射影投影像に略一致するように構成されている。すなわち、第２接合部５２は、重錘体付きエレクトレット発電素子１の枠状構造体８０をＸＹ平面に投影した正射影投影像に略一致するように構成されている。
＜　３－４．　重錘体付きエレクトレット発電素子への上部保護体及び下部保護体の取り付け　＞
　次に、重錘体付きエレクトレット発電素子１に対する、上部保護体４０及び下部保護体５０の取り付け方法について、図１４乃至図１９を参照して説明する。
　図１４は、図８の重錘体付きエレクトレット発電素子１に下部保護体５０を接合する工程を説明するための概略断面図であり、図１５は、図１４の重錘体付きエレクトレット発電素子１に上部保護体４０を接合する工程を説明するための概略断面図である。また、図１６は、図１５の重錘体付きエレクトレット発電素子１の概略平面図であり、図１７は、上部保護体４０の深溝４４、４６に向かって切り込みを形成する工程を説明するための概略断面図であり、図１８は、上部保護体４０の縁部領域４２ａ、４２ｂを除去する工程を説明するための概略断面図であり、図１９は、図１８の重錘体付きエレクトレット発電素子１の概略上面図である。説明の便宜上、図１４乃至図１９には、ＸＹＺ三次元座標系が規定されているが、この座標系は、図５乃至図８において規定された座標系と同じである。
　まず、図１４に示すように、重錘体付きエレクトレット発電素子１の下面に、下部保護体５０が接合される。下部保護体５０は、第２接合部５２が重錘体素子１００の支持体接合部２０の他方の面（下面）に、例えば接着剤によって接合される。もちろん、下部保護体５０を支持体接合部２０に対してしっかりと接合することができるならば、接着によらず、その他の接合方法（例えば、重錘体素子１００がガラス基板ならば陽極接合、シリコン基板ならば直接接合）を採用しても良い。接着剤を使用する場合は、有機系の接着剤や共晶合金による接着が考えられる。
　下部保護体５０は、前述したように振動体接合部１０に面する下部保護体本体５１の上面に凹部を有しているため、重錘体付きエレクトレット発電素子１に接合された状態で、振動体接合部１０との間に所定の間隙Ｓ１が形成される。この間隙Ｓ１は、エレクトレット発電素子１の発電時に、板状構造体７０及び振動体接合部１０が最大の振幅で振動しても、当該振動体接合部１０と下部保護体５０とが干渉しないために十分な寸法を有する。この下部保護体５０の存在によって、過負荷に対する振動体接合部１０の過剰な変位が、禁止される。
　次に、図１５に示すように、重錘体付きエレクトレット発電素子１の上面に、上部保護体４０が接合される。上部保護体４０は、接合部４２がエレクトレット発電素子１の枠状構造体８０の上面（図１５におけるＺ軸正側の面）に、例えば接着剤によって接合される。上部保護体４０は、前述したように板状構造体７０に面する上部保護体本体４１の下面に凹部を有しているため、重錘体付きエレクトレット発電素子１に接合された状態で、板状構造体７０との間に所定の間隙Ｓ２が形成される。この間隙Ｓ２は、エレクトレット発電素子１の発電時に、板状構造体７０及び振動体接合部１０が最大の振幅で振動しても、当該板状構造体７０と上部保護体４０とが干渉しないために十分な寸法を有する。この上部保護体４０の存在によって、過負荷に対する板状構造体７０の過剰な変位が、禁止される。
　ところで、前述したように、エレクトレット発電素子１には、発電によって生じた電荷を取り出すためのパッドＰが設けられている。このパッドＰは、枠状構造体８０の上面に設けられているため、図１６に示すように、上部保護体４０を当該枠状構造体８０に接合した状態では、外部からパッドＰにアクセスすることができない（図１６において、パッドＰは、隠れ線で示されている）。このため、次なる工程として、上部保護体４０のうち、パッドＰの上方に位置する、対向する一対の縁部領域４２ａ、４２ｂが除去される。
　具体的な除去の方法は、３－１．にて説明した、重錘体素子１００における連結部３０を除去するための方法と実質的に同様である。すなわち、図１７に示すように、上部保護体４０の上面から、深溝４４、４６まで連通する切り込みが、所定の工具Ｔによって形成される。これらの切り込みは、深溝４６の長さ全部にわたって形成される。図１７に示すように、切り込みは、Ｚ軸と平行な方向に向かって形成されて良い。
　以上の切り込みによって、上部保護体４０の対向する縁部領域４２ａ、４２ｂが、当該上部保護体４０から分断される。その後、図１８に示すように、各縁部領域４２ａ、４２ｂは、除去される。
　以上のような本実施の形態によれば、エレクトレット発電素子１に重錘体素子１００を接合した後で、当該重錘体素子１００に対して第１溝３２及び第２溝３３に沿って所定の切断工具Ｔによって切り込みを形成することにより、振動体接合部１０と支持体接合部２０とを容易に分断することができる。したがって、以上のような構成により、生産性に優れた重錘体の接合方法を実現可能な重錘体素子１００が提供され得る。
　また、エレクトレット発電素子１及び重錘体素子１００は、接合される面の輪郭線が互いに同じ寸法の矩形の形状を有している。このため、重錘体素子１００をエレクトレット発電素子１に接合する際の位置決めが、容易である。
　また、振動体接合部１０は、一方の面１０１の輪郭線が矩形の形状を有していることにより、第１溝３２が直線状に形成されている。このため、当該第１溝３２に沿って切り込みを入れる工程が容易である。
　また、重錘体素子１００の支持体接合部２０は、振動体接合部１０の外周を取り囲んでいる。このため、支持体接合部２０をエレクトレット発電素子１の枠状構造体８０の全周にわたって接合することができるため、より強固な接合が実現される。
　本実施の形態の第１溝３２は、平坦面３１の振動体接合部１０の側の縁部に沿って、形成されている。このため、第１溝３２を介して、振動体接合部１０と連結部３０の全部とを、分断することができる。
　更に、本実施の形態の第２溝３３は、平坦面３１の支持体接合部２０の縁部に沿って形成されている。このため、第１溝３２と第２溝３３とに切り込みを入れる工程によって、連結部３０の全部を重錘体素子１００から除去することができる。
　また、３－１．にて説明した、重錘体素子１００をエレクトレット発電素子１に接合し、重錘体素子１００の第１溝３２及び第２溝３３に切り込みを入れる、という製造方法によれば、重錘体として機能する振動体接合部１０を、重錘体素子１００から容易に切り出すことができる。すなわち、本発明によれば、前述した重錘体素子１００を用いることにより、生産性に優れた重錘体付きエレクトレット発電素子１の製造方法を提供することができる。
　以上の製造方法は、平板状の基板の下面に凹部を有し、重錘体付きエレクトレット発電素子１の上面を覆う、上部保護体４０を準備する工程と、上部保護体４０を重錘体付きエレクトレット発電素子１の枠状構造体８０に接合する上部保護体接合工程と、を更に備えている。このことにより、板状構造体７０及び振動体接合部１０の振動が許容されつつ、板状構造体７０の上面側において、当該板状構造体７０に対する過負荷が制限されるため、破損しにくく、安定した発電を行うことができる。
　この上部保護体４０は、Ｙ軸と平行に延在する２つの縁部領域４２ａ、４２ｂに連続的に形成された浅溝４３、４５及び深溝４４、４６を有している。そして、前述した製造方法は、上部保護体接合工程の後、上部保護体４０に、上面から深溝４４、４６まで連通する切り込みを当該深溝４４、４６の全部にわたって形成することにより、縁部領域４２ａ、４２ｂを他の部分から分断する工程を、更に備えている。このことにより、エレクトレット発電素子１の上面のうち、縁部領域４２ａ、４２ｂに対応する領域を外部に露出させることができる。すなわち、エレクトレット発電素子１に設けられたパッドＰを簡易な工程によって外部に露出させることができる。
　更に、以上の製造方法は、平板状の基板の上面に凹部を有し、重錘体素子１００の下面を覆う、下部保護体５０を準備する工程と、下部保護体５０を支持体接合部２０の下面に接合する下部保護体接合工程と、を備えている。このことにより、板状構造体７０に対する過負荷が制限されるため、破損しにくく、一層安定した発電が行われる。
　なお、本実施の形態では、突起４１ａが上部保護体４０に設けられ、突起５１ａが下部保護体５０に設けられていたが、このような配置には限定されない。図３０は、図１８に示す重錘体付きエレクトレット発電素子１の概略断面図である。図３０に示すように、突起４１ａ、５１ａに代えて、板状構造体７０の上面に突起７７を設け、支持体接合部１０の下面に突起１１を設けても良い。この場合も、上部保護体４０及び下部保護体５０にそれぞれ設けられた矩形の凹部の深さを深くしても、当該上部保護体４０及び下部保護体５０をストッパとしてそれぞれ有効に機能させることができる。なお、図示されていないが、突起７７、１１は、Ｚ軸方向から見て、Ｘ軸及びＹ軸に関してそれぞれ対象であるように、４つずつ配置されていて良い。
＜　３－５．　実際的な各基板の接合方法　＞
　次に、図２０及び図２１は、本実施の形態による重錘体付きエレクトレット発電素子１の実際的な製造方法を説明するための図である。
　以上の３－１．～３－４．で説明した、エレクトレット発電素子１に対する各基板の取り付け（接合）は、実際の製造においては、図２０に示すように、複数のエレクトレット発電素子１が配置されたエレクトレット発電素子基板１ｗ及び複数の重錘体素子１００が配置された重錘体素子基板１００ｗを用いて行われる。図２０において、エレクトレット発電素子基板１ｗ内に示されている矩形領域の１つ１つが、エレクトレット発電素子１を示しており、重錘体素子基板１００ｗ内に示されている矩形領域の１つ１つが、重錘体素子１００を示している。重錘体素子基板１００ｗには、両基板１ｗ、１００ｗを接合させた際に、エレクトレット発電素子基板１ｗの各エレクトレット発電素子１と１対１に対応するように、複数の重錘体素子１００が形成されている。
　したがって、エレクトレット発電素子基板１ｗと重錘体素子基板１００ｗとが、前述したように接着剤等によって接合されると、対応するエレクトレット発電素子１と重重錘体素子１００とが、図５に示すように接合される。その後、図６乃至図８を参照して説明したように、連結部３０が除去される。
　次に、図２１に示すように、複数の上部保護体４０が配置された上部保護基板４０ｗと、複数の下部保護体５０が配置された下部保護基板５０ｗと、が準備される。図２１において、上部保護基板４０ｗ内に示されている矩形領域の１つ１つが、上部保護体４０を示しており、下部保護基板５０ｗ内に示されている矩形領域の１つ１つが、下部保護体５０を示している。
　上部保護基板４０ｗには、エレクトレット発電素子基板１ｗの各エレクトレット発電素子１と１対１に対応するように、複数の上部保護体４０が形成されている。同様に、下部保護基板５０ｗには、重錘体素子基板１００ｗの各重錘体素子１００と１対１に対応するように、複数の下部保護体５０が形成されている。
　したがって、下部保護基板５０ｗと重錘体素子基板１００ｗとが接合されると、対応する下部保護体５０と重錘体素子１００とが、図１４に示すように接合される。更に、上部保護基板４０ｗとエレクトレット発電素子基板１ｗとが前述したように接着剤等によって接合されると、対応する上部保護体４０とエレクトレット発電素子１とが、図１５に示すように接合される。その後、図１７及び図１８を参照して説明したように、縁部領域４２ａ、４２ｂが除去される。
　その後、接合された４枚の基板１ｗ、１００ｗ、４０ｗ、５０ｗが、各基板の矩形領域ごとに切り出されて、重錘体付きエレクトレット発電素子１が個片化される。このことによって、重錘体付きエレクトレット発電素子１が効率的に製造され得る。
＜＜＜　§４　重錘体付き振動発電素子の変形例　＞＞＞
　次に、本発明による重錘体素子の変形例について説明する。
　図２２は、本発明の第２の実施の形態による重錘体素子２００を示す概略平面図である。また、図２３は、図２２の［２３］－［２３］線断面図であり、図２４は、図２２の［２４］－［２４］線断面図であり、図２５は、図２２の概略底面図である。
　図２２乃至図２４に示すように、本実施の形態による重錘体素子２００は、連結部２３０の第３面２３１に、振動体接合部２１０の外周を取り囲む所定幅の溝２３３が１本のみ設けられている点で、第１の実施の形態による重錘体素子１００とは異なっている。この所定幅の溝２３３は、当該重錘体素子１００の連結部３０に設けられた第２溝３３と同じ位置に設けられている。
　更に、図２３乃至図２５に示すように、本実施の形態による重錘体素子２００は、他方の面２０２に凹部２３４を有している。本実施の形態の凹部２３４は、その輪郭線がＺ軸方向から見て連結部２３０の外周の輪郭線と略一致するように形成されている。このような構成によって、他方の面２０２は、Ｚ軸方向において異なる位置に配置された、凹部２３４の底面２３４ｂと、支持体接合部２２０の底面２２０ｂと、を有している。
　その他の点は、第１の実施の形態による重錘体素子１００と同様の構成を有している。このため、図２２乃至図２５において、重錘体素子１００に対応する構成要素には同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
　次に、図２６乃至図２８を参照して、本実施の形態による重錘体素子２００を用いた重錘体付き振動発電素子の製造方法について説明する。
　図２６は、図１のエレクトレット発電素子１に図２２の重錘体素子２００を接合する工程を説明するための概略断面図であり、図２７は、図２６において、重錘体素子２００に切り込みを形成する工程を説明するための概略断面図であり、図２８は、図２７の工程が完了した状態を示す概略断面図である。
　説明の便宜上、図２６乃至図２８に示すように、エレクトレット発電素子１と重錘体素子１００との接合領域の中心を原点とするＸＹＺ三次元座標系を定義する。この座標系は、図５乃至図８と同様の座標系である。
　まず、図２６に示すように、エレクトレット発電素子１の下面（図１におけるＺ軸負側の面）に、重錘体素子２００が接合される。エレクトレット発電素子１の下面とは、エレクトレット発電素子１のうち、弾性変形体９１～９４が形成されている側とは反対側の面を意味する。図２６に示すように、この接合工程において、重錘体素子２００は、溝２３３が形成された一方の面２０１がエレクトレット発電素子１に面するような向きで、振動体接合部２１０が板状構造体７０に接合され、且つ、支持体接合部２２０が枠状構造体８０に接合されるように、当該エレクトレット発電素子１に接合される。換言すれば、重錘体素子２００は、連結部２３０がエレクトレット発電素子１の板状構造体７０と枠状構造体８０との間隙（弾性変形体９１～９４が形成された領域）に対応するように、エレクトレット発電素子１に接合される。
　重錘体素子２００は、適宜の接着剤によってエレクトレット発電素子１に接合されるが、図２６乃至図２８においては、接着剤の層は図示を省略してある。また、重錘体素子２００をエレクトレット発電素子１に対してしっかりと接合することができるならば、接着によらず、その他の接合方法（例えば、重錘体素子２００がガラス基板ならば陽極接合、シリコン基板ならば直接接合）を採用することも可能である。接着剤を使用する場合は、有機系の接着剤や共晶合金による接着が考えられる。
　次に、図２７に示すように、重錘体素子２００の他方の面２０２（図２７における下面）から溝２３３まで連通する切り込みが、所定の工具Ｔ（例えば、ダイシングソー）によって形成される。ここでは、工具Ｔとして、溝２３３と略同じ幅を有するものが採用される。このため、工具Ｔによって形成される切り込みは、溝２３３と略同じ幅を有する。本実施の形態の切り込みは、溝２３３の全周にわたって形成される。なお、図２７に示す例では、切り込みがＺ軸と平行に形成されているが、他の実施の形態では、Ｚ軸に対して角度をもって形成されても良い。
　このような切り込みが溝２３３の全部にわたって形成されると、連結部２３０と支持体接合部２２０とが、工具Ｔの幅に相当する間隔を空けて、分断される。したがって、図２８に示すように、溝２３３に切り込みを形成することによって、重錘体素子２００から、連結部２３０及び振動体接合部２１０と、支持体接合部２２０と、が切り離されるのである。そして、連結部２３０及び振動体接合部２１０は、エレクトレット発電素子１の板状構造体７０に付加される質量として機能する。なお、工具Ｔによって分断された支持体接合部２２０と連結部２３０との離間距離（ここでは工具Ｔの幅）は、板状構造体７０が振動した際に、連結部２３０と支持体接合部２２０とが接触しない程度の大きさを有している。
　図８と図２８とを比較すれば、本実施の形態によって切り出される重錘体（連結部２３０及び振動体接合部２１０）の質量は、第１の実施の形態によって切り出される重錘体（振動体接合部２１０）の質量よりも、大きい。すなわち、本実施の形態による重錘体素子２００を用いることにより、重錘体付きエレクトレット発電素子１の固有振動数を、第１の実施の形態よりも一層小さくすることができる。
　なお、溝２３３を形成する位置を変更することによって、エレクトレット発電素子１の板状構造体７０に提供される重錘体の質量を、所望に調節することができる。すなわち、溝２３３を振動体接合部２１０の近位に形成すれば、連結部２３０のうち重錘体として機能する部分（溝２３３の内側の部分）が減少するため、切り出される重錘体の質量が減少し、その一方、溝２３３を支持体接合部２２０の近位に形成すれば、連結部２３０のうち重錘体として機能する部分が増大するため、切り出される重錘体の質量が増大する。
　本実施の形態による重錘体素子２００を使用して製造された重錘体付きエレクトレット発電素子１には、第１の実施の形態と同様に、上部保護体４０（図９乃至図１１参照）及び下部保護体５０（図１２及び図１３参照）を接合することが可能である。各保護基板４０、５０の接合方法は、前記３－２．及び３－３．に記載した通りであるため、ここではその詳細な説明は省略する。
　更に、本実施の形態においても、３－５．に記載したように、エレクトレット発電素子基板１ｗ、複数の重錘体素子２００が形成された重錘体素子基板、上部保護基板４０ｗ及び下部保護基板５０ｗを接合することによって、重錘体付きエレクトレット発電素子１が効率的に製造され得る。
　本実施の形態による重錘体素子２００は、前述したように、他方の面２０２に凹部２３４ｂを有している。この凹部の存在によって、振動体接合部２１０及びこれに一体的に接続されている連結部２３０の底面２３４ｂは、Ｚ軸方向において、支持体接合部２２０の底面よりも上方に位置している。このため、支持体接合部２２０の底面２２０ｂに下部保護体５０が接合された際に、当該下部保護体５０と底面２３４ｂとの間には、所定の隙間が形成されるようになっている。このことによって、板状構造体７０が振動した際に、振動体接合部２１０及びこれに一体的に接続されている連結部２３０と、下部保護体５０と、の接触が回避される。
　あるいは、重錘体付きエレクトレット発電素子１に上部保護体４０及び下部保護体５０を接合することに代えて、当該重錘体付きエレクトレット発電素子１をパッケージＰａ内に格納することも可能である。
　図２９は、パッケージＰａ内に格納された重錘体付きエレクトレット発電素子１を示す概略断面図である。
　パッケージＰａは、一例として、図２９に示すように、角柱状の内部空間を画定し、上部が開放した箱形のパッケージ本体５と、パッケージ本体５の上部を覆い、前記内部空間を閉鎖する蓋体６と、を有している。図２９に示すように、パッケージ本体５は、底壁５ｂと底壁５ｂから上方に立ち上がる側壁５ｓとを有している。重錘体付きエレクトレット発電素子１は、支持体接合部２２０の下面２２０ｂがパッケージ本体５の底壁５ｂに接合されている。側壁５ｓは、重錘体付きエレクトレット発電素子１の高さ（厚さ）よりも大きな高さを有している。側壁５ｓの上端部には、蓋体６が接合されており、エレクトレット発電素子１に対する外部からの不所望な干渉が禁止されている。
　図２９に示すパッケージ化された重錘体付きエレクトレット発電素子１は、Ｘ、Ｙ、Ｚの全ての軸方向の過負荷に対して、重錘体（振動体接合部２１０）の移動が制限されていることを特徴としている。具体的には、図２９に示すように、Ｘ軸方向においては、振動体接合部２１０は、支持体接合部２２０の存在によって、当該支持体接合部２２０との間に形成された領域Ａの範囲内のみに移動が制限されている。図示されていないが、Ｙ軸方向においても、同様である。Ｚ軸正方向については、振動体接合部２１０は、枠状構造体８０の存在によって、当該枠状構造体との間に形成された領域Ｂの範囲内のみに移動が制限されている。更に、Ｚ軸負方向においては、振動体接合部２１０は、パッケージ本体５の底壁５ｂの存在によって、当該底壁５ｂとの間に形成された領域Ｃの範囲内にのみに移動が制限されている。
　なお、ここでは、第２の実施の形態による重錘体素子２００を用いた重錘体付きエレクトレット発電素子１をパッケージ化する事項について説明したが、同様にして、第１の実施の形態による重錘体素子１００を用いた重錘体付きエレクトレット発電素子１をパッケージ化することも可能である。
１　エレクトレット発電素子
１ｗ　エレクトレット発電素子基板
５　パッケージ本体
５ｂ　底壁
５ｓ　側壁
６　蓋体
１０　振動体接合部
２０　支持体接合部
３０　溝部
３１　平坦面
３２　第１溝
３３　第２溝
４０　上部保護体
４０ｗ　上部保護基板
４０ａ、４０ｂ　縁部
４１　上部保護体本体
４２　接合部
４２ａ、４２ｂ　縁部領域
４３、４５　浅溝
４４、４６　深溝
５０　下部保護体
５０ｗ　下部保護基板
５１　下部保護体本体
５２　第２接合部
７０　板状構造体
７０ａ　第１変位外面
７０ｂ　第２変位外面
７０ｅ　上面
７０ｆ　下面
７１　第１変位凸部
７２　第２変位凸部
７５　第１エレクトレット材料層
７６　第２エレクトレット材料層
８０　枠状構造体
８０ａ　第１固定内面
８０ｂ　第２固定内面
８１　第１固定凸部
８２　第２固定凸部
８５　第１対向電極層
８６　第２対向電極層
９１～９４　弾性変形体
１００　重錘体素子
１００ｗ　重錘体素子基板
１０１　一方の面
１０２　他方の面
２００　重錘体素子
２０１　一方の面
２０２　他方の面
２１０　振動体接合部
２２０　支持体接合部
２３０　連結部
Ｐａ　パッケージ
Ｔ　工具
Ｓ１、Ｓ２　間隙

Claims (23)

  1. 　振動体と、弾性体を介して前記振動体を支持する支持体と、を有する振動発電素子に接合され、前記振動体に重錘体を提供する、重錘体素子であって、
    　前記振動発電素子に接合される第１面と、
    　前記第１面とは反対側の面である第２面と、
    　前記振動体に接合される振動体接合部と、
    　前記振動体接合部から離間して位置し、前記支持体に接合される支持体接合部と、
    　前記振動体接合部と前記支持体接合部との間に位置し、前記振動体接合部と前記支持体接合部とを連結する連結部と、を備え、
    　前記連結部は、前記第１面側に、当該第１面よりも前記第２面側に位置する第３面を有し、
    　前記連結部の前記第３面には、前記振動体接合部の外周を取り囲む所定幅の溝が設けられている
    ことを特徴とする重錘体素子。
  2. 　前記溝は、前記振動体接合部の外周を１周のみ取り囲んでいる
    ことを特徴とする請求項１に記載の重錘体素子。
  3. 　前記溝は、前記振動体接合部の外周を取り囲む第１溝と、この第１溝の外周を取り囲む第２溝と、を含んでいる
    ことを特徴とする請求項１に記載の重錘体素子。
  4. 　前記第１溝は、前記第３面の前記振動体接合部の側の縁部に沿って、形成されている
    ことを特徴とする請求項３に記載の重錘体素子。
  5. 　前記第２溝は、前記第３面の前記支持体接合部の側の縁部に沿って、形成されている
    ことを特徴とする請求項３または４に記載の重錘体素子。
  6. 　前記溝は、前記第３面の前記支持体接合部の側の縁部に沿って、形成されている
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の重錘体素子。
  7. 　前記振動発電素子及び前記重錘体素子は、接合される面の輪郭線が互いに同じ寸法の矩形の形状を有している
    ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の重錘体素子。
  8. 　前記振動体接合部は、前記第１面の輪郭線が矩形の形状を有している
    ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の重錘体素子。
  9. 　前記支持体接合部は、前記振動体接合部の外周を取り囲んでいる
    ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の重錘体素子。
  10. 　前記振動発電素子は、エレクトレット発電素子である
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の重錘体素子。
  11. 　重錘体付き振動発電素子の製造方法であって、
    　請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の重錘体素子を、前記振動体接合部が前記振動発電素子の前記振動体に接合され、前記支持体接合部が前記振動発電素子の前記支持体に接合されるように、当該振動発電素子に接合する接合工程と、
    　前記接合工程の後、前記重錘体素子に、前記第２面から前記溝まで連通する切り込みを形成し、前記連結部のうち前記溝よりも前記支持体接合部側の部分と前記振動体接合部とを前記所定幅の間隔を空けて分断する、分断工程と、を備えた
    ことを特徴とする製造方法。
  12. 　重錘体付き振動発電素子の製造方法であって、
    　請求項３乃至５のいずれか一項に記載の重錘体素子を、前記振動体接合部が前記振動発電素子の前記振動体に接合され、前記支持体接合部が前記振動発電素子の前記支持体に接合されるように、当該振動発電素子に接合する接合工程と、
    　前記接合工程の後、前記重錘体素子に、前記第２面から前記第１溝まで連通する第１切り込みを形成し、前記連結部のうち前記第１溝よりも前記支持体接合部側の部分と前記振動体接合部とを分断する、第１分断工程と、
    　前記接合工程の後、前記重錘体素子に、前記第２面から前記第２溝まで連通する第２切り込みを形成し、前記連結部のうち前記第２溝よりも前記振動体接合部側の部分と前記支持体接合部とを分断する、第２分断工程と、
    　前記連結部のうち前記第１切り込みと前記第２切り込みとの間に位置する部分を除去する除去工程と、を備えた
    ことを特徴とする製造方法。
  13. 　前記振動発電素子の、前記重錘体素子が接合されている面とは反対側の面を覆う第１保護体であって、前記振動体を覆う第１保護体本体と、前記第１保護体本体の外周を取り囲み、前記支持体に接合される第１接合部と、を有する第１保護体を準備する工程と、
    　前記第１保護体本体が前記振動体を覆い、前記第１接合部が前記支持体に接合される、というように、前記第１保護体を前記振動発電素子に接合する、第１保護体接合工程と、
    を更に備えた
    ことを特徴とする請求項１１または１２に記載の製造方法。
  14. 　前記第１保護体の前記第１保護体本体は、前記振動体との干渉を回避するための窪みを有する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の製造方法。
  15. 　前記第１保護体は、前記振動体側の面に、前記第１保護体本体とは異なる位置に溝部を有し、
    　前記溝部には、浅溝と、この浅溝の縁部に沿って形成され、深さが当該浅溝よりも深い深溝と、が設けられ、
    　前記製造方法は、前記第１保護体接合工程の後、前記第１保護体に、前記振動発電素子側の面とは反対側の面から前記深溝まで連通する切り込みを形成することにより、前記溝部を他の部分から分断する工程を、更に備えた
    ことを特徴とする請求項１３または１４に記載の製造方法。
  16. 　前記第１保護体は、前記振動発電素子に接合される面の輪郭線が矩形の形状を有し、
    　前記溝部は、前記矩形の対向する２つの縁部を含む領域に設けられている
    ことを特徴とする請求項１５に記載の製造方法。
  17. 　前記第１保護体のうち前記振動発電素子に面する領域、及び、前記振動発電素子の前記振動体のうち前記第１保護体に面する領域、の少なくとも一方に突起が形成されている
    ことを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれか一項に記載の製造方法。
  18. 　前記重錘体素子の前記第２面を覆う第２保護体であって、前記振動体接合部を覆う第２保護体本体と、前記第２保護体本体の外周を取り囲み、前記支持体接合部に接合される第２接合部と、を有する第２保護体を準備する工程と、
    　前記第２保護体本体が前振動体接合部を覆い、前記第２接合部が前記支持体接合部に接合されるように、前記第２保護体を前記重錘体素子に接合する、第２保護体接合工程と、
    を更に備えた
    ことを特徴とする請求項１１乃至１７のいずれか一項に記載の製造方法。
  19. 　前記第２保護体の前記第２保護体本体は、前記振動体接合部との干渉を回避するための窪みを有する
    ことを特徴とする請求項１８に記載の製造方法。
  20. 　前記第２保護体のうち前記振動体接合部に面する領域、及び、前記振動体接合部のうち前記第２保護体に面する領域、の少なくとも一方に突起が形成されている
    ことを特徴とする請求項１８または１９に記載の製造方法。
  21. 　前記振動発電素子は、エレクトレット発電素子である
    ことを特徴とする請求項１１乃至２０のいずれか一項に記載の製造方法。
  22. 　複数の前記振動発電素子が形成された振動発電素子基板を準備する工程と、
    　複数の前記重錘体素子が形成された重錘体素子基板を準備する工程と、
    　前記振動発電素子基板及び前記重錘体素子基板を接合する工程と、を更に備え、
    　各重錘体素子及び各振動発電素子は、各基板を接合した際に互いに１対１に対応するように形成されている
    ことを特徴とする請求項１１乃至２１のいずれか一項に記載の製造方法。
  23. 　前記振動発電素子の、前記重錘体素子が接合されている面とは反対側の面を覆う第１保護体が複数形成された第１保護基板を準備する工程と、
    　前記重錘体素子の前記第２面を覆う第２保護体が複数形成された第２保護基板を準備する工程と、
    　前記第１保護基板を前記振動発電素子基板に接合し、前記第２保護基板を前記重錘体素子基板に接合する工程と、を更に備え、
    　各第１保護体は、前記第１保護基板を前記振動発電素子基板に接合した際に、各振動発電素子と１対１に対応するように形成されており、
    　各第２保護体は、前記第２保護基板を前記重錘体素子基板に接合した際に、各重錘体素子と１対１に対応するように形成されている
    ことを特徴とする請求項２２に記載の製造方法。
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