WO2020080336A1 - 振動発電素子および振動発電装置 - Google Patents

振動発電素子および振動発電装置 Download PDF

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WO2020080336A1
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WO
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vibration power
power generation
weight
movable electrode
generation element
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PCT/JP2019/040393
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Inventor
大輔 穴井
Original Assignee
株式会社鷺宮製作所
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • 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
    • H02N1/06—Influence generators
    • H02N1/08—Influence generators with conductive charge carrier, i.e. capacitor machines

Definitions

  • the present invention relates to a vibration power generation element and a vibration power generation device.
  • Patent Document 1 power is generated by vibrating a movable electrode portion having a comb-teeth electrode formed thereon with respect to a fixed portion having a comb-teeth electrode formed thereon.
  • the vibration power generation element described in Patent Document 1 employs a structure in which a weight separately formed on the movable electrode portion is mounted.
  • the vibration power generation element has a fixed electrode portion having a plurality of comb-teeth electrodes, a movable electrode portion having a plurality of comb-teeth electrodes and a weight mounting portion, and elastically supporting the movable electrode portion.
  • the conducting portion is an electrode formed on the base material of the movable electrode portion and exposed on the surface of the weight mounting portion. Is preferred.
  • a vibration power generation device in the vibration power generation element of the second aspect, it is preferable that a conductive adhesive or a conductive grease is interposed between the conductive portion and the weight.
  • the vibration of the movable electrode portion is restricted by coming into contact with the vibrating movable electrode portion. It is preferable that the weight has a center of gravity positioned on a line parallel to the vibration direction passing through the contact portion of the limiter.
  • the weight in the vibration power generation element according to any one of the first aspect to the fourth aspect, the weight has a conductivity larger in specific gravity than a material forming the movable electrode portion. It is preferably formed of a material.
  • a vibration power generation device includes the vibration power generation element according to any one of the first to fifth aspects, and a casing that vacuum-seals the vibration power generation element.
  • FIG. 1 is a diagram showing a vibration power generation element enclosed in a vacuum package.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of each part of the vibration power generation element.
  • FIG. 3 is a diagram showing a procedure for mounting the weight on the weight mounting portion.
  • FIG. 4 is a diagram showing a modified example of the conducting portion.
  • FIG. 5 is a figure which shows an example of the formation procedure of the MEMS processed body of a vibration power generation element.
  • FIG. 6 is a diagram showing a step following the step of FIG. 5 of the procedure for forming the MEMS processed body.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the displacement of the center of gravity in the vibration plane.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the positional deviation in the direction perpendicular to the vibration plane.
  • FIG. 9 is a diagram showing a modification of the positioning mechanism.
  • FIG. 1 is a diagram showing a vibration power generation element 1 enclosed in a package 2 in a vacuum state.
  • FIG. 1 (a) is a plan view and FIG. 1 (b) is a sectional view taken along the line AA.
  • the upper lid 3 provided on the upper surface side (the positive side of the z-axis) of the package 2 is omitted so that the internal structure of the package 2 can be seen.
  • the vibration power generation element 1 includes a fixed portion 11, a movable electrode portion 12, an elastic support portion 13 that elastically supports the movable electrode portion 12, and a pair of weights 10 a and 10 b fixed to both front and back surfaces of the movable electrode portion 12. I have it.
  • the fixed portion 11 of the vibration power generation element 1 is fixed to the package 2 by die bonding.
  • the package 2 is made of, for example, an electrically insulating material (for example, ceramics).
  • An upper lid 3 for vacuum-sealing the inside of the package 2 is seam welded to the upper end of the package 2.
  • a fixed electrode portion 111 is formed on the fixed portion 11, and a plurality of comb-teeth electrodes 110 extending in the x-axis direction are formed in the fixed electrode portion 111 in the y-axis direction.
  • a plurality of comb-teeth electrodes 120 extending in the x-axis direction are formed in the movable electrode portion 12 in the y-axis direction.
  • An electrode pad 112 is formed on the fixed electrode portion 111.
  • the movable electrode portion 12 is mechanically and electrically connected to the connection portion 114 formed on the fixed portion 11 via the elastic support portion 13.
  • An electrode pad 113 is formed on the connection portion 114.
  • the electrode pads 112 and 113 are connected to the electrodes 21 a and 21 b provided on the package 2 by the wires 22.
  • the movable electrode portion 12 is configured to vibrate in the x-axis direction.
  • the comb-teeth electrode 120 with respect to the comb-teeth electrode 110 of the fixed electrode portion 111 moves. The amount of insertion changes and power is generated.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of each part of the vibration power generation element 1.
  • the vibration power generation element 1 is formed by a general MEMS processing technique using an SOI (Silicon On Insulator) substrate.
  • the SOI substrate is a substrate having a three-layer structure including a Si support layer, a SiO 2 box layer, and a Si active layer.
  • the fixed portion 11 is formed by the support layer, and the fixed electrode portion 111, the movable electrode portion 12, and the elastic portion are formed.
  • the supporting portion 13 and the connecting portion 114 are formed by an active layer.
  • FIG. 2A is a diagram showing the MEMS processed body of the vibration power generation element 1, that is, the vibration power generation element 1 before the weights 10a and 10b are fixed.
  • the fixed electrode portion 111 on the fixed portion 11, the movable electrode portion 12, the elastic support portion 13, and the connection portion 114 are shown by hatching.
  • the movable electrode portion 12 includes a weight mounting portion 12a on which the weights 10a and 10b are mounted, and a pair of comb tooth forming portions 12b extending from the weight mounting portion 12a in the y-axis direction.
  • the area shown by the alternate long and short dash line 123 on the weight mounting portion 12a (hereinafter, referred to as the fixing surface 123) is a surface to which the weights 10a and 10b are fixed, and the fixing surface 123 is on both front and back surfaces of the weight mounting portion 12a. Has been formed.
  • a through hole 122 used for positioning when mounting the weights 10a and 10b, and an electrode 124 are formed on the fixing surface 123.
  • two through holes 122 are formed.
  • the four corners of the weight mounting portion 12a are elastically supported by four sets of elastic supporting portions 13.
  • Each elastic support portion 13 is provided with three elastically deformable beams 13a to 13c.
  • a plurality of comb-teeth electrodes 120 extending in the positive direction of the x-axis and a plurality of comb-teeth electrodes 120 extending in the negative direction of the x-axis are formed in each of the comb-teeth forming portions 12b in the y-axis direction.
  • Four sets of fixed electrode portions 111 are provided, and each fixed electrode portion 111 is arranged so as to face a plurality of comb tooth electrodes 120 arranged on one side of the comb tooth forming portion 12b.
  • a plurality of comb-teeth electrodes 110 extending in the x-axis direction are formed in each of the fixed electrode portions 111 in the y-axis direction, and the comb-teeth electrodes 110 and the comb-teeth electrodes 120 are arranged so as to mesh with each other with a gap. ing.
  • the connecting portion 114 also functions as a limiting portion that limits the range of vibration of the movable electrode portion 12 in the x-axis direction.
  • a protrusion 114 a is formed on the surface of the connecting portion 114 facing the movable electrode portion 12.
  • the x-axis direction end surface of the movable electrode portion 12 collides with the protrusion 114a of the connection portion 114, whereby the vibration amplitude of the movable electrode portion 12 is limited.
  • the protrusion is formed on the connecting portion 114 in FIG. 2A, it may be formed on the movable electrode portion 12 side.
  • FIG. 2B is a diagram showing only the fixed portion 11 of the vibration power generation element 1.
  • the hatched area 11C shown on the fixed portion 11 in FIG. 2B shows an area where the fixed electrode portion 111 is fixed.
  • the end portion of the beam 13a is fixed on the fixed portion 11.
  • the hatched area 11A shown on the fixed portion 11 in FIG. 2B shows an area where the end portion of the beam 13a is fixed.
  • the end portion of the beam 13c is connected to the connection portion 114 formed on the fixed portion 11.
  • a hatching area 11B shown on the fixing portion 11 in FIG. 2B shows an area where the connecting portion 114 is fixed.
  • weights 10a and 10b are attached to the movable electrode portion 12 in order to increase the mass of the movable electrode portion 12 and further improve the power generation efficiency.
  • a conductive material having a larger specific gravity than that of the SOI substrate is used so that a large mass can be obtained even in a small volume.
  • metals such as tungsten (specific gravity 19.25), free-cutting copper (specific gravity 8.94), stainless steel (specific gravity 7.93), tungsten members (specific gravity 13 to 17) formed by the metal injection method, and tungsten resin (specific gravity 11 to 11).
  • a resin mixed with a metal material is used.
  • FIG. 3 is a diagram showing a procedure for mounting the weights 10a and 10b on the weight mounting portion 12a.
  • the weights 10a and 10b are fixed to the weight mounting portion 12a using an adhesive.
  • the adhesive 102 is spotted on the fixing surface 101 of the weight 10b by a dispenser so that the position of the through hole 100 of the weight 10b and the position of the through hole 122 of the weight mounting portion 12a substantially coincide with each other.
  • the MEMS processed body of the vibration power generation element 1 shown in FIG. 2A is placed on the weight 10b.
  • Electrodes 124 as conducting portions are formed on the front and back surfaces of the weight mounting portion 12a, respectively.
  • the positioning pin 103 is passed through the through hole 122 of the weight mounting portion 12a and the through hole 100 of the weight 10b to accurately position the weight mounting portion 12a and the weight 10b, and then the weight mounting portion 12a.
  • the weight 10a is fixed on the fixing surface 123 of.
  • the adhesive 102 is spotted on the fixing surface 123 of the weight mounting portion 12a by a dispenser, and the position of the positioning pin 103 and the position of the through hole 100 of the weight 10a are visually checked, and the weight mounting portion 12a of the weight mounting portion 12a is checked.
  • the weight 10a is placed on the fixing surface 123. After that, the state shown in FIG.
  • the non-conductive adhesive 102 When the non-conductive adhesive 102 is used, the non-conductive adhesive 102 is adhered to the surface of the electrode 124 when the weight mounting portion 12a and the weights 10a and 10b are adhered to each other. The agent 102 is spotted. On the other hand, when the adhesive agent 102 is conductive, the adhesive agent 102 is also spotted on the electrode 124 so that the adhesive agent 102 spreads over the entire electrode 124, so that the electrode 124 and the weight 10a are electrically contacted. It is preferable to improve. Further, instead of the conductive adhesive, conductive grease or the like may be interposed between the electrode 124 and the weight 10a.
  • FIG. 4 is a diagram showing a modified example of the conducting portion.
  • the electrode 124 is formed on the Si layer of the weight mounting portion 12a and the electrode 124 is used as the conducting portion.
  • the weight mounting portion 12a is formed of a Si layer, and a silicon oxide film 305 is formed on the surface of the Si layer.
  • a region R in which the Si layer is exposed is formed in the weight mounting portion 12a, and the conductive adhesive 102a is placed in the region R to bond the weight 10a to the weight mounting portion 12a.
  • the weight 10a and the weight mounting portion 12a are electrically connected by the conductive adhesive 102a.
  • FIG. 5 and 6 are diagrams showing an example of a procedure for forming the MEMS processed body of the vibration power generation element 1.
  • the method of forming the vibration power generation element from the SOI substrate by the MEMS processing technology is a well-known technology (see, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-070163), and the outline of the forming procedure will be described here.
  • FIG. 5 and FIG. 6 the cross section along the dashed-dotted line L2 of FIG.
  • FIG. 5A is a diagram showing a cross section of an SOI substrate which is a substrate on which MEMS processing is performed.
  • the SOI substrate includes the Si support layer 301, the SiO 2 box layer 302, and the Si active layer 303.
  • a nitride film (SiN film) 304 is formed on the surface of the active layer 303.
  • the nitride film 304 is patterned to form nitride film patterns 304a and 304b for protecting the places where the electrode pads 112 and 113 and the electrode 124 are to be formed.
  • a mask pattern for forming the movable electrode portion 12, the fixed electrode portion 111, the elastic supporting portion 13 and the connecting portion 114 is formed, and the active layer 303 is etched.
  • the etching process is performed by DRIE (Deep Reactive Ion Etching) or the like until the box layer 302 is reached. Through this etching process, the through hole 122 of the weight mounting portion 12a is also formed at the same time.
  • a portion indicated by reference numeral B1 corresponds to the fixed electrode portion 111
  • a portion indicated by reference numeral B2 corresponds to the movable electrode portion 12
  • a portion indicated by reference numeral B3 corresponds to the connection portion 114. It is the part to do.
  • a mask pattern for forming the fixed portion 11 is formed on the surface of the support layer 301, and the support layer 301 is DRIE processed.
  • the BOX layer of SiO 2 exposed on the support layer 301 side and the active layer 303 side is removed by strong hydrofluoric acid.
  • the silicon oxide film 305 is formed on the surface of the Si layer by the thermal oxidation method.
  • the nitride film patterns 304a and 304b are removed, and aluminum electrodes are formed in the removed regions to form the electrode pads 112, 113 and the electrodes 124.
  • the electrode pad 113 is formed outside the area shown in FIG. 6D, it is not shown in FIG. 6D.
  • the electrode 124 for the electrodes 124 is provided on the back surface of the weight mounting portion 12a after the step of FIG.
  • the nitride film pattern 304b may be formed.
  • the MEMS processed body of the vibration power generation element 1 on which the electret is not formed is formed.
  • an electret is formed on at least one of the comb-teeth electrodes 110 and 120 by a well-known electret forming method (see, for example, Japanese Patent No. 5627130).
  • the vibration power generation element 1 is a very small structure processed by the MEMS technology, and the package 2 shown in FIG. 1 has a vertical and horizontal dimensions of several cm and a height of several mm.
  • the through holes 100 and 122 have a limit of about 0.3 to 0.5 mm.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the positional deviation in the vibration plane (in the xy plane in FIG. 1)
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the positional deviation in the direction perpendicular to the vibration plane (z-axis direction in FIG. 1). .
  • FIG. 7 shows the case where the positioning is properly performed, and (b) shows the case where the positioning is inappropriate.
  • illustration of the weights 10a and 10b is omitted, and only the position of the center of gravity of the weights 10a and 10b is indicated by the symbol G. The same argument holds when one of the weights 10a and 10b is mounted.
  • a line L1 is a straight line that passes through the tips of the protrusions 114a of the connection portion 114 and is parallel to the vibration direction (x-axis direction).
  • the center of gravity position G of the weights 10a and 10b on the xy plane is located on the line L1.
  • the direction of the force F1 that acts on the center of gravity of the weights 10a and 10b due to the vibration is the direction along the line L1.
  • a reaction force F2 acts on the weight mounting portion 12a from the protrusion 114a, but the directions of F1 and F2 are opposite but the direction is along the line L1. Is. Therefore, no moment that tilts the weight mounting portion 12a in the xy plane is generated.
  • the movable electrode portion 12 is provided with movable comb teeth groups in the y plus direction and the y minus direction in line symmetry with respect to the line L1, and the mass is also line symmetric with respect to the line L1. Therefore, the line L1 can also be defined as a reference line with which the movable electrode group of the movable electrode unit 12 is line symmetrical.
  • FIG. 8 for explaining the positional deviation in the direction perpendicular to the vibration plane shows an xz section taken along the line L1 of FIG. 7 (a).
  • FIG. 7 is a diagram showing a state at the time of collision
  • FIG. 8 (a) shows a case where the center of gravity position G of the total mass of the weights 10a and 10b is on the line L1
  • FIG. 8 (b) shows the center of gravity position G. Is below the line L1 in the drawing (on the negative side of the z-axis).
  • the weights 10a and 10b are made of the same material and have the same shape, the heights of the respective gravity centers G1 and G2 from the weight mounting portion 12a are the same. Therefore, even if the gravity center positions G1 and G2 are displaced on the xy plane, the gravity center position G of the total mass of the weights 10a and 10b is located on the xy plane including the line L1, and the weight mounting portion 12a. A moment does not occur when collides with the protrusion 114a of the connecting portion 114.
  • the positioning mechanism for positioning the weights 10a and 10b with respect to the weight mounting portion 12a at preset proper xy positions through holes for positioning pins are provided in the weight mounting portion 12a and the weights 10a and 10b. 122, 100 (see FIG. 1). Further, when the weights 10a and 10b are mounted on both front and back surfaces of the movable electrode portion 12 as shown in FIG. 1B, in order to prevent the center of gravity position G in the z direction from deviating from the line L1, the weights 10a and 10b are The heights of the center of gravity positions G1 and G1 of 10b from the weight mounting portion 12a are set to be equal. That is, the weights 10a and 10b are set such that the center of gravity positions G1 and G1 are symmetrical with respect to the weight mounting portion 12a and the center of gravity position G of the total mass is on the line L1.
  • the weights 10a and 10b are made of the same material and have the same shape. However, the weights of the pair of weights 10a and 10b on the front and back surfaces are the same, and the weights 10a and 10b are attached from the respective fixing surfaces of the centers of gravity G1 and G2.
  • the materials and shapes may be different as long as they have the same height.
  • FIG. 9 is a diagram showing a modification of the positioning mechanism.
  • the weights 10a and 10b are positioned with respect to the weight mounting portion 12a by passing the positioning pins through the weights 10a and 10b and the through holes 122 formed in the weight mounting portion 12a.
  • the protrusion 101a formed on the fixing surface 101 of the weights 10a and 10b is engaged with the through hole 123a formed in the weight mounting portion 12a.
  • the weights 10a and 10b are positioned.
  • FIG. 9A is a view showing the fixing surface 101 side of the weight 10a, and the fixing surface 101 is provided with two convex portions 101a for positioning.
  • FIG. 9B is a sectional view of the weight mounting portion 12a in a state where the weights 10a and 10b are mounted.
  • the convex portion 101a and the through hole 123a can have various cross-sectional shapes, and in addition to a circle, a polygonal cross-sectional shape such as a triangle, rectangle, or rhombus, or an elliptical cross-sectional shape can be used.
  • a cross-sectional shape unlike the case of a circular cross-section, even if there is only one engaging portion, it is possible to prevent rotation deviation of the weights 10a and 10b, and prevent the center of gravity from shifting. Can be positioned.
  • the vibration power generation element 1 described in the above-described embodiment and modification will be collectively described as follows.
  • the vibration power generation element 1 elastically supports the fixed electrode portion 111 having the plurality of comb-teeth electrodes 110, the movable electrode portion 12 having the plurality of comb-teeth electrodes 120 and the weight mounting portion 12a, and the movable electrode portion 12.
  • the elastic support portion 13 the conductive weights 10a and 10b fixed to the weight mounting portion 12a, and the electrode 124 which is formed on the weight mounting portion 12a and which is a conduction portion for conducting the movable electrode portion 12 and the weights 10a and 10b.
  • a conductive adhesive 102a Therefore, the weight 10a is electrically connected to the movable electrode portion 12 via the conductive portion, the movable electrode portion 12 and the weight 10a are kept at the same potential, and the charging quality of the vibration power generation element 1 can be stabilized.
  • the conductive performance can be improved by interposing a conductive adhesive or conductive grease between the electrode 124 and the weights 10a and 10b.
  • the weights 10a and 10b pass through the tips (that is, contact points) of the protrusions 114a of the connecting portion 114 and are placed on the line L1 parallel to the vibration direction.
  • the center of gravity position G of the entire 10b is positioned. With such positioning, the elastic support portions 13 are arranged symmetrically with respect to the line parallel to the vibration direction passing through the center of gravity position G, and the occurrence of unnatural vibration such that the vibration direction shakes in the y direction is prevented. be able to.
  • the weights 10a and 10b can be made smaller by forming the weights 10a and 10b with a material having a larger specific gravity than that of the material forming the movable electrode portion 12, and the vibration power generating element 1 can be miniaturized. be able to.
  • the vibration power generation element 1 is arranged inside the housing including the package 2 and the upper lid 3, and the inside of the housing in which the vibration power generation element 1 is arranged is in a vacuum state. That is, Since the vibration power generation element 1 is vacuum-sealed, the influence of the viscous resistance of air on the vibration of the vibration power generation element 1 can be eliminated, and a more efficient vibration power generation element can be obtained.
  • the vibration power generation element 1 is formed of the SOI substrate, but a silicon substrate may be used.
  • a silicon substrate for example, a P-type or N-type conductive layer is formed by doping in a region having a predetermined thickness from the surface of an intrinsic silicon substrate having a low conductivity, and fixed to the intrinsic silicon layer below the conductive layer.
  • the portion 11 may be formed, and the fixed electrode portion 111, the movable electrode portion 12, and the elastic support portion 13 may be formed on the conductive layer.
  • the configuration in which the weights 10a and 10b are attached to both the front and back surfaces of the movable electrode portion 12 has been described as an example, but the present invention has a configuration in which the weights are attached to either one of the front and back surfaces. Can also be applied to.
  • the movable electrode portion 12 is configured to vibrate in the extending direction of the comb-teeth electrodes 110 and 120 (x-axis direction in FIG. 1), but for example, Japanese Patent No. 6338071.
  • the present invention can be applied even to a configuration in which a plurality of comb-teeth electrodes 110 are oscillated in a juxtaposed manner (y-axis direction in FIG. 1) like the vibration power generation element described in Japanese Patent Laid-Open Publication No.

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Abstract

振動発電素子は、複数の櫛歯電極を有する固定電極部と、複数の櫛歯電極および錘装着部を有する可動電極部と、前記可動電極部を弾性支持する支持部と、前記錘装着部に固定される導電性の錘と、前記錘装着部に形成され、前記可動電極部と前記錘とを導通させる導通部とを備える。

Description

振動発電素子および振動発電装置
　本発明は、振動発電素子および振動発電装置に関する。
　近年、ＭＥＭＳ技術を利用した非常に小型の振動発電素子が開発されている。例えば、特許文献１では、櫛歯電極が形成された固定部に対して櫛歯電極が形成された可動電極部を振動させることで発電を行うようにしている。特許文献１に記載の振動発電素子では、可動電極部上に別途形成された錘を装着する構造を採用している。
日本国特許６３３８０７１号
　ところで、このような振動発電素子においては、小さな環境振動でも効率良く発電するために可動電極部の質量をより大きくすることが重要であり、比重の大きな材料として金属が錘に用いられる場合がある。しかしながら、可動電極部の表面には絶縁性のシリコン酸化膜が形成されるため、錘の電位がフロート状態になり振動発電素子の帯電品質安定性の面で問題があった。
　本発明の第１の態様によると、振動発電素子は、複数の櫛歯電極を有する固定電極部と、複数の櫛歯電極および錘装着部を有する可動電極部と、前記可動電極部を弾性支持する支持部と、前記錘装着部に固定される導電性の錘と、前記錘装着部に形成され、前記可動電極部と前記錘とを導通させる導通部とを備える。
　本発明の第２の態様によると、第１の態様の振動発電素子において、前記導通部は、前記可動電極部の基材上に形成されて前記錘装着部の表面に露出する電極であるのが好ましい。
　本発明の第３の態様によると、第２の態様の振動発電素子において、前記導通部と前記錘との間に導電性接着剤または導電性グリースを介在させるのが好ましい。
　本発明の第４の態様によると、第１の態様から第３の態様までのいずれか一の態様の振動発電素子において、振動する前記可動電極部に当接して前記可動電極部の振動を制限する制限部を備え、前記錘は、前記制限部の当接箇所を通って振動方向に平行なラインの上に重心位置が位置決めされているのが好ましい。
　本発明の第５の態様によると、第１の態様から第４の態様までのいずれか一の態様の振動発電素子において、前記錘は前記可動電極部を構成する材料よりも比重の大きい導電性材料で形成されているのが好ましい。
　本発明の第６の態様によると、振動発電装置は、第１の態様から第５の態様までのいずれか一の態様の振動発電素子と、前記振動発電素子を真空封止する筐体とを備える。
　本発明によれば、振動発電素子の帯電品質安定化を図ることができる。
図１は、真空パッケージに封入された振動発電素子を示す図である。 図２は、振動発電素子の各部の構成を示す図である。 図３は、錘の錘装着部への装着手順を示す図である。 図４は、導通部の変形例を示す図である。 図５は、振動発電素子のＭＥＭＳ加工体の形成手順の一例を示す図である。 図６は、ＭＥＭＳ加工体の形成手順の図５に続く工程を示す図である。 図７は、振動平面内における重心位置のずれを説明する図である。 図８は、振動平面に垂直な方向の位置ずれを説明する図である。 図９は、位置決め機構の変形例を示す図である。
　以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図１は真空状態のパッケージ２内に封入された振動発電素子１を示す図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）はＡ－Ａ断面図である。なお、図１（ａ）の平面図ではパッケージ２の内部構造が分かるように、パッケージ２の上面側（ｚ軸正方向側）に設けられた上蓋３の図示を省略した。
　振動発電素子１は、固定部１１と、可動電極部１２と、可動電極部１２を弾性支持する弾性支持部１３と、可動電極部１２の表裏両面に固着された一対の錘１０ａ，１０ｂとを備えている。振動発電素子１の固定部１１は、ダイボンドによりパッケージ２に固定される。パッケージ２は、例えば、電気絶縁性の材料（例えば、セラミックス）で形成されている。パッケージ２の上端には、パッケージ２内を真空封入するための上蓋３がシーム溶接される。
　固定部１１上には固定電極部１１１が形成され、その固定電極部１１１には、ｘ軸方向に延びる櫛歯電極１１０がｙ軸方向に複数形成されている。可動電極部１２には、ｘ軸方向に延びる櫛歯電極１２０がｙ軸方向に複数形成されている。固定電極部１１１には電極パッド１１２が形成されている。可動電極部１２は、固定部１１上に形成された接続部１１４に弾性支持部１３を介して機械的および電気的に接続されている。接続部１１４には電極パッド１１３が形成されている。電極パッド１１２，１１３は、ワイヤー２２によってパッケージ２に設けられた電極２１ａ，２１ｂに接続されている。本実施の形態では可動電極部１２はｘ軸方向に振動するように構成されており、可動電極部１２がｘ軸方向に振動すると、固定電極部１１１の櫛歯電極１１０に対する櫛歯電極１２０の挿入量が変化して発電が行われる。
　図２は振動発電素子１の各部の構成を示す図である。後述するように、振動発電素子１は、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板を用いて一般的なＭＥＭＳ加工技術により形成される。ＳＯＩ基板はＳｉの支持層とＳｉＯ２のボックス層とＳｉの活性層とから成る３層構造の基板であり、固定部１１は支持層により形成され、固定電極部１１１、可動電極部１２、弾性支持部１３および接続部１１４は活性層により形成される。
　図２（ａ）は、振動発電素子１のＭＥＭＳ加工体、すなわち錘１０ａ，１０ｂを固着する前の振動発電素子１を示す図である。図２（ａ）では、固定部１１上の固定電極部１１１と、可動電極部１２，弾性支持部１３および接続部１１４とをハッチングを施して示した。可動電極部１２は、錘１０ａ，１０ｂが装着される錘装着部１２ａと、錘装着部１２ａからｙ軸方向に延びる一対の櫛歯形成部１２ｂと備えている。錘装着部１２ａ上の一点鎖線１２３で示す領域（以下では、固着面１２３と呼ぶことにする）は錘１０ａ，１０ｂが固着される面であり、固着面１２３は錘装着部１２ａの表裏両面に形成されている。固着面１２３には、錘１０ａ，１０ｂを装着する際の位置決め用に使用される貫通孔１２２と、電極１２４とが形成されている。図２（ａ）に示す例では、貫通孔１２２は２つ形成されている。錘装着部１２ａの四隅は４組の弾性支持部１３によって弾性支持されている。各弾性支持部１３は、弾性変形可能な３本のビーム１３ａ～１３ｃを備えている。
　各櫛歯形成部１２ｂには、ｘ軸正方向に伸延する複数の櫛歯電極１２０とｘ軸負方向に伸延する複数の櫛歯電極１２０とが、ｙ軸方向に複数形成されている。固定電極部１１１は４組設けられており、各固定電極部１１１は、櫛歯形成部１２ｂの片側に並んだ複数の櫛歯電極１２０に対向するようにそれぞれ配置されている。各固定電極部１１１にはｘ軸方向に延びる櫛歯電極１１０がｙ軸方向に複数形成されており、櫛歯電極１１０と櫛歯電極１２０とは、隙間を介して互いに噛合するように配置されている。
　接続部１１４は、可動電極部１２のｘ軸方向振動の範囲を制限する制限部としても機能する。接続部１１４の可動電極部１２に対向する面には、突起１１４ａが形成されている。可動電極部１２のｘ軸方向端面が接続部１１４の突起１１４ａに衝突することによって、可動電極部１２の振動の振幅が制限される。なお、図２（ａ）では突起を接続部１１４に形成したが、可動電極部１２側に形成しても良い。
　図２（ｂ）は、振動発電素子１の固定部１１のみを示す図である。図２（ｂ）の固定部１１上に示したハッチング領域１１Ｃは、固定電極部１１１が固定されている領域を示す。ビーム１３ａの端部は固定部１１上に固定される。図２（ｂ）の固定部１１上に示したハッチング領域１１Ａは、ビーム１３ａの端部が固定されている領域を示す。ビーム１３ｃの端部は、固定部１１上に形成された接続部１１４に接続されている。図２（ｂ）の固定部１１上に示したハッチング領域１１Ｂは、接続部１１４が固定されている領域を示す。
　本実施の形態の振動発電素子１では、可動電極部１２の質量を増やして発電効率をより向上させるために別体の錘１０ａ，１０ｂを可動電極部１２に装着するようにしている。錘１０ａ，１０ｂの材料には、小さな体積でも大きな質量が得らえるようにＳＯＩ基板よりも比重の大きな導電性材料が使用される。例えば、タングステン（比重19.25）、快削銅（比重8.94）、ステンレス鋼（比重7.93）や、メタルインジェクション法により形成されるタングステン部材（比重13～17）等の金属や、タングステン樹脂（比重11～13）のように樹脂に金属材を混入したものなどが用いられる。
　図３は、錘１０ａ，１０ｂの錘装着部１２ａへの装着手順を示す図である。本実施形態では、錘１０ａ，１０ｂは、接着剤を用いて錘装着部１２ａへ固着される。図３（ａ）の工程では、錘１０ｂの固着面１０１に接着剤１０２をディスペンサにより点付けし、錘１０ｂの貫通孔１００の位置と錘装着部１２ａの貫通孔１２２の位置がほぼ一致するように、錘装着部１２ａの真上から貫通孔１００、１２２の位置を目視で確認しながら、錘１０ｂの上に図２（ａ）に示した振動発電素子１のＭＥＭＳ加工体を載置する。錘装着部１２ａの表裏面には導通部としての電極１２４がそれぞれ形成されている。
　図３（ｂ）の工程では、錘装着部１２ａの貫通孔１２２および錘１０ｂの貫通孔１００とに位置決めピン１０３を通して、錘装着部１２ａと錘１０ｂとを正確に位置決めした後に、錘装着部１２ａの固着面１２３上に錘１０ａを固着する。この場合も、錘装着部１２ａの固着面１２３に接着剤１０２をディスペンサにより点付けし、位置決めピン１０３の位置と錘１０ａの貫通孔１００の位置とを目視で確認しながら、錘装着部１２ａの固着面１２３上に錘１０ａを載置する。その後、図３（ｃ）に示す状態を保持して、錘１０ａ，１０ｂの位置ずれを防止しつつ接着剤１０２を固化させる。接着剤１０２が固化したならば、位置決めピン１０３は抜き取る。以上のような手順で錘装着部１２ａへの錘１０ａ，１０ｂの装着が完了し、その後、錘１０ａ，１０ｂが装着された振動発電素子１は、ダイボンド工程においてパッケージ２内に固定される。
　なお、非導電性の接着剤１０２を用いる場合には、錘装着部１２ａと錘１０ａ，１０ｂとを接着する際に、非導電性の接着剤１０２が電極１２４の面まで濡れ広がらないように接着剤１０２を点付けする。一方、接着剤１０２が導電性の場合には、電極１２４上の全体に接着剤１０２が広がるように電極１２４上にも接着剤１０２を点付けし、電極１２４と錘１０ａとの電気的接触の向上を図るのが好ましい。また、導電性接着剤の代わりに、導電性グリース等を電極１２４と錘１０ａとの間に介在させても良い。
　図４は、導通部の変形例を示す図である。上述した実施の形態では錘装着部１２ａのＳｉ層上に電極１２４を形成して、その電極１２４を導通部として用いた。後述するように錘装着部１２ａはＳｉ層により形成されるが、Ｓｉ層の表面にはシリコン酸化膜３０５が形成されている。図４に示す変形例では、錘装着部１２ａにＳｉ層が露出している領域Ｒを形成し、その領域Ｒに導電性接着剤１０２ａを配置して錘１０ａを錘装着部１２ａに接着する。錘１０ａと錘装着部１２ａとは導電性接着剤１０２ａにより導通することになる。
　図５および図６は、振動発電素子１のＭＥＭＳ加工体の形成手順の一例を示す図である。ＭＥＭＳ加工技術によりＳＯＩ基板から振動発電素子を形成する方法は周知の技術であり（例えば、日本国特開２０１７－０７０１６３号公報等参照）、ここでは形成手順の概略を説明する。なお、図５および図６では、図２（ａ）の一点鎖線Ｌ２に沿った断面を模式的に示した。
　図５（ａ）は、ＭＥＭＳ加工が行われる基板であるＳＯＩ基板の断面を示す図である。前述したように、ＳＯＩ基板は、Ｓｉの支持層３０１とＳｉＯ２のボックス層３０２とＳｉの活性層３０３とから成る。図５（ｂ）に示す第１のステップでは、活性層３０３の表面に窒化膜（ＳｉＮ膜）３０４を成膜する。図５（ｃ）に示す第２のステップでは、窒化膜３０４をパターニングして、電極パッド１１２，１１３および電極１２４を形成する箇所を保護するための窒化膜パターン３０４ａ，３０４ｂを形成する。
　図５（ｄ）に示す第３のステップでは、可動電極部１２、固定電極部１１１、弾性支持部１３および接続部１１４を形成するためのマスクパターンを形成し、活性層３０３をエッチングする。エッチング加工は、ＤＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching）等によりボックス層３０２に達するまで行われる。このエッチング加工において、錘装着部１２ａの貫通孔１２２も同時に形成される。図５（ｄ）において、符号Ｂ１で示す部分は固定電極部１１１に対応する部分で、符号Ｂ２で示す部分は可動電極部１２に対応する部分で、符号Ｂ３で示す部分は接続部１１４に対応する部分である。
　図６（ａ）に示す第４のステップでは、固定部１１を形成するためのマスクパターンを支持層３０１の表面に形成し、支持層３０１をＤＲＩＥ加工する。図６（ｂ）に示す第５のステップでは、支持層３０１の側および活性層３０３の側に露出するＳｉＯ２のＢＯＸ層を強フッ酸により除去する。図６（ｃ）に示す第６のステップでは、熱酸化法によりＳｉ層の表面にシリコン酸化膜３０５を形成する。図６（ｄ）に示す第６のステップでは、窒化膜パターン３０４ａ，３０４ｂを除去し、除去した領域にアルミ電極を成膜して電極パッド１１２，１１３および電極１２４を形成する。なお、電極パッド１１３については図６（ｄ）に示す領域の外に形成されるので、図６（ｄ）には表示されていない。なお、図1に示すように錘装着部１２ａの表裏両面に錘１０ａ，１０ｂを装着する構成の場合には、例えば、図６（ｄ）の工程の後に錘装着部１２ａの裏面に電極１２４用の窒化膜パターン３０４ｂを形成すればよい。
　上述の加工手順により、エレクトレット未形成の振動発電素子１のＭＥＭＳ加工体が形成される。その後、周知のエレクトレット形成方法（例えば、日本国特許５６２７１３０号公報等参照）により、櫛歯電極１１０，１２０の少なくとも一方にエレクトレットを形成する。
　振動発電素子１はＭＥＭＳ技術により加工され非常に微小な構造体であり、図１に示したパッケージ２の縦横寸法は数ｃｍで高さ寸法は数ｍｍ程度である。櫛歯電極１１０，１２０の数が多ければ多いほど発電量が大きくなるので、可動電極部１２において錘１０ａ，１０ｂが装着される固着面１２３の面積は小さくなる傾向があり、例えば、固着面１２３の幅寸法は１～２ｍｍ程度と小さなものになる。一方、固着面１２３の部分には静電力が加わるので、貫通孔１２２が大きいと残りの部分の寸法が小さくなって変形するおそれがある。そのため、貫通孔１００，１２２は０．３～０．５ｍｍ程度が限度となる。
　上述のように、別に形成された錘１０ａ，１０ｂを錘装着部１２ａに装着する構成の場合、錘装着部１２ａに装着した際の錘１０ａ，１０ｂの重心位置のずれが弾性支持部１３の寿命に大きな影響を与えることが判った。図７および図８は、錘１０ａ，１０ｂの重心位置のずれの影響を説明する図である。図７は振動平面内（図１のｘｙ平面内）での位置ずれを説明する図で、図８は振動平面に垂直な方向（図１のｚ軸方向）の位置ずれを説明する図である。
　図７において、（ａ）は位置決めが適切に行われている場合を示し、（ｂ）は位置決めが不適切な場合を示す。図７では錘１０ａ，１０ｂの図示を省略し、錘１０ａ，１０ｂの重心位置のみを符号Ｇで示した。なお、錘１０ａ，１０ｂの一方を装着した場合においても同様の議論が成り立つ。図７（ａ），（ｂ）において、ラインＬ１は接続部１１４の突起１１４ａの先端を通り振動方向（ｘ軸方向）に平行な直線である。図７（ａ）に示す例では、ｘｙ平面上における錘１０ａ，１０ｂの重心位置ＧはラインＬ１上に位置している。そのため、振動により錘１０ａ，１０ｂの重心に働く力Ｆ１の方向は、ラインＬ１に沿った方向となっている。錘装着部１２ａが接続部１１４の突起１１４ａに衝突すると突起１１４ａから錘装着部１２ａに対して反作用の力Ｆ２が働くが、Ｆ１とＦ２は向きは逆であるが方向はラインＬ１に沿った方向である。そのため、錘装着部１２ａをｘｙ面内で傾けるようなモーメントは発生しない。
　なお、可動電極部１２はラインＬ１に対して線対称にｙプラス方向とｙマイナス方向に可動櫛歯群が設けられており、質量に関してもラインＬ１に対して線対称となっている。したがって、ラインＬ１は可動電極部１２の可動電極群が線対称となる基準線と定義することもできる。
　一方、図７（ｂ）に示す位置決めが不適切な場合、錘１０ａ，１０ｂの重心位置ＧはラインＬ１に対してｙ軸負方向に位置ずれしている。そのため、錘装着部１２ａが接続部１１４の突起１１４ａに衝突すると、力Ｆ１および力Ｆ２を表すベクトルが同一ラインに沿った力ではないため錘装着部１２ａを矢印のように傾けるようなモーメントが作用し、錘装着部１２ａがｘｙ面内で傾くことになる。その結果、ビーム１３ｂに意図しない変形が生じビーム破損の原因となる。
　振動平面に垂直な方向の位置ずれを説明する図８は、図７（ａ）のラインＬ１に沿ったｘｚ断面を示したものである。図７は衝突時の状態を示す図であって、図８（ａ）は錘１０ａ，１０ｂの合計質量の重心位置ＧがラインＬ１上にある場合を示し、図８（ｂ）は重心位置ＧがラインＬ１よりも図示下側（ｚ軸負方向側）にある場合を示す。
　錘１０ａ，１０ｂが同一材料かつ同一形状である場合には、それぞれの重心位置Ｇ１，Ｇ２の錘装着部１２ａからの高さ寸法は同一となる。そのため、ｘｙ平面上における重心位置Ｇ１，Ｇ２の位置ずれがあった場合でも、錘１０ａ，１０ｂの合計質量の重心位置ＧはラインＬ１を含むｘｙ平面上に位置することになり、錘装着部１２ａが接続部１１４の突起１１４ａに衝突した際にモーメントは発生しない。
　ただし、錘１０ａ，１０ｂの形状が互いに異なる等の理由で、図８（ｂ）に示すように合計質量の重心位置ＧがラインＬ１に対してｚ軸方向に位置ずれしていた場合、錘装着部１２ａに対する錘１０ａ，１０ｂのｘｙ方向の位置決めが適正であっても、錘装着部１２ａが接続部１１４の突起１１４ａに衝突した際に錘装着部１２ａを矢印のように傾けるようなモーメントが発生して、ビーム１３ｂに意図しない変形が生じることになる。
　本実施の形態では、錘装着部１２ａに対して錘１０ａ，１０ｂを予め設定した適正なｘｙ位置に位置決めするための位置決め機構として、錘装着部１２ａおよび錘１０ａ，１０ｂに位置決めピン用の貫通孔１２２，１００（図１参照）を形成するようにした。また、図１（ｂ）のように可動電極部１２の表裏両面に錘１０ａ，１０ｂを装着する場合には、ｚ方向の重心位置ＧのラインＬ１からのずれを防止するために、錘１０ａ，１０ｂの重心位置Ｇ１，Ｇ１の錘装着部１２ａからの高さが等しくなるように設定する。すなわち、重心位置Ｇ１，Ｇ１が錘装着部１２ａに対して対称な位置となり、合計質量の重心位置ＧがラインＬ１上となるように、錘１０ａ，１０ｂを設定する。
　錘１０ａ，１０ｂは同一材料で同一の形状で作成するのが好ましいが、表裏面の一対の錘１０ａ，１０ｂの質量が同一であり、錘１０ａ，１０ｂの重心位置Ｇ１，Ｇ２の各固着面からの高さが等しければ、材質、形状は異なっていても良い。
　図９は、位置決め機構の変形例を示す図である。上述した実施の形態では、位置決めピンを錘１０ａ，１０ｂと錘装着部１２ａに形成された貫通孔１２２とに通すことにより、錘装着部１２ａに対して錘１０ａ，１０ｂを位置決めした。一方、図９（ａ），（ｂ）に示す変形例では、錘装着部１２ａに形成された貫通孔１２３ａに錘１０ａ，１０ｂの固着面１０１に形成された凸部１０１ａを係合させることにより、錘１０ａ，１０ｂの位置決めを行うようにした。図９（ａ）は錘１０ａの固着面１０１側を示す図であり、固着面１０１には位置決め用の凸部１０１ａが２つ形成されている。図９（ｂ）は、錘１０ａ，１０ｂが装着された状態の錘装着部１２ａの断面図である。
　なお、凸部１０１ａおよび貫通孔１２３ａは種々の断面形状が可能であり、円形以外に三角形や長方形や菱形などの多角形の断面形状や、楕円の断面形状とすることも可能である。そのような断面形状とした場合には、円形断面の場合と異なり係合部が一か所であっても錘１０ａ，１０ｂの回転ずれを防止でき、重心位置がずれないように錘１０ａ，１０ｂを位置決めすることができる。
　上述した実施形態、変形例で説明した振動発電素子１をまとめて説明すると以下のとおりである。
（１）振動発電素子１は、複数の櫛歯電極１１０を有する固定電極部１１１と、複数の櫛歯電極１２０および錘装着部１２ａを有する可動電極部１２と、可動電極部１２を弾性支持する弾性支持部１３と、錘装着部１２ａに固定される導電性の錘１０ａ，１０ｂと、錘装着部１２ａに形成され、可動電極部１２と錘１０ａ，１０ｂとの導通させる導通部である電極１２４や導電性接着剤１０２ａとを備える。そのため、錘１０ａは導通部を介して可動電極部１２と導通し、可動電極部１２と錘１０ａとが同電位に保たれ、振動発電素子１の帯電品質安定化を図ることができる。
（２）例えば、導通部が電極１２４である場合、電極１２４と錘１０ａ，１０ｂとの間に導電性接着剤または導電性グリースを介在させることで、導通性能の向上を図ることができる。
（３）錘１０ａ，１０ｂは、図７（ａ）に示すように、接続部１１４の突起１１４ａの先端（すなわち、当接箇所）を通って振動方向に平行なラインＬ１の上に錘１０ａ，１０ｂ全体の重心位置Ｇが位置決めされている。そのように位置決めすることにより、重心位置Ｇを通る振動方向に平行なラインに関して弾性支持部１３の配置が対称となり、振動方向がｙ方向にぶれるような不自然な振動が発生するのを防止することができる。また、可動電極部１２が接続部１１４に当接したときに、可動電極部１２をｘｙ面内で傾けるようなモーメントが発生せず、ビーム１３ｂに意図しない変形が生じるのを防止することができる。
（４）錘１０ａ，１０ｂを、可動電極部１２を構成する材料よりも比重の大きい材料で形成することにより、錘１０ａ，１０ｂをより小さくすることができ、振動発電素子１の小型化を図ることができる。
（５）上述した実施の形態では、振動発電素子１はパッケージ２と上蓋３とからなる筐体の内部に配置され、振動発電素子１が配置された筐体内は真空状態とされる。すなわち、
　振動発電素子１は真空封止されるので、振動発電素子１の振動に対する空気の粘性抵抗の影響を排除することができ、より高効率な振動発電素子を得ることができる。
　上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
　例えば、上述した実施の形態では、ＳＯＩ基板により振動発電素子１を形成したが、シリコン基板を用いても良い。シリコン基板を用いる場合、例えば、導電率の小さな真性のシリコン基板の表面から所定厚さの領域にドーピングによりＰ型またはＮ型の導電層を形成し、導電層の下部の真性なシリコン層に固定部１１を形成し、導電層に固定電極部１１１、可動電極部１２、弾性支持部１３を形成すれば良い。
　また、上述した実施の形態では、可動電極部１２の表裏両面に錘１０ａ，１０ｂを装着する構成を例に説明したが、本発明は、表裏両面のいずれか一方に錘を装着する構成の場合にも適用することができる。
　さらにまた、上述した振動発電素子１では、可動電極部１２が櫛歯電極１１０、１２０の伸延方向（図１のｘ軸方向）に振動するような構成であったが、例えば、日本国特許６３３８０７１号公報に記載の振動発電素子のように複数の櫛歯電極１１０が並置されている方向（図１のｙ軸方向）に振動するような構成であっても本発明は適用が可能である。
　次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
　日本国特願２０１８－１９４４３９号（２０１８年１０月１５日出願）
　１…振動発電素子、２…パッケージ、１０ａ，１０ｂ…錘、１１…固定部、１２…可動電極部、１２ａ…錘装着部、１２ｂ…櫛歯形成部、１３…弾性支持部、１００，１２２，１２３ａ…貫通孔、１０１ａ…凸部、１０１ｂ…凹部、１０２…接着剤、１０２ａ…導電性接着剤、１０３…位置決めピン、１１０，１２０…櫛歯電極、１１１…固定電極部、１１４…接続部、１１４ａ…突起、１２３…固着面、１２４…電極、Ｇ，Ｇ１，Ｇ２…重心位置

Claims (6)

  1. 　複数の櫛歯電極を有する固定電極部と、
    　複数の櫛歯電極および錘装着部を有する可動電極部と、
    　前記可動電極部を弾性支持する支持部と、
    　前記錘装着部に固定される導電性の錘と、
    　前記錘装着部に形成され、前記可動電極部と前記錘とを導通させる導通部とを備える、振動発電素子。
  2. 　請求項１に記載の振動発電素子において、
    　前記導通部は、前記可動電極部の基材上に形成されて前記錘装着部の表面に露出する電極である、振動発電素子。
  3. 　請求項２に記載の振動発電素子において、
    　前記導通部と前記錘との間に導電性接着剤または導電性グリースを介在させる、振動発電素子。
  4. 　請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の振動発電素子において、
    　振動する前記可動電極部に当接して前記可動電極部の振動を制限する制限部を備え、
    　前記錘は、前記制限部の当接箇所を通って振動方向に平行なラインの上に重心位置が位置決めされている、振動発電素子。
  5. 　請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の振動発電素子において、
    　前記錘は前記可動電極部を構成する材料よりも比重の大きい導電性材料で形成されている、振動発電素子。
  6. 　請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の振動発電素子と、
    　前記振動発電素子を真空封止する筐体とを備える、振動発電装置。
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