发电元件制造技术

本发明专利技术的发电元件具备：支承框体，在俯视观察下形成为框状；振动体，设置于支承框体的内侧；第一桥梁部和第二桥梁部，使振动体支承于支承框体；以及电荷产生元件，在振动体位移时产生电荷。支承框体具有：第一框体部分，相对于振动体配置于第一侧；以及第二框体部分，相对于振动体配置于与第一侧相反的第二侧。第一桥梁部连结振动体和第一框体部分，第二桥梁部连结振动体和第二框体部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发电元件
本专利技术涉及发电元件。
技术介绍
提出有为了有效利用有限的资源，将各种形态的能源转换成电能并获取的技术。将振动能转化成电能并获取的技术也是其中之一，例如，在日本特开平10-243667号公报中，公开了层叠层状的压电元件形成发电用压电元件，通过外力使该发电用压电元件振动从而进行发电的压电型的发电元件。此外，在日本特开2011-152010号公报中，公开了使用了硅基板的MEMS(MicroElectroMechanicalSystem：微机电系统)结构的发电元件。另一方面，在美国专利公开第2013/0154439号公报中，公开了使用支承重锤体的锤头型结构体，使构成头部分的重锤体振动，由配置于柄部分的发电用压电元件进行发电的类型的发电元件。此外，在WO215/033621号公报中，公开了使用该锤头型结构体的发电元件以及使用了由弯曲成L字型的板状桥梁部支承重锤体的结构体的压电元件。这些压电元件的基本原理是通过重锤体的振动使压电元件发生周期性的挠曲，在外部获取基于施加给压电元件的应力产生的电荷。如果将这样的发电元件搭载在例如汽车、火车、轮船等上，则能将在运输中施加的振动能以电能获取。此外，也可安装在冰箱、空调等振动源上进行发电。
技术实现思路
在上述专利文献中记载的发电元件中，由具有一端被固定的单支承梁结构的桥梁部支承重锤体。此时，能够加大重锤体的位移。然而，为了防止桥梁的塑性变形、破损，限制重锤体的过大的位移。此时，由于当重锤体的位移变大时，重锤体抵接具有止动功能的部件，因此重锤体受到的力会传递至该部件。因此，存在产生在桥梁部的应力变小，从而压电元件的发电量变小的问题。本专利技术考虑这样的点而进行，其目的在于提供能够抑制重锤体的位移并且能够使发电量增大的发电元件。本专利技术提供一种发电元件，具备：支承框体，在俯视观察下形成为框状；振动体，设置于所述支承框体的内侧；第一桥梁部和第二桥梁部，使所述振动体支承于所述支承框体；以及电荷产生元件，在所述振动体位移时产生电荷，所述支承框体具有：第一框体部分，相对于所述振动体配置于第一侧；以及第二框体部分，相对于所述振动体配置于与所述第一侧相反的第二侧，所述第一桥梁部连结所述振动体和所述第一框体部分，所述第二桥梁部连结所述振动体和所述第二框体部分。需要说明的是，在上述发电元件中，所述振动体具有：连结于所述第一桥梁部的第一重锤体；连结于所述第二桥梁部的第二重锤体；以及连结所述第一重锤体和所述第二重锤体的第三桥梁部，所述第一重锤体和所述第二重锤体彼此分离。此外，也可以是在上述发电元件中，基于所述第一重锤体和所述第一桥梁部规定的共振系统的共振频率与基于所述第二重锤体和所述第二桥梁部规定的共振系统的共振频率不同。此外，也可以是在上述发电元件中，在所述第一桥梁部的两侧分别配置有所述第二重锤体和所述第二桥梁部，在所述第一桥梁部与所述第二桥梁部各自之间分别配置有所述第三桥梁部，所述第一重锤体与所述第一桥梁部以及所述第三桥梁部各自连结，所述第二重锤体与对应的所述第二桥梁部以及对应的所述第三桥梁部连结，一方的所述第二重锤体和另一方的所述第二重锤体彼此分离。此外，也可以是在上述发电元件中，所述第二桥梁部沿着所述第一桥梁部延伸，所述第三桥梁部沿着所述第一桥梁部以及所述第二桥梁部延伸。此外，也可以是在上述发电元件中，基于一方的所述第二重锤体和对应的所述第二桥梁部规定的共振系统的共振频率与基于另一方的所述第二重锤体和对应的所述第二桥梁部规定的共振系统的共振频率相同。此外，也可以是在上述发电元件中，支承所述第一重锤体的第一重锤体支承部从所述第一桥梁部延伸，在所述第一重锤体的与所述第一重锤体支承部一侧相反的一侧设置有第一附加重锤体。此外，也可以是在上述发电元件中，所述第一附加重锤体具有第一止动部，所述第一止动部设置成能够抵接于所述支承框体，并且限制所述第一重锤体向所述第一重锤体支承部一侧位移，所述第一止动部在所述振动体位于空档位置时，与所述支承框体分离。此外，也可以是在上述发电元件中，在与从所述第一重锤体朝向所述第一框体部分的方向正交的方向上的所述第一附加重锤体的两端部分别配置有所述第一止动部。此外，也可以是在上述发电元件中，所述第一附加重锤体的所述第一止动部在俯视观察下延伸至所述支承框体的外缘部。此外，也可以是在上述发电元件中，支承所述第二重锤体的第二重锤体支承部从所述第二桥梁部延伸，在所述第二重锤体的与所述第二重锤体支承部一侧相反的一侧设置有第二附加重锤体。此外，也可以是在上述发电元件中，所述第二附加重锤体从一方的所述第二重锤体延伸至另一方的所述第二重锤体并支承于两方的所述第二重锤体。此外，也可以是在上述发电元件中，所述第二附加重锤体具有第二止动部，所述第二止动部设置成能够抵接于所述支承框体，并且限制所述第二重锤体向所述第二重锤体支承部一侧位移，所述第二止动部在所述振动体位于空档位置时，与所述支承框体分离。此外，也可以是在上述发电元件中，所述支承框体具有突出部，所述突出部介于所述第一框体部分和所述第一桥梁部之间，所述突出部包括能够供所述第二止动部抵接的底座部。此外，也可以是在上述发电元件中，所述第二附加重锤体还具有第三止动部，所述第三止动部设置成能够抵接于所述支承框体，并且限制所述第二重锤体向所述第二重锤体支承部一侧位移，所述第三止动部在所述振动体位于空档位置时，与所述支承框体分离。此外，也可以是在上述发电元件中，在与从所述第二重锤体朝向所述第二框体部分的方向正交的方向上的所述第二附加重锤体的两端部分别配置有所述第三止动部。此外，也可以是在上述发电元件中，所述第二附加重锤体的所述第三止动部在俯视观察下延伸至所述支承框体的外缘部。此外，也可以是在上述发电元件中，支承所述第二重锤体的第二重锤体支承部从所述第二桥梁部延伸，在所述第二重锤体的与所述第二重锤体支承部一侧相反的一侧设置有第二附加重锤体。此外，也可以是在上述发电元件中，所述电荷产生元件具有：下部电极层；设置于所述下部电极层上的压电材料层；以及设置于所述压电材料层上并且彼此电独立的多个上部电极层。此外，也可以是在上述发电元件中，还具备发电电路，所述发电电路对基于由所述电荷产生元件产生的电荷的电流进行整流并获取电力。根据本专利技术，能够抑制重锤体的位移并且能够使发电量增大。附图说明图1是示出本专利技术的第一实施方式涉及的发电元件的整体构成的立体图。图2是图1的A-A线剖视图。图3是示出在图1所示的发电元件的制造方法中，用于制造发电元件所使用的SOI基板的剖视图。图4是在图1所示的发电元件的制造方法中，蚀刻图3所示的SOI基板所获得的发电元件的剖视图。图5是示出具备了壳体的图1的发电元件的剖视图。图6是示出具备了外包装的图5的发电元件的剖视图。图7是示出作为图1的比较例的发电元件的整体构成的立体图。图8是示出图7所示的发电元件的第二桥梁部的挠曲状态的示意图。图9是示出图1中的发电元件的第一桥梁部和第二桥梁部的挠曲状态的示意图。图10是示出本专利技术的第二实施方式涉及的发电元件的俯视图。图11是图10的B-B线剖视图。图12是图10的C-C线剖视图。图13是图10的D-D线剖视图。图14是示出设置于图10的发电元件的各桥梁部上的上部电极层的配置的一个例子的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发电元件，具备：支承框体，在俯视观察下形成为框状；振动体，设置于所述支承框体的内侧；第一桥梁部和第二桥梁部，使所述振动体支承于所述支承框体；以及电荷产生元件，在所述振动体位移时产生电荷，所述支承框体具有：第一框体部分，相对于所述振动体配置于第一侧；以及第二框体部分，相对于所述振动体配置于与所述第一侧相反的第二侧，所述第一桥梁部连结所述振动体和所述第一框体部分，所述第二桥梁部连结所述振动体和所述第二框体部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种发电元件，具备：支承框体，在俯视观察下形成为框状；振动体，设置于所述支承框体的内侧；第一桥梁部和第二桥梁部，使所述振动体支承于所述支承框体；以及电荷产生元件，在所述振动体位移时产生电荷，所述支承框体具有：第一框体部分，相对于所述振动体配置于第一侧；以及第二框体部分，相对于所述振动体配置于与所述第一侧相反的第二侧，所述第一桥梁部连结所述振动体和所述第一框体部分，所述第二桥梁部连结所述振动体和所述第二框体部分。2.根据权利要求1所述的发电元件，其中，所述振动体具有：连结于所述第一桥梁部的第一重锤体；连结于所述第二桥梁部的第二重锤体；以及连结所述第一重锤体和所述第二重锤体的第三桥梁部，所述第一重锤体和所述第二重锤体彼此分离。3.根据权利要求2所述的发电元件，其中，基于所述第一重锤体和所述第一桥梁部规定的共振系统的共振频率与基于所述第二重锤体和所述第二桥梁部规定的共振系统的共振频率不同。4.根据权利要求2或3所述的发电元件，其中，在所述第一桥梁部的两侧分别配置有所述第二重锤体和所述第二桥梁部，在所述第一桥梁部与所述第二桥梁部之间各自分别配置有所述第三桥梁部，所述第一重锤体与所述第一桥梁部以及所述第三桥梁部各自连结，所述第二重锤体与对应的所述第二桥梁部以及对应的所述第三桥梁部连结，一方的所述第二重锤体和另一方的所述第二重锤体彼此分离。5.根据权利要求4所述的发电元件，其中，所述第二桥梁部沿着所述第一桥梁部延伸，所述第三桥梁部沿着所述第一桥梁部以及所述第二桥梁部延伸。6.根据权利要求4或5所述的发电元件，其中，基于一方的所述第二重锤体和对应的所述第二桥梁部规定的共振系统的共振频率与基于另一方的所述第二重锤体和对应的所述第二桥梁部规定的共振系统的共振频率相同。7.根据权利要求2至6中任一项所述的发电元件，其中，支承所述第一重锤体的第一重锤体支承部从所述第一桥梁部延伸，在所述第一重锤体的与所述第一重锤体支承部一侧相反的一侧设置有第一附加重锤体。8.根据权利要求7所述的发电元件，其中，所述第一附加重锤体具有第一止动部，所述第一止动部设置成能够抵接于所述支承框体，并且限制所述第一重锤体向所述第一重锤体支承部一侧位移，所述第一止动部在所述振动体位于空档位置时，与所述支承框体分离。9.根据权利要求8所述的发电元件，其中，在与从所述第一重锤体朝向所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈田和广，冈田美穂，江良聪，
申请(专利权)人：三角力量管理株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP