压电发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种压电发电装置(1)，其具备：具有固定端(CE1)和自由端(FE1)的第1振动部(K1)、与第1振动部(K1)的自由端(FE1)接合的第1锤部(M1)、具有自由端(FE2)和与第1锤部(M1)接合的固定端(CE2)并具有振动板和设置于振动板的压电元件的第2振动部(K2)、以及与第2振动部(K2)的自由端(FE2)接合的第2锤部(M2)，在被配置于振动面(FS)并静止的状态下，当以振动面(FS)为基准时，在与振动面(FS)垂直的轴(CA)向上，第1振动部(K1)的自由端(FE1)的位置与第2振动部(K2)的固定端(CE2)的位置不同。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压电发电装置
本专利技术涉及利用压电效应来将振动能转换成电能的压电发电装置。
技术介绍
以往，提出了一种使用压电元件来发电的压电发电装置(例如参照专利文献1的第0078～0080段以及图12(a)。)。图10是对参考了专利文献1的记载的以往的压电发电装置101的结构例进行说明的图，表示在除去了压电发电装置101的结构的一部分后的状态下的侧视图。图10所示的压电发电装置101具备基座111、螺旋弹簧112、摆动部件113、第1锤114、压电元件121以及第2锤122。基座111呈圆板状，固定于作为振动体的底板131。螺旋弹簧112的一端与基座111连结，另一端与圆板状的摆动部件113连结，将摆动部件113以能够相对于基座111摆动的方式支承。第1锤114与摆动部件113的下方连结。压电元件121经由第1锤114与摆动部件113连结。第2锤122经由压电元件121与第1锤114连结。第2锤122和压电元件121和第1锤114被配置于螺旋弹簧112的卷线的内侧。在压电元件121的与第1锤114的接触面设置有电极121A。在压电元件121的与第2锤122的接触面设置有电极121B。若借助来自外部的振动等力等而在底板131产生与底板131的平面垂直的方向的振动，则该振动经由基座111以及螺旋弹簧112传递至摆动部件113，与摆动部件113连结的第1锤114振动。然后，该振动经由压电元件121传递至第2锤122从而第2锤122也振动。这时，压缩应力和拉伸应力从第1锤114和第2锤122反复作用于压电元件121，利用压电效应在压电元件121产生电荷。产生的电荷被从设置于压电元件121的电极121A、121B取出。专利文献1:日本特开2011-114884号公报在借助来自外部的振动等力等而在底板131产生与底板131的平面垂直的方向的振动的情况下，优选在压电发电装置101的第1锤114、第2锤122仅产生与底板131的平面垂直的方向的振动亦即纵振动(以下，也称为主振动。)。然而，在现实中，由于作用于各部的转矩等的影响，在第1锤114、第2锤122，除了主振动之外，还产生与主振动(纵振动)的方向正交的方向的副振动(以下，也称为横振动。)。因此，如果在第1锤114、第2锤122产生的副振动较大，则在第1锤114、第2锤122产生的主振动减小相对应的量，压电发电装置101的发电效率有可能降低。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的在于实现一种能够调整与利用压电元件的发电所使用的主振动的方向正交的方向上产生的副振动，能够防止因产生副振动而引起的发电效率的降低的压电发电装置。本专利技术所涉及的压电发电装置具备第1振动部、第1锤部、第2振动部以及第2锤部。第1振动部具备固定端和自由端。第1锤部与第1振动部的自由端接合。第2振动部具有自由端和与第1锤部接合的固定端。第2振动部具有振动板和设置于振动板的压电元件。第2锤部与第2振动部的自由端接合。在被配置于振动面并静止的状态下，当以振动面为基准时，在与振动面垂直的轴向上的第1振动部的自由端的位置与第2振动部的固定端的位置不同。另外，优选上述的压电发电装置在被配置于振动面并静止的状态下，当以振动面为基准时，与第1振动部的自由端的位置相比，第2振动部的固定端在与振动面垂直的轴向上的位置更接近第1振动部的固定端的位置。另外，优选上述的压电发电装置在被配置于振动面并静止的状态下，当以振动面为基准时，设在与振动面垂直的轴向上的、第1振动部的固定端的位置与第1振动部的自由端的位置之间的距离为T1，设第1振动部的固定端的位置与第2振动部的固定端的位置之间的距离为T2时，满足-2.1＜(T2-T1)/T1＜-0.1的关系。另外，优选在上述的压电发电装置中，第1锤部由与第1振动部的自由端接合的锤板和设置于锤板中的与第1振动部的自由端接合的面的第1、第2固定部构成，压电发电装置具备第2锤部及与第1固定部接合的第2振动部的组，上述第2锤部及与第2固定部接合的第2振动部的组，与第1固定部接合的组的第2锤部的一部分位于第2固定部的下方，与第2固定部接合的组的第2锤部的一部分位于第1固定部的下方。根据本专利技术，能够调整在第2振动部产生的主振动以及副振动的大小。因此，能够抑制在第2振动部产生的副振动，能够改善因副振动而引起的发电效率的降低从而提高发电效率。附图说明图1是对本专利技术的第1实施方式所涉及的压电发电装置的结构进行说明的示意图。图2是对本专利技术的第1实施方式所涉及的压电发电装置的详细结构进行说明的立体图。图3是表示将本专利技术的第1实施方式所涉及的压电发电装置分解后的状态的分解立体图。图4是本专利技术的第1实施方式所涉及的压电发电装置的侧视图以及剖视图。图5是本专利技术的第1实施方式所涉及的压电发电装置的侧视图以及剖视图。图6是对本专利技术的第1实施方式所涉及的压电发电装置中的、螺旋弹簧的端部和发电元件的端部的高度位置与主振动以及副振动的机电耦合系数之间的关系进行说明的图。图7是对本专利技术的第2实施方式所涉及的压电发电装置的结构的局部进行说明的局部立体图。图8是对本专利技术的第3实施方式所涉及的压电发电装置的结构的局部进行说明的局部立体图。图9是表示将本专利技术的第4实施方式所涉及的压电发电装置分解后的状态的分解立体图。图10是对以往的压电发电装置的结构例进行说明的图。具体实施方式参照图1～6对本专利技术的第1实施方式所涉及的压电发电装置1的结构进行说明。图1是表示本专利技术的第1实施方式所涉及的压电发电装置1的结构的示意图。第1实施方式所涉及的压电发电装置1由第1振动部K1、第1锤部M1、第2振动部K2、第2锤部M2构成。压电发电装置1被配置于水平的振动面FS上。第1振动部K1沿着与振动面FS垂直的轴CA伸缩。第1振动部K1具有固定于振动面FS的固定端CE1和与固定端CE1相反侧的自由端FE1。第1锤部M1与第1振动部K1的自由端FE1接合。第1振动部K1和第1锤部M1构成第1谐振器。对于第1谐振器而言，在单体中，以与人步行时的振动、自行车、汽车的振动等一致的比较低的频域中的第1谐振频率谐振，沿着轴CA纵振动。因此，第1谐振器按被施加于振动面FS的来自外部的振动中的第1谐振频率的纵振动谐振。因此，通过第1谐振器谐振，与来自外部的振动直接传递至第1锤部M1那样的结构相比，第1锤部M1的振幅较大。第2振动部K2沿着与振动面FS垂直的轴CA弯曲振动。第2振动部K2具有与第1锤部M1连结的固定端CE2和与固定端CE2相反侧的自由端FE2。第2锤部M2与第2振动部K2的自由端FE2接合。第2振动部K2和第2锤部M2构成第2谐振器。对于第2谐振器而言，在单体中，以与第1谐振频率相同或者第1谐振频率附近的第2谐振频率谐振，沿着轴CA纵振动。因此，通过第2谐振器与第1谐振器相耦合，在2个谐振器之间授受振动能。因此，第2谐振器吸收第1谐振器的振动能，第2谐振器以更大的振幅振动。另外，第1锤部M1的与第1振动部K1和第2振动部K2接合的面呈凹凸形状，当以振动面FS为基准时，与第1锤部M1接合的第2振动部K2的固定端CE2的高度位置T2和与第1锤部M1接合的第1振动部K1的自由端FE1的高度位置T1不同。更具体而言，在第1谐振器和第2谐振器静止的状态下，当以振动面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电发电装置，其中，具备：第1振动部，其具有固定端和自由端；第1锤部，其与所述第1振动部的自由端接合；第2振动部，其具有自由端和与所述第1锤部接合的固定端，并具有振动板和设置于所述振动板的压电元件；以及第2锤部，其与所述第2振动部的自由端接合，在所述压电发电装置被配置于振动面并静止的状态下，当以所述振动面为基准时，在与所述振动面垂直的轴向上的、所述第1振动部的自由端的位置与所述第2振动部的固定端的位置不同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.07 JP 2012-1746121.一种压电发电装置，其中，具备：第1振动部，其具有固定端和自由端；第1锤部，其与所述第1振动部的自由端接合；第2振动部，其具有自由端和与所述第1锤部接合的固定端，并具有振动板和设置于所述振动板的压电元件；以及第2锤部，其与所述第2振动部的自由端接合，在所述压电发电装置被配置于振动面并静止的状态下，当以所述振动面为基准时，在与所述振动面垂直的轴向上的、所述第1振动部的自由端的位置与所述第2振动部的固定端的位置不同，在所述压电发电装置被配置于所述振动面并静止的状态下，当以所述振动面为基准时，与所述第1振动部的自由端的位置相比，所述第2振动部的固定端在与所述振动面垂直的轴向上的位置更靠近所述第1振动部的固定端的位置。2.根据权利要求1所述的压电发电装置，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂口仁志，堀口睦弘，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP