发电元件制造技术

本发明专利技术提供一种发电元件，具有可挠性的板状结构体(110)沿着基准轴(Y)从根端部(O)向顶端部(T)延伸，根端部(O)固定到底座(300)。在板状结构体(110)设有三个区分部分(S1、S2、S3)，重锤体(211、212、213)与三个区分部分各自的下面接合。三个区分部分(S1、S2、S3)的厚度(t1、t2、t3)分别不同，其结果是，弹簧常数不同。当对底座(300)施加来自外部的振动能量时，各重锤体(211、212、213)振动，在板状结构体(110)产生挠曲。若将压电元件等电荷产生元件(400)贴附于板状结构体(110)，则通过挠曲应力产生电荷。将多个重锤体(211、212、213)设于弹簧常数按每一区分部分而不同的板状结构体(110)，由此能发电的频带扩展。

Power generation element

The invention provides a power generation element with a flexible plate structure (110) extending along the base end (O) from the root end (Y) to the top part (T), and the root end (O) is fixed to the bottom (300). In the plate structure (110), there are three distinguishable parts (S1, S2, S3), and the heavy hammer bodies (211, 212, 213) are respectively joined to the three distinguishing parts respectively. The thickness of the three distinguishable parts (S1, S2, S3) is different from that of T1, T2 and T3. The result is that the spring constants are different. When the vibration energy from the outside is applied to the base (300), the heavy hammer bodies (211, 212, 213) vibrate and generate flexure in the plate-like structure (110). If the charge generation element (400) of the piezoelectric element is attached to the plate structure (110), the charge is generated through flexural stress. A plurality of heavy hammer bodies (211, 212, 213) are arranged on a plate-like structure (110) with different spring constants according to each distinguishing part, so that the frequency band which can generate electricity can be expanded.

【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，特别是涉及通过将振动能量转换为电能来进行发电的技术。
技术介绍
提出了为了有效利用有限的资源而将各种形式的能量转换为电能后提取的技术。作为将振动能量转换为电能后提取的技术之一，例如在下述的专利文献1中公开了将层状的压电元件层叠后形成发电用压电元件并通过外力使该发电用压电元件振动来进行发电的压电型发电元件。另外，在专利文献2中公开了使用硅基板的MEMS(MicroElectroMechanicalSystem：微电子机械系统)结构的发电元件。另一方面，在专利文献3中公开了如下类型的发电元件：使用通过将一端固定的单支梁来支撑重锤体的锤头型结构体，使构成头部分的重锤体振动，通过配置于柄的部分的发电用压电元件进行发电。另外，在专利文献4中公开了使用该锤头型结构体的发电元件以及使用通过按L字型弯曲的板状桥梁部来支撑重锤体的结构体的压电元件。这些发电元件的基本原理是，通过重锤体的振动使压电元件产生周期性的挠曲，将基于施加于压电元件的应力而产生的电荷提取到外部。若将这种发电元件例如搭载于汽车、列车、船舶等，则能将在输送中施加的振动能量作为电能提取。另外，还能安装于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电元件(1000；1020；1030；1040；1050；1060；1070；1080；1090)，通过将振动能量转换为电能而进行发电，其特征在于，具备：板状结构体(110；120；130；140；150；160；170；180；190)，沿着预定的基准轴(Y)从根端部向顶端部延伸，并具有可挠性；多个重锤体(211、212、213；214、215、216；221、222、223；231、232、233；241、242、243；251、252、253；261、262、263；271、272、273；281、282、283；291、292、293)，与所述板状结构体的预定部位接合；电荷产生元...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种发电元件(1000；1020；1030；1040；1050；1060；1070；1080；1090)，通过将振动能量转换为电能而进行发电，其特征在于，具备：板状结构体(110；120；130；140；150；160；170；180；190)，沿着预定的基准轴(Y)从根端部向顶端部延伸，并具有可挠性；多个重锤体(211、212、213；214、215、216；221、222、223；231、232、233；241、242、243；251、252、253；261、262、263；271、272、273；281、282、283；291、292、293)，与所述板状结构体的预定部位接合；电荷产生元件(400)，基于所述板状结构体的变形而产生电荷；底座(300；310；350)，将所述板状结构体的所述根端部固定；以及发电电路(500)，对基于在所述电荷产生元件中产生的电荷而产生的电流进行整流来提取电力，所述多个重锤体沿着所述基准轴隔着预定间隔而排列配置。2.根据权利要求1所述的发电元件，其特征在于，将板状结构体(110；120；130；140；150；160；170；180；190)中的、连接底座(300；310；350)和与其相邻配置的重锤体(211；214；221；231；241；251；261；271；281；291)的部分、以及相互连接彼此相邻配置的一对重锤体(211、212、213；214、215、216；221、222、223；231、232、233；241、242、243；251、252、253；261、262、263；271、272、273；281、282、283；291、292、293)的部分分别称为板状连接部(J1、J2、J3)时，这些板状连接部的至少两组的厚度、宽度、长度、材质的四个参数中的一个参数或多个参数不同。3.根据权利要求2所述的发电元件(1000；1010；1050；1090)，其特征在于，随着从配置于离根端部最近的位置的板状连接部(J1)到配置于离顶端部最近的位置的板状连接部(J3)，厚度单调地减少或者单调地增加。4.根据权利要求2或3所述的发电元件(1020；1030；1060)，其特征在于，随着从配置于离根端部最近的位置的板状连接部(J1)到配置于离顶端部最近的位置的板状连接部(J3)，宽度单调地减少或者单调地增加。5.根据权利要求2至4中任一项所述的发电元件(1040)，其特征在于，随着从配置于离根端部最近的位置的板状连接部(J1)到配置于离顶端部最近的位置的板状连接部(J3)，长度单调地减少或者单调地增加。6.根据权利要求2至5中任一项所述的发电元件，其特征在于，随着从配置于离根端部最近的位置的板状连接部(J1)到配置于离顶端部最近的位置的板状连接部(J3)，构成该板状连接部的材质的杨氏模量单调地减少或者单调地增加。7.根据权利要求1所述的发电元件，其特征在于，将板状结构体(110；120；130；140；150；160；170；180；190)中的连接底座(300；310；350)和与其相邻配置的重锤体的部分、以及相互连接彼此相邻配置的一对重锤体的部分分别称为板状连接部(J1、J2、J3)时，这些板状连接部的至少两组的弹簧常数不同。8.根据权利要求7所述的发电元件，其特征在于，将各板状连接部(J1、J2、J3)的靠近根端部的一侧的端部设为根端侧端部、靠近顶端部的一侧的端部设为顶端侧端部，并在将所述根端侧端部固定的状态下，对所述顶端侧端部向预定的作用方向施加了力F时所述顶端侧端部在所述作用方向产生的位移设为d时，将通过k＝F/d的公式提供的值k作为该板状连接部的弹簧常数使用。9.根据权利要求1所述的发电元件(1000；1010；1050；1090)，其特征在于，板状结构体(110；150；190)分割为沿着基准轴(Y)排列的多个区分部分(S1、S2、S3)，厚度按各个区分部分的每一个分别不同，多个重锤体(211、212、213；214、215、216；251、252、253；291、292、293)分别与不同的区分部分接合。10.根据权利要求1所述的发电元件(1020；1030；1060)，其特征在于，板状结构体(120；130；160)分割为沿着基准轴(Y)排列的多个区分部分(S1、S2、S3)，宽度按各个区分部分的每一个而不同，多个重锤体(221、222、223；231、232、233；261、262、263)分别与不同的区分部分接合。11.根据权利要求1所述的发电元件(1040)，其特征在于，板状结构体(140)分割为沿着基准轴(Y)排列的多个区分部分(S1、S2、S3)，长度按各个区分部分的每一个分别不同，多个重锤体(241、242、243)分别与不同的区分部分接合。12.根据权利要求1所述的发电元件(1080)，其特征在于，板状结构体(180)分割为沿着基准轴(Y)排列的多个区分部分(S1、S2、S3)，材质按各个区分部分的每一个分别不同，多个重锤体(281、282、283)分别与不同的区分部分接合。13.根据权利要求1所述的发电元件(1050)，其特征在于，板状结构体(150)的厚度方向的截断面以厚度沿着基准轴(Y)逐渐减少或增加的方式形成梯形。14.根据权利要求1所述的发电元件(1060)，其特征在于，板状结构体(160)的平面形状以宽度沿着基准轴(Y)逐渐减少或增加的方式形成梯形。15.根据权利要求1至14中任一项所述的发电元件(1000；1010；1020；1030；1050；1060；1070；1090)，其特征在于，多个重锤体中的至少两组的质量相互不同。16.根据权利要求1至15中任一项所述的发电元件，其特征在于，以各个重锤体的谐振频率附近的光谱峰值波形(P1′、P2′)的一部分相互重复的方式将各重锤体的谐振频率(fr1(-)，fr2(+))设定成相邻的谐振频率。17.根据权利要求1至16中任一项所述的发电元件(1010；1030)，其特征在于，当以基准轴(Y)为中心轴定义了左侧和右侧时，一个或多个重锤体(214、215、216；231、232、233)具有：中央接合部(214C、215C、216C)，与板状结构体(110；130)接合；左翼状部(214L、215L、216L)，连接到所述中央接合部的左侧；以及右翼状部(214R、215R、216R)，连接到所述中央接合部的右侧。18.根据权利要求17所述的发电元件(1010；1030)，其特征在于，左翼状部(214L、215L、216L)和右翼状部(214R、215R、216R)向沿着基准轴(Y)的同一方向延伸，包括中央接合部(214C、215C、216C)、左翼状部、右翼状部的重锤体(214、215、216；231、232、233)形成U字状。19.根据权利要求1至18中任一项所述的发电元件，其特征在于，电荷产生元件(400...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈田和广，冈田美穗，
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