发电元件以及发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了能利用未被用于现有发电的振动能量的发电元件以及发电装置。发电元件(1)具备位移部件(40)、固定部件(50)、弹性变形体(60)，在位移部件(40)以及固定部件(50)中的一个的表面上形成有驻极体材料层(42)，在另一个的表面上形成有与驻极体材料层(42)相对向的对向电极层(51)，当对发电元件(1)赋予振动能量时，弹性变形体(60)发生变形，由此，位移部件(40)相对于固定部件(50)位移，使得驻极体材料层(42)和对向电极层(51)之间的层间距离发生变动。

Power generation components and power generation units

The invention provides a power generating element and a power generating device capable of utilizing vibration energy not used for existing power generation. The generator element (1) has a displacement component (40), a fixing component (50), an elastic deformation body (60), a electret material layer (42) is formed on one surface of the displacement component (40) and a fixing component (50), and a counter electrode layer (51) opposite to the electret material layer (42) is formed on the other surface, when the generator element (1) is assigned. When the vibration energy is applied, the elastic deformable body (60) is deformed, and thus the displacement component (40) is displaced relative to the fixed component (50), resulting in a change in the distance between the electret material layer (42) and the opposing electrode layer (51).

【技术实现步骤摘要】
发电元件以及发电装置
本专利技术涉及发电元件，详细来说，涉及利用驻极体(electret)进行发电的发电元件、以及使用该发电元件的发电装置。
技术介绍
以往，已知有将振动能量转换为电能量的发电元件。在专利文献1以及专利文献2中，记载了具有由驻极体材料构成的第一电极、由金属构成的第二电极的发电元件。在这里，驻极体材料是像永久磁铁的磁性极化那样即使电场消失也会残留电介质极化的电介质。在专利文献1的发电元件中，第一电极或者第二电极在XY平面内弹性移动。在专利文献2的发电元件中，第一电极或者第二电极在X轴方向上弹性移动。通过该弹性移动，第二电极的电荷量发生变化，从而电能量被从发电元件导出到外部。【现有技术文献】【专利文献】专利文献1：日本特开2008-86190号公报专利文献2：日本特开2011-45194号公报但是，在专利文献1、2中，发电元件的电极(第一电极或者第二电极)只能在规定的方向或者规定的平面内进行弹性移动，存在发电效率低的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目在于提供能够利用未被用于现有发电的振动能量的发电元件以及发电装置。本专利技术涉及的发电元件具备位移部件、固定部件、弹性变形体，其特征在于，在所述位移部件以及所述固定部件中的一个的表面上形成有驻极体材料层，在另一个的表面上形成有与所述驻极体材料层相对向的对向电极层，当对所述发电元件赋予振动能量时，所述弹性变形体发生变形，由此所述位移部件相对于所述固定部件位移，使得所述驻极体材料层和所述对向电极层之间的层间距离发生变动。并且，在所述发电元件中，也可以为如下构成，所述位移部件被构成为，当对所述发电元件赋予振动能量时，能在相对于所述固定部件固定的XYZ三维正交坐标系的X轴、Y轴以及Z轴中的至少两个方向上位移。并且，在所述发电元件中，也可以为如下构成，所述位移部件被构成为，当对所述发电元件赋予振动能量时，能在X轴、Y轴以及Z轴的所有方向上位移。并且，在所述发电元件中，也可以为如下构成，当以原点配置在未产生位移状态下的所述位移部件的中心位置的方式定义所述XYZ三维正交坐标系时，所述位移部件具有与X轴的正区域正交的第一位移面、与X轴的负区域正交的第二位移面、与Y轴的正区域正交的第三位移面、以及与Y轴的负区域正交的第四位移面，所述固定部件具有与X轴的正区域正交并且与所述第一位移面相对向的第一固定面、与X轴的负区域正交并且与所述第二位移面相对向的第二固定面、与Y轴的正区域正交并且与所述第三位移面相对向的第三固定面、与Y轴的负区域正交并且与所述第四位移面相对向的第四固定面，在所述第一位移面以及所述第一固定面中的一个上形成有第一驻极体材料层，在另一个上形成有第一对向电极层，在所述第二位移面以及所述第二固定面中的一个上形成有第二驻极体材料层，在另一个上形成有第二对向电极层，在所述第三位移面以及所述第三固定面中的一个上形成有第三驻极体材料层，在另一个上形成有第三对向电极层，在所述第四位移面以及所述第四固定面中的一个上形成有第四驻极体材料层，在另一个上形成有第四对向电极层。并且，在所述发电元件中，也可以为如下构成，所述位移部件还具有：与Z轴的正区域正交的第五位移面、以及与Z轴的负区域正交的第六位移面，所述固定部件还具有：与Z轴的正区域正交并且与所述第五位移面相对向的第五固定面、与Z轴的负区域正交并且与所述第六位移面相对向的第六固定面，在所述第五位移面以及所述第五固定面中的一个上形成有第五驻极体材料层，在另一个上形成有第五对向电极层，在所述第六位移面以及所述第六固定面中的一个上形成有第六驻极体材料层，在另一个上形成有第六对向电极层。并且，在所述发电元件中，也可以为如下构成，在所述位移部件上，在多个部位设置有位移支撑点，所述各位移支撑点分别通过单独的弹性变形体连接于对应的固定支撑点。并且，在所述发电元件中，也可以为如下构成，在所述位移部件以及所述固定部件中的一个上设置有部分突出的凸部，在另一个上设置有收容所述凸部的凹部，所述凸部的顶面和所述凹部的底面相互对向，在这些对向面中的一个上形成有所述驻极体材料层，在另一个上形成有端部对向电极层，所述凸部的左侧面和所述凹部的左侧面相互对向，在这些对向面中的一个上形成有所述驻极体材料层，在另一个上形成有左侧对向电极层，所述凸部的右侧面和所述凹部的右侧面相互对向，在这些对向面中的一个上形成有所述驻极体材料层，在另一个上形成有右侧对向电极层。并且，在所述发电元件中，也可以为如下构成，所述端部对向电极层、所述左侧对向电极层、以及所述右侧对向电极层形成相互电性独立的单独的电极层。并且，在所述发电元件中，也可以为如下构成，所述位移部件由具有平行于XY平面的上面以及下面的板状构造体构成，所述固定部件由以包围所述板状构造体的方式配置的框状构造体构成。并且，在所述发电元件中，也可以为如下构成，当以原点配置在未产生位移状态下的所述位移部件的中心位置的方式定义所述XYZ三维正交坐标系时，所述板状构造体具有：与X轴的正区域正交的第一位移外面、与X轴的负区域正交的第二位移外面、与Y轴的正区域正交的第三位移外面、以及与Y轴的负区域正交的第四位移外面，所述框状构造体具有：与X轴的正区域正交并且与所述第一位移外面相对向的第一固定内面、与X轴的负区域正交并且与所述第二位移外面相对向的第二固定内面、与Y轴的正区域正交并且与所述第三位移外面相对向的第三固定内面、与Y轴的负区域正交并且与所述第四位移外面相对向的第四固定内面。并且，在所述发电元件中，也可以为如下构成，在所述第一位移外面设置有向X轴正方向突出的第一位移凸部，在所述第二位移外面设置有向X轴负方向突出的第二位移凸部，在所述第三位移外面设置有向Y轴正方向突出的第三位移凸部，在所述第四位移外面设置有向Y轴负方向突出的第四位移凸部，在所述第一固定内面的、与所述第一位移凸部相对向的位置，设置有向X轴负方向突出的第一固定凸部，在所述第二固定内面的、与所述第二位移凸部相对向的位置，设置有向X轴正方向突出的第二固定凸部，在所述第三固定内面的、与所述第三位移凸部相对向的位置，设置有向Y轴负方向突出的第三固定凸部，在所述第四固定内面的、与所述第四位移凸部相对向的位置，设置有向Y轴正方向突出的第四固定凸部，所述第一位移凸部的顶面和所述第一固定凸部的顶面相互对向，在这些对向面中的一个上形成有第一驻极体材料层，在另一个上形成有第一对向电极层，所述第二位移凸部的顶面和所述第二固定凸部的顶面相互对向，在这些对向面中的一个上形成有第二驻极体材料层，在另一个上形成有第二对向电极层，所述第三位移凸部的顶面和所述第三固定凸部的顶面相互对向，在这些对向面中的一个上形成有第三驻极体材料层，在另一个上形成有第三对向电极层，所述第四位移凸部的顶面和所述第四固定凸部的顶面相互对向，在这些对向面中的一个上形成有第四驻极体材料层，在另一个上形成有第四对向电极层。并且，在所述发电元件中，也可以为如下构成，在所述第一位移外面设置有向X轴正方向突出的第一位移凸部，在所述第二位移外面设置有向X轴负方向突出的第二位移凸部，在所述第三位移外面设置有向Y轴正方向突出的第三位移凸部，在所述第四位移外面设置有向Y轴负方向突出的第四位移凸部，在所述第一固定内面设置有收容所述第一位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发电元件，具备位移部件、固定部件、弹性变形体，其特征在于，在所述位移部件以及所述固定部件中的一个的表面上形成有驻极体材料层，在另一个的表面上形成有与所述驻极体材料层相对向的对向电极层，当对所述发电元件赋予振动能量时，所述弹性变形体发生变形，由此所述位移部件相对于所述固定部件位移，使得所述驻极体材料层和所述对向电极层之间的层间距离发生变动。

【技术特征摘要】
2017.02.09 JP 2017-0223881.一种发电元件，具备位移部件、固定部件、弹性变形体，其特征在于，在所述位移部件以及所述固定部件中的一个的表面上形成有驻极体材料层，在另一个的表面上形成有与所述驻极体材料层相对向的对向电极层，当对所述发电元件赋予振动能量时，所述弹性变形体发生变形，由此所述位移部件相对于所述固定部件位移，使得所述驻极体材料层和所述对向电极层之间的层间距离发生变动。2.根据权利要求1所述的发电元件，其特征在于，所述位移部件被构成为，当对所述发电元件赋予振动能量时，能在相对于所述固定部件固定的XYZ三维正交坐标系的X轴、Y轴以及Z轴中的至少两个方向上位移。3.根据权利要求2所述的发电元件，其特征在于，所述位移部件被构成为，当对所述发电元件赋予振动能量时，能在X轴、Y轴以及Z轴的所有方向上位移。4.根据权利要求2或3所述的发电元件，其特征在于，当以原点配置在未产生位移状态下的所述位移部件的中心位置的方式定义所述XYZ三维正交坐标系时，所述位移部件具有与X轴的正区域正交的第一位移面、与X轴的负区域正交的第二位移面、与Y轴的正区域正交的第三位移面、以及与Y轴的负区域正交的第四位移面，所述固定部件具有与X轴的正区域正交并且与所述第一位移面相对向的第一固定面、与X轴的负区域正交并且与所述第二位移面相对向的第二固定面、与Y轴的正区域正交并且与所述第三位移面相对向的第三固定面、与Y轴的负区域正交并且与所述第四位移面相对向的第四固定面，在所述第一位移面以及所述第一固定面中的一个上形成有第一驻极体材料层，在另一个上形成有第一对向电极层，在所述第二位移面以及所述第二固定面中的一个上形成有第二驻极体材料层，在另一个上形成有第二对向电极层，在所述第三位移面以及所述第三固定面中的一个上形成有第三驻极体材料层，在另一个上形成有第三对向电极层，在所述第四位移面以及所述第四固定面中的一个上形成有第四驻极体材料层，在另一个上形成有第四对向电极层。5.根据权利要求4所述的发电元件，其特征在于，所述位移部件还具有：与Z轴的正区域正交的第五位移面、以及与Z轴的负区域正交的第六位移面，所述固定部件还具有：与Z轴的正区域正交并且与所述第五位移面相对向的第五固定面、以及与Z轴的负区域正交并且与所述第六位移面相对向的第六固定面，在所述第五位移面以及所述第五固定面中的一个上形成有第五驻极体材料层，在另一个上形成有第五对向电极层，在所述第六位移面以及所述第六固定面中的一个上形成有第六驻极体材料层，在另一个上形成有第六对向电极层。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，在所述位移部件上，在多个部位设置有位移支撑点，所述各位移支撑点分别通过单独的弹性变形体连接于对应的固定支撑点。7.根据权利要求1至6中任一项所述的发电元件，其特征在于，在所述位移部件以及所述固定部件中的一个上设置有部分突出的凸部，在另一个上设置有收容所述凸部的凹部，所述凸部的顶面和所述凹部的底面相互对向，在这些对向面中的一个上形成有所述驻极体材料层，在另一个上形成有端部对向电极层，所述凸部的左侧面和所述凹部的左侧面相互对向，在这些对向面中的一个上形成有所述驻极体材料层，在另一个上形成有左侧对向电极层，所述凸部的右侧面和所述凹部的右侧面相互对向，在这些对向面中的一个上形成有所述驻极体材料层，在另一个上形成有右侧对向电极层。8.根据权利要求7所述的发电元件，其特征在于，所述端部对向电极层、所述左侧对向电极层、以及所述右侧对向电极层形成相互电性独立的单独的电极层。9.根据权利要求2或3所述的发电元件，其特征在于，所述位移部件由具有平行于XY平面的上面以及下面的板状构造体构成，所述固定部件由以包围所述板状构造体的方式配置的框状构造体构成。10.根据权利要求9所述的发电元件，其特征在于，当以原点配置在未产生位移状态下的所述位移部件的中心位置的方式定义所述XYZ三维正交坐标系时，所述板状构造体具有：与X轴的正区域正交的第一位移外面、与X轴的负区域正交的第二位移外面、与Y轴的正区域正交的第三位移外面、以及与Y轴的负区域正交的第四位移外面，所述框状构造体具有：与X轴的正区域正交并且与所述第一位移外面相对向的第一固定内面、与X轴的负区域正交并且与所述第二位移外面相对向的第二固定内面、与Y轴的正区域正交并且与所述第三位移外面相对向的第三固定内面、与Y轴的负区域正交并且与所述第四位移外面相对向的第四固定内面。11.根据权利要求10所述的发电元件，其特征在于，在所述第一位移外面设置有向X轴正方向突出的第一位移凸部，在所述第二位移外面设置有向X轴负方向突出的第二位移凸部，在所述第三位移外面设置有向Y轴正方向突出的第三位移凸部，在所述第四位移外面设置有向Y轴负方向突出的第四位移凸部，在所述第一固定内面的、与所述第一位移凸部相对向的位置，设置有向X轴负方向突出的第一固定凸部，在所述第二固定内面的、与所述第二位移凸部相对向的位置，设置有向X轴正方向突出的第二固定凸部，在所述第三固定内面的、与所述第三位移凸部相对向的位置，设置有向Y轴负方向突出的第三固定凸部，在所述第四固定内面的、与所述第四位移凸部相对向的位置，设置有向Y轴正方向突出的第四固定凸部，所述第一位移凸部的顶面和所述第一固定凸部的顶面相互对向，在这些对向面中的一个上形成有第一驻极体材料层，在另一个上形成有第一对向电极层，所述第二位移凸部的顶面和所述第二固定凸部的顶面相互对向，在这些对向面中的一个上形成有第二驻极体材料层，在另一个上形成有第二对向电极层，所述第三位移凸部的顶面和所述第三固定凸部的顶面相互对向，在这些对向面中的一个上形成有第三驻极体材料层，在另一个上形成有第三对向电极层，所述第四位移凸部的顶面和所述第四固定凸部的顶面相互对向，在这些对向面中的一个上形成有第四驻极体材料层，在另一个上形成有第四对向电极层。12.根据权利要求10所述的发电元件，其特征在于，在所述第一位移外面设置有向X轴正方向突出的第一位移凸部，在所述第二位移外面设置有向X轴负方向突出的第二位移凸部，在所述第三位移外面设置有向Y轴正方向突出的第三位移凸部，在所述第四位移外面设置有向Y轴负方向突出的第四位移凸部，在所述第一固定内面设置有收容所述第一位移凸部的第一固定凹部，在所述第二固定内面设置有收容所述第二位移凸部的第二固定凹部，在所述第三固定内面设置有收容所述第三位移凸部的第三固定凹部，在所述第四固定内面设置有收容所述第四位移凸部的第四固定凹部，所述第一位移凸部的顶面以及侧面、所述第一固定凹部的底面以及侧面相互对向，在这些对向面中的一个上形成有第一驻极体材料层，在另一个上形成有第一对向电极层，所述第二位移凸部的顶面以及侧面、所述第二固定凹部的底面以及侧面相互对向，在这些对向面中的一个上形成有第二驻极体材料层，在另一个上形成有第二对向电极层，所述第三位移凸部的顶面以及侧面、所述第三固定凹部的底面以及侧面相互对向，在这些对向面中的一个上形成有第三驻极体材料层，在另一个上形成有第三对向电极层，所述第四位移凸部的顶面以及侧面、所述第四固定凹部的底面以及侧面相互对向，在这些对向面中的一个上形成有第四驻极体材料层，在另一个上形成有第四对向电极层。13.根据权利要求12所述的发电元件，其特征在于，所述第一位移凸部的顶面和所述第一固定凹部的底面相互对向，在这些对向面中的一个上形成有所述第一驻极体材料层，在另一个上形成有第一端部对向电极层，所述第一位移凸部的左侧面和所述第一固定凹部的左侧面相互对向，在这些对向面中的一个上形成有所述第一驻极体材料层，在另一个上形成有第一左侧对向电极层，所述第一位移凸部的右侧面和所述第一固定凹部的右侧面相互对向，在这些对向面中的一个上形成有所述第一驻极体材料层，在另一个上形成有第一右侧对向电极层，所述第二位移凸部的顶面和所述第二固定凹部的底面相互对向，在这些对向面中的一个上形成有所述第二驻极体材料层，在另一个上形成有第二端部对...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈田和广，冈田美穂，
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