JPH11146663A - 圧電式発電装置 - Google Patents
圧電式発電装置Info
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- JPH11146663A JPH11146663A JP9308259A JP30825997A JPH11146663A JP H11146663 A JPH11146663 A JP H11146663A JP 9308259 A JP9308259 A JP 9308259A JP 30825997 A JP30825997 A JP 30825997A JP H11146663 A JPH11146663 A JP H11146663A
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- piezoelectric element
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 比較的簡単な構成で、かつ小型、薄型、軽量
で携帯に適し、変換効率がよく、比較的大きなエネルギ
ーが得られる圧電素子を用いた圧電式発電装置の実現を
課題とする。 【解決手段】 自由振動の腹となる自由端とこの自由端
を支持し自由振動の節となる支持端とを有するレバー部
２と、このレバー部２の自由端に設けられた重り１と、
レバー部２の自由端と支持端との間に位置する作用点に
設けられ、重り１とレバー部２との振動によって加圧さ
れる積層圧電素子４と、この加圧に起因する歪みによっ
て積層圧電素子４に発生する電圧を取り出す電極とを設
けたことを特徴とする。
で携帯に適し、変換効率がよく、比較的大きなエネルギ
ーが得られる圧電素子を用いた圧電式発電装置の実現を
課題とする。 【解決手段】 自由振動の腹となる自由端とこの自由端
を支持し自由振動の節となる支持端とを有するレバー部
２と、このレバー部２の自由端に設けられた重り１と、
レバー部２の自由端と支持端との間に位置する作用点に
設けられ、重り１とレバー部２との振動によって加圧さ
れる積層圧電素子４と、この加圧に起因する歪みによっ
て積層圧電素子４に発生する電圧を取り出す電極とを設
けたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、機械的な振動を電
気に変換する発電装置に関し、特に使用者の身体の動き
に伴って発生する振動によって発電する圧電素子を用い
た発電装置に関する。
気に変換する発電装置に関し、特に使用者の身体の動き
に伴って発生する振動によって発電する圧電素子を用い
た発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来からある通常の発電装置としては、
電磁式発電装置（モータの逆の原理の応用）が一般的で
ある。このような電磁式発電装置はモータ（マグネッ
ト、ロータ等で構成）および減速装置（ギア）で構成さ
れており、小型化、薄型化、軽量化は困難であった。ま
た発電装置として、電磁式モータよりエネルギー密度の
高い圧電素子を用いるアイデアもある。
電磁式発電装置（モータの逆の原理の応用）が一般的で
ある。このような電磁式発電装置はモータ（マグネッ
ト、ロータ等で構成）および減速装置（ギア）で構成さ
れており、小型化、薄型化、軽量化は困難であった。ま
た発電装置として、電磁式モータよりエネルギー密度の
高い圧電素子を用いるアイデアもある。
【０００３】例えば、携帯時計用の小型電源装置とし
て、使用者のからだの動きで発生する回転重りの運動に
よって圧電素子に歪みを与えて発電するような形態用の
小型の発電装置が知られている。このような、身体を動
かすだけで自動的に発電する発電装置を用いて電池に充
電することができれば、腕時計などに半永久的に電源を
与えて続けて使用することができる。
て、使用者のからだの動きで発生する回転重りの運動に
よって圧電素子に歪みを与えて発電するような形態用の
小型の発電装置が知られている。このような、身体を動
かすだけで自動的に発電する発電装置を用いて電池に充
電することができれば、腕時計などに半永久的に電源を
与えて続けて使用することができる。
【０００４】このような発電装置は、身につけたり携帯
して使う多様な電気機器に対して応用することができ、
たとえば、ベルページャ、携帯電話機、無線機、補聴
器、電卓、電子手帳、ラジオやＴＶ受信機、ＩＣカード
などにも応用できるし、その他マイクロロボットのエネ
ルギー源などとしても注目されている。しかし、圧電素
子は力が印加された時のみ電荷が発生するため、継続的
に電荷を取り出すことは困難であり、また出力インビー
ダンスが高いため電流を取り出すのにはあまり適してい
ない。このため、圧電素子を用いた発電装置はそれほど
広範囲に利用されている訳ではない。
して使う多様な電気機器に対して応用することができ、
たとえば、ベルページャ、携帯電話機、無線機、補聴
器、電卓、電子手帳、ラジオやＴＶ受信機、ＩＣカード
などにも応用できるし、その他マイクロロボットのエネ
ルギー源などとしても注目されている。しかし、圧電素
子は力が印加された時のみ電荷が発生するため、継続的
に電荷を取り出すことは困難であり、また出力インビー
ダンスが高いため電流を取り出すのにはあまり適してい
ない。このため、圧電素子を用いた発電装置はそれほど
広範囲に利用されている訳ではない。
【０００５】このような圧電素子を用いた発電装置とし
て、例えば、特開平９−１８２４６５では、ニオブ酸リ
チウムを圧電素子とし、圧電素子を片持梁構造の振動片
の根元まで延ばした形状にし、振動片の支持端側に設け
られた電極から交流を取り出すようにしている。
て、例えば、特開平９−１８２４６５では、ニオブ酸リ
チウムを圧電素子とし、圧電素子を片持梁構造の振動片
の根元まで延ばした形状にし、振動片の支持端側に設け
られた電極から交流を取り出すようにしている。
【０００６】しかし、この従来例では必ずしも歪みエネ
ルギー−電気エネルギーの変換効率が充分とはいえず、
また、歪みエネルギーを効率良く取り込む目的で支持端
側に多くの圧電素子部を設けているために、振動片の付
加インピーダンス、出力インピーダンスが大きくなり、
それによって機械品質係数が低下して充分な発電効果が
得られ難いという問題があった。
ルギー−電気エネルギーの変換効率が充分とはいえず、
また、歪みエネルギーを効率良く取り込む目的で支持端
側に多くの圧電素子部を設けているために、振動片の付
加インピーダンス、出力インピーダンスが大きくなり、
それによって機械品質係数が低下して充分な発電効果が
得られ難いという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、従来の
発電装置で電磁式のものは小型、薄型、軽量化に難点が
あり、また、圧電素子を用いたものは変換効率が充分で
なく、通常の動作状態で得られるエネルギーも小さいと
いう問題があった。
発電装置で電磁式のものは小型、薄型、軽量化に難点が
あり、また、圧電素子を用いたものは変換効率が充分で
なく、通常の動作状態で得られるエネルギーも小さいと
いう問題があった。
【０００８】本発明はこの点を解決して、比較的簡単な
構成で、かつ小型、薄型、軽量で携帯に適し、変換効率
がよく、比較的大きなエネルギーが得られる圧電素子を
用いた圧電式発電装置の実現を課題とする。
構成で、かつ小型、薄型、軽量で携帯に適し、変換効率
がよく、比較的大きなエネルギーが得られる圧電素子を
用いた圧電式発電装置の実現を課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、自由振動の腹となる自由端とこの自由端
を支持し自由振動の節となる支持端とを有する機械振動
手段と、この機械振動手段の自由端に設けられた重り手
段と、前記機械振動手段の前記自由端と前記支持端との
間に位置する作用点に設けられ前記機械振動手段の振動
によって加圧される圧電手段と、この加圧に起因する歪
みによってこの圧電手段に発生する電圧を取り出す電極
手段とを具備することを特徴とする。
め、本発明は、自由振動の腹となる自由端とこの自由端
を支持し自由振動の節となる支持端とを有する機械振動
手段と、この機械振動手段の自由端に設けられた重り手
段と、前記機械振動手段の前記自由端と前記支持端との
間に位置する作用点に設けられ前記機械振動手段の振動
によって加圧される圧電手段と、この加圧に起因する歪
みによってこの圧電手段に発生する電圧を取り出す電極
手段とを具備することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる発電装置を
添付図面を参照にして詳細に説明する。本発明の目的は
小型、薄型、軽量で携帯に適した圧電素子を用いた発電
装置を実現することである。図１に、本発明の圧電式発
電装置の第１の実施の形態の構成図を示す。ここでは積
層構造に形成された縦効果圧電振動子を、鋼等の金属で
構成される切り欠き変位拡機構に組み込んだ構成をとっ
ている。切り欠き付き変位拡大機構の片持梁のレバー先
端部に重りをつけた構造となっている。
添付図面を参照にして詳細に説明する。本発明の目的は
小型、薄型、軽量で携帯に適した圧電素子を用いた発電
装置を実現することである。図１に、本発明の圧電式発
電装置の第１の実施の形態の構成図を示す。ここでは積
層構造に形成された縦効果圧電振動子を、鋼等の金属で
構成される切り欠き変位拡機構に組み込んだ構成をとっ
ている。切り欠き付き変位拡大機構の片持梁のレバー先
端部に重りをつけた構造となっている。
【００１１】図１において、１は重り、２はレバー部、
３は切り欠き部、４は積層圧電素子、５は金属アングル
である。図１にそってこの構造の動作を説明する。使用
者が、この圧電式発電装置を身につけることにより、歩
行中あるいは動作中に先端の重り１とレバー部２は適度
に、そして継続的に揺さぶられて振動を繰り返す。振動
の振幅は先端の重り１の位置で数ミクロン程度で充分で
ある。この振動はてこの原理を応用した切り欠き付き変
位拡大機構を通して積層圧電素子４に伝達される。
３は切り欠き部、４は積層圧電素子、５は金属アングル
である。図１にそってこの構造の動作を説明する。使用
者が、この圧電式発電装置を身につけることにより、歩
行中あるいは動作中に先端の重り１とレバー部２は適度
に、そして継続的に揺さぶられて振動を繰り返す。振動
の振幅は先端の重り１の位置で数ミクロン程度で充分で
ある。この振動はてこの原理を応用した切り欠き付き変
位拡大機構を通して積層圧電素子４に伝達される。
【００１２】振動にともない、運動加速度と重り１の質
量による力が加わる。この状態で、圧電素子４に加わる
力はレバー部２の先端の重り１に加わる力×変位拡大比
率（てこの原理による）となり、比較的大きな力が加わ
ることになる。身体の動作中は圧電素子４に力が加わり
続け、圧電素子４は電荷を発生し続け、すなわち発電を
続ける。この圧電式発電装置により発生した電荷は、バ
ッテリーあるいは電気２重層コンデンサに充電される。
量による力が加わる。この状態で、圧電素子４に加わる
力はレバー部２の先端の重り１に加わる力×変位拡大比
率（てこの原理による）となり、比較的大きな力が加わ
ることになる。身体の動作中は圧電素子４に力が加わり
続け、圧電素子４は電荷を発生し続け、すなわち発電を
続ける。この圧電式発電装置により発生した電荷は、バ
ッテリーあるいは電気２重層コンデンサに充電される。
【００１３】ここで、図１に示した圧電発電装置の個々
の構成部品について簡単に説明する。
の構成部品について簡単に説明する。
【００１４】１）圧電素子（縦効果積層圧電振動子）４ 積層圧電素子４にはＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）系
材料で作成された、縦効果積層圧電振動子を用いる。圧
電材料には、ＰＺＴのような機械品質係数Ｑｍの高い材
料を用いる。レバー部２の先端に一度力を加えると、圧
電式発電装置はしばらくその共振周波数で減衰しながら
振動を継続する。このとき、Ｑｍの高い材料である程、
共振のＱが高く、より長く振動を継続し続けることがで
きる。また、圧電素子の出力インピーダンスを下げるた
めには、単層圧電素子の積層構造を採用する。
材料で作成された、縦効果積層圧電振動子を用いる。圧
電材料には、ＰＺＴのような機械品質係数Ｑｍの高い材
料を用いる。レバー部２の先端に一度力を加えると、圧
電式発電装置はしばらくその共振周波数で減衰しながら
振動を継続する。このとき、Ｑｍの高い材料である程、
共振のＱが高く、より長く振動を継続し続けることがで
きる。また、圧電素子の出力インピーダンスを下げるた
めには、単層圧電素子の積層構造を採用する。
【００１５】２）切り欠き変位拡大機構 レバー先端に加わる力を拡大するためには、てこの原理
による変位拡大機構を用いる。この変位拡大機構のレバ
ー部２、切り欠き部３等を構成するアングル５の材質に
は金属（鋼等）が用いられる。この金属アングル５の一
部に切り欠きをいれ、レバー部２がこの切り欠き部３を
支点として振動するように構成する。レバー部２の先端
に重り１が付いているため、この機構のレバー先端部分
は使用者の歩行中等、使用者の身体の動作によって振動
する。
による変位拡大機構を用いる。この変位拡大機構のレバ
ー部２、切り欠き部３等を構成するアングル５の材質に
は金属（鋼等）が用いられる。この金属アングル５の一
部に切り欠きをいれ、レバー部２がこの切り欠き部３を
支点として振動するように構成する。レバー部２の先端
に重り１が付いているため、この機構のレバー先端部分
は使用者の歩行中等、使用者の身体の動作によって振動
する。
【００１６】このとき、切り欠き部３の支点からレバー
部２の先端の重り１までの距離Ｌ１と、切り欠き部３の
支点から力が加わる積層圧電素子４への力点間での距離
Ｌ２と変位拡大比率Ｌ１／Ｌ２に応じて力が拡大され
て、積層圧電振動子に拡大された力Ｐが加わる仕組みに
なっている。すなわち、重り１に加わる力をＰ１とする
と、 Ｐ＝Ｐ１×Ｌ１／Ｌ２ となる。
部２の先端の重り１までの距離Ｌ１と、切り欠き部３の
支点から力が加わる積層圧電素子４への力点間での距離
Ｌ２と変位拡大比率Ｌ１／Ｌ２に応じて力が拡大され
て、積層圧電振動子に拡大された力Ｐが加わる仕組みに
なっている。すなわち、重り１に加わる力をＰ１とする
と、 Ｐ＝Ｐ１×Ｌ１／Ｌ２ となる。
【００１７】また、図のようにアングル５に切り欠き部
３を設けて支点としているため、振動の節が固定され、
この部分でのエネルギーの損失が少なくなる。また、ア
ングル５に単に切り欠き部３を設けるだけで、この部分
のスチフネスを低くして、１自由度に近い振動形態を固
定できるので、作成も非常に容易であり、廉価に製造す
ることができる。
３を設けて支点としているため、振動の節が固定され、
この部分でのエネルギーの損失が少なくなる。また、ア
ングル５に単に切り欠き部３を設けるだけで、この部分
のスチフネスを低くして、１自由度に近い振動形態を固
定できるので、作成も非常に容易であり、廉価に製造す
ることができる。
【００１８】図２に、本発明の圧電式発電装置の第２の
実施の形態の構成図を示す。図２において、１は重り、
２１は第１レバー部、２２は第２レバー部、３は切り欠
き部、４は積層圧電素子、５は金属アングルである。便
利のため図１と同じ機能の構成には同じ番号を付してあ
る。この実施の形態では、変位拡大機構を差動型２段変
位拡大機構とした例である。この場合、第１レバー部２
１と第２レバー部２２の合計長さが一層長くなるので変
位拡大比率はさらに大きくなる。
実施の形態の構成図を示す。図２において、１は重り、
２１は第１レバー部、２２は第２レバー部、３は切り欠
き部、４は積層圧電素子、５は金属アングルである。便
利のため図１と同じ機能の構成には同じ番号を付してあ
る。この実施の形態では、変位拡大機構を差動型２段変
位拡大機構とした例である。この場合、第１レバー部２
１と第２レバー部２２の合計長さが一層長くなるので変
位拡大比率はさらに大きくなる。
【００１９】すなわち、第１レバー部２１の長さをＬ
３、第２レバー部２２の長さをＬ４、切り欠き部３の支
点からレバー部２の先端の重り１までの合計距離をＬ１
＝Ｌ３＋Ｌ４、切り欠き部３の支点から力が加わる積層
圧電素子４への力点間での距離Ｌ２とすると、積層圧電
振動子に加わる力Ｐは、重り１に加わる力をＰ１とする
と、 Ｐ＝Ｐ１×Ｌ１／Ｌ４×Ｌ４／Ｌ２＝Ｐ１×Ｌ１／Ｌ２ となり、変位拡大比率Ｌ１／Ｌ２に応じて力が拡大され
る。なお、第１レバー部２１を第２レバー部２２に対し
て直角に折り曲げて構成したのは全体の形状をより小型
にするためである。
３、第２レバー部２２の長さをＬ４、切り欠き部３の支
点からレバー部２の先端の重り１までの合計距離をＬ１
＝Ｌ３＋Ｌ４、切り欠き部３の支点から力が加わる積層
圧電素子４への力点間での距離Ｌ２とすると、積層圧電
振動子に加わる力Ｐは、重り１に加わる力をＰ１とする
と、 Ｐ＝Ｐ１×Ｌ１／Ｌ４×Ｌ４／Ｌ２＝Ｐ１×Ｌ１／Ｌ２ となり、変位拡大比率Ｌ１／Ｌ２に応じて力が拡大され
る。なお、第１レバー部２１を第２レバー部２２に対し
て直角に折り曲げて構成したのは全体の形状をより小型
にするためである。
【００２０】図３に、本発明の圧電式発電装置の第３の
実施の形態の構成図を示す。図３において、１−１およ
び１−２は重り、２−１および２−２はレバー部、３−
１および３−２は切り欠き部、４は積層圧電素子、５は
金属アングルであって、便利のため図１、図２と同じ機
能の構成には同じ番号を付してある。この実施の形態で
は、レバー部２−１および２−２を図のように２か所に
しておき、２か所のレバー部２−１および２−２の先端
にはそれぞれ重り１−１および１−２が付加されてい
る。このようにレバー部２−１および２−２の先端の２
か所の重り１−１および１−２から圧電素子４に力が加
わるため、より多くの電力が発生する。
実施の形態の構成図を示す。図３において、１−１およ
び１−２は重り、２−１および２−２はレバー部、３−
１および３−２は切り欠き部、４は積層圧電素子、５は
金属アングルであって、便利のため図１、図２と同じ機
能の構成には同じ番号を付してある。この実施の形態で
は、レバー部２−１および２−２を図のように２か所に
しておき、２か所のレバー部２−１および２−２の先端
にはそれぞれ重り１−１および１−２が付加されてい
る。このようにレバー部２−１および２−２の先端の２
か所の重り１−１および１−２から圧電素子４に力が加
わるため、より多くの電力が発生する。
【００２１】図４は、本発明の実施の形態で用いられる
積層圧電素子の構造図である。積層圧電素子は図４
（ａ）に外観を示すように単層圧電素子である圧電セラ
ミック１４を複数枚積層した構成になっており、図４
（ａ）の外観図、図４（ｂ）の構成図から分かるように
各単層圧電素子１４相互間には内部電極１２が、積層さ
れた素子の側面には外部電極１１が設けられ、外部電極
１１からは発生した電圧を取り出すリード線１３が導か
れている。このような構成によると、出力インピーダン
スが低く、大きな電流が得られ、コンデンサに充電して
使用するに適した圧電式発電装置が実現できる。
積層圧電素子の構造図である。積層圧電素子は図４
（ａ）に外観を示すように単層圧電素子である圧電セラ
ミック１４を複数枚積層した構成になっており、図４
（ａ）の外観図、図４（ｂ）の構成図から分かるように
各単層圧電素子１４相互間には内部電極１２が、積層さ
れた素子の側面には外部電極１１が設けられ、外部電極
１１からは発生した電圧を取り出すリード線１３が導か
れている。このような構成によると、出力インピーダン
スが低く、大きな電流が得られ、コンデンサに充電して
使用するに適した圧電式発電装置が実現できる。
【００２２】図５は、本発明の圧電式発電装置を用いた
電源回路の構成を示すブロック図である。圧電式発電装
置３０からの交流出力はダイオードブリッジ３１によっ
て全波整流され、整流された後、その電荷は電気２重層
コンデンサ３２に蓄えられて出力される。
電源回路の構成を示すブロック図である。圧電式発電装
置３０からの交流出力はダイオードブリッジ３１によっ
て全波整流され、整流された後、その電荷は電気２重層
コンデンサ３２に蓄えられて出力される。
【００２３】以上、いくつかの実施の形態に沿って本発
明を説明したが、本発明はこのような実施の形態だけに
限定されるものではなく、このほかにも、様々な構成が
考えられる。例えば実施の形態では機械振動系を片持梁
に重りをつけた構成とした例を示しているが、１自由度
系に近い振動が得られる系であればどのような構成も利
用できる。また、積層圧電素子を縦効果圧電振動子の積
層型で示したが、横効果圧電振動子を用いることが可能
なことはいうまでもない。このような構成を採ると、人
間が携帯して使用する様々な電気機器の電源として用い
ることができ、充電を行って電池の寿命を長くしたり、
電池そのものを不要にすることもできる。したがって使
用者は電池切れの心配をすることなく携帯型電気機器を
使用でき、災害時や僻地での使用に適するほか、省エネ
電源として、さらにまた、環境に優しい電源としてその
価値は高い。
明を説明したが、本発明はこのような実施の形態だけに
限定されるものではなく、このほかにも、様々な構成が
考えられる。例えば実施の形態では機械振動系を片持梁
に重りをつけた構成とした例を示しているが、１自由度
系に近い振動が得られる系であればどのような構成も利
用できる。また、積層圧電素子を縦効果圧電振動子の積
層型で示したが、横効果圧電振動子を用いることが可能
なことはいうまでもない。このような構成を採ると、人
間が携帯して使用する様々な電気機器の電源として用い
ることができ、充電を行って電池の寿命を長くしたり、
電池そのものを不要にすることもできる。したがって使
用者は電池切れの心配をすることなく携帯型電気機器を
使用でき、災害時や僻地での使用に適するほか、省エネ
電源として、さらにまた、環境に優しい電源としてその
価値は高い。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１の
発明は、自由振動の腹となる自由端とこの自由端を支持
し自由振動の節となる支持端とを有する機械振動手段
と、この機械振動手段の自由端に設けられた重り手段
と、機械振動手段の自由端と支持端との間に位置する作
用点に設けられ機械振動手段の振動によって加圧される
圧電手段と、この加圧による歪みに起因してこの圧電手
段に発生する電圧を取り出す電極手段とを具備すること
を特徴とする。これにより、小型、薄型、軽量で携帯に
適し、変換効率がよく、比較的大きなエネルギーが得ら
れる発電装置が実現できる。
発明は、自由振動の腹となる自由端とこの自由端を支持
し自由振動の節となる支持端とを有する機械振動手段
と、この機械振動手段の自由端に設けられた重り手段
と、機械振動手段の自由端と支持端との間に位置する作
用点に設けられ機械振動手段の振動によって加圧される
圧電手段と、この加圧による歪みに起因してこの圧電手
段に発生する電圧を取り出す電極手段とを具備すること
を特徴とする。これにより、小型、薄型、軽量で携帯に
適し、変換効率がよく、比較的大きなエネルギーが得ら
れる発電装置が実現できる。
【００２５】また、本発明の請求項２の発明は、圧電手
段は複数の単層圧電素子を積層して構成した積層圧電素
子であることを特徴とする。これにより、出力インピー
ダンスが低く電流容量の大きな圧電式発電装置を実現す
ることができる。
段は複数の単層圧電素子を積層して構成した積層圧電素
子であることを特徴とする。これにより、出力インピー
ダンスが低く電流容量の大きな圧電式発電装置を実現す
ることができる。
【００２６】また、本発明の請求項３の発明は、圧電手
段はチタン酸ジルコン酸鉛系材料を用いた圧電素子で構
成されることを特徴とする。これにより、エネルギー変
換効率の良い圧電式発電装置を実現することができる。
段はチタン酸ジルコン酸鉛系材料を用いた圧電素子で構
成されることを特徴とする。これにより、エネルギー変
換効率の良い圧電式発電装置を実現することができる。
【００２７】また、本発明の請求項４の発明は、機械振
動手段を１箇所に切り込みをいれて、この切り込み部分
を支持端とした金属構造体で構成する。これにより、比
較的簡単で容易な方法で機械振動手段を構成することが
でき、コストを低くすることができる。
動手段を１箇所に切り込みをいれて、この切り込み部分
を支持端とした金属構造体で構成する。これにより、比
較的簡単で容易な方法で機械振動手段を構成することが
でき、コストを低くすることができる。
【００２８】このように、本発明によると、小型、薄
型、軽量で、使用者が身体につけていると、使用者の動
作により連続的に発電し、この発電による電荷をバッテ
リーなどに充電しておけるので、携帯型電気機器を半永
久的に働かすことの可能な、災害時や僻地での使用に適
し、省エネで環境に優しい電源を、低価格で実現するこ
とができる。
型、軽量で、使用者が身体につけていると、使用者の動
作により連続的に発電し、この発電による電荷をバッテ
リーなどに充電しておけるので、携帯型電気機器を半永
久的に働かすことの可能な、災害時や僻地での使用に適
し、省エネで環境に優しい電源を、低価格で実現するこ
とができる。
【図１】本発明の圧電式発電装置の第１の実施の形態の
構成図。
構成図。
【図２】本発明の圧電式発電装置の第２の実施の形態の
構成図。
構成図。
【図３】本発明の圧電式発電装置の第３の実施の形態の
構成図。
構成図。
【図４】本発明の実施の形態で用いられる積層圧電素子
の構造図。
の構造図。
【図５】本発明の圧電式発電装置を用いた電源回路の構
成を示すブロック図。
成を示すブロック図。
１、１−１、１−２…重り、２、２−１、２−２…レバ
ー部、３、３−１、３−２…切り欠き部、４…積層圧電
素子、５…金属アングル、１１…外部電極、１２…内部
電極、１３…リード線、１４…単層圧電素子、２１…第
１レバー部、２２…第２レバー部、３０…圧電式発電装
置、３１…ダイオードブリッジ、３２…電気２重層コン
デンサ。
ー部、３、３−１、３−２…切り欠き部、４…積層圧電
素子、５…金属アングル、１１…外部電極、１２…内部
電極、１３…リード線、１４…単層圧電素子、２１…第
１レバー部、２２…第２レバー部、３０…圧電式発電装
置、３１…ダイオードブリッジ、３２…電気２重層コン
デンサ。
Claims (4)
- 【請求項１】 自由振動の腹となる自由端とこの自由端
を支持し自由振動の節となる支持端とを有する機械振動
手段と、 この機械振動手段の自由端に設けられた重り手段と、 前記機械振動手段の前記自由端と前記支持端との間に位
置する作用点に設けられ前記機械振動手段の振動によっ
て加圧される圧電手段と、 この加圧による歪みに起因してこの圧電手段に発生する
電圧を取り出す電極手段とを具備することを特徴とする
圧電式発電装置。 - 【請求項２】 前記圧電手段は複数の単層圧電素子を積
層して構成した積層圧電素子であることを特徴とする請
求項１に記載の圧電式発電装置。 - 【請求項３】 前記圧電手段はチタン酸ジルコン酸鉛系
材料を用いた圧電素子で構成されることを特徴とする請
求項１または請求項２に記載の圧電式発電装置。 - 【請求項４】 前記機械振動手段は、１箇所に切り込み
をいれ、この切り込み部分を前記支持端とした金属構造
体で構成することを特徴とする請求項１または請求項２
に記載の圧電式発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9308259A JPH11146663A (ja) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | 圧電式発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9308259A JPH11146663A (ja) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | 圧電式発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11146663A true JPH11146663A (ja) | 1999-05-28 |
Family
ID=17978864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9308259A Pending JPH11146663A (ja) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | 圧電式発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11146663A (ja) |
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- 1997-11-11 JP JP9308259A patent/JPH11146663A/ja active Pending
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