JP2001231272A - Piezoelectric generator - Google Patents
Piezoelectric generatorInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、圧電素子に衝撃
を加えて起電力を得る圧電発電装置に係り、特に、発電
効率を大幅に向上させることが可能な圧電発電装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric power generating device for obtaining an electromotive force by applying a shock to a piezoelectric element, and more particularly to a piezoelectric power generating device capable of greatly improving power generation efficiency.
【０００２】[0002]
【従来技術とその課題】周知のように、圧電素子に衝撃
を加えて起電力を得る圧電発電装置は従来から種々のも
のが提案されており、この中でも、人が故意に振動を加
えることで起電力を得る用途に用いられるものは、人が
適当な振動周期を作り出すため、特別な振動増大構造は
不要であるが、圧電発電装置を上記以外の用途に使用し
ようとすると、例えば、上記起電力で所望の光量の発光
を得ようとする場合には、発光させるためのある特定の
振動周期を作り出すことができる構造が必要となる。2. Description of the Related Art As is well known, various types of piezoelectric power generators that obtain an electromotive force by applying a shock to a piezoelectric element have been proposed, and among these, a human being intentionally applies vibrations. Those used for obtaining the electromotive force do not require a special vibration augmenting structure because a human creates an appropriate vibration period. In order to obtain a desired amount of light emission with electric power, a structure capable of creating a specific vibration cycle for emitting light is required.
【０００３】例えば、自動車や自転車の振動、波の振動
を利用して所望の起電力を得る場合には、上記各振動周
期では十分な起電力を得ることが難しく、上記自動車や
波等の振動を利用して、さらに短い振動に変換する機構
が必要不可欠となる。For example, when a desired electromotive force is obtained by using the vibration of an automobile or a bicycle, or the vibration of a wave, it is difficult to obtain a sufficient electromotive force in each of the above-described vibration periods. A mechanism for converting the vibration into a shorter one by utilizing the above becomes indispensable.
【０００４】この発明は、かかる現状に鑑み創案された
ものであって、その目的とするところは、自動車や波等
の本来の振動を利用して、これをさらに短い振動周期に
変換することが可能で、所望の起電力を容易に得ること
ができ、しかも、構成が簡易で発電効率にも優れた圧電
発電装置を提供しようとするものである。[0004] The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to use an original vibration of a car or a wave to convert the vibration into a shorter vibration cycle. It is an object of the present invention to provide a piezoelectric power generation device which can easily obtain a desired electromotive force, and has a simple configuration and excellent power generation efficiency.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る圧電発電装置は、殴打体と、この殴
打体を移動可能に収納するハウジングと、このハウジン
グ内に配設された圧電素子と、で圧電ユニットを構成
し、該圧電ユニットを、上記殴打体の移動方向と直交す
る方向に架設された弾性体によって圧電ユニット保持体
の中空位置に弾持すると共に、上記殴打体の移動方向に
沿う上記ハウジングの両外側には、錘を配設して構成し
たことを特徴とするものである。In order to achieve the above object, a piezoelectric power generating apparatus according to the present invention comprises a beating body, a housing for movably storing the beating body, and a piezoelectric body provided in the housing. A piezoelectric unit is constituted by the element and the elastic unit provided in a direction orthogonal to the moving direction of the striker to hold the piezoelectric unit at a hollow position of the piezoelectric unit holder and to move the striker. A weight is provided on both outer sides of the housing along the direction.
【０００６】そして、この発明にあっては、上記圧電ユ
ニット保持体に発光体を配設し、該発光体は、前記圧電
素子の起電力によって発光するように構成することがで
きる。According to the present invention, a luminous body may be provided on the piezoelectric unit holder, and the luminous body may emit light by electromotive force of the piezoelectric element.
【０００７】また、この発明にあっては、上記弾性体
は、上記ハウジングと圧電ユニットとの間に架設された
コイルスプリングで弾持するのが、発光に必要な短い振
動周期を得る上で望ましい。In the present invention, it is desirable that the elastic body be elastically held by a coil spring provided between the housing and the piezoelectric unit in order to obtain a short vibration cycle required for light emission. .
【０００８】ところで、この発明に係る圧電発電装置の
ハウジング内には、一例として、充電池と、該充電池に
接続された圧電発電器を配設し、上記圧電発電器は、板
状の２枚の圧電セラミックス素子を、分極を逆向にして
接合した層状の圧電セラミックス素子で形成し、この圧
電セラミックス素子の一方側の面又は両面を殴打して発
電するように構成するのが効率的である。勿論、この発
明にあっては、圧電素子を上記構造のものに限定する必
要はなく、従来から公知の各種圧電素子を用いても、例
えば、発光に必要な短い振動周期の振動を容易に得るこ
とができ、しかも、発電効率を従来構造の圧電発電装置
よりも向上させることができる。By the way, a rechargeable battery and a piezoelectric generator connected to the rechargeable battery are arranged in the housing of the piezoelectric power generating device according to the present invention, for example. It is efficient to form a single piezoelectric ceramic element with a layered piezoelectric ceramic element joined with the polarization reversed, and to generate power by hitting one or both surfaces of this piezoelectric ceramic element. . Of course, in the present invention, it is not necessary to limit the piezoelectric element to the one having the above-described structure. Even if various known piezoelectric elements are used, for example, a vibration having a short vibration cycle required for light emission can be easily obtained. In addition, the power generation efficiency can be improved as compared with the piezoelectric power generation device having the conventional structure.
【０００９】また、この発明にあっては、上記ハウジン
グ内に、充電池と、該充電池に接続された圧電発電器を
配設し、上記圧電発電器は、板状の２枚の圧電セラミッ
クス素子を、分極を逆向にして接合した層状の圧電セラ
ミックス素子に形成し、この圧電セラミックス素子の一
方側の面の中央部をクッション材に接合し、他方側を殴
打体で殴打して発電するように構成してもよい。According to the present invention, a rechargeable battery and a piezoelectric generator connected to the rechargeable battery are disposed in the housing, and the piezoelectric generator includes two plate-shaped piezoelectric ceramics. The element is formed into a layered piezoelectric ceramic element bonded with the polarization reversed, the center of one side of this piezoelectric ceramic element is bonded to a cushion material, and the other side is hit with a striker to generate power. May be configured.
【００１０】この場合、上記クッション材に接合した圧
電セラミックス素子を向い合せに配置し、両圧電セラミ
ックス素子間に、両者間を往復移動して各圧電セラミッ
クス素子を殴打する硬質の殴打体を設けるように構成す
るのが望ましい。In this case, the piezoelectric ceramic elements bonded to the cushion material are arranged face to face, and a hard beating body for reciprocating between the two and hitting each piezoelectric ceramic element is provided between the two piezoelectric ceramic elements. It is desirable to configure.
【００１１】さらに、この発明にあっては、上記ハウジ
ング内に、充電池と、該充電池に接続された圧電発電器
を配設し、上記圧電発電器は、板状の２枚の圧電セラミ
ックス素子を、分極を逆向にして接合した層状の圧電セ
ラミックス素子に形成し、この圧電セラミックス素子の
両端部をクッション材で支持し、この圧電セラミックス
素子の一方側の面又は両面を殴打体で殴打して発電する
ように構成してもよい。Further, according to the present invention, a rechargeable battery and a piezoelectric generator connected to the rechargeable battery are disposed in the housing, and the piezoelectric generator includes two plate-shaped piezoelectric ceramics. The element is formed into a layered piezoelectric ceramic element bonded with the polarization reversed, both ends of the piezoelectric ceramic element are supported by cushioning material, and one or both surfaces of the piezoelectric ceramic element are beaten with a striker. It may be configured to generate power.
【００１２】この場合、上記クッション材で支持した圧
電セラミックス素子を配置し、この圧電セラミックス素
子の一方又は両方の側に、圧電セラミックス素子との間
を往復移動して圧電セラミックス素子を殴打する硬質の
殴打体を設けて構成するのが望ましい。In this case, a piezoelectric ceramic element supported by the cushion material is disposed, and one or both sides of the piezoelectric ceramic element are hardened to reciprocate between the piezoelectric ceramic element and strike the piezoelectric ceramic element. It is desirable to provide a beating body.
【００１３】そして、上記２枚の圧電セラミックス素子
は、同一形態に形成するのが望ましい。Preferably, the two piezoelectric ceramic elements are formed in the same form.
【００１４】また、上記ハウジング内には、充電池と、
該充電池に接続された圧電発電器を配設し、上記圧電発
電器は、複数枚の圧電セラミックス素子を、分極を逆向
にして接合して層状の圧電セラミックス素子に形成し、
この圧電素子を少なくとも２個以上衝合可能に配設し、
これらの圧電セラミックス素子同士を衝突させて発電す
るように構成することもできる。In the housing, a rechargeable battery is provided.
A piezoelectric generator connected to the rechargeable battery is provided, and the piezoelectric generator is formed into a layered piezoelectric ceramic element by joining a plurality of piezoelectric ceramic elements with the polarization reversed.
At least two or more of these piezoelectric elements are arranged to be able to collide with each other,
These piezoelectric ceramic elements may be configured to collide with each other to generate power.
【００１５】この場合、上記圧電セラミックス素子の中
央部をクッション材で支持するのが望ましい。In this case, it is desirable to support the center of the piezoelectric ceramic element with a cushion material.
【００１６】また、この場合、上記圧電セラミックス素
子の一方をクッション材で支持し、他方の圧電セラミッ
クス素子を移動または揺動させて上記一方の圧電セラミ
ックス素子に衝合させて発電させるのが望ましい。In this case, it is preferable that one of the piezoelectric ceramic elements is supported by a cushion material, and the other piezoelectric ceramic element is moved or rocked to abut against the one piezoelectric ceramic element to generate power.
【００１７】さらに、上記両圧電セラミックス素子同士
をクッション材を介して保持し、両圧電セラミックス同
士が移動または揺動して衝合するように配置して構成す
ることもできる。Further, the two piezoelectric ceramic elements may be held together via a cushion material, and the two piezoelectric ceramic elements may be arranged so as to move or swing and abut against each other.
【００１８】また、耐久性を向上させるために、上記圧
電セラミックス素子の殴打面部にプロテクタ板を貼着
し、これらプロテクタ板同士を殴打することで発電する
ように構成するのが望ましい。そして、場合によって
は、上記プロテクタ板を、上記圧電セラミックス素子の
殴打面部から、例えば、半円球状等、突出して形成する
ことで該プロテクタ板同士を衝突させるように構成して
もよい。In order to improve the durability, it is preferable that a protector plate is adhered to the hitting surface of the piezoelectric ceramic element, and that the power is generated by hitting the protector plates. In some cases, the protector plate may be formed so as to protrude, for example, in a semi-spherical shape, from the hitting surface portion of the piezoelectric ceramic element so that the protector plates collide with each other.
【００１９】そして、上記圧電セラミックス素子は、こ
の発明では、複数枚層状に接合して形成されている。In the present invention, the piezoelectric ceramic element is formed by joining a plurality of layers.
【００２０】また、上記圧電セラミックス素子は、この
発明では、チタンジルコン酸亜鉛系の材料で形成されて
いる。In the present invention, the piezoelectric ceramic element is formed of a zinc-zirconate-zinc-based material.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下、添付図面に示すこの発明の
実施の一形態例に基づき、この発明を詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment of the present invention shown in the accompanying drawings.
【００２２】図１に示すように、この発明の実施の一形
態例に係る圧電発電装置は、殴打体４と、この殴打体４
を移動可能に収納するハウジングＨと、このハウジング
Ｈ内に配設された圧電セラミックス素子１と、で圧電ユ
ニットＵを構成し、該圧電ユニットＵを、上記殴打体４
の移動方向ｍと直交する方向ｎに架設されたコイルスプ
リングＫ１，Ｋ２によって圧電ユニット保持フレームＦ
の中空位置に弾持すると共に、上記殴打体４の移動方向
ｍに沿う上記ハウジングＨの両外側には、ロッドＥ，Ｅ
が突設されており、該ロッドＥ，Ｅの先端部には球状の
錘Ｗ，Ｗが配設されて構成されている。As shown in FIG. 1, a piezoelectric power generating device according to an embodiment of the present invention includes a beating body 4 and a beating body 4.
And a piezoelectric ceramic element 1 disposed in the housing H to form a piezoelectric unit U.
Of the piezoelectric unit holding frame F by coil springs K1 and K2 installed in a direction n orthogonal to the moving direction m of
And a rod E, E on both outer sides of the housing H along the moving direction m of the hit body 4.
The rods E, E are provided with spherical weights W, W at the distal ends thereof.
【００２３】尚、同図において符号９は、一端部が圧電
ユニット保持フレームＦに配設された発光体Ｌに圧電ユ
ニットＵからの電力を供給するリード線を示しており、
また、符号Ｊは、圧電ユニット保持フレームＦを自動車
や自転車等の他の部材に固定する固定具を挿通するため
の孔を示している。In FIG. 1, reference numeral 9 denotes a lead wire having one end for supplying electric power from the piezoelectric unit U to the illuminant L provided on the piezoelectric unit holding frame F;
Reference numeral J denotes a hole for inserting a fixing member for fixing the piezoelectric unit holding frame F to another member such as an automobile or a bicycle.
【００２４】そして、上記圧電ユニットＵのハウジング
Ｈ内には、圧電発電器Ａと整流回路Ｓ及び充電池Ｂとが
備えられている。充電池Ｂは、圧電発電器Ａと整流回路
Ｓを介して電気的に接続されている。In the housing H of the piezoelectric unit U, a piezoelectric generator A, a rectifier circuit S and a rechargeable battery B are provided. The rechargeable battery B is electrically connected to the piezoelectric generator A via the rectifier circuit S.
【００２５】それ故、この形態例に係る圧電発電装置に
あっては、上記圧電ユニット保持フレームＦを、上記取
付孔Ｊを介して例えば自転車や自動車或は水面に浮かべ
たブイ等に固定具（図示せず）で取り付けた場合には、
上記車体の振動や波の揺れといった長い周期の揺れが図
１中符号ｐに示す方向に加わり、この長い周期の振動ｐ
はコイルスプリングＫ１，Ｋ２に伝播してコイルスプリ
ング固有の振動周期に変換されて上下方向ｑに揺れる。
そして、このコイルスプリングＫ１，Ｋ２による振動ｑ
は圧電ユニットＵへと伝播され、上記振動ｐ及びｑの振
動が作用した圧電ユニットＵは、その中心を軸として符
号ｒ方向に往復回動を開始し、該回動方向に振動ｒは圧
電ユニットＵに連設された錘Ｗ，Ｗの作用によってさら
に加速される。この圧電ユニットＵの回転振動ｒは、コ
イルスプリングＫ１，Ｋ２のねじれによるバネ係数によ
り振動する。Therefore, in the piezoelectric power generating device according to this embodiment, the piezoelectric unit holding frame F is fixed to, for example, a bicycle, a car, or a buoy floating on the water surface through the mounting hole J. (Not shown),
The long-period vibration such as the vibration of the vehicle body and the vibration of the wave is applied in the direction indicated by the reference symbol p in FIG.
Is propagated to the coil springs K1 and K2, converted into a vibration cycle unique to the coil spring, and sways in the vertical direction q.
The vibration q by the coil springs K1 and K2
Is propagated to the piezoelectric unit U, and the piezoelectric unit U to which the above vibrations p and q act starts reciprocating rotation in the direction of the symbol r around the center thereof, and the vibration r It is further accelerated by the action of the weights W, W connected to U. The rotational vibration r of the piezoelectric unit U vibrates according to the spring coefficient due to the torsion of the coil springs K1 and K2.
【００２６】このようにして圧電ユニットＵに振動が加
えられると、ハウジングＨ内に収納された殴打体である
鋼球４が符号ｍ方向に往復移動して圧電セラミックス素
子１に衝突して電力を発生させ、該圧電発電器Ａで発生
した電圧は、整流回路Ｓにより整流されて充電池Ｂに充
電されるので、非常に効率がよい発電を得ることができ
る。好適には、圧電発電器Ａで発生する電圧の正負に拘
わらず充電を可能にするため、上記整流回路Ｓには、ブ
リッジにダイオードを組み合わせた回路を用いるのが望
ましい。When the vibration is applied to the piezoelectric unit U in this manner, the steel ball 4 which is a beater housed in the housing H reciprocates in the direction of the symbol m and collides with the piezoelectric ceramic element 1 to generate electric power. The voltage generated by the piezoelectric generator A is rectified by the rectifier circuit S and charged to the rechargeable battery B, so that very efficient power generation can be obtained. Preferably, in order to enable charging regardless of the polarity of the voltage generated in the piezoelectric generator A, it is desirable to use a circuit in which a bridge is combined with a diode as the rectifier circuit S.
【００２７】図２は、上記圧電発電器Ａ１の構成例を示
している。この圧電発電器Ａ１は、両端が閉塞された筒
状の容器８の両端側に圧電セラミックス素子１を配置
し、これら圧電セラミックス素子１を鋼球４の殴打によ
り発電するものである。容器８の一方の側面にクッショ
ン板３を接着材６用いて接着し、このクッション板３の
中央部のみに、接着材５を用いて圧電セラミックス素子
１を接着する。容器８の他方の側面にも、同様にして圧
電セラミックス素子１を接着し、両者を向かい合せる。
これら両圧電セラミックス素子１の向かい合う面の中央
部にプロテクタ板２を固着する。そして、両圧電セラミ
ックス素子１間に、パイプ７を配置し、このパイプ７内
に転動自在な鋼球４を設ける。FIG. 2 shows a configuration example of the piezoelectric generator A1. The piezoelectric generator A1 has piezoelectric ceramic elements 1 disposed at both ends of a cylindrical container 8 having both ends closed, and generates electric power by striking the piezoelectric ceramic elements 1 with steel balls 4. The cushion plate 3 is bonded to one side surface of the container 8 using an adhesive 6, and the piezoelectric ceramic element 1 is bonded only to the center of the cushion plate 3 using the adhesive 5. Similarly, the piezoelectric ceramic element 1 is bonded to the other side surface of the container 8 so as to face each other.
A protector plate 2 is fixed to the center of the facing surfaces of the two piezoelectric ceramic elements 1. Then, a pipe 7 is arranged between the two piezoelectric ceramic elements 1, and a rollable steel ball 4 is provided in the pipe 7.
【００２８】また、上記圧電セラミックス素子１として
は、同一形態（同一材質、同一形状、同一厚さ）の２枚
の板状の圧電セラミックス素子１ａ，１ｂを、各セラミ
ックス素子１ａ，１ｂの分極の極性を逆にして接合して
構成するものである。この同一形態のセラミックス素子
１ａ，１ｂを接合したことにより、２つのセラミックス
素子１ａ，１ｂは、接合面を中心（伸縮しない部位）に
たわみ振動が行われる。この場合、一方の側のセラミッ
クス素子１ａが伸長すれば他方の側のセラミックス素子
１ｂは収縮し、かつ出力電圧の電極は同一方向となり、
両圧電セラミックス素子１ａ，１ｂは直列に接続された
発電構成となる。Further, as the piezoelectric ceramic element 1, two plate-shaped piezoelectric ceramic elements 1a and 1b of the same form (the same material, the same shape and the same thickness) are used as the piezoelectric ceramic elements 1a and 1b. It is constructed by joining with the polarity reversed. By joining the ceramic elements 1a and 1b of the same form, the two ceramic elements 1a and 1b vibrate flexibly around the joint surface (the part that does not expand or contract). In this case, if the ceramic element 1a on one side expands, the ceramic element 1b on the other side contracts, and the electrodes of the output voltage are in the same direction,
The two piezoelectric ceramic elements 1a and 1b have a power generation configuration connected in series.
【００２９】この圧電セラミックス素子１ａ，１ｂは、
機械的エネルギーと電気的エネルギーとの間の変換素子
用として知られており、圧電効果を示す物質は無機・有
機ともに多くの材料が知られているが、現在実用レベル
にある材料としてセラミックスのＰＺＴ系（ｐｉｅｚｏ
ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｅｒａｍｉｃｓ）等の材料があ
る。The piezoelectric ceramic elements 1a and 1b are
It is known as a conversion element for converting between mechanical energy and electrical energy, and many inorganic and organic materials exhibiting a piezoelectric effect are known. System (piezo
electric ceramics).
【００３０】圧電セラミックス素子は、多結晶体に、直
流高電圧を印加し残留分極を発生させて圧電性をもたせ
た素子であり、組成によりかなり自由に基本圧電定数を
変化させることができ、特に、チタンジルコン酸亜鉛系
の圧電セラミックス素子は、組成比や添加物の選択幅が
広く、種々の圧電発電装置に用いるものとしては好適で
ある。A piezoelectric ceramic element is an element in which a high DC voltage is applied to a polycrystalline body to cause remanent polarization to have piezoelectricity, and the basic piezoelectric constant can be changed quite freely depending on the composition. A zinc-zirconate-based piezoelectric ceramic element has a wide selection range of composition ratios and additives, and is suitable for use in various piezoelectric power generation devices.
【００３１】ところで、上記接合面を中心にたわみ振動
が行われると、一方の圧電セラミックス素子１ａ（又は
１ｂ）で伸長と収縮との両方の作用が行われて、分極が
打ち消されるということがなく効率的に発電が行われ
る。発電された電気エネルギとしての電流は前記リード
線９を用いて取り出す。By the way, when the flexural vibration is carried out around the joint surface, one of the piezoelectric ceramic elements 1a (or 1b) performs both the expansion and the contraction, so that the polarization is not canceled. Power generation is performed efficiently. The generated electric energy as electric energy is taken out using the lead wire 9.
【００３２】また、ここでは２枚の圧電セラミックス素
子１ａ，１ｂを積層したが、各圧電セラミックス素子１
ａ（１ｂ）を、それぞれ積層構造とすることができる。
この積層構造では、複数の薄厚圧電セラミックス素子を
接合（この場合は分極の極性は同一）して、一方の圧電
セラミックス素子１ａ（又は１ｂ）を形成する。このよ
うに、積層構造とすることで、例えば、弾性特性を有す
る接着材により接合した場合には、この弾性効果によ
り、材質的に強度に欠けるセラミックス素子材の曲がり
が容易になって曲げ強度が維持でき、また薄厚にするこ
とでセラミックス素子は曲げに強くなる。さらに、圧電
セラミックス素子１の外形形状は特に限られるものでは
ないが、正面形状としては、円形、楕円形、三角形、四
角形或いは多角形等とすることができる。Although two piezoelectric ceramic elements 1a and 1b are laminated here, each piezoelectric ceramic element 1a and 1b is laminated.
a (1b) can each have a laminated structure.
In this laminated structure, a plurality of thin piezoelectric ceramic elements are joined (in this case, the polarization polarity is the same) to form one piezoelectric ceramic element 1a (or 1b). As described above, by adopting a laminated structure, for example, when bonding is performed by using an adhesive having elastic characteristics, the elastic effect makes it easy to bend a ceramic element material lacking in material strength, thereby increasing bending strength. The ceramic element can be maintained, and the thickness is reduced, so that the ceramic element is resistant to bending. Further, the outer shape of the piezoelectric ceramic element 1 is not particularly limited, but the front shape may be a circle, an ellipse, a triangle, a quadrangle, a polygon, or the like.
【００３３】上記クッション板３は、合成樹脂材、ゴム
材、あるいはこれらをスポンジ状にした軟質の材料であ
る。このようなクッション板３を用い、しかもこのクッ
ション板３の中央部のみを接着材５を用いて圧電セラミ
ックス素子１を固着したのは、圧電セラミックス素子１
の振動を減衰させないためである。圧電セラミックス素
子１が振動する場合、この圧電セラミックス素子１を支
持する部材は圧電セラミックス素子１の振動を減衰させ
る要因になり、この減衰要因を取り除くために、クッシ
ョン板３を用いて極力圧電セラミックス素子１を自由な
状態におく。The cushion plate 3 is made of a synthetic resin material, a rubber material or a sponge-like soft material. The reason why such a cushion plate 3 is used and the piezoelectric ceramic element 1 is fixed to only the center portion of the cushion plate 3 by using the adhesive 5 is that the piezoelectric ceramic element 1
This is because the vibration of the slab is not attenuated. When the piezoelectric ceramic element 1 vibrates, the member supporting the piezoelectric ceramic element 1 becomes a factor for attenuating the vibration of the piezoelectric ceramic element 1, and in order to eliminate the damping factor, the cushioning plate 3 is used to minimize the piezoelectric ceramic element. Leave 1 free.
【００３４】クッション板３を用いることで、圧電セラ
ミックス素子１の固有振動が長続きするので、発電効率
がさらに良くなる。また、クッション材は圧電セラミッ
クス素子１に加えられる衝撃を緩和する。プロテクタ板
２は、金属製或いは合成樹脂製等で形成されており、鋼
球４の殴打から圧電セラミックス素子１を保護する。By using the cushion plate 3, the natural vibration of the piezoelectric ceramic element 1 lasts longer, and the power generation efficiency is further improved. In addition, the cushion material reduces the impact applied to the piezoelectric ceramic element 1. The protector plate 2 is made of metal, synthetic resin, or the like, and protects the piezoelectric ceramic element 1 from hitting the steel ball 4.
【００３５】このような構成からなる圧電発電器Ａ１に
よれば、鋼球４はパイプ７内を転動して左右の圧電セラ
ミックス素子１を殴打し、衝突による衝撃エネルギを印
加する。そして、圧電セラミックス素子１は振動が励起
され、伸長及び収縮がくり返されて交流電気を発電す
る。According to the piezoelectric generator A1 having such a configuration, the steel ball 4 rolls in the pipe 7 and strikes the left and right piezoelectric ceramic elements 1 to apply impact energy due to collision. Then, the vibration of the piezoelectric ceramic element 1 is excited, and the expansion and contraction are repeated, thereby generating AC electricity.
【００３６】尚、ここでは殴打体として、上記鋼球４を
パイプ７内に配置して圧電セラミックス素子１を殴打す
る形態としたが、この殴打体の材質、形状は鋼製の球に
限られるものではなく、他に円柱状、卵状等の重量物で
あってもよい。また、パイプ７に限らず、殴打体が自在
に移動できるものであれば、殴打体がレールに沿って移
動するような形態であってもよい。他に、パイプ７の代
わりにバネ材（上方向き或いは下方向）を用い、このバ
ネ材の一端を固定しその他端に上記鋼球４を取り付け、
このバネ材の左右揺動により両側の圧電セラミックス素
子１を殴打する形態とすることもできる。In this case, the steel ball 4 is arranged in the pipe 7 to beat the piezoelectric ceramic element 1 as a hit body, but the material and shape of the hit body are limited to steel balls. Instead of a heavy object, a heavy object such as a column or an egg may be used. In addition, not only the pipe 7, but also a form in which the hit body can move along the rail as long as the hit body can move freely. In addition, a spring material (upward or downward) is used instead of the pipe 7, one end of the spring material is fixed, and the steel ball 4 is attached to the other end.
A configuration in which the piezoelectric ceramic elements 1 on both sides are beaten by the left and right swing of the spring material can also be adopted.
【００３７】図３は、上記圧電発電器Ａ１が発電した電
気を充電する充電回路例を示したものである。この充電
回路は、２つの圧電セラミックス素子１としてＰＺＴ１
及びＰＺＴ２、整流用ダイオードＤ１〜Ｄ６、電気を蓄
電する充電池Ｂを有する。ＰＺＴ１で発電した電気は、
ダイオードＤ１〜Ｄ３により全波整流され、またＰＺＴ
２で発電した電気は、ダイオードＤ４〜Ｄ６により全波
整流される。これら、全波整流された電気は充電池Ｂに
充電される。FIG. 3 shows an example of a charging circuit for charging the electricity generated by the piezoelectric generator A1. This charging circuit includes PZT1 as two piezoelectric ceramic elements 1.
PZT2, rectifying diodes D1 to D6, and a rechargeable battery B for storing electricity. The electricity generated by PZT1 is
Full-wave rectified by diodes D1 to D3, and PZT
2 is full-wave rectified by the diodes D4 to D6. The full-wave rectified electricity is charged to the rechargeable battery B.
【００３８】図４は、一個の圧電セラミックス素子１を
用いた圧電発電器Ａ２の例である。この圧電発電器Ａ２
は、両端部が閉塞された筒状の容器１２を用い、この容
器１２の中央部の上面部及び下面部にクッション部材１
１を配置し、これらクッション部材１１の凹部に圧電セ
ラミックス素子１（１ａ，１ｂ）を嵌め込んで支持させ
る。この圧電セラミックス素子１には、両面にプロテク
タ板２が取り付けられている。そして、両圧電セラミッ
クス素子１の両側に、それぞれパイプ７を配置し、これ
らパイプ７内に転動自在な鋼球４を設ける。クッション
部材１１の材質は上記クッション板３と同様であり、そ
の他の部材についても上述した通りである。FIG. 4 shows an example of a piezoelectric generator A2 using one piezoelectric ceramic element 1. This piezoelectric generator A2
Uses a cylindrical container 12 whose both ends are closed, and a cushion member 1 is provided on an upper surface and a lower surface of a central portion of the container 12.
The piezoelectric ceramic elements 1 (1 a, 1 b) are fitted into the recesses of the cushion member 11 and supported. Protector plates 2 are attached to both sides of the piezoelectric ceramic element 1. Then, pipes 7 are arranged on both sides of both piezoelectric ceramic elements 1, and rolling steel balls 4 are provided in these pipes 7. The material of the cushion member 11 is the same as that of the cushion plate 3, and the other members are also as described above.
【００３９】そして、この圧電発電器Ａ２によれば、鋼
球４はパイプ７内を転動して交互に圧電セラミックス素
子１を殴打し、圧電セラミックス素子１は振動が励起さ
れ、伸長及び収縮がくり返されて交流電気を発電する。According to the piezoelectric generator A2, the steel ball 4 rolls in the pipe 7 and alternately strikes the piezoelectric ceramic element 1, and the piezoelectric ceramic element 1 is excited to vibrate, and expands and contracts. Repeated to generate AC electricity.
【００４０】図５に示す圧電発電器Ａ３は、両端が閉塞
されたハウジング１８の両端側に圧電セラミックス素子
１０（ＰＺＴ１），１０（ＰＺＴ２）を、その軸心を若
干偏位させて対設し、これら圧電セラミックス素子１
０，１０同士を衝突させることにより発電するものであ
る。In a piezoelectric generator A3 shown in FIG. 5, piezoelectric ceramic elements 10 (PZT1) and 10 (PZT2) are provided at both ends of a housing 18 having both ends closed, with their axes slightly displaced. , These piezoelectric ceramic elements 1
Electric power is generated by causing 0 and 10 to collide with each other.
【００４１】そして、上記ハウジング１８の両側面にク
ッション板１３，１３を接着材１６，１６で接着し、か
つ、上記各クッション板１３，１３の中央部のみに、接
着材１５，１５を用いて圧電セラミックス素子１０，１
０を接着する。これら両圧電セラミックス素子１の向か
い合う面の中央部にプロテクタ板２を固着する。そし
て、本例では、両圧電セラミックス素子１０，１０を円
弧状に湾曲形成している。Then, the cushion plates 13, 13 are bonded to both sides of the housing 18 with adhesives 16, and only the central portions of the cushion plates 13, 13 are bonded using the adhesives 15, 15. Piezoelectric ceramic elements 10, 1
0 is adhered. A protector plate 2 is fixed to the center of the facing surfaces of the two piezoelectric ceramic elements 1. In the present example, both piezoelectric ceramic elements 10 and 10 are formed to be curved in an arc shape.
【００４２】上記圧電セラミックス素子１０（ＰＺＴ
１），１０（ＰＺＴ２）は、同一材質、相似形状、同一
厚さの２枚の円弧板状の圧電セラミックス素子１０ａ，
１０ｂを、各セラミックス素子１０ａ，１０ｂの分極の
極性を逆にして接合したものである。このセラミックス
素子１０ａ，１０ｂを接合したことにより、２つのセラ
ミックス素子１０ａ，１０ｂは、接合面を中心（伸縮し
ない部位）にたわみ振動が行われる。この場合の発電シ
ステム及び充電システム並びに圧電セラミックス素子及
びクッション板、プロテクタ板の構成は、前記圧電発電
器Ａ１またはＡ２と同様であるので、その詳細な説明を
ここでは省略する。The piezoelectric ceramic element 10 (PZT)
1) and 10 (PZT2) are two circular plate-shaped piezoelectric ceramic elements 10a having the same material, similar shape, and the same thickness.
10b is joined by reversing the polarity of the polarization of each of the ceramic elements 10a and 10b. By joining the ceramic elements 10a and 10b, the two ceramic elements 10a and 10b vibrate flexibly around the joint surface (a portion that does not expand or contract). In this case, the configurations of the power generation system and the charging system, and the configuration of the piezoelectric ceramic element, the cushion plate, and the protector plate are the same as those of the piezoelectric generator A1 or A2, and a detailed description thereof will be omitted.
【００４３】尚、上記圧電セラミックス素子１０，１０
を接着剤１５とクッション材１３を介して支持する場合
に代えて、一方或は両方の圧電セラミックス素子１０，
１０をバネ（上方向き或いは下方向に支持してもよい）
の一端に固定し、他端をハウジング１８に取り付け、こ
のバネ材の左右伸縮動、上下揺動させることで、両圧電
セラミックス素子１０，１０を衝突させてもよい。The piezoelectric ceramic elements 10, 10
Is supported via the adhesive 15 and the cushioning material 13, instead of one or both of the piezoelectric ceramic elements 10,
Spring 10 (may be supported upward or downward)
May be fixed to one end, and the other end is attached to the housing 18, and the two piezoelectric ceramic elements 10, 10 may collide with each other by causing the spring material to expand and contract horizontally and swing vertically.
【００４４】この圧電発電器Ａ３によれば、圧電セラミ
ックス素子１０，１０同士を衝突させることで発電する
ように構成されているので、発電装置としての構成が極
めて簡略化され、しかも、圧電セラミックス素子１０，
１０が円弧状に湾曲形成されているので、常態におい
て、圧電セラミックス素子１０，１０を可及的に近づけ
て配設することができるため、圧電ユニットＵ自体は勿
論、圧電発電装置全体を小型化することができる、とい
う効果が得られる。According to the piezoelectric generator A3, since the piezoelectric ceramic elements 10, 10 are configured to generate power by colliding with each other, the configuration as a power generating device is extremely simplified, and the piezoelectric ceramic element 10, 10,
Since the piezoelectric ceramic element 10 is curved in an arc shape, the piezoelectric ceramic elements 10, 10 can be arranged as close as possible in a normal state, so that not only the piezoelectric unit U itself but also the entire piezoelectric power generation device can be miniaturized. Can be obtained.
【００４５】図６に示す圧電発電器Ａ４は、前記圧電発
電器Ａ３と同様に圧電セラミックス素子１０（ＰＺＴ
１）及び圧電セラミックス素子１０（ＰＺＴ２）を対設
すると共に、該圧電セラミックス素子１０（ＰＺＴ１）
と圧電セラミックス素子１０（ＰＺＴ２）との間に、第
３の圧電セラミックス素子１０（ＰＺＴ３）をハウジン
グ１８内部の上部からコイルスプリング２０で吊持し、
該圧電セラミックス素子１０（ＰＺＴ３）を左右方向に
揺動させることで、該該圧電セラミックス素子１０（Ｐ
ＺＴ３）を圧電セラミックス素子１０（ＰＺＴ１）又は
圧電セラミックス素子１０（ＰＺＴ２）と衝突させるこ
とで、圧電セラミックス素子１０（ＰＺＴ１）,１０
（ＰＺＴ２）,１０(ＰＺＴ３)夫々に振動を励起させ、
夫々の圧電セラミックス素子１０に伸長及び収縮をくり
返させて交流電気を発電させるように構成した他は、他
の構成・作用は前記圧電発電器Ａ３と同様に構成されて
いるので、その詳細な説明をここでは省略する。尚、上
記圧電セラミックス素子１０（ＰＺＴ３）の場合、衝突
する部位が他の圧電セラミックス素子１０（ＰＺＴ
１）,１０（ＰＺＴ２）とは異なるため、プロテクタ板
１２を圧電セラミックス素子１０（ＰＺＴ３）の両端部
側から周縁部にかけて配設されている点で、両発電器は
異なる。The piezoelectric generator A4 shown in FIG. 6 has a piezoelectric ceramic element 10 (PZT
1) and the piezoelectric ceramic element 10 (PZT2), and the piezoelectric ceramic element 10 (PZT1).
A third piezoelectric ceramic element 10 (PZT3) is suspended from above the housing 18 by a coil spring 20 between the piezoelectric ceramic element 10 and the piezoelectric ceramic element 10 (PZT2).
By swinging the piezoelectric ceramic element 10 (PZT3) in the left-right direction, the piezoelectric ceramic element 10 (PZT3)
ZT3) is caused to collide with the piezoelectric ceramic element 10 (PZT1) or the piezoelectric ceramic element 10 (PZT2), so that the piezoelectric ceramic elements 10 (PZT1), 10
(PZT2) and 10 (PZT3) excite vibrations respectively,
Except that each piezoelectric ceramic element 10 is configured to generate AC electricity by repeating expansion and contraction, the other configuration and operation are the same as those of the piezoelectric generator A3. The description is omitted here. In the case of the piezoelectric ceramic element 10 (PZT3), the colliding portion is the other piezoelectric ceramic element 10 (PZT3).
1) and 10 (PZT2), the two generators are different in that the protector plate 12 is provided from both ends of the piezoelectric ceramic element 10 (PZT3) to the peripheral edge.
【００４６】それ故、上記圧電発電器Ａ３，Ａ４によれ
ば、前記圧電発電器Ａ１，Ａ２よりも構造が簡単であ
り、かつ、より小型化できる他、製造コストも低減でき
るため、より実用的である。Therefore, according to the piezoelectric generators A3 and A4, the structure is simpler than the piezoelectric generators A1 and A2, the size can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced. It is.
【００４７】尚、上記各圧電発電器Ａ３，Ａ４では、圧
電セラミックス素子を円弧状に湾曲形成して圧電セラミ
ックス素子を直接衝突させて発電させる場合を例にとり
説明したが、製造の困難性やコストを考えた場合、圧電
セラミックス素子は、圧電発電器Ａ１，Ａ２と同様に平
板状に成形し、この圧電セラミックス素子の殴打面に貼
着されるプロテクタ板を、上記殴打面部から突出した形
状、例えば、半円球状や円筒状或いは多角柱形状に形成
し、或いは、一方のプロテクタ板を断面コ字状に形成
し、他方のプロテクタ板を上記一方のプロテクタ板の凹
部内に若干の空隙部を有して挿入し得る大きさと形状に
形成することで、圧電発電器をさらに小型化し、かつ、
コストも低減することができるので望ましい。In each of the piezoelectric generators A3 and A4, the case where the piezoelectric ceramic element is curved in an arc shape and the piezoelectric ceramic element is directly collided to generate power has been described as an example. When the piezoelectric ceramic element is considered, the piezoelectric ceramic element is formed into a flat plate like the piezoelectric generators A1 and A2, and the protector plate attached to the hitting surface of the piezoelectric ceramic element is formed into a shape protruding from the hitting surface portion, for example, A protector plate is formed in a semi-spherical, cylindrical or polygonal column shape, or one protector plate is formed in a U-shape in cross-section, and the other protector plate has a slight gap in the recess of the one protector plate. By making the size and shape that can be inserted and inserted, the piezoelectric generator is further reduced in size, and,
This is desirable because the cost can be reduced.
【００４８】[0048]
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る圧
電発電装置にあっては、、殴打体と、この殴打体を移動
可能に収納するハウジングと、このハウジング内に配設
された圧電素子と、で圧電ユニットを構成し、該圧電ユ
ニットを、上記殴打体の移動方向と直交する方向に架設
された弾性体によって圧電ユニット保持体の中空位置に
弾持すると共に、上記殴打体の移動方向に沿う上記ハウ
ジングの両外側には、錘を配設して構成したので、自転
車や自動車或は波等の本来の振動を利用して、これをさ
らに短い振動周期に容易に変換することができるので、
所望の起電力を容易に得ることができ、しかも、構成が
簡易で発電効率も良好な圧電発電装置を得ることができ
る。また、部品点数を削減することができるので、小型
化及び製造コストの低減を実現することができるという
効果を奏する。As described above, in the piezoelectric power generating apparatus according to the present invention, a beating body, a housing for movably storing the beating body, and a piezoelectric element disposed in the housing are provided. And a piezoelectric unit, which is elastically erected in a direction perpendicular to the moving direction of the hit body, to elastically support the piezoelectric unit at a hollow position of the piezoelectric unit holding body, and moves the hit body in the moving direction. Weights are arranged on both outer sides of the housing along the axis, so that the original vibration of a bicycle, a car, or a wave can be used to easily convert the vibration into a shorter vibration cycle. So
A desired electromotive force can be easily obtained, and a piezoelectric power generation device having a simple configuration and good power generation efficiency can be obtained. Further, since the number of parts can be reduced, there is an effect that downsizing and reduction in manufacturing cost can be realized.
【００４９】そして、層状の圧電セラミックス素子をク
ッション材で支持する構成を採用した場合には、圧電セ
ラミックス素子の振動が長続きするので、発電効率が改
善される。When the structure in which the layered piezoelectric ceramic element is supported by the cushion material is employed, the power generation efficiency is improved because the vibration of the piezoelectric ceramic element lasts for a long time.
【００５０】さらに、この発明に用いられる圧電素子
を、同一材質、相似形状、同一厚さの２枚の圧電セラミ
ックス素子で形成し、各セラミックス素子の分極の極性
を逆にして接合することにより、２つのセラミックス素
子の接合面を中心（伸縮しない部位）にたわみ振動させ
るように構成した場合には、圧電セラミックス素子の伸
縮が適切に行われ、さらに発電効率が向上するという効
果がある。Further, the piezoelectric element used in the present invention is formed of two piezoelectric ceramic elements having the same material, similar shape and the same thickness, and is joined by reversing the polarity of the polarization of each ceramic element. In a case where the joint surface of the two ceramic elements is configured to bend and vibrate toward the center (a portion that does not expand or contract), the expansion and contraction of the piezoelectric ceramic element is appropriately performed, and the power generation efficiency is further improved.
【００５１】また、上記圧電セラミックス同士を衝突さ
せて振動させるように構成した場合には、圧電発電をさ
らに小型化でき、かつ、低コスト化を実現することがで
きる。Further, when the piezoelectric ceramics are made to collide with each other and vibrate, the size of the piezoelectric power generation can be further reduced and the cost can be reduced.
【００５２】さらに、上記圧電セラミックス素子の殴打
する部位にプロテクタ板をはり付けた場合には、圧電セ
ラミックス素子の衝突荷重に対して圧電セラミックス素
子が有効に保護されるという効果がある。そして、上記
プロテクタ板の形状は、例えば、板状に形成された圧電
セラミックス素子であっても直接の衝突振動が得られや
すいように圧電セラミックス素子の殴打面部から突出し
た形状、例えば、半円球状や円筒状或いは多角柱形状に
形成することで、製造コストをより低減することが可能
となる。Further, when a protector plate is attached to a portion of the piezoelectric ceramic element to be hit, there is an effect that the piezoelectric ceramic element is effectively protected against a collision load of the piezoelectric ceramic element. The shape of the protector plate is, for example, a shape protruding from the striking surface portion of the piezoelectric ceramic element so that direct collision vibration can be easily obtained even if the piezoelectric ceramic element is formed in a plate shape, for example, a semi-spherical shape. By forming it into a cylindrical or polygonal column shape, it is possible to further reduce the manufacturing cost.
【００５３】また、圧電セラミックス素子のそれぞれ
を、複数枚層状に接合した場合には、圧電セラミックス
素子の強度維持が図れるという効果がある。また、圧電
セラミックス素子としてチタンジルコン酸亜鉛系の材料
を用いた場合には、発電装置としての適用範囲が広く実
用化に効果的である。When each of the piezoelectric ceramic elements is joined in a plurality of layers, the strength of the piezoelectric ceramic element can be maintained. In addition, when a zinc-zirconate-based material is used as the piezoelectric ceramic element, the piezoelectric ceramic element has a wide range of application as a power generation device and is effective for practical use.
【図１】この発明の実施の一形態例に係る圧電発電装置
の構成を示す斜視説明図である。FIG. 1 is a perspective explanatory view showing a configuration of a piezoelectric power generating device according to an embodiment of the present invention.
【図２】同圧電発電装置を構成する圧電発電器の第１構
成例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a first configuration example of a piezoelectric generator constituting the piezoelectric generator.
【図３】同圧電発電装置の充電池の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a rechargeable battery of the piezoelectric generator.
【図４】同圧電発電器の第２構成例を示す説明図であ
る。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a second configuration example of the piezoelectric generator.
【図５】同圧電発電器の第３構成例を示す説明図であ
る。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a third configuration example of the piezoelectric generator.
【図６】同圧電発電器の第４構成例を示す説明図であ
る。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a fourth configuration example of the piezoelectric generator.
【符号の説明】 Ａ，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４ 圧電発電器 Ｂ 充電池 Ｆ 圧電ユニット保持フレーム Ｈ ハウジング Ｋ１，Ｋ２ コイルスプリング Ｌ 発光体 Ｓ 整流回路 Ｗ 錘 １，１ａ，１ｂ、１０，１０ａ，１０ｂ 圧電セラミッ
クス素子 ２ プロテクタ板 ３，１１ クッション材（クッション板） ４ 殴打体（鋼球） ｍ 殴打体の移動方向 ｎ 殴打体の移動方向と直交する方向 ｐ 圧電ユニット保持フレームの振動方向 ｑ コイルスプリングの振動方向 ｒ 圧電ユニットの回動方向[Description of Signs] A, A1, A2, A3, A4 Piezoelectric generator B Rechargeable battery F Piezoelectric unit holding frame H Housing K1, K2 Coil spring L Light emitter S Rectifier circuit W Weight 1, 1a, 1b, 10, 10a, 10b Piezoelectric ceramic element 2 Protector plate 3, 11 Cushion material (cushion plate) 4 Striking body (steel ball) m Moving direction of striking body n Direction perpendicular to moving direction of striking body p Vibration direction of piezoelectric unit holding frame q Coil spring Direction of rotation r Rotation direction of piezoelectric unit
Claims (18)
するハウジングと、このハウジング内に配設された圧電
素子と、で圧電ユニットを構成し、該圧電ユニットは、
上記殴打体の移動方向と直交する方向に架設された弾性
体によって圧電ユニット保持体の中空位置に弾持されて
いると共に、上記殴打体の移動方向に沿う上記ハウジン
グの両外側には、錘を配設したことを特徴とする圧電発
電装置。1. A piezoelectric unit comprising a beating body, a housing for movably housing the beating body, and a piezoelectric element disposed in the housing, the piezoelectric unit comprising:
A weight is provided on both outer sides of the housing along the moving direction of the hit body while being elastically held at a hollow position of the piezoelectric unit holding body by an elastic body erected in a direction perpendicular to the moving direction of the hit body. A piezoelectric power generator, which is provided.
配設し、該発光体は、前記圧電素子の起電力によって発
光することを特徴とする請求項１に記載の圧電発電装
置。2. The piezoelectric power generating apparatus according to claim 1, wherein a light emitting body is provided on the piezoelectric unit holder, and the light emitting body emits light by an electromotive force of the piezoelectric element.
電ユニットとの間に架設されたコイルスプリングである
ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記
載の圧電発電装置。3. The piezoelectric power generator according to claim 1, wherein the elastic body is a coil spring provided between the housing and the piezoelectric unit.
電池に接続された圧電発電器が配設されており、上記圧
電発電器は、板状の２枚の圧電セラミックス素子を、分
極を逆向にして接合した層状の圧電セラミックス素子で
形成し、この圧電セラミックス素子の一方側の面又は両
面を、前記殴打体が殴打して発電することを特徴とする
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の圧電発電装
置。4. A rechargeable battery and a piezoelectric generator connected to the rechargeable battery are disposed in the housing, and the piezoelectric generator is configured to polarize two plate-shaped piezoelectric ceramic elements. 4. The piezoelectric ceramic element is formed of a layered piezoelectric ceramic element joined in the opposite direction, and the beating body strikes one side or both sides of the piezoelectric ceramic element to generate power. The piezoelectric generator according to any one of the above.
電池に接続された圧電発電器が配設されており、上記圧
電発電器は、板状の２枚の圧電セラミックス素子を、分
極を逆向にして接合した層状の圧電セラミックス素子に
形成し、この圧電セラミックス素子の一方側の面の中央
部をクッション材に接合し、他方側を殴打体が殴打して
発電することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいず
れかに記載の圧電発電装置。5. A rechargeable battery and a piezoelectric generator connected to the rechargeable battery are provided in the housing, and the piezoelectric power generator polarizes two plate-shaped piezoelectric ceramic elements. Is formed in a layered piezoelectric ceramic element bonded in the opposite direction, the center of one surface of the piezoelectric ceramic element is bonded to a cushion material, and the other side is hit by a striker to generate power. The piezoelectric generator according to claim 1.
電池に接続された圧電発電器が配設されており、上記圧
電発電器は、板状の２枚の圧電セラミックス素子を、分
極を逆向にして接合した層状の圧電セラミックス素子に
形成し、この圧電セラミックス素子の両端部をクッショ
ン材で支持し、この圧電セラミックス素子の一方側の面
又は両面を前記殴打体が殴打して発電することを特徴と
する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の圧電発電
装置。6. A rechargeable battery and a piezoelectric generator connected to the rechargeable battery are provided in the housing. The piezoelectric generator is configured to polarize two plate-shaped piezoelectric ceramic elements. Are formed in a layered piezoelectric ceramic element joined in the opposite direction, both ends of the piezoelectric ceramic element are supported by cushion materials, and one or both surfaces of the piezoelectric ceramic element are hit by the hit body to generate power. The piezoelectric generator according to any one of claims 1 to 3, wherein:
ックス素子を向い合せに配置し、両圧電セラミックス素
子間に、両者間を往復移動して各圧電セラミックス素子
を殴打する硬質の殴打体を設けたことを特徴とする請求
項５に記載の圧電発電装置。7. A piezo-electric ceramic element bonded to said cushion material is disposed facing each other, and a hard beating body is provided between both piezo-electric ceramic elements for reciprocating between them and hitting each piezo-electric ceramic element. The piezoelectric generator according to claim 5, wherein
ックス素子を配置し、この圧電セラミックス素子の一方
又は両方の側に、圧電セラミックス素子との間を往復移
動して圧電セラミックス素子を殴打する硬質の殴打体を
設けたことを特徴とする請求項６に記載の圧電発電装
置。8. A hard beating device in which a piezoelectric ceramic element supported by the cushion material is arranged, and one or both sides of the piezoelectric ceramic element is reciprocated between the piezoelectric ceramic element and the hard ceramic to hit the piezoelectric ceramic element. The piezoelectric generator according to claim 6, wherein a body is provided.
形態に形成したことを特徴とする請求項４乃至請求項８
のいずれかに記載の圧電発電装置。9. The device according to claim 4, wherein the two piezoelectric ceramic elements are formed in the same form.
The piezoelectric generator according to any one of the above.
充電池に接続された圧電発電器が配設されており、上記
圧電発電器は、複数枚の圧電セラミックス素子を、分極
を逆向にして接合して層状の圧電セラミックス素子に形
成し、この圧電素子を少なくとも２個以上衝合可能に配
設し、これらの圧電セラミックス素子同士を衝突させて
発電することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいず
れかに記載の圧電発電装置。10. A rechargeable battery and a piezoelectric generator connected to the rechargeable battery are provided in the housing, and the piezoelectric generator reverses the polarization of a plurality of piezoelectric ceramic elements. And forming a layered piezoelectric ceramic element by joining them together, arranging at least two or more of these piezoelectric elements in such a manner as to be able to abut against each other, and causing the piezoelectric ceramic elements to collide with each other to generate electric power. The piezoelectric generator according to claim 3.
クッション材で支持することを特徴とする請求項１０に
記載の圧電発電装置。11. The piezoelectric power generating device according to claim 10, wherein a central portion of the piezoelectric ceramic element is supported by a cushion material.
ッション材で支持し、他方の圧電セラミックス素子を移
動または揺動させて上記一方の圧電セラミックス素子に
衝合させることを発電させることを特徴とする請求項１
０または請求項１１のいずれかに記載の圧電発電装置。12. A method according to claim 1, wherein one of said piezoelectric ceramic elements is supported by a cushion material, and said other piezoelectric ceramic element is moved or rocked to abut against said one piezoelectric ceramic element to generate power. Item 1
A piezoelectric power generating device according to any one of claims 1 to 11.
ッション材を介して保持し、両圧電セラミックス同士が
移動または揺動して衝合するように配置されていること
を特徴とする請求項１０乃至請求項１２のいずれかに記
載の圧電発電装置。13. The device according to claim 10, wherein said piezoelectric ceramic elements are held via a cushion material, and both piezoelectric ceramics are arranged so as to move or swing and abut each other. Item 13. The piezoelectric power generating device according to any one of Items 12.
には、プロテクタ板が貼着され、これらプロテクタ板同
士を殴打することで発電することを特徴とする請求項１
乃至請求項１３のいずれかに記載の圧電発電装置。14. The power generating device according to claim 1, wherein a protector plate is adhered to a hitting surface portion of said piezoelectric ceramic element, and power is generated by hitting said protector plates.
The piezoelectric generator according to claim 13.
ックス素子の殴打面部から突出して形成されていること
を特徴とする請求項１４に記載の圧電発電装置。15. The piezoelectric power generating device according to claim 14, wherein the protector plate is formed so as to protrude from a striking surface of the piezoelectric ceramic element.
されていることを特徴とする請求項１４または請求項１
５のいずれかに記載の圧電発電装置。16. The protector plate according to claim 14, wherein the protector plate is formed in a hemispherical shape.
6. The piezoelectric generator according to any one of 5.
層状に接合して形成されていることを特徴とする請求項
４乃至請求項１６のいずれかに記載の圧電発電装置。17. The piezoelectric power generating device according to claim 4, wherein the piezoelectric ceramic elements are formed by joining a plurality of layers in a layered manner.
ジルコン酸亜鉛系の材料で形成されていることを特徴と
する請求項４乃至請求項１７のいずれかに記載の圧電発
電装置。18. The piezoelectric power generating apparatus according to claim 4, wherein said piezoelectric ceramic element is formed of a zinc-zirconate-zinc-based material.
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|---|---|---|---|
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