JP2010279106A - Electrostatic induction power generation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、静電誘導型発電装置に関するものである。 The present invention relates to an electrostatic induction power generating device.
この種の静電誘導型発電装置として例えば特許文献1に開示されるものが従来提案されている。特許文献1に開示された発電装置では、複数のエレクトレット電極を表面に有する不動基板と、複数の可動電極を表面に有し、不動基板と平行な方向において弾性移動可能な状態で弾性部材により支持された可動基板とが、所定の間隔を開けて配置されている。ここで、発電装置に加わった振動によって可動基板が弾性移動すると、エレクトレット電極と可動電極との重なり面積が変化することで、可動電極に誘導される電荷が変化するので、この電荷の変化を電気エネルギーとして取り出すことで発電が行われる。
As this type of electrostatic induction generator, for example, one disclosed in
上述した従来の発電装置では、外部から発電装置に加えられた振動によって可動基板が振動することで、発電が行われるのであるが、この発電装置には可動基板の移動量を規制する手段が設けられていないため、過大な振動や衝撃が加わった場合に可動基板を弾性支持する弾性部材が破損する虞があった。 In the conventional power generation apparatus described above, the movable substrate vibrates due to vibration applied to the power generation apparatus from the outside, and power generation is performed. The power generation apparatus is provided with means for regulating the movement amount of the movable substrate. Therefore, the elastic member that elastically supports the movable substrate may be damaged when excessive vibration or impact is applied.
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、過大な振動や衝撃が加わった場合の破損を防止した静電誘導型発電装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an electrostatic induction power generation device that prevents damage when excessive vibration or impact is applied.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、第1電極が主表面に配置される第1基板と、第1電極と対向する部位に第1電極と離間して第2電極が配置された可動構造体と、主平面に沿って移動自在に可動構造体を支持する弾性支持部とを備え、対向配置される第1、第2電極のうちの何れか一方は、電荷を帯電させたエレクトレット電極からなり、可動構造体の移動量を制限する規制手段を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a first substrate on which the first electrode is disposed on the main surface, and a second electrode disposed at a position facing the first electrode so as to be separated from the first electrode. One of the first and second electrodes arranged opposite to each other is charged with a charge. The movable structure is configured to be movable along the main plane and to be movable along the main plane. And a restricting means for limiting the amount of movement of the movable structure.
請求項2の発明は、請求項1の発明において、第1基板の主表面に接合される第2基板を備え、当該第2基板は、第1基板に底面が固定される四角枠状の固定枠部と、固定枠部の枠内に配置される可動構造体と、可動構造体が移動可能な状態で可動構造体を固定枠部に支持させる弾性支持部とが一体に形成されて構成されたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the second substrate is bonded to the main surface of the first substrate, and the second substrate is fixed in a square frame shape whose bottom surface is fixed to the first substrate. A frame part, a movable structure disposed within the frame of the fixed frame part, and an elastic support part that supports the movable structure on the fixed frame part in a state where the movable structure is movable are integrally formed. It is characterized by that.
請求項3の発明は、請求項2の発明において、規制手段として、固定枠部の内側面において可動構造体と対向する部位に突設された突起を備えることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the restricting means includes a protrusion projecting at a portion facing the movable structure on the inner side surface of the fixed frame portion.
請求項4の発明は、請求項2又は3の何れか1つの発明において、規制手段として、第1基板の主表面において可動構造体と対向する部位から可動構造体側に突出する突起を備えることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the second and third aspects of the present invention, the restricting means includes a protrusion protruding toward the movable structure from a portion facing the movable structure on the main surface of the first substrate. Features.
請求項5の発明は、請求項2乃至4の何れか1つの発明において、規制手段として、第1基板の主表面において弾性支持部と対向する部位から弾性支持部側に突出する突起を備えることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the second to fourth aspects of the present invention, as the restricting means, a protrusion projecting toward the elastic support portion from a portion facing the elastic support portion on the main surface of the first substrate is provided. It is characterized by.
請求項6の発明は、請求項2乃至5の何れか1つの発明において、規制手段として、固定枠部における第1基板と反対側の面に接合され、可動構造体に対して第1基板と反対側に配置されるキャップ基板を備えたことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the invention, in any one of the second to fifth aspects of the invention, the restricting means is joined to a surface of the fixed frame portion opposite to the first substrate, and the first substrate is connected to the movable structure. A cap substrate is provided on the opposite side.
請求項7の発明は、請求項6の発明において、キャップ基板には、可動構造体と対向する部位に、可動構造体に向かって突出する突起が設けられたことを特徴とする。
The invention according to
請求項8の発明は、請求項6又は7の何れか1つの発明において、キャップ基板には、弾性支持部と対向する部位に、弾性支持部側に突出する突起が設けられたことを特徴とする。
The invention of
請求項9の発明は、請求項2乃至8の何れか1つの発明において、規制手段として、可動構造体において固定枠部の内側面と対向する部位から、固定枠部の内側面に向かって突出する突起を備えることを特徴とする。
The invention of
請求項10の発明は、請求項2乃至9の何れか1つの発明において、規制手段として、可動構造体において第1基板の主表面と対向する部位から、主表面に向かって突出する突起を備えることを特徴とする。 A tenth aspect of the invention according to any one of the second to ninth aspects includes, as the restricting means, a protrusion protruding toward the main surface from a portion of the movable structure that faces the main surface of the first substrate. It is characterized by that.
請求項11の発明は、請求項2乃至10の何れか1つの発明において、固定枠部における第1基板と反対側の面に接合され、可動構造体に対して第1基板と反対側に配置されるキャップ基板を備え、規制手段として、可動構造体においてキャップ基板と対向する部位から、キャップ基板に向かって突出する突起を備えることを特徴とする。
The invention of
請求項1の発明によれば、過大な振動や衝撃が加わった場合でも、規制手段によって可動構造体の移動量が規制されるので弾性支持部に過大な力が加わって、弾性支持部が破損するのを防止できるという効果がある。 According to the first aspect of the present invention, even when excessive vibration or impact is applied, the amount of movement of the movable structure is restricted by the restricting means, so that an excessive force is applied to the elastic support portion and the elastic support portion is damaged. There is an effect that can be prevented.
請求項2の発明によれば、請求項1の発明と同様、過大な振動や衝撃が加わった場合でも、規制手段によって可動構造体の移動量が規制されるので弾性支持部に過大な力が加わって、弾性支持部が破損するのを防止できるという効果がある。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、固定枠部の内側面に突設された突起に可動構造体が当接することによって、第1基板の主表面に沿う方向において可動構造体の移動量を制限することができる。 According to the third aspect of the present invention, the movable structure is limited in the direction along the main surface of the first substrate by contacting the movable structure with the protrusion protruding from the inner surface of the fixed frame portion. be able to.
請求項4の発明によれば、第1基板の主表面に突設された突起に可動構造体が当接することによって、可動構造体が第1基板側へ移動する移動量を制限することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the amount of movement of the movable structure to the first substrate side can be limited by the movable structure coming into contact with the protrusion protruding from the main surface of the first substrate. .
請求項5の発明によれば、第1基板の主表面に突設された突起に弾性支持部が当接することによって、弾性支持部、すなわち弾性支持部に支持された可動構造体が第1基板側へ移動する移動量を制限することができる。
According to the invention of
請求項6の発明によれば、キャップ基板に可動構造体が当接することによって、可動構造体がキャップ基板側へ移動する移動量を制限することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the amount of movement of the movable structure to the cap substrate side can be limited by the movable structure coming into contact with the cap substrate.
請求項7の発明によれば、キャップ基板に設けた突起に可動構造体が当接することによって、可動構造体がキャップ基板側へ移動する移動量を制限することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the amount of movement of the movable structure to the cap substrate side can be limited by the movable structure contacting the protrusion provided on the cap substrate.
請求項8の発明によれば、キャップ基板に設けた突起に弾性支持部が当接することによって、弾性支持部、すなわち弾性支持部に支持された可動構造体が第1基板側へ移動する移動量を制限することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, the amount of movement of the elastic support portion, that is, the movable structure supported by the elastic support portion, moves to the first substrate side when the elastic support portion comes into contact with the protrusion provided on the cap substrate. Can be limited.
請求項9の発明によれば、可動構造体に設けた突起が、固定枠部の内側面に当接することによって、第1基板の主表面に沿う方向において可動構造体の移動量を制限することができる。
According to the invention of
請求項10の発明によれば、可動構造体に設けた突起が、第1基板の主表面に当接することによって、可動構造体が、第1基板の主表面側へ移動する移動量を制限することができる。 According to the tenth aspect of the present invention, the protrusion provided on the movable structure abuts on the main surface of the first substrate, so that the amount of movement of the movable structure on the main surface side of the first substrate is limited. be able to.
請求項11の発明によれば、可動構造体に設けた突起がキャップ基板に当接することによって、可動構造体が、キャップ基板側(すなわち第1基板と反対側)へ移動する移動量を制限することができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, the protrusion provided on the movable structure abuts against the cap substrate, thereby limiting the amount of movement of the movable structure toward the cap substrate (that is, the side opposite to the first substrate). be able to.
以下に、本発明に係る静電誘導型発電装置の実施形態を図1〜図6に基づいて説明する。尚、以下の説明では特に断りがないかぎり、図1(a)に示す向きにおいて上下左右の方向を規定し、図1(a)の紙面に垂直な方向を前後方向として説明を行う。 Hereinafter, an embodiment of an electrostatic induction power generating device according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, unless otherwise specified, the vertical and horizontal directions are defined in the direction shown in FIG. 1A, and the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
本実施形態の静電誘導型発電装置は、プリント配線板1と導電基板2とキャップ基板3からなる発電モジュール4と、ダイオードブリッジからなり発電モジュール4の出力を全波整流して負荷6に供給する全波整流回路5とを備えている。
The electrostatic induction power generation device according to the present embodiment is a
第1基板たるプリント配線板1は例えば負荷6の器体内部に固定される。プリント配線板1は、導電基板2に比べて十分広い面積を有しており、導電基板2に設けられた後述の電気接続パッド7bに電気的に接続される配線パターン14が主表面(図1(a)の上面)1aに設けられている。そして、この配線パターン14に電気接続パッド7bを電気的に接続させた状態で、導電基板2がプリント配線板1の主表面1aに接合される。
The printed
第2基板たる導電基板2は例えばシリコン基板を加工して形成され、プリント配線板1の主表面1aに接合される矩形枠状の固定枠部7と、固定枠部7の枠内に配置され、プリント配線板1の主表面1aに沿う方向(主表面1aの法線と直交する方向)において移動自在な状態で固定枠部7に支持される可動構造体8と、固定枠部7及び可動構造体8の間を連結するビーム(弾性支持部)9とが一体に形成されて構成される。
The
可動構造体8は、図1(a)に示すように厚み寸法が固定枠部7に比べて小さい矩形板状に形成され、プリント配線板1およびキャップ基板3との間にそれぞれ隙間が設けられている。可動構造体8の四方の側面の一端側にはビーム9の一端が連結されている。各々のビーム9は、一端側が可動構造体8の各側面の一端部に連結される連結片9aと、連結片9aの他端部に一端が接続される平面視略L形の撓み片9bとが一体に形成されることで、平面視の形状が略J形に形成されている。撓み片9bは、連結片9aの他端部から連結片9aと直交する方向に延出し、さらにその先端が直交方向に延出することによって、可動構造体8の2つの側面に沿って配置され、撓み片9bの先端が固定枠部7の内側面に連結されている。このように可動構造体8は4本のビーム9によって固定枠部7に支持されることで、プリント配線板1の主表面1aに沿う方向において移動自在となっており、プリント配線板1に外部から振動が加わっていない状態では図1及び図3(a)に示す中立位置に移動している。
As shown in FIG. 1A, the
可動構造体8におけるプリント配線板1との対向面(下側面)には、図1(b)に示すように、平面視の形状が正方形に形成された複数個の第2電極10,11が互い違いにマトリクス状(例えば6行6列)に配列されている。
On the surface (lower side) of the
2種類の電極10,11のうち、電極10は、例えばSiO2のような絶縁膜に電荷が注入されることによって、負の電荷が帯電させられたエレクトレット電極からなり、絶縁膜を介して可動構造体8の表面に形成されている。複数のエレクトレット電極10は各々の列において1つおきに配置され、さらに隣り合う列同士でエレクトレット電極10の配置が互い違いとなるように配置されている。
Of the two types of
一方、可動電極11は、可動構造体8の表面に導電膜を積層して形成され、後述の半田27を介してグランドに接地された配線パターン14に電気的に接続されている。なお、可動電極11は、エレクトレット電極10と後述する第1、第2固定電極12,13(第1電極)との間のギャップ量と、エレクトレット電極10が設けられていない可動構造体8の部位と第1、第2固定電極12,13との間のギャップ量とを合わせるために設けられており、それぞれの対向部のバランスが良くなって、発電効率が向上するという利点がある。
On the other hand, the
固定枠部7の下側部の外周縁には段差部7aが全周に亘って設けられており、この段差部7aの下面には導電膜が積層されて電気接続パッド7bが形成されている。また固定枠部7の下面には、段差部7aよりも下方への突出量が大きい脚部7cが設けられており、固定枠部7は、脚部7cの底面をプリント配線板1の主表面1aに当接させた状態で、プリント配線板1上に載置される。
A stepped
固定枠部7の下側部の外周面には段差部7aが設けられており、この段差部7aの下面には、可動構造体8に設けられた可動電極11に電気的に接続される電気接続パッド7bが設けられている。また固定枠部7の下面には、段差部7aよりも下方への突出量が大きい脚部7cが設けられており、この脚部7cの底面がプリント配線板1の主表面1aに当接する。
A
ここにおいて、固定枠部7の内側面には、可動構造体8の側面に対向する部位から、可動構造体8側に向かって突起19が突設されている。突起19は、可動構造体8の側面との間に所定の間隔を開けて対向しており、可動構造体8が許容範囲を超えて移動しようとすると可動構造体8が突起19の先端に当接することで、可動構造体8の移動量が許容範囲内に制限されている。突起19は、可動構造体8の四方の側面にそれぞれ対向して設けられているので、図1(b)に示す向きにおいて可動構造体8の左右方向および上下方向の移動範囲が制限されることになり、過大な振動や衝撃が本発電装置に加えられた際に可動構造体8を支持するビーム9に無理な力が加わって、ビーム9などが破損するのを防止することができる。
Here, on the inner side surface of the fixed
キャップ基板3は例えばガラス基板からなり、導電基板2と左右方向および前後方向の寸法が略同じ寸法に形成されている。キャップ基板3は、固定枠部7の上面に接合されて、固定枠部7の上側開口を塞いでおり、可動構造体8の上側面に対向して配置される。
The
プリント配線板1は例えばガラスエポキシ基板からなり、図2に示すようにプリント配線板1の主表面(上面)1aには、導電基板2の電気接続パッド7bに電気的に接続される四角枠状の配線パターン14が形成されている。また主表面1aにおける配線パターン14の内側領域には、図1及び図3(a)に示すように、可動構造体8が中立位置に存在する状態で可動電極11に対向する部位に第1固定電極12が形成されるとともに、可動構造体8が中立位置に存在する状態でエレクトレット電極10に対向する部位に第2固定電極13が形成されている。ここで、第1及び第2固定電極12,13も互い違いにマトリックス状(6行×6列)に配列されることになり、複数(例えば18個)の第1固定電極12が導体パターン15を介して電極パッド16に電気的に接続されるとともに、複数(例えば18個)の第2固定電極13が導体パターン17を介して電極パッド18に電気的に接続されている。尚、電極パッド16,18はそれぞれ図示しない導電路を介して全波整流回路5の入力端子5a,5bに電気的に接続されている。
The printed
ここで、プリント配線板1に外部から加えられた振動によって可動構造体8がプリント配線板1の主表面1aと平行な方向に移動すると、第1固定電極12及び第2固定電極13がそれぞれエレクトレット電極10と対向する部分の面積が変化するようになっており、これらの電極12,13から集電電極が構成されている。
Here, when the
次に本発電装置による発電動作を図3(a)〜(f)に基づいて説明する。図3(a)(b)に示すように可動構造体8が中立位置に位置する状態では、エレクトレット電極10に第2固定電極13が対向しており、静電誘導によって各々の第2固定電極13にエレクトレット電極10と逆極性の電荷(正の電荷)が誘導される。
Next, the power generation operation by this power generation device will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 3A and 3B, in a state where the
発電装置に外部から加えられた振動に応じて可動構造体8が図3中の左方向に移動し、図3(c)(d)に示すように、エレクトレット電極10が第1固定電極12に対向する位置まで可動構造体8が変位すると、静電誘導によって各々の第1固定電極12に、エレクトレット電極10と逆極性の電荷(正の電荷)が誘導される。また第2固定電極13は、エレクトレット電極10に対向しなくなるので、初期状態や復位状態(図3(a)(e)に示す状態)で第2固定電極13に誘導されていた正の電荷が開放されて全波整流回路5に移動し、全波整流回路5により整流されて、電荷の移動に応じた電流が負荷6に流れる。
The
その後、図3(e)(f)に示すようにエレクトレット電極10が第2固定電極13に対向する位置に可動構造体8が復位すると、第2固定電極13にエレクトレット電極10と逆極性の電荷(正の電荷)が再び誘導される。また第1固定電極12は、エレクトレット電極10に対向しなくなるので、可動構造体8が図3(c)(d)に示す位置に変位した状態で、第1固定電極12に誘導されていた正の電荷が開放されて全波整流回路5に移動し、全波整流回路5により整流されて、電荷の移動に応じた電流が負荷6に流れる。
After that, as shown in FIGS. 3E and 3F, when the
以上のように本発明装置に外部から加わった振動によって、可動構造体8がプリント配線板1の主表面1aに沿って振動すると、第1固定電極12及び第2固定電極13の両方で、それぞれエレクトレット電極10と対向する部位の面積が変化するので、静電誘導により第1、第2固定電極12,13に誘導される電荷が変化して、発電が行われるのである。尚、図3では可動構造体8が中立位置から左方向へ変位する場合を例に説明を行ったが、主表面1aと平行な平面内で可動構造体8が任意の方向に変位したとしても、第1固定電極12及び第2固定電極13の両方で、それぞれエレクトレット電極10と対向する部位の面積が変化するので、静電誘導により第1、第2固定電極12,13に誘導される電荷が変化して、発電を行うことができる。また本実施形態では可動構造体8にエレクトレット電極10を複数個設けるとともに、プリント配線板1に各々のエレクトレット電極10に対応して同数の第1及び第2固定電極12,13を設けているので、可動構造体8の移動によって発生する電荷の変化量を大きくでき、それによって発電量を増やすことができる。
As described above, when the
本実施形態の静電誘導型の発電装置は以上説明したような構成を有しており、可動構造体8の移動量を制限する規制手段として、固定枠部7の内側面において可動構造体8と対向する部位に突設された突起19を備えているので、この突起19に可動構造体8が当接することによって、プリント配線板1の主表面に沿う方向において可動構造体8の移動量を制限することができる。したがって、本発電装置に過大な振動や衝撃が加わった場合でも、可動構造物8の移動量が許容範囲内に収まり、ビーム9に無理な力が加わって破損するのを防止することができる。
The electrostatic induction power generation device according to the present embodiment has the above-described configuration, and the
なお、図1〜図3に示した発電装置は、規制手段として固定枠部7の内側面に突設された突起19を備えているが、規制手段を固定枠部7に設けた突起19に限定する趣旨のものではなく、規制手段の他の形態を図4〜図6に基づいて説明する。尚、図4〜図6は発電装置を模式的に示した図であり、また図示を簡単にするため、プリント配線板1及び導電基板2にそれぞれ電極が3個ずつしか配置されていないが、規制手段以外は上述した図1〜図3の発電装置と同様の構成を有しているので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。
The power generator shown in FIGS. 1 to 3 is provided with a
図4(a)(b)はプリント配線板1に規制手段が設けられた形態を示し、図4(a)の発電装置では、プリント配線板1の主表面において可動構造体8と対向する部位に、可動構造体8側に突出する突起20が設けられ、この突起20で、可動構造体8の移動量を制限する規制手段を構成している。ここで、突起20は、可動構造体8の下面との間に所定の間隔を開けて対向しており、可動構造体8が許容範囲を超えて下方に移動しようとすると可動構造体8が突起20の先端に当接することによって、可動構造体8がプリント配線板1側へ移動する移動量を許容範囲内に制限できるから、ビーム9の破損を防止できるとともに、可動構造体8に設けられたエレクトレット電極10及び可動電極11とプリント配線板1に設けられた第1、第2固定電極12,13が電気的に接触するのを防止できる。尚、図4(a)に示す発電装置は、規制手段として突起20のみを備えているが、図1、図5及び図6に示す発電装置が備える1乃至複数種類の規制手段と組み合わせてもよい。
4 (a) and 4 (b) show a form in which the restricting means is provided on the printed
また図4(b)に示す発電装置では、プリント配線板1の主表面において、可動構造体8と対向する部位に可動構造体8側に突出する突起20が設けられるとともに、ビーム9と対向する部位にビーム9側に突出する突起21が設けられ、これらの突起20,21から可動構造体8の移動量を制限する規制手段を構成している。ここで、突起20が可動構造体8の下面との間に所定の間隔を開けて対向し、突起21もビーム9との間に所定の間隔を開けて対向しており、可動構造体8が許容範囲を超えて下方へ移動しようとすると、突起20に可動構造体8が当接するとともに、突起21にビーム9が当接することによって、可動構造体8がプリント配線板1側(下側)へ移動する移動量を許容範囲内に制限できるから、ビーム9の破損を防止できるとともに、可動構造体8に設けられたエレクトレット電極10及び可動電極11とプリント配線板1に設けられた第1、第2固定電極12,13が電気的に接触するのを防止できる。尚、図4(b)に示す発電装置では、ビーム9に対向配置される突起21を、可動構造体8に対向配置される突起20と共に備えているが、規制手段として突起21のみを備えるようにしてもよく、また図1、図5及び図6に示す発電装置が備える1乃至複数種類の規制手段と組み合わせてもよい。
4B, the main surface of the printed
次に、図5(a)〜(c)を参照してキャップ基板3に規制手段が設けられた実施形態を説明する。図5(a)に示す発電装置では、固定枠部7におけるプリント配線板1と反対側の面(図5中の上面)に接合され、可動構造体8に対してプリント配線板1と反対側に配置されるキャップ基板3を備え、このキャップ基板3で規制手段を構成している。ここで、キャップ基板3は可動構造体8の上面との間に所定の間隔を開けて対向しており、可動構造体8が許容範囲を超えて上方に移動しようとすると、可動構造体8がキャップ基板3に当接することによって、可動構造体8の上方への移動量を許容範囲内に制限することができ、ビーム9に無理な力が加わって破損するのを防止することができる。尚、図5(a)に示す発電装置は、規制手段としてキャップ基板3を備えているが、図1、図4及び図6に示す発電装置が備える1乃至複数の規制手段と組み合わせてもよい。
Next, with reference to FIGS. 5A to 5C, an embodiment in which the
また図5(b)に示す発電装置では、キャップ基板3において可動構造体8と対向する部位に、可動構造体8側に向かって突出する突起22が設けられ、この突起22で規制手段が構成されている。ここで、キャップ基板3の突起22は可動構造体8の上面との間に所定の間隔を開けて対向しており、可動構造体8が許容範囲を超えて上方に移動しようとすると、可動構造体8が突起22に当接することによって、可動構造体8の上方への移動量を許容範囲内に制限することができ、ビーム9に無理な力が加わって破損するのを防止することができる。尚、図5(b)に示す発電装置は、規制手段としてキャップ基板3に設けられた突起22を備えているが、図1、図4及び図6に示す発電装置が備える1乃至複数の規制手段と組み合わせてもよい。
Further, in the power generation device shown in FIG. 5B, a
また更に図5(c)に示す発電装置では、キャップ基板3において可動構造体8と対向する部位に可動構造体8側に向かって突出する突起22が設けられるとともに、ビーム9と対向する部位にビーム9側に向かって突出する突起23が設けられ、これらの突起22,23で規制手段が構成されている。ここで、キャップ基板3の突起22は可動構造体8の上面との間に所定の間隔を開けて対向するとともに、突起23はビーム9との間に所定の間隔を開けて対向しており、可動構造体8が許容範囲を超えて上方に移動しようとすると、可動構造体8又はビーム9が突起22,23に当接することで、可動構造体8の上方への移動量を許容範囲内に制限することができ、ビーム9に無理な力が加わって破損するのを防止することができる。尚、図5(c)に示す発電装置は、ビーム9に対向配置される突起23を、可動構造体8に対向配置される突起22と共に備えているが、規制手段として突起23のみを備えるようにしてもよいし、図1、図4及び図6に示す発電装置が備える1乃至複数の規制手段と組み合わせてもよい。
Further, in the power generation device shown in FIG. 5C, the
次に、図6(a)〜(d)を参照して、可動構造体8自体に規制手段が設けられた実施形態を説明する。図6(a)に示す発電装置では、可動構造体8において固定枠部7の内側面と対向する部位、すなわち四方の側面に、固定枠部7の内側面に向かって突出する突起24がそれぞれ設けられており、この突起24で規制手段が構成されている。突起24は固定枠部7の内側面との間に所定の間隔を開けて対向しており、プリント配線板1の主表面1aに沿う方向において可動構造体8が許容範囲を超えて移動しようとすると、突起24が固定枠部7の内側面に当接することで、可動構造体8の移動量が許容範囲内に制限されるから、ビーム9無理な力が加わって破損するのを防止することができる。尚、図6(a)に示す発電装置は規制手段として突起24のみを備えているが、図1、図4、図5及び図6(b)(c)に示す発電装置が備える1乃至複数の規制手段と組み合わせてもよい。
Next, with reference to FIGS. 6A to 6D, an embodiment in which the
また図6(b)に示す発電装置では、可動構造体8においてプリント配線板1の主表面1aと対向する部位に、プリント配線板1側に向かって突出する突起25が設けられ、この突起25で規制手段が構成されている。突起25は、プリント配線板1の主表面1aとの間に所定の間隔を開けて対向しており、可動構造体8が許容範囲を超えて下側へ移動しようとすると、突起25がプリント配線板1の主表面1aに当接することで、可動構造体8の下側への移動量が許容範囲内に制限されるので、ビーム9に無理な力が加わって破損するのを防止することができる。尚、図6(b)に示す発電装置は規制手段として突起25のみを備えているが、図1、図4、図5及び図6(a)(c)に示す発電装置が備える1乃至複数の規制手段と組み合わせてもよい。
Further, in the power generation device shown in FIG. 6B, a
また図6(c)に示す発電装置では、可動構造体8においてキャップ基板3と対向する部位に、キャップ基板3側に向かって突出する突起26が設けられ、この突起26で規制手段が構成されている。突起26は、キャップ基板3との間に所定の間隔を開けて対向しており、可動構造体8が許容範囲を超えて上側へ移動しようとすると、突起26がキャップ基板3に当接することで、可動構造体8の上側への移動量が許容範囲内に制限されるので、ビーム9に無理な力が加わって破損するのを防止することができる。尚、図6(c)に示す発電装置は規制手段として突起26のみを備えているが、図1、図4、図5及び図6(a)(b)に示す発電装置が備える1乃至複数の規制手段と組み合わせてもよい。
Further, in the power generation device shown in FIG. 6C, a
また図6(d)に示す発電装置では、図6(a)〜(c)で説明した突起24,25,26が可動構造体8に全て設けられており、これらの突起24,25,26で規制手段が構成されている。ここで、突起24,25,26によって、プリント配線板1の主表面1aに沿う方向、プリント配線板1側(下側)に移動する方向、キャップ基板3側(上側)に移動する方向の各々について移動量が許容範囲内に制限されるから、それによってビーム9の撓み量も制限され、ビーム9などの破損を防止することができる。
Further, in the power generation apparatus shown in FIG. 6D, the
尚、図6(d)に示す発電装置は規制手段として突起24,25,26を備えているが、図1、図4及び図5に示す発電装置が備える1乃至複数の規制手段と組み合わせてもよい。
The power generation device shown in FIG. 6 (d) includes
また、上述の各実施形態では、第2基板たる導電基板2に設けた第2電極をエレクトレット電極としているが、対向配置される第1、第2電極のうち、第1基板たるプリント配線板1に設けた第1電極をエレクトレット電極としてもよい。またエレクトレット電極10には負電荷が蓄積されているが、正電荷を蓄積させるようにしてもよい。
In each of the above-described embodiments, the second electrode provided on the
1 プリント配線板(第1基板)
1a 主表面
2 導電基板(第2基板)
3 キャップ基板
7 固定枠部
8 可動構造体
9 ビーム(弾性支持部)
10 エレクトレット電極(第2電極)
11 可動電極(第2電極)
12 第1固定電極(第1電極)
13 第2固定電極(第1電極)
19 突起
1 Printed wiring board (first board)
3
10 Electret electrode (second electrode)
11 Movable electrode (second electrode)
12 First fixed electrode (first electrode)
13 Second fixed electrode (first electrode)
19 Protrusions
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