JP5257454B2 - 圧電発電装置 - Google Patents
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Description
本実施形態では、圧電発電装置に加わる外部応力の大きさが所定の一方向(図1における長さ方向Y)のみにおいて変化する場合に好適に使用される圧電発電装置の例について説明する。具体的には、本実施形態の圧電発電装置は、例えば、後述する基底部11のZ1側の面がタイヤの内面に取り付けられ、タイヤの空気圧検出センサの電源などとして用いられる。
本実施形態では、長さ方向Yと幅方向Xとの両方において圧電発電装置に加わる外部応力の大きさが変化する場合に好適に使用される圧電発電装置の例について説明する。具体的には、本実施形態の圧電発電装置は、例えば、後述する基底部11のZ1側の面が靴底のかかと部分やつま先部分などに取り付けられ、リチウム電池などの主電源と共に用いられる携帯電話の予備電源などとして用いられる。
図5は、第3の実施形態に係る圧電発電装置の斜め側方から視たときの略図的斜視図である。図6は、図5に示す切り出し線VI−VIで切り出された圧電発電装置の略図的断面図である。
図7は、第4の実施形態に係る圧電発電装置の断面図である。図8は、第4の実施形態における圧電素子の斜視図である。なお、図7において実線で示す圧電振動板8は、バイアス圧縮応力が小さくなった際の状態を表しており、破線は、バイアス圧縮応力が大きい初期状態を表している。
7…弾性板
7a…弾性板の第1の主面
7b…弾性板の第2の主面
8…圧電振動子
9…被取り付け部材
10…支持体
11…基底部
11a…支持突起部
12…爪部
12a…第1の爪部
12b…第2の爪部
12c…第3の爪部
12d…第4の爪部
13、13a〜13d…係止部
14,14a〜14d…接続部
15a〜15d…突出部
16a、16b…脚部
20…圧電素子
21…圧電板
21a…圧電板の第1の主面
21b…圧電板の第2の主面
22…第1の電極
23…第2の電極
24,25…端子電極
30…板バネ
30a〜30d…板バネの端部
30e…突出部
41…第1の緩衝材
42…第2の緩衝材
Claims (12)
- 支持体と、
前記支持体の上に配置され、厚み方向に分極されている圧電板と、前記圧電板の表面に設けられた第1及び第2の電極とを有する圧電素子と、
前記圧電素子の上側において前記支持体により支持されており、外部から加わる応力の変化により、前記圧電板に引張応力が加わらない範囲で前記圧電板における圧縮応力の大きさが変化するように、前記圧電素子に対して前記圧電板の厚み方向のバイアス圧縮応力を付与するバイアス圧縮応力付与部材とを備える、圧電発電装置。 - 前記支持体は、弾性体により構成されている、請求項1に記載の圧電発電装置。
- 前記バイアス圧縮応力付与部材は、バネにより構成されている、請求項1または2に記載の圧電発電装置。
- 前記バイアス圧縮応力付与部材は板バネにより構成されており、前記板バネの面方向に沿った第1の方向における前記板バネの両端部が前記支持体により支持されている、請求項3に記載の圧電発電装置。
- 前記板バネの面方向に沿った第2の方向における前記板バネの両端部が前記支持体によりさらに支持されている、請求項4に記載の圧電発電装置。
- 前記支持体は、弾性体により構成されており、前記圧電素子を支持する支持部と、前記支持部の第2の方向に沿った両端部のそれぞれから前記圧電素子とは反対側に延びており、前記圧電発電装置が取り付けられる被取り付け部材に固定される脚部とを有している、請求項4に記載の圧電発電装置。
- 前記第2の方向は、前記第1の方向に対して垂直である、請求項5または6に記載の圧電発電装置。
- 対向する第1及び第2の主面を有し、前記第1の主面にのみ前記圧電素子が貼り付けられた弾性板を有するユニモルフ型の圧電振動子を備え、
前記支持体は、前記圧電振動子の中央部が前記支持体から隔離されるように、前記圧電振動子の周縁部の前記弾性板側を支持している、請求項1〜7のいずれか一項に記載の圧電発電装置。 - 前記バイアス圧縮応力付与部材は、前記圧電振動子の前記支持体により支持されている部分よりも中央寄りの部分に対して前記バイアス圧縮応力を付与している、請求項8に記載の圧電発電装置。
- 前記圧電板の平面形状は円形である、請求項8または9に記載の圧電発電装置。
- 前記弾性板の平面形状は円形である、請求項10に記載の圧電発電装置。
- 前記支持体と前記圧電素子との間と、前記圧電素子と前記バイアス圧縮応力付与部材との間との少なくとも一方に配置されている緩衝材をさらに備える、請求項1〜11のいずれか一項に記載の圧電発電装置。
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