JPH102973A - 発電機および携帯用機器 - Google Patents
発電機および携帯用機器Info
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- JPH102973A JPH102973A JP9072206A JP7220697A JPH102973A JP H102973 A JPH102973 A JP H102973A JP 9072206 A JP9072206 A JP 9072206A JP 7220697 A JP7220697 A JP 7220697A JP H102973 A JPH102973 A JP H102973A
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Abstract
機器用の発電機を実現すること。 【解決手段】31aは圧電素子、31bは圧電素子に接
合された音叉型の金属板、32は素子が回転するように
取り付けられたベアリング、34はベアリングの回転方
向、35は変位を適正範囲内におさめるための度当りで
ある。外部から加わる加速度によって金属板がベアリン
グを支点に回転し度当りに衝突する。
Description
機器に関する。
たものが知られている。
ンバランスを持った重錘、52は重錘の回転力を取り出
すための歯車、53は52によって駆動される増速用歯
車、54は53によって駆動される着磁された磁石ロー
タ、55は磁力を伝えるステータ、56は発電コイルで
ある。
の回転等によって重力の方向が変わり、アンバランスに
よって重錘51が回転すると歯車53を介してロータ5
4が駆動され、ステータ55内の磁束が変化する。その
結果電磁誘導現象によってコイル56に電流が流れ、発
電する事ができる。
−80871号公報、特開昭52−82480号公報等
の構造が開示されている。
示したものが知られている。
ジング、63は61の円形バイモルフと62のハウジン
グ間に接着されている絶縁体、64は円形バイモルフの
上面に設けられた柔軟な重りである。
されている機器の姿勢変化等によって加速度が与えられ
ると、重り64の質量に比例した力が円形バイモルフ6
1に加わり、円形バイモルフ61がたわみ変形し、バイ
モルフの圧電効果によって発電することができる。
− 26088号公報、特開昭52−127091号公
報、特開昭56− 64677号公報等の構造が開示さ
れている。
電機は、変換に電磁誘導現象を使用しているためコイル
や磁石が必要である、十分な発電効率を確保するために
は増速機構が必要である、構成が複雑で小型・薄型化に
適さない、高価になる等の問題があった。
に比べ構成は非常に簡単なため、小型、薄型化に適して
いるが、出力が十分得られないという欠点があった。
れたエネルギーのうち圧電効果によって電気に変換され
る部分に比べて、圧電素子そのものの歪として蓄えられ
る部分が非常に大きいため変換効率が低い点と、外部よ
り入力される加速度の周波数が圧電型発電機の共振周波
数に比べて非常に低いため、発電機の動作が静的な変形
に近く、十分な入力が得られない点があげられる。
るもので、その目的とするところは小型・薄型化が容易
で安価かつ高効率な携帯機器用の発電機を提供する事で
ある。
素子と部材とが一体に接合されており、部材は音叉の形
状していて支柱側が回動可能に軸支されている。外部か
ら加わる加速度によって音叉が回動し度当り部に衝突す
るが、その衝突によって圧電素子が励振・自由振動して
発電を行うことを特徴とする。
図であって、11aは圧電素子、11bは圧電素子に接
合され、取り出し電極を兼ねた金属板、12はおもり、
13は発電機の固定部、14は発電機に加わる加速度ま
たは力の方向、15は圧電素子の電力取り出し面、16
は素子の変位を適正範囲内におさめるための度当たりで
ある。また11aの圧電素子の分極は厚み方向に行われ
ているものとする。
の方向の加速度が加わると、重り12によって加速度に
応じた力が加わり、圧電素子11aと金属板11bは変
形を起こす。この変形と圧電素子11aの圧電効果によ
って電荷が発生し、面15と金属板11b間に電圧が生
じる。大きな加速度の入力に対しては、度当たり16と
おもりが接触する事によって素子に過大な力が加わるの
を防ぎ、破損を防ぐことができる。また固定部13は振
動の減衰を抑えるため振動子の短辺に設けてある。
ギーに変換する際、素子を変形させなくてはならないた
め、加えられたエネルギーのほとんどが歪エネルギーに
変換されてしまい、電気エネルギーへの変換効率は数%
程度である。
子を振動させくり返し変形を起こさせれば、最終的な変
換効率は1回当たりの素子の内部減衰率と電気エネルギ
ーへの変換効率の比で決定し、非常に高いものにするこ
とができる。
する場合、加速度は間欠的に加わるので、この間に素子
を自由振動させ与えられたエネルギーを電気エネルギー
に変換すれば、前述したような効率の高い発電機を実現
できる。
周波数が固有振動数に等しいときに最大になる。加速度
の周波数成分が予め判っているときには、素子の寸法を
調整して固有振動数を適切な領域に設定する事で出力を
最大にする事ができる。
おける要部の組立図であって、21aは圧電素子、21
bは圧電素子に接合され、取り出し電極を兼ねた金属
板、22は素子に変位を強制的に与えるカム、23は発
電機の固定部、24はカムの回転方向、25は圧電素子
の電力取り出し面である。21aの圧電素子の分極は厚
み方向に行われている。またカムの駆動は、アンバラン
スを持った重錘などで行われているものとする。
を矢印24の方向に回転すると、圧電素子11aと金属
板11bに変形が起こる。この変形によって圧電素子の
電力取り出し面25と金属板21bの間に電荷が生じ
る。
a,bを解放するようにすれば、素子の自由振動を行う
事ができ、実施例1と同様に蓄えられた歪エネルギーを
電気エネルギーに効率よく変換する事ができる。
おける要部の組立図であって、31aは圧電素子、31
bは圧電素子に接合され、取り出し電極を兼ねた音叉型
金属部、32は素子が回転するように取り付けられたベ
アリング、33は発電機の取り付けられた周辺部、34
は音叉型素子全体の回転方向、35は回転を制限する度
当たり部である。
れた携帯用機器の回転等によって加速度が加わると、素
子はベアリング32を中心に矢印34の方向に動き出
す。しかしある角度まで回転すると素子は度当たり35
に衝突し、回転方向を変えられる。この時の力積によっ
て歪みが与えられ、素子はこれを初期変位とする振動を
起こす。その振動を圧電素子31bで電力に変換する事
ができる。
ので、部品点数も少なく、安価で小型・薄型な発電機を
構成できる。また圧電素子は衝撃を直接受けないように
配置するので、耐久性も高い。
度の周波数に合わせる必要が無いため、素子の形状自由
度が高い。また固有振動数を十分に高くする事で、振動
と電力との変換時間を非常に短くする事ができ、高い周
波数で入力加速度が変化する場合にも対応できる。また
金属部を音叉型にする事によってベアリング32の影響
を振動部に及ぼさずに固定を行う事ができる。
おける要部の組立図であって、41は圧電素子、42は
おもり、43は圧電素子の固定部分、44は重りの揺動
と加速度の方向を示す矢印、45は圧電素子に結合され
た板バネである。
された方向の加速度が加わると、重りの質量と加速度に
比例した力がバネ45を介して圧電素子41に伝わる。
この力と圧電素子41の圧電効果によって電力を取り出
すことができる。また圧電素子41を積層型にすること
により、発生電荷を多くする事ができる。
素子自体の固有振動数にあまり影響を受けないで発電機
全体の固有振動数を決定する事ができる。入力加速度の
周波数に容易に発電機の固有振動数を合わせる事がで
き、発電出力を上げることができる。
めに衝撃的な加速度に対しても圧電素子の破損が起きな
い。またこの様な入力も電気エネルギーに変換すること
ができる。
電素子または圧電素子に結合された部材を加速度または
変位で励振し、自由振動させて発電を行うことにより、
小型・薄型化が容易で安価かつ高効率な携帯機器用の発
電機を構成する事ができると言う効果を有する。
電極を兼ねた金属板 12 −− おもり 13 −− 発電機の固定部 14 −− 発電機全体に加わる加速度また
は力の方向 15 −− 圧電素子の電力取り出し面 16 −− 素子の変位を適正範囲内におさ
めるための度当たり 21a −− 圧電素子 21b −− 圧電素子に接合され、取り出し
電極を兼ねた金属板 22 −− 圧電素子に変位を与えるカム 23 −− 発電機の固定部 24 −− カムの回転方向 25 −− 圧電素子の電力取り出し面 31a −− 圧電素子 31b −− 圧電素子に接合された音叉型の
金属板 32 −− 素子が回転するように取り付け
られたベアリング 33 −− 発電機の固定されているフレー
ム 34 −− ベアリングの回転方向 35 −− 変位を適正範囲内におさめるた
めの度当たり 41 −− 圧電素子 42 −− おもり 43 −− 発電機の固定されているフレー
ム 44 −− 発電機全体に加わる加速度また
は力の方向 45 −− 圧電素子に結合された板バネ
Claims (2)
- 【請求項1】自由振動する圧電素子と、 前記圧電素子と接合されて一体となって自由振動する部
材とを有する発電機において、 前記部材は音叉の形状しており、 前記音叉の支柱側が回動可能に軸支されていると共に、 外部から加わる加速度によって前記音叉が回動する範囲
を規制する機構を設けたことを特徴とする発電機。 - 【請求項2】請求項1記載の発電機を備えた携帯用機
器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9072206A JP2993459B2 (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | 発電機および携帯用機器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP9072206A JP2993459B2 (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | 発電機および携帯用機器 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19369893A Division JP3170965B2 (ja) | 1993-08-04 | 1993-08-04 | 発電機および携帯用機器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2993459B2 JP2993459B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=13482544
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP9072206A Expired - Lifetime JP2993459B2 (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | 発電機および携帯用機器 |
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- 1997-03-25 JP JP9072206A patent/JP2993459B2/ja not_active Expired - Lifetime
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