振動(dòng)發(fā)電裝置以及發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明是通過(guò)將駐極體組和電極組設(shè)置在可動(dòng)部件以及固定部件上而且兩個(gè)部件由于外部振動(dòng)在相對(duì)移動(dòng)方向上發(fā)生移位來(lái)進(jìn)行發(fā)電的振動(dòng)發(fā)電裝置，駐極體組和電極組收容在殼體部中。而且，通過(guò)第一支撐部，以規(guī)定駐極體組與電極組之間的間隙的方式，把可動(dòng)部件支撐為能夠相對(duì)于殼體部?jī)?nèi)的底面相對(duì)移動(dòng)，并且通過(guò)第二支撐部，把可動(dòng)部件支撐為能夠相對(duì)于殼體部?jī)?nèi)的底面以及規(guī)定相對(duì)移動(dòng)方向的殼體部的側(cè)方內(nèi)壁面相對(duì)移動(dòng)。然后，對(duì)可動(dòng)部件向殼體部?jī)?nèi)的側(cè)方內(nèi)壁面進(jìn)行施力，在相對(duì)移動(dòng)時(shí)保持第二支撐部的該可動(dòng)部件的支撐狀態(tài)。由此，在通過(guò)使駐極體和電極以對(duì)置的狀態(tài)相對(duì)移動(dòng)來(lái)進(jìn)行發(fā)電的振動(dòng)發(fā)電裝置中，能夠盡可能地降低駐極體的排列與電極的排列的偏差。
【專利說(shuō)明】振動(dòng)發(fā)電裝置以及發(fā)電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及利用外部振動(dòng)進(jìn)行發(fā)電的振動(dòng)發(fā)電裝置或發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今的節(jié)能大潮使得不依賴化石燃料等的日常存在的環(huán)境能源受到關(guān)注。作為環(huán)境能源，基于太陽(yáng)能或風(fēng)力等的發(fā)電能源廣為公知，作為具有不劣于這些能源的能源密度的環(huán)境能源，能夠列舉出日常生活中存在的振動(dòng)能源。
[0003]因此，開(kāi)發(fā)出了利用這種振動(dòng)能源進(jìn)行發(fā)電的振動(dòng)發(fā)電裝置，在該發(fā)電裝置中廣泛利用能夠半永久地保持電荷的駐極體(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。在該技術(shù)中，通過(guò)在用于振動(dòng)發(fā)電的可動(dòng)部件與固定部件之間配置支撐用的鋼球，成為保持可動(dòng)部件與固定部件之間的間隙的結(jié)構(gòu)。此外，在橫向(與移動(dòng)方向正交的方向)上，雖然配置為在可動(dòng)部件與固定部件之間夾著支撐用鋼球，但由于可動(dòng)部件以及固定部件的尺寸精度，而存在某程度的動(dòng)作空間。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2011-135710號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本國(guó)際公開(kāi)第2009/054251號(hào)小冊(cè)子
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]發(fā)明所要解決的課題
[0009]在通過(guò)使駐極體和電極以對(duì)置的狀態(tài)相對(duì)移動(dòng)來(lái)進(jìn)行發(fā)電的情況下，當(dāng)電極的排列相對(duì)于駐極體的排列的相對(duì)角度發(fā)生偏差，即方位角變大時(shí)，由于實(shí)際的駐極體與電極的重疊面積降低，所以基于外部振動(dòng)的發(fā)電效率降低。例如，即使在固定部件以及可動(dòng)部件中適當(dāng)?shù)嘏渲民v極體或電極，但只要可動(dòng)部件的相對(duì)移動(dòng)方向相對(duì)于設(shè)置在固定部件上的電極等的排列發(fā)生偏差，其結(jié)果，在用于振動(dòng)發(fā)電的相對(duì)移動(dòng)中方位角就會(huì)變大。
[0010]因此，如現(xiàn)有技術(shù)所示，為了使得駐極體等的排列與相對(duì)移動(dòng)方向之間不產(chǎn)生偏差，可采用在可動(dòng)部件與固定部件之間的空隙處配置支撐用的鋼球的結(jié)構(gòu)、或在朝著一個(gè)方向延伸的槽上配置支撐用的鋼球的結(jié)構(gòu)。但是，在現(xiàn)有技術(shù)所示的結(jié)構(gòu)中，由于規(guī)定上述空隙的可動(dòng)部件或固定部件的尺寸精度、規(guī)定上述槽的寬度的尺寸精度等不同，難以充分地校正相對(duì)移動(dòng)中的駐極體的排列與電極的排列之間的方位角。另外，因?yàn)樾枰纬缮鲜隹障痘虿?，所以振?dòng)發(fā)電裝置的制造變得煩雜。
[0011]本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而作出的，其目的是提供如下這樣的結(jié)構(gòu)，即，在通過(guò)使駐極體和電極以對(duì)置的狀態(tài)相對(duì)移動(dòng)來(lái)進(jìn)行發(fā)電的振動(dòng)發(fā)電裝置中，盡可能地降低駐極體的排列與電極的排列之間的偏差(方位角)。
[0012]解決問(wèn)題的手段
[0013]在本發(fā)明中，為了解決上述課題，在通過(guò)使駐極體和電極以對(duì)置的狀態(tài)相對(duì)移動(dòng)來(lái)進(jìn)行發(fā)電的振動(dòng)發(fā)電裝置中，除了在上下方向支撐可動(dòng)部件和固定部件的第一支撐部之夕卜，還采用了利用沿著可動(dòng)部件與固定部件的相對(duì)移動(dòng)方向進(jìn)行延伸的殼體部的側(cè)方內(nèi)壁面來(lái)支撐可動(dòng)部件的第二支撐部，并且為了維持第二支撐部的支撐而采用了對(duì)可動(dòng)部件向側(cè)方內(nèi)壁面進(jìn)行施力的結(jié)構(gòu)。這樣，通過(guò)利用元件的殼體部的內(nèi)壁面支撐與相對(duì)移動(dòng)相關(guān)的可動(dòng)部件，可利用簡(jiǎn)便的結(jié)構(gòu)來(lái)盡可能地降低駐極體的排列與電極的排列的方位角。
[0014]因此，詳細(xì)地說(shuō)，本發(fā)明是如下的振動(dòng)發(fā)電裝置，其中，由多個(gè)駐極體構(gòu)成的駐極體組和由多個(gè)電極構(gòu)成的電極組通過(guò)外部振動(dòng)而在相對(duì)移動(dòng)方向發(fā)生移位，由此來(lái)進(jìn)行發(fā)電，該振動(dòng)發(fā)電裝置具備:殼體部，其收容所述駐極體組和所述電極組；固定部件，其設(shè)置有所述駐極體組和所述電極組中的一方，并且固定在所述殼體部側(cè)；可動(dòng)部件，其設(shè)置有所述駐極體組和所述電極組中的另一方，并且被收容于所述殼體部?jī)?nèi)，使得能夠在保持與所述固定部件對(duì)置的狀態(tài)的同時(shí)，通過(guò)外部振動(dòng)而相對(duì)移動(dòng)；第一支撐部，其以規(guī)定所述駐極體組與所述電極組之間的間隙的方式，把所述可動(dòng)部件支撐為能夠相對(duì)于所述殼體部?jī)?nèi)的底面相對(duì)移動(dòng)；第二支撐部，其把所述可動(dòng)部件支撐為能夠相對(duì)于所述殼體部?jī)?nèi)的底面以及規(guī)定所述相對(duì)移動(dòng)方向的所述殼體部的側(cè)方內(nèi)壁面相對(duì)移動(dòng)；以及支撐保持部，其對(duì)所述可動(dòng)部件向所述殼體部?jī)?nèi)的側(cè)方內(nèi)壁面施力，并在相對(duì)移動(dòng)時(shí)保持所述第二支撐部對(duì)該可動(dòng)部件的支撐狀態(tài)。
[0015]在本發(fā)明的振動(dòng)發(fā)電裝置中，駐極體組和電極組通過(guò)外部振動(dòng)在相對(duì)移動(dòng)方向上發(fā)生移位，由此進(jìn)行振動(dòng)發(fā)電。這里，將駐極體組和電極組中的任意一個(gè)配置在固定部件上，將另一個(gè)配置在可動(dòng)部件上。這兩個(gè)部件雖然收容在殼體部的內(nèi)部，但固定部件相對(duì)于殼體部被固定，另一方面，通過(guò)將可動(dòng)部件配置為相對(duì)于固定部件可相對(duì)移動(dòng)，由此能夠?qū)崿F(xiàn)上述駐極體組與電極組的用于振動(dòng)發(fā)電的相對(duì)移動(dòng)。
[0016]這里，作為決定振動(dòng)發(fā)電裝置的發(fā)電特性的主要原因，可舉出駐極體組與電極組之間的間隙距離(以下，有時(shí)也簡(jiǎn)稱為“間隙距離”)、以及固定部件與可動(dòng)部件的相對(duì)移動(dòng)中的駐極體的排列和電極的排列的角度偏差(以下，有時(shí)也簡(jiǎn)稱為“方位角(azimuth)”)。因此，在本發(fā)明的振動(dòng)發(fā)電裝置中，關(guān)于間隙距離，構(gòu)成為，通過(guò)利用第一支撐部相對(duì)于殼體部?jī)?nèi)的底面而支撐可動(dòng)部件來(lái)規(guī)定振動(dòng)發(fā)電中適合的間隙距離。此外，該底面是在殼體部?jī)?nèi)收容了固定部件以及可動(dòng)部件時(shí)這些部件的自重主要施力的殼體部?jī)?nèi)的壁面之一。因此，關(guān)于第一支撐部對(duì)可動(dòng)部件的支撐，始終處于可動(dòng)部件自重的至少一部分經(jīng)由第一支撐部施加于底面的狀態(tài)。
[0017]另外，關(guān)于方位角，相對(duì)于與上述底面不同的殼體部的其它內(nèi)壁面，S卩，與該底面一起規(guī)定可動(dòng)部件的相對(duì)移動(dòng)方向的側(cè)方內(nèi)壁面，利用第二支撐部來(lái)支撐可動(dòng)部件，并且利用支撐保持部對(duì)可動(dòng)部件向側(cè)方內(nèi)壁面進(jìn)行施力，由此能夠保持第二支撐部的支撐狀態(tài)。結(jié)果是，可動(dòng)部件相對(duì)于固定部件的相對(duì)移動(dòng)成為由殼體部?jī)?nèi)的底面和側(cè)方內(nèi)壁面規(guī)定的方向(相對(duì)移動(dòng)方向)，并且形成針對(duì)各個(gè)面經(jīng)由可動(dòng)部件施加了某種負(fù)荷(相對(duì)于底面來(lái)說(shuō)是可動(dòng)部件自重的至少一部分、相對(duì)于側(cè)方內(nèi)壁面來(lái)說(shuō)是作用力)的狀態(tài)。因此，可動(dòng)部件能夠可靠地追隨于底面以及側(cè)方內(nèi)壁面，并以這些面作為引導(dǎo)，相對(duì)于固定部件進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)，從而，能夠適當(dāng)維持間隙距離和抑制方位角的增加。
[0018]另外，殼體部?jī)?nèi)的底面以及側(cè)方內(nèi)壁面都是殼體部的內(nèi)壁面的一部分，所以在形成與可動(dòng)部件的相對(duì)移動(dòng)有關(guān)的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的過(guò)程中，不需要設(shè)置特別的結(jié)構(gòu)。因此，能夠使振動(dòng)發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)成為更簡(jiǎn)便的結(jié)構(gòu)，從而使振動(dòng)發(fā)電裝置的制造也變得容易。
[0019]此外，在本發(fā)明的振動(dòng)發(fā)電裝置中，上述殼體部可配置兩個(gè)部件，使得能夠通過(guò)固定部件與可動(dòng)部件的相對(duì)移動(dòng)進(jìn)行發(fā)電，并且在如上所述為了抑制方位角而提供作為與相對(duì)移動(dòng)相關(guān)的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)發(fā)揮作用的內(nèi)壁面中，形成在殼體部的內(nèi)部并收容駐極體組和電極組的空間并非一定要是閉合空間。例如，也可以是，在形成為外部氣體可在其內(nèi)部出入的殼體部中,在其內(nèi)部收容駐極體組和電極組以能夠進(jìn)行發(fā)電。
[0020]這里，在上述振動(dòng)發(fā)電裝置中可構(gòu)成為還具備傾斜部，該傾斜部使所述殼體部?jī)A斜，使得利用所述第二支撐部進(jìn)行所述可動(dòng)部件的支撐的所述側(cè)方內(nèi)壁面以所述振動(dòng)發(fā)電裝置的設(shè)置面為基準(zhǔn)配置在下方。而且，可以構(gòu)成為，通過(guò)所述傾斜部使所述殼體部?jī)A斜，所述支撐保持部利用所述可動(dòng)部件的自重對(duì)該可動(dòng)部件向所述側(cè)方內(nèi)壁面施力。
[0021]這樣，振動(dòng)發(fā)電裝置通過(guò)具備傾斜部，使殼體部進(jìn)行傾斜，使得側(cè)方內(nèi)壁面到達(dá)下方，使可動(dòng)部件的自重不僅分配給第一支撐部側(cè)，還分配給第二支撐部側(cè)。結(jié)果是，能夠高效地利用可動(dòng)部件的自重，從而能夠使可動(dòng)部件可靠地追隨于底面以及側(cè)方內(nèi)壁面，在抑制方位角的同時(shí)相對(duì)于固定部件進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)。此外，關(guān)于傾斜部進(jìn)行的殼體部的傾斜，只要是通過(guò)可動(dòng)部件的自重而作用于殼體部?jī)?nèi)的底面以及側(cè)方內(nèi)壁面的力是成為適合于可動(dòng)部件的相對(duì)移動(dòng)的負(fù)荷的范圍，則其傾斜角度沒(méi)有特別限定。
[0022]另外，關(guān)于支撐保持部對(duì)接觸狀態(tài)的保持還可以采用其它方式。例如，當(dāng)上述振動(dòng)發(fā)電裝置還具備設(shè)置在所述可動(dòng)部件與所述殼體部之間的多個(gè)彈性部件時(shí)，所述支撐保持部可構(gòu)成為，利用由所述多個(gè)彈性部件對(duì)所述可動(dòng)部件產(chǎn)生的彈力的合力，對(duì)該可動(dòng)部件向所述側(cè)方內(nèi)壁面施力。即，為了保持第二支撐部對(duì)可動(dòng)部件的支撐狀態(tài)，而利用多個(gè)彈性部件。在此情況下，特別優(yōu)選的是，在可動(dòng)部件進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)期間，多個(gè)彈性部件的施力始終成為對(duì)可動(dòng)部件向側(cè)方內(nèi)壁面進(jìn)行按壓的力。
[0023]另外，當(dāng)如上所述地利用多個(gè)彈性部件對(duì)可動(dòng)部件作用施力時(shí)，優(yōu)選所述多個(gè)彈性部件經(jīng)由一處的連接部與所述可動(dòng)部件連接。假設(shè)當(dāng)多個(gè)彈性部件經(jīng)由多處的連接部與可動(dòng)部件進(jìn)行連接時(shí)，根據(jù)該連接部的位置或各彈性部件的彈力大小等，較容易地對(duì)可動(dòng)部件作用如下力:與用于發(fā)電的相對(duì)移動(dòng)不同的相對(duì)移動(dòng)的、產(chǎn)生可動(dòng)部件的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)力(力矩)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)力作用于可動(dòng)部件時(shí)，會(huì)阻礙用于振動(dòng)發(fā)電的相對(duì)移動(dòng)，所以無(wú)法避免發(fā)電效率的降低。因此，通過(guò)如上所述地設(shè)多個(gè)彈性部件的連接部為一處，能夠避免可動(dòng)部件旋轉(zhuǎn)所導(dǎo)致的發(fā)電效率的降低。
[0024]另外，關(guān)于支撐保持部進(jìn)行的接觸狀態(tài)的保持，還可以采用其它方式。例如，可構(gòu)成為，上述支撐保持部通過(guò)在所述可動(dòng)部件與所述側(cè)方內(nèi)壁面之間以使兩者接近的方式作用的預(yù)定的物理力，對(duì)該可動(dòng)部件向該側(cè)方內(nèi)壁面施力。所謂預(yù)定的物理力可例示為磁力、靜電引力、物理壓力、離心力等，只要不阻礙可動(dòng)部件的相對(duì)移動(dòng)，就可以采用各種物理力。
[0025]這里，在上述的振動(dòng)發(fā)電裝置中，可根據(jù)規(guī)定所述相對(duì)移動(dòng)方向的所述側(cè)方內(nèi)壁面的形狀來(lái)決定該駐極體組中的該多個(gè)駐極體的排列和該電極組中的該多個(gè)電極的排列，以使與所述振動(dòng)發(fā)電關(guān)聯(lián)的所述駐極體組所包含的多個(gè)駐極體和所述電極組所包含的多個(gè)電極的重疊面積最大。在多個(gè)駐極體與多個(gè)電極的重疊面積最大時(shí)，最優(yōu)選在多個(gè)駐極體的排列與多個(gè)電極的排列一致并且方位角為零時(shí)，振動(dòng)發(fā)電裝置的發(fā)電效率最大。因此，可通過(guò)根據(jù)規(guī)定相對(duì)移動(dòng)方向的側(cè)方內(nèi)壁面的形狀決定多個(gè)駐極體的排列和電極的排列，來(lái)盡可能地實(shí)現(xiàn)良好的發(fā)電效率。尤其是，在本發(fā)明的振動(dòng)發(fā)電裝置中，因?yàn)榭蓜?dòng)部件可靠地追隨于殼體部?jī)?nèi)的底面和側(cè)方內(nèi)壁面而進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)，所以通過(guò)如上所述地決定駐極體的排列和電極的排列，可期待發(fā)電效率的進(jìn)一步提聞。
[0026]另外，在上述的振動(dòng)發(fā)電裝置中，所述可動(dòng)部件可構(gòu)成為，在與移動(dòng)方向內(nèi)壁面對(duì)置的該可動(dòng)部件的寬度上的中央部位具有接觸部，該接觸部在該可動(dòng)部件沿著所述相對(duì)移動(dòng)方向進(jìn)行移位時(shí)，與該移動(dòng)方向內(nèi)壁面接觸，其中該移動(dòng)方向內(nèi)壁面是所述殼體部的內(nèi)壁面，位于該可動(dòng)部件的該相對(duì)移動(dòng)方向上。這樣，將接觸部配置于可動(dòng)部件的寬度的中央部位，假設(shè)外部振動(dòng)的結(jié)果、即可動(dòng)部件移位到最大振幅并與移動(dòng)方向內(nèi)壁面接觸時(shí)產(chǎn)生可動(dòng)部件的旋轉(zhuǎn)力，對(duì)于該旋轉(zhuǎn)力，能夠使可動(dòng)部件的旋轉(zhuǎn)中心與旋轉(zhuǎn)力的作用點(diǎn)即接觸部與移動(dòng)方向內(nèi)壁面的接觸位置的距離變短，從而，能夠盡可能地減小作用于可動(dòng)部件的旋轉(zhuǎn)力。結(jié)果是，能夠抑制由于旋轉(zhuǎn)力而導(dǎo)致的發(fā)電效率的降低。
[0027]另外，在上述的振動(dòng)發(fā)電裝置中，可構(gòu)成為所述第一支撐部利用夾持在所述殼體部?jī)?nèi)的底面與所述可動(dòng)部件之間配置的第一旋轉(zhuǎn)部件，旋轉(zhuǎn)支撐該可動(dòng)部件，所述第二支撐部利用夾持在所述側(cè)方內(nèi)壁面與所述可動(dòng)部件之間配置的第二旋轉(zhuǎn)部件，旋轉(zhuǎn)支撐該可動(dòng)部件。這樣通過(guò)用獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)部件構(gòu)成第一支撐部中的旋轉(zhuǎn)支撐和第二支撐部中的旋轉(zhuǎn)支撐，能夠盡可能地抑制各旋轉(zhuǎn)部件中的滑動(dòng)。此外，作為旋轉(zhuǎn)部件可利用鋼球或圓柱狀的部件等。
[0028]另外，關(guān)于各支撐部中的旋轉(zhuǎn)支撐，假設(shè)為通過(guò)利用鋼球難以產(chǎn)生差動(dòng)滑動(dòng)的結(jié)構(gòu)，從而在可動(dòng)部件與固定部件之間的相對(duì)移動(dòng)中能夠在理論上排除滑動(dòng)摩擦。例如，通過(guò)以下這樣地構(gòu)成第二支撐部的支撐，可期待排除滑動(dòng)摩擦。
[0029](I)在上述的振動(dòng)發(fā)電裝置中，當(dāng)所述第二旋轉(zhuǎn)部件是具有球形狀的鋼球時(shí)，在保持著所述支撐保持部的支撐狀態(tài)的狀態(tài)下，所述鋼球經(jīng)由從與該鋼球的落下方向?qū)χ玫姆较蛑卧撲撉虻牡谝唤佑|點(diǎn)和相對(duì)于該鋼球位于所述第一方向的相反側(cè)的第二接觸點(diǎn)與所述可動(dòng)部件接觸，并且經(jīng)由第三接觸點(diǎn)與所述側(cè)方內(nèi)壁面接觸，另外，也可以是，連接所述第一接觸點(diǎn)、所述第二接觸點(diǎn)、所述第三接觸點(diǎn)而形成的假想三角形成為以該第三接觸點(diǎn)為頂點(diǎn)的等腰三角形。
[0030](2)在上述的振動(dòng)發(fā)電裝置中，當(dāng)所述第二旋轉(zhuǎn)部件是具有球形狀的鋼球時(shí)，在保持著所述支撐保持部的支撐狀態(tài)的狀態(tài)下，所述鋼球經(jīng)由從與該鋼球的落下方向?qū)χ玫姆较蛑卧撲撉虻牡谝唤佑|點(diǎn)與所述可動(dòng)部件接觸，并且經(jīng)由第二接觸點(diǎn)與所述側(cè)方內(nèi)壁面接觸，連接所述第一接觸點(diǎn)、所述第二接觸點(diǎn)的假想直線通過(guò)該鋼球的中心。
[0031]另外，還能夠通過(guò)來(lái)自外部的力進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電裝置的觀點(diǎn)來(lái)捕捉本發(fā)明。此情況下的本發(fā)明的發(fā)電裝置通過(guò)由多個(gè)駐極體構(gòu)成的駐極體組和由多個(gè)電極構(gòu)成的電極組之間的相對(duì)移動(dòng)進(jìn)行發(fā)電，在該發(fā)電裝置中具備:殼體部，其收容所述駐極體組和所述電極組；固定部件，其設(shè)置有所述駐極體組和所述電極組中的一方，并且固定在所述殼體部側(cè)；可動(dòng)部件，其設(shè)置有所述駐極體組和所述電極組中的另一方，并且被收容于所述殼體部?jī)?nèi)，使得能夠在保持與所述固定部件對(duì)置的狀態(tài)的同時(shí)，通過(guò)來(lái)自外部的力而相對(duì)移動(dòng)；第一支撐部，其其以規(guī)定所述駐極體組與所述電極組之間的間隙的方式，把所述可動(dòng)部件支撐為能夠相對(duì)于所述殼體部?jī)?nèi)的底面相對(duì)移動(dòng)；第二支撐部，其把所述可動(dòng)部件支撐為能夠相對(duì)于所述殼體部?jī)?nèi)的底面以及規(guī)定所述相對(duì)移動(dòng)方向的所述殼體部的側(cè)方內(nèi)壁面相對(duì)移動(dòng)；以及支撐保持部，其對(duì)所述可動(dòng)部件向所述殼體部?jī)?nèi)的側(cè)方內(nèi)壁面施力，并在相對(duì)移動(dòng)時(shí)保持所述第二支撐部對(duì)該可動(dòng)部件的支撐狀態(tài)。即使在上述發(fā)電裝置中，也能夠應(yīng)用與上述本發(fā)明的振動(dòng)發(fā)電裝置相關(guān)的技術(shù)思想。因此，在該發(fā)電裝置中，當(dāng)為了發(fā)電而利用來(lái)自外部的力使可動(dòng)部件相對(duì)于固定部件進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)兩者的間隙距離的適當(dāng)維持和方位角增加的抑制。此外，作為該發(fā)電裝置中的可動(dòng)部件的相對(duì)移動(dòng)的方式，可例示除了如上所述的基于外部振動(dòng)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)之外，還有可動(dòng)部件相對(duì)于固定部件單方向地進(jìn)行移動(dòng)的方式、或可動(dòng)部件相對(duì)于固定部件能夠持續(xù)地進(jìn)行移動(dòng)的方式(例如，環(huán)狀地形成固定部件并且可動(dòng)部件在該環(huán)狀內(nèi)表面或外面進(jìn)行移動(dòng)的方式)。
[0032]另外，還可以從振動(dòng)發(fā)電裝置的組裝方法的觀點(diǎn)來(lái)捕捉本發(fā)明。在此情況下，本發(fā)明是由多個(gè)駐極體構(gòu)成的駐極體組和由多個(gè)電極構(gòu)成的電極組通過(guò)外部振動(dòng)而在相對(duì)移動(dòng)方向發(fā)生移位，由此來(lái)進(jìn)行發(fā)電的振動(dòng)發(fā)電裝置的組裝方法，其具有以下步驟:從收容所述駐極體組和所述電極組的殼體部的外部以該駐極體組或該電極組朝向該殼體部的內(nèi)部的狀態(tài)向該殼體部?jī)?nèi)插入設(shè)置有該駐極體組和該電極組中的一方的固定部件；在將所述固定部件定位于所述殼體部側(cè)的突起部的狀態(tài)下，將該固定部件固定于該殼體部上，該殼體部側(cè)的突起部定位于沿著所述插入的方向相對(duì)于所述殼體部?jī)?nèi)的底面具有預(yù)定高度的位置；在所述殼體部的內(nèi)部的底面上配置第一支撐部，該第一支撐部支撐設(shè)置有所述駐極體組和所述電極組中的一方的可動(dòng)部件，并規(guī)定該駐極體組與該電極組之間的間隙；在所述第一支撐部件上配置所述可動(dòng)部件，使得設(shè)置在所述可動(dòng)部件的所述駐極體組或所述電極組朝向所述固定部件側(cè)；以及配置第二支撐部，該第二支撐部把該可動(dòng)部件支撐為能夠在所述殼體部?jī)?nèi)的底面以及規(guī)定所述相對(duì)移動(dòng)方向的所述殼體部的側(cè)方內(nèi)壁面與所述可動(dòng)部件之間相對(duì)移動(dòng)，使該可動(dòng)部件在由該第二支撐部進(jìn)行支撐的狀態(tài)下對(duì)該殼體部?jī)?nèi)的側(cè)方內(nèi)壁面進(jìn)行施力。
[0033]發(fā)明效果
[0034]在通過(guò)使駐極體和電極以對(duì)置的狀態(tài)相對(duì)移動(dòng)來(lái)進(jìn)行發(fā)電的振動(dòng)發(fā)電裝置中，能夠盡可能地降低駐極體的排列與電極的排列之間的偏差(方位角)。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1是示出本發(fā)明實(shí)施例的振動(dòng)發(fā)電裝置的駐極體組以及電極組的概略結(jié)構(gòu)的圖。
[0036]圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例的振動(dòng)發(fā)電裝置的俯視圖。
[0037]圖3A是圖2所示的振動(dòng)發(fā)電裝置的第一剖視圖。
[0038]圖3B是圖2所示的振動(dòng)發(fā)電裝置的第二剖視圖。
[0039]圖4是示出圖2所示的振動(dòng)發(fā)電裝置的設(shè)置狀態(tài)的圖。
[0040]圖5A是示出圖2所示的振動(dòng)發(fā)電裝置的組裝過(guò)程的第一圖。
[0041]圖5B是示出圖2所示的振動(dòng)發(fā)電裝置的組裝過(guò)程的第二圖。
[0042]圖5C是示出圖2所示的振動(dòng)發(fā)電裝置的組裝過(guò)程的第三圖。
[0043]圖是示出圖2所示的振動(dòng)發(fā)電裝置的組裝過(guò)程的第四圖。
[0044]圖5E是示出圖2所示的振動(dòng)發(fā)電裝置的組裝過(guò)程的第五圖。
[0045]圖5F是示出圖2所示的振動(dòng)發(fā)電裝置的組裝過(guò)程的第六圖。
[0046]圖6是本發(fā)明第二實(shí)施例的振動(dòng)發(fā)電裝置的俯視圖。
[0047]圖7是本發(fā)明第三實(shí)施例的振動(dòng)發(fā)電裝置的俯視圖。
[0048]圖8是本發(fā)明第四實(shí)施例的振動(dòng)發(fā)電裝置的俯視圖。
[0049]圖9A是示出本發(fā)明的振動(dòng)發(fā)電裝置中的可動(dòng)部件與側(cè)方內(nèi)壁面之間的支撐構(gòu)造的第一圖。
[0050]圖9B是示出本發(fā)明的振動(dòng)發(fā)電裝置中的可動(dòng)部件與側(cè)方內(nèi)壁面之間的支撐構(gòu)造的第二圖。
[0051]圖9C是示出本發(fā)明的振動(dòng)發(fā)電裝置中的可動(dòng)部件與側(cè)方內(nèi)壁面之間的支撐構(gòu)造的第三圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052]以下，參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式的振動(dòng)發(fā)電裝置。此外，以下實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)僅為例示，本發(fā)明不限于該實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)。
[0053]圖1示出本發(fā)明的振動(dòng)發(fā)電裝置10的概略結(jié)構(gòu)，尤其示出進(jìn)行基于外部振動(dòng)的發(fā)電的可動(dòng)部件I和固定部件5上分別設(shè)置的駐極體組Ia以及電極組5a的結(jié)構(gòu)。此外，在圖1中，作為駐極體以及電極排列的方向，設(shè)可動(dòng)部件I相對(duì)于固定部件5的相對(duì)移動(dòng)方向?yàn)閄方向，設(shè)可動(dòng)部件I與固定部件對(duì)置的方向?yàn)閆方向，設(shè)與X方向以及Z方向正交的方向?yàn)閅方向。并且，圖1是在ZX平面切割振動(dòng)發(fā)電裝置10時(shí)的剖視圖。
[0054]在振動(dòng)發(fā)電裝置10中，在后述圖2等所示的殼體11的內(nèi)部收納有可動(dòng)部件I以及固定部件5。可動(dòng)部件I和固定部件5構(gòu)成為在保持彼此對(duì)置的狀態(tài)下能相對(duì)移動(dòng)，關(guān)于可進(jìn)行該相對(duì)移動(dòng)的可動(dòng)部件I的支撐構(gòu)造將在后面敘述。另外，固定部件5固定在殼體11上。與此相對(duì)，可動(dòng)部件I的兩端分別通過(guò)彈簧14與殼體11連接(參照?qǐng)D2等)，因此可動(dòng)部件I自身構(gòu)成為通過(guò)外部振動(dòng)與固定在殼體11上的固定部件5相對(duì)地進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)(振動(dòng))。
[0055]此外，可動(dòng)部件I和固定部件5構(gòu)成為，在保持相互對(duì)置且相互平行的狀態(tài)下即保持對(duì)置的面的間隔固定的狀態(tài)下，能夠相對(duì)移動(dòng)。由此，通過(guò)可動(dòng)部件I側(cè)的駐極體2的作用，能夠在固定部件5側(cè)的一對(duì)電極6、7中生成電信號(hào)。因?yàn)樵撾娦盘?hào)的生成理論是現(xiàn)有技術(shù)，所以在本說(shuō)明書(shū)中省略其詳細(xì)的說(shuō)明。另外，關(guān)于保持可動(dòng)部件I與固定部件5之間的間隔的結(jié)構(gòu)，即，用于維持兩者間平滑的相對(duì)移動(dòng)的結(jié)構(gòu)，將在后面敘述。
[0056]這里，說(shuō)明可動(dòng)部件I側(cè)的構(gòu)造?？蓜?dòng)部件I在可動(dòng)基板Ib上形成有駐極體組la。該駐極體組Ia包含:多個(gè)駐極體2，它們?cè)O(shè)置在可動(dòng)部件I中的與固定部件5對(duì)置的一面?zhèn)?，并分別形成在導(dǎo)電體上；以及多個(gè)保護(hù)電極4，它們均不接地。而且，沿著可動(dòng)部件I相對(duì)于固定部件5進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)方向(X方向)，駐極體2和保護(hù)電極4以交替排列的方式配置。雖然該多個(gè)駐極體2和多個(gè)保護(hù)電極4分別形成為梳狀，各個(gè)駐極體2和各個(gè)保護(hù)電極4嵌套狀地配置，但如上所述，由于圖1是ZX剖視圖，因此圖示為駐極體2和保護(hù)電極4交替地配置。在本實(shí)施方式中，駐極體2構(gòu)成為半永久地保持負(fù)電荷。
[0057]此外，關(guān)于保護(hù)電極4，在本實(shí)施方式中如上所述地采用不接地的結(jié)構(gòu)，但取而代之也而已采用接地的結(jié)構(gòu)。
[0058]接著,說(shuō)明固定部件5側(cè)的構(gòu)造。固定部件5在固定基板5b上形成有電極組5a。該電極組5a設(shè)置在固定部件5中的與可動(dòng)部件I的對(duì)置的一面?zhèn)?，包含將一?duì)電極(第一電極6和第二電極7)作為一組的多個(gè)小電極組。
[0059]在這樣構(gòu)成的振動(dòng)發(fā)電裝置10中，由于外部振動(dòng)而引起具有多個(gè)駐極體2的可動(dòng)部件I相對(duì)于固定部件5的相對(duì)位置變動(dòng)，由此在電極6、7之間產(chǎn)生與該相對(duì)位置變動(dòng)(振動(dòng))對(duì)應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)，并進(jìn)行發(fā)電。然后，產(chǎn)生的電力由整流器20整流而作為振動(dòng)發(fā)電裝置10的輸出。
[0060]實(shí)施例1
[0061]圖2、圖3A、圖3B示出第一實(shí)施例的振動(dòng)發(fā)電裝置10的概略結(jié)構(gòu)。圖2是振動(dòng)發(fā)電裝置10的俯視圖(XY平面中的俯視圖)，圖3A是圖2中的A-A剖視圖(ZY平面中的剖視圖)，圖3B是圖2中的B-B剖視圖(ZX平面中的剖視圖)。其中，圖2表示拆去殼體11的上表面Ilc使其內(nèi)部從上方可視化的狀態(tài)。由這些圖可知，包含電極組5a以及固定基板5b的固定部件5和包含駐極體組Ia以及可動(dòng)基板Ib的可動(dòng)部件I都收容在振動(dòng)發(fā)電裝置10的殼體11內(nèi)。該殼體11具有大致長(zhǎng)方體的形狀，并具備上表面He、底面lib、沿著可動(dòng)部件I的相對(duì)移動(dòng)方向即X方向延伸的一組側(cè)面Ila和與該相對(duì)移動(dòng)方向正交的側(cè)面即沿著Y方向延伸的一組側(cè)面lid。
[0062]然后，如圖3A所示，以電極組5a朝向上方(殼體11的內(nèi)側(cè))的方式，將固定部件5固定在殼體11的底面lib。另一方面,相對(duì)于這樣固定于殼體11的固定部件5,可動(dòng)部件I按照能夠經(jīng)由支撐用鋼球12相對(duì)于該固定部件5相對(duì)移動(dòng)的方式被支撐，該支撐相當(dāng)于本發(fā)明的第一支撐部進(jìn)行的可動(dòng)部件I的支撐。具體地說(shuō)，如圖3A、圖3B所示，在可動(dòng)部件I的駐極體組Ia側(cè)與底面Ilb的內(nèi)壁面之間配置有能夠支撐可動(dòng)部件I的相應(yīng)個(gè)數(shù)的支撐用鋼球12。即，構(gòu)成為在底面Ilb的內(nèi)壁面上配置的多個(gè)支撐用鋼球12上進(jìn)一步配置有可動(dòng)部件I的結(jié)構(gòu)。在這樣利用支撐用鋼球12支撐可動(dòng)部件的狀態(tài)下，將可動(dòng)部件I側(cè)的駐極體組Ia與固定部件5的電極組5a之間的間隔距離規(guī)定為適合于發(fā)電的預(yù)定距離。
[0063]另外，關(guān)于可動(dòng)部件I,采用在相對(duì)于固定部件5的相對(duì)移動(dòng)中用于降低在固定部件5側(cè)設(shè)置的電極6、7的排列與在可動(dòng)部件I側(cè)設(shè)置的駐極體2的排列之間的方位角的進(jìn)一步支撐構(gòu)造。具體地說(shuō)，在可動(dòng)部件I與側(cè)面Ila的內(nèi)壁面之間進(jìn)一步配置支撐用鋼球
13。此外，利用可動(dòng)部件I側(cè)的結(jié)構(gòu)來(lái)支撐該支撐用鋼球13，使其不向下方落下，后面敘述其詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。在與側(cè)面Ila的內(nèi)壁面對(duì)置的可動(dòng)基板Ib的側(cè)面兩端設(shè)置有端部側(cè)突起ld，在該可動(dòng)基板Ib的側(cè)面的中央部分設(shè)置有中央突起lc，在端部側(cè)突起Id與中央突起Ic之間形成有可配置支撐用鋼球13的支撐用槽le。因此如圖2所示，在可動(dòng)部件I的左右分別形成有各兩個(gè)支撐用槽le，在各個(gè)支撐用槽上配置支撐用鋼球13。這樣在可動(dòng)部件I側(cè)與殼體11的內(nèi)壁面之間配置有支撐用鋼球13，由此能夠使可動(dòng)部件I相對(duì)于固定部件5沿著相對(duì)移動(dòng)方向平滑地進(jìn)行移動(dòng)。并且，該支撐相當(dāng)于本發(fā)明的第二支撐部進(jìn)行的可動(dòng)部件I的支撐。
[0064]而且，經(jīng)由在可動(dòng)部件I的XY平面中的大致中央部分設(shè)置的連接部15，在可動(dòng)部件I與殼體11的兩個(gè)側(cè)面Ild之間分別配置彈簧14。在圖2所示的狀態(tài)中，將彈簧14配置為與側(cè)面Ild的大致中央部分連接，各彈簧14的彈力作用于相對(duì)移動(dòng)方向(X方向)。利用彈簧14的彈力，受到外部振動(dòng)的可動(dòng)部件I在殼體11內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)有效的發(fā)電。
[0065]這樣，在本實(shí)施例的振動(dòng)發(fā)電裝置10中，關(guān)于可動(dòng)部件1，支撐用鋼球12對(duì)底面Ilb的支撐和支撐用鋼球13對(duì)側(cè)面Ila的支撐可獨(dú)立地進(jìn)行。因?yàn)榇嬖谶@兩個(gè)支撐，所以根據(jù)幾何學(xué)的條件可唯一地決定相對(duì)移動(dòng)方向，能夠穩(wěn)定地進(jìn)行可動(dòng)部件I相對(duì)于固定部件5的相對(duì)移動(dòng)。
[0066]這里，關(guān)于支撐用鋼球12對(duì)底面Ilb的支撐，因?yàn)榭蓜?dòng)部件I的自重的至少一部分施加到支撐用鋼球12上，所以在進(jìn)行上述相對(duì)移動(dòng)的期間較高地維持支撐用鋼球12相對(duì)于底面Ilb的內(nèi)壁面的追隨性。另一方面，關(guān)于支撐用鋼球13對(duì)側(cè)面Ila的支撐，當(dāng)如圖2等所示振動(dòng)發(fā)電裝置10水平地配置在XY平面上時(shí)，理論上將支撐用鋼球13按壓到側(cè)面Ila的內(nèi)壁面的力不作用，所以在進(jìn)行上述相對(duì)移動(dòng)的期間未必需要較高地維持支撐用鋼球13相對(duì)于該內(nèi)壁面的追隨性。并且，當(dāng)該追隨性降低時(shí)，產(chǎn)生可動(dòng)部件I的相對(duì)移動(dòng)的抖動(dòng)，所以有可能使相對(duì)移動(dòng)中的電極6、7的排列與駐極體2之間的方位角增大。
[0067]因此，在本發(fā)明的振動(dòng)發(fā)電裝置10中，關(guān)于支撐用鋼球13對(duì)側(cè)面Ila的支撐，為了使支撐用鋼球13按壓側(cè)面I Ia的內(nèi)壁面的力作用，采用了圖4所示的結(jié)構(gòu)。圖4是在ZY平面上示出振動(dòng)發(fā)電裝置10的配置的圖。可動(dòng)部件I相對(duì)于紙面在垂直方向(X方向)上相對(duì)移動(dòng)。在圖4所示的結(jié)構(gòu)中，振動(dòng)發(fā)電裝置10整體維持為在ZY平面上傾斜的狀態(tài)。具體地說(shuō)，振動(dòng)發(fā)電裝置10在具有相對(duì)于Y方向以傾斜角Θ傾斜的斜面的傾斜裝置16的該斜面上，經(jīng)由固定裝置17被固定。
[0068]結(jié)果，在振動(dòng)發(fā)電裝置10進(jìn)行發(fā)電時(shí)，如圖4所示在ZY平面上維持傾斜狀態(tài)。在此情況下，可動(dòng)部件I的自重Fg被分為與底面Ilb的內(nèi)壁面垂直的分力Fgl和與側(cè)面Ila的內(nèi)壁面垂直的分力Fg2，經(jīng)由各個(gè)支撐用鋼球12、13對(duì)各自的內(nèi)壁面進(jìn)行作用。因此，在進(jìn)行可動(dòng)部件I的相對(duì)移動(dòng)的期間，既能夠較高地維持支撐用鋼球12相對(duì)于底面Ilb的內(nèi)壁面的追隨性，又能夠較高地維持支撐用鋼球13相對(duì)于側(cè)面Ila的內(nèi)壁面的追隨性。因此，可動(dòng)部件I經(jīng)由支撐用鋼球13對(duì)側(cè)面Ila的內(nèi)壁面進(jìn)行施力的振動(dòng)發(fā)電裝置10在傾斜狀態(tài)下的設(shè)置相當(dāng)于本發(fā)明的支撐保持部。結(jié)果是，根據(jù)底面Ilb的內(nèi)壁面和側(cè)面11的內(nèi)壁面Ila唯一地規(guī)定可動(dòng)部件I的相對(duì)移動(dòng)方向，因此能夠抑制可動(dòng)部件I在相對(duì)移動(dòng)中的上述方位角的增加，從而能夠避免振動(dòng)發(fā)電裝置10的振動(dòng)效率的降低。
[0069]<關(guān)于振動(dòng)發(fā)電裝置10的組裝>
[0070]這里，根據(jù)圖5A?圖5F來(lái)說(shuō)明振動(dòng)發(fā)電裝置10的組裝方法。此外，本發(fā)明的振動(dòng)發(fā)電裝置10的組裝不限于以下所示的組裝方法，但下述組裝方法作為容易形成抑制可動(dòng)部件I在相對(duì)移動(dòng)時(shí)的方位角的結(jié)構(gòu)的方法極其有用。此外，在圖5A?圖5F的各圖中，上段是俯視圖(XY俯視圖)，下段是剖視圖(ZY剖視圖)。
[0071](工序I)
[0072]如圖5A所示，通過(guò)在固定基板5b上配置電極組5a來(lái)形成固定部件5?？衫谜辰Y(jié)劑的粘接或鉚接及緊固螺釘?shù)鹊奈锢砉潭ǚ椒▉?lái)將電極組5a固定于固定基板5b。另外，為了使電極組5a相對(duì)于固定基板5b準(zhǔn)確地進(jìn)行定位，可以在固定基板5b側(cè)設(shè)置定位用的突起等，使電極組5a與該突起等接觸后固定在固定基板5b上。另外，也可利用用于固定電極組5a的夾具。
[0073](工序2)
[0074]接著，如圖5B所示，從殼體11的底面Ilb側(cè)插入在工序I中作成的固定部件5，使得電極組5a朝向殼體11的內(nèi)部。此時(shí)，在殼體11的四角上設(shè)置有高度定位用的突起部lie。精確規(guī)定了該突起部Ile的下表面110相對(duì)于殼體11的底面Ilb的內(nèi)壁面111的高度尺寸。而且，在殼體11上設(shè)置有圖5B中的橫向(Y方向)的用于確定固定部件5相對(duì)于殼體11的位置的定位突起部Hf。因此，通過(guò)定位突起部Ilf進(jìn)行了橫向定位并且從底面Ilb側(cè)被插入殼體11內(nèi)的固定部件5在抵著突起部lie的下表面110的狀態(tài)下，相對(duì)于底面11被固定。關(guān)于該固定部件5的固定，可利用粘結(jié)劑的粘接或鉚接及緊固螺釘?shù)鹊奈锢砉潭ǚ椒ā?br>
[0075](工序3)
[0076]接著，如圖5C所示，通過(guò)在可動(dòng)基板Ib上配置駐極體組Ia來(lái)形成可動(dòng)部件I?？衫谜辰Y(jié)劑的粘接或鉚接及緊固螺釘?shù)鹊奈锢砉潭ǚ椒▽Ⅰv極體組Ia固定于可動(dòng)基板lb。另外，為了使駐極體組Ia相對(duì)于可動(dòng)基板Ib準(zhǔn)確地進(jìn)行定位，可在可動(dòng)基板Ib側(cè)設(shè)置定位用的突起等，使駐極體組Ia與該突起等接觸后固定于可動(dòng)基板Ib上。另外，也可利用用于固定駐極體組Ia的夾具。另外，如上所述地為了在可動(dòng)基板Ib與側(cè)面Ila的內(nèi)壁面之間配置支撐用鋼球13，通過(guò)將駐極體組Ia固定于可動(dòng)基板Ib來(lái)形成支撐用槽le。
[0077](工序4)
[0078]接著，如圖所示，在通過(guò)工序2固定有固定部件5的殼體11中，在底面Ilb的內(nèi)壁面111上配置支撐用鋼球12。通過(guò)固定部件5的固定將該內(nèi)壁面111定位于固定部件5的側(cè)面與殼體11的側(cè)面Ila之間。此外，圖示出為了穩(wěn)定地支撐可動(dòng)部件I而配置了 4個(gè)支撐用鋼球12的狀態(tài)。
[0079](工序5)
[0080]接著，如圖5E所示，在工序4中配置的4個(gè)支撐用鋼球12上，載置了在工序3中作成的可動(dòng)部件I。由此，可動(dòng)部件I上的駐極體組Ib的表面以底面Ilb的內(nèi)壁面111為基準(zhǔn)而位于上方為支撐用鋼球12的直徑的量。另一方面，關(guān)于固定部件5上的電極組5a的表面，通過(guò)使該表面抵著以內(nèi)壁面111為基準(zhǔn)規(guī)定了高度的突起部Ile的下表面110，來(lái)決定其高度。因此，駐極體組Ib的表面的高度和固定部件5上的電極組5a的表面的高度都以內(nèi)壁面111為基準(zhǔn)，因此在工序5中僅通過(guò)在支撐用鋼球12上載置可動(dòng)部件1，就能夠準(zhǔn)確地規(guī)定可動(dòng)部件I與固定部件5的間隔距離。
[0081](工序6)
[0082]最后，如圖5F所示，在工序5中配置于支撐用鋼球12上的可動(dòng)部件I的支撐用槽Ie中放置支撐用鋼球13，并且經(jīng)由在可動(dòng)部件I的中央部分設(shè)置的連接部15，連接可動(dòng)部件I和殼體11的側(cè)面I ld，并利用上表面Ilc作為蓋，由此在殼體11內(nèi)收容可動(dòng)部件I等。
[0083]在圖4所示的傾斜裝置16上設(shè)置這樣組裝的振動(dòng)發(fā)電裝置10，使得側(cè)面Ila到達(dá)下方，由此能夠良好地維持支撐用鋼球13的支撐狀態(tài)。另外，在上述組裝方法中，因?yàn)槭抢脷んw11的內(nèi)壁面(底面Ilb的內(nèi)壁面和側(cè)面Ila的內(nèi)壁面)來(lái)配置支撐用鋼球12、13的結(jié)構(gòu)，所以能比較容易地進(jìn)行組裝。
[0084]實(shí)施例2
[0085]在支撐用鋼球13對(duì)側(cè)面Ila的支撐中，關(guān)于使支撐用鋼球13按壓側(cè)面Ila的內(nèi)壁面的力進(jìn)行作用的結(jié)構(gòu)，在圖6中示出第二實(shí)施例。在本實(shí)施例中，關(guān)于經(jīng)由連接部15對(duì)可動(dòng)部件I進(jìn)行連接的兩個(gè)彈簧14，使該彈簧14在殼體11側(cè)的連接位置位于如下位置:與上述實(shí)施例1的連接位置即側(cè)面Ild的中央部分相比，靠近使按壓力作用的側(cè)面Ila —側(cè)為距離AL的位置。結(jié)果是，可動(dòng)部件I從彈簧14受到的彈力Fkl的方向與實(shí)施例1中的方向(大致相對(duì)移動(dòng)方向)相比面向側(cè)面Ila側(cè)。然后，朝向側(cè)面Ila產(chǎn)生來(lái)自彈簧14的彈力的合力Fk2，該合力作為對(duì)支撐用鋼球13按壓側(cè)面Ila的內(nèi)壁面的力發(fā)揮功能。由此，可利用底面Ilb的內(nèi)壁面和側(cè)面11的內(nèi)壁面Ila唯一地規(guī)定可動(dòng)部件I的相對(duì)移動(dòng)方向，所以能夠抑制可動(dòng)部件I在相對(duì)移動(dòng)中的方位角的增加，從而，能夠避免振動(dòng)發(fā)電裝置10的振動(dòng)效率的降低。因此，經(jīng)由支撐用鋼球13對(duì)可動(dòng)部件I向側(cè)面Ila的內(nèi)壁面進(jìn)行施力的兩個(gè)彈簧14相當(dāng)于本發(fā)明的支撐保持部。
[0086]另外，在圖6所示的結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)彈簧14經(jīng)由I個(gè)位置的連接部15與可動(dòng)部件I進(jìn)行連接，所以與利用多處的連接部連接彈簧14的情況相比，難以使旋轉(zhuǎn)力作用于可動(dòng)部件I。當(dāng)在相對(duì)移動(dòng)方向上進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)的可動(dòng)部件I產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)阻礙用于發(fā)電的相對(duì)移動(dòng)，所以上述連接結(jié)構(gòu)對(duì)于抑制發(fā)電效率的降低是有用的。
[0087]實(shí)施例3
[0088]這里，根據(jù)圖7來(lái)說(shuō)明與固定部件5中的電極組5a所包含的電極的排列相關(guān)的第三實(shí)施例。在制造殼體11的過(guò)程中，按壓支撐用鋼球13的側(cè)面的厚度越薄，則該側(cè)面本身越容易彎曲。在圖7中，夸張地記載了該側(cè)面的彎曲程度，為了與之前敘述的實(shí)施例進(jìn)行區(qū)另O，將該彎曲側(cè)面的參照編號(hào)設(shè)為11A。即使在對(duì)這樣彎曲的側(cè)面IlA按壓支撐用鋼球13的狀態(tài)下進(jìn)行可動(dòng)部件I的相對(duì)移動(dòng)，也能夠期待方位角某程度的降低，但難以排除本來(lái)由于側(cè)面IlA的彎曲而引起的方位角。
[0089]因此，根據(jù)側(cè)面IlA的彎曲來(lái)調(diào)整固定部件5的電極組5a中的電極6、7的排列，還能夠排除由于側(cè)面IlA的彎曲而引起的方位角。例如圖7所示，在側(cè)面IlA彎曲使其中央部分在內(nèi)側(cè)膨脹時(shí)，電極6、7以相對(duì)于側(cè)面IlA的內(nèi)壁面垂直的方式形成電極組5a。因此，在圖7所示的例子中，在電極組5a上的電極間隔內(nèi)配置各電極，使得圖的左側(cè)(側(cè)面IIA側(cè))一方比右側(cè)窄。
[0090]通過(guò)這樣地構(gòu)成固定部件5并且使支撐用鋼球13按壓側(cè)面IlA的內(nèi)壁面，即使假設(shè)側(cè)面IlA彎曲，也能夠抑制可動(dòng)部件I在相對(duì)移動(dòng)中的方位角的增加，從而，能夠盡可能地避免振動(dòng)發(fā)電裝置10的振動(dòng)效率的降低。
[0091]實(shí)施例4
[0092]這里，根據(jù)圖8來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的振動(dòng)發(fā)電裝置10的第四實(shí)施例。在圖8所示的振動(dòng)發(fā)電裝置10中，在可動(dòng)部件I的Y方向上的中央部分設(shè)置有向位于可動(dòng)部件I的相對(duì)移動(dòng)方向的側(cè)面Ild—側(cè)突出的突起部18。而且，構(gòu)成為，在可動(dòng)部件I由于外部振動(dòng)而大幅振動(dòng)時(shí)，該突起部18與側(cè)面Ild的內(nèi)壁面接觸。
[0093]因此，在可動(dòng)部件I的振幅變大時(shí)，可動(dòng)部件I和與突起部18對(duì)應(yīng)的側(cè)面Ild的內(nèi)壁面的位置即該內(nèi)壁面的大致中央部分接觸。這樣，側(cè)面Iid與可動(dòng)部件I的接觸位置越接近于中央部分，則越能夠縮短該接觸位置與可動(dòng)部件I的旋轉(zhuǎn)中心之間的距離，因此能夠減輕在接觸時(shí)對(duì)可動(dòng)部件I進(jìn)行作用的旋轉(zhuǎn)力。結(jié)果，能夠抑制振動(dòng)發(fā)電裝置10的發(fā)電效率的降低。
[0094]實(shí)施例5
[0095]這里，根據(jù)圖9A?圖9C來(lái)說(shuō)明經(jīng)由支撐用鋼球13的可動(dòng)部件I的支撐狀態(tài)。圖9A?圖9C是概括地記載了該支撐狀態(tài)的圖，尤其是，如上述實(shí)施例所示的那樣，圖9A公開(kāi)了配置在支撐用槽Ie內(nèi)的支撐用鋼球13的支撐狀態(tài)。這里，在圖9A所示的支撐狀態(tài)中，構(gòu)成為，支撐用鋼球13與可動(dòng)部件I在點(diǎn)Pl和點(diǎn)Ql進(jìn)行接觸，支撐用鋼球13與側(cè)面Ila的內(nèi)壁面在點(diǎn)P2進(jìn)行接觸，而且，由于接觸點(diǎn)PU Ql中的支撐用鋼球13的旋轉(zhuǎn)半徑不同，所以容易產(chǎn)生差動(dòng)滑動(dòng)。例如，雖然在點(diǎn)Pl處產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)摩擦，但由于在點(diǎn)P2處產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦，因此關(guān)于支撐用鋼球13的支撐性，有可能耐磨損性降低或可動(dòng)部件I的加速度性能降低等。
[0096]因此，關(guān)于經(jīng)由支撐用鋼球13的可動(dòng)部件I的支撐狀態(tài)，還可以采用圖9B所示的支撐結(jié)構(gòu)。關(guān)于該結(jié)構(gòu)，在支撐用槽Ie中為了支撐用鋼球13不落向下方，利用突出的斜面Ig進(jìn)行支撐(此時(shí)的支撐用鋼球13與斜面Ig的接觸位置成為點(diǎn)P4)，并且支撐用鋼球13與設(shè)置在斜面Ig的上方的半球面狀的突起部If進(jìn)行接觸。此時(shí)，支撐用鋼球13和突起部If在點(diǎn)P5處接觸，并且支撐用鋼球13和側(cè)面Ila的內(nèi)壁面在點(diǎn)P6處接觸。另外，針對(duì)點(diǎn)P4、點(diǎn)P5、點(diǎn)P6之間的關(guān)聯(lián)性，設(shè)計(jì)斜面Ig和突起部If的大小、形狀，使得形成以點(diǎn)P6作為頂點(diǎn)的等腰三角形。結(jié)果是，能夠使點(diǎn)P4和點(diǎn)P5上的支撐用鋼球13的旋轉(zhuǎn)半徑相同，從而可以抑制差動(dòng)滑動(dòng)的產(chǎn)生。
[0097]另外，作為抑制支撐用鋼球13中的差動(dòng)滑動(dòng)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)，還可以采用圖9C所示的結(jié)構(gòu)。關(guān)于該結(jié)構(gòu)，在支撐用槽Ie中為了使得支撐用鋼球13不落向下方，利用斜面Ih進(jìn)行支撐，此時(shí)，支撐用鋼球13在點(diǎn)P7與斜面Ih進(jìn)行接觸。并且，在側(cè)面Ila的內(nèi)壁面?zhèn)刃纬膳c該斜面Ih平行的斜面llal，支撐用鋼球13與該斜面Ilal經(jīng)由點(diǎn)P8進(jìn)行接觸。在圖9C所示的結(jié)構(gòu)中，支撐用鋼球13僅在點(diǎn)P7和點(diǎn)P8處進(jìn)行接觸，關(guān)于點(diǎn)P7與點(diǎn)P8的關(guān)系，設(shè)計(jì)斜面IhUlal的形狀，使得連接點(diǎn)P7與點(diǎn)P8的線通過(guò)支撐用鋼球13的中心。結(jié)果是，能夠抑制支撐用鋼球13中的差動(dòng)滑動(dòng)的產(chǎn)生。
[0098]實(shí)施例6
[0099]這里，為了實(shí)現(xiàn)可動(dòng)部件I與固定部件5的平滑相對(duì)移動(dòng)，優(yōu)選在支撐用槽Ie中支撐用鋼球13與槽Ie的兩端(中央突起lc、端部側(cè)突起Id)不接觸。因此，支撐用槽Ie的長(zhǎng)度(相對(duì)移動(dòng)方向的長(zhǎng)度)優(yōu)選是支撐用鋼球13的直徑加上可動(dòng)部件I的最大振幅的長(zhǎng)度以上。此外，可動(dòng)部件I的最大振幅是可動(dòng)部件I由于假定的外部振動(dòng)而進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)時(shí)的振幅的最大值，例如，在可動(dòng)部件I以±2_進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)(振動(dòng))時(shí)，成為其最大振幅2mm。
[0100]〈其它實(shí)施例〉
[0101]在上述的實(shí)施例中，可動(dòng)部件I由于外部振動(dòng)而相對(duì)固定部件5進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)移動(dòng)，由此進(jìn)行了發(fā)電，但在通過(guò)進(jìn)行與上述不同的相對(duì)移動(dòng)來(lái)實(shí)施發(fā)電的發(fā)電裝置中，也能夠應(yīng)用上述實(shí)施例所公開(kāi)的抑制方位角的結(jié)構(gòu)。例如，在如下這樣的裝置中也能夠適當(dāng)?shù)貞?yīng)用抑制上述方位角的結(jié)構(gòu):如線性電機(jī)那樣可動(dòng)部件由于來(lái)自外部的力而相對(duì)于固定部件向一個(gè)方向移動(dòng)來(lái)實(shí)施發(fā)電的裝置、或者通過(guò)環(huán)狀地形成固定部件且在該固定部件內(nèi)側(cè)的表面或外側(cè)的表面上使可動(dòng)部件持續(xù)地向一個(gè)方向或往復(fù)地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動(dòng)來(lái)實(shí)施發(fā)電的裝置。
[0102]符號(hào)說(shuō)明
[0103]I....可動(dòng)部件
[0104]la....駐極體組
[0105]Ib....可動(dòng)基板
[0106]Ie....支撐用槽
[0107]2....駐極體
[0108]5....固定部件
[0109]5a....電極組
[0110]5b....固定基板
[0111]6、7....電極
[0112]10...?振動(dòng)發(fā)電裝置
[0113]11....殼體
[0114]Ila....側(cè)面
[0115]Ilb....底面
[0116]Ild....側(cè)面
[0117]12...?支撐用鋼球
[0118]13...?支撐用鋼球
[0119]14...?彈簧
[0120]15...?連接部
[0121]16...?傾斜裝置
[0122]18....突起部
【權(quán)利要求】
1.一種振動(dòng)發(fā)電裝置，其中，由多個(gè)駐極體構(gòu)成的駐極體組和由多個(gè)電極構(gòu)成的電極組通過(guò)外部振動(dòng)而在相對(duì)移動(dòng)方向上發(fā)生移位，由此來(lái)進(jìn)行發(fā)電，該振動(dòng)發(fā)電裝置具備: 殼體部，其收容所述駐極體組和所述電極組； 固定部件，其設(shè)置有所述駐極體組和所述電極組中的一方，并且固定在所述殼體部側(cè)； 可動(dòng)部件，其設(shè)置有所述駐極體組和所述電極組中的另一方，并且被收容于所述殼體部?jī)?nèi)，使得能夠在保持與所述固定部件對(duì)置的狀態(tài)的同時(shí)，通過(guò)外部振動(dòng)而相對(duì)移動(dòng)； 第一支撐部，其以規(guī)定所述駐極體組與所述電極組之間的間隙的方式，把所述可動(dòng)部件支撐為能夠相對(duì)于所述殼體部?jī)?nèi)的底面相對(duì)移動(dòng)； 第二支撐部，其把所述可動(dòng)部件支撐為能夠相對(duì)于所述殼體部?jī)?nèi)的底面以及規(guī)定所述相對(duì)移動(dòng)方向的所述殼體部的側(cè)方內(nèi)壁面相對(duì)移動(dòng)；以及 支撐保持部，其對(duì)所述可動(dòng)部件向所述殼體部?jī)?nèi)的側(cè)方內(nèi)壁面施力，并在相對(duì)移動(dòng)時(shí)保持所述第二支撐部對(duì)該可動(dòng)部件的支撐狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)發(fā)電裝置，其中， 所述振動(dòng)發(fā)電裝置還具備傾斜部，該傾斜部使所述殼體部?jī)A斜，使得利用所述第二支撐部進(jìn)行所述可動(dòng)部件的支撐的所述側(cè)方內(nèi)壁面以所述振動(dòng)發(fā)電裝置的設(shè)置面為基準(zhǔn)配置在下方， 通過(guò)所述傾斜部使所述殼體部?jī)A斜，所述支撐保持部利用所述可動(dòng)部件的自重對(duì)該可動(dòng)部件向所述側(cè)方內(nèi)壁面施力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)發(fā)電裝置，其中， 所述振動(dòng)發(fā)電裝置還具備設(shè)置在所述可動(dòng)部件與所述殼體部之間的多個(gè)彈性部件， 所述支撐保持部利用由所述多個(gè)彈性部件對(duì)所述可動(dòng)部件產(chǎn)生的彈力的合力，對(duì)該可動(dòng)部件向所述側(cè)方內(nèi)壁面施力。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的振動(dòng)發(fā)電裝置，其中， 所述多個(gè)彈性部件經(jīng)由一處的連接部與所述可動(dòng)部件連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)發(fā)電裝置，其中， 所述支撐保持部通過(guò)在所述可動(dòng)部件與所述側(cè)方內(nèi)壁面之間以使兩者接近的方式作用的預(yù)定的物理力，對(duì)該可動(dòng)部件向該側(cè)方內(nèi)壁面施力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任意一項(xiàng)所述的振動(dòng)發(fā)電裝置，其中， 根據(jù)規(guī)定所述相對(duì)移動(dòng)方向的所述側(cè)方內(nèi)壁面的形狀來(lái)決定該駐極體組中的該多個(gè)駐極體的排列和該電極組中的該多個(gè)電極的排列，使得與所述振動(dòng)發(fā)電相關(guān)聯(lián)的、所述駐極體組所包含的多個(gè)駐極體和所述電極組所包含的多個(gè)電極的重疊面積最大。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6中任意一項(xiàng)所述的振動(dòng)發(fā)電裝置，其中， 所述可動(dòng)部件在與移動(dòng)方向內(nèi)壁面對(duì)置的該可動(dòng)部件的寬度上的中央部位具有接觸部，該接觸部在該可動(dòng)部件沿著所述相對(duì)移動(dòng)方向進(jìn)行移位時(shí)，與該移動(dòng)方向內(nèi)壁面接觸，其中該移動(dòng)方向內(nèi)壁面是所述殼體部的內(nèi)壁面，位于該可動(dòng)部件的該相對(duì)移動(dòng)方向上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?7中任意一項(xiàng)所述的振動(dòng)發(fā)電裝置，其中， 所述第一支撐部利用夾持在所述殼體部?jī)?nèi)的底面與所述可動(dòng)部件之間配置的第一旋轉(zhuǎn)部件，旋轉(zhuǎn)支撐該可動(dòng)部件， 所述第二支撐部利用夾持在所述側(cè)方內(nèi)壁面與所述可動(dòng)部件之間配置的第二旋轉(zhuǎn)部件，旋轉(zhuǎn)支撐該可動(dòng)部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的振動(dòng)發(fā)電裝置，其中， 所述第二旋轉(zhuǎn)部件是具有球形狀的鋼球， 在保持著所述支撐保持部的支撐狀態(tài)的狀態(tài)下，所述鋼球經(jīng)由從與該鋼球的落下方向?qū)χ玫姆较蛑卧撲撉虻牡谝唤佑|點(diǎn)和相對(duì)于該鋼球位于所述第一方向的相反側(cè)的第二接觸點(diǎn)與所述可動(dòng)部件接觸，并且經(jīng)由第三接觸點(diǎn)與所述側(cè)方內(nèi)壁面接觸， 連接所述第一接觸點(diǎn)、所述第二接觸點(diǎn)、所述第三接觸點(diǎn)而形成的假想三角形成為以該第三接觸點(diǎn)為頂點(diǎn)的等腰三角形。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的振動(dòng)發(fā)電裝置，其中， 所述第二旋轉(zhuǎn)部件是具有球形狀的鋼球， 在保持著所述支撐保持部的支撐狀態(tài)的狀態(tài)下，所述鋼球經(jīng)由從與該鋼球的落下方向?qū)χ玫姆较蛑卧撲撉虻牡谝唤佑|點(diǎn)與所述可動(dòng)部件接觸，并且經(jīng)由第二接觸點(diǎn)與所述側(cè)方內(nèi)壁面接觸， 連接所述第一接觸點(diǎn)、所述第二接觸點(diǎn)的假想直線通過(guò)該鋼球的中心。
11.一種發(fā)電裝置，其通過(guò)由多個(gè)駐極體構(gòu)成的駐極體組和由多個(gè)電極構(gòu)成的電極組之間的相對(duì)移動(dòng)進(jìn)行發(fā)電，在該發(fā)電裝置中具備: 殼體部，其收容所述駐極體組和所述電極組； 固定部件，其設(shè)置有所述駐極體組和所述電極組中的一方，并且固定在所述殼體部側(cè)； 可動(dòng)部件，其設(shè)置有所述駐極體組和所述電極組中的另一方，并且被收容于所述殼體部?jī)?nèi)，使得能夠在保持與所述固定部件對(duì)置的狀態(tài)的同時(shí)，通過(guò)來(lái)自外部的力而相對(duì)移動(dòng)； 第一支撐部，其以規(guī)定所述駐極體組與所述電極組之間的間隙的方式，把所述可動(dòng)部件支撐為能夠相對(duì)于所述殼體部?jī)?nèi)的底面相對(duì)移動(dòng)； 第二支撐部，其把所述可動(dòng)部件支撐為能夠相對(duì)于所述殼體部?jī)?nèi)的底面以及規(guī)定所述相對(duì)移動(dòng)方向的所述殼體部的側(cè)方內(nèi)壁面相對(duì)移動(dòng)；以及 支撐保持部，其對(duì)所述可動(dòng)部件向所述殼體部?jī)?nèi)的側(cè)方內(nèi)壁面施力，并在相對(duì)移動(dòng)時(shí)保持所述第二支撐部對(duì)該可動(dòng)部件的支撐狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】H02N1/00GK104247248SQ201380021269
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月26日
【發(fā)明者】鍋藤實(shí)里, 生田雅代, 正木達(dá)章 申請(qǐng)人:歐姆龍 株式會(huì)社