[发明专利]压电发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过加入加速度或变形来振动、并通过压电效应来进行发电的压电发电装置，更详细地说，涉及具有具备压电陶瓷体的压电元件固定在振动板上的构造的压电发电装置。

背景技术

在现有技术中，通过加入加速度或变形等来振动、并通过压电效应来进行发电的压电发电装置是公知的。当将这些压电发电装置用作电源时，没有必要使用电池等其他电源。因此，作为在加入振动或变形的用途中所使用的各种传感器的电源，优选使用上述压电发电装置。

下述专利文献1公开了上述压电发电装置的一例。图6是示意地表示专利文献1中记载的压电发电装置的部分切离正面截面图。

压电发电装置101具有由硅构成的基板102。在基板102的上面形成有圆孔102a。另外，在基板102的上面形成有电极104。并固定有圆板状的压电元件103，以封闭圆孔102a。压电元件103具有：由聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride)构成的压电板103a、形成在压电板103a的上面的第一电极103b、和形成在下面的第二电极103c。

第二电极103c与电极104电连接。另外，在基板102的上面，与电极104隔开的位置形成有电极105。第一电极103b通过接合线(bondingwire)106与电极105电连接。

在压电元件103的上面固定有重物107。在压电发电装置101中，若加入伴随加速度或变形的振动，则固定有重物107的部分朝着箭头方向振动。并从第一、第二电极103b、103c中取出基于此振动的电荷。

另外，在专利文献1中，作为上述压电发电装置101的变形例，针对两端支撑型的压电发电装置进行了讲述。其中，虽然未图示，但是记载了两端支撑型的压电发电装置具有与图6的压电发电装置101几乎相同的截面构造的内容。即，压电发电装置101利用了平面形状为圆形的压电元件103，以封闭圆孔102a，而当为两端支撑型的压电发电元件时，是对矩形的压电元件的两端进行与图6相同的固定，以两端来进行支撑。

专利文献1：JP特开平7-107752号公报

在现有技术中，用悬臂(cantilever)支撑压电元件来形成压电发电装置是公知的，但有这样的问题：在该压电发电装置中，加入加速度等进行振动时，此时振动的谐振频率易波动。

对此，考虑若利用以两端来支撑压电元件的压电发电装置，则能够使振动的谐振频率的波动减小。但是，实际上，在为具有图6所示截面构造的压电发电装置、且以两端支撑着压电元件的构造中，设置状况导致谐振频率会波动，发电效率还是易波动。

发明内容

本发明正是为了消除上述现有技术的缺点，是具有以两端来支撑压电元件而形成的构造的压电发电装置，其目的在于，提供一种压电发电装置及其制造方法，其可使由设置状况等引起的谐振频率的波动难以发生，从而使发电效率的波动进一步减少。

根据本发明，提供一种压电发电装置，其以两端来支撑由所述压电元件以及所述振动板主体部组成的振动部分，该压电发电装置包括：压电陶瓷体，其具有相互对置的第一、第二主面；压电元件，其具有分别形成在压电陶瓷体的第一、第二主面上的第一、第二电极；和振动板，其从第一或者第二主面侧层叠有所述压电元件；其中，所述振动板具有：振动板主体部，其层叠有所述压电元件；第一弯曲部，其设置在该振动板主体部的其中一侧；和第二弯曲部，其设置在相反侧，且与第一弯曲部一起夹着压电元件；所述压电发电装置还包括支撑构件，该支撑构件在比所述振动板的设置有第一、第二弯曲部的部分更外侧的部分支撑所述振动板，在该压电发电装置中，以两端来支撑由所述压电元件以及所述振动板主体部构成的振动部分。

在本发明的压电发电装置的一种特定情形中，隔着所述压电元件对称地设置有所述第一、第二弯曲部。在这种情况下，由于提高了压电元件的支撑构造的对称性，故能够进一步减少因压电元件的设置状况造成的谐振频率的波动。

在本发明的压电发电装置的其他特定情形中，所述振动板由陶瓷构成，通过与所述压电元件一体焙烧而形成。在这种情况下，能够利用一体焙烧技术高效率且廉价地提供本发明的压电发电装置。特别是当支撑构件由陶瓷构成、通过与振动板一体焙烧而形成时，由于不仅是压电元件以及振动体，连支撑构件也通过一体焙烧而形成，故能够进一步提高制造效率，且能够提供更廉价的压电发电装置。

在本发明的压电发电装置的进一步的其他的特定情形中，还包括安装在所述压电元件上的质量负载(mass load)构件。在这种情况下，能够增大在加入加速度或变形等时的振动，并由此能够提高发电效率。