(57)【要約】【課題】携帯電話などの携帯通信機器において、十分な発電力を得ることができる通信機器用発電装置およびこれを用いた通信機器を提供する。【解決手段】本発明は、固定部２０Ａおよび非固定部２０Ｃを有し、非固定部２０Ｃが加速度によって撓み発電する発電する圧電素子２０と、圧電素子２０の非固定部２０Ｃに接触して、非固定部２０Ｃの撓み変形を助長させるための干渉部材２３Ａと、を備えた通信機器用発電装置２に関する。この通信機器用発電装置２は、圧電素子２０に干渉させることにより、圧電素子２０の撓み変形を助長させるための干渉部材２３Ａさらに備えている。干渉部材２３Ａは、例えば圧電素子２０に連続して干渉させるためのものである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部および非固定部を有し、前記非固定部が加速度によって撓み発電する圧電素子と、
前記圧電素子の前記非固定部に接触して、前記非固定部の撓み変形を助長させるための干渉部材と、
を備えている、通信機器用発電装置。
【請求項２】
前記干渉部材は、前記圧電素子に連続して接触させるためのものである、請求項１に記載の通信機器用発電装置。
【請求項３】
前記干渉部材は、前記圧電素子に向けて突出した突出部である、請求項１に記載の通信機器用発電装置。
【請求項４】
前記非固定部の最大変位位置を規制する規制部材をさらに備えている、請求項１に記載の通信機器用発電装置。
【請求項５】
前記規制部材は、弾性部材により形成されている、請求項４に記載の通信機器用発電装置。
【請求項６】
前記圧電素子を撓み変形可能に支持する支持部材をさらに備え、
前記支持部材は、前記固定部が接続される第１面と、前記規制部材が設けられる第２面と、を有しており、
前記第２面は、前記第１面に対して前記圧電素子の厚み方向に位置ずれしている、請求項４に記載の通信機器用発電装置。
【請求項７】
前記圧電素子と前記支持部材との接続部分は、絶縁性樹脂によりコーティングされている、請求項１に記載の通信機器用発電装置。
【請求項８】
前記干渉部材は、外部から入力される負荷により回転する回転軸の周方向に沿って配置され、前記回転軸の回転により前記周方向に移動する複数のフィンを含んでいる、請求項２に記載の通信機器用発電装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の通信機器用発電装置を備えた、通信機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声または文字を利用した通信が可能であり、例えば持ち運び可能な通信機器に関するものである。本発明はさらに、通信機器に用いられるものであり、圧電効果を利用した発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話など通信機器は、出先においても使用できるために利便性に優れている。このような通信機器では、電源としてリチウムイオン電池などの蓄電池が採用されているため、出先における充電切れによって通信機器が使用できなくなる場合がある。そのため、携帯電話など通信機器においては、発電装置を組み込むことが検討されている。この発電装置は、主として蓄電池に電荷を補充することを目的とするものであり、一例において、圧電素子の歪み変形により生じる電荷を利用するものがある（例えば特許文献１，２参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の発電装置は、振動を与えることにより発電する振動発電部を有するものである。振動発電部は、圧電素子に対して振動により応力を与えることによって発電するものである。この振動発電部では、例えば一端部が固定された圧電素子に対して振動が与えられる。この場合の振動発電部は、圧電素子の他端部にバネを介して接続したひもを繰り返し引っ張ることにより圧電素子に対して応力が与えられる。
【０００４】
一方、特許文献２に記載の発電装置は、携帯電話に使用されるものであり、板状の弾性体の両面に、分極方向の異なる一対の圧電セラミック振動子を貼り付けたものである。弾性体は、一端部がケースに固定されている一方で、他端部に錘が取り付けられている。そのため、前記発電装置では、錘により弾性体の他端部（自由端）に慣性力が与えられたときに、自由端ひいては圧電セラミック振動子が振動させられて電荷が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３１８７７４号公報
【特許文献２】特開２００２−１７１３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の発電装置では、携帯電話などの携帯通信機器において、十分な発電力を得ることはできなかった。
【０００７】
本発明は、携帯電話などの携帯通信機器において、十分な発電力を得ることができる通信機器用発電装置およびこれを用いた通信機器を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の通信機器用発電装置は、固定部および非固定部を有し、前記非固定部が加速度によって撓み発電する圧電素子と、前記圧電素子の前記非固定部に接触させることにより、前記非固定部の撓み変形を助長させるための干渉部材と、を備えている。
【０００９】
本発明の通信機器用発電装置は、前記干渉部材が、例えば前記圧電素子に連続して接触させるためのものである。
【００１０】
本発明の通信機器用発電装置は、前記干渉部材が、例えば前記圧電素子に向けて突出した突出部である。
【００１１】
本発明の通信機器用発電装置は、前記非固定部の最大変位位置を規制する規制部材をさらに備えていてもよい。
【００１２】
本発明の通信機器用発電装置は、前記規制部材が、例えば弾性部材により形成されている。
【００１３】
本発明の通信機器用発電装置は、例えば前記圧電素子を撓み変形可能に支持する支持部材をさらに備えている。前記支持部材は、前記固定部が接続される第１面と、前記規制部材が設けられる第２面と、を有している。好ましくは、前記第２面は、前記第１面に対して前記圧電素子の厚み方向に位置ずれしている。
【００１４】
本発明の通信機器用発電装置は、前記圧電素子と前記支持部材との接続部分は、例えば絶縁性樹脂によりコーティングされている。
【００１５】
本発明の通信機器用発電装置は、前記干渉部材が、例えば外部から入力される負荷により回転する回転軸の周方向に沿って配置され、前記回転軸の回転により前記周方向に移動する複数のフィンを含んでいる。
【００１６】
本発明の通信機器は、前記通信機器用発電装置を備えている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明よれば、圧電素子の撓み変形を利用して効率良く発電を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る携帯通信機器の一例を説明するための概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る発電装置を説明するための平面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図２に示した発電装置において使用する圧電素子の一例を示す斜視図である。
【図５】図４に示した圧電素子の分解斜視図である。
【図６】本発明に係る発熱装置において使用する圧電素子の他の例を示す斜視図である。
【図７】図４に示した圧電素子の分解斜視図である。
【図８】支持基板に対する圧電素子の接続方法の他の例を説明するための断面図である。
【図９】本発明の携帯通信機器の一例である携帯電話を示す斜視図である。
【図１０】図２に示した発電装置におけるハンドルの他の例を説明するための平面図である。
【図１１】発電装置の動作を説明するための斜視図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る発電装置を示す斜視図である。
【図１３】図１２に示した発電装置の断面図である。
【図１４】図１２に示した発電装置を携帯電話に適用した例を示す斜視図である。
【図１５】図１２に示した発電装置の平面図である。
【図１６】本発明の第３の実施の形態に係る発電装置を説明するための断面図である。
【図１７】図１６に示した発電装置の動作を説明するための断面図である。
【図１８】図１６に示した発電装置の動作を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る通信機器用発電装置および通信機器の実施の形態の例について説明する。
【００２０】
図１に示した携帯通信機器１は、音声または文字を利用した通信が可能なものであり、持ち運び可能とされたものである。携帯通信機器１としては、例えば携帯電話、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの携帯情報端末、およびポケットベルを挙げることができる。携帯通信機器１は、外部からの充電および機器内部での発電が可能なものであり、発電装置２、整流回路３、切替スイッチ４、コネクタ５、充電用ＩＣ６および二次電池７を備えている。
【００２１】
図２および図３に示したように、発電装置２は、圧電効果を利用して電荷を発生させるものであり、圧電素子２０、支持部材２１、ハンドル２２および回転体２３を備えている。
【００２２】
圧電素子２０は、歪み変形により電荷を生じるものであり、固定部としての端部２０Ａにおいて支持部材２１に接続されている。図４および図５に示したように、圧電素子２０は、例えば幅寸法Ｗが１〜５ｍｍ、長さ寸法Ｌが５〜１９ｍｍ、厚み寸法Ｔが１００〜５００μｍの矩形板状に形成されている。圧電素子２０は、複数の圧電セラミックス２４Ａ，２４Ｂ、表面電極２５Ａ，２５Ｂ、ビア導体２６Ａ，２６Ｂおよび端子２７Ａ，２７Ｂを備えている。
【００２３】
圧電セラミックス２４Ａ，２４Ｂは、撓み変形により電荷を発生するものであり、矩形板状に形成されている。圧電セラミックス２４Ａと圧電セラミックス２４Ｂとは、互いに分極方向が異なるものであり、表面電極２５Ａ，２５Ｂを介して交互に積層されている。圧電セラミックス２４Ａ，２４Ｂの積層数は、撓み変形が可能な範囲で目的とする強度や発電力が得られる範囲で決定すればよく、例えば２〜２０程度とされる。
【００２４】
これらの圧電セラミックス２４Ａ，２４Ｂは、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸鉛（ＰＴ）、チタン酸バリウム（ＢＴ）、ビスマス（Ｂｉ）層状化合物、タングステンブロンズ化合物またはニオブ（Ｎｂ）酸アルカリ化合物等のペロブスカイト構造を示す化合物により形成されている。圧電セラミックス２４Ａ，２４Ｂの分極特性は、例えば温度が７０℃以上９０℃以下のシリコンオイル中にて１０分以上３０分以下で３ｋＶ／ｍｍ以上７ｋＶ／ｍｍ以下の直流電界を印加することにより得ることができる。
【００２５】
表面電極２５Ａ，２５Ｂは、圧電セラミックス２４Ａ，２４Ｂから電荷を取り出すために利用されるものであり、圧電セラミックス２４Ａ，２４Ｂの表面に形成されている。これらの表面電極２５Ａ，２５Ｂは、本体部２５Ａａ，２５Ｂａおよびリード部２５Ａｂ，２５Ｂｂを含んでいる。本体部２５Ａａ，２５Ｂａは、圧電セラミックス２４Ａ，２４Ｂから電荷を取り出すためのものである。リード部２５Ａｂ，２５Ｂｂは本体部２５Ａａ，２５Ｂａからの電荷を端子２７Ａ，２７Ｂに導くためのものであり、本体部２５Ａａ，２５Ｂａの端部から延出して形成されている。
【００２６】
このような表面電極２５Ａ，２５Ｂは、電気伝導性の高い材料を用いた公知の成膜手法により形成することができる。電気伝導性の高い材料としては、例えば金、銀、銅、黄銅あるいはパラジウムを用いることができる。成膜手法としては、スクリーン印刷法やディッピング法などを採用することができる。表面電極２５Ａ，２５Ｂは、例えばエポキシ系接着剤等の接着剤を介して、黄銅などの金属板状体を接着することにより形成することもできる。
【００２７】
ビア導体２６Ａ，２６Ｂは、分極方向な同一な圧電セラミックス２４Ａ，２４Ｂに形成された表面電極２５Ａ，２５Ｂどうしを電気的に接続するためのものである。これらのビア導体２６Ａ，２６Ｂは、圧電セラミックス２４Ａ，２４Ｂの厚み方向に貫通して形成されており、表面電極２５Ａ，２５Ｂに対してはリード部２５Ａｂ，２５Ｂｂにおいて接続されている。ビア導体２６Ａ，２６Ｂは、例えば圧電セラミックス２４Ａ，２４Ｂの所定位置に貫通孔を形成した後に、スクリーン印刷などにより導体ペーストを充填することにより形成することができる。
【００２８】
端子２７Ａ，２７Ｂは、圧電素子２０から電荷を取り出すための部分である。端子２７Ａ，２７Ｂは、表面電極２５Ａ，２５Ｂのリード部２５Ａｂ，２５Ｂｂに接続されているとともに、後述する支持部材２１を介して整流回路３に接続されている。
【００２９】
図６および図７に示したように、圧電素子２０としては、端面２０Ｂに端子２７Ａ，２７Ｂを形成したものであってもよい。このような圧電素子２０は、表面電極２５Ａ，２５Ｂにおけるリード部２５Ａｂ，２５Ｂｂを圧電セラミックス２４Ａ，２４Ｂにおける端面２０Ｂに至るまで形成した後に、圧電素子２０の端面２０Ｂにリード部２５Ａｂ，２５Ｂｂに導通する端子２７Ａ，２７Ｂを形成することにより得ることができる。図示した例では、端子２７Ａ，２７Ｂは、最外層に位置する圧電セラミックス２４Ａ，２４Ｂの表面にも形成されているが、端面２０Ｂにのみ端子２７Ａ，２７Ｂが形成される形態であってもよい。
【００３０】
図２および図３に示したように、支持部材２１は、圧電素子２０の端部２０Ａ（端子２７Ａ，２７Ｂが形成された端部）において圧電素子２０を撓み変形可能に支持するものである。この支持部材２１は、絶縁基材の少なくとも表面に配線３０が形成された配線基板である。絶縁基材としては、例えばアルミナなどの無機酸化物を焼成して形成した無機基材、あるいはガラス繊維などからなる織布にエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させて形成した有機基材を使用することができる。
【００３１】
このような支持部材２１に対しては、圧電素子２０が支持部材２１に対しては端部２０Ａにおいて接着層２８を介して接続されている。接着層２８は、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂により形成されている。圧電素子２０はさらに、端子２７Ａ，２７Ｂにおいて、ワイヤ２９を介して支持部材２１の配線３０に対して電気的に接続されている。ワイヤ２９を用いた接続は、金などの金属ワイヤを用いた公知のワイヤボンディングの手法により行なうことができる。
【００３２】
図８に示したように、圧電素子２０は、端子２７Ａ，２７Ｂを支持部材２１の配線３０に対面させた状態で導通接続してもよい。この場合、端子２７Ａ，２７Ｂと配線３０との間は、例えばハンダ、異方性導電性樹脂、等方性導電性樹脂、あるいは導電性樹脂を用いて接続すればよい。
【００３３】
図２および図３に示したように、支持部材２１と圧電素子２０との接続部分は、絶縁封止部３２により覆われている。このようにして絶縁封止部３２により接続部分を覆えば、接続部分の強度を高めることができる。そのため、圧電素子２０が繰り返し撓み変形させられる場合であっても、圧電素子２０や配線３０とワイヤ２９と接続部分が剥離し、あるいは圧電素子２０が支持部材２１から剥離してしまうことを抑制することができる。
【００３４】
絶縁封止部３２は、圧電素子２０の端子２７Ａ，２７Ｂおよびワイヤ２９も含めて封止するのが好ましい。そうすれば、ワイヤ２９や端子２７Ａ，２７Ｂの腐食を抑制することができるため、圧電素子２０と支持部材２１との間の電気的な接続の信頼性を高めることが可能となる。このような絶縁封止部３２は、熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂を目的部位に塗布下の後に、樹脂を固化させることにより形成することができる。絶縁封止部３２のための熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂やポリイミド樹脂を使用することができる。絶縁封止部３２のための熱可塑性樹脂としては、例えばアクリル系樹脂を使用することができる。
【００３５】
図２に示したように、ハンドル２２は、回転体２３を回転させるためのものであり、回転軸２２Ａ、連結アーム２２Ｂ、および操作アーム２２Ｃを備えている。ハンドル２２は、図９において携帯通信機器１の一例として携帯電話８を図示したように、発電装置２（図２および図３参照）を発電させるときに、操作アーム２２Ｃが携帯電話８（携帯通信機器１）から突出した状態とされる。
【００３６】
図２および図３に示したように、回転軸２２Ａは、後述する回転体２３の複数のフィン２３Ｂを所定の円周軌跡上において移動させるためのものであり、後述する回転体２３の支持リング２３Ａに対して回転不能に嵌合されている。回転軸２２Ａは、軸方向に対して相対移動可能とされている。そのため、ハンドル２２は、連結アーム２２Ｂや操作アーム２２Ｃを含めた全体として携帯電話８（図９参照）の筐体８０に対して相対動可能とされている。
【００３７】
連結アーム２２Ｂは、操作アーム２２Ｃの回転動作を回転軸２２Ａに伝達するものであり、回転軸２２Ａと操作アーム２２Ｃとの間を連結している。この連結アーム２２Ｂは、回転軸２２Ａと一体的に形成されており、回転軸２２Ａとともに回転軸２２Ａの軸方向に相対動可能である。連結アーム２２Ｂは、例えば携帯電話８の筐体８０に設けられた凹部８１（図９参照）に位置する状態と、筐体８０の外部に位置する状態とを選択可能とされている。
【００３８】
操作アーム２２Ｃは、回転軸２２Ａひいては回転体２３を回転させるとき（圧電素子２０を撓み変形させた発電するとき）にユーザによって操作される部分である。この操作アーム２２Ｃは、連結アーム２２Ｂに対して回動可能に固定されており、連結アーム２２Ｂと同一直線状に位置する伸長した状態と、連結アーム２２Ｂに対して略垂直に屈曲した状態とを選択することができる。操作アーム２２Ｃは、発電装置２を発電させるときに、連結アーム２２Ｂに対して略垂直に屈曲した状態とされる。一方、操作アーム２２Ｃは、非使用時において、連結アーム２２Ｂに対して伸長した状態とされる。携帯電話８などの携帯通信機器１においては、連結アーム２２Ｂを伸長した状態とすれば、ハンドル２２が嵩張ることがないため、ハンドル２２を収容するときの利便性が高められる。
【００３９】
また、ハンドル２２は、操作アーム２２Ｃが伸長可能であることに加えて、上述のように全体として携帯電話８の筐体８０に対して相対動可能である。そのため、ハンドル２２は、全体を携帯電話８の筐体８０の凹部８１（図９参照）に収容することが可能であり、ハンドル２２を収容するときの利便性がより一層高められる。
【００４０】
図１０に示したように、ハンドル２２は、操作アーム２２Ｃが連結アーム２２Ｂに対して折り畳まれた状態と、操作アーム２２Ｃが連結アーム２２Ｂに対して略垂直に屈曲した状態とを選択することができる構成であってもよい。このハンドル２２においても、操作アーム２２Ｃを折り畳んだ状態とすることにより、ハンドル２２を収容するときの利便性が高められる。
【００４１】
以上に説明した携帯電話８などの携帯通信機器１は、ハンドル２２が組み込まれた形態であったが、携帯通信機器１とは分離されたハンドル２２を、発電装置２を発電させるときに、携帯通信機器１に装着する構成であってもよい。
【００４２】
図２、図３および図１１に示したように、回転体２３は、ハンドル２２の操作によって圧電素子２０を撓み変形させるためのものであり、支持リング２３Ａおよび複数のフィン２３Ｂを含んでいる。
【００４３】
支持リング２３Ａは、複数のフィン２３Ｂをこれらのフィン２３Ｂが周方向に移動可能なように支持するものである。この支持リング２３Ａは、ハンドル２２における回転軸２２Ａに固定されており、回転軸２２Ａ（ハンドル２２）とともに回転可能とされている。
【００４４】
複数のフィン２３Ｂは、圧電素子２０に干渉させるための干渉部材として機能するものである。複数のフィン２３Ｂは、支持リング２３Ａの周面において、周方向に沿って並んで配置されている。これらのフィン２３Ｂは、操作アーム２２Ｃを回転させたときに支持リング２３Ａの周方向に沿った円形軌跡上を移動する。この円形軌跡上には、圧電素子２０の非固定部としての自由端２０Ｃが位置している。そのため、複数のフィン２３Ｂは、周方向への移動により繰り返し圧電素子２０の自由端２０Ｃに干渉する。
【００４５】
図１に示した整流回路３は、圧電素子２０から得られる交流電流を直流電流に変換するためのものである。整流回路３としては、公知の種々の回路、例えばフルブリッジ回路あるいはカレントダブラー回路を適用することができる。
【００４６】
コネクタ５は、二次電池７に電荷を充電するときにＡＣアダプタ５０が装着される部分である。ＡＣアダプタ５０は、例えばコンセントに接続されるものであり、二次電池７にはＡＣアダプタ５０およびコネクタ５を介して電荷が充電される。
【００４７】
充電用ＩＣ６は、発電装置２またはＡＣアダプタ５０から供給される電流（電圧）を定電流化（定電圧化）するものである。
【００４８】
二次電池７は、発電装置２またはＡＣアダプタ５０から供給される電流を蓄えるためのものであり、充放電可能なものである。二次電池７としては、公知の種々のもの、例えばリチウムイオン電池を用いることができる。
【００４９】
切替スイッチ４は、発電装置２から二次電池７に電力が供給される状態とコネクタ５から電力が供給される状態とを選択するものである。この切替スイッチ４は、通常時はコネクタ５を介しての充電が可能な状態とされている。一方、切替スイッチ４は、発電装置２から二次電池７を充電する場合には、整流回路３を介して発電装置２と二次電池７と電気的に接続した状態とされる。切替スイッチ４による充電源の切替は、例えば発電装置２のハンドル２２の動作に連動して行なわれる。より具体的には、切替スイッチ４は、発電装置２を使用可能な状態としたとき、例えばハンドル２２を引っ張って連結アーム２２Ｂおよび操作アーム２２Ｃが筐体８０から突出した状態（図９参照）とされる過程において切替スイッチ４が切り替えられる。このような切替スイッチ４の切替は、ハンドル２２の移動に伴い機械的にスイッチが切り替わるものであってもよいし、ハンドル２２の移動によって切替スイッチ４を切り替えるための信号を生成させるものであってもよい。もちろん、携帯電話８などの携帯通信機器１に設けられたスイッチを操作するなどにして切替スイッチ４を切り替えるようにしてもよい。
【００５０】
以上に説明した携帯通信機器１では、二次電池７を電源として音声や文字による通信を行なうことができる。携帯通信機器１において二次電池７の充電を行なう場合には、コネクタ５とコンセントとの間をＡＣアダプタ５０で接続する。一方、出先などで二次電池７が切れた場合には発電装置２を用いて二次電池７を充電することができる。発電装置２を用いての充電は、例えばハンドル２２を引き出す際に切替スイッチ４を発電装置２から二次電池７への充電が可能な状態に切り替えるとともにハンドル２２を回転させることにより行なわれる。
【００５１】
ハンドル２２の回転は、操作アーム２２Ｃが連結アーム２２Ｂに対して略垂直に屈曲した状態において行われる。操作アーム２２Ｃを回転させた場合、回転軸２２Ａが回転して支持リング２３Ａも回転する。支持リング２３Ａには複数のフィン２３Ｂが固定されているため、これらのフィン２３Ｂは操作アーム２２Ｃの回転方向に沿った円形軌跡上を移動する。円形軌跡上には、圧電素子２０の自由端２０Ｃが位置しているため、複数のフィン２３Ｂが繰り返し圧電素子２０の自由端２０Ｃに干渉する。すなわち、１つのフィン２３Ｂが圧電素子２０の自由端２０Ｃに干渉することにより圧電素子２０の自由端２０Ｃがフィン２３Ｂとともに移動することで圧電素子２０の自由端２０Ｃが撓み変形する。
【００５２】
圧電素子２０に干渉しているフィン２３Ｂが一定距離移動した場合には、フィン２３Ｂと圧電素子２０との係合が解かれ、圧電素子２０は先とは反対方向に撓み変形しようとする。このとき、次のフィン２３Ｂが圧電素子２０の自由端２０Ｃに干渉する。その結果、操作アーム２２Ｃの回転によって、複数のフィン２３Ｂが次々と圧電素子２０の自由端２０Ｃに干渉し、圧電素子２０は撓み変形を繰り返す。圧電素子２０が撓み変形した場合、圧電素子２０において圧電セラミックス２４Ａ，２４Ｂにおいて生成した電荷が表面電極２５Ａ，２５Ｂに移動する。この電荷は、導体ビア２６Ａ，２６Ｂを介して端子２７Ａ，２７Ｂに導かれる。圧電素子２０からの電荷は、整流回路３において直流電流化された後、充電用ＩＣ６において定電硫化（定電圧化）された後に二次電池７に蓄えられる。圧電素子２０からの電荷は、二次電池７に充電することなく、直接、携帯電話８のＩＣや機器に供給してもよい。
【００５３】
このように、発電装置２では、複数のフィン２３Ｂによる繰り返しの干渉によって圧電素子２０が繰り返し撓み変形させられるため、効率良く発電させることができる。
【００５４】
次に、本発明の第２の実施の形態について、図１２ないし図１５を参照して説明する。これらの図においては、先に説明した発電装置２と同様な部材または要素については同一符号を付してあり、以下における重複説明は省略する。
【００５５】
図１２および図１３に示した発電装置２は、ハンドル２２に代えて、線条体３３を用いて圧電素子２０を撓み変形させるものである。この発電装置２は、回転体２３、線条体３３、および戻りバネ３４を備えている。
【００５６】
図１２および図１３に示したように、回転体２３は、先に説明した発電装置２と同様なものである。回転体２３には、回転軸２２Ａが固定されており、この回転軸２２Ａの回転により回転させられる。
【００５７】
線条体３３、戻りバネ３４を利用して回転体２３を回転させるためのものであり、例えば紐やワイヤである。この線条体３３は、折り畳むなどして嵩張らないようにすることができるものが好ましい。線条体３３は、例えば図１４および図１５に示したように携帯電話８などの携帯通信装置１において、折り畳んだ状態で筐体８０の凹部８１に収容される。この線条体３３には、ブロック３５が固定されている。このブロック３５は、発電装置２の非使用時に筐体８０の開口８３に装着されるものであり、発電装置２の使用時に開口８３から取り外されるものである。このような構成では、ブロック３５を開口８３から取り外すときに、切替スイッチ４（図１参照）が発電装置２からの電荷が二次電池７に供給できるように切り替えられるようにしてもよい。ブロック３５の取り外しにより切替スイッチ４が切り替えられるようにすれば、発電装置２を使用するときに必要となる動作によって発電装置２からの電荷を二次電池７に供給される状態となるので便利である。もちろん、切替スイッチ４（図１参照）の切替は、必ずしもブロック３５の取り外し動作と連動させる必要はない。
【００５８】
戻りバネ３４は、線条体３３を引っ張った後にそれを元の位置に戻すためのものである。この戻りバネ３４は、ぜんまいバネにより構成されており、一端が回転軸２２Ａに固定されている一方で、他端が線条体３３に接続されている。戻りバネ３４は、ぜんまいバネに代えて、板バネやコイルバネなどの他のバネであってもよく、戻りバネ３４に代えてばね以外の弾性体を使用することもできる。
【００５９】
次に、発電装置２の動作について、携帯電話８（図１４参照）を例にとって説明する。発電装置２により発電を行なう場合には、まずブロック３５を筐体８０の開口８３から取り外す。これにより、切替スイッチ４（図１参照）は、発電装置２から二次電池７の電荷が供給可能な状態に切り替えられる。
【００６０】
発電装置２を駆動させる場合、線条体３３を引っ張る。これにより、回転軸２２Ａか回転させられ、複数のフィン２３Ｂが回転させられる。このとき、戻りバネ３４には弾発力が蓄えられる。複数のフィン２３Ｂが回転することにより、複数のフィン２３Ｂが圧電素子２０に繰り返し干渉する。これにより、圧電素子２０が撓み変形を繰り返し、圧電素子２０からの電荷が整流回路３および充電用ＩＣ６を介して二次電池７に充電される（図１参照）。圧電素子２０からの電荷は、二次電池７に充電することなく、直接、携帯電話８のＩＣや機器に供給してもよい。
【００６１】
一方、一定距離だけ線条体３３を引っ張った後には、線条体３３に作用する引っ張り力を解除する。そうすれば、戻りバネ３４の弾発力によって戻りバネ３４が元の状態に戻る。このとき、線条体３３もまた筐体８０に向けて引き戻される。したがって、発電装置２では、線条体３３の引っ張り、線条体３３への引っ張り力の解除を繰り返すことにより、回転体２３を回転させ、繰り返し複数のフィン２３Ｂを圧電素子２０に干渉させることができる。そのため、複数のフィン２３Ｂによる繰り返しの干渉によって圧電素子２０が繰り返し撓み変形させられるため、効率良く発電させることができる。
【００６２】
次に、本発明の第３の実施の形態について、図１６ないし図１８を参照して説明する。これらの図においては、先に説明した発電装置２と同様な部材または要素については同一符号を付してあり、以下における重複説明は省略する。
【００６３】
発電装置２は、外部から加えられる振動により圧電素子２０を撓み変形させるものである。この発電装置２は、先に説明した発電装置２のような回転体２３は採用されておらず、その代わりに突出部９０および規制部材９１を備えている。
【００６４】
突出部９０は、干渉部材に相当するものであり、圧電素子２０が撓み変形したときに圧電素子２０に干渉するものである。この突出部９０は、圧電素子２０に対して、自由端２０Ｃから偏倚した部位に干渉するものであり、圧電素子２０に向けて突出して形成されている。
【００６５】
規制部材９１は、圧電素子２０の自由端２０Ｃの最大変位位置を規制するものである。この規制部材９１は、圧電素子２０が接続される第１面２１Ａに対して圧電素子２０の厚み方向に位置ずれした第２面２１Ｂに設けられており、例えば弾性部材により形成されている。このような第１面２１Ａおよび第２面２１Ｂは、支持部材２１に設定される。
【００６６】
発電装置２では、例えば携帯電話において筐体を振動させることにより圧電素子２０が撓み変形させられる。このとき、圧電素子２０が上方に変位したときに突出部９０が圧電素子２０の自由端２０Ｃから偏倚した部位に干渉し、圧電素子２０が下方に変位したときに自由端２０Ｃが規制部材９１に干渉する。
【００６７】
突出部９０が圧電素子２０に干渉した場合、突出部９０によって干渉部位の変位が制限される。その一方で、自由端２０Ｃの変位は、突出部９０に制限されることなく行なわれる。このとき、突出部９０に干渉することにより自由端２０Ｃの加速度が増加する。そのため、発電装置２では、圧電素子２０が振動するときの加速度が増加させられるため発電効率が高いものとなる。
【００６８】
これに対して、圧電素子２０が規制部材９１に干渉した場合、圧電素子２０の振動エネルギが規制部材９１により吸収される。そのため、圧電素子２０が必要以上に振幅し過ぎることを抑制することができる。そのため、規制部材９１を設けることにより、圧電素子２０と支持部材２１との間の接続部分に作用する応力を緩和し、また圧電素子２０の先端（自由端２０Ｃ）の損傷を抑制することができる。
【００６９】
本発明は、上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更あるいは改良が可能である。
【００７０】
例えば、発電装置における圧電素子の支持構造としては、圧電素子の一方の端部のみを支持する構成ではなく、圧電素子の両方の端部を支持する構成であってもよい。また、圧電素子は、可撓性を有すればよく、四角形には限定されず、例えば楕円、長円あるいは真円などの円形、あるいは四角以外の多角形のものを使用することもできる。
【００７１】
発電装置において得られた電荷は、必ずしも二次電池に蓄える必要はなく、例えば二次電池とは別の蓄電部を準備しておき、この蓄電部に蓄えるようにしてもよい。このような蓄電部は、必ずしも大容量の蓄電力を必要とはしないため、蓄電部としてはコンデンサを利用することができる。また、二次電池において、ＡＣアダプタからの電荷を蓄える部分に加えて、発電装置からの電荷を蓄える部分を別に設けてもよい。
【００７２】
また、上述した実施形態においては、複数の圧電セラミックスを積層した圧電素子の製造方法を示したが、これに限られない。例えば、ドクターブレード法を用いて、グリーンシートを準備する。そして、ビア導体を形成したグリーンシートを複数枚積層した後、該積層体を同時焼成することによって圧電素子を形成してもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１  携帯通信機器
２  発電装置
２０  圧電素子
２０Ａ  固定端（固定部）
２０Ｃ  自由端（非固定部）
２１  支持部材
２１Ａ  （支持部材の）第１面
２１Ｂ  （支持部材の）第２面
２２Ｂ  回転軸
２３  回転体
２３Ｂ  フィン（干渉部材）
９０  突出部（干渉部材）
９１  規制部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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