(57)【要約】本体１０の内部に、可撓性を有する振動板１２と、この振動板１２の少なくとも一方の面に固定された圧電素子１３と、振動板１２の振動による圧電素子１３の変形を促進するための固定板１４及び錘１６とを備える。本体１０が外力を受けて振動すると、錘１６が揺動することで振動板１２を振動させ、あるいは、振動板１２が振動した場合には錘１６の慣性によって当該振動板１２の振動を継続させ、振動板１２が振動にて変形し、これに伴って圧電素子１３が一層大きく変形する。
2009063609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する振動板と、
前記振動板の少なくとも一方の面に固定された圧電素子と、
前記振動板の振動による前記圧電素子の変形を促進するための変形促進手段と、
を備えることを特徴とする発電ユニット。
【請求項２】
前記変形促進手段は、前記圧電素子の側方であって、前記振動板と共に当該圧電素子を挟持する位置に配置された固定手段であり、
前記振動板の一端部と前記固定手段の一端部とを、同一の設置面に固定したこと、
を特徴とする請求項１に記載の発電ユニット。
【請求項３】
前記固定手段の端部のうち、前記設置面に固定された前記一端部と反対側の端部を、前記圧電素子の側面の最大幅部分に当接可能としたこと、
を特徴とする請求項２に記載の発電ユニット。
【請求項４】
前記固定部の側方に、前記振動板の振動範囲を規制するための規制手段を設けたこと、
を特徴とする請求項２又は３に記載の発電ユニット。
【請求項５】
前記変形促進手段は、前記振動板の自由端に対して固定的又は衝突可能に設けられた錘であること、
を特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の発電ユニット。
【請求項６】
前記変形促進手段は、前記振動板の自由端に対して固定的に設けられた風受け手段であること、
を特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の発電ユニット。
【請求項７】
前記振動板は、前記圧電素子に沿った第１振動部と、当該第１振動部に直交する第２振動部と、
を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の発電ユニット。
【請求項８】
前記振動板、前記圧電素子、及び前記変形促進手段を、道路に設置したこと、
を特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の発電ユニット。
【請求項９】
中空部を有する本体を備え、
前記請求項１から８のいずれか一項に記載の発電ユニットを前記本体の前記中空部に設けたこと、
を特徴とする発光具。
【請求項１０】
前記本体を透光性部材から疑似餌形状に形成し、
前記本体の前記中空部に、前記圧電素子の起電力によって発光する発光手段を設けたこと、
を特徴とする請求項９に記載の発光具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部から加えられた力を電気に変換して取り出す発電ユニットと、この発電ユニットを利用した発光具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電素子を用いた発電構造としては、例えば、圧電素子に直接外力を加えることで当該圧電素子を変形させて起電力を得るものや（例えば、特許文献１参照）、風力等の力を間接的に圧電素子に加えることで当該圧電素子を変形させて起電力を得るもの（例えば、特許文献２参照）が知られている。【０００３】
このような従来の圧電素子は、平板状に形成され、その一端を設置面に固定されており、この固定側の端部を支点として自由振動するものである。【０００４】
【特許文献１】特開平７−４９４１８号公報
【特許文献２】特開平１１−３０３７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、１枚の圧電素子にて得られる発電量は小さいため、所要の電力を得るためには、圧電素子を大型化したり、多数の圧電素子を用いる必要があった。このため、圧電素子を電源として用いた発光具を構成する場合には、発光具が大型化したり重くなるという問題があった。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、圧電素子の発電効率を高めることができる発電ユニットと、この発電ユニットを利用した発光具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を解決するため、請求項１に記載の本発明は、可撓性を有する振動板と、前記振動板の少なくとも一方の面に固定された圧電素子と、前記振動板の振動による前記圧電素子の変形を促進するための変形促進手段とを備える。【０００８】
また、請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の本発明において、前記変形促進手段は、前記圧電素子の側方であって、前記振動板と共に当該圧電素子を挟持する位置に配置された固定手段であり、前記振動板の一端部と前記固定手段の一端部とを、同一の設置面に固定したことを特徴とする。【０００９】
また、請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の本発明において、前記固定手段の端部のうち、前記設置面に固定された前記一端部と反対側の端部を、前記圧電素子の側面の最大幅部分に当接可能としたことを特徴とする。【００１０】
また、請求項４に記載の本発明は、請求項２又は３に記載の本発明において、前記固定部の側方に、前記振動板の振動範囲を規制するための規制手段を設けたことを特徴とする。【００１１】
また、請求項５に記載の本発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の本発明において、前記変形促進手段は、前記振動板の自由端に対して固定的又は衝突可能に設けられた錘であることを特徴とする。【００１２】
また、請求項６に記載の本発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の本発明において、前記変形促進手段は、前記振動板の自由端に対して固定的に設けられた風受け手段であることを特徴とする。【００１３】
また、請求項７に記載の本発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の本発明において、前記振動板は、前記圧電素子に沿った第１振動部と、当該第１振動部に直交する第２振動部とを備えることを特徴とする。【００１４】
また、請求項８に記載の本発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載の本発明において、前記振動板、前記圧電素子、及び前記変形促進手段を、道路に設置したことを特徴とする。【００１５】
また、請求項９に記載の本発明は、中空部を有する本体を備え、前記請求項１から８のいずれか一項に記載の発電ユニットを前記本体の前記中空部に設けたことを特徴とする。【００１６】
また、請求項１０に記載の本発明は、請求項９に記載の本発明において、前記本体を透光性部材から疑似餌形状に形成し、前記本体の前記中空部に、前記圧電素子の起電力によって発光する発光手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の本発明によれば、振動板を介して圧電素子を変形させることで、圧電素子からより大きな起電力を得ることができ、発電効率を高めることができる。特に、変形促進手段を用いて圧電素子の変形を促進することで、発電効率を一層高めることができる。【００１８】
請求項２に記載の本発明によれば、変形促進手段を固定手段として設けたことで、固定板を支点として圧電素子の変形を促進できるので、発電効率を一層高めることができる。【００１９】
請求項３に記載の本発明によれば、固定手段の端部を圧電素子の側面の最大幅部分に当接可能としたので、圧電素子の変形を一層促進できるので、発電効率を一層高めることができる。【００２０】
請求項４に記載の本発明によれば、振動板の振動範囲を規制することで、振動板が破損することを防止でき、発電モジュールの耐久性を高めることができる。【００２１】
請求項５に記載の本発明によれば、変形促進手段を、振動板の自由端に対して固定的又は衝突可能に設けられた錘として構成したことで、錘によって振動板の振動を促進することで、圧電素子の変形を促進できるので、発電効率を一層高めることができる。【００２２】
請求項６に記載の本発明によれば、風受け手段によって振動板を振動させることが可能となるため、振動がない状況であっても、風がある場合には振動板を振動させて発電を行うことが可能となる。【００２３】
請求項７に記載の本発明によれば、圧電素子に沿った第１振動部と、当該第１振動部に直交する第２振動部を用いて振動板を形成したので、２次元の振動を利用して振動板を振動させることが可能となり、発電効率を一層高めることが可能となる。【００２４】
請求項８に記載の本発明によれば、振動板、圧電素子、及び変形促進手段を、道路に設置したことにより、道路を走行する自動車からの振動を利用して発電を行うことができるので、従来は無駄なっていた振動エネルギーを有効利用することができる。【００２５】
請求項９に記載の本発明によれば、発電ユニットを本体の中空部に設けたことにより、本体の振動を利用して発電を行うことができ、従来は無駄なっていた振動エネルギーを有効利用することができる。【００２６】
請求項１０に記載の本発明によれば、本体を透光性部材から疑似餌形状に形成し、本体の中空部に発光手段を設けたので、発光手段の発光により魚の注意を喚起することで、疑似餌の集魚性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る発電ユニットの概略の全体斜視図である。
【図２】図１における発電ユニットに内蔵された発電モジュールを示す縦断面図である。
【図３】変形状態における発電モジュールを示す縦断面図である。
【図４】図２の発電モジュールの側面図である。
【図５】実施の形態２に係る道路の要部縦断面図である。
【図６】実施の形態３に係るルアーの側面図であり、一部を破断して示す図である。
【図７】変形例に係るルアーの側面図であり、一部を破断して示す図である。
【図８】変形例に係るルアーの側面図であり、一部を破断して示す図である。
【図９】実施の形態４に係る発電モジュールの要部斜視図である。
【図１０】実施の形態５に係る発電モジュールの要部斜視図である。
【図１１】実施の形態６に係る発電モジュールの要部斜視図である。
【図１２】実施の形態７に係る発電モジュールの要部斜視図である。
【図１３】実施の形態８に係る発電モジュールの要部斜視図である。
【図１４】実施の形態９に係る発電モジュールの要部斜視図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  発電ユニット
１０、３１  本体
１１、３５、４１、５１、６１、７１、８１、９１、１０１、１１１  発電モジュール
１２、６２、７２、８２、９２、１０２、１１２  振動板
６２ａ、７２ａ、８２ａ、９２ａ、１０２ａ、１１２ａ  第１振動部
６２ｂ、７２ｂ、８２ｂ、９２ｂ、１０２ｂ、１１２ｂ  第２振動部
７２ｃ、１０２ｃ  曲部
１３  圧電素子
１４  固定板
１５  ストッパ
１６、３６、４２、５２、５３  錘
２０  道路
２１  基層
２２  表層
２３、３４  中空部
３０、４０、５０  ルアー
３２  環体
３３  フック
３７  ＬＥＤ
９３  風受け部
９３ａ  風受け板
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に、添付図面を参照して、この発明に係る発電ユニット及び発光具の各実施の形態を詳細に説明する。まず、〔Ｉ〕各実施の形態に共通の基本的概念を説明した後、〔II〕実施の形態の具体的内容について順次説明し、最後に、〔III〕各実施の形態の変形例について説明する。ただし、各実施の形態によって本発明が限定されるものではない。【００３０】
〔Ｉ〕各実施の形態に共通の基本的概念
まず、各実施の形態に共通の基本的概念について説明する。各実施の形態に係る発電ユニットは、外力を電気に変換して取り出すための圧電素子を所定の設置面に固定して構成されている。【００３１】
各実施の形態に係る発電ユニットの特徴の一つは、圧電素子を振動板に固定し、この圧電素子の変形を促進する変形促進手段を設けた点にある。そして、振動板の振動に伴って圧電素子を変形させることで、圧電素子単体が振動して変形する場合に比べて、圧電素子の変形量を増やし、発電効率を高めることができる。さらに、変形促進手段にて圧電そしの変形を促進することで、圧電素子の変形量を一層増やし、発電効率を高めることができる。【００３２】
この発電ユニットの具体的な利用形態は任意であり、振動を利用して発電を行う任意の施設や道具に組み込むことができる。以下では、道路におけるの路面の下方に設置することで、当該道路を車両が通過する際の振動を利用して発電を行う形態や、発光具の内部に設置することで、振動板の振動を利用して発電を行う形態について説明する。【００３３】
〔II〕各実施の形態の具体的内容
以下に、本発明に係る各実施の形態の具体的内容について添付図面を参照して説明する。【００３４】
〔実施の形態１〕
最初に、実施の形態１について説明する。この形態は、発電ユニットの基本的形態である。【００３５】
図１は実施の形態１に係る発電ユニットの概略の全体斜視図、図２は図１における発電ユニットに内蔵された発電モジュールを示す縦断面図、図３は変形状態における発電モジュールを示す縦断面図、図４は図２の発電モジュールの側面図である。図１に示すように、発電ユニット１は、本体１０の内部に、複数の発電モジュール１１を備えて構成されている。ここでは、本体１０の底面が特許請求の範囲における設置面に対応し、この底面に各発電モジュール１１が固定されている（図１及び図４においては、図示の便宜上、ストッパ１５を省略して示す）。【００３６】
各発電モジュール１１は、図２〜４に示すように、振動板１２、圧電素子１３、固定板１４、及びストッパ１５を備える。【００３７】
振動板１２は、圧電素子１３に応力を加える支持体であると共に、圧電素子１３の割れ強度を補強する補強材を兼ねるものであり、可撓性と耐久性を有する材質（真鍮やアルミ等の金属または塩化ビニル等のプラスチック等）より形成される。この振動板１２に用いる具体的な材料は任意であるが、例えば、ステンレスの薄板を用いることができる。この振動板１２の平面形状は任意であるが、外力に対して均等に変形することが好ましく、本実施の形態１においては縦長方形状としている。この振動板１２は、その長手方向の一端部において本体１０に固定されている。この振動板１２は、本体１０と共に振動するものであって、特に圧電素子１３を単体で配置した場合よりも大きく振動するものであることが好ましいため、非固定側の端部が圧電素子１３の端部よりも外側に延出するように、圧電素子１３よりも広面状に形成されている。【００３８】
ここで、振動板１２の端部のうち、本体１０に固定されていない非固定側の端部には、錘１６が取り付けられている。この錘１６は、振動板１２の振動を促進することにより、圧電素子１３の変形を促進するためのものであり、特許請求の範囲における変形促進手段に対応する。この錘１６は、接着剤や嵌合構造によって振動板１２に固定されており、この錘１６が揺動することで振動板１２を振動させ、あるいは、振動板１２が振動した場合には錘１６の慣性によって当該振動板１２の振動を継続させる。なお、錘１６は、非固定側の端部以外の位置に設けてもよく、例えば、振動板１２の側面に設けてもよく、あるいは、振動板１２と錘１６との相互間に連結材を配置してもよい。ただし、振動板１２の固定側の端部に対してより大きな作用力を加えるためには、この固定側の端部と反対側の端部の近傍位置に、錘１６を配置することが好ましい。【００３９】
圧電素子１３は、圧力により変形することで電気を生じる素子であり、例えば、チタン酸バリウム、ジルコニア等の圧電セラミックス、リチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ３）等の圧電単結晶からなる。あるいは、圧電素子１３として、若しくは圧電素子１３に代えて、外力（歪み、屈曲、若しくは圧縮を生じさせる力を含む）により発電が可能な任意の素材を用いることができ、例えば、イオン導電性高分子の膜（ゲル）の両面に金属（金等）をメッキしたイオン高分子金属複合材料（ＩＰＭＣ：Ｉｏｎｉｃ  Ｐｏｌｙｍｅｒ−Ｍｅｔａｌ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）や、イオン導電性高分子ゲル膜（ＩＣＰＦ：Ｉｏｎｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  Ｐｏｌｙｍｅｒｇｅｌ  Ｆｉｌｍ）、あるいは、これらＩＰＭＣやＩＣＰＦを用いた人工筋肉を使用することができる。圧電素子１３は、薄板状に形成されており、振動板１２の両面に接着剤等にて固定されている。これら圧電素子１３の平面形状は任意であるが、振動板１２と相似形状とすることが好ましく、本実施の形態１においては圧電素子１３の平面形状を、振動板１２より小径の方形状としている。振動板１２に対する圧電素子１３の配置位置も任意であるが、ここでは振動板１２の固定側の端部の近傍位置に配置している。なお、図示は省略するが、圧電素子１３は、一方の面にプラス端子、他方の面にマイナス端子を有し、プラス端子と結線されたプラスリード線と、マイナス端子と結線されたマイナスリード線が引き出され、これらが図示しない負荷に接続されることで、当該負荷に対して電力が供給される。ただし、圧電素子１３と負荷との相互間に公知のブリッジ回路等の各種電気素子を配置してもよい。なお、ここでは振動板１２の両側面に圧電素子１３を固定しているが、いずれか一方の面のみに固定してもよい。【００４０】
固定板１４は、圧電素子１３の変形時における支点として機能することにより、圧電素子１３の変形を促進するためのものであり、特許請求の範囲における変形促進手段及び固定手段に対応する。この固定板１４は、圧電素子１３の側方であって、振動板１２と共に当該圧電素子１３を挟持する位置に配置されており、その長手方向の一端部を本体１０に固定されている。固定板１４と圧電素子１３との相互間の距離は、圧電素子１３の変形時に当該圧電素子１３が固定板１４に接触するように決定され、圧電素子１３と固定板１４とが相互に密接するように決定されることがより好ましい。【００４１】
特に、発電効率を高めるためには、圧電素子１３において最も幅が長くなる部分が当該圧電素子１３の変形中心となるように、固定板１４を固定することが好ましい。これは、圧電素子１３は素子自体の変形の変化分によって起電力を生じるため、最大幅部分を変形の中心となるように固定することにより、素子の変化量を最も大きくするように設置するためである。具体的には、圧電素子１３に接する固定板１４の縁部が、圧電素子１３の側面における最も広い幅の部分を極力長い範囲で横切るように、これら圧電素子１３と固定板１４との相互の位置関係や、圧電素子１３や固定板１４の形状を決定することが好ましい。例えば、圧電素子１３を側面方形状の板状体に形成すると共に鉛直方向に沿って立設した場合、この圧電素子１３の一方の対角線に沿うように、固定板１４の上縁部を圧電素子１３に当接させることが好ましい。あるいは、圧電素子１３を側面円形状の板状体に形成すると共に鉛直方向に沿って立設した場合、この圧電素子１３の円心を横切る水平線に沿うように、固定板１４の上縁部を当接させることが好ましい。ただし、本実施の形態１では、各図に示すように、圧電素子１３を側面方形状の板状体に形成すると共に鉛直方向に沿って立設した上で、固定板１４は圧電素子１３と同じ幅の板状体に形成し、固定板１４の上縁部が圧電素子１３の側面を水平に横切るようにしている。この他の形状としては、例えば固定手段を立方体形状として圧電素子１３の側方に配置してもよい。【００４２】
ストッパ１５は、振動板１２の振動範囲を規制するためのもので、特許請求の範囲における規制手段に対応する。このストッパ１５は、固定板１４の側方であって、振動板１２や圧電素子１３とは反対側に配置されており、その長手方向の一端部を本体１０に固定されている。ストッパ１５と固定板１４との相互間の距離は、振動板１２の変形が許容される距離であって、振動板１２が塑性変形する程度に過大に振動する直前に当該振動板１２がストッパ１５に接触するように決定されることが好ましい。このストッパ１５の形状は任意であるが、振動板１２と相似形状とすることが好ましく、本実施の形態１においてはストッパ１５の形状を、振動板１２より小さい板状体としている。この他の形状としては、例えば、ストッパ１５を立方体形状として固定体の側方に配置してもよい。【００４３】
このような構造において、本体１０が外力を受けて振動すると、圧電素子１３が変形して起電力が生じる。特に、圧電素子１３の単体による振動変形ではなく、錘１６が揺動することで振動板１２を振動させ、あるいは、振動板１２が振動した場合には錘１６の慣性によって当該振動板１２の振動を継続させることで、振動板１２が振動にて変形し、これに伴って圧電素子１３が一層大きく変形する。このことから、圧電素子１３の単体による変形時に比べて、圧電素子１３からより大きな起電力が生じるので、発電効率を高めることができる。さらに、圧電素子１３の側部の一部が固定板１４にて固定されることで、この固定部を支点として圧電素子１３が変形し、より大きな起電力が生じるので、発電効率を高めることができる。また、振動板１２が大きく変形した場合であっても、その移動がストッパ１５にて規制されるので、振動板１２が塑性変形することを防止し、振動板１２が破損することを防止できる。【００４４】
（実施の形態１の効果）
このように実施の形態１によれば、振動板１２を介して圧電素子１３を変形させることで、圧電素子１３からより大きな起電力を得ることができ、発電効率を高めることができる。また、固定板１４を支点として圧電素子１３の変形を促進することで、発電効率を一層高めることができる。また、振動板１２の変形をストッパ１５で規制することで、振動板１２が破損することを防止でき、発電モジュール１１の耐久性を高めることができる。【００４５】
〔実施の形態２〕
次に、実施の形態２について説明する。この形態は、実施の形態１の発電ユニットを、道路におけるの路面の下方に設置した形態である。なお、実施の形態２の構成は、特記する場合を除いて実施の形態１の構成と略同一であり、実施の形態１の構成と略同一の構成についてはこの実施の形態１で用いたのと同一の符号及び／又は名称を必要に応じて付して、その説明を省略する。【００４６】
図５は実施の形態２に係る道路の要部縦断面図である。道路２０は、基層２１の表面にアスファルト等にて表層２２を敷設して構成されている。ここで、基層２１には中空部２３が形成されており、この中空部２３に実施の形態１に係る発電ユニット１が設置されている。この発電ユニット１の上面は基層２１の直下に配置されており、道路２０の表層２２を自動車が走行することで、表層２２の振動が発電モジュール１１に伝達され、この振動が振動板１２を介して圧電素子１３に伝達されて、起電力が生じる。この起電力の使用形態は任意であるが、例えば道路２０の側面に敷設した照明器具を点灯させるために使用することができる。【００４７】
なお、道路とは、橋、トンネル、滑走路を含む概念である。また、発電ユニット１は、道路の路面下方以外にも設置することができ、例えば、トンネルの上面や、路面の側方に設置されたガードレールに内蔵してもよい。【００４８】
（実施の形態２の効果）
このように実施の形態２によれば、道路２０の表層２２を走行する自動車からの振動を利用して発電を行うことができるので、従来は無駄なっていた振動エネルギーを有効利用することができる。【００４９】
〔実施の形態３〕
次に、実施の形態３について説明する。この形態は、実施の形態１の発電モジュールを、発光具である魚釣り用のルアーの内部に設置した形態である。なお、実施の形態３の構成は、特記する場合を除いて実施の形態１の構成と略同一であり、実施の形態１の構成と略同一の構成についてはこの実施の形態１で用いたのと同一の符号及び／又は名称を必要に応じて付して、その説明を省略する。【００５０】
図６は実施の形態３に係るルアーの側面図である（一部を破断して示す図であり、後述する図７〜８において同じ）。ルアー３０は特許請求の範囲における発光具に対応するものであり、その本体３１は、透光性樹脂にて魚を模した形状にて形成されており、前端には釣り糸を結ぶための環体３２が固定されていると共に、底面や後端にはフック３３が固定されている。【００５１】
この本体３１の内部には中空部３４が設けられており、この中空部３４には、発電モジュール３５、錘３６、及びＬＥＤ３７が設けられている。【００５２】
発電モジュール３５は、振動板１２と圧電素子１３のみを備えて構成されている。振動板１２は、本体３１の上面を設置面として下方に向けて突出するように固定されており、各振動板１２の一側面に圧電素子１３が接着にて固定されている。振動板１２は圧電素子１３よりも縦長に形成されており、その自由端が圧電素子１３よりも下方に突出する。【００５３】
錘３６は、振動板１２の振動を促進することにより、圧電素子１３の変形を促進するためのものであり、特許請求の範囲における変形促進手段に対応する。この錘３６は、球状に形成されており、本体３１の振動に伴って中空部３４を自由に移動し、振動板１２の自由端に衝突することによって当該振動板１２の振動を促進し、圧電素子１３の変形を促進する。【００５４】
ＬＥＤ３７は、魚の注意を喚起するものであり、中空部３４の任意位置に固定されている。このＬＥＤ３７は、圧電素子１３に対して図示しない制御回路を介して接続されており、圧電素子１３の起電力にて発光する。この光は本体３１を透過してルアー３０の外部に放射される。【００５５】
この他にも、ルアーにおける発電モジュールについては種々の形態を採ることができる。図７は変形例に係るルアー４０の側面図である。発電モジュール４１は、振動板１２と圧電素子１３を備えて構成されている。振動板１２は、側面下向きのＴ字状に形成されており、振動板１２の基部の両面に圧電素子１３が固定されると共に、振動板１２の下端の両側にはそれぞれ錘４２が固定されている。そして、錘４２によって振動板１２の振動を促進し、圧電素子１３の変形を促進することができる。【００５６】
図８は変形例に係るルアー５０の側面図である。発電モジュール５１は、振動板１２と圧電素子１３を備えて構成されている。振動板１２の基部の両面に圧電素子１３が固定されると共に、振動板１２の下端には錘５２が固定されている。さらに中空部３４には錘５３が設けられており、この錘５３が、振動板１２の錘５２に衝突することによって当該振動板１２の振動を促進し、圧電素子１３の変形を促進することができる。【００５７】
（実施の形態３の効果）
このように実施の形態３によれば、ルアーが水面や水中を移動する際における本体の振動を利用して発電を行うことができるので、従来は無駄なっていた振動エネルギーを有効利用することができる。また、ＬＥＤの発光により魚の注意を喚起することで、ルアーの集魚性を高めることができる。【００５８】
〔実施の形態４〕
次に、実施の形態４について説明する。この形態は、実施の形態１の発電モジュールにおける振動板の形状を変更した形態である。なお、実施の形態４の構成は、特記する場合を除いて実施の形態１の構成と略同一であり、実施の形態１の構成と略同一の構成についてはこの実施の形態１で用いたのと同一の符号及び／又は名称を必要に応じて付して、その説明を省略する。【００５９】
図９は実施の形態４に係る発電モジュールの要部斜視図である（図示の便宜上、図９及び後述する図１０から１４においては本体１０やストッパ１５を省略して示す）。実施の形態４に係る発電モジュール６１は、振動板６２を備える。この振動板６２は、圧電素子１３に沿った方向（図示のＺ方向）で配置された第１振動部６２ａと、このＺ方向に対して直交する方向（図示のＸ方向）で配置された第２振動部６２ｂとを、相互に直交するように接続して構成されており、この第２振動部６２ｂの自由端には錘１６が固定されている。この構造では、Ｚ方向に沿った振動が生じた場合には第２振動部６２ｂが振動し、Ｘ方向に沿った振動が生じた場合には第１振動部６２ａが振動して、これらの振動によって圧電素子１３を変形させることができるので、Ｚ方向とＸ方向の２次元の振動を発電に利用することが可能となる。【００６０】
これら第１振動部６２ａと第２振動部６２ｂの具体的な接続構造は任意であり、例えば、これら第１振動部６２ａと第２振動部６２ｂを連続する１枚の平板状に形成した後、第２振動部６２ｂを第１振動部６２ａに対して直交するように折り曲げてもよく、あるいは、これらを第１振動部６２ａと第２振動部６２ｂを、相互に別体にて形成した後、溶接を含む公知の接続方法で相互に接続してもよい。【００６１】
このように形成した発電モジュール６１を、実施の形態１から３の発電モジュール１１、３５、４１、５１に代えて、あるいは、これら発電モジュール１１、３５、４１、５１と共に用いることで、発電効率を一層高めることが可能となる。【００６２】
（実施の形態４の効果）
このように実施の形態４によれば、Ｚ方向とＸ方向の２次元の振動を発電に利用することが可能となるので、発電効率を一層高めることができる。【００６３】
〔実施の形態５〕
次に、実施の形態５について説明する。この形態は、実施の形態４の発電モジュールにおける振動板の形状を変更した形態である。なお、実施の形態５の構成は、特記する場合を除いて実施の形態４の構成と略同一であり、実施の形態４の構成と略同一の構成についてはこの実施の形態４で用いたのと同一の符号及び／又は名称を必要に応じて付して、その説明を省略する。【００６４】
図１０は実施の形態５に係る発電モジュールの要部斜視図である。実施の形態５に係る発電モジュール７１は、振動板７２を備える。この振動板７２は、圧電素子１３に沿った方向（図示のＺ方向）に配置された第１振動部７２ａと、このＺ方向に対して直交する方向（図示のＸ方向）に配置された第２振動部７２ｂとを、相互に曲部７２ｃを介して接続して構成されており、この第２振動部７２ｂの自由端には錘１６が固定されている。【００６５】
これら第１振動部７２ａ、第２振動部７２ｂ、及び曲部７２ｃの具体的な接続構造は任意であり、例えば、これら第１振動部７２ａ、第２振動部７２ｂ、及び曲部７２ｃを連続する１枚の平板状に形成した後、第２振動部６２ｂを第１振動部６２ａに対して緩やかに折り曲げることにより、曲部７２ｃを形成してもよい。【００６６】
このように形成した発電モジュール７１を、実施の形態１から４の発電モジュール１１、３５、４１、５１、６１に代えて、あるいは、これら発電モジュール１１、３５、４１、５１、６１と共に用いることで、発電効率を一層高めることが可能となる。【００６７】
（実施の形態５の効果）
このように実施の形態５によれば、Ｚ方向とＸ方向の２次元の振動を発電に利用することが可能となるので、発電効率を一層高めることができる。【００６８】
〔実施の形態６〕
次に、実施の形態６について説明する。この形態は、実施の形態４の発電モジュールにおける振動板の形状を変更した形態である。なお、実施の形態６の構成は、特記する場合を除いて実施の形態４の構成と略同一であり、実施の形態４の構成と略同一の構成についてはこの実施の形態４で用いたのと同一の符号及び／又は名称を必要に応じて付して、その説明を省略する。【００６９】
図１１は実施の形態６に係る発電モジュールの要部斜視図である。実施の形態６に係る発電モジュール８１は、振動板８２を備える。この振動板８２は、圧電素子１３に沿った方向（図示のＺ方向）に配置された第１振動部８２ａと、このＺ方向に対して角度αを形成する方向に配置された第２振動部８２ｂとを、相互に接続して構成されており、この第２振動部８２ｂの自由端には錘１６が固定されている。【００７０】
これら第１振動部８２ａと第２振動部８２ｂの具体的な接続構造は任意であり、例えば、これら第１振動部８２ａと第２振動部８２ｂを連続する１枚の平板状に形成した後、第２振動部８２ｂを第１振動部８２ａに対して角度αで屈曲することにより、振動板８２を形成してもよい。【００７１】
このように形成した発電モジュール８１を、実施の形態１から５の発電モジュール１１、３５、４１、５１、６１、７１に代えて、あるいは、これら発電モジュール１１、３５、４１、５１、６１、７１と共に用いることで、発電効率を一層高めることが可能となる。【００７２】
（実施の形態６の効果）
このように実施の形態６によれば、Ｚ方向とＸ方向の２次元の振動を発電に利用することが可能となるので、発電効率を一層高めることができる。【００７３】
〔実施の形態７〕
次に、実施の形態７について説明する。この形態は、実施の形態４の発電モジュールにおける振動板の形状を変更した形態である。なお、実施の形態７の構成は、特記する場合を除いて実施の形態４の構成と略同一であり、実施の形態４の構成と略同一の構成についてはこの実施の形態４で用いたのと同一の符号及び／又は名称を必要に応じて付して、その説明を省略する。【００７４】
図１２は実施の形態７に係る発電モジュールの要部斜視図である。実施の形態７に係る発電モジュール９１は、振動板９２を備える。この振動板９２は、圧電素子１３に沿った方向（図示のＺ方向）に配置された第１振動部９２ａと、このＺ方向に対して直交する方向（図示のＸ方向）に配置された第２振動部９２ｂとを、相互に直交するように接続して構成されている。これら第１振動部９２ａと第２振動部９２ｂの具体的な接続構造は任意であり、例えば、実施の形態４で説明した第１振動部６２ａと第２振動部６２ｂの接続構造と同様の構造を採用することができる。【００７５】
ここで、第２振動部９２ｂの自由端には、風受け部９３が固定されている。この風受け部９３は、風の力を受けて振動板９２を振動させるための風受け手段であり、ここでは、複数（図１２では３枚）の風受け板９３ａを相互に所定角度（ここでは相互に直交する角度）で接合して構成されている。このように風受け部９３を設けることで、振動がない状況であっても、風がある場合には当該風の力によって振動板９２を振動させることができる。また、風受け部９３の重量を適切に設定することで、この風受け部９３に、実施の形態４の錘１６と同様の機能を持たせることもでき、振動促進効果を同時に享受することができる。また、複数の風受け板９３ａを異なる向きに配置することで、様々な方向から吹いた風の力を利用することが可能となる。なお、図１２に示す風受け板９３ａの数、形状、あるいは相互の接続角度は任意に変更でき、例えば、４枚以上の風受け板９３ａを相互に非直交角度で接続してもよい。【００７６】
このように形成した発電モジュール９１を、実施の形態１から６の発電モジュール１１、３５、４１、５１、６１、７１、８１に代えて、あるいは、これら発電モジュール１１、３５、４１、５１、６１、７１、８１と共に用いることで、発電効率を一層高めることが可能となる。【００７７】
（実施の形態７の効果）
このように実施の形態７によれば、Ｚ方向とＸ方向の２次元の振動を発電に利用することが可能となるので、発電効率を一層高めることができる。特に、風の力によって振動板９２を振動させることができ、振動がない状況でも、発電を行うことが可能となる。【００７８】
〔実施の形態８〕
次に、実施の形態８について説明する。この形態は、実施の形態４の発電モジュールにおける振動板の形状を変更した形態である。なお、実施の形態８の構成は、特記する場合を除いて実施の形態４の構成と略同一であり、実施の形態４の構成と略同一の構成についてはこの実施の形態４で用いたのと同一の符号及び／又は名称を必要に応じて付して、その説明を省略する。【００７９】
図１３は実施の形態８に係る発電モジュールの要部斜視図である。実施の形態８に係る発電モジュール１０１は、一対の振動板１０２を備える。この振動板１０２は、圧電素子１３に沿った方向（図示のＺ方向）に配置された第１振動部１０２ａと、このＺ方向に対して直交する方向（図示のＹ方向）に配置された第２振動部１０２ｂとを、曲部１０２ｃを介して相互に接続して構成されており、第２振動部１０２ｂの自由端には錘１６が固定されている。この構造では、Ｚ方向及びＹ方向に直交する方向（図示のＸ方向）に沿った振動が生じた場合には第１振動部１０２ａが振動し、Ｚ方向に沿った振動が生じた場合には第２振動部１０２ｂが振動して、これらの振動によって圧電素子１３を変形させることができるので、Ｘ方向とＺ方向の２次元の振動を発電に利用することが可能となる。【００８０】
これら第１振動部１０２ａ、第２振動部１０２ｂ、及び曲部１０２ｃの具体的な接続構造は任意であり、例えば、実施の形態５で説明した第１振動部７２ａ、第２振動部７２ｂ、及び曲部７２ｃの接続構造と同様の構造を採用することができる。また、一対の振動板１０２はその一部を相互に一体に形成してもよく、例えば、共通の第１振動部１０２ａに対して一対の第２振動部１０２ｂを接続するようにしてもよい。【００８１】
このように形成した発電モジュール１０１を、実施の形態１から７の発電モジュール１１、３５、４１、５１、６１、７１、８１、９１に代えて、あるいは、これら発電モジュール１１、３５、４１、５１、６１、７１、８１、９１と共に用いることで、発電効率を一層高めることが可能となる。【００８２】
（実施の形態８の効果）
このように実施の形態８によれば、Ｘ方向とＺ方向の２次元の振動を発電に利用することが可能となるので、発電効率を一層高めることができる。【００８３】
〔実施の形態９〕
次に、実施の形態９について説明する。この形態は、実施の形態８の発電モジュールにおける振動板の形状を変更した形態である。なお、実施の形態９の構成は、特記する場合を除いて実施の形態８の構成と略同一であり、実施の形態８の構成と略同一の構成についてはこの実施の形態８で用いたのと同一の符号及び／又は名称を必要に応じて付して、その説明を省略する。【００８４】
図１４は実施の形態９に係る発電モジュールの要部斜視図である。実施の形態９に係る発電モジュール１１１は、振動板１１２を備える。この振動板１１２は、圧電素子１３に沿った方向（図示のＺ方向）に固定された円板状の第１振動部１１２ａと、この第１振動部１１２ａに対して外部に放射状となる方向に配置された複数（ここでは４枚）の第２振動部１１２ｂとを備えて構成されており、第２振動部１１２ｂの自由端には錘１６が固定されている。なお、ここでは、本体１０の一部が、下方が開放された板状体として構成されており、この板状体の本体１０の一部に発電モジュール１１１が挟持され固定されている。この構造では、Ｚ方向及びＹ方向に直交するＸ方向に沿った振動が生じた場合には第１振動部１１２ａが振動し、Ｚ方向に沿った振動が生じた場合には第２振動部１１２ｂが振動して、これらの振動によって圧電素子１３を変形させることができるので、Ｘ方向とＺ方向の２次元の振動を発電に利用することが可能となる。なお、第１振動部１１２ａに対する第２振動部１１２ｂの配置の数や接続角度は任意に変更可能である。【００８５】
これら第１振動部１１２ａ及び第２振動部１１２ｂの具体的な接続構造は任意であり、例えば、１枚の板材をプレス加工することで第１振動部１１２ａ及び第２振動部１１２ｂを一体に打ち抜いてもよく、あるいは、第１振動部１１２ａと第２振動部１１２ｂを、別体に形成した後、溶接を含む公知の接続方法にて相互に接続してもよい。【００８６】
このように形成した発電モジュール１１１を、実施の形態１から８の発電モジュール１１、３５、４１、５１、６１、７１、８１、９１、１０１に代えて、あるいは、これら発電モジュール１１、３５、４１、５１、６１、７１、８１、９１、１０１と共に用いることで、発電効率を一層高めることが可能となる。【００８７】
（実施の形態９の効果）
このように実施の形態９によれば、Ｘ方向とＺ方向の２次元の振動を発電に利用することが可能となるので、発電効率を一層高めることができる。【００８８】
〔III〕各実施の形態の変形例
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。【００８９】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。【００９０】
（発電モジュールの具体的適用について）
上記各実施の形態は、発電モジュールを本体１０の上面や底面に設けているが、側面に設けてもよい。また、圧電素子１３、振動板１２、固定板１４、ストッパ１５、あるいは錘１６の形状や配置は、特記する場合を除いて任意である。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
この発明に係る発電ユニットは、外部から加えられた力を電気に変換して取り出すことができる発電ユニットに適用でき、特に、振動を効率よく圧電素子１３に伝達して、大きな発電量が得ることに有用である。
【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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【国際調査報告】
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