(57)【要約】【課題】発電力の大きな圧電素子と、不要な振動を発生しない構造を有する振動発電機を提供する。【解決手段】フレームに対して振動する振動体が、一端と他端を長手方向とし、錘が配置された中梁と、中梁の一方の側に中梁の長手方向と平行に配置され、一端と他端を有する第１および第２の側梁と、中梁の他方の側に中梁の長手方向と平行に配置され、一端と他端を有する第３および第４の側梁と、中梁の一端と第１の側梁および第３の側梁の一端を連結する第１連結部と、中梁の他端と、第２の側梁および第４の側梁の他端を連結する第２連結部と、中梁と第１の側梁と第２の側梁と第３の側梁と第４の側梁の少なくとも１つの梁に設けられた圧電素子を含む発電部を有し、第１の側梁の他端と第２の側梁の一端および、第３の側梁の他端と第４の側梁の一端を前記フレームに対する固定端とすることを特徴とする振動発電機。【選択図】図１
2015050882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略長方形の貫通孔が穿設されたフレームと、
前記貫通孔中に配置され前記フレームとの間に固定端を有し、圧電素子を有する振動体を含む振動発電機であって、
前記振動体は、
一端と他端を長手方向とし、錘が配置された中梁と、
前記中梁の一方の側に前記中梁の長手方向と平行に配置され、一端と他端を有する第１および第２の側梁と、
前記中梁の他方の側に前記中梁の長手方向と平行に配置され、一端と他端を有する第３および第４の側梁と、
前記中梁の一端と、前記第１の側梁および前記第３の側梁の一端を連結する第１連結部と、
前記中梁の他端と、前記第２の側梁および前記第４の側梁の他端を連結する第２連結部と、
前記中梁と前記第１の側梁と前記第２の側梁と前記第３の側梁と前記第４の側梁の少なくとも１つの梁に設けられた圧電素子を含む発電部を有し、
前記第１の側梁の他端と前記第２の側梁の一端および、前記第３の側梁の他端と前記第４の側梁の一端を前記フレームに対する固定端とすることを特徴とする振動発電機。
【請求項２】
前記発電部は、前記中梁の中央と前記第１連結部若しくは前記中梁と前記第２連結部の間に直列に配置された一対の圧電部材を有し、
前記圧電部材は、
前記中梁上に設けた下電極と、
前記下電極上に設けた圧電素子と、
前記圧電素子上に設けた上電極とを有し、
前記一対の圧電部材の下電極同士若しくは上電極同士が接続されていることを特徴とする請求項１に記載された振動発電機。
【請求項３】
前記発電部は、前記第１の側梁と前記第２の側梁と前記第３の側梁と前記第４の側梁の少なくとも１つの梁の一端と他端の間に直列に配置された一対の圧電部材を有し、
前記圧電部材は、
前記中梁上に設けた下電極と、
前記下電極上に設けた圧電素子と、
前記圧電素子上に設けた上電極とを有し、
前記一対の圧電部材の下電極同士若しくは上電極同士が接続されていることを特徴とする請求項１または２の何れかの請求項に記載された振動発電機。
【請求項４】
前記圧電素子はＬａＮｉＯ３とＢｉＦｅＯ３の積層構造を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載された振動発電機。
【請求項５】
前記圧電素子はＬａＮｉＯ３とＢｉＦｅＯ３の積層構造を有し、前記ＢｉＦｅＯ３の膜厚が２５０ｎｍ〜４５０ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１の請求項に記載された振動発電機。
【請求項６】
前記第１の側梁の他端と前記第２の側梁の一端は、前記貫通孔の一方の長辺で固定端とされ、
前記第３の側梁の他端と前記第４の側梁の一端は、前記貫通孔の他方の長辺で固定端とされることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１の請求項に記載された振動発電機。
【請求項７】
前記第１の側梁の他端と前記第３の側梁の他端は、前記貫通孔の一方の短辺で固定端とされ、
前記第２の側梁の一端と前記第４の側梁の一端は、前記貫通孔の他方の短辺で固定端とされることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１の請求項に記載された振動発電機。
【請求項８】
ＬａＮｉＯ３層とＢｉＦｅＯ３層の積層構造を有することを特徴とする圧電素子。
【請求項９】
前記ＢｉＦｅＯ３層の膜厚が２５０ｎｍ〜４５０ｎｍであることを特徴とする請求項８に記載された圧電素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動を利用して発電を行う振動発電機に関し、特に高い発電圧を得ることのできる圧電素子と、それを用いた振動発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線センサネットワークの研究開発が盛んになったことで、環境中に存在する微小なエネルギーから電力を取り出す環境発電に注目が集まっている。振動エネルギーは、熱や室内光などの他のエネルギーに比べて高いエネルギー密度と安定性を有していることから、環境発電における主要なエネルギー源として期待されている。
【０００３】
振動エネルギーを電力へ変換する方式には、電磁方式、静電方式など幾つかの方式が検討されている。圧電方式は、ＭＥＭＳ技術を利用することで、発電機自体を小型に作製することができる。したがって、圧電方式は、無線ネットワークでの利用に適している。
【０００４】
圧電方式の振動発電機は、錘が配置された梁に、圧電素子を形成する。そして錘によって梁が振動することで圧電素子に圧縮伸長の力が加わり、発電が行われる。したがって、圧電素子自体の性能と、圧電素子を形成する梁の形状という２つの観点で、発電力の向上が検討されてきた。
【０００５】
特許文献１には、振動発電機が用いられる環境に最も多く存在する振動からエネルギーを得るために、使用する環境に応じた共振周波数を持てる振動発電機が開示されている。
【０００６】
特許文献１に係る振動発電デバイスでは、発電部分以外で、フレーム（固定枠）と錘をつなぐ折り返し構造を有する形状が開示されている。この発明では、折り返し構造の長さや幅といった形状を変化させることで、使用環境に応じた共振周波数を得る。
【０００７】
特許文献２には、フレームと錘をつなぐ折り返し構造を有する弾性梁に圧電素子を搭載し、さまざまな振動周波数から電力を得る発明が開示されている。
【０００８】
圧電素子自体としては、最も一般的に用いられているチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を初め、ペロブスカイト構造やタングステンブロンズ構造を有するものが報告されている（特許文献３、特許文献４）。
【０００９】
圧電素子を用いた振動発電機は、特許文献および学会等でも様々なタイプのものが報告されている。しかし、これまで、１０μＷ・ｍｍ−３・Ｇ−２（Ｇは重力加速度）を超える発電量が得られたという報告は少ない。
【００１０】
振動発電における圧電体薄膜の性能指数（Ｆｉｇｕｒｅ  Ｏｆ  Ｍｅｒｉｔ：以後「ＦＯＭ」とも呼ぶ。）は、（１）式で表される。
【００１１】
【数１】
2015050882.tif 000003
・・・（１）
【００１２】
ここでｅ３１，ｆは有効横圧電応力定数であり、εｒは比誘電率、ε０は真空の誘電率である。
【００１３】
すなわち、振動発電に用いる場合は、自発分極が反映される有効横圧電応力定数と、比誘電率とのバランスが必要になる。例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の場合は、有効横圧電応力定数は−１Ｃ／ｍ２と小さいものの、比誘電率も１０程度であるので、性能指数としては、１０ＧＰａ程度の値を示す。一方、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）は、窒化アルミニウムと比較して１０倍以上の有効横圧電応力定数を有するものの、比誘電率も１０００倍程度大きいので、性能指数ではＡｌＮの２倍程度である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１１−２３４５６８号公報
【特許文献２】特開２０１１−０９７６６１号公報
【特許文献３】特開２００２−６８８３４号公報
【特許文献４】特開２００２−２９３６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
発電量が大きな振動発電機を得るためには、ＦＯＭの大きな素子の検討が必要である。また、実用化のためには、製造方法が容易であることも必要である。ＦＯＭを大きくするためには、上記のように高い有効横圧電応力定数と低い比誘電率を有する材料が必要である。その有力な候補としてＢｉＦｅＯ３がある。
【００１６】
しかし、エピタキシャルで作製したＢｉＦｅＯ３は高い有効横圧電応力定数を示すものの、製造の容易なゾルゲル法で作製すると、大きな特性はとれないという課題があった。また、振動発電機の構成自体も、大きな発電量を圧電素子から引き出せる形状ではなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は上記の課題に鑑みて想到されたものであり、不要な振動が発生しない振動構造とすることで、共振周波数において、高い発電量を得るものである。より具体的に本発明に係る振動発電機は、
略長方形の貫通孔が穿設されたフレームと、
前記貫通孔中に配置され前記フレームとの間に固定端を有し、圧電素子を有する振動体を含む振動発電機であって、
前記振動体は、
一端と他端を長手方向とし、錘が配置された中梁と、
前記中梁の一方の側に前記中梁の長手方向と平行に配置され、一端と他端を有する第１および第２の側梁と、
前記中梁の他方の側に前記中梁の長手方向と平行に配置され、一端と他端を有する第３および第４の側梁と、
前記中梁の一端と、前記第１の側梁および前記第３の側梁の一端を連結する第１連結部と、
前記中梁の他端と、前記第２の側梁および前記第４の側梁の他端を連結する第２連結部と、
前記中梁と前記第１の側梁と前記第２の側梁と前記第３の側梁と前記第４の側梁の少なくとも１つの梁に設けられた圧電素子を含む発電部を有し、
前記第１の側梁の他端と前記第２の側梁の一端および、前記第３の側梁の他端と前記第４の側梁の一端を前記フレームに対する固定端とすることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る圧電素子は、高いＦＯＭを得ることができるＢｉＦｅＯ３膜を得るものである。より具体的に、本発明に係る圧電素子は、
ＬａＮｉＯ３層とＢｉＦｅＯ３層の積層構造を有することを特徴とし、さらに、前記ＢｉＦｅＯ３層の膜厚が２５０ｎｍ〜４５０ｎｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る振動発電機は、中梁と、中梁に平行に配置され中梁の両端に連結部で連結され、連結部でない端部がフレームと固定された４本の側梁という構成を有するので、中梁および側梁とも回転方向の振動やねじれによる振動が発生しにくい。したがって、圧電素子に、圧縮および伸長の力以外の力がかからないので、振動の大きさによって共振周波数がずれるということがない。
【００２０】
また、本発明に係る圧電素子は、ＬａＮｉＯ３上にＢｉＦｅＯ３をゾルゲル法で作製するので、作製が容易である上に、出来上がったＢｉＦｅＯ３が膜厚方向に結晶成長した構造になるため、高い有効横圧電応力定数を得ることができる。
【００２１】
また、膜厚を２５０ｎｍ〜４５０ｎｍに調製することで、分極を膜厚方向に揃えることができるので、複数の圧電素子をシーケンシャルに連結しても、発電効率が低下することがない。
【００２２】
このように本発明に係る圧電素子を本発明に係る振動発電機に用いることで、１０μＷ・ｍｍ−３・Ｇ−２（Ｇは重力加速度）を超える発電量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態１に係る振動発電機の斜視図を示す図である。
【図２】図１の振動発電機の平面図である。
【図３】図２の一部断面図である。
【図４】図１の振動発電機が振動した際の圧電部材の圧縮および引張力の関係を示す図である。
【図５】実施の形態２に係る振動発電機の平面図である。
【図６】図５の振動発電機が振動した際の様子を示す図である。
【図７】図５の振動発電機に発電部を複数搭載させた場合の平面図を示す。
【図８】実施の形態３に係る振動発電機の平面図である。
【図９】図８の一部拡大図を示す図である。
【図１０】実施の形態３に係る振動発電機が振動した際の様子を示す図である。
【図１１】実施の形態４に係る振動発電機の平面図である。
【図１２】ＢＦＯ薄膜のＸ線回折図である。
【図１３】試作のプロセスを示す図である。
【図１４】多結晶ＢＦＯ薄膜と（１００）配向ＢＦＯ薄膜を搭載した振動発電素子に振動数９３Ｈｚの振動を印加した際の発電量の負荷抵抗依存性を示すグラフである。
【図１５】（１００）配向ＢＦＯ薄膜を搭載した圧電型振動発電素子の発電性能の測定結果を示すグラフである。
【図１６】実施の形態２のタイプの発電特性を測定した結果を示すグラフである。
【図１７】（１００）配向ＢＦＯ薄膜の分極の整列状態と膜厚の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に図面を参照しながら、本発明に係る振動発電機と、圧電素子について説明を行う。以下の説明は、本発明の一実施形態を例示するのであって、本発明は以下の説明に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、以下の説明は変更することができる。
【００２５】
（実施の形態１）
図１に本実施の形態に係る振動発電機の構成を示す。振動発電機１は、フレーム１０と、中梁１２と、４つの側梁１４、１５、１６、１７と、連結部２０、２２と、一対の圧電部材３２、３４（図３参照）を含む。
【００２６】
フレーム１０は筐体などに固定された固定体である。フレーム１０には、表面１０ａから裏面１０ｂに向かって、貫通孔１０ｈが穿設されている。貫通孔１０ｈは略長方形に形成されている。フレーム１０の裏面１０ｂは、振動体１１が振動できるだけの深さを有する穴若しくはフリー空間が設けられている。貫通孔１０ｈには、振動体１１が配置される。貫通孔１０ｈの縁には、振動体１１を指示する固定端が設けられる。
【００２７】
図２に振動発電機１の平面図を示す。図２（ａ）は振動体１１だけを示し、図２（ｂ）には発電部３０も示した。振動体１１は、中梁１２と、４つの側梁１４、１５、１６、１７と、連結部２０、２２を含む。中梁１２は、短冊形状をした梁である。中梁１２の一端を符号１２ａ、他端を符号１２ｂとする。中梁１２の一端１２ａから他端１２ｂへ向かう方向を長手方向と呼ぶ。また、中梁１２の幅を符号１２ｗとする。中梁１２の中央には、錘１３が配置される。なお、錘１３の部分は、多少中梁１２の幅１２ｗが広がっていてもよい。
【００２８】
中梁１２の一端１２ａと他端１２ｂには、連結部２０と連結部２２が連結されている。連結部２０、２２は、長方形状の部材で、後述する側梁１４、１５、１６、１７と、中梁１２を連結する。中梁１２の一端１２ａに連結している連結部２０を第１連結部２０と呼び、中梁１２の他端１２ｂに連結している連結部２２を第２連結部２２と呼んでもよい。
【００２９】
中梁１２の長手方向の両脇には、側梁１４、１５、１６、１７が配置される。側梁は、中梁１２同様に短冊形状をした梁である。ただし、中梁１２と比較して長さは短くてもよい。それぞれ、一端１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａと他端１４ｂ、１５ｂ、１６ｂ、１７ｂを有する。なお、一端および他端は、呼び方を統一するためのものであり、機能としての違いはない。
【００３０】
側梁１４、１５は、中梁１２の一方の側に、中梁１２の長手方向に沿って配置される。この時、中梁１２の一方の縁１２ｃから側梁１４および１５は同じ距離に配置される。また側梁１６、１７は、中梁１２の他方の側に、中梁１２の長手方向に沿って配置される。側梁１６、１７が中梁１２の他方の縁１２ｄから同じ距離に配置されるのは、側梁１４、１５の場合と同じである。なお、便宜上側梁１４を第１の側梁、側梁１５を第２の側梁、側梁１６を第３の側梁、側梁１７を第４の側梁と呼んでもよい。
【００３１】
側梁１４と側梁１６の一端１４ａ、１６ａは、中梁１２の一端１２ａに接続されている第１連結部２０に連結される。また、側梁１５と側梁１７の他端１５ｂ、１７ｂは、中梁１２の他端１２ｂに接続されている第２連結部２２に連結される。
【００３２】
側梁１４の他端１４ｂと、側梁１５の一端１５ａは、貫通孔１０ｈの一方の長辺１０ｈａに接続片１４ｚ、１５ｚを介して接続する。接続片１４ｚ、１５ｚは、側梁１４の他端１４ｂおよび側梁１５の一端１５ａの一部としてよい。したがって、側梁１４の他端１４ｂと側梁１５の一端１５ａは貫通孔１０ｈの一方の長辺１０ｈａに接続していると言ってもよい。
【００３３】
また、側梁１６の他端１６ｂと、側梁１７の一端１７ａは、貫通孔１０ｈの他方の長辺１０ｈｂに接続片１６ｚ、１７ｚを介して接続する。接続片１６ｚ、１７ｚは、側梁１６の他端１６ｂおよび側梁１７の一端１７ａの一部としてよい。したがって、側梁１６の他端１６ｂと側梁１７の一端１７ａは貫通孔１０ｈの長辺１０ｈｂに接続していると言ってもよい。
【００３４】
したがって、側梁１４の他端１４ｂ、側梁１５の一端１５ａ、側梁１６の他端１６ｂ、側梁１７の一端１７ａは、振動体１１とフレーム１０を結合する固定端である。なお、中梁１２、側梁１４、１５、１６、１７、第１連結部２０、第２連結部２２、接続片１４ｚ、１５ｚ、１６ｚ、１７ｚは二点鎖線で区切りを入れたが、実際は一体的に作製される場合が多く、二点鎖線部分が連続的であってもよい。
【００３５】
振動発電機１の発電を司る発電部３０は、一対の圧電部材３２、３４を含む。また、電圧を取り出す一対の圧電部材３２、３４は、側梁１４、１５、１６、１７若しくは、中梁１２のいずれにも搭載することができる。ここでは、中梁１２に搭載する場合について説明する。
【００３６】
また、中梁１２に圧電部材３２、３４を配置する場合は、中央の錘１３から第１連結部２０までの間若しくは中央の錘１３から第２連結部２２までの間に配置する。ここでは、錘１３から第１連結部２０までの間に配置する場合について説明する。
【００３７】
図２（ｂ）を参照して、圧電部材３２、３４は、一方を錘１３に近い側に配置し、他方は第１連結部２０に近い側に配置する。ここでは、圧電部材３２を錘１３に近い側に配置し、圧電部材３４を第１連結部２０に近い側に配置したとする。圧電部材３２、３４は接続線３３ｃで連結される。また、圧電部材３２および３４からは、接続線３２ａｓ、３４ａｓが延設され、フレーム１０上に設けられた接続端子３２ａｔ、３４ａｔと接続されている。
【００３８】
図３（ａ）に図２（ｂ）のＡ−Ａ断面図を示す。これは、圧電部材３２、３４の断面を示す。また、図３（ｂ）には、圧電部材３２、３４の部分の拡大図を示す。圧電部材３２、３４は、中梁１２の表面に形成された下電極３２ａ、３４ａと、下電極３２ａ、３４ａの上に形成された圧電素子３２ｂ、３４ｂと、圧電素子３２ｂ、３４ｂの上に設けられた上電極３２ｃ、３４ｃで構成される。
【００３９】
なお、下電極３２ａ、３４ａは、電極層３２ａａ、３４ａａ上に、ＬａＮｉＯ３層３２ａｂ、３４ａｂが形成された積層構造となっている。そして圧電素子３２ｂ、３４ｂは、ＢｉＦｅＯ３によって形成される。したがって、圧電素子３２ｂ、３４ｂは、下電極３２ａ、３４ａ上のＬａＮｉＯ３層３２ａｂ、３４ａｂ上に形成される。
【００４０】
また、上電極３２ｃ、３４ｃ同士は接続線３３ｃで接続されている。下電極３２ａ、３４ａには、取り出し用の接続線３２ａｓ、３４ａｓがそれぞれ接続され、第１連結部２０および側梁１４上を適宜配線された後、フレーム１０上の接続端子３２ａｔ、３４ａｔに接続される（図２（ｂ）参照）。なお、ここでは、簡単のために、絶縁膜についての説明は省略するが、接続線３２ａｓ、３４ａｓ、３３ｃはその配線の取り回しにおいて、互いに導通しないように、適宜必要な部分には絶縁膜が形成される。
【００４１】
以上の振動発電機１は、ＭＥＭＳ技術によって、ＳＯＩウエハ上に形成される。なお、中梁１２、第１連結部２０、第２連結部２２、側梁１４、１５、１６、１７は、一体的に作製されてよい。
【００４２】
次に本発明の振動発電機１の動作について説明する。図４には、振動発電機１の各梁が振動した場合の、中梁１２の長手方向の断面（図２（ａ）のＢ−Ｂ断面）視を示す。図４（ａ）を参照して、錘１３がフレーム１０より下方向に移動した場合、中梁１２は下方に撓む。中梁１２の両端は、第１連結部２０および第２連結部２２で、側梁１４、１５、１６、１７に連結されているので、第１連結部２０および第２連結部２２も下方に移動する。
【００４３】
一方フレーム１０に固定されている側梁１４の他端１４ｂ、側梁１５の一端１５ａ、側梁１６の他端１６ｂ、側梁１７の一端１７ａは、フレーム１０に対しては移動しない。なお、ここでは、側梁１６の他端１６ｂ、側梁１７の一端１７ａは記載されていないが、側梁１４の他端１４ｂ、側梁１５の一端１５ａと同様にフレーム１０に固定されている。
【００４４】
図４（ｂ）には、図４（ａ）の丸の部分の拡大図を示す。中梁１２と側梁１４、１５が図４（ａ）のように変位すると、中梁１２に設置された圧電部材３２、３４は、錘１３に近い圧電部材３２が圧縮力を受け、第１連結部２０に近い圧電部材３４は引張力を受ける。したがって、圧電部材３２、３４の膜厚方向への分極の極性が揃っていれば、圧電部材３２の上電極３２ｃと、圧電部材３４の上電極３４ｃ（図３（ｂ）参照）は、それぞれ異極の電極となる。
【００４５】
ここでは、上電極３２ｃがプラス極になり、上電極３４ｃがマイナス極になると例示した。したがって、接続端子３２ａｔ、３４ａｔには、異極の電圧が発生する。なお、図４においては、接続線３３ｃは記載を省略している。
【００４６】
図４（ｃ）は、錘１３がフレーム１０より上に変位した場合について示している。また、図４（ｄ）には、図４（ｃ）の丸の部分の拡大図を示す。図４（ａ）の場合と逆に、錘１３に近い圧電部材３２は引張力を受け、第１連結部２０に近い圧電部材３４は圧縮力を受ける。それぞれの圧電部材３２、３４の圧電素子３２ｂ、３４ｂの分極が揃っていれば、上電極３２ｃと上電極３４ｃはやはり異極の電極となる。結果、接続端子３２ａｔ、３４ａｔには、異極の電圧が発生する。なお、図４（ａ）の場合とは、極性が反転する。つまり、錘１３がフレーム１０に対して上下に変位すると、接続端子３２ａｔ、３４ａｔには、交流電圧が発生する。
【００４７】
なお、図４（ａ）〜（ｄ）に示したように、錘１３は、フレーム１０に対して、上下に振動するだけで、ねじれたり、どちらかの端部を中心とする回転運動は起こらない。つまり、圧電素子３２ｂ、３４ｂ（図３（ｂ）参照）には、圧縮力および引張力以外の力はほとんど加わらない。その結果、加えられる加速度の大きさに対して、いつも同じ共振特性を示し、実用上使用しやすくなる。なお、この点は、実施例において圧電部材３２、３４を説明する際に詳説する。
【００４８】
また、振動発電機１は、圧電部材３２、３４に圧縮力と引張力以外の力ができるだけ加わらないようにするのが望ましい。したがって、中梁１２は、最大振動幅で振動するときでも、捩れや回転などが生じないように幅１２ｗを決定するのが好ましい。例えば、少なくとも中梁１２の幅１２ｗは、中梁１２の長さ（一端１２ａから他端１２ｂまでの距離）の１０％〜３０％程度であるのが望ましい。
【００４９】
また、ここでは、圧電部材３２および３４の上電極３２ｃおよび３４ｃ同士を接続線３３ｃで接続したが、下電極３２ａおよび３４ａ同士を接続し、接続端子３２ａｔおよび３４ａｔは上電極３２ｃおよび３４ｃ同士から引き出してもよい。すなわち、圧電素子３２ｂおよび３４ｂを一対で用いる場合は、圧電部材３２および３４の下電極３２ａおよび３４ａ同士若しくは上電極３２ｃおよび３４ｃ同士が接続される。
【００５０】
（実施の形態２）
図５に本実施の形態に係る振動発電機２の平面図を示す。実施の形態１と同じ部分については、同一符号を付し、説明を省略する。本実施の形態に係る振動発電機２と、実施の形態１の場合との違いは、側梁１４、１５、１６、１７とフレーム１０の固定端の形状にある。振動発電機２では、側梁１４の他端１４ｂ（図５中符号を省略）と側梁１５の一端１５ａ（図５中符号を省略）は一体となり、接続片１４ｚ、１５ｚは一体となっている。接続片１４ｚ、１５ｚが一体となった接続片を接続片１４ｚｘとする。
【００５１】
また、側梁１４の他端１４ｂと側端１５の一端１５ａが一体となった結果、側梁１４、１５も１本の側梁のように見える。同様に、側梁１６、１７も１本の側梁のようになり、また接続片１６ｚｘによってフレーム１０と固定されている。しかし、振動体１１とフレーム１０との固定端が一体となり接続片１４ｚｘと接続片１６ｚｘになっても、中梁１２および側梁１４、１５、１６、１７の動作は実施の形態１の場合と同じである。
【００５２】
つまり、形状は異なるが、振動発電機１および振動発電機２は、同じ機能を有する。したがって、振動発電機２の場合も、側梁１４、１５、１６、１７があり、第１連結部２０と第２連結部２２に接続していない端部が別々にフレーム１０と接続していると言ってもよい。
【００５３】
また、振動発電機２は、発電部３０が中梁１２だけでなく、側梁１４にも形成されている。側梁１４に形成された圧電部材を圧電部材３６、３８とする。第１連結部２０に近い側を圧電部材３６とし、接続片１４ｚｘに近い側を圧電部材３８とする。圧電部材３６と３８は、下電極３６ａ、３８ａの上に圧電素子３６ｂ、３８ｂが形成され、その上に上電極３６ｃ、３８ｃが形成される点も、圧電部材３２、３４の場合と同じである。また、下電極３６ａ、３８ａは電極層３６ａａ、３８ａａ（不図示）とＬａＮｉＯ３層３６ａｂ、３８ａｂ（不図示）から構成されている点も同じである。
【００５４】
図５（ｂ）に圧電部材だけの接続関係を図示する。圧電部材３２と３４の接続関係は、実施の形態１の場合（振動発電機１）と同様である。下電極３６ａは接続線３５ａによって圧電部材３４の下電極３４ａと接続されており、上電極３６ｃは圧電部材３８の上電極３８ｃと接続線３７ｃによって接続されている。
【００５５】
すなわち、圧電部材３２、３４、３６、３８は、直列に接続された１つの発電部３０と言える。なお、電圧の取り出しは、圧電部材３２の下電極３２ａと圧電部材３８の下電極３８ａから、それぞれ接続線３２ａｓおよび３８ａｓで引き出す。それぞれの接続線は、フレーム１０上に設けた接続端子３２ａｔ、３８ａｔに接続される。
【００５６】
図６（ａ）〜（ｄ）には、図４（ａ）〜（ｄ）に対応する図を示す。図６（ａ）、（ｂ）を参照して、錘１３がフレーム１０より下に変位した場合について説明すると、圧電部材３２は圧縮力を受け、圧電部材３４は引張力を受ける。さらに、圧電部材３６は、圧縮力を受け、圧電部材３８は引張力を受ける。したがって、圧電素子３２ｂ、３４ｂ、３６ｂ、３８ｂの分極方向が揃っていれば、それぞれの圧電部材３２、３４、３６、３８が直列に接続された発電機となる。その結果これらの圧電部材３２、３４、３６、３８は、１つの発電部３０を形成する。接続端子３２ａｔ、３８ａｔ間には電圧が発生する。
【００５７】
図６（ｃ）、（ｄ）は、錘１３がフレーム１０より上に変位した場合を示す。この場合は、図６（ａ）と逆に、圧電部材３２は引張力を受け、圧電部材３４は圧縮力を受ける。また圧電部材３６は、引張力を受け、圧電部材３８は圧縮力を受ける。したがって、接続端子３２ａｔ、３８ａｔ間には、図６（ａ）、（ｂ）の場合と逆の電圧が発生する。図６（ａ）、（ｂ）と（ｃ）、（ｄ）の状態が繰り返されることで、接続端子３２ａｔ、３８ａｔに交流電圧が発生する。
【００５８】
なお、振動発電機２の説明は、側梁１４上に形成された一対の圧電部材３６、３８だけでも発電部３０を構成することができることを示している。また、圧電部材３６、３８は、他の側梁１５、１６、１７上に形成することもできる。また、中梁１２の錘１３と第２連結部２２との間に圧電部材３６、３８を配置してもよい。さらに、全ての実施の形態を含む本発明では、各梁に配した圧電部材が一対でなく、単独である場合を排除するものではない。
【００５９】
図７には、中梁１２上に４つの一対の圧電部材と、側梁１４、１５、１６、１７上にそれぞれ一対の圧電部材を形成した振動発電機２．１を示す。この場合は、直列に連結した圧電部材からなる発電部３０が４セット（符号３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄとした。）形成されることになる。そして、それぞれの圧電部材によって形成される発電部３０は、同様に発電を行うことができる。このように、中梁１２および側梁１４、１５、１６、１７には、並列に複数の圧電部材を配置してもよい。
【００６０】
（実施の形態３）
図８（ａ）に本実施の形態に係る振動発電機３の平面図を示す。振動発電機３は、４つの側梁５４、５５、５６、５７を有する。また、図８（ｂ）には、側梁５４、５５、５６、５７だけを縮小した図で示した。なお、図８（ｂ）には発電部は記載していない。
【００６１】
図８（ａ）、（ｂ）を参照して、これらの側梁５４、５５、５６、５７は、折り返し構造を有する。側梁５４、５５、５６、５７の折り返しの部分をそれぞれ折り返し部５４ｍ、５５ｍ、５６ｍ、５７ｍで表す。また、折り返し部からフレーム１０までの間の梁の部分を符号５４ｇ、５５ｇ、５６ｇ、５７ｇとし、第１連結部２０および第２連結部２２に連結している側梁の部分は、符号５４ｆ、５５ｆ、５６ｆ、５７ｆとする。これらは、単に「側梁５４ｇ」若しくは「側梁５４ｆ」等とも呼ぶ。
【００６２】
また、側梁５４ｆの他端５４ｆｂと側梁５４ｇの一端５４ｇａが折り返し部５４ｍで連結されているといってもよい。折り返し部５４ｍからフレーム１０までの間の梁については、一端、他端の方向を逆とする。同様に、側梁５５は、側梁５５ｆと折り返し部５５ｍと側梁５５ｇで構成され、側梁５５ｆの一端５５ｆａと側梁５５ｇの他端５５ｇｂが折り返し部５５ｍで連結されているといってもよい。
【００６３】
なお、側梁５４の一端５４ａは、第１連結部２０に接続している部分であり、側梁５４の他端５４ｂは、フレーム１０と接続している部分とする。これは言い換えると、側梁５４の一端５４ａは、側梁５４ｆの一端５４ｆａであり、側梁５４の他端５４ｂは側梁５４ｇの他端５４ｇｂである。
【００６４】
また、同様に、側梁５５の一端５５ａは、フレーム１０に接続した部分であり、側梁５５の他端５５ｂは、第２連結部２２に接続した部分である。これは言い換えると、側梁５５の一端５５ａは、側梁５５ｇの一端５５ｇａであり、側梁５５の他端５５ｂは、側梁５５ｆの他端５５ｆｂである。また、側梁５６、５７についても、側梁５４、５５に準じる。
【００６５】
側梁５４は第１の側梁、側梁５５は第２の側梁、側梁５６は第３の側梁、側梁５７は第４の側梁と呼んでもよい。したがって、振動発電機３においても、第１の側梁５４の一端５４ａと、第３の側梁５６の一端５６ａは第１連結部２０に接続し、第２の側梁５５の他端５５ｂと第４の側梁５７の他端５７ｂは第２の連結部２２に接続している。そして、第１の側梁５４の他端５４ｂと、第２の側梁５５の一端５５ａと、第３の側梁５６の他端５６ｂと、第４の側梁５７の一端５７ａは、フレーム１０に固定されている。
【００６６】
振動発電機３は、フレーム１０とフレーム１０に穿設された貫通孔１０ｈと、貫通孔１０ｈ中に保持された振動体５１と、振動体５１の各梁に設けられた発電部３０で構成される。
【００６７】
振動体５１は、中梁１２と、第１連結部２０と、第２連結部２２と、４つの側梁５４、５５、５６、５７で構成されている。側梁５４の他端５４ｂおよび側梁５６の他端５６ｂは、貫通孔１０ｈの一方の短辺１０ｈｃと接続し、側梁５５の一端５５ａと側梁５７の一端５７ａは、貫通孔１０ｈの他方の短辺１０ｈｄと接続している。したがって、振動体５１はこれら４つの接続部分を固定端としてフレーム１０に連結している。
【００６８】
図９には、図８に示した振動発電機３の発電部３０を拡大した図を示す。拡大した部分は、中梁１２の一部と、側梁５４（側梁５４ｆと側梁５４ｇを含む）の部分である。振動発電機３は振動発電機２と比較すると、側梁に折り返し部を有する点が異なる。これは実質的に側梁の数が増えている。そこで、増えた梁にも圧電部材を配置している。
【００６９】
具体的には、中梁１２上の圧電部材３２と３４、側梁５４ｆ上の圧電部材３６と３８に加え、側梁５４ｇ上にも圧電部材４０、４２が形成されている。また、圧電部材３２の上電極３２ｃと、圧電部材３４の上電極３４ｃは接続線３３ｃで接続されており、圧電部材３４の下電極３４ａと、圧電部材３６の下電極３６ａは接続線３５ａで接続されている。
【００７０】
さらに、圧電部材３６の上電極３６ｃと圧電部材３８の上電極３８ｃは接続線３７ｃで接続されている。そして、圧電部材３８の下電極３８ａと圧電部材４０の下電極４０ａは接続線３９ａで接続され、圧電部材４０の上電極４０ｃは、圧電部材４２の上電極４２ｃと接続線４１ｃで接続されている。そして、圧電部材４２の下電極４２ａと、圧電部材３２の下電極３２ａが接続端子３２ａｔと接続端子４２ａｔに接続されている。
【００７１】
圧電部材４２の下電極４２ａと接続端子４２ａｔは、接続線４２ａｓによって接続され、圧電部材３２の下電極３２ａと接続端子３２ａｔは、接続線３２ａｓによって接続されている。
【００７２】
図１０（ａ）〜（ｄ）には、振動発電機３の梁が振動している様子を、中梁１２の長手方向の断面を用いて示す。中梁１２の中央に配置された錘１３の上下運動は、実施の形態１および２の場合と同じである。
【００７３】
図１０（ａ）、（ｂ）を参照して、錘１３がフレーム１０より下に変位すると、圧電部材３２は圧縮力、圧電部材３４は引張力、圧電部材３６は圧縮力、圧電部材３８は引張力、圧電部材４０は圧縮力、圧電部材４２は引張力をそれぞれ受ける。そして、各圧電部材中の圧電素子の分極方向が揃っていれば、各圧電部材間の接続によって、接続端子３２ａｔと接続端子４２ａｔ間に電圧が発生する。
【００７４】
一方、図１０（ｃ）、（ｄ）に示すように、錘１３がフレーム１０より上に変位すると、圧電部材３２は引張力、圧電部材３４は圧縮力、圧電部材３６は引張力、圧電部材３８は圧縮力、圧電部材４０は引張力、圧電部材４２は圧縮力をそれぞれ受ける。そして、接続端子３２ａｔと接続端子４２ａｔ間に図１０（ａ）、（ｂ）とは逆方向の電圧が発生する。
【００７５】
以上のように振動発電機３は、振動体５１とフレーム１０の接続点（固定端）が、振動体５１のほぼ対角の関係にある位置に設けられるので、実施の形態１および２にも増して、ねじり等の不要な振動が生じにくくなる。
【００７６】
（実施の形態４）
図１１に本実施の形態に係る振動発電機４の平面図を示す。振動発電機４は振動発電機３を２つ並列にし、錘部分を連結したものである。フレーム１０には、略長方形の貫通孔を２つ連結し、全体としては、略ひょうたん型に見える貫通孔１０ｈが形成され、そこに振動体７０が保持される。振動体７０は、実施の形態３の振動体を２つ連結させたものである。それぞれの振動体を振動体５１、７１とする。
【００７７】
振動体５１は、中梁１２と側梁５４、５５、５６、５７と第１連結部２０、第２連結部２２によって構成されている。また、振動体７１は、中梁７２と側梁７４、７５、７６、７７と第１連結部２４と第２連結部２６で構成されている。それぞれの中梁１２、７２の中央部には共通の錘８３が配置されている。錘８３は、中梁１２と中梁７２を直角に連結しているといってもよい。
【００７８】
なお、振動体５１の側梁５６、５７と、振動体７１の側梁７４、７５は、折り返し部からフレーム１０側の側梁５６ｇ、５７ｇ、７４ｇ、７５ｇの側面同士が一体として形成されている。それぞれの境界は二点鎖線５６Ｌ、５７Ｌで示した。これら２組の側梁が一体的に作製されていても、梁としての効果は別々に分かれているときと同じである。
【００７９】
錘８３は、中梁１２上に設けられた錘１３と中梁７２上に設けられた錘８１と錘１３と錘８１を連結する錘連結部８０を有する。また、錘１３および錘８１は、錘連結部８０の反対側に延長部１３ａおよび８１ａを設けてもよい。
【００８０】
中梁１２および７２は、幅１２ｗ、７２ｗを有する短冊状の梁である。また、２つの中梁１２、７２および８つの側梁５４、５５、５６、５７、７４、７５、７６、７７もＭＥＭＳ技術を用いて一体的に作製される。したがって、錘８３は極めて安定にフレーム１０の上側および下側への変位を行う。もし、錘８３の中梁１２側と、中梁７２側が互い違いに変位を行おうとすると、全長（一端から他端までの長さ）に対して所定の比率を有する中梁１２および７２を捩じることになるからである。
【００８１】
すなわち振動発電機４の各梁は、フレーム１０に対して安定した上下運動を行う。各梁への圧電部材の配置を実施の形態３と同じにし、中梁１２および７２には、振動発電機２で示したように４セットの圧電部材を配置すれば、振動発電機４では全部で８セットの発電部を有することができる。
【実施例】
【００８２】
次に振動部材、特に圧電素子について実施例を示しながら説明する。圧電型振動発電デバイス向け圧電体薄膜としては、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３所謂ＰＺＴ薄膜が用いられている。一方、ＢｉＦｅＯ３薄膜（以後「ＢＦＯ薄膜」とも呼ぶ。）の比誘電率がＰＺＴ薄膜と比較して一桁程度低いのみならず、エピタキシャル成長によって（１００）配向させたＢＦＯ薄膜がＰＺＴ薄膜と同等の圧電性能を示すことが報告されていた。したがって、ＢＦＯ薄膜は、（１）式で表される性能指数ＦＯＭを高くできる期待があった。
【００８３】
圧電体薄膜を実用化するには、製造しやすいことが必要である。そこで、ゾル・ゲル法を用いてＢＦＯ薄膜を形成し性能を評価した。
【００８４】
サンプル１は、以下のようにして準備された。下地としては、（１１１）面が出ているＰｔ（白金）を用いた。ＢＦＯ薄膜はゾル・ゲル法を用い、厚さ３５０ｎｍで作製した。
【００８５】
サンプル２は、下地の上に（１００）配向したＬａＮｉＯ３をＲＦマグネトロンスパッタ法で厚さ１００ｎｍの厚さで作製し、さらにＢＦＯ薄膜をゾル・ゲル法で厚さ２５０ｎｍに作製した。
【００８６】
図１２にサンプル１およびサンプル２のＢＦＯ薄膜のＸ線回折パターンを示す。線源はＣｕのＫαである。図１２（ａ）はサンプル１の測定結果であり、図１２（ｂ）はサンプル２の測定結果である。両方のグラフとも、縦軸は強度（ｃｐｓ．：ｃｏｕｎｔ  ｐｅｒ
ｓｅｃｏｎｄ）であり、横軸は２θ（ｄｅｇ．）を表す。
【００８７】
図１２（ａ）より、（１１１）Ｐｔ上のＢＦＯ薄膜は多結晶であることがわかる。一方、図１２（ｂ）より（１００）ＬａＮｉＯ３上のＢＦＯ薄膜はペロブスカイト（１００）に配向していることがわかる。サンプル１とサンプル２の有効横圧電応力定数（ｅ３１，ｆ）および比誘電率（εｒ）を測定し、それぞれのＦＯＭを求めた。
【００８８】
すると、サンプル１のＦＯＭは、１．１ＧＰａであり、サンプル２のＦＯＭは８．５ＧＰａとなった。すなわち、（１００）ＬａＮｉＯ３上にＢＦＯ薄膜を形成すれば、ゾル・ゲル法で作製した場合であっても、ＢＦＯ薄膜は（１００）配向させることができた。また、（１００）配向のＢＦＯ薄膜は、多結晶のＢＦＯ薄膜よりも、高いＦＯＭを示した。
【００８９】
＜発電性能＞
サンプル１（多結晶のＢＦＯ薄膜）およびサンプル２（（１００）配向ＢＦＯ薄膜）を用いて振動発電機を作製した。図１３に試作のＭＥＭＳプロセスを示す。基板はＳＯＩウエハを用いた。Ｓｉ活性層、埋め込み酸化膜、Ｓｉバルク層の厚さは５μｍ、１μｍ、６５０μｍとした。
【００９０】
工程１：ＳＯＩウエハを熱酸化した。酸化層の厚みは０．５μｍであった。裏面より片持ち梁を形成する領域とその周辺をＳｉ層の厚さ１００μｍを残すところまで水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（ＴＭＡＨ２５％、９０℃）によるＳｉ異方性エッチングを行った。
【００９１】
工程２：下部電極（ＬａＮｉＯ３／Ｐｔ／Ｔｉ）、ＢＦＯ薄膜（厚さ２５０ｎｍ）、上部電極（Ｐｔ）を形成して圧電キャパシタとした。ここで、下部電極、上部電極は共にＲＦマグネトロンスパッタ法で作製し、ＢＦＯ薄膜はゾル・ゲル法により作製した。なお、多結晶のＢＦＯ薄膜を使う場合はＬａＮｉＯ３層を形成しなかった。
【００９２】
工程３：片持ち梁周囲の表面側の熱酸化膜とＳｉ活性層（厚さ５μｍ）を表面から、それぞれバッファードフッ酸と反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により除去した。ＲＩＥにおいては、反応性ガスとしてＳＦ６ガスを用いた。
【００９３】
工程４：工程１において残した裏面側のＳｉ層（厚さ１００μｍ）をＲＩＥによって除去した。反応性ガスは工程３と同様にＳＦ６ガスを用いた。さらに、埋め込み酸化膜をバッファードフッ酸によりエッチング除去した。
【００９４】
以上のＭＥＭＳプロセスによりＢＦＯ圧電体キャパシタが搭載された片持ち梁（ＳｉＯ２（０．５μｍ）／Ｓｉ（５μｍ））を形成し、ユニモルフ・カンチレバーとした。片持ち梁の幅は、０．４〜１ｍｍ、長さは１〜４ｍｍとした。最後に、片持ち梁の先端に０．４ｍｇの錘を形成して振動発電デバイスを完成させた。
【００９５】
図１４に多結晶ＢＦＯ薄膜と（１００）配向ＢＦＯ薄膜を搭載した振動発電素子に振動数９３Ｈｚの振動を印加した際の発電量の負荷抵抗依存性を示す。横軸は負荷抵抗（Ω）であり、縦軸は発電量（ｍＷ・ｃｍ−３・Ｇ−２）である。なお、片持ち梁の体積と振動加速度で規格化している。図１４より、（１００）配向ＢＦＯ薄膜を搭載した振動発電素子の最大発電量は１０．５（ｍＷ・ｃｍ−３・Ｇ−２）であった。また多結晶ＢＦＯ薄膜は、（１００）配向ＢＦＯ薄膜の３分の１程度の発電量であった。
【００９６】
図１５に（１００）配向ＢＦＯ薄膜を搭載した圧電型振動発電素子の発電性能を測定した。横軸は振動周波数（Ｈｚ）であり、縦軸は、素子に１ＭΩの負荷抵抗に接続してインピーダンスマッチングさせた際の、印加した振動加速度で規格化した出力電圧（Ｖ・Ｇ−１）を示す。各振動加速度において、実線は周波数を低い側から高い側に変化させた場合の特性であり、点線は周波数を高い側から低い側に変化させた場合の特性を表す。
【００９７】
各振動加速度において最大出力電圧はほぼ同じであった。共振周波数は９２Ｈｚ〜９５Ｈｚであり、振動加速度により若干異なった。特に、振動加速度が大きくなると、振動数を上げていく場合と、下げていく場合におけるヒステリシスが大きくなっていた。より具体的には、０．００９Ｇの場合の特性は、実線と点線に大きな違いはなかった。しかし、０．０５４Ｇでは、周波数を高くしていく際の特性（実線）と周波数を低くしていく際の特性（点線）は、大きく異なった。これは、振動加速度を高くすると片持ち梁の先端にある錘に回転モーメントが作用することに起因すると考えられた。
【００９８】
そこで、実施の形態２の振動発電機２を作製し、出力電圧を測定した。図１６に結果を示す。横軸は振動周波数（Ｈｚ）を表し、縦軸は出力電圧（ｍＶ）である。図１５と比較して、加速度によるヒステリシスは小さくなっていた。実施の形態２で示した構成のように、梁に回転モーメントが働きにくい構成にすることで、振動周波数が変わるときの加速度の依存性がなくなり、実用的に十分な値を得ることができた。
【００９９】
なお、実施の形態１乃至４で示した振動発電機においては、圧電素子の分極が揃っていることが条件であった。図１７には、（１００）配向ＢＦＯ薄膜の分極の整列状態と膜厚の関係を示す。横軸はＢＦＯ膜の膜厚（ｎｍ）を示し、縦軸は、下向き方向の分極の程度（％）を示す。これは、単位面積あたり、どの程度の面積の部分が下向き（下地のＬａＮｉＯ３側が正極）に分極しているかを示している。膜厚によっては、単位面積中に、上向きに分極している部分と下向きに分極する部分が発生する場合があるが、ＢＦＯの膜厚が２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲では、ほぼ全ての部分において、分極方向が揃った膜を得ることができた。
【０１００】
これより、ＬａＮｉＯ３の下地上にゾル・ゲル法で形成したＢＦＯ薄膜は、２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの膜厚の範囲で、膜全体にわたり、分極が厚み方向で揃った。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、小型の振動発電機に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１、２、３、４  振動発電機
１０  フレーム
１０ａ  （フレームの）表面
１０ｂ  （フレームの）裏面
１０ｈ  （フレームに設けられた）貫通孔
１０ｈａ、１０ｈｂ  （貫通孔の）長辺
１０ｈｃ、１０ｈｄ  （貫通孔の）短辺
１１、７０、５１、７１  振動体
１２  中梁
１２ａ  中梁の一端
１２ｂ  中梁の他端
１２ｃ  （中梁の）一方の側
１２ｄ  （中梁の）他方の側
１３  錘
１４、１５、１６、１７  側梁
１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ  各側梁の一端
１４ｂ、１５ｂ、１６ｂ、１７ｂ  各側梁の他端
１４ｚ、１５ｚ、１６ｚ、１７ｚ、１４ｚｘ、１６ｚｘ  接続片
２０  第１連結部
２２  第２連結部
３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ）  発電部
３２、３４、３６、３８、４０、４２  圧電部材
３２ａ、３４ａ、３６ａ、３８ａ、４０ａ、４２ａ  下電極
３３ｃ、３７ｃ、４１ｃ、３５ａ、３９ａ  接続線
３２ａｂ、３４ａｂ、３６ａｂ、３８ａｂ  ＬａＮｉＯ３層
３２ｂ、３４ｂ、３６ｂ、３８ｂ  圧電素子（ＢｉＦｅＯ３）
３２ｃ、３４ｃ、３６ｃ、３８ｃ、４０ｃ、４２ｃ  上電極
３２ａｔ、３４ａｔ、３８ａｔ、４２ａｔ  接続端子
３２ａｓ、３４ａｓ、３８ａｓ、４２ａｓ  接続線
５４（５４ｆ、５４ｇ）、５５（５５ｆ、５５ｇ）、５６（５６ｆ、５６ｇ）、５７（５７ｆ、５７ｇ）  側梁
５４ｍ、５５ｍ、５６ｍ、５７ｍ  折り返し部
７４、７５、７６、７７  側梁
【図１】
2015050882.tif 000004
【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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