(57)【要約】【課題】発電素子における単位変形量あたりの発電効率を向上させることが可能となる、発電装置を提供すること。【解決手段】発電装置１０は、発電プレート３０と、発電プレート３０の上面に設けられた第１の当接部４０と、発電プレート３０の下面に設けられた第２の当接部５２とを備え、第２の当接部５２は、発電プレート３０が入り込むことを許容する空間部５５を備え、発電装置１０に外力が加えられていない場合に、発電プレート３０の押圧変形が第２変形量に達し、発電装置１０に外力が加えられた場合に、発電プレート３０の押圧変形が第１変形量に達するように、第１の当接部４０及び第２の当接部５２を配置している。【選択図】図５
2015228740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電素子を用いて外力を電気に変換する発電装置であって、
前記発電素子を有する発電プレートと、
前記発電プレートの側面の一方と当接可能に設けられた第１当接手段と、
前記発電プレートにおける前記第１当接手段側の側面とは反対側の側面と当接可能に設けられた第２の当接手段と、を備え、
前記第２の当接手段は、
前記発電プレートが前記第２の当接手段側に向けて押圧された場合に、当該発電プレートが少なくとも第１変形量まで押圧変形可能となるように、当該発電プレートが入り込むことを許容する空間部を備え、
当該発電装置に外力が加えられていない場合には、前記発電プレートが前記第１の当接手段及び前記第２当接手段と当接することによって当該発電プレートの一部が前記空間部に入り込むことにより、当該発電プレートの前記押圧変形が前記第１変形量よりも小さな変形量である第２変形量に達し、当該発電装置に外力が加えられた場合には、前記第１の当接手段又は前記第２の当接手段のいずれか一方の移動に伴って前記発電プレートの一部が前記空間部に入り込むことにより、当該発電プレートの前記押圧変形が前記第１変形量に達するように、前記第１の当接手段及び前記第２当接手段を配置した、
発電装置。
【請求項２】
前記発電プレートが前記第２の当接手段と当接した状態において、前記発電素子が前記空間部と対応する部分の領域内に常に収まるように、少なくとも前記発電プレートを形成した、
請求項１に記載の発電装置。
【請求項３】
１つのベース部をさらに備え、
前記１つのベース部の側面の一方において、前記発電プレートが当該側面と当接するように、当該発電プレートを所定方向に沿って複数並設し、
前記複数の発電プレートの各々における前記１つのベース部と当接する側面とは反対側の側面に、複数の前記第１の当接手段をそれぞれ設け、
前記１つのベース部における前記複数の発電プレートの各々と対応する部分の一部を、前記第２の当接手段としてそれぞれ形成し、
前記１つのベース部における前記複数の発電プレートの各々と対応する部分の他の一部に、前記空間部をそれぞれ形成した、
請求項１又は２に記載の発電装置。
【請求項４】
少なくとも２つ以上の前記発電プレートの前記発電素子の各々と接続された配線を集約するための集約領域を備えた、
請求項３に記載の発電装置。
【請求項５】
前記複数の発電プレートの少なくとも一部を、前記１つのベース部に着脱自在に取付可能とした、
請求項３又は４に記載の発電装置。
【請求項６】
前記１つのベース部における前記複数の発電プレート側の側面に、前記複数の発電プレートの各々を受け入れ可能な凹部をそれぞれ形成し、
前記１つのベース部における前記凹部の前記第１の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の一部に、前記空間部を形成し、
前記１つのベース部における前記凹部の前記第１の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の他の一部を、前記第２の当接手段として形成した、
請求項３から５のいずれか一項に記載の発電装置。
【請求項７】
前記１つのベース部は、前記発電プレートと電気的に接続された回路基板である、
請求項３から６のいずれか一項に記載の発電装置。
【請求項８】
前記発電プレートの押圧変形が所定量に達した場合に当該発電プレートの押圧変形を抑制する変形抑制手段をさらに備えた、
請求項１から７のいずれか一項に記載の発電装置。
【請求項９】
前記発電プレートは、
前記発電素子と、
前記発電素子に振動を伝える振動板と、を備え、
前記発電素子を、前記振動板の少なくとも一方の側面に配置し、
前記振動板の厚さが前記発電素子の厚さよりも厚くなるように、前記振動板を形成した、
請求項１から８のいずれか一項に記載の発電装置。
【請求項１０】
１つのベース部をさらに備え、
前記１つのベース部の側面の一方において、前記発電プレートが当該側面と当接するように、当該発電プレートを所定方向に沿って複数並設し、
前記複数の発電プレートの各々における前記１つのベース部と当接する側面とは反対側の側面に、複数の前記第１の当接手段をそれぞれ設け、
前記１つのベース部における前記複数の発電プレート側の側面に、前記複数の発電プレートの各々を受け入れ可能な凹部をそれぞれ形成し、
前記１つのベース部における前記凹部の前記第１の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の一部に、前記空間部を形成し、
前記１つのベース部における前記凹部の前記第１の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の他の一部を、前記第２の当接手段として形成し、
前記発電プレートは、
前記発電素子と、
前記発電素子に振動を伝える振動板と、を備え、
前記発電プレートが前記第２の当接手段と当接した状態において、前記発電素子が前記空間部と対応する部分の領域内に常に収まるように、前記発電プレート、及び前記１つのベース部を、下記式に基づいて形成した、
Ｃ１≧Ｂ１、
Ｅ−Ｃ１−Ｄ≧Ｂ２、
Ｅ−Ｃ１−Ｃ２−Ｄ≦Ｂ２、
Ｃ２≧Ｂ２、
Ｅ−Ｃ２−Ｄ≧Ｂ１、
Ｅ−Ｃ１−Ｃ２−Ｄ≦Ｂ１
（ここで、Ｂ１は前記凹部における幅方向の一方の端部から前記空間部における幅方向の一方の端部までの長さ、Ｂ２は前記凹部における幅方向の他方の端部から前記空間部における幅方向の他方の端部までの長さ、Ｃ１は前記振動板における幅方向の一方の端部から前記発電素子における幅方向の一方の端部までの長さ、Ｃ２は前記振動板における幅方向の他方の端部から前記発電素子における幅方向の他方の端部までの長さ、Ｄは前記発電素子における幅方向の一方の端部から当該幅方向の他方の端部までの長さ、Ｅは前記凹部における幅方向の一方の端部から当該幅方向の他方の端部までの長さ）、
請求項１に記載の発電装置。
【請求項１１】
１つのベース部をさらに備え、
前記１つのベース部の側面の一方において、前記発電プレートが当該側面と当接するように、当該発電プレートを所定方向に沿って複数並設し、
前記複数の発電プレートの各々における前記１つのベース部と当接する側面とは反対側の側面に、複数の前記第１の当接手段をそれぞれ設け、
前記１つのベース部における前記複数の発電プレートの各々と対応する部分の一部を、前記第２の当接手段としてそれぞれ形成し、
前記１つのベース部における前記複数の発電プレートの各々と対応する部分の他の一部に、前記空間部をそれぞれ形成し、
前記複数の発電プレートの少なくとも一部を、前記１つのベース部に着脱自在に取付可能とし、
前記発電プレートは、
前記発電素子と、
前記発電素子に振動を伝える振動板と、を備え、
前記発電プレートが前記第２の当接手段と当接した状態において、前記発電素子が前記空間部と対応する部分の領域内に常に収まるように、前記発電プレート、及び前記１つのベース部を、下記式に基づいて形成した、
Ｃ１≧Ｆ１、
Ｃ２≧Ｆ２
（ここで、Ｃ１は前記振動板における幅方向の一方の端部から前記発電素子における幅方向の一方の端部までの長さ、Ｃ２は前記振動板における幅方向の他方の端部から前記発電素子における幅方向の他方の端部までの長さ、Ｆ１は前記振動板における幅方向の一方の端部から前記空間部における幅方向の一方の端部までの長さ、Ｆ２は前記振動板における幅方向の他方の端部から前記空間部における幅方向の他方の端部までの長さ）、
請求項１に記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、発電素子を用いた発電装置が提案されている。例えば、発電素子に直接外力を加えることで当該発電素子を変形させて起電力を得る発電装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、この発電装置は、固定板と、外力が作用することによって固定板に近接する方向に移動する可動板と、固定板と可動板との相互間に配置されたものであって、発電素子を有する発電モジュールと、発電装置に関する制御を行う回路基板とを備えて構成されている。また、発電モジュールの側面の一方における外縁近傍位置に周辺スペーサが設けられていると共に、発電モジュールの側面の他方における中央位置に中心スペーサが設けられているので、発電モジュールは単純支持形式で支持されている。このような構成により、発電装置に外力が作用することにより、可動板の移動に伴って発電素子が押圧されて電力を発生させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５０５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、発電素子の電圧と変形量との関係は比例関係ではなく、ヒステリシスカーブと呼ばれる曲線的な関係を示すことが知られている。具体的には、発電素子の変形量が小さい場合に電圧の増加量が比較的小さく、発電素子の変形量が大きい場合に電圧の増加量が比較的大きくなるという傾向を示す。このことからすれば、上述した従来の発電装置においては、発電素子が変形していない状態から当該発電装置に外力が加えられることにより所望の発電量が得られる変形量まで発電素子を変形させていたので、発電素子における単位変形量あたりの発電効率が低かった。このような点に鑑みて、発電素子における単位変形量あたりの発電効率を向上させることができる装置が要望されていた。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、発電素子における単位変形量あたりの発電効率を向上させることが可能となる、発電装置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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の発電装置は、発電素子を用いて外力を電気に変換する発電装置であって、前記発電素子を有する発電プレートと、前記発電プレートの側面の一方と当接可能に設けられた第１当接手段と、前記発電プレートにおける前記第１当接手段側の側面とは反対側の側面と当接可能に設けられた第２の当接手段と、を備え、前記第２の当接手段は、前記発電プレートが前記第２の当接手段側に向けて押圧された場合に、当該発電プレートが少なくとも第１変形量まで押圧変形可能となるように、当該発電プレートが入り込むことを許容する空間部を備え、当該発電装置に外力が加えられていない場合には、前記発電プレートが前記第１の当接手段及び前記第２当接手段と当接することによって当該発電プレートの一部が前記空間部に入り込むことにより、当該発電プレートの前記押圧変形が前記第１変形量よりも小さな変形量である第２変形量に達し、当該発電装置に外力が加えられた場合には、前記第１の当接手段又は前記第２の当接手段のいずれか一方の移動に伴って前記発電プレートの一部が前記空間部に入り込むことにより、当該発電プレートの前記押圧変形が前記第１変形量に達するように、前記第１の当接手段及び前記第２当接手段を配置した。
【０００７】
また、請求項２に記載の発電装置は、請求項１に記載の発電装置において、前記発電プレートが前記第２の当接手段と当接した状態において、前記発電素子が前記空間部と対応する部分の領域内に常に収まるように、少なくとも前記発電プレートを形成した。
【０００８】
また、請求項３に記載の発電装置は、請求項１又は２に記載の発電装置において、１つのベース部をさらに備え、前記１つのベース部の側面の一方において、前記発電プレートが当該側面と当接するように、当該発電プレートを所定方向に沿って複数並設し、前記複数の発電プレートの各々における前記１つのベース部と当接する側面とは反対側の側面に、複数の前記第１の当接手段をそれぞれ設け、前記１つのベース部における前記複数の発電プレートの各々と対応する部分の一部を、前記第２の当接手段としてそれぞれ形成し、前記１つのベース部における前記複数の発電プレートの各々と対応する部分の他の一部に、前記空間部をそれぞれ形成した。
【０００９】
また、請求項４に記載の発電装置は、請求項３に記載の発電装置において、少なくとも２つ以上の前記発電プレートの前記発電素子の各々と接続された配線を集約するための集約領域を備えた。
【００１０】
また、請求項５に記載の発電装置は、請求項３又は４に記載の発電装置において、前記複数の発電プレートの少なくとも一部を、前記１つのベース部に着脱自在に取付可能とした。
【００１１】
また、請求項６に記載の発電装置は、請求項３から５のいずれか一項に記載の発電装置において、前記１つのベース部における前記複数の発電プレート側の側面に、前記複数の発電プレートの各々を受け入れ可能な凹部をそれぞれ形成し、前記１つのベース部における前記凹部の前記第１の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の一部に、前記空間部を形成し、前記１つのベース部における前記凹部の前記第１の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の他の一部を、前記第２の当接手段として形成した。
【００１２】
また、請求項７に記載の発電装置は、請求項３から６のいずれか一項に記載の発電装置において、前記１つのベース部は、前記発電プレートと電気的に接続された回路基板である。
【００１３】
また、請求項８に記載の発電装置は、請求項１から７のいずれか一項に記載の発電装置において、前記発電プレートの押圧変形が所定量に達した場合に当該発電プレートの押圧変形を抑制する変形抑制手段をさらに備えた。
【００１４】
また、請求項９に記載の発電装置は、請求項１から８のいずれか一項に記載の発電装置において、前記発電プレートは、前記発電素子と、前記発電素子に振動を伝える振動板と、を備え、前記発電素子を、前記振動板の少なくとも一方の側面に配置し、前記振動板の厚さが前記発電素子の厚さよりも厚くなるように、前記振動板を形成した。
【００１５】
また、請求項１０に記載の発電装置は、請求項１に記載の発電装置において、１つのベース部をさらに備え、前記１つのベース部の側面の一方において、前記発電プレートが当該側面と当接するように、当該発電プレートを所定方向に沿って複数並設し、前記複数の発電プレートの各々における前記１つのベース部と当接する側面とは反対側の側面に、複数の前記第１の当接手段をそれぞれ設け、前記１つのベース部における前記複数の発電プレート側の側面に、前記複数の発電プレートの各々を受け入れ可能な凹部をそれぞれ形成し、前記１つのベース部における前記凹部の前記第１の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の一部に、前記空間部を形成し、前記１つのベース部における前記凹部の前記第１の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の他の一部を、前記第２の当接手段として形成し、前記発電プレートは、前記発電素子と、前記発電素子に振動を伝える振動板と、を備え、前記発電プレートが前記第２の当接手段と当接した状態において、前記発電素子が前記空間部と対応する部分の領域内に常に収まるように、前記発電プレート、及び前記１つのベース部を、下記式に基づいて形成した、Ｃ１≧Ｂ１、Ｅ−Ｃ１−Ｄ≧Ｂ２、Ｅ−Ｃ１−Ｃ２−Ｄ≦Ｂ２、Ｃ２≧Ｂ２、Ｅ−Ｃ２−Ｄ≧Ｂ１、Ｅ−Ｃ１−Ｃ２−Ｄ≦Ｂ１（ここで、Ｂ１は前記凹部における幅方向の一方の端部から前記空間部における幅方向の一方の端部までの長さ、Ｂ２は前記凹部における幅方向の他方の端部から前記空間部における幅方向の他方の端部までの長さ、Ｃ１は前記振動板における幅方向の一方の端部から前記発電素子における幅方向の一方の端部までの長さ、Ｃ２は前記振動板における幅方向の他方の端部から前記発電素子における幅方向の他方の端部までの長さ、Ｄは前記発電素子における幅方向の一方の端部から当該幅方向の他方の端部までの長さ、Ｅは前記凹部における幅方向の一方の端部から当該幅方向の他方の端部までの長さ）。
【００１６】
また、請求項１１に記載の発電装置は、請求項１に記載の発電装置において、１つのベース部をさらに備え、前記１つのベース部の側面の一方において、前記発電プレートが当該側面と当接するように、当該発電プレートを所定方向に沿って複数並設し、前記複数の発電プレートの各々における前記１つのベース部と当接する側面とは反対側の側面に、複数の前記第１の当接手段をそれぞれ設け、前記１つのベース部における前記複数の発電プレートの各々と対応する部分の一部を、前記第２の当接手段としてそれぞれ形成し、前記１つのベース部における前記複数の発電プレートの各々と対応する部分の他の一部に、前記空間部をそれぞれ形成し、前記複数の発電プレートの少なくとも一部を、前記１つのベース部に着脱自在に取付可能とし、前記発電プレートは、前記発電素子と、前記発電素子に振動を伝える振動板と、を備え、前記発電プレートが前記第２の当接手段と当接した状態において、前記発電素子が前記空間部と対応する部分の領域内に常に収まるように、前記発電プレート、及び前記１つのベース部を、下記式に基づいて形成した、Ｃ１≧Ｆ１、Ｃ２≧Ｆ２（ここで、Ｃ１は前記振動板における幅方向の一方の端部から前記発電素子における幅方向の一方の端部までの長さ、Ｃ２は前記振動板における幅方向の他方の端部から前記発電素子における幅方向の他方の端部までの長さ、Ｆ１は前記振動板における幅方向の一方の端部から前記空間部における幅方向の一方の端部までの長さ、Ｆ２は前記振動板における幅方向の他方の端部から前記空間部における幅方向の他方の端部までの長さ）。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発電装置によれば、発電装置に外力が加えられていない場合には、発電プレートが第１の当接手段及び第２当接手段と当接することによって当該発電プレートの一部が空間部に入り込むことにより、当該発電プレートの押圧変形が第２変形量に達し、発電装置に外力が加えられた場合には、第１の当接手段又は第２の当接手段のいずれか一方の移動に伴って発電プレートの一部が空間部に入り込むことにより、当該発電プレートの押圧変形が第１変形量に達するように、第１の当接手段及び第２当接手段を配置したので、発電装置に外力が加えられていない状態で、発電素子を押圧変形させることにより、発電装置に外力が加えられていない状態から外力が加えられることによって発電プレートの押圧変形が第１変形量に達する状態になるまでの発電素子の変形量を小さくすることができるため、従来の装置に比べて、発電素子における単位変形量あたりの発電効率を向上させることが可能となる。
【００１８】
請求項２に記載の発電装置によれば、発電プレートが第２の当接手段と当接した状態において、発電素子が空間部と対応する部分の領域内に常に収まるように、少なくとも前記発電プレートを形成したので、発電装置に外力が加えられた場合に発電素子全体を常に変形させることができ、発電素子の一部が空間部と対応する部分の領域内に収まっていない場合に比べて、発電装置の発電効率を向上させることが可能となる。
【００１９】
請求項３に記載の発電装置によれば、１つのベース部の側面の一方において、発電プレートが当該側面と当接するように、当該発電プレートを所定方向に沿って複数並設し、複数の発電プレートの各々における１つのベース部と当接する側面とは反対側の側面に、複数の第１の当接手段をそれぞれ設け、１つのベース部における複数の発電プレートの各々と対応する部分の一部を、第２の当接手段としてそれぞれ形成し、１つのベース部における複数の発電プレートの各々と対応する部分の他の一部に、空間部をそれぞれ形成したので、簡易な構成で発電プレートの設置数を増やすことができるため、発電量の増大を容易に図ることが可能となる。
【００２０】
請求項４に記載の発電装置によれば、少なくとも２つ以上の前記発電プレートの前記発電素子の各々と接続された配線を集約するための集約領域を備えたので、１つのベース部に複数の発電プレートが並設された場合でも、各発電プレートに接続されている配線をまとめることができるため、当該配線の整理を容易に行うことができる。
【００２１】
請求項５に記載の発電装置によれば、複数の発電プレートの少なくとも一部を、１つのベース部に着脱自在に取付可能としたので、状況に応じて発電プレートの設置数を調整することができるため、発電装置の発電量を容易に調整することが可能となる。
【００２２】
請求項６に記載の発電装置によれば、１つのベース部における凹部の第１の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の一部に、空間部を形成し、１つのベース部における凹部の第１の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の他の一部を、第２の当接手段として形成したので、固定具等を用いることなく、発電プレートを凹部に簡易に固定することができ、発電装置の製造性を向上させることが可能となる。
【００２３】
請求項７に記載の発電装置によれば、１つのベース部は、発電プレートと電気的に接続された回路基板であるので、第２の当接手段としての専用の部品を別途設ける必要がなくなるため、従来の装置に比べて発電装置の製造コストを低減することが可能となる。
【００２４】
請求項８に記載の発電装置によれば、発電プレートの押圧変形が所定量に達した場合に当該発電プレートの押圧変形を抑制する変形抑制手段をさらに備えたので、発電素子の過度な押圧変形を抑制することができ、発電素子の割れ等を防止することが可能となる。
【００２５】
請求項９に記載の発電装置によれば、振動板の厚さが発電素子の厚さよりも厚くなるように、振動板を形成したので、振動板を備えていない発電プレートに比べて発電プレートの耐力を向上させることができ、発電素子の割れ等を一層防止することが可能となる。
【００２６】
請求項１０に記載の発電装置によれば、発電プレート、及び１つのベース部を、Ｃ１≧Ｂ１、Ｅ−Ｃ１−Ｄ≧Ｂ２、Ｅ−Ｃ１−Ｃ２−Ｄ≦Ｂ２、Ｃ２≧Ｂ２、Ｅ−Ｃ２−Ｄ≧Ｂ１、Ｅ−Ｃ１−Ｃ２−Ｄ≦Ｂ１に基づいて形成したので、発電プレートが凹部内に設けられた場合でも、発電素子全体を確実に変形させることができる。
【００２７】
請求項１１に記載の発電装置によれば、発電プレート、及び１つのベース部を、Ｃ１≧Ｆ１、Ｃ２≧Ｆ２に基づいて形成したので、例えば、発電プレートが留め金等によってベース部に固定された場合でも、発電素子全体を確実に変形させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る発電床を示す斜視図である。
【図２】図１に示す発電装置の筐体が開けられた状態を示す斜視図である。
【図３】図２に示す発電装置の筐体が閉じられた状態における図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】図２に示す発電装置の筐体が閉じられた状態における図２のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図５】図３における領域Ｃの拡大図である。
【図６】発電モジュールの構成を示す斜視図である。
【図７】図６の分解斜視図である。
【図８】ベース部及び発電プレートの詳細を示す図である。
【図９】発電装置が歩行中のユーザによって加えられた押圧力を受けて変形した状態を示す図である。
【図１０】実施の形態２に係る発電装置を示す一部破断斜視図である。
【図１１】図１０のＤ−Ｄ矢視断面図である。
【図１２】図１１における領域Ｅの拡大図である。
【図１３】ベース部及び発電プレートの構成の詳細を示す図である。
【図１４】発電装置が歩行中のユーザによって加えられた押圧力を受けて変形した状態を示す図である。
【図１５】実施の形態２の変形例に係る発電装置における発電モジュールの構成の一例を示す斜視図である。
【図１６】実施の形態２の変形例に係る発電装置における発電モジュールの構成の一例を示す斜視図である。
【図１７】実施の形態２の変形例に係る発電装置における発電モジュールの構成の一例を示す図である。
【図１８】実施の形態１の変形例に係る発電装置における発電モジュールの構成の一例を示す図である。
【図１９】実施の形態２の変形例に係る発電装置における筐体及び回路基板の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る発電装置の実施の形態を詳細に説明する。ただし、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。なお、各実施の形態に係る発電装置の適用対象は任意であり、外部から加えられた力（外力）を利用して発電を行う器具に用いることができる。以下では、歩行者用の発電床（以下、「発電床」と称する）に適用することで、歩行中のユーザの足が発電床に着地したときの押圧力を利用して発電を行う形態を例として説明を行う。
【００３０】
〔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、１つのベース部に複数の発電プレートを設けた形態である。
【００３１】
（構成）
まず、発電床の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る発電床を示す斜視図である。図２は、図１の発電装置における筐体が開けられた状態を示す斜視図である。図３は、図２に示す発電装置の筐体が閉じられた状態における図２のＡ−Ａ矢視断面図である。図４は、図２に示す発電装置の筐体が閉じられた状態における図２のＢ−Ｂ矢視断面図である。図５は、図３における領域Ｃの拡大図である。なお、以下の説明では、図１のＸ方向を発電装置の右方向、図１のＸ’方向を発電装置の左方向、図１のＹ方向を発電床の後方向、図１のＹ’方向を発電床の前方向、図１のＺ方向を発電床の上方向、図３のＺ’方向を発電床の下方向とする。図１に示すように、設置面Ｗに形成された凹部分に、発電床１が設けられており、この発電床１は、収容部２の内部において、複数の連結部３と、複数の発電装置１０と、を備えている。
【００３２】
（構成−収容部）
収容部２は、発電床１の基本構造体であり、連結部３と、発電装置１０とを収容する収容手段である。この収容部２は、例えば樹脂材料や金属材料にて形成された略箱状体である。また、この収容部２の形成方法については任意であるが、例えば、正面壁、背面壁と、下面壁と、左面壁と、右面壁とは一体成型により形成され、上面壁は、上記一体成型されたものとは別体として形成される方法等が採用されている。この場合において、上面壁の平面形状については、例えば、歩行中のユーザによって加えられた押圧力を複数の発電装置１０に伝達できるように、正面壁と、背面壁と、左面壁と、右面壁とによって形成される環状体の内縁形状と略同一又は当該環状体の内縁形状よりも小さく設定されている。
【００３３】
（構成−連結部）
複数の連結部３は、隣接する発電装置１０同士を連結するための連結手段である。これら複数の連結部３の各々は、例えば樹脂材料や金属材料にて形成された略棒状体であり、隣接する発電装置１０同士の相互間にそれぞれ配置され、当該隣接する発電装置１０に対して固定具等にて接続されている。
【００３４】
（構成−発電装置）
複数の発電装置１０は、歩行中のユーザによって加えられた押圧力を利用して発電を行う装置である。これら複数の発電装置１０は、左右方向に略沿って並設されていると共に、前後方向に略沿って並設されている。ここで、複数の発電装置１０の各々の構成の詳細については、当該複数の発電装置１０は相互に同一のものであるので、以下では、図１に示す複数の発電装置１０の中の１つの発電装置１０であって、図２に示す発電装置１０（以下、「発電装置１０」と称する）に着目して説明する。すなわち、図２から図５に示すように、この発電装置１０は、筐体２０と、発電プレート３０ａ〜３０ｐと、回路基板（図示省略）とを備えて構成されている（以下では、発電プレート３０ａ〜３０ｐは、相互に区別する必要がない場合には「発電プレート３０」と総称する）。
【００３５】
（構成−発電装置−筐体）
筐体２０は、発電装置１０の基本構造体であり、発電プレート３０ａ〜３０ｐと、回路基板とを外部から保護する保護手段である。具体的には、図２から図５に示すように、筐体２０は、例えば、絶縁材料（具体的には硬質ゴム等の樹脂材料）にて形成された略箱状体である。また、この筐体２０は、一側面（例えば上側面等）を開放した略箱形状のベース部２１であって、発電プレート３０ａ〜３０ｐと、回路基板とを収容するベース部２１と、このベース部２１をその開放面側から略覆うカバー部２２とを備えて構成されている。
【００３６】
ベース部２１は、固定板２１ａと、側板２１ｂとを備えて構成されている。固定板２１ａは、設置面Ｗに対して固定的に配置された略矩形状の板状体であり、その上面又は下面の少なくとも一部は平坦面とされている。この固定板２１ａの具体的な形状については、例えば、固定板２１ａの平面形状が１４５ｍｍ×１４５ｍｍ程度の略正方形状に設定され、固定板２１ａの厚さが５ｍｍ程度に設定されている。側板２１ｂは、固定板２１ａの四周の各辺に対して直交するように配置された略矩形状の板状体である。この側板２１ｂの具体的な形状については、例えば、側板２１ｂの側面形状が１４５ｍｍ×３ｍｍ程度の矩形状に設定され、側板２１ｂの厚さが１０ｍｍ程度（なお、実施の形態２では、３ｍｍ程度に設定されている）に設定されている。
【００３７】
カバー部２２は、カバー部本体２２ａと、側板２２ｂとを備えて構成されている。カバー部本体２２ａは、ベース部２１の固定板２１ａと対向する位置に配置された略矩形状の板状体であり、その上面及び下面の少なくとも一部は平坦面とされている。このカバー部２２の具体的な形状については、例えばカバー部２２の平面形状が１４５ｍｍ×１４５ｍｍ程度の略正方形状に設定され、カバー部２２の厚さが５ｍｍ程度に設定されている。側板２２ｂは、カバー部本体２２ａの四周の各辺に対して直交するように配置され、且つ側板２１ｂと当接する位置に配置された略矩形状の板状体である。この側板２２ｂの具体的な形状については、例えば、側板２２ｂの側面形状が１４５ｍｍ×３ｍｍ程度の矩形状に設定され、側板２２ｂの厚さが１０ｍｍ程度に設定されている（なお、実施の形態２では、３ｍｍ程度に設定されている）。
【００３８】
（構成−発電装置−発電プレート）
発電プレート３０ａ〜３０ｐは、歩行中のユーザによって加えられた押圧力を電気に変換するものである。図２から図５に示すように、発電プレート３０ａ〜３０ｐは、筐体２０におけるベース部２１の上面において、左右方向に略沿って所定間隔（例えば５ｍｍ程度等）で並設されていると共に、前後方向に略沿って所定間隔（例えば５ｍｍ程度等）で並設されている。また、これら発電プレート３０ａ〜３０ｐの各々は、圧電素子３１と、振動板３２とを備えて構成されている。
【００３９】
（構成−発電装置−発電プレート−圧電素子）
圧電素子３１は、圧力により変形することで電気を生じる素子である。図２から図５に示すように、圧電素子３１は、薄板状体であり、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）等の圧電単結晶にて形成されている。また、この圧電素子３１の具体的な形状については、例えば、圧電素子３１の平面形状が直径１５ｍｍ程度であり、圧電素子３１の厚さが０．３ｍｍ程度である略円板状体にて形成されている。
【００４０】
ここで、圧電素子３１として、若しくは圧電素子３１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。この点は、後述する他の実施の形態でも同じである。なお、これら圧電素子３１や発電が可能な任意の素材を、必要に応じて「発電素子」と総称する。
【００４１】
また、圧電素子３１には、プラス端子と、マイナス端子とが設けられている（これら各部の図示は省略する）。プラス端子と、マイナス端子とは、圧電素子３１にて発生した電流を外部に出力するための出力端子である。プラス端子は圧電素子３１の下面に取り付けられており、マイナス端子は圧電素子３１の上面に取り付けられている。
【００４２】
（構成−発電装置−発電プレート−振動板）
振動板３２は、圧電素子３１に応力を加える支持体であると共に、圧電素子３１の割れ強度を補強する補強材を兼ねるものである。図２から図５に示すように、振動板３２は、ステンレス薄板等の可撓性と耐久性を有する鋼材等からなる円板状体である。また、この振動板３２の一方の側面が圧電素子３１と当接するように、当該振動板３２が配置されている。そして、この振動板３２は、圧電素子３１に対して接着剤等により接合されている。
【００４３】
ここで、振動板３２の具体的な形状については、圧電素子３１の平面形状については、例えば振動板３２の平面形状が圧電素子３１の平面形状よりも大きく設定されており（あるいは、圧電素子３１の平面形状と略同一に設定されてもよい）、具体的には直径２３ｍｍ程度の略円形状に設定されている。また、振動板３２の厚さについては、圧電素子３１の割れ等を防止するために、振動板３２の厚さが圧電素子３１の厚さよりも厚く設定されることが好ましく、具体的には０．５ｍｍ程度に設定されている。
【００４４】
また、圧電素子３１と振動板３２との配置関係については、例えば、後述するように、発電プレート３０の外縁部分全体が後述する第２の当接部５２と当接するように、当該発電プレート３０が支持される場合には、振動板３２の平面中心位置における変形量が最も大きくなる位置に、圧電素子３１が配置されており、具体的には、圧電素子３１の中心と振動板３２の中心とが上下方向に略沿って同一位置に位置するように、当該振動板３２が配置されている。なお、上述した発電プレート３０の詳細については、後述する。
【００４５】
（構成−発電装置−回路基板）
回路基板は、発電装置１０の各種機能を実現するための電気回路（図示省略）が実装された基板である。この回路基板は、例えば、公知の回路基板を用いて構成されており、筐体２０のベース部２１の上面に配置されている。また、この回路基板には、プラス端子と、マイナス端子と、整流部と、出力端子とが実装されている（これら各部の図示は省略する）。
【００４６】
プラス端子は、発電プレート３０における圧電素子３１のプラス端子から出力された電流を入力するための入力端子である。このプラス端子は、回路基板における発電プレート３０ａ〜３０ｐの各々の外縁近傍位置にそれぞれ設けられ、発電プレート３０と接続された配線３３を介して発電プレート３０における圧電素子３１のプラス端子と電気的に接続されている。
【００４７】
マイナス端子は、発電プレート３０における圧電素子３１のプラス端子から出力された電流を入力するための入力端子である。このマイナス端子は、回路基板における発電プレート３０ａ〜３０ｐの各々の外縁近傍位置にそれぞれ設けられ、発電プレート３０と接続された配線３３を介して発電プレート３０における圧電素子３１のマイナス端子と電気的に接続されている。
【００４８】
整流部は、マイナス端子及びプラス端子を介して取得された電流（具体的には交流電流）を直流電流に変換したり、あるいは直流電源の陰極又は陽極をどちらに接続しても構わないように調整するための整流手段である。この整流部は、例えば複数のダイオードを有する公知のブリッジ回路を用いて構成されており、回路基板における発電プレート３０ａ〜３０ｐの各々と対応する位置にそれぞれ設けられたマイナス端子及びプラス端子と配線（図示省略）を介して電気的に接続されている。
【００４９】
出力端子は、整流部から出力された電流を外部機器（図示省略）に出力するための端子であり、整流部と配線（図示省略）を介して電気的に接続されている。なお、この回路基板の詳細については、後述する。
【００５０】
（筐体及び発電モジュールの詳細について）
次に、実施の形態１に係る筐体２０及び後述する発電モジュール８０の構成の詳細については、下記に示す工夫が施されている。
【００５１】
（筐体及び発電モジュールについて−筐体のカバー部の構成）
まず、筐体２０の構成については、例えば、図２から図５に示すように、筐体２０のカバー部２２には、第１の当接部４０と保護柱４１とが複数設けられている。これら第１の当接部４０及び保護柱４１の形成方法については任意であるが、例えば、カバー部２２と第２の当接部５２及び保護柱４１とを一体成型することにより形成する方法等が採用されている。
【００５２】
（筐体及び発電モジュールについて−筐体のカバー部の構成−第１の当接部）
第１の当接部４０は、発電プレート３０と当接するための第１の当接手段である。図３から図５に示すように、第１の当接部４０は、例えば略柱状体にて形成されており、発電プレート３０ａ〜３０ｐの各々（具体的には、各発電プレート３０の圧電素子３１）と当接するように配置されている。ここで、第１の当接部４０の具体的な形状については任意であるが、第１の当接部４０の平面形状については、例えば圧電素子３１の平面形状よりも小さく設定されており、具体的には、直径１６ｍｍ程度の略円形状にて設定されている。また、第１の当接部４０の厚さについては、例えば後述する保護柱の厚さよりも厚く設定されており、具体的には、２ｍｍ程度にて設定されている。また、この第１の当接部４０の形成方法については任意であるが、例えば、カバー部２２と第１の当接部４０とを一体成型することにより形成する方法等が採用されている。
【００５３】
このような構成により、カバー部２２と第１の当接部４０とを別体にて形成した場合に比べて第１の当接部４０の取り付けが簡易となることから、発電装置１０の製造性を向上させることが可能となる。
【００５４】
（筐体及び発電モジュールの詳細について−筐体のカバー部の構成−保護柱）
保護柱４１は、発電プレート３０の押圧変形が所定量（例えば、第１変形量等）に達した場合に当該発電プレート３０の押圧変形を抑制する変形抑制手段である。この保護柱４１は、略柱状体にて形成されおり、第１の当接部４０同士の相互間に配置されている。より具体的には、複数の保護柱４１のうち、カバー部２２の略中央位置に配置された保護柱４１（図２では、発電プレート３０ｅに対向する第１の当接部４０と発電プレート３０ｉに対向する第１の当接部４０との相互間に配置された保護柱４１）は、後述するベース部２１の収容穴５４と対向する位置に配置されており、カバー部２２の略中央位置に配置された保護柱４１以外のその他の保護柱４１（以下、「その他の保護柱４１」と称する）は、ベース部２１と対向する位置に配置されている。
【００５５】
ここで、保護柱４１の具体的な形状については、例えば、発電装置１０に押圧力が加えられた場合に安定して筐体２０のカバー部２２を支持することが可能な形状に設定されている。具体的には、カバー部２２の略中央位置に配置された保護柱４１の形状については、直径３ｍｍ程度であり、厚さが４ｍｍ程度の略円柱状体にて設定されている。また、その他の保護柱４１の形状については、直径３ｍｍ程度であり、厚さが２ｍｍ程度の略円柱状体にて設定されている。
【００５６】
また、保護柱４１とベース部２１との配置関係については、発電装置１０に押圧力が加えられた場合に、発電プレート３０が第１変形量まで押圧変形可能となるように、保護柱４１及びベース部２１が配置されている。具体的には、カバー部２２の略中央位置に配置された保護柱４１とベース部２１との配置関係については、発電装置１０に押圧力が加えられていない状態において、当該保護柱４１と後述するベース部２１における収容穴５４の底面との相互間の距離が第１変形量に相当する距離となるように、当該保護柱４１とベース部２１とが配置されている。また、その他の保護柱４１とベース部２１との配置関係については、発電装置１０に押圧力が加えられていない状態において、当該保護柱４１とベース部２１との相互間の距離が第１変形量に相当する距離となるように、当該保護柱４１及びベース部２１が配置されている。
【００５７】
このような構成により、圧電素子３１の過度な押圧変形を抑制することができ、圧電素子３１の割れ等を防止することが可能となる。
【００５８】
（筐体及び発電モジュールの詳細について−筐体のベース部の構成）
また、筐体２０のベース部２１の構成については、例えば、図２から図５に示すように、このベース部２１には、複数の凹部５１と、複数の第２の当接部５２、複数の集約領域５３、及び、１つの収容穴５４が設けられている。
【００５９】
（筐体及び発電モジュールの詳細について−筐体のベース部の構成−凹部）
凹部５１は、発電プレート３０を受け入れ可能な空間である。この凹部５１は、ベース部２１の上面であって、発電プレート３０ａ〜３０ｐの各々と対応する部分にそれぞれ形成されている。ここで、凹部５１の具体的な形状については任意であるが、凹部５１の平面形状については、例えば、発電プレート３０の平面形状よりも大きくなるように設定されており、具体的には、直径２５ｍｍ程度の略円形状にて設定されている。また、凹部５１の深さについては、例えば、発電プレート３０の振動板３２の厚さと略同一に設定されており（あるいは、発電プレート３０の振動板３２の厚さよりも長く又は短く設定されてもよい）、具体的には１ｍｍ程度に設定されている。
【００６０】
（筐体及び発電モジュールの詳細について−筐体のベース部の構成−第２の当接部）
第２の当接部５２は、ベース部２１と当接するための第２の当接手段である。この第２の当接部５２は、ベース部２１における各凹部５１の第１の当接部４０側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の一部に形成されている。また、この第２の当接部５２の形成方法については任意であるが、例えば、ベース部２１と第２の当接部５２とを一体成型することにより形成する方法等が採用されている。
【００６１】
また、この第２の当接部５２は、空間部５５を備えている。空間部５５は、発電プレート３０が後述する第２の当接部５２側に向けて押圧された場合に、当該発電プレート３０が少なくとも第１変形量まで押圧変形可能となるように、当該発電プレート３０が入り込むことを許容する空間である。ここで、「第１変形量」とは、発電プレート３０の圧電素子３１において所望の発電量が得られる変形量を意味し、実施の形態１では、当該圧電素子３１における電圧の増加量が比較的高い範囲に対応する変形量（例えば、１ｍｍ程度等）を第１変形量として説明する。この空間部５５は、ベース部２１における各凹部５１の第１の当接部４０側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の他の一部に形成されている。
【００６２】
ここで、空間部５５の具体的な形状については任意であるが、空間部５５の平面形状については、例えば、発電プレート３０の平面形状よりも小さくなるように設定されており、具体的には直径２０ｍｍ程度の略円形状にて設定されている。また、空間部５５の厚さについては、例えば、少なくとも発電プレート３０がＺ’方向に向けて第１変形量まで変形可能な厚さに設定されており、具体的には２ｍｍ程度に設定されている。また、この空間部５５の形成方法については、例えば、ベース部２１における発電プレート３０ａ〜３０ｐの各々と対応する部分の他の一部に、当該ベース部２１を貫通しない凹部を設けることにより形成する方法等が採用されている。
【００６３】
また、この空間部５５の配置については、具体的には、発電プレート３０の外縁部分全体が第２の当接部５２と当接するように、空間部５５が配置される。具体的には、凹部５１の第１の当接部４０側の側面とは反対側の側面の中心と空間部５５の中心とが上下方向に略沿って同一位置に位置するように、当該空間部５５が配置されている。このような配置において、第２の当接部５２は、ベース部２１における凹部５１の外縁部分に対応する部分から空間部５５の外縁部分に至る部分に配置される。
【００６４】
このように、ベース部２１に、凹部５１と第２の当接部５２とが設けられているので、発電プレート３０における振動板３２の外縁部分全体が第２の当接部５２と当接した状態で、発電プレート３０を少なくとも第１変形量まで押圧変形することができるため、発電プレート３０にねじれ変形が生じにくくなる。また、固定具等を用いることなく、発電プレート３０を凹部５１に簡易に固定することができ、発電装置１０の製造性を向上させることが可能となる。
【００６５】
（筐体及び発電モジュールの詳細について−筐体のベース部の構成−集約領域）
集約領域５３は、少なくとも２つ以上の発電プレート３０の圧電素子３１の各々と接続された配線３３を集約するための領域である。この集約領域５３は、ベース部２１における発電プレート３０ａ〜３０ｐ側の側面に配置されており、具体的には、発電プレート３０ａ〜３０ｄと発電プレート３０ｅ〜３０ｈとの相互間、発電プレート３０ｅ〜３０ｈと発電プレート３０ｉ〜３０ｌとの相互間、及び発電プレート３０ｉ〜３０ｌと発電プレート３０ｍ〜３０ｐとの相互間において、ベース部２１の左端部から右端部に至る位置まで左右方向に略沿って配置されている。なお、この集約領域５３の設置については、上述したように、筐体２０のベース部２１に設置されていると説明したが、これに限られず、例えば、筐体２０のカバー部２２に設置されてもよい。
【００６６】
このような構成により、ベース部２１に発電プレート３０ａ〜３０ｐが並設された場合でも、複数の発電プレート３０の各々に接続されている配線３３をまとめることができるため、当該配線３３の整理を容易に行うことができる。
【００６７】
（筐体及び発電モジュールの詳細について−筐体のベース部の構成−収容穴）
収容穴５４は、カバー部２２の略中央位置に配置された保護柱４１を収容するための穴部である。この収容穴５４は、ベース部２１における発電プレート３０ａ〜３０ｐ側の側面に配置されており、具体的には、発電プレート３０ｆと発電プレート３０ｇとの相互間との相互間において、カバー部２２の略中央位置に配置された保護柱４１と対向する位置に配置されている。ここで、この収容穴５４の具体的な形状については、例えば、カバー部２２の略中央位置に配置された保護柱４１を収容することができ、且つ発電プレート３０が第１変形量まで押圧変形可能となる形状にて設定されており、例えば、直径３．５ｍｍ程度の略円形状であり、深さ２ｍｍ程度に設定されている。
【００６８】
このような構成により、発電プレート３０の第１変形量まで押圧変形を許容しながら、カバー部２２がベース部２１に対して前後方向又は左右方向に略沿ってずれることを抑制することができる。なお、発電プレート３０と、カバー部２２における第１の当接部４０と、ベース部２１における空間部５５及び第２の当接部５２とを含める構成は、以下では「発電モジュール６０」と総称する。
【００６９】
（筐体及び発電モジュールの詳細について−発電モジュールの構成−第１の当接部及び第２の当接部の配置）
次に、発電モジュール８０の構成について説明する。図６は、発電モジュール８０の構成を示す斜視図である。図７は、図６の分解斜視図である。まず、発電モジュール８０の構成のうち、第１の当接部４０及び第２の当接部５２の配置については、例えば、発電装置１０に押圧力が加えられていない場合には、発電プレート３０が第１の当接部４０及び第２の当接部５２と当接することによって当該発電プレート３０の一部が空間部５５に入り込むことにより、当該発電プレート３０の押圧変形が第２変形量に達し、発電装置１０に押圧力が加えられた場合には、第１の当接部４０の移動に伴って発電プレート３０の一部が空間部５５に入り込むことにより、当該発電プレート３０の押圧変形が第１変形量に達するように、第１の当接部４０及び第２の当接部５２が配置されている。ここで、「第２変形量」とは、第１変形量よりも小さな変形量を意味し、実施の形態１では、発電プレート３０の圧電素子３１における電圧の増加量が比較的低い範囲に対応する変形量（例えば、０．２ｍｍ程度等）を第２変形量として説明する。
【００７０】
具体的には、図６、図７に示すように、第１の当接部４０の中心が圧電素子３１の中心と上下方向に略沿って同一位置に位置するように、当該第１の当接部４０が配置されている。また、第２の当接部５２の中心（具体的には空間部５５の中心）が圧電素子３１の中心と上下方向に略沿って同一位置に位置するように、第２の当接部５２が配置されている。そしてさらに、発電装置１０に押圧力が加えられていない状態において、第１の当接部４０と第２の当接部５２との相互間の距離が発電プレート３０を第２変形量まで押圧変形させることが可能な距離となるように、第１の当接部４０と第２の当接部５２とが配置されている。この場合において、発電プレート３０を第２変形量まで押圧変形させる方法については、例えば、筐体２０のカバー部２２及びベース部２１の自重によって発電プレート３０を第２変形量まで押圧変形させる方法等が採用される。具体的には、カバー部２２及びベース部２１が、発電プレート３０を第２変形量まで押圧変形させることが可能な重さが得られる形状にて形成されたり、あるいは、カバー部又はベース部２１に所定量のおもり（図示省略）が取り付けられる。
【００７１】
このような配置により、発電装置１０に押圧力が加えられていない状態で、圧電素子３１を押圧変形させるので、従来の装置に比べて、発電装置１０に押圧力が加えられていない状態から押圧力が加えられることによって発電プレート３０の押圧変形が第１変形量に達する状態になるまでの圧電素子３１の変形量を小さくすることができる。
【００７２】
（筐体及び発電モジュールの詳細について−筐体のベース部及び発電プレートの構成）
次に、筐体２０のベース部２１及び発電プレート３０の構成について説明する。図８は、ベース部２１及び発電プレート３０の構成の詳細を示す図である。ベース部２１及び発電プレート３０の構成については、例えば、発電プレート３０が第２の当接部５２と当接した状態において、圧電素子３１が空間部５５と対応する部分の領域内に常に収まるように、ベース部２１及び発電プレート３０が形成されている。
【００７３】
具体的には、図８（ａ）に示すように、発電プレート３０が第２の当接部５２と当接した状態においては、凹部５１の左端部から振動板３２の左端部までの長さＡ１、凹部５１の右端部から振動板３２の右端部までの長さＡ２、凹部５１の左端部から空間部５５の左端部までの長さＢ１、凹部５１の右端部から空間部５５の右端部までの長さＢ２、振動板３２の左端部から圧電素子３１の左端部までの長さＣ１、振動板３２の右端部から圧電素子３１の右端部までの長さＣ２、圧電素子３１の左端部から右端部までの長さＤ、凹部５１の左端部から凹部５１の右端部までの長さＥとすると、ベース部２１及び発電プレート３０は、下記式（１）から下記式（６）に基づいて形成されている。
【００７４】
Ｃ１≧Ｂ１・・・（１）
【００７５】
Ｅ−Ｃ１−Ｄ≧Ｂ２・・・（２）
【００７６】
Ｅ−Ｃ１−Ｃ２−Ｄ≦Ｂ２・・・（３）
【００７７】
Ｃ２≧Ｂ２・・・（４）
【００７８】
Ｅ−Ｃ２−Ｄ≧Ｂ１・・・（５）
【００７９】
Ｅ−Ｃ１−Ｃ２−Ｄ≦Ｂ１・・・（６）
【００８０】
より具体的には、図８（ｂ）に示すように、発電プレート３０が凹部５１の左端部と当接した状態においては、圧電素子３１を空間部５５と対応する部分の領域内に収めるためには、式（１）から式（３）の条件を満たす必要がある。また、図８（ｃ）に示すように、発電プレート３０が凹部５１の右端部と当接した状態においては、圧電素子３１を空間部５５と対応する部分の領域内に収めるためには、式（４）から式（６）の条件を満たす必要がある。これらのことを踏まえると、圧電素子３１を空間部５５と対応する部分の領域内に常に収めるためには、式（１）から式（６）の条件に基づいて、ベース部２１及び発電プレート３０が形成される必要がある。
【００８１】
例えば、凹部５１の左端部から振動板３２の左端部までの長さＡ１＝１ｍｍ、凹部５１の右端部から振動板３２の右端部までの長さＡ２＝１ｍｍ、凹部５１の左端部から空間部５５の左端部までの長さＢ１＝２．５ｍｍ、凹部５１の右端部から空間部５５の右端部までの長さＢ２＝２．５ｍｍ、振動板３２の左端部から圧電素子３１の左端部までの長さＣ１＝４ｍｍ、振動板３２の右端部から圧電素子３１の右端部までの長さＣ２＝４ｍｍ、圧電素子３１の左端部から右端部までの長さＤ＝１５ｍｍ、凹部５１の左端部から凹部５１の右端部までの長さＥ＝２５ｍｍであった場合には、Ｃ１（＝４ｍｍ）≧Ｂ１（＝２．５ｍｍ）、Ｅ−Ｃ１−Ｄ（＝２５ｍｍ−４ｍｍ−１５ｍｍ＝５ｍｍ）≧Ｂ２（＝２．５ｍｍ）、Ｅ−Ｃ１−Ｃ２−Ｄ（＝２５ｍｍ−４ｍｍ−４ｍｍ−１５ｍｍ＝２ｍｍ）≦Ｂ２（＝２．５ｍｍ）、Ｃ２（＝４ｍｍ）≧Ｂ２（＝２．５ｍｍ）、Ｅ−Ｃ２−Ｄ（＝２５ｍｍ−４ｍｍ−１５ｍｍ＝５ｍｍ）≧Ｂ１（＝２．５ｍｍ）、Ｅ−Ｃ１−Ｃ２−Ｄ（＝２５ｍｍ−４ｍｍ−４ｍｍ−１５ｍｍ＝２ｍｍ）≦Ｂ１（＝２．５ｍｍ）となり、式（１）から式（６）の条件をすべて満たすので、圧電素子３１が空間部５５と対応する部分の領域内に常に収められる。
【００８２】
このような構成により、発電装置１０に押圧力が加えられた場合に圧電素子３１全体を常に変形させることができるので、圧電素子３１の一部が空間部５５と対応する部分の領域内に収まっていない場合に比べて、発電装置１０の発電効率を向上させることが可能となる。
【００８３】
（発電装置の機能について）
このように構成された発電装置１０の機能は以下の通りである。図９は、発電装置１０が歩行中のユーザによって加えられた押圧力を受けて変形した状態を示す図である。
【００８４】
図３及び図５に示すように、発電装置１０が歩行中のユーザによって加えられた押圧力を受けていない場合には、発電プレート３０ａ〜３０ｐの各々が対応する第１の当接部４０及び第２の当接部５２と当接することによって、当該発電プレート３０ａ〜３０ｐの各々の一部が対応する空間部５５に入り込むことにより、当該発電プレート３０ａ〜３０ｐの押圧変形が第２変形量に達する（図３では、発電プレート３０ｅ〜３０ｈの変形が示されているが、発電プレート３０ａ〜３０ｄ、３０ｉ〜３０ｐの変形についても図３と同様に変形する。なお、図９についても同様とする）。
【００８５】
この場合において、上述した発電プレート３０ａ〜３０ｐの押圧変形により、発電プレート３０ａ〜３０ｐの各々の上面に陰極の電流が起電すると共に、発電プレート３０ａ〜３０ｐの各々の下面に陽極の電流が起電することにより、発電プレート３０ａ〜３０ｐの各々に電圧が発生する。このように、発電プレート３０ａ〜３０ｐの各々に電圧が発生すると、発電プレート３０ａ〜３０ｐの各々の圧電素子３１のプラス端子と接続されている配線３３を介して陽極の電流が回路基板に流れると共に、及び当該圧電素子３１のマイナス端子と接続されている配線３３を介して陰極の電流が回路基板に流れる。このように回路基板５０に流れた電流は、整流部によって直流電流に変換され、当該変換された電流が出力端子を介して外部機器に出力される。
【００８６】
次に、図９に示すように、発電装置１０が歩行中のユーザによって加えられた押圧力を受けた場合には、筐体２０のカバー部２２が押圧変形することで第１の当接部４０がＺ’方向に略沿って移動し、この第１の当接部４０の移動に伴って発電プレート３０ａ〜３０ｐの各々の一部が対応する空間部５５に入り込むことにより、当該発電プレート３０ａ〜３０ｐの押圧変形が第１変形量に達すると共に、筐体２０のカバー部２２が保護柱４１と当接する。
【００８７】
この場合において、発電プレート３０ａ〜３０ｐの各々には、発電プレート３０ａ〜３０ｐの押圧変形が第２変形量であった場合に比べて大きな電圧が発生する。そして、発電プレート３０ａ〜３０ｐの各々の圧電素子３１のプラス端子と接続されている配線３３を介して陽極の電流が回路基板に流れると共に、及び当該圧電素子３１のマイナス端子と接続されている配線３３を介して陰極の電流が回路基板に流れ、当該回路基板に流れた電流が整流部によって直流電流に変換された後、当該変換された電流は出力端子を介して外部機器に出力される。
【００８８】
このように、発電装置１０に押圧力が加えられていない状態で、圧電素子３１を押圧変形させることにより、発電装置１０に押圧力が加えられていない状態から押圧力が加えられることによって発電プレート３０の押圧変形が第１変形量に達する状態になるまでの圧電素子３１の変形量を小さくすることができるため、従来の装置に比べて、圧電素子３１における単位変形量あたりの発電効率を向上させることが可能となる。
【００８９】
（効果）
このように実施の形態１によれば、発電装置１０に押圧力が加えられていない場合には、発電プレート３０が第１の当接部４０及び第２の当接部５２と当接することによって当該発電プレート３０の一部が空間部５５に入り込むことにより、当該発電プレート３０の押圧変形が第２変形量に達し、発電装置１０に押圧力が加えられた場合には、第１の当接部４０の移動に伴って発電プレート３０の一部が空間部５５に入り込むことにより、当該発電プレート３０の押圧変形が第１変形量に達するように、第１の当接部４０及び第２の当接部５２を配置したので、発電装置１０に押圧力が加えられていない状態で、圧電素子３１を押圧変形させることにより、発電装置１０に押圧力が加えられていない状態から押圧力が加えられることによって発電プレート３０の押圧変形が第１変形量に達する状態になるまでの圧電素子３１の変形量を小さくすることができるため、従来の装置に比べて、圧電素子３１における単位変形量あたりの発電効率を向上させることが可能となる。
【００９０】
また、発電プレート３０が第２の当接部５２と当接した状態において、圧電素子３１が空間部５５と対応する部分の領域内に常に収まるように、少なくとも発電プレート３０を形成したので、発電装置１０に押圧力が加えられた場合に圧電素子３１全体を常に変形させることができ、圧電素子３１の一部が空間部５５と対応する部分の領域内に収まっていない場合に比べて、発電装置１０の発電効率を向上させることが可能となる。
【００９１】
また、１つのベース部２１の側面の一方において、発電プレート３０が当該側面と当接するように、当該発電プレート３０を所定方向に沿って複数並設し、複数の発電プレート３０の各々における１つのベース部２１と当接する側面とは反対側の側面に、複数の第１の当接部４０をそれぞれ設け、１つのベース部２１における複数の発電プレート３０の各々と対応する部分の一部を、第２の当接部５２としてそれぞれ形成し、１つのベース部２１における複数の発電プレート３０の各々と対応する部分の他の一部に、空間部５５をそれぞれ形成したので、簡易な構成で発電プレート３０の設置数を増やすことができるため、発電量の増大を容易に図ることが可能となる。
【００９２】
また、少なくとも２つ以上の発電プレート３０の圧電素子３１の各々と接続された配線３３を集約するための集約領域を備えたので、１つのベース部２１に複数の発電プレート３０が並設された場合でも、各発電プレート３０に接続されている配線３３をまとめることができるため、当該配線３３の整理を容易に行うことができる。
【００９３】
また、１つのベース部２１における各凹部５１の第１の当接部４０側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の一部に、空間部５５を形成し、１つのベース部２１における凹部５１の第１の当接部４０側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の他の一部を、第２の当接部５２として形成したので、固定具等を用いることなく発電プレート３０を凹部５１に簡易に固定することができ、発電装置１０の製造性を向上させることが可能となる。
【００９４】
また、発電プレート３０の変形が所定量に達した場合に当該発電プレート３０の変形を抑制する保護柱４１を備えたので、圧電素子３１の過度な押圧変形を抑制することができ、圧電素子３１の割れ等を防止することが可能となる。
【００９５】
また、振動板３２の厚さが圧電素子３１の厚さよりも厚くなるように、振動板３２を形成したので、振動板３２を備えていない発電プレート３０に比べて発電プレート３０の耐力を向上させることができ、圧電素子３１の割れ等を一層防止することが可能となる。
【００９６】
また、ベース部２１及び発電プレート３０を、Ｃ１≧Ｂ１、Ｅ−Ｃ１−Ｄ≧Ｂ２、Ｅ−Ｃ１−Ｃ２−Ｄ≦Ｂ２、Ｃ２≧Ｂ２、Ｅ−Ｃ２−Ｄ≧Ｂ１、Ｅ−Ｃ１−Ｃ２−Ｄ≦Ｂ１に基づいて形成したので、発電プレート３０が凹部５１内に設けられた場合でも、圧電素子３１全体を確実に変形させることができる。
【００９７】
〔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、ベース部が回路基板である形態である。なお、実施の形態１と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態１で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
【００９８】
（構成）
まず、実施の形態２に係る発電装置の構成について説明する。図１０は、実施の形態２に係る発電装置を示す一部破断斜視図である。図１１は、図１０のＤ−Ｄ矢視断面図である。図１２は、図１１における領域Ｅの拡大図である。図１０から図１２に示すように、実施の形態２の発電装置１１０は、実施の形態１に係る発電装置１０の構成要素に対して、発電プレート３０の設置数を１６体（具体的には左右方向に４体配置×前後方向に４体配置）から９体（具体的には右方向に３体配置×前後方向に３体配置）に変更し（以下では、発電プレート３０ａ〜３０ｉと称する）、保護柱４１、及び凹部５１を省略し、中心スペーサ６０を加えて構成されている。また、筐体２０の構成、回路基板７０の構成、及び圧電素子３１の構成についても、下記に示す工夫が施されている。
【００９９】
（構成−筐体の構成）
筐体２０の構成については、図１０から図１２に示すように、筐体２０が絶縁処理された金属材料等にて形成されている。また、筐体２０のカバー部２２は、第１の当接部４０と別体に形成されており、筐体２０のベース部２１は、第２の当接部５２と別体に形成されている。
【０１００】
ここで、カバー部２２は、ベース部２１に対して可動可能なように配置された略矩形状の板状体であり、その上面及び下面の一部は平坦面とされている。また、このカバー部２２におけるベース部２１の側板２１ｂに対応する各位置には、下面に開放する溝部２２ｃが形成されており、この溝部２２ｃによって側板２１ｂの上端部が上下動自在に嵌合されている。また、この溝部２２ｃには、図示しない弾性体が配置されている。この弾性体は、歩行中のユーザによって加えられた押圧力に対するカバー部２２の上下方向の移動量（例えば１ｍｍ程度等）を調整する調整手段であると共に、当該押圧力が取り除かれた後に、カバー部２２を最上方位置に押し上げて復帰させるための復帰手段であり、例えばゴム等の可撓性材料にて形成されている。
【０１０１】
このような構成により、実施の形態１の筐体に比べて簡易な構造にすることができ、筐体２０の製造性を向上させることができる。
【０１０２】
（構成−中心スペーサ）
中心スペーサ６０は、筐体２０のカバー部２２の押圧力を発電プレート３０に伝達するためスペーサである。図１０から図１２に示すように、中心スペーサ６０は、例えば、絶縁処理された金属材料等にて形成されており、カバー部２２と発電プレート３０との相互間に配置されている。また、この中心スペーサ６０は、中心スペーサ本体６１と、複数の第１の当接部４０とを備えている。なお、この中心スペーサ６０の形成方法は任意であるが、例えば、中心スペーサ本体６１と第１の当接部４０とを一体成型することにより形成する方法等が採用されている。
【０１０３】
（構成−中心スペーサ−中心スペーサ本体）
中心スペーサ本体６１は、中心スペーサ６０の基本構造体であり、第１の当接部４０を支持するものである。図１０から図１２に示すように、中心スペーサ本体６１は、例えば略平坦状の板状体にて形成されている。ここで、中心スペーサ本体６１の具体的な形状については任意であるが、この中心スペーサ本体６１の平面形状については、例えば、カバー部２２の平面形状と相似形状に設定されており、具体的には、１３０ｍｍ×１３０ｍｍ程度の略正方形状に設定されている。また、中心スペーサ本体６１の厚さについては、例えば、発電プレート３０の圧電素子３１の厚さと略同一の厚さに設定されており（あるいは、発電プレート３０の圧電素子３１の厚さよりも厚く又は薄く設定されてもよい）、具体的には０．３ｍｍ程度に設定されている。また、中心スペーサ本体６１の上面がカバー部２２の下面と当接するように、当該中心スペーサ本体６１が配置されている。そして、中心スペーサ本体６１は、カバー部２２に対して接着剤や固定具等にて固定されている。
【０１０４】
また、中心スペーサ本体６１には、配線用凹部６１ａが複数設けられている。配線用凹部６１ａは、発電プレート３０と接続された配線３３の余長部分を収容するための空間であり、例えば、中心スペーサ本体６１における各発電プレート３０と配線３３との接続位置近傍部分にそれぞれ形成されている。
【０１０５】
（構成−中心スペーサ−第１の当接部）
複数の第１の当接部４０は、中心スペーサ本体６１における発電プレート３０ａ〜３０ｉの各々と対向する位置にそれぞれ配置されており、具体的には、発電プレート３０ａ〜３０ｉの各々の上面（具体的には、各発電プレート３０の圧電素子３１）と当接するように配置されている。また、この第１の当接部４０の平面形状については、例えば圧電素子３１の平面形状よりも小さく設定されており、具体的には、直径５ｍｍ程度の略円形状にて設定されている。
【０１０６】
このような構成により、例えば発電プレート３０の設置数及び形状に応じて中心スペーサ６０をカスタマイズして設置することができるため、実施の形態１の発電装置１０に比べて、ユーザの多様なニーズに応じた発電装置１１０の製造が容易となる。
【０１０７】
（構成−回路基板の構成）
回路基板７０の構成については、図１０から図１２に示すように、回路基板７０は、筐体２０のベース部２１の上面において、発電プレート３０ａ〜３０ｉの各々の下面と当接するように配置されている。ここで、回路基板７０の具体的な形状については任意であるが、回路基板７０の平面形状については、例えば、中心スペーサ本体６１の平面形状と略同一に設定されており、具体的には、１３０ｍｍ×１３０ｍｍ程度の略正方形状に設定されている。また、回路基板７０の厚さについては、例えば、発電プレート３０の第１変形量に相当する厚さ以上に設定されており、具体的には２ｍｍ程度に設定されている。
【０１０８】
また、回路基板７０には、空間部５５と、第２の当接部５２と、集約領域５３と、留め金７１とがそれぞれ複数設けられている。
【０１０９】
空間部５５は、回路基板７０における発電プレート３０ａ〜３０ｉの各々と対応する部分の一部にそれぞれ形成されており、発電プレート３０の中心と空間部５５の中心とが上下方向に略沿って同一位置に位置するように配置されている。この空間部５５の形成方法については、例えば、回路基板７０における発電プレート３０ａ〜３０ｉの各々と対応する部分の一部に貫通孔を設けることにより形成する方法等が採用されている。
【０１１０】
第２の当接部５２は、回路基板７０における発電プレート３０ａ〜３０ｉの各々と対応する部分の他の一部にそれぞれ形成されており、回路基板７０における発電プレート３０の外縁部分に対応する部分から空間部５５の外縁部分に至る部分に配置されている。
【０１１１】
集約領域５３は、例えば公知のプリント配線板を用いて構成されている。また、この集約領域５３は、回路基板７０における発電プレート３０ａ〜３０ｉ側の側面に配置されており、具体的には、発電プレート３０ａ〜３０ｃと発電プレート３０ｄ〜３０ｆとの相互間、発電プレート３０ｄ〜３０ｆと発電プレート３０ｇ〜３０ｉとの相互間において、回路基板７０の左端近傍位置から右端近傍位置まで左右方向に略沿って配置されている。つまり、この実施の形態２においては、実施の形態１のような集約領域５３と配線３３を用いた構成と同様の送電機能を、集約領域５３を用いて達成している。
【０１１２】
留め金７１は、発電プレート３０ａ〜３０ｉの各々を回路基板７０に着脱自在に取付可能とすると共に、発電プレート３０と回路基板７０とを電気的及び機械的に接続する接続手段である。この留め金７１は、例えば導電性を有する公知のクリップ等を用いて構成されており、回路基板７０における発電プレート３０ａ〜３０ｉの各々の外縁近傍部分に複数配置され（具体的には、所定間隔を隔てて３つ配置されている）、半田付け等によって固定されている。
【０１１３】
このように、回路基板７０に第２の当接部５２が設けられることで、第２の当接部５２としての専用の部品を別途設ける必要がなくなるため、従来の装置に比べて発電装置１１０の製造コストを低減することが可能となる。また、回路基板７０に留め金７１が設けられることで、発電プレート３０ａ〜３０ｉの各々を着脱自在に取り付けることができ、状況に応じて発電プレート３０ａ〜３０ｉの設置数を調整することができる。なお、上述した回路基板７０は、特許請求の範囲の「ベース部」に対応する。
【０１１４】
（構成−ベース部２１及び発電プレート３０の構成）
図１３は、ベース部２１及び発電プレート３０の構成の詳細を示す図である。図１４は、発電装置１１０が歩行中のユーザによって加えられた押圧力を受けて変形した状態を示す図である。ベース部２１及び発電プレート３０の構成については、具体的には、図１３に示すように、発電プレートが第２の当接部５２と当接した状態においては、振動板３２の左端部から圧電素子３１の左端部までの長さＣ１、振動板３２の右端部から圧電素子３１の右端部までの長さＣ２、圧電素子３１の左端部から右端部までの長さＤ、振動板３２の左端部から空間部５５の左端部までの長さＦ１、振動板３２の右端部から空間部５５の右端部までの長さＦ２、振動板３２の左端部から振動板３２の右端部までの長さＧとすると、ベース部２１及び発電プレート３０が下記式（７）、下記式（８）に基づいて形成されている。
【０１１５】
Ｃ１≧Ｆ１・・・（７）
【０１１６】
Ｃ２≧Ｆ２・・・（８）
【０１１７】
例えば、振動板３２の左端部から圧電素子３１の左端部までの長さＣ１＝４ｍｍ、振動板３２の右端部から圧電素子３１の右端部までの長さＣ２＝４ｍｍ、圧電素子３１の左端部から右端部までの長さＤ＝１５ｍｍ、振動板３２の左端部から空間部５５の左端部までの長さＦ１＝１．５ｍｍ、振動板３２の右端部から空間部５５の右端部までの長さＦ２＝１．５ｍｍ、振動板３２の左端部から振動板３２の右端部までの長さＧ＝２０ｍｍであった場合には、Ｃ１（＝４ｍｍ）≧Ｆ１（＝１．５ｍｍ）、Ｃ２（＝４ｍｍ）≧Ｆ２（＝１．５ｍｍ）となり、式（７）、式（８）の条件をすべて満たすので、圧電素子３１が空間部５５と対応する部分の領域内に常に収められる。
【０１１８】
このような構成により、図１４に示すように、実施の形態１と同様に、発電装置１１０に押圧力が加えられた場合に、圧電素子３１全体を常に変形させることができるので、圧電素子３１の一部が空間部５５と対応する部分の領域内に収まっていない場合に比べて、発電装置１１０の発電効率を向上させることが可能となる。
【０１１９】
（構成−その他について）
上述した発電装置１１０の構成以外にも、発電装置１１０は、任意の構造にて構成可能である。図１５、図１６は、実施の形態２の変形例に係る発電装置１１０における発電モジュール６０の構成の一例を示す斜視図である。
【０１２０】
図１５に示す変形例の発電モジュール８０では、発電プレート３０の平面形状（具体的には、圧電素子３１及び振動板３２の平面形状）が略正三角形状に設定され、空間部５５の平面形状が略正六角形状に設定されている。より具体的には、発電プレート３０の各辺の長さが空間部５５の各辺の長さよりも長くなるように、発電プレート３０及び空間部５５の平面形状が設定されている（図１６の発電プレート３０及び空間部５５の平面形状についても同様とする）。また、第１の当接部４０は、発電プレート３０の上面における略中央部分と当接するように配置されている。また、第２の当接部５２は、回路基板７０における発電プレート３０の各角部との当接部分に配置されている。
【０１２１】
また、図１６に示す変形例の発電モジュール８０では、発電プレート３０の平面形状（具体的には、圧電素子３１及び振動板３２の平面形状）が略正方形状に設定され、空間部５５の平面形状が略正八角形状に設定されている。また、第１の当接部４０が、発電プレート３０の上面における略中央部分と当接するように配置されている。また、第２の当接部５２は、回路基板７０における発電プレート３０の各角部との当接部分に配置されている。
【０１２２】
これらの構成により、発電プレート３０の平面形状が略正三角形状又は略正方形状である場合でも、当該発電プレート３０の各角部と第２の当接部５２とが当接しているため、発電プレート３０を安定して押圧することが可能となる。
【０１２３】
（効果）
このように実施の形態２によれば、１つのベース部２１は、発電プレート３０と電気的に接続された回路基板７０であるので、第２の当接部５２としての専用の部品を別途設ける必要がなくなるため、従来の装置に比べて発電装置１１０の製造コストを低減することが可能となる。
【０１２４】
また、発電プレート３０ａ〜３０ｉの少なくとも一部を、回路基板７０に着脱自在に取付可能としたので、状況に応じて発電プレート３０の設置数を調整することができるため、発電装置１１０の発電量を容易に調整することが可能となる。
【０１２５】
また、ベース部２１及び発電プレート３０を、Ｃ１≧Ｆ１、Ｃ２≧Ｆ２に基づいて形成したので、例えば、発電プレート３０が留め金７１等によって回路基板７０に固定された場合でも、圧電素子３１全体を確実に変形させることができる。
【０１２６】
〔実施の形態に対する変形例〕
以上、本発明に係る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。
【０１２７】
（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。例えば、発電装置に押圧力が加えられた場合に、発電プレート３０が押圧変形しづらい場合であっても、この発電プレート３０の押圧変形を、従来とは異なる技術により従来と同様に達成できている場合には、本願発明の課題が解決されている。
【０１２８】
（発電プレートについて）
上記実施の形態１、２では、発電プレート３０は、振動板３２の側面の一方に圧電素子３１が設けられている発電プレート（いわゆるユニモルフ型）であると説明したが、例えば、振動板３２の両側面に圧電素子３１が各々設けられている発電プレート（いわゆるバイモルフ型）であってもよい。
【０１２９】
また、上記実施の形態１、２では、発電プレート３０は、圧電素子３１と、振動板３２とを備えていると説明したが、例えば、圧電素子３１を保護等するために、圧電素子３１の全体又は一部を覆うための樹脂（ピエソフィルム等）をさらに備えてもよい。あるいは、例えば、振動板３２を省略してもよい。
【０１３０】
また、上記実施の形態１、２では、発電プレート３０は、圧電素子３１を備えていると説明したが、例えば、圧電素子３１に代えて、往復運動によって発電可能な機構（具体的には、人工筋肉、油圧モータ、電磁誘導方式のモータ、超磁歪、エレクトレット等）を備えてもよい。
【０１３１】
また、上記実施の形態１、２では、発電プレート３０が第２の当接部５２と当接した状態において、圧電素子３１が空間部５５と対応する部分の領域内に常に収まるように、圧電素子３１が形成されていると説明したが、これに限られず、例えば、発電プレート３０が第２の当接部５２と当接した状態において、圧電素子３１の一部が空間部５５と対応する部分の領域外に収まるように、圧電素子３１が形成されてもよい。具体的には、実施の形態１において、振動板３２の左端部から圧電素子３１の左端部までの長さＣ１が凹部５１の左端部から空間部５５の左端部までの長さＢ１よりも短くなるように（すなわち、Ｃ１＜Ｂ１となるように）、圧電素子３１が形成される。
【０１３２】
また、上記実施の形態２では、発電プレート３０の外縁部分全体が第２の当接部５２と当接するように、発電プレート３０が設置されていると説明したが、これに限られず、例えば、発電プレート３０の外縁部分の一部が第２の当接部５２と当接するように、発電プレート３０が設置されてもよい。具体的には、実施の形態２においては、空間部５５の左側部分のみが発電プレート３０によって覆われないように、当該発電プレート３０が配置され、当該発電プレート３０における外縁部分のうち右側部分のみが留め金７１によって機械的に接続される。この場合においては、例えば、第１の当接部４０は、発電プレート３０における留め金７１との接続部分とは反対側の部分（具体的には、発電プレート３０における外縁部分のうち左側部分）に配置されると共に、第２の当接部５２は、回路基板７０における上記外縁部分のうち右側部分との当接部分に配置される。これにより、発電プレート３０の平面形状の大きさに関わらず、発電プレート３０を押圧変形させることが可能となる。
【０１３３】
また、上記実施の形態２では、発電プレート３０ａ〜３０ｉは、回路基板７０の上面に設けられていると説明したが、これに限られない。例えば、図１７に示すように、発電プレート３０ａ〜３０ｉは、回路基板７０の上面及び下面に設けられてもよい。この場合には、これら発電プレート３０ａ〜３０ｉを変形可能にするために、中心スペーサ６０が筐体２０のベース部２１とカバー部２２とに設けられる。このような構成により、実施の形態２に係る発電装置１１０に比べて発電プレート３０の設置数を増やすことができ、発電量を増加させることが可能となる。なお、図１７に示す発電装置１１０において、例えば、回路基板７０が可撓性の高い材料にて形成されている場合には、回路基板７０の振動に伴って第２の当接部５２が移動することにより、発電プレート３０を変形させることができ、発電装置１１０の発電量を一層増加させることが可能となる。
【０１３４】
（振動板について）
また、上記実施の形態１、２では、振動板３２の厚さが圧電素子３１の厚さよりも厚く設定されると説明したが、例えば、振動板３２の厚さが圧電素子３１の厚さよりも薄く設定されてもよく、あるいは略同一の厚さに設定されてもよい。
【０１３５】
また、上記実施の形態１、２では、圧電素子３１の中心と振動板３２の中心とが上下方向に略沿って同一位置に位置するように、振動板３２が配置されていると説明したが、例えば、圧電素子３１の中心が振動板３２の中心よりも左側の位置（又は右側の位置）に位置するように、振動板３２が配置されてもよい。
【０１３６】
（筐体について）
上記実施の形態１では、筐体２０のベース部２１には、凹部５１が設けられていると説明したが、これに限られず、例えば、凹部５１が省略されてもよい。この場合において、図１８に示すように、第２の当接部５２は、ベース部２１における発電プレート３０と隣接する部分の一部に形成される。
【０１３７】
（中心スペーサ及び回路基板の配置について）
上記実施の形態２では、中心スペーサ６０が、筐体２０のカバー部２２と発電プレート３０との相互間に配置されており、回路基板７０が、筐体２０のベース部２１と発電プレート３０との相互間に配置されていると説明したが、例えば、中心スペーサ６０が、筐体２０のベース部２１と発電プレート３０との相互間に配置され、回路基板７０が、カバー部２２と発電プレート３０との相互間に配置されてもよい。この場合において、第１の当接部４０は、発電プレート３０の下面と当接するように配置され、第２の当接部５２は、発電プレート３０の上面と当接するように配置される。これにより、発電装置１１０に押圧力が加えられた場合には、第２の当接部５２の移動に伴って発電プレート３０の一部が空間部５５に出入りすることによって、当該発電プレート３０を押圧変形させることが可能となる。
【０１３８】
（保護柱について）
上記実施の形態１では、保護柱４１が筐体２０のカバー部２２に設けられていると説明したが、これに限られず、例えば、筐体２０のベース部２１に設けられてもよい。
【０１３９】
また、上記実施の形態２では、保護柱４１が設けられていないが、これに限られない。例えば、図１９に示すように、保護柱４１は、中心スペーサ本体６１において、第１の当接部４０同士の相互間に設けられてもよい。この場合において、保護柱４１の配置については、例えば、図１９の右側に示すように、保護柱４１の底面が回路基板７０と対向するように、保護柱４１は配置されてもよい。また、図１９の左側に示すように、保護柱４１が回路基板７０に形成された貫通孔７２を介して筐体２０のベース部２１に形成された一対の突起部２１ｃ同士の相互間に嵌め合わされるように、当該保護柱４１は配置されてもよい（あるいは、この貫通孔７２の形成を省略してもよい）。なお、この突起部２１の上下方向の長さについては、具体的には、回路基板７０の上下方向の長さの略半分程度の長さに設定されている。
【０１４０】
（留め金について）
上記実施の形態２では、発電プレート３０と回路基板７０とが留め金７１によって電気的及び機械的に接続されていると説明したが、これに限られない。例えば、留め金７１に代えてはんだ部とし、このはんだ部によって発電プレート３０と回路基板７０とが電気的及び機械的に接続されてもよい。このはんだ部の配置については、例えば、はんだ部が発電プレート３０ａ〜３０ｉの各々の外縁近傍部分に所定間隔を隔てて複数（例えば３つ等）配置されてもよく、あるいは、はんだ部が発電プレート３０ａ〜３０ｉの各々の外縁近傍部分全部にわたって配置されてもよい。
【０１４１】
（発電モジュールの個数について）
上記実施の形態１、２では、発電装置が、複数の発電モジュール８０を備えていると説明したが、例えば、単数の発電モジュール８０を備えてもよい。
【０１４２】
（付記）
付記１の発電装置は、発電素子を用いて外力を電気に変換する発電装置であって、前記発電素子を有する発電プレートと、前記発電プレートの側面の一方と当接可能に設けられた第１当接手段と、前記発電プレートにおける前記第１当接手段側の側面とは反対側の側面と当接可能に設けられた第２の当接手段と、を備え、前記第２の当接手段は、前記発電プレートが前記第２の当接手段側に向けて押圧された場合に、当該発電プレートが少なくとも第１変形量まで押圧変形可能となるように、当該発電プレートが入り込むことを許容する空間部を備え、当該発電装置に外力が加えられていない場合には、前記発電プレートが前記第１の当接手段及び前記第２当接手段と当接することによって当該発電プレートの一部が前記空間部に入り込むことにより、当該発電プレートの前記押圧変形が前記第１変形量よりも小さな変形量である第２変形量に達し、当該発電装置に外力が加えられた場合には、前記第１の当接手段又は前記第２の当接手段のいずれか一方の移動に伴って前記発電プレートの一部が前記空間部に入り込むことにより、当該発電プレートの前記押圧変形が前記第１変形量に達するように、前記第１の当接手段及び前記第２当接手段を配置した。
【０１４３】
また、付記２の発電装置は、付記１に記載の発電装置において、前記発電プレートが前記第２の当接手段と当接した状態において、前記発電素子が前記空間部と対応する部分の領域内に常に収まるように、少なくとも前記発電プレートを形成した。
【０１４４】
また、付記３の発電装置は、付記１又は２に記載の発電装置において、１つのベース部をさらに備え、前記１つのベース部の側面の一方において、前記発電プレートが当該側面と当接するように、当該発電プレートを所定方向に沿って複数並設し、前記複数の発電プレートの各々における前記１つのベース部と当接する側面とは反対側の側面に、複数の前記第１の当接手段をそれぞれ設け、前記１つのベース部における前記複数の発電プレートの各々と対応する部分の一部を、前記第２の当接手段としてそれぞれ形成し、前記１つのベース部における前記複数の発電プレートの各々と対応する部分の他の一部に、前記空間部をそれぞれ形成した。
【０１４５】
また、付記４の発電装置は、付記３に記載の発電装置において、少なくとも２つ以上の前記発電プレートの前記発電素子の各々と接続された配線を集約するための集約領域を備えた。
【０１４６】
また、付記５の発電装置は、付記３又は４に記載の発電装置において、前記複数の発電プレートの少なくとも一部を、前記１つのベース部に着脱自在に取付可能とした。
【０１４７】
また、付記６の発電装置は、付記３から５のいずれか一項に記載の発電装置において、前記１つのベース部における前記複数の発電プレート側の側面に、前記複数の発電プレートの各々を受け入れ可能な凹部をそれぞれ形成し、前記１つのベース部における前記凹部の前記第１の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の一部に、前記空間部を形成し、前記１つのベース部における前記凹部の前記第１の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の他の一部を、前記第２の当接手段として形成した。
【０１４８】
また、付記７の発電装置は、付記３から６のいずれか一項に記載の発電装置において、前記１つのベース部は、前記発電プレートと電気的に接続された回路基板である。
【０１４９】
また、付記８の発電装置は、付記１から７のいずれか一項に記載の発電装置において、前記発電プレートの押圧変形が所定量に達した場合に当該発電プレートの押圧変形を抑制する変形抑制手段をさらに備えた。
【０１５０】
また、付記９の発電装置は、付記１から８のいずれか一項に記載の発電装置において、前記発電プレートは、前記発電素子と、前記発電素子に振動を伝える振動板と、を備え、前記発電素子を、前記振動板の少なくとも一方の側面に配置し、前記振動板の厚さが前記発電素子の厚さよりも厚くなるように、前記振動板を形成した。
【０１５１】
また、付記１０の発電装置は、付記１に記載の発電装置において、１つのベース部をさらに備え、前記１つのベース部の側面の一方において、前記発電プレートが当該側面と当接するように、当該発電プレートを所定方向に沿って複数並設し、前記複数の発電プレートの各々における前記１つのベース部と当接する側面とは反対側の側面に、複数の前記第１の当接手段をそれぞれ設け、前記１つのベース部における前記複数の発電プレート側の側面に、前記複数の発電プレートの各々を受け入れ可能な凹部をそれぞれ形成し、前記１つのベース部における前記凹部の前記第１の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の一部に、前記空間部を形成し、前記１つのベース部における前記凹部の前記第１の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の他の一部を、前記第２の当接手段として形成し、前記発電プレートは、前記発電素子と、前記発電素子に振動を伝える振動板と、を備え、前記発電プレートが前記第２の当接手段と当接した状態において、前記発電素子が前記空間部と対応する部分の領域内に常に収まるように、前記発電プレート、及び前記１つのベース部を、下記式に基づいて形成した、Ｃ１≧Ｂ１、Ｅ−Ｃ１−Ｄ≧Ｂ２、Ｅ−Ｃ１−Ｃ２−Ｄ≦Ｂ２、Ｃ２≧Ｂ２、Ｅ−Ｃ２−Ｄ≧Ｂ１、Ｅ−Ｃ１−Ｃ２−Ｄ≦Ｂ１（ここで、Ｂ１は前記凹部における幅方向の一方の端部から前記空間部における幅方向の一方の端部までの長さ、Ｂ２は前記凹部における幅方向の他方の端部から前記空間部における幅方向の他方の端部までの長さ、Ｃ１は前記振動板における幅方向の一方の端部から前記発電素子における幅方向の一方の端部までの長さ、Ｃ２は前記振動板における幅方向の他方の端部から前記発電素子における幅方向の他方の端部までの長さ、Ｄは前記発電素子における幅方向の一方の端部から当該幅方向の他方の端部までの長さ、Ｅは前記凹部における幅方向の一方の端部から当該幅方向の他方の端部までの長さ）。
【０１５２】
また、付記１１の発電装置は、付記１に記載の発電装置において、１つのベース部をさらに備え、前記１つのベース部の側面の一方において、前記発電プレートが当該側面と当接するように、当該発電プレートを所定方向に沿って複数並設し、前記複数の発電プレートの各々における前記１つのベース部と当接する側面とは反対側の側面に、複数の前記第１の当接手段をそれぞれ設け、前記１つのベース部における前記複数の発電プレートの各々と対応する部分の一部を、前記第２の当接手段としてそれぞれ形成し、前記１つのベース部における前記複数の発電プレートの各々と対応する部分の他の一部に、前記空間部をそれぞれ形成し、前記複数の発電プレートの少なくとも一部を、前記１つのベース部に着脱自在に取付可能とし、前記発電プレートは、前記発電素子と、前記発電素子に振動を伝える振動板と、を備え、前記発電プレートが前記第２の当接手段と当接した状態において、前記発電素子が前記空間部と対応する部分の領域内に常に収まるように、前記発電プレート、及び前記１つのベース部を、下記式に基づいて形成した、Ｃ１≧Ｆ１、Ｃ２≧Ｆ２（ここで、Ｃ１は前記振動板における幅方向の一方の端部から前記発電素子における幅方向の一方の端部までの長さ、Ｃ２は前記振動板における幅方向の他方の端部から前記発電素子における幅方向の他方の端部までの長さ、Ｆ１は前記振動板における幅方向の一方の端部から前記空間部における幅方向の一方の端部までの長さ、Ｆ２は前記振動板における幅方向の他方の端部から前記空間部における幅方向の他方の端部までの長さ）。
【０１５３】
（付記の効果）
付記１に記載の発電装置によれば、発電装置に外力が加えられていない場合には、発電プレートが第１の当接手段及び第２当接手段と当接することによって当該発電プレートの一部が空間部に入り込むことにより、当該発電プレートの押圧変形が第２変形量に達し、発電装置に外力が加えられた場合には、第１の当接手段又は第２の当接手段のいずれか一方の移動に伴って発電プレートの一部が空間部に入り込むことにより、当該発電プレートの押圧変形が第１変形量に達するように、第１の当接手段及び第２当接手段を配置したので、発電装置に外力が加えられていない状態で、発電素子を押圧変形させることにより、発電装置に外力が加えられていない状態から外力が加えられることによって発電プレートの押圧変形が第１変形量に達する状態になるまでの発電素子の変形量を小さくすることができるため、従来の装置に比べて、発電素子における単位変形量あたりの発電効率を向上させることが可能となる。
【０１５４】
付記２に記載の発電装置によれば、発電プレートが第２の当接手段と当接した状態において、発電素子が空間部と対応する部分の領域内に常に収まるように、少なくとも前記発電プレートを形成したので、発電装置に外力が加えられた場合に発電素子全体を常に変形させることができ、発電素子の一部が空間部と対応する部分の領域内に収まっていない場合に比べて、発電装置の発電効率を向上させることが可能となる。
【０１５５】
付記３に記載の発電装置によれば、１つのベース部の側面の一方において、発電プレートが当該側面と当接するように、当該発電プレートを所定方向に沿って複数並設し、複数の発電プレートの各々における１つのベース部と当接する側面とは反対側の側面に、複数の第１の当接手段をそれぞれ設け、１つのベース部における複数の発電プレートの各々と対応する部分の一部を、第２の当接手段としてそれぞれ形成し、１つのベース部における複数の発電プレートの各々と対応する部分の他の一部に、空間部をそれぞれ形成したので、簡易な構成で発電プレートの設置数を増やすことができるため、発電量の増大を容易に図ることが可能となる。
【０１５６】
付記４に記載の発電装置によれば、少なくとも２つ以上の前記発電プレートの前記発電素子の各々と接続された配線を集約するための集約領域を備えたので、１つのベース部に複数の発電プレートが並設された場合でも、各発電プレートに接続されている配線をまとめることができるため、当該配線の整理を容易に行うことができる。
【０１５７】
付記５に記載の発電装置によれば、複数の発電プレートの少なくとも一部を、１つのベース部に着脱自在に取付可能としたので、状況に応じて発電プレートの設置数を調整することができるため、発電装置の発電量を容易に調整することが可能となる。
【０１５８】
付記６に記載の発電装置によれば、１つのベース部における凹部の第１の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の一部に、空間部を形成し、１つのベース部における凹部の第１の当接手段側の側面とは反対側の側面と隣接する部分の他の一部を、第２の当接手段として形成したので、固定具等を用いることなく、発電プレートを凹部に簡易に固定することができ、発電装置の製造性を向上させることが可能となる。
【０１５９】
付記７に記載の発電装置によれば、１つのベース部は、発電プレートと電気的に接続された回路基板であるので、第２の当接手段としての専用の部品を別途設ける必要がなくなるため、従来の装置に比べて発電装置の製造コストを低減することが可能となる。
【０１６０】
付記８に記載の発電装置によれば、発電プレートの押圧変形が所定量に達した場合に当該発電プレートの押圧変形を抑制する変形抑制手段をさらに備えたので、発電素子の過度な押圧変形を抑制することができ、発電素子の割れ等を防止することが可能となる。
【０１６１】
付記９に記載の発電装置によれば、振動板の厚さが発電素子の厚さよりも厚くなるように、振動板を形成したので、振動板を備えていない発電プレートに比べて発電プレートの耐力を向上させることができ、発電素子の割れ等を一層防止することが可能となる。
【０１６２】
付記１０に記載の発電装置によれば、発電プレート、及び１つのベース部を、Ｃ１≧Ｂ１、Ｅ−Ｃ１−Ｄ≧Ｂ２、Ｅ−Ｃ１−Ｃ２−Ｄ≦Ｂ２、Ｃ２≧Ｂ２、Ｅ−Ｃ２−Ｄ≧Ｂ１、Ｅ−Ｃ１−Ｃ２−Ｄ≦Ｂ１に基づいて形成したので、発電プレートが凹部内に設けられた場合でも、発電素子全体を確実に変形させることができる。
【０１６３】
付記１１に記載の発電装置によれば、発電プレート、及び１つのベース部を、Ｃ１≧Ｆ１、Ｃ２≧Ｆ２に基づいて形成したので、例えば、発電プレートが留め金等によってベース部に固定された場合でも、発電素子全体を確実に変形させることができる。
【符号の説明】
【０１６４】
１  発電床
２  収容部
３  連結部
１０  発電装置
２０  筐体
２１  ベース部
２１ａ  固定板
２１ｂ  側板
２１ｃ  突起部
２２  カバー部
２２ａ  カバー部本体
２２ｂ  側板
２２ｃ  溝部
３０、３０ａ〜３０ｐ  発電プレート
３１  圧電素子
３２  振動板
３３  配線
４０  第１の当接部
４１  保護柱
５１  凹部
５２  第２の当接部
５３  集約領域
５４  収容穴
５５  空間部
６０  中心スペーサ
６１  中心スペーサ本体
６１ａ  配線用凹部
７０  回路基板
７１  留め金
７２  貫通孔
８０  発電モジュール
１１０  発電装置
Ｗ  設置面
【図１】
2015228740.tif 000003
【図２】
2015228740.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2015228740.tif 000007
【図６】
2015228740.tif 000008
【図７】
2015228740.tif 000009
【図８】
2015228740.tif 000010
【図９】
2015228740.tif 000011
【図１０】
2015228740.tif 000012
【図１１】
2015228740.tif 000013
【図１２】
2015228740.tif 000014
【図１３】
2015228740.tif 000015
【図１４】
2015228740.tif 000016
【図１５】
2015228740.tif 000017
【図１６】
2015228740.tif 000018
【図１７】
2015228740.tif 000019
【図１８】
2015228740.tif 000020
【図１９】
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