(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さ方向と、長さ方向と直交する幅方向とを有する圧電発電板と、
前記圧電発電板を支持するように前記圧電発電板に固定された支持部材と、
前記圧電発電板の幅方向に延びる回転軸と、
前記回転軸の周りに回転し得るように前記回転軸によって支持されている回転プレートと、
前記圧電発電板と前記回転プレートとを連結している連結部材とを備え、
前記連結部材は、前記圧電発電板の前記支持部材とは隔てられた位置において前記圧電発電板に固定されており、かつ前記連結部材は、前記回転プレートの下面が載置される回転プレート載置面を有する、圧電発電装置。
【請求項２】
前記連結部材の前記回転プレート載置面が、前記圧電発電板の幅方向において前記回転プレートの下面の少なくとも一方端側部分及び他方端側部分に位置している、請求項１に記載の圧電発電装置。
【請求項３】
前記連結プレートの前記回転プレート載置面が、前記圧電発電板の幅方向において前記回転プレートの下面の全幅に至るように設けられている、請求項２に記載の圧電発電装置。
【請求項４】
前記連結部材が、前記圧電発電板から前記回転プレート側に向かって延びる第１の連結部と、前記第１の連結部の前記圧電発電板とは反対側の端部から前記圧電発電板の主面と平行な方向に延びる第２の連結部とを有し、該第２の連結部の前記圧電発電板に対向している面が前記回転プレート載置面とされている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧電発電装置。
【請求項５】
前記第１の連結部が、前記圧電発電板の前記幅方向両端から前記回転プレート側に向かって延びるように設けられている、請求項４に記載の圧電発電装置。
【請求項６】
前記連結部材の前記回転プレート載置面に対し、前記回転プレートの下面が該回転プレート載置面の面方向においてスライド可能に前記回転プレートが前記回転プレート載置面に連結されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧電発電装置。
【請求項７】
前記連結部材の前記回転プレート載置面に対し、前記回転プレートの下面が弾性接着剤により接合されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧電発電装置。
【請求項８】
前記連結部材が、前記圧電発電板の前記長さ方向端部において、前記圧電発電板に連結されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の圧電発電装置。
【請求項９】
前記支持部材が、前記圧電発電板の長さ方向一端側に固定されており、前記圧電発電板が片持ち梁で前記支持部材に支持されており、前記連結部材が前記圧電発電板の他端に連結されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の圧電発電装置。
【請求項１０】
前記回転軸が、前記圧電発電板の前記支持部材が固定されている部分と、前記圧電発電板の前記連結部材が連結されている部分との間に位置している、請求項９に記載の圧電発電装置。
【請求項１１】
前記支持部材が前記圧電発電板の長さ方向中央に固定されており、前記圧電発電板の長さ方向一方端である第１の端部に第１の連結部材が連結されており、長さ方向他方端である第２の端部に第２の連結部材が連結されており、
前記回転プレートが、前記第１及び第２の連結部材間に掛け渡されており、かつ前記回転軸が前記回転プレートの長さ方向中央に位置している、請求項１〜７のいずれか一項に記載の圧電発電装置。
【請求項１２】
前記回転プレートに固定された質量付加部材をさらに備える、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の圧電発電装置。
【請求項１３】
前記圧電発電板が、支持板と、支持板に積層された圧電体とを備える、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の圧電発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電効果により電力を取り出すことを可能とする圧電発電装置に関し、より詳細には、圧電発電板に質量を付加する構造が連結されている圧電発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電効果を利用して電力を発電させる圧電発電装置が種々提案されている。例えば下記の特許文献１には、圧電効果などを利用した個体の電気機械変換器を用いたエネルギーハーベスティング装置が開示されている。特許文献１に記載のエネルギーハーベスティング装置では、電気機械変換器の一端が支持部材に固定されており、該電気機械変換器が片持ち梁で支持されている。特許文献１では、上記電気機械変換器の他端側に錘を固定した構造が開示されている。それによって、電気機械変換器の振動周波数を調整し得る旨が記載されている。また、従来、このような錘を電気機械変換器の先端に固定することにより、電気機械変換器の変形を大きくし、発電量を大きくし得ることが知られている。
【０００３】
他方、下記の特許文献２には、図１０（ａ）及び（ｂ）に示す圧電装置１００１が開示されている。圧電装置１００１では、支持部材１００２に、矩形板状の圧電発電素子１００３の一端が固定されている。矩形板状の圧電発電素子１００３は、片持ち梁で支持されている。圧電発電素子１００３はユニモルフ素子であり、金属板１００４と、金属板１００４の下面に固定された圧電素子１００５とを有する。
【０００４】
圧電発電素子１００３は、外部より振動が加えられた場合、その先端が上下方向に移動するように変形する。この変形量が大きくなると、圧電発電素子１００３の支持部材１００２に連結されている部分付近に大きな応力が集中する。その結果、圧電素子１００５において破壊等が生じるおそれがある。圧電発電装置１００１では、このような破壊を防止するために、ガイド部材１００６が設けられている。ガイド部材１００６のガイド面１００６ａは、圧電発電素子１００３が下方に移動し変形した際に、該圧電発電素子１００３の下面に倣う形状を有している。従って、図１０（ｂ）に示すように、圧電発電素子１００３がガイド部材１００６のガイド面１００６ａにより支持される。そのため、圧電発電素子１００３の支持部材１００２に連結されている部分近傍における応力集中を緩和することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００９−５０９４９５号公報
【特許文献２】特開２００４−２６６０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、板状の圧電発電素子において、前述したように、発電量を高めるために圧電発電素子の先端側に錘などの質量付加部材を固定することが広く行われている。ところが、圧電発電素子に，該圧電発電素子面と直交する方向に対して傾斜している方向から加速度が加わった場合、圧電発電素子がねじれるように変形するおそれがある。特に、上記のような錘が固定されていると、ねじれが大きくなる。
【０００７】
他方、圧電発電素子を構成している圧電素子は、通常、セラミックスからなる。セラミックスは、圧縮応力に対しては高い抗折力を示すが、引っ張り応力に対しては、圧縮応力に対する抵折力の１／１０以下の抗折力しか示さない。そのため、例えば特許文献２に記載のガイド部材１００６を用いたとしても、圧電発電素子１００３がねじれ変形した場合、圧電素子１００５がガイド面１００６ａに支持される前に破壊するおそれがあった。
【０００８】
本発明の目的は、板状の圧電発電素子における上記ねじれ変形による破壊が生じ難い、圧電発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る圧電発電装置は、長さ方向と、長さ方向と直交する幅方向とを有する圧電発電板と、前記圧電発電板を支持するように前記圧電発電板に固定された支持部材と、前記圧電発電板の幅方向に延びる回転軸と、前記回転軸の周りに回転し得るように前記回転軸によって支持されている回転プレートと、前記圧電発電板と前記回転プレートとを連結している連結部材とを備える。上記連結部材は、圧電発電板の支持部材とは隔てられた位置において圧電発電板に固定されている。さらに、上記連結部材は、回転プレートの下面が載置される回転プレート載置面を有する。
【００１０】
本発明に係る圧電発電装置のある特定の局面では、前記連結部材の前記回転プレート載置面が、前記圧電発電板の幅方向において前記回転プレートの下面の少なくとも一方端側部分及び他方端側部分に位置している。
【００１１】
本発明に係る圧電発電装置の他の特定の局面では、前記連結プレートの前記回転プレート載置面が、前記圧電発電板の幅方向において前記回転プレートの下面の全幅に至るように設けられている。
【００１２】
本発明に係る圧電発電装置のさらに他の特定の局面では、前記連結部材が、前記圧電発電板から前記回転プレート側に向かって延びる第１の連結部と、前記第１の連結部の前記圧電発電板とは反対側の端部から前記圧電発電板の主面と平行な方向に延びる第２の連結部とを有し、該第２の連結部の前記圧電発電板に対向している面が前記回転プレート載置面とされている。
【００１３】
本発明に係る圧電発電装置のさらに別の特定の局面では、前記第１の連結部が、前記圧電発電板の前記幅方向両端から前記回転プレート側に向かって延びるように設けられている。
【００１４】
本発明に係る圧電発電装置のさらに他の特定の局面では、前記連結部材の前記回転プレート載置面に対し、前記回転プレートの下面が該回転プレート載置面の面方向においてスライド可能に前記回転プレートが前記回転プレート載置面に連結されている。
【００１５】
本発明に係る圧電発電装置のさらに他の特定の局面では、前記連結部材の前記回転プレート載置面に対し、前記回転プレートの下面が弾性接着剤により接合されている。
【００１６】
本発明に係る圧電発電装置のさらに他の特定の局面では、前記連結部材が、前記圧電発電板の前記長さ方向端部において、前記圧電発電板に連結されている。
【００１７】
本発明に係る圧電発電装置のさらに他の特定の局面では、前記支持部材が、前記圧電発電板の長さ方向一端側に固定されており、前記圧電発電板が片持ち梁で前記支持部材に支持されており、前記連結部材が前記圧電発電板の他端に連結されている。
【００１８】
本発明に係る圧電発電装置のさらに別の特定の局面では、前記回転軸が、前記圧電発電板の前記支持部材が固定されている部分と、前記圧電発電板の前記連結部材が連結されている部分との間に位置している。
【００１９】
本発明に係る圧電発電装置のさらに他の特定の局面では、前記支持部材が前記圧電発電板の長さ方向中央に固定されており、前記圧電発電板の長さ方向一方端である第１の端部に第１の連結部材が連結されており、長さ方向他方端である第２の端部に第２の連結部材が連結されており、前記回転プレートが、前記第１及び第２の連結部材間に掛け渡されており、かつ前記回転軸が前記回転プレートの長さ方向中央に位置している。
【００２０】
本発明に係る圧電発電装置のさらに他の特定の局面では、前記回転プレートに固定された質量付加部材がさらに備えられている。
【００２１】
本発明に係る圧電発電装置のさらに別の特定の局面では、前記圧電発電板が、支持板と、支持板に積層された圧電体とを備える。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る圧電発電装置によれば、圧電発電板が回転軸の周りに回転し得るように設けられた回転プレートに上記連結部材により連結されており、連結部材が、回転プレートの下面が載置される回転プレート載置面により回転プレートに連結されているため、圧電発電板がねじれ変形するような加速度が加わった場合であっても、圧電発電板のねじれ変形を確実に抑制することができる。より具体的には、圧電発電板がねじれ変形しようとした場合、回転プレートの下面が連結部材の回転プレート載置面上に載置されており、回転プレート載置面に回転プレートの質量が加わることになり、それによって圧電発電板のねじれ方向の変形を抑制することができる。従って、圧電発電板に回転プレートによる荷重を加えて圧電発電板の変形量を大きくし、発電量を大きくし得るだけでなく、圧電発電板のねじれ変形による破壊を確実に抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発電装置の外観を示す斜視図、正面図、及び右側面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態で用いられている回転プレート及び回転軸を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態で用いられている圧電発電板及び連結部材を示す部分切欠正面断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の変形例に係る圧電発電装置を示す正面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る圧電発電装置の斜視図である。
【図６】第２の実施形態の圧電発電装置の原理を説明するための模式的正面図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態における回転プレートと回転軸との連結構造の詳細を示す分解斜視図及び該連結構造の斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の変形例に係る圧電発電装置の斜視図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る圧電発電装置の斜視図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、従来の圧電発電装置の一例を示す各正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２５】
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧電発電装置の斜視図、正面図及び右側面図である。圧電発電装置１は、圧電発電板２を有する。圧電発電板２は、矩形板状の形状を有する。すなわち、圧電発電板２は、長さ方向と、長さ方向と直交する幅方向とを有する板状の形状を有する。
【００２６】
本実施形態では、圧電発電板２は、支持板４と、支持板４の下面に積層された矩形板状の圧電素子５とを有する。すなわち、圧電発電板２はユニモルフ素子である。
【００２７】
支持板４は金属板からなる。
【００２８】
図３に一部を切り欠いて正面断面図で示すように、圧電素子５は、圧電セラミックスからなる圧電板６と、圧電板６の上面に形成された第１の電極７と、下面に形成された第２の電極８とを有する。
【００２９】
図１（ａ）に示すように、圧電発電板２の一方側の端部２ａは、支持部材９の上面に固定されている。従って、圧電発電板２は、支持部材９により片持ち梁で支持されている。
【００３０】
支持部材９は、金属もしくはセラミックスなどの適宜の剛性材料により形成することができる。また、電極７，８は、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕなどの適宜の金属もしくは合金により形成することができる。
【００３１】
前述したように、圧電発電板２は、長さ方向一方側の端部２ａ側において支持部材９により支持されている。従って、圧電発電板２は、端部２ａと反対側の端部２ｂ側が上下方向に移動し得る。加速度が加わった場合、端部２ｂが上下方向に移動し、圧電発電板２の変形により、圧電素子５に電荷が発生する。この電荷による電力が電極７，８から取り出される。
【００３２】
連結部材３は、本実施形態では、金属板の加工により圧電発電板２と一体に形成されている。すなわち、端部２ｂ側において、連結部材３は支持板４に連ねられている。
【００３３】
連結部材３は、支持板４に連ねられており、かつ支持板４と同一平面上に位置している天板部３ａを有する。天板部３ａは、圧電発電板２の幅方向両側にはみ出している。そして、天板部３ａの上記幅方向両端から下方に延びるように第１の連結部３ｂ，３ｃが天板部３ａに連ねられている。第１の連結部３ｂ，３ｃの下端から、内側に向かって延びるように、第２の連結部３ｄ，３ｅが設けられている。第２の連結部３ｄ，３ｅの上面は、後述する回転プレートが載置される回転プレート載置面３ｄ１，３ｅ１を構成している。回転プレート載置面３ｄ１，３ｅ１は、水平方向に延ばされており、かつ同一平面内に位置している。従って、後述する回転プレート１０の下面が水平方向に延びるように、回転プレート１０が回転プレート載置面３ｄ１，３ｅ１上に載置されることになる。
【００３４】
上記圧電発電板２の下方には、位置が固定されている回転軸１１が設けられている。回転軸１１は、本実施形態では、圧電発電板２の下方であって、支持部材９と連結部材３との間に位置している。そのため、圧電発電装置１の長さ方向寸法を長くすることなく、回転軸１１を配置することが可能とされている。また、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、回転軸１１は、支持部材９と連結部材３とを結ぶ方向において、支持部材９側に寄せられて設けられている。それによって、大型化を招くことなく、回転プレート１０の長さを大きくすることが可能とされている。
【００３５】
回転プレート１０は、金属、セラミックスまたは硬質合成樹脂などの剛性材料により形成されている。好ましくは、十分な質量付加作用を果たすために、密度が高い金属により回転プレート１０を構成することが望ましい。回転プレート１０は、回転軸１１の周りに回転可能となるように、回転軸１１に支持されている。回転プレート１０は、略矩形板状の形状を有する。もっとも、回転プレート１０の平面形状は矩形に限定されるものではない。
【００３６】
上記回転プレート１０は、一端側において上記回転軸１１により支持されている。回転プレート１０の他端側部分が、前述した連結部材３の回転プレート載置面３ｄ１，３ｅ１上に載置されている。
【００３７】
より具体的には、本実施形態では、回転プレート１０の連結部材３に連結されている部分は、回転プレート１０の本体部分よりも厚みの薄い薄肉部１０ｂとされている。すなわち、回転プレート１０の先端側では、下面に開いた凹部を形成することにより、薄肉部１０ｂが設けられている。薄肉部１０ｂの下面は平面である。また、上記回転軸１１は、圧電発電板２の幅方向に延び、かつ水平方向に延びている。従って、上記薄肉部１０ｂの下面は水平方向に延びる平面である。
【００３８】
上記連結部材３の回転プレート載置面３ｄ１，３ｅ１は、圧電発電板２の幅方向において、回転プレート１０の下面の少なくとも上記幅方向一方端側部分と、他方端側部分との間に位置している。従って、回転プレート１０を、回転プレート載置面３ｄ１，３ｅ１により支持することができる。加えて、回転プレート１０の薄肉部１０ｂの下面が水平方向に延びているので、連結部材３に連結された圧電発電板２の先端側部分の面方向が水平方向に維持される。
【００３９】
なお、回転プレート載置面３ｄ１，３ｅ１は圧電発電板２の幅方向に連ねられ、一体化されてもよい。すなわち、回転プレート載置面は圧電発電板２の幅方向全幅にわたるように形成されていてもよい。
【００４０】
なお、回転プレート１０の薄肉部１０ｂは、上記回転プレート載置面３ｄ１，３ｅ１上に載置されており、回転プレート１０の自重により、薄肉部１０ｂの下面が回転プレート載置面３ｄ１，３ｅ１上に接触されている。従って、回転プレート１０の薄肉部１０ｂの下面が、回転プレート載置面３ｄ１，３ｅ１上をスライドし得るように、回転プレート１０が連結部材３に連結されている。
【００４１】
もっとも、圧電発電板２の変位を妨げない限り、回転プレート１０は、回転プレート載置面３ｄ１，３ｅ１に例えば弾性接着剤などにより接合されていてもよい。
【００４２】
次に、圧電発電装置１の動作を説明する。圧電発電装置１では、圧電発電板２が端部２ａ側において支持部材９に片持ち梁で支持されている。従って、加速度が作用すると、圧電発電板２の先端側の端部２ｂが上下方向に変位する。この場合、連結部材３も圧電発電板２と同様に上下方向に移動する。他方、連結部材３の回転プレート載置面３ｄ１，３ｅ１上には、回転プレート１０の自重による質量が付加されている。従って、上記加速度が作用した場合の変位を大きくすることが可能とされている。それによって、大きな電力を取り出すことができる。
【００４３】
加えて、圧電発電板２の変位が大きくなったとしても、圧電発電板２におけるねじれ方向の変形を抑制することができる。
【００４４】
より具体的には、上記薄肉部１０ｂの下面が水平方向に延びる平面であり、回転プレート載置面３ｄ１，３ｅ１もまた、水平方向に延びる平面であり、従って、圧電発電板２の主面をねじれさせるような加速度が加わったとしても、回転プレート１０及び回転プレート載置面３ｄ１，３ｅ１が上記のように構成されているため、圧電発電板２のねじれ変形が、回転プレート１０に連結された連結部材３により抑制される。よって、圧電発電板２の破壊、特に支持板４やセラミックスなどからなる圧電板６の破壊を確実に防止することができる。
【００４５】
図４は、上記実施形態の変形例に係る圧電発電装置を示す正面図である。本実施形態の圧電発電装置１５では、ユニモルフ素子ではなく、積層型バイモルフ圧電体からなる圧電発電板１６が用いられている。このような積層型圧電体によるバイモルフ素子により圧電発電板１６を形成してもよい。また、上記圧電発電板１６の先端に、別部材からなる連結部材１７が連結されている。すなわち、連結部材１７は、圧電発電板１６と別体により構成されていてもよい。
【００４６】
圧電発電装置１５は、圧電発電装置１と同様に構成されている。従って、本変形例においても、第１の実施形態の圧電発電装置１の場合の同様に、回転プレート１０の連結された連結部材１７により、圧電発電板１６のねじれ方向の変形を確実に抑制することができる。従って、圧電発電板１６の破壊が生じ難い。加えて、回転プレート１０による質量付加作用により、大きな変位量を得ることができ、それによって大きな電力を取り出すことができる。
【００４７】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る圧電発電装置を示す模式的斜視図であり、図６はその原理を説明するための模式的正面図である。
【００４８】
本発明の第２の実施形態に係る圧電発電装置２１では、長さ方向と幅方向を有する圧電発電板２２の長さ方向中央に支持部材２９が固定されている。すなわち、圧電発電板２２は、支持部材２９の一方側に配置された第１の圧電発電板部２２Ａと、他方側に配置された第２の圧電発電板部２２Ｂとを有する。第１，第２の圧電発電板部２２Ａ，２２Ｂは、それぞれ、支持部材２９に固定されている部分とは反対側の部分が上下方向に変位する。言い換えれば、第１の圧電発電板部２２Ａは、支持部材２９に片持ち梁で支持されており、同様に第２の圧電発電板部２２Ｂもまた支持部材２９により片持ち梁で支持されていることになる。
【００４９】
第１の圧電発電板部２２Ａが構成されている部分では、金属からなる支持板２４の下面に第１の圧電素子２５Ａが積層されている。同様に、第２の圧電発電板部２２Ｂが構成されている部分では、支持板２４の下面に第２の圧電素子２５Ｂが積層されている。第１，第２の圧電素子２５Ａ，２５Ｂは、第１の実施形態において用いられていた圧電素子５と同様に構成されている。すなわち、圧電セラミック板の両面に電極を形成した構造を有する。
【００５０】
本実施形態では、第１，第２の圧電発電板部２２Ａ，２２Ｂが、圧電発電板２２の中央に固定されている支持部材２９との固定部分を介して片持ち梁で支持されている。そして、第１，第２の圧電発電板部２２Ａ，２２Ｂの先端において、第１の実施形態の連結部材３と同様に構成された連結部材２３Ａ，２３Ｂが固定されている。もっとも、本実施形態では、連結部材２３Ａ，２３Ｂは、圧電発電板２２と別部材で構成されており、適宜の接合剤により固定されている。
【００５１】
第１の連結部材２３Ａは、圧電発電板２２の上面に固定された天板部２３ａを有する。天板部２３ａは、圧電発電板２２の幅方向に延びている。天板部２３ａの両端から下方に延びるように一対の第１の連結部２３ｂ，２３ｃが設けられている。第１の連結部２３ｂ，２３ｃの各下端から内側に延びるように、第２の連結部２３ｄ，２３ｅが形成されている。この一対の第１の連結部２３ｂ，２３ｃ及び第２の連結部２３ｄ，２３ｅは、第１の実施形態の連結部材３の第１の連結部３ｂ，３ｃ及び第２の連結部３ｄ，３ｅと同様に構成されている。第２の連結部材２３Ｂも第１の連結部材２３Ａと同様に構成されている。
【００５２】
そして、第２の連結部２３ｄ，２３ｅの上面が、本実施形態においても回転プレート載置面とされている。
【００５３】
他方、上記圧電発電板２２の下方には、位置が固定されている回転軸３１が設けられている。この回転軸３１に、回転軸３１を中心として回転するように回転プレート３０が設けられている。本実施形態では、回転軸３１は、支持部材２９の下方、すなわち圧電発電板２２の長さ方向中心位置において下方に配置されている。回転軸３１は、圧電発電板２２の幅方向に延びている。
【００５４】
回転プレート３０は、回転軸３１の一端から上記第１の連結部材２３Ａ側に延びている第１の回転プレート部３０Ａと、第２の連結部材２３Ｂ側に延ばされている第２の回転プレート部３０Ｂとを有する。上記第１，第２の回転プレート部３０Ａ，３０Ｂは、回転軸３１を介して点対照に配置されている。言い換えれば、回転プレート３０は、１枚の長いプレートの長さ方向中央に回転軸３１を設けた構造に相当する。
【００５５】
図７（ａ）は、回転プレート３０と、回転軸３１との連結構造を説明するための分解斜視図であり、（ｂ）は該連結構造の斜視図である。
【００５６】
図７（ａ）に示すように、円柱状の回転軸３１に、円筒状のスリーブ３６が外挿されている。スリーブ３６は、支持部材２９の下端に固定されている。また、回転軸３１は、スリーブ３６内において、回転軸３１の軸方向中心に回転可能とされている。
【００５７】
回転軸３１の一端には、回転軸３１よりも大きな径のドーナツ型の回転リング３７ａが固定されている。回転軸３１の他端にも、同様に構成された回転リング３７ｂが固定されている。回転リング３７ａ，３７ｂ間に、上記スリーブ３６が配置されている。
【００５８】
本実施形態では、回転リング３７ａ，３７ｂは回転軸３１に固定されており、回転軸３１とともに回転し得るように構成されている。もっとも、回転リング３７ａ，３７ｂは、回転軸３１とともに回転されるように回転軸３１に固定されている必要は必ずしもない。すなわち、回転リング３７ａ，３７ｂは、回転軸３１と独立に回転し得るように回転軸３１に連結されていてもよい。
【００５９】
回転リング３７ａ，３７ｂに、回転プレート３０の第１，第２の回転プレート部３０Ａ，３０Ｂがそれぞれ固定されている。
【００６０】
従って、上記回転プレート３０は、回転軸３１の中心の周りに回転し得るように構成されている。
【００６１】
なお、回転軸３１自体は必ずしも回転し得るように構成されている必要はない。
【００６２】
さらに、図７（ａ）及び（ｂ）に示した回転軸３１と回転プレート３０の連結構造はあくまで一例であり、回転軸３１の周りに回転プレート３０が回転し得るように様々な連結構造を採用し得ることができる。
【００６３】
上記第１の回転プレート部３０Ａの先端側の下面が、第１の連結部材２３Ａの回転プレート載置面上に載置されている。すなわち、第１の実施形態と同様に、第１の連結部材２３Ａの一対の回転プレート載置面上に、回転プレート部３０Ａが載置されている。同様に、第２の回転プレート部３０Ｂの先端側部分の下面が、第２の連結部材２３Ｂの一対の回転プレート載置面上に載置されている。
【００６４】
加えて、本実施形態では、第１の回転プレート部３０Ａの先端側部分において、回転プレート部３０Ａの下面に固定部材３２を介して質量付加部材としての錘３３が固定されている。同様に、第２の回転プレート部３０Ｂの先端側部分の下面においても、固定部材３４を介して錘３５が固定されている。
【００６５】
従って、本実施形態では、加速度が加わり、圧電発電板２２が変形した場合、第１，第２の圧電発電板部２２Ａ，２２Ｂが、それぞれ、片持ち梁で支持されているため、図６に示すように、その先端が上下方向に変位する。また、上記第１，第２の連結部材２３Ａ，２３Ｂを介して第１，第２の回転プレート部３０Ａ，３０Ｂが連結されており、加えて、錘３３，３５が設けられているため変位量を大きくすることができる。それによって、発電量を高めることができる。
【００６６】
また、ななめ方向に加速度が加わり、圧電発電板２２がねじれようとした場合には、第１の実施形態と同様に、第１，第２の連結部材２３Ａ，２３Ｂが第１，第２の回転プレート部３０Ａ，３０Ｂに連結されているため、圧電発電板２２の主面がねじれるような変形は生じ難い。そのため、圧電素子２５Ａ，２５Ｂの破壊が生じ難い。
【００６７】
図８は、第２の実施形態の変形例に係る圧電発電装置の斜視図である。第２の実施形態の圧電発電装置２１では、第１，第２の圧電素子２５Ａ，２５Ｂが、圧電発電板２２の下面に積層されていたが、図８に示す変形例の圧電発電装置４１のように、第１，第２の圧電素子２５Ａ，２５Ｂは、圧電発電板２２の上面に積層されていてもよい。
【００６８】
図９は、本発明の第３の実施形態に係る圧電発電装置を示す斜視図である。第３の圧電発電装置５１は、第２の実施形態の圧電発電装置２１の変形例に相当する。すなわち、第３の実施形態の圧電発電装置５１は、第２の実施形態の圧電発電装置２１の支持部材２９の一方側に設けられた第１の圧電発電板部２２Ａ、第１の連結部材２３Ａ、第１の回転プレート部３０Ａ、固定部材３２及び錘３３を有する構造に相当する。従って、相当の部分については、図５と同一の参照番号を付することによりその説明は省略する。
【００６９】
もっとも、図９では、図８に示した変形例と同様に、第１の圧電素子２５Ａは、圧電発電板２２の上面に形成されている。
【００７０】
図９では、支持部材２９により、第１の圧電発電板部２２Ａが片持ち梁で支持されている。従って、加速度が加わった場合、圧電発電板部２２Ａの先端が上下方向に変位する。この変位により発生した電荷が取り出され、電力を取り出すことができる。本実施形態においても、図５に示した圧電発電装置２１と同様に、第１の連結部材２３Ａ及び第１の回転プレート部３０Ａにより、圧電発電板２２のねじれ方向の変形が確実に抑制される。従って、第１の圧電素子２５Ａの破壊が生じ難い。加えて、第１の連結部材２３Ａにより、第１の回転プレート部３０Ａが連結されており、第１の回転プレート部３０Ａの先端に錘３３が固定されているため、変位量の拡大、ひいては発電量の拡大を図ることができる。
【符号の説明】
【００７１】
１…圧電発電装置
２…圧電発電板
２ａ，２ｂ…端部
３…連結部材
３ａ…天板部
３ｂ，３ｃ…第１の連結部
３ｄ，３ｅ…第２の連結部
３ｄ１，３ｅ１…回転プレート載置面
４…支持板
５…圧電素子
６…圧電板
７，８…第１，第２の電極
９…支持部材
１０…回転プレート
１０ｂ…薄肉部
１１…回転軸
１５…圧電発電装置
１６…圧電発電板
１７…連結部材
２１…圧電発電装置
２２…圧電発電板
２２Ａ，２２Ｂ…第１，第２の圧電発電板部
２３Ａ，２３Ｂ…第１，第２の連結部材
２３ａ…天板部
２３ｂ，２３ｃ…第１の連結部
２３ｄ，２３ｅ…第２の連結部
２４…支持板
２５Ａ，２５Ｂ…第１，第２の圧電素子
２９…支持部材
３０…回転プレート
３０Ａ，３０Ｂ…第１，第２の回転プレート部
３１…回転軸
３２，３４…固定部材
３３，３５…錘
３６…スリーブ
３７ａ，３７ｂ…回転リング
４１…圧電発電装置
５１…圧電発電装置
【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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