(57)【要約】【課題】  圧電素子を自由振動タイプで利用するものであって、しかも信頼性および発電効率が高く、かつ衝撃子およびそのガイド機構が不要な圧電発光品を提供する。【解決手段】  この圧電発光モジュール２は、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する圧電素子６を基板４の両面に固着し、かつ当該圧電素子６にそれが発生する電気によって発光する２個の発光素子８を電気的に接続して成る圧電発光本体１０を、各発光素子８の少なくとも一部分を露出させて、被覆材１２で被覆して一体化して成るものである。【選択図】  図１
2005183275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械エネルギーを電気エネルギーに変換する圧電素子に、当該圧電素子が発生する電気によって発光する発光素子を電気的に接続して成る圧電発光本体を、前記発光素子の少なくとも一部分を露出させて、被覆材で被覆して一体化して成ることを特徴とする圧電発光モジュール。
【請求項２】
機械エネルギーを電気エネルギーに変換する圧電素子に、当該圧電素子が発生する電気によって発光する発光素子を電気的に接続して成る圧電発光本体の全体を、透明または半透明の被覆材で被覆して一体化して成ることを特徴とする圧電発光モジュール。
【請求項３】
前記圧電発光本体は、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する圧電素子を基板に固着し、かつ当該圧電素子にそれが発生する電気によって発光する発光素子を電気的に接続して成るものである請求項１または２に記載の圧電発光モジュール。
【請求項４】
前記圧電発光本体を前記被覆材で隙間無く被覆して防水性を持たせている請求項１ないし３のいずれかに記載の圧電発光モジュール。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の圧電発光モジュールを、少なくとも一部分が透明または半透明の容器内に、固定せずに１個以上収納して成ることを特徴とする圧電発光器具。
【請求項６】
前記容器内に、空間を残した状態で液体を入れている請求項５に記載の圧電発光器具。  
【請求項７】
前記容器の内面および外面の少なくとも一方に、光を拡散させる凹凸を形成している請求項５または６に記載の圧電発光器具。
【請求項８】
前記容器の外側を、音を減衰させるものであって透明または半透明の吸音材で覆っている請求項５、６または７に記載の圧電発光器具。
【請求項９】
前記容器を、内容器と外容器とから成る２重構造にし、この内容器と外容器との間に、音を減衰させるものであって透明または半透明の吸音材を充填している請求項５、６または７に記載の圧電発光器具。
【請求項１０】
前記吸音材の内面および外面の少なくとも一方に、光を拡散させる凹凸を形成している請求項８または９に記載の圧電発光器具。
【請求項１１】
請求項１ないし４のいずれかに記載の圧電発光モジュールを、少なくとも一部分が透明または半透明の容器内に、固定せずに１個以上収納して成る圧電発光器具を、前記容器の透明または半透明の部分の少なくとも一部分を露出させて、靴に取り付けて成ることを特徴とする圧電発光靴。
【請求項１２】
請求項１ないし４のいずれかに記載の圧電発光モジュールを、マラカスの少なくとも一部分が透明または半透明の発音部容器内に、固定せずに１個以上収納して成ることを特徴とする圧電発光マラカス。
【請求項１３】
請求項１ないし４のいずれかに記載の圧電発光モジュールを、調味料を入れる第１室およびそれと隔離された第２室を有していて少なくとも第２室の壁面の一部分が透明または半透明である容器の第２室内に、固定せずに１個以上収納して成ることを特徴とする圧電発光調味料入れ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧電素子および発光素子等を被覆材で被覆して一体化して成る圧電発光モジュールならびにそれの応用品、具体的には、圧電発光器具、圧電発光靴、圧電発光マラカスおよび圧電発光調味料入れに関する。
【背景技術】
【０００２】
機械エネルギーを電気エネルギーに変換する圧電素子および当該圧電素子から出力される電気によって発光する発光素子を有する圧電発光品は、従来から種々提案されている。  
【０００３】
このような圧電発光品において、圧電素子を利用する構造には幾つかあるが、その内の典型的な二つを次に説明する。
【０００４】
一つは、図１４に示す例のように、圧電素子を片持振動タイプで利用するものである。即ち、前記のような圧電素子８６を、通常は、薄い基板（振動板とも呼ばれる）８４に固着し（図示例は、基板８４の両面に圧電素子８６を固着したバイモルフ構造の場合の例である。図１５も同様）、基板８４の片端を支持体８８で支持し、基板８４の他端（自由端）付近に錘９０を取り付け、基板８４に外部から衝撃力９２を与えて基板８４および圧電素子８６を振動させて発電する構造である。この片持振動タイプを利用した圧電素子ユニットが、特許文献１に記載されている。
【０００５】
他の一つは、図１５に示す例のように、圧電素子を自由振動タイプで利用するものである。即ち、基板８４に圧電素子８６を固着したものを、理想的には、どこも支持しない自由な状態におき、それに球などの衝撃子９４を衝突させて、基板８４および圧電素子８６を自由振動させて発電する構造である。この自由振動タイプを利用した発電機が、特許文献２に記載されている。
【０００６】
上記いずれの構造においても、人が振動させる程度の振動周波数の領域では、振動の周波数が高いほど圧電素子８６の出力は増大する。また、幾つかある構造の内で、図１５に示す例のような自由振動タイプが、最も発電効率（即ち、機械エネルギーから電気エネルギーへのエネルギー変換効率）の高いことが知られている。これは、理想的な状態では、支持部における機械的エネルギーの損失がないからである。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２２４８７１号公報（段落０００８−０００９、図１）
【特許文献２】特開２００２−２６２５８４号公報（段落００２６−００２９、図１５−図１６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、図１５や特許文献２に示すような自由振動タイプが最も発電効率が高いのでこれを用いるのが発電効率の観点からは好ましいけれども、このタイプには次のような課題がある。
【０００９】
（１）適度な重さの衝撃子９４を用いる必要があり、あまり重いとそれによる衝撃力によって圧電素子８６を破損する恐れがある。従って、信頼性を高くすることに課題がある。圧電素子８６は、通常、破損しやすい圧電セラミックスを用いており、このことも上記課題をより深刻なものにしている。
【００１０】
（２）衝撃子９４だけでなく、現実的には、衝撃子９４が圧電素子８６の所定の場所に衝突するように衝撃子９４を導くガイド機構も必要であり、その分、構造が複雑になる。  
【００１１】
（３）自由振動タイプと言っても、圧電素子８６（および基板８４）を空中に浮かしている訳ではなく、現実的には、圧電素子８６（および基板８４）を支持する支持部が必要であり、その支持部から、相当の機械的なエネルギー損失を生じるので、その分、発電効率が低下する。
【００１２】
（４）基板８４に圧電素子８６を固着していても、それに衝撃子９４を衝突させると、当該固着部の強度が低下して壊れやすく、従ってこの観点からも、信頼性を高くすることに課題がある。また、圧電素子８６を構成する電極（図示省略。図２の電極１６２、１６３参照）からの配線の引出し部の信頼性も低下しやすいという課題がある。
【００１３】
そこでこの発明は、圧電素子を自由振動タイプで利用するものであって、しかも信頼性および発電効率が高く、かつ衝撃子およびそのガイド機構が不要な圧電発光品を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明に係る圧電発光モジュールは、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する圧電素子に、当該圧電素子が発生する電気によって発光する発光素子を電気的に接続して成る圧電発光本体を、前記発光素子の少なくとも一部分を露出させて、被覆材で被覆して一体化して成ることを特徴としている。
【００１５】
この圧電発光モジュールを他の物に、例えば容器に衝突させると、その衝突によって圧電発光モジュールに力が加わり、衝突の瞬間に圧電発光モジュールおよびその内部の圧電素子に変位力が加わって発電して発光素子が発光するだけでなく、衝突に続く短時間の間、圧電発光モジュールは跳ね返って空間に浮いた状態で、当該モジュール全体の共振周波数で自由振動し、その間も圧電素子は発電して発光素子が発光する。この場合に発光素子が発する光は、発光素子の少なくとも一部分を被覆材から露出させているので、被覆材が透明または半透明であるか否かに拘わらず、人が見ることができる。
【００１６】
圧電発光モジュールは、前記圧電発光本体の全体を、透明または半透明の被覆材で被覆して一体化して成るものでも良い。この場合に発光素子が発する光は、被覆材を通して外に出るので、人が見ることができる。
【００１７】
前記圧電発光本体は、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する圧電素子を基板に固着し、かつ当該圧電素子にそれが発生する電気によって発光する発光素子を電気的に接続して成るものでも良い。
【００１８】
この発明に係る圧電発光器具は、前記圧電発光モジュールを、少なくとも一部分が透明または半透明の容器内に、固定せずに１個以上収納して成ることを特徴としている。
【００１９】
この圧電発光器具に振動を加えると、例えばそれを手に持って振ると、圧電発光モジュールは容器内に固定せずに収納しているので、圧電発光モジュールが容器の壁面に衝突して、圧電発光モジュールを複数個入れている場合は互いに衝突することも起こり、これによって前記と同様の作用によって、圧電発光モジュールの空間に浮いた状態での自由振動を利用して、高効率で発光させることができる。この圧電発光モジュールが発する光（より具体的にはその発光素子が発する光。以下同じ）は、容器の透明または半透明部分を通して外に出るので、人が見ることができる。
【００２０】
この発明に係る圧電発光靴は、前記圧電発光モジュールを、少なくとも一部分が透明または半透明の容器内に、固定せずに１個以上収納して成る圧電発光器具を、前記容器の透明または半透明の部分の少なくとも一部分を露出させて、靴に取り付けて成ることを特徴としている。
【００２１】
この圧電発光靴を履いて、歩いたり、走ったり、跳ねたりすると、圧電発光モジュールは容器内に固定せずに収納しているので、圧電発光モジュールが容器の壁面に衝突して、圧電発光モジュールを複数個入れている場合は互いに衝突することも起こり、これによって前記と同様の作用によって、圧電発光モジュールの空間に浮いた状態での自由振動を利用して、高効率で発光させることができる。この圧電発光モジュールが発する光は、容器の透明または半透明部分であって靴から露出させている部分を通して外に出るので、人が見ることができる。
【００２２】
この発明に係る圧電発光マラカスは、前記圧電発光モジュールを、マラカスの少なくとも一部分が透明または半透明の発音部容器内に、固定せずに１個以上収納して成ることを特徴としている。
【００２３】
この圧電発光マラカスを手に持って振ると、圧電発光モジュールは発音部容器内に固定せずに収納しているので、圧電発光モジュールが発音部容器の壁面に衝突して、圧電発光モジュールを複数個入れている場合は互いに衝突することも起こり、リズム音を発すると共に、前記と同様の作用によって、圧電発光モジュールの空間に浮いた状態での自由振動を利用して、高効率で発光させることができる。この圧電発光モジュールが発する光は、発音部容器の透明または半透明部分を通して外に出るので、人が見ることができる。
【００２４】
この発明に係る圧電発光調味料入れは、前記圧電発光モジュールを、調味料を入れる第１室およびそれと隔離された第２室を有していて少なくとも第２室の壁面の一部分が透明または半透明である容器の第２室内に、固定せずに１個以上収納して成ることを特徴としている。
【００２５】
この圧電発光調味料入れを手に持って振ると、第１室に入れた調味料を振り出すことができると共に、圧電発光モジュールは第２室内に固定せずに収納しているので、圧電発光モジュールが第２室の壁面に衝突して、圧電発光モジュールを複数個入れている場合は互いに衝突することも起こり、これによって前記と同様の作用によって、圧電発光モジュールの空間に浮いた状態での自由振動を利用して、高効率で発光させることができる。この圧電発光モジュールが発する光は、第２室の壁面の透明または半透明部分を通して外に出るので、人が見ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１に記載の圧電発光モジュールによれば、圧電素子の自由振動タイプを利用するものであり、しかも当該モジュールが全く空間に浮いた状態での自由振動を利用することができるので、発電効率が非常に高く、高効率で発光させることができる。
【００２７】
しかもこの圧電発光モジュールは、それ自身を他の物に衝突させて発光させることができるので、従来の自由振動タイプの場合に必要であった衝撃子およびそのガイド機構も不要である。
【００２８】
更にこの圧電発光モジュールは、圧電発光本体を被覆材で被覆して一体化しているので、機械的な強度が高くて壊れにくく、信頼性が高い。
【００２９】
更にこの圧電発光モジュールは、当該モジュール自体で圧電発光品として完成しているので、様々な用途に簡単に用いることができ、汎用性が極めて高い。
【００３０】
請求項２に記載の圧電発光モジュールによれば、発光素子を含めた圧電発光本体の全体を被覆材で被覆しているので、請求項１に記載の発明と同様の効果に加えて、被覆材の被覆が容易であり、かつ発光素子を突出させずに済むので機械的強度がより高く信頼性がより高い、という更なる効果を奏する。
【００３１】
請求項３に記載の圧電発光モジュールによれば、圧電素子を基板に固着して補強しているのに加えて、圧電発光本体を被覆材で被覆して一体化しているので、機械的な強度がより高くてより壊れにくく、信頼性がより高い、という更なる効果を奏する。
【００３２】
請求項４に記載の圧電発光モジュールによれば、防水性を持たせているので、水などの液体が触れる状態においても、高い信頼性で使用することができる、という更なる効果を奏する。
【００３３】
請求項５に記載の圧電発光器具によれば、内部に収納した圧電発光モジュールについては、対応する請求項１ないし４に記載の発明が奏するのと同様の効果を奏する。しかも、圧電発光モジュールを容器内に固定せずに収納しているという極めて簡単な構造で、振ると発光するという面白い効果を奏する。
【００３４】
請求項６に記載の圧電発光器具によれば、それを振ると、容器内に入れた液体が容器内壁に偶発的な状態で付着し、この偶発的な状態の液体によって、圧電発光モジュールが発する光を屈折させたり反射させたりすることができるので、容器外に出る光の状態を多様に変化させることができ、幻想的な効果を高めることができる、という更なる効果を奏する。
【００３５】
請求項７に記載の圧電発光器具によれば、容器表面の凹凸によって、圧電発光モジュールが発する光を拡散させることができるので、光をより複雑かつ広い範囲に発することができ、光の効果をより高めることができる、という更なる効果を奏する。
【００３６】
請求項８に記載の圧電発光器具によれば、それを振ったときに圧電発光モジュールが容器に衝突して発する衝突音が外部に出るのを、吸音材によって緩和することができる、という更なる効果を奏する。
【００３７】
請求項９に記載の圧電発光器具によれば、それを振ったときに圧電発光モジュールが容器に衝突して発する衝突音が外部に出るのを、２重構造の容器および吸音材によって、より一層緩和することができる、という更なる効果を奏する。
【００３８】
請求項１０に記載の圧電発光器具によれば、吸音材表面の凹凸によって、圧電発光モジュールが発する光を拡散させることができるので、光をより複雑かつ広い範囲に発することができ、光の効果をより高めることができる、という更なる効果を奏する。
【００３９】
請求項１１に記載の圧電発光靴によれば、内部に収納した圧電発光モジュールについては、対応する請求項１ないし４に記載の発明が奏するのと同様の効果を奏する。しかも、圧電発光モジュールを容器内に固定せずに収納した圧電発光器具を靴に取り付けているという極めて簡単な構造で、歩いたり、走ったり、跳ねたりすると発光するという面白い効果を奏する。
【００４０】
更に、圧電素子に人の体重を加えて圧電素子を屈曲または振動させる構造ではなく、容器内で圧電発光モジュールを自由振動させる構造であるので、即ち人の体重に依存しない発光構造であるので、圧電素子が壊れにくく、信頼性が高く寿命が長い、という更なる効果を奏する。
【００４１】
請求項１２に記載の圧電発光マラカスによれば、内部に収納した圧電発光モジュールについては、対応する請求項１ないし４に記載の発明が奏するのと同様の効果を奏する。しかも、圧電発光モジュールを発音部容器内に固定せずに収納しているという極めて簡単な構造で、マラカスを振ると、その振るリズムに合った音と光を同時に出すことができるという面白い効果を奏する。
【００４２】
特に、マラカスを振る動作の強弱に応じて、音にだけではなく、圧電発光モジュールの発光強度にも強弱が付くので、演奏者の感情を、音と光の両方でより効果的に表現することができる。従って、演奏者だけでなく、それを見聞きする人の興が一層盛り上がる。
【００４３】
また、マラカスは、薄暗い場所で使用されることが多いので、圧電発光モジュールが発する光による上記効果を一層高めることが可能である。
【００４４】
請求項１３に記載の圧電発光調味料入れによれば、内部に収納した圧電発光モジュールについては、対応する請求項１ないし４に記載の発明が奏するのと同様の効果を奏する。しかも、圧電発光モジュールを容器の第２室内に固定せずに収納しているという極めて簡単な構造で、調味料を振り出すときに発光するという面白い効果を奏する。
【００４５】
また、圧電発光モジュールの発光色と調味料の種類とを使う人の好みに応じて対応させておくことによって、振ったときの発光色によって調味料の種類を識別することも可能になる。これによって、調味料の間違いを視覚的に防いだり、調味料の違いを視覚的に楽しんだりすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
［圧電発光モジュール］
図１は、この発明に係る圧電発光モジュールの一実施形態を示す図であり、（Ａ）は一部切り欠き平面図、（Ｂ）は線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。図２は、図１中の圧電素子と発光素子との配線図の一例を示す図である。
【００４７】
この圧電発光モジュール２は、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する短冊状をした二つの圧電素子６を、それよりも若干大きい短冊状をした基板４の両面に接着等によって固着し、かつ圧電素子６に、当該圧電素子６が発生する電気によって発光する２個の発光素子８を電気的に接続して成る圧電発光本体１０を有している。
【００４８】
基板４には、適度な強度を有する薄板を用いるのが好ましい。そのようにすれば、圧電素子６の振動を容易にすると共に、圧電素子６の補強を行うことができる。この基板４は、圧電素子６を支えて振動するものであるので、振動板と呼ぶこともできる。この基板４には、この例では、ガラスエポキシ板を用いた薄いプリント基板を用いている。従って、両圧電素子６間およびそれらと発光素子８との間の配線が容易である。もっとも、基板４には、プリント基板の以外のもの、例えば薄い金属板を用いても良く、その場合は、配線をプリント配線パターン以外の公知の手段を用いて行えば良い。
【００４９】
各圧電素子６は、図２に示すように、短冊状の圧電基板１６１の両面に二つの電極１６２、１６３を形成して成る。圧電基板１６１は、例えば、圧電セラミック基板である。両圧電素子６を構成する圧電基板１６１の分極方向Ｐは、互いに同方向である。そして、両圧電素子６を、互いに電気的に並列接続して、それに２個の発光素子８を互いに並列接続している。上記配線は、この例では、プリント基板から成る基板４のプリント配線パターンおよび基板４を貫通するスルーホール（図示省略）を用いて行っている。
【００５０】
二つの圧電素子６を上記のように用いる構造は、並列型のバイモルフ構造と呼ばれる。基板４の一方面のみに圧電素子６を固着した、いわゆるユニモルフ構造を採用しても良いけれども、この例のようにバイモルフ構造を採用すると、発電量をユニモルフ構造の約２倍に増大させ、ひいては発光素子８の発光量を増大させることができる。また、バイモルフ構造の場合、二つの圧電素子６を、互いに電気的に直列接続する直列型を採用しても良いけれども、圧電素子６の出力電圧は一つでも十分に高く、圧電素子６は電流源のような働きをするので、この例のように並列型にする方が、発光素子８の発光量を増大させることができる。更には、基板４の片面または両面に圧電素子６を複数枚積層した、いわゆるマルチモルフ構造を採用しても良い。
【００５１】
発光素子８は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）であるが、それ以外のものでも良い。発光素子８の数は、この例のような２個に限られるものではなく、１個以上で任意である。発光素子８を複数個設ける場合、それらを互いに直列接続しても良いし、並列接続しても良いし、直列接続したものを更に並列接続しても良い。これについては、後で更に説明する。
【００５２】
また、発光素子８を複数個設ける場合、それらの発光色を互いに同一にしても良いし、互いに異ならせても良い。異ならせると、各発光色が混じり合って多様な色の光を作り出すことができるので、視覚的な面白さ、美しさ等の効果をより高めることができる。赤、緑、青の３原色を発光させるようにしても良く、そのようにすると上記効果は一層高まる。
【００５３】
そして、上記のような圧電発光本体１０を、図１に示すように、各発光素子８の少なくとも一部分をそれぞれ露出させて、被覆材１２で被覆し固めて一体化して、圧電発光モジュール２を形成している。即ち、露出させた発光素子８の部分以外は、全て、被覆材１２で被覆している。この場合、被覆材１２は、透明または半透明であっても良いし、不透明であっても良い。各発光素子８を被覆材１２から露出させる部分には、各発光素子８から光が多く外部に放出される部分（通常は発光素子８の先端部付近）を含むのが好ましい。被覆材１２は、例えば、膜状のものであり、この場合は被覆膜と呼ぶこともできる。
【００５４】
被覆材１２には、適度な硬度を持つものを用いるのが好ましい。そのようにすると、圧電発光モジュール２全体が一つの効率良く自由振動する剛体のようになる。即ち、被覆材１２が軟らかいと、圧電発光モジュール２が他の物に衝突したときの衝撃力を被覆材１２が吸収して圧電発光モジュール２に与えられる振動エネルギーが減衰し、被覆材１２が硬過ぎると、圧電発光モジュール２全体が自由振動しにくくなる。このような観点から、被覆材１２には、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、フェノール樹脂等の樹脂を用いるのが好ましい。
【００５５】
被覆材１２で圧電発光本体１０を被覆する手法には、例えば、型を用いてモールドする手法、被覆材１２の元になる液状の被覆材中に圧電発光本体１０を浸漬してモールドする手法、圧電発光本体１０に被覆材１２を塗布する手法等を用いることができる。モールドする場合の被覆材１２は、モールド材とも呼ばれる。
【００５６】
被覆材１２の被覆厚さは、被覆材１２の硬度にもよるが、一般的に言えば、薄過ぎると圧電発光モジュールの機械的な強度を高める効果が弱く、厚過ぎると圧電発光モジュール２全体が自由振動しにくくなる。従って、例えば、被覆材１２が上記例のような樹脂の場合は、被覆材１２の被覆厚さは、０．２ｍｍ〜１ｍｍ程度が好ましく、０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ程度がより好ましい。
【００５７】
圧電発光モジュール２の外形寸法は、例えば、長さＬが２０ｍｍ〜６０ｍｍ程度、幅Ｗが５ｍｍ〜１５ｍｍ程度、厚さＴが２ｍｍ〜５ｍｍ程度である。
【００５８】
図２は、発光ダイオードから成る２個の発光素子８を互いに逆向きに並列接続した例を示す。図３Ａは、発光ダイオードから成る１個の発光素子８を用いる場合の例を示す。向きは、図示例と逆でも良い。図３Ｂは、発光ダイオードから成る複数個の発光素子８を互いに同方向に直列接続して成る２列のダイオード列を、互いに逆向きに並列接続した例を示す。各ダイオード列を構成する発光ダイオードの数は、２個以上で任意である。なお、図３中の接続部ａ、ｂは、図２中の接続部ａ、ｂとそれぞれ同じである。
【００５９】
図２、図３Ｂのように発光ダイオードから成る発光素子８を互いに逆向きに並列接続すると、圧電発光モジュール２が振動したときに両列の発光素子８は交互に発光するけれども、振動周波数が高いので人の目にはほぼ同時に発光しているように見える。しかも、圧電素子６は前述したように電流源のような働きをするので、逆向きで並列接続する方が、同方向に並列接続するよりも、発光ダイオードから成る各発光素子８の発光量を大きくすることができる。
【００６０】
発光素子８は、図１に示す例のように圧電発光モジュール２の長さＬ方向の一方側または両側に設けても良いし、厚さＴ方向の一方側または両側に設けても良いし、幅Ｗ方向の一方側または両側に設けても良いし、これらを組み合わせても良い。
【００６１】
この圧電発光モジュール２を他の物に、例えば容器に衝突させると、圧電発光モジュール２が自由振動して圧電素子６が発電して発光素子８が発光する。これを図５の例を参照して説明すると、圧電発光モジュール２を入れた容器２２を振って圧電発光モジュール２を矢印Ｃに示すように容器２２に衝突させると、その衝突によって圧電発光モジュール２に力が加わり、衝突の瞬間に圧電発光モジュール２およびその内部の圧電素子６（図１参照）に変位力が加わって圧電発光モジュール２が実線で示すように曲がって圧電素子６が発電して発光素子８が発光する（９はその光を示す）だけでなく、衝突に続く短時間の間、圧電発光モジュール２は矢印Ｄで示すように跳ね返って空間に浮いた状態で、１点鎖線および２点鎖線で示すように、当該モジュール２全体の共振周波数で自由振動し、その間も圧電素子６は発電して発光素子８が発光する。なお、圧電発光モジュール２の振動モードには様々なものがあり、図５はその一例を誇張して示すものである。
【００６２】
再び図１を参照して、上記のようにして発光素子８が発する光は、発光素子８の少なくとも一部分を被覆材１２から露出させているので、被覆材１２が透明または半透明であるか否かに拘わらず、人が見ることができる。
【００６３】
このように、この圧電発光モジュール２は、圧電素子６の自由振動タイプを利用するものであり、しかも当該モジュール２が全く空間に浮いた状態での自由振動を利用することができるので、発電効率が非常に高く、高効率で発光させることができる。例えば、１個または複数個の圧電発光モジュール２を透明の容器内に収納したもの（例えば図４参照）を手で普通程度に振ると、通常の明るさの室内において発光素子８が光るのを十分に目視することができる。薄暗い所だと、発光素子８が発する光は明るく輝いて見える。
【００６４】
しかもこの圧電発光モジュール２は、それ自身を他の物に衝突させて発光させることができるので、従来の自由振動タイプの場合に必要であった衝撃子およびそのガイド機構も不要である。
【００６５】
更にこの圧電発光モジュール２は、基板４に圧電素子６を固着して補強しているのに加えて、圧電発光本体１０を被覆材１２で被覆し固めて一体化しているので、機械的な強度が高くて壊れにくく、信頼性が高い。
【００６６】
更にこの圧電発光モジュール２は、当該モジュール２自体で圧電発光品として完成しているので、様々な用途に簡単に用いることができ、汎用性が極めて高い。この圧電発光モジュール２を用いた応用品の幾つかを後で説明する。
【００６７】
なお、基板４は上記のような補強等の作用をするので、この実施形態のように基板４を設けてそれに圧電素子６を固着するのが好ましいけれども、基板４を用いずに、１枚の圧電素子６または互いに固着された複数枚の圧電素子６に発光素子８を電気的に接続して成る圧電発光本体１０を用いても良い。この場合、圧電素子６と発光素子８との電気的な接続は、例えばリード線、フィルム導体等の公知の配線手段によって行えば良い。このような圧電発光モジュール２の場合も、最終的には配線手段をも含めた圧電発光本体１０を被覆材１２で被覆し固めて一体化しているので、それによって機械的強度を高めることができる。従って信頼性も高い。
【００６８】
また、前記圧電発光本体１０の全体（即ち発光素子８を含めた全体）を、透明または半透明の被覆材１２で被覆し固めて一体化しても良い。この場合に発光素子８が発する光は、被覆材１２を通して外に出るので、人が見ることができる。
【００６９】
このようにすると、被覆材１２で圧電発光本体１０を被覆するときに発光素子８の一部分を露出させずに済むので、被覆材１２の被覆が容易になる。かつ、発光素子８を被覆材１２から突出させずに済むので、圧電発光モジュール２の機械的強度がより高く、信頼性がより高くなる。
【００７０】
また、圧電発光本体１０を被覆材１２で隙間無く被覆して、より詳しく言えば圧電発光本体１０と被覆材１２との間に隙間や被覆材１２にピンホールのような隙間が生じないように被覆して、圧電発光モジュール２に防水性を持たせておいても良い。これには、例えば、真空引きした雰囲気中で圧電発光本体１０に被覆材１２をモールドする真空成形法を用いても良い。防水性を持たせると、この圧電発光モジュール２を、水などの液体が触れる状態においても、高い信頼性で使用することができる。
【００７１】
［圧電発光器具］
図４は、この発明に係る圧電発光器具の一実施形態を示す断面図である。この圧電発光器具２０は、前述したような圧電発光モジュール２を、容器２２内に、固定せずに収納して成るものである。「固定せずに」というのは、可動状態または振動可能状態と言い換えることもできる。後述する他の実施形態および他の応用品においても同様である。
【００７２】
この実施形態および図６、図８、図９に示す実施形態では、圧電発光モジュール２の長さＬ（図１参照）の１．５倍〜２倍程度の内径（内直径）を有する球状の容器２２を用いて、その中で各圧電発光モジュール２が自由に、またはほぼ自由に動くことができるようにしている。
【００７３】
この容器２２は、例えば、プラスチック製である。この容器２２は、その少なくとも一部分が透明または半透明であれば良い。その部分を通して外から、圧電発光モジュール２（より具体的にはその発光素子８）が発する光を見ることができるからである。もっとも、容器２２のできるだけ多くの部分または全体が透明または半透明の方がより好ましい。また、半透明よりも透明の方がより一層好ましい。その方が、圧電発光モジュール２が発する光を外からより見やすくなるからである。また、透明または半透明の部分は、無色でも有色でも良い。これらのことは、図６、図８、図９に示す他の実施形態においても同様である。かつ、図１１に示す容器３４、図１２に示す発音部容器５４、図１３に示す第２室６６の壁面についても同様である。
【００７４】
容器２２の形状は、この実施形態では球状であるが、それ以外でも良く任意である。例えば、筒状、箱状等でも良い。このことは、図６、図８、図９に示す他の実施形態においても同様である。かつ、図１１に示す容器３４、図１２に示す発音部容器５４、図１３に示す第２室６６の形状についても同様である。
【００７５】
容器２２内に収納する圧電発光モジュール２の数は、１個以上で任意である。この実施形態、後述する他の実施形態および他の応用品において、２個または３個を図示しているのは、ほんの一例または図示の簡略化のためである。もっとも、容器２２内に収納する圧電発光モジュール２の数は、複数個が好ましく、複数個の内でも数個以上がより好ましい。より多くの圧電発光モジュール２から光を発生させて、圧電発光モジュール２の発光をより効果的に利用することができるからである。このことは、後述する他の実施形態および他の応用品においても同様である。
【００７６】
また、圧電発光モジュール２を複数個収納する場合、各圧電発光モジュール２の発光色を互いに同一にしても良いし、互いに異ならせても良い。異ならせると、各発光色が混じり合って多様な色の光を作り出すことができるので、視覚的な面白さ、美しさ等の効果をより高めることができる。複数個の圧電発光モジュール２で、赤、緑、青の３原色を発光させるようにしても良く、そのようにすると、各発光色が様々な割合で混じり合って虹色のような光を作り出すことができるので、上記効果は一層高まる。このことは、後述する他の実施形態および他の応用品においても同様である。
【００７７】
この圧電発光器具２０に振動を加えると、例えばそれを手に持って振ると、圧電発光モジュール２は容器２２内に固定せずに収納しているので、圧電発光モジュール２が容器２２の壁面に衝突して、圧電発光モジュール２を複数個入れている場合は互いに衝突することも起こり、例えば図５を参照して先に説明した作用によって、圧電発光モジュール２の空間に浮いた状態での自由振動を利用して、高効率で発光させることができる。この圧電発光モジュール２が発する光９（図５参照）は、容器２２の透明または半透明部分を通して外に出るので、人が見ることができる。従って、圧電発光モジュール２を容器２２内に固定せずに収納しているという極めて簡単な構造で、振ると発光するという面白い効果を奏する。
【００７８】
図６に示す圧電発光器具２０のように、前記容器２２内に、空間を残した状態で、水その他の液体２４を入れておいても良い。空間を残しておくのは、液体２４を満杯に入れると、容器２２を振っても中の圧電発光モジュール２が液体２４の抵抗で容器２２に衝突しにくくなって発光しにくくなるのでこれを防ぐためである。液体２４を入れるのは、後述するように、容器２２の内壁に液体２４を偶発的な状態で付着させるのが主目的であるので、あまり多く入れる必要はなく、例えば、容器２２の内容積の５％〜３０％程度で良い。液体２４は、水のように流動性の高いものが好ましい。液体２４は、無色でも有色でも良い。
【００７９】
この圧電発光器具２０によれば、それを振ると、図７に示す例のように、容器２２内に入れた液体２４が容器内壁に偶発的な状態で付着し、例えば波打つ膜状に付着し、この偶発的な状態の液体２４によって、圧電発光モジュール２が発する光９を屈折させたり反射させたりすることができるので、容器２２外に出る光９の状態を多様に変化させることができ、幻想的な効果を高めることができる。
【００８０】
図８に示す圧電発光器具２０のように、前記容器２２の外側を、音を減衰させるものであって透明または半透明の吸音材２６で覆っておいても良い。吸音材２６は、この実施形態では、膜状のもの（即ち、吸音材膜）である。吸音材２６は、例えば、シリコーンゴムである。その他、容器２２よりも軟らかい物質であれば音を減衰させることができるので、そのような物質を吸音材２６として利用しても良い。図９に示す実施形態においても同様である。
【００８１】
この圧電発光器具２０によれば、それを振ったときに圧電発光モジュール２が容器２２に衝突して発する衝突音が外部に出るのを、吸音材２６によって緩和することができる。  
【００８２】
また、図９に示す例のように、前記容器２２を、内容器２２ａと外容器２２ｂとから成る２重構造にし、この内容器２２ａと外容器２２ｂとの間に、音を減衰させるものであって透明または半透明の吸音材２６を充填しておいても良い。
【００８３】
この圧電発光器具２０によれば、それを振ったときに圧電発光モジュール２が容器２２（より具体的には内容器２２ａ）に衝突して発する衝突音が外部に出るのを、２重構造の容器２２および吸音材２６によって、より一層緩和することができる。
【００８４】
前記容器２２（２重構造の場合は内容器２２ａおよび外容器２２ｂの少なくとも一方）の表面に、即ち内面および外面の少なくとも一方に、光を拡散させる凹凸を形成しておいても良い。それの代わりに、またはそれと併用して、前記吸音材２６の表面に、即ち内面および外面の少なくとも一方に、光を拡散させる凹凸を形成しておいても良い。この凹凸の断面形状は、例えば、三角状、矩形状、波状等である。このようにすれば、上記凹凸によって、圧電発光モジュール２が発する光を拡散させることができるので、光をより複雑かつ広い範囲に発することができ、光の効果をより高めることができる。
【００８５】
［圧電発光靴］
図１０は、この発明に係る圧電発光靴の一実施形態を、靴の一部を切り欠いて示す斜視図である。この圧電発光靴３０は、図１１に示す例のような圧電発光器具３２を、靴３８に取り付けて成るものである。
【００８６】
圧電発光器具３２は、図１１を参照して、前述したような圧電発光モジュール２を、少なくとも一部分が透明または半透明の容器３４内に、固定せずに１個以上収納して成るものである。容器３４の形状は、例えば、円筒状、角筒状等である。この例では、この容器３４の少なくとも一方の端面３６を透明または半透明にしている。そして、各圧電発光モジュール２を、その発光素子８が上記端面３６側に向くように収納している。
【００８７】
再び図１０を参照して、上記のような圧電発光器具３２を、この実施形態では、靴底４０の踵部４２内に、上記容器３４の端面３６を後部に露出させて組み込んでいる。
【００８８】
もっとも、圧電発光器具３２は、靴３８の踵部４２以外の部分に、組み込む等して取り付けても良い。例えば、靴底４０の爪先部内に組み込んでも良いし、靴３８の爪先上部に取り付けても良い。その場合、容器３４の一部分が透明または半透明の場合は、圧電発光器具３２を取り付ける場所に応じて、当該透明または半透明の部分の位置を決め、かつ当該部分の少なくとも一部分が靴３８から露出するようにすれば良い。容器３４内に収納する圧電発光モジュール２の向きも、上記露出される部分の位置に応じて決めれば良い。
【００８９】
この圧電発光靴３０を履いて、歩いたり、走ったり、跳ねたりすると、圧電発光モジュール２は容器３４内に固定せずに収納しているので、圧電発光モジュール２が容器３４の壁面に衝突して、圧電発光モジュール２を複数個入れている場合は互いに衝突することも起こり、これによって前記と同様の作用によって、圧電発光モジュール２の空間に浮いた状態での自由振動を利用して、高効率で発光させることができる。この圧電発光モジュール２が発する光９は、容器３４の透明または半透明部分であって靴３８から露出させている部分を通して外に出るので、人が見ることができる。従って、圧電発光モジュール２を容器３４内に固定せずに収納した圧電発光器具３２を靴３８に取り付けているという極めて簡単な構造で、歩いたり、走ったり、跳ねたりすると発光するという面白い効果を奏する。
【００９０】
なお、圧電発光器具３２を靴３８の踵部４２内に組み込んでも、圧電発光器具３２は上記のような容器３４を有しているので、人の体重による屈曲力が内部の圧電発光モジュール２に加わるのを防止することができる。当該防止をより確実にするためには、必要に応じて、容器３４の強度をより高めれば良い。
【００９１】
［圧電発光マラカス］
図１２は、この発明に係る圧電発光マラカスの一実施形態を示す断面図である。マラカスとは、簡単に言えば、中に種子等の粒を入れて振り鳴らす楽器である。
【００９２】
この圧電発光マラカス５０は、楕円の球状をしていてその少なくとも一部分が透明または半透明の発音部容器５４とそれを支える柄５６とを有するマラカス５２の発音部容器５４内に、前述したような圧電発光モジュール２を固定せずに１個以上収納して成るものである。
【００９３】
発音部容器５４の形状は、上記形状以外でも良い。例えば、真球状、筒状等でも良い。また、柄５６を有していないマラカス５２でも良い。
【００９４】
発音部容器５４のできるだけ多くの部分（例えば先半分以上の部分）または全体が透明または半透明であるのが好ましく、また、半透明よりも透明の方がより好ましいのは前述のとおりである。また、透明または半透明の部分は、無色でも有色でも良い。発音部容器５４等の表面に模様を付けておいても良い。この発音部容器５４は、例えば、プラスチック製である。
【００９５】
発音部容器５４内に収納する圧電発光モジュール２の数は、複数個が好ましく、複数個の内でも数個以上がより好ましいことも前述のとおりである。
【００９６】
発音部容器５４内には、この例のように、圧電発光モジュール２と共に、マラカス本来の音を出すための粒５８を入れておいても良い。例えば、収納する圧電発光モジュール２の数が１個や２個等のように少なくて、当該圧電発光モジュール２の衝突音だけでは発する音が不足する場合は、圧電発光モジュール２と共に適当な数の粒５８を入れておくのが好ましい。収納する圧電発光モジュール２の数が多くて当該圧電発光モジュール２の衝突音だけで必要な音を出すことができる場合は、粒５８を入れずに圧電発光モジュール２のみを入れておいても良い。なお、種子や小球状の粒も、ここで言う粒５８に含まれる。
【００９７】
また、発音部容器５４内に圧電発光モジュール２を複数個収納する場合は、前述したように、各圧電発光モジュール２の発光色を互いに同一にしても良いし、互いに異ならせても良い。異ならせると、各発光色が混じり合って多様な色の光を作り出すことができるので、視覚的な面白さ、美しさ等の効果をより高めることができる。複数個の圧電発光モジュール２で、赤、緑、青の３原色を発光させるようにしても良く、そのようにすると、各発光色が様々な割合で混じり合って虹色のような光を作り出すことができるので、上記効果は一層高まる。
【００９８】
この圧電発光マラカス５０を手に持って振ると、圧電発光モジュール２は発音部容器５４内に固定せずに収納しているので、圧電発光モジュール２が発音部容器５４の壁面に衝突して、圧電発光モジュール２を複数個入れている場合は互いに衝突することも起こり、リズム音を発すると共に、前記と同様の作用によって、圧電発光モジュール２の空間に浮いた状態での自由振動を利用して、高効率で発光させることができる。この圧電発光モジュール２が発する光は、発音部容器５４の透明または半透明部分を通して外に出るので、人が見ることができる。従って、圧電発光モジュール２を発音部容器５４内に固定せずに収納しているという極めて簡単な構造で、マラカス５２を振ると、即ちこの圧電発光マラカス５０を振ると、その振るリズムに合った音と光を同時に出すことができるという面白い効果を奏する。
【００９９】
［圧電発光調味料入れ］
図１３は、この発明に係る圧電発光調味料入れの一実施形態を示す断面図である。この圧電発光調味料入れ６０は、調味料７４を入れる第１室６４およびそれと隔壁６８で隔離された第２室６６を有していて、少なくとも第２室６６の壁面の一部分が透明または半透明である容器６２を有している。調味料７４は、例えば、塩、こしょう、その他の香辛料、化学調味料等である。第１室６４の出口には調味料７４を振り出す複数の小孔７０が設けられており、そこには開閉可能または着脱可能な蓋７２が被せられている。容器６２は、例えば、全体が透明なガラスまたはプラスチック製である。
【０１００】
そして、この圧電発光調味料入れ６０は、前述したような圧電発光モジュール２を、上記容器６２の第２室６６内に、固定せずに１個以上収納して成る。収納する圧電発光モジュール２の数、発光色の好ましいものは、前述のとおりである。
【０１０１】
この圧電発光調味料入れ６０を手に持って振ると、第１室６４に入れた調味料７４を振り出すことができると共に、圧電発光モジュール２は第２室６６内に固定せずに収納しているので、圧電発光モジュール２が第２室６６の壁面に衝突して、圧電発光モジュール２を複数個入れている場合は互いに衝突することも起こり、これによって前記と同様の作用によって、圧電発光モジュール２の空間に浮いた状態での自由振動を利用して、高効率で発光させることができる。この圧電発光モジュール２が発する光は、第２室６６の壁面の透明または半透明部分を通して外に出るので、人が見ることができる。従って、圧電発光モジュール２を容器６２の第２室６６内に固定せずに収納しているという極めて簡単な構造で、調味料７４を振り出すときに発光するという面白い効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】この発明に係る圧電発光モジュールの一実施形態を示す図であり、（Ａ）は一部切り欠き平面図、（Ｂ）は線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。
【図２】図１中の圧電素子と発光素子との配線図の一例を示す図である。
【図３】発光素子として発光ダイオードを用いる場合の接続の他の例を示す図である。
【図４】この発明に係る圧電発光器具の一実施形態を示す断面図である。
【図５】図４の実施形態における圧電発光モジュールの発光時の状態の一例を誇張して示す図であり、圧電発光モジュールは図１の厚さＴ方向から見て示している。
【図６】この発明に係る圧電発光器具の他の実施形態を示す断面図である。
【図７】図６の圧電発光器具中の圧電発光モジュールの発光状態の一例を示す図である。
【図８】この発明に係る圧電発光器具の更に他の実施形態を示す断面図である。
【図９】この発明に係る圧電発光器具の更に他の実施形態を示す断面図である。
【図１０】この発明に係る圧電発光靴の一実施形態を、靴の一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図１１】図１０中の圧電発光器具の一例を拡大して示す断面図である。
【図１２】この発明に係る圧電発光マラカスの一実施形態を示す断面図である。
【図１３】この発明に係る圧電発光調味料入れの一実施形態を示す断面図である。
【図１４】圧電素子を片持振動タイプで利用する構造の例を示す概略図である。
【図１５】圧電素子を自由振動タイプで利用する構造の例を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１０３】
２  圧電発光モジュール
４  基板
６  圧電素子
８  発光素子
９  光
１０  圧電発光本体
１２  被覆材
２０  圧電発光器具
２２  容器
２４  液体
２６  吸音材
３０  圧電発光靴
３２  圧電発光器具
３４  容器
３８  靴
５０  圧電発光マラカス
５２  マラカス
５４  発音部容器
６０  圧電発光調味料入れ
６２  容器
６４  第１室
６６  第２室
【図１】
2005183275.tif 000003
【図２】
2005183275.tif 000004
【図３】
2005183275.tif 000005
【図４】
2005183275.tif 000006
【図５】
2005183275.tif 000007
【図６】
2005183275.tif 000008
【図７】
2005183275.tif 000009
【図８】
2005183275.tif 000010
【図９】
2005183275.tif 000011
【図１０】
2005183275.tif 000012
【図１１】
2005183275.tif 000013
【図１２】
2005183275.tif 000014
【図１３】
2005183275.tif 000015
【図１４】
2005183275.tif 000016
【図１５】
2005183275.tif 000017