(57)【要約】【課題】過大な振幅の振動が印加された場合に、可動部材が過大に変位することを抑制する振動発電器を提供する。【解決手段】振動エネルギーを電気エネルギーに変換する振動発電器であって、互いに対向した離間状態を保持しながら相対的に移動可能に構成された可動部材及び固定部材と、可動部材を弾性的に支持する弾性支持部材と、を有する振動体と、可動部材に印加される加速度を検出する加速度検出手段と、加速度検出手段によって所定値よりも大きな加速度が検出されたとき、可動部材の振動を抑制するように制御する振動制御手段と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動エネルギーを電気エネルギーに変換する振動発電器であって、
互いに対向した離間状態を保持しながら相対的に移動可能に構成された可動部材及び固定部材と、前記可動部材を弾性的に支持する弾性支持部材と、を有する振動体と、
前記可動部材に印加される加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段によって所定値よりも大きな加速度が検出されたとき、前記可動部材の振動を抑制するように制御する振動制御手段と、を含む振動発電器。
【請求項２】
前記可動部材としての第１の基板と、
前記第１の基板に形成され、電荷を保持した膜を含む第１の電極と、
前記可動部材としての第２の基板と、
前記第１の電極と対向するように前記第２の基板に形成された第２の電極と、
前記第１の基板において、前記第１の電極とは異なる領域に形成された第３の電極と、を含む振動発電器であって、
前記第２の基板において、前記第２の電極とは異なる領域に形成されるとともに、前記振動制御手段に接続された第４の電極と、を含み、
前記振動制御手段は、前記第４の電極に接続された負荷状態を制御する、請求項１に記載の振動発電器。
【請求項３】
前記第２の基板において、前記第２の電極および前記第４の電極とは異なる領域に形成された第５の電極が、前記振動制御手段に接続され、
前記振動制御手段は、前記第５の電極に接続された負荷状態を制御する、請求項２に記載の振動発電器。
【請求項４】
前記加速度検出手段は、加速度センサである、請求項１又は請求項２に記載の振動発電器。
【請求項５】
前記振動制御手段は、可変負荷を制御する、請求項２又は請求項３に記載の振動発電器。
【請求項６】
前記振動制御手段は、スイッチング素子を制御する、請求項２又は請求項３に記載の振動発電器。
【請求項７】
前記第１の基板のうち前記第１の電極が形成された面と反対側の面に形成され、電荷を保持した膜を含む第５の電極と、
前記第１の基板から離間し、かつ前記第５の電極が形成された側であって、前記第１の基板に対向して配置された第３の基板と、
前記第５の電極と対向するように前記第３の基板に形成された第６の電極と、
前記第１の基板において、前記第５の電極とは異なる領域に形成された第７の電極と、
前記第３の基板において、前記第６の電極とは異なる領域に形成された第８の電極と、をさらに含み、
前記第４の電極及び前記第８の電極は、前記振動制御手段に接続され、
前記振動制御手段は、前記第４の電極及び前記第８の電極に接続された負荷状態を制御する、請求項２に記載の振動発電器。
【請求項８】
前記可動部材としての可動磁石と、
前記可動磁石が内部を振動する、前記固定部材としての筐体と、
前記筐体の周囲に形成された第１のコイルと、
前記筐体の周囲に形成された第２のコイルと、を含み、
前記振動制御手段は、前記第２のコイルに接続された負荷状態を制御する、請求項１に記載の振動発電器。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の振動発電器と、
前記振動発電器からの交流出力電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路と、
前記整流回路から出力された直流電圧を所望の電圧レベルに変換する電圧変換回路と、
前記振動発電装置からの出力が不要な場合、前記振動発電器により発電された電力を蓄える蓄電回路と、
前記電圧変換回路又は前記蓄電回路からの出力電圧を所定の電圧に制御する電圧制御回路と、
前記電圧変換回路の出力を蓄電回路又は電圧制御回路に切り替える出力切替回路と、を含む振動発電装置。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の振動発電器と、
前記振動発電器からの交流出力電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路と、
前記整流回路から出力された直流電圧を所望の電圧レベルに変換し、蓄電回路へ電力を出力する電圧変換回路と、
前記蓄電回路に蓄えられた電力を出力する出力制御回路と、を含む振動発電装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の振動発電装置を用いた通信装置。
【請求項１２】
請求項９又は１０に記載の振動発電器と、電池と、を有する通信装置。
【請求項１３】
請求項９又は１０に記載の発電装置を用いた電子機器。
【請求項１４】
請求項９又は１０に記載の振動発電器と、電池と、を有する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動発電器及び振動発電装置と、振動発電装置を搭載した通信装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の振動発電装置としては、可変容量の一方の電極に電荷を与え、対向する他方の電極へ静電誘導により電荷を誘起する静電誘導型の振動発電装置が知られている。静電誘導型の振動発電装置では、静電容量が増減するときに、誘起される電荷が変化して、当該電荷の変化を電気エネルギーとして取り出すことによって発電している（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
図１４は、エレクトレット材料を用いた従来の静電誘導型の振動発電器の一例である振動発電器１０の概略断面図である（特許文献１の図４及び１０頁乃至１１頁を参照すること）。
【０００４】
図１４に示した振動発電器１０は、複数の導電性表面領域１３を有する第１の基板１１と、複数のエレクトレット材料領域１５を有する第２の基板１６と、を備える。第１の基板１１及び第２の基板１６は、所定の間隔で離間配置されている。エレクトレット材料領域１５を含む第２の基板１６は、固定部材として用いられている。導電性表面領域１３を含む第１の基板１１は、固定構造１７に対してバネ１９を介して連結されている。左右のバネ１９の一端部が、第１の基板１１の側面に接続されているとともに、その他端部が固定構造１７に接続されている。当該バネ１９により、第１の基板１１が例えば図１４の左右方向に移動して、定位置に戻ることができる。すなわち、第１の基板１１は、左右の弾性バネ１９を介して、弾性的に支持されている。可動部材としての第１の基板１１が、固定部材としての第２の基板１６に対して移動することにより、エレクトレット材料領域１５と、対向する導電性表面領域１３との間での重なり面積すなわち静電容量の増減が生じ、導電性表面領域１３に電荷の変化が生じる。静電誘導型の振動発電器１０は、この電荷の変化を電気エネルギーとして取り出すことによって発電する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００５−５２９５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、様々な環境振動（例えば、自動車の振動、機械の振動、人の歩行時の振動等）から安定した周波数の振動が得られるわけではなく、個々の振動を詳細に見ていくと、様々な環境振動における周波数が少しずつ異なる。そのため、時間軸で見たときには非常に大きな加速度であっても、それぞれの周波数での振動の大きさが非常に小さくなっている。
【０００７】
以下では、周波数軸で表現された周波数毎の振動を「共振振動」として、時間軸で表現された振動を「インパクト振動」として説明する。
【０００８】
特許文献１に示された従来の振動発電器１０の構成では、通常、第１の基板１１とバネ１９との共振周波数は、特定の共振振動に一致させて、微小な加速度でも第１の基板１１が振動するように、バネ１９を設計する。しかしながら、瞬間的に共振振動の十倍以上の加速度を持つインパクト振動が印加される場合がある。このような場合、可動部材である第１の基板１１は、想定以上の振幅で振動することになる。その結果、従来の振動発電器では、可動部材を弾性的に支持している弾性バネの弾性限界を超えてしまい、弾性バネの弾性力が劣化する恐れがあるという課題がある。
【０００９】
したがって、本発明の解決すべき技術的課題は、過大な振幅の振動が印加された場合に、可動部材が過大に変位することを抑制する振動発電器と振動発電装置、ならびに前記振動発電装置を搭載した電子機器及び通信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】
【００１０】
上記技術的課題を解決するために、本発明によれば、以下の振動発電器及び振動発電装置と、当該振動発電装置を搭載した通信装置及び電子機器が提供される。
【００１１】
すなわち、本発明に係る振動発電器は、振動エネルギーを電気エネルギーに変換する振動発電器であって、互いに対向した離間状態を保持しながら相対的に移動可能に構成された可動部材及び固定部材と、前記可動部材を弾性的に支持する弾性支持部材と、を有する振動体と、前記可動部材に印加される加速度を検出する加速度検出手段と、前記加速度検出手段によって所定値よりも大きな加速度が検出されたとき、前記可動部材の振動を抑制するように制御する振動制御手段と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の振動発電器によれば、過大な振幅の振動が印加された場合に、振動制御手段によって可動部材の振動が抑制されるので、弾性バネの弾性限界を超えた振動を防止することができ、振動発電器の信頼性を確保することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る振動発電器を模式的に説明する図である。（ａ）は振動発電器の断面図であり、（ｂ）は発電に関与する部分の断面図である。
【図２】インパクト振動及び共振振動の違いを説明する図である。
【図３】本発明の第１実施形態の変形例に係る振動発電器を模式的に説明する図である。（ａ）は振動発電器の断面図であり、（ｂ）は発電に関与する部分の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の別の変形例に係る振動発電器のうち、発電に関与する部分の模式的断面図である。
【図５】図４に示した発電に関与する部分での振動制御動作を説明する図である。（ａ）は振動制御回路によって第４の電極が接地された状態にある場合を、（ｂ）は振動制御回路によって第４の電極が開放された状態にある場合を、それぞれ示す。
【図６】本発明の第２実施形態に係る振動発電器を模式的に説明する図である。（ａ）は振動発電器の断面図であり、（ｂ）は発電に関与する部分の断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る振動発電器のうち、発電に関与する部分の模式的断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る振動発電器を模式的に説明する断面図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る振動発電装置のブロック図である。
【図１０】図９に示した振動発電装置の各部の電圧波形を示す図である。
【図１１】本発明の第６実施形態に係る振動発電装置のブロック図である。
【図１２】本発明の第７実施形態に係る振動発電装置を備える通信装置のブロック図である。
【図１３】本発明の第８実施形態に係る振動発電装置を備える電子機器のブロック図である。
【図１４】従来技術に係る静電誘導型振動発電器の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、図面を参照しながら、本発明に係る各実施形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及びそれらの用語を含む別の用語）を用いている。しかしながら、それらの用語の使用は、図面を参照したときに本発明の理解を容易にするためであり、それらの用語の意味により、本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は、同一の部分又は部材を示す。
【００１５】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る振動発電器１００を模式的に説明する図である。図１（ａ）は振動発電器１００の断面図であり、図１（ｂ）は発電に関与する部分１１０の断面図である。なお、図１（ａ）では、簡単のために、出力電力を取り出すための配線構造などを図示していない。
【００１６】
振動発電器１００は、可動部材としての第１の基板１０１と、第１の基板１０１の下面に対向する固定部材としての第２の基板１０２Ｌと、第１の基板１０１の上面に対向する第３の基板１０２Ｕと、を備えている。第１の基板１０１は、第２の基板１０２Ｌ及び第３の基板１０２Ｕに対してそれぞれ所定の間隔で離間している。
【００１７】
第２の基板１０２及び第３の基板１０２Ｕは、支持体１０６Ｌ，１０６Ｒを介して連結されている。第１の基板１０１は、弾性バネ１０５Ｌ，１０５Ｒにより支持体１０６Ｌ，１０６Ｒに対してそれぞれ支持されている。つまり、第１の基板１０１は、左右の弾性バネ１０５Ｌ，１０５Ｒを介して、弾性的に支持されている。このため、図１（ａ）に示す振動発電器１００の構造では、第２の基板１０２及び第３の基板１０２Ｕが固定部材として用いられている一方、第１の基板１０１がＸ軸方向（図１では左右方向）に往復運動可能な可動部材として用いられている。
【００１８】
ここで、第１の基板１０１の下面には、複数の第１の電極１０９ａが形成されている。第１の基板１０１に対向する第２の基板１０２Ｌの上面の上には、複数の第２の電極１０９ｂが、第１の電極１０９ａに対向する位置に形成されている。また、隣り合う２つの第１の電極１０９ａの間には、第３の電極１０９ｃが形成される。本実施形態では、第１の電極１０９ａが、電荷を保持したエレクトレット膜を含むエレクトレット電極であり、エレクトレット電極は、電荷を保持したエレクトレット膜と、導電層と、で構成される。
【００１９】
第１の基板１０１の下面のうち、第１の電極１０９ａが形成されていない領域の一部には、複数の第３の電極１０９ｃが形成されている。第３の電極１０９ｃのそれぞれは、振動制御回路１０７を介してＧＮＤに電気的に接続されている。
【００２０】
次に、第４の電極１０９ｄについて説明する。
【００２１】
第２の基板１０２Ｌのうち、第２の電極１０９ｂが形成されていない領域の一部には、第４の電極１０９ｄが形成されている。図１（ｂ）に示すように、第４の電極１０９ｄは、振動制御回路１０７の可変負荷（抵抗）に電気的に接続されている。
【００２２】
可動部材である第１の基板１０１の振動を抑制するように制御する振動制御手段は、第４の電極１０９ｄ及び振動制御回路１０７によって構成されている。振動制御回路１０７は、負荷制御回路及び可変負荷により構成され、加速度センサ１０８からの出力により第４の電極１０９ｄに接続された可変負荷の状態を制御する。
【００２３】
次に、振動発電器１００の動作を説明する。
【００２４】
上述のように本実施形態に係る振動発電器１００では、外部から印加される作用（振動）により、第１の基板１０１が例えばＸ軸方向に変位する。弾性バネ１０５Ｌ，１０５Ｒの復元力により、第１の基板１０１が定位置に戻るように移動する。外部からの作用（振動）が停止すると振動が減衰して、第１の基板１０１は停止するが、外部からの作用（振動）が継続する限り、第１の基板１０１は振動を続ける。
【００２５】
このとき、第１の基板１０１が例えばＸ軸方向に変位すると、第１の電極１０９ｂと第２の電極１０９ａとの間での重なり面積（状態）が変化することで、振動発電器１００は発電する。
【００２６】
加速度センサ１０８は、外部から印加される振動加速度を検出する。振動制御回路１０７は、検出された加速度の大きさにより、可変負荷を制御する。加速度センサ１０８により得られた振動加速度の情報を、負荷制御回路に送る。負荷制御回路は、検出された加速度が所定の振動加速度以下であれば、可変負荷の状態を軽負荷状態になるよう制御する。また、負荷制御回路は、検出された加速度が所定の振動加速度よりも大きければ、可変負荷の状態を重負荷状態になるよう制御する。
【００２７】
第１実施形態に係る振動発電器１００によれば、過大な振動加速度が検出された場合に、可動部材としての第１の基板１０１の振動動作を抑制することができ、振動発電器１００の信頼性を確保することができるという効果を奏する。
【００２８】
加速度センサ１０８による振動加速度の検出、及び、振動制御回路１０７による可変負荷の制御を詳細に説明する。
【００２９】
図２は、第１実施形態に示す振動発電器１００に外部から印加される振動加速度を例示している。図２（ａ）及び図２（ｂ）において、縦軸及び横軸のそれぞれは、任意単位（arbitrary unit：a.u.）で示している。理解を助けるために、図２（ａ）及び図２（ｂ）の縦軸には、数字を付している。図２（ａ）は、印加される振動加速度が時間によりどのように変化しているかを示し、インパクト振動に相当するものを示している。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す波形の加速度スペクトラムを示し、共振振動に相当するものを示している。
【００３０】
図２（ａ）に示すように、インパクト振動には大きな振動加速度が存在する。他方、共振振動は安定して得られるものの、振動加速度の大きさは非常に小さい。インパクト振動と共振振動とを比較すると、ピーク値で十倍以上の差が存在することが分かる。
【００３１】
また、インパクト振動においても、振動加速度の小さな領域と、振動加速度の大きな領域と、が存在する。振動加速度の大きな領域を対象に振動発電器１００を設計すると、振動加速度の小さな領域での発電効率が大幅に低下する。逆に、振動加速度の小さな領域を対象に振動発電器１００を設計すると、振動加速度の大きな領域では想定以上の振動変位となり、弾性バネ１０５Ｌ，１０５Ｒの弾性限界を超えてしまう恐れがある。
【００３２】
第１実施形態に示す振動発電器１００では、加速度センサ１０８が振動加速度を検出して、第４の電極１０９ｄに接続された負荷の状態を振動制御回路１０７が制御する。検出された振動加速度が所定値よりも小さいと、可変負荷が軽負荷（第４の電極１０９ｄがフローティングに近い状態）に制御され、第４の電極１０９ｄと第１の電極１０９ａとの間での静電力が小さくなる。その結果、第４の電極１０９ｄにおける静電力による第１の基板１０１の振動抑制が行われずに、振動が継続する。しかしながら、検出された振動加速度が大きいと、可変負荷は重負荷（第４の電極１０９ｄがＧＮＤ接地に近い状態）に制御され、第４の電極１０９ｄと第１の電極１０９ａとの間での静電力が大きくなる。その結果、第４の電極１０９ｄにおける静電力により、第１の基板１０１がＸ軸方向（図１では左右方向）に振動することが抑制される。したがって、第１の基板１０１に大きな振動加速度が印加された場合に、第１の基板１０１が過大な振幅で継続して振動をすることを防止して、弾性バネ１０５Ｌ，１０５Ｒが弾性限界に至ることを防止することができる。
【００３３】
アプリケーションにもよるが、例えば、設計加速度の２倍以上の振動加速度が振動発電器１００に印加されたことを加速度センサ１０８が検出すると、振動制御回路１０７が第１の基板１０１の振動を抑制するように設定することができる。当該設定により、第１の基板１０１が想定以上の振動加速度で変位することを防止することができる。
【００３４】
なお、本実施形態では、第１の電極１０９ａがエレクトレット電極である場合を例示したが、第２の電極１０９ｂがエレクトレット電極である場合でも同様の効果を奏する。この場合、第４の電極１０９ｄを常にＧＮＤに接地し、第３の電極１０９ｃを振動制御回路１０７に接続することで同様の効果を得ることができる。
【００３５】
また、電荷を保持するエレクトレット膜の材料としては、ポリプロピレン、ポリエステルテレフタレート、ポリビニルクロライドなどの高分子材料、あるいは酸化シリコンなどの無機材料を利用することができる。
【００３６】
また、耐湿性を向上させるため、エレクトレット膜である酸化シリコンの周囲をシリコン窒化膜等の絶縁膜で完全に覆う構造とすることが好ましい。例えば酸化シリコンを用いる場合は、シリコン窒化膜等の絶縁膜で酸化シリコンの周囲を完全に覆う構造とすることで、絶縁耐圧、耐熱性、さらには耐湿性に優れたエレクトレット電極を得ることができる。
【００３７】
なお、第１の基板１０１の振動方向において、第２の電極１０９ｂが第１の電極１０９ａを超えた領域に延在するまで（第１の電極１０９ａの外側領域にまで）の広い領域に、第２の電極１０９ｂを形成することができる。より好ましくは、第１の基板１０１（特に第１の電極１０９ａ）の振動限界（振動により変位可能な範囲）まで第２の電極１０９ｂを形成することができる。
【００３８】
当該構成によれば、最大変位まで発電することができるという効果を奏する。
【００３９】
第１の基板１０１の振動方向において、第１の電極１０９ａ及び第２の電極１０９ｂが互いに概ね同じであるように第２の電極１０９ｂを形成すると、第１の基板１０１が大きな振幅（変位）で振動した場合、第１の電極１０９ａ（とりわけ端に位置する第１の電極）と第２の電極１０９ｂとが重ならない時間が増加して、出力電力が減少するといった問題が生じる。
【００４０】
しかしながら、第１の基板１０１の振動方向において、第２の電極１０９ｂの領域を第１の電極１０９ａの領域よりも大きく形成する（第１の電極１０９ａの外側領域まで形成する）ことで、対向する電極１０９ａ，１０９ｂ同士が重ならない時間を無くすことができ、出力電力の減少を抑制することができる。すなわち、振動発電器１００の出力電力を安定化することができる。
【００４１】
このような第２の電極１０９ｂの構成は、特に、第１の基板１０１の振動幅を大きくすることができ、第１の電極１０９ａが第２の電極１０９ｂの幅（例えば第２の電極の個々の電極の幅）を超えて振動するような振動発電器において効果的である。
【００４２】
また、第４の電極１０９ｄは、第２の基板１０２Ｌの上に複数個形成された例を示したが、第１の基板１０１の振動の中心付近に単体で形成されていてもよい。
【００４３】
さらに、第１の基板１０１の電極形成面の形状は、正方形だけでなく、矩形であっても、あるいは他の形状であってもよい。
【００４４】
（第１実施形態の変形例）
図３は、本発明の第１実施形態の変形例に係る振動発電器１２０を模式的に説明する図である。図３（ａ）は振動発電器１２０の断面図であり、図３（ｂ）は発電に関与する部分１３０の断面図である。なお、簡単のために、発電動作に関する配線を省略して、第１の基板１２１の振動制御に関する配線を記載している。
【００４５】
図３に示した変形例と図１に示したものとの相違点は、第１の基板１２１の上側部分及び下側部分に発電領域を設けたことである。第４の電極１２９Ｌｄ及び第８の電極１２９Ｕｄが電気的に接続された振動制御回路１２７によって、第１の基板１２１の振動を制御する。
【００４６】
図３の振動発電器１２０では、第１の基板１２１の上面及び下面と、第２の基板１２２Ｌの上面と、第３の基板１２２Ｕの下面と、においてそれぞれ電極が形成され、第１の基板１２１と第２の基板１２２Ｌとの間、及び、第１の基板１２１と第３の基板１２２Ｕとの間で発電される。
【００４７】
図３（ａ）に示した振動発電器１２０は、可動部材としての第１の基板１２１と、第１の基板１２１の下面に対向する固定部材としての第２の基板１２２Ｌと、第１の基板１２１の上面に対向する第３の基板１２２Ｕと、を備えている。第１の基板１２１は、第２の基板１２２Ｌ及び第３の基板１２２Ｕに対してそれぞれ所定の間隔で離間している。
【００４８】
第２の基板１２２Ｌ及び第３の基板１２２Ｕは、支持体１２６Ｌ、１２６Ｒで連結されている。第１の基板１２１は、弾性バネ１２５Ｌ，１２５Ｒにより支持体１２６Ｌ、１２６Ｒに対してそれぞれ支持されている。第１の基板１２１は左右の弾性バネ１２５Ｌ，１２５Ｒを介して弾性的に支持されている。図３（ａ）に示す振動発電器１２０の構造では、第２の基板１２２Ｌ及び第３の基板１２２Ｕが固定部材として用いられている一方で、第１の基板１２１がＸ軸方向（図３（ａ）の左右方向）に往復運動可能な可動部材として用いられている。
【００４９】
図３（ｂ）に示した発電に関与する部分１３０は、可動部材としての第１の基板１２１と、第１の基板１２１の下面に対向する固定部材としての第２の基板１２２Ｌと、第１の基板１２１の上面に対向する第３の基板１２２Ｕと、振動制御回路１２７と、加速度センサ１２８と、を備えている。第１の基板１２１の下面には、複数の第１の電極１２９Ｌａが形成されている。第１の基板１２１の下面のうち、第１の電極１２９Ｌａが形成されていない領域の一部には、複数の第３の電極１２９Ｌｃが形成されている。第２の基板１２２Ｌの上面には、複数の第２の電極１２９Ｌｂが形成されている。第２の基板１２２Ｌの上面のうち、第２の電極１２９Ｌｂが形成されていない領域の一部には、複数の第４の電極１２９Ｌｄが形成されている。第１の基板１２１の上面には、複数の第５の電極１２９Ｕａが形成されている。第１の基板１２１の上面のうち、第５の電極１２９Ｕａが形成されていない領域の一部には、複数の第７の電極１２９Ｕｃが形成されている。第３の基板１２２Ｕの下面には、複数の第６の電極１２９Ｕｂが形成されている。第３の基板１２２Ｕの下面のうち、第６の電極１２９Ｕｂが形成されていない領域の一部には、複数の第８の電極１２９Ｕｄが形成されている。当該変形例では、第１の電極１２９Ｌａ及び第５の電極１２９Ｕａが、電荷を保持したエレクトレット膜を含むエレクトレット電極である。
【００５０】
第４の電極１２９Ｌｄ及び第８の電極１２９Ｕｄのそれぞれは、振動制御回路１２７の可変負荷（抵抗）に電気的に接続されている。可動部材である第１の基板１２１の振動を抑制するように制御する振動制御手段は、第４の電極１２９Ｌｄ及び第８の電極１２９Ｕｄと、振動制御回路１２７と、によって構成されている。振動制御回路１２７は、負荷制御回路及び可変負荷により構成され、加速度センサ１２８からの出力により第４の電極１２９Ｌｄ及び第８の電極１２９Ｕｄに接続された可変負荷の状態を制御する。
【００５１】
図３に示した構成によれば、第１の基板１２１の上下から対称に、第４の電極１２９Ｌｄ及び第８の電極１２９Ｕｄにおいて静電力が加えられることにより、振動抑制に起因した第１の基板１２１の振動不安定化を回避することができる。その結果、振動発電器１２０の動作が安定するという効果を得ることができる。
【００５２】
（第１実施形態の別の変形例）
図４は、本発明の第１実施形態の別の変形例に係る振動発電器１４０のうち、発電に関与する部分１５０の模式的断面図である。
【００５３】
図４に示した別の変形例と図１に示したものとの相違点は、振動制御回路１５７がスイッチ素子１５７ａと、接地された負荷抵抗Ｒと、で構成されていることである。そのために、第１の基板１５１の振動制御は、第４の電極１５９ｄが電気的に接続されたスイッチ素子１５７ａと、外部から印加される振動加速度を検出する加速度センサ１５８と、によって行われる。
【００５４】
図４に示した発電に関与する部分１５０は、可動部材としての第１の基板１５１と、第１の基板１５１の下面に対向する固定部材としての第２の基板１５２Ｌと、振動制御回路１５７と、加速度センサ１５８と、を備えている。第１の基板１５１の下面には、複数の第１の電極１５９ａが形成されている。第１の基板１５１の下面のうち、第１の電極１５９ａが形成されていない領域の一部には、複数の第３の電極１５９ｃが形成されている。第２の基板１５２Ｌの上面には、複数の第２の電極１５９ｂが形成されている。第２の基板１５２Ｌの上面のうち、第２の電極１５９ｂが形成されていない領域の一部には、複数の第４の電極１５９ｄが形成されている。本実施形態では、第１の電極１５９ａが、電荷を保持したエレクトレット膜を含むエレクトレット電極であり、エレクトレット電極は、電荷を保持したエレクトレット膜と、導電層と、で構成される。
【００５５】
振動制御回路１５７は、スイッチ素子１５７ａと、接地された負荷抵抗Ｒと、で構成されている。第４の電極１５９ｄのそれぞれは、スイッチング素子１５７ａに電気的に接続され、負荷抵抗Ｒを介してＧＮＤに接地されている。スイッチング素子１５７ａは、加速度センサ１５８からの信号に基づいて、ＯＮ又はＯＦＦのスイッチング動作を行う。可動部材である第１の基板１５１の振動を抑制するように制御する振動制御手段は、第４の電極１５９ｄ及び振動制御回路１５７によって構成されている。
【００５６】
図５は、図４に示した発電に関与する部分１５０での振動制御動作を説明する図である。（ａ）は振動制御回路１５７によって第４の電極１５９ｄが接地された状態にある場合、（ｂ）は振動制御回路１５７によって第４の電極１５９ｄが開放された状態にある場合をそれぞれ示す。
【００５７】
加速度センサ１５８によって所定の値以上の振動加速度が検出されると、図５（ａ）に示すように、第４の電極１０９ｄが負荷抵抗Ｒを介してＧＮＤに接地される（負荷整合される）。それ以外の場合には、図５（ｂ）に示すように、第４の電極１０９ｄが開放状態となる。したがって、図４及び５に示した構成においても、外部から大きな振動加速度が第１の基板１５１に印加された場合でも、第１の基板１５１の過大な振動を抑制することができる。そして、図４及び５に示した構成によれば、振動制御回路１５７を簡単にすることができ、回路の規模縮小化及び低コスト化を図ることができるという効果を奏する。
【００５８】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る振動発電器を模式的に説明する図である。図６（ａ）は振動発電器の断面図であり、図（ｂ）は発電に関与する部分の断面図である。なお、図６（ａ）では、簡単のために、配線構造などを省略している。
【００５９】
第２実施形態と第１実施形態との相違点は、第２の基板２０２Ｌの上に第５の電極２０９ｅを設けて、外部から印加される振動加速度を第５の電極２０９ｅで検出するようにしたことである。
【００６０】
図６（ａ）に示した振動発電器２００は、第１の基板２０１と、第１の基板２０１の下面に対向する第２の基板２０２Ｌと、第１の基板２０１の上面に対向する第３の基板２０２Ｕと、を備えている。第１の基板２０１は、第２の基板２０２Ｌ及び第３の基板２０２Ｕに対してそれぞれ所定の間隔で離間している。
【００６１】
第２の基板２０２Ｌ及び第３の基板２０２Ｕは、支持体２０６Ｌ、２０６Ｒで連結されている。第１の基板２０１は、弾性バネ２０５Ｌ，２０５Ｒにより支持体２０６Ｌ、２０６Ｒに対してそれぞれ支持されている。第１の基板２０１は左右の弾性バネ２０５Ｌ，２０５Ｒを介して弾性的に支持されている。図６（ａ）に示す振動発電器２００の構造では、第２の基板２０２Ｌ及び第３の基板２０２Ｕが固定部材として用いられている一方で、第１の基板２０１がＸ軸方向（図６（ａ）の左右方向）に往復運動可能な可動部材として用いられている。
【００６２】
図６（ｂ）に示した発電に関与する部分２１０は、弾性的に支持された可動部材としての第１の基板２０１と、第１の基板２０１の下面に対向する固定部材としての第２の基板２０２Ｌと、振動制御回路２０７と、加速度検出回路２０８と、を備えている。第１の基板２０１の下面には、複数の第１の電極２０９ａが形成されている。第１の基板２０１の下面のうち、第１の電極２０９ａが形成されていない領域の一部には、複数の第３の電極２０９ｃが形成されている。第２の基板２０２Ｌの上面には、複数の第２の電極２０９ｂが形成されている。第２の基板２０２Ｌの上面のうち、第２の電極２０９ｂが形成されていない領域の一部には、複数の第４の電極２０９ｄが形成されている。第２の基板２０２Ｌの上面のうち、第２の電極２０９ｂ及び第４の電極２０９ｄが形成されていない領域の一部には、第５の電極２０９ｅが形成されている。第２実施形態では、第１の電極２０９ａが、電荷を保持したエレクトレット膜を含むエレクトレット電極である。
【００６３】
各第４の電極２０９ｄは、振動制御回路２０７の可変負荷（抵抗）に電気的に接続されている。可動部材である第１の基板２０１の振動を抑制するように制御する振動制御手段は、第４の電極１０９ｄ及び振動制御回路２０７によって構成されている。第５の電極２０９ｅは、加速度検出回路２０８に電気的に接続されている。
【００６４】
第２実施形態では、第１の基板２０１に印加される振動加速度を第５の電極２０９ｅによって検出する。第５の電極２０９ｅで検出された振動加速度の信号は、加速度検出回路２０８に送られる。加速度検出回路２０８は、振動加速度の信号の大きさにより第４の電極１０９ｄに接続された可変負荷を制御する。その他の動作は、第１実施形態と同様である。
【００６５】
第５の電極２０９ｅを用いて、第１の基板２０１に印加された振動加速度の検出方法を説明する。
【００６６】
大きな振動加速度が振動発電器２００に印加されると、第１の基板２０１が大きな振幅で変位して、第１の基板２０１が第５の電極２０９ｅを通過する速度が速くなる。逆に、小さな振動加速度が振動発電器２００に印加されると、第１の基板２０１が第５の電極２０９ｅを通過する速度が遅くなる。その結果、第５の電極２０９ｅに接続された負荷が固定であれば、接続された負荷との整合ズレが発生する。当該整合ズレに起因して、第５の電極２０９ｅから出力される交流電圧が変化する。振動加速度の大きさに応じて第５の電極２０９ｅの出力電圧が変化し、加速度検出回路２０８が第５の電極２０９ｅの出力電圧の変化を検出することにより、振動加速度の変化を検出することができる。
【００６７】
第２実施形態では、第５の電極２０９ｅからの交流出力電圧信号に基づいて、振動加速度を検出することができるので、第１実施形態での加速度センサに相当する振動加速度の検出手段を別途に設ける必要が無くなる。そのため、部品点数を削減することができ、回路の規模縮小化が可能となる。また、部品点数の削減と共に、回路の実装面積の削減も可能であり、両方の点で低コストが可能である。したがって、第２実施形態に係る振動発電器２００によれば、回路の規模縮小化及び低コスト化が可能であるという効果を奏する。
【００６８】
なお、第５の電極２０９ｅからの出力電圧の変化で振動加速度の変化を検出する場合、交流電圧の波高値又は電圧の周期のいずれであっても、振動加速度を検出することができる。また、図６に示した第５の電極２０９ｅは、第２の基板２０２Ｌの側端側に形成されているが、第５の電極２０９ｅは、第２の基板２０２Ｌの中心付近に形成されてもよい。また、複数の第５の電極２０９ｅが、第２の基板２０２Ｌに形成されてもよい。
【００６９】
（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態に係る振動発電器３００のうち、発電に関与する部分３１０の模式的断面図である。
【００７０】
第３実施形態と第２実施形態との相違点は、第５の電極３０９ｅが位置・加速度検出回路３０８に電気的に接続され、第３の電極３０９ｃを用いた出力電力の制御及び第４の電極３０９ｄを用いた第１の基板３０１の振動制御に第５の電極３０９ｅが使用されることである。
【００７１】
図７に示した発電に関与する部分３１０は、弾性的に支持された可動部材としての第１の基板３０１と、第１の基板３０１の下面に対向する固定部材としての第２の基板３０２Ｌと、振動制御回路３０７と、位置・加速度検出回路３０８と、を備えている。第１の基板３０１の下面には、複数の第１の電極３０９ａが形成されている。第１の基板３０１の下面のうち、第１の電極３０９ａが形成されていない領域の一部には、複数の第３の電極３０９ｃが形成されている。第２の基板３０２Ｌの上面には、複数の第２の電極３０９ｂが形成されている。第２の基板３０２Ｌの上面のうち、第２の電極３０９ｂが形成されていない領域の一部には、複数の第４の電極３０９ｄが形成されている。第２の基板３０２Ｌの上面のうち、第２の電極３０９ｂ及び第４の電極３０９ｄが形成されていない領域の一部には、第５の電極３０９ｅが形成されている。第３実施形態では、第１の電極３０９ａが、電荷を保持したエレクトレット膜を含むエレクトレット電極である。
【００７２】
各第４の電極３０９ｄは、振動制御回路３０７の可変負荷（抵抗）に電気的に接続されている。可動部材である第１の基板３０１の振動を抑制するように制御する振動制御手段は、第４の電極３０９ｄ及び振動制御回路３０７によって構成されている。第５の電極３０９ｅは、位置・加速度検出回路３０８に電気的に接続されている。
【００７３】
図７に示した振動発電器３００の位置・加速度検出回路３０８は、第１の電極３０９ａと第２の電極３０９ｂとの間での重なり状態（位置）を検出して、スイッチング素子３０３をＯＮ又はＯＦＦに切り替えて、第３の電極３０９ｃを接地状態又は開放状態に制御することができる。それとともに、位置・加速度検出回路３０８は、第１の基板３０１に外部から印加される大きな振動加速度を検出して、第１の基板３０１の過大な振動を抑制するように制御することができる。
【００７４】
まず、第１の電極３０９ａと第２の電極３０９ｂとの間での重なり状態（位置）の検出動作について説明する。第１の基板３０１が振動するとき、第１の電極３０９ａと第２の電極３０９ｂとの間での位置関係が変化する。このとき、第５の電極３０９ｅと第１の電極３０９ａとの間での位置関係も変化する。振動発電器３００は、第１の電極３０９ａと第２の電極３０９ｂとの間での重なり面積（状態）の増減によって発電している。その際、第１の電極３０９ａと第５の電極３０９ｅとの間でも、両者の重なり面積（状態）の増減により第５の電極３０９ｅから交流電圧を出力する。第５の電極３０９ｅからの交流出力電圧は、第２の電極３０９ｂからの交流出力電圧との比較で、位相が１８０度異なっている。したがって、第５の電極３０９ｅから出力された交流電圧を検出することにより、第１の電極３０９ａと第２の電極３０９ｂとの間での重なり面積（状態）を検出することができる。
【００７５】
また、第５の電極３０９ｅを用いて、第１の基板３０１の振動加速度を検出することは、第２実施形態での説明と同じである。
【００７６】
次に、重なり状態（位置）を検出するときの位置・加速度検出回路３０８の動作を説明する。第１の電極３０９ａと第２の電極３０９ｂとの間での重なり面積（状態）が最大であるとき、位置・加速度検出回路３０８は、スイッチング素子をＯＦＦにして第３の電極３０９ｃを開放状態にする。また、第１の電極３０９ａと第２の電極３０９ｂとの間での重なり面積（状態）が最小であるとき、位置・加速度検出回路３０８はスイッチング素子をＯＮにして第３の電極３０９ｃをＧＮＤに接地する。
【００７７】
第３実施形態に係る振動発電器３００では、第１の電極３０９ａと第２の電極３０９ｂとの間での重なり状態（位置）を検出する第５の電極３０９ｅが形成されている。そして、第１の電極３０９ａと第２の電極３０９ｂとの間での重なり状態（位置）を第５の電極３０９ｅで検出して、位置・加速度検出回路３０８は、当該電極３０９ａ，３０９ｂの重なり面積（状態）に基づいて、スイッチング素子３０３をＯＮ又はＯＦＦに制御する。当該制御によれば、第３の電極３０９ｃを常に接地するいわゆるガード電極タイプの電極構造と比べて、第１の電極３０９ａと第２の電極３０９ｂとの間での重なり面積（状態）の増減による静電容量の変化を大きくすることができる。電極幅にもよるが、従来構造と比較して容量変化比を３０％乃至４０％大きくすることができる。その結果、振動発電器３００の出力電力を増やすことができる。したがって、第３実施形態に係る振動発電器３００によれば、振動からの出力電力を増やすことができるという効果を奏する。
【００７８】
（第４実施形態）
図８は、本発明の第４実施形態に係る振動発電器４００を模式的に説明する断面図である。
【００７９】
図８に示した振動発電器４００は、円柱型の可動磁石４０３と、非磁性材料で構成された薄い円筒体４０２と、第１のコイル４０１と、第２のコイル４０４と、振動制御回路４０７と、加速度センサ４０８と、を備えている。ここで、可動磁石４０３が可動部材であり、円筒体４０２が固定部材である。第２のコイル４０４は、振動制御回路４０７の可変負荷（抵抗）に電気的に接続されている。可動磁石４０３は、バネ４０５Ｌ、４０５Ｒにより円筒４０２の端面で支持されている。外部から印加される作用（振動）により、可動磁石４０３が例えばＸ軸方向に変位する。振動制御回路４０７は、可変負荷と負荷制御回路とから構成されて、加速度センサ４０８の出力信号により、可動磁石４０３の振動を抑制する。可動部材である可動磁石４０３の振動を抑制するように制御する振動制御手段は、第２のコイル４０４及び振動制御回路４０７によって構成されている。
【００８０】
上記振動発電器４００の動作を説明する。
【００８１】
第４実施形態に係る振動発電器４００は、外部振動により可動磁石４０３が振動することで発電する。可動磁石４０３は、Ｓ極とＮ極の間に磁界分布を有する。可動磁石４０３が外部振動で変位（振動）すると、この磁界の分布が円筒４０２内を移動して、各コイル４０１を通過する磁束が変化する。このとき、ファラデーの法則により、コイル４０１内には次式で表される誘導起電力が発生する。
Ｖ＝−Ｎ×ｄφ／ｄｔ
ここで、Ｎ：コイルの巻き数    φ：磁束（ｗｂ）    ｔ：時間（ｓ）
【００８２】
外部からの振動が続く限り、可動磁石４０３が変位（振動）して発電することになる。このとき、加速度センサ４０８が印加された加速度を検出する。そして、可動磁石４０３に対して想定以上の加速度が印加されたことを加速度センサ４０８が検出すると、振動制御回路４０７においては、負荷制御回路が可変負荷を制御する。可変負荷に電気的に接続された第２のコイル４０４の状態を制御して、可動磁石４０３に加えられる磁界の大きさを制御することで、可動磁石４０３の振動を抑制（制御）することができる。
【００８３】
したがって、第４実施形態によれば、第１実施形態乃至第３実施形態に係る振動発電器と同様に、可動磁石４０３に対して大きな加速度が印加された場合に、可動磁石４０３が過大な振幅で振動することを抑制（制御）することができるという効果を奏する。
【００８４】
（第５実施形態）
図９は、本発明の第５実施形態に係る振動発電装置５００のブロック図である。図１０は、図９に示した振動発電装置５００の各部の電圧波形を示す図である。図９に示す振動発電器５０１は、第１実施形態乃至第４実施形態に示した振動発電器のいずれか１つである。
【００８５】
図９に示した振動発電装置５００は、振動発電器５０１と、整流回路５０２と、電圧変換回路５０３と、出力切替回路５０４と、蓄電回路５０５と、電圧制御回路５０６と、を備えている。振動発電器５０１から出力された交流電圧を、整流回路５０２によって直流電圧に変換する。変換された直流電圧を、電圧変換回路５０３に入力して、振動発電装置５００での所望の出力電圧レベルまで電圧変換する。変換された直流電圧を、出力切替回路５０４により、電圧制御回路５０６又は蓄電回路５０５に入力する。電圧制御回路５０６は、直流出力電圧が一定となるように電圧を制御して出力する。
【００８６】
図１０を参照しながら、上記振動発電装置５００の動作を説明する。
【００８７】
図１０は、振動発電装置５００の各部の電圧波形を示している。図１０（ａ）は、振動発電器５０１からの交流出力電圧の波形を示している。本実施形態では、簡単のために、可動部材の変位方向が変わるところでも、効率よく発電して、可動部材の振動により正弦波の交流電圧を出力すると仮定している。ここで、振動発電器５０１の交流出力電圧は、可動部材の振動幅、可動部材と固定部材との間でのギャップ、エレクトレット膜の保持電荷量、振動発電器５０１から見た外部インピーダンスの大きさなどにより電圧振幅Ｖｇが異なる。振動発電器５０１から出力された交流電圧は、図１０（ｂ）に示すように、整流回路５０２により直流電圧ＶＤＣ１に変換される。直流電圧ＶＤＣ１は、振動発電装置５００の出力電圧レベルＶＤＣ２まで電圧変換回路５０３によって変換される。出力切替回路５０４の動作は、振動発電装置５００からの電圧出力を必要としないときには、電圧制御回路５０６に対して出力することなく、発電された電力を蓄電回路５０５に蓄えるか、又は、振動発電装置５００からの電圧出力を必要とするものの出力電力が小さいときには、蓄電回路５０５に蓄えられた電力を出力するか、のいずれかを行うように切り替える。出力切替回路５０４からの出力は、図１０（ｃ）に示すように、所望の直流出力電圧ＶＯＵＴを出力するように電圧制御回路５０６によって制御される。
【００８８】
また、振動発電器５００の出力電圧は、種々の要因で変動する。振動発電器５００の出力電圧の変動に対応するため、最終的に出力される直流出力電圧ＶＯＵＴよりも若干高い電圧に出力電圧レベルＶＤＣ２を設定することが望ましい。出力電圧レベルＶＤＣ２を高めに設定することで、微小な電圧変動に対しても、出力電圧を一定にすることができる。一例として、１．８Ｖを出力する場合について説明する。出力電圧レベルＶＤＣ２を１．８Ｖに設定した場合、振動発電器５０１の出力電圧が低下すると、振動発電装置５００の直流出力電圧ＶＯＵＴも低下するが、例えば、出力電圧レベルＶＤＣ２を２Ｖに設定しておけば、０．２Ｖの電圧低下に対しても十分に制御できるという効果を奏する。
【００８９】
（第６実施形態）
図１１は、第６実施形態に係る振動発電装置６００のブロック図である。図１１において、振動発電器６００は、第１実施形態乃至第４実施形態のいずれかに示されたものである。
【００９０】
図１１に示した振動発電装置６００は、振動発電器６０１と、整流回路６０２と、電圧変換回路６０３と、出力制御回路６０４と、蓄電回路６０５と、電圧制御回路６０６と、を備えている。振動発電器６０１から出力された交流電圧を、整流回路６０２により直流電圧に変換する。変換された直流電圧を電圧変換回路６０３に入力して、振動発電装置６００の電圧制御可能な電圧レベルに電圧変換する。変換された電圧を、電圧制御回路６０６で所望の電圧に制御して蓄電回路６０５に入力する。出力制御回路６０４では、蓄電回路６０５に蓄えられた電力を負荷の状態に合わせて出力を制御する。
【００９１】
上記振動発電装置６００においても、第５実施形態に係る振動発電装置５００と同様の効果を得ることができる。
【００９２】
振動発電装置６００の動作は、第５実施形態に係る振動発電装置５００の動作と実質的に同じである。蓄電回路６０５に最適な電圧を供給するように、電圧制御回路６０６の出力電圧を設定する。また、出力制御回路６０４は、負荷の状態に合わせて振動発電装置６００からの出力電圧を制御する。
【００９３】
（第７実施形態）
図１２は、自動車に搭載されるタイヤ空気圧モニタリングシステム等で使用される通信装置７００のブロック図である。図１２において、振動発電装置７０１は第６実施形態で示されたものである。
【００９４】
図１２に示した通信装置７００は、振動発電装置７０１と、電池７０２と、電源制御部７０３と、圧力センサ７０４と、処理部７０５と、通信部７０６と、アンテナ７０７と、を備えている。振動発電装置７０１は、振動によって発電する。電池７０２は、通信装置７００の主電源として、又は、振動発電装置７０１のサブ電源として機能する。電源制御部７０３は、振動発電装置７０１からの出力と電池７０２からの出力とを切り替えて、回路に出力を供給する。圧力センサ７０４は、タイヤの空気圧を測定する。処理部７０５は、圧力センサ７０４からの出力信号を処理して通信部７０６に伝える。通信部７０６は、処理部７０５からの入力信号を高周波信号に変換してアンテナ７０７へ伝える。
【００９５】
上記通信装置７００の動作を説明する。
【００９６】
圧力センサ７０４、処理部７０５及び通信部７０６が動作するために必要な電力を、電源制御部７０３を介して、振動発電装置７０１及び／又は電池７０２から供給する。圧力センサ７０４は、タイヤの空気圧を測定し、測定結果を電圧信号に変換して処理部７０５へ入力する。処理部７０５で処理された信号は、通信部７０６へ入力されて高周波信号としてアンテナ７０７から伝搬される。
【００９７】
このように、振動発電装置７０１を通信装置７００の電源として利用する場合、電池交換等のメンテナンス作業回数の低減、あるいは電池交換無しといった状況が可能となる。
【００９８】
また、本実施形態では、振動発電装置７０１及び電池７０２の少なくとも一方を用いる場合を例示したが、振動発電装置７０１からの出力電力が、圧力センサ７０４、処理部７０５及び通信部７０６の回路で消費する電力、通信に必要な電力を十分にまかなうことができれば、振動発電装置７０１のみを用いることができる。その場合、電池７０２及び電源制御部７０３が不要となり、通信装置７００の小型化が可能になる。
【００９９】
第７実施形態では、図１２のブロック図を参照しながら、圧力センサ７０４のみを装備した通信装置７００を説明したが、自動車の動作状況を検出して電力を制御するためのセンサ及び制御回路が搭載された通信装置においても同様の効果を得ることができる。
【０１００】
さらに、第７実施形態では、第１実施形態乃至第４実施形態に開示した振動発電器の使用を例示したが、外部からの振動を電力に変換可能な他の振動発電器を用いても、同様の効果を得ることができる。
【０１０１】
（第８実施形態）
図１３は、おもちゃなどに搭載される音の出る電子機器８００のブロック図である。図１３において、振動発電装置８０１は第６実施形態で開示したものである。
【０１０２】
図１３に示した電子機器８００は、振動発電装置８０１と、電池８０２と、電源制御部８０３と、センサ８０４と、処理部８０５と、制御部８０６と、スピーカー８０７と、を備えている。振動発電装置８０１は、振動によって発電する。電池８０２は、電子機器８００の主電源として、又は、振動発電装置８０１のサブ電源として機能する。電源制御部８０３は、振動発電装置８０１からの出力と電池８０２からの出力とを切り替えて、出力を回路に供給する。センサ８０４は、外部からの入力（例えば、ボタンプッシュ、傾きなど）を検出する。処理部８０５は、センサ８０４からの出力を処理して制御部８０６に伝える。制御部８０６は、処理部８０５からの入力信号により、スピーカー８０７への出力信号を伝える。スピーカー８０７は、音を出力する。
【０１０３】
上記電子機器８００の動作について説明する。
【０１０４】
センサ８０４、処理部８０５及び制御部８０６が動作するために必要な電力を、電源制御部８０３を介して振動発電装置８０１及び／又は電池８０２から供給する。センサ８０４は、外部からの入力を検出し、検出結果を処理部８０５へ入力する。処理部８０５で処理された信号が所望の値を超えると、制御部８０６へ入力されてスピーカー８０７から音を出力する。
【０１０５】
このように、振動発電装置８０１を電子機器８００の電源として利用する場合、電池交換等のメンテナンス作業回数の低減、あるいは電池交換無しといった状況が可能となる。
【０１０６】
また、第８実施形態では、振動発電装置８０１及び電池８０２の少なくとも一方を用いる場合を例示したが、振動発電装置８０１からの出力電力が、センサ８０４、処理部８０５及び制御部８０６の回路で消費する電力を十分にまかなうことができれば、振動発電装置８０１のみを用いることができる。その場合、電池８０２及び電源制御部８０３が不要となり、電子機器８００の小型化が可能になる。
【０１０７】
また、第８実施形態では、第１実施形態乃至第４実施形態に開示した振動発電器の使用を例示したが、外部からの振動を電力に変換可能な他の振動発電器を用いても、同様の効果を得ることができる。
【０１０８】
なお、上記各実施形態は、あくまでも例示であって、非制限的なものと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０９】
１００  振動発電器
１０１  第１の基板（可動部材）
１０２Ｌ  第２の基板（固定部材）
１０２Ｕ  第３の基板
１０９ａ  第１の電極
１０９ｂ  第２の電極
１０９ｃ  第３の電極
１０９ｄ  第４の電極（振動制御手段）
１０７  振動制御回路（振動制御手段）
１０８  加速度センサ
１１０  発電に関与する部分
５００  振動発電装置
６００  振動発電装置
７００  通信装置
８００  電子機器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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