(57)【要約】【課題】多段的に設けられた複数の発電素子の変形量を増大させることにより、発電の効率を向上させることができる、発電装置を提供すること。【解決手段】発電装置１は、外力を圧電素子を介して電気に変換する発電装置１であって、圧電素子を振動板に固定して構成された、複数の発電プレート１０と、相互に間隔を隔てて並設された複数の発電プレート１０であって、各発電プレート１０の少なくとも一部が積層状に重合された複数の発電プレート１０と、複数の発電プレート１０の中で、相互に隣接する一対の発電プレート１０を、相互の重合範囲において接続する複数の接続部２０とを備え、複数の発電プレート１０に対する接続部２０による複数の接続位置５０を、複数の発電プレート１０の並設方向に対する直交面における複数の発電プレート１０の投影形状の周縁位置であって、並設方向に沿った順に、投影形状の周縁を所定の一方向に沿って順次移動する位置としている。【選択図】図１
2013143874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外力を発電素子を介して電気に変換する発電装置であって、
前記発電素子により構成され、又は前記発電素子を振動板に固定して構成された、複数の発電プレートと、
相互に間隔を隔てて並設された前記複数の発電プレートであって、各発電プレートの少なくとも一部が積層状に重合された複数の前記発電プレートと、
前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、相互の重合範囲において接続する複数の接続手段とを備え、
前記複数の発電プレートに対する前記接続手段による複数の接続位置を、前記複数の発電プレートの並設方向に対する直交面における前記複数の発電プレートの投影形状の周縁位置であって、前記並設方向に沿った順に、前記投影形状の周縁を所定の一方向に沿って順次移動する位置とした、
発電装置。
【請求項２】
前記複数の発電プレートの各々を角板状にて形成し、
各発電プレートを、その相互の重心が前記並設方向に沿って同一位置に位置するように、前記複数の発電プレートを並設し、
前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、各発電プレートの隅部において前記接続手段にて接続した、
請求項１に記載の発電装置。
【請求項３】
各発電プレートの全部が積層状に重合されるように、前記複数の発電プレートを並設し、
前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、各発電プレートの隅部において前記接続手段にて接続した、
請求項２に記載の発電装置。
【請求項４】
前記複数の発電プレートの各々を直方平板状にて形成し、
各発電プレートの長手方向における各端部のみが積層状に重合されるように、かつ、前記投影形状が方形環状になるように、前記複数の発電プレートを並設し、
前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、各発電プレートの端部において前記接続手段にて接続した、
請求項１に記載の発電装置。
【請求項５】
前記複数の発電プレートのうち、前記並設方向における最外側に配置される発電プレートに、重りを接続した、
請求項１から４のいずれか一項に記載の発電装置。
【請求項６】
前記発電プレートは、前記発電素子における第１の電極側の側面に接続された第１の配線と、前記発電素子における第２の電極側の側面に接続された第２の配線と、を備え、
前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートの一方の前記第１の配線と、当該一対の前記発電プレートの他方の前記第１の配線又は前記第２の配線とを接続する第１の導電部材と、当該一対の前記発電プレートの一方の前記第２の配線と、当該一対の前記発電プレートの他方の前記第１の配線又は前記第２の配線とを接続する第２の導電部材とを、当該一対の前記発電プレートを接続する前記接続手段の内部に設けた、
請求項１から５のいずれか一項に記載の発電装置。
【請求項７】
前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートにおける前記接続手段に接続されている部分に、当該一対の発電プレートの変形形状を調整するための変形形状調整手段を設けた、
請求項６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、外力を圧電素子を介して電気に変換する発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電素子を用いた発電構造としては、例えば、圧電素子に直接外力を加えることで当該圧電素子を変形させて起電力を得るものや（例えば、特許文献１参照）、風力等の力を間接的に圧電素子に加えることで当該圧電素子を変形させて起電力を得るもの（例えば、特許文献２参照）が知られている。
【０００３】
このように圧電素子を用いた発電の効率を高めるためには、圧電素子の変形量を増大させることが望ましい。このような点に鑑みて、本願発明者は、圧電素子の変形量を増大させることができる発電ユニットを提案した（例えば、特許文献３参照）。この発電ユニットは、一対の緩衝材の相互間に、複数の振動板と、これら振動板の各々の側面に固定された圧電素子と、一方の緩衝材から圧電素子の中心に至る軸と、他方の緩衝材から振動板の側方に至る軸とを備えて構成されており、緩衝材が外力を受けて変形する場合に、この外力を軸を介して各振動板と各圧電素子に順次伝達し、各振動板と共に各圧電素子を反らせるように変形させることでその変形量を増大させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−４９３８８号公報
【特許文献２】特開平１１−３０３７２６号公報
【特許文献３】特開２００７−９７２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の多段式の発電ユニットは、圧電素子の変形量を更に増大させる点について改善の余地があった。例えば、上述した従来の多段式の発電ユニットは、圧電素子を各振動板の両端を軸によって固定した状態で各振動板と共に曲げ変形させるものの、曲げ変形以外の変形をさせることができなかったので、圧電素子の変形量を更に増大させることは困難であった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、多段的に設けられた複数の発電素子の変形量を増大させることにより、発電の効率を向上させることができる、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】
【０００７】
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、外力を発電素子を介して電気に変換する発電装置であって、前記発電素子により構成され、又は前記発電素子を振動板に固定して構成された、複数の発電プレートと、相互に間隔を隔てて並設された前記複数の発電プレートであって、各発電プレートの少なくとも一部が積層状に重合された複数の前記発電プレートと、前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、相互の重合範囲において接続する複数の接続手段とを備え、前記複数の発電プレートに対する前記接続手段による複数の接続位置を、前記複数の発電プレートの並設方向に対する直交面における前記複数の発電プレートの投影形状の周縁位置であって、前記並設方向に沿った順に、前記投影形状の周縁を所定の一方向に沿って順次移動する位置としている。
【０００８】
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、前記複数の発電プレートの各々を角板状にて形成し、各発電プレートを、その相互の重心が前記並設方向に沿って同一位置に位置するように、前記複数の発電プレートを並設し、前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、各発電プレートの隅部において前記接続手段にて接続している。
【０００９】
また、請求項３に記載の発電装置は、請求項２に記載の発電装置において、各発電プレートの全部が積層状に重合されるように、前記複数の発電プレートを並設し、前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、各発電プレートの隅部において前記接続手段にて接続している。
【００１０】
また、請求項４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、前記複数の発電プレートの各々を直方平板状にて形成し、各発電プレートの長手方向における各端部のみが積層状に重合されるように、かつ、前記投影形状が方形環状になるように、前記複数の発電プレートを並設し、前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、各発電プレートの端部において前記接続手段にて接続している。
【００１１】
また、請求項５に記載の発電装置は、請求項１から４のいずれか一項に記載の発電装置において、前記複数の発電プレートのうち、前記並設方向における最外側に配置される発電プレートに、重りを接続している。
【００１２】
また、請求項６に記載の発電装置は、請求項１から５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、前記発電素子における第１の電極側の側面に接続された第１の配線と、前記発電素子における第２の電極側の側面に接続された第２の配線と、を備え、前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートの一方の前記第１の配線と、当該一対の前記発電プレートの他方の前記第１の配線又は前記第２の配線とを接続する第１の導電部材と、当該一対の前記発電プレートの一方の前記第２の配線と、当該一対の前記発電プレートの他方の前記第１の配線又は前記第２の配線とを接続する第２の導電部材とを、当該一対の前記発電プレートを接続する前記接続手段の内部に設けている。
【００１３】
また、請求項７に記載の発電装置は、請求項６に記載の発電装置において、前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートにおける前記接続手段に接続されている部分に、当該一対の発電プレートの変形形状を調整するための変形形状調整手段を設けている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発電装置によれば、複数の発電プレートに対する接続手段による複数の接続位置を、複数の発電プレートの並設方向に対する直交面における複数の発電プレートの投影形状の周縁位置であって、並設方向に沿った順に、投影形状の周縁を所定の一方向に沿って順次移動する位置としたので、複数の発電プレートを全体としてばね構造のように形成することができ、複数の発電プレートを曲げ変形させるだけでなく、複数の発電プレートをばねのように伸縮変形させることができる。そのため、各発電素子の変形量を増大させることができ、発電効率を向上させることができる。
【００１５】
また、請求項２に記載の発電装置によれば、各発電プレートを、その相互の重心が並設方向に沿って同一位置に位置するように、複数の発電プレートを並設し、複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の発電プレートを、各発電プレートの隅部において接続手段にて接続したので、接続位置間の距離を長くとることができる。そのため、各発電素子を効果的に変形させることができ、発電効率を一層向上させることができる。
【００１６】
また、請求項３に記載の発電装置によれば、各発電プレートの全部が積層状に重合されるように、複数の発電プレートを並設し、複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の発電プレートを、各発電プレートの隅部において接続手段にて接続したので、複数の発電プレートの少なくとも一部が積層状に重合されていない発電装置に比べて、発電装置における複数の発電プレートの並設方向に直交する方向の長さをコンパクトにすることができ、発電装置の設置性を向上させることができる。
【００１７】
また、請求項４に記載の発電装置によれば、各発電プレートの長手方向における各端部のみが積層状に重合されるように、かつ、投影形状が方形環状になるように、複数の発電プレートを並設し、複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の発電プレートを、各発電プレートの端部において接続手段にて接続したので、接続位置間の距離を長くとることができる。そのため、各発電素子を効果的に変形させることができ、発電効率を一層向上させることができる。また、複数の発電プレートをらせん状に形成することができる。そのため、複数の発電プレートの全部が積層状に重合されている発電装置に比べて、投影形状の面積を減らすことができ、発電装置の設置スペースの効率化を図ることができる。
【００１８】
また、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うち、並設方向における最外側に配置される発電プレートに、重りを接続したので、複数の発電プレートを特定の振動数にて共振させることができる。そのため、各発電素子を繰り返し変形させることができ、発電効率をさらに一層向上させることができる。
【００１９】
また、請求項６に記載の発電装置によれば、複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の発電プレートの一方の第１の配線と、当該一対の発電プレートの他方の第１の配線又は第２の配線とを接続する第１の導電部材と、当該一対の発電プレートの一方の第２の配線と、当該一対の発電プレートの他方の第１の配線又は第２の配線とを接続する第２の導電部材とを、当該一対の発電プレートを接続する接続手段の内部に設けたので、各発電プレート毎に電力を供給するための配線を接続する場合に比べて当該配線の数を減らすことができ、当該配線の手間を省くことができる。また、第１の導電部材と第２の導電部材を外部に露出させずに済み、発電装置の外観を維持しながら、発電装置にて発生した電力を外部機器に供給することができる。
【００２０】
また、請求項７に記載の発電装置によれば、複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の発電プレートにおける接続手段に接続されている部分に、当該一対の発電プレートの変形形状を調整するための変形形状調整手段を設けているので、各発電プレートの変形を任意に調整することができ、様々な状況下に応じた発電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態１に係る発電装置の概略の全体斜視図である。
【図２】（ａ）は発電装置の平面図、（ｂ）は発電装置の側面図である。
【図３】実施の形態１に係る接続部の設置状況を示す図であり、（ａ）は１段目の発電プレートと２段目の発電プレートとの相互間の設置状況、（ｂ）は２段目の発電プレートと３段目の発電プレートとの相互間の設置状況、（ｃ）は３段目の発電プレートと４段目の発電プレートとの相互間の設置状況、（ｄ）は４段目の発電プレートと５段目の発電プレートとの相互間の設置状況を示す図である。
【図４】実施の形態１に係る発電装置が外力を受けた状態を示す図であり、（ａ）は発電装置が外力を受ける前の状態、（ｂ）は発電装置が外部から圧縮力を受けた状態、（ｃ）は発電装置が外部から引張力を受けた状態を示す図である。
【図５】変形例に係る発電装置の一例を示す側面図であり、（ａ）はピラミッド型の発電装置、（ｂ）は提灯型の発電装置、（ｃ）は砂時計状の発電装置を示す図である。
【図６】実施の形態２に係る発電装置の概略の全体斜視図である。
【図７】（ａ）は発電装置の平面図、（ｂ）は発電装置の側面図である。
【図８】実施の形態２に係る接続部の設置状況を示す図であり、（ａ）は１段目の発電プレートと２段目の発電プレートとの相互間の設置状況、（ｂ）は２段目の発電プレートと３段目の発電プレートとの相互間の設置状況、（ｃ）は３段目の発電プレートと４段目の発電プレートとの相互間の設置状況、（ｄ）は４段目の発電プレートと５段目の発電プレートとの相互間の設置状況を示す図である。
【図９】実施の形態２に係る発電装置が外力を受けた状態を示す図であり、（ａ）は発電装置が外力を受ける前の状態、（ｂ）は発電装置が外部から圧縮力を受けた状態、（ｃ）は発電装置が外部から引張力を受けた状態を示す図である。
【図１０】実施の形態３に係る発電装置の概略の全体斜視図である。
【図１１】（ａ）は発電装置の平面図、（ｂ）は発電装置の側面図である。
【図１２】（ａ）は発電プレートの平面図、（ｂ）は発電プレートの底面図である。
【図１３】発電プレートの起電状況を示す図であり、（ａ）は発電プレートが下方へ凸状に撓んだ状態を示す図であり、（ｂ）は発電プレートが上方へ凸状に撓んだ状態を示す図である。
【図１４】実施の形態３に係る発電装置の起電状況を示す縦断面図であり、（ａ）は変形前の状態を示す図であり、（ｂ）は変形後の状態を示す図である。
【図１５】実施の形態３に係る発電装置が外力を受けた状態を示す縦断面図であり、（ａ）は発電装置が外部から引張力を受けた状態、（ｂ）は発電装置が外部から圧縮力を受けた状態を示す図である。
【図１６】（ａ）は実施の形態４に係る発電装置の平面図、（ｂ）は実施の形態４に係る発電装置の側面図である。
【図１７】実施の形態４に係る発電装置の起電状況を示す縦断面図であり、（ａ）は変形前の状態を示す図であり、（ｂ）は変形後の状態を示す図である。
【図１８】実施の形態４に係る発電装置が外力を受けた状態を示す縦断面図であり、（ａ）は発電装置が外部から引張力を受けた状態、（ｂ）は発電装置が外部から圧縮力を受けた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
〔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、複数の発電プレートを全部重複して積層した形態である。
【００２４】
（構成）
まず、実施の形態１に係る発電装置の構成について説明する。図１は実施の形態１に係る発電装置の概略の全体斜視図である。図２（ａ）は発電装置の平面図、図２（ｂ）は発電装置の側面図である。なお、以下の説明では、図１のＸ方向を発電装置の縦方向、図１のＹ方向を発電装置の横方向、図１のＺ方向を発電装置の高さ方向とする。これら各図に示すように、発電装置１は、複数の発電プレート１０と、複数の接続部２０とを備えている。
【００２５】
（構成−発電プレート）
図１及び図２に示すように、複数の発電プレート１０は、当該発電プレート１０に加えられた外力を電気に変換するものである。この複数の発電プレート１０の各々は、相互に同一の角板状、かつ同一の板面積にて形成されており、相互に間隔を隔てて並設されている。具体的には、実施の形態１では、発電プレート１０ａ〜１０ｅの全部が積層状に重合され、当該発電プレート１０ａ〜１０ｅの相互の重心が並設方向に沿って同一位置に位置するように、当該発電プレート１０ａ〜１０ｅが並設されている（これら発電プレート１０ａ〜１０ｅは、相互に区別する必要がない場合には「発電プレート１０」と総称する。後述する実施の形態２〜４の発電プレート１０ａ〜１０ｅも同様とする）。この複数の発電プレート１０の各々は、圧電素子（図示省略）と、振動板（図示省略）とを備えて構成されている。
【００２６】
圧電素子は、圧力により変形することで電気を生じる素子であり、例えば、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）等の圧電単結晶からなる。この圧電素子は、薄板状に形成されている（ここでは、発電プレート１０と同一の形状であり、且つ発電プレート１０よりも小さな板面積を有する圧電素子について説明する）。なお、図示は省略するが、圧電素子は、当該圧電素子の一方の面にプラス端子、当該圧電素子の他方の面にマイナス端子を有し、プラス端子と結線されたプラスリード線と、マイナス端子と結線されたマイナスリード線が引き出され、これらが図示しない制御回路を介して外部機器と接続されることで、当該外部機器に対して電力が供給される。ただし、圧電素子と負荷との相互間に公知のブリッジ回路等の各種電気素子を配置してもよい。あるいは、圧電素子として、若しくは圧電素子に代えて、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。
【００２７】
振動板は、圧電素子に応力を加える支持体であると共に、圧電素子の割れ強度を補強する補強材を兼ねるものである。振動板は、ステンレス薄板等の可撓性と耐久性を有する鋼材等にて形成された板状体である（ここでは、発電プレート１０と同一の形状、かつ同一の板面積にて形成された振動板について説明する）。この振動板の側面の一方には圧電素子が設けられており、この振動板の側面とこの圧電素子とが接着剤等により固定されている。
【００２８】
（構成−接続部）
複数の接続部２０は、発電プレート１０同士を接続する接続手段である。この複数の接続部２０の各々は、発電プレート１０との相互間に、発電プレート１０を変形させるためのスペースを維持できるように、発電プレート１０よりも高強度な鋼材（例えば鋼、ステンレス、アルミニウム等）にて形成された柱状体である。また、各接続部２０は、複数の発電プレート１０の中で、相互に隣接する一対の発電プレート１０の相互間に設けられ、当該一対の発電プレート１０と接着剤や溶接等によって接続されている。具体的には、実施の形態１では、接続部２０ａは発電プレート１０ａと発電プレート１０ｂの相互間に設けられ、接続部２０ｂは発電プレート１０ｂと発電プレート１０ｃの相互間に設けられ、接続部２０ｃは発電プレート１０ｃと発電プレート１０ｄの相互間に設けられ、接続部２０ｄは発電プレート１０ｄと発電プレート１０ｅの相互間に設けられている（これら接続部２０ａ〜２０ｄは、相互に区別する必要がない場合には「接続部２０」と総称する。後述する実施の形態２〜４の接続部２０ａ〜２０ｄも同様とする）。なお、この複数の接続部２０の設置の詳細については、後述する。発電プレート１０と接続部２０の相互の接続面においては、発電プレート１０の変形が妨げられるため、当該接続面の面積は極力小さい方が好ましい。
【００２９】
（接続部の設置の詳細）
次に、実施の形態１に係る接続部２０の設置の詳細について説明する。図３は、実施の形態１に係る接続部２０の設置状況を示す図であり、（ａ）は１段目の発電プレート１０ａと２段目の発電プレート１０ｂとの相互間の設置状況、（ｂ）は２段目の発電プレート１０ｂと３段目の発電プレート１０ｃとの相互間の設置状況、（ｃ）は３段目の発電プレート１０ｃと４段目の発電プレート１０ｄとの相互間の設置状況、（ｄ）は４段目の発電プレート１０ｄと５段目の発電プレート１０ｅとの相互間の設置状況を示す図である。
【００３０】
図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、複数の発電プレート１０に対する接続部２０による複数の接続位置５０は、概念的には、複数の発電プレート１０の並設方向に対する直交面における複数の発電プレート１０の投影形状の周縁位置であって、この並設方向に沿った順に、この投影形状の周縁を所定の一方向に沿って順次移動する位置とする。
【００３１】
ここで、「接続位置」とは、複数の発電プレート１０の中で、相互に隣接する一対の複数の発電プレート１０において接続部２０の端部が接続される位置のことであり、例えば、当該相互に隣接する一対の発電プレート１０の各々の周縁位置が該当する。また、「発電プレートの周縁位置」とは、発電プレート１０の周縁上の任意の位置である。例えば発電プレート１０が方形状の場合には当該発電プレート１０の隅部、又は当該発電プレート１０の隅部間の中間点等が該当する。あるいは、発電プレート１０の板面形状が円形状の場合には、当該発電プレート１０の周縁上に所定間隔毎に設定された位置が該当する（後述する投影形状の周縁位置も同様とする）。また、「発電プレートの隅部」とは、発電プレート１０における角板上の角部であり、例えば発電プレート１０の板面形状が正方形状の場合には４つの角部等が該当する。
また「投影形状」とは、発電装置１を複数の発電プレート１０の並設方向に沿って投影したときに映し出された二次元形状であり、例えば方形状、円形状、方形環状等が該当する。また、「投影形状の周縁位置」とは、投影形状周縁上の任意の位置であり、例えば投影形状が方形状の場合には当該投影形状の隅部が該当する。また、「投影形状の隅部」とは、方形状である投影形状の角部である。また、「所定の一方向」とは、投影形状の周回り方向のいずれか一方の方向であり、例えば投影形状の周回り方向のうち時計回りの方向又は反時計周りのいずれか一方の方向が該当する。
【００３２】
具体的には、実施の形態１では、この複数の接続位置５０は、５段目の発電プレート１０ｅから１段目の発電プレート１０ａに至る方向に沿って投影したときに映し出された正方形状の投影形状の隅部であって、１段目の発電プレート１０ａから５段目の発電プレート１０ｅに至る順に、この正方形状の投影形状の周縁を時計回りの方向に沿って順次移動する位置とする。この複数の接続位置５０は、例えば第１接続位置５０ａと、第２接続位置５０ｂと、第３接続位置５０ｃと、第４接続位置５０ｄとを含むものである。
【００３３】
第１接続位置５０ａとは、例えば、図３（ａ）に示すように、正方形状の投影形状の左上隅部に対応する１段目の発電プレート１０ａの隅部と２段目の発電プレート１０ｂの隅部のことである。
また、第２接続位置５０ｂとは、例えば、図３（ｂ）に示すように、正方形状の投影形状の右上隅部に対応する２段目の発電プレート１０ｂの隅部と３段目の発電プレート１０ｃの隅部のことである。
また、第３接続位置５０ｃとは、例えば、図３（ｃ）に示すように、正方形状の投影形状の右下隅部に対応する３段目の発電プレート１０ｃの隅部と４段目の発電プレート１０ｄの隅部のことである。
また、第４接続位置５０ｄとは、例えば、図３（ｄ）に示すように、正方形状の投影形状の左下隅部に対応する４段目の発電プレート１０ｄの隅部と５段目の発電プレート１０ｅの隅部のことである。
【００３４】
このように、複数の発電プレート１０の並設方向に沿った順に、第１接続位置５０ａから第４接続位置５０ｄを順次変更させながら、複数の発電プレート１０の中で、相互に隣接する一対の発電プレート１０を、各発電プレート１０の隅部において接続部２０にて接続するので、複数の発電プレート１０を全体としてばね構造のように形成することができる。また、複数の発電プレート１０が各発電プレート１０の全部が積層状に重合されるように並設されているので、複数の発電プレート１０の少なくとも一部が積層状に重合されていない発電装置１に比べて、発電装置１における複数の発電プレート１０の並設方向に直交する方向の長さをコンパクトにすることができる。なお、５段以上の発電プレート１０が並設された発電装置１の場合には、上述した第１接続位置５０ａから第４接続位置５０ｄの変更を順次繰り返しながら、相互に隣接する一対の複数の発電プレート１０が、各発電プレート１０の隅部において接続部２０にて接続される（後述する図６の発電装置１も同様とする）。
【００３５】
（発電装置の機能）
このように構成された発電装置１の機能は以下の通りである。図４は、実施の形態１に係る発電装置１が外力を受けた状態を示す図であり、（ａ）は発電装置１が外力を受ける前の状態、（ｂ）は発電装置１が外部から圧縮力を受けた状態、（ｃ）は発電装置１が外部から引張力を受けた状態を示す図である。
【００３６】
図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、複数の発電プレート１０がばね構造のように形成されているので、複数の発電プレート１０を曲げ変形させるだけでなく、複数の発電プレート１０をばねのように伸縮変形させることができる。そのため、各圧電素子の変形量を増大させることができ、発電効率を向上させることができる。また、複数の発電プレート１０の中で、相互に隣接する一対の発電プレート１０を、各発電プレート１０の隅部において接続部２０にて接続したので、接続位置５０間の距離を長くとることができ、各圧電素子を効果的に変形させることができる。さらに、各発電プレート１０の各圧電素子に振動板が接合されているので、振動板を介して圧電素子を変形させることにより、圧電素子の変形を増幅でき、発電効率を一層高めることができる。
【００３７】
また、図４（ｂ）、（ｃ）に示す圧縮力又は引張力が複数の発電プレート１０の並設方向以外の方向（例えば、縦方向、横方向、斜め方向等）に沿って作用した場合、複数の発電プレート１０はねじれ変形を生じる場合がある。この場合には、図４（ｂ）、（ｃ）に示す圧縮力又は引張力が複数の発電プレート１０の並設方向に沿って作用した場合に比べて、複数の発電プレート１０の曲げ変形又は伸縮変形による変形量が減じられたとしても、複数の発電プレート１０のねじれ変形による変形量が得られるので、上記圧縮力又は引張力が複数の発電プレート１０の並設方向に沿って作用した場合と同様の発電量を維持することができる。
【００３８】
この他にも、発電装置１は、任意の構造にて構成可能である。図５は変形例に係る発電装置１の一例を示す側面図であり、（ａ）はピラミッド型の発電装置１、（ｂ）は提灯型の発電装置１、（ｃ）は砂時計状の発電装置１を示す図である。
【００３９】
この変形例では、概念的には、相互に同一の角板状、かつ異なる板面積にて形成された複数の発電プレート１０の各々が、その相互の重心が当該複数の発電プレート１０の並設方向に沿って同一位置に位置するように並設されている。また、接続部２０は、複数の発電プレート１０の中で、相互に隣接する一対の発電プレート１０の相互間に設けられている。
【００４０】
ここで、相互に隣接する一対の発電プレート１０と接続される接続部２０の端部の面積は同一であってもよいが、これに限られない。例えば、板面積が大きい発電プレート１０と接続される接続部２０の端部の面積は、板面積が小さい発電プレート１０と接続される接続部２０の端部よりも大きくしてもよい。これにより、板面積が大きい発電プレート１０が受けた外力を板面積が小さい発電プレート１０に効果的に伝達することができる。
【００４１】
以上のことから、図５（ａ）〜（ｃ）に示す発電装置１によれば、相互に同一の角板状、かつ異なる板面積にて形成された複数の発電プレート１０が並設された発電装置１であっても、接続位置５０間の距離を長くとることができ、各圧電素子を効果的に変形させることができる。
【００４２】
（効果）
このように実施の形態１によれば、複数の発電プレート１０に対する接続部２０による複数の接続位置５０を、複数の発電プレート１０の並設方向に対する直交面における複数の発電プレート１０の投影形状の周縁位置であって、当該並設方向に沿った順に、投影形状の周縁を所定の一方向に沿って順次移動する位置としたので、複数の発電プレート１０をばね構造のように形成することができ、複数の発電プレート１０を曲げ変形させるだけでなく、複数の発電プレート１０をばねのように伸縮変形させることができる。そのため、各圧電素子の変形量を増大させることができ、発電効率を向上させることができる。
【００４３】
また、各発電プレート１０の全部が積層状に重合されるように、複数の発電プレート１０を並設し、この複数の発電プレート１０の中で、相互に隣接する一対の発電プレート１０を、各発電プレート１０の隅部において接続部２０にて接続したので、複数の発電プレート１０の少なくとも一部が積層状に重合されていない発電装置１に比べて、発電装置１における複数の発電プレート１０の並設方向に直交する方向の長さをコンパクトにすることができ、発電装置１の設置性を向上させることができる。また、接続位置５０間の距離を長くとることができるので、各圧電素子を効果的に変形させることができ、発電効率を一層向上させることができる。
【００４４】
〔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、複数の発電プレート１０を一部重複して積層した形態である。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。
【００４５】
（構成）
まず、実施の形態２に係る発電装置１の構成について説明する。図６は実施の形態２に係る発電装置１の概略の全体斜視図である。図７（ａ）は発電装置１の平面図、図７（ｂ）は発電装置１の側面図である。これら各図に示すように、発電装置１は、複数の発電プレート１０と、複数の接続部２０と、重り３０とを備えている。
【００４６】
（構成−発電プレート）
図６及び図７に示すように、この複数の発電プレート１０の各々は、相互に同一の直方平板状、かつ同一の板面積にて形成されており、相互に間隔を隔てて並設されている。具体的には、実施の形態２では、発電プレート１０ａ〜１０ｅの長手方向における各端部のみが積層状に重合されるように、かつ、投影形状が方形環状（ここでは、投影形状は正方形環状として説明する）になるように、当該発電プレート１０ａ〜１０ｅが並設されている。この複数の発電プレート１０の各々は、圧電素子と、振動板とを備えて構成されている。
【００４７】
（構成−重り）
重り３０は、発電装置１の固有振動数を調整する調整手段である。重り３０は、ゴム、鉛等にて形成された柱状体又は球状体であり、複数の発電プレート１０のうち、当該複数の発電プレート１０の並設方向における最外側に配置される発電プレート１０（ここでは、５段目の発電プレート１０ｅとする）と固定具や溶接等によって接続されている。
【００４８】
（接続部の設置の詳細）
次に、実施の形態２に係る接続部２０の設置の詳細について説明する。図８は実施の形態２に係る接続部２０の設置状況を示す図であり、（ａ）は１段目の発電プレート１０ａと２段目の発電プレート１０ｂとの相互間の設置状況、（ｂ）は２段目の発電プレート１０ｂと３段目の発電プレート１０ｃとの相互間の設置状況、（ｃ）は３段目の発電プレート１０ｃと４段目の発電プレート１０ｄとの相互間の設置状況、（ｄ）は４段目の発電プレート１０ｄと５段目の発電プレート１０ｅとの相互間の設置状況を示す図である。
【００４９】
図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、複数の発電プレート１０に対する接続部２０による複数の接続位置５０は、概念的には、上述したように、投影形状の周縁位置であって、複数の発電プレート１０の並設方向に沿った順に、この投影形状の周縁を所定の一方向に沿って順次移動する位置とする。
【００５０】
ここで、「接続位置」とは、例えば相互に隣接する一対の発電プレート１０の各々の端部が該当する。また、「発電プレートの端部」とは、発電プレート１０の一端の近傍部分であり、例えば長方形状の発電プレート１０の場合には当該発電プレート１０の長手方向における端部が該当する。
また、「投影形状の周縁位置」とは、例えば投影形状が方形環状の場合には当該投影形状の外周縁の隅部又は内周縁の隅部のいずれか一方を意味する。
【００５１】
具体的には、実施の形態２では、この複数の接続位置５０は、５段目の発電プレート１０ｅから１段目の発電プレート１０ａに至る方向に沿って投影したときに映し出された正方形環状の投影形状の外周縁の隅部であって、１段目の発電プレート１０ａから５段目の発電プレート１０ｅに至る順に、この正方形環状の投影形状の外周縁を時計回りの方向に沿って順次移動する位置とする。この複数の接続位置５０は、例えば第１接続位置５０ａと、第２接続位置５０ｂと、第３接続位置５０ｃと、第４接続位置５０ｄとを含むものである。
【００５２】
第１接続位置５０ａとは、例えば、図８（ａ）に示すように、正方形環状の投影形状の外周縁右上隅部に対応する１段目の発電プレート１０ａの端部と２段目の発電プレート１０ｂの端部のことである。
また、第２接続位置５０ｂとは、例えば、図８（ｂ）に示すように、正方形環状の投影形状の外周縁右下隅部に対応する２段目の発電プレート１０ｂの端部と３段目の発電プレート１０ｃの端部のことである。
また、第３接続位置５０ｃとは、例えば、図８（ｃ）に示すように、正方形環状の投影形状の外周縁左下隅部に対応する３段目の発電プレート１０ｃの端部と４段目の発電プレート１０ｄの端部のことである。
また、第４接続位置５０ｄとは、例えば、図８（ｄ）に示すように、正方形環状の投影形状の外周縁左上隅部に対応する４段目の発電プレート１０ｄの端部と５段目の発電プレート１０ｅの端部のことである。
【００５３】
このように、複数の発電プレート１０の並設方向に沿った順に、第１接続位置５０ａから第４接続位置５０ｄを順次変更させながら、複数の発電プレート１０の中で、相互に隣接する一対の発電プレート１０を、各発電プレート１０の端部において接続部２０にて接続するので、複数の発電プレート１０を全体としてばね構造のように形成することができる。また、各発電プレート１０の一部が積層状に重合されるように並設されているので、複数の発電プレート１０をらせん状に形成することができる。そのため、複数の発電プレートの全部が積層状に重合されている発電装置１に比べて、投影形状の面積を減らすことができ、発電装置１の設置スペースの効率化を図ることができる。
【００５４】
（発電装置の機能）
このように構成された発電装置１の機能は以下の通りである。図９は実施の形態２に係る発電装置１が外力を受けた状態を示す図であり、（ａ）は発電装置１が外力を受ける前の状態、（ｂ）は発電装置１が外部から圧縮力を受けた状態、（ｃ）は発電装置１が外部から引張力を受けた状態を示す図である。
【００５５】
図９（ｂ）、（ｃ）に示すように、複数の発電プレート１０がばね構造のように形成されているので、複数の発電プレート１０を曲げ変形させるだけでなく、複数の発電プレート１０をばねのように伸縮変形させることができる。そのため、各圧電素子の変形量を増大させることができ、発電効率を向上させることができる。また、複数の発電プレート１０の中で、相互に隣接する一対の発電プレート１０を、各発電プレート１０の端部において接続部２０にて接続したので、接続位置５０間の距離を長くとることができ、各圧電素子を効果的に変形させることができる。また、５段目の発電プレート１０ｅに重り３０が接続されているので、複数の発電プレート１０を特定の振動数にて共振させることができる。そのため、圧電素子を繰り返し変形させることができ、発電効率を一層向上させることができる。
【００５６】
また、重り３０が複数の発電プレート１０の並設方向以外の方向に沿った動き（例えば、縦方向、横方向、斜め方向等に沿った動き）をすることにより、図９（ｂ）、（ｃ）に示す圧縮力又は引張力が当該並設方向以外の方向に沿って発電装置１に作用した場合、各発電プレート１０はねじれ変形を生じる場合がある。この場合には、図９（ｂ）、（ｃ）に示す圧縮力又は引張力が複数の発電プレート１０の並設方向に沿って作用した場合に比べて、複数の発電プレート１０の曲げ変形又は伸縮変形による変形量が減じられたとしても、複数の発電プレート１０のねじれ変形による変形量が得られるので、上記圧縮力又は引張力が複数の発電プレート１０の並設方向に沿って作用した場合と同様の発電量を維持することができる。
【００５７】
（効果）
このように実施の形態２によれば、各発電プレート１０の長手方向における各端部のみが積層状に重合されるように、かつ、投影形状が方形環状になるように、複数の発電プレート１０を並設し、複数の発電プレート１０の中で、相互に隣接する一対の発電プレート１０を、各発電プレート１０の端部において接続部２０にて接続したので、接続位置５０間の距離を長くとることができる。そのため、各圧電素子を効果的に変形させることができ、発電効率を一層向上させることができる。また、複数の発電プレート１０をらせん状に形成することができる。そのため、複数の発電プレート１０の全部が積層状に重合されている発電装置１に比べて、投影形状の面積を減らすことができ、発電装置１の設置スペースの効率化を図ることができる。
【００５８】
また、複数の発電プレート１０のうち、当該複数の発電プレート１０の並設方向における最外側に配置される発電プレート１０に重り３０を接続したので、複数の発電プレート１０を特定の振動数にて共振させることができる。そのため、各圧電素子を繰り返し変形させることができ、発電効率をさらに一層向上させることができる。
【００５９】
〔実施の形態３〕
次に、実施の形態３について説明する。この形態は、発電装置に配線を接続した形態である。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。
【００６０】
（構成）
まず、実施の形態３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３に係る発電装置の概略の全体斜視図である。図１１（ａ）は発電装置の平面図、図１１（ｂ）は発電装置の側面図である。図１２（ａ）は発電プレートの平面図、図１２（ｂ）は発電プレートの底面図である。図１３は、発電プレートの起電状況を示す図であり、（ａ）は発電プレートが下方へ凸状に撓んだ状態を示す図であり、（ｂ）は発電プレートが上方へ凸状に撓んだ状態を示す図である。図１４は、実施の形態３に係る発電装置の起電状況を示す縦断面図であり、（ａ）は変形前の状態を示す図であり、（ｂ）は変形後の状態を示す図である。これら各図に示すように、発電装置１は、発電プレート１０ａ〜１０ｅと、接続部２０ａ〜２０ｄ、外部配線６０ａ、６０ｂとを備えている。
【００６１】
（構成−発電プレート）
発電プレート１０ａ〜１０ｅの各々は、相互に同一の角板状、かつ同一の板面積にて形成されており、相互に間隔を隔てて並設されている。また、これら発電プレート１０ａ〜１０ｅの各々は、圧電素子１１ａ、１１ｂと、振動板１２とを備えて構成されている。具体的には、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、振動板１２の平面側の側面には圧電素子１１ａが設けられ、振動板１２の底面側の側面には圧電素子１１ｂが設けられており、これら圧電素子１１ａ、１１ｂは振動板１２に対して接着剤等により固定されている。
【００６２】
ここで、この圧電素子１１ａの側面上には、図示しない第１の端子が設けられている。そして、図１２（ａ）に示すように、この図示しない第１の端子と接続された第１の配線１５が振動板１２の平面側の側面上に設けられている。また、この圧電素子１１ｂの側面上には、第１の端子と電極が異なる図示しない第２の端子が設けられている。そして、図１２（ｂ）に示すように、この図示しない第２の端子と接続された第２の配線１６が振動板１２の底面側の側面上に設けられている。
また、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、振動板１２の側面における長手方向の一方の端部には、第１の配線１５又は第２の配線１６と後述する接続部２０の第１の導電部材２１とを接続するための第１の孔１３ａが設けられていると共に、第１の配線１５又は第２の配線１６と後述する接続部２０の第２の導電部材２２とを接続するための第２の孔１４ａが、第１の孔１３ａ近傍に設けられている（なお、第２の孔１４ａは、第１の孔１３ａよりも端側に配置されている）。また、振動板１２の側面における長手方向の他方の端部にも、第１の孔１３ｂと第２の孔１４ｂが設けられている（なお、第１の孔１３ｂは、第２の孔１４ｂよりも端側に配置されている）。
【００６３】
（構成−接続部）
接続部２０ａ〜２０ｄの各々は、絶縁性材料（例えばゴム材、木材、樹脂材等）にて形成された直方状体である。図１１（ｂ）に示すように、接続部２０ａは、発電プレート１０ａ、１０ｂの相互間に設けられ、当該発電プレート１０ａ、１０ｂと接着剤や溶接等によって接続されている。また、接続部２０ｂは、発電プレート１０ｂ、１０ｃの相互間に設けられ、当該発電プレート１０ｂ、１０ｃと接着剤や溶接等によって接続されている。また、接続部２０ｃは、発電プレート１０ｃ、１０ｄの相互間に設けられ、当該発電プレート１０ｃ、１０ｄと接着剤や溶接等によって接続されている。また、接続部２０ｄは、発電プレート１０ｄ、１０ｅの相互間に設けられ、当該発電プレート１０ｄ、１０ｅと接着剤や溶接等によって接続されている。
【００６４】
また、図１０、図１１（ｂ）に示すように、複数の発電プレート１０に対する接続部２０による図示しない複数の接続位置は、概念的には、上述したように、投影形状の周縁位置であって、複数の発電プレート１０の並設方向に沿った順に、この投影形状の周縁を所定の一方向に沿って順次移動する位置とする。
【００６５】
ここで、「接続位置」とは、例えば相互に隣接する一対の発電プレート１０の各々の端部が該当する。また、「発電プレートの端部」とは、発電プレート１０の一端の近傍部分であり、例えば長方形状の発電プレート１０の場合には当該発電プレート１０における長手方向の端部が該当する。また、「投影形状の周縁位置」とは、例えば投影形状が長方形状の場合には当該投影形状の外周縁における長手方向の端部を意味する。
【００６６】
具体的には、実施の形態３では、この図示しない複数の接続位置は、５段目の発電プレート１０ｅから１段目の発電プレート１０ａに至る方向に沿って投影したときに映し出された長方形状の投影形状における外周縁の長手方向の端部であって、１段目の発電プレート１０ａから５段目の発電プレート１０ｅに至る順に、この長方形状の投影形状における外周縁の長手方向の端部を交互に移動する位置とする。この図示しない複数の接続位置は、例えば図示しない第１接続位置と、図示しない第２接続位置とを含むものである。
【００６７】
図示しない第１接続位置とは、例えば、図１１（ｂ）に示すように、長方形状の投影形状における外周縁左端部に対応する１段目の発電プレート１０ａの端部と２段目の発電プレートの端部１０ｂ、又は３段目の発電プレートの端部１０ｃと４段目の発電プレートの端部１０ｄのことである。
また、図示しない第２接続位置とは、例えば、図１１（ｂ）に示すように、長方形状の投影形状の外周縁右端部に対応する２段目の発電プレートの端部１０ｂと３段目の発電プレートの端部１０ｃ、又は４段目の発電プレートの端部１０ｄと５段目の発電プレートの端部１０ｅのことである。
【００６８】
また、図１４（ａ）に示すように、接続部２０の内部には、第１の導電部材２１と、第２の導電部材２２とが設けられている。これら第１の導電部材２１及び第２の導電部材２２の構成は任意であるが、具体的には、実施の形態３では、第１の導電部材２１及び第２の導電部材２２は、導電性材料（例えば鋼材等）の棒状体（例えば、ボルトやピン等）にて形成されている。あるいは、これに限られず、例えば、第１の導電部材２１及び第２の導電部材２２は、導線にて形成されてもよい。
また、図１４（ａ）に示すように、第１の導電部材２１は接続部２０に設けられた図示しない孔に挿入され、第２の導電部材２２は接続部２０に設けられた図示しない孔に挿入されている。そして、これら第１の導電部材２１及び第２の導電部材２２は、接続部２０に対して螺合構造又は接着等により固定されている。
【００６９】
ここで、第１の導電部材２１及び第２の導電部材２２の配線方法について説明する。
図１３（ａ）に示すように、発電プレート１０が下方へ凸状に撓んだ場合には、発電プレート１０の平面側の側面に陽極の電流が起電し、発電プレート１０の底面側の側面に陰極の電流が起電する。一方、図１３（ｂ）に示すように、発電プレート１０が上方へ凸状に撓んだ場合には、発電プレート１０の平面側の側面に陰極の電流が起電し、発電プレート１０の底面側の側面に陽極の電流が起電する。これらのことから、図１４（ｂ）に示すように、発電装置１が外部から引張力を受けた場合には、発電プレート１０ａ、１０ｂ、１０ｃは下方へ凸状に撓むので、当該発電プレート１０ａ、１０ｂ、１０ｃの平面側の側面に陽極の電流が起電し、当該発電プレート１０ａ、１０ｂ、１０ｃの底面側の側面に陰極の電流が起電する。
このことを踏まえると、第１の導電部材２１の配線方法については、図１４（ａ）に示すように、第１の導電部材２１が上述した陽極側の配線同士を接続するように、各接続部２０の第１の導電部材２１は、相互に隣接する一対の発電プレート１０の一方の第１の配線１５と、当該一対の発電プレート１０の他方の第１の配線１５とを接続している（具体的には、接続部２０ａの第１の導電部材２１は、発電プレート１０ａの第１の配線１５と、発電プレート１０ｂの第１の配線１５とを接続している等）。また、第２の導電部材２２の配線方法については、図１４（ａ）に示すように、第２の導電部材２２が上述した陰極側の配線同士を接続するように、各接続部２０の第２の導電部材２２は、相互に隣接する一対の発電プレート１０の一方の第２の配線１６と、当該一対の発電プレート１０の他方の第２の配線１６とを接続している（具体的には、接続部２０ａの第２の導電部材２２は、発電プレート１０ａの第２の配線１６と、発電プレート１０ｂの第２の配線１６とを接続している等）。
【００７０】
（構成−外部配線）
外部配線６０ａ、６０ｂは、複数の発電プレート１０にて発生した電力を外部機器に供給するためものである。これら外部配線６０ａ、６０ｂの設置については、外部配線６０ａ、６０ｂの各々が異なる電極となる配線と接続されるように、具体的には、図１０、図１１（ｂ）に示すように、外部配線６０ａは発電プレート１０ａの第１の配線１５と接続されており、外部配線６０ｂは発電プレート１０ｅの第２の配線１６と接続されている。
【００７１】
（発電装置の機能）
このように構成された発電装置１の機能は以下の通りである。図１５は、実施の形態３に係る発電装置１が外力を受けた状態を示す縦断面図であり、（ａ）は発電装置１が外部から引張力を受けた状態、（ｂ）は発電装置１が外部から圧縮力を受けた状態を示す図である。
【００７２】
図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、複数の発電プレート１０がばね構造のように形成されているので、複数の発電プレート１０を曲げ変形させると共に、伸縮変形させることができる。
ここで、図１５（ａ）に示すように、発電装置１が外部から引張力を受けた場合の発電プレート１０ａ〜１０ｅの変形においては、発電プレート１０ａ〜１０ｅの平面側の側面に陽極の電流が起電すると共に、発電プレート１０ａ〜１０ｅの底面側の側面に陰極の電流が起電することで、各発電プレート１０に電圧が発生し、各発電プレート１０の第１の配線１５及び第２の配線１６に電流が流れる。また、図１５（ｂ）に示すように、発電装置１が外部から圧縮力を受けた場合の発電プレート１０ａ〜１０ｅの変形においては、発電プレート１０ａ〜１０ｅの平面側の側面に陰極の電流が起電すると共に、発電プレート１０ａ〜１０ｅの底面側の側面に陽極の電流が起電することで、各発電プレート１０に電圧が発生し、各発電プレート１０の第１の配線１５及び第２の配線１６に電流が流れる。
また、発電プレート１０ａ〜１０ｅの第１の配線１５同士が第１の導電部材２１を介して連結されており、且つ、発電プレート１０ａ〜１０ｅの第２の配線１６同士が第２の導電部材２２を介して連結されているので、発電プレート１０ａ〜１０ｅで発生した電流が、各発電プレート１０の第１の配線１５及び第２の配線１６に流れる。これにより、発電プレート１０ａ〜１０ｅで発生した電力を、外部配線６０ａ、６０ｂを介して外部機器に供給することができる。
【００７３】
（効果）
このように実施の形態３によれば、発電プレート１０ａ〜１０ｅの中で、相互に隣接する一対の発電プレート１０の一方の第１の配線１５と、当該一対の発電プレート１０の他方の第１の配線１５とを接続する第１の導電部材２１と、当該一対の発電プレート１０の一方の第２の配線１６と、当該一対の発電プレート１０の他方の第２の配線１６とを接続する第２の導電部材２２とを、当該一対の発電プレート１０を接続する接続部２０の内部に設けたので、発電プレート１０ａ〜１０ｅ毎に電力を供給するための配線を接続する場合に比べて当該配線の数を減らすことができ、当該配線の手間を省くことができる。また、第１の導電部材２１と第２の導電部材２２を外部に露出させずに済み、発電装置１の外観を維持しながら、発電装置１にて発生した電力を外部機器に供給することができる。
【００７４】
〔実施の形態４〕
次に、実施の形態４について説明する。この形態は、相互に隣接する一対の発電プレートに、変形形状調整手段を設けた形態である。なお、実施の形態３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３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。
【００７５】
（構成）
まず、実施の形態４に係る発電装置の構成について説明する。図１６（ａ）は実施の形態４に係る発電装置の平面図、図１６（ｂ）は発電装置の側面図である。図１７は、実施の形態４に係る発電装置の起電状況を示す縦断面図であり、（ａ）は変形前の状態を示す図であり、（ｂ）は変形後の状態を示す図である。これら各図に示すように、実施の形態４に係る発電装置１は、実施の形態３の発電装置１の構成要素に対して、さらに変形形状調整部７０ａ、７０ｂを加えて構成されている。
【００７６】
（構成−変形形状調整部）
変形形状調整部７０ａ、７０ｂは、複数の発電プレート１０の中で、相互に隣接する一対の発電プレート１０の変形形状を調整するための変形形状調整手段である。これら変形形状調整部７０ａ、７０ｂは、鋼材等にて形成された板状体を略コの字状に曲折してなるものである。
また、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、この変形形状調整部７０ａは、発電プレート１０ａ、１０ｂにおける接続部２０ａに接続されている部分に設けられており、当該接続部２０ａに接続されている部分を挟持するように配置され、発電プレート１０ａ、１０ｂに対して固定具等によって固定されている。また、この変形形状調整部７０ｂは、発電プレート１０ｃ、１０ｄにおける接続部２０ｃに接続されている部分に設けられており、当該接続部２０ｃに接続されている部分を挟持するように配置され、発電プレート１０ｃ、１０ｄに対して固定具等によって固定されている。
【００７７】
（構成−接続部）
ここで、第１の導電部材２１及び第２の導電部材２２の配線方法について説明する。
図１３（ａ）に示す発電プレート１０の起電状況からすると、図１７（ｂ）に示すように、発電装置１が外部から引張力を受けた場合には、発電プレート１０ａ、１０ｃは下方へ凸状に撓むので、当該発電プレート１０ａ、１０ｃの平面側の側面に陽極の電流が起電し、当該発電プレート１０ａ、１０ｃの底面側の側面に陰極の電流が起電する。また、図１３（ｂ）に示す発電プレート１０の起電状況からすると、図１７（ｂ）に示すように、発電プレート１０ｂは変形形状調整部７０ａによって上方へ凸状に撓むので、当該発電プレート１０ｂの平面側の側面に陰極の電流が起電し、当該発電プレート１０ｂの底面側の側面に陽極の電流が起電する。
これらのことを踏まえると、第１の導電部材２１の配線方法については、図１７（ａ）に示すように、第１の導電部材２１が上述した陽極側の配線同士を接続するように、各接続部２０の第１の導電部材２１は、相互に隣接する一対の発電プレート１０の一方の第１の配線１５と、当該一対の発電プレート１０の他方の第２の配線１６とを接続している（具体的には、接続部２０ａの第１の導電部材２１は、発電プレート１０ａの第１の配線１５と、発電プレート１０ｂの第２の配線１６とを接続している等）。また、第２の導電部材２２の配線方法については、図１７（ａ）に示すように、第２の導電部材２２が上述した陰極側の配線同士を接続するように、各接続部２０の第２の導電部材２２は、相互に隣接する一対の発電プレート１０の一方の第２の配線１６と、当該一対の発電プレート１０の他方の第１の配線１５とを接続している（具体的には、接続部２０ａの第２の導電部材２２は、発電プレート１０ａの第２の配線１６と、発電プレート１０ｂの第１の配線１５とを接続している等）。
【００７８】
（発電装置の機能）
このように構成された発電装置１の機能は以下の通りである。図１８は、実施の形態４に係る発電装置１が外力を受けた状態を示す縦断面図であり、（ａ）は発電装置１が外部から引張力を受けた状態、（ｂ）は発電装置１が外部から圧縮力を受けた状態を示す図である。
【００７９】
図１８（ａ）に示すように、この発電装置１が外部から引張力を受けた場合の発電プレート１０ａ〜１０ｅの変形においては、発電プレート１０ａ、１０ｃ、１０ｅの平面側の側面、及び発電プレート１０ｂ、１０ｄの底面側の側面に陽極の電流が起電すると共に、発電プレート１０ａ、１０ｃ、１０ｅの底面側の側面、及び発電プレート１０ｂ、１０ｄの平面側の側面に陰極の電流が起電することで、各発電プレート１０に電圧が発生し、各発電プレート１０の第１の配線１５及び第２の配線１６に電流が流れる。また、発電装置１が外部から圧縮力を受けた場合の発電プレート１０ａ〜１０ｅの変形においては、図１８（ｂ）に示すように、発電プレート１０ａ、１０ｃ、１０ｅの底面側の側面、及び発電プレート１０ｂ、１０ｄの平面側の側面に陽極の電流が起電すると共に、発電プレート１０ａ、１０ｃ、１０ｅの平面側の側面、及び発電プレート１０ｂ、１０ｄの底面側の側面に陰極の電流が起電することで、各発電プレート１０に電圧が発生し、各発電プレート１０の第１の配線１５及び第２の配線１６に電流が流れる。
また、発電プレート１０ａの第１の配線１５と発電プレート１０ｂの第２の配線１６、発電プレート１０ｂの第１の配線１５と発電プレート１０ｃの第２の配線１６、発電プレート１０ｃの第１の配線１５と発電プレート１０ｄの第２の配線１６、発電プレート１０ｄの第１の配線１５と発電プレート１０ｅの第２の配線１６が、第１の導電部材２１を介して連結されていると共に、発電プレート１０ａの第２の配線１６と発電プレート１０ｂの第１の配線１５、発電プレート１０ｂの第２の配線１６と発電プレート１０ｃの第１の配線１５、発電プレート１０ｃの第２の配線１６と発電プレート１０ｄの第１の配線１５、発電プレート１０ｄの第２の配線１６と発電プレート１０ｅの第１の配線１５が、第２の導電部材２２を介して連結されている。このことから、発電プレート１０ａ〜１０ｅで発生した電流が、各発電プレート１０の第１の配線１５及び第２の配線１６に流れる。
【００８０】
（効果）
このように実施の形態４によれば、発電プレート１０ａ〜１０ｅの中で、相互に隣接する一対の発電プレート１０の一方の第１の配線１５と、当該一対の発電プレート１０の他方の第２の配線１６とを接続する第１の導電部材２１と、当該一対の発電プレート１０の一方の第２の配線１６と、当該一対の発電プレート１０の他方の第１の配線１５とを接続する第２の導電部材２２とを、当該一対の発電プレート１０を接続する接続部２０の内部に設けたので、発電プレート１０ａ〜１０ｅ毎に電力を供給するための配線を接続する場合に比べて当該配線の数を減らすことができ、当該配線の手間を省くことができる。
【００８１】
また、発電プレート１０ａ〜１０ｅの中で、相互に隣接する一対の発電プレート１０における接続部２０に接続されている部分に、当該一対の発電プレート１０の変形形状を調整するための変形形状調整部７０ａ、７０ｂを設けたので、各発電プレート１０の変形を任意に調整することができ、様々な状況下に応じた発電を行うことができる。
【００８２】
〔実施の形態に対する変形例〕
以上、本発明に係る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。
【００８３】
（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。
【００８４】
（発電プレートについて）
実施の形態１では、複数の発電プレート１０の各々の形状は同一の板面積を有する正方形状にて形成されていると説明したが、これに限られず、例えば同一形状と同一の板面積を有する方形状（例えば三角形、五角形等）、扇状、円形状等にて形成されてもよい。
【００８５】
また、実施の形態２では、複数の発電プレート１０の各々の形状は同一の形状及び同一の板面積を有する長方形状にて形成されていると説明したが、これに限られず、例えば同一の形状及び同一の板面積を有する方形状（例えば三角形等）、円形状等にて形成されてもよい。
【００８６】
また、実施の形態１、２では、各発電プレート１０は振動板を備えて構成されると説明したが、例えば振動板を省略してもよい。
【００８７】
また、各実施の形態では、圧電素子は発電プレート１０と同一の形状、かつ発電プレート１０よりも小さな板面積にて形成されていると説明したが、例えば、圧電素子が発電プレート１０と異なる形状、かつ発電プレート１０と同一の板面積にて形成されてもよい。
また、各実施の形態では、振動板は発電プレート１０と同一の形状、かつ同一の板面積にて形成されていると説明したが、例えば、振動板が発電プレート１０と異なる形状、かつ発電プレート１０よりも小さな板面積にて形成されてもよい。
【００８８】
また、実施の形態１、２では、振動板の側面の一方には圧電素子が設けられていると説明したが（ユニモルフ型）、例えば、振動板の両側面に圧電素子が各々設けられてもよい（バイモルフ型）。あるいは、振動板を省略してもよい。また、振動板と圧電素子の平面形状や厚みは、相互に同一であってもよく、あるいは相互に異なるものであってもよい。また、圧電素子を保護等するため、圧電素子の全体又は一部を樹脂（ピエソフィルム等）で覆ってもよい。
【００８９】
（接続部について）
各実施の形態では、接続部２０は、複数の発電プレート１０の中で、相互に隣接する一対の発電プレート１０の相互間に設けられると説明したが、これに限られない。この接続部２０は、相互に隣接する一対の発電プレート１０とのスペースを維持することができ、且つ当該一対の発電プレート１０と接続できればよいので、例えば、当該一対の発電プレート１０の周縁に設けられてもよい。
【００９０】
（重りについて）
実施の形態２の発電装置１は重り３０を備えて構成されると説明したが、実施の形態１、３、４の発電装置１が重り３０を備えて構成されてもよい。この場合には、例えば重り３０と５段目の発電プレート１０ｅとの接続位置５０は、５段目の発電プレート１０ｅの隅部のうち第４接続位置５０ｄとなる隅部以外の隅部であってもよい。これにより、５段目の発電プレート１０ｅを効果的に変形させることができる。
【００９１】
（接続部の接続位置について）
実施の形態１では、複数の発電プレート１０の各々が正方形状にて形成された場合の複数の接続位置５０は、第１接続位置５０ａと、第２接続位置５０ｂと、第３接続位置５０ｃと、第４接続位置５０ｄとを含むものと説明したが、これに限られず、これら４つの接続位置５０よりも少ないものであってもよく、又は多いものであってもよい。例えば、第１接続位置と第２接続位置のみにおいて交互に接続してもよい。
【００９２】
例えば、この複数の接続位置５０は、二以上の接続位置５０を含むものであればよく、第１接続位置５０ａと第３接続位置５０ｃとを含むもの、又は第１接続位置５０ａと、第２接続位置５０ｂと、第３接続位置５０ｃとを含むもの等であってもよい。
【００９３】
また、接続位置５０は、例えば第１接続位置５０ａのように相互に隣接する一対の発電プレート１０の各々の隅部でなくてもよく、当該一対の発電プレート１０の各々の隅部間の中間点であってもよい。よって、例えば、複数の接続位置５０は、第１接続位置５０ａと、第２接続位置５０ｂと、第３接続位置５０ｃと、第４接続位置５０ｄとを含み、さらに上述した中間点の接続位置を含むもの等であってもよい。
【００９４】
また、実施の形態２では、各接続部２０は、相互に隣接する一対の発電プレート１０と接着剤や溶接等によって接続されていると説明したが、これに限られない。例えば、各接続部２０は、相互に隣接する一対の発電プレート１０とボルト等によって接続されてもよい。これにより、各接続部２０のボルトを緩めることにより、各接続部２０と接続された発電プレート１０の向きを任意に変えることができるので、発電装置１の設置性を一層向上させることができる。
【符号の説明】
【００９５】
１  発電装置
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ  発電プレート
１１ａ、１１ｂ  圧電素子
１２  振動板
１３ａ、１３ｂ  第１の孔
１４ａ、１４ｂ  第２の孔
１５  第１の配線
１６  第２の配線
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ  接続部
２１  第１の導電部材
２２  第２の導電部材
３０  重り
５０  接続位置
５０ａ  第１接続位置
５０ｂ  第２接続位置
５０ｃ  第３接続位置
５０ｄ  第４接続位置
６０ａ、６０ｂ  外部配線
７０ａ、７０ｂ  変形形状調整部
【図１】
2013143874.tif 000003
【図２】
2013143874.tif 000004
【図３】
2013143874.tif 000005
【図４】
2013143874.tif 000006
【図５】
2013143874.tif 000007
【図６】
2013143874.tif 000008
【図７】
2013143874.tif 000009
【図８】
2013143874.tif 000010
【図９】
2013143874.tif 000011
【図１０】
2013143874.tif 000012
【図１１】
2013143874.tif 000013
【図１２】
2013143874.tif 000014
【図１３】
2013143874.tif 000015
【図１４】
2013143874.tif 000016
【図１５】
2013143874.tif 000017
【図１６】
2013143874.tif 000018
【図１７】
2013143874.tif 000019
【図１８】
2013143874.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成24年4月6日(2012.4.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外力を発電素子を介して電気に変換する発電装置であって、
前記発電素子を振動板に固定して構成された複数の発電プレートであって、各発電プレートの少なくとも一部が積層状に重合するように相互に間隔を隔てて並設された複数の発電プレートと、
前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、相互の重合範囲において接続する複数の接続手段とを備え、
前記複数の発電プレートに対する前記接続手段による複数の接続位置を、前記複数の発電プレートの並設方向に対する直交面における前記複数の発電プレートの投影形状の周縁位置であって、前記並設方向に沿った順に、前記投影形状の周縁を所定の一方向に沿って順次移動する位置とし、
前記発電プレートの形状を、前記直交面における投影形状が長方形状となる平板形状とし、
前記複数の発電プレートの各々に沿った平面が相互に交差しないように、前記発電プレートの長手方向における各端部のみが積層状に重合されるように、かつ、前記投影形状が方形環状になるように、前記複数の発電プレートを並設し、
前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、各発電プレートの端部において前記接続手段にて接続し、
前記並設方向における最も外側の端部に配置された前記発電プレートに対して、前記並設方向に沿った外力であって非変形状態における前記振動板に直交する方向に沿った外力を加えることにより、前記振動板が変形可能となり、前記方形環状に並設された前記複数の発電プレートが前記並設方向に沿って伸縮可能となる、
発電装置。
【請求項２】
外力を発電素子を介して電気に変換する発電装置であって、
前記発電素子を振動板に固定して構成された複数の発電プレートであって、前記複数の発電プレートの各々に沿った平面が相互に交差しないように、かつ、各発電プレートの少なくとも一部が積層状に重合するように相互に間隔を隔てて並設された複数の発電プレートと、
前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、相互の重合範囲において接続する複数の接続手段とを備え、
前記複数の発電プレートに対する前記接続手段による複数の接続位置を、前記複数の発電プレートの並設方向に対する直交面における前記複数の発電プレートの投影形状の周縁位置であって、前記並設方向に沿った順に、前記投影形状の周縁を所定の一方向に沿って順次移動する位置とし、
前記接続手段により、前記相互に隣接する一対の発電プレートの間における当該発電プレートの変形スペースを維持可能とした、
発電装置。
【請求項３】
前記発電プレートの形状を、前記直交面における投影形状が方形状となる平板形状とし、
各発電プレートを、その相互の重心が前記並設方向に沿って同一位置に位置するように、前記複数の発電プレートを並設し、
前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、各発電プレートの隅部において前記接続手段にて接続した、
請求項２に記載の発電装置。
【請求項４】
各発電プレートの全部が積層状に重合されるように、前記複数の発電プレートを並設し、
前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、各発電プレートの隅部において前記接続手段にて接続した、
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うち、前記並設方向における最外側に配置される発電プレートに、重りを接続した、
請求項１から４のいずれか一項に記載の発電装置。
【請求項６】
前記発電プレートは、前記発電素子における第１の電極側の側面に接続された第１の配線と、前記発電素子における第２の電極側の側面に接続された第２の配線と、を備え、
前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートの一方の前記第１の配線と、当該一対の前記発電プレートの他方の前記第１の配線又は前記第２の配線とを接続する第１の導電部材と、当該一対の前記発電プレートの一方の前記第２の配線と、当該一対の前記発電プレートの他方の前記第１の配線又は前記第２の配線とを接続する第２の導電部材とを、当該一対の前記発電プレートを接続する前記接続手段の内部に設けた、
請求項１から５のいずれか一項に記載の発電装置。
【請求項７】
前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートにおける前記接続手段に接続されている部分に、当該一対の発電プレートの変形形状を調整するための変形形状調整手段を設けた、
請求項６に記載の発電装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
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、外力を発電素子を介して電気に変換する発電装置であって、前記発電素子を振動板に固定して構成された複数の発電プレートであって、各発電プレートの少なくとも一部が積層状に重合するように相互に間隔を隔てて並設された複数の発電プレートと、前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、相互の重合範囲において接続する複数の接続手段とを備え、前記複数の発電プレートに対する前記接続手段による複数の接続位置を、前記複数の発電プレートの並設方向に対する直交面における前記複数の発電プレートの投影形状の周縁位置であって、前記並設方向に沿った順に、前記投影形状の周縁を所定の一方向に沿って順次移動する位置とし、前記発電プレートの形状を、前記直交面における投影形状が長方形状となる平板形状とし、前記複数の発電プレートの各々に沿った平面が相互に交差しないように、前記発電プレートの長手方向における各端部のみが積層状に重合されるように、かつ、前記投影形状が方形環状になるように、前記複数の発電プレートを並設し、前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、各発電プレートの端部において前記接続手段にて接続し、前記並設方向における最も外側の端部に配置された前記発電プレートに対して、前記並設方向に沿った外力であって非変形状態における前記振動板に直交する方向に沿った外力を加えることにより、前記振動板が変形可能となり、前記方形環状に並設された前記複数の発電プレートが前記並設方向に沿って伸縮可能となる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、請求項２に記載の発電装置は、外力を発電素子を介して電気に変換する発電装置であって、前記発電素子を振動板に固定して構成された複数の発電プレートであって、前記複数の発電プレートの各々に沿った平面が相互に交差しないように、かつ、各発電プレートの少なくとも一部が積層状に重合するように相互に間隔を隔てて並設された複数の発電プレートと、前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、相互の重合範囲において接続する複数の接続手段とを備え、前記複数の発電プレートに対する前記接続手段による複数の接続位置を、前記複数の発電プレートの並設方向に対する直交面における前記複数の発電プレートの投影形状の周縁位置であって、前記並設方向に沿った順に、前記投影形状の周縁を所定の一方向に沿って順次移動する位置とし、前記接続手段により、前記相互に隣接する一対の発電プレートの間における当該発電プレートの変形スペースを維持可能とした。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、請求項３に記載の発電装置は、請求項２に記載の発電装置において、前記発電プレートの形状を、前記直交面における投影形状が方形状となる平板形状とし、各発電プレートを、その相互の重心が前記並設方向に沿って同一位置に位置するように、前記複数の発電プレートを並設し、前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、各発電プレートの隅部において前記接続手段にて接続した。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
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、各発電プレートの全部が積層状に重合されるように、前記複数の発電プレートを並設し、前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、各発電プレートの隅部において前記接続手段にて接続した。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
請求項１、２に記載の発電装置によれば、複数の発電プレートに対する接続手段による複数の接続位置を、複数の発電プレートの並設方向に対する直交面における複数の発電プレートの投影形状の周縁位置であって、並設方向に沿った順に、投影形状の周縁を所定の一方向に沿って順次移動する位置としたので、複数の発電プレートを全体としてばね構造のように形成することができ、複数の発電プレートを曲げ変形させるだけでなく、複数の発電プレートをばねのように伸縮変形させることができる。そのため、各発電素子の変形量を増大させることができ、発電効率を向上させることができる。
また、請求項１に記載の発電装置によれば、各発電プレートの長手方向における各端部のみが積層状に重合されるように、かつ、投影形状が方形環状になるように、複数の発電プレートを並設し、複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の発電プレートを、各発電プレートの端部において接続手段にて接続したので、接続位置間の距離を長くとることができる。そのため、各発電素子を効果的に変形させることができ、発電効率を一層向上させることができる。また、複数の発電プレートをらせん状に形成することができる。そのため、複数の発電プレートの全部が積層状に重合されている発電装置に比べて、投影形状の面積を減らすことができ、発電装置の設置スペースの効率化を図ることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、請求項３に記載の発電装置によれば、各発電プレートを、その相互の重心が並設方向に沿って同一位置に位置するように、複数の発電プレートを並設し、複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の発電プレートを、各発電プレートの隅部において接続手段にて接続したので、接続位置間の距離を長くとることができる。そのため、各発電素子を効果的に変形させることができ、発電効率を一層向上させることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、請求項４に記載の発電装置によれば、各発電プレートの全部が積層状に重合されるように、複数の発電プレートを並設し、複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の発電プレートを、各発電プレートの隅部において接続手段にて接続したので、複数の発電プレートの少なくとも一部が積層状に重合されていない発電装置に比べて、発電装置における複数の発電プレートの並設方向に直交する方向の長さをコンパクトにすることができ、発電装置の設置性を向上させることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正書】
【提出日】平成24年8月17日(2012.8.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外力を発電素子を介して電気に変換する発電装置であって、
前記発電素子を振動板に固定して構成された複数の発電プレートであって、各発電プレートの少なくとも一部が積層状に重合するように相互に間隔を隔てて並設された複数の発電プレートと、
前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、相互の重合範囲において接続する接続手段であって、前記振動板よりも強度の高い材料にて形成した複数の接続手段とを備え、
前記複数の発電プレートに対する前記接続手段による複数の接続位置を、前記複数の発電プレートの並設方向に対する直交面における前記複数の発電プレートの投影形状の周縁位置であって、前記並設方向に沿った順に、前記投影形状の周縁を所定の一方向に沿って順次移動する位置とし、
前記発電プレートの形状を、前記直交面における投影形状が長方形状となる平板形状とし、
前記複数の発電プレートの各々に沿った平面が相互に交差しないように、前記発電プレートの長手方向における各端部のみが積層状に重合されるように、かつ、前記投影形状が方形環状になるように、前記複数の発電プレートを並設し、
前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、各発電プレートの端部において前記接続手段にて接続し、
前記並設方向における最も外側の端部に配置された前記発電プレートに対して、前記並設方向に沿った外力であって非変形状態における前記振動板に直交する方向に沿った外力を加えることにより、前記振動板が変形可能となり、前記方形環状に並設された前記複数の発電プレートが前記並設方向に沿って伸縮可能となり、
前記接続手段によって接続された前記複数の発電プレートの端部同士の接続箇所のうち、前記並設方向に沿って相互に重合する複数の接続箇所の相互間に、前記並設方向に沿った前記接続手段の高さの複数倍以上の高さの空間部を形成した、
発電装置。
【請求項２】
外力を発電素子を介して電気に変換する発電装置であって、
前記発電素子を振動板に固定して構成された複数の発電プレートであって、前記複数の発電プレートの各々に沿った平面が相互に交差しないように、かつ、各発電プレートの少なくとも一部が積層状に重合するように相互に間隔を隔てて並設された複数の発電プレートと、
前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、相互の重合範囲において接続する複数の接続手段とを備え、
前記複数の発電プレートに対する前記接続手段による複数の接続位置を、前記複数の発電プレートの並設方向に対する直交面における前記複数の発電プレートの投影形状の周縁位置であって、前記並設方向に沿った順に、前記投影形状の周縁を所定の一方向に沿って順次移動する位置とし、
前記接続手段により、前記相互に隣接する一対の発電プレートの間における当該発電プレートの変形スペースを維持可能とし、
前記発電プレートの形状を、前記直交面における投影形状が方形状となる平板形状とし、
各発電プレートを、その相互の重心が前記並設方向に沿って同一位置に位置するように、前記複数の発電プレートを並設し、
前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、各発電プレートの隅部において前記接続手段にて接続した、
発電装置。
【請求項３】
各発電プレートの全部が積層状に重合されるように、前記複数の発電プレートを並設し、
前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、各発電プレートの隅部において前記接続手段にて接続した、
請求項２に記載の発電装置。
【請求項４】
前記複数の発電プレートのうち、前記並設方向における最外側に配置される発電プレートに、重りを接続した、
請求項１から３のいずれか一項に記載の発電装置。
【請求項５】
外力を発電素子を介して電気に変換する発電装置であって、
前記発電素子を振動板に固定して構成された複数の発電プレートであって、前記複数の発電プレートの各々に沿った平面が相互に交差しないように、かつ、各発電プレートの少なくとも一部が積層状に重合するように相互に間隔を隔てて並設された複数の発電プレートと、
前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、相互の重合範囲において接続する複数の接続手段とを備え、
前記複数の発電プレートに対する前記接続手段による複数の接続位置を、前記複数の発電プレートの並設方向に対する直交面における前記複数の発電プレートの投影形状の周縁位置であって、前記並設方向に沿った順に、前記投影形状の周縁を所定の一方向に沿って順次移動する位置とし、
前記発電プレートは、前記発電素子における第１の電極側の側面に接続された第１の配線と、前記発電素子における第２の電極側の側面に接続された第２の配線と、を備え、
前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートの一方の前記第１の配線と、当該一対の前記発電プレートの他方の前記第１の配線又は前記第２の配線とを接続する第１の導電部材と、当該一対の前記発電プレートの一方の前記第２の配線と、当該一対の前記発電プレートの他方の前記第１の配線又は前記第２の配線とを接続する第２の導電部材とを、当該一対の前記発電プレートを接続する前記接続手段の内部に設けた、
発電装置。
【請求項６】
前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートにおける前記接続手段に接続されている部分に、当該一対の発電プレートの変形形状を調整するための変形形状調整手段を設けた、
請求項５に記載の発電装置。
【請求項７】
前記直交面に沿った面内において、前記接続手段に対する前記発電プレートの向きを固定可能及び変更可能とした、
請求項１から６のいずれか一項に記載の発電装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
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、外力を発電素子を介して電気に変換する発電装置であって、前記発電素子を振動板に固定して構成された複数の発電プレートであって、各発電プレートの少なくとも一部が積層状に重合するように相互に間隔を隔てて並設された複数の発電プレートと、前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、相互の重合範囲において接続する接続手段であって、前記振動板よりも強度の高い材料にて形成した複数の接続手段とを備え、前記複数の発電プレートに対する前記接続手段による複数の接続位置を、前記複数の発電プレートの並設方向に対する直交面における前記複数の発電プレートの投影形状の周縁位置であって、前記並設方向に沿った順に、前記投影形状の周縁を所定の一方向に沿って順次移動する位置とし、前記発電プレートの形状を、前記直交面における投影形状が長方形状となる平板形状とし、前記複数の発電プレートの各々に沿った平面が相互に交差しないように、前記発電プレートの長手方向における各端部のみが積層状に重合されるように、かつ、前記投影形状が方形環状になるように、前記複数の発電プレートを並設し、前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、各発電プレートの端部において前記接続手段にて接続し、前記並設方向における最も外側の端部に配置された前記発電プレートに対して、前記並設方向に沿った外力であって非変形状態における前記振動板に直交する方向に沿った外力を加えることにより、前記振動板が変形可能となり、前記方形環状に並設された前記複数の発電プレートが前記並設方向に沿って伸縮可能となり、前記接続手段によって接続された前記複数の発電プレートの端部同士の接続箇所のうち、前記並設方向に沿って相互に重合する複数の接続箇所の相互間に、前記並設方向に沿った前記接続手段の高さの複数倍以上の高さの空間部を形成した。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、請求項２に記載の発電装置は、外力を発電素子を介して電気に変換する発電装置であって、前記発電素子を振動板に固定して構成された複数の発電プレートであって、前記複数の発電プレートの各々に沿った平面が相互に交差しないように、かつ、各発電プレートの少なくとも一部が積層状に重合するように相互に間隔を隔てて並設された複数の発電プレートと、前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、相互の重合範囲において接続する複数の接続手段とを備え、前記複数の発電プレートに対する前記接続手段による複数の接続位置を、前記複数の発電プレートの並設方向に対する直交面における前記複数の発電プレートの投影形状の周縁位置であって、前記並設方向に沿った順に、前記投影形状の周縁を所定の一方向に沿って順次移動する位置とし、前記接続手段により、前記相互に隣接する一対の発電プレートの間における当該発電プレートの変形スペースを維持可能とし、前記発電プレートの形状を、前記直交面における投影形状が方形状となる平板形状とし、各発電プレートを、その相互の重心が前記並設方向に沿って同一位置に位置するように、前記複数の発電プレートを並設し、前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、各発電プレートの隅部において前記接続手段にて接続した。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、請求項３に記載の発電装置は、請求項２に記載の発電装置において、各発電プレートの全部が積層状に重合されるように、前記複数の発電プレートを並設し、前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、各発電プレートの隅部において前記接続手段にて接続した。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、請求項４に記載の発電装置は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発電装置において、前記複数の発電プレートのうち、前記並設方向における最外側に配置される発電プレートに、重りを接続した。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、請求項５に記載の発電装置は、外力を発電素子を介して電気に変換する発電装置であって、前記発電素子を振動板に固定して構成された複数の発電プレートであって、前記複数の発電プレートの各々に沿った平面が相互に交差しないように、かつ、各発電プレートの少なくとも一部が積層状に重合するように相互に間隔を隔てて並設された複数の発電プレートと、前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートを、相互の重合範囲において接続する複数の接続手段とを備え、前記複数の発電プレートに対する前記接続手段による複数の接続位置を、前記複数の発電プレートの並設方向に対する直交面における前記複数の発電プレートの投影形状の周縁位置であって、前記並設方向に沿った順に、前記投影形状の周縁を所定の一方向に沿って順次移動する位置とし、前記発電プレートは、前記発電素子における第１の電極側の側面に接続された第１の配線と、前記発電素子における第２の電極側の側面に接続された第２の配線と、を備え、前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートの一方の前記第１の配線と、当該一対の前記発電プレートの他方の前記第１の配線又は前記第２の配線とを接続する第１の導電部材と、当該一対の前記発電プレートの一方の前記第２の配線と、当該一対の前記発電プレートの他方の前記第１の配線又は前記第２の配線とを接続する第２の導電部材とを、当該一対の前記発電プレートを接続する前記接続手段の内部に設けた。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、請求項６に記載の発電装置は、請求項５に記載の発電装置において、前記複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の前記発電プレートにおける前記接続手段に接続されている部分に、当該一対の発電プレートの変形形状を調整するための変形形状調整手段を設けた。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、請求項７に記載の発電装置は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発電装置において、前記直交面に沿った面内において、前記接続手段に対する前記発電プレートの向きを固定可能及び変更可能とした。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
請求項１に記載の発電装置によれば、複数の発電プレートに対する接続手段による複数の接続位置を、複数の発電プレートの並設方向に対する直交面における複数の発電プレートの投影形状の周縁位置であって、並設方向に沿った順に、投影形状の周縁を所定の一方向に沿って順次移動する位置としたので、複数の発電プレートを全体としてばね構造のように形成することができ、複数の発電プレートを曲げ変形させるだけでなく、複数の発電プレートをばねのように伸縮変形させることができる。そのため、各発電素子の変形量を増大させることができ、発電効率を向上させることができる。
また、各発電プレートの長手方向における各端部のみが積層状に重合されるように、かつ、投影形状が方形環状になるように、複数の発電プレートを並設し、複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の発電プレートを、各発電プレートの端部において接続手段にて接続したので、接続位置間の距離を長くとることができる。そのため、各発電素子を効果的に変形させることができ、発電効率を一層向上させることができる。また、複数の発電プレートをらせん状に形成することができる。そのため、複数の発電プレートの全部が積層状に重合されている発電装置に比べて、投影形状の面積を減らすことができ、発電装置の設置スペースの効率化を図ることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
請求項２に記載の発電装置によれば、複数の発電プレートに対する接続手段による複数の接続位置を、複数の発電プレートの並設方向に対する直交面における複数の発電プレートの投影形状の周縁位置であって、並設方向に沿った順に、投影形状の周縁を所定の一方向に沿って順次移動する位置としたので、複数の発電プレートを全体としてばね構造のように形成することができ、複数の発電プレートを曲げ変形させるだけでなく、複数の発電プレートをばねのように伸縮変形させることができる。そのため、各発電素子の変形量を増大させることができ、発電効率を向上させることができる。
また、各発電プレートを、その相互の重心が並設方向に沿って同一位置に位置するように、複数の発電プレートを並設し、複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の発電プレートを、各発電プレートの隅部において接続手段にて接続したので、接続位置間の距離を長くとることができる。そのため、各発電素子を効果的に変形させることができ、発電効率を一層向上させることができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、請求項３に記載の発電装置によれば、各発電プレートの全部が積層状に重合されるように、複数の発電プレートを並設し、複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の発電プレートを、各発電プレートの隅部において接続手段にて接続したので、複数の発電プレートの少なくとも一部が積層状に重合されていない発電装置に比べて、発電装置における複数の発電プレートの並設方向に直交する方向の長さをコンパクトにすることができ、発電装置の設置性を向上させることができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、請求項４に記載の発電装置によれば、複数の発電プレートのうち、並設方向における最外側に配置される発電プレートに、重りを接続したので、複数の発電プレートを特定の振動数にて共振させることができる。そのため、各発電素子を繰り返し変形させることができ、発電効率をさらに一層向上させることができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、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中で、相互に隣接する一対の発電プレートの一方の第１の配線と、当該一対の発電プレートの他方の第１の配線又は第２の配線とを接続する第１の導電部材と、当該一対の発電プレートの一方の第２の配線と、当該一対の発電プレートの他方の第１の配線又は第２の配線とを接続する第２の導電部材とを、当該一対の発電プレートを接続する接続手段の内部に設けたので、各発電プレート毎に電力を供給するための配線を接続する場合に比べて当該配線の数を減らすことができ、当該配線の手間を省くことができる。また、第１の導電部材と第２の導電部材を外部に露出させずに済み、発電装置の外観を維持しながら、発電装置にて発生した電力を外部機器に供給することができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
また、請求項６に記載の発電装置によれば、複数の発電プレートの中で、相互に隣接する一対の発電プレートにおける接続手段に接続されている部分に、当該一対の発電プレートの変形形状を調整するための変形形状調整手段を設けているので、各発電プレートの変形を任意に調整することができ、様々な状況下に応じた発電を行うことができる。