[發(fā)明專利]振動(dòng)發(fā)電元件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780071712.4
• 申請(qǐng)日: 2017-11-13
• 公開（公告）號(hào): CN109997305B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 年吉洋;藤田博之;蘆澤久幸;三屋裕幸;石橋和德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)立大學(xué)法人東京大學(xué);株式會(huì)社鷺宮制作所
• 主分類號(hào): H02N1/00
• 分類號(hào): H02N1/00
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 丁文蘊(yùn);金成哲

振動(dòng)發(fā)電元件具備：第一電極；第二電極，其相對(duì)于第一電極沿預(yù)定的方向移動(dòng)；第三電極；第四電極，其相對(duì)于第三電極沿預(yù)定的方向移動(dòng)；以及支撐部，其以能夠沿預(yù)定的方向移動(dòng)的方式支撐第二電極和第四電極，第一電極和第三電極沿預(yù)定的方向配置，第一電極與第二電極的對(duì)置面的至少一方、和第三電極與第四電極的對(duì)置面的至少一方帶電，支撐部以第一電極與第二電極的靜電力、和第三電極與第四電極的靜電力沿預(yù)定的方向平衡的狀態(tài)支撐第二電極和第四電極。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及振動(dòng)發(fā)電元件。

背景技術(shù)

近年來，作為從環(huán)境中獲取能量的能量收集技術(shù)之一，使用振動(dòng)發(fā)電元件(振動(dòng)發(fā)電裝置)而從環(huán)境振動(dòng)進(jìn)行發(fā)電的方法備受矚目。在這種用途的振動(dòng)發(fā)電元件中，為了得到小型且高的發(fā)電效率，提出了利用駐極體產(chǎn)生的靜電力的方案。在例如專利文獻(xiàn)1中公開了一種靜電感應(yīng)型轉(zhuǎn)換元件，其利用軟X射線，在分別形成于可動(dòng)部和固定部的梳齒電極的垂直面形成駐極體。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本國(guó)專利第5551914號(hào)說明書

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的課題

專利文獻(xiàn)1所記載的靜電感應(yīng)轉(zhuǎn)換元件通過利用環(huán)境振動(dòng)而使可動(dòng)部在預(yù)定方向上激振來進(jìn)行發(fā)電。此時(shí)，對(duì)置的梳齒電極的駐極體面的重疊面積變化，由此，通過作用于梳齒電極間的靜電力將力學(xué)上的能量轉(zhuǎn)換為靜電能量，能夠產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。但是，要想得到更大的電動(dòng)勢(shì)，在可動(dòng)部的振動(dòng)方向上需要充足的空間，存在導(dǎo)致靜電感應(yīng)轉(zhuǎn)換元件大型化之類的問題。

用于解決課題的方案

根據(jù)本發(fā)明的第一方案，振動(dòng)發(fā)電元件具備：第一電極；第二電極，其相對(duì)于上述第一電極沿預(yù)定的方向移動(dòng)；第三電極；第四電極，其相對(duì)于上述第三電極沿上述預(yù)定的方向移動(dòng)；以及支撐部，其以能夠沿上述預(yù)定的方向移動(dòng)的方式支撐上述第二電極和上述第四電極，上述第一電極和上述第三電極沿上述預(yù)定的方向配置，上述第一電極與上述第二電極的對(duì)置面的至少一方、和上述第三電極與上述第四電極的對(duì)置面的至少一方帶電，上述支撐部以上述第一電極與上述第二電極的靜電力、和上述第三電極與上述第四電極的靜電力沿上述預(yù)定的方向平衡的狀態(tài)支撐上述第二電極和上述第四電極。

根據(jù)本發(fā)明的第二方案，在第一方案的振動(dòng)發(fā)電元件中，優(yōu)選支撐上述第二電極和上述第四電極的上述支撐部所具有的支撐剛性中、沿上述預(yù)定的方向的支撐剛性比沿與上述預(yù)定的方向不同的方向的支撐剛性小。

根據(jù)本發(fā)明的第三方案，在第一或者第二方案的振動(dòng)發(fā)電元件中，優(yōu)選還具備與上述第一電極和上述第三電極連接的負(fù)載，

上述負(fù)載通過電力來驅(qū)動(dòng)，該電力從根據(jù)上述第一電極與上述第二電極的相對(duì)的位移而變化的電容產(chǎn)生的發(fā)電、和根據(jù)上述第三電極與上述第四電極的相對(duì)的位移而變化的電容產(chǎn)生的發(fā)電得到。

根據(jù)本發(fā)明的第四方案，在第三方案的振動(dòng)發(fā)電元件中，優(yōu)選、

上述負(fù)載具有上述第二電極或者第四電極的電容C₀、和上述第二電極或者第四電極的共振角振動(dòng)數(shù)ω₀滿足以下的式(a)的值R，

R＝2/(C₀ω₀)…(a)。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，無需使振動(dòng)發(fā)電元件大型化便能夠使發(fā)電電動(dòng)勢(shì)增加。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的振動(dòng)發(fā)電元件的概略結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖2是示意性地表示實(shí)施方式的振動(dòng)發(fā)電元件的彈性支撐部的構(gòu)造的圖。

圖3是表示圖1所示的本實(shí)施方式的振動(dòng)發(fā)電元件的等效電路的圖。