[发明专利]振动发电器、振动发电装置、以及装载有该振动发电装置的电子设备与通信装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种振动发电器以及一种振动发电装置、一种装载有振动发电装置的通信装置以及电子设备，尤其是涉及一种利用了驻极体(electret)材料的静电感应型振动发电器以及一种振动发电装置、一种装载有该振动发电装置的通信装置以及电子设备。

背景技术

作为现有的振动发电装置，已为人们所知的是，对可变电容的一方的电极赋予电荷，通过静电感应向对置的另一方的电极来感应电荷的静电感应型振动发电装置。通过电容的变化而使感应的电荷发生变化。静电感应型振动发电装置将该电荷的变化作为电能而取出，由此进行发电(例如，参照专利文献1)。

图24是利用了驻极体材料的现有静电感应型振动发电器的一个示例，是专利文献1(参照该文献的图4以及第10页～11页)所记载的振动发电器10的概略截面图。

振动发电器10由具有多个导电性表面区域13的第一基板11、以及具有多个驻极体材料区域15的第二基板16来构成。第一基板11与第二基板16相互隔开规定的间隔地配置。对包含有驻极体材料区域15的第二基板16进行固定。包含导电性表面区域13的第一基板11通过弹簧19而联接在固定构造17上。弹簧19连接于第一基板11的两侧面，另外，还与固定构造17连接。能够通过该弹簧19使第一基板11返回至(被保持在)规定位置，或者，第一基板11进行侧向运动(例如，图的左右方向的运动)，从而能够返回至规定位置。通过该动作，从而产生驻极体材料区域15与对置的导电性表面区域13之间的重叠面积的增减，进而在导电性表面区域13产生电荷的变化。振动发电器(静电感应型振动发电器)10将该电荷的变化作为电能而取出，由此进行发电。

接着，根据发电时所利用的振动频率来选择第一基板11的振动的共振频率。

但是，在振动发电器10中，由于依赖于第一基板11以及弹簧19来决定共振频率，因此，存在以下所示那样的难以实现共振频率的低频化的问题。

即，为了使共振频率降低而需使第一基板11的质量增加，或者需使弹簧19的弹簧常数变小。弹簧19通常由硅等形成，由于材料的弹性常数、或者弹簧的尺寸而难以使弹簧常数变小，因此，则需使第一基板11的质量增加。

但是，在使第一基板11的质量增大而使共振频率低频化时，对于弹簧19，由于第一基板11的振动而需赋予较大的力(通过弹簧19而发生大的变形)，从而存在弹簧19的耐久性下降这样的问题。

为了解决该问题，存在有利用了耐弹性变形且共振频率可低频化的树脂弹簧的静电感应型振动发电器(例如，参照非专利文献1)。

图25示出了非专利文献1所记载的、利用了树脂弹簧的现有的振动发电器(静电感应型振动发电器)20的概略立体图。

振动发电器20由形成了驻极体(electret)29的第一基板21以及将第一基板21连接于固定构造27的树脂制的弹簧29来构成。由于弹簧29是利用具有耐疲劳性等的耐久性的聚对二甲苯树脂材料而构成的，因此能够以相对低的频率且大的振幅来使第一基板21进行振动。

而且，由于弹簧29具有宽度方向(图的y方向)以及第一基板21的厚度方向(图的z方向)的长度相对于长度方向(图的x方向)的长度的比率较大的高纵横比构造，弹簧29不会在宽度方向(y方向)以及基板的厚度方向(z方向)上进行振动，使第一基板21仅在一轴方向上进行振动(强制振动)。

专利文献1：JP特表2005-529574号公报

非专利文献1：T.Tsutsumino，Y.Suzuki，N.Kasagi，andY.Sakane，″Seismic Power Generator Using High-Performance Polymer Electret，″IEEE Int.Conf.MEMS 2006，Istanbul，(2006)，pp.

但是，在非专利文献1所示的现有的振动发电器20的构成中，为了进行诸如数Hz程度那样的更低频化，仅通过使第一基板21的质量增大的方法则不能实现。而且，例如需要通过将树脂弹簧29在x轴方向设定得较长等来使树脂弹簧29的x轴方向的弹簧常数进一步减小。其结果，所期望的振动方向以外的方向(例如y轴方向)的弹簧常数也变小。

由此，而存在相对于外部振动在期望的方向以外也发生振动的等课题。

另外，相对于作为第一基板21而利用了硅基板以及玻璃基板等的情形，树脂弹簧29是由与硅以及玻璃完全不同的聚对二甲苯等的树脂来形成的，因此，存在有构造、工艺变复杂等的课题。