[发明专利]压电发电装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及在施加了振动、外力时位移并通过压电效应产生电力的压电发电装置及其制造方法，更详细地说，涉及使用了板状的压电发电体的压电发电装置及其制造方法。

背景技术

以往，提出了各种利用压电效应的压电发电装置。例如，在下述的专利文献1中公开了图13所示的压电发电装置1001。

压电发电装置1001具有被折弯成U字形的金属板1002。在金属板1002上固定有至少一个压电元件1003。金属板1002的一端固定于固定部件1004。折弯成U字形的金属板1002具有第一臂部1002a，该第一臂部1002a被固定于固定部件1004。在第一臂部1002a的、与固定于固定部件1004的端部相反的一侧的端部，金属板1002被折弯。而且，经由被折弯的中间部1002b，与第一臂部1002a相连有第二臂部1002c。第二臂部1002c的前端为自由端。

在压电发电装置1001中使用的是如上述那样折弯成U字形的金属板1002，所以在从外部施加了振动、外力的情况下，自由端位移很大，能够产生比较大的电力。

另外，在下述的专利文献2中公开了使用多次折叠成折扇状的压电发电板的压电发电装置。压电发电板是板状的压电发电元件。这里，使用折叠成折扇状的压电发电板，由此能够增加压电元件的面积，在从外部施加了振动、外力时能够产生大的电力。

专利文献1：日本特表2010－517285号公报

专利文献2：日本特表2005－507627号公报

然而，根据压电发电装置的利用领域，施加于压电发电装置的振动有时是比较低的频率。例如，在安装于汽车的压电发电装置、利用人步行时的振动进行发电的压电发电装置中，需要通过比较低的频率的振动在压电发电装置中产生电力。在压电发电装置中，在欲通过低频的振动产生电力的情况下，需要降低压电发电元件的共振频率。

因此，在使用板状的压电发电元件的情况下，为了降低压电发电元件的共振频率，需要增加板状的压电发电元件的长度，减小其厚度。然而，在使用专利文献1、专利文献2所记载的将压电发电元件折叠成U字形、或多次折叠成折扇状的压电发电元件来增加板状的压电发电元件的长度的情况下，必然导致高度尺寸变大。另外，如果减小板状的压电发电元件的厚度，则折叠部的强度会降低，产生塑性变形、脆性破坏，所以难以减小板状的压电发电元件的厚度。另外，在专利文献1所记载的压电发电装置1001中，在金属板1002上仅对一部分贴附压电元件1003。因此，压电发电元件的压电体的占有比率小，所以无法充分提高发电量。

另外，在专利文献2所记载的压电发电装置中，必须将折扇状的压电发电板加工成三维形状，加工工序非常繁琐。另外，在这样复杂形状的压电发电板中，局部朝不同的方向极化处理的作业也很繁琐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不导致大型化、容易制造且在施加了低频率的振动的情况下也能够输出大的电力的压电发电装置及其制造方法。

本发明的压电发电装置具备：包含压电板的压电发电板，该压电板具有极化方向不同的多个极化区域；和支承部件，其固定并且支承压电发电板。压电发电板具有：固定部，其被支承部件固定并且支承；压电发电板的自由端，其在被施加了外力时相对于固定部相对地位移；以及切口部，其位于固定部与自由端之间的位置，以如下方式形成切口部，即、在被施加了外力时，使位于切口部与固定部侧的端部之间的第一压电发电板部分、和位于切口部与自由端侧的端部之间的第二压电发电板部分朝不同的方向位移。

在本发明的一特定方面中，切口部具有将框状的形状的一部分除去而得到的形状。压电发电板具有：被切口部包围的部分亦即第二压电发电板部分；包含和固定部，除了第二压电发电板部分以外的部分亦即第一压电发电板部分；和连结第一压电发电板部分与第二压电发电板部分的连结部。而且，第二压电发电板部分在与连结部相反的一侧的端部具有在被施加了外力时位移的第一自由端。此时，切口部的内侧的压电发电板部分和切口部的外侧的压电发电板部分容易以不同的方式位移。

在本发明的压电发电装置的其它特定方面中，将框状的形状的一部分除去而得到的切口部按照使相对外侧的切口部包围相对内侧的切口部的方式被设置有多个，被位于压电发电基板的最内侧的切口部包围的压电发电板部分的端部被设为第二自由端。此时，在沿压电发电板的面方向观察时，在被施加了外力时呈蜿蜒状位移。因此，即使在施加了低频率的振动的情况下，也能够产生更大的电力。