振动发电装置制造方法
【专利摘要】高效地向电力供应负载供应利用驻极体的振动发电装置的发电电力。振动发电装置具有：第一基板和第二基板，它们构成为能够在保持彼此相对的状态的同时，通过外部振动而相对移动；驻极体组，其由在所述第一基板的一个面侧沿所述相对移动方向排列的多个驻极体构成；以及电极组，其由在所述第二基板的与所述驻极体组相对的一面侧沿所述相对移动方向排列的多个电极构成，该电极组包含：第一集电电极和第二集电电极，它们分别与电力供应负载电连接，该电力供应负载被供应因外部振动而产生的发电电力；以及接地电极，其被设置在该第一集电电极与该第二集电电极之间且接地。
【专利说明】振动发电装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及利用驻极体、通过外部振动进行发电的振动发电装置。
【背景技术】
[0002]当今的节能潮流使得不依赖化石燃料等的日常存在的环境能量受到关注。作为环境能量，基于太阳能或风力等的发电能量广为人知，作为具有不劣于此的能量密度的环境能量，可列举出日常环境中存在的振动能量。
[0003]因此，开发出利用这种振动能量进行发电的振动发电装置，在该发电装置中广泛利用能够半永久性地保持电荷的驻极体(例如，参照非专利文献I)。在该技术中，在利用驻极体的发电装置中，配置有为了发电而往复运动的彼此相对的一对可动基板，在一个基板的表面上配置有驻极体，在另一个基板的表面上配置有一对集电电极，该一对集电电极用于汇集因驻极体的作用而产生的电荷。在该一对集电电极中，一个集电电极经由负载电阻而接地，另一个集电电极以不经由负载电阻的方式接地，其中，所述一个集电电极向负载电阻供应发出的电力。
[0004]现有技术文献
[0005]非专利文献
[0006]非专利文献I:H.0kamoto, T.Suzuki, K.Mori 和 H.Kuwano, “A CONCEPT OF ANELECTRET POWER GENERATOR INTEGRATED WITH A RECTIFIER”，Power MEMS2009, WashingtonDC，USA，December 1-4，2009，pp.292-295
【发明内容】
[0007]发明要解决的问题
[0008]在以往开发的利用驻极体的振动发电装置中，与驻极体相对地配置用于汇集因驻极体的作用而产生的电荷的电极。而且，使该电极与作为电力供应对象的电力供应负载相连，由此实现发电电力的利用。此处，在现有技术中，在与配置有驻极体的基板相对的基板上排列有一对电极，但一对电极中的一个电极以不经由电力供应负载的方式接地，被用作为所谓的接地电极。
[0009]因此，虽然因驻极体的作用而在该一个电极上也汇集有电荷，但该电荷不被供应给电力供应负载，只是在该一个电极与接地面之间移动。其结果是，从对电力供应负载的电力供应的观点来看，在基板上排列的电极中，只有一方的电极实质处于承担对电力供应负载的电力供应的状态，基板上的表面的利用效率不好。换言之，在现有技术中，不能够高效地取出由驻极体的作用产生的电力而供应给电力供应负载。
[0010]本发明是鉴于上述问题而完成的，目的在于提供如下振动发电装置:其能够高效地将利用驻极体的振动发电装置产生的发电电力供应给电力供应负载。
[0011]用于解决问题的手段
[0012]在本发明中，为了解决上述问题，采用了如下结构:在利用驻极体的振动发电装置中，采用了在与驻极体相对的基板上配置有汇集发电电力的一对集电电极和配置在该集电电极之间的接地电极的电极结构，并且，一对集电电极分别与电力供应负载相连而接地，由此向该电力供应负载进行发电电力的供应。通过使电力供应负载与各集电电极相连，能够进行对该电力供应负载的电力供应，并且，通过将接地电极配置在集电电极之间，能够抑制对存在于集电电极之间的寄生电容部的施加电压，顺畅地向电力供应负载侧传输集电电极中产生的电荷，从而能够进行合适的电力供应。
[0013]具体而言，本发明是振动发电装置，其具有:第一基板和第二基板，它们构成为能够在保持彼此相对的状态的同时，通过外部振动而相对移动；驻极体组，其由在所述第一基板的一个面侧沿所述相对移动方向排列的多个驻极体构成；以及电极组，其由在所述第二基板的与所述驻极体组相对的一面侧沿所述相对移动方向排列的多个电极构成，该电极组包含:第一集电电极和第二集电电极，它们分别与电力供应负载电连接，该电力供应负载被供应因外部振动而产生的发电电力；以及接地电极，其被设置在该第一集电电极与该第二集电电极之间且接地。
[0014]在本发明的振动发电装置中，利用能够半永久性地保持电荷的驻极体的性质，利用第一集电电极和第二集电电极将设置在能够相对移动的两个基板上的电极组与驻极体组之间的、与外部振动相应的电荷容量的变动取出而供应给电力供应负载。此处，在该振动发电装置中，构成为使第一集电电极和第二集电电极分别与电力供应负载相连，由此向电力供应负载供应由各集电电极汇集的电荷，不过通过本 申请人:的努力，发现集电电极上的电荷朝向电力供应负载的流动受到阻碍的现象。
[0015]在使第一集电电极和第二集电电极沿着第一基板和第二基板的相对移动方向排列而成的电极结构中，认为在电极与电极之间存在蓄积电荷的假想的电容部(寄生电容部)。在该寄生电容部中蓄积电荷的能力、即寄生电容被认为受彼此相邻的基板的侧面(侧方端面)的大小和基板之间的距离影响较大，在存在一定大小的寄生电容时，认为集电电极上的电荷朝向电力供应负载的移动受到阻碍，难以进行发电电力的高效的供应。进而，当施加于该寄生电容部的电压、即形成寄生电容部的相邻的电极之间的电位差较大时，寄生电容部中蓄积的能量的量增加，难以顺畅地进行对电力供应负载的电力供应，因此，作为振动发电装置对电力供应负载的电力供应能力受到限制。
[0016]因此，在本发明的振动发电装置中，采用了在第一集电电极与第二集电电极之间配置接地电极的结构。通过在两个集电电极之间配置接地电极，预计在第一集电电极与接地电极之间以及第二集电电极与接地电极之间会存在寄生电容部，但关于第一集电电极侧的寄生电容部，成为被施加了和与第一集电电极相连的电力供应负载上的压降对应的、第一集电电极与接地电极之间的电位差的状态，另一方面，关于第二集电电极侧的寄生电容部，成为被施加了和与第二集电电极相连的电力供应负载上的压降对应的、第二集电电极与接地电极之间的电位差的状态。其结果是，与没有设置接地电极的情况相比，能够减小施加于各寄生电容部的电压(电位差)。
[0017]考虑到在寄生电容部中蓄积的电荷能量通常与对其施加的电压的平方成比例，如上述那样，通过降低施加于各寄生电容部的电压，使得从集电电极向电力供应负载的电力供应受阻碍的程度减轻，因此，能够适当向电力供应负载供应发电电力。
[0018]此外，关于与各集电电极相连的电力供应负载，只要适合于进行对该负载的电力供应，可以使该电力供应负载接地，或者不接地。例如，如后述那样，在对来自上述振动发电装置的输出电压进行整流后供应给电力供应负载的情况下，根据其整流电路的方式，适当决定是否使该电力供应负载接地即可。
[0019]此处，在上述振动发电装置中，可以是，所述接地电极被设置在排列在所述第二基板上的所述第一集电电极和所述第二集电电极中的一部分的该第一集电电极和该第二集电电极之间。即，在为了减轻上述寄生电容部对电力供应负载的电力供应的阻碍程度而在第一集电电极与第二集电电极之间配置接地电极时，在第二基板上，用于对电荷进行集电的电极的有效面积(即集电电极的占有面积)减少，由此，振动发电装置对电力供应负载的电力供应能力下降。因此可以是，考虑因配置接地电极而导致的电极的有效面积的减少与寄生电容部对电力供应的阻碍程度的减轻之间的关联性，更优选地以考虑两者的关联性而使振动发电装置的电力供应能力最大的方式，在一部分的第一集电电极与第二集电电极之间配置接地电极。此外，虽然可在本发明中采用这样的结构，但也不妨碍采用在所有第一集电电极与第二集电电极之间配置接地电极的结构。
[0020]此外，在上述的振动发电装置中，可以是，所述接地电极的沿着所述相对移动方向的宽度是如下宽度:向与所述第一集电电极和所述第二集电电极分别连接的所述电力供应负载供应的电力供应量成为最大值。接地电极在第一集电电极与第二集电电极之间作为接地的电极而存在，从而减轻了上述的寄生电容部对电力供应的阻碍程度，但该电极宽度的增加会使第二基板中的电极的有效面积减少。因此，可以把接地电极的宽度设定为使得对电力供应负载的电力供应能力变为最大。此外，出于振动发电装置的电力供应能力的最大化的考虑，优选的是，除了接地电极的宽度以外，还适当设定接地电极与第一集电电极、第二集电电极的间隔。
[0021 ] 此外，可以从别的方面理解接地电极的宽度，在上述的振动发电装置中，所述接地电极的沿着所述相对移动方向的宽度与所述第一集电电极和该接地电极的沿着该相对移动方向的间隔相同，或者与所述第二集电电极和该接地电极的沿着该相对移动方向的间隔相同。本 申请人:发现，通过采用这样的结构，有时会适当地提高本发明的振动发电装置的电力供应能力。
[0022]此处，在上述的振动发电装置中，可以构成为与所述第一集电电极电连接的所述电力供应负载和与所述第二集电电极电连接的所述电力供应负载彼此独立地接地，由此将由各集电电极汇集的电力供应给各自连接的电力供应负载。
[0023]此外，也可以是，在上述第一集电电极与第二集电电极经由同一电力供应负载而接地的结构中，该第一集电电极和该第二集电电极经由同一整流电路与该电力供应负载连接。这样，通过经由整流电路来连接各集电电极与电力供应负载，能够适当地将来自各集电电极的输出合成后供应给电力供应负载。此外，作为整流电路，可以例示出全波整流电路。此外，作为整流电路，还可以利用中心抽头式全波整流电路，在该情况下，所述第一集电电极和所述第二集电电极可以分别经由单独地形成的整流电路与所述电力供应负载连接。
[0024]此外，在上述的振动发电装置中，可以是，所述接地电极经由阻抗比所述电力供应负载低的规定的阻抗电路接地。在与接地电极相连的规定的阻抗电路的阻抗低于电力供应负载的阻抗的情况下，能够相对减小施加于接地电极与各集电电极之间的寄生电容部的电压，能够在寄生电容部对电力供应的阻碍程度相对较小的状态下，实现对电力供应负载的电力供应。
[0025]此外，在上述的振动发电装置中，所述电力供应负载只要是被供应发电电力的负载即可，可以是负载电阻或电容等，更具体而言，可以是蓄积被供应的发电电力的蓄电电路、将被供应的发电电力作为电源来实施规定的动作的负载电路(例如，搭载有用于检测规定的参数的传感器的电路或用于发送其检测参数的无线电路等)、对被供应的发电电力进行电压转换的电压转换电路中的任意一种、或任意组合它们而成的电路。
[0026]发明效果
[0027]能够高效地将利用驻极体的振动发电装置产生的发电电力供应给电力供应负载。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是示出本发明的第一实施例的振动发电装置的概略结构的图。
[0029]图2是图1所示的振动发电装置的模型图。
[0030]图3是第一参考例的振动发电装置的模型图。
[0031]图4是针对发电量而对图1所示的振动发电装置和图3所示的振动发电装置进行比较的图。
[0032]图5是本发明的第二实施例的振动发电装置的模型图。
[0033]图6是第二参考例的振动发电装置的模型图。
【具体实施方式】
[0034]以下，参照附图，对本发明的振动发电装置I进行说明。此外，以下实施方式的结构仅为例示，本发明不限于该实施方式的结构。
[0035]实施例1
[0036]图1示出了本发明的振动发电装置I的概略结构。此外，图1是沿纵截面即ZX平面剖切振动发电装置I时的剖视图。振动发电装置I具有收纳在未图示的壳体的内部的第一基板3和第二基板5。第一基板3和第二基板5构成为能够保持彼此相对的状态而相对移动。而且，在本实施例中，第二基板5被固定于壳体。与此相对,第一基板3使其两端分别通过弹簧与壳体相连，因此，第一基板3自身构成为通过从外部对振动发电装置I施加的外部振动而相对于壳体移动(振动)。此外，在图1中，第一基板3的振动方向由空心箭头示出。
[0037]此外，第一基板3与第二基板5构成为:能够在保持彼此相对的状态且彼此平行的状态、即在相对的面的间隔保持固定的状态下相对移动。由此，如后述那样，能够利用第二基板5侧的一对集电电极6、7,将因第一基板3侧的驻极体2的作用而产生的电荷(发电电荷)汇集而供应给与各集电电极相连的负载电阻10、11。关于基于该驻极体2的作用的发电原理，由于是现有技术，因而在本说明书中省略其详细说明。此外，保持第一基板3与第二基板5之间的间隔的结构、即用于维持两者的顺畅的相对移动的结构对于提高上述发电的效率很重要，但由于其不涉及本发明的核心，因此，在本说明书中不再赘述。
[0038]此处，对第一基板3侧的结构进行说明。在第一基板3的与第二基板5相对的面侦牝将分别在导电体上形成的多个驻极体2和多个保护电极4配置为沿着第一基板3与第二基板5的相对移动方向(图中的振动方向)交替地排列。该多个驻极体2相当于本发明的驻极体组。虽然该多个驻极体2和多个保护电极4分别形成为梳状，各个驻极体2和各个保护电极4配置为嵌套状，但如上所述，由于图1是ZX剖视图，因此图示为驻极体2和保护电极4交替地配置。在本实施方式中，驻极体2构成为半永久性地保持负电荷。这样，在驻极体2和保护电极4交替地排列的配置中，相对移动方向上的驻极体2的宽度和同样的相对移动方向上的保护电极4的宽度均为w3，相邻的驻极体2与保护电极4在相对移动方向上的间隔为d。
[0039]接下来，对第二基板5侧的结构进行说明。在第二基板5的与第一基板3相对的面侧形成有电极组，该电极组包含:一对电极(第一集电电极6和第二集电电极7)，它们汇集因驻极体2的作用而产生的电荷，将该电荷产生的电力供应给负载电阻；以及接地电极8,其被配置在第一集电电极6与第二集电电极7之间。具体而言，第一集电电极6和第二集电电极7以电绝缘的状态形成在第二基板5上，多个第一集电电极6通过布线LI汇总于端子6A，并经由端子1A与接地的负载电阻10连接。此外，多个第二集电电极7通过布线L2汇总于端子7A，并经由端子IlA与接地的负载电阻11连接。而且，在这样电气地形成的第一集电电极6与第二集电电极7之间的第二基板5上配置有接地电极8，接地电极8不经由负载电阻而通过布线L3直接接地。因此，该接地电极8不是承担向负载电阻供应电力的电极，可以从这个方面与第一集电电极6和第二集电电极7区分开。
[0040]关于这样在第二基板5上形成的电极组,相对移动方向上的第一集电电极6的宽度wl和第二集电电极7的宽度w2被设定为相同。此外，适当设定接地电极8的宽度b、第一集电电极6与接地电极8的间隔a以及第二集电电极7与接地电极8的间隔c，使得在第二基板5上由反复的一组电极排列形成的间距、即由第一集电电极6、接地电极8、第二集电电极7、接地电极8形成的间距与在第一基板3上由反复的一组排列形成的间距、即由驻极体2、保护电极4形成的间距为相同的P。
[0041]根据图2和图3，对上述那样具有图1所示的结构的振动发电装置I的发电和针对负载电阻10、11的电力供应进行说明。图2是示出图1所示的集电电极I与接地电极之间以及集电电极2与接地电极之间的寄生电容的图。此外，在图2中，针对与图1所示的振动发电装置I的构成要素相同的要素，标注与该构成要素相同的参照编号。此外，图3是用于与图2所示的振动发电装置I进行比较的参考例的振动发电装置的模型图。在图3所示的参考例中，与第一集电电极6、第二集电电极7相当的电极形成为第一集电电极600、第二集电电极700,但是,仅第一集电电极600与接受电力供应的负载电阻100相连,第二集电电极700直接接地。此外，在图3所示的参考例中，不存在与图2所示的接地电极8相当的结构。此外，设置在与集电电极侧的基板相对的基板上的驻极体200和保护电极400的相关结构与图2所示的驻极体2和保护电极4的相关结构相同。
[0042]此处，无论是图2示出的振动发电装置I还是图3示出的参考例，在第二基板5侧形成的电极组中，在相邻的电极与电极之间存在作为假想的电容部的寄生电容部20、21、200，它们发挥阻碍来自电极的电荷的移动的作用。在原理上，该寄生电容部20等的电容(以下，简称作“寄生电容”)因相邻的电极的端面的形状、电极厚度、电极条数、电极长度、基板的相对介电常数、电极间隔等而产生并取决于这些因素。在图2所示的振动发电装置I中，第一集电电极6与接地电极8的间隔a和第二集电电极7与接地电极8的间隔c相同，且各电极的端面的形状、大小相同，因此，存在于第一集电电极6与接地电极8之间的寄生电容部20的寄生电容和存在于第二集电电极7与接地电极8之间的寄生电容部21的寄生电容为相同的Cp。此外，在图3所示的参考例中，第一集电电极600与第二集电电极700的电极间隔、电极的端面的形状、大小也与图2所示的例子相同，因此，存在于第一集电电极600与第二集电电极700之间的寄生电容部200的寄生电容也为Cp。
[0043]首先，对图3所示的参考例进行说明。在图3所示的参考例中，仅由第一集电电极600汇集的电荷产生的电力被供应给负载电阻100，由第二集电电极700汇集的电荷只是在第二集电电极700与接地面之间往复。因此，在该参考例中，尽管集电电极存在两种，但实质向负载电阻100进行电力供应的集电电极只有第一集电电极600，因此，来自集电电极的电力供应没有效率。此外，在设向负载电阻100供应电力时的该负载电阻100的压降为V时，对存在于第一集电电极600与第二集电电极700之间的寄生电容部200的施加电压为-V。因此，成为在寄生电容部200中可蓄积与施加电压-V对应的能量的状态，其结果是，与该蓄积能量相应地，从第一集电电极600向负载电阻100的电力供应(电荷的移动)受到阻碍。
[0044]另一方面，在图2所示的振动发电装置I中，由第一集电电极6汇集的电荷产生的电力被供应给负载电阻10，由第二集电电极7汇集的电荷产生的电力被供应给负载电阻11。因此，在振动发电装置I中，通过两种集电电极分别向与各集电电极相连的负载电阻进行电力供应，因此，作为振动发电装置I整体来看，与参考例相比，能够实现高效的经由集电电极的电力供应。
[0045]此外，与参考例同样地，对振动发电装置I中的寄生电容部20、21导致的影响进行分析。在设从第一集电电极6向负载电阻10供应电力时的该负载电阻10的压降为Vl时，接地电极8接地，由此，对存在于第一集电电极6与接地电极8之间的寄生电容部20的施加电压为-VI。因此，成为在寄生电容部20中可蓄积与施加电压-Vl对应的能量的状态，其结果是，与该蓄积能量相应地，从第一集电电极6向负载电阻10的电力供应(电荷的移动)受到阻碍。另一方面，在设从第二集电电极7向负载电阻11供应电力时的该负载电阻11的压降为V2时，接地电极8接地，由此，对存在于第二集电电极7与接地电极8之间的寄生电容部21的施加电压为-V2。因此，成为在寄生电容部21中可蓄积与施加电压-V2对应的能量的状态，其结果是，与该蓄积能量相应地，从第二集电电极7向负载电阻11的电力供应(电荷的移动)受到阻碍。
[0046]因此，在振动发电装置I中，如上所述，利用第一集电电极6和第二集电电极7，分别向对应的负载电阻10、11进行电力供应，由于存在于各集电电极与接地电极之间的寄生电容部20、21，相应的电力供应受到阻碍。但是，在图3所示的参考例中，考虑到仅由第一集电电极600进行电力供应并且集电电极之间的寄生电容部200对电力供应有阻碍，与该参考例相比，振动发电装置I整体的电力供应能力远远超过参考例的电力供应能力。例如，在假设负载电阻10、11与负载电阻100的电阻值相同且在进行基于外部振动的发电时由各负载电阻产生的压降为相同程度时，振动发电装置I整体的电力供应能力可达参考例的电力供应能力的2倍左右。
[0047]更详细地，在图4中，由曲线图L4示出振动发电装置I的电力供应能力(发电量)与负载电阻10、11的电阻值的关联性，由曲线图L5示出参考例的电力供应能力(发电量)与负载电阻100的电阻值的关联性。此外，在图4所示的曲线图中，设振动发电装置I中的负载电阻10、11的电阻值相同。根据图4可了解到，虽然振动发电装置I的电力供应能力(发电量)和参考例的电力供应能力(发电量)根据负载电阻的电阻值而变动，但当负载电阻的电阻值在两者之间固定时，振动发电装置I的电力供应能力(发电量)为参考例的电力供应能力(发电量)的1.7倍左右。这样，能够了解到，本发明的振动发电装置I的电力供应能力非常高。
[0048]此外，如图1、图2所示，在振动发电装置I的第二基板5中，第一集电电极6、第二集电电极7是直接涉及电力供应的电极，而接地电极8不连接负载电阻，因而不是直接涉及电力供应的电极。因此，在第二基板5上形成的电极组中，接地电极8占据的面积越大，则各集电电极占据的面积越小，其结果是，振动发电装置I的电力供应能力下降。
[0049]因此，优选设定接地电极8的宽度b，使得对与第一集电电极6和第二集电电极7分别连接的负载电阻10、11的电力供应能力变为最大，例如，在能够制造的范围内，将接地电极8设定得尽可能小。
[0050]〈变形例〉
[0051]在图1所示的振动发电装置I的结构中，在第一集电电极6与第二集电电极7之间均配置有接地电极8。但是，如上所述，在接地电极8占据的面积较大时，振动发电装置I的电力供应能力下降，因此，可以部分地在第一集电电极6与第二集电电极7之间配置接地电极。此时，在部分地省略接地电极时，在该部位中，寄生电容部的影响被认为会变强，因此，优选的是，根据部分地省略接地电极8导致的集电电极的占有面积的增加与寄生电容部的影响之间的关联性来决定按照怎样的程度来部分地配置接地电极8。
[0052]实施例2
[0053]图5示出了本发明的振动发电装置I的第二实施例的模型结构。图5所示的模型结构与图2所示的模型结构的不同之处在于与第一集电电极6和第二集电电极7相连的负载电阻的相关结构。具体而言，在图5所示的模型结构中，桥型全波整流电路9的两个输入端子分别与第一集电电极6与第二集电电极7相连，并且，在桥型全波整流电路9的输出端子之间，连接有负载电阻10’。因此，在图5所示的模型结构中，由第一集电电极6汇集的电荷产生的电力和由第二集电电极7汇集的电荷产生的电力经由桥型全波整流电路9合成而供应给公共的负载电阻10’。此外，第一集电电极6、第二集电电极7、接地电极8和驻极体2等的结构与图2所示的模型结构相同。
[0054]在这样构成的振动发电装置I中，与图2所示的模型结构同样地，在第一集电电极6与接地电极8之间以及第二集电电极7与接地电极8之间，分别存在寄生电容部20、21。而且，在设向负载电阻10’供应电力时施加于各寄生电容部的电压为V’时，由于桥型全波整流电路9对输入电压的合成作用，施加于负载电阻10’的端子间电压为2V’。
[0055]此处，图6示出了用于与图5所示的模型结构进行比较的参考例的模型结构。与图3所示的模型结构同样地，图6所示的模型结构不包含与图2、图5所示的接地电极8相当的结构，为了与图5进行比较，第一集电电极600、第二集电电极700与负载电阻100’的连接的相关结构与图5所示的结构实质相同。即，在图6的参考例中，桥型全波整流电路900的两个输入端子也分别与第一集电电极600和第二集电电极700相连，并且，在桥型全波整流电路900的输出端子之间连接有负载电阻100’。
[0056]在这样构成的参考例中，与图3所示的模型结构同样地，在第一集电电极600与第二集电电极700之间存在寄生电容部200。而且，与图5所示的振动发电装置I同样地，由于桥型全波整流电路900的合成作用，在设向负载电阻100’施加2V’的电压时，施加于寄生电容部200的电压也为2V’。
[0057]以上，在本发明的图5所示的振动发电装置I中，由于桥型全波整流电路9对输出的合成作用，能够使发电电力汇总于负载电阻10’，且能够将施加于寄生电容部20、21的电压抑制为V’。另一方面，在参考例中，同样，由于桥型全波整流电路9对输出的合成作用，能够使发电电力汇总于负载电阻10’，但施加于寄生电容部200的电压为图5所示的例子的2倍。通常，电容部中蓄积的能量与施加电压的平方成比例，因此，与参考例相比，在图5所示的振动发电装置I中，寄生电容部的数量虽然较多，但作为振动发电装置的整体，能够降低该寄生电容部20、21对向负载电阻的电力供应的阻碍程度，因此，能够实现更高效的电力供应。
[0058]〈变形例〉
[0059]在图5中，可以替代全波整流电路9而采用中心抽头式全波整流电路。此外，关于中心抽头式全波整流电路，由于是公知的技术，因而省略其结构图示，在该情况下，在通过中心抽头式全波整流电路连接的电力供应负载中，分别设置有与来自第一集电电极6和第二集电电极7的正的合成输出连接的电力供应负载和与来自第一集电电极6和第二集电电极7的负的合成输出连接的电力供应负载。
[0060]实施例3
[0061]在实施例1和实施例2中，振动发电装置I中的接地电极8不经由电阻等而直接接地，但也可以替代该方式而经由电阻值较低的电阻接地。更具体而言，可以使接地电极8经由具有比与第一集电电极6和第二集电电极7相连的负载电阻10、11低的电阻值的电阻接地。在这样的情况下，只要尽可能使施加于第一集电电极6与接地电极8之间的寄生电容部20、第二集电电极7与接地电极8之间的寄生电容部21的电压保持较低，则能够减轻寄生电容部20、21对电力供应的阻碍程度。
[0062]<其它实施例>
[0063]在上述的振动发电装置I中，发电电力被供应给负载电阻10、11，但只要是能够利用振动发电装置I的发电电力的负载即可，可以采用各种方式的负载来作为电力供应负载。例如，也可以采用用于蓄积发电电力的电容器(蓄电电路)或对发电电力的电压进行转换的电压转换电路的方式来作为电力供应负载。此外，也可以采用对振动发电装置I的设置环境的的环境参数(例如，温度、湿度或加速度等)进行检测的传感器的驱动电路(电源电路)或将检测出的该环境参数发送到外部的服务器的发送电路(无论有线、无线)的方式来作为电力供应负载。
[0064]标号说明
[0065]I振动发电装置
[0066]2驻极体
[0067]3第一基板
[0068]4保护电极
[0069]5第二基板
[0070]6第一集电电极
[0071]7第二集电电极
[0072]8接地电极
[0073]9整流器
[0074]10、10，、11 负载电阻
[0075]20寄生电容部
[0076]L1、L2、L3 布线
【权利要求】
1.一种振动发电装置，其中，该振动发电装置具有: 第一基板和第二基板，它们构成为能够在保持彼此相对的状态的同时，通过外部振动而相对移动； 驻极体组，其由在所述第一基板的一个面侧沿所述相对移动方向排列的多个驻极体构成；以及 电极组，其由在所述第二基板的与所述驻极体组相对的一面侧沿所述相对移动方向排列的多个电极构成，该电极组包含:第一集电电极和第二集电电极，它们分别与电力供应负载电连接，该电力供应负载被供应因外部振动而产生的发电电力；以及接地电极，其被设置在该第一集电电极与该第二集电电极之间且接地。
2.根据权利要求1所述的振动发电装置，其中， 伴随外部振动导致的所述第一基板和所述第二基板的相对移动，向与所述第一集电电极和所述第二集电电极分别连接的所述电力供应负载进行电力供应。
3.根据权利要求1或2所述的振动发电装置，其中， 所述接地电极被设置在排列在所述第二基板上的所述第一集电电极和所述第二集电电极中的一部分的该第一集电电极和该第二集电电极之间。
4.根据权利要求1?3中的任意一项所述的振动发电装置，其中， 所述接地电极的沿着所述相对移动方向的宽度是使针对与所述第一集电电极和所述第二集电电极分别连接的所述电力供应负载的电力供应量成为最大值的宽度。
5.根据权利要求1?4中的任意一项所述的振动发电装置，其中， 所述第一集电电极和所述第二集电电极经由同一整流电路与所述电力供应负载连接。
6.根据权利要求5所述的振动发电装置，其中， 所述整流电路是全波整流电路。
7.根据权利要求1?4中的任意一项所述的振动发电装置，其中， 所述第一集电电极和所述第二集电电极分别经由单独地形成的整流电路与所述电力供应负载连接。
8.根据权利要求7所述的振动发电装置，其中， 所述整流电路是中心抽头式全波整流电路。
9.根据权利要求1?4中的任意一项所述的振动发电装置，其中， 与所述第一集电电极电连接的所述电力供应负载和与所述第二集电电极电连接的所述电力供应负载彼此独立地接地。
10.根据权利要求1?9中的任意一项所述的振动发电装置，其中， 所述接地电极经由阻抗比所述电力供应负载低的规定的阻抗电路接地。
11.根据权利要求1?10中的任意一项所述的振动发电装置，其中， 所述电力供应负载是蓄积被供应的发电电力的蓄电电路、将被供应的发电电力作为电源来实施规定的动作的负载电路、对被供应的发电电力进行电压转换的电压转换电路中的任意一种或它们的任意组合。
【文档编号】H02N1/08GK104412502SQ201380034408
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2013年6月19日 优先权日:2012年7月10日
【发明者】正木达章, 锅藤实里, 松浦圭记 申请人:欧姆龙株式会社