特許 6019981 発電デバイス及びセンシングシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6019981

(24)【登録日】2016年10月14日

(45)【発行日】2016年11月2日

(54)【発明の名称】発電デバイス及びセンシングシステム

(51)【国際特許分類】

   H01L 35/30 20060101AFI20161020BHJP

   H02N 11/00 20060101ALI20161020BHJP

【ＦＩ】

   H01L35/30

   H02N11/00 A

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-204271(P2012-204271)

(22)【出願日】2012年9月18日

(65)【公開番号】特開2014-60257(P2014-60257A)

(43)【公開日】2014年4月3日

【審査請求日】2015年5月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005223

【氏名又は名称】富士通株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094525

【弁理士】

【氏名又は名称】土井 健二

(74)【代理人】

【識別番号】100094514

【弁理士】

【氏名又は名称】林 恒徳

(74)【代理人】

【識別番号】100105337

【弁理士】

【氏名又は名称】眞鍋 潔

(74)【代理人】

【識別番号】100072833

【弁理士】

【氏名又は名称】柏谷 昭司

(72)【発明者】

【氏名】山中 一典

(72)【発明者】

【氏名】栗原 和明

【審査官】 今井 聖和

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１２５８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−１２８１２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０６８２１８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／１０４７７２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０００−０１２９１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０５７１２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１１３５５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／００７４７５２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０１９２９０８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−１８１６４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１０３００９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３５／００

Ｈ０２Ｎ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

剛体と、
前記剛体を可動な状態で収容する閉鎖容器と
を備え、
前記閉鎖容器は、前記剛体の剛性率より剛性率が低く前記剛体の衝突エネルギーを熱に変換する熱変換層と、
前記熱変換層の外側の表面を覆う蓄熱層と、
前記蓄熱層の外側の表面を覆うとともに開口部を有する断熱層と
前記開口部に設けられて前記蓄熱層に当接する熱電変換素子と
を備えることを特徴とする発電デバイス。

【請求項2】

前記剛体を複数収容したことを特徴とする請求項１に記載の発電デバイス。

【請求項3】

前記蓄熱層が、Ｃｕと同じまたはＣｕより比熱の大きな金属または合金からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発電デバイス。

【請求項4】

前記断熱層の外側の少なくとも一部に設けられた粘着層と、
前記粘着層の表面に設けられた剥離シートと
を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発電デバイス。

【請求項5】

振動源と、
前記振動源に固定された請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発電デバイスと、
前記発電デバイスを電源とするセンサ素子と
を備えたことを特徴とするセンシングシステム。

【請求項6】

振動源と、
前記振動源に前記剥離シートを剥離した状態で前記粘着層により固定された請求項４に記載の発電デバイスと、
前記発電デバイスを電源とするセンサ素子と
を備えたことを特徴とするセンシングシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、機械的振動を用いる発電デバイス及びセンシングシステムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、繰り返し利用可能な範囲で自然環境からエネルギーを取り出す太陽光発電、風力発電、地熱発電や波浪発電等のいわゆる再生可能エネルギー源の開発が注目されている。

【0003】

それと同時に、自然界のさまざまな微小なエネルギーを電気に変えて利用する環境発電（エネルギーハーベスティング）技術が注目を集めている。この環境発電とは、自然界や他の仕事で使われているエネルギーの廃棄分や未利用分を、電気エネルギーとして「収穫」のように回収する技術である（例えば、特許文献１或いは特許文献２参照）。

【0004】

このような環境発電としては、熱電変換素子を利用して廃熱を電気に変換する技術や、橋梁振動等の環境における機械的な振動を電気エネルギーに変換する技術が知られている。機械的な振動を電気エネルギーに変換する発電デバイスとしては、電磁力、即ち相対的に可動の磁性体とコイル等のインダクタンスの組合せや、圧電素子や、静電力（ＭＥＭＳ，エレクトレット）などを利用したものが挙げられる。

【0005】

従来、これらのうち多くの種類の振動型発電デバイスでは、振動片を持ち、この振動片とこの自重ないし付加した錘により共振周波数が支配される。この構造においては、振動共振周波数で錘が最大振幅を示し、電気的出力が増大する仕組みとなっている。これらの発電デバイスを用いて、各種の振動数の機械振動源を有する対象物から電気エネルギーを取り出すことが期待されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１２−０９７６７３号公報

【特許文献2】特開２０１１−０９７６６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、従来の振動型発電デバイスにおいて、振動源が発電デバイスの共振振動数から外れていくと、振動による出力は低下するという問題がある。一方、共振周波数ごとに振動型発電デバイスを設計すると汎用性を失うため低コスト化が困難になるという問題がある。

【0008】

したがって、機械的振動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電デバイスにおいて、不定振動数の機械振動源から発電デバイスの固有振動周波数に依存しない電気エネルギーを取り出すことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

開示する一観点からは、剛体と、前記剛体を可動な状態で収容する閉鎖容器とを備え、前記閉鎖容器は、前記剛体の剛性率より剛性率が低く前記剛体の衝突エネルギーを熱に変換する熱変換層と、前記熱変換層の外側の表面を覆う蓄熱層と、前記蓄熱層の外側の表面を覆うとともに開口部を有する断熱層と前記開口部に設けられて前記蓄熱層に当接する熱電変換素子とを備えることを特徴とする発電デバイスが提供される。

【0010】

また、開示する別の観点からは、振動源と、前記振動源に固定された上述の発電デバイスと、前記発電デバイスを電源とするセンサ素子とを備えたことを特徴とするセンシングシステムが提供される。

【発明の効果】

【0011】

開示の発電デバイス及びセンシングシステムによれば、不定振動数の機械振動源から発電デバイスの固有振動周波数に依存しない電気エネルギーを取り出すことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施の形態の発電デバイスの概略的断面図である。

【図2】本発明の実施例１の振動型発電デバイスの概略的断面図である。

【図3】本発明の実施例１の振動型発電デバイスに搭載する熱電変換モジュールの説明図である。

【図4】本発明の実施例２の振動型発電デバイスの概略的断面図である。

【図5】本発明の実施例３の振動型発電デバイスの概略的断面図である。

【図6】本発明の実施例４のセンシングシステムの概念的構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

ここで、図１を参照して、本発明の実施の形態の発電デバイスを説明する。図１は、本発明の実施の形態の発電デバイスの概念的断面図であり、発電デバイス１０は、剛体１６と、剛体１６を可動な状態で収容する閉鎖容器１１と熱電変換素子２０を備える。閉鎖容器１１は、剛体１６の衝突エネルギーを熱に変換する熱変換層１２と、熱変換層１２の外周を覆う蓄熱層１３と、蓄熱層１３の外周を覆うとともに開口部１５を有する断熱層１４を有する。

【0014】

開口部１５には蓄熱層１３に当接する熱電変換素子２０を設け、必要に応じて熱電変換素子２０の蓄熱層１３に当接する面と反対の面に放熱部材２１を設け、変換した電気エネルギーは一対の電気出力線２２_１，２２_２から取り出される。

【0015】

熱変換層１２の内壁により形成される可動空間の形状は任意であるが、典型的には円筒状とし、内部に剛体１６を挿入するために２つの部材から形成する。例えば、円筒の縦割りにした２つの部材としても良いし、円筒を横割にした２つの部材としても良いし、或いは、空缶状部と蓋部との組み合わせ部材でも良い。

【0016】

熱変換層１２としては、弾性部材、例えば、ゴム弾性体等のエラストマーや、粘弾性を有する高分子化合物を用い、剛体１６が振動により移動して熱変換層１２に衝突する際に、剛体１６の有する運動エネルギーの一部を吸収して、熱に変換する。この熱変換層１２も円筒の縦割りにした２つの部材としても良いし、円筒を横割にした２つの部材としても良いし、或いは、空缶状部と蓋部との組み合わせ部材でも良い。

【0017】

蓄熱層１３としては、発電中にさらされる温度環境下で（外部温度が２０〜４０℃で、振動に起因した発熱により０〜２０℃の範囲で温度上昇する場合、蓄熱層の使用温度範囲は２０〜６０℃となる）、比熱の大きな材料を用いることが望ましく、比熱が大きいほど単位体積当たりの蓄熱量が多くなり、室温付近の使用ではＣｕ或いはＣｕより比熱の大きな金属材料を用いることが望ましい。３００Ｋ付近では、Ｃｕの比熱は０．３９Ｊ／（ｇ・Ｋ）であるので、０．８８Ｊ／（ｇ・Ｋ）のＡｌ、０．４４Ｊ／（ｇ・Ｋ）のＦｅ、或いは、０．５５Ｊ／（ｇ・Ｋ）のＴｉ等が好適であるが、コスト及び加工容易性の観点からＣｕ或いはＡｌがより好適である。この蓄熱層１３も円筒の縦割りにした２つの部材としても良いし、円筒を横割にした２つの部材としても良いし、或いは、空缶状部と蓋部との組み合わせ部材でも良い。

【0018】

断熱層１４としては、発泡材料、スーパインシュレーション、真空断熱やこれらの組合せを用いる。断熱層１４には少なくとも一箇所に開口部１５を設け、この開口部に熱電変換素子２０を挿入して、熱電変換素子２０と蓄熱層１３が接するように設ける。この断熱層１２も円筒の縦割りにした２つの部材としても良いし、円筒を横割にした２つの部材としても良いし、或いは、空缶状部と蓋部との組み合わせ部材でも良い。

【0019】

熱電変換素子２０としては、典型的にはゼーベック効果素子を用い、熱電変換素子２０の蓄熱層１３と接する面と反対側の面に放熱部材２１を設けることが望ましく、この放熱部材２１により外気への放熱を行うようにする。放熱部材２１としては、ＣｕやＡｌを主成分とした金属フィンを用いることが望ましい。

【0020】

剛体１６としては、剛性率の大きな硬質の材料が望ましく、例えば、炭素鋼やＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）等を用いる。形状は球状が典型的なものであるが、球状に限られるものではなく、また、密閉容器１１内に収容する剛体１６の数は１個でも複数でも良い。

【0021】

複数の剛体１６を収容した場合には、剛体１６の剛性率が大きいほど、剛体同士の衝突は弾性衝突に近くなるので、運動エネルギーをロスすることがほとんどない。したがって、熱変換層１２に衝突した時に振動に伴う剛体１６の運動エネルギーが熱変換層１２において効率良く熱に変換される。

【0022】

熱変換層１２で変換された熱は、蓄熱層１３に伝達されて蓄熱され、蓄熱層１３に蓄積された熱は熱電変換素子２０との接触部まで伝達されて電気エネルギーに変換されて、電気出力線２２_１，２２_２から取り出される。

【0023】

このように、本発明の発電デバイス１０に機械的振動を与えることにより、内部に収容された剛体１６が熱変換層１２に衝突を繰り返し、熱を発生、蓄熱し、密閉容器１１の内外の温度差により発電する。

【0024】

この場合、剛体１６は、その３次元運動において自身の共振をもたず運動できるため、発電デバイス１０の発電効率が、外力によって生じる機械的振動の振動周波数の影響を抑制できる。

【0025】

ここで、本発明の実施の形態の発電デバイスの性能を各種の前提条件のもとで評価する。
（１）外力により与えられた最大の相対速度を１．０ｍ／ｓ、振動周波数が５０Ｈｚの定常振動で衝突が１００回／ｓ、剛体の質量１０ｇ、密閉容器１１の内寸、即ち、熱変換層１２の内寸が１辺４ｃｍの立方体、断熱層１４の厚さが５ｃｍ、断熱層１４の熱伝導率が
０．００１０〜０．００１３Ｗｍ^−１Ｋ^−１（金属シートを外壁とした断熱層の内部にグラスファイバー繊維を断熱部材の外形形状を保持するように配置して真空引きした構造の断熱部材）、また、熱電変換素子２０の性能指数ＺＴ＝１とする。この様な条件で、室温付近で動作させる場合、時間当たりに熱に変換されるエネルギーは約１Ｗ、断熱層１４の内表面と外表面との温度差が約０.４３℃の時、断熱層１４を経由して散逸する熱エネルギーは約１Ｗと計算でき、温度平衡状態になる。なお、簡易的には熱伝導率が０．０１〜０．００１Ｗｍ^−１Ｋ^−１範囲のＶａｃｕｕｍ Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ Ｐａｎｅｌ（ＶＩＰ）と呼ばれる市販の断熱材パネルを用いることができる。

【0026】

（２）上記の（１）の前提条件のうち、断熱層の厚さを２．５ｃｍとし、周波数を上げ３００Ｈｚの定常振動数で衝突が６００回に変更した場合、時間当たりに熱に変換されるエネルギーは約６Ｗになる。断熱層１４の内表面と外表面との温度差が約１.３℃の時、断熱層１４を経由して散逸する熱エネルギーは約６Ｗと計算でき、温度平衡状態になる。

【0027】

（３）放熱側が外気温度と同じで理想的な状態で、１.３℃が熱電変換素子２０の吸熱側と放熱側の温度差Ｔ_ｈ−Ｔ_ｃに等しい場合、ＺＴ〜１．０の熱電変換素子２０の変換効率は約０.７２８％と換算されるので、面積が３ｃｍ^２の熱電変換素子の場合、出力は約２７０μＷと計算される。

【0028】

（４）上記（３）の前提条件のうち、放熱効率が理想的でなく、放熱部材２１による放熱の結果、吸熱側と放熱側の温度差が１．３℃の半分になる場合は、出力は約６７．５μＷとなる。

【0029】

（５）上記（３）の前提条件のうち、断熱層１４の厚さを０．５ｃｍとして閉鎖容器１１を真空断熱、断熱壁面の熱放射率をアルミなどの金属表面の鏡面仕上げにより、０．１とすることで、温度差を１.０℃とした場合、真空断熱層の熱伝導は約１．８μＷ／ｍ^２と見積もられる。０．００１０〜０．００１３Ｗｍ^−１Ｋ^−１の断熱層（０．２ｍｍ厚のステンレス鋼ＳＵＳ３０４等の金属シートを外壁とした断熱層の内部にグラスファイバー繊維を断熱部材の外形形状を保持するように配置して真空引きした構造の断熱部材、 同様熱伝導率の市販品例：Ｕ−Ｖａｃｕａ(熱伝導率０．００１２Ｗｍ^−１Ｋ^−１、パナソニック株式会社 アプライアンス社製）)の熱伝導は２．５ｃｍ厚のとき０．０４８Ｗ／ｍ^２であるため、設計の最適化で断熱材の厚さを低減することができる。

【0030】

なお、このような発電デバイスを温度センサ、湿度センサ或いは振動センサ等のセンサ及び送信器と組み合わせ、発電デバイスの出力をセンサ及び送信機の電源とすることによって、外部電源や電池を必要としないセンシングシステムを構築することができる。

【実施例1】

【0031】

次に、図２及び図３を参照して、本発明の実施例１の振動型発電デバイスを説明する。図２は本発明の実施例１の振動型発電デバイスの概略的断面図であり、振動型発電デバイス３０は、密閉容器３１と、密閉容器３１内に収容された一個のＹＳＺ球３６と、熱電変換モジュール４０を備えている。熱電変換モジュール４０の放熱側には放熱効率を高めるためにＡｌ放熱フィン４６を設ける。

【0032】

密閉容器３１は、熱変換層となるエラストマー層３２と、Ａｌ蓄熱層３３と開口部３５を設けた断熱層筐体３４を備えており、開口部３５において、熱電変換モジュール４０の吸熱側をＡｌ蓄熱層３３に接触するように設ける。なお、エラストマー層３２及びＡｌ蓄熱層３３は横２つ割の部材で形成し、また、断熱層筐体３４はお茶缶のように端部が差し込み構造となった横２つ割の部材で形成している。

【0033】

エラストマー層３２の内寸は、直径４５ｍｍで高さが４５ｍｍであり、厚さは２５ｍｍである。Ａｌ蓄熱層３３は、厚さが２ｍｍであり、また、断熱層筐体３４の厚さは３０ｍｍである。また、開口部３５のサイズは３ｍｍ×３ｍｍである。また、閉鎖空間内に収容するＹＳＺ球３６の直径は１５ｍｍである。

【0034】

図３は、本発明の実施例１の振動型発電デバイスに搭載する熱電変換モジュールの説明図であり、図３（ａ）は発電ユニットの斜視図であり、図３（ｂ）は熱変換モジュールの透視斜視図である。図３（ａ）に示すように、発電ユニットは、１００μｍ×１００μｍ×高さ２００μｍのＢｉ_２Ｔｅ_３からなるｐ型熱電変換材料部材４１と１００μｍ×１００μｍ×高さ２００μｍのＢｉ_０.３Ｓｂ_１．７Ｔｅ_３からなるｎ型熱電変換材料部材４２を真空ＥＢ蒸着により０．５μｍ厚さで形成したＮｉ膜またはＮｉ-Ｃｕ合金膜をインタフェース金属層として介在させ、インタフェース金属層とＣｕ膜からなる電極４３を融点２００°以下のはんだ材料で加熱接合して形成する。このＣｕ膜は、この接合前に予めアルミナ等の板厚０．２５ｍｍのセラミック板４４_１，４４_２上にスクリーン印刷法で配線パターンを形成して、還元雰囲気で焼成して形成しておく。なお、図３（ａ）部分はｐ型部材，ｎ型部材を各１個ずつから成る１対の熱電素子を示す。

【0035】

図３（ｂ）に示すように、このような発電ユニットをｐ型熱電変換部材４１とｎ型熱電変換部材４２が交互に隣接するように配置して電極４３により直列接続させ、その上下にセラミック板４４_１，４４_２を設ける。また、出力部となる最終端部の電極４３に電気出力線４５_１，４５_２を接続し、熱電変換素子のモジュールとする。図３（ｂ）では、図示の簡潔化のため、８対の場合を示しているが、例えば２００対とすることで、０．０７〜０．０８Ｖ／℃を得ることができる。２０ｍＶ以上あれば、電圧をＤＣ／ＤＣ昇圧コンバータで通常の電子回路の所要の駆動電圧に応じ、例えば１〜４Ｖに昇圧、定電圧出力を行う。

【0036】

このように、本発明の実施例１においては、機械振動を閉鎖空間に収容したＹＳＺ球３６の衝突運動に変換し、この運動エネネルギーをエラストマー層３２との衝突で熱に変換している。したがって、どのような振動周期で振動している振動源に接触させてもその振動周期の影響を受けずに効率良く電気エネルギーに変換することができる。

【0037】

なお、この実施例１においては、閉鎖空間を常圧の大気としているが、気体による振動状態への影響を低減でき、気体と剛体間の運動干渉が低減でき、剛体形状と気体による共振の発生を抑制できるので、真空状態にしたり、或いは、希ガス等の空気に比べて粘性の少ない気体を封入しても良い。

【実施例2】

【0038】

次に、図４を参照して、本発明の実施例２の振動型発電デバイスを説明するが、この実施例２の振動型発電デバイスは、上記の実施例１の振動型発電デバイスと基本構造は同一であり、閉鎖空間内に収容する剛体の材料と個数が異なる。

【0039】

図４は、本発明の実施例２の振動型発電デバイスの概略的断面図であり、実施例１と同様に、振動型発電デバイス３０は、エラストマー層３２、Ａｌ蓄熱層３３及び断熱層筐体３４を備えた密閉容器３１と、断熱層筐体３４に設けた開口部３５に配置した熱電変換モジュール４０を備えている。熱電変換モジュール４０の放熱側には放熱効率を高めるためにＡｌ放熱フィン４６を設ける。但し、この実施例２においては、閉鎖空間内に直径が７．１４ｍｍ（インチ呼び径９／３２）の炭素鋼球３７を複数個収容する。ここでは、収容する炭素鋼球３７の個数は７個とするが、炭素鋼球３７のサイズ及び個数は密閉容器３１の内部を可動できる範囲であれば良く、７．１４ｍｍ及び７個に限定されない。

【0040】

本発明の実施例２においては、複数の炭素鋼球３７を収容しているが、炭素鋼球３７同士の衝突は弾性衝突に近くなるので、運動エネルギーが球同士の衝突により熱エネルギーへ変化する割合は、エラストマー層３２に衝突する場合に比べ少ない。一方、エラストマー層３２に衝突した時に炭素鋼球３７の運動エネルギーはエラストマー層３２において、相対的に効率良く熱に変換される。また、炭素鋼球３７が１個の場合に比べ、容器を動かし、炭素鋼球３７が容器内壁に衝突したときの反力の方向や衝突タイミングを分散しやすい。なお、炭素鋼球３７に代え、セラミックス材料のうち高破壊靱性（約５．０ＭＰａｍ^１／２）、高曲げ強度(１．０ＧＰａ以上)が得られるＹＳＺの球も用いることができる。

【実施例3】

【0041】

次に、図５を参照して、本発明の実施例３の振動型発電デバイスを説明するが、基本的構成は上記の実施例１の振動型発電デバイスと同様であり、断熱層筐体の底部に粘着層を設けたものである。

【0042】

図５は、本発明の実施例３の振動型発電デバイスの概略的断面図であり、実施例１と同様に、振動型発電デバイス３０は、エラストマー層３２、Ａｌ蓄熱層３３及び断熱層筐体３４を備えた密閉容器３１と、断熱層筐体３４に設けた開口部３５に配置した熱電変換モジュール４０を備えている。熱電変換モジュール４０の放熱側には放熱効率を高めるためにＡｌ放熱フィン４６を設ける。

【0043】

但し、この実施例３においては、断熱層筐体３４の底部に粘着層３８を設け、この粘着層３８を保護するように剥離シート３９を設けたものである。使用時には、剥離シート３９を剥離して、露出した粘着層３８により振動型発電デバイス３０を振動源に粘着すれば良い。

【0044】

本発明の実施例３においては、予め粘着層３８を設けているので、振動型発電デバイスを橋梁やモーター等の振動源に固定するときに、締め付け部材等の固定器具が不要になり、ワンタッチで装着することができる。

【実施例4】

【0045】

次に、図６を参照して、本発明の実施例４のセンシングシステムを説明する。図６は、本発明の実施例４のセンシングシステムの概念的構成図であり、振動源５０に対して振動型発電デバイス３０を固定するとともに、センサ６１及び送信機６２を備えた警報モジュール６０を固定する。また、このモジュール６０は、ＤＣ−ＤＣ昇圧コンバータと電圧レギュレータと２次蓄電池ないし電気２重層キャパシタを実装した電源部、マイクロコントーラを搭載した制御回路部を備える。警報モジュール６０には電気出力線４５_１，４５_２を介して振動型発電デバイス３０から電力を供給する。なお、ここでは、振動型発電デバイスとして、実施例３に示した振動型発電デバイス３０を用いて、粘着層３８を利用して振動源５０に固定する。

【0046】

例えば、橋梁等の振動源５０に振動型発電デバイス３０を固定し、その振動を電気エネルギーに変換する。センサ６１として、振動センサを用いた場合、振動源の振動とは異なる地震による重力加速度の変動を検知し、その検出結果を地震情報として、送信機６２により橋を走行している車両に報知することができる。

【0047】

このように、本発明の実施例４においては、センシングシステムの電源として振動型発電デバイスを用いているので、警報モジュール６０に対して外部電源を用意する必要はなく且つそのために配線を設ける必要もなくなる。

【0048】

なお、上記の実施例４においては、橋梁に設ける地震警報システムの電源として説明しているが、振動源はモーターや工作機械等でも良く、また、センサとして温度センサ或いは湿度センサを用いても良い。この場合には、モーターや工作機械の局所的な箇所に振動型発電デバイスと警報モジュールを固定することによって、局所的な温度管理や湿度管理を簡便に行うことができる。

【0049】

ここで、実施例１乃至実施例４を含む本発明の実施の形態に関して、以下の付記を付す。
（付記１）剛体と、前記剛体を可動な状態で収容する閉鎖容器とを備え、前記閉鎖容器は、前記剛体の剛性率より剛性率が低く前記剛体の衝突エネルギーを熱に変換する熱変換層と、前記熱変換層の外側の表面を覆う蓄熱層と、前記蓄熱層の外側の表面を覆うとともに開口部を有する断熱層と前記開口部に設けられて前記蓄熱層に当接する熱電変換素子とを備えることを特徴とする発電デバイス。
（付記２）前記剛体を複数収容することを特徴とする付記１に記載の発電デバイス。
（付記３）前記熱変換層が、エストラマーまたは粘弾性を有する高分子化合物からなることを特徴とする付記１または付記２に記載の発電デバイス。
（付記４）前記蓄熱層が、Ｃｕと同じまたはＣｕより比熱の大きな金属または合金からなることを特徴とする付記１乃至付記３のいずれか１に記載の発電デバイス。
（付記５）前記剛体が、炭素鋼またはイットリア安定化ジルコニアからなることを特徴とする付記１乃至付記４のいずれか１に記載の発電デバイス。
（付記６）前記断熱層の外側の少なくとも一部に設けられた粘着層と、前記粘着層の表面に設けられた剥離シートとを有することを特徴とする付記１乃至付記５のいずれか１に記載の発電デバイス。
（付記７）振動源と、前記振動源に固定された付記１乃至付記５のいずれか１に記載の発電デバイスと、前記発電デバイスを電源とするセンサ素子とを備えたことを特徴とするセンシングシステム。
（付記８）振動源と、前記振動源に前記剥離シートを剥離した状態で前記粘着層により固定された付記６に記載の発電デバイスと、前記発電デバイスを電源とするセンサ素子とを備えたことを特徴とするセンシングシステム。
（付記９）前記センサ素子の検出結果を送信する送信機を備えており、前記送信機は前記発電デバイスを電源としていることを特徴とする付記８に記載のセンシングシステム。

【符号の説明】

【0050】

１０ 発電デバイス
１１ 閉鎖容器
１２ 熱変換層
１３ 蓄熱槽
１４ 断熱層
１５ 開口部
１６ 剛体
２０ 熱電変換素子
２１ 放熱部材
２２_１，２２_２ 電気出力線
３０ 振動型発電デバイス
３１ 密閉容器
３２ エラストマー層
３３ Ａｌ蓄熱層
３４ 断熱層筐体
３５ 開口部
３６ ＹＳＺ球
３７ 炭素鋼球
３８ 粘着層
３９ 剥離シート
４０ 熱電変換モジュール
４１ ｐ型熱電変換部材
４２ ｎ型熱電変換部材
４３ 電極
４４_１，４４_２ セラミック板
４５_１，４５_２ 電気出力線
４６ Ａｌ放熱フィン
５０ 振動源
６０ 警報器
６１ センサ
６２ 送信機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】