特許 6558859 振動発電装置

(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】6558859

(24)【登録日】2019年7月26日

(45)【発行日】2019年8月14日

(54)【発明の名称】振動発電装置

(51)【国際特許分類】

   H02N 2/18 20060101AFI20190805BHJP

   H01L 41/113 20060101ALI20190805BHJP

   G01K 1/14 20060101ALN20190805BHJP

【ＦＩ】

   H02N2/18

   H01L41/113

   !G01K1/14 L

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-87039(P2016-87039)

(22)【出願日】2016年4月25日

(65)【公開番号】特開2017-200259(P2017-200259A)

(43)【公開日】2017年11月2日

【審査請求日】2018年10月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000144027

【氏名又は名称】株式会社ミツバ

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100094400

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 三義

(72)【発明者】

【氏名】本間 文司

(72)【発明者】

【氏名】奥野 秀樹

【審査官】 島倉 理

(56)【参考文献】

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１５−０１３４６７７（ＫＲ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−６３３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３２３４３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５０−８４２８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１１−０１１３３０３（ＫＲ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−１８０２２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第６２５２３３６（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｎ ２／１８

Ｈ０１Ｌ ４１／１１３

Ｇ０１Ｋ １／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

厚さ方向に撓み変形可能とされ、撓み変形による電荷を発生する第１圧電振動片、および第２圧電振動片と、
前記第１圧電振動片、および前記第２圧電振動片の長手方向一端を、前記厚さ方向に並べて保持し、前記一端を固定端とするホルダと、
前記第１圧電振動片、および前記第２圧電振動片の自由端となる２つの長手方向他端に、これら他端と共に一体的に設けられる錘部と、
を備え、
前記第１圧電振動片は、前記ホルダに対して相対移動不能に前記一端が固定されると共に、前記錘部に対して相対移動不能に前記他端が固定されており、
前記第２圧電振動片は、前記一端および前記他端の何れか一方が、前記ホルダまたは前記錘部に対して相対移動不能に固定されていると共に、他方が前記ホルダまたは前記錘部に対して前記第２圧電振動片の面方向に沿ってスライド移動可能、且つ前記厚さ方向への移動が規制されるように保持されていることを特徴とする振動発電装置。

【請求項2】

前記ホルダは、前記第１圧電振動片と前記第２圧電振動片との間に所定間隔が空くようにホルダスペーサを有していることを特徴とする請求項１に記載の振動発電装置。

【請求項3】

前記第２圧電振動片は、前記ホルダに対して相対移動不能に前記一端が固定されると共に、前記他端が前記錘部に対してスライド移動可能とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の振動発電装置。

【請求項4】

前記錘部は、
前記第１圧電振動片の他端と前記第２圧電振動片の他端との間に配置される第１錘と、
前記第１錘の各前記他端を挟んで反対側に配置される２つの第２錘と、
前記第１圧電振動片の他端および前記第２圧電振動片の他端を避けた位置で、且つ前記第１錘と前記第２錘との間に配置される錘スペーサと、
を備えていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の振動発電装置。

【請求項5】

前記錘部には、
前記第１圧電振動片の他端を相対移動不能に保持する第１スリットと、
前記第２圧電振動片の他端をスライド移動可能、且つ厚さ方向への移動が規制されるように保持する第２スリットと、
が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の振動発電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、振動発電装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、圧電振動片を振動させ、これにより生じる圧電振動片の撓み変形を利用して電荷を発生させる振動発電装置が知られている。
ここで、この種の振動発電装置の発電量を増大させるために、複数の圧電振動片を設ける技術が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。これら特許文献１、および特許文献２では、複数の圧電振動片を面方向に沿って並べて配置している。このような場合、圧電振動片の占有スペースが大きくなり、振動発電装置が大型化してしまう。

【0003】

このため、複数の圧電振動片を厚さ方向に並べ、これら圧電振動片の一端を固定端とし、他端を自由端とし、この自由端側に圧電振動片の振動を促進させる錘を設けた技術が提案されている（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。このような場合、圧電振動片の自由端に、相対移動不能に一塊（共通）の錘が取り付けられる。そして、この錘で複数の圧電振動片を纏めて振動させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５−１８０１２６号公報

【特許文献2】特開２０１５−１２７６２号公報

【特許文献3】特開２０１５−１４１９７８号公報

【特許文献4】特開平９−２０５７８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上述の特許文献３、特許文献４にあっては、複数の圧電振動片を厚さ方向に並べているので、圧電振動片全体の剛性が高まる。このため、一塊の錘によって、複数の圧電振動片を纏めて振動させ、これら圧電振動片の所望の振動周波数を得るには、錘が大型化してしまう。したがって、振動発電装置を小型化しにくいという課題がある。

【0006】

そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、２つの圧電振動片を厚さ方向に並べつつ、効果的に小型化できる振動発電装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、本発明に係る振動発電装置は、厚さ方向に撓み変形可能とされ、撓み変形による電荷を発生する第１圧電振動片、および第２圧電振動片と、前記第１圧電振動片、および前記第２圧電振動片の長手方向一端を、前記厚さ方向に並べて保持し、前記一端を固定端とするホルダと、前記第１圧電振動片、および前記第２圧電振動片の自由端となる２つの長手方向他端に、これら他端と共に一体的に設けられる錘部と、を備え、前記第１圧電振動片は、前記ホルダに対して相対移動不能に前記一端が固定されると共に、前記錘部に対して相対移動不能に前記他端が固定されており、前記第２圧電振動片は、前記一端および前記他端の何れか一方が、前記ホルダまたは前記錘部に対して相対移動不能に固定されていると共に、他方が前記ホルダまたは前記錘部に対して前記第２圧電振動片の面方向に沿ってスライド移動可能、且つ前記厚さ方向への移動が規制されるように保持されていることを特徴とする。

【0008】

このように構成することで、錘部が各圧電振動片の厚さ方向に変位する際、第１圧電振動片は、錘部の変位に倣ってそのまま湾曲変形する。
一方、第２圧電振動片の長手方向一端および長手方向他端の何れか一方は、ホルダまたは錘部に対して第２圧電振動片の面方向に沿ってスライド移動自在、且つ厚さ方向への移動が規制されている。このため、第２圧電振動片も、錘部の変位に倣ってそのまま湾曲変形するものの、錘部の変位を阻害するように突っ張ることがない。この結果、第１圧電振動片を中心に、錘部を大きく傾倒させることができるので、錘部の重量を低減してもこの錘部を大きく変位させることが可能になる。よって、圧電振動片の所望の振動周波数を得つつ、振動発電装置を効果的に小型化できる。

【0009】

本発明に係る振動発電装置において、前記ホルダは、前記第１圧電振動片と前記第２圧電振動片との間に所定間隔が空くようにホルダスペーサを有していることを特徴とする。

【0010】

このように、第１圧電振動片と第２圧電振動片との間に所定の間隔を設けることにより、圧電振動片同士が互いの湾曲変形を阻害してしまうことを防止できる。このため、錘部の重量を利用して、各圧電振動片を効率よく湾曲変形させることができるので、この分、錘部の重量を低減でき、振動発電装置を効果的に小型化できる。

【0011】

本発明に係る振動発電装置において、前記第２圧電振動片は、前記ホルダに対して相対移動不能に前記一端が固定されると共に、前記他端が前記錘部に対してスライド移動可能とされていることを特徴とする。

【0012】

このように構成することで、錘部の重量を利用して、第２圧電振動片を効率よく湾曲変形させることができる。

【0013】

本発明に係る振動発電装置において、前記錘部は、前記第１圧電振動片の他端と前記第２圧電振動片の他端との間に配置される第１錘と、前記第１錘の各前記他端を挟んで反対側に配置される２つの第２錘と、前記第１圧電振動片の他端および前記第２圧電振動片の他端を避けた位置で、且つ前記第１錘と前記第２錘との間に配置される錘スペーサと、を備えていることを特徴とする。

【0014】

このように構成することで、錘スペーサの肉厚を調整するだけで、錘部に対する第２圧電振動片のスライド移動を可能にできると共に、厚さ方向への移動を高精度に規制できる。また、第１錘と第２錘とにより構成することで、錘部全体の重量も容易に調整できる。

【0015】

本発明に係る振動発電装置において、前記錘部には、前記第１圧電振動片の他端を相対移動不能に保持する第１スリットと、前記第２圧電振動片の他端をスライド移動可能、且つ厚さ方向への移動が規制されるように保持する第２スリットと、が形成されていることを特徴とする。

【0016】

このように構成することで、錘部の生産性を向上できると共に、各圧電振動片への錘部の取り付け作業を容易化できる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、錘部が各圧電振動片の厚さ方向に変位する際、第１圧電振動片は、錘部の変位に倣ってそのまま湾曲変形する。
一方、第２圧電振動片の長手方向一端および長手方向他端の何れか一方は、ホルダまたは錘部に対して第２圧電振動片の面方向に沿ってスライド移動自在、且つ厚さ方向への移動が規制されている。このため、第２圧電振動片も、錘部の変位に倣ってそのまま湾曲変形するものの、錘部の変位を阻害するように突っ張ることがない。この結果、第１圧電振動片を中心に、錘部を大きく傾倒させることができるので、錘部の重量を低減してもこの錘部を大きく変位させることが可能になる。よって、圧電振動片の所望の振動周波数を得つつ、振動発電装置を効果的に小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の第１実施形態における振動発電温度センサの斜視図である。

【図2】本発明の第１実施形態における振動発電装置の分解斜視図である。

【図3】本発明の第１実施形態における拘束なしの圧電振動片の撓み変形の解析結果を示す図である。

【図4】本発明の第１実施形態における拘束ありの圧電振動片の撓み変形の解析結果を示す図である。

【図5】本発明の第１実施形態における圧電振動片の共振周波数の変化を示すグラフである。

【図6】本発明の第１実施形態における圧電振動片による電荷出力を示すグラフである。

【図7】本発明の第１実施形態の変形例における振動発電温度センサの斜視図である。

【図8】本発明の第２実施形態における振動発電装置の斜視図である。

【図9】図８のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0020】

（第１実施形態）
（振動発電温度センサ）
図１は、振動発電温度センサ１の斜視図である。
同図に示すように、振動発電温度センサ１は、ケーシング２内に、振動発電装置３と、無線送信モジュール４と、不図示の温度センサと、を備えている。
ケーシング２は、ベース部５と、カバー部６と、に分割構成されている。ベース部５は、略等脚三角形状に形成されている。また、ベース部５の頂部側には、後述の錘部１０を受け入れ可能な平面視略円形状の凹部５ａが形成されている。

【0021】

カバー部６は、一面が開口された箱状に形成されており、その外周面がベース部５の外形状に対応するように略等脚三角形状に形成されている。また、カバー部６は、開口側をベース部５側に向けて配置されており、不図示のボルトによってベース部５に締結固定されている。そして、ベース部５とカバー部６とにより囲まれた内部空間に、振動発電装置３と無線送信モジュール４とが配置されている。

【0022】

（振動発電装置）
図２は、振動発電装置３の分解斜視図である。
図１、図２に示すように、振動発電装置３は、第１圧電振動片７および第２圧電振動片８の２つの圧電振動片７，８と、各圧電振動片７，８の基端を保持するホルダ９と、各圧電振動片７，８の自由端となる先端部に設けられた錘部１０と、を主構成としている。

【0023】

２つの圧電振動片７，８は、それぞれ薄板状の振動片１８と、この振動片１８の両面に貼付された圧電素子１９と、により構成されており、振動片１８の厚さ方向に並んで配置されている。すなわち、ベース部５寄りに第１圧電振動片７が配置され、この第１圧電振動片７のベース部５とは反対側に第２圧電振動片８が配置されている。
振動片１８は、ベース部５の外形状に対応するように、基端側から先端側に向かって徐々に先細りとなるように、且つ基端側から先端側に向かう方向が長くなるように略等脚三角形状に形成されている。そして、振動片１８は、厚さ方向に撓み変形可能に構成されている。

【0024】

一方、圧電素子１９も、振動片１８の形状に対応するように、基端側から先端に向かって徐々に先細りとなるように、且つ基端側から先端側に向かう方向が長くなるように略等脚三角形状に形成されている。圧電素子１９は、振動片１８のほぼ全面に貼付されている。圧電素子１９は、振動片１８と一体となって撓み変形し、この撓み変形によって電荷を発生するものである。
ここで、各圧電振動片７，８（振動片１８および圧電素子１９）を、基端側から先端側に向かって徐々に先細りとなるように略等脚三角形状に形成することにより、ホルダ９によって各圧電振動片７，８の基端を保持した場合、各圧電振動片７，８の全体をできる限り均一に撓ませることが可能になる。

【0025】

圧電素子１９の基端側には、不図示のリード線の一端が接続されている。圧電素子１９により発生した電荷は、不図示のリード線に導かれる。
なお、以下の説明では、各圧電振動片７，８（振動片１８）の厚さ方向を単に厚さ方向と称する。また、各圧電振動片７，８（振動片１８）の底辺（基端）の延在方向、つまり、長手方向、および厚さ方向に直交する方向を、圧電振動片７，８の幅方向と称する。

【0026】

各圧電振動片７，８の基端を保持するホルダ９は、各圧電振動片７，８の間に配置されるホルダスペーサ１１と、第２圧電振動片８を挟んでホルダスペーサ１１とは反対側に配置されたホルダ本体１２と、を備えている。
ホルダスペーサ１１は、各圧電振動片７，８の基端における幅方向に沿って延在するように略四角棒状に形成されている。そして、ホルダスペーサ１１の厚さ方向両面に、各圧電振動片７，８の基端が接続されている。ホルダ本体１２は、プレート状に形成されたものであって、ホルダスペーサ１１に対応するように、各圧電振動片７，８の幅方向に長く形成されている。

【0027】

ホルダスペーサ１１の長手方向両端には、ボルト１３を挿通可能な貫通孔１１ａがホルダスペーサ１１の厚さ方向に貫通形成されている。また、ホルダ本体１２の長手方向両端で、且つホルダスペーサ１１の貫通孔１１ａに対応する位置にも、ボルト１３を挿通可能な貫通孔１２ａがホルダ本体１２の厚さ方向に貫通形成されている。さらに、ベース部５には、各貫通孔１１ａ，１２ａに対応する位置に、不図示の雌ネジ部が刻設されている。そして、各貫通孔１１ａ，１２ａに挿入されたボルト１３がベース部５の雌ネジ部に螺入されることにより、ベース部５にホルダ９が締結固定される。さらに、ホルダ９を介し、ベース部５に、各圧電振動片７，８が固定される。また、ホルダ本体１２の一側には、台座部１４が延出形成されている。この台座部１４に、カラー１５を介して無線送信モジュール４がボルト１６によって締結固定されている。

【0028】

無線送信モジュール４は、不図示の温度センサによる温度の検出結果を、信号として不図示の制御機器に送信するものである。無線送信モジュール４には、不図示の温度センサが電気的に接続されている。この温度センサによる温度の検出結果が、信号として無線送信モジュール４に入力される。
また、無線送信モジュール４は、ボルト１６の他に、スタッドボルト１７によってベース部５に締結固定されている。そして、無線送信モジュール４に、各圧電振動片７，８に一端が接続されている不図示のリード線の他端が接続される。これにより、各圧電振動片７，８により発生した電荷が無線送信モジュール４に供給される。

【0029】

各圧電振動片７，８の先端に設けられた錘部１０は、各圧電振動片７，８の間に配置される中錘２１と、第１圧電振動片７を挟んで中錘２１とは反対側のベース部５側に配置される下錘２２と、第２圧電振動片８を挟んで中錘２１とは反対側に配置される上錘２３と、を備えている。
各錘２１，２２，２３は、それぞれ複数の円板状の錘を積層して構成されている。各錘２１，２２，２３を複数の円板状の錘で構成することにより、各錘２１，２２，２３の重量調整を容易にしている。但し、中錘２１の厚さは、ホルダスペーサ１１の厚さとほぼ同一に設定されている。このため、２つの圧電振動片７，８は、ほぼ平行に配置される。

【0030】

また、各錘２１，２２，２３は、無線送信モジュール４側（各圧電振動片７，８の基端側）に、平坦に切除されることによって形成された平坦面２１ａ，２２ａ，２３ａを有している。
さらに、中錘２１には、ボルト２４を挿通可能な３つの貫通孔２５ａ，２５ｂ，２５ｃが形成されていると共に、上錘２３には、ボルト２４を挿通可能な３つの貫通孔２６ａ，２６ｂ，２６ｃが形成されている。これら貫通孔２５ａ〜２６ｃは、それぞれ周方向に等間隔で配置されている。

【0031】

より具体的には、それぞれ３つの貫通孔２５ａ〜２６ｃのうち、２つの貫通孔２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂは、平坦面２１ａ，２３ａ側の角部に配置されている。また、３つの貫通孔２５ａ〜２６ｃのうち、もう１つの貫通孔２５ｃ，２６ｃは、それぞれ各圧電振動片７，８の先端側に配置されている（以下、これら貫通孔２５ｃ，２６ｃを先端側貫通孔２５ｃ，２６ｃと称する）。そして、このように配置された各貫通孔２５ａ，２５ｂ，２５ｃの間に、各圧電振動片７，８の先端が配置される。
また、下錘２２には、各貫通孔２５ａ〜２６ｃに対応する位置に、雌ネジ部２２ｂが刻設されている。そして、上錘２３の上から各貫通孔２５ａ〜２６ｃにボルト２４を挿入し、これらボルト２４を下錘２２の雌ネジ部２２ｂに螺入することにより、各錘２１〜２３と各圧電振動片７，８の先端とが共締めされる。

【0032】

ここで、上錘２３の各貫通孔２６ａ，２６ｂ，２６ｃに対応する位置には、中錘２１とは反対側の一面２３ｂに、ざぐり部２７が形成されている。このざぐり部２７により、各ボルト２４の頭部２４ａが上錘２３の一面２３ｂから突出してしまうのが防止される。
ボルト２４によって各錘２１〜２３と各圧電振動片７，８の先端とが共締めされると、中錘２１と下錘２２とによって、第１圧電振動片７の先端部が挟持される。また、中錘２１と上錘２３とによって、第２圧電振動片８の先端部が挟持される。

【0033】

ここで、中錘２１と下錘２２との間には、先端側貫通孔２５ｃに対応する位置に、略リング状の第１錘スペーサ２８が設けられている。すなわち、中錘２１の先端側貫通孔２５ｃに挿入されたボルト２４は、第１錘スペーサ２８を介して下錘２２の雌ネジ部２２ｂに螺入されている。
第１錘スペーサ２８の厚さは、第１圧電振動片７とほぼ同一の厚さに設定されている。このため、第１圧電振動片７の先端部に無理な応力がかかることなく、この第１圧電振動片７の先端部が中錘２１と下錘２２とに挟持される。このように挟持された第１圧電振動片７の先端部は、中錘２１および下錘２２に対して第１圧電振動片７の厚さ方向に移動不能、且つ面方向にスライド移動不能に固定される。

【0034】

一方、中錘２１と上錘２３との間には、先端側貫通孔２５ｃ，２６ｃに対応する位置に、略リング状の複数の第２錘スペーサ２９が設けられている。すなわち、上錘２３の先端側貫通孔２６ｃに挿入されたボルト２４は、複数の第２錘スペーサ２９を介して中錘２１の先端側貫通孔２５ｃに挿入される。
第２錘スペーサ２９は、全体で第２圧電振動片８の厚さよりも若干厚くなるように配置される。このため、第２圧電振動片８の先端部は、中錘２１と上錘２３との間で第２圧電振動片８の面方向（以下、単に面方向と称する）にスライド移動可能、且つ中錘２１および上錘２３に対して第２圧電振動片８の厚さ方向（以下、単に厚さ方向と称する）への移動がほぼ不能に保持される。

【0035】

さらに、中錘２１の第２圧電振動片８に接触する面には、易滑りシート３１が設けられていると共に、上錘２３の第２圧電振動片８に接触する面には、易滑りシート３２が設けられている。これら易滑りシート３１，３２は、中錘２１および上錘２３と第２圧電振動片８との摩擦抵抗を低減するためのものである。易滑りシート３１，３２としては、例えば、テフロン（登録商標）シートが用いられる。

【0036】

各易滑りシート３１，３２は、中錘２１の平坦面２１ａおよび上錘２３の平坦面２３ａに沿って長くなるように帯状に形成されている。各易滑りシート３１，３２の長手方向両端には、それぞれボルト２４を挿通可能な挿通孔３１ａ，３２ａが形成されている。これにより、中錘２１と第２圧電振動片８との間に易滑りシート３１が固定され、上錘２３と第２圧電振動片８との間に易滑りシート３２が固定される。
なお、易滑りシート３１，３２に代わって、中錘２１および上錘２３と第２圧電振動片８との摩擦抵抗を低減できるテープを貼り付けたり、中錘２１および上錘２３に、摩擦抵抗を低減可能な加工を施したりしてもよい。

【0037】

（振動発電温度センサの作用）
このような構成のもと、振動発電温度センサ１は、例えば、不図示の電動モータのモータケースに取付けられ、電動モータの駆動時の温度を管理するために使用される。このように使用する場合、モータケースに、ベース部５側が鉛直方向下側となるように振動発電温度センサ１が取り付けられる。
この状態で電動モータを駆動させるとモータケースが振動する。この振動により、振動発電装置３の錘部１０が、各圧電振動片７，８の厚さ方向に沿って振動する。換言すれば、各圧電振動片７，８の厚さ方向に沿って錘部１０が変位を繰り返す。すると、各圧電振動片７，８が撓み変形され、各圧電振動片７，８に電荷が生じる。この電荷は、不図示のリード線を介して無線送信モジュール４に供給される。

【0038】

また、無線送信モジュール４には、不図示の温度センサの検出結果が信号として入力される。そして、無線送信モジュール４は、温度センサの検出信号を不図示の制御機器に送信する。これら温度センサによるモータケースの温度検出、および検出結果信号の制御機器への送信には、振動発電装置３からの電力が利用される。
制御機器は、振動発電温度センサ１からの出力信号に基づいて、不図示の電動モータの駆動制御を行う。

【0039】

ここで、第１圧電振動片７の先端部は、中錘２１および下錘２２に対して厚さ方向に移動不能、且つ面方向にスライド移動不能に固定される。これに対し、第２圧電振動片８の先端部は、中錘２１と上錘２３との間で面方向にスライド移動可能、且つ厚さ方向への移動がほぼ不能に保持されている。
このため、錘部１０が振動すると、第１圧電振動片７は、錘部１０の変位に倣ってそのまま湾曲変形する。一方、第２圧電振動片８の先端部は、錘部１０の変位に倣ってそのまま湾曲変形するものの、錘部１０の変位を阻害するように突っ張ることがない。この結果、第１圧電振動片７を中心に、錘部１０が大きく傾倒するように変位するので、錘部１０の重量を低減してもこの錘部１０を大きく変位させることが可能になる。

【0040】

このことについて、図３、図４に基づいてより詳しく説明する。
図３は、振動発電装置３の各圧電振動片７，８のうち、第２圧電振動片８の先端部を、中錘２１と上錘２３との間で面方向にスライド移動可能、且つ厚さ方向への移動がほぼ不能に保持した場合（本第１実施形態、以下、「拘束なし」と称する）の各圧電振動片７，８における撓み変形の解析結果を示す図である。図４は、振動発電装置３の各圧電振動片７，８の先端部を両者とも錘部１０に面方向にスライド不能、且つ厚さ方向への移動がほぼ不能に固定した場合（以下、「拘束あり」と称する）の各圧電振動片７，８における撓み変形の解析結果を示す図である。なお、図４に示す錘部１０の重量は、図３に示す錘部１０の重量よりも重く設定されている。

【0041】

図３に示すように、拘束なしの場合、錘部１０が大きく傾倒するように変位し、各圧電振動片７，８が大きく撓み変形していることが確認できる。これに対し、図４では、図３と比較して錘部１０の重量が重いのにも関わらず、錘部１０の変位量が小さく、各圧電振動片７，８の撓み変形量が小さいことが確認できる。これは、各圧電振動片７，８同士が錘部１０に完全に固定されているため、互いに突っ張り合ってしまうからである。この結果、錘部１０が殆ど傾倒せず、錘部１０の変位量が小さくなってしまう。

【0042】

図５は、縦軸を圧電振動片の共振周波数（Ｈｚ）とし、横軸を錘部１０の重量（ｇ）とした場合の共振周波数の変化を示すグラフである。図５では、拘束あり（図中■参照）と、拘束なし（図中▲参照）と、各圧電振動片７，８と比較して大きい圧電振動片を１つ用いた場合（図中●参照、以下「圧電振動片（大）」と称する）と、を比較している。
同図に示すように、所望の周波数を得るにあたり、拘束なしの錘部１０の重量は、圧電振動片（大）の錘部１０の重量よりも重くなるものの、拘束ありと比較する軽量化されることが確認できる。

【0043】

図６は、拘束あり、拘束なし、および圧電振動片（大）の各々圧電振動片による電荷出力（Ｗ）を比較したグラフである。
同図に示すように、拘束なしが最も大きな電荷出力を得られることが確認できる。

【0044】

したがって、上述の第１実施形態によれば、各圧電振動片７，８の所望の振動周波数を得て電荷出力を向上させつつ、振動発電装置３を効果的に小型化できる。
また、ホルダ９は、第１圧電振動片７と第２圧電振動片８との間に所定間隔が空くようにホルダスペーサ１１を有している。このように、第１圧電振動片７と第２圧電振動片８との間に所定の間隔を設けることにより、圧電振動片７，８同士が互いの湾曲変形を阻害してしまうことを防止できる。このため、錘部１０の重量を利用して、各圧電振動片７，８を効率よく湾曲変形させることができるので、この分、錘部１０の重量を低減でき、振動発電装置３を効果的に小型化できる。

【0045】

また、錘部１０に対し、第２圧電振動片８の先端部の面方向をスライド移動可能としているので、錘部１０の重量を利用して第２圧電振動片８を効率よく湾曲変形させることができる。
さらに、中錘２１の第２圧電振動片８に接触する面に、易滑りシート３１を設けると共に、上錘２３の第２圧電振動片８に接触する面に、易滑りシート３２を設けている。このため、中錘２１および上錘２３と第２圧電振動片８との摩擦抵抗を低減でき、錘部１０に対して第２圧電振動片８の先端部をスムーズにスライド移動させることができる。よって、さらに効率よく第２圧電振動片８を湾曲変形させることができる。

【0046】

また、錘部１０を、中錘２１、下錘２２、および上錘２３に分割構成することにより、錘部１０の重量調整を容易化できる。
さらに、各錘２１，２２，２３の間に、それぞれ第１錘スペーサ２８を配置したり、第２錘スペーサ２９を配置したりしている。このため、各スペーサ２８，２９の肉厚を調整するだけで、第１圧電振動片７の先端部の損傷を防止したり、錘部１０に対する第２圧電振動片８の先端部のスライド移動を可能にしたりすることが容易にできる。

【0047】

また、各圧電振動片７，８（振動片１８および圧電素子１９）を、基端側から先端側に向かって徐々に先細りとなるように略等脚三角形状に形成することにより、ホルダ９によって各圧電振動片７，８の基端を保持した場合、各圧電振動片７，８の全体をできる限り均一に撓ませることが可能になる。このため、各圧電振動片７，８によって、効率よく電荷を発生させることができる。

【0048】

（第１実施形態の変形例）
なお、上述の第１実施形態では、ホルダ本体１２の一側に台座部１４を延出形成し、この台座部１４に、ボルト１６を用いて無線送信モジュール４を固定すると共に、スタッドボルト１７によって、ベース部５に直接無線送信モジュール４を固定する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、後述のように構成してもよい。

【0049】

図７は、第１実施形態の変形例における振動発電温度センサ１の斜視図であって、前述の図１に対応している。
すなわち、図７に示すように、ホルダ本体１２の他側にも台座部２１４を延出形成し、台座部１４、および台座部２１４に、それぞれボルト１６，２１６、およびカラー１５を用いて無線送信モジュール４を固定してもよい。
このように構成することで、無線送信モジュール４のホルダ９寄りとベース部５との間のスペースを空けることができる。このため、このスペースをできる限り小さくするように、ベース部５を小型化することが可能になる。

【0050】

（第２実施形態）
次に、図８、図９に基づいて、第２実施形態について説明する。
図８は、第２実施形態における振動発電装置２０３の斜視図、図９は、図８のＡ−Ａ線に沿う断面図である。なお、前述の第１実施形態と同一態様には同一符号を付して説明を省略する。
ここで、前述の第１実施形態と本第２実施形態との相違点は、第１実施形態の錘部１０と第２実施形態の錘部２１０との構成が異なる点にある。

【0051】

より詳しくは、図８、図９に示すように、錘部２１０は、前述の第１実施形態のように分割構成されておらず、一塊の錘部２１０として構成されている。錘部２１０は、例えば高比重樹脂等により、略直方体状に形成されている。
錘部２１０には、第１圧電振動片７の先端部に対応する位置に、この先端部を差込可能な第１スリット４１が形成されている。第１スリット４１のスリット幅は、第１圧電振動片７の厚さとほぼ同一かまたは若干大きい程度に設定されている。そして、第１圧電振動片７の先端部は、第１スリット４１に差し込まれ、接着剤等により錘部２１０に固定されている。

【0052】

また、錘部２１０には、第２圧電振動片８の先端部に対応する位置に、この先端部を差込可能な第２スリット４２が形成されている。第２スリット４２のスリット幅は、第２圧電振動片８の厚さよりも大きく設定されている。このように形成された第２スリット４２に、第２圧電振動片８の先端部が差し込まれている。
また、第２スリット４２の第２圧電振動片８に接触する面、および、第２圧電振動片８の先端部の両面には、それぞれ易滑りシート４３が設けられている。これにより、第２スリット４２内において、第２圧電振動片８の先端部は、面方向に沿ってスムーズにスライド移動することができる。

【0053】

なお、第２スリット４２のスリット幅は、第２スリット４２内において、第２圧電振動片８の先端部が、できる限り厚さ方向に移動不能な幅となるように設定することが望ましい。このように構成することで、錘部２１０によって、第２圧電振動片８を効率よく撓み変形させることができる。
したがって、上述の第２実施形態によれば、前述の第１実施形態と同様の効果を奏する。これに加え、錘部２１０を一塊とすることができるので、錘部２１０の生産性を向上できると共に、各圧電振動片７，８への錘部２１０の取り付け作業を容易化できる。

【0054】

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、振動発電温度センサ１を電動モータの温度を検出するために使用する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、さまざまな装置の温度を検出するために、振動発電温度センサ１を使用することが可能である。

【0055】

また、上述の実施形態では、第２圧電振動片８の先端部を、錘部１０，２１０に対して面方向にスライド移動可能、且つ厚さ方向への移動がほぼ不能とされている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、第２圧電振動片８の先端部を、錘部１０，２１０に対して面方向にスライド移動不能、および厚さ方向に移動不能に固定する一方、第２圧電振動片８の基端部を、ホルダ９に対して面方向にスライド移動可能、且つ厚さ方向への移動がほぼ不能としてもよい。つまり、第２圧電振動片８が突っ張って錘部１０，２１０の変位を阻害しないように構成されていればよい。

【0056】

さらに、上述の実施形態では、圧電素子１９の基端側に、不図示のリード線の一端を接続し、このリード線によって各圧電振動片７，８と無線送信モジュール４とを電気的に接続した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、圧電素子１９と無線送信モジュール４とが電気的に接続されればよい。例えば、リード線に代わってフレキシブル基板を用いることも可能である。また、無線送信モジュール４やホルダ９にスルーホールを形成し、これによって、圧電素子１９と無線送信モジュール４とを電気的に接続してもよい。

【符号の説明】

【0057】

２，２０３…振動発電装置
７…第１圧電振動片
８…第２圧電振動片
９…ホルダ
１０，２１０…錘部
１１…ホルダスペーサ
２１…中錘（第１錘）
２２…下錘（第２錘）
２３…上錘（第２錘）
２８…第１錘スペーサ（錘スペーサ）
２９…第２錘スペーサ（錘スペーサ）
４１…第１スリット
４２…第２スリット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】