特許 7394391 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】

(24)【登録日】2023-11-30

(45)【発行日】2023-12-08

(54)【発明の名称】振動発電装置

(51)【国際特許分類】

   H02N 1/08 20060101AFI20231201BHJP

   H02K 35/00 20060101ALI20231201BHJP

【ＦＩ】

H02N1/08

H02K35/00

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020210829

(22)【出願日】2020-12-18

(65)【公開番号】P2022097309

(43)【公開日】2022-06-30

【審査請求日】2022-09-05

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２８年度、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、「ＩｏＴ推進のための横断技術開発プロジェクト／超高速・低消費電力ビッグデータ処理を実現・利活用する脳型推論集積システムの研究開発」に係る委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】000143949

【氏名又は名称】株式会社鷺宮製作所

(73)【特許権者】

【識別番号】598121341

【氏名又は名称】慶應義塾

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】三屋 裕幸

(72)【発明者】

【氏名】芦澤 久幸

(72)【発明者】

【氏名】金 成主

(72)【発明者】

【氏名】青野 真士

【審査官】中島 亮

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０２２４０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２１３２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１５７７２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２１３２９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２１６５８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ３５／００－３５／０６

Ｈ０２Ｎ １／００－ １／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電極の振動に応じた電力を生成する振動発電素子と、
負荷抵抗に接続されると、前記振動発電素子によって生成された電力を取り出す出力部と、
前記電力の電力値が所定閾値よりも大きいか否かを判断する判断部と、
前記判断部による判断結果に基づいて前記出力部の入力インピーダンスを決定する決定部と、
前記決定部による決定に応じて前記出力部の前記入力インピーダンスを調整する調整部とを備え、
前記決定部は、前記判断結果に基づいて演算される指標値に応じて、第１インピーダンス値および前記第１インピーダンス値とは異なる第２インピーダンス値のいずれか一方を、前記入力インピーダンスとして決定し、
前記決定部は、第１タイミングにおける前記判断結果と、前記第１タイミングより前の前記判断結果とに基づき、前記第１タイミングより後の第２タイミングにおける前記指標値を演算し、
前記決定部は、
前記判断結果に基づいて前記第１インピーダンス値に対応する第１演算値および前記第２インピーダンス値に対応する第２演算値を演算し、
前記第１タイミングにおける前記第２演算値から、前記第１タイミングにおける前記第１演算値を引いた差に基づいて、前記第２タイミングにおける前記指標値を演算し、
前記指標値が所定値よりも小さい場合に前記第１インピーダンス値を前記入力インピーダンスとして決定し、
前記指標値が前記所定値よりも大きい場合に前記第２インピーダンス値を前記入力インピーダンスとして決定する、振動発電装置。

【請求項2】

請求項１に記載の振動発電装置において、
前記第１タイミングの前記入力インピーダンスが前記第１インピーダンス値であるとき、
前記判断部により前記電力値が前記所定閾値より小さいと判断された場合は、前記第１タイミングより前に演算された前記第１演算値に比例する第１比例値に第１変化量が加えられることによって、前記第１タイミングにおける前記第１演算値が得られ、
前記判断部により前記電力値が前記所定閾値より大きいと判断された場合は、前記第１タイミングより前に演算された前記第１演算値に比例する前記第１比例値から第２変化量が減じられることによって、前記第１タイミングにおける前記第１演算値が得られ、
前記第１タイミングの前記入力インピーダンスが前記第２インピーダンス値であるとき、
前記判断部により前記電力値が前記所定閾値より大きいと判断された場合は、前記第１タイミングより前に演算された前記第２演算値に比例する第２比例値に前記第１変化量が加えられることによって、前記第１タイミングにおける前記第２演算値が得られ、
前記判断部により前記電力値が前記所定閾値より小さいと判断された場合は、前記第１タイミングより前に演算された前記第２演算値に比例する前記第２比例値から前記第２変化量が減じられることによって、前記第１タイミングにおける前記第２演算値が得られる、振動発電装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の振動発電装置において、
前記入力インピーダンスが前記第１インピーダンス値であるとき、前記所定閾値は第１閾値であり、
前記入力インピーダンスが前記第２インピーダンス値であるとき、前記所定閾値は前記第１閾値とは異なる第２閾値であり、
前記入力インピーダンスが前記第１インピーダンス値であるときの、前記振動の加速度に応じた前記電力値の増加が鈍化する変曲点に対応する特定の電力値は、前記第１閾値よりも大きく、かつ前記第２閾値よりも小さい、振動発電装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の振動発電装置において、
前記出力部は、
前記振動発電素子から出力される交流電力を直流電力に変換して蓄電する第１蓄電回路と、
前記直流電力の電圧を変換して蓄電する第２蓄電回路と、
前記第１蓄電回路から前記第２蓄電回路への電力伝送を開始または停止する切替動作を行うスイッチング回路とを有し、
前記調整部は、前記切替動作が行われる条件を変更することによって、前記入力インピーダンスを調整する、振動発電装置。

【請求項5】

請求項４に記載の振動発電装置において、
前記第１蓄電回路に蓄電される前記直流電力の電圧が、所定電圧値を上回る電圧値に上昇したとき、または前記所定電圧値を下回る電圧値に低下したとき、前記スイッチング回路は前記切替動作を行い、
前記調整部は、前記所定電圧値を変更することによって、前記切替動作が行われる前記条件を変更する、振動発電装置。

【請求項6】

請求項４に記載の振動発電装置において、
前記調整部は、前記切替動作が繰り返し行われることにより得られる、前記電力伝送が開始されてから停止されるまでの時間と、前記電力伝送が停止されてから開始されるまでの時間とに基づくデューティ比を、変更することによって、前記切替動作が行われる前記条件を変更する、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。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載の意思決定装置が知られており、その特許文献１には、意思決定装置を用いて電力を取り出す際の周波数が選択される振動発電装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０２０／０５９７２３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示された振動発電装置によると、取り出される電力の効率が低い場合があるという課題がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一態様によると、振動発電装置は、電極の振動に応じた電力を生成する振動発電素子と、負荷抵抗に接続されると、前記振動発電素子によって生成された電力を取り出す出力部と、前記電力の電力値が所定閾値よりも大きいか否かを判断する判断部と、前記判断部による判断結果に基づいて前記出力部の入力インピーダンスを決定する決定部と、前記決定部による決定に応じて前記出力部の前記入力インピーダンスを調整する調整部とを備える。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、振動発電装置の発電効率を高められる場合がある。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、給電対象である負荷抵抗に接続された振動発電装置の構成の一例を示す図である。

【図2】図２は、振動発電素子によって生成された電力の電力値と、振動発生源である振動発生装置の振動加速度との関係を例示する図である。

【図3】図３は、振動発電装置の決定部によって行われる、振動発電装置の出力部の入力インピーダンスを決定する処理の一例を示す図である。

【図4】図４は、振動発電装置の調整部によって行われる、振動発電装置の出力部の入力インピーダンスを調整する処理の一例を説明するための図である。

【図5】図５は、振動発電装置の決定部によって行われる、振動発電装置の出力部の入力インピーダンスを決定する処理の他の例を示す図である。

【図6】図６は、振動発電装置の調整部によって行われる、振動発電装置の出力部の入力インピーダンスを調整する処理の他の例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本発明の一実施の形態における振動発電装置１００について、図１から図４までを用いて以下に説明する。図１は、給電対象である負荷抵抗２００に接続された振動発電装置１００の構成の一例を示す図である。振動発電装置１００は、電極の振動に応じた電力を生成する振動発電素子１１０、振動発電素子１１０により生成された電力を負荷抵抗２００に供給する出力部１２０、判断部１３０、決定部１４０および調整部１５０を有する。振動発電装置１００は、振動発電素子１１０の電極に振動を生じさせる振動発生源である不図示の振動発生装置に設置される。振動発電素子１１０は固定電極と可動電極とを有し、固定電極の振動加速度は、振動発生源である振動発生装置の振動加速度に応じた値となる。説明を分かりやすくするため、本実施の形態においては、振動発電素子１１０の固定電極の振動加速度は、振動発生装置の振動加速度に等しい値であるものとする。図１において、振動発電素子１１０から出力部１２０を介して負荷抵抗２００へ延びる矢印は、電力供給方向を示す。判断部１３０、決定部１４０および調整部１５０からそれぞれ延びる矢印は、後述する出力部１２０の入力インピーダンスを調整するための制御の向きを示している。

【0009】

判断部１３０は、例えばコンパレータで構成され、出力部１２０により負荷抵抗２００に供給される電力の電力値が所定閾値よりも大きいか否かを判断する。所定閾値は、決定部１４０により任意の値に設定され得る。決定部１４０は、例えばプロセッサおよびメモリで構成され、プロセッサがメモリ内に保存されたコンピュータプログラムを実行することにより、判断部１３０による判断結果に基づいて出力部１２０の入力インピーダンスを決定する。調整部１５０は、後述するスイッチング回路１２２の切替動作を制御する制御回路を含み、決定部１４０による決定に応じて出力部１２０の入力インピーダンスを調整する。

【0010】

出力部１２０は、第１蓄電回路１２１、スイッチング回路１２２および第２蓄電回路１２３を含む。第１蓄電回路１２１は、例えば整流器およびコンデンサで構成され、振動発電素子１１０から出力される交流電力を直流電力に変換して蓄電する。スイッチング回路１２２は、例えばトランジスタで構成され、第１蓄電回路１２１から第２蓄電回路１２３への電力伝送を開始または停止する切替動作を行う。第２蓄電回路１２３は、例えばインダクタおよびコンデンサで構成され、第１蓄電回路１２１からスイッチング回路１２２を介して伝送される直流電力の電圧を変換して蓄電する。

【0011】

図２は、振動発電素子１１０によって生成された電力の電力値Ｐと、振動発生源である振動発生装置の振動加速度Ａとの関係を例示する図である。出力部１２０の入力インピーダンスＺが第１インピーダンス値Ｚ１であるとき、振動発生装置の振動加速度Ａが０から増加してＡｘに達するまで、振動発電素子１１０によって生成された電力Ｐは振動加速度Ａの２乗に比例して増加する。すなわち、比例係数Ｃ１を用いて、式（１）のように表される。
Ｐ＝Ｃ１×Ａ^２ （０≦Ａ≦Ａｘ） ・・・（１）

【0012】

出力部１２０の入力インピーダンスＺ＝Ｚ１であるとき、式（１）に基づき、振動発生装置の振動加速度Ａ＝Ａｘにおいて、振動発電素子１１０によって生成された電力Ｐ＝Ｐｘとなり、図２に変曲点Ｘ（Ａｘ，Ｐｘ）を表すことができる。振動加速度Ａ＞Ａｘになると、電力Ｐが、振動加速度Ａ≦Ａｘにおける振動加速度Ａの２乗比例に応じた増加を示す傾向から、変曲点Ｘにおける電力値Ｐｘからほぼ横ばい、または漸増もしくは漸減を示す傾向へ変化する。

【0013】

出力部１２０の入力インピーダンスＺが、第１インピーダンス値Ｚ１とは異なる第２インピーダンス値Ｚ２であるとき、振動発生装置の振動加速度Ａが０から増加してＡｙに達するまで、振動発電素子１１０によって生成された電力Ｐは振動加速度Ａの２乗に比例して増加する。すなわち、比例係数Ｃ２を用いて、式（２）のように表される。
Ｐ＝Ｃ２×Ａ^２ （０≦Ａ≦Ａｙ） ・・・（２）

【0014】

出力部１２０の入力インピーダンスＺ＝Ｚ２であるとき、式（２）に基づき、振動発生装置の振動加速度Ａ＝Ａｙにおいて、振動発電素子１１０によって生成された電力Ｐ＝Ｐｙとなり、図２に変曲点Ｙ（Ａｙ，Ｐｙ）を表すことができる。振動加速度Ａ＞Ａｙになると、電力Ｐが、振動加速度Ａ≦Ａｙにおける振動加速度Ａの２乗比例に応じた増加を示す傾向から、変曲点Ｙにおける電力値Ｐｙからほぼ横ばい、または漸増もしくは漸減を示す傾向へ変化する。

【0015】

出力部１２０の入力インピーダンスＺの第２インピーダンス値Ｚ２が第１インピーダンス値Ｚ１よりも大きい場合、図２に示すように、式（２）に用いられる比例係数Ｃ２は式（１）に用いられる比例係数Ｃ１よりも小さく、かつ変曲点Ｙにおける電力値Ｐｙは変曲点Ｘにおける電力値Ｐｘよりも大きい。

【0016】

図２に示されるように、振動発生装置の振動加速度Ａが小さいとき、調整部１５０によって、出力部１２０の入力インピーダンスＺは第１インピーダンス値に調整されると、出力部１２０の入力インピーダンスＺが第２インピーダンス値に調整されるときよりも大きな電力Ｐが得られる。振動発生装置の振動加速度Ａが大きいとき、調整部１５０によって、出力部１２０の入力インピーダンスＺは第２インピーダンス値に調整されると、出力部１２０の入力インピーダンスＺが第１インピーダンス値に調整されるときよりも大きな電力Ｐが得られる。

【0017】

この点に着目し、本実施の形態においては、出力部１２０の入力インピーダンスＺが第１インピーダンス値Ｚ１であるとき、振動発生装置の振動加速度Ａが０から増加するのに伴って振動発電素子１１０によって生成された電力Ｐの電力値が増加し、さらに上述した所定閾値を上回ると、図３を用いて後述する指標値Ｘが増加傾向になる。その指標値Ｘが後述する所定値よりも小さくないと判断されると、調整部１５０が、出力部１２０の入力インピーダンスＺを、第１インピーダンス値Ｚ１から第２インピーダンス値Ｚ２に変更する。すると、振動加速度Ａがさらに増加するにつれてさらに大きな電力Ｐが得られるようになる。その後、逆に、振動加速度Ａが減少するのに伴って振動発電素子１１０によって生成された電力Ｐの電力値が減少し、さらに上述した所定閾値を下回ると、指標値Ｘが減少傾向になる。その指標値Ｘが後述する所定値よりも小さいと判断されると、調整部１５０が、出力部１２０の入力インピーダンスＺを、第２インピーダンス値Ｚ２から第１インピーダンス値Ｚ１に変更する。すると、振動加速度Ａがさらに減少しても、入力インピーダンスＺが変更されないと仮定した場合よりも大きな電力Ｐが得られるようになる。

【0018】

本実施の形態において、上述した所定閾値は図２に示す第１閾値Ｐ１に設定されるものとする。第１閾値Ｐ１は、出力部１２０の入力インピーダンスＺ＝Ｚ１であるときの、加速度Ａ１に対する電力値に対応し、図２に示す変曲点Ｘにおける電力値Ｐｘよりもやや小さい値が好ましい。第１閾値Ｐ１が電力値Ｐｘに近い値に設定されると、振動加速度Ａの範囲０≦Ａ≦Ａｘにおいて、上述した動作により、出力部１２０の入力インピーダンスＺが第１インピーダンス値Ｚ１に決定される傾向が強まり、入力インピーダンスＺが第２インピーダンス値Ｚ２であるときよりも高い電力Ｐが得られる可能性が高くなる。一方、第１閾値Ｐ１が電力値Ｐｘに近過ぎない値に設定されることで、上述した動作により、入力インピーダンスＺが第１インピーダンス値Ｚ１から第２インピーダンス値Ｚ２へ変更される可能性を確保することができる。したがって、第１閾値Ｐ１は、電力値Ｐｘになるべく近い値であって、しかし極度に近過ぎない値、例えば電力値Ｐｘの９０％程度の値である。

【0019】

なお、所定閾値を第１閾値Ｐ１に設定するのは、上述したように決定部１４０であり、振動発電素子１１０によって生成された電力Ｐの電力値が所定閾値よりも大きいか否かを判断するのは、上述したように判断部１３０である。調整部１５０によって変更される入力インピーダンスＺは、上述したように判断部１３０の判断結果に基づいて決定部１４０により決定される。

【0020】

図３は、振動発電装置１００の決定部１４０によって行われる、振動発電装置１００の出力部１２０の入力インピーダンスＺを決定する処理の一例を示す図である。決定部１４０が有するプロセッサがメモリ内に保存されたコンピュータプログラムを実行することにより、図３に示すステップＳ３１０およびそれ以降の各ステップにおける処理が行われる。図３に示す処理には、上述した特許文献１に開示された綱引き（Ｔｕｇ－ｏｆ－Ｗａｒ；ＴＯＷ）モデルが用いられる。本実施の形態において、第１タイミングである時刻ｔに、図３に示す最終ステップの処理が完了すると、第１タイミングよりも後の第２タイミングである時刻（ｔ＋１）が時刻ｔに置き換えられ、第２タイミングにおいてステップＳ３１０から始まる各ステップの処理が再び行われる。

【0021】

ステップＳ３１０において、決定部１４０は、時刻ｔにおける出力部１２０の入力インピーダンスＺ（ｔ）が第１インピーダンス値Ｚ１であるか否かを判定する。肯定判定が得られた場合、時刻ｔにおける出力部１２０の入力インピーダンスＺ（ｔ）は第１インピーダンス値Ｚ１であり、処理は第１インピーダンス値Ｚ１に対応するステップＳ３２０へ進められる。否定判定が得られた場合、時刻ｔにおける出力部１２０の入力インピーダンスＺ（ｔ）は第１インピーダンス値Ｚ１とは異なる第２インピーダンス値Ｚ２であり、処理は第２インピーダンス値Ｚ２に対応するステップＳ３３０へ進められる。

【0022】

ステップＳ３２０において、決定部１４０は、時刻ｔにおいて振動発電素子１１０によって生成された電力Ｐの電力値Ｐ（ｔ）が、所定閾値として設定された第１閾値Ｐ１よりも小さいか否かを判定する。ステップＳ３２０で肯定判定が得られた場合、すなわち電力値Ｐ（ｔ）が第１閾値Ｐ１よりも小さいと判定された場合、ステップＳ３２２において、決定部１４０は、後述する第１演算値Ｒ１（ｔ）の時刻ｔにおける変化量ΔＲ１（ｔ）に第１変化量を設定する。本実施の形態において、第１変化量は１であり、すなわちΔＲ１（ｔ）＝１である。このとき、後述する第２演算値Ｒ２（ｔ）の時刻ｔにおける変化量ΔＲ２（ｔ）には、決定部１４０は０を設定する。ステップＳ３２０で否定判定が得られた場合、すなわち電力値Ｐ（ｔ）が第１閾値Ｐ１よりも小さくないと判定された場合、ステップＳ３２７において、決定部１４０は、時刻ｔにおける変化量ΔＲ１（ｔ）に第２変化量の負の値を設定する。本実施の形態において、第２変化量はｗであり、すなわちΔＲ１（ｔ）＝－ｗである。このとき、時刻ｔにおける変化量ΔＲ２（ｔ）には、決定部１４０は０を設定する。ステップＳ３２２またはＳ３２７における処理が完了すると、処理はステップＳ３４０へ進められる。

【0023】

ステップＳ３３０において、決定部１４０は、時刻ｔにおいて振動発電素子１１０によって生成された電力Ｐの電力値Ｐ（ｔ）が、所定閾値として設定された第１閾値Ｐ１よりも小さいか否かを判定する。ステップＳ３３０で肯定判定が得られた場合、すなわち電力値Ｐ（ｔ）が第１閾値Ｐ１よりも小さいと判定された場合、ステップＳ３３２において、決定部１４０は、時刻ｔにおける変化量ΔＲ２（ｔ）に第２変化量の負の値を設定する。本実施の形態において、上述したように第２変化量はｗであり、すなわちΔＲ２（ｔ）＝－ｗである。このとき、時刻ｔにおける変化量ΔＲ１（ｔ）には、決定部１４０は０を設定する。ステップＳ３３０で否定判定が得られた場合、すなわち電力値Ｐ（ｔ）が第１閾値Ｐ１よりも小さくないと判定された場合、ステップＳ３３７において、決定部１４０は、時刻ｔにおける変化量ΔＲ２（ｔ）に第１変化量を設定する。本実施の形態において、上述したように第１変化量は１であり、すなわちΔＲ２（ｔ）＝１である。このとき、時刻ｔにおける変化量ΔＲ１（ｔ）には、決定部１４０は０を設定する。ステップＳ３３２またはＳ３３７における処理が完了すると、処理はステップＳ３４０へ進められる。

【0024】

ステップＳ３４０において、決定部１４０は、時刻ｔにおける第１演算値Ｒ１（ｔ）および第１演算値Ｒ１（ｔ）とは異なる第２演算値Ｒ２（ｔ）を演算し、時刻ｔにおける第２演算値Ｒ２（ｔ）から第１演算値Ｒ１（ｔ）を引いた差に基づいて、式（３）に示すように、時刻（ｔ＋１）における指標値Ｘ（ｔ＋１）を演算する。指標値Ｘ（ｔ＋１）は、時刻（ｔ＋１）における出力部１２０の入力インピーダンスＺ（ｔ＋１）として、第１インピーダンス値Ｚ１および第２インピーダンス値Ｚ２のいずれか一方を決定するための指標を表す。なお、式（３）において、補正量δ（ｔ）には、時刻ｔにおける、振動発電装置１００で生じるノイズやエラーを含む揺らぎを考慮した値が設定される。
Ｘ（ｔ＋１）＝Ｒ２（ｔ）－Ｒ１（ｔ）＋δ（ｔ） ・・・（３）

【0025】

ステップＳ３４０において、決定部１４０により演算される、時刻ｔにおける第１演算値Ｒ１（ｔ）および第２演算値Ｒ２（ｔ）は、式（４）および（５）に示される。すなわち、時刻ｔにおける第１演算値Ｒ１（ｔ）および第２演算値Ｒ２（ｔ）は、比例係数αを用いて、時刻ｔに対応する第１タイミングよりも前の時刻（ｔ－１）に演算された第１演算値Ｒ１（ｔ－１）および第２演算値Ｒ２（ｔ－１）にそれぞれ比例する第１比例値αＲ１（ｔ－１）および第２比例値αＲ２（ｔ－１）と、上述した変化量ΔＲ１（ｔ）および変化量ΔＲ２（ｔ）とに基づき表される。なお、上述したように、ステップＳ３１０における判定処理に基づき、第１インピーダンス値Ｚ１に対応するステップＳ３２０または第２インピーダンス値Ｚ２に対応するステップＳ３３０が行われる。それぞれの結果に基づいて、第１インピーダンス値Ｚ１に対応する変化量ΔＲ１（ｔ）または第２インピーダンス値Ｚ２に対応する変化量ΔＲ２（ｔ）が得られる。このことから、式（４）で表される第１演算値Ｒ１（ｔ）は第１インピーダンス値Ｚ１に対応する演算値であり、式（５）で表される第２演算値Ｒ２（ｔ）は第２インピーダンス値Ｚ２に対応する演算値である。
Ｒ１（ｔ）＝ΔＲ１（ｔ）＋αＲ１（ｔ－１） ・・・（４）
Ｒ２（ｔ）＝ΔＲ２（ｔ）＋αＲ２（ｔ－１） ・・・（５）

【0026】

時刻ｔにおいて、出力部１２０の入力インピーダンスＺが第１インピーダンス値Ｚ１であるとき、すなわちステップＳ３１０で肯定判定が得られたときに行われる処理について説明する。まず、振動発電素子１１０によって生成された電力Ｐの電力値Ｐ（ｔ）が所定閾値である第１閾値Ｐ１より小さいと、判断部１３０により判断された場合、すなわちステップＳ３２０で肯定判定が得られた場合に行われる処理について説明する。この場合は、式（４）および（５）を用い、次のようにして第１演算値Ｒ１（ｔ）および第２演算値Ｒ２（ｔ）が演算される。時刻（ｔ－１）に演算された第１比例値αＲ１（ｔ－１）に上述した第１変化量である１が加えられることによって、時刻ｔにおける第１演算値Ｒ１（ｔ）が得られる。また、時刻（ｔ－１）に演算された第２比例値αＲ２（ｔ－１）に等しい値として、時刻ｔにおける第２演算値Ｒ２（ｔ）が得られる。

【0027】

時刻ｔにおいて、出力部１２０の入力インピーダンスＺが第１インピーダンス値Ｚ１であって、振動発電素子１１０によって生成された電力Ｐの電力値Ｐ（ｔ）が所定閾値である第１閾値Ｐ１より小さくないと、判断部１３０により判断された場合、すなわちステップＳ３２０で否定判定が得られた場合に行われる処理について説明する。この場合は、式（４）および（５）を用い、次のようにして第１演算値Ｒ１（ｔ）および第２演算値Ｒ２（ｔ）が演算される。時刻（ｔ－１）に演算された第１比例値αＲ１（ｔ－１）から上述した第２変化量であるｗが減じられることによって、時刻ｔにおける第１演算値Ｒ１（ｔ）が得られる。また、時刻（ｔ－１）に演算された第２比例値αＲ２（ｔ－１）に等しい値として、時刻ｔにおける第２演算値Ｒ２（ｔ）が得られる。

【0028】

時刻ｔにおいて、出力部１２０の入力インピーダンスＺが第１インピーダンス値Ｚ１とは異なる第２インピーダンス値Ｚ２であるとき、すなわちステップＳ３１０で否定判定が得られたときに行われる処理について説明する。まず、振動発電素子１１０によって生成された電力Ｐの電力値Ｐ（ｔ）が所定閾値である第１閾値Ｐ１より小さいと、判断部１３０により判断された場合、すなわちステップＳ３３０で肯定判定が得られた場合に行われる処理について説明する。この場合は、式（４）および（５）を用い、次のようにして第１演算値Ｒ１（ｔ）および第２演算値Ｒ２（ｔ）が演算される。時刻（ｔ－１）に演算された第２比例値αＲ２（ｔ－１）から上述した第２変化量であるｗが減じられることによって、時刻ｔにおける第２演算値Ｒ２（ｔ）が得られる。また、時刻（ｔ－１）に演算された第１比例値αＲ１（ｔ－１）に等しい値として、時刻ｔにおける第１演算値Ｒ１（ｔ）が得られる。

【0029】

時刻ｔにおいて、出力部１２０の入力インピーダンスＺが第１インピーダンス値Ｚ１とは異なる第２インピーダンス値Ｚ２であって、振動発電素子１１０によって生成された電力Ｐの電力値Ｐ（ｔ）が所定閾値である第１閾値Ｐ１より小さくないと、判断部１３０により判断された場合、すなわちステップＳ３３０で否定判定が得られた場合に行われる処理について説明する。この場合は、式（４）および（５）を用い、次のようにして第１演算値Ｒ１（ｔ）および第２演算値Ｒ２（ｔ）が演算される。時刻（ｔ－１）に演算された第２比例値αＲ２（ｔ－１）に上述した第１変化量である１が加えられることによって、時刻ｔにおける第２演算値Ｒ２（ｔ）が得られる。また、時刻（ｔ－１）に演算された第１比例値αＲ１（ｔ－１）に等しい値として、時刻ｔにおける第１演算値Ｒ１（ｔ）が得られる。

【0030】

ステップＳ３５０において、決定部１４０は、ステップＳ３４０で得られた時刻（ｔ＋１）における指標値Ｘ（ｔ＋１）が所定値よりも小さいか否かを判定する。所定値には０が設定されるのが好ましい。したがって、指標値Ｘ（ｔ＋１）が０よりも小さい場合は肯定判定され、指標値Ｘ（ｔ＋１）が０よりも小さくない場合は否定判定される。肯定判定が得られた場合、処理はステップＳ３５２へ進められ、否定判定が得られた場合、処理はステップＳ３５７へ進められる。

【0031】

ステップＳ３５２において、決定部１４０は、第１インピーダンス値Ｚ１を、時刻（ｔ＋１）における出力部１２０の入力インピーダンスＺ（ｔ＋１）として決定する。その後、上述したように第２タイミングである時刻（ｔ＋１）が時刻ｔに置き換えられてから、第１タイミングにおいて入力インピーダンスＺを決定する処理が終了し、第２タイミングにおいて入力インピーダンスＺを決定する処理が再び始まる。

【0032】

ステップＳ３５７において、決定部１４０は、第２インピーダンス値Ｚ２を、時刻（ｔ＋１）における出力部１２０の入力インピーダンスＺ（ｔ＋１）として決定する。その後、上述したように第２タイミングである時刻（ｔ＋１）が時刻ｔに置き換えられてから、第１タイミングにおいて入力インピーダンスＺを決定する処理が終了し、第２タイミングにおいて入力インピーダンスＺを決定する処理が再び始まる。

【0033】

なお、上述した第２変化量の値ｗは、例えば固定値１であるが、１以外の値であってもよいし、固定値でなくてもよい。時刻ｔにおけるステップＳ３５２およびＳ３５７で、第１インピーダンス値Ｚ１および第２インピーダンス値Ｚ２のいずれかが入力インピーダンスＺとして選択された際の、次の時刻（ｔ＋１）におけるステップＳ３２０およびＳ３３０で肯定および否定のいずれかの判定結果が得られる確率に応じて、第２変化量の値ｗが得られることとしてもよい。さらに、第２変化量の値ｗが固定値の場合、補正量δ（ｔ）は０であることとしてもよい。

【0034】

また、上述した式（４）および（５）で用いられる比例係数αの値は、０以上１以下であり（０≦α≦１）、過去の演算値による影響が考慮される程度に応じて定められる。比較的直前の影響のみを考慮することで出力部１２０の入力インピーダンスＺを適切に設定することが可能であれば、比例係数αの値は小さくてよい。

【0035】

図４は、振動発電装置１００の調整部１５０によって行われる、振動発電装置１００の出力部１２０の入力インピーダンスＺを調整する処理の一例を説明するための図である。上述したように、調整部１５０は、スイッチング回路１２２の切替動作を制御する制御回路を含む。図４（Ａ）に示すように、第１蓄電回路１２１に蓄電される直流電力の電圧Ｖが、所定電圧値Ｖｔｈを上回る電圧値に上昇すると（Ｖ＞Ｖｔｈ）、スイッチング回路１２２は、調整部１５０による制御にしたがって、電力伝送の切替動作を行う。スイッチング回路１２２の状態はオフからオンへ変化し、第１蓄電回路１２１から第２蓄電回路１２３への電力伝送が開始される。図４（Ｂ）に示すように、第１蓄電回路１２１に蓄電される直流電力の電圧Ｖが、所定電圧値Ｖｔｈを下回る電圧値に低下すると（Ｖ＜Ｖｔｈ）、スイッチング回路１２２は、調整部１５０による制御にしたがって、電力伝送の切替動作を行う。スイッチング回路１２２の状態はオンからオフへ変化し、第１蓄電回路１２１から第２蓄電回路１２３への電力伝送が停止される。

【0036】

調整部１５０は、図３を用いて上述した決定部１４０による入力インピーダンスＺの決定に応じて、スイッチング回路１２２による電力伝送の切替動作が行われる条件を変更する。本実施の形態において、調整部１５０は、上述した所定電圧値Ｖｔｈを変更することによって、スイッチング回路１２２による電力伝送の切替動作が行われる条件を変更し、その条件を、決定部１４０による入力インピーダンスＺの決定に応じて変更することによって、出力部１２０の入力インピーダンスＺを調整する。こうした調整部１５０による入力インピーダンスＺの調整処理を、図４（Ｃ）に示す。

【0037】

図４（Ｃ）に示す調整部１５０による入力インピーダンスＺの調整処理は、決定部１４０により入力インピーダンスＺ（ｔ）が決定された時刻ｔに開始される。ステップＳ４１０において、調整部１５０は、決定部１４０により決定された入力インピーダンスＺ（ｔ）が、第１インピーダンス値Ｚ１であるか否かを判定する。肯定判定が得られた場合、処理はステップＳ４２０へ進められ、否定判定が得られた場合、処理はステップＳ４３０へ進められる。

【0038】

ステップＳ４２０において、調整部１５０は、時刻ｔにおける所定電圧値Ｖｔｈ（ｔ）を第１電圧値Ｖ１に設定する。所定電圧値Ｖｔｈ（ｔ）＝Ｖ１であるとき、出力部１２０の入力インピーダンスＺ（ｔ）は第１インピーダンス値Ｚ１となる。ステップＳ４２０が完了すると、時刻ｔにおける入力インピーダンスＺの調整処理は終了する。

【0039】

ステップＳ４３０において、調整部１５０は、時刻ｔにおける所定電圧値Ｖｔｈ（ｔ）を第１電圧値Ｖ１よりも大きい第２電圧値Ｖ２に設定する。所定電圧値Ｖｔｈ（ｔ）＝Ｖ２であるとき、出力部１２０の入力インピーダンスＺ（ｔ）は第２インピーダンス値Ｚ２となる。ステップＳ４３０が完了すると、時刻ｔにおける入力インピーダンスＺの調整処理は終了する。

【0040】

本実施の形態における振動発電装置１００によれば、以下の作用効果が得られる。

【0041】

（１）振動発電装置１００は、電極の振動に応じた電力を生成する振動発電素子１１０と、負荷抵抗２００に接続されると、振動発電素子１１０によって生成された電力を取り出す出力部１２０と、判断部１３０と、決定部１４０と、調整部１５０とを含む。判断部１３０は、振動発電素子１１０によって生成された電力Ｐの電力値が所定閾値である第１閾値Ｐ１よりも大きいか否かを判断する。決定部１４０は、判断部１３０による判断結果に基づいて出力部１２０の入力インピーダンスＺを決定する。調整部１５０は、決定部１４０による決定に応じて出力部１２０の入力インピーダンスＺを調整する。したがって、振動発電装置１００の出力部１２０により取り出される電力Ｐを、入力インピーダンスＺに応じて変化させることが可能となり、振動発電装置１００の発電効率を高められる場合があるという効果が得られる。

【0042】

（２）振動発電装置１００において、決定部１４０は、判断部１３０による判断結果に基づいて演算される指標値Ｘに応じて、第１インピーダンス値Ｚ１および第１インピーダンス値Ｚ１とは異なる第２インピーダンス値Ｚ２のいずれか一方を、出力部１２０の入力インピーダンスＺとして決定する。決定部１４０は、第１タイミングである時刻ｔにおける判断部１３０による判断結果と、第１タイミングより前の時刻（ｔ－１）における判断部１３０による判断結果とに基づき、第１タイミングより後の第２タイミングである時刻（ｔ＋１）における指標値Ｘ（ｔ＋１）を演算する。したがって、振動発電装置１００の出力部１２０により電力Ｐが、一時的な電圧変動に影響されることなく安定的に取り出されるという効果が得られる。

【0043】

（３）振動発電装置１００において、決定部１４０は、判断部１３０による判断結果に基づいて第１インピーダンス値Ｚ１に対応する第１演算値Ｒ１（ｔ）および第２インピーダンス値Ｚ２に対応する第２演算値Ｒ２（ｔ）を演算する。決定部１４０は、第１タイミングである時刻ｔにおける第２演算値Ｒ２（ｔ）から、第１タイミングである時刻ｔにおける第１演算値Ｒ１（ｔ）を引いた差に基づいて、第２タイミングである時刻（ｔ＋１）における指標値Ｘ（ｔ＋１）を演算する。この指標値Ｘ（ｔ＋１）の演算の際には補正量δ（ｔ）が考慮される。決定部１４０は、指標値Ｘ（ｔ＋１）が所定値である０よりも小さい場合に第１インピーダンス値Ｚ１を出力部１２０の入力インピーダンスＺ（ｔ＋１）として決定し、指標値Ｘ（ｔ＋１）が所定値である０よりも大きい場合に第２インピーダンス値Ｚ２を出力部１２０の入力インピーダンスＺ（ｔ＋１）として決定する。したがって、出力部１２０の入力インピーダンスＺとして第１インピーダンス値Ｚ１が選択される可能性と、出力部１２０の入力インピーダンスＺとして第２インピーダンス値Ｚ２が選択される可能性との間の綱引き（ＴＯＷ）を通じて、可能性の高い選択肢に決定されるという効果が得られる。

【0044】

（４）振動発電装置１００において、第１タイミングである時刻ｔの出力部１２０の入力インピーダンスＺ（ｔ）が第１インピーダンス値Ｚ１であるとき、判断部１３０により出力部１２０が取り出す電力Ｐの電力値が所定閾値である第１閾値Ｐ１より小さいと判断された場合は、第１タイミングより前の時刻（ｔ－１）に演算された第１演算値Ｒ１（ｔ－１）に比例する第１比例値αＲ１（ｔ－１）に第１変化量である１が加えられることによって、第１タイミングである時刻ｔにおける第１演算値Ｒ１（ｔ）が得られる。判断部１３０により出力部１２０が取り出す電力Ｐの電力値が所定閾値である第１閾値Ｐ１より大きいと判断された場合は、第１タイミングより前の時刻（ｔ－１）に演算された第１演算値Ｒ１（ｔ－１）に比例する第１比例値αＲ１（ｔ－１）から第２変化量であるｗが減じられることによって、第１タイミングである時刻ｔにおける第１演算値Ｒ１（ｔ）が得られる。

【0045】

第１タイミングである時刻ｔの出力部１２０の入力インピーダンスＺ（ｔ）が第１インピーダンス値Ｚ１とは異なる第２インピーダンス値Ｚ２であるとき、判断部１３０により出力部１２０が取り出す電力Ｐの電力値が所定閾値である第１閾値Ｐ１より大きいと判断された場合は、第１タイミングより前の時刻（ｔ－１）に演算された第２演算値Ｒ２（ｔ－１）に比例する第２比例値αＲ２（ｔ－１）に第１変化量である１が加えられることによって、第１タイミングである時刻ｔにおける第２演算値Ｒ２（ｔ）が得られ、判断部１３０により出力部１２０が取り出す電力Ｐの電力値が所定閾値である第１閾値Ｐ１より小さいと判断された場合は、第１タイミングより前の時刻（ｔ－１）に演算された第２演算値Ｒ２（ｔ－１）に比例する第２比例値αＲ２（ｔ－１）から第２変化量であるｗが減じられることによって、第１タイミングである時刻ｔにおける第２演算値Ｒ２（ｔ）が得られる。したがって、第２変化量であるｗを実験に基づいて適切な値に設定することにより、安定的に効率性の高い電力Ｐが出力部１２０により取り出されるという効果が得られる。

【0046】

（５）振動発電装置１００において、出力部１２０は、振動発電素子１１０から出力される交流電力を直流電力に変換して蓄電する第１蓄電回路１２１と、その直流電力の電圧を変換して蓄電する第２蓄電回路１２３と、第１蓄電回路１２１から第２蓄電回路１２３への電力伝送を開始または停止する切替動作を行うスイッチング回路１２２とを有する。調整部１５０は、調整部１５０に含まれる制御回路により制御される電力伝送の切替動作が行われる条件を変更することによって、出力部１２０の入力インピーダンスＺを調整する。従来の出力部１２０の回路構成に特別な変更を加える必要無く、出力部１２０の入力インピーダンスＺを調整することが可能になるという効果が得られる。

【0047】

（６）振動発電装置１００において、第１蓄電回路１２１に蓄電される直流電力の電圧Ｖが、所定電圧値Ｖｔｈを上回る電圧値に上昇したとき、または所定電圧値Ｖｔｈを下回る電圧値に低下したとき、スイッチング回路１２２は電力伝送の切替動作を行う。調整部１５０に含まれる制御回路は、所定電圧値Ｖｔｈを変更することによって、スイッチング回路１２２により電力伝送の切替動作が行われる条件を変更することができる。この場合、制御回路を比較的簡易な回路で構成することができるという効果が得られる。

【0048】

次のような変形も本発明の範囲内であり、以下に示す変形例の一つ、もしくは複数を上述した実施の形態と組み合わせることも可能である。

【0049】

（１）上述した一実施の形態において、振動発電装置１００の判断部１３０が、振動発電素子１１０によって生成された電力Ｐの電力値が所定閾値よりも大きいか否かを判断する際、所定閾値として第１閾値Ｐ１のみが用いられることとした。しかし、その所定閾値として、第１閾値Ｐ１のみならず複数種類の閾値が用いられることとしてもよい。その所定閾値として用いられる閾値の種類の数を、例えば、出力部１２０の入力インピーダンスＺに設定され得るインピーダンス値の種類の数に等しい数とする。出力部１２０の入力インピーダンスＺに第１インピーダンス値Ｚ１または第２インピーダンス値Ｚ２が設定され得る場合、所定閾値として、第１インピーダンス値Ｚ１に対応する第１閾値Ｐ１とともに、第２インピーダンス値Ｚ２に対応する第２閾値Ｐ２が用いられることとしてもよい。第２閾値Ｐ２は、第１閾値Ｐ１と同様に、決定部１４０によって決定される。

【0050】

所定閾値として第１閾値Ｐ１とともに用いられる第２閾値について、図２を用いて説明する。振動発生装置の振動加速度Ａが小さいときを初期状態として、この初期状態において、調整部１５０により、出力部１２０の入力インピーダンスＺは第１インピーダンス値に調整されているものとする。振動加速度Ａが０から増加するのに伴って振動発電素子１１０によって生成された電力Ｐの電力値が増加し、さらに所定閾値である第１閾値Ｐ１を上回ると指標値Ｘが増加傾向になる。その指標値Ｘが所定値よりも小さくないと判断されると、調整部１５０が、出力部１２０の入力インピーダンスＺを、第１インピーダンス値Ｚ１から第２インピーダンス値Ｚ２に変更する。すると、振動加速度Ａがさらに増加するにつれてさらに大きな電力Ｐが得られるようになる。その後、逆に、振動加速度Ａが減少するのに伴って振動発電素子１１０によって生成された電力Ｐの電力値が減少し、さらに第１閾値Ｐ１ではない所定閾値である第２閾値Ｐ２を下回ると指標値Ｘが減少傾向になる。その指標値Ｘが所定値よりも小さいと判断されると、調整部１５０が、出力部１２０の入力インピーダンスＺを、第２インピーダンス値Ｚ２から第１インピーダンス値Ｚ１に変更する。すると、振動加速度Ａがさらに減少しても、入力インピーダンスＺが変更されないと仮定した場合よりも大きな電力Ｐが得られるようになる。

【0051】

第２閾値Ｐ２は、出力部１２０の入力インピーダンスＺ＝Ｚ２であるときの、加速度Ａ２に対する電力値に対応し、図２に示す変曲点Ｘにおける電力値Ｐｘよりもやや大きい値が好ましい。図２において、出力部１２０の入力インピーダンスＺ＝Ｚ１であるときの電力Ｐのグラフと、入力インピーダンスＺ＝Ｚ２であるときの電力Ｐのグラフとの交点Ｃにおける電力値Ｐｘに対応する振動加速度Ａ＝Ａｃとする。第２閾値Ｐ２が電力値Ｐｘよりも大きい値に設定されると、入力インピーダンスＺ＝Ｚ２であるときに振動加速度Ａの値がＡｃを下回った場合（Ａ＜Ａｃ）、上述した動作により、出力部１２０の入力インピーダンスＺが第１インピーダンス値Ｚ１に決定される傾向が強まり、入力インピーダンスＺが第２インピーダンス値Ｚ２であるときよりも高い電力Ｐが得られる可能性が高くなる。第２閾値Ｐ２が電力値Ｐｘよりも大きいことにより、出力部１２０の入力インピーダンスＺが第１インピーダンス値Ｚ１に決定される方が大きな電力Ｐが得られるにも関わらず、出力部１２０の入力インピーダンスＺが第２インピーダンス値Ｚ２に決定されるといった好ましくない動作を防止できる可能性が高い。

【0052】

上述したように、第２閾値Ｐ２は電力値Ｐｘよりも大きいものの、大き過ぎないことが好ましい。第２閾値Ｐ２（Ｐ２＞Ｐｘ）が電力値Ｐｘに近い値に設定されると、振動加速度Ａの範囲Ａ＞Ａｃにおいて、上述した動作により、出力部１２０の入力インピーダンスＺが第２インピーダンス値Ｚ２に決定される傾向が強まり、入力インピーダンスＺが第１インピーダンス値Ｚ１であるときよりも高い電力Ｐが得られる可能性が高くなる。

【0053】

図５は、振動発電装置１００の決定部１４０によって行われる、振動発電装置１００の出力部１２０の入力インピーダンスＺを決定する処理の他の例を示す図である。この入力インピーダンス決定処理は、本変形例における振動発電装置１００の決定部１４０によって行われる。この図５と、上述した一実施の形態における振動発電装置１００の決定部１４０によって行われる入力インピーダンス決定処理を示す図３との相違点は、図３におけるステップＳ３３０の処理に代えて、図５においてステップＳ３３１の処理が行われる点である。ステップＳ３３１において、決定部１４０は、時刻ｔにおいて振動発電素子１１０によって生成された電力Ｐの電力値Ｐ（ｔ）が、所定閾値として設定された第２閾値Ｐ２よりも小さいか否かを判定する。肯定判定が得られた場合、すなわち電力値Ｐ（ｔ）が第２閾値Ｐ２よりも小さいと判定された場合、処理はステップＳ３３２へ進められ、否定判定が得られた場合、すなわち電力値Ｐ（ｔ）が第２閾値Ｐ２よりも小さくないと判定された場合、処理はステップＳ３３７へ進められる。

【0054】

本変形例における振動発電装置１００において、入力インピーダンスＺが第１インピーダンス値Ｚ１であるとき、判断部１３０による判断に用いられる所定閾値は第１閾値Ｐ１であり、入力インピーダンスＺが第２インピーダンス値Ｚ２であるとき、所定閾値は第１閾値Ｐ１とは異なる第２閾値Ｐ２である。入力インピーダンスＺが第１インピーダンス値Ｚ１であるときの、振動発電素子１１０が有する電極の振動の加速度に応じた電力Ｐの電力値の増加が鈍化する変曲点Ｘに対応する特定の電力値Ｐｘは、第１閾値Ｐ１よりも大きく、かつ第２閾値Ｐ２よりも小さい。したがって、入力インピーダンスＺが第２インピーダンス値Ｚ２であるときに振動加速度Ａの値が低下した際の、振動発電素子１１０によって生成され振動発電装置１００の出力部１２０により出力される電力Ｐが、より向上する可能性があるという効果が得られる。なお、本変形例において、振動発電素子１１０が有する固定電極の振動の加速度は、振動発生源である振動発生装置の振動加速度に等しい値であるものとする。

【0055】

（２）上述した一実施の形態において、振動発電装置１００の出力部１２０の入力インピーダンスＺには、第１インピーダンス値Ｚ１および第２インピーダンス値Ｚ２からなる２種類のインピーダンス値が設定され得ることとした。しかし、出力部１２０の入力インピーダンスＺには、２種類よりも多い複数種類のインピーダンス値が設定され得ることとしてもよい。それら複数種類のインピーダンス値は、連続的に変更可能な設定値であることとしてもよい。

【0056】

（３）上述した一実施の形態において、振動発電装置１００の出力部１２０が有するスイッチング回路１２２により電力伝送の切替動作が行われる条件は、第１蓄電回路１２１に蓄電される直流電力の電圧Ｖと所定電圧値Ｖｔｈとの関係に依存し、その所定電圧値Ｖｔｈを変更することによって、その電力伝送の切替動作が行われる条件が変更されることとした。しかし、スイッチング回路１２２が電力伝送の切替動作を周期的に繰り返し行うこととし、電力伝送が開始されてから停止されるまでの時間と、電力伝送が停止されてから開始されるまでの時間とに基づくデューティ比を、調整部１５０に含まれる制御回路が変更することによって、電力伝送の切替動作が行われる条件が変更されることとしてもよい。

【0057】

図６は、振動発電装置の調整部１５０によって行われる、振動発電装置の出力部の入力インピーダンスを調整する処理の他の例を説明するための図である。この入力インピーダンス調整処理は、本変形例における振動発電装置１００の調整部１５０によって行われる。上述したように、調整部１５０は、スイッチング回路１２２の切替動作を制御する制御回路を含む。図６（Ａ）に示すように、スイッチング回路１２２は、調整部１５０による制御にしたがって、時系列上、オフの状態からオンの状態に変化する切替動作と、オンの状態からオフの状態に変化する切替動作とを、周期Ｔで周期的に繰り返す。スイッチング回路１２２がオンの状態に変化すると、第１蓄電回路１２１から第２蓄電回路１２３への電力伝送が開始され、スイッチング回路１２２がオフの状態に変化すると、第１蓄電回路１２１から第２蓄電回路１２３への電力伝送が停止される。

【0058】

図６（Ａ）において、当初は、周期Ｔのうち、電力伝送が開始されてから停止されるまでの電力伝送時間は第１時間ｈ１であることから、周期Ｔと第１時間ｈ１とに基づくデューティ比Ｄは、式（６）により得られる。このデューティ比Ｄは、調整部１５０によって演算される。
Ｄ＝ｈ１／Ｔ ・・・（６）

【0059】

次に、図６（Ａ）において、振動発電装置１００の決定部１４０によって決定された出力部１２０の入力インピーダンスＺに基づいて、調整部１５０が入力インピーダンスＺを変更した場合、その後の期間において、周期Ｔのうち、電力伝送が開始されてから停止されるまでの電力伝送時間は第１時間ｈ１よりも小さい第２時間ｈ２であることから、周期Ｔと第２時間ｈ２とに基づくデューティ比Ｄは、式（７）により得られる。
Ｄ＝ｈ２／Ｔ ・・・（７）

【0060】

すなわち、調整部１５０は、第１蓄電回路１２１から第２蓄電回路１２３への電力伝送が開始されてから停止されるまでの電力伝送時間と、その電力伝送が停止されてから開始されるまでの電力停止時間とに基づくデューティ比Ｄを変更することによって、スイッチング回路１２２による電力伝送の切替動作が行われる条件を変更する。図６（Ａ）に示すように、デューティ比Ｄが、式（６）に基づくｈ１／Ｔから、これよりも小さな値である式（７）に基づく値ｈ２／Ｔに変更されることによって、出力部１２０の入力インピーダンスＺは第１インピーダンス値Ｚ１から第１インピーダンス値Ｚ１よりも大きな第２インピーダンス値Ｚ２に変更される。

【0061】

図６（Ｂ）に示すように、デューティ比Ｄが、上述した式（７）に基づく値ｈ２／Ｔから、これよりも大きな値である式（６）に基づく値ｈ１／Ｔに変更されることによって、出力部１２０の入力インピーダンスＺは第２インピーダンス値Ｚ２から第２インピーダンス値Ｚ２よりも小さな第１インピーダンス値Ｚ１に変更される。

【0062】

調整部１５０は、図３または図５を用いて上述した決定部１４０による入力インピーダンスＺの決定に応じて、スイッチング回路１２２による電力伝送の切替動作が行われる条件を変更する。本変形例において、調整部１５０は、上述したデューティ比Ｄを変更することによって、スイッチング回路１２２による電力伝送の切替動作が行われる条件を変更し、その条件を、決定部１４０による入力インピーダンスＺの決定に応じて変更することによって、出力部１２０の入力インピーダンスＺを調整する。こうした調整部１５０による入力インピーダンスＺの調整処理を、図６（Ｃ）に示す。

【0063】

図６（Ｃ）に示す調整部１５０による入力インピーダンスＺの調整処理は、決定部１４０により入力インピーダンスＺ（ｔ）が決定された時刻ｔに開始される。図６（Ｃ）に示す入力インピーダンスＺの調整処理は、図４（Ｃ）とは、ステップＳ４１０の処理が共通するとともに、その後、ステップＳ４２０およびＳ４３０の処理に代えて、それぞれステップＳ６２０およびＳ６３０の処理が行われる点で相違する。ステップＳ４１０において、調整部１５０は、決定部１４０により決定された入力インピーダンスＺ（ｔ）が、第１インピーダンス値Ｚ１であるか否かを判定する。肯定判定が得られた場合、処理はステップＳ６２０へ進められ、否定判定が得られた場合、処理はステップＳ６３０へ進められる。

【0064】

ステップＳ６２０において、調整部１５０は、デューティ比Ｄとして、式（６）を用いて得られる値ｈ１／Ｔを設定する。デューティ比Ｄ＝ｈ１／Ｔであるとき、出力部１２０の入力インピーダンスＺ（ｔ）は第１インピーダンス値Ｚ１となる。ステップＳ６２０が完了すると、時刻ｔにおける入力インピーダンスＺの調整処理は終了する。

【0065】

ステップＳ６３０において、調整部１５０は、デューティ比Ｄとして、式（７）を用いて得られる値ｈ２／Ｔを設定する。デューティ比Ｄ＝ｈ２／Ｔであるとき、出力部１２０の入力インピーダンスＺ（ｔ）は第２インピーダンス値Ｚ２となる。ステップＳ６３０が完了すると、時刻ｔにおける入力インピーダンスＺの調整処理は終了する。

【0066】

本変形例における振動発電装置１００において、調整部１５０に含まれる制御回路は、スイッチング回路１２２による電力伝送の切替動作が繰り返し行われることにより得られる、電力伝送が開始されてから停止されるまでの電力伝送時間と、電力伝送が停止されてから開始されるまでの電力停止時間とに基づくデューティ比Ｄを、変更することによって、スイッチング回路１２２により電力伝送の切替動作が行われる条件を変更することができる。この場合、制御回路が、スイッチング回路１２２による電力伝送の切替動作を制御しやすくなるという効果が得られる。また、第１蓄電回路１２１に蓄電される直流電力の電圧Ｖの測定が不要であるため、その測定に伴う電流損失を防止できるという効果が得られる。

【0067】

本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態および各変形例における構成に何ら限定されない。

【符号の説明】

【0068】

１００ 振動発電装置、１１０ 振動発電素子、１２０ 出力部、
１２１ 第１蓄電回路、１２２ スイッチング回路、１２３ 第２蓄電回路、
１３０ 判断部、１４０ 決定部、１５０ 調整部、２００ 負荷抵抗

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】