发电元件的制作方法

本发明涉及一种发电元件，尤其是涉及一种通过将振动能量转换为电能进行发电的技术。

背景技术：

为了有效利用有限的资源，提出了将各种形态的能量转换为电能并取出的技术。将振动能量转换为电能并取出的技术也是其中之一，例如在下述的专利文献1中公开了层叠层状的压电元件来形成发电用压电元件、并利用外力使该发电用压电元件振动进行发电的压电型的发电元件。另外，在专利文献2中公开了使用硅衬底的MEMS(Micro Electro Mechanical System)构造的发电元件。

另一方面，在专利文献3中公开了如下类型的发电元件：使用由一端固定的悬臂梁支撑重锤体的锤头型的构造体，使构成头部分的重锤体振动，利用配置于柄的部分的发电用压电元件进行发电。另外，在专利文献4中，与使用该锤头型的构造体的发电元件一并公开了使用由呈L字型弯曲的板状桥梁部来支撑重锤体的构造体的压电元件。

这些发电元件的基本原理在于，利用重锤体的振动使压电元件周期性产生挠曲，向外部取出基于对压电元件施加的应力而产生的电荷。若将这样的发电元件例如搭载于机动车、列车、船舶等，则能够将在输送中施加的振动能量作为电能取出。另外，也能够向冰箱或空调这样的振动源安装而进行发电。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-243667号公报

专利文献2：日本特开2011-152010号公报

专利文献3：美国专利公开第2013/0154439号公报

专利文献4：WO2015/033621号公报

技术实现要素：

发明要解决的技术问题

如上述的例子那样，在利用从外部给予的振动能量使重锤体振动、并将由该重锤体的振动产生的机械变形转换为电能的发电元件的情况下，为了提高发电效率，重要的是使重锤体尽可能高效地振动。然而，通常，在机械共振系统中，根据其构造而确定固有的共振频率，若从外部给予的振动能量的频率接近该共振频率，则能够使重锤体高效地振动，但若远离该共振频率，则无法使重锤体充分地振动。

在上述的各专利文献所记载那样的MEMS构造的发电元件的情况下，作为机械构造部分的材料，大多使用硅、金属。使用这样的材料的共振系统的频率特性通常存在共振频率中的峰值(Q值)较高、但半值宽度变窄的趋势。这意味着，在实际环境中利用发电元件的情况下，在从外部环境给予的振动的频率接近该发电元件所固有的共振频率的情况下能够进行高效发电，但在远离共振频率的情况下无法获得足够的发电效率。

通常，在设计发电元件时，进行假定在实际利用环境中可能从外部给予的振动的频率并使共振频率与该假定频率一致这样的工作。然而，在实际的利用环境中，具有各种频率的振动混杂，并非施加具有单一的频率的振动。因此，即便假定特定的振动频率而设计发电元件，在实际利用环境下，施加包含假定外的频率的振动的情况也不少。另外，由于由硅、金属构成的构造部分的共振频率也根据外部应力、温度而变动，因此即使给予具有设计时的假定那样的频率的振动，也未必进行高效的发电。

对此，本发明的目的在于，提供一种扩宽能够发电的频带、能够在各种利用环境中进行高效发电的发电元件。

用于解决技术问题的手段

(1)本发明的第一方案提供一种发电元件，通过将振动能量转换为电能来进行发电，

发电元件包括：

基本构造部，包括具有挠性的第一属性的板状构造体、具有挠性的第二属性的板状构造体、将第一属性的板状构造体与第二属性的板状构造体彼此连接的不同属性间连接体、以及支撑第一属性的板状构造体的台座；以及

电荷产生元件，基于基本构造部的变形而产生电荷，

在定义了XYZ三维坐标系时，第一属性的板状构造体以及第二属性的板状构造体配置为其板面成为与XY平面平行的面，

第一属性的板状构造体的根端部与台座直接或间接地连接，前端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展，

第二属性的板状构造体的根端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴负方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展。

(2)本发明的第二方案在上述的第一方案的发电元件的基础上，

基本构造部还包括具有挠性的第三属性的板状构造体、以及将该第三属性的板状构造体与第二属性的板状构造体彼此连接的第二不同属性间连接体，

第二属性的板状构造体的前端部与第二不同属性间连接体直接或间接地连接，

第三属性的板状构造体配置为其板面成为与XY平面平行的面，根端部与第二不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式，沿与Y轴平行的方向伸展。

(3)本发明的第三方案在上述的第一方案的发电元件的基础上，

基本构造部还包括具有挠性的第三属性的板状构造体～第n属性的板状构造体(其中，n为满足n≥4的任意的自然数)、连接第i属性的板状构造体与第(i-1)属性的板状构造体(其中，i为满足3≤i≤n的各自然数)的第(i-1)不同属性间连接体，

第i属性的板状构造体配置为其板面成为与XY平面平行的面，根端部与第(i-1)不同属性间连接体直接或间接地连接，前端部与第i不同属性间连接体直接或间接地连接，或者成为自由端，以使从根端部朝向前端部的方向在i为奇数的情况下为Y轴正方向、在i为偶数的情况下为Y轴负方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展。

(4)本发明的第四方案在上述的第一方案～第三方案的发电元件的基础上，

发电元件具有包括同一属性且以彼此平行的方式并联配置的多个板状构造体。

(5)本发明的第五方案在上述的第一方案～第四方案的发电元件的基础上，

发电元件具有包括同一属性且经由相同属性间连接体串联配置的多个板状构造体。

(6)本发明的第六方案在上述的第一方案～第五方案的发电元件的基础上，

不同属性间连接体或相同属性间连接体或者其双方具有沿与YZ平面正交的方向伸展的正交部，沿与Y轴平行的方向伸展的板状构造体的根端部或前端部与正交部的侧面的预定位置连接。

(7)本发明的第七方案在上述的第一方案～第六方案的发电元件的基础上，

在最前端的板状构造体的前端部连接有最前端部连接体。

(8)本发明的第八方案在上述的第七方案的发电元件的基础上，

发电元件设有将具有同一属性且以彼此平行的方式并联配置的多个板状构造体的前端部彼此连接的最前端部连接体。

(9)本发明的第九方案在上述的第一方案～第八方案的发电元件的基础上，

基本构造部具有包括与XY平面平行的板面的主基板，在具有板状构造体及不同属性间连接体、以及相同属性间连接体的情况下相同属性间连接体由主基板的一部分构成，在具有最前端部连接体的情况下最前端部连接体由主基板的一部分构成。

(10)本发明的第十方案在上述的第一方案～第九方案的发电元件的基础上，

基本构造部具有与板状构造体的预定位置、不同属性间连接体的预定位置、相同属性间连接体的预定位置、最前端部连接体的预定位置中的至少一处连接的重锤体。

(11)本发明的第十一方案在上述的第十方案的发电元件的基础上，

利用具有沿与YZ平面正交的方向伸展的正交部、从该正交部朝与Y轴平行的方向伸展的正侧翼状部以及负侧翼状部、且朝向XY平面的投影像形成U字状的形状的U字状板状构件，构成不同属性间连接体、相同属性间连接体以及最前端部连接体中的至少一部分，

在使XY平面成为水平面、将由YZ平面分隔的空间中的具有正的X坐标值的空间定义为正侧空间、将具有负的X坐标值的空间定义为负侧空间时，

正交部配置在跨越正侧空间与负侧空间的位置，正侧翼状部配置于正侧空间，负侧翼状部配置于负侧空间，并配置有横跨正交部的下方、正侧翼状部的下方、以及负侧翼状部的下方的全部那样的重锤体。

(12)本发明的第十二方案在上述的第一方案～第十一方案的发电元件的基础上，

针对以第一属性的板状构造体的变形为起因而产生振动的第一共振系统与以第二属性的板状构造体的变形为起因而产生振动的第二共振系统，设定为第一共振系统的弹簧常量与第二共振系统的弹簧常量不同。

(13)本发明的第十三方案在上述的第十二方案的发电元件的基础上，

在固定了台座的状态下，将在相对于不同属性间连接体沿预定的作用方向施加力F时在不同属性间连接体的作用方向上产生的位移设为d1、将由k1＝F/d1的式子给予的值k1定义为第一共振系统的弹簧常量，

在固定了不同属性间连接体的状态下，将在相对于第二属性的板状构造体的振动端沿作用方向施加力F时在振动端的作用方向上产生的位移设为d2、将由k2＝F/d2的式子给予的值k2定义为第二共振系统的弹簧常量。

(14)本发明的第十四方案在上述的第十二或者第十三方案的发电元件的基础上，

基本构造部所包含的多个板状构造体中的至少两组被设定为，通过使厚度、宽度、长度、材质这四个参数中的一个参数或多个参数不同，从而使第一共振系统的弹簧常量与第二共振系统的弹簧常量不同。

(15)本发明的第十五方案在上述的第一方案的发电元件的基础上，

基本构造部具有包括第一属性的中央板状构造体、包括第二属性的正侧板状构造体以及负侧板状构造体、连接中央板状构造体、正侧板状构造体以及负侧板状构造体的不同属性间连接体、以及支撑中央板状构造体的台座，

在使XY平面成为水平面、将由YZ平面分隔的空间中的具有正的X坐标值的空间定义为正侧空间、将具有负的X坐标值的空间定义为负侧空间时，

中央板状构造体配置在YZ平面上，根端部与台座直接或间接地连接，前端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展，

正侧板状构造体配置于正侧空间，根端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴负方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展，

负侧板状构造体配置于负侧空间，根端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴负方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展。

(16)本发明的第十六方案在上述的第十五方案的发电元件的基础上，

基本构造部还具有与不同属性间连接体连接的第一重锤体、与正侧板状构造体的前端部连接的第二重锤体、以及与负侧板状构造体的前端部连接的第三重锤体中的至少一个。

(17)本发明的第十七方案在上述的第十五方案的发电元件的基础上，

基本构造部还具有与不同属性间连接体连接的第一重锤体、以及连结正侧板状构造体的前端部下表面与负侧板状构造体的前端部下表面的第二重锤体，

第二重锤体具有U字状构造，以便一边横跨中央板状构造体的下方或用于将该中央板状构造体的根端部支撑于台座的支撑构件的下方，一边相对于中央板状构造体或支撑构件维持预定的距离。

(18)本发明的第十八方案在上述的第一方案的发电元件的基础上，

基本构造部具有包括第一属性的正侧板状构造体以及负侧板状构造体、包括第二属性的中央板状构造体、连接正侧板状构造体以及负侧板状构造体与中央板状构造体的不同属性间连接体、以及支撑正侧板状构造体以及负侧板状构造体的台座，

在使XY平面成为水平面、将由YZ平面分隔的空间中的具有正的X坐标值的空间定义为正侧空间、将具有负的X坐标值的空间定义为负侧空间时，

正侧板状构造体配置于正侧空间，根端部与台座直接或间接地连接，前端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展，

负侧板状构造体配置于负侧空间，根端部与台座直接或间接地连接，前端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展，

中央板状构造体配置在YZ平面上，根端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴负方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展。

(19)本发明的第十九方案在上述的第十八方案的发电元件的基础上，

基本构造部还具有与不同属性间连接体连接的第一重锤体、以及与中央板状构造体的前端部连接的第二重锤体中的至少一个。

(20)本发明的第二十方案在上述的第一方案的发电元件的基础上，

基本构造部具有包括第一属性的第一正侧板状构造体以及第一负侧板状构造体、包括第二属性的第二正侧板状构造体以及第二负侧板状构造体、连接第一正侧板状构造体以及第一负侧板状构造体与第二正侧板状构造体以及第二负侧板状构造体的不同属性间连接体、以及支撑第一正侧板状构造体以及第二负侧板状构造体的台座，

在使XY平面成为水平面、将由YZ平面分隔的空间中的具有正的X坐标值的空间定义为正侧空间、将具有负的X坐标值的空间定义为负侧空间时，

第一正侧板状构造体配置于正侧空间，根端部与台座直接或间接地连接，前端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展，

第一负侧板状构造体配置于负侧空间，根端部与台座直接或间接地连接，前端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展，

第二正侧板状构造体配置于正侧空间，根端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴负方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展，

第二负侧板状构造体配置于负侧空间，根端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴负方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展。

(21)本发明的第二十一方案在上述的第二十方案的发电元件的基础上，

基本构造部还具有与不同属性间连接体连接的第一重锤体、与第二正侧板状构造体的前端部连接的第二重锤体、以及与第二负侧板状构造体的前端部连接的第三重锤体中的至少一个。

(22)本发明的第二十二方案在上述的第二十方案的发电元件的基础上，

基本构造部还具有与第二正侧板状构造体的前端部以及第二负侧板状构造体的前端部的双方连接的最前端部连接体，并且具有与不同属性间连接体连接的第一重锤体以及与最前端部连接体连接的第二重锤体中的至少一个。

(23)本发明的第二十三方案在上述的第一方案的发电元件的基础上，

基本构造部具有包括第一属性的第一正侧板状构造体以及第一负侧板状构造体、包括第二属性的第二正侧板状构造体以及第二负侧板状构造体、包括第三属性的中央板状构造体、连接第一正侧板状构造体以及第一负侧板状构造体与第二正侧板状构造体以及第二负侧板状构造体的第一不同属性间连接体、连接第二正侧板状构造体以及第二负侧板状构造体与中央板状构造体的第二不同属性间连接体、以及支撑第一正侧板状构造体以及第一负侧板状构造体的台座，

在使XY平面成为水平面、将由YZ平面分隔的空间中的具有正的X坐标值的空间定义为正侧空间、将具有负的X坐标值的空间定义为负侧空间时，

第一正侧板状构造体配置于正侧空间，根端部与台座直接或间接地连接，前端部与第一不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展，

第一负侧板状构造体配置于负侧空间，根端部与台座直接或间接地连接，前端部与第一不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展，

第二正侧板状构造体配置于正侧空间，根端部与第一不同属性间连接体直接或间接地连接，前端部与第二不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴负方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展，

第二负侧板状构造体配置于负侧空间，根端部与第一不同属性间连接体直接或间接地连接，前端部与第二不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴负方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展，

中央板状构造体配置在YZ平面上，根端部与第二不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展。

(24)本发明的第二十四方案在上述的第二十三方案的发电元件的基础上，

基本构造部还具有与第一不同属性间连接体连接的第一重锤体、与第二不同属性间连接体连接的第二重锤体、以及与中央板状构造体的前端部连接的第三重锤体中的至少一个。

(25)本发明的第二十五方案在上述的第一方案的发电元件的基础上，

基本构造部具有包括第一属性的第一中央板状构造体、正侧板状构造体、负侧板状构造体、包括第二属性的第二中央板状构造体、连接第一中央板状构造体与正侧板状构造体以及负侧板状构造体的相同属性间连接体、连接正侧板状构造体以及负侧板状构造体与第二中央板状构造体的不同属性间连接体、以及支撑第一中央板状构造体的台座，

在使XY平面成为水平面、将由YZ平面分隔的空间中的具有正的X坐标值的空间定义为正侧空间、将具有负的X坐标值的空间定义为负侧空间时，

第一中央板状构造体配置在YZ平面上，根端部与台座直接或间接地连接，前端部与相同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展，

正侧板状构造体配置于正侧空间，根端部与相同属性间连接体直接或间接地连接，前端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展，

负侧板状构造体配置于负侧空间，根端部与相同属性间连接体直接或间接地连接，前端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展，

第二中央板状构造体配置在YZ平面上，根端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴负方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展。

(26)本发明的第二十六方案在上述的第二十五方案的发电元件的基础上，

基本构造部还具有与相同属性间连接体连接的第一重锤体、与不同属性间连接体连接的第二重锤体、以及与第二中央板状构造体的前端部连接的第三重锤体中的至少一个。

(27)本发明的第二十七方案在上述的第二十六方案的发电元件的基础上，

发电元件具有第一重锤体、第二重锤体与第三重锤体全部，

发电元件还具有与第二中央板状构造体(166)的前端部连接的最前端部连接体，

相同属性间连接体由具有沿与YZ平面正交的方向伸展的正交部、从该正交部朝Y轴负方向伸展的正侧翼状部以及负侧翼状部、且朝向XY平面的投影像形成U字状的形状的板状构件构成，

最前端部连接体由具有沿与YZ平面正交的方向伸展的正交部、从该正交部朝Y轴正方向伸展的正侧翼状部以及负侧翼状部、且朝向XY平面的投影像形成U字状的形状的板状构件构成，

第一重锤体由与相同属性间连接体的正交部、正侧翼状部、负侧翼状部全部的下表面连接且朝向XY平面的投影像形成U字状的形状的构造体构成，

第三重锤体由与最前端部连接体的正交部、正侧翼状部、负侧翼状部全部的下表面连接且朝向XY平面的投影像形成U字状的形状的构造体构成。

(28)本发明的第二十八方案提供一种发电元件，通过将振动能量转换为电能来进行发电，

发电元件包括：

基本构造部，包括具有挠性的第一属性的板状构造体、具有挠性的第二属性的板状构造体、将第一属性的板状构造体与第二属性的板状构造体彼此连接的不同属性间连接体、以及支撑第一属性的板状构造体的台座；以及

电荷产生元件，基于基本构造部的变形而产生电荷，

在定义了XYZ三维坐标系时，第一属性的板状构造体以及第二属性的板状构造体配置为其板面成为与XY平面平行的面，

第一属性的板状构造体的根端部与台座直接或间接地连接，前端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，至少在其一部分包括以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展的第一属性的Y轴路线部，

第二属性的板状构造体的根端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，至少在其一部分包含以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴负方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展的第二属性的Y轴路线部。

(29)本发明的第二十九方案在上述的第二十八方案的发电元件的基础上，

发电元件具有包括同一属性且彼此并联配置的多个板状构造体。

(30)本发明的第三十方案在上述的第二十八或者第二十九方案的发电元件的基础上，

在最前端的板状构造体的前端部连接有最前端部连接体。

(31)本发明的第三十一方案在上述的第三十方案的发电元件的基础上，

发电元件设有将具有相同属性且彼此并联配置的多个板状构造体的前端部彼此连接的最前端部连接体。

(32)本发明的第三十二方案在上述的第二十八～第三十一方案的发电元件的基础上，

基本构造部具有包括与XY平面平行的板面的主基板，在具有板状构造体及不同属性间连接体、以及最前端部连接体的情况下最前端部连接体由主基板的一部分构成。

(33)本发明的第三十三方案在上述的第二十八～第三十二方案的发电元件的基础上，

基本构造部具有与板状构造体的预定位置、不同属性间连接体的预定位置、最前端部连接体的预定位置中的至少一处连接的重锤体。

(34)本发明的第三十四方案在上述的第二十八方案的发电元件的基础上，

第一属性的板状构造体以及第二属性的板状构造体的一方或双方具有包括沿与X轴平行的方向伸展的X轴路线部、以及沿与Y轴平行的方向伸展的Y轴路线部且朝向XY平面的投影像形成L字状的形状的L字状部分。

(35)本发明的第三十五方案在上述的第三十四方案的发电元件的基础上，

基本构造部具有包括第一属性的第一正侧板状构造体以及第一负侧板状构造体、包括第二属性的第二正侧板状构造体以及第二负侧板状构造体、连接第一正侧板状构造体以及第一负侧板状构造体与第二正侧板状构造体以及第二负侧板状构造体的不同属性间连接体、支撑第一正侧板状构造体以及第一负侧板状构造体的台座、以及将第二正侧板状构造体以及第二负侧板状构造体的前端部彼此连接的最前端部连接体，

在使XY平面成为水平面、将由YZ平面分隔的空间中的具有正的X坐标值的空间定义为正侧空间、将具有负的X坐标值的空间定义为负侧空间时，

第一正侧板状构造体配置于正侧空间，根端部与台座直接或间接地连接，前端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展，

第一负侧板状构造体配置于负侧空间，根端部与台座直接或间接地连接，前端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展，

第二正侧板状构造体配置于正侧空间，具有沿与X轴平行的方向伸展的正侧X轴路线部以及沿与Y轴平行的方向伸展正侧Y轴路线部，正侧X轴路线部的根端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，正侧X轴路线部的前端部与正侧Y轴路线部的根端部连接，正侧的Y轴路线部的前端部与最前端部连接体直接或间接地连接，第二正侧板状构造体的朝向XY平面的投影像形成L字状的形状，

第二负侧板状构造体配置于负侧空间，具有沿与X轴平行的方向伸展的负侧X轴路线部以及沿与Y轴平行的方向伸展负侧的Y轴路线部，负侧X轴路线部的根端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，负侧X轴路线部的前端部与负侧Y轴路线部的根端部连接，负侧Y轴路线部的前端部与最前端部连接体直接或间接地连接，第二负侧板状构造体的朝向XY平面的投影像形成L字状的形状。

(36)本发明的第三十六方案在上述的第三十四方案的发电元件中，

基本构造部具有包括第一属性的第一正侧板状构造体以及第一负侧板状构造体、包括第二属性的第二正侧板状构造体以及第二负侧板状构造体、连接第一正侧板状构造体以及第一负侧板状构造体与第二正侧板状构造体以及第二负侧板状构造体的不同属性间连接体、支撑第一正侧板状构造体以及第一负侧板状构造体的台座、以及将第二正侧板状构造体以及第二负侧板状构造体的前端部彼此连接的最前端部连接体，

在使XY平面成为水平面、将由YZ平面分隔的空间中的具有正的X坐标值的空间定义为正侧空间、将具有负的X坐标值的空间定义为负侧空间时，

第一正侧板状构造体配置于正侧空间，具有沿与Y轴平行的方向伸展的第一正侧Y轴路线部以及沿与X轴平行的方向伸展的第一正侧X轴路线部，第一正侧Y轴路线部的根端部与台座直接或间接地连接，第一正侧Y轴路线部的前端部与第一正侧X轴路线部的根端部连接，第一正侧X轴路线部的前端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，第一正侧板状构造体的朝向XY平面的投影像形成L字状的形状，

第一负侧板状构造体配置于负侧空间，具有沿与Y轴平行的方向伸展的第一负侧Y轴路线部以及沿与X轴平行的方向伸展的第一负侧X轴路线部，第一负侧Y轴路线部的根端部与台座直接或间接地连接，第一负侧Y轴路线部的前端部与第一正侧X轴路线部的根端部连接，第一负侧X轴路线部的前端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，第一负侧板状构造体的朝向XY平面的投影像形成L字状的形状，

第二正侧板状构造体配置于正侧空间，具有沿与X轴平行的方向伸展的第二正侧X轴路线部以及沿与Y轴平行的方向伸展的第二正侧Y轴路线部，第二正侧X轴路线部的根端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，第二正侧X轴路线部的前端部与第二正侧Y轴路线部的根端部连接，第二正侧Y轴路线部的前端部与最前端部连接体直接或间接地连接，第二正侧板状构造体的朝向XY平面的投影像形成L字状的形状，

第二负侧板状构造体配置于负侧空间，具有沿与X轴平行的方向伸展的第二负侧X轴路线部以及沿与Y轴平行的方向伸展的第二负侧Y轴路线部，第二负侧X轴路线部的根端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，第二负侧X轴路线部的前端部与第二负侧Y轴路线部的根端部连接，第二负侧Y轴路线部的前端部与最前端部连接体直接或间接地连接，第二负侧板状构造体的朝向XY平面的投影像形成L字状的形状。

(37)本发明的第三十七方案在上述的第二十八方案的发电元件的基础上，

第一属性的板状构造体以及第二属性的板状构造体中的一方或双方具有包括沿与X轴平行的方向伸展的X轴路线部、沿与Y轴平行的方向伸展的Y轴路线部、以及利用弯曲的路线来连接X轴路线部与Y轴路线部的弯曲连接部、且朝向XY平面的投影像形成J字状的形状的J字状部分。

(38)本发明的第三十八方案在上述的第三十七方案的发电元件的基础上，

基本构造部具有包括第一属性的第一正侧板状构造体以及第一负侧板状构造体、包括第二属性的第二正侧板状构造体以及第二负侧板状构造体、连接第一正侧板状构造体以及第一负侧板状构造体与第二正侧板状构造体以及第二负侧板状构造体的不同属性间连接体、支撑第一正侧板状构造体以及第一负侧板状构造体的台座、以及将第二正侧板状构造体以及第二负侧板状构造体的前端部彼此连接的最前端部连接体，

在使XY平面成为水平面、将由YZ平面分隔的空间中的具有正的X坐标值的空间定义为正侧空间、将具有负的X坐标值的空间定义为负侧空间时，

第一正侧板状构造体配置于正侧空间，根端部与台座直接或间接地连接，前端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展，

第一负侧板状构造体配置于负侧空间，根端部与台座直接或间接地连接，前端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展，

第二正侧板状构造体配置于正侧空间，包括沿与X轴平行的方向伸展的正侧X轴路线部、沿与Y轴平行的方向伸展的正侧Y轴路线部、以及利用弯曲的路线来连接正侧X轴路线部与正侧Y轴路线部的正侧弯曲连接部，正侧X轴路线部的根端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，正侧X轴路线部的前端部在正侧弯曲连接部的作用下与正侧Y轴路线部的根端部连接，正侧Y轴路线部的前端部与最前端部连接体直接或间接地连接，第二正侧板状构造体的朝向XY平面的投影像形成J字状的形状，

第二负侧板状构造体配置于负侧空间，包括沿与X轴平行的方向伸展的负侧X轴路线部、沿与Y轴平行的方向伸展的负侧Y轴路线部、以及利用弯曲的路线来连接负侧X轴路线部与负侧Y轴路线部的负侧弯曲连接部，负侧X轴路线部的根端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，负侧X轴路线部的前端部在负侧弯曲连接部的作用下与负侧Y轴路线部的根端部连接，负侧Y轴路线部的前端部与最前端部连接体直接或间接地连接，第二负侧板状构造体的朝向XY平面的投影像形成J字状的形状。

(39)本发明的第三十九方案在上述的第二十八方案的发电元件的基础上，

第二属性的板状构造体包括沿与Y轴平行的方向伸展的根端侧路线部、沿与X轴平行的方向伸展的中继路线部、以及沿与Y轴平行的方向伸展的前端侧路线部，通过从根端部朝向前端部依次连结根端侧路线部、中继路线部、前端侧路线部，由此具有朝向XY平面的投影像形成U字状的形状的U字状部分。

(40)本发明的第四十方案在上述的第三十九方案的发电元件的基础上，

基本构造部具有包括第一属性的第一正侧板状构造体以及第一负侧板状构造体、包括第二属性的第二正侧板状构造体以及第二负侧板状构造体、连接第一正侧板状构造体以及第一负侧板状构造体与第二正侧板状构造体以及第二负侧板状构造体的不同属性间连接体、支撑第一正侧板状构造体以及第一负侧板状构造体的台座、以及将第二正侧板状构造体以及第二负侧板状构造体的前端部彼此连接的最前端部连接体，

在使XY平面成为水平面、将由YZ平面分隔的空间中的具有正的X坐标值的空间定义为正侧空间、将具有负的X坐标值的空间定义为负侧空间时，

第一正侧板状构造体配置于正侧空间，根端部与台座直接或间接地连接，前端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展，

第一负侧板状构造体配置于负侧空间，根端部与台座直接或间接地连接，前端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展，

第二正侧板状构造体配置于正侧空间，包括沿与Y轴平行的方向伸展的正侧根端侧路线部、沿与X轴平行的方向伸展的正侧中继路线部、以及沿与Y轴平行的方向伸展的正侧前端侧路线部，正侧根端侧路线部的根端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，正侧根端侧路线部的前端部与正侧中继路线部的根端部连接，正侧中继路线部的前端部与正侧前端侧路线部的根端部连接，正侧前端侧路线部的前端部与最前端部连接体直接或间接地连接，第二正侧板状构造体的朝向XY平面的投影像形成U字状的形状，

第二负侧板状构造体配置于负侧空间，包括沿与Y轴平行的方向伸展的负侧根端侧路线部、沿与X轴平行的方向伸展的负侧中继路线部、以及沿与Y轴平行的方向伸展的负侧前端侧路线部，负侧根端侧路线部的根端部与不同属性间连接体直接或间接地连接，负侧根端侧路线部的前端部与负侧中继路线部的根端部连接，负侧中继路线部的前端部与负侧前端侧路线部的根端部连接，负侧前端侧路线部的前端部与最前端部连接体直接或间接地连接，第二负侧板状构造体的朝向XY平面的投影像形成U字状的形状。

(41)本发明的第四十一方案在上述的第三十五、三十六、三十八、四十方案的发电元件的基础上，

基本构造部还具有与不同属性间连接体连接的第一重锤体以及与最前端部连接体连接的第二重锤体中的至少一个。

(42)本发明的第四十二方案在上述的第一方案～第四十一方案的发电元件的基础上，

基本构造部由关于YZ平面形成面对称的构造体构成。

(43)本发明的第四十三方案提供一种基本构造部，作为独立部件而成为上述的第一方案～第四十二方案的发电元件的构成成分。

(44)本发明的第四十四方案在上述的第十～十四、十六、十七、十九、二十一、二十二、二十四、二十六、二十七、三十九方案的发电元件的基础上，

基本构造部具有与第一属性的板状构造体的振动端连接的重锤体、以及与第二属性的板状构造体的振动端连接的重锤体，将各重锤体的共振频率设定为邻接，使得上述两种重锤体的共振频率附近的谱峰波形彼此一部分重复。

(45)本发明的第四十五方案在上述的第十～十四、十六、十七、十九、二十一、二十二、二十四、二十六、二十七、三十九方案的发电元件的基础上，

基本构造部使用具有使硅活性层、氧化硅层与硅基底层依次层叠而成的3层构造的SOI基板来构成，

在具有板状构造体及不同属性间连接体、以及相同属性间连接体的情况下相同属性间连接体由硅活性层的单层构造体或硅活性层与氧化硅层的双层构造体构成，在具有最前端部连接体的情况下最前端部连接体由硅活性层的单层构造体或硅活性层与氧化硅层的双层构造体构成，

重锤体由氧化硅层与硅基底层的双层构造体或硅基底层的单层构造体构成，

台座由硅活性层、氧化硅层与硅基底层的3层构造体构成。

(46)本发明的第四十六方案在上述的第十～十四、十六、十七、十九、二十一、二十二、二十四、二十六、二十七、三十九方案的发电元件的基础上，

发电元件还具有用于收容基本构造部的装置壳体，

台座固定于装置壳体，或者组装为装置壳体的一部分，

在装置壳体的内表面与板状构造体以及重锤体的外表面之间确保预定的空间，

在向装置壳体施加的外部振动的大小为预定的基准水平以下的情况下，根据外部振动，使板状构造体以及重锤体在空间内振动，

在外部振动的大小超过预定的基准水平的情况下，根据外部振动，板状构造体以及重锤体与装置壳体的内表面接触，限制进一步的位移。

(47)本发明的第四十七方案在上述的第一方案～第四十六方案的发电元件的基础上，

电荷产生元件具有在板状构造体的产生变形的部分形成的压电元件。

(48)本发明的第四十八方案在上述的第四十七方案的发电元件的基础上，

压电元件具有在板状构造体的上表面形成的下部电极层、在该下部电极层的上表面形成且基于应力产生电荷的压电材料层、以及在该压电材料层的上表面形成的上部电极层，且向下部电极层以及上部电极层分别供给预定极性的电荷。

(49)本发明的第四十九方案在上述的第四十八方案的发电元件的基础上，

在板状构造体的上表面形成共用下部电极层，在该共用下部电极层的上表面形成共用压电材料层，在该共用压电材料层的上表面的不同位置分别形成电独立的多个独立上部电极层，在板状构造体产生特定的变形的时刻，在各独立上部电极层中分别从压电材料层供给同一极性的电荷。

(50)本发明的第五十方案在上述的第四十九方案的发电元件的基础上，

当在板状构造体的上表面的中心定义了沿与Y轴平行的方向伸展的中心轴时，在根端部侧的中心轴的两侧与前端部侧的中心轴的两侧分别配置有独立上部电极层。

(51)本发明的第五十一方案在上述的第四十九或者第五十方案的发电元件的基础上，

发电元件还包括发电电路，该发电电路基于压电元件所产生的电荷，对共用下部电极层与各独立上部电极层之间所产生的电流进行整流并取出电力。

(52)本发明的第五十二方案在上述的第五十一方案的发电元件的基础上，

发电电路具有电容元件、为了将各独立上部电极层所产生的正电荷导向电容元件的正极侧而将从各独立上部电极层朝向电容元件的正极侧的方向设为正向的正电荷用整流元件、以及为了将各独立上部电极层所产生的负电荷导向电容元件的负极侧而将从电容元件的负极侧朝向各独立上部电极层的方向设为正向的负电荷用整流元件，利用电容元件对从振动能量转换来的电能进行平滑化并供给。

(53)本发明的第五十三方案提供一种发电元件，通过将振动能量转换为电能来进行发电，

发电元件包括：

基本构造部，包括具有挠性的多个板状构造体、将板状构造体彼此连接的一个或多个中间连接体、以及支撑板状构造体的台座；以及

电荷产生元件，基于基本构造部的变形而产生电荷，

各个板状构造体直接或者经由中间连接体以及其它的板状构造体间接地与台座连接，利用板状构造体以及中间连接体的集合体来形成以台座为根的树状构造，

在沿着从台座到达树状构造的末端的路线行进时，在该路线中包含在中途分支成多个路线的分支部、或者在中途使多个路线合流的合流部。

(54)本发明的第五十四方案在上述的第五十三方案的发电元件的基础上，

基本构造部具有第一正侧板状构造体以及第一负侧板状构造体、第二正侧板状构造体以及第二负侧板状构造体、连接第一正侧板状构造体以及第一负侧板状构造体与第二正侧板状构造体以及第二负侧板状构造体的中间连接体、支撑第一正侧板状构造体以及第一负侧板状构造体的台座、以及将第二正侧板状构造体以及第二负侧板状构造体的前端部彼此连接的最前端部连接体，

在使XY平面成为水平面、将由YZ平面分隔的空间中的具有正的X坐标值的空间定义为正侧空间、将具有负的X坐标值的空间定义为负侧空间时，第一正侧板状构造体以及第二正侧板状构造体配置于正侧空间，第一负侧板状构造体以及第二负侧板状构造体配置于负侧空间。

(55)本发明的第五十五方案在上述的第五十四方案的发电元件的基础上，

第一正侧板状构造体以及第一负侧板状构造体的根端部与台座直接或间接地连接，前端部与中间连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展，

第二正侧板状构造体以及第二负侧板状构造体的根端部与中间连接体直接或间接地连接，前端部与最前端部连接体直接或间接地连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展。

(56)本发明的第五十六方案在上述的第五十四方案的发电元件的基础上，

第一正侧板状构造体具有沿与Y轴平行的方向伸展的第一正侧Y轴路线部以及沿与X轴平行的方向伸展的第一正侧X轴路线部，第一正侧Y轴路线部的根端部与台座直接或间接地连接，第一正侧Y轴路线部的前端部与第一正侧X轴路线部的根端部连接，第一正侧X轴路线部的前端部与中间连接体直接或间接地连接，第一正侧板状构造体的朝向XY平面的投影像形成L字状的形状，

第一负侧板状构造体具有沿与Y轴平行的方向伸展的第一负侧Y轴路线部以及沿与X轴平行的方向伸展的第一负侧X轴路线部，第一负侧Y轴路线部的根端部与台座直接或间接地连接，第一负侧Y轴路线部的前端部与第一负侧X轴路线部的根端部连接，第一负侧X轴路线部的前端部与中间连接体直接或间接地连接，第一负侧板状构造体的朝向XY平面的投影像形成L字状的形状，

第二正侧板状构造体具有沿与Y轴平行的方向伸展的第二正侧Y轴路线部以及沿与X轴平行的方向伸展的第二正侧X轴路线部，第二正侧Y轴路线部的根端部与中间连接体直接或间接地连接，第二正侧Y轴路线部的前端部与第二正侧X轴路线部的根端部连接，第二正侧X轴路线部的前端部与最前端部连接体直接或间接地连接，第二正侧板状构造体的朝向XY平面的投影像形成L字状的形状，

第二负侧板状构造体具有沿与Y轴平行的方向伸展的第二负侧Y轴路线部以及沿与X轴平行的方向伸展的第二负侧X轴路线部，第二负侧Y轴路线部的根端部与中间连接体直接或间接地连接，第二负侧Y轴路线部的前端部与第二负侧X轴路线部的根端部连接，第二负侧X轴路线部的前端部与最前端部连接体直接或间接地连接，第二负侧板状构造体的朝向XY平面的投影像形成L字状的形状。

(57)本发明的第五十七方案在上述的第五十三方案～第五十六方案的发电元件的基础上，

基本构造部还具有与预定位置连接的重锤体。

(58)本发明的第五十八方案在上述的第五十三方案～第五十七方案的发电元件的基础上，

发电元件还包括对基于电荷产生元件所产生的电荷而产生的电流进行整流并取出电力的发电电路。

发明效果

根据本发明的发电元件，成为沿Y轴正方向伸展的第一属性的板状构造体与沿Y轴负方向伸展的第二属性的板状构造体经由不同属性间连接体连接的构造，因此能够实现沿着同一轴使共振频率不同的多个共振系统混杂的构造。因此，与以往例相比，能够扩宽能够发电的频带，能够在各种利用环境下进行高效发电。

另外，作为其它的研究，在本发明中，也能够构成利用板状构造体以及中间连接体的集合体来形成以台座为根的树状构造的发电元件。在这种情况下，在沿着从台座到达该树状构造的末端的路线行进时，若在该路线上包含在中途分支为多个路线的分支部、或在中途使多个路线合流的合流部，则同样能够扩宽能够发电的频带，能够在各种利用环境下进行高效发电。

附图说明

图1是表示以往提出的通常的发电元件的基本构造部的立体图。

图2是表示相对于图1所示的基本构造部的台座300从外部给予各种频率的振动能量时的、重锤体200(前端点T)的振幅A的图。

图3是表示本发明的第一实施方式的发电元件1000的立体图(一部分为框图)。

图4的(a)是图3所示的发电元件1000的基本构造部的俯视图，图4的(b)是其侧视图。

图5是由YZ平面切断图3所示的发电元件1000的基本构造部而成的侧剖视图。

图6是沿着切断线6-6切断图4的(a)所示的发电元件1000的基本构造部的侧剖视图。

图7是表示图3所示的发电元件1000的基本构造部所包含的两种共振系统的概念图。

图8是表示通常的板状构造体的共振模式的几个例子的示意图，示出以水平线为基准位置时的板状构造体的变形样态。

图9是总结在具有图1所示那样的单一的重锤体200的共振系统中用于调整重锤体200的共振频率fr的具体方法的表。

图10是表示作为针对图3所示的发电元件1000的基本构造部进行计算机模拟的结果而得到的各共振系统的端点T1、T3的振动的频率特性的图表。

图11是表示作为图3所示的发电元件1000整体的发电量的频率特性的图表。

图12的(a)、图12的(b)是表示相对于共振频率fr1、fr2进行调整后的状态的频率特性的图表。

图13是图3所示的发电元件1000的变形例所涉及的发电元件1001的基本构造部的俯视图(省略电荷产生元件400以及发电电路500的图示)。

图14是沿着切断线14-14切断图13所示的发电元件1001的基本构造部的正剖视图。

图15的(a)是图3所示的发电元件1000的其它变形例的发电元件1002的俯视图，图15的(b)是利用YZ平面切断发电元件1000而成的侧剖视图(省略发电电路500的图示。此外，俯视图的阴影用于明确表示构成电荷产生元件400的上部电极层E11～E34的形状图案，并非表示剖面。)

图16的(a)以及图16的(b)是表示图15所示的发电元件1002的各部分的尺寸的图。

图17是图3所示的发电元件1000的另外的变形例的发电元件1003的俯视图(省略发电电路500的图示。阴影用于明确表示构成电荷产生元件400的独立上部电极层E10、E25～E36的形状图案，并非表示剖面。)。

图18是表示构成在通常的板状构造体20的上表面形成的电荷产生元件的独立上部电极层E1～E4的优选配置的俯视图(阴影用于明确表示独立上部电极层E1～E4的形状图案，并非表示剖面。)。

图19是表示在图15所示的发电元件1002中使用的发电电路500的具体结构的电路图。

图20的(a)是具有图3所示的发电元件1000收容于装置壳体310A的形态的带装置壳体的发电元件1500的平面剖视图(利用与XY平面平行且位于比XY平面稍靠上方的位置的平面切断而成的剖视图)，图20的(b)是利用YZ平面切断该带装置壳体的发电元件1500的侧剖视图(省略电荷产生元件400以及发电电路500的图示)。

图21是本发明的第二实施方式的带装置壳体的发电元件2000的平面剖视图(利用与XY平面平行且位于比XY平面稍靠上方的位置的平面切断而成的剖视图)(省略发电电路500的图示。此外，一部分的阴影用于表示构成电荷产生元件的上部电极层的形状图案、重锤体的接合区域，并非表示剖面。)。

图22是本发明的第三实施方式的带装置壳体的发电元件3000的平面剖视图(利用与XY平面平行且位于比XY平面稍靠上方的位置的平面切断而成的剖视图)(省略发电电路500的图示。此外，一部分的阴影用于表示构成电荷产生元件的上部电极层的形状图案、重锤体的接合区域，并非表示剖面。)。

图23是本发明的第四实施方式的带装置壳体的发电元件4000的平面剖视图(利用与XY平面平行且位于比XY平面稍靠上方的位置的平面切断而成的剖视图)(省略发电电路500的图示。此外，一部分的阴影用于表示构成电荷产生元件的上部电极层的形状图案、重锤体的接合区域，并非表示剖面。)。

图24是本发明的第五实施方式的带装置壳体的发电元件5000的平面剖视图(利用与XY平面平行且位于比XY平面稍靠上方的位置的平面切断而成的剖视图)(省略发电电路500的图示。此外，一部分的阴影用于表示构成电荷产生元件的上部电极层的形状图案、重锤体的接合区域，并非表示剖面。)。

图25是本发明的第六实施方式的带装置壳体的发电元件6000的平面剖视图(利用与XY平面平行且位于比XY平面稍靠上方的位置的平面切断而成的剖视图)(省略发电电路500的图示。此外，一部分的阴影用于表示构成电荷产生元件的上部电极层的形状图案、重锤体的接合区域，并非表示剖面。)。

图26是本发明的第七实施方式的带装置壳体的发电元件7000的平面剖视图(利用与XY平面平行且位于比XY平面稍靠上方的位置的平面切断而成的剖视图)(省略发电电路500的图示。此外，一部分的阴影用于表示构成电荷产生元件的上部电极层的形状图案、重锤体的接合区域，并非表示剖面。)。

图27是图26所示的第七实施方式的变形例的带装置壳体的发电元件7000A的平面剖视图(利用与XY平面平行且位于比XY平面稍靠上方的位置的平面切断而成的剖视图)(省略发电电路500的图示。此外，一部分的阴影用于表示构成电荷产生元件的上部电极层的形状图案、重锤体的接合区域，并非表示剖面。)。

图28是图26所示的第七实施方式的其它变形例的带装置壳体的发电元件7000B的平面剖视图(利用与XY平面平行且位于比XY平面稍靠上方的位置的平面切断而成的剖视图)(省略发电电路500的图示。此外，一部分的阴影用于表示构成电荷产生元件的上部电极层的形状图案、重锤体的接合区域，并非表示剖面。)。

图29是表示在图26所示的第七实施方式的第一负侧板状构造体171的上表面形成的上部电极层的变更的俯视图(阴影用于表示区域，并非表示剖面。)。

图30是表示在图26所示的第七实施方式的第二负侧板状构造体174的上表面形成的上部电极层的变更的俯视图(阴影用于表示区域，并非表示剖面。)。

图31是本发明的第八实施方式的带装置壳体的发电元件8000的平面剖视图(利用与XY平面平行且位于比XY平面稍靠上方的位置的平面切断而成的剖视图)(省略发电电路500的图示。此外，一部分的阴影用于表示构成电荷产生元件的上部电极层的形状图案、重锤体的接合区域，并非表示剖面。)。

图32的(a)、(b)、(c)是表示本发明的发电元件的优选制造工序的一个例子的侧剖视图。

图33是图32的(c)所示的发电元件1500B收容于外装封装1700的例子的侧剖视图。

图34是表示图32所示的工序的变形例的侧剖视图。

图35是表示利用图34所示的变形例的工序来制造图25所示的发电元件6000的工序的俯视图(阴影用于表示各部分的区域，并非表示剖面。)。

图36是本发明的第九实施方式的带装置壳体的发电元件9000的平面剖视图(利用与XY平面平行且位于比XY平面稍靠上方的位置的平面切断而成的剖视图)(省略发电电路500的图示。此外，一部分的阴影用于表示构成电荷产生元件的上部电极层的形状图案、重锤体的接合区域，并非表示剖面。)。

图37是图36所示的第九实施方式的变形例的带装置壳体的发电元件9000A的平面剖视图(利用与XY平面平行且位于比XY平面稍靠上方的位置的平面切断而成的剖视图)(省略发电电路500的图示。此外，一部分的阴影用于表示构成电荷产生元件的上部电极层的形状图案、重锤体的接合区域，并非表示剖面。)。

具体实施方式

以下，基于图示的实施方式来说明本发明。

＜＜＜§1.以往提出的发电元件＞＞＞

首先，为了方便说明，预先简单说明使安装于板状构造体的重锤体振动进行发电的类型的以往的发电元件的基本构造。图1是表示以往提出的通常的发电元件的基本构造部的立体图。在上述的专利文献4(WO2015/033621号公报)中也公开了具有图1所示那样的基本构造的发电元件。

如图示那样，该基本构造部具有板状构造体100、安装于板状构造体100的前端部的重锤体200、以及固定板状构造体100的根端部的台座300。台座300安装于某一振动源，将从该振动源供给的振动能量转换为电能。板状构造体100是从由台座300固定的根端部朝成为自由端的前端部伸展的长度L、宽度w、厚度t的细长板，重锤体200由基于该板的悬臂梁构造支撑。并且，板状构造体100具有挠性，因此当向台座300施加振动时，重锤体200产生振动。其结果是，在板状构造体100上，周期性产生挠曲。

虽省略图示，在板状构造体100的表面上粘贴有压电元件等电荷产生元件，基于板状构造体100的变形而产生电荷。因而，若设置对基于该电荷产生元件所产生的电荷而产生的电流进行整流并输出的发电电路，则能够将产生的电荷作为电力取出。针对用于高效地取出电荷的压电元件的配置，由于已经被上述的专利文献4等公开，因此，在此省略说明。

需要说明的是，在本申请中，为了方便说明该基本构造部的结构以及变形样态，定义图示那样的XYZ三维正交坐标系。在这样的坐标系上，板状构造体100成为具有与XY平面平行的板面(上表面以及下表面)且沿着Y轴从根端部朝前端部伸展的细长板。在图示的例子中，Y轴位于板状构造体100的上表面的中心位置。在此，将该Y轴称作基准轴，将板状构造体100的原点O侧称作根端部，将Y轴上的前端点T侧称作前端部。因而，板状构造体100成为沿着基准轴Y从根端部朝前端部延伸、并具有挠性的板状的构件，重锤体200与其前端部的下表面接合。

通常，从外部的振动源向台座300传递的振动能量包含有X轴方向成分、Y轴方向成分、Z轴方向成分。因而，向重锤体200施加使其朝X轴方向、Y轴方向、Z轴方向的各方向位移的力。但是，重锤体200由具有图示那样的形状的板状构造体100支撑，因此“位移的容易度”在各个方向上不同。这是因为，在固定了图的原点O的位置(根端部)的状态下，相对于前端点T(前端部)作用使其朝向各坐标轴方向的力Fx、Fy、Fz的情况下，板状构造体100的弹簧常量因各坐标轴方向而不同，通常来说，Z轴方向是最容易位移的方向。

当然，板状构造体100具有挠性，因此能够利用关于Y轴方向的伸缩或弯曲使重锤体200沿Y轴方向位移，也能够利用朝X轴方向的变形使重锤体200沿X轴方向位移。但是，在此，以相对于台座300施加朝Z轴方向的振动能量、使重锤体200沿Z轴方向振动的情况为代表例进行考虑。

通常，共振系统具有该系统所固有的共振频率fr，从外部给予的振动的频率f越接近该共振频率fr，越是与所给予的振动发生共鸣而产生较大的振幅A。图2是表示相对于图1所示的基本构造部的台座300从外部给予各种频率的振动能量时的、重锤体200(前端点T)的振幅A的图表。当使横轴为频率f、纵轴为振幅A时，如图示那样，在预定的共振频率fr的位置出现峰波形P(在图中，为了方便，将该峰波形P以外的部分由平缓的直线表示，但实际上，该部分并非完全成为直线)。

当然，板状构造体100的弹簧常量根据坐标轴方向而不同，因此重锤体200的共振频率fr的值也根据坐标轴方向而不同。图2的图表示出重锤体200向特定的坐标轴方向(在此为Z轴方向)振动的情况，共振频率fr示出关于与该坐标轴方向相关的振动的共振频率。另外，如后述那样，在板状构造体100中，根据其节点的数量而存在多个共振模式，针对各个共振模式使共振频率分别不同。对此，在此，考虑由一次共振模式振动的情况。

其结果是，在将图1所示的基本构造部把握为一个共振系统的情况下，为了使重锤体200沿Z轴方向以一次共振模式高效地振动，使台座300以共振频率fr进行振动即可。换言之，为了使该发电元件进行高效发电，需要从外部给予共振频率fr的振动能量，若给予的振动能量的频率远离共振频率fr，则发电效率降低。

另一方面，在利用了适合量产的MEMS技术的发电元件中，作为其材料而大多使用硅、金属，但在使用了这样的材料的共振系统中，图2的图表中的峰波形P的峰值(Q值)高，但半值宽度h存在变窄的趋势。因此，在图1所例示那样的以往的发电元件的情况下，在从外部环境给予的振动的频率接近共振频率fr的情况下能够进行高效发电，但在远离共振频率fr的情况下，其发电效率急剧降低。

因而，长久以往，进行假定在实际利用环境中可能从外部给予的振动的频率、并使共振频率与该假定频率一致那样的设计。然而，如已经作为问题点所指出的那样，在实际的利用环境中，具有各种频率的振动混杂，并非施加具有单一的频率的振动。因此，施加包含假定外的频率的振动的情况也不少。另外，由硅、金属构成的构造部分的共振频率也因外部应力、温度而变动，因此即使被给予具有设计时所假定那样的频率的振动，也未必进行高效发电。

这样，在图1所例示那样的以往的发电元件中存在如下问题：能够发电的频带变窄，根据实际利用环境，未必能够进行足够高效的发电。本发明是为了解决这样的问题而作出的，其目的在于，提供一种扩宽能够发电的频带、能够在各种利用环境中进行高效发电的发电元件。

＜＜＜§2.第一实施方式的结构＞＞＞

在此，说明本发明的第一实施方式的结构。图3是表示该第一实施方式的发电元件1000的立体图(一部分为框图)。如图示那样，该发电元件1000包括主基板110、重锤体组210、台座310、电荷产生元件400、发电电路500。在此，将由主基板110、重锤体组210、台座310构成的物理性构成部分称作基本构造部。在图3中，将该基本构造部作为立体图进行表示，将电荷产生元件400以及发电电路500作为框图进行表示。该发电元件1000的特征在于作为立体图表示的基本构造部的固有的构造。以下，进行针对该固有的构造的说明。

在此，与§1同样地定义图示那样的XYZ三维正交坐标系，将Y轴称作基准轴。在该发电元件1000中也与图1所示的以往的发电元件同样地采用利用基于板状构造体的悬臂梁来支撑重锤体的构造，通过将振动能量转换为电能进行发电。

主基板110是平面形状呈E字状的板状的构造体，如图示那样，由中央板状构造体111、不同属性间连接体112、负侧板状构造体113、正侧板状构造体114这四个部分构成。不同属性间连接体112如后述那样发挥使具有不同属性的板状构造体彼此连接的作用。负侧板状构造体113是配置于X坐标值为负的区域的构成成分，正侧板状构造体114是配置于X坐标值为正的区域的构成成分。

此外，在此，为了方便，将主基板110分成上述四个部分进行说明，主基板110仅是成为一体的一片E字状基板，上述四个部分成为该一片E字状基板中的担负特定的作用的部分。主基板110能够使用可以构成具有挠性的构件的任意材料来构成，但在实际使用上，优选由硅、金属构成。

另一方面，如图示那样，重锤体组210由3组重锤体211、212、213构成，分别与主基板110的下表面的预定位置连接。具体来说，重锤体211与不同属性间连接体112的下表面连接，重锤体212与负侧板状构造体113的前端部(图的左侧端部)的下表面连接，重锤体213与正侧板状构造体114的前端部(图的左侧端部)的下表面连接。这些各重锤体211、212、213能够使用具有足够产生振动的质量的任意材料来构成，但在确保足够质量的基础上，优选使用SUS(铁)、铜、钨等金属、或者硅、陶瓷或玻璃等。

然后，台座310是对中央板状构造体111的根端部(图的左侧端部)进行支撑固定的构成成分。如后述那样，实际上，该台座310固定于发电元件1000的装置壳体，发挥将来自振动源的振动能量向中央板状构造体111传递的作用。在图3中，描绘出形成立方体的块状的台座310，但只要使台座310能够对中央板状构造体111进行支撑固定，也可以是任意形状的台座，也可以使用任意材料来构成。

不同属性间连接体112以及与其下表面连接的重锤体211在沿着Y轴伸展的中央板状构造体111的作用下，相对于台座310以悬臂梁构造被支撑。中央板状构造体111具有挠性，因此当外力作用时产生挠曲，相对于原点O使端点T1位移。因而，当相对于台座310施加振动能量时，中央板状构造体111周期性产生挠曲，使重锤体211振动。如后述那样，这样的振动成为第一共振系统I的振动。

另一方面，重锤体212在沿与Y轴平行的方向伸展的负侧板状构造体113的作用下，相对于不同属性间连接体112以悬臂梁构造被支撑。负侧板状构造体113中的、至少未连接重锤体212的部分具有挠性，因此当外力作用时产生挠曲，相对于端点T2而使端点T3位移(该例的情况下，在连接有重锤体212的部分不产生有意的挠曲)。因而，当相对于不同属性间连接体112施加振动能量时，负侧板状构造体113周期性产生挠曲，使重锤体212振动。如后述那样，这样的振动成为第二共振系统II的振动。

同样，重锤体213在沿与Y轴平行的方向伸展的正侧板状构造体114的作用下，相对于不同属性间连接体112以悬臂梁构造被支撑。正侧板状构造体114中的、至少未连接重锤体213的部分具有挠性，因此当外力作用时产生挠曲，相对于端点T4而使端点T5位移(该例的情况下，在连接有重锤体213的部分不产生有意的挠曲)。因而，当相对于不同属性间连接体112施加振动能量时，正侧板状构造体114周期性产生挠曲，使重锤体213振动。该振动最终成为第二共振系统II的振动。

这样，由于成为第一共振系统I的基点的原点O固定于台座310，因此第一共振系统I的振动端T1以原点O为基准进行振动。与此相对，成为第二共振系统II的基点的端点T2、T4根据端点T1的振动进行振动，第二共振系统II的振动端T3、T5以振动中的端点T2、T4为基准进行振动。换言之，该基本构造部构成将第一共振系统I与第二共振系统II设为嵌套状的复杂的合成振动系统。如后述那样，通过构成这样的复杂的合成振动系统，从而实现扩宽能够发电的频带这样的本发明的目的。

在图3中作为框图描绘的电荷产生元件400是基于这些板状构造体111、113、114的变形而产生电荷的构成成分(例如压电元件)，作为框图描绘的发电电路500是对基于电荷产生元件400所产生的电荷而产生的电流进行整流并取出电力的构成成分。针对该电荷产生元件400以及发电电路500的结构、动作，由§5进行说明。

图4的(a)是图3所示的发电元件1000的基本构造部的俯视图，图4的(b)是其侧视图。在本申请中，如图示那样，定义使XY平面成为水平面的XYZ三维正交坐标系，将由YZ平面分隔的空间中的、具有正的X坐标值的空间定义为正侧空间、将具有负的X坐标值的空间定义为负侧空间。如上述那样，基本构造部由主基板110、重锤体组210、台座310构成。在此，如图示那样，主基板110是具有配置在Y轴上的中央板状构造体111、配置在负侧空间的负侧板状构造体113、配置在正侧空间的正侧板状构造体114、以及不同属性间连接体112的E字状的基板。

不同属性间连接体112是沿X轴方向伸展的板状的构成成分，具有连接中央板状构造体111与负侧板状构造体113的功能、以及连接中央板状构造体111与正侧板状构造体114的功能。3组板状构造体111、113、114均为沿Y轴方向伸展的板状的构成成分，并与不同属性间连接体112连接。但是，与台座310连接的仅是中央板状构造体111的左端部。

在本申请中，将各板状构造体的两端部分中的、在朝向台座310的连接路线上靠近台座310的一方称作根端部、将远离台座310的一方称作前端部。例如，在中央板状构造体111的情况下，由于图中的左侧的一方比右侧靠近台座310，因此将左端侧称作根端部，将右端侧称作前端部。与此相对的，在负侧板状构造体113以及正侧板状构造体114的情况下，若着眼于空间位置关系，则图中的左侧的一方比右侧靠近台座310。然而，若考虑朝台座310的连接路线，则端点T3通过T3-T2-T1-O这样的路线与台座310连接，端点T5通过T5-T4-T1-O这样的路线与台座310连接。因而，由于在该连接路线上，图中的右侧的一方比左侧靠近台座310，因此将右端侧称作根端部，将左端侧称作前端部。

然后，在此，为了方便说明，相对于各板状构造体，给予两种属性中的任一者。第一属性是以使从根端部朝向前端部的方向为Y轴正方向的方式相对于沿与Y轴平行的方向伸展的板状构造体给予的属性，在图示的例子的情况下，中央板状构造体111成为第一属性的板状构造体。与此相对，第二属性是以使从根端部朝向前端部的方向为Y轴负方向的方式相对于沿与Y轴平行的方向伸展的板状构造体给予的属性，在图示的例子的情况下，负侧板状构造体113以及正侧板状构造体114成为第二属性的板状构造体。

总之，在图4的(a)所示的实施例的情况下，具有第一属性的中央板状构造体111配置在YZ平面上，根端部与台座310连接，前端部与不同属性间连接体112连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展。另外，具有第二属性的负侧板状构造体113配置在负侧空间，根端部与不同属性间连接体112连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴负方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展，同样地具有第二属性的正侧板状构造体114配置在正侧空间，根端部与不同属性间连接体112连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴负方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展。

不同属性间连接体112发挥将具有第一属性的板状构造体与具有第二属性的板状构造体彼此连接的作用，如文字表述那样，是“将具有不同属性的板状构造体彼此连接的构成成分”。具有第一属性的板状构造体与具有第二属性的板状构造体成为从根端部朝向前端部的方向反转的关系，因此从台座310伸展的悬臂梁构造的路线(图4的(a)的例子的情况下，为经过O-T1-T2-T3的路线、经过O-T1-T4-T5的路线)在不同属性间连接体112处折回，不同属性间连接体112发挥作为折回点的作用。

在主基板110的下表面连接有3组重锤体211、212、213。在图4的(a)中，利用虚线描绘这些重锤体的轮廓的一部分。重锤体211是具有与不同属性间连接体112相同的平面形状的长方体状的构造物，并与不同属性间连接体112的下表面连接。另一方面，重锤体212是与负侧板状构造体113的前端部的下表面连接的具有正方形的平面形状的长方体状的构造物，重锤体213是与正侧板状构造体114的前端部的下表面连接的具有正方形的平面形状的长方体状的构造物。

上述各重锤体的构造由图4的(b)所示的侧视图、图5以及图6所示的侧剖视图明确体现。图4的(b)是表示从图4的(a)的下方侧观察图4的(a)所示的基本构造部的状态的侧视图。另外，图5是利用YZ平面切断图4的(a)所示的基本构造部而成的侧剖视图，图6是沿着切断线6-6切断图4的(a)所示的基本构造部而成的侧剖视图。由这些图可知，各重锤体211、212、213的底面的位置被设定在比台座310的底面的位置略微靠上方的位置。这是考虑到在将台座310的底面固定于装置壳体时，用于在装置壳体与各重锤体211、212、213的底面之间维持些许的空间。各重锤体211、212、213利用该空间在装置壳体内振动。

＜＜＜§3.具有多个共振系统的基本构造部的特征＞＞＞

在§2中，发电元件1000的基本构造部包含多个共振系统，简单说明作为整体而构成复杂的合成振动系统的情况。在此，针对上述多个共振系统的具体振动样态的特征与其共振频率进行更详细的说明。

在图4的(a)所示的基本构造部中，重锤体211利用基于中央板状构造体111的悬臂梁构造相对于台座310被支撑，从台座310到重锤体211的路线成为从原点O到端点T1的路线。与此相对，重锤体212利用基于中央板状构造体111、不同属性间连接体112、负侧板状构造体113的悬臂梁构造相对于台座310被支撑，从台座310到重锤体212的路线成为途经O-T1-T2-T3的路线。同样，重锤体213利用基于中央板状构造体111、不同属性间连接体112、正侧板状构造体114的悬臂梁构造相对于台座310被支撑，从台座310到重锤体213的路线成为途经O-T1-T4-T5的路线。

这样，3组重锤体211、212、213均利用悬臂梁构造相对于台座310被支撑，但悬臂梁构造的路线不同，因此分别构成单独的共振系统。图7是表示该基本构造部所包含的两种共振系统的概念图。

图7的(a)表示以具有第一属性的中央板状构造体111的变形为起因而产生振动的第一共振系统I。在该图中，示出在固定位于中央板状构造体111的根端部的原点O的状态下使位于前端部的端点T1位移的样子。在此，将该共振系统设为包括由一根线构成的具有挠性的板状构造体111与位于端点T1的质点m的简单模型。图的实线表示静止状态的系统，虚线表示振动状态的系统。在振动状态下，板状构造体111如虚线所示那样变形，端点T1重复从静止状态的位置T1(0)位移至上方位置T1(+)、或者位移至下方位置T1(-)的动作。

如图4的(a)所示，在端点T1上施加不同属性间连接体112、负侧板状构造体113、正侧板状构造体114、重锤体211、212、213的合计负载，中央板状构造体111发挥支撑这些负载的作用。因而，图7的(a)的模型中的质点m成为具有构成成分211、212、213、112、113、114整体的质量的点。

图1所示的以往的发电元件的基本构造部针对图7的(a)所示的共振系统I，相当于利用板状构造体100具体实现板状构造体111、利用重锤体200具体实现质点m。这样的共振系统具有图2的图表所示那样的频率特性，其振幅A在预定的共振频率fr的位置具有峰波形P。在图7的(a)所示的共振系统I的情况下，其共振频率fr1的值由板状构造体111的弹簧常量与质点m的质量(构成成分211、212、213、112、113、114整体的质量)确定，因此通过调整这些值，能够调整共振频率fr1的值。

另一方面，图7的(b)表示以具有第二属性的负侧板状构造体113的变形为起因而产生振动的第二共振系统II(以正侧板状构造体114的变形为起因而产生振动的共振系统也是相同的)。在该图中，示出在固定位于负侧板状构造体113的根端部的端点T2的状态下位于前端部的端点T3位移的样子。在此，也将该共振系统设为包括由一根线构成的具有挠性的板状构造体113与位于端点T3的质点m的简单模型。实线仍然表示静止状态的系统，虚线仍然表示振动状态的系统。在振动状态下，板状构造体113以由虚线所示那样变形，端点T3重复从静止状态的位置T3(0)位移至上方位置T3(+)、或者位移至下方位置T3(-)的动作。

如图4的(a)所示，在端点T3上施加重锤体212的负载，负侧板状构造体113发挥支撑该负载的作用。因而，图7的(b)的模型中的质点m成为具有重锤体212的质量的点。在该图7的(b)所示的共振系统II的情况下，其共振频率fr2的值由板状构造体113的弹簧常量与质点m的质量(重锤体212的质量)确定，因此通过调整这些值，能够调整共振频率fr2的值。

话虽如此，在图4所示的基本构造部的情况下，在图7的(b)的模型中作为固定点而示出的端点T2与在图7的(a)的模型中作为位移点而示出的端点T1连接。因此，实际上，端点T2并非固定点，而是成为与端点T1一并振动的点，第二共振系统II成为其整体在第一共振系统I的作用下振动的系统。因而，图4所示的基本构造部构成将第一共振系统I与第二共振系统II设为嵌套状的复杂的合成振动系统。

图7的(c)是将这样的合成振动系统表示为简单模型的图，采取在图7的(a)所示的第一共振系统I的端点T1的位置嫁接图7的(b)所示的第二共振系统II的形态。实际上，作为第二共振系统II，将针对负侧板状构造体113的系统与针对正侧板状构造体114的系统这两组组合起来。因而，在该合成振动系统中，包含针对中央板状构造体111的共振系统I、针对负侧板状构造体113的共振系统II、针对正侧板状构造体114的共振系统II。在此，两组共振系统II的整体作为与端点T1连接的“共振系统I的配重”发挥功能，因此共振系统I成为原样包含两组共振系统II的系统。

图7的(c)表示端点T1位移至上方位置T1(+)、且端点T3位移至预定位置T3(b)的状态。在此，位置T3(b)根据图7的(b)所示的端点T3的位置确定。如上述那样，共振系统I的共振频率fr1由板状构造体111的弹簧常量与该质点m的质量(向端点T1施加的负载)确定，共振系统II的共振频率fr2由板状构造体113或114的弹簧常量与该质点m的质量(向端点T3或T5施加的负载)确定。因而，通过调整这些值，能够调整共振频率fr1、fr2的值。但是，共振系统II整体作为共振系统I的配重发挥功能，因此相对于共振系统II实施的调整也相对于共振系统I给予影响。

此外，在图7中实线或虚线所示的各板状构造体的变形样态表示各共振系统在一次共振模式下进行共振的状态，但实际上，有时也在更高次的共振模式下振动。

图8是表示通常的板状构造体的共振模式的几个例子的示意图，表示将水平线作为基准位置时的板状构造体的变形样态。图的曲线表示板状构造体，左端(根端部)被固定，右端(前端部)成为自由端。在图中，在各变形状态下，向板状构造体的上表面作用的应力的方向由箭头表示。具体来说，白箭头表示向上表面作用“沿长边方向伸展的应力”，黑箭头表示向上表面作用“沿长边方向收缩的应力”。

图8的(a)表示一次共振模式的变形样态，描绘出整体朝上方鼓出的平缓曲线。在这样的变形状态下，在板状构造体的上表面作用沿其长边方向伸展的应力(参照白箭头)。此外，在板状构造体的下表面相反地作用沿长边方向收缩的应力，但在此，仅着眼于上表面的伸缩。

另一方面，图8的(b)示出二次共振模式的变形样态，在根端部附近成为朝下方鼓起的平缓曲线，但其前端成为朝上方鼓起的平缓曲线。其结果是，在板状构造体的根端部上表面作用沿长边方向收缩的应力(参照黑箭头)，在其前端的上表面作用沿长边方向伸展的应力(参照白箭头)。同样，图8的(c)示出三次共振模式的变形样态，曲线形成更复杂的形状，局部作用收缩应力(参照黑箭头)或者伸展应力(参照白箭头)。虽省略图示，在四次以上的共振模式下，板状构造体的变形样态变得更为复杂。

该图8所示的各共振模式针对图1所例示那样的简单的共振系统中的板状构造体100，在频率特性的图表上，出现与共振模式的次数相应的共振频率的峰值，通常，共振模式的次数越高，峰值位置越向频率高的一方偏移。

当然，该简单的共振系统中的共振模式无法直接带入图7的(c)所示那样的合成振动系统，但图3所示的各板状构造体111、113、114的变形样态均是根据从外部环境给予的振动的频率进行各种变化，向各部分施加的应力的方向也发生变化。实际上，图3所示的各板状构造体111、113、114均通过多个共振模式进行振动，共振频率的峰值出现于多个位置，但各板状构造体的表面所产生的应力在基于图8的(a)所示的一次共振模式的变形样态中成为最大，基于该一次共振模式的振动最有助于发电。因而，以下，作为各板状构造体通过一次共振模式进行振动的结构，进行本发明的作用效果的说明。

＜＜＜§4.共振频率的调整＞＞＞

本发明的目的在于，提供一种扩宽能够发电的频带、且在各种利用环境下能够进行高效发电的发电元件。因此，在本发明中，如图3所示的实施例那样，采用作为包含多个共振系统的合成振动系统进行动作的基本构造部。如上述那样，在各个共振系统中，分别存在固有的共振频率fr，各共振频率fr由板状构造体的弹簧常量与配重的质量来确定。因而，若调整各板状构造体的弹簧常量与配重的质量，则能够使各个共振系统的共振频率fr朝频率轴上的所希望的方向偏移，能够扩宽可以发电的频带。这就是本发明的基本原理。

图9是总结在图1所示那样的具有单一的重锤体200的简单的共振系统中用于调整重锤体200的共振频率fr的具体方法的表。该表所示的具体调整方法大致分为改变板状构造体100的形状或材质的方法(改变板状构造体100的弹簧常量的方法)与改变重锤体200的质量的方法。

作为前者，针对图1所示的板状构造体100，举出改变厚度t(Z轴方向的尺寸)的方法、改变宽度w(X轴方向的尺寸)的方法、改变长度L(Y轴方向的尺寸)的方法、改变材质(杨氏模量E)的方法。首先，若使板状构造体100的厚度t变薄，则共振频率fr降低，若使厚度t变厚，则共振频率fr升高。同样，若使板状构造体100的宽度w变窄，则共振频率fr降低，若使宽度w变宽，则共振频率fr升高。然后，若使板状构造体100的长度L(共振系统的长度)变长，则共振频率fr降低，若使长度L变短，则共振频率fr升高。最后，若使板状构造体100的材质变软(减小杨氏模量E)，则共振频率fr降低，若使材质变硬(增大杨氏模量E)，则共振频率fr升高。

另一方面，后者是改变重锤体的质量m的方法，具体来说，具有改变尺寸的方法与改变材质(比重)的方法。在任意的情况下，均为在增大(增重)质量m时共振频率fr降低、在减小(减轻)质量m时共振频率fr升高。

该图9的表所示的调整方法以具有图1所示那样的单一的重锤体200的共振系统为前提，但其基本原理也能够适用于具有多个重锤体的图3所示的基本构造部。

在改变板状构造体的形状、材质的前者的方法中，作为变更对象而存在厚度t、宽度w、长度L、材质(杨氏模量E)这样的四个参数，当然也可以组合上述四个参数进行变更。改变该四个参数无非是改变共振系统的弹簧常量。当然，在使共振频率偏移的方法中也具有改变重锤体的质量m的方法，因此也能够组合改变板状构造体的形状、材质的前者的方法与改变重锤体的质量m的后者的方法进行利用。

接着，针对与图3所示的发电元件1000整体的发电量相关的频率特性进行说明。图10表示作为针对图3所示的发电元件1000的基本构造部进行计算机模拟的结果而获得的成为各共振系统的振动点的端点T1、T3的振动的频率特性的图表。图表的横轴表示从外部对该发电元件1000给予的振动(在该例中为Z轴方向的振动)的频率f，图表的纵轴表示基于该外部振动而激励的端点T1或端点T3的振幅A。

具体来说，图10的(a)是表示针对成为第一共振系统I的振动点的端点T1的振幅A的频率特性，在频率值fr1的位置出现较大的峰波形P11，在频率值fr2的位置出现较小的峰波形P12。另一方面，图10的(b)是表示针对成为第二共振系统II的振动点的端点T3的振幅A的频率特性，在频率值fr2的位置出现较大的峰波形P22，在频率值fr1的位置出现较小的峰波形P21。

在此，频率值fr1是第一共振系统I所固有的一次共振模式下的共振频率，频率值fr2是第二共振系统II所固有的一次共振模式下的共振频率。在图3的基本构造部中，各板状构造体111、113、114的厚度t相同，但宽度w以及长度L略微不同。具体来说，如图4的(a)所示，构成第一共振系统I的板状构造体111与构成第二共振系统II的板状构造体113、114相比，宽度w变窄，长度L变长。因而，当参照图9的表时，构成第一共振系统I的板状构造体111的弹簧常量k比构成第二共振系统II的板状构造体113、114小，仅限于板状构造体的弹簧常量的比较，第一共振系统I的共振频率fr1比第二共振系统II的共振频率fr2低。

另一方面，如图7的(a)所示那样，第一共振系统I的配重的质量m成为构成成分211、212、213、112、113、114整体的质量。与此相对，如图7的(b)所示那样，第二共振系统II的配重的质量m成为重锤体212的质量。因而，第一共振系统I的配重变得重于第二共振系统II的配重，因此当参照图9的表时，关于配重的重量，仍然是第一共振系统I的共振频率fr1低于第二共振系统II的共振频率fr2。

其结果是，在图3的基本构造部的情况下，共振频率fr1低于共振频率fr2。图10的(a)、(b)所示的图表示出与这样的理论性分析结果一致的频率特性。

因而，当相对于图3所示的台座310从外部给予振动、且使该外部振动的频率f从较低的一方缓缓升高时，发现下述那样的现象。首先，在给予的外部振动的频率f达到共振频率fr1时，如图10的(a)的峰波形P11所示那样，端点T1的振幅A急剧增大。这是因为，与端点T1的振动相关的第一共振系统I达到其固有的共振频率fr1。此时，关于第二共振系统II，由于尚未达到固有的共振频率fr2，因此本来端点T3的振幅A应当极其小。

然而，实际上，第一共振系统I与第二共振系统II形成图7的(c)所示那样的嵌套状，两者也物理连接，因此关于振动而彼此造成影响。即，当外部振动的频率f达到共振频率fr1、且端点T1的振幅A如峰波形P11所示那样急增时，受其影响，端点T3的振幅A也增加。图10的(b)所示的较小的峰波形P21是受到这样的影响而产生的峰波形。总之，当给予具有与端点T1的共振频率fr1相当的频率的外部振动时，产生不仅使端点T1的振幅急增、而且受其影响也使端点T3的振幅增加的现象。

接着，当考虑外部振动的频率f达到共振频率fr2的情况时，如图10的(b)的峰波形P22所示那样，端点T3的振幅A急剧增大。这是因为，与端点T3的振动相关的第二共振系统II达到其固有的共振频率fr2。此时，受其影响，端点T1的振幅A也增加。图10的(a)所示的较小的峰波形P12是受到这样的影响而产生的峰波形。总之，当给予具有与端点T3的共振频率fr2相当的频率的外部振动时，产生不仅使端点T3的振幅急增、而且受其影响也使端点T1的振幅增加的现象。

此外，图10的(b)示出端点T3(负侧板状构造体113的前端点)的振动的频率特性，但端点T5(正侧板状构造体114的前端点)的振动的频率特性也完全相同。

其结果是，在相对于图3所示的发电元件1000的台座310施加具有共振频率fr1的外部振动时，在重锤体211上产生具有图10的(a)的峰波形P11所示那样的振幅A的振动，在重锤体212、213上产生具有图10的(b)的峰波形P21所示那样的振幅A的振动。另外，在施加具有共振频率fr2的外部振动时，在重锤体211上产生具有图10的(a)的峰波形P12所示那样的振幅A的振动，在重锤体212、213上产生具有图10的(b)的峰波形P22所示那样的振幅A的振动。

对此，若利用发电电路500对基于中央板状构造体111、负侧板状构造体113、正侧板状构造体114的变形使电荷产生元件400产生的电荷进行整流并取出，则作为发电元件1000整体的发电量的频率特性如图11的图表所示。即，在第一共振系统I的共振频率fr1的位置获得发电量的第一峰波形P1(半值宽度h1)，在第二共振系统II的共振频率fr2的位置获得发电量的第二峰波形P2(半值宽度h2)。此外，在图11中，为了方便，将两个峰波形P1、P2的高度或宽度描绘为相同，但实际上，各个峰波形P1、P2的高度或宽度根据图3所示的基本构造部的各部分的尺寸或材质等条件来确定。

该图11的纵轴所示的发电量仅是作为发电元件1000整体的总发电量，因此在图11所示的第一峰波形P1中不仅包含基于构成第一共振系统I的中央板状构造体111的变形的发电量、还包含基于构成第二共振系统II的负侧板状构造体113以及正侧板状构造体114的变形的发电量。第二峰波形P2也同样地示出基于各板状构造体111、113、114的变形的总发电量。

在图1所示的以往的发电元件的情况下，仅在给予具有图2的图表所示的共振频率fr附近的频率的外部振动时进行高效发电，能够发电的频带不得不成为其半值宽度h程度的窄频带。与此相对，在图3所示的本发明的发电元件1000的情况下，如图11的图表所示那样，在共振频率fr1、fr2的位置分别获得峰波形P1、P2，因此在给予具有这些共振频率fr1、fr2附近的频率的外部振动时能够进行高效发电，可以将能够发电的频带扩宽至图示的频带R1程度。

当然，图示的频带R1并非全部覆盖频率fr1～fr2的范围的连续的带域，而是所谓的“锯齿状态”的带域。因而，并非针对具有fr1～fr2的范围的频率的外部振动全部进行高效发电，但与图2的图表所示的以往的发电元件的发电特性相比，获得扩宽能够发电的频带的效果。

如所述那样，在图3所示的发电元件1000的基本构造部中，具有第一属性的板状构造体111与具有第二属性的板状构造体113、114通过不同属性间连接体112来连接，并且具有第一属性的板状构造体与具有第二属性的板状构造体成为从根端部朝向前端部的方向反转的关系。因此，全部的板状构造体成为在沿着相同的基准轴Y的方向上伸展、但在不同属性间连接体112处折回的构造，因此能够将基本构造部整体收容于比较紧凑的空间，能够作为发电元件整体而实现小型化。

并且，通过上述构造，能够利用在沿着相同的基准轴Y的方向伸展的多个板状构造体形成呈嵌套状的合成振动系统，因此如图11的频率特性所示，能够在多处位置设置比较大的发电量的峰值P1、P2，获得扩宽能够发电的频带的效果。这是本发明的重要的作用效果。

此外，在设计本发明的发电元件时，能够通过变更针对多个共振系统的弹簧常量或配重的质量，从而使发电量的峰值P1、P2的位置偏移。

如上述那样，当比较图2所示的以往装置的图表与图11所示的本发明的装置的图表时，在后者中，将峰波形增加至两组，因此将能够发电的频带扩宽至图示的频带R1程度。因而，在将该发电元件1000的实际利用环境中可能从外部给予的振动假定为包含图示的频带R1内的频率成分的振动的情况下，图11所示的频率特性是非常优选的。尤其是，实际利用环境中的外部振动的主要的频率成分为fr1、fr2那样的情况下，图11所示的频率特性正是理想的特性。

然而，在假定的外部振动的频率成分分布在更广的范围的情况下，优选进行使峰波形P1的共振频率fr1(第一共振系统I的共振频率)向左侧偏移以变得更低、使峰波形P2的共振频率fr2(第二共振系统II的共振频率)向右侧偏移以变得更高的调整。图12的(a)是表示进行了这样调整的结果的图表。峰波形P1的共振频率fr1被调整为fr1(-)，峰波形P1向左侧偏移而成为峰波形P1′。另外，峰波形P2的共振频率fr2被调整为fr2(+)，峰波形P2向右侧偏移而成为峰波形P2′。

其结果是，在图12的(a)的图表的情况下，整体的频带扩宽至R2。当然，该频带R2并非全部覆盖频率fr1(-)～fr2(+)的范围的连续的带域，而是呈“锯齿状态”的带域，但在给予包含频率fr1(-)～fr2(+)的范围的频率成分的外部振动的情况下，示出优选的频率特性。尤其是，在主要的频率成分为fr1(-)、fr2(+)那样的情况下，图12的(a)所示的频率特性成为理想的特性。

相反，在假定的外部振动的频率成分分布在更窄的范围的情况下，在图11所示的频率特性中，优选进行使峰波形P1的共振频率fr1向右侧偏移以变得更高、使峰波形P2的共振频率fr2向左侧偏移以变得更低的调整。图12的(b)是表示进行了这样的调整的结果的图表。将峰波形P1的共振频率fr1调整为fr1(+)，峰波形P1向右侧偏移。另外，将峰波形P2的共振频率fr2调整为fr2(-)，峰波形P2向左侧偏移。其结果是，两个峰波形融合，形成具有比半值宽度h1、h2宽的半值宽度hh的融合峰波形PP。

在该图12的(b)的图表的情况下，整体的频带成为R3，变得比图11的图表的频带R1更窄，但由于形成有融合峰波形PP，因此频带R3成为全部覆盖频率fr1(+)～fr2(-)的范围的连续的带域。因而，在给予包含频率fr1(+)～fr2(-)的附近的频率成分的外部振动的情况下，图12的(b)所示的频率特性成为理想的特性。

在具有该图12的(b)的图表所示那样的频率特性的发电元件的情况下，其基本构造部具有与第一属性的板状构造体111的振动端连接的重锤体211、以及与第二属性的板状构造体113、114的振动端连接的重锤体212、213，将各重锤体的共振频率设定为邻接，使得上述两种重锤体的共振频率附近的谱峰波形彼此一部分重复。这样，当进行使多个谱峰波形邻接那样的设计时，能够形成宽度更宽的融合峰波形PP，因此在宽广且连续的频带范围内能够进行高效发电。

在实用上，优选考虑在实际利用环境中产生的外部振动的频率成分而设计具有适当的频率特性的发电元件。因此，需要进行使第一共振系统I以及第二共振系统II的共振频率fr1、fr2分别朝所希望的方向偏移的调整。当然，在假定的外部振动的频率成分整体较高的情况、整体较低的情况下，也需要进行使频带本身沿着频率轴f左右移动那样的调整。

为了调整各共振系统的共振频率fr，如图9的表所示那样，具有调整板状构造体的方法(调整弹簧常量的方法)与调整重锤体的质量的方法。采取调整弹簧常量的方法的情况下，针对以第一属性的板状构造体的变形为起因而产生振动的第一共振系统I与以第二属性的板状构造体的变形为起因而产生振动的第二共振系统II，将第一共振系统I的弹簧常量k1与第二共振系统II的弹簧常量k2设定为不同即可。如进行这样的设定，则能够将至少两组共振频率fr1、fr2设定为不同值，与具有单一的共振频率的共振系统相比，获得扩宽能够发电的频带的效果。

在此，如图7的(a)所示，能够将第一共振系统I的弹簧常量k1定义为，在固定有点O(台座)的状态下相对于端点T1(不同属性间连接体112)朝预定的作用方向(例如，图示的例子为Z轴方向)施加力F时，将端点T1的沿该作用方向产生的位移设为d1而由k1＝F/d1的式子给予的值k1。

同样，如图7的(b)所示，能够将第二共振系统II的弹簧常量k2定义为，在固定有端点T2(不同属性间连接体112)的状态下，在相对于端点T3或T5(第二属性的板状构造体113或114的振动端)施加朝上述作用方向施加力F时，将端点T3或T5的沿该作用方向产生的位移设为d2而由k2＝F/d2的式子给予的值k2。

实际上，弹簧常量根据位移的方向而不同，因此在各个方向上分别定义独立的弹簧常量。例如，将如图7的(a)、(b)所示的例子那样基于在沿Z轴方向施加力F时产生的位移d1、d2而计算出的弹簧常量称作与Z轴方向相关的弹簧常量。因而，在实用上，考虑与假定为由实际利用环境产生的外部振动的代表性的振动方向相关的弹簧常量而进行设计即可。

对弹簧常量给予影响的参数如图9的表所示为板状构造体的厚度、宽度、长度、材质这四个参数。因而，为了将两组共振频率fr1、fr2设定为不同值而获得扩宽能够发电的频带的效果，关于基本构造部所含的多个板状构造体中的至少两组，使厚度、宽度、长度、材质这四个参数中的一个参数或多个参数不同，由此将第一共振系统的弹簧常量与第二共振系统的弹簧常量设定为不同即可。

当然，通过改变重锤体的质量，也能够调整共振频率。另外，通过改变重锤体的位置(这与改变板状构造体的长度等价)，也能够调整共振频率。

图13是图3所示的发电元件1000的变形例的发电元件1001的基本构造部的俯视图，图14是沿着切断线14-14切断该图13所示的发电元件1001的基本构造部的正剖视图。图3所示的发电元件1000与图13所示的发电元件1001的差异在于，将前者中的一对重锤体212、213在后者中置换为单一的重锤体215这点、以及前者中的中央板状构造体111在后者中由根端部侧构造体111a与前端部侧构造体111b构成这点。

即，该发电元件1001的基本构造部具有与不同属性间连接体112的下表面连接的第一重锤体211、以及连结负侧板状构造体113的前端部下表面与正侧板状构造体114的前端部下表面的第二重锤体215。图13所示的第一重锤体211与图3所示的第一重锤体211完全相同。另一方面，第二重锤体215如图14的剖视图所示那样具有U字状构造，以便在根端部侧构造体111a的下方相对于根端部侧构造体111a维持预定的距离并且横跨根端部侧构造体111a。

因而，第二重锤体215若处于预定的允许范围内，则能够不与根端部侧构造体111a接触而自由地位移，能够发挥作为第二共振系统II的配重的作用。该重锤体215具有横跨根端部侧构造体111a的下方的构造部分，因此其质量大于图3所示的发电元件1000的重锤体212、213的合计质量，能够期待更高效的发电。当然，重锤体215也可以成为连结负侧板状构造体113的前端部上表面与正侧板状构造体114的前端部上表面的构造，从而横跨根端部侧构造体111a的上方。

此外，在该发电元件1001中，替代发电元件1000中的中央板状构造体111而使用结合根端部侧构造体111a与前端部侧构造体111b而成的构造体，这是为了使根端部侧构造体111a担负作为限位器的作用。如图14的正剖视图所示那样，前端部侧构造体111b是具有与板状构造体113以及114相同的厚度的具有挠性的板状构造体，是发挥与发电元件1000中的中央板状构造体111同等的功能的构成成分。另一方面，根端部侧构造体111a具有大于前端部侧构造体111b的厚度，成为刚性更高的构造体。该根端部侧构造体111a发挥作为用于将前端部侧构造体111b(中央板状构造体)的根端部支撑于台座310的支撑构件的功能。

在该发电元件1001中，即便在利用从外部给予的振动使前端部侧构造体111b、板状构造体113、114产生挠曲而使重锤体215产生位移的情况下，根端部侧构造体111a(支撑构件)固定于台座310不变，几乎维持静止状态。因此，即便在施加过度的加速度的情况下，通过使重锤体215与根端部侧构造体111a接触，从而限制重锤体215的过度的位移，能够防止厚度薄的构造体111b、113、114的部分产生破损。当然，在不需要作为限位器的功能的情况下，替代使用结合根端部侧构造体111a与前端部侧构造体111b而成的构造体，继续使用图3所示的中央板状构造体111即可。

这样，在本发明中，通过变更图9的表所示的任意的参数，能够设计具有所希望的频率特性的发电元件。但是，由于基本构造部所含的两组共振系统I、II如图7的(c)所示那样成为嵌套状的关系，因此一方的共振系统的参数的变更有可能对另一方的共振系统的参数造成影响。例如，在图3所示的基本构造部中，当改变构成第二共振系统II的负侧板状构造体113或正侧板状构造体114的厚度、宽度、长度等时，它们的质量也产生变化，其结果是，第一共振系统I的配重的质量发生变化。

换言之，当出于调整第二共振系统II的共振频率fr2的意图而进行改变负侧板状构造体113或正侧板状构造体114的厚度、宽度、长度等的设计时，第一共振系统I的共振频率fr1也发生变动。因此，为了设计具有所希望的频率特性的发电元件，优选重复利用基于计算机的模拟、求出设计变更后的频率特性、并基于其结果而进行进一步的设计变更这样的作业。

＜＜＜§5.电荷产生元件以及发电电路＞＞＞

在图3所示的发电元件1000中，作为框图而示出电荷产生元件400以及发电电路500，在此，叙述关于它们的具体实施例。首先，进行针对电荷产生元件400的说明。如所述那样，当向台座310施加外部振动时，各板状构造体111、113、114发生挠曲并变形，由此各重锤体211、212、213发生振动。电荷产生元件400是基于各板状构造体111、113、114的变形而产生电荷的构成成分。

作为电荷产生元件400，例如也能够使用驻极体等，但关于图3所示的基本构造部，优选将层状的压电元件形成于各板状构造体111、113、114的表面。以下所述的实施例是作为电荷产生元件400而使用压电元件的例子，利用下部电极层、压电材料层、上部电极层的3层构造来构成压电元件。

图15的(a)是通过在图3所示的基本构造部上作为电荷产生元件400形成压电元件来获得的发电元件1002的俯视图，图15的(b)是利用YZ平面切断该发电元件的侧剖视图(省略发电电路500的图示)。换言之，在图15的(a)、图15的(b)中示出向图4的(a)、图4的(b)所示的基本构造部附加压电元件400而成的状态。压电元件400的3层构造在图15的(b)的侧剖视图作为在中央板状构造体111的上表面形成的层而被明确示出。

如图15的(b)所示那样，压电元件400具有在各板状构造体111、113、114的上表面形成的下部电极层410、在该下部电极层410的上表面形成且基于应力产生电荷的压电材料层420、以及在该压电材料层420的上表面形成的上部电极层430，并具有向下部电极层410以及上部电极层430分别供给预定极性的电荷的功能。

此外，基于压电元件400的发电实际上在各板状构造体111、113、114的产生变形的部分(重锤体不接合的部分)进行，因此理论上，仅在产生该变形的部分形成压电元件400就足够。但是，在此所示的实施例的情况下，为了简化制造工序，将下部电极层410以及压电材料层420形成于呈E字状的主基板110(中央板状构造体111、不同属性间连接体112、负侧板状构造体113、正侧板状构造体114)的上表面整面，仅将上部电极层430形成为，分别局部存在化地配置于预定位置。

在图15的(a)的俯视图中标注阴影而表示的矩形图形E11～E34表示局部存在化地配置的各个独立上部电极层(俯视图的阴影用于明确表示这些独立上部电极层E11～E34的形状图案，并非表示剖面。)。

从上方观察该基本构造部时，如图15的(a)所示那样，能够观察在呈E字状的压电材料层420的上表面配置有12片独立上部电极层E11～E34的状态。在呈E字状的压电材料层420之下配置同样呈E字状的下部电极层410，进一步在其之下配置有同样呈E字状的主基板110。图15的(b)是由YZ平面切断该基本构造部的侧剖视图，因此显现在中央板状构造体111上形成的独立上部电极层E11、E13，在它们之间显现在负侧板状构造体113上形成的独立上部电极层E23的一部分。

其结果是，在图15所示的实施例的情况下，在包含各板状构造体111、113、114的呈E字状的主基板110的上表面整面形成共用下部电极层410，在该共用下部电极层410的上表面形成共用压电材料层420，在该共用压电材料层420的上表面的不同位置分别形成有电独立的多个独立上部电极层E11～E34。

图16的(a)以及图16的(b)是用于表示图15所示的发电元件1002的各部分的尺寸的参考图，图16的(a)是俯视图，图16的(b)是侧视图。图16的(a)所示的各部分的尺寸如下所述。d1＝0.5mm，d2＝0.8mm，d3＝0.2mm，d4＝0.3mm，d5＝0.5mm，d6＝1.0mm，d7＝0.3mm，d8＝0.2mm，d9＝0.3mm，d10＝1.0mm，d11＝0.4mm。另一方面，图16的(b)所示的各部分的尺寸如下所述。t1＝525μm，t2＝15μm，t3＝0.05μm，t4＝2μm，t5＝0.05μm。当然，上述各尺寸值作为一个例子表示本发明的实施例的发电元件1002的实际尺寸，但本发明不受这些尺寸值的任何限定。

压电材料层420具有在沿层方向伸缩的应力的作用下沿厚度方向产生极化的性质。具体来说，压电材料层420例如能够由PZT(锆钛酸铅)或KNN(铌酸钾钠)等的压电薄膜构成。或者，也可以使用整体型压电元件。对于各电极层410、430，只要是导电性材料，可以由任意材料构成，在实用上，例如由金、铂、铝、铜等的金属层构成即可。

此外，在作为电荷产生元件400而使用上述那样的压电元件的情况下，作为主基板110而使用硅衬底的情况最佳。这是因为，通常，在比较通过当前的制造工序在金属基板的上表面形成有压电元件的情况、与在硅衬底的上表面形成有压电元件的情况时，与前者的压电常量相比而后者的压电常量成为3倍程度的较大值，后者的发电效率压倒性增高。认为这是因为，当在硅衬底的上表面形成压电元件时，压电元件的结晶的取向对齐。

当向台座310给予外部振动时，通过主基板110的挠曲向压电材料层420的各部分施加应力。其结果是，沿压电材料层420的厚度方向产生极化，在上部电极层430以及下部电极层410产生电荷。换言之，压电元件400发挥基于外部振动向下部电极层410以及上部电极层430分别供给预定极性的电荷的功能。虽未图示，在各电极层与发电电路500之间实施布线，利用发电电路500将压电元件400产生的电荷取出为电力。

当然，在板状构造体111、113、114上形成的独立上部电极层的形状以及配置未必限定于图15的(a)的俯视图所示的例子。例如，图17是图3所示的发电元件1000的另一个变形例的发电元件1003的俯视图(省略发电电路500的图示)。在该俯视图中，阴影也用于明确表示构成电荷产生元件400的独立上部电极层的形状图案，并非表示剖面。

在图17所示的例子的情况下，在中央板状构造体111的上表面，以几乎遍及整个区域的方式形成单一的独立上部电极层E10，在负侧板状构造体113的上表面，在穿过其中心的长边方向轴L1的两侧分别形成独立上部电极层E25、E26，在正侧板状构造体114的上表面，在其根端部侧形成有独立上部电极层E35，在其前端部侧形成有独立上部电极层E36。

当然，作为独立上部电极层的配置，采用了该图17所示那样的电极配置的发电元件1003也能够进行发电，但采用了图15的(a)所示那样的电极配置的发电元件1002的发电效率更为优良。这是因为，考虑到图15的(a)所示的独立上部电极层E11～E34的配置在各板状构造体111、113、114产生了特定的变形的时刻下，以各个独立上部电极层E11～E34为单位分别从压电材料层420供给同一极性的电荷。

图18是表示针对在台座10上固定有左端的通常的板状构造体20的、独立上部电极层的优选配置的俯视图。如图示那样，在板状构造体20的右端连接重锤体30，该重锤体30通过使用了板状构造体20的悬臂梁构造相对于台座10被支撑。此外，虽省略图示，实际上在板状构造体20的上表面整面上形成下部电极层，在该下部电极层的上表面整面形成压电材料层，图示的四片独立上部电极层E1～E4形成于该压电材料层的上表面。图的阴影用于明确表示独立上部电极层E1～E4的形状图案，并非表示剖面。

该图18所示的配置例的特征在于，在板状构造体20的上表面的中心定义沿与Y轴平行的方向伸展的中心轴时，在根端部侧的中心轴的两侧与前端部侧的中心轴的两侧分别配置有独立上部电极层E1～E4。具体来说，图示的例子的情况下，以Y轴为中心轴在根端部侧(图的左侧)的中心轴的两侧，配置有独立上部电极层E1、E2，在前端部侧(图的右侧)的中心轴的两侧配置有独立上部电极层E3、E4。

通常，当针对一个板状构造体20配置这样的4组独立上部电极层E1～E4时，在板状构造体20产生特定的变形的时刻，在各独立上部电极层E1～E4上分别从压电材料层供给同一极性的电荷。

例如，在固定了台座10的状态下，当使重锤体30沿Z轴方向(与图18的纸面垂直的方向)以一次共振模式(参照图8的(a))振动时，在某一瞬间，在配置有电极E1、E2的根端部侧的上表面的区域作用压缩方向应力或伸长方向应力中的任一者，在配置有电极E3、E4的前端部侧的上表面的区域作用与其相反的应力。另一方面，当使重锤体30沿Y轴方向以一次共振模式振动时，在某一瞬间，在板状构造体20的上表面的整个区域作用压缩方向应力或伸长方向应力中的任一者。另外，当使重锤体30沿X轴方向以一次共振模式振动时，在某一瞬间，在配置有电极E1、E4的上表面的区域作用压缩方向应力或伸长方向应力中的任一者，在配置有电极E2、E3的上表面的区域作用与其相反的应力。

因而，在至少假定一次共振模式下的振动的情况下，无论重锤体30朝任何方向振动，在各独立上部电极层E1～E4上，在某一时刻，分别供给同一极性的电荷。例如，在某一时刻，向独立上部电极层E1供给的电荷的极性仅为正或负中的任一方，不会在同一时刻下向独立上部电极层E1内的某一部分供给正电荷、而向其它的某一部分供给负电荷。对于独立上部电极层E2～E4也是相同的。

这样，针对某一个独立上部电极层在某一时刻必须供给同一极性的电荷的情况在提高发电效率的方面较为重要。例如，在图17所示的实施例的情况下，在中央板状构造体111的上表面仅形成有单一的上部电极层E10，但在使这样的结构沿X轴方向或Z轴方向振动的情况下，在同一时刻向同一个上部电极层E10同时供给正负两种极性的电荷。即，在同一个导电体上产生相反极性的电荷，彼此抵消并消失，产生发电损失。图17所示的上部电极层E25、E26的结构或上部电极层E35、E36的结构也是相同的。

根据这样的理由，在实用上，优选如图18所示的例子那样，在一个板状构造体20上形成电独立的4组独立上部电极层E1～E4。图15的(a)所示的独立上部电极层的配置中，针对各板状构造体111、113、114的全部采用了图18所示的4组电极配置。即，在中央板状构造体111的上表面，以Y轴为中心轴在根端部侧的中心轴的两侧配置电极层E11、E12，在前端部侧的中心轴的两侧配置有电极层E13、E14。另外，在负侧板状构造体113的上表面，以与Y轴平行的长边方向轴L1为中心轴在根端部侧的中心轴的两侧配置电极层E21、E22，在前端部侧的中心轴的两侧配置电极层E23、E24。同样，在正侧板状构造体114的上表面，以与Y轴平行的长边方向轴L2为中心轴在根端部侧的中心轴的两侧配置电极层E31、E32，在前端部侧的中心轴的两侧配置有电极层E33、E34。

此外，在图18所示的例子中，板状构造体20所产生的应力存在向与台座10或重锤体30连接的连接位置的之前部分最为集中的趋势，因此上部电极层E1、E2的左端优选伸展至与台座10的边界位置，上部电极层E3、E4的右端优选伸展至与重锤体30的边界位置。图15的(a)所示的各独立上部电极层也采用这样的端部伸展至边界位置的结构。

在图18所示的4组上部电极层E1～E4中，均在某一时刻必然供给同一极性的电荷，但从各上部电极层取出的电荷的极性时刻变化。这是因为，当板状构造体20振动时，向压电材料层的各部分施加的应力的朝向(压缩方向应力或伸长方向应力)发生变化，与其相应，产生电荷的极性发生变化。因而，在图15的(a)所示的发电元件1002中，为了取出12组各独立上部电极层E11～E34所产生的电荷而用作电力，需要利用发电电路500对基于产生的电荷而生成的电流进行整流。

图19是表示具有这样的整流功能的发电电路500的具体结构的电路图。在图19中，左侧所示的P11～P34分别是位于图15的(a)所示的独立上部电极层E11～E34的下方的压电材料层420的一部分。然后，在P11～P34的左侧描绘的线相当于共用的下部电极层410，在P11～P34的右侧描绘的线分别相当于独立上部电极层E11～E34。

在该电路图中，D11(+)～D34(+)是整流元件(二极管)，分别发挥取出独立上部电极层E11～E34所产生的正电荷的作用。另外，D11(-)～D34(-)也是整流元件(二极管)，分别发挥取出独立上部电极层E11～E34所产生的负电荷的作用。

另一方面，Cf是平滑用的电容元件(电容器)，向其正极端子(图的上方端子)供给取出的正电荷，向负极端子(图的下方端子)供给取出的负电荷。该电容元件Cf发挥使基于产生电荷的脉动电流平滑化的作用，在重锤体的振动稳定的常态时，能够几乎忽略电容元件Cf的阻抗。与电容元件Cf并列连接的ZL示出接受由该发电元件1002发出的电力供给的设备的负荷。另外，在电容元件Cf的两端子与下部电极层410之间连接有作为整流元件(二极管)而彼此朝向相反方向的D41、D42。

其结果是，发电电路500具有电容元件Cf、为了将各独立上部电极层E11～E34所产生的正电荷导向电容元件Cf的正极侧而将从各独立上部电极层E11～E34朝向电容元件Cf的正极侧的方向设为正向的正电荷用整流元件D11(+)～D34(+)、为了将各独立上部电极层E11～E34所产生的负电荷导向电容元件Cf的负极侧而将从电容元件Cf的负极侧朝向各独立上部电极层E11～E34的方向设为正向的负电荷用整流元件D11(-)～D34(-)，发挥利用电容元件Cf使从振动能量转换来的电能平滑化而向负荷ZL供给的功能。

在该电路图中，在负荷ZL中被供给由正电荷用整流元件D11(+)～D34(+)取出的正电荷与由负电荷用整流元件D11(-)～D34(-)取出的负电荷。因而，在原理上，若在各个瞬间各独立上部电极层E11～E34所产生的正电荷的总量与负电荷的总量变得相等，则能够进行最有效的发电。

因而，在实用上，发电元件1002的基本构造部如图4的(a)所示那样，优选设为关于YZ平面成为面对称的对称构造。另外，在中央板状构造体111的上表面形成的电极层E11～E14优选设为关于YZ平面成为面对称的对称构造，在负侧板状构造体113的上表面形成的电极层E21～E24优选设为关于包含长边方向轴L1且与Z轴平行的平面成为面对称的对称构造，在正侧板状构造体114的上表面形成的电极层E31～E34优选设为关于包含长边方向轴L2且与Z轴平行的平面成为面对称的对称构造。

＜＜＜§6.基本构造部收容于装置壳体的实施例＞＞＞

在此，说明将发电元件收容于装置壳体的实施例。图20的(a)是具有将图3所示的发电元件1000收容于装置壳体310A的形态的带装置壳体的发电元件1500的平面剖视图，图20的(b)是侧剖视图。

图示的装置壳体310A是适于收容图3所示的发电元件1000的基本构造部的呈立方体的构造体，具有图20的(a)的平面剖视图所示的侧板311～314与图20的(b)的侧剖视图所示的顶板315以及底板316。图20的(a)是利用与XY平面平行且位于比XY平面稍靠上方的位置的平面切断该发电元件1500而成的剖视图，图20的(b)是利用YZ平面切断该发电元件1500而成的剖视图。此外，实际上，在主基板110的上表面设有压电元件等电荷产生元件400，另外，在任意的场所也设置有用于将产生的电荷取出为电力的发电电路500，但在图20中，省略针对这些电荷产生元件400以及发电电路500的图示。

在该实施例的情况下，图3所示的台座310组装为装置壳体310A的一部分，图示的侧板311发挥作为图3所示的台座310的功能。当然，也可以预先将台座310与装置壳体310A独立地残留，将图3所示的基本构造部完全收容于装置壳体310A之中，将台座310固定于装置壳体310A之中(例如，只要将台座310的底面与底板316的上表面接合即可)。

如图示那样，在装置壳体310A的内表面与各板状构造体111、113、114以及各重锤体211、212、213的外表面之间确保预定的空间，在向装置壳体310A施加的外部振动的大小为预定的基准水平以下的情况下，根据施加的外部振动，各板状构造体111、113、114以及各重锤体211、212、213在确保的空间内振动，进行发电。然而，在向装置壳体310A施加的外部振动的大小超过上述基准水平的情况下，根据施加的外部振动，各板状构造体111、113、114以及各重锤体211、212、213中的任一者的位置(根据情况为在主基板110的上表面形成的电荷产生元件400)与装置壳体310A的内表面接触，从而限制进一步的位移。

当然，从提高发电效率这样的观点出发，不应控制各板状构造体111、113、114或各重锤体211、212、213的位移。通常来说，若产生较大位移，则板状构造体较大挠曲，压电元件等电荷产生元件400能够产生更大的电荷。然而，当相对于板状构造体产生超过其弹性极限那样的过度的位移时，板状构造体有可能破损，担心无法作为发电元件发挥功能。对此，在实用上，为了不产生使板状构造体破损那样的过度的位移，将装置壳体310A的内表面与板状构造体以及重锤体的外表面之间的空隙尺寸设定为预定的基准值，在施加了超过基准水平的外部振动的情况下，板状构造体以及重锤体与装置壳体310A的内表面接触，不会产生进一步的位移，因而是优选的。

＜＜＜§7.第二实施方式～第八实施方式＞＞＞

＜7-1.与第一实施方式的不同＞

接着，作为至此说明的第一实施方式的变形例，独立说明第二实施方式～第八实施方式。这些实施方式改变第一实施方式的发电元件1000中的基本构造部的形态、尤其是板状构造体的数量或彼此的连接关系，均如§6所述那样表示为收容于装置壳体的实施例。

此外，这些第二实施方式～第八实施方式的发电元件的基本动作与至此说明的第一实施方式的发电元件的动作几乎相同，因此省略针对单独的实施方式的详细动作说明。

以下的说明所使用的图21～图28以及图31是利用与XY平面平行且位于比XY平面稍靠上方的位置的平面切断第二实施方式～第八实施方式的发电元件而成的平面剖视图，省略发电电路500的图示。另外，针对各个板状构造体，示出将采用了图18所示的4组电极配置的压电元件用作电荷产生元件400的例子(一部分具有例外)。此外，在这些图中，向装置壳体的部分(也包括作为台座发挥功能的部分)施加的粗斜线阴影表示该部分为剖面部分。另一方面，针对主基板的部分(板状构造体以及各连接体)，细斜线阴影表示各个独立上部电极层的形成区域，点状阴影表示重锤体与主基板的下表面进行接合的区域，均并非表示剖面。

另外，在以下的说明中，也将XY平面称作水平面，将由YZ平面分隔的空间中的具有正的X坐标值的空间定义为正侧空间、将具有负的X坐标值的空间定义为负侧空间，将配置在YZ平面上的板状构造体称作中央板状构造体，将配置在正侧空间的板状构造体称作正侧板状构造体，将配置在负侧空间的板状构造体称作负侧板状构造体。

＜7-2.第二实施方式＞

图21是本发明的第二实施方式的带装置壳体的发电元件2000的平面剖视图。在该例的情况下，平面呈E字状的主基板120由具有第一属性的负侧板状构造体121以及正侧板状构造体122、不同属性间连接体123、以及具有第二属性的中央板状构造体124构成。不同属性间连接体123发挥连接具有第一属性的负侧板状构造体121以及正侧板状构造体122与具有第二属性的中央板状构造体124的作用。基本构造部由该主基板120、在装置壳体320上组装为侧板的一部分的台座321、以及两组重锤体221、222构成。然后，台座321发挥在根端点Q1以及Q2处支撑负侧板状构造体121以及正侧板状构造体122的作用。

在此，负侧板状构造体121配置于负侧空间，根端部与台座321的根端点Q1连接，前端部与不同属性间连接体123连接，是以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L1的方向)伸展的具有第一属性的板状构造体。另外，正侧板状构造体122配置于正侧空间，根端部与台座的根端点Q2连接，前端部与不同属性间连接体123连接，是以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L2的方向)伸展的具有第一属性的板状构造体。

另一方面，中央板状构造体124配置在YZ平面上，根端部与不同属性间连接体123连接，是以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴负方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展的具有第二属性的板状构造体。然后，第一重锤体221是与不同属性间连接体123的下表面(在图中施加点状阴影表示的区域)连接的重锤体，第二重锤体222是与中央板状构造体124的前端部下表面的区域(在图中施加点状阴影表示的区域)连接的重锤体。

在图3所示的第一实施方式中，作为具有第一属性的板状构造体，仅设有一根中央板状构造体111，作为具有第二属性的板状构造体，设有负侧板状构造体113以及正侧板状构造体114这两根，但在图21所示的第二实施方式中，相反地作为具有第一属性的板状构造体，设有负侧板状构造体121以及正侧板状构造体122这两根，作为具有第二属性的板状构造体，仅设有一根中央板状构造体124。

两实施方式在均合计具有三根板状构造体、使用合计12组独立上部电极层取出电力这点未发生改变，但在图21所示的第二实施方式的情况下，主基板120与台座321之间的连接在根端点Q1、Q2这两处进行，因此能够在根端点Q1的附近与根端点Q2的附近这两处进行设于装置壳体320的发电电路500(省略图示)与各独立上部电极层之间的布线，获得容易取回布线这样的优点。

＜7-3.第三实施方式＞

图22是本发明的第三实施方式的带装置壳体的发电元件3000的平面剖视图。在该例的情况下，主基板130由具有第一属性的第一负侧板状构造体131以及第一正侧板状构造体132、不同属性间连接体133、以及具有第二属性的第二负侧板状构造体134以及第二正侧板状构造体135、以及最前端部连接体136构成。不同属性间连接体133发挥连接具有第一属性的第一负侧板状构造体131以及第一正侧板状构造体132、具有第二属性的第二负侧板状构造体134以及第二正侧板状构造体135的作用。另外，最前端部连接体136是与第二负侧板状构造体134的前端部以及第二正侧板状构造体135的前端部这两者连接的构件。

基本构造部由该主基板130、在装置壳体330上组装为侧板的一部分的台座331、以及两组重锤体231、232构成。然后，台座331发挥在根端点Q1以及Q2处支撑第一负侧板状构造体131以及第一正侧板状构造体132的作用。

在此，第一负侧板状构造体131配置于负侧空间，根端部与台座331的根端点Q1连接，前端部与不同属性间连接体133连接，是以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L1的方向)伸展的具有第一属性的板状构造体。另外，第一正侧板状构造体132配置于正侧空间，根端部与台座的根端点Q2连接，前端部与不同属性间连接体133连接，是以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L2的方向)伸展的具有第一属性的板状构造体。

另一方面，第二负侧板状构造体134配置于负侧空间，根端部与不同属性间连接体133连接，前端部与最前端部连接体136连接，是以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴负方向的方式沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L3的方向)伸展的具有第二属性的板状构造体。另外，第二正侧板状构造体135配置于正侧空间，根端部与不同属性间连接体133连接，前端部与最前端部连接体136连接，是以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴负方向的方式沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L4的方向)伸展的具有第二属性的板状构造体。

然后，第一重锤体231是与不同属性间连接体133的下表面(在图中施加点状阴影表示的区域)连接的重锤体，第二重锤体232是与最前端部连接体136的下表面(在图中施加点状阴影表示的区域)连接的重锤体。

在图21所示的第二实施方式中，作为具有第二属性的板状构造体，仅设有一根中央板状构造体124，但在图22所示的第三实施方式中，作为具有第二属性的板状构造体，设有第二负侧板状构造体134以及第二正侧板状构造体135这两根。因此，板状构造体的数量增至四根，使用合计16组独立上部电极层取出电力。因此，X轴方向的宽度略微扩展，但能够生成更大的电力。当然，在该第三实施方式的情况下，主基板130与台座331之间的连接也在根端点Q1、Q2这两处进行，因此获得容易取回朝向未图示的发电电路500的布线这样的优点。

此外，也能够设为未设置最前端部连接体136的结构。在这种情况下，在第二负侧板状构造体134的前端部下表面连接第二重锤体，在第二正侧板状构造体135的前端部下表面连接第三重锤体，和与不同属性间连接体133的下表面连接的第一重锤体231一并分散地设为合计三组的重锤体即可。

＜7-4.第四实施方式＞

图23是本发明的第四实施方式的带装置壳体的发电元件4000的平面剖视图。图22所示的发电元件3000与图23所示的发电元件4000的本质差异在于，后者追加有中央板状构造体147以及最前端部连接体148。该中央板状构造体147是在至此的各实施方式中未出现的第三属性的板状构造体。该第四实施方式的重要特征在于，除了第一属性的板状构造体以及第二属性的板状构造体以外，还设有第三属性的板状构造体。

在该例的情况下，主基板140由具有第一属性的第一负侧板状构造体141以及第一正侧板状构造体142、第一不同属性间连接体143、具有第二属性的第二负侧板状构造体144以及第二正侧板状构造体145、第二不同属性间连接体146、具有第三属性的中央板状构造体147、以及最前端部连接体148构成。最前端部连接体148是与中央板状构造体147的前端部连接的构件。在此，第一不同属性间连接体143发挥连接具有第一属性的第一负侧板状构造体141以及第一正侧板状构造体142与具有第二属性的第二负侧板状构造体144以及第二正侧板状构造体145的作用。另外，第二不同属性间连接体146发挥连接具有第二属性的第二负侧板状构造体144以及第二正侧板状构造体145与具有第三属性的中央板状构造体147的作用。

换言之，第一不同属性间连接体143发挥将具有第一属性的板状构造体与具有第二属性的板状构造体彼此连接并作为板状构造体的第一折回点的作用。同样，第二不同属性间连接体146发挥将具有第二属性的板状构造体与具有第三属性的板状构造体彼此连接并作为板状构造体的第二折回点的作用。这样，在该第四实施方式中，板状构造体在第一折回点处折回，进一步在第二折回点处也折回。

基本构造部由该主基板140、在装置壳体340上组装为侧板的一部分的台座341、以及三组重锤体241、242、243构成。然后，台座341发挥在根端点Q1以及Q2处支撑第一负侧板状构造体141以及第一正侧板状构造体142的作用。

在此，第一负侧板状构造体141配置于负侧空间，根端部与台座341的根端点Q1连接，前端部与第一不同属性间连接体143连接，是以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L1的方向)伸展的具有第一属性的板状构造体。另外，第一正侧板状构造体142配置于正侧空间，根端部与台座的根端点Q2连接，前端部与第一不同属性间连接体143连接，是以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L2的方向)伸展的具有第一属性的板状构造体。

另一方面，第二负侧板状构造体144配置于负侧空间，根端部与第一不同属性间连接体143连接，前端部与第二不同属性间连接体146连接，是以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴负方向的方式沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L3的方向)伸展的具有第二属性的板状构造体。另外，第二正侧板状构造体145配置于正侧空间，根端部与第一不同属性间连接体143连接，前端部与第二不同属性间连接体146连接，是以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴负方向的方式沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L4的方向)伸展的具有第二属性的板状构造体。

然后，中央板状构造体147配置在YZ平面上，根端部与第二不同属性间连接体146连接，是以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展的具有第三属性的板状构造体，最前端部连接体148是与该中央板状构造体147的前端部连接的构件。

另外，第一重锤体241是与第一不同属性间连接体143的下表面(在图中施加点状阴影表示的区域)连接的重锤体，第二重锤体242是与第二不同属性间连接体146的下表面(在图中施加点状阴影表示的区域)连接的重锤体，第三重锤体243是与最前端部连接体148的下表面(在图中施加点状阴影表示的区域)连接的重锤体。

在该第四实施方式中，与所述的第三实施方式同样地使用合计16组独立上部电极层取出电力。另外，主基板140与台座341之间的连接在根端点Q1、Q2这两处进行，因此获得容易取回朝向未图示的发电电路500的布线这样的优点。另外，在该第四实施方式的基本构造部中，构成包含基于具有第一属性的板状构造体的振动的第一共振系统、基于具有第二属性的板状构造体的振动的第二共振系统、以及基于具有第三属性的板状构造体的振动的第三共振系统在内的更复杂的合成振动系统。

此外，也能够构成为未设有最前端部连接体148。在这种情况下，只要在中央板状构造体147的前端部下表面连接第三重锤体即可。但是，若如图示那样，设置宽度比中央板状构造体147宽的最前端部连接体148并在其下表面连接第三重锤体243，则能够形成质量更大的重锤体来作为第三重锤体243，能够产生更大的振动。另外，在图示的例子中，在中央板状构造体147的上表面未设有独立上部电极层(压电元件)，但为了进一步提高发电效率，在中央板状构造体147的上表面也设置独立上部电极层(压电元件)并取出电力即可。

＜7-5.第五实施方式＞

图24是本发明的第五实施方式的带装置壳体的发电元件5000的平面剖视图。该第五实施方式的重要特征在于，串联配置有同一属性的板状构造体。在至此说明的实施方式中，均是将同一属性的板状构造体并联配置，没有串联配置。在此，首先，确认该点。

首先，在图3所示的第一实施方式的发电元件1000的情况下，作为第二属性的板状构造体，设有负侧板状构造体113与正侧板状构造体114，但这些均是根端部与不同属性间连接体112连接，是并联配置。另外，在图21所示的第二实施方式的发电元件2000的情况下，作为第一属性的板状构造体而设有负侧板状构造体121与正侧板状构造体122，但这些均是根端部与台座321连接，是并联配置。

另一方面，在图22所示的第三实施方式的发电元件3000的情况下，作为第一属性的板状构造体而设有负侧板状构造体131与正侧板状构造体132，但这些均是根端部与台座331连接，是并联配置。另外，作为第二属性的板状构造体，设有负侧板状构造体134与正侧板状构造体135，但这些均是根端部与不同属性间连接体133连接，是并联配置。图23所示的第四实施方式的发电元件4000也是相同的。

然而，在图24所示的第五实施方式的发电元件5000的情况下，设有合计四根板状构造体，其中，三根板状构造体151、153、154均是从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的第一属性的板状构造体，从根端部朝向前端部的方向成为Y轴负方向的第二属性的板状构造体仅是板状构造体156。在此，板状构造体153与154成为并联配置的关系，板状构造体151与153成为串联配置的关系，板状构造体151与154也成为串联配置的关系。其结果是，构件152发挥连接相同的第一属性的板状构造体的作用。对此，在此，将该构件152称作相同属性间连接体。

因而，在该例的情况下，主基板150由具有第一属性的第一中央板状构造体151、相同属性间连接体152、同样地具有第一属性的负侧板状构造体153以及正侧板状构造体154、不同属性间连接体155、具有第二属性的第二中央板状构造体156、以及最前端部连接体157构成。最前端部连接体157是与第二中央板状构造体156的前端部连接的构件。

在此，相同属性间连接体152发挥连接具有第一属性的第一中央板状构造体151与同样地具有第一属性的负侧板状构造体153以及正侧板状构造体154的作用。与此相对，不同属性间连接体155发挥连接具有第一属性的负侧板状构造体153以及正侧板状构造体154与具有第二属性的第二中央板状构造体156的作用。这样，不同属性间连接体155将具有第一属性的板状构造体与具有第二属性的板状构造体彼此连接，作为板状构造体的折回点发挥功能，与之相对，相同属性间连接体152作为将同样具有第一属性的板状构造体串联连接的中继地点而发挥功能。

基本构造部由该主基板150、在装置壳体350上组装为侧板的一部分的台座351、以及三组重锤体251、252、253构成。台座351发挥在原点O处支撑第一中央板状构造体151的作用。

在此，第一中央板状构造体151配置在YZ平面上，根端部与台座351连接，前端部与相同属性间连接体152连接，是以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展的具有第一属性的板状构造体。另外，负侧板状构造体153配置于负侧空间，根端部与相同属性间连接体152连接，前端部与不同属性间连接体155连接，是以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L1的方向)伸展的具有第一属性的板状构造体。同样，正侧板状构造体154配置于负侧空间，根端部与相同属性间连接体152连接，前端部与不同属性间连接体155连接，是以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L2的方向)伸展的具有第一属性的板状构造体。

另一方面，第二中央板状构造体156配置在YZ平面上，根端部与不同属性间连接体155连接，是以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴负方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展的具有第二属性的板状构造体，最前端部连接体157是与该第二中央板状构造体156的前端部连接的构件。

另外，第一重锤体251是与相同属性间连接体152的下表面(在图中施加点状阴影表示的区域)连接的重锤体，第二重锤体252是与不同属性间连接体155的下表面(在图中施加点状阴影表示的区域)连接的重锤体，第三重锤体253是与最前端部连接体157的下表面(在图中施加点状阴影表示的区域)连接的重锤体。

在该第五实施方式中，包含下述三种共振系统。第一共振系统是基于第一中央板状构造体151的挠曲产生振动的系统，在图中，相同属性间连接体152以及与其右侧连接的构成成分全部作为该第一共振系统的配重而发挥功能。第二共振系统是基于负侧板状构造体153以及正侧板状构造体154的挠曲产生振动的系统，在图中，不同属性间连接体155以及与其左侧中央部分连接的构成成分全部作为该第二共振系统的配重而发挥功能。然后，第三共振系统是基于第二中央板状构造体156的挠曲产生振动的系统，在其前端部连接的构成成分作为该第三共振系统的配重而发挥功能。

此外，也能够构成为不设有最前端部连接体157。在这种情况下，在第二中央板状构造体156的前端部下表面连接第三重锤体即可。但是，若如图示那样设置宽度比第二中央板状构造体156宽的最前端部连接体157，在其下表面连接第三重锤体253，则作为第三重锤体253而能够形成质量更大的重锤体，能够产生更大的振动。

在图示的例子中，由于在第二中央板状构造体156的上表面未设有独立上部电极层(压电元件)，因此在该第五实施方式中使用合计12组的独立上部电极层来取出电力。当然，为了进一步提高发电效率，在第二中央板状构造体156的上表面也设置独立上部电极层(压电元件)，从而取出电力即可。

＜7-6.第六实施方式＞

图25是本发明的第六实施方式的带装置壳体的发电元件6000的平面剖视图。该第六实施方式应称为对上述的第五实施方式中的重锤体的形状进行若干变更而成的变形例，各板状构造体的连接关系与第五实施方式完全相同。但是，为了进行增大第一重锤体与第三重锤体的质量的变更，将相同属性间连接体与最前端部连接体的平面形状变更为U字状。

具体来说，在该例的情况下，主基板160由具有第一属性的第一中央板状构造体161、相同属性间连接体162、同样地具有第一属性的负侧板状构造体163以及正侧板状构造体164、不同属性间连接体165、具有第二属性的第二中央板状构造体166、以及最前端部连接体167构成。最前端部连接体167是与第二中央板状构造体166的前端部连接的构件。

在此，相同属性间连接体162发挥连接具有第一属性的第一中央板状构造体161以及同样地具有第一属性的负侧板状构造体163以及正侧板状构造体164的作用。与此相对，不同属性间连接体165发挥连接具有第一属性的负侧板状构造体163以及正侧板状构造体164以及具有第二属性的第二中央板状构造体166的作用。

基本构造部由该主基板160、在装置壳体360上组装为侧板的一部分的台座361、以及三组重锤体261、262、263构成。台座361发挥在原点O处支撑第一中央板状构造体161的作用。

在此，第一中央板状构造体161配置在YZ平面上，根端部与台座361连接，前端部与相同属性间连接体162连接，是以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展的具有第一属性的板状构造体。另外，负侧板状构造体163配置于负侧空间，根端部与相同属性间连接体162连接，前端部与不同属性间连接体165连接，是以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L1的方向)伸展的具有第一属性的板状构造体。同样，正侧板状构造体164配置于负侧空间，根端部与相同属性间连接体162连接，前端部与不同属性间连接体165连接，是以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L2的方向)伸展的具有第一属性的板状构造体。

另一方面，第二中央板状构造体166配置在YZ平面上，根端部与不同属性间连接体165连接，是以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴负方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展的具有第二属性的板状构造体，最前端部连接体167是与该第二中央板状构造体166的前端部连接的构件。

该第六实施方式的特征在于，相同属性间连接体162以及最前端部连接体167的平面形状呈U字状，与它们的下表面连接的第一重锤体261以及第三重锤体263的平面形状也呈U字状。

具体来说，相同属性间连接体162如图示那样由具有沿与YZ平面正交的方向(与X轴平行的方向)伸展的正交部162R、以及从该正交部162R朝Y轴负方向伸展的负侧翼状部162N以及正侧翼状部162P、且朝向XY平面的投影像形成U字状的形状的板状构件构成。然后，第一重锤体261由与相同属性间连接体162的正交部162R、负侧翼状部162N、正侧翼状部162P全部的下表面连接、朝向XY平面的投影像形成U字状的形状的构造体构成。在图示的实施例的情况下，相同属性间连接体162的平面形状与第一重锤体261的平面形状相同，第一重锤体261成为占据在图中施加点状阴影的区域的构造体。

另一方面，最前端部连接体167如图示那样由具有沿与YZ平面正交的方向(与X轴平行的方向)伸展的正交部167R、以及从该正交部167R朝Y轴正方向伸展的负侧翼状部167N以及正侧翼状部167P、且朝向XY平面的投影像形成U字状的形状的板状构件构成。然后，第三重锤体263由与最前端部连接体167的正交部167R、负侧翼状部167N、正侧翼状部167P全部的下表面连接、朝向XY平面的投影像形成U字状的形状的构造体构成。在图示的实施例的情况下，最前端部连接体167的平面形状与第三重锤体263的平面形状相同，第三重锤体263成为占据在图中施加点状阴影的区域的构造体。此外，第二重锤体262是与不同属性间连接体165的下表面(在图中施加点状阴影表示的区域)连接的、平面呈矩形状的重锤体。

该第六实施方式中的各构件的连接关系与上述的第五实施方式完全相同，动作原理也完全相同。但是，由于第一重锤体261与第三重锤体263的平面形状呈U字状，因此与第五实施方式相比，能够增大这些重锤体的质量，获得进一步提高发电效率的优点。当然，也可以在第二中央板状构造体166的上表面也设置独立上部电极层(压电元件)并取出电力。

在此，将第一重锤体261与第三重锤体263的平面形状设为U字状且将第二重锤体262的平面形状设为矩形状是为了，尽可能地有效利用装置壳体360内的空间，实现装置整体的小型化。即，针对第一重锤体261，能够利用在第一中央板状构造体161的两侧产生的空间来配置负侧翼状部162N以及正侧翼状部162P，因此能够在实现空间的有效利用的同时增加质量。同样，针对第三重锤体263，能够利用在第二中央板状构造体166的两侧产生的空间来配置负侧翼状部167N以及正侧翼状部167P，因此同样能够在实现空间的有效利用的同时增加质量。

这样，第六实施方式的发电元件6000能够充分增大第一重锤体261与第三重锤体263的质量，因此尤其是能够发挥适于3轴发电的性能。通常，在冰箱或空调等包含马达的振动源的情况下，主要产生特定的坐标轴方向的振动成分，因此具有适于单轴发电的构造(仅沿特定的坐标轴方向容易振动的构造)的发电元件也是有用的，但在汽车、列车、船舶等交通工具中，被施加包含各种方向的振动成分的振动能量，因此优选使用具有适于3轴发电的构造(在坐标轴XYZ中的任一方向上均容易振动的构造)的发电元件。

图25所示的发电元件6000的第一重锤体261以及第三重锤体263的质量较大，因此在从外部施加包含X轴成分、Y轴成分、Z轴成分中的任一者的振动能量的情况下，也能够使各重锤体以足够的振幅振动，能够发挥适于3轴发电的性能。

＜7-7.第七实施方式＞

图26是本发明的第七实施方式的带装置壳体的发电元件7000的平面剖视图。该第七实施方式乍一看具有与上述的第六实施方式类似的外形。即，取得将图25中的具有第一属性的第一中央板状构造体161置换为一对板状构造体171、172、将图25中的具有第二属性的第二中央板状构造体166置换为一对板状构造体174、175的形态。但是，在构造上的特征这样的观点下，图26所示的发电元件7000与图22所示的发电元件3000属于同类。

具体来说，在该例的情况下，主基板170由具有第一属性的第一负侧板状构造体171以及第一正侧板状构造体172、不同属性间连接体173、具有第二属性的第二负侧板状构造体174以及第二正侧板状构造体175、以及最前端部连接体176构成。最前端部连接体176是与第二负侧板状构造体174以及第二正侧板状构造体175的前端部连接的构件。

基本构造部由该主基板170、在装置壳体370上组装为侧板的一部分的台座371、以及两组重锤体271、272构成。台座371发挥在原点O附近支撑第一负侧板状构造体171以及第一正侧板状构造体172的作用。

第一负侧板状构造体171是配置于负侧空间的板状构造体，根端部与台座371连接，前端部与不同属性间连接体173连接，是以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L1的方向)伸展的具有第一属性的板状构造体。同样，第一正侧板状构造体172是配置于正侧空间的板状构造体，根端部与台座371连接，前端部与不同属性间连接体173连接，是以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L2的方向)伸展的具有第一属性的板状构造体。

另一方面，不同属性间连接体173具有与至此的实施例略微不同的形状。即，在该图26所示的实施例的情况下，不同属性间连接体173具有占据施加点状阴影的连续区域的平面形状，由具有沿与YZ平面正交的方向(与X轴平行的方向)伸展的正交部173R、从正交部173R朝Y轴负方向伸展的负侧翼状部173N以及正侧翼状部173P、以及从正交部173R朝Y轴正方向伸展的负侧臂状部173NN以及正侧臂状部173PP、且朝向XY平面的投影像形成H字状的形状的板状构件构成。然后，第一重锤体271由与不同属性间连接体173的正交部173R、负侧翼状部173N、正侧翼状部173P、负侧臂状部173NN、正侧臂状部173PP全部的下表面连接、朝向XY平面的投影像形成H字状的形状的构造体构成。在图示的实施例的情况下，不同属性间连接体173的平面形状与第一重锤体271的平面形状相同，第一重锤体271成为占据在图中施加点状阴影的区域的构造体。

这样，在图26所示的第七实施方式的发电元件7000的情况下，负侧臂状部173NN以及正侧臂状部173PP不具有挠性，并非作为板状构造体发挥功能，而是作为不同属性间连接体173的一部分而发挥功能。然后，在负侧臂状部173NN的前端部连接具有第二属性的第二负侧板状构造体174的根端部，在正侧臂状部173PP的前端部连接具有第二属性的第二正侧板状构造体175的根端部。因而，不同属性间连接体173发挥连接第一负侧板状构造体171以及第一正侧板状构造体172与第二负侧板状构造体174以及第二正侧板状构造体175的作用。

另一方面，最前端部连接体176发挥将第二负侧板状构造体174的前端部与第二正侧板状构造体175的前端部彼此连接的作用。如图示那样，最前端部连接体176由具有沿与YZ平面正交的方向(与X轴平行的方向)伸展的正交部176R、从该正交部176R朝Y轴正方向伸展的负侧翼状部176N以及正侧翼状部176P、且朝向XY平面的投影像形成U字状的形状的板状构件构成。然后，第二重锤体272由与最前端部连接体176的正交部176R、负侧翼状部176N、正侧翼状部176P全部的下表面连接、朝向XY平面的投影像形成U字状的形状的构造体构成。在图示的实施例的情况下，最前端部连接体176的平面形状与第二重锤体272的平面形状相同，第二重锤体272成为占据在图中施加点状阴影的区域的构造体。

该发电元件7000的重要特征在于，第二负侧板状构造体174以及第二正侧板状构造体175包括沿与X轴平行的方向伸展的X轴路线部、以及沿与Y轴平行的方向伸展的Y轴路线部，朝向XY平面的投影像成为L字状的形状。

例如，配置于负侧空间的第二负侧板状构造体174具有沿与X轴平行的方向(长边方向轴L3′的方向)伸展的负侧X轴路线部174X以及沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L3的方向)伸展的负侧Y轴路线部174Y，负侧X轴路线部174X的根端部与不同属性间连接体173连接，负侧X轴路线部174X的前端部与负侧Y轴路线部174Y的根端部连接，负侧Y轴路线部174Y的前端部与最前端部连接体176连接。因而，第二负侧板状构造体174的朝向XY平面的投影像形成L字状的形状。

同样，配置于正侧空间的第二正侧板状构造体175具有沿与X轴平行的方向(长边方向轴L4′的方向)伸展的正侧X轴路线部175X以及沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L4的方向)伸展的正侧Y轴路线部175Y，正侧X轴路线部175X的根端部与不同属性间连接体173连接，正侧X轴路线部175X的前端部与正侧Y轴路线部175Y的根端部连接，正侧Y轴路线部175Y的前端部与最前端部连接体176连接。因而，第二正侧板状构造体175的朝向XY平面的投影像形成L字状的形状。

如上述那样，图26所示的发电元件7000的构造上的特征与图22所示的发电元件3000相同，从台座起的相位几何学的连接关系均成为具有第一属性的一对板状构造体、不同属性间连接体、具有第二属性的一对板状构造体、最前端部连接体这样的顺序。但是，在发电元件7000的情况下，将具有第二属性的一对板状构造体174、175的平面形状设为L字状，因此能够进一步提高各部分的配置的自由度，能够尽可能地有效利用装置壳体370内的空间，实现装置整体的小型化。

在该发电元件7000的情况下，具有第一属性的一对板状构造体171、172形成以从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L1、L2的方向)伸展的直线状的板状构造体，与之相对，具有第二属性的一对板状构造体174、175是L字状的构造体，因此成为与至此说明的实施方式中的具有第二属性的板状构造体具有若干不同特征的构成成分。但是，在其一部分包含以从根端部朝向前端部的方向成为Y轴负方向的方式沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L3、L4的方向)伸展的Y轴路线部174Y、175Y。因此，该发电元件7000也与至此说明过的各种实施方式同样地能够实现提供如下的发电元件这样的本发明所特有的作用效果，该发电元件能够进行与特定方向的振动相关的共振频率的调整，扩宽能够发电的频带，在各种利用环境下进行高效发电。

图27是图26所示的发电元件7000的第一变形例的发电元件7000A的平面剖视图。图26所示的发电元件7000与图27所示的发电元件7000A的不同点仅在于，将前者中的具有第一属性的一对板状构造体171、172在后者中置换为具有第一属性的一对板状构造体171A、172A。即，在图27所示的发电元件7000A的情况下，具有第一属性的一对板状构造体171A、172A成为平面呈L字状的板状构造体。

如图示那样，第一负侧板状构造体171A配置于负侧空间，具有沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L1的方向)伸展的第一负侧Y轴路线部171Y以及沿与X轴平行的方向(长边方向轴L1′的方向)伸展的第一负侧X轴路线部171X，第一负侧Y轴路线部171Y的根端部与台座371连接，第一负侧Y轴路线部171Y的前端部与第一正侧X轴路线部171X的根端部连接，第一负侧X轴路线部171X的前端部与不同属性间连接体173连接。其结果是，第一负侧板状构造体171A朝向XY平面的投影像形成L字状的形状。

同样，第一正侧板状构造体172A配置于正侧空间，具有沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L2的方向)伸展的第一正侧Y轴路线部172Y以及沿与X轴平行的方向(长边方向轴L2′的方向)伸展的第一正侧X轴路线部172X，第一正侧Y轴路线部172Y的根端部与台座371连接，第一正侧Y轴路线部172Y的前端部与第一正侧X轴路线部172X的根端部连接，第一正侧X轴路线部172X的前端部与不同属性间连接体173连接。其结果是，第一正侧板状构造体172A朝向XY平面的投影像形成L字状的形状。

其结果是，在该发电元件7000A的情况下，四根板状构造体171A、172A、174、175的朝向XY平面的投影像均形成L字状的形状，但在其一部分包含以从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向或负方向的方式沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L1～L4的方向)伸展的Y轴路线部。因此，该发电元件7000A也能够进行与特定方向的振动相关的共振频率的调整。

图28是图26所示的发电元件7000的第二变形例的发电元件7000B的平面剖视图。图26所示的发电元件7000与图28所示的发电元件7000B的不同点仅在于，将前者中的具有第二属性的一对L字状板状构造体174、175在后者中置换为具有第二属性的一对J字状板状构造体174C、175C。

如图示那样，第二负侧板状构造体174C配置于负侧空间，包括沿与X轴平行的方向(长边方向轴L3′的方向)伸展的负侧X轴路线部、沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L3的方向)伸展的负侧Y轴路线部、以及利用弯曲的路线来连接负侧X轴路线部与负侧Y轴路线部的负侧弯曲连接部，是朝向XY平面的投影像形成J字状的形状的板状构造体。在此，负侧X轴路线部的根端部与不同属性间连接体173连接，负侧X轴路线部的前端部通过负侧弯曲连接部与负侧Y轴路线部的根端部连接，负侧Y轴路线部的前端部与最前端部连接体176连接。

同样，第二正侧板状构造体175C配置于正侧空间，包括沿与X轴平行的方向(长边方向轴L4′的方向)伸展的正侧X轴路线部、沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L4的方向)伸展的正侧Y轴路线部、以及利用弯曲的路线来连接正侧X轴路线部与正侧Y轴路线部的正侧弯曲连接部，是朝向XY平面的投影像形成J字状的形状的板状构造体。在此，正侧X轴路线部的根端部与不同属性间连接体173连接，正侧X轴路线部的前端部通过正侧弯曲连接部与正侧Y轴路线部的根端部连接，正侧Y轴路线部的前端部与最前端部连接体176连接。

这样，第二负侧板状构造体174C以及第二正侧板状构造体175C的朝向XY平面的投影像均形成J字状的形状，但在其一部分包括以从根端部朝向前端部的方向成为Y轴负方向的方式沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L3、L4的方向)伸展的Y轴路线部。因此，该发电元件7000B也能够进行与特定方向的振动相关的共振频率的调整。

此外，在图28所示的实施例的情况下，在第一负侧板状构造体171、第一正侧板状构造体172、第二负侧板状构造体174C的上表面分别设有四组独立上部电极层，但在第二正侧板状构造体175C的上表面仅设有一组呈J字状的上部电极层。这是为了表示在各板状构造体的上表面配置的上部电极层的变更的一个例子。在图17所示的发电元件1003中，也表示几种与上部电极层的配置相关的变化，针对图26～图28所示的第七实施方式的发电元件7000、7000A、7000B也能够适用这样的变更。

例如，作为在第一负侧板状构造体171的上表面形成的上部电极层，在至此的例子中，如图29的(a)所示，已经说明了配置有4组独立上部电极层E1～E4的例子，但也可以如图29的(b)所示配置单一的上部电极层E10。针对在呈L字状或J字状的板状构造体的上表面配置的上部电极层也是同样的。例如，针对图27所示的L字状的板状构造体174，示出图30的(a)所示那样的配置有4组独立上部电极层E1～E4的例子，但可以如图30的(b)所示配置单一的上部电极层E10，也可以如图30的(c)所示配置有合计8组的独立上部电极层E1～E8。

如已经说明那样，在同一时刻下，向同一个上部电极层同时供给正负两极性的电荷时，该电荷彼此抵消而消失，产生发电损失。因而，在提高发电效率的方面，针对某一个独立上部电极层，在某一时刻必须供给同一极性的电荷较为重要。但是，上部电极层的数量越增加，制造工序中的图案形成、布线越耗费工时，使得制造成本变得高昂。

因而，实际上，优选假定成为各个产品的发电元件的实际利用环境，以各个产品为单位决定上部电极层的适当配置。例如，在假定对L字状的板状构造体174的上表面整体作用伸长应力或压缩应力那样的实际利用环境的情况下，如图30的(b)所示的例子那样，优选采用配置单一的上部电极层E10的结构，实现成本降低。

＜7-8.第八实施方式＞

图31是本发明的第八实施方式的带装置壳体的发电元件8000的平面剖视图。该第八实施方式乍一看具有与上述的第七实施方式类似的外形，但其特征在于，作为具有第二属性的板状构造体，不采用L字状的板状构造体，而是采用U字状的板状构造体。同样使从台座起的相位几何学的连接关系成为具有第一属性的一对板状构造体181、182、不同属性间连接体183、具有第二属性的一对板状构造体184、185、最前端部连接体186这样的顺序。

具体来说，在该图31所示的第八实施方式的情况下，主基板180由具有第一属性的第一负侧板状构造体181以及第一正侧板状构造体182、具有第二属性的第二负侧板状构造体184以及第二正侧板状构造体185、连接第一负侧板状构造体181以及第一正侧板状构造体182与第二负侧板状构造体184以及第二正侧板状构造体185的不同属性间连接体183、将第二负侧板状构造体184的前端部以及第二正侧板状构造体185的前端部彼此连接的最前端部连接体186构成。

基本构造部由该主基板180、在装置壳体380上组装有侧板的一部分的台座381、以及两组重锤体281、282构成。台座381发挥在原点O附近支撑第一负侧板状构造体181以及第一正侧板状构造体182的作用。

第一负侧板状构造体181是配置于负侧空间的板状构造体，根端部与台座381连接，前端部与不同属性间连接体183连接，是以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L1的方向)伸展的具有第一属性的板状构造体。同样，第一正侧板状构造体182是配置于正侧空间的板状构造体，根端部与台座381连接，前端部与不同属性间连接体183连接，是以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L2的方向)伸展的具有第一属性的板状构造体。

不同属性间连接体183如图示那样由具有沿与YZ平面正交的方向(与X轴平行的方向)伸展的正交部、以及从该正交部朝Y轴负方向伸展的负侧翼状部以及正侧翼状部、且朝向XY平面的投影像形成U字状的形状的板状构件构成。然后，第一重锤体281由与不同属性间连接体183的整个区域的下表面连接、朝向XY平面的投影像形成U字状的形状的构造体构成。在图示的实施例的情况下，不同属性间连接体183的平面形状与第一重锤体281的平面形状相同，第一重锤体281成为占据在图中施加点状阴影的区域的构造体。

另一方面，第二负侧板状构造体184配置于负侧空间，包括沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L3的方向)伸展的负侧根端侧路线部184A、沿与X轴平行的方向(长边方向轴L5的方向)伸展的负侧中继路线部184B、沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L7的方向)伸展的负侧前端侧路线部184C，朝向XY平面的投影像形成U字状的形状。在此，负侧根端侧路线部184A的根端部与不同属性间连接体183连接，负侧根端侧路线部184A的前端部与负侧中继路线部184B的根端部连接，负侧中继路线部184B的前端部与负侧前端侧路线部184C的根端部连接，负侧前端侧路线部184C的前端部与最前端部连接体186连接。

另外，第二正侧板状构造体185配置于正侧空间，包括沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L4的方向)伸展的正侧根端侧路线部185A、沿与X轴平行的方向(长边方向轴L6的方向)伸展的正侧中继路线部185B、以及沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L8的方向)伸展的正侧前端侧路线部185C，朝向XY平面的投影像形成U字状的形状。在此，正侧根端侧路线部185A的根端部与不同属性间连接体183连接，正侧根端侧路线部185A的前端部与正侧中继路线部185B的根端部连接，正侧中继路线部185B的前端部与正侧前端侧路线部185C的根端部连接，正侧前端侧路线部185C的前端部与最前端部连接体186连接。

最前端部连接体186发挥将第二负侧板状构造体184的前端部与第二正侧板状构造体185的前端部彼此连接的作用。如图示那样，最前端部连接体186由具有沿与YZ平面正交的方向(与X轴平行的方向)伸展的正交部、以及从该正交部朝Y轴正方向伸展的负侧翼状部以及正侧翼状部、朝向XY平面的投影像形成U字状的形状的板状构件构成。然后，第二重锤体282由与最前端部连接体186的整个区域的下表面连接、朝向XY平面的投影像形成U字状的形状的构造体构成。在图示的实施例的情况下，最前端部连接体186的平面形状与第二重锤体282的平面形状相同，第二重锤体282成为占据在图中施加点状阴影的区域的构造体。

在该发电元件8000的情况下，具有第一属性的一对板状构造体181、182成为以从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L1、L2的方向)伸展的直线状的板状构造体，与之相对，具有第二属性的一对板状构造体184、185为U字状的构造体，因此成为与至此说明的实施方式中的、具有第二属性的板状构造体具有若干不同特征的构成成分。但是，在其一部分包含以从根端部朝向前端部的方向成为Y轴负方向的方式沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L7、L8的方向)伸展的Y轴路线部184C、185C。因此，该发电元件8000也与至此说明的各种实施方式同样地能够实现提供如下的发电元件这样的本发明所特有的作用效果，该发电元件能够进行与特定方向的振动相关的共振频率的调整，扩宽能够发电的频带，在各种利用环境下进行高效发电。

＜＜＜§8.本发明的基本特征＞＞＞

至此，基于几个实施方式而说明了本发明的发电元件，在此，作为这些实施方式的总结而预先说明本发明的基本特征。

本发明是通过将振动能量转换为电能来进行发电的发电元件的发明，实现扩宽能够发电的频带这样的作用效果。本发明的发电元件的基本构成成分是构成物理性的振动系统的基本构造部、以及基于该基本构造部的变形而产生电荷的电荷产生元件。此外，发电本身只要包括电荷产生元件就能够进行，但为了高效地取出电力，在实用上，优选进一步附加对基于电荷产生元件所产生的电荷而生成的电流进行整流而取出电力的发电电路。

基本构造部包括具有挠性的多个板状构造体、不同属性间连接体、台座、以及重锤体，作为板状构造体，至少包含第一属性的板状构造体与第二属性的板状构造体这两种。不同属性间连接体发挥将第一属性的板状构造体与第二属性的板状构造体彼此连接的作用。另外，台座发挥支撑第一属性的板状构造体的作用。在此，在定义XYZ三维坐标系时，第一属性的板状构造体以及第二属性的板状构造体配置为，其板面成为与XY平面平行的面。

第一属性的板状构造体与第二属性的板状构造体的不同在于，从根端部朝向前端部的方向。如所述那样，在本申请中，在连接有多个板状构造体的构造中考虑朝向台座的连接路线的情况下，在该连接路线上，将靠近台座的一方称作根端部，将远离台座的一方称作前端部。于是，第一属性的板状构造体是指，根端部与台座连接，前端部与不同属性间连接体连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式能够沿与Y轴平行的方向伸展的板状的构件。同样，第二属性的板状构造体是指，根端部与不同属性间连接体连接，以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴负方向的方式能够沿与Y轴平行的方向伸展的板状的构件。

另外，不同属性间连接体发挥将伸展朝向相反的板状构造体彼此连接的作用，因此作为板状构造体的折回点而发挥功能。这样，在本发明中，第一属性的板状构造体与第二属性的板状构造体采用经由不同属性间连接体来折回的构造，因此尽管各板状构造体均由沿与Y轴平行的方向伸展的板状的构件构成，也能够抑制装置整体的Y轴方向的尺寸，能够实现整体上小型化。

基本构造部所包含的重锤体因板状构造体的挠曲而振动，如图7的(c)所示的模型那样，该基本构造部构成包含基于第一属性的板状构造体的挠曲的第一共振系统I与基于第二属性的板状构造体的挠曲的第二共振系统II的合成振动系统。因此，通过调整各共振系统的共振频率fr1、fr2，能够进行扩宽能够发电的频带的设计。

这样，在至此说明的实施方式的发电元件中，将第一属性的板状构造体与第二属性的板状构造体设为必要构成成分，但也能够进一步附加第三属性的板状构造体。具体来说，在§7-4所述的第四实施方式的发电元件4000(参照图23)中附加有第三属性的板状构造体。即，在该发电元件4000的情况下，基本构造部还包括具有挠性的第三属性的板状构造体(中央板状构造体147)、将该第三属性的板状构造体与第二属性的板状构造体彼此连接的第二不同属性间连接体146。然后，第二属性的板状构造体(第二负侧板状构造体144与第二正侧板状构造体145)的前端部与第二不同属性间连接体146连接。第三属性的板状构造体(中央板状构造体147)配置为其板面成为与XY平面平行的面，根端部与第二不同属性间连接体146连接，以从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展。

这样，在附加第三属性的板状构造体的情况下，第三属性的板状构造体的伸展方向成为与第二属性的板状构造体的伸展方向相反的方向(换言之，与第一属性的板状构造体的伸展方向相同的方向)。于是，在针对各板状构造体而考虑从台座朝向最前端部(构成悬臂梁的树构造的末端)的连接路线的情况下，在从第一属性的板状构造体移至第二属性的板状构造体时，产生基于折回的朝向反转，进一步在从第二属性的板状构造体移至第三属性的板状构造体时，产生基于折回的朝向反转。

这样的折回构造在附加第四属性以下的板状构造体的情况下也是相同的。即，若对附加有第四属性以下的板状构造体的实施方式的结构进行一般性说明，则基本构造部还包括具有挠性的第三属性的板状构造体～第n属性的板状构造体(其中，n为满足n≥4的任意的自然数)、以及连接第i属性的板状构造体与第(i-1)属性的板状构造体(其中，i为满足3≤i≤n的各自然数)的第(i-1)不同属性间连接体。在此，第i属性的板状构造体配置为其板面成为与XY平面平行的面，根端部与第(i-1)不同属性间连接体连接，前端部与第i不同属性间连接体连接，或者成为自由端，以使从根端部朝向前端部的方向在i为奇数的情况下为Y轴正方向、在i为偶数的情况下为Y轴负方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展。

例如，在设定为n＝4的情况下，基本构造部还包括具有挠性的第三属性的板状构造体与第四属性的板状构造体、连接第三属性的板状构造体与第二属性的板状构造体的第二不同属性间连接体、以及连接第四属性的板状构造体与第三属性的板状构造体的第三不同属性间连接体。

在此，第三属性的板状构造体配置为其板面成为与XY平面平行的面，根端部与第二不同属性间连接体连接，前端部与第三不同属性间连接体连接，以从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展。另外，第四属性的板状构造体配置为其板面成为与XY平面平行的面，根端部与第三不同属性间连接体连接，前端部成为自由端，以从根端部朝向前端部的方向成为Y轴负方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展。

此外，具有同一属性的板状构造体能够根据需要设置多根。在这种情况下，具有同一属性的多根板状构造体能够彼此平行地并联配置，也能够经由相同属性间连接体进行串联配置。例如在§7-5所述的第五实施方式的发电元件5000(参照图24)中，作为第一属性的板状构造体，设有三根板状构造体151、153、154，板状构造体153、154彼此排列配置，它们与板状构造体151经由相同属性间连接体152串联配置。

通常，若设置多个板状构造体，在各板状构造体分别设置电荷产生元件，能够相应地提高发电效率，但由于用于配置板状构造体的占有面积增大，因此装置整体大型化。在这种情况下，当将多个板状构造体并联配置时，装置的X轴方向的尺寸增大，当将多个板状构造体串联配置时，装置的Y轴方向的尺寸增大。因而，实用上，考虑装置整体的尺寸、形状来决定如何配置多个板状构造体即可。

作为不同属性间连接体或相同属性间连接体，优选使用具有沿与YZ平面正交的方向(与X轴平行的方向)伸展的正交部的板状构件。于是，能够将沿与Y轴平行的方向伸展的板状构造体的根端部或前端部与该正交部的侧面的预定位置连接，在设置多根具有同一属性的板状构造体的情况下也能够灵活地对应。

为了使发电元件的发电效率提高，增加重锤体的质量也是有效。作为为此的一方法，能够采用在最前端的板状构造体的前端部连接最前端部连接体、在其下表面连接重锤体的方法。例如，图22所示的最前端部连接体136、图23所示的最前端部连接体148、图24所示的最前端部连接体157、图25所示的最前端部连接体167发挥增加与其下表面连接的重锤体的质量的作用。尤其是，图22所示的最前端部连接体136是将具有同一属性且彼此平行地并联配置的多个板状构造体134、135的前端部彼此连接的构件，产生大幅增加与其下表面连接的重锤体232的质量的效果。

另外，在图25所示的发电元件6000中，相同属性间连接体162与最前端部连接体167的平面形状呈U字状，使与其下表面连接的重锤体261、263的质量增加。在实施本发明时，若将不同属性间连接体、相同属性间连接体以及最前端部连接体中的至少一部分的构件设为由具有沿与YZ平面正交的方向伸展的正交部、以及从该正交部朝与Y轴平行的方向伸展的正侧翼状部以及负侧翼状部、且朝向XY平面的投影像形成U字状的形状的U字状板状构件构成，则获得使与其下表面连接的重锤体的质量增加的效果。即，该U字状板状构件的正交部配置于跨越正侧空间与负侧空间的位置，正侧翼状部配置于正侧空间，负侧翼状部配置于负侧空间，因此能够配置跨越正交部的下方、正侧翼状部的下方、负侧翼状部的下方全部那样的具有较大质量的重锤体。

此外，如§7-7所述的第七实施方式的例子或§7-8所述的第八实施方式的例子所示那样，成为本发明的发电元件的构成成分的板状构造体未必需要是沿与Y轴平行的方向伸展的直线状的梁，也可以是L字状、J字状、U字状的梁。

总之，本发明所使用的第一属性的板状构造体的根端部与台座连接，前端部与不同属性间连接体连接，至少在其一部分包括以从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展的第一属性的Y轴路线部即可。同样，本发明所使用的第二属性的板状构造体的根端部与不同属性间连接体连接，至少在其一部分包括以从根端部朝向前端部的方向成为Y轴负方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展的第二属性的Y轴路线部即可。

图26所示的发电元件7000是第二属性的板状构造体174、175由包括沿与X轴平行的方向伸展的X轴路线部174X、175X和沿与Y轴平行的方向伸展的Y轴路线部174Y、175Y的L字状的梁构成的例子。当然，第一属性的板状构造体171、172也能够由L字状的梁构成，图27所示的发电元件7000A是4组板状构造体全部由L字状的梁构成的例子。

总之，在实施本发明时，能够由具有包括沿与X轴平行的方向伸展的X轴路线部和沿与Y轴平行的方向伸展的Y轴路线部且朝向XY平面的投影像形成L字状的形状的L字状部分的梁构成第一属性的板状构造体以及第二属性的板状构造体中的一方或双方。

另外，如图28所示的发电元件7000B那样，也能够由具有包含沿与X轴平行的方向伸展的X轴路线部、沿与Y轴平行的方向伸展的Y轴路线部、以及具有弯曲的路线而连接X轴路线部与Y轴路线部的弯曲连接部且朝向XY平面的投影像形成J字状的形状的J字状部分的梁构成。

另外，如图31所示的发电元件8000那样，也能够由具有包含沿与Y轴平行的方向伸展的根端侧路线部、沿与X轴平行的方向伸展的中继路线部、沿与Y轴平行的方向伸展的前端侧路线部且通过从根端部朝向前端部依次连结根端侧路线部、中继路线部、前端侧路线部而使朝向XY平面的投影像形成U字状的形状的U字状部分的梁构成。

此外，本发明的发电元件所使用的基本构造部优选构成为利用具有与XY平面平行的板面的一片主基板。图3所示的发电元件1000的基本构造部通过向主基板110接合重锤体组210与台座310来构成，各板状构造体111、113、114以及不同属性间连接体112由该主基板110的一部分构成。当然，在具有相同属性间连接体的情况下，相同属性间连接体能够由该主基板的一部分构成，在具有最前端部连接体的情况下，最前端部连接体也能够由该主基板的一部分构成。

另外，本发明的发电元件所使用的基本构造部优选由关于YZ平面形成面对称的构造体构成。至此说明的第一实施方式～第八实施方式的基本构造部均具有关于YZ平面进行面对称的构造。若基本构造部关于YZ平面进行面对称，则对其附加的压电元件等电荷产生元件也能够配置为关于YZ平面成为面对称，能够使在各个瞬间各电荷产生元件所产生的正电荷的总量与负电荷的总量尽可能地相等，能够进行无损失的高效发电。

＜＜＜§9.本发明的其它的变形例＞＞＞

在此，关于至此说明的各种实施方式，进一步说明几个变形例。

首先，多个板状构造体的彼此的连接关系不限于至此说明的第一实施方式～第八实施方式所示的例子，除此之外也能够采用各种连接关系。当然，同一属性的板状构造体的数量没有限制，也可以将任意数量的板状构造体并联配置、或者将任意数量的板状构造体串联配置。

另外，在至此说明的第一实施方式～第八实施方式所示的例子中，也可以在直接连接的两组构件之间进一步插入其它构件，由此将上述两组构件间接连接。例如，在图3所示的第一实施方式中，中央板状构造体111的根端部与台座310直接连接，但也可以在两者之间插入任何其它构件(也可以是多个构件)，将中央板状构造体111的根端部与台座310间接连接。

在第一实施方式～第八实施方式中，在板状构造体的挠曲产生的主要部分配置有压电元件，但在哪个部分配置压电元件是在设计各个发电元件时能够适当决定的事项，未必需要采用图示的实施方式那样的配置。当然，出于提高发电效率的考虑，优选在板状构造体的挠曲产生的全部部分配置压电元件。例如，若在图23的板状构造体147、图24的板状构造体156、图25的板状构造体166上也配置压电元件，则能够进一步提高发电效率。另外，若在板状构造体的下表面测配置压电元件，则能够进一步提高发电效率。但是，当增加压电元件的数量时，也需要相应地增加布线，无法避免制造成本的高涨。

当然，重锤体的数量、大小也成为左右发电效率的重要参数。通常来说，构成为在板状构造体的预定位置、不同属性间连接体的预定位置、相同属性间连接体的预定位置、最前端部连接体的预定位置中的任一者连接重锤体即可。在至此说明的实施方式中，在两处或三处设有重锤体，但也可以设于四处以上，也可以仅设于一处。另外，在至此说明的实施方式中，采用在主基板的下表面接合重锤体的结构，但也可以在主基板的上表面或侧面接合重锤体。重锤体的形状、大小也是任意的。

通常来说，重锤体的数量、大小越增加，越能够使板状构造体产生更大的挠曲，因此能够使发电效率提高。但是，当向板状构造体接合重锤体时，板状构造体的接合部分丧失挠性，因此优选采用尽可能地向各连接体接合重锤体的构造。

此外，在实施本发明时，未必需要设置重锤体。例如，在图3所示的发电元件1000中设有3组重锤体211、212、213，但即便去除它们的重锤体组210，也能够发电。这是因为，板状构造体111、113、114或不同属性间连接体112分别具有自身的质量，作为配重发挥功能。因而，即便从图3所示的发电元件1000去除重锤体组210，也能够仅由E字状的主基板110发挥作为合成振动系统的功能，能够获得本发明的作用效果。针对第二实施方式～第八实施方式也同样地能够去除全部的重锤体。

通常，在使一片板状构造体振动的系统的情况下，与仅由板状构造体构成的构造相比，附加有重锤体的构造能够取得较大振幅。因而，在仅具有一片板状构造体的发电元件的情况下，尽可能地附加质量大的重锤体能够使发电效率提高。然而，在不改变材质地增大重锤体的质量时，需要增大重锤体的尺寸，产生确保该重锤体振动的空间的必要，使得装置整体大型化。

与之相对，在采用不设有重锤体的构造的情况下，板状构造体的振动以与其自重相当的质量为起因而产生，因此与设有重锤体的情况相比而不得不降低振幅。然而，由于仅确保板状构造体的振动空间即可，因此能够实现装置整体的节约空间化。在需要更大的发电量的情况下，能够采用将多个板状构造体密集配置的构造。由于不需要设置重锤体，因此能够以极高密度将多个板状构造体纵横并排配置。

例如，若仅采用图3所示的E字状的主基板110，则通过一边使其彼此维持微小间隙一边多个层叠，能够填充到较小空间。当然，也能够通过改变板状构造体的形状来调整各共振系统的共振频率，因此获得扩宽能够发电的频带这样的本发明的作用效果。因而，完全没有设置重锤体的发电元件也可以作为工业产品具有充分的利用价值。

＜＜＜§10.发电元件的制造工序＞＞＞

在此，在量产本发明的发电元件的基础上说明优选的制造工序的一个例子。当然，本发明的发电元件的各部分只要能够发挥至此说明的固有的作用，也可以由任意的工序制造，但在此，说明适于量产基本构造部的制造工序。在此说明的制造工序的特征在于，使用SOI(Silicon On Insulator)基板而形成基本构造部。

首先，准备图32的(a)所示那样的SOI基板1800。该SOI基板1800是具有将硅活性层1801、氧化硅层1802与硅基底层1803依次层叠而成的3层构造的基板，作为用于制造各种半导体设备的材料而在市面上出售。在图示的例子的情况下，硅活性层1801的厚度为t11＝15μm，氧化硅层1802的厚度为t12＝1μm，硅基底层1803的厚度为t13＝625μm。

当然，各部分的厚度也可以是任意的尺寸，但由于硅活性层1801成为构成板状构造体的层，因此厚度t11成为获得用作板状构造体的情况所需要的挠性的厚度。与此相对，硅基底层1803成为构成重锤体以及台座的层，因此厚度t13成为作为重锤体能够确保足够的质量、作为台座能够确保足够的刚性的厚度。

图32的(b)是表示使用图32的(a)所示的SOI基板1800制造具有以图20所示的带装置壳体的发电元件1500为准的构造的发电元件1500A的例子的侧剖视图，表示将发电元件1500A以YZ平面切断而成的剖面(省略电荷产生元件400以及发电电路500的图示)。因而，图32的(b)所示的基本结构以图20的(b)所示的基本结构为准。

具体来说，在图32的(b)中，示出在中央板状构造体111上连结不同属性间连接体112、在不同属性间连接体112的下表面接合有重锤体211的状态。另外，在里侧也示出具有重锤体212的状态。装置壳体的侧壁311、313位于左右两端，装置壳体的侧壁312位于里侧。由于装置壳体的侧壁314位于近前，因此在图中未显现。装置壳体的侧壁311发挥作为台座的作用，在原点O处支撑有中央板状构造体111的根端部。当然，负侧板状构造体113位于中央板状构造体111的里侧，正侧板状构造体114位于中央板状构造体111的近前。

其结果是，在该发电元件1500A的情况下，各板状构造体111、113、114以及不同属性间连接体112由图32的(a)所示的硅活性层1801的单层构造体构成，各重锤体211、212、213由图32的(a)所示的氧化硅层1802与硅基底层1803的双层构造体构成，台座311(装置壳体的侧板311～314)由图32的(a)所示的硅活性层1801、氧化硅层1802以及硅基底层1803的3层构造体构成。此外，针对各重锤体211、212、213，为了确保用于向下方位移的空间，以使其底面位于比台座311(装置壳体的侧板311～314)的底面靠上方的位置的方式实施加工。

具有该图32的(b)所示的构造的发电元件1500A的基本构造部能够通过对图32的(a)所示的SOI基板1800进行蚀刻处理来制造。例如，若通过从SOI基板1800的上表面侧起的蚀刻，将硅活性层1801加工为E字状，则能够形成与图3所示的主基板110相当的E字状构件。此时，能够将氧化硅层1802用作蚀刻限位器。另外，能够利用从SOI基板1800的下表面侧起的蚀刻，进行残留台座311(装置壳体的侧板311～314)或各重锤体211、212、213的加工。此时，也能够将氧化硅层1802用作蚀刻限位器。最后，若利用其它蚀刻方法除去氧化硅层1802的不需要部分，则获得图32的(b)所示的构造。

此外，在氧化硅层1802的厚度小的情况下，也可以不除去氧化硅层1802而使其继续残留。即，若图32的(a)所示的厚度t11+t12成为获得在用作板状构造体的情况下所需的挠性的厚度，则将氧化硅层1802残留为板状桥梁部的一部分也没有问题。在这种情况下，各板状构造体111、113、114以及不同属性间连接体112由图32的(a)所示的硅活性层1801与氧化硅层1802的双层构造体构成，各重锤体211、212、213由图32的(a)所示的硅基底层1803的单层构造体构成。

以上，示出使用图32的(a)所示的SOI基板1800来制造具有以图20所示的带装置壳体的发电元件1500为准的构造的发电元件1500A的例子，其它实施方式的发电元件也能够由同样的工序来制造。例如，如图24所示，在具有相同属性间连接体152或最前端部连接体157的实施方式的情况下，只要板状构造体、不同属性间连接体、相同属性间连接体、最前端部连接体由硅活性层1801的单层构造体或硅活性层1801与氧化硅层1802的双层构造体构成即可。

此外，在图32的(b)所示的发电元件1500A中，未设有图20所示的发电元件1500中的装置壳体的顶板315、底板316，但根据需要而附加成为装置壳体的顶板、底板的构件即可。具有图32的(c)所示的构造的发电元件1500B以附加成为装置壳体的顶板、底板的构件为前提，各重锤体211A、212A、213A(在图中未显现)的底面处于与台座311(装置壳体的侧板311～314)的底面相同的位置。这是为了，在装置壳体的底板形成槽，确保各重锤体朝向下方的位移空间。

图33是表示将图32的(c)所示的发电元件1500B收容于外装封装1700的例子的侧剖视图。在发电元件1500B的上表面接合装置壳体的顶板1601，在发电元件1500B的下表面接合装置壳体的底板1602。在此，在装置壳体的顶板1601的下表面，如图中虚线所示形成有上部槽1603，确保有用于供板状构造体111、113、114或不同属性间连接体112向上方位移的上方空间。另外，在装置壳体的底板1602的上表面，如图中虚线所示形成有下部槽1604，确保有用于供各重锤体211A、212A、213A向下方位移的下方空间。装置壳体的顶板1601、底板1602例如由玻璃、硅衬底构成即可。

在该例的情况下，由发电元件1500B、顶板1601、底板1602构成的装置整体收容于外装封装1700内。虽未图示，发电电路500设于该外装封装1700侧。因此，在设于发电元件1500B侧的焊盘B1与设于外装封装1700侧的焊盘B2之间连结接合线W，实施彼此的布线(实际上，连接有布线所需要的数量的接合线W)。外装封装1700的内部空间可以设为空洞，但也可以填充树脂等。

图34是表示图32所示的工序的变形例的侧剖视图，示出从图32的(b)所示的构造体除去各重锤体211、212、213而成的构造。换言之，在进行从相对于SOI基板1800的下表面侧起的蚀刻时，仅残留台座311(装置壳体的侧板311～314)。在该变形例中，各重锤体并非SOI基板1800的一部分，完全由其它的材料构成。即，在进行从下表面侧起的蚀刻后(在图中，除去了氧化硅层1802，但也可以残留氧化硅层1802)，在图中虚线所示的位置接合各重锤体211B、212B、213B(在图中未显现)即可。各重锤体211B、212B、213B的材质可以是任意材料，但在实用上，为了尽可能地增大质量，因此优选使用铁系、钨等金属。

图35是表示利用图34的变形例的工序来制造图25所示的发电元件6000的工序的俯视图(阴影用于表示各部分的区域，并非表示剖面。)。即，该图35是表示图25所示的发电元件6000的相同属性间连接体162的附近的放大俯视图，施加点状阴影的区域表示U字状的相同属性间连接体162。在该例的情况下，在相同属性间连接体162的下表面接合有U字状的重锤体261。

但是，U字状的重锤体261被设计为尺寸比U字状的相同属性间连接体162略微增大，在与相同属性间连接体162的下表面接合的状态下，外侧部分的一部分从相同属性间连接体162的轮廓溢出。U字状的重锤体261中的、在图中施加斜线阴影的部分是该溢出部分。如上述那样，该U字状的重锤体261是使用铁系、钨等金属来形成的独立构件，使用粘合剂等与相同属性间连接体162的下表面接合即可。

当设置这样的溢出部分时，获得下述两个优点。第一个优点在于，在从外部施加过度的振动能量的情况下，该溢出部分与装置壳体的内表面接触，从而能够抑制进一步的位移，因此能够防止由具有脆弱性的硅活性层构成的板状构造体161、相同属性间连接体162等产生损伤。若重锤体261由金属构成，重锤体261本身几乎不会破损。第二个优点在于，在进行将重锤体261接合于相同属性间连接体162的下表面的作业时，能够从上方目视确认重锤体261的轮廓。如图35所示那样，重锤体261的一部分从相同属性间连接体162溢出，能够目视确认两者的位置关系，能够进行准确的接合作业。对于其它的重锤体262、263也是相同的。

＜＜＜§11.本发明的其它特征＞＞＞

如§8所说明那样，第一实施方式～第八实施方式所共用的特征在于，采用了利用不同属性间连接体将第一属性的板状构造体与第二属性的板状构造体连接起来的折回构造，利用这样的特征，获得抑制装置整体的尺寸并且扩宽能够发电的频带这样的作用效果。

在此，考虑第一实施方式～第八实施方式所共用的其它特征，作为具有该其它特征的发电元件而把握本发明。该其它特征的根本概念在于，使由板状构造体构成的路线在中途分支或合流的构造。以下，具体说明该根本概念。

在此说明的发明与至此说明的发明同样地包括构成合成振动系统的基本构造部、以及基于该基本构造部的变形而产生电荷的电荷产生元件，且是通过将振动能量转换为电能进行发电的发电元件所涉及的装置。在实用上，优选还设有对基于电荷产生元件所产生的电荷而产生的电流进行整流并取出电力的发电电路。

在此，基本构造部包括具有挠性的多个板状构造体、将板状构造体彼此连接的一个或多个中间连接体、以及支撑板状构造体的台座。另外，根据需要，也能够附加与预定位置连接的重锤体。

然后，重要特征在于，各个板状构造体直接或者经由中间连接体以及其它的板状构造体而间接地与台座连接，利用板状构造体以及中间连接体的集合体，形成以台座为根的树状构造(不仅是随着到达枝叶末节而产生分支的构造，也包含使枝合流的构造)，在沿着从台座到达该树状构造的末端的路线行进时，在该路线上包含在中途分支为多个路线的分支部、或者在中途使多个路线合流的合流部。

例如，在图3所示的第一实施方式的发电元件1000的情况下，在沿着从台座侧的原点O到达成为树状构造的末端的端点T3以及端点T5的路线行进时，在不同属性间连接体112中包含分支的分支部。另外，在图21所示的第二实施方式的发电元件2000的情况下，在沿着从台座侧的根端点Q1、Q2到达成为树状构造的末端的中央板状构造体124的前端部的路线行进时，在不同属性间连接体123中包含合流的合流部。然后，在图22所示的第三实施方式的发电元件3000的情况下，在沿着从台座侧的根端点Q1、Q2到达成为树状构造的末端的最前端部连接体136的路线行进时，在不同属性间连接体133中包含合流以及分支的合流分支部。

同样，在图23所示的第四实施方式的发电元件4000的情况下，在沿着从台座侧的根端点Q1、Q2到达成为树状构造的末端的最前端部连接体148的路线行进时，在不同属性间连接体143中包含合流以及分支的合流分支部、在不同属性间连接体146中包含合流的合流部。另外，在图24所示的第五实施方式的发电元件5000的情况下，在沿着从台座侧的原点O到达成为树状构造的末端的最前端部连接体157的路线行进时，在相同属性间连接体152中包含分支的分支部，在不同属性间连接体155中包含合流的合流部。然后，在图25所示的第六实施方式的发电元件6000的情况下，在沿着从台座侧的原点O到达成为树状构造的末端的最前端部连接体167的路线行进时，在相同属性间连接体162中包含分支的分支部，在不同属性间连接体165中包含合流的合流部。图26～图28所示的第七实施方式、图31所示的第八实施方式的情况也是相同的。

这样，当利用板状构造体以及中间连接体的集合体形成树状构造时，利用从台座到达树状构造的末端的路线形成悬臂梁构造，整体构成振动系统。并且，当在从台座到达树状构造的末端的路线上设置分支部、合流部时，基于各个板状构造体而形成的共振系统构成复杂地缠在一起的合成振动系统，通过调整各共振系统的共振频率，能够获得扩宽能够发电的频带这样的本发明的作用效果。对此，最后，示出基于“由板状构造体构成的路线在中途分支或合流的构造”这样的较宽的根本概念把握本发明的情况下的其它实施方式。

此外，以下的说明所使用的图36、图37是利用与XY平面平行且位于比XY平面稍靠上方的位置的平面切断第九实施方式的发电元件而成的平面剖视图，省略发电电路500的图示。另外，针对各个板状构造体，示出将采用了图18或图30的(a)所示的4组电极配置的压电元件用作电荷产生元件400的例子。在这些图中，向装置壳体的部分(也包含作为台座发挥功能的部分)施加的粗斜线阴影表示该部分为剖面部分。另一方面，关于主基板的部分(板状构造体以及各连接体)，细斜线阴影表示各个独立上部电极层的形成区域，点状阴影表示在主基板的下表面接合有重锤体的区域，均不是表示剖面。

图36是本发明的第九实施方式的带装置壳体的发电元件9000的平面剖视图。在该例的情况下，主基板190由配置于负侧空间的第一负侧板状构造体191、配置于正侧空间的第一正侧板状构造体192、中间连接体193、配置于负侧空间的第二负侧板状构造体194、配置于正侧空间的第二正侧板状构造体195、以及最前端部连接体196构成。然后，基本构造部由该主基板190、在装置壳体390上组装为侧板的一部分的台座391、以及两组重锤体291、292构成。

台座391发挥在原点O附近支撑第一负侧板状构造体191以及第一正侧板状构造体192的作用。另外，中间连接体193发挥对第一负侧板状构造体191以及第一正侧板状构造体192与第二负侧板状构造体194以及第二正侧板状构造体195进行连接的作用，最前端部连接体196发挥使第二负侧板状构造体194的前端部以及第二正侧板状构造体195的前端部彼此连接的作用。

更具体来说，第一负侧板状构造体191以及第一正侧板状构造体192的根端部均与台座391连接，前端部与中间连接体193连接，以使从根端部朝向前端部的方向(长边方向轴L1、L2的方向)成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展。另外，第二负侧板状构造体194以及第二正侧板状构造体195的根端部均与中间连接体193连接，前端部与最前端部连接体196连接，以使从根端部朝向前端部的方向(长边方向轴L1、L2的方向)成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向伸展。

中间连接体193具有占据施加了点状阴影的连续区域的平面形状，由具有沿与YZ平面正交的方向(与X轴平行的方向)伸展的正交部193R、以及从正交部193R朝Y轴负方向伸展的负侧翼状部193N以及正侧翼状部193P、且朝向XY平面的投影像形成U字状的形状的板状构件构成。然后，第一重锤体291由与中间连接体193的正交部193R、负侧翼状部193N、正侧翼状部193P全部的下表面连接、朝向XY平面的投影像形成U字状的形状的构造体构成。在图示的实施例的情况下，中间连接体193的平面形状与第一重锤体291的平面形状相同，第一重锤体291成为占据在图中施加点状阴影的区域的构造体。

同样，最前端部连接体196具有占据施加点状阴影的连续区域的平面形状，由具有沿与YZ平面正交的方向(与X轴平行的方向)伸展的正交部196R、以及从正交部196R朝Y轴负方向伸展的负侧翼状部196N以及正侧翼状部196P、且朝向XY平面的投影像形成U字状的形状的板状构件构成。然后，第二重锤体292由与最前端部连接体196的正交部196R、负侧翼状部196N、正侧翼状部196P全部的下表面连接、朝向XY平面的投影像形成U字状的形状的构造体构成。在图示的实施例的情况下，最前端部连接体196的平面形状与第二重锤体292的平面形状相同，第二重锤体292成为占据在图中施加点状阴影的区域的构造体。

在该图36所示的发电元件9000的情况下，采用4组板状构造体191、192、194、195均配置为从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的板状构造体，与至此说明的第一属性的板状构造体相当。换言之，在发电元件9000的情况下，4组板状构造体191、192、194、195均成为相同属性的板状构造体。

在至此作为第一实施方式～第八实施方式说明的发电元件的情况下，采用了“第一属性的板状构造体与第二属性的板状构造体由不同属性间连接体连接的折回构造”，但在图36所示的第九实施方式的发电元件9000中不采用这样的“折回构造”。然而，在该发电元件9000中也采用“由板状构造体构成的路线在中途分支或合流的构造”这样的比较宽的根本概念。

即，若着眼于从台座391上的原点O到达树状构造的末端即前端点T的路线，在该路线上设有分支部、合流部，基于各个板状构造体而形成的共振系统构成复杂地缠在一起的合成振动系统。即，形成有下述的树状构造，即，在沿着从原点O到达前端点T的上述路线行进时，首先分支为沿着板状构造体191、192的两组路线，它们在中间连接体193处暂时合流，再次分支为沿着板状构造体194、195的两组路线，它们在最前端部连接体196处再次合流。并且，四组板状构造体191、192、194、195均沿着与Y轴平行的方向伸展，因此通过调整各共振系统的共振频率，能够获得扩宽能够发电的频带这样的本发明的作用效果。

图37是图36所示的发电元件9000的变形例的发电元件9000A的平面剖视图。图36所示的发电元件9000与图37所示的发电元件9000A的不同点在于，在后者中，替代前者中的4组板状构造体191、192、194、195，使用呈L字状的4组板状构造体191A、192A、194A、195A。在§7-7中，作为第七实施方式，作为使用由L字状的梁构成的板状构造体的例子，但在图37所示的发电元件9000A的情况下，4组板状构造体191A、192A、194A、195A均由L字状的梁构成。

因此，图37的装置壳体390A的X轴方向的宽度比图36的装置壳体390略宽。另外，图37的中间连接体193A以及最前端部连接体196A的X轴方向的宽度比图36的中间连接体193以及最前端部连接体196略宽。

与图36所示的例子相同，中间连接体193A具有占据施加点状阴影的连续区域的平面形状，由具有沿与YZ平面正交的方向(与X轴平行的方向)伸展的正交部193AR、以及从正交部193AR朝Y轴负方向伸展的负侧翼状部193AN以及正侧翼状部193AP、且朝向XY平面的投影像形成U字状的形状的板状构件构成。然后，第一重锤体291A由与中间连接体193A的正交部193AR、负侧翼状部193AN、正侧翼状部193AP全部的下表面连接、朝向XY平面的投影像形成U字状的形状的构造体构成。在图示的实施例的情况下，中间连接体193A的平面形状与第一重锤体291A的平面形状相同，第一重锤体291A成为占据在图中施加点状阴影的区域的构造体。

同样，最前端部连接体196A具有占据施加了点状阴影的连续区域的平面形状，由具有沿与YZ平面正交的方向(与X轴平行的方向)伸展的正交部196AR、以及从正交部196AR朝Y轴负方向伸展的负侧翼状部196AN以及正侧翼状部196AP、且朝向XY平面的投影像形成U字状的形状的板状构件构成。然后，第二重锤体292A由与最前端部连接体196A的正交部196AR、负侧翼状部196AN、正侧翼状部196AP全部的下表面连接、朝向XY平面的投影像形成U字状的形状的构造体构成。在图示的实施例的情况下，最前端部连接体196A的平面形状与第二重锤体292A的平面形状相同，第二重锤体292A成为占据在图中施加点状阴影的区域的构造体。

另一方面，第一负侧板状构造体191A具有沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L1的方向)伸展的第一负侧Y轴路线部191AY以及沿与X轴平行的方向(长边方向轴L3的方向)伸展的第一负侧X轴路线部191AX，朝向XY平面的投影像形成L字状的形状。在此，第一负侧Y轴路线部191AY的根端部与台座391A连接，第一负侧Y轴路线部191AY的前端部与第一负侧X轴路线部191AX的根端部连接，第一负侧X轴路线部191AX的前端部与中间连接体193A的负侧翼状部193AN连接。

另外，第一正侧板状构造体192A具有沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L2的方向)伸展的第一正侧Y轴路线部192AY以及沿与X轴平行的方向(长边方向轴L4的方向)伸展的第一正侧X轴路线部192AX，朝向XY平面的投影像形成L字状的形状。在此，第一正侧Y轴路线部192AY的根端部与台座391A连接，第一正侧Y轴路线部192AY的前端部与第一正侧X轴路线部192AX的根端部连接，第一正侧X轴路线部192AX的前端部与中间连接体193A的正侧翼状部193AP连接。

然后，第二负侧板状构造体194A具有沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L1的方向)伸展的第二负侧Y轴路线部194AY以及沿与X轴平行的方向(长边方向轴L5的方向)伸展的第二负侧X轴路线部194AX，朝向XY平面的投影像形成L字状的形状。在此，第二负侧Y轴路线部194AY的根端部与中间连接体193A的正交部193AR连接，第二负侧Y轴路线部194AY的前端部与第二负侧X轴路线部194AX的根端部连接，第二负侧X轴路线部194AX的前端部与最前端部连接体196A的负侧翼状部196AN连接。

最后，第二正侧板状构造体195A具有沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L2的方向)伸展的第二正侧Y轴路线部195AY以及沿与X轴平行的方向(长边方向轴L6的方向)伸展的第二正侧X轴路线部195AX，朝向XY平面的投影像形成L字状的形状。在此，第二正侧Y轴路线部195AY的根端部与中间连接体193A的正交部193AR连接，第二正侧Y轴路线部195AY的前端部与第二正侧X轴路线部195AX的根端部连接，第二正侧X轴路线部195AX的前端部与最前端部连接体196A的正侧翼状部196AP连接。

在该发电元件9000A的情况下，四片板状构造体191A、192A、194A、195A的朝向XY平面的投影像均形成L字状的形状，但在其一部分中包括以使从根端部朝向前端部的方向成为Y轴正方向的方式沿与Y轴平行的方向(长边方向轴L1、L2的方向)伸展的Y轴路线部。因此，该发电元件9000A也能够进行与特定方向的振动相关的共振频率的调整。

此外，§9所述的各种变形例也能够同样地适用于该§11所述的第九实施方式。

工业上的可利用性

本发明的发电元件能够广泛应用于通过将振动能量转换为电能来进行发电的技术。其基本原理在于，利用重锤体的振动使板状构造体产生挠曲，并将根据该挠曲而在电荷产生元件中产生的电荷向外部取出，因此通过安装于汽车、列车、船舶等交通工具或者冰箱、空调这样的振动源，能够将通常白白消耗的振动能量有效用作电能。另外，通过设置属性不同的板状构造体，使共振频率不同的多个共振系统混杂，能够扩宽能够发电的频带，因此能够设计可进行与实际利用环境的振动频率相适的高效发电的发电元件。