压电发电装置的制作方法

本发明涉及压电发电装置。

背景技术：

压电发电装置作为使用了压电元件的发电装置使用。下述的专利文献1公开了压电发电装置的一个例子。该压电发电装置具有被层叠的多个弹性体。各弹性体具有圆板状的形状。在各弹性体的环形状的外周部与中央部之间具有凹部。在各弹性体的凹部设置有压电元件。弹性体的上述环形状的外周部彼此抵接并层叠。

下述的专利文献2所述的压电发电装置具有在中央设置有凸透镜状的形状的加压器件的加压部件。在被层叠的多个压电元件彼此之间分别配置有加压部件。各压电元件与加压器件抵接。

专利文献1：日本特开平11－031854号公报

专利文献2：日本特开2008－311529号公报

在专利文献1以及2所记载的压电发电装置中，若施加用于发电的载荷，则应力集中于施加了载荷的部分。因此，压电元件容易破损。

并且，在专利文献1所记载的压电发电装置中，各弹性体的环形状的外周部彼此抵接。所以，弹簧常数大。因此，为了使压电元件变形，而需要较大的载荷，提高发电效率较难。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供发电效率高并且压电体难以破损的压电发电装置。

在本发明的压电发电装置的一个广泛的方面中，具备多个发电元件，发电元件具有：支承体，具备具有一方主面和另一方主面的板状的平面部、和从上述平面部的上述另一方主面的中央部突出的凸部；以及压电体，设置于上述平面部的上述一方主面，上述发电元件配置为在沿着与上述平面部的上述一方主面垂直的方向俯视上述支承体时，上述压电体与上述凸部重叠，上述多个发电元件在与上述一方主面垂直的方向重叠，相邻的一对上述发电元件中的至少一方的发电元件中的上述支承体具备从上述平面部的上述一方主面以及上述另一方主面中的至少另一方的发电元件侧的主面且比上述中央部靠外侧的周边部突出的多个脚部，上述多个发电元件经由上述脚部重叠为在相邻的一对上述发电元件中，一方的发电元件中的上述支承体的上述另一方主面与另一方的发电元件中的上述支承体的上述一方主面对置。

在本发明的压电发电装置的一个特定的方面中，在相邻的一对上述发电元件中，在一方的发电元件中的上述压电体被向上述另一方主面侧按压时，通过一方的发电元件中的上述凸部按压另一方的发电元件中的上述压电体。该情况下，因为重叠多个发电元件，所以与单一的压电元件相比较，能够减少得到同一发电量所需要的压电体的按压载荷。因此，能够提高发电效率。

在本发明的压电发电装置的其他的特定的方面中，上述各发电元件中的上述支承体的上述凸部与直接重叠于上述另一方主面侧的其他的上述发电元件中的上述压电体接触。该情况下，能够使各压电体以相同的曲率变形。因此，在各发电元件中能够使发电量相同。由此，能够减少将各发电元件并联连接的情况下的电损失。

在本发明的压电发电装置的另一个特定的方面中，多个上述发电元件中的至少一个发电元件中的上述支承体的上述凸部中的中央部的厚度比与上述中央部相比靠外侧的周边部的厚度厚。该情况下，能够通过从支承体的中央呈同心圆状地形成厚度分布，来均衡地缓和压电体的中央部被按压时施加于压电体的应力的集中。由此，机械强度上升，能够进一步抑制压电体的破损。

在本发明的压电发电装置的另一个特定的方面中，上述凸部具有1段以上的阶梯差部。该情况下，能够通过减小支承体中厚度最厚的部分与其他的发电元件接触的面积，来按压其他的发电元件的任意的位置。由此，能够容易使重叠的发电元件全部同样地变形，能够抑制发电量的差别所引起的发电效率的降低。

在本发明的压电发电装置的另一个特定的方面中，上述支承体的上述平面部是多边形状，上述脚部从多边形状的上述平面部中的多边形的顶点突出。该情况下，因为将脚部作为多边形的顶点，所以与将平面部的周边的整周作为脚部的情况相比较，能够实现较低的弹簧常数。另外，与将多边形的顶点以外的位置作为脚部的情况相比较，能够得到更高的发电效率。

在本发明的压电发电装置的另一个特定的方面中，多个上述发电元件中的至少一个发电元件中的上述支承体在沿着与上述平面部的上述一方主面垂直的方向俯视上述支承体时，上述凸部具有圆形状的平面形状。该情况下，能够进一步缓和压电体的中央部被按压时施加于压电体的应力的集中。因此，压电体更加难以破损。

在本发明的压电发电装置的另一个特定的方面中，上述支承体具备从上述平面部的上述另一方主面突出的多个脚部，上述脚部的与另一方主面的距离远的一侧的端部的位置是与上述凸部相比与另一方主面的距离远的位置。该情况下，能够实现省空间的堆叠结构。

在本发明的压电发电装置的另一个特定的方面中，上述各发电元件分别具有外部连接端子，该外部连接端子与上述压电体电连接，且在上述压电体的外侧中，具有贯通孔以及切口部中的一方，上述压电发电装置还具备：销，具有第一、第二以及第三部分，上述第二部分的横剖面积小于上述第一部分的横剖面积，上述第三部分的宽度小于上述第一部分的宽度，并且大于上述第二部分的宽度，上述第二部分插入至上述各发电元件的上述外部连接端子的上述贯通孔以及上述切口部中的一方；以及基底部件，具有插入有包括上述销的上述第三部分的部分的孔部，并且配置为通过和上述销的上述第一部分夹持上述多个外部连接端子，在上述基底部件固定有上述销。该情况下，难以产生反复施加于外部连接端子的应力所引起的破损。

在本发明的压电发电装置的另一个特定的方面中，上述多个发电元件的上述外部连接端子分别配置为在层叠有上述多个发电元件的方向排列，上述多个发电元件中最接近上述销的上述第一部分的发电元件的上述外部连接端子与上述第一部分接触，并且上述多个外部连接端子彼此接触。该情况下，难以产生反复施加于外部连接端子的应力所引起的破损。

在本发明的压电发电装置的另一个特定的方面中，在上述销的上述第一部分与上述外部连接端子接触的面设置有突起部。该情况下，能够更加可靠地进行多个外部连接端子彼此的电连接。

在本发明的压电发电装置的另一个特定的方面中，在上述销中，上述第一部分与上述外部连接端子接触的面倾斜为上述第一部分的厚度从该面的外周边朝向内侧变薄。该情况下，能够更加可靠地进行多个外部连接端子彼此的电连接。

在本发明的压电发电装置的其他的广泛的方面中，具备发电元件，该发电元件具有：支承体，具备具有一方主面和另一方主面的板状的平面部、从上述平面部的上述另一方主面的中央部突出的凸部、以及从上述平面部的一方主面以及另一方主面中的至少一方且比上述中央部靠外侧的周边部突出的多个脚部；以及压电体，设置于上述平面部的上述一方主面，上述发电元件配置为在沿着与上述平面部的上述一方主面垂直的方向俯视上述支承体时，上述压电体与上述凸部重叠，上述支承体的上述平面部是多边形状，上述脚部从多边形状的上述平面部中的多边形的顶点突出。该情况下，因为将脚部作为多边形的顶点，所以与将平面部的周边的整周作为脚部的情况相比较，能够实现较低的弹簧常数。另外，与将多边形的顶点以外的位置作为脚部的情况相比较，能够得到更高的发电效率。

在本发明的压电发电装置的另一个特定的方面中，在上述发电元件中，上述脚部是支点，上述压电体是力点，上述凸部是作用点，上述压电体被按压向上述另一方主面侧时，通过上述凸部向外部施加作用。

根据本发明，因为支承体的厚度在中央部和周边部不同，所以能够缓和压电体的中央部被按压时施加于压电体的应力的集中，所以能够提供压电体难以破损，并且发电效率高的压电发电装置。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的压电发电装置的主视图。

图2是本发明的第一实施方式的压电发电装置的立体图。

图3是本发明的第一实施方式中的第一发电元件的立体图。

图4是表示本发明的第一实施方式中的第一发电元件的压电体被向下方侧按压时的压电发电装置的变形的压电发电装置的主视图。

图5是比较例的压电发电装置的主视图。

图6是表示比较例的压电体的中央部分被向下方按压时产生的应力的横断压电体的中央部的方向上的分布的图。

图7是表示本发明的第一实施方式中的压电体的中央部分被向下方按压时产生的应力的横断压电体的中央部的方向上的分布的图。

图8是本发明的第一实施方式的第一变形例的压电发电装置的立体图。

图9是表示安装了本发明的第一实施方式的第二变形例的压电发电装置的例子的部分切口主视图。

图10是本发明的第二实施方式的压电发电装置的主视图。

图11是表示本发明的第二实施方式中的压电体的中央部分被向下方按压时产生的应力的横断压电体的中央部的方向上的分布的图。

图12是本发明的第二实施方式的第一变形例中的第一发电元件的立体图。

图13是本发明的第二实施方式的第二变形例中的第一发电元件的立体图。

图14是本发明的第三实施方式的压电发电装置的主视图。

图15是表示压电体的分割数与弹簧常数的关系的图。

图16是本发明的第四实施方式的压电发电装置的主视图。

图17是本发明的第五实施方式的压电发电装置的分解立体图。

图18是本发明的第五实施方式中的压电元件的分解立体图。

图19是沿着图18中的c－c线的剖视图。

图20是本发明的第五实施方式中的第一、第二销的主视图。

图21是本发明的第五实施方式中的第一、第二销的俯视图。

图22是本发明的第五实施方式的第一变形例中的第一、第二销的主视图。

图23是本发明的第五实施方式的第二变形例中的第一、第二销的前剖视图。

图24是本发明的第六实施方式中的发电元件的立体图。

具体实施方式

以下，通过参照附图对本发明的具体的实施方式进行说明来使本发明清楚。

此外，指出本说明书所记载的各实施方式是例示性的，能够在不同的实施方式间进行构成的局部置换或者组合。

(第一实施方式)

图1是本发明的第一实施方式的压电发电装置的主视图。图2是第一实施方式的压电发电装置的立体图。

如图1所示，压电发电装置1具有第一发电元件2a和第二发电元件2b。在图1中，在第二发电元件2b上设置有第一发电元件2a。

第一发电元件2a具有支承体3a和压电体4a。

支承体3a由例如金属或合金等导电性材料、或者陶瓷材料等绝缘性材料构成。支承体3a具有平面部、凸部3ad、以及作为脚部的支承部3ac。支承体3a的平面部、凸部3ad、支承部3ac被一体地形成。支承体3a的平面部是矩形板状，具有作为一方主面的上表面3aa和作为另一方主面的下表面3ab。支承体3a的凸部3ad设置于支承体3a的平面部的下表面3ab。支承体3a的凸部3ad从支承体3a的平面部的中央部突出。参照图3，在沿着与支承体3a的下表面3ab垂直的方向仰视支承体3a时，凸部3ad具有圆形形状。另外，支承体3a的中心与凸部3ad的中心重叠。这里，将支承体3a的上表面3aa和下表面3ab对置的方向定义为上下方向。此外，本说明书中的上下方向也可以不与铅垂方向一致。另外，将沿着与平面部的上表面3aa垂直的方向俯视支承体3a时，支承体3a的平面中设置有凸部3ad的位置定义为中央部，将支承体3a的平面部中比中央部靠外侧的区域定义为周边部。

如图2所示，支承体3a的支承部3ac从下表面3ab的周边部的各顶点向上下方向突出。若详细描述，则因为平面部是矩形板，所以多个支承部3ac从比上述中央部靠外侧的周边部的顶点突出。支承部3ac的下表面3ab侧的端部的位置是比凸部3ad距离下表面3ab的距离远的位置。

此外，在图2中，4个支承部3ac从支承体3a的矩形板状的平面部的各顶点突出，但支承部3ac也可以不一定从平面部的全部的顶点突出。另外，支承部3ac从平面部的上表面3aa以及下表面3ab中的至少一方突出即可。

另外，凸部3ad以及支承部3ac与平面部一体成形，但也可以作为分立元件的凸部3ad以及支承部3ac与平面部接合。

在支承体3a的上表面3aa设置有压电体4a。压电体4a是矩形板状。压电体4a配置为在沿着与上表面3aa垂直的方向俯视支承体3a时，与凸部3ad重叠。因此，在上述俯视中，压电体4a和凸部3ad重叠。更详细而言，在上述俯视中，压电体4a覆盖凸部3ad。压电体4a的外周边位于凸部3ad的外周边的外侧。此外，压电体4a的形状并不特别限定。压电体4a例如由压电单结晶或压电陶瓷等构成。

第二发电元件2b具有与第一发电元件2a相同的构成。第二发电元件2b具有支承体3b和压电体4b。支承体3b具有具有作为一方主面的上表面3ba和作为另一方主面的下表面3bb的平面部、凸部3bd、以及作为脚部的支承部3bc。第一发电元件2a和第二发电元件2b配置为在上下方向相邻。即，第一发电元件2a和第二发电元件2b在与上表面3aa垂直的方向上重叠。更具体而言，配置为在相邻的一对发电元件中，第一发电元件2a中的支承体3a的下表面3ab与第二发电元件2b中的支承体3b的上表面3ba对置。第一发电元件2a和第二发电元件2b经由第一发电元件2a的支承部3ac重叠。

此外，支承部从相邻的一对发电元件中的至少一方的发电元件中的平面部的一方主面以及另一方主面中的至少另一方的发电元件侧的主面且比中央部靠外侧的周边部突出即可。即，在图1中，第一发电元件2a中的支承部3ac是必须的支承部，支承部3bc不是必须的。另外，支承部设置于第一发电元件2a与第二发电元件2b之间即可。例如，第一发电元件2a不具有支承部而第二发电元件2b具有向第一发电元件2a侧突出的支承部的构造也包含于本发明的范围内。

在压电发电装置1中，支承部3bc是支点，压电体4a是力点，凸部3bd是作用点。压电体4a被向下表面侧按压时，通过上述凸部3bd对外部施加作用。

在压电发电装置1未被按压时，压电发电装置1示出图1的样子。第一发电元件2a中的支承体3a的凸部3ad与直接重叠于支承体3a的下表面3ab侧的第二发电元件2b中的压电体4b接触。在压电发电装置1被按压时，压电发电装置1如图4所示那样变形。若第一发电元件2a的压电体4a被向图4的下方向侧按压，则设置于第一发电元件2a的支承体3a的下表面3ab的凸部3ad向下方向位移。通过第一发电元件2a的凸部3ad，第二发电元件2b的压电体4b被按压而向下方向位移。因此，第一、第二发电元件2a、2b的压电体4a、4b同时并且同样地变形。根据该变形所产生的压电效应，能够产生电荷，取出电力。若停止向压电发电装置1的按压，则压电发电装置1恢复回图1的状态。

以下，对第一实施方式与比较例的不同进行说明。图5是比较例的压电发电装置的主视图。压电发电装置101的各发电元件102的各支承体103不具有凸部。除了上述的点以外，压电发电装置101具有与第一实施方式的压电发电装置1相同的构成。

若压电体4a被按压，则产生与其压入量对应的应力。例如，在压电体4a的中央部被按压的情况下，应力具有以被按压的部分为中心的分布。图6是表示比较例的压电体的中央部分被向下方按压时产生的应力的横断压电体的中央部的方向上的分布的图。此时，在压电发电装置101中，如图6所示，应力集中于在压电体4a被按压的部分，即中央部分中。若应力集中于一点，则压电体4a有时会破损。

与此相对，图7是表示第一实施方式中的压电体的中央部分被向下方按压时产生的应力的横断压电体的中央部的方向上的分布的图。此外，图7中的虚线a表示支承体的凸部的外周边的位置。在本实施方式的压电发电装置1中，如图7所示，可知应力的最大值小于比较例。

在本实施方式中，第一发电元件2a的支承体3a具有凸部3ad。这里，将上下方向上的长度作为厚度。如上所述，在从支承体3a的上表面3aa侧的俯视中，凸部3ad的中央部和压电体4a的中央部重叠。因此，在压电体4a的中央部被按压的情况下的应力集中的部分中，支承部3ac的厚度厚。支承体的厚度在中央部和周边部不同，所以能够缓和压电体的中央部被按压时施加于压电体的应力的集中。即，能够降低应力的最大值，并且能够使应力的分布均匀。因此，能够提供压电体难以破损，并且发电效率高的压电发电装置。

此外，在从支承体的上表面一侧的俯视中，支承体的中央部、支承体的凸部的中央部以及压电体的中央部也可以不一定重叠。不过，如本实施方式那样，在上述俯视中，能够通过凸部3ad的中央部和压电体4a的中央部重叠来缓和应力的集中。并且，在上述俯视中，通过压电体4a的中央部和支承体3a的中央部重叠，能够使压电体4a较大地变形，能够有效地提高发电效率。

优选第一、第二发电元件2a、2b的支承体3a、3b的凸部3ad、3bd的平面形状是圆形状。由此，能够使应力的分布均匀。

如图2所示，在本实施方式中，第一发电元件2a的支承部3ac设置于支承体3a的下表面3ab的各顶点。因此，能够在被向下方按压时容易地使支承体3a变形。第二发电元件2b也相同。因此，压电发电装置1的上述变形的弹簧常数小。因此，能够通过较小的载荷发电，发电效率高。

并且，在从第二发电元件2b的支承体3b的下表面3bb侧的仰视中，第一、第二发电元件2a、2b的支承部3ac、3bc对于支承体3a、3b的中央部被分别各同向性地配置。由此，能够使支承体3a、3b各同向性地变形。因此，能够使应力的分布均匀。由此，能够提高发电效率。

此外，支承体也可以具有矩形以外的多边形状的平面形状或圆形状的平面形状。在这种情况下，也优选在从支承体的下表面侧的仰视中，支承部对于支承体的中央部各同向性地配置。

如图1所示，在本实施方式中，第一发电元件2a的压电体4a的外周边比支承体3a的凸部3ad的外周边位于靠外侧。同样地，第二发电元件2b的压电体4b的外周边也比支承体3b的凸部3bd的外周边位于靠外侧。由此，能够使压电体4a、4b较大地变形。并且，因为凸部3ad、3bd的面积小，所以能够减小压电发电装置1的弹簧常数。

也可以如图8所示的第一变形例的压电发电装置41那样，例如，在第一发电元件42a的支承体43a的外周边中对置的2边全体设置有支承部43ac。该情况下，能够提高第一发电元件42a和第二发电元件42b的接合强度。此外，在第二发电元件42b的支承体43b也设置有相同的支承部43bc。

本实施方式的压电发电装置1从第二发电元件2b的下方侧向外部安装。在本实施方式中，第二发电元件2b的支承部3bc的下方侧的端部3bc1比凸部3bd位于靠下方侧。此时，压电发电装置1被第二发电元件2b的支承部3bc支承。由此，第一发电元件2a被向下方按压时，第一、第二发电元件2a、2b的压电体4a、4b能够分别容易地变形。

设置有支承部的位置并不局限于支承体的下表面。例如，也可以在第一、第二发电元件的支承体的上表面以及下表面设置有支承部。该情况下，例如，第一发电元件的支承部和第二发电元件的支承部也可以接合。

第二发电元件也可以具有与第一发电元件不同的构成。

图9所示的第二变形例的压电发电装置51在第二发电元件52b的支承体53b的上表面53ba设置有支承部53bc，在第一发电元件52a的支承体53a未设置支承部。这样的压电发电装置51能够安装于设置有凹部55的部分。更具体而言，能够在安装时第二发电元件52b的支承体53b的凸部53bd位于凹部55内的情况下，安装压电发电装置51。

在本实施方式中，第一发电元件2a的支承体3a的凸部3ad和第二发电元件2b的压电体4b接触。由此，在第一发电元件2a被向下方侧按压时，能够使第二发电元件2b在与第一发电元件2a的变形的大小相同的大小中变形。此外，第一发电元件的支承体的凸部也可以不必与第二发电元件的压电体接触。至少第一发电元件被向下方侧按压时，通过上述凸部按压第二发电元件的压电体即可。

虽然未图示，但在本实施方式的第一、第二发电元件2a、2b的压电体4a、4b的上表面3aa、3ba以及下表面3ab、3bb设置有电极。各电极分别连接有引出电极。由此，压电体4a、4b与外部电连接。此外，压电体与外部电连接的构成并不特别限定。

例如，也可以将电极膜设置为覆盖第一、第二发电元件的压电体的上表面。同样地，也可以将电极膜设置为覆盖各压电体的下表面。此时，在支承体由金属构成的情况下，例如，在各发电元件中，在压电体的下表面侧的电极膜与支承体的上表面之间设置绝缘膜即可。并且，在第二发电元件的压电体的上表面侧的电极膜与第一发电元件的支承体的凸部之间设置绝缘膜即可。由此，能够防止各电极膜与各支承体的电短路。此外，在各支承体由绝缘性材料构成的情况下，各电极与各支承体不会电短路。

作为上述引出电极，例如，能够使用接合线或柔性cu基板等。

(第二实施方式)

图10是第二实施方式的压电发电装置的主视图。

在压电发电装置11中，第一、第二发电元件12a、12b的支承体13a、13b的凸部13ad、13bd的形状与第一实施方式不同。在上述的点以外，压电发电装置11具有与第一实施方式的压电发电装置1相同的构成。

第一发电元件12a的支承体13a的凸部13ad具有基底部13ad0和1段的阶梯差部13ad1。

基底部13ad0设置于支承体13a的平面部的下表面。基底部13ad0从支承体13a的平面部的中央部突出。在沿着与支承体13a的下表面垂直的方向仰视支承体13a时，基底部13ad0具有圆形形状。另外，支承体13a的中心和基底部13ad0的中心重叠。

阶梯差部13ad1设置于基底部13ad0中的与支承体13a的平面部相反的一侧的面。阶梯差部13ad1从基底部13ad0的中央部突出。在沿着与支承体13a的下表面垂直的方向仰视支承体13a时，阶梯差部13ad1具有圆形形状。另外，基底部13ad0的中心和阶梯差部13ad1的中心重叠。这里，在沿着与上述平面部的上表面垂直的方向俯视支承体13a时，将基底部13ad0的平面部中设置有阶梯差部13ad1的位置定义为中央部，将基底部13ad0的平面部中比中央部靠外侧的区域定义为周边部。第一发电元件12a中的支承体13a的凸部13ad中的中央部的厚度比与上述中央部相比靠外侧的周边部的厚度厚。对于支承体13a的厚度而言，除了支承部13ac以外凸部13ad的设置有阶梯差部13ad1的区域最厚。其次，凸部13ad的设置有基底部13ad0的区域的厚度厚。厚度最薄的部分是在支承体13a中未设置有凸部13ad的部分。这样，支承体13a设置有厚度的分布。

即，支承体13a在压电体4a的中央部被按压的情况下的应力最集中的部分中支承体13a的厚度最厚。如上所述，其次，凸部13ad的设置有基底部13ad0的区域的厚度厚。因此，在应力最集中的部分的周围中，支承体13a的厚度也厚。第二发电元件12b也相同。由此，能够进一步缓和应力的集中。

图11是表示第二实施方式中的压电体的中央部分被向下方按压时产生的应力的横断压电体的中央部的方向上的分布的图。此外，图11中的虚线b、c表示支承体的凸部的各段的外周边的位置。

如图11所示，可知应力被有效地分散，应力的最大值更小。因此，在第二实施方式中，也能够提供压电体难以破损，并且发电效率高的压电发电装置。

如上所述，上述凸部的阶梯差部的位置并不特别限定。能够通过调整阶梯差部的配置，来调整通过凸部按压压电体的位置。

凸部也可以具有1段以上的阶梯差部。该情况下，能够使应力更加分散。或者，例如，也可以如图12所示的第二实施方式的第一变形例中的第一发电元件62a那样，支承体63a的凸部63ad具有四棱锥状的形状。这样的情况下，也能够得到与第二实施方式相同的效果。另外，也可以如图13所示的第二实施方式的第二变形例中的第一发电元件72a那样，支承体73a的凸部73ad具有四棱截锥状的形状。这样的情况下，也能够得到与第二实施方式相同的效果。

(第三实施方式)

图14是第三实施方式的压电发电装置的主视图。

压电发电装置21在具有三个以上的发电元件22的点上与第一实施方式不同。各发电元件22具有与第一实施方式中的第一发电元件2a的构成相同的构成。

在压电发电装置21中，多个发电元件22在上下方向上层叠。各发电元件22与第一实施方式的第一、第二发电元件2a、2b同样地重叠。在压电发电装置21中的最上部的发电元件22的压电体4a被向下方侧按压时，最上部的发电元件22以外的各发电元件22的压电体4a也被各支承体3a的凸部3ad按压。

这里，压电体4a的断面惯性矩越大，压电体4a越难以变形。本实施方式的压电体4a的断面惯性矩i在将压电体4a的厚度设为h，将压电体4a的横断方向的长度设为b时，能够由i＝bh³/12的公式表示。这样，压电体4a的变形难度与压电体4a的厚度的3次幂成比例。

图15是表示压电体的分割数与弹簧常数的关系的图。此外，不管分割数如何，压电体的体积的合计恒定。

在图15中，压电体的分割数为1时，表示压电体不被分割。与压电体的分割数为1时相比，分割数为2时的一方的弹簧常数小。与压电体的分割数为2时相比，分割数为3时的一方的弹簧常数小。这样，可知在压电体的合计的体积相同的情况中，越较多地分割压电体，弹簧常数越变小。因此，压电体的分割数越多越容易变形。

此外，图15中的曲线在将弹簧常数设为y，将压电体的分割数设为x时，能够由y＝168.83x^－1.⁸⁴⁹的公式表示。

返回到图14，在本实施方式中，多个压电体4a被同时按压。因此，根据断面惯性矩的公式以及图15清楚的是，能够通过更小的载荷使多个压电体4a变形。因此，能更加提高发电效率。

在本实施方式中，各发电元件22均具有相同的构成，但也可以具有分别不同的构成。例如，多个发电元件也可以包括不具有支承部的发电元件。该情况下，该发电元件经由与该发电元件相邻的发电元件的支承部与相邻的发电元件重叠即可。

或者，各支承体的各凸部的形状也可以不同。不过，优选如本实施方式一样各凸部3ad的形状相同。由此，能够使各压电体4a以相同的曲率变形。因此，能够在各发电元件22中使发电量相同。由此，能够减少将各发电元件22并联连接的情况下的电损失。

(第四实施方式)

图16是第四实施方式的压电发电装置的主视图。

压电发电装置31在具有一个发电元件22的点上与第一实施方式不同。发电元件22具有与第一实施方式的第一发电元件2a相同的构成。

这样，压电发电装置31也可以由一个发电元件22构成。在该情况下，也能够与第一实施方式同样地使应力分散。因此，压电体4a难以破损。

此外，在与图9所示的第一实施方式的第二变形例同样地安装于具有凹部的部分的情况下，压电发电装置的支承体也可以不具有支承部。

图17是第五实施方式的压电发电装置的分解立体图。

压电发电装置81在具有分别与各发电元件82的压电体84连接的第一、第二外部连接端子86a、86b的点上与第三实施方式不同。压电发电装置81具有与多个第一、第二外部连接端子86a、86b电连接的第一、第二销87a、87b以及柔性印刷电路基板88。并且，压电发电装置81具有固定第一、第二销87a、87b的基底部件89。在这些点上，压电发电装置81也与第三实施方式不同。

这里，发电元件82具有包括压电体84和第一、第二外部连接端子86a、86b的压电元件84x。对压电元件84x的详细进行说明。

图18是第五实施方式中的压电元件的分解立体图。图19是沿图18中的c－c线的剖视图。此外，在图19中，第一、第二外部连接端子省略。

如图19所示，在本实施方式中，压电体84是层叠有多个压电体层的压电体。压电体84例如由pzt系的压电陶瓷构成。

多个压电体层间层叠有多个第一、第二内部电极83ba、83bb。更具体而言，交替地层叠为第一内部电极83ba和第二内部电极83bb经由压电体层对置。

另一方面，从图19中的压电体84的上表面84a到下表面84b经由侧面84c连续地设置有第一外部电极83aa。同样地，从压电体84的上表面84a到下表面84b经由侧面84c连续地设置有第二外部电极83ab。第一、第二外部电极83aa、83ab既可以设置在相同的侧面84c上，或者，也可以设置在相互不同的侧面84c上。第一、第二外部电极83aa、83ab设置为不相互电连接即可。

第一、第二外部电极83aa、83ab例如能够通过溅射法形成。在本实施方式中，第一、第二外部电极83aa、83ab是从压电体84侧层叠有镍铬层、蒙乃尔合金层以及au层的层叠金属膜。此外，第一、第二外部电极83aa、83ab的材料并不局限于上述。

在第一外部电极83aa连接有多个第一内部电极83ba。第二外部电极83ab连接有多个第二内部电极83bb。

在压电体84的上表面84a上设置有覆盖层85。覆盖层85例如由聚酰亚胺构成。覆盖层85的厚度并不特别限定，但在本实施方式中，是12.5μm。覆盖层85能够通过环氧树脂的粘合剂等与压电体84接合。通过具有覆盖层85，第一、第二外部电极83aa、83ab上难以附着有异物。另外，能够提高压电元件84x的强度。此外，压电元件84x也可以不具有覆盖层85。

如图18所示，第一外部电极83aa经由导电性粘合剂90a连接有上述第一外部连接端子86a。同样地，第二外部电极83ab经由导电性粘合剂90b连接有上述第二外部连接端子86b。

这里，图19所示的第一内部电极83ba和第二内部电极83bb在压电体84的变形时成为不同的电位。第一、第二外部连接端子86a、86b分别经由第一、第二外部电极83aa、83ab与第一、第二内部电极83ba、83bb电连接。第一外部连接端子86a和第二外部连接端子86b与不同的电位连接。由此，能够经由第一、第二外部连接端子86a、86b从发电元件82取出电力。

第一、第二外部连接端子86a、86b例如能够使用由磷青铜构成的主材上层叠有au层的材料。也可以作为au层的基底，在由磷青铜构成的主材上层叠有ni层。导电性粘合剂90a、90b例如能够使用包括ag的环氧树脂粘合剂等。

此外，第一、第二外部连接端子86a、86b与第一、第二外部电极83aa、83ab连接的部分被第一、第二外部电极83aa、83ab和覆盖层85夹持。

返回图17，在第一、第二外部连接端子86a、86b分别设置有贯通孔86a1、86b1。多个发电元件82的第一外部连接端子86a分别配置为沿层叠有多个发电元件82的方向排列。多个发电元件82的第二外部连接端子86b也分别配置为沿层叠有多个发电元件82的方向排列。

如图17中的虚线a所示，上述第一销87a被插入各第一外部连接端子86a的贯通孔86a1。如虚线b所示，上述第二销87b被插入各第二外部连接端子86b的贯通孔86b1。更具体而言，第一、第二销87a、87b的后述的第二部分被插入贯通孔86a1、86b1。

图20是第五实施方式中的第一、第二销的主视图。图21是第五实施方式中的第一、第二销的俯视图。此外，图20中的虚线表示第一～第三部分的边界。

如图20所示，第一销87a具有第一～第三部分87a1～87a3。第一部分87a1与第二部分87a2相连，第二部分87a2与第三部分87a3相连。

如图21所示，在本实施方式中，第一、第二部分87a1、87a2的平面形状是圆形。第三部分87a3的平面形状是在圆形的形状上设置有相对置的2个突起的形状。此外，第一～第三部分87a1～87a3的平面形状并不局限于上述。

第一部分87a1的横剖面积大于图17所示的第一外部连接端子86a的贯通孔86a1的平面面积。第二部分87a2的横剖面积是贯通孔86a1的平面面积以下。另外，第二部分87a2的横剖面积小于第一部分87a1的横剖面积。

这里，将俯视时的外周边中的2点间的最大尺寸作为宽度。此时，第三销87a3的宽度比第一部分87a1的宽度窄，并且比第二部分87a2的宽度宽。此外，第一、第二部分87a1、87a2的平面形状是圆形，所以径和宽度是相同的尺寸。

第二销87b具有与第一销87a相同的构成，具有第一～第三部分87b1～87b3。第一部分87b1的横剖面积大于图17所示的第二外部连接端子86b的贯通孔86b1的平面面积。第二部分87b2的横剖面积是贯通孔86b1的平面面积以下。

在本实施方式中，第一、第二销87a、87b的第一部分87a1、87b1的径是1.1mm。第二部分87a2、87b2的径是0.6mm。第三部分87a3、87b3的宽度是0.75mm。此外，第一～第三部分87a1～87a3、87b1～87b3的径以及宽度的尺寸并不特别限定，满足上述的关系即可。

第一、第二销87a、87b由包括适当的金属的材料构成。在本实施方式中，第一、第二销87a、87b由在由黄铜构成的主材上层叠有au层的材料构成。也可以作为au层的基底，在由黄铜构成的主材上层叠有ni层。

返回图17，压电发电装置81具有基底部件89。基底部件89配置为通过和由图20所示的第一、第二销87a、87b的第一部分87a1、87b1夹持多个第一、第二外部连接端子86a、86b。

基底部件89例如具有长方体的块状的形状。此外，基底部件89的形状并不特别限定，也可以是收纳多个发电元件82的盒状的形状。

基底部件89具有孔部89a1、89b1。基底部件89由适当的树脂构成。基底部件89例如能够使用含有玻璃纤维的聚苯硫醚(ppsg)等。在本实施方式中，ppsg中的玻璃纤维的含有率是40％。

孔部89a1被插入有包括第一销87a的第三部分87a3的部分。更详细而言，第一销87a被压入孔部89a1。第三部分87a3的宽度比孔部89a1的开口部的宽度宽。但是，因为基底部件89由树脂构成，所以在将第一销87a压入孔部89a1时，孔部89a1变形。由此，插入有包括第一销87a的第三部分87a3的部分。第一销87a固定于基底部件89。

如上述那样，将第一销87a压入孔部89a1时，利用第一部分87a1和基底部件89夹持多个第一外部连接端子86a。通过第一部分86a1和基底部件89按压多个第一外部连接端子86a，以便多个第一外部连接端子86a彼此相互接近。通过该按压，多个第一外部连接端子86a变形，多个第一外部连接端子86a彼此接触。由此，多个第一外部连接端子86a相互电连接。

多个发电元件82中最接近第一部分87a1的发电元件82的外部连接端子86a在与第一部分86a1接触，并且多个第一外部连接端子86a彼此接触的状态下被固定。

同样地，第二销87b的第三部分87b3的宽度比孔部89b1的开口部的宽度宽。包括第二销87b中的第三部分87b3的部分被插入孔部89b1。在多个第二外部连接端子86b在相互电连接的状态下，第二销87b固定于基底部件89。孔部89a1、89b1的宽度并不特别限定，但在本实施方式中，是0.65mm。

如图21所示，优选俯视时的第一销87a的第三部分87a3的外周边中的2点间的最小尺寸小于外周边中的2点间的最大尺寸。由此，能够容易地将第一销87a压入图17所示的基底部件89的孔部89a1。进一步优选的是，第三部分87a3的上述最小尺寸小于第二部分87a2的宽度的尺寸。由此，能够将第一销87a更加容易地压入孔部89a1

如图17所示，压电发电装置81具有柔性印刷电路基板88。柔性印刷电路基板88被最接近基底部件89的发电元件82的第一、第二外部连接端子86a、86b和基底部件89夹持。

柔性印刷电路基板88具有基材和形成在该基材上的布线。基材例如能够使用聚酰亚胺等。布线能够使用cu等适当的金属。

柔性印刷电路基板88具有与上述布线连接的第一、第二端子88a、88b。在第一、第二端子88a、88b以及上述基材设置有第一、第二贯通孔88a1、88b1。第一、第二贯通孔88a1、88b1分别插入有第一、第二销87a、87b的第二部分87a2、87b2。

第一、第二端子88a、88b与最接近柔性印刷电路基板88的发电元件82的第一、第二外部连接端子86a、86b接触。由此，第一、第二端子88a、88b与第一、第二外部连接端子86a、86b电连接。压电发电装置81经由柔性印刷电路基板88与外部电连接。

此外，压电发电装置81也可以与电路基板等连接。作为电路基板，例如，能够使用由玻璃环氧树脂等构成的基板上形成有布线的电路基板。

在本实施方式中，通过第一、第二销87a、87b，进行多个第一外部连接端子86a彼此以及多个第二外部连接端子86b彼此的电连接。因此，能够不使用接合材料地容易地进行上述连接。因此，能够提高生产性。

若通过焊料进行上述接合，则在接合部中容易损失柔软性。因此，在接合部中容易产生应力集中。对于此，在本实施方式中，多个第一外部连接端子86a彼此以及多个第二外部连接端子86b彼此连接的部分通过第一、第二销87a、87b固定。因此，在上述连接的部分中难以损失柔软性，并且难以产生应力集中。因此，难以产生由反复施加的应力所引起的破损。

另外，上述连接所需要的面积小，所以能够推进压电发电装置81的小型化。

也可以如图22所示的第五实施方式的第一变形例中的第一、第二销117a、117b那样，在与第一部分117a1、117b1的第一、第二外部连接端子接触的面设置有突起部117c。由此，能够更加可靠地进行多个第一外部连接端子彼此的电连接以及多个第二外部连接端子彼此的电连接。此外，突起部117c的个数并不特别限定。

也可以如图23的前剖视图所示的第五实施方式的第二变形例中的第一、第二销127a、127b那样，第一部分127a1、127b1与第一、第二外部连接端子接触的面倾斜。更具体而言，也可以倾斜为第一部分127a1、127b1的厚度从该面的外周边朝向内侧变薄。这样，通过第一部分127a、127b具有研钵的形状，能够更加可靠地进行多个第一外部连接端子彼此的电连接以及多个第二外部连接端子彼此的电连接。

图24是第六实施方式中的发电元件的立体图。

本实施方式的压电发电装置在发电元件92的多个第一、第二外部连接端子96a、96b具有切口部96a1、96b1的点上与第五实施方式不同。在上述的点以外，本实施方式的压电发电装置具有与第五实施方式的压电发电装置81相同的构成。

在本实施方式中，第一、第二销的第二部分插入第一、第二外部连接端子96a、96b的切口部96a1、96b1。在本实施方式中，也通过第一销，多个第一外部连接端子96a相互电连接并且固定。同样地，通过第二销，多个第二外部连接端子96b相互电连接并且固定。因此，与第五实施方式同样地，在上述连接的部分中难以产生应力集中，难以产生反复施加的应力所引起的破损。并且，能够提高生产性，并且能够推进小型化。

附图标记说明

1…压电发电装置；2a、2b…第一、第二发电元件；3a、3b…支承体；3aa、3ba…上表面；3ab、3bb…下表面；3ac、3bc…支承部；3bc1…端部；3ad、3bd…凸部；4a、4b…压电体；11…压电发电装置；12a、12b…第一、第二发电元件；13a、13b…支承体；13bb…下表面；13ac…支承部；13ad、13bd…凸部；13ad0…基底部；13ad1…阶梯差部；21…压电发电装置；22…发电元件；31…压电发电装置；41…压电发电装置；42a、42b…第一、第二发电元件；43a、43b…支承体；43ac、43bc…支承部；51…压电发电装置；52a、52b…第一、第二发电元件；53a、53b…支承体；53ba…上表面；53bc…支承部；53bd…凸部；55…凹部；62a…第一发电元件；63a…支承体；63ad…凸部；72a…第一发电元件；73a…支承体；73ad…凸部；81…压电发电装置；82…发电元件；83aa、83ab…第一、第二外部电极；83ba、83bb…第一、第二内部电极；84…压电体；84a…上表面；84b…下表面；84c…侧面；84x…压电元件；85…覆盖层；86a、86b…第一、第二外部连接端子；86a1、86b1…贯通孔；87a…第一销；87a1～87a3…第一～第三部分；87b…第二销；87b1～87b3…第一～第三部分；88…柔性印刷电路基板；88a、88b…第一、第二端子；88a1、88b1…第一、第二贯通孔；89…基底部件；89a1、89b1…孔部；90a、90b…导电性粘合剂；92…发电元件；96a、96b…第一、第二外部连接端子；96a1、96b1…切口部；101…压电发电装置；102…发电元件；103…支承体；117a、117b…第一、第二销；117a1、117b1…第一部分；117c…突起部；127a、127b…第一、第二销；127a1、127b1…第一部分。