CN101197548A - 静电动作装置 - Google Patents

Abstract

本发明的静电动作装置(静电感应型发电装置)，包括：第一基板，其包括第一电极以及第二电极，第一电极以及第二电极至少在基板上以相互电分离的状态设置；和第二基板，其包括驻极体部件，第一电极以及第二电极被设置成隔开对置，并且构成为能够相互相对移动，第一电极以及第二电极的至少一个被构成为与驻极体部件电容耦合。

Description

静电动作装置

技术领域

本发明涉及静电动作装置。

背景技术

以往，公知具备驻极体(electret)部件的静电感应型发电装置等的静电动作装置。作为以往的静电动作装置的一个例子，公开了一种发电机(静电感应型发电装置)，包括：隔开规定的间隔地形成有多个电极的第一基板；和隔开规定间隔地形成有多个作为电荷保持材料的驻极体膜的第二基板。该第一和第二基板被设置成相互隔开规定距离对置，并且通过负载相互电连接。另外，以往的发电机(静电感应型发电装置)被构成为：通过使第一和第二基板相互发生相对振动，从而使位于与电极对置的区域上的驻极体膜的面积增减，使由蓄积于驻极体膜上的电荷而在电极上感应的电荷量变化，将该变化量作为电流对负载输出(发电)。

但是，在以外的发电机中，在使第一基板和第二基板振动的情况下，由于第一基板和第二基板经由负载电连接的部分而限制了基板彼此的相对移动量。因此，由于限制了相对于电极移动的驻极体膜的面积的增减，所以存在难以提高发电机的发电效率的问题。即，以外的发电机等静电动作装置中，存在难以提高动能和电能的变换效率的问题。

发明内容

本发明第一方式的静电动作装置，包括：第一基板，其包括第一电极以及第二电极，第一电极以及第二电极至少在基板上以相互电分离的状态设置；和第二基板，其包括驻极体部件，第一基板以及第二基板被设置成隔开间隔对置，并且构成为能够相互相对移动，第一电极以及第二电极的至少一个被构成为与驻极体部件电容耦合。

本发明第二方式的静电动作装置，包括：第一基板，其包括第一电极以及第二电极，第一电极以及第二电极至少在基板上以相互电分离的状态设置；和第二基板，其包括驻极体部件，第一基板以及第二基板被设置成隔开间隔对置，并且构成为能够相互相对移动。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式中的静电感应型发电装置的构造的剖面图。

图2是表示第一实施方式中的静电感应型发电装置的下侧框体构造的俯视图。

图3是表示第一实施方式中的静电感应型发电装置的固定基板构造的俯视图。

图4是表示第一实施方式中的静电感应型发电装置的构成的示意图。

图5是表示第一实施方式中的静电感应型发也装置的构成的示意图。

图6是表示通过模拟求得的集电部的间隔和发电量之间的关系的曲线图。

图7是表示第二实施方式中的静电感应型发电装置的可动基板的构成的示意图。

图8是表示第二实施方式中的静电感应型发电装置的构成的示意图。

图9是表示第二实施方式中的静电感应型发电装置的构成的示意图。

图10是表示第三实施方式中的静电感应型发电装置的可动基板的构成的示意图。

图11是表示第三实施方式中的静电感应型发电装置的构成的示意图。

图12是表示第三实施方式中的静电感应型发电装置的构成的示意图。

图13是用于说明第三实施方式中的静电感应型发电装置的变形例的示意图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在以下的实施方式的说明中，作为本发明的静电动作装置的一个例子，对具备驻极体部件的静电感应型发电装置进行说明。

(第一实施方式)

首先，参照图1～图5对本发明的第一实施方式中的静电感应型发电装置1的构造进行说明。

如图1所示，该第一实施方式中的静电感应型发电装置1包括：形成有收纳部10a的下侧框体10；安装在下侧框体10的上面以堵住收纳部10a的上侧框体20；和桥式整流电路30(参照图4)。通过静电感应型发电装置1驱动的负载2(参照图4)连接于静电感应型发电装置1。

另外，如图1和2所示，在静电感应型发电装置1的下侧框体10的收纳部10a设有：一对弹性部件11(参照图2)；可动基板12，其由玻璃或硅基板等构成，在一对弹性部件11的作用下能够沿着X方向(参照图2)移动；用于引导可动基板12的引导部13；和用于限制可动基板12的位置的衬垫14以及15(参照图1)。弹性部件11分别配置于收纳部10a的X方向的内侧面和可动基板12之间。另外，可动基板12具有约600μm的厚度。引导部13和衬垫14被设置成沿着收纳部10a的箭头Y方向的内侧面在X方向上延伸。另外，引导部13设置于收纳部10a的底面。另外，衬垫14具有限制可动基板12在Y方向上的位置的功能，并且设置在引导部13上。衬垫15具有限制可动基板12在Z方向上(参照图1)的位置的功能。

如图1所示，静电感应型发电装置1的上侧框体20包括：固定基板21(参照图3)，其由玻璃或硅基板等构成，并被设置成与可动基板12对置；和用于引导可动基板12的引导部22。在固定基板21上的与衬垫15对置的区域，设有具有限制可动基板12在Z方向上的位置的功能。由此，构成为可动基板12和固定基板21隔开规定的间隔配置。另外，引导部22被设置成：与引导部13对置，沿着收纳部10a的Y方向的内侧面在X方向上(参照图2)延伸。

这里，在第一实施方式中，如图2和图4所示，在下侧框体10设置的可动基板12的固定基板21一侧的主表面12a的整个面上，形成有驻极体部件121。驻极体部件121具有约2.4μm的厚度，并且由通过热氧化法形成的SiO₂形成。另外，在驻极体部件121上，在与没有形成后述的绝缘膜122的区域相对置的区域(电荷保持部121a)上蓄积着负电荷。另外，电荷保持部121a是本发明的“第三电极”的一个例子。

另外，如图4所示，在驻极体部件121的主表面上，在X方向上隔开规定的间隔(例如约1mm)而形成有多个绝缘膜122。该绝缘膜122由通过HDP-CVD(High Density Plasma Chemical Vapor Deposition)法形成的SiO₂形成。另外，绝缘膜122具有约1mm的宽度、约2μm的厚度。另外，绝缘膜122是为了使后述的导电层123与驻极体部件121分离而设置的，具有抑制驻极体部件121中蓄积的负电荷流出到导电层123的功能。另外，导电层123是本发明的“第四电极”的一个例子。

另外，在第一实施方式中，在多个绝缘膜122上分别形成有由Al等形成的导电层123。该导电层123具有约0.3μm的厚度。另外，多个导电层123分别通过连接部123a(参照图2)连接，连接部123a的一部分接地。另外，在驻极体部件121的主表面上按照覆盖绝缘膜122以及导电层123的方式形成有电荷流出抑制膜124。该电荷流出抑制膜124具有约0.3μm的厚度，并且由MSQ(Methyl Silses Quioxane)等形成。另外，电荷流出抑制膜124是为了抑制驻极体部件121中蓄积的负电荷从表面流出而设置的。另外，电荷流出抑制膜124与后述的集电电极211以及212的表面(下表面)隔开距离D(例如约30μm)配置。

另外，在第一实施方式中，如图3所示，在固定基板21的可动基板12侧的主表面21a(参照图4)，形成有由Al或Ti等形成的集电电极211以及212，该集电电极211以及212在俯视的情况下具有梳子形状。另外，固定基板21是本发明的“第一基板”的一个例子。集电电极211具有：被形成为在X方向上隔开规定间隔并在Y方向延伸的多个集电部211a；和连接多个集电部211a的一个端部，并且形成为在X方向上延伸的连接部211b。另外，集电电极211是本发明的“第一电极”的一个例子，集电部211a是本发明的“第一电极部”的一个例子。另外，如图4所示，该集电部211a具有约100μm～约1000μm的宽度W1、约3μm～约5μm的厚度。另外，集电电极212具有：被形成为在X方向上隔开规定间隔并在Y方向延伸的多个集电部212a；用集电电极211的连接部211b一侧的相反侧的一个端部连接多个集电部212a，并且形成为在X方向上延伸的连接部212b。另外，集电电极211是本发明的“第二电极”的一个例子，集电部212a是本发明的“第二电极部”的一个例子。另外，如图12所示，该集电部211a具有约100μm～约1000μm的宽度W2、约3μm～约5μm的厚度。另外，集电电极211的集电部211a和集电电极212的集电部212a隔开约10μm～约100μm的间隔L1交替设置。

另外，如图4所示，桥式整流电路30是为了对发出的电力进行整流而设置的，并且经由布线41与固定基板21的集电电极211电连接。另外，桥式整流电路30经由布线40与固定基板21的集电电极212电连接。另外，通过静电感应型发电装置1所发出的电力驱动的负载2经由布线42以及43而与桥式整流电路30电连接。另外，负载2被接地。

另外，桥式整流电路30包括4个二极管31～34。具体而言，二极管31的阳极与二极管34的阴极连接，并且与布线41连接。另外，二极管31的阴极与二极管33的阴极连接，并且经由布线42与负载2连接。另外，二极管32的阳极与二极管34的阳极连接，并且经由布线43与负载2连接。另外，二极管32的阴极与二极管33的阳极连接，并且与布线40连接。另外，二极管33的阳极与布线40连接，并且阴极经由布线42与负载2连接。另外，二极管34的阳极经由布线43与负载2连接，并且阴极与布线41连接。

这里，在第一实施方式中，如图4所示，静电感应型发电装置1被构成为：在固定基板21的集电部211a位于与可动基板12的导电层123对置的区域时，固定基板21的集电部212a位于可动基板12的没有形成导电层123的区域(驻极体部件121的部分(电荷保持部121a))所对应的区域上。另外，此时，在处于对置位置的电荷保持部121a所保持的负电荷的作用下在固定基板21的集电部212a感应正电荷，同时在被感应正电荷的集电部212a和保持负电荷的电荷保持部121a之间电容耦合。另一方面，在经由负载2和整流电路30而与集电部211a连接的集电部212a上感应的正电荷的作用下，在固定基板21的集电部211a感应负电荷。然后，在感应负电荷的集电部211a和接地的导电层123之间电容耦合。

另外，在第一实施方式中，如图5所示，静电感应型发电装置1被构成为：在固定基板21的集电部211a位于可动基板12的没有形成导电层123的区域(电荷保持部121a)所对应的区域时，固定基板21的集电部212a位于与可动基板12的导电层123对应的区域上。另外，此时，在处于对置位置的电荷保持部121a所保持的负电荷的作用下在固定基板21的集电部211a感应正电荷，同时在被感应正电荷的集电部211a和保持负电荷的电荷保持部121a之间电容耦合。另一方面，在经由负载2和整流电路30而与集电部212a连接的集电部211a上感应的正电荷的作用下，在固定基板21的集电部212a感应负电荷。然后，在感应负电荷的集电部212a和接地的导电层123之间电容耦合。

接着，参照图4和图5对本发明的第一实施方式的静电感应型发电装置1的发电动作进行说明。

首先，如图4所示，在可动基板12的电荷保持部121a和固定基板21的集电部212a对置，并且可动基板12的导电层123和固定基板21的集电部211a对置时，在固定基板21的集电部212a感应正电荷，并且在固定基板21的集电部211a感应负电荷。此时，电荷保持部121a和集电部212a电容耦合。即，通过在电荷保持部121a和集电部212a之间形成电容器，由此确定在集电部212a感应的正电荷的电位。另外，同样，通过导电层123和集电部211a电容耦合，由此在导电层123和集电部211a之间形成电容器，由此确定在集电部211a感应的负电荷的电位。如上所述，在集电部212a和211a之间产生电位差，箭头A方向的电流从集电部212a流向桥式整流电路30。然后，进行整流，向负载2输出箭头B方向的电流。具体而言，电流按照二极管33、布线42、负载2、布线43以及二极管34的顺序流动。

然后，如图5所示，若可动基板12移动，则可动基板12的电荷保持部121a和固定基板21的集电部211a对置，并且可动基板12的导电层123和固定基板21的集电部212a对置。此时，在固定基板21的集电部211a感应正电荷，并且在固定基板21的集电部212a感应负电荷。然后，电荷保持部121a和集电部211a被电容耦合，并且导电层123和集电部212a被电容耦合。由此，与上述同样，确定在集电部211a感应的正电荷的电位，并且确定在集电部212a感应的负电荷的电位，由此在集电部211a和212a之间产生电位差。然后，箭头C方向的电流从集电部211a流向桥式整流电路30。然后，通过桥式整流电路30进行整流，向负载2输出箭头B方向的电流。具体而言，电流按照二极管31、布线42、负载2、布线43以及二极管32的顺序流动。

另外，通过反复上述动作，继续进行发电。

在第一实施方式中，如上所述，通过按照如下方式构成，即：使可动基板12和固定基板21隔开间隔对置并且能够相互相对移动，集电电极211的集电部211a和集电电极212的集电部212a的至少一个与驻极体部件121电容耦合，由此，不用将形成有驻极体部件121的可动基板12侧和形成有集电电极211以及212的固定基板21侧连接，便能确定集电部211a和集电部212a的电位。由此，由于能够确定经由负载2相互连接的集电部211a和集电部212a间的电位差，所以能对负载2输出电流。即，不用通过布线将可动基板12和固定基板21间连接便能对负载2供给电流。其结果，通过使可动基板12和固定基板21间分离，从而能增大驻极体部件121相对于固定基板21的集电电极211以及212能移动的面积，所以相应地能提高静电感应型发电机1的发电效率。由此，能提高动能和电能的转换效率。

另外，在第一实施方式中，通过将集电电极211以及212形成为梳子状，并交替配置集电部211a和212a，从而能容易地增加(减少)位于与固定基板21的集电部211a对置的区域上的可动基板12的驻极体121的面积，同时能减少(增加)位于与固定基板21的集电部212a对置的区域上的可动基板12的驻极体121的面积。

另外，在第一实施方式中，通过隔开规定间隔来形成导电层123，从而即使在驻极体部件121的电荷保持部121a上蓄积的负电荷移动到驻极体部件的与导电层123对应的部分的情况下，也能抑制因该移动的负电荷对与导电层123对应的区域(集电部211a或212a所处的区域)造成的影响。由此，在形成有导电层123的区域所对应的区域和没有形成导电层123的电荷保持部121a所对应的区域之间能容易地产生电位差。

另外，在第一实施方式中，通过按照如下方式构成，即在集电部211a位于与导电层123对应的区域的情况下，集电部212a位于与驻极体部件121的电荷保持部121a对应的区域，并且在集电部212a位于与导电层123对应的区域的情况下，集电部211a位于与驻极体部件121的电荷保持部121a对应的区域，由此，通过振动使可动基板12和固定基板21相对移动，能容易地增减位于与固定基板21的集电部211a和212a对置的区域上的驻极体部件121的电荷保持部121a的面积来进行发电。

另外，在第一实施方式中，通过按照如下方式构成，即在集电部211a位于与导电层123对应的区域的情况下，集电部211a和导电层123电容耦合，并且集电部212a和驻极体部件121的电荷保持部121a电容耦合，在集电部212a位于与导电层123对应的区域的情况下，集电部212a和导电层123电容耦合，并且集电部211a和驻极体部件121的电荷保持部121a电容耦合，由此，集电部211a以及212a与导电层123以及电荷保持部121a的至少一个电容耦合，所以可靠地确定集电部211a以及212a的电位。由此，由于确定了集电部211a以及212a的电位差，所以能可靠地向负载2供给电流。

另外，在第一实施方式中，通过在驻极体部件121的主表面上设置电荷流出抑制膜124，从而能抑制驻极体部件121的电位降低，所以能抑制静电感应型发电装置1的发电效率降低。

接着，对为了确认在上述第一实施方式的固定基板21上形成集电电极211和212的效果而进行的试验进行说明。在该试验中，制作了与上述第一实施方式对应的实施例的静电感应型发电装置和比较例的静电感应型发电装置。在实施例的静电感应型发电装置中，设集电部211a的宽度W1和集电部212a的宽度W2为1mm，并设集电部211a和212a的间隔L1为30μm。另外，在比较例的静电感应型发电装置中，除了在固定基板21上仅形成了集电电极211之外，其他与上述实施例的静电感应型发电装置相同。然后，在振幅(X方向的移动量)：1、频率：30Hz、测量面积：4cm²、驻极体部件121的表面电位：-272V的条件下，来测量实施例的静电感应型发电装置以及比较例的静电感应型发电装置的每单位面积的发电量。

进行4次上述测量，其平均数在实施例的静电感应型发电装置中为5.25μW/cm²，在比较例的静电感应型发电装置中为2.51μW/cm²。根据上述测量结果可知，在固定基板21上形成集电电极211和212的实施例的静电感应型发电装置与在固定基板21上仅形成了集电电极211的比较例的静电感应型发电装置相比，发电量为2.1倍。

接着，对为了确认固定基板21上形成的集电部211a和212a的间隔L1的影响而进行的模拟进行说明。在该模拟中，设集电部211a的宽度W1和集电部212a的宽度W2为1mm，并设集电部211a和集电部212a的整体宽度为10mm。另外，将导电层123的宽度设为1mm，并设导电层123的间隔为1mm。然后，计算集电部211a以及212a的间隔L1和发电量之间关系。其结果如图6所示。

根据图6所示的模拟结果，在间隔L1为50μm时，发电量最大。即，明确了在间隔L1是集电部211a的宽度W1和集电部212a的宽度W2的1/20(＝50μm/1mm)时发电量最大。另外，为了确保发电量的峰值的75％以上的发电量，考虑优选间隔L1为10μm～100μm。即，明确了优选间隔L1是集电部211a的宽度W1和集电部212a的宽度W2的1/100(＝10μm/1mm)～1/10(＝100μm/1mm)。

(第二实施方式)

在第二实施方式中，与上述第一实施方式不同，如图7和8所示，对可动基板310的主表面310a上以梳子状形成的电极311和形成有屏蔽电极313(guard electrode)的静电感应型发电装置300的构成进行说明。

在该第二实施方式的静电感应型发电装置300中，如图7和8所示，在由玻璃或硅基板等形成的可动基板310的固定基板21侧的主表面310a形成有电极311，其由Al或Ti等形成，并在俯视的情况下具有梳子状。另外，可动基板12是本发明的“第二基板”的一个例子。该电极311具有：被形成为在X方向上隔开规定间隔并在Y方向延伸的多个电极部311a；和连接多个电极部311a的一个端部，并且形成为在X方向上延伸的连接部311b。另外，该电极部311a具有约100μm～约1000μm的宽度和约3μm～约5μm的厚度。

另外，在第二实施方式中，如图7和图8所示，在电极311的电极部311a上，在与电极部311a对应的区域形成有由SiO₂形成的驻极体部件312。具体而言，驻极体部件312在箭头X方向隔开规定的间隔并在箭头Y方向延伸地形成有多个。另外，该驻极体部件312蓄积着负电荷，并且具有约100μm～约1000μm的宽度和约3μm～约5μm的厚度。另外，驻极体部件312是本发明的“第三电极”的一个例子。

另外，在第二实施方式中，如图7和8所示，在可动基板310的固定基板21侧的主表面310a形成有屏蔽电极313，其由Al或Ti等形成，并在俯视的情况下具有梳子状。该屏蔽电极313具有：被形成为在X方向上隔开规定间隔并在Y方向延伸的多个屏蔽电极部313a；和用电极311的连接部311b侧的相反侧的一个端部连接多个屏蔽电极部313a，并且形成为在X方向上延伸的连接部313b。另外，该屏蔽电极部313a被设置于电极311的电极部311a之间，具有约100μm～约1000μm的宽度、比驻极体部件312的上表面的高度还高的高度。另外，电极311的电极部311a以及屏蔽电极313的屏蔽电极部313a隔开约10μm～约100μm的间隔L2而设置。另外，电极311的电极部311a以及屏蔽电极313的屏蔽电极部313a接地为0V。另外，屏蔽电极部313a是本发明的“第四电极”的一个例子。

另外，如图8所示，在第二实施方式中被构成为：在可动基板310的驻极体部件312位于与固定基板21的集电部211a对置的区域时，可动基板310的屏蔽电极部313a位于与固定基板21的集电部212a对置的区域。此时，在处于对置位置的驻极体部件312所保持的负电荷的作用下在固定基板21的集电部211a感应正电荷，同时在被感应正电荷的集电部211a和保持负电荷的驻极体部件312之间电容耦合。另一方面，在经由负载2以及整流电路30而与集电部212a连接的集电部211a上感应的正电荷的作用下，在固定基板21的集电部212a感应负电荷。然后，在感应负电荷的集电部212a和接地的屏蔽电极部313a之间电容耦合。

另外，如图9所示，在可动基板310的驻极体部件312位于与固定基板21的集电部212a对置的区域时，可动基板12的屏蔽电极部313a位于与固定基板21的集电部211a对置的区域。另外，此时，在处于对置位置的驻极体部件312所保持的负电荷的作用下在固定基板21的集电部212a感应正电荷，同时在被感应正电荷的集电部212a和保持负电荷的驻极体部件312之间电容耦合。另一方面，在经由负载2以及整流电路30而与集电部211a连接的集电部212a上感应的正电荷的作用下，在固定基板21的集电部211a感应负电荷。然后，在感应负电荷的集电部211a和接地的屏蔽电极部313a之间电容耦合。

另外，第二实施方式的其他构成与上述第一实施方式相同。

接着，参照图8和图9对本发明的第二实施方式的静电感应型发电装置300的发电动作进行说明。

首先，如图8所示，在可动基板310的驻极体部件312和固定基板21的集电部211a对置，并且可动基板310的屏蔽电极部313a和固定基板21的集电部212a对置时，在固定基板21的集电部211a感应正电荷，并且在固定基板21的集电部212a感应负电荷。此时，驻极体部件3 12和集电部212a电容耦合，并且屏蔽电极部313a和集电部212a电容耦合。即，通过在屏蔽电极部313a和集电部211a之间形成电容器，由此确定在集电部211a感应的正电荷的电位。另外，同样，通过在屏蔽电极部313a和集电部212a之间形成电容器，由此确定在集电部212a感应的负电荷的电位。通过上述，通过在集电部212a和211a之间产生电位差，由此箭头C方向的电流从集电部211a流向桥式整流电路30。然后，进行整流，向负载2输出箭头B方向的电流。具体而言，电流按照二极管31、布线42、负载2、布线43以及二极管32的顺序流动。

然后，如图9所示，可动基板310的驻极体部件312和固定基板21的集电部212a对置，并且可动基板310的屏蔽电极部313a和固定基板21的集电部211a对置。此时，在固定基板21的集电部212a感应正电荷，并且在固定基板21的集电部211a感应负电荷。然后，驻极体部件312和集电部212a被电容耦合，并且屏蔽电极部313a和集电部211a被电容耦合。与此，与上述同样，确定在集电部212a感应的正电荷的电位，并且确定在集电部211a感应的负电荷的电位，由此在集电部211a和212a之间产生电位差。然后，箭头A方向的电流从集电部212a流向桥式整流电路30，并且通过桥式整流电路30进行整流，向负载2输出箭头B方向的电流。具体而言，电流按照二极管33、布线42、负载2、布线43以及二极管34的顺序流动。

另外，通过反复上述动作，继续进行发电。

在第二实施方式中，如上所述，即使在可动基板310形成驻极体部件312以及屏蔽电极313的情况下，也能使可动基板310的驻极体部件312以及屏蔽电极313的屏蔽电极部313a、与固定基板21的集电部211a以及212a电容耦合，所以不用将固定基板21以及可动基板310之间用布线连接，便能向负载2供给电流。

另外，第二实施方式中，通过在驻极体部件312间设置屏蔽电极部313a，从而能使与驻极体部件312对置的区域以及与屏蔽电极部313a对置的区域之间的电位差增大，所以在可动基板310振动的情况下，能增大在固定基板21的集电部211a以及212a感应的电荷的量。由此也能提高静电感应型发电装置300的发电效率。

另外，第二实施方式中，通过使屏蔽电极部313a的高度高于驻极体部件312的上表面的高度，从而能进一步增大与驻极体部件312对置的区域以及与屏蔽电极部313a对置的区域之间的电位差。

另外，第二实施方式的其他效果与第一实施方式相同。

(第三实施方式)

在第三实施方式中，如图10～12所示，与形成蓄积有负电荷的驻极体部件312以及屏蔽电极部313a的第二实施方式不同，对在可动基板360的主表面360a上形成蓄积有负电荷的驻极体部件312以及蓄积有正电荷的驻极体部件362的静电感应型发电装置350的构成进行说明。

在该第三实施方式的静电感应型发电装置350中，如图10和图11所示，在由玻璃或硅基板等形成的可动基板360的固定基板21侧的主表面360a上，形成具有梳子形状的电极311。另外，在电极311的电极部311a上，在与电极部311a对应的区域上形成蓄积负电荷的驻极体部件312。另外，可动基板360是本发明的“第二基板”的一个例子。

另外，在第三实施方式中，在可动基板360的固定基板21侧的主表面360a，形成有由Al或Ti等形成的电极361，该电极361在俯视的情况下具有梳子形状。该电极361具有：被形成为在X方向上隔开规定间隔并在Y方向延伸的多个电极部361a；和用电极311的连接部311b侧的相反侧的一个端部连接多个集电部361a，并且形成为在X方向上延伸的连接部361b。另外，该电极部361a设置在电极311的电极部311a间，具有约100μm～约1000μm的宽度和约3μm～约5μm的厚度。另外，电极311的电极部311a和电极361的电极部361a隔开约10μm～约100μm的间隔L3而设置。另外，电极311的电极部311a和电极361的电极部361a接地。

另外，在第三实施方式中，在电极361的电极部361a上，在与电极部361a对应的区域形成有由SiO₂形成的驻极体部件362。具体而言，驻极体部件362在箭头X方向隔开规定的间隔并在箭头Y方向延伸地形成有多个。另外，该驻极体部件362蓄积着正电荷，并且具有约100μm～约1000μm的宽度和约3μm～约5μm的厚度。另外，驻极体部件362是本发明的“第四电极”的一个例子。

另外，如图11所示，在第三实施方式中被构成为：在可动基板360的驻极体部件312位于与固定基板21的集电部211a对置的区域时，可动基板360的驻极体部件362位于与固定基板21的集电部212a对置的区域，并且如图12所示，在可动基板360的驻极体部件312位于与固定基板21的集电部212a对置的区域时，可动基板360的驻极体部件362位于与固定基板21的集电部211a对置的区域。另外，此时，在处于对置位置的驻极体部件312所保持的负电荷的作用下在固定基板21的集电部211a感应正电荷，同时在被感应正电荷的集电部211a和保持负电荷的驻极体部件312之间电容耦合。另一方面，在处于对置位置的驻极体部件362所保持的正电荷的作用下在固定基板21的集电部212a感应负电荷，同时在被感应负电荷的集电部212a和保持正电荷的驻极体部件362之间电容耦合。

另外，第三实施方式的其他构成与上述第二实施方式相同。

接着，参照图11和图12对本发明的第三实施方式的静电感应型发电装置350的发电动作进行说明。

首先，如图11所示，在可动基板360的驻极体部件312和固定基板21的集电部211a对置，并且可动基板360的驻极体部件362和固定基板21的集电部212a对置时，在固定基板21的集电部211a感应正电荷，并且在固定基板21的集电部212a感应负电荷。此时，驻极体部件312和集电部211a电容耦合，并且驻极体部件362和集电部212a电容耦合。即，通过在驻极体部件312和集电部211a之间形成电容器，由此确定在集电部211a感应的正电荷的电位。另外，同样，由于在驻极体部件362和集电部212a之间形成电容器，所以确定在集电部212a感应的负电荷的电位。通过上述，通过在集电部211a和212a之间产生电位差，由此箭头C方向的电流从集电部211a流向桥式整流电路30。然后，进行整流，向负载2输出箭头B方向的电流。具体而言，电流按照二极管31、布线42、负载2、布线43以及二极管32的顺序流动。

然后，如图12所示，可动基板360的驻极体部件312和固定基板21的集电部212a对置，并且可动基板360的驻极体部件362和固定基板21的集电部211a对置。此时，在固定基板21的集电部212a感应正电荷，并且在固定基板21的集电部211a感应负电荷。然后，驻极体部件312和集电部212a被电容耦合，并且驻极体部件362和集电部211a被电容耦合。与此，与上述同样，确定在集电部212a感应的正电荷的电位，并且确定在集电部211a感应的负电荷的电位，由此在集电部212a和211a之间产生电位差。然后，箭头A方向的电流从集电部212a流向桥式整流电路30，并且通过桥式整流电路30进行整流，向负载2输出箭头B方向的电流。具体而言，电流按照二极管33、布线42、负载2、布线43以及二极管34的顺序流动。

在第三实施方式中，如上所述，即使在可动基板360上形成蓄积了负电荷的驻极体部件312以及蓄积了正电荷的驻极体部件362的情况下，也能使可动基板360的驻极体部件312以及驻极体部件362、与固定基板21的集电部211a以及212a电容耦合，所以不用将固定基板21以及可动基板360之间用布线连接，便能向负载2供给电流。

另外，第三实施方式中，通过在蓄积了负电荷的驻极体部件312间设置蓄积了正电荷的驻极体部件362，从而能使与驻极体部件312对置的区域以及与驻极体部件362对置的区域之间的电位差增大，所以在可动基板360振动的情况下，能增大在固定基板21的集电部211a以及212a感应的电荷的量，所以能提高静电感应型发电装置350的发电效率。

第三实施方式的其他效果与第一实施方式相同。

另外，本次公开的实施方式全部都只是例子，不能认为是任何限定。本发明的范围并非通过上述的实施方式的说明而是通过技术方案来表示，并且还包括与技术方案意思相同以及范围内的所有的变更。

例如，在上述第一～第三实施方式中，例示了使用由SiO₂形成的驻极体部件，但本发明并非限定于此，也可以使用由聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯(PP)、以及聚乙烯(PE)等的有机高分子化合物或SiN等的硅化合物形成的驻极体部件。另外，作为聚四氟乙烯，存在特氟纶(注册商标)以及氟树脂(CYTOP：注册商标)。

另外，在上述第一～第三实施方式中，作为静电动作装置的一个例子表示了静电感应型发电装置，但本发明并非限定于此，只要是包括驻极体部件的静电感应型转换装置，也可以应用于静电感应型执行元件等其他静电感应型转换装置。

另外，在上述第一～第三实施方式中，表示了以梳子状形成集电电极并且将驻极体部件形成在电极的电极部上的例子，但本发明并非限定于此，只要是通过振动而使对置的面积变化的形状，也可以将集电电极的集电部和驻极体部件形成为其他的形状。

另外，在上述第一～第三实施方式中，作为本发明的电路部表示了设置桥式整流电路30的例子，但本发明并非限定于此，也可以设置由桥式整流电路和DC-DC转换器形成的电路部，也可以设置仅由DC-DC转换器形成的电路部。

另外，在上述第一～第三实施方式中，例示了在可动基板形成蓄积了负电荷的驻极体部件的例子，但本发明并非限定于此，也可以在可动基板形成蓄积了正电荷的驻极体部件。

另外，在上述第一～第三实施方式中，例示了在可动基板形成驻极体部件并且在固定基板形成集电电极的例子，但本发明并非限定于此，也可以在可动基板形成集电电极并且在固定基板形成驻极体部件。

另外，在上述第三实施方式中，分别在固定基板以及可动基板形成分别以梳子状形成的两个电极，并在形成于可动基板的两个电极的表面分别形成驻极体部件的例子，但本发明并非限定于此，也可以在形成于可动基板的两个电极中的一个电极和形成于固定基板的两个电极中的一个电极的表面，分别形成驻极体部件。具体而言，在第三实施方式中(参照图11)，在可动基板360的电极311a以及361a上分别形成驻极体部件312以及362，如图13所示，而在第三实施方式的变形例的静电感应型发电机400中，在可动基板360的电极311a上形成驻极体部件312，并且在固定基板21的集电电极211的集电部211a上配置驻极体部件410。由此，成为在集电部211a通过驻极体部件410而感应了正电荷的状态，并且接地的可动基板360的电极361a具有作为屏蔽电极的功能。并且，在集电部212a与驻极体部件312对置时，通过与驻极体部件312电容耦合而确定的集电部212a的电位、与由驻极体部件410感应的正电荷引起的集电部211a的电位之间的电位差，使得电流流过负载2。另外，在集电部212a与电极361a对置的情况下，通过与电极361a电容耦合的集电部212a的电位、与分别由驻极体部件312以及驻极体部件410感应的正电荷引起的集电部211a的电位之间的电位差，使得电流流过负载2。由此，即使是在固定基板21以及可动基板360分别配置驻极体部件312以及410的结构，基板间也不需要进行布线就能向负载2供给电流。

Claims (20)

1.一种静电动作装置，包括：

第一基板，其包括第一电极以及第二电极，所述第一电极以及第二电极至少在基板上以相互电分离的状态设置；和

第二基板，其包括驻极体部件，

所述第一基板以及所述第二基板被设置成隔开间隔对置，并且构成为能够相互相对移动，

所述第一电极以及所述第二电极的至少一个被构成为与所述驻极体部件电容耦合。

2.根据权利要求1所述的静电动作装置，其特征在于，

所述第一电极包括隔开间隔形成的多个第一电极部，

所述第二电极包括在所述第一电极部之间形成的多个第二电极部。

3.根据权利要求1所述的静电动作装置，其特征在于，

所述第二基板还包括第三电极以及第四电极，

所述第三电极以及所述第四电极的至少一个是所述驻极体部件，

在所述第一电极位于与所述第三电极对应的区域的情况下，所述第二电极位于与所述第四电极对应的区域，并且在所述第二电极位于与所述第三电极对应的区域的情况下，所述第一电极位于与所述第四电极对应的区域。

4.根据权利要求3所述的静电动作装置，其特征在于，

在所述第一电极位于与所述第三电极对应的区域的情况下，所述第一电极与所述第三电极电容耦合，并且所述第二电极与所述第四电极电容耦合，在所述第二电极位于与所述第三电极对应的区域的情况下，所述第二电极与所述第三电极电容耦合，并且所述第一电极与所述第四电极电容耦合。

5.根据权利要求3所述的静电动作装置，其特征在于，

在所述第三电极以及所述第四电极中，一个是所述驻极体部件，另一个是导电层。

6.根据权利要求5所述的静电动作装置，其特征在于，

所述导电层是用于抑制产生所述驻极体部件中蓄积的电荷引起的电场中相对于所述驻极体部件的主表面垂直方向的成分以外的成分的电极。

7.根据权利要求3所述的静电动作装置，其特征在于，

所述第三电极以及所述第四电极都是所述驻极体部件。

8.根据权利要求3所述的静电动作装置，其特征在于，

所述第一电极以及所述第二电极的任一个电极都是所述驻极体部件，并且在所述第三电极以及所述第四电极中，一个是所述驻极体部件，另一个是导电层。

9.根据权利要求3所述的静电动作装置，其特征在于，

所述第三电极包括隔开间隔形成的多个第三电极部，

所述第四电极包括在所述第三电极部之间形成的多个第四电极部。

10.根据权利要求3所述的静电动作装置，其特征在于，

所述驻极体部件形成在所述第二基板的表面上的实质的整个面，

所述导电层在所述驻极体部件的表面上隔开间隔形成多个，

所述驻极体部件中，没有形成所述导电层的部分与所述第三电极对应，并且所述导电层与所述第四电极对应。

11.根据权利要求10所述的静电动作装置，其特征在于，

在所述驻极体部件的表面上形成有电荷流出抑制膜。

12.根据权利要求1所述的静电动作装置，其特征在于，

还包括电路部，其将所述第一电极以及所述第二电极的至少一个电极上感应的电荷作为电流输出，

所述第一电极以及所述第二电极经由所述电路部相互连接，并且所述第一基板被构成为固定基板。

13.根据权利要求12所述的静电动作装置，其特征在于，

所述第二基板还包括第三电极以及第四电极，

所述第三电极以及所述第四电极相互连接，并且所述第二基板被构成为可动基板，

作为所述可动基板的第二基板被构成为沿着与作为所述固定基板的第一基板平行的方向移动。

14.根据权利要求13所述的静电动作装置，其特征在于，

所述第三电极以及所述第四电极接地。

15.根据权利要求14所述的静电动作装置，其特征在于，

通过所述可动基板侧的所述第一电极上的与所述固定基板侧的所述第三电极以及所述第四电极的任意一个电极电容耦合而确定的电位、和所述可动基板侧的所述第二电极上的与所述固定基板侧的所述第三电极以及所述第四电极的任意一个电极电容耦合而确定的电位之间的电位差，使得电流流过所述电路部。

16.一种静电动作装置，包括：

第一基板，其包括第一电极以及第二电极，所述第一电极以及第二电极至少在基板上以相互电分离的状态设置；和

第二基板，其包括驻极体部件，

所述第一基板以及所述第二基板被设置成隔开间隔对置，并且构成为能够相互相对移动。

17.根据权利要求16所述的静电动作装置，其特征在于，

所述第一电极包括隔开间隔形成的多个第一电极部，

所述第二电极包括在所述第一电极部之间形成的多个第二电极部。

18.根据权利要求16所述的静电动作装置，其特征在于，

还包括在所述驻极体部件的表面上隔开间隔形成的多个导电层。

19.根据权利要求18所述的静电动作装置，其特征在于，

在所述第一电极位于与所述导电层对应的区域的情况下，所述第二电极位于与没有形成所述导电层的区域对应的区域，并且在所述第二电极位于与所述导电层对应的区域的情况下，所述第一电极位于与没有形成所述导电层的区域对应的区域。

20.根据权利要求16所述的静电动作装置，其特征在于，

在所述驻极体部件的表面上形成有电荷流出抑制膜。

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