CN102684545A - 发电装置及使用该发电装置的电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发电装置,具备:对置配置的一对电极;驻极体部件,在所述一对电极之间,与所述一对电极分离地配置,并在通过所述一对电极的正交轴的方向上可移动地具备。

Description

发电装置及使用该发电装置的电子设备
技术领域
本发明涉及发电装置及使用该发电装置的电子设备。
背景技术
目前,如(日本)特开2006-180450号公报所示,已知有如下所述的静电感应型的发电装置,其通过使长条状的驻极体(electret)与梳齿状的工作电极(working electrode)对置地配置,且工作电极相对于驻极体沿水平方向振动,从而能够利用静电感应进行发电。
如图9(a)所示,在该发电装置中,驻极体3和工作电极1靠近时,在工作电极1中感应电荷,从该状态开始使工作电极1和驻极体3沿水平方向相对移动时,如图9(b)所示,工作电极1的感应电荷量发生变化,其变化的部分作为电流向外部电路(负载R)输出。
但是,在上述现有技术的情况下,由于驻极体3形成在基底电极2上,因此从驻极体3的电荷发出的电力线的大部分朝向基底电极2。因此,只有一部分朝向重要的工作电极1,所以在工作电极1中感应的电荷比基底电极2少很多,存在不能有效利用驻极体3的表面电荷的问题。
具体地讲,如图10所示,将驻极体3的表面电荷密度设为σ,将在工作电极1中感应的电荷密度设为σ1,将在基底电极2中感应的电荷密度设为σ2时,在工作电极1和驻极体3最接近而以正面对置时的、在工作电极1和基底电极2中感应的电荷密度分别用下述公式表示。
σ1=-σ·(d2′)/(d1+d2′)
σ2=-σ·(d1)/(d1+d2′)
d2′=d2s
s为驻极体的介电常数)
通常的驻极体3的膜厚d2比与工作电极1的距離d1小很多,例如,d2=10μm、d1=100μm,并且εs=2时,空气中的
Figure BSA00000696285900011
Figure BSA00000696285900021
在该例中,在工作电极1中感应的电荷为在基底电极2中感应的电荷的约1/19。
由此可知,实际上有助于发电的、在工作电极1中感应的电荷比在基底电极2中感应的电荷少,驻极体3的表面电荷未得到有效利用。
另外,能够从该发电装置获得的最大电力Pmax用下述的通式(1)表示,其输出与驻极体3的表面电荷密度σ的2次方成正比。
另外,驻极体3的表面电荷密度σ用下述的通式(2)表示,与驻极体3的表面电位V成正比。
因此,越提高驻极体3的表面电位,发电量越多。
[数学式1]
P max = σ 2 · n · A · 2 πf ϵ s · ϵ 0 d 2 [ ϵ s · d 1 d 2 + 1 ] · · · · ( 1 )
σ = ϵ s · ϵ 0 · V d 2 · · · · ( 2 )
σ:驻极体的表面电荷密度
n:极数即驻极体的数量
A:工作电极和驻极体重叠的最大面积
f:工作电极的往复运动的频率
d2:驻极体的厚度
d1:驻极体与工作电极的距离
εs:驻极体的介电常数
ε0:真空的介电常数
V:驻极体的表面电位
但是,如现有技术那样,如果将驻极体3细线化成长条状而提高布线密度,则利用电晕(corona)放电将电子注入驻极体3时,长条状的驻极体3的端部的电场由于边缘效应而变强,电子相斥。因此,存在驻极体3难以带电、不能向驻极体3赋予高表面电位,从而难以提高发电量的问题。
另外,现有技术的驻极体发电装置(静电感应型发电装置)中还存在以下问题点。
·由于将工作电极1形成为梳齿状,因此产生感应电荷的、工作电极1与驻极体3对置的面的表面积变小,相对于装置面积的发电效率较差。
·需要从振动而进行工作的工作电极1引出布线,为了稳定地获得电力,装置结构变得复杂。
·由通式(1)(2)可知,驻极体3与工作电极1之间的间隙(d1)较小的一方对发电有效,但越缩小间隙,驻极体3与工作电极1之间的静电吸附力越大,因此需要以驻极体3和工作电极1不接触的方式高精度维持间隙的机构,装置结构变得复杂。
发明内容
本发明的发电装置具备:对置配置的一对电极;以及驻极体部件,在所述一对电极之间与该一对电极分离地配置,并在通过所述一对电极的轴的方向上可移动地具备。
本发明的电子设备具备蓄电池,储存在第一技术方案中所述的发电装置所发出的电力,使用储存在所述蓄电池中的电力进行动作。
另外,本发明的电子设备具备:蓄电池,储存在第一技术方案中所述的发电装置所发出的电力;以及电力输出部,将由所述蓄电池储存的电力供给至其它电子设备。
本发明的效果将在下面的记载中得出,并且通过下面的记载变得明了,或通过实施本发明而变得清楚。本发明的效果将通过实施方式及其组合变得明了。
附图说明
下述附图构成说明书的一部分,用于解释本发明的实施方式,并与上述发明内容及下述的具体实施方式一起用于解释本发明的主旨。
图1是表示本发明实施方式的发电装置的分解立体图。
图2是表示从图1的II-II切断线观察的发电装置的纵截面图。
图3是表示从图1的III-III切断线观察的发电装置的横截面图。
图4是表示静电感应型发电装置的说明图,示出了驻极体膜的振动(a)和与驻极体膜的振动对应的电荷的移动(b)。
图5是用于说明发电装置的发电量的说明图。
图6是表示发电装置的变形例的横截面图。
图7是表示发电装置的变形例的纵截面图。
图8是表示发电装置的变形例的纵截面图。
图9是表示现有的发电装置的说明图,表示感应有电荷的状态(a)和感应的电荷向外部负载流动的状态(b)。
图10是用于说明现有的发电装置的发电量的说明图。
图11是表示使用本发明的发电装置的手表的概略构成的俯视图。
图12是表示使用本发明的发电装置的手机的概略构成的俯视图。
图13是表示使用本发明的发电装置的发电地板的概略构成的俯视图。
图14是表示从图13的XIV-XIV切断线观察的发电地板的概略构成的截面图。
具体实施方式
下面,对本发明的发电装置进行详细说明。但是,在下面叙述的实施方式中,为了实施本发明而附加了各种在技术上优选的限定,但不是将发明范围限定于下面的实施方式及图示例。
图1是表示本发明的发电装置的分解立体图。图2是表示沿着图1的II-II切断线的发电装置的纵截面图。图3是表示沿着图1的III-III切断线的发电装置的横截面图。
如图1~图3所示,发电装置100是如下的装置,即,具备:作为一对固定基板的上基板10及下基板20;以及在四方侧面配置的作为保持部件的4个侧面板40,以规定间隔保持该上基板10及下基板20;该发电装置100具有呈大致长方体形状的壳体。
上基板10、下基板20、侧面板40是由绝缘性的材料构成的板状部件,在本实施方式中,构成为通过上基板10、下基板20、侧面板40形成湿气不能进入壳体内部的封闭结构体。
该发电装置100具备对置配置的一对电极11、21。一侧的电极11设于上基板10的下表面(内表面侧),另一侧的电极21设于下基板20的上表面(内表面侧),成对的上基板10及下基板20支承一对电极11、21。一对电极11、21分别是呈矩形形状的电极。
另外,在配设于上基板10的下表面的一侧的电极11的表面(内表面侧)设有放电防止膜12。放电防止膜12是由绝缘性的材料构成的薄膜状部件。另外,为了适当地防止来自电极11的气体放电,放电防止膜12是无针孔的绝缘性薄膜材料。
另外,在发电装置100的一侧电极11上连接有用于取出在电极11中感应的电荷的布线51,在另一侧电极21上连接有用于取出在电极21中感应的电荷的布线52(参照图4(a))。
另外,发电装置100具备驻极体膜31,该驻极体膜31在一对电极11、21之间与该一对电极11、21分离地配置,并在轴A(正交轴)的方向上可移动地具备,该轴A是通过一对电极11、21的轴,即,如图2所示,与电极11所具备的面中的与电极21对置的面及电极21所具备的面中的与电极11对置的面正交的轴。驻极体膜31设于在上基板10和下基板20之间配置的可动基板30的上表面,可动基板30支承驻极体膜31。
可动基板30是由绝缘性的材料构成的板状部件。另外,在各边一体地形成各2个突出的突片30a,该突片30a相对于大致矩形的可动基板30的周缘突出的平面形状为大致三角形状,更优选立体形状为大致圆锥形状。
驻极体膜31是由例如能够半永久性地保持通过电晕放电注入的正电荷或负电荷的电荷保持材料构成、并呈矩形形状的部件。
作为该驻极体膜31可使用的电荷保持材料,可以列举例如聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、三氟氯乙烯-乙烯共聚合物(ECTFE)、及聚氟乙烯(PVF)那样的高分子电荷保持材料或硅氧化物(SiO2)及硅氮化物(SiN)那样的无机电荷保持材料。
具体地讲,可以将旭硝子株式会社制「透明氟塑料(CYTOP)」等应用于本发明的驻极体膜31。
另外,在发电装置100的上基板10、下基板20、可动基板30上,分别在基板的四个角以同极相对的方式具备磁铁M。各磁铁M在各基板上可更换地具备。
具体地讲,在可动基板30的四个角设有使S极朝向上基板10侧、使N极朝向下基板20侧的磁铁M。各磁铁M嵌入在形成于可动基板30的安装孔中并与可动基板30大致齐平面地配设。
另外,在上基板10的四个角设有使S极朝向可动基板30侧的磁铁M。各磁铁M嵌入形成于上基板10的安装孔并与上基板10大致齐平面地配设。
另外,在下基板20的四个角设有使N极面向可动基板30侧的磁铁M。各磁铁M嵌入在形成于下基板20的安装孔中并与下基板20大致齐平面地配设。
而且,通过磁铁M的相斥力,可动基板30从上基板10及下基板20悬浮,设于可动基板30的驻极体膜31构成为沿着通过一对电极11、21的轴的方向移动并振动。
另外,设于可动基板30的多个(本实施方式中为8个)突片30a中的某一个突片30a的前端与侧面板40的内表面抵接,该可动基板30在与侧面板40点接触的状态下,悬浮于上基板10和下基板20之间。另外,也可以是,突边30a的全部突边30a的前端与侧面板40点接触。
对这样构成的发电装置100作用外部振动时,如图4所示,与利用磁铁M的相斥力悬浮的可动基板30一体的驻极体膜31沿着通过一对电极11、21的轴的方向移动并振动。
该可动基板30与驻极体膜31一起上下移动(振动)时,可动基板30与侧面板40以点接触的方式稍微接触,因此可动基板30与侧面板40之间几乎不产生摩擦。即,对发电装置100作用外部振动时,不会由于摩擦妨碍可动基板30的上下振动的动作,因此微小的外部振动能够变换为可动基板30的上下振动。
另外,为了进一步不产生可动基板30与侧面板40之间的摩擦,优选可动基板30与侧面板40的至少一方用例如聚四氟乙烯(Teflon(注册商标))那样的摩擦系数较小的绝缘材料形成。
接着,对本实施方式的发电装置100中的发电机制(mechanism)进行说明。
如图4(a)所示,随着对发电装置100作用外部振动,通过磁铁M的相斥力悬浮的可动基板30上下振动。而且,与可动基板30一体的驻极体膜31以沿着通过一对电极11、21的轴的方向上下移动的方式振动。
而且,如图4(b)所示,在发电装置100的驻极体膜31保持有负电荷的情况下,驻极体膜31上下振动时,在靠近侧的电极中静电感应有正电荷,在远离侧的电极放出正电荷。
具体地讲,与可动基板30一体的驻极体膜31靠近上基板10侧时,通过布线51在电极11中静电感应有正电荷。另一方面,感应的正电荷通过布线52从下基板20侧的电极21放电并将电力供给至外部负载R2
同样,与可动基板30一体的驻极体膜31靠近下基板20侧时,通过布线52在电极21中静电感应有正电荷。另一方面,感应的正电荷通过布线51从上基板10侧的电极11放电并将电力供给至外部负载R1
这样,感应电荷量随着驻极体膜31的振动而变化,可以将其变化的部分作为电流在外部负载R1、R2获得。另外,在电极11和电极21中,由于电荷的感应与放电为相反的动作,因此获得相位反转的电流。
接着,对本实施方式的发电装置100的发电量进行说明。
如图5所示,将驻极体膜31与电极11的距离设为d1、将驻极体膜31与电极21的距离设为d3、将驻极体膜31的厚度设为d2、将驻极体膜31的介电常数设为εs、且驻极体膜31的电荷在膜的厚度方向的中央以电荷密度σ分布时,电极11的电荷密度σ1用下面的通式(3)表示。
[数学式2]
σ 1 = - σ · d 3 + d 2 / ( 2 ϵ s ) d 1 + d 2 / ϵ s + d 3 · · · · ( 3 )
该驻极体膜31以角频率ω上下振动时,间隙d3、d2用下面的通式(4)(5)表示。
[数学式3]
d 3 = d - d 2 2 { sin ( ωt ) + 1 } · · · · ( 4 )
d 1 = d - d 2 2 { - sin ( ωt ) + 1 } · · · · ( 5 )
因此,在电极11中感应的电荷密度σ1用下面的通式(6)表示。
[数学式4]
σ 1 = - σ 2 ( d - d 2 ) { sin ( ωt ) + 1 } + d 2 / ϵ s d - d 2 + d 2 / ϵ s · · · · ( 6 )
在此,将电极11的面积设为S时,在电极11中感应的总电荷量Q1用下面的通式(7)表示。
Q1=σ1·S  …(7)
而且,将总电荷量Q1用时间进行微分的结果成为出入电极11的电流i。
i=dQ1/dt
∴i=-(σ/2)·S·ω·k·cos(ωt)
k=(d-d2)/(d-d2·(1-1/εs))
因此,输出电力P用下面的通式(8)表示。
P=i2·R
=R·σ2·S2·ω2·k2·cos2(ωt)/4  …(8)
从上述通式(8)可知,发电装置100的电极11的发电量与驻极体膜31的电荷密度σ的2次方、电极面积S的2次方、频率ω的2次方成正比。
另外,发电装置100中,可在电极11和电极12双方进行发电,因此可以期待得到通式(8)的2倍的发电量。
如上所述,本发明的发电装置100在从一对电极11、21离开的可动基板30上具备驻极体膜31,因此可以使从注入电荷而带电的驻极体膜31发出的全部电力线朝向电极11及电极12,因此能够有效利用驻极体膜31的表面电荷,能够提高发电效率。
另外,将在同一面积的可动基板上形成驻极体膜的、现有的发电装置与本发明的发电装置100进行比较时,本发明的发电装置100通过将驻极体膜31设为矩形形状,与使用细线化成长条状的驻极体的现有的发电装置相比,电荷向驻极体膜的注入效率增高,能够提高表面电位,能够提高发电能力。
另外,将在同一面积的基板上形成电极的、现有的发电装置与本发明的发电装置100进行比较时,本发明的发电装置100通过将一对电极11、21设为矩形形状,与具备现有的梳齿状的电极的现有的发电装置相比,可较大地得到电极面积,因此感应电荷量增多,能够提高发电能力。
另外,通过在驻极体膜31的上下具备电极11、21,对于1个驻极体膜31,能够确保2倍的电极面积,因此能够提高发电能力。
另外,通过设为利用磁铁M的磁悬浮力使驻极体膜31振动的振动结构,即使在长期使用发电装置的情况下,其振动的频率也几乎不会变化,因此该振动结构的耐久性提高,能够进行长时间稳定的发电。
另外,由于相对于各基板可更换磁铁M,因此通过更换磁铁M来改变磁铁M的磁力强度,能够容易地改变可动基板30及驻极体膜31上下振动的共振频率。而且,可以根据发电装置的设置部位及用途调整成适当的共振频率,并对可动基板30及驻极体膜31的振动进行适当调整。
例如,将行人步行时的振动用于发电的情况下,更换为与数Hz的振动周期对应的磁铁M,另外,将行驶在高速公路等高架桥上的汽车的振动用于发电的情况下,更换成与20~30Hz的振动周期对应的磁铁M,从而能够与各自的振动条件对应。
另外,用于通过与驻极体膜31的移动对应的静电感应取得在一对电极11、21中感应的电荷的布线51、52分别与电极11、21连接,因此不需要像现有技术的发电装置那样,从振动的电极引出布线,因此装置结构变得简单,易于取得电力,发电的可靠性提高。
另外,如果设置发电装置100的部位是例如高速公路等高架桥或铁路的铁桥等钢筋、钢骨部分,则可以通过内置于发电装置100的磁铁M的磁力贴附而设置,因此,不需要使用固定夹具或粘接剂等,其设置作业变得容易。
另外,在一对电极11、21各自具备的内表面侧的面中的、不隔着可动基板30与驻极体膜31对置的面上,设置放电防止膜12,因此可以适当防止来自电极11的气体放电。另外,即使振动过大,也能够防止驻极体膜31与一侧的电极接触,因此能够防止因驻极体膜与电极接触而使储存在电极中的电荷损失。
这样,本发明的发电装置100可以说是能够以简单的构成来高效率发电的发电装置。
另外,本发明不限于上述实施方式。
例如,如图6所示的发电装置101,以规定间隔保持上基板10和下基板20的保持部件是将上基板10和下基板20的四个角以分别连接的方式设置的4个保持柱44的情况下,也可以设置从大致十字形状的可动基板33的缘部以大致三角形状突出优选大致圆锥形状)的突片30b,以与该保持柱44抵接。
在这样的该发电装置101中,由于可动基板33与保持柱44以点接触的方式稍微接触,因此在可动基板33与保持柱44之间几乎不会产生摩擦,因此对发电装置101作用外部振动时,不会因摩擦妨碍可动基板33的上下振动的动作,微小的外部振动也被传递到可动基板33,并变换为可动基板33及驻极体膜31的上下振动。另外,通过做成这样的结构,能够扩大一对电极11、21的电极面积及驻极体膜的表面积。
另外,如图7所示的发电装置102,也可以在可动基板30的上下两面设置驻极体膜31。该情况下,在配设于下基板20的上表面的另一侧电极21的表面(上表面侧)也设置与设于上基板10侧的一侧电极11的表面(下表面侧)的放电防止膜12相同的放电防止膜22。
如果是这样的静电感应型发电装置102,则驻极体膜31能够与上下的电极11、21分别接近相同程度的距离,电极11和电极21的发电效率大致相同。
另外,如图8所示的静电感应型发电装置103,也可以不是利用磁铁M的磁悬浮力的振动结构,而采用通过作为弹性部件的弹簧部件即螺旋弹簧B来弹性支承可动基板30及驻极体膜31的振动结构。螺旋弹簧B可以应用任意的形状、原材料,例如可以使用由绝缘材料构成的螺旋弹簧。
如果是这样的发电装置103,则由于在电极11与驻极体膜31之间设有螺旋弹簧B,因此能够在电极11与驻极体膜31之间确保一定以上的空气层。通过该空气层,到放电开始之前,电极11和驻极体膜31不会靠近,能够防止放电。因此,不需要放电防止膜12。
另外,在以上实施方式中,在上基板10及下基板20和可动基板30的四个角具备磁铁M,但本发明不限定于此,磁铁M的数量及形状是任意的。另外,也可以不将磁铁M嵌入各基板,而是贴附在其表面。
另外,驻极体膜31不限于保持负电荷,也可以保持正电荷。另外,驻极体膜31也可以是在一面保持负电荷、在另一面保持正电荷的两极性的驻极体膜。
另外,也可以设置覆盖驻极体膜31的表面的防湿膜。如果用防湿膜覆盖驻极体膜31,则可以降低因空气中的水分而驻极体膜31的电荷衰减,从而提高发电效率。
另外,驻极体膜31是具有适当的厚度、具有适当的强度的板状部件的情况下,不需要可动基板30,也可以在该板状的驻极体膜31上具备磁铁M。
另外,本实施方式中,一对电极11、21及驻极体膜31设为矩形形状,但不限于此,例如也可以将其成形为圆板形状等各种形状。
另外,只要能够使驻极体膜31沿着通过一对电极11、21的轴的方向振动,电极11、21可以以任意方式配置,例如也可以使驻极体膜31以沿水平移动的方式振动。
另外,当然也可以对其它具体的细节结构等进行适当变更。
接着,例示使用上述实施方式的发电装置的电子设备。图11是表示使用本发明的发电装置的手表200的概略构成的俯视图。带202与壳体201连接,在壳体201内搭载有本发明的发电装置100、蓄电池500、表模块203。
由于在该手表200中搭载有上述发电装置100,因此可以通过在身上戴有手表的人晃动手腕,使发电装置100发电,并将产生的电力储存到蓄电池500中,将储存在蓄电池中的电力供给至表模块203。因此,能够可靠地防止手表使用中的电池用尽。
另外,图12是表示使用本发明的发电装置的手机300的概略构成的俯视图。在壳体301中设置有显示画面区域302、拨号键303、送话器304及扬声器305。而且,在壳体301内设有本发明的发电装置100、蓄电池500、及未图示的控制板,该控制板设有对手机300进行控制的控制电路。由于在该手机300中搭载有上述发电装置100,因此可以通过晃动手机300来发电,并将产生的电力储存到蓄电池500中,利用储存在蓄电池500中的电力使手机300动作。因此,即使在不能从外部电源充电的情况下,也能够对手机进行充电。
图13是表示作为使用本发明的发电装置的电子设备的发电地板400的概略构成的俯视图。图14是表示从图13的XIV-XIV切断线观察的发电地板400的概略构成的截面图。如图13所示,在本发明的发电地板400的端部设有壳体部404,该壳体部404具备蓄电池500和电力输出部403,该电力输出部403具有插座及USB连接部等端子部405。另外,如图14所示,该发电地板400在织物部401的下部设有发电装置设置部402。而且,在该发电装置设置部402中设置有多台发电装置100。而且,在壳体部404中设置有蓄电池500和与该蓄电池500连接的电力输出部403。在发电装置100中发出的电力储存到蓄电池500中。
由于在该发电地板400中搭载有上述发电装置100,因此可以将通过人在发电地板400上行走等产生的振动转换成电力,并将该发出的电力充电至蓄电池500。而且,该充电的电力可以经由电力输出部的端子部405供给至其它电子设备。通过将该发电地板400设置在有人往来的地方,可以自然地蓄电。另外,由于搬运简单,因此可以简单地重新配置在能够高效率发电的地方。另外,由于将人步行时的振动用于发电,因此在发电装置100中利用与数Hz振动周期对应的磁铁M即可。
本领域技术人员可以进行各种修改和变更。因此,本发明在广泛的领域中,不限于上述的具体细节和实施方式。在不脱离本发明的主旨的范围内,各种变形也包括在本发明的权利要求及其等价物中。

Claims (12)

1.一种发电装置,其特征在于,具备:
对置配置的一对电极;以及
驻极体部件,在所述一对电极之间,与该一对电极分离地配置,并在通过所述一对电极的正交轴的方向上可移动地具备。
2.如权利要求1所述的发电装置,其特征在于,具备:
第一固定基板,设有所述一对电极中的一方;
第二固定基板,设有所述一对电极中的另一方;以及
可动基板,设有所述驻极体部件;
在所述第一固定基板与所述可动基板上,以同极相对的方式分别具备磁铁,
在所述第二固定基板上,以与设于所述可动基板的磁铁同极相对的方式具备磁铁,
通过所述磁铁的相斥力,构成为所述可动基板与所述驻极体部件一起沿着所述正交轴的方向振动。
3.如权利要求2所述的发电装置,其特征在于,
所述磁铁可更换地具备。
4.如权利要求1所述的发电装置,其特征在于,具备:
第一固定基板,设有所述一对电极中的一方;
第二固定基板,设有所述一对电极中的另一方;以及
可动基板,设有所述驻极体部件;
在所述第一固定基板与所述可动基板之间、及在所述第二固定基板与所述可动基板之间,设有弹性支承所述第一及第二固定基板和所述可动基板的弹性部件,
通过所述弹性部件的弹力,构成为所述可动基板与所述驻极体部件一起沿着所述正交轴的方向振动。
5.如权利要求4所述的发电装置,其特征在于,
所述弹性部件为弹簧部件。
6.如权利要求2所述的发电装置,其特征在于,
具备以规定的间隔保持所述第一及第二固定基板的保持部件,
在所述可动基板上一体地形成有相对于所述可动基板的周缘而突出的形状的突片,
所述可动基板的突片与所述保持部件点接触。
7.如权利要求6所述的发电装置,其特征在于,
所述突片的平面形状是三角形状,或所述突片的立体形状是圆锥形状。
8.如权利要求6所述的发电装置,其特征在于,
所述保持部件或所述可动基板由绝缘材料形成。
9.如权利要求2所述的发电装置,其特征在于,
在所述一对电极所具备的内表面侧的面中的、不隔着所述可动基板与所述驻极体部件对置的面上,设有由绝缘性材料构成的放电防止膜。
10.如权利要求1所述的发电装置,其特征在于,
用于获得电荷的布线与所述一对电极连接,该电荷是与所述驻极体部件的移动对应地在所述一对电极中感应的电荷。
11.一种电子设备,其特征在于,
具备蓄电池,该蓄电池储存权利要求1~权利要求10中任一项所述的发电装置所发出的电力,该电子设备使用储存在所述蓄电池中的电力进行动作。
12.一种电子设备,其特征在于,具备:
蓄电池,该蓄电池储存权利要求1~权利要求10中任一项所述的发电装置所发出的电力;以及
电力输出部,将储存在所述蓄电池中的电力供给至其它电子设备。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103051146A (zh) * 2012-12-20 2013-04-17 上海宏力半导体制造有限公司 能量采集组件
CN106134064A (zh) * 2014-03-28 2016-11-16 西铁城控股株式会社 发电装置和便携式电子设备
JP2017205005A (ja) * 2016-05-10 2017-11-16 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. 摩擦電気発電機
CN110069007A (zh) * 2015-03-06 2019-07-30 普雷斯弗雷克斯股份公司 微型用户供电的照明设备、系统及其使用方法
CN110474558A (zh) * 2019-08-20 2019-11-19 西北工业大学 一种基于永磁悬浮陀螺的多功能驻极体发电机
CN111835230A (zh) * 2019-04-17 2020-10-27 香港科技大学 借助相变材料的能量转换系统和方法
CN113451424A (zh) * 2021-05-21 2021-09-28 青岛亿恩方能源环保科技有限公司 一种大面积自清洁混合能量采集硅太阳能电池组件及其制备方法和应用
CN113726215A (zh) * 2021-07-08 2021-11-30 浙江师范大学 一种静态静电电压源装置及其制备方法

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5814107B2 (ja) * 2011-09-27 2015-11-17 大旺新洋株式会社 静電気発電方法及びその装置
US9571009B2 (en) * 2013-03-01 2017-02-14 Georgia Tech Research Corporation Rotating cylindrical and spherical triboelectric generators
WO2014148371A1 (ja) 2013-03-19 2014-09-25 国立大学法人東北大学 静電誘導型の振動発電装置及びその製造方法
CN103780128B (zh) * 2013-04-16 2016-04-06 北京纳米能源与系统研究所 一种风力摩擦纳米发电机
JP6286767B2 (ja) * 2013-08-07 2018-03-07 酒井 捷夫 非対称静電力を使うスイチバック型静電発電機
JP6309283B2 (ja) * 2014-01-24 2018-04-11 学校法人 関西大学 エレクトレットとその製造方法、並びに、これを用いた発電装置
JP2015164379A (ja) * 2014-02-28 2015-09-10 株式会社Lixil 発電装置
JP6320843B2 (ja) * 2014-05-16 2018-05-09 学校法人 関西大学 発電装置
KR101617865B1 (ko) 2014-08-20 2016-05-04 한국과학기술원 실린더형 접촉 대전 발전기
KR101743674B1 (ko) * 2014-11-11 2017-06-08 삼성전자주식회사 전하펌프 기반의 인공 번개 발전기 및 그 제조방법
EP3043453A1 (en) * 2015-01-06 2016-07-13 Alcatel Lucent Vibration energy harvester
CN108141150B (zh) * 2015-09-04 2020-07-24 皇家飞利浦有限公司 电力生成设备和电力生成方法
JP6108137B2 (ja) * 2016-03-08 2017-04-05 学校法人 関西大学 発電装置
US11522469B2 (en) * 2019-12-06 2022-12-06 Alliance For Sustainable Energy, Llc Electric machines as motors and power generators

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2722547Y (zh) * 2004-07-30 2005-08-31 王明 音响磁悬浮底座
CN101529712A (zh) * 2006-10-30 2009-09-09 三洋电机株式会社 静电动作装置
JP2009207344A (ja) * 2008-02-28 2009-09-10 Tohoku Univ エレクトレット機械電気エネルギー変換装置およびその製造方法
CN101785175A (zh) * 2007-10-25 2010-07-21 三洋电机株式会社 发电装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2663802A (en) * 1951-12-11 1953-12-22 Philip E Ohmart Neutron detector
FR2389896B1 (zh) 1977-05-05 1981-07-10 Dreyfus Gerard
JP3288513B2 (ja) * 1993-12-28 2002-06-04 呉羽化学工業株式会社 吸音体
JP2004180375A (ja) * 2002-11-25 2004-06-24 Seiko Precision Inc 静電アクチュエータ
JP4670050B2 (ja) 2004-11-26 2011-04-13 国立大学法人 東京大学 エレクトレット及び静電誘導型変換素子
US7525205B2 (en) * 2006-07-28 2009-04-28 Sanyo Electric Co., Ltd. Electric power generator
US8164231B2 (en) * 2006-11-10 2012-04-24 Sanyo Electric Co., Ltd. Electret device comprising electret film formed on main surface of substrate and electrostatic operating apparatus
JP2008129202A (ja) * 2006-11-17 2008-06-05 Sanyo Electric Co Ltd 表示装置
US8212450B2 (en) * 2006-11-28 2012-07-03 Sanyo Electric Co., Ltd. Generator including an electret member
US20090236932A1 (en) * 2008-03-24 2009-09-24 Sanyo Electric Co., Ltd. Electrostatic acting device
JP2010273509A (ja) * 2009-05-25 2010-12-02 Panasonic Electric Works Co Ltd 静電誘導型発電装置
JP5402395B2 (ja) * 2009-08-21 2014-01-29 オムロン株式会社 静電誘導型発電装置
JP2011069402A (ja) * 2009-09-24 2011-04-07 Ntn Corp 発電機能付き軸受装置及びこれを用いた車両用軸受装置
JP5741001B2 (ja) * 2011-01-19 2015-07-01 セイコーエプソン株式会社 発電装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2722547Y (zh) * 2004-07-30 2005-08-31 王明 音响磁悬浮底座
CN101529712A (zh) * 2006-10-30 2009-09-09 三洋电机株式会社 静电动作装置
CN101785175A (zh) * 2007-10-25 2010-07-21 三洋电机株式会社 发电装置
JP2009207344A (ja) * 2008-02-28 2009-09-10 Tohoku Univ エレクトレット機械電気エネルギー変換装置およびその製造方法

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103051146B (zh) * 2012-12-20 2017-03-29 上海华虹宏力半导体制造有限公司 能量采集组件
CN103051146A (zh) * 2012-12-20 2013-04-17 上海宏力半导体制造有限公司 能量采集组件
US10566913B2 (en) 2014-03-28 2020-02-18 Citizen Watch Co., Ltd. Power generation device and portable electric device
CN106134064A (zh) * 2014-03-28 2016-11-16 西铁城控股株式会社 发电装置和便携式电子设备
CN106134064B (zh) * 2014-03-28 2020-01-07 西铁城时计株式会社 发电装置和便携式电子设备
CN110069007A (zh) * 2015-03-06 2019-07-30 普雷斯弗雷克斯股份公司 微型用户供电的照明设备、系统及其使用方法
CN110069007B (zh) * 2015-03-06 2022-12-09 普雷斯弗雷克斯股份公司 微型用户供电的照明设备、系统及其使用方法
JP2017205005A (ja) * 2016-05-10 2017-11-16 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. 摩擦電気発電機
CN111835230A (zh) * 2019-04-17 2020-10-27 香港科技大学 借助相变材料的能量转换系统和方法
CN111835230B (zh) * 2019-04-17 2022-02-15 香港科技大学 借助相变材料的能量转换系统和方法
CN110474558A (zh) * 2019-08-20 2019-11-19 西北工业大学 一种基于永磁悬浮陀螺的多功能驻极体发电机
CN113451424A (zh) * 2021-05-21 2021-09-28 青岛亿恩方能源环保科技有限公司 一种大面积自清洁混合能量采集硅太阳能电池组件及其制备方法和应用
CN113726215A (zh) * 2021-07-08 2021-11-30 浙江师范大学 一种静态静电电压源装置及其制备方法
CN113726215B (zh) * 2021-07-08 2023-11-07 浙江师范大学 一种静态静电电压源装置及其制备方法

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Publication number Publication date
US8664827B2 (en) 2014-03-04
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