JP2009240058A

JP2009240058A - 動作装置

Info

Publication number: JP2009240058A
Application number: JP2008082330A
Authority: JP
Inventors: Yoko Naruse; 陽子成瀬; Noriaki Kojima; 則章児島
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2009-10-15
Also published as: US20090243429A1

Abstract

【課題】電極と、電極と対向するように配置される電界または磁界を発生させる電極との相対的な移動が小さな場合でも、十分に動作を行うことが可能な動作装置を提供する。
【解決手段】この動作装置（静電誘導型発電装置１００）は、集電電極２２とエレクトレット膜１２とが初期状態において、電極部分２２１のＸ方向に対する中心と、エレクトレット膜１２の表面の電界が発生する領域１２１のＸ方向に対する中心とがずれている。
【選択図】図１

Description

本発明は、動作装置に関し、特に、第１電極と、第１電極と対向するように配置される電界または磁界を発生させる第２電極とを備える動作装置に関する。

従来、第１電極と、第１電極と対向するように配置される電界または磁界を発生させる第２電極（エレクトレット膜）とを備える動作装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１に記載の動作装置（静電誘導型変換素子）では、２つの基板が対向するように配置されており、それぞれの基板の対向面上には、短冊状または正方形状に形成された複数のエレクトレット膜（第２電極）と導体（第１電極）とが形成されている。この静電誘導型変換素子では、エレクトレット膜（第２電極）と導体（第１電極）とが対向している状態から、エレクトレット膜と導体とが相対的に移動することにより、静電誘導によって導体に蓄積される電荷量が変化する。この電荷の変化量を取り出すことによって、発電が行われる。

特開２００７−３１２５５１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の動作装置では、エレクトレット膜と導体とが対向している状態から、エレクトレット膜または導体の幅よりも小さな移動量でエレクトレット膜（第２電極）と導体（第１電極）とが相対的に移動した場合、静電誘導によって導体に発生する電荷の変化量が小さいので、動作装置の発電量が小さくなるという不都合がある。その結果、動作装置の動作が不十分になるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、電極と、電極と対向するように配置される電界または磁界を発生させる電極との相対的な移動が小さな場合でも、十分に動作を行うことが可能な動作装置を提供することである。

この発明の一の局面による動作装置は、第１電極と、第１電極に対向するように配置され、第１電極に対して相対的に移動可能であるとともに、電界または磁界を発生させる領域を含む第２電極とを備え、第１電極と第２電極とが初期状態において、第１電極の移動方向に対する中心と、第２電極の電界または磁界を発生させる領域の移動方向に対する中心とがずれている。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による静電誘導型発電装置の断面図である。図２は、図１の２００−２００線に沿った断面図である。図３は、図１の２１０−２１０線に沿った断面図である。図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態による静電誘導型発電装置１００の構造について説明する。なお、本実施形態では、動作装置の一例である静電誘導型発電装置１００に本発明を適用した場合について説明する。

この第１実施形態による静電誘導型発電装置１００は、図１に示すように、固定子１と可動子２とが対向するように所定の間隔を隔てて配置されている。以下詳細に説明する。

図１に示すように、固定子１では、固定基板１１の表面上にエレクトレット膜１２が形成されている。なお、エレクトレット膜１２は、本発明の「第２電極」の一例である。エレクトレット膜１２にはコロナ放電により、負電荷が注入されている。また、エレクトレット膜１２の表面上には、図１および図２に示すように、導電性の部材からなるガード電極１３が形成されている。ガード電極１３は、複数の電極部分１３１から構成されており、それぞれの電極部分１３１は、短冊状に形成されている。なお、電極部分１３１は、本発明の「第３電極」の一例である。また、複数の電極部分１３１は、等間隔に配置される。そして、エレクトレット膜１２の表面上にガード電極１３を形成することにより、エレクトレット膜１２の表面上のガード電極１３が形成されない領域１２１からは、可動子２に向かって、負電荷による電界が発生するとともに、エレクトレット膜１２の表面上のガード電極１３が形成される領域１２２からは、電界が発生しない。なお、領域１２１は、本発明の「電界または磁界を発生させる領域」の一例である。そして、エレクトレット膜１２と可動子２との間に、電界の強い領域と弱い領域とが形成される。

また、図１に示すように、可動子２では、可動基板２１の表面上に集電電極２２および集電電極２３が形成されている。集電電極２２および集電電極２３は、図３に示すように、それぞれ、複数の電極部分２２１および電極部分２３１からなる櫛歯状に形成されている。なお、電極部分２２１は、本発明の「第１電極」の一例である。そして、櫛歯状の集電電極２２の２つの電極部分２２１の間に、櫛歯状の集電電極２３の電極部分２３１が挟まるように、集電電極２２と集電電極２３とが配置されている。また、図１に示すように、集電電極２２と集電電極２３とは、回路３を介して電気的に接続されている。

また、図２および図３に示すように、集電電極２２の電極部分２２１、集電電極２３の電極部分２３１、および、ガード電極１３の電極部分１３１は、それぞれ、Ｙ方向に延びるように形成されている。また、電極部分２２１および電極部分２３１のＹ方向に延びる辺２２１Ａおよび２３１Ａと、電極部分１３１のＹ方向に延びる辺１３１Ａとが平行になるように、電極部分２２１、電極部分２３１、および、電極部分１３１が形成されている。

また、図１に示すように、集電電極２２の電極部分２２１のＸ方向の幅Ｗ１、集電電極２３の電極部分２３１のＸ方向の幅Ｗ２、および、ガード電極１３の電極部分１３１のＸ方向の幅Ｗ３は、略等しくなるように構成されている。なお、Ｘ方向は、本発明の「移動方向」の一例である。また、エレクトレット膜１２の表面上のガード電極１３が形成されない領域１２１の幅Ｗ４は、集電電極２２の電極部分２２１のＸ方向の幅Ｗ１、集電電極２３の電極部分２３１のＸ方向の幅Ｗ２、および、ガード電極１３の電極部分１３１のＸ方向の幅Ｗ３よりも大きくなるように構成されている。

ここで、第１実施形態では、図１に示すように、集電電極２２の電極部分２２１のＸ方向の中心Ａと、エレクトレット膜１２の表面の電界が発生する領域１２１の端部１２１Ａとが、平面的に見て、一致するように、エレクトレット膜１２と集電電極２２とがずらして配置される。なお、平面的に見て、一致するとは、略一致している範囲も含む。また、複数の電極部分２２１のＸ方向のピッチＬは、それぞれの電極部分２２１のＸ方向の中心Ａが、複数のエレクトレット膜１２の領域１２１の端部１２１Ａと、平面的に見て一致するように調整される。

（シミュレーション）
図４は、エレクトレット膜に蓄積された電荷によって発生する電界の強さ（ポテンシャル）のシミュレーションを説明するための図である。図５は、エレクトレット膜に蓄積された電荷よって発生する電界の強さ（ポテンシャル）を示す図である。図６は、集電電極が１０μｍ移動する前後の集電電極に静電誘導を発生させるポテンシャルの変化量を示す図である。図４〜図６を参照して、集電電極の位置と集電電極に静電誘導を発生させるポテンシャルの変化量との関係を説明するために行ったシミュレーションについて説明する。

図４に示すように、１μｍの厚みと１００μｍの幅とを有する３つのエレクトレット膜４１の間に、２μｍの厚みと１００μｍの幅とを有するガード電極４２が配置されている。なお、エレクトレット膜４１には、３００Ｖの電荷が蓄積されている。また、ガード電極４２の電位は、０Ｖに調整されている。そして、３つのエレクトレット膜４１のうち、中央に配置されるエレクトレット膜４１と９μｍの距離を隔てて対向するように、１００μｍの幅を有する集電電極４３が配置されている。

次に、エレクトレット膜４１と９μｍの距離を隔てた地点におけるポテンシャルの大きさについて説明する。図５に示すように、ガード電極４２と対向している領域（ｘ＝−１５０μｍ〜―５０μｍ、および、ｘ＝５０μｍ〜１５０μｍ）では、ポテンシャルは、約２５Ｖ〜約９０Ｖであった。一方、エレクトレット膜４１と対向している領域（ｘ＝−５０μｍ〜５０μｍ）では、ポテンシャルは、約９０Ｖ〜約２７３Ｖであった。そして、エレクトレット膜４１とガード電極４２との境界（ｘ＝―１５０μｍ、−５０μｍ、５０μｍおよび１５０μｍ）の近傍では、ポテンシャルの変化が大きくなることが判明した。

次に、図４に示す３つのエレクトレット膜４１のうち、エレクトレット膜４１に対向するように配置される集電電極４３が、Ｘ方向に１０μｍ移動した際の、移動の前後における集電電極４３に静電誘導を発生させるポテンシャルの変化量について説明する。図６に示すように、集電電極４３のＸ方向の中心Ｃ（図４参照）と、エレクトレット膜４１のＸ方向の中心Ｄ（図４参照）とが一致している場合（ｘ＝０μｍ）、集電電極４３に静電誘導を発生させるポテンシャルの変化量の絶対値は、最小となり、ほぼ０Ｖであった。また、集電電極４３のＸ方向の中心Ｃと、ガード電極４２のＸ方向の中心Ｅ（図４参照）とが一致している場合（ｘ＝−１００μｍおよび１００μｍ）、集電電極４３に静電誘導を発生させるポテンシャルの変化量の絶対値は、最小となり、ほぼ０Ｖであった。一方、集電電極４３のＸ方向の中心Ｃと、エレクトレット膜４１の端部４１Ａ（図４参照）とが一致している場合（ｘ＝−１５０μｍ、−５０μｍ、５０μｍおよび１５０μｍ）、集電電極４３に静電誘導を発生させるポテンシャルの変化量の絶対値は、最大となり、約２４８Ｖであった。つまり、図５に示すエレクトレット膜４１から発生する電界の強さのＸ方向の変化量が大きい領域（ｘ＝−１５０μｍ、−５０μｍ、５０μｍおよび１５０μｍ）近傍に集電電極４３のＸ方向の中心Ｃがある場合、集電電極４３がＸ方向に１０μｍ移動した前後の集電電極４３に静電誘導を発生させるポテンシャルの変化量は大きくなり、エレクトレット膜４１から発生する電界の強さのＸ方向の変化量が小さい領域（ｘ＝−１００μｍ、０μｍ、および１００μｍ）近傍に集電電極４３のＸ方向の中心Ｃがある場合、集電電極４３がＸ方向に１０μｍ移動した前後の集電電極４３に静電誘導を発生させるポテンシャルの変化量は小さくなることが確認された。

次に、図１を参照して、本発明の第１実施形態による静電誘導型発電装置１００の発電動作について説明する。

図１に示すように、静電誘導型発電装置１００が初期状態では、集電電極２２のＸ方向の中心Ａとエレクトレット膜１２の領域１２１の端部１２１Ａとが、平面的に見て、一致するように配置されている。この状態において、集電電極２２および集電電極２３には、略同じ量の正電荷が静電誘導により蓄積される。なお、初期状態とは、可動基板２１が静電誘導型発電装置１００のＸ１方向またはＸ２方向の端部側に寄っている状態、または、可動基板２１がバネなどの弾性体によって支えられている状態で、可動基板２１にかかる重力等がつりあって可動基板２１が静止している状態を意味する。

次に、可動子２がＸ方向（たとえばＸ１方向）に移動し、集電電極２２とガード電極１３とが対向するとともに、集電電極２３とエレクトレット膜１２の領域１２１とが対向する。これにより、集電電極２３に蓄積される正電荷の量は、増加するとともに、集電電極２２に蓄積される正電荷の量は、減少する。また、可動子２がＸ２方向に移動し、集電電極２３とガード電極１３とが対向するとともに、集電電極２２とエレクトレット膜１２の領域１２１とが対向する。これにより、集電電極２３に蓄積される正電荷の量は、減少するとともに、集電電極２２に蓄積される正電荷の量は、増加する。この集電電極２２および集電電極２３に蓄積される正電荷の変化量を回路３により取り出すことによって発電が行われる。

第１実施形態では、上記のように、集電電極２２とエレクトレット膜１２とが初期状態において、集電電極２２の電極部分２２１のＸ方向に対する中心Ａと、エレクトレット膜１２の領域１２１の端部１２１Ａとが平面的に見て略一致するように集電電極２２とエレクトレット膜１２とをずらして配置することによって、エレクトレット膜１２の領域１２１の端部１２１Ａの表面上では、電界の強さ（ポテンシャル）の変化が図５に示すように大きいので、集電電極２２と、エレクトレット膜１２との相対的な移動が小さな場合でも、十分に発電を行うことができる。

（第２実施形態）
図７は、本発明の第２実施形態による静電誘導型発電装置の断面図である。図７を参照して、この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、集電電極２２のＸ方向の中心Ａと、ガード電極１３の中心Ｆとがずれるように集電電極２２とガード電極１３とが配置される静電誘導型発電装置１０１について説明する。

この第２実施形態による静電誘導型発電装置１０１では、図７に示すように、集電電極２２とガード電極１３とが初期状態において、集電電極２２のＸ方向の中心Ａと、ガード電極１３の中心Ｆとがずれるように集電電極２２とガード電極１３とが配置されている。この状態は、図４では、集電電極４３のＸ方向の中心Ｃと、ガード電極４２の中心Ｅとが一致（ｘ＝−１００μｍおよび１００μｍ）しない状態を意味する。

第２実施形態では、上記のように、集電電極２２のＸ方向の中心Ａと、ガード電極１３の中心Ｆとがずれるように集電電極２２とガード電極１３とを配置することによって、集電電極２２のＸ方向の中心Ａと、ガード電極１３の中心Ｆとが一致する場合（図６に示すｘ＝１００μｍまたは−１００μｍの場合）と異なり、集電電極２２に静電誘導を発生させるポテンシャルの変化量が略０になることはない。これにより、集電電極２２とエレクトレット膜１２との相対的な移動が小さくても、静電誘導型発電装置１０１が発電を行うことができる。

（第３実施形態）
図８は、本発明の第３実施形態による静電誘導型発電装置の断面図である。図８を参照して、この第３実施形態では、上記第１実施形態と異なり、集電電極２２のＸ方向の中心Ａと、エレクトレット膜１２の領域１２１の中心Ｂとが、エレクトレット膜１２の領域１２１の幅Ｗ４の４分の１の幅Ｗ５以上ずれている静電誘導型発電装置１０２について説明する。

この第３実施形態による静電誘導型発電装置１０２では、図８に示すように、集電電極２２とエレクトレット膜１２とが初期状態において、集電電極２２のＸ方向の中心Ａと、エレクトレット膜１２の領域１２１の中心Ｂとが、エレクトレット膜１２の領域１２１の幅Ｗ４の４分の１幅Ｗ５以上ずれるように、集電電極２２とエレクトレット膜１２とが配置されている。なお、集電電極２２は、集電電極２２とエレクトレット膜１２の領域１２１とが平面的に見て重なるように配置される。この状態は、図４では、集電電極４３のＸ方向の中心Ｃの位置が、２５μｍ以上で、かつ、１００μｍよりも小さい（２５μｍ≦ｘ＜１００μｍ）の位置にある場合を意味する。

第３実施形態では、上記のように、集電電極２２とエレクトレット膜１２とが初期状態において、集電電極２２の電極部分２２１のＸ方向に対する中心Ａと、エレクトレット膜１２の電界を発生させる領域１２１のＸ方向に対する中心Ｂとが、領域１２１の、Ｘ方向の幅Ｗ４の４分の１の幅Ｗ５以上ずれるように、かつ、集電電極２２とエレクトレット膜１２の領域１２１とが平面的に見て重なるように、集電電極２２とエレクトレット膜１２とを配置する。これにより、集電電極２２の中心Ａとエレクトレット膜１２の領域１２１の中心Ｂとが重なることがないので、集電電極２２の中心Ａとエレクトレット膜１２の領域１２１の中心Ｂとが重なる場合と異なり、集電電極２２とエレクトレット膜１２との相対的な移動が小さくても、静電誘導型発電装置１０２の発電量が略０になるのを抑制することができる。

（第４実施形態）
図９は、本発明の第４実施形態による静電誘導型発電装置の断面図である。図９を参照して、この第４実施形態では、上記第１実施形態と異なり、集電電極２２のＸ方向の中心Ａと、エレクトレット膜１２の領域１２１のＸ方向の中心Ｂとのずれが、エレクトレット膜１２の領域１２１の幅Ｗ４の４分の１の幅Ｗ５よりも小さい静電誘導型発電装置１０３について説明する。

この第４実施形態による静電誘導型発電装置１０３では、図９に示すように、集電電極２２とエレクトレット膜１２とが初期状態において、集電電極２２のＸ方向の中心Ａと、エレクトレット膜１２の領域１２１のＸ方向の中心Ｂとのずれは、エレクトレット膜１２の領域１２１の幅Ｗ４の４分の１の幅Ｗ５よりも小さくなるように、集電電極２２とエレクトレット膜１２とが配置されている。また、集電電極２２のＸ方向の中心Ａは、エレクトレット膜１２の領域１２１のＸ方向の中心Ｂに対してＸ１方向にずれている。この状態は、図４では、集電電極４３のＸ方向の中心Ｃの位置が、０μｍよりも大きく２５μｍよりも小さい（０μｍ＜ｘ＜２５μｍ）の位置にある場合を意味する。

第４実施形態では、上記のように、集電電極２２とエレクトレット膜１２とが初期状態において、集電電極２２のＸ方向の中心Ａと、エレクトレット膜１２の領域１２１のＸ方向の中心Ｂとのずれは、エレクトレット膜１２の領域１２１の幅Ｗ４の４分の１の幅Ｗ５よりも小さい。これにより、集電電極２２の中心Ａとエレクトレット膜１２の領域１２１の中心Ｂとが重なることがないので、集電電極２２の中心Ａとエレクトレット膜１２の領域１２１の中心Ｂとが重なる場合と異なり、集電電極２２とエレクトレット膜１２との相対的な移動が小さくても、静電誘導型発電装置１０３の発電量が略０になるのを抑制することができる。また、集電電極２２のＸ方向の中心Ａが、エレクトレット膜１２の領域１２１のＸ方向の中心Ｂに対してＸ１方向にずれていることによって、Ｘ１方向の相対的な移動（図６に示す、ｘが２５μｍよりも大きくなる方向に移動）に対して発電量を大きくすることができる。

（第５実施形態）
図１０は、本発明の第５実施形態による静電誘導型発電装置の断面図である。図１０を参照して、この第５実施形態では、上記第１実施形態と異なり、集電電極２２のＸ方向の中心Ａと、エレクトレット膜１２の領域１２１の中心Ｂとのずれが、エレクトレット膜１２の領域１２１の幅Ｗ４の４分の１の幅Ｗ５よりも小さい静電誘導型発電装置１０４について説明する。

この第５実施形態による静電誘導型発電装置１０４では、図１０に示すように、集電電極２２とエレクトレット膜１２とが初期状態において、集電電極２２のＸ方向の中心Ａと、エレクトレット膜１２の領域１２１の中心Ｂとのずれが、エレクトレット膜１２の領域１２１の幅Ｗ４の４分の１の幅Ｗ５よりも小さくなるように、集電電極２２とエレクトレット膜１２とが配置されている。また、集電電極２２のＸ方向の中心Ａは、エレクトレット膜１２の領域１２１のＸ方向の中心Ｂに対してＸ２方向にずれている。この状態は、図４では、集電電極４３のＸ方向の中心Ｃの位置が、−２５μｍよりも大きく、０μｍよりも小さい（−２５μｍ＜ｘ＜０μｍ）位置にある場合を意味する。

第５実施形態では、上記のように、集電電極２２とエレクトレット膜１２とが初期状態において、集電電極２２のＸ方向の中心Ａと、エレクトレット膜１２の領域１２１のＸ方向の中心Ｂとのずれは、エレクトレット膜１２の領域１２１の幅Ｗ４の４分の１の幅Ｗ５よりも小さい。これにより、集電電極２２の中心Ａとエレクトレット膜１２の領域１２１の中心Ｂとが重なることがないので、集電電極２２の中心Ａとエレクトレット膜１２の領域１２１の中心Ｂとが重なる場合と異なり、集電電極２２とエレクトレット膜１２との相対的な移動が小さくても、静電誘導型発電装置１０３の発電量が略０になるのを抑制することができる。また、集電電極２２のＸ方向の中心Ａが、エレクトレット膜１２の領域１２１のＸ方向の中心Ｂに対してＸ２方向にずれていることにより、Ｘ２方向の相対的な移動（図６に示す、ｘが−２５μｍよりも小さくなる方向に移動）に対して発電量を大きくすることができる。

（第６実施形態）
図１１は、本発明の第６実施形態による電磁アクチュエータの断面図である。図１２は、本発明の第６実施形態による電磁アクチュエータの平面図である。図１１および図１２を参照して、この第６実施形態では、上記第１〜第５実施形態と異なり、動作装置の一例である電磁アクチュエータ１０５に本発明を適用した場合について説明する。

この第６実施形態による電磁アクチュエータ１０５では、図１１に示すように、固定子１Ｂと可動子２Ｂとが対向するように所定の間隔を隔てて配置されている。以下詳細に説明する。

図１１に示すように、固定子１Ｂでは、固定基板１１の表面上に磁石１４が形成されている。なお、磁石１４は、本発明の「第２電極」の一例である。また、磁石１４の表面は、本発明の「電界または磁界を発生させる領域」の一例である。また、図１１および図１２に示すように、可動子２Ｂでは、可動基板２１の表面上にスパイラルコイル２４が形成されている。なお、スパイラルコイル２４は、本発明の「第１電極」の一例である。ここで、第６実施形態では、初期状態において、スパイラルコイル２４のＸ方向の中心Ｉと、磁石１４のＸ方向の中心Ｊとが所定の間隔を隔ててずれるように、スパイラルコイル２４と磁石１４とが配置される。

次に、図１１および図１２を参照して、本発明の第６実施形態による電磁アクチュエータ１０５の動作について説明する。

図１１および図１２に示すスパイラルコイル２４に電流を流すことにより、スパイラルコイル２４にＮ極またはＳ極の磁界が発生させられる。なお、複数のスパイラルコイル２４に流される電流の向きは、磁石１４が移動可能なようにそれぞれ調整される。そして、磁石１４とスパイラルコイル２４との間の斥力または引力により、固定子１Ｂと可動子２Ｂとが相対的に移動する。

なお、第６実施形態の効果は、上記第１実施形態と同様である。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記第１実施形態では、可動基板２１の表面上に、集電電極２２および集電電極２３を形成する例を示したが、本発明はこれに限らず、図１３に示すように、可動基板２１の表面上に、集電電極２２のみを形成してもよい。なお、この場合、集電電極２２と固定基板１１とが回路３を介して接続される。また、固定基板１１は、導電性の部材から形成される。

また、上記第１〜第５実施形態では、固定基板１１の表面上に、エレクトレット膜１２が形成される例を示したが、本発明はこれに限らず、図１４〜図１８に示すように、固定基板１１の表面上に、短冊状のガード電極１３Ａを形成するとともに、ガード電極１３Ａの表面上に、短冊状のエレクトレット膜１２Ａを形成してもよい。また、可動基板２１の表面上には、集電電極２２が形成されており、集電電極２２とガード電極１３Ａとが、回路３を介して電気的に接続されている。なお、図１４〜図１８に示される集電電極２２とガード電極１３Ａとの位置関係は、ぞれぞれ、上記第１〜第５実施形態に対応している。具体的には、図１４では、集電電極２２のＸ方向の中心Ａと、エレクトレット膜１２Ａの端部１２３Ａとが、平面的に見て、略一致している。図１５では、集電電極２２のＸ方向の中心Ａと、ガード電極１３Ａの中心Ｇとが一致しないように、集電電極２２とエレクトレット膜１２Ａとが配置されている。図１６では、集電電極２２のＸ方向の中心Ａと、エレクトレット膜１２ＡのＸ方向の中心Ｈとが、エレクトレット膜１２ＡのＸ方向の幅Ｗ６の４分の１の幅Ｗ７以上ずれている。図１７では、集電電極２２のＸ方向の中心Ａと、エレクトレット膜１２ＡのＸ方向の中心Ｈとのずれが、エレクトレット膜１２ＡのＸ方向の幅Ｗ６の４分の１の幅Ｗ７よりも小さく、かつ、Ｘ１方向にずれている。図１８では、集電電極２２のＸ方向の中心Ａと、エレクトレット膜１２ＡのＸ方向の中心Ｈとのずれが、エレクトレット膜１２ＡのＸ方向の幅Ｗ６の４分の１の幅Ｗ７よりも小さく、かつ、Ｘ２方向にずれている。

また、上記第１〜第５実施形態では、集電電極を櫛歯状に形成する例を示したが、本発明はこれに限らず、集電電極を短冊状に形成してもよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、複数の集電電極と、エレクトレット膜の複数の電界を発生させる領域とから静電誘導型発電装置を構成する例を示したが、本発明はこれに限らず、１つの集電電極と、１つのエレクトレット膜とから静電誘導型発電装置を構成してもよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、エレクトレット膜に負電荷を注入する例を示したが、本発明はこれに限らず、エレクトレット膜に正電荷を注入してもよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、２つの電極部分により集電電極を構成するとともに、２つの電極部分によりガード電極を構成する例を示したが、本発明はこれに限らず、３つ以上の電極部分により集電電極を構成するとともに、３つ以上の電極部分によりガード電極を構成してもよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、集電電極２２の複数の電極部分２２１の中心Ａと、複数のエレクトレット膜１２の領域１２１との中心Ｂとが、それぞれ、同じ幅づつ、ずれる例を示したが、本発明はこれに限らず、集電電極２３の複数の電極部分２２１のうちの一部の電極部分２２１の中心Ａと、この一部の電極部分２２１と対向するエレクトレット膜１２の複数の領域１２１の中心Ｂとが、それぞれ、同じ幅づつ、ずれるように構成してもよい。

また、上記第１〜第６実施形態では、動作装置の一例として、静電誘導型発電装置および電磁アクチュエータに本発明を適用する例を示したが、本発明はこれに限らず、対向する電極を有する動作装置であれば、静電アクチュエータなどに本発明を適用してもよい。

本発明の第１実施形態による静電誘導型発電装置の断面図である。図１の２００−２００線に沿った断面図である。図１の２１０−２１０線に沿った断面図である。エレクトレット膜に蓄積された電荷によって発生する電界の強さ（ポテンシャル）のシミュレーションを説明するための図である。エレクトレット膜に蓄積された電荷よって発生する電界の強さ（ポテンシャル）を示す図である。集電電極が１０μｍ移動する前後の集電電極に静電誘導を発生させるポテンシャルの変化量を示す図である。本発明の第２実施形態による静電誘導型発電装置の断面図である。本発明の第３実施形態による静電誘導型発電装置の断面図である。本発明の第４実施形態による静電誘導型発電装置の断面図である。本発明の第５実施形態による静電誘導型発電装置の断面図である。本発明の第６実施形態による電磁アクチュエータの断面図である。本発明の第６実施形態による電磁アクチュエータの平面図である。本発明の第１実施形態の第１変形例による静電誘導型発電装置の断面図である。本発明の第１実施形態の第２変形例による静電誘導型発電装置の断面図である。本発明の第２実施形態の変形例による静電誘導型発電装置の断面図である。本発明の第３実施形態の変形例による静電誘導型発電装置の断面図である。本発明の第４実施形態の変形例による静電誘導型発電装置の断面図である。本発明の第５実施形態の変形例による静電誘導型発電装置の断面図である。

符号の説明

１２、１２Ａエレクトレット膜（第２電極）
１４磁石（第２電極）
２４スパイラルコイル（第１電極）
１２１領域
１２１Ａ端部
１３１電極部分（第３電極）
２２１電極部分（第１電極）

Claims

第１電極と、
前記第１電極に対向するように配置され、前記第１電極に対して相対的に移動可能であるとともに、電界または磁界を発生させる領域を含む第２電極とを備え、
前記第１電極と前記第２電極とが初期状態において、前記第１電極の移動方向に対する中心と、前記第２電極の前記電界または磁界を発生させる領域の前記移動方向に対する中心とがずれている、動作装置。
前記第１電極と前記第２電極の前記電界または磁界を発生させる領域とは、それぞれ、複数設けられ、前記複数の第１電極の移動方向に対するそれぞれの中心と前記複数の電界または磁界を発生させる領域の前記移動方向に対するそれぞれの中心とがずれている、請求項１に記載の動作装置。
前記第１電極と前記第２電極とが初期状態において、前記第１電極の前記移動方向に対する中心と、前記第２電極の前記電界または磁界を発生させる領域の端部とが平面的に見て一致するようにずらして配置されている、請求項１に記載の動作装置。
前記第１電極と前記第２電極とが初期状態において、前記第１電極の前記移動方向に対する中心と、前記移動方向に対する前記第２電極の前記電界または磁界を発生させる領域の中心とが、前記電界または磁界を発生させる領域の、前記移動方向の幅の４分の１の長さ分以上ずれるように配置されている、請求項１に記載の動作装置。
前記第１電極と前記第２電極とが初期状態において、前記第１電極の前記移動方向に対する中心と、前記移動方向に対する前記第２電極の前記電界または磁界を発生させる領域の中心とのずれが、前記電界または磁界を発生させる領域の、前記移動方向の幅の４分の１の長さよりも小さくなるように配置されている、請求項１に記載の動作装置。
前記第２電極の前記電界または磁界を発生させる領域に隣接するように設けられる第３電極をさらに備え、
前記第１電極と前記第２電極とが初期状態において、前記移動方向に対する前記第１電極の中心と、前記移動方向に対する前記第３電極の中心とがずれるように、前記第１電極と前記第３電極とが配置されている、請求項１に記載の動作装置。