JP2011142759A - 静電誘導型発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工費用の削減を可能とする静電誘導型発電装置を提供する。
【解決手段】相対的に往復移動可能に構成され、かつ両者の間に環状隙間Ｓが形成される第１基体１１１及び第２基体１２１と、第１基体１１１に設けられるエレクトレット１１２と、第２基体１２１に設けられる第１電極１２２及び第２電極１２３と、を備える静電誘導型発電装置であって、エレクトレット１１２は、線状の導線の表面に、帯電状態にある誘電体物質が被覆されたものにより構成されており、第１電極１２２及び第２電極１２３は、いずれも線状の導線により構成されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、環境振動を利用して発電させる振動発電装置などとして用いることのできる静電誘導型発電装置に関するものである。

従来、互いに対向した状態を保ったまま、相対的に移動可能に構成された一対の基板を備え、一対の基板の一方に複数のエレクトレットが並べて配置され、他方に一対の電極を一組とする複数組の電極が並べて配置された静電誘導型発電装置が知られている。かかる装置によれば、一対の基板の相対的な移動により、一対の電極のうちの一方の電極とエレクトレット間の静電容量と、他方の電極とエレクトレット間の静電容量がそれぞれ変化するため、その変化分が電力として出力される。

かかる静電誘導型発電装置を作製する際には、基板上に微細な電極（エレクトレット及び集電用の電極）を形成するために、従来、半導体微細加工技術を用いていた。しかし、半導体微細加工技術は、一般的に装置が大掛かりな上に、当該技術を用いて静電誘導型発電装置を作製する場合には、単位時間当たりに作製できる個数も少なく、加工費用が極めて高くなっていた。

特開２００６−１８０４５０号公報

本発明の目的は、加工費用の削減を可能とする静電誘導型発電装置を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明の静電誘導型発電装置は、
相対的に往復移動可能に構成され、かつ両者の間に環状隙間が形成される第１基体及び第２基体と、
第１基体に設けられるエレクトレットと、
第２基体に設けられる第１電極及び第２電極と、
を備え、
第１基体と第２基体の相対的な位置の変化に伴って、前記エレクトレットと第１電極との位置関係、及び前記エレクトレットと第２電極との位置関係がそれぞれ変化することによって、前記エレクトレットと第１電極との間の静電容量、及び前記エレクトレットと第２電極との間の静電容量がそれぞれ変化することで電力が出力される静電誘導型発電装置であって、
前記エレクトレットは、線状（本発明においては、細長いものを意味しており、断面が円形の針金状のものや、断面が矩形の帯状のものなども含まれ、断面の形状は限定されない）の導線の表面に、帯電状態にある誘電体物質が被覆されたものにより構成されており、
第１電極及び第２電極は、いずれも線状の導線により構成されていることを特徴とする。

本発明においては、エレクトレットは、線状の導線の表面に、帯電状態にある誘電体物質が被覆されたものにより構成されており、第１電極及び第２電極は、いずれも線状の導線により構成されている。従って、これら第１電極，第２電極及びエレクトレットを、半導体微細加工技術を用いることなく作製できる。

前記エレクトレットは第１基体に対して周方向に沿って全周に亘って設けられており、第１電極及び第２電極は第２基体に対して周方向に沿って全周に亘って設けられているとよい。

すなわち、エレクトレットと第１電極との間、及びエレクトレットと第２電極との間では静電引力が発生する。この静電引力は第１基体と第２基体との相対的な往復移動を妨げる力となり得る。つまり、一般的な静電誘導型発電装置のように、一対の板状の基板の一方にエレクトレットを設けて、他方に第１電極及び第２電極を設けた場合には、静電引力により基板同士が近付く方向に力が働く。そのため、静電引力が、一対の基板の相対的な往復移動を妨げる力となる。これに対して、本発明の構成を採用すれば、環状隙間の全周に亘って静電引力が発生することで、ある任意の部分で発生する静電引力に対して、当該部分と１８０°ずれた位置でも静電引力が発生していることになる。そのため、ある任意の部分での静電引力と、当該部分と１８０°ずれた位置における静電引力とにより、第１基体と第２基体に作用する双方の静電引力が相殺または減じられることになる。従って、静電引力による第１基体と第２基体との相対的な往復移動への影響を少なくすることが可能となる。

第１基体と第２基体は、両者間に形成される環状隙間が全周に亘って一定の距離を保ったまま相対的に往復移動可能に構成されており、かつ前記環状隙間は、全周に亘って、その距離が略同一であるように構成されているとよい。

これにより、全周に亘って安定的に電力が得られる。また、エレクトレットと第１電極との間、及びエレクトレットと第２電極との間で発生する静電引力は全周に亘って略同一となることから、静電引力による第１基体と第２基体との相対的な往復移動への影響を効果的に少なくすることができる。

また、第１基体と第２基体のうちのいずれか一方は円筒状部材で構成されており、他方は該円筒状部材の筒内において中心軸が一致するように設けられる円柱状部材又は円筒状部材により構成されるとよい。

これにより、環状隙間は、全周に亘って、その距離を同一にすることができる。

第１基体には、前記エレクトレットが第１電極と第２電極のうちのいずれか一方と対向する位置にある場合に、他方と対向する位置に設けられた、線状の導線により構成されたガード電極が設けられているとよい。

このように、ガード電極を設けることで、出力電圧を安定させることができる。

第１電極及び第２電極における導線の表面には、絶縁被膜が設けられているとよい。

これにより、エレクトレットからの放電を抑制できる。

なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。

以上説明したように、本発明によれば、加工費用を削減できる。

図１は本発明の実施例１に係る静電誘導型発電装置の全体的な構成を示す概略構成図である。 図２は本発明の実施例１に係る静電誘導型発電装置の主要構成の側面図である。 図３は本発明の実施例１に係る静電誘導型発電装置の主要構成の模式的断面図である。 図４は本発明の実施例１に係る静電誘導型発電装置の発電原理を説明する図である。 図５は本発明の実施例１に係る静電誘導型発電装置の出力電圧を示す図である。 図６は本発明の実施例に係るエレクトレットの製法を説明する図である。 図７は本発明の実施例２に係る静電誘導型発電装置の主要構成の側面図である。 図８は本発明の実施例３に係る静電誘導型発電装置の一部を示す模式的断面図である。 図９は本発明の実施例４に係る静電誘導型発電装置の一部を示す模式的断面図である。 図１０は本発明の実施例５に係る第１電極及び第２電極の取り付け方法を説明する図である。 図１１は本発明の実施例５に係る静電誘導型発電装置の主要構成の模式的断面図である。 図１２は本発明の実施例６に係る静電誘導型発電装置の全体的な構成を示す概略構成図である。 図１３は本発明の参考例に係る静電誘導型発電装置の主要構成の模式的断面図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
図１〜図６を参照して、本発明の実施例１に係る静電誘導型発電装置について説明する。

＜静電誘導型発電装置の全体構成＞
特に、図１〜図３を参照して、本発明の実施例１に係る静電誘導型発電装置１００の全体構成について説明する。なお、図１は全体構成を概略的に示している。図２は主要構成（筐体１０１を除く、第１ユニット１１０及び第２ユニット１２０）を側面側（図１中、筐体内において、左側）から見た図である。図３は主要構成の模式的断面図（軸心を通る面で切断した断面図）である。

本発明の実施例１に係る静電誘導型発電装置１００は、筐体１０１と、筐体１０１の内部に設けられる第１ユニット１１０及び第２ユニット１２０とを備えている。

第１ユニット１１０は、円柱状部材により構成されている第１基体１１１と、第１基体１１１の外周にそれぞれ螺旋状に巻き付けられたエレクトレット１１２及びガード電極１１３とから構成される。ここで、エレクトレット１１２とガード電極１１３は、これらの間の間隔が一定となるように、第１基体１１１の外周に巻き付けられている。また、第１基体１１１の外周には２本の螺旋状の溝が形成されている。エレクトレット１１２とガード電極１１３は、これらの２本の溝にそれぞれ嵌まるように第１基体１１１の外周に巻き付けられることで、簡単に位置決めがなされている。また、ガード電極１１３は接地されている（図３参照）。

また、第１基体１１１は、一対のバネ１１４，１１５によって、筐体１０１に支持されている。つまり、バネ１１４の一端が筐体１０１の内壁面に固定され、バネ１１４の他端が第１基体１１１の一端に固定されている。また、バネ１１５の一端が第１基体１１１の他端に固定され、バネ１１５の他端が筐体１０１の内壁面に固定されている。これにより、静電誘導型発電装置１００が振動すると、第１ユニット１１０は、第２ユニット１２０に対して、図１，３中左右方向に往復移動（振動）する。

第２ユニット１２０は、円筒状部材により構成されている第２基体１２１と、第２基体１２１の内周にそれぞれ螺旋状に設けられた第１電極１２２及び第２電極１２３とから構成される。ここで、第１電極１２２と第２電極１２３は、これらの間の間隔が一定となるように、第２基体１２１の内周に設けられている。また、第２基体１２１の内周には２本の螺旋状の溝が形成されている。第１電極１２２と第２電極１２３は、これらの２本の溝に嵌まるように第２基体１２１の内周に設けられることで、簡単に位置決めがなされている。そして、第１電極１２２と第２電極１２３には、発電により得られた電力が供給される負荷１３０が電気的に接続されている。なお、第２ユニット１２０は筐体１０１に対して固定されている。

また、エレクトレット１１２とガード電極１１３との間の間隔と、第１電極１２２と第２電極１２３との間の間隔とは等しくなるように構成されている。これにより、エレクトレット１１２が第１電極１２２と第２電極１２３のうちのいずれか一方と対向する位置にある場合に、ガード電極１１３は、他方と対向する位置となる。

そして、円柱状部材で構成された第１基体１１１は、円筒状部材で構成された第２基体１２１の筒内において、これらの中心軸が一致した状態で往復移動するように設けられている。これにより、第１基体１１１と第２基体１２１との間には、これらが相対的に移動している最中においても、全周に亘って、その距離が等しい環状隙間Ｓが形成される。なお、第１基体１１１と第２基体１２１の中心軸が一致した状態を保持するために、これらの間にベアリングなどの軸受を設けてもよい。

また、本実施例に係るエレクトレット１１２は、線状の導線（例えば、銅線）１１２ａの表面に、帯電状態にある誘電体物質が被覆されたものにより構成されている（図６参照）。より具体的には、エレクトレット１１２は、ＳｉＯ_２，フッ素系樹脂またはポリイミドなどを、ディップコート，スプレーコート，スパッタまたは電着などによって、導線１１２ａの表面に対してコーティングして（図６（ａ））、被膜１１２ｂを形成し、この被膜１１２ｂを帯電させることで得られる（図６（ｂ））。なお、ディップコートを５回以上施すことにより得られたエレクトレット１１２により、従来の半導体微細加工技術によって得られるエレクトレットと同等の荷電量を実現できることを実験により確認できた。

ガード電極１１３は、線状の導線（例えば、銅線）により構成されている。

また、第１電極１２２及び第２電極１２３は、いずれも線状の導線（例えば、銅線）に
より構成されている。なお、本実施例における第１電極１２２及び第２電極１２３は、エレクトレット１１２からの放電を抑制するために、導線の表面に、ＳｉＯ_２，ポリイミドまたはエナメルなどの絶縁被膜が設けられている。

＜静電誘導型発電装置の発電原理＞
特に、図４及び図５を参照して、本発明の実施例１に係る静電誘導型発電装置の発電原理について説明する。なお、本実施例におけるエレクトレットは、マイナスの電荷を半永久的に保持するように構成されている。

第１ユニット１１０が移動することによって、第１基体１１１と第２基体１２１の相対的な位置関係が変化する。これに伴って、エレクトレット１１２と第１電極１２２との位置関係、及びエレクトレット１１２と第２電極１２３との位置関係もそれぞれ変化する。図４（ａ）はエレクトレット１１２の全面と、第１電極１２２の全面が対向した状態であって、エレクトレット１１２と第２電極１２３は全く対向していない状態を示している。図４（ｂ）はエレクトレット１１２と第１電極１２２は全く対向していない状態であって、エレクトレット１１２の一部と第２電極１２３の一部が対向した状態を示している。図４（ｃ）はエレクトレット１１２の全面と、第２電極１２３の全面が対向した状態であって、エレクトレット１１２と第１電極１２２は全く対向していない状態を示している。

図４（ａ）に示す状態では、エレクトレット１１２と第１電極１２２との間の静電容量が最大となる。このとき、エレクトレット１１２と第２電極１２３との間の静電容量も存在し得る。そして、図４（ｃ）に示す状態では、エレクトレット１１２と第２電極１２３との間の静電容量が最大となる。このとき、エレクトレット１１２と第１電極１２２との間の静電容量も存在し得る。このように、第１ユニット１１０（第１基体１１１）の移動によって、エレクトレット１１２と第１電極１２２との間の静電容量、及びエレクトレット１１２と第２電極１２３との間の静電容量がそれぞれ変化する。

図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す状態から図４（ｃ）に示す状態に移行する途中の状態を示している。この移行の過程においては、エレクトレット１１２と第１電極１２２との間の静電容量は低下し、エレクトレット１１２と第２電極１２３との間の静電容量は上昇する。したがって、第１電極１２２と第２電極１２３は、負荷１３０を介して電気的に繋がっているため、第１電極１２２から第２電極１２３に向かって、プラスの電荷が移動する。このようにして電力が発生する。

図４（ａ）に示す状態と図４（ｃ）に示す状態が交互に一定の周期で変動する（第１ユニット１１０が一定の周期で振動する（往復移動する））場合における経過時間ｔに対する出力電圧Ｖの変動を示したグラフを図５に示す。図中、ｔ１は図４（ａ）に示す状態の時に相当し、ｔ２は図４（ｃ）に示す状態の時に相当する。

ここで、この図５に示すように、安定した出力電圧が得られるように、出力電圧は高電圧と低電圧の中心が０（Ｖ）となるようなカーブを描くのが望ましい。本実施例においては、ガード電極１１３を設けることにより、出力電圧の高電圧と低電圧の中心を０（Ｖ）とすることを可能としている。すなわち、例えば、図４（ａ）に示すように、エレクトレット１１２と第１電極１２２が対向し、かつ接地されたガード電極１１３と第２電極１２３が対向した状態においては、キルヒホッフの法則により、第２電極１２３の電位は０（Ｖ）となる。図４（ｃ）に示す状態では、第１電極１２２とガード電極１１３（この図では省略している）が対向した状態となり、第１電極１２２の電位は０（Ｖ）となる。したがって、図５に示すような出力電圧のカーブを得ることができ、安定した出力電圧を得ることができる。なお、ガード電極については、接地させない構成を採用することも可能である。ガード電極を接地させない場合でも、第１電極や第２電極との間でコンデンサを形
成するため、ガード電極を設けない場合に比して、電圧（発電量）を安定させることができる。ただし、ガード電極を接地させた方が、上記の通り、高電圧と低電圧の中心を０（Ｖ）とすることができるため、より一層、電圧（発電量）を安定させることができる。

＜本実施例に係る静電誘導型発電装置の優れた点＞
本実施例においては、エレクトレット１１２は、線状の導線の表面に、帯電状態にある誘電体物質が被覆されたものにより構成されており、ガード電極１１３，第１電極１２２及び第２電極１２３は、いずれも線状の導線（例えば、銅線）により構成されている。従って、これらを、半導体微細加工技術を用いることなく作製できる。これにより、これらを簡単に作成でき、かつ単位時間当たりの製作可能な個数も大幅に増やすことができる。なお、半導体微細加工技術を用いて、これらを作製する場合に比べて、加工費用を８５％以上削減することが可能となる。なお、本実施例における「線状」とは、細長いものを意味しており、断面が円形の針金状のものや、断面が矩形の帯状のものなども含まれ、断面の形状は限定されない。以下の、実施例においても同様である。

また、本実施例においては、第１基体１１１として円柱状部材を用い、第２基体１２１として円筒状部材を用い、これらの中心軸を一致させる配置構成を採用した。従って、第１基体１１１と第２基体１２１との間に形成される環状隙間Ｓは、全周に亘って、その距離が同一である。従って、安定的に発電させることが可能となる。また、エレクトレット１１２と第１電極１２２との間、及びエレクトレット１１２と第２電極１２３との間で発生する静電引力は全周に亘って同一となる。そのため、静電引力による第１基体１１１と第２基体１２１との相対的な往復移動への影響を効果的に少なくすることができる（理論上、第１基体１１１と第２基体１２１に対して作用する静電引力は全て相殺されるため、これらの相対的な往復移動に対する静電引力の影響はない）。従って、筐体１０１の振動に対する第１ユニット１１０の振動の応答性に優れる。つまり、筐体１０１の振動が小さくても、第１ユニット１１０は振動し、発電させることが可能となる。

（実施例２）
図７には、本発明の実施例２が示されている。実施例１においては、第１基体として円柱状部材を用い、第２基体として円筒状部材を用いる場合を示した。これに対して、本実施例では、第１基体として角柱部材を用い、第２基体として内周及び外周の断面が四角形の筒状部材を用いる場合を示す。その他の基本的な構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については、その説明は省略する。

本実施例に係る静電誘導型発電装置２００においては、第１基体２１１が角柱部材によって構成されている。なお、この角柱部材における、第１基体２１１と第２基体２２１との往復移動方向に対する垂直方向の断面形状は正方形である。また、第２基体２２１は、内周及び外周の断面が四角形の筒状部材によって構成されている。なお、この筒状部材における、第１基体２１１と第２基体２２１との往復移動方向に対する垂直方向の内周及び外周の断面形状は正方形である。

本実施例においても、第１基体１１１と第２基体１２１との間には、これらが相対的に移動している最中においても、全周に亘って、その距離が略等しい環状隙間Ｓが形成される。より具体的には、角部の付近では、やや間隔が大きくなるものの、それ以外の部分では間隔は等しくなる。

なお、本実施例においては、第１基体２１１と第２基体２２１の形状が実施例１の場合と異なる点を除き、その他の構成等については、実施例１の場合と同様である。

以上のように、本実施例の場合にも、上記実施例１の場合と同様の効果を得ることがで
きる。

（実施例３）
図８には、本発明の実施例３が示されている。本実施例においては、第１電極及び第２電極の第２基体に対する位置決めの仕方が、実施例１の場合とは異なる場合を示す。その他の基本的な構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については、その説明は省略する。

発電効率を高めるためには、第１基体に対するエレクトレット及びガード電極の位置決め精度、及び第２基体に対する第１電極及び第２電極の位置決め精度を高める必要がある。実施例１では、基体に溝を設けて、この溝に、エレクトレット等が嵌まるようにすることで位置決めを行う場合を示した。

ここで、実施例１で示した円柱状部材で構成された第１基体１１１または実施例２で示した角柱状部材で構成された第１基体２１１の外周側にエレクトレット１１２やガード電極１１３を取付けるのは容易である。つまり、円柱状部材や角柱状部材の外周に対しては溝を簡単に形成することができるし、溝に嵌まるようにエレクトレット１１２などを巻く作業も容易である。

これに対して、第２基体１２１，２２１に対して第１電極１２２及び第２電極１２３を取付けるのは容易ではない。つまり、筒の内側に螺旋状の溝を形成することも、筒の内側に設けられている螺旋状の溝に第１電極及び第２電極１２３を取付けることも、技術的に困難性を伴う。そこで、本実施例では、第１電極１２２と第２電極１２３の取り付けを容易にするための一例を説明する。

本実施例における第２ユニット３２０においては、第２基体３２１として、外周側に螺旋状の２本の溝が形成された円筒状部材を用いている。そして、この第２基体３２１の外周側に設けられている２本の螺旋状の溝に、第１電極１２２及び第２電極１２３がそれぞれ嵌まるように第２基体３２１の外周に巻き付けられている。

本実施例の場合には、エレクトレット１１２と第１電極１２２との間、及びエレクトレット１１２と第２電極との間に、第２基体３２１が介在するため静電容量を適切に確保する点では実施例１に比べて不利である。しかしながら、本実施例によれば、円筒状部材で構成された第２基体３２１の外周側に螺旋状の溝が設けられているので当該溝の形成も容易であるし、第１電極１２２及び第２電極１２３の巻き付け作業も容易である。

（実施例４）
図９には、本発明の実施例４が示されている。本実施例においても、実施例３と同様に、第１電極及び第２電極の第２基体に対する位置決めを容易にした例を説明する。その他の基本的な構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については、その説明は省略する。

本実施例における第２ユニット４２０においては、第２基体４２１に対して第１電極１２２と第２電極１２３がインサート成形により一体的に設けられている。すなわち、本実施例においては、第１電極１２２と第２電極１２３をインサート部品として金型内における所定位置に取付けた状態でインサート成形を行うことで、第２基体４２１に対して第１電極及び第２電極１２３が一体的に設けられた第２ユニット４２０を作製している。これにより、第１電極１２２及び第２電極１２３の第２基体４２１に対する位置決めを、容易且つ正確に行うことができる。なお、本実施例の場合にも、エレクトレット１１２と第１電極１２２との間、及びエレクトレット１１２と第２電極との間に、第２基体４２１が介
在するため静電容量を適切に確保する点では実施例１に比べて不利である。

（実施例５）
図１０及び図１１には、本発明の実施例５が示されている。本実施例においても、実施例３及び実施例４と同様に、第１電極及び第２電極の第２基体に対する位置決めを容易にした例を説明する。その他の基本的な構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については、その説明は省略する。

本実施例では、円筒状部材で構成された第２基体５２１の内周面に、第１電極１２２及び第２電極１２３が設けられた絶縁シート５２４を貼り付けた構成を採用している。すなわち、まず、図１０に示すように、絶縁シート５２４上に、それぞれ複数の第１電極１２２及び第２電極１２３を用いて、これらを櫛歯状に取付ける。そして、第１電極１２２及び第２電極１２３が取付けられた絶縁シート５２４を、第２基体５２１の内周面に貼り付ける。これにより、第１電極１２２及び第２電極１２３の第２基体５２１に対する位置決めを、容易に行うことができる。

なお、本実施例においては、上記実施例１〜４の場合とは異なり、第１電極１２２及び第２電極１２３は螺旋状ではなく、複数の円が、軸方向に対して一定の間隔で設けられるように配置される。そのため、第１ユニット１１０において、第１基体１１１に設けられるエレクトレット１１２及びガード電極１１３も、第１電極１２２と第２電極１２３に対応するように、螺旋状ではなく円形のものが軸方向に対して一定の間隔で設けられるように配置される。なお、これに伴い、ガード電極１１３は複数備えられるため、それぞれに対して接地させる必要がある。ただし、上記の通り、ガード電極１１３については、接地させない構成も採用し得る。

（実施例６）
図１２には、本発明の実施例６が示されている。上記実施例では、第１基体を円柱状または角柱状の部材で構成し、第２基体を筒状の部材で構成し、第２基体の筒内部に第１基体を配置させる構成を示した。これに対して、本実施例では第１基体を円筒状部材で構成し、第２基体を円柱状部材で構成し、第２基体を第１基体の筒内に配置させる構成を示す。それ以外の基本的な構成及び作用は同一なので、詳細な説明は適宜省略する。

本発明の実施例６に係る静電誘導型発電装置６００は、筐体１０１と、筐体１０１の内部に設けられる第１ユニット６１０及び第２ユニット６２０とを備えている。

第１ユニット６１０は、円筒状部材により構成されている第１基体６１１と、第１基体６１１の内周にそれぞれ螺旋状に設けられたエレクトレット１１２及びガード電極１１３とから構成される。また、第１基体６１１は、一対のバネ６１４，６１５によって、筐体１０１に支持されている。つまり、バネ６１４の一端が筐体１０１の内壁面に固定され、バネ６１４の他端が第１基体６１１の一端に固定されている。また、バネ６１５の一端が第１基体６１１の他端に固定され、バネ６１５の他端が筐体１０１の内壁面に固定されている。これにより、静電誘導型発電装置６００が振動すると、第１ユニット６１０は、第２ユニット６２０に対して、図１２中左右方向に往復移動（振動）する。

第２ユニット６２０は、円柱状部材により構成されている第２基体６２１と、第２基体６２１の外周にそれぞれ螺旋状に巻き付けられた第１電極１２２及び第２電極１２３とから構成される。なお、第２ユニット６２０は筐体１０１に対して固定されている。

そして、本実施例においては、円筒状部材で構成された第１基体６１１は、円柱状部材で構成された第２基体６２１の外周側にて、これらの中心軸が一致した状態で往復移動す
るように設けられている。これにより、第１基体６１１と第２基体６２１との間には、これらが相対的に移動している最中においても、全周に亘って、その距離が等しい環状隙間Ｓが形成される。

本実施例においても、上記実施例１の場合と同様の効果が得られることは言うまでもない。

（その他）
上記実施例１では、第１基体１１１が円柱状部材で構成された場合を示したが、この第１基体１１１として円筒状部材を採用することもできる。また、実施例６における第２基体６２１においても同様に、円筒状部材を採用することもできる。なお、実施例１における第１基体１１１として円筒状部材を採用する場合や実施例６における第２基体６２１として円筒状部材を採用する場合には、円筒状部材の両端部に梁などを設けて、この梁にバネ１１４，１１５，６１４，６１５を固定すればよい。

また、第１基体や第２基体として、円柱状部材や円筒状部材を用いるのではなく、断面（第１基体と第２基体の往復移動方向に垂直な断面）が楕円形のものを採用してもよい。更に、実施例２では、第１基体として断面が正方形の角柱部材を用い、第２基体として内周及び外周の断面が正方形の筒状部材を用いる場合を示したが、断面が４角形（正方形）以外の多角形のものを用いることもできる。

このように、第１基体及び第２基体の形状は種々のものを採用できる。要は、第１基体と第２基体との間に形成される環状隙間Ｓをどのような形状にするかが重要である。発電の安定性及び静電引力による影響を軽減するためには、環状隙間Ｓは全周に亘って等しい距離にするのが望ましい。そのため、この観点からは実施例１や実施例６で示した構成が最も優れているといえる。しかしながら、環状隙間Ｓの距離が全周に亘って略等しければある程度発電量を安定できる。また、第１基体と第２基体のうち内側に設けられる基体の外周面の断面の形状と、外側に設けられる基体の内周面の断面の形状に関して、これらの図心が一致し、かつ図心に対して対称性を有していれば、静電引力による影響をなくすことができる。また、対称性が完全ではなくても、静電引力による影響を軽減できる。これらのことから、第１基体や第２基体の形状は特に限定されるものではない。

また、上記実施例においては、第１基体を筐体１０１に対して可動に構成し、第２基体を筐体に対して固定させる構成を採用することで、第１基体と第２基体が相対的に往復移動する場合を示した。これは、第２基体には電力を取り出すための配線が電気的に接続されるため、第２基体は固定されたほうが望ましいとの観点によるものである。ただし、必ずしも、第２基体を固定させる必要はない。従って、第１基体を筐体１０１に固定し、第２基体が筐体１０１に対して移動することで、第１基体と第２基体が相対的に往復移動するようにしてもよい。また、第１基体と第２基体のいずれもが、筐体１０１に対して移動可能に構成することで、第１基体と第２基体が相対的に往復移動するようにしてもよい。

（参考例）
上記実施例においては、静電引力の影響を軽減またはなくすために、第１基体と第２基体との間に環状隙間が形成される場合を示した。しかし、半導体微細加工技術を用いずにエレクトレット等を製作することで加工費用の削減を図るという観点においては、一般的な静電誘導型発電装置のように、一対の板状の基板の一方にエレクトレットを設けて、他方に第１電極及び第２電極を設けた場合でも加工費用の削減は可能である。このような場合について、図１３を参照して説明する。

この参考例に係る静電誘導型発電装置７００は、筐体７０１と、筐体７０１の内部に設
けられる第１ユニット７１０と第２ユニット７２０とを備えている。

第１ユニット７１０は、平板状の第１基体（基板）７１１と、第１基体７１１に設けられる複数のエレクトレット１１２及びガード電極１１３とから構成される。また、第１基体７１１は、一対のバネ７１４，７１５によって、筐体１０１に支持されている。

第２ユニット７２０は、平板状の第２基体（基板）７２１と、第２基体７２１に設けられる複数の第１電極１２２及び第２電極１２３とから構成される。

なお、エレクトレット１１２，ガード電極１１３，第１電極１２２及び第２電極１２３自体については、上記各実施例で示したものと同一の構成である。

このように構成される静電誘導型発電装置７００は、構造的には一般的なものと同様であるが、エレクトレット１１２等を、半導体微細加工技術を用いることなく作製できるので、加工費用を削減することができる。

１００，２００，６００ 静電誘導型発電装置
１０１ 筐体
１１０，６１０ 第１ユニット
１１１，２１１，６１１ 第１基体
１１２ エレクトレット
１１２ａ 導線
１１２ｂ 被膜
１１３ ガード電極
１１４，１１５，６１４，６１５ バネ
１２０，３２０，４２０，６２０ 第２ユニット
１２１，２２１，３２１，４２１，５２１，６２１ 第２基体
１２２，５２２ 第１電極
１２３，５２３ 第２電極
１３０ 負荷
５２４ 絶縁シート
Ｓ 環状隙間

Claims (6)

1. 相対的に往復移動可能に構成され、かつ両者の間に環状隙間が形成される第１基体及び第２基体と、
   第１基体に設けられるエレクトレットと、
   第２基体に設けられる第１電極及び第２電極と、
   を備え、
   第１基体と第２基体の相対的な位置の変化に伴って、前記エレクトレットと第１電極との位置関係、及び前記エレクトレットと第２電極との位置関係がそれぞれ変化することによって、前記エレクトレットと第１電極との間の静電容量、及び前記エレクトレットと第２電極との間の静電容量がそれぞれ変化することで電力が出力される静電誘導型発電装置であって、
   前記エレクトレットは、線状の導線の表面に、帯電状態にある誘電体物質が被覆されたものにより構成されており、
   第１電極及び第２電極は、いずれも線状の導線により構成されていることを特徴とする静電誘導型発電装置。
2. 前記エレクトレットは第１基体に対して周方向に沿って全周に亘って設けられており、第１電極及び第２電極は第２基体に対して周方向に沿って全周に亘って設けられていることを特徴とする請求項１に記載の静電誘導型発電装置。
3. 第１基体と第２基体は、両者間に形成される環状隙間が全周に亘って一定の距離を保ったまま相対的に往復移動可能に構成されており、かつ前記環状隙間は、全周に亘って、その距離が略同一であるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の静電誘導型発電装置。
4. 第１基体と第２基体のうちのいずれか一方は円筒状部材で構成されており、他方は該円筒状部材の筒内において中心軸が一致するように設けられる円柱状部材又は円筒状部材により構成されることを特徴とする請求項３に記載の静電誘導型発電装置。
5. 第１基体には、前記エレクトレットが第１電極と第２電極のうちのいずれか一方と対向する位置にある場合に、他方と対向する位置に設けられた、線状の導線により構成されたガード電極が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の静電誘導型発電装置。
6. 第１電極及び第２電極における導線の表面には、絶縁被膜が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の静電誘導型発電装置。

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