JP2011259584A - 発電装置及び発電方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で連続的な出力を安定して得ることができる発電装置及び発電方法を提供する。
【解決手段】発電装置１０は、静電容量が外力により可変であり且つ伸縮性を有する第１可変キャパシタ１２及び第２可変キャパシタ１３を備え、第１可変キャパシタ１２及び第２可変キャパシタ１３の初期状態において電荷を供給した後に、周期的に与えられる外力にて第１可変キャパシタ１２及び第２可変キャパシタ１３それぞれの静電容量を周期的且つ互いに逆位相で変動させ、第１可変キャパシタ１２と第２可変キャパシタ１３との間において電荷を移動させる。
【選択図】図６

Description

本発明は、発電装置及び発電方法に関する。

近年、環境保全や二酸化炭素の排出削減等の観点から、クリーンエネルギーによる発電のニーズが高まっている。また、外部からの電力の供給が困難な場所や状況において、周囲環境の変動等による外力によって独立的に発電する発電システムへの関心も強まっている。このような発電を実現するためには、周囲環境に存在する利用されていない力学的エネルギーや、化石燃料等を燃焼させずに発生させることができる力学的エネルギーを電気的なエネルギーに変換することが必要となる。このような発電方法としては、電磁誘導、圧電素子、熱電素子を用いた発電方法の他に、可変キャパシタ（コンデンサ）を用いて発電する方法が知られている。

例えば、特許文献１に記載の発電装置では、平行平板型の可変キャパシタに直流電源により電荷を蓄積させ、電荷が蓄積された可変キャパシタの静電容量を外部エネルギー源（外力）により減少させる。そして、この発電装置では、外部エネルギー源のエネルギーを電気的エネルギーに変換して内部エネルギーを増加させた後に放電することにより発電する。

また、特許文献２に記載の発電装置は、外力によって静電容量が変化する可変キャパシタと、外力によって可変キャパシタの静電容量が増加するときに可変キャパシタに第１の電圧で電荷を供給する供給手段と、外力によって可変キャパシタの静電容量が減少するときに、可変キャパシタに蓄積された電荷の一部を第１の電圧よりも高い第２の電圧で放電する手段とを備えている。

また、特許文献３に記載の発電装置は、運動エネルギーを電場応答高分子を変形させる力に変換する運動エネルギー伝達部と、電場応答高分子へ初期電気エネルギーを供給する起動電圧供給部と、運動エネルギー伝達部による電場応答高分子の変形により発生した出力電気エネルギーの電圧・電流を制御する蓄電用電力供給部と、蓄電用電力供給部から供給される電極を蓄電する蓄電部と電場応答高分子の変形状態を電気的又は機械的に検出し、変形状態に応じて電場応答高分子へ供給する初期エネルギーと電場応答高分子から出力される出力エネルギーとの切り替えを行う充放電切替部とを備えている。

特開平１１−１２５１４５号公報 特開平１１−９８８６８号公報 特開２００８−１４１８４０号公報

しかしながら、上記従来の発電装置にあっては、以下のような問題がある。すなわち、従来の発電装置では、外力による連続的な静電容量の変動のうち、静電容量が減少するときにのみ電気エネルギーが出力されるため、間欠的な直流の出力しか得られないといった問題がある。また、周期の中でスイッチを切り替えるものもあるが、スイッチ等を設けると発電劣化の要因となり安定した出力を得ることができなくなると共に、構成が複雑化する。また、従来の発電装置にあっては、発電動作中において直流電源が定常的に必要となるといった問題があるものもある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成で連続的な出力を安定して得ることができる発電装置及び発電方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る発電装置は、静電容量が外力により可変であり且つ伸縮性を有する第１可変容量素子及び第２可変容量素子と、連続的に与えられる外力によって第１可変容量素子及び第２可変容量素子を伸縮させることで、一方の可変容量素子の静電容量が大きくなり且つ他方の可変容量素子の静電容量が小さくなるように第１可変容量素子及び第２可変容量素子の静電容量を連続的に変動させる変動機構とを備え、第１可変容量素子及び第２可変容量素子の初期状態において電荷を供給した後に、変動機構により第１可変容量素子及び第２可変容量素子それぞれの静電容量を変動させ、第１可変容量素子と第２可変容量素子との間において電荷を移動させることを特徴とする。

この発電装置では、第１可変容量素子及び第２可変容量素子に対して連続的に与えられる外力を加える変動機構を備え、変動機構は、第１及び第２可変容量素子の初期状態、すなわち外力が加えられていない状態において電荷を供給した後に、一方の可変容量素子の静電容量が大きくなり且つ他方の可変容量素子の静電容量が小さくなるように第１可変容量素子及び第２可変容量素子の静電容量を連続的に変動させ、第１可変容量素子と第２可変容量素子との間において電荷を移動させる。したがって、第１可変容量素子及び第２可変容量素子の静電容量の変動を連続的に行うことにより、第１可変容量素子と第２可変容量素子との間では、連続的に電荷の移動、すなわち電流が流れて発電が行われることになる。そのため、連続的な出力を得ることができる。このように、従来のように発電周期に応じて回路を切り替える機構が不要であり、また、第１可変容量素子及び第２可変容量素子への電荷の供給は最初だけでよいため、簡易な構成で安定した発電を行うことができる。以上のように、発電装置では、簡易な構成で連続的な出力を安定して得ることができる。

第１可変容量素子及び第２可変容量素子は、一対の電極と当該一対の電極の間に介在する誘電体とから構成されており、外力により一対の電極の面積及び一対の電極間の距離が変化することで静電容量が変わることが好ましい。このような構成とすることで、第１可変容量素子及び第２可変容量素子の静電容量を可変とすることができる。

誘電体は高分子膜であり、第１可変容量素子及び第２可変容量素子は、高分子膜を伸縮性を有する一対の電極で挟んで構成された電場応答高分子型人工筋肉であることが好ましい。この場合には、平行平板型のキャパシタに比べて、静電容量や印加電圧を大きくすることが容易であるため発電量を大きくすることができると共に、静電容量を大きくする場合であっても高い加工精度が不要となる。

変動機構は、筺体と、第１可変容量素子及び第２可変容量素子の伸縮方向の一方の側面が筺体に固定された状態において第１可変容量素子と第２可変容量素子との向かい合う他方の側面を連結し、且つ伸縮方向と平行方向に移動する連結部とを有し、筺体又は連結部に周期的な外力を与えて筺体に対して連結部を相対的に変位させることにより、第１可変容量素子及び第２可変容量素子の静電容量を周期的且つ互いに逆位相で変動させることが好ましい。この場合には、第１可変容量素子及び第２可変容量素子の静電容量を良好に変動させることができる。

変動機構は、第１可変容量素子及び第２可変容量素子が接続される第１筺体及び第２筺体を有し、第１可変容量素子及び第２可変容量素子は、伸縮方向の一側面が第１筺体に接続されると共に、他側面が第２筺体に接続されており、第１筺体及び第２筺体に周期的な外力を与えて移動させ、一方の可変容量素子を伸長させ且つ他方の可変容量素子が伸縮させることで、第１可変容量素子及び第２可変容量素子の静電容量を周期的且つ互いに逆位相で変動させることが好ましい。この場合には、第１可変容量素子及び第２可変容量素子の静電容量を良好に変動させることができる。

変動機構は、中心部が軸支されて前記中心部を中心として回動する可動部を有し、第１可変容量素子は、伸縮方向の一側面が可動部の一端に接続されると共に他側面が固定されており、第２可変容量素子は、伸縮方向の一側面が可動部の一端に接続されると共に他側面が固定されており、可動部に周期的な外力を与えて可動させることにより、第１可変容量素子及び第２可変容量素子の静電容量を周期的且つ互いに逆位相で変動させることが好ましい。この場合には、第１可変容量素子及び第２可変容量素子の静電容量を良好に変動させることができる。

第１可変容量素子及び第２可変容量素子の少なくとも一方において伸縮方向に弾性力を付与するばねを有し、ばねが伸長する方向に外力を周期的に与えて、第１可変容量素子及び第２可変容量素子の静電容量を周期的且つ互いに逆位相で変動させる構成とすることもできる。

第１可変容量素子及び第２可変容量素子の伸縮方向に可動する錘を有し、錘が可動方向に移動するように周期的に外力を与えて、第１可変容量素子及び第２可変容量素子の静電容量を周期的且つ互いに逆位相で変動させる構成とすることもできる。

高分子膜の特性がそれぞれ異なる第１可変容量素子及び第２可変容量素子を用い、第１可変容量素子と第２可変容量素子との初期伸縮を変える構成とすることもできる。

また、本発明は、上記のように発電装置の発明として記述できる他に、以下のように発電方法の発明としても記述することができる。これはカテゴリが異なるだけで、実質的に同一の発明であり、同様の作用及び効果を奏する。

すなわち、本発明に係る発電方法は、静電容量が外力により可変であり且つ伸縮性を有する第１可変容量素子及び第２可変容量素子と、連続的に与えられる外力によって第１可変容量素子及び第２可変容量素子を伸縮させることで、一方の可変容量素子の静電容量が大きくなり且つ他方の可変容量素子の静電容量が小さくなるように第１可変容量素子及び第２可変容量素子の静電容量を連続的に変動させる変動機構とを備える発電装置の発電方法であって、第１可変容量素子及び第２可変容量素子の初期状態において電荷を供給した後に、変動機構により第１可変容量素子及び第２可変容量素子それぞれの静電容量を変動させ、第１可変容量素子と第２可変容量素子との間において電荷を移動させることを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構成で連続的な出力を安定して得ることができる。

発電装置の回路図である。 可変キャパシタの時間に対する静電容量の変化を示すグラフである。 発電装置にチャージャーを接続した状態の回路図である。 電場応答高分子型人工筋肉の構成を示す図である。 電場応答高分子型人工筋肉の伸縮方向を示す図である。 第１実施形態に係る発電装置を模式的に示す図である。 図６に示す発電装置の動作を説明する図である。 第２実施形態に係る発電装置を模式的に示す図である。 第３実施形態に係る発電装置を模式的に示す図である。 第４実施形態に係る発電装置を模式的に示す図である。 第４実施形態に係る発電装置のその他の構成を模式的に示す図である。 第５実施形態に係る発電装置を模式的に示す図である。 第５実施形態に係る発電装置のその他の構成を模式的に示す図である。 第６実施形態に係る発電装置を模式的に示す図である。 図１４に示す発電装置の動作を説明する図である。 第６実施形態に係る発電装置のその他の構成を模式的に示す図である。 第６実施形態に係る発電装置のその他の構成を模式的に示す図である。 第７実施形態に係る発電装置を模式的に示す図である。 第７実施形態に係る発電装置のその他の構成を模式的に示す図である。 第７実施形態に係る発電装置のその他の構成を模式的に示す図である。 図６に示す発電装置を複数接続した状態を示す図である。 図１４に示す発電装置を複数接続した状態を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

［第１実施形態］
最初に、本発明の発電装置の発電原理について説明する。図１は、発電装置を含む発電システムの回路図である。図２は、可変キャパシタの時間に対する静電容量の変化を示すグラフである。図１に示すように、発電システム１は、発電装置２と、負荷抵抗３とを備えており、発電装置２は、外力により静電容量が可変である可変キャパシタ（コンデンサ）４，５から構成されている。可変キャパシタ４，５と負荷抵抗３とは、直列に接続されている。以下の説明においては、可変キャパシタ４の静電容量を「Ｃ１」、可変キャパシタ５の静電容量を「Ｃ２」とする。

可変キャパシタ４，５の静電容量Ｃ１，Ｃ２は、初期状態（図２に示すｔ＝０）において可変範囲の中間点、つまり外力が加えられていない状態にあるものとし、中間点の静電容量がいずれも「Ｃ０」であるとする。この状態において、図３に示すように、直流電源のチャージャー１００を可変キャパシタ４，５に接続し、可変キャパシタ４，５に電圧Ｖ０で初期チャージを行う。チャージャー１００は、初期チャージの後に取り外す。

発電装置２において、可変キャパシタ４，５に外力を加えて例えば可変キャパシタ４の静電容量Ｃ１を小さくすると共に、可変キャパシタ５の静電容量Ｃ２を大きくすると、可変キャパシタ４から可変キャパシタ５に電荷が移動する。これは、静電容量が変化することにより、可変キャパシタ４と可変キャパシタ５との間に電位差が生じて起電力が発生するためである。このことは、「Ｖ＝Ｑ／Ｃ（Ｖ：電極間の電圧、Ｑ：電荷、Ｃ：静電容量）」の関係から明らかである。なお、ここで言う外力とは、キャパシタの静電容量を変えるものであれば何でもよい。特に、化石燃料を消費しない人力、波力、水力及び風力等のクリーンなエネルギー源を用いると、クリーンな発電を実現できる。

図２に示すように、時間ｔが「０→Ｔ１」の場合には、可変キャパシタ４，５の静電容量Ｃ１，Ｃ２を同時に変化させると、可変キャパシタ４の静電容量Ｃ１は単調減少となり、可変キャパシタ５の静電容量Ｃ２は単調増加となる。このとき、電荷は、可変キャパシタ４から可変キャパシタ５に移動し続ける。電荷の移動はすなわち電流であるため、負荷抵抗３では、電流が流れることにより電力を消費する。つまり、外力によって行われた仕事（力学的エネルギー）が電力（電気的エネルギー）に変換されたことになり、発電が行われたこととなる。なお、時間ｔがＴ１のときでは、静電容量の変動幅が最大となり、この状態で外力による変動を止めた場合には、電荷の移動も止まり定常状態となり、発電が停止される。

また、図２に示すように、時間ｔが「Ｔ１→Ｔ２」の場合には、外力を加える方向が逆となるため、可変キャパシタ４の静電容量Ｃ１は単調増加となり、可変キャパシタ５の静電容量Ｃ２は単調減少となる。このとき、電荷は、可変キャパシタ５から可変キャパシタ４に移動し続ける。つまり、時間ｔが「Ｔ１→Ｔ２」のときは、時間ｔが「０→Ｔ１」のときとは逆方向の電流が流れることになる。時間ｔがＴ２のときには、初期状態に戻る。また、時間ｔが「Ｔ２→Ｔ４」の場合には、時間ｔが「０→Ｔ２」のときとは逆の動きになる。このように、発電装置２では、可変キャパシタ４，５の静電容量Ｃ１，Ｃ２の変動を続ける限り、負荷抵抗３には交流電流が流れることになり、発電が行われる。

なお、負荷抵抗３における消費電力及びチャージャー１００により印加できる電圧値は、負荷抵抗３の抵抗値と可変キャパシタ４，５の静電容量値、及び外力による静電容量の変動周期（周波数）に依存している。具体的には、発電装置１では、静電容量の変動の変動周期が早すぎると、一方のキャパシタから他方のキャパシタに電荷が十分に移動しないうちに静電容量が元に戻るため、負荷抵抗３にて効率よく電力が消費されない。一方、発電装置１では、静電容量の変動の変動周期が遅すぎると、電圧が上がる前に電流が流れてしまうため、負荷抵抗３に印加する電圧を十分に上げることができず、負荷抵抗３にて効率よく電力が消費されない。そのため、負荷抵抗３の抵抗値及び可変キャパシタ４，５の静電容量値、及び外力による静電容量の変動周期は、所望する用途に応じて適宜設計される。

上記の可変キャパシタ４，５としては、外力により電極の対向面積、電極間距離、電極間隙の誘電体の量又は種類の少なくとも一つを可変にするキャパシタを用いることができる。本実施形態では、可変キャパシタ４，５として、電場応答高分子型人工筋肉（ＥＰＡＭ：Electroactive Polymer Artificial Muscle）を用いる。

図４（ａ），（ｂ）に示すように、電場応答高分子型人工筋肉（以下、ＥＰＡＭ）７は、ゴム状の薄い高分子膜（以下、エラストマー）７ａと、伸縮可能な電極７ｂ，７ｃとから構成されている。エラストマー７ａは、対向する一対の電極７ｂ，７ｃにより挟まれている。ＥＰＡＭ７は、エラストマー７ａを挟んで２つの電極７ｂ，７ｃが対向することによりキャパシタとしての機能を有し、外力により変位（伸縮）させることで電極面積や電極間距離が変化して静電容量が可変となる構成を有している。ＥＰＡＭ７は、初期状態、すなわち外力を加えない状態において最小の静電容量となっており、外力を面方向に加えて面積を増大させると（図５参照）、電極７ｂ，７ｃの対向面積が増加するのに伴い、体積は一定であるため厚さ（電極７ｂ，７ｃ間の距離）が減少する。このとき、以下の式（１）の関係から明らかなように、静電容量が増加する。
Ｃ＝εＳ／ｄ …（１）
なお、上記式（１）において、Ｃ：静電容量、ε：電極間に挿入された誘電体の誘電率、Ｓ：電極の対向面積、ｄ：電極間の距離となっている。

ＥＰＡＭ７において、エラストマー７ａの体積は一定に保持されるため、１次近似では、面積を「ｘ」倍にすると、厚さは「１／ｘ」となり、静電容量は「ｘ^２」倍となる。ＥＰＡＭ７は、外力が加えられない状態においてはエラストマー７ａの復元力により元の状態（初期状態）に戻るため、静電容量も元の量に戻る。

ここで、ＥＰＡＭ７は、面方向に引っ張ることで変形させることができる。以下の説明においては、１次元の変位（１方向（面方向）の変位）について説明する。図５に示すように、例えばＥＰＡＭ７が長方形状の場合には、４辺のうちの２辺を引っ張り、この引っ張った２辺の幅を変えずに長方形の長さ寸法を変化させる。この場合、変位量と面積とは、比例関係となり、静電容量は、「Ｃ＝εＳ^２／Ｖ（Ｖ＝Ｓｄ）」の関係から、変位量の２乗に比例する。なお、この関係は１次近似の場合であり、一般にはＥＰＡＭ７を引っ張ることによりくびれが生じたり、厚さが一様に薄くならないといった事象が発生するため、変位量が大きい場合には算出される値にずれが生じる。

以上のような原理により発電する発電装置について説明する。図６は、発電装置の構成を模式的に示す図である。

図６に示すように、発電装置１０は、筺体（変動機構）１１と、第１可変キャパシタ（第１可変容量素子）１２と、第２可変キャパシタ（第２可変容量素子）１３と、連結部（変動機構）１５とを含んで構成されている。筺体１１は、矩形状を呈しており、第１及び第２可変キャパシタ１２，１３を収容する収容空間Ｋを有する。第１及び第２可変キャパシタ１２，１３は、伸縮性を有する上述のＥＰＡＭ７であり、筺体１１の収容空間Ｋにおいて一側面同士が向き合うように配置されている。具体的には、第１及び第２可変キャパシタ１２，１３は、一側面同士が連結部１５により連結されていると共に、他側面がそれぞれ筺体１１に接続されている。第１及び第２可変キャパシタ１２，１３は、張力が発生するように、自然長よりも伸ばされた状態で筺体１１に取り付けられている。

連結部１５は、第１及び第２可変キャパシタ１２，１３同士を連結する部分である。連結部１５は、筺体１１に固定されない構成となっており、筺体１１に対して相対的に可動するように設けられている。連結部１５の可動方向は、第１及び第２可変キャパシタ１２，１３の変位方向（伸縮方向）と平行方向となっている。

第１可変キャパシタ１２の他側面側（筺体１１に接続される側）には、一対の電極１２ａ，１２ｂのそれぞれに端子１６ａ，１６ｂが接続されている。同様に、第２可変キャパシタ１３の他側面側には、一対の電極１３ａ，１３ｂのそれぞれに端子１７ａ，１７ｂが接続されている。端子１６ａと端子１７ａとは、結線されている。端子１６ｂと端子１７ｂとは、外部負荷１４を介して結線されている。なお、端子１６ｂと端子１７ｂとは、外部出力端子となっている。外部負荷１４は、例えば抵抗である。

続いて、発電装置１０における発電について説明する。以下の説明においては、筺体１１を固定して連結部１５に外力を加え、筺体１１に対して連結部１５を相対的に可動させる場合について説明する。なお、連結部１５を固定して筺体１１を可動させて外力を加える構成であってももちろんよい。

最初に、チャージャー１００（図３参照）を第１及び第２可変キャパシタ１２，１３（ＥＰＡＭ７）に接続し、第１及び第２可変キャパシタ１２，１３に電荷を蓄えさせる。そして、図７（ａ）に示すように、連結部１５に外力を加えて例えば矢印方向に距離Ｌだけ変位させると、第１可変キャパシタ１２が伸びると共に、第２可変キャパシタ１３が縮む。これにより、第１可変キャパシタ１２では、対向する一対の電極１２ａ，１２ｂの面積が増加すると共に、電極１２ａ，１２ｂ間の距離が小さくなるため、静電容量が増加する。一方、第２可変キャパシタ１３は、対向する電極１３ａ，１３ｂの面積が減少すると共に、電極１３ａ，１３ｂ間の距離が大きくなるため、静電容量が減少する。

また、図７（ｂ）に示すように、連結部１５に外力を加えて例えば矢印方向に変位させると、第２可変キャパシタ１３が伸びると共に、第１可変キャパシタ１２が縮む。これにより、第２可変キャパシタ１３では、対向する電極１３ａ，１３ｂの面積が増加すると共に、電極１３ａ，１３ｂ間の距離が小さくなるため、静電容量が増加する。一方、第１可変キャパシタ１２は、対向する電極１２ａ，１２ｂの面積が減少すると共に、電極１２ａ，１２ｂ間の距離が大きくなるため、静電容量が減少する。このように、連結部１５に周期性を有する（連続的に）外力を継続的に加えると、第１可変キャパシタ１２と第２可変キャパシタ１３との静電容量が互いに逆位相で増減を繰り返す。

以上のような動作により、発電装置１０では、第１可変キャパシタ１２と第２可変キャパシタ１３との間にて電荷の移動（電流）が発生し、発生した電流は、外部負荷１４にて消費される。発電装置１０からの出力は、交流となっている。交流の出力は、外部負荷１４と可変キャパシタ１２，１３との間に変圧器（変換回路）を接続し、変圧してもよい。また、直流の出力が必要な場合には、外部負荷１４と可変キャパシタ１２，１３との間に整流回路を接続すればよい。また、整流回路の出力を平滑させることが必要な場合には、整流回路の出力側に平滑回路（コンデンサ等）を付加すればよい。

以上説明したように、発電装置１０では、第１可変キャパシタ１２及び第２可変キャパシタ１３に対して周期的（連続的）に与えられる外力を加え、第１及び第２可変キャパシタ１２，１３の初期状態、すなわち外力が加えられていない状態においてチャージャー１００にて電荷を供給した後に、一方の可変容量素子の静電容量が大きくなり且つ他方の可変容量素子の静電容量が小さくなるように第１可変キャパシタ１２及び第２可変キャパシタ１３の静電容量を周期的に変動させ、第１可変キャパシタ１２と第２可変キャパシタ１３との間において電荷を移動させる。したがって、第１可変キャパシタ１２及び第２可変キャパシタ１３の静電容量の変動を周期的に行うことにより、第１可変キャパシタ１２と第２可変キャパシタ１３との間では、周期的に電荷の移動、すなわち電流が流れて発電が行われることになる。そのため、連続的な出力を得ることができる。このように、従来のように発電周期に応じて回路を切り替える機構が不要であり、また、第１可変キャパシタ１２及び第２可変キャパシタ１３への電荷の供給は最初だけでよいため、簡易な構成で安定した発電を行うことができる。以上のように、発電装置１０では、簡易な構成で連続的な出力を安定して得ることができる。

また、第１可変キャパシタ１２及び第２可変キャパシタ１３としては、ＥＰＡＭ７を用いている。一般に、ＥＰＡＭ７では平行平板型より静電容量を大きくできるため、平行平板型のキャパシタに比べて、発電量を大きくすることができる。また、スイッチや固定容量キャパシタを用いないため、構成を簡易化できると共に、発電劣化を防止できる。さらに、第１可変キャパシタ１２及び第２可変キャパシタ１３を変位させる周波数を低く設定できるといった効果もある。

［第２実施形態］
続いて、第２実施形態について説明する。図８は、第２実施形態に係る発電装置を模式的に示す図である。図８に示すように、発電装置２０は、錘（変動機構）２１を備える点で第１実施形態と異なっており、その他の基本的な構成は第１実施形態と同様である。

具体的には、錘２１は、第１及び第２可変キャパシタ１２，１３を連結する連結部１５に設けられている。錘２１は、例えば矩形状を呈しており、外力により振動する振動子である。錘２１は、筺体１１に対して相対的に可動するように設けられている。

続いて、発電装置２０における発電について説明する。以下の説明においては、筺体１１に外力を加えて錘２１を振動させて連結部１５を筺体１１に対して相対的に変位させる場合について説明する。なお、錘２１に直接周期的な外力を加える構成であってももちろんよい。

最初に、チャージャー１００（図３参照）を第１及び第２可変キャパシタ１２，１３に接続し、第１及び第２可変キャパシタ１２，１３に電荷を蓄えさせる。そして、筺体１１に周期的に外力を加えると、第１及び第２可変キャパシタ１２，１３を介して錘２１に外力が伝わり、錘２１が振動することで筺体１１と連結部１５との相対位置を周期的に変位させる。筺体１１に加える外力は、錘２１が共振する条件となるように設定されることが効率的で望ましい。具体的には、錘２１を、以下の式（２）に示す条件にて共振させる。
２πｆ＝（２ｋ／ｍ）^１／２ …（２）
なお、上記式（２）において、ｆ：外力の振動数、ｋ：ＥＰＡＭを伸ばしたときの張力から生じるばね特性のひとつであるＥＰＡＭのばね定数、ｍ：錘の質量となっている。

以上のように錘２１に周期的な外力を加えることにより、発電装置２０では、第１及び第２可変キャパシタ１２，１３が周期的に伸縮し、第１及び第２可変キャパシタ１２，１３の間で電荷が移動するため、連続的な出力が得られる。発電装置２０では、第１実施形態と同様の作用・効果を奏することができる。

なお、上述の発電装置２０では、筺体１１に外力を加え、錘２１を振動（移動）させて連結部１５を筺体１１に対して相対的に変位させて出力を得ているが、発電装置２０を以下のように動作させてもよい。すなわち、筺体１１を固定した状態にて外力を加えて錘２１を振動させて変位させた後、外力を加えるのを止める。このとき、錘２１は、第１及び第２可変キャパシタ１２，１３の張力から発生するばね特性により自由振動する。そのため、発電装置２０では、筺体１１に加える外力を停止した場合であっても、ある期間は発電を行うことができる。

［第３実施形態］
続いて、第３実施形態について説明する。図９は、第３実施形態に係る発電装置を模式的に示す図である。図９に示すように、発電装置３０は、錘３１の取り付け位置が第２実施形態と異なっており、その他の基本的な構成については第２実施形態と同様である。

具体的には、錘３１は、筺体１１に取り付けられている。錘３１は、例えば筺体１１の一端面に取り付けられる。なお、錘３１の取り付け位置は、図９に示す位置に限定されず、例えば筺体１１の側面であってもよい。また、同質量の複数の錘３１が筺体１１の周面にそれぞれ取り付けられてもよい。

続いて、発電装置３０における発電について説明する。以下の説明においては、連結部１５に外力を加えることで第１及び第２可変キャパシタ１２，１３を介して錘３１を振動させ、連結部１５を筺体１１に対して相対的に変位させる場合について説明する。なお、錘３１に直接周期的な外力を加える構成であってももちろんよい。

最初に、チャージャー１００（図３参照）を第１及び第２可変キャパシタ１２，１３に接続し、第１及び第２可変キャパシタ１２，１３に電荷を蓄えさせる。そして、連結部１５に周期的な外力を加えると、第１及び第２可変キャパシタ１２，１３を介して錘３１に外力が伝わり、錘３１が振動することで筺体１１と連結部１５との相対位置を周期的に変位させる。筺体１１に加える外力は、第２実施形態と同様に、錘３１が共振する条件となるように設定されることが望ましい。

以上のように錘３１に周期的な外力を加えることにより、発電装置３０では、第１及び第２可変キャパシタ１２，１３が周期的に伸縮し、第１及び第２可変キャパシタ１２，１３の間で電荷が移動するため、連続的な出力が得られる。発電装置３０では、第１実施形態と同様の作用・効果を奏することができる。

［第４実施形態］
続いて、第４実施形態について説明する。図１０は、第４実施形態に係る発電装置を模式的に示す図である。図１０に示すように、発電装置４０は、ばね（変動機構）４１を備える点で第１実施形態と異なっており、その他の基本的な構成は第１実施形態と同様である。

具体的には、ばね４１は、連結部１５と筺体１１との間に設けられており、第１及び第２可変キャパシタ１２，１３の変位方向に弾性力（伸縮力）を付与する。ばね４１は、第１可変キャパシタ１２に沿って配置されている。ばね４１は、第１可変キャパシタ１２が自然長よりも引張されている初期状態（図１に示す状態）よりも縮んだ状態となるように設定されている。具体的には、第１可変キャパシタ１２の初期状態における変位は、ばね４１のばね定数（ばねの強さ）を変えることで任意に設定されるものであり、第１可変キャパシタ１２の最大可変範囲の一端、つまり第１可変キャパシタ１２が最も縮む位置となるように設定されることが好ましい。この構成の場合、第２可変キャパシタ１３が最も縮む位置まで変位するように外力を加えることにより、好適な発電量を得ることができる。なお、ばね４１は、第２可変キャパシタ１３に沿って設けられてもよい。

続いて、発電装置４０における発電について説明する。以下の説明においては、筺体１１を固定して連結部１５に外力を加え、筺体１１に対して連結部１５を相対的に可動させる場合について説明する。

最初に、チャージャー１００（図３参照）を第１及び第２可変キャパシタ１２，１３に接続し、第１及び第２可変キャパシタ１２，１３に電荷を蓄えさせる。そして、連結部１５において一方向（ばね４１が伸びる方向）に外力を加えると、外力とばね４１の伸縮力により筺体１１と連結部１５との相対位置が周期的に変位する。このとき、第１可変キャパシタ１２は、ばね４１により初期変位が生じているため、連結部１５には、第２可変キャパシタ１３が最も伸びる位置まで変位するように外力を加える。

以上のように連結部１５に周期的な外力を加えることにより、発電装置４０では、第１及び第２可変キャパシタ１２，１３が周期的に伸縮し、第１及び第２可変キャパシタ１２，１３の間で電荷が移動するため、連続的な出力が得られる。発電装置４０では、第１実施形態と同様の作用・効果を奏することができる。

なお、発電装置４０には、錘２１又は錘３１が設けられてもよい。具体的には、図１１（ａ）に示すように、発電装置４０Ａには、連結部１５に錘２１が設けられている。このような構成を有する発電装置４０Ａは、第２可変キャパシタ１３を下側として筺体１１が水平方向に対して垂直方向（鉛直方向）となるように配置される。ばね４１のばね定数は、錘２１に重力が加わった状態において、第１可変キャパシタ１２と第２可変キャパシタ１３とが平衡点（図１に示す状態）となるように設定される。発電装置４１Ａでは、筺体１１に外力を加えることにより、錘２１が筺体１１に対して相対的に変位するため、第１及び第２可変キャパシタ１２，１３が周期的に伸縮し、第１及び第２可変キャパシタ１２，１３の間で電荷が移動するため連続的な出力が得られる。なお、錘２１の共振条件は、第２実施形態と同様である。

また、図１１（ｂ）に示すように、発電装置４０Ｂでは、筺体１１に錘３１が設けられている。錘３１は、筺体１１において、第１可変キャパシタ１２が配置された側の端面に設けられている。このような構成を有する発電装置４０Ｂは、第１可変キャパシタ１２を上側として筺体１１が水平方向に対して垂直方向（鉛直方向）に変位するように配置される。ばね４１のばね定数は、錘３１に重力が加わった状態において、第１可変キャパシタ１２と第２可変キャパシタ１３とが平衡点、つまり錘３１に加わる重力とばね４１及び第１及び第２可変キャパシタ１２，１３がつり合う点（図１に示す状態）となるように設定される。発電装置４０Ｂでは、連結部１５に外力を加えることにより、連結部１５が筺体１１に対して相対的に変位するため、第１及び第２可変キャパシタ１２，１３が周期的に伸縮し、第１及び第２可変キャパシタ１２，１３の間で電荷が移動するため連続的な出力が得られる。なお、錘３１の共振条件は、第２実施形態と同様である。

［第５実施形態］
続いて、第５実施形態について説明する。図１２は、第５実施形態に係る発電装置を模式的に示す図である。図１２に示すように、発電装置５０は、第１可変キャパシタ１２Ａと、第２可変キャパシタ１３Ａとを備える点で、第１実施形態と異なっており、その他の基本的な構成は第１実施形態と同様である。

第１可変キャパシタ１２Ａ及び第２可変キャパシタ１３Ａは、エラストマー７ａの特性がそれぞれ異なっている。具体的には、第１可変キャパシタ１２Ａと可変キャパシタ１３Ａとは、エラストマー７ａのばね特性（ばね定数）が異なっている。エラストマー７ａのばね特性は、硬さ（柔軟性）、厚さ、変位方向の長さ、変位方向及び面の対向方向の幅等によって設定される。バネ特性を変える具体的な方法としては、例えばエラストマー７ａにおいて、面積及び硬さを同じとしつつ厚さだけを変える、あるいは、厚さ、幅及び硬さを同じとしつつ変位方向の長さを変えるといった方法が挙げられる。本実施系形態では、第１可変キャパシタ１２Ａのばね定数の値が、第２可変キャパシタ１３Ａのばね定数の値よりも大きくなるように設定されている。

このような第１可変キャパシタ１２Ａ及び第２可変キャパシタ１３Ａの構成により、発電装置５０では、筺体１１に第１可変キャパシタ１２Ａ及び第２可変キャパシタ１３Ａが取り付けられた際、第１可変キャパシタ１２Ａよりも第２可変キャパシタ１３Ａの方が伸びた状態となる。つまり、発電装置５０は、第４実施形態に示す発電装置４０のばね４１が取り付けられた状態と同様の構成となる。発電装置５０における発電は、第４実施形態と同様であるため、その説明は省略する。発電装置５０では、第１実施形態と同様の作用・効果を奏することができる。

なお、発電装置５０には、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、錘２１又は錘３１を設けてもよい。発電装置５０Ａは、発電装置４０Ａと同様の動作をする。発電装置５０Ｂは、発電装置４０Ｂと同様の動作をする。

［第６実施形態］
続いて、第６実施形態について説明する。図１４は、第６実施形態に係る発電装置を模式的に示す側断面図である。図１４に示すように、発電装置６０は、筺体６１を備える点で、第１実施形態と異なっている。なお、図１４においては、端子１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ、外部負荷１４の図示を省略している。

筺体６１は、第１筺体（変動機構）６１Ａと、第２筺体（変動機構）６１Ｂとから構成されている。第１筺体６１Ａ及び第２筺体６１Ｂは、互いに独立して可動するように設けられている。第１筺体６１Ａと第２筺体６１Ｂとには、第１可変キャパシタ１２Ｂと、第２可変キャパシタ１３Ｂとが掛け渡されるように設けられている。具体的には、第１可変キャパシタ１２Ｂは、第１筺体６１Ａと第２筺体６１Ｂとの上部にそれぞれ側面が接続されており、第２可変キャパシタ１３Ｂは、第１可変キャパシタ１２Ｂの下方において第１筺体６１Ａと第２筺体６１Ｂとの下部にそれぞれ側面が接続されている。

続いて、発電装置６０における発電について説明する。以下の説明においては、第１筺体６１Ａを固定して第２筺体６１Ｂを外力により変位させる場合について説明する。なお、第２筺体６１Ｂを固定して第１筺体６１Ａを変位させてもよいし、第１筺体６１Ａ及び第２筺体６１Ｂの両方を変位させてもよい。

最初に、チャージャー１００（図３参照）を第１及び第２可変キャパシタ１２Ｂ，１３Ｂに接続し、第１及び第２可変キャパシタ１２Ｂ，１３Ｂに電荷を蓄えさせる。そして、図１５（ａ）に示すように、外力により第２筺体６１Ｂを第１筺体６１Ａに接近する方向（内側）に変位させると、第１可変キャパシタ１２Ｂが縮むと共に、第２可変キャパシタ１３Ｂが伸びる。一方、図１５（ｂ）に示すように、第２筺体６１Ｂを第１筺体６１Ａから遠ざかる方向（外側）に外力により変位させると、第１可変キャパシタ１２Ｂが伸びると共に、第２可変キャパシタ１３Ｂが縮む。このように、周期的に第２筺体６１Ｂを変位させると、第１可変キャパシタ１２と第２可変キャパシタ１３との静電容量が互いに逆位相で増減を繰り返す。

以上のように、例えば第２筺体６１Ｂに周期的な外力を加えることにより、発電装置６０では、第１及び第２可変キャパシタ１２Ｂ，１３Ｂが周期的に伸縮し、第１及び第２可変キャパシタ１２Ｂ，１３Ｂの間で電荷が移動するため、連続的な出力が得られる。したがって、発電装置６０では、第１実施形態の発電装置１０と同様の作用・効果を奏することができる。

なお、発電装置６０には、錘６２、ばね６３が設けられてもよい。具体的には、図１６（ａ）に示すように、発電装置６０Ａには、第２筺体６１Ｂの端面に錘６２が設けられている。錘６２は、発電装置３０に設けられた錘３１と同様の構成を有している。発電装置６０Ａの動作は、発電装置３０の動作と同様であり、例えば第１筺体６１Ａを周期的に与えられる外力にて変位させる、或いは第１筺体６１Ａを固定して第２筺体６１Ｂを周期的に与えられる外力にて変位させることにより錘６２を振動させる。発電装置６０Ａでは、発電装置３０と同様の効果を得ることができる。

また、図１６（ｂ）に示すように、発電装置６０Ｂには、第１筺体６１Ａと第２筺体６１Ｂとの間にばね６３が設けられている。ばね６３は、発電装置４０に設けられたばね４１と同様の構成を有している。発電装置６０Ｂの動作は、発電装置４０の動作と同様であり、ばね６３により発電装置６０Ｂの第１筺体６１Ａ及び第２筺体６１Ｂに初期変位（図１４に示す発電装置６０の初期状態よりも第１筺体６１Ａ及び第２筺体６１Ｂが接近した状態）を与え、例えば第１筺体６１Ａを固定した状態で第２筺体６１Ｂをばね６３が伸びる方向に外力により変位させ、また、ばね６３が伸びた状態から初期状態となるように第２筺体６１Ｂを変位させる。発電装置６０Ｂでは、発電装置４０と同様の効果を得ることができる。

また、図１７に示すように、発電装置６０Ｃには、錘６２及びばね６３が設けられている。発電装置６０Ｃは、第１筺体６１Ａと第２筺体６１Ｂとの間にばね６３が設けられていると共に、第２筺体６１Ｂの端面に錘６２が設けられている。このような構成を有する発電装置６０Ｃは、錘６２が下側となるように第１筺体６１Ａ及び第２筺体６１Ｂが水平方向に対して垂直方向（鉛直方向）となるように配置される。発電装置６０Ｃの動作は、発電装置４０Ａ，４０Ｂと同様であり、第１筺体６１Ａ又は第２筺体６１Ｂに外力を加えて相対的に変位させる。発電装置６０Ｃでは、発電装置４０Ａ，４０Ｂと同様の効果を得ることができる。

なお、第１可変キャパシタ１２Ｂ及び第２可変キャパシタ１３Ｂは、それぞれのばね特性（エラストマー７ａ）が異なるものを用いてもよい。この場合には、第５実施形態の発電装置５０と同様の効果を得ることができる。さらに、この構成に、錘６２を設けてもよい。

［第７実施形態］
続いて、第７実施形態について説明する。図１８は、第７実施形態に係る発電装置を模式的に示す図である。図１８に示すように、発電装置７０は、本体部７１と、可動部（変動機構）７２とを備える点で、他の実施形態と異なっている。なお、図１８においては、端子１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ、外部負荷１４の図示を省略している。

本体部７１及び可動部７２は、第１可変キャパシタ１２Ｃ及び第２可変キャパシタ１３Ｃの静電容量を変動させる変動機構を構成している。具体的には、本体部７１は、基板Ｂ上に立設されており、本体部７１の先端には、可動部７２が設けられている。可動部７２は、棒状を成しており、本体部７１に中心部が軸支されることで、中心部を中心に回動し、シーソー状に可動する。

可動部７２の一端側（図示左側）には、第１可変キャパシタ１２Ｃが連結部７３ａを介して連結されており、可動部７２の他端側（図示右側）には、第２可変キャパシタ１３Ｃが連結部７３ｂを介して連結されている。第１可変キャパシタ１２Ｃの一側面は、連結部７３ａを介して可動部７２に連結されており、第１可変キャパシタ１２Ｃの他側面は、基板Ｂに接続（固定）されている。また、第２可変キャパシタ１３Ｃの一側面は、連結部７３ｂを介して可動部７２に連結されており、第２可変キャパシタ１３Ｃの他側面は、基板Ｂに接続されている。

続いて、発電装置７０における発電について説明する。最初に、チャージャー１００（図３参照）を第１及び第２可変キャパシタ１２Ｃ，１３Ｃに接続し、第１及び第２可変キャパシタ１２Ｃ，１３Ｃに電荷を蓄えさせる。

次に、周期的に与えられる外力により可動部７２を可動させると、第１及び第２可変キャパシタ１２Ｃ，１３Ｃが伸縮する。このように、周期的に可動部７２を変位させると、第１可変キャパシタ１２Ｃと第２可変キャパシタ１３Ｃとの静電容量が互いに逆位相で増減を繰り返す。

以上のように、可動部７２に周期的な外力を加えることにより、発電装置７０では、第１及び第２可変キャパシタ１２Ｃ，１３Ｃが周期的に伸縮し、第１及び第２可変キャパシタ１２Ｃ，１３Ｃの間で電荷が移動するため、連続的な出力が得られる。したがって、発電装置７０では、第１実施形態の発電装置１０と同様の作用・効果を奏することができる。

なお、発電装置７０は、図１９，２０に示すような構成であってもよい。具体的には、図１９（ａ）に示すように、発電装置７０Ａには、ばね７４を設けてもよく、図１９（ｂ）に示すように、発電装置７０Ｂには、第１可変キャパシタ１２Ｃ及び第２可変キャパシタ１３Ｃに変えて、ばね特性（エラストマー７ａ）の異なる可変キャパシタ１２Ｄと第２可変キャパシタ１３Ｄを用いてもよい。また、図２０（ａ）に示すように、発電装置７０Ｃには、錘７５も設けてもよく、図２０（ｂ）に示すように、発電装置７０Ｄには、図１９（ｂ）に示す発電装置７０Ａの構成に更に錘７５を設けてもよい。さらに、図２０（ｃ）に示すように、発電装置７０Ｅには、図１９（ｂ）に示す発電装置７０Ｂの構成に更に錘７５を設けてもよい。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、発電装置１０は、複数接続される構成であってもよい。具体的には、図２１（ａ）に示すように、例えば発電装置１０を直列に複数接続する。各発電装置１０には、筺体１１及び連結部１５のそれぞれに固定された接続部１８，１９が設けられている。発電装置１０同士を接続する場合には、隣接する発電装置１０の接続部１８，１９同士を接続する。端子１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂの結線の方法は、図２１（ａ）〜（ｃ）に示すような構成とすることができる。発電装置２０，３０，４０，５０においても、発電装置１０と同様の構成により接続することができる。

また、図２２に示すように、発電装置６０の場合も同様に、複数接続することができる。具体的には、発電装置６０には、第１及び第２筺体６１Ａ，６１Ｂのそれぞれに固定された接続部６５，６６が設けられている。発電装置６０を接続する場合には、隣接する発電装置６０の接続部６５，６６同士を接続する。端子の結線の方法は、図２２に示すような構成とすることができる。

また、上記実施形態では、ＥＰＡＭ７（第１及び第２可変キャパシタ１２，１３）の形状を長方形としているが、ＥＰＡＭ７の形状はこれに限定されない。例えば、ＥＰＡＭ７は、筒状等であってもよい。また、ＥＰＡＭ７は、複数枚（Ｎ枚）重ねて使用してもよい。この場合、静電容量がＮ倍となる。

１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０…発電装置、７…電場応答高分子型人工筋肉（ＥＰＡＭ）、７ａ…電場応答高分子膜（ＥＰＡＭ、誘電体）、７ｂ，７ｃ…電極、１１…筺体、１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ…第１可変キャパシタ（第１可変容量素子）、１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ…第２可変キャパシタ（第２可変容量素子）、１５…連結部、２１，３１，７５…錘、４１，７４…ばね、６１Ａ…第１筺体、６１Ｂ…第２筺体。

Claims (10)

1. 静電容量が外力により可変であり且つ伸縮性を有する第１可変容量素子及び第２可変容量素子と、
   連続的に与えられる外力によって前記第１可変容量素子及び前記第２可変容量素子を伸縮させることで、一方の可変容量素子の静電容量が大きくなり且つ他方の可変容量素子の静電容量が小さくなるように前記第１可変容量素子及び前記第２可変容量素子の静電容量を連続的に変動させる変動機構とを備え、
   前記第１可変容量素子及び前記第２可変容量素子の初期状態において電荷を供給した後に、前記変動機構により前記第１可変容量素子及び前記第２可変容量素子それぞれの静電容量を変動させ、前記第１可変容量素子と前記第２可変容量素子との間において電荷を移動させることを特徴とする発電装置。
2. 前記第１可変容量素子及び前記第２可変容量素子は、一対の電極と当該一対の電極の間に介在する誘電体とから構成されており、外力により前記一対の電極の面積及び一対の電極間の距離が変化することで静電容量が変わることを特徴とする請求項１記載の発電装置。
3. 前記誘電体は高分子膜であり、
   前記第１可変容量素子及び前記第２可変容量素子は、前記高分子膜を伸縮性を有する一対の電極で挟んで構成された電場応答高分子型人工筋肉であることを特徴とする請求項２記載の発電装置。
4. 前記変動機構は、筺体と、前記第１可変容量素子及び前記第２可変容量素子の伸縮方向の一方の側面が前記筺体に固定された状態において前記第１可変容量素子と前記第２可変容量素子との向かい合う他方の側面を連結し、且つ前記伸縮方向と平行方向に移動する連結部とを有し、
   前記筺体又は前記連結部に周期的な外力を与えて前記筺体に対して連結部を相対的に変位させることにより、前記第１可変容量素子及び前記第２可変容量素子の静電容量を周期的且つ互いに逆位相で変動させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の発電装置。
5. 前記変動機構は、前記第１可変容量素子及び前記第２可変容量素子が接続される第１筺体及び第２筺体を有し、
   前記第１可変容量素子及び前記第２可変容量素子は、伸縮方向の一側面が前記第１筺体に接続されると共に、他側面が前記第２筺体に接続されており、
   前記第１筺体及び前記第２筺体に周期的な外力を与えて移動させ、一方の可変容量素子を伸長させ且つ他方の可変容量素子が伸縮させることで、前記第１可変容量素子及び前記第２可変容量素子の静電容量を周期的且つ互いに逆位相で変動させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の発電装置。
6. 前記変動機構は、中心部が軸支されて前記中心部を中心として回動する可動部を有し、
   前記第１可変容量素子は、伸縮方向の一側面が前記可動部の一端に接続されると共に他側面が固定されており、
   前記第２可変容量素子は、前記伸縮方向の一側面が前記可動部の一端に接続されると共に他側面が固定されており、
   前記可動部に周期的な外力を与えて可動させることにより、前記第１可変容量素子及び前記第２可変容量素子の静電容量を周期的且つ互いに逆位相で変動させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の発電装置。
7. 前記第１可変容量素子及び前記第２可変容量素子の少なくとも一方において前記伸縮方向に弾性力を付与するばねを有し、
   前記ばねが伸長する方向に外力を周期的に与えて、前記第１可変容量素子及び前記第２可変容量素子の静電容量を周期的且つ互いに逆位相で変動させることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項記載の発電装置。
8. 前記第１可変容量素子及び前記第２可変容量素子の前記伸縮方向に可動する錘を有し、
   前記錘が可動方向に移動するように周期的に外力を与えて、前記第１可変容量素子及び前記第２可変容量素子の静電容量を周期的且つ互いに逆位相で変動させることを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項記載の発電装置。
9. 前記高分子膜の特性がそれぞれ異なる第１可変容量素子及び第２可変容量素子を用い、当該第１可変容量素子と当該第２可変容量素子との初期変位を変えることを特徴とする請求項４〜８のいずれか一項記載の発電装置。
10. 静電容量が外力により可変であり且つ伸縮性を有する第１可変容量素子及び第２可変容量素子と、
    連続的に与えられる外力によって前記第１可変容量素子及び前記第２可変容量素子を伸縮させることで、一方の可変容量素子の静電容量が大きくなり且つ他方の可変容量素子の静電容量が小さくなるように前記第１可変容量素子及び前記第２可変容量素子の静電容量を連続的に変動させる変動機構とを備える発電装置の発電方法であって、
    前記第１可変容量素子及び前記第２可変容量素子の初期状態において電荷を供給した後に、前記変動機構により前記第１可変容量素子及び前記第２可変容量素子それぞれの静電容量を変動させ、前記第１可変容量素子と前記第２可変容量素子との間において電荷を移動させることを特徴とする発電方法。

Images