JP2012100404A - Power generator and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発電装置及び電子機器に関する。 The present invention relates to a power generation device and an electronic apparatus.
発電装置として、固定基板と可動基板とを空隙を介して厚さ方向に重ねて配置し、可動基板を振動させて静電誘導型発電を行うものが知られている。
この場合、例えば固定基板は可動基板と対向する面に、導体と荷電部材(エレクトレット)を重ねて櫛型に加工した固定電極を備えている。
そして、可動基板は、固定基板の固定電極側と向き合う面に、固定基板の平面視で固定電極と重なる可動電極を備えている。ここで、固定基板と可動基板とは、クーロン引力により互いに引き付けられている。
As a power generation device, there is known a device in which a static substrate and a movable substrate are arranged so as to overlap each other through a gap, and the movable substrate is vibrated to perform electrostatic induction power generation.
In this case, for example, the fixed substrate includes a fixed electrode that is processed into a comb shape by superposing a conductor and a charging member (electret) on a surface facing the movable substrate.
The movable substrate includes a movable electrode that overlaps the fixed electrode in a plan view of the fixed substrate on a surface facing the fixed electrode side of the fixed substrate. Here, the fixed substrate and the movable substrate are attracted to each other by Coulomb attractive force.
可動基板を、固定基板の平面方向に振動させると、可動基板に加えられた振動エネルギーは、可動電極と固定電極との間のクーロン引力に抗して動くことで静電容量が変化する。この変化分を電力として回収することで電気エネルギーが得られる。即ち、発電が為される。
発電効率は、固定基板と可動基板との距離に大きく依存する。距離が遠すぎると、発電効率が低下し、十分な電力を供給することが困難となる。逆に、距離が近すぎると、固定基板と可動基板とが接触し相対的に位置を変えることができなくなるため、発電動作そのものが停止してしまう。そのため、固定基板と可動基板との距離を制御すべく、種々の技術が提案されてきている。
When the movable substrate is vibrated in the plane direction of the fixed substrate, the vibration energy applied to the movable substrate moves against the Coulomb attractive force between the movable electrode and the fixed electrode, thereby changing the capacitance. Electric energy can be obtained by collecting this change as electric power. That is, power generation is performed.
The power generation efficiency greatly depends on the distance between the fixed substrate and the movable substrate. If the distance is too long, the power generation efficiency decreases, and it becomes difficult to supply sufficient power. On the other hand, if the distance is too close, the fixed substrate and the movable substrate come into contact with each other and the position cannot be changed relatively, so that the power generation operation itself stops. For this reason, various techniques have been proposed to control the distance between the fixed substrate and the movable substrate.
特許文献1では、可動基板が動ける状態で保持すべく、可動基板の支持にバネを用いた構成が記載されている。
特許文献2では、ギャップ調整部と、可動基板と、可動基板を支えるバネと、を備えた構成について記載されている。バネの一端は可動基板に接続され、他端はギャップ調整部と接続されている。そして、ギャップ調整部の高さを調整することで固定基板と可動基板との距離を制御している。
特許文献3では、固定基板と可動基板との間に挟まれるように位置し、ギャップを調整するギャップ調整部を備え、固定基板と可動基板とのギャップを制御しうる構成が記載されている。この場合でも、可動基板を動ける状態で保持すべく、可動基板の支持にバネを用いている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228688 describes a configuration that is positioned so as to be sandwiched between a fixed substrate and a movable substrate, includes a gap adjustment unit that adjusts the gap, and can control the gap between the fixed substrate and the movable substrate. Even in this case, in order to hold the movable substrate in a movable state, a spring is used to support the movable substrate.
しかしながら、特許文献1,2,3に示した構成では、可動基板の支持にバネを用いている。バネは経時劣化するため、信頼性の面で問題がある。加えて、バネを作り込む工程は樹脂材料を塗布するスピンコート法等の工程を行う必要があり、製造工数が増えてしまうという課題があった。
また、可動基板を支持するバネと、ギャップを調整するギャップ調整部とを別々の構造物で構成しているため、部品点数が増えるという課題があった。
さらに、ギャップを調整する工程が付加されるため、より製造工程が増える。そして、機械的に調整するため、量産性を保った状態でギャップを狭く制御することが難しくなる。加えて、バネの経時劣化分を見込んでギャップを調整する必要があるため、ギャップを狭くすることがさらに困難になるという課題があった。
However, in the configurations shown in
In addition, since the spring for supporting the movable substrate and the gap adjusting unit for adjusting the gap are formed of separate structures, there is a problem that the number of parts increases.
Furthermore, since a process for adjusting the gap is added, the number of manufacturing processes is further increased. And since it adjusts mechanically, it becomes difficult to control a gap narrowly in the state which maintained mass productivity. In addition, since it is necessary to adjust the gap in anticipation of the deterioration of the spring over time, there is a problem that it becomes more difficult to narrow the gap.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]本適用例にかかる発電装置は、前記第1の基板と前記第2の基板とに挟持され、1軸方向に対して回転するスペーサーを備え、前記スペーサーは、前記第1の基板と前記第2の基板との間の空隙を所定の値に保つように、前記エレクトレット層及び前記電極と平面的に離れた場所に配置されることを特徴とする。 [Application Example 1] A power generation device according to this application example includes a spacer that is sandwiched between the first substrate and the second substrate and rotates with respect to one axial direction. The air gap between the substrate and the second substrate is arranged at a location apart from the electret layer and the electrode in a plane so as to keep a predetermined value.
これによれば、第1の基板と第2の基板との間隙(ギャップ)の大きさは、スペーサーの径により制御されることとなる。また、スペーサーの回転により第1の基板と第2の基板とは1軸方向に対して可動性を持つこととなる。そのため、バネと、バネの位置を調整し、第1の基板と第2の基板とのギャップの大きさを制御する調整機構を用いていた従来の構成と比べ、簡便な構造と調整方法で動作する発電装置を提供することが可能となる。 According to this, the size of the gap (gap) between the first substrate and the second substrate is controlled by the diameter of the spacer. Further, the first substrate and the second substrate are movable with respect to one axial direction by the rotation of the spacer. Therefore, it operates with a simple structure and adjustment method compared to the conventional configuration that uses an adjustment mechanism that adjusts the spring and the position of the spring and controls the size of the gap between the first substrate and the second substrate. It is possible to provide a power generation device that performs the operation.
[適用例2]本適用例にかかる発電装置は、間隙を介して平面方向に重ねて配置された3枚以上の基板と、前記基板同士が向き合った面のうち、一方の面に位置する、電荷を保持したエレクトレット層と、他方の面に位置する、前記エレクトレット層と対峙する電極と、前記一方の面と、前記他方の面との双方に接し、1軸方向に対して回転するスペーサーと、を備えることを特徴とする。 [Application Example 2] The power generation device according to this application example is located on one of the surfaces of the three or more substrates arranged in a plane direction with a gap and the substrates facing each other. An electret layer holding charge, an electrode facing the electret layer located on the other surface, a spacer in contact with both the one surface and the other surface, and rotating with respect to one axis direction; It is characterized by providing.
これによれば、3枚以上の基板が用いられることとなる。3枚以上の基板が用いられることで発電装置の発電効率が向上する。例えば、3枚の基板を用いた場合、発電は、1枚目の基板と2枚目の基板との間、及び2枚目の基板と3枚目の基板との間の都合2箇所で行われることとなり、2枚の基板を用いる場合と比べ、約2倍となる。発電量を2倍にするには、2枚の基板を用いる場合では2組、枚数にして4枚の基板が必要となる。即ち、少ない基板で同等の発電を行えることから、発電効率が向上する。なお、追加される枚数は、1枚以上であれば良い。 According to this, three or more substrates are used. The power generation efficiency of the power generation apparatus is improved by using three or more substrates. For example, when three substrates are used, power generation is performed at two convenient locations between the first substrate and the second substrate and between the second substrate and the third substrate. This is about twice as much as when two substrates are used. In order to double the power generation amount, when two substrates are used, two sets of four substrates are required. That is, since power generation can be performed with a small number of substrates, power generation efficiency is improved. Note that the number of sheets added may be one or more.
[適用例3]上記適用例にかかる発電装置であって、前記スペーサーは球または前記1軸方向に回転する円柱形状を備えていることを特徴とする。 Application Example 3 In the power generation device according to the application example described above, the spacer includes a sphere or a cylindrical shape that rotates in the one-axis direction.
上記した適用例によれば、球や円柱は転がり易い形状であるため、発電装置に加えられたエネルギーの消費を抑えて基板同士の相対位置を変えることができる。そのため、発電効率を向上させることが可能となる。 According to the application example described above, since the sphere and the cylinder are easy to roll, consumption of energy applied to the power generation device can be suppressed and the relative positions of the substrates can be changed. As a result, the power generation efficiency can be improved.
[適用例4]上記適用例にかかる発電装置であって、前記スペーサーは前記1軸方向に対して可動性を与える、前記エレクトレット層及び前記電極と平面的に離れた場所に配置されたガイドに収められていることを特徴とする。 Application Example 4 In the power generation device according to the application example described above, the spacer is provided in a guide disposed in a place apart from the electret layer and the electrode in a plane so as to be movable in the one-axis direction. It is contained.
上記した適用例によれば、スペーサーは平面的にガイド内に収められている。そのため、スペーサーの逸脱を防止でき、スペーサーの位置安定性を高く保つことが可能となる。ここで、ガイドは基板に対してスペーサーの側面が当たる領域を盛り上げた構造や、基板に対して溝状の形状を備え、溝内にスペーサーを収めた構造を含むものとする。 According to the application example described above, the spacer is housed in the guide in a planar manner. Therefore, the deviation of the spacer can be prevented, and the positional stability of the spacer can be kept high. Here, the guide includes a structure in which a region where the side surface of the spacer hits the substrate, or a structure in which a groove shape is provided in the substrate and the spacer is accommodated in the groove.
[適用例5]上記適用例にかかる発電装置であって、前記基板間の空隙の値は、1μm以上500μm以下であることを特徴とする。 Application Example 5 In the power generation device according to the application example described above, the value of the gap between the substrates is 1 μm or more and 500 μm or less.
上記した適用例によれば、1μm以上のギャップがあることで、第1の基板と第2の基板との衝突を避けることができ、500μm以下のギャップであれば発電を行うことが可能となる。 According to the application example described above, since there is a gap of 1 μm or more, collision between the first substrate and the second substrate can be avoided, and power generation can be performed if the gap is 500 μm or less. .
[適用例6]上記適用例にかかる発電装置であって、前記基板間の空隙の値は、10μm以上300μm以下であることを特徴とする。 Application Example 6 In the power generation device according to the application example described above, the value of the gap between the substrates is 10 μm or more and 300 μm or less.
上記した適用例によれば、10μm以上の空隙(ギャップ)があることで、静電気力による撓み分を含めて基板間の衝突を避けることができる。そのため、基板の強度を下げることができる。即ち、厚みを薄くすることが可能となり、単位体積あたりの発電量を増加させることができる。そして、300μm以下のギャップがあることで発電効率を実用レベルに引き上げることが可能となる。 According to the application example described above, since there is a gap (gap) of 10 μm or more, it is possible to avoid a collision between the substrates including a deflection due to electrostatic force. Therefore, the strength of the substrate can be lowered. That is, the thickness can be reduced, and the amount of power generation per unit volume can be increased. And it becomes possible to raise electric power generation efficiency to a practical level because there is a gap of 300 micrometers or less.
[適用例7]上記適用例にかかる発電装置であって、前記基板間の空隙の値は、30μm以上150μm以下であることを特徴とする。 Application Example 7 In the power generation device according to the application example described above, the value of the gap between the substrates is 30 μm or more and 150 μm or less.
上記した適用例によれば、30μm以上の空隙(ギャップ)があることで、衝撃を受けても基板間の衝突を避けることができる。そして、150μm以下のギャップがあることで発電効率がさらに向上する。 According to the application example described above, since there is a gap (gap) of 30 μm or more, collision between the substrates can be avoided even if an impact is received. And the power generation efficiency is further improved due to the gap of 150 μm or less.
[適用例8]上記適用例にかかる発電装置であって、前記ガイドの少なくとも一部が、第1の前記基板の平面視で、前記エレクトレット層、及び前記電極よりも内側にあることを特徴とする。 Application Example 8 In the power generation device according to the application example described above, at least a part of the guide is inside the electret layer and the electrode in a plan view of the first substrate. To do.
上記した適用例によれば、基板同士には、例えば静電気的に引き付け合う力が掛かっている。そのため、基板中央部が撓む場合がある。基板の平面視で引き合う領域の内側にガイドを配置することで、基板の間隔を制御するスペーサーがこのガイド内に収められる。このように配置することで、基板中央部の撓みを抑制することが可能となる。 According to the application example described above, for example, a force attracting electrostatically is applied between the substrates. Therefore, the central part of the substrate may be bent. By arranging the guide inside the region that is attracted in plan view of the substrate, a spacer for controlling the distance between the substrates is accommodated in the guide. By arranging in this way, it becomes possible to suppress the bending of the central part of the substrate.
[適用例9]上記適用例にかかる発電装置であって、厚み方向に対して最も外側に位置する前記基板の片方と、前記片方側から数えて一つおきの前記基板が互いに固定され、前記1軸方向に回転する前記スペーサーが、固定された前記基板の間に位置する少なくとも一枚の、可動性を有する第1の前記基板の両面と、前記基板を挟む面に備えられ、前記1軸方向と交差する方向に回転するスペーサーが、固定された前記基板の間に位置する少なくとも一枚の、可動性を有する第2の前記基板の両面と、前記基板を挟む面に備えられていることを特徴とする。 Application Example 9 In the power generation device according to the application example described above, one of the substrates located on the outermost side in the thickness direction and every other substrate counted from the one side are fixed to each other, The spacer rotating in the uniaxial direction is provided on both surfaces of the movable first substrate located between the fixed substrates and the surface sandwiching the substrate, and the uniaxial Spacers that rotate in a direction crossing the direction are provided on at least one of the movable second substrates located between the fixed substrates and on a surface sandwiching the substrates. It is characterized by.
上記した適用例によれば、異なる方向の振動を電気エネルギーに変換できることから、発電効率の向上と、出力電力の安定性(発電力の振動方向依存性が小さくなる)の向上を合わせて得ることが可能となる。 According to the application example described above, since vibrations in different directions can be converted into electric energy, the improvement in power generation efficiency and the improvement in output power stability (reduction in vibration direction dependency of generated power) can be obtained together. Is possible.
[適用例10]本適用例にかかる電子機器は上記した発電装置を備えることを特徴とする。 Application Example 10 An electronic apparatus according to this application example includes the above-described power generation device.
これによれば、基板同士の間隙(ギャップ)の大きさを、スペーサーの径により制御しうる発電装置を用いていることから、バネを用い機械的疲労を考慮して形成された発電装置を用いた場合と比べ、信頼性及び大電力に対応した電子機器を構成することが可能となる。 According to this, since the power generation device that can control the size of the gap (gap) between the substrates by the diameter of the spacer is used, the power generation device formed in consideration of mechanical fatigue using a spring is used. Compared with the case where it was, it becomes possible to comprise the electronic device corresponding to reliability and high power.
(第1実施形態:発電装置)
以下、図面を参照して、第1実施形態について説明を行う。
図1(a)は、固定基板の平面図、図1(b)は、可動基板の平面図、図1(c)は、可動基板と固定基板とによりベアリングを挟持した状態でのB−B’線断面図、図1(d)は、可動基板と固定基板とによりベアリングを挟持した状態でのA−A’線断面図、図1(e)は、溝をガイドとした場合の溝近傍の部分拡大図である。
この発電装置100は、1軸方向としてのX方向に可動性を備え、X方向の振動エネルギーを電気エネルギーに変換するものである。
ここで、「上」とは、固定基板101から可動基板110へ向かう方向(Z方向:図1(d)参照)と定義する。
(First embodiment: power generation device)
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to the drawings.
1A is a plan view of a fixed substrate, FIG. 1B is a plan view of a movable substrate, and FIG. 1C is a cross-sectional view of a BB with a bearing held between the movable substrate and the fixed substrate. 'Line sectional view, FIG. 1 (d) is a sectional view taken along the line AA' with the bearing held between the movable substrate and the fixed substrate, FIG. 1 (e) shows the vicinity of the groove when the groove is used as a guide. FIG.
This
Here, “upper” is defined as a direction from the fixed
発電装置100は、第1の基板としての固定基板101と、第2の基板としての可動基板110を備える。なお、固定基板101を第2の基板、可動基板110を第1の基板と読み替えて用いても良い。各断面図や平面図では、紙面正面側に重要な構成を図示するため、図面の向き(XYZ方向)が図面毎に異なる。そのため、必要に応じ、図面毎にXYZ方向を付記することとする。
The
固定基板101は、固定基板本体101a、ガイド103、第1電極104、電荷を保持したエレクトレット層としての電荷保持層105、ストッパー107と、を備える。そして、ガイド103、第1電極104、電荷保持層105、ストッパー107は、固定基板本体101aの可動基板110側の面に位置している。
可動基板110は、可動基板本体110a、第2電極111、ガイド113と、を備える。そして、第2電極111、ガイド113は可動基板本体110aの固定基板101側の面に位置している。
The fixed
The
固定基板101と可動基板110とは、互いに平面方向に動けるようスペーサーとしてのベアリング102を挟持している。ベアリング102は、X方向に対してベアリング102が回転することで可動基板110の可動性を確保している。
ベアリング102は、固定基板101にも可動基板110にも属していないが、便宜上両図面にベアリング102があるべき位置に点線を用いて図示している。
ベアリング102は球状のものを例として図示しているが、これは可動基板110の移動方向(X方向)に回転する円柱状のローラーを用いても良い。そして、固定基板101と可動基板110とを重ね合わせて可動基板110を振動させることで、第1電極104、電荷保持層105、第2電極111を含む発電部115で発電が行われる。ここで、通常、第1電極104と電荷保持層105とは重なっている。そして、通常第1電極104と第2電極111とは定常位置(可動基板110を振動させない状態で、可動基板110が安定する位置)において平面的に重なっている。ここで、第1電極104と電荷保持層105が重なっていることや、第1電極104と第2電極111とが定常位置において平面的に重なっていることは必須の要件ではなく、発電できる位置関係にあれば良い。なお、定常位置に引き戻す力は、固定基板101と可動基板110とが共に静電的に引き合うことで発生する。また、電荷保持層105は可動基板110側に配置しても良い。
The fixed
The
Although the
固定基板本体101aは、構成部材として例えばガラスやプラスティックが用いられている。そして、可動基板110が動いた場合に固定基板101と衝突せぬよう、固定基板本体101aの可動基板110側の面は平坦な形状を備えている。
For example, glass or plastic is used as a constituent member of the fixed
ガイド103は、ベアリング102が回転する方向を規定すると共に、ベアリング102が位置する領域を定めている。そして、本実施形態では、X方向に自由度を持つ発電装置100を扱っている。そのためガイド103は、ベアリング102がX方向に沿って回転でき、かつ電荷保持層105、第2電極111と平面的に離れた位置にガイド103とベアリング102が収まるよう配置されている。
The
ガイド103は、固定基板本体101a上に樹脂を塗布(例えばディスペンサーを用いる)する方法や、感光性樹脂層を形成した後、フォトリソグラフ工程を行う方法等により形成される。このように、ベアリング102を挟む領域を盛り上げて、その内側にベアリング102を収めることで、ベアリング102がX方向に沿って回転できるようになる。また、ガイド103を積む構成に代えて、ベアリング102が1方向に回転できるよう溝をガイドとして形成し、その内側にベアリング102を収めても良い(図1(e)参照)。また、この溝の中に円柱状のローラーを収めても良い。
ストッパー107は、可動基板110の振幅が過剰とならないよう、可動基板110の振動範囲を定めている。
The
The
可動基板本体110aは、固定基板本体101aと同様に、構成部材として例えばガラスやプラスティックが用いられている。そして、可動基板110が動いた場合に固定基板101と衝突せぬよう、可動基板本体110aの固定基板101側の面は平坦な形状を備えている。
第2電極111は、後述するように、第1電極104、電荷保持層105と協働して発電を行う機能を備えている。
ガイド113は、ガイド103と同様に、ベアリング102がX方向に沿って回転するようベアリング102の動きを規定している。なお、ガイド103、ガイド113はいずれか片方を省略することも可能である。
The movable substrate
As will be described later, the
The
(発電機構)
以下、第1電極104、電荷保持層105、第2電極111を含む発電部115で発電を行う機構について説明する。図2(a)〜(d)は、図1(d)のB−B’断面図の一部を拡大し、可動基板110に振動を与えた場合の断面図である。図2(e)は、図2(a)〜(d)での状態における発電状態を示すグラフである。図2(e)において縦軸は電流Iを示している。
(Power generation mechanism)
Hereinafter, a mechanism for generating power with the
図2(a)に示すように、可動基板110が振動していない場合(ステップS1)には、キャパシターCの容量は時間的(tで表す)に変動しないため、発電は為されない。
As shown in FIG. 2A, when the
次に、図2(b)に示すように、可動基板110をX軸−方向に移動させる(ステップS2)と、可動基板110と固定基板101とがずれ、可動基板110と固定基板101との間に形成されたキャパシターCの容量が減る。容量減少に伴い、抵抗Rを介して電荷が移動する。即ち図2(e)に示すように電流iが流れる。そして、−X方向に移動させて停止させると、電荷の移動が終了し、電荷の移動、即ち電流iが止まる。
Next, as shown in FIG. 2B, when the
次に、図2(c)に示すように、定常位置に戻す(ステップS3)と、今度は可動基板110と固定基板101との間に形成されたキャパシターCの容量が増えることとなる。容量増加に伴い、抵抗Rを介して電荷が移動し、図2(b)の場合と反対向きの電流、即ち図2(e)に示すように電流(−i)が流れる。そして、定常位置に戻し静止させると、電荷の移動が終了し、電荷の移動、即ち電流iが止まる。
Next, as shown in FIG. 2C, when returning to the steady position (step S3), the capacitance of the capacitor C formed between the
次に、図2(d)に示すように、可動基板110をX軸+方向に移動させる(ステップS4)と、可動基板110と固定基板101とがずれ、可動基板110と固定基板101との間に形成されたキャパシターCの容量が減る。容量減少に伴い、抵抗Rを介して電荷が移動する。即ち図2(e)に示すように電流iが流れる。そして、X方向に移動させて静止させると、電荷の移動が終了し、電荷の移動、即ち電流iが止まる。
Next, as shown in FIG. 2D, when the
この動作を繰り返すことで、振動のエネルギーを変換して電力を生み出す、即ち発電を行うことができる。 By repeating this operation, it is possible to generate energy by converting vibration energy, that is, to generate power.
(間隙(ギャップ)制御)
図1に戻る。以下、固定基板101と可動基板110との間の間隙としてのギャップ制御について説明する。図1(c)に示すように、ギャップは、ガイド103、ガイド113を用いた場合、基本的にベアリング102の直径で定まる。そのため、容易にギャップ制御を行うことが可能である。また、ギャップの大きさを変えることも容易である。ギャップの大きさとしては、例えば1μm以上500μm以下の値を備えることができる。1μm以上のギャップがあることで、固定基板101と可動基板110との衝突を避けることができ、500μm以下のギャップであれば発電を行うことが可能となる。
(Gap control)
Returning to FIG. Hereinafter, the gap control as the gap between the fixed
また、ギャップの大きさとして、10μm以上300μm以上の値を持つことも望ましい。10μm以上のギャップがあることで、静電気力による撓み分を含めて固定基板101と可動基板110との衝突を避けることができる。そのため、固定基板101や、可動基板110の強度を下げることができる。即ち、厚みを薄くすることが可能となり、単位体積あたりの発電量を増加させることができる。そして、300μm以下のギャップがあることで発電効率を実用レベルに引き上げることが可能となる。
It is also desirable that the gap has a value of 10 μm or more and 300 μm or more. By having a gap of 10 μm or more, it is possible to avoid collision between the fixed
そして、ギャップの大きさとしては、30μm以上150μm以下であることが好適である。30μm以上のギャップがあることで、衝撃を受けても固定基板101と可動基板110との衝突を避けることができる。そして、150μm以下のギャップがあることで発電効率がさらに高くなる。本実施形態では、例えば80μm程度のギャップに対応した(直径約80μmの)ベアリング102を用いた場合について説明を続ける。
And as a magnitude | size of a gap, it is suitable that they are 30 micrometers or more and 150 micrometers or less. Since there is a gap of 30 μm or more, collision between the fixed
また、ガイド103、ガイド113に代えて、図1(e)に示すように溝Gを形成してベアリング102を溝Gにはめても良い。この場合、ベアリング102の直径を大きく保った状態でギャップの大きさを小さくできる。そのため、ベアリング102の移動経路に微細なゴミが入った場合でも、ベアリング102はそれを乗り越えて回転できる。そのため、ゴミが入っても固定基板101に対する可動基板110の相対的な可動性を保つことが可能となる。また、固定基板101と可動基板110の一方に溝を配置し、他方にベアリング102を平面的に挟む領域を盛り上げた形状を配置しても良い。
Further, instead of the
上記した発電装置は、以下の効果を奏する。 The power generation apparatus described above has the following effects.
図1(c)に示すように、ガイド103、ガイド113を備えることで、ベアリング102の可動方向をX方向に定めることができる。例えば、Y方向にずれてしまうと、電荷保持層105と第2電極111とが平面的に重なる領域が狭くなり、発電効率が低下する。そこで、X方向以外の可動基板110の動きを規制することで、安定した発電動作を行わせることができる。
As shown in FIG. 1C, by providing the
図1を参照して説明する。球形のベアリング102に代えて図示せぬ円柱状のローラーを用いる場合、固定基板101と可動基板110に対して点ではなく線で接触することから、圧力が分散できる。そのため、円柱状のローラーを用いた場合、発電装置100の信頼性を向上させることができる。
A description will be given with reference to FIG. When a cylindrical roller (not shown) is used instead of the
図1(c)に示すように、ガイド103、ガイド113を備えた場合、ベアリング102の直径が、固定基板101と可動基板110との間のギャップを定めることとなる。そして、ベアリング102は固定基板101と可動基板110とを相対的に可動性を与える機能も兼ねている。そのため、少ない部品で、かつ無調整で固定基板101と可動基板110との位置関係を規定することが可能となる。
As shown in FIG. 1C, when the
図1(c),(e)に示すように、ガイド103、ガイド113に代えて、溝Gを形成してベアリング102を溝Gにはめることで、塵埃に対する影響を軽減できる。特にギャップの大きさを小さくする場合に、ベアリング102の直径を大きくすることができる。例えば、ベアリング102の移動経路に微細なゴミが入った場合でも、回転することが可能となる(単純化のため、ゴミ形状を立方体とすると、直径10μmのベアリング102を用いた場合、5μm以上のゴミは原理的に乗り越えられない)ため、塵埃に強い発電装置100を提供することが可能となる。
As shown in FIGS. 1C and 1E, the influence on dust can be reduced by forming a groove G in place of the
図1を参照して説明する。ガイド103、ガイド113は樹脂を塗布(例えばディスペンサーを用いる)する方法や、感光性樹脂層を形成した後、フォトリソグラフ工程を用いて形成する方法で形成することで、半導体や液晶装置と同様の装置と工程で形成することが可能となるため、新規の製造装置の導入や、新しいプロセスを開発することなくガイド103、ガイド113を形成できる。そのため、装置のコストや、プロセス開発に必要となる負荷を軽減することが可能となる。
A description will be given with reference to FIG. The
図1を参照して説明する。ガイド103、ガイド113のいずれか片方を省略することで、発電装置100の製造工程を短縮することが可能となる。
A description will be given with reference to FIG. By omitting one of the
図1(c),(d)を参照して説明する。固定基板本体101a、可動基板本体110aとして互いに対向する面が平坦な基板を用いることで、両基板の衝突を避けて発電を行うことが可能となる。
This will be described with reference to FIGS. By using substrates with flat surfaces facing each other as the fixed substrate
図1(c)、(d)を参照して説明する。固定基板101と、可動基板110との間のギャップが1μm以上であることで、固定基板101と可動基板110との衝突を避けることができる。そしてギャップが500μm以下であることで、低い出力ではあっても発電を行うことが可能となる。
This will be described with reference to FIGS. Since the gap between the fixed
図1(c),(d)を参照して説明する。固定基板101と、可動基板110との間のギャップが10μm以上であることで、静電気力による撓み分を含めて固定基板101と可動基板110との衝突を避けることができる。そのため、固定基板101や、可動基板110の強度を下げることができる。即ち、厚みを薄くすることが可能となり、単位体積あたりの発電量を増加させることができる。そしてギャップが300μm以下であることで、発電効率を実用レベルに引き上げることが可能となる。
This will be described with reference to FIGS. Since the gap between the fixed
図1(c),(d)を参照して説明する。基板間のギャップが30μm以上であることで、衝撃を受けても固定基板101と可動基板110との衝突が避けられる。そして、ギャップが150μm以下であることで発電効率を十分高く保つことが可能となる。
This will be described with reference to FIGS. Since the gap between the substrates is 30 μm or more, collision between the fixed
(第2実施形態:発電部の内側にガイドを備えた発電装置)
以下、図面を参照して、第2実施形態について説明を行う。図3(a)〜(d)は、第2実施形態を説明するための平面図である。第1実施形態との主な差異は、ガイド203,213,223,233の少なくとも一部が固定基板101の平面視で発電部115よりも内側に配置されていることである。ここで、第1実施形態と同様な構成については同一の符号を付け、詳細な説明については省略する。また、ストッパー等についても図示、記載を省略し、説明の重複を避けるものとする。また、図3(a)〜(d)は同じ座標系で表せるため、まとめて一つの座標系として付記している。
(2nd Embodiment: The electric power generating apparatus provided with the guide inside the electric power generation part)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings. 3A to 3D are plan views for explaining the second embodiment. The main difference from the first embodiment is that at least a part of the
発電装置200は、第1の基板(第2の基板)としての固定基板101と、第2の基板(第1の基板)としての可動基板110を備える。なお、固定基板101と可動基板110とで発電装置200が構成されることから、固定基板101、可動基板110とに、括弧表示で200を付記している。
固定基板101は、第1電極104、電荷を保持したエレクトレット層としての電荷保持層105、ガイド203を備える。
可動基板110は、第2電極111、ガイド213を備える。
そして、第1電極104、電荷保持層105、第2電極111を含む発電部115が備えられている。
そして、固定基板101と可動基板110は、互いに平面方向に動けるようスペーサーとしてのベアリング102を介して重ね合わされている。そして、第1電極104、電荷保持層105、第2電極111を含む発電部115が形成される。ベアリング102は、固定基板101にも可動基板110にも属していないが、便宜上両図面にベアリング102のあるべき位置に点線を用いて図示している。
The
The fixed
The
A
The fixed
ガイド203の一部は、複数に分割された発電部115の固定基板101の内側に配置されている。そして、ガイド213の一部も、可動基板110の発電部115の平面視での内側に形成されている。その他の構成については、第1実施形態と同様に構成されている。
図3(a)は、発電部115を3分割し、発電部115の内側にガイド203を配置した固定基板101の平面図である。図3(b)は、図3(a)と重ねて使用する可動基板110の平面図である。
図3(a)に示すように、平面視で電荷保持層105と第1電極104を含む発電部115の内側に、ガイド203が配置されている。同様に、図3(b)に示すように、平面視で第2電極111を含む発電部115の内側に、ガイド213が配置されている。
図3(c)は、発電部115を2分割し、発電部115に挟まれるようにガイド223を配置した固定基板101の平面図である。図3(d)は、図3(c)と重ねて使用する可動基板110の平面図である。
図3(c)に示すように、平面視で電荷保持層105と第1電極104を含む発電部115の内側に、ガイド223の一部が配置されている。同様に、図3(d)に示すように、平面視で第2電極111を含む発電部115の内側に、ガイド233の一部が配置されている。
A part of the
FIG. 3A is a plan view of the fixed
As shown in FIG. 3A, the
FIG. 3C is a plan view of the fixed
As shown in FIG. 3C, a part of the
本実施形態における発電装置は、上述した実施形態の効果に加え、以下の効果を奏する。 In addition to the effects of the above-described embodiments, the power generation device according to the present embodiment has the following effects.
発電部115のレイアウトに応じてガイド203,213,223,233を配置できるため、設計の自由度を向上させることが可能となる。
Since the
ガイド203,213,223,233によりベアリング102は固定基板101や可動基板110の内側に配置される。そのため、静電引力による撓みを減らすことが可能となり、より固定基板101と可動基板110の間のギャップを狭くとることができる。ギャップを狭くすることで発電効率が上がるため、より性能が高い発電装置200を提供することが可能となる。
The
(第3実施形態:3枚以上の基板を備えた発電装置)
以下、図面を参照して、第3実施形態について説明を行う。図4(a)〜(d)は、第3実施形態を説明するための、3枚の基板を用いた場合の平面図、図5(e)は3枚の基板を重ねた状態でのB−B’線断面図、図5(f)は3枚の基板を重ねた状態でのA−A’線断面図である。この場合、中央にある基板を可動基板とし、両脇にある基板を固定基板とすると、発電装置300の固定が容易となる。なお、構造を説明し易くするため、平面図と断面図とでは、構成部材の縮尺を一部変えている。
また、本実施形態では基板の枚数を3枚にした例について説明しているが、固定基板や可動基板を本実施形態と同様に追加することで、3枚を超える基板枚数についても対応可能である。
(Third embodiment: a power generation apparatus including three or more substrates)
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to the drawings. 4A to 4D are plan views in the case of using three substrates for explaining the third embodiment, and FIG. 5E is a view of B in a state where the three substrates are stacked. -B 'sectional view, FIG.5 (f) is an AA' sectional view in the state which piled up the three board | substrates. In this case, if the substrate at the center is a movable substrate and the substrates on both sides are fixed substrates, the
In this embodiment, an example in which the number of substrates is three is described. However, by adding a fixed substrate and a movable substrate in the same manner as in this embodiment, it is possible to cope with the number of substrates exceeding three. is there.
第1、第2実施形態との主な差異は、基板を3枚にしたことと、ガイドの構成にあるため、以降このガイドについて詳細に説明する。また、第1、第2実施形態で説明した基板本体や発電部等についての説明は省略する。例えば、第1実施形態で示した、電荷を保持したエレクトレット層としての電荷保持層105、電極としての第2電極111(図1参照)については、第1実施形態を参照するものとし、説明の重複を避ける。
Since the main difference between the first and second embodiments is that there are three substrates and the structure of the guide, this guide will be described in detail below. Further, the description of the substrate body and the power generation unit described in the first and second embodiments is omitted. For example, for the
図5に示すように、発電装置300は、基板としての固定基板311と可動基板321、基板としての固定基板331、スペーサーとしてのベアリング312,332を備える。固定基板311は可動基板321側の面にガイド313を備える。同様に、固定基板331は可動基板321側の面にガイド343を備える。
ガイド313,323は、1軸方向としてのX方向にベアリング312が回転するよう、ベアリング312の動きを規定している。ガイド333,343も同様に、X方向にベアリング332が回転するよう、ベアリング332の動きを規定している。そして、固定基板311、可動基板321、固定基板331の間隙は、ベアリング312,332により定められ、この間隙を介して各基板の厚さ方向に対して当該順序で重ねられている。
As shown in FIG. 5, the
The
次に、各基板の構成について図4を用いて説明する。
固定基板311は図4(a)に示すように、可動基板321側の面にガイド313を備える。同様に、図4(b)に示すように、固定基板331は可動基板321側の面にガイド343を備える。そして図4(c),(d)に示すように、可動基板321は、両面とも同様な形状を備えており、固定基板311側の面に備えられたガイド323と、固定基板331側の面に備えられたガイド333を備える。
Next, the configuration of each substrate will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 4A, the fixed
ガイド313,323は、1軸方向としてのX方向にベアリング312が回転するよう、ベアリング312の動きを規定している。ガイド333,343も同様に、X方向にベアリング332が回転するよう、ベアリング332の動きを規定している。
なお、第1実施形態、第2実施形態で説明した、例えばガイドの一部省略や、ガイドに代えて溝を用いる等の応用については、上述した実施形態と同様に対応することができる。
The
Note that the applications described in the first embodiment and the second embodiment, such as the omission of part of the guide and the use of grooves instead of the guide, can be handled in the same manner as in the above-described embodiment.
本実施形態では、発電は、固定基板311と可動基板321との間と、固定基板331と可動基板321との間で行われる。
In the present embodiment, power generation is performed between the fixed
本実施形態における発電装置は、上述した実施形態の効果に加え、以下の効果を奏する。 In addition to the effects of the above-described embodiments, the power generation device according to the present embodiment has the following effects.
3枚以上の基板を用いた発電装置300を用いることで、体積当たりの発電効率が向上する。例えば、3枚の基板を用いた場合、発電は、固定基板311と可動基板321との間、及び可動基板321と固定基板331との間の、都合2箇所で行われることとなる。特に振動が大きく、発電による振動エネルギーの損失が小さい場合、可動基板321の振動減衰が2枚の基板を用いる場合と比べ、発電効率は約2倍となる。発電量を2倍にするには、2枚の基板を用いる場合では2組、枚数にして4枚の基板が必要となる。即ち、少ない基板で同等の発電を行えることから、体積当たりの発電効率が向上する。
By using the
3枚以上の奇数枚の基板を用いた場合、外側の基板を固定用に用いることができる。よって、発電装置300の実装が容易となる。
When three or more odd-numbered substrates are used, the outer substrate can be used for fixing. Therefore, the
基板の外側にはみ出すバネ等の構造物を基板の支持体として可動性を与えた場合、3枚以上の基板を重ねて用いると、これらの構造物同士が衝突する虞があるが、本実施形態に示すように、ベアリング312とベアリング332により可動基板321を支持することで、衝突の虞無く基板を支持できる。そのため、容易に基板数を増やすことが可能となる。
In the case where a structure such as a spring protruding outside the substrate is used as a support for the substrate, if three or more substrates are used in a stacked manner, these structures may collide with each other. As shown in FIG. 4, the
可動基板を増やす場合、例えば可動基板の厚みを変えることで、共振周波数を可動基板毎に変えることができる。この場合、外部振動の周期が変動する条件で用いても、発電される電力は安定する。そのため、出力電力を安定化して取り出すことが可能となる。 When increasing the number of movable substrates, for example, the resonance frequency can be changed for each movable substrate by changing the thickness of the movable substrate. In this case, the generated power is stable even when used under conditions where the period of external vibration varies. As a result, the output power can be stabilized and taken out.
(第4実施形態:2方向の振動に対応した発電装置)
以下、図面を参照して、第4実施形態について説明を行う。図6は、2方向の振動に対応させた斜視構成図、図7は、各基板の平面図である。ここでは基板の枚数を5枚にした例について説明しているが、固定基板や可動基板を本実施形態と同様に追加することで、5枚を超える基板枚数についても対応可能である。なお、第1実施形態、第2実施形態で説明した、例えばガイドの一部省略や、ガイドに代えて溝を用いる等の応用については、上述した実施形態と同様に対応することができる。図7(a)〜(d)は同じ座標系で表せるため、まとめて一つの座標系として付記している。
(4th Embodiment: The electric power generating apparatus corresponding to the vibration of 2 directions)
Hereinafter, the fourth embodiment will be described with reference to the drawings. 6 is a perspective configuration diagram corresponding to vibrations in two directions, and FIG. 7 is a plan view of each substrate. Here, an example in which the number of substrates is five has been described. However, by adding a fixed substrate and a movable substrate in the same manner as in this embodiment, it is possible to cope with the number of substrates exceeding five. Note that the applications described in the first embodiment and the second embodiment, such as the omission of part of the guide and the use of grooves instead of the guide, can be handled in the same manner as in the above-described embodiment. Since FIGS. 7A to 7D can be expressed in the same coordinate system, they are collectively added as one coordinate system.
発電装置400は、最も外側に位置する基板の片方としての固定基板411、固定された基板の間に位置する少なくとも一枚の、可動性を有する第1の基板としての可動基板421、固定基板411(基板の片方)側から数えて一つおきの基板としての固定基板431を備える。
そして、1軸方向と交差する方向に回転するスペーサーが、固定された基板の間に位置する少なくとも一枚の、可動性を有する第2の基板としての可動基板441、固定基板411(基板の片方)側から数えて一つおきの基板としての固定基板451、スペーサーとしてのベアリング412,422、1軸方向と交差する方向に回転するスペーサーとしてのベアリング432,442を備える。
The
At least one
固定基板411は、ガイド413を備えている。第1、第2、第3実施形態との主な差異は、スペーサーや別のスペーサーを収めるガイドの構成にあるため、以降このガイドについて詳細に説明する。また、図面の煩雑化を避けるため、第1、第2、第3実施形態で説明した基板本体等についての図示、説明は省略する。
The fixed
固定基板411、可動基板421、固定基板431、可動基板441、固定基板451は、ベアリング412、ベアリング422、ベアリング432、ベアリング442により形成される間隙を介して、図6に示すように、各々空隙を介して、この順序で基板の厚み方向(Z方向)に重ねて配置されている。
固定基板411は図示せぬ筐体等に固定されている。固定基板431、固定基板451も筐体等を介して固定基板411と互いに固定されている。
As shown in FIG. 6, the fixed
The fixed
図7(a)に示すように、固定基板411は、可動基板421側の面に、1軸方向としてのX方向にベアリング412が回転するよう、ベアリング412の動きを規定するガイド413が配置されている。
同様に、固定基板431の可動基板421側の面には、X方向にベアリング422が回転するよう、ベアリング422の動きを規定するガイド443が配置されている。なお、図6では、固定基板431に隠れるため、ガイド443は符号のみを記載している。
固定基板411の可動基板421側の面と、固定基板431の可動基板421側の面とは同じ構造を持っている。そこで、図面の重複を避けるべく、符号のみを重複させて記載している。
図7(b)に示すように、可動基板421の固定基板411側の面には、X方向にベアリング412が回転するようガイド423が備えられている。
同様に、可動基板421の固定基板431側の面には、X方向にベアリング422が回転するようガイド433が備えられている。
可動基板421は、両面とも同じ構造を持っている。そこで、図面の重複を避けるべく、符号のみを重複させて記載している。なお、図6では、可動基板421に隠れるため、ガイド423は符号のみを記載している。
As shown in FIG. 7A, the fixed
Similarly, a
The surface of the fixed
As shown in FIG. 7B, a
Similarly, a
The
図7(c)に示すように、固定基板431の、可動基板441側の面には、1軸方向と交差する方向としてのY方向にベアリング432が回転するようガイド453が備えられている。
同様に、固定基板451の可動基板441側には、Y方向にベアリング442が回転するよう、ベアリング442の動きを規定するガイド483が配置されている。
固定基板431の可動基板441側の面と、固定基板451の可動基板441側の面とは同じ構造を持っている。そこで、図面の重複を避けるべく、符号を重複させて記載している。なお、図6では、固定基板451に隠れるため、ガイド483は符号のみを記載している。
図7(d)に示すように、可動基板441の固定基板431側の面には、Y方向にベアリング432が回転するようガイド463が備えられている。
同様に、可動基板441の固定基板451側の面には、Y方向にベアリング442が回転するようガイド473が備えられている。
可動基板441は、両面とも同じ構造を持っている。そこで、図面の重複を避けるべく、符号のみを重複させて記載している。なお、図6では、可動基板441に隠れるため、ガイド463は符号のみを記載している。
As shown in FIG. 7C, a
Similarly, a
The surface of the fixed
As shown in FIG. 7D, a
Similarly, a
The
このようにガイド413〜483を配置し、ベアリング412〜442を配置することで、X方向の振動とY方向の振動を受けて発電可能な、発電装置400を得ることが可能となる。
By arranging the
本実施形態における発電装置は、上述した実施形態の効果に加え、以下の効果を奏する。 In addition to the effects of the above-described embodiments, the power generation device according to the present embodiment has the following effects.
2つの方向への振動を受けて発電を行うことができるため、1軸方向の振動にのみ発電可能な発電装置と比べ、振動から電力への変換効率を上げると共に安定した電力を提供することができる。 Since power generation can be performed in response to vibration in two directions, it is possible to increase the conversion efficiency from vibration to power and provide stable power compared to a power generation device that can generate power only in vibration in one axis direction. it can.
平面方向の振動であれば、X成分とY成分に振動を分離して発電を行うことができるため、任意の方向の振動方向に対して発電を行うことができる。 If the vibration is in the plane direction, power generation can be performed by separating the vibration into the X component and the Y component, and therefore power generation can be performed in the vibration direction of any direction.
この場合でも、発電領域が都合4箇所となるため、体積当たりの発電効率を高くすることが可能となる。例えば、特に振動が大きく、発電による振動エネルギーの損失が小さい場合、2枚の基板を用いる場合と比べ、発電効率は約4倍となる。発電量を4倍にするには、2枚の基板を用いる場合では4組、枚数にして8枚の基板が必要となる。即ち、少ない基板で同等の発電を行えることから、体積当たりの発電効率が向上する。 Even in this case, since the power generation area is conveniently four places, the power generation efficiency per volume can be increased. For example, when the vibration is particularly large and the loss of vibration energy due to power generation is small, the power generation efficiency is about four times as compared with the case where two substrates are used. In order to increase the amount of power generation by four, when two substrates are used, four sets, that is, eight substrates are required. That is, since the same power generation can be performed with a small number of substrates, the power generation efficiency per volume is improved.
(電子機器)
以下、図面を参照して、上記実施形態にかかる発電装置100(または200,300,400)を搭載した電子機器について説明を行う。図8は、電子機器としてのRFタグを示す模式図である。RFタグ500は、発電装置100(または200,300,400)、ダイオードブリッジ510、電気二重層キャパシター520、RF出力部530と、を備える。
(Electronics)
Hereinafter, with reference to the drawings, an electronic device in which the power generation device 100 (or 200, 300, 400) according to the above embodiment is mounted will be described. FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an RF tag as an electronic device. The
発電装置100(200,300,400)で発電された交流電力は、ダイオードブリッジ510を通すことで整流され電気二重層キャパシター520(他の構造を持つキャパシターや二次電池等を用いても良い)に蓄えられ、直流として蓄積、出力される。静電誘導型発電を用いた発電装置100(200,300,400)は、構造により発電電圧が異なるが、尖頭値で概ね10〜30V程度の出力電圧で発電する。ダイオードブリッジ510に通常のシリコンダイオードを用いた場合、1.2V程度の順方向電圧の降下が発生するが、出力電圧が高いことから電力のロスを抑えて整流することが可能である。そして電気二重層キャパシター520に蓄えられた電力を元に、RF出力部530から電波の形で信号が出力される。
The AC power generated by the power generation apparatus 100 (200, 300, 400) is rectified by passing through the
この電子機器は、上述した実施形態の効果に加え、以下の効果を奏する。 This electronic apparatus has the following effects in addition to the effects of the above-described embodiment.
疲労劣化に強いベアリング(図1,3,4,6参照:102,312,332,412,422,432,442)によりギャップ制御された発電装置((図1,3,4,5参照:100,200,300,400)を用いていることから、例えばバネを用いて支えた発電装置を用いた場合と比べ、高い信頼性を持った電子機器としての、図8に示したRFタグ500が得られる。そのため、例えば交換が困難な場所にRFタグ500を埋め込む用途にも対応することが可能となる。また、ギャップ精度が高いことから発電効率を高くすることができ、振動強度が小さい場所でも通信を行うことが可能となる。
A power generation device (see FIGS. 1, 3, 4, and 5: 100) with a gap controlled by bearings that are resistant to fatigue deterioration (see FIGS. 1, 3, 4, and 6: 102, 312, 332, 412, 422, 432, and 442). , 200, 300, 400), for example, the
100…発電装置、101…固定基板、101a…固定基板本体、102…ベアリング、103…ガイド、104…第1電極、105…電荷保持層、107…ストッパー、110…可動基板、110a…可動基板本体、111…第2電極、113…ガイド、115…発電部、200…発電装置、203…ガイド、213…ガイド、223…ガイド、233…ガイド、300…発電装置、311…固定基板、312…ベアリング、313…ガイド、321…可動基板、323…ガイド、331…固定基板、332…ベアリング、333…ガイド、343…ガイド、400…発電装置、411…固定基板、412…ベアリング、413…ガイド、421…可動基板、422…ベアリング、423…ガイド、431…固定基板、432…ベアリング、433…ガイド、441…可動基板、442…ベアリング、443…ガイド、451…固定基板、453…ガイド、463…ガイド、473…ガイド、483…ガイド、500…RFタグ、510…ダイオードブリッジ、520…電気二重層キャパシター、530…RF出力部。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記エレクトレット層と間隙を介して向き合う電極を備えた第2の基板とを含む発電装置であって、
前記第1の基板と前記第2の基板とに挟持され、
1軸方向に対して回転するスペーサーを備え、
前記スペーサーは、前記第1の基板と前記第2の基板との間の空隙を所定の値に保つように、前記エレクトレット層及び前記電極と平面的に離れた場所に配置される
ことを特徴とする発電装置。 A first substrate comprising an electret layer holding a charge;
A power generation device including the electret layer and a second substrate provided with electrodes facing each other with a gap therebetween,
Sandwiched between the first substrate and the second substrate;
It has a spacer that rotates in the direction of one axis,
The spacer is disposed at a location apart from the electret layer and the electrode in a plane so as to keep a gap between the first substrate and the second substrate at a predetermined value. Power generator.
前記基板同士が向き合った面のうち、一方の面に位置する、電荷を保持したエレクトレット層と、
他方の面に位置する、前記エレクトレット層と対峙する電極と、
前記一方の面と、前記他方の面との双方に接し、1軸方向に対して回転するスペーサーと、を備えることを特徴とする発電装置。 Three or more substrates arranged in a plane direction through a gap; and
An electret layer holding an electric charge located on one of the faces of the substrates facing each other;
An electrode facing the electret layer located on the other surface;
A power generator comprising: a spacer that contacts both the one surface and the other surface and rotates with respect to one axial direction.
厚み方向に対して最も外側に位置する前記基板の片方と、前記片方側から数えて一つおきの前記基板が互いに固定され、
前記1軸方向に回転する前記スペーサーが、固定された前記基板の間に位置する少なくとも一枚の、可動性を有する第1の前記基板の両面と、前記基板を挟む面に備えられ、
前記1軸方向と交差する方向に回転するスペーサーが、固定された前記基板の間に位置する少なくとも一枚の、可動性を有する第2の前記基板の両面と、前記基板を挟む面に備えられていることを特徴とする発電装置。 It is an electric power generating apparatus as described in any one of Claims 2-8,
One of the substrates located on the outermost side with respect to the thickness direction, and every other substrate counted from the one side are fixed to each other,
The spacer rotating in the one-axis direction is provided on at least one of the movable first substrates located between the fixed substrates and a surface sandwiching the substrates,
Spacers that rotate in a direction crossing the one axial direction are provided on at least one of the movable second substrates positioned between the fixed substrates and on a surface sandwiching the substrates. A power generation device characterized by that.
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