JP2017112658A - Generator utilizing friction charging phenomenon - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書で開示する技術は、摩擦帯電現象を利用する発電機に関する。 The technology disclosed in the present specification relates to a generator that utilizes a triboelectric charging phenomenon.
２種類の素材を擦り合わせると、一方の素材が正に帯電して他方の素材が負に帯電する摩擦帯電現象が知られている。帯電する静電気の正負の順に素材を並べた摩擦帯電列が整理されており、例えばＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）は負に帯電しやすく、ガラスは正に帯電しやすく、金やアルミニウム等は中間に位置する。 A frictional charging phenomenon is known in which when two kinds of materials are rubbed together, one material is positively charged and the other material is negatively charged. The triboelectric charge trains are arranged in the order of the positive and negative electrostatic charges. For example, PDMS (polydimethylsiloxane) is easily charged negatively, glass is easily charged positively, and gold and aluminum are positioned in the middle. To do.
２枚のシートが接触と離反を繰り返す際に生じる摩擦帯電現象を利用して発電する発電機が開発されている。非特許文献１は、アルミニウムの導電性シートとＰＤＭＳの絶縁性シートが接触と離反を繰り返すことで発電する発電機を開示する。 2. Description of the Related Art A generator that generates electric power using a triboelectric charging phenomenon that occurs when two sheets repeat contact and separation has been developed. Non-Patent Document 1 discloses a generator that generates electricity by repeatedly contacting and separating an aluminum conductive sheet and a PDMS insulating sheet.
導電性シートと絶縁性シートが接触するときの接触面積が大きいほど、発電量は大きくなる。非特許文献１は、導電性シートの表面をエッチング加工して複数の突出部をマトリックス状に配置することで、導電性シートと絶縁性シートの接触面積を増加させる技術を開示する。 The larger the contact area when the conductive sheet and the insulating sheet are in contact with each other, the larger the power generation amount. Non-Patent Document 1 discloses a technique for increasing the contact area between a conductive sheet and an insulating sheet by etching the surface of the conductive sheet and arranging a plurality of protrusions in a matrix.
しかしながら、非特許文献１に開示される発電機では、導電性シートと絶縁性シートが接触するときに、マトリックス状に配置された突出部の各々に応力が集中する。このため、非特許文献１に開示される発電機は、導電性シートと絶縁性シートの繰返し接触によって導電性シートの突出部が破損し易く、信頼性が低いという問題がある。本明細書は、摩擦帯電現象を利用する発電機の信頼性を高める技術を提供する。 However, in the generator disclosed in Non-Patent Document 1, when the conductive sheet and the insulating sheet come into contact with each other, stress concentrates on each of the protrusions arranged in a matrix. For this reason, the generator disclosed in Non-Patent Document 1 has a problem that the protrusion of the conductive sheet is easily damaged by repeated contact between the conductive sheet and the insulating sheet, and the reliability is low. The present specification provides a technique for improving the reliability of a generator that utilizes the triboelectric charging phenomenon.
本明細書で開示する摩擦帯電現象を利用する発電機は、少なくとも一方の主面に第１素材の多孔質層が露出する導電性シート、及び、導電性シートの多孔質層に対向する第２素材の絶縁性シート、を備える。第１素材と第２素材が、摩擦帯電列において異なる位置にある。 The generator using the triboelectric charging phenomenon disclosed in this specification includes a conductive sheet in which the porous layer of the first material is exposed on at least one main surface, and a second facing the porous layer of the conductive sheet. Insulating sheet of material. The first material and the second material are at different positions in the triboelectric train.
上記発電機では、導電性シートの一方の主面に多孔質層が露出しており、その多孔質層が絶縁性シートに接触するように構成されている。このため、導電性シートと絶縁性シートの接触面積は大きく、上記発電機の発電量は大きい。さらに、上記発電機では、導電性シートの多孔質層が絶縁性シートに接触するように構成されているので、導電性シートと絶縁性シートが接触するときに多孔質層に加わる応力が分散される。上記発電機は、導電性シートと絶縁性シートの繰返し接触によっても導電性シートの破損が抑えられ、高い信頼性を有することができる。 The generator is configured such that the porous layer is exposed on one main surface of the conductive sheet, and the porous layer is in contact with the insulating sheet. For this reason, the contact area of an electroconductive sheet and an insulating sheet is large, and the electric power generation amount of the said generator is large. Furthermore, in the above generator, since the porous layer of the conductive sheet is configured to contact the insulating sheet, the stress applied to the porous layer when the conductive sheet and the insulating sheet are in contact is dispersed. The The generator can be highly reliable because damage to the conductive sheet is suppressed by repeated contact between the conductive sheet and the insulating sheet.
本明細書はまた、導電性シートと絶縁性シートが接触と離反を繰り返す際に生じる摩擦帯電現象を利用する発電機を製造する方法を開示する。この製造方法は、アルミニウムの金属シートを準備する工程、及び、金属シートの少なくとも一方の主面をベーマイト処理して導電性シートを形成する工程、を備える。 The present specification also discloses a method of manufacturing a generator that utilizes a frictional charging phenomenon that occurs when a conductive sheet and an insulating sheet are repeatedly contacted and separated. This manufacturing method includes a step of preparing an aluminum metal sheet and a step of boehmite-treating at least one main surface of the metal sheet to form a conductive sheet.
上記製造方法は、ベーマイト処理という簡易な方法を利用して、金属シートの一方の主面にベーマイトの多孔質層を被膜することができる。上記製造方法は、高い発電能力と高い信頼性を有する発電機を製造することができる。 The said manufacturing method can coat | cover the porous layer of boehmite on one main surface of a metal sheet using the simple method called a boehmite process. The manufacturing method can manufacture a generator having high power generation capacity and high reliability.
以下、本明細書で開示する技術の特徴を整理する。なお、以下に記す事項は、各々単独で技術的な有用性を有している。 The features of the technology disclosed in this specification will be summarized below. The items described below have technical usefulness independently.
本明細書で開示する摩擦帯電現象を利用する発電機は、少なくとも一方の主面に第１素材の多孔質層が露出する導電性シート、及び、導電性シートの多孔質層に対向する第２素材の絶縁性シート、を備えていてもよい。第１素材と第２素材が、摩擦帯電列において異なる位置にある。ここで、多孔質層は、隔壁によって画定される複数の細孔が表面に露出した多孔質構造を有するのが望ましい。隔壁の形状及び細孔の形状は、特に限定されるものではない。例えば、多孔質層は、平板状の隔壁が不規則に配向した多孔質構造を有していてもよい。このような多孔質層としては、ベーマイト、酸化亜鉛、酸化カルシウム、ヒドロキシアパタイト、トバモライト及びメソポーラスシリカが例示される。さらに、多孔質層は、金属シートの表面を酸化処理して形成される無機酸化物の多孔質構造であるのが望ましい。なかでも、多孔質層は、アルミニウムの金属シートの表面をベーマイト処理して形成されるベーマイトであるのが望ましい。この場合、多孔質層が金属シートの少なくとも一方の主面を被覆する。絶縁性シートは、多孔質層との接触面積が増加するように、柔軟性及び伸縮性を有する素材であるのが望ましい。絶縁性シートしては、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、軟質フッ素樹脂及びゴムが例示される。 The generator using the triboelectric charging phenomenon disclosed in this specification includes a conductive sheet in which the porous layer of the first material is exposed on at least one main surface, and a second facing the porous layer of the conductive sheet. An insulating sheet made of a material may be provided. The first material and the second material are at different positions in the triboelectric train. Here, the porous layer preferably has a porous structure in which a plurality of pores defined by the partition walls are exposed on the surface. The shape of the partition walls and the shape of the pores are not particularly limited. For example, the porous layer may have a porous structure in which flat partition walls are irregularly oriented. Examples of such a porous layer include boehmite, zinc oxide, calcium oxide, hydroxyapatite, tobermorite, and mesoporous silica. Furthermore, it is desirable that the porous layer has an inorganic oxide porous structure formed by oxidizing the surface of the metal sheet. In particular, the porous layer is preferably boehmite formed by boehmite treatment on the surface of an aluminum metal sheet. In this case, the porous layer covers at least one main surface of the metal sheet. The insulating sheet is desirably a material having flexibility and stretchability so that the contact area with the porous layer is increased. Examples of the insulating sheet include PDMS (polydimethylsiloxane), polyurethane, polyethylene, polyvinyl chloride, soft fluororesin, and rubber.
本明細書はまた、導電性シートと絶縁性シートの間で生じる摩擦帯電現象を利用する発電機を製造する方法を開示する。この製造方法は、アルミニウムの金属シートを準備する工程、及び、導電性シートの少なくとも一方の主面をベーマイト処理して導電性シートを形成する工程、を備えていてもよい。ベーマイト処理は、導電性シートを８０℃以上１００℃以下の高温水に浸漬させるステップを有していてもよい。さらに、ベーマイト処理の浸漬させるステップは、金属シートを高温水に３０秒以上浸漬させてもよい。 The present specification also discloses a method of manufacturing a generator that utilizes a triboelectric charging phenomenon that occurs between a conductive sheet and an insulating sheet. The manufacturing method may include a step of preparing a metal sheet of aluminum and a step of forming a conductive sheet by performing a boehmite treatment on at least one main surface of the conductive sheet. The boehmite treatment may include a step of immersing the conductive sheet in high-temperature water at 80 ° C. or higher and 100 ° C. or lower. Furthermore, the step of immersing the boehmite treatment may immerse the metal sheet in high-temperature water for 30 seconds or more.
図１に示されるように、摩擦帯電現象を利用する発電機１は、導電性シート１２、絶縁性シート１４及び電極１６を備える。発電機１は、導電性シート１２と電極１６の間に負荷２０が接続されて用いられる。 As shown in FIG. 1, the generator 1 using the triboelectric charging phenomenon includes a conductive sheet 12, an insulating sheet 14, and an electrode 16. The generator 1 is used with a load 20 connected between the conductive sheet 12 and the electrode 16.
導電性シート１２は、金属シート１２ａ、第１多孔質層１２ｂ及び第２多孔質層１２ｃを有する。金属シート１２ａは、アルミニウムであり、導電性シート１２の本体を構成する。第１多孔質層１２ｂは、金属シート１２ａの一方の主面に露出するように金属シート１２ａの一方の主面を被覆する。第２多孔質層１２ｃは、金属シート１２ａの他方の主面に露出するように金属シート１２ａの他方の主面を被覆する。多孔質層１２ｂ，１２ｃは、金属シート１２ａを８０℃以上１００℃以下の高温水に浸漬させるベーマイト処理で形成されたベーマイトであり、アルミ水和酸化皮膜（ＡｌＯＯＨ）である。なお、図１は、図示明瞭化のために多孔質層１２ｂ，１２ｃの厚みを比較的に厚く示しているが、実際には、多孔質層１２ｂ，１２ｃは、金属シート１２ａの厚みに対して極めて薄い。このため、導電性シート１２は、金属シート１２ａとして認識できるものである。 The conductive sheet 12 includes a metal sheet 12a, a first porous layer 12b, and a second porous layer 12c. The metal sheet 12 a is aluminum and constitutes the main body of the conductive sheet 12. The first porous layer 12b covers one main surface of the metal sheet 12a so as to be exposed on one main surface of the metal sheet 12a. The second porous layer 12c covers the other main surface of the metal sheet 12a so as to be exposed on the other main surface of the metal sheet 12a. The porous layers 12b and 12c are boehmite formed by boehmite treatment in which the metal sheet 12a is immersed in high-temperature water at 80 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and is an aluminum hydrated oxide film (AlOOH). In FIG. 1, the thickness of the porous layers 12b and 12c is shown to be relatively thick for the sake of clarity, but actually the porous layers 12b and 12c are smaller than the thickness of the metal sheet 12a. Very thin. For this reason, the conductive sheet 12 can be recognized as the metal sheet 12a.
図２は、導電性シート１２の主面に露出する多孔質層１２ｂ，１２ｃの外観を示す。図２に表示される時間はベーマイト処理時間（導電性シート１２を高温水中に浸漬する時間）を示しており、上段が多孔質層１２ｂ，１２ｃの拡大平面写真であり、下段が多孔質層１２ｂ，１２ｃの拡大断面写真である。 FIG. 2 shows the appearance of the porous layers 12 b and 12 c exposed on the main surface of the conductive sheet 12. The time displayed in FIG. 2 indicates the boehmite treatment time (time for immersing the conductive sheet 12 in high-temperature water). The upper part is an enlarged plan view of the porous layers 12b and 12c, and the lower part is the porous layer 12b. , 12c.
ベーマイト処理時間が１０秒では、導電性シート１２の主面に露出するベーマイトは、粒状構造であり、その厚みが約３０ｎｍである。ベーマイト処理時間が３０秒を超えると、導電性シート１２の主面に露出するベーマイトは、平板状の隔壁が不規則に配向した多孔質構造になり、多孔質層１２ｂ，１２ｃを構成する。ベーマイト処理時間が長くなるほどベーマイトは成長する。ベーマイト処理時間が３０秒以上になると、ベーマイトの厚みが２００ｎｍ以上となり、ベーマイト処理時間が３分以上になると、ベーマイトの厚みが４５０ｎｍ以上となり、ベーマイト処理時間が２０分以上になると、ベーマイトの厚みが５５０ｎｍ以上となる。 When the boehmite treatment time is 10 seconds, the boehmite exposed on the main surface of the conductive sheet 12 has a granular structure and a thickness of about 30 nm. When the boehmite treatment time exceeds 30 seconds, the boehmite exposed on the main surface of the conductive sheet 12 has a porous structure in which flat partition walls are irregularly oriented to form the porous layers 12b and 12c. Boehmite grows as the boehmite treatment time increases. When the boehmite treatment time is 30 seconds or more, the boehmite thickness is 200 nm or more. When the boehmite treatment time is 3 minutes or more, the boehmite thickness is 450 nm or more. When the boehmite treatment time is 20 minutes or more, the boehmite thickness is increased. It becomes 550 nm or more.
図１に示されるように、絶縁性シート１４は、導電性シート１２の第１多孔質層１２ｂに対向するように配置されている。絶縁性シート１４は、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）のシートである。ＰＤＭＳは、柔軟性及び伸縮性を有する材料である。このため、導電性シート１２の第１多孔質層１２ｂが絶縁性シート１４に接触するとき、第１多孔質層１２ｂの微細構造が絶縁性シート１４のＰＤＭＳに入り込み、導電性シート１２と絶縁性シート１４の接触面積が増加する。 As shown in FIG. 1, the insulating sheet 14 is disposed so as to face the first porous layer 12 b of the conductive sheet 12. The insulating sheet 14 is a PDMS (polydimethylsiloxane) sheet. PDMS is a material having flexibility and stretchability. For this reason, when the first porous layer 12b of the conductive sheet 12 contacts the insulating sheet 14, the fine structure of the first porous layer 12b enters the PDMS of the insulating sheet 14, and the conductive sheet 12 and the insulating sheet 14 are insulative. The contact area of the sheet 14 increases.
電極１６は、アルミニウムの金属シートである。電極１６は、絶縁性シート１４の導電性シート１２に対向する面とは反対側の面に接する。 The electrode 16 is an aluminum metal sheet. The electrode 16 is in contact with the surface of the insulating sheet 14 opposite to the surface facing the conductive sheet 12.
次に、図３Ａ〜図３Ｄを参照し、発電機１の動作を説明する。図３Ａは、導電性シート１２と絶縁性シート１４が所定距離だけ離れた初期位置にある状態を示す。 Next, the operation of the generator 1 will be described with reference to FIGS. 3A to 3D. FIG. 3A shows a state where the conductive sheet 12 and the insulating sheet 14 are in an initial position separated by a predetermined distance.
図３Ｂに示されるように、導電性シート１２と絶縁性シート１４が近づく向きに外部力が作用すると、導電性シート１２と絶縁性シート１４が接触する。導電性シート１２の素材であるアルミニウムと絶縁性シート１４の素材であるＰＤＭＳは摩擦帯電系列の異なる位置にあり、アルミニウムは相対的に正に帯電し易く、ＰＤＭＳは相対的に負に帯電し易い。さらに、発電機１では、導電性シート１２の第１多孔質層１２ｂが絶縁性シート１４に接触する。通常、金属の酸化物は、摩擦帯電系列においてその金属よりも正に帯電し易い位置にある。したがって、導電性シート１２の第１多孔質層１２ｂの素材であるアルミ水和酸化物は、摩擦帯電系列においてアルミニウムと略同一の位置にあるか、より正に帯電し易い位置にある。このため、導電性シート１２と絶縁性シート１４が接触すると、導電性シート１２は正に帯電し、絶縁性シート１４は負に帯電する。 As shown in FIG. 3B, when an external force acts in a direction in which the conductive sheet 12 and the insulating sheet 14 approach each other, the conductive sheet 12 and the insulating sheet 14 come into contact with each other. Aluminum, which is the material of the conductive sheet 12, and PDMS, which is the material of the insulating sheet 14, are at different positions in the triboelectric charging series. Aluminum is relatively positively charged, and PDMS is relatively negatively charged. . Furthermore, in the generator 1, the first porous layer 12 b of the conductive sheet 12 contacts the insulating sheet 14. Usually, a metal oxide is in a position where it is more likely to be positively charged than the metal in the triboelectric charging series. Therefore, the aluminum hydrated oxide, which is the material of the first porous layer 12b of the conductive sheet 12, is in the same position as aluminum in the triboelectric charging series or is more easily charged positively. For this reason, when the conductive sheet 12 and the insulating sheet 14 come into contact with each other, the conductive sheet 12 is positively charged and the insulating sheet 14 is negatively charged.
図３Ｃに示されるように、導電性シート１２と絶縁性シート１４が近づく向きに作用する外部力が開放されると、導電性シート１２と絶縁性シート１４が離反して初期位置に戻る。導電性シート１２と絶縁性シート１４が接触位置から離反するとき、負荷２０には電流Ｉ１が流れる。 As shown in FIG. 3C, when the external force acting in the direction in which the conductive sheet 12 and the insulating sheet 14 approach each other is released, the conductive sheet 12 and the insulating sheet 14 are separated to return to the initial position. When the conductive sheet 12 and the insulating sheet 14 are separated from the contact position, the current I1 flows through the load 20.
図３Ｄに示されるように、再度、導電性シート１２と絶縁性シート１４が近づく向きに外部力が作用すると、負荷２０には電流Ｉ２が流れる。電流Ｉ１と電流Ｉ２では通電方向が逆となる。その後、導電性シート１２と絶縁性シート１４が接触し、図３Ｂの状態になる。 As shown in FIG. 3D, when an external force acts again in a direction in which the conductive sheet 12 and the insulating sheet 14 approach each other, a current I2 flows through the load 20. In the currents I1 and I2, the energization directions are reversed. Thereafter, the conductive sheet 12 and the insulating sheet 14 come into contact with each other, and the state shown in FIG. 3B is obtained.
発電機１は、図３Ｂ〜図３Ｄのサイクルを繰り返すことにより、負荷２０に対して交番電流を供給することができる。 The generator 1 can supply an alternating current to the load 20 by repeating the cycle of FIGS. 3B to 3D.
図４に、発電機１の発電量とベーマイト処理時間の関係を示す。なお、図中下側の横線（約３μＷ／ｃｍ2）は、ベーマイト処理がない場合、即ち、導電性シート１２の一方の主面が平坦な場合の発電量を示す。また、「裏面電極あり」は、導電性シート１２の第２多孔質層１２ｃを被覆するように電極層を設け、負荷２０に接続する配線をその電極層に接触させた場合を示す。 FIG. 4 shows the relationship between the power generation amount of the generator 1 and the boehmite processing time. The lower horizontal line (about 3 μW / cm 2 ) in the figure indicates the amount of power generation when there is no boehmite treatment, that is, when one main surface of the conductive sheet 12 is flat. “With back electrode” indicates a case where an electrode layer is provided so as to cover the second porous layer 12c of the conductive sheet 12, and a wiring connected to the load 20 is brought into contact with the electrode layer.
上記したように、ベーマイト処理時間が３０秒を超えると、導電性シート１２の主面に多孔質構造を有するベーマイト、すなわち、多孔質層１２ｂ，１２ｃが被膜する。図４に示されるように、ベーマイト処理時間が３０秒を超えると、ベーマイト処理なしの場合に比して、発電量が大きく増加する。このように、導電性シート１２の一方の主面に第１多孔質層１２ｂが被膜されていると、導電性シート１２と絶縁性シート１４の接触面積が大きくなり、発電量が大きく増加すると推察される。 As described above, when the boehmite treatment time exceeds 30 seconds, boehmite having a porous structure on the main surface of the conductive sheet 12, that is, the porous layers 12b and 12c are coated. As shown in FIG. 4, when the boehmite treatment time exceeds 30 seconds, the amount of power generation is greatly increased as compared to the case without the boehmite treatment. Thus, when the 1st porous layer 12b is coat | covered with one main surface of the electroconductive sheet 12, it is guessed that the contact area of the electroconductive sheet 12 and the insulating sheet 14 will become large, and electric power generation amount will increase greatly. Is done.
また、「裏面電極あり」と「裏面電極なし」を比較すると、ベーマイト処理時間が長い場合に、「裏面電極あり」の方が発電量において有利であることが確認された。これは、ベーマイト処理時間が長くなると、第２多孔質層１２ｃの厚みが厚くなり、負荷２０に接続する配線と第２多孔質層１２ｃの接触抵抗が増加することが理由であると考えられる。このような接触抵抗の増加に対策するために、第２多孔質層１２ｃを被覆するように電極層を設けることが有用であることが確認された。 Further, comparing “with back electrode” and “without back electrode”, it was confirmed that “with back electrode” is more advantageous in terms of power generation when the boehmite treatment time is long. This is considered to be because when the boehmite treatment time is increased, the thickness of the second porous layer 12c is increased, and the contact resistance between the wiring connected to the load 20 and the second porous layer 12c is increased. In order to counter such an increase in contact resistance, it was confirmed that it is useful to provide an electrode layer so as to cover the second porous layer 12c.
さらに、発電機１では、導電性シート１２の第１多孔質層１２ｂが絶縁性シート１４に接触するので、導電性シート１２と絶縁性シート１４が接触するときの第１多孔質層１２ｂに加わる応力が分散される。発電機１は、導電性シート１２と絶縁性シート１４の繰返し接触によっても導電性シート１２の破損が抑えられ、高い信頼性を有することができる。図５に、２０分浸漬のベーマイト処理で形成された第１多孔質層１２ｂを有する発電機１の繰返し試験の前後の第１多孔質層１２ｂの拡大平面写真を示す。繰返し試験では、導電性シート１２と絶縁性シート１４を接触と離反させるサイクルを８万回繰返した。図５に示されるように、導電性シート１２の多孔質層１２ｂは、繰返し試験の前後において、その外観にほとんど変化がなく、多孔質構造を維持していることが確認された。 Furthermore, in the generator 1, since the 1st porous layer 12b of the electroconductive sheet 12 contacts the insulating sheet 14, it adds to the 1st porous layer 12b when the electroconductive sheet 12 and the insulating sheet 14 contact. Stress is distributed. The generator 1 can have high reliability because damage to the conductive sheet 12 is suppressed even by repeated contact between the conductive sheet 12 and the insulating sheet 14. FIG. 5 shows enlarged plan photographs of the first porous layer 12b before and after the repeated test of the generator 1 having the first porous layer 12b formed by boehmite treatment immersed in 20 minutes. In the repeated test, a cycle in which the conductive sheet 12 and the insulating sheet 14 were separated from contact was repeated 80,000 times. As shown in FIG. 5, it was confirmed that the porous layer 12 b of the conductive sheet 12 had almost no change in its appearance before and after the repeated test and maintained a porous structure.
上記したように、発電機１は、高い発電能力と高い信頼性を有することができる。また、発電機１の導電性シート１２は、アルミニウムの金属シート１２ａの主面にベーマイト処理して多孔質層１２ｂを被膜するという簡易な方法で製造される。このように、発電機１は、簡易な方法で製造可能であるとともに、高い発電能力と高い信頼性を有することができる。 As described above, the generator 1 can have high power generation capability and high reliability. Moreover, the electroconductive sheet 12 of the generator 1 is manufactured by the simple method of carrying out the boehmite process to the main surface of the aluminum metal sheet 12a, and coating the porous layer 12b. Thus, the generator 1 can be manufactured by a simple method, and can have high power generation capability and high reliability.
図６に、変形例の発電機２を示す。なお、図１に示す発電機１と共通する構成要素については共通の符号を付し、その説明を省略する。 FIG. 6 shows a modified generator 2. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the component which is common in the generator 1 shown in FIG. 1, and the description is abbreviate | omitted.
発電機２は、第２多孔質層１２ｃに対向する第２の絶縁性シート１５及びその第２の絶縁性シート１５に接する第２の電極１７を備える。第２の絶縁性シート１５及び第２の電極１７も、上述した絶縁性シート１４及び電極１６と共通の形態を有する。 The generator 2 includes a second insulating sheet 15 facing the second porous layer 12c and a second electrode 17 in contact with the second insulating sheet 15. The second insulating sheet 15 and the second electrode 17 also have the same form as the insulating sheet 14 and the electrode 16 described above.
発電機２では、作用する外部力に応じて、導電性シート１２の両面にある多孔質層１２ｂ，１２ｃの各々が絶縁性シート１４，１５の各々に対して接触と離反を繰り返す。このため、発電機２の発電量は、発電機１の発電量に比して約２倍となる。発電機２は、高い発電能力を有することができる。 In the generator 2, each of the porous layers 12 b and 12 c on both surfaces of the conductive sheet 12 repeats contact and separation with respect to each of the insulating sheets 14 and 15 according to the external force that acts. For this reason, the power generation amount of the generator 2 is approximately twice that of the power generation amount of the generator 1. The generator 2 can have a high power generation capacity.
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.
１，２：発電機
１２：導電性シート
１２ａ：金属シート
１２ｂ，１２ｃ：多孔質層
１４，１５：絶縁性シート
１６，１７：電極
２０：負荷
1, 2: Generator 12: Conductive sheet 12a: Metal sheet 12b, 12c: Porous layer 14, 15: Insulating sheet 16, 17: Electrode 20: Load
Claims (7)
少なくとも一方の主面に第１素材の多孔質層が露出する導電性シートと、
前記導電性シートの前記多孔質層に対向する第２素材の絶縁性シートと、を備えており、
前記第１素材と前記第２素材が、摩擦帯電列において異なる位置にある、発電機。 A generator that uses the frictional charging phenomenon,
A conductive sheet in which the porous layer of the first material is exposed on at least one main surface;
An insulating sheet made of a second material facing the porous layer of the conductive sheet,
The generator, wherein the first material and the second material are in different positions in the triboelectric train.
前記多孔質層が前記金属シートの少なくとも一方の主面を被覆する、請求項２に記載の発電機。 The conductive sheet has an aluminum metal sheet,
The generator according to claim 2, wherein the porous layer covers at least one main surface of the metal sheet.
アルミニウムの金属シートを準備する工程と、
前記金属シートの少なくとも一方の主面をベーマイト処理して前記導電性シートを形成する工程と、を備える製造方法。 A method of manufacturing a generator that utilizes a frictional charging phenomenon that occurs when a conductive sheet and an insulating sheet repeat contact and separation,
Preparing a metal sheet of aluminum;
And a step of boehmite treating at least one main surface of the metal sheet to form the conductive sheet.
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