JP5081832B2 - 静電動作装置 - Google Patents
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Description
図1〜図4を参照して、第1実施形態による静電誘導型発電装置1の構造について説明する。なお、本実施形態では、静電動作装置の一例である静電誘導型発電装置1に本発明を適用した場合について説明する。
図6を参照して、この第2実施形態では、上記第1実施形態と異なり、エレクトレット膜12の可動電極22に対向する表面の全面上に、エレクトレット膜12の表面上から電荷が流出するのを抑制する電荷流出抑制膜15を設けた静電誘導型発電装置1aについて説明する。
図7を参照して、この第3実施形態では、上記第1実施形態と異なり、導電体層14を接地する代わりに、導電体層14が所定の正電位に調整されている静電誘導型発電装置1bについて説明する。
図8を参照して、この第4実施形態では、上記第1実施形態と異なり、導電体層14aの幅W5を、可動電極22間の間隔W6よりも大きくした、静電誘導型発電装置1cについて説明する。
図9を参照して、この第5実施形態では、上記第1実施形態と異なり、絶縁膜13と導電体層14bとを積層した層の厚みを、可動電極22の厚みよりも大きくした、静電誘導型発電装置1dについて説明する。
図10および図11を参照して、この第6実施形態では、上記第1実施形態と異なり、可動基板21の下面上に2つの櫛歯状の可動電極22aおよび22bが形成された、静電誘導型発電装置1eについて説明する。
次に、図12〜図16を参照して、エレクトレット膜の表面上に導電体層を形成した場合と、エレクトレット膜を櫛歯状に加工した場合とにおけるエレクトレット膜の表面の電位を比較するために行った実験1について説明する。この実験1では、図12に示すように、シリコン基板41上に、1μmの厚みを有するシリコン酸化膜からなるエレクトレット膜42を形成し、櫛歯形状に加工した後、10000Vのコロナ放電をエレクトレット膜42に対して行ったサンプル(比較例2)を用意した。また、図13に示すように、シリコン基板51上に、1μmの厚みを有するエレクトレット膜52を形成し、10000Vのコロナ放電をエレクトレット膜52に行った後、エレクトレット膜52の表面上にHDP(High Density Plasma)酸化膜からなる絶縁膜53を櫛歯状に形成し、絶縁膜53の表面上に、0.3μmの厚みを有する導電体層54を櫛歯状に形成した第1実施形態に対応するサンプルを用意した。なお、エレクトレット膜52および導電体層54の表面上と、絶縁膜53の側面上とには、MSQからなる電荷流出抑制膜55が形成されている。また、絶縁膜53の厚みが、0μm(絶縁膜なし)、1μmおよび2μmの3種類のサンプルを用意した。この実験では、櫛歯状のエレクトレット膜42および櫛歯状の導電体層54の歯の部分の幅W8を変化させたときの、エレクトレット膜42およびエレクトレット膜52の表面の電位を測定した。なお、図13に示す、絶縁膜53の表面上に導電体層54を形成した第1実施形態に対応するサンプルでは、導電体層54を一度接地した後に、エレクトレット膜52の表面の電位を測定した。
Claims (20)
- 第1電極(22、22a、22b、22c)を含む第1電極部(20、20a)と、
前記第1電極部と所定の距離を隔てて対向するように設けられ、電荷を蓄積することが可能なエレクトレット膜(12、12a)と、前記エレクトレット膜の上面の所定領域上に形成された第1導電体層(14、14a、14b)とを含む第2電極部(10、10a、10b、10c、10d)と、
前記エレクトレット膜と前記第1導電体層との間に設けられた第1絶縁膜(13、13a)とを備える、静電動作装置。 - 前記第1導電体層と前記第1絶縁膜とは、平面的に見て実質的に同一の形状に形成されている、請求項1に記載の静電動作装置。
- 前記エレクトレット膜の前記第1電極に対向する表面上に形成され、前記エレクトレット膜の表面上から電荷が流出するのを抑制する第2絶縁膜(15、15a、15b)をさらに備える、請求項1に記載の静電動作装置。
- 前記第2絶縁膜は、前記エレクトレット膜の表面上の全面に形成されている、請求項3に記載の静電動作装置。
- 前記第1絶縁膜が前記第2絶縁膜の表面上に形成され、
前記第2絶縁膜の前記第1絶縁膜が形成される表面は、凸状に形成されている、請求項3に記載の静電動作装置。 - 前記第2絶縁膜は、前記エレクトレット膜の表面上、前記第1絶縁膜の側面上および前記第1導電体層の側面上に形成されている、請求項3に記載の静電動作装置。
- 前記第1電極は、第1の間隔を隔てて複数設けられた第1電極部分を含み、前記第1導電体層の幅は、隣接する前記第1電極部分間の前記第1の間隔よりも大きい、請求項1に記載の静電動作装置。
- 前記第1電極部は、前記第1電極が表面に形成される第1基板(21、21a)をさらに含み、
前記エレクトレット膜の表面から前記第1導電体層の前記第1電極側の表面までの高さは、前記第1基板上に形成される前記第1電極の厚みよりも大きい、請求項1に記載の静電動作装置。 - 前記第1基板と、前記第1電極との間には、第3絶縁膜(23、23a)が形成されている、請求項8に記載の静電動作装置。
- 前記第3絶縁膜は、前記第1基板の表面を覆うように形成されている、請求項9に記載の静電動作装置。
- 前記第3絶縁膜は、平面的に見て、前記第1電極と同じ形状を有する、請求項9に記載の静電動作装置。
- 前記第1導電体層は、接地されている、請求項1に記載の静電動作装置。
- 前記第1導電体層は、所定の電圧が印加されている、請求項1に記載の静電動作装置。
- 前記エレクトレット膜の前記第1絶縁膜が形成される表面は、凸状に形成されている、請求項1に記載の静電動作装置。
- 前記第2電極部は、前記エレクトレット膜が表面に形成される導電性の第2基板(11)を含む、請求項1に記載の静電動作装置。
- 前記第1電極と前記第2基板とは、ブリッジ整流回路(2、2a、2b)を介して接続されている、請求項15に記載の静電動作装置。
- 前記第2電極部は、前記エレクトレット膜が表面に形成される絶縁性の第3基板(70)と、
前記第3基板と前記エレクトレット膜との間に形成される第2導電体層(17、17a)とを含む、請求項1に記載の静電動作装置。 - 前記第2導電体層は、前記第3基板の表面を覆うように形成されている、請求項17に記載の静電動作装置。
- 前記第2導電体層は、平面的に見て、前記第1導電体層と同じ形状を有する、請求項17に記載の静電動作装置。
- 前記第1電極と前記第2導電体層とは、ブリッジ整流回路を介して接続されている、請求項17に記載の静電動作装置。
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