JP2008113517A - Power plant - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発電装置に関し、特に電荷保持材料からなるエレクトレット材料を用いた静電誘導型発電装置に関する。 The present invention relates to a power generation device, and more particularly to an electrostatic induction power generation device using an electret material made of a charge retention material.
従来、可変容量の電極に電荷を与え、その電荷により対向電極間にクーロン引力を働かせ、このクーロン引力に抗して振動子が振動することにより発生した振動エネルギーを電気エネルギーに変換することによって、発電を行う小型の静電誘導型発電装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, by applying a charge to the electrode of the variable capacitance, by causing the Coulomb attractive force to work between the counter electrodes by the charge, by converting the vibration energy generated by the vibration of the vibrator against this Coulomb attractive force into electrical energy, A small electrostatic induction power generation device that generates power is known (for example, see Patent Document 1).
図11は特許文献1に開示された従来の静電誘導型発電装置の概略断面図である。従来の静電誘導型発電装置(エレクトレット発電装置)は、複数のエレクトレット材料領域409を備えた第2の基板405と、複数の導電性表面領域411を備えた第1の基板407とが互いに所定の間隔を隔てて配置されている。エレクトレット材料領域409を含む第2の基板405は固定され、導電性表面領域411を含む第1の基板407は固定構造417にバネ419を介して連結されている。バネ419は第1の基板407の両側面に接続されており、このバネ419により第1の基板407はX方向(矢印421で示される方向)の運動を行い、定位置に戻ることができる。この第1の基板407がX方向に振動することにより、電荷を保持しているエレクトレット材料領域409とこれに対向する導電性表面領域411との間で両者が重なる面積の増減が生じ、導電性表面領域411に電荷の変化が生じる。この電荷の変化を取り出すことにより発電が行える。
しかしながら、従来の静電誘導型発電装置では、第1の基板407が振動する場合には、バネ419の伸縮による弾性変形が繰り返されるので、バネ419が疲労劣化し破損するという不都合が生じる。その結果、静電誘導型発電装置の信頼性が低下するという問題がある。
However, in the conventional electrostatic induction power generating device, when the
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、高信頼性の発電装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a highly reliable power generator.
上記課題を解決するために、本発明に係る発電装置は、電荷を保持する膜と、電荷を保持する膜に所定の間隔を有して対向するように設けられた電極と、固定構造体上を可動するように設けられるとともに、電極もしくは電荷を保持する膜が所定の方向に移動する際、電極もしくは電荷を保持する膜と連動して移動するように設けられた可動部と、固定構造体の所定の位置に固定され、可動部との間に誘引力が作用するように設けられた磁石部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a power generation device according to the present invention includes a film that holds electric charge, an electrode that is provided to face the film that holds electric charge with a predetermined gap, and a fixed structure. A movable portion provided so as to move in conjunction with the electrode or the film for holding the charge when the electrode or the film for holding the charge moves in a predetermined direction, and a fixed structure. And a magnet portion that is fixed at a predetermined position and provided so that an attractive force acts between the movable portion and the movable portion.
この発明によれば、電極もしくは電荷を保持する膜の移動(特に電極もしくは電荷を保持する膜を所定の位置に戻すための移動)を、従来のように電極もしくは電荷を保持する膜に連動するバネの弾性変形(伸縮)により行うのではなく、電極もしくは電荷を保持する膜と連動して移動する可動部に作用する誘引力により行うため、従来のバネの伸縮動作の繰り返しに伴う変形疲労劣化を抑制することができる。したがって、発電装置の信頼性を向上させることができる。 According to the present invention, the movement of the electrode or the film holding the charge (especially the movement for returning the electrode or the film holding the charge to a predetermined position) is interlocked with the electrode or the film holding the charge as in the prior art. Not due to elastic deformation (expansion / contraction) of the spring, but due to the attractive force acting on the movable part that moves in conjunction with the electrode or the film holding the electric charge, deformation fatigue deterioration due to repeated expansion and contraction of the conventional spring Can be suppressed. Therefore, the reliability of the power generation device can be improved.
上記構成において、可動部は所定の方向に回転して移動するように配置された球状もしくは円柱状のベアリングからなり、磁石部は可動部に向かってその先端部が錐体状もしくは楔形状となっていることが好ましい。このようにすることで、磁石部の先端部に磁力が集束され、可動部との間で誘引力が強く作用するようになる。このため、磁石部の先端部を基準とする所定の位置から外力により移動した可動部を誘引する際に、可動部をずれなく正確に所定の位置に戻すことができる。 In the above configuration, the movable part is composed of a spherical or cylindrical bearing arranged so as to rotate and move in a predetermined direction, and the tip of the magnet part has a cone or wedge shape toward the movable part. It is preferable. By doing in this way, magnetic force is focused on the front-end | tip part of a magnet part, and attractive force comes to act strongly between a movable part. For this reason, when attracting the movable part which moved with the external force from the predetermined position on the basis of the tip part of the magnet part, the movable part can be accurately returned to the predetermined position without deviation.
上記構成において、可動部は球状のベアリングからなり、固定構造体上の任意の方向に回転して移動できるようにしてもよい。この場合には、可動部に連動して電極もしくは電荷を保持する膜が全方位に振動することができるようになる。このため、従来のようにバネによって一方向に振動を規制して発電する場合に比べて発電効率を向上させることができる。 In the above configuration, the movable portion may be formed of a spherical bearing and may be rotated and moved in an arbitrary direction on the fixed structure. In this case, the electrode or the film holding the charge can be oscillated in all directions in conjunction with the movable part. For this reason, it is possible to improve the power generation efficiency as compared with the conventional case where power generation is performed by restricting vibration in one direction by a spring.
上記構成において、磁石部と連結して設けられ、固定構造体内においてその表裏を貫通する方向に移動することができる位置制御部をさらに備えることを特徴とする。このようにすることで、可動部と磁石部との間隔を容易に制御でき、可動部と磁石部との間に作用する誘引力を調整することができる。このため、可動部(可動部と連動して移動する電極もしくは電荷を保持する膜)の移動(振動)しやすさを容易に制御することができる。したがって、外力(振動)の大きさや周期に応じてバネのバネ定数を合わせ込んで製造する必要がなくなるので、従来に比べて外力(振動)に対する適用範囲(発電可能範囲)の広い高性能な発電装置とすることができる。 In the above configuration, a position control unit is further provided that is connected to the magnet unit and can move in a direction penetrating the front and back surfaces of the fixed structure. By doing in this way, the space | interval of a movable part and a magnet part can be controlled easily, and the attractive force which acts between a movable part and a magnet part can be adjusted. For this reason, it is possible to easily control the ease of movement (vibration) of the movable part (the electrode that moves in conjunction with the movable part or the film that holds electric charges). Therefore, it is not necessary to manufacture the spring constant of the spring according to the magnitude and cycle of the external force (vibration), so high-performance power generation with a wider application range (power generation possible range) for external force (vibration) than in the past. It can be a device.
本発明によれば、高信頼性の発電装置が提供される。 According to the present invention, a highly reliable power generator is provided.
以下、本発明を具現化した実施形態について図面に基づいて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係る発電装置の構成を示す概略上面図である。図2は図1の発電装置のX−X線に沿った概略断面図であり、図3は図1の発電装置における可動部と磁石部の位置関係を示す概略俯瞰図である。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic top view showing the configuration of the power generator according to the first embodiment of the present invention. 2 is a schematic cross-sectional view of the power generation device of FIG. 1 along the line XX, and FIG. 3 is a schematic overhead view showing the positional relationship between the movable portion and the magnet portion in the power generation device of FIG.
本発明の第1実施形態の発電装置は、複数のエレクトレット電極2を表面に有する固定基板1と、エレクトレット電極2と所定の間隔dを有して対向するように設けられた対向電極6を表面に有する可動基板5と、固定基板1上を可動するように設けられ、対向電極6が所定の間隔dを保持しながらX方向(矢印10aで示される方向)に移動する際に可動基板5と連動して移動するように設けられた可動部4と、固定基板1内の所定の位置に埋設して固定され、可動部4との間に誘引力が作用するように設けられた磁石部3と、を備えている。
The power generation device according to the first embodiment of the present invention has a
具体的には、固定基板1は、表面上に設けられた複数のエレクトレット電極2と、表面に先端部が露出する状態で埋設された磁石部3とを有する。また、固定基板1上には、図1および図2に示すように、その周縁に沿って構造体1aが設けられている。この構造体1aにより囲まれた領域内において、可動基板5が可動部4を介して固定基板1上に配置されている。
Specifically, the
エレクトレット電極2は、固定電極とその表面に形成されたフロロカーボンなどの樹脂材料からなる電荷保持材料であるエレクトレット膜とによって構成されている。エレクト
レット電極2は固定基板1の表面に設けられ、このエレクトレット電極2を含む固定基板1は発電装置内において固定されている。エレクトレット電極2の形状は、図1に示すように、X方向(矢印10aで示される方向)と直交する方向に櫛状に細分化されて設けられ、固定基板1上においてそれらの一端が共通配線で接続されている。
The
磁石部3は、たとえば、永久磁石からなり、その形状は、図2および図3に示すように、可動基板5を搭載する可動部4に向かってその先端部3aが徐々に細くなる楔形状となっている。磁石部3はその先端部3aのさらに先端部分(最先端部分)が固定基板1の所定の位置においてその表面に露出するように埋設され、こうした先端部3a(特に最先端部分)により磁力が集束される。このため、可動部4との間で誘引力が作用しやすくなっている。
The
可動部4は、磁石部3の磁力により引き付けられる材料(たとえば、鉄、コバルト、ニッケルなどの金属、酸化鉄、クロム酸化鉄、バリウムフェライトなどの磁性体、磁石)を含む円柱状のベアリングからなり、図1および図2に示すように、X方向(矢印10aで示される方向)に回転しながら移動するように配置されている。可動部4は可動基板5の両端部分に2箇所設けられ、それぞれは外力を受けていない状態で固定基板1上の所定の位置(具体的には、固定基板1の表面に露出する磁石部3の先端部3aの直上)8に配置されている。このように配置した可動部4により可動基板5全体を支持している。また、図2および図3に示すように、可動部4は磁石部3の先端部3a(特に最先端部分)直上に配置され、両者の間では微小な面積領域(実質的には直線)で相互作用する。これにより両者との間で磁石部3の誘引力が最も強く作用することになるので、可動部4は外力を受けて固定基板1上の所定の位置8から移動しても、磁石部3との間に作用する誘引力により可動部4は元の位置(所定の位置8)に戻るようになる。
The
可動基板5は、その表面上(下面側)に設けられた対向電極6と、可動部4に対応する位置においてその表面に設けられた半円柱状の溝(可動部4の形状に対応する凹部)7とを有する。この溝7に円柱状のベアリングからなる可動部4をはめ込むことで、可動基板5は固定基板1(磁石部3の先端部3a)上に搭載される。これにより可動基板5(対向電極6を含む可動基板5)は可動部4と連動して可動する。
The
対向電極6は、可動基板5の表面上(下面側)に設けられ、エレクトレット電極2と所定の間隔dを有して対向するように配置されている。対向電極6の形状は、エレクトレット電極2と同様であり、X方向(矢印10aで示される方向)と直交する方向に櫛状に細分化されて設けられ、可動基板5上においてそれらの一端が共通配線で接続されている。
The
このように構成された発電装置では、外力が加わり可動基板5が振動することにより、電荷を保持しているエレクトレット電極2とこれに対向する対向電極6との間で両者が重なる面積の増減が生じ、対向電極6に電荷の変化が生じる。この電荷の変化を取り出すことにより発電が行える。なお、エレクトレット電極2は本発明の「電荷を保持する膜」、対向電極6は本発明の「電極」、固定基板1は本発明の「固定構造体」、磁石部3は本発明の「磁石部」、及び可動部4は本発明の「可動部」の一例である。
In the power generation device configured as described above, when the external force is applied and the
次に、本発明の発電装置における可動基板5(対向電極6)の固定基板1(エレクトレット電極2)に対する振動動作について説明する。 Next, the vibration operation of the movable substrate 5 (counter electrode 6) with respect to the fixed substrate 1 (electret electrode 2) in the power generation device of the present invention will be described.
図4は本発明の第1実施形態に係る発電装置の振動動作を説明するための概略断面図である。図4(A)は外力を受けていない状態での磁石部3と可動部4との位置関係を示し、図4(B)は外力を受けて可動部4が移動した状態での磁石部3と可動部4との位置関係を示す。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the vibration operation of the power generator according to the first embodiment of the present invention. 4A shows the positional relationship between the
図4(A)に示すように、外力を受けていない状態(初期状態)では、可動部4は磁石部3の先端部3a(特に最先端部分)直上の所定の位置8にあり、可動部4と磁石部3との間は微小な面積領域(実質的には直線)で接して相互作用している。このような位置関係では、磁石部3の上向きに作用する力と可動部4の下向きに作用する力とでバランスがとれ、可動部4の配置として安定した状態となっている。なお、可動基板5はこの可動部4に対応した状態で固定基板1上に搭載され、可動部4と同期してX方向(矢印10aで示される方向)に可動する。
As shown in FIG. 4A, in a state where no external force is received (initial state), the
これに対し、図4(B)に示すように、外力を受けて可動部4が位置8aまで移動(移動量L1)した状態では、磁石部3の上向きに作用する力は変化しないものの、可動部4の下向きに作用していた力が磁石部3の先端部3a(特に最先端部分)に向かって作用する斜め方向の力に変化する。このような斜め方向の力は可動部4を回転させるので、可動部4は、磁石部3の先端部3a(特に最先端部分)に向かって移動(移動量L2)し、元の位置(所定の位置8)に戻ることになる。反対方向に移動する場合にも同様である。なお、可動基板5はこのような可動部4の往復運動に同期して動作するので、再現よく、且つ、正確に振動する。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, in the state where the
図5は磁石部の先端部の形状を変化させた発電装置の振動動作を説明するための概略断面図である。図5(A)は外力を受けていない状態での先端部が幅広の磁石部3と可動部4との位置関係を示し、図5(B)および図5(C)は外力を受けて可動部4が移動した状態での磁石部3と可動部4との位置関係を示し、図5(D)は図5(C)の状態から誘引力により可動部4が移動した状態での磁石部3と可動部4との位置関係を示す。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining the vibration operation of the power generation device in which the shape of the tip of the magnet portion is changed. FIG. 5A shows the positional relationship between the
図5(A)に示すように、外力を受けていない状態(初期状態)においては、可動部4は磁石部3の先端部(幅広で平坦な先端部)3a1上の所定の位置8にある。このような位置関係では、磁石部3の上向きに作用する力と可動部4の下向きに作用する力とでバランスがとれ、可動部4の配置として安定した状態となっている。
As shown in FIG. 5A, in a state where no external force is received (initial state), the
これに対し、たとえば、図5(B)に示すように、外力を受けて可動部4が位置8aまで移動(移動量L1)する場合には、可動部4は磁石部3の先端部3a1上に存在する。その位置8aにおいては、磁石部3の上向きに作用する力と可動部4の下向きに作用する力とでバランスがとれ、可動部4の配置として安定した状態となっている。このため、外力を受けて可動部4が位置8aまで移動しても元の位置(所定の位置8)に戻すような誘引力は作用しない。したがって、このような先端部3a1の幅の範囲内での移動では、外力を受けた際の一方向の移動(移動量L1)のみにより発電することになり、発電効率が低下する。
On the other hand, for example, as shown in FIG. 5B, when the
また、図5(C)に示すように、可動部4が位置8bまで移動(移動量L3)する場合には、可動部4は磁石部3の先端部3a1上から離れた位置まで移動する。これにより可動部4の下向きに作用していた力が磁石部3の先端部3a1に向かって作用する斜め方向の力に変化する。このような斜め方向の力は可動部4を磁石部3の先端部3a1に向かって移動させるように作用するものの、図5(D)に示すように、磁石部3の先端部3a1上の位置8cまで移動(移動量L4)することで磁石部3の上向きに作用する力と可動部4の下向きに作用する力とでバランスがとれ、可動部4の配置として安定した状態となる。このため、このような移動では、外力を受けた際の移動(移動量L3)と誘引力により戻る際の移動(移動量L4)により発電することになり、移動量の差(L3−L4)だけ発電効率が低下する。
Further, as shown in FIG. 5C, when the
さらに、図5(D)に示したような位置8cにおいて、外力による右方向(磁石部3から離れる方向)への移動では、可動部4が誘引力により元の位置(位置8c)にまで戻る
ので、発電効率の低下は生じない。なお、外力による左方向への移動では、上記したような発電効率の低下が生じることになる。
Further, at the
以上のように、磁石部3の先端部が幅広で平坦な先端部3a1の場合には、その幅に起因して発電効率が低下することがあるため、磁石部の先端部の形状は、可動部との誘引力の作用点が微小な面積領域(実質的には点もしくは直線)同士で相互作用するようにしておくことが好ましい。
As described above, in the case where the tip portion of the
以上説明した本発明の第1実施形態に係る発電装置によれば、以下のような効果を得ることができるようになる。
(1)対向電極6を含む可動基板5の移動(対向電極6を含む可動基板5と連動して動作する可動部4を所定の位置8に戻すための移動)を、従来のように対向電極6を含む可動基板5に連動するバネの弾性変形(伸縮)により行うのではなく、対向電極6を含む可動基板5と連動して動作する可動部4に作用する誘引力により行うため、従来のバネの伸縮動作の繰り返しに伴う変形疲労劣化を抑制することができる。したがって、発電装置の信頼性を向上させることができる。
(2)可動部4を所定の方向10aに回転して移動するように配置された円柱状のベアリングを採用し、磁石部3を可動部4に向かってその先端部3aが楔形状となるようにしたことで、磁石部3の先端部3aに磁力が集束され、可動部4との間で誘引力が強く作用するようになる。このため、磁石部3の先端部3aを基準とする所定の位置8から外力により移動した可動部4を誘引する際に、可動部4をずれなく正確に所定の位置8に戻すことができる。
(第2実施形態)
図6は本発明の第2実施形態に係る発電装置の構成を示す概略上面図である。図7は図6の発電装置のX−X線に沿った概略断面図であり、図8は図6の発電装置のY−Y線に沿った概略断面図であり、図9は図6の発電装置における可動部と磁石部の位置関係を示す概略俯瞰図である。第1実施形態と異なる箇所は、対向電極6aをエレクトレット電極2aとの間で水平方向に相対移動させる際に、対向電極6を含む可動基板5を任意な方向に移動できるようにしたことである。それ以外については、先の第1実施形態と同様である。
According to the power generator according to the first embodiment of the present invention described above, the following effects can be obtained.
(1) The movement of the
(2) A cylindrical bearing arranged to rotate and move the
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a schematic top view showing the configuration of the power generator according to the second embodiment of the present invention. 7 is a schematic cross-sectional view taken along line XX of the power generation device of FIG. 6, FIG. 8 is a schematic cross-sectional view taken along line YY of the power generation device of FIG. 6, and FIG. It is a schematic overhead view which shows the positional relationship of the movable part and magnet part in an electric power generating apparatus. The difference from the first embodiment is that the
具体的には、図6に示すように、エレクトレット電極2aおよび対向電極6aの形状はX方向(矢印10aで示される方向)とこれに垂直なY方向(矢印10bで示される方向)とに交互に折れ曲がっている。対向電極6aの任意な方向への移動はX方向への移動とY方向への移動とを組み合わせて行っている。この際、対向電極6aをX方向(矢印10aで示される方向)のみに所定の距離を移動させた際におけるエレクトレット電極2aとの間の対向面積の変化量が、Y方向(矢印10bで示される方向)のみに同じ距離を移動させた際における対向面積の変化量と同じにしている。なお、エレクトレット電極2aおよび対向電極6aは、図8に示すように、所定の間隔dを有して対向するように配置されている。
Specifically, as shown in FIG. 6, the shapes of the
磁石部13の形状は、図7および図9に示すように、可動基板5を搭載する可動部14に向かってその先端部13aが徐々に細くなる錐体状となっている。磁石部13はその先端部13aのさらに先端部分(最先端部分)が固定基板1の表面に露出するように埋設されている。
As shown in FIG. 7 and FIG. 9, the
可動部14は、図7および図9に示すように、球状のベアリングからなり、任意な方向に回転しながら固定基板1上を移動できるように、磁石部13の先端部13aの直上に配置されている。また、可動部14は、図6に示すように、可動基板5の角部近傍に4箇所設けられ、それぞれは外力を受けていない状態で固定基板1上の所定の位置(具体的には
、固定基板1の表面に露出する磁石部13の先端部13aの直上)18に配置されている。このように配置した可動部14により可動基板5全体を支持している。
As shown in FIGS. 7 and 9, the
このような磁石部13および可動部14の構成により、可動部14が外力を受けて固定基板1上の所定の位置18から任意の方向に移動しても、磁石部13との間に作用する誘引力により可動部14は元の位置(所定の位置18)に戻るようになる。
With such a configuration of the
本発明の第2実施形態に係る発電装置によれば、上記(1)の効果に加え、以下のような効果を得ることができるようになる。
(3)可動部14として球状のベアリングを採用し、固定基板1上の任意な方向に回転して移動できるようにしたことで、可動部14に連動して可動基板5が全方位に振動することができるようになる。このため、従来のようにバネによって一方向に振動を規制して発電する場合に比べて発電効率を向上させることができる。
(4)X方向(矢印10aで示される方向)の振動とこれに垂直なY方向(矢印10bで示される方向)の振動に対して同じ距離の移動では等しく発電することができるので、対向面積の変化量が一方向に偏って発電を行う場合に比べて、全方位の振動に対して効率的な発電を行うことができる。
(第3実施形態)
図10は本発明の第3実施形態に係る発電装置の構成を示す概略上面図である。第2実施形態と異なる箇所は、磁石部23が固定基板1の裏面側から形成された溝24内において位置制御部25と連結され、この位置制御部25により磁石部23と可動部14との間の間隔を調整できるようにしたことである。なお、磁石部23の先端部23aは固定基板1の表面側に露出していない。また、位置制御部25には、たとえば、位置調整ネジが採用され、この位置調整ネジを溝24内で上下(固定基板1の表裏を貫通する方向)に移動させることで磁石部23の位置が調整できるようになっている。それ以外については、先の第2実施形態と同様である。
According to the electric power generating apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention, in addition to the effect of said (1), the following effects can be acquired now.
(3) By adopting a spherical bearing as the
(4) It is possible to generate power equally by moving the same distance with respect to the vibration in the X direction (the direction indicated by the
(Third embodiment)
FIG. 10 is a schematic top view showing the configuration of the power generator according to the third embodiment of the present invention. The difference from the second embodiment is that the
本発明の第3実施形態に係る発電装置によれば、上記(1)、(3)、及び(4)の効果に加え、以下のような効果を得ることができるようになる。
(5)磁石部23と連結され、固定基板1内においてその表裏を貫通する方向に移動することができる位置制御部25を設けたことで、可動部14と磁石部23との間隔を容易に制御でき、磁石部23と可動部14との間に作用する誘引力を調整することができる。このため、可動部14(可動部14と連動して移動する可動基板5)の移動(振動)しやすさを容易に制御することができる。したがって、外力(振動)の大きさや周期に応じてバネのバネ定数を合わせ込んで製造する必要がなくなるので、従来に比べて外力(振動)に対する適用範囲(発電可能範囲)の広い高性能な発電装置とすることができる。
According to the power generator according to the third embodiment of the present invention, in addition to the effects (1), (3), and (4), the following effects can be obtained.
(5) By providing the
本発明は、上記した各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうるものである。たとえば、各実施形態の構成を適宜組み合わせてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications such as design changes can be added based on the knowledge of those skilled in the art. Embodiments to which such modifications are added are also possible. It can be included in the scope of the present invention. For example, you may combine the structure of each embodiment suitably.
上記第1実施形態では、可動部4として円柱状のベアリングを採用した例を示したが、たとえば、磁石部3の先端部3a上に第2実施形態のような球状のベアリングを配置し、それをX方向のみに移動を制限するようにしてもよい。また、図9に示したような磁石部13と可動部14を配置し、それらをX方向のみに移動を制限するようにしてもよい。この場合にも上記第1実施形態と同様の効果を享受することができる。
In the first embodiment, an example in which a cylindrical bearing is employed as the
上記第1および第2実施形態では、磁石部3,13の先端部3a,13aは固定基板1の表面に露出するように設けた例を示したが、たとえば、可動部4,14に対して誘引力
が作用するのであれば、固定基板1内に完全に埋設するようにしてもよい。
In the first and second embodiments, the
上記第2実施形態では、磁石部13および可動部14を固定基板1上に4箇所設けた例を示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、それらを3箇所あるいは5箇所以上設けて任意の方向に移動できるようにしてもよい。この場合にも同様の効果を享受することができる。
In the said 2nd Embodiment, although the example which provided the
上記実施形態では、固定基板1の表面にエレクトレット電極2(2a)を設け、可動基板5の表面に対向電極6(6a)を設けた例を示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、両電極の配置を入れ替え、可動基板5の表面にエレクトレット電極2(2a)を設け、固定基板1の表面に対向電極6(6a)を設けてもよい。この場合にも同様の効果を享受することができる。
In the above embodiment, the example in which the electret electrode 2 (2a) is provided on the surface of the fixed
1・・・固定基板(固定構造体)、2・・・エレクトレット電極、3・・・磁石部、3a・・・磁石部の先端部、4・・・可動部、5・・・可動基板、6・・・対向電極、10a・・・X方向の振動。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記電荷を保持する膜に所定の間隔を有して対向するように設けられた電極と、
固定構造体上を可動するように設けられるとともに、前記電極もしくは前記電荷を保持する膜が所定の方向に移動する際、前記電極もしくは前記電荷を保持する膜と連動して移動するように設けられた可動部と、
前記固定構造体の所定の位置に固定され、前記可動部との間に誘引力が作用するように設けられた磁石部と、
を備える、発電装置。 A membrane that retains charge,
An electrode provided so as to face the film holding the electric charge with a predetermined interval;
Provided to move on the fixed structure, and to move in conjunction with the electrode or the film holding electric charge when the electrode or the film holding electric charge moves in a predetermined direction. Moving parts,
A magnet portion fixed at a predetermined position of the fixed structure and provided so that an attractive force acts between the movable portion;
A power generation device.
前記磁石部は前記可動部に向かってその先端部が錐体状もしくは楔形状となっている請求項1に記載の発電装置。 The movable part consists of a spherical or cylindrical bearing arranged to rotate and move in the predetermined direction,
The power generator according to claim 1, wherein a tip of the magnet portion has a cone shape or a wedge shape toward the movable portion.
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010081724A (en) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Sanyo Electric Co Ltd | Electrostatic inductive power generation device |
| JP2011066961A (en) * | 2009-09-15 | 2011-03-31 | Kansai Univ | Power generation apparatus |
| WO2011052106A1 (en) * | 2009-10-29 | 2011-05-05 | パナソニック株式会社 | Power generator |
| JP2012100404A (en) * | 2010-11-01 | 2012-05-24 | Seiko Epson Corp | Power generator and electronic device |
| JP2012110178A (en) * | 2010-11-19 | 2012-06-07 | Seiko Epson Corp | Power generator and electronic apparatus |
| JP2012152010A (en) * | 2011-01-19 | 2012-08-09 | Seiko Epson Corp | Power generator |
| WO2012111494A1 (en) * | 2011-02-18 | 2012-08-23 | 株式会社村田製作所 | Electrostatic induction power generator |
| US20130134830A1 (en) * | 2010-01-14 | 2013-05-30 | Omron Corporation | Electrostatic induction power generator |
| JP2014107982A (en) * | 2012-11-28 | 2014-06-09 | Fujitsu Ltd | Power generator |
-
2006
- 2006-10-31 JP JP2006295607A patent/JP2008113517A/en active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010081724A (en) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Sanyo Electric Co Ltd | Electrostatic inductive power generation device |
| JP2011066961A (en) * | 2009-09-15 | 2011-03-31 | Kansai Univ | Power generation apparatus |
| WO2011052106A1 (en) * | 2009-10-29 | 2011-05-05 | パナソニック株式会社 | Power generator |
| EP2525487A4 (en) * | 2010-01-14 | 2015-07-22 | Omron Tateisi Electronics Co | ELECTROSTATIC INDUCTION CURRENT GENERATOR |
| US20130134830A1 (en) * | 2010-01-14 | 2013-05-30 | Omron Corporation | Electrostatic induction power generator |
| US9496807B2 (en) * | 2010-01-14 | 2016-11-15 | Omron Corporation | Electrostatic induction power generator |
| JP2012100404A (en) * | 2010-11-01 | 2012-05-24 | Seiko Epson Corp | Power generator and electronic device |
| JP2012110178A (en) * | 2010-11-19 | 2012-06-07 | Seiko Epson Corp | Power generator and electronic apparatus |
| US8686613B2 (en) | 2010-11-19 | 2014-04-01 | Seiko Epson Corporation | Power generating device and electronic device |
| JP2012152010A (en) * | 2011-01-19 | 2012-08-09 | Seiko Epson Corp | Power generator |
| WO2012111494A1 (en) * | 2011-02-18 | 2012-08-23 | 株式会社村田製作所 | Electrostatic induction power generator |
| JPWO2012111494A1 (en) * | 2011-02-18 | 2014-07-03 | 株式会社村田製作所 | Static induction generator |
| JP2014107982A (en) * | 2012-11-28 | 2014-06-09 | Fujitsu Ltd | Power generator |
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