[发明专利]静电感应型发电器

说明书

一种静电感应型发电器，具有外壳、固定于外壳的第1基板以及相对于第1基板能够相对移动地平行配置的第2基板，其中，将对置电极设置于第1基板的第1对置面，以与对置电极对置的方式，将带电膜隔出一定间隔地设置于第2基板的第2对置面，对置电极由分离地设置于第1对置面的多个第1电极和第2电极构成，第1电极和第2电极交替地按一定间隔配置于一列，在第1对置面，一列的第1电极和第2电极设置成多列，多列的每列的一定间隔的相位分别不同。

技术领域

本发明涉及一种利用静电感应的发电装置、发电器、便携型电气设备、便携型钟表等。作为本发明的发电器的能源，能够利用人体的运动、机械等的振动、其他广泛存在于环境中的动能。特别涉及一种在驻极体发电中使对置电极等的相位多相化了的发电器。

背景技术

在专利文献1～6等中公开了利用由驻极体材料产生的静电感应的实用性发电装置。静电感应是指当使带电物体接近导体时被吸引出极性与带电物体相反的电荷的现象。利用静电感应现象的发电装置是指在配置有“保持电荷的膜”(以下，称为带电膜(electrically charged film))和对置电极的构造中利用该现象来取出使两者相对移动而感应出的电荷的发电。

图1是示意性地说明利用静电感应现象的发电的原理的说明图。在图1中，使对置电极侧进行移动，但也可以使带电膜侧进行移动。

如果以利用驻极体材料的情况为例，则驻极体是对电介体射入电荷而得到的物质，是半永久性地产生静电场的带电膜的一种。在该利用驻极体的发电中，如图1所示，通过由驻极体(electret)3形成的静电场，在对置电极(electrode)2处产生感应电荷，如果使驻极体3与对置电极2的重叠面积变化(振动等)，则在外部电路E中能够产生交流电流。关于该利用驻极体的发电，构造较简单，与利用电磁感应的发电相比，在低频区域中能够得到较高的输出，在这一点上是有利的，近年来作为所谓的“环境发电(Energy Harvesting)”而受到关注。

图18的(a)～(c)是示出作为现有技术的专利文献1的对置电极和带电膜的概要的图。图19的(a)～(c)是专利文献1的对置电极和带电膜的说明图。图20是说明对图19的带电膜3与对置电极2的第1电极A、第2电极NA的交叠部分的面积施加作用的库仑力的说明图。

在专利文献1中，公开了利用进行带电膜和对置电极的往返周期转动的静电感应的发电装置。在该现有技术的一个实施方式中，与图1的示意图不同，示出将作为输出而取出的各个电极仅形成于对置基板的实施方式。如图18的(a)所示，在旋转构件4的下表面形成有带电膜3。将多个第1电极A、多个第2电极NA交替地形成于固定侧的对置基板1。13是设置于旋转构件4与轴8之间的涡卷弹簧。10是摆轮锤(rotor)。

多个第1电极A分别电连接，由布线90A取出发电电力。多个第2电极NA也分别电连接，由布线90N将发电电力取出到整流电路92。从第1电极A、第2电极NA输出的电压由于交替地发生静电感应，所以输出偏移了半循环相位的交流的波形。将连接于对置基板1上的第1电极A的布线90A和连接于第2电极NA的布线90N连接到使用二极管91的整流电路92，将经整流的电力连接到使用电容器或者二次电池等的蓄电构件93。充入到蓄电构件93的电力对后级的电子设备电路进行驱动。在专利文献1的将各个电极仅形成于对置基板的实施方式中，由于能够从固定侧的对置基板取出电流，所以很方便(不需要从旋转构件取出电流)。

在旋转构件4的下表面，形成有图19的(a)所示的带电膜3。在带电膜3与带电膜3之间的旋转构件4处，形成有孔。另一方面，如图19的(b)所示，作为固定于与带电膜3对置的位置处的对置基板1上的对置电极2，分别交替地形成第1电极A、第2电极NA，第1电极A彼此、第2电极NA彼此分别连接。将从第1电极A、第2电极NA取出的布线90A、90N连接到使用二极管91的整流电路92，进一步地连接到使用电容器或者二次电池等的蓄电构件93。