(57)【要約】【課題】室内光に基づく太陽電池の微小出力電圧や温度に基づく熱電素子の微小出力電圧をキャパシタ電極の回転動作によるキャパシタンスの直並列変換により取り出してオン・オフ動作させるようにした昇圧型スイッチを提供すること。【解決手段】低電圧のハーベスト電源で、エネルギー源（太陽電池又は熱電素子）の電圧をキャパシタンスの直並列変換する円柱状のキャパシタ電極を９０°回転させるように構成した。太陽電池４からの充電時には、キャパシタ電極１−１乃至１−ｎの対向接触電極３は、接点バネ２を介して太陽電池４と接続されている。昇圧時には、キャパシタ電極１−１乃至１−ｎが９０°回転されて、キャパシタ電極１−１乃至１−ｎの対向接触電極３は、接点バネ２を介して負荷６と接続される。【選択図】図１
2014039431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内光に基づく太陽電池の微小出力電圧や温度に基づく熱電素子の微小出力電圧をキャパシタ電極の回転動作によるキャパシタンスの直並列変換により取り出してオン・オフ動作させるようにした昇圧型スイッチであって、
円柱状の周面に対向接触電極を有して整列された複数のキャパシタ電極と、
該キャパシタ電極の前記対向接触電極を各々並列に接続して、前記太陽電池又は熱電素子からのエネルギーを充電する状態と、前記キャパシタ電極の前記対向接触電極を各々直列に接続して昇圧電圧を得る状態とに切り替える切替部材と
を備えていることを特徴とする昇圧型スイッチ。
【請求項２】
前記複数のキャパシタ電極の前記対向接触電極が、接点バネを介して前記太陽電池又は熱電素子のエネルギー源又は負荷に接続されることを特徴とする請求項１に記載の昇圧型スイッチ。
【請求項３】
前記切替部材が、前記複数のキャパシタ電極の円柱状の一端に設けられた一方の前記対向接触電極と、該一方の前記対向接触電極と９０°シフトした他方の前記対向接触電極とを備え、前記円柱状の中心回転軸を一方の方向に回転させる一方のボタンスイッチと、前記円柱状の中心回転軸を他方の方向に回転させる他方のボタンスイッチとを備えていることを特徴とする請求項１に記載の昇圧型スイッチ。
【請求項４】
前記複数のキャパシタ電極が、互いに直接的に接して接触面の摩擦により回転させて前記太陽電池又は熱電素子のエネルギー源又は負荷に接続されることを特徴とする請求項１に記載の昇圧型スイッチ。
【請求項５】
前記複数のキャパシタ電極の各々の下部に円柱磁石が設けられているとともに、棒状スイッチ部材に平板磁石が設けられており、該平板磁石の近接により前記円板磁石が前記平板磁石の影響により回転して並列接続となって充電状態とし、前記平板磁石の退避により前記円板磁石の相互の磁力により直列接続となって昇圧動作を開始するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の昇圧型スイッチ。
【請求項６】
前記複数のキャパシタ電極の中央部にスイッチ機構を有するキャパシタ電極を設け、該キャパシタ電極の回転により周辺のキャパシタ電極を回転させて直並列変換を可能にしたことを特徴とする請求項１に記載の昇圧型スイッチ。
【請求項７】
前記複数のキャパシタ電極の中央のキャパシタ電極に対して、左右に配置されているキャパシタ電極が対称的に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の昇圧型スイッチ。
【請求項８】
前記複数のキャパシタ電極の中央のキャパシタ電極の円板磁石の保持力が最大で、該キャパシタ電極から遠ざかるにつれてその保持力が小さくなるような円板磁石を備えたキャパシタ電極が配置されていることを特徴とする請求項６に記載の昇圧型スイッチ。
【請求項９】
前記複数のキャパシタ電極が、マトリクス状に配列され、中央部にスイッチ機構を有するキャパシタ電極を配置して、該キャパシタ電極の回転により周辺のキャパシタ電極を回転させて直並列変換を可能にしたことを特徴とする請求項１に記載の昇圧型スイッチ。
【請求項１０】
前記複数のキャパシタ電極が、多段に積層構造に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の昇圧型スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昇圧型スイッチに関し、より詳細には、室内光に基づく太陽電池の微小出力電圧や温度に基づく熱電素子の微小出力電圧をキャパシタ電極の回転動作によるキャパシタンスの直並列変換により取り出してオン・オフ動作させるようにした昇圧型スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化問題への対応のため、温室効果ガスの排出量削減、さらには化石燃料依存からの脱却が求められている。持続可能な低炭素社会の実現には、環境に存在する自然エネルギーを電力に変換する環境発電技術が鍵となる。また、「いつでも、どこでも、誰でも、何でも」ネットワークにつながるユビキタスネット社会の実現のためにも、電池の取り換えや廃棄の問題を解決できる環境発電技術が必須となる。周りの環境からエネルギーを収穫（ハーベスト）して電力（μＷ〜Ｗ程度）に変換する環境発電技術は、エネルギー・ハーベスティングと呼ばれ、世界的に注目を集めている。しかしながら、その研究開発や事業化は、欧米が先行し、日本は後れをとっているのが現状である。
【０００３】
例えば、振動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置、特に、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術に代表されるような技術によって製造される微小な発電装置は知られている。
環境中の振動から発電する技術の歴史は古く、特筆すべき例としては自動巻き発電ウォッチがある。また、複数のコンデンサーを、半導体スイッチを使ってつなぎ変えることにより昇圧回路を形成して時計回路を駆動する方式が実用に供されている。また、整流回路そのものに関しては医療用インプラントデバイスや分散したセンサーノードのための発電に供する目的でダイオードの代わりにＦＥＴ（Ｆｅｉｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を使用した低損失の整流回路も周知である。
【０００４】
一方で、超低電力デバイス研究が進展する中で低出力であるが超小型の振動発電装置の潜在的需要が発生し、特にエレクトレット機械電気エネルギー変換素子における研究が他のピエゾエレクトリック材料を用いた素子の研究などとともに進展している。
一般に、マイクロエネルギー発電技術では、環境中にある人工あるいは自然の光、振動、化学、熱エネルギーなどから発電する。このうち環境中の振動エネルギーや音場エネルギーから発電する振動発電においては、一般にはエネルギー密度が比較的小さいために微小な出力電力パワーを効率よく整流した上でエネルギーとして蓄積し、主に間欠的な使用に供する技術が決定的に重要になる。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載のものは、熱電素子により発電したエネルギーを２次電池に蓄電し、発電電力及び２次電池のエネルギーで動作する電子時計に関するもので、吸熱側基板は、一般に気温より高温である腕に触る電子時計の裏ブタと熱結合し、放熱側基板は大気に熱を放出する時計ケースと熱結合しており、この吸熱側基板と放熱側基板との間に温度差が生じるとゼーベック効果により起電力が生じるように構成されている。また、熱電素子の起電力は昇圧回路に送られ、この昇圧回路により昇圧されて蓄電機構に蓄積され、この蓄電機構に蓄積された電気エネルギーは、時計部の電源として供給される。
【０００６】
また、例えば、特許文献２に記載のものは、電源手段からこれより端子電圧の高い蓄電手段に昇圧出力し充電を行う昇圧システムに関するもので、蓄電手段としては、リチウムイオン電池などの２次電池がよく利用され、この熱電発電器は、一般的に発電電圧が低いため、昇圧して発電電力を利用することが必要で、電源手段として、温度差により発電を行う熱電素子をエネルギー源とする電子時計を想定しているものである。つまり、昇圧用キャパシタとＭＯＳスイッチとの組み合わせタイミングを制御することにより、熱電素子の出力から低電圧を昇圧することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２１８５８７号公報
【特許文献２】特開２００２−２６２５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１及び２には、本発明のような、回路素子を用いることなく、熱電素子を押す構造や、太陽電池を用いることによりスイッチ操作自体で直並列変換を可能としていることについては何ら開示されていない。本発明は、室内光に基づく太陽電池の微小出力電圧や温度に基づく熱電素子の微小出力電圧をキャパシタ電極の回転動作によるキャパシタンスの直並列変換により取り出してオン・オフ動作させるようにした昇圧型スイッチである。
【０００９】
つまり、上述した特許文献１及び２には、本発明のような、キャパシタ電極を回転動作により直並列に変換して、並列接続で充電し、直列接続で昇圧動作を開始し、負荷をドライブしてランプなどが点灯するようなスイッチ機能については何ら開示されていない。このような技術は、上述したようなエネルギー・ハーベスティング技術にかかわるものであって、近年、特にその研究開発や事業化が強く望まれている。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、室内光に基づく太陽電池の微小出力電圧や温度に基づく熱電素子の微小出力電圧をキャパシタ電極の回転動作によるキャパシタンスの直並列変換により取り出してオン・オフ動作させるようにした昇圧型スイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、室内光に基づく太陽電池の微小出力電圧や温度に基づく熱電素子の微小出力電圧をキャパシタ電極の回転動作によるキャパシタンスの直並列変換により取り出してオン・オフ動作させるようにした昇圧型スイッチであって、円柱状の周面に対向接触電極を有して整列された複数のキャパシタ電極と、該キャパシタ電極の前記対向接触電極を各々並列に接続して、前記太陽電池又は熱電素子からのエネルギーを充電する状態と、前記キャパシタ電極の前記対向接触電極を各々直列に接続して昇圧電圧を得る状態とに切り替える切替部材とを備えていることを特徴とする。（図１；実施例１）
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記複数のキャパシタ電極の前記対向接触電極が、接点バネを介して前記太陽電池又は熱電素子のエネルギー源又は負荷に接続されることを特徴とする。（図１；実施例１）
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記切替部材が、前記複数のキャパシタ電極の円柱状の一端に設けられた一方の前記対向接触電極と、該一方の前記対向接触電極と９０°シフトした他方の前記対向接触電極とを備え、前記円柱状の中心回転軸を一方の方向に回転させる一方のボタンスイッチと、前記円柱状の中心回転軸を他方の方向に回転させる他方のボタンスイッチとを備えていることを特徴とする。（図３；実施例１）
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記複数のキャパシタ電極が、互いに直接的に接して接触面の摩擦により回転させて前記太陽電池又は熱電素子のエネルギー源又は負荷に接続されることを特徴とする。（図４；実施例２）
また、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記複数のキャパシタ電極の各々の下部に円柱磁石が設けられているとともに、棒状スイッチ部材に平板磁石が設けられており、該平板磁石の近接により前記円板磁石が前記平板磁石の影響により回転して並列接続となって充電状態とし、前記平板磁石の退避により前記円板磁石の相互の磁力により直列接続となって昇圧動作を開始するように構成されていることを特徴とする。（図７；実施例３）
【００１４】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記複数のキャパシタ電極の中央部にスイッチ機構を有するキャパシタ電極を設け、該キャパシタ電極の回転により周辺のキャパシタ電極を回転させて直並列変換を可能にしたことを特徴とする。（図９；実施例４）
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記複数のキャパシタ電極の中央のキャパシタ電極に対して、左右に配置されているキャパシタ電極が対称的に配置されていることを特徴とする。（図９；実施例４）
また、請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記複数のキャパシタ電極の中央のキャパシタ電極の円板磁石の保持力が最大で、該キャパシタ電極から遠ざかるにつれてその保持力が小さくなるような円板磁石を備えたキャパシタ電極が配置されていることを特徴とする。（図９；実施例４）
【００１５】
また、請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記複数のキャパシタ電極が、マトリクス状に配列され、中央部にスイッチ機構を有するキャパシタ電極を配置して、該キャパシタ電極の回転により周辺のキャパシタ電極を回転させて直並列変換を可能にしたことを特徴とする。（図１０；実施例５）
また、請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記複数のキャパシタ電極が、多段に積層構造に配置されていることを特徴とする。（図１１；実施例６）
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、室内光に基づく太陽電池の微小出力電圧や温度に基づく熱電素子の微小出力電圧をキャパシタ電極の回転動作によるキャパシタンスの直並列変換により取り出してオン・オフ動作させるようにした昇圧型スイッチを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ），（ｂ）は、本発明に係る昇圧型スイッチの実施例１を説明するための構成図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、図１（ａ），（ｂ）に示した接続関係の等価回路を示す図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、キャパシタ電極に設けられた切替構造の一例を示す構成図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、本発明に係る昇圧型スイッチの実施例２を説明するための構成図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は、図４（ａ），（ｂ）に示した接続関係の等価回路を示す図である。
【図６】キャパシタ電極間の相互の摩擦力を得るための他の構成図である。
【図７】（ａ）乃至（ｃ）は、本発明に係る昇圧型スイッチの実施例３を説明するための構成図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は、本実施例３の昇圧型スイッチの全体斜視図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は、本発明に係る昇圧型スイッチの実施例４を説明するための構成図である。
【図１０】（ａ），（ｂ）は、本発明に係る昇圧型スイッチの実施例５を説明するための構成図である。
【図１１】本発明に係る昇圧型スイッチの実施例６を説明するための構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の各実施例について説明する。  
【実施例１】
【００１９】
図１（ａ），（ｂ）は、本発明に係る昇圧型スイッチの実施例１を説明するための構成図で、図１（ａ）は、キャパシタ電極を並列に接続して充電している状態を示す図で、図１（ｂ）は、キャパシタ電極を直列に接続して昇圧している状態を示す図である。図中符号１−１乃至１−ｎはキャパシタ電極、２は接点バネ、３は対向接触電極、４は太陽電池、５は回転軸、６は負荷を示している。
【００２０】
本実施例１の昇圧型スイッチは、低電圧のハーベスト電源で、エネルギー源（太陽電池又は熱電素子）の電圧をキャパシタンスの直並列変換する円柱状のキャパシタ電極を９０°回転させるように構成したものである。
図１（ａ）に示されているように、太陽電池４からの充電時には、キャパシタ電極１−１乃至１−ｎの対向接触電極３，３は、接点バネ２，２を介して太陽電池４と接続されている。次に、昇圧時には、図１（ｂ）に示されているように、キャパシタ電極１−１乃至１−ｎが９０°回転されると、キャパシタ電極１−１乃至１−ｎの対向接触電極３，３は、接点バネ２，２を介して負荷６と接続される。
【００２１】
図２（ａ），（ｂ）は、図１（ａ），（ｂ）における等価回路を示す図で、図２（ａ）は、図１（ａ）における充電時の等価回路、図２（ｂ）は、図１（ｂ）における昇圧時の等価回路を示している。
図２（ａ）においては、太陽電池４からの電圧Ｖｓで並列に接続されたキャパシタ電極１−１乃至１−ｎが充電される。図２（ｂ）においては、キャパシタ電極１−１乃至１−ｎが９０°回転して、直列接続されてｎＶｓの昇圧電圧が得られる。
【００２２】
つまり、本実施例１の昇圧型スイッチは、室内光に基づく太陽電池４の微小出力電圧をキャパシタ電極１−１乃至１−ｎの回転動作によるキャパシタンスの直並列変換により取り出してオン・オフ動作させるようにした昇圧型スイッチである。
また、本実施例１の昇圧型スイッチは、円柱状の周面に対向接触電極３を有して整列された複数のキャパシタ電極１−１乃至１−ｎと、このキャパシタ電極１−１乃至１−ｎの対向接触電極３，３を各々並列に接続して、太陽電池４からのエネルギーを充電する状態と、キャパシタ電極１−１乃至１−ｎの対向接触電極３，３を各々直列に接続して昇圧電圧を得る状態とに切り替える切替部材とを備えている。
【００２３】
また、複数のキャパシタ電極１−１乃至１−ｎの対向接触電極３，３は、接点バネ２，２を介して太陽電池４のエネルギー源又は負荷６に接続されている。
切替部材としては、各々のキャパシタ電極１−１乃至１−ｎの回転軸５を手動で動かすことも考えられるが、その他の機械的手段、磁石などをキャパシタ電極１−１乃至１−ｎに磁石などを取り付けておいて、他の磁石の磁力により切り替えるようにしても良い。
【００２４】
図３（ａ），（ｂ）は、切替部材としてキャパシタ電極に設けられた切替構造の一例を示す構成図で、図３（ａ）はその斜視図、図３（ｂ）は切り替え動作を示す図である。図中符号３ａ，３ｂは対向接触電極、７ａ，７ｂはボタンスイッチを示している。
切替構造を有するキャパシタ電極１−１乃至１−ｎは、複数のキャパシタ電極１−１乃至１−ｎの円柱状の一端（サイドＡ側）に設けられた一方の対向接触電極３ａ，３ａと、この一方の対向接触電極３ａ，３ａと９０°シフトした他方（サイドＢ側）の対向接触電極３ｂ，３ｂとを備え、円柱状の中心回転軸５を一方の方向に回転させる一方のボタンスイッチ７ａと、円柱状の中心回転軸５を他方の方向に回転させる他方のボタンスイッチ７ｂとを備えている。
【００２５】
ボタンスイッチ７ａ，７ｂは、キャパシタ電極１−１乃至１−ｎの回転軸５に接して、例えば、凹凸形状の噛み合わせによって回転可能にすることも考えられる。
なお、上述した昇圧型スイッチは、室内光に基づく太陽電池４を用いた場合について説明したが、温度に基づく熱電素子を用いた場合にも同様である。
【実施例２】
【００２６】
図４（ａ），（ｂ）は、本発明に係る昇圧型スイッチの実施例２を説明するための構成図で、図４（ａ）は、キャパシタ電極を並列に接続して充電している状態を示す図で、図４（ｂ）は、キャパシタ電極を直列に接続して昇圧している状態を示す図である。図中符号１１−１乃至１１−３はキャパシタ電極、１３は対向接触電極、１４は太陽電池、１５は回転軸、１６は接触電極を示している。
【００２７】
本実施例２の昇圧型スイッチは、低電圧のハーベスト電源で、エネルギー源（太陽電池又は熱電素子）の電圧をキャパシタンスの直並列変換する円柱状のキャパシタ電極を、実施例１のような接点バネを介することなく９０°回転させるように構成したものである。
つまり、複数のキャパシタ電極１１−１乃至１１−３は、互いに直接的に接して接触面の摩擦により回転させて太陽電池１４のエネルギー源又は負荷に接続されるように構成されている。
【００２８】
図４（ａ）に示されているように、太陽電池１４からの充電時には、キャパシタ電極１１−１乃至１１−３の接触電極１３は、並列接続されて太陽電池１４と接続されている。次に、昇圧時には、図４（ｂ）に示されているように、キャパシタ電極１１−１乃至１１−３が接点バネを介することなく、相互の摩擦力によって９０°回転されて、キャパシタ電極１１−１乃至１１−３の接触電極１３は、直列接続されて昇圧電圧（ｎ・Ｖｓ）を得て負荷（図示せず）と接続される。
【００２９】
図５（ａ），（ｂ）は、図４（ａ），（ｂ）に示した接続関係の等価回路を示す図で、図５（ａ）は図４（ａ）の等価回路であり、図５（ｂ）は図４（ｂ）の等価回路である。図５（ｂ）に示す昇圧状態においては、ｎＶｓの昇圧電圧が得られる。
つまり、本実施例２の昇圧型スイッチは、室内光に基づく太陽電池１４の微小出力電圧をキャパシタ電極１１−１乃至１１−３の回転動作によるキャパシタンスの直並列変換により取り出してオン・オフ動作させるようにした昇圧型スイッチである。
【００３０】
また、本実施例２の昇圧型スイッチは、円柱状の周面に対向接触電極１３，１３を有して整列された複数のキャパシタ電極１１−１乃至１１−３と、このキャパシタ電極１１−１乃至１１−３の対向接触電極１３，１３を各々並列に接続して、太陽電池１４からのエネルギーを充電する状態と、キャパシタ電極１１−１乃至１１−３の対向接触電極１３，１３を各々直列に接続して昇圧電圧を得る状態とに、キャパシタ電極１１−１乃至１１−ｎの相互の直接的な接触摩擦力によって切り替え動作を行っている。
【００３１】
また、複数のキャパシタ電極１１−１乃至１１−３の対向接触電極１３，１３は、接点バネを介することなく太陽電池１４のエネルギー源又は負荷（図示せず）に接続されている。
図６は、キャパシタ電極間の相互の摩擦力を得るための他の構成図である。キャパシタ電極が３つの場合について説明する。中央のキャパシタ電極１１ｂの表面に凸部１７を設けて摩擦力を大きくしている。
なお、上述した昇圧型スイッチは、室内光に基づく太陽電池４を用いた場合について説明したが、温度に基づく熱電素子を用いた場合にも同様である。
【実施例３】
【００３２】
図７（ａ）乃至（ｃ）は、本発明に係る昇圧型スイッチの実施例３を説明するための構成図で、図７（ａ）は、キャパシタ電極を並列に接続して充電している状態を示す図で、図７（ｂ）は、キャパシタ電極を直列に接続して昇圧している状態を示す底面図で、図７（ｃ）は、キャパシタ電極を直列に接続して昇圧している状態を示す側面図である。
図中符号２１−１乃至２１−ｎはキャパシタ電極、２２は対向接触電極、２３は接触電極、２４は棒状スイッチ部材、２５は平板磁石、２６は円板磁石、２７は負荷、２８は接点を示している。
【００３３】
本実施例３の昇圧型スイッチは、複数のキャパシタ電極２１−１乃至２１−ｎの各々の下部に円板磁石２６が設けられているとともに、棒状スイッチ部材２４に平板磁石２５が設けられており、この平板磁石２５の近接により円板磁石２６が平板磁石２５の影響により回転して並列接続となって充電状態とし、平板磁石２５の退避により円板磁石２６の相互の磁力により直列接続となって昇圧動作をするように構成されている。
【００３４】
つまり、スイッチ動作をする棒状スイッチ部材２４の回転軸２４ａを介して手動回転力で、その平板磁石２５をキャパシタ電極２１−１乃至２１−ｎの各々の下部に設けられた円板磁石２６に近接させ、キャパシタ電極２１−１乃至２１−ｎの円板磁石２５を棒状スイッチ部材２４の平板磁石２５の磁力により９０°回転させてキャパシタ電極２１−１乃至２１−ｎの直並列の切り替えを行うように構成されている。
【００３５】
図７（ａ）において、平板磁石２５が設けられて棒状スイッチ部材２４が、キャパシタ電極２１−１乃至２１−ｎに近接されると、キャパシタ電極２１−１乃至２１−ｎの下部に設けられている円板磁石２６が、平板磁石２５の磁力により吸い寄せられて、エネルギー源に接続された接触電極２３に、キャパシタ電極２１−１乃至２１−ｎの対向接触電極２２，２２が接触して並列接続される。この状態が充電状態である。棒状スイッチ部材２４が、キャパシタ電極２１−１乃至２１−ｎから退避されると、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示されているように、キャパシタ電極２１−１乃至２１−ｎの下部に設けられている円板磁石２６の各々の磁力により接点２８間で直列接続されて昇圧動作が行われ、その昇圧電圧（ｎ・Ｖφ）で負荷２７を動作させる。
【００３６】
図８（ａ），（ｂ）は、本実施例３の昇圧型スイッチの全体斜視図で、図８（ａ）は、図７（ａ）の状態、つまり、棒状スイッチ部材がキャパシタ電極に近接された状態を示し、図８（ｂ）は、図７（ｃ）の状態、つまり、棒状スイッチ部材がキャパシタ電極から退避した状態を示している。なお、図８（ａ），（ｂ）においては、キャパシタ電極が３個の場合を示している。
【実施例４】
【００３７】
図９（ａ），（ｂ）は、本発明に係る昇圧型スイッチの実施例４を説明するための構成図で、図９（ａ）は、キャパシタ電極を並列に接続して充電している状態を示す図で、図９（ｂ）は、キャパシタ電極を直列に接続して昇圧している状態を示す図である。
図中符号３１，３１ａ−１乃至３１ａ−ｎ、３１ｂ−１乃至３１ｂ−ｎはキャパシタ電極（円板磁石付き）、３２は対向接触電極、３３は回転軸、３４は負荷を示している。
【００３８】
本実施例４の昇圧型スイッチは、複数のキャパシタ電極３１，３１ａ−１乃至３１ａ−ｎ、３１ｂ−１乃至３１ｂ−ｎの中央のキャパシタ電極３１にスイッチ機構を持たせ、このキャパシタ電極３１の回転により周辺のキャパシタ電極３１ａ−１乃至３１ａ−ｎ、３１ｂ−１乃至３１ｂ−ｎを次々に回転させて直並列変換を可能に構成したものである。
つまり、スイッチ動作をする中央のキャパシタ電極３１を手動回転させることにより、その周辺のキャパシタ電極３１ａ−１乃至３１ａ−ｎ、３１ｂ−１乃至３１ｂ−ｎを次々に回転させて直並列の切り替えを行うように構成されている。この場合、中央のキャパシタ電極３１に対して、左右に配置されているキャパシタ電極３１ａ−１乃至３１ａ−ｎとキャパシタ電極３１ｂ−１乃至３１ｂ−ｎとは対称的に配置されている必要がある。
【００３９】
また、中央のキャパシタ電極３１の円板磁石の保持力が最大で、キャパシタ電極３１から遠ざかるにつれてその保持力が小さくなるような円板磁石を備えたキャパシタ電極３１ａ−１乃至３１ａ−ｎ、３１ｂ−１乃至３１ｂ−ｎを配置することが好ましい。
図９（ａ）において、複数のキャパシタ電極３１，３１ａ−１乃至３１ａ−ｎ、３１ｂ−１乃至３１ｂ−ｎは、その対向接触電極３２，３２がそれぞれ平行になるように、つまり、並列接続された状態で充電状態になっている。図９（ｂ）においては、中央のキャパシタ電極３１を手動回転させることにより、その周辺のキャパシタ電極３１ａ−１乃至３１ａ−ｎ、３１ｂ−１乃至３１ｂ−ｎを次々に回転させて直列接続に変換して負荷３４を動作される。
【実施例５】
【００４０】
図１０（ａ），（ｂ）は、本発明に係る昇圧型スイッチの実施例５を説明するための構成図で、図１０（ａ）は、キャパシタ電極を並列に接続して充電している状態を示す図で、図１０（ｂ）は、キャパシタ電極を直列に接続して昇圧している状態を示す図である。図中符号４１，４１−１乃至４１−８はキャパシタ電極（円板磁石付き）、４２は対向接触電極、４３は回転軸を示している。
【００４１】
本実施例５の昇圧型スイッチは、複数のキャパシタ電極４１，４１−１乃至４１−８が、マトリクス状に配列され、中央部のキャパシタ電極４１にスイッチ機構を持たせ、このキャパシタ電極４１の回転により周辺のキャパシタ電極４１−１乃至４１−８を回転させて直並列変換を可能に構成したものである。
つまり、３×３の中心の円板磁石だけをスイッチ動作で回転させることにより周囲の円板磁石付きキャパシタ電極を回転させるように構成されている。つまり、スイッチ動作をする中央のキャパシタ電極４１を手動回転させることにより、その周辺にマトリクス状に配置されたキャパシタ電極４１−１乃至４１−８を次々に回転させて直並列の切り替えを行うように構成されている。
【実施例６】
【００４２】
図１１は、本発明に係る昇圧型スイッチの実施例６を説明するための構成図で、図１０に示したマトリクス状に配列されたキャパシタ電極を多段に積層構造としたものである。図中符号５１，５１−１乃至５１−８はキャパシタ電極（円板磁石付き）を示している。
本実施例６の昇圧型スイッチは、複数のキャパシタ電極５１，５１−１乃至５１−８が、多段に積層構造に配置されている。
【００４３】
以上のように、本発明の各実施例の昇圧型スイッチによれば、室内光に基づく太陽電池の微小出力電圧や温度に基づく熱電素子の微小出力電圧をキャパシタ電極の回転動作によるキャパシタンスの直並列変換により取り出してオン・オフ動作させるようにした昇圧型スイッチを実現することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１−１乃至１−ｎ，１１−１乃至１１−ｎ，２１−１乃至２１−ｎ  キャパシタ電極
２  接点バネ
３，３ａ，３ｂ，１３，２２，３２，４２  対向接触電極
４，１４  太陽電池
５，１５，３３，４３  回転軸
６，２７，３４  負荷
７ａ，７ｂ  ボタンスイッチ
１６，２３  接触電極
１１ｂ  中央のキャパシタ電極
１７  凸部
２４  棒状スイッチ部材
２５  平板磁石
２６  円板磁石
２８  接点
３１，３１ａ−１乃至３１ａ−ｎ、３１ｂ−１乃至３１ｂ−ｎ，４１，４１−１乃至４１−８，５１，５１−１乃至５１−８  キャパシタ電極（円板磁石付き）
【図１】
2014039431.tif 000003
【図２】
2014039431.tif 000004
【図３】
2014039431.tif 000005
【図４】
2014039431.tif 000006
【図５】
2014039431.tif 000007
【図６】
2014039431.tif 000008
【図７】
2014039431.tif 000009
【図８】
2014039431.tif 000010
【図９】
2014039431.tif 000011
【図１０】
2014039431.tif 000012
【図１１】
2014039431.tif 000013