(57)【要約】  この発電装置（１００）は、一方表面に第１電極（３）が設けられた第１基板（２ｂ、２ｃ）と、第１基板の一方表面側の第１電極に対向するように配置された第２電極（６）を含む第２基板（１ａ）と、第１基板の一方表面側または他方表面側の少なくとも一方に設けられたスライド機構（１０、１１、１２、１３および１４）とを備え、スライド機構は、第１基板を、第１方向（Ｚ方向）に移動するのを抑制しながら第２方向（Ｘ方向）に第２基板に対して相対的に移動可能に保持するように構成されている。
2009054251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方表面に第１電極（３）が設けられた第１基板（２ｂ、２ｃ）と、
前記第１電極に対向するように配置された第２電極（６）を含む第２基板（１ａ）と、
前記第１基板の一方表面側または他方表面側の少なくとも一方に設けられたスライド機構（１０、１１、１２、１３、１４）とを備え、
前記スライド機構は、前記第１基板を、前記第１電極が配置される面と直交する第１方向に移動するのを抑制しながら、前記第１基板の一方表面に沿った第２方向に前記第２基板に対して相対的に移動可能に保持するように構成されている、発電装置。
【請求項２】
前記第１基板の他方表面と対向するように配置された第３基板（１ｂ）をさらに備え、
前記スライド機構は、前記第１基板の一方表面側および他方表面側の両方に配置されたボールベアリング（１４）を少なくとも含み、
前記第１基板は、前記ボールベアリングを介して前記第２基板と前記第３基板とにより挟まれるようにして移動可能に保持されている、請求項１に記載の発電装置。
【請求項３】
前記スライド機構は、前記ボールベアリングに加えて、前記第１基板の一方表面側に前記第２方向に延びるように設けられ、前記ボールベアリングが移動可能に配置される第１溝部（１０）と、前記第１基板の他方表面側に前記第２方向に延びるように設けられ、前記ボールベアリングが移動可能に配置される第２溝部（１１）とをさらに含む、請求項２に記載の発電装置。
【請求項４】
前記第１基板の第１溝部および第２溝部の少なくとも一方の溝部は、前記ボールベアリングの移動範囲を規制するために前記第２方向の端部に設けられた移動規制部（１０ａ、１１ａ）をさらに含む、請求項３に記載の発電装置。
【請求項５】
前記スライド機構の溝部は、底部から開口端部に向かうに従って幅が大きくなるように構成されている、請求項３に記載の発電装置。
【請求項６】
前記スライド機構の溝部の開口端部の幅は、前記ボールベアリングの直径よりも大きい、請求項３に記載の発電装置。
【請求項７】
前記第２基板は、前記第１基板の一方表面側の前記第１溝部に対向する位置に前記第２方向に延びるように設けられた第３溝部（１２）を含み、
前記第３基板は、前記第１基板の他方表面側の前記第２溝部に対向する位置に前記第２方向に延びるように設けられた第４溝部（１３）を含む、請求項３に記載の発電装置。
【請求項８】
前記第１電極は、前記第１基板および前記第２基板が相対的に移動する方向である前記第２方向に対して交差する方向に延びるように形成されており、
前記第２方向に延びる前記第１溝部は、平面的に見て、前記第１電極を挟むように複数配置されている、請求項３に記載の発電装置。
【請求項９】
少なくとも前記第１溝部の前記第２方向に沿った側の端部（６０ａ）は、前記ボールベアリングよりも大きい直径を有する略丸型形状を有する、請求項３に記載の発電装置。
【請求項１０】
少なくとも前記第１溝部は、平面的に見て、前記第１基板上において前記第２方向とは直交する方向に沿って３本以上配置されている、請求項３に記載の発電装置。
【請求項１１】
前記第１基板の他方表面と対向するように配置された第３基板をさらに備え、
前記第３基板は、前記第１基板の他方表面に対向する側の面に形成された第３電極（８、９）を含み、
前記第１基板は、前記第１基板の他方表面側に設けられた第４電極（４）をさらに含む、請求項１に記載の発電装置。
【請求項１２】
前記第３電極および前記第４電極のうち一方の電極はエレクトレットであり、他方の電極は集電電極である、請求項１１に記載の発電装置。
【請求項１３】
前記第１基板の他方表面と対向するように配置された第３基板をさらに備え、
前記スライド機構は、前記第３基板に固定的に取り付けられた少なくとも１つのレール部（５０２ａ）と、前記第１基板の第１電極が配置される面とは反対側の面に取り付けられ、前記レール部に保持されるとともに前記レール部に沿ってスライド移動するスライド部（５０２ｂ）と、前記レール部と前記スライド部との間に配置されたボールベアリングとを含む、請求項１に記載の発電装置。
【請求項１４】
前記第１電極および前記第２電極のうち一方の電極はエレクトレットであり、他方の電極は集電電極である、前記請求項１に記載の発電装置。
【請求項１５】
前記第１電極は、前記第１基板に複数配置された第１電極部分（３）を含み、
前記第２電極は、前記第１基板に対向する前記第２基板に複数配置された第２電極部分（６ａ）を含み、
前記第１基板と前記第２基板とが相対的にスライド移動する際に、前記第１電極部分が複数の前記第２電極部分にまたがって移動することにより発電されるように構成されている、請求項１に記載の発電装置。
【請求項１６】
前記第２電極の第２電極部分は、前記第２方向に沿って間隔を隔てて複数配置され、
前記第２電極は、前記複数の第２電極部分を連結する連結部（６ｂ）を含み、
前記第２電極は、前記連結部と前記連結部に連結された前記複数の第２電極部分とにより櫛歯状に形成されている、請求項１５に記載の発電装置。
【請求項１７】
前記第２基板は、前記第２電極が設けられた面に配置されるとともに櫛歯状に形成された第５電極（７）をさらに含み、
前記第２電極と前記第５電極は、互いの櫛歯状の部分が交互に隣接し合うように配置されている、請求項１６に記載の発電装置。
【請求項１８】
前記第１基板の他方表面と対向するように配置された第３基板をさらに備え、
前記第２基板および前記第３基板は、固定的に配置された固定部（１）であり、
前記第１基板は、前記スライド機構により、前記第２基板および前記第３基板に対して前記第２方向に移動可能なように構成された可動部（２）である、請求項１に記載の発電装置。
【請求項１９】
前記第１基板に対して前記第２方向の弾性力を加えるバネ部材をさらに備える、請求項１に記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電装置に関し、特に、第１電極を含む第１基板と、第１電極に対向するように配置された第２電極を含む第２基板とを備えた発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、第１電極を含む第１基板と、第１電極に対向するように配置された第２電極を含む第２基板とを備えたエレクトレット発電装置が知られている。【０００３】
特表２００５−５２９５７４号公報に開示された従来のエレクトレット発電装置は、導電性を有する電極が設けられた可動部と電荷が保持されたエレクトレット材料からなる電極が設けられた固定部とを備えている。可動部および固定部にそれぞれ設けられた電極は、互いに対向するように配置されているとともに、可動部は、バネ部材に挟持されるようにして支持されている。そして、可動部が固定部に対して平行方向に振動する際に、対向する電極間で静電誘導を発生させて発電するように構成されている。【０００４】
しかしながら、上記特表２００５−５２９５７４号公報に開示された従来のエレクトレット発電装置では、可動部は、バネ部材に支持されているため電極が配置される面と平行な方向のみならず直交する方向に対しても移動する場合がある。この場合には、可動部および固定部にそれぞれ設けられた電極間の距離を常に一定に保持することができないので、電極間に働く静電気力が変化し発電時に得られる発電量が不安定になるという問題点がある。
【発明の開示】
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、安定した発電量を得ることが可能な発電装置を提供することである。
【０００６】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による発電装置は、一方表面に第１電極が設けられた第１基板と、第１基板の一方表面側の第１電極に対向するように配置された第２電極を含む第２基板と、第１基板の一方表面側または他方表面側の少なくとも一方に設けられ、第１基板が第１基板の第１電極が配置される面と直交する第１方向に移動するのを抑制しながら、第１基板を、第１基板の一方表面に沿った第２方向に第２基板に対して相対的に移動可能に保持するスライド機構とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１実施形態における発電装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示した第１実施形態における発電装置をＹ方向から見た断面図である。
【図３】図１に示した第１実施形態における発電装置をＸ方向から見た断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態における発電装置による固定部の上側基板を取り除いた平面図である。
【図５】本発明の第１実施形態における発電装置の発電動作を説明するための断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態における発電装置を示す断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態における発電装置を説明するための斜視図である。
【図８】本発明の第３実施形態における発電装置による固定部の上側基板を取り除いた状態を示す平面図である。
【図９】本発明の第３実施形態における発電装置の発電動作を説明するための平面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態における発電装置による固定部の上側基板を取り除いた状態を示す平面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態における発電装置を示す断面図である。
【図１２】本発明の第５実施形態における発電装置を示す平面図である。
【図１３】本発明の第５実施形態における発電装置のスライド機構を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。【０００９】
（第１実施形態）
まず、図１〜図４を参照して、本発明の第１実施形態による発電装置１００について説明する。【００１０】
本発明の第１実施形態による発電装置１００は、図１〜図３に示すように、固定部１と、固定部１に対してＸ方向にスライド移動可能な可動部２とを備えている。固定部１は、上側基板１ａと、下側基板１ｂと、互いに対向する側壁部１ｃおよび１ｄと、側壁部１ｅおよび１ｆとを備えている。なお、上側基板１ａおよび下側基板１ｂは、それぞれ、本発明の「第２基板」および「第３基板」の一例である。また、Ｘ方向は、本発明の「第２方向」の一例である。【００１１】
可動部２は、板部材２ａと、板部材２ａの一方表面側および他方表面側にそれぞれ配置され、板部材２ａとともに一体的に移動可能に構成された可動基板２ｂおよび２ｃとを備えている。なお、可動基板２ｂおよび２ｃは、本発明の「第１基板」の一例である。また、可動基板２ｂおよび２ｃの表面上には、それぞれ、一定の電荷を半永久的に保持するエレクトレット３および４が形成されている。エレクトレット３は、本発明の「第１電極」、「第１電極部分」の一例であるとともに、エレクトレット４は、「第４電極」の一例である。エレクトレット３および４の表面には、それぞれ、Ｙ方向に延びるとともに、所定の間隔を隔ててＸ方向に沿って複数配置されたガード電極５ａおよび５ｂが配置されている。なお、ガード電極５および５ｂは、接地されている。【００１２】
固定部１の上側基板１ａには、集電電極６および７が形成されている。同様に、下側基板１ｂには、集電電極８および９が形成されている。集電電極６および７は、可動基板２ｂのエレクトレット３との間で静電誘導により電荷を誘導させる機能を有するとともに、集電電極８および９は、可動基板２ｃのエレクトレット４との間で静電誘導により電荷を誘導させる機能を有する。また、集電電極６および７は、電荷を誘導させる機能を有する電極部６ａおよび７ａと、各電極部６ａ同士および７ａ同士を互いに連結する連結部６ｂおよび７ｂとにより構成されている。同様に、集電電極８および９は、電極部８ａおよび９ａと、連結部８ｂおよび９ｂとにより構成されている（図４参照）。また、各々の連結部６ｂ、７ｂ、８ｂおよび９ｂは、各電極部６ａ、７ａ、８ａおよび９ａにそれぞれ誘導された電荷を負荷（図示せず）に供給する機能を有する。なお、集電電極６は、本発明の「第２電極」の一例であるとともに、電極部６ａは、本発明の「第２電極部分」である。また、集電電極７は、本発明の「第５電極」の一例であるとともに、集電電極８および９は、それぞれ、本発明の「第３電極」の一例である。【００１３】
可動基板２ｂには、図３および図４に示すように、平面的に見て、エレクトレット３およびガード電極５ａが配置された領域を挟むようにして、Ｘ方向に延びるように一対の溝部１０が設けられている。同様に、可動基板２ｃには、エレクトレット４およびガード電極５ｂが配置された領域を挟むようにして、Ｘ方向に延びるように一対の溝部１１が設けられている。固定部１の上側基板１ａには、可動基板２ｂの溝部１０に対向する位置に、それぞれ、Ｘ方向に延びるように溝部１２が設けられている。同様に、固定部１の下側基板１ｂには、可動基板２ｃの溝部１１に対向する位置に、それぞれ、Ｘ方向に延びるように溝部１３が設けられている。なお、可動部２の溝部１０および１１は、それぞれ、本発明の「第１溝部」および「第２溝部」の一例であるとともに、固定部１の上側基板１ａの溝部１２および下側基板１ｂの溝部１３は、それぞれ、本発明の「第３溝部」および「第４溝部」の一例である。【００１４】
それぞれ対向するように配置された可動基板２ｂの溝部１０および上側基板１ａの溝部１２と、可動基板２ｃの溝部１１および下側基板１ｂの溝部１３とは、それぞれ、平面的に見て、互いに同一線上に重なる位置に設けられている。また、可動基板２ｂの溝部１０と上側基板１ａの溝部１２との間、および、可動基板２ｃの溝部１１と下側基板１ｂの溝部１３との間には、それぞれ、ボールベアリング１４が配置されている。これにより、可動部２は、各ボールベアリング１４を介して、固定部１の上側基板１ａと下側基板１ｂとにより挟まれた状態でＸ方向（各溝部が延びる方向）にスライド移動可能に保持されている。すなわち、可動部２の溝部１０および１１と、上側基板１ａの溝部１２と、下側基板１ｂの溝部１３と、ボールベアリング１４とによって、可動部２が固定部１に対してＸ方向にスライド移動するためのスライド機構が構成されている。【００１５】
また、平面的に見て、可動基板２ｂの溝部１０におけるＸ方向の中央側の端部には、ボールベアリング１４の移動範囲を規制するための規制部１０ａが設けられており、溝部１０は、規制部１０ａを境界にして溝部分がＸ方向に２つに分離された構成となっている。同様に、可動基板２ｃの溝部１１における可動基板２ｂの中央側の端部にも規制部１１ａが設けられている。そして、分離されたそれぞれの溝部１０および１１にボールベアリング１４が配置されている。以上の構成により、各ボールベアリング１４が溝部１０の規制部１０ａから反対側の端部までの距離Ｄだけ移動可能に構成されており、その結果、距離Ｄの分だけ可動部２がＸ方向にスライド移動可能なように構成されている。なお、規制部１０ａおよび１１ａは、それぞれ、本発明の「移動規制部」の一例である。【００１６】
また、可動部２は上側基板１ａおよび下側基板１ｂによりボールベアリング１４を介してＺ方向から挟まれるように保持されていることにより、可動部２がＺ方向に移動するのが抑制されるように構成されている。なお、Ｚ方向は、本発明の「第１方向」の一例である。【００１７】
各溝部１０、１１、１２および１３の底部から開口端部までの深さＬ１は、約１３０μｍの大きさを有する。また、各溝部１０、１１、１２および１３は、それぞれ、底部から開口端部に向かうに従って幅が大きくなるように構成されている。具体的には、開口端部間の幅Ｗは約３５０μｍの大きさを有するとともに、ボールベアリング１４は、約３００μｍの直径を有しており、溝部１０、１１、１２および１３のそれぞれの開口端部間の大きさは、ボールベアリング１４の直径よりも大きくなるように構成されている。また、各溝部１０、１１、１２および１３の底部は、ボールベアリング１４の直径よりも小さい幅を有するとともに、ボールベアリング１４と接触するように構成されている。【００１８】
固定部１の側壁部１ｃおよび１ｄには、それぞれ、固定部１内をスライド移動した可動部２を受け止めるとともに、側壁部１ｃおよび１ｄから離れる方向（中央部分に向かう方向）の弾性力を可動部２に加えるバネ部材１５および１６が設けられている。【００１９】
次に、図２および図５を参照して、本発明の第１実施形態による発電装置１００の発電動作について説明する。【００２０】
まず、図２に示すように、可動部２が固定部１内に静止した状態において、対向するエレクトレット３と集電電極６および７との間、および、エレクトレット４と集電電極８および９との間においてそれぞれ静電誘導が発生することにより、集電電極６、７、８および９に電荷が誘導される。そして、発電装置１００をＸ方向に振動させることにより、図５に示すように、可動部２が各溝部１０、１１、１２および１３に沿ってＸ方向にスライド移動する。このとき、エレクトレット３および４が、集電電極６、７、８および９に対して平行移動することにより、静電誘導によって各集電電極に誘導されていた電荷量が変動する。その結果、電荷量の変化分だけ電位差が生じることにより発電が行われる。なお、上記の「平行移動」は、エレクトレット３および４と、集電電極６、７、８および９とが互いに接触しない程度に略平行に移動する場合も含まれる。【００２１】
第１実施形態では、上記のように、溝部１０、１１、１２および１３と、各溝部１０、１１、１２および１３に配置されたボールベアリング１４とにより構成されたスライド機構を可動部２の両面に設け、可動部２をＸ方向にスライド移動可能ように構成することによって、可動部２のエレクトレット３および４と、固定部１の集電電極６、７、８および９とのＺ方向における距離を常に一定に保持させながら可動部２をＸ方向に振動させることができるので、安定した発電量を得ることができる。【００２２】
また、第１実施形態では、可動部２を、上側基板１ａと下側基板１ｂとによりボールベアリング１４を介してＺ方向から挟むようにして保持するように構成することによって、可動部２がＺ方向に移動するのを確実に抑制することができる。したがって、互いに対向するエレクトレット３と集電電極６および７と、および、エレクトレット４と集電電極８および９とが接触するのに起因して回路が短絡するのを抑制することができる。【００２３】
また、第１実施形態では、互いに対向する溝部１０および溝部１２と、溝部１１および溝部１２との間にボールベアリング１４を配置することによって、各溝部間に配置されたボールベアリング１４により可動部２がスライド移動する際の抵抗を小さくすることができる。【００２４】
また、第１実施形態では、可動基板２ｂおよび２ｃにそれぞれ設けられた溝部１０および溝部１１に、可動部２の固定部１に対する移動範囲を規制するための規制部１０ａおよび１１ａを設けることによって、たとえば、装置本体を振動した際、所望の振動エネルギーよりも大きい振動エネルギーが可動部２に伝達された場合に、規制部１０ａおよび１１ａによりボールベアリング１４の移動が規制されるので、その結果、可動部２の移動範囲を制御することができる。したがって、所望の振動エネルギー以上のエネルギーが可動部２に伝達されたとしても、発電装置１００が破損するのを抑制することができる。【００２５】
また、上記第１実施形態では、溝部１０、１１、１２および１３を、それぞれ、底部から開口端部に向かうに従って幅が大きくなるように構成するとともに、開口端部間の幅Ｗをボールベアリング１４の直径Ｌ２よりも大きくなるように構成することによって、各溝部１０、１１、１２および１３の底部においてボールベアリング１４を保持しながら、各溝部１０、１１、１２および１３の内側面を含む開口端部付近においてボールベアリング１４に対して遊びの領域を設けることができる。したがって、発電装置１００がＸ方向以外の方向に振動した場合にＸ方向以外から可動部２に加えられる衝撃を吸収することができるので、発電装置１００が故障するのを抑制することができる。【００２６】
また、第１実施形態では、エレクトレット３と集電電極６および７とにより発電が行われる発電部分を、可動部２の一方表面側（可動基板２ｂ側）に設けるとともに、エレクトレット４と集電電極８および９とからなるもう一つの発電部分を他方表面側（可動基板２ｃ側）に設けることによって、一方表面側にのみ発電部分を設けた場合に比べて、より発電量を増加させることができる。また、この場合、可動部２の両面にエレクトレット３および４を配置することによって、可動部２の一方表面側においてエレクトレット３（可動基板２ｂ側）と集電電極６および７（上側基板１ｂ側）とが引き合うように静電気力が発生する一方で、可動部２の他方表面側においても、エレクトレット４（可動基板２ｃ側）と集電電極８および９（下側基板１ｃ側）とが引き合うように静電気力が発生する。これにより、可動部２には、互いに反対方向であるこれらの静電気力が打ち消しあうので、その分、静電気力が起因して可動部２に働く摩擦力を小さくすることができる。その結果、より発電量を増加させることができる。また、可動部２に加わる上記の静電気力が互いに打ち消されることにより、発電装置１００全体に加えられる内部応力を小さくすることができるので、発電装置１００が破損するのを抑制することができる。【００２７】
また、第１実施形態では、以下の理由により常に高い発電量を得ることができる。すなわち、可動部がバネのみにより支持された従来の発電装置では、バネのバネ定数と可動部の重量との関係により特定の共振周波数が存在し、共振周波数以外の周波数の振動では可動部の可動量が小さくなるため、低い発電量しか得られない。さらに、可動部を強固に支持するためには、より硬いバネ（バネ定数が高いバネ）が必要となるために、たとえば１００Ｈｚ以上の高い周波数にしか適合できなくなる場合がある。これに対して、第１実施形態では、可動部２がボールベアリング１４によりスライド移動可能に支持されているので、バネ定数と可動部２の重量との関係に係わらず常に高い発電量を得ることができる。また、この場合、可動部２を支持していないバネ部材１５および１６のバネ定数を任意に選択することが可能であり、振動エネルギー源や利用状況に対応したバネ定数のバネ部材１５および１６を選択することにより、容易に高い発電量を得ることが可能な発電装置１００を得ることができる。さらに、このように構成することによって、従来の発電装置では困難であった、たとえば人間の自然な動きである低周波数（約１０Ｈｚ以下）による振動にも対応することができる。【００２８】
（第２実施形態）
次に、図６を参照して、本発明の第２実施形態による発電装置２００について説明する。発電装置２００は、上記第１実施形態による発電装置１００の構成と異なり、可動基板２ｃと下側基板１ｂとの間でのみ発電が行われるように構成されている。つまり、エレクトレット４と、集電電極８および９とにより発電が行われる構成となる。【００２９】
なお、第２実施形態による発電装置２００のその他の構成および動作は、上記第１実施形態と同様である。【００３０】
第２実施形態では、上記のように、固定部１に対してスライド移動する可動部２の可動基板２ｃにのみエレクトレット４を配置するとともに、固定部１の下側基板１ｂにのみ集電電極８および９を配置する。このように構成した場合であっても、可動部２がＺ方向への移動を抑制されながらＸ方向にスライド移動するので、上記第１実施形態と同様に、安定した発電量を得ることができる。【００３１】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。【００３２】
（第３実施形態）
次に、図７〜図９を参照して、本発明の第３実施形態による発電装置３００について説明する。発電装置３００では、図７および図８に示すように、可動基板２ｂの溝部３０１におけるＸ方向側の各々の端部３０１ａは、それぞれ、ボールベアリング１４の直径よりも大きい直径を有する丸型形状に形成されている。具体的には、ボールベアリング１４の直径Ｌ２（図３参照）が約３００μｍであるのに対して、溝部３０１の両側の端部３０１ａにおける丸型形状部分の直径Ｌ３は、約４５０μｍに形成されている。同様に、可動基板２ｃの溝部３０２におけるＸ方向側の各々の端部３０２ａも約４５０μｍの直径を有する丸型形状に形成されている。【００３３】
また、図９に示すように、可動部２が固定部１の側壁部１ｃまたは側壁部１ｄの近傍にまでスライド移動した際、各ボールベアリング１４は、それぞれ、溝部３０１の端部３０１ａ、および、溝部３０２の端部３０２ａにそれぞれ嵌るとともに、丸型形状部の内縁側に沿って回転可能なように構成されている。【００３４】
なお、第３実施形態による発電装置３００のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。【００３５】
第３実施形態では、上記のように、可動基板２ｂの溝部３０１の端部３０１ａと可動基板２ｃの溝部３０２の端部３０２ａとを、それぞれ、ボールベアリング１４の直径Ｌ２よりも大きい直径Ｌ３を有する丸型形状に形成することによって、端部３０１ａおよび３０２ａがボールベアリング１４の遊びの領域として機能させることができる。また、このとき、可動部２が固定部１の端部から反対方向の端部に向かう際、端部３０１ａおよび３０２ａの丸型状の内縁部分がボールベアリング１４のガイドとして機能しながら、ボールベアリング１４を端部３０１ａおよび３０２ａから溝部３０１および３０２側に導くことができる。したがって、たとえば各端部を矩形状に形成した場合に比べて、ボールベアリング１４の端部３０１ａおよび３０２ａ部分における引っかかりを抑制することができるので、可動部２をより安定して振動させることができる。以上により、より安定した発電量を得ることができる。【００３６】
なお、第３実施形態の効果は、上記第１実施形態と同様である。【００３７】
（第４実施形態）
次に、図１０を参照して、本発明の第４実施形態による発電装置４００について説明する。発電装置４００は、可動基板２ｂに、Ｘ方向に延びるとともに、規制部４０１ａを含む溝部４０１がＹ方向に沿って並列に３つずつ形成されている。そして、並列に３つ形成された各溝部４０１間には、それぞれ、エレクトレット３ａが配置されている。同様に、可動基板２ｃに、Ｘ方向に延びるとともに、規制部４０２ａを含む溝部４０２がＹ方向に沿って並列に３つずつ形成されている。そして、各溝部４０２間には、それぞれ、エレクトレット４ａが配置されている。また、固定部１の上側基板１ａおよび下側基板１ｂには、平面的に見て、可動部２の溝部４０１および４０２と同一線上に重なるような位置に、それぞれ、溝部４０３および４０４がＹ方向に沿って並列に３つ形成されている。そして、上側基板１ａの溝部４０３間および下側基板１ｂの溝部４０４間には、それぞれ、櫛歯形状を有する集電電極４０５および４０６が配置されている。また、それぞれ対向する溝部４０１および溝部４０３間と、溝部４０２および溝部４０４間には、ボールベアリング１４が１つずつ配置されている。【００３８】
なお、第４実施形態による発電装置４００のその他の構成および動作は、上記第１実施形態と同様である。【００３９】
第４実施形態では、上記のように、可動部２の溝部４０１および４０２と、固定部１の溝部４０３および４０４とを、それぞれ、Ｙ方向に沿って並列に３つ配置するとともに、それぞれ互いに対向する溝部毎にボールベアリング１４を配置することによって、可動部２をより多くのボールベアリング１４により支持することができる。したがって、可動部２をより安定して動作させることができるので、その分、安定した発電量を得ることができる。【００４０】
なお、第４実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。【００４１】
（第５実施形態）
次に、図１１〜図１３を参照して、本発明の第５実施形態による発電装置５００について説明する。第５実施形態では、ボールベアリングおよび溝部からなるスライド機構を備えた第１〜第４実施形態とは異なり、レール部に沿ってスライド部が移動するスライド機構を備えた発電装置５００の構成について説明する。【００４２】
発電装置５００では、図１１に示すように、上側筐体５０１ａと、下側筐体５０１ｂと、側壁部５０１ｃおよび５０１ｄとを備えた固定部としての筐体５０１と、筐体５０1の内部をスライド移動可能なように配置されたスライド機構５０２とを備えている。側壁部５０１ｃは、上部側壁部５０１ｅと下部側壁部５０１ｆとから構成されている。また、側壁部５０１ｄは、上部側壁部５０１ｇと下部側壁部５０１ｈとから構成されている。【００４３】
スライド機構５０２は、図１２および図１３に示すように、レール部５０２ａと、スライド部５０２ｂと、ボールベアリング５０２ｃとから構成されている。レール部５０２ａは、矢印Ｘ方向に延びるように直線状に形成されている。スライド部５０２ｂには溝部５０２ｄが形成されており、レール部５０２ａが溝部５０２ｄにより覆われるように配置されている。そして、レール部５０２ａの外側面と溝部５０２ｄの内側面５０２ｅとの間にボールベアリング５０２ｃがそれぞれ２つずつ配置されている。【００４４】
スライド部５０２ｂの下側筐体５０１ｂに対向する側の表面には、スライド部５０２ｂと一体的にスライド移動する可動基板５０３が配置されている。可動基板５０３の表面には、複数のエレクトレット５０４が形成されている。レール部５０２ａの両端部分には、それぞれ支持部材５０２ｆが配置されているとともに、各支持部材５０２ｆは、上部筐体５０１ａの裏面側に固定的に取り付けられている。これにより、スライド部５０２ｂがレール部５０２ａに沿って矢印Ｘ方向に直線的に移動可能なように構成されている。また、下側筐体５０１ｂの表面には、下側基板１ｂが配置されるとともに、下側基板１ｂの表面には、櫛歯形状を有する集電電極５０５が配置されている。【００４５】
下側基板１ｂの表面上には、ストッパ部材５０６が設けられている。ストッパ部材５０６は、可動基板１のエレクトレット５０４が固定部１の集電電極５０５に対して所定の距離以上近づくのを抑制する機能を有する。ストッパ部材５０６は、下側基板１ｂの表面上の集電電極５０５が設けられていない端部分に所定の間隔を隔てて複数個設けられているとともに、Ｚ方向（上下方向）に延びるように形成されている。【００４６】
上部側壁部５０１ｅと下部側壁部５０１ｆとの間、および、上部側壁部５０１ｇと下部側壁部５０１ｈとの間には、それぞれ、スペーサ５０１ｉおよび５０１ｊが設けられている。また、上部側壁部５０１ｅおよび５０１ｇの長さは、上部筐体５０１ａの裏面からスライド部５０２ｂの下側基板１ｂが配置される面までの長さ（Ｌ４）と等しくなるように構成されている。これにより、エレクトレット５０４の膜厚および下側基板１ｂの厚みを変更する際に、これらの厚みの変更分だけスペーサ５０１ｉおよび５０１ｊの厚みを調整することによりエレクトレット５０４および集電電極５０５間の間隔を一定に保持することが可能である。また、スペーサ５０１ｉおよび５０１ｊの厚みの調整のみによりエレクトレット５０４および集電電極５０５間の間隔を調整可能である。【００４７】
なお、第５実施形態のその他の構成および動作は、第１実施形態と同様である。【００４８】
第５実施形態では、上記のように、レール部５０２ａに沿ってＸ方向にスライド部５０２ｂがスライド移動可能なようにスライド機構を構成し、スライド部５０２ｂの表面に下側基板１ｂを配置することによって、エレクトレット５０４と集電電極５０５とが所定の距離以上近づくのを抑制することができるので、安定した発電量を得ることができる。【００４９】
また、固定部１にストッパ部材５０６を設けることによって、エレクトレット５０４と集電電極５０５とが所定の距離以上近づくのを抑制することができるので、エレクトレット５０４と集電電極５０５とが接触することにより回路間が短絡するのを抑制することができる。【００５０】
なお、第５実施形態のその他の効果は、第１実施形態と同様である。【００５１】
今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。【００５２】
たとえば、上記第１〜第５実施形態では、可動部側にエレクトレットを設けるとともに固定部側に集電電極を設ける例を示したが、本発明はこれに限らず、可動部側に集電電極を設けるとともに固定部側にエレクトレットを設けてもよい。【００５３】
また、上記第１〜第５実施形態では、固定部の側壁部付近にまでスライド移動した可動部を受け止めるとともに、固定部の中央部に向かう方向の弾性力を可動部に加えるためのバネ部材を設ける例を示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、ゴム部材などのバネ部材以外の弾性部材を設けてもよい。【００５４】
また、上記第１〜第４実施形態では、溝部と、溝部上に配置されたボールベアリングとによりスライド機構を構成する例を示したが、本発明はこれに限らず、ボールベアリング以外のスライド機構を用いてもよい。この場合、たとえば、Ｘ方向に延びる凹状の溝部および凸状のレール部を固定部および可動部に設けるとともに、溝部とレール部とを係合させることによりＸ方向にスライド移動可能に構成する場合などが考えられる。【００５５】
また、上記第１〜第４実施形態では、ボールベアリングが配置される溝部の開口端部間の幅の大きさがボールベアリングの直径よりも大きくするように構成する例を示したが、本発明はこれに限らず、ボールベアリングをスライド移動可能に溝部間に保持することが可能な程度であれば、ボールベアリングの直径よりも小さくてもよいし同程度であってもよい。【００５６】
また、上記第１〜第４実施形態では、溝部が底部から開口端部に向かうに従って幅が大きくなるように構成する例を示したが、本発明はこれに限らず、溝部の幅の大きさは一定であってもよい。また、ボールベアリングの形状に合わせた円形状であってもよい。【００５７】
また、上記第１〜第４実施形態では、各溝部を２分割するとともにそれぞれ１つずつ規制部を設ける例を示したが、本発明はこれに限らず、各溝部を３分割以上するとともにそれぞれ２つ以上ずつ規制部を設けてもよい。これにより、たとえば、それぞれ３分割した各溝部にボールベアリングが配置されることにより、各溝部を２分割した場合に比べて、より安定した動作が可能となる。さらに、溝部を適切な数により分割することによって、より高い発電量を得ることが可能である。これは、たとえば、溝部を分割しすぎることによって可動部の可動量が低減するのが抑制されるためである。【００５８】
また、上記第１〜第４実施形態では、固定部の側壁部にバネ部材を取り付けることによって、可動部がバネ部材と接触した際に可動部に対して固定部の中央部分へ向かう方向の弾性力を加える例を示したが、本発明はこれに限らず、可動部がボールベアリングによりスライド移動可能に支持された状態において、バネ部材の一方端部を固定部に取り付けるとともに他方端部を可動部に取り付けてもよい。【００５９】
また、上記第４実施形態では、Ｙ方向に並列に３つの溝部を形成する例を示したが、本発明はこれに限らず、Ｙ方向に並列に４つ以上の溝部を形成してもよい。【００６０】
また、第５実施形態では、側壁部を上部側壁部および下部側壁部の２つの側壁部から構成される例を示したが、本発明はこれに限らず、１つの側壁部により構成されていてもよい。【００６１】
また、第５実施形態では、固定部の下側基板の表面上に複数のストッパ部材を設ける例を示したが、本発明はこれに限らず、少なくとも１つ以上設けられていればよい。また、ストッパ部材を上記第１〜第４実施形態の構成に設けてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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