【手続補正書】
【提出日】平成27年3月6日(2015.3.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械エネルギー源からのエネルギーを電気エネルギーへと変換するように構成されたエネルギー変換装置において、
伸張可能な電気活性高分子材料を備える誘電エラストマーモジュールを備え、前記誘電エラストマーモジュールが、少なくとも一部が少なくとも第１および第２の電極間に配置された少なくとも１つの誘電エラストマー膜層を備えるトランスデューサと、
前記機械エネルギー源を結合するように構成される伝達結合機構であって、該伝達結合機構に作用する機械エネルギーに応答して前記トランスデューサを周期的に歪ませ、弛緩させるために、前記トランスデューサに動作可能に取り付けられる伝達結合機構と、
前記少なくとも第１および第２の電極に結合されており、前記誘電エラストマー膜が歪み状態にあるときに電荷を前記誘電エラストマー膜へ印加し、前記誘電エラストマー膜が歪み状態から弛緩状態へ移行するときに前記誘電エラストマー膜との接続を断つとともに、前記誘電エラストマー膜が弛緩状態に達したときに電荷を前記誘電エラストマー膜から除去するように構成された調整回路と
を備えたことを特徴とするエネルギー変換装置。
【請求項２】
前記誘電エラストマーモジュールは、複数のフレーム要素の間に層状に形成された複数の誘電エラストマー膜要素と各層に形成された複数の電極とを備え、
前記調整回路を前記複数の電極に結合するために前記フレーム要素のうちの少なくとも１つに位置するバス電極を更に備える請求項１に記載のエネルギー変換装置。
【請求項３】
前記バス電極と少なくとも１つの電極との間に電気的に接続される高分子ヒューズを更に備える請求項２に記載のエネルギー変換装置。
【請求項４】
前記誘電エラストマー膜は、約１００MPa未満の弾性率と、約２よりも大きい誘電定数とを有するとともに、アクリレート、シリコーン、ウレタン、炭化水素ゴム、フルオロエラストマー、スチレン共重合体、および、これらの組み合わせから成るグループから選択される１つ以上の材料を備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエネルギー変換装置。
【請求項５】
前記第１および第２の電極のうちの少なくとも一方は、ホタテガイの縁のように波を打った補強ビーズ、蛇行性の補強ビーズ、カレンダ仕上げされた複合材料、および、テキスタイルから成るグループから選択される少なくとも１つを備える請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のエネルギー変換装置。
【請求項６】
前記伝達結合機構は、前記機械エネルギー源に結合するように構成された第１の部分と、前記トランスデューサに動作可能に結合される第１のカムを備える第２の部分とを有する第１のシャフトを備える請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のエネルギー変換装置。
【請求項７】
前記第１のシャフトは、該第１のシャフト上の前記第１のカムに対して１８０°の角度で前記シャフトの周囲に配置された第２のカムを備える請求項６に記載のエネルギー変換装置。
【請求項８】
前記伝達結合機構は、前記機械エネルギー源に結合するように構成される第１の部分と、前記トランスデューサに動作可能に結合される第２のカムを備える第２の部分とを有する第２のシャフトを備え、前記第２のカムは、前記第２のシャフト上の第１のカムに対して１８０°の角度で前記シャフトの周囲に配置される請求項７に記載のエネルギー変換装置。
【請求項９】
前記機械エネルギー源が前記第１および第２のシャフトの前記第１の部分に結合されたときに、前記第１のシャフトが時計回り方向に回転するように構成され、かつ、前記第２のシャフトが反時計回り方向に回転するように構成され、前記第１および第２のシャフト上の前記第１および第２のカムは、逆方向に回転する一対の対向する弾性要素を形成する請求項８に記載のエネルギー変換装置。
【請求項１０】
前記第１のシャフトの前記第１のカムを内部に受けるための開口を画定する第１のハンガープレートであって、前記第１のシャフトの前記第１のカムに動作可能に結合される第１の端部と、前記トランスデューサの第１の端部に接続される第２の端部とを有する第１のハンガープレートと、
前記第２のシャフトの前記第１のカムを内部に受けるための開口を画定する第２のハンガープレートであって、前記第２のシャフトの前記第１のカムに動作可能に結合される第１の端部と、前記トランスデューサの第２の端部に接続される第２の端部とを有する第２のハンガープレートと、
を更に備え、
前記トランスデューサに結合されると共に前記第１および第２のシャフトそれぞれに位置する前記第１のカムに動作可能に結合された前記第１および第２のハンガープレートが第１の発電機要素を形成する請求項９に記載のエネルギー変換装置。
【請求項１１】
前記第１のシャフトの前記第２のカムを内部に受けるための開口を画定する第３のハンガープレートであって、前記第１のシャフトの前記第２のカムに動作可能に結合される第１の端部と、第２のトランスデューサの第１の端部に接続される第２の端部とを有する第３のハンガープレートと、
前記第２のシャフトの前記第２のカムを内部に受けるための開口を画定する第４のハンガープレートであって、前記第２のシャフトの前記第２のカムに動作可能に結合される第１の端部と、前記第２のトランスデューサの第２の端部に接続される第２の端部とを有する第４のハンガープレートと、
を更に備え、
前記第２のトランスデューサに結合されると共に前記第１および第２のシャフトそれぞれに位置する前記第２のカムに動作可能に結合された前記第３および第４のハンガープレートが第２の発電機要素を形成し、前記第１および第２の発電機要素は、逆方向に回転する平衡弾性要素の第１の対を形成する請求項１０に記載のエネルギー変換装置。
【請求項１２】
少なくとも第３および第４の発電機要素を更に備え、前記少なくとも第３および第４の発電機要素は、逆方向に回転する平衡弾性要素の第２の対を少なくとも形成する請求項１１に記載のエネルギー変換装置。
【請求項１３】
前記調整回路は、
コントローラと、
充電コントローラと、
エネルギー蓄積要素とを備え、
前記充電コントローラは、機械サイクルが１サイクルの最大歪みに達してしまったときに、前記エネルギー蓄積要素から電気エネルギーを除去して、それを前記誘電エラストマー膜へ移動させる請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のエネルギー変換装置。
【請求項１４】
前記調整回路が放電コントローラを更に備え、
前記放電コントローラは、機械サイクルが１サイクルの最小歪みに達してしまったときに、前記誘電エラストマー膜から電気エネルギーを除去する請求項１３に記載のエネルギー変換装置。
【請求項１５】
前記誘電エラストマー膜に作用する電圧または歪み状態のうちの少なくとも一方を測定するとともに電圧測定値または歪み測定値のうちの少なくとも一方を前記コントローラへ与えるために電圧モニタまたは歪みモニタのうちの少なくとも一方を更に備える請求項１３または請求項１４に記載のエネルギー変換装置。
【請求項１６】
機械エネルギー源から電気エネルギーを発生させる方法であって、
前記機械エネルギー源を使用して誘電エラストマー膜を１サイクルの所定の最大歪みまで歪ませるステップと、
歪みコントローラにより、前記誘電エラストマー膜が前記１サイクルの所定の最大歪みに達するときを監視するステップと、
機械サイクルが１サイクルの最大歪みに達したときに、充電コントローラにより、電荷を前記誘電エラストマー膜へ移動させるステップと、
前記誘電エラストマー膜を前記サイクルの所定の最小歪みまで弛緩させるステップと、
前記機械サイクルが前記１サイクルの最小歪みに達したときに、放電コントローラにより、前記誘電エラストマーの電荷を除去するステップと
を備える方法。