(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、中間層と、第２の電極とをこの順で積層してなる発電素子を複数有し、
前記複数の発電素子が接続手段によって互いに接続されている発電素子ユニットであって、
前記接続手段が該接続手段の重心を支点にして一の前記発電素子に加えられた外力の方向に対して平行かつ逆方向の力を他の前記発電素子に伝達する手段であり、
前記複数の発電素子の少なくとも１つの前記発電素子に外力を加えて該発電素子の前記第１の電極と前記第２の電極とを近接させると、前記接続手段によって外力を加えていない前記発電素子の前記第１の電極と前記第２の電極とが離間することを特徴とする発電素子ユニット。
【請求項２】
第１の電極と、中間層と、第２の電極とをこの順で積層してなる発電素子を複数有し、
前記複数の発電素子が接続手段によって互いに流体が移動可能に接続されている発電素子ユニットであって、
前記発電素子と、該発電素子を収容する収容部材とを含む領域を複数有し、前記複数の領域が前記接続手段によって接続されており、
前記複数の領域のうち少なくとも１つの前記領域に外力を加えて該領域における前記発電素子の前記第１の電極と前記第２の電極とを近接させると、前記接続手段によって外力を加えていない領域に前記流体が移動し、該領域における前記発電素子の前記第１の電極と前記第２の電極とが離間することを特徴とする発電素子ユニット。
【請求項３】
前記収容部材が、前記流体を内部に密閉可能な部材である請求項２に記載の発電素子ユニット。
【請求項４】
前記収容部材が、樹脂製の袋である請求項３に記載の発電素子ユニット。
【請求項５】
前記接続手段が、前記流体が移動可能な中空部を有する請求項２から４のいずれかに記載の発電素子ユニット。
【請求項６】
前記接続手段が、可撓性を有する請求項２から５のいずれかに記載の発電素子ユニット。
【請求項７】
前記接続手段が、シリコーンゴムチューブである請求項６に記載の発電素子ユニット。
【請求項８】
前記流体が、気体及び液体のいずれかである請求項２から７のいずれかに記載の発電素子ユニット。
【請求項９】
前記流体が、気体である請求項８に記載の発電素子ユニット。
【請求項１０】
前記気体が、窒素及び空気のいずれかである請求項９に記載の発電素子ユニット。
【請求項１１】
前記複数の発電素子のいずれかの前記第１の電極と前記第２の電極が離間する際に、前記中間層と前記第１の電極及び前記第２の電極のいずれかの間に空間を形成する請求項１から１０のいずれかに記載の発電素子ユニット。
【請求項１２】
前記発電素子の中間層が、セラミックス、エレクトレット誘電体及びゴムから選択される少なくとも１種である請求項１から１１のいずれかに記載の発電素子ユニット。
【請求項１３】
前記ゴムが、シリコ−ンゴム組成物である請求項１２に記載の発電素子ユニット。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれかに記載の発電素子ユニットを有することを特徴とする発電装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の発電装置を有することを特徴とする履物。
【請求項１６】
請求項１４に記載の発電装置を有することを特徴とする床材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電素子ユニット、及び発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、道路、橋、建築物等の構造体の振動、自動車、鉄道車両等の移動体の振動などによる振動エネルギーを有効利用する試みがなされている。前記振動エネルギーを有効利用する方法としては、振動エネルギーを電気エネルギーに変換する方法などが挙げられる。前記振動エネルギーを電気エネルギーに変換する方法としては、例えば、圧電素子を利用する方法、静電誘導を利用する方法などが挙げられる。
【０００３】
前記振動エネルギーを電気エネルギーとして取り出す方法として、例えば、圧電素子を靴底やインソールに配し、歩行動作から電気エネルギーを得る方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この提案のように圧電素子を単に靴底やインソールに配しただけでは、高い発電量は得られなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、高い発電量が得られる発電素子ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題と解決するための手段としての本発明の発電素子ユニットは、第１の電極と、中間層と、第２の電極とをこの順で積層してなる発電素子を複数有し、前記複数の発電素子が接続手段によって互いに接続されている発電素子ユニットであって、前記複数の発電素子の少なくとも１つの前記発電素子に外力を加えて該発電素子の前記第１の電極と前記第２の電極とを近接させると、前記接続手段によって外力を加えていない前記発電素子の前記第１の電極と前記第２の電極とが離間する発電素子ユニットである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によると、高い発電量が得られる発電素子ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の発電素子ユニットの一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の発電素子ユニットの他の一例を示す概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の発電素子ユニットの他の一例を示す概略断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の発電素子ユニットの他の一例を示す概略断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の発電素子ユニットの他の一例を示す概略断面図である。
【図５】図５は、本発明の発電素子ユニットの他の一例を示す概略断面図である。
【図６】図６は、本発明の発電素子ユニットの他の一例を示す概略断面図である。
【図７】図７は、本発明の発電素子ユニットの他の一例を示す概略断面図である。
【図８】図８は、本発明の履物のインソールの一例を示す概略図である。
【図９】図９は、本発明の履物のインソールの他の一例を示す概略図である。
【図１０】図１０は、本発明の発電装置の一例を示す概略図である。
【図１１】図１１は、本発明の履物の一例を示す概略図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明の床材の一例を示す概略図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、本発明の床材の他の一例を示す概略図である。
【図１３】図１３は、本発明の床材の一例を示す概略斜視図である。
【図１４】図１４は、ひざ用サポーターの一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（発電素子ユニット）
本発明の発電素子ユニットは、複数の発電素子と、前記複数の発電素子を互いに接続する接続手段とを有し、更に必要に応じてその他の部材を有してなる。
前記複数の発電素子が前記接続手段によって接続されることで、前記発電素子の発電を効率よく行うことができる。
【０００９】
＜発電素子＞
前記発電素子は、第１の電極と、中間層と、第２の電極と、をこの順で積層してなり、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
【００１０】
＜＜第１の電極及び第２の電極＞＞
前記第１の電極の材質及び前記第２の電極の材質、形状、大きさ、及び構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記第１の電極及び前記第２の電極において、その材質、形状、大きさ、及び構造は、同じであってもよいし、異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。
【００１１】
前記第１の電極、及び前記第２の電極の材質としては、例えば、金属、炭素系導電材料、導電性ゴム組成物などが挙げられる。
【００１２】
前記金属としては、例えば、金、銀、銅、鉄、アルミニウム、ステンレス、タンタル、ニッケル、リン青銅などが挙げられる。
【００１３】
前記炭素系導電材料としては、例えば、黒鉛、炭素繊維、カーボンナノチューブなどが挙げられる。
【００１４】
前記導電性ゴム組成物としては、例えば、導電性フィラーと、ゴムとを含有する組成物などが挙げられる。
前記導電性フィラーとしては、例えば、炭素材料（例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、黒鉛、炭素繊維、カーボンファイバー（ＣＦ）、カーボンナノファイバー（ＣＮＦ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）等）、金属フィラー（例えば、金、銀、白金、銅、鉄、アルミニウム、ニッケル等）、導電性高分子材料（例えば、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリパラフェニレン、及びポリパラフェニレンビニレンのいずれかの誘導体、又は、これら誘導体にアニオン若しくはカチオンに代表されるドーパントを添加したもの等）、イオン性液体などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記ゴムとしては、例えば、シリコーンゴム、変性シリコーンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ポリサルファイドゴム、ウレタンゴム、イソブチルゴム、フロロシリコーンゴム、エチレンゴム、天然ゴム（ラテックス）などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００１５】
前記第１の電極の形態、及び前記第２の電極の形態としては、例えば、シート、フィルム、薄膜、織布、不織布、メッシュ、スポンジなどが挙げられる。なお、繊維状の前記炭素材料が重なって形成された不織布であってもよい。
【００１６】
前記フィルムとしては、例えば、導電性フィルムなどが挙げられる。
前記導電性フィルムとしては、例えば、高分子フィルムに金属箔を貼り付けた複合フィルムなどが挙げられる。前記導電性フィルムとしては、市販品を使用することができ、前記市販品としては、例えば、アルペット９−１００、アルペット２５−２５（以上、パナック株式会社製）などが挙げられる。
【００１７】
前記第１の電極の形状、及び前記第２の電極の形状としては、特に制限はなく、発電素子の形状に応じて適宜選択することができる。
前記第１の電極の大きさ、及び前記第２の電極の大きさとしては、特に制限はなく、発電素子の大きさに応じて適宜選択することができる。
【００１８】
前記第１の電極の平均厚み、及び前記第２の電極の平均厚みは、発電素子の構造に応じて適宜選択することができるが、導電性及び可撓性の点から、０．０１μｍ〜１ｍｍが好ましく、０．１μｍ〜５００μｍがより好ましい。前記平均厚みが、０．０１μｍ以上であると、機械的強度が適正であり、導電性が向上する。また、前記平均厚みが、１ｍｍ以下であると、発電素子が変形可能であり、発電性能が良好である。
【００１９】
＜＜中間層＞＞
前記中間層は、前記第１の電極及び前記第２の電極の間に位置する。前記中間層に力を加えることにより発電する。前記中間層と、前記第１の電極及び前記第２の電極とは、接着されていてもよいし、接着されていなくてもよい。
【００２０】
前記中間層の材質、形状、大きさ、及び構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記中間層の材質としては、力を電気に変えることができる性質を有していれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、セラミックス、エレクトレット誘電体、ゴムなどが挙げられる。これらの中でも、可撓性を有する点から、ゴムが好ましい。
【００２１】
＜＜＜セラミックス＞＞＞
前記セラミックスからなる中間層は、前記中間層に力を加えると結晶内のイオンがずれ、前記イオンがずれたことにより結晶の一端がプラスの電気を、もう一端がマイナスの電気をおびる「誘電分極」をおこすことで発電する。
前記セラミックスとしては、例えば、チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、タングステン酸ナトリウム（ＮａＸＷＯ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ、Ｚｎ２Ｏ３）、ニオブ酸ナトリウムカリウム（（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３）、ビスマスフェライト（ＢｉＦｅＯ３）、ニオブ酸ナトリウム（ＮａＮｂＯ３）、チタン酸ビスマス（Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２）、チタン酸ビスマスナトリウム（Ｎａ０．５Ｂｉ０．５ＴｉＯ３）などが挙げられる。これらの中でも、圧電性に優れる点から、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）が好ましい。
【００２２】
−セラミックスからなる中間層の製造方法−
前記セラミックスからなる中間層の製造方法としては、例えば、前記電極上にセラミックス膜を形成させ、分極処理を行うことにより製造することができる。
【００２３】
−−セラミックス膜の形成−−
前記セラミックス膜の形成方法としては、電極上にセラミックス粉末を置く処理、加熱処理を含む。前記セラミックス粉末を置く処理方法としては、前記セラミックス粉末を基体などの所定の位置に置くことができれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ガスジェットデポジション法などが挙げられる。
前記ガスジェットデポジション法は、不活性ガスをキャリアとして、セラミックス粉末を高速で前記電極へ衝突させることにより、セラミックス膜を形成する方法である。前記加熱処理は、圧電特性向上の点から、６００℃以上で行うことが好ましい。前記加熱処理の時間は、適宜選択することができる。
前記セラミックス膜の平均厚みとしては、０．５μｍ〜１５０μｍが好ましく、１０μｍ〜１００μｍがより好ましい。前記セラミックスの高温処理、分散を行う装置については、目的に応じて適宜選択することができる。
【００２４】
−−分極処理−−
前記分極処理は、前記セラミックス膜を加熱し、外部から電場を加え、ゆっくり冷却する処理である。前記分極処理により、前記セラミックス膜は自発分極を有し、圧電性能を有することができる。前記セラミックス膜は、前記粉末セラミックスを電極に置き、焼成した段階では、前記セラミックス粉末粒子の自発分極がバラバラの方向を向いているため、前記セラミックス膜全体では打ち消し合って分極しておらず、圧電性をもたない。そこで、前記分極処理を行うことで、前記セラミックス粒子の自発分極が一方向に揃い、前記セラミックス膜全体が自発分極を有する。
前記分極処理における加熱温度としては、特に制限はなく、セラミックス粒子の材質によって適宜選定することができるが、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）では、２００℃〜３００℃が好ましい。また、前記分極処理で外部からかける電場は、セラミックス粒子の材質によって適宜選定することができるが、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）では、３０ｋＶ／ｃｍ〜７０ｋＶ／ｃｍが好ましい。
【００２５】
＜＜＜エレクトレット誘電体＞＞＞
前記エレクトレット誘電体からなる中間層は、前記エレクトレット誘電体と、これと距離を置いて配置された電極との相対位置を、力を加えることで変化させ、電荷が電極に静電誘導され、発電が行われる。
前記エレクトレット誘電体は、エレクトレット材料を帯電させることで得ることができる。
前記エレクトレット材料としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、アモルファスフッ素樹脂などが挙げられる。これらの中でも、発電性能の点から、ポリフッ化ビニリデン、アモルファスフッ素樹脂が好ましい。前記エレクトレット誘電体としては、市販品を用いることができ、該市販品としては、例えば、サイトップ（旭硝子株式会社製）シリーズなどが挙げられる。
前記エレクトレット誘電体の平均厚みとしては、１μｍ〜１００μｍが好ましい。
【００２６】
−エレクトレット誘電体からなる中間層の製造方法−
前記エレクトレット誘電体からなる中間層の製造方法としては、電極上にエレクトレット材料膜を形成し、前記エレクトレット材料を帯電させることにより製造できる。
【００２７】
−−エレクトレット材料膜の形成−−
前記エレクトレット材料膜の形成方法としては、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スピンコート塗布などが挙げられる。
【００２８】
−−エレクトレット材料の帯電−−
前記エレクトレット材料を帯電させる方法としては、例えば、コロナ放電処理などが挙げられる。前記コロナ放電処理により、前記エレクトレット材料に電荷をトラップさせ、半永久的に静電場を発生させ、帯電させることができる。
前記コロナ放電処理における印加電圧としては、前記エレクトレット材料により適宜選択することができるが、例えば、フッ素系樹脂の場合±６ｋＶ〜±３０ｋＶが好ましい。前記印加電圧が、好ましい範囲内であると、前記エレクトレット材料に発電機能を付与でき、かつ照射過剰により耐久性を低下させることもない。
【００２９】
＜＜＜ゴム＞＞＞
前記ゴムからなる中間層は、その発電メカニズムは正確にはまだわかっていないが、次のように推測される。まず、電極近傍の中間層が、外力又は振動などの負荷が加わることにより、第１の電極面及び第２の電極面と平行方向に対して移動することにより、摩擦帯電に誘起されるメカニズムで帯電する、又は前記ゴムからなる中間層の内部に電荷が発生する。これに起因して、表面電位差が生じる。この表面電位差がゼロになるように電荷が移動して発電する、と推測される。
【００３０】
前記ゴムとしては、例えば、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム（ラテックス）、ウレタンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴムなどが挙げられる。これらの中でも、シリコーンゴムが好ましい。
前記ゴムからなる中間層は、複層構造であってもよい。
前記ゴムからなる中間層は、前記第１の電極及び前記第２の電極の少なくともいずれかと接し、互いに固定されない状態で、垂直方向に加圧された際に、前記第１の電極面及び前記第２の電極面に対して平行方向に微視的に移動することができる。
なお、前記互いに固定されない状態とは、前記第１の電極及び前記第２の電極と、前記ゴムからなる中間層との少なくともいずれかが動く状態をいい、前記第１の電極及び前記第２の電極と、前記ゴムからなる中間層とが、周辺部で固定されたとしても、前記第１の電極及び前記第２の電極と、前記ゴムからなる中間層とが、それぞれ可撓性を有するため、少なくても部分的に前記ゴムからなる中間層が、前記第１の電極面及び前記第２の電極面に対して、平行方向に移動できることをいう。
【００３１】
前記ゴムからなる中間層は、各種機能性を付与するために、フィラーを含有してもよい。前記フィラーとしては、例えば、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化亜鉛、シリカ、炭酸カルシウム、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンファイバー、酸化鉄、ＰＴＦＥ、マイカ、粘土鉱物、合成ハイドロタルサイト、金属などが挙げられる。圧電性をもつフィラーや分極している高分子（ベース材料もしくは高分子）を使用する場合、分極処理を施すことが好ましい。
【００３２】
前記ゴムからなる中間層の硬さ（ＪＩＳ−Ａ硬さ）としては、６０°未満が好ましく、５２°以下がより好ましく、４２°以下が更に好ましい。前記硬さが、６０°未満であると、移動を阻害することもないため、良好な発電を行うことができる。
【００３３】
前記ゴムからなる中間層の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、変形追従性の点から、１μｍ〜１０ｍｍが好ましく、５０μｍ〜２００μｍがより好ましい。前記平均厚みが、好ましい範囲内であると、成膜性が確保でき、かつ変形を阻害することもないため、良好な発電を行うことができる。
【００３４】
前記ゴムからなる中間層は、絶縁性であることが好ましい。前記絶縁性としては、１０８Ωｃｍ以上の体積抵抗率を持つことが好ましく、１０１０Ωｃｍ以上の体積抵抗率を持つことがより好ましい。
【００３５】
−表面改質処理、及び不活性化処理−
前記ゴムからなる中間層について、前記第１の電極及び前記第２の電極に対する移動量、又は表面硬度を異ならせる方法としては、例えば、表面改質処理、不活性化処理などが挙げられる。これらの処理は、両方を行ってもよいし、片方のみを行ってもよい。
【００３６】
−−表面改質処理−−
前記表面改質処理としては、例えば、プラズマ処理、コロナ放電処理、電子線照射処理、紫外線照射処理、オゾン処理、放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線、中性子線）照射処理などが挙げられる。これらの処理の中でも、処理スピードの点から、プラズマ処理、コロナ放電処理、電子線照射処理が好ましいが、ある程度の照射エネルギーを有し、材料を改質しうるものであれば、これらに限定されない。
【００３７】
−−−プラズマ処理−−−
前記プラズマ処理の場合、プラズマ発生装置としては、例えば、平行平板型、容量結合型、誘導結合型などが使用可能である。これらのほか、大気圧プラズマ装置でも可能である。また、前記プラズマ処理の方法としては、耐久性の観点から、減圧プラズマ処理が好ましい。
前記プラズマ処理における反応圧力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．０５Ｐａ〜１００Ｐａが好ましく、１Ｐａ〜２０Ｐａがより好ましい。
前記プラズマ処理における反応雰囲気としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、不活性ガス、希ガス、酸素などのガスが有効であるが、効果の持続性においてアルゴンが好ましい。また、その際、酸素分圧を５，０００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。前記反応雰囲気における酸素分圧が、５，０００ｐｐｍ以下であると、オゾンの発生を抑制でき、オゾン処理装置の使用を控えることができる。
前記プラズマ処理における照射電力量は、（出力×照射時間）により規定される。前記照射電力量としては、５Ｗｈ〜２００Ｗｈが好ましく、１０Ｗｈ〜５０Ｗｈがより好ましい。前記照射電力量が、好ましい範囲内であると、前記中間層に発電機能を付与でき、かつ照射過剰により耐久性を低下させることもない。
【００３８】
−−−コロナ放電処理−−−
前記コロナ放電処理における印加エネルギー（積算エネルギー）としては、６Ｊ／ｃｍ２〜３００Ｊ／ｃｍ２が好ましく、１２Ｊ／ｃｍ２〜６０Ｊ／ｃｍ２がより好ましい。前記印加エネルギーが、好ましい範囲内であると、前記中間層に発電機能を付与でき、かつ照射過剰により耐久性を低下させることもない。
【００３９】
−−−電子線照射処理−−−
前記電子線照射処理における照射量としては、１ｋＧｙ以上が好ましく、３００ｋＧｙ〜１０ＭＧｙがより好ましい。前記照射量が、好ましい範囲内であると、前記ゴムからなる中間層に発電機能を付与でき、かつ照射過剰により耐久性を低下させることもない。
前記電子線照射処理における反応雰囲気としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、アルゴン、ネオン、ヘリウム、窒素等の不活性ガスが充填し酸素分圧を５，０００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。前記反応雰囲気における酸素分圧が、５，０００ｐｐｍ以下であると、オゾンの発生を抑制でき、オゾン処理装置の使用を控えることができる。
【００４０】
−−−紫外線照射処理−−−
前記紫外線照射処理における紫外線としては、波長２００ｎｍ〜３６５ｎｍが好ましく、波長２４０ｎｍ〜３２０ｎｍがより好ましい。
前記紫外線照射処理における積算光量としては、５Ｊ／ｃｍ２〜５００Ｊ／ｃｍ２が好ましく、５０Ｊ／ｃｍ２〜４００Ｊ／ｃｍ２がより好ましい。前記積算光量が、好ましい範囲内であると、前記ゴムからなる中間層に発電機能を付与でき、かつ照射過剰により耐久性を低下させることもない。
前記紫外線照射処理における反応雰囲気としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、アルゴン、ネオン、ヘリウム、窒素等の不活性ガスが充填し酸素分圧を５，０００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。前記反応雰囲気における酸素分圧が、５，０００ｐｐｍ以下であると、オゾンの発生を抑制でき、オゾン処理装置の使用を控えることができる。
【００４１】
従来技術として、プラズマ処理、コロナ放電処理、紫外線照射処理、電子線照射処理などにより励起又は酸化させることで活性基を形成し、層間接着力を高めることが提案されている。しかし、その技術は、層間への適用に限定され、最表面への適用はむしろ離型性を低下させるため好ましくないことがわかっている。また、反応を酸素リッチな状態下で行い、効果的に反応活性基（水酸基）を導入している。そのため、そのような従来技術は、前記表面改質処理とは本質が異なる。
前記表面改質処理は、酸素が少なく減圧された反応環境による処理（例えば、プラズマ処理）のため、表面の再架橋及び結合を促し、例えば、「結合エネルギーの高いＳｉ−Ｏ結合の増加」に起因して耐久性が向上し、さらに加えて「架橋密度向上による緻密化」に起因して離型性が向上すると考えられる（なお、本発明においても一部活性基は形成されてしまうが、後述するカップリング剤や風乾処理にて、活性基を不活性化させている）。
【００４２】
前記表面処理により得られる表面処理層の平均厚みとしては、０．０１μｍ〜５０μｍが好ましく、０．０１μｍ〜２０．０μｍがより好ましい。前記平均厚みが、好ましい範囲内であると、前記ゴムからなる中間層に発電機能を付与でき、かつ硬さが大きくなることを防止し、発電量を低下させることもない。
【００４３】
−−不活性化処理−−
前記ゴムからなる中間層の表面は、各種材料を用いて、適宜不活性化処理が施されてもよい。
前記不活性化処理としては、前記ゴムからなる中間層の表面を不活性化させる処理であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、不活性化剤を前記中間層の表面に付与する処理が挙げられる。前記不活性化とは、プラズマ処理、コロナ放電処理、紫外線照射処理、電子線照射処理などによる励起又は酸化によって発生した活性基（例えば、−ＯＨなど）を不活性化剤と反応させて、前記ゴムからなる中間層の表面の活性度を下げることで、前記ゴムからなる中間層の表面を、化学反応を起こしにくい性質に変化させることを意味する。
【００４４】
前記不活性化剤としては、例えば、非晶質樹脂、カップリング剤などが挙げられる。
【００４５】
前記非晶質樹脂としては、例えば、主鎖にパーフルオロポリエーテル構造を有する樹脂などが挙げられる。
前記カップリング剤としては、例えば、金属アルコキシド、金属アルコキシドを含む溶液などが挙げられる。前記金属アルコキシドとしては、例えば、下記一般式（１）で表される化合物や、重合度２〜１０程度のそれらの部分加水分解重縮合物又はそれらの混合物などが挙げられる。
Ｒ１（４−ｎ）Ｓｉ（ＯＲ２）ｎ・・・一般式（１）
ただし、前記一般式（１）中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、炭素数１〜１０の直鎖状又は分枝状のアルキル基、アルキルポリエーテル鎖、及びアリール基のいずれかを表す。ｎは、２〜４の整数を表す。
前記一般式（１）で表される化合物としては、例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシランなどが挙げられる。これらの中でも、耐久性の点から、テトラエトキシシランが好ましい。
【００４６】
前記一般式（１）において、Ｒ１は、フルオロアルキル基であってもよく、更に酸素を介して結合したフルオロアルキルアクリレート基、パーフルオロポリエーテル基でもよい。これらの中でも、柔軟性、及び耐久性の点から、パーフルオロポリエーテル基が好ましい。
【００４７】
前記金属アルコキシドとしては、例えば、ビニルシラン類〔例えば、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等〕、アクリルシラン類〔例えば、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等〕、エポキシシラン類〔例えば、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等〕、アミノシラン類〔Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等〕などが挙げられる。
【００４８】
前記金属アルコキシドとしては、金属原子として、Ｓｉ以外に、Ｔｉ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｚｒであるものを単独又は２種以上を混合して用いることも可能である。
【００４９】
前記不活性化処理は、例えば、前記ゴムからなる中間層前駆体に、前記表面改質処理を行った後に、前記ゴムからなる中間層前駆体の表面に前記不活性化剤を塗布又はディッピング等により含浸させることによって行うことができる。
前記ゴムからなる中間層前駆体としてシリコーンゴムを用いた場合は、前記表面改質処理を行った後に、空気中に静置して風乾することにより、失活させてもよい。
【００５０】
＜＜空間＞＞
前記発電素子は、前記ゴムからなる中間層と、前記第１の電極及び前記第２の電極の少なくともいずれかとの間に空間を有することが好ましい。前記空間を有することにより、弱い振動であっても発電素子の静電容量が変化して、発電量を増やすことができる。
【００５１】
前記空間を設ける方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記ゴムからなる中間層と、前記第１の電極及び前記第２の電極の少なくともいずれかとの間にスペーサーを配置する方法などが挙げられる。
【００５２】
−スペーサー−
前記スペーサーとしては、その材質、形態、形状、大きさなどについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記スペーサーの材質としては、例えば、高分子材料、ゴム、金属、導電性高分子材料、導電性ゴム組成物などが挙げられる。
前記高分子材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。
前記ゴムとしては、例えば、シリコーンゴム、変性シリコーンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ポリサルファイドゴム、ウレタンゴム、イソブチルゴム、フロロシリコーンゴム、エチレンゴム、天然ゴム（ラテックス）などが挙げられる。
前記金属としては、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、ステンレス、タンタル、ニッケル、リン青銅などが挙げられる。
前記導電性高分子材料としては、例えば、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリアニリンなどが挙げられる。
【００５３】
前記導電性ゴム組成物としては、例えば、導電性フィラーとゴムとを含有する組成物などが挙げられる。前記導電性フィラーとしては、例えば、炭素材料（例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、黒鉛、炭素繊維、カーボンファイバー、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ等）、金属（例えば、金、銀、白金、銅、鉄、アルミニウム、ニッケル等）、導電性高分子材料（例えば、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリパラフェニレン、及びポリパラフェニレンビニレンのいずれかの誘導体、又は、これら誘導体にアニオン若しくはカチオンに代表されるドーパントを添加したもの等）、イオン性液体などが挙げられる。前記ゴムとしては、例えば、シリコーンゴム、変性シリコーンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ポリサルファイドゴム、ウレタンゴム、イソブチルゴム、フロロシリコーンゴム、エチレンゴム、天然ゴム（ラテックス）などが挙げられる。
【００５４】
前記スペーサーの形態としては、例えば、シート、フィルム、織布、不織布、メッシュ、スポンジなどが挙げられる。
前記スペーサーの形状、大きさ、平均厚み、設置場所は、発電素子の構造に応じて適宜選択することができる。
【００５５】
＜その他の部材＞
前記その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、封止層などが挙げられる。
【００５６】
＜＜封止層＞＞
前記封止層としては、前記第１の電極及び前記第２の電極の中間層と対向する面とは反対側の面に設けることができる。
前記封止層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、テープ類、樹脂フィルム、ゴム、金属、セラミックスなどが挙げられる。前記テープ類としては、例えば、セロハンテープ、ポリイミドテープ、ポリテトラフルオロエチレンテープなどが挙げられる。
【００５７】
前記ゴムからなる中間層は、静置状態において初期表面電位を持たないことが好ましい。
なお、静置状態における初期表面電位は、以下の測定条件で測定できる。ここで、初期表面電位を持たないとは、下記測定条件で測定した際に、±１０Ｖ以下を意味する。
［測定条件］
前処理：温度３０℃、相対湿度４０％の雰囲気に２４時間静置後、除電を６０秒間実施した（Ｋｅｙｅｎｃｅ社製のＳＪ−Ｆ３００を使用）
装置：Ｔｒｅｃｋ  Ｍｏｄｅｌ３４４
測定プローブ：６０００Ｂ−７Ｃ
測定距離：２ｍｍ
測定スポット径：直径（φ）１０ｍｍ
【００５８】
＜接続手段＞
前記接続手段は、前記複数の発電素子を互いに接続し、前記複数の発電素子の少なくとも１つの前記発電素子に外力を加えて該発電素子の前記第１の電極と前記第２の電極とを近接させると、前記接続手段によって外力を加えていない前記発電素子の前記第１の電極と前記第２の電極とが離間する手段である。前記接続手段は、複数の発電素子同士を接続すると共に、前記複数の発電素子間に外力を伝達する役割を果たす。前記接続手段の働きにより、１つ以上の前記発電素子に外力を加えて発電させると共に、外力が加えられていない前記発電素子を発電させることができる。
前記接続手段の数、材質、形状、大きさについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記発電素子の数は、複数であり、２個以上が好ましく、２個以上５個以下がより好ましい。
前記複数の発電素子の中間層の材質は、同じであっても異なっていてもよい。即ち、外力が加えられている発電素子の中間層と外力が加えられていない発電素子の中間層は、異なる材質であってもよい。
【００５９】
前記近接とは、前記第１の電極と前記第２の電極との距離が短くなることを意味し、前記距離が目視で確認できないほどの微小な場合も含む。前記離間とは、前記第１の電極と前記第２の電極との距離が長くなることを意味し、前記距離が目視で確認できないほどの微小な場合も含む。
【００６０】
＜＜第一の形態の接続手段＞＞
前記第一の形態の接続手段は、該接続手段の重心を支点にして一の発電素子に加えられた外力の方向に対して平行かつ逆方向の力を他の発電素子に伝達する手段であることが好ましい。これにより、一の発電素子に加えられた外力を、接続手段を介して他の発電素子に効率良く伝達することができる。
【００６１】
前記第一の形態の接続手段の材質、形状、大きさ、及び構造については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記第一の形態の接続手段の材質としては、例えば、金属、樹脂などが挙げられる。前記金属としては、例えば、ステンレス、アルミニウム、鉄、銅などが挙げられる。前記樹脂としては、アクリル、塩化ビニル、ポリプロピレンなどが挙げられる。
前記第一の形態の接続手段の一例について、図１で示す。この図１では、発電素子１Ａの第１の電極２Ａ、及び発電素子１Ｂの第１の電極２Ｂが支持部材５と、発電素子１Ａの第２の電極３Ａ、及び発電素子１Ｂの第２の電極３Ｂが支持部材６と接続されている。前記第一の形態の接続手段に外力を加えた際の一例を図３に示す。発電素子１Ａに対し、Ｘ方向に外力を加えると、中間層４Ａが変形し、発電素子１Ａが発電すると共に、支持部材５の中心が支点となって外力を加えていない発電素子１ＢにＹ方向の力が与えられ、中間層４Ｂが変形し、発電する。
次に、発電素子１Ｂに対してＸ方向の外力を加えると、中間層４Ｂが変形し、発電すると共に、支持部材５の中心が支点となって発電素子１ＡにＹ方向の力が加えられ、中間層４Ａが変形し、発電する。このように、外力をかけることにより、連続的に効率よく発電することができ、高い発電量が得られる。
【００６２】
＜＜第二の形態の接続手段＞＞
第二の形態の接続手段は、前記発電素子と、該発電素子を収容する収容部材とを含む領域を複数有し、前記複数の領域が接続手段によって互いに流体が移動可能に接続されており、前記複数の領域のうち少なくとも１つの前記領域に外力を加えて該領域における前記発電素子の第１の電極と第２の電極とを近接させると、前記接続手段によって外力を加えていない領域に流体が移動し、該領域における前記発電素子の前記第１の電極と前記第２の電極とが離間する手段であることが好ましい。これにより、一の領域に加えられた外力を、接続手段を介して、他の領域に効率よく伝達することができる。
前記第二の形態の接続手段の材質、形状、大きさ、及び構造については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記第二の形態の接続手段の材質としては、例えば、シリコーンゴム、ポリプロピレン、ウレタンなどが挙げられる。これらの中でも、可撓性及び使用感の点から、シリコーンゴムが好ましい。
【００６３】
前記領域は、前記発電素子と該発電素子を収容する収容部材とを含む。前記収容部材の形状、大きさ、及び構造としては、目的に応じて適宜選択することができる。
前記収容部材の材質としては、例えば、金属、樹脂、ゴム、布、木材、紙、セラミックスなどが挙げられる。これらの中でも、発電性能の点から、樹脂が好ましい。
前記第二の形態の接続手段は、流体が移動可能な中空部を有することが好ましい。これにより、前記領域間の流体の移動が容易に行える。
前記収容部材は、流体を内部に密閉可能な部材であることが好ましい。これにより、外力を効率よく伝えることができる。
前記収容部材は、体積可変な部材であることが好ましい。これにより、前記収容部材内の流体を効率よく移動させることができる。
前記収容部材は、可撓性及び使用感の点から、樹脂製の袋が好ましい。
【００６４】
前記流体しては、液体及び気体の少なくともいずれかが挙げられ、発電効率の点から、気体が好ましい。
前記液体としては、導電性の液体、及び絶縁性の液体のいずれも使用することができるが、絶縁性の液体が好ましい。前記液体が、導電性を有している場合、電極と絶縁されていれば用いることができる。前記導電性の液体としては、例えば、水、アルコール、イオン液体、液体金属などが挙げられる。前記絶縁性の液体としては、例えば、シリコーンオイル、炭化水素、ポリエーテル、脂肪酸エステルなどが挙げられる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記気体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、空気、乾燥空気、窒素、ヘリウム、アルゴンなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、空気、及び窒素が好ましく、窒素がより好ましい。
【００６５】
図２は、前記第二の形態の接続手段の一例を示す概略図である。この図２は、発電素子１Ａと該発電素子１Ａを収容する収容部材とを含む領域１２Ａと、発電素子１Ｂと該発電素子１Ｂを収容する収容部材とを含む領域１２Ｂとが、支持部材１１によって接続されている。前記第二の形態の接続手段に外力を加えた際の一例を図４Ａに示す。発電素子１ＡにＸ方向の力が加えられると、中間層４Ａが変形し、発電すると共に、領域１２Ａ中の流体がＷ方向に支持部材１１を通って領域１２Ｂに入り、領域１２Ｂの体積が増加し、発電素子１ＢにＹ方向の力がかかる。発電素子１ＢにＹ方向の力が加えられたことで、第１の電極２Ｂと第二の電極３Ｂとの距離が離れ、中間層４Ｂが変形し、発電する。
その後、図４Ｂのように、領域１２Ｂに対し、Ｘ方向の外力を加えると、中間層４Ｂが変形し、発電すると共に、Ｚ方向に流体が移動して、領域１２ＡにＹ方向の力がかかり、第１の電極２Ａと第２の電極３Ａとの距離が離れ、中間層４Ａが変形して発電する。このように、発電素子に外力を加えることにより、連続的に効率よく発電することができ、高い発電量が得られる。
第１の電極２と第２の電極３が離間する際、発電素子１の中間層４と前記第１の電極２又は第２の電極３のいずれかとは、図４Ａ及びＢのように離間しなくても、図５のように離間してもよいが、図５のように中間層と前記第１又は第２の電極のいずれかと完全に離間する構成が好ましい。接続する前記発電素子の個数は、図４及び図５のように２個でも、図６及び図７のように３個、もしくはそれ以上でも、目的に応じて適宜選択することができる。
【００６６】
（発電装置）
本発明の発電装置は、前記発電素子ユニットを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。前記発電装置は、前記発電素子ユニットを採用しているので、動作時に高印加電圧を必要としない。
【００６７】
前記発電装置は、外部から負荷を加えることによって発電素子における中間層の働きにより発電する。発電の原理は、前記中間層の材質によって異なる。
【００６８】
前記発電装置では、前記接続手段によって少なくとも１つの前記発電素子が近接すると、連動して他の発電素子の電極間が離間する仕組みになっている。
【００６９】
＜その他の部材＞
前記その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カバー材、電線、電気回路などが挙げられる。
【００７０】
＜＜カバー材＞＞
前記カバー材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記カバー材の材質としては、例えば、高分子材料、ゴムなどが挙げられる。前記高分子材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。前記ゴムとしては、例えば、シリコーンゴム、変性シリコーンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ポリサルファイドゴム、ウレタンゴム、イソブチルゴム、フロロシリコーンゴム、エチレンゴム、天然ゴム（ラテックス）などが挙げられる。
前記カバー材の構成、形状、大きさ、平均厚みなどについては、特に制限はなく、発電装置に応じて適宜選択することができる。前記カバー材は、前記発電装置を挟むだけでもよいし、前記発電装置全体を包んでもよい。
【００７１】
＜＜電線＞＞
前記電線としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記電線の材質としては、例えば、金属、合金などが挙げられる。前記金属としては、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケルなどが挙げられる。
前記電線の構成、形状、太さなどについては、特に制限はなく、発電装置に応じて適宜選択することができる。
【００７２】
＜＜電気回路＞＞
前記電気回路としては、例えば、前記発電素子で発電した電力を取り出す回路であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記電気回路としては、例えば、整流回路、オシロスコープ、電圧計、電流計、蓄電回路、ＬＥＤ、各種センサ（超音波センサ、圧力センサ、触覚センサ、歪みセンサ、加速度センサ、衝撃センサ、振動センサ、感圧センサ、電界センサ、音圧センサなど）などが挙げられる。
【００７３】
＜用途＞
前記発電装置は、例えば、超音波センサ、圧力センサ、触覚センサ、歪みセンサ、加速度センサ、衝撃センサ、振動センサ、感圧センサ、電界センサ、音圧センサ等の各種センサ、特に高電圧を必要としないことからウェラブルセンサ用途に適している。更に、加工性に優れた圧電性フィルムとして、ヘッドホン、スピーカー、マイクロホン、水中マイクロホン、ディスプレイ、ファン、ポンプ、可変焦点ミラー、超音波トランスデューサ、圧電トランス、遮音材料、防音材料、アクチュエータ、キーボードなども適している。更に、前記発電装置は、音響機器、情報処理機、計測機器、医用機器、更には乗り物や建物，又スキーやラケット等のスポーツ用具に用いる制振材（ダンパー）その他の分野で利用することもできる。
更に、前記発電装置は、以下の用途にも適している。
・波力、水力、風力等の自然エネルギーによる発電
・靴、服、床材、アクセサリーに埋め込まれ、人の歩行等による振動発電
・自動車のタイヤ等に埋め込まれ、走行による振動発電
また、フレキシブル基板上に形成して、板状発電体や逆に電圧をかけて充電する二次電池や、新しいアクチュエータ（人工筋肉）としての活用も期待できる。
【００７４】
（履物）
本発明の履物は、少なくとも前記発電装置を有する。前記履物としては、例えば、スニーカー、革靴、パンプス、ハイヒール、スリッポン、サンダル、スリッパ、ブーツ、登山靴、スポーツシューズ、上履き、下駄、草履、足袋などが挙げられる。
前記履物における前記発電装置の配置箇所としては、前記発電装置中の前記発電素子に負荷がかかれば、特に限定されないが、図１１のようにインソール内部もしくは、ミッドソールまたはアウターソールに配置するのが好ましい。前記履物に配する発電素子の個数としては、特に限定されないが、発電効率の点から、図８のように踵部と前足部に１個ずつもしくは、図９のように踵部に１個と前足部に２個といった構成が好ましい。
履物中の前記発電装置は、前記発電装置全体が前記発電装置を収容する部材で覆われていてもよい。
前記発電装置を収容する部材の材質、形状、大きさ、及び構造としては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができる。
【００７５】
（床材）
本発明の床材は、少なくとも前記発電装置を有する。前記床材は、前記発電装置を少なくとも床材を構成する一部に有していればよく、床材の種類、形状、前記発電装置の配置パターン、及び前記発電装置の取り付け箇所は、特に限定されない。
前記床材の種類としては、例えば、金属、プラスチック、ゴム、布、石材、セラミックス、ガラス、セメントなどが挙げられる。
前記床材の形状としては、例えば、四角形の板状、布状などが挙げられる。
前記発電装置の配置パターンとしては、例えば、図１２Ａ及びＢのような配置パターンが挙げられる。
前記発電装置の取り付け箇所としては、歩行により負荷がかかる箇所であれば、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、図１３のように床面構成部材１４と床基材１３との間に収納してもよいし、床材の内部に埋め込む形でもよい。
【００７６】
＜着用具＞
前記着用具は、少なくとも前記発電装置を有しており、例えば、サポーターなどが挙げられる。本発明の発電装置を着用具に取り付け、その着用具を身につけて歩行することで、発電を行うことができる。
前記サポーターの種類、発電装置の取り付け箇所は、特に限定されず、例えば、ひじ、ひざなどの関節部位が挙げられる。
前記サポーターの種類としては、例えば、スポーツ用サポーター、医療用サポーターなどが挙げられる。
発電装置の取り付け箇所としては、歩行により負荷がかかる箇所であればよく、例えば、サポーター内部の、全面または一部（ひざ頭部、ひざ裏部など）に取り付けることが好ましい。図１４は、本発明の発電装置をひざ用サポーターに取り付けた一例を示す平面透視図である。この図１４に示すひざ用サポーター５３は、本発明の発電装置４１をひざ頭部に取り付けた構造となっている。
【実施例】
【００７７】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。以下の説明中の「部」は、特に明示しない限り「質量部」を表す。「％」は、特に明示しない限り「質量％」を表す。
【００７８】
（比較例１）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
圧電セラミックス（リードテクノ社製、ＰＺＴ、Ｌ−２Ｈ、電極：Ａｕ）サイズ４０ｍｍ×４０ｍｍ、平均厚み０．５ｍｍを２個用意し、インソールの前足部と踵部に前記発電素子をそれぞれ配置した。前記２個の発電素子に、リード線（太陽電線社製、Ｃ３／ＲＶ−９０  ０．７５ＳＱ）とオシロスコープ（ＬｅＣｒｏｙ社製、ＷａｖｅＡｃｅ１００１、抵抗１ＭΩ）に接続して、比較例１の発電装置を作製した。前記発電素子の接続配線は図１０とした。
【００７９】
＜評価方法＞
比較例１の発電装置をスニーカー（ＭＬ５７４（ＶＧＹ）、２７ｃｍ、Ｎｅｗ  Ｂａｌａｎｃｅ社製）の内部に入れ、評価サンプルとした。
前記発電装置を備えたスニーカーを評価者（体重６３ｋｇ）が右足に履き、リード線をオシロスコープに繋いだ状態で、１秒間に２歩のペース（２Ｈｚ）で歩行を行い、２歩目以降の１歩分の波形を取り出し、積算エネルギーを算出した。
【００８０】
（実施例１）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
接続手段として、図１に示すような１９０ｍｍ×１５ｍｍ×２ｍｍのアクリル樹脂板で支持部材５及び６を作製した。支持部材５の重心に支点を設け、上下運動が可能な構成にした。比較例１と同様の発電素子を、前記支持部材５の重心から等間隔の位置に前記発電素子をそれぞれ１個ずつ配置し、両面テープ（ナイスタック、ニチバン株式会社製）を用いて接着させた。このようにして、支持部材５と第２の電極３とを接着し、同様に支持部材６と第１の電極２とを接着して、支持部材５及び６で２個の前記発電素子を挟んだ発電素子ユニットを作製した。前記発電素子ユニットの発電素子が、比較例１と同様の位置になるようにインソールに配置し、実施例１の発電装置を作製した。
【００８１】
＜評価方法＞
実施例１の発電装置について、比較例１と同様にして、積算エネルギーを算出し、以下の評価基準で発電性能をランク評価した。結果を表２に示す。
［評価基準］
比較例１の積算エネルギーに対し、
ランクＡ：１０倍以上、発電性能が向上
ランクＢ：５倍以上１０倍未満、発電性能が向上
ランクＣ：３倍以上５倍未満、発電性能が向上
ランクＤ：１倍超３倍未満、発電性能が向上
【００８２】
（実施例２）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
収容部材として、１１５ｍｍ×９０ｍｍのチャック付きの袋（ナイロン（ＮＡ）／ポリエチレン（ＰＥ）製、ラミジップＬＺ−９、株式会社生産日本社製）を用い、比較例１と同様の発電素子を１個収容し、それぞれ、第１の電極及び第２の電極を袋の内側と両面テープ（ナイスタック、ニチバン株式会社製）を用いて接着させ、発電素子と該発電素子を収容する収容部材とを含む領域を２セット作製した。
各領域をシリコーンゴム製のチューブ（口径３ｍｍ）を用いて接続し、領域内に空気が入るように密閉し、発電素子ユニットを作製した。前記空気は、前記発電素子ユニット全体の流体収容可能量に対し、８割程度とした。前記発電素子ユニットを、図７のように配置し、図１０のようにリード線と整流回路を取り付けて実施例２の発電装置を作製した。
【００８３】
＜評価方法＞
実施例２の発電装置について、実施例１と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例１に対する発電性能をランク評価した。結果を表２に示す。
【００８４】
（実施例３）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
実施例２において、領域及び接続手段に空気の代わりに窒素を封入した以外は、実施例２と同様にして、実施例３の発電装置を作製した。
【００８５】
＜評価方法＞
実施例３の発電装置について、実施例１と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例１に対する発電性能をランク評価した。結果を表２に示す。
【００８６】
（実施例４）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
実施例２の発電素子ユニットにおいて、領域に一箇所穴を開け、シリンジで絶縁性の液体であるプロピレングリコール（ＰＧ、和光純薬株式会社製）を、空気が入らないように発電素子ユニットの流体収納可能量の８割程度になるように注入し、シリコーンシーリング剤で穴を封止した以外は、実施例２と同様にして、実施例４の発電装置を作製した。
【００８７】
＜評価方法＞
実施例４の発電装置について、実施例１と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例１に対する発電性能をランク評価した。結果を表２に示す。
【００８８】
（比較例２）
＜発電素子及び発電装置の作製＞
発電素子として、中間層がポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）であるピエゾフィルムシート（３−１００４３４６−０：平均厚み１００μｍ、東京センサ社製、電極：Ｎｉ／Ｃｕ）に、リード線（太陽電線社製、Ｃ３／ＲＶ−９０  ０．７５ＳＱ）とオシロスコープ（ＬｅＣｒｏｙ社製、ＷａｖｅＡｃｅ１００１、抵抗１ＭΩ）に接続して、比較例２の発電装置を作製した。前記発電素子の接続配線は図１０とした。
【００８９】
＜評価方法＞
比較例２の発電装置について、比較例１と同様にして、積算エネルギーを算出した。
【００９０】
（実施例５）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
接続手段として、図１に示すような１９０ｍｍ×１５ｍｍ×２ｍｍのアクリル樹脂板で支持部材５及び６を作製した。支持部材５の重心に支点を設け、上下運動が可能な構成にした。比較例２と同様の発電素子を、前記支持部材５の重心から等間隔の位置に前記発電素子をそれぞれ１個ずつ配置し、両面テープ（ナイスタック、ニチバン株式会社製）を用いて接着させた。このようにして、支持部材５と第２の電極３とを接着し、同様に支持部材６と第１の電極２とを接着して、支持部材５及び６で２個の前記発電素子を挟んだ発電素子ユニットを作製した。前記発電素子ユニットの発電素子が、比較例２と同様の位置になるようにインソールに配置し、実施例５の発電装置を作製した。
【００９１】
＜評価方法＞
実施例５の発電装置について、比較例２と同様にして、積算エネルギーを算出し、以下の評価基準で発電性能をランク評価した。結果を表２に示す。
［評価基準］
比較例２の積算エネルギーに対し、
ランクＡ：１０倍以上、発電性能が向上
ランクＢ：５倍以上１０倍未満、発電性能が向上
ランクＣ：３倍以上５倍未満、発電性能が向上
ランクＤ：１倍超３倍未満、発電性能が向上
【００９２】
（実施例６）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
収容部材として、１１５ｍｍ×９０ｍｍのチャック付きの袋（ＮＡ／ＰＥ製、ラミジップＬＺ−９、株式会社生産日本社製）を用い、比較例２と同様の発電素子を１個収容し、それぞれ、第１の電極及び第２の電極を袋の内側と両面テープ（ナイスタック、ニチバン株式会社製）を用いて接着させ、発電素子と該発電素子を収容する収容部材とを含む領域を２セット作製した。
各領域をシリコーンゴム製のチューブ（口径３ｍｍ）を用いて接続し、領域内に空気が入るように密閉し、発電素子ユニットを作製した。前記空気は、前記発電素子ユニット全体の流体収容可能量に対し、８割程度とした。前記発電素子ユニットを、図７のように配置し、図１０のようにリード線と整流回路を取り付けて実施例６の発電装置を作製した。
【００９３】
＜評価方法＞
実施例６の発電装置について、実施例５と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例２に対する発電性能をランク評価した。結果を表２に示す。
【００９４】
（実施例７）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
実施例６において、領域及び接続手段に空気の代わりに窒素を封入した以外は、実施例６と同様にして、実施例７の発電装置を作製した。
【００９５】
＜評価方法＞
実施例７の発電装置について、実施例５と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例２に対する発電性能をランク評価した。結果を表２に示す。
【００９６】
（実施例８）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
実施例６の発電素子ユニットにおいて、領域に一箇所穴を開け、シリンジで絶縁性の液体であるプロピレングリコール（ＰＧ、和光純薬株式会社製）を、空気が入らないように発電素子全体の８割程度になるように注入し、穴をシリコーンシーリング剤で封止した以外は、実施例６と同様にして、実施例８の発電装置を作製した。
【００９７】
＜評価方法＞
実施例８の発電装置について、実施例５と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例２に対する発電性能をランク評価した。結果を表２に示す。
【００９８】
（比較例３）
＜発電素子及び発電装置の作製＞
−中間層の作製−
エレクトレット材料（サイトップ：ＣＴＬ−８０９Ａ、旭硝子株式会社製）を、平均厚み０．５ｍｍ、４０ｍｍ×４０ｍｍのステンレス板（ＳＵＳ３０１、ミスミ株式会社製）にスピンコート塗布し、室温（２３℃）で３０分間静置後、オーブン（ＤＮ４１０Ｈ、ヤマト科学株式会社製）にて５０℃で１時間プレキュア及び３００℃で１時間ポストキュアを実施し、平均厚み１０μｍのエレクトレット材料膜を形成した。
前記エレクトレット材料膜にコロナ帯電器を用いて下記条件でコロナ放電を実施し、中間層を作製した。
コロナ帯電器はコロナ針と電極とが対向配置され、直流高圧電源装置（ＨＡＲ−２０Ｒ５、松定プレシジョン株式会社製）により、放電が可能となっており、更にコロナ針と電極間にグリッドが配置されている。グリッドにはグリッド用電源から電圧を印加できる。
［帯電条件］
コロナ針電圧：−１０ｋＶ
グリッド電圧：−１ｋＶ
プレート温度：１００℃
【００９９】
−発電素子及び発電装置の作製−
前記中間層を第１の電極及び第２の電極となるステンレス板（ＳＵＳ３０１板、４０ｍｍ×４０ｍｍ×０．５ｍｍ）に挟み、中間層がエレクトレット材料である発電素子を得た。前記発電素子に、リード線（太陽電線社製、Ｃ３／ＲＶ−９０  ０．７５ＳＱ）とオシロスコープ（ＬｅＣｒｏｙ社製、ＷａｖｅＡｃｅ１００１、抵抗１ＭΩ）に接続して、比較例３の発電装置を作製した。前記発電素子の接続配線は図１０とした。
【０１００】
＜評価方法＞
比較例３の発電装置について、比較例１と同様にして、積算エネルギーを算出した。
【０１０１】
（実施例９）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
接続手段として、図１に示すような１９０ｍｍ×１５ｍｍ×２ｍｍのアクリル樹脂板で支持部材５及び６を作製した。支持部材５の重心に支点を設け、上下運動が可能な構成にした。比較例１と同様の発電素子を、前記支持部材５の重心から等間隔の位置に前記発電素子をそれぞれ１個ずつ配置し、両面テープ（ナイスタック、ニチバン株式会社製）を用いて接着させた。このようにして、支持部材５と第２の電極３とを接着し、同様に支持部材６と第１の電極２とを接着して、支持部材５及び６で２個の前記発電素子を挟んだ発電素子ユニットを作製した。前記発電素子ユニットの発電素子が、比較例３と同様の位置になるようにインソールに配置し、実施例９の発電装置を作製した。
【０１０２】
＜評価方法＞
実施例９の発電装置について、比較例３と同様にして、積算エネルギーを算出し、以下の評価基準で発電性能をランク評価した。結果を表２に示す。
［評価基準］
比較例３の積算エネルギーに対し、
ランクＡ：１０倍以上、発電性能が向上
ランクＢ：５倍以上１０倍未満、発電性能が向上
ランクＣ：３倍以上５倍未満、発電性能が向上
ランクＤ：１倍超３倍未満、発電性能が向上
【０１０３】
（実施例１０）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
収容部材として、１１５ｍｍ×９０ｍｍのチャック付きの袋（ＮＡ／ＰＥ製、ラミジップＬＺ−９、株式会社生産日本社製）を用い、中間層の材質は比較例３と同じだが、中間層と第２の電極が接着していない発電素子を１個収容し、それぞれ、第１の電極及び第２の電極を袋の内側と両面テープ（ナイスタック、ニチバン株式会社製）を用いて接着させ、発電素子と該発電素子を収容する収容部材とを含む領域を２セット作製した。
各領域をシリコーンゴム製のチューブ（口径３ｍｍ）を用いて接続し、領域内に空気が入るように密閉し、発電素子ユニットを作製した。前記空気は、前記発電素子ユニット全体の流体収容可能量に対し、８割程度とした。前記発電素子ユニットを、図７のように配置し、図１０のようにリード線と整流回路を取り付けて実施例１０の発電装置を作製した。
前記中間層と前記第２の電極との間は接着されていないため、片方の領域に下向きの力が加わった際、もう片方の領域では第２の電極が中間層から完全に剥離する。
【０１０４】
＜評価方法＞
実施例１０の発電装置について、実施例９と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例３に対する発電性能をランク評価した。結果を表２に示す。
【０１０５】
（実施例１１）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
実施例１０において、領域及び接続手段に空気の代わりに窒素を封入した以外は、実施例１０と同様にして、実施例１１の発電装置を作製した。
【０１０６】
＜評価方法＞
実施例１１の発電装置について、実施例９と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例３に対する発電性能をランク評価した。結果を表２に示す。
【０１０７】
（実施例１２）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
実施例１０において、領域及び接続手段に空気の代わりにプロピレングリコール（ＰＧ、和光純薬株式会社製）を封入した以外は、実施例１０と同様にして、実施例１２の発電装置を作製した。
【０１０８】
＜評価方法＞
実施例１２の発電装置について、実施例９と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例３に対する発電性能をランク評価した。結果を表２に示す。
【０１０９】
（比較例４）
＜発電素子及び発電装置の作製＞
−中間層の作製−
シリコーンゴム（ＴＳＥ３０３３：モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製）１００部に、添加剤としてチタン酸バリウム（９３−５６４０、和光純薬株式会社製）４０部を混合した。得られた混合物を、平均厚み１５０±２０μｍ、縦４０ｍｍ×横４０ｍｍを狙いとして、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム上に、ブレード塗装を実施し、中間層前駆体を得た。
【０１１０】
−表面改質処理−
前記中間層前駆体を、約１２０℃で３０分間焼成した後、表面改質処理として、以下の条件でプラズマ処理を行い、中間層を得た。
［プラズマ処理条件］
装置：ヤマト科学社製：ＰＲ−５００
出力：１００Ｗ
処理時間：４分間
反応雰囲気：アルゴン９９．９９９％
反応圧力：１０Ｐａ
【０１１１】
−発電素子及び発電装置の作製−
得られた前記中間層を、第１の電極及び第２の電極となる平均厚み１２μｍのアルミニウムシート（三菱アルミニウム株式会社製）で挟み、中間層がシリコーンゴム素材である発電素子を得た。前記発電素子に、リード線（太陽電線社製、Ｃ３／ＲＶ−９０  ０．７５ＳＱ）とオシロスコープ（ＬｅＣｒｏｙ社製、ＷａｖｅＡｃｅ１００１、抵抗１ＭΩ）に接続して、比較例４の発電装置を作製した。前記発電素子の接続配線は図１０とした。
【０１１２】
＜評価方法＞
比較例４の発電装置について、比較例１と同様にして、積算エネルギーを算出した。
【０１１３】
（実施例１３）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
接続手段として、図１に示すような１９０ｍｍ×１５ｍｍ×２ｍｍのアクリル樹脂板で支持部材５及び６を作製した。支持部材５の重心に支点を設け、上下運動が可能な構成にした。比較例１と同様の発電素子を、前記支持部材５の重心から等間隔の位置に前記発電素子をそれぞれ１個ずつ配置し、両面テープ（ナイスタック、ニチバン株式会社製）を用いて接着させた。このようにして、支持部材５と第２の電極３とを接着し、同様に支持部材６と第１の電極２とを接着して、支持部材５及び６で２個の前記発電素子を挟んだ発電素子ユニットを作製した。前記発電素子ユニットの発電素子が、比較例４と同様の位置になるようにインソールに配置し、実施例１３の発電装置を作製した。
【０１１４】
＜評価方法＞
実施例１３の発電装置について、比較例４と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例４に対する発電性能を、以下の評価基準で発電性能をランク評価した。結果を表２に示す。
［評価基準］
比較例４の積算エネルギーに対し、
ランクＡ：１０倍以上、発電性能が向上
ランクＢ：５倍以上１０倍未満、発電性能が向上
ランクＣ：３倍以上５倍未満、発電性能が向上
ランクＤ：１倍超３倍未満、発電性能が向上
【０１１５】
（実施例１４）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
収容部材として、１１５ｍｍ×９０ｍｍのチャック付きの袋（ＮＡ／ＰＥ製、ラミジップＬＺ−９、株式会社生産日本社製）を用い、中間層の材質は比較例４と同じだが、中間層と第２の電極が接着していない発電素子を１個収容し、それぞれ、第１の電極及び第２の電極を袋の内側と両面テープ（ナイスタック、ニチバン株式会社製）を用いて接着させ、発電素子と該発電素子を収容する収容部材とを含む領域を２セット作製した。
各領域をシリコーンゴム製のチューブ（口径３ｍｍ）を用いて接続し、領域内に空気が入るように密閉し、発電素子ユニットを作製した。前記空気は、前記発電素子ユニット全体の流体収容可能量に対し、８割程度とした。前記発電素子ユニットを、図７のように配置し、図１０のようにリード線と整流回路を取り付けて実施例１４の発電装置を作製した。
前記中間層と前記第２の電極との間は接着されていないため、片方の領域に下向きの力が加わった際、もう片方の領域では第２の電極が中間層から完全に剥離する。
【０１１６】
＜評価方法＞
実施例１４の発電装置について、実施例１３と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例４に対する発電性能をランク評価した。結果を表２に示す。
【０１１７】
（実施例１５）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製方法＞
実施例１４において、領域及び接続手段に空気の代わりに窒素を封入した以外は、実施例１４と同様にして、実施例１５の発電装置を作製した。
【０１１８】
＜評価方法＞
実施例１５の発電装置について、実施例１３と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例４に対する発電性能をランク評価した。結果を表２に示す。
【０１１９】
（実施例１６）
＜発電素子及び発電装置の作製＞
実施例１４において、領域及び接続手段に空気の代わりにプロピレングリコール（ＰＧ、和光純薬株式会社製）を封入した以外は、実施例１４と同様にして、実施例１６の発電装置を作製した。
【０１２０】
＜評価方法＞
実施例１６の発電装置について、実施例１３と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例４に対する発電性能をランク評価した。結果を表２に示す。
【０１２１】
（比較例５）
＜発電素子及び発電装置の作製＞
比較例４と同様の発電素子を３個作製した。インソールに前記発電素子を踵部に１個、前足部に２個配置し、リード線（太陽電線社製、Ｃ３／ＲＶ−９０  ０．７５ＳＱ）とオシロスコープ（ＬｅＣｒｏｙ社製、ＷａｖｅＡｃｅ１００１、抵抗１ＭΩ）に接続して、比較例５の発電装置を作製した。前記発電素子の接続配線は図１０とした。
【０１２２】
＜評価方法＞
比較例５の発電装置について、比較例１と同様にして、積算エネルギーを算出した。
【０１２３】
（実施例１７）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
収容部材として、１１５ｍｍ×９０ｍｍのチャック付きの袋（ＮＡ／ＰＥ製、ラミジップＬＺ−９、株式会社生産日本社製）を用い、中間層の材質は比較例４と同じだが、中間層と第２の電極が接着していない発電素子を収容し、それぞれ、第１の電極及び第２の電極を袋の内側と両面テープ（ナイスタック、ニチバン株式会社製）を用いて接着させ、発電素子と該発電素子を収容する収容部材とを含む領域を作製した。
各領域をシリコーンゴム製のチューブ（口径３ｍｍ）を用いて接続し、領域内に空気が入るように密閉し、発電素子ユニットを作製した。前記空気は、前記発電素子ユニット全体の体積に対し、８割程度入るように密閉した。前記発電素子ユニットを、比較例５と同様に配置し、実施例１７の発電装置を作製した。
【０１２４】
＜評価方法＞
実施例１７の発電装置について、比較例５と同様にして、積算エネルギーを算出し、以下の評価基準で、比較例５に対する発電性能をランク評価した。結果を表２に示す。
［評価基準］
比較例５の積算エネルギーに対し、
ランクＡ：１０倍以上、発電性能が向上
ランクＢ：５倍以上１０倍未満、発電性能が向上
ランクＣ：３倍以上５倍未満、発電性能が向上
ランクＤ：１倍超３倍未満、発電性能が向上
【０１２５】
【表１】
0006544037.tif 000002
【０１２６】
【表２】
0006544037.tif 000003
【０１２７】
（比較例６）
＜発電素子及び発電装置の作製＞
比較例１と同様のＰＺＴセラミックスを中間層に有する発電素子を４個用いた。前記発電素子を床基材（アクリル樹脂板）の四隅上に配置した。前記発電素子に、リード線（太陽電線社製、Ｃ３／ＲＶ−９０  ０．７５ＳＱ）とオシロスコープ（ＬｅＣｒｏｙ社製、ＷａｖｅＡｃｅ１００１、抵抗１ＭΩ）に接続して、床面構成材を取り付け、比較例６の発電装置を作製した。前記発電素子の接続配線は図１０とした。
【０１２８】
＜評価方法＞
前記比較例６の床パネルの中央に立ち、リード線をオシロスコープに繋いだ状態で、１秒間に２歩のペース（２Ｈｚ）で足踏みを行った。２歩分（左右１歩ずつ）の波形を取り出し、積算エネルギーを算出した。
【０１２９】
（実施例１８）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
比較例６において、４個の発電素子が図１３のように各々接続されるように、図１に示すような８０ｍｍ×１５ｍｍ×２ｍｍのアクリル樹脂板に前記発電素子を両面テープ（ナイスタック、ニチバン株式会社製）で貼り付けて接続手段を設けた。前記接続手段を有すること以外は、比較例６と同様にして、実施例１８の発電装置を作製した。
【０１３０】
＜評価方法＞
実施例１８の発電装置について、比較例６と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例６に対する発電性能をランク評価した。ランク評価の基準は以下のとおりである。結果を表４に示す。
［評価基準］
比較例６の積算エネルギーに対し、
ランクＡ：１０倍以上、発電性能が向上
ランクＢ：５倍以上１０倍未満、発電性能が向上
ランクＣ：３倍以上５倍未満、発電性能が向上
ランクＤ：１倍超３倍未満、発電性能が向上
【０１３１】
（実施例１９）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
収容部材として、１１５ｍｍ×９０ｍｍのチャック付きの袋（ＮＡ／ＰＥ製、ラミジップＬＺ−９、株式会社生産日本社製）を用い、比較例７と同様の発電素子を収容し、それぞれ、第１の電極及び第２の電極を袋の内側と両面テープ（ナイスタック、ニチバン株式会社製）を用いて接着させ、発電素子と該発電素子を収容する収容部材とを含む領域を作製した。
各領域をシリコーンゴム製のチューブ（口径３ｍｍ）を用いて接続し、領域内に空気が８割程度入るように密閉し、発電素子ユニットを作製した。前記接続手段を有すること以外は、実施例１８と同様にして、実施例１９の発電装置を作製した。
【０１３２】
＜評価方法＞
実施例１９の発電装置について、実施例１８と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例６に対する発電性能をランク評価した。結果を表４に示す。
【０１３３】
（実施例２０）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
実施例１９において、領域及び接続手段に空気の代わりに窒素を封入した以外は、実施例１９と同様にして、実施例２０の発電装置を作製した。
【０１３４】
＜評価方法＞
実施例２０の発電装置について、実施例１８と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例６に対する発電性能をランク評価した。結果を表４に示す。
【０１３５】
（実施例２１）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
実施例１９において、領域に一箇所穴を開け、シリンジで絶縁性の液体であるプロピレングリコール（ＰＧ、和光純薬工業株式会社製）を発電素子ユニット全体の体積に対し、８割程度の体積を注入し、穴をシリコーンシーリング剤で封止した以外は、実施例１９と同様にして、実施例２１の発電装置を作製した。
【０１３６】
＜評価方法＞
実施例２１の発電装置について、実施例１８と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例６に対する発電性能をランク評価した。結果を表４に示す。
【０１３７】
（比較例７）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
比較例２と同様のポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を中間層に有する発電素子を４個用いた。前記発電素子を床基材（アクリル樹脂板）の四隅上に配置した。前記発電素子に、リード線（太陽電線社製、Ｃ３／ＲＶ−９０  ０．７５ＳＱ）とオシロスコープ（ＬｅＣｒｏｙ社製、ＷａｖｅＡｃｅ１００１、抵抗１ＭΩ）に接続して、床面構成材を取り付け、比較例７の発電装置を作製した。前記発電素子の接続配線は図１０とした。
【０１３８】
＜評価方法＞
比較例７の発電装置について、比較例６と同様にして、積算エネルギーを算出した。
【０１３９】
（実施例２２）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
比較例７において、４個の発電素子が図１３のように各々接続されるように、図１に示すような８０ｍｍ×１５ｍｍ×２ｍｍのアクリル樹脂板に前記発電素子を両面テープ（ナイスタック、ニチバン株式会社製）で貼り付けて接続手段を設けた。前記接続手段を有すること以外は、比較例７と同様にして、実施例２２の発電装置を作製した。
【０１４０】
＜評価方法＞
実施例２２の発電装置について、比較例７と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例７に対する発電性能をランク評価した。ランク評価の基準は以下のとおりである。結果を表４に示す。
［評価基準］
比較例７の積算エネルギーに対し、
ランクＡ：１０倍以上、発電性能が向上
ランクＢ：５倍以上１０倍未満、発電性能が向上
ランクＣ：３倍以上５倍未満、発電性能が向上
ランクＤ：１倍超３倍未満、発電性能が向上
【０１４１】
（実施例２３）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
収容部材として、１１５ｍｍ×９０ｍｍのチャック付きの袋（ＮＡ／ＰＥ製、ラミジップＬＺ−９、株式会社生産日本社製）を用い、比較例７と同様の発電素子を収容し、それぞれ、第１の電極及び第２の電極を袋の内側と両面テープ（ナイスタック、ニチバン株式会社製）を用いて接着させ、発電素子と該発電素子を収容する収容部材とを含む領域を作製した。
各領域をシリコーンゴム製のチューブ（口径３ｍｍ）を用いて接続し、領域内に空気が８割程度入るように密閉し、発電素子ユニットを作製した。前記接続手段を有する以外は、比較例７と同様にして、実施例２３の発電装置を作製した。
【０１４２】
＜評価方法＞
実施例２３の発電装置について、実施例２２と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例７に対する発電性能をランク評価した。結果を表４に示す。
【０１４３】
（実施例２４）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
実施例２３において、領域及び接続手段に空気の代わりに窒素を封入した以外は、実施例２３と同様にして、実施例２４の発電装置を作製した。
【０１４４】
＜評価方法＞
実施例２４の発電装置について、実施例２２と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例７に対する発電性能をランク評価した。結果を表４に示す。
【０１４５】
（実施例２５）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
実施例２３において、空気の代わりにプロピレングリコール（ＰＧ、和光純薬株式会社製）を封入した以外は、実施例２３と同様にして、実施例２５の発電装置を作製した。
【０１４６】
＜評価方法＞
実施例２５の発電装置について、実施例２２と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例７に対する発電性能をランク評価した。結果を表４に示す。
【０１４７】
（比較例８）
比較例３と同様のエレクトレット材料を中間層に有する発電素子を４個用いた。前記発電素子を床基材（アクリル樹脂板）の四隅上に配置した。前記発電素子に、リード線（太陽電線社製、Ｃ３／ＲＶ−９０  ０．７５ＳＱ）とオシロスコープ（ＬｅＣｒｏｙ社製、ＷａｖｅＡｃｅ１００１、抵抗１ＭΩ）に接続して、床面構成材を取り付け、比較例８の発電装置を作製した。前記発電素子の接続配線は図１０とした。
【０１４８】
＜評価方法＞
比較例８の発電装置について、比較例６と同様にして、積算エネルギーを算出した。
【０１４９】
（実施例２６）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
比較例８において、４個の発電素子が図１３のように各々接続されるように、図１に示すような８０ｍｍ×１５ｍｍ×２ｍｍのアクリル樹脂板に前記発電素子を両面テープ（ナイスタック、ニチバン株式会社製）で貼り付けて接続手段を設けた。前記接続手段を有すること以外は、比較例８と同様にして、実施例２６の発電装置を作製した。
【０１５０】
＜評価方法＞
実施例２６の発電装置について、比較例８と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例８に対する発電性能をランク評価した。ランク評価の基準は以下のとおりである。結果を表４に示す。
［評価基準］
比較例８の積算エネルギーに対し、
ランクＡ：１０倍以上、発電性能が向上
ランクＢ：５倍以上１０倍未満、発電性能が向上
ランクＣ：３倍以上５倍未満、発電性能が向上
ランクＤ：１倍超３倍未満、発電性能が向上
【０１５１】
（実施例２７）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
収容部材として、１１５ｍｍ×９０ｍｍのチャック付きの袋（ＮＡ／ＰＥ製、ラミジップＬＺ−９、株式会社生産日本社製）を用い、中間層の材質は比較例８と同じだが、中間層と第２の電極が接着していない発電素子を収容し、それぞれ、第１の電極及び第２の電極を袋の内側と両面テープ（ナイスタック、ニチバン株式会社製）を用いて接着させ、発電素子と該発電素子を収容する収容部材とを含む領域を作製した。
各領域をシリコーンゴム製のチューブ（口径３ｍｍ）を用いて接続し、領域内に空気が入るように密閉し、発電素子ユニットを作製した。前記空気は、前記発電素子ユニット全体の体積に対し、８割程度入るように密閉した。前記発電素子ユニットを、図７のように配置し、図１０のようにリード線と整流回路を取り付けて実施例２７の発電装置を作製した。
【０１５２】
＜評価方法＞
実施例２７の発電装置について、実施例２６と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例８に対する発電性能をランク評価した。結果を表４に示す。
【０１５３】
（実施例２８）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
実施例２７において、領域及び接続手段に空気の代わりに窒素を封入した以外は、実施例２７と同様にして、実施例２８の発電装置を作製した。
【０１５４】
＜評価方法＞
実施例２８の発電装置について、実施例２６と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例８に対する発電性能をランク評価した。結果を表４に示す。
【０１５５】
（実施例２９）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
実施例２７において、空気の代わりにプロピレングリコール（ＰＧ、和光純薬株式会社製）を封入した以外は、実施例２７と同様にして、実施例２９の発電装置を作製した。
【０１５６】
＜評価方法＞
実施例２９の発電装置について、実施例２６と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例８に対する発電性能をランク評価した。結果を表４に示す。
【０１５７】
（比較例９）
＜発電素子及び発電装置の作製＞
比較例４と同様のシリコーンゴムを中間層に有する発電素子を４個用いた。前記発電素子を床基材（アクリル樹脂板）の四隅上に配置した。前記発電素子に、リード線（太陽電線製、Ｃ３／ＲＶ−９０  ０．７５ＳＱ）とオシロスコープ（ＬｅＣｒｏｙ社製、ＷａｖｅＡｃｅ１００１、抵抗１ＭΩ）に接続して、床面構成材を取り付け、比較例９の発電装置を作製した。前記発電素子の接続配線は図１０とした。
【０１５８】
＜評価方法＞
比較例９の発電装置について、比較例８と同様にして、積算エネルギーを算出した。
【０１５９】
（実施例３０）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
比較例９において、４個の発電素子が図１３のように各々接続されるように、図１に示すような８０ｍｍ×１５ｍｍ×２ｍｍのアクリル樹脂板に前記発電素子を両面テープ（ナイスタック、ニチバン株式会社製）で貼り付けて接続手段を設けた。前記接続手段を有すること以外は、比較例９と同様にして、実施例３０の発電装置を作製した。
【０１６０】
＜評価方法＞
実施例３０の発電装置について、比較例９と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例９に対する発電性能をランク評価した。ランク評価の基準は以下のとおりである。結果を表４に示す。
［評価基準］
比較例９の積算エネルギーに対し、
ランクＡ：１０倍以上、発電性能が向上
ランクＢ：５倍以上１０倍未満、発電性能が向上
ランクＣ：３倍以上５倍未満、発電性能が向上
ランクＤ：１倍超３倍未満、発電性能が向上
【０１６１】
（実施例３１）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
収容部材として、１１５ｍｍ×９０ｍｍのチャック付きの袋（ＮＡ／ＰＥ製、ラミジップＬＺ−９、株式会社生産日本社製）を用い、中間層の材質は比較例９と同じだが、中間層と第２の電極が接着していない発電素子を収容し、それぞれ、第１の電極及び第２の電極を袋の内側と両面テープ（ナイスタック、ニチバン株式会社製）を用いて接着させ、発電素子と該発電素子を収容する収容部材とを含む領域を作製した。
各領域をシリコーンゴム製のチューブ（口径３ｍｍ）を用いて接続し、領域内に空気が入るように密閉し、発電素子ユニットを作製した。前記空気は、前記発電素子ユニット全体の体積に対し、８割程度入るように密閉した。前記発電素子ユニットを、図７のように配置し、図１０のようにリード線と整流回路を取り付けて実施例３１の発電装置を作製した。
【０１６２】
＜評価方法＞
実施例３１の発電装置について、実施例３０と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例９に対する発電性能をランク評価した。結果を表４に示す。
【０１６３】
（実施例３２）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製方法＞
実施例３１において、領域内の流体を窒素にした以外は、実施例３１と同様にして、実施例３２の発電装置を作製した。
【０１６４】
＜評価方法＞
実施例３２の発電装置について、実施例３０と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例９に対する発電性能をランク評価した。結果を表４に示す。
【０１６５】
（実施例３３）
＜発電素子ユニット及び発電装置の作製＞
実施例３１において、領域内の流体をプロピレングリコール（ＰＧ、和光純薬株式会社製）にした以外は、実施例３１と同様にして、実施例３３の発電装置を作製した。
【０１６６】
＜評価方法＞
実施例３３の発電装置について、実施例３０と同様にして、積算エネルギーを算出し、比較例９に対する発電性能をランク評価した。結果を表４に示す。
【０１６７】
【表３】
0006544037.tif 000004
【０１６８】
【表４】
0006544037.tif 000005
【０１６９】
本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
＜１＞  第１の電極と、中間層と、第２の電極とをこの順で積層してなる発電素子を複数有し、前記複数の発電素子が接続手段によって互いに接続されている発電素子ユニットであって、前記複数の発電素子の少なくとも１つの前記発電素子に外力を加えて該発電素子の前記第１の電極と前記第２の電極とを近接させると、前記接続手段によって外力を加えていない前記発電素子の前記第１の電極と前記第２の電極とが離間することを特徴とする発電素子ユニットである。
＜２＞  前記接続手段が該接続手段の重心を支点にして一の発電素子に加えられた外力の方向に対して平行かつ逆方向の力を他の発電素子に伝達する手段である前記＜１＞に記載の発電素子ユニットである。
＜３＞  前記発電素子と、該発電素子を収容する収容部材とを含む領域を複数有し、前記複数の領域が前記接続手段によって互いに流体が移動可能に接続されており、前記複数の領域のうち少なくとも１つの前記領域に外力を加えて該領域における前記発電素子の前記第１の電極と前記第２の電極とを近接させると、前記接続手段によって外力を加えていない領域に前記流体が移動し、該領域における前記発電素子の前記第１の電極と前記第２の電極とが離間する前記＜１＞に記載の発電素子ユニットである。
＜４＞  前記収容部材が、前記流体を内部に密閉可能な部材である前記＜３＞に記載の発電素子ユニットである。
＜５＞  前記収容部材が、体積可変な部材である前記＜３＞から＜４＞のいずれかに記載の発電素子ユニットである。
＜６＞  前記収容部材が、樹脂製の袋である前記＜５＞に記載の発電素子ユニットである。
＜７＞  前記接続手段が、前記流体が移動可能な中空部を有する前記＜３＞から＜６＞のいずれかに記載の発電素子ユニットである。
＜８＞  前記接続手段が、可撓性を有する前記＜３＞から＜７＞のいずれかに記載の発電素子ユニットである。
＜９＞  前記接続手段が、シリコーンゴムチューブである前記＜８＞に記載の発電素子ユニットである。
＜１０＞  前記流体が、気体及び液体のいずれかである前記＜３＞から＜９＞のいずれかに記載の発電素子ユニットである。
＜１１＞  前記流体が、気体である前記＜１０＞に記載の発電素子ユニットである。
＜１２＞  前記気体が、窒素及び空気のいずれかである前記＜１１＞に記載の発電素子ユニットである。
＜１３＞  前記複数の発電素子のいずれかの前記第１の電極と前記第２の電極が離間する際に、中間層と前記第１の電極及び前記第２の電極のいずれかの間に空間を形成する前記＜１＞から＜１２＞のいずれかに記載の発電素子ユニットである。
＜１４＞  前記発電素子の中間層が、セラミックス、樹脂、及びゴムから選択される少なくとも１種である前記＜１＞から＜１３＞のいずれかに記載の発電素子ユニットである。
＜１５＞  前記ゴムが、シリコ−ンゴム組成物である前記＜１４＞に記載の発電素子ユニットである。
＜１６＞  前記複数の発電素子のいずれかの中間層が、表面改質処理されている前記＜１３＞から＜１５＞のいずれかに記載の発電素子ユニットである。
＜１７＞  前記表面改質処理がプラズマ処理及びコロナ放電処理のいずれかである前記＜１６＞に記載の発電素子ユニットである。
＜１８＞  前記＜１＞から＜１７＞のいずれかに記載の発電素子ユニットを有することを特徴とする発電装置である。
＜１９＞  前記＜１８＞に記載の発電装置を有することを特徴とする履物である。
＜２０＞  前記＜１８＞に記載の発電装置を有することを特徴とする床材である。
＜２１＞  前記＜１８＞に記載の発電装置を有することを特徴とする着用具である。
【０１７０】
前記＜１＞から＜１６＞のいずれかに記載の発電素子ユニット、前記＜１７＞に記載の発電装置、前記＜１９＞に記載の履物、前記＜２０＞に記載の床材、及び前記＜２１＞に記載のひざ用サポーターは、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、高い発電量が得られる発電素子ユニット、発電装置、履物、床材、及びひざ用サポーターを提供することを目的とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１７１】
【特許文献１】特開平６―２０９８０７号公報
【符号の説明】
【０１７２】
１：発電素子
２：第１の電極
３：第２の電極
４：中間層
５、６、１１：接続手段
７：整流回路
８：抵抗
９：オシロスコープ
１０：インソール
１２：領域
１３：床基材
１４：床面構成部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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】
0006544037.tif 000015
【図１０】
0006544037.tif 000016
【図１１】
0006544037.tif 000017
【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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