(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転輪と静止輪と前記回転輪及び前記静止輪との間に転動自在に設けられた転動体とを有する転がり軸受と、
前記転がり軸受の前記回転輪と前記転がり軸受の前記静止輪側の部材とのいずれか一方に設けられた、エレクトレット材料によって形成されたエレクトレット電極と、
前記回転輪と前記静止輪側の部材とのいずれか他方に前記エレクトレット電極と対向するように設けられた対向電極と、
前記エレクトレット電極と前記対向電極とを負荷に接続する回路と、を備え、
前記転がり軸受を、該転がり軸受のラジアル方向又はスラスト方向の回転振れによる前記エレクトレット電極と前記対向電極との対向面間距離の変化範囲を２０μｍ以上７０μｍ以下に抑える回転振れ精度を有する構成とした転がり軸受装置。
【請求項２】
前記静止輪側の部材は、前記静止輪及び該静止輪に取り付けられるハウジングである請求項１に記載の転がり軸受装置。
【請求項３】
前記回転輪の端面又は周面に、前記エレクトレット電極及び前記対向電極のいずれか一方を設け、前記ハウジングの前記エレクトレット電極及び前記対向電極のいずれか一方と対向する面に前記エレクトレット電極及び前記対向電極のいずれか他方を設けた請求項２に記載の転がり軸受装置。
【請求項４】
前記回転輪及び前記静止輪のいずれか一方の端面又は周面に前記エレクトレット電極を設け、前記回転輪及び前記静止輪のいずれか他方の端面又は周面のうち、前記エレクトレット電極と対向する端面又は周面に前記対向電極を設けた請求項２に記載の転がり軸受装置。
【請求項５】
前記転がり軸受の前記対向面間距離の変化方向と交差する方向の振れ幅の分だけ、前記エレクトレット電極及び前記対向電極のいずれか一方の前記交差する方向の幅を他方よりも大きくした請求項１乃至４のいずれか１項に記載の転がり軸受装置。
【請求項６】
前記エレクトレット電極と前記対向電極とを負荷に接続する回路は、スリップリング又は導電性シールを含んで構成されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の転がり軸受装置。
【請求項７】
前記転動体が絶縁材料から構成されている請求項１乃至６のいずれか１項に記載の転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機能を有した転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エレクトレット材料を使った回転方式の発電装置として、例えば、特許文献１に開示された技術がある。この技術は、電極基板と、この電極基板に対向して設けられた対向電極にエレクトレット材料を設けてなるエレクトレット基板とを備えている。そして、電極基板とエレクトレット基板とを同じ軸回りに相対的に回転運動することで発電を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−９７８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の従来技術は、略球状の部材を介して電極基板とエレクトレット基板との基板間のギャップを５０μｍ以下に保持するようにしている。ところが、スラスト方向及びラジアル方向の軸の振れ幅を考慮した設計となっていないため、基板間ギャップが小さくなり過ぎたり大きくなり過ぎたりすることで、発電能力が低下する可能性がある。また、軸の振れ幅が基板間ギャップよりも大きくなると、電極基板とエレクトレット基板とが接触して基板が破損する可能性がある。
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、スラスト方向及びラジアル方向の軸の振れ幅に対して、電極基板とエレクトレット基板とが、適切な基板間ギャップを保持可能な発電機能付き転がり軸受を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
〔形態１〕  上記目的を達成するために、形態１の転がり軸受装置は、回転輪と静止輪と回転輪及び静止輪との間に転動自在に設けられた転動体とを有する転がり軸受と、転がり軸受の回転輪と転がり軸受の静止輪側の部材とのいずれか一方に設けられた、エレクトレット材料によって形成されたエレクトレット電極と、回転輪と静止輪側の部材とのいずれか他方にエレクトレット電極と対向するように設けられた対向電極と、エレクトレット電極と対向電極とを負荷に接続する回路と、を備え、転がり軸受を、該転がり軸受のラジアル方向又はスラスト方向の回転振れによるエレクトレット電極と対向電極との対向面間距離の変化範囲を２０μｍ以上７０μｍ以下に抑える回転振れ精度を有する構成とした。
【０００６】
このような構成であれば、回転輪が静止している状態では、対面している対向電極とエレクトレット電極との間で静電誘導によって電気を蓄えることが可能となる。一方、回転輪が回転することでエレクトレット電極が回転し、エレクトレット電極と対向電極とが対面した状態で相対的に回転運動を行う。この回転運動によって、対向電極とエレクトレット電極との対向面の重なり面積が変化する。この重なり面積の変化によって電荷の移動が発生し電気を取り出すことが可能となる。
加えて、転がり軸受を、対向面間距離の変化範囲を２０μｍ以上７０μｍ以下に抑える回転振れ精度を有する構成とした。
これによって、転がり軸受の回転振れにより、対向面間距離が２０μｍ未満の距離となった場合のクーロン力の影響による回転抵抗の発生、接触による損壊及び放電現象による発電量の減少を防ぐことができるという効果が得られる。加えて、対向面間距離が７０μｍを超える距離となった場合の静電気力の弱まりによる発電量の減少を防ぐことができるという効果が得られる。
【０００７】
〔形態２〕  更に、形態２の転がり軸受装置は、形態１の構成に対して、静止輪側の部材は、静止輪及び該静止輪に取り付けられるハウジングである。
つまり、静止輪又は該静止輪に取り付けられるハウジングのいずれか一方に、対向電極又はエレクトレット電極のいずれか一方を設けるようにした。
これによって、例えば、軸受側に一方の電極しか設けるスペースが無い場合などにハウジングに他方の電極を設けることで既存の軸受をそのまま用いて比較的低コストで当該転がり軸受装置を構成することができるという効果が得られる。
【０００８】
〔形態３〕  更に、形態３の転がり軸受装置は、形態２の構成に対して、回転輪及び静止輪のいずれか一方の端面又は周面にエレクトレット電極を設け、回転輪及び静止輪のいずれか他方の端面又は周面のうち、エレクトレット電極と対向する端面又は周面に対向電極を設けた。
このような構成であれば、回転輪の回転に伴って、その端面又は周面に設けられた対向電極又はエレクトレット電極の一方が回転し、静止輪の端面又は周面に設けられた対向電極又はエレクトレット電極の他方と対面した状態で、対向電極とエレクトレット電極とを相対回転運動させることが可能となる。
これによって、既存の軸受の回転輪及び静止輪の端面又は周面に電極を設けることで発電を行うことが可能となるので、既存の軸受をそのまま用いて当該転がり軸受装置を構成することが可能となる。その結果、軸受の設計変更等が発生せず、比較的低コストで当該転がり軸受装置を構成することができるという効果が得られる。
【０００９】
〔形態４〕  更に、形態４の転がり軸受装置は、形態２の構成に対して、回転輪の端面又は周面に、エレクトレット電極又は対向電極のいずれか一方を設け、ハウジングのエレクトレット電極又は対向電極のいずれか一方と対向する面にエレクトレット電極又は対向電極のいずれか他方を設けた。
このような構成であれば、回転輪の回転に伴って、その端面又は周面に設けられた対向電極又はエレクトレット電極の一方が回転し、ハウジングのエレクトレット基板又は対向電極のいずれか一方と対向する面に設けられたエレクトレット電極又は対向電極のいずれか他方と対面した状態で、対向電極とエレクトレット電極とを相対回転運動させることが可能となる。
これによって、既存の軸受の回転輪及びその静止輪に取り付けられるハウジングの端面又は周面に電極を設けることで発電を行うことが可能となるので、既存の軸受をそのまま用いて当該転がり軸受装置を構成することができるという効果が得られる。その結果、軸受の設計変更等が発生せず、比較的低コストで当該転がり軸受装置を構成することができるという効果が得られる。
【００１０】
〔形態５〕  更に、形態５の転がり軸受装置は、形態１乃至４のいずれか１の構成に対して、転がり軸受の対向面間距離の変化方向と交差する方向の振れ幅の分だけ、エレクトレット電極及び対向電極のいずれか一方の交差する方向の幅を他方よりも大きくした。
つまり、対向電極又はエレクトレット電極のいずれか一方の幅を、対向面間距離の変化方向と交差する方向の振れ幅分だけ対向電極又はエレクトレット電極のいずれか他方の幅よりも長い寸法に構成した。
これによって、交差方向の振れによるエレクトレット電極及び対向電極の対向面の重なり面積の変化を無くす又は低減することが可能となるので、発電量を安定化することができるという効果が得られる。
【００１１】
〔形態６〕  更に、形態６の転がり軸受装置は、形態１乃至５のいずれか１の構成に対して、エレクトレット電極と対向電極とを負荷に接続する回路は、スリップリング又は導電性シールを含んで構成されている。
このような構成であれば、回転輪の回転に伴って回転する対向電極又はエレクトレット電極の一方と、静止輪側の部材に設けられた対向電極又はエレクトレット電極の他方とを回転輪の回転を止めることなく負荷に電気的に接続することができるという効果が得られる。
〔形態７〕  更に、形態７の転がり軸受装置は、形態１乃至６のいずれか１の構成に対して、転動体が絶縁材料から構成されている。
つまり、転がり軸受を構成する転動体を、例えばセラミックス等の絶縁材料から構成するようにしたので、発電による回転輪及び静止輪側の部材との間の電食の発生を抑える又は低減することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る第１の転がり軸受装置１Ａの構成例を示す分解斜視図である。
【図２】（ａ）は、第１実施形態に係る第１の転がり軸受装置１Ａの構成例を示す分解側面図であり、（ｂ）は、ラジアル軸受２の軸方向断面図であり、（ｃ）は、ハウジング６の軸方向断面図である。
【図３】第１実施形態に係る第１の転がり軸受装置１Ａの部分縦断面図である。
【図４】（ａ）は、第１実施形態に係る電極基板３の構成例を示す図であり、（ｂ）は、第１実施形態に係るエレクトレット基板４の構成例を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態に係る電極基板３及びエレクトレット基板４のスラスト方向の回転振れによる対向面間距離Ｌの変化を説明するための部分断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態に係る電極基板３及びエレクトレット基板４のラジアル方向の回転振れによるラジアル方向の変化を説明するための部分断面図である。
【図７】第１実施形態の変形例に係る第２の転がり軸受装置１Ｂの構成例を示す部分縦断面図である。
【図８】（ａ）は、第２実施形態に係る第３の転がり軸受装置１Ｃの構成例を示す分解側面図であり、（ｂ）は、ラジアル軸受２Ｃの軸方向断面図であり、（ｃ）は、ハウジング６Ｃの軸方向断面図である。
【図９】第２実施形態に係る第３の転がり軸受装置１Ｃの構成例を示す部分縦断面図である。
【図１０】（ａ）は、第２実施形態に係る電極基板３Ｃの構成例を示す図であり、（ｂ）は、第２実施形態に係るエレクトレット基板４Ｃの構成例を示す図であり、（ｃ）は、第２実施形態に係る電極基板３Ｃ及びエレクトレット基板４Ｃの配設構成を示す図である。
【図１１】（ａ）は、第３実施形態に係る第４の転がり軸受装置１Ｄの構成例を示す側面図であり、（ｂ）は、ラジアル軸受２Ｄの軸方向断面図であり、（ｃ）は、ハウジング６の軸方向断面図である。
【図１２】第３実施形態に係る第４の転がり軸受装置１Ｄの構成例を示す部分縦断面図である。
【図１３】（ａ）は、第３実施形態に係る電極基板３Ｄの構成例を示す図であり、（ｂ）は、第３実施形態に係るエレクトレット基板４Ｄの構成例を示す図であり、（ｃ）は、第３実施形態に係る電極基板３Ｄ及びエレクトレット基板４Ｄの配設構成を示す図である。
【図１４】第４実施形態の第５の転がり軸受装置１Ｅの構成例を示す部分縦断面図である。
【図１５】第４実施形態の変形例に係る第６の転がり軸受装置１Ｆの構成例を示す部分縦断面図である。
【図１６】第５実施形態の第７の転がり軸受装置１Ｇの構成例を示す部分縦断面図である。
【図１７】（ａ）〜（ｃ）は、転がり軸受へのハウジングの取付方法の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
（構成）
第１実施形態に係る第１の転がり軸受装置１Ａは、図１及び図２（ａ）に示すように、ラジアル方向の荷重を主として受けるように構成された転がり軸受であるラジアル軸受２と、電極基板３と、エレクトレット基板４と、回路基板５と、ハウジング６とを含んで構成される。
この第１の転がり軸受装置１Ａは、図１及び図２（ａ）中の符号２〜６で示す各構成部品を組み付けた際に、電極基板３と、エレクトレット基板４とが予め設計した間隔（エアギャップ）を空けて対面するように構成されている。そして、ラジアル軸受２が回転して、電極基板３とエレクトレット基板４とが対面しつつ相対的に回転運動することで発電するように構成されている。
【００１４】
ラジアル軸受２は、図２（ｂ）及び図３の軸方向断面図に示すように、静止輪としての外輪２０と、回転輪としての内輪２１と、外輪２０及び内輪２１の間に転動自在に設けられた球状の転動体２２とを備えている。
なお、第１実施形態では、ラジアル軸受２を転動体２２の形状が球状の玉軸受から構成しているが、この構成に限らず、転動体２２の形状が、円錐形状、円筒形状、針状、たる状などのころ軸受から構成してもよい。また、図２（ａ）及び図３中の一点鎖線は、第１の転がり軸受装置１Ａが支持する回転軸（不図示）の軸方向を示す線である。
【００１５】
更に、内輪２１には、図２（ａ）及び図３に示すように、ハウジング６側の端面の内周面側の端部に軸方向に突出する環状の突出部２１ｐが設けられている。
また、第１実施形態では、発電時の内輪２１及び外輪２０の電位差による電食の発生を防ぐために、転動体２２を、例えば、セラミックス等の絶縁材料から構成している。
回路基板５は、円環形状の基板の一方の面上に負荷５０が設けられ、他方の面がハウジング６に固定された構成となっている。負荷５０は、例えば、ラジアル軸受２の回転速度、回転方向、温度等を測定するセンサとその周辺回路などから構成されている。また、回路基板５の一方の面上には、発電した電気を蓄積する蓄電池を設け、この蓄電池を介してセンサ等の負荷５０に給電する構成としてもよい。
【００１６】
ハウジング６は、図２（ｃ）の軸方向断面図に示すように、円環形状の底部６０と、該底部６０の外径側端部から軸方向に突出する円筒形状の突出部６１と、突出部６１の先端部から内径側へと突出形成された取付爪部６２とから構成されている。
図２（ａ）及び図３に示すように、外輪２０の外周面の転動体２２よりもハウジング６寄りの位置には、外輪２０にハウジング６を取り付けるための取付溝２０ｄが形成されている。
この構成によって、ハウジング６は、ハウジング６の取付爪部６２を外輪２０の取付溝２０ｄに嵌め込むことで外輪２０に取り付けられる。
【００１７】
また、第１の転がり軸受装置１Ａは、図３に示すように、エレクトレット基板４が、内輪２１のハウジング６側の端面に、嵌合、接着、締結等の慣用の固定方法によって固定されている。また、図３に示すように、電極基板３が、ハウジング６の底部６０におけるエレクトレット基板４と対面する位置に、接着、締結等の慣用の固定方法によって固定されている。また、外輪２０は、ハウジング６を介して固定支持される。
ここで、第１の転がり軸受装置１Ａは、内輪２１のハウジング６側の端面と底部６０のエレクトレット基板４と対面する位置との間の間隔が、電極基板３とエレクトレット基板４とを配設した場合に、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂとが、予め設計した間隔（エアギャップ）を空けて対面するように構成されている。
なお、電極基板３を、内輪２１のハウジング６側の端面に固定し、エレクトレット基板４を、底部６０における電極基板３と対面する位置に固定する構成としてもよい。
【００１８】
次に、電極基板３及びエレクトレット基板４の詳細な構成を説明する。
電極基板３は、図４（ａ）中の上図に示すように、円環形状の薄板の基板３０の一方の面上に、円周方向に沿って等間隔に設けられた複数の対向電極３１を備えている。この対向電極３１は、図４（ａ）中の下図（上図のＡ−Ａ断面図）に示すように、基板３０の一方の面上に、例えば、クロム、金、クロムの順で金属材料を蒸着させて形成する。
また、エレクトレット基板４は、図４（ｂ）中の上図に示すように、円環形状の薄板の基板４０の一方の面上に、円周方向に沿って等間隔に設けられた複数のエレクトレット電極４１を備えている。このエレクトレット電極４１は、図４（ｂ）中の下図（上図のＢ−Ｂ断面図）に示すように、基板４０の一方の面上に、例えば、クロム、金、クロムの順で金属材料を蒸着した電極４１ａを形成し、更に、電極４１ａ上に、エレクトレット材料の膜４１ｂ（以下、「ＥＬＣ膜４１ｂ」と称する場合がある）を成膜して形成する。
また、エレクトレット電極４１に電荷を保持させるために、例えば、コロナ荷電装置を用いてエレクトレット電極４１に高電圧を印加する。
【００１９】
上記構成によって、第１の転がり軸受装置１Ａは、内輪２１が静止している状態では、対面している対向電極３１とエレクトレット電極４１との間で静電誘導によって電気を蓄えることが可能である。一方、内輪２１が回転することでエレクトレット基板４が回転し、エレクトレット基板４と電極基板３とが対面した状態で相対的に回転運動を行う。この回転運動によって、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂとの対向面の重なり面積が変化する。この重なり面積の変化によって電荷の移動が発生し電気を取り出すこと（発電）が可能となる。
【００２０】
なお、エレクトレット材料としては、例えば、フッ素樹脂、ポリプロピレンなどの高分子材料を用いることが可能である。特に、薄膜形成に適したフッ素樹脂である旭硝子社製のＣＹＴＯＰ（登録商標）や、Ｄｕ  Ｐｏｎｔ社製のテフロン（登録商標）ＡＦ（アモルファスフロロポリマー）などを用いることが望ましい。
また、上記回路基板５、基板３０及び基板４０の材料としては、例えば、紙フェノール、紙エポキシ、ガラスエポキシ、プラスチックフィルム、紙とガラスを混合したガラス・コンポジット基材等を用いることが可能である。
【００２１】
次に、電極基板３の対向電極３１と、エレクトレット基板４のＥＬＣ膜４１ｂとの間の対向面間距離Ｌについて説明する。
第１実施形態では、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂとの対向面間距離Ｌを、図５（ａ）に示すように、ラジアル軸受２の静止時において「Ｌ＝ｄ」とする。この場合に、対向面間距離Ｌは、ラジアル軸受２の回転振れ（回転によるスラスト方向の振れ）によって、図５（ｂ）に示す対向面間距離Ｌが最も短くなる最短距離ｄminと、図５（ｃ）に示す対向面間距離Ｌが最も長くなる最長距離ｄmaxとの間で変化する。
【００２２】
ここで、対向面間距離Ｌが「２０μｍ」よりも短い場合、電極基板３とエレクトレット基板４との間に生じるクーロン力の影響によって、電極基板３とエレクトレット基板４とが互いに引っ張り合い回転抵抗が生じる。また、クーロン力の影響により、電極基板３とエレクトレット基板４とが接触して、いずれか一方又は両方が破損する恐れがある。また、放電現象によって、エレクトレット基板４の帯電量が減少し発電量が少なくなる恐れがある。一方、対向面間距離Ｌが「７０μｍ」よりも長い場合、静電気力が弱まり、電荷の移動量が減少して発電量が少なくなる。
【００２３】
そこで、第１実施形態では、ラジアル軸受２の回転時のスラスト方向の振れによる対向面間距離Ｌの最短距離ｄminが「２０μｍ≦ｄmin」となり、かつ、最長距離ｄmaxが「ｄmax≦７０μｍ」となる回転振れ精度を有するラジアル軸受２から、第１の転がり軸受装置１Ａを構成するようにした。
例えば、静止時の対向面間距離ｄを、「４５μｍ」とした場合に、対向面間距離「４５μｍ」を中心値として、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂとが接近する方向の回転振れ精度及び離間する方向の回転振れ精度が共に２５μｍ以下（即ち、回転時のスラスト方向の回転振れ幅の精度が「５０μｍ」以下）となる等級のラジアル軸受２を用いて第１の転がり軸受装置１Ａを構成する。
【００２４】
また、電極基板３の対向電極３１と、エレクトレット基板４のＥＬＣ膜４１ｂとの対向面の重なり面積は、ラジアル軸受２の回転時のラジアル方向の振れによっても変化する。
内輪２１の回転による重なり面積の変化に対して、ラジアル方向の回転振れによる意図しない重なり面積の変化は発電量を不安定にする要因となる。
そこで、第１実施形態の転がり軸受装置１Ａは、図６（ａ）に示すように、電極基板３の対向電極３１のラジアル方向の幅を、回転によるラジアル方向の振れ幅分だけエレクトレット基板４のＥＬＣ膜４１ｂの幅よりも長い寸法に構成している。ここでは、ラジアル方向の一方向である回転軸から遠ざかる方向を図６（ａ）〜（ｃ）中の左方向とし、ラジアル方向の他方向である回転軸に近づく方向を図６（ａ）〜（ｃ）中の右方向とする。
【００２５】
即ち、図６（ｂ）に示すように、ＥＬＣ膜４１ｂの左方向の振れ及び対向電極３１の右方向の振れによって生じる最大振れ幅ｄ１と、図６（ｃ）に示すように、ＥＬＣ膜４１ｂの右方向の振れ及び対向電極３１の左方向の振れによって生じる最大振れ幅ｄ２とを加算した「ｄ１＋ｄ２」分だけ対向電極３１のラジアル方向の幅を、ＥＬＣ膜４１ｂのラジアル方向の幅よりも長い寸法に構成している。ここで、最大振れ幅ｄ１及びｄ２は、例えば、実験によって測定した測定値に基づき決定する。
以上の構成によって、図６（ｂ）に示すように、例えば、電極基板３が右方向に振れて、かつ、エレクトレット基板４が左方向に振れた場合に、トータルの振れ幅（ずれ幅）はｄ１以下となるため重なり面積は変化しない。同様に、図６（ｃ）に示すように、例えば、電極基板３が左方向に振れて、かつ、エレクトレット基板４が右方向に振れた場合に、トータルの振れ幅（ずれ幅）はｄ２以下となるため重なり面積は変化しない。
【００２６】
更に、第１の転がり軸受装置１Ａは、図３に示すように、ハウジング６と内輪２１の突出部２１ｐとの間の隙間を密封するように設けられた、黒鉛や導電性樹脂等の導電性材料から形成された導電性シール７０を備えている。加えて、転がり軸受装置１Ａは、外輪２０と内輪２１とのハウジング６とは反対側の端部間の隙間を密封するように設けられた、非導電性材料から形成された非導電性シール８０を備えている。
第１実施形態において、外輪２０、内輪２１及びハウジング６は導電性の金属材料から構成されている。従って、ハウジング６と内輪２１とは、導電性シール７０を介して通電可能に接続される。
【００２７】
第１の転がり軸受装置１Ａは、更に、電極基板３の対向電極３１と、エレクトレット基板４のエレクトレット電極４１とを回路基板５上に設けられた負荷５０と接続するための配線５１〜５３を備えている。
配線５１は、ハウジング６と負荷５０の電源供給端又はグランド端のうちの一端とを電気的に接続する配線であり、配線５２は、負荷５０の電源供給端又はグランド端のうちの他端と対向電極３１とを電気的に接続する配線である。また、配線５３は、エレクトレット電極４１と内輪２１とを電気的に接続する配線である。
【００２８】
配線５１と配線５２とは、エレクトレット電極４１の帯電状態に応じて接続先が異なり、例えば、エレクトレット電極４１がマイナスに帯電している場合は、配線５１を電源供給端に接続し、配線５２をグランド端に接続する。なお、エレクトレット電極４１がプラスに帯電している場合は逆の接続となる。
従って、エレクトレット電極４１は配線５３及び導電性シール７０を介して負荷５０の電源供給端又はグランド端のうちの一端と通電し、対向電極３１は配線５２を介して負荷５０の電源供給端又はグランド端のうちの他端と通電する。
ここで、第１実施形態において、導電性シール７０と、配線５１〜５３とから、対向電極３１とエレクトレット電極４１とを負荷５０と電気的に接続するための回路が構成されている。
【００２９】
（動作）
第１実施形態の第１の転がり軸受装置１Ａは、ラジアル軸受２の支持する回転軸（不図示）が回転することで内輪２１が回転し、この回転に伴ってエレクトレット基板４が回転する。これにより、ハウジング６に設けられた電極基板３と内輪２１に設けられたエレクトレット基板４とが対面しつつ回転軸回りに相対的に回転運動を行う。
電極基板３の対向電極３１と、エレクトレット基板４のＥＬＣ膜４１ｂとは対面しているため、相対的な回転運動によって両者の対向する面の重なり面積が変化する。これによって、ＥＬＣ膜４１ｂに帯電された電荷が移動し、導電性シール７０と、配線５１〜５３とを介して、負荷５０に電流が流れる。
このとき、内輪２１の回転に伴うラジアル軸受２のスラスト方向の回転振れによって、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂとの対向面間距離Ｌが変化するが、第１実施形態の第１の転がり軸受装置１Ａは、対向面間距離Ｌの変化範囲を２０μｍ以上７０μｍ以下の範囲内に抑える回転振れ精度を有する等級のラジアル軸受２から構成されている。
【００３０】
これにより、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂの２０μｍ未満の距離への接近に伴うクーロン力の影響による回転抵抗の発生、接触による損壊及び放電現象による発電量の減少を防ぐことができる。加えて、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂの７０μｍよりも遠い距離への離間に伴う静電気力の弱まりによる発電量の減少を防ぐことが可能である。
また、内輪２１の回転に伴うラジアル軸受２のラジアル方向の振れによって、ＥＬＣ膜４１ｂが、対向電極３１に対してラジアル方向に相対的に移動する。しかし、第１実施形態の第１の転がり軸受装置１Ａは、ラジアル方向の一方向の最大振れ幅ｄ１と他方向の最大振れ幅ｄ２との加算値（ｄ１＋ｄ２）分だけ対向電極のラジアル方向の幅をＥＬＣ膜４１ｂのラジアル方向の幅よりも大きく構成している。
これにより、対向電極３１及びＥＬＣ膜４１ｂのラジアル方向の移動による重なり面積の変化を防止又は低減することが可能となる。その結果、発電量を安定化することが可能となる。
また、第１実施形態の第１の転がり軸受装置１Ａは、ラジアル軸受２の転動体２２を、セラミックス等の絶縁材料から構成している。これにより、発電による外輪２０と内輪２１との電位差による電食の発生を防止又は低減することが可能となる。
【００３１】
（第１実施形態の変形例）
（構成）
次に、第１実施形態の変形例に係る第２の転がり軸受装置１Ｂの構成を説明する。
上記第１実施形態の第１の転がり軸受装置１Ａは、対向電極３１を負荷５０の電源供給端又はグランド端のうちの一方と電気的に接続するために導電性シール７０を用いていた。これに対して、第１実施形態の変形例に係る第２の転がり軸受装置１Ｂは、導電性シール７０に代えてスリップリングを用いて電気的に接続する点が異なる。また、第２の転がり軸受装置１Ｂは、非導電性シール８０を備えていない点も上記第１実施形態の第１の転がり軸受装置１Ａと異なる。
以下、上記第１実施形態の第１の転がり軸受装置１Ａと同様の構成部については同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる部分のみを詳細に説明する。
【００３２】
第２の転がり軸受装置１Ｂは、図７に示すように、外輪２０と内輪２１とを電気的に接続するスリップリング７１が、外輪２０の内周面及び内輪２１の外周面における転動体２２よりもハウジング６側の位置に設けられている。
具体的に、スリップリング７１は、図７に示すように、外輪２０の内周面に一方の端面が固定された、樹脂材料等の絶縁材料で形成した厚肉の固定電極７１ａと、該固定電極７１ａの他方の端面に設けられたカーボン等の導電性材料で形成されたバネ要素を内蔵するブラシ７１ｂとを備えている。また、ブラシ７１ｂは、配線５４を介して外輪２０と電気的に接続されている。
【００３３】
更に、スリップリング７１は、高い剛性を有するセラミックス材料や複合樹脂材料等の絶縁材料で製作された円筒状部材７１ｃと、この円筒状部材７１ｃの外周面に設けられた、銅等の導電性を有する金属材料からなる電極リング７１ｄとを備えている。円筒状部材７１ｃは、内輪２１を内側に嵌め込んだ状態で設けられる。また、電極リング７１ｄは、配線５５を介して内輪２１と電気的に接続される。
ブラシ７１ｂは、内輪２１と共に回転する電極リング７１ｄを押圧して、外輪２０と内輪２１とを電気的に接続する。これにより、配線５３及びスリップリング７１を介して、エレクトレット電極４１と外輪２０とが電気的に接続される。
【００３４】
外輪２０はハウジング６と電気的に接続されているため、エレクトレット電極４１は、配線５３、内輪２１、スリップリング７１、外輪２０、ハウジング６及び配線５１を介して、負荷５０の電源供給端又はグランド端のうちの一端に電気的に接続される。
一方、対向電極３１は、配線５２を介して、負荷５０の電源供給端又はグランド端のうちの他端に電気的に接続される。
ここで、第１実施形態の変形例において、スリップリング７１と、配線５１〜５５とから、対向電極３１とエレクトレット電極４１とを負荷５０に電気的に接続するための回路が構成されている。
【００３５】
以上、第２の転がり軸受装置１Ｂは、上記第１実施形態の第１の転がり軸受装置１Ａと同様に、スラスト方向の回転振れによる対向面間距離Ｌの変化範囲を２０μｍ以上７０μｍ以下の範囲内に抑える回転振れ精度を有する等級のラジアル軸受２から構成している。
これにより、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂの２０μｍ未満の距離への接近に伴うクーロン力の影響による回転抵抗の発生、接触による損壊及び放電現象による発電量の減少を防ぐことができる。加えて、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂの７０μｍよりも遠い距離への離間に伴う静電気力の弱まりによる発電量の減少を防ぐことが可能である。
【００３６】
また、第２の転がり軸受装置１Ｂは、上記第１実施形態の第１の転がり軸受装置１Ａと同様に、ラジアル方向の一方向の最大振れ幅ｄ１と他方向の最大振れ幅ｄ２との加算値（ｄ１＋ｄ２）の幅分だけ対向電極のラジアル方向の幅をＥＬＣ膜４１ｂのラジアル方向の幅よりも大きく構成している。
これにより、対向電極３１及びＥＬＣ膜４１ｂのラジアル方向の移動による重なり面積の変化を防止又は低減することが可能となる。その結果、発電量を安定化することが可能となる。
また、第２の転がり軸受装置１Ｂは、上記第１実施形態の第１の転がり軸受装置１Ａと同様に、ラジアル軸受２の転動体２２を、セラミックス等の絶縁材料から構成している。これにより、発電による外輪２０と内輪２１との電位差による電食の発生を防止又は低減することが可能となる。
【００３７】
（第２実施形態）
（構成）
次に、第２実施形態に係る第３の転がり軸受装置１Ｃの構成を説明する。
第２実施形態の第３の転がり軸受装置１Ｃは、上記第１実施形態の第１の転がり軸受装置１Ａに対して、電極基板及びエレクトレット基板の構成及び配設構成が異なる。加えて、導電性シールの配設構成、内輪の形状、ハウジングの形状等が異なる。
以下、上記第１実施形態の第１の転がり軸受装置１Ａと同様の構成部については、同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる構成部について詳細に説明する。
【００３８】
第３の転がり軸受装置１Ｃは、図８（ａ）及び図９に示すように、ラジアル軸受２Ｃと、電極基板３Ｃと、エレクトレット基板４Ｃと、回路基板５と、ハウジング６Ｃとを含んで構成される。また、図８（ａ）及び図９中の一点鎖線は、第３の転がり軸受装置１Ｃが支持する回転軸（不図示）の軸方向を示す線である。
ラジアル軸受２Ｃは、図８（ｂ）の軸方向断面図に示すように、静止輪としての外輪２０と、回転輪としての内輪２１Ｃと、転動体２２とを含んで構成される。図８（ｂ）に示すように、内輪２１Ｃの軸方向の長さは、外輪２０の軸方向の長さよりも長い寸法に構成されている。また、内輪２１Ｃの軸方向の一端部の端面と、外輪２０の軸方向の一端部の端面とは同じ面位置となっている。この構成によって、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、内輪２１Ｃの軸方向の他端部が、外輪２０の軸方向の他端部よりも突出する。
【００３９】
ハウジング６Ｃは、図８（ｃ）の軸方向断面図に示すように、円環形状の底部６０Ｃと、該底部６０Ｃの外径側端部から軸方向に突出する円筒状の第１突出部６１Ｃと、底部６０Ｃの内径側端部から軸方向に突出する、第１突出部６１Ｃよりも軸方向に長い円筒状の第２突出部６３Ｃとから構成されている。更に、ハウジング６Ｃは、第１突出部６１Ｃの先端部に内径側に突出形成された取付爪部６２Ｃを備えている。
ここで、電極基板３Ｃは、図１０（ａ）に示すように、円筒形状の薄板の基板３０Ｃの内周面上に、円周方向に沿って等間隔に設けられた複数の対向電極３１を備えている。
また、エレクトレット基板４Ｃは、図１０（ｂ）に示すように、基板３０Ｃよりも小径の円筒形状の薄板の基板４０Ｃの外周面上に、円周方向に沿って等間隔に設けられた複数のエレクトレット電極４１を備えている。なお、電極基板３Ｃとエレクトレット基板４Ｃの径寸法は、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂとの対向面間距離Ｌがラジアル軸受２Ｃの予め設計した静止時の距離となるように設計されている。
【００４０】
そして、第３の転がり軸受装置１Ｃは、図９に示すように、円筒形状のエレクトレット基板４Ｃが、内輪２１Ｃの外周面における転動体２２よりもハウジング６Ｃ側に、嵌合、接着、締結等の慣用の固定方法によって固定されている。更に、円筒形状の電極基板３Ｃが、ハウジング６Ｃの第２突出部６３Ｃの内周面におけるエレクトレット基板４Ｃと対面する位置に、嵌合、接着、締結等の慣用の固定方法によって固定されている。
ここで、第３の転がり軸受装置１Ｃは、第２突出部６３Ｃと内輪２１Ｃとの間の間隔が、電極基板３Ｃとエレクトレット基板４Ｃとを配設した場合に、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂとが、予め設計した間隔（エアギャップ）を空けて対面するように構成されている。
【００４１】
なお、電極基板３Ｃを、内輪２１Ｃの外周面における転動体２２よりもハウジング６Ｃ側に固定し、エレクトレット基板４Ｃを、第２突出部６３Ｃの内周面における電極基板３Ｃと対向する位置に固定する構成としてもよい。
以上の構成によって、第３の転がり軸受装置１Ｃは、内輪２１Ｃが静止している状態では、静電誘導によって対向電極３１とエレクトレット電極４１との間で電気を蓄えることができる。一方、内輪２１Ｃが回転することでエレクトレット基板４Ｃが回転し、エレクトレット基板４Ｃと電極基板３Ｃとが対面した状態で相対的に回転運動を行う。この回転運動によって、電荷の移動が発生し電気を取り出すこと（発電）が可能となる。
【００４２】
また、基板３０Ｃ及び基板４０Ｃの材料は、上記第１実施形態の基板３０及び基板４０と同様の材料を用いることが可能である。
次に、電極基板３Ｃの対向電極３１と、エレクトレット基板４ＣのＥＬＣ膜４１ｂとの間の対向面間距離Ｌについて説明する。
第２実施形態でも上記第１実施形態と同様の趣旨から、第３の転がり軸受装置１Ｃを、ラジアル軸受２Ｃの回転時のラジアル方向の振れによる対向面間距離Ｌの変化を、「２０μｍ≦ｄmin」かつ「ｄmax≦７０μｍ」に抑える回転振れ精度を有する等級のラジアル軸受２Ｃから構成している。
【００４３】
また、第２実施形態でも上記第１実施形態と同様の趣旨から、電極基板３Ｃの対向電極３１のスラスト方向の幅を、回転によるスラスト方向の振れ幅分だけエレクトレット基板４ＣのＥＬＣ膜４１ｂの幅よりも長い寸法に構成している。
更に、第３の転がり軸受装置１Ｃは、図９に示すように、ハウジング６Ｃの第２突出部６３Ｂと内輪２１Ｃとの間の隙間を密封するように設けられた、黒鉛や導電性樹脂等の導電性材料から形成された導電性シール７０Ｃを備えている。加えて、第３の転がり軸受装置１Ｃは、外輪２０と内輪２１Ｃとのハウジング６Ｃとは反対側の端部間の隙間を密封するように設けられた非導電性シール８０を備えている。
【００４４】
また、第２実施形態において、外輪２０、内輪２１Ｃ及びハウジング６Ｃは導電性の金属材料から構成されている。従って、ハウジング６Ｃと内輪２１Ｃとは、導電性シール７０Ｃを介して電気的に接続される。
第３の転がり軸受装置１Ｃは、更に、電極基板３Ｃの対向電極３１と、エレクトレット基板４Ｃのエレクトレット電極４１とを回路基板５上に設けられた負荷５０と接続するための配線５１Ｃ〜５２Ｃを備えている。
配線５１Ｃは、ハウジング６Ｃと負荷５０の電源供給端又はグランド端のうちの一端とを電気的に接続する配線であり、配線５２Ｃは、負荷５０の電源供給端又はグランド端のうちの他端と対向電極３１とを電気的に接続する配線である。
【００４５】
これら導電性シール７０Ｃ及び配線５１Ｃ〜５２Ｃによって、エレクトレット電極４１が導電性シール７０Ｃ及び配線５１Ｃを介して負荷５０の電源供給端又はグランド端のうちの一端と通電し、対向電極３１が配線５２Ｃを介して負荷５０の電源供給端又はグランド端のうちの他端と通電する。
ここで、第２実施形態において、導電性シール７０Ｃと、配線５１Ｃ〜５２Ｃとから、対向電極３１とエレクトレット電極４１とを負荷５０と接続するための回路が構成されている。
【００４６】
（動作）
第２実施形態の第３の転がり軸受装置１Ｃは、ラジアル軸受２Ｃの支持する回転軸（不図示）が回転することで内輪２１Ｃが回転し、この回転に伴ってエレクトレット基板４Ｃが回転する。これにより、ハウジング６Ｃの第２突出部６３Ｃに設けられたエレクトレット基板４Ｃと内輪２１Ｃに設けられた電極基板３Ｃとが対面しつつ回転軸回りに相対的に回転運動を行う。
この相対的な回転運動によって両者の対向する面の重なり面積が変化する。これによって、ＥＬＣ膜４１ｂに帯電された電荷が移動し、導電性シール７０Ｃと、配線５１Ｃ〜５２Ｃとを介して、負荷５０に電流が流れる。
このとき、内輪２１Ｃの回転に伴うラジアル軸受２Ｃのラジアル方向の回転振れによって、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂとの対向面間距離Ｌが変化するが、第２実施形態の第３の転がり軸受装置１Ｃは、対向面間距離Ｌの変化範囲を２０μｍ以上７０μｍ以下の範囲内に抑える回転振れ精度を有する等級のラジアル軸受２Ｃから構成されている。
【００４７】
これにより、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂの２０μｍ未満の距離への接近に伴うクーロン力の影響による回転抵抗の発生、接触による損壊及び放電現象による発電量の減少を防ぐことができる。加えて、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂの７０μｍよりも遠い距離への離間に伴う静電気力の弱まりによる発電量の減少を防ぐことが可能である。
また、内輪２１Ｃの回転に伴うラジアル軸受２Ｃのスラスト方向の振れによって、ＥＬＣ膜４１ｂが、対向電極３１に対してスラスト方向に相対的に移動する。しかし、第２実施形態の第３の転がり軸受装置１Ｃは、スラスト方向の一方向の最大振れ幅ｄ１と他方向の最大振れ幅ｄ２との加算値（ｄ１＋ｄ２）の幅分だけ対向電極のスラスト方向の幅をＥＬＣ膜４１ｂのスラスト方向の幅よりも大きく構成している。
これにより、対向電極３１及びＥＬＣ膜４１ｂのスラスト方向の移動による重なり面積の変化を防止又は低減することが可能となる。その結果、発電量を安定化することが可能となる。
また、第２実施形態の第３の転がり軸受装置１Ｃは、ラジアル軸受２Ｃの転動体２２を、セラミックス等の絶縁材料から構成している。これにより、発電による外輪２０と内輪２１Ｃとの電位差による電食の発生を防止又は低減することが可能となる。
【００４８】
（第３実施形態）
（構成）
次に、第３実施形態に係る第４の転がり軸受装置１Ｄの構成を説明する。
第３実施形態の第４の転がり軸受装置１Ｄは、上記第１及び第２実施形態の第１及び第３の転がり軸受装置１Ａ及び１Ｃに対して、電極基板及びエレクトレット基板の配設構成が異なる。加えて、導電性シールの配設構成、内輪の形状等が異なる。
以下、上記第１及び第２実施形態の第１及び第３の転がり軸受装置１Ａ及び１Ｃと同様の構成部については、同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる構成部について詳細に説明する。
【００４９】
第４の転がり軸受装置１Ｄは、図１１（ａ）及び図１２に示すように、ラジアル軸受２Ｄと、電極基板３Ｄと、エレクトレット基板４Ｄと、回路基板５と、ハウジング６とを含んで構成される。また、図１１（ａ）及び図１２中の一点鎖線は、第４の転がり軸受装置１Ｄが支持する回転軸（不図示）の軸方向を示す線である。
ラジアル軸受２Ｄは、図１１（ｂ）の軸方向断面図及び図１２に示すように、静止輪としての外輪２０と、回転輪としての内輪２１Ｃと、転動体２２と、基板支持部２３とを含んで構成される。
基板支持部２３は、内輪２１Ｄの外周面に円環形状に突出形成されて構成される。
ここで、電極基板３Ｄは、図１３（ａ）に示すように、円筒形状の薄板の基板３０Ｄの内周面上に、円周方向に沿って等間隔に設けられた複数の対向電極３１を備えている。
【００５０】
また、エレクトレット基板４Ｄは、図１３（ｂ）に示すように、基板３０Ｄよりも小径の円筒形状の薄板の基板４０Ｄの外周面上に、円周方向に沿って等間隔に設けられた複数のエレクトレット電極４１を備えている。なお、電極基板３Ｄとエレクトレット基板４Ｄの径寸法は、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂとの対向面間距離Ｌがラジアル軸受２Ｄの予め設計した静止時の距離となるように設計されている。
そして、第４の転がり軸受装置１Ｄは、図１２に示すように、円筒形状のエレクトレット基板４Ｄが、内輪２１Ｃの外周面に設けられた基板支持部２３の外周面に、嵌合、接着、締結等の慣用の固定方法によって固定されている。更に、円筒形状の電極基板３Ｄが、外輪２０の内周面における転動体２２よりもハウジング６側のエレクトレット基板４Ｄと対面する位置に、嵌合、接着、締結等の慣用の固定方法によって固定されている。
【００５１】
この配設構成によって、図１３（ｃ）に示すように、電極基板３Ｄの内側にエレクトレット基板４Ｄが配され、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂとが予め設計した間隔（エアギャップ）を空けて対面する。また、基板支持部２３によって、エレクトレット基板４が外輪２０の近くに配設される。これによって、内輪２１Ｃの近く（例えば、内輪２１Ｃの外周面）に配設するよりも回転速度を上げることが可能となる。
なお、電極基板３Ｄを、基板支持部２３の外周面に固定し、エレクトレット基板４Ｄを、外輪２０の内周面における転動体２２よりもハウジング６側のエレクトレット基板４Ｄと対面する位置に固定する構成としてもよい。
以上の構成によって、第４の転がり軸受装置１Ｄは、内輪２１Ｃが静止している状態では、静電誘導によって対向電極３１とエレクトレット電極４１との間で電気を蓄えることができる。一方、内輪２１Ｃが回転することでエレクトレット基板４Ｄが回転し、エレクトレット基板４Ｄと電極基板３Ｄとが対面した状態で相対的に回転運動を行う。この回転運動によって、電荷の移動が発生し電気を取り出すこと（発電）が可能となる。
【００５２】
次に、電極基板３Ｄの対向電極３１と、エレクトレット基板４ＤのＥＬＣ膜４１ｂとの間の対向面間距離Ｌについて説明する。
第３実施形態でも上記第２実施形態と同様に、第４の転がり軸受装置１Ｄを、ラジアル軸受２Ｄの回転時のラジアル方向の振れによる対向面間距離Ｌの変化を、「２０μｍ≦ｄmin」かつ「ｄmax≦７０μｍ」に抑える回転振れ精度を有する等級のラジアル軸受２Ｃから構成している。
また、第３実施形態でも上記第２実施形態と同様に、電極基板３Ｄの対向電極３１のスラスト方向の幅を、回転によるスラスト方向の振れ幅分だけエレクトレット基板４ＤのＥＬＣ膜４１ｂの幅よりも長い寸法に構成している。
【００５３】
更に、第４の転がり軸受装置１Ｄは、図１２に示すように、ハウジング６と内輪２１Ｃのハウジング６側の端部との間の隙間を密封するように設けられた、黒鉛や導電性樹脂等の導電性材料から形成された導電性シール７０Ｄを備えている。なお、導電性シール７０Ｄは、基板支持部２３の上端側よりも回転速度が低い内輪２１Ｃ側に設けている。
第３実施形態において、外輪２０、内輪２１Ｃ、基板支持部２３及びハウジング６は導電性の金属材料から構成されている。従って、ハウジング６と内輪２１Ｃ及び基板支持部２３とは、導電性シール７０Ｄを介して通電可能に接続される。
【００５４】
第４の転がり軸受装置１Ｄは、更に、電極基板３Ｄの対向電極３１と、エレクトレット基板４Ｄのエレクトレット電極４１とを回路基板５上に設けられた負荷５０と接続するための配線５６〜５８を備えている。
配線５６は、対向電極３１と負荷５０の電源供給端又はグランド端のうちの一端とを電気的に接続する配線であり、配線５７は、負荷５０の電源供給端又はグランド端のうちの他端とハウジング６とを電気的に接続する配線である。また、配線５８は、エレクトレット電極４１と基板支持部２３とを電気的に接続する配線である。
【００５５】
配線５６と配線５７とは、エレクトレット電極４１の帯電状態に応じて接続先が異なり、例えば、エレクトレット電極４１がマイナスに帯電している場合は、配線５６を電源供給端に接続し、配線５７をグランド端に接続する。なお、エレクトレット電極４１がプラスに帯電している場合は逆の接続となる。
従って、これら配線５６〜５８によって、対向電極３１が配線５６を介して負荷５０の電源供給端又はグランド端のうちの一端と通電する。加えて、エレクトレット電極４１が配線５８、基板支持部２３、内輪２１Ｃ、導電性シール７０Ｄ、ハウジング６及び配線５７を介して負荷５０の電源供給端又はグランド端のうちの他端と通電する。
ここで、第３実施形態において、導電性シール７０Ｄと、配線５６〜５８とから、対向電極３１とエレクトレット電極４１とを負荷５０と電気的に接続するための回路が構成されている。
【００５６】
（動作）
第３実施形態の第４の転がり軸受装置１Ｄは、ラジアル軸受２Ｄの支持する回転軸（不図示）が回転することで内輪２１Ｃ及び基板支持部２３が回転し、この回転に伴ってエレクトレット基板４Ｄが回転する。これにより、エレクトレット基板４Ｄのエレクトレット電極４１と外輪２０の内周面に設けられた電極基板３Ｄの対向電極３１とが対面しつつ回転軸回りに相対的に回転運動を行う。
この相対的な回転運動によって両者の対向する面の重なり面積が変化する。これによって、ＥＬＣ膜４１ｂに帯電された電荷が移動し、導電性シール７０Ｄと、配線５６〜５８とを介して、負荷５０に電流が流れる。
このとき、内輪２１Ｃの回転に伴うラジアル軸受２Ｄのラジアル方向の回転振れによって、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂとの対向面間距離Ｌが変化するが、第３実施形態の第４の転がり軸受装置１Ｄは、対向面間距離Ｌの変化範囲を２０μｍ以上７０μｍ以下の範囲内に抑える回転振れ精度を有する等級のラジアル軸受２Ｄから構成されている。
【００５７】
これにより、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂの２０μｍ未満の距離への接近に伴うクーロン力の影響による回転抵抗の発生、接触による損壊及び放電現象による発電量の減少を防ぐことができる。加えて、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂの７０μｍよりも遠い距離への離間に伴う静電気力の弱まりによる発電量の減少を防ぐことが可能である。
また、内輪２１Ｃの回転に伴うラジアル軸受２Ｄのスラスト方向の振れによって、ＥＬＣ膜４１ｂが、対向電極３１に対してスラスト方向に相対的に移動する。しかし、第３実施形態の第４の転がり軸受装置１Ｄは、スラスト方向の一方向の最大振れ幅ｄ１と他方向の最大振れ幅ｄ２との加算値（ｄ１＋ｄ２）の幅分だけ対向電極のスラスト方向の幅をＥＬＣ膜４１ｂのスラスト方向の幅よりも大きく構成している。
【００５８】
これにより、対向電極３１及びＥＬＣ膜４１ｂのスラスト方向の移動による重なり面積の変化を防止又は低減することが可能となる。その結果、発電量を安定化することが可能となる。
また、第３実施形態の第４の転がり軸受装置１Ｄは、基板支持部２３によって、エレクトレット基板４を外輪２０の近くに配設するようにした。これによって、内輪２１Ｃの近くに配設するよりも回転速度を上げることが可能となるので、発電電圧を上げることが可能となる。
また、第３実施形態の第４の転がり軸受装置１Ｄは、ラジアル軸受２Ｄの転動体２２を、セラミックス等の絶縁材料から構成している。これにより、発電による外輪２０と内輪２１Ｃとの電位差による電食の発生を防止又は低減することが可能となる。
【００５９】
（第４実施形態）
（構成）
次に、第４実施形態に係る第５の転がり軸受装置１Ｅの構成を説明する。
第４実施形態の第５の転がり軸受装置１Ｅは、上記第１〜第３実施形態の第１〜第４の転がり軸受装置１Ａ〜１Ｄに対して、ラジアル軸受に代えてスラスト方向の荷重を主に受ける転がり軸受であるスラスト軸受から構成されている点が異なる。加えて、転がり軸受がスラスト軸受となったことで、電極基板及びエレクトレット基板の配設位置等も異なる。
以下、上記第１〜第３実施形態の第１〜第４の転がり軸受装置１Ａ〜１Ｄと同様の構成部については、同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる構成部について詳細に説明する。
【００６０】
第５の転がり軸受装置１Ｅは、図１４に示すように、スラスト軸受９と、電極基板３Ｅと、エレクトレット基板４Ｅと、回路基板５Ｅと、ハウジング６Ｅとを含んで構成される。なお、図１４中の一点鎖線は、第５の転がり軸受装置１Ｅが支持する回転軸（不図示）の軸方向を示す線である。
スラスト軸受９は、図１４に示すように、静止輪としてのハウジング軌道盤９０と、回転輪としての軸軌道盤９１と、ハウジング軌道盤９０及び軸軌道盤９１の間に転動自在に設けられた球状の転動体９２と、該転動体９２を周方向に略等間隔で保持する保持器９３とを含んで構成される。
なお、第４実施形態では、スラスト軸受９を、転動体９２の形状が球状の玉軸受から構成しているが、この構成に限らず、転動体９２の形状が、円錐形状、円筒形状、針状、たる状などのころ軸受から構成してもよい。
【００６１】
更に、軸軌道盤９１には、図１４に示すように、外周面側の下端部に軸方向と直交する方向に突出する環状の鍔部９１ｐが設けられている。
また、第４実施形態では、発電時の軸軌道盤９１及びハウジング軌道盤９０の電位差による電食の発生を防ぐために、転動体９２を、例えば、セラミックス等の絶縁材料から構成している。
また、回路基板５Ｅは、図１４に示すように、円筒形状の基板の内周面上に負荷５０が設けられ、外周面がハウジング６Ｅに、接着、締結等の慣用の方法で固定された構成となっている。
【００６２】
また、第５の転がり軸受装置１Ｅは、図１４に示すように、エレクトレット基板４Ｅが、軸軌道盤９１の外周面に、嵌合、接着、締結等の慣用の固定方法によって固定されている。また、電極基板３Ｅが、図１４に示すように、ハウジング６の内周面における電極基板３Ｅと対面する位置に、接着、締結等の慣用の固定方法によって固定されている。また、ハウジング軌道盤９０は、ハウジング６Ｅを介して固定支持される。
この配設構成によって、図１４に示すように、電極基板３Ｅの内側にエレクトレット基板４Ｅが配され、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂとが予め設計した間隔（エアギャップ）を空けて対面する。
なお、電極基板３Ｅを、軸軌道盤９１の外周面に固定し、エレクトレット基板４Ｅを、ハウジング６の内周面における電極基板３Ｅと対面する位置に固定する構成としてもよい。
【００６３】
次に、電極基板３Ｅ及びエレクトレット基板４Ｅの詳細な構成を説明する。
第４実施形態において、電極基板３Ｅ及びエレクトレット基板４Ｅは、上記第２実施形態の電極基板３Ｃ及びエレクトレット基板４Ｃと基本的に同様の構造を有している（図１０参照）。
即ち、電極基板３Ｅは、円筒形状の薄板の基板３０Ｅの内周面上に、円周方向に沿って等間隔に設けられた複数の対向電極３１を備えている。
また、エレクトレット基板４Ｅは、基板３０Ｅよりも小径の円筒形状の薄板の基板４０Ｅの外周面上に、円周方向に沿って等間隔に設けられた複数のエレクトレット電極４１を備えている。なお、電極基板３Ｅとエレクトレット基板４Ｅの径寸法は、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂとの対向面間距離Ｌがスラスト軸受９の予め設計した静止時の距離となるように設計されている。
【００６４】
上記構成によって、第５の転がり軸受装置１Ｅは、軸軌道盤９１が静止している状態では、対面している対向電極３１とエレクトレット電極４１との間で静電誘導によって電気を蓄えることが可能である。一方、軸軌道盤９１が回転することでエレクトレット基板４Ｅが回転し、エレクトレット基板４Ｅと電極基板３Ｅとが対面した状態で相対的に回転運動を行う。この回転運動によって、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂとの対向面の重なり面積が変化する。この重なり面積の変化によって電荷の移動が発生し電気を取り出すこと（発電）が可能となる。
【００６５】
また、第４実施形態では、上記第１〜第３実施形態と同様の趣旨から、スラスト軸受９の回転時のラジアル方向の振れによる対向面間距離Ｌの最短距離ｄminが「２０μｍ≦ｄmin」となり、かつ、最長距離ｄmaxが「ｄmax≦７０μｍ」となる回転振れ精度を有するスラスト軸受９から、第５の転がり軸受装置１Ｅを構成するようにした。
例えば、静止時の対向面間距離ｄを、「４５μｍ」とした場合に、対向面間距離「４５μｍ」を中心値として、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂとが接近する方向の回転振れ精度及び離間する方向の回転振れ精度が共に２５μｍ以下（即ち、回転時のラジアル方向の回転振れ幅の精度が「５０μｍ」以下）となる等級のスラスト軸受９を用いて第５の転がり軸受装置１Ｅを構成する。
【００６６】
また、電極基板３の対向電極３１と、エレクトレット基板４のＥＬＣ膜４１ｂとの対向面の重なり面積は、スラスト軸受９の回転時のスラスト方向の振れによっても変化する。
軸軌道盤９１の回転による重なり面積の変化に対して、スラスト方向の回転振れによる意図しない重なり面積の変化は発電量を不安定にする要因となる。
そこで、第４実施形態の第５の転がり軸受装置１Ｅは、上記第１〜第３実施形態と同様の趣旨から、電極基板３Ｅの対向電極３１のスラスト方向の幅を、回転によるスラスト方向の振れ幅分だけエレクトレット基板４ＥのＥＬＣ膜４１ｂの幅よりも長い寸法に構成している。
【００６７】
具体的に、上記第１実施形態の図６（ａ）〜（ｃ）において、ラジアル方向をスラスト方向に置き換えた場合と等価である。即ち、ＥＬＣ膜４１ｂのスラスト方向の一方向（図中左方向）の振れ及び対向電極３１のスラスト方向の他方向（図中右方向）の振れによって生じる最大振れ幅ｄ１と、ＥＬＣ膜４１ｂの右方向の振れ及び対向電極３１の左方向の振れによって生じる最大振れ幅ｄ２とを加算した幅「ｄ１＋ｄ２」分だけ対向電極３１のスラスト方向の幅を、ＥＬＣ膜４１ｂのスラスト方向の幅よりも長い寸法に構成している。
【００６８】
更に、第５の転がり軸受装置１Ｅは、図１４に示すように、ハウジング６Ｅと軸軌道盤９１の鍔部９１ｐとの間の隙間を密封するように設けられた、黒鉛や導電性樹脂等の導電性材料から形成された導電性シール７０Ｅを備えている。
第４実施形態において、ハウジング軌道盤９０、軸軌道盤９１及びハウジング６Ｅは導電性の金属材料から構成されている。従って、ハウジング６Ｅと軸軌道盤９１とは、導電性シール７０Ｅを介して通電可能に接続される。
第５の転がり軸受装置１Ｅは、更に、電極基板３Ｅの対向電極３１と、エレクトレット基板４Ｅのエレクトレット電極４１とを回路基板５Ｅ上に設けられた負荷５０と接続するための配線５１Ｅ〜５３Ｅを備えている。
【００６９】
配線５１Ｅは、ハウジング６Ｅと負荷５０の電源供給端又はグランド端のうちの一端とを電気的に接続する配線であり、配線５２Ｅは、負荷５０の電源供給端又はグランド端のうちの他端と対向電極３１とを電気的に接続する配線である。また、配線５３Ｅは、エレクトレット電極４１と軸軌道盤９１とを電気的に接続する配線である。
配線５１Ｅと配線５２Ｅとは、エレクトレット電極４１の帯電状態に応じて接続先が異なり、例えば、エレクトレット電極４１がマイナスに帯電している場合は、配線５１Ｅを電源供給端に接続し、配線５２Ｅをグランド端に接続する。なお、エレクトレット電極４１がプラスに帯電している場合は逆の接続となる。
【００７０】
従って、これら配線５１Ｅ〜５３Ｅによって、エレクトレット電極４１が配線５３Ｅ、導電性シール７０Ｅ、ハウジング６Ｅ及び配線５１Ｅを介して負荷５０の電源供給端又はグランド端のうちの一端と通電し、対向電極３１が配線５２Ｅを介して負荷５０の電源供給端又はグランド端のうちの他端と通電する。
ここで、第４実施形態において、導電性シール７０Ｅと、配線５１Ｅ〜５３Ｅとから、対向電極３１とエレクトレット電極４１とを負荷５０と電気的に接続するための回路が構成されている。
【００７１】
（動作）
第４実施形態の第５の転がり軸受装置１Ｅは、スラスト軸受９の支持する回転軸（不図示）が回転することで軸軌道盤９１が回転し、この回転に伴ってエレクトレット基板４Ｅが回転する。これにより、エレクトレット基板４Ｅのエレクトレット電極４１とハウジング６Ｅの内周面に設けられた電極基板３の対向電極３１とが対面しつつ回転軸回りに相対的に回転運動を行う。
この相対的な回転運動によって両者の対向する面の重なり面積が変化する。これによって、ＥＬＣ膜４１ｂに帯電された電荷が移動し、導電性シール７０Ｅと、配線５１Ｅ〜５３Ｅとを介して、負荷５０に電流が流れる。
このとき、軸軌道盤９１の回転に伴うスラスト軸受９のラジアル方向の回転振れによって、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂとの対向面間距離Ｌが変化するが、第４実施形態の第５の転がり軸受装置１Ｅは、対向面間距離Ｌの変化範囲を２０μｍ以上７０μｍ以下の範囲内に抑える回転振れ精度を有する等級のスラスト軸受９から構成されている。
【００７２】
これにより、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂの２０μｍ未満の距離への接近に伴うクーロン力の影響による回転抵抗の発生、接触による損壊及び放電現象による発電量の減少を防ぐことができる。加えて、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂの７０μｍよりも遠い距離への離間に伴う静電気力の弱まりによる発電量の減少を防ぐことが可能である。
また、軸軌道盤９１の回転に伴うスラスト軸受９のスラスト方向の振れによって、ＥＬＣ膜４１ｂが、対向電極３１に対してラジアル方向に相対的に移動する。しかし、第４実施形態の第５の転がり軸受装置１Ｅは、スラスト方向の一方向の最大振れ幅ｄ１と他方向の最大振れ幅ｄ２との加算値（ｄ１＋ｄ２）の幅分だけ対向電極３１のスラスト方向の幅をＥＬＣ膜４１ｂのスラスト方向の幅よりも大きく構成している。
これにより、対向電極３１及びＥＬＣ膜４１ｂのスラスト方向の移動による重なり面積の変化を防止又は低減することが可能となる。その結果、発電量を安定化することが可能となる。
また、第４実施形態の第５の転がり軸受装置１Ｅは、スラスト軸受９の転動体９２を、セラミックス等の絶縁材料から構成している。これにより、発電によるハウジング軌道盤９０と軸軌道盤９１との電位差による電食の発生を防止又は低減することが可能となる。
【００７３】
（第４実施形態の変形例）
（構成）
次に、第４実施形態の変形例に係る第６の転がり軸受装置１Ｆの構成を説明する。
上記第４実施形態の第５の転がり軸受装置１Ｅは、エレクトレット電極４１を負荷５０の電源供給端又はグランド端のうちの一方と電気的に接続するために導電性シール７０Ｅを用いていた。これに対して、第４実施形態の変形例に係る第６の転がり軸受装置１Ｆは、導電性シール７０Ｅに代えてスリップリングを用いて電気的に接続する点が異なる。
以下、上記第４実施形態の第５の転がり軸受装置１Ｅと同様の構成部については同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる部分のみを詳細に説明する。
第６の転がり軸受装置１Ｆは、図１５に示すように、スラスト軸受９Ｆと、電極基板３Ｅと、エレクトレット基板４Ｅと、回路基板５Ｅと、ハウジング６Ｅと、スリップリング７２とを含んで構成される。
【００７４】
図１５に示すように、スラスト軸受９Ｆは、スリップリング７２を設けるために、上記第４実施形態のスラスト軸受９Ｅのハウジング軌道盤９０及び軸軌道盤９１と比較して、ハウジング軌道盤９０Ｆ及び軸軌道盤９１Ｆのラジアル方向の寸法がハウジング６Ｅ側に長く構成されている。
即ち、第６の転がり軸受装置１Ｆは、図１５に示すように、ハウジング軌道盤９０Ｆと軸軌道盤９１Ｆとを電気的に接続するスリップリング７２が、ハウジング軌道盤９０Ｆの下端面及び軸軌道盤９１Ｆの上端面における転動体９２よりもハウジング６Ｅ側の位置に設けられている。
【００７５】
スリップリング７２は、図１５に示すように、ハウジング軌道盤９０Ｆの下端面に一方の端面が固定された、樹脂材料等の絶縁材料で形成した厚肉の固定電極７２ａと、該固定電極７２ａの他方の端面に設けられた、カーボン等の導電性材料で形成されたバネ要素を内蔵するブラシ７２ｂとを備えている。また、ブラシ７２ｂは、配線５４Ｆを介してハウジング軌道盤９０Ｆと電気的に接続されている。
更に、スリップリング７２は、セラミックス材料や複合樹脂材料等の絶縁材料で製作された円筒状部材７２ｃと、この円筒状部材７２ｃの上端面に設けられた、銅等の導電性を有する金属材料からなる電極リング７２ｄとを備えている。円筒状部材７２ｃは、軸軌道盤９１Ｆの上端にその円周方向に沿って設けられる。また、電極リング７２ｄは、配線５５Ｆを介して軸軌道盤９１Ｆと電気的に接続される。
【００７６】
ブラシ７２ｂは、軸軌道盤９１Ｆと共に回転する電極リング７２ｄを押圧して、ハウジング軌道盤９０Ｆと軸軌道盤９１Ｆとを電気的に接続する。これにより、配線５３Ｅ及びスリップリング７２を介して、エレクトレット電極４１とハウジング軌道盤９０Ｆとが電気的に接続される。
ハウジング軌道盤９０Ｆはハウジング６Ｅと電気的に接続されているため、エレクトレット電極４１は、配線５３Ｅ、軸軌道盤９１Ｆ、スリップリング７２、ハウジング軌道盤９０Ｆ、ハウジング６Ｅ及び配線５１Ｅを介して、負荷５０の電源供給端又はグランド端のうちの一端に電気的に接続される。
【００７７】
一方、対向電極３１は、配線５２Ｅを介して、負荷５０の電源供給端又はグランド端のうちの他端に電気的に接続される。
ここで、第４実施形態の変形例において、スリップリング７２と、配線５１Ｅ〜５３Ｅと、配線５４Ｆ〜５５Ｆとから、対向電極３１とエレクトレット電極４１とを負荷５０に電気的に接続するための回路が構成されている。
以上、第６の転がり軸受装置１Ｆは、上記第４実施形態の第５の転がり軸受装置１Ｅと同様に、ラジアル方向の回転振れによる対向面間距離Ｌの変化範囲を２０μｍ以上７０μｍ以下の範囲内に抑える回転振れ精度を有する等級のスラスト軸受９Ｆから構成している。
【００７８】
これにより、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂの２０μｍ未満の距離への接近に伴うクーロン力の影響による回転抵抗の発生、接触による損壊及び放電現象による発電量の減少を防ぐことができる。加えて、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂの７０μｍよりも遠い距離への離間に伴う静電気力の弱まりによる発電量の減少を防ぐことが可能である。
また、第６の転がり軸受装置１Ｆは、上記第４実施形態の第５の転がり軸受装置１Ｅと同様に、スラスト方向の一方向の最大振れ幅ｄ１と他方向の最大振れ幅ｄ２との加算値（ｄ１＋ｄ２）の幅分だけ対向電極３１のスラスト方向の幅をＥＬＣ膜４１ｂのスラスト方向の幅よりも大きく構成している。
【００７９】
これにより、対向電極３１及びＥＬＣ膜４１ｂのスラスト方向の移動による重なり面積の変化を防止又は低減することが可能となる。その結果、発電量を安定化することが可能となる。
また、第６の転がり軸受装置１Ｆは、上記第４実施形態の第５の転がり軸受装置１Ｅと同様に、スラスト軸受９Ｆの転動体９２を、セラミックス等の絶縁材料から構成している。これにより、発電によるハウジング軌道盤９０Ｆと軸軌道盤９１Ｆとの電位差による電食の発生を防止又は低減することが可能となる。
【００８０】
（第５実施形態）
（構成）
次に、第５実施形態に係る第７の転がり軸受装置１Ｇの構成を説明する。
第５実施形態の第７の転がり軸受装置１Ｇは、上記第４実施形態の第５の転がり軸受装置１Ｅに対して、電極基板及びエレクトレット基板の構成及び配設構成が異なる。加えて、導電性シールの配設構成、ハウジング軌道盤の形状、軸軌道盤の形状、ハウジングの形状等が異なる。
以下、上記第４実施形態の第５の転がり軸受装置１Ｅと同様の構成部については、同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる構成部について詳細に説明する。
【００８１】
第７の転がり軸受装置１Ｇは、図１６に示すように、スラスト軸受９Ｇと、電極基板３Ｇと、エレクトレット基板４Ｇと、回路基板５Ｇと、ハウジング６Ｇとを含んで構成される。また、図１６中の一点鎖線は、第７の転がり軸受装置１Ｇが支持する回転軸（不図示）の軸方向を示す線である。
スラスト軸受９Ｇは、図１６に示すように、静止輪としてのハウジング軌道盤９０Ｇと、回転輪としての軸軌道盤９１Ｇと、転動体９２と、保持器９３と、基板支持部９４とを含んで構成される。
図１６に示すように、軸軌道盤９１Ｇのラジアル方向の長さは、ハウジング軌道盤９０Ｇのラジアル方向の長さよりもハウジング６Ｇ側に長い寸法に構成されている。また、軸軌道盤９１Ｇの内周面と、ハウジング軌道盤９０Ｇの内周面とは同じ面位置となっている。この構成によって、図１６に示すように、軸軌道盤９１Ｇの外周部が、ハウジング軌道盤９０Ｇの外周部よりも突出する。
【００８２】
基板支持部９４は、軸軌道盤９１Ｇの外周面側の上端面に周方向に沿って円筒形状に突出形成されて構成される。
また、回路基板５Ｇは、図１６に示すように、円筒形状の基板の内周面上に負荷５０が設けられ、外周面がハウジング６Ｇに、接着、締結等の周知の方法で固定された構成となっている。
また、第７の転がり軸受装置１Ｇは、図１６に示すように、エレクトレット基板４Ｇが、基板支持部９４の上端面に、接着、締結等の慣用の固定方法によって固定されている。また、電極基板３Ｇが、ハウジング軌道盤９０Ｇの外周面側の下端面におけるエレクトレット基板４Ｇと対面する位置に、嵌合、接着、締結等の慣用の固定方法によって固定されている。
【００８３】
ここで、第７の転がり軸受装置１Ｇは、ハウジング軌道盤９０Ｇの下端面と基板支持部９４の上端面との間の間隔が、電極基板３Ｇとエレクトレット基板４Ｇとを配設した場合に、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂとが、予め設計した間隔（エアギャップ）を空けて対面するように構成されている。また、基板支持部９４によって、エレクトレット基板４Ｇがハウジング軌道盤９０Ｇの近くに配設される。これによって、軸軌道盤９１Ｇの近く（例えば上端面）に配設するよりも回転速度を上げることが可能となる。
なお、電極基板３Ｇを、基板支持部９４の上端面に固定し、エレクトレット基板４Ｇを、ハウジング軌道盤９０Ｇの外周面側の下端面における電極基板３Ｇと対面する位置に固定する構成としてもよい。
【００８４】
次に、電極基板３Ｇ及びエレクトレット基板４Ｇの詳細な構成を説明する。
第５実施形態において、電極基板３Ｇ及びエレクトレット基板４Ｇは、上記第１実施形態の電極基板３及びエレクトレット基板４と基本的に同様の構造を有している（図４参照）。
即ち、電極基板３Ｇは、円環形状の薄板の基板３０Ｇの一方の面上に、円周方向に沿って等間隔に設けられた複数の対向電極３１を備えている。
また、エレクトレット基板４Ｇは、円環形状の薄板の基板４０Ｇの対向電極３１と対面する側の面上に、円周方向に沿って等間隔に設けられた複数のエレクトレット電極４１を備えている。
【００８５】
上記構成によって、第７の転がり軸受装置１Ｇは、軸軌道盤９１Ｇが静止している状態では、対面している対向電極３１とエレクトレット電極４１との間で静電誘導によって電気を蓄えることが可能である。一方、軸軌道盤９１Ｇが回転することでエレクトレット基板４Ｇが回転し、エレクトレット基板４Ｇと電極基板３Ｇとが対面した状態で相対的に回転運動を行う。この回転運動によって、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂとの対向面の重なり面積が変化する。この重なり面積の変化によって電荷の移動が発生し電気を取り出すこと（発電）が可能となる。
【００８６】
次に、電極基板３Ｇの対向電極３１と、エレクトレット基板４ＧのＥＬＣ膜４１ｂとの間の対向面間距離Ｌについて説明する。
第５実施形態でも上記第４実施形態と同様の趣旨から、スラスト軸受９Ｇの回転時のスラスト方向の振れによる対向面間距離Ｌの最短距離ｄminが「２０μｍ≦ｄmin」となり、かつ、最長距離ｄmaxが「ｄmax≦７０μｍ」となる回転振れ精度を有する等級のスラスト軸受９Ｇから、第７の転がり軸受装置１Ｇを構成している。
また、第５実施形態でも上記第４実施形態と同様の趣旨から、電極基板３Ｇの対向電極３１のラジアル方向の幅を、回転によるラジアル方向の振れ幅分だけエレクトレット基板４ＧのＥＬＣ膜４１ｂの幅よりも長い寸法に構成している。
【００８７】
更に、第７の転がり軸受装置１Ｇは、図１６に示すように、ハウジング６Ｇと軸軌道盤９１Ｇとの間の隙間を密封するように設けられた、黒鉛や導電性樹脂等の導電性材料から形成された導電性シール７０Ｇを備えている。なお、導電性シール７０Ｇは、基板支持部９４の上端側よりも回転速度が低い軸軌道盤９１Ｇ側に設けている。
また、第５実施形態において、ハウジング軌道盤９０Ｇ、軸軌道盤９１Ｇ、基板支持部９４及びハウジング６Ｇは導電性の金属材料から構成されている。従って、ハウジング６Ｇと軸軌道盤９１Ｇとは、導電性シール７０Ｇを介して電気的に接続される。
【００８８】
第７の転がり軸受装置１Ｇは、更に、電極基板３Ｇの対向電極３１と、エレクトレット基板４Ｇのエレクトレット電極４１とを回路基板５Ｇ上に設けられた負荷５０と接続するための配線５６Ｇ〜５８Ｇを備えている。
配線５６Ｇは、対向電極３１と負荷５０の電源供給端又はグランド端のうちの一端とを電気的に接続する配線であり、配線５７Ｇは、負荷５０の電源供給端又はグランド端のうちの他端とハウジング６Ｇとを電気的に接続する配線である。また、配線５８Ｇは、エレクトレット電極４１と基板支持部９４とを電気的に接続する配線である。
【００８９】
配線５６Ｇと配線５７Ｇとは、エレクトレット電極４１の帯電状態に応じて接続先が異なり、例えば、エレクトレット電極４１がマイナスに帯電している場合は、配線５６Ｇを電源供給端に接続し、配線５７Ｇをグランド端に接続する。なお、エレクトレット電極４１がプラスに帯電している場合は逆の接続となる。
従って、これら配線５６Ｇ〜５８Ｇによって、対向電極３１が配線５６Ｇを介して負荷５０の電源供給端又はグランド端のうちの一端と通電する。加えて、エレクトレット電極４１が配線５８Ｇ、基板支持部９４、軸軌道盤９１Ｇ、導電性シール７０Ｇ及び配線５７Ｇを介して負荷５０の電源供給端又はグランド端のうちの他端と通電する。
ここで、第５実施形態において、導電性シール７０Ｇと、配線５６Ｇ〜５８Ｇとから、対向電極３１とエレクトレット電極４１とを負荷５０と電気的に接続するための回路が構成されている。
【００９０】
（動作）
第５実施形態の第７の転がり軸受装置１Ｇは、スラスト軸受９Ｇの支持する回転軸（不図示）が回転することで軸軌道盤９１Ｇが回転し、この回転に伴ってエレクトレット基板４Ｇが回転する。これにより、基板支持部９４の上端面に設けられたエレクトレット基板４Ｇとハウジング軌道盤９０Ｇに設けられた電極基板３Ｇとが対面しつつ回転軸回りに相対的に回転運動を行う。
この相対的な回転運動によっ対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂとの対向する面の重なり面積が変化する。これによって、ＥＬＣ膜４１ｂに帯電された電荷が移動し、導電性シール７０Ｇと、配線５６Ｇ〜５８Ｇとを介して、負荷５０に電流が流れる。
このとき、軸軌道盤９１Ｇの回転に伴うスラスト軸受９Ｇのスラスト方向の回転振れによって、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂとの対向面間距離Ｌが変化するが、第５実施形態の第７の転がり軸受装置１Ｇは、対向面間距離Ｌの変化範囲を２０μｍ以上７０μｍ以下の範囲内に抑える回転振れ精度を有する等級のスラスト軸受９Ｇから構成されている。
【００９１】
これにより、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂの２０μｍ未満の距離への接近に伴うクーロン力の影響による回転抵抗の発生、接触による損壊及び放電現象による発電量の減少を防ぐことができる。加えて、対向電極３１とＥＬＣ膜４１ｂの７０μｍよりも遠い距離への離間に伴う静電気力の弱まりによる発電量の減少を防ぐことが可能である。
また、軸軌道盤９１Ｇの回転に伴うスラスト軸受９Ｇのラジアル方向の振れによって、ＥＬＣ膜４１ｂが、対向電極３１に対してラジアル方向に相対的に移動する。しかし、第５実施形態の第７の転がり軸受装置１Ｇは、ラジアル方向の一方向の最大振れ幅ｄ１と他方向の最大振れ幅ｄ２との加算値（ｄ１＋ｄ２）分だけ対向電極のラジアル方向の幅をＥＬＣ膜４１ｂのラジアル方向の幅よりも大きく構成している。
【００９２】
これにより、対向電極３１及びＥＬＣ膜４１ｂのラジアル方向の移動による重なり面積の変化を防止又は低減することが可能となる。その結果、発電量を安定化することが可能となる。
また、第５実施形態の第７の転がり軸受装置１Ｇは、基板支持部９４によって、エレクトレット基板４Ｇをハウジング軌道盤９０Ｇの近くに配設するようにした。これによって、軸軌道盤９１Ｇの近くに配設するよりも回転速度を上げることが可能となるので、発電電圧を上げることが可能となる。
また、第５実施形態の第７の転がり軸受装置１Ｇは、スラスト軸受９Ｇの転動体９２を、セラミックス等の絶縁材料から構成している。これにより、発電によるハウジング軌道盤９０Ｇと軸軌道盤９１Ｇとの電位差による電食の発生を防止又は低減することが可能となる。
【００９３】
（変形例）
（１）上記第１〜第５実施形態では、対向電極３１及びＥＬＣ膜４１ｂの対向面間距離Ｌの変化方向と直交する方向（スラスト方向又はラジアル方向）の幅を、ＥＬＣ膜４１ｂの幅よりも対向電極３１の幅の方を回転による振れ幅分だけ長くする構成とした。この構成に限らず、ＥＬＣ膜４１ｂの上記直交する方向の幅を対向電極３１の幅よりも回転による振れ幅分だけ長くする構成としてもよい。
（２）上記第１〜第５実施形態では、電極基板及びエレクトレット基板を、転がり軸受の内輪（又は軸軌道盤）、外輪（又はハウジング軌道盤）及びハウジングのいずれかに設ける構成とした。この構成に限らず、例えば、スラスト軸受の場合、電極基板又はエレクトレット基板を保持器に設ける等、発電が可能な範囲で他の構成としてもよい。
（３）上記第１〜第５実施形態では、内輪（又は軸軌道盤）及び外輪（又はハウジング軌道盤）との間の電気的接続を確保するために、導電性シール又はスリップリングを用いる構成とした。この構成に限らず、例えば、内輪（又は軸軌道盤）又は外輪（又はハウジング軌道盤）のいずれか一方に、いずれか他方と相対回転可能に接触する導電性のブラシを設ける構成など他の構成としてもよい。
【００９４】
（４）上記第１〜第３実施形態では、転がり軸受の外輪に設けられた溝に、ハウジングに設けられた取付爪部を嵌め込むことでハウジングを転がり軸受に取り付ける構成としたが、この構成に限らない。例えば、図１７（ｃ）に示す取付構成としてもよい。具体的に、図１７（ａ）の軸方向断面図に示すように、転がり軸受装置を構成するラジアル軸受の外輪の外周面に取付段差部２４を設ける。一方、図１７（ｂ）の軸方向断面図に示すように、転がり軸受装置を構成するハウジングを、円環形状の底部６０と、底部６０の外径側端部に軸方向に突出形成された円筒状の突出部６１とを備えるハウジング６Ｅから構成する。このハウジング６Ｅは、上記第１実施形態のハウジング６から取付爪部６２を無くした形状となる。また、このハウジング６Ｅ（突出部６１）の内径は、取付段差部２４の外径よりもわずかに小さく構成する。そして、図１７（ｃ）に示すように、取付段差部２４の外周面にハウジング６Ｅの突出部６１を外側から嵌め込むことで、わずかに小さな内径の突出部６１の弾性力によって、ハウジング６Ｅを転がり軸受の外輪に固定支持することができる。
【００９５】
また、上記各実施形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、上記の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。また、上記の説明で用いる図面は、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
また、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９６】
１Ａ〜１Ｇ  第１〜第７の転がり軸受装置、２，２Ｃ，２Ｄ  ラジアル軸受、３，３Ｃ〜３Ｇ  電極基板、４，４Ｃ〜４Ｇ  エレクトレット基板、５，５Ｅ，５Ｇ  回路基板、６，６Ｃ，６Ｅ，６Ｇ  ハウジング、９，９Ｆ，９Ｇ  スラスト軸受、２０  外輪、２１，２１Ｃ  内輪、２２，９２  転動体、２３，９３  基板支持部、３１  対向電極、４１  エレクトレット電極、５０  負荷、７０，７０Ｃ，７０Ｅ，７０Ｇ  導電性シール、９０，９０Ｆ，９０Ｇ  ハウジング軌道盤、９１，９１Ｆ，９１Ｇ  軸軌道盤
【図１】
0006372306.tif 000002
【図２】
0006372306.tif 000003
【図３】
0006372306.tif 000004
【図４】
0006372306.tif 000005
【図５】
0006372306.tif 000006
【図６】
0006372306.tif 000007
【図７】
0006372306.tif 000008
【図８】
0006372306.tif 000009
【図９】
0006372306.tif 000010
【図１０】
0006372306.tif 000011
【図１１】
0006372306.tif 000012
【図１２】
0006372306.tif 000013
【図１３】
0006372306.tif 000014
【図１４】
0006372306.tif 000015
【図１５】
0006372306.tif 000016
【図１６】
0006372306.tif 000017
【図１７】
0006372306.tif 000018