(57)【要約】【課題】電力供給システムの寿命や信頼性を向上させることができる、静電駆動スイッチ等を提供すること。【解決手段】受電体２０Ａに電力供給を行うための送電体１０Ａに配置された静電駆動スイッチであり、電源から供給された電力を受電体２０Ａの受電電極に対向配置された送電体１０Ａの送電電極に対して供給するために、電源と送電電極との接続状態を切り替える静電駆動スイッチであって、移動可能なエレクトレット板と、送電電極に接続される静電端子１３ｄと、電源の第１極１１ａに接続された第１電源端子１３ｅ１と、電源の第２極１１ｂに接続された第２電源端子１３ｅ２とを備える。【選択図】図１０
2012119160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受電体に電力供給を行うための送電体に配置された静電駆動スイッチであり、電源から供給された電力を前記受電体の受電電極に対向配置された前記送電体の送電電極に対して供給するために、前記電源と前記送電電極との接続状態を切り替えるための静電駆動スイッチであって、
可動空間を挟んで相互に対向する第１位置と第２位置とを結ぶ可動方向に沿って当該可動空間の内部で移動可能なエレクトレット板であり、前記第１位置に近接する側の第１側面が正電荷に帯電されると共に前記第２位置に近接する側の第２側面が負電荷に帯電されたものであって、あるいは、前記第１位置に近接する側の第１側面が正電荷又は負電荷の一方に帯電されると共に前記第２位置に近接する側の第２側面が非帯電とされたものであって、前記第１側面及び前記第２側面に導電層が形成されたエレクトレット板と、
前記第１位置と前記第２位置とに配置された端子であって、前記送電電極に接続される静電端子と、
前記第１位置において前記静電端子とは間隔を隔てて配置された電極であって、電源の第１極に接続された第１電源端子と、
前記第２位置において前記静電端子とは間隔を隔てて配置された電極であって、電源の第２極に接続された第２電源端子と、
前記エレクトレット板における前記静電端子、前記第１電源端子、及び前記第２電源端子に対向する面に配置され、あるいは、前記静電端子、前記第１電源端子、及び前記第２電源端子における前記エレクトレット板に対向する面に配置された、絶縁層とを備え、
前記受電電極に帯電させた静電荷により前記送電電極を介して前記静電端子に生じた静電荷によって、前記エレクトレット板を前記可動方向に沿って駆動させることにより、前記第１電源端子又は前記第２電源端子のいずれか一方を前記導電層及び前記絶縁層を介して前記静電端子に電界結合可能に近接又は接触させる、
静電駆動スイッチ。
【請求項２】
受電体に電力供給を行うための送電体に配置された静電駆動スイッチであり、電源から供給された電力を前記受電体の受電電極に対向配置された前記送電体の送電電極に対して供給するために、前記電源と前記送電電極との接続状態を切り替える静電駆動スイッチであって、
可動空間を挟んで相互に対向する第１位置と第２位置とを結ぶ可動方向に沿って当該可動空間の内部で移動可能なエレクトレット板であり、前記第１位置に近接する側の第１側面が正電荷に帯電されると共に前記第２位置に近接する側の第２側面が負電荷に帯電されたものであって、あるいは、前記第１位置に近接する側の第１側面が正電荷又は負電荷の一方に帯電されると共に前記第２位置に近接する側の第２側面が非帯電とされたものであって、前記第１側面及び前記第２側面に導電層が形成されたエレクトレット板と、
前記第１位置と前記第２位置とに配置された端子であって、前記送電電極に接続される静電端子と、
前記第１位置において前記静電端子とは間隔を隔てて配置された電極であって、電源の第１極に接続された第１電源端子と、
前記第２位置において前記静電端子とは間隔を隔てて配置された電極であって、電源の第２極に接続された第２電源端子とを備え、
前記受電電極に帯電させた静電荷により前記送電電極を介して前記静電端子に生じた静電荷によって、前記エレクトレット板を前記可動方向に沿って駆動させることにより、前記第１電源端子又は前記第２電源端子のいずれか一方を前記導電層を介して前記静電端子に接続する、
静電駆動スイッチ。
【請求項３】
前記静電端子の形状と、当該静電端子と同一位置に配置された前記第１電源端子又は前記第２電源端子の形状とを、当該静電端子と前記エレクトレット板との相互間に生じる吸引力又は反発力が、前記エレクトレット板の各部に対して均等に生じる形状とすることにより、前記エレクトレット板を前記可動方向に沿って平行移動可能とした、
請求項１又は２に記載の静電駆動スイッチ。
【請求項４】
前記静電端子の形状と、当該静電端子と同一位置に配置された前記第１電源端子又は前記第２電源端子の形状とを、前記可動方向に沿って直交する面内において相互に間隔を隔てて噛み合う櫛形状又は渦巻き状に形成した、
請求項３に記載の静電駆動スイッチ。
【請求項５】
受電体に電力供給を行うための送電体であって、
請求項１から４のいずれか一項に記載の静電駆動スイッチを複数備え、
前記複数の静電駆動スイッチの各々における前記静電端子に接続される送電電極であって、前記受電体に設けた複数の受電電極に対して対向配置される複数の送電電極を備える、
送電体。
【請求項６】
電源、複数の静電駆動スイッチ、及び複数の送電電極を備えた送電体であって、前記複数の送電電極の各々に誘引された静電荷の極性に応じて前記静電駆動スイッチを駆動させることで前記電源と前記複数の送電電極との接続状態を切り替える送電体から、電力供給を受ける受電体であって、
前記送電体に設けた前記複数の送電電極に対して対向配置される複数の受電電極と、
前記複数の受電電極のうち、少なくとも一つに正電荷を誘引させた状態を維持すると共に、少なくとも他の一つに負電荷を誘引させた状態を維持する極性維持手段とを備え、
前記極性維持手段にて前記受電電極に誘引させた静電荷の極性に応じた静電荷を、当該受電電極に対向配置された前記送電電極に誘引させることで、前記静電駆動スイッチを駆動させる、
受電体。
【請求項７】
前記極性維持手段は、前記複数の受電電極の少なくとも一つに設けられたものであって、前記受電電極に近接する側の側面が正電荷又は負電荷のいずれか一方に帯電されると共に前記受電電極から離れた側の側面が正電荷又は負電荷のいずれか他方に帯電され、あるいは、前記第１位置に近接する側の第１側面が正電荷又は負電荷の一方に帯電されると共に前記第２位置に近接する側の第２側面が非帯電とされたエレクトレット板を備える、
請求項６に記載の受電体。
【請求項８】
送電体から受電体を介して所定の負荷に電力を供給するための電力供給システムであって、
請求項５に記載の送電体と、
請求項６又は７に記載の受電体とを備え、
前記送電体の送電電極と前記受電体の受電電極とを、相互に直接接触させることによって当該送電電極から当該受電電極に電力供給を行い、あるいは、相互に非接触状に対向配置させることによって構成されたコンデンサを介して、直列共振、並列共振又はアクティブキャパシタンス方式により電力供給を行う、
電力供給システム。
【請求項９】
前記送電体の送電電極と前記受電体の受電電極の各々の電力給電面の面積を、複数の前記送電電極に対して一つの前記受電電極が同時に対向配置可能となる面積とし、
前記受電体の複数の受電電極の相互間隔を、前送電体の複数の送電電極の各々の電力給電面の幅より大きくした、
請求項８に記載の電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、各種の負荷に対して電力供給を行うための電力供給システムと、そのための静電駆動スイッチ、送電体、及び受電体とに関する。
【背景技術】
【０００２】
送電体から受電体を介して各種の負荷に対して電力供給を行うための電力供給システムは、一般に、電力供給時における送電体と受電体との相互に接触状態に応じて、接触式の電力供給システムと、非接触式の電力供給システムとに大別できる。
【０００３】
接触式の電力供給システムは、例えば、床下に送電体を配置すると共に、床上に受電体を配置して構成されており、床面上に露出させた送電体の送電電極に対して、受電体の受電電極を上方から直接接触させることで、送電体から受電体に電力供給を行う。
【０００４】
一方、非接触式の電力供給システムとしては、本願発明者等によって提案されているシステムがある（例えば、直列共振を使用したものは特許文献１、並列共振使用したものは特許文献２を参照）。この非接触式の電力供給システムは、床下に送電体（固定体）を配置すると共に、床上に受電体（可動体）を配置して構成されており、送電体の送電電極と受電体の受電電極とを、境界面を挟んで相互に非接触状に対向させることでコンデンサを構成し、このコンデンサを含んだ直列共振回路や並列共振回路を形成して、送電体から受電体へ電力供給を行うことが可能になっている。
【０００５】
このような従来の電力供給システムにおける共通の課題として、送電体に対する受電体の配置の自由度を向上させること（フリーポジション化）がある。例えば、送電体に送電電極としての正極と負極とを固定的な位置に設けると共に、受電体に受電電極としての正極と負極とを固定的な位置に設けた場合を想定する。この場合には、正極側の送電電極と負極側の受電電極とが対向し、かつ、負極側の送電電極と正極側の受電電極とが対向するように、送電体に対して受電体を配置する必要が生じ、これに対して逆向きで受電体を配置した場合には電力供給を行うことができず、送電体に対する受電体の配置の自由度が低下してしまう。そこで、この問題を解消するため、送電体における送電電極の極性や、受電体における受電電極の極性を、送電体に対する受電体の配置向きに応じた極性に自動的に切り替え可能とすることで、この配置向きに関わらず電力供給を行うことを可能として、送電体に対する受電体の配置の自由度を向上させることが求められる。
【０００６】
このように送電電極の極性や受電電極の極性を自動的に切り替え可能とするため、従来、切替スイッチが用いられていた。例えば、上述の特許文献２に記載の電力供給システムでは、受電体（可動体）に複数の切替スイッチを設け、この切替スイッチに設けた永久磁石の磁力を利用して可動接点を動作させることで、受電体の極性を切り替えていた（例えば、特許文献２の段落００８０〜００８１及び図８参照）。また、このような切替スイッチとして、カンチレバーのばね力を利用して動作を行なうマイクロスイッチを利用することも提案されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−０８９５２０号
【特許文献２】特開２０１０−１９３６９２号
【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、このような従来の電力供給システムは、送電電極の極性や受電電極の極性を自動的に切り替え可能とするために、機械的動作を伴う切替スイッチを用いていたので、電力供給システムの寿命や信頼性に懸念があった。すなわち、可動接点やカンチレバーの如き部材変形を伴う機械的動作の動作回数が大きくなった場合には、これら可動接点やカンチレバーに部材変形に起因する金属疲労が生じるため、応力破壊を招いたり、カンチレバーのばね力が低下してスイッチ動作が不安定になるという問題があった。また、可動接点やカンチレバーによる接触通電により電力供給を行った場合には、通電に伴って発生する熱等の影響を受けて可動接点やカンチレバーが溶着して離れなくなるという問題があった。
【０００９】
そこで本発明は、電力供給システムの寿命や信頼性を向上させることができる、静電駆動スイッチ、送電体、受電体、及び電力供給システム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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に記載の静電駆動スイッチは、受電体に電力供給を行うための送電体に配置された静電駆動スイッチであり、電源から供給された電力を前記受電体の受電電極に対向配置された前記送電体の送電電極に対して供給するために、前記電源と前記送電電極との接続状態を切り替えるための静電駆動スイッチであって、可動空間を挟んで相互に対向する第１位置と第２位置とを結ぶ可動方向に沿って当該可動空間の内部で移動可能なエレクトレット板であり、前記第１位置に近接する側の第１側面が正電荷に帯電されると共に前記第２位置に近接する側の第２側面が負電荷に帯電されたものであって、あるいは、前記第１位置に近接する側の第１側面が正電荷又は負電荷の一方に帯電されると共に前記第２位置に近接する側の第２側面が非帯電とされたものであって、前記第１側面及び前記第２側面に導電層が形成されたエレクトレット板と、前記第１位置と前記第２位置とに配置された端子であって、前記送電電極に接続される静電端子と、前記第１位置において前記静電端子とは間隔を隔てて配置された電極であって、電源の第１極に接続された第１電源端子と、前記第２位置において前記静電端子とは間隔を隔てて配置された電極であって、電源の第２極に接続された第２電源端子と、前記エレクトレット板における前記静電端子、前記第１電源端子、及び前記第２電源端子に対向する面に配置され、あるいは、前記静電端子、前記第１電源端子、及び前記第２電源端子における前記エレクトレット板に対向する面に配置された、絶縁層とを備え、前記受電電極に帯電させた静電荷により前記送電電極を介して前記静電端子に生じた静電荷によって、前記エレクトレット板を前記可動方向に沿って駆動させることにより、前記第１電源端子又は前記第２電源端子のいずれか一方を前記導電層及び前記絶縁層を介して前記静電端子に電界結合可能に近接又は接触させる。
【００１１】
また、請求項２に記載の静電駆動スイッチは、受電体に電力供給を行うための送電体に配置された静電駆動スイッチであり、電源から供給された電力を前記受電体の受電電極に対向配置された前記送電体の送電電極に対して供給するために、前記電源と前記送電電極との接続状態を切り替える静電駆動スイッチであって、可動空間を挟んで相互に対向する第１位置と第２位置とを結ぶ可動方向に沿って当該可動空間の内部で移動可能なエレクトレット板であり、前記第１位置に近接する側の第１側面が正電荷に帯電されると共に前記第２位置に近接する側の第２側面が負電荷に帯電されたものであって、あるいは、前記第１位置に近接する側の第１側面が正電荷又は負電荷の一方に帯電されると共に前記第２位置に近接する側の第２側面が非帯電とされたものであって、前記第１側面及び前記第２側面に導電層が形成されたエレクトレット板と、前記第１位置と前記第２位置とに配置された端子であって、前記送電電極に接続される静電端子と、前記第１位置において前記静電端子とは間隔を隔てて配置された電極であって、電源の第１極に接続された第１電源端子と、前記第２位置において前記静電端子とは間隔を隔てて配置された電極であって、電源の第２極に接続された第２電源端子とを備え、前記受電電極に帯電させた静電荷により前記送電電極を介して前記静電端子に生じた静電荷によって、前記エレクトレット板を前記可動方向に沿って駆動させることにより、前記第１電源端子又は前記第２電源端子のいずれか一方を前記導電層を介して前記静電端子に接続する。
【００１２】
また、請求項３に記載の静電駆動スイッチは、請求項１又は２に記載の静電駆動スイッチにおいて、前記静電端子の形状と、当該静電端子と同一位置に配置された前記第１電源端子又は前記第２電源端子の形状とを、当該静電端子と前記エレクトレット板との相互間に生じる吸引力又は反発力が、前記エレクトレット板の各部に対して均等に生じる形状とすることにより、前記エレクトレット板を前記可動方向に沿って平行移動可能とした。
【００１３】
また、請求項４に記載の静電駆動スイッチは、請求項３に記載の静電駆動スイッチにおいて、前記静電端子の形状と、当該静電端子と同一位置に配置された前記第１電源端子又は前記第２電源端子の形状とを、前記可動方向に沿って直交する面内において相互に間隔を隔てて噛み合う櫛形状又は渦巻き状に形成した。
【００１４】
また、請求項５に記載の送電体は、受電体に電力供給を行うための送電体であって、請求項１から４のいずれか一項に記載の静電駆動スイッチを複数備え、前記複数の静電駆動スイッチの各々における前記静電端子に接続される送電電極であって、前記受電体に設けた複数の受電電極に対して対向配置される複数の送電電極を備える。
【００１５】
また、請求項６に記載の受電体は、電源、複数の静電駆動スイッチ、及び複数の送電電極を備えた送電体であって、前記複数の送電電極の各々に誘引された静電荷の極性に応じて前記静電駆動スイッチを駆動させることで前記電源と前記複数の送電電極との接続状態を切り替える送電体から、電力供給を受ける受電体であって、前記送電体に設けた前記複数の送電電極に対して対向配置される複数の受電電極と、前記複数の受電電極のうち、少なくとも一つに正電荷を誘引させた状態を維持すると共に、少なくとも他の一つに負電荷を誘引させた状態を維持する極性維持手段とを備え、前記極性維持手段にて前記受電電極に誘引させた静電荷の極性に応じた静電荷を、当該受電電極に対向配置された前記送電電極に誘引させることで、前記静電駆動スイッチを駆動させる。
【００１６】
また、請求項７に記載の受電体は、請求項６に記載の受電体において、前記極性維持手段は、前記複数の受電電極の少なくとも一つに設けられたものであって、前記受電電極に近接する側の側面が正電荷又は負電荷のいずれか一方に帯電されると共に前記受電電極から離れた側の側面が正電荷又は負電荷のいずれか他方に帯電され、あるいは、前記第１位置に近接する側の第１側面が正電荷又は負電荷の一方に帯電されると共に前記第２位置に近接する側の第２側面が非帯電とされたエレクトレット板を備える。
【００１７】
また、請求項８に記載の電力供給システムは、送電体から受電体を介して所定の負荷に電力を供給するための電力供給システムであって、請求項５に記載の送電体と、請求項６又は７に記載の受電体とを備え、前記送電体の送電電極と前記受電体の受電電極とを、相互に直接接触させることによって当該送電電極から当該受電電極に電力供給を行い、あるいは、相互に非接触状に対向配置させることによって構成されたコンデンサを介して、直列共振、並列共振又はアクティブキャパシタンス方式により電力供給を行う。
【００１８】
また、請求項９に記載の電力供給システムは、請求項８に記載の電力供給システムにおいて、前記送電体の送電電極と前記受電体の受電電極の各々の電力給電面の面積を、複数の前記送電電極に対して一つの前記受電電極が同時に対向配置可能となる面積とし、前記受電体の複数の受電電極の相互間隔を、前送電体の複数の送電電極の各々の電力給電面の幅より大きくした。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１又は２に記載の静電駆動スイッチによれば、静電端子に生じた静電荷によってエレクトレット板を可動方向に沿って移動させることにより、電源と送電電極との接続状態を切り替えることができ、送電体に対する受電体の配置向きに関わらず電力供給を行うことができるので、受電体の配置向きの自由度を高め、いわゆるフリーポジション化を達成することができる。
特に、静電荷によってエレクトレット板を移動させるので、カンチレバーのように部材変形を伴う機械的動作が不要になるので、金属疲労や溶着の問題を解消することができ、電力供給システムの寿命や信頼性を向上させることができる。
さらに、請求項１に記載の静電駆動スイッチによれば、絶縁層を介して第１電源端子又は第２電源端子が静電端子に電界結合可能に近接又は接触されるので、これらの端子間のコンデンサ容量が増大（インピーダンスが低下）して、高周波電流による電力供給を行うことが可能になる。
【００２０】
また、請求項３に記載の静電駆動スイッチによれば、エレクトレット板を可動方向に沿って平行移動可能としたので、絶縁層や導電層を静電端子と第１電源端子又は第２電源端子に対して常に安定した均等な状態で接触させることができ、静電端子と第１電源端子又は第２電源端子との相互間のインピーダンスを最小化しつつ、第１電源端子又は第２電源端子から静電端子への電力供給を確実に行うことが可能になる。
【００２１】
また、請求項４に記載の静電駆動スイッチによれば、静電端子の形状と第１電源端子又は第２電源端子の形状とを、櫛形状又は渦巻き状に形成したので、静電端子とエレクトレット板との相互間に生じる吸引力又は反発力を、エレクトレット板の各部に対して均等に生じさせることが可能になる。
【００２２】
また、請求項５に記載の送電体によれば、請求項１から４のいずれか一項に記載の静電駆動スイッチと、送電電極とを複数備えるので、任意の向きで配置された受電体に対して電力供給を行うことができ、受電体の配置向きの自由度を高め、いわゆるフリーポジション化を達成することができる。
特に、静電荷によってエレクトレット板を駆動させることにより、カンチレバーのように部材変形を伴う機械的動作が不要になるので、金属疲労や溶着の問題を解消することができ、電力供給システムの寿命や信頼性を向上させることができる。
【００２３】
また、請求項６に記載の受電体によれば、受電電極と極性維持手段とを備えるので、受電電極の極性を極性維持手段によって正極又は負極に維持することができ、この受電電極の極性に応じて送電体の静電駆動スイッチを切り替えることができる。
【００２４】
また、請求項７に記載の受電体によれば、極性維持手段はエレクトレット板を備えるので、電源やスイッチを使用することなく受電電極の極性を正極又は負極に維持することができるので、電力供給システムの寿命や信頼性を向上させることができる。
【００２５】
また、請求項８に記載の電力供給システムによれば、請求項５に記載の送電体と、請求項６又は７に記載の受電体とを備えるので、静電端子に生じた静電荷によってエレクトレット板を可動方向に沿って移動させることにより、電源と送電電極との接続状態を切り替えることができ、送電体に対する受電体の配置向きに関わらず電力供給を行うことができるので、受電体の配置向きの自由度を高め、いわゆるフリーポジション化を達成することができる。
特に、静電荷によってエレクトレット板を駆動させることにより、カンチレバーのように部材変形を伴う機械的動作が不要になるので、金属疲労や溶着の問題を解消することができ、電力供給システムの寿命や信頼性を向上させることができる。
【００２６】
また、請求項９に記載の電力供給システムによれば、複数の送電電極に対して一つの受電電極を同時に対向配置可能としたので、送電体に対する受電体の配置の自由度を一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る非接触式−非接触スイッチ式−直列共振式の電力供給システムの等価回路図である。
【図２】本発明に係る非接触式−接触スイッチ式−直列共振式の電力供給システムの等価回路図である。
【図３】本発明に係る非接触式−非接触スイッチ式−並列共振式の電力供給システムの等価回路図である。
【図４】本発明に係る非接触式−接触スイッチ式−並列共振式の電力供給システムの等価回路図である。
【図５】本発明に係る非接触式−非接触スイッチ式−アクティブキャパシタンス式の電力供給システムの等価回路図である。
【図６】本発明に係る非接触式−接触スイッチ式−アクティブキャパシタンス式の電力供給システムの等価回路図である。
【図７】本発明に係る接触式−非接触スイッチ式の電力供給システムの等価回路図である。
【図８】本発明に係る接触式−接触スイッチ式の電力供給システムの等価回路図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る電力供給システムの斜視図である。
【図１０】本実施の形態に係る送電体及び受電体を簡略化して示す縦断面図である。
【図１１】図１０の静電駆動スイッチ周辺の要部拡大図である。
【図１２】接触スイッチ式である静電駆動スイッチ周辺の要部拡大図である。
【図１３】一方の側面が非帯電とされたエレクトレット板を備える静電駆動スイッチを適用した送電体及び受電体を簡略化して示す縦断面図である。
【図１４】図１３の静電駆動スイッチ周辺の要部拡大図である。
【図１５】接触スイッチ式である図１３の静電駆動スイッチ周辺の要部拡大図である。
【図１６】静電駆動スイッチの斜視図であり、（ａ）は、エレクトレット板を省略した状態を示す斜視図、（ｂ）は、エレクトレット板を第２位置に近接する側に可動させた状態を示す斜視図、（ｃ）は、エレクトレット板を第１位置に近接する側に可動させた状態を示す斜視図である。
【図１７】静電駆動スイッチの側面図であり、（ａ）は、エレクトレット板を省略した状態を示す側面図、（ｂ）は、エレクトレット板を第２位置に近接する側に可動させた状態を示す側面図、（ｃ）は、エレクトレット板を第１位置に近接する側に可動させた状態を示す側面図である。
【図１８】静電駆動スイッチの平面図であり、（ａ）は静電端子と電源端子を円形渦巻き状とした場合の図、（ｂ）は静電端子と電源端子を角形渦巻き状とした場合の図である。
【図１９】密閉構造の静電駆動スイッチの縦断面図である。
【図２０】送電体及び受電体を簡略化して示す縦断面図である。
【図２１】送電体及び受電体を簡略化して示す縦断面図である。
【図２２】実施の形態２に係る送電体及び受電体を簡略化して示す縦断面図であり、送電体に対して受電体がずれることなく配置された状態を示す図である。
【図２３】実施の形態２に係る送電体及び受電体を簡略化して示す縦断面図であり、送電体に対して受電体がずれて配置された状態を示す図である。
【図２４】図２３の送電電極と受電電極の配置関係を示すための平面図である。
【図２５】実施の形態３に係る送電体及び受電体を簡略化して示す縦断面図であり、（ａ）は１つの受電電極が複数の交流電源を跨がないように配置された状態を示す図、（ｂ）（ｃ）は受電電極が複数の交流電源を跨ぐように配置された状態を示す図である。
【図２６】図２５の送電電極の配置状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に添付図面を参照して、この発明の各実施の形態を詳細に説明する。まず、〔I〕各実施の形態に共通の基本的概念を説明した後、〔II〕各実施の形態の具体的内容について説明し、〔III〕最後に、各実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、各実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２９】
〔I〕各実施の形態に共通の基本的概念
まず、各実施の形態に共通の基本的概念について説明する。各実施の形態に係る電力供給システムは、電力供給領域に配置された送電体から、電力被供給領域に配置された受電体に対して、電力を供給するための電力供給システムである。電力供給領域や電力被供給領域の具体的構成は任意であり、例えば、一般住宅やオフィスビルの如き建屋の内部空間や、電車や飛行機の如き乗り物の内部空間、あるいは、屋外空間を含む。以下では、電力供給領域と電力被供給領域とを相互に区画する面を境界面と称する。例えば、電力被供給領域を建屋の居室とすると共に、電力供給領域を居室の床部とした場合、床部の上面（床面）が境界面になる。
【００３０】
送電体は、当該送電体の内部に電源を備えたものと、当該送電体の外部の電源から供給された電力を受電体に供給するものを含む。この送電体は、電力供給領域に配置されるものであるが、恒久的に移動不能に固定されるものに限定されず、不使用時には電力供給領域２から取り外すことができたり、当該電力供給領域の内部の任意位置に移動可能なものを含む。特に、送電体の全体が常時固定的であるものに限定されず、例えば、送電体の一部の構成要素の位置を必要に応じて調整することで、当該構成要素と受電体との相対的な位置関係を変更可能なものを含む。このような調整を行う例としては、例えば、送電体の後述する送電電極を必要に応じて昇降させ、受電体の後述する受電電極に対して近接させたり遠ざける例を挙げることができる。
【００３１】
受電体は、電力被供給領域に固定的に配置して使用されるもの（静止体）と、電力被供給領域の内部において必要に応じて移動するもの（移動体）とを含む。この受電体の機能や具体的構成は特記する点を除いて任意であるが、例えば、静止体としては、家電、コンピュータを含むＯＡ機器、あるいは携帯電話等の如き機器を挙げることができ、移動体としては、ロボットや電気自動車を挙げることができる。受電体は、当該受電体の内部に負荷を備えたものと、当該受電体の外部の負荷に対して電力を供給するものを含む。内部に負荷を備えた受電体としては、例えば、上述の家電等を挙げることができ、外部の負荷に対して電力を供給する受電体としては、例えば、携帯電話に対する充電器のようなものを挙げることができる。
【００３２】
このように構成される電力供給システムは、送電体と受電体との接触有無に応じて、接触式と非接触式に大別される。接触式の電力供給システムでは、送電体に設けた送電電極と、受電体に設けた受電電極とを、相互に直接接触させる。非接触式の電力供給システムでは、送電体に設けた送電電極と、受電体に設けた受電電極とを、境界面を挟んで相互に非接触状に対向配置することで、これら送電電極と受電電極とでコンデンサ（結合キャパシタ）を構成し、このコンデンサを介して電界型の送電を行う。この非接触式の電力供給システムでは、直列共振、並列共振、又はアクティブキャパシタンスを利用した電力供給を行うことで、共振効果による高効率な電力供給を行う。
【００３３】
特に、各実施の形態に係る電力供給システムの特徴の一部は、送電体における送電電極の極性を、送電体に対する受電体の配置位置に応じた極性に自動的に切り替え可能とするために、送電体に静電駆動スイッチを設けた点にある。この静電駆動スイッチは、概略的には、エレクトレット板を備えて構成されており、このエレクトレット板を可動空間の内部において静電気力によって可動させることで、極性の切り替えを行うことができる。このエレクトレット板は、一方の側面に正電荷を恒久的に帯電させると共に、他方の側面に負電荷を恒久的に帯電させて構成されている。あるいは、エレクトレット板は、一方の側面に正電荷又は負電荷を恒久的に帯電させると共に、他方の側面を非帯電として構成されている。このようなエレクトレット板を使用することで、極性の切り替え動作からカンチレバーのように部材変形を伴う機械的動作を排除することができ、接触式や非接触式による電力供給を行う場合の信頼性を向上させることができる。ただし、このような静電駆動スイッチを使用する点を除いて、電力供給システムの各部の構成は、特記する場合を除いて従来と同様に構成することができる。
【００３４】
以下、各実施の形態に係る電力供給システムの種類について概説する。電力供給システムは、上述のように、送電体と受電体との接触有無に応じて「非接触式」と「接触式」に大別され、非接触式の場合には、さらに「直列共振式」と「並列共振式」と「アクティブキャパシタンス式」に大別される。また、静電駆動スイッチとしては、エレクトレット板に導電層及び絶縁層を設けたものと、エレクトレット板に導電層のみを設けたものとがある。導電層は、例えば、カーボン、金属、又は導電性プラスチックにより形成されている。以下、必要に応じて、前者の静電駆動スイッチを「非接触式スイッチ」、後者の静電駆動スイッチを「接触式スイッチ」、非接触スイッチを用いた電力供給システムを「非接触スイッチ式」、接触式スイッチを用いた電力供給システムを「接触スイッチ式」とそれぞれ称する。
【００３５】
これらの各方式を相互に組み合わせることで、電力供給システムの種類としては、少なくとも、１）非接触式−非接触スイッチ式−直列共振式、２）非接触式−接触スイッチ式−直列共振式、３）非接触式−非接触スイッチ式−並列共振式、４）非接触式−接触スイッチ式−並列共振式、５）非接触式−非接触スイッチ式−アクティブキャパシタンス式、６）非接触式−接触スイッチ式−アクティブキャパシタンス式、７）接触式−非接触スイッチ式、８）接触式−接触スイッチ式、を挙げることができる。以下では、これら各方式の電力供給システムの等価回路図を、図１から図８にそれぞれ示す。
【００３６】
図１は、非接触式−非接触スイッチ式−直列共振式の電力供給システムの等価回路図である。この図１に示すように、電力供給システム１Ａは、送電体１０Ａと受電体２０Ａを備えて構成されている。これら送電体１０Ａと受電体２０Ａはそれぞれ複数並設することができるが、ここでは、送電体１０Ａと受電体２０Ａをそれぞれ１体のみ設けた場合を示している。
【００３７】
送電体１０Ａは、交流電源１１、複数（ここでは２つ）の送電電極１２、及び複数（ここでは２つ）の静電駆動スイッチ１３を、図示のように電気的に接続して構成されている。交流電源１１は、交流電力の供給源である。複数の送電体１０Ａを設ける場合には、当該複数の送電体１０Ａの各々に交流電源１１を設けてもよいが、１つの共通の交流電源１１から複数の送電体１０Ａの各々に電力供給を行ってもよい。複数の送電電極１２は、それぞれ平板状の導電体であり、電力供給領域２と電力被供給領域３との境界面４に沿った同一平面内に並設されている。静電駆動スイッチ１３は、交流電源１１から供給された電力を送電電極１２に対して供給するものであって、交流電源１１と送電電極１２との接続状態を切り替えるスイッチであり、上述したように導電層と絶縁層によって被覆されたエレクトレット板１３ｃに加えて、静電端子１３ｄと電源端子１３ｅを備える。静電端子１３ｄは、送電電極に接続される端子である。この静電端子１３ｄは、送電電極１２の極性に応じた極性の静電荷を生じさせる端子であると共に、交流電源１１から供給された電力を送電電極１２に向けて導通させる端子である。電源端子１３ｅは、交流電源１１からの電力供給を受ける端子である。ここでは、静電駆動スイッチの抵抗成分を抵抗１３ｆ、エレクトレット板１３ｃの絶縁層によって生じるコンデンサ成分をコンデンサ１３ｇとして表している。
【００３８】
一方、受電体２０Ａは、負荷２１と、複数（ここでは２つ）の受電電極２２と、コイル２３を、図示のように電気的に接続して構成されている。複数の受電電極２２は、それぞれ平板状の導電体であり、境界面４に沿った同一平面内に並設されている。これら複数の受電電極２２の各々を送電電極１２に対向配置することで、これら送電電極１２と受電電極２２とによってコンデンサ（結合コンデンサ）３０が構成される。コイル２３は、コンデンサ３０と共に、ＬＣ直列共振回路を構成する。ここで、各受電電極２２の極性は、後述する構造（以下、極性設定構造）により、正極又は負極に設定されている。例えば、受電電極２２が２つ設けられた場合、一方の受電電極２２は正極、他方の受電電極２２は負極に設定される。
【００３９】
このように構成された電力供給システム１Ａにおいて、図１に示すように受電体２０Ａを送電体１０Ａの上方に配置した場合、極性設定構造にて設定された各受電電極２２の極性に対応して静電端子１３ｄの極性が決定され、この静電端子１３ｄに正電荷又は負電荷が誘起される。そして、この静電端子１３ｄに誘起された正電荷又は負電荷に対する吸引力又は反発力によってエレクトレット板１３ｃが可動することで、静電端子１３ｄと電源端子１３ｅとの接続状態が、図１の右方に示す状態と左方に示す状態とに切り替えられ、交流電源１１から供給された電力が、エレクトレット板１３ｃの導電層と絶縁層を介して、直列共振により負荷に供給される。
【００４０】
図２は、非接触式−接触スイッチ式−直列共振式の電力供給システムの等価回路図である。この図２に示す電力供給システム１Ｂは、送電体１０Ｂと受電体２０Ｂを備えて構成されている。送電体１０Ｂの静電駆動スイッチ１３のエレクトレット板１３ｃは、導電層のみによって被覆されており、絶縁層が設けられていないので、図１からコンデンサ１３ｇを除いた構成となっている。図２の回路のその他の構成は、図１の回路と同じである。
【００４１】
図３は、非接触式−非接触スイッチ式−並列共振式の電力供給システムの等価回路図である。この図３に示す電力供給システム１Ｃは、送電体１０Ｃと受電体２０Ｃを備えて構成されている。送電体１０Ｃには、コイル１４、１５を近接配置して構成されたトランス１６が設けられると共に、受電体２０Ｃには、コイル２４、２５を近接配置して構成されたトランス２６が設けられており、それぞれ所望の変圧比で電力を送電することが可能となっている。また、各コイル１４、１５、２４、２５には図示のようにコンデンサ１７、１８、２７、２８が並列に設けられていて、ＬＣ並列共振回路が構成されている。なお、送電体１０Ｃや受電体２０Ｃのトランス１６、２６は省略してもよく、少なくとも一組のＬＣ並列共振回路が設けられていればよい。図３の回路のその他の構成は、図１の回路と同じである。あるいは、トランス１６、２６を省略しない場合には、コンデンサ１７、２８のいずれか一方若しくは両方を省略してもよい。
【００４２】
図４は、非接触式−接触スイッチ式−並列共振式の電力供給システムの等価回路図である。この図４に示す電力供給システム１Ｄは、送電体１０Ｄと受電体２０Ｄを備えて構成されている。送電体１０Ｄの静電駆動スイッチ１３のエレクトレット板１３ｃは、導電層のみによって被覆されており、絶縁層が設けられていないので、図３からコンデンサ１３ｇを除いた構成となっている。図４の回路のその他の構成は、図３の回路と同じである。
【００４３】
図５は、非接触式−非接触スイッチ式−アクティブキャパシタンス式の電力供給システムの等価回路図である。この図５に示す電力供給システム１Ｅは、送電体１０Ｅと受電体２０Ｅを備えて構成されている。受電体２０Ｅには、アクティブキャパシタンス２９が受電電極２２に対して直列に接続されている。このアクティブキャパシタンス２９は、２つのコンデンサ３０とアクティブキャパシタンス２９との合成キャパシタンスを、アクティブキャパシタンス２９で発生させる負のキャパシタンスの作用で、非常にキャパシタンスの大きなコンデンサとして振る舞わせるものであり、図示しないアクティブキャパシタ制御部によって動的に容量制御が可能な可変キャパシタである。この電力供給システム１Ｅでは、アクティブキャパシタ制御部により、２つのコンデンサ３０とアクティブキャパシタンス２９との合成キャパシタンスの送電周波数における交流インピーダンスが、２つのコンデンサ３０の合成キャパシタンスの送電周波数における交流インピーダンスに対して十分小さくなるように、アクティブキャパシタンス２９に負のキャパシタンスを発生させる。このアクティブキャパシタンス２９は、２つの受電電極２２のいずれか一方に対して直列に接続されていればよく、あるいは、２つの受電電極２２の各々に対して直列に接続してもよい。図５の回路のその他の構成は、図１の回路と同じである。
【００４４】
図６は、非接触式−接触スイッチ式−アクティブキャパシタンス式の電力供給システムの等価回路図である。この図６に示す電力供給システム１Ｆは、送電体１０Ｆと受電体２０Ｆを備えて構成されている。送電体１０Ｆの静電駆動スイッチ１３のエレクトレット板１３ｃは、導電層のみによって被覆されており、絶縁層が設けられていないので、図５からコンデンサ１３ｇを除いた構成となっている。図６の回路のその他の構成は、図５の回路と同じである。
【００４５】
図７は、接触式−非接触スイッチ式の電力供給システムの等価回路図である。この図５に示す電力供給システム１Ｇは、送電体１０Ｇと受電体２０Ｇを備えて構成されている。送電体１０Ｇの送電電極と受電体２０Ｇの受電電極を直接接触させて構成されている。図７の回路のその他の構成は、図１の回路と同じである。
【００４６】
図８は、接触式−接触スイッチ式の電力供給システムの等価回路図である。この図８に示す電力供給システム１Ｈは、送電体１０Ｈと受電体２０Ｈを備えて構成されている。送電体１０Ｈの静電駆動スイッチ１３のエレクトレット板１３ｃが導電層のみによって被覆されており、絶縁層が設けられていないので、図７からコンデンサ１３ｇを除いた構成となっている。図８の回路のその他の構成は、図７の回路と同じである。特に、この図８の電力供給システムでは、コンデンサを介することなく電力供給を行うことができるので、送電体１０Ｈの電源として、交流電源１１に代えて直流電源を使用することで、直流送電を行うことができる。
【００４７】
これら図１から図８に示した電力供給システム１Ａから１Ｈの各部の具体的な寸法は、特記する場合を除いて任意に決定することができるが、例えば、送電電極１２や受電電極２２の平面形状を数ｍｍ角程度の寸法とし、静電駆動スイッチ１３の平面形状についても数ｍｍ角程度とすることが想定される。このように微小な静電駆動スイッチ１３は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）スイッチと称することができる。
【００４８】
これら図２から図８に示した電力供給システム１Ｂから１Ｈは、特記する場合を除いて、図１に示した電力供給システム１Ａの構成の一部を公知の技術に基づいて変更することで構成できるため、以下の具体的内容の説明では、主として、図１の非接触式−非接触スイッチ式−直列共振式の電力供給システム１Ａの具体的内容とその変形例について例示する。
【００４９】
〔II〕各実施の形態の具体的内容
次に、各実施の形態の具体的内容について説明する。
【００５０】
〔実施の形態１〕
最初に、実施の形態１について説明する。この実施の形態１は、図１の非接触式−非接触スイッチ式−直列共振式の電力供給システム１Ａを具体的に示した形態である。
【００５１】
（全体構成）
図９は本実施の形態に係る電力供給システム１Ａの斜視図、図１０は本実施の形態に係る送電体１０Ａ及び受電体２０Ａを簡略化して示す縦断面図である。本実施の形態では、電力供給領域２（ここでは机５における天板６より下方領域）に配置された送電体１０Ａから、電力被供給領域３（ここでは机５における天板６より上方領域）に配置された受電体２０Ａ（ここではノートパソコン）に対して電力を供給する例を示す。本実施の形態に係る電力供給システム１Ａは、これら送電体１０Ａ及び受電体２０Ａを備えて構成されている。ここでは、電力供給領域２の上方に敷設された表面絶縁層７（ここでは机５の天板６）が電力供給領域２と電力被供給領域３との相互間の境界面４に相当する。送電体１０Ａは、天板６の下方において机５に埋め込まれている。なお、図９及び図１０では、送電体１０Ａと受電体２０Ａをそれぞれ１体ずつ示しているが、送電体１０Ａは複数並設して電力供給可能な領域を広げることが好ましく、また、受電体２０Ａについても複数配置することができる。
【００５２】
（全体構成−送電体）
次に、送電体１０Ａの構成について説明する。この送電体１０Ａは、図１０に示すように、交流電源１１、送電電極１２（図１０では、第１送電電極１２ａ、第２送電電極１２ｂとして図示）、静電駆動スイッチ１３（図１０では、第１静電駆動スイッチ１３ａ、第２静電駆動スイッチ１３ｂとして図示）を備えて構成されている。
【００５３】
（全体構成−送電体−交流電源）
交流電源１１の第１極１１ａは、線路４０を介して、グランド４１と、第１静電駆動スイッチ１３ａ及び第２静電駆動スイッチ１３ｂにおける後述する第１電源端子１３ｅ１に接続されている。また、交流電源１１の第２極１１ｂは、線路４２を介して、第１静電駆動スイッチ１３ａ及び第２静電駆動スイッチ１３ｂにおける後述する第２電源端子１３ｅ２に接続されている。この交流電源１１の周波数は、送電電極１２と受電電極２２によって構成されるコンデンサ３０（図１０では、コンデンサ３０ａ、３０ｂとして図示）と、受電体２０Ａのコイル２３とによって決定される直列共振周波数になるように設定されている。ただし、この直列共振周波数は、表面絶縁層７と受電電極２２との相互間に粉塵が挟まること等により変化するコンデンサ３０ａ、３０ｂの静電容量等に伴って変化し得るため、動的に制御可能とすることが好ましく、例えば、交流電源１１に制御部（図示せず）を接続し、この制御部を介して、交流電源１１のＯＮ/ＯＦＦ制御を行ったり、交流電源１１の周波数を各種の条件に基づいて動的制御して直列共振周波数に維持するようにしてもよい。
【００５４】
（全体構成−送電体−送電電極）
第１送電電極１２ａ及び第２送電電極１２ｂは、相互に同一正方形状の金属板として形成されている。第１送電電極１２ａは、接続片１２ｃを介して、第１静電駆動スイッチ１３ａの静電端子１３ｄに接続されている。また、第２送電電極１２ｂは、接続片１２ｄを介して、第２静電駆動スイッチ１３ｂの静電端子１３ｄに接続されている。これら第１送電電極１２ａ及び第２送電電極１２ｂは、表面絶縁層７に対して接触させてもよく、あるいは、表面絶縁層７に対して微小距離を隔てて配置してもよい。いずれの場合においても、これら第１送電電極１２ａ及び第２送電電極１２ｂの電力被供給領域３側の面（ここでは図１０における上側の面）は、表面絶縁層７によって完全に覆われているために電力被供給領域３に対して非露出状となっており、第１送電電極１２ａや第２送電電極１２ｂの耐腐食性や耐摩耗性を向上させることができると共に、第１送電電極１２ａや第２送電電極１２ｂにユーザ等が直接触れることを防止することができる。なお、以下では、これら第１送電電極１２ａと第２送電電極１２ｂとを相互に区別する必要がない場合には、これらを単に「送電電極１２」と総称する。
【００５５】
（全体構成−送電体−静電駆動スイッチ）
図１１は図１０の静電駆動スイッチ１３周辺の要部拡大図である。第１静電駆動スイッチ１３ａと第２静電駆動スイッチ１３ｂは、相互に同一に構成されており、それぞれ、エレクトレット板１３ｃ、静電端子１３ｄ、電源端子１３ｅ（図１０、１１では、第１電源端子１３ｅ１、第２電源端子１３ｅ２として図示）を備える。なお、以下では、これら第１静電駆動スイッチ１３ａと第２静電駆動スイッチ１３ｂとを相互に区別する必要がない場合には、これらを単に「静電駆動スイッチ１３」と総称する。
【００５６】
図１１に示すように、エレクトレット板１３ｃは、可動空間１３ｈを挟んで相互に対向する第１位置と第２位置とを結ぶ可動方向に沿って、当該可動空間１３ｈの内部で移動可能に配置されている。ここでは、エレクトレット板１３ｃは、第１位置に近接する側の第１側面が正電荷に恒久的に帯電されると共に、第２位置に近接する側の第２側面が負電荷に恒久的に帯電されている。このようなエレクトレット板１３ｃは、公知の方法で製造することができ、例えば、誘電性樹脂（例えば、ＣＹＴＯＰ（登録商標。旭硝子株式会社））に高温状態で直流電圧を加えた後、固化させて製造することができる。あるいは、エレクトレット板１３ｃを軟質樹脂から形成することで、静電端子１３ｄと第１電源端子１３ｅ１又は第２電源端子１３ｅ２との相互間に多少の段差が存在する場合でも、エレクトレット板１３ｃが変形してこの段差を吸収し、静電端子１３ｄと第１電源端子１３ｅ１又は第２電源端子１３ｅ２とに対する絶縁層の密着度を高めることができる。また、この場合には、これら相互間のインピーダンスを最小化しつつ、第１電源端子１３ｅ１又は第２電源端子１３ｅ２から静電端子１３ｄへの電力供給を確実に行うことが可能になる。なお、ここでは、図１０、１１において、上方側を第１位置（第１側面）にすると共に、下方側を第２位置（第２側面）にしているが、逆にしてもよい。
【００５７】
また、エレクトレット板１３ｃの側面のうち、静電端子１３ｄや電源端子１３ｅに接触する側面（第１位置に面した第１側面と、第２位置に面した第２側面）は、導電層１３ｉによって被覆されており、この導電層１３ｉはさらに絶縁層１３ｊによって被覆されている。例えば、導電層１３ｉはアルミニウムにて形成されており、絶縁層１３ｊは酸化アルミニウムから形成されている。すなわち、絶縁層１３ｊは、導電層１３ｉの表面に自然形成された酸化膜であってもよい。このように導電層１３ｉにアルミニウムを使用した場合には、酸化膜としての絶縁層１３ｊは厚さ数十オングストロームの膜になる。このため、絶縁層１３ｊの厚さを３０オングストロームとすれば、５ｍｍ角（＝１０ｍｍ２）の一つのエレクトレット板１３ｃにおける一方の側面の静電容量は約２００ｎＦとなり、エレクトレット板１３ｃの両面の静電容量は、一方の面の静電容量を２つ直列に接続した容量に等しいため、１００ｎＦとなる。この様な静電駆動スイッチ１３が多数集まって、例えば携帯電話の充電に利用可能な９ｃｍ２（３ｃｍ角）の静電駆動スイッチ１３を形成したとすれば、静電駆動スイッチ１３の全体の静電容量の合計値は、約３００倍の３０，０００ｎＦ（＝３０μＦ）となり、送電電極１２と受電電極２２とで構成されるコンデンサ３０の容量よりも十分小さくなる。
【００５８】
ここで、絶縁層１３ｊは、図１１のように、エレクトレット板１３ｃ側に設ける他、静電端子１３ｄや電源端子１３ｅ側に設けてもよい。具体的には、絶縁層１３ｊを、板状体とした上で、第１位置においてエレクトレット板１３ｃと静電端子１３ｄ及び第１電源端子１３ｅ１との間に介在するように配置すると共に、第２位置においてエレクトレット板１３ｃと静電端子１３ｄ及び第２電源端子１３ｅ２との間に介在するように配置してもよい。あるいは、静電端子１３ｄ、第１電源端子１３ｅ１、及び第２電源端子１３ｅ２に絶縁層１３ｊを形成してもよい。すなわち、少なくとも、エレクトレット板１３ｃと、静電端子１３ｄ、第１電源端子１３ｅ１、及び第２電源端子１３ｅ２との相互間に、絶縁層１３ｊを配置すればよい。絶縁層１３ｊをエレクトレット板１３ｃ側に設けた場合には、エレクトレット板１３ｃの導電層１３ｉの耐腐食性や耐磨耗性を高めることができる。また、絶縁層１３ｊを静電端子１３ｄや第１電源端子１３ｅ１又は第２電源端子１３ｅ２に接触するように設けた場合には、静電端子１３ｄや第１電源端子１３ｅ１又は第２電源端子１３ｅ２の耐腐食性や耐磨耗性を高めることができる。
【００５９】
ただし、上述のように、静電駆動スイッチ１３は、接触式スイッチとして構成することもできる。図１２は接触式スイッチである静電駆動スイッチ１３周辺の要部拡大図である。この静電駆動スイッチ１３は、エレクトレット板１３ｃを導電層１３ｉのみによって被覆して構成されており、絶縁層１３ｊは省略されている。このように絶縁層１３ｊを省略した静電駆動スイッチ１３は、コンデンサ成分がなくなることで、図８に示したような電力供給システム１Ｈに組み込むことで直流送電に使用することが可能になる。ただし、導電層１３ｉの表面に酸化膜等が形成されることで導電性が低下する可能性があるため、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）を混合した導電体（カーボン膜（グラフェン膜））や、金を使用して、導電層１３ｉを形成してもよい。
【００６０】
これらエレクトレット板１３ｃ、導電層１３ｉ、及び絶縁層１３ｊの形成方法は任意であるが、例えば、エレクトレット板１３ｃを薄厚のエレクトレットフィルムとして形成し、このエレクトレットフィルムに対して導電層１３ｉ及び絶縁層１３ｊを蒸着等にて多層化した後、所要の寸法に裁断することで、エレクトレット板１３ｃ等を安価に量産することが可能になる。ただし、第１位置に配置した静電端子１３ｄ及び第１電源端子１３ｅ１と、第２位置に配置した静電端子１３ｄ及び第２電源端子１３ｅ２との相互間隔や、エレクトレット板１３ｃ、導電層１３ｉ、及び絶縁層１３ｊの可動方向における厚みについては、エレクトレット板１３ｃの可動距離が最小となるように決定されることが好ましい。例えば、エレクトレット板１３ｃが第１位置に近接する側に可動した状態において、エレクトレット板１３ｃの第２側面に設けた絶縁層１３ｊと、第２位置に配置された静電端子１３ｄ及び第２電源端子１３ｅ２との相互間で、絶縁が確保されるように、これら相互間隔や厚みが決定される。
【００６１】
静電端子１３ｄは、第１位置と第２位置とに配置された端子であって、上述のように、接続片１２ｃ又は接続片１２ｄを介して、第１送電電極１２ａ又は第２送電電極１２ｂに接続される。また、第１位置に配置された静電端子１３ｄと第２位置に配置された静電端子１３ｄとは、線路１３ｋを介して相互に接続されている。この静電端子１３ｄは、エレクトレット板１３ｃと平行に配置された平板状の金属端子として構成されているが、その詳細については後述する。ただし、静電端子１３ｄは、平板状以外の形状で形成してもよく、例えば、球状であってもよい（第１電源端子１３ｅ１及び第２電源端子１３ｅ２も同様）。
【００６２】
第１電源端子１３ｅ１は、第１位置において静電端子１３ｄとは間隔を隔てて配置された電極であって、図１０に示したように、線路４０を介して、交流電源１１の第１極１１ａに接続されている。また、第２電源端子１３ｅ２は、第２位置において静電端子１３ｄとは間隔を隔てて配置された電極であって、上述のように、線路４２を介して、交流電源１１の第２極１１ｂに接続されている。これら第１電源端子１３ｅ１と第２電源端子１３ｅ２は、それぞれ、エレクトレット板１３ｃと平行に配置された平板状の金属端子として構成されているが、その詳細については後述する。
【００６３】
また、図１０から図１２には、第１側面が正電荷に帯電されると共に第２側面が負電荷に帯電された例のみを示しているが、一方の側面が非帯電とされたエレクトレット板１３ｃを使用してもよい。図１３はこのようなエレクトレット板１３ｃを備える静電駆動スイッチ１３を適用した送電体１０Ａ及び受電体２０Ａを簡略化して示す縦断面図、図１４は図１３の静電駆動スイッチ１３周辺の要部拡大図である。図１５は導電層を省略して接触スイッチ式として構成された図１３の静電駆動スイッチ１３周辺の要部拡大図である。これら図１３から図１５に示すように、エレクトレット板１３ｃの両側面のうち、いずれか一方（ここでは、第２位置に近接する第２側面）が正電荷又は負電荷のいずれか一方（ここでは負電荷）に恒久的に帯電されているが、他方（ここでは、第１位置に近接する第１側面）は非帯電とされている。このようなエレクトレット板１３ｃを用いて静電駆動スイッチ１３を構成した場合であっても、図１３に示すように電荷を誘引でき、送電を行うことが可能になる。
【００６４】
次に、静電端子１３ｄ、第１電源端子１３ｅ１、及び第２電源端子１３ｅ２の相互の関係について説明する。図１６は、静電駆動スイッチ１３の斜視図であり、（ａ）は、エレクトレット板１３ｃを省略した状態を示す斜視図、（ｂ）は、エレクトレット板１３ｃを第２位置に近接する側に可動させた状態を示す斜視図、（ｃ）は、エレクトレット板１３ｃを第１位置に近接する側に可動させた状態を示す斜視図である。また、図１７は、静電駆動スイッチの側面図であり、（ａ）は、エレクトレット板１３ｃを省略した状態を示す側面図、（ｂ）は、エレクトレット板１３ｃを第２位置に近接する側に可動させた状態を示す側面図、（ｃ）は、エレクトレット板１３ｃを第１位置に近接する側に可動させた状態を示す側面図である。
【００６５】
これら各図に示すように、概念的には、第１位置に配置された静電端子１３ｄと第１電源端子１３ｅ１との各々の形状は、当該静電端子１３ｄとエレクトレット板１３ｃとの相互間に生じる吸引力又は反発力と、当該第１電源端子１３ｅ１とエレクトレット板１３ｃとの相互間に生じる吸引力又は反発力とを、エレクトレット板１３ｃの各部に対して均等に生じさせる形状となるように決定されている。また、同様に、第２位置に配置された静電端子１３ｄと第２電源端子１３ｅ２との各々の形状は、当該静電端子１３ｄとエレクトレット板１３ｃとの相互間に生じる吸引力又は反発力と、当該第２電源端子１３ｅ２とエレクトレット板１３ｃとの相互間に生じる吸引力又は反発力とを、エレクトレット板１３ｃの各部に対して均等に生じさせる形状となるように決定されている。このように決定する理由は、エレクトレット板１３ｃを可動方向に沿って平行移動させ、絶縁層１３ｊを静電端子１３ｄと第１電源端子１３ｅ１又は第２電源端子１３ｅ２に対して常に安定した均等な状態で接触させることで、静電端子１３ｄと第１電源端子１３ｅ１又は第２電源端子１３ｅ２との相互間のインピーダンスを最小化しつつ、第１電源端子１３ｅ１又は第２電源端子１３ｅ２から静電端子１３ｄへの電力供給を確実に行うためである。
【００６６】
このように吸引力又は反発力の均等化を図るための具体的な形状として、ここでは、第１位置においては、静電端子１３ｄと第１電源端子１３ｅ１とを、可動方向に沿って直交する面内において相互に間隔を隔てて噛み合う櫛形状（インターデジタル形状）にすると共に、第２位置においては、静電端子１３ｄと第２電源端子１３ｅ２とを、可動方向に沿って直交する面内において相互に間隔を隔てて噛み合う櫛形状にしている。より具体的には、複数の静電端子１３ｄは、同一面内に均等間隔で並設されており、これら複数の静電端子１３ｄが１つの接続片１３ｌで接続されている。また、複数の第１電源端子１３ｅ１と複数の第２電源端子１３ｅ２の各々は、同一面内に均等間隔で並設されており、これら複数の第１電源端子１３ｅ１と複数の第２電源端子１３ｅ２の各々が１つの接続片１３ｍで接続されている。ここで、静電端子１３ｄ、第１電源端子１３ｅ１、第２電源端子１３ｅ２は相互にほぼ同一の長さ及び幅で形成されており、かつ、同一平面内に配置された複数の静電端子１３ｄの配置間隔は、第１電源端子１３ｅ１や第２電源端子１３ｅ２の幅より若干広くなるように決定されている。そして、複数の静電端子１３ｄの相互間に、第１電源端子１３ｅ１や第２電源端子１３ｅ２が配置されている。
【００６７】
あるいは、この他にも、図１８（ａ）の静電駆動スイッチ１３の平面図に示すように、静電端子１３ｄと、第１電源端子１３ｅ１又は第２電源端子１３ｅ２とを、可動方向に沿って直交する面内において相互に間隔を隔てて噛み合う形状であって、円形渦巻き状に形成してもよい。あるいは、図１８（ｂ）の静電駆動スイッチ１３の平面図に示すように、静電端子１３ｄと、第１電源端子１３ｅ１又は第２電源端子１３ｅ２とを、可動方向に沿って直交する面内において相互に間隔を隔てて噛み合う形状であって、角形渦巻き状に形成してもよい。
【００６８】
次に、エレクトレット板１３ｃの密閉構造について説明する。エレクトレット板１３ｃを所望位置に安定的に配置するため、あるいは、周囲雰囲気に対するエレクトレット板１３ｃの耐腐食性を向上させるため、密閉構造内にエレクトレット板１３ｃを移動可能に配置すると共に、この密閉構造の内部空間（可動空間１３ｈ、密閉空間）に対して、気圧を低くしたり、不活性ガスを充填することが好ましい。さらに、導電層１３ｉに金を用いた場合には、酸化膜はほとんど形成されないが、空気に含まれる水分の表面張力により、エレクトレット板１３ｃの可動性に問題が出てくる可能性があるため、密閉構造の内部空間（可動空間１３ｈ）を低湿度環境にしておくことが好ましい。
【００６９】
図１９には、密閉構造の静電駆動スイッチ１３の縦断面図を示す。このの静電駆動スイッチ１３は、絶縁体で形成された中空箱状の筐体１３ｎを備えており、この筐体１３ｎの内部に、エレクトレット板１３ｃ、静電端子１３ｄ、第１電源端子１３ｅ１、及び第２電源端子１３ｅ２が配置されている。また、筐体１３ｎは、密閉空間を低気圧状態にする場合には、周囲気圧との圧力差に十分に耐え得る強度を維持できるように構成され、例えば、筐体１３ｎの肉厚を、密閉空間を通常の気圧状態にする場合に必要な肉厚よりもさらに厚くしたり、あるいは、筐体１３ｎの内部に支持柱を設けてもよい。接続片１２ｃ、１２ｄは、筐体１３ｎに設けた貫通孔を介して静電端子１３ｄに接続されており、この貫通孔の周囲は密閉されている。この筐体１３ｎの内部空間（密閉空間）には不活性ガスが充填されている。不活性ガスとしては、例えば、アルゴンガスや窒素ガスを使用することができる。窒素を使用した場合、導電層１３ｉに含まれるカーボンとの間で窒化炭素が形成される可能性があるが、相当の高温度でなければ形成されないため、静電駆動スイッチ１３の電界環境下では問題ないと考えられる。
【００７０】
なお、密閉空間にエレクトレット板１３ｃを配置した場合には、不活性ガスの抵抗によってエレクトレット板１３ｃの可動性に問題が出てくる可能性や、絶縁層１３ｊと静電端子１３ｄ等との間に気体が残留する可能性がある。このため、エレクトレット板１３ｃ、導電層１３ｉ、及び絶縁層１３ｊは、それぞれ網目状に形成されており、エレクトレット板１３ｃの可動に伴って、不活性ガスが網目１３ｐを介してエレクトレット板１３ｃ、導電層１３ｉ、及び絶縁層１３ｊを通り抜けることができるようになっている。この場合、網目１３ｐの間隔を密にしておくことで、エレクトレット板１３ｃ、導電層１３ｉ、及び絶縁層１３ｊの各々が、電界の縁端効果によって平板電極と同様にふるまうため、静電駆動スイッチ１３の静電容量が大きく低下することを回避することができる。また、網目状以外にも、ストライプ状や、多孔状（パンチスルーメタル状）としてもよい。
【００７１】
（全体構成−受電体）
次に、図１０の受電体２０Ａの構成について説明する。この受電体２０Ａは、負荷２１、受電電極２２（図１０では、第１受電電極２２ａ、第２受電電極２２ｂとして図示）、コイル（インダクタ）２３、及び極性維持部２４を備える。
【００７２】
（全体構成−受電体−負荷）
負荷２１は、送電体１０Ａから供給された交流電力を消費して所定機能を発揮するものである。例えば、受電体２０Ａが図９に示す如きノートパソコンとして構成された場合、負荷２１としては、当該ノートパソコンに内蔵された電子素子やハードディスク等が該当する。この他、負荷２１の具体的構成は任意であり、例えば、受電体２０Ａの外部の機器との相互間で通信信号の送受を無線又は有線にて行う通信機器、各種情報に関する情報処理を行なう情報処理機器、電力被供給領域３における所定の検知対象の検知を行なって当該検知結果に関する信号を所定機器に出力するセンサ、あるいは、受電体２０Ａの外部の機器に対する電力の送受を行う電源（例えば二次電池）として構成することができる。また、図１０においては負荷２１を１つのみ示しているが、相互に直列又は並列に接続された複数の負荷２１対して電力供給を行ってもよい。
【００７３】
（全体構成−受電体−受電電極）
第１受電電極２２ａ及び第２受電電極２２ｂは、相互に同一正方形状の金属板として形成されている。これら第１受電電極２２ａと第２受電電極２２ｂの各々は、送電体１０Ａから供給された電力を受電するものであり、それぞれ平板状の導電体として構成されている。これら第１受電電極２２ａと第２受電電極２２ｂは、受電体２０Ａにおける送電体１０Ａとの対向面において外部に露出するように並設されており、表面絶縁層７の上面に直接的に接触する位置又は微小間隔を隔てた位置で、当該表面絶縁層７に対して略平行に配置される。なお、以下では、これら第１受電電極２２ａと第２受電電極２２ｂとを相互に区別する必要がない場合には、これらを単に「受電電極２２」と総称する。
【００７４】
この状態において第１受電電極２２ａと第２受電電極２２ｂは、表面絶縁層７を挟んで第１送電電極１２ａ又は第２送電電極１２ｂのいずれかに対向配置され、これら第１送電電極１２ａ又は第２送電電極１２ｂと共にコンデンサ３０（第１コンデンサ３０ａ、第２コンデンサ３０ｂ）を構成する。ここで、電力被供給領域３には送電電極１２は露出していないため、これら送電電極１２と受電電極２２とは相互に非接触状態で配置されることになる。
【００７５】
（全体構成−受電体−コイル）
コイル２３は、少なくとも第１コンデンサ３０ａ又は第２コンデンサ３０ｂのいずれか一方に対して直列に配置されるもので、この第１コンデンサ３０ａ又は第２コンデンサ３０ｂと共にＬＣ直列共振回路を構成して、直列共振による送電を可能とする。このコイル２３は、直列共振可能な限りにおいて任意の構成及び配置をとり得るものであり、例えば送電体１０Ａに配置してもよいが、ここでは受電体２０Ａに配置している。特に、このようにコイル２３を受電体２０Ａに配置することで、共通構成の送電体１０Ａから様々な構成の受電体２０Ａに対して電力供給を行う場合であっても、直列共振条件を各受電体２０Ａ側で設定することが可能となり、各受電体２０Ａに対して直接共振条件を維持することが容易になる。なお、図１０の例では、第１受電電極２２ａのみにコイル２３を直列接続しているが、第２受電電極２２ｂのみに接続してもよく、あるいは、第１受電電極２２ａと第２受電電極２２ｂの両方に接続してもよい。
【００７６】
（全体構成−受電体−極性維持部）
極性維持部２４は、受電電極２２の極性を所定の極性に維持するための極性維持手段であり、第１受電電極２２ａと第２受電電極２２ｂのうち、少なくとも一つを正極に維持すると共に、少なくとも他の一つを負極に維持する。具体的には、極性維持部２４は、直流電源２４ａ、スイッチ２４ｂ、及びチョークコイル２４ｃを備えて構成されている。直流電源２４ａは、例えば電池である。スイッチ２４ｂは、極性維持部２４のオンとオフを切り替える切り替え手段であり、第２受電電極２２ｂを、直流電源２４ａとバイパス線路２４ｄのいずれかに選択的に切り替える。チョークコイル２４ｃは、交流電源１１から供給される電力の高周波成分を阻止するものである。このような構成において、図１０に示すように、スイッチ２４ｂを介して第２受電電極２２ｂを直流電源２４ａに接続した状態では、第１受電電極２２ａが正極と負極のいずれか一方（ここでは、正極）に維持されると共に、第２受電電極２２ｂが正極と負極のいずれか他方（ここでは、負極）に維持されることになる。
【００７７】
ただし、極性維持部２４は、他の構成としてもよい。図２０は送電体１０Ａ及び受電体２０Ａを簡略化して示す縦断面図である。この図２０に示す受電体２０Ａにおいては、極性維持部２４が、第１受電電極２２ａに固定された第１受電側エレクトレット板２４ｅと、第２受電電極２２ｂに固定された第２受電側エレクトレット板２４ｆとして構成されている。第１受電側エレクトレット板２４ｅと第２受電側エレクトレット板２４ｆには、相互に電荷が異なる方向で帯電されている。具体的には、第１受電側エレクトレット板２４ｅは、第１受電電極２２ａに接する側の第１側面が負電荷に恒久的に帯電されると共に、反対側の第２側面が正電荷に恒久的に帯電されている。また、第２受電側エレクトレット板２４ｆは、第２受電電極２２ｂに接する側の第１側面が正電荷に恒久的に帯電されると共に、反対側の第２側面が負電荷に恒久的に帯電されている。このような構成において、第１受電電極２２ａが正極と負極のいずれか一方（ここでは、正極）に維持されると共に、第２受電電極２２ｂが正極と負極のいずれか他方（ここでは、負極）に維持されることになる。
【００７８】
また、図２１は送電体１０Ａ及び受電体２０Ａを簡略化して示す縦断面図である。この図２１に示す受電体２０Ａにおいては、極性維持部２４が、第１受電電極２２ａ又は第２受電電極２２ｂのいずれか一方（ここでは、第２受電電極２２ｂ）のみに固定された受電側エレクトレット板２４ｇとして構成されており、この受電側エレクトレット板２４ｇには導電層２４ｈが形成されており、この導電層２４ｈが線路２４ｉを介して第１受電電極２２ａ又は第２受電電極２２ｂのいずれか他方（ここでは、第１受電電極２２ａ）に接続されている。この受電側エレクトレット板２４ｇは、第２受電電極２２ｂに接する側の第１側面が正電荷に恒久的に帯電されると共に、導電層２４ｈに接触する側の第２側面が負電荷に恒久的に帯電されている。このような構成において、第１受電電極２２ａが正極と負極のいずれか一方（ここでは、正極）に維持されると共に、第２受電電極２２ｂが正極と負極のいずれか他方（ここでは、負極）に維持されることになる。ただし、この図２１の構成では、導電層１３ｉと第２受電電極２２ｂとによって構成されるコンデンサのインピーダンスが、交流電源１１の周波数において大きいものである必要がある。これら図２０及び図２１に示す構成では、図１０に示すような直流電源２４ａやスイッチ２４ｂを省略できるので、受電体２０Ａの寿命や信頼性を一層向上させることができる。
【００７９】
（構成−表面絶縁層）
次に、図１０に示す表面絶縁層７について説明する。この表面絶縁層７は、コンデンサ（図１に等価的に示したコンデンサ１３ｇ）を構成し得る誘電材料にて構成される。このような誘電材料としては、例えばテフロン（登録商標）を採用することができる。この誘電材料は、表面絶縁層７に用いる場合以外にも、送電電極１２における受電電極２２側の面や、受電電極２２における送電電極１２側の面にコーティングすることもできる。また、このように表面絶縁層７に使用する材料や、送電電極１２や受電電極２２のコーティングに使用する材料には、送電電極１２と受電電極２２の相互間の所要の絶縁性を保持するための絶縁性能を持たせることが好ましい。
【００８０】
（電力供給動作）
次に、このように構成された電力供給システム１Ａによる電力供給動作について、図１０を参照しつつ説明する。まず、ユーザは、極性維持部２４をオンにした状態の受電体２０Ａを、表面絶縁層７を介して送電体１０Ａの上方に置く。ここでは、ユーザは、第１受電電極２２ａが第１送電電極１２ａ又は第２送電電極１２ｂのいずれか一方に対向し、第２受電電極２２ｂが第１送電電極１２ａ又は第２送電電極１２ｂのいずれか他方に対向するように、受電体２０Ａを配置した場合を想定する。ただし、この配置は厳密に行う必要はなく、例えば、第１受電電極２２ａが第１送電電極１２ａと第２送電電極１２ｂの両方に跨る状態となった場合でも、第１送電電極１２ａに対向する第１受電電極２２ａの面積と、第２送電電極１２ｂに対向する第１受電電極２２ａの面積との比率に応じて、これら第１送電電極１２ａと第２送電電極１２ｂの極性が決定される。
【００８１】
図１０のように受電体２０Ａを配置した場合、第１受電電極２２ａが極性維持部２４により正極に維持されていることから、第１受電電極２２ａに対向配置された第１送電電極１２ａには負電荷が誘起され、この第１送電電極１２ａと接続片１２ｃを介して接続された静電端子１３ｄには正電荷が誘起される。すると、この静電端子１３ｄの正電荷に対して、第１静電駆動スイッチのエレクトレット板１３ｃの正電荷が反発すると共に負電荷が吸引されるため、エレクトレット板１３ｃが可動方向に沿って第２位置に近接する側に可動し、エレクトレット板１３ｃの絶縁層１３ｊが第２位置の静電端子１３ｄ及び第２電源端子１３ｅ２に接触する。このことにより、絶縁層１３ｊを介して、第２位置の静電端子１３ｄと第２電源端子１３ｅ２とが電界結合される。したがって、第１送電電極１２ａが、接続片１２ｃ、静電端子１３ｄ、絶縁層１３ｊ、導電層１３ｉ、第２電源端子１３ｅ２を順次介して、交流電源１１の第２極１１ｂに電界結合を介して接続される。なお、第２位置の静電端子１３ｄと第２電源端子１３ｅ２とが電界結合している限りにおいて、絶縁層１３ｊは、第２位置の静電端子１３ｄ及び第２電源端子１３ｅ２に対して、直接接触している必要はなく、微小空間を隔てて近接していてもよい。
【００８２】
また同様に、図１０のように受電体２０Ａを配置した場合、第２受電電極２２ｂが極性維持部２４により負極に維持されていることから、第２受電電極２２ｂに対向配置された第２送電電極１２ｂには正電荷が誘起され、この第２送電電極１２ｂと接続片１２ｄを介して接続された静電端子１３ｄには負電荷が誘起される。すると、この静電端子１３ｄの負電荷に対して、第２静電駆動スイッチのエレクトレット板１３ｃの正電荷が吸引されると共に負電荷が反発するため、エレクトレット板１３ｃが可動方向に沿って第１位置に近接する側に可動し、エレクトレット板１３ｃの絶縁層１３ｊが第１位置の静電端子１３ｄ及び第１電源端子１３ｅ１に接触する。このことにより、絶縁層１３ｊを介して、第１位置の静電端子１３ｄと第１電源端子１３ｅ１とが電界結合される。したがって、第２送電電極１２ｂが、接続片１２ｄ、静電端子１３ｄ、絶縁層１３ｊ、導電層１３ｉ、第２電源端子１３ｅ２を順次介して、交流電源１１の第１極１１ａに電界結合を介して接続される。なお、第１位置の静電端子１３ｄと第１電源端子１３ｅ１とが電界結合している限りにおいて、絶縁層１３ｊは、第１位置の静電端子１３ｄ及び第１電源端子１３ｅ１に対して直接接触している必要はなく、微小空間を隔てて近接していてもよい。
【００８３】
このように、第１送電電極１２ａが交流電源１１の第２極１１ｂに接続されると共に、第２送電電極１２ｂが交流電源１１の第１極１１ａに接続されるので、第１送電電極１２ａと第１受電電極２２ａによって構成されるコンデンサ３０ａと、第２送電電極１２ｂと第２受電電極２２ｂによって構成されるコンデンサ３０ｂとを介して、送電体１０Ａから受電体２０Ａの負荷２１に交流電力が供給される。特に、交流電源１１の周波数を直列共振周波数とすることで、第１送電電極１２ａと第１受電電極２２ａによって構成されるコンデンサ３０ａと、コイル２３とによって構成された、ＣＬ直列共振回路を介して、高効率で電力が供給される。
【００８４】
また、受電体２０Ａの配置向きを、図１０とは逆向きとした場合にも、電力が供給される。すなわち、今度は、ユーザが、第１受電電極２２ａを第２送電電極１２ｂに対向させると共に第２受電電極２２ｂを第１送電電極１２ａに対向させるように、受電体２０Ａを配置した場合を想定する。この場合、第１静電駆動スイッチ１３ａにおいては、エレクトレット板１３ｃが図１０とは逆に第１位置に近接する側に可動することで、エレクトレット板１３ｃの絶縁層１３ｊが第１位置の静電端子１３ｄ及び第１電源端子１３ｅ１に接触して、第１送電電極１２ａが、接続片１２ｃ、静電端子１３ｄ、絶縁層１３ｊ、導電層１３ｉ、第１電源端子１３ｅ１を順次介して、交流電源１１の第１極１１ａに電界結合を介して接続される。一方、第２静電駆動スイッチ１３ｂにおいては、エレクトレット板１３ｃが図１０とは逆に第２位置に近接する側に可動することで、エレクトレット板１３ｃの絶縁層１３ｊが第２位置の静電端子１３ｄ及び第２電源端子１３ｅ２に接触して、第２送電電極１２ｂが、接続片１２ｄ、静電端子１３ｄ、絶縁層１３ｊ、導電層１３ｉ、第２電源端子１３ｅ２を順次介して、交流電源１１の第２極１１ｂに電界結合を介して接続される。したがって、この場合にも、第１送電電極１２ａと第２受電電極２２ｂによって構成されるコンデンサ３０ａと、第２送電電極１２ｂと第１受電電極２２ａによって構成されるコンデンサ３０ｂとを介して、送電体１０Ａから受電体２０Ａの負荷２１に交流電力が供給される。このように、受電体２０Ａの配置向きに関わらず電力供給を行うことができるので、受電体２０Ａの配置向きの自由度を高め、いわゆるフリーポジション化を達成することができる。
【００８５】
（実施の形態１の効果）
このような構成によれば、静電端子１３ｄに生じた電荷によってエレクトレット板１３ｃを可動方向に沿って駆動させることにより、電源と送電電極１２との接続状態を切り替えることができ、送電体１０Ａに対する受電体２０Ａの配置向きに関わらず電力供給を行うことができるので、受電体２０Ａの配置向きの自由度を高め、いわゆるフリーポジション化を達成することができる。
特に、電荷によってエレクトレット板１３ｃを駆動させることで、カンチレバーのように部材変形を伴う機械的動作が不要になるため、金属疲労や溶着の問題を解消することができ、電力供給システム１Ａの寿命や信頼性を向上させることができる。
さらに、エレクトレット板１３ｃの導電層１３ｉを絶縁層１３ｊで被覆した場合には、絶縁層１３ｊを介して第１電源端子１３ｅ１又は第２電源端子１３ｅ２が静電端子１３ｄに接続されるので、これらの端子間のコンデンサ容量が増大（インピーダンスが低下）して、高周波電流による電力供給を行うことが可能になる。
【００８６】
また、エレクトレット板１３ｃを可動方向に沿って平行移動可能としたので、絶縁層１３ｊや導電層１３ｉを静電端子１３ｄと第１電源端子１３ｅ１又は第２電源端子１３ｅ２に対して常に安定した均等な状態で接触させることができ、静電端子１３ｄと第１電源端子１３ｅ１又は第２電源端子１３ｅ２との相互間のインピーダンスを最小化しつつ、第１電源端子１３ｅ１又は第２電源端子１３ｅ２から静電端子１３ｄへの電力供給を確実に行うことが可能になる。
【００８７】
また、静電端子１３ｄの形状と第１電源端子１３ｅ１又は第２電源端子１３ｅ２の形状とを、櫛形状又は渦巻き状に形成したので、静電端子１３ｄとエレクトレット板１３ｃとの相互間に生じる吸引力又は反発力と、第２電源端子１３ｅ２とエレクトレット板１３ｃとの相互間に生じる吸引力又は反発力とを、エレクトレット板１３ｃの各部に対して均等に生じさせることが可能になる。
【００８８】
また、受電体２０Ａは、受電電極２２と極性維持部２４とを備えるので、受電電極２２の極性を極性維持部２４によって正極又は負極に維持することができ、この受電電極２２の極性に応じて送電体１０Ａの静電駆動スイッチ１３を切り替えることができる。
【００８９】
また、極性維持部２４をエレクトレット板１３ｃを用いて構成した場合には、電源やスイッチを使用することなく受電電極２２の極性を正極又は負極に維持することができるので、電力供給システム１Ａの寿命や信頼性を向上させることができる。
【００９０】
〔実施の形態２〕
次に、実施の形態２について説明する。この実施の形態２は、複数の送電電極に対して一つの受電電極が同時に対向配置可能になるようにした形態である。ただし、実施の形態２の構成及び動作に関し、特に説明なき構成及び動作は実施の形態１と同じであり、必要に応じて実施の形態１と同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００９１】
図２２、図２３は本実施の形態に係る送電体１０Ａ及び受電体２０Ａを簡略化して示す縦断面図であり、図２２は送電体１０Ａに対して受電体２０Ａがずれることなく配置された状態を示す図、図２３は送電体１０Ａに対して受電体２０Ａがずれて配置された状態を示す図である。また、図２４は図２３の送電電極１２と受電電極２２の配置関係を示すための平面図である。本実施の形態では、複数の送電電極１２に対して一つの受電電極２２が同時に対向配置可能となるように、送電体１０Ａ及び受電体２０Ａが構成されている。なお、図２２及び図２３では、図２１に示した受電体２０Ａを使用した例を示す。また、図２４では、実際には送電電極１２は表面絶縁層７にて覆われて非露出状に配置されているが、説明のために、表面絶縁層７を省略して送電電極１２を露出させた状態を示す。
【００９２】
具体的には、送電体１０Ａは、３つ以上（ここでは、１０個）の送電電極１２と、これら送電体１０Ａの各々に接続された３つ以上（ここでは、１０個）の静電駆動スイッチ１３を備えて構成されている。送電電極１２は、所定の均等間隔（例えば、５ｍｍ間隔）で並設されている。これら静電駆動スイッチ１３における第１電源端子１３ｅ１は、共通の線路４０を介して交流電源１１の第１極１１ａに接続されており、第２電源端子１３ｅ２は、共通の線路４２を介して交流電源１１の第２極１１ｂに接続されている。この構成においては、正極の受電電極２２に対向配置された複数の送電電極１２の各々が、静電駆動スイッチ１３を介して交流電源１１の第２極１１ｂに同時に接続され、負極の受電電極２２に対向配置された複数の送電電極１２の各々が、静電駆動スイッチ１３を介して交流電源１１の第１極１１ａに同時に接続されて、電力供給が行われる。
【００９３】
特に、本実施の形態では、図２４に示すように、１つの送電電極１２の面積を、１つの受電電極２２の面積の半分以下（ここでは、約４分の１以下）とすることで、複数の送電電極１２に対して一つの受電電極２２が同時に対向配置可能となっている。したがって、送電体１０Ａに対する受電体２０Ａの配置位置や配置向きに関わらず、受電電極２２に対してほぼ同数の送電電極１２が常に対向配置されることになり、受電体２０Ａの配置の自由度を一層高めることができる。
【００９４】
また、本実施の形態では、受電体２０Ａの複数の受電電極２２の相互間隔Ｗ１を、送電体１０Ａの複数の送電電極１２の各々の幅Ｗ２と、複数の送電電極１２の配置間隔Ｗ３との合計値の１．４１４倍（対角線長）より、大きくしている。このため、第１受電電極２２ａと第２受電電極２２ｂの両方が、一つの送電電極１２に対向配置されることを回避することができる。
【００９５】
また、図２３及び図２４に示すように、送電体１０Ａに対して受電体２０Ａがずれた状態（送電電極１２の側面と受電電極２２の側面とが、これら送電電極１２や受電電極２２の面方向に直交する同一線上にない状態）で配置されることも考えられる。しかし、この状態においても、送電電極１２と受電電極２２との対向面積に応じて、送電電極１２の極性が正極又は負極のいずれか一方になるので、図２２の場合と同様に電力供給を行うことができる。なお、図２４においては、送電電極１２や受電電極２２を正方形状としているが、円形状等としてもよい。
【００９６】
（実施の形態２の効果）
この実施の形態２によれば、複数の送電電極１２に対して一つの受電電極２２を同時に対向配置可能としたので、送電体１０Ａに対する受電体２０Ａの配置の自由度を一層高めることができる。
【００９７】
〔実施の形態３〕
次に、実施の形態３について説明する。この実施の形態３は、複数の送電体を並設した形態である。ただし、実施の形態３の構成及び動作に関し、特に説明なき構成及び動作は実施の形態１と同じであり、必要に応じて実施の形態１と同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００９８】
図２５は本実施の形態に係る送電体１０Ａ及び受電体２０Ａを簡略化して示す縦断面図であり、（ａ）は１つの受電電極が複数の交流電源を跨がないように配置された状態を示す図、（ｂ）（ｃ）は受電電極が複数の交流電源を跨ぐように配置された状態を示す（なお、図２５では、受電体２０Ａを簡略化して示す）。図２６は図２５の送電電極の配置状態を示す平面図である。本実施の形態では、実施の形態２に比べて広い面積で電力供給を行うことを想定している。この場合であっても、実施の形態２のように、送電体１０Ａを一つのみ設け、一つの交流電源１１に対して多数の送電電極１２や多数の静電駆動スイッチ１３を接続することも考えられるが、このように一つ交流電源１１に多数の静電駆動スイッチ１３を接続した場合には、静電駆動スイッチ１３の静電容量に起因する問題が生じ得る。すなわち、受電体２０Ａが対向配置されているためにオン状態（通電している状態）になっている静電駆動スイッチ１３の静電容量と、受電体２０Ａが対向配置されていないためにオフ状態（通電していない状態）になっている静電駆動スイッチ１３の静電容量とが、３桁程度の比である場合において、一つ交流電源１１に千個程度の静電駆動スイッチ１３を接続すると、オフ状態の静電駆動スイッチ１３の静電容量の合計値が、オン状態の一つの静電駆動スイッチ１３の静電容量と同等になってしまい、オフ状態の静電駆動スイッチ１３が等価的にオン状態になってしまうという問題がある。
【００９９】
そこで、本実施の形態では、一つの交流電源１１に接続する静電駆動スイッチ１３の合計数を所定数（以下、配置上限数）以下に制限するため、配置上限数以下の静電駆動スイッチ１３のみを備える送電体１０Ａの単位モジュールとして、この送電体１０Ａを必要な数だけ並設している。図２６には、４つの単位モジュールの送電体１０Ａに接続された送電電極を示しており、１つの単位モジュールの送電体１０Ａに接続された送電電極の数（１つの単位モジュールの送電体１０Ａに接続された静電駆動スイッチ１３の配置上限数に同じ）は、４９個（７列×７行）としている。この配置上限数は、全ての静電駆動スイッチ１３がオフ状態になった場合であっても、等価的にオン状態になることがないように設定される。このように送電体１０Ａをモジュール化することで、広い面積で電力供給を行う場合においても、オフ状態の静電駆動スイッチ１３が等価的にオン状態になることを防止できる。また、モジュール化することで、送電体１０Ａの製造コストを低減できると共に、その信頼性を向上させることができる。
【０１００】
ここで、このように送電体１０Ａを単位モジュールに分けて複数設けた場合には、図２５（ｂ）（ｃ）に示すように、別個の交流電源１１に対して一つの受電電極２２が配置される可能性が生じる。これら各図では、第２受電電極２２ｂが、異なる送電体１０Ａの送電電極１２に同時に対向配置されている。この場合、これら複数の送電体１０Ａの交流電源１１は、相互に同期させることが好ましく、同一の周波数で電力供給を行うことが好ましい。このように同期を取った場合には、複数の送電体１０Ａをあたかも一つの大きな送電体１０Ａとして動作させ、送電体１０Ａの相互間の連続性を維持しながら電力供給を行うことが可能になる。また、受電体２０Ａの負荷２１が大きい場合には、受電電極２２も大型化することが考えられるが、このような大型の受電電極２２が複数の送電体１０Ａの送電電極１２に同時に対向配置されることで、複数の交流電源１１から電力供給を行うことが可能になるため、一つの交流電源１１の容量は小さくすることができ、送電体１０Ａの製造コストを一層低減することができる。ただし、大電力を比較的小さな受電電極２２で受電する必要がある場合には、面積の大きな受電専用プレートを介して、受電電極２２を送電電極１２に対向配置させてもよい。
【０１０１】
（実施の形態３の効果）
この実施の形態３によれば、送電体１０Ａをモジュール化したので、広い面積で電力供給を行う場合においても、オフ状態の静電駆動スイッチ１３が等価的にオン状態になることを防止できる。また、モジュール化することで、送電体１０Ａの製造コストを低減できると共に、その信頼性を向上させることができる。さらに、複数の送電体１０Ａの各々の交流電源１１を相互に同期させることで、複数の送電体１０Ａをあたかも一つの大きな送電体１０Ａとして動作させ、送電体１０Ａの相互間の連続性を維持しながら電力供給を行うことが可能になる。
【０１０２】
〔III〕各実施の形態に対する変形例
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【０１０３】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
また、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。
【０１０４】
（各実施の形態の相互の適用について）
各実施の形態に示した構成や動作は、相互に適用することができる。例えば、実施の形態１において図２０を参照して説明した受電体２０Ａを、実施の形態２や実施の形態３の受電体２０Ａに適用することで、電力供給システムを構成してもよい。
【０１０５】
（送電体や受電体の配置箇所について）
上記の実施の形態では、送電体１０Ａを机５の天板６の下方領域に配置すると共に、受電体２０Ａを机５の天板６の上方領域に配置した例を示したが、このような上下方向に限定されず、送電体１０Ａ及び受電体２０Ａは任意の方向にて配置することができる。例えば、送電体１０Ａを壁面内や天井内に配置すると共に、受電体２０Ａを壁面や天井に接触又は所定間隔を隔てて配置してもよい。
【０１０６】
（回路構成について）
また、図示した回路構成の詳細については、特記した場合を除いて任意に変更することができ、例えば、平滑用コンデンサを付加したり、過電流保護用の回路素子を追加してもよく、あるいは、特記した構成に関しても同様の機能を公知の他の回路構成にて代替してもよい。また、静電駆動スイッチ１３に対する送電電極１２の接続数についても変更することができ、１つの静電駆動スイッチ１３に複数の送電電極１２を接続したり、複数の静電駆動スイッチ１３に１つの送電電極１２を接続してもよい。
【０１０７】
（通信機能について）
送電体１０Ａと受電体２０Ａとに、相互に通信を行うための通信部を設けてもよい。例えば、この通信部を介して、受電体２０Ａから送電体１０Ａに対して、負荷２１に供給すべき電力の電力量や供給タイミングを送信し、あるいは、直列共振条件や並列共振条件を送信し、これら送信された情報に基づいて送電体１０Ａから電力供給を行うようにしてもよい。
【０１０８】
（適用対象について）
上記の実施の形態に係る電力供給システム１Ａの具体的な適用例の一つとして、電気自動車を受電体２０Ａとした電力供給を挙げることができる。例えば、送電体１０Ａを電気自動車用のスタンドの床面に配置し、当該床面の上に停車した受電体２０Ａとしての電気自動車に対して、電力供給を行うことができる。この場合、必要に応じて、送電電極１２を床面と共にリフトアップし、電気自動車の底面近傍に設けた受電電極２２に近接させてもよい。あるいは、逆に、電気自動車の受電電極２２をリフトダウンしてもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
１Ａから１Ｈ  電力供給システム
２  電力供給領域
３  電力被供給領域
４  境界面
５  机
６  天板
７  表面絶縁層
１０Ａから１０Ｈ  送電体
１１  交流電源
１１ａ  第１極
１１ｂ  第２極
１２  送電電極
１２ａ  第１送電電極
１２ｂ  第２送電電極
１２ｃ、１２ｄ、１３ｌ、１３ｍ  接続片
１３  静電駆動スイッチ
１３ａ  第１静電駆動スイッチ
１３ｂ  第２静電駆動スイッチ
１３ｃ  エレクトレット板
１３ｄ  静電端子
１３ｅ  電源端子
１３ｅ１  第１電源端子
１３ｅ２  第２電源端子
１３ｆ、３１  抵抗
１３ｇ、１７、１８、２７、２８、３０  コンデンサ
１３ｈ  可動空間
１３ｉ、２４ｈ  導電層
１３ｊ  絶縁層
１３ｋ、２４ｉ、４０、４２  線路
１３ｎ  筐体
１３ｐ  網目
１４、１５、２３、２４、２５  コイル
１６、２６  トランス
２０Ａから２０Ｈ  受電体
２１  負荷
２２  受電電極
２２ａ  第１受電電極
２２ｂ  第２受電電極
２４  極性維持部
２４ａ  直流電源
２４ｂ  スイッチ
２４ｃ  チョークコイル
２４ｄ  バイパス線路
２４ｅ  第１受電側エレクトレット板
２４ｆ  第２受電側エレクトレット板
２４ｇ  受電側エレクトレット板
２９  アクティブキャパシタンス
３０ａ  第１コンデンサ
３０ｂ  第２コンデンサ
４１  グランド
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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