(57)【要約】【課題】発電効率が高い静電誘導発電デバイスを実現する。【解決手段】静電誘導発電デバイス１は、可動電極である振動板３０と、振動板３０の両面側に配設されるエレクトレット６０，７０と、上ケース１０と下ケース２０とかなるケース部材と、を有し、振動板３０は、周縁部の全周または一部がケース部材によって固定されると共に、エレクトレット６０，７０の対向面である中央部３６が、エレクトレット６０，７０に対して垂直方向に振動する。振動板３０が振動することによって、エレクトレット６０，７０と振動板３０との間に電荷の移動が発生し、効率よく発電することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトレットと、
前記エレクトレットと間隙を有して対向するよう設けられ、周縁部の全周または一部が固定されると共に、中央部が前記エレクトレットに対して垂直方向に振動する振動板と、
前記エレクトレットと前記振動板とを格納するケース部材と、
が備えられていることを特徴とする静電誘導発電デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の静電誘導発電デバイスにおいて、
前記エレクトレットが、前記振動板の振動方向の両面側に配設されていることを特徴とする静電誘導発電デバイス。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の静電誘導発電デバイスにおいて、
少なくとも前記振動板の前記エレクトレットと対向する面に、絶縁膜が設けられていることを特徴とする静電誘導発電デバイス。
【請求項４】
請求項１に記載の静電誘導発電デバイスにおいて、
前記ケース部材の内部圧力が、大気圧よりも減圧されていることを特徴とする静電誘導発電デバイス。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の静電誘導発電デバイスにおいて、
前記振動板が振動により前記エレクトレットに当接したときの前記振動板の復元弾性力が、前記振動板と前記エレクトレットとの静電気による吸着力よりも大きいことを特徴とする静電誘導発電デバイス。
【請求項６】
請求項１に記載の静電誘導発電デバイスにおいて、
前記振動板が、周縁部の固定部分と前記エレクトレットとの対向する中央部との間に、該中央部よりも剛性が小さい領域を有していることを特徴とする静電誘導発電デバイス。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の静電誘導発電デバイスにおいて、
前記振動板の前記エレクトレットと対向する中央部に錘部が形成されていることを特徴とする静電誘導発電デバイス。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の静電誘導発電デバイスにおいて、
前記振動板と前記エレクトレットとが、複数個アレイ状に配設されていることを特徴とする静電誘導発電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトレットと振動板とを有してなる静電誘導発電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
日常的に存在する低周波の環境振動による微小な環境振動エネルギーを電力に変換するデバイスにおいて、櫛歯状に形成されたエレクトレットと、このエレクトレットと間隔をおいて対向するように配設される可動電極とを有し、可動電極をエレクトレットに対して水平に振動させ、可動電極に誘導される電荷の変化量を電流として取り出す静電誘導により発電する発電デバイスが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ第２００８／０２６４０７号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１は、可動電極がエレクトレットに対して水平振動することから、可動電極の第１電極およびエレクトレット膜とが櫛歯状に形成されており、第１電極とエレクトレット膜とが対向する位置と、水平方向に離間する位置との間を相対移動させることによって発電する構造である。環境振動は低周波、微小振幅であること、静電誘導は交差面積に比例すること、から、第１電極およびエレクトレット膜は、小ピッチで多数の櫛歯状電極を形成しなければならない。
また、第１電極とエレクトレット膜とは、水平方向に対向する位置と離間する位置とに、正確に位置（形状）を規制することが求められる。
【０００５】
従って、可動電極の第１電極とエレクトレット膜との相対位置精度を高精度に管理しなければならない。しかし、可動電極は、エレクトレットとは別工程で製造し、組み立てることから可動電極の第１電極とエレクトレット膜との相対位置精度を高精度に形成することは困難であって、製造負荷が大きくなってしまうという課題がある。
【０００６】
また、可動電極を振動させるために、可動電極の振動方向両端に弾性部（または弾性部材）を形成することから構造が複雑になると共に、環境振動に対する弾性部の振動追従性の制御が困難であるという課題を有する。
【０００７】
さらに、可動電極とエレクトレット膜との間隔は数十μｍ程度であることから、環境振動に伴い厚さ方向に可動電極が変位した場合には、可動電極とエレクトレット膜とがすれて振動の負荷になることや、接触面が磨耗することが考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］本適用例に係る静電誘導発電デバイスは、エレクトレットと、前記エレクトレットと間隙を有して対向するよう設けられ、周縁部の全周または一部が固定されると共に、中央部が前記エレクトレットに対して垂直方向に振動する振動板と、前記エレクトレットと前記振動板とを格納するケース部材と、が備えられていることを特徴とする。
なお、振動板はエレクトレットに対向する可動電極である。
【００１０】
このような構成によれば、振動板はエレクトレットに対して垂直方向に振動することから、水平方向に振動する従来技術のように、それぞれを櫛歯状の電極に成形する必要はなく、相互の対向面積（交差面積）と間隔が発電量を律する主要素となるため、構造および形状が簡単になり、それぞれの寸法管理も容易となる。よって、従来技術に比べ製造工数も低減可能である。
【００１１】
また、上述した従来技術の可動電極に相当する振動板は、振動板自身に弾性があることから弾性部または弾性部材を形成する必要はなく、構造がより簡単になるほか、環境振動に対する振動追従性の制御も容易に行うことができる。
【００１２】
さらに、本適用例の構造では、振動板とエレクトレットとは環境振動により接触しても、接触すること自体が負荷になることによる損失の発生がなく、また接触面の磨耗の発生も少ない。
【００１３】
［適用例２］上記適用例に係る静電誘導発電デバイスにおいて、前記エレクトレットが、前記振動板の振動方向の両面側に配設されていることが好ましい。
【００１４】
上述したように、振動板はエレクトレットに対して垂直方向に振動する。従って、振動板の振動方向両面側にエレクトレットを設けることにより、片側のみに配設する場合にくらべ、概ね２倍の発電効率を得ることができる。
【００１５】
［適用例３］上記適用例に係る静電誘導発電デバイスにおいて、少なくとも前記振動板の前記エレクトレットと対向する面に、絶縁膜が設けられていることが望ましい。
【００１６】
詳しくは実施の形態で説明するが、振動板をエレクトレットに近づけるほど発電量は大きくなる。しかし、振動板をエレクトレットに最大近づける（つまり、接触する位置）と、相互の静電気による吸着力（静電力）で振動が妨げられることがある。そこで、振動板のエレクトレットとの対向面に絶縁膜を設けることで、振動板とエレクトレットが直接接触することがなくなり、絶縁膜の厚さ分の間隙ができるため、静電力による振動への影響を減ずることができる。言い換えれば、振動板とエレクトレットが直接接触しない範囲で振動板の変位量を大きくできることから発電効率を高めることができるという効果がある。
【００１７】
なお、振動板とエレクトレットの両対向面に同一材料からなる絶縁膜を設ければ、接触による帯電を防止することができる。
【００１８】
［適用例４］上記適用例に係る静電誘導発電デバイスにおいて、前記ケース部材の内部圧力が、大気圧よりも減圧されていることが望ましい。
【００１９】
ケース部材の内部に空気が存在する場合、ダンピング現象（ポンピング現象ということがある）により、振動板の振動が妨げられることがある。そこで、ケース部材内部を減圧状態にしておくことによりダンピング現象を抑制することができる。よって、ケース部材内部を真空または真空に近い状態に減圧しておくことがより好ましい。
【００２０】
［適用例５］上記適用例に係る静電誘導発電デバイスにおいて、前記振動板が振動により前記エレクトレットに当接したときの前記振動板の復元弾性力が、前記振動板と前記エレクトレットとの静電気による吸着力よりも大きいことが望ましい。
【００２１】
このような構成にすれば、振動板の振幅が大きくエレクトレットと接触する場合において、静電力により振動板が吸着されても復元弾性力により吸着が解除されることから振動板の振動は、環境振動に追従して振動することが可能となる。
【００２２】
［適用例６］上記適用例に係る静電誘導発電デバイスにおいて、前記振動板が、周縁部の固定部分と前記エレクトレットとの対向する中央部との間に、該中央部よりも剛性が小さい領域を有していることが望ましい。
ここで、中央部よりも剛性が小さい領域の構成方法としては、例えば、固定部分と中央部（対向面）との間に薄肉部を形成する方法、あるいは細い梁で接続する方法等を採用できる。
【００２３】
このようにすれば、振動板を環境振動に追従しやすくすると共に、振動板とエレクトレットとの対向面を平行な状態に維持できるので、所定の対向面積が確保できることから発電効率を高めることができる。
【００２４】
［適用例７］上記適用例に係る静電誘導発電デバイスにおいて、前記振動板の前記エレクトレットと対向する中央部に錘部が形成されていることが望ましい。
なお、錘部としては、例えば、エレクトレットとの対向部を、その周囲よりも厚くすることで容易に形成可能である。
【００２５】
このようにすれば、振動板の変位量を大きくできるため、帯電効率（つまり、発電効率）を高めることができる。
【００２６】
［適用例８］上記適用例に係る静電誘導発電デバイスにおいて、前記振動板と前記エレクトレットとが、複数個アレイ状に配設されていることが望ましい。
【００２７】
一つの振動板とエレクトレットの組み合わせを１素子としたとき、これを複数個の集合体とすることで、素子全体として大きな発電量を有する発電デバイスを実現できる。
なお、集合体としては、１素子を等間隔配置としてもランダム配置としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施形態に係る静電誘導発電デバイスの基本構成を示す断面図。
【図２】振動板が振動により図示矢印方向に変位したときの状態を示す断面図。
【図３】回路構成の概略を示す回路図。
【図４】振動板の振幅と発電率の関係を表すグラフ。
【図５】振動板の厚さと、振動板のエレクトレットとの当接保持に必要な電圧（エレクトレット電位）の関係について表すグラフ。
【図６】変形例１に係る静電誘導発電デバイスを示す断面図。
【図７】変形例２に係る静電誘導発電デバイスを示す平面図。
【図８】変形例３に係る静電誘導発電デバイスを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ切断面を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下の説明で参照する図は図示の都合上、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。
（第１の実施形態）
【００３０】
図１は、第１の実施形態に係る静電誘導発電デバイスの基本構成を示す断面図である。静電誘導発電デバイス１は、ケース部材を構成する上ケース１０と下ケース２０と、上ケース１０と下ケース２０との間に固定される振動板３０と、上ケース１０に設けられるエレクトレット６０と、下ケース２０に設けられるエレクトレット７０とから構成されている。
【００３１】
上ケース１０および下ケース２０は、それぞれ凹部１１，２１を有するガラス製ケースであって、上ケース１０の凹部内底面１２には、上部電極４０とエレクトレット６０とが積層形成され、下ケース２０の凹部内底面２２には、下部電極５０とエレクトレット７０とが積層形成されている。
【００３２】
振動板３０は、本実施形態では厚さ３μｍ程度の長方形Ｓｉ基板からなり、長手方向の対向する端辺周縁が、上ケース１０の縁部１３と下ケース２０の縁部２３とによって固定されている。この固定は、陽極接合により行われ、凹部１１，２１によって形成されるケース内部の空間を外部の大気圧よりも減圧した状態で密閉封止している。なお、この空間は、真空または真空に近い状態であることがより望ましい。振動板３０のエレクトレット６０およびエレクトレット７０それぞれと対向する面には、絶縁膜３８，３９が設けられている。なお、絶縁膜３８，３９は省略することができる。
【００３３】
また、振動板３０およびエレクトレット６０，７０は、ケース部材によって密閉固定する前に高温真空処理を行い表面の水分を除去することが望ましい。
【００３４】
絶縁膜３８とエレクトレット６０表面との間隙寸法ｄ１、絶縁膜３９とエレクトレット７０表面との間隙寸法ｄ２は、本実施形態では５０ｎｍとしている。
【００３５】
なお、上ケース１０と振動板３０と下ケース２０との接合方法として接着剤等を用いる場合には、接着剤の厚さの寸法変動により、間隙寸法ｄ１、ｄ２も変動して発電効率に影響がでる。本実施形態の間隙寸法は５０ｎｍとごく小さく、接着剤の厚さ変動を受けやすいため、本実施形態では、陽極接合法により接合している。
【００３６】
次に、振動板３０が振動したときの１状態について説明する。
図２は、振動板が振動により図示矢印方向に変位したときの状態を示す断面図である。図示した状態は、振動板３０の絶縁膜３９がエレクトレット７０の表面に当接する直前まで変位した状態を例示している。振動板３０が逆方向に変位する場合は、絶縁膜３８がエレクトレット６０の表面に当接する直前まで変位する。
【００３７】
続いて、本実施形態による発電に係る回路について説明する。
図３は、本実施形態に係る回路構成の概略を示す回路図である。エレクトレット６０とエレクトレット７０はそれぞれ、上部電極４０および下部電極５０を介して接続され、振動板３０との間に負荷抵抗Ｒが接続されている。負荷抵抗Ｒの一端は接地（ＧＮＤ）されており、他端は出力端子に接続されている。エレクトレット６０と振動板３０の間、エレクトレット７０と振動板３０の間ではコンデンサーが形成されていると考えられ、これらコンデンサーと負荷抵抗Ｒとは並列接続される。
【００３８】
振動板３０が振動することによって、エレクトレット６０，７０と振動板３０との間に電荷の移動が発生することで発電される。なお、発電された電力を蓄電する場合は、蓄電器１００を負荷抵抗Ｒに並列接続する。
【００３９】
次に、上述のように構成される静電誘導発電デバイス１の発電動作について説明する。本実施形態では、対向電極（可動電極）としての振動板３０とエレクトレット６０，７０とを有している。ここで、絶縁膜３８とエレクトレット６０との間の間隙寸法（Ｇａｐと表すことがある）をｄ１、両者間の静電容量をＣ１、エレクトレット効果により発生する電位差をＶ１とする。また、絶縁膜３９とエレクトレット７０との間の間隙寸法（Ｇａｐと表すことがある）をｄ２、両者間の静電容量をＣ２、エレクトレット効果により発生する電位差をＶ２とすると、図３の回路に蓄えられる静電エネルギーＵの合計は数式（１）によって表すことができる。
【００４０】
【数１】
2012044747.tif 000003
【００４１】
ここで、Ｃ１，Ｃ２は静電容量であって、真空中の誘電率ε０、比誘電率ε、対向面積をＳとすると、静電容量Ｃｉは次式で表すことができる。
【００４２】
【数２】
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【００４３】
ここで、Ｖ１＝Ｖ２とすると、回路に蓄えられる静電エネルギーＵは、次式で表すことができる。
【００４４】
【数３】
2012044747.tif 000005
【００４５】
ここで、ｄ１＋ｄ２＝ｄ（一定）とすると、静電エネルギーＵは次式で表すことができる。
【００４６】
【数４】
2012044747.tif 000006
【００４７】
この数式（４）によれば、ｄ１＝ｄ／２の場合に最小値となる。つまり、外部の振動によって振動板３０が変位する際に、静電エネルギーが過剰になり、復元力で元（変位０）に戻る段階では静電エネルギーを放出する。言い換えると、振動板３０が元に戻る過程において電荷の移動が生じる。この電荷を蓄電器１００に移動させることにより電気を充電させることが可能となる。
【００４８】
続いて、本実施形態による発電量について具体例をあげ説明する。
まず、本実施形態における静電誘導発電デバイス１の構成要素の諸元の１例を表１に表す。なお、表１に表す静電誘導発電デバイスは、図１に示すような最小の１素子を表しており、発電デバイスとして用いる場合には、必要とされる発電量に応じて１素子を複数個アレイ状に配置した集合体として用いる。
【００４９】
例えば、１素子の平面サイズを２０μｍ×２０μｍ、集合体の平面サイズを２０ｍｍ×２０ｍｍの場合、１素子を等ピッチで配置すれば１００個×１００個＝１０，０００個の集合体とすることが可能である。
【００５０】
【表１】
2012044747.tif 000007
【００５１】
表１の諸元を用いて１素子１振動当りの発電量を数式（４）を用いて計算すると、
６．０９×１０-9（Ｊ）の発電量が得られる。集合体としての発電デバイス全体の発電率（Ｗ）は、１素子１振動当りの発電量×周波数×素子数で算出することができる。従って、振動板３０の振動周波数を１０（Ｈｚ），アレイ状に配置される素子数を１０，０００個としたときの発電率は６．０９×１０-4（Ｗ）となる。
【００５２】
なお、表１の中で、Ｇａｐ寸法以外の諸元を共通としたとき、Ｇａｐ寸法（ｄ１とｄ２）の差によって発電率が大きく変動することが分かった。そこで、発電率とＧａｐ寸法の関係について説明する。
図４は、Ｇａｐ寸法を２５ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍ、１５０ｎｍとしたときの振動板の振幅と発電率の関係を表すグラフである。横軸に振動板３０の振幅量（ｎｍ）、縦軸に発電率（Ｗ）を表す。
【００５３】
図４から、表１に表す諸元のＧａｐ寸法が５０ｎｍの場合、発電率は概ね１．０×１０-4（Ｗ）であり、Ｇａｐ寸法が小さいほど、また振幅量が大きいほど発電率が高くなることが分かる。しかし、Ｇａｐ寸法を小さくし、且つ振幅量を大きくすると振動板３０とエレクトレット６０、振動板３０とエレクトレット７０とが当接することが考えられる。振動板とエレクトレットが当接したとき静電力が最大となり振動板が静電気の吸着力（静電力）によって吸着され元の状態（変位０）に復帰しなくなることが考えられる。従って、振動板の弾性復元力を当接したときの静電力よりも大きくしておくことが求められる。そこで、弾性復元力と静電力の関係について説明する。
【００５４】
図５は、Ｇａｐ寸法を変化させたときの振動板の厚さと、振動板のエレクトレットとの当接保持に必要な電圧（エレクトレット電位）の関係について表すグラフである。Ｇａｐ寸法を２５ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍとする。横軸に振動板３０の厚さ（μｍ）、縦軸に当接保持に必要な電圧（Ｖ）を表している。図５から、振動板３０の厚さが厚くなるほど当接保持に必要な電圧は高くなることが分かる。
【００５５】
表１に表す諸元のＧａｐ寸法は５０ｎｍ、振動板３０の厚さは３μｍである。この条件における当接保持に必要な電圧は約６００Ｖであって、エレクトレット電位５００Ｖよりも高い。よって、振動板３０はエレクトレットに当接した状態で保持されることなく復元する。同様に考えると、Ｇａｐ寸法が２５ｎｍの場合の振動板の厚さは５μｍ、Ｇａｐ寸法が１００ｎｍの場合の振動板の厚さは１．７μｍにすればよいことが分かる。
【００５６】
以上説明した構成によれば、振動板３０はエレクトレット６０，７０に対して垂直方向に振動することから、水平方向に振動する従来技術のように、それぞれを櫛歯状の電極に成形する必要はなく、相互の対向面積（交差面積）とＧａｐ寸法が発電量を律する主要素となるため、構造および形状が簡単になり、それぞれの寸法管理も容易となる。よって、従来技術に比べ製造工数も低減可能である。また、櫛歯状電極よりも対向面積を広く取れるので発電効率が高くなるという効果がある。
【００５７】
また、前述した従来技術の可動電極に相当する振動板３０は、振動板自身に弾性があることから弾性部や弾性部材を形成する必要はなく、構造がより簡単になるほか小型化が可能となり、環境振動に対する振動追従性の制御も容易に行うことができる。
【００５８】
また、本実施形態の構造では、振動板３０とエレクトレット６０，７０とが振動により当接しても、当接すること自体が負荷になることによる損失の発生がなく、また接触面の磨耗の発生も少ない。
【００５９】
なお本実施形態では、振動板３０の振動方向の両側にエレクトレット６０、エレクトレット７０を配設しているが、エレクトレット６０またはエレクトレット７０のいずれか一方を配設する構造も採用可能である。しかし、振動板はエレクトレットに対して垂直方向に振動するため、振動板の振動方向両面にエレクトレットを設けることにより、片側のみに配設する場合にくらべ、概ね２倍の発電量（発電効率）を得ることができる。
【００６０】
また、振動板３０をエレクトレット６０，７０に近づけるほど発電量（発電率）は大きくなる。しかし、振動板３０をエレクトレット６０，７０に最大近づける（つまり、当接する）と、静電力で振動板３０が吸着されて振動が妨げられることがある。そこで、振動板３０のエレクトレット６０，７０との対向面それぞれに絶縁膜３８，３９を設けることで、振動板３０とエレクトレット６０，７０が直接接触することがなくなり、絶縁膜の厚さ分の間隙ができるため、静電力による振動への影響を減ずることができる。言い換えれば、振動板とエレクトレットが直接接触しない範囲で振動板の変位量を大きくできることから発電効率を高めることができる。さらに、絶縁膜３８，３９を同一材料とすれば、接触による帯電を防止することができる。
【００６１】
また、ケース部材（上ケース１０、下ケース２０）の内部圧力が、大気圧よりも減圧状態にしておくことによりダンピング現象を抑制することができ、振動効率を高めることができる。従って、ケース部材内部を真空または真空に近い状態に減圧しておくことがより好ましい。
【００６２】
また、振動板３０が振動によりエレクトレット６０，７０に当接したとき、振動板の復元弾性力が、振動板３０とエレクトレット６０，７０との間の静電力による吸着力よりも大きくすることで、振動板３０静電力により吸着されても復元弾性力により吸着が解除されることから振動板３０は、環境振動に追従して振動することが可能となる。
【００６３】
また、本実施形態の静電誘導発電デバイス１は、振動板３０とエレクトレット６０，７０の構成を１素子として、この素子が複数個アレイ状に配設される発電デバイスである。従って、１素子としては微小サイズながら大きな発電量を有する静電誘導発電デバイスを実現できる。
【００６４】
さらに、振動板３０およびエレクトレット６０，７０は、ケース部材によって密閉固定する前に高温真空処理を行い表面の水分を除去する。このようにすることによって、振動板３０とエレクトレット６０，７０が当接したときに、水分によって両者が吸着されることを防止できる。
【００６５】
なお、振動板３０の変位量を大きくすると発電量（発電率）を高めることができる。そこで、振動板３０に周縁部の固定部分と、エレクトレット６０，７０との対向する中央部（対向面積を構成する部分）との間の接続部に、中央部よりも剛性が小さい領域を形成して変位量を大きくする振動板３０の形状を変形例として提案する。
（変形例１）
【００６６】
まず、変形例１について図面を参照して説明する。前述した第１の実施形態では、振動板３０の形状が同一厚さの長方形であることに対して変形例１は固定部分と中央部との間に薄肉部を形成していることに特徴を有する。振動板３０以外の構成は図１で表す構成と共通のため説明を省略する。
図６は、変形例１に係る静電誘導発電デバイスを示す断面図である。振動板３０は、上ケース１０と下ケース２０とで接合される固定部と、エレクトレット６０，７０との対向部としての中央部３６の間の接続部に薄肉部３３を形成している。薄肉部３３は、他の部分よりも剛性が小さくなる。つまり弾性変形しやすくなる。
（変形例２）
【００６７】
続いて、変形例２について図面を参照して説明する。変形例２は固定部分と中央部との間を梁で接続していることに特徴を有する。振動板３０以外の構成は図１で表す構成と共通のため説明を省略する。
図７は、変形例２に係る静電誘導発電デバイスを示す平面図である。なお、上ケース１０を透視した状態を図示している。
【００６８】
振動板３０は、上ケース１０と下ケース２０とで接合される固定部３４と、エレクトレット６０，７０との対向部としての中央部３６の間を４本の梁３５ａ〜３５ｄで接続している。梁３５ａ〜３５ｄはそれぞれ、中央部３６の４隅から同じ寸法で放射状に延在され、中央部３６の中心が重心となるように形成される。なお、梁３５ａ〜３５ｄは中央部３６と同一厚さである。また、エレクトレット６０，７０は、中央部３６の平面積よりも大きくしておくことが望ましい。
【００６９】
上述した変形例１，２のような構成にすれば、振動板３０が環境振動に対して追従しやすくなると共に、中央部３６はほとんど変形しないため、振動板３０とエレクトレット６０，７０との対向面を平行な状態に維持できるので、振動中において一定の対向面積が確保できることから発電効率を高めることができる。
（変形例３）
【００７０】
次に、変形例３について図面を参照して説明する。変形例３は、エレクトレット６０，７０との対向する中央部に錘部が形成されていることを特徴とする。なお、振動板３０以外の構成は図１と共通のため説明を省略する。
図８は、変形例３に係る静電誘導発電デバイスを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ切断面を示す断面図である。なお、（ａ）は上ケース１０を透視して図示している。図８（ａ），（ｂ）において、振動板３０のエレクトレット６０と対向する中央部には錘部３７が形成されている。
【００７１】
錘部３７は、第１実施形態（図１、参照）よりも厚い振動板原料の上ケース１０と下ケース２０とで接合される固定部３４と、エレクトレット６０，７０との対向部と、を接続する領域が上ケース１０側から薄肉加工することで形成される。そして、この薄肉部分は錘部３７の４隅から同じ寸法で放射状に延在される梁３５ａ〜３５ｄであって、錘部３７の中心が重心となるように形成される。なお、梁３５ａ〜３５ｄの厚さは変形例２（図７、参照）と同等レベルとする。錘部３７のエレクトレット６０との対向面には絶縁膜３８が形成され、エレクトレット７０との対向面には絶縁膜３９が形成されている。
【００７２】
なお、梁３５ａ〜３５ｄの薄肉加工は下ケース２０側から行ってもよく、上ケース１０側および下ケース２０側から等寸法で加工すれば、振動板３０の上下振動のバランスがとれるという利点を有する。また、エレクトレット６０，７０の平面積は錘部３７の平面積よりも大きくすることが望ましい。また、振動板３０の固定部３４の厚さを梁３５ａ〜３５ｄと同じにする構成でもよい。また、錘部３７とエレクトレット６０、エレクトレット７０との間隙寸法（Ｇａｐ寸法）は等しく、錘部３７のエレクトレットとの対向面には絶縁膜が形成される。
【００７３】
このように振動板３０に錘部３７を設けることによって、振動板３０の変位量を大きくできるため、発電効率を高めることができる。
【００７４】
なお、本発明は前述の実施の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。
例えば、エレクトレット６０，７０と振動板３０との対向面の形状は四角形に限らず、円形や多角形でもよい。また、発電デバイスとして１素子を複数個アレイ状に配設し静電誘導発電デバイスの集合体としたが、積み重ねる集合体としてもよい。
また、前述した構成は、発電デバイスに限らず、環境振動を検出する機械電気変換素子または静電誘導変換素子等に応用することが可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１…静電誘導発電デバイス、１０…上ケース、２０…下ケース、３０…可動電極である振動板、３８，３９…絶縁膜、４０…上部電極、５０…下部電極、６０，７０…エレクトレット。
【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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