静电感应型发电器制造技术

本发明专利技术为一种基板配置结构，其包括：壳体；第1基板，其固定在壳体上；第2基板，其以可相对移动的方式与第1基板平行配置；带电膜；对电极；以及输出部，其输出带电膜及对电极之间所产生的电力，该基板配置结构的特征在于将带电膜和对电极中的任一方设置在第1基板的第1相对面，将另一方设置在与第1相对面相对的第2基板的第2相对面，将第1基板的第1相对面侧固定于壳体上所设置的安装基准面。

Electrostatic induction generator

The invention relates to a substrate configuration, which includes a housing; a first substrate, the substrate is fixed on the housing; second, the relatively mobile and parallel to the first substrate configuration; charged membrane; electrode; and the output of the output power generated by the charged membrane and between electrodes, characteristics of the the substrate configuration is the charged membrane and either of electrodes is arranged between the first substrate first opposite, the other party will be set in second and first relative second relative opposite surfaces of the substrate, the first substrate first opposite side is fixed on the shell set installation datum.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用静电感应的发电装置、发电器、便携式电气设备、便携式钟表等。作为本专利技术的发电器的能源，可利用人体的运动、机械等的振动、其他环境下广泛存在的动能。
技术介绍
利用驻极体材料的静电感应的实用性发电装置在专利文献1～3中有揭示。所谓静电感应，是指当使带电物体接近导体时，极性与带电物体相反的电荷会被吸引的现象。所谓利用静电感应现象的发电装置，是指在配置有“保持电荷的膜”(以下，称为带电膜(electrically charged film))和“对电极”的结构中利用该现象来提取使两者相对移动而感应出来的电荷的发电。以利用驻极体材料的情况为例，驻极体是将电荷打入至介电体而成，以半永久的方式产生静电场。在利用该驻极体的发电中，如图1所示，由驻极体(electret)3形成的静电场使得对电极(electrode)2产生感应电荷，若使驻极体与对电极的重叠的面积发生变化(振动等)，则可在外部电路200中产生交流电流。利用该驻极体的发电的结构相对简单，相较于利用电磁感应而言，在低频域内获得较高的输出而较为有利，近年来作为所谓的“环境发电(Energy Harvesting)”而受到关注。在专利文献1中揭示有一种通过水平振动型驻极体元件将由人体的运动所产生的低频振动用作外部能量的便携式振动发电器。在专利文献2中揭示有一种利用如下静电感应的发电装置：经由齿轮机构使如机械式自动上弦手表所使用的摆轮锤(rotor)的转动增速传动，来进行驻极体膜与电极的相对转动。此外，在专利文献3中揭示有一种利用进行驻极体膜与电极的往复周期旋动的静电感应的发电装置，其经由弹性体而支承旋动体来使旋动体共振。专利文献3的现有技术是利用弹性体加以共振来加大旋动振幅，从而提高发电效率。然而，在这些现有技术中，均丝毫未展示准确地控制驻极体膜与电极之间的空隙来提高发电效率这一技术思想。此外，在专利文献4中揭示有一种钟表的机械体，其插入有弹簧垫圈(spring washer)，以消除摆轴(balance staff)或擒纵轮(escape wheel)的轴等转轴上的轴承部的螺纹部的齿隙。然而，在以往的机械式钟表中，不仅根本上就不需要转轴的轴向的准确定位，而且丝毫未表现出准确地控制驻极体膜与电极之间的空隙来提高发电效率这一技术思想。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2012-138514号公报专利文献2：日本专利特开2011-72070号公报专利文献3：日本专利特开2013-59149号公报专利文献4：日本专利实愿昭50-102254号(日本专利实开昭52-016346号公报)的缩微胶卷专利文献5：日本专利特表2005-529574号公报
技术实现思路
图2为表示带电膜-对电极间空隙g与发电量的关系的图表。图3及下式表示如下负荷调整电力方程式，该负荷调整电力方程式表示带电膜-对电极间空隙g与发电量P的关系。P可利用下式算出。[数式1] P = σ 2 × n × A × f 4 ϵ × ϵ 0 d ( ϵ × g d + 1 ) σ = K × ϵ 0 d ]]>σ：表面电荷密度 f：振动频率d：厚度 n：每1振动的极数ε：介电常数 ε0：真空的介电常数g：驻极体与电极间空隙 K：相对介电常数A：电极面积P：发电量在图2中，根据上述式子即贾斯汀·伯兰德(Justin Boland)等人的研究(参考专利文献5)中所记载的负荷调整电力方程式(load-matched power equation)而表示有相对于带电膜-对电极间空隙g(基板间空隙g)的发电量。根据图2的图表可知，带电膜-对电极间空隙g比100μ越小，越较大程度地有助于发电量(的提高)。在如专利文献2所示的现有技术中，以往是在构成发电器的作为基底的板上配置基板，且在该基板上形成有驻极体膜。并且为如下构成：以与该驻极体膜相对的方式在转盘的下表面配置有对电极，并且，转盘的轴通过轴承而形成上下支承。在这种现有技术的情况下，驻极体膜与发电电极的距离g会因3种零件(基板、轴、轴承)的下述加工精度而较大程度地发生变动。(1)基板的厚度(2)轴的晃动(齿隙或游移)(3)轴承的位置精度、尺寸精度(4)轴的尺寸精度在如专利文献2所示的现有技术中，在构成发电器的作为基底的板上载置基板的下表面，在基板的上表面的驻极体膜与形成于转盘的下表面的对电极之间形成有间隙。因此，因上述加工精度所引起的零件公差程度的偏差(晃动)必定会使驻极体膜-对电极间的间隙距离产生偏差。在利用转盘的发电中，轴所产生的晃动会对转动圆板的姿态产生较大影响，从而导致驻极体膜与电极之间的距离较大程度地发生变化。另一方面，如图2所示，在距离g越接近零便获得越大的发电量的驻极体发电中，这种零件公差程度的偏差就会成为发电量的较大偏差。在以量产为基础时，必须具有一定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基板配置结构，其特征在于，包括：壳体，其具有安装基准面；第1基板，其具有第1相对面，且固定在所述壳体上；第2基板，其具有第2相对面，且以可相对移动的方式相对于第1基板配合地配置；带电膜；对电极，其与所述带电膜相对配置；以及输出部，其输出所述带电膜及所述对电极之间所产生的电力，将所述带电膜及所述对电极中的任一方配置在所述第1相对面，将另一方配置在所述第2相对面，将所述第1基板的所述第1相对面固定于所述安装基准面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.26 JP 2014-0638241.一种基板配置结构，其特征在于，包括：壳体，其具有安装基准面；第1基板，其具有第1相对面，且固定在所述壳体上；第2基板，其具有第2相对面，且以可相对移动的方式相对于第1基板配合地配置；带电膜；对电极，其与所述带电膜相对配置；以及输出部，其输出所述带电膜及所述对电极之间所产生的电力，将所述带电膜及所述对电极中的任一方配置在所述第1相对面，将另一方配置在所述第2相对面，将所述第1基板的所述第1相对面固定于所述安装基准面。2.根据权利要求1所述的基板配置结构，其特征在于，在所述第2基板上设置轴，利用设置在所述壳体上的上部轴承部和下部轴承部来转动自如地对所述轴进行轴支承。3.根据权利要求2所述的基板配置结构，其特征在于，所述上部轴承部和下部轴承部中的任一方或两方具有调整所述轴的轴向位置的调整机构。4.根据权利要求2所述的基板配置结构，其特征在于，所述壳体具有将所述轴朝所述上部轴承部和下部轴承部中的任一轴承部施力的施力机构。5.根据权利要求4所述的基板配置结构，其特征在于，所述施力机构使用的是弹簧或磁铁。6.根据权利要求4或5所述的基板配置结构，其特征在于，所述任一轴承部具有调整所述轴的轴向位置的调整机构。7.根据权利要求3或6所述的基板配置结构，其特征在于，所述调整机构是通过螺钉来调整所述轴的轴向位置。8.根据权利要求3、6及7中任一项所述的基板配置结...

【专利技术属性】
技术研发人员：和泉辉，伊原隆史，渡边真，
申请(专利权)人：西铁城控股株式会社，西铁城时计株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP