JP7156649B2 - 振動発電素子および振動発電装置 - Google Patents
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Description
MS(Micro Electro Mechanical Systems)振動素子である振動発電素子を用いて環境振
動から発電を行う手法が知られている。振動発電素子自体は、圧電素子や静電容量型素子
を備え、それを環境振動の周波数で振動させると、その周波数に等しい交流の電力を発生
する素子である。静電誘導型振動発電素子は、複数の電極が相互に振動することにより生
じる誘導電荷により発電を行う(例えば、特許文献1参照)。
変換する振動発電素子が求められている。
本発明の第2の態様による振動発電装置は、第1の態様による振動発電素子振動発電素子と、電源装置とを備えている。
きる。
以下、図を参照して本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の実施形態の
振動発電素子10を備える振動発電装置100を表す図である。振動発電装置100は、
振動発電素子10と、電源装置40とを有する。静電容量型の振動発電素子10は、第1
エレクトレット電極11aと、第2エレクトレット電極11bと、これら2つエレクトレ
ット電極11a,11bの間に配置される中間電極12とを有している。
2と対向する面の表面に、一例として負電荷のエレクトレット15aが形成されている。
第2エレクトレット電極11bも、支持枠13に固定されているとともに、中間電極1
2と対向する面の表面に、一例として負電荷のエレクトレット15bが形成されている。
される公知の帯電処理を施すことにより、形成されている。
エレクトレット15aとエレクトレット15bとを、併せてエレクトレット15とも呼
ぶ。
また、第1エレクトレット電極11aと第2エレクトレット電極11bのようにエレク
トレット15が形成されている電極を、併せてエレクトレット電極11とも呼ぶ。
る。従って、支持枠13を含む振動発電素子10が図1中に図示したX方向(図1中の上
下方向)に振動すると、保持部14の弾性変形により、中間電極12は第1エレクトレッ
ト電極11aおよび第2エレクトレット電極11bに対して、X方向に相対的に振動する
。具体的には、中間電極12と第1エレクトレット電極11aとの間の静電容量(電極間
対向面積)と、中間電極12と第2エレクトレット電極11bとの間の静電容量(電極間
対向面積)とが逆位相で増減するように、中間電極12の振動に伴う電極間の相対振動が
生じる。このように中間電極12と2つのエレクトレット電極11との間の静電容量が相
互に逆位相で変動するので、互いに噛合する固定櫛歯電極と可動櫛歯電極を相対移動させ
た静電容量型振動発電素子に比べて、発電効率がよい。
11aおよび第2エレクトレット電極11bには、正または負の電荷、第1実施の形態で
は正の電荷が誘起され、交流電力が発電される。これらの電荷は、第1エレクトレット電
極11aに接続された導電体の配線Wa、および第2エレクトレット電極11bに接続さ
れた導電体の配線Wbにより、振動発電素子10の外部に設けられた電源装置40に送電
される。
する。配線WaはダイオードD1のアノードとダイオードD2のカソードに接続され、配
線WbはダイオードD4のアノードとダイオードD3のカソードに接続されている。
ダイオードD1のカソードとダイオードD4のカソードは、電源装置40の第1出力端
Vo1に接続され、ダイオードD2のアノードとダイオードD3のアノードは、電源装置
40の第2出力端Vo2に接続されるとともに、接地電位に維持されている。
続されている。
電荷注入配線WIの他端は抵抗素子RIの一端に接続されている。抵抗素子RIの他端
は、電源装置40内のダイオードD2のアノード、およびダイオードD3のアノードに接
続され、すなわち接地電位に維持されている。
より、第2出力端Vo2に接地電位、第1出力端Vo1に正の電位を有する電力として出
力される。
なお、電源装置40は、例えばコンデンサや、チョッパ型のDC-DCコンバータを含
む電圧変換器を備えていても良い。
原理を説明する。
図2(a)~(c)は、中間電極12が第1エレクトレット電極11aおよび第2エレ
クトレット電極11bに対してX方向に振動(移動)する際に、各相対位置において各電
極内に誘起される電荷の状態を表わしている。
荷の状態を表わす。
中間電極12の+X側の端部は、第1エレクトレット電極11aの表面に形成されてい
るエレクトレット15aの負の電荷16aと対向するため、この部分には正の電荷17a
が誘起されている。
中間電極12の-X側の端部は、第2エレクトレット電極11bの表面に形成されてい
るエレクトレット15bの負の電荷16bと対向するため、この部分には正の電荷17b
が誘起されている。
レクトレット15aによる負の電荷16aに誘起され、第1エレクトレット電極11aの
内部に正の電荷18aが誘起されている。
第2エレクトレット電極11bのうち、中間電極12と対向しない部分では、エレクト
レット15bによる負の電荷16bに誘起され、第2エレクトレット電極11bの内部に
正の電荷18bが誘起されている。
以上説明した図2(a)は、第1エレクトレット電極11aと第2エレクトレット電極
11bとの間で起電力は発生せず電荷の移動は起きていないことを示している。この意味
で図2(a)の中間電極12の位置を中立点と呼び、振動発電素子10は中立状態にある
と呼ぶ。
図2(b)の状態では、図2(a)の状態に比べ、第1エレクトレット電極11aの表
面の中で、中間電極12と対向する部分の面積が増加している。このため、エレクトレッ
ト15aの負の電荷16aに誘起される中間電極12の正の電荷17aが増大する。その
結果、図2(a)の状態において第1エレクトレット電極11aの内部に誘起されていた
正の電荷18aの一部は、余剰電荷19aとなる。
bの表面の中で、中間電極12と対向する部分の面積が減少している。このため、エレク
トレット15bの負の電荷16bに誘起される中間電極12の正の電荷17bが減少する
。その結果、第2エレクトレット電極11bの内部においては、エレクトレット15bの
負の電荷16bに対して、誘起されるべき正の電荷が不足した部分である電荷不足部20
bが生じる。
レクトレット電極11bは負に帯電する。この帯電による起電力により第1エレクトレッ
ト電極11aから出力回路Rを介して第2エレクトレット電極11bに電流I1を流すこ
とで、発電を行うことができる。ここで第1エレクトレット電極11aと第2エレクトレ
ット電極11bの間に設けられている抵抗Rは、図1の電源装置40を表している。
表す。図2(c)の状態では、図2(a)の状態に比べ、第2エレクトレット電極11b
の内部に余剰電荷19bが生じるとともに、第1エレクトレット電極11aの内部に誘起
されるべき正の電荷が不足した部分である電荷不足部20aが生じる。
従って、図2(c)の状態では、第1エレクトレット電極11aは負に帯電し、第2エ
レクトレット電極11bは正に帯電する。この帯電による起電力により第2エレクトレッ
ト電極11bから第1エレクトレット電極11aに電流I2を流すことで、発電を行うこ
とができる。
b、支持枠13などと絶縁した状態で保持部14で保持しても良いし、保持部14自体を
絶縁性の材料で形成してもよい。
動発電素子10が設置された環境が多湿である場合などでは、中間電極12に保持される
べき電荷が大気中の水蒸気またはイオンを介して放電される恐れ、または中間電極12で
本来誘起されるはずだった電荷が気体中のイオンと結合し、中性となってしまう恐れがあ
る。本明細書では、中間電極12が上記のように放電されること、および中性となること
を、併せて中間電極12の中性化と呼ぶ。
上述の図2と同様に、図3(a)~(c)は、中間電極12が第1エレクトレット電極1
1aおよび第2エレクトレット電極11bに対してX方向に振動(移動)する際に、各相
対位置において各電極内に誘起される電荷の状態を表わしている。
以下、図3の状態と上述の図2に示した状態との差異に基づいて、中間電極12内の電
荷が放電されてしまった場合の振動発電素子10の動作を説明する。
合の電荷の状態を表わす。中間電極12が放電されてしまった状態では、中間電極12の
うち、第1エレクトレット電極11aと対向する部分21a、および第2エレクトレット
電極11bと対向する部分21bに正の電荷は誘起されない。そのため、第1エレクトレ
ット電極11aの中間電極12と対向する部分の内部には、エレクトレット15aの負の
電荷16aにより誘起された正の電荷22aが発生している。第2エレクトレット電極1
1bの中間電極12と対向する部分の内部にも、エレクトレット15bの負の電荷16a
により誘起された正の電荷22bが発生している。
置から+X側に相対移動した状態を表す。
図3(c)は、図2(c)に対応する図であり、中間電極12が図3(a)に示した位
置から-X側に相対移動した状態を表す。
図2に示した場合と異なり、図3の場合には中間電極12に電荷が存在しないため、中
間電極12が図3(a)の状態から図3(b)または図3(c)の状態に移動しても、第
1エレクトレット電極11a、第2エレクトレット電極11b、および中間電極12内の
電荷の状態は、変化しない。
11と中間電極12が相対移動(振動)しても、第1エレクトレット電極11aおよび第
2エレクトレット電極11bのいずれもおいても余剰電荷や電荷不足が発生せず、発電を
行うことができない。
ために、電荷注入配線WIおよび抵抗素子RIを用いて、電源装置40から中間電極12
に電荷を注入する構成としている。電荷注入配線WIおよび抵抗素子RIは、電荷注入器
30と解釈することができる。
電極11のエレクトレット15の電荷に誘引されて、電源装置40から電荷注入器30を
介して、エレクトレット15の電荷とは逆特性の電荷が注入される。エレクトレット電極
11a、11bの表面に負の電荷領域が設けられている場合には中間電極12に正の電荷
が注入される。電荷注入器30からの正電荷の注入により、振動発電素子10は長期に渡
って中間電極12に電荷を維持することが可能となり、すなわち、高い発電効率を長期に
渡って維持することができる。正電荷のエレクトレット電極と負電荷が帯電された中間電
極では、中間電極には負の電荷が注入される。
ノードおよびダイオードD3のアノードに限らず、電源装置40内の他の場所であっても
良い。ただし、電源装置40内であっても、第1エレクトレット電極11aに接続される
配線Wa、または第2エレクトレット電極11bに接続される配線Wbに対して、低電気
抵抗で接続されている部分に電荷注入器30を接続することは、好ましくない。従って、
電荷注入器30は、電源装置40内の、配線Waおよび配線Wbに対してそれぞれある程
度の大きさの電気抵抗を持って接続されている部分に接続すればよい。
なお、電荷注入器30を構成する抵抗素子RIは省略することもできる。
図4は、変形例1の振動発電素子10aを表す図である。上述の実施形態の振動発電素
子10との共通部分については、同一の符号を付して、説明を省略する。
変形例1の振動発電素子10aは、平行に配置される複数のエレクトレット電極11を
有し、複数のエレクトレット電極11のそれぞれの間に中間電極12が配置されている。
中のX方向に振動可能に保持されている。そして、上述の実施形態と同様に、各中間電極
12には、中間電極12に電荷を注入するための電荷注入配線WI(上述の実施形態の電
荷注入器30の一部)の一端が接続されている。
各エレクトレット電極11のうち、第1エレクトレット電極11aおよび第2エレクト
レット電極11bには、上述の実施形態と同様に中間電極12と対向する側に、エレクト
レット15が形成されている。
その両側の面で中間電極12と対向するため、共に、その両側の面にエレクトレット15
が形成されている。
第1エレクトレット電極11aおよび第3エレクトレット電極11a1には、配線Wa
が接続されている。一方、第2エレクトレット電極11bおよび第4エレクトレット電極
11b1には、配線Wbが接続されている。
そして、第1エレクトレット電極11aおよび第3エレクトレット電極11a1は、第
2エレクトレット電極11bおよび第4エレクトレット電極11b1に対して、+X方向
にずれて配置されている。
同様に、第1エレクトレット電極11aおよび第3エレクトレット電極11a1と、第2
エレクトレット電極11bおよび第4エレクトレット電極11b1には、それぞれ電荷が
誘起される。これにより発電を行うことができる。
変形例1においても、中間電極12に電荷を注入する電荷注入配線WI(電荷注入器3
0の一端)が接続されているので、振動発電素子10aは中間電極12の中性化を防ぎ、
長期間にわたって高い発電効率を維持することができる。
図5は、変形例2の振動発電素子10bを表す図である。上述の実施形態の振動発電素
子10との共通部分については、同一の符号を付して、説明を省略する。
変形例2の振動発電素子10bでは、複数のエレクトレット電極11が支持枠13aの
内側面に固定して配置されている。そして、複数の中間電極12aが導電性の支持体25
に保持され、支持体25はバネ等の弾性変形する絶縁性の保持部14aを介して、支持枠
13aに対して図中のX方向に振動可能に保持されている。導電性の支持体25には、電
荷注入配線WIが接続されており、従って、複数の中間電極12aには導電性の支持体2
5を介して電荷注入配線WIから電荷が注入される。
)において、それぞれ第1エレクトレット電極11a2および第2エレクトレット電極1
1b2と、ほぼ等しい面積で対向するように配置されている。従って、中間電極12aを
保持する支持体25がX方向に振動すると、それぞれの中間電極12aと第1エレクトレ
ット電極11a2および第2エレクトレット電極11b2との対向部分の面積が変化する
。すなわち、対向部分の面積が互いに逆方向に、換言すると逆位相で増減する。
レクトレット電極11b2に電荷が誘起され、発電が行われる。各第1エレクトレット電
極11a2には配線Waが接続され、各第2エレクトレット電極11b2には配線Wbが
接続されており、配線Wa、Wbにより誘起された電荷を取り出すことができる。そして
、中間電極12aには電荷注入配線WIにより電荷が注入され中性化が防止されるので、
振動発電素子10bは、長期間にわたって高い発電効率を維持することができる。
図6は、変形例3の振動発電素子10cを表す図である。図6(a)は振動発電素子1
0cの上面図を表し、図6(b)は、図6(a)中のB-B断面を-Y方向から見た断面
図を表す。上述の実施形態の振動発電素子10との共通部分については、同一の符号を付
して、説明を省略する。
のエレクトレット電極11を有し、複数のエレクトレット電極11のそれぞれの間に中間
電極12b1~12b3が配置されている。
各中間電極12b1~12b3は、金属薄板等の弾性変形する保持部14bを介して、
保持部14bを概ね中心として図中のX方向に揺動可能に保持されている。保持部14b
には電荷注入配線WIが接続され、従って、中間電極12b1~12b3には導電性の保
持部14bを介して電荷注入配線WIにより電荷が注入される。保持部14bと支持枠1
3の間には絶縁部材を設ける。
ト電極11a3および第3エレクトレット電極11a4が、配線Wbに接続される第2エ
レクトレット電極11b3および第4エレクトレット電極11b4に対して、-X方向に
ずれて配置されている。この様子を図6(b)に示す。
上方(+X方向)に揺動した中間電極12b2と、中間電極12b2の奥(+Y方向)に
ある第4エレクトレット電極11b4とが示されている。なお、破線で示した第3エレク
トレット電極11a4は、図6(a)中のB-B断面よりも-Yにあるが、理解を容易に
するために図6(b)に示したものである。
図6(b)に示したとおり、X方向の振動により中間電極12b2がX方向に揺動(振
動)すると、中間電極12b2と第3エレクトレット電極11a4および第4エレクトレ
ット電極11b4との対向部分の面積が変化する。すなわち、対向部分の面積が互いに逆
方向に、換言すると逆位相で増減する。
レクトレット電極11b4に電荷が誘起され、発電が行われる。他の中間電極12b1、
12b3と対向するエレクトレット電極11についても同様である。
これにより、発電を行うことができる。そして、中間電極12b1~12b3には電荷
注入配線WIにより電荷が注入され中性化が防止されるので、振動発電素子10cは、長
期間にわたって高い発電効率を維持することができる。
図7は、変形例4の振動発電素子10dを表す図である。上述の実施形態の振動発電素
子10との共通部分については、同一の符号を付して、説明を省略する。
変形例4の振動発電素子10dでは、支持枠13に固定され配線Waが接続される第1
エレクトレット電極11aと、支持枠13に固定され配線Wbが接続される第2エレクト
レット電極11bとの間に、第1エレクトレット電極11a側から順に、第1中間電極1
2c1、第5エレクトレット電極11c、第2中間電極12c2が配置されている。
変形する保持部14が接続されている。それぞれの保持部14の一端は支持枠13に接続
され、他端は支持枠13に固定されている支持枠延長部21に接続されている。従って、
第1中間電極12c1および第2中間電極12c2は、支持枠13に対して図中のX方向
に振動可能に保持されている。
そして、第1中間電極12c1および第2中間電極12c2のそれぞれには、電荷注入
配線WIが接続されている。
第5エレクトレット電極11cには、配線Wa、配線Wbおよびその他の出力線は配線さ
れず、第5エレクトレット電極11cは電気的に浮遊している。第5エレクトレット電極
11cは、その両面がそれぞれ第1中間電極12c1および第2中間電極12c2と対向
するため、その両面にエレクトレット15cが形成されている。
変形例4の振動発電素子10dにおいても、上述の原理により、第1中間電極12c1
および第2中間電極12c2と各エレクトレット電極11とがX方向に相対振動すること
により発電が行われる。そして、第1中間電極12c1および第2中間電極12c2には
電荷注入配線WIにより電荷が注入され中性化が防止されるので、振動発電素子10dは
、長期間にわたって高い発電効率を維持することができる。
図8は、変形例5の振動発電素子10e、および振動発電素子10eを備える振動発電
装置100bを表す図である。
変形例5の振動発電素子10eおよび振動発電装置100bは、その大部分の構成は上
述の実施形態の振動発電素子10および振動発電装置100と同様であるため、共通部分
には同一の符号を付し、説明を省略する。
SFET等のスイッチング素子TIとを備えている。電源装置40aには、電圧変換回路
VCが設けられ、電圧変換回路VCの出力電圧は、電圧検出用集積回路VDによりモニタ
されている。電圧検出用集積回路VDは、電圧変換回路VCの出力電圧が所定値を下回っ
た場合にはスイッチング素子TIに制御信号を送り、スイッチング素子TIはこの制御信
号により導通される。これにより、電源装置40aから中間電極12に電荷が注入される
。
イッチング素子TIに制御信号を送信せず、スイッチング素子TIは遮断状態となる。
変形例5の振動発電素子10eにおいては、スイッチング素子TIの導通または遮断の
切替制御により、中間電極12への電荷の注入を制御することができる。
0a内の電圧をモニタした信号を使用している。よって、電源装置40a内の電圧が低下
した場合、すなわち振動発電素子10eの発電効率が低下した場合に、中間電極12への
電荷の注入を行い、振動発電素子10eの発電効率を復活させることができる。
なお、スイッチング素子TIへの制御信号は、電源装置40a内の電圧をモニタした信
号に限られるわけではなく、例えばタイマー回路が所定間隔毎に発生するトリガー信号を
スイッチング素子TIへの制御信号として使用することもできる。
図9は、変形例6の振動発電素子10fを表す図である。
変形例6の振動発電素子10fは、その大部分の構成は上述の実施形態の振動発電素子
10と同様であるため、共通部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
WIと、一端が電荷注入配線WIの他端に接続され他端が配線Waに接続されている抵抗
素子RI1と、一端が電荷注入配線WIの他端に接続され他端が配線Wbに接続されてい
る抵抗素子RI2とを有している。電荷注入配線WI、抵抗素子RI1、および抵抗素子
RI2が、電荷注入器30cを構成している。
なお、抵抗素子RI1および抵抗素子RI2が有する電気抵抗は、振動発電素子10f
に接続される電源装置40の負荷による抵抗に比べて、十分大きな抵抗値を有する構成と
する。
極11aから抵抗素子RI1を介して、および第2エレクトレット電極11bから抵抗素
子RI2を介して、電荷が注入される。よって、中間電極12内の電荷が放電により喪失
することを防ぐことができ、振動発電素子10fの高い発電効率を長期に渡って維持する
ことができる。
ない。例えば、抵抗素子RI1および抵抗素子RI2を、配線Waおよび配線Wbを介す
ることなく、それぞれ直接第1エレクトレット電極11aおよび第2エレクトレット電極
11bに接続する構成としても良い。
あるいは、抵抗素子RI1、RI2の一方を省略し、第1エレクトレット電極11aま
たは第2エレクトレット電極11bの一方から、中間電極12に電荷を注入する構成とし
ても良い。
グ素子TIで置き換える、または抵抗素子RI1、RI2とスイッチング素子TIとを直
列に配置することもできる。これにより、発電する電圧が低下した場合等に限り、エレク
トレット電極11から中間電極12に電荷を注入する構成とすることもできる。
また、これらの変形例5および変形例6に含まれる電荷注入器30、30a、30bを
、上述の変形例1から変形例4の振動発電素子10、10a~10dに適用して、中間電
極12、12a、12bに電荷を注入することもできる。
13に固定され、中間電極12が支持枠13に対して振動または揺動する構成としている
。しかし、この構成に限られるものではなく、中間電極12が支持枠13に固定され、エ
レクトレット電極11が支持枠13に対して振動または揺動する構成としてもよい。
の相対振動の方向は、エレクトレット電極11の中間電極12と対向する面に平行な方向
(X方向)であるとしたが、振動方向はこの方向には限定されない。例えば、この対向す
る面に垂直な方向に振動させることによって、エレクトレット電極11と中間電極12と
の対向距離を変化させ、両電極が形成するコンデンサの静電容量を変化させることで、電
荷を誘起させて発電することもできる。
ただし、相対振動の方向を、エレクトレット電極11の中間電極12と対向する面に平
行な方向とすることで、発電効率を一層向上させることができる。
(1)以上で説明した実施形態および各変形例の振動発電素子10、10a~10fは、
外部からの振動により交流電力を出力線から出力する振動発電素子において、出力線に接
続されていない中間電極12と、中間電極12と対向して配置され、中間電極12と対向
する面の表面の少なくとも一部にエレクトレット15を有する複数のエレクトレット電極
11と、中間電極12と複数のエレクトレット電極11とを互いに相対振動自在に保持す
る保持部14と、中間電極12に、複数のエレクトレット電極11の表面に形成されてい
るエレクトレット15とは逆特性の電荷を注入する電荷注入器30と、を備えている。実
施形態では、中間電極12の振動により、中間電極12と複数のエレクトレット電極11
とが相対的に振動する。
この構成により、中間電極12の中性化を防ぐことができ、振動発電素子10、10a
~10fが設置された環境の振動のエネルギーを、長期にわたって効率良く電気エネルギ
ーに変換することができる。言い換えれば、発電効率を向上することができる。
レクトレット電極11の中間電極12と対向する面に平行な方向とすることで、発電効率
をさらに向上することができ、従来と同じ大きさの振動発電素子であっても、より大電力
の発電を行うことができる。
(3)(2)において、中間電極12が複数のエレクトレット電極11に対して相対的に
第1の向きに移動すると、複数のエレクトレット電極11のうちの1つと中間電極12と
の対向部の面積が増加し、複数のエレクトレット電極11のうちの他の1つと中間電極1
2との対向部の面積が減少し、第1の向きとは異なる第2の向きに移動すると、対向部の
面積は第1の向きの移動の場合とは逆に増減する構成とすることで、発電効率をさらに向
上することができる。
から電力の供給を受ける回路(電源装置40)の一部を、中間電極12に接続する構成と
することもできる。
(5)(1)~(3)において、電荷注入器30を、抵抗素子RI1、RI2を含み、電
荷注入器30の一端が中間電極12に接続され、他端が複数のエレクトレット電極11の
少なくとも1つに接続されている構成とすることもできる。
(6)以上において、さらに電荷注入器30による中間電極12への電荷の注入を制御す
る制御部材(スイッチング素子TI)を有する構成とすることもできる。この構成により
、必要なときにだけ、電荷注入器30により中間電極12に電荷を注入することができる
。
び各変形例の振動発電素子10、10a~10fと、電源装置40、40aを備えている
。この構成により、振動発電装置100、100a、100bが設置された環境の振動の
エネルギーを効率良く電気エネルギーに変換することができる。言い換えれば、発電効率
を向上することができる。
されるものではない。また、各実施形態および変形例は、それぞれ単独で適用しても良い
し、組み合わせて用いても良い。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様
も本発明の範囲内に含まれる。
11…エレクトレット電極、11a…第1エレクトレット電極、11b…第2エレクトレ
ット電極、12,12a…中間電極、13,13a…支持枠、14,14a…保持部、1
5,15a,15b…エレクトレット、30,30a~30c…電荷注入器、40…電源
回路、D1~D4…ダイオード、VC…電圧変換回路、VD…電圧検出用集積回路
Claims (7)
- 外部からの振動により交流電力を出力線から出力する振動発電素子において、
エレクトレットを有さず、前記出力線に接続されていない中間電極と、
前記中間電極と対向して配置され、前記中間電極と対向する面の表面の少なくとも一部にエレクトレットを有する複数のエレクトレット電極と、
前記中間電極と前記複数のエレクトレット電極とを互いに相対振動自在に保持する保持部と、
前記中間電極に、前記複数のエレクトレット電極の表面に形成されているエレクトレットの特性とは逆の特性の電荷を注入する電荷注入器と、を備える、振動発電素子。 - 請求項1に記載の振動発電素子において、
前記相対振動の方向は、前記複数のエレクトレット電極の前記中間電極と対向する前記面に平行な方向である、振動発電素子。 - 請求項2に記載の振動発電素子において、
前記相対振動により前記中間電極が前記複数のエレクトレット電極に対して相対的に第1の向きに移動すると、前記複数のエレクトレット電極のうちの1つと前記中間電極との対向部の面積が増加し、前記複数のエレクトレット電極のうちの他の1つと前記中間電極 との対向部の面積が減少し、前記第1の向きとは異なる第2の向きに移動すると、前記対 向部の面積は前記第1の向きの移動の場合とは逆に増減する、振動発電素子。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の振動発電素子において、
前記電荷注入器は、振動発電素子から電力の供給を受ける回路の一部を前記中間電極に接続する、振動発電素子。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の振動発電素子において、
前記電荷注入器は抵抗素子を含み、前記電荷注入器の一端が前記中間電極に接続され、他端が前記複数のエレクトレット電極の少なくとも1つに接続されている、振動発電素子。 - 請求項4または請求項5に記載の振動発電素子において、
前記電荷注入器による前記中間電極への電荷の注入を制御する制御部材を有する、振動発電素子。 - 請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の振動発電素子と、
電源装置と、を備える、振動発電装置。
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