静电感应型发电器

摘要

一种静电感应型发电器，具有外壳、固定于外壳的第1基板以及相对于第1基板能够相对移动地平行配置的第2基板，其中，将对置电极设置于第1基板的第1对置面，以与对置电极对置的方式，将带电膜隔出一定间隔地设置于第2基板的第2对置面，对置电极由分离地设置于第1对置面的多个第1电极和第2电极构成，第1电极和第2电极交替地按一定间隔配置于一列，在第1对置面，一列的第1电极和第2电极设置成多列，多列的每列的一定间隔的相位分别不同。

权利要求

1.一种静电感应型发电器，其特征在于，具有：外壳；

第1基板，其固定于所述外壳；

第2基板，其相对于所述第1基板能够相对移动地平行配置；

带电膜；

对置电极；以及

输出部，其输出在所述带电膜和对置电极之间产生的交流，将所述对置电极设置于第1基板的第1对置面，以与所述对置电极对置的方式，将所述带电膜隔出一定间隔地设置于所述第2基板的第2对置面，所述对置电极由分离地设置于所述第1对置面的多个第1电极和第2电极构成，所述第1电极和所述第2电极沿着所述第2基板的移动方向交替地按所述一定间隔配置于一列，将所述第1电极彼此连接，并将所述第2电极彼此连接，并且，所述第1电极和所述第2电极分别连接于所述输出部，在所述第1对置面，所述一列的所述第1电极和所述第2电极设置成多列，所述多列的每列的所述一定间隔的相位分别不同。

2.根据权利要求1所述的静电感应型发电器，其特征在于，将轴设置到所述第2基板，

通过设置于所述外壳的上部轴承部和下部轴承部，对所述轴旋转自如地进行轴支承。

3.根据权利要求2所述的静电感应型发电器，其特征在于，所述轴或者所述第2基板构成为直接设置有重量不平衡的摆轮锤，或者，将摆轮锤的旋转经由齿轮系旋转传动到所述轴。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的静电感应型发电器，其特征在于，所述多列的所述第1电极和所述第2电极的全部的面积相等。

5.根据权利要求1～3中的任一项所述的静电感应型发电器，其特征在于，在所述第1对置面，将所述一列的所述第1电极和所述第2电极设置2或者3列，将2相交流或者3相交流输出到输出部。

6.根据权利要求1所述的静电感应型发电器，其特征在于，相对于所述第1基板，第2基板进行平移运动。

7.一种静电感应型发电器，其特征在于，具有：外壳；

第1基板，其固定于所述外壳；

第2基板，其相对于所述第1基板能够相对移动地平行配置；

带电膜；

对置电极；以及

输出部，其输出在所述带电膜和对置电极之间产生的交流，将所述对置电极设置于第1基板的第1对置面，以与所述对置电极对置的方式，将所述带电膜隔出一定间隔地设置于所述第2基板的第2对置面，所述对置电极由分离地设置于所述第1对置面的多个第1电极和第2电极构成，所述第1电极和所述第2电极沿着所述第2基板的移动方向交替地按所述一定间隔配置于一列，将所述第1电极彼此连接，并将所述第2电极彼此连接，并且，所述第1电极和所述第2电极分别连接于所述输出部，在所述第1对置面，所述一列的所述第1电极和所述第2电极设置成多列，所述多列的所述一定间隔的相位均相同，在所述第2对置面，针对所述第1电极和所述第2电极的所述多列的每列，使隔出一定间隔地设置所述带电膜而得到的1列带电膜对置，带电膜的各列的所述一定间隔的相位分别不同。

8.根据权利要求7所述的静电感应型发电器，其特征在于，将轴设置到所述第2基板，

通过设置于所述外壳的上部轴承部和下部轴承部，对所述轴旋转自如地进行轴支承。

9.根据权利要求8所述的静电感应型发电器，其特征在于，所述轴或者所述第2基板构成为直接设置有重量不平衡的摆轮锤，或者，将摆轮锤的旋转经由齿轮系旋转传动到所述轴。

10.根据权利要求7～9中的任一项所述的静电感应型发电器，其特征在于，所述多列的所述第1电极和所述第2电极的全部的面积相等。

11.根据权利要求7～9中的任一项所述的静电感应型发电器，其特征在于，在所述第1对置面，将所述一列的所述第1电极和所述第2电极设置2或者3列，将2相交流或者3相交流输出到输出部。

12.根据权利要求7所述的静电感应型发电器，其特征在于，相对于所述第1基板，第2基板进行平移运动。

13.一种基板，其是在权利要求2或者8所述的静电感应型发电器中使用的所述第1基板，所述基板的特征在于，在所述第1基板的所述第1对置面，通过所述第1基板的最外周缘的图案对设置于最外周的所述一列的所述第1电极和所述第2电极中的某一方进行连接，通过所述第1基板的最内周缘的图案对设置于最内周的所述一列的所述第1电极和所述第2电极中的某一方进行连接，在所述第1基板的所述第1对置面的背侧，经由通孔将其他电极连接。

14.根据权利要求13所述的基板，其特征在于，所述多列的所述第1电极与所述第2电极的全部的面积相等。

说明书

静电感应型发电器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种利用静电感应的发电装置、发电器、便携型电气设备、便携型钟表等。作为本发明的发电器的能源，能够利用人体的运动、机械等的振动、其他广泛存在于环境中的动能。特别涉及一种在驻极体发电中使对置电极等的相位多相化了的发电器。

背景技术

[0002] 在专利文献1～6等中公开了利用由驻极体材料产生的静电感应的实用性发电装置。静电感应是指当使带电物体接近导体时被吸引出极性与带电物体相反的电荷的现象。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))和对置电极的构造中利用该现象来取出使两者相对移动而感应出的电荷的发电。

[0003] 图1是示意性地说明利用静电感应现象的发电的原理的说明图。在图1中，使对置电极侧进行移动，但也可以使带电膜侧进行移动。

[0004] 如果以利用驻极体材料的情况为例，则驻极体是对电介体射入电荷而得到的物质，是半永久性地产生静电场的带电膜的一种。在该利用驻极体的发电中，如图1所示，通过由驻极体(electret)3形成的静电场，在对置电极(electrode)2处产生感应电荷，如果使驻极体3与对置电极2的重叠面积变化(振动等)，则在外部电路E中能够产生交流电流。关于该利用驻极体的发电，构造较简单，与利用电磁感应的发电相比，在低频区域中能够得到较高的输出，在这一点上是有利的，近年来作为所谓的“环境发电(Energy Harvesting)”而受到关注。

[0005] 图18的(a)～(c)是示出作为现有技术的专利文献1的对置电极和带电膜的概要的图。图19的(a)～(c)是专利文献1的对置电极和带电膜的说明图。图20是说明对图19的带电膜3与对置电极2的第1电极A、第2电极NA的交叠部分的面积施加作用的库仑力的说明图。

[0006] 在专利文献1中，公开了利用进行带电膜和对置电极的往返周期转动的静电感应的发电装置。在该现有技术的一个实施方式中，与图1的示意图不同，示出将作为输出而取出的各个电极仅形成于对置基板的实施方式。如图18的(a)所示，在旋转构件4的下表面形成有带电膜3。将多个第1电极A、多个第2电极NA交替地形成于固定侧的对置基板1。13是设置于旋转构件4与轴8之间的涡卷弹簧。10是摆轮锤(rotor)。

[0007] 多个第1电极A分别电连接，由布线90A取出发电电力。多个第2电极NA也分别电连接，由布线90N将发电电力取出到整流电路92。从第1电极A、第2电极NA输出的电压由于交替地发生静电感应，所以输出偏移了半循环相位的交流的波形。将连接于对置基板1上的第1电极A的布线90A和连接于第2电极NA的布线90N连接到使用二极管91的整流电路92，将经整流的电力连接到使用电容器或者二次电池等的蓄电构件93。充入到蓄电构件93的电力对后级的电子设备电路进行驱动。在专利文献1的将各个电极仅形成于对置基板的实施方式中，由于能够从固定侧的对置基板取出电流，所以很方便(不需要从旋转构件取出电流)。

[0008] 在旋转构件4的下表面，形成有图19的(a)所示的带电膜3。在带电膜3与带电膜3之间的旋转构件4处，形成有孔。另一方面，如图19的(b)所示，作为固定于与带电膜3对置的位置处的对置基板1上的对置电极2，分别交替地形成第1电极A、第2电极NA，第1电极A彼此、第2电极NA彼此分别连接。将从第1电极A、第2电极NA取出的布线90A、90N连接到使用二极管91的整流电路92，进一步地连接到使用电容器或者二次电池等的蓄电构件93。

[0009] 从第1电极A、第2电极NA输出的电压由于旋转构件4的旋转而交替地发生静电感应，所以输出交流的波形。图18的(b)、(c)示出从旋转构件4的圆周侧面观察时的带电膜3和对置电极90A、90N的配置。对置电极90A和90N交替地配置，对置电极按与对置电极90A彼此或者90N彼此的间隔相同的间隔配置，当使旋转构件4旋转时，带电膜与对置电极按图18的(b)、(c)中的某一种位置关系而对置。即，如图18的(b)所示，当第1电极A与带电膜3对置时，在第1电极A处吸引出正电荷，电流向单方向流过。同时，在处于不与带电膜3对置的位置的第2电极NA处，吸引出的正电荷消散，电流向与上述单方向相反的方向流过。接下来，旋转构件4旋转，变成图18的(c)，图18的(c)、(b)重复出现。具体来说，与形成于旋转构件4的带电膜3对置的位置处的第1电极A与处于不与带电膜3对置的位置的第2电极NA是相反的极性，所以将各自的布线90A、90N连接到整流电路92的不同的输入端子。从发电装置输出的交流波形通过整流电路92而转换成直流，并充入到蓄电构件93。如果充入有足以驱动连接于后级的电子设备电路94的电，则能够驱动后级的电子设备电路94。

[0010] 图19的(c)针对使图19的(a)的带电膜与图19的(b)的对置电极对置的旋转构件4，示出从其圆周侧面观察时的带电膜3和对置电极A、NA的配置以及库仑力的影响。库仑力是指在不同符号的电荷之间施加作用的引力，带电的电荷越多，则引力也越大。根据图19的(b)的第1电极A、第2电极NA的配置，如图19的(c)所示，在带电膜3与电极A(或者第2电极)之间，库仑力施加作用，通过其移动方向分量F，图20的(b)所示的锯齿状的保持转矩作用于旋转构件。此外，图20的(a)的第1电极A、第2电极NA本来是扇形，但为了容易理解说明，故意显示为长方形。

[0011] 在旋转构件4停止时，停止于旋转构件4的保持转矩最大的位置、即带电膜3与电极A或者NA的叠合的面积最大的位置处。因此，在旋转构件4的旋转开始时，如果不施加比保持转矩的峰值大的旋转力，则旋转构件4就无法旋转，即使施加有外部振动，也无法转换成电力。因此，当图20的(b)所示的锯齿状的保持转矩作用于旋转构件时，保持转矩的极高的峰值使得旋转构件4的初始运动转矩的阈值变高，导致自作为外部振动的环境振动的能量转换效率的进一步提高存在界限。另外，关于从环境振动得到的旋转构件4的旋转、振动的持续性，保持转矩的峰值重复产生，也无法联系到持续更长时间的旋转、振动。

[0012] 在专利文献2中，也公开了利用进行驻极体膜和对置电极的往返周期转动的静电感应的旋转型发电装置，将驻极体膜形成于旋转构件的内表面，在与它对置的固定侧的对置基板上形成有对置电极。将旋转侧的驻极体膜和固定侧的对置电极分别作为电极而取出电流。在专利文献2中，由于必须还从旋转侧的驻极体取出电流，所以费事且耗费时间劳力。

[0013] 在专利文献1、2的现有技术中，均是带电膜和对置的基板的对置电极做成同一形状，通过带电膜与对置电极的位置关系发生相对移动来进行发电。在这样的构造的情况下，由于在驻极体发电中，在带电膜与对置电极之间产生库仑力Q，所以旋转构件开始运动的初始运动转矩需要该库仑力以上的转矩。另外，即使在传递到旋转构件的转矩不再存在而通过惯性力来使旋转构件旋转的情况下，旋转也会在惯性力为库仑力以下的阶段中停止。因此，为了提高驻极体发电的发电效率，需要使在带电膜与对置电极之间产生的库仑力降低。专利文献3是驻极体膜和对置电极进行平移运动(translational motion)的类型，但仍产生同样的问题。

[0014] 相对于上述专利文献1～3的现有技术，在专利文献4、5的使用驻极体膜的静电感应型发电装置中，用上部固定基板和下部固定基板夹心状地夹着进行往返运动的可动基板。在可动基板的上下表面分别形成驻极体膜，将与可动基板的上表面的驻极体膜对置的对置电极设置于上部固定基板，并且将与可动基板的下表面的驻极体膜对置的对置电极设置于下部固定基板。在可动基板的上部与下部之间，使对置电极与驻极体膜的移动方向的间距的相位相互错开，降低库仑力，使发电时的初始运动转矩降低，实现发电效率的提高。然而，关于专利文献4、5的上下两面类型，存在如下问题。

[0015] 在上下两面类型的情况下，限于在上表面带电膜与下表面带电膜的带电量相等的情况下，能够使库仑力相互抵消。可动基板为了取得库仑力的均衡，必须位于上部固定基板与下部固定基板的准确的中间位置处。因此，难以进行可动基板的位置精度管理。而且，带电量主要取决于带电膜厚，在生产过程中，经常不仅该膜厚会发生偏差，由于通过电晕放电而带电，所以带电电荷的量也发生偏差。因此，在上下两面类型的情况下使上下带电膜的带电量相等成为相当难的课题。

[0016] 进一步地，由于利用可动基板的上下表面，所以在上部固定基板与可动基板之间、可动基板与下部固定基板之间的上下需要厚度，存在发电设备的厚度变厚这样的问题。

[0017] 现有技术文献

[0018] 专利文献

[0019] 专利文献1：日本专利特开2013－135544号公报

[0020] 专利文献2：日本专利特开2013－59149号公报

[0021] 专利文献3：日本专利特开2012－138514号公报

[0022] 专利文献4：日本专利第5460872号公报

[0023] 专利文献5：日本专利第5205193号公报

[0024] 专利文献6：日本专利特表2005－529574号公报

发明内容

[0025] 在本发明中，在对置电极列之间使相对位置错开地进行配置而消除在对置电极与带电膜之间产生的库仑力的静电感应型发电器中，在维持发电能力的同时，提高使库仑力抵消的精度，降低发电负荷，作为薄型的构造而进行效率高的静电感应发电。

[0026] 本静电感应型发电器具有：外壳；第1基板，其固定于所述外壳；第2基板，其相对于所述第1基板能够相对移动地平行配置；带电膜；对置电极；以及输出部，其输出在所述带电膜和对置电极之间产生的交流，将所述对置电极设置于第1基板的第1对置面，以与所述对置电极对置的方式，将所述带电膜隔出一定间隔地设置于所述第2基板的第2对置面，所述对置电极由分离地设置于所述第1对置面的多个第1电极和第2电极构成，所述第1电极和所述第2电极沿着所述移动方向交替地按所述一定间隔配置于一列，将所述第1电极彼此连接，并将所述第2电极彼此连接，并且，所述第1电极和所述第2电极分别连接于所述输出部，在所述第1对置面，所述一列的所述第1电极和所述第2电极设置成多列，所述多列的每列的所述一定间隔的相位分别不同，使在带电膜和对置电极之间产生的库仑力降低。

[0027] 在上述静电感应型发电器中，在多个移动方向的对置电极列或者带电膜列之间，根据在同一平面内对置电极列或者带电膜列的列数而使相对位置错开地进行配置，消除在对置电极与带电膜之间产生的库仑力，从而能够在维持发电能力的同时，均等地管理相互抵消的库仑力，降低发电负荷，在作为薄型的构造的同时能够进行效率高的静电感应发电。

附图说明

[0028] 图1是示意性地说明利用静电感应现象的发电的原理的说明图。

[0029] 图2是本发明的第1实施方式的X－X线(图3)相关的示意性剖视图。

[0030] 图3是示出本发明的第1实施方式的内部构造的概要。

[0031] 图4是用于说明本发明的第1实施方式的局部立体图。

[0032] 图5的(a)、(b)是示出本发明的第1实施方式的对置电极和带电膜的概要的图。

[0033] 图6是示出本发明的第1实施方式的来自整流电路的输出的曲线图。

[0034] 图7的(a)～(d)是说明在本发明的第1实施方式中对带电膜3与电极A、NA、B、NB各自的交叠部分的面积施加作用的库仑力的说明图。此外，带电膜3、电极A、NA、B、NB全部示意性地描绘为四边形。这是为了容易理解而有意设为四边形的，但在第1实施方式中是扇形。

[0035] 图8的(a)～(c)是示出对图7的上段列和下段列施加作用的保持转矩和对旋转构件整体施加作用的保持转矩的说明图。

[0036] 图9是示出本发明的第1实施方式的对置基板的表面背面的电气布线图案的一个例子。(a)显示对置基板的表侧，将第1电极A、B和第2电极NA、NB仅形成于对置基板1的单面。(b)显示对置基板的背侧。

[0037] 图10的(a)、(b)是示出本发明的第2实施方式的对置电极和带电膜的概要的图。

[0038] 图11是示出本发明的第2实施方式的整流电路的说明图。

[0039] 图12是示出本发明的第2实施方式的来自整流电路的输出的曲线图。

[0040] 图13的(a)、(b)是说明在本发明的第2实施方式中对带电膜3与电极A、NA、B、NB、C、NC各自的交叠部分的面积施加作用的库仑力的说明图。

[0041] 图14的(c)、(d)是说明在本发明的第2实施方式中对带电膜3与电极A、NA、B、NB、C、NC各自的交叠部分的面积施加作用的库仑力的说明图。

[0042] 图15的(e)、(f)是说明在本发明的第2实施方式中对带电膜3与电极A、NA、B、NB、C、NC各自的交叠部分的面积施加作用的库仑力的说明图。

[0043] 图16的(a)～(d)是示出对图10的(b)的外周列、中间列、内周列施加作用的保持转矩以及对旋转构件整体施加作用的保持转矩的说明图。

[0044] 图17的(a)、(b)是示出本发明的第3实施方式的对置电极和带电膜的概要的图。

[0045] 图18的(a)～(c)是示出作为现有技术的专利文献1的对置电极和带电膜的概要的图。

[0046] 图19的(a)～(c)是专利文献1的对置电极和带电膜的说明图。

[0047] 图20是说明对图19的带电膜3与对置电极2的第1电极A、第2电极NA的交叠部分的面积施加作用的库仑力的说明图。

[0048] 图21是示出由充电电路产生的输出电流波形的波形图。

[0049] 图22是示出本发明的第4实施方式的静电感应发电器中的转子的结构的俯视图。

[0050] 图23是示出本发明的第4实施方式的静电感应发电器中的定子的结构的俯视图。

[0051] 图24是示出本发明的第4实施方式的静电感应发电器的结构的剖视图。

[0052] 图25是示出本发明的第4实施方式的充电电路的电路图。

[0053] 图26是示出本发明的第4实施方式的充电电路中的降压电路的结构的电路图。(a)表示状态a，(b)表示状态b。

[0054] 图27是示出本发明的第4实施方式的由充电电路产生的输出电流波形的波形图。

[0055] 图28是示出定子的另一结构的俯视图。

[0056] 图29是示出定子的又一结构的俯视图。

具体实施方式

[0057] 以下，参照各附图，说明本发明的一个实施方式。关于各实施方式，对同一结构的部分附加同一符号，省略其说明。在以下的各实施方式中，作为一个例子而以手表来进行说明，但不一定限定于手表。还能够应用于便携用的带静电感应发电器的电子电气设备等。

[0058] (第1实施方式)

[0059] 图2是本发明的第1实施方式的X－X线(图3)相关的示意性剖视图。图3是示出本发明的第1实施方式的内部构造的概要。图4是用于说明本发明的第1实施方式的局部立体图。图5是示出本发明的第1实施方式的对置电极和带电膜的概要的图。图6是示出本发明的第1实施方式的来自整流电路的输出的曲线图。

[0060] 以下，参照各附图，说明第1实施方式。第1实施方式是应用于手表等便携用电子钟表的情况。

[0061] 如图2所示，便携用电子钟表具有包括表蒙24的外装壳体41、42(背盖42)、表盘25、外壳33、34、配置于该外壳内的石英机芯以及配置于外壳内的静电感应发电器。表蒙24隔着填料43而嵌入到外装壳体41。表蒙24由透明材料形成。

[0062] 关于外壳，以下按照在手表的情况下经常采用的名称、即主夹板(main plate)33、夹板(bridge or plate)34来进行说明。主夹板33是外壳的一种，表示装入各种零件的基座、支撑板、内装壳体等。另外，夹板是在起到支撑旋转体的轴或者对零件进行固定/保持的作用的情况下经常采用的用语。

[0063] 石英机芯在这里定义为包括晶振28、电路基板5、线圈26和具备马达用的转子/定子的步进马达、指针运动用齿轮以及二次电池22等。将振荡电路、分频电路、步进马达的驱动电路、整流电路、电源电路等装入到电路基板5。在齿轮驱动部21中，包括作为石英机芯的一部分的、线圈26、步进马达、指针运动用齿轮等。如图2所示，自齿轮驱动部21，指针轴向表盘25的上方突出地安装有时针、分针、秒针(秒针未图示)等指针23。关于指针23虽然仅显示时针、分针，但也可以具备时针、分针、秒针。图3示出石英机芯和静电感应发电器等钟表内部构造的概要，图3的Z部分是适当布置有主夹板、石英机芯的一部分的概略区域。27表示表冠(crown)。将石英机芯中的齿轮驱动部21、电路基板5等配置于Z部分，但适当在设计上确定其布置即可。

[0064] 接下来，参照图2，关于静电感应发电器的整体结构进行叙述。将旋转构件4固定于旋转轴8，将带电膜3配置于旋转构件4的下表面。旋转构件4也称为第2基板。另一方面，以与带电膜3对置的方式将对置电极2配置于上部表面的对置基板1设置固定于夹板34。也将对置基板1称为第1基板。旋转构件4被轴支承于主夹板33与夹板34之间，按表盘25、主夹板33、旋转构件4、对置基板1、夹板34的顺序配置，但不限定于此，也可以按表盘25、主夹板33、对置基板1、旋转构件4、夹板34的顺序配置。在后述的其他实施方式中也一样。

[0065] 在图2中，石英机芯的电路基板5也与对置基板同样地设置固定于夹板34。在这里，为了精密地管理对置基板1与带电膜3的间隙，单独地制作对置基板1和电路基板5，但如果满足相同的位置精度，则也能够将电路基板5和对置基板1形成于同一基板。在电路基板5和对置基板1是不同基板的情况下，通过连接器、导通弹簧、连接端子等进行导通。这些在后述的实施方式中也一样。

[0066] 当旋转构件4旋转时，引起静电感应发电，将在带电膜3与对置电极2之间产生的电力输出到石英机芯(电路基板5)。在图4中，以立体图来示意性地示出将带电膜3配置到旋转构件4的下表面、并且以与带电膜3对置的方式配置有对置电极2的状况。在本实施方式中，在摆轮锤10的传动中是经由齿轮传动机构的，所以从上部向下部地按表盘25、主夹板33、齿轮14、旋转构件4、带电膜3、对置电极2、对置基板1、夹板34的顺序进行配置。

[0067] 在对置基板1处，如图5的(b)所示，将第1电极A和第2电极NA交替地配置于外周侧，将第1电极B和第2电极NB交替地配置于内周侧。将全部的第1电极A、全部的第2电极NA分别连结，形成第1交流，输入到整流电路20。同样地，将全部的第1电极B、全部的第2电极NB分别连结，形成第2交流，输入到整流电路20。

[0068] 如图5的(a)所示，旋转构件的下表面的带电膜3分别放射状地形成，在与放射状的各一片之间形成有空余部(穿透孔、贯通孔)。关于旋转轴8，上侧通过主夹板33的轴承50来轴支承，下侧通过设置于夹板34的轴承50(轴承50是耐震装置(shock protection systems)，作为一个例子，也可以是防震装置(parashock)等)来轴支承。此外，即使在旋转构件4处不形成空余部，也能够实施。

[0069] 关于带电膜或者对置电极的配置，为了简化说明，以下按相位来表述。其含义如下所述。在旋转构件的带电膜和空余部(穿透孔、贯通孔)按等面积在圆周方向上交替配置、将带电膜和在圆周方向上配置有等面积的电极的对置基板以同轴方式接近配置时，在俯视时带电膜与对置电极的重叠面积最大的位置处，在对置电极处感应出最多的电荷，所以发电电力最大。其后，当带电膜远离对置电极时，感应出的电荷减少，在带电膜与对置电极完全不重叠的位置时，发电电力最小。通过旋转构件的旋转，该状态交替地重复出现，所以发电电力的波形变成周期性的，从带电膜与对置电极重叠的位置起至接下一个重叠的位置为止，波形的相位进行360度旋转。此时，带电膜在圆周方向上移动了带电膜的宽度的2倍。因此，在说明对置电极或者带电膜的配置的移动量的情况下，将带电膜的2块宽度相当量的相对位置(在旋转的情况下为位移角度)的差异改记为相位，称为1循环。

[0070] 第1电极A和第2电极NA的电极列与第1电极B和第2电极NB的电极列配置成相位相差交流1循环的四分之一循环量。将第1电极A和第2电极NA的电极列与第1电极B和第2电极NB的电极列这两者合起来统称为对置电极2。第1电极B和第2电极NB的电极列也可以配置成相对于第1电极A和第2电极NA的电极列而相位相差交流1循环的四分之三循环量。在图5的(a)、(b)的实施方式中，第1、2电极设置有4组，但不限定于此，设置偶数个即可。在以下的实施方式中也一样。

[0071] 摆轮锤10捕捉手臂的运动等而旋转。如图2、4所示，在旋转轴8的旋转构件4的上侧，将齿轮14固定于旋转轴8。另外，作为从固定于轴9的摆轮锤10向着旋转轴8的齿轮传动机构(齿轮系)，设置有固定于轴9的齿轮15以及固定于旋转轴8的齿轮14。在这里，齿轮系是指齿轮15、14。在该情况下，当摆轮锤10的旋转增速而使旋转轴8旋转时，能够使设置于旋转构件的带电膜(驻极体膜)3相对于静止于对置基板1(夹板34的固定)的对置电极2进行增速旋转。因此，如果旋转构件4的转速提高，则能够使发电量上升。此外，作为齿轮系，不限于2块齿轮，也可以将3块以上的齿轮组合，另外，使特殊齿轮、凸轮、连杆、单方向离合器等介于中途而得到的机构也包括在这里的齿轮传动机构中。在这里，轴9经由轴承16而被轴支承于夹板34。关于轴9的轴支承，还能够通过主夹板33和夹板34进行轴支承。

[0072] 作为从固定于轴9的摆轮锤10向着旋转轴8的齿轮传动机构，在机械式手表的情况下，能够转用至今为止公知的自动上弦的旋转驱动技术。例如，也可以通过内置于齿轮传动机构的转换离合器机构，将由手臂的运动等振动引起的固定于轴9的摆轮锤10的正反双向的旋转转换成始终单方向的旋转。

[0073] 这样的转换离合器机构作为双向离合器机构，被广泛公知为机械式自动上弦手表的公知技术，所以能够应用这些公知技术等。另外，也可以通过单向离合器仅使由摆轮锤10引起的轴9的旋转、摆动的正反一个方向传动到旋转轴8。在该情况下，即使在摆轮锤10的轴9(旋转构件4的旋转轴8)的旋转是反向旋转时，也不会对旋转构件4施加阻碍运动的力，所以不存在动能的浪费，能够提高发电效率。以上叙述的旋转构件4和摆轮锤10的齿轮传动机构也能够适当应用于以下叙述的实施方式中。在本实施方式中，摆轮锤10还能够直接设置于旋转轴8。进一步地，也可以将锭子设置到旋转构件4来代替摆轮锤。在这些情况下，不需要齿轮传动机构15、14。

[0074] 接下来，以下说明本实施方式的详细情况。作为在本发明中被用作带电膜的驻极体材料，使用容易带电的材料，例如作为带负电的材料，使用硅氧化物(SiO2)、氟树脂材料等。具体来说，作为一个例子，作为带负电的材料，存在旭硝子生产的氟树脂材料即CYTOP(注册商标，perfluorinated polymer)等。

[0075] 进一步地，除此之外，作为驻极体材料，有聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)等作为高分子材料，作为无机材料，还能够使用上述的硅氧化物(SiO2)、硅氮化物(SiN)等。此外，能够使用公知的带电膜。

[0076] 参照图5～7，说明由带电膜3和对置电极2实施的发电。本实施方式的发电的构造与在专利文献1中说明的图18的类型相同。如图5的(a)所示，旋转构件4的下表面的带电膜3分别放射状地形成，在与放射状的各一片3之间形成有空余部(穿透孔、贯通孔)。没有从进行旋转移动的带电膜3向整流器的输入。在本实施方式中，具有外周侧的第1电极A和第2电极NA的外周电极列、内周侧的第1电极B和第2电极NB的内周电极列这2列。在这里，将这样把对置电极分割成多列第1电极和第2电极的动作称为多相化。

[0077] 在外周侧的第1电极A和第2电极NA的外周电极列中，以如下方式生成电流。将连结有多个第1电极A的布线称为A布线，将连结有多个第2电极NA的布线称为NA布线。第1电极A和第2电极NA沿着移动方向(在这里是旋转方向)交替地按一定间隔(在这里是恒定角度间隔)配置成一列。

[0078] 用虚线表示的带电膜3叠合于图5的(b)的第1电极A。将带电膜3与第1电极A叠合的期间称为A期间。在带电膜3(驻极体膜)处保持有负电荷，所以在第1电极A处，通过静电感应而吸引出正电荷。在吸引出正电荷时电流流过。

[0079] 另一方面，伴随着旋转构件4的旋转(假设为顺时针)，用虚线表示的带电膜3重叠于相邻的第2电极NA。将带电膜3与第2电极NA叠合的期间称为NA期间。在第2电极NA处，通过静电感应而吸引出正电荷。在吸引出正电荷时电流流过。与此相对地，在第1电极A处，空余部(孔)重叠，所以在A期间内吸引出的正电荷会消散，电流向反方向流过。伴随着旋转构件4的旋转，交替地重复出现A期间和NA期间。即，在A期间，电流从第2电极NA流到第1电极A，在NA期间，电流从第1电极A流到第2电极NA。

[0080] 在内周侧的第1电极B和第2电极NB的内周电极列中，以如下方式生成电流。将连结有多个第1电极B的布线称为B布线，将连结有多个第2电极NB的布线称为NB布线。与第1电极A和第2电极NA同样地，内周侧的第1电极B和第2电极NB沿着旋转方向交替地按恒定角度间隔配置于一列。内周侧的第1电极B和第2电极NB相对于外周侧的第1电极A和第2电极NA，以四分之一循环量的相位差而排列。内周侧的第1电极B和第2电极NB与外周侧的第1电极A和第2电极NA同样地，以四分之一循环量的相位差的延迟，流过交流电流。在外周侧的第1电极A和第2电极NA的外周电极列中产生的交流经过布线A、NA输入到整流电路20，在内周侧的第1电极B和第2电极NB的内周电极列中产生的交流也经过布线B、NB输入到整流电路20，被进行整流，并且作为图6所示的直流电流而取出。在这里，图6的横轴是在电极处产生的交流的相位角，纵轴是所产生的交流的振幅。如上所述，将交流的相位置换成位移角度。从上述发电装置输出的2相的交流波形通过整流电路20转换成直流，经过降压电路30而充入到二次电池22。如果将对置电极2配置到旋转构件4，则无法设置从对置电极2输入到整流电路20的布线，所以只能使对置电极2和旋转轴8导通而从旋转轴8取出发电电流，供电路径的电阻增加，使发电效率降低。但是，根据本实施方式的结构，由于从固定的对置基板的对置电极2取出电流即可，所以能够将电路结构做得极为简单。

[0081] 当通过摆轮锤10而固定于旋转轴8的旋转构件4进行旋转时，带电膜(驻极体膜)3与对置电极2的第1电极A、第2电极NA、第1电极B、第2电极NB的重叠面积发生增减，被它们吸引的正电荷发生增减，在带电膜(驻极体膜)3与对置电极2之间产生图6所示的交流电流。将此作为输出部通过整流电路20、降压电路等使其输出到石英机芯。整流电路20是电桥式的，针对1相的交流波形而具备4个二极管，由于在本实施方式中是2相的交流波形，所以具备8个二极管。

[0082] 图7的(a)～(d)是说明在本发明的第1实施方式中对带电膜3与电极A、NA、B、NB各自的交叠部分的面积施加作用的库仑力的说明图。此外，带电膜3、电极A、NA、B、NB全部示意性地描绘为四边形。这是为了容易理解而有意设为四边形的，但在第1实施方式中是扇形。图8是示出对图7的上段列和下段列施加作用的保持转矩以及对旋转构件整体施加作用的保持转矩的说明图。图9是示出本发明的第1实施方式的对置基板的表面背面的电气布线图案的一个例子。图9的(a)显示对置基板1的表侧，将第1电极A、B和第2电极NA、NB仅形成于对置基板1的单面。图9的(b)显示对置基板1的背侧。

[0083] 在本实施方式中，如图5的(b)所示，内周侧的第1电极B和第2电极NB相对于外周侧的第1电极A和第2电极NA，以四分之一循环量的相位差而排列。在图9中示出将对置电极2的第1电极A、B和第2电极NA、NB排列于对置基板1的具体的实施例。对该实施方式进行简单的说明。如果使对置电极多相化，则必须独立分离地配置各电极，就会产生由分离导致的面积损失。在以下的实施例中，是为了使该面积损失尽可能减少而钻研出的实施方式。

[0084] 如图9的(a)所示，符号101A是将全部的各第1电极A连接之后的取出端子。符号102NA是将全部的各第2电极NA连接之后的取出端子。符号103NB是将全部的各第2电极NB连接之后的取出端子。符号104B是将全部的各第1电极B连接之后的取出端子。

[0085] 在图9的(a)、(b)所示的实施例中，用于将各电极连接的配置如下所述。第1电极A配置于对置基板1的外周侧，与第2电极NA交替地设置。第1电极A彼此通过电气布线图案的最外周边缘部110而连接。另一方面，第1电极B配置于对置基板1的内周侧，与第2电极NB交替地设置。第2电极NB彼此通过电气布线图案的最内周边缘部113而连接。与此相对地，在对置基板的表侧，还能够设置将各第2电极NA彼此和各第1电极B彼此分别连接的2个同心圆的连接图案，但会使得各电极的面积变窄与设置2个连接图案相对应的部分。为了将各电极设为等面积并最大限度地增大，如图9的(b)所示，针对对置基板1的表侧的第2电极NA、第1电极B，经由通孔连接到形成于背侧的圆环状的连接图案111、112。

[0086] 第1电极A从图案的最外周边缘部110与取出端子101A连接。第2电极NA经由分别设置的通孔108而与连接图案111连接，从通孔102与取出端子102NA连接。第1电极B经由分别设置的通孔105而与连接图案112连接，从设置于第1电极B之一的通孔106经由通孔104而与取出端子104B连接。第2电极NB通过图案的最内周边缘部113而相互连接，从设置于第2电极NB之一的通孔109经由通孔103而与取出端子103NB连接。

[0087] 如果这样对第1电极A、第2电极NA、第1电极B、第2电极NB进行图案配置，则能够将各电极设为等面积，最大限度地增大各电极的面积。

[0088] 以下，说明在这样的排列中对带电膜3与电极A、NA、B、NB各自的交叠部分的面积施加作用的库仑力。外周侧的第1电极A、第2电极NA的各面积和内周侧的第1电极B、第2电极NB的各面积最好分别都设为相同的面积。

[0089] 在带电膜进行平移运动时，如图7那样直接设为四边形电极即可。在图7的(a)～(d)中，是从上方俯视图5的(b)而沿着移动方向(旋转方向)直线状地按1列伸长的示意图。上段是内周侧的第1电极B和第2电极NB的内周电极列，下段是外周侧的第1电极A和第2电极NA的外周电极列。

[0090] 图7的(a)是外周侧的第1电极A与带电膜3精确地重叠的时候。即，第1电极A与带电膜3的交叠部分的面积最大。因此，当带电膜3将要向图示的正的移动方向(旋转)移动时，使保持转矩以阻止移动的方式作用于旋转构件4。此时，对于内周侧的第1电极B和第2电极NB，保持转矩不作用于旋转构件4。

[0091] 接下来，进行带电膜3的正方向的移动，图7的(b)是内周侧的第1电极B与带电膜3精确地重叠的时候。即，第1电极B与带电膜3的交叠部分的面积最大。因此，当带电膜3将要向图示的正的移动方向(旋转)移动时，使保持转矩以阻止移动的方式作用于旋转构件4。另一方面，对于外周侧的第1电极A和第2电极NA，保持转矩不作用于旋转构件4。带电膜3相对于对置电极的位置其后变迁为图7的(c)、图7的(d)，图7的(a)～(d)重复出现。

[0092] 外周侧的第1电极A与带电膜3以及外侧的第2电极NA与带电膜3交叠的面积分别变为一半，发电量也分别变为一半，如果将2个发电电力合计，则能够得到和外周侧的电极与带电膜3的重叠面积最大时相等的电能，所以综合发电量没有降低。

[0093] 在图8的(a)、(b)、(c)中，用曲线图示出图7的下段列的外周电极列的保持转矩、图7的上段列的内周电极列的保持转矩、使两者叠合而得到的整体的保持转矩。在图8中，纵轴表示通过电极与带电膜互相拉的库仑力而将旋转构件保持于其位置的保持力的强度，横轴表示图7的(a)～(d)所示的相对于对置电极的带电膜位置。虚线的波形是图20的(a)的以往构造中的保持转矩的数据，实线是本实施方式的保持转矩的数据。

[0094] 基于上面叙述的理由，外周电极列或者内周电极列的保持转矩被抵消其一半，所以与以往构造相比，分别利用一半的保持转矩就行。进一步地，保持转矩的波形在外周电极列与内周电极列之间偏移半周期，所以如果将这些保持转矩综合起来，就不再存在保持转矩的波峰而被平滑化。

[0095] 根据本实施方式，整体的保持转矩不再存在峰值，能够保持恒定值，所以能够抑制旋转构件的低旋转时的速度变动，能够抑制发电电流的变动。而且，与图20的现有技术相比，各电极与带电膜完全交叠的部分的面积变成一半(库仑力变成一半)，能够使保持转矩减小为一半。因此，旋转构件4的初始运动转矩与现有技术相比，也能够减小为一半。通过将对置电极的第1电极和第2电极的配置设为图5的(b)的方式，能够在维持产生的电力的同时，降低库仑力。而且，能够进行不受到库仑力的影响的驻极体发电。

[0096] 本实施方式通过如上所述地在固定基板上使外周电极列与内周电极列的配置错开电极宽度的一半(具有四分之一循环的相位差)而排列，能够谋求保持转矩的减半以及平滑化，并且具有如下所示的任一优点。

[0097] (1)能够将相互抵消的库仑力设为相同。

[0098] 在现有技术的上下两面类型的情况下，如果想要消除库仑力，则必须以在上下的带电膜列之间以使相位偏移的方式严格地进行位置调整。在基板的上下表面构成带电膜列的方法有两种，在针对1张基板将带电膜列形成于上表面之后使基板翻过来而将带电膜列形成于另一个面，或者将带电膜列形成于2块基板的单面而将背面彼此粘在一起，从而能够进行制造。在上述任一制造方法中，相对于上表面侧的带电膜列的配置而使下表面侧的带电膜列的配置精密地错开而进行设置都伴随着困难性，所以导致作业工时的增大以及成本上升。进一步地，在上下两面类型的情况下，上部与下部的对置电极也必须相互错开规定量地配置，在这样的立体发电构造中，配置位置的调整伴随着困难性。另一方面，根据本实施方式，根据基板上的平面的配置距离来确定相位关系，不需要调整。由此，生产率提高，并且库仑力的消除精度大幅提高。

[0099] (2)没有上下带电膜的带电量偏差的问题。

[0100] 在现有技术的上下两面类型的情况下，在上表面带电膜与下表面带电膜的带电量相等的情况下，能够使库仑力相互抵消。但是，在上下两面类型的情况下，无论设为将带电膜形成于1张基板的上下表面的方法或者将2块基板粘在一起的方法中的哪一种制造方法，都需要2次带电膜形成作业和带电作业。在带电膜形成工序中，由于膜材料的粘性，容易产生膜厚不均，根据带电膜的膜厚的不同，所带电的电荷量发生增减，而且在带电工序中，通过电晕放电来注入电荷，所以容易产生带电不均，在每一次上述作业中带电膜的带电量就发生偏差。因此，在上下两面类型的情况下，使上下带电膜的带电量相等是相当难的课题。与此相对地，根据本实施方式，即使针对每个生产个体存在带电膜厚和带电电荷量的偏差，由于从单一基板上来看则能够设为相同，所以能够消除库仑力。通过这样，能够解决现有技术的上下两面类型的课题。

[0101] (3)仅在单侧基板进行布线就行。

[0102] 即，在现有技术的上下两面类型的情况下，从分离地配置于外壳的上下部的发电电极将发电电流输入到相同的整流电路部而进行蓄电，整流电路部配置于上部或者下部中的某一处，所以来自上下发电电极的布线中的某一方或者双方的布线长度不得不变长。因此，布线电阻变大，蓄电电力降低。如果是本实施方式，则由于布线集中于单侧的基板，所以在其附近设置整流电路部，能够通过短的布线进行供电。

[0103] (4)在成本方面有优势。

[0104] 在现有技术的上下两面类型的情况下，在基板的上下表面需要带电膜和对置电极，所以带电膜和对置电极的形成作业需要2次。根据本实施方式，分别通过1次就行。另外，在对旋转构件的两面形成带电膜的情况下，需要用于在表面背面固定旋转构件的夹具及其作业。在本实施方式中，能够削减这样的成本。

[0105] (5)能够构成为薄型。

[0106] 在现有技术的上下两面类型的情况下，需要将带电膜设置到进行移动的基板的上下表面并且还将电极设置到外壳的上部和下部，所以发电器的厚度变大，不适合于手表。根据本实施方式，由于仅通过基板上表面的电极和旋转构件的带电膜即可实现，所以能够将发电器构成为薄型。

[0107] (第2实施方式)

[0108] 图10是示出本发明的第2实施方式的对置电极和带电膜的概要的图。图11是示出本发明的第2实施方式的整流电路的说明图。图12是示出本发明的第2实施方式的来自整流电路的输出的曲线图。

[0109] 第2实施方式是以使在带电膜3与对置电极2之间引起的静电感应发电电流变成3相交流的方式而排列第1、第2电极的实施方式。第2实施方式也具有与第1实施方式相同的图2的构造。与第1实施例的不同点在于设置于对置基板1的第1、2电极的排列是从外周向内周地同心圆状(圆环状)地配置有外周电极列、中间电极列、内周电极列这3列这一点。第2实施方式是应用了旋转构件4的实施方式，但即使设为进行平移运动的移动构件来代替第2实施方式的旋转构件4，也能够得到同样的效果。此外，在其他实施方式中也一样。

[0110] 如图10的(b)所示，在外周电极列中，第1电极A和第2电极NA沿着旋转方向交替地按恒定角度间隔配置于一列。在中间电极列中，第1电极B和第2电极NB沿着旋转方向交替地按恒定角度间隔配置于一列。在内周电极列中，第1电极C与第2电极NC沿着旋转方向交替地按恒定角度间隔配置于一列。在图10的(a)、(b)的实施方式中，各列的第1、2电极分别在圆周方向上各设置4个，带电膜3设置有4个，但不限定于此，只要设置偶数个即可。

[0111] 图10的(a)、(b)的实施方式的情况下的1循环是90°。如果与第1实施方式不同而假设为旋转构件4向逆时针方向旋转，则相对于第1电极A和第2电极NA的外周电极列，内周电极列在先前进了30°的位置处进行第1电极C与第2电极NC的交替的重复，中间电极列在相比内周电极列先前进了30°的位置处进行第1电极B和第2电极NB的交替的重复。各列的相位差不限定于上述示例，适当设定成能够通过各列产生3相交流即可。将全部的第1电极和第2电极设为等面积，但不限定于此。总之，只要是使得由库仑力产生的旋转构件4的保持转矩相比现有技术降低的各电极的配置、各电极的面积即可。

[0112] 如图10的(a)所示，旋转构件4的下表面的带电膜3分别放射状地形成，在与放射状的各一片3之间形成有空余部(穿透孔、贯通孔)。即使该空余部与对置电极正对，在对置电极处也不产生电荷，所以不产生发电电流。此外，旋转构件4的带电膜3的旋转也可以是顺时针方向，但为了以下的图13～15的说明，按逆时针方向的旋转来进行说明。在本实施方式中，在各列中在第1、2电极处产生交流的构造也与第1实施方式相同。在本实施方式中，产生图12所示的3相交流。其结果，通过Y形接线的整流电路20，生成图12的实线所示的输出波形的直流电压。在3相交流的情况下，能够使NA、NB和NC导通而设置图11的N所示的假想的接地点，所以不需要用于接地的输出线，能够削减布线数量。因此，与第1实施方式相比，能够使整流器20中的使用的二极管削减，使电路结构简化。针对所产生的3相交流，也可以代替Y形接线而进行三角接线。

[0113] 图13的(a)、(b)、图14的(c)、(d)、图15的(e)、(f)是说明在本发明的第2实施方式中对带电膜3与电极A、NA、B、NB、C、NC各自的交叠部分的面积施加作用的库仑力的说明图。图16的(a)、(b)、(c)、(d)是示出对图10的(b)的外周列、中间列、内周列施加作用的保持转矩以及对旋转构件整体施加作用的保持转矩的说明图。图16中，纵轴表示通过电极与带电膜互相拉的库仑力将旋转构件保持于其位置的保持力的强度，横轴表示图13～15所示的相对于对置电极的带电膜位置。虚线的波形是图20的(a)的以往构造中的保持转矩的数据，实线是本实施方式的保持转矩的数据。图13～15中的上段、中段、下段分别相当于图10的(b)的内周列、中间列、外周列。在图13～15中，带电膜3的正侧的移动表示图10的(a)、(b)中的旋转构件4的带电膜3的逆时针方向的旋转。

[0114] 图13的(a)是下段的第1电极A与带电膜3精确地重叠的时候。即，第1电极A与带电膜3的交叠部分的面积为最大。因此，当带电膜3将要向图示的正的移动方向(逆时针方向的旋转)移动时，使保持转矩以阻止移动的方式作用于旋转构件4。此时，中段的第1电极B和第2电极NB的合计保持转矩以及上段的第2电极NC和第1电极C的合计保持转矩发挥稍许作用。
对置基板的电极分割成3列，所以分别利用本来施加作用的保持转矩的三分之一就行。旋转构件4的初始运动转矩与现有技术相比，也能够减小。

[0115] 接下来，进行带电膜3的正方向的移动，图13的(b)是中段的第2电极NB与带电膜3精确地重叠的时候。即，第2电极NB与带电膜3的交叠部分的面积为最大。因此，当带电膜3将要向图示的正的移动方向(旋转)移动时，使保持转矩以阻止移动的方式作用于旋转构件4。此时，下段的第1电极A和第2电极NA的合计保持转矩以及上段的第2电极NC和第1电极C的合计保持转矩发挥稍许作用。在该情况下，对置基板的电极也分割成3列，所以分别利用本来施加作用的保持转矩的三分之一就行。在图14的(c)、(d)、图15的(e)、(f)中，也产生相同的现象，如图16的(a)～(d)所示，可知当使对各段施加作用的保持转矩叠合时，对旋转构件整体施加作用的保持转矩是本来施加作用的保持转矩的约一半左右就行。

[0116] 根据本实施方式，整体的保持转矩不再存在峰值，能够保持恒定值。而且，该恒定值与图20的现有技术相比，能够使保持转矩减小为约一半左右。通过将对置电极的第1电极与第2电极的配置设为图10的(b)的方式，能够在维持产生的电力的同时，降低库仑力。而且，能够进行不受到库仑力的影响的驻极体发电。其他作用效果与第1实施方式相同。

[0117] (第3实施方式)

[0118] 图17是示出本发明的第3实施方式的对置电极和带电膜的概要的图。

[0119] 第3实施方式是如下情况下的实施方式：旋转构件4的下表面的带电膜3如图17的(a)所示在外周侧与内周侧之间设定四分之一循环量的相位差，并如图17的(b)所示，在对置基板1的外周侧的第1电极A和第2电极NA的外周电极列与内周侧的第1电极B和第2电极NB的外周电极列不设定相位差。其他结构与第1实施方式相同。如图17的(a)所示，与对置基板1的外周侧的第1电极A和第2电极NA的外周电极列以及内周侧的第1电极B和第2电极NB的外周电极列相对应地，外周侧的带电膜3’与内周侧的带电膜3”的相位偏移四分之一相当量。
外周侧的带电膜3’与内周侧的带电膜3”是等面积。它们未连结。

[0120] 在相偏移的外周侧的带电膜3’与内周侧的带电膜3”的带电膜3与相邻带电膜3之间形成有空余部。与其他实施方式同样地，没有从进行旋转移动的带电膜3向整流器的输入。

[0121] 在内周侧的第1电极B和第2电极NB的内周电极列中，将连结有多个第1电极B的布线称为B布线，将连结有多个第2电极NB的布线称为NB布线。与第1电极A和第2电极NA同样地，内周侧的第1电极B和第2电极NB沿着旋转方向交替地按恒定角度间隔配置于一列。内周侧的第1电极B和第2电极NB以相对于外周侧的第1电极A和第2电极NA的相位差为零的方式排列。然而，由于外周侧的带电膜3’与内周侧的带电膜3”具有四分之一的相位差，所以伴随着旋转构件4的旋转，内周侧的第1电极B和第2电极NB与外周侧的第1电极A和第2电极NA同样地，以四分之一循环的相位差的延迟而流过交流电流。只要同样地对外周列、中间列、内周列设置带电膜的相位偏移，并将对置电极侧的3列的相位差设为零，就能够输出3相交流。

[0122] 在外周侧的第1电极A和第2电极NA的外周电极列中产生的交流经过布线A、NA输入到整流电路20，在内周侧的第1电极B和第2电极NB的内周电极列中产生的交流也经过布线B、NB输入到整流电路20，被进行整流，并且与图7所示的直流电流同样地被取出。从上述发电装置输出的2相的交流波形通过整流电路20转换成直流，经过降压电路30充入到二次电池22。在本实施方式中，也不需要从旋转轴8取出电流，从固定的对置基板取出电流即可，所以能够将电路结构做得极为简单。

[0123] 第3实施方式的作用效果与第1实施方式相同。虽然需要在旋转构件4上打穿形成复杂的空余部，但不一定需要形成空余部，也可以在平板的基板处每隔90°地设置相偏移的外周侧的带电膜3’和内周侧的带电膜3”。

[0124] 除以上叙述的实施方式之外，在其他实施方式中，也能够应用本发明的特征。第1～3实施方式以将带电膜形成于旋转构件4的方式进行了说明，但也可以在进行平移往返运动的移动构件处按规定间隔设置带电膜来代替旋转构件4(补充引用专利文献3)。如果在与其对置的固定的对置基板1上同样地设置图7的(a)、图13的(a)所示的四边形的第1、2电极，则能够得到与这些实施方式相同的作用效果。

[0125] 在第1～3实施方式中，如图2所示，在旋转轴8的旋转构件4的上侧，将齿轮14固定于旋转轴8。另外，作为从固定于轴9的摆轮锤10向旋转轴8的齿轮传动机构(齿轮系)，设置有固定于轴9的齿轮15以及固定于旋转轴8的齿轮14。作为齿轮系，也可以有2个以上。另一方面，摆轮锤10还能够直接设置于旋转轴8。进一步地，也可以将锭子设置到旋转构件4来代替摆轮锤。在这些情况下，不需要齿轮传动机构15、14。

[0126] 进一步地，也可以将第1～3实施方式的对置电极和带电膜的特征应用于如下实施方式：以专利文献1、2的方式，将锭子设置到旋转构件4，在轴8与外壳33之间设置游丝(钟表用语，涡卷弹簧)(这一点补充引用专利文献1、2)，游丝的一端通过游丝外桩(钟表用语，支撑棒)固定于外壳，游丝的另一端通过游丝内桩(钟表用语，环状环)压入、铆接而固定于旋转轴8。在该方式中，也可以将轴承设置于齿轮14与旋转轴8之间，并且用游丝外桩将游丝的一端固定于齿轮14，利用游丝内桩通过压入、铆接将游丝的另一端固定于旋转轴8。进一步地，关于第1～3实施方式中的、设置于旋转构件4的下方侧的对置电极和带电膜的特征，即使不仅设置于下侧还同时设置于旋转构件4的上侧，也能够实施。

[0127] (第4实施方式)

[0128] 在以往的图18、19的静电感应发电器中，关于从发电器得到的电力的利用效率，几乎没有考虑。特别是在便携设备的用途中，需要将发出的电力暂时充入到二次电池那样的蓄电单元中，从发电器向蓄电单元的充电效率(电力取出效率)变得重要。在这里，考虑通过静电感应发电器的输出向二次电池那样的输入阻抗低且能够大致视为恒定电压的电压负载进行充电的情况下的效率。此外，将在某个电路负载处能够取出的电力相对于在连接有与发电器的输出阻抗实现匹配的电阻负载时该电阻负载消耗的电力之比、定义为效率。特别是，后者相当于从该发电器能够取出的理论上的最大电力。

[0129] 为了进行简化，设为发电电压波形是振幅恒定的正弦波，并假定为通过正向电压为0V的理想二极管对该发电输出进行全波整流。在想要将恒压负载连接到该经整流后的输出而进行充电的情况下，变成图21所示的使正弦波向下侧偏置而仅有振幅的上部的电流波形。这是由于，发电电压波形的基部为比负载低的电压，所以实质上不进行向负载的电压施加，产生取不到充电电流的时间。

[0130] 根据计算机模拟的解析，在这样的情况下，在恒压负载的端子电压是发电电压的单振幅的0.394倍时，作为平均充电电力是最大的。该充电电力是连接有与该发电器的输出阻抗实现匹配的电阻负载的情况下的最大取出电力的约92.3％。

[0131] 即，在考虑发电波形的基波分量的情况下，即使使它经由理想的整流电路而驱动恒压负载，能够取出到负载的电力也是理论上的最大值的约92％。这是由于实质上施加的发电电压分量的纹波幅度大的缘故。进一步地，如果考虑由一般的二极管的正向电压导致的损耗，则效率进一步降低。

[0132] 在本发明的第4实施方式的静电感应发电器中，采用以下结构。

[0133] 一种由具有带电部的能够旋转的转子以及与该转子隔着规定距离的空隙而对置的具有导电部的定子构成的静电感应发电器，其中，所述带电部具有多个从所述转子的旋转中心放射线状地配置的规定的中心角的C字扇状区域，所述导电部具有多个自所述转子的旋转中心轴上的位置同心圆状地配置的环状区域，进一步地，所述环状区域分割成多个分别与所述中心角相等的中心角的C字扇状的小电极，将1个所述环状区域中的相邻的小电极交替地接线到该环状区域的输出端子和共用端子，设置与所述环状区域的数量相同数量的输出端子。

[0134] 由此，解决以往的课题，即使在连接有恒压负载的情况下，也能够提供取出电力能够最大化的静电感应发电器。具体来说，通过将静电感应发电器的电极面分割成环状的区域而构成，能够对多相交流进行发电输出。特别是，通过该环状区域中的电极的配置，能够产生一般被用作动力电源的三相交流。对该三相交流进行全波整流并驱动恒压负载的情况下的理论上的最大效率能够改善至约97％。进一步地，由于发电电压的单振幅变成以往的√3倍，所以还存在由二极管的正向电压导致的损耗也变小这样的效果。

[0135] 另外，除了这样的电气效果之外，通过将电极面分割成环状的区域，从而还能够通过在转子与定子之间施加作用的库仑力来使转子将要停留于定子的某个角度的转矩下降，还具有在从外部施加旋转转矩时转子容易开始旋转这样的力学效果。

[0136] 以下，参照附图，详细叙述用于实现这样的静电感应发电器的第4实施方式。如图22所示，转子180是具备C字扇状的多个带电部的圆形的旋转体。在这里，“C字扇状”是指从扇形的与中心角接近的一侧去除比该扇形小的扇形而得到的图形。转子180以如下方式形成。

[0137] 关于转子180，通过蚀刻等加工法将调整为0.5mm左右的厚度的玻璃、硅这样的平坦度高的基材181加工成圆形，并且将其面内形成放射线状。在这里，设为以将转子180的面内在圆周方向上按8等分进行分割、并且以相当于其中的4个区域的基材181按等间隔残留的方式进行加工。在图22上，将通过该处理而除掉了基材181后的部分示为狭缝(孔)183。该狭缝183是C字扇状，在转子180的圆周方向上按等间隔配置。

[0138] 进一步地，在通过该加工而残留的基材181的表面上形成氟树脂、二氧化硅(SiO2)这样的、具有带电保持电荷的功能的带电薄膜182，从而形成转子180。该带电薄膜182相当于带电部。带电薄膜182的形状仿照基材181的形状，形成为C字扇状。

[0139] 其后，对基材的表面的带电薄膜182进行带电处理。作为带电处理，可列举通过利用能够产生高电压的电极以夹入转子的上下表面的状态进行电压施加而带电的方法、利用电晕放电的带电的方法。作为电晕放电的方法，对固定于相对于带电薄膜182相距几mm的距离处的针状电极施加－2000V至－8000V左右的电压以对带电薄膜182注入负的电荷，从而带电。

[0140] 如图23所示，定子190是具备由C字扇状的多个小电极构成的导电部的圆形的电极基板。定子190以如下方式形成。关于定子190，针对在玻璃环氧树脂基板、聚酰亚胺基板这样的绝缘性的基材或者介电常数比它低的基材的表面设置有导电部而成的印刷基板，通过蚀刻等分割其表面的导电部，形成多个C字扇状的小电极。具体来说，在定子190上形成同心圆状地分割成的3个环状区域。进一步地，通过在圆周方向上分割各个环状区域来形成小电极。

[0141] 在圆周方向上将最外周的环状区域分割成8个，形成对应于A相的小电极。对应于A相的小电极是A相电极191和A相共用电极194，将它们交替地配置而做成环状。最内周的环状区域对应于C相，同样地，交替地配置C相电极193和C相共用电极196。被A相与C相夹着的环状区域对应于B相，同样地，交替地配置B相电极192和B相共用电极195。此外，使这些小电极变成与上述带电薄膜182相同的大小。A～C相电极191～193以及A～C相共用电极194～196对应于导电部。

[0142] 图23的附有A的全部的小电极对应于A相电极191。同样地，附有B的全部的小电极对应于B相电极192，附有C的全部的小电极对应于C相电极193。进一步地，附有NA的全部的小电极对应于A相共用电极194。同样地，附有NB的全部的小电极对应于B相共用电极195，附有NC的全部的小电极对应于C相共用电极196。

[0143] 特别是，该定子190上的各小电极与转子180同样地，将面内分割成8份，成为中心角是45°的C字扇状。进一步地，相对于某个A相电极191的、与离它最近的B相电极192的相对位置变成从定子190的中心看去顺时针地旋转了30°的位置。同样地，相对于某个A相电极191的、与离它最近的C相电极193的相对位置变成从定子190的中心看去逆时针地旋转了
30°的位置。

[0144] 该30°这样的角度是90°的1/3，但在看作各相的电极配置的相位角时，与120°相等。这是因为，在各相的环状区域中，由于输出端子的电极与共用电极按45°间距交替地配置，所以各相的电极的配置周期是其2倍即90°间距。

[0145] 通过这样配置小电极，在假设使转子180以与该定子190对置的状态顺时针地旋转时，相对于出现于A相电极191的发电波形，相位角延迟了120°的发电波形出现于B相电极92，进一步地，相位角延迟了120°的发电波形出现于C相电极193，得到所谓的三相交流信号。特别是，该120°这样的相位角是将相当于1周期的相位角的360°除以该发电器的输出相的数量即3而得到的相位角。

[0146] 另外，在外周侧和内周侧改变各环状区域的径向的宽度，以使全部的小电极的面积相等的方式进行分割。即，以使A相电极191、B相电极192、C相电极193、A相共用电极194、B相共用电极195与C相共用电极196全部为相同的面积的方式来设定环状区域的同心圆的直径。在该例子中，对应于C相的环状区域是内周侧，所以从旋转中心起的C相的环状区域的径向的宽度最长。B相的环状区域的径向的宽度第二长，最外周的A相的环状区域的径向的宽度最短。

[0147] 通过采取这样的环状区域的形状，在转子180进行旋转的情况下，相对于A相电极191、B相电极192和C相电极193中的各电极，带电薄膜182与这些小电极对置的面积的变化量分别相等，所以相当于A相电极191、B相电极192和C相电极193的输出阻抗的值大致相等，相对于所连接的负载，实现从各相得到的电流量的平衡。此外，虽然未图示，但以使分割而得到的A相电极191全部变成相同电位的方式，在基板上进行接线。另外，同样地，在基板上也将分割而得到的B相电极192全部接线，在基板上也将C相电极193全部接线。这些A相、B相、C相电极191～193从定子190的基板通过导线引出到外部，作为发电器的输出端子而连接到后述的全波整流电路。

[0148] 另一方面，A相、B相、C相的共用电极194～196通过通孔引出到基板背面，将全部接线。此外，通过这样将共用电极接线，该发电器作为所谓的星形接线(也称为“Y形接线”，以下相同)的三相交流发电器而发挥功能。即，A相、B相、C相电极191～193分别作为发电器的各相的输出端子而发挥功能。另外，A相、B相、C相的共用电极194～196变成等电位，作为中性线N而发挥功能。

[0149] 接下来，使用图24来说明本发明的第4实施方式的静电感应发电器的构造。如图24所示，静电感应发电器1101做成能够保持于使上述转子180与定子190保持恒定的空隙距离而相互对置的状态的构造。在该状态下，能够进行转子180的旋转，所以将轴体133嵌合到转子180，形成棋子状的旋转体。轴体133的两前端变成榫头(tenon)，在分别设置于具有作为轴承的功能的上侧支承部131和下侧支承部132的轴孔134和轴孔135处，承受该轴体133的榫头，从而做成保持该旋转体的结构。此外，将中心轴与它相同的动力传递齿轮136嵌合到轴体133，能够将来自与它啮合的外部转矩输入源的旋转力向转子180传递。

[0150] 关于带电薄膜182的表面与形成于定子190面上的小电极表面之间的空隙，以能够维持50微米至100微米的距离的方式固定上侧支承部131和下侧支承部132。在静电感应发电中，电极间的间隙越窄，则感应出的电压越高，所以做成空隙距离尽可能地窄、并且其变动较小的构造。作为为此制成的构造，能够利用机械式钟表中使用的摆轮的保持机构等公知的机械构造。同样地，在轴孔134、轴孔135处，能够使用人造红宝石等辉石轴承。

[0151] 通过做成这样的构造，本实施方式的静电感应发电器1101在转子180进行旋转运动时，能够在维持大致恒定距离的空隙的同时，使带电薄膜182与定子190面上的小电极对置的面积变化。即，通过静电感应现象，能够将电荷感应或释放到小电极的表面上，能够作为发电装置而发挥功能。

[0152] 在这样构成的静电感应发电器1101中，在A相电极191－A相共用电极194之间，以能够产生单振幅为11.6V的电压的方式设定空隙距离。根据定子190的电极形状可知，相对于A相，B相与C相变成相等的特性，所以B相电极192－B相共用电极195之间以及C相电极193－C相共用电极196之间都变成相同的电压振幅。此外，该电压对应于所谓的相电压。

[0153] 另外，如上所述，相当于A相电极191、B相电极192与C相电极193的输出阻抗的值设定为大致相等。因此，各相的输出阻抗与输出电压相等，所以可以明确从A相、B相、C相输出的电力相等。

[0154] 接下来，使用图25，说明使用本实施方式的静电感应发电器的充电电路。充电电路1100由上述静电感应发电器1101、全波整流电路20、降压电路30和蓄电单元22构成。

[0155] 将静电感应发电器1101的A相电极191、B相电极192与C相电极193连接到全波整流电路20的输入侧。中性线N是将各相的共用电极彼此连接的端子，但在该例子中，由于做成使各相的发电特性一致的结构，所以可以不连接中性线N。

[0156] 全波整流电路20是由能够对三相输入进行全波整流的6个二极管构成的公知的全波整流电路。此外，作为该全波整流电路20中使用的二极管，使用反向电压施加的耐压充分、由反向电压导致的漏电流少并且端子间电容小的PIN二极管。将降压电路30连接到全波整流电路20的输出。降压电路30是出入的电力保持大致恒定地、将高电压输入高效率地转换成低电压而输出的电路。

[0157] 一般来说，静电感应发电器1101的发电电压为超过10V的高的电压。另一方面，便携电子设备中使用的蓄电单元22的蓄电电压是几V。为了从这样的发电器取出电力，如果简单地直接连结蓄电单元22而进行充电，则效率会变差。在本实施方式的充电电路中，出于解决该问题的目的，使用降压电路30。

[0158] 将作为二次电池的蓄电单元22连接到降压电路30的输出，构成为能够对作为通过降压电路30来电力转换成低电压/高电流的结果而输出的电流进行充电。在这里，设为蓄电单元22的端子电压是1.5V。如接下来说明的那样，降压电路30以及蓄电单元22是作为从全波整流电路20的一侧看去几乎能够看成恒定电压(负载电压VL)的电压源的恒压负载电路1102而发挥作用、并且能够以高的效率进行向蓄电单元22的充电的电路。

[0159] 使用图26，说明降压电路30的结构。降压电路30由第1降压模块1011和第2降压模块1012构成。降压电路30的降压倍率n是6，即进行6倍降压。

[0160] 第1降压模块1011与第2降压模块1012是在结构上相同、但构成为以相反的相位进行动作、即在一方进行蓄电动作的期间另一方进行放电动作的降压电路。

[0161] 各降压模块具备多个电容器，各电容器间的连接状态通过将MOS晶体管组合而构成的、所谓的模拟开关来切换。开关由于是公知的结构，所以未图示。如图26所示，各个降压模块由对全波整流电路20的输出进行2倍降压的第1降压级1110A以及对该第1降压级1110A的输出进行3倍降压并向蓄电单元22输出的第2降压级1110B构成。

[0162] 第1降压级1110A为了进行2倍降压动作，具备电容器1111和电容器1112这2个电容器。第1降压级1110A进行将电容器1111和电容器1112全部切换成串联或者将它们全部切换成并联的动作。

[0163] 另外，第2降压级1110B为了进行3倍降压动作，具备电容器1113、电容器1114和电容器1115这3个电容器。第2降压级1110B进行将电容器1113、电容器1114和电容器1115这3个电容器全部切换成串联或者并联的动作。

[0164] 各电容器的连接状态能够通过可由公知的振荡电路生成的方波的时钟信号来切换。关于该时钟信号的波形未图示，但将变成图26的(a)的状态a和图26的(b)的状态b的期间设为50毫秒，控制成交替地切换这2个状态。

[0165] 也可以在该切换的瞬间设置使构成各降压模块的开关同时接通、从而各电容器不短路的很短的期间。通过公知的延迟时间生成方法，该期间能够设定为几纳秒～几10纳秒左右这样的所需最小限度的时间宽度。

[0166] 使用图26，简单地说明降压电路30的动作。降压电路30中的电容器如以上说明的那样开始切换动作，从而进行降压动作。即，处于从全波整流电路20的输出进行蓄电的状态的电容器由于蓄积电荷，端子电压稍微上升，但在电容器变成放电状态时，蓄积于电容器的电荷被瞬时吸入到蓄电单元22，就变成与蓄电单元22的端子电压相等。这是由于蓄电单元22的阻抗低的缘故。

[0167] 因此，在降压电路30进行降压动作时，第2降压级1110B的各电容器的端子间电压与蓄电电压VBT始终大致相等，第1降压级1110A的各电容器的端子间电压与蓄电电压VBT的3倍始终大致相等，作为结果，作为降压电路30的输入侧电压的负载电压VL就变成蓄电电压VBT的大致6倍的电压。

[0168] 这样，就在降压电路30的输入侧出现对蓄电电压VBT乘以降压倍率n而得到的电压值。该降压电路30的输入侧端子即使流入所发电出的电流，也几乎不发生电压变化，所以如果除去切换降压电路30的连接状态的极短的期间，则降压电路30就如电压值始终是n·VBT的电压源那样进行动作。看上去像该恒压源一样的负载的电压值相当于上述负载电压VL，下式成立。

[0169] VL＝n·VBT

[0170] 特别是，通过使2个降压模块互补地进行动作，在一方的降压模块处于放电状态、不连接到静电感应发电器1101的期间，也能够将另一方的降压模块连接到静电感应发电器1101而设为充电状态，所以能够设为始终将恒压负载连接于静电感应发电器1101的状态，能够始终取出静电感应发电器1101进行发电的该时刻下的电力。

[0171] 进一步地，在该降压动作中，降压电路30内的全部电容器即使经过交接电荷的动作，其端子电压也仅产生稍微的电压变化，所以能够抑制伴随着电荷移动的损耗，其结果，该降压电路30能够使电荷几乎没有损失地向处于端子电压比输入电压低的状态的蓄电单元22移动。

[0172] 因此，通过这样构成降压电路30，能够消除静电感应发电器1101变成无负载的时间地、始终连接能够看作恒压源的负载，并且能够以低损耗将发电输出送到蓄电单元22。

[0173] 关于充电电路1100的动作，使用图24、图25、图27来进行说明。当从未图示的旋转动力源对静电感应发电器1101的动力传递齿轮136传递转矩时，转子180开始旋转。在这里，为了简化，说明静电感应发电器1101的发电是稳定状态、转子180以恒定的角速度ωr旋转的状态下的动作。

[0174] 如果假定为静电感应发电器1101是无负载的状态，则在将从A相电极191产生的发电输出看作电压信号的情况下，作为基波分量，得到VA(t)V0·sin(ω·t)的发电电压。其中，ω＝4·ωr。发电输出的角频率是转子180的旋转角速度的4倍，这是由于转子180上的带电薄膜182在面上有4个的缘故。

[0175] 同样地，从B相电极192以及C相电极193得到以下的发电电压。

[0176] VB(t)＝V0·sin(ω·t－2·π/3)

[0177] VC(t)＝V0·sin(ω·t+2·π/3)

[0178] 如上所述，这是由于，相对于A相电极191，在圆周方向上改变了B相电极192以及C相电极193的配置相位的缘故。在以下的说明中，将该A相的发电电压的信号相位设为基准的相位。

[0179] 来自这些各相的发电输出通过全波整流电路20进行全波整流，并输入到降压电路30。降压电路30通过内部的时钟如上所述地进行降压动作，向蓄电单元22进行电流输出。蓄电单元22由于是二次电池，所以其端子电压不会急剧变化。因此，降压电路30之后能够看成是使蓄电单元22的端子电压变为6倍的、电压大致恒定的电压负载。即，变成将负载电压VL的恒压源连接到全波整流电路20的动作。实际上从全波整流电路20流入到降压电路30的电流的6倍的电流流到蓄电单元22，进行向蓄电单元22的充电。

[0180] 图27中示出对该充电电路1100连接了某个端子电压的恒压负载时的负载电流波形的例子。此外，在这里，为了简化，假定全波整流电路20是理想二极管，正向电压是0。

[0181] 负载电流的波形根据恒压负载的端子电压而变化，但在图27中，例示出以使得在发电电压的相位正好是m·π/12(m是奇数)时出现电流波形的波纹的波谷的方式设定恒压负载的电压值时的电流波形。在该状态下，处于波纹的波谷的点处的时间间隔恒定，但如果这样，则电流的各极大值与极小值之差就变得极小。

[0182] 接下来，说明该充电电路1100的充电效率。静电感应发电器1101的发电电压主要根据带电薄膜182的表面电荷密度和空隙距离来确定，所以是与如以往那样不将定子190分割成环状区域而是单相的情况相同的发电电压。但是，相当于各相的输出阻抗的值变成单相的情况下的3倍。

[0183] 关于针对该静电感应发电器1101的输出经由全波整流电路20对三相全部进行整流而驱动恒压负载的情况，作为通过计算机模拟进行解析的结果，图27所示的波形的电流作为负载电流而流过，特别是在恒压负载的端子电压(负载电压VL)是各相的发电电压(所谓的相电压)的单振幅V0的约0.792倍时，发电的每个循环(时间宽度2·π/ω)中的平均负载功耗最大。该最大充电电力是连接有与该发电器的输出阻抗实现匹配的电阻负载的情况下的最大取出电力的约97.2％。

[0184] 即，关于静电感应发电器的发电输出的基波分量，在使其经由理想的整流电路而驱动恒压负载的情况下，使能够取出到负载的电力改善至理论最大的约97％。现有技术中的转子以及定子的尺寸、空隙距离与本实施方式相同，在是单相输出的情况下的效率是约92％。该改善的量是由于不存在从静电感应发电器1101实质上施加到恒压负载电路1102的发电电压分量为0的时间、流入到负载的电流的纹波幅度变小所带来的效果。显然，由于在该充电电路中，恒压负载电路1102中的功耗对应于向蓄电单元22的充电电力，所以相当于充电效率得到改善。

[0185] 在上述情况下，降压倍率n＝6，蓄电单元22的端子电压VBT＝1.5V，所以，负载电压VL＝1.5×6＝9.0V。另一方面，各相的发电电压(相电压)V0＝11.6V。因此，该比变成9.0/11.6＝0.777，此时的电力取出效率是97.2％，能够在与该系统中的最大效率点大致相等的负载动作点处使充电电路1100进行动作。即，在以使驱动恒压负载的电流的各极大值与极小值之差变小的方式设定负载电压VL时，向恒压负载的电力取出效率变得极高。

[0186] 如图25所示，该实施方式中的静电感应发电器1101是所谓的星形接线的发电器的结构。根据公知的交流电路理论，公知星形接线的三相交流发电器的实质的发电输出是各相的发电电压(相电压)的√3倍。这是对应于所谓的线间电压的输出电压。在该静电感应发电器的实施方式中，作为各相的发电电压，与以往(图18、19)的单相的发电器相同，所以与如以往的发电器那样用作单相发电器时相比，实质的发电电压保持为√3倍。

[0187] 在实际的全波整流电路20中，在进行整流时，产生二极管的正向电压相当量的压降。在这里使用的二极管的每一个的正向电压是约1.0V的大致恒定的电压。该正向电压能够视为向减小发电电压的一侧偏置的电压，但由于这样实质的发电电压增加到√3倍，从而相对地该偏置量减小。即，通过将静电感应发电器如本实施方式那样设为三相输出，能够使全波整流电路20中的二极管的正向电压的影响下降，还得到能够大幅降低整流电路中的损耗这样的效果。在实用上，减小该二极管的正向电压的影响的效果特别大。因此，即使不像本实施方式那样做成三相交流输出的发电器，仅通过做成能够增大实质的输出电压的结构，也能够得到来自静电感应发电器的取出效率改善效果。

[0188] 简单地说明关注于使二极管的正向电压的影响下降的例子。图28中示出先前说明的三相输出的发电器的例子的定子的另一例。在该例子中，如图28所示地分割定子1190的小电极。即，将环状区域设为内周侧和外周侧这2个，进一步地，将各环状区域分割成8个C字扇状的小电极。在该例子中，外侧的环状区域相当于A相，内侧的环状区域相当于B相，特别是将A相与B相的配置相位按相位角设为180°。即，从定子1190的中心看去，同一直线状地配置A相电极1191和B相共用电极1195，同一直线状地配置B相电极1192和A相共用电极1194。另外，使各小电极全部面积相同。A相电极1191和B相电极1192在该发电器的例子中是输出端子。另一方面，虽然未图示，但将全部的A相共用电极1194与B相共用电极1195在基板内接线，设为中性线N。

[0189] 通过这样对多个小电极进行配置以及接线，在假设使上述转子180以与该定子190对置的状态顺时针地旋转了时，相对于出现于A相电极1191的发电波形，相位角延迟了180°的发电波形出现于B相电极1192。由于各相的电压振幅相等，所以得到等同于将相当于输出阻抗的电阻值为2倍的发电器设为2个串联的情况的特性。进一步地，由于该2个发电器的发电相位同步，所以其结果，得到相当于与以往的发电器相比尺寸等保持相同、电压振幅为2倍、输出阻抗为4倍的单相的发电器的发电器。

[0190] 与先前说明的三相输出的发电器的例子同样地，对该发电器也连接全波整流电路，对发电输出进行整流并利用。全波整流电路中使用的二极管的正向电压能够视为向减小发电电压的一侧偏置的电压，但由于这样实质的发电电压增加到2倍，从而相对地该偏置量就减小。即，通过如该例子那样构成静电感应发电器的定子，得到能够使全波整流电路20中的二极管的正向电压的影响下降、并且进一步地降低整流电路中的损耗这样的效果。

[0191] 在这里，除了上述说明的电气效果之外，还说明通过本实施方式的静电感应发电器的电极结构而得到的力学效果。首先，进行关于以往(图18、19)的静电感应发电器中的保持转矩的定性说明，接下来参照图23，说明本实施方式的静电感应发电器中的保持转矩变成以往的1/3这一内容。

[0192] 以往的静电感应发电器构成为使定子与转子对置地进行旋转，但如果从输出端子看去，则能够视为以空隙的空气层、带电薄膜作为电介质的电容器(电容器)。将由带电处理产生的固定电荷蓄积到带电薄膜，所以在该系统中产生由静电引力(库仑力)引起的静电电势。如果将固定电荷设为q、将输出电容器的静电电容设为C，则静电电势U就简单地由U＝q·q/(2·C)表示。

[0193] 在这样的系统中，一般来说在静电电势变为极小时，在力学上也变成稳定点。固定电荷q的大小在带电处理时确定，所以是恒定的。另一方面，静电电容C根据定子的旋转位置的不同而稍微发生变动。这是由于，根据转子的位置的不同，寄生地存在的静电电容值(寄生电容，stray capacitance)不同的缘故。

[0194] 在定子的表面上，为了分割小电极，存在没有导电性的线。在该分割线的部分，几乎不诱导出由静电感应产生的电荷，所以可以说对静电电容C的贡献小。因此，在从上方看去转子处于不跨过该分割线的旋转位置时，静电电容C最大。

[0195] 在图19的(b)中，例如，在示为虚线3的位置处，是带电膜(转子)正好与A相电极(定子)对置的旋转位置，当在该位置的旋转位置处存在带电膜时，静电电势U变为极小。该位置是力学上的稳定点，所以如果想要使其从该位置向某个方向旋转，则产生将要将其拉回到原来的位置的方向的转矩、即所谓的保持转矩。在该例子中，根据对置电极(定子)2的对称性，显然静电电势变为极小的稳定旋转位置的周期是每45°。

[0196] 接下来，再次参照图23，说明本实施方式的静电感应发电器中的保持转矩。该静电感应发电器如上所述是使定子190与转子180对置地旋转的结构，但在这里，考虑在转子180正好停止在转子180的带电区域与图23中示为T的定子190上的区域对置而重叠的位置处的状态。

[0197] 在处于定子190的最内周的C相的环状区域中，如果关注于这里与区域T的重叠状态，由于使与C相共用电极196的重叠增加的一侧的稳定点较近，所以可知拉回转矩顺时针地施加作用。另一方面，关于B相的环状区域，由于使与B相共用电极195的重叠增加的一侧的稳定点较近，所以可知拉回转矩逆时针地施加作用。

[0198] 特别是，根据小电极的配置的对称性，C相共用电极196与区域T重叠的面积和B相共用电极195与区域T重叠的面积相等，所以这2个拉回转矩的大小本身相等，正好抵消。

[0199] 关于定子190的最外周的A相的环状区域，如果关注于这里与区域T的重叠状态，则可知该位置是稳定点。但是，与以往相比，重叠面积自身仅为1/3，所以在想要使其从该位置旋转时，将要将其拉回到原来的位置的转矩也变成1/3。

[0200] 因此，分别关注于各个环状区域，如果考虑对对置的转子180的部位施加作用的转矩之和，则可以明确地知道，以使转子180停止在稳定位置的方式施加作用的保持转矩变小为以往的1/3。但是，该稳定位置的周期是图19所示的以往的1/3即每15°。

[0201] 根据以上所述，根据本实施方式的静电感应发电器，通过对称性良好地环状分割定子的电极面，能够减小由在转子与定子之间施加作用的库仑力产生的保持转矩，作为结果，可知能够得到在从外部施加旋转转矩时容易使转子开始旋转这样的力学效果。

[0202] 图29中示出用于仅得到该力学效果的典型的定子的电极配置的例子。这样的定子290在内周和外周具有2个环状区域，但从相当于A相的外周的环状区域来看的话，将相当于B相的内周的环状区域中的小电极的配置相位设为了小电极的中心角的正好1/2即22.5°。

[0203] 在图29中，作为转子的带电区域停止的位置的例子，示出区域V。与上述说明同样地，针对作为定子290的小电极的A相电极291、B相电极292、A相共用电极294、B相共用电极295，如果关注于该区域V的重叠状态，则可知该位置为转子的稳定点。但是，与以往相比，重叠面积自身仅为1/2，所以显然，在想要使其从该位置旋转时将要将其拉回到原来的位置的转矩也变成1/2。

[0204] 以上说明了本实施方式的静电感应发电器，但发明的范围不限定于以上记载的内容。例如，在上述说明中，构成为星形接线的三相发电器，但也可以构成为所谓的三角形接线(三角接线)。

[0205] 本实施方式包括如下实施方式。一种静电感应型发电器，由具有带电部的能够旋转的转子以及从该转子隔着规定距离的空隙而对置的具有导电部的定子构成，所述静电感应型发电器的特征在于，所述带电部具有多个从所述转子的旋转中心放射线状地配置的规定的中心角的C字扇状区域，所述导电部具有多个从所述转子的旋转中心轴上的位置同心圆状地配置的环状区域，进一步地，所述环状区域分割成多个分别与所述中心角相等的中心角的C字扇状的小电极，将1个所述环状区域中的相邻的小电极交替地接线到该环状区域的输出端子和共用端子，设置与所述环状区域的数量相同数量的输出端子。

[0206] 其特征在于，所述小电极的相对于所述旋转中心的配置角度是将所述中心角的2倍的角度除以所述环状区域的数量而得到的角度的整数倍。其特征在于，通过将所述环状区域的数量设为3，输出端子得到3个交流发电输出。其特征在于，通过将所述环状区域的数量设为2，输出端子得到2个交流发电输出。其特征在于，以使全部的所述小电极的面积大致相等的方式，分别设定所述环状区域的径向的宽度。其特征在于，将所述环状区域的共用端子分别相互接线而设置中性线，并且以构成星形接线发电器的方式，将所述输出端子接线。其特征在于，所述小电极的相对于所述旋转中心的配置角度是所述中心角的1/2的角度的整数倍。

[0207] 进一步地，本实施方式包括具有如下构成的实施方式。也可以是如下充电电路，其特征在于，具备连接到静电感应发电器的输出的全波整流电路以及连接到所述全波整流电路的输出的作为大致恒定电压的电压源的恒压负载电路，通过由所述全波整流电路整流成单方向而得到的电流对所述恒压负载电路进行充电。该充电电路的特征在于，在所述静电感应发电器的发电为稳定状态时，以使所述整流成单方向而得到的电流的纹波幅度变小的方式设定所述恒压负载电路的端子电压。

[0208] 此外，本发明的技术范围不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，包括对上述实施方式施加各种变更而得到的实施方式。即，在实施方式中列举出的具体结构只不过是仅仅一个例子，能够适当变更。

[0209] 符号说明

[0210] 1           对置基板

[0211] 2           对置电极

[0212] 3、3’、3”  带电膜

[0213] 4           旋转构件

[0214] 8           轴

[0215] 10          摆轮锤

[0216] 14、15       齿轮

[0217] 20          整流电路

[0218] 21          齿轮驱动部

[0219] 22          二次电池

[0220] 24          表蒙

[0221] 25          表盘

[0222] 30          降压电路

[0223] 33、34       外壳

[0224] A、B、C       第1电极

[0225] NA、NB、NC    第2电极

[0226] 200         石英机芯。