特許 6861718 電気機械変換器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6861718

(24)【登録日】2021年4月1日

(45)【発行日】2021年4月21日

(54)【発明の名称】電気機械変換器

(51)【国際特許分類】

   H02N 1/00 20060101AFI20210412BHJP

【ＦＩ】

   H02N1/00

【請求項の数】11

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2018-542601(P2018-542601)

(86)(22)【出願日】2017年9月26日

(86)【国際出願番号】JP2017034776

(87)【国際公開番号】WO2018062195

(87)【国際公開日】20180405

【審査請求日】2020年5月28日

(31)【優先権主張番号】特願2016-191261(P2016-191261)

(32)【優先日】2016年9月29日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100180806

【弁理士】

【氏名又は名称】三浦 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100161089

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 良一

(72)【発明者】

【氏名】池田 智夫

【審査官】 末續 礼子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０５９２３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２１７１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１７６２８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｎ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

帯電部と対向電極との間の静電的な相互作用を利用して電力と動力の間の変換を行う電気機械変換器であって、
一方の面に第１の複数の電極および第１の複数の溝部が形成され、他方の面に第２の複数の溝部が形成された可動部材と、
第２の複数の電極が形成され、前記可動部材の前記一方の面に対向して配置された固定基板と、を有し、
前記第１および第２の複数の電極のうちの一方は静電荷を保持する複数の帯電部であり、前記第１および第２の複数の電極のうちの他方は前記複数の帯電部に対向する複数の対向電極であり、
前記第１および第２の複数の電極のそれぞれは、前記可動部材の移動方向に互いに間隔を空けて配置され、
前記第１および第２の複数の溝部は、いずれも前記可動部材を厚さ方向に貫通せず、前記移動方向に互い違いに配置されている、
ことを特徴とする電気機械変換器。

【請求項2】

前記可動部材は、前記一方の面における前記第１の複数の溝部同士の間の部分である第１の複数の基台部と、前記他方の面側における前記第２の複数の溝部同士の間の部分である第２の複数の基台部と、を有し、
前記第１の複数の電極は前記第１の複数の基台部に形成され、
前記第１の複数の基台部と前記第２の複数の基台部とは、前記移動方向における端部同士が互いに連結している、請求項１に記載の電気機械変換器。

【請求項3】

前記第１および第２の複数の溝部の少なくとも一方の深さは、前記可動部材の厚さの２分の１以上である、請求項２に記載の電気機械変換器。

【請求項4】

前記可動部材は、中央層と、前記中央層上の前記一方の面側に形成された第１の複数の基台部と、前記中央層上の前記他方の面側に形成された第２の複数の基台部と、を有し、
前記第１の複数の電極は前記第１の複数の基台部に形成されている、請求項１に記載の電気機械変換器。

【請求項5】

前記可動部材の厚さ方向の断面における前記第１および第２の複数の溝部の少なくとも一方の幅は、前記厚さ方向の中央側から前記可動部材の上面または下面に向かうにつれて次第に大きくなる、請求項２〜４のいずれか１項に記載の電気機械変換器。

【請求項6】

前記第１および第２の複数の溝部の少なくとも一方の角部は曲面である、請求項２〜５のいずれか１項に記載の電気機械変換器。

【請求項7】

前記可動部材の前記他方の面では、さらに、前記第２の複数の基台部に第３の複数の電極が形成されており、
前記可動部材の前記他方の面に対向して配置され、前記移動方向に互いに間隔を空けて第４の複数の電極が形成された第２の固定基板をさらに有し、
前記第１および第３の複数の電極が前記複数の帯電部でありかつ前記第２および第４の複数の電極が前記複数の対向電極であるか、または、前記第１および第３の複数の電極が前記複数の対向電極でありかつ前記第２および第４の複数の電極が前記複数の帯電部である、請求項２〜６のいずれか１項に記載の電気機械変換器。

【請求項8】

前記第１の複数の電極と前記第２の複数の溝部との位置が前記可動部材の両面で一致し、かつ前記第３の複数の電極と前記第１の複数の溝部との位置が前記可動部材の両面で一致している、請求項７に記載の電気機械変換器。

【請求項9】

前記可動部材は、回転軸の周りに回転可能な回転部材であり、
前記複数の帯電部および前記複数の対向電極は、それぞれ前記回転軸を中心として放射状に配置されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の電気機械変換器。

【請求項10】

極性が交互に切り替わる電圧を前記複数の対向電極に印加して、前記複数の帯電部と前記複数の対向電極との間で発生する静電気力により前記可動部材を移動させる駆動部をさらに有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電気機械変換器。

【請求項11】

前記可動部材の移動に応じて前記複数の帯電部と前記複数の対向電極との間の静電誘導により発生した電力を蓄積する蓄電部をさらに有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電気機械変換器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、帯電部と対向電極との間の静電的な相互作用を利用して電力と動力の間の変換を行う電気機械変換器に関する。

【背景技術】

【0002】

半永久的に電荷を保持するエレクトレットを利用することで発生する静電的な相互作用により電力と動力の間の変換を行う電気機械変換器が知られている。例えば、特許文献１には、互いに絶縁され、その中心に対し放射する方向に延在し、周方向に間隔を設けて配置された、導電部材からなる第１の電極を有する固定子と、互いに絶縁され、その回転中心に対し放射する方向に延在し、周方向に間隔を設けて配置された、エレクトレット材料からなる第２の電極を有する可動子とを有し、固定子と可動子が対向して配置され、第１の電極に所定の電圧パターンを印加し、固定子と可動子との間の静電気によるクーロン力で可動子を回転させる静電電動機が記載されている。

【0003】

特許文献２には、回転力を発生させる板状の回転体と、回転体の両面にそれぞれ設けられた第１および第２の各発電機構を備え、第１および第２の各発電機構は、第１および第３の各電極と、これらの各電極と対向する位置にそれぞれ設けられた第２および第４の各電極と、第１および第３の各電極および第２および第４の各電極のいずれか一方に設けられた電荷保持体とを備え、第１および第３の各電極と第２および第４の各電極との相対的な回転により電荷保持体に電荷の変化を生じさせて、この電荷の変化を電気エネルギーとして取り出す発電装置が記載されている。

【0004】

上記のような電気機械変換器では、可動部材（可動子、回転体）と固定基板（固定子）のうちの一方に複数の帯電部が形成され、他方に複数の対向電極が形成される。これらの帯電部と対向電極は、それぞれ、可動部材の移動方向に間隔を空けて配置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１５−１２６５５７号公報

【特許文献2】特開２０１１−０７８２１４号公報

【発明の概要】

【0006】

上記のような電気機械変換器では、変換効率を高めるためには、可動部材のうちで帯電部または対向電極が形成されていない領域を溝部または貫通孔として、可動部材を軽量化することが望ましい。しかしながら、そうした可動部材は、脆性材料で構成される場合には特に、部品サイズが小型になるほど、多少の衝撃でも割れやすくなる。

【0007】

そこで、本発明は、可動部材を軽量化しつつ可動部材の耐衝撃性を向上させた電気機械変換器を提供することを目的とする。

【0008】

帯電部と対向電極との間の静電的な相互作用を利用して電力と動力の間の変換を行う電気機械変換器であって、一方の面に第１の複数の電極および第１の複数の溝部が形成され、他方の面に第３の複数の電極および第２の複数の溝部が形成された可動部材と、第２の複数の電極が形成され、可動部材の一方の面に対向して配置された第１の固定基板と、第４の複数の電極が形成され、可動部材の他方の面に対向して配置された第２の固定基板とを有し、第１および第３の複数の電極が静電荷を保持する第１および第２の複数の帯電部であり、かつ第２および第４の複数の電極が第１および第２の複数の帯電部に対向する第１および第２の複数の対向電極であるか、または、第１および第３の複数の電極が第１および第２の複数の対向電極であり、かつ第２および第４の複数の電極が第１および第２の複数の帯電部であり、第１の複数の電極および第１の複数の溝部は、可動部材の移動方向に交互に配置され、第３の複数の電極および第２の複数の溝部は、移動方向に交互に配置され、かつ第１の複数の電極および第１の複数の溝部とは互い違いに配置されていることを特徴とする電気機械変換器が提供される。

【0009】

上記の電気機械変換器では、第１の複数の電極と第２の複数の溝部との位置が可動部材の両面で一致し、かつ第３の複数の電極と第１の複数の溝部との位置が可動部材の両面で一致していることが好ましい。

【0010】

上記の電気機械変換器では、第１の複数の電極は、可動部材の一方の面における第１の複数の基台部に形成され、第３の複数の電極は、可動部材の他方の面における第２の複数の基台部に形成され、移動方向における第１および第２の複数の基台部の幅は、移動方向における第１および第２の複数の溝部の幅よりも大きく、第１の複数の基台部と第２の複数の基台部とは、移動方向における端部同士が互いに連結していることが好ましい。

【0011】

上記の電気機械変換器では、可動部材は、中央層と、中央層上の一方の面側に形成された第１の複数の基台部と、中央層上の他方の面側に形成された第２の複数の基台部とを有し、第１の複数の電極は第１の複数の基台部に形成され、第３の複数の電極は第２の複数の基台部に形成され、移動方向における第１および第２の複数の基台部の幅と第１および第２の複数の溝部の幅とが互いに等しいことが好ましい。

【0012】

また、帯電部と対向電極との間の静電的な相互作用を利用して電力と動力の間の変換を行う電気機械変換器であって、一方の面に第１の複数の電極および第１の複数の溝部が形成され、他方の面に第２の複数の溝部が形成された可動部材と、第２の複数の電極が形成され、可動部材の一方の面に対向して配置された固定基板とを有し、第１および第２の複数の電極のうちの一方は静電荷を保持する複数の帯電部であり、第１および第２の複数の電極のうちの他方は複数の帯電部に対向する複数の対向電極であり、第１および第２の複数の電極のそれぞれは、可動部材の移動方向に互いに間隔を空けて配置され、第１および第２の複数の溝部は、いずれも可動部材を厚さ方向に貫通せず、移動方向に互い違いに配置されていることを特徴とする電気機械変換器が提供される。

【0013】

上記の電気機械変換器では、可動部材は、一方の面における第１の複数の溝部同士の間の部分である第１の複数の基台部と、他方の面側における第２の複数の溝部同士の間の部分である第２の複数の基台部とを有し、第１の複数の電極は第１の複数の基台部に形成され、第１の複数の基台部と第２の複数の基台部とは、移動方向における端部同士が互いに連結していることが好ましい。

【0014】

上記の電気機械変換器では、第１および第２の複数の溝部の少なくとも一方の深さは、可動部材の厚さの２分の１以上であることが好ましい。

【0015】

上記の電気機械変換器では、可動部材は、中央層と、中央層上の一方の面側に形成された第１の複数の基台部と、中央層上の他方の面側に形成された第２の複数の基台部とを有し、第１の複数の電極は第１の複数の基台部に形成されていることが好ましい。

【0016】

上記の電気機械変換器では、可動部材の厚さ方向の断面における第１および第２の複数の溝部の少なくとも一方の幅は、厚さ方向の中央側から可動部材の上面または下面に向かうにつれて次第に大きくなることが好ましい。

【0017】

上記の電気機械変換器では、第１および第２の複数の溝部の少なくとも一方の角部は曲面であることが好ましい。

【0018】

上記の電気機械変換器では、可動部材の他方の面では、さらに、第２の複数の基台部に第３の複数の電極が形成されており、可動部材の他方の面に対向して配置され、移動方向に互いに間隔を空けて第４の複数の電極が形成された第２の固定基板をさらに有し、第１および第３の複数の電極が複数の帯電部でありかつ第２および第４の複数の電極が複数の対向電極であるか、または、第１および第３の複数の電極が複数の対向電極でありかつ第２および第４の複数の電極が複数の帯電部であることが好ましい。

【0019】

上記の電気機械変換器では、第１の複数の電極と第２の複数の溝部との位置が可動部材の両面で一致し、かつ第３の複数の電極と第１の複数の溝部との位置が可動部材の両面で一致していることが好ましい。

【0020】

上記の電気機械変換器では、可動部材は、回転軸の周りに回転可能な回転部材であり、複数の帯電部および複数の対向電極は、それぞれ回転軸を中心として放射状に配置されていることが好ましい。

【0021】

上記の電気機械変換器は、極性が交互に切り替わる電圧を複数の対向電極に印加して、複数の帯電部と複数の対向電極との間で発生する静電気力により可動部材を移動させる駆動部をさらに有することが好ましい。

【0022】

上記の電気機械変換器は、可動部材の移動に応じて複数の帯電部と複数の対向電極との間の静電誘導により発生した電力を蓄積する蓄電部をさらに有することが好ましい。

【0023】

上記の電気機械変換器によれば、可動部材が軽量化するとともに可動部材の耐衝撃性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】電気機械変換器１の概略構成図である。

【図2】（Ａ）および（Ｂ）は、アクチュエータ１０の模式的な斜視図および側面図である。

【図3】（Ａ）〜（Ｄ）は、回転部材１２Ａ，１２Ｂの上面図および断面図である。

【図4】（Ａ）〜（Ｄ）は、比較例の回転部材１２Ｅ，１２Ｆの上面図および断面図である。

【図5】（Ａ）〜（Ｅ）は、回転部材１２Ａの製造工程の例を説明するための断面図である。

【図6】（Ａ）〜（Ｅ）は、回転部材１２Ｂの製造工程の例を説明するための断面図である。

【図7】（Ａ）〜（Ｆ）は、回転部材１２Ｂの製造工程の他の例を説明するための断面図である。

【図8】（Ａ）〜（Ｃ）は、他のアクチュエータ１０’，１０’’，１０’’’の模式的な側面図である。

【図9】電気機械変換器２の概略構成図である。

【図10】（Ａ）〜（Ｃ）は、電気機械変換器３の概略構成図である。

【図11】（Ａ）〜（Ｄ）は、他の回転部材１２Ａ’，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｄ’の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、図面を参照して、電気機械変換器について詳細に説明する。ただし、本発明は図面または以下に記載される実施形態には限定されないことを理解されたい。

【0026】

図１は、電気機械変換器１の概略構成図である。図１に示すように、電気機械変換器１は、アクチュエータ１０および駆動部２０を有する。アクチュエータ１０は、主要な構成要素として、回転部材１２、固定基板１３，１４、エレクトレット部１５，１６および対向電極１７，１８を有する。電気機械変換器１は、駆動部２０に入力された電気信号をもとに、エレクトレット部１５，１６と対向電極１７，１８との間の静電気力を利用して回転部材１２を回転させることにより電力から動力を取り出す駆動装置（エレクトレットモータ）である。

【0027】

図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、それぞれ、アクチュエータ１０の模式的な斜視図および側面図である。図２（Ａ）に示すように、アクチュエータ１０は、円板状の回転部材１２が２枚の固定基板１３，１４に挟まれて構成される。図２（Ｂ）に示すように、アクチュエータ１０では、回転部材１２の上面１２１側にエレクトレット部１５と対向電極１７の組が、回転部材１２の下面１２２側にエレクトレット部１６と対向電極１８の組が、それぞれ配置されている。図２（Ｂ）では、図示を簡単にするために、図の横方向が回転部材１２，固定基板１３，１４の円周方向（図２（Ａ）の矢印Ｃ方向）に相当するように変形された側面図を示している。図１では、アクチュエータ１０として、図の上から順に、固定基板１３の下面１３２、回転部材１２の上面１２１、回転部材１２の下面１２２、および固定基板１４の上面１４１を並べて示している。

【0028】

図２（Ａ）に示す回転軸１１は、回転部材１２の回転中心となる軸であり、回転軸１１は回転部材１２の中心を貫通している。回転軸１１の上下端は、軸受けを介して、図示しない電気機械変換器１の筐体に固定されている。なお、図１と図２（Ｂ）では、回転軸１１の図示を省略している。

【0029】

回転部材１２は、可動部材の一例であり、ガラスまたはシリコン（Ｓｉ）などの周知の基板材料で構成される。図２（Ａ）に示すように、回転部材１２は、例えば円板状の形状を有し、その中心で回転軸１１に接続している。回転部材１２は、駆動部２０に入力された電気信号に応じてエレクトレット部１５，１６と対向電極１７，１８との間で発生する静電気力により、回転軸１１の周りを、図２（Ａ）の矢印Ｃ方向（すなわち、時計回りおよび反時計回り）に回転可能である。

【0030】

固定基板１３，１４は、第１および第２の固定基板の一例であり、ガラスエポキシ基板などの周知の基板材料で構成された基板である。図２（Ａ）に示すように、固定基板１３，１４は、例えば円板状の形状を有する。固定基板１３は、回転部材１２の上面１２１（一方の面）に対向して回転部材１２の上側に配置され、固定基板１４は、回転部材１２の下面１２２（他方の面）に対向して回転部材１２の下側に配置されている。回転軸１１が固定基板１３，１４の中心を貫通しているが、固定基板１３，１４は、回転部材１２とは異なり、電気機械変換器１の筐体に対して固定されている。

【0031】

エレクトレット部１５，１６は、第１および第３の複数の電極、ならびに第１および第２の複数の帯電部の一例であり、それぞれ、静電荷を保持する複数の帯電部で構成される。これらの帯電部は、図１に示すように、略台形の形状を有する。図１および図２（Ｂ）に示すように、エレクトレット部１５は、回転部材１２の上面１２１に形成され、エレクトレット部１６は、回転部材１２の下面１２２に形成されている。エレクトレット部１５，１６は、回転部材１２の回転方向（円周方向、矢印Ｃ方向）に間隔を空けて回転軸１１の周りに等間隔に配置され、かつ回転軸１１を中心として放射状に配置されている。また、図２（Ｂ）に示すように、アクチュエータ１０では、エレクトレット部１５のパターンとエレクトレット部１６のパターンとは、円周方向に互い違いに配置されている。

【0032】

対向電極１７，１８は、第２および第４の複数の電極、ならびに第１および第２の複数の対向電極の一例であり、図１に示すように、それぞれ、エレクトレット部１５，１６と同様に略台形の形状を有する。対向電極１７は、エレクトレット部１５に対向するように、固定基板１３の下面１３２に形成され、対向電極１８は、エレクトレット部１６に対向するように、固定基板１４の上面１４１に形成されている。対向電極１７，１８も、円周方向に間隔を空けて回転軸１１の周りに等間隔に配置され、かつ回転軸１１を中心として放射状に配置されている。また、図２（Ｂ）に示すように、アクチュエータ１０では、対向電極１７のパターンと対向電極１８のパターンとは、円周方向における同じ位置に配置されている。

【0033】

エレクトレット部１５と対向電極１７を構成する各電極（帯電部）の個数は互いに等しく、かつエレクトレット部１６と対向電極１８を構成する各電極（帯電部）の個数も互いに等しい。図１および図２（Ｂ）では、エレクトレット部１５，１６と対向電極１７，１８をそれぞれ４個ずつしか記載していないが、実際には、これらはより多数の電極（帯電部）で構成される。

【0034】

駆動部２０は、アクチュエータ１０を駆動するための回路であり、クロック２１および比較器２２，２３を有する。駆動部２０は、極性が交互に切り替わる電圧を対向電極１７，１８に印加して、エレクトレット部１５と対向電極１７の間、およびエレクトレット部１６と対向電極１８の間で発生する静電気力により、回転部材１２を回転させる。

【0035】

図１に示すように、クロック２１の出力は比較器２２，２３の入力に接続され、比較器２２の出力は対向電極１７に、比較器２３の出力は対向電極１８に、それぞれ電気配線を介して接続されている。比較器２２，２３は、それぞれクロック２１からの入力信号の電位と接地電位とを比較し、その結果を２値で出力するが、比較器２２，２３の出力信号は互いに逆の符号である。クロック２１からの入力信号がＨのときには、対向電極１７は＋Ｖ、対向電極１８は−Ｖの電位になり、入力信号がＬのときには、対向電極１７は−Ｖ、対向電極１８は＋Ｖの電位になる。

【0036】

図２（Ｂ）に示すように、アクチュエータ１０の駆動時には、駆動部２０は、一方のエレクトレット部１５と円周方向における同じ位置にある対向電極１７には、エレクトレット部１５の帯電と同じ符号の電圧を印加する。このとき、他方の対向電極１８は、他方のエレクトレット部１６とは円周方向における位置がずれた状態にある。駆動部２０は、対向電極１８には、エレクトレット部１６の帯電とは異なる符号の電圧を印加する。図２（Ｂ）では、エレクトレット部１５，１６が負に帯電し、対向電極１７には−の、対向電極１８には＋の電圧が印加されるときの状態を示している。こうして、駆動部２０は、極性が交互に切り替わる電圧を対向電極１７と対向電極１８の間に印加することにより、回転部材１２を回転させる。

【0037】

次に、図１〜図２（Ｂ）に示した回転部材１２の詳細な構造について説明する。

【0038】

図３（Ａ）〜図３（Ｄ）は、回転部材１２Ａ，１２Ｂの上面図および断面図である。図３（Ａ）は回転部材１２Ａの上面を示し、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿った回転部材１２Ａの切断面を示す。図３（Ｃ）は回転部材１２Ｂの上面を示し、図３（Ｄ）は、図３（Ｃ）のＩＩＩＤ−ＩＩＩＤ線に沿った回転部材１２Ｂの切断面を示す。アクチュエータ１０の回転部材１２として、回転部材１２Ａ，１２Ｂのどちらを用いてもよい。

【0039】

図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、回転部材１２Ａには、上面１２１に複数の基台部１２３Ａおよび複数の溝部１２５Ａが、下面１２２に複数の基台部１２４Ａおよび複数の溝部１２６Ａが、それぞれ円周方向に交互に形成されている。基台部１２３Ａ，１２４Ａは、第１および第２の複数の基台部の一例であり、それぞれ、溝部１２５Ａ同士および溝部１２６Ａ同士の間の部分である。溝部１２５Ａ，１２６Ａは、第１および第２の複数の溝部の一例であり、回転部材１２Ａの基板が厚さ方向に削られることで形成された凹部である。各溝部の深さは回転部材１２Ａの基板の厚さの２分の１程度であり、溝部１２５Ａ，１２６Ａは、いずれも回転部材１２Ａを厚さ方向に貫通していない。

【0040】

回転部材１２Ａでは、エレクトレット部１５は基台部１２３Ａに形成され、エレクトレット部１６は基台部１２４Ａに形成されている。すなわち、回転部材１２Ａでは、エレクトレット部１５および溝部１２５Ａ、ならびにエレクトレット部１６および溝部１２６Ａは、回転部材１２Ａの回転方向（円周方向）に交互に配置されている。さらに、回転部材１２Ａでは、エレクトレット部１６および溝部１２６Ａは、エレクトレット部１５および溝部１２５Ａとは互い違いに配置されている。より詳細には、エレクトレット部１５と溝部１２６Ａとの位置が回転部材１２Ａの両面で一致し、かつエレクトレット部１６と溝部１２５Ａとの位置が回転部材１２Ａの両面で一致している。これにより、回転部材１２Ａでは、エレクトレット部１５とエレクトレット部１６とが、円周方向に互い違いに配置されている。

【0041】

基台部１２３Ａと基台部１２４Ａは、互いに同じ形状および大きさを有し、溝部１２５Ａと溝部１２６Ａも、互いに同じ形状および大きさを有する。図３（Ｂ）に示すように、回転部材１２Ａでは、基台部１２３Ａと基台部１２４Ａとは、円周方向における端部同士が互いに連結している。このため、回転部材１２Ａでは、回転軸１１を中心とする同じ円周上では、円周方向における基台部１２３Ａ，１２４Ａの幅は、円周方向における溝部１２５Ａ，１２６Ａの幅よりも大きい。

【0042】

エレクトレット部１５，１６については、同一円周上では、エレクトレット部１５，１６が配置されている部分と配置されていない部分との幅が互いに等しい。このため、図３（Ｂ）に示すように、同一円周上では、エレクトレット部１５，１６の幅は基台部１２３Ａ，１２４Ａの幅よりも小さく、基台部１２３Ａ，１２４Ａの円周方向における端部には、エレクトレット部１５，１６が配置されていない部分がある。すなわち、エレクトレット部１５，１６の円周方向における端部は、基台部１２３Ａ，１２４Ａの円周方向における端部とはわずかにずれている。

【0043】

回転部材１２Ａの上面および下面において回転軸１１を取り囲む円環状の中央部１２１ｃは、エレクトレット部も溝部も形成されていない平坦な領域である。この点は、以下で説明するすべての回転部材についても同様である。

【0044】

回転部材１２Ｂは、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板を材料として構成されたものである。図３（Ｃ）および図３（Ｄ）に示すように、回転部材１２Ｂは、中央層１２７Ｂと、複数の基台部１２３Ｂと、複数の溝部１２５Ｂと、複数の基台部１２４Ｂと、複数の溝部１２６Ｂとを有する。中央層１２７Ｂは、ＳＯＩ基板に含まれるＳｉＯ_２層に相当する。基台部１２３Ｂは、第１の複数の基台部の一例であり、中央層１２７Ｂの上面側において、円周方向に等間隔に形成されている。溝部１２５Ｂは、第１の複数の溝部の一例であり、中央層１２７Ｂの上面側における基台部１２３Ｂが形成されていない部分に相当する。基台部１２４Ｂは、第２の複数の基台部の一例であり、中央層１２７Ｂの下面側において、円周方向に等間隔に形成されている。溝部１２６Ｂは、第２の複数の溝部の一例であり、中央層１２７Ｂの下面側における基台部１２４Ｂが形成されていない部分に相当する。

【0045】

回転部材１２Ｂでは、エレクトレット部１５は基台部１２３Ｂに形成され、エレクトレット部１６は基台部１２４Ｂに形成されている。すなわち、回転部材１２Ｂでも、エレクトレット部１５および溝部１２５Ｂ、ならびにエレクトレット部１６および溝部１２６Ｂは、回転部材１２Ｂの回転方向（円周方向）に交互に配置されている。また、回転部材１２Ｂでも、回転部材１２Ａと同様に、エレクトレット部１６および溝部１２６Ｂは、エレクトレット部１５および溝部１２５Ｂとは互い違いに配置されている。これにより、回転部材１２Ｂでも、エレクトレット部１５とエレクトレット部１６とは、円周方向に互い違いに配置されている。

【0046】

基台部１２３Ｂと基台部１２４Ｂは、互いに同じ形状および大きさを有し、溝部１２５Ｂと溝部１２６Ｂも、互いに同じ形状および大きさを有する。ただし、回転部材１２Ｂでは、回転部材１２Ａとは異なり、同一円周上では、円周方向における基台部１２３Ｂ，１２４Ｂの幅と溝部１２５Ｂ，１２６Ｂの幅とが互いに等しい。すなわち、回転部材１２Ｂでは、エレクトレット部１５，１６の円周方向における端部は、基台部１２３Ａ，１２４Ａの円周方向における端部と一致している。

【0047】

例えば、回転部材１２Ａ，１２Ｂの直径は５〜２０ｍｍ程度である。また、例えば、エレクトレット部１５，１６を除いた回転部材１２Ａ，１２Ｂの基板部分の厚さは１００〜５００μｍ程度であり、エレクトレット部１５，１６の厚さは１５〜２０μｍ程度である。これらの寸法は、以下で説明するすべての回転部材についても同様である。また、例えば、回転部材１２Ｂの中央層１２７Ｂの厚さは、５μｍ程度である。

【0048】

図４（Ａ）〜図４（Ｄ）は、比較例の回転部材１２Ｅ，１２Ｆの上面図および断面図である。図４（Ａ）は回転部材１２Ｅの上面を示し、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＩＶＢ−ＩＶＢ線に沿った回転部材１２Ｅの切断面を示す。図４（Ｃ）は回転部材１２Ｆの上面を示し、図４（Ｄ）は、図４（Ｃ）のＩＶＤ−ＩＶＤ線に沿った回転部材１２Ｆの切断面を示す。

【0049】

図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、回転部材１２Ｅには、回転部材１２Ａ，１２Ｂと同様に、上面にエレクトレット部１５が、下面にエレクトレット部１６が、それぞれ円周方向に等間隔、かつ回転軸１１を中心として放射状に配置されている。ただし、回転部材１２Ｅは、回転部材１２Ａ，１２Ｂとは異なり、溝部のない平坦な基板で構成されている。回転部材１２Ｅでは、エレクトレット部１５とエレクトレット部１６は、円周方向における同じ位置に配置されている。

【0050】

図４（Ｃ）および図４（Ｄ）に示すように、回転部材１２Ｆには、回転部材１２Ａ，１２Ｂと同様に、上面にエレクトレット部１５が、下面にエレクトレット部１６が、それぞれ円周方向に等間隔、かつ回転軸１１を中心として放射状に配置されている。回転部材１２Ｆでも、エレクトレット部１５とエレクトレット部１６は、円周方向における同じ位置に配置されている。回転部材１２Ｆでは、重量を軽くするために、エレクトレット部１５，１６が形成されていない部分に、円周方向に沿って等間隔に、略台形状の複数の貫通孔１２８Ｆが形成されている。

【0051】

回転部材１２Ｅは貫通孔や溝部が形成されていない分だけ重量が大きくなり、回転しにくいため、回転部材１２Ｆを使用する方が望ましい。しかしながら、回転部材１２Ｆでは、貫通孔１２８Ｆ同士の間におけるエレクトレット部１５，１６が形成されている部分の幅が狭い。このため、回転部材がセラミックス、ガラスまたはシリコンなどの脆性材料で構成されている場合には、回転部材１２Ｆの形状では、特に、回転軸１１に近い中心部分が割れやすいという課題がある。

【0052】

回転部材１２Ａ，１２Ｂでは、溝部１２５Ａ，１２５Ｂおよび溝部１２６Ａ，１２６Ｂが形成されていることにより、それらの溝部がない場合と比べて重量が軽くなる。さらに、回転部材１２Ａ，１２Ｂでは、エレクトレット部１５および溝部１２５Ａ，１２５Ｂとエレクトレット部１６および溝部１２６Ａ，１２６Ｂとは、互い違いに配置されている。これにより、回転部材がセラミックス、ガラスまたはシリコンなどの脆性材料で構成されている場合であっても、両面の溝部が円周方向における同じ位置に形成されている場合と比べて、割れが発生しにくくなる。このため、回転部材１２Ａ，１２Ｂでは、耐衝撃性が向上するので、エレクトレットモータの信頼性や製造上の取扱性も向上する。

【0053】

また、回転部材１２Ａ，１２Ｂでは、エレクトレット部１５のパターンとエレクトレット部１６のパターンとが円周方向に互い違いに配置され、かつ、対向電極１７のパターンと対向電極１８のパターンとは、円周方向における同じ位置に配置されている。すなわち、回転部材１２Ａ，１２Ｂでは、エレクトレット部１５，１６と対向電極１７，１８のうちで、エレクトレット部１６のパターンだけが、エレクトレット部１５のパターンに対して半ピッチだけずれて配置されている。これにより、回転部材１２Ａ，１２Ｂの回転中には、エレクトレット部１５および対向電極１７の間の静電気力と、エレクトレット部１６および対向電極１８の間の静電気力とが交互に発生するので、連続的な駆動力が得られる。したがって、回転部材１２Ａまたは回転部材１２Ｂを使用することにより、エレクトレットモータの回転をスムーズにすることができる。

【0054】

また、一般に、湿度が高い環境では、エレクトレットが保持する静電荷が空気中の水分に起因して電荷が抜けることがある。しかしながら、回転部材１２Ａ，１２Ｂでは、回転部材１２Ｅ，１２Ｆと比べて、エレクトレット部１５，１６の静電荷が抜けにくく、エレクトレット部が経時劣化しにくいという特徴もある。

【0055】

次に、上記した各回転部材の製造方法について順に説明する。

【0056】

図５（Ａ）〜図５（Ｅ）は、回転部材１２Ａの製造工程の例を説明するための断面図である。これらの図および以下で製造工程の説明に使用する各断面図は、図示を簡単にするために、図の横方向が回転部材の円周方向（図２（Ａ）の矢印Ｃ方向）に相当するように変形されている。

【0057】

回転部材１２Ａの製造時には、まず、図５（Ａ）に示すように、Ｓｉ基板またはガラス基板などの基板６０の上面と下面に、フォトリソグラフィまたは電子ビーム加工などにより、レジストまたはＳｉＯ_２などのマスク層６１，６２がそれぞれパターニングされる。次に、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）に示すように、深掘りエッチングまたはブラスト加工などにより、基板６０の両面を削り取ることで、上面側に複数の溝部６３が形成され、下面側に複数の溝部６４が形成される。

【0058】

その後、図５（Ｄ）に示すように、マスク層６１，６２が除去される。溝部６３，６４の部分が図３（Ｂ）の溝部１２５Ａ，１２６Ａに相当し、基板６０のうちで除去されずに残った上面側の部分が基台部１２３Ａに、下面側の部分が基台部１２４Ａにそれぞれ相当する。この状態で、印刷またはインクジェット法などにより基板６０の上面と下面にエレクトレット膜を塗布することで、エレクトレット部１５，１６が形成される。以上の工程により、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示す回転部材１２Ａが得られる。

【0059】

図６（Ａ）〜図６（Ｅ）は、回転部材１２Ｂの製造工程の例を説明するための断面図である。回転部材１２Ｂの製造時には、まず、図６（Ａ）に示すように、ＳＯＩ基板７０の上面と下面に、フォトリソグラフィまたは電子ビーム加工などにより、レジストまたはＳｉＯ_２などのマスク層７１，７２がそれぞれパターニングされる。次に、図６（Ｂ）および図６（Ｃ）に示すように、深掘りエッチングまたはブラスト加工などにより、ＳＯＩ基板７０の両面を削り取ることで、上面側に複数の溝部７３が形成され、下面側に複数の溝部７４が形成される。

【0060】

その後、図６（Ｄ）に示すように、マスク層７１，７２が除去される。溝部７３，７４の部分が図３（Ｄ）の溝部１２５Ｂ，１２６Ｂに相当し、ＳＯＩ基板７０のうちで除去されずに残った上面側の部分が基台部１２３Ｂに、下面側の部分が基台部１２４Ｂにそれぞれ相当する。また、ＳＯＩ基板７０の内部のＳｉＯ_２層が中央層１２７Ｂに相当する。この状態で、印刷またはインクジェット法などにより基台部１２３Ｂ，１２４Ｂにエレクトレット膜を塗布することで、エレクトレット部１５，１６が形成される。以上の工程により、図３（Ｃ）および図３（Ｄ）に示す回転部材１２Ｂが得られる。

【0061】

図７（Ａ）〜図７（Ｆ）は、回転部材１２Ｂの製造工程の他の例を説明するための断面図である。回転部材１２Ｂは、以下の工程により製造することも可能である。

【0062】

まず、図７（Ａ）に示すように、ＳＯＩ基板７０の上面と下面に、塗布またはスプレーコートなどにより、エレクトレット膜１５’，１６’がそれぞれ形成される。次に、図７（Ｂ）に示すように、フォトリソグラフィなどにより、エレクトレット膜１５’，１６’の上にレジストなどのマスク層７１，７２がそれぞれパターニングされる。続いて、図７（Ｃ）に示すように、アッシング法などにより、マスク層７１，７２が形成されていない部分のエレクトレット膜１５’，１６’を除去することで、エレクトレット膜１５’，１６’がパターニングされ、エレクトレット部１５，１６が形成される。

【0063】

さらに、図７（Ｄ）および図７（Ｅ）に示すように、深掘りエッチングなどにより、マスク層７１，７２が形成されていない部分のＳＯＩ基板７０を削り取ることで、上面側に複数の溝部７３が形成され、下面側に複数の溝部７４が形成される。最後に、図７（Ｆ）に示すように、マスク層７１，７２が除去される。以上の工程により、図３（Ｃ）および図３（Ｄ）に示す回転部材１２Ｂが得られる。

【0064】

図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、それぞれ、他のアクチュエータ１０’，１０’’，１０’’’の模式的な側面図である。これらの図は、図２（Ｂ）と同様に、横方向が回転部材の円周方向（矢印Ｃ方向）に相当するように変形された側面図である。

【0065】

図８（Ａ）に示すアクチュエータ１０’は、エレクトレット部１５と対向電極１７の位置が入れ替わり、かつエレクトレット部１６と対向電極１８の位置が入れ替わっている点が図２（Ｂ）に示したアクチュエータ１０とは異なる。その他の点では、アクチュエータ１０’は、アクチュエータ１０と同様の構成を有する。アクチュエータ１０’のように、エレクトレット部１５，１６を固定基板１３の下面１３２と固定基板１４の上面１４１にそれぞれ配置し、対向電極１７，１８を回転部材１２の上面１２１と下面１２２にそれぞれ配置してもよい。

【0066】

アクチュエータ１０’では、対向電極１７，１８が第１および第３の複数の電極に、エレクトレット部１５，１６が第２および第４の複数の電極に、それぞれ相当する。アクチュエータ１０’では、エレクトレット部１５，１６が回転部材１２の回転方向（円周方向、矢印Ｃ方向）における同じ位置に配置され、対向電極１７，１８が円周方向に互い違いに配置されている。アクチュエータ１０’の回転部材１２’には、エレクトレット部１５，１６が対向電極１７，１８に入れ替わっている点を除いて、図３（Ａ）〜図３（Ｄ）に示した回転部材１２Ａまたは回転部材１２Ｂと同様のものを用いてもよい。

【0067】

図８（Ｂ）に示すアクチュエータ１０’’は、回転部材１２’’、固定基板１３、エレクトレット部１５および対向電極１７を有する。アクチュエータ１０’’は、固定基板１４、エレクトレット部１６および対向電極１８がない点を除いて、アクチュエータ１０と同様の構成を有する。得られる駆動力はアクチュエータ１０の場合と比べて小さくなるが、エレクトレット部と対向電極の組は、アクチュエータ１０’’のように、回転部材の片面側だけに配置されていてもよい。回転部材１２’’には、固定基板１３とは反対側の面（下面１２２）にエレクトレット部１６が形成されていない点を除いて、回転部材１２Ａまたは回転部材１２Ｂと同様のものを用いてもよい。そうすれば、回転部材の片面側だけにエレクトレット部と対向電極の組が配置されているアクチュエータでも、回転部材の軽量化と耐衝撃性の向上の両方が実現される。

【0068】

図８（Ｃ）に示すアクチュエータ１０’’’は、エレクトレット部１５と対向電極１７の位置が入れ替わっている点を除いて、アクチュエータ１０’’と同様の構成を有する。エレクトレット部と対向電極の組を回転部材の片面側の１組だけにする場合には、アクチュエータ１０’’’のように、エレクトレット部１５を固定基板１３の下面１３２に配置し、対向電極１７を回転部材１２’’’の上面１２１に配置してもよい。回転部材１２’’’には、エレクトレット部１５が対向電極１７に入れ替わり、かつエレクトレット部１６が形成されていない点を除いて、回転部材１２Ａまたは回転部材１２Ｂと同様のものを用いてもよい。

【0069】

図９は、電気機械変換器２の概略構成図である。図９に示すように、電気機械変換器２は、発電部３０および蓄電部４０を有する。発電部３０は、アクチュエータ１０と同様に、主要な構成要素として、回転部材１２、固定基板１３，１４、エレクトレット部１５，１６および対向電極１７，１８を有する。電気機械変換器２は、外部環境の運動エネルギーを用いて回転部材１２を回転させ、発電部３０内で静電誘導により静電気を発生させることで動力から電力を取り出す発電装置（エレクトレット発電機）である。

【0070】

回転部材１２、固定基板１３，１４、エレクトレット部１５，１６および対向電極１７，１８は、アクチュエータ１０のものと同じであるが、例えば、発電部３０の回転部材１２には、重量バランスの偏りを有する図示しない回転錘が取り付けられる。電気機械変換器２の対向電極１７，１８は、それぞれ電気配線を介して蓄電部４０に接続されている。発電部３０では、例えば電気機械変換器２を携帯する人体の運動または電気機械変換器２が取り付けられた機械などの振動を動力源として、回転錘付きの回転部材１２がその円周方向に回転する。

【0071】

回転部材１２が回転すると、それに伴い、エレクトレット部１５，１６と対向電極１７，１８の間の重なり面積が増減する。例えば、エレクトレット部１５，１６の内面に負電荷が保持されているとすると、回転部材１２の回転に伴い、対向電極１７，１８に引き寄せられる正電荷が増減して、対向電極１７と対向電極１８の間に交流電流が発生する。このようにして電流を発生させることにより、発電部３０は静電誘導を利用した発電を行う。

【0072】

蓄電部４０は、整流回路４１および二次電池４２を有し、回転部材１２の回転に応じてエレクトレット部１５，１６と対向電極１７，１８との間の静電誘導により発生した電力を蓄積する。対向電極１７と対向電極１８からの出力は整流回路４１に接続され、整流回路４１は二次電池４２に接続されている。整流回路４１は、４個のダイオードを有するブリッジ式の回路であり、対向電極１７と対向電極１８の間で生成された電流を整流する。二次電池４２は、リチウム二次電池などの充放電可能な電池であり、発電部３０によって発電された電力を蓄積し、図示しない駆動対象の回路にその電力を供給する。

【0073】

発電部３０でも、回転部材１２として、上記した回転部材１２Ａまたは回転部材１２Ｂが使用される。これにより、発電部３０の回転部材１２についても、軽量化と耐衝撃性の向上の両方が実現される。

【0074】

図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は、電気機械変換器３の概略構成図である。図１０（Ａ）に示すように、電気機械変換器３は、アクチュエータ５０および駆動部２０を有する。アクチュエータ５０は、主要な構成要素として、筐体５１、スライド板５２、固定基板５３，５４、エレクトレット部５５，５６および対向電極５７，５８を有する。図１０（Ｂ）および図１０（Ｃ）は、エレクトレット部５５，５６および対向電極５７，５８の配置、ならびにスライド板５２の移動方向を示す平面図である。

【0075】

電気機械変換器３は、駆動部２０に入力された電気信号をもとに、エレクトレット部５５，５６と対向電極５７，５８との間の静電気力を利用して、スライド板５２を往復移動させることにより、電力から動力を取り出す駆動装置である。電気機械変換器の可動部材は、電気機械変換器１，２の回転部材１２のように回転するものに限らず、電気機械変換器３のスライド板５２のようにスライド移動するものであってもよい。

【0076】

図１０（Ａ）に示すように、固定基板５３，５４は、箱型の筐体５１の上面および底面にそれぞれ配置されている。スライド板５２は、可動部材の一例であり、筐体５１内において、図示しない可動支持部により支持され、固定基板５３と固定基板５４の間を、固定基板５３，５４に平行な方向（水平方向）に往復移動可能である。スライド板５２の上面には溝部５５Ａが、スライド板５２の下面には溝部５６Ａが、それぞれスライド板５２の移動方向（矢印Ａ方向）に間隔を空けて、その移動方向と直交する方向に帯状に形成されている。溝部５５Ａ，５６Ａは、第１および第２の複数の溝部の一例であり、スライド板５２の基板が厚さ方向に削られることで形成された凹部である。これらの溝部は、いずれもスライド板５２を厚さ方向に貫通していない。

【0077】

エレクトレット部５５，５６は、第１および第３の複数の電極、ならびに第１および第２の複数の帯電部の一例である。図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）に示すように、エレクトレット部５５，５６は、スライド板５２の上面および下面における溝部５５Ａ，５６Ａが形成されていない領域に、スライド板５２の移動方向に間隔を空けて、その移動方向と直交する方向に帯状に形成されている。アクチュエータ５０のスライド板５２では、エレクトレット部５５および溝部５５Ａと、エレクトレット部５６および溝部５６Ａとは、互い違いに配置されている。これにより、アクチュエータ５０でも、スライド板５２の軽量化と耐衝撃性の向上の両方が実現される。

【0078】

対向電極５７，５８は、第２および第４の複数の電極、ならびに第１および第２の複数の対向電極の一例である。図１０（Ａ）に示すように、対向電極５７，５８は、それぞれ、固定基板５３の下面および固定基板５４の上面に、スライド板５２の移動方向に間隔を空けて、その移動方向と直交する方向に帯状に形成されている。アクチュエータ５０では、対向電極５７，５８は、スライド板５２の移動方向における同じ位置に配置されている。

【0079】

駆動部２０は、アクチュエータ５０を駆動するための回路であり、対向電極５７，５８のそれぞれに電気配線を介して接続されている。駆動部２０は、電気機械変換器１のものと同様の構成を有し、極性が交互に切り替わる電圧を対向電極５７，５８に印加することにより、図１０（Ｂ）および図１０（Ｃ）に示すように、スライド板５２を筐体５１内で水平方向（矢印Ａ方向）にスライド移動させる。

【0080】

なお、電気機械変換器２，３でも、図８（Ｂ）および図８（Ｃ）に示したアクチュエータ１０’’，１０’’’と同様に、エレクトレット部と対向電極の組は、回転部材１２またはスライド板５２の両面側ではなく、片面側だけに配置されていてもよい。

【0081】

図１１（Ａ）〜図１１（Ｄ）は、それぞれ、他の回転部材１２Ａ’，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｄ’の断面図である。これらの図では、各回転部材について、図３（Ｂ）および図３（Ｄ）に示したものと同様の切断面を示している。電気機械変換器１，２の回転部材１２には、図３（Ａ）〜図３（Ｄ）の回転部材１２Ａ，１２Ｂに代えて、回転部材１２Ａ’，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｄ’のいずれかを用いてもよい。電気機械変換器３のスライド板５２にも、これらの回転部材と同様の構成のものを用いてもよい。

【0082】

図１１（Ａ）の回転部材１２Ａ’は、回転部材１２Ａと同様の複数の基台部１２３Ａ’，１２４Ａ’、複数の溝部１２５Ａ’，１２６Ａ’およびエレクトレット部１５，１６を有する。溝部１２５Ａ’，１２６Ａ’も回転部材１２Ａ’を厚さ方向に貫通していないが、各溝部の深さｄは、回転部材１２Ａ’の基板の厚さｔの２分の１よりも大きい。このように、各溝部の深さを回転部材１２Ａの溝部と比べて大きくすれば、一定の強度を保ちながら、回転部材をさらに軽量化することが可能である。なお、例えば、回転部材の一方の面における溝部の深さを厚さｔの２分の１よりも小さくし、回転部材の他方の面における溝部の深さを厚さｔの２分の１よりも大きくするなど、一方の面の溝部を他方の面の溝部よりも深く形成してもよい。また、必ずしも各面におけるすべての溝部の深さが同じでなくてもよく、溝部ごとにその深さが異なっていてもよい。

【0083】

図１１（Ｂ）の回転部材１２Ｃは、回転部材１２Ａと同様の複数の基台部１２３Ｃ，１２４Ｃ、複数の溝部１２５Ｃ，１２６Ｃおよびエレクトレット部１５，１６を有する。回転部材１２Ｃでは、その厚さ方向の断面における溝部１２５Ｃ，１２６Ｃの幅は、厚さ方向の中央側から回転部材１２Ｃの上面１２１および下面１２２に向かうにつれて次第に大きくなる。言い換えると、回転部材１２Ｃの円周方向に沿った縦断面において、溝部１２５Ｃは上面１２１側の方が幅広の、溝部１２６Ｃは下面１２２側の方が幅広の台形状（テーパ形状）である。回転部材１２Ｃのように、基台部１２３Ｃ，１２４Ｃおよび溝部１２５Ｃ，１２６Ｃの側面は、回転部材１２Ｃの上面１２１および下面１２２に対して傾斜していてもよい。

【0084】

回転部材１２Ｃでは、回転部材１２Ａ，１２Ｂと比べて、さらにエレクトレット部１５，１６の静電荷が抜けにくく、エレクトレット部が経時劣化しにくいという特徴がある。ただし、各基台部および溝部の側面の傾斜を大きくしすぎると、基台部１２３Ｃ，１２４Ｃの上面に形成できるエレクトレット部１５，１６の面積が小さくなるため、傾斜の大きさは、必要な電気機械変換器の出力の大きさを考慮して選択するとよい。なお、例えば、断面が台形状の溝部は回転部材の一方の面側だけであってもよく、断面が矩形の溝部と台形状の溝部とが１つの回転部材の中で混在していてもよい。また、溝部ごとにその形状が異なっていてもよい。

【0085】

図１１（Ｃ）および図１１（Ｄ）の回転部材１２Ｄ，１２Ｄ’も、回転部材１２Ａと同様の形状を有するが、符号ｃ，ｄで示す部分の形状が回転部材１２Ａとは異なる。回転部材１２Ｄでは、その厚さ方向の中央側における各溝部１２５Ｄ，１２６Ｄの角部ｃ（言い換えると、各溝部の底の角部、あるいは基台部１２３Ｄと基台部１２４Ｄとの接続部分の表面）が曲面になっている。回転部材１２Ｄ’では、その上面１２１側および下面１２２側における各溝部１２５Ｄ’，１２６Ｄ’の角部ｄ（各基台部１２３Ｄ’，１２４Ｄ’の角部）が曲面になっている。

【0086】

このように、各溝部の角部ｃ，ｄを直角などの尖った形状にせず、丸みを帯びた曲面にすると、回転部材にかかる応力が緩和され、回転部材の強度が向上する。なお、角部が曲面の溝部は回転部材の一方の面側だけであってもよく、角部が丸みを帯びている溝部と角部が尖っている溝部とが１つの回転部材の中で混在していてもよい。また、１つの回転部材の中で、各溝部の角部ｃ，ｄの両方が曲面になっていてもよい。

【0087】

なお、上記の回転部材の材質は、ガラスまたはシリコンに限らず、例えば、アルミニウムもしくはその合金、またはステンレス鋼（ＳＵＳ：special use stainless steel）であってもよい。これらの材料を使用する場合には、放電加工、エッチング加工またはプレス加工で回転部材を形成してもよい。特に、金属材料で回転部材を作製する場合には、軽量化のために、比重が軽い金属を使用することが好ましい。回転部材として金属材料などを使用する場合でも、上記した両面側に互い違いに複数の基台部および溝部を有する形状にすることで、反りや曲りなどを低減でき、回転部材の強度を向上させることができる。これらのことは、電気機械変換器３のスライド板５２についても同様である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】