CN106471716A - 发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发电装置,其采用使用齿条和小齿轮的基本结构,在提高发电效率和减少部件数量的基础上,能够通过简化的结构提高耐久性,并容易地进行小型化。通过将发电单元的机罩外壁作为引导件使用,将其与设置于发电装置的机罩内壁的轨道组合而构成引导机构,从而能够将施加在发电单元上的不需要的应力分散至机罩内壁上,能够得到使整体小型化、减少部件数量、以及提高耐久性的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种发电装置,其利用由车辆的转向装置以及门等门窗类、其它室外设备或移动设备产生的应力及振动,来产生感应电动势,对各种传感器等电子设备提供电力。
背景技术
现在,作为可安装于小型的移动电子设备以及门窗类等的发电装置,使用将装配有小齿轮(pinion gear)的马达与齿条(rack gear)组合来进行发电的结构。这样的发电装置的代表性的结构分别在日本专利公开2004-260896(以下称为专利文献1)以及日本专利公开2008-133799(以下称为专利文献2)申请后获得公开。
这里,专利文献1的特征在于如下结构,该结构由作为齿条发挥作用的长尺寸部件与作为发电单元的机罩(case)侧输入轴发挥作用的旋转部件组合而成,关于该旋转部件,使从直线的相对移动获取电力成为可能。
另外,专利文献2的特征在于使用专利文献1所述的结构持续地发电,其所采用的结构通过驱动源和重力使齿条旋转,并使该齿条上的小齿轮沿上下方向往复运动,其中该驱动源使用自身发出的电力。因此,在专利文献2所述的结构中不受设置条件的影响,能够持续进行发电。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利公开2004-260896号公报
专利文献2:日本专利公开2008-133799号公报
发明内容
(一)要解决的技术问题
虽然具有上述效果,但在专利文献1及2中存在如下技术问题,即,其结构上,安装有小齿轮的轴直接承受发电单元的载荷。因此,在通过重力、惯性使发电单元移动来进行发电时,另外需要用于不倾斜地使小齿轮和齿条滑动驱动的滑动导轨(slide guide),作为该滑动导轨,在专利文献1中必须设置限制装置8,在专利文献2中必须设置长圆型凹型保护架2。另外,由于必须设置该滑动导轨,在这些以往的发电装置中,随着部件数量的增加,结构的复杂化无法避免。另外,由于该结构的复杂化,整体的小型化以及耐久性的确保变得困难,因此产生了针对冲击、振动这些较强的外力必须保护整个发电装置的问题。
为了解决上述问题,本申请所述的发明的目的在于,提供一种发电装置,其采用使用齿条和小齿轮的基本结构,在提高发电效率和减少部件数量的基础上,能够通过简化的结构提高耐久性,并容易地进行小型化。
(二)技术方案
为了实现上述目的,本发明的第一方面所述的结构的技术性特征在于:将发电单元的机罩自身安装在发电装置本体内的引导机构上,同时,将设置于发电装置内的马达的输入轴与发电单元的机罩侧输入轴分体构成。
另外,本发明的第二方面所述的结构的技术性特征在于:在所述第一方面所述的结构中,壳体的构成部件具有作为砝码的功能。
另外,本发明的第三方面所述的结构的技术性特征在于:在所述第一方面所述的结构中,来自设置于机罩内的马达的电力的供给使用柔性印刷电路板。
(三)有益效果
通过采用上述结构,本发明的第一方面所述的发电装置能够提供一种发电装置,其在提高发电效率和减少部件数量的基础上,能够通过简化的结构提高耐久性,并容易地进行小型化。
更具体地说,由发电单元的机罩和发电装置本体的引导机罩构成了发电装置的引导机构,因此能够通过简化的结构将发电装置以及发电单元所受的外力分散在发电单元的机罩整体。另外,通过用该机罩承受外力的结构,能够防止该外力集中于机罩的输入轴以及与其嵌合的齿条,提高作为发电装置的耐久性并减少部件数量。进一步地,通过在马达输入轴的基础上另外设置所述发电单元的机罩侧输入轴,能够保护马达的输入轴不因外力而变形,同时也能够通过该发电单元的机罩保护所述机罩侧输入轴免受所述外力。
另外,本发明所述的结构为如下结构,即,发电单元自身移动使与齿条嵌合的发电单元的机罩侧输入轴旋转,使用齿轮等动力传动装置将该输入轴的旋转传递至设置于该单元内的发电用马达的输入轴,并使其旋转。因此,在本发明中通过改变齿数比等、所述动力传动装置的传动比,能够调整施加在所述机罩侧输入轴以及动力传动装置上的负荷和马达的转速等。从而,通过使其成为应对在使用发电装置内的发电机构的环境下产生的外力的结构,能够提高整体的发电效率。另外,通过采用所述发电单元移动的结构,在本发明所述的结构中,能够将构成发电装置的部件中大部分的重量作为发电时的惯性力来使用。
另外,通过使用本发明的第二方面所述的发明,能够使所述第一方面的发电单元在壳体的构成部件中具有作为砝码的功能,增加所述发电时的惯性力,同时使由所述外力引起发电单元的移动速度保持不变。因此,在本方面,能够抑制发电装置所供给的发电量的变动,进行稳定的电力供给。
另外,通过使用本发明的第三方面所述的发明,能够提高所述第一方面的发电单元的可靠度,发电单元在高速移动时也能够不发生断线地供给电力。更具体地说,使与发电单元内的马达连接的柔性印刷电路板的变形方向与该发电单元的移动方向一致,能够防止所述高速移动时的反复的应力引起的断线。因此,在本方面中能够不降低发电单元的移动速度,使其以较大的发电量进行工作。
如上所述,通过使用本申请以上方面所述的结构,能够提供一种发电装置,其采用使用齿条和小齿轮的基本结构,在提高发电效率和减少部件数量的基础上,能够通过简化的结构提高耐久性,并容易地进行小型化。
附图说明
图1为本发明的实施方式所采用的发电装置的整体立体图。
图2为图1所示的发电装置的分解立体图。
图3为图1所示的发电装置的发电单元立体图。
图4为图1所示的发电装置的侧截面图。
具体实施方式
下面,使用图1、图2以及图3展示本发明的最优实施方式。此外,关于图中的记号以及部件编号,作为相同部件发挥作用的部件使用共同的记号或编号,关于同一部件,省略一部分的引出线和编号的记载。
图1示出了本实施方式所采用的发电装置的整体立体图,图2示出了该发电装置的分解立体图,图3示出了图1中所搭载的发电单元的立体图,图4示出了图1中A-A'的侧截面图。此外,在图中省略与该发电装置电连接的充电器等以及图4的侧截面图中的发电用马达的内部的记载。
从图1中可知,本实施方式所述的发电装置1是由两个引导机罩盖4A、4B夹住上引导机罩3A及下引导机罩3B而成的固定结构。这里,上引导机罩盖3A及下引导机罩盖3B通过互相嵌合进行定位。通过这样的结构,本实施方式所述的发电单元能够容易地进行后述引导机构的部件配置。
另外,从图2及图3可知,在本实施方式的发电装置1中,通过利用盖8将在内部收纳、固定发电用马达12等的壳体6的两侧面塞住,并利用壳体底部7来固定设置于该壳体6内的发电用马达12的底面,从而构成了发电单元2的机罩。另外,关于该机罩内部,使用将如下部件分别配置于壳体6内而成的发电机构,该各部件为:将马达侧小齿轮14设置于马达输入轴13上的发电用马达12、将动力传递至该小齿轮14的冠状齿轮(crown gear)10、以及固定有该冠状齿轮10的所述发电单元2的机罩侧输入轴9,通过设置于盖8的轴承15以能够旋转的方式支承上述机罩侧输入轴9。安装于机罩侧输入轴9的小齿轮11在安装时,与另外固定于下引导机罩3B上的齿条5咬合配置,因此能够随着发电单元2的移动使该输入轴9旋转,驱动发电用马达12。另外,在本实施方式中,将壳体6切出切口,配置冠状齿轮10。因此,能够在受限的搭载空间内,最大限度地确保冠状齿轮10的直径,同时在从该冠状齿轮10向马达输入轴13传动时,以高转速驱动发电用马达12。此外,在发电单元2的两端与各机罩盖4A、4B之间,以能够伸缩的方式支承有弹簧17。因此,上述发电装置1在驱动时,能够在稳定状态下使发电单元2移动。
在上述基本结构的基础上,在本实施方式中,具备使所述发电单元2的机罩与设置于上引导机罩3A及下引导机罩3B的内壁上的轨道部R嵌合的引导机构。更具体地说,如图3及图4所示,所使用的结构,使构成发电单元2的机罩的盖8的引导部G,与设置于上引导机罩3A及下引导机罩3B上的轨道部R嵌合。因此,本实施方式的发电装置1,在上述提高发电效率和减少部件数量的基础上,能够通过简化的结构提高耐久性,并容易地进行小型化。
即,在本实施方式中,通过上述的引导机构,能够将发电单元2所受的发电时的移动方向以外的应力分散至设置于机罩上的引导部G-各引导机罩3A、3B的接触面上。从而,在本实施方式的发电装置1中,能够防止该应力集中于发电单元2的机罩侧输入轴9以及齿条5,提高作为发电装置的耐久性,同时减少部件数量,容易地进行小型化。另外,通过将马达输入轴13与机罩侧输入轴9分体,并以互相正交的方式配置,从而能够保护马达输入轴13免于在驱动时产生扭曲,且包括机罩内的发电机构在内提高耐久性。此外,本实施方式是在通过盖8以及安装有盖8的壳体侧面吸收上述应力的结构,但以同样的技术性观点来看,对于发电单元2的移动方向以外的机罩表面,也能够通过内接引导机罩3A、3B的内壁来设置同样的引导机构,以求提高耐久性。
另外,在本实施方式中,所采用的结构为,发电单元2自身沿着上述引导机构移动,通过使与齿条5咬合的机罩侧输入轴9旋转,将动力传递至固定于该输入轴9上的冠状齿轮10以及与其连动的马达输入轴13。因此,在本实施方式所述的结构中,能够将构成发电装置1的部件中大部分的重量作为发电时的惯性力使用。此外,在本实施方式中,通过改变齿条5、冠状齿轮10以及机罩、马达输入轴13的齿数比、以及弹簧17,能够优化为应对在使用发电装置内的发电机构的环境下产生的外力的结构,提高整体的发电效率。此外,在本实施方式中,通过在壳体底部7等、壳体的构成部件中使用高比重材料,能够在该部件上追加作为砝码的功能,获得如下效果:增加所述移动时作用于发电单元2上的惯性力,以及使该发电单元2的移动速度稳定。
另外,从图2及图3中可知,在本实施方式中,对于从发电单元内的发电用马达12向发电装置外的输电,使用柔性印刷电路板16,该柔性印刷电路板16沿着构成机罩的一部分的壳体曲面以及发电单元的移动方向弯曲后,通过引导机罩盖4A的开口部,引出到发电装置外部。因此,在本实施方式所述的发电装置1中,能够防止在发电单元2高速移动时由反复的应力引起的断线,以高可靠度进行驱动。此外,本实施方式的发电用马达12在其用途上,由于无需通过自力进行旋转,从而构成两相两极马达,能够以比通常使用的三相两极马达更高的发电效率进行发电。
如上所述,通过使用本实施方式所述的发电装置,能够提供一种发电装置,其采用使用齿条和小齿轮的基本结构,在提高发电效率和减少部件数量的基础上,能够通过简化的结构提高耐久性,并容易地进行小型化。
附图标记说明
1 发电装置
2 发电单元
3A 上引导机罩
3B 下引导机罩
4A,4B 引导机罩盖
5 齿条
6 壳体
7 壳体底部
8 盖
9 机罩侧输入轴
10 冠状齿轮
11 机罩侧小齿轮
12 发电用马达
13 马达输入轴
14 马达侧小齿轮
15 轴承
16 柔性印刷电路板
17 弹簧
G 引导部
R 轨道部
L 输电焊盘
Claims (3)
1.一种发电装置,其将发电用马达设置于发电单元的机罩内,通过在该马达的马达输入轴上设置的齿轮的旋转,从所述马达供给电力,
所述机罩使将动力传递至所述齿轮的机罩侧输入轴突出,
在具有与该机罩侧输入轴嵌合的齿条以及与所述机罩嵌合的轨道部的引导机罩内,所述机罩以能够直线移动的方式被收纳。
2.根据权利要求1所述的发电装置,其特征在于,壳体的构成部件具有作为砝码的功能。
3.根据权利要求1所述的发电装置,其特征在于,来自所述马达的电力的供给是介由柔性印刷电路板进行的。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20190104 Address after: Tokyo, Japan, Japan Applicant after: Andaman nanoscale precision gem Co., Ltd. Address before: Tokyo, Japan, Japan Applicant before: ADAMANT KOGYO CO., LTD. |
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GR01 | Patent grant | ||
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