JP2014150652A - 発電装置、発信装置、切替装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発電装置(10)において、アマチュア(1)は、当該アマチュアが第1の吸着位置(S2)および第2の吸着位置(S1)において第1の端部(3c)および第2の端部(3a)にそれぞれ吸着することによってヨーク(2a、2b)に支持された第1の状態において操作力が加えられた場合、第1の吸着位置(S2)を第1の支点として回転することによって第2の状態に遷移し、前記第1の吸着位置(S2)とは異なる位置を第2の支点として回転することによって第3の状態にさらに遷移する。
【選択図】図1
Description
(1)外部から加えられた操作力によって所定の位置を支点として回転する回転部材と、所定の部分において発揮される磁力で吸着させることによって当該回転部材を支持する支持部材とを備え、当該回転部材の回転に連動してコイルを通過する永久磁石の磁束を変動させることによって、当該コイルに電流を誘導する発電装置であって、
(2)前記回転部材は、当該回転部材が第1の位置および第2の位置において前記支持部材における第1の部分および第2の部分にそれぞれ吸着することによって、当該支持部材に支持された第1の状態において前記操作力が加えられた場合、前記第1の位置を第1の支点として回転することによって第2の状態に遷移し、前記第1の位置とは異なる位置を第2の支点として回転することによって第3の状態にさらに遷移する。
(1)前記回転部材は、前記第1の状態において、当該回転部材と前記第2の支点となる位置との間に空間を設けて前記支持部材に支持されたことによって、前記第1の位置を前記第1の支点として回転した後、前記第1の位置とは異なる位置を第2の支点として回転するものであり、
(2)前記回転部材は、当該回転によって、前記第1の状態において前記第2の位置に対して前記操作力を作用させて前記第2の状態に遷移した後、前記第1の位置に対して前記操作力を作用させて前記第3の状態に遷移してよい。
(1)前記回転部材は、当該回転部材が前記第3の状態においてさらに回転することにより、当該回転部材と前記第2の支点となる位置との間に空間を設けた状態で、当該回転部材が第3の位置および第4の位置において前記支持部材における第3の部分および第4の部分にそれぞれ吸着することによって、当該支持部材に支持された第4の状態に、さらに遷移してよい。
(1)前記第1の位置から前記操作力を加える位置までの距離は、前記第2の支点となる位置から当該操作力を加える位置までの距離よりも長くてよい。
(1)前記回転部材は、前記支持部材を固定する固定部材の所定の位置に設けられた突起を前記第2の支点として回転してよい。
(1)前記固定部材の所定の位置に設けられた突起は、応力を発揮する弾性部材によって支持されてよい。
(1)上記発電装置によって発電された電力を用いて、外部の装置に信号を発信する。
(1)外部の装置の状態を切り替える切替装置であって、
(2)上記発電装置と、
(3)上記発信装置とを含む。
図1に基づいて、発電装置10の構成を説明する。図1は、発電装置10が第1の状態をとる場合、当該発電装置の内部構造を示す断面図である。なお、発電装置10の全体と図1が示す断面との関係は、図5の(d)を参照して後述する。
アマチュア1は、パーマロイや純鉄(例えばSUY−0)などの軟磁性材料を用いて作られる。本実施の形態において、アマチュア1は、縦8mm、横20mm、厚さ1.4mmの寸法をとる。ただし、当該寸法は説明のための例示に過ぎず、発電装置10の寸法に依存して任意に変更可能である。
図1〜図4に基づいて、発電装置10が動作する過程を説明する。図1を参照して前述したように、発電装置10が第1の状態にある場合、任意の操作位置Wにおいてばね4が押下されると、吸着位置(第1の位置)S2を支点(第1の支点)としてアマチュア1は回転を開始する。第1の状態において、アマチュア1と突起8aとが接触しておらず(クリアランスAが存在し)、中央部Cは操作位置Wとともに回転するからである。
図5に基づいて、発電装置10の外観および組み立て過程を説明する。図5は、発電装置10の組み立て過程を段階的に示した分解斜視図であり、(a)は第1の組み立て過程を示し、(b)は第2の組み立て過程を示し、(c)は第3の組み立て過程を示し、(d)は組み立てが完成した発電装置10の外観を示す。なお、前述した図1〜図4は、図5の(d)におけるB−B線矢視断面図に相当する。
図6に基づいて、発電装置10を第1の状態から第2の状態に遷移させる操作力F1が、従来の発電装置において必要であった操作力Fよりも小さいことを説明する。図6は、操作力Fと操作力F1とを任意の条件で比較した結果を示すグラフである。当該グラフの横軸は、吸着位置S1からS2までの距離L1に対する、吸着位置S1から操作位置Wまでの距離L2の比を表す。当該グラフの左縦軸は、端部3による磁力fに対する操作力Fおよび操作力F1の比を表し、右縦軸は、操作力Fに対する操作力F1の比を表す。
図10に基づいて、操作力F2が操作力F1より小さいことを説明する。図10の(a)は、操作力F1と操作力F2とを任意の条件で比較した結果を示すグラフであり、図10の(b)は、操作力F2が操作力F1よりも小さくなる条件を示すグラフである。
図12に基づいて、発電装置10の動作に必要となる操作力と従来の発電装置の動作に必要となる操作力とを、さらに比較した結果を説明する。図12は、発電装置10および従来の発電装置のF−S特性を示すグラフである。当該グラフの横軸は、操作位置Wの移動量を表し、当該グラフの縦軸は、当該操作位置に加わった力を表す。
図14〜図17に基づいて、突起8aおよび突起8bの他の形態または構造を説明する。図14は、突起8aおよび突起8bの形態のバリエーションを示す。図14の(a)は、矩形の突起8aおよび突起8bがスプール9bおよびスプール9aにそれぞれ設けられる場合を示す断面図であり、図14の(b)は、矩形の突起8aのみがスプール9aに設けられる場合を示す断面図であり、図14の(c)は、エッジを滑らかにした突起8aがスプール9aに設けられる場合を示す断面図である。
図18に基づいて、アマチュア1に代えて、ヨーク2aおよびヨーク2bと永久磁石7とが回転する形態を説明する。図18は、ヨーク2aおよびヨーク2bと永久磁石7とが回転する過程を示し、(a)は、発電装置10が第1の状態をとる場合、当該発電装置の内部構造(ヨーク2a、ヨーク2b、永久磁石7のみ)を示す断面図であり、(b)は、発電装置10が第4の状態をとる場合、当該発電装置の内部構造を示す断面図である。
図19に基づいて、発電装置10の応用例を説明する。図19は、発電装置10が発電した電力を使用する電気機械器具を示す。図19の(a)は、発電装置10にコンデンサ21が接続されたことを示す回路図であり、(b)は、発電装置10にコンデンサ21および発信装置20が接続されたことを示す回路図である。
以上、図1〜図20を参照して説明したように、発電装置10は、装置を巨大化させたり、操作ストロークを伸長させたりすることなく、簡単な機構によって、上記従来の発電装置において必要であった操作力よりも小さい操作力で発電できる。発電装置10は、従来の発電装置が発電可能な電力と同量の電力を発電できるため、従来よりも小さい操作力で発電可能な発電装置10は、当該従来の発電装置よりも高い発電効率で発電できるという効果を奏する。
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、それぞれの実施の形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成できる。
2a ヨーク(支持部材)
2b ヨーク(支持部材)
3a 端部(第2の部分)
3b 端部(第3の部分)
3c 端部(第1の部分)
3d 端部(第4の部分)
6 コイル(コイル)
7 永久磁石(永久磁石)
8a 突起(突起、第1の位置とは異なる位置)
9a スプール(固定部材)
9b スプール(固定部材)
10 発電装置(発電装置)
20 発信装置(発信装置)
22 ばね(弾性部材)
100 スイッチ(切替装置)
A クリアランス(空間)
S1 吸着位置(第2の位置)
S2 吸着位置(第1の位置)
S3 吸着位置(第3の位置)
S4 吸着位置(第4の位置)
f 磁力(磁力)
f’ 磁力(磁力)
Claims (8)
- 外部から加えられた操作力によって所定の位置を支点として回転する回転部材と、所定の部分において発揮される磁力で吸着させることによって当該回転部材を支持する支持部材とを備え、当該回転部材の回転に連動してコイルを通過する永久磁石の磁束を変動させることによって、当該コイルに電流を誘導する発電装置であって、
前記回転部材は、当該回転部材が第1の位置および第2の位置において前記支持部材における第1の部分および第2の部分にそれぞれ吸着することによって、当該支持部材に支持された第1の状態において前記操作力が加えられた場合、前記第1の位置を第1の支点として回転することによって第2の状態に遷移し、前記第1の位置とは異なる位置を第2の支点として回転することによって第3の状態にさらに遷移することを特徴とする発電装置。 - 前記回転部材は、前記第1の状態において、当該回転部材と前記第2の支点となる位置との間に空間を設けて前記支持部材に支持されたことによって、前記第1の位置を前記第1の支点として回転した後、前記第1の位置とは異なる位置を第2の支点として回転するものであり、
前記回転部材は、当該回転によって、前記第1の状態において前記第2の位置に対して前記操作力を作用させて前記第2の状態に遷移した後、前記第1の位置に対して前記操作力を作用させて前記第3の状態に遷移することを特徴とする請求項1に記載の発電装置。 - 前記回転部材は、当該回転部材が前記第3の状態においてさらに回転することにより、当該回転部材と前記第2の支点となる位置との間に空間を設けた状態で、当該回転部材が第3の位置および第4の位置において前記支持部材における第3の部分および第4の部分にそれぞれ吸着することによって、当該支持部材に支持された第4の状態に、さらに遷移することを特徴とする請求項1または2に記載の発電装置。
- 前記第1の位置から前記操作力を加える位置までの距離は、前記第2の支点となる位置から当該操作力を加える位置までの距離よりも長いことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の発電装置。
- 前記回転部材は、前記支持部材を固定する固定部材の所定の位置に設けられた突起を前記第2の支点として回転することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の発電装置。
- 前記固定部材の所定の位置に設けられた突起は、応力を発揮する弾性部材によって支持されたことを特徴とする請求項5に記載の発電装置。
- 請求項1から6のいずれか1項に記載の発電装置によって発電された電力を用いて、外部の装置に信号を発信することを特徴とする発信装置。
- 外部の装置の状態を切り替える切替装置であって、
請求項1から6のいずれか1項に記載の発電装置と、
請求項7に記載の発信装置とを含むことを特徴とする切替装置。
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