JP5859763B2 - 発電入力装置および前記発電入力装置を使用した電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、外部からの操作力によって発電することができる発電入力装置、および前記発電入力装置が操作されたときの起電力によって送信動作などが行われる電子機器に関する。

特許文献１の図７に、自己発電型のキー入力装置の基本的な構造が記載されている。
このキー入力装置は、磁路を形成するコアと、コアに巻かれたコイル部が設けられている。コアの両端部が空間を介して対向しており、この空間内に棒状の磁石が介入できるようになっている。磁石が前記空間内に介入するときのコア内の磁束の変化と、磁石が前記空間内から離脱するときのコア内の磁束の変化とから、前記コイルに起電力を生じさせるというものである。

特許文献１に記載されたキー入力装置は、磁石をその磁極の向きを変えることなく、空間内に出し入れするだけである。そのため、コア内で磁束の向きが反転することがなく、コア内の磁束の変化量が小さく、発電効率が悪い。

この構造では、磁石が空間内に挿入されるときは、磁石がコアの端部に吸引されて比較的速い速度で移動するが、磁石を空間内から離脱させるときは、磁石に対してその離脱を阻止する向きの力が作用するため、離脱速度を速くするのに限界がある。起電力は単位時間あたりのコア内の磁束の変化量に比例するため、磁石を空間内に向けて移動させるときに誘導される起電力に対して、磁石を空間から離脱させるときに誘導される起電力が大幅に低下してしまう。起電力を大きくするためには、磁石を空間内から離脱させるための強い力を発揮する復帰ばねを使用することが必要となるが、この復帰ばねの力が操作力に対して抵抗力として作用することになり操作しにくいものとなる。

特許文献２の図３と図４に記載されたトランスデューサは、コイルが巻かれた軟磁性部材の両端部に、互いに対向するストップポイントが設けられている。軟磁性部材の間に、永久磁石が軸を中心として回動自在に支持されており、永久磁石の両面に第１の磁石層と第２の磁石層が重ねられている。第１の磁石層の両端部と第２の磁石層の両端部は平行に対向しており、その間に前記軟磁性部材のストップポイントが入り込んでいる。

永久磁石が時計方向へ回動すると、第１の磁石層の一方の端部と第２の磁石層の一方の端部が軟磁性部材のストップポイントに磁気吸着されて固定され、反時計方向へ回動すると、第１の磁石層の他方の端部と第２の磁石層の他方の端部が軟磁性部材のストップストップに磁気吸着されて固定される。このトランスデューサも、永久磁石が時計方向へ回動するときの軟磁性部材内の磁束の変化と、反時計方向へ回動するときの軟磁性部材内の磁束の変化とで、コイルに起電力を発生させている。

特許文献２に記載されたトランスデューサは、永久磁石が時計方向へ回動したときと反時計方向へ回動したときの双方で、第１の磁石層と第２の磁石層が軟磁性部材に吸着されて固定されてしまうため、この吸着固定状態から永久磁石を逆向きに回転させるために非常に大きな力が必要になる。トランスデューサには、永久磁石を同じ姿勢へ戻すための戻しばねが設けられているが、この点に関して、特許文献２では、ストップポイントでの磁気保持力よりも大きい力を発揮する戻しばねを使用しなくてはならないと説明されている。したがって、永久磁石を回動させるときは、第１の磁石層と第２の磁石層をストップポイントから引き離すのに必要となる力と、戻しばねに対抗する力を合算させた力が必要になり、過大な操作力を与えないと動作させることができなくなる。

特開２００９−１９９９６１号公報 米国特許公開２００６／００９１９８４Ａ１公報

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、過大な操作力が不要で操作が容易であり、しかも比較的大きな起電力を得ることができる発電入力装置を提供することを目的としている。

また、本発明は、前記発電入力装置を使用して信号の送信などを行なうことができる電子機器を提供することを目的としている。

本発明の発電入力装置は、磁性材料で形成された磁路形成部材と、前記磁路形成部材の一部であって空間を介して対向する第１の対向端部および第２の対向端部と、前記第１の対向端部と前記第２の対向端部との間で前記磁路形成部材に巻かれた発電コイルと、前記空間内に位置して前記第１の対向端部と前記第２の対向端部との対向方向と直交する軸を支点として回動する回動体と、前記回動体に回動力を与える操作部材とを有しており、
前記回動体は、前記軸の延びる方向と直交する方向に対向する磁性材料製の第１の磁化部材および磁性材料製の第２の磁化部材と、前記第１の磁化部材と第２の磁化部材との間に配置される磁石とを有し、前記磁石は、前記第１の磁化部材が接合される面と前記第２の磁化部材が接合される面とが互いに逆磁極であり、前記第１の磁化部材と前記磁石および前記第２の磁化部材が、前記軸の延びる方向と直交する方向に重ねられており、


前記軸の延びる方向および前記磁石と前記第１の磁化部材および前記第２の磁化部材が重ねられた方向の双方と直交する方向において、前記第１の磁化部材が、互いに対向する第１の端面と第２の端面を有し、前記第２の磁化部材が、互いに対向する第１の端面と第２の端面を有し、前記第１の端面と前記第２の端面のそれぞれが前記第１の対向端部と対向したときと前記第２の対向端部に対向したときとで、その対向面積が、前記第１の対向端部と前記第２の対向端部の面積よりも狭くならないように、前記第１の磁化部材と前記第２の磁化部材の厚さが、前記磁路形成部材の厚さと同じかそれよりも大きく形成されており、
前記操作部材によって、前記回動体が、前記第１の磁化部材の前記第１の端面が前記第１の対向端部に磁気吸引されて隙間を介して対向し且つ前記第２の磁化部材の前記第１の端面が前記第２の対向端部に磁気吸引されて隙間を介して対向する第１の姿勢と、前記第１の磁化部材の前記第２の端面が前記第２の対向端部に磁気吸引されて隙間を介して対向し且つ前記第２の磁化部材の前記第２の端面が前記第１の対向端部に磁気吸引されて隙間を介して対向する第２の姿勢との間で往復回動させられ、
前記第１の姿勢は、前記操作部材に外部からの操作力が及んでいない状態であり、前記第２の姿勢は、外部からの操作力により前記操作部材が最終端まで移動した状態であって、前記操作部材に外部からの操作力が及んでいない状態と前記最終端まで移動した状態に対応して、前記回動体が往復移動させられることを特徴とするものである。

本発明の発電入力装置は、回動体が、第１の姿勢へ向けて回動するときと、第２の姿勢に向けて回動するときの双方において、第１の磁化部材と第２の磁化部材が、磁路形成部材の２つの対向端部に磁気吸引されるため、回動体の回動速度が自然と加速されることなる。そのため、磁路形成部材の内部の単位時間当たりに磁束の変化量が大きくなり、発電効率が高くなる。

また、回動体が第１の姿勢と第２の姿勢に回動したときに、第１の磁化部材および第２の磁化部材と磁路形成部材の対向端部との間に隙間が形成されているため、回動体を第１の姿勢から回動させ、または第２の姿勢から回動させるときに過大な操作力が必要とならない。したがって、操作がきわめて容易である。

本発明は、詳しくは、前記第１の磁化部材の前記第１の端面および前記第２の端面、ならびに前記第２の磁化部材の前記第１の端面および前記第２の端面が、前記軸を中心とする円筒面に一致するように、曲面形状に形成されものとできる。

本発明の発電入力装置は、前記第２の姿勢での磁気吸引力に打ち勝って、前記回動体を第１の姿勢に復帰させる復帰ばねが設けられているものとして構成できる。

回動体を第１の姿勢または第２の姿勢から回動させるのに必要な力が過大ではないため、前記復帰ばねの力を適度なものにでき、操作しやすいものとなる。

本発明の電子機器は、前記発電入力装置と、前記回動体が回動したときに前記発電コイルから得られる起電力によって駆動される信号処理回路とを有していることを特徴とするものである。

あるいは、本発明の電子機器は、磁性材料で形成された磁路形成部材と、前記磁路形成部材の一部であって空間を介して対向する第１の対向端部および第２の対向端部と、前記第１の対向端部と前記第２の対向端部との間で前記磁路形成部材に巻かれた発電コイルと、前記空間内に位置して前記第１の対向端部と前記第２の対向端部との対向方向と直交する軸を支点として回動する回動体と、前記回動体に回動力を与える操作部材とを有する発電入力装置と、前記回動体が回動したときに前記発電コイルから得られる起電力によって駆動される信号処理回路とを有する電子機器であって、
前記回動体は、互いに対向する逆の磁極となる第１の着磁面と第２の着磁面を有する磁石と、前記第１の着磁面に固着された磁性材料製の第１の磁化部材と、前記第２の着磁面に固着された磁性材料製の第２の磁化部材とを有し、
前記磁石と前記第１の磁化部材および前記第２の磁化部材が、前記軸の延びる方向と直交する方向に重ねられており、前記軸の延びる方向および前記磁石と前記第１の磁化部材および前記第２の磁化部材が重ねられた方向の双方と直交する方向において、前記第１の磁化部材が、互いに対向する第１の端面と第２の端面を有し、前記第２の磁化部材が、互いに対向する第１の端面と第２の端面を有し、
前記操作部材によって、前記回動体が、前記第１の磁化部材の前記第１の端面が前記第１の対向端部に磁気吸引されて隙間を介して対向し且つ前記第２の磁化部材の前記第１の端面が前記第２の対向端部に磁気吸引されて隙間を介して対向する第１の姿勢と、前記第１の磁化部材の前記第２の端面が前記第２の対向端部に磁気吸引されて隙間を介して対向し且つ前記第２の磁化部材の前記第２の端面が前記第１の対向端部に磁気吸引されて隙間を介して対向する第２の姿勢との間で往復回動させられ、前記発電入力装置には、前記第２の姿勢での磁気吸引力に打ち勝って、前記回動体を第１の姿勢に復帰させる復帰ばねが設けられており、
電子機器は、前記起電力で駆動される送信回路を有しており、前記信号処理回路は、前記回動体が第１の姿勢から第２の姿勢に回動して前記発電発用コイルから第１の起電力が与えられたときと、前記回動体が第２の姿勢から第１の姿勢に回動して前記発電コイルから第２の起電力が与えられたときに、前記送信回路の切換えを行うことを特徴とするものである。

本発明の電子機器は、前記発電入力装置が複数設けられており、それぞれの発電入力装置から得られる第１の起電力が、個別に前記信号処理回路に与えられ、複数の発電入力装置から得られる第２の起電力が、共通のラインから前記信号処理部に与えられるものにできる。

この場合に、共通の前記ラインに、第２の起電力を通過させるダイオードが設けられているものが好ましい。

上記のように、複数の発電入力装置の第２の起電力を同じラインにして信号処理回路に与えることで、回路構成を簡単にできる。

本発明の発電入力装置は、回動体が、第１の姿勢へ向けて回動するときと、第２の姿勢に向けて回動するときの双方において、第１の磁化部材と第２の磁化部材が、磁路形成部材の２つの対向端部に磁気吸引される。そのため、回動体の回動速度が自然と加速されることなり、磁路形成部材の内部の単位時間当たりに磁束の変化量が大きくなって、発電効率を向上させることが可能になる。

また、回動体が第１の姿勢と第２の姿勢に回動したときに、第１の磁化部材および第２の磁化部材と磁路形成部材の対向端部との間に隙間が形成されている。そのため、回動体を第１の姿勢と第２の姿勢のそれぞれの姿勢から回動させるときに過大な操作力が必要とならず、操作がきわめて容易である。

さらに、前記発電入力装置を用いて、送信回路などを有する電子機器を、無電力で動作させることが可能になる。

本発明の実施の形態の発電入力装置の全体構造を示す斜視図、 発電入力装置の、磁路形成部材とコイルと磁束発生部の位置関係を示す部分斜視図、 回動体が第１の姿勢のときの発電入力装置の側面図、 回動体が第２の姿勢のときの発電入力装置の側面図、 磁気吸引力と復帰ばねの弾性力と操作反力の関係を示す線図、 本発明の実施の形態の電子機器の回路図、 電子機器の起電力の波形を示す線図、

図１に示す発電入力装置１は、筐体２を有している。図１に示す筐体２は下部筐体であり、筐体２の上に図示しない上部筐体が設置されている。

筐体２に磁路形成部材３が保持されている。図２に示すように、磁路形成部材３は、第１の腕部３ａと第２の腕部３ｂおよび連結部３ｃとが連続して一体に形成されている。磁路形成部材３は軟磁性の金属板でＵ字形状に形成されて、連結部３ｃが上向きにほぼ直角に折り曲げられている。第１の腕部３ａが第１の対向端部４ａを有し、第２の腕部３ｂが第２の対向端部４ｂを有している。

図１ないし図４では、第１の腕部３ａと第２の腕部３ｂの板面に沿う対向方向がＸ方向で示され、第１の腕部３ａと第２の腕部３ｂの板厚方向がＸ方向と直交するＹ方向として示されている。第１の腕部３ａと第２の腕部３ｂ内での磁束の誘導方法がさらにＺ方向として示されている。

第１の腕部３ａの第１の対向端部４ａと、第２の腕部の第２の対向端部４ｂは、誘導方向（Ｚ方向）に向けて互いに平行に延びている。第１の対向端部４ａと第２の対向端部４ｂは、Ｙ−Ｚ平面に平行で平坦な端面を有している。

磁路形成部材３の第１の腕部３ａの外周に第１のボビン５ａが設けられ、第１のボビン５ａに第１の発電コイル６ａが巻かれている。第２の腕部３ｂの外周に第２のボビン５ｂが設けられ、第２のボビン５ｂに第２の発電コイル６ｂが巻かれている。

図１に示すように、筐体２に保持凹部２ａが形成されており、磁路形成部材３ならびに第１のボビン５ａと第２のボビン５ｂが、保持凹部２ａの内部に嵌合し、位置決めされて固定されている。

第１の発電コイル６ａの巻き導線と第２の発電コイル６ｂの巻き導線は直列に接続されており、導線の両端部が、筐体２に固定された一対の発電端子７に個別に接続されている。

図１に示すように、筐体２の内部に回動体１０が設けられている。回動体１０は、磁気的な絶縁材料である合成樹脂材料で形成された回動ホルダ１１を有している。回動ホルダ１１には、Ｚ１方向とＺ２方向に突出する回動軸１２が一体に形成されている。筐体２に軸受部２ｂが形成されており、回動軸１２が軸受部２ｂに回動自在に保持されて、回動体１０が、Ｚ方向に延びる軸芯Ｏを中心として回動自在に支持されている。

図１に示すように、回動ホルダ１１のＺ２側の端部に回動アーム１３が一体に形成され、その先部に軸方向がＺ方向に延びる連結ピン１４が一体に形成されている。筐体２には、垂直方向であるＹ方向に貫通する摺動軸受部２ｃが形成されており、この摺動軸受部２ｃ内に、操作部材１５が摺動自在に保持されている。操作部材１５にＸ方向に延びる連結長穴１６が形成されており、前記連結ピン１４が連結長穴１６の内部に摺動自在に挿入されている。

前記連結ピン１４と前記連結長穴１６とで、操作部材１５の垂直方向（Ｙ方向）の移動力を、回動体１０の軸芯Ｏを中心とした回動力に変換する連結機構が構成されている。

図３と図４に示すように、筐体２の内部に復帰ばね１７が設けられており、この復帰ばね１７によって、操作部材１５がＹ１方向（復帰方向）へ常に付勢されている。

回動体１０では、回動ホルダ１１に磁束発生部２０が固定されている。磁束発生部２０は、磁路形成部材３の第１の対向端部４ａと第２の対向端部４ｂとが対向する空間８の内部に位置している。図３と図４に示すように、磁束発生部２０は永久磁石２１を有している。永久磁石２１は、板状の磁石であり、上下に対向する一方の平面が第１の着磁面２１ａで他方の平面が第２の着磁面２１ｂである。第１の着磁面２１ａと第２の着磁面２１ｂは互いに逆の極性に着磁されている。図３と図４に示す例では、第１の着磁面２１ａがＳ極で、第２の着磁面２１ｂがＮ極に着磁されている。

第１の着磁面２１ａに第１の磁化部材２２が固定され、第２の着磁面２１ｂに第２の磁化部材２３が固定されている。第１の磁化部材２２と第２の磁化部材２３は、軟磁性の金属板である。第１の磁化部材２２はＸ２側に向く第１の端面２２ａとＸ１側に向く第２の端面２２ｂを有している。第２の磁化部材２３は、Ｘ１側に向く第１の端面２３ａとＸ２側に向く第２の端面２３ｂを有している。

図３と図４に示すように、各端面２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂは、回転軸１２の中心である軸芯Ｏを中心とする円筒面に一致するように、曲面形状に形成されている。図３と図４に示すように、第１の磁化部材２２の端面２２ａまたは第２の磁化部材２３の端面２３ｂが第１の対向端部４ａに対向したときに、端面２２ａまたは端面２３ｂと第１の対向端部４ａとが接触することがなく対向部に微細な隙間が形成される。同様に、第１の磁化部材２２の端面２２ｂまたは第２の磁化部材２３の端面２３ａが第２の対向端部４ｂに対向したときに、端面２２ｂまたは端面２３ａと第２の対向端部４ｂとが接触することがなく対向部に微細な隙間が形成される。

図３に示すように、第１の磁化部材２２の厚さ寸法Ｔ２は、磁路形成部材３の厚さ寸法Ｔ１と同じがそれよりも大きく、第１の磁化部材２２の第１の端面２２ａが第１の対向端部４ａに対向したときに、その対向面積が、第１の対向端部４ａの面積よりも狭くならない。これは、第１の磁化部材２２の第２の端面２２ｂと第２の対向端部４ｂとが対向するときも同じである。また、第２の磁化部材２３の厚さ寸法もＴ２であり、端面２３ａまたは端面２３ｂが対向端部４ａ，４ｂと対向するときに、その対向面積が、対向端部４ａ，４ｂの面積よりも狭くなることがない。

厚さ寸法Ｔ１，Ｔ２が上記の関係となることで、第１の磁化部材２２および第２の磁化部材２３から磁路形成部材３への磁束の伝達効率が高くなる。

次に、前記発電入力装置１の動作について説明する。
図３に示すように、操作部材１５に外力が作用していないときは、復帰ばね１７の付勢力で操作部材１５がＹ１方向へ戻されており、操作部材１５の連結長穴１６によって連結ピン１４が持ち上げられ、回動体１０が図３において時計方向へ回動させられた第１の姿勢となっている。回動体１０が第１の姿勢のとき、第１の磁化部材２２の第１の端面２２ａが磁路形成部材３の第１の対向端部４ａに微小な隙間を介して対向し、第２の磁化部材２３の第１の端面２３ａが第２の対向端部４ｂに微小な隙間を介して対向している。また、第１の磁化部材２２の第２の端面２２ｂが第２の対向端部４ｂから離れ、第２の磁化部材２３の第２の端面２３ｂが第１の対向端部４ａから離れている。

図３に示す状態では、永久磁石２１の磁力により、第１の端面２２ａと第１の対向端部４ａとが磁気吸引され、第１の端面２３ａと第２の対向端部４ｂとが磁気吸引されて、回動体１０が第１の姿勢で安定しようとする。

操作部材１５の上部に押釦（図示せず）が固定されている。押釦の押圧操作によって、操作部材１５が図３の状態からＹ２方向へ向けて押されると、操作部材１５の連結長穴１６によって連結ピン１４が下向きに押され、回動体１０が反時計方向へ回動させられる。操作部材１５が下向きの最終端まで押されると、回動体１０は図４に示す第２の姿勢となる。第２の姿勢では、第１の磁化部材２２の第２の端面２２ｂが、磁路形成部材３の第２の対向端部４ｂに微小な隙間を介して対向し、第１の端面２２ａが第１の対向端面２３ｂから離れる。また、第２の磁化部材２３の第２の端面２３ｂが第１の対向端部４ａに微小な隙間を介して対向し、第１の端面２３ａは第２の対向端部４ｂから離れる。

図４に示す状態では、永久磁石２１の磁力により、第２の端面２２ｂと第２の対向端部４ｂとが磁気吸引され、第２の端面２３ｂと第１の対向端部４ａとが磁気吸引されて、回動体１０が第２の姿勢で安定しようとする。

通常の押釦の押圧操作では、操作部材１５がＹ２方向の最終端まで押された直後に、下向きの押圧力が解除される。押圧力が解除されると、操作部材１５が復帰ばね１７の付勢力によってＹ１方向へ押し戻され、回動体１０に時計方向への復帰回動力が与えられる。このとき、回動体１０は、図４に示す第２の姿勢での安定状態から時計方向へ回動し、図３に示す第１の姿勢に復帰する。

図５の線図に示す曲線αは、復帰ばね１７の弾性力を無視したときの、操作部材１５のストローク（ｍｍ）と、操作部材１５に作用する反力（Ｎ）との関係を示している。縦軸の反力のプラス側は、操作部材１５に対して上向きに作用する力の大きさであり、縦軸の反力のマイナス側は、操作部材１５に対して下向きに作用する力の大きさである。

曲線αでは、（ｉ）が回動体１０を図３に示す第１の姿勢で安定させている力であり、（ｉｉ）が、回動体１０を第１の姿勢の安定状態から脱却させて反時計方向へ回動させるときに必要な力の極大値である。（ｉｉｉ）は、回動体１０を図４に示す第２の姿勢で安定させている力であり、（ｉｖ）は、回動体１を第２の姿勢から脱却させて時計方向へ回動させるときに必要となる力の極大値である。

図５の直線βは、磁束発生部２０の磁気吸着力を無視したときに、復帰ばね１７から操作部材１５に与えられる復帰力の変化のみを示している。曲線γは、曲線αと直線βとを加算したものであり、実施の形態の発電入力装置１において操作部材１５を操作するときに作用する反力の変化を示している。復帰ばね１７の弾性力を直線βのように設定することで、操作反力を常に上向きに作用させることができる。よって、操作部材１５を下方向へ押して図４の第２の姿勢となった後に、操作部材１５に作用する押圧力を解除すれば、回動体１０と操作部材１５を、復帰ばね１７の弾性力によって図３に示す第１の姿勢に復帰させることができる。

図４に示す第２の姿勢では、第１の磁化部材２２と第２の磁化部材２３が、第１の対向端部４ａおよび第２の対向端部４ｂに接触せず、微小な隙間を介して対向している。そのため、回動体１０を第２の姿勢から時計方向へ復帰させるのに要する力があまり過大にならず、図５に示す直線βの特性を有する通常のばねの弾性力で回動体１０を第１の姿勢に向けて復帰させることができる。

図３に示す第１の姿勢において、第１の磁化部材２２と第２の磁化部材２３が、第１の対向端部４ａおよび第２の対向端部４ｂに接触しておらず、微小な隙間を介して対向している。そのため、図３の第１の姿勢から回動体１０を反時計方向へ回動させるのに要する力が過大にならない。さらに復帰ばね１７の弾性力をさほど強くする必要がないので、操作部材１５を下降させるのに要する最大の力は、図５において（ｖ）で示すように、大きすぎることがなく、よって、操作部材１５を操作しやすい。

図３に示す第１の姿勢のとき、永久磁石２１から発せられる磁束φ１が、第２の磁化部材２３の端面２３ａから第２の対向端部４ｂを介して磁路形成部材３の第２の腕部３ｂに与えられる。磁束φ１は、磁路形成部材３の連結部３ｃを介して第１の腕部３ａに至る経路を辿り、第１の対向端部４ａから端面２２ａを介して第１の磁化部材２２に戻る。図４に示す第２の姿勢になると、永久磁石２１から発せられる磁束φ２が、第１の腕部３ａから連結部３ｃを介して第２の腕部３ｂに至る経路を辿る。

図５の曲線γの（ｖｉ）で示すように、図１に示す発電入力装置１では、操作部材１５がＹ２方向へ押し込まれるときに、回動体１０が図４に示す第２の姿勢に向けて磁気吸引力によって急速に回転する。また、操作部材１５が下向きに押し込まれた後に押し込み力が除去されると、回転体２０が図３に示す第１の姿勢に向けて磁気吸引力および復帰ばね１７の弾性力によって急速に回転する。

そのため、操作部材１５がＹ２方向へ向けて押されるときに、磁路形成部材３内で磁束φ１からφ２に変化するときの、単位時間当たりの磁束の変化量が大きく、発電コイル６ａ，６ｂから大きな誘導起電力を得ることができる。同様に、操作部材１５がＹ１方向へ戻るときに、磁路形成部材３内で磁束φ２からφ１に変化するときの、単位時間当たりの磁束の変化量が大きく、発電コイル６ａ，６ｂから大きな誘導起電力を得ることができる。

さらに、磁束はφ１とφ２との間で、逆向きに変化するため、磁束の変化量そのものが大きくなり、誘導起電力を大きくすることが可能である。

このように、図１に示す発電入力装置１は、図５に示すように、操作部材１５をＹ２方向へ押圧操作するときの反力が過大にならず、しかも、操作部材１５がＹ２方向へ押されるときとＹ１方向へ復帰するときの双方において、磁路形成部材３の内部での単位時間あたりの磁束の変化量を大きくでき、発電コイル６ａ，６ｂから大きな誘導起電力を得ることができる。

図６は、前記発電入力装置１を複数個備えた電子機器３０の回路図である。この電子機器３０は、個々の発電入力装置１が操作されたときに、操作信号を送信する送信機またはリモートコントローラである。

発電入力装置１の操作部材１５がＹ２方向へ押されると、回動体１０が図３に示す第１の姿勢から図４に示す第２の姿勢に向けて回動し、このとき直列に接続されている発電コイル６ａ，６ｂの端部３１と端部３２との間に、図７（Ａ）に示す第１の起電力Ｖ１（第１の誘導電流）が発生する。操作部材１５への押圧力が解除されて復帰ばね１７で戻されると、回動体１０が第２の姿勢から第１の姿勢に向けて回動し、このとき発電コイル６ａ，６ｂの端部３１と端部３２との間に、第２の起電力Ｖ２（第２の誘導電流）が発生する。

互いに極性が相違する第１の起電力Ｖ１と第２の起電力Ｖ２は、ダイオード群３３を経てコンデンサ３４に充電されてから放電されることで、起電力ライン３５で第１の起電力Ｖ１と第２の起電力Ｖ２の波長が少し増長される。

図６に示すように、複数の発電入力装置１のそれぞれの起電力ライン３５がひとつの電力ライン３６にまとめられる。電力ライン３６に整流回路３７が設けられており、発電入力装置１で発電された起電力が直流成分に変換されて、信号処理回路３８と送信回路３９の電源入力部に与えられる。

それぞれの発電入力装置１における発電コイル６ａ，６ｂの一方の端部３１から、ＯＮ信号ライン４１が引き出されている。それぞれのＯＮ信号ライン４１にダイオード４２が設けられており、図７（Ｂ）に示すように、第１の起電力Ｖ１を通過させることが可能となっている。それぞれのＯＮ信号ライン４１は、信号処理回路３８に設けられた複数のＯＮ信号入力部４３に個別に接続されている。いずれかの発電入力装置１が操作されて第１の起電力Ｖ１が得られると、抵抗Ｒ１で設定される電圧値のＯＮ信号が、ＯＮ信号ライン４１から信号処理装置３８に個別に与えられる。それぞれの発電入力装置１からのＯＮ信号が個別に入力されることにより、信号処理回路３８は、どの発電入力装置１が操作されたかを識別できる。

それぞれの発電入力装置１における発電コイル６ａ，６ｂの他方の端部３２から、ＯＦＦ信号ライン４４が引き出されている。全ての発電入力装置１のＯＦＦ信号ライン４４は、共通ライン４５に集合させられている。この共通ライン４５に共通ダイオード４６が接続されている。どの発電入力装置１が操作されたときであっても、図７（Ｃ）に示す第２の起電力Ｖ２が共通ライン４５に与えられ、共通ダイオード４６を通過して、抵抗Ｒ２で決められる電圧値のＯＦＦ信号となって、信号処理回路３８のＯＦＦ信号入力部４７に与えられる。

図６に示す電子機器３０では、いずれかの発電入力装置１の操作部材１５が押されると、その起電力が整流回路３７で整流されて信号処理回路３８と送信回路３９に与えられ、信号処理回路３８と送信回路３９が動作可能な状態になる。

また発電入力装置１から発せられる第１の起電力Ｖ１によって信号処理回路３８にＯＮ信号が与えられる。信号処理回路３８では、どの発電入力装置１が操作されたのかを識別し、操作された入力発電機１に対応する送信信号が送信回路３９に与えられて送信される。発電入力装置１からの第２の起電力Ｖ２は、どの発電入力装置１が操作された場合であっても、共通ライン４５からＯＦＦ信号として信号処理回路３８に与えられる。信号処理回路３８はＯＦＦ信号を受けた時点で、送信回路３９への送信信号の伝送が停止され、送信動作が終了する。

図６に示す回路では、ＯＦＦ信号がひとつの共通ライン４５に集約されるため、回路の配線数を削減でき、回路構成を簡単にできる。

１ 発電入力装置
２ 筐体
３ 磁路形成部材
４ａ 第１の対向端部
４ｂ 第２の対向端部
６ａ 第１の発電コイル
６ｂ 第２の発電コイル
８ 空間
１０ 回動体
１１ 回動ホルダ
１３ 回動アーム
１４ 連結ピン
１５ 操作部材
１６ 連結長穴
１７ 復帰ばね
２０ 磁束発生部
２１ 永久磁石
２１ａ 第１の着磁面
２１ｂ 第２の着磁面
２２ 第１の磁化部材
２３ 第２の磁化部材
３０ 電子機器
３５ 起電力ライン
３６ 電力ライン
３７ 整流回路
３８ 信号処理回路
３９ 送信回路
４１ ＯＮ信号ライン
４４ ＯＦ信号ライン
４５ 共通ライン
４６ 共通ダイオード

Claims (7)

1. 磁性材料で形成された磁路形成部材と、前記磁路形成部材の一部であって空間を介して対向する第１の対向端部および第２の対向端部と、前記第１の対向端部と前記第２の対向端部との間で前記磁路形成部材に巻かれた発電コイルと、前記空間内に位置して前記第１の対向端部と前記第２の対向端部との対向方向と直交する軸を支点として回動する回動体と、前記回動体に回動力を与える操作部材とを有しており、
   前記回動体は、前記軸の延びる方向と直交する方向に対向する磁性材料製の第１の磁化部材および磁性材料製の第２の磁化部材と、前記第１の磁化部材と第２の磁化部材との間に配置される磁石とを有し、前記磁石は、前記第１の磁化部材が接合される面と前記第２の磁化部材が接合される面とが互いに逆磁極であり、
   前記第１の磁化部材と前記磁石および前記第２の磁化部材が、前記軸の延びる方向と直交する方向に重ねられており、
   前記軸の延びる方向および前記磁石と前記第１の磁化部材および前記第２の磁化部材が重ねられた方向の双方と直交する方向において、前記第１の磁化部材が、互いに対向する第１の端面と第２の端面を有し、前記第２の磁化部材が、互いに対向する第１の端面と第２の端面を有し、前記第１の端面と前記第２の端面のそれぞれが前記第１の対向端部と対向したときと前記第２の対向端部に対向したときとで、その対向面積が、前記第１の対向端部と前記第２の対向端部の面積よりも狭くならないように、前記第１の磁化部材と前記第２の磁化部材の厚さが、前記磁路形成部材の厚さと同じかそれよりも大きく形成されており、
   前記操作部材によって、前記回動体が、前記第１の磁化部材の前記第１の端面が前記第１の対向端部に磁気吸引されて隙間を介して対向し且つ前記第２の磁化部材の前記第１の端面が前記第２の対向端部に磁気吸引されて隙間を介して対向する第１の姿勢と、前記第１の磁化部材の前記第２の端面が前記第２の対向端部に磁気吸引されて隙間を介して対向し且つ前記第２の磁化部材の前記第２の端面が前記第１の対向端部に磁気吸引されて隙間を介して対向する第２の姿勢との間で往復回動させられ、
   前記第１の姿勢は、前記操作部材に外部からの操作力が及んでいない状態であり、前記第２の姿勢は、外部からの操作力により前記操作部材が最終端まで移動した状態であって、前記操作部材に外部からの操作力が及んでいない状態と前記最終端まで移動した状態に対応して、前記回動体が往復移動させられることを特徴とする発電入力装置。
2. 前記第１の磁化部材の前記第１の端面および前記第２の端面、ならびに前記第２の磁化部材の前記第１の端面および前記第２の端面は、前記軸を中心とする円筒面に一致するように、曲面形状に形成されている請求項１記載の発電入力装置。
3. 前記第２の姿勢での磁気吸引力に打ち勝って、前記回動体を第１の姿勢に復帰させる復帰ばねが設けられている請求項１または２記載の発電入力装置。
4. 請求項３記載の発電入力装置と、前記回動体が回動したときに前記発電コイルから得られる起電力によって駆動される信号処理回路とを有していることを特徴とする電子機器。
5. 磁性材料で形成された磁路形成部材と、前記磁路形成部材の一部であって空間を介して対向する第１の対向端部および第２の対向端部と、前記第１の対向端部と前記第２の対向端部との間で前記磁路形成部材に巻かれた発電コイルと、前記空間内に位置して前記第１の対向端部と前記第２の対向端部との対向方向と直交する軸を支点として回動する回動体と、前記回動体に回動力を与える操作部材とを有する発電入力装置と、前記回動体が回動したときに前記発電コイルから得られる起電力によって駆動される信号処理回路とを有する電子機器であって、
   前記回動体は、互いに対向する逆の磁極となる第１の着磁面と第２の着磁面を有する磁石と、前記第１の着磁面に固着された磁性材料製の第１の磁化部材と、前記第２の着磁面に固着された磁性材料製の第２の磁化部材とを有し、
   前記磁石と前記第１の磁化部材および前記第２の磁化部材が、前記軸の延びる方向と直交する方向に重ねられており、前記軸の延びる方向および前記磁石と前記第１の磁化部材および前記第２の磁化部材が重ねられた方向の双方と直交する方向において、前記第１の磁化部材が、互いに対向する第１の端面と第２の端面を有し、前記第２の磁化部材が、互いに対向する第１の端面と第２の端面を有し、
   前記操作部材によって、前記回動体が、前記第１の磁化部材の前記第１の端面が前記第１の対向端部に磁気吸引されて隙間を介して対向し且つ前記第２の磁化部材の前記第１の端面が前記第２の対向端部に磁気吸引されて隙間を介して対向する第１の姿勢と、前記第１の磁化部材の前記第２の端面が前記第２の対向端部に磁気吸引されて隙間を介して対向し且つ前記第２の磁化部材の前記第２の端面が前記第１の対向端部に磁気吸引されて隙間を介して対向する第２の姿勢との間で往復回動させられ、前記発電入力装置には、前記第２の姿勢での磁気吸引力に打ち勝って、前記回動体を第１の姿勢に復帰させる復帰ばねが設けられており、
   電子機器は、前記起電力で駆動される送信回路を有しており、前記信号処理回路は、前記回動体が第１の姿勢から第２の姿勢に回動して前記発電発用コイルから第１の起電力が与えられたときと、前記回動体が第２の姿勢から第１の姿勢に回動して前記発電コイルから第２の起電力が与えられたときに、前記送信回路の切換えを行うことを特徴とする電子機器。
6. 前記発電入力装置が複数設けられており、それぞれの発電入力装置から得られる第１の起電力が、個別に前記信号処理回路に与えられ、複数の発電入力装置から得られる第２の起電力が、共通のラインから前記信号処理部に与えられる請求項５記載の電子機器。
7. 共通の前記ラインに、第２の起電力を通過させるダイオードが設けられている請求項６記載の電子機器。

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