CN103141014B - 发电装置及开关 - Google Patents

Abstract

发电装置的特征在于，具备在发电时被操作的开关杆、通过驱动被驱动部而产生感应电动势的发电机、以及通过施加外力而蓄积弹性力并且通过输出所蓄积的弹性力而驱动被驱动部的发电用弹簧。并且，通过在发电装置上设置滑动部件与销轮，在从开关杆的操作前位置到发电用弹簧蓄积了规定的弹性力的蓄积结束位置期间，将开关杆的操作力传递到发电用弹簧，在过了蓄积结束位置时，解除开关杆与发电用弹簧的配合，并容许输出发电用弹簧所蓄积的弹性力。

Description

发电装置及开关

技术领域

本发明涉及发电装置及开关，尤其涉及利用电磁感应进行发电的发电装置及具备发电装置的开关。

背景技术

近年来，提供了使用用于电子设备的2.4GHz带的电波频带进行无线通信的多种电子设备。作为其一个例子，已知有无线开关。无线开关用于例如通过配设在壁等上，进行照明器具的接通／断开。

在这种无线开关中，作为其电源考虑使用干电池、屋内100W电源，但在使用干电池的场合，其更换麻烦，并且在使用屋内电源的场合，无线开关的配设位置固定而无法移动，任一个场合使用性都差。因此，提出了在无线开关内设置发电装置，提高无线开关的使用性的方案。

以往，作为这种安装在小型电子设备上的发电装置，已知有下述发电装置：通过在专利文献1所示那样的线圈的内部使圆盘状的磁铁旋转，使贯通线圈的磁通变化，由此进行发电。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-102413号公报

发明内容

发明所要解决的课题

众所周知，在发电装置中，通过在线圈内瞬时地进行磁通变化，能够得到稳定的感应电动势。在专利文献1所公开的发电装置中，为了产生稳定的感应电动势，需要使与线圈连接的轴以较快的旋转速度旋转，从而使磁铁在线圈内快速地旋转。

如果为将该发电装置用于开关，且利用开关操作者的操作力使轴旋转的结构，则根据操作者，存在操作力不平衡，因此存在无法得到稳定的感应电动势之类的问题点。另外，操作者用手指操作开关，但还存在难以利用该手指的力量瞬时地使轴旋转到成为开关的电源的感应电动势之类的问题点。

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供不论操作者的操作力如何都能进行稳定的发电的发电装置。

用于解决课题的方法

为了解决上述课题，本发明的发电装置具备：壳体；在发电时被操作的操作部件；通过驱动被驱动部而产生感应电动势的发电部；弹性单元，其连接在上述被驱动部上，通过施加外力而蓄积弹性力，并且通过输出所蓄积的弹性力，驱动上述被驱动部；以及连结解除机构，其构成为能与上述操作部件、上述弹性单元配合，在从上述操作部件的操作前位置到上述弹性单元蓄积了规定弹性力的蓄积结束位置期间，连结上述操作部件与上述弹性单元，并将上述操作部件的操作力传递到上述弹性单元，在上述操作部件过了上述蓄积结束位置时，解除上述操作部件与上述弹性单元的连结，容许输出上述弹性单元所蓄积的弹性力。

发明效果

根据本发明的发电装置，由于发电部通过由所蓄积的弹性力驱动而产生感应电动势，因此不论操作者的操作力如何，都能进行稳定的发电。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的发电装置及开关的分解立体图。

图2是从上部观察本发明的一个实施方式的发电装置及开关的立体图。

图3是从下部观察本发明的一个实施方式的发电装置及开关的立体图。

图4是从下部观察取下电路板时的本实施方式的发电装置及开关的立体图。

图5是用于说明本发明的一个实施方式的发电装置及开关的动作的图。

图6是用于说明本发明的一个实施方式的发电装置及开关的动作的图。

图7是用于说明本发明的一个实施方式的发电装置及开关的动作的图。

图8是用于说明本发明的一个实施方式的发电装置及开关的动作的图。

图9是用于说明本发明的一个实施方式的发电装置及开关的动作的图。

图10是用于说明本发明的一个实施方式的发电装置及开关的动作的图。

具体实施方式

参照附图说明用于实施本发明的方式。

图1～图4是用于说明本发明的一个实施方式的开关及发电装置的图。开关1是无线开关，由发电装置10与电路板20构成。

发电装置10通过操作开关杆12进行发电。电路板20设有高频通信电路（未图示），由发电装置10产生的电力（感应电动势）驱动。该高频通信电路为通过进行驱动而向电动设备（例如照明设备等）发送2.4GHz带的电波，由此，进行电动设备的接通／断开处理的结构。电路板20如图3所示配设在壳体11的背面侧。

发电装置10为大致具有壳体11、开关杆12、发电机13、发电用弹簧14、连结解除机构15、16、销轮弹簧17、以及开关返回弹簧18等的结构。

壳体11是树脂成型品，具有矩形状。在该壳体11的一侧部形成用于安装开关杆12的杆安装凹部25。在该杆安装凹部25内竖立设置有以开关杆12为轴承的支承轴26，并且形成有后述的锁定爪38配合的锁定槽39。

另外，在壳体11上一体地形成安装发电用弹簧14的弹簧安装部27、安装销轮弹簧17的弹簧安装轴29、卡定销轮弹簧17的端部17a的弹簧卡定件30、在安装了发电机13的状态下被驱动部41所处的开口部31、以及用于安装发电机13的轮毂32A、32B等。

开关杆12是树脂成型品，为一体地形成操作部35、轴孔36、配合凸部37、锁定爪38、以及锁定槽39等的结构。该开关杆12相当于权利要求所述的操作部件。

操作部35是在发电时（开关1的接通／断开时）由操作人员操作的部位。如后所述，在发电时，操作人员沿箭头A1方向（参照图2、图5等）对操作部35进行按压操作。

轴孔36设在开关杆12的端部，并被上述支承轴26插通。由此，将开关杆12轴支承在支承轴26上，以支承轴26为中心在箭头A1、A2方向上旋转。

在将该开关杆12安装在支承轴26上时，开关返回弹簧18也一并安装在支承轴26上。该开关返回弹簧18沿图5中以箭头A2表示的方向对开关杆12进行旋转加力。

但是，在开关杆12的下部形成锁定爪38，该锁定爪38构成为与形成在杆安装凹部25上的锁定槽39配合。因此，通过锁定爪38与锁定槽39配合，开关杆12不会旋转到图2所示的位置（比壳体11稍在A2方向上旋转的位置）以上。

配合凸部37为向与操作部35相反侧突出的结构。该配合凸部37为能与后述的后述的销轮16的配合突起55配合的结构。

接着，对发电机13进行说明。发电机13相当于权利要求所述的发电部，为在金属制的基板43上配设装置主体40的结构。

另外，在装置主体40上设有被驱动部41，该被驱动部41为从基板43向上方突出的结构。发电机13为通过使该被驱动部41旋转而在线圈的内部使圆筒形状的磁铁旋转，由此，使贯通线圈的磁通变化，从而产生感应电动势（进行发电）的结构。

基板43具有多个安装孔44A～44C。在该各安装孔44A～44C中插通有未图示的固定螺钉，通过将该固定螺钉拧入形成在轮毂32A、32B的背面及壳体11的背面侧的螺纹孔，将发电机13固定在壳体11上。

另外，在壳体11的安装发电机13的部位形成有开口部31。由此，为在将发电机13固定在壳体11上的状态下，被驱动部41向开口部31内突出的结构。并且，在被驱动部41上配设有与后述的齿条50啮合的齿轮42。

发电用弹簧14相当于权利要求所述的弹性单元。该发电用弹簧14安装在设在壳体11上的弹簧安装部27上。在本实施方式中，作为发电用弹簧14使用作为压缩弹簧的螺旋弹簧。但是，只要能蓄积后述的规定的弹性力（弹性能量），也能使用其他结构的弹簧、橡胶等弹性部件、使用气缸等的弹性机构等。

该发电用弹簧14将图中X1方向侧的端部14a固定在壳体11上，X2方向侧的端部14b与滑动部件15连接。并且，为通过压缩发电用弹簧14而蓄积弹性力，并且通过输出该蓄积的弹性力，如后所述使发电机13的被驱动部41旋转，从而产生规定的感应电动势的结构。

接着，对连结解除机构进行说明。连结解除机构大致由滑动部件15与销轮16构成。另外，连结解除机构为能与上述开关杆12和发电用弹簧14配合的结构。

该连结解除机构起到下述功能：在从开始滑动部件15的操作的位置（以下称为操作前位置）到在发电用弹簧14上蓄积能驱动发电机13的弹性力的位置（以下称为蓄积结束位置）期间，连结滑动部件15与发电用弹簧14并将滑动部件15的操作力传递到发电用弹簧14上，在过了蓄积结束位置时，解除开关杆12与发电用弹簧14的连结，容许发电用弹簧14所蓄积的弹性力输出。下面，对滑动部件15及销轮16的具体的结构进行说明。

滑动部件15是树脂成型品，为一体地形成主体部47、连接部48、配合部49、以及齿条50的结构。为主体部47能在壳体11内沿图中箭头X1、X2方向滑动的结构。

在主体部47的X1方向端部形成连接部48。该连接部48连接在上述发电用弹簧14的端部14b上。由此，通过滑动部件15向X1方向滑动，发电用弹簧14被压缩而蓄积弹性力。另外，在被压缩的发电用弹簧14伸长而输出所蓄积的弹性力时，滑动部件15向箭头X2方向滑动。

另外，在主体部47的X2方向端部形成配合部49。该配合部49构成为与后述的销轮16的配合突起55配合。并且，在主体部47的侧部形成齿条50，该齿条50构成为与设在发电机13的被驱动部41上的齿轮42啮合。

由此，为发电机13与滑动部件15通过齿轮42及齿条50连接的结构。由此，当滑动部件15利用发电用弹簧14所蓄积的弹性力向X2方向滑动时，被驱动部41通过齿条50及齿轮42旋转，发电机13产生感应电动势。

销轮16是树脂成型品，形成有放射状地延伸的多个（在本实施方式中为六个）配合突起55。另外，在以下的说明中，在分别表示多个配合突起55的场合，如图5所示那样表示为配合突起55A～55F。

另外，销轮16在中心位置形成轴孔53，该轴孔53被形成在壳体11上的轮轴28插通。由此，销轮16为能相对于壳体11旋转地安装的状态。

构成为，在操作开关杆12时，上述多个配合突起55内的一个配合突起55（图5表示的配合突起55A）与配合凸部37配合，并且与一个配合突起邻接的配合突起55（图5所示的配合突起55B）与滑动部件15的配合部49配合。因此，为在操作开关杆12时，开关杆12与发电用弹簧14通过销轮16及滑动部件15连结的结构。

销轮弹簧17配设在销轮16的附近位置。具体地说，相对于销轮16的配合突起55与配合凸部37及配合部49配合的位置，设在以轮轴28为中心的相反侧的位置。该销轮弹簧17是扭矩弹簧，安装在形成在壳体11上的弹簧安装轴29上。

另外，销轮弹簧17的一端部17a卡定在弹簧卡定件30上。另外，销轮弹簧17的另一端折弯为山形而形成山部17b。构成为该山部17b对配合突起55进行弹性加力，由此，构成为销轮16在图中箭头B方向上被旋转加力。

另外，如上所述，在本实施方式中，为设置六个配合突起55的结构，但形成在销轮16上的配合突起55的个数未限定于此，能在四个以上且十个以下之间任意设定。这是因为，当设定为小于四个时，难以连结开关杆12与发电用弹簧14，且当设定为11个以上时，各配合突起55变细，难以维持机械强度。

接着，对具有上述结构的发电装置10的动作进行说明。

图5～图10是用于说明发电时的发电装置10的动作的图。图5表示操作开关杆12前的状态。在图5的操作前状态下，开关杆12利用开关返回弹簧18的弹性力在箭头A2方向上被旋转加力。通过锁定爪38与锁定槽39配合，防止开关杆12比图5的操作前位置更向A2方向旋转。

在图5的操作前状态下，发电用弹簧14伸长，是未蓄积弹性力的状态。滑动部件15为向箭头X2方向移动的状态。在销轮16中，配合突起55A与开关杆12的配合凸部37配合，配合突起55B与滑动部件15的配合部49配合。由此，为开关杆12与发电用弹簧14通过滑动部件15与销轮16连结的状态。

图6表示开始向箭头A1方向操作开关杆12的状态。当克服开关返回弹簧18的弹力向A1方向操作开关杆12时，配合凸部37向X1方向对配合突起55A进行加力。由于销轮16能旋转地安装在轮轴28上，因此通过配合突起55A被配合凸部37加力，销轮16在图6所示的箭头B的方向上（逆时针方向）旋转。

通过销轮16旋转，与配合突起55A邻接且与配合部49配合的配合突起55B旋转，由此，滑动部件15向箭头X1方向滑动。

通过滑动部件15向X1方向滑动，连接在滑动部件15上的发电用弹簧14也向X1方向被加力。但是，由于将发电用弹簧14的端部14a固定在壳体11上，因此通过滑动部件15向X1方向滑动，发电用弹簧14被压缩而蓄积弹性力。

通过滑动部件15向X1方向移动，被驱动部41也通过齿条50与齿轮42稍微旋转，但由于由操作者产生的滑动部件15的操作力小且不稳定，因此不会在发电机13中进行有效的发电。

通过销轮16在B方向上旋转，配合突起55D按压销轮弹簧17的山部17b。由此，在销轮16上施加与箭头B方向相反方向的弹性作用力。由于该弹性作用力相对于操作开关杆12的操作力小，因此销轮16不会由于销轮弹簧17反转（在与箭头B方向相反方向上旋转）。

图7表示将开关杆12操作到蓄积结束位置的状态（以下称为蓄积结束状态）。在图7的蓄积结束状态下，为开关杆12被按入杆安装凹部25内，随此，滑动部件15移动到X1方向的移动界限位置的状态。在本实施方式中，在图7的蓄积结束状态下，发电用弹簧14也为最收缩的状态，在发电用弹簧14上蓄积驱动发电机13而进行发电的弹性力。

在图7的蓄积结束状态下，销轮16的配合突起55B与配合部49的端部配合，成为马上要离开配合部49的状态。另外，在图7的蓄积结束状态下，配合突起55D为与销轮弹簧17的山部17b的顶部接触的状态。

图8表示开关杆12移动操作到过了蓄积结束位置的状态（以下称为发电状态）。在该发电状态下，当按入开关杆12时，销轮16进一步在B方向上旋转，配合突起55B离开配合部49。由此，解除利用滑动部件15与销轮16的开关杆12与发电用弹簧14的连结。

在配合突起55A与配合突起55B之间具有能使滑动部件15向X2方向移动的空间45。由此，当配合突起55B离开配合部49时，利用发电用弹簧14所蓄积的弹性力（弹性能量），滑动部件15瞬时地向X2方向滑动。

由于齿轮42与齿条50啮合，因此通过滑动部件15向X2方向瞬时地滑动，被驱动部41在箭头C2的方向上旋转。由此，发电机13利用发电用弹簧14的弹性力产生感应电动势（进行发电）。

在进行该发电时，由于发电用弹簧14（滑动部件15）与开关杆12是解除了连结的状态，因此在滑动部件15上只施加发电用弹簧14所蓄积的弹性力（弹性复原力）。另外，在发电用弹簧14上蓄积了能驱动发电机13并进行发电的较强的弹性力。因此，在发电时，发电机13被从发电用弹簧14输出的强且稳定的弹性力驱动，因此感应电动势也稳定。

根据这种本实施方式的发电装置10，发电机13被从发电用弹簧14瞬时地输出的所蓄积的弹性力驱动而产生感应电动势，因此不论操作开关杆12的操作人员的操作力如何，都能得到稳定的感应电动势。另外，通过发电机13产生稳定的感应电动势，设在电路板20上的高频通信电路能够朝向电动设备发送稳定的电波，因此能以较高的可靠性进行电动设备的接通／断开等处理。

图9表示发电处理结束后的状态（以下称为复位处理状态）。在图9的复位处理状态下，解除利用操作人员的开关杆12向A1方向的操作。因此，开关杆12被开关返回弹簧18的弹力向A2方向加力，返回操作前位置。

销轮16为通过离开滑动部件15而旋转自如的状态。此时，利用销轮弹簧17的山部17b对配合突起55D进行弹性加力。由此，销轮16在箭头B方向上旋转。滑动部件15维持向X2方向移动的状态，发电用弹簧14维持伸长的状态。

通过销轮16向B方向旋转，如图10所示，为配合突起55F与开关杆12的配合凸部37配合，配合突起55A与滑动部件15的配合部49配合的状态。由此，图10所示的状态为与图5所示的操作前状态等价的状态。这样，为在本实施方式的发电装置10中，通过一次的发电处理，销轮16的旋转前进60°，返回到操作前状态的结构。

如上所述，根据本实施方式的发电装置10，能够以较少的部件件数可靠地进行发电处理。

以上，详细地说明了本发明的优选实施方式，但本发明并不限定于上述实施方式，能够不脱离本发明的范围地在上述实施方式中添加多种变形、改进及置换。

本国际申请主张基于2010年10月4日申请的日本国专利申请2010-225212号的优先权，在本国际申请中引用日本国专利申请2010-225212号的全部内容。

Claims (5)

1.一种发电装置，具备：

壳体；

在发电时被操作的操作部件；

通过驱动被驱动部而产生感应电动势的发电部；

弹性单元，其连接在上述被驱动部上，通过施加外力而蓄积弹性力，并且通过输出所蓄积的弹性力，驱动上述被驱动部；以及

连结解除机构，其构成为能与上述操作部件、上述弹性单元配合，在从上述操作部件的操作前位置到上述弹性单元蓄积了规定弹性力的蓄积结束位置期间，连结上述操作部件与上述弹性单元，并将上述操作部件的操作力传递到上述弹性单元，在上述操作部件过了上述蓄积结束位置时，解除上述操作部件与上述弹性单元的连结，容许输出上述弹性单元所蓄积的弹性力，

上述发电装置的特征在于，

上述连结解除机构具备滑动部件，其与上述被驱动部连接，并且与上述弹性单元连结，

在解除上述操作部件与上述弹性单元的连结时，上述滑动部件利用上述蓄积的弹性力的输出而滑动，驱动上述被驱动部。

2.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，

上述连结解除机构具备：销轮，其能旋转地安装在上述壳体上，并且具有放射状地延伸的多个配合突起。

3.根据权利要求2所述的发电装置，其特征在于，

上述发电部为通过使上述被驱动部旋转而产生感应电动势的结构，并且，在上述被驱动部上配设齿轮，在上述滑动部件上设置了与上述齿轮啮合的齿条。

4.根据权利要求2所述的发电装置，其特征在于，

将上述配合突起的个数设定为四个以上且十个以下。

5.一种开关，其特征在于，

具备权利要求1所述的发电装置与由上述发电装置驱动的电子电路。