CN104737257B - 恢复机构、加速机构、发电装置、发送装置及开关装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实现一种操作所需的力较小的恢复机构。本发明一方式的恢复机构(10)具备在操作部(11)和动作部(12)之间产生作用的第一弹簧(1)、在操作部(11)和基部(13)之间产生作用的第二弹簧(2)。操作部(11)处于第一位置时，第二弹簧(2)的作用方向与操作部(11)处于第二位置时第二弹簧(2)的作用方向不平行。第二弹簧(2)的力中的操作部(11)的运动方向的成分，与操作部(11)处于第一位置时相比，操作部(11)处于第二位置时较小。

Description

恢复机构、加速机构、发电装置、发送装置及开关装置
技术领域
本发明涉及恢复机构、加速机构以及具备恢复机构的发电装置、发送装置及开关装置。
背景技术
开关等操作部的恢复机构要求操作部可靠地恢复的位置。另一方面，恢复机构要求能够以更小的力操作操作部。
在专利文献1中记载有通过由两个弹簧构成的合成弹簧机构对操作杆赋予力的卡止片安装装置。合成弹簧机构使操作杆恢复。
在专利文献2中记载有具备磁铁、线圈、可动部及弹簧，将可动部的机械能量转换成电能的电磁能量转换器。在可动部上连接有弹簧，弹簧对可动部施力，以使可动部恢复到规定的位置。
例如，在通过动作部的位移引起的电磁感应而进行发电的发电装置中，动作部快速位移一方的发电效率提高。在这种发电装置中，在通过恢复机构使动作部自恢复的情况下，要求操作所需的力较小及动作部相对于操作高速地位移。
另外，即使发电装置以外，有时对恢复机构也要求操作所需的力小及动作部相对于操作高速地位移。
专利文献1：日本公开专利公报“特开平7－61431号公报(1995年3月7日公开)”
专利文献2：美国专利申请公开第2011/0285487号说明书(2011年11月24日公开)
在专利文献1的构成中，发挥作用的动作部和利用者操作的操作部的位置关系一定，故而不能使动作部相对于操作高速地位移。
在专利文献2的构成中，在发挥作用的可动部上直接连接有恢复用的弹簧，故而操作可动部所需的力较大。另外，也不能使可动部相对于操作高速地位移。
发明内容
本发明一方面的目的在于实现操作所需的力较小，且动作部相对于操作能够高速地位移的恢复机构。
本发明提供一种操作部及动作部的恢复机构，具备操作部、动作部、基部、在所述操作部和所述动作部之间产生作用的第一弹簧、在所述操作部和所述基部之间产生作用的第二弹簧，所述操作部通过外力从第一位置向第二位置运动，并且通过从所述第二弹簧赋予的力从所述第二位置向所述第一位置运动，所述动作部根据所述操作部在所述第一位置和所述第二位置之间的运动而在第三位置和第四位置之间运动，所述第一弹簧通过由对所述操作部施加的外力及从所述第二弹簧赋予的力的至少任一方蓄积的弹性能量而使所述动作部运动，所述第二弹簧通过由对所述操作部施加的外力蓄积的弹性能量而使所述操作部恢复到所述第一位置，在所述动作部处于所述第三位置及所述第四位置中的至少任一位置的情况下，对所述动作部作用要将所述动作部保持在该位置的保持力，所述操作部处于所述第一位置时所述第二弹簧的力施加于所述操作部的方向与所述操作部处于所述第二位置时所述第二弹簧的力施加于所述操作部的方向不平行，对所述第二弹簧的力中的所述操作部的运动方向的成分而言，将所述操作部恢复的方向设为正，与所述操作部处于所述第一位置时相比，所述操作部处于所述第二位置时的所述操作部的运动方向的成分较小。
本发明提供一种动作部的加速机构，其具备操作部、动作部、基部、在所述操作部和所述动作部之间产生作用的第一弹簧、在所述动作部和所述基部之间产生作用的第三弹簧，所述操作部通过外力从第一位置向第二位置运动，所述动作部根据所述操作部在所述第一位置和所述第二位置之间的运动而在第三位置和第四位置之间运动，所述第一弹簧通过由对所述操作部施加的外力蓄积的弹性能量而使所述动作部运动，在所述动作部处于所述第三位置及所述第四位置中的至少任一位置的情况下，对所述动作部作用要将所述动作部保持在该位置的保持力，所述动作部处于所述第三位置时所述第三弹簧的力施加于所述动作部的方向与所述动作部处于所述第四位置时所述第三弹簧的力施加于所述动作部的方向不平行，对所述第三弹簧的力中的所述动作部的运动方向的成分而言，将所述动作部从所述第四位置恢复到所述第三位置的方向设为正，与所述动作部处于所述第三位置时相比，所述动作部处于所述第四位置时的所述动作部的运动方向的成分较小。
根据本发明，不管操作速度如何都能够使动作部高速地运动。另外，能够降低操作部的操作所需的外力的最大值。
附图说明
图1是表示本发明一实施方式的恢复机构的概略构成的图；
图2是表示上述恢复机构的操作及恢复的动作的概要的图；
图3是表示上述恢复机构的FS特性的图；
图4是表示上述恢复机构的FS特性的具体例的图；
图5是表示保持力的具体例的图；
图6是表示本发明另一实施方式的恢复机构的操作及恢复的动作的概要的图；
图7是表示本发明又一实施方式的恢复机构的操作及恢复的动作的概要的图；
图8是本发明再一实施方式的恢复机构的操作及恢复的动作的概要的图；
图9是表示第二弹簧的具体例的图；
图10是表示相对于操作部对称地配置两个第二弹簧的构成的图；
图11是表示第一弹簧的变形例的图；
图12是表示本发明再一实施方式的恢复机构的构成的图；
图13是表示本发明再一实施方式的恢复机构的构成的图；
图14是表示本发明再一实施方式的开关装置的构成的侧面图；
图15是表示上述开关装置的构成的立体图；
图16是表示上述开关装置的发电模块的构成的立体图；
图17是表示上述发电模块的构成的正面图；
图18是表示具备可旋转的杆的限位开关的构成的图；
图19是表示参考例1的恢复机构的操作及恢复的动作的概要的图；
图20是表示参考例1的恢复机构的FS特性的图；
图21是表示本发明再一实施方式的恢复机构的操作及恢复的动作的概要的图；
图22是表示上述恢复机构的FS特性的图；
图23是表示本发明再一实施方式的恢复机构的结构及FS特性的图。
标记说明
1：第一弹簧
2：第二弹簧
3：第三弹簧
4：第四弹簧
5：第五弹簧
10、30～36：恢复机构
11：操作部
11a：操作点
12：动作部
12a：动作点
12e：连接点
13：基部
14：柱塞
21a、21b：磁铁
23a、23b：粘接体
24：弹性体
40：开关装置
41：框体
42：线圈
43a、43b：磁轭
44：磁铁
45：发送装置
50、51：恢复机构(加速机构)
具体实施方式
为了便于说明，在各项目中，有时对与上述项目所示的部件具有相同功能的部件标注相同的标记并适当省略其说明。首先，对参考例的恢复机构进行说明。
〔参考例1〕
图19是表示参考例1的恢复机构100的操作及恢复的动作的概要的图。恢复机构100具备操作部101、动作部102、基部103、加速用弹簧111及恢复用弹簧112。加速用弹簧111将操作部101和动作部102连接。恢复用弹簧112将操作部101和基部103连接。恢复用弹簧112对操作部101作用的方向与加速用弹簧111对操作部101作用的方向平行。
操作部101可以在第一位置和第二位置之间位移。动作部102可以在第三位置和第四位置之间位移。基部103被固定。操作部101可位移的方向、动作部102可位移的方向、恢复用弹簧112的作用方向及加速用弹簧111的作用方向相互平行。
在动作部102处于第三位置时，对动作部102作用要将动作部102保持在第三位置的保持力。在动作部102处于第四位置时，对动作部102作用要将动作部102保持在第四位置的保持力。
图19(a)表示恢复机构100的初始状态。初始状态是未对操作部101施加外力的状态。初始状态下，动作部102通过保持力而保持在第三位置。另外，初始状态下，操作部101通过压缩的恢复用弹簧112的恢复力被向第一位置压靠。
图19(b)表示施加对操作部101操作的力(操作力)而使操作部101位移的状态。当对操作部101施加作为外力的操作力时，操作部101从第一位置向第二位置位移。随着操作部101的位移，恢复用弹簧112及加速用弹簧111被压缩。
当压缩的加速用弹簧111的恢复力比对动作部102作用的保持力大时，通过压缩的加速用弹簧111的恢复力，动作部102从第三位置向第四位置位移(图19(c))。位移到第四位置的动作部102通过保持力以该状态保持在第四位置(图19(d))。以上，操作操作部101及动作部102时的动作结束。
压缩的加速用弹簧111的恢复力超过保持力而释放蓄积的弹性能量时，动作部102利用加速用弹簧111移动。即，与操作部101的运动速度无关，动作部102利用加速用弹簧111高速地移动。
当对操作部101的操作力消失时，通过压缩的恢复用弹簧112的恢复力使操作部101开始从第二位置向第一位置移动(图19(e))。此时，动作部102为通过保持力保持在第四位置的状态。因此，随着操作部101的位移，加速用弹簧111比自然长度更伸长(图19(e)(f))。操作部101位移到第一位置。
当伸长的加速用弹簧111的恢复力比对动作部102作用的保持力大时，通过伸长的加速用弹簧111的恢复力使动作部102从第四位置向第三位置位移(图19(g))。位移到第三位置的动作部102通过保持力以该状态保持在第三位置(图19(h))。以上，恢复操作部101及动作部102时的动作结束。
伸长的加速用弹簧111的恢复力超过保持力而释放蓄积的弹性能量时，动作部102利用加速用弹簧111而动作。即，与恢复的操作部101的运动速度无关，动作部102利用加速用弹簧111高速地移动。
这样，通过恢复用弹簧112、加速用弹簧111和对动作部102作用的保持力，与操作部101的运动速度无关，能够利用加速用弹簧111使动作部102高速地移动。
(FS特性)
图20是表示参考例1的恢复机构100的FS特性的图。横轴表示操作部101的S(行程)，纵轴表示F(力)。图20中表示有加速用弹簧111的力(恢复力)、恢复用弹簧112的力、操作力。利用者为了操作操作部101所需的力为操作力。在各行程位置，操作所需的操作力为恢复用弹簧力和加速用弹簧力的合力。力为正表示对操作部101施加向上(第二位置向第一位置的方向)的力。需要的操作力也可以称为操作部101进行恢复的向上的力(恢复力)。
自然长度下，各弹簧的力为零。在此，恢复用弹簧112的力一定。这是假定，恢复用弹簧112具有较小的弹簧常数，且预先在初始位置大幅度压缩的理想状况。实际上，恢复用弹簧112的力也随着行程的增加而线形地增加。在整个行程中，恢复用弹簧112比自然长度压缩。加速用弹簧111的力为负时，加速用弹簧111比自然长度伸长。加速用弹簧111的力为正时，加速用弹簧111比自然长度压缩。
图19(a)所示的初始状态与例如操作部101处于行程S0的位置时对应。图19(d)所示的状态与例如操作部101处于行程S3位置时对应。但是，操作部101的第一位置只要在行程S0到S1之间即可。操作部101的第二位置从行程S2到S3之间即可。
(操作时)
当对操作部101施加操作力而使操作部101从第一位置(S0)位移时，压缩加速用弹簧111，恢复力(弹簧力)线形地增加。即，操作所需要的操作力也增加。此外，即使超过行程S1，动作部102通过保持力也保持在第三位置，因此，继续压缩加速用弹簧111。
操作部101的行程到达S2时，被压缩的加速用弹簧111的恢复力超过第三位置的保持力。因此，在行程S2中，动作部102从第三位置向第四位置位移。随着该位移，释放被压缩的加速用弹簧111，加速用弹簧111恢复到大致自然长度。同时，操作力也降低。
当从S2进一步增加操作部101的行程时，加速用弹簧111再次被压缩，恢复力及操作力增加。
(恢复时)
另一方面，当减弱对操作部101施加的外力(操作力)时，通过恢复用弹簧力和加速用弹簧力的合力(恢复力)使操作部101恢复。当使操作部101从第二位置(S3)向第一位置的方向恢复时，加速用弹簧111的压缩变少，恢复力(弹簧力)线形地减少。即，操作力(恢复力)也减少。即使操作部101从行程S2进一步恢复，由于保持力将动作部102也保持在第四位置，故而加速用弹簧111伸长。
操作部101的行程到达S1时，伸长的加速用弹簧111的恢复力超过第四位置的保持力。因此，在行程S1中，动作部102从第四位置向第三位置移动。随着该位移，释放伸长的加速用弹簧111，加速用弹簧111恢复到大致自然长度。同时，恢复力增加。
当从S1进一步减少操作部101的行程时，加速用弹簧111再次伸长，恢复力及操作力减少。
这样，对操作部101施加的恢复力(操作所需的操作力)成为磁滞。此外，为了不使恢复动作在中途停止，需要恢复力总是为正。因此，即使在将加速用弹簧111伸长至最大的状态(S1)下使恢复力为正地设定恢复用弹簧112的弹簧力。即，恢复用弹簧112的弹簧力在行程S1中必须比第四位置的对动作部102作用的保持力大。
为了操作所需的最大操作力Fmax是在操作时到达行程S2时的值。实际上，恢复用弹簧112的恢复力根据行程的增加而线形地增加，故而最大的操作力Fmax进一步变大。这是指，利用者必须对操作部101施加较大的操作力。
〔实施方式1〕
以下，对本发明的实施方式进行说明。在本实施方式中，与参考例1相比，与恢复用弹簧对应的弹簧相关的构成不同。
(恢复机构10的构成)
图1是表示本实施方式的恢复机构10的概略构成的图。本实施方式涉及恢复机构，操作部11及动作部12自恢复，且不管操作速度如何，动作部12都高速地动作，其中，需要的操作力可以较小。通过第一弹簧1及对动作部12作用的保持力能够实现动作部12高速下的动作。另外，通过第二弹簧2能够实现操作部11及动作部12的自恢复。在此，在本实施方式中，通过研究第二弹簧2的构成(配置)，与参考例1的恢复机构相比，降低需要的操作力。
恢复机构10具备操作部11、动作部12、基部13、第一弹簧1及第二弹簧2。第一弹簧1将操作部11和动作部12连接。第二弹簧2将操作部11和基部13连接。基部13固定。操作部11及动作部12可以沿着行程轴S运动。第一弹簧1对操作部11施力的方向与操作部11可运动的方向平行。
另一方面，第二弹簧2对操作部11施力的方向相对于操作部11可运动的方向倾斜。将第二弹簧2对操作部11施力的方向和行程轴S之间的角度设为θ。与基部13连接的第二弹簧2的一端不移动。另一方面，与操作部11连接的第二弹簧2的另一端配合操作部11的移动而移动。因此，当操作部11沿着行程轴S运动时，角度θ也变化。
考虑将操作部11上的操作点11a作为操作部11位移的基准。通过外力而使操作部11平行移动时，以操作部11的任意点相同的方式平行移动。在平行移动的情况下，操作点11a也可以是操作部11上的任意点。同样地，将平行移动的动作部12上的任意动作点12a作为动作部12位移的基准。
操作部11的操作点11a可以沿着行程轴S在从第一位置与第二位置之间位移。动作部12的动作点12a可以沿着行程轴S从第三位置与第四位置之间位移。
在动作点12a处于第三位置时，对动作部12作用要将动作点12a保持在第三位置的保持力。在动作点12a处于第四位置时，对动作部12作用要将动作点12a保持在第四位置的保持力。具体地，动作部12通过在第三位置及第四位置作用的磁力而保持在各个位置。
以下，为了方便有时将操作点11a处于例如第一位置表达为操作部11处于第一位置。对动作点12a及动作部12也一样。
(恢复机构10的动作)
图2是表示本实施方式的恢复机构10的操作及恢复的动作的概要的图。利用者通过对操作部11施加作为外力的操作力而使操作部11运动(移动)。而且，随着操作部11的位移，动作部12位移。通过动作部12的移动，恢复机构10发挥作用。在例如后述那样地将恢复机构10应用于发电装置的情况下，通过动作部12的运动(移动)进行发电。
图2(a)表示恢复机构10的初始状态。初始状态是未对操作部11施加外力的状态。在初始状态下，动作部12通过保持力而保持在第三位置。另外，在初始状态下，操作点11a通过压缩的第二弹簧2的恢复力而被向第一位置压靠。将操作点11a处于第一位置时的角度θ设为θ1。角度θ是操作部11(操作点11a)恢复的方向和第二弹簧2的恢复力施加于操作部11的方向之间的角度。操作点11a处于第一位置时，对操作部11作用的第二弹簧的恢复力的沿着行程轴S的成分(操作部11的运动方向的成分)为cosθ1。将向上对操作部11作用的力(对操作部11的恢复方向作用的力)设为正。
图2(b)表示施加对操作部11操作的力(操作力)而使操作部11位移的状态。当对操作部11施加作为外力的操作力时，操作部11的操作点11a从第一位置向第二位置位移。随着操作点11a的位移，第二弹簧2及第一弹簧1被压缩。另外，随着操作点11a的位移，第二弹簧2的方向变化，因此，第二弹簧2的恢复力作用的方向也变化。在操作点11a处于第一位置时对操作部11施加第二弹簧2的力的方向与操作点11a处于第二位置时对操作部11施加第二弹簧2的力的方向不平行。
将操作点11a处于第二位置时的角度θ设为θ2。操作点11a处于第二位置时，对操作部11作用的第二弹簧2的恢复力的沿着行程轴S的成分为cosθ2。0°＜θ1＜θ2＜180°，cosθ1＞cosθ2。即，与第一位置时相比，第二位置时的对操作部11作用的第二弹簧2的恢复力的沿行程轴S的成分(将操作部11恢复的方向设为正的成分)较小。因此，利用者操作操作部11时，第二弹簧2产生的反力逐渐变小。这是指，在恢复机构10中，操作所需的操作力比参考例1降低。
当压缩的第一弹簧1的恢复力比对动作部12作用的保持力大时，通过被压缩的第一弹簧1的恢复力，动作部12的动作点12a从第三位置向第四位置位移(图2(c))。位移到第四位置的动作部12通过保持力以该状态保持在第四位置(图2(d))。以上，操作操作部11及动作部12时的动作结束。
压缩的第一弹簧1的恢复力超过保持力而释放蓄积的弹性能量时，动作部12利用第一弹簧1移动。即，与操作部11的运动速度无关，动作部12利用第一弹簧1高速地移动。
当对操作部11的操作力消失时，通过压缩的第二弹簧2的恢复力，操作部11开始从第二位置向第一位置移动(图2(e))。此时，动作部12为通过保持力保持在第四位置的状态。因此，随着操作部11的位移，第一弹簧1比自然长度更伸长(图2(e)(f))。操作部11位移到第一位置。
当伸长的第一弹簧1的恢复力比对动作部12作用的保持力大时，通过伸长的第一弹簧1的恢复力，动作部12从第四位置向第三位置位移(图2(g))。位移到第三位置的动作部12通过保持力以该状态保持在第三位置(图2(h))。以上，操作部11及动作部12恢复时的动作结束。
伸长的第一弹簧1的恢复力超过保持力而释放蓄积的弹性能量时，动作部12利用第一弹簧1动作。即，与恢复的操作部11的运动速度无关，动作部12利用第一弹簧1高速地动作。
这样，通过第二弹簧2、第一弹簧1和对动作部12作用的保持力，与操作部11的运动速度无关，能够利用第一弹簧1使动作部12高速地动作。
(FS特性)
图3是表示本实施方式的恢复机构10的FS特性的图。横轴表示操作部11的S(行程)，纵轴表示F(力)。图3中表示有第一弹簧1的力(第一弹簧力)、第二弹簧2的力(第二弹簧力)、操作力。在各行程位置，操作所需要的操作力为第一弹簧力和第二弹簧力的合力。力为正表示对操作部11施加向上(从第二位置向第一位置的方向)的力。此外，图示的第二弹簧力是对操作部11作用的力的行程轴S的成分。第二弹簧2的恢复力乘以cosθ得到的是行程轴S的成分。
此外，在图3中，在FS特性的左上方表示第二弹簧2在第一位置的状态，在右上方表示第二弹簧2在第二位置的状态。
第二弹簧2随着行程的增加而被压缩。但是，第二弹簧力随着行程的增加而一律地减少。这是由于，角度θ增加，cosθ变小。例如θ＝90°时，cosθ＝0，作为行程轴S的成分的第二弹簧力也为零0。此外，在整个行程中，第二弹簧2比自然长度压缩。第一弹簧力为负时，第一弹簧1比自然长度伸长。第一弹簧力为正时，第一弹簧1比自然长度压缩。
图2(a)所示的初始状态(操作部11的上止点)与例如操作部11处于行程S0的位置时对应。图2(d)所示的状态(操作部11的下止点)与例如操作部11处于行程S3的位置时对应。但是，操作部11的第一位置只要在操作部11的上止点(S0)到行程S1之间即可。操作部11的第二位置从行程S2到操作部11的下止点(S3)之间即可。
(操作时)
当对操作部11施加操作力而使操作部11从第一位置(S0)位移时，压缩第一弹簧1，第一弹簧力线形地增加。另一方面，第二弹簧2相对于行程轴的角度θ变大，因此，第二弹簧力减少。因此，操作所需的操作力大致一定。此外，根据第二弹簧力的减少程度的不同，操作力不是一定的，有时也可以增加或减少。此外，即使行程超过S1，动作部12也通过保持力而保持在第三位置，因此，继续压缩第一弹簧1。
操作部11的行程到达S2时，压缩的第一弹簧1的恢复力超过第三位置的保持力。因此，在行程S2中，动作部12从第三位置向第四位置位移。随着该位移，释放被压缩的第一弹簧1，第一弹簧1恢复到大致自然长度。同时，操作力也降低。
当从S2进一步增加操作部11的行程时，第一弹簧1再次被压缩，第一弹簧力增加。另一方面，第二弹簧力减少，故而操作力在较低的状态下几乎没有变化。
此外，第二弹簧力为负是指，角度θ超过90°。即使角度θ超过90°且向下对操作部11施加第二弹簧2产生的力，为了抵消该力，增加第一弹簧1的向上的力。因此，合计的恢复力为正(向上动作)。因此，即使角度θ在第二位置超过90°，如果恢复力为正，则操作部11也恢复。
(恢复时)
另一方面，当减弱对操作部11施加的外力(操作力)时，通过第一弹簧力和第二弹簧力的合力(恢复力)使操作部11恢复。当使操作部11从第二位置(S3)向第一位置的方向恢复时，第一弹簧1的压缩减少。另一方面，第二弹簧力增加。操作力在较低的状态下几乎没有变化。即使操作部11从行程S2进一步恢复，通过保持力而使动作部12保持在第四位置，故而第一弹簧1伸长。
操作部11的行程到达S1时，伸长的第一弹簧1的恢复力超过第四位置的保持力。因此，在行程S1中，动作部12从第四位置向第三位置位移。随着该位移，释放伸长的第一弹簧1，第一弹簧1恢复到大致自然长度。同时，恢复力增加。
当从S1进一步减少操作部11的行程时，第一弹簧1再次伸长。另一方面，第二弹簧力增加，故而恢复力在较高的状态下几乎没有变化。
这样，对操作部11施加的恢复力(操作所需的操作力)成为磁滞。此外，为了不使恢复动作在中途停止，需要恢复力总是为正。因此，以在第一弹簧1伸长至最大的状态(S1)下恢复力也为正的方式设定第二弹簧2的弹簧力。即，第二弹簧力在行程S1中必须比第四位置的对动作部12作用的保持力大。
(恢复机构10的效果)
为了进行操作所需的最大的操作力Fmax是操作时的从行程S0到S2之间的值。从S0到S2，在操作力一定的情况下，Fmax只要比第四位置的对动作部12作用的保持力大即可。因此，与参考例1相比，在本实施方式的恢复机构10中，利用者能够以较小的操作力操作操作部11。另外，能够通过蓄积于第一弹簧1的弹性能量使动作部12高速地动作。因此，不增加操作部的行程量，就可以减少操作负担并提高操作性。
另外，通过调整FS特性中的第二弹簧力的倾斜度，能够适当调整操作力的斜度。即，能够提高操作性。FS特性中的第二弹簧力的倾斜度依赖于第二弹簧2相对于行程轴S的倾斜度及第二弹簧2的压缩程度、第二弹簧2的弹簧常数等。
此外，第二弹簧2和操作部11及基部13的连接也可以不固定。第二弹簧2只要以在操作部11和基部13之间分别赋予反力的方式配置即可。另外，操作部11及动作部12也可以分别由多个零件构成。第一弹簧1及第二弹簧2的力如图2所示那样地进行动作是非常重要的。基部13如果限制第二弹簧2一端的位置变化，则也可以不固定。
另外，也可以以操作时伸长第一弹簧，恢复时压缩第一弹簧的方式构成恢复机构。例如也可以将图1所示的动作部12及第一弹簧配置在操作部11的相反侧。在该情况下，随着操作部11向下侧(第二位置)位移，第一弹簧伸长。由于伸长的第一弹簧，动作部12向下侧(第四位置)位移。
(FS特性的具体例)
图4是表示恢复机构10的FS特性的具体例的图。图4(a)表示恢复机构10的构成，图4(b)表示FS特性的具体例。图4(b)的横轴表示操作部11的行程，纵轴表示力。图4(b)中表示有操作时(去)及恢复时(回)的第一弹簧力、第二弹簧力和操作负载(操作力)。
在此，第一弹簧1为螺旋弹簧，其自然长度为9.36[mm]，弹簧常数为5.45[N/mm]。第二弹簧2为扭簧，其自由角度为1.46[rad]，弹簧常数为192[N·mm/rad]，臂长度为6[mm]。与行程轴S垂直方向上的第二弹簧2的两端距离L为4[mm]。在第三位置及第四位置各自的保持力为3[N]。动作部12的行程为0.6[mm]。
在行程从0变化到1.2mm期间，第一弹簧力的增加和第二弹簧力的减少相互抵消，因此，操作负载的增加抑制在较低的等级。
(保持力的具体例)
图5是表示保持力的具体例的图。图5(a)表示使用作为保持力的磁力的情况。恢复机构具备夹着动作部12而相对的两个磁铁21a、21b。在该情况下，动作部12为强磁性体。处于第三位置的动作部12通过上侧的磁铁21a的磁力保持在第三位置，处于第四位置的动作部12通过下侧的磁铁21b的磁力保持在第四位置。此外，两个磁铁21a、21b也可以在未图示的部位连接。
图5(b)表示作为保持力使用粘接力的情况。恢复机构具备夹着动作部12而相对的两个支承体22a、22b。在动作部12的上侧面及下侧面分别设有粘接体23a、23b。通过使粘接体23a、23b粘接于支承体22a、22b上，动作部12保持在第三位置及第四位置。粘接体23a、23b也可以分别设于两个支承体22a、22b的相对的面上。
图5(c)表示作为保持机构使用搭扣配合的情况。恢复机构具备夹着动作部12而相对的两个支承体22a、22b。恢复机构具备向第三位置或第四位置压靠动作部12的弹性体24。在动作部12移动时，弹性体24进行弹性变形。
图5(d)表示作为保持力使用弹簧力的情况。恢复机构具备夹着动作部12而相对的两个支承体22a、22b和第三弹簧3。第三弹簧3的一端与固定的部件连接，另一端与动作部12连接。在第三位置，压缩的第三弹簧3的恢复力向上侧作用，在第四位置，压缩的第三弹簧3的恢复力向下侧作用。
此外，保持力只要对处于第三位置及第四位置的至少任一方的动作部12作用即可，也可以不对处于另一位置的动作部12作用。例如，在仅对处于第三位置的动作部12作用保持力的情况下，在操作时，动作部12利用第一弹簧1高速地动作，在恢复时，动作部12以与操作部11的速度相应的速度恢复。相反，在仅对处于第四位置的动作部12作用保持力的情况下，在操作时，动作部12以与操作部11的速度相应的速度动作，在恢复时，动作部12利用第一弹簧1高速地恢复。
〔实施方式2〕
以下，对本发明的另一实施方式进行说明。在本实施方式中，与实施方式1的不同之处在于，动作部进行旋转动作。
(恢复机构30的动作)
图6是表示本实施方式的恢复机构30的操作及恢复的动作的概要的图。棒状的动作部12能够以点12b为支点进行旋转。动作部12在一端的动作点12a与第一弹簧1连接。动作点12a是在动作部12上向与第一弹簧1的伸缩相同的方向位移的点。动作点12a可以从第三位置向第四位置位移。对动作部12的两端作用作为保持力的未图示的磁铁产生的磁力。在动作点12a处于第三位置时，动作部12的动作点12a侧的一端12c通过保持力被向上侧吸引，动作部12的另一端12d通过保持力被向下侧吸引。
图6(a)表示恢复机构30的初始状态。在初始状态下，动作部12通过保持力保持在第三位置。另外，在初始状态下，操作点11a通过压缩的第二弹簧2的恢复力压靠在第一位置。
当对操作部11施加作为外力的操作力时，操作部11的操作点11a从第一位置向第二位置位移(图6(b))。随着操作点11a的位移而压缩第二弹簧2及第一弹簧1。另外，随着操作点11a的位移，第二弹簧2的方向改变，故而第二弹簧2的恢复力作用的方向也变化。与第一位置时相比，第二位置时的对操作部11作用的第二弹簧2的恢复力的沿着行程轴S的成分较小。因此，能够缩小需要的最大操作力。
当压缩的第一弹簧1产生的扭矩比对动作部12作用的保持力(扭矩)大时，通过压缩的第一弹簧1的恢复力使动作部12旋转，动作点12a从第三位置向第四位置位移(图6(c))。位移到第四位置的动作部12通过保持力以该状态保持在第四位置(图6(d))。以上，操作操作部11及动作部12时的动作结束。
当对操作部11的操作力消失时，通过压缩的第二弹簧2的恢复力使操作部11开始从第二位置向第一位置移动(图6(e))。此时，动作点12a为通过保持力保持在第四位置的状态。因此，根据操作部11的位移，第一弹簧1比自然长度伸长(图6(e)(f))。
当伸长的第一弹簧1产生的扭矩比对动作部12作用的保持力(扭矩)大时，通过伸长的第一弹簧1的恢复力使动作部12旋转，且动作点12a从第四位置向第三位置位移(图6(g))。位移到第三位置的动作点12a通过保持力以该状态保持在第三位置(图6(h))。以上，操作部11及动作部12恢复时的动作结束。
在第一弹簧1的恢复力超过保持力而释放蓄积的弹性能量时，动作部12利用第一弹簧1而旋转。即，与操作部11的运动速度无关，动作部12利用第一弹簧1高速地移动。
〔实施方式3〕
以下，对本发明的又一实施方式进行说明。在本实施方式中，与实施方式1的不同之处在于，操作部进行旋转动作。
(恢复机构31的动作)
图7是表示本实施方式的恢复机构31的操作及恢复的动作的概要的图。操作部11可以以点11b为支点进行旋转。操作部11在操作点11a与第二弹簧2连接。操作点11a是在操作部11上与第二弹簧2连接(连接的)点。操作点11a可以从第一位置位移(旋转)到第二位置。第一弹簧1在点11c与操作部11连接。
将第二弹簧2的作用方向和操作点11a恢复(位移)的方向之间的角度设为θ。操作点11a沿着圆周方向位移，因此，操作点11a的圆的切线方向和第二弹簧2的作用方向之间的角度为θ。
在初始状态下，操作点11a通过压缩的第二弹簧2的恢复力向第一位置压靠。操作点11a处于第一位置时的角度θ设为θ1(图7(a))。操作点11a处于第一位置时，第二弹簧的恢复力中对操作部11作用作为扭矩的成分为cosθ1。将对操作部11向逆时针方向作用旋转的力(扭矩)设为正。
图7(b)表示对操作部11施加操作力(扭矩)使操作部11旋转的状态。通过操作力使操作部11的操作点11a从第一位置向第二位置位移。随着操作点11a的位移，点11c也位移，压缩第二弹簧2及第一弹簧1。另外，随着操作点11a的位移，第二弹簧2的方向变化，故而第二弹簧2的恢复力作用的方向也变化。
将操作点11a处于第二位置时的角度θ设为θ2。在操作点11a处于第二位置时，第二弹簧的恢复力中作为扭矩对操作部11作用的成分为cosθ2。0°＜θ1＜θ2＜180°，|cosθ1|＞|cosθ2|。即，与第一位置时相比，第二位置时的第二弹簧2的恢复力中的作为扭矩对操作部11作用的成分(操作点11a的切线方向的成分)较小。因此，利用者操作操作部11时，第二弹簧2产生的反力逐渐变小。
压缩的第一弹簧1的恢复力比对动作部12作用的保持力大时，动作部12从第三位置向第四位置位移(图7(c))。移动到第四位置的动作部12通过保持力以该状态保持在第四位置(图7(d))。以上，操作操作部11及动作部12时的动作结束。
当对操作部11的操作力消失时，通过压缩的第二弹簧2的恢复力使操作点11a开始从第二位置向第一位置移动(图7(e))。此时，动作部12为通过保持力保持在第四位置的状态。因此，根据操作部11的点11c的位移，第一弹簧1比自然长度伸长(图7(e)(f))。
当伸长的第一弹簧1的恢复力比对动作部12作用的保持力大时，动作部12从第四位置向第三位置位移(图7(g))。位移到第三位置的动作部12通过保持力以该状态保持在第三位置(图7(h))。以上，操作部11及动作部12恢复时的动作结束。
如本实施方式，即使在操作部11旋转的情况下，第二弹簧2的恢复力中作为扭矩对操作部11作用的成分随着操作行程的增加(操作部11的旋转)而一律地减少。因此，与操作行程的增加相应的第一弹簧1的恢复力的增加至少部分消除。因此，恢复机构31能够降低需要的最大的操作力。
此外，图7中操作部作为圆形部件描绘，但也可以设为包含支点11b、操作点11a及点11c的任意形状。恢复机构31也可以以利用者直接旋转操作部11的方式构成，还可以以利用直线运动的零件对操作部11赋予扭矩的方式构成。在将恢复机构31装入开关装置的情况下，能够适用于摇臂开关(ロッカースイッチ)、旋转开关或杆开关。另外，在将恢复机构31应用于按钮开关的情况下，能够自由地设定按压按钮的方向。
以上，对通过操作压缩第二弹簧2的构成进行了说明，但恢复机构31也可以设为通过操作使第二弹簧2伸长的构成。例如，也可以设为如下结构，即，在图7(a)所示的操作部11上的点11d上连接有第二弹簧2的一端，且在该状态下，第二弹簧2比自然长度伸长。图7(a)表示操作部11处于第一位置的状态。在该构成下，当使操作部11顺时针旋转时，第二弹簧2进一步伸长，角度θ增加。即使在该情况下，第二弹簧2以使操作部11向第一位置恢复的方式动作。
〔实施方式4〕
以下，对本发明的又一实施方式进行说明。本实施方式中，与实施方式1的不同之处在于，操作部及动作部进行旋转动作。
图8是表示本实施方式的恢复机构32的操作及恢复的动作的概要的图。操作部11可以以点11b为支点进行旋转。棒状的动作部12可以以点12b为支点进行旋转。恢复机构32将实施方式2的可旋转的动作部12和实施方式3的可旋转的操作部11组合。操作及恢复的动作与实施方式2、3相同，因此，省略详细的说明。
此外，在恢复机构32中，对动作部12的两端12c、12d分别作用磁铁的保持力，但也可以设为仅对一端部作用保持力的构成。
〔实施方式5〕
(第二弹簧的具体例)
图9是表示第二弹簧2的具体例的图。在图9中，将操作部上的第二弹簧2连接的点作为操作点11a描绘。图9(a)表示使用螺旋弹簧作为第二弹簧2的情况。螺旋弹簧具有耐久性高、弹簧特性稳定的优点。图9(b)表示使用板簧作为第二弹簧2的情况。板簧具有形状简单且成本低的优点。图9(c)表示使用扭簧作为第二弹簧2的情况。扭簧具有耐久性高、可配置于狭窄空间的优点。
不限于此，能够使用压缩方向上具有正的弹簧常数的弹簧作为第二弹簧。显然，也可以对可旋转的操作部应用这些第二弹簧。
即使在任意情况下，第二弹簧2也可以进行弹性变形，以在第一位置产生恢复力。如图示所示，在第二位置中，第二弹簧2的恢复力更大。另一方面，在第二位置，角度θ变大(cosθ变小)。作为结果，第二位置的第二弹簧2的恢复力的行程轴S方向的成分Fs比第一位置小。
图10是表示相对于操作部11对称地配置两个第二弹簧2的构成的图。在一个操作部11的两侧配置有两个第二弹簧2。图10(a)表示使用螺旋弹簧的情况，图10(b)、(c)表示使用板簧的情况。图10表示操作部11处于第二位置的情况。
通过相对于操作部11对称地配置两个第二弹簧2，第二弹簧2的恢复力中的与行程轴S垂直的成分Fv被删除。因此，能够降低对操作部11作用的摩擦力。
〔实施方式6〕
(第一弹簧的具体例)
作为第一弹簧，与第二弹簧同样地，也可以使用各种弹簧。在此，弹簧是指通过弹性变形产生恢复力的部件。因此，作为第一弹簧及第二弹簧，也可以使用发挥恢复力的弹性体。
图11是表示第一弹簧1的变形例的图。图11(a)表示使用板簧作为第一弹簧1的恢复机构33。操作部11及动作部12可旋转。
图11(b)表示使用扭簧作为第一弹簧1的恢复机构34。操作部11可以向上下平行移动，动作部12可以旋转。第一弹簧1在支点1b可旋转地被支承。操作部11通过操作从初始状态向上侧位移。
〔实施方式7〕
以下，对本发明的再一实施方式进行说明。在本实施方式中，与实施方式4的不同之处在于各部件的配置。
图12是表示本实施方式的恢复机构35的构成的图。操作部11及动作部12可旋转。在图12中，操作部11处于第一位置，动作部12处于第三位置。操作部11向逆时针旋转时成为第二位置。在恢复机构35中，以与动作部12的上侧并排的方式配置操作部11及第二弹簧2。恢复机构35能够配置在狭窄空间。
〔实施方式8〕
以下，对本发明的再一实施方式进行说明。在本实施方式中，与实施方式2的不同之处在于追加有柱塞。
图13是表示本实施方式的恢复机构36的构成的图。动作部12可以旋转。操作部11可以沿着行程轴S平行移动。第一弹簧1的一端与操作部11连接，第一弹簧1的另一端与柱塞14(中继部件)连接。柱塞可以沿着行程轴S平行移动。在形成于柱塞14的凹部中插入有动作部12的一端12c，因此，对应柱塞14的移动，动作部12旋转。也可以在柱塞14和动作部12的组合中具有间隙。
动作部12通过保持力而保持在第三位置及第四位置各个位置。柱塞14通过动作部12保持在与第三位置及第四位置分别对应的位置。
柱塞14相对于操作部11经由第一弹簧1运动，因此，也可以将柱塞14看作动作部。在该情况下，保持力经由动作部12将柱塞14保持在规定的位置。
操作及恢复的动作与实施方式2同样，故而省略详细的说明。
此外，与也可以使用柱塞14连接第一弹簧1和动作部12同样地，也可以利用其它部件连接第一弹簧1(或第二弹簧2)和操作部11。
〔实施方式9〕
以下，对本发明的又一实施方式进行说明。在本实施方式中，对具备恢复机构的开关装置进行说明。
图14是表示本实施方式的开关装置40的构成的侧面图。图15是表示开关装置40的构成的立体图。图14及图15是局部地透视框体41等的内部透视图。另外，在图15中，省略一个第二弹簧。图16是表示发电模块46的构成的立体图。图17是表示发电模块46的构成的正面图。图16、17中还描绘有动作部12。图17(a)表示动作部12处于第三位置的状态，图17(b)表示动作部12处于第四位置的状态。
开关装置40具备实施方式8的恢复机构36、发电模块46、发送装置45及框体41。框体41中设有恢复机构36、发电模块46及发送装置45。发电模块46具备线圈42、两个磁轭43a、43b、磁铁44。动作部12作为发电模块46的电枢(电枢)发挥作用。发电模块46和恢复机构36作为发电装置发挥作用。
在框体41内侧的相对的两个侧面设有两个基部13。操作部11可以在上下方向平行移动。在操作部11和两个基部13之间分别配置有第二弹簧2。在此，第二弹簧2为扭簧。两个第二弹簧2相对于操作部11左右对称地配置。当操作部11通过操作力向下方向位移时，第二弹簧2一边改变方向一边弯曲。
在操作部11和柱塞14之间配置有第一弹簧1。第一弹簧1为螺旋弹簧。柱塞14可以在上下方向平行移动。
在柱塞14的凹部插入有动作部12。动作部12为铁等强磁性体。动作部12形成U形形状。动作部12可以以中央附近(磁铁44附近)的支点为中心在两个磁轭43a、43b之间旋转。两个磁轭43a、43b通过配置于两者之间的磁铁44(永久磁铁)而被磁化。动作部12以通过线圈42中的方式配置。
在第三位置(图17(a)所示的位置)，动作部12的一端与一磁轭43a连接，且另一端与另一磁轭43b连接。另一方面，在旋转移动的第四位置(图17(b)所示的位置)，动作部12的上述一端与另一磁轭43b连接，上述另一端与一磁轭43a连接。两个磁轭43a、43b的相对的面成为相互相反的磁极，故而当动作部12从第三位置向第四位置移动时，动作部12的磁化方向颠倒。因此，通过线圈42的磁通的方向颠倒，且在线圈42中流过与磁通变动相应的感应电流。开关装置40这样进行发电。每小时的磁通变化较大的一方流过较大的感应电流。开关装置40可以利用第一弹簧1使动作部12高速地运动，因此，发电效率佳。另外，不增大操作行程，就可以减小操作操作部11所需的最大的操作力，操作性良好。
线圈42利用引线等与发送装置45连接。发送装置45使用线圈42中发电的电力，通过无线或有线向外部装置发送信号。在操作部11被从第一位置操作到第二位置时(即，动作部12从第三位置移动到第四位置时)，发送装置45将表示操作部11处于第二位置的信号发送至外部装置。另一方面，在操作部11从第二位置恢复至第一位置时(即动作部12从第四位置恢复到第三位置时)，发送装置45将表示操作部11处于第一位置的信号发送至外部装置。
因此，开关装置40作为将与操作部11的位置相应的信号发送至外部装置的开关装置发挥作用。开关装置40可以用作利用者操作的操作开关及检测对象物的位置的限位开关(检测开关)等。
此外，也可以构成为，不管操作部11的位置如何，发送装置45都使用发电的电力发送规定的信号。另外，也可以将发电模块46和恢复机构36用作简单的发电装置。
此外，开关装置40也可以设为具有电池或外部电源而代替发电模块46的结构。在该情况下，发送装置45使用从电池或外部电源供给的电力生成与动作部12的位置相应的信号。
此外，利用者或位置检测的对象物也可以是直接操作操作部11的构成，也可以是间接地操作操作部11的构成。
图18是表示具备可旋转的杆的限位开关47的构成的图。图18(a)是表示限位开关47的构成的立体图，图18(b)是表示开关主体部47a的构成的正面图(部分透视图)。
限位开关47具备开关主体部47a和操作辅助部47b。开关主体部47a在其框体的内部具备开关装置40和柱塞49。操作辅助部47b具备可旋转的杆48。对象物与杆48接触并使杆48旋转。与杆48的旋转连动，柱塞49上下地平行移动。与柱塞49的动作连动，开关装置40的操作部11上下地平行移动。
〔实施方式10〕
以下，对本发明的又一实施方式进行说明。例如，为了增加动作部的运动产生的发电量或高速地切换开关，有时使动作部以更高速动作。因此，在本实施方式中，说明设置对动作部作用的第三弹簧而代替第二弹簧的构成。
(恢复机构50的构成)
图21是表示本实施方式的恢复机构50的操作及恢复的动作的概要的图。本实施方式涉及操作部11及动作部12自恢复且不论操作速度如何，动作部12都以更高速进行动作的恢复机构。利用第三弹簧3能够实现动作部12以更高速的动作。另外，利用第五弹簧5能够实现操作部11及动作部12的自恢复。在此，在本实施方式中，通过研究第三弹簧3的构成(配置)，使动作部12的动作更高速。
恢复机构50(加速机构)具备操作部11、动作部12、基部13、第一弹簧1、第三弹簧3及第五弹簧5。第一弹簧1将操作部11和动作部12连接。第三弹簧3将动作部12和基部13连接。基部13只要被固定即可，连接第三弹簧3的部位和连接第五弹簧5的部位也可以与其它零件分开。操作部11及动作部12可以沿着行程轴S运动。第一弹簧1对操作部11施力的方向与操作部11可运动的方向平行。另外，第五弹簧5对动作部12施力的方向与动作部12可运动的方向平行。
另一方面，第三弹簧3对动作部12施力的方向相对于动作部12可运动的方向倾斜。将第三弹簧3对动作部12施力的方向和行程轴S之间的角度设为η。与基部13连接的第三弹簧3的一端不移动。另一方面，与动作部12连接的第三弹簧3的另一端配合动作部12的移动而移动。因此，当动作部12沿着行程轴S运动时，角度η也变化。
动作部12在连接点12e与第三弹簧3连接。连接点12e是动作部12与第三弹簧3连接的点，在动作部12上，是向与第一弹簧1的伸缩相同的方向位移的点。动作部12可以从第三位置位移到第四位置。在动作部12处于第三位置时，对动作部12作用保持力，以将动作部12保持在第三位置。在动作部12处于第四位置时，对动作部12作用保持力，以将动作部12保持在第四位置。具体而言，动作部12在第三位置及第四位置通过作用的磁力而被保持在各个位置。
(恢复机构50的动作)
图21(a)表示恢复机构50的初始状态。此外，箭头表示对操作部11及动作部12作用的弹簧力，但箭头长度不表示精确的力的大小。初始状态是未对操作部11施加外力的状态。在初始状态下，动作部12通过压缩的第五弹簧5的恢复力、压缩的第三弹簧3的恢复力及保持力(未图示)保持在第三位置。另外，在初始状态下，操作部11通过压缩的第一弹簧1的恢复力压靠在第一位置。将动作部12处于第三位置时的角度η设为η1。角度η是动作部12恢复的方向和第三弹簧3的恢复力施加于动作部12的方向之间的角度。动作部12处于第三位置时，对动作部12作用的第三弹簧的恢复力的沿着行程轴S的成分(动作部12的运动方向的成分)为cosη1。将向上对操作部11作用的力(对动作部12的恢复方向作用的力)设为正。
图21(b)表示对操作部11施加操作的力(操作力)而使操作部11位移的状态。当对操作部11施加作为外力的操作力时，操作部11从第一位置向第二位置位移。随着操作部11的位移，第一弹簧1被压缩。
当压缩的第一弹簧1的恢复力比对动作部12作用的第三弹簧3的恢复力、第五弹簧5的恢复力及保持力之和大时，通过压缩的第一弹簧1的恢复力，动作部12从第三位置向第四位置位移(图21(c))。位移到第四位置的动作部12通过保持力以该状态保持在第四位置(图21(d))。另外，随着动作部12的连接点12e的位移，第三弹簧3的方向变化，因此，第三弹簧3的恢复力的作用方向也变化。动作部12处于第三位置时对动作部12施加第三弹簧3的力的方向与动作部12处于第四位置时对动作部12施加第三弹簧3的力的方向不平行。
将动作部12处于第四位置时的角度η设为η2。动作部12处于第四位置时，对动作部12作用的第三弹簧3的恢复力的沿着行程轴S的成分为cosη2。0°＜η1＜η2＜180°，cosη1＞cosη2。即，与第三位置时相比，第四位置时的对动作部12作用的第三弹簧3的恢复力的沿着行程轴S的成分(将动作部12恢复的方向设为正的成分)较小，且一律减少。因此，当动作部12开始从第三位置向第四位置移动时，第三弹簧3产生的反力逐渐变小。因此，当动作部12开始移动时，动作部12进一步加速。这是指，与后述的参考例2相比，动作部12高速地动作(运动)。以上，操作操作部11及动作部12时的动作结束。
压缩的第一弹簧1的恢复力超过第三弹簧3的恢复力的沿着行程轴S的成分、第五弹簧5的恢复力及保持力之和而释放蓄积的弹性能量时，动作部12利用第一弹簧1动作。即，与操作部11的运动速度无关，动作部12利用第一弹簧1高速地移动。
当对操作部11的操作力消失时，通过压缩的第一弹簧1的恢复力使操作部11开始从第二位置向第一位置移动(图21(e))。此时，动作部12为通过保持力及第一弹簧1的恢复力保持在第四位置的状态。但是，随着操作部11的位移，第一弹簧1的恢复力逐渐变小。操作部11移动到第一位置(图21(f))。
当压缩的第一弹簧1的恢复力和保持力之和比对动作部12作用的第三弹簧3的恢复力的沿着行程轴S的成分和第五弹簧5的恢复力之和小时，通过压缩的第五弹簧5的恢复力使动作部12从第四位置向第三位置位移(图21(g))。移动到第三位置的动作部12通过保持力以该状态保持在第三位置(图21(h))。
当动作部12开始从第三位置向第四位置移动时，第三弹簧3产生的向上方的力(将动作部12恢复的方向设为正的成分)逐渐变大。因此，当动作部12开始移动时，动作部12进一步加速。这样恢复时，由于具有第三弹簧3，因此，也可以使动作部12高速地动作。以上，操作部11及动作部12恢复时的动作结束。
在释放第五弹簧5所蓄积的弹性能量时，动作部12利用第五弹簧5动作。即，与恢复的操作部11的运动速度无关，动作部12利用第五弹簧5高速地动作。
此外，在此，为了使动作部12恢复而设有第五弹簧5，但也可以省略第五弹簧5。例如，如果动作部12处于第四位置时，第三弹簧3的恢复力的沿着行程轴S的成分向上(η2＜90°)且比保持力和第一弹簧的恢复力之和大，则能够利用第三弹簧的恢复力使动作部12向第三位置恢复。另外，如果具有恢复用的弹簧(第五弹簧5)，则第三位置的角度η1也可以比90°大。
(FS特性)
图22是表示本实施方式的恢复机构50的FS特性的图。横轴表示操作部11的S(行程)，纵轴表示F(力)。图22中表示有第五弹簧5的力(第五弹簧力)和操作力。在各行程位置，操作所需的操作力与第一弹簧的反力相同。力为正表示对操作部11施加向上(从第二位置向第一位置的方向)的力。
(参考例2)
图22(a)表示参考例2的结构及FS特性。参考例2的恢复机构是从本实施方式的恢复机构50除去第三弹簧3的机构。由于对动作部12作用的保持力，FS特性产生磁滞。操作部11的第一位置只要在从操作部11的上止点(S0)到行程S1之间即可。操作部11的第二位置只要在从行程S2到操作部11的下止点(S3)之间即可。
(操作时)
对操作部11施加操作力使之从操作部11的上止点(S0)位移。操作部11的行程到达S2时，压缩的第一弹簧1的恢复力超过第三位置的保持力和第五弹簧力之和。因此，在行程S2中，动作部12从第三位置向第四位置位移。随着该位移，释放压缩的第一弹簧1。同时，操作力也降低。
当从S2进一步增加操作部11的行程时，第一弹簧1再次被压缩，操作力增加。
(恢复时)
另一方面，当减弱对操作部11施加的外力(操作力)时，通过第一弹簧力使操作部11恢复。当使操作部11从第二位置向第一位置的方向恢复时，第一弹簧1的压缩减少。操作部11的行程到达S1时，第五弹簧5的恢复力超过第四位置的保持力和第一弹簧力之和。因此，在行程S1中，动作部12从第四位置向第三位置位移。随着该位移，第一弹簧1被压缩。同时，恢复力增加。
当从S1进一步减少操作部11的行程时，第一弹簧1的压缩减少。
(恢复机构50的FS特性)
图22(b)表示本实施方式的恢复机构50的构成及FS特性。与参考例2同样地，在行程S2中，动作部12从第三位置向第四位置移动，在行程S1中，动作部12从第四位置向第三位置移动。
在恢复机构50中，对参考例2附加有第三弹簧3，因此，为了使动作部12从第三位置向第四位置位移，需要对操作部11施加更大的操作力。另外，如上所述，当动作部12向第四位置位移时，将动作部12从第四位置向第三位置恢复的方向设为正，第三弹簧3的力的沿着行程轴S的成分变小。因此，较大地设定动作部12的移动距离，能够释放第一弹簧1的压缩。因此，行程S2中的操作力的降低量比参考例2中的降低量大。因此，喀嗒率高，操作感良好。图中由斜线表示的面积表示操作及恢复中赋予动作部12的能量。
在本实施方式的恢复机构50中，与参考例2相比，能够对动作部12赋予更大的能量。即，能够使动作部12高速地运动。在将恢复机构50的动作部12与上述发电模块组合进行发电的情况下，能够提高动作部12的运动能量，因此，能够进一步增大发电量。另外，不增大发电模块的磁铁的磁力(保持力)就可以增大发电量(使动作部高速动作)。
也可以将该恢复机构50按照上述实施方式那样地设于开关装置。如果使用恢复机构50，则能够高速地进行开关动作。另外，在使用动作部12作为相对于电极端子的可动触点的情况下，触点的分离较快，故而在触点间产生弧光的时间较短，能够抑制消耗。
〔实施方式11〕
以下，对本发明的再一实施方式进行说明。在本实施方式中，与实施方式10的不同之处在于，代替第五弹簧而设置恢复用的第四弹簧。
(恢复机构51的构成)
图23(b)是表示本实施方式的恢复机构51的结构及FS特性的图。利用第四弹簧4能够实现操作部11及动作部12的自恢复。
恢复机构51(加速机构)具备操作部11、动作部12、基部13、第一弹簧1、第三弹簧3及第四弹簧4。第四弹簧4将操作部11和基部13连接。基部13只要固定即可，连接第三弹簧3的部位和连接第四弹簧4的部位也可以与其它部件分开。第四弹簧4对操作部11施力的方向与操作部11可运动的方向平行。
与实施方式10同样地，操作部11根据操作力在第一位置和第二位置之间位移，动作部12在第三位置和第四位置之间位移。在本实施方式中，在恢复时，第四弹簧4使操作部11从第二位置向第一位置恢复，由此，伸长的第一弹簧1拉伸动作部12，使动作部12从第四位置向第三位置恢复。
第三弹簧3相对于动作部12的运动方向倾斜地作用。因此，与第三位置时相比，第四位置时的对动作部12作用的第三弹簧3的恢复力的沿着行程轴S的成分(将动作部12恢复的方向设为正的成分)较小，且一律减少。因此，当动作部12开始从第三位置向第四位置移动时，第三弹簧3产生的反力逐渐变小。因此，当动作部12开始移动时，动作部12进一步加速。另外，在恢复时，当动作部12开始从第四位置向第三位置移动时，通过增加的第三弹簧3的沿着行程轴S的力成分，动作部12也被加速。
(恢复机构51的FS特性)
图23(b)中表示有第四弹簧4的力(第四弹簧力)和第一弹簧的力(第一弹簧力)和操作力。在各行程位置，操作所需的操作力是第一弹簧力和第四弹簧力的合力。力为正表示对操作部11施加向上(从第二位置到第一位置的方向)的力。在操作时，在行程S2，动作部12从第三位置向第四位置移动，在恢复时，在行程S1，动作部12从第四位置向第三位置移动。
作为参考，图23(a)中表示参考例1的构成及FS特性。参考例1的恢复机构100是从本实施方式的恢复机构51除去第三弹簧3的机构。参考例1中，当对动作部102作用的加速用弹簧111的加速用弹簧力超过在第三位置的保持力Fr时，动作部102向第四位置移动。另外，在恢复时，当对动作部102作用的加速用弹簧111的加速用弹簧力超过在第四位置的保持力Fr时，动作部102向第三位置移动。
在恢复机构51中，当对动作部12作用的第一弹簧1的力超过在第三位置的保持力Fr和第三弹簧3的力的沿着行程轴S的成分F1·cosη1之和时，动作部12向第四位置移动。在此，F1为第三位置的第三弹簧3的恢复力。图中的行程S2的位置与参考例1相比，向右侧偏离。另外，在恢复时，当对动作部12作用的第一弹簧1的力超过在第四位置的保持力Fr和第三弹簧3的力的沿着行程轴S的成分F2·cosη2之和时，动作部12向第三位置移动。在此，F2是第四位置中的第三弹簧3的恢复力。图表示η2＞90°的情况，图中的行程S1的位置与参考例1相比，向左侧偏离。在η2＜90°的情况下，图中的行程S1的位置与参考例1相比，向右侧偏离。此外，F1·cosη1＞F2·cosη2。因此，在恢复机构51中，行程S1和S2的间隔比参考例1大。
这样，在恢复机构51中，相对于参考例1附加有第三弹簧3，因此，为了使动作部12从第三位置向第四位置位移，需要对操作部11施加更大的操作力。另外，如上所述，当动作部12向第四位置位移时，将动作部12从第四位置向第三位置恢复的方向设为正，第三弹簧3的力的沿着行程轴S的成分变小。因此，能够增大在第一弹簧1中蓄积并释放的弹性能量。因此，喀嗒率高，操作感良好。图中由斜线表示的面积表示在操作及恢复中对动作部12赋予的能量。
在本实施方式的恢复机构51中，与参考例1相比，能够对动作部12赋予更大的能量。即，能够使动作部12高速地运动。在将恢复机构51的动作部12与上述发电模块组合进行发电的情况下，能够进一步增大发电量。另外，与实施方式10同样，也可以将恢复机构51用于开关装置。
此外，恢复机构50、51的操作部11及动作部12也可以按照上述实施方式那样地为旋转的构成。此外，也可以对恢复机构50、51的操作部11追加实施方式1中说明那样的用于恢复的第二弹簧。还可以按照上述实施方式那样使用任意的弹簧。另外，第五弹簧5也可以是内置于发电元件的弹性体(弹簧)。
〔总结〕
本发明一方式的操作部及动作部的恢复机构具备操作部、动作部、基部、在上述操作部和上述动作部之间产生作用的第一弹簧、在上述操作部和上述基部之间产生作用的第二弹簧，上述操作部通过外力从第一位置向第二位置运动，并且通过从上述第二弹簧赋予的力从上述第二位置向上述第一位置运动，上述动作部根据上述操作部在上述第一位置和上述第二位置之间的运动而在第三位置和第四位置之间运动，上述第一弹簧通过由对上述操作部施加的外力及从上述第二弹簧赋予的力的至少任一方蓄积的弹性能量而使上述动作部运动，上述第二弹簧通过由对上述操作部施加的外力蓄积的弹性能量使上述操作部恢复到上述第一位置，在上述动作部处于上述第三位置及上述第四位置中的至少任一位置的情况下，对上述动作部作用要将上述动作部保持在该位置的保持力，上述操作部处于上述第一位置时上述第二弹簧的力施加于上述操作部的方向与上述操作部处于上述第二位置时上述第二弹簧的力施加于上述操作部的方向不平行，对上述第二弹簧的力中的上述操作部的运动方向的成分而言，将上述操作部恢复的方向设为正，与上述操作部处于上述第一位置时相比，上述操作部处于上述第二位置时的上述操作部的运动方向的成分较小。
根据上述构成，在例如在第三位置作用保持力的情况下，随着操作部从第一位置向第二位置的运动，在第一弹簧及第二弹簧中蓄积弹性能量。当第一弹簧的恢复力的影响超过保持力时，释放在第一弹簧中蓄积的弹性能量，不论操作速度如何都能够使动作部高速地运动。同样地，在第四位置作用保持力的情况下，在恢复时能够使动作部高速地运动。另外，施加第二弹簧的力的方向根据操作部的位置而变化。由此，能够根据施加第二弹簧的力的方向，使第二弹簧的恢复力中对操作部的运动方向作用的成分变化。
在此，第二弹簧为了使操作部及动作部分别恢复到第一位置及第三位置而设置，但根据上述的构成，对上述第二弹簧的力中的上述操作部的运动方向的成分而言，与上述操作部处于上述第一位置时相比，上述操作部处于上述第二位置时的上述操作部的运动方向的成分较小。因此，能够降低操作操作部所需的外力的最大值。
上述恢复机构也可以是如下构成，即，在上述操作部处于上述第一位置时上述第二弹簧对上述操作部施加的力的方向相对于上述操作部运动的方向倾斜。
例如在操作部进行平行移动的情况下，通过使第二弹簧对操作部施加的力的方向相对于操作部运动的方向倾斜，能够在第二位置降低第二弹簧使操作部恢复的力。
上述恢复机构也可以是如下构成，即，当从上述外力释放上述操作部时，通过上述第一弹簧及上述第二弹簧的合力使上述操作部从上述第二位置向上述第一位置恢复，且通过由上述操作部的恢复产生的上述第一弹簧的力，使上述动作部从上述第四位置向上述第三位置恢复。
上述恢复机构也可以是如下构成，即，上述操作部处于上述第二位置时的上述第二弹簧的力比上述操作部处于上述第一位置时的上述第二弹簧的力大，当将连接上述第二弹簧的点即上述操作部的操作点恢复的方向和上述第二弹簧的力对上述操作部施加的方向之间的角度设为θ时，与上述操作部处于上述第一位置时的|cosθ|相比，上述操作部处于上述第二位置时的|cosθ|较小。
根据上述构成，根据|cosθ|，第二弹簧的力中的在操作部的运动方向作用的力变小。因此，能够在第二位置降低第二弹簧使操作部恢复的力。
上述恢复机构也可以是如下构成，即，在上述操作部从上述第一位置向上述第二位置位移的期间，上述第二弹簧的力中的上述操作部的运动方向的成分一律减少。
根据上述构成，随着操作部从第一位置向第二位置的位移，能够减少第二弹簧使操作部恢复的力。
上述第二弹簧也可以是扭簧或板簧。
本发明一方式的发电装置也可以是如下构成，即，具备上述恢复机构、磁铁和线圈，通过与上述动作部的运动连动而使通过上述线圈的上述磁铁的磁通变动，对上述线圈感应电流。
本发明一方式的开关装置也可以是如下结构，即，具备上述恢复机构和发送装置，根据上述操作部的位置，上述发送装置向外部装置发送信号。
本发明一方式的加速机构具备操作部、动作部、基部、在上述操作部和上述动作部之间产生作用的第一弹簧、在上述动作部和上述基部之间产生作用的第三弹簧，上述操作部通过外力从第一位置向第二位置运动，上述动作部根据上述操作部在上述第一位置和上述第二位置之间的运动而在第三位置和第四位置之间运动，上述第一弹簧通过由对上述操作部施加的外力蓄积的弹性能量而使上述动作部运动，在上述动作部处于上述第三位置及上述第四位置中的至少任一位置的情况下，对上述动作部作用要将上述动作部保持在该位置的保持力，上述动作部处于上述第三位置时上述第三弹簧的力施加于上述动作部的方向与上述动作部处于上述第四位置时上述第三弹簧的力施加于上述动作部的方向不平行，对上述第三弹簧的力中的上述动作部的运动方向的成分而言，将上述动作部从上述第四位置恢复到上述第三位置的方向设为正，与上述动作部处于上述第三位置时相比，上述动作部处于上述第四位置时上述动作部的运动方向的成分较小。
根据上述构成，例如在第三位置作用保持力的情况下，随着操作部从第一位置向第二位置的运动，在第一弹簧中蓄积弹性能量。当第一弹簧的恢复力的影响超过第三弹簧的恢复力的运动方向的成分和保持力之和时，释放在第一弹簧中蓄积的弹性能量，不管操作速度如何都能够使动作部高速地运动。同样地，在第四位置作用保持力的情况下，在恢复时能够使动作部高速地运动。另外，施加第三弹簧的力的方向根据操作部的位置而变化。由此，能够根据施加第三弹簧的力的方向来改变第三弹簧的恢复力中对操作部的运动方向作用的成分。
根据上述构成，对上述第三弹簧的力中的上述动作部的运动方向的成分而言，与上述动作部处于上述第三位置时相比，上述动作部处于上述第四位置时的上述动作部的运动方向的成分较小。因此，能够使开始移动的动作部进一步加速。
上述加速机构具备在上述操作部和上述基部之间产生作用的第四弹簧，上述第四弹簧通过由施加于上述操作部的外力而蓄积的弹性能量，使上述操作部恢复至上述第一位置。
上述加速机构具备在上述动作部和上述基部之间产生作用的第五弹簧，上述第五弹簧通过上述动作部从上述第三位置向上述第四位置的运动而蓄积的弹性能量，使上述动作部恢复至上述第三位置。
在上述动作部处于上述第三位置时，上述第三弹簧对上述动作部施力的方向相对于上述动作部运动的方向倾斜。
也可以是如下构成，即，当将连接有上述第三弹簧的点即上述动作部的操作点恢复的方向和上述第三弹簧的力对上述操作部施加的方向之间的角度设为θ时，与上述动作部处于上述第三位置时的cosθ相比，上述动作部处于上述第四位置时的cosθ较小。
根据上述构成，根据cosθ，第三弹簧的力中对动作部的运动方向作用的力变小。因此，能够使动作部从第三位置向第四位置的运动或从第四位置向第三位置的运动加速。
也可以是如下构成，即，将上述动作部从上述第四位置恢复至上述第三位置的方向设为正，在上述动作部从上述第三位置向上述第四位置位移的期间，上述第三弹簧的力中的上述动作部的运动方向的成分一律减少。
根据上述构成，相对于动作部运动的第三弹簧产生的反力一律减少，故而能够利用第一弹簧使开始移动的动作部进一步加速。
上述保持力也可以为磁力。
上述动作部也可以是从上述第三位置向上述第四位置旋转运动的结构。
上述第三弹簧也可以为扭簧或板簧。
本发明一方式的开关装置具备上述加速机构和发送装置，根据上述操作部的位置，上述发送装置向外部装置发送信号。
本发明一方式的发电装置具备上述加速机构、磁铁和线圈，通过与上述动作部的运动连动而使通过上述线圈的上述磁铁的磁通变动，对上述线圈感应电流。
本发明一方式的发送装置也可以是具备上述发电装置，使用由上述发电装置发电的电力向外部装置发送信号的构成。
本发明一方式的开关装置也可以是具备上述发送装置，上述发送装置根据上述操作部的位置向上述外部的装置发送信号的构成。
本发明不限定于上述的各实施方式，可以在权利要求的范围内进行各种变更，对于适当组合不同实施方式中分别公开的技术手段而得到的实施方式，也包含在本发明的技术范围中。
产业上的可利用性
本发明可以用于恢复机构、加速机构、发电装置、发送装置及开关装置。

Claims (22)

1.一种恢复机构，其为使操作部及动作部复位的恢复机构，其特征在于，
具备操作部、动作部、基部、在所述操作部和所述动作部之间产生作用的第一弹簧、在所述操作部和所述基部之间产生作用的第二弹簧，
所述操作部通过外力从第一位置向第二位置运动，并且通过从所述第二弹簧赋予的力从所述第二位置向所述第一位置运动，
所述动作部根据所述操作部在所述第一位置和所述第二位置之间的运动而在第三位置和第四位置之间运动，
所述第一弹簧通过由对所述操作部施加的外力及从所述第二弹簧赋予的力的至少任一方蓄积的弹性能量而使所述动作部运动，
所述第二弹簧通过由对所述操作部施加的外力蓄积的弹性能量而使所述操作部恢复到所述第一位置，
在所述动作部处于所述第三位置及所述第四位置中的至少任一位置的情况下，对所述动作部作用要将所述动作部保持在该位置的保持力，
所述操作部处于所述第一位置时所述第二弹簧的力施加于所述操作部的方向与所述操作部处于所述第二位置时所述第二弹簧的力施加于所述操作部的方向不平行，
对所述第二弹簧的力中的所述操作部的运动方向的成分而言，将所述操作部恢复的方向设为正，与所述操作部处于所述第一位置时相比，所述操作部处于所述第二位置时的所述操作部的运动方向的成分较小。
2.如权利要求1所述的恢复机构，其特征在于，在所述操作部处于所述第一位置时，所述第二弹簧对所述操作部施加的力的方向相对于所述操作部运动的方向倾斜。
3.如权利要求1或2所述的恢复机构，其特征在于，当所述操作部由所述外力释放时，通过所述第一弹簧及所述第二弹簧的合力使所述操作部从所述第二位置向所述第一位置恢复，
通过由所述操作部的恢复产生的所述第一弹簧的力使所述动作部从所述第四位置向所述第三位置恢复。
4.如权利要求1或2所述的恢复机构，其特征在于，所述操作部处于所述第二位置时的所述第二弹簧的力比所述操作部处于所述第一位置时的所述第二弹簧的力大，
当连接所述第二弹簧的点即所述操作部的操作点恢复的方向和所述第二弹簧的力对所述操作部施加的方向之间的角度设为θ时，与所述操作部处于所述第一位置时的|cosθ|相比，所述操作部处于所述第二位置时的|cosθ|较小。
5.如权利要求1或2所述的恢复机构，其特征在于，在所述操作部从所述第一位置向所述第二位置位移的期间，所述第二弹簧的力中的所述操作部的运动方向的成分一律减少。
6.如权利要求1或2所述的恢复机构，其特征在于，所述保持力为磁力。
7.如权利要求1或2所述的恢复机构，其特征在于，所述动作部从所述第三位置向所述第四位置旋转。
8.如权利要求1或2所述的恢复机构，其特征在于，所述第二弹簧为扭簧或板簧。
9.一种发电装置，其特征在于，
具备权利要求1～8中任一项所述的恢复机构、磁铁和线圈，
通过与所述动作部的运动连动而使通过所述线圈的所述磁铁的磁通变动，从而对所述线圈感应电流。
10.一种开关装置，其特征在于，
具备权利要求1～8中任一项所述的恢复机构和发送装置，
根据所述操作部的位置，所述发送装置向外部装置发送信号。
11.一种加速机构，其为使动作部加速的加速机构，其特征在于，
具备操作部、动作部、基部、在所述操作部和所述动作部之间产生作用的第一弹簧、在所述动作部和所述基部之间产生作用的第三弹簧和在所述操作部和所述基部之间产生作用的第四弹簧，
所述操作部通过外力从第一位置向第二位置运动，
所述动作部根据所述操作部在所述第一位置和所述第二位置之间的运动而在第三位置和第四位置之间运动，
所述第一弹簧通过由对所述操作部施加的外力蓄积的弹性能量而使所述动作部运动，
在所述动作部处于所述第三位置及所述第四位置中的至少任一位置的情况下，对所述动作部作用要将所述动作部保持在该位置的保持力，
所述动作部处于所述第三位置时所述第三弹簧的力施加于所述动作部的方向与所述动作部处于所述第四位置时所述第三弹簧的力施加于所述动作部的方向不平行，
对所述第三弹簧的力中的所述动作部的运动方向的成分而言，将所述动作部从所述第四位置恢复到所述第三位置的方向设为正，与所述动作部处于所述第三位置时相比，所述动作部处于所述第四位置时的所述动作部的运动方向的成分较小，
所述第四弹簧通过由施加于所述操作部的外力而蓄积的弹性能量使所述操作部恢复到所述第一位置。
12.如权利要求11所述的加速机构，其特征在于，
具备在所述动作部和所述基部之间产生作用的第五弹簧，
所述第五弹簧通过由所述动作部从所述第三位置向所述第四位置的运动而蓄积的弹性能量使所述动作部恢复到所述第三位置。
13.如权利要求11所述的加速机构，其特征在于，
在所述动作部处于所述第三位置时所述第三弹簧对所述动作部施加的力的方向相对于所述动作部运动的方向倾斜。
14.如权利要求11所述的加速机构，其特征在于，当连接所述第三弹簧的点即所述动作部的连接点恢复的方向和所述第三弹簧的力对所述操作部施加的方向之间的角度设为θ时，与所述动作部处于所述第三位置时的cosθ相比，所述动作部处于所述第四位置时的cosθ较小。
15.如权利要求11所述的加速机构，其特征在于，
将所述动作部从所述第四位置恢复到所述第三位置的方向设为正，
在所述动作部从所述第三位置向所述第四位置位移的期间，所述第三弹簧的力中的所述动作部的运动方向的成分一律减少。
16.如权利要求11所述的加速机构，其特征在于，所述保持力为磁力。
17.如权利要求11所述的加速机构，其特征在于，所述动作部从所述第三位置向所述第四位置旋转。
18.如权利要求11所述的加速机构，其特征在于，所述第三弹簧为扭簧或板簧。
19.一种开关装置，其特征在于，
具备权利要求11～18中任一项所述的加速机构和发送装置，
所述发送装置根据所述操作部的位置向外部装置发送信号。
20.一种发电装置，其特征在于，
具备权利要求11～18中任一项所述的加速机构、磁铁和线圈，
通过与所述动作部的运动连动而使通过所述线圈的所述磁铁的磁通变动，从而对所述线圈感应电流。
21.一种发送装置，其特征在于，
具备权利要求9或20所述的发电装置，
使用由所述发电装置发电产生的电力对外部装置发送信号。
22.一种开关装置，其特征在于，
具备权利要求21所述的发送装置，
所述发送装置根据所述操作部的位置向所述外部装置发送信号。
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