CN108352792A - 发电装置以及具备该发电装置的电子设备 - Google Patents
发电装置以及具备该发电装置的电子设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108352792A CN108352792A CN201680062884.0A CN201680062884A CN108352792A CN 108352792 A CN108352792 A CN 108352792A CN 201680062884 A CN201680062884 A CN 201680062884A CN 108352792 A CN108352792 A CN 108352792A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- slider
- shell
- power generator
- contact chip
- operation portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 30
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 26
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 21
- 230000009471 action Effects 0.000 description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 14
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 9
- 241000222712 Kinetoplastida Species 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 6
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 6
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 1
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
- H02N2/186—Vibration harvesters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
- H01H13/02—Details
- H01H13/04—Cases; Covers
- H01H13/06—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof or flameproof casings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
- H01H13/02—Details
- H01H13/12—Movable parts; Contacts mounted thereon
- H01H13/14—Operating parts, e.g. push-button
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
- H01H13/02—Details
- H01H13/12—Movable parts; Contacts mounted thereon
- H01H13/20—Driving mechanisms
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/96—Touch switches
- H03K17/964—Piezoelectric touch switches
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/965—Switches controlled by moving an element forming part of the switch
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H2233/00—Key modules
- H01H2233/07—Cap or button on actuator part
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H2235/00—Springs
- H01H2235/01—Spiral spring
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H2239/00—Miscellaneous
- H01H2239/076—Key stroke generating power
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
- H10N30/304—Beam type
- H10N30/306—Cantilevers
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
本发明的发电装置具有:外壳;操作部,其能够相对于所述外壳进行移动;悬臂梁状的振动体,其具有弹性,一部分固定于所述外壳;压电元件,其设置于所述振动体,将所述振动体在振动方向进行了振动时的所述振动体的振动能量变换为电能;滑动片,其与所述操作部联动,并且相对于所述外壳在与所述振动方向交叉的滑动方向上在第一位置与第二位置之间进行直线移动;以及接触片,其设置于所述振动体,位于所述滑动片进行直线移动时的所述滑动片的轨道上,构成为在所述滑动片从所述第一位置移动到所述第二位置时,通过与所述滑动片接触并越过所述滑动片而在所述振动方向上移动。
Description
技术领域
本发明一般涉及发电装置以及具备该发电装置的电子设备,更详细来说,涉及通过利用压电元件将振动能量变换为电能来进行发电的发电装置以及具备该发电装置的电子设备。
背景技术
以往,已知一种使用了压电元件的发电装置(例如参照专利文献1以及专利文献2)。
专利文献1中记载的发电装置具有:通过与按钮联动的杆向一个方向旋转的带棘爪的齿轮;通过齿轮而断续地弹性变形的板簧;以及压电元件。压电元件通过板簧的弹性恢复力承受冲击载荷而产生电动势。
此外,专利文献2中记载的发电装置对具有压电体层的振动片进行励振而进行发电。该发电装置将能够沿着旋转面旋转的旋转锤的旋转能量通过励振机构作为垂直方向的振动而传递给振动片。励振机构具有伴随旋转锤的旋转而在垂直方向上被旋转驱动的励振杆,通过由励振杆对振动片给予垂直方向的撞击,从而在振动片激励垂直方向的振动。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:JP特开昭55-137598号公报
专利文献2:JP特开平10-42577号公报
发明内容
本发明的一方式的发电装置具有:外壳;操作部,其能够相对于所述外壳进行移动;悬臂梁状的振动体,其具有弹性,一部分固定于所述外壳;压电元件,其设置于所述振动体,将所述振动体在振动方向上振动时的所述振动体的振动能量变换为电能;滑动片,其与所述操作部联动,并且相对于所述外壳在与所述振动方向交叉的滑动方向上在第一位置与第二位置之间进行直线移动;以及接触片,其设置于所述振动体,位于所述滑动片进行直线移动时的所述滑动片的轨道上,构成为在所述滑动片从所述第一位置移动到所述第二位置时,通过与所述滑动片接触并越过所述滑动片而在所述振动方向上移动。
本发明的一方式的电子设备具有上述一方式的发电装置、和与所述发电装置的所述压电元件电连接的信号处理电路。
附图说明
图1A是具备实施方式1所涉及的发电装置的电子设备的剖视图。
图1B是图1A中Z1所示的范围的概略剖视图。
图2是具备实施方式1所涉及的发电装置的电子设备的立体图。
图3是具有实施方式1所涉及的发电装置的电子设备的分解立体图。
图4是具有实施方式1所涉及的发电装置的电子设备的拆下了第二壳体以及信号处理电路的状态下的剖视图。
图5A是发电装置的滑动片从第一位置移动到第二位置时的动作说明图。
图5B是发电装置的滑动片从第一位置移动到第二位置时的动作说明图。
图5C是发电装置的滑动片从第一位置移动到第二位置时的动作说明图。
图5D是发电装置的滑动片从第一位置移动到第二位置时的动作说明图。
图6A是发电装置的滑动片从第二位置移动到第一位置时的动作说明图。
图6B是发电装置的滑动片从第二位置移动到第一位置时的动作说明图。
图6C是发电装置的滑动片从第二位置移动到第一位置时的动作说明图。
图6D是发电装置的滑动片从第二位置移动到第一位置时的动作说明图。
图7A是示出发电装置的滑动片从第一位置移动到第二位置时的滑动片与接触片的相对位置关系的概念图。
图7B是示出发电装置的滑动片从第二位置移动到第一位置时的滑动片与接触片的相对位置关系的概念图。
图8是实施方式2所涉及的发电装置的振动体以及接触片的立体图。
具体实施方式
在说明实施方式之前,对于市场对发电装置的开发的需求进行说明。近年来,随着将以石油为主的化石燃料作为原料的发电设备的增加,将来的化石燃料的枯竭成为较大的课题。因此,希望开发不使用化石燃料的自立型的发电装置。作为自立型的发电装置,例如已知基于水力、太阳光、风力以及地热等的发电方式,但是对于这些发电装置,都需要大规模的设备。
另一方面,通过利用压电元件将振动能量变换为电能来进行发电的振动型的发电装置不需要大规模的设备,与基于水力、太阳光、风力以及地热等的发电方式相比,能够小型化。因此,振动型的发电装置具有也能够搭载到比较小型的电子设备等的可能性。但是,这种发电装置通过施加于压电元件的振动能量来进行发电,因此在简单地实现了发电装置的小型化的情况下,施加于压电元件的振动的振幅变小,有可能导致发电量的下降。
此外,在上述那样的以往的发电装置中,因为旋转体(专利文献1的齿轮、专利文献2的旋转锤以及励振杆)是必需的,所以在外壳内需要旋转体能够旋转的空间。因此,为了实现发电装置的小型化,需要将旋转体的尺寸抑制得较小,若旋转体的尺寸变小,则振动体(专利文献1的板簧、专利文献2的振动片)的振幅变小,导致发电量的下降。
因此,在以下说明的实施方式中,例示在实现小型化的同时,还能够抑制发电量的下降的振动型的发电装置。
(实施方式1)
(1)概要
如图1A以及图1B所示,实施方式1所涉及的发电装置1具有:外壳2、操作部3、振动体4、压电元件5、滑动片6和接触片7。
操作部3能够相对于外壳2进行移动。振动体4具有弹性,其构成为一部分固定于外壳2的悬臂梁状。压电元件5设置于振动体4。压电元件5将振动体4在振动方向上振动时的振动体4的振动能量变换为电能。
滑动片6与操作部3联动。滑动片6相对于外壳2,在与振动方向交叉的滑动方向上在第一位置与第二位置之间直线移动。接触片7设置于振动体4。接触片7位于滑动片6进行直线移动时的滑动片6的轨道上。接触片7构成为,滑动片6从第一位置移动到第二位置时,通过与滑动片6接触并越过滑动片6而在振动方向上移动。
这里所说的“振动方向”,是振动体4进行振动的方向。在本实施方式中作为一例,振动体4为板状,振动方向为振动体4的厚度方向。这里所说的“滑动方向”,是滑动片6相对于外壳2直线移动的方向。因为滑动片6在第一位置与第二位置之间直线移动,所以连结第一位置与第二位置的直线方向成为“滑动方向”。滑动方向和振动方向并非平行,而是相互交叉的方向。
此外,接触片7只要设置于振动体4即可,接触片7既可以与振动体4一体构成,也可以分体构成。即,既可以是接触片7和振动体4由一构件一体地构成,也可以是接触片7和振动体4由独立构件构成,将接触片7与振动体4进行了结合。同样地,压电元件5只要设置于振动体4即可,压电元件5既可以与振动体4一体构成,也可以分体构成。即,既可以是压电元件5和振动体4由一构件一体地构成,也可以是压电元件5和振动体4由独立构件构成,将压电元件5与振动体4进行了结合。
总之,在本实施方式的发电装置1中,若操作部3相对于外壳2进行移动,则与操作部3联动,滑动片6在第一位置与第二位置之间沿滑动方向直线移动。接触片7位于滑动片6的轨道上,因此若滑动片6直线移动,则接触片7会与滑动片6接触。而且,在滑动片6从第一位置移动到第二位置时,与滑动片6接触的接触片7会越过滑动片6在振动方向上移动。另外,关于接触片7越过滑动片6的动作的详情,参照图5A~图5D在后面叙述。换言之,滑动片6在滑动方向上移动并通过接触片7时,接触片7被滑动片6弹开地在振动方向上移动。由此,滑动片6从第一位置移动到第二位置时,滑动片6在滑动方向上移动的直线运动变换为接触片7沿振动方向的直线运动。由于接触片7设置于振动体4,因此通过接触片7在振动方向上移动,从而振动体4在振动方向上进行振动。若振动体4进行振动,则振动体4的振动能量由压电元件5变换为电能。
因此,在本实施方式的发电装置1中,通过操作操作部3,从而能够伴随操作部3的移动而使振动体4振动,并由压电元件5产生电力。即,发电装置1能够伴随操作部3的操作而发电。
此外,如图1A所示,本实施方式的发电装置1能够应用于电子设备10。即,本实施方式的电子设备10具有发电装置1和信号处理电路11。信号处理电路11与发电装置1的压电元件5电连接。由此,电子设备10能够通过操作操作部3由发电装置1发电的电力,使信号处理电路11进行动作。因此,电子设备10不需要另外从电池、蓄电池或商用电源等供给电力。
如上所述,在本实施方式的发电装置1以及具备其的电子设备10中,伴随滑动片6沿着滑动方向从第一位置移动到第二位置,使振动体4在振动方向上进行振动。此时的滑动片6沿滑动方向的移动量只要为将滑动方向上的滑动片6的尺寸与滑动方向上的接触片7的尺寸相加的值以上,以使得接触片7越过滑动片6即可。而且,滑动片6的移动量与振动体4的振动的振幅不直接相关,因而即使减小滑动片6的移动量,也不会直接导致发电量的下降。因此,实现在实现小型化的同时还能够抑制发电量的下降的发电装置1、以及具备其的电子设备10。
(2)详情
以下,关于本实施方式的发电装置1以及具备其的电子设备10的详情,参照附图来进行说明。但是,以下说明的结构仅是本发明的一例,本发明并不限定于下述的实施方式。因此,即使为本实施方式以外,只要在不脱离本发明所涉及的技术思想的范围内,能够按照设计等进行各种变更。
在以下中除非特别说明,否则将“振动方向”设为上下方向,将“滑动方向”设为左右方向来进行说明。进而,将操作部3从外壳2的表面突出的朝向设为上方,将从第一位置(图5A所示的位置)向第二位置(图5D所示的位置)移动时的滑动片6的移动的朝向设为右方来进行说明。即,在图1A等中,如“上”、“下”、“左”、“右”的箭头所示那样规定上下左右的各方向。此外,在以下中,将与图1A的纸面正交的方向设为前后方向,将近前侧设为前方来进行说明。即,在图2等中如“前”、“后”的箭头所示那样规定前后的各方向。但是,这些方向并没有规定发电装置1的使用方向的意思。此外,附图中的表示各方向的箭头仅是为了说明而进行了表记,并不伴随实体。
此外,在本实施方式中,设为“振动方向”和“滑动方向”相互正交来进行说明。另外,这里所说的“正交”,是指不仅包含严格地以90度交叉的状态,还包含在一定程度的误差的范围内大致正交的状态(以下,以同样的含义使用“正交”)。
(2.1)电子设备
首先,参照图1A~图3对具备发电装置1的电子设备10进行说明。
电子设备10在外壳2内具有信号处理电路11。即,电子设备10与发电装置1共享外壳2,针对一个外壳2,设置有发电装置1的构成要素和电子设备10的构成要素。
外壳2为合成树脂制。外壳2具有第一壳体21和第二壳体22。第一壳体21以及第二壳体22均具有开口部。第一壳体21和第二壳体22将开口部的周缘部彼此接合,构成了外壳2。在此,将第一壳体21和第二壳体22在上下方向上组合而进行了接合,使得第一壳体21位于下侧,第二壳体22位于上侧。
第一壳体21与第二壳体22的接合,例如,通过激光熔接来实现。由此,在电子设备10中,能够抑制水等从第一壳体21与第二壳体22的接合部位浸入到外壳2内。此外,电子设备10由于具备发电装置1,因此不需要电池或蓄电池等。即,在电子设备10的外壳2内不需要用于收纳电池或蓄电池的空间,在外壳2也不需要能够进入到该空间的盖。因此,也能够抑制水从外壳2与盖的间隙的浸入。因此,本实施方式的电子设备10特别适于室外的使用。
信号处理电路11具有:印刷基板13和包括开关12的电子部件。电子部件安装于印刷基板13。信号处理电路11除了开关12之外,例如,还包括构成电源电路、控制电路、存储器以及发送电路等的电子部件。
开关12与操作部3联动,开关12仅在操作部3被按下时成为导通状态。即,通过操作者100(参照图5A)操作操作部3,从而开关12导通。因此,在信号处理电路11中,能够取得基于操作部3的操作的来自操作者100的指令。即,操作部3兼作用于使发电装置1发电的操作部、和用于从操作者100向信号处理电路11给予指令的操作部。由此,与用于从操作者100向信号处理电路11给予指令的操作部和发电装置1的操作部3分开设置的结构相比,能够将部件数量抑制得较少。另外,在图5A等中,图示了操作者100的手指。
以下,对操作部3以及开关12的结构进一步详细地说明。在本实施方式中,操作部3具有分别能够相对于外壳2移动的多个(在此为两个)操作件301、302。如图1A所示,多个操作件301、302在左右方向上排列配置。开关12设置有多个(在此为两个)使得与多个操作件301、302一对一地对应。操作件301以及开关12的组合和操作件302以及开关12的组合,采用共同的结构。因此,以下,若无特别说明,则对操作件301以及开关12进行说明,关于操作件302以及开关12,设为替换解读对操作件301以及开关12的说明来进行应用而省略说明。
操作件301组装于第二壳体22。操作件301具有按钮31、防水橡胶32和弹簧33。在第二壳体22,形成有用于安装操作件301的贯通孔221。在此,贯通孔221是在第二壳体22的上表面开口为圆形、并且在上下方向上贯通第二壳体22的孔。另外,在图1A、图5A~图6D中,省略了一方的操作件301的防水橡胶32的图示。
按钮31为合成树脂制。按钮31具有突起311、凸缘312和一对按压片313。凸缘312为在上下方向上扁平的圆盘状。突起311形成为从凸缘312的上表面的中央部向上方突出的圆柱状。一对按压片313从凸缘312的外周面向前后方向的两侧突出。按钮31组装于第二壳体22,使得突起311从外壳2的内侧贯通贯通孔221。由此,至少突起311的前端部(上端部)通过贯通孔221,从外壳2的上表面向上方突出。
防水橡胶32固定在第二壳体22的上表面中的贯通孔221的周缘部。防水橡胶32形成为拱顶状,覆盖了贯通孔221以及突起311。防水橡胶32具有足够的可挠性,使得能够隔着防水橡胶32按压按钮31。凸缘312的上表面与防水橡胶32或第二壳体22的下表面对置。即,通过凸缘312与防水橡胶32或第二壳体22的内面碰触,从而突起311从外壳2的上表面的突出尺寸被限制为规定尺寸以下。另外,防水橡胶32和第二壳体22,例如,优选通过双色成型等而成型为一体。由此,在电子设备10中,能够抑制在防水橡胶32与第二壳体22之间产生间隙,能够抑制水等浸入到外壳2内。因此,本实施方式的电子设备10特别适于室外的使用。
开关12配置在收纳于外壳2的印刷基板13的上表面且与按钮31对应的位置,即配置在贯通孔221的下方。弹簧33配置为夹在按钮31的凸缘312与开关12之间。
根据上述结构,在按钮31未被按压的状态即稳定状态下,按钮31通过弹簧33的弹性力而位于可动范围的上端位置。以下将此时的操作件301(操作部3)的位置称为“基准位置”。若操作件301位于基准位置,则与操作件301对应的开关12为断开(OFF)。在按钮31被按压的状态下,按钮31从基准位置向下方移动而压缩弹簧33,施加于按钮31的向下的力经由弹簧33传递给开关12。以下将此时的操作件301(操作部3)的位置称为“操作位置”。若操作件301位于操作位置,则开关12成为导通(ON)。若按压按钮31的力消失,则操作件301通过弹簧33的弹性力而恢复到基准位置,开关12成为断开。
总之,操作部3根据操作者100的操作,沿着上下方向在基准位置与操作位置之间进行直线移动。而且,若操作部3位于成为稳定状态的基准位置,则开关12成为断开,若操作部3位于操作位置,则开关12成为导通。这样,操作部3以及开关12构成开关12仅在操作部3被按压时成为导通状态的瞬时型的按钮开关。
另外,电子设备10优选具有电连接在信号处理电路11与压电元件5之间的电容器。由此,电子设备10能够将压电元件5发电的电荷贮存到电容器,能够稳定地对信号处理电路11施加信号处理电路11的最低动作电压以上的电压。
(2.2)发电装置
接着,参照图1A~图4对发电装置1的结构进行说明。另外,图4是示出拆下了第二壳体22以及信号处理电路11的状态下的电子设备10的图1A的X1-X1剖视图。图1A是图4的X2-X2剖视图。
本实施方式的发电装置1除了外壳2、操作部3、振动体4、压电元件5、滑动片6以及接触片7之外,还具有滑动件60、复位弹簧8以及联动机构9。这些发电装置1的构成要素中的外壳2以及操作部3由发电装置1和电子设备10共用。
振动体4以及压电元件5设置在外壳2内。振动体4具有俯视成为在左右方向上较长的长方形状的弹性板41。弹性板41由具有弹性的板材构成,例如,由不锈钢(SUS)等金属板构成。压电元件5如图1B所示,安装于弹性板41的厚度方向(上下方向)的两面。由此,振动体4和压电元件5构成为一体。压电元件5例如通过粘接而粘贴于弹性板41。另外,在图1B以及图7A以外,省略压电元件5的图示。
振动体4将长边方向(左右方向)的一端部(在本实施方式中左端部)设为固定端,将另一端部(在本实施方式中右端部)设为自由端,构成悬臂梁构造。悬臂梁状的振动体4通过弹性板41挠曲,从而在弹性板41的厚度方向即上下方向上,作为自由端的振动体4的右端部能够振动。而且,通过弹性板41在上下方向上振动,从而翘曲施加到压电元件5,由压电元件5产生电力。即,上下方向(振动方向)上的弹性板41的振动能量由压电元件5变换为电能。
在本实施方式中,弹性板41的固定端侧的端部(左端部)固定于第一壳体21,由此保持于外壳2。具体而言,在设置于第一壳体21的内面的安装台211与安装板212之间夹设弹性板41的左端部,从而将弹性板41保持于外壳2。在弹性板41上,形成有安装孔42,安装板212通过安装孔42由安装螺钉213固定于安装台211。
接触片7设置于振动体4。在本实施方式中,弹性板41的自由端侧的端部(右端部)为朝向下方弯曲成正面观察呈给定直径的圆弧状的形状。具体而言,弹性板41的右端部被进行了卷边弯曲加工。而且,弯曲成圆弧状的部分构成接触片7。这样,在本实施方式中振动体4和接触片7构成为一体。详细后述,接触片7设置于在弹性板41的短边方向即“宽度方向”上分离的多个部位(在本实施方式中为两个部位)。即,在振动体4,设置有在宽度方向上分离的两个接触片7。这里所说的“宽度方向”,是指与滑动方向(左右方向)以及振动方向(上下方向)的双方正交的方向,在本实施方式中为前后方向。
此外,如图4所示,在振动体4中一对接触片7各自的左侧方,形成有使宽度方向上的振动体4的尺寸比振动体4的其他部位小的切口部43。通过形成切口部43,从而振动体4能够避免与位于第一位置的状态(图4的状态)的滑动片6的干扰。
滑动片6是滑动件60的一部分。滑动件60构成为,与操作部3联动,并且相对于外壳2,在左右方向上进行直线移动。滑动件60收纳在外壳2内。滑动件60为合成树脂制。滑动件60形成为矩形框状。
滑动件60具有矩形框状的框体61、和从框体61的下表面向下方突出的一对突出片62。滑动件60配置在外壳2内,使得框体61位于第二壳体22与信号处理电路11(印刷基板13)之间。在框体61的上表面中的与按钮31的按压片313对置的位置,形成有朝向左方倾斜的倾斜面63。在本实施方式中,在操作部3中设置了两个按钮31,而针对一个按钮31设置有一对按压片313,所以存在四个按压片313。因此,倾斜面63对应于四个按压片313形成在四个部位。此外,按压片313上的与倾斜面63的对置面构成与倾斜面63平行的按压面314。
突出片62设置于框体61的前后方向的两端部。一对突出片62分别为以前后方向(宽度方向)为厚度方向的板状,并在前后方向上相互对置。在此,在一对突出片62各自的左右方向的两侧,设置有第一限制片214以及第二限制片215。第一限制片214以及第二限制片215设置于第一壳体21,使得从第一壳体21的上表面朝向上方突出。
进而,复位弹簧8以压缩的状态设置在框体61的右侧面与第二壳体22的内面之间。由此,复位弹簧8使将滑动件60朝向左右方向中的一方(在本实施方式中左方)按压的力,作用于滑动件60。
通过上述那样的结构,滑动件60与操作部3的操作联动,相对于外壳2在左右方向上移动。即,若操作部3沿着上下方向在基准位置与操作位置之间直线移动,则与此相伴,滑动件60在与上下方向交叉的左右方向上移动。
具体而言,在操作部3未被按压的状态即稳定状态下,滑动件60通过复位弹簧8的弹性力而位于可动范围的左端位置。以下将此时的滑动件60的位置称为“起点位置”。另一方面,若操作部3被按压而从基准位置移动到操作位置,则由于按钮31向下方移动,因此按钮31的按压面314被推压于滑动件60的倾斜面63。若在该状态下按钮31向下方移动,则滑动件60在倾斜面63从按压面314受到向右的力,向右方直线移动。由此,压缩复位弹簧8的同时滑动件60移动到可动范围的右端位置。以下将此时的滑动件60的位置称为“终点位置”。而且,若按压操作部3的力消失,则操作部3恢复到基准位置,按钮31向上方移动。此时,由于按钮31的按压面314按压滑动件60的倾斜面63的力消失,因此滑动件60通过复位弹簧8的弹性力而恢复到起点位置。进而,滑动件60向起点位置恢复时,若滑动件60通过复位弹簧8的弹性力向左方移动,则按钮31在按压面314从倾斜面63受到向左的力,向上方直线移动。
总之,在本实施方式中,通过将按压面314推压于倾斜面63,从而操作部3的移动传递到滑动件60,滑动件60与操作部3联动。换言之,按压面314以及倾斜面63构成使滑动件60与操作部3联动的联动机构9。在本实施方式中,上下方向(振动方向)上的操作部3的移动通过联动机构9而变换为与上下方向(振动方向)正交的左右方向(滑动方向)上的滑动件60的移动。这样,操作部3的按钮31除了具有切换开关12的导通断开的功能之外,还具有使滑动件60滑动的功能。
在本实施方式中,如上所述操作部3具有分别能够相对于外壳2移动的两个操作件301、302。而且,按压面314以及倾斜面63与两个按钮31对应地设置有四组。即,联动机构9构成为,通过多个操作件301、302中的至少一个操作件的移动,使滑动片6在左右方向上移动。
此外,在一对突出片62各自的左右方向的两侧,设置有第一限制片214以及第二限制片215,因而左右方向上的滑动件60的可动范围由第一限制片214以及第二限制片215来限制。即,一对突出片62的每一个与第一限制片214接触的位置成为滑动件60的可动范围的左端位置(起点位置)。另一方面,一对突出片62的每一个与第二限制片215接触的位置成为滑动件60的可动范围的右端位置(终点位置)。
另外,一对突出片62位于振动体4的自由端侧的端部(右端部)的前后方向的两侧。在一对突出片62各自的与振动体4的对置面,形成有滑动片6。滑动片6为滑动件60的一部分,所以滑动件60与操作部3联动时,滑动片6与操作部3联动。于是,滑动片6相对于外壳2,在左右方向上在第一位置与第二位置之间进行直线移动。
在此,在本实施方式中,将操作部3位于基准位置时的滑动片6的位置设为滑动片6的“第一位置”。另一方面,在本实施方式中,将操作部3位于操作位置时的滑动片6的位置设为滑动片6的“第二位置”。即,滑动件60位于起点位置时的滑动片6的位置为“第一位置”,滑动件60位于终点位置时的滑动片6的位置为“第二位置”。
在此,接触片7位于滑动片6进行直线移动时的滑动片6的轨道上。即,如图1A所示,滑动片6设置在与接触片7在左右方向上对置的位置。但是,这里所述的接触片7的位置是振动体4不进行振动的状态下的接触片7的位置。滑动片6从第一位置移动到第二位置时,接触片7通过与滑动片6接触并越过滑动片6而在上下方向上移动。
即,在本实施方式中,在滑动片6位于第一位置的状态下,如图1B所示,滑动片6位于接触片7的左侧。而且,若滑动片6沿着左右方向从第一位置移动到第二位置,则滑动片6相对于接触片7相对地向右方移动。此时,滑动片6在左右方向上通过接触片7,向接触片7的右侧移动。换言之,若滑动片6从第一位置移动到第二位置,则接触片7与滑动片6的相对位置关系调换。若滑动片6位于第一位置,则接触片7位于滑动片6的右侧,若滑动片6位于第二位置,则接触片7位于滑动片6的左侧。
若进一步详细说明,则滑动片6的与前后方向正交的剖面形状为图1B所示那样的形状。在此,滑动片6中的上下方向的一面(在本实施方式中上表面)为相对于左右方向倾斜的第一引导面601,使得在滑动片6位于第一位置时在左右方向上与接触片7对置。即,在滑动片6位于第一位置的状态下接触片7位于滑动片6的右侧,所以滑动片6的上表面构成朝向右方倾斜的第一引导面601。此外,滑动片6中的上下方向的一面(在本实施方式中下表面)为相对于左右方向倾斜的第二引导面602,使得在滑动片6位于第二位置时在左右方向上与接触片7对置。即,在滑动片6位于第二位置的状态下接触片7位于滑动片6的左侧,所以滑动片6的下表面构成朝向左方倾斜的第二引导面602。
在本实施方式中,滑动片6的右侧面(第一端面)和左侧面(第二端面)均为与左右方向正交的平面,且彼此平行。进而,将滑动片6的右侧面的上端缘与左侧面的上端缘相连的第一引导面601和将滑动片6的右侧面的下端缘与左侧面的下端缘相连的第二引导面602平行。因此,滑动片6的与前后方向正交的剖面形状成为图1B所示那样的平行四边形状。滑动片6的四个角部(左上角部、左下角部、右上角部以及右下角部)被进行R(圆角)加工,形成为曲面状。但是,滑动片6的角部形成为曲面状并不是发电装置1所必需的结构。
在此,滑动片6的左右方向的尺寸与滑动片6从第一位置向第二位置移动时的移动量有关,滑动片6的上下方向的尺寸与接触片7的位移量有关。因此,为了在将滑动片6的移动量抑制得较小的同时,还将振动体4的振动的振幅确保得较大,优选与滑动片6的左右方向的尺寸相比,滑动片6的上下方向的尺寸较大。总之,滑动片6的与前后方向正交的剖面的长宽比(纵横比)越大,越能够相对于滑动片6的移动量将振动体4的振动的振幅确保得较大。在本实施方式中,通过滑动片6的右侧面以及左侧面均沿着上下方向竖立,从而将滑动片6的左右方向的尺寸抑制得比较小。由此,能够将滑动片6的左右方向的移动量抑制得较小。
此外,在本实施方式的发电装置1的组装时,优选首先将振动体4组装到第一壳体21,将操作部3组装到第二壳体22。接着,进而将信号处理电路11(印刷基板13)固定于第一壳体21。在此,印刷基板13例如通过热铆接而固定于第一壳体21。另一方面,将滑动件60以及复位弹簧8组装到第二壳体22。而且,将第一壳体21与第二壳体22进行组合,并将两者进行接合,由此组装发电装置1。
(2.3)动作
以下,参照图5A~图7B对本实施方式的发电装置1以及电子设备10的动作进行说明。图7A是表示滑动片6沿箭头a1的方向(右方)移动而从第一位置向第二位置移动时的接触片7的运动的示意图。图中的P11~P16所示的圆(双点划线)为包含接触片7的外周的虚拟圆,按时间顺序表示了接触片7的位置。图7B是表示滑动片6沿箭头a2的方向(左方)移动而从第二位置向第一位置移动时的接触片7的运动的示意图。图中的P21~P26所示的圆(双点划线)为包含接触片7的外周的虚拟圆,按时间顺序表示了接触片7的位置。
首先,使用图5A~图5D对滑动片6从第一位置移动到第二位置时的发电装置1的动作进行说明。在图5A~图5D中,例示了两个操作件301、302中的一方的操作件301被操作的情况下的动作,在两个操作件301、302之间将电子设备10在左右方向上分成两部分并省略了左侧部分的图示。
即,在操作者100未操作操作部3的状态下,如图5A所示,滑动片6位于第一位置。此时,操作部3(按钮31)位于基准位置,滑动件60位于起点位置。开关12为断开。在该状态下,在滑动片6与接触片7之间具有间隙G1(参照图7A)。
若操作者100操作操作部3(按压按钮31),则如图5B所示,操作部3(按钮31)从基准位置向下方移动,与其联动,滑动件60从起点位置向右方移动。因此,设置于滑动件60的滑动片6从第一位置向右方移动。由于滑动片6相对于接触片7相对地向右方移动,因此滑动片6与接触片7之间的间隙G1消失,滑动片6与接触片7接触。此时,滑动片6在第一引导面601与接触片7接触。因此,通过滑动片6向右方移动,从而接触片7使振动体4挠曲的同时,沿着第一引导面601向上方位移。
若从图5B的状态由操作者100进一步压入操作部3(按钮31),则操作部3(按钮31)进一步向下方移动,与其联动,滑动件60进一步向右方移动。因此,接触片7使振动体4挠曲的同时,沿着第一引导面601继续向上方位移,如图5C所示,到达第一引导面601的左端缘。此时,从图5A所示的状态起的接触片7的上下方向的位移量、以及振动体4的挠曲量成为最大。即,图5C所示的状态下的接触片7的上下方向的位移量成为最大位移量L1(参照图7A)。
若从图5C的状态由操作者100进一步压入操作部3(按钮31),则操作部3(按钮31)进一步向下方移动,与其联动,滑动件60进一步向右方移动。于是,如图5D所示,操作部3(按钮31)移动到操作位置,滑动件60移动到终点位置。由此,开关12成为导通。从图5C的状态到图5D的状态,接触片7越过第一引导面601的左端缘,即越过第一引导面601与左侧面之间的角,因此接触片7从第一引导面601分离而弹开。即,在图5D的状态下,由于滑动片6穿过到接触片7的右侧,因此从下方使接触片7进行了位移的滑动片6的支撑消失,接触片7通过振动体4的弹性力而向下方弹开。
总之,滑动片6从第一位置向第二位置移动时,滑动片6与接触片7的相对位置关系如图7A所示变化。即,在滑动片6位于第一位置的状态下,接触片7相对于滑动片6而位于“P11”所示的位置,在滑动片6与接触片7之间确保了间隙G1。将通过此时的接触片7的中心轴(虚拟圆P11的中心)、且与上下方向正交的虚拟平面,设为基准平面S1。若从状态,滑动片6沿箭头a1所示方向移动,则接触片7如“P12”、“P13”所示那样,沿着第一引导面601向上方位移。
而且,接触片7移动到滑动片6的上端即“P14”所示的位置后,接触片7如“P15”、“P16”所示那样,向下方位移。在此,在接触片7从“P14”所示的位置移动到“P16”所示的位置时,接触片7通过挠曲状态的振动体4的弹性力而强劲地向下方弹开。因此,滑动片6移动到第二位置以后,即接触片7移动到“P16”所示的位置以后,接触片7也通过振动体4的弹性而继续上下方向的振动。另外,由于接触片7的振动逐渐衰减,因此若接触片7的振动消失,则接触片7在“P16”所示的位置处停止,即在接触片7的中心轴(虚拟圆P16的中心)通过基准平面S1的位置处停止。
这样,若滑动片6从第一位置向第二位置移动,则滑动片6在左右方向上通过接触片7时,与滑动片6接触的接触片7越过滑动片6而在上下方向上移动。由于接触片7设置于振动体4,因此滑动片6通过了接触片7后,振动体4在上下方向上振动,振动体4的振动能量由压电元件5变换为电能。结果,发电装置1进行发电。
接着,使用图6A~图6D对滑动片6从第二位置移动到第一位置时的发电装置1的动作进行说明。在图6A~图6D中,例示两个操作件301、302中的一方的操作件301被操作的情况下的动作,在两个操作件301、302之间将电子设备10在左右方向上分成两部分并省略了左侧部分的图示。
即,在操作者100正在操作操作部3(正在按压按钮31)的状态下,如图6A所示,滑动片6位于第二位置。此时,操作部3(按钮31)位于操作位置,滑动件60位于终点位置。开关12为导通。在该状态下,在滑动片6与接触片7之间具有间隙G2(参照图7B)。
若操作者100对操作部3的操作解除(从按钮31移开手指),则如图6B所示,滑动件60通过复位弹簧8的弹性力而从终点位置向左方移动,与其联动,操作部3(按钮31)从操作位置向上方移动。因此,设置于滑动件60的滑动片6从第二位置向左方移动。由于滑动片6相对于接触片7相对地向左方移动,因而滑动片6与接触片7之间的间隙G2消失,滑动片6与接触片7接触。此时,滑动片6在第二引导面602与接触片7接触。因此,通过滑动片6向左方移动,从而接触片7使振动体4挠曲的同时,沿着第二引导面602向下方位移。
滑动件60从图6B的状态进一步向左方移动。因此,接触片7使振动体4挠曲的同时,沿着第二引导面602继续向下方位移,如图6C所示,到达第二引导面602的右端缘。此时,从图6A所示的状态起的接触片7的上下方向的位移量、以及振动体4的挠曲量成为最大。即,图6C所示的状态下的接触片7的上下方向的位移量成为最大位移量L2(参照图7B)。
滑动件60从图6C的状态进一步向左方移动,与其联动,操作部3(按钮31)进一步向上方移动。于是,如图6D所示,操作部3(按钮31)移动到基准位置,滑动件60移动到起点位置。由此,开关12成为断开。由于从图6C的状态到图6D的状态,接触片7越过第二引导面602的右端缘即第二引导面602与右侧面之间的角,因此接触片7从第二引导面602分离而弹开。即,在图6D的状态下,由于滑动片6穿过到接触片7的左侧,因此从上方使接触片7进行了位移的滑动片6的支撑消失,接触片7通过振动体4的弹性力而向上方弹开。
总之,滑动片6从第二位置向第一位置移动时,滑动片6与接触片7的相对位置关系如图7B所示变化。即,在滑动片6位于第二位置的状态下,接触片7相对于滑动片6而位于“P21”所示的位置,在滑动片6与接触片7之间确保了间隙G2。将通过此时的接触片7的中心轴(虚拟圆P21的中心)、且与上下方向正交的虚拟平面,设为基准平面S1。若从该状态,滑动片6沿箭头a2所示的方向移动,则接触片7如“P22”、“P23”所示那样,沿着第二引导面602向下方位移。
而且,接触片7移动到滑动片6的下端即“P24”所示的位置后,接触片7如“P25”、“P26”所示那样,向上方位移。在此,在接触片7从“P24”所示的位置移动到“P26”所示的位置时,接触片7通过挠曲状态的振动体4的弹性力而强劲地向上方弹开。因此,滑动片6移动到第一位置以后,即接触片7移动到“P26”所示的位置以后,接触片7也通过振动体4的弹性而继续上下方向的振动。另外,由于接触片7的振动逐渐衰减,因此若接触片7的振动消失,则接触片7在“P26”所示的位置处停止,即在接触片7的中心轴(虚拟圆P26的中心)通过基准平面S1的位置处停止。
这样,若滑动片6从第二位置向第一位置移动,则滑动片6在左右方向上通过接触片7时,与滑动片6接触的接触片7越过滑动片6而在上下方向上移动。由于接触片7设置于振动体4,因此滑动片6通过了接触片7后,振动体4在上下方向上振动,振动体4的振动能量由压电元件5变换为电能。结果,发电装置1进行发电。
如以上说明的那样,在本实施方式的发电装置1以及电子设备10中,伴随着操作者100对操作部3进行操作,操作部3从图5A所示的基准位置向图5D所示的操作位置移动,然后恢复到基准位置。在这样的操作部3进行一系列的运动的期间,滑动件60沿着左右方向,在起点位置与终点位置之间直线地往复移动。滑动件60往复移动的期间,滑动片6在第一位置与第二位置之间往复移动。即,滑动片6从第一位置向第二位置移动,而且,转换方向从第二位置向第一位置移动。而且,在滑动片6从第一位置移动到第二位置的“去程”和滑动片6从第二位置向第一位置移动的“回程”的双方中,发电装置1进行发电。
在此,振动体4进行振动从而压电元件5发电的时间虽然也根据振动体4的振动数而不同,但是例如,即使为10ms左右也足够。即,只要振动体4的振动数足够高,即使为比较短的时间,也能够进行足够的发电。因此,即使在操作者100操作操作部3而使操作部3从基准位置向操作位置移动后立刻解除操作者100对操作部3的操作,发电装置1也能够在滑动片6位于第二位置的短暂的时间内进行发电。
在本实施方式中,滑动片6从第一位置移动到第二位置时的上下方向上的接触片7的最大位移量L1、和滑动片6从第二位置移动到第一位置时的上下方向上的接触片7的最大位移量L2相等。即,对上下方向上的滑动片6与接触片7的相对位置关系进行了规定,使得基准平面S1位于将滑动片6在上下方向上进行2等分的位置。但是,这里所说的“相等”,是指不仅包含严格地相等的状态,还包含在一定程度的误差的范围内大致相等的状态。
此外,在本实施方式的电子设备10中,通过操作部3从基准位置移动到操作位置,从而开关12成为导通。而且,通过操作部3从操作位置移动到基准位置,从而开关12成为断开。即,伴随操作部3的操作,开关12的状态按照断开、导通、断开的顺序变化,由此向信号处理电路11输入规定的信号。根据该结构,操作者100通过操作部3的操作,除了能够开始发电装置1中的发电而使信号处理电路11动作之外,还能够向信号处理电路11输入规定的信号。
在此,通过在滑动片6从第一位置移动到第二位置的“去程”中发电装置1发电的电力,从而信号处理电路11起动。即,在开关12成为导通的时间点,信号处理电路11已经起动。因此,信号处理电路11能够探测出开关12已经导通的情况。另外,也可以通过向信号处理电路11输入规定的信号,从而信号处理电路11开始动作。在该情况下,设置用于对信号处理电路11的一部分供给电源的起动开关。通过针对起动开关输入规定的信号,从而信号处理电路11的一部分起动。
(3)效果
根据以上说明的本实施方式的发电装置1,伴随滑动片6沿着滑动方向(左右方向)从第一位置向第二位置移动,能够使振动体4在振动方向(上下方向)上振动。此时的滑动片6的滑动方向上的移动量为将滑动片6在滑动方向上的尺寸与接触片7在滑动方向上的尺寸相加的值以上即可,使得接触片7能越过滑动片6。即,滑动片6的滑动方向上的移动量为接触片7能越过滑动片6的长度即可。而且,滑动片6的移动量与振动体4的振动的振幅并不直接相关,所以即使减小滑动片6的移动量,也不会直接导致发电量的下降。因此,能够减小用于使滑动片6移动的空间。因此,实现在实现小型化的同时还能够抑制发电量的下降的发电装置1。
进而,在需要旋转体(专利文献1的齿轮、专利文献2的旋转锤以及励振杆)的发电装置中,需要用于使旋转体旋转的旋转轴以及轴承这样的比较复杂的构造。相对于此,若是本实施方式的发电装置1,则只要使滑动片6直线移动即可,因此能够以比较简单的构造使振动体4振动。
此外,如本实施方式这样,滑动片6中的振动方向的一面优选为相对于滑动方向倾斜的第一引导面601,使得在滑动片6位于第一位置时在滑动方向上与接触片7对置。根据该结构,滑动片6从第一位置移动到第二位置时,滑动片6在第一引导面601与接触片7接触。因此,滑动片6从第一位置移动到第二位置时,滑动片6能够在使振动体4挠曲的同时,沿着第一引导面601使接触片7在振动方向上逐渐位移。但是,该结构并不是发电装置1所必需的结构,也可以省略第一引导面601。
此外,如本实施方式这样,滑动片6中的振动方向的一面优选为相对于滑动方向倾斜的第二引导面602,使得在滑动片6位于第二位置时在滑动方向上与接触片7对置。根据该结构,滑动片6从第二位置移动到第一位置时,滑动片6在第二引导面602与接触片7接触。因此,滑动片6从第二位置移动到第一位置时,滑动片6能够在使振动体4挠曲的同时,沿着第二引导面602使接触片7在振动方向上逐渐位移。因此,即使在滑动片6从第二位置向第一位置移动时,也能够使振动体4振动,能够由压电元件5进行发电。结果,滑动片6在第一位置与第二位置之间进行往复移动的期间的发电装置1中的发电量增加。并且,在滑动片6的去程和回程共用滑动片6以及接触片7,因此无需按照滑动片6的去程和回程,分别设置用于使振动体4振动的结构,从而实现发电装置1的小型化。但是,该结构并不是发电装置1所必需的结构,也可以省略第二引导面602。
此外,如本实施方式这样,发电装置1优选还具有复位弹簧8,复位弹簧8在滑动片6位于第二位置时,使用于使滑动片6向第一位置移动的方向的力作用于滑动片6。根据该结构,滑动片6从第一位置移动到第二位置之后,通过复位弹簧8的弹性力,从而滑动片6自动地恢复(移动)到第一位置。因此,发电装置1能够反复发电。但是,该结构并不是发电装置1所必需的结构,也可以省略复位弹簧8。
在该情况下,如本实施方式这样,优选操作部3能够从基准位置向操作位置移动。在该情况下,滑动片6优选与操作部3联动,使得在操作部3位于基准位置时其位于第一位置,在操作部3位于操作位置时其位于第二位置。在该情况下,复位弹簧8优选在操作部3位于操作位置时使用于使操作部3向基准位置移动的方向的力作用于操作部3。根据该结构,操作部3从基准位置向操作位置移动之后,通过复位弹簧8的弹性力,从而操作部3自动地恢复(移动)到基准位置。因此,操作者100无需进行用于使操作部3从操作位置返回到基准位置的操作。但是,该结构并不是发电装置1所必需的结构,操作部3也可以不通过复位弹簧8的弹性力而恢复。
此外,如本实施方式这样,优选的是,发电装置1还具有使滑动片6与操作部3联动的联动机构9,操作部3具有分别能够相对于外壳2移动的多个操作件301、302。在该情况下,联动机构9优选通过多个操作件301、302中的至少一个操作件的移动,使滑动片6在滑动方向上移动。根据该结构,能够针对多个操作件301、302共用滑动片6,因而能够将构成发电装置1的部件的数量抑制得较少。因此,能够将发电装置1的组装工时抑制得较少。但是,该结构并不是发电装置1所必需的结构,也可以对应于多个操作件301、302,设置多个滑动片6。
此外,如本实施方式这样,优选滑动方向与振动方向正交。根据该结构,能够将滑动片6在滑动方向上的移动量抑制得更小,实现发电装置1的小型化。
此外,如本实施方式这样,滑动片6从第一位置向第二位置移动时的振动方向上的接触片7的最大位移量L1和滑动片6从第二位置向第一位置移动时的振动方向上的接触片7的最大位移量L2优选相等。根据该结构,在滑动片6从第一位置向第二位置移动时和滑动片6从第二位置向第一位置移动时,振动体4的振动的振幅相等。结果,在滑动片6从第一位置向第二位置移动时和滑动片6从第二位置向第一位置移动时,发电装置1能够使发电量相等。
此外,如本实施方式这样,滑动片6优选在第一位置和第二位置的每一个,在与接触片7之间具有间隙G1、G2而配置。根据该结构,在滑动片6分别位于第一位置和第二位置时,能够避免接触片7与滑动片6接触。因此,能够抑制由于接触片7与滑动片6接触而导致振动体4的振动衰减,结果,由压电元件5的发电量增加。但是,该结构并不是发电装置1所必需的结构,滑动片6也可以在第一位置与第二位置的至少一方与接触片7接触。
此外,如本实施方式这样,外壳2优选具有保持振动体4的第一壳体21和第二壳体22。第二壳体22以使操作部3的一部分向外壳2的外部露出的状态安装操作部3,并与第一壳体21结合,从而与第一壳体21一起构成外壳2。根据该结构,在发电装置1的组装时,通过将组装了振动体4的第一壳体21和组装了操作部3的第二壳体22进行结合,从而能够组装发电装置1。因此,能够实现发电装置1的组装工时的削减。
在该情况下,如本实施方式这样,优选的是,滑动片6为与操作部3联动、且相对于外壳2在滑动方向上直线移动的滑动件60的一部分,滑动件60收纳在第二壳体22内。根据该结构,通过在滑动件60收纳在第二壳体22内的状态下,将第一壳体21与第二壳体22进行结合,从而能够组装发电装置1。因此,能够实现发电装置1的组装工时的削减。
此外,如本实施方式这样,接触片7以及滑动片6的组合优选在外壳2内,设置在与滑动方向以及振动方向的双方正交的宽度方向上分离的多个部位。根据该结构,通过在宽度方向的多个部位(实施方式1中为两侧,即两个部位)具有接触片7以及滑动片6的组合,从而振动体4会在宽度方向的多个部位在振动方向上弹开。因此,与振动体4在宽度方向的1部位弹开的情况相比,振动体4的振动稳定。
此外,如本实施方式这样,电子设备10优选具有发电装置1、和与发电装置1的压电元件5电连接的信号处理电路11。根据该结构,实现在实现小型化的同时还能够抑制发电量的下降的电子设备10。进而,在电子设备10中,能够实现用于驱动信号处理电路11的电池等的低电容化或省略。
此外,如本实施方式这样,信号处理电路11优选收纳在外壳2内,并具有与操作部3联动地切换导通断开的开关12。根据该结构,信号处理电路11能够通过开关12来探测操作部3的操作状态,并受理来自操作者100的输入。
(4)变形例
以下,列举实施方式1的变形例。
发电装置1的动作机构并不限于如实施方式1那样,开关12仅在操作部3被按压的期间成为导通状态的瞬时型的动作机构。发电装置1的动作机构,例如,也可以为即使按压操作部3的力解除而开关12也维持导通状态的交变型的动作机构。如果为交变型,那么若按压一次操作部3,则滑动片6从第一位置移动到第二位置,若再次按压操作部3,则滑动片6从第二位置移动到第一位置。开关12并不限于如实施方式1那样常开型的开关,也可以是在操作部3未被按压时导通,若操作部3被按压则成为断开的常闭型的开关。
此外,滑动片6的形状并不限于实施方式1的形状,能够适当变更。例如,既可以将第一引导面601以及第二引导面602分别设置于滑动片6的振动方向的一面,也可以将第一引导面601以及第二引导面602设置于滑动片6的同一面。即,滑动片6的与宽度方向正交的剖面形状,例如也可以是向上方凸起的三角形状。在该情况下,第一引导面601以及第二引导面602的双方设置于滑动片6的上表面。由此,在滑动片6从第一位置向第二位置移动时和滑动片6从第二位置向第一位置移动时的任一情况下,接触片7向振动方向的一方(上方)位移。
进而,滑动片6也可以省略第二引导面602。在该情况下,也可以构成为仅在滑动片6从第一位置向第二位置移动时,使接触片7(振动体4)振动。在该结构中,发电装置1会仅在滑动片6向滑动方向的一方的移动时,进行发电。
此外,滑动片6也可以省略第一引导面601以及第二引导面602的双方。具体而言,滑动片6的与宽度方向正交的剖面形状,例如也可以是圆形或椭圆形。在该结构中,也伴随滑动片6沿着滑动方向移动,与滑动片6接触的接触片7越过滑动片6在振动方向上移动,由此振动体4在振动方向上振动。
此外,外壳2具有第一壳体21和第二壳体22并不是必不可少的,例如,也可以由一个壳体或三个以上的壳体来构成外壳2。此外,在由多个壳体构成外壳2的情况下,多个壳体之间的接合并不限于实施方式1中说明那样的激光熔接,例如,也可以通过超声波熔接、热熔接或基于溶剂的熔接等来实现。
此外,为了将振动体4的振动的振幅确保得较大,优选在弹性板41的自由端侧的端部(在本实施方式中右端部)安装有配重件。配重件也可以不与接触片7分开设置,也可以将接触片7兼用作配重件。
此外,接触片7以及滑动片6的组合设置于在宽度方向上分离的两个部位的结构并非发电装置1所必需的结构,接触片7以及滑动片6的组合为一组以上即可。例如,也可以在宽度方向上的振动体4的中央部形成孔,在孔的周缘的一部分设置了接触片7。在该情况下,在滑动件60,形成插入到该孔的突起,在突起的前端部设置滑动片6。
此外,接触片7设置在振动体4的自由端侧的端部(实施方式1中为右端部),但并不限于该结构,例如,接触片7也可以设置在振动体4的滑动方向的中央部。
此外,在实施方式1中,振动体4是在正面观察时呈大致直线状的平板,但其并不限于该结构,振动体4也可以是一部分弯曲的形状或者折弯的形状。
此外,操作部3并不限于设置于外壳2的上表面的结构,也可以设置于外壳2的侧面或下表面。在操作部3设置于外壳2的侧面的情况下,操作部3也可以沿着滑动方向在基准位置与操作位置之间移动。在该情况下,操作部3和滑动件60也可以一体化。进而,操作部3并不限于按钮构造,例如,也可以是滑动构造或跷跷板构造等。在任意的情况下,滑动片6都构成为与操作部3联动地在滑动方向上移动。在操作部3为滑动构造的情况下,操作部3和滑动件60也可以一体化。
此外,操作部3并不限于如实施方式1那样具有两个操作件301、302的结构,也可以具有三个以上的操作件。或者,操作部3也可以仅具有一个操作件,在此情况下,操作件和操作部3成为同义。
此外,并不限于在操作部3从基准位置向操作位置移动时,滑动片6从第一位置向第二位置移动的结构,也可以是在操作部3从基准位置向操作位置移动时,滑动片6从第二位置向第一位置移动。即,滑动片6只要与操作部3联动地在滑动方向上移动即可,也可以是在操作了操作部3(按钮31被按压)时,从第二位置向第一位置移动的结构。
此外,在实施方式1中,滑动片6的中心配置在接触片7的滑动方向的延长线上,但是滑动片6的中心也可以从接触片7的滑动方向的延长线上偏离。即,滑动片6从第一位置向第二位置移动时的振动方向上的接触片7的最大位移量L1和滑动片6从第二位置向第一位置移动时的振动方向上的接触片7的最大位移量L2也可以不同。
此外,滑动方向和振动方向也可以不正交。即,在实施方式1中,与滑动方向平行地配置了振动体4,但并不限于该结构,振动体4也可以相对于滑动方向倾斜。
此外,联动机构9并不限于按压面314以及倾斜面63,只要是使滑动片6与操作部3联动的结构即可。例如,联动机构9也可以是与沿着滑动方向的操作部3的移动联动,使滑动件60沿滑动方向移动的结构。
发电装置1并不限于用于电子设备10的结构,也可以是以发电装置1单体或装入到电子设备10以外的器具以及设备等来使用。
此外,在电子设备10中,并不限于如实施方式1那样将信号处理电路11收纳在外壳2内的结构,也可以将信号处理电路11的一部分或全部设置在外壳2外。信号处理电路11并不限于电源电路、控制电路、存储器以及通信电路等,例如,也可以包含构成传感器、AD变换器、DA变换器以及接收电路等的电子部件。
此外,信号处理电路11的开关12也可以不与操作部3联动,例如,也可以与发电装置1的操作部3分开设置用于操作开关12的操作部。开关12并不限于安装于印刷基板13的结构,例如,也可以是使用了形成于印刷基板13的导体层的薄膜开关。
此外,电子设备10并不限于室外用途,防水构造并非是必需的结构。因此,在操作部3中,也可以省略防水橡胶32。
(实施方式2)
如图8所示,本实施方式的发电装置1在接触片7A和振动体4A由独立构件构成、且接触片7A结合于振动体4A这一点与实施方式1的发电装置不同。以下,针对与实施方式1同样的结构标注相同的符号并适当省略说明。此外,实施方式2中的“接触片7A”、“振动体4A”、以及“弹性板41A”分别相当于实施方式1中的“接触片7”、“振动体4”、以及“弹性板41”。
在实施方式2中,接触片7A为接触构件71A的一部分。接触构件71A固定于振动体4A(弹性板41A)的自由端侧的端部(右端部)。接触构件71A为合成树脂制。接触构件71A例如通过激光熔接与弹性板41A接合。
接触片7A设置于接触构件71A的前后方向的两端部。接触片7A的与前后方向正交的剖面形状为平行四边形状。在此,接触片7A中的与滑动片6接触的角部(左下角部以及右上角部)被进行R(圆角)加工,形成为曲面状。但是,接触片7A中的与滑动片6接触的角部(左下角部以及右上角部)形成为曲面状,并非是发电装置1所必需的结构。
根据以上说明的实施方式2的发电装置1,接触片7A和振动体4A为独立构件,因此接触片7A的形状的设计自由度增高。此外,通过接触片7A为合成树脂制,从而还具有能够抑制与接触片7A的接触所引起的滑动片6的磨损这样的优点。
另外,接触片7A(接触构件71A)并不限于合成树脂制,例如,也可以与弹性板41A同样为金属制。
其他结构以及功能与实施方式1相同。实施方式2中说明的结构能够与实施方式1中说明的各结构(包括变形例)适当组合来应用。
符号说明
1 发电装置
2 外壳
3 操作部
4、4A 振动体
5 压电元件
6 滑动片
7、7A 接触片
8 复位弹簧
9 联动机构
10 电子设备
11 信号处理电路
12 开关
21 第一壳体
22 第二壳体
60 滑动件
301、302 操作件
601 第一引导面
602 第二引导面
G1、G2 间隙
L1、L2 最大位移量。
Claims (14)
1.一种发电装置,具备:
外壳;
操作部,其能够相对于所述外壳进行移动;
悬臂梁状的振动体,其具有弹性,一部分固定于所述外壳;
压电元件,其设置于所述振动体,将所述振动体在振动方向上振动时的所述振动体的振动能量变换为电能;
滑动片,其与所述操作部联动,并且相对于所述外壳,在与所述振动方向交叉的滑动方向上在第一位置与第二位置之间进行直线移动;以及
接触片,其设置于所述振动体,位于所述滑动片进行直线移动时的所述滑动片的轨道上,构成为在所述滑动片从所述第一位置移动到所述第二位置时,通过与所述滑动片接触并越过所述滑动片而在所述振动方向上移动。
2.根据权利要求1所述的发电装置,所述滑动片中的所述振动方向上的一面是相对于所述滑动方向倾斜的第一引导面,使得在所述滑动片位于所述第一位置时在所述滑动方向上与所述接触片对置。
3.根据权利要求1所述的发电装置,所述滑动片中的所述振动方向上的一面是相对于所述滑动方向倾斜的第二引导面,使得在所述滑动片位于所述第二位置时在所述滑动方向上与所述接触片对置。
4.根据权利要求1所述的发电装置,所述发电装置还具备复位弹簧,该复位弹簧在所述滑动片位于所述第二位置时对所述滑动片作用使所述滑动片向所述第一位置移动的方向的力。
5.根据权利要求4所述的发电装置,所述操作部能够从基准位置向操作位置移动,
所述滑动片与所述操作部联动,使得在所述操作部位于所述基准位置时所述滑动片位于所述第一位置,在所述操作部位于所述操作位置时所述滑动片位于所述第二位置,
所述复位弹簧在所述操作部位于所述操作位置时对所述操作部作用使所述操作部向所述基准位置移动的方向的力。
6.根据权利要求1所述的发电装置,所述发电装置还具备使所述滑动片与所述操作部联动的联动机构,
所述操作部具有分别能够相对于所述外壳移动的多个操作件,
所述联动机构通过所述多个操作件中的至少一个操作件的移动,使所述滑动片向所述滑动方向移动。
7.根据权利要求1所述的发电装置,所述滑动方向和所述振动方向正交。
8.根据权利要求1所述的发电装置,所述滑动片从所述第一位置向所述第二位置移动时的所述振动方向上的所述接触片的最大位移量和所述滑动片从所述第二位置向所述第一位置移动时的所述振动方向上的所述接触片的最大位移量相等。
9.根据权利要求1所述的发电装置,所述滑动片配置为分别在所述第一位置和所述第二位置与所述接触片之间具有间隙。
10.根据权利要求1所述的发电装置,所述外壳具有:
第一壳体,其保持所述振动体;以及
第二壳体,其以使所述操作部的一部分向所述外壳的外部露出的状态安装所述操作部,与所述第一壳体结合从而与所述第一壳体一起构成所述外壳。
11.根据权利要求10所述的发电装置,所述滑动片是与所述操作部联动并且相对于所述外壳在所述滑动方向上直线移动的滑动件的一部分,
所述滑动件收纳在所述第二壳体内。
12.根据权利要求1所述的发电装置,所述接触片以及所述滑动片的组合,在所述外壳内设置在与所述滑动方向和所述振动方向的双方正交的宽度方向上分离的多个部位。
13.一种电子设备,其具备:
权利要求1所述的发电装置;和
信号处理电路,其与所述发电装置的所述压电元件电连接。
14.根据权利要求13所述的电子设备,所述信号处理电路收纳在所述外壳内,具有与所述操作部联动而切换导通断开的开关。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015242510 | 2015-12-11 | ||
JP2015-242510 | 2015-12-11 | ||
PCT/JP2016/005019 WO2017098704A1 (ja) | 2015-12-11 | 2016-11-30 | 発電装置及びこれを備えた電子機器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108352792A true CN108352792A (zh) | 2018-07-31 |
Family
ID=59012911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201680062884.0A Pending CN108352792A (zh) | 2015-12-11 | 2016-11-30 | 发电装置以及具备该发电装置的电子设备 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20180254720A1 (zh) |
JP (1) | JPWO2017098704A1 (zh) |
CN (1) | CN108352792A (zh) |
WO (1) | WO2017098704A1 (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6861586B2 (ja) * | 2017-06-30 | 2021-04-21 | 三菱電機株式会社 | 回路ユニット及び照明器具 |
WO2020080114A1 (ja) * | 2018-10-16 | 2020-04-23 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 入力装置 |
CN114442823B (zh) * | 2020-11-03 | 2023-09-29 | 致伸科技股份有限公司 | 鼠标装置 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100945202B1 (ko) * | 2001-07-03 | 2010-03-03 | 브래드베리 알. 페이스 | 자력발전 스위치 구동시스템 |
CN101866768B (zh) * | 2010-04-30 | 2012-06-27 | 浙江师范大学 | 环保型灯具遥控开关 |
-
2016
- 2016-11-30 CN CN201680062884.0A patent/CN108352792A/zh active Pending
- 2016-11-30 JP JP2017554780A patent/JPWO2017098704A1/ja active Pending
- 2016-11-30 WO PCT/JP2016/005019 patent/WO2017098704A1/ja active Application Filing
- 2016-11-30 US US15/760,327 patent/US20180254720A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2017098704A1 (ja) | 2017-06-15 |
JPWO2017098704A1 (ja) | 2018-09-27 |
US20180254720A1 (en) | 2018-09-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20140197936A1 (en) | Flexure, apparatus, system and method | |
CN108352792A (zh) | 发电装置以及具备该发电装置的电子设备 | |
CN112286037B (zh) | 具有带可运动电池元件的触觉设备的便携式电子设备 | |
CN109075689B (zh) | 发电装置、输入装置以及具有传感器的锁定装置 | |
US8477118B2 (en) | Input apparatus and optical reflection panel module | |
US9356225B2 (en) | Actuator using electro-active polymer and electronic device therewith | |
CN104078559B (zh) | 压电振动模块 | |
WO2013141354A1 (ja) | 発電スイッチ装置 | |
US20060226739A1 (en) | Piezoelectric power generator | |
TWI734954B (zh) | 壓敏電子配置 | |
JP2007202293A (ja) | 発電装置 | |
JP2006262575A (ja) | 発電装置 | |
JP2010183820A (ja) | 通信機器用発電装置およびこれを用いた通信機器 | |
JPWO2019073767A1 (ja) | 発電装置、及び入力装置 | |
US20100253632A1 (en) | Input module having piezoelectric pad | |
US10990177B2 (en) | Tactile transmission device and user interface system including the same | |
JP2012200077A (ja) | 圧電発電装置、および圧電発電装置を備えた電子機器 | |
JP6673489B2 (ja) | 圧電発電装置、圧電発電モジュールおよび送信機 | |
CN108475132A (zh) | 输入装置 | |
JP2022056028A (ja) | 電子機器 | |
JP2009296794A (ja) | 慣性駆動アクチュエータ | |
JP6658900B2 (ja) | 圧電発電装置、圧電発電モジュールおよび送信機 | |
KR101199435B1 (ko) | 소형 진동모터 장치의 에너지 자가발전장치 및 그 방법 | |
CN113360008B (zh) | 鼠标 | |
CN111373720B (zh) | 一种终端 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180731 |