CN109314441B - 开关发电机构以及开关发电方法 - Google Patents

Abstract

提供一种开关发电机构以及开关发电方法，其不管以怎样慢的速度的力进行动作都能够确保恒定的发电量，并且能够进行可靠的开关动作。开关发电机构至少由第一可动部件、第二可动部件、连结于第一可动部件的第一变形部件以及发电机形成，从开关发电机构的外部向第二可动部件传递按压力，使第一可动部件与第二可动部件的彼此的至少一部分连动，使第一可动部件进行固定量旋转，第一变形部件进行固定量变形，当使第一可动部件进行了固定量旋转后，释放第一变形部件的变形，利用从变形的释放，使第一可动部件进行固定量旋转，而在发电机中产生电力进行发电。

Description

开关发电机构以及开关发电方法

技术领域

本发明涉及开关发电机构以及开关发电方法。

背景技术

以往，利用未使用就被丢弃的存在于身边的环境的微弱动能(人力、振动、压力、热能、太阳光等)而能够发电的自发电型的环境发电(能量收集：Energy Harvesting)受到了关注。

在照明等各种电气设备、装置中，有的通过使用了无线通信装置的远程操作能够控制动作。在对这种无线通信装置进行控制的无线开关中内置有干电池等电源，并利用从电源提供的电力来控制无线通信装置的动作。

另一方面，要求形成一种开关发电机构，其通过利用环境发电进行发电，并使用该电力以无线通信方式向各种各样的装置发送动作指令，从而不需要电源的更换、充电等作业。具体来说，实现了一种自发电型的开关发电机构，当以无线通信方式向照明等设备发送点亮、熄灭的指令时，其不依赖于电源而通过使用者的开关动作发电并获得电力。

例如非专利文献1所述的开关发电机构利用按下开关的动作(开关动作)的动能发电，并以无线通信的方式向照明发送点亮、熄灭的指令。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1:能量收集(エネルギーハーベスティング)、[online]、[平成28年2月9日]、因特网<URL:https://www.enocean.com/jp/technology/energy-harvesting/>

发明内容

(一)要解决的技术问题

作为这样的开关发电机构的一例，能够举出如下结构，其具备线圈和磁铁，还固定有音圈，并且磁铁与开关部件连结。通过使用者按下该开关部件，磁铁在被固定的音圈中运动，并利用伴随着该磁铁的运动的动能进行发电。因此，产生的电能受到在音圈内运动的磁铁的速度，即，按下开关部件的速度较大的影响。详细来说，发电电压与音圈内的磁通量根据磁铁的运动而变化的速度成正比。另外，电力(W)通过下列公式即，W＝V²/R(其中，V表示电压，R表示音圈的电阻)来表示，在音圈内的磁铁(或者磁铁内的音圈)的移动速度较慢的情况下，发电电压较低，不能产生足够的电力。

而且，因为使用者按下开关的速度有偏差，因此还存在发电量也产生偏差，不能确保所需要的电能的情况。

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，提供一种开关发电机构以及开关发电方法，其不管以怎样慢的速度的力进行动作，都能够确保恒定的发电量，并且能够进行可靠的开关动作。

(二)技术方案

所述问题通过以下的本发明进行解决。即，本发明的开关发电机构构成为，具备：

第二可动部件，其通过来自外部的力的传递而进行固定量旋转；

第一可动部件，其通过所述第二可动部件的所述旋转而与所述第二可动部件连动进行固定量旋转；

第一变形部件，其利用所述第一可动部件的所述旋转进行固定量变形，且当所述第一可动部件进行了固定量旋转时释放变形；

旋转传递机构，通过释放所述第一变形部件的变形，所述第一可动部件进行固定量旋转，所述旋转传递机构传递该第一可动部件的所述旋转；以及

发电机，通过传递所述第一可动部件的所述旋转，所述发电机产生电力进行发电。

本发明的开关发电机构优选具备：

第二变形部件，其与所述第二可动部件连结，当所述第二可动部件通过来自外部的力的传递而进行了所述固定量旋转时，进行固定量变形，并且通过所述力的传递被消除而释放变形；

所述第二可动部件，其通过所述第二变形部件的变形的释放而向反方向进行固定量旋转；

所述第一可动部件，其利用所述第二可动部件的所述旋转而与所述第二可动部件连动向反方向旋转固定量；

所述第一变形部件，其利用所述第一可动部件的向所述反方向的固定量旋转进行固定量变形，且当所述第一可动部件进行了固定量旋转时释放变形；

旋转传递机构，其传递所述第一可动部件向所述反方向的旋转，且传递所述第一可动部件利用所述第一变形部件的所述变形的释放而向与所述反方向相反的方向进行了固定量旋转时的旋转；以及

发电机，通过传递所述第一可动部件的所述各旋转，所述发电机产生电力进行发电。在本发明中，优选形成开关发电机构的部件除了所述第二可动部件的一部分之外都收纳于箱子。在这种情况下，所述第二可动部件的一部分以从箱子突出的方式形成。

本发明的开关发电方法构成为，

使用具备第一可动部件、第二可动部件、连结于所述第一可动部件的第一变形部件以及发电机的开关发电机构，

从所述开关发电机构的外部向所述第二可动部件传递力，所述第一可动部件与所述第二可动部件的彼此的至少一部分连动，所述第一可动部件进行固定量旋转，所述第一变形部件进行固定量变形，

当所述第一可动部件进行了固定量旋转后，所述第一变形部件的变形被释放，

利用从变形的释放，所述第一可动部件进行固定量旋转，该第一可动部件的固定量旋转被传递给所述发电机，所述发电机产生电力进行发电。

本发明的开关发电方法优选构成为，

在所述第二可动部件连结有第二变形部件，

利用所述力，所述第二可动部件进行固定量活动，所述第二变形部件进行固定量变形，

通过消除所述力的传递而释放所述第二变形部件的变形，所述第一可动部件与所述第二可动部件的彼此的至少一部分连动，所述第一可动部件向反方向旋转固定量，所述第一变形部件进行固定量变形，当所述第一可动部件向反方向旋转固定量后，所述第一变形部件的变形被释放，

通过所述第一变形部件的所述变形的释放，所述第一可动部件向与所述反方向相反的方向进行固定量旋转，

所述第一可动部件的固定量的反方向旋转被传递给所述发电机，所述发电机产生电力进行发电，且所述第一可动部件的向与所述反方向相反的方向的固定量的旋转被传递给所述发电机，所述发电机产生电力进行发电。

另外，本发明的开关发电方法优选构成为，

所述第一可动部件是在传动轮的周围的至少一部分形成有齿的齿轮，并以中心轴为中心可旋转地被轴支撑，

所述第二可动部件是在扇形的传动轮的周围的至少一部分形成有齿的扇形齿轮，并以中心轴为中心可旋转地被轴支撑，

所述第一变形部件是螺旋形状的弹簧，一方的端部连结于所述第二可动部件的中心轴，另一方的端部连结于所述第一可动部件的除中心之外的位置，

所述第二变形部件也是螺旋形状的弹簧且收纳于箱子，一方的端部连结于所述第二可动部件的除中心之外的位置，另一方的端部连结于箱子，

在所述第一可动部件的中心轴轴支撑有第一锥齿轮，其与所述第一可动部件连结，且可旋转地被轴支撑，

在所述发电机的轴固定有第二锥齿轮，第一锥齿轮与第二锥齿轮以齿相互啮合的方式连结，

向所述第二可动部件传递所述力，所述第二可动部件进行所述固定量旋转并进行活动，除中心之外的位置也进行固定量活动，所述第二变形部件伸展所述固定量进行变形，基于弹性力的位能累积于所述第二变形部件，并利用所述力进行保持，

并且，所述第一可动部件的齿与所述第二可动部件的齿啮合进行连动，所述第一可动部件进行所述固定量旋转，除中心之外的位置也进行固定量旋转，所述第一变形部件伸展所述固定量进行变形，且通过所述第一可动部件与所述第二可动部件的齿的相互啮合，基于弹性力的位能累积于所述第一变形部件并被保持，

当所述第一可动部件进行了所述固定量旋转后，所述第一可动部件与所述第二可动部件的齿的相互啮合脱离，所述第一变形部件的变形被释放而产生收缩，所述第一可动部件向反方向旋转固定量，第一锥齿轮也旋转，并且第二锥齿轮连动进行旋转，轴进行旋转，所述发电机产生电力进行发电，

而且，通过消除所述力的传递，从而所述第二变形部件的变形被释放而产生收缩，所述第二可动部件向反方向旋转固定量，所述第一可动部件的齿与所述第二可动部件的齿啮合进行连动，所述第一可动部件向反方向旋转所述固定量，除中心之外的位置也向反方向旋转固定量，所述第一变形部件伸展固定量进行变形，基于弹性力的位能累积于所述第一变形部件，并且第一锥齿轮也进行旋转，第二锥齿轮连动进行旋转，轴进行旋转，所述发电机产生电力进行发电，

而且，当所述第一可动部件向反方向旋转所述固定量后，所述第一可动部件与所述第二可动部件的齿的相互啮合脱离，所述第一变形部件的变形被释放而产生收缩，所述第一可动部件进行固定量旋转，第一锥齿轮也旋转，并且第二锥齿轮连动进行旋转，轴进行旋转，所述发电机产生电力进行发电。

(三)有益效果

根据本发明，通过包括第一变形部件，从而能够将第一变形部件的变形量累积到固定量之后再释放其变形，而利用发电机进行发电。因此，不管以怎样慢的速度的力按下第二可动部件来使开关发电机构进行动作，都能够确保恒定的发电量，并能够进行可靠的开关动作。

而且，本发明通过包括第二变形部件，从而能够将第二变形部件的变形量累积到固定量之后再释放其变形，而利用发电机进行发电。因此，不管以怎样慢的速度的力按下第二可动部件来使开关发电机构进行动作，都能够确保恒定的发电量，并能够进行可靠的开关动作。

而且，在本发明中，第二变形部件的变形的释放可以通过消除向第二可动部件的力的传递来进行。即，即使在第二可动部件未被按压的状态下，开关发电机构也能够确保恒定的发电量。因此，由于能够增加可自发电的动作状态，从而能够实现更可靠的开关动作，并且能够实现开关发电机构的使用用途的扩大。

而且，在本发明中，将第一和第二可动部件作为齿轮构成，并通过在开关发电机构的形成部件中使用这些齿轮，从而能够使彼此的齿啮合，使开关发电机构进行动作。由于能够抑制或者防止产生动作损失，因此不管怎样的用途、使用状况都能够可靠地确保恒定的发电量，能够进行可靠的开关动作，因此优选。

而且，在本发明中，开关发电机构仅由所述齿轮、螺旋形状的弹簧、发电机这样的简单的部件形成。因此，能够形成一种开关发电机构，其耐气候性、可靠性优良，不管怎样的用途、使用状况都能够可靠地确保恒定的发电量，能够进行可靠的开关动作。

而且，在本发明中，除了第二可动部件的一部分之外，将形成开关发电机构的部件都收纳于箱子，从而可以确保第一可动部件与第二可动部件间的传递部分的防尘性、防水性。另外，也可获得齿轮部分的防锈效果。因此，能够进一步提高开关发电机构的耐气候性、可靠性，可以实现更可靠的开关动作。

附图说明

图1A是表示本发明的实施例的开关发电机构的初始状态的示意图。

图1B是仅提取出图1A的第一可动部件和第二可动部件进行图示的示意图。

图2A是表示在本发明的实施例的开关发电机构中，第二可动部件被按下而第一变形部件最大量变形的状态的示意图。

图2B是仅提取出图2A的第一可动部件和第二可动部件进行图示的示意图。

图3A是表示在本发明的实施例的开关发电机构中，第一变形部件的变形被释放的状态的示意图。

图3B是仅提取出图3A的第一可动部件和第二可动部件进行图示的示意图。

图4A是表示在本发明的实施例的开关发电机构中，开关发电机构的外部的力被消除而第二变形部件的变形被释放的状态的示意图。

图4B是仅提取出图4A的第一可动部件和第二可动部件进行图示的示意图。

具体实施方式

本实施方式的第一特征如下所示。即，开关发电机构是不包括电源而通过开关动作进行发电的。开关发电机构至少由第一可动部件、第二可动部件、连结于第一可动部件的第一变形部件以及发电机形成。本实施方式的开关发电机构构成为，从其外部向第二可动部件传递力(按压力)，第一可动部件与第二可动部件的彼此的至少一部分连动，第一可动部件进行固定量旋转，第一变形部件进行固定量变形，当第一可动部件进行了固定量旋转后，第一变形部件的变形被释放，第一可动部件利用从变形的释放来进行固定量旋转，由此，发电机产生电力来进行发电。

根据该结构，通过将第一变形部件的变形量累积到固定量之后再释放其变形并使第一可动部件进行固定量旋转，从而可以用发电机进行发电。因此，不管以怎样慢的速度的力按下第二可动部件来使开关发电机构进行动作，都能够确保恒定的发电量，并能够进行可靠的开关动作。

此外，在本发明中，所谓发电机是指至少包括线圈和磁铁，并产生电力进行发电的装置。

本实施方式的第二特征如下所示。即，开关发电机构构成为，在第二可动部件连结有第二变形部件，第二可动部件利用按压力进行固定量活动，第二变形部件进行固定量变形。且构成为，通过消除按压力的传递而释放第二变形部件的变形，第一可动部件与第二可动部件的彼此的至少一部分连动，第一可动部件向反方向旋转固定量，第一变形部件进行固定量变形，当第一可动部件向反方向旋转固定量后，第一变形部件的变形被释放。而且，构成为，通过第一可动部件向反方向旋转固定量、以及第一可动部件利用第一变形部件从变形的释放而进行固定量旋转，从而发电机产生电力进行发电。

根据本实施方式的结构，除第一变形部件以外还包括第二变形部件，因此能够将第二变形部件的变形量累积到固定量之后再释放其变形，来利用发电机进行发电。因此，不管以怎样慢的速度的力按下第二可动部件来使开关发电机构进行动作，都能够确保恒定的发电量，并能够进行可靠的开关动作。

而且，第二变形部件的变形的释放可以通过消除向第二可动部件的按压力的传递来进行。即，即使在第二可动部件未被按压的状态下，开关发电机构也能够确保恒定的发电量。因此，由于能够增加可自发电的动作状态，从而能够实现更可靠的开关动作，并且能够实现开关发电机构的使用用途的扩大。

此外，在本发明中，第一可动部件、第二可动部件的旋转量、或者第一变形部件、第二变形部件的变形量中的“固定量”并不表示始终为相同的旋转量、变形量。第一、第二可动部件的旋转量、第一、第二变形部件的变形量并不限于在任何动作时都始终固定，也有不同的情况，另外有时也根据旋转方向而不同。所谓“固定量”也包括这样的旋转量、变形量不同的情况。

本实施方式的第三特征如下所示。即，第一可动部件是在传动轮的周围的至少一部分形成有齿的齿轮，以中心轴为中心可旋转地被轴支撑，第二可动部件是在扇形的传动轮的周围的至少一部分形成有齿的扇形齿轮，以中心轴为中心可旋转地被轴支撑。第一变形部件是螺旋形状的弹簧，一方的端部连结于第二可动部件的中心轴，另一方的端部连结于第一可动部件的除中心之外的位置。第二变形部件也是螺旋形状的弹簧且收纳于箱子，一方的端部连结于第二可动部件的除中心之外的位置，另一方的端部连结于箱子。在第一可动部件的中心轴轴支撑有第一锥齿轮，其与第一可动部件连结，且可旋转地被轴支撑，在发电机的轴固定有第二锥齿轮。在本实施方式中，第一锥齿轮与第二锥齿轮以齿相互啮合的方式连结，向第二可动部件传递按压力，第二可动部件进行固定量旋转活动，除中心之外的位置也进行固定量活动，第二变形部件伸展固定量进行变形，基于弹性力的位能累积于第二变形部件并利用按压力进行保持。在本实施方式中，第一可动部件的齿与第二可动部件的齿啮合进行连动，第一可动部件进行固定量旋转，除中心之外的位置也进行固定量旋转，第一变形部件伸展固定量进行变形，并通过第一可动部件与第二可动部件的齿的相互啮合，从而基于弹性力的位能累积于第一变形部件并被保持。当第一可动部件进行了固定量旋转后，第一可动部件与第二可动部件的齿的相互啮合脱离，第一变形部件的变形被释放而产生收缩，第一可动部件向反方向旋转固定量，从而第一锥齿轮旋转。通过第一锥齿轮的旋转，与该第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮连动进行旋转，从而轴进行旋转，发电机产生电力进行发电。而且，通过消除按压力的传递，从而第二变形部件的变形被释放而产生收缩，第二可动部件向反方向旋转固定量，第一可动部件的齿与第二可动部件的齿啮合进行连动，第一可动部件向反方向旋转固定量，除中心之外的位置也向反方向旋转固定量，从而第一变形部件伸展固定量进行变形，基于弹性力的位能累积到第一变形部件，并且第一锥齿轮进行旋转，第二锥齿轮连动进行旋转，轴进行旋转，发电机产生电力进行发电。而且，当第一可动部件向反方向旋转固定量后，第一可动部件与第二可动部件的齿的相互啮合脱离，第一变形部件的变形被释放而产生收缩，第一可动部件进行固定量旋转，第一锥齿轮也旋转，并且第二锥齿轮连动进行旋转，轴进行旋转，发电机产生电力进行发电。

根据以上的结构，通过在开关发电机构的形成部件中使用在传动轮的周围的至少一部分形成有齿的第一可动部件、以及在扇形的传动轮的周围的至少一部分形成有齿的第二可动部件，从而能够使彼此的齿啮合，使开关发电机构进行动作。由于能够抑制或者防止产生动作损失，因此不管怎样的用途、使用状况都能够可靠地确保恒定的发电量，能够进行可靠的开关动作，因此优选。

而且，本实施方式的开关发电机构仅由齿轮、螺旋形状的弹簧、发电机这样的简单的部件形成。因此，能够形成一种开关发电机构，其耐气候性、可靠性优良，不管怎样的用途、使用状况都能够可靠地确保恒定的发电量，能够进行可靠的开关动作。

此外，可以将第一变形部件中的一方的端部的连结位置在箱子等开关发电机构的内部变更为任意的位置。

本实施方式的第四特征在于，形成开关发电机构的部件，除了第二可动部件的一部分之外，都收纳于箱子。

根据本实施方式，除了第二可动部件的一部分之外，将形成开关发电机构的部件都收纳于箱子，从而可以确保第一可动部件与第二可动部件间的传递部分的防尘性、防水性。另外，也可获得齿轮部分的防锈效果。因此，能够进一步提高开关发电机构的耐气候性、可靠性，可以实现更可靠的开关动作。

以上的开关发电机构可以用于照明、快门等设备。

以下对本发明的实施例进行说明，但本发明并不限于以下的实施例。

实施例

以下参照图1A、B～图4A、B对本发明的实施例的开关发电机构1进行说明。如图1A所示，实施例的开关发电机构1由第一可动部件1a、第二可动部件2a、第一变形部件1b、第二变形部件2b、第一锥齿轮1c、第二锥齿轮2c、以及发电机3各部件形成。而且，各部件收纳于箱子4，并且第二可动部件2a的一部分突出至箱子4的外部。在本实施方式中，将箱子4的上表面方向称为“上方”，将箱子4的下表面方向称为“下方”。第二可动部件2a的一部分比箱子4的上表面更向上方突出而形成突出部，并向外部暴露。且构成为，通过从外部施加力(按压力)而将所述突出部向下方按入，从而第二可动部件2a进行固定量旋转。此外，虽未特别图示，在箱子4的上表面设置有开口部，其用于使第二可动部件2a的一部分能够比箱子4的上表面更向上方突出。

第一可动部件1a是在传动轮的周围的至少一部分形成有齿7a的齿轮，并在设置于箱子4的中心轴c1可旋转地被轴支撑。第二可动部件2a是在扇形的传动轮的周围的至少一部分形成有齿7b的扇形齿轮，并在设置于箱子4的其它位置的中心轴c2可旋转地被轴支撑。

第一可动部件1a和第二可动部件2a的齿形在实施例中都是渐开线齿形。通过形成为渐开线齿形，即使齿轮彼此间的中心距离(中心轴c1与c2间的直线间隔)发生若干变化也能够准确地保持啮合，并且容易制作，滑动也少，因此优选。此外，也可以形成摆线齿形来替代渐开线齿形。

第一可动部件1a和第二可动部件2a的材料可以任意选择，例如可以使用塑料、不锈钢、钢等。

第一变形部件1b由螺旋形状的弹簧构成，其一方的端部连结于第二可动部件2a的中心轴c2，另一方的端部连结于第一可动部件1a的除中心之外的位置。在实施例中，在第一可动部件1a的作为一结构部件设置的保持器5的端部的孔中卡定第一变形部件1b的另一方的端部进行连结。保持器5固定于第一可动部件1a的中心轴c1，并与第一可动部件1a连动而可旋转地被轴支撑。

而且，第二变形部件2b也由螺旋形状的弹簧构成，其一方的端部连结于第二可动部件2a的除中心之外的位置。在实施例中，在从第二可动部件2a的外形形状即扇形突出的突起部p设置有孔，在该孔中卡定第二变形部件2b的一方的端部进行连结。而且，第二变形部件2b的另一方的端部连结于箱子4。

而且，在第一可动部件1a的中心轴c1固定有第一锥齿轮1c，其与第一可动部件1a连结并可旋转地被轴支撑。另一方面，在发电机3的轴6的端部固定有第二锥齿轮2c，其与轴6连结并可旋转地构成。而且，第一锥齿轮1c与第二锥齿轮2c以齿相互啮合的方式连结。此外，在图1A、B～图4A、B中，省略了第一和第二锥齿轮1c、2c的齿形的图示。

发电机3是在壳体内部至少包括线圈和磁铁的电动机，而且是线圈与磁铁的某一方随着轴的旋转而一起旋转的类型。

接着，对开关发电机构1中的自发电的动作原理进行说明。从开关发电机构1的外部向突出至箱子4外部的第二可动部件2a的一部分(突出部)传递基于人力的按压力或者来自每种使用用途的对象物的按压力这样的力，第二可动部件2a被按下并向顺时针方向旋转活动固定量(参照图1A、B以及图2A、B)。因此，第二可动部件2a作为开关部分发挥作用，并通过开关动作进行活动。中心轴c1与c2间的直线间隔以第一可动部件1a与第二可动部件2a的齿相互啮合的方式设定。因此，当第二可动部件2a旋转时，第一可动部件1a的齿7a与第二可动部件2a的齿7b啮合进行连动。

在持续向第二可动部件2a传递力(按压力)、第一可动部件1a与第二可动部件2a的齿相互啮合的期间，第一可动部件1a持续旋转。因而，到第一可动部件1a与第二可动部件2a的齿的相互啮合脱离为止，第一可动部件1a进行固定量旋转(在实施例的情况下，是约90°的逆时针旋转)。

伴随着第一可动部件1a的固定量的旋转，保持器5也与第一可动部件1a连动进行旋转。因此，保持器5的端部的孔也旋转约90°，孔的位置转动并进行移动。另一方面，由于第一变形部件1b的一方的端部与第二可动部件2a的中心轴c2连结，因此即使第二可动部件2a旋转，连结位置也不移动。因而，中心轴c2成为固定端，伴随着保持器5的端部的孔的移动，第一变形部件1b伸长。由于保持器5的端部的孔作为固定量而旋转约90°，因此第一变形部件1b也伸展伴随着该约90°旋转的固定量而进行变形。第一变形部件1b的伸展通过第一可动部件1a与第二可动部件2a的齿的相互啮合而作为基于弹性力的位能累积于第一变形部件1b并被保持。

第一变形部件1b的伸展在持续向第二可动部件2a传递力、第一可动部件1a与第二可动部件2a的齿相互啮合的期间被保持。因此，第一可动部件1a与第二可动部件2a的齿的相互啮合即将脱离之前的第一变形部件1b的伸展为最大量。在实施例中，第一可动部件1a和保持器5旋转了约90°的时刻的伸展为最大。

当第一可动部件1a旋转了固定量(约90°)后，如图2A、B所示，第一可动部件1a与第二可动部件2a的齿的相互啮合脱离。于是，第一变形部件1b的伸展的变形保持被解除，第一变形部件1b的变形被释放，在第一变形部件1b产生收缩。即使在第一变形部件1b收缩时，中心轴c2也为固定端，并且保持器5的端部的孔移动。因此，通过第一变形部件1b的收缩，第一可动部件1a向反方向(在实施例中为向顺时针方向旋转约90°。参照图2A、B以及图3A、B。)进行固定量旋转。通过伸展而累积于第一变形部件1b的位能的最大值是伴随着第一可动部件1a的约90°旋转时的伸展的位能。该最大值的位能通过收缩而转换成第一可动部件1a的固定量的反方向旋转(约90°)。

伴随着第一可动部件1a的固定量的反方向旋转，第一锥齿轮1c也向反方向旋转固定量，并且第二锥齿轮2c也连动进行旋转，轴6旋转固定量。即，第一可动部件1a的所述旋转被传递给由第一锥齿轮1c和第二锥齿轮2c构成的旋转传递机构，轴6进行固定量旋转。这样，第一可动部件1a的所述旋转被传递给轴6，由此轴6进行固定量旋转。

通过轴6进行固定量的旋转，从而在发电机3内部产生电力进行发电。利用该电力能够启动根据开关发电机构1的用途而另行任意地设置的红外线等无线通信装置。

轴6的旋转量根据第一可动部件1a的反方向的旋转量，即，第一变形部件1b的伸展的最大值而变化。因而，根据第一可动部件1a与第二可动部件2a的齿相互啮合的节圆的圆弧长，第一变形部件1b的伸展的最大值能够以任意的固定量设定。因此，由于轴6的旋转量也能够以任意的固定量设定，因此基于发电机3的发电量也能够与向第二可动部件2a传递的来自外部的力(按压力)的速度无关地设定成固定值。此外，在本实施方式中，旋转传递机构不限于由第一锥齿轮1c和第二锥齿轮2c构成，例如，也可以由安装于平行的两轴的相互啮合的一对齿轮所构成的平齿轮来构成旋转传递机构。

根据以上，开关发电机构1通过包括第一变形部件1b，从而能够将第一变形部件1b的变形量累积到固定量之后再释放其变形，而利用发电机3进行发电。因此，不管以怎样慢的速度的力按下第二可动部件2a来使开关发电机构1进行动作，都能够确保恒定的发电量，并能够进行可靠的开关动作。

进一步继续对开关发电机构1中的自发电的动作原理进行说明。通过持续传递来自所述外部的力，从而第二可动部件2a旋转到固定量。所谓第二可动部件2a的固定量的旋转，是指至少在第二变形部件2b产生伴随着伸展的变形为止的旋转，并且是指至少到第一可动部件1a与第二可动部件2a的齿的相互啮合脱离为止的旋转量(参照图2A、B以及图3A、B)。

当第二可动部件2a进行固定量旋转活动时，第二可动部件2a的除中心之外的位置的突起部p也进行固定量活动，孔的位置移动。于是，箱子4的连结部分成为固定端，并且突起部p的孔成为移动端，伴随着该孔的移动，第二变形部件2b伸展而进行变形。

由于伴随着第二可动部件2a的固定量的旋转，突起部p的孔也进行固定量移动，因此第二变形部件2b也伸展伴随着孔的移动量的固定量而进行变形。由于第二变形部件2b的伸展在来自外部的按压力向第二可动部件2a传递的期间被保持，因此基于弹性力的位能累积于第二变形部件2b并被保持。

接着，当消除向第二可动部件2a的按压力的传递时，第二变形部件2b的变形被释放并进行收缩。所谓消除向第二可动部件2a传递按压力的状态，虽然也取决于开关发电机构1的使用用途，但可以举出例如使用者停止按下第二可动部件2a、对象物被去除而消除来自对象物的按压力的状态等。

当消除向第二可动部件2a的按压力的传递时，第二变形部件2b的伸展的变形保持被解除，第二变形部件2b的变形被释放，在第二变形部件2b产生收缩。即使在收缩时，与箱子4的连结部分也为固定端，并且突起部p的孔为移动端。因此，通过第二变形部件2b的收缩，第二可动部件2a向反方向(在实施例中为逆时针方向的旋转。参照图3A、B以及图4A、B。)旋转固定量。

当第二可动部件2a向反方向旋转固定量时，第一可动部件1a的齿与第二可动部件2a的齿再次啮合而相互连动，第一可动部件1a向反方向旋转。第一可动部件1a的反方向的旋转量取决于第二可动部件2a的固定量的反方向旋转量，即第二变形部件2b的固定量的变形。因此，通过伸展而累积于第二变形部件2b的位能通过收缩而转换成第一可动部件1a的固定量的反方向旋转，第一可动部件1a向反方向旋转固定量(在实施例中，为向顺时针方向旋转约90°。参照图3A、B以及图4A、B。)。

伴随着第一可动部件1a的固定量的反方向旋转，保持器5也与第一可动部件1a连动，保持器5的端部的孔的位置也向反方向旋转固定量，移动约90°。中心轴c2为固定端，并且伴随着保持器5的端部的孔的移动，第一变形部件1b伸展固定量而再次变形。通过第一可动部件1a与第二可动部件2a的齿的相互啮合，第一变形部件1b的伸展作为基于弹性力的位能累积于第一变形部件1b。

伴随着该第一可动部件1a的固定量的反方向旋转，第一锥齿轮1c也向反方向旋转固定量，并且第二锥齿轮2c也连动进行旋转，轴旋转固定量，而在发电机3内部产生电力进行发电。

轴的旋转量根据第一可动部件1a的固定量的反方向旋转，即，第二变形部件2b的伸展的最大值而变化。因而，根据伴随着来自开关发电机构1的外部的力(按压力)的传递量的第二可动部件2a的旋转量(第二可动部件2a通过力而被按入的量)，第二变形部件2b的伸展的最大值能够以任意的固定量设定。因此，由于轴6的旋转量也能够以任意的固定量设定，因此基于发电机3的发电量也能够与向第二可动部件2a传递的来自于外部的力(按压力)的速度无关地设定成固定值。

根据以上，开关发电机构1通过包括第二变形部件2b，从而能够将第二变形部件2b的变形量累积到固定量之后再释放其变形，而利用发电机3进行发电。因此，不管以怎样慢的速度的力(按压力)按下第二可动部件2a来使开关发电机构1进行动作，都能够确保恒定的发电量，并能够进行可靠的开关动作。

而且，第二变形部件2b的变形的释放可以通过消除向第二可动部件2a的按压力的传递来进行。即，即使在第二可动部件2a未被按压的状态下，开关发电机构1也能够确保恒定的发电量。因此，由于能够增加可自发电的动作状态，从而能够实现更可靠的开关动作，并且能够实现开关发电机构1的使用用途的扩大。

而且，当第一可动部件1a向反方向旋转固定量后，第一可动部件1a与第二可动部件2a的齿的相互啮合再次脱离(参照图4A、B)，第一变形部件1b的变形被释放而产生收缩。由于中心轴c2成为固定端并且保持器5的端部的孔进行移动，因此当第一变形部件1b收缩时，第一可动部件1a连动向与所述反方向相反的方向，即，逆时针方向旋转固定量(约90°)(参照图1A、B)。这样，通过伸展而累积于第一变形部件1b的位能通过收缩而转换成第一可动部件1a的固定量的逆时针方向旋转。

伴随着第一可动部件1a的固定量的逆时针方向旋转，第一锥齿轮1c也向逆时针方向旋转固定量，并且第二锥齿轮2c也连动进行旋转，轴6旋转固定量，而在发电机3内部产生电力进行发电。

轴6的旋转量根据第一可动部件1a的固定量的逆时针方向旋转，即，第一变形部件1b的伸展的最大值而变化。因而，根据第一可动部件1a与第二可动部件2a的齿相互啮合的节圆的圆弧长，第一变形部件1b的伸展的最大值能够以任意的固定量设定。因此，由于轴6的旋转量也能够以任意的固定量设定，因此基于发电机3的发电量也能够与向第二可动部件2a传递的来自外部的按压力的速度无关地设定成固定值。

根据以上，开关发电机构1通过包括第一变形部件1b，从而能够将第一变形部件1b的变形量累积到固定量之后再释放其变形，而利用发电机3进行发电。因此，不管以怎样慢的速度的力按下第二可动部件2a来使开关发电机构1进行动作，都能够确保恒定的发电量，并能够进行可靠的开关动作。

而且，取决于第一可动部件1a与第二可动部件2a的齿的再次相互啮合的第一变形部件1b的变形的释放，通过消除向第二可动部件2a的按压力的传递来进行。即，即使在第二可动部件2a未被按压的状态下，开关发电机构1也能够确保恒定的发电量。因此，由于能够增加可自发电的动作状态，从而能够实现更可靠的开关动作，并且能够实现开关发电机构1的使用用途的扩大。然后，从图4A返回图1A的初始状态。

此外，在图1A、B～图4A、B的实施例中，说明了将第一变形部件1b中的一方的端部的连结位置设定为第二可动部件2a的中心轴c2的方式例。但是，例如，在箱子4等开关发电机构1的内部可以将第一变形部件1b中的一方的端部的连结位置变更为任意的位置。

另外，在实施例中，也可以代替齿轮而使用滑轮、磁铁齿轮。但是，在滑轮中有可能产生滑动损失，在磁铁齿轮中也有可能产生动作损失。另一方面，通过将齿轮用于开关发电机构的形成部件，从而能够使彼此的齿啮合，使开关发电机构进行动作。因此，由于能够抑制或者防止产生动作损失，因此不管怎样的用途、使用状况都能够可靠地确保恒定的发电量，能够进行可靠的开关动作，因此优选。

而且，在本实施方式中，仅由齿轮、螺旋形状的弹簧、发电机这样的简单的部件形成开关发电机构1。因此，能够形成一种开关发电机构，其耐气候性、可靠性优良，不管怎样的用途、使用状况都能够可靠地确保恒定的发电量，能够进行可靠的开关动作。

而且，除了第二可动部件2a的一部分之外，将形成开关发电机构1的部件都收纳于箱子4，从而可以确保第一可动部件1a与第二可动部件2a间的传递部分的防尘性、防水性。另外，也可获得齿轮部分的防锈效果。因此，能够进一步提高开关发电机构1的耐气候性、可靠性，可以实现更可靠的开关动作。

附图标记说明

1：开关发电机构；1a：第一可动部件；1b：第一变形部件；1c：第一锥齿轮；2a：第二可动部件；2b：第二变形部件；2c：第二锥齿轮；3：发电机；4：箱子；5：保持器；6：轴；7a：齿；7b：齿；c1、c2：中心轴；p：突起部。

Claims (5)

1.一种开关发电机构，其特征在于，具备：

第二可动部件，其是在扇形的传动轮的周围的至少一部分形成有齿的扇形齿轮，并以中心轴为中心可旋转地被轴支撑，通过来自外部的力的传递而进行固定量旋转，即第一旋转；

第一可动部件，其是在传动轮的周围的至少一部分形成有齿的齿轮，并以中心轴为中心可旋转地被轴支撑，通过所述第二可动部件的所述第一旋转而与所述第二可动部件的所述齿啮合，与所述第二可动部件连动进行固定量旋转，即第二旋转；

第一变形部件，其是螺旋形状的弹簧，一方的端部连结于所述第二可动部件的中心轴，另一方的端部连结于所述第一可动部件的除中心之外的位置，利用所述第一可动部件的所述第二旋转伸展固定量进行变形，且当所述第一可动部件进行了固定量旋转后，所述第一可动部件与所述第二可动部件的齿的相互啮合脱离，从而释放变形而收缩；

旋转传递机构，具备第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮固定于所述第一可动部件的中心轴，与所述第一可动部件连结，且可旋转地被轴支撑，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮以齿相互啮合的方式连结，通过释放所述第一变形部件的变形，所述第一变形部件收缩，由此，所述第一可动部件进行固定量旋转，即第三旋转，通过该第一可动部件的所述第三旋转，所述第一锥齿轮旋转，并且所述第二锥齿轮连动进行旋转，所述第一可动部件的所述第三旋转被传递给所述第一锥齿轮及所述第二锥齿轮；以及

发电机，在所述发电机的轴固定有所述第二锥齿轮，通过所述第一可动部件的所述第三旋转被传递给所述旋转传递机构，所述发电机产生电力进行发电。

2.根据权利要求1所述的开关发电机构，其特征在于，具备：

第二变形部件，其也是螺旋形状的弹簧且收纳于箱子，一方的端部连结于所述第二可动部件的除中心之外的位置，另一方的端部连结于箱子，当所述第二可动部件通过来自外部的力的传递而进行了所述第一旋转时，伸展固定量进行变形，并且通过所述力的传递被消除，从而释放变形而收缩；

所述第二可动部件，其通过所述第二变形部件的变形被释放，所述第二变形部件收缩，从而向反方向进行固定量旋转，即第四旋转；

所述第一可动部件，其利用所述第二可动部件的所述第四旋转，所述第一可动部件的齿与所述第二可动部件的齿啮合而与所述第二可动部件连动向反方向旋转固定量，即第五旋转；

所述第一变形部件，其利用所述第一可动部件的所述第五旋转伸展固定量进行变形，且当所述第一可动部件进行了固定量旋转后，所述第一可动部件与所述第二可动部件的齿的相互啮合脱离，从而释放变形而收缩；

旋转传递机构，所述第一可动部件通过所述第一变形部件的变形被释放，所述第一变形部件收缩，从而向与所述反方向相反的方向进行固定量旋转，即第六旋转，传递所述第一可动部件的所述第五旋转及所述第六旋转；以及

发电机，通过所述第一可动部件的所述第五旋转和所述第六旋转被传递给所述旋转传递机构，所述发电机产生电力进行发电。

3.根据权利要求2所述的开关发电机构，其特征在于，

形成开关发电机构的部件除了所述第二可动部件的一部分之外都收纳于所述箱子，所述第二可动部件的一部分从所述箱子突出。

4.一种开关发电方法，其特征在于，

使用具备第一可动部件、第二可动部件、第一变形部件、旋转传递机构以及发电机的开关发电机构，其中，所述第一可动部件是在传动轮的周围的至少一部分形成有齿的齿轮，并以中心轴为中心可旋转地被轴支撑；所述第二可动部件是在扇形的传动轮的周围的至少一部分形成有齿的扇形齿轮，并以中心轴为中心可旋转地被轴支撑；所述第一变形部件是螺旋形状的弹簧，一方的端部连结于所述第二可动部件的中心轴，另一方的端部连结于所述第一可动部件的除中心之外的位置；所述旋转传递机构具备第一锥齿轮和与该第一锥齿轮以齿相互啮合的方式连结的第二锥齿轮；在所述发电机的轴固定有所述第二锥齿轮，

从所述开关发电机构的外部向所述第二可动部件传递力，所述第一可动部件的所述齿与所述第二可动部件的所述齿啮合而相互连动，所述第一可动部件进行固定量旋转，即第二旋转，并且所述第一变形部件伸展固定量进行变形，

当所述第一可动部件进行了固定量旋转后，所述第一可动部件与所述第二可动部件的齿的相互啮合脱离，从而所述第一变形部件的变形被释放，所述第一变形部件收缩，通过所述第一变形部件的收缩，所述第一可动部件进行固定量旋转，即第三旋转，通过该第一可动部件的所述第三旋转，所述第一锥齿轮旋转，并且所述第二锥齿轮连动进行旋转，所述第一可动部件的所述第三旋转被传递给所述旋转传递机构，并被传递给所述发电机，所述发电机产生电力进行发电。

5.根据权利要求4所述的开关发电方法，其特征在于，

使用具备第二变形部件的开关发电机构，所述第二变形部件也是螺旋形状的弹簧且收纳于箱子，一方的端部连结于所述第二可动部件的除中心之外的位置，另一方的端部连结于箱子，

利用从所述开关发电机构的外部向所述第二可动部件传递的所述力，所述第二可动部件进行固定量活动，所述第二变形部件伸展固定量进行变形，

通过消除所述力的传递，所述第二变形部件的变形被释放而收缩，所述第一可动部件的齿与所述第二可动部件的齿啮合，所述第一可动部件向反方向旋转固定量，即第五旋转，并且所述第一变形部件伸展固定量进行变形，当所述第一可动部件进行了固定量旋转后，所述第一可动部件与所述第二可动部件的齿的相互啮合脱离，由此，所述第一变形部件的变形被释放，所述第一变形部件收缩，通过所述第一变形部件收缩，所述第一可动部件向与所述反方向相反的方向进行固定量旋转，即第六旋转，

所述第一可动部件的所述第五旋转被传递给所述发电机，所述发电机产生电力进行发电，且所述第一可动部件的所述第六旋转被传递给所述发电机，所述发电机产生电力进行发电。

Images