CN111033986B - 发电装置和输入装置 - Google Patents
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Abstract
磁体用于产生将可动构件保持于第1位置和第2位置各位置的吸附力。发电部具有与可动构件联动的可动元件,将可动元件的动能转换为电能。在可动构件处于第1位置的状态下,若操作元件朝第1按压部向第2保持部靠近的朝向移动,则利用第1按压部和第2保持部压缩弹簧构件,弹簧构件产生使可动构件向第2位置移动的恢复力。在可动构件处于第2位置的状态下,若操作元件朝第2按压部向第1保持部靠近的朝向移动,利用第2按压部和第1保持部压缩弹簧构件,弹簧构件产生使可动构件向第1位置移动的恢复力。
Description
技术领域
本公开通常而言涉及一种发电装置和输入装置,更详细而言,涉及通过将可动元件伴随着操作元件的移动而产生的动能转换为电能来发电的发电装置和输入装置。
背景技术
以往,已知一种具备利用弹簧构件的恢复力来移动的可动构件的发电装置(例如参照专利文献1)。
专利文献1所记载的发电装置包括操作元件(按钮)、可动构件(滑动件)、两个弹簧构件(第一弹簧和第二弹簧)、两个永磁体(第一永磁体和第二永磁体)以及发电部。在未对操作元件进行操作的状态下,可动构件在永磁体的吸附力的作用下保持为稳定的停止状态。若在该状态下对操作元件进行操作,则在一个弹簧构件(第一弹簧)的恢复力的作用下永磁体的吸附被解除,可动构件向右方向移动。另外,若解除操作元件的操作,则在另一个弹簧构件(第二弹簧)的恢复力的作用下永磁体的吸附被解除,可动构件向左方向移动。
在专利文献1所记载的发电装置中,在可动构件移动时,通过发电部的芯(第一磁轭构件)的磁通的朝向发生变化,在设于芯的外周的线圈产生电动势。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2014/061225号
发明内容
本公开的一技术方案的发电装置包括:固定构件;可动构件,其保持于所述固定构件,能够相对于所述固定构件在第1位置与第2位置之间沿着第1方向移动;操作元件,其以在所述可动构件处于所述第1位置的情况下位于第1操作位置且在所述可动构件处于所述第2位置的情况下位于第2操作位置的方式,在所述第1操作位置与所述第2操作位置之间移动;磁体,其用于产生将所述可动构件保持于所述第1位置和所述第2位置各位置的吸附力;发电部,其具有与所述可动构件联动的可动元件,将所述可动元件的动能转换为电能;弹簧构件,其保持于所述可动构件,将来自所述操作元件的力向所述可动构件传递;以及滑动构件,其保持于所述固定构件。所述可动构件具有在所述第1方向上彼此分离的第1保持部和第2保持部,所述可动构件在所述第1保持部与所述第2保持部之间保持所述弹簧构件,所述操作元件具有第1按压部和第2按压部,在所述操作元件处于所述第1操作位置的状态下,利用所述第1按压部和所述第2保持部夹住所述弹簧构件,在所述操作元件处于所述第2操作位置的状态下,利用所述第2按压部和所述第1保持部夹住所述弹簧构件,在所述可动构件处于所述第1位置的状态下,若所述操作元件朝所述第1按压部向所述第2保持部靠近的朝向移动,则利用所述第1按压部和所述第2保持部压缩所述弹簧构件,所述弹簧构件产生使所述可动构件从所述第1位置向所述第2位置移动的恢复力,在所述可动构件处于所述第2位置的状态下,若所述操作元件朝所述第2按压部向所述第1保持部靠近的朝向移动,则利用所述第2按压部和所述第1保持部压缩所述弹簧构件,所述弹簧构件产生使所述可动构件从所述第2位置向所述第1位置移动的恢复力。所述滑动构件在所述操作元件处于所述第1操作位置的情况下位于第1滑动位置,在所述操作元件处于所述第2操作位置的情况下位于第2滑动位置,且能够在所述第1滑动位置与所述第2滑动位置之间沿着所述第1方向移动。在所述滑动构件在所述第1滑动位置与所述第2滑动位置之间移动时,所述滑动构件按压所述操作元件,所述操作元件构成为,与所述滑动构件联动。
本公开的一技术方案的输入装置包括上述发电装置和与所述发电部电连接且使用与所述操作元件联动而由所述发电部产生的所述电能来输出信号的信号处理电路。
本公开具有能够谋求构造的简化和小型化的优点。
附图说明
图1A是关于具备本公开的一实施方式的发电装置的输入装置,表示可动构件处于第1位置的状态的俯视图。
图1B是图1A的X1-X1线剖视图。
图2A是关于上述输入装置,表示可动构件处于第2位置的状态的俯视图。
图2B是图2A的X1-X1线剖视图。
图3是上述输入装置的立体图。
图4是上述输入装置的分解立体图。
图5A是关于上述发电装置,表示从可动构件卸下操作元件和弹簧构件的状态的主要部分的分解立体图。
图5B是关于上述发电装置,表示从可动构件卸下操作元件的状态的主要部分的分解立体图。
图6是关于上述发电装置,表示可动构件、操作元件以及弹簧构件的主要部分的立体图。
图7A是上述发电装置的可动构件从第1位置向第2位置移动时的动作说明图。
图7B是上述发电装置的可动构件从第1位置向第2位置移动时的动作说明图。
图7C是上述发电装置的可动构件从第1位置向第2位置移动时的动作说明图。
图8A是上述发电装置的可动构件从第2位置向第1位置移动时的动作说明图。
图8B是上述发电装置的可动构件从第2位置向第1位置移动时的动作说明图。
图8C是上述发电装置的可动构件从第2位置向第1位置移动时的动作说明图。
图9A是关于上述输入装置,表示滑动构件处于第1滑动位置的状态的俯视图。
图9B是图9A的X1-X1线剖视图。
图10A是关于上述输入装置,表示滑动构件处于第2滑动位置的状态的俯视图。
图10B是图10A的X1-X1线剖视图。
具体实施方式
在说明实施方式之前,说明市场对于发电装置的开发的需求。近年来,由于将以石油为主的化石燃料作为原料的发电设备的增加,化石燃料将来的枯竭成为较大的课题。因此,期望开发不使用化石燃料的自主型的发电装置。作为自主型的发电装置,例如已知基于水力、太阳光、风力以及地热等的发电方式,但在这些发电装置的情况下,需要大规模的设备。
另一方面,通过将可动元件随着操作元件的操作(移动)而产生的动能转换为电能来发电的开关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,开关型的发电装置具有也能够搭载于比较小型的电子设备等的可能性。但是,这种发电装置存在根据可动构件的移动速度而发电量发生变化的可能性。因此,在这种发电装置中,有时应用通过利用弹簧构件的恢复力使可动构件移动从而与操作元件的移动速度无关地使可动构件比较高速地移动的所谓的速动机构。在应用了速动机构的发电装置中,伴随着操作元件的操作(移动),弹簧构件发生变形,利用蓄积于弹簧构件的能量使可动构件移动,因此能够使可动构件比较高速地移动,能够得到稳定的发电量。
在此说明上述那样的以往的发电装置。在上述那样的以往的发电装置中,为了使可动构件向一方向(右方向)移动和使可动构件向另一方向(左方向)移动,需要不同的弹簧构件(第一弹簧和第二弹簧)。因此,弹簧构件的零部件个数变多,有可能妨碍发电装置的构造的简化和发电装置的小型化。
在以下说明的实施方式中,例示能够应用速动机构并且也能够谋求构造的简化和小型化的开关型的发电装置。
(实施方式)
(1)概要
如图9A和图9B所示,本实施方式的发电装置1包括装置主体1A和滑动构件81。关于滑动构件81将在之后进行说明,首先说明装置主体1A的概要。
如图1A和图1B所示,装置主体1A包括固定构件2、可动构件3、操作元件4、永磁体5、发电部6以及弹簧构件7。
可动构件3构成为,能够相对于固定构件2沿着第1方向(在图1A的例子中为左右方向)移动。可动构件3在第1位置(图1B所示的位置)与第2位置(图2B所示的位置)之间移动。在此,位于第1位置的可动构件3与位于第2位置的可动构件3相比,相对于固定构件2位于右侧。操作元件4构成为能够相对于固定构件2移动。操作元件4以在可动构件3处于第1位置的情况下位于第1操作位置,在可动构件3处于第2位置的情况下位于第2操作位置的方式,在第1操作位置与第2操作位置之间移动。其中,操作元件4相对于可动构件3独立地移动。也就是说,可动构件3和操作元件4均能够相对于固定构件2移动,但可动构件3和操作元件4是相互独立的不同构件且能够相互独立地移动。
永磁体5产生将可动构件3保持于第1位置和第2位置各位置的吸附力。发电部6具有与可动构件3联动的可动元件61,将可动元件61的动能转换为电能。弹簧构件7保持于可动构件3,将来自操作元件4的力向可动构件3传递。
可动构件3具有第1保持部31和第2保持部32(参照图5A)。第1保持部31和第2保持部32彼此在第1方向(在此为左右方向)上分离。在此,第1保持部31位于比第2保持部32靠右侧的位置。第1保持部31和第2保持部32夹着弹簧构件7,可动构件3保持弹簧构件7。
操作元件4具有第1按压部41和第2按压部42。第1按压部41和第2按压部42彼此在第1方向(在此为左右方向)上分离。在此,第1按压部41位于比第2按压部42靠右侧的位置。
在可动构件3处于第1位置的状态(图1A所示的状态)下,利用第1按压部41和第2保持部32夹住弹簧构件7。在可动构件3处于第2位置的状态(图2A所示的状态)下,利用第2按压部42和第1保持部31夹住弹簧构件7。弹簧构件7构成为,在可动构件3处于第1位置的状态下,若操作元件4朝第1按压部41向第2保持部32靠近的朝向移动,则弹簧构件7被第1按压部41和第2保持部32压缩,产生使可动构件3向第2位置移动的恢复力。另外,弹簧构件7构成为,在可动构件3处于第2位置的状态下,若操作元件4朝第2按压部42向第1保持部31靠近的朝向移动,则弹簧构件7被第2按压部42和第1保持部31压缩,产生使可动构件3向第1位置移动的恢复力。
在本公开中,“预定方向”是可动构件3移动的方向。在本实施方式中,作为一例,可动构件3在第1位置与第2位置之间直进移动。因此,连结第1位置和第2位置的直线方向为“预定方向”。
另外,在本公开中,有时将“预定方向”表示为“第1方向”。简单说明上述结构的装置主体1A的动作。在可动构件3处于第1位置的状态下,可动构件3被永磁体5的吸附力保持于第1位置。在该状态下,例如若对操作元件4进行操作而使操作元件4移动,则第1按压部41向朝第2保持部32靠近的朝向位移,从而压缩被第1按压部41和第2保持部32夹住的弹簧构件7。此时,通过弹簧构件7发生变形,从而在弹簧构件7蓄积能量,使弹簧构件7产生恢复力。在第1按压部41的位移量逐渐变大,弹簧构件7的恢复力超过永磁体5的吸附力时,永磁体5对可动构件3的保持状态被解除,在弹簧构件7的恢复力的作用下,可动构件3从第1位置向第2位置移动。
相反,在可动构件3处于第2位置的状态下,可动构件3被永磁体5的吸附力保持于第2位置。在该状态下,例如若对操作元件4进行操作而使操作元件4移动,则第2按压部42向朝第1保持部31靠近的朝向位移,从而压缩被第2按压部42和第1保持部31夹住的弹簧构件7。此时,通过弹簧构件7发生变形,从而在弹簧构件7蓄积能量,使弹簧构件7产生恢复力。在第2按压部42的位移量逐渐变大,弹簧构件7的恢复力超过永磁体5的吸附力时,永磁体5对可动构件3的保持状态被解除,在弹簧构件7的恢复力的作用下,可动构件3从第2位置向第1位置移动。
因而,在本实施方式的装置主体1A中,伴随着操作元件4的操作(移动),可动构件3在第1位置与第2位置之间移动,因此在发电部6中,与可动构件3联动的可动元件61的动能转换为电能。而且,装置主体1A应用速动机构,可动构件3利用弹簧构件7的恢复力而移动,因此与操作元件4的移动速度无关,可动构件3比较高速地移动。由此,在装置主体1A中,可动构件3的移动速度比较稳定,因此得到稳定的发电量。
本实施方式的装置主体1A能够如图1A和图1B所示那样应用于输入装置10。即,本实施方式的输入装置10包括装置主体1A和信号处理电路11。信号处理电路11与装置主体1A的发电部6电连接,使用与操作元件4联动而由发电部6产生的电能来输出信号。由此,输入装置10能够利用随着操作元件4的操作(移动)而由发电部6发出的电力使信号处理电路11动作。因而,输入装置10不需要另外来自电池、蓄电池或者商用电源等的电力供给。
另外,考虑到在可动构件3与固定构件2之间产生的摩擦力,严格来说,在弹簧构件7的恢复力超过上述摩擦力与永磁体5的吸附力之和时,可动构件3移动。但是,在本实施方式中,假设可动构件3与固定构件2之间的摩擦力小到可以忽略的程度而进行说明。
(2)详细情况
以下,参照附图说明本实施方式的发电装置1和具备该发电装置1的输入装置10的详细情况。在此也是,关于滑动构件81将在之后进行说明,首先说明装置主体1A。其中,以下说明的结构只不过是本公开的一例,本公开并不限定于下述实施方式。因而,即使是该实施方式以外,只要在不脱离本公开的技术思想的范围,就也能够根据设计等进行各种变更。
在本实施方式中,操作元件4具有在预定方向上分离的第1按钮401和第2按钮402。第1按钮401和第2按钮402分别能够沿操作方向压下。在此所说的“操作方向”是与可动构件3的移动方向即“预定方向”交叉的方向。在以下,只要没有特别说明,就以“预定方向”为左右方向,以“操作方向”为上下方向进行说明。并且,以可动构件3从第1位置(参照图1B)向第2位置(参照图2B)移动时的可动构件3的移动的朝向为左方,以压下第1按钮401和第2按钮402各按钮的朝向为下方进行说明。也就是说,在图1B等中,如“上”、“下”、“左”、“右”的箭头所示,规定上下左右各方向。另外,在以下,以与图1B的纸面正交的方向为前后方向,以近前侧为前方进行说明。也就是说,在图1A等中,如“前”、“后”的箭头所示,规定前后各方向。但是,这些方向的宗旨并不在于规定装置主体1A的使用方向。另外,附图中的表示各方向的箭头只不过为了进行说明而示出,并不伴有实体。
另外,在本实施方式中,设为“预定方向”和“操作方向”相互正交而进行说明。在此所说的“正交”不仅是指严格地以90度相交的状态,也包括在一定程度的误差的范围内大致正交的状态(以下,以同样的意思使用“正交”)。
(2.1)输入装置
首先,参照图1A~图4说明具备装置主体1A的输入装置10。图1B是图1A的X1-X1线剖视图。图2B是图2A的X1-X1线剖视图。
输入装置10一体地具有包含装置主体1A的发电装置1(参照图9A)和信号处理电路11。在本实施方式中,装置主体1A的固定构件2是沿左右方向细长的长方体状,构成能够在内部收纳装置主体1A的构成要素的壳体。输入装置10还包括与固定构件2接合的上盖23。
固定构件2是合成树脂制。固定构件2具有第1壳体21和第2壳体22。第1壳体21形成为在下表面具有开口部的箱状。第2壳体22是矩形板状,以封堵第1壳体21的开口部的方式接合于第1壳体21。像这样,第1壳体21和第2壳体22沿上下方向组合而接合,从而构成固定构件2。用于将固定构件2安装于安装对象物的一对安装片212分别从第1壳体21的左右方向的两端面突出。
第1壳体21与第2壳体22的接合例如通过激光焊实现。由此,在输入装置10中,能够抑制水等从第1壳体21与第2壳体22的接合部位进入到被第1壳体21和第2壳体22包围的空间内。另外,输入装置10具备发电装置1(包括装置主体1A),因此不需要电池或蓄电池等。即,在输入装置10中不需要用于收纳电池或蓄电池的空间,在固定构件2也不需要能够进入该空间的能够开闭的盖。
在第1壳体21的上表面形成有沿左右方向排列的一对贯通孔213。一对贯通孔213分别是呈沿前后方向较长的长圆状开口且沿上下方向贯通第1壳体21的孔。一对贯通孔213是用于使装置主体1A的操作元件4从第1壳体21的上表面暴露的孔。
操作元件4具有在左右方向上分离的第1按钮401和第2按钮402。另外,操作元件4以跷跷板的方式活动,因此严格来说,操作元件4具有从上表面观察时在左右方向上分离的第1按钮401和第2按钮402。在操作元件4保持为能够相对于固定构件2移动的状态下,第1按钮401从一对贯通孔213中的右侧的贯通孔213突出,第2按钮402从一对贯通孔213中的左侧的贯通孔213突出。操作元件4以能够在第1操作位置(图1A和图1B所示的位置)与第2操作位置(图2A和图2B所示的位置)之间旋转的状态保持于固定构件2。在本实施方式中,操作元件4是合成树脂制,第1按钮401和第2按钮402一体形成。
在操作元件4处于第1操作位置的状态下,操作元件4相对于第1壳体21的上表面向右上倾斜,从而第1按钮401相比于第2按钮402位于相对上方。在该状态下,若向下方按压第1按钮401,则操作元件4以旋转轴线C1(参照图6)为中心旋转,向第2操作位置移动。此时,第1按钮401向下方移动,第2按钮402向上方移动。另一方面,在操作元件4处于第2操作位置的状态下,操作元件4相对于第1壳体21的上表面向左上倾斜,从而第2按钮402相比于第1按钮401位于相对上方。在该状态下,若向下方按压第2按钮402,则操作元件4以旋转轴线C1为中心旋转,向第1操作位置移动。此时,第2按钮402向下方移动,第1按钮401向上方移动。总之,操作元件4通过以旋转轴线C1为中心双向旋转,从而在第1操作位置与第2操作位置之间像跷跷板那样进行动作。
另外,也可以在第1壳体21的上表面的一对贯通孔213的周边固定具有足够的挠性的防水橡胶。在防水橡胶形成用于使第1按钮401和第2按钮402通过的孔。防水橡胶能够填充一对贯通孔213各自的周缘与第1按钮401和第2按钮402之间的间隙。由此,能够抑制水等从一对贯通孔213进入。
信号处理电路11收纳于在第1壳体21的上表面形成的收纳凹部211。收纳凹部211在第1壳体21的上表面形成于一对贯通孔213的左方。在第1壳体21的上表面以封堵收纳凹部211的开口面的方式接合有上盖23。由此,信号处理电路11收纳于收纳凹部211的底面与上盖23之间。上盖23是合成树脂制。第1壳体21与上盖23的接合例如通过激光焊实现。由此,在输入装置10中,能够抑制水等从第1壳体21与上盖23的接合部位进入到收纳凹部211内。
信号处理电路11具有印刷电路板111、天线112以及安装于印刷电路板111的各种电子部件。安装于印刷电路板111的电子部件例如构成电源电路、控制电路、存储器以及发送电路等。天线112安装于印刷电路板111的上表面。在印刷电路板111的下表面设有用于电连接发电部6和后述的接地布线113(参照图4)的连接焊盘(pad)。在收纳凹部211的底面中的与后述的发电部6的线圈63(参照图4)相对应的位置形成有沿上下方向贯通第1壳体21的第1连接孔214。经由该第1连接孔214(参照图4),发电部6相对于信号处理电路11电连接。另外,在收纳凹部211的底面中的与接地布线113相对应的位置形成有沿上下方向贯通第1壳体21的第2连接孔215。经由该第2连接孔215(参照图4),接地布线113相对于信号处理电路11电连接。
信号处理电路11使用由发电部6产生的电力作为电源进行动作。并且,信号处理电路11使用由发电部6产生的电力作为电信号,根据该电信号生成检测信息。信号处理电路11通过以电波为传输介质的无线通信将生成的检测信息从天线112向接收装置发送。信号处理电路11的通信方式例如是WiFi(注册商标)或者Bluetooth(注册商标)、专用小功率无线电等。专用小功率无线电是不需要许可和注册的小功率无线电,例如在日本,是使用420MHz频段或者920MHz频段的电波的小功率无线电。
在装置主体1A中,伴随着操作元件4相对于固定构件2的移动,可动构件3移动,由发电部6产生电力,详细情况将在“(2.2)发电装置”部分说明。在可动构件3从第1位置向第2位置移动时与可动构件3从第2位置向第1位置移动时,从发电部6输出的电信号不同(例如极性不同)。信号处理电路11基于从发电部6输出的电信号生成与可动构件3的移动的朝向相应的检测信息,向接收装置发送。
因而,在本实施方式的输入装置10中,在对操作元件4进行操作时,信号处理电路11接收由发电部6产生的电力而动作,将与操作元件4的操作(移动)相应的检测信息向接收装置发送。此时,向接收装置发送的检测信息根据可动构件3的移动的朝向而变化。即,操作元件4兼用作用于使发电部6发电的操作部和用于向信号处理电路11发送检测信息的操作部。由此,与相对于装置主体1A的发电用的操作元件4另外设置用于向信号处理电路11发送检测信息的操作部的结构相比,能够将零部件个数抑制得较少。
作为一例,输入装置10被用作用于检测月牙锁的上锁、解锁的月牙传感器。在该情况下,输入装置10安装于作为安装对象物的窗框,以利用月牙锁间接地操作操作元件4。在输入装置10中,操作元件4的操作状态根据月牙锁处于上锁状态还是处于解锁状态而变化。因而,在用于接收来自输入装置10的检测信息的接收装置中,能够监视月牙锁处于上锁状态还是处于解锁状态。
另外,输入装置10的信号处理电路11优选具备电容器114。由此,输入装置10能够将由发电部6产生的电荷储存在电容器114中,能够向信号处理电路11稳定地施加大于等于信号处理电路11的最低动作电压的电压。
(2.2)发电装置
接下来,参照图1A~图4说明发电装置1的装置主体1A的结构。
如上所述,装置主体1A具备在左右方向上细长的长方体状的固定构件2。在由构成固定构件2的第1壳体21和第2壳体22包围的空间收纳有作为装置主体1A的构成要素的可动构件3、操作元件4、永磁体5、发电部6以及弹簧构件7。
可动构件3以能够沿着左右方向直进移动的状态保持于固定构件2。可动构件3在第1位置(图1B所示的位置)与第2位置(图2B所示的位置)之间移动。在本实施方式中,将可动构件3从第1位置向第2位置移动时的可动构件3的移动的朝向定义为左方,因此第2位置成为自第1位置向左方偏移的位置,第1位置成为自第2位置向右方偏移的位置。也就是说,可动构件3的可动范围的右端位置为第1位置,左端位置为第2位置。因此,在左右方向上,“第1位置侧”是指“右侧”,“第2位置侧”是指“左侧”。
具体而言,可动构件3收纳于被第1壳体21和第2壳体22包围的空间内。可动构件3具有用于保持弹簧构件7的第1块301和用于保持后述的发电部6的可动元件61的第2块302。第1块301和第2块302以第1块301位于右侧的方式沿左右方向排列配置。在本实施方式中,可动构件3是合成树脂制,第1块301和第2块302一体形成。
可动构件3被夹在第1壳体21与第2壳体22之间,从而相对于固定构件2的移动被限制。并且,在第2壳体22的上表面形成有沿着左右方向延伸的一对引导槽221(参照图4)。在可动构件3的下表面形成有插入引导槽221的突起。可动构件3的突起插入一对引导槽221,从而限制可动构件3相对于固定构件2在前后方向上的移动。由此,可动构件3相对于固定构件2仅能够沿左右方向移动。
另外,在第2壳体22的上表面形成有用于支承操作元件4的一对支承壁222(参照图4)。一对支承壁222在前后方向上相对,分别配置于第1块301的前后方向的两侧。并且,在第2壳体22的上表面形成有用于支承后述的发电部6的芯62的一对肋223(参照图4)。一对支承壁222在前后方向上相对,配置于隔着第1块301的位置。一对肋223在前后方向上相对,分别配置于第2块302的前后方向的两侧。
如图4所示,第1块301具有第1开口部33,俯视呈在左右方向上较长的矩形框状。在第1开口部33收纳弹簧构件7。在第1块301的上表面的第1开口部33的右方形成有第1凹部34。在第1块301的上表面的第1开口部33的左方形成有第2凹部35。在第1块301的第1开口部33与第1凹部34之间设有第1保持部31。在第1块301的第1开口部33与第2凹部35之间设有第2保持部32。也就是说,可动构件3具有在左右方向上分离的、位于右侧(第1位置侧)的第1保持部31和位于左侧(第2位置侧)的第2保持部32。第1块301将弹簧构件7保持在第1开口部33内,从而将弹簧构件7夹在第1保持部31与第2保持部32之间。
第2块302具有第2开口部36,俯视呈在左右方向上较长的矩形框状。在第2开口部36收纳后述的发电部6的线圈63。在第2块302的上表面的第2开口部36的左右方向的两侧固定后述的发电部6的可动元件61。
弹簧构件7是用于将来自操作元件4的力向可动构件3传递的构件,如上所述保持于可动构件3的第1块301。也就是说,在操作元件4移动时,弹簧构件7受到来自操作元件4的力而变形(被压缩),由此在弹簧构件7储存弹性能量。弹簧构件7通过将像这样受到来自操作元件4的力而储存的能量(弹性能量)朝向可动构件3释放,从而将来自操作元件4的力向可动构件3传递。
弹簧构件7由具有弹性的板材,例如不锈钢(SUS)等金属板构成。也就是说,在本实施方式中,弹簧构件7是板簧。弹簧构件7在左右方向的两端部分别具有第1端部71和第2端部72。第1端部71是弹簧构件7的右端部,第2端部72是弹簧构件7的左端部。弹簧构件7还具有在第1端部71与第2端部72之间以在弹簧构件7的厚度方向(上下方向)上凸出的方式弯曲的弯曲部73。在此,弯曲部73是在正面观察时以朝向下方凸出的方式弯曲的形状。弯曲部73优选以预定的曲率弯曲成圆弧状。并且,在本实施方式中,第1端部71和第2端部72被朝向下方进行卷边弯曲加工,从而分别在正面观察时呈朝向左右方向的两侧凸出的弯曲状。由此,弹簧构件7在正面观察时呈大致“Ω”字状。
如在“(2.1)输入装置”部分说明的那样,操作元件4以能够在第1操作位置与第2操作位置之间以旋转轴线C1(参照图6)为中心旋转的状态保持于固定构件2。而且,在按压第1按钮401时,操作元件4在正面观察时顺时针旋转,在按压第2按钮402时,操作元件4在正面观察时逆时针旋转。操作元件4还具有在俯视时为矩形板状的杆主体403和形成为圆柱状的一对轴部43。第1按钮401和第2按钮402分别从杆主体403的上表面的左右方向的两端部向上方突出。一对轴部43在杆主体403的左右方向的中央部分别从杆主体403的前后方向的两端面突出。在一对轴部43载置于第2壳体22的一对支承壁222上的状态下,以利用第1壳体21从上方夹住操作元件4的方式将操作元件4保持为能够相对于固定构件2旋转。一对轴部43沿前后方向的移动被形成于第1壳体21的内周面的一对轴承部限制。
在此,操作元件4还具有在左右方向上分离的、位于右侧(第1位置侧)的第1按压部41和位于左侧(第2位置侧)的第2按压部42。第1按压部41和第2按压部42分别从杆主体403的下表面的左右方向的两端部向下方突出。在操作元件4与可动构件3的关系中,第1按压部41配置于与第1块301的第1凹部34相对应的位置,第2按压部42配置于与第1块301的第2凹部35相对应的位置。在操作元件4与弹簧构件7的关系中,第1按压部41和第2按压部42在左右方向上配置于弹簧构件7的两侧。
利用这样的结构,在可动构件3处于第1位置的状态下,弹簧构件7被夹在第1按压部41与第2保持部32之间。在可动构件3处于第2位置的状态下,弹簧构件7被夹在第2按压部42与第1保持部31之间。因此,操作元件4在从第1操作位置向第2操作位置移动时,朝第1按压部41向第2保持部32靠近并且第2按压部42自第1保持部31远离的朝向移动。此时,弹簧构件7被第1按压部41和第2保持部32压缩。另外,操作元件4在从第2操作位置向第1操作位置移动时,朝第2按压部42向第1保持部31靠近并且第1按压部41自第2保持部32远离的朝向移动。此时,弹簧构件7被第2按压部42和第1保持部31压缩。
因而,在操作元件4移动时,来自操作元件4的力经由弹簧构件7向可动构件3传递,可动构件3移动。在操作元件4从第1操作位置向第2操作位置移动时,可动构件3从第1位置向第2位置移动。在操作元件4从第2操作位置向第1操作位置移动时,可动构件3从第2位置向第1位置移动。可动构件3(特别是第1块301)、弹簧构件7以及操作元件4的详细的结构将在“(2.3)速动机构”部分中说明。
发电部6具有与可动构件3联动的可动元件61,将可动元件61的动能转换为电能。发电部6除可动元件61之外,还具有芯62和安装于芯62的线圈63(参照图4)。在本实施方式中,发电部6还具有线圈架64和一对连接端子65(参照图4)。
线圈架64是合成树脂制,由卷绕于线圈架64的导线构成线圈63。芯62例如由硅钢板等磁性材料构成。芯62以沿前后方向贯穿线圈架64的状态与线圈架64和线圈63一体化。一对连接端子65由具有导电性的金属板构成。一对连接端子65保持于线圈架64,分别与构成线圈63的导线的两端电连接。一对连接端子65经由第1壳体21的第1连接孔214与信号处理电路11电连接。
芯62相对于固定构件2固定。在此,芯62在前后方向的两端部载置于第2壳体22的一对肋223上的状态下以利用第1壳体21从上方压靠的方式固定于固定构件2。芯62沿前后方向的移动被形成于第1壳体21的内周面的一对限制肋限制。
可动元件61具有相对于芯62位于左右方向的两侧的第1可动片611和第2可动片612。在此,第1可动片611在前后方向上被分割为一对第1磁轭611a、611b。第2可动片612在前后方向上被分割为一对第2磁轭612a、612b。一对第1磁轭611a、611b和一对第2磁轭612a、612b均由例如硅钢板等磁性材料构成。
第1可动片611固定于第2块302的上表面的第2开口部36的左侧。第2可动片612固定于第2块302的上表面的第2开口部36的右侧。第1可动片611和第2可动片612例如使用从第2块302的上表面突出的结合部,通过卡扣构造相对于第2块302固定。
像这样,第1可动片611和第2可动片612保持于可动构件3,由此,可动元件61与可动构件3联动。通过可动构件3移动,从而可动元件61相对于固定于固定构件2的芯62相对移动。在此,在可动构件3与线圈63的关系中,线圈63在可动构件3的第2开口部36内相对移动,因此能够避免可动构件3与线圈63的干涉。在可动元件61移动时,第1可动片611和第2可动片612分别相对于芯62的前后方向的两端部接触和脱离。
具体而言,在可动构件3处于第1位置的状态,也就是图1A和图1B所示的状态下,第1可动片611与芯62接触。此时,第1磁轭611a与芯62的前端部接触,第1磁轭611b与芯62的后端部接触。在该状态下,芯62与第2可动片612分离。另一方面,在可动构件3处于第2位置的状态,也就是图2A和图2B所示的状态下,第2可动片612与芯62接触。此时,第2磁轭612a与芯62的前端部接触,第2磁轭612b与芯62的后端部接触。在该状态下,芯62与第1可动片611分离。
另外,永磁体5具有第1磁体51和第2磁体52。第1磁体51固定于第1可动片611,第2磁体52固定于第2可动片612。第1磁体51和第2磁体52均形成为矩形板状。第1磁体51在夹在一对第1磁轭611a、611b之间的状态下固定于第1可动片611。同样,第2磁体52在夹在一对第2磁轭612a、612b之间的状态下固定于第2可动片612。第1磁体51以前面为N极、后面为S极的方式设定磁极性。因此,第1磁轭611a被磁化为N极,第1磁轭611b被磁化为S极。另一方面,第2磁体52以前面为S极、后面为N极的方式设定磁极性。因此,第2磁轭612a被磁化为S极,第2磁轭612b被磁化为N极。
如上述这样构成的发电部6通过使穿过芯62的磁通的朝向随着可动元件61的移动而变化,从而自线圈63产生电力。即,在可动构件3处于第1位置的状态下,第1可动片611与芯62接触,因此利用第1磁轭611a、芯62以及第1磁轭611b形成用于使第1磁体51所产生的磁通通过的磁路。由此,穿过芯62的磁通的朝向成为朝后(从前端部向后端部的朝向)。另一方面,在可动构件3从第1位置向第2位置移动时,可动元件61也与可动构件3联动而移动。而且,在可动构件3处于第2位置的状态下,第2可动片612与芯62接触,因此利用第2磁轭612b、芯62以及第2磁轭612a形成用于使第2磁体52所产生的磁通通过的磁路。由此,穿过芯62的磁通的朝向成为朝前(从后端部向前端部的朝向)。总之,发电部6利用通过使线圈63中的磁场随着可动构件3的移动而变化,从而感应电流流过线圈63的电磁感应进行发电。
另外,在本实施方式中,永磁体5不仅具有如上所述使穿过芯62的磁通的朝向变化的功能,还具有产生将可动构件3保持于第1位置和第2位置各位置的吸附力的功能。也就是说,在可动构件3处于第1位置的状态下,第1可动片611与芯62接触,因此利用第1磁体51所产生的磁通将第1可动片611吸附于芯62,从而将可动构件3保持于第1位置。另一方面,在可动构件3处于第2位置的状态下,第2可动片612与芯62接触,因此利用第2磁体52所产生的磁通将第2可动片612吸附于芯62,从而将可动构件3保持于第2位置。像这样,用于使发电部6发电的永磁体5兼用作用于将可动构件3保持于第1位置和第2位置各位置的永磁体。
另外,在本实施方式中,装置主体1A还包括接地布线113。接地布线113由具有导电性的金属板构成。接地布线113在第1壳体21与第2壳体22之间的空间内以不与可动构件3干涉的方式沿着第1壳体21的内周面配置于第1块301的周围。接地布线113经由第1壳体21的第2连接孔215与信号处理电路11的电路接地(基准电位点)电连接。
(2.3)速动机构
接下来,参照图5A~图6说明可动构件3(特别是第1块301)、弹簧构件7以及操作元件4的详细的结构。在图6中,用假想线(双点划线)表示操作元件4。另外,在图6中,用单点划线表示操作元件4的旋转轴线C1,但旋转轴线C1只不过为了进行说明而示出,并不伴有实体。
如图5A和图5B所示,可动构件3利用配置成隔着第1开口部33在左右方向上相对的第1保持部31和第2保持部32保持弹簧构件7。在此,可动构件3(第1块301)构成为,在俯视时与弹簧构件7的四角接触,从而保持弹簧构件7。具体而言,第1保持部31具有在与左右方向正交的宽度方向上分离的一对第1保持片311,利用一对第1保持片311从右方与弹簧构件7的第1端部71接触。同样,第2保持部32具有在宽度方向上分离的一对第2保持片321,利用一对第2保持片321从左方与弹簧构件7的第2端部72接触。在此所说的“宽度方向”是与预定方向(左右方向)和操作方向(上下方向)这两者正交的方向,在本实施方式中是前后方向。
并且,第1保持部31具有分别从一对第1保持片311的左侧面,也就是与第2保持部32相对的相对面的上端部向左方突出的一对第1突起312。一对第1突起312在正面观察时为大致三角形状,从上方与弹簧构件7的第1端部71接触。同样,第2保持部32具有分别从一对第2保持片321的右侧面,也就是与第1保持部31相对的相对面的上端部向右方突出的一对第2突起322。一对第2突起322在正面观察时为大致三角形状,从上方与弹簧构件7的第2端部72接触。
并且,第1保持部31在一对第1保持片311之间具有从第1凹部34的底面向上方突出的第1支承台313。第1支承台313在前后方向上与一对第1保持片311分离,从下方与弹簧构件7的第1端部71接触。同样,第2保持部32在一对第2保持片321之间具有从第2凹部35的底面向上方突出的第2支承台323。第2支承台323在前后方向上与一对第2保持片321分离,从下方与弹簧构件7的第2端部72接触。
根据上述结构,第1保持部31从右方、上方以及下方与弹簧构件7的第1端部71接触,从而第1端部71向右方、上方以及下方的移动被限制。另外,第2保持部32从左方、上方以及下方与弹簧构件7的第2端部72接触,从而第2端部72向左方、上方以及下方的移动被限制。特别是,一对第1保持片311和一对第2保持片321通过与俯视时的弹簧构件7的四角接触,从而限制弹簧构件7沿左右方向的移动。
在此,弹簧构件7以通过将第1端部71夹在一对第1突起312和第1支承台313之间并且将第2端部72夹在一对第2突起322和第2支承台323之间从而不会脱落的方式保持于可动构件3。因此,弹簧构件7的配合余量(第1端部71向一对第1突起312和第1支承台313之间的插入量,第2端部72向一对第2突起322和第2支承台323之间的插入量)例如优选设定为0.5mm~1.0mm左右。
另外,操作元件4的杆主体403的前后方向的尺寸设定为比一对第1保持片311之间的尺寸和一对第2保持片321之间的尺寸小。由此,第1按压部41在前后方向上位于一对第1保持片311之间。另外,第2按压部42在前后方向上位于一对第2保持片321之间。
利用这样的位置关系,如图6所示,操作元件4能够通过一对第1保持片311之间,利用第1按压部41从右方与弹簧构件7的第1端部71接触。同样,操作元件4能够通过一对第2保持片321之间,利用第2按压部42从左方与弹簧构件7的第2端部72接触。也就是说,操作元件4利用第1按压部41与弹簧构件7的第1端部71的前后方向的中央部接触,或者利用第2按压部42与弹簧构件7的第2端部72的前后方向的中央部接触,从而压缩弹簧构件7。换言之,操作元件4通过与弹簧构件7的前后方向的中央部接触,从而压缩弹簧构件7。另外,优选的是,在第1按压部41和第2按压部42的下表面分别形成有用于避免与第1支承台313和第2支承台323的干涉的缺口。
另外,第1按压部41在左右方向上与第2保持部32相对的位置具有相对于上下方向倾斜的第1倾斜面411,使得其在左右方向上与第2保持部32的距离随着沿上下方向的移动而变化。换言之,第1按压部41的与弹簧构件7的第1端部71接触的接触面即左端面由面向左下方且倾斜的第1倾斜面411构成。并且,第2按压部42在左右方向上与第1保持部31相对的位置具有相对于上下方向倾斜的第2倾斜面421,使得其在左右方向上与第1保持部31的距离随着沿上下方向的移动而变化。换言之,第2按压部42的与弹簧构件7的第2端部72接触的接触面即右端面由面向右下方且倾斜的第2倾斜面421构成。在此,第1按压部41和第2按压部42均在正面观察时呈大致三角形状。
根据上述结构,在操作元件4从第1操作位置向第2操作位置移动时,第1按压部41向下方移动,从而利用第1倾斜面411使第1按压部41与第2保持部32在左右方向上的间隔变窄。也就是说,第1按压部41向第2保持部32靠近,从而朝下的力利用第1倾斜面411转换为朝左的力,弹簧构件7被压缩。另一方面,在操作元件4从第1操作位置向第2操作位置移动时,第2按压部42向上方移动,从而利用第2倾斜面421使第2按压部42与第1保持部31在左右方向上的间隔变宽。也就是说,第2按压部42自第1保持部31远离。由此,在弹簧构件7被压缩的状态下,第2按压部42处于离开弹簧构件7的第2端部72的位置,因此在弹簧构件7的弹性能量释放时,能够避免第2按压部42妨碍弹簧构件7的第2端部72的移动。
操作元件4从第2操作位置向第1操作位置移动时也是同样地,第2按压部42向下方移动,从而利用第2倾斜面421使第2按压部42与第1保持部31在左右方向上的间隔变窄。也就是说,第2按压部42向第1保持部31靠近,朝下的力利用第2倾斜面421转换为朝右的力,弹簧构件7被压缩。另一方面,在操作元件4从第2操作位置向第1操作位置移动时,第1按压部41向上方移动,从而利用第1倾斜面411使第1按压部41与第2保持部32在左右方向上的间隔变宽。由此,在弹簧构件7被压缩的状态下,第1按压部41处于离开弹簧构件7的第1端部71的位置,因此在弹簧构件7的弹性能量释放时,能够避免第1按压部41妨碍弹簧构件7的第1端部71的移动。
像这样,第1倾斜面411和第2倾斜面421不仅转换施加于操作元件4的力的朝向而压缩弹簧构件7,还在弹簧构件7的弹性能量释放时作为用于避免弹簧构件7与操作元件4的碰撞的“退避手段”发挥功能。
关于构成速动机构的第1保持部31、第2保持部32、弹簧构件7以及操作元件4,优选为面对称的形状。在此,面对称的基准面是包含操作元件4的旋转轴线C1且与左右方向正交的平面。
(2.4)动作
以下,参照图7A~图8C说明本实施方式的装置主体1A和输入装置10的动作。为了以可动构件3(特别是第1块301)、弹簧构件7以及操作元件4的动作为中心进行说明,在图7A~图8C中,示出仅将图1B所示的图1A的X1-X1线剖视图的一部分放大的图。另外,在图7A~图8C中,用箭头(F1~F4)表示力的朝向,但这些箭头只不过为了进行说明而示出,并不伴有实体。另外,在图7A~图8C中,示出了操作元件4的旋转轴线C1,但旋转轴线C1只不过为了进行说明而示出,并不伴有实体。
首先,参照图7A~图7C说明操作元件4从第1操作位置向第2操作位置移动,可动构件3从第1位置向第2位置移动时的装置主体1A的动作。
在可动构件3处于第1位置的情况下,在未对操作元件4进行操作的状态,也就是未从装置主体1A的外部对操作元件4施加力的状态下,如图7A所示,操作元件4位于第1操作位置。在该状态下,弹簧构件7在左右方向上夹在第1按压部41与第2保持部32之间。第1按压部41与弹簧构件7的第1端部71相对,第2保持部32与弹簧构件7的第2端部72相对。但是,也可以在第1端部71与第1按压部41之间以及第2端部72与第2保持部32之间中的至少一者空出间隙。
在该状态下,在朝下的力F1作用于第1按钮401(按压第1按钮401)时,如图7B所示,操作元件4以旋转轴线C1为中心,在正面观察时顺时针旋转。也就是说,第1按压部41向下方移动,因此利用第1倾斜面411将朝下的力转换为朝左的力,使弹簧构件7的第1端部71向左方位移。此时,可动构件3被永磁体5(在此为第1磁体51)所产生的吸附力保持于第1位置,因此第2保持部32不移动。因而,在左右方向上,第1按压部41向第2保持部32靠近,弹簧构件7的第1端部71和第2端部72之间的间隔变窄,弯曲部73以曲率半径减小的方式变形。因此,弹簧构件7被压缩,从而在弹簧构件7蓄积弹性能量,在弹簧构件7产生恢复力。
在该状态下,若朝下的力F1持续地作用于第1按钮401,则如图7C所示,操作元件4以旋转轴线C1为中心在正面观察时进一步顺时针旋转。此时,第1按压部41进一步向下方移动,因此利用第1倾斜面411将朝下的力转换为朝左的力,使弹簧构件7的第1端部71进一步向左方位移。若第1端部71的位移量变大,则弹簧构件7的变形量也变大,因此储存于弹簧构件7的弹性能量逐渐变大。而且,若弹簧构件7的恢复力超过永磁体5(在此为第1磁体51)的吸附力,则永磁体5对可动构件3的保持状态被解除,弹簧构件7的弹性能量被释放。此时,弹簧构件7的第2端部72按压第2保持部32,从而弹簧构件7的恢复力F2使可动构件3向左方猛地移动。其结果,可动构件3比较高速地移动到可动范围的终端位置即第2位置(图2B所示的位置)。若可动构件3从第1位置向第2位置移动,则保持于可动构件3的可动元件61的动能转换为电能,在发电部6产生电力。
接下来,参照图8A~图8C说明操作元件4从第2操作位置向第1操作位置移动,可动构件3从第2位置向第1位置移动时的装置主体1A的动作。
在可动构件3处于第2位置的情况下,在未对操作元件4进行操作的状态,也就是未从装置主体1A的外部对操作元件4施加力的状态下,如图8A所示,操作元件4位于第2操作位置。在该状态下,弹簧构件7在左右方向上夹在第2按压部42与第1保持部31之间。第2按压部42与弹簧构件7的第2端部72相对,第1保持部31与弹簧构件7的第1端部71相对。但是,也可以在第2端部72与第2按压部42之间以及第1端部71与第1保持部31之间中的至少一者空出间隙。
在该状态下,在朝下的力F3作用于第2按钮402(按压第2按钮402)时,如图8B所示,操作元件4以旋转轴线C1为中心,在正面观察时逆时针旋转。也就是说,第2按压部42向下方移动,因此利用第2倾斜面421将朝下的力转换为朝右的力,使弹簧构件7的第2端部72向右方位移。此时,可动构件3被永磁体5(在此为第2磁体52)所产生的吸附力保持于第2位置,因此第1保持部31不移动。因而,在左右方向上,第2按压部42向第1保持部31靠近,弹簧构件7的第1端部71和第2端部72之间的间隔变窄,弯曲部73以曲率半径减小的方式变形。因此,弹簧构件7被压缩,从而在弹簧构件7蓄积弹性能量,在弹簧构件7产生恢复力。
在该状态下,若朝下的力F3持续地作用于第2按钮402,则如图8C所示,操作元件4以旋转轴线C1为中心,在正面观察时进一步逆时针旋转。此时,第2按压部42进一步向下方移动,因此利用第2倾斜面421将朝下的力转换为朝右的力,使弹簧构件7的第2端部72进一步向右方位移。若第2端部72的位移量变大,则弹簧构件7的变形量也变大,因此蓄积于弹簧构件7的弹性能量逐渐变大。而且,若弹簧构件7的恢复力超过永磁体5(在此为第2磁体52)的吸附力,则永磁体5对可动构件3的保持状态被解除,弹簧构件7的弹性能量被释放。此时,弹簧构件7的第1端部71按压第1保持部31,从而弹簧构件7的恢复力F4使可动构件3向右方猛地移动。其结果,可动构件3比较高速地移动到可动范围的终端位置即第1位置(图1B所示的位置)。若可动构件3从第2位置向第1位置移动,则保持于可动构件3的可动元件61的动能转换为电能,在发电部6产生电力。
在此,关于弹簧构件7的第1端部71与第2端部72之间的间隔以怎样的程度变窄时永磁体5对可动构件3的保持状态会被解除,例如能够根据弹簧构件7的弹簧系数和永磁体5的吸附力的大小等任意设定。作为一例,在如上所述弹簧构件7的配合余量为0.5mm~1.0mm左右的情况下,优选设定为,在第1端部71与第2端部72之间的间隔例如变窄0.3mm左右时,弹簧构件7的恢复力超过永磁体5的吸附力。
如以上说明的那样,在本实施方式的装置主体1A和输入装置10中,伴随着操作元件4的操作(移动),可动构件3从第1位置向第2位置移动,或者可动构件3从第2位置向第1位置移动。也就是说,可动构件3在第1位置与第2位置之间沿着左右方向直线地往复移动。而且,无论是可动构件3从第1位置向第2位置移动的情况还是从第2位置向第1位置移动的情况,可动构件3都在弹簧构件7的恢复力的作用下比较高速地移动。因此,在可动构件3从第1位置向第2位置移动的“去路”和可动构件3从第2位置向第1位置移动的“回路”这两者,发电部6能够以相同的方式发电。
(2.5)发电装置的整体结构
接下来,参照图9A~图10B说明本实施方式的发电装置1和输入装置10的整体结构。图9B是图9A的X1-X1线剖视图。图10B是图10A的X1-X1线剖视图。在此,如图9A~图10B所示,与上述实施方式同样地,如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”的箭头所示,规定各方向。这些方向的宗旨并不在于规定输入装置10的使用方向。
本实施方式的发电装置1包括上述装置主体1A和滑动构件81。在本实施方式中,发电装置1还包括用于收纳滑动构件81的外壳82。输入装置10包括该发电装置1和信号处理电路11。换言之,输入装置10包括装置主体1A、滑动构件81、外壳82以及信号处理电路11。
外壳82形成为在下表面具有开口部的箱状。外壳82以覆盖发电装置1的上盖23和装置主体1A的上表面的方式固定于装置主体1A。在形成于外壳82与装置主体1A的上表面之间的空间收纳有滑动构件81的至少一部分(按压构件83)。在外壳82形成有沿上下方向贯通外壳82的操作孔821。
外壳82被包括在固定构件2的构成要素中。也就是说,固定构件2具有第1壳体21、第2壳体22以及外壳82。第1壳体21与外壳82的接合例如通过激光焊来实现。
滑动构件81以能够在第1滑动位置与第2滑动位置之间沿着左右方向直进移动的状态保持于固定构件2。滑动构件81在操作元件4处于第1操作位置的情况下位于第1滑动位置,在操作元件4处于第2操作位置的情况下位于第2滑动位置。但是,滑动构件81相对于可动构件3和操作元件4独立地移动。也就是说,可动构件3、操作元件4以及滑动构件81均能够相对于固定构件2移动,但可动构件3、操作元件4以及滑动构件81是相互独立的不同构件且能够相互独立地移动。在此,如图9A和图9B所示,第1滑动位置是滑动构件81的可动范围的左端位置。如图10A和图10B所示,第2滑动位置是滑动构件81的可动范围的右端位置。在本实施方式中,由固定构件2所包含的第1壳体21和外壳82保持滑动构件81。
滑动构件81具有按压构件83和操作突起84。按压构件83以能够沿着左右方向直进移动的状态保持于固定构件2。操作突起84从按压构件83的上表面的局部向上方突出。操作突起84通过外壳82的操作孔821,从外壳82的上表面向上方突出。作为一例,沿着前后方向的槽在左右方向上排列有多条地形成于操作突起84的顶端面(上表面)。
按压构件83是用于按压操作元件4的第1按钮401和第2按钮402的构件,配置为,与第1壳体21的上表面中的形成有一对贯通孔213(参照图3)的部位相对。在本实施方式中,在对操作突起84进行操作而使滑动构件81从第1滑动位置(参照图9B)向第2滑动位置(参照图10B)移动时,按压构件83向右方直进移动。此时,按压构件83按压第1按钮401,从而操作元件4旋转,操作元件4从第1操作位置向第2操作位置移动。因此,第1按压部41向朝第2保持部32靠近的朝向位移,在弹簧构件7的恢复力的作用下,可动构件3从第1位置向第2位置移动(参照图7A~图7C)。相反,在对操作突起84进行操作而使滑动构件81从第2滑动位置(参照图10B)向第1滑动位置(参照图9B)移动时,按压构件83向左方直进移动。此时,按压构件83按压第2按钮402,从而操作元件4旋转,操作元件4从第2操作位置向第1操作位置移动。因此,第2按压部42向朝第1保持部31靠近的朝向位移,在弹簧构件7的恢复力的作用下,可动构件3从第2位置向第1位置移动(参照图8A~图8C)。
像这样,发电装置1构成为,在滑动构件81在第1滑动位置与第2滑动位置之间移动时,操作元件4被滑动构件81按压,操作元件4与滑动构件81联动。
更详细而言,按压构件83的右端面由面向右下方且倾斜的第1斜坡面832构成。按压构件83的左端面由面向左下方且倾斜的第2斜坡面831构成。换言之,按压构件83的与操作元件4(第1按钮401和第2按钮402)接触的接触面即按压构件83的下表面在左右方向的中央部具有平坦区域,在其两侧具有第1斜坡面832和第2斜坡面831。由此,按压构件83在向右方直进移动时,能够利用第1斜坡面832将第1按钮401逐渐向下方压下。按压构件83在向左方直进移动时,能够利用第2斜坡面831将第2按钮402逐渐向下方压下。
另外,在第1壳体21的上表面的一对贯通孔213(参照图3)的前后方向上的两侧设有用于限制按压构件83沿前后方向的移动的一对引导壁216。另外,在外壳82和第1壳体21设有通过从上下方向的两侧夹入按压构件83而限制按压构件83沿上下方向的移动的限制构造。利用一对引导壁216和限制构造,限制按压构件83的移动方向,按压构件83仅能够在左右方向上移动。
如以上说明的那样,对于本实施方式的发电装置1和输入装置10而言,在滑动构件81在第1滑动位置与第2滑动位置之间移动时,操作元件4被滑动构件81按压,操作元件4与滑动构件81联动。根据该结构,利用滑动构件81间接地对操作元件4进行操作,操作元件4的操作状态根据滑动构件81的位置(第1滑动位置、第2滑动位置)而变化。其结果,输入装置10在每次操作滑动构件81时能够使用与操作元件4联动而由发电部6产生的电能,将与滑动构件81的位置相应的检测信息从信号处理电路11向例如接收装置发送。
在本实施方式中,在滑动构件81从第1滑动位置向第2滑动位置移动时,操作元件4朝第1按压部41向第2保持部32靠近的朝向移动,但不限于该例。即,也可以构成为,在滑动构件81从第2滑动位置向第1滑动位置移动时,操作元件4朝第1按压部41向第2保持部32靠近的朝向移动。
(3)效果
根据以上说明的本实施方式的发电装置1,可动构件3从第1位置向第2位置的移动和可动构件3从第2位置向第1位置的移动使用同一弹簧构件7的恢复力。也就是说,无论是可动构件3从第1位置向第2位置的移动还是可动构件3从第2位置向第1位置的移动,可动构件3都利用弹簧构件7的恢复力比较高速地移动,因此在发电部6得到稳定的发电量。因此,在可动构件3在第1位置与第2位置之间双向移动的情况下,产生比较稳定的发电量并且能够由单一的构件实现弹簧构件7,因此能够将弹簧构件7的零部件个数抑制得较少。因而,能够谋求发电装置1的构造的简化和发电装置1的小型化。
并且,可动构件3从第1位置向第2位置的移动和可动构件3从第2位置向第1位置的移动使用相同的弹簧构件7的恢复力,因此在可动构件3的双向移动时将发电部6的发电量的不均抑制得较小。也就是说,对于可动构件3从第1位置向第2位置的移动和可动构件3从第2位置向第1位置的移动,动作大致对称。因而,在可动构件3从第1位置向第2位置移动时和可动构件3从第2位置向第1位置移动时,可动构件3的移动速度和行程大致均匀,能够抑制发电部6的发电量的不均。
另外,如本实施方式这样,优选的是,弹簧构件7是分别在预定方向(左右方向)的两端部具有第1端部71和第2端部72的板簧。在该情况下,弹簧构件7优选还具有在第1端部71与第2端部72之间以在弹簧构件7的厚度方向上凸出的方式弯曲的弯曲部73。根据该结构,作为弹簧构件7,能够采用在可动构件3的移动方向即预定方向上呈对称的形状的板簧。因而,能够抑制在可动构件3从第1位置向第2位置移动时和可动构件3从第2位置向第1位置移动时弹簧构件7的恢复力的不均。该结构并不是发电装置1必需的结构,例如,弹簧构件7也可以代替弯曲部73而具有以预定角度弯折的折曲部。
另外,如本实施方式这样,优选的是,第1保持部31构成为,具有在与预定方向(左右方向)正交的宽度方向(前后方向)上分离的一对第1保持片311,利用一对第1保持片311与弹簧构件7接触。在该情况下,优选的是,第2保持部32构成为,具有在宽度方向上分离的一对第2保持片321,利用一对第2保持片321与弹簧构件7接触。在该情况下,优选的是,第1按压部41在宽度方向上位于一对第1保持片311之间,第2按压部42在宽度方向上位于一对第2保持片321之间。根据该结构,操作元件4能够通过一对第1保持片311之间,利用第1按压部41按压弹簧构件7。同样,操作元件4能够通过一对第2保持片321之间,利用第2按压部42按压弹簧构件7。因而,在第1按压部41或者第2按压部42压缩弹簧构件7时,弹簧构件7不容易在宽度方向上倾斜,能够沿着预定方向笔直地按压弹簧构件7。其结果,弹簧构件7所产生的恢复力易于稳定。但是,该结构并不是发电装置1必需的结构,例如,也可以构成为,第1按压部41或者第2按压部42按压弹簧构件7的宽度方向的一端部。
另外,如本实施方式这样,优选的是,可动构件3以能够沿着预定方向(左右方向)直进移动的状态保持于固定构件2。根据该结构,可动构件3直进移动,因此能够将发电装置1在除预定方向之外的方向上的尺寸尽量抑制得较小。例如,如本实施方式这样,在使用输入装置10作为月牙传感器的情况下,能够实现不超过安装对象物即窗框的宽度的程度的细长的形状的发电装置1。但是,该结构并不是发电装置1必需的结构,可动构件3也可以构成为,例如像跷跷板构造那样随着旋转而移动。
另外,如本实施方式这样,优选的是,操作元件4以能够在第1操作位置与第2操作位置之间旋转的状态保持于固定构件2。在该情况下,操作元件4优选构成为,在从第1操作位置向第2操作位置移动时,朝第1按压部41向第2保持部32靠近并且第2按压部42自第1保持部31远离的朝向移动。在该情况下,操作元件4优选构成为,在从第2操作位置向第1操作位置移动时,朝第2按压部42向第1保持部31靠近并且第1按压部41自第2保持部32远离的朝向移动。根据该结构,操作元件4在第1操作位置与第2操作位置之间像跷跷板那样进行动作,因此例如若第1按压部41向下方移动,则第2按压部42向上方移动。因而,能够使第1按压部41和第2按压部42中的不对弹簧构件7按压的按压部从可动构件3的行进路径退避,能够避免因第1按压部41或者第2按压部42阻碍可动构件3的移动。其结果,抑制由于可动构件3的移动被阻碍而导致的发电部6的发电量的降低。但是,该结构并不是发电装置1必需的结构,操作元件4也可以不是跷跷板构造。
在该情况下,如本实施方式这样,优选的是,操作元件4构成为,能够以使第1按压部41和第2按压部42沿与预定方向(左右方向)交叉的操作方向(上下方向)移动的方式相对于固定构件2移动。在该情况下,优选的是,第1按压部41在预定方向上与第2保持部32相对的位置具有相对于操作方向倾斜的第1倾斜面411,使得其在预定方向上与第2保持部32的距离随着沿操作方向的移动而变化。优选的是,第2按压部42在预定方向上与第1保持部31相对的位置具有相对于操作方向倾斜的第2倾斜面421,使得其在预定方向上与第1保持部31的距离随着沿操作方向的移动而变化。根据该结构,第1倾斜面411和第2倾斜面421不仅转换施加于操作元件4的力的朝向而压缩弹簧构件7,还在弹簧构件7的弹性能量释放时作为用于避免弹簧构件7与操作元件4的碰撞的“退避手段”发挥功能。因而,进一步抑制由于可动构件3的移动被阻碍而导致的发电部6的发电量的降低。但是,该结构并不是发电装置1必需的结构,也可以在第1按压部41和第2按压部42没有倾斜面,例如,弹簧构件7的与第1按压部41和第2按压部42接触的接触面也可以是倾斜面。
另外,如本实施方式这样,发电部6优选还具有芯62和安装于芯62的线圈63。在该情况下,发电部6优选构成为,穿过芯62的磁通的朝向随着可动元件61的移动而变化,从而自线圈63产生电力。根据该结构,能够将用于产生将可动构件3保持于第1位置和第2位置各位置的吸附力的永磁体5兼用于发电部6的发电。但是,该结构并不是发电装置1必需的结构,发电部6不限于电磁感应,例如也可以构成为,使用压电元件或者磁致伸缩元件,将动能转换为电能。并且,也可以是,相对于用于产生吸附力的永磁体5独立地,设置发电部6的发电用的永磁体。
在该情况下,如本实施方式这样,可动元件61优选具有相对于芯62位于预定方向(左右方向)的两侧的第1可动片611和第2可动片612。第1可动片611构成为,在可动构件3处于第1位置的状态下与芯62接触。第2可动片612构成为,在可动构件3处于第2位置的状态下与芯62接触。在该情况下,永磁体5优选具有固定于第1可动片611的第1磁体51和固定于第2可动片612的第2磁体52。根据该结构,能够仅以芯62在第1可动片611与第2可动片612之间相对移动的比较简单的结构使穿过芯62的磁通的朝向变化来发电。但是,该结构并不是发电装置1必需的结构,发电部6例如也可以构成为,仅利用单一的永磁体5使穿过芯62的磁通的朝向变化。
另外,如本实施方式这样,输入装置10优选包括发电装置1和与发电部6电连接且使用与操作元件4联动而由发电部6产生的电能来输出信号的信号处理电路11。根据该结构,能够谋求输入装置10的构造的简化和输入装置10的小型化。并且,在输入装置10中,能够谋求用于驱动信号处理电路11的电池等的低容量化或者省略。
(4)变形例
以下,列举上述实施方式的变形例。
操作元件4具有在预定方向上分离的第1按压部41和第2按压部42即可,第1按压部41和第2按压部42不限于一体,也可以是分体。即,既可以是,第1按压部41和第2按压部42由一个构件一体地构成,也可以是,第1按压部41和第2按压部42由不同构件构成,能够相互独立地移动。
另外,输入装置10不限于上述月牙传感器那样用于机械零部件(月牙锁)的位置检测的结构,例如也可以构成为,作为设备的操作用的开关由人进行操作。在该情况下,发电装置1既可以构成为,操作元件4直接由人进行操作,也可以构成为,操作元件4借助操作手柄等间接地由人进行操作。
另外,在输入装置10中,用于向信号处理电路11发送检测信息的开关也可以相对于发电部6独立地设置。在该情况下,信号处理电路11使用由发电部6产生的电力作为电源,根据开关的接通/断开生成检测信号。在该情况下,开关既可以与操作元件4联动地接通/断开,也可以相对于发电装置1的操作元件4独立地设置用于对开关进行操作的操作部。
另外,信号处理电路11与接收装置之间的通信方式不限于以电波为传输介质的无线通信,例如也可以是以红外线等光为介质的光无线通信,或者有线通信。
另外,发电装置1对于可动构件3从第1位置向第2位置的移动和可动构件3从第2位置向第1位置的移动使用由弹簧构件7产生的相同的恢复力即可,弹簧构件7为单一的构件并不是发电装置1必需的结构。例如,也可以在操作元件4与可动构件3之间串联地或者并联地设置多个弹簧构件7。即使在这样的情况下,可动构件3从第1位置向第2位置的移动和可动构件3从第2位置向第1位置的移动也能使用相同的多个弹簧构件7的恢复力。
另外,弹簧构件7不限于在上述实施方式中例示的结构,例如也可以不对第1端部71和第2端部72进行卷边弯曲加工。并且,弹簧构件7原本不限于板簧,例如也可以是螺旋压缩弹簧或者扭簧等。
另外,在发电部6中,也可以在可动元件61侧设有芯62和线圈63,在固定件(也就是相对于固定构件2固定的构件)侧设有永磁体5。即使是该结构,由于永磁体5相对于芯62相对移动,因此也能够利用可动元件61的移动使穿过芯62的磁通的朝向变化。
另外,操作元件4不限于从固定构件2的上表面暴露的结构,也可以从固定构件2的侧面或者下表面暴露。当在固定构件2的侧面设有操作元件4的情况下,操作元件4也可以沿着预定方向在第1操作位置与第2操作位置之间直进移动。也就是说,操作元件4不限于跷跷板构造,例如也可以是直动型的按钮构造或者滑动构造等。
另外,发电部6的可动元件61与可动构件3联动即可,可动元件61不限于固定于可动构件3的结构。例如,可动元件61既可以是可动构件3的一部分,也可以经由连杆而与可动构件3相连。
另外,发电装置1也可以构成为,仅在可动构件3从第1位置向第2位置移动时和可动构件3从第2位置向第1位置移动时中的一种情况下由发电部6进行发电。
另外,操作元件4不限于如上述实施方式那样具有两个按钮(第1按钮401和第2按钮402)的结构,也可以具有3个以上的按钮。或者,操作元件4也可以只有1个按钮。
发电装置1不限于用于输入装置10的结构,也可以以发电装置1单体或者组装于除输入装置10之外的器具和设备等中来使用。
另外,在输入装置10中,不限于如上述实施方式那样将信号处理电路11收纳于上盖23内的结构,也可以是,信号处理电路11的一部分或者全部设于上盖23外。信号处理电路11不限于电源电路、控制电路、存储器以及通信电路等,例如也可以包括构成传感器、AD转换器、DA转换器以及接收电路等的电子部件。
附图标记说明
1、发电装置;1A、装置主体;2、固定构件;3、可动构件;4、操作元件;5、永磁体;6、发电部;7、弹簧构件;10、输入装置;11、信号处理电路;21、22、壳体;23、上盖;31、第1保持部;32、第2保持部;33、第1开口部;34、第1凹部;35、第2凹部;36、第2开口部;41、第1按压部;42、第2按压部;43、轴部;51、磁体;52、磁体;61、可动元件;62、芯;63、线圈;64、线圈架;65、连接端子;71、端部;72、端部;73、弯曲部;81、滑动构件;82、外壳;83、按压构件;84、操作突起;111、印刷电路板;112、天线;113、接地布线;114、电容器;211、收纳凹部;212、安装片;213、贯通孔;214、连接孔;215、连接孔;216、引导壁;221、引导槽;222、支承壁;223、肋;301、第1块;302、第2块;311、保持片;312、突起;313、支承台;321、保持片;322、突起;323、支承台;401、按钮;402、按钮;403、杆主体;411、倾斜面;421、倾斜面;611、可动片;611a、611b、612a、612b、磁轭;612、可动片;821、操作孔;831、832、斜坡面;C1、旋转轴线;F1、力;F2、恢复力;F3、力;F4、恢复力。
Claims (4)
1.一种发电装置,其中,
该发电装置包括:
固定构件;
可动构件,其保持于所述固定构件,能够相对于所述固定构件在第1位置与第2位置之间沿着第1方向移动;
操作元件,其以在所述可动构件处于所述第1位置的情况下位于第1操作位置且在所述可动构件处于所述第2位置的情况下位于第2操作位置的方式,在所述第1操作位置与所述第2操作位置之间移动;
磁体,其用于产生将所述可动构件保持于所述第1位置和所述第2位置各位置的吸附力;
发电部,其具有与所述可动构件联动的可动元件,将所述可动元件的动能转换为电能;
弹簧构件,其保持于所述可动构件,将来自所述操作元件的力向所述可动构件传递;以及
滑动构件,其保持于所述固定构件,
所述可动构件具有在所述第1方向上彼此分离的第1保持部和第2保持部,
所述可动构件在所述第1保持部与所述第2保持部之间保持所述弹簧构件,
所述操作元件具有第1按压部和第2按压部,
在所述操作元件处于所述第1操作位置的状态下,利用所述第1按压部和所述第2保持部夹住所述弹簧构件,
在所述操作元件处于所述第2操作位置的状态下,利用所述第2按压部和所述第1保持部夹住所述弹簧构件,
在所述可动构件处于所述第1位置的状态下,若所述操作元件朝所述第1按压部向所述第2保持部靠近的朝向移动,则利用所述第1按压部和所述第2保持部压缩所述弹簧构件,所述弹簧构件产生使所述可动构件从所述第1位置向所述第2位置移动的恢复力,
在所述可动构件处于所述第2位置的状态下,若所述操作元件朝所述第2按压部向所述第1保持部靠近的朝向移动,则利用所述第2按压部和所述第1保持部压缩所述弹簧构件,所述弹簧构件产生使所述可动构件从所述第2位置向所述第1位置移动的恢复力,
所述滑动构件在所述操作元件处于所述第1操作位置的情况下位于第1滑动位置,在所述操作元件处于所述第2操作位置的情况下位于第2滑动位置,且能够在所述第1滑动位置与所述第2滑动位置之间沿着所述第1方向移动,
在所述滑动构件在所述第1滑动位置与所述第2滑动位置之间移动时,所述滑动构件按压所述操作元件,
所述操作元件构成为,与所述滑动构件联动。
2.根据权利要求1所述的发电装置,其中,
所述弹簧构件是由金属板构成的板簧,具有弯曲成圆弧状的弯曲部。
3.一种输入装置,其中,
该输入装置包括:
权利要求1或2所述的发电装置;以及
信号处理电路,其与所述发电部电连接,使用与所述操作元件联动而由所述发电部产生的所述电能来输出信号。
4.根据权利要求3所述的输入装置,其中,
所述信号处理电路具有电容器,
所述电容器能够蓄积由所述发电部产生的电荷。
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