CN111725968A - 发电装置 - Google Patents

发电装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111725968A
CN111725968A CN202010547315.3A CN202010547315A CN111725968A CN 111725968 A CN111725968 A CN 111725968A CN 202010547315 A CN202010547315 A CN 202010547315A CN 111725968 A CN111725968 A CN 111725968A
Authority
CN
China
Prior art keywords
movable member
power generation
movable
operating
force
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.)
Granted
Application number
CN202010547315.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111725968B (zh
Inventor
大石傑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of CN111725968A publication Critical patent/CN111725968A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111725968B publication Critical patent/CN111725968B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K35/00Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit
    • H02K35/02Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit with moving magnets and stationary coil systems
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05CBOLTS OR FASTENING DEVICES FOR WINGS, SPECIALLY FOR DOORS OR WINDOWS
    • E05C3/00Fastening devices with bolts moving pivotally or rotatively
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G1/00Spring motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G1/00Spring motors
    • F03G1/06Other parts or details
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/34Reciprocating, oscillating or vibrating parts of the magnetic circuit
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807Rotary generators
    • H02K7/1853Rotary generators driven by intermittent forces
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05BLOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B2047/0048Circuits, feeding, monitoring
    • E05B2047/0057Feeding
    • E05B2047/0062Feeding by generator
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05YINDEXING SCHEME RELATING TO HINGES OR OTHER SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS AND DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION, CHECKS FOR WINGS AND WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05Y2900/00Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/10Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof
    • E05Y2900/13Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof characterised by the type of wing
    • E05Y2900/148Windows

Abstract

提供能够实现构造的简化和小型化的发电装置、输入装置以及具有传感器的锁定装置。永磁体产生用于将可动构件分别保持在第一位置和第二位置的吸引力。发电单元具有与可动构件连动的可动件,从而将可动件的动能转换成电能。当可动构件位于第一位置时,随着操作构件在使第一加压部靠近第二保持部的方向上移动,弹簧构件被第一加压部和第二保持部压缩,由此产生使可动构件向第二位置移动的恢复力。当可动构件位于第二位置时,随着操作构件在使第二加压部靠近第一保持部的方向上移动,弹簧构件被第二加压部和第一保持部压缩,由此产生使可动构件向第一位置移动的恢复力。

Description

发电装置
本申请是申请日为2017.03.27、申请号为201780024645.0、发明名称为“发电装置、输入装置以及具有传感器的锁定装置”的申请的分案申请。
技术领域
本发明一般涉及发电装置、输入装置和具有传感器的锁定装置,更具体地涉及被构造成通过将由操作构件的移动产生的可动件的动能转换为电能来发电的发电装置和输入装置,以及包括该输入装置的具有传感器的锁定装置。
背景技术
在本领域中已知包括通过使用弹簧构件的恢复力来移动的可动构件的发电装置(例如,参见专利文献1)。
专利文献1中公开的发电装置包括操作构件(按钮)、可动构件(滑块)、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)以及发电单元。在不操作操作构件时,可动构件在永磁体的吸引力的作用下以良好的稳定性保持不动。在该状态下操作操作构件允许通过一个弹簧构件(第一弹簧)的恢复力来抵销一个永磁体的吸引力,从而使可动构件向右移动。另一方面,停止操作操作构件允许通过另一弹簧构件(第二弹簧)的恢复力抵消另一永磁体的吸引力,从而使可动构件向左移动。
在专利文献1记载的发电装置中,当可动构件移动时,通过发电单元的芯(第一磁轭构件)的磁通的方向改变,从而在配置于芯的外周的线圈中产生电动势。
然而,像这样的传统发电装置需要设置两个单独的弹簧构件(第一弹簧和第二弹簧),分别用于在一个方向上(向右)移动可动构件和在另一方向上(向左)移动相同的可动构件。这增加了要设置的弹簧构件的数量,因此可能对发电装置的构造的简化和发电装置的小型化构成妨碍。
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
鉴于上述背景,因此本发明的目的是提供一种发电装置、输入装置和具有传感器的锁定装置,这些都被构造成具有简化的结构以及减小的整体尺寸。
根据本发明的第一方面的发电装置包括不动构件、可动构件、操作构件、永磁体、发电单元以及弹簧构件。可动构件能够相对于不动构件在第一位置和第二位置之间沿预定方向移动。操作构件能够相对于不动构件以与可动构件独立的方式移动。永磁体产生吸引力以将可动构件保持在第一位置和第二位置处。发电单元包括与可动构件连动的可动件并将可动件的动能转换成电能。弹簧构件由可动构件保持并将力从操作构件传递到可动构件。可动构件包括在预定方向上彼此间隔开的位于所述第一位置侧的第一保持部和位于所述第二位置侧的第二保持部。可动构件被构造成通过使弹簧构件介于第一保持部和第二保持部之间来保持弹簧构件。操作构件包括在预定方向上彼此间隔开的位于所述第一位置侧的第一加压部和位于所述第二位置侧的第二加压部。在可动构件位于第一位置的状态下,第一加压部配置于使弹簧构件介于第一加压部自身和第二保持部之间的位置处。在可动构件位于第二位置的状态下,第二加压部配置于使弹簧构件介于第二加压部自身和第一保持部之间的位置处。弹簧构件被构造成:在可动构件位于第一位置的状态下,随着操作构件在使第一加压部靠近第二保持部的方向上移动,弹簧构件被第一加压部和第二保持部压缩并产生使可动构件向第二位置移动的恢复力。弹簧构件被构造成:在可动构件位于第二位置的状态下,随着操作构件在使第二加压部靠近第一保持部的方向上移动,弹簧构件被第二加压部和第一保持部压缩并产生使可动构件向第一位置移动的恢复力。
在根据本发明的可以与上述第一方面相结合实施的第二方面的发电装置中,所述弹簧构件是在所述预定方向上的两端部处分别具有第一端部和第二端部的板簧,并且所述弹簧构件还包括弯曲部,所述弯曲部的弯曲使所述弹簧构件在所述弹簧构件的厚度方向上凸出,并且所述弯曲部位于所述第一端部和所述第二端部之间。
在根据本发明的可以与上述第一方面或第二方面相结合实施的第三方面的发电装置中,所述第一保持部包括在与所述预定方向垂直的宽度方向上彼此间隔开的一对第一保持片,所述第一保持部被构造成使所述一对第一保持片与所述弹簧构件相接触。所述第二保持部包括在所述宽度方向上彼此间隔开的一对第二保持片,所述第二保持部被构造成使所述一对第二保持片与所述弹簧构件相接触。所述第一加压部在所述宽度方向上位于所述一对第一保持片之间。所述第二加压部在所述宽度方向上位于所述一对第二保持片之间。
在根据本发明的可以与上述第一方面至第三方面中的任一方面相结合实施的第四方面的发电装置中,所述可动构件以能够在所述预定方向上直进移动的方式由所述不动构件保持。
在根据本发明的可以与上述第一方面至第四方面中的任一方面相结合实施的第五方面的发电装置中,所述操作构件以能够在第一操作位置和第二操作位置之间转动的方式由所述不动构件保持。所述操作构件被构造成在从所述第一操作位置向所述第二操作位置移动时,使所述第一加压部移动靠近所述第二保持部并且使所述第二加压部移动远离所述第一保持部。所述操作构件被构造成在从所述第二操作位置向所述第一操作位置移动时,使所述第二加压部移动靠近所述第一保持部并且使所述第一加压部移动远离所述第二保持部。
在根据本发明的可以与上述第五方面相结合实施的第六方面的发电装置中,所述操作构件被构造成能够相对于所述不动构件移动,从而在与所述预定方向交叉的操作方向上使所述第一加压部和所述第二加压部移动。所述第一加压部具有第一倾斜面,所述第一倾斜面相对于所述操作方向倾斜并且位于在所述预定方向上面对所述第二保持部的位置,使得随着所述第一加压部在所述操作方向上移动,所述第一倾斜面与所述第二保持部在所述预定方向上的距离改变。所述第二加压部具有第二倾斜面,所述第二倾斜面相对于所述操作方向倾斜并且位于在所述预定方向上面对所述第一保持部的位置,使得随着所述第二加压部在所述操作方向上移动,所述第二倾斜面与所述第一保持部在所述预定方向上的距离改变。
在根据本发明的可以与上述第一方面至第六方面中的任一方面相结合实施的第七方面的发电装置中,所述发电单元还包括芯和安装于所述芯的线圈。所述发电单元被构造成通过使穿过所述芯的磁通的方向随着所述可动件移动而改变以从所述线圈发电。
在根据本发明的可以与上述第七方面相结合实施的第八方面的发电装置中,所述可动件包括相对于所述芯在所述预定方向上位于两侧的第一可动片和第二可动片。所述第一可动片被构造成在所述可动构件位于所述第一位置的状态下与所述芯相接触。所述第二可动片被构造成在所述可动构件位于所述第二位置的状态下与所述芯相接触。所述永磁体包括固定到所述第一可动片的第一磁体和固定到所述第二可动片的第二磁体。
在根据本发明的可以与上述第一方面至第八方面中的任一方面相结合实施的第九方面的发电装置中还包括能够在第一转动位置和第二转动位置之间转动的把手。所述把手包括:支点部,其用作所述把手的转动轴;作用点部,其位于与所述支点部相距第一距离处;以及着力点部,其位于与所述支点部相距比所述第一距离长的第二距离处。所述把手被构造成:当在所述着力点部处施加力时,所述把手从所述第一转动位置向所述第二转动位置转动,在所述作用点部处对所述操作构件施加力,从而使所述操作构件移动。
根据本发明的第十方面的输入装置包括:根据上述第一方面至第九方面中任一方面所述的发电装置;以及信号处理回路,其电连接到所述发电单元并且被构造成通过使用由所述发电单元产生的电能与所述操作构件连动地输出信号。
根据本发明的第十一方面的具有传感器的锁定装置包括:根据本发明的第十方面所述的输入装置;月牙锁;以及连杆机构,其被构造成使所述操作构件与所述月牙锁连动。
在根据本发明的可以与第十一方面相结合实施的第十二方面的具有传感器的锁定装置中,所述连杆机构包括:加压构件,其与所述月牙锁连动;以及杆构件,其能够在第一转动位置和第二转动位置之间转动。所述杆构件包括:连杆支点部,其用作所述杆构件的转动轴;连杆作用点部,其位于与所述连杆支点部相距第一距离处;以及连杆着力点部,其位于与所述连杆支点部相距比所述第一距离长的第二距离处。所述杆构件被构造成:当在所述连杆着力点部处由所述加压构件施加力时,所述杆构件从所述第一转动位置向所述第二转动位置移动,在所述连杆作用点部处对所述操作构件施加力,从而使所述操作构件与所述月牙锁连动。
附图说明
图1的(A)是根据本发明的一实施方式的包括发电装置的输入装置的平面图,示出了可动构件位于第一位置的状态。图1的(B)是沿着图1的(A)所示的X1-X1线截取的截面图。
图2的(A)是输入装置的平面图,示出了可动构件位于第二位置的状态。图2的(B)是沿着图2的(A)所示的X1-X1线截取的截面图。
图3是与上面相同的输入装置的立体图。
图4是与上面相同的输入装置的分解立体图。
图5的(A)是与上面相同的发电装置的主要部分的分解立体图,示出了将操作构件和弹簧构件从可动构件移除的状态。图5的(B)是与上面相同的发电装置的主要部分的分解立体图,示出了将操作构件从可动构件移除的状态。
图6是与上面相同的发电装置的主要部分的立体图,示出了可动构件、操作构件和弹簧构件。
图7的(A)至图7的(C)示出了与上面相同的发电装置在可动构件从第一位置移动到第二位置时的动作说明图。
图8的(A)至图8的(C)示出了与上面相同的发电装置在可动构件从第二位置移动到第一位置时的动作说明图。
图9的(A)是示出根据第一变形例的具有传感器的锁定装置的锁定状态的截面图。图9的(B)是图9的(A)所示的区域Z1的放大图。
图10的(A)是示出与上面相同的具有传感器的锁定装置的解锁状态的截面图。图10的(B)是图10的(A)所示的区域Z1的放大图。
图11是根据第二变形例的发电装置的分解立体图。
图12是与上面相同的发电装置的截面图。
具体实施方式
在说明实施方式之前,将简要说明当前市场对于可选择的发电装置的开发的要求。近年来,使用化石燃料(主要为石油)作为原材料的发电厂的数量的急剧增加产生了对于化石燃料在不久的将来不可避免地耗尽的极大担忧。因此,为了解决该问题,对于不使用化石燃料的自主型发电装置的开发的需求不断增长。已知的自主型发电装置的示例包括水力、太阳光、风力以及地热发电装置,这些都需要大规模的设施。
同时,设计成通过将可动件的通过操作(移动)操作构件所产生的动能转换成电能来发电的转换发电装置不需要任何这种大规模的设施,并且可以比水力、太阳光、风力或地热发电装置中的任一者小型化地实施。这就是为什么转换发电装置具有搭载于相对小型的电子设备的可能性的原因。然而,这种类型的发电装置的发电量可以根据可动构件的移动速度而改变。因此,有时候将所谓的“快速动作机构”应用于这种发电装置,该“快速动作机构”被设计成通过利用弹簧构件的恢复力来使可动构件比较快速地移动而与操作构件的移动速度无关。在采用快速动作机构的这种发电装置中,随着操作构件的操作(移动),弹簧构件变形成在弹簧构件自身中储存用于移动可动构件的能量。这允许可动构件比较快速地移动,从而确保产生稳定的发电量。
以下将说明的实施方式为被构造成在适用了快速动作机构的情况下的结构简化且小型化的示例性转换发电装置的实施方式。
(实施方式)
(1)概要
如图1的(A)和图1的(B)所示,根据本实施方式的发电装置1包括不动构件2、可动构件3、操作构件4、永磁体5、发电单元6以及弹簧构件7。
可动构件3被构造成能够相对于不动构件2在预定方向(例如,在图1的(A)示出的示例中为左右方向)上移动。可动构件3能够在第一位置(例如,图1的(B)所示的位置)和第二位置(例如,图2的(B)所示的位置)之间移动。操作构件4被构造成能够相对于不动构件2移动。操作构件4与可动构件3独立地移动。也就是说,可动构件3和操作构件4两者都能够相对于不动构件2移动,但为彼此独立的构件并且能够单独地移动。
永磁体5产生吸引力以将可动构件3保持在各第一位置和第二位置处。发电单元6包括与可动构件3连动的可动件61,并且发电单元6将可动件61的动能转换成电能。弹簧构件7由可动构件3保持并将经由操作构件4施加的力传递到可动构件3。
在该情况下,可动构件3包括在预定方向上彼此间隔开的位于第一位置侧的第一保持部31(参见图5的(A))和位于第二位置侧的第二保持部32(参见图5的(A))。可动构件3被构造成通过将弹簧构件7置于第一保持部31和第二保持部32之间来保持弹簧构件7。
操作构件4包括在预定方向上彼此间隔开的位于第一位置侧的第一加压部41和位于第二位置侧的第二加压部42。当可动构件3位于第一位置时,第一加压部41配置于使弹簧构件7置于第一加压部41自身和第二保持部32之间的位置处。当可动构件3位于第二位置时,第二加压部42配置于使弹簧构件7置于第二加压部42自身和第一保持部31之间的位置处。
弹簧构件7被构造成:在可动构件3位于第一位置的状态下,弹簧构件7随着操作构件4在使得第一加压部41靠近第二保持部32的方向上移动而被第一加压部41和第二保持部32压缩并产生使可动构件3朝向第二位置移动的恢复力。弹簧构件7还被构造成:在可动构件3位于第二位置的状态下,弹簧构件7随着操作构件4在使得第二加压部42靠近第一保持部31的方向上移动而被第二加压部42和第一保持部31压缩并产生使可动构件3朝向第一位置移动的恢复力。
如本文所使用的,“预定方向”是指可动构件3移动的方向。在本示例性实施方式中,可动构件3在第一位置和第二位置之间直进移动。因此,连接第一位置和第二位置的直线方向为“预定方向”。
将简要说明具有这种构造的发电装置1的操作。在可动构件3位于第一位置的状态下,永磁体5的吸引力将可动构件3保持在第一位置。操作操作构件4以使操作构件4以如下状态移动:例如,使第一加压部41朝向第二保持部32移动,从而压缩位于第一加压部41和第二保持部32之间的弹簧构件7。在该状态下,弹簧构件7的变形使能量储存在弹簧构件7中,使得弹簧构件7产生恢复力。当第一加压部41的位移量逐渐增大使得弹簧构件7的恢复力大于永磁体5的吸引力时,永磁体5对可动构件3的保持状态被解除,从而允许可动构件3在弹簧构件7的恢复力的作用下从第一位置朝向第二位置移动。
另一方面,当可动构件3位于第二位置时,永磁体5的吸引力将可动构件3保持在第二位置。操作操作构件4以使操作构件4以如下状态移动:例如,使第二加压部42朝向第一保持部31移动,从而压缩介于第二加压部42和第一保持部31之间的弹簧构件7。在该状态下,弹簧构件7的变形使能量储存在弹簧构件7中,使得弹簧构件7产生恢复力。当第二加压部42的位移量逐渐增大使得弹簧构件7的恢复力大于永磁体5的吸引力时,永磁体5对可动构件3的保持状态被解除,从而允许可动构件3在弹簧构件7的恢复力的作用下从第二位置朝向第一位置移动。
因此,在根据本实施方式的发电装置1中,操作(移动)操作构件4使可动构件3在第一位置和第二位置之间移动,从而允许发电单元6将与可动构件3连动的可动件61的动能转换为电能。另外,该发电装置1采用快速动作机构,在该快速动作机构中可动构件3通过使用弹簧构件7的恢复力移动。因此,可动构件3能够比较快速地移动,而与操作构件4的移动速度无关。因此,该发电装置1允许可动构件3以比较稳定的速度移动,从而确保稳定的发电量。
根据本实施方式的发电装置1能够应用于如图1的(A)和图1的(B)所示的输入装置10。具体地,本实施方式的输入装置10包括发电装置1和信号处理回路11。信号处理回路11电连接至发电装置1的发电单元6,并且被构造成通过使用由发电单元6产生的电能来与操作构件4连动地输出信号。这允许输入装置10随着操作构件4被操作(或移动)而利用由发电单元6产生的电能来操作信号处理回路11。因此,不需要单独地从电池、蓄电池、商用电源或其它类型的电源向输入装置10供电。
考虑到在可动构件3和不动构件2之间产生的摩擦力,严格来说,当弹簧构件7的恢复力超过摩擦力和永磁体5的吸引力之和时,可动构件3移动。然而,在实施方式的以下说明中,假设可动构件3和不动构件2之间的摩擦力小到可以忽略不计。
(2)细节
将参照附图进一步详细地说明根据本实施方式的发电装置1和包括发电装置1的输入装置10。注意,以下要说明的实施方式仅为本发明的示例并且不应被解释为限制性的。相反,在不脱离本发明的技术思想和范围的情况下,本领域技术人员能够根据其设计选择或任何其它因素容易地做出许多修改或变型。
在本实施方式中,操作构件4包括在预定方向上彼此间隔开并且可以在操作方向上被压下的第一按钮401和第二按钮402。如本文所使用的,“操作方向”是与限定可动构件3的移动方向的“预定方向”相交叉的方向。在以下说明中,除非另有说明,否则“预定方向”在本文中应为左右方向,并且“操作方向”在本文中应为上下方向。此外,可动构件3从第一位置(参见图1的(B))朝向第二位置(参见图2的(B))移动的移动方向应为向左方向,第一按钮401和第二按钮402被压下的方向应为向下方向。也就是说,在以下说明中,正如由图1的(B)和其它附图中的“上”、“下”、“左”、“右”箭头所指示地限定上下左右各方向。另外,在以下说明中,与绘有图1的(B)的纸面垂直的方向应为前后方向,并且朝向你的方向应为向前方向。因此,正如由图1的(A)和其它附图中的“前”、“后”箭头所指示地限定前后各方向。然而,这些方向仅为示例,并且不应被解释为限制发电装置1的使用方向。还应注意的是,在附图中指示各个方向的箭头仅为出于说明的目的而示出,并且不是实体。
此外,在实施方式的以下说明中,“预定方向”和“操作方向”应彼此垂直。然而,注意,“垂直”在本文中不仅是指两个方向精确地以直角彼此相交的状态,还是指两个方向在一定的误差范围内大致以直角彼此相交的状态。在本说明书中,将以相同的含义使用术语“垂直”。
(2.1)输入装置
首先,将参照图1的(A)至图4说明包括发电装置1的输入装置10。图1的(B)是沿着图1的(A)所示的X1-X1线截取的截面图。图2的(B)是沿着图2的(A)所示的X1-X1线截取的截面图。
输入装置10包括组装成一体的发电装置1和信号处理回路11。在本实施方式中,发电装置1的不动构件2具有在左右方向上细长的长方体形状,并且限定了能够收纳发电装置1的各个组成构件的壳体。输入装置10还包括将与不动构件2接合的上盖23。
不动构件2由合成树脂制成。不动构件2包括第一壳体21和第二壳体22。第一壳体21形成为具有底部开口的箱状。第二壳体22具有矩形板形状并且以封闭第一壳体21的开口的方式接合到第一壳体21。以这种方式,将第一壳体21和第二壳体22沿上下方向组合在一起形成了不动构件2。一对安装片212从第一壳体21的左右方向上的两个端面突出以将不动构件2安装至安装对象。
例如,可以通过激光焊接将第一壳体21和第二壳体22接合到一起。这显著地减少了水、湿气或任何有害物质通过第一壳体21和第二壳体22之间的接合处进入由第一壳体21和第二壳体22包围的内部空间的机会。另外,输入装置10包括发电装置1,并因此不需要电池、蓄电池或任何其它内置式储能装置。也就是说,不需要在输入装置10中留出任何用于收纳电池或蓄电池的空间,并且不需要为不动构件2提供允许进入该空间的任何可开闭的盖。
第一壳体21的上表面具有左右方向并排配置的一对通孔213。一对通孔213中的各个通孔213均限定了椭圆形开口,该椭圆形开口的长轴在前后方向上长,并且该椭圆形开口沿上下方向穿过第一壳体21。该一对通孔213设置成使发电装置1的操作构件4通过第一壳体21的上表面露出。
操作构件4包括彼此在左右方向上间隔开的第一按钮401和第二按钮402。当相对于不动构件2可移动地保持操作构件4时,第一按钮401从一对通孔213的右侧的通孔213突出,第二按钮402从一对通孔213的左侧的通孔213突出。由不动构件2以使操作构件4能够在第一操作位置(图1的(A)和图1的(B)所示的位置)和第二操作位置(图2的(A)和图2的(B)所示的位置)之间转动的方式保持操作构件4。在本实施方式中,操作构件4由合成树脂制成,并且第一按钮401和第二按钮402与操作构件4一体形成。
当位于第一操作位置时,操作构件4相对于第一壳体21的上表面向右上方倾斜,使得第一按钮401相对于第二按钮402位于上方。在该状态下向下压第一按钮401允许操作构件4绕着转动轴线C1(参见图6)转动到第二操作位置。在该状态下,第一按钮401向下移动且第二按钮402向上移动。另一方面,当位于第二操作位置时,操作构件4相对于第一壳体21的上表面向左上方倾斜,使得第二按钮402相对于第一按钮401位于上方。在该状态下向下压第二按钮402允许操作构件4绕着转动轴线C1转动到第一操作位置。在该状态下,第二按钮402向下移动且第一按钮401向上移动。简而言之,操作构件4绕着转动轴线C1双向地转动,在第一操作位置和第二操作位置之间来回摆动。
可选地,可以将具有足够柔性的防水橡胶片固定到第一壳体21的上表面的一对通孔213周围。防水橡胶片具有两个孔以使第一按钮401和第二按钮402通过。防水橡胶片可以填充一对通孔213的各个周缘与第一按钮401和第二按钮402之间的间隙。这减小了水、湿气或任何有害物质通过一对通孔213进入该输入装置10的可能。
信号处理回路11被收纳在第一壳体21的上表面的收纳凹部211中。收纳凹部211位于第一壳体21的上表面的一对通孔213的左侧。上盖23接合到第一壳体21的上表面以封闭收纳凹部211的开口。这使得信号处理回路11被收纳在收纳凹部211的底部和上盖23之间。上盖23由合成树脂制成。例如,可以通过激光焊接将第一壳体21和上盖23接合到一起。这减小了水、湿气或任何有害物质通过第一壳体21和上盖23之间的接合处进入收纳凹部211的可能。
信号处理回路11包括印刷电路板111、天线112以及与印刷电路板111组装并集成到一起的各种电子元件。在印刷电路板111上集成到一起的那些电子元件用作例如电源回路、控制回路、存储器、传输回路以及其它部件。天线112安装于印刷电路板111的上表面。在印刷电路板111的下表面设置有用于电连接发电单元6和后述的接地配线113的连接焊盘(connecting pad)。收纳凹部211的底面具有第一连接孔214,第一连接孔214沿上下方向穿过第一壳体21并且将被定位成面对后述的发电单元6的线圈63。通过该第一连接孔214,使发电单元6电连接至信号处理回路11。另外,收纳凹部211的底面还具有一对第二连接孔215,第二连接孔215也沿上下方向上穿过第一壳体21并且将被定位成面对接地配线113。通过该对第二连接孔215,使接地配线113电连接至信号处理回路11。
通过由发电单元6产生的电能,对信号处理回路11进行操作。另外,信号处理回路11使用由发电单元6产生的电能作为电信号,并根据该电信号产生检测信息。信号处理回路11使用无线电波作为传输介质通过无线通信将如此产生的检测信息从天线112传输到接收器。信号处理回路11所采用的通信方式的示例包括Wi-FiTM、蓝牙TM以及特定的低功率无线电,该特定的低功率无线电为不需要许可和注册的低功率无线电,例如在日本使用落入420MHz频段或920MHz频段的无线电波的低功率无线电。
如后面将在“(2.2)发电装置”部分中详细说明的,该发电装置1中,随着操作构件4相对于不动构件2移动,可动构件3移动,从而使发电单元6产生电能。根据可动构件3的移动方向(可能是从第一位置向第二位置或者反之),从发电单元6输出不同特性(例如不同极性)的电信号。信号处理回路11根据从发电单元6输出的电信号产生内容根据可动构件3的移动方向而变化的检测信息,并将检测信息传输到接收器。
因此,在根据本实施方式的输入装置10中,当操作操作构件4时,接收由发电单元6产生的电能的信号处理回路11操作并将携带与操作构件4的操作(移动)相关的数据的检测信息传输到接收器。在该情况下,传输到接收器的检测信息根据可动构件3的移动方向而变化。也就是说,操作构件4不仅起到了允许发电单元6产生电能的操作构件的作用,还起到了允许信号处理回路11传输检测信息的操作构件的作用。与将允许信号处理回路11传输检测信息的操作构件和发电装置1的发电用的操作构件4分开设置的构造相比,这减少了所需部件的数量。
输入装置10可以用作例如用于检测月牙锁(crescent lock)的锁定和解锁的月牙传感器。在该情况下,将输入装置10安装于作为安装对象的窗框,使得通过月牙锁间接操作操作构件4。在输入装置10中,操作构件4的操作状态根据月牙锁处于锁定状态还是解锁状态而变化。这允许从输入装置10接收检测信息的接收器监视月牙锁的状态并确定月牙锁处于锁定状态或解锁状态。
输入装置10的信号处理回路11适宜地包括电容器。这允许输入装置10将由发电单元6产生的电荷储存在电容器中并允许输入装置10对信号处理回路11稳定地施加等于或高于信号处理回路11的最低操作电压的电压。
(2.2)发电装置
接下来,将参照图1的(A)至图4说明发电装置1的构造。
发电装置1包括如上所述的在左右方向上细长的长方体形状的不动构件2。在由形成不动构件2的第一壳体21和第二壳体22包围的空间中收纳有发电装置1的构成部件,即可动构件3、操作构件4、永磁体5、发电单元6和弹簧构件7。
由不动构件2以使可动构件3能够在左右方向上直进移动的方式保持可动构件3。可动构件3在第一位置(图1的(B)所示的位置)和第二位置(图2的(B)所示的位置)之间移动。在本实施方式中,将可动构件3的从第一位置向第二位置移动的移动方向定义为向左方向,因此第二位置是从第一位置向左移动的位置,第一位置是从第二位置向右移动的位置。也就是说,在可动构件3的可移动范围中,最右端位置为第一位置,且最左端位置为第二位置。因此,在左右方向上,“第一位置侧”在本文中是指“右侧”,“第二位置侧”在本文中是指“左侧”。
具体地,可动构件3被收纳在由第一壳体21和第二壳体22包围的空间中。可动构件3包括用于保持弹簧构件7的第一块301和用于保持后述的发电单元6的可动件61的第二块302。第一块301和第二块302以第一块301位于右侧的方式左右并排配置。在本实施方式中,可动构件3由合成树脂制成,并且第一块301和第二块302一体地形成可动构件3。
可动构件3被夹在第一壳体21和第二壳体22之间,从而限制可动构件3相对于不动构件2的移动。另外,第二壳体22的上表面具有一对沿左右方向延伸的引导槽221。可动构件3的下表面具有被构造成插入引导槽221的凸部。将可动构件3的凸部插入一对引导槽221中限制了可动构件3相对于不动构件2的前后方向上的移动。这使得可动构件3仅相对于不动构件2在左右方向上移动。
第二壳体22的上表面还具有用于支撑操作构件4的一对支撑壁222。该对支撑壁222在前后方向上彼此面对并且配置于第一块301的在前后方向上的两侧。第二壳体22的上表面还具有用于支撑后述的发电单元6的芯62的一对肋223。一对支撑壁222在前后方向上彼此面对并且配置成将第一块301夹在中间。一对肋223在前后方向上彼此面对并且配置于第二块302的在前后方向上的两侧。
第一块301具有第一开口33并且在平面图中具有在左右方向上细长的矩形框形状。弹簧构件7收纳在第一开口33中。在第一块301的上表面的第一开口33的右侧具有第一凹部34。在第一块301的上表面的第一开口33的左侧具有第二凹部35。第一块301在第一开口33和第一凹部34之间具有第一保持部31,并且还在第一开口33和第二凹部35之间具有第二保持部32。也就是说,可动构件3包括在左右方向上彼此间隔开的位于右手侧(第一位置侧)的第一保持部31和位于左手侧(第二位置侧)的第二保持部32。第一块301以使得弹簧构件7介于第一保持部31和第二保持部32之间的方式将弹簧构件7保持在第一开口33中。
第二块302具有第二开口36并且在平面图中具有在左右方向上细长的矩形框形状。后述的发电单元6的线圈63收纳在第二开口36中。后述的发电单元6的可动件61固定于第二块302的上表面的第二开口36的左右两侧。
弹簧构件7是用于传输从操作构件4向可动构件3施加的力的构件,并且弹簧构件7被上述可动构件3的第一块301保持。随着操作构件4移动,弹簧构件7在从操作构件4施加的力的作用下变形(压缩),从而将弹性势能储存在弹簧构件7中。然后,弹簧构件7将在从操作构件4施加的力的作用下储存于其自身中的能量(弹性势能)朝向可动构件3释放,从而将施加自操作构件4的力传递到可动构件3。
例如,弹簧构件7由诸如不锈钢(SUS)金属板的具有弹性的板材形成。也就是说,在本实施方式中,弹簧构件7为板簧。弹簧构件7具有分别位于左右方向上的两端部的第一端部71和第二端部72。也就是说,第一端部71限定了弹簧构件7的右端部,第二端部72限定了弹簧构件7的左端部。弹簧构件7还具有弯曲部73,弯曲部73在第一端部71和第二端部72之间在弹簧构件7的厚度方向(上下方向)上凸出。在该情况下,弯曲部73以在主视图中向下凸出的方式弯曲。弯曲部73适宜地以预定的曲率弯曲成弧形。此外,在本实施方式中,第一端部71和第二端部72受到向下的卷边弯曲加工,从而在主视图中朝向左右方向上的两侧弯曲并凸出。这使得弹簧构件7在主视图中呈大致“Ω”字形状。
如已经在“(2.1)输入装置”部分中说明的那样,由不动构件2以操作构件4能够绕着转动轴线C1(参见图6)在第一操作位置和第二操作位置之间转动的方式保持操作构件4。压第一按钮401使得操作构件4在主视图中顺时针转动。压第二按钮402使得操作构件4在主视图中逆时针转动。操作构件4还包括杆主体403和一对圆柱状的轴部43,杆主体403在平面图中为矩形板状。第一按钮401和第二按钮402从杆主体403的上表面的左右两端部向上突出。一对轴部43在杆主体403的左右方向上的中央部处从杆主体403的前后两端面突出。在将一对轴部43放置于第二壳体22的一对支撑壁222的情况下,以使得通过第一壳体21向下夹持操作构件4的方式相对于不动构件2可转动地保持操作构件4。通过设置于第一壳体21的内表面的一对轴承部限制一对轴部43的前后移动。
在该情况下,操作构件4还包括在左右方向上彼此间隔开的位于右侧(第一位置侧)的第一加压部41和位于左侧(第二位置侧)的第二加压部42。第一加压部41和第二加压部42分别从杆主体403的下表面的左右两端部向下突出。操作构件4相对于可动构件3定位成:第一加压部41配置于与第一块301的第一凹部34的相对应的位置,并且第二加压部42配置于与第一块301的第二凹部35相对应的位置。操作构件4相对于弹簧构件7定位成:第一加压部41和第二加压部42分别配置于弹簧构件7的左右两侧。
这使得当可动构件3位于第一位置时弹簧构件7被夹持在第一加压部41和第二保持部32之间,并且还使得当可动构件3位于第二位置时弹簧构件7被夹持在第二加压部42和第一保持部31之间。因此,操作构件4沿使得第一加压部41靠近第二保持部32并且第二加压部42远离第一保持部31的方向从第一操作位置移动到第二操作位置。同时,弹簧构件7被第一加压部41和第二保持部32压缩。另一方面,操作构件4沿使得第二加压部42靠近第一保持部31并且第一加压部41远离第二保持部32的方向从第二操作位置移动到第一操作位置。同时,弹簧构件7被第二加压部42和第一保持部31压缩。
因此,随着操作构件4移动,从操作构件4施加的力经由弹簧构件7传递到可动构件3,从而使可动构件3移动。随着操作构件4从第一操作位置向第二操作位置移动,可动构件3从第一位置向第二位置移动。另一方面,随着操作构件4从第二操作位置向第一操作位置移动,可动构件3从第二位置向第一位置移动。将在以下“(2.3)快速动作机构”部分中说明可动构件3(特别是第一块301)、弹簧构件7以及操作构件4的详细构造。
发电单元6包括与可动构件3连动的可动件61,并将可动件61的动能转换为电能。发电单元6不仅包括可动件61还包括芯62和缠绕芯62的线圈63(参见图4)。在本实施方式中,发电单元6还包括线圈卷绕筒64和一对连接端子65(参见图4)。
线圈卷绕筒64由合成树脂制成。线圈63由卷绕于线圈卷绕筒64的导线构成。例如,芯62可以由诸如硅钢片的磁性材料制成。芯62以在前后方向上贯通线圈卷绕筒64的状态与线圈卷绕筒64和线圈63一体化。一对端子65由具有导电性的金属板制成。一对端子65由线圈卷绕筒64保持并电连接至用作线圈63的导线的两端。一对端子65通过第一壳体21的第一连接孔214电连接至信号处理回路11。
芯62固定至不动构件2。在本实施方式中,在芯62的前后两端部载置于第二壳体22的一对肋223的情况下,芯62通过被第一壳体21向下压而固定至不动构件2。通过设置于第一壳体21的内周面的一对限制肋限制芯62的前后移动。
可动件61包括分别配置于芯62的左右两侧的第一可动片611和第二可动片612。在本实施方式中,第一可动片611在前后方向上被分成一对第一磁轭611a、611b。同样地,第二可动片612在前后方向上也被分成一对第二磁轭612a、612b。例如,一对第一磁轭611a、611b和一对第二磁轭612a、612b中的各个磁轭均可以由诸如硅钢片的磁性材料制成。
第一可动片611固定至第二块302的上表面的第二开口36的左侧。第二可动片612固定至第二块302的上表面的第二开口36的右侧。例如,可以利用具有从第二块302的上表面突出的接合部的卡扣配合结构,将第一可动片611和第二可动片612固定至第二块302。
由可动构件3以这种方式保持第一可动片611和第二可动片612,从而使可动件61与可动构件3连动。随着可动构件3移动,可动件61也相对于固定于不动构件2的芯62移动。在该情况下,关于可动构件3和线圈63之间的关系,由于线圈63在可动构件3的第二开口36内相对移动,从而避免可动构件3和线圈63之间的干涉。随着可动件61移动,第一可动片611和第二可动片612与芯62的前后端部接触和脱离。
具体地,当可动构件3位于第一位置、即在图1的(A)和图1的(B)所示的状态下时,第一可动片611与芯62接触。在该情况下,第一磁轭611a与芯62前端部接触,且第一磁轭611b与芯62的后端部接触。在该状态下,芯62与第二可动片612脱离。另一方面,当可动构件3位于第二位置、即在图2的(A)和图2的(B)所示的状态下时,第二可动片612与芯62接触。在该情况下,第二磁轭612a与芯62的前端部接触,且第二磁轭612b与芯62的后端部接触。在该状态下,芯62与第一可动片611脱离。
另外,永磁体5包括第一磁体51和第二磁体52。第一磁体51固定至第一可动片611,第二磁体52固定至第二可动片612。各第一磁体51和第二磁体52均形成为矩形板形状。第一磁体51以介于一对第一磁轭611a和611b之间的方式固定至第一可动片611。同样地,第二磁体52以介于一对第二磁轭612a和612b之间的方式固定至第二可动片612。第一磁体51的磁极性被设定为:其前面为N极、后面为S极。因此,第一磁轭611a被磁化为N极,且第一磁轭611b被磁化为S极。另一方面,第二磁体52的磁极性被设定为:其前面为S极、后面为N极。因此,第二磁轭612a被磁化为S极,且第二磁轭612b被磁化为N极。
具有这种构造的发电单元6允许线圈63通过使得穿过芯62的磁通随着可动件61移动而改变该磁通的方向来发电。也就是说,当可动构件3位于第一位置时,第一可动片611与芯62接触。因此,第一磁轭611a、芯62和第一磁轭611b一起形成用于由第一磁体51产生的磁通通过的磁路。这使得通过芯62的磁通的方向向后(从前端部指向后端部的方向)。另一方面,随着可动构件3从第一位置向第二位置移动,可动件61也与可动构件3一起移动。当可动构件3位于第二位置时,第二可动片612与芯62接触。因此,第二磁轭612b、芯62和第二磁轭612a一起形成用于由第二磁体52产生的磁通通过的磁路。这使得通过芯62的磁通的方向向前(从后端部指向前端部的方向)。简而言之,随着可动构件3移动,线圈63中的磁场改变,从而允许感应电流流过线圈63。因此,该发电单元6通过电磁感应发电。
另外,根据本实施方式,永磁体5不仅具有如上所述的改变通过芯62的磁通的方向的能力,而且还具有产生将可动构件3保持在各第一位置和第二位置的吸引力的能力。具体地,当可动构件3位于第一位置时,第一可动片611与芯62接触,因此,由第一磁体51产生的磁通朝向芯62吸引第一可动片611,从而将可动构件3保持在第一位置处。另一方面,当可动构件3位于第二位置时,第二可动片612与芯62接触,因此,由第二磁体52产生的磁通朝向芯62吸引第二可动片612,从而将可动构件3保持在第二位置处。以这种方式,允许发电单元6发电的永磁体5也可以用作用于将可动构件3保持在各第一位置和第二位置处的永磁体5。
另外,根据本实施方式,发电装置1还包括由具有导电性的金属板形成的接地配线113。接地配线113配置成沿着第一壳体21的内周面处于第一块301周围,以避免在第一壳体21和第二壳体22之间的空间中干涉可动构件3。接地配线113通过第一壳体21的第二连接孔215电连接至信号处理回路11的接地回路(基准电位点)。
(2.3)快速动作机构
接下来,将参照图5的(A)、图5的(B)和图6说明可动构件3(特别是第一块301)、弹簧构件7和操作构件4的详细构造。在图6中,以虚线(双点划线)绘出操作构件4。另外,在图6中,单点划线表示操作构件4的转动轴线C1,其仅为了说明而示出并且实际上并非实体。
如图5的(A)和图5的(B)所示,可动构件3利用配置成在左右方向上彼此面对的第一保持部31和第二保持部32保持弹簧构件7,其中第一开口33介于第一保持部31和第二保持部32之间。在该情况下,可动构件3(第一块301)被构造成在平面图中通过与弹簧构件7的四个角接触来保持弹簧构件7。具体地,第一保持部31包括在垂直于左右方向的宽度方向上彼此间隔开的一对第一保持片311,并使一对第一保持片311从右侧与弹簧构件7的第一端部71接触。同样地,第二保持部32包括在宽度方向上彼此间隔开的一对第二保持片321,并使一对第二保持片321从左侧与弹簧构件7的第二端部72接触。如本文使用的,“宽度方向”是垂直于预定方向(左右方向)和操作方向(上下方向)两者的方向,并且与本实施方式中的前后方向相对应。
第一保持部31还包括从一对第一保持片311的左侧面、即面对第二保持部32的面的顶部向左侧突出的一对第一突起312。该对第一突起312在主视图中具有大致三角形的形状,并且从弹簧构件7的上方与弹簧构件7的第一端部71接触。同样地,第二保持部32还包括从一对第二保持片321的右侧面、即面对第一保持部31的面的顶部向右侧突出的一对第二突起322。该对第二突起322在主视图中具有大致三角形的形状,并且从弹簧构件7的上方与弹簧构件7的第二端部72接触。
第一保持部31在一对第一保持片311之间还包括第一支撑台313,第一支撑台313从第一凹部34的底面向上突出。第一支撑台313在前后方向上与一对第一保持片311间隔开,并且从弹簧构件7的第一端部71的下方与第一端部71接触。同样地,第二保持部32在一对第二保持片321之间还包括第二支撑台323,第二支撑台323从第二凹部35的底面向上突出。第二支撑台323在前后方向上与一对第二保持片321间隔开,并且从弹簧构件7的第二端部72的下方与第二端部72接触。
根据上述构造,第一保持部31从弹簧构件7的第一端部71的右侧、上方以及下方与第一端部71接触,从而限制第一端部71的向右、向上以及向下的移动。同样地,第二保持部32从弹簧构件7的第二端部72的左侧、上方以及下方与第二端部72接触,从而限制第二端部72的向左、向上以及向下的移动。此外,通过使一对第一保持片311和一对第二保持片321在平面图中与弹簧构件7的四个角接触来限制弹簧构件7的左右方向上的移动。
在该情况下,弹簧构件7被可动构件3牢固地保持,从而通过将其第一端部71夹在一对第一突起312和第一支撑台313之间并通过将其第二端部72夹在一对第二突起322和第二支撑台323之间来使弹簧构件7不会意外脱落。这就是为什么将弹簧构件7的重叠公差(第一端部71在一对第一突起312和第一支撑台313之间的间隙中的插入量,以及第二端部72在一对第二突起322和第二支撑台323之间的间隙中的插入量)适宜地设定在从约0.5mm至约1.0mm的范围内。
此外,操作构件4的杆主体403的在前后方向上测量的尺寸被设定为比一对第一保持片311之间的尺寸和一对第二保持片321之间的尺寸小的值。这使得第一加压部41在前后方向上位于一对第一保持片311之间,并且还使得第二加压部42在前后方向上位于一对第二保持片321之间。
如图6所示,这种配置允许操作构件4通过一对第一保持片311之间的间隙在第一加压部41处从右侧与弹簧构件7的第一端部71接触。同样地,这种配置还允许操作构件4通过一对第二保持片321之间的间隙在第二加压部42处从左侧与弹簧构件7的第二端部72接触。也就是说,操作构件4在第一加压部41处与弹簧构件7的第一端部71的前后方向上的中央部接触,并且还在第二加压部42处与弹簧构件7的第二端部72的前后方向上的中央部接触,从而压缩弹簧构件7。换言之,操作构件4通过与弹簧构件7的前后方向上的各中央部接触来压缩弹簧构件7。注意,为了避免干涉第一支撑台313和第二支撑台323,第一加压部41和第二加压部42各自的下表面被适当地切口。
第一加压部41还包括相对于上下方向倾斜的第一倾斜面411,其位于在左右方向上面对第二保持部32的位置,使得第一倾斜面411与第二保持部32在左右方向上的距离随着第一加压部41上下移动而改变。换言之,第一加压部41的与弹簧构件7的第一端部71接触的左端面为倾斜成面向左下方的第一倾斜面411。第二加压部42还包括相对于上下方向倾斜的第二倾斜面421,其位于在左右方向上面对第一保持部31的位置,使得第二倾斜面421与第一保持部31在左右方向上的距离随着第二加压部42上下移动而改变。换言之,第二加压部42的与弹簧构件7的第二端部72接触的右端面为倾斜成面向右下方的第二倾斜面421。在本实施方式中,第一加压部41和第二加压部42均具有在主视图中大致三角形的形状。
根据上述构造,在操作构件4从第一操作位置朝向第二操作位置移动的同时向下移动第一加压部41使得第一倾斜面411使第一加压部41和第二保持部32之间的左右方向上的间隙变窄。也就是说,这使得第一加压部41靠近第二保持部32。因此,通过第一倾斜面411将向下的力转换成了向左的力,从而压缩弹簧构件7。另一方面,在操作构件4从第一操作位置朝向第二操作位置移动的同时向上移动第二加压部42使得第二倾斜面421使第二加压部42和第一保持部31之间的左右方向上的间隙变宽。也就是说,这使得第二加压部42远离第一保持部31。因此,当弹簧构件7被压缩时,第二加压部42不与弹簧构件7的第二端部72接触。这减小了当弹簧构件7的弹性势能被释放时第二加压部42干涉弹簧构件7的第二端部72的移动的可能性。
同样地,在操作构件4从第二操作位置朝向第一操作位置移动的同时向下移动第二加压部42使得第二倾斜面421使第二加压部42与第一保持部31之间的左右方向上的间隙变窄。也就是说,这使得第二加压部42靠近第一保持部31。因此,通过第二倾斜面421将向下的力转换成了向右的力,从而压缩弹簧构件7。另一方面,在操作构件4从第二操作位置朝向第一操作位置移动的同时向上移动第一加压部41使得第一倾斜面411使第一加压部41与第二保持部32之间的左右方向上的间隙变宽。因此,当弹簧构件7被压缩时,第一加压部41不与弹簧构件7的第一端部71接触。这减小了当弹簧构件7的弹性势能被释放时第一加压部41干涉弹簧构件7的第一端部71的移动的可能性。
如能够看出的,第一倾斜面411和第二倾斜面421不仅通过改变施加于操作构件4的力的方向来压缩弹簧构件7,而且还在弹簧构件7的弹性势能被释放时用作一种用于避免弹簧构件7和操作构件4之间的碰撞的“逃避手段”。
形成快速动作机构的第一保持部31、第二保持部32、弹簧构件7和操作构件4适宜地具有面对称形状。在该情况下,面对称的基准面为包括操作构件4的转动轴线C1的并且垂直于左右方向的平面。
(2.4)动作
接下来,将参考图7的(A)至图8的(C)说明根据本实施方式的发电装置1和输入装置10如何动作。以下说明的重点是可动构件3(特别是第一块301)、弹簧构件7和操作构件4的动作。因此,图7的(A)至图8的(C)中以放大图示出了图1的(B)所示的沿着图1的(A)的X1-X1线截取的截面的仅一部分。另外,在图7的(A)至图8的(C)中,由箭头(F1至F4)表示施加的力的方向。注意,这些箭头仅为了说明的目的而示出,并非实体。另外,操作构件4的转动轴线C1仅为了说明的目的而示出在图7的(A)至图8的(C)中,并非实体。
首先,将参照图7的(A)至图7的(C)说明当操作构件4从第一操作位置向第二操作位置的移动使得可动构件3从第一位置向第二位置移动时,发电装置1如何动作。
当在可动构件3位于第一位置的情况下操作构件4尚未操作时、即当还没有力从发电装置1的外部施加于操作构件4时,如图7的(A)所示操作构件4位于第一操作位置。在该状态下,弹簧构件7在左右方向上介于第一加压部41和第二保持部32之间。第一加压部41面对弹簧构件7的第一端部71,第二保持部32面对弹簧构件7的第二端部72。然而,可以在第一端部71和第一加压部41之间和/或在第二端部72和第二保持部32之间留有一些间隙。
如图7的(B)所示,在该状态下对第一按钮401施加向下的力F1(压第一按钮401)使得操作构件4在主视图中绕着转动轴线C1顺时针转动。也就是说,第一加压部41向下移动,从而使第一倾斜面411将向下的力转换为向左的力并使弹簧构件7的第一端部71向左移位。此时,可动构件3在由一个永磁体5(在该情况下为第一磁体51)产生的吸引力的作用下被保持在第一位置,并且因此第二保持部32不会移动。因此,在左右方向上,第一加压部41更加靠近第二保持部32,从而使弹簧构件7的第一端部71和第二端部72之间的间隙变窄,并使弯曲部73变形为具有较小曲率半径的形状。这压缩了弹簧构件7,并由此使弹簧构件7储存弹性势能并产生恢复力。
如图7的(C)所示,在该状态下对第一按钮401连续地施加向下的力F1使得操作构件4在主视图中绕着转动轴线C1进一步顺时针转动。在该情况下,第一加压部41进一步向下移动,从而使第一倾斜面411将向下的力转换为向左的力并使弹簧构件7的第一端部71进一步向左移位。随着第一端部71的位移量增大,弹簧构件7的变形量也增大,从而使存储在弹簧构件7中的弹性势能逐渐增大。当弹簧构件7的恢复力超过一个永磁体5(在该情况下为第一磁体51)的吸引力时,永磁体5释放其对可动构件3的保持,从而释放弹簧构件7的弹性势能。在该情况下,弹簧构件7的第二端部72推动第二保持部32,并且弹簧构件7的恢复力F2使可动构件3顺势向左移动。这使得可动构件3相对快速地移动到限定可移动范围的终端位置的第二位置(图2的(B)所示的位置)。可动构件3从第一位置到第二位置的移动将由可动构件3保持的可动件61的动能转换成电能,使得发电单元6发电。
接下来,将参照图8的(A)至图8的(C)说明当操作构件4从第二操作位置向第一操作位置的移动使得可动构件3从第二位置向第一位置移动时,发电装置1如何动作。
当在可动构件3位于第二位置的情况下操作构件4尚未操作时、即当还没有力从发电装置1的外部施加于操作构件4时,如图8的(A)所示操作构件4位于第二操作位置。在该状态下,弹簧构件7在左右方向上介于第二加压部42和第一保持部31之间。第二加压部42面对弹簧构件7的第二端部72,第一保持部31面对弹簧构件7的第一端部71。然而,可以在第二端部72和第二加压部42之间和/或在第一端部71和第一保持部31之间留有一些间隙。
如图8的(B)所示,在该状态下对第二按钮402施加向下的力F3(压第二按钮402)使操作构件4在主视图中绕着转动轴线C1逆时针转动。也就是说,第二加压部42向下移动,从而使第二倾斜面421将向下的力转换为向右的力并使弹簧构件7的第二端部72向右移位。此时,可动构件3在由一个永磁体5
(在该情况下为第二磁体52)产生的吸引力的作用下被保持在第二位置处,并且因此第一保持部31不会移动。因此,在左右方向上,第二加压部42更加靠近第一保持部31,从而使弹簧构件7的第一端部71和第二端部72之间的间隙变窄,并使弯曲部73变形为具有较小曲率半径的形状。这压缩了弹簧构件7,并由此使弹簧构件7储存弹性势能并产生恢复力。
如图8的(C)所示,在该状态下对第二按钮402连续地施加向下的力F3使得操作构件4在主视图中绕着转动轴线C1进一步逆时针转动。在该情况下,第二加压部42进一步向下移动,从而使第二倾斜面421将向下的力转换为向右的力并使弹簧构件7的第二端部72进一步向右移位。随着第二端部72的位移量增大,弹簧构件7的变形量也增大,从而使存储在弹簧构件7中的弹性势能逐渐增大。当弹簧构件7的恢复力超过一个永磁体5(在该情况下为第二磁体52)的吸引力时,永磁体5释放其对可动构件3的保持,从而释放弹簧构件7的弹性势能。在该情况下,弹簧构件7的第一端部71推动第一保持部31,并且弹簧构件7的恢复力F4使可动构件3顺势向右移动。这使得可动构件3相对快速地移动到限定可移动范围的终端位置的第一位置(图1的(B)所示的位置)。可动构件3从第二位置到第一位置的移动将由可动构件3保持的可动件61的动能转换成使发电单元6发电的电能。
在该情况下,允许永磁体5释放其对可动构件3的保持的弹簧构件7的第一端部71和第二端部72之间的间隙的精确变窄程度可以由以下任意因素设定:例如,弹簧构件7的弹簧模量、永磁体5的吸引力的大小以及其它因素。例如,如果如上所述弹簧构件7的重叠公差在约0.5mm至约1.0mm的范围内,则可以设置成使得例如当第一端部71和第二端部72之间的间隙变窄约0.3mm时,弹簧构件7的恢复力超过永磁体5的吸引力。
从上述说明能够看出,在根据本实施方式的发电装置1和输入装置10中,操作(或移动)操作构件4使可动构件3从第一位置向第二位置移动,或者使可动构件3从第二位置向第一位置移动。也就是说,可动构件3在第一位置和第二位置之间沿左右方向直线往复移动。另外,无论可动构件3是从第一位置向第二位置移动还是从第二位置向第一位置移动,弹簧构件7的恢复力都使可动构件3相对快速地移动。这使得在可动构件3从第一位置向第二位置移动的“去路”和在可动构件3从第二位置向第一位置移动的“回路”两者中,发电单元6都能够以相同的方式发电。
(3)效果
根据上述实施方式的发电装置1使用同一弹簧构件7的恢复力使可动构件3从第一位置向第二位置移动,以及使可动构件3从第二位置向第一位置移动。也就是说,无论可动构件3是从第一位置向第二位置移动或者是从第二位置向第一位置移动,弹簧构件7的恢复力都使可动构件3相对快速地移动,从而使发电单元6产生稳定的发电量。这允许在可动构件3在第一位置和第二位置之间双向移动的情况下产生相对稳定的发电量同时,将弹簧构件7实施为单个构件。这减少了形成弹簧构件7的部件的数量,使发电装置1的结构简化并使发电装置1小型化。
另外,使用同一弹簧构件7的恢复力使可动构件3从第一位置向第二位置移动,以及使可动构件3从第二位置向第一位置移动,还减小了当可动构件3双向移动时由发电单元6产生的发电量的变化。换言之,这使得当可动构件3从第一位置向第二位置移动时的操作与当可动构件3从第二位置向第一位置移动时的操作大致对称。这使得无论可动构件3从第一位置向第二位置移动还是从第二位置向第一位置移动,可动构件3的移动速度和行程基本均一,从而减小了由发电单元6产生的发电量的变化。
另外,如在上述实施方式中,弹簧构件7适宜地为在预定方向(左右方向)上的两端处具有第一端部71和第二端部72的板簧,并且弹簧构件7还适宜地包括弯曲部73,该弯曲部73的弯曲使弹簧构件7在弹簧构件7的厚度方向上凸出,并且弯曲部73位于第一端部71和第二端部72之间。根据该构造,可以采用在作为可动构件3的移动方向的预定方向上具有对称形状的板簧作为弹簧构件7。这减小了在当可动构件3从第一位置向第二位置移动时以及当可动构件3从第二位置向第一位置移动时之间的弹簧构件7的恢复力的变化。注意,该构造对于发电装置1并不是必需的。可选地,弹簧构件7可以具有以预定角度折曲的部分来代替弯曲部73。
此外,如在上述实施方式中,第一保持部31适宜地包括在与预定方向(左右方向)垂直的宽度方向(前后方向)上彼此间隔开的一对第一保持片311。第一保持部31适宜地被构造成在一对第一保持片311处与弹簧构件7接触。在该情况下,第二保持部32适宜地包括在宽度方向上彼此间隔开的一对第二保持片321,并且第二保持部32适宜地被构造成在一对第二保持片321处与弹簧构件7接触。另外,在该情况下,第一加压部41适宜地在宽度方向上位于一对第一保持片311之间,并且第二加压部42适宜地在宽度方向上位于一对第二保持片321之间。该构造允许操作构件4在第一加压部41处将弹簧构件7压入一对第一保持片311之间的间隙中,并且还允许操作构件4在第二加压部42处将弹簧构件7压入一对第二保持片321之间的间隙中。因此,当第一加压部41或第二加压部42压缩弹簧构件7时,弹簧构件7可以在预定方向上被直着加压,而不容易在宽度方向上倾斜。这有助于稳定由弹簧构件7产生的恢复力。注意,该构造对于发电装置1并不是必须的。例如,可选地,第一加压部41或第二加压部42可以被构造成仅对弹簧构件7在宽度方向上的相关联的一个端部加压。
另外,如在上述实施方式中,可动构件3适宜地以能够在预定方向(左右方向)上直进移动的方式由不动构件2保持。根据该构造,可动构件3直进移动,从而允许使发电装置1在除预定方向之外的方向上的尺寸最小化。例如,当如在本实施方式中将输入装置10用作月牙传感器(crescent sensor)时,发电装置1可以被实施为具有细长形状,其宽度足够窄到不会超过作为安装对象的窗框的宽度。注意,该构造对于发电装置1并不是必须的。可选地,可动构件3还可以被构造成诸如跷跷板结构那样在转动的同时移动。
此外,如在上述实施方式中,操作构件4适宜地以能够在第一操作位置和第二操作位置之间转动的方式由不动构件2保持。在该情况下,操作构件4适宜地被构造成在如下方向上从第一操作位置向第二操作位置移动:使得第一加压部41靠近第二保持部32,并且第二加压部42远离第一保持部31。另外,在该情况下,操作构件4适宜地被构造成在如下方向上从第二操作位置向第一操作位置移动:使得第二加压部42接近第一保持部31,并且第一加压部41远离第二保持部32。该构造允许操作构件4在第一操作位置和第二操作位置之间来回摆动。因此,随着第一加压部41向下移动,例如第二加压部42向上移动。这允许第一加压部41和第二加压部42中的不用于对弹簧构件7加压的一个加压部从可动构件3的行进路径退避,从而减小第一加压部41或第二加压部41干涉可动构件3的移动的机会。这抑制了由于干涉可动构件3的移动而导致的由发电单元6产生的发电量的下降。注意,该构造对于发电装置1并不是必须的,并且操作构件4不限于具有这种跷跷板结构。
在该情况下,如在上述实施方式中,操作构件4适宜地被构造成能够相对于不动构件2移动,以使第一加压部41和第二加压部42在与预定方向(左右方向)交叉的操作方向(上下方向)上移动。在该情况下,第一加压部41适宜地具有第一倾斜面411,第一倾斜面411相对于操作方向倾斜并且位于在预定方向上面对第二保持部32的位置,使得随着第一加压部41在操作方向上移动,第一倾斜面411与第二保持部32在预定方向上的距离改变。第二加压部42适宜地具有第二倾斜面421,第二倾斜面421相对于操作方向倾斜并且位于在预定方向上面对第一保持部31的位置,使得随着第二加压部42在操作方向上移动,第二倾斜面421与第一保持部31在预定方向上的距离变化。根据该构造,第一倾斜面411和第二倾斜面421不仅通过改变施加于操作构件4的力的方向来压缩弹簧构件7,而且还用作一种“逃避手段”,用于在弹簧构件7的弹性势能被释放时避免弹簧构件7和操作构件4之间的碰撞。这进一步抑制了由于干涉可动构件3的运动而导致的发电单元6的发电量的下降。注意,该构造对于发电装置1并不是必须的。可选地,第一加压部41和第二加压部42可以不具有倾斜面,替代地,弹簧构件7的将与第一加压部41和第二加压部42接触的面可以是倾斜的。
此外,如在上述实施方式中,发电单元6适宜地还包括芯62和缠绕芯62的线圈63。在该情况下,发电单元6适宜地被构造成通过使穿过芯62的磁通的方向随着可动件61移动而改变以从线圈63发电。该构造允许用于产生将可动构件3保持在各第一位置和第二位置处的吸引力的永磁体5还被用于帮助发电单元6发电。注意,该构造对于发电装置1并不是必须的。可选地,发电单元6还可以被构造成使用例如压电元件或磁致伸缩元件将动能转换为电能,来代替电磁感应。此外,用于帮助发电单元6发电的另一永磁体也可以与产生吸引力的永磁体5分开设置。
在该情况下,如在上述实施方式中,可动件61适宜地包括位于芯62的预定方向(左右方向)上的两侧的第一可动片611和第二可动片612。第一可动片611被构造成当可动构件3位于第一位置时与芯62接触。第二可动片612被构造成当可动构件3位于第二位置时与芯62接触。在该情况下,永磁体5适宜地包括固定到第一可动片611的第一磁体51和固定到第二可动片612的第二磁体52。这允许相对简单的构造,其中芯62在第一可动片611和第二可动片612之间简单地相对移动,以利用使通过芯62的磁通的方向改变来发电。注意,该构造对于发电装置1并不是必须的。可选地,发电单元6还可以被构造成通过仅使用单个磁体作为永磁体5来改变通过芯62的磁通的方向。
此外,如在上述实施方式中,输入装置10适宜地包括发电装置1,并且信号处理回路11电连接到发电单元6,且信号处理回路11被构造成通过使用由发电单元6产生的电能与操作构件4连动地输出信号。该构造允许输入装置10的构造简化使输入装置10小型化。此外,该输入装置10还允许用于驱动信号处理回路11的电池低容量化,甚或被省略。
(4)变形例
以下是上述示例性实施方式的一些变形例。
操作构件4仅需要具有在预定方向上彼此间隔开的第一加压部41和第二加压部42。第一加压部41和第二加压部42不必一体化,而是可以彼此分开设置。也就是说,第一加压部41和第二加压部42可以形成单个构件中的一体部分,或者可以形成两个不同构件的相应部分并且可以彼此独立地移动。
此外,输入装置10不限于被构造成用于检测机器部件(例如,上述月牙传感器的月牙锁)的位置,也可以被构造成例如由人操作的用于操作设备的开关。在该情况下,发电装置1可以被构造成其操作构件4由人直接操作或者由人经由操作把手等间接操作。
此外,输入装置10可以包括与发电单元6独立设置的开关,用于将检测信息传输到信号处理回路11。在该情况下,信号处理回路11使用由发电单元6产生的电能作为其电源,并响应于开关的接通/断开来产生检测信号。然后,开关可以与操作构件4的操作连动地接通或断开。可选地,用于切换开关的操作单元可以与发电装置1的操作构件4独立设置。
此外,信号处理回路11和接收器之间的通信方式不限于使用无线电波作为传输介质的无线通信,也可以是使用例如红外线的某种类型的光作为介质的光无线通信,甚或是有线通信。
发电装置1仅需要使用由弹簧构件7产生的相同的恢复力来使可动构件3从第一位置向第二位置移动,以及使可动构件3从第二位置向第一位置移动,并且弹簧构件7不限于实施为用于发电装置1的单个构件。可选地,可以在操作构件4和可动构件3之间串联或并联配置多个弹簧构件7。即使如此,也可以将同一组弹簧构件7的恢复力用于使可动构件3从第一位置向第二位置移动,以及使可动构件3从第二位置向第一位置移动。
弹簧构件7不限于上述示例性实施方式例示的构造。例如,第一端部71和第二端部72不必受到卷边弯曲加工。此外,弹簧构件7首先不限于是板簧,也可以是例如压缩螺旋弹簧或扭簧。
此外,还可以将发电单元6修改为将芯62和线圈63设置于可动件61侧,并且将永磁体5设置于定子(固定到不动构件2的构件)侧。即使这种可选的构造也允许永磁体5相对于芯62移动,并因此允许通过移动可动件61来改变通过芯62的磁通的方向。
此外,操作构件4不限于被构造成通过不动构件2的上表面露出,也可以通过不动构件2的侧面或下表面露出。在操作构件4设置于不动构件2的侧面的情况下,操作构件4可以在第一操作位置和第二操作位置之间沿预定方向直进移动。也就是说,操作构件4不限于具有这种跷跷板结构,也可以具有直动型的按钮结构或滑动结构。
此外,发电单元6的可动件61仅需要与可动构件3连动,而不限于固定到可动构件3。例如,可动件61可以形成可动构件3的一部分或仅经由连杆连接到可动构件3。
可选地,发电装置1还可以被构造成使发电单元6仅在可动构件3从第一位置向第二位置移动时发电或者仅在可动构件3从第二位置向第一位置移动时发电。
尽管在上述实施方式中操作构件4具有两个按钮(第一按钮401和第二按钮402),但操作构件4也可以具有三个或更多个按钮,或仅具有一个按钮。
发电装置1不限于形成输入装置10的一部分。可选地,发电装置1也可以单独使用或者甚至可以内置在除输入装置10之外的任何器具或设备中。
此外,在输入装置10中,信号处理回路11不限于如上述实施方式中那样完全收纳在上盖23中。替代地,信号处理回路11的一部分或全部可以设置在上盖23的外部。信号处理回路11包括形成电源回路、控制回路、存储器、通信回路等的一部分的电子部件。然而,这仅是示例并且不应被解释为限制。信号处理回路11还可以包括作为这些中的至少一些的可选的或附加的部件的形成例如传感器、A/D转换器、D/A转换器、接收器回路等的一部分的电子部件。
(第一变形例)
接下来,将参照图9的(A)至图10的(B)以具有传感器的锁定装置8A作为第一变形例来进行说明。在以下说明中,与上述实施方式相同,正如由图9的(A)至图10的(B)中的“上”、“下”、“左”和“右”箭头所指示地限定各个方向。然而,这些方向仅为示例并且不应被解释为限制具有传感器的锁定装置8A的使用方向。
根据第一变形例的具有传感器的锁定装置8A包括根据上述实施方式的输入装置10、月牙锁81和连杆机构82A。连杆机构82A被构造成使输入装置10的操作构件4与月牙锁81连动。连杆机构82A被构造成当月牙锁81从锁定状态(参见图9的(A))或解锁状态(参见图10的(A))中的一者向另一者切换时,在使第一加压部41(参见图1的(B))靠近第二保持部32(参见图1的(B))的方向上移动操作构件4。这允许操作构件4被月牙锁81间接操作,并且还允许操作构件4根据月牙锁81是处于锁定状态还是解锁状态来改变操作构件4的操作状态。也就是说,在该具有传感器的锁定装置8A中,将用作检测月牙锁81的锁定或解锁的月牙传感器的输入装置10与月牙锁81一体化。
代替不具有输入装置10的一般的月牙锁,将具有传感器的锁定装置8A安装到作为安装对象的窗框上。这允许接收器接收来自具有传感器的锁定装置8A(输入装置10)的检测信息,以监测月牙锁81的状态并确定月牙锁81是处于锁定状态还是解锁状态。
具有传感器的锁定装置8A还包括用于收纳输入装置10和连杆机构82A的壳体83。壳体83包括例如待通过螺合固定到安装对象上的固定构件,该固定构件作为用于将壳体83固定到作为安装对象的窗框等的固定结构。利用固定构件将壳体83固定到安装对象使得具有传感器的锁定装置8A被安装到安装对象。利用螺钉84将输入装置10固定到壳体83。月牙锁81由壳体83保持成能够绕着轴811转动。在壳体83内,连杆机构82A将从月牙锁81施加于连杆机构82A的力传递到输入装置10的操作构件4,从而使操作构件4与月牙锁81连动。
连杆机构82A包括加压构件85A。连杆机构82A还包括被加压构件85A加压的杆构件86。连杆机构82A还包括齿条821和小齿轮822。加压构件85A与齿条821形成为一体。小齿轮822安装于月牙锁81的轴811。因此,操作月牙锁81使得小齿轮822和齿条821将月牙锁81的旋转运动转换成加压构件85A的直进运动。换言之,加压构件85A经由齿条821和小齿轮822与月牙锁81连动。在图9和图10所示的示例中,月牙锁81的轴811具有沿上下方向延伸的转动轴线。在轴811上转动月牙锁81使加压构件85A与月牙锁81的转动连动地在左右方向上移动。
加压构件85A是用于经由杆构件86对操作构件4的第一按钮401和第二按钮402加压的构件。加压构件85A配置成与第一壳体21的上表面的具有一对通孔213的部分面对。在该第一变形例中,当月牙锁81的状态从锁定状态(参见图9的(A))切换到解锁状态(参见图10的(A))时,随着月牙锁81转动,加压构件85A向右侧直进移动。在该移动期间,加压构件85A经由杆构件86对第一按钮401加压使操作构件4从第一操作位置向第二操作位置移动。这使第一加压部41朝向第二保持部32移位,并且允许可动构件3在弹簧构件7的恢复力的作用下从第一位置向第二位置移动(参见图7的(A)至图7的(C))。另一方面,当月牙锁81的状态从解锁状态(参见图10的(A))切换到锁定状态(参见图9的(A))时,随着月牙锁81转动,加压构件85A向左侧直进移动。在该情况下,加压构件85A经由杆构件86对第二按钮402加压,使得操作构件4从第二操作位置向第一操作位置移动。这使第二加压部42朝向第一保持部31移位,并且允许可动构件3在弹簧构件7的恢复力的作用下从第二位置向第一位置移动(参见图8的(A)至图8的(C))。
杆构件86被构造成能够在第一转动位置(图10的(A)和图10的(B)中所示的位置)和第二转动位置(图9的(A)和图9的(B)中所示的位置)之间转动。如图9的(B)和图10的(B)所示,杆构件86包括支点部(连杆支点部)861、作用点部(连杆作用点部)862、863和着力点部(连杆着力点部)864、865。图9的(B)和图10的(B)分别以放大图示出了图9的(A)和图10的(A)中所示的区域Z1,其中省略了阴影线。也就是说,杆构件86包括分别为第一按钮401和第二按钮402提供的两组作用点部和着力点部。支点部861是杆构件86的转动轴。当受到在着力点部865处施加的力时,杆构件86绕着支点部861从第二转动位置向第一转动位置转动,在与着力点部865成对的作用点部863处对操作构件4(第一按钮401)施加力,从而使操作构件4移动。同样地,当受到在着力点部864处施加的力时,杆构件86绕着支点部861从第一转动位置向第二转动位置转动,在与着力点部864成对的作用点部862处对操作构件4(第二按钮402)施加力,从而使操作构件4移动。
作用点部862位于与支点部861相距第一距离L11处。着力点部864位于与支点部861相距第二距离L21处。作用点部863位于与支点部861相距第一距离L12处。着力点部865位于与支点部861相距第二距离L22处。在该情况下,第二距离L21比第一距离L11长(L21>L11),并且第二距离L22比第一距离L12长(L22>L12)。
具体地,加压构件85A包括在左右方向上延伸的第一部分851A和从第一部分851A的左端部向下突出的第二部分852A。第二部分852A的末端面(下表面)是弯曲面,其弯曲成在左右方向上的中央部向下凸出。杆构件86形成为与操作构件4类似的形状。将杆构件86的面对操作构件4的表面形成为左右方向上的中央部向下凸出的V字形。
在第二转动位置处,杆构件86相对于第一壳体21的上表面向右上方倾斜,使得作用点部863相对于作用点部862位于上方。使加压构件85A在该状态下向右侧直进移动,使得加压构件85A的第二部分852A在着力点部865处对杆构件86施加向下的力,从而使杆构件86向第一转动位置移动。同时,作用点部863向下移动,因此杆构件86在作用点部863处对第一按钮401施加向下的力。另一方面,在第一转动位置处,杆构件86相对于第一壳体21的上表面向左上方倾斜,使得作用点部862相对于作用点部863位于上方。使加压构件85A在该状态下向左侧直进移动,使得加压构件85A的第一部分851A的左端部在着力点部864处对杆构件86施加向左的力,从而使杆构件86向第二转动位置移动。同时,作用点部862向下移动,因此,杆构件86在作用点部862处对第二按钮402施加向下的力。简而言之,随着加压构件85A在左右方向上移动,杆构件86绕着支点部861双向地转动,因此在第一转动位置和第二转动位置之间来回摆动。
以这种方式,当在着力点部864处受到从加压构件85A施加的力(作用)时,杆构件86从第一转动位置向第二转动位置移动,在作用点部862处对操作构件4(第二按钮402)施加力(载荷),并由此使操作构件4与月牙锁81连动。此外,当在着力点部865处受到从加压构件85A施加的力(作用)时,杆构件86从第二转动位置向第一转动位置移动,在作用点部863处对操作构件4
(第一按钮401)施加力(载荷),并由此使操作构件4与月牙锁81连动。
此外,在输入装置10的第一壳体21的上表面,在一对通孔213(参见图3)的前后方向上的两侧设置有用于限制加压构件85A在前后方向上的移动的一对引导壁216A。另外,壳体83还设置有限制结构,用于通过在上下方向上将加压构件85A夹在中间来限制加压构件85A在上下方向上的移动。一对引导壁216A和限制结构限制加压构件85A的移动方向,从而使加压构件85A仅能够在左右方向上移动。该对引导壁216A还包括用于对限定杆构件86的支点部861的轴进行支撑的轴承结构。该轴的转动轴心为支点部861。也就是说,杆构件86在被第一壳体21支撑的状态下能够转动。
从以上说明能够看出,根据第一变形例的具有传感器的锁定装置8A包括输入装置10、月牙锁81和连杆机构82A。连杆机构82A使操作构件4与月牙锁81连动。该构造允许通过月牙锁81间接地操作输入装置10的操作构件4,并且还允许操作构件4根据月牙锁81的状态(锁定状态/解锁状态)来改变操作构件4的操作状态。也就是说,在该具有传感器的锁定装置8A中,与月牙锁81一体化的输入装置10能够检测月牙锁81的锁定或解锁。这允许输入装置10通过使用由发电单元6产生的电能与操作构件4连动地将指示月牙锁81处于锁定或解锁的检测信息从信号处理回路11传输到例如接收器。
此外,根据第一变形例,连杆机构82A包括:加压构件85A,其与月牙锁81连动;以及杆构件86,其能够在第一转动位置和第二转动位置之间转动。杆构件86包括用作杆构件86的转动轴的支点部861、位于与支点部861相距第一距离L12(L11)处的作用点部863(862)、以及着力点部865(864)。着力点部865(864)位于与支点部861相距比第一距离L12(L11)长的第二距离L22(L21)处。杆构件86被构造成当在着力点部864处受到从加压构件85A施加的力时从第一转动位置向第二转动位置移动,在作用点部862处对操作构件4施加力,从而使操作构件4与月牙锁81连动。该构造使加压构件85A经由杆构件86对操作构件4施力。因此,与不具有杆构件86的构造相比,“杠杆原理”减小了操作操作构件4所需的力。因此,操作月牙锁81的人在操作月牙锁81时可以感受到与未设置输入装置10的情况接近的力的感觉。
根据该第一变形例,连杆机构82A被构造成当月牙锁81从锁定状态向解锁状态切换时,在使得第一加压部41靠近第二保持部32的方向上移动操作构件4。然而,这仅是示例并且不应被解释为限制。可选地,连杆机构82A还可以被构造成在月牙锁81从解锁状态向锁定状态切换时,在使得第一加压部41靠近第二保持部32的方向上移动操作构件4。
(第二变形例)
接下来,将参照图11和图12说明根据第二变形例的发电装置1A。在以下说明中,如上述实施方式那样,如由图11和图12中的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”箭头所指示地限定各个方向。然而,这些方向仅是示例并且不应被解释为限制发电装置1A的使用方向。
根据该第二变形例的发电装置1A包括内置装置91,内置装置91具有与根据上述实施方式的输入装置10相同的构造。该发电装置1A还包括外壳92、把手93和恢复弹簧94。也就是说,根据上述实施方式的输入装置10被用作根据该第二变形例的发电装置1A的一个构成要素(内置装置91)。因此,在以下说明中,将为内置装置91的与根据上述示例性实施方式的输入装置10的对应部件具有相同功能的任何构成要素分配与该对应部件相同的附图标记,并将适当地省略其详细说明。
在该发电装置1A中,内置装置91、把手93和恢复弹簧94以仅把手93的一部分(着力点部933)从外壳92露出的方式被收纳在外壳92中。把手93包括支点部931并由外壳92支撑为能够绕着支点部931在第一转动位置和第二转动位置之间转动。把手93包括作用点部932,在该作用点部932处对操作构件4(第二按钮402)施加力。在该发电装置1A中,当把手93受到施加于其从外壳92露出的部分(着力点部933)的力时,把手93从第一转动位置向第二转动位置转动,因此在作用点部932处对操作构件4(第二按钮402)施加力,从而使操作构件4移动。此外,当不再在着力点部933处对把手93施加力时,恢复弹簧94的恢复力使把手93从第二转动位置向第一转动位置转动。在该情况下,把手93在后述的接触部937处对操作构件4(第一按钮401)施加力,从而使操作构件4移动。
如能够看出的,在该发电装置1A中,当受到在着力点部933处施加的力时,把手93使操作构件4在使得第二加压部42(参见图2的(B))靠近第一保持部31(参见图2的(B))的方向上移动。另一方面,当不再在着力点部933处对把手93施加力时,把手93使操作构件4在使得第一加压部41(参见图1的(B))靠近第二保持部32(参见图1的(B))的方向上移动。这允许经由把手93间接地操作操作构件4,并且操作构件4的操作状态根据是否对把手93施加力而改变。该发电装置1A可以被用作检测窗户或门的打开或关闭的传感器,或者被用作确定是否有人坐在椅子或座位上的传感器。
外壳92包括第一外壳921和第二外壳922。第一外壳921形成为具有底部开口的箱状。第二外壳922具有矩形板形状并且利用螺钉924接合到第一外壳921,以便封闭第一外壳921的开口。以这种方式,第一外壳921和第二外壳922在上下方向上组合并接合在一起从而形成外壳92。在第二外壳922的右端部具有操作孔923。操作孔923沿上下方向贯通第二外壳922并且设置成使把手93的着力点部933从第二外壳922的下表面露出。
把手93被构造成能够在第一转动位置(图12所示的位置)和第二转动位置之间转动。如图12所示,把手93包括支点部931、作用点部932和着力点部933。支点部931用作把手93的转动轴。具体地,把手93包括具有圆柱形状并且在前后方向上突出的一对转动轴部934。该对转动轴部934的转动轴线限定了支点部931。当受到在着力点部933处施加的向上的力时,把手93绕着支点部931从第一转动位置向第二转动位置转动,在作用点部932处对操作构件4
(第二按钮402)施加力,从而使操作构件4移动。
作用点部932位于与支点部931相距第一距离L1处,并且着力点部933位于与支点部931相距第二距离L2处,其中第二距离L2比第一距离L1长(L2>L1)。
具体地,把手93还包括:压力接收部935,其接收恢复弹簧94的恢复力;
突出部936,其包括着力点部933;以及接触部937,其用于对第一按钮401加压。把手93的面对操作构件4的表面被形成为左右方向上的中央部向下凸出的V字形。在该V字形表面中,位于其在左右方向上的中央部的左侧的部分包括作用点部932,位于左右方向上的中央部的右侧的部分包括接触部937。压力接收部935设置于接触部937的右侧。突出部936从压力接收部95的右端部通过操作孔923向下突出。从外壳92突出的突出部936的末端部(下端部)包括着力点部933。在压力接收部935的上表面和第一外壳921的下表面之间配置有可以实施为压缩螺旋弹簧的恢复弹簧94。
当把手93位于第一转动位置时,作用点部932相对于接触部937位于上方。在该状态下在着力点部933处对把手93施加向上的力使把手93向第二转动位置转动。同时,作用点部932向下移动,因此把手93在作用点部932处对第二按钮402施加力。之后,当不再在着力点部933处对把手93施加力时,恢复弹簧94的恢复力向下对压力接收部935加压,从而使把手93向第一转动位置转动。同时,接触部937向下移动,因此,把手93在接触部937处对第一按钮401施加向下的力。简而言之,当受到在着力点部933处施加的力时,把手93绕着支点部931双向地转动,从而在第一转动位置和第二转动位置之间来回摆动。
以这种方式,当受到在着力点部933处施加的力时,把手93从第一转动位置向第二转动位置移动,在作用点部932处对操作构件4(第二按钮402)施加力,并由此使操作构件4与着力点部933连动。当不再在着力点部933处对把手93施加力时,把手93从第二转动位置向第一转动位置移动,在接触部937处对操作构件4(第一按钮401)施加力,并由此使操作构件4与着力点部933连动。如能够看出的,在根据第二变形例的发电装置1A中,每次在着力点部933对把手93施加力时,优选执行依次对第二按钮402和第一按钮401施加力的一系列操作。此外,当不再在着力点部933处对把手93施加力时,把手93使其压力接收部935被恢复弹簧94加压,并在接触部937处对第一按钮401施加力。因此,压力接收部935相当于着力点部,接触部937相当于作用点部。
如从上述说明能够看出的,根据第二变形例的发电装置1A还包括能够在第一转动位置和第二转动位置之间转动的把手93。把手93包括:支点部931,其用作把手93的转动轴线;作用点部932,其位于与支点部931相距第一距离L1处;以及着力点部933,其位于与支点部931相距比第一距离L1长的第二距离L2处。把手93被构造成当受到在着力点部933处施加的力时,从第一转动位置向第二转动位置转动,在作用点部932处对操作构件4施加力,从而移动操作构件4。根据该构造,与不具有把手93的构造相比,“杠杆原理”减小了操作操作构件4所需的力。从而减小了操作发电装置1A所需的操作力。
另外,根据该第二变形例,每次把手93受到在着力点部933处施加的压力时,通过恢复弹簧94执行依次对第二按钮402和第一按钮401施加力的一系列操作。因此,对发电装置1A执行一次系列操作使可动构件3在第一位置和第二位置之间移动两次,从而增大由发电单元6产生的发电量。
附图标记说明
1 发电装置
2 不动构件
3 可动构件
4 操作构件
5 永磁体
6 发电单元
7 弹簧构件
8,8A 具有传感器的锁定装置
10 输入装置
11 信号处理回路
31 第一保持部
32 第二保持部
41 第一加压部
42 第二加压部
51 第一磁体
52 第二磁体
61 可动件
62 芯
63 线圈
71 第一端部
72 第二端部
73 弯曲部
81 月牙锁
82,82A 连杆机构
86 杆构件
93 把手
311 第一保持片
321 第二保持片
411 第一倾斜面
421 第二倾斜面
611 第一可动片
612 第二可动片
861 (连杆)支点部
862,863 (连杆)作用点部
864,865 (连杆)着力点部
931 支点部
932 作用点部
933 着力点部
L1 第一距离
L2 第二距离

Claims (3)

1.一种发电装置,其特征在于,其包括:
不动构件;
可动构件,其被构造成相对于所述不动构件在第一位置和第二位置之间移动;
操作构件,其被构造成能够相对于所述不动构件与所述可动构件独立地移动;
永磁体,其与所述可动构件连动;
发电单元,其包括与所述可动构件连动的可动件并且被构造成将所述可动件的动能转换成电能;以及
弹簧构件,其由所述可动构件保持并被构造成将力从所述操作构件传递到所述可动构件,
所述可动构件包括第一保持部和相对于所述第一保持部而言位于第二位置侧的第二保持部,
所述操作构件包括加压部,在所述可动构件位于第二位置的状态下,通过使所述操作构件在使该加压部靠近所述第一保持部的方向上移动,从而使该加压部压缩所述弹簧构件,
所述弹簧构件配置于所述第一保持部和所述第二保持部之间,从而使所述弹簧构件在所述加压部和所述第一保持部之间被压缩并产生使所述可动构件向所述第一位置移动的恢复力。
2.根据权利要求1所述的发电装置,其特征在于,
所述发电单元包括:
芯;以及
安装于所述芯的线圈,
所述可动件具有一对磁轭,在所述可动构件从所述第一位置向所述第二位置移动的状态下该一对磁轭朝向所述芯移动,在所述可动构件从所述第二位置向所述第一位置移动的状态下该一对磁轭在远离所述芯的方向上移动,
所述永磁体被所述一对磁轭夹着,在所述一对磁轭和所述芯之间产生吸引力。
3.根据权利要求2所述的发电装置,其特征在于,
该发电装置还包括在所述可动构件位于所述第一位置的状态下被压缩的另一弹簧构件,
所述另一弹簧构件产生使所述可动构件向所述第二位置移动的恢复力。
CN202010547315.3A 2016-04-19 2017-03-27 发电装置 Active CN111725968B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016084036 2016-04-19
JP2016-084036 2016-04-19
PCT/JP2017/012255 WO2017183391A1 (ja) 2016-04-19 2017-03-27 発電装置、入力装置、及びセンサ付き錠装置
CN201780024645.0A CN109075689B (zh) 2016-04-19 2017-03-27 发电装置、输入装置以及具有传感器的锁定装置

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780024645.0A Division CN109075689B (zh) 2016-04-19 2017-03-27 发电装置、输入装置以及具有传感器的锁定装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111725968A true CN111725968A (zh) 2020-09-29
CN111725968B CN111725968B (zh) 2022-09-13

Family

ID=60116829

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010547315.3A Active CN111725968B (zh) 2016-04-19 2017-03-27 发电装置
CN201780024645.0A Active CN109075689B (zh) 2016-04-19 2017-03-27 发电装置、输入装置以及具有传感器的锁定装置

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780024645.0A Active CN109075689B (zh) 2016-04-19 2017-03-27 发电装置、输入装置以及具有传感器的锁定装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11056961B2 (zh)
JP (1) JP6618026B2 (zh)
CN (2) CN111725968B (zh)
WO (1) WO2017183391A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111033986B (zh) * 2017-10-10 2022-03-08 松下知识产权经营株式会社 发电装置和输入装置
JP6949765B2 (ja) * 2018-03-13 2021-10-13 Ykk Ap株式会社 センサ付錠前およびサッシ
JP7025254B2 (ja) * 2018-03-16 2022-02-24 Ykk Ap株式会社 建具の開閉体用スイッチ装置及びサッシ
JP7020968B2 (ja) * 2018-03-16 2022-02-16 Ykk Ap株式会社 建具の開閉体用スイッチ装置及びサッシ
JPWO2020080114A1 (ja) * 2018-10-16 2021-09-24 パナソニックIpマネジメント株式会社 入力装置
US20220123645A1 (en) * 2019-07-02 2022-04-21 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Input device and power generation apparatus
CN110768463B (zh) * 2019-10-21 2021-02-09 德能森智能科技(成都)有限公司 一种信号增强的按钮上下移动式无线无源装置
CN112821822B (zh) * 2021-01-09 2022-05-31 东北石油大学 发电的控制方法及装置、电子设备、存储介质和发电设备

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008053835A1 (fr) * 2006-11-01 2008-05-08 Panasonic Corporation Mécanisme piézoélectrique de génération de puissance
JP2013039021A (ja) * 2011-07-13 2013-02-21 Panasonic Corp 発電装置
CN103731003A (zh) * 2012-10-11 2014-04-16 三美电机株式会社 发电装置
WO2014061225A1 (ja) * 2012-10-18 2014-04-24 パナソニック株式会社 発電装置
CN103988405A (zh) * 2011-12-09 2014-08-13 松下电器产业株式会社 发电装置
CN104350567A (zh) * 2012-09-03 2015-02-11 阿尔卑斯电气株式会社 发电输入装置以及使用了所述发电输入装置的电子设备
WO2015068377A1 (ja) * 2013-11-07 2015-05-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 発電装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004151669A (ja) * 2002-09-05 2004-05-27 Citizen Watch Co Ltd アクチュエータ装置
US7554224B2 (en) * 2006-02-22 2009-06-30 Perpetuum Ltd. Electromechanical generator for converting mechanical vibrational energy into electrical energy
JP5063816B2 (ja) * 2009-12-25 2012-10-31 パナソニック株式会社 振動発電器、振動発電装置、及び振動発電装置を搭載した電子機器と通信装置
JP2015126559A (ja) 2013-12-25 2015-07-06 パナソニックIpマネジメント株式会社 エネルギ変換装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008053835A1 (fr) * 2006-11-01 2008-05-08 Panasonic Corporation Mécanisme piézoélectrique de génération de puissance
JP2013039021A (ja) * 2011-07-13 2013-02-21 Panasonic Corp 発電装置
CN103988405A (zh) * 2011-12-09 2014-08-13 松下电器产业株式会社 发电装置
CN104350567A (zh) * 2012-09-03 2015-02-11 阿尔卑斯电气株式会社 发电输入装置以及使用了所述发电输入装置的电子设备
CN103731003A (zh) * 2012-10-11 2014-04-16 三美电机株式会社 发电装置
WO2014061225A1 (ja) * 2012-10-18 2014-04-24 パナソニック株式会社 発電装置
US20150279598A1 (en) * 2012-10-18 2015-10-01 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Power generation device
WO2015068377A1 (ja) * 2013-11-07 2015-05-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 発電装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN111725968B (zh) 2022-09-13
US20190157960A1 (en) 2019-05-23
JPWO2017183391A1 (ja) 2019-04-04
CN109075689B (zh) 2020-07-10
CN109075689A (zh) 2018-12-21
JP6618026B2 (ja) 2019-12-11
US11056961B2 (en) 2021-07-06
WO2017183391A1 (ja) 2017-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109075689B (zh) 发电装置、输入装置以及具有传感器的锁定装置
CN111033986B (zh) 发电装置和输入装置
US9240267B2 (en) Power generation device
WO2014061225A1 (ja) 発電装置
KR101359222B1 (ko) 무선 스위칭 장치
US9419496B2 (en) Return mechanism, acceleration mechanism, power generator, transmitter, and switching arrangement
JP5828724B2 (ja) 多方向入力装置
WO2017098704A1 (ja) 発電装置及びこれを備えた電子機器
US20210399656A1 (en) Input apparatus
JP5820209B2 (ja) 多方向入力装置
CN109643946B (zh) 发电装置
WO2021002242A1 (ja) 入力装置、及び発電装置
WO2016021456A1 (ja) 発電入力装置
WO2016163234A1 (ja) スイッチ装置
JP2022012053A (ja) 発電デバイス
JP2022012054A (ja) 発電デバイス
CN210376960U (zh) 透镜驱动装置、照相机装置以及电子设备
CN112817195A (zh) 透镜驱动装置、照相机装置以及电子设备
JPWO2020071121A1 (ja) 発電装置
JP2008282685A (ja) プッシュ操作型スイッチ装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant