CN112311187A - 发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发电装置，结构简单、通过轻的按下力进行发电、声音的产生也少。发电装置(1)具备：筒状构件(2)，其为具有内部空间且两端封闭型的非磁性体；线圈(3)，其配置在筒状构件(2)的外周；第一磁铁(4)，其配置在筒状构件(2)的内部空间，能够沿着筒状构件(2)的延伸方向往复移动；第二磁铁(5)，其配置在筒状构件(2)的外部，对第一磁铁(4)起作用；以及工作部(6)，其使筒状构件(2)和第二磁铁(5)中的任一方相对于另一方相对移动。
Description
技术领域
本发明涉及简单结构的发电装置。
背景技术
已知有通过电磁感应方式将由操作部的操作产生的动能转换成电能进行发电的发电装置。这样的发电装置在例如卫生间室、浴室、厨房等的水管设施中，组装到对电子设备进行远程操作的遥控装置。
日本特开2018-74537号公报(专利文献1)所公开的遥控装置具备：根据按下操作而对设备进行操作的操作按钮；根据上述按下操作而被按压，由此产生电磁感应而进行发电的发电部；具有生成用于对上述设备进行远程操作的信号的电子部件的控制部；以及根据上述操作按钮的按下操作移动而按压上述发电部的传递机构。传递机构具有根据按下操作而旋转的旋转凸轮、以及通过旋转凸轮的旋转动作而被按压的连杆，在按下操作按钮的力成为规定的值时，旋转凸轮与连杆的移动方向成为相同。发电部将与操作按钮的按下操作相伴的操作力向马达的旋转轴传递，使旋转轴旋转，由此，从马达产生交流的电力。
日本特开2012-80702号公报(专利文献2)所公开的发电装置具备：在发电时被操作的开关杆；通过被驱动部被驱动而产生感应电动势的发电机；通过被施加外力而蓄积弹性力，并且通过将蓄积的弹性力输出而对被驱动部进行驱动的发电用弹簧；以及允许发电用弹簧蓄积的弹性力的输出的滑动构件及销轮。发电机构成为，通过使被驱动部旋转而在线圈的内部使圆筒形状的磁铁旋转，由此使贯穿线圈的磁通变化而产生感应电动势。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2018-74537号公报
【专利文献2】日本特开2012-80702号公报
发明内容
日本特开2018-74537号公报(专利文献1)及日本特开2012-80702号公报(专利文献2)所公开的发电装置都是将操作构件的操作力转换成配置在线圈内的转子的旋转运动的机构稍复杂，按下力感觉稍硬。
另外，在日本特开2018-74537号公报(专利文献1)或日本特开2012-80702号公报(专利文献2)所记载的复杂结构的发电装置中，无法避免声音的产生，作为例如设置在卫生间内的发电装置不太优选。
本发明的目的在于提供一种结构简单、通过轻的按下力进行发电、声音的产生也少的发电装置。
本发明的发电装置具备：筒状构件，其为具有内部空间且两端封闭型的非磁性体；线圈，其配置在筒状构件的外周；第一磁铁，其配置在筒状构件的内部空间，能够沿着筒状构件的延伸方向往复移动；第二磁铁，其配置在筒状构件的外部，对第一磁铁起作用；以及工作部，使筒状构件和第二磁铁中的任一方相对于另一方相对移动。
优选为，第二磁铁以包围筒状构件的方式配置。
优选为，第二磁铁为环状磁铁。
优选为，第一磁铁为柱状磁铁。
优选为，发电装置还具备覆盖筒状构件的外周的框体，第二磁铁固定于框体，工作部固定于筒状构件，并且被支承为能够相对于框体位移。
优选为，在筒状构件的延伸方向一方端部和与该一方端部面对的框体的端部之间设置有弹性构件。
优选为，发电装置还具备覆盖筒状构件的外周的框体，第二磁铁固定于框体，工作部固定于框体，并且被支承为能够相对于筒状构件位移。
优选为，在筒状构件的内部空间的延伸方向两端部配置有对第一磁铁发挥排斥力的排斥磁铁。
【发明效果】
根据上述结构的本发明，能够得到简单结构的发电装置。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的发电装置的动作的图。
图2是表示本发明的实施方式2的发电装置的动作的图。
符号说明
1、1A：发电装置；2、2A：筒状构件；3：线圈；4：第一磁铁；5：第二磁铁；6、6A：工作部；7、7A：框体；8：排斥磁铁；9：弹性板材；10：封闭构件；61、61A：开关；62：棒状构件；63、63A：弹性构件；64：止动件。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是，对图中相同或相当部分标注相同符号并省略其说明。以下的说明中的左右方向与纸面上的左右方向一致。
<实施方式1>
参照图1的(a)对本发明的一实施方式的发电装置1进行说明。
本实施方式的发电装置1具备：收纳主要的构成部件的框体7；配置在框体7内的筒状构件2；配置在筒状构件2的外周的线圈3；配置于筒状构件2的内部空间的第一磁铁4；对第一磁铁4起作用的第二磁铁5；以及使筒状构件2及第二磁铁5中的任一方相对于另一方相对移动的工作部6。
框体7在内部收纳主要的构成部件，具体而言，以覆盖筒状构件2、工作部6的外周的方式设置。在框体7内部固定第二磁铁5。在框体7的延伸方向右侧端部设置有能够从外部操作工作部6并能够使固定于工作部6的筒状构件2沿延伸方向移动的开口部。
筒状构件2为具有内部空间且两端封闭型的非磁性体。在筒状构件2的内部空间收纳第一磁铁4。作为非磁性体，例如可列举铝等金属、塑料等合成树脂等。在本实施方式中，筒状构件2为合成树脂。
筒状构件2为圆柱形状，在筒状构件2的外周配置线圈3。因此，筒状构件2也起到线圈3的线圈架的作用。本实施方式的线圈3设置于筒状构件2的外周的一部分，但也可以设置于筒状构件2的整周，还可以设置于筒状构件2的外周的分离的区域。线圈3是例如电磁线圈。而且，筒状构件2的形状并不限定于圆柱形状，也可以为四棱柱等多边形形状。
第一磁铁4配置于筒状构件2的内部空间，设置成能够沿着筒状构件2的延伸方向往复移动。由于在筒状构件2的外周配置线圈3，因此通过第一磁铁4在线圈3的内部进行往复运动而在线圈3产生感应电动势。第一磁铁4例如为柱状磁铁，在本实施方式中，第一磁铁4为圆柱磁铁。第一磁铁4的N极及S极的位置关系如图1的(a)所示。
第二磁铁5配置在筒状构件2的外部，对第一磁铁4起作用。从更可靠地对第一磁铁4起作用的观点出发，第二磁铁5优选以包围筒状构件2的方式配置。在此所说的“起作用”具体而言表示第一、二磁铁4、5以磁力性地吸引或排斥的方式起作用的情况。在本实施方式中，第二磁铁5为环状磁铁，但是只要以包围筒状构件2的方式配置即可，也可以在筒状构件2的周围呈环状地分散设置。第二磁铁5的N极及S极的位置关系如图1的(a)所示。
在本实施方式中，第二磁铁5固定于框体7的内周面。具体而言，固定在第二磁铁5的左侧侧面和线圈3的右侧端部的位置成为大致相同的位置。而且，在静止状态下，优选第二磁铁5的左右方向中央部的位置与第一磁铁4的左右方向中央部的位置大致相同。在处于该位置关系时，在第一磁铁4与第二磁铁5之间产生的磁力处于最稳定的平衡状态。
工作部6包括：从外部对发电装置1进行操作的开关61；将开关61及筒状构件2固定连结的棒状构件62；设置在筒状构件2的延伸方向左侧端部和与该左侧端部面对的框体7的端部之间的弹性构件63；以及防止开关61或棒状构件62从框体7过度突出的止动件64。
开关61典型的是能够滑动地设置于框体7的延伸方向一方端部的按钮。只要通过来自外部的按下力而第一磁铁4能够沿着筒状构件2的延伸方向往复移动即可，关于设置开关61的位置没有限定。具体而言，可以将开关61设置在框体7的延伸方向中途位置，并固定在筒状构件2的延伸方向中途位置。棒状构件62固定于筒状构件2，伴随开关61的移动而移动。弹性构件63设置成根据开关61的移动进行伸缩。需要说明的是，弹性构件63典型的是弹簧，但也可以是例如橡胶制的构件。止动件64只要是用于防止工作部6的开关61、棒状构件62从框体7过度突出的形状即可，关于原料、形状没有限定。
由于具备以上的结构，因此工作部6能够使筒状构件2及第二磁铁5中的任一方相对于另一方相对移动。在本实施方式中，工作部6固定于筒状构件2，且被支承为能够相对于框体7位移。
接下来，参照图1的(a)～(d)对本实施方式的发电装置1的动作进行说明。
如图1的(a)所示，在初始状态下，第一磁铁4及第二磁铁5的左右方向中央部的位置保持为大致相同的位置关系。而且，第二磁铁5的左侧端面与线圈3的右侧端部的位置保持为大致相同的位置关系。
如图1的(b)所示，将开关61向箭头A的方向压入。于是，固定于开关61的棒状构件62、以及固定于棒状构件62的筒状构件2向箭头A的方向移动。伴随着该移动，左侧的弹性构件63向箭头A的方向收缩。配置于筒状构件2的内部空间的第一磁铁4与筒状构件2一起向箭头A的方向移动，在其移动中途，第一磁铁4的N极超过第二磁铁5的N极。于是，在第一磁铁4与第二磁铁5之间作用有排斥磁力，通过该排斥磁力，第一磁铁4猛力地移动至筒状构件2的内部空间的左端位置。该状态如图1的(c)所示。
接下来，如图1的(d)所示，当释放按下开关61的力时，通过弹性构件63的弹性力而筒状构件2向右侧(箭头B所示的方向)移动。伴随着筒状构件2向右方向的移动，第一磁铁4也向右方向移动。止动件64与框体7抵接，筒状构件2向右方向的移动停止。此处，即使在筒状构件2停止于初始状态的位置之后，第一磁铁4由于惯性力也会在筒状构件2的内部空间内向右方向移动，返回至初始状态的位置(图1的(a))。这样，在图1所示的发电装置1中，如果压入开关61，则第一磁铁4在其与环状的第二磁铁5之间产生的排斥磁力下，猛力地通过线圈3的内部空间。这样，由于第一磁铁4的猛力的动作，电流在线圈3中流动而发电。
当通过工作部6的操作而筒状构件2内部的第一磁铁4沿着筒状构件2的延伸方向移动时，第一磁铁4通过线圈3内，因此，通过电磁感应在线圈3中流动电流而发电。虽然省略了图示，但是在线圈3连接有将所产生的电流取出的电流取出部。电流取出部例如包括电波发送机。
本实施方式的发电装置1仅通过轻轻地按下开关61就能够进行发电。而且，由于是不使用齿轮等的简单结构，因此声音的产生也少，能够良好地使用于例如卫生间室或浴室等私密空间。
在本实施方式的发电装置1中，虽然工作部6、筒状构件2的移动少，但是第一磁铁4的移动大。而且，通过利用磁铁的排斥力，能够在线圈3内部使第一磁铁4快速移动。由此，能够以少的操作高效地进行发电。
在以下的实施方式中，对发电装置1的另一结构例进行说明。以下，仅详细说明与实施方式1的不同点。
<实施方式2>
参照图2的(a)，对本发明的实施方式2的发电装置1A进行说明。实施方式2的发电装置1A基本上具备与实施方式1的发电装置1同样的结构，但是关于在框体7A及筒状构件2A的延伸方向两端部具备排斥磁铁8、弹性板材9这点以及工作部6A则不同。
工作部6A包括与框体7A一体形成的开关61A、以及设置在筒状构件2A的延伸方向右侧端部和与该右侧端部面对的框体7A的端部之间的弹性构件63A。在本实施方式中，工作部6A固定于框体7A，并且被支承为能够相对于筒状构件2A位移。
开关61A与框体7A一体形成。在此“一体形成”是指框体7A与开关61A被固定在一起。即，框体7A与开关61A可以为同一构件，也可以为不同构件。弹性构件63A设置在框体7A与筒状构件2A之间，能够使框体7A沿着筒状构件2A的延伸方向移动。
框体7A覆盖筒状构件2A的外周，在左侧具有开放部。在本实施方式中，以封闭该开放部的方式设置封闭构件10。而且，在封闭构件10固定筒状构件2A的左侧端部。
在筒状构件2A的内部空间的延伸方向两端部配置有对第一磁铁4发挥排斥力的排斥磁铁8、以及弹性板材9。排斥磁铁8以在与第一磁铁4对置的面上配置与面对的第一磁铁4的磁极相同的磁极的方式设置。排斥磁铁8的N极及S极的位置关系如图2的(a)所示。弹性板材9例如为橡胶板材。由此，吸收第一磁铁4碰到筒状构件2A的内部空间的延伸方向两端部时产生的冲击，能够进一步抑制声音的产生。
接下来，参照图2的(a)～(d)对本实施方式的发电装置1A的动作进行说明。
如图2的(a)所示，在初始状态下，第一、二磁铁4、5的左右方向中央部的位置保持为大致相同的位置关系。
如图2的(b)所示，将开关61A向箭头A的方向压入。于是，固定于开关61A的框体7A向箭头A的方向移动。伴随着该移动，弹性构件63A向箭头A的方向收缩。固定于框体7A的内表面的第二磁铁5与框体7A一起向箭头A的方向移动，在其移动中途，第二磁铁5的S极成为与第一磁铁4的S极大致相同的位置。于是，在第二磁铁5及排斥磁铁8与第一磁铁4之间作用有排斥磁力。通过该排斥磁力，第一磁铁4猛力地移动至筒状构件2A的内部空间的右端位置。此处，在筒状构件2A的内部空间的右端位置，第一磁铁4的N极与排斥磁铁8的N极相排斥，因此第一磁铁4移动至比筒状构件2A的内部空间的右端位置靠近前的位置。该状态如图2的(c)所示。
接下来，如图2的(d)所示，当释放按下开关61A的力时，在弹性构件63A的弹性力下，框体7A及第二磁铁5向右侧(箭头B所示的方向)移动。此处，在框体7A停止于初始状态的位置之后，第一磁铁4被第二磁铁5吸引，在筒状构件2A的内部空间内向左方向移动，返回至初始状态(图2的(a))。这样，在图2所示的发电装置1A中，如果压入开关61A，则第一磁铁4通过在环状的第二磁铁5与排斥磁铁8之间产生的排斥磁力，猛力地通过线圈3的内部空间。这样，通过第一磁铁4的猛力的动作，在线圈3中流动电流而发电。
如图2的(a)～(d)所示，将开关61A向箭头A的方向压入，向箭头B的方向返回，由此，第一磁铁4在线圈3内快速移动。由此，产生电磁感应，能够在线圈3中流动电流而发电。
本实施方式的发电装置1A在筒状构件2A的内部空间的两端部配置排斥磁铁8。由此，第一磁铁4不仅受到与第二磁铁5的排斥磁力，而且也受到与排斥磁铁8的排斥磁力的作用，因此第一磁铁4更猛力地通过线圈3的内部空间。由此，发电装置1A能够进行高输出的发电。
需要说明的是，在实施方式1、2中，作为第一磁铁4，设置了一个柱状磁铁，但是柱状磁铁也可以设置多个。
以上，参照附图说明了本发明的实施方式，但是本发明并不限定于图示的实施方式。对于图示的实施方式，在与本发明相同的范围内或均等的范围内，可以施加各种修正或变形。
Claims (8)
1.一种发电装置，其具备：
筒状构件，其为具有内部空间且两端封闭型的非磁性体；
线圈，其配置在所述筒状构件的外周；
第一磁铁，其配置在所述筒状构件的内部空间，能够沿着所述筒状构件的延伸方向往复移动；
第二磁铁，其配置在所述筒状构件的外部，对所述第一磁铁起作用；以及
工作部，其使所述筒状构件和所述第二磁铁中的任一方相对于另一方相对移动。
2.根据权利要求1所述的发电装置，其中，
所述第二磁铁以包围所述筒状构件的方式配置。
3.根据权利要求1或2所述的发电装置，其中，
所述第二磁铁为环状磁铁。
4.根据权利要求1或2所述的发电装置，其中，
所述第一磁铁为柱状磁铁。
5.根据权利要求1或2所述的发电装置，其中，
所述发电装置还具备覆盖所述筒状构件的外周的框体，
所述第二磁铁固定于所述框体，
所述工作部固定于所述筒状构件，并且被支承为能够相对于所述框体位移。
6.根据权利要求5所述的发电装置，其中，
在所述筒状构件的延伸方向一方端部和与该一方端部面对的所述框体的端部之间设置有弹性构件。
7.根据权利要求1或2所述的发电装置，其中，
所述发电装置还具备覆盖所述筒状构件的外周的框体，
所述第二磁铁固定于所述框体，
所述工作部固定于所述框体，并且被支承为能够相对于所述筒状构件位移。
8.根据权利要求1或2所述的发电装置，其中，
在所述筒状构件的内部空间的延伸方向两端部配置有对所述第一磁铁发挥排斥力的排斥磁铁。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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