CN112740522A - 发电装置 - Google Patents
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Abstract
提供能够得到更大的发电电压的发电装置。发电装置包括:操作构件,其供进行按压操作;发电用的线圈;磁铁,其与所述线圈形成磁回路;磁铁保持件,其用于保持所述磁铁并且能够从相对于所述线圈的初始位置起移动;第一弹性构件,其对所述磁铁保持件赋予向所述初始位置返回的方向的弹力;控制构件,其与所述操作构件的按压操作连动,并对所述磁铁保持件的移动动作进行控制;以及解除机构,其在所述磁铁保持件移动到规定位置时将所述控制构件从所述操作构件的卡止部解除,所述发电装置具有恢复机构,当对所述操作构件进行按压操作而使得所述磁铁保持件从所述初始位置向所述规定位置移动时,所述恢复机构使由于所述解除机构而从所述卡止部脱离的所述磁铁保持件在所述第一弹性构件的作用下向所述初始位置返回。
Description
技术领域
本发明涉及发电装置。
背景技术
以往,存在一种发电输入装置,其特征在于,具有:磁路形成构件,其由磁性材料形成;第一对置端面以及第二对置端面,它们是所述磁路形成构件的一部分且隔着空间对置;发电用线圈,其在所述第一对置端部与所述第二对置端部之间卷绕于所述磁路形成构件;转动体,其位于所述空间内,并以相对于所述第一对置端部与所述第二对置端部的对置方向正交的轴作为支点来转动;以及操作构件,其对所述转动体赋予转动力,所述转动体具有:磁铁,其具有成为彼此相反的磁极的第一充磁面与第二充磁面;磁性材料制的第一磁化构件,其固定于所述第一充磁面;以及磁性材料制的第二磁化构件,其固定于所述第二充磁面,利用所述操作构件,使所述转动体在第一姿势与第二姿势之间往复转动,所述第一姿势为所述第一磁化构件的端部隔着间隙与所述第一对置端部对置且所述第二磁化构件的端部隔着间隙与所述第二对置端部对置,所述第二姿势是所述第一磁化构件的端部隔着间隙与所述第二对置端部对置且所述第二磁化构件的端部隔着间隙与所述第一对置端部对置(例如,参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-021746号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,以往的发电输入装置(发电装置)的发电电压由对操作构件进行操作的速度来决定,因此,当操作速度慢时,发电电压低。由于操作构件由人工来操作,因此存在发电电压由于操作者的操作速度不同而增减这一课题。
因此,本发明的目的在于提供不依赖于操作者的操作速度而能够得到规定的发电电压的发电装置。
用于解决课题的方案
本发明的实施方式的发电装置包括:操作构件,其供进行按压操作;发电用的线圈;磁铁,其与所述线圈形成磁回路;磁铁保持件,其用于保持所述磁铁并且能够从相对于所述线圈的初始位置起移动;第一弹性构件,其对所述磁铁保持件赋予向所述初始位置返回的方向的弹力;控制构件,其与所述操作构件的按压操作连动,并对所述磁铁保持件的移动动作进行控制;以及解除机构,其在所述磁铁保持件移动到规定位置时将所述控制构件从所述操作构件的卡止部解除,所述发电装置具有恢复机构,当对所述操作构件进行按压操作而使得所述磁铁保持件从所述初始位置向所述规定位置移动时,所述恢复机构使由于所述解除机构而从所述卡止部脱离的所述磁铁保持件在所述第一弹性构件的作用下向所述初始位置返回。
发明效果
可以提供不依赖于操作者的操作速度而能够得到规定的发电电压的发电装置。
附图说明
图1是表示实施方式的发电装置的图。
图2是表示实施方式的发电装置的剖视图。
图3是表示实施方式的发电装置的剖视图。
图4是表示实施方式的发电装置的内部结构的图。
图5是表示实施方式的发电装置的动作的图。
图6是表示实施方式的发电装置的动作的图。
图7是表示实施方式的发电装置的动作的图。
图8是表示实施方式的发电装置的动作的图。
图9是表示实施方式的发电装置的动作的图。
具体实施方式
以下,对应用了本发明的发电装置的实施方式进行说明。
<实施方式>
图1是表示实施方式的发电装置100的图。以下,定义XYZ坐标系来进行说明。另外,以下,为了方便说明,将Z轴负方向侧称为下侧或者下,将Z轴正方向侧称为上侧或者上,但并不表示普遍的上下关系。
如图1所示,发电装置100包括壳体110A、框架110B、盖部110C、端子110D、以及滑动件120。
壳体110A是用于对发电装置100的未在图1中示出的构成要素进行收纳的树脂制且长方体状的外壳。壳体110A在上表面侧具有开口部,并被盖部110C密封。壳体110A在外侧面具有卡合部111A。
框架110B为金属制,且具有主体部111B以及板簧112B。主体部111B是与盖部110C的上表面重叠的部分,且具有开口部111B1。在开口部111B1贯穿有滑动件120。
板簧112B从主体部111B的四方沿着壳体110A的侧面向下方延伸,且设置有四个。在板簧112B设置有与卡合部111A对应的开口部112B1。将框架110B设为具有磁性的金属制,由此能够减少从在壳体110A的内部配置的线圈向外部泄漏的磁通。
盖部110C是树脂制的板状构件,且具有与壳体110A的上表面侧的开口部匹配的形状。端子110D是与发电装置100的线圈连接且将发电电压抽取出的端子。
滑动件120贯穿框架110B的开口部111B1(参照图1)和盖部110C的开口部111C,并被保持为能够相对于壳体110A的内壁沿上下方向滑动。
滑动件120从图1所示的初始位置起通过利用者的操作而被向壳体110A的内部压入(压下)。滑动件120的初始位置是指滑动件120完全未被压下的位置。另外,利用者的操作并不局限于与滑动件120直接接触并用手等进行压下的操作,例如,也包括预先将发电装置100安装于其他构件,并通过使用构件时的反作用等间接地压下滑动件120的情况。
发电装置100通过在将盖部110C装配于壳体110A的状态下,将框架110B从上侧嵌入来进行组装。在组装后的状态下,如图1所示,板簧112B的开口部112B1与壳体110A的卡合部111A嵌合。
图2是从图1中去除框架110B,而示出比壳体110A的Y轴负方向侧的侧面靠内侧的结构的剖视图。在图2中,与图1相同地,滑动件120位于初始位置。需要说明的是,壳体110A以及盖部110C以透视示出,为了容易观察而不对截面标记阴影线地示出。图3是从图1中去除框架110B以及盖部110C,而示出比壳体110A的相对于上端稍低的位置靠下侧的剖视图。
发电装置100还包括线圈130A、磁轭130B、线轴130C、磁铁保持件140A、弹簧150A、150B、150C以及控制销160。在图3中,省略了弹簧150B、150C。
另外,以下,除了使用图1至图3以外,还使用图4来进行说明。图4是表示从图2中去除磁铁保持件140A、弹簧150A、150B、150C以及控制销160而得到的结构的图。如图4所示,发电装置100还包括磁铁140B、隔板140C。
以下,对未在图1以及图2中示出的结构进行说明。
壳体110A具有收纳部112A、凸轮部113A、固定部114A、以及导轨部115A。收纳部112A是壳体110A的内部空间。
凸轮部113A从壳体110A的收纳部112的Y轴正方向侧以及Y轴负方向侧的内壁向收纳部112A的内侧突出。凸轮部113A具有两个,并具有由相对于X轴以及Z轴倾斜且与Y轴平行的倾斜面构成的凸轮面。凸轮部113A是将控制销160从滑动件120解除(取下)的解除机构的一例,作为其他例子,也可以是,在壳体110A的侧面形成槽,并使该槽与控制销160卡合。
固定部114A在收纳部112A的底面设置有三个,并将弹簧150A、150B、150C穿透而固定。固定部114A是从收纳部112A的底面向上方向延伸的圆柱状的部位。各固定部114A的外径与弹簧150A、150B、150C的内径匹配。
导轨部115A在壳体110A的收纳部112的Y轴正方向侧以及Y轴负方向侧的内壁设置,并且是将磁铁保持件140A保持为能够沿上下方向移动的一对导轨。导轨部115A在壳体110A的收纳部112的内壁的上端与下端之间的范围内设置。
作为一例,具有以上那样的结构的壳体110A可以通过注射成形那样的树脂成形而制作。
滑动件120具有按压部121、两条腿部122、两条腿部123、以及槽部124。按压部121是位于滑动件120的上端并供按压力从外部施加的部位。按压部121是滑动件120的主体部分,且具有将长方体的上部的角倒圆角而得到的形状。
腿部122是从按压部121的X轴负方向侧的Y轴正方向侧以及Y轴负方向侧朝下延伸的两条棒状的部位,且设置于比两条腿部123靠X轴负方向侧的位置。腿部122具有通过将下端的X轴正方向侧切缺而得到的卡止部122A。在卡止部122A卡止(卡合)有控制销160的端部161。如图2所示,卡止部122A的Z轴向的位置(高度方向的位置)位于滑动件120未被压下的初始位置,并位于比壳体110A的凸轮部113A高出规定高度的位置。
腿部123是从按压部121的X轴正方向侧的Y轴正方向侧以及Y轴负方向侧朝下延伸的两条棒状的部位,且设置于比两条腿部122靠X轴正方向侧的位置。腿部123在下端具有凸部123A,在凸部123A插入有弹簧150B、150C的上端。当滑动件120被压下时,经由腿部123承受弹簧150B、150C的恢复力。
槽部124设置于腿部122与腿部123之间。当滑动件120被压下,控制销160的端部161被凸轮部113A向X轴正方向侧引导而从卡止部122A脱离(解除)时,控制销160的端部161向槽部124进入。此时,滑动件120在弹簧150B、150C的恢复力的作用下返回初始位置。
线圈130A配置于壳体110A的X轴负方向侧的位置。线圈130A绕铁心131A卷绕,且线圈130A的X轴向的两侧被线轴130C固定。线圈130A的两端连接于端子110D。
磁轭130B是コ字型的磁性体制的构件。磁轭130B与铁心131A形成磁回路。在磁轭130B与铁心131A之间产生的磁回路和磁通的方向根据磁铁140B相对于铁心131A的位置而不同。
线轴130C为树脂等绝缘材料制且卷绕有线圈130A。线轴130C在内部贯穿有端子110D。
磁铁保持件140A具有主体部141A、弹簧承受部142A、凸部143A(参照图2、3)。主体部141A是将磁铁140B(参照图4)内置的长方体状的部分。主体部141A在其Y轴正方向侧与Y轴负方向侧的侧面的凸部141A1被壳体110A的导轨部115A夹着的状态下能够相对于壳体110A沿上下方向移动。凸部141A1从主体部141A的上端设置到下端。另外,在主体部141A的X轴负方向侧的侧面安装有隔板140C。
通过使得主体部141A相对于壳体110A沿上下方向移动,从而磁铁保持件140A在最高的初始位置与最低的压下位置之间移动。磁铁保持件140A的初始位置是图2以及图3所示的位置,且是使得磁铁140B的上半部分即上部142B成为与线圈130A的铁心131A相同高度的位置。磁铁保持件140A的压下位置是使得磁铁140B的下半部分即下部141B成为与线圈130A的铁心131A相同高度的位置。需要说明的是,之后在图6中对压下位置进行示出。
弹簧承受部142A具有从主体部141A的X轴正方向侧的侧面向X轴正方向侧延伸的板状部142A1、从板状部142A1的上表面向上方突出的突出部142A2、以及从板状部142A1的下表面向下方向突出的圆柱部142A3(参照图2)。在突出部142A2的上端设置有凸部143A,圆柱部142A3插入于弹簧150A的内径部分。
凸部143A在弹簧承受部142A的突出部142A2的上端设置。凸部143A在突出部142A2的Y轴正方向侧以及Y轴负方向侧的端部各设置有一个。凸部143A是沿X轴向排列的一对爪状的部分,控制销160的基部162以能够转动的方式嵌入于一对爪状的部分之间。
如图4所示,对于磁铁140B而言,下半部分的下部141B在X轴正方向侧是S极且在X轴负方向侧是N极,上半部分的上部142B在X轴正方向侧是N极且在X轴负方向侧是S极。在磁铁保持件140A位于初始位置时,下部141B位于与线圈130A的铁心131A相同高度的位置,并形成包括下部141B、铁心131A、磁轭130B的上部以及上部142B在内的磁回路。另外,当滑动件120被压下而使得磁铁保持件140A向压下位置移动时,磁铁140B的上部142B向与线圈130A的铁心131A相同高度的位置移动,并形成包括下部141B、磁轭130B的下部、铁心131A、以及上部142B在内的磁回路。因此,在磁铁保持件140A位于初始位置时与在磁铁保持件140A位于压下位置时,通过铁心131A的磁通的朝向相反。
隔板140C将从磁铁保持件140A的X轴负方向侧表露出的磁铁140B固定,并且具有作为磁铁保持件140A相对于线轴130C沿上下方向滑动时的滑动构件的作用。隔板140C由不易对磁回路带来影响的不锈钢、铜制成。隔板140C被上下的爪状的卡合部141C固定于磁铁保持件140A。
弹簧150A是螺旋弹簧,且设置于弹簧承受部142A与壳体110A的收纳部112A的底面之间。弹簧150A的上端被弹簧承受部142A的圆柱部142A3贯穿。弹簧150A是第一弹性构件的一例。
弹簧150A对从初始位置被压下到压下位置的磁铁保持件140A产生用于恢复至初始位置的向上的恢复力。发电装置100构成为利用弹簧150A恢复的速度来得到大的发电电压。因此,弹簧150A比用于使滑动件120恢复至初始位置的弹簧150B、150C大。
弹簧150B、150C是螺旋弹簧,且设置于滑动件120的腿部123与壳体110A的收纳部112A的底面之间。弹簧150B、150C的上端被腿部123的凸部123A贯穿。
当在滑动件120被压下到最下位置的状态而利用者放手时,弹簧150B、150C产生用于使滑动件120向初始位置恢复的恢复力。弹簧150B、150C是第二弹性构件的一例。需要说明的是,之后在图8中对最下位置进行示出。
控制销160具有端部161与基部162。两个端部161位于基部162的两侧。控制销160具有基部162的两侧弯折成曲柄状的形状。控制销160为磁性体制(作为一例为铁制)。控制销160是控制构件的一例。
控制销160的基部162以转动自如的方式嵌入磁铁保持件140A的凸部143A。因此,端部161能够相对于基部162旋转移动。控制销160为了控制磁铁保持件140A的上下移动而设置。
如图2所示,在滑动件120位于初始位置时,端部161不与滑动件120的卡止部122A的上端接触,也不与壳体110A的凸轮部113A接触。在该状态下,控制销160被磁铁140B向X轴负方向侧吸引。
接下来,除了使用图2至图4以外,还使用图5至图9,对发电装置100的动作进行说明。这里,作为一例,对由人员的手操作滑动件120的情况进行说明。
在滑动件120位于未被压下的初始位置(参照图2)时,磁铁保持件140A如图2以及图3所示位于初始位置,磁铁140B的下部141B如图4所示位于与铁心131A相同的高度。另外,控制销160被磁铁140B向X轴负方向侧吸引,端部161位于卡止部122A的X轴负方向侧的端处。
接下来,在从图2所示的状态起稍微压下滑动件120,而如图5所示的那样使得控制销160的端部161与滑动件120的卡止部122A的上端接触且不与凸轮部113A接触的状态下,磁铁保持件140A不移动而位于初始位置,磁铁140B的下部141B如图4所示的那样位于与铁心131A相同的高度。
当滑动件120被进一步压下时,如图6所示,控制销160的端部161与滑动件120的卡止部122A的上端接触,并且控制销160向下方向移动,并且端部161通过与凸轮部113A接触而被向X轴正方向引导。在该状态下,磁铁保持件140A低于初始位置,磁铁140B的上部142B位于成为与铁心131A相同高度的压下位置。
接下来,当与图6所示的状态相比使得滑动件120被进一步压下时,控制销160的端部161从卡止部122A脱离并进入槽部124,因此如图7所示,控制销160在弹簧150A的恢复力的作用下上升,磁铁保持件140A返回到初始位置。因此,磁铁140B的下部141B如图4所示的那样返回至与铁心131A相同的高度。
即,通过从图6所示的状态过渡为图7所示的状态,从而与铁心131A以及磁轭130B构成磁回路的磁铁140B的部分从上部142B切换为下部141B,从而线圈130A发电而能在两条端子110D间得到发电电压。
这里,磁铁保持件140A在弹簧150A的恢复力的作用下从图6所示的压下位置(规定位置的一例)返回到图7所示的初始位置。在磁铁保持件140A从压下位置返回到初始位置时,控制销160的端部161沿着槽部124向上方向移动,因此磁铁保持件140A从弹簧150A被压缩了的状态起以不受任何限制地恢复的速度上升。因而,能够从线圈130A得到非常大的发电电压。
接下来,当从图7所示的状态进一步压下滑动件120,而如图8所示的那样使得控制销160的端部161与槽部124的上端抵接时,将滑动件120向下方向按压的利用者识别到将滑动件120按压到下端。此时的滑动件120的位置是不能进一步以压下的最下位置。
接下来,当利用者将手从滑动件120离开时,滑动件120在弹簧150B、150C的恢复力的作用下上升。然后,当控制销160的端部161在槽部124的下端脱出,并如图9所示的那样进入卡止部122A时,控制销160在磁铁140B的磁力的作用下被向X轴负方向吸引,而恢复至图2所示的状态。
如以上的那样,根据实施方式,当压下滑动件120时,控制销160的端部161被卡止部122A压下,由此磁铁保持件140A被从初始位置压下到压下位置。然后,当磁铁保持件140A到达压下位置时,利用凸轮部113A使端部161从卡止部122A脱离并进入槽部124,因此,磁铁保持件140A成为自由的状态,并在弹簧150A的恢复力的作用下瞬间恢复至初始位置。此时,磁铁140B的下部141B与上部142B在磁回路中改换。因此,磁回路中的磁通的方向在瞬间切换,从而能够从线圈130A得到非常大的发电电压。
因而,根据实施方式,可以提供能够得到更大的发电电压的发电装置100。
需要说明的是,以上,对控制销160具有两个端部161且两个端部161与滑动件120的卡止部122A卡止的方式进行了说明,但控制销160的端部161也可以仅为一个(单侧)。
另外,在以上,对在使滑动件120从最下位置恢复至初始位置的过程中使用了两个弹簧150B、150C的方式进行了说明,但也可以使用一个。
以上,对本发明的例示性的实施方式的发电装置进行了说明,但本发明并不限定于具体公开了的实施方式,而能够在不脱离专利技术方案的情况下进行各种变形、变更。
需要说明的是,本国际申请主张基于在2018年10月2日申请的日本专利申请2018-187268的优先权,且将其全部内容通过此处的参考而援引于本国际申请中。
附图标记说明
100 发电装置
110A 壳体
112A 收纳部
113A 凸轮部
120 滑动件
122A 卡止部
130A 线圈
140A 磁铁保持件
140B 磁铁
150A、150B、150C 弹簧
160 控制销
161 端部。
Claims (8)
1.一种发电装置,其中,
所述发电装置包括:
操作构件,其供进行按压操作;
发电用的线圈;
磁铁,其与所述线圈形成磁回路;
磁铁保持件,其用于保持所述磁铁并且能够从相对于所述线圈的初始位置起移动;
第一弹性构件,其对所述磁铁保持件赋予向所述初始位置返回的方向的弹力;
控制构件,其与所述操作构件的按压操作连动,并对所述磁铁保持件的移动动作进行控制;以及
解除机构,其在所述磁铁保持件移动到规定位置时将所述控制构件从所述操作构件的卡止部解除,
所述发电装置具有恢复机构,当对所述操作构件进行按压操作而使得所述磁铁保持件从所述初始位置向所述规定位置移动时,所述恢复机构使由于所述解除机构而从所述卡止部脱离的所述磁铁保持件在所述第一弹性构件的作用下向所述初始位置返回。
2.根据权利要求1所述的发电装置,其中,
所述操作构件具有沿所述按压操作的方向延伸的槽部,
所述控制构件的一端部在被从所述卡止部解除时,收容于所述槽部。
3.根据权利要求1或2所述的发电装置,其中,
所述发电装置还包括第二弹性构件,该第二弹性构件对所述操作构件赋予向按压操作前的位置返回的方向的弹力。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的发电装置,其中,
所述控制构件是磁性金属件,
所述卡止部是相对于所述操作构件的移动方向朝存在所述磁铁的方向凹陷的凹部,
在所述操作构件位于按压操作前的位置时,所述控制构件的一端部在所述磁铁的磁力的作用下被向所述凹部引入。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的发电装置,其中,
所述控制构件通过将细长金属线弯曲而形成,并具有相对于长度方向上的中点对称的形状。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的发电装置,其中,
所述解除机构通过所述控制构件与设置于壳体的倾斜面之间的抵接位移而实现。
7.根据权利要求6所述的发电装置,其中,
所述控制构件的两端部与所述倾斜面抵接,且所述控制构件的中央部与所述磁铁保持件卡止。
8.根据权利要求6或7所述的发电装置,其中,
所述倾斜面设置于所述壳体的内壁中的位于所述操作构件的两侧的内壁。
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