CN113767552A - 旋转磁铁式发电装置 - Google Patents

Abstract

旋转磁铁式发电装置(1)具备：空芯线圈(3、4)，其以呈筒形环绕的方式卷绕；旋转轴(5)，其贯通空芯线圈的环绕部分地延伸，且旋转自如；以及磁铁(7、8)，其配置在空芯线圈的空芯部，且固定于旋转轴。

Description

旋转磁铁式发电装置

技术领域

本发明涉及简单的结构的旋转磁铁式发电装置。

背景技术

已知有将由操作部的操作所产生的动能通过电磁感应方式转换成电能来进行发电的发电装置。这样的发电装置例如在卫生间、浴室、厨房等用水设备中被装入到用于对电子设备进行远距离操作的遥控装置内。

日本特开2018-74537号公报(专利文献1)公开的遥控装置具备：根据按压操作而对设备进行操作的操作按钮；通过根据上述按压操作被按压而产生电磁感应来进行发电的发电部；具有生成用于对上述设备进行远距离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压操作进行移动而按压上述发电部的传递机构。传递机构具有根据按压操作而旋转的旋转凸轮和通过旋转凸轮的旋转动作被按压的连杆，在按压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变得相同。与操作按钮的按压操作相伴的操作力被传递给马达的旋转轴，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)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中蓄积的弹性力的输出的滑动构件及销轮。发电机设为如下的结构：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

发明的概要

发明要解决的课题

在日本特开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)公开的发电装置中，都将操作构件的操作力转换成在线圈内配置的转子的旋转运动的机构稍微复杂，按压力感觉稍硬。

另外，在日本特开2018-74537号公报(专利文献1)、日本特开2012-80702号公报(专利文献2)记载那样的复杂的结构的发电装置中，声音的产生不可避免，例如作为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的通过轻微的按压力而发电且声音的产生也少的发电装置。

用于解决课题的方案

本发明的旋转磁铁式发电装置具备：空芯线圈，其以呈筒形环绕的方式卷绕；旋转轴，其贯通空芯线圈的环绕部分地延伸，且旋转自如；以及磁铁，其配置在空芯线圈的空芯部，且固定于旋转轴。

在一个实施方式中，磁铁是具有与上述旋转轴正交的中心轴线的柱状磁铁。柱状磁铁可以为一个，也可以为多个。在本说明书中例示地记载的实施方式中，柱状磁铁包括夹着旋转轴地配置的第一柱状磁铁和第二柱状磁铁。上述的第一柱状磁铁及第二柱状磁铁通过相互的吸引磁力被吸引保持。

在其他的实施方式中，磁铁为球状磁铁。球状磁铁的个数没有制约，但是在一个实施方式中，球状磁铁包括夹着旋转轴地配置的第一球状磁铁和第二球状磁铁，第一球状磁铁及第二球状磁铁通过相互的吸引磁力被吸引保持。

旋转磁铁式发电装置可以还具备驱动旋转轴旋转的旋转驱动部。在一个实施方式中，旋转驱动部具备：安装在旋转轴的位于空芯线圈之外的部分且与旋转轴一体地旋转的小齿轮；以及以与小齿轮啮合的方式配置且滑动移动的齿条传动装置。在该实施方式中，优选的是，旋转磁铁式发电装置具备将上述空芯线圈、上述旋转轴、上述磁铁、上述小齿轮和上述齿条传动装置收容的壳体。在该情况下，上述的旋转驱动部具备按钮，上述按钮的一端向所述壳体之外露出，另一端与所述齿条传动装置抵接。优选的是，旋转驱动部具备对齿条传动装置向一个方向施力的弹簧。

空芯线圈的个数、形状不受制约。在一个实施方式中，空芯线圈包括卷绕于第一线圈骨架的第一空芯线圈和卷绕于第二线圈骨架的第二空芯线圈。在该情况下，第一线圈骨架与第二线圈骨架在将上述旋转轴夹于之间的状态下端面彼此抵接。

发明效果

根据上述结构的本发明，能够得到简单的结构的旋转磁铁式发电装置。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的旋转磁铁式发电装置的图解图。

图2是表示本发明的另一实施方式的旋转磁铁式发电装置的图解图。

图3是表示本发明的又一实施方式的旋转磁铁式发电装置的图解图。

具体实施方式

本发明的旋转磁铁式发电装置例如可作为卫生间用的遥控器的无电池发电装置来利用，但是也可以使用于其他的用途。

旋转磁铁式发电装置具备以呈筒形环绕的方式卷绕的空芯线圈、贯穿空芯线圈的环绕部分地延伸且旋转自如的旋转轴以及配置在空芯线圈的空芯部且固定于旋转轴的磁铁来作为基本的结构。

图1是本发明的一实施方式的旋转磁铁式发电装置的图解图。旋转磁铁式发电装置1具备：收容主要的构成部件的壳体2；配置在壳体内的第一空芯线圈3、第二空芯线圈4；贯穿第一及第二空芯线圈3、4的环绕部分地延伸且旋转自如的旋转轴5；配置于第一及第二空芯线圈3、4的空芯部且固定于旋转轴5的第一及第二柱状磁铁7、8。

第一空芯线圈3卷绕在带有两端凸缘的圆筒形的第一线圈骨架3a的外周面上。第二空心线圈4卷绕在带有两端凸缘的圆筒形的第二线圈骨架4a的外周面上。第一线圈骨架3a的下部凸缘与第二线圈骨架4a的上部凸缘以面彼此抵接的方式设置。

旋转轴5由第一线圈骨架3a的下部凸缘和第二线圈骨架4a的上部凸缘夹持地延伸。为了接纳旋转轴5，在第一线圈骨架3a的下部凸缘设置下方开放的半圆形槽部，在第二线圈骨架4a的上部凸缘设置上方开放的半圆形槽部。旋转轴5在由上下对置的两个半圆形槽部形成的贯通孔内旋转自如地穿过。

第一及第二线圈骨架3a、4a固定于壳体2，旋转轴5将其两端旋转自如地支承于壳体2。旋转轴5贯通空芯线圈3、4的环绕部分地延伸。在此，“线圈的环绕部分”是指卷绕于第一及第二线圈骨架的空心线圈3、4的环绕轨道所处的筒形形状部分。在如图1所示的实施方式那样第一空芯线圈3与第二空芯线圈4分离设置的情况下，位于第一空芯线圈3与第二空芯线圈4之间的区域也包含于“线圈的环绕部分”。

卷绕线圈的线圈骨架的形状并不局限于圆筒形，可以为四边形等方形。而且，空芯线圈的个数并不局限于两个，可以为一个或三个以上。

作为在空芯线圈3、4的空芯部配置的磁铁，在图示的实施方式中，使用两个柱状磁铁7、8。两个柱状磁铁7、8是圆柱形状的磁铁，夹着旋转轴5地配置。柱状磁铁7、8的中心轴线A与旋转轴5的旋转轴线B正交。在旋转轴5固定有在空芯线圈3、4的空芯部内将旋转轴5包围的树脂制的扁平圆盘部6。两个柱状磁铁7、8的底面部位于扁平圆盘部6上，两个柱状磁铁7、8通过相互的吸引磁力被吸引保持。磁铁的N极及S极的位置关系如图1所示。

当旋转轴5被驱动而旋转时，通过电磁感应，在空芯线圈3、4流过电流而发电。虽然省略了图示，但是在空芯线圈3、4连接有将产生的电流取出的电流取出部。电流取出部包含例如电波发送机。

图1所示的旋转磁铁式发电装置具备驱动旋转轴5旋转的旋转驱动部。旋转驱动部包括：使位于空芯线圈3、4之外的旋转轴5穿过的小齿轮9；以及与小齿轮9啮合地配置而进行滑动移动的齿条传动装置11。小齿轮9可以是固定于旋转轴5而在正转方向及反转方向这两个方向上与旋转轴5一体地旋转的构件，也可以是隔着单向离合器而安装于旋转轴5的构件。在隔着单向离合器的情况下，小齿轮9在正转方向上与旋转轴5一体地旋转，但是在反转方向上相对于旋转轴5成为自由的状态。

小齿轮9及齿条传动装置11收容于壳体2内。齿条传动装置11设置成能够相对于壳体2进行直线滑动，其一端部向壳体2之外露出而构成按钮12。在图示的实施方式中，将齿条传动装置11和按钮12通过共用的构件一体形成，但是也可以将它们通过分体的构件构成。

在齿条传动装置11的前端部与壳体2之间配置复位弹簧13。而且，在位于小齿轮9与第一及第二线圈骨架3a、4a之间的旋转轴5的部分配置间隔件10。在小齿轮9与壳体2之间配置调整弹簧14，将小齿轮9始终朝向间隔件10侧施力。

如果将按钮12在图中向箭头D的方向压入，则齿条传动装置11向箭头D方向移动，伴随于此，小齿轮9与旋转轴5一体地旋转。伴随着该旋转轴5的旋转，两个柱状磁铁7、8绕着旋转轴线B旋转，通过电磁感应在空芯线圈3、4中流过电流而发电。

当释放对按钮12的按压力时，在复位弹簧13的作用下齿条传动装置11向箭头E的方向移动，按钮12也复位到原来的位置。通过齿条传动装置11的向反方向的返回动作而使小齿轮9也向反方向旋转。如果在小齿轮9与旋转轴5之间夹设有单向离合器，则小齿轮9的反方向的旋转不向旋转轴5传递。由此，成为在松开按钮时不发电的结构。

在图示的实施方式中，通过小齿轮9和齿条传动装置11构成了旋转驱动部，但可采用其他的结构物。例如，可以是经由手柄等使旋转轴5直接旋转的结构。

安装于旋转轴5的柱状磁铁并不局限于圆柱形状，截面形状可以为方形。而且，柱状磁铁的个数可以为一个，也可以为三个以上。此外，在使用两个柱状磁铁的情况下，两个柱状磁铁的形状及尺寸可以相同，也可以不同。

图2是本发明的另一实施方式的旋转磁铁式发电装置的图解图。针对与图1所示的实施方式相同的要素，标注同一参照符号。

在图2所示的实施方式中，作为在空芯线圈3、4的空芯部内固定于旋转轴5的磁铁，设置相同尺寸的两个球状磁铁22、23。在旋转轴5设置树脂制的球体接受部21，两个球状磁铁22、23夹着球体接受部21地配置，通过相互的吸引磁力被吸引保持。将两个球状磁铁的中心连结的线A与旋转轴5的旋转轴线B正交。

在图3所示的实施方式中，作为在空芯线圈3、4的空芯部内固定于旋转轴5的磁铁，设置不同尺寸的两个球状磁铁24、25。在旋转轴5设置树脂制的球体接受部21，不同尺寸的两个球状磁铁24、25夹着球体接受部21地配置，通过相互的吸引磁力被吸引保持。在该实施方式中，将两个球状磁铁24、25的中心连结的线A也与旋转轴5的旋转轴线B正交。

在图2及图3所示的实施方式中，设置了两个球状磁铁，但是球状磁铁的个数没有制约。

虽然参照附图说明了本发明的实施方式，但是本发明没有限定为图示的实施方式，在与本发明相同的范围或等同的范围内可以进行各种变更或追加。

工业实用性

本发明能作为简单的结构的旋转磁铁式发电装置来有利地利用。

符号说明：

1旋转磁铁式发电装置，2壳体，3第一空芯线圈，3a第一线圈骨架，4第二空芯线圈，4a第二线圈骨架，5旋转轴，6扁平圆盘部，7第一柱状磁铁，8第二柱状磁铁，9小齿轮，10间隔件，11齿条传动装置，12按钮，13复位弹簧，14调整弹簧，20旋转磁铁式发电装置，21球体接受部，22、23球状磁铁，30旋转磁铁式旋转装置，24、25球状磁铁，A中心轴线，B旋转轴线，D按压方向，E返回方向。

Claims (9)

1.一种旋转磁铁式发电装置，其具备：

空芯线圈，其以呈筒形环绕的方式卷绕；

旋转自如的旋转轴，其以与所述空芯线圈的环绕部分、即空芯线圈的环绕轨道所处的筒形形状部分交叉的方式贯通该筒形形状部分地延伸；和

磁铁，其配置在所述空芯线圈的空芯部内，且固定于将所述空芯线圈的筒形形状部分贯通的所述旋转轴。

2.根据权利要求1所述的旋转磁铁式发电装置，其中，

所述磁铁是具有与所述旋转轴正交的中心轴线的柱状磁铁。

3.根据权利要求2所述的旋转磁铁式发电装置，其中，

所述柱状磁铁包括在所述空芯线圈的空芯部内位于与所述旋转轴正交的中心轴线上且夹着所述旋转轴地配置的第一柱状磁铁和第二柱状磁铁，

所述第一柱状磁铁及所述第二柱状磁铁通过相互的吸引磁力被吸引保持。

4.根据权利要求1所述的旋转磁铁式发电装置，其中，

所述磁铁是位于所述空芯线圈的空芯部内的球状磁铁。

5.根据权利要求4所述的旋转磁铁式发电装置，其中，

所述球状磁铁包括在所述空芯线圈的空芯部内位于与所述旋转轴正交的中心轴线上且夹着所述旋转轴地配置的第一球状磁铁和第二球状磁铁，

所述第一球状磁铁及所述第二球状磁铁通过相互的吸引磁力被吸引保持。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的旋转磁铁式发电装置，其中，

所述旋转磁铁式发电装置还具备驱动所述旋转轴旋转的旋转驱动部，

所述旋转驱动部具备：小齿轮，其安装在所述旋转轴的位于所述空芯线圈之外的部分，且与所述旋转轴一体地旋转；以及齿条传动装置，其以与所述小齿轮啮合的方式配置，且进行滑动移动。

7.根据权利要求6所述的旋转磁铁式发电装置，其中，

所述旋转磁铁式发电装置具备壳体，所述壳体收容所述空芯线圈、所述旋转轴、所述磁铁、所述小齿轮和所述齿条传动装置，

所述旋转驱动部具备按钮，所述按钮的一端向所述壳体之外露出，另一端与所述齿条传动装置抵接。

8.根据权利要求6或7所述的旋转磁铁式发电装置，其中，

所述旋转驱动部具备对所述齿条传动装置向一个方向施力的弹簧。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的旋转磁铁式发电装置，其中，

所述空芯线圈包括卷绕于第一线圈骨架的第一空芯线圈和卷绕于第二线圈骨架的第二空芯线圈，

所述第一线圈骨架与所述第二线圈骨架在将所述旋转轴夹于之间的状态下端面彼此抵接。

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