JP2013192373A - 発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各種電子機器や、それらを遠隔操作するための操作用機器、操作部位などに用いられる発電装置に関し、薄型化が図られた構成のものを提供する。
【解決手段】外周に誘導コイル３３を有するヨーク部３１、磁石部材４０が並べて配され、ヨーク部３１もしくは磁石部材４０のスライド移動によって、相対的に両者が近づいたり遠ざかったりするように構成し、かつ両者が近づいた折に磁石部材４０による磁束でヨーク部３１に生じる第一方向の磁束の流れに対し、両者が遠ざかった際に第一方向とは逆の第二方向の磁束の流れをヨーク部３１に生じさせるように、ヨーク部３１に対して上記遠ざかった磁石部材４０の磁束を伝えるための磁束伝達部４８、５０を付加した構成のものとして、上記スライド移動でヨーク部３１に流れる磁束の方向が切り換わり、それに応じて生じる誘導コイル３３の起電力が取り出せるものとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子機器や、それらを遠隔操作するための操作用機器、操作部位などに用いられる小型形状の発電装置に関するものである。

近年、各種電子機器や、それらを遠隔操作するための操作用機器、操作部位などにおいては、内蔵した電池で動作するものが増えつつある中、機器メーカから、電池の代わりとなる小型形状に構成された発電装置の開発要望をされることも多くなっている。

以下に、図１１を用いて、従来の発電装置について説明する。

同図に示すように、従来の発電装置は、可動側部位となる磁石部材５と固定側部位となるヨーク体１０とを備えている。

磁石部材５は、上方側にＮ極、下方側にＳ極が位置するように配された永久磁石１の上下面のそれぞれに、磁性体製の上板材２、下板材３が固着されて構成されている。そして、この磁石部材５は、永久磁石１の中心位置を通る回転軸線６を中心に左右方向に回転動作が可能となっている。

ヨーク体１０は、上面視コの字状に形成された磁性体製で、図示しないケースなどに固定状態で配され、左脚部１１は上板材２の左側部と下板材３の左側部との間に挿入され、右脚部１２は上板材２の右側部と下板材３の右側部との間に挿入されている。また、左脚部１１と右脚部１２を繋いでいる中央部１３には誘導コイル１５が巻かれている。

下板材３の左側部の下面にはコイルバネ１７が配されており、これらの磁石部材５、誘導コイル１５付きのヨーク体１０、コイルバネ１７によって、従来の発電装置は構成されている。

この発電装置は、磁束変化により誘導コイル１５に誘起される起電力を取り出せるものとなっており、次にその動作説明をする。

従来の発電装置は、通常状態では、磁石部材５に対して図１１中の矢印で示すように、上板材２の左側部上から押圧部材（図示せず）などによる力が加えられており、それによって、磁石部材５は左側が下がった状態となって停止している。つまり、上板材２の左側部の下面がヨーク体１０の左脚部１１に当接し、下板材３の右側部の上面が右脚部１２に当接した状態になっている。また、コイルバネ１７は、下板材３の左側部の下面で押されて圧縮状態になっている。この通常状態では、永久磁石１からの磁束は、上方のＮ極から上板材２の左側部、ヨーク体１０の左脚部１１、中央部１３、右脚部１２、下板材３の右側部、永久磁石１下方のＳ極の順で伝わっている。

その通常状態から、図１１中の矢印で加わっている力を除くなどすると、コイルバネ１７の圧縮状態が開放されて、磁石部材５は回転軸線６を中心に右回りに回転動作し、下板材３の左側部の上面がヨーク体１０の左脚部１１に当接し、上板材２の右側部の下面が右脚部１２に当接した状態で停止する。これによって、永久磁石１からの磁束は、上方のＮ極から上板材２の右側部、ヨーク体１０の右脚部１２、中央部１３、左脚部１１、下板材３の左側部、永久磁石１下方のＳ極の順で伝わるようになる。

つまり、この動作後の状態では、ヨーク体１０内における磁束の流れが通常状態とは逆方向に流れるようになって、その磁束方向の変化に応じて誘導コイル１５には相応する所定の起電力が生じる。この起電力を誘導コイル１５両端のコイル線から取り出すことにより所定の電力が得られるようになっている。

また、上記動作後の状態から、押圧部材で押すなどして元の通常状態に磁石部材５を左回りに回転動作させて戻すと、このときもヨーク体１０内における磁束の流れが上記動作後の状態とは逆方向に流れるようになるため、これによっても誘導コイル１５には相応する所定の起電力が生じて、この起電力もコイル線から取り出すことにより所定の電力が得られるものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

米国特許第７７１０２２７号明細書

しかしながら、従来の発電装置は、上板材２と下板材３との間に永久磁石１を有する磁石部材５が可動側部位としてなり、その磁石部材５が回転動作して、それによって生じる誘導コイル１５からの起電力を取り出す構成であったため、薄型化への対応が難しいという課題があった。

本発明はこのような課題を解決するものであり、薄型化を図ることができる構成とされた発電装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有する。

本発明は、外周に誘導コイルを有するヨーク部と磁石部材とが並べて配され、上記ヨーク部もしくは上記磁石部材のスライド移動によって、相対的に上記ヨーク部と上記磁石部材とが近づいたり遠ざかったりするように構成すると共に、上記両者が近づいた折に上記磁石部材による磁束で上記ヨーク部に生じる第一方向の磁束の流れに対し、上記両者が遠ざかった際に上記第一方向とは逆の第二方向の磁束の流れが上記ヨーク部に生じるように、上記ヨーク部に対して上記遠ざかった磁石部材の磁束を伝えるための磁束伝達部を付加した構成のものとして、上記ヨーク部と上記磁石部材との相対的なスライド移動によって上記ヨーク部に流れる磁束の方向が切り換わり、それに応じて生じる上記誘導コイルの起電力が取り出せる発電装置としたものである。

これであれば、ヨーク部と磁石部材との相対的なスライド移動を採用したために薄型構成のものに実現できる上、ヨーク部と磁石部材とが遠ざかった際においても上記磁石部材の磁束を有効利用しつつ所定の起電力が得られる発電装置に実現できるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、ヨーク部と磁石部材とが遠ざかった際においても上記磁石部材の磁束を有効利用しつつ所定の起電力が得られる薄型構成の発電装置を提供することができるという有利な効果が得られる。

本発明の第一の実施形態による発電装置の斜視図 同上面図 同動作後状態での斜視図 同動作後状態での上面図 本発明の第二の実施形態による発電装置の斜視図 同上面図 同動作後状態での斜視図 同動作後状態での上面図 本発明の第三の実施形態による発電装置を模式的に示す図 同動作後状態を模式的に示す図 従来の発電装置を模式的に示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の第一の実施形態による発電装置の斜視図、図２は同上面図、図３は同動作後状態での斜視図、図４は同動作後状態での上面図である。

同図において、３０は、平板金属からなる磁性体製のヨーク体であり、前後方向に沿って直線状に伸びている左方部分がヨーク部３１としてなっている。ヨーク部３１の中間外周位置には誘導コイル３３が固着されている。なお、前後方向とは、図１に示したように、ヨーク部３１の長手側に沿う方向を指し、それと平面視で直交する方向を左右方向と定義して、以下に説明を続ける。

ヨーク部３１には、誘導コイル３３より前方側となる位置に、右側に突出した第一突出部３５が設けられていると共に、誘導コイル３３より後方側となる位置に、右側に突出した第二突出部３７が設けられている。第一突出部３５と第二突出部３７とは同一平面内で位置する同一形状のものに形成されており、各々の右側部の端部形状は前後方向に平行関係になっていると共に、それら右側部の端部位置は、誘導コイル３３外周の右側面位置よりも右に突出する位置関係となるように設けられている。

そして、このヨーク部３１の右側位置に、磁石部材４０が並べて配されている。ここに、ヨーク部３１と磁石部材４０とは、少なくとも一方が左右方向に水平にスライド移動が可能な構成であって、そのスライド移動によって、相対的にヨーク部３１と磁石部材４０とが近づいたり遠ざかったりする構成となっている。なお、その少なくとも一方を固定する部材としては樹脂ケースなどがあげられ、誘導コイル３３両端のコイル線もそのケースに設けられる端子に接続されるなどとすればよい。

磁石部材４０は、板状で、その外形が上面視矩形状であり、前後方向の中央位置に直方体状の永久磁石４２を有し、その永久磁石４２の前後面それぞれに上面視矩形状に形成された平板金属からなる板状の前方磁性体４４、後方磁性体４６が固着されて構成されている。ここに、永久磁石４２は、前面側がＮ極、後面側がＳ極になる向きで配されており、これによって、前方磁性体４４側がＮ極、後方磁性体４６側がＳ極になっている。磁石部材４０の全体長さは、ヨーク部３１の第一突出部３５の前側の側面位置から第二突出部３７の後側の側面位置にかけての長さとほぼ同等である。

なお、磁石部材４０としては永久磁石４２が中央位置に配されている構成であれば、各磁性体４４、４６が共用化できるため好ましいが、永久磁石４２の配置位置は特に限定されない。または永久磁石のみで磁石部材に構成するなどとしてもよい。

さらに、当該構成では、相対的にヨーク部３１と磁石部材４０とが遠ざかった状態になった際に磁石部材４０の磁束をヨーク部３１に伝えるための磁束伝達部４８、５０をヨーク部３１に一体的に付加した構成のものとしている。

磁束伝達部４８は、ヨーク部３１の後方からアーム状に伸び、その先端側となる一端部は、ヨーク部３１と磁石部材４０とが相対的に遠ざかった状態での磁石部材４０に対して、Ｎ極側となる前方磁性体４４の右側部に当接するように設置されている。つまり、磁束伝達部４８の一端部は、第一突出部３５が設けられている平面内で、第一突出部３５に対して左右で対向関係となる箇所を有している。

磁束伝達部５０は、ヨーク部３１の前方からアーム状に伸び、その先端側となる一端部は、ヨーク部３１と磁石部材４０とが相対的に遠ざかった状態での磁石部材４０に対して、Ｓ極側となる後方磁性体４６の右側部に当接するように設置されている。つまり、磁束伝達部５０の一端部は、第二突出部３７が設けられている平面内で、第二突出部３７に対して左右で対向関係となる箇所を有している。

なお、ヨーク体３０としては、図１などに示したヨーク部３１に磁束伝達部４８、５０が一体化されている構成以外に、例えば、各突出部３５および３７付きのヨーク部３１と、各磁束伝達部４８、５０とがそれぞれ分割形成され、それらの分断箇所が磁気的な結合状態になるように組み合わせられるなどされていてもよい。また、各突出部３５および３７付きのヨーク部３１としても誘導コイル３３の配設方法などを考慮して、分割形成されたものが磁気的な結合状態となるように組み合わせられていてもよく、その詳細形状や部材の組み合わせ状態は特に限定されるものではない。

以上のように、当該発電装置は構成されている。次に動作説明をするが、以下では、ヨーク部３１と磁束伝達部４８、５０とを有するヨーク体３０が固定状態で配され、そのヨーク体３０に対して磁石部材４０のみが相対的に左右方向に水平にスライド移動するものとして説明する。また、当該構成品は磁石部材４０を有しており、その通常状態では、磁石部材４０がヨーク部３１または磁束伝達部４８、５０の各一端部に吸着している状態で安定して維持されるものとなるが、その通常状態を、図１や図２に示した状態、つまり磁石部材４０と第一突出部３５、第二突出部３７の各右側部とが吸着している状態とする。

上記通常状態では、図１や図２に示したように、磁石部材４０は、前方磁性体４４および後方磁性体４６の各左側部が、第一突出部３５および第二突出部３７の各右側部に当接した吸着状態となっており、磁石部材４０は安定した停止状態になっている。一方、前方磁性体４４および後方磁性体４６の各右側部は、磁束伝達部４８および５０の各一端部に対して所定間隔があいた状態となっている。

この通常状態では、磁石部材４０からの磁束は、Ｎ極側となる前方磁性体４４からヨーク部３１の第一突出部３５に伝わり、そこからヨーク部３１の後方側に向いて流れて、ヨーク部３１の第二突出部３７から磁石部材４０の後方磁性体４６に戻る経路で伝わっている。ここに、そのヨーク部３１の磁束の流れる方向を第一方向と定義する。

上記通常状態から外力などによって磁石部材４０を瞬時に右方向へ水平にスライド移動させると、上述した吸着箇所が夫々離れて磁石部材４０は磁束伝達部４８、５０の各一端部側へ向かって水平にスライド移動する。なお、その移動途中位置からは、磁石部材４０における前方磁性体４４、後方磁性体４６の各々の右側部と、磁束伝達部４８、５０の各一端部との間に吸引力が生じて、この吸引力も加わりつつ上記スライド移動が平行かつ水平にスムーズになされる。

そして、移動後では、図３や図４に示すように、磁石部材４０は、前方磁性体４４および後方磁性体４６の各々の右側部と、磁束伝達部４８および５０の各々の一端部とが当接した吸着状態になって安定した停止状態となる。なお、この移動後の停止状態では、前方磁性体４４および後方磁性体４６の各左側部は、第一突出部３５および第二突出部３７に対して所定間隔があいた状態となっている。

上記移動後の状態では、磁石部材４０からの磁束は、前方磁性体４４から磁束伝達部４８の一端部に伝わり、磁束伝達部４８を介してヨーク部３１の後方側に至り、その磁束がヨーク部３１の後方から前方側に向いて流れて、その後、磁束伝達部５０を介して伝わっていき、磁束伝達部５０の一端部から後方磁性体４６に戻る経路で伝わっていく。すなわち、上記のスライド移動によって、ヨーク部３１においては、磁束の流れる方向が第一方向とは逆の第二方向に瞬時に切り換わることとなる。

これによって、ヨーク部３１に配された誘導コイル３３には相応する起電力が生じ、その起電力を誘導コイル３３のコイル線に接続された端子（図示せず）から取り出すことができる。ここに、固定状態となっているヨーク部３１に誘導コイル３３を配したものとすると、コイル線と端子との接続箇所などに不要な負荷がかからなくできるため好ましい。

以上の説明からも判るように、当該構成品では、磁石部材４０とヨーク部３１とが遠ざかった場合の磁石部材４０からの磁束を有効活用しつつ所定の起電力が得られるものに実現できる。

上記磁石部材４０の移動後の状態から、磁石部材４０を外力などによって左方向に瞬時に水平にスライド移動させて通常状態に戻すと、上記とは逆の動作状態となる。簡単に説明すると、磁石部材４０を外力などによって左方向に水平にスライド移動させると、磁束伝達部４８、５０の各一端部から磁石部材４０が離れて、磁石部材４０が左方向に水平にスライド移動していき、磁石部材４０がヨーク部３１の第一突出部３５、第二突出部３７の各右側部に吸着した通常状態に戻る。この磁石部材４０の移動中に、磁石部材４０と第一突出部３５、第二突出部３７との間の吸引力が加わることもあり、磁石部材４０はスムーズに平行かつ水平に移動することなどは上述同様である。そして、この磁石部材４０が元の位置へ戻ることによって、ヨーク部３１に流れる磁束の方向が、第二方向から再び第一方向に切り換わる。それに応じて誘導コイル３３から所定の起電力が得られる。

以上のように、当該構成では、磁石部材４０を水平にスライド移動させる機構を採用した構成としたため薄型化が容易に図れる。さらに、磁石部材４０の一往復でヨーク部３１に流れる磁束の方向が二回切り換わる構成のものに実現でき、それぞれのタイミングで誘導コイル３３から所定の起電力が得られるものにできる。そして、ヨーク部３１に流れる磁束の方向を切り換えるにあたっては、ヨーク部３１と磁石部材４０とが遠ざかった状態での磁石部材４０からの磁束を用いるように構成したため、磁石部材４０の磁束を有効利用できて有用である。

なお、以上には磁石部材４０が可動側部材としてなるものとして説明したが、磁石部材４０を固定状態で配して、ヨーク部３１および磁束伝達部４８、５０が同期して左右にスライド移動可能な構成としてもよい。

また、上記の磁石部材４０やヨーク体３０は、板状のものとしたが棒状などであってもよい。

なお、上記にはヨーク部３１に第一突出部３５および第二突出部３７を設けたものとしたが、それらを磁石部材４０の左側部に左に突出させて設けたものとしてもよい。

以上の説明から判るように、当該実施の形態による思想としては、誘導コイル３３付きのヨーク部３１、磁石部材４０、磁束伝達部４８、５０の一端部が、横並びにこの順で同一平面内に配置され、かつその平面内で磁石部材４０とヨーク部３１との少なくとも一方が、磁石部材４０とヨーク部３１とが近づいたり遠ざかったりする方向で水平にスライド移動可能な構成とされ、さらに磁石部材４０とヨーク部３１が遠ざかった状態では、磁石部材４０とヨーク部３１が近づいた状態でのヨーク部３１での磁束の流れに対して逆の方向の磁束の流れとなるように、磁石部材４０の磁束を磁束伝達部４８、５０を介してヨーク部３１へ伝達させるもの全てを包含する。

（実施の形態２）
当該実施の形態２によるものは、実施の形態１のものに対しヨーク部と磁石部材との位置関係を相互に入れ替えるなどとしたものであり、実施の形態１によるものと同一構成部分には同一符号を付して詳細説明は省略する。

図５は第二の実施形態による発電装置の斜視図、図６は同上面図、図７は同動作後状態での斜視図、図８は同動作後状態での上面図である。

同図に示すように、当該実施の形態によるものにおいても、誘導コイル３３付きのヨーク部５２と磁石部材６０とは長手側を前後方向に沿わした状態で横に並べて配されている。そして、ヨーク部５２と磁石部材６０とは、少なくとも一方がスライド移動可能で、そのスライド移動によって、相対的にヨーク部５２と磁石部材６０とが近づいたり遠ざかったりする構成となっていることは上述したものと同様である。

ヨーク部５２は、平板金属からなる磁性体製で、中央位置の外周に誘導コイル３３を有し、その誘導コイル３３の左右側面位置よりも右側部および左側部がそれぞれ左右に突出した前端５３および後端５４を有している。前端５３と後端５４は同一形状で、各右側部および各左側部は前後方向に平行となる形状に形成されている。

磁石部材６０は、上述した磁石部材４０と同様の構成になっており、永久磁石４２を境として前方側の前方磁性体６２がＮ極側で、後方側の後方磁性体６４がＳ極側になっている。前方磁性体６２は、ヨーク部５２の前端５３の左側部に対応する位置に右側に突出した第三突出部６３を有し、また、後方磁性体６４は、ヨーク部５２の後端５４の左側部に対応する位置に右側に突出した第四突出部６５を有している。第三突出部６３と第四突出部６５とは同一平面内で位置する同一形状のものに形成されており、各々の右側部の端部形状は前後方向に平行関係になっている。

そして、当該構成では、相対的にヨーク部５２と磁石部材６０とが遠ざかった状態になった際に、磁石部材６０の磁束をヨーク部５２に伝えるための磁束伝達部５６、５８を、磁石部材６０側に付加した構成のものとしている。

つまり、磁束伝達部５６は、ヨーク部５２と磁石部材６０とが相対的に遠ざかった状態で、その一端部が、ヨーク部５２の後端５４の右側部に当接する位置に設置され、他端は磁石部材６０のＮ極側となる前方磁性体６２に一体形成される、もしくは磁気的な結合状態となっている。磁束伝達部５８は、ヨーク部５２と磁石部材６０とが相対的に遠ざかった状態で、その一端部がヨーク部５２の前端５３の右側部に当接する位置に設置され、他端は磁石部材６０のＳ極側となる後方磁性体６４に一体形成される、もしくは磁気的な結合状態となっている。なお、各図に示したように、前方磁性体６２と磁束伝達部５６を、また後方磁性体６４と磁束伝達部５８を一体形成したものとすれば部品点数が抑えられる。

以上のように、当該構成では、左側から順に、磁石部材６０、ヨーク部５２、磁束伝達部５８と５６の各一端部が横並びで位置する構成のものとなっている。

次に、その動作を説明する。以下の説明は、ヨーク部５２が固定状態で配され、磁石部材６０と磁束伝達部５６、５８とが一体的に同期して左右に移動可能なもので、ヨーク部５２と磁石部材６０とが当接して吸着している状態を通常状態として説明している。

その通常状態では、磁石部材６０は、前方磁性体６２の第三突出部６３、後方磁性体６４の第四突出部６５の各々の右側部が、ヨーク部５２の前端５３、後端５４の各々の左側部に当接した吸着状態になり安定した停止状態となっている。なお、磁石部材６０からの磁束によって、ヨーク部５２においては、前端５３から後端５４に向く第一方向の磁束の流れが生じている。ヨーク部５２の前端５３、後端５４の各右側部と磁束伝達部５８、５６の各一端部とは所定の間隔があいた状態となっている。

上記通常状態から外力などによって磁石部材６０と磁束伝達部５６、５８とを一体で瞬時に左方向へ水平にスライド移動させると、上述した磁石部材６０とヨーク部５２との吸着箇所が離れて、磁束伝達部５８、５６の各一端部がヨーク部５２の前端５３、後端５４の各右側部に当接した吸着状態になる。その移動途中位置からは磁石部材６０の磁束が磁束伝達部５８、５６を介してヨーク部５２の前端５３、後端５４に作用し、それによる吸引力が生じて、この吸引力も加わりつつ上記スライド移動が平行かつ水平になされることは上述したものと同様である。

その移動後では、磁石部材６０の前方磁性体６２と磁気的な結合状態となっている磁束伝達部５６の一端部が、ヨーク部５２の後端５４右側部に当接した吸着状態になり、後方磁性体６４と磁気的な結合状態となっている磁束伝達部５８の一端部が、ヨーク部５２の前端５３右側部に当接した吸着状態になる。なお、ヨーク部５２の前端５３および後端５４の各左側部と、磁石部材６０の第三および第四突出部６３および６５とは所定の間隔があいた状態となる。

この移動後の状態では、磁石部材６０からの磁束は、Ｎ極側となる前方磁性体６２から磁束伝達部５６に至り、磁束伝達部５６の一端部からヨーク部５２の後端５４に伝わって、その後端５４から前端５３側に流れ、前端５３から磁束伝達部５８の一端部に至って磁束伝達部５８を介して後方磁性体６４に戻る経路となる。すなわち、上記スライド移動によって、瞬時にヨーク部５２の磁束の流れは、第一方向とは逆の後端５４から前端５３側へ流れる第二方向に切り換わった状態となる。この磁束の方向の切り換わりに応じて誘導コイル３３から所定の起電力が得られる。

上記移動後の状態から、磁石部材６０と磁束伝達部５６、５８を右方向へ瞬時に水平にスライド移動させると、上記とは逆の動作状態となって、元の通常状態に戻る。このときにも、ヨーク部５２においては、第二方向の磁束とは逆の第一方向への磁束の流れに切り換わるため、誘導コイル３３から所定の起電力が得られる。

以上のように、当該構成品であっても、磁石部材６０と磁束伝達部５６、５８とを一体で同期させて左右方向へ水平にスライド移動させると、その一往復でヨーク部５２に流れる磁束の方向が二回切り換わり、それぞれのタイミングで誘導コイル３３から所定の起電力が得られるものに実現できる。そして、当該構成においても、ヨーク部５２から遠ざかった状態での磁石部材６０からの磁束を有効利用できることは、第一の実施形態によるものと同様である。

なお、以上では、可動側として磁石部材６０と磁束伝達部５６、５８とを同期させて一体で左右方向に移動させるものとしたが、それらを固定状態で配して、誘導コイル３３付きのヨーク部５２が左右方向にスライド移動可能な構成としてもよく、その場合でも上述同様の作用効果が得られる。

以上の説明から判るように、当該実施の形態による思想としては、磁石部材６０、誘導コイル３３付きのヨーク部５２、磁束伝達部５６、５８の一端部が、横並びにこの順で同一平面内に配置され、かつその平面内で磁石部材６０とヨーク部５２との少なくとも一方が、磁石部材６０とヨーク部５２とが近づいたり遠ざかったりする方向で水平にスライド移動可能な構成とされ、さらに磁石部材６０とヨーク部５２が遠ざかった状態では、磁石部材６０とヨーク部５２が近づいた状態でのヨーク部５２での磁束の流れに対して逆の方向の磁束の流れとなるように、磁石部材６０の磁束を磁束伝達部５６、５８を介してヨーク部５２へ伝達させるもの全てを包含する。

（実施の形態３）
当該実施の形態によるものは、実施の形態１による構成思想のものを複合させた連動構成のものである。

図９は本発明の第三の実施形態による発電装置を模式的に示す図、図１０は同動作後状態を模式的に示す図である。

同図から判るように、当該構成品は、誘導コイル３３付きのヨーク部７０に対し、その右側位置と左側位置とに、上述した第一の実施形態による構成部分をそれぞれ備えさせたものとしている。つまり、誘導コイル３３付きのヨーク部７０を中央位置に配し、その左右位置のそれぞれに磁石部材７５、８０を配した構成のものとしている。

ヨーク部７０は、前端７１および後端７２の間の中央部位置の外周に誘導コイル３３を有している。前端７１および後端７２は、同形状で上面視矩形状に形成されており、その各々の左右の側部が、前後方向に平行関係で誘導コイル３３の外周側面よりも左右に突出する位置関係になるように、その形状設定がされている。

磁石部材７５、８０のそれぞれは、前後方向の中央位置に直方体状の永久磁石４２を有し、左側に位置された磁石部材７５は、前方磁性体７７側がＮ極、後方磁性体７８側がＳ極となっており、右側に位置された磁石部材８０は、前方磁性体８２側がＳ極、後方磁性体８３側がＮ極になっている。なお、磁石部材７５と８０とは同一構成のものであり、互いの磁極が逆方向で位置するように前後を逆に配置したものである。

そして、これら磁石部材７５、８０は、ヨーク部７０に対し、同期して相対的に左右にスライド移動が可能な構成となっている。つまり、磁石部材７５とヨーク部７０とが近づいた際にはヨーク部７０と磁石部材８０とが遠ざかった状態になり、磁石部材７５とヨーク部７０とが遠ざかった際にはヨーク部７０と磁石部材８０とが近づいた状態になるように構成されている。

さらに、当該構成では、二股の第一磁束伝達部８５と二股の第二磁束伝達部９０とを備えさせたものとしている。

第一磁束伝達部８５は、平板金属からなる磁性体製であり、ヨーク部７０の前端７１に磁気的な結合状態となっている結合箇所から伸びる左アーム８６および右アーム８７を有している。第二磁束伝達部９０も同様に、平板金属からなる磁性体製であり、ヨーク部７０の後端７２に磁気的な結合状態となっている結合箇所から伸びる左アーム９１、右アーム９２を有している。

各左アーム８６、９１の先端となる一端部の配置位置としては、右側の磁石部材８０がヨーク部７０に当接して左側の磁石部材７５がヨーク部７０から相対的に最も左に遠ざかった状態で、左側の磁石部材７５の左側部に同時に当接するように設置されている。そのとき、前端７１に磁気的に結合されている左アーム８６の一端部は後方磁性体７８の左側部に当接し、後端７２に磁気的に結合されている左アーム９１の一端部は前方磁性体７７の左側部に当接するものとして設置されている。

各右アーム８７、９２の先端となる一端部の配置位置としては、左側の磁石部材７５がヨーク部７０に当接して右側の磁石部材８０がヨーク部７０から相対的に最も右に遠ざかった状態で、右側の磁石部材８０の右側部に同時に当接するように設置されている。そのとき、前端７１に磁気的に結合されている右アーム８７の一端部は後方磁性体８３の右側部に当接し、後端７２に磁気的に結合されている右アーム９２の一端部は前方磁性体８２の右側部に当接するものとして設置されている。

以上のように、当該実施形態によるものは構成されている。次にその動作説明をする。当該構成品の動作説明においては、通常状態は図９に示した状態とし、磁石部材７５と８０とが同期して左右にスライド移動するものとする。

通常状態では、図９に示したように、左側の磁石部材７５は、前方磁性体７７と後方磁性体７８の各右側部がヨーク部７０の前端７１と後端７２の各左側部にそれぞれ当接した吸着状態になっている。磁石部材７５の左側部は、左アーム８６、９１の各一端部から所定距離離れた状態になっている。右側の磁石部材８０は、前方磁性体８２と後方磁性体８３の各右側部が、右アーム８７、９２の各一端部にそれぞれ当接した吸着状態になっている。磁石部材８０の左側部は、ヨーク部７０の前端７１、後端７２の各右側部から所定距離離れた状態になっている。上記の各吸着状態となっていることにより、各磁石部材７５、８０は安定した停止状態になっていることは、上述した各実施の形態によるものと同じである。

この通常状態では、ヨーク部７０での磁束の流れは、前端７１から後端７２側への第一方向に向く流れが生じている。その磁束の流れとしては、磁石部材７５側からの磁束と磁石部材８０側からの磁束が加わって生じたものとなっている。

つまり、左側に位置する磁石部材７５側からの磁束の経路は、Ｎ極側となる前方磁性体７７からヨーク部７０の前端７１に伝わり、その磁束がヨーク部７０を第一方向に向けて流れ、後端７２から後方磁性体７８に戻る経路となる。右側に位置する磁石部材８０側からの磁束の経路は、Ｎ極側となる後方磁性体８３から右アーム８７の一端部に伝わり、右アーム８７を介して、右アーム８７が磁気的に結合されているヨーク部７０の前端７１に伝わり、ヨーク部７０を第一方向に向けて流れ、後端７２に磁気的に結合されている右アーム９２に伝わり、右アーム９２の一端部を通じて磁石部材８０の前方磁性体８２に戻る経路となる。

このように、通常状態では、左側に位置する磁石部材７５側からの磁束、および右側に位置する磁石部材８０側からの磁束が、ヨーク部７０に対しては同じ第一方向に向く磁束として加わりつつ流れるものにできる。これは、ヨーク部７０から遠ざかって位置する右側の磁石部材８０からの磁束をヨーク部７０に誘導し、かつその誘導する磁束を第一方向への流れとなるようにヨーク部７０に伝える構成としたことによって実現させている。

上記通常状態から、磁石部材７５と８０とを連動する同期状態で瞬時に左方向へ水平にスライド移動させると、上述した各吸着箇所が離れて、磁石部材７５、８０が瞬時に左側に同期して移動する。

そして、その移動後は、図１０に示したように、左側に位置する磁石部材７５は、前方磁性体７７の左側部が左アーム９１の一端部に、後方磁性体７８が左アーム８６の一端部にそれぞれ当接した吸着状態となる。右側に位置した磁石部材８０は、前方磁性体８２の左側部が前端７１の右側部に、後方磁性体８３の左側部が後端７２の右側部にそれぞれ当接した吸着状態となる。なお、この移動後の状態で磁石部材７５、８０は安定した停止状態となることは上述した各実施の形態によるものと同じである。また、上記の同期したスライド移動中には所定箇所に吸引力が働きつつスライド移動が補助されることなども同様である。

そして、この移動後の状態では、ヨーク部７０には第一方向とは逆の後端７２から前端７１側への第二方向に向く磁束の流れが生じている。また、その磁束は、第一方向への磁束の流れの場合と同様に、磁石部材７５側による磁束と磁石部材８０側による磁束が加わった流れのものとなる。

つまり、左側に位置する磁石部材７５からの磁束の経路は、Ｎ極側となる前方磁性体７７から左アーム９１の一端部に伝わり、左アーム９１を介して、左アーム９１に磁気的に結合されているヨーク部７０の後端７２に伝わり、ヨーク部７０を第二方向に向けて流れ、前端７１に磁気的に結合されている左アーム８６に伝わり、左アーム８６の一端部を通じて後方磁性体７８に戻る経路となる。右側に位置する磁石部材８０からの磁束の経路は、Ｎ極側の後方磁性体８３からヨーク部７０の後端７２に伝わり、その磁束がヨーク部７０を第二方向に向けて流れ、前端７１から前方磁性体８２に戻る経路となる。

このように、移動後の状態とすると、ヨーク部７０に流れる磁束が第一方向とは逆の第二方向に切り換わり、これによって誘導コイル３３には所定の起電力が生じて、それを取り出すことができる。ここに、ヨーク部７０に生じる磁束の流れは、第一方向および第二方向のいずれの場合においても、二つの磁石部材７５、８０側からの磁束が加わった流れのものにできるため、磁束量も大きく、このため誘導コイル３３で得られる起電力も大きいものとなる。すなわち、当該構成であれば、大きい起電力が得られる薄型構成の発電装置を容易に実現することができる。

そして、磁石部材７５と８０とを連動する同期状態で瞬時に右方向へ水平にスライド移動させて元の通常状態に戻すと、上記とは逆の動作状態となると共に、ヨーク部７０に生じる磁束の流れが第二方向から第一方向に切り換わり、誘導コイル３３から相応する所定の起電力が得られることは上述した各実施形態によるものと同じである。

なお、上記では磁石部材７５、８０を同期させてスライド移動させるとしたが、当該構成品においても、磁石部材７５、８０を固定状態として、ヨーク部７０と各磁束伝達部８５、９０とを一体に同期させてスライド移動させてもよく、その場合でも上記同様の効果が得られる。

なお、当該実施の形態による思想としては、各磁束伝達部８５、９０における左アームのそれぞれの一端部、磁石部材７５、誘導コイル３３付きのヨーク部７０、磁石部材８０、各磁束伝達部８５、９０における右アームのそれぞれの一端部が、横並びにこの順で同一平面内に配置され、その平面内での磁石部材７５、８０とヨーク部７０とが水平に相対的にスライド移動することによりヨーク部７０に生じる磁束の流れが切り換わり、かつその磁束は常に磁石部材７５、８０による両者のものが加わった状態となるように各磁束伝達部８５、９０を設置したもの全てを包含する。

以上の三つの実施形態において、スライド移動させる手段や通常状態への復帰手段は特に限定されないが、例えば、ばね部材をさらに付加するなどとした構成とすれば簡素な構成となり好ましい。

また、可動側となる部材のスライド移動を安定的なものとするガイド手段などを付加してもよく、その構成も特に限定はされない。

本発明による発電装置は、ヨーク部と磁石部材とが遠ざかった際においても上記磁石部材の磁束を有効利用しつつ所定の起電力が得られる薄型構成のものを提供できるという有利な効果を有し、各種電子機器や、それらを遠隔操作するための操作用機器、操作部位などに有用である。

３０ ヨーク体
３１、５２、７０ ヨーク部
３３ 誘導コイル
３５ 第一突出部
３７ 第二突出部
４０、６０、７５、８０ 磁石部材
４２ 永久磁石
４４、６２、７７、８２ 前方磁性体
４６、６４、７８、８３ 後方磁性体
４８、５０、５６、５８ 磁束伝達部
５３、７１ 前端
５４、７２ 後端
６３ 第三突出部
６５ 第四突出部
８５ 第一磁束伝達部
８６ 第一磁束伝達部の左アーム
８７ 第一磁束伝達部の右アーム
９０ 第二磁束伝達部
９１ 第二磁束伝達部の左アーム
９２ 第二磁束伝達部の右アーム

Claims (4)

1. 外周に誘導コイルを有するヨーク部と磁石部材とが並べて配され、上記ヨーク部もしくは上記磁石部材のスライド移動によって、相対的に上記ヨーク部と上記磁石部材とが近づいたり遠ざかったりするように構成すると共に、上記両者が近づいた折に上記磁石部材による磁束で上記ヨーク部に生じる第一方向の磁束の流れに対し、上記両者が遠ざかった際に上記第一方向とは逆の第二方向の磁束の流れが上記ヨーク部に生じるように、上記ヨーク部に対して上記遠ざかった磁石部材の磁束を伝えるための磁束伝達部を付加した構成のものとして、
   上記ヨーク部と上記磁石部材との相対的なスライド移動によって上記ヨーク部に流れる磁束の方向が切り換わり、それに応じて生じる上記誘導コイルの起電力が取り出せる発電装置。
2. ヨーク部側に磁束伝達部を付加した構成とした請求項１記載の発電装置。
3. 磁石部材側に磁束伝達部を付加した構成とした請求項１記載の発電装置。
4. 中央に位置するヨーク部の左右位置に磁石部材がそれぞれ配されると共に、上記各磁石部材に対応するように上記ヨーク部側に付加した磁束伝達部を二股形状とした請求項２記載の発電装置。

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