JP2016534699A - 自己発電無線スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性がよく安全であり、リモコンスイッチの利便性を有し、生活に広く普及して応用することができる自己発電無線スイッチを提供する。【解決手段】自己発電無線スイッチ１は、少なくとも１つのマイクロ発電機１４及び外部へ無線制御信号を送信するための制御パネル１５を含む。マイクロ発電機１４は相対的に運動可能な磁石ユニットとコイルユニットを含み、コイルユニット中に誘導電流が発生する。コイルユニットはコア及び制御パネル１５に電気的に接続される導線を含み、導線は、コアの外に巻き付けられてコイルを形成する。磁石ユニットは、コイルユニットの一方の側に設置され、且つ、コイルの中心線を向いて配置される。磁石ユニットは、永久磁石及び永久磁石の対向する２つの磁極の側面それぞれに設置された２つの導磁板を含む。【選択図】図１

Description

本発明はスイッチの技術分野に関し、特に自己発電無線スイッチに関する。

電子技術の発展に従い、各種の電気製品が広く利用されているが、電気製品を制御する無線リモコンもこれにつれて沢山の家庭に入っている。しかしながら、無線リモコンが人々の生活を便利にさせると同時に、環境の汚染及び資源の浪費等の問題をもたらす。

まず、無線リモコンが利用されるときに、電池を採用して電源とすることが必要であるが、電池の多くは使い捨ての製品であり、その利用の周期が短い。無線リモコンを長い間利用しようとすると、電池を不断に購入しなければならなく、使用者の経済的な負担が増えてしまう。そして、電池を製造するには、資源を消費するだけではなく、大量な廃棄電池を捨ててしまうことにより、我々の環境に対し不利な影響をもたらす。近年、全世界各国は、いずれも、力を尽くして省エネと消耗軽減、環境保護の施策を普及させ、これから見ると、環境保護は、既に一刻の猶予も許さないこととなった。

現在、全世界は室内照明制御分野において、主に採用するのは壁に装着される８６型シーソー型の有線スイッチであり、照明器具のオンとオフを制御する。この種類のスイッチを利用するには、室内装飾を施す前に各スイッチの位置を詳細且つ正確に設計することが必要となり、また、壁体にスイッチ底箱を予め埋め込み、溝を掘り、ＰＶＣパイプを予め埋め込み、及びケーブルを通す等の作業が必要である。これは時間と労力がかかるだけではなく、パイプ等の材料を浪費し、一層重要なのは、後でスイッチのレイアウトの位置に対する不満が発見され、移動又は変更が必要であれば、必ず新たに壁を掘り配線を行わなければならなく、そうしないと変更できず、また、スイッチを湿っぽい場所及び爆発防止対策を施さなければならない場所に装着できない。

上記の問題に対し、従来技術において、無線リモコンスイッチを採用して照明器具のオンとオフを制御する技術もある。しかしながら、従来技術において、無線リモコンスイッチが大衆に普遍的に受け入れられず、主流応用にならないのは、多方面からの理由が存在するためである。（１）人々の利用習慣の変更が難しい、（２）普通、無線リモコンスイッチが勝手に放置されることにより、人々が探すのが難しくて不便であり、（３）無線リモコンスイッチを壁に固定できるようにすれば、定期的に電池を交換することが必要であり、即ち、無線リモコンスイッチを外して交換しなければならないので、手間がかかる。早く交換しないと、電池が液漏れし、有害物質を生成して環境を汚染し、その信頼性も大きく低減する。上述のこれらの不便な要素が無線リモコンスイッチの室内照明分野における広い応用を妨げる。

本発明の目的は自己発電無線スイッチを提供することであり、主旨として、従来技術における無線スイッチの構造が複雑で、信頼性が低く、コストが高い、ひいては普及応用が難しいという課題を解決する。

本発明が提案したのは、自己発電無線スイッチであって、少なくとも１つのマイクロ発電機及び外部へ無線制御信号を送信するための制御パネルを含み、前記マイクロ発電機は、相対的に運動可能な磁石ユニットとコイルユニットを含み、且つ前記コイルユニット中に誘導電流が発生し、前記コイルユニットは、コア及び前記制御パネルに電気的に接続された導線を含み、前記導線は、前記コアの外に巻き付けられてコイルを形成し、前記磁石ユニットは前記コイルユニットの一方の側に設置され、且つ、前記コイルの中心線を向いて配置され、前記磁石ユニットは、永久磁石及び前記永久磁石の対向する２つの磁極の側面それぞれに設置された２つの導磁板を含む。

前記自己発電無線スイッチはさらに、支持パネルを含み、前記マイクロ発電機は前記支持パネル上に設置され、前記支持パネル上に２つの対向配置されるシュートパネルが突設され、前記２つのシュートパネルの対向する表面に上下に延伸されるシュートが設けられ、前記磁石ユニットの両端が前記シュート中に移動可能に設置されることが望ましい。

前記コアの一端が前記コイルから突出し、この突出端の端面が前記導磁板の端面に当接接触することが望ましい。

前記２つの導磁板の間に空間を形成するように、前記２つの導磁板が前記コイルユニットの一端に向かって延伸し、前記コアの一端は、前記コイルから突出して、前記２つの導磁板間の空間に挿入されることが望ましい。

前記磁石ユニットはさらに、カバーフレームを含み、前記カバーフレーム中に前記永久磁石及び前記２つの導磁板を収納するための空洞が設けられ、前記カバーフレームの両端にはそれぞれスライド凸ブロックが設けられ、前記スライド凸ブロックが前記シュートパネルの前記シュート中に移動可能に設置されることが望ましい。

前記支持パネルの中央部に突起が設けられ、前記自己発電無線スイッチはさらに、スイッチパネルを含み、前記スイッチパネルの下面の中央部が前記突起にヒンジ連結され、前記スイッチパネルの一端部が前記磁石ユニットに接続され、前記コイルユニットが前記支持パネル上に固定されることが望ましい。

前記スイッチパネルの端部の両側にはそれぞれ下に向かって延伸する係止アームが設けられており、前記係止アームの下端に係止フックが形成されており、前記係止フックが前記カバーフレームにフック連結されることが望ましい。

前記スイッチパネルの下面には下方に開口されたくぼみ形空洞が設けられ、前記磁石ユニットが前記くぼみ形空洞中に設置されることが望ましい。

前記自己発電無線スイッチはさらに、弾性片を含み、前記弾性片の一端が前記支持パネルに固定され、前記弾性片の他端が前記コアにおける前記コイルから突出した他端に接続されることが望ましい。

前記コアは、Ｗ形を呈しており、中柱及び前記中柱の両側に設置された側柱を含み、前記導線が前記中柱の外に巻き付けられて前記コイルを形成し、前記弾性片は、２回折り曲げられてＵ形になり、前記コアに積層して固定され、前記弾性片の両側柱の先端が前記コアの前記両側柱の先端よりも長くなり、前記弾性片の前記両側柱の先端が前記支持パネル上に固定されることが望ましい。

前記コアは、前記導線を巻回するための巻回セグメントを含み、前記コアの前記巻回セグメントは、一端が接続セグメントであり、他端が前記２つの導磁板間の空間に挿入された接触セグメントであり、前記コアの前記接続セグメントは、前記コイルユニットがヒンジ連結軸回りに回動可能となるように、前記支持パネルにヒンジ連結され、前記磁石ユニットは、前記支持パネル上に固定されることが望ましい。

前記自己発電無線スイッチは、環状となるアウトフレームをさらに含み、前記アウトフレームは、前記支持パネル及び前記スイッチパネルの外周を覆うことが望ましい。

前記支持パネル上には、３台の前記マイクロ発電機及びそれに対応する数の前記スイッチパネルが設けられ、３台の前記マイクロ発電機が上下順次に配置され、３つの前記スイッチパネルが順次に並列配置されることが望ましい。

従来技術に比べると、本発明が提供する自己発電無線スイッチでは、外部のスイッチパネル等の部材と磁石ユニットとを接続し、且つ、磁石ユニットとコイルユニットを相対的に移動させるように操作することにより、コイルユニットのコイル中に誘導電流が発生し、即ち、瞬間の機械エネルギーを電気エネルギーに変換させることにより、自己発電を実現して制御パネルに電源を提供し、制御パネルが外部へ制御信号を送信する効果を達成する。前記自己発電無線スイッチは、有線スイッチのような信頼性を有し、信頼性がよくなり、伝統のスイッチよりも安全となり、リモコンスイッチの利便性を有し、化学電池を利用する必要がなくなるため、資源の度重なる浪費と環境汚染を引き起こすことがなくなる。そして、配線を使わず、電線、ＰＶＣパイプ等の材料を大きく節約し、照明工事工期が短縮され、また、照明工事後にスイッチの自由なレイアウトを行うことができ、レイアウトをさらに合理的にさせ、構造が簡単となり、スイッチパネルの揺動により、機械エネルギーと電気エネルギーとの間の変換を実現することができ、広く普及及び応用するのに便利である。

図１は本発明の第１の実施形態の自己発電無線スイッチの斜視分解模式図である。 図２は本発明の第１の実施形態のマイクロ発電機の斜視模式図である。 図３は本発明の第１の実施形態の磁石ユニットの斜視分解模式図である。 図４は本発明の第１の実施形態の磁石ユニットの斜視模式図である。 図５は本発明の第１の実施形態のスイッチパネルと磁石ユニットとの接続の模式図である。 図６は本発明の第１の実施形態のスイッチパネルの斜視模式図である。 図７は本発明の第１の実施形態の磁石ユニットとコイルユニットとの組み合わせの模式図である。 図８は本発明の第１の実施形態の磁石ユニットとコイルユニットとの組み合わせの模式図である。 図９は本発明の第１の実施形態における外部の電気製品の制御の原理模式図である。 図１０は本発明の第１の実施形態のコイルユニットの斜視分解模式図である。 図１１は本発明の第１の実施形態のコアの２つの導磁板の間の移動による電気エネルギーの発生の原理模式図である。 図１２は本発明の第２の実施形態の自己発電無線スイッチの模式図である。 図１３は本発明の第２の実施形態のコアの模式図である。

本発明の目的、技術及び効果をさらに明瞭にするために、以下、図面及び実施形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。ここに述べる具体的な実施形態は、本発明を解釈するためのものに過ぎず、本発明を限定するためのものではない。

図１〜１１は、本発明の第１の実施形態の自己発電無線スイッチ１を示す。本実施形態に提供される自己発電無線スイッチ１は、各種類の電気製品とセットになって利用するために用いられることができ、自己発電無線スイッチ１を利用して、電気製品のオン又はオフを制御する。例えば本実施形態において、それは、照明器具のオン又はオフを制御するために用いられ、当然、それは、テレビ、冷蔵庫及び扇風機等の電気製品のオン又はオフを制御するのに応用することができる。

図１〜４に示すように、本実施形態に提供される自己発電無線スイッチ１は、支持パネル１３、支持パネル上に設けられたマイクロ発電機１４、制御パネル１５及びスイッチパネル１２を含む。制御パネル１５は、外部へ無線制御信号を送信するために用いられ、制御パネル１５に通電すると、制御パネル１５は、外部へ制御信号を無線送信する。前記制御信号により、外部の電気製品の運転状態、例えばオン又はオフ等を制御することができる。

前記マイクロ発電機１４は、移動可能に設置された磁石ユニット１４４及び支持パネル１３上に固定されたコイルユニットを含む。磁石ユニット１４４は永久磁石１４４３及び２つの導磁板１４４２を含み、２つの導磁板１４４２は永久磁石１４４３における２つのＮ−Ｓ磁極の側面それぞれに設置される。このようにすると、永久磁石１４４３の作用により、２つの導磁板１４４２がそれぞれに異なる磁極を形成する。コイルユニットは、鉄心等のコア１４２及びコア１４２の外に巻回された導線を含み、前記導線は、制御パネル１５に電気的に接続され、且つ、コア１４２上に巻き付けられて、コイル１４７を形成する。このようにすると、コア１４２を通る磁力線の方向が変化したときに、ファラデーの電磁誘導法則に基づいて、コイル１４７の導線中に誘導電流が発生する。

図２、図７と図８に示すように、磁石ユニット１４４がコア１４２の外側（右側）に設置され、その導磁板１４４２の端面（左端面）がコア１４２の一端面（右端面）に接触する。磁石ユニット１４４は、コア１４２に対して上下にスライドすることができる。磁石ユニット１４４は、コイル１４７の中心線を向いて配置され、すなわちコア１４２が磁石ユニット１４４と向かい合って配置される。コア１４２が磁石ユニット１４４と一定の角度にして配置されてもよく、同様に、コア１４２を通る磁力線の方向が変化するようにしてもよいし、具体的には、実際の必要に応じて設置することができる。

本実施形態において、支持パネル１３上に２つの対向配置するシュートパネル１４３を設けており、前記２つのシュートパネルの間に間隔が形成されている。２つのシュートパネル１４３におけるお互いに対向する表面にシュートが上下に延伸して設置される。磁石ユニット１４４の両端は、それぞれ２つのシュートパネル１４３間に移動可能に設置され、前記シュートに沿って上下に移動できる。前記シュートの長さを制御することにより、磁石ユニット１４４の上下移動の範囲を制限し、磁石ユニット１４４の上端位置及び下端位置の位置制限を行うことができる。シュートパネル１４３で磁石ユニット１４４の移動方向の位置決めを行って、コア１４２の端面と導磁板１４４２の端面とが向かい合うようにして、最適な効果を達成する。

本実施形態において、磁石ユニット１４４はカバーフレーム１４４１をさらに含み、カバーフレーム１４４１中に空洞１４４４が設けられ、永久磁石１４４３及び２つの導磁板１４４２がカバーフレーム１４４１の空洞１４４４中に設置される。このようにすると、永久磁石１４４３及び２つの導磁板１４４２の間の接続を強固にし、強固な構造にし、上下移動の過程中の位置ずれを防止することができる。カバーフレーム１４４１の両端にはそれぞれスライド凸ブロック１４４５が設置され、２つのスライド凸ブロック１４４５は、それぞれ２つのシュートパネル１４３のシュート中に移動可能に設置され、且つ、シュートに沿って上下に移動することができ、これによって磁石ユニット１４４の上下移動を実現する。

本実施形態において、図１、図５、図６に示すように、支持パネル１３上に突起１３１が設置され、上記スイッチパネル１２の下面の中央部が突起１３１にヒンジ連結される。このようにすると、シーソーパネルを形成するスイッチパネル１２は、支持パネル１３の上方の位置に設置され、その両端部がヒンジ連結軸回りに上下に揺動する。スイッチパネル１２の下面には、下方に開口されたくぼみ形空洞が形成され、前記くぼみ形空洞の底部には外に向かって延伸する回動支点１２１が設けられている。ヒンジ連結軸が回動支点１２１を貫通して設置されることによって、突起１３１、ヒンジ連結軸及び回動支点１２１の協働により、スイッチパネル１２の揺動が行われる。スイッチパネル１２の一端（右端）部が磁石ユニット１４４に接続され、このようにすると、スイッチパネル１２の反対側の他端部の上下揺動を操作することにより、磁石ユニット１４４全体がそれに従って上下に移動し、即ち、永久磁石１４４３及び２つの導磁板１４４２が同時に上下に移動し、コア１４２が上下の２つの導磁板１４４２の端面間に切り替えされることになる（図７、図８を参照）。２つの導磁板１４４２の磁極がそれぞれＮ極とＳ極であるため、磁石ユニット１４４が上下に移動すると、コア１４２を通る磁力線の方向がそれに従って変化し、ひいては、コイル１４７における導線に誘導電流が発生し、発電の機能が実現されることになる。発生した電流が制御パネル１５に送られ、制御パネルが外部に対して無線制御信号を送信することにより、電気製品のオン又はオフを制御する。磁石ユニット１４４がスイッチパネル１２の一端部に連結され、磁石ユニット１４４は、スイッチパネル１２の下面のくぼみ形空洞内に設置され、且つ、くぼみ形空洞の側壁に当接するため、このようにすると、磁石ユニット１４４を保護することができるし、磁石ユニット１４４とスイッチパネル１２との間の接続をより強固にすることもできる。そして、スイッチパネル１２の端部の両側には、それぞれ下に向かって延伸する係止アーム１２３が設けられており、係止アーム１２３の下端に係止フック１２４が形成されている。磁石ユニット１４４は、スイッチパネル１２のくぼみ形空洞中に設置され、且つ、２つの係止アーム１２３の間に位置し、係止アームの下端の係止フック１２４がカバーフレーム１４４１にフック連結される。これによって、磁石ユニット１４４が上下移動の過程中に、スイッチパネル１２から離脱することが避けられることになる。

図２、図１０に示すように、コイルユニットは、一端が支持パネル１３に固定され、他端がコア１４２の一端に接続される弾性片１４１を備える。このようにすると、コア１４２の他端が磁石ユニット１４４に対向する。このとき、弾性片１４１が片持ち梁となって固定され、この片持ち梁の自由端がコアの一端に接続され、コア１４２における磁石ユニット１４４に対向する一端がぶら下がる状態である。このようにすると、図７に示すように、磁石ユニット１４４が下に向かって移動するときに、磁石ユニット１４４とコア１４２との間の引力により、コア１４２が引き付けられて下に移動し、弾性片１４１が下に曲げ変形し、弾性力を貯蔵する。磁石ユニット１４４が続けて下に移動すると、弾性片１４１の弾性力がコア１４２に逆作用力として働く。弾性片１４１の逆作用力が、磁石ユニットの、コア１４２を引き付けて下に移動させる引力を超えたときに、弾性片１４１が速い速度でコア１４２を上に移動させるように上に曲がり、コアを通る磁力線の方向を速やかに変更し、コイル１４７の導線において瞬間的に大きい電流が発生する。同様に、図８に示すように、磁石ユニット１４４が上に向かって移動する過程中に、それに応じて弾性片１４１が上に曲げ変形し、その作用の過程が磁石ユニット１４４の下への移動のときとは逆になる。磁石ユニットの上への移動が完了した後、コイル１４７の導線において瞬間的に比較的大きい電流が発生する。

上記をまとめると、導磁板１４４２がコア１４２に直接的に接触して吸着されるので、１つの導磁板１４４２の一端がコア１４２の一端に吸着された後、且つ、上に向かって又は下に向かって移動すると、このとき、磁力の作用により、コア１４２が導磁板１４４２につれて上に向かって又は下に向かって移動し、且つ、弾性片１４１もこれにつれて同じ方向に曲げ変形する。弾性片１４１の弾性復元力が磁力の吸引力よりも大きくなると、導磁板１４４２がコア１４２との接続から離脱し、且つ、弾性片１４１の弾性復元力により、弾性片１４１とコア１４２が迅速に復位する。具体的には、弾性片１４１の他端が上に向かって突出する段差構造が形成され、コア１４２が段差構造内に設置される。このようにすると、コア１４２と弾性片１４１との接続が便利となり、且つ、弾性片１４１全体が変形することにより、コア１４２全体を迅速に復位させることができる。ただし、弾性片１４１とコア１４２とが接続する位置が変形するものではない。

本実施形態において、図２、図１０に基づき、コア１４２は、Ｗ形を呈しており、中柱１４２１及び中柱の両側に設置された側柱１４２２を含み、導線が中柱１４２１の外に巻き付けられて前記コイル１４７を形成する。前記弾性片１４１は、２回折り曲げられてＵ形になり、コア１４２に積層して固定される。弾性片１４１がコア１４２上に設置され、且つ、両者の固定点がコアの中柱の固定される側の杆状部材上にある。当然、弾性片１４１の形状の設計が多様化してもよく、弾性変形を実現することができる。磁石ユニット１４４が上下作動する過程中に、弾性片１４１がコア１４２を駆動して復元させることができればよい。本実施形態において、弾性片１４１がリベット２４によってコア１４２にリベット接合されるが、その他の接続構造により固定することもできる。弾性片１４１の両側柱が前記コアの両側柱よりも長くなり、弾性片の両側柱の先端１４１１が支持パネル１３上に起立して設置された固定支柱１４５に固定され、また、コアの中柱１４２１が磁石ユニット１４４と向かい合って配置されるようにする。上記コイル１４７は少なくとも３００の巻き数又はそれ以上であり、コイル１４７の巻き数の増加に従って、その誘導電圧もより高くなる。スイッチパネル１２を１回押す毎に、マイクロ発電機１４が１回発電し、発電時間は毎回１.５ｍsであり、発生した電圧は９Ｖ−１５Ｖであり、発生した電流は３０ｍＡである。異なるコイル１４７の巻き数、異なる線径及び異なる磁界強度によって、異なる電圧及び電流の出力値を持つことになる。

図１１に示すものを参照すると、本実施形態の磁石ユニットは、さらに、その他の種類の構造を有してもよく、永久磁石２１２両側の導磁板２１１がコイルユニットのコア２２２の一端（右端）に向かって延伸する。２つの導磁板２１１の間に空間が形成され、コア２２２の右端が２つの導磁板間の空間に挿入される。磁石ユニットが上下に移動すると、コア２２２の右端がそれぞれ２つの導磁板２１１の内側の表面に接触することによって、磁性が伝導されることになる。

本実施形態において、磁石ユニット１４４がコイルユニットに対して運動する過程中に、コア１４２が導磁板１４４２と向かい合うと、導磁板１４４２の端面がコア１４２の端面に接触して吸着される。その他の実施形態として、両者の間に空間が存在してもよく、導磁板１４４２が導磁することができ、同様に自己発電の効果を実現することができれば、具体的な配置は、実際の必要に応じて決めることができる。

本実施形態において、図１に示すように、支持パネル１３上には、上下に交互に設置された３台のマイクロ発電機１４を有し、それに対応して、スイッチパネル１２の数も３つである。支持パネル１３上には、３つのスイッチパネル１２が順次に並列配置され、それぞれ１台のマイクロ発電機１４の発電を制御するために用いられる。本実施形態における自己発電無線スイッチ１は、複数のスイッチパネル１２を備える自己発電無線スイッチ１である。複数のスイッチパネル１２に対する操作によって、複数のマイクロ発電機１４の作動を実現することができ、ひいては、複数の電気製品のオン又はオフが制御されることになる。マイクロ発電機１４の具体的な数は、必要に応じて自由に選択することができる。マイクロ発電機１４の数が複数であるときに、複数台のマイクロ発電機１４が一枚の制御パネル１５におけるそれぞれに対応する回路にそれぞれ接続される。即ち、制御パネル１５におけるダイオード整流素子は、マイクロ発電機１４のそれぞれを電源として隔離するようそのユニット数を増加することができる。隔離した後、いずれか１つのスイッチパネル１２が動作するときに、発生した電流がその他の通路に影響をもたらすことがなくなり、複数のスイッチパネル１２が完全に独立して作動することになる。

本実施形態において、図１に示すように、自己発電無線スイッチ１は、アウトフレーム１１をさらに含み、アウトフレーム１１が環状を呈しており、その内側壁が支持パネル１３とスイッチパネル１２の外周を覆う。このようにすると、アウトフレーム１１を利用して支持パネル１３及びスイッチパネル１２を一体構造に形成し、支持パネル１３上におけるマイクロ発電機１４及び制御パネル等の素子が保護されることになる。自己発電無線スイッチ１を装着する場合に、アウトフレーム１１及びスイッチパネル１２を取り外し、ボルト等により、自己発電無線スイッチ１を壁に装着することができる。具体的には、支持パネル１３の外形とスイッチパネル１２の外形とは、ともに四角形になり、アウトフレーム１１も環状な四角枠状に形成される。その他の実施形態として、スイッチパネル１２及び支持パネル１３の外形を、例えば円形又はその他の異形に変更すると、アウトフレーム１１の形状もそれにつれて変更する。

自己発電無線スイッチ１の応用の場合によって、スイッチパネル１２を利用しなくてもよく、磁石ユニット１４４の上下移動を実現できればよい。即ち、磁石ユニット１４４を利用して外部のその他の部材と接続し、あるいは、手で直接に磁石ユニット１４４を操作して上下に移動させてもよい。マイクロ発電機１４が基本的なワークユニットであり、その中の磁石ユニット１４４の上下移動は、多種の方式で実現することができ、本実施形態におけるスイッチパネル１２のみに限定されない。

本実施形態における自己発電無線スイッチ１の支持パネル１３は、自由に木板、ガラス、大理石、タイル等の材質の表面に粘着されることができ、ボルトにより予め埋め込められたスイッチ底箱上に固定することもでき、完全に従来の伝統８６型スイッチに取って代わる。その装着時に、溝と穴を掘るのが必要ではなくなり、ノイズもないし、消耗軽減と環境保護が実現される。利用方法について、伝統スイッチパネル型８６型スイッチと一致し、ユーザが依然として従来の方式で使用し、ユーザの使用習慣を変更しないため、広く普及するのに便利である。家庭、事務、ホテル等の各種の設備スイッチの制御の必要な場所に広く応用することができる。

本発明の自己発電の動作原理は下記の通りである。

コイル１４７内に貫通して設置されたコア１４２は２つの作用を有する。１つは導磁の作用であり、もう１つは磁束方向を変換する作用である。図７に示すように、下導磁板１４４２の磁極がＳ極であると仮定すれば、上導磁板１４４２の磁極がＮ極である。初期のとき、コア１４２の端面がＳ極の導磁板１４４２の端面に接触吸着され、コア１４２が導磁作用を有するため、コア１４２によりＳ極の導磁板１４４２の長さが左に延長されることに相当する。このようにすると、磁界の磁力線がコイル１４７の中を貫通することになり、磁力線の方向は、近似的にＮ−Ｓと見なすことができ、即ち、コア１４２の中を貫通する磁力線の方向はＡからＢまでである（磁力線がコアの左端に進入して右端から出る）。図８に示すように、スイッチパネル１２を操作して揺動させて、磁石ユニット１４４の位置を下に移動させ、即ち、磁石ユニット１４４とコア１４２との間の位置を相対的に変更させる。コア１４２は、Ｎ極の導磁板１４４２の一端に接触することから、同様に、コア１４２が有する導磁作用によって、コア１４２によりＮ極の導磁板１４４２の長さが左に延長されることに相当する。このとき、コア１４２を通る磁力線の方向はＮ−Ｓであるが、コア１４２の中を貫通する磁力線の方向はＢからＡまでとなる（磁力線がコアの右端に進入し左端から出る）。

図１１から分かるように、磁石ユニットの上下の運動過程によって、磁石ユニットとコア２２２との間の相対位置が変化することにより、コア２２２を貫通する磁力線２３の方向が反転し、即ち、コア２２２の外部を覆うコイル内を通る磁力線２３の方向が反転することになる。ファラデーの電磁誘導の法則に基づいて、コイルの導線において誘導電流が発生して、自己発電の目的が達成される。コイルにおける交流電流を、整流して直流にしてから、制御パネルに電源を提供する。制御パネル１５にはダイオード整流ブリッジ素子及び無線制御信号を発信するための無線周波数発生素子が設けられる。ここで、導線、ダイオード整流素子及び無線周波数発生素子が順次に電気的に接続される。コイル１４７において発生した交流電流が先にダイオード整流素子により整流される。スイッチパネル１２を１回押す毎に、コイル１４７における電流の正負極性が前回の極性に対して逆になるため、ダイオード整流素子を利用することにより、コイル１４７の電流が正確な極性に保持されて無線周波数発生素子に給電するようにすることができる。整流後の電流により、無線周波数発生素子に給電し、それを駆動して外部へ制御信号を送信して、外部の電気製品のオン又はオフを制御する。図９に示すように、上記制御信号がコード化無線信号であってもよく、電気製品は、無線信号を受信した後に、電気製品のオンとオフを制御するようにリレーを吸着及び開放の動作を行うように駆動する。

図１に示すように、本実施形態が提供する自己発電無線スイッチ１は、スイッチパネル１２の両端の上下運動を操作することによって、磁石ユニット１４４がコイルユニットに対して上下に移動し、瞬間的に機械エネルギーを電気エネルギーに変換することにより、自己発電を実現して制御パネルに電源を提供し、制御パネルが外部へ無線制御信号を送信する目的を達成する。自己発電無線スイッチ１は有線スイッチの優れた信頼性を有し、且つ、伝統のスイッチよりも安全となり、リモコンスイッチの利便性を有し、化学電池を利用する必要がなくなるため、資源の度重なる浪費と環境汚染を引き起こすことがなくなる。そして、配線を使わず、電線、ＰＶＣパイプ等の原材料を大きく節約し、照明工事工期が短縮され、また、照明工事でスイッチの自由なレイアウトを行うことができ、レイアウトをさらに合理的にさせる。構造が簡単となり、スイッチパネル１２の揺動により、機械エネルギーと電気エネルギーとの間の変換を実現することができ、広く普及及び応用するのに便利になる。

図１２、図１３は、本発明が提供する第２の実施形態の基本構成である。

本実施形態は第１の実施形態の主体構成とは基本的に同じであり、相違点は下記の通りである。

本実施形態が提供する自己発電無線スイッチ２において、磁石ユニット２１が支持パネル１３に固定され、且つ、コイルユニット２２のコア２２２の右側に設置される。永久磁石２１２の上下２つの導磁板２１１がコア２２２の一端に向かって延伸して、空間２１３を形成し、コア２２２の右端が２つの導磁板２１１間の空間２１３に深く挿入される。コア２２２は、コイル２２１を巻回するための巻回セグメント２２２１を含み、コア２２２の両端をそれぞれに外へ延伸することにより、左端の接続セグメント２２２３及び右端の接触セグメント２２２２が形成される。この接続セグメント２２２３は、支持パネル１３にヒンジ連結することができる。接触セグメント２２２２は、２つの導磁板２１１の空いた空間２１３内に延伸している。コイルユニット２２が左端のヒンジ連結軸回りに回動することができることにより、接触セグメント２２２２は、交互に２つの導磁板２１１の内側面に接触することができることになる。コア２２２の接続セグメント２２２３、巻回セグメント２２２１及び接触セグメント２２２２は、一体成形され、且つ、長尺状に配置される。接続セグメント２２２３、巻回セグメント２２２１及び接触セグメント２２２２は、個別に製造してから、一緒に組み合わせるようにしてもよく、具体的には必要に応じて決めることができる。

上記の自己発電無線スイッチ２において、コイル２２１が巻回されたコア２２２は、外力の押動により、コア２２２が接続セグメント２２２３のヒンジ連結点周りに回動し、コア２２２の接触セグメント２２２２が上下に揺動し且つ交互に２つの導磁板２１１の内側面に接触したときに、図１１に示すように、コア２２２の中を貫通する磁力線２３の方向が変化することにより、コイル２２１の導線において誘導交流電気が発生する。

本実施形態が提供する自己発電無線スイッチは、下記のメリットを有する。

（１）構造が巧妙、斬新、合理的である。

（２）独立したシーソー型の磁路発電を採用し、構造が簡単で、量産に有利である。

（３）使用寿命が長く、信頼性が高い。

（４）電池が必要ではなく、環境を汚染せず、度重なる浪費がない。

（５）大量なケーブル及び保護パイプが節約される。

（６）湿っぽい環境又は爆発防止対策を必要とする場所に利用できる。

（７）伝統の有線スイッチよりも安全である。

（８）効果的に照明工事工期が短縮され、人力コストが低減される。

（９）自由にスイッチ位置をレイアウトし及び機能を組み合わせることができる。穴と溝を掘るのが必要ではなく、利用が便利になる。

（１０）伝統スイッチの使用方式と一致し、ユーザの習慣を変更せず、広く応用に有利である。

（１１）新たに装着することができるし、直接従来の普通スイッチに取って代わることができ、応用価値が大きく、社会経済効果と利益がよい。

以上に述べたものは、本発明の望ましい実施形態に過ぎず、本発明を制限するものではなく、本発明の要旨と原則内に行われたいずれの変更、均等な切り替え及び改善等は、全て本発明の保護範囲に含まれるべきである。

Claims (13)

1. 自己発電無線スイッチであって、
   少なくとも１つのマイクロ発電機及び外部へ無線制御信号を送信するための制御パネルを含み、
   前記マイクロ発電機は、相対的に運動可能な磁石ユニットとコイルユニットを含み、且つ、前記コイルユニットに誘導電流が発生し、
   前記コイルユニットは、コア及び前記制御パネルに電気的に接続された導線を含み、前記導線は、前記コアの外に巻き付けられてコイルを形成し、
   前記磁石ユニットは、前記コイルユニットの一方の側に配置され、且つ、前記コイルの中心線を向いて配置され、
   前記磁石ユニットは、永久磁石及び前記永久磁石の対向する２つの磁極の側面それぞれに設置された２つの導磁板を含むことを特徴とする自己発電無線スイッチ。
2. 前記自己発電無線スイッチはさらに、支持パネルを含み、
   前記マイクロ発電機は、前記支持パネル上に設置され、
   前記支持パネル上に２つの対向配置されるシュートパネルが突設され、
   前記２つのシュートパネルの対向する表面に上下に延伸されるシュートが設けられ、
   前記磁石ユニットの両端が前記シュート中に移動可能に設置されることを特徴とする請求項１に記載の自己発電無線スイッチ。
3. 前記コアの一端が前記コイルから突出し、この突出端の端面が前記導磁板の端面に接触することを特徴とする請求項２に記載の自己発電無線スイッチ。
4. 前記２つの導磁板の間に空間を形成するように、前記２つの導磁板が前記コイルユニットの一端に向かって延伸し、
   前記コアの一端は、前記コイルから突出して、前記２つの導磁板間の空間に挿入されることを特徴とする請求項２に記載の自己発電無線スイッチ。
5. 前記磁石ユニットはさらに、カバーフレームを含み、
   前記カバーフレーム中に前記永久磁石及び前記２つの導磁板を収納するための空洞が設けられ、前記カバーフレームの両端にはそれぞれスライド凸ブロックが設けられ、
   前記スライド凸ブロックは、前記シュートパネルのシュート中に移動可能に設置されることを特徴とする請求項３又は４に記載の自己発電無線スイッチ。
6. 前記支持パネルの中央部に突起が設けられ、
   前記自己発電無線スイッチはさらに、スイッチパネルを含み、
   前記スイッチパネルの下面の中央部が前記突起にヒンジ連結され、
   前記スイッチパネルの一端部が前記磁石ユニットに接続され、
   前記コイルユニットが前記支持パネル上に固定されることを特徴とする請求項５に記載の自己発電無線スイッチ。
7. 前記スイッチパネルの端部の両側には、それぞれ下に向かって延伸する係止アームが設けられており、
   前記係止アームの下端に係止フックが形成されており、
   前記係止フックが前記カバーフレームにフック連結されることを特徴とする請求項６に記載の自己発電無線スイッチ。
8. 前記スイッチパネルの下面には下方に開口されたくぼみ形空洞が設けられ、
   前記磁石ユニットが前記くぼみ形空洞中に設置されることを特徴とする請求項７に記載の自己発電無線スイッチ。
9. 前記自己発電無線スイッチはさらに、弾性片を含み、
   前記弾性片の一端が前記支持パネルに固定され、
   前記弾性片の他端が前記コアにおける前記コイルから突出した他端に接続されることを特徴とする請求項８に記載の自己発電無線スイッチ。
10. 前記コアは、Ｗ形を呈しており、中柱及び前記中柱の両側に設置された側柱を含み、
    前記導線が前記中柱の外に巻き付けられて前記コイルを形成し、
    前記弾性片は、２回折り曲げられてＵ形になり、前記コアに積層して固定されており、
    前記弾性片の両側柱の先端が前記コアの前記両側柱の先端よりも長く、前記弾性片の前記両側柱の先端が前記支持パネルに固定されることを特徴とする請求項９に記載の自己発電無線スイッチ。
11. 前記コアは、前記導線を巻回するための巻回セグメントを含み、
    前記コアの前記巻回セグメントは、一端が接続セグメントであり、他端が前記２つの導磁板間の空間に挿入された接触セグメントであり、
    前記コアの前記接続セグメントは、前記コイルユニットがヒンジ連結軸回りに回動可能となるように、前記支持パネルにヒンジ連結され、
    前記磁石ユニットは、前記支持パネル上に固定されることを特徴とする請求項４に記載の自己発電無線スイッチ。
12. 前記自己発電無線スイッチは、環状となるアウトフレームをさらに含み、
    前記アウトフレームは、前記支持パネル及び前記スイッチパネルの外周を覆うことを特徴とする請求項１１に記載の自己発電無線スイッチ。
13. 前記支持パネル上には、３台の前記マイクロ発電機及びそれに対応する数の前記スイッチパネルが設けられ、
    ３台の前記マイクロ発電機が上下順次に配置され、３つの前記スイッチパネルが順次に並列配置されることを特徴とする請求項１２に記載の自己発電無線スイッチ。

Images