JP2017216770A - Power generator and electronic device - Google Patents

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博之 福元
Hiroyuki Fukumoto
博之 福元
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power generator which enables downsizing and improvement of the productivity by forming a case of the power generator using a magnetic material, and to provide an electronic device using the power generator.SOLUTION: A power generator 100 includes: a case 1 formed by a magnetic material; a coil assembly 2 including a coil 21; a magnet assembly 3 including a magnet 31 which is provided spaced a predetermined distance away from the coil 21; a magnet assembly holder 4 which rotatably holds the magnet assembly 3; an operation part 6 which causes the magnet assembly holder 4 to be driven and is used to apply external force for rotating the magnet assembly 3 in a first direction; and an elastic member (a coil spring) 5 which stores the external force as elastic energy and releases the stored elastic energy to rotate the magnet assembly 3 in a second direction.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、一般に、発電装置および該発電装置を用いた電子デバイスに関し、より具体的には、操作部を介して印加された外力を利用して発電を行う発電装置および該発電装置を用いた電子デバイスに関する。   The present invention generally relates to a power generation device and an electronic device using the power generation device, and more specifically, uses a power generation device that generates power using an external force applied via an operation unit, and the power generation device. It relates to electronic devices.

従来、無線通信を介して照明装置等の電子デバイスをON/OFFする無線操作装置(例えば、無線スイッチ)が知られている。無線操作装置を用いた場合、制御される電子機器と操作装置とを分離して配置することができるため、両者を一体化した装置に比べて、電子機器および操作装置の配設位置の自由度が高くなる。このため、電子機器および操作装置の配設位置に制約がある場合等において、無線操作装置は高い利便性を有する。   2. Description of the Related Art Conventionally, a wireless operation device (for example, a wireless switch) that turns on / off an electronic device such as a lighting device via wireless communication is known. When a wireless operation device is used, the electronic device to be controlled and the operation device can be arranged separately, so that the degree of freedom of the arrangement position of the electronic device and the operation device compared to a device in which both are integrated. Becomes higher. For this reason, the wireless operation device has high convenience when there are restrictions on the arrangement positions of the electronic device and the operation device.

この無線操作装置の電源として、乾電池やリチウムイオン電池等のバッテリーが一般的に用いられている。しかしながら、バッテリーを無線操作装置の電源として用いた場合、バッテリーの交換や点検等の保守作業が必要となり、無線操作装置の使用性および保守性(メンテナンス性)が低下してしまう。このため、外部から供給されるエネルギー(運動エネルギー、熱エネルギー、振動エネルギー、電気エネルギー等)を利用して発電を行う発電装置を無線操作装置内に設け、使用性および保守性を向上させたバッテリーレス無線スイッチが提案されている。   A battery such as a dry battery or a lithium ion battery is generally used as a power source for the wireless operation device. However, when the battery is used as the power source of the wireless operation device, maintenance work such as battery replacement and inspection is required, and the usability and maintainability (maintenability) of the wireless operation device are reduced. For this reason, a battery that improves the usability and maintainability by providing a power generation device in the wireless operating device that generates power using externally supplied energy (kinetic energy, thermal energy, vibration energy, electrical energy, etc.) Less wireless switches have been proposed.

例えば、特許文献1は、操作者がボタンを押圧することにより印加された外力を利用して発電を行う発電装置を無線操作装置内において用いることを開示している。特許文献1の発電装置は、平板状のマグネットと、平板状のマグネットのN極側およびS極側の両面上にそれぞれ接着された2枚の平板状のヨークとから構成されるマグネット組立体と、該マグネット組立体の下方に配置されたコイルとを有している。特許文献1の発電装置では、操作者がボタンを押圧することにより印加された外力を利用して、コイル上方にてマグネット組立体を回転させることにより、コイルを貫く磁束密度(磁力線の数)を変化させ、発電を行っている。このような発電装置では、回転するマグネットおよびヨークによって、コイルを貫く磁束(磁力線)が流れる磁気回路が構成されている。   For example, Patent Literature 1 discloses that a power generation device that generates power using an external force applied when an operator presses a button is used in a wireless operation device. The power generation device of Patent Document 1 includes a magnet assembly including a plate-shaped magnet and two plate-shaped yokes bonded to both the N-pole side and the S-pole side of the plate-shaped magnet. And a coil disposed below the magnet assembly. In the power generation device of Patent Document 1, the magnetic force density (number of lines of magnetic force) penetrating the coil is determined by rotating the magnet assembly above the coil using the external force applied by the operator pressing the button. It is changing and generating electricity. In such a power generator, a magnetic circuit through which a magnetic flux (line of magnetic force) penetrating a coil flows is constituted by a rotating magnet and a yoke.

特許文献1の発電装置では、2枚の平板状のヨークの間に平板状のマグネットを設けることによって、マグネット組立体のN極およびS極をヨークの先端部に位置させている。さらに、マグネット組立体のN極およびS極であるヨークの先端部をコイルに近接させることにより発電効率の向上を図っている。しかしながら、特許文献1の発電装置のような構成を用いた場合、平板状のマグネットに加えて、2枚の平板状のヨークも回転させる必要があるため、マグネット組立体が大型化してしまう。さらに、マグネット組立体を回転させるための回転機構も大型化してしまうため、結果として、発電装置が大型化してしまう。   In the power generation device of Patent Document 1, a flat magnet is provided between two flat yokes, so that the N pole and S pole of the magnet assembly are positioned at the tip of the yoke. Further, the power generation efficiency is improved by bringing the tip of the yoke, which is the N pole and S pole of the magnet assembly, close to the coil. However, when a configuration such as the power generation device of Patent Document 1 is used, it is necessary to rotate two flat yokes in addition to the flat magnet, which increases the size of the magnet assembly. Furthermore, the rotating mechanism for rotating the magnet assembly is also increased in size, resulting in an increase in the size of the power generator.

また、特許文献1の発電装置では、発電効率を向上させるため、回転するヨークの先端部をコイルに近接させる必要がある。このような回転するヨークの先端部をコイルに衝突しないように近接させるためには、発電装置の生産時において、マグネット組立体のヨークの先端部とコイルとの間の離間距離を厳密に管理する必要がある。そのため、発電装置の生産時の寸法管理が困難となり、発電装置の生産性が低下してしまう。   Moreover, in the power generation device of Patent Document 1, it is necessary to bring the tip of the rotating yoke close to the coil in order to improve power generation efficiency. In order to bring the tip of the rotating yoke close so as not to collide with the coil, the distance between the tip of the yoke of the magnet assembly and the coil is strictly controlled during production of the power generation device. There is a need. Therefore, it becomes difficult to manage dimensions during production of the power generation device, and the productivity of the power generation device is reduced.

そのため、特許文献1が開示するような、平板状のマグネットと、平板状のマグネットの両面上にそれぞれ接着された2枚の平板状のヨークとから構成されるマグネット組立体を回転させることにより発電を行う発電機構を用いた場合、発電装置を小型化すること、および該発電装置の生産性を向上させることが困難であった。   Therefore, as disclosed in Patent Document 1, power is generated by rotating a magnet assembly composed of a flat magnet and two flat yokes bonded to both sides of the flat magnet. When a power generation mechanism that performs the above is used, it is difficult to reduce the size of the power generation device and improve the productivity of the power generation device.

特開2015−50844号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-50844

本発明は、上記従来の問題点を鑑みたものであり、その目的は、磁性材料を用いて発電装置のケースを構成することにより、小型化および生産性の向上が可能な発電装置および該発電装置を用いた電子デバイスを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a power generator that can be reduced in size and improved in productivity by forming a case of the power generator using a magnetic material. An object is to provide an electronic device using the apparatus.

このような目的は、以下の(1)〜(7)の本発明により達成される。
(1)磁性材料で構成されたケースと、
前記ケース内に設けられ、コイルを備えるコイル組立体と、
前記コイルと所定の距離だけ離間して設けられたマグネットを備え、前記ケース内に設けられたマグネット組立体と、
前記マグネット組立体を、回転可能に保持するマグネット組立体ホルダーと、
前記マグネット組立体ホルダーを駆動させ、前記マグネット組立体を第1の方向に回転させるための外力を印加するための操作部と、
前記操作部を介して印加された前記外力を弾性エネルギーとして貯蔵し、さらに、前記貯蔵された弾性エネルギーを解放することにより、前記マグネット組立体ホルダーを駆動させ、前記マグネット組立体を第2の方向に回転させる弾性部材と、を含み、
前記マグネットから発せられ、前記コイルを貫く磁束が流れる磁気回路は、前記ケース、前記コイル組立体、および前記マグネット組立体により構成されており、
前記マグネット組立体ホルダーは、前記弾性部材が解放した前記弾性エネルギーによって駆動されたとき、前記マグネット組立体を前記第2の方向に回転させることにより、前記コイルを貫く前記磁束の密度を変化させ、発電を行うことを特徴とする発電装置。
Such an object is achieved by the present inventions (1) to (7) below.
(1) a case made of a magnetic material;
A coil assembly provided in the case and comprising a coil;
A magnet assembly provided at a predetermined distance from the coil, and a magnet assembly provided in the case;
A magnet assembly holder for rotatably holding the magnet assembly;
An operation unit for driving the magnet assembly holder and applying an external force for rotating the magnet assembly in a first direction;
The external force applied via the operation unit is stored as elastic energy, and further, the stored elastic energy is released to drive the magnet assembly holder so that the magnet assembly is moved in the second direction. And an elastic member that rotates
A magnetic circuit that is emitted from the magnet and through which a magnetic flux passes through the coil is configured by the case, the coil assembly, and the magnet assembly.
When the magnet assembly holder is driven by the elastic energy released by the elastic member, the magnet assembly is rotated in the second direction to change the density of the magnetic flux passing through the coil, A power generation apparatus that generates power.

(2)前記マグネット組立体ホルダーは、前記操作部を介して印加された前記外力によって駆動されたとき、前記マグネット組立体を前記第1の方向に回転させるよう構成されていることを特徴とする上記(1)に記載の発電装置。   (2) The magnet assembly holder is configured to rotate the magnet assembly in the first direction when driven by the external force applied through the operation unit. The power generator according to (1) above.

(3)前記操作部は、前記外力が印加されたとき、前記マグネット組立体が前記第1の方向に所定の量回転するまで、前記マグネット組立体ホルダーを押圧し、さらに、前記マグネット組立体が前記第1の方向に前記所定の量回転した時、前記マグネット組立体ホルダーに対する押圧を解除するよう構成されている上記(1)または(2)に記載の発電装置。   (3) When the external force is applied, the operation unit presses the magnet assembly holder until the magnet assembly rotates a predetermined amount in the first direction, and the magnet assembly further The power generation device according to (1) or (2), wherein the power generation device is configured to release a pressure on the magnet assembly holder when the predetermined amount of rotation is made in the first direction.

(4)前記弾性部材は、前記マグネット組立体ホルダーが前記操作部によって押圧されたとき、前記マグネット組立体ホルダーによって圧縮され、前記外力を前記弾性エネルギーとして貯蔵し、さらに、前記操作部による前記マグネット組立体ホルダーに対する前記押圧が解除されたとき、前記貯蔵された前記弾性エネルギーを解放する上記(3)に記載の発電装置。   (4) The elastic member is compressed by the magnet assembly holder when the magnet assembly holder is pressed by the operation unit, stores the external force as the elastic energy, and further, the magnet by the operation unit The power generation device according to (3), wherein when the pressing against the assembly holder is released, the stored elastic energy is released.

(5)前記コイル組立体は、前記コイルの中央空洞部内に挿通された磁性材料から構成される芯部をさらに備える上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の発電装置。   (5) The power generator according to any one of (1) to (4), wherein the coil assembly further includes a core portion made of a magnetic material inserted into a central cavity portion of the coil.

(6)前記ケースを構成する前記磁性材料は、0.12mH/m以上の透磁率を有する上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の発電装置。   (6) The power generator according to any one of (1) to (5), wherein the magnetic material constituting the case has a magnetic permeability of 0.12 mH / m or more.

(7)上記(1)ないし(6)のいずれかに記載の発電装置と、
前記発電装置が発電した電力によって駆動される電子回路と、を含むことを特徴とする電子デバイス。
(7) The power generation device according to any one of (1) to (6) above,
And an electronic circuit driven by the electric power generated by the power generation device.

本発明によれば、発電装置のケースが磁性材料によって構成されているため、従来技術と比較して、磁気回路を構成するための部品点数を削減することができる。そのため、発電装置全体を小型化することができる。さらに、本発明によれば、ケースを磁気回路の一部として利用しているため、マグネット組立体と、コイルの中央空洞部内に挿入され、磁気回路を構成する芯部(コア)とを近接させる必要がなくなる。そのため、マグネット組立体とコイル(または、芯部)との間の離間距離の変動に強い構造を実現できる。これにより、発電装置の寸法管理が容易となり、発電装置の生産性を向上させることができる。   According to the present invention, since the case of the power generation device is made of a magnetic material, the number of parts for forming the magnetic circuit can be reduced as compared with the prior art. Therefore, the whole power generator can be reduced in size. Furthermore, according to the present invention, since the case is used as a part of the magnetic circuit, the magnet assembly and the core (core) that is inserted into the central cavity of the coil and forms the magnetic circuit are brought close to each other. There is no need. Therefore, it is possible to realize a structure that is resistant to fluctuations in the separation distance between the magnet assembly and the coil (or core portion). Thereby, the dimensional management of the power generation device is facilitated, and the productivity of the power generation device can be improved.

さらに、本発明によれば、磁気回路を構成するための部品としてケースを用いるため、発電装置の部品点数が削減され、発電装置の構造をより簡略化することができる。そのため、発電装置の機械設計が容易となる。   Furthermore, according to the present invention, since the case is used as a component for configuring the magnetic circuit, the number of components of the power generation device can be reduced, and the structure of the power generation device can be further simplified. Therefore, the mechanical design of the power generator is facilitated.

本発明の実施形態に係る発電装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the electric power generating apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図1に示す発電装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the electric power generating apparatus shown in FIG. 図1に示す発電装置が備えるケースの別の視点からの斜視図である。It is a perspective view from another viewpoint of the case with which the electric power generating apparatus shown in FIG. 1 is provided. 図1に示す発電装置が備えるコイル組立体の別の視点からの斜視図である。It is a perspective view from another viewpoint of the coil assembly with which the electric power generating apparatus shown in FIG. 1 is provided. 図1に示す発電装置が備えるコイル組立体の断面図である。It is sectional drawing of the coil assembly with which the electric power generating apparatus shown in FIG. 1 is provided. 図1に示す発電装置が備えるマグネット組立体の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the magnet assembly with which the electric power generating apparatus shown in FIG. 1 is provided. 図1に示す発電装置が備えるマグネット組立体の断面図である。It is sectional drawing of the magnet assembly with which the electric power generating apparatus shown in FIG. 1 is provided. 図1に示す発電装置が備えるラック支持体の別の視点からの斜視図である。It is a perspective view from another viewpoint of the rack support body with which the electric power generating apparatus shown in FIG. 1 is provided. 図1に示す発電装置が備えるラックの別の視点からの斜視図である。It is a perspective view from another viewpoint of the rack with which the electric power generating apparatus shown in FIG. 1 is provided. 図9に示すラックが図8に示すラック支持体に支持された状態を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view illustrating a state in which the rack illustrated in FIG. 9 is supported by the rack support illustrated in FIG. 8. 図1に示す発電装置が備える蓋部の別の視点からの斜視図である。It is a perspective view from another viewpoint of the cover part with which the electric power generating apparatus shown in FIG. 1 is provided. 図1に示す発電装置が備える押圧部の別の視点からの斜視図である。It is a perspective view from another viewpoint of the press part with which the electric power generating apparatus shown in FIG. 1 is provided. 図1に示す発電装置が備える板バネの別の視点からの斜視図である。It is a perspective view from another viewpoint of the leaf | plate spring with which the electric power generating apparatus shown in FIG. 1 is provided. 図1に示す発電装置の内部構造を示す側面図である。It is a side view which shows the internal structure of the electric power generating apparatus shown in FIG. 図1に示す発電装置の動作を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating operation | movement of the electric power generating apparatus shown in FIG. 図1に示す発電装置におけるマグネット組立体の回転動作を説明するための一部断面図である。It is a partial cross section figure for demonstrating rotation operation of the magnet assembly in the electric power generating apparatus shown in FIG. 図1に示す発電装置の動作を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating operation | movement of the electric power generating apparatus shown in FIG. 図1に示す発電装置の動作を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating operation | movement of the electric power generating apparatus shown in FIG. 図1に示す発電装置における磁気回路を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the magnetic circuit in the electric power generating apparatus shown in FIG.

以下、本発明の発電装置および該発電装置を備えた電子デバイスを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて説明する。最初に、図1〜図14を参照して、本発明の発電装置および該発電装置の各部品について詳述する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a power generator of the present invention and an electronic device equipped with the power generator will be described based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings. First, with reference to FIGS. 1-14, the electric power generating apparatus of this invention and each component of this electric power generating apparatus are explained in full detail.

図1は、本発明の実施形態に係る発電装置の外観を示す斜視図である。図2は、図1に示す発電装置の分解斜視図である。図3は、図1に示す発電装置が備えるケースの別の視点からの斜視図である。図4は、図1に示す発電装置が備えるコイル組立体の別の視点からの斜視図である。図5は、図1に示す発電装置が備えるコイル組立体の断面図である。図6は、図1に示す発電装置が備えるマグネット組立体の分解斜視図である。図7は、図1に示す発電装置が備えるマグネット組立体の断面図である。図8は、図1に示す発電装置が備えるラック支持体の別の視点からの斜視図である。図9は、図1に示す発電装置が備えるラックの別の視点からの斜視図である。図10は、図9に示すラックが図8に示すラック支持体に支持された状態を示す斜視図である。図11は、図1に示す発電装置が備える蓋部の別の視点からの斜視図である。図12は、図1に示す発電装置が備える押圧部の別の視点からの斜視図である。図13は、図1に示す発電装置が備える板バネの別の視点からの斜視図である。図14は、図1に示す発電装置の内部構造を示す側面図である。   FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of a power generator according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view of the power generator shown in FIG. FIG. 3 is a perspective view from another viewpoint of the case included in the power generation device shown in FIG. 1. FIG. 4 is a perspective view from another viewpoint of the coil assembly included in the power generation device shown in FIG. 1. FIG. 5 is a cross-sectional view of a coil assembly included in the power generator shown in FIG. FIG. 6 is an exploded perspective view of a magnet assembly included in the power generation device shown in FIG. 1. FIG. 7 is a cross-sectional view of a magnet assembly provided in the power generation device shown in FIG. FIG. 8 is a perspective view from another viewpoint of the rack support provided in the power generation device shown in FIG. 1. FIG. 9 is a perspective view from another viewpoint of the rack included in the power generation device shown in FIG. 1. FIG. 10 is a perspective view showing a state in which the rack shown in FIG. 9 is supported by the rack support shown in FIG. FIG. 11 is a perspective view from another viewpoint of the lid provided in the power generation device shown in FIG. 1. FIG. 12 is a perspective view from another viewpoint of the pressing portion provided in the power generation device shown in FIG. 1. FIG. 13 is a perspective view from another viewpoint of a leaf spring included in the power generation device shown in FIG. 1. FIG. 14 is a side view showing the internal structure of the power generator shown in FIG.

なお、以下の説明では、各図のZ1方向側を「上」または「上方」と言い、Z2方向側を「下」または「下方」と言う場合がある。   In the following description, the Z1 direction side of each figure may be referred to as “upper” or “upper”, and the Z2 direction side may be referred to as “lower” or “lower”.

図1および図2に示す本発明の発電装置100は、大略すると、磁性材料で構成されたケース1と、コイル21を備えるコイル組立体2と、コイル21と所定の距離だけ離間して設けられたマグネット31を備えるマグネット組立体3と、マグネット組立体3を回転可能に保持するマグネット組立体ホルダー4と、マグネット組立体ホルダー4を駆動させるためのコイルバネ(弾性部材)5と、外力を印加するための操作部6とを含んでいる。   1 and 2, the power generation device 100 of the present invention is roughly provided with a case 1 made of a magnetic material, a coil assembly 2 including a coil 21, and a predetermined distance from the coil 21. A magnet assembly 3 having a magnet 31, a magnet assembly holder 4 that rotatably holds the magnet assembly 3, a coil spring (elastic member) 5 for driving the magnet assembly holder 4, and an external force is applied. And an operation unit 6 for the purpose.

図1に示すように、発電装置100が組み立てられた状態において、操作部6の押圧部61は、ケース1の上側(Z1方向側)の端部から上方に向かって突出している。また、ケース1の下端部からは、外部に設けられた電子回路(図示せず)に電力を供給するための一対の端子211が下方に向かって延伸している。   As shown in FIG. 1, in a state where the power generation apparatus 100 is assembled, the pressing portion 61 of the operation portion 6 protrudes upward from an end portion on the upper side (Z1 direction side) of the case 1. A pair of terminals 211 for supplying electric power to an electronic circuit (not shown) provided outside extends from the lower end of the case 1 downward.

操作者(ユーザーや、発電装置100に外力を印加するその他のデバイス等)は、ケース1の上側の端部から突出している押圧部61を下方向(Z2方向)に押圧することにより、発電装置100に対して外力を印加することができる。発電装置100に対して外力が印加されると、発電装置100は、印加された外力を利用して発電を行い、電力を一対の端子211に接続された電子回路に供給することができる。   An operator (a user or other device that applies an external force to the power generation apparatus 100) presses the pressing portion 61 protruding from the upper end of the case 1 downward (Z2 direction), thereby generating the power generation apparatus. An external force can be applied to 100. When an external force is applied to the power generation apparatus 100, the power generation apparatus 100 can generate power using the applied external force and supply power to an electronic circuit connected to the pair of terminals 211.

より具体的には、発電装置100は、操作者により印加された外力を利用して、マグネット組立体3を回転させることにより、コイル21を貫く磁束の密度を変化させ、発電を行い、電力を一対の端子211に接続された電子回路に供給することができる。   More specifically, the power generation apparatus 100 uses the external force applied by the operator to rotate the magnet assembly 3, thereby changing the density of the magnetic flux passing through the coil 21, generating power, and generating power. An electronic circuit connected to the pair of terminals 211 can be supplied.

以下、発電装置100の各部品について詳述する。
<ケース1>
ケース1は、磁性材料によって構成され、コイル組立体2およびマグネット組立体3と協働して、コイル21を貫く磁束(磁力線)が流れる磁気回路を構成する。
Hereinafter, each component of the power generator 100 will be described in detail.
<Case 1>
The case 1 is made of a magnetic material, and cooperates with the coil assembly 2 and the magnet assembly 3 to form a magnetic circuit through which a magnetic flux (line of magnetic force) that passes through the coil 21 flows.

ケース1を構成する磁性材料は、約0.12mH/m以上の透磁率を有していることが好ましい。ケース1を構成する磁性材料の透磁率が上記下限値未満であると、コイル21を貫く磁束(磁力線)が流れる磁気回路を十分に形成することができず、発電装置100の発電効率が低下する場合がある。また、ケース1を構成する磁性材料の透磁率の上限値は、約10H/mであることが好ましい。   The magnetic material constituting the case 1 preferably has a magnetic permeability of about 0.12 mH / m or more. If the magnetic permeability of the magnetic material constituting the case 1 is less than the above lower limit value, a magnetic circuit through which a magnetic flux (line of magnetic force) that penetrates the coil 21 cannot be sufficiently formed, and the power generation efficiency of the power generation apparatus 100 decreases. There is a case. The upper limit value of the magnetic permeability of the magnetic material constituting the case 1 is preferably about 10 H / m.

このような透磁率を有している磁性材料としては、例えば、フェライト系ステンレス鋼(例えば、JIS SUS430)、マルテンサイト系ステンス鋼(例えば、JIS SUS403)、純鉄(例えば、JIS SUY)、軟鉄、炭素鋼、電磁鋼(ケイ素鋼)、高速度工具鋼、構造鋼(例えば、JIS SS400)、パーマロイ、またはこれらの組み合わせを挙げることができ、これらの中でも、優れた強度と耐食性を有するフェライト系ステンレス鋼を用いてケース1を構成することが特に好ましい。   Examples of magnetic materials having such permeability include, for example, ferritic stainless steel (for example, JIS SUS430), martensitic stainless steel (for example, JIS SUS403), pure iron (for example, JIS SUY), and soft iron. , Carbon steel, electromagnetic steel (silicon steel), high-speed tool steel, structural steel (for example, JIS SS400), permalloy, or a combination thereof, and among these, a ferrite type having excellent strength and corrosion resistance It is particularly preferable that the case 1 is made of stainless steel.

図3に示すように、ケース1は、有底の円筒状形状を有し、発電装置100の各部品をその内部に収納する。ケース1は、略円形の平面視形状を有する底板部11と、底板部11の周辺部から上方(図2中のZ1方向)に突出するよう設けられた壁部12とを有している。   As shown in FIG. 3, the case 1 has a bottomed cylindrical shape, and houses each component of the power generation apparatus 100 therein. The case 1 includes a bottom plate portion 11 having a substantially circular shape in plan view, and a wall portion 12 provided so as to protrude upward (in the Z1 direction in FIG. 2) from the peripheral portion of the bottom plate portion 11.

底板部11の略中央部には、後述するコイル組立体2の凸部224(図5参照)を受け入れ、支持するための略円形の貫通孔111が形成されている。さらに、底板部11の端部には、一対の端子211を挿通させるための端子用孔112が形成されている。また、壁部12の上端側には、一対の孔部13が互いに対向するよう形成されている。この一対の孔部13は、発電装置100が組み立てられた状態において、蓋部43の凸部439(図11参照)を受け入れ可能なよう形成されている。   A substantially circular through-hole 111 for receiving and supporting a convex portion 224 (see FIG. 5) of the coil assembly 2 described later is formed at a substantially central portion of the bottom plate portion 11. Further, a terminal hole 112 for inserting a pair of terminals 211 is formed at the end of the bottom plate portion 11. A pair of hole portions 13 are formed on the upper end side of the wall portion 12 so as to face each other. The pair of holes 13 are formed so as to be able to receive the convex portion 439 (see FIG. 11) of the lid portion 43 in a state where the power generation apparatus 100 is assembled.

なお、図示の形態において、ケース1は、有底の円筒状形状を有しているが、ケース1の形状は、発電装置100の各部品をその内部に収納することができれば、これに限られない。例えば、ケース1は、有底の四角筒形状、八角筒形状等の有底の多角筒形状、有底の楕円筒形状、または任意の水平断面形状を有する筒形状を有していてもよい。   In the illustrated embodiment, the case 1 has a bottomed cylindrical shape, but the shape of the case 1 is limited to this as long as each component of the power generation device 100 can be accommodated therein. Absent. For example, the case 1 may have a bottomed polygonal cylinder shape such as a bottomed square cylinder shape or an octagonal cylinder shape, a bottomed elliptical cylinder shape, or a cylindrical shape having an arbitrary horizontal cross-sectional shape.

また、ケース1の各部品(底板部11および壁部12)は、それぞれ個別の部品であってもよいが、部品点数の削減および各部品間の接着不良防止や離脱防止の観点から、ケース1は、一体成型により形成されていることが好ましい。   Each component (the bottom plate portion 11 and the wall portion 12) of the case 1 may be an individual component. However, from the viewpoint of reducing the number of components, preventing adhesion failure between components, and preventing separation, the case 1 Is preferably formed by integral molding.

<コイル組立体2>
コイル組立体2は、ケース1およびマグネット組立体3と協働して、コイル21を貫く磁束(磁力線)が流れる磁気回路を構成する。図4および図5に示すように、コイル組立体2は、コイル21と、コイル21を保持するコイルホルダー22とを備えている。
<Coil assembly 2>
The coil assembly 2 cooperates with the case 1 and the magnet assembly 3 to form a magnetic circuit through which a magnetic flux (line of magnetic force) penetrating the coil 21 flows. As shown in FIGS. 4 and 5, the coil assembly 2 includes a coil 21 and a coil holder 22 that holds the coil 21.

コイルホルダー22は、磁性材料で構成され、下板部221と、上板部222と、下板部221と上板部222とを連結する円柱状の芯部223とを備えている。下板部221および上板部222は、略円形の平面視形状を有しており、同心円状に互いに対向するよう設けられている。   The coil holder 22 is made of a magnetic material and includes a lower plate portion 221, an upper plate portion 222, and a cylindrical core portion 223 that connects the lower plate portion 221 and the upper plate portion 222. The lower plate portion 221 and the upper plate portion 222 have a substantially circular shape in plan view, and are provided so as to face each other concentrically.

図4および図5に示すように、下板部221の直径は、コイル21および上板部222の直径よりも大きい。そのため、下板部221を上側(Z1方向側)から見た場合、下板部221の周辺部2211は、上板部222から外側に向かって突出している。発電装置100が組み立てられた状態において、この下板部221の周辺部2211上に、コイルバネ5が載置される。したがって、下板部221は、コイルバネ5用のバネ載置部としての機能を果たすことができる。   As shown in FIGS. 4 and 5, the diameter of the lower plate portion 221 is larger than the diameters of the coil 21 and the upper plate portion 222. Therefore, when the lower plate portion 221 is viewed from the upper side (Z1 direction side), the peripheral portion 2211 of the lower plate portion 221 protrudes outward from the upper plate portion 222. In a state where the power generation device 100 is assembled, the coil spring 5 is placed on the peripheral portion 2211 of the lower plate portion 221. Therefore, the lower plate portion 221 can function as a spring placement portion for the coil spring 5.

また、下板部221の下面の略中央部には、凸部224が形成されている。凸部224は、略円形の平面視形状を有し、ケース1の底板部11に形成された貫通孔111の直径と略等しい直径を有している。発電装置100が組み立てられた状態において、凸部224がケース1の貫通孔111内に挿入され、コイル組立体2が支持される。これにより、発電装置100が組み立てられた状態において、ケース1内部におけるコイル組立体2の面方向(X方向およびY方向)への揺動が防止される。なお、発電装置100が組み立てられた状態において、凸部224は、カシメ、溶接(レーザー溶接、電気溶接)、接着剤等により、ケース1の貫通孔111内で固定される。   Further, a convex portion 224 is formed at a substantially central portion of the lower surface of the lower plate portion 221. The convex portion 224 has a substantially circular plan view shape, and has a diameter substantially equal to the diameter of the through hole 111 formed in the bottom plate portion 11 of the case 1. In a state where the power generation device 100 is assembled, the convex portion 224 is inserted into the through hole 111 of the case 1 and the coil assembly 2 is supported. Thereby, in the state in which the power generator 100 is assembled, swinging of the coil assembly 2 in the surface direction (X direction and Y direction) inside the case 1 is prevented. In the state where the power generation apparatus 100 is assembled, the convex portion 224 is fixed in the through hole 111 of the case 1 by caulking, welding (laser welding, electric welding), an adhesive, or the like.

また、図4に示すように、下板部221の一部は、半径方向に沿って切り欠かれ、切り欠け部2212が形成されている。切り欠け部2212を介して、コイル21の一対の端部が、端子211としてコイルホルダー22から下方(Z2方向)に延伸する。   Further, as shown in FIG. 4, a part of the lower plate portion 221 is cut out along the radial direction to form a cutout portion 2212. A pair of end portions of the coil 21 extends downward (Z2 direction) from the coil holder 22 as terminals 211 via the notch portion 2212.

上板部222は、下板部221の直径よりも小さく、芯部223の直径よりも大きい直径を有している。また、上板部222の直径は、下板部221の周辺部2211上に載置されるコイルバネ5の内径よりも小さい。そのため、図15に示すように、コイルバネ5の中央空洞部内に、上板部222、芯部223、およびコイル21が挿通された状態で、コイルバネ5を下板部221の周辺部2211上に載置することができる。   The upper plate part 222 has a diameter smaller than the diameter of the lower plate part 221 and larger than the diameter of the core part 223. In addition, the diameter of the upper plate portion 222 is smaller than the inner diameter of the coil spring 5 placed on the peripheral portion 2211 of the lower plate portion 221. Therefore, as shown in FIG. 15, the coil spring 5 is mounted on the peripheral portion 2211 of the lower plate portion 221 with the upper plate portion 222, the core portion 223, and the coil 21 inserted in the central cavity portion of the coil spring 5. Can be placed.

また、図15に示すように、発電装置100が組み立てられた状態において、上板部222の上面には、マグネット組立体3が載置される。そのため、マグネット組立体3は、上板部222と、後述する蓋部43の円弧状切り欠け部434との間で、上下方向(Z方向)に揺動しないよう、回転可能に保持される。   Further, as shown in FIG. 15, the magnet assembly 3 is placed on the upper surface of the upper plate portion 222 in a state where the power generation apparatus 100 is assembled. Therefore, the magnet assembly 3 is rotatably held between the upper plate portion 222 and an arc-shaped cutout portion 434 of the lid portion 43 described later so as not to swing in the vertical direction (Z direction).

なお、本実施形態では、発電装置100が組み立てられた状態において、マグネット組立体3が、上板部222上に載置されるが、本発明はこれに限られない。例えば、マグネット組立体3は、発電装置100が組み立てられた状態において、マグネット組立体ホルダー4によって、コイル組立体2の上板部222の上方に、コイル組立体2の上板部222から所定の距離だけ離間するよう保持されていてもよい。   In the present embodiment, the magnet assembly 3 is placed on the upper plate 222 in a state where the power generation apparatus 100 is assembled, but the present invention is not limited to this. For example, in a state where the power generation apparatus 100 is assembled, the magnet assembly 3 is moved from the upper plate portion 222 of the coil assembly 2 to a predetermined position by the magnet assembly holder 4 above the upper plate portion 222 of the coil assembly 2. It may be held so as to be separated by a distance.

発電装置100が組み立てられた状態において、マグネット組立体3がコイル組立体2の上板部222上に載置される場合、上板部222の上面であって、マグネット組立体3が接触する部分には、潤滑剤の塗布やフッ素樹脂やシリコン樹脂等によるコーティング加工等の摩擦係数を減少させるための滑り加工が施されていてもよい。これにより、上板部222の上面であって、マグネット組立体3が接触する部分の摩擦係数が減少するので、マグネット組立体3の回転が、上板部222の上面と、マグネット組立体3との間の摩擦によって妨げられることを防止することができる。   When the magnet assembly 3 is placed on the upper plate portion 222 of the coil assembly 2 in a state where the power generation apparatus 100 is assembled, the portion of the upper plate portion 222 that is in contact with the magnet assembly 3 May be subjected to a sliding process for reducing a friction coefficient, such as application of a lubricant or coating with a fluororesin or silicon resin. As a result, the coefficient of friction of the upper surface of the upper plate portion 222 that contacts the magnet assembly 3 decreases, so that the rotation of the magnet assembly 3 causes the upper surface of the upper plate portion 222, the magnet assembly 3 and Can be prevented from being hindered by friction between the two.

芯部223は、下板部221と上板部222とを連結している。芯部223は、芯部223の下端部が下板部221の上面の略中央部に接し、上端部が上板部222の下面の略中央部に接するよう設けられている。上述したように、芯部223の直径は、下板部221および上板部222の直径よりも小さい。そのため、芯部223の外周面と、下板部221の上面と、上板部222の下面とによって規定される空間内に、コイル21を収納することができる。   The core part 223 connects the lower plate part 221 and the upper plate part 222. The core portion 223 is provided such that the lower end portion of the core portion 223 is in contact with the substantially central portion of the upper surface of the lower plate portion 221 and the upper end portion is in contact with the approximately central portion of the lower surface of the upper plate portion 222. As described above, the diameter of the core portion 223 is smaller than the diameters of the lower plate portion 221 and the upper plate portion 222. Therefore, the coil 21 can be housed in a space defined by the outer peripheral surface of the core portion 223, the upper surface of the lower plate portion 221, and the lower surface of the upper plate portion 222.

このような下板部221、上板部222、および芯部223を備えるコイルホルダー22は、磁性材料で構成されているため、ケース1およびマグネット組立体3と協働して、コイル21を貫く磁束(磁力線)が流れる磁気回路を構成することができる。コイルホルダー22を構成する磁性材料として、上述したケース1を構成する磁性材料と同じ磁性材料を用いることができ、特に、高い透磁率を有する純鉄等の鉄系材料を用いることが好ましい。   Since the coil holder 22 including the lower plate portion 221, the upper plate portion 222, and the core portion 223 is made of a magnetic material, the coil holder 21 penetrates the coil 21 in cooperation with the case 1 and the magnet assembly 3. A magnetic circuit through which a magnetic flux (lines of magnetic force) flows can be configured. As the magnetic material constituting the coil holder 22, the same magnetic material as that constituting the case 1 described above can be used, and it is particularly preferable to use an iron-based material such as pure iron having a high magnetic permeability.

また、コイルホルダー22の各部品(下板部221、上板部222、および芯部223)は、それぞれ個別の部品であってもよいが、部品点数の削減および各部品間の接着不良防止や離脱防止の観点から、コイルホルダー22は、一体成型により形成されていることが好ましい。   In addition, each component of the coil holder 22 (the lower plate portion 221, the upper plate portion 222, and the core portion 223) may be an individual component, but the number of components can be reduced and adhesion failure between the components can be prevented. From the viewpoint of preventing separation, the coil holder 22 is preferably formed by integral molding.

コイル21は、コイルホルダー22の芯部223に線材を巻回することにより形成される。また、コイル21の外径は、コイルホルダー22の上板部222の直径よりも小さい。また、コイル21の一対の端部は、外部に設けられた電子回路(図示せず)に電力を供給するための一対の端子211として、下板部221の切り欠け部2212を介して下方(Z2方向)に延伸している。この一対の端子211は、発電装置100が組み立てられた状態において、ケース1の底板部11に設けられた端子用孔112を介して、ケース1の外部に延伸する。   The coil 21 is formed by winding a wire around the core part 223 of the coil holder 22. The outer diameter of the coil 21 is smaller than the diameter of the upper plate portion 222 of the coil holder 22. Further, the pair of end portions of the coil 21 serve as a pair of terminals 211 for supplying electric power to an electronic circuit (not shown) provided outside via a notch portion 2212 of the lower plate portion 221 ( Z2 direction). The pair of terminals 211 extends to the outside of the case 1 through the terminal holes 112 provided in the bottom plate portion 11 of the case 1 in a state where the power generation apparatus 100 is assembled.

コイル21は、コイルホルダー22の芯部223の周りを囲むように設けられているため、磁気回路内、特に、コイルホルダー22の芯部223内を流れる磁束の密度が変化した時、コイル21内に電力が発生する。   Since the coil 21 is provided so as to surround the core portion 223 of the coil holder 22, when the density of the magnetic flux flowing in the magnetic circuit, in particular, the core portion 223 of the coil holder 22, changes, Electric power is generated.

また、コイル21の中央空洞部内には、磁性材料により構成されたコイルホルダー22の芯部223が挿通されているため、コイル21を貫く磁束の密度を高めることができ、発電装置100の発電効率を向上させることができる。   Further, since the core portion 223 of the coil holder 22 made of a magnetic material is inserted into the central cavity portion of the coil 21, the density of magnetic flux passing through the coil 21 can be increased, and the power generation efficiency of the power generation apparatus 100 is increased. Can be improved.

コイル21を形成する線材としては、特に限定されないが、例えば、銅製の基線に絶縁被膜を被覆した線材や、銅製の基線に融着機能を付加した絶縁被膜を被覆した線材や、これらの組み合わせを用いることができる。なお、線材の横断面形状は、例えば、三角形、正方形、長方形、六角形のような多角形、円形、楕円形等のいかなる形状であってもよい。   Although it does not specifically limit as a wire which forms the coil 21, For example, the wire which coat | covered the insulation film which added the fusion | fusion function to the copper base line, the wire which coat | covered the copper base line, and these combinations Can be used. Note that the cross-sectional shape of the wire may be any shape such as a polygon such as a triangle, a square, a rectangle, and a hexagon, a circle, and an ellipse.

コイル21の高さ、中央空洞部の断面積(コイル21の内径)、およびコイル21を構成する線材の巻き数は、マグネット組立体3から発せられる磁束の密度(磁力線の数)、後述するマグネット組立体3の回転速度等に応じて、コイル21内に発生する電力が、外部に設けられた電子回路を駆動するための駆動最低電力(例えば、約200μJ)以上となるよう適宜設定される。   The height of the coil 21, the cross-sectional area of the central cavity (the inner diameter of the coil 21), and the number of turns of the wire constituting the coil 21 are the density of magnetic flux generated from the magnet assembly 3 (the number of magnetic lines of force), and the magnet described later. In accordance with the rotational speed of the assembly 3 and the like, the electric power generated in the coil 21 is appropriately set so as to be equal to or higher than the minimum driving electric power (for example, about 200 μJ) for driving an electronic circuit provided outside.

<マグネット組立体3>
マグネット組立体3は、ケース1およびコイル組立体2と協働して、コイル21を貫く磁束(磁力線)が流れる磁気回路を構成する。図6および図7に示すように、マグネット組立体3は、円柱状のマグネット31と、第1のマグネット組立体部品32aと、第2のマグネット組立体部品32bとを備えている。
<Magnet assembly 3>
The magnet assembly 3 cooperates with the case 1 and the coil assembly 2 to form a magnetic circuit through which a magnetic flux (line of magnetic force) penetrating the coil 21 flows. As shown in FIGS. 6 and 7, the magnet assembly 3 includes a columnar magnet 31, a first magnet assembly component 32a, and a second magnet assembly component 32b.

マグネット31は、円柱形状を有しており、上面側にN極が位置しており、下面側にS極が位置している。したがって、マグネット31は、その高さ方向(Z方向)に磁化方向(着磁方向)Mを有している。   The magnet 31 has a cylindrical shape, with the N pole located on the upper surface side and the S pole located on the lower surface side. Therefore, the magnet 31 has a magnetization direction (magnetization direction) M in the height direction (Z direction).

なお、本実施形態では、マグネット31は、円柱形状を有しているが、マグネット31のN極とS極が、マグネット31の最外殻で高さ方向(Z方向)において互いに対になっていれば、マグネット31の形状は、これに限られない。例えば、マグネット31は、四角柱形状、球状等を有していてもよい。   In the present embodiment, the magnet 31 has a cylindrical shape, but the N pole and the S pole of the magnet 31 are paired with each other in the height direction (Z direction) at the outermost shell of the magnet 31. Thus, the shape of the magnet 31 is not limited to this. For example, the magnet 31 may have a quadrangular prism shape, a spherical shape, or the like.

マグネット31としては、例えば、アルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石や、それらを粉砕して樹脂材料やゴム材料に混練した複合素材を成形してなる磁石(ボンド磁石)等を用いることができる。これらの中でも、マグネット31として、強い磁力を有するネオジム磁石や高い耐熱性を有するサマリウムコバルト磁石を用いることが好ましい。   As the magnet 31, for example, an alnico magnet, a ferrite magnet, a neodymium magnet, a samarium cobalt magnet, or a magnet (bond magnet) formed by molding a composite material obtained by pulverizing them and kneading them into a resin material or a rubber material is used. Can do. Among these, it is preferable to use a neodymium magnet having a strong magnetic force or a samarium cobalt magnet having high heat resistance as the magnet 31.

第1のマグネット組立体部品32aおよび第2のマグネット組立体部品32bは、弱磁性材料または非磁性材料で構成されており、互いに係合し、マグネット31をその内部に収納する。第1のマグネット組立体部品32aおよび第2のマグネット組立体部品32bの構成材料としては、重量の軽い樹脂材料を用いることが好ましい。   The first magnet assembly part 32a and the second magnet assembly part 32b are made of a weak magnetic material or a nonmagnetic material, engage with each other, and house the magnet 31 therein. As a constituent material of the first magnet assembly part 32a and the second magnet assembly part 32b, it is preferable to use a light resin material.

第1のマグネット組立体部品32aは、略半球状の全体形状を有しており、略円形の平面視形状を有する板状部320と、板状部320から半球状に外側に向かって突出する半球状突出部321と、半球状突出部321の板状部320と接している面に対して反対側の面の略中心部上に設けられた歯車(ピニオンギア)322と、歯車322の半球状突出部321と接している面に対して反対側の面の略中心部上に設けられた突出部323とを有している。   The first magnet assembly part 32a has a substantially hemispherical overall shape, and has a plate-like portion 320 having a substantially circular plan view shape, and protrudes outward from the plate-like portion 320 in a hemispherical shape. A hemispherical protrusion 321, a gear (pinion gear) 322 provided on substantially the center of the surface opposite to the surface of the hemispherical protrusion 321 in contact with the plate-like portion 320, and a hemisphere of the gear 322 And a protrusion 323 provided on a substantially central portion of the surface opposite to the surface in contact with the protrusion 321.

また、第1のマグネット組立体部品32aの板状部320の第2のマグネット組立体部品32bと対向する面(板状部320の半球状突出部321が設けられている面に対して反対側の面)上には、マグネット収納部324と、係合凹部325と、係合凸部326とが形成されている。   Further, the surface of the plate-like portion 320 of the first magnet assembly component 32a that faces the second magnet assembly component 32b (the opposite side to the surface on which the hemispherical protrusion 321 of the plate-like portion 320 is provided). On the surface, a magnet storage portion 324, an engagement recess 325, and an engagement projection 326 are formed.

マグネット収納部324は、板状部320に形成された凹部であり、その形状およびサイズ(幅および高さ)は、マグネット31の形状に応じて適宜設定される。係合凹部325は、マグネット収納部324の上側に設けられており、略円形の平面視形状を有する。一方、係合凸部326は、マグネット収納部324の下側に設けられており、略円柱状の全体形状を有している。   The magnet storage portion 324 is a recess formed in the plate-like portion 320, and its shape and size (width and height) are appropriately set according to the shape of the magnet 31. The engaging recess 325 is provided on the upper side of the magnet storage portion 324 and has a substantially circular plan view shape. On the other hand, the engaging convex portion 326 is provided below the magnet storage portion 324 and has a substantially cylindrical overall shape.

第2のマグネット組立体部品32bは、係合凹部325および係合凸部326の位置が入れ替わっている点を除き、第1のマグネット組立体部品32aと同じ構成を有している。   The second magnet assembly part 32b has the same configuration as the first magnet assembly part 32a except that the positions of the engaging recess 325 and the engaging protrusion 326 are interchanged.

図7に示すように、マグネット31を第1のマグネット組立体部品32a(または第2のマグネット組立体部品32b)のマグネット収納部324内に収納した状態において、第1のマグネット組立体部品32aの係合凹部325内に第2のマグネット組立体部品32bの係合凸部326を挿入し、第2のマグネット組立体部品32bの係合凹部325内に第1のマグネット組立体部品32aの係合凸部326を挿入することによって、マグネット組立体3が組み立てられる。   As shown in FIG. 7, when the magnet 31 is housed in the magnet housing portion 324 of the first magnet assembly part 32a (or the second magnet assembly part 32b), the first magnet assembly part 32a The engaging convex part 326 of the second magnet assembly part 32b is inserted into the engaging concave part 325, and the engagement of the first magnet assembly part 32a is inserted into the engaging concave part 325 of the second magnet assembly part 32b. The magnet assembly 3 is assembled by inserting the convex portion 326.

また、マグネット組立体3が組み立てられた状態において、第1のマグネット組立体部品32aは、接着剤による接着や、熱や超音波等による溶着によって、第2のマグネット組立体部品32bに接合される。   Further, in a state where the magnet assembly 3 is assembled, the first magnet assembly part 32a is joined to the second magnet assembly part 32b by adhesion using an adhesive, welding by heat, ultrasonic waves, or the like. .

発電装置100が組み立てられた状態において、マグネット組立体3の一対の歯車322は、後述するマグネット組立体ホルダー4のラック42の係合面423(図9参照)と噛み合い係合する。ラック42の係合面423が歯車322と係合した状態で、ラック42が上下方向(Z方向)にスライド移動すると、マグネット組立体3がマグネット31の磁化方向Mに対して垂直な軸周りに回転する。   In a state where the power generation apparatus 100 is assembled, the pair of gears 322 of the magnet assembly 3 meshes with and engages with an engagement surface 423 (see FIG. 9) of the rack 42 of the magnet assembly holder 4 described later. When the rack 42 slides in the vertical direction (Z direction) with the engagement surface 423 of the rack 42 engaged with the gear 322, the magnet assembly 3 moves around an axis perpendicular to the magnetization direction M of the magnet 31. Rotate.

また、図15に示すように、発電装置100が組み立てられた状態において、マグネット組立体3は、コイル組立体2の上板部222上に載置され、コイル組立体2の上板部222と、蓋部43の円弧状切り欠け部434との間で、上下方向(Z方向)に揺動しないように保持される。マグネット組立体3は、コイル組立体2の上板部222上に載置されるため、発電装置100が組み立てられた状態において、マグネット31は、コイル21から所定の距離だけ離間して配置される。   As shown in FIG. 15, the magnet assembly 3 is placed on the upper plate portion 222 of the coil assembly 2 in a state where the power generation device 100 is assembled. In addition, it is held so as not to swing in the vertical direction (Z direction) between the arcuate cutout portion 434 of the lid portion 43. Since the magnet assembly 3 is placed on the upper plate portion 222 of the coil assembly 2, the magnet 31 is arranged at a predetermined distance from the coil 21 in a state where the power generation apparatus 100 is assembled. .

また、マグネット組立体3は、マグネット組立体3が組み立てられた状態において、一対の突出部323間の距離が、ケース1の壁部12の内径と略等しくなるよう構成されている。そのため、図15に示すように、発電装置100が組み立てられた状態において、マグネット組立体3の一対の突出部323は、ケース1の壁部12の内周面と係合し、ケース1内部におけるマグネット組立体3のX方向への揺動を防止するとともに、マグネット組立体3の回転軸Aを規定する。   The magnet assembly 3 is configured such that the distance between the pair of protrusions 323 is substantially equal to the inner diameter of the wall portion 12 of the case 1 in a state where the magnet assembly 3 is assembled. Therefore, as shown in FIG. 15, in a state where the power generation device 100 is assembled, the pair of protrusions 323 of the magnet assembly 3 engage with the inner peripheral surface of the wall portion 12 of the case 1, and While preventing the magnet assembly 3 from swinging in the X direction, the rotation axis A of the magnet assembly 3 is defined.

また、第1のマグネット組立体部品32aおよび第2のマグネット組立体部品32bの各部品は、それぞれ個別の部品であってもよいが、部品点数の削減および各部品間の接着不良防止や離脱防止の観点から、第1のマグネット組立体部品32aおよび第2のマグネット組立体部品32bのそれぞれは、一体成型により形成されていることが好ましい。また、第1のマグネット組立体部品32aおよび第2のマグネット組立体部品32bは、マグネット31を埋め込んだ状態で樹脂材料の成形を行うインサート成形により、一体的に形成されていてもよい。   In addition, each of the first magnet assembly part 32a and the second magnet assembly part 32b may be an individual part, but the number of parts can be reduced, and adhesion failure between parts and prevention of separation can be prevented. From this point of view, each of the first magnet assembly part 32a and the second magnet assembly part 32b is preferably formed by integral molding. Further, the first magnet assembly part 32a and the second magnet assembly part 32b may be integrally formed by insert molding in which a resin material is molded in a state where the magnet 31 is embedded.

<マグネット組立体ホルダー4>
マグネット組立体ホルダー4は、弱磁性材料または非磁性材料により構成されており、マグネット組立体3を回転可能に保持する。マグネット組立体ホルダー4の構成材料としては、重量の軽い樹脂材料を用いることが好ましい。
<Magnet assembly holder 4>
The magnet assembly holder 4 is made of a weak magnetic material or a non-magnetic material, and holds the magnet assembly 3 rotatably. As a constituent material of the magnet assembly holder 4, it is preferable to use a light weight resin material.

図2に示すように、マグネット組立体ホルダー4は、ラック支持体41と、ラック42と、蓋部43とを備えている。   As shown in FIG. 2, the magnet assembly holder 4 includes a rack support body 41, a rack 42, and a lid portion 43.

<<ラック支持体41>>
図8に示すように、ラック支持体41は、下板部411と、下板部411から上方に延伸するよう設けられた一対の壁部412と、一対の壁部412を連結する連結部413とを備えている。
<< Rack Support 41 >>
As shown in FIG. 8, the rack support 41 includes a lower plate portion 411, a pair of wall portions 412 provided so as to extend upward from the lower plate portion 411, and a connecting portion 413 that connects the pair of wall portions 412. And.

下板部411は、円環形状を有し、その中央部には、略円形の平面視形状を有する開口が形成されている。下板部411は、ケース1の壁部12の内径と略等しい外径と、コイルバネ5の内径よりも小さな内径を有している。そのため、図15に示すように、発電装置100が組み立てられた状態において、下板部411の下面は、コイルバネ5の上端と接する。また、図10に示すように、ラック42がラック支持体41によって支持された状態において、下板部411は、ラック42の一対の板状部421の下端部を受ける。   The lower plate portion 411 has an annular shape, and an opening having a substantially circular plan view shape is formed at the center thereof. The lower plate portion 411 has an outer diameter that is substantially equal to the inner diameter of the wall portion 12 of the case 1 and an inner diameter that is smaller than the inner diameter of the coil spring 5. Therefore, as shown in FIG. 15, the lower surface of the lower plate portion 411 is in contact with the upper end of the coil spring 5 in a state where the power generation device 100 is assembled. Further, as shown in FIG. 10, in a state where the rack 42 is supported by the rack support body 41, the lower plate portion 411 receives the lower end portions of the pair of plate-like portions 421 of the rack 42.

一対の壁部412は、下板部411の外周面および内周面に沿って、上方に延伸するよう形成されている。また、一対の壁部412の間には、連結部413が設けられており、連結部413によって一対の壁部412が連結されている。   The pair of wall portions 412 are formed to extend upward along the outer peripheral surface and inner peripheral surface of the lower plate portion 411. In addition, a connecting portion 413 is provided between the pair of wall portions 412, and the pair of wall portions 412 are connected by the connecting portion 413.

一対の壁部412のそれぞれの上端部4121の外側(連結部413が設けられている側とは反対側)の一部が切り欠かれており、係合凹部4122が形成されている。図10に示すように、壁部412の上端部4121は、ラック42の傾斜係合部424(図9参照)の平坦面4242と係合し、壁部412の係合凹部4122は、ラック42の傾斜係合部424の係合凸部4243と係合する。   A part of the outer side (the side opposite to the side on which the connecting part 413 is provided) of the upper end part 4121 of each of the pair of wall parts 412 is notched, and an engaging concave part 4122 is formed. As shown in FIG. 10, the upper end portion 4121 of the wall portion 412 engages with the flat surface 4242 of the inclined engagement portion 424 (see FIG. 9) of the rack 42, and the engagement recess portion 4122 of the wall portion 412 It engages with the engaging convex portion 4243 of the inclined engaging portion 424.

連結部413は、一対の壁部412の間に設けられ、円弧上の外周面と、平坦な内周面とを有する。連結部413は、一対の壁部412の高さよりも低い高さを有している。連結部413の上側には、スリット414が形成されている。スリット414の幅は、蓋部43の板状部432(図11参照)の厚さ(図2中のX方向の長さ)と略等しくなるよう設定されている。発電装置100が組み立てられた状態において、スリット414内には、蓋部43の板状部432の一方の端部435が挿入され、蓋部43が支持される。   The connecting portion 413 is provided between the pair of wall portions 412 and has an outer peripheral surface on an arc and a flat inner peripheral surface. The connecting portion 413 has a height that is lower than the height of the pair of wall portions 412. A slit 414 is formed on the upper side of the connecting portion 413. The width of the slit 414 is set to be substantially equal to the thickness (the length in the X direction in FIG. 2) of the plate-like portion 432 (see FIG. 11) of the lid portion 43. In a state where the power generation apparatus 100 is assembled, one end portion 435 of the plate-like portion 432 of the lid portion 43 is inserted into the slit 414 and the lid portion 43 is supported.

ラック支持体41は、個別の部品を接着または接合することによって構成されていてもよいが、部品点数の削減および各部品間の接着不良防止や離脱防止の観点から、ラック支持体41は、一体成型により構成されていることが好ましい。   The rack support body 41 may be configured by bonding or joining individual parts. However, from the viewpoint of reducing the number of parts and preventing adhesion failure and separation between the parts, the rack support body 41 is integrated. It is preferable to be constituted by molding.

<<ラック42>>
図10に示すように、ラック42は、ラック支持体41に支持されたときに、ラック支持体41と共に略円筒状の全体形状を有する組立体を形成する。図9に示すように、ラック42は、対向する一対の板状部421と、一対の板状部421を連結する連結部422とを備えている。
<< Rack 42 >>
As shown in FIG. 10, when the rack 42 is supported by the rack support 41, the rack 42 forms an assembly having a substantially cylindrical overall shape together with the rack support 41. As shown in FIG. 9, the rack 42 includes a pair of opposing plate-like portions 421 and a connecting portion 422 that connects the pair of plate-like portions 421.

一対の板状部421のそれぞれは、略円弧状の平面視形状を有しており、連結部422が設けられている側とは反対側の面上に形成された係合面423と、上端から板状部421の円周方向に延伸するよう設けられた傾斜係合部424とを備えている。   Each of the pair of plate-like portions 421 has a substantially arcuate plan view shape, an engagement surface 423 formed on a surface opposite to the side on which the connecting portion 422 is provided, and an upper end And an inclined engaging portion 424 provided so as to extend in the circumferential direction of the plate-like portion 421.

係合面423は、マグネット組立体3の歯車322と噛み合い係合可能な凹凸形状(ラック部)を有しており、板状部421の高さ方向に沿って形成されている。マグネット組立体3の歯車322と、板状部421の係合面423とが噛み合い係合した状態において、ラック42が上下方向にスライド移動すると、マグネット組立体3が回転する。係合面423の長さ(図2中のZ方向の長さ)は、ラック42のスライド移動によって、マグネット組立体3が半回転以上(本実施形態では、略半回転)回転可能となるよう設定されている。   The engaging surface 423 has an uneven shape (rack portion) that can mesh with and engage with the gear 322 of the magnet assembly 3, and is formed along the height direction of the plate-like portion 421. In a state where the gear 322 of the magnet assembly 3 and the engagement surface 423 of the plate-like portion 421 are engaged and engaged, when the rack 42 slides in the vertical direction, the magnet assembly 3 rotates. The length of the engaging surface 423 (the length in the Z direction in FIG. 2) is such that the magnet assembly 3 can rotate more than half a turn (substantially a half turn in this embodiment) by the sliding movement of the rack 42. Is set.

傾斜係合部424は、上面側に傾斜面4241と、下面側に平坦面4242とを有しており、外側から内側に向かってその高さが漸減する。また、平坦面4242の外周部には、下方向に向かって突出するよう係合凸部4243が形成されている。   The inclined engagement portion 424 has an inclined surface 4241 on the upper surface side and a flat surface 4242 on the lower surface side, and its height gradually decreases from the outside toward the inside. Further, an engaging convex portion 4243 is formed on the outer peripheral portion of the flat surface 4242 so as to protrude downward.

図10に示すように、ラック42がラック支持体41に支持された状態において、傾斜係合部424の平坦面4242は、ラック支持体41の上端部4121と係合し、傾斜係合部424の係合凸部4243は、ラック支持体41の係合凹部4122と係合する。   As shown in FIG. 10, in a state where the rack 42 is supported by the rack support body 41, the flat surface 4242 of the inclined engagement portion 424 engages with the upper end portion 4121 of the rack support body 41, and the inclined engagement portion 424. The engaging convex portion 4243 is engaged with the engaging concave portion 4122 of the rack support body 41.

さらに、図15に示すように、発電装置100が組み立てられた状態において、傾斜係合部424の傾斜面4241は、後述する操作部6の板バネ62の傾斜係合部623と係合する。   Further, as shown in FIG. 15, in a state where the power generation apparatus 100 is assembled, the inclined surface 4241 of the inclined engaging portion 424 engages with an inclined engaging portion 623 of the leaf spring 62 of the operation portion 6 described later.

傾斜係合部424の傾斜面4241の傾斜角は、操作部6に対して外力が印加されたとき、板バネ62の傾斜係合部623がラック42を押下するとともに、板バネ62の傾斜係合部623がラック42の傾斜係合部424の傾斜面4241に沿って下方に向かってスライド移動するよう設定されている。これにより、板バネ62の傾斜係合部623が所定の量だけラック42の傾斜係合部424に沿って下方に向かってスライド移動し、マグネット組立体3が所定の量回転したとき、操作部6の板バネ62の傾斜係合部623と、ラック42の傾斜係合部424との間の係合が解除される構成を実現することができる。   The inclination angle of the inclined surface 4241 of the inclination engagement portion 424 is such that when an external force is applied to the operation portion 6, the inclination engagement portion 623 of the leaf spring 62 pushes down the rack 42, and the inclination angle of the leaf spring 62. The joint portion 623 is set so as to slide downward along the inclined surface 4241 of the inclined engaging portion 424 of the rack 42. As a result, the inclined engaging portion 623 of the leaf spring 62 slides downward along the inclined engaging portion 424 of the rack 42 by a predetermined amount, and when the magnet assembly 3 rotates by a predetermined amount, the operation portion Thus, it is possible to achieve a configuration in which the engagement between the inclined engagement portion 623 of the sixth leaf spring 62 and the inclined engagement portion 424 of the rack 42 is released.

連結部422は、一対の板状部421の間に設けられ、円弧上の外周面と、平坦な内周面とを有している。連結部422は、一対の板状部421の高さよりも低い高さを有している。連結部422の上側には、スリット425が形成されている。スリット425の幅は、蓋部43の板状部432の厚さ(図2中のX方向の長さ)と略等しくなるよう設定されている。発電装置100が組み立てられた状態において、スリット425内には、蓋部43の板状部432の他方の端部435が挿入され、蓋部43が支持される。   The connecting portion 422 is provided between the pair of plate-like portions 421 and has an outer peripheral surface on an arc and a flat inner peripheral surface. The connecting portion 422 has a height that is lower than the height of the pair of plate-like portions 421. A slit 425 is formed above the connecting portion 422. The width of the slit 425 is set to be substantially equal to the thickness of the plate-like portion 432 of the lid portion 43 (the length in the X direction in FIG. 2). In the state where the power generation device 100 is assembled, the other end portion 435 of the plate-like portion 432 of the lid portion 43 is inserted into the slit 425 and the lid portion 43 is supported.

ラック42は、個別の部品を接着または接合することによって構成されていてもよいが、部品点数の削減および各部品間の接着不良防止や離脱防止の観点から、ラック42は、一体成型により構成されていることが好ましい。   The rack 42 may be configured by bonding or joining individual components. However, the rack 42 is configured by integral molding from the viewpoint of reducing the number of components and preventing adhesion failure and separation between the components. It is preferable.

<<蓋部43>>
図11に示すように、蓋部43は、略円形の平面視形状を有する上板部431と、上板部431から下方に延伸するよう設けられた板状部432とを備えている。上板部431の略中心部には、略四角形の平面視形状を有する開口部4311が形成されており、発電装置100が組み立てられた状態において、操作部6は、開口部4311から上側へ向かってケース1から突出する。
<< Cover 43 >>
As shown in FIG. 11, the lid portion 43 includes an upper plate portion 431 having a substantially circular shape in plan view, and a plate-like portion 432 provided so as to extend downward from the upper plate portion 431. An opening 4311 having a substantially quadrangular plan view shape is formed at a substantially central portion of the upper plate portion 431. When the power generation apparatus 100 is assembled, the operation unit 6 is directed upward from the opening 4311. Projecting from the case 1.

上板部431は、ケース1の壁部12の外径と略等しい直径を有しており、発電装置100が組み立てられた状態において、上板部431の下面がケース1の壁部12の上端と係合する。また、開口部4311は、発電装置100が組み立てられた状態において、上板部431の下面と、押圧部61のかぎ状部613(図12参照)とが係合するよう形成されている。   The upper plate portion 431 has a diameter substantially equal to the outer diameter of the wall portion 12 of the case 1, and the lower surface of the upper plate portion 431 is the upper end of the wall portion 12 of the case 1 when the power generation device 100 is assembled. Engage with. Further, the opening 4311 is formed so that the lower surface of the upper plate portion 431 and the hook-shaped portion 613 (see FIG. 12) of the pressing portion 61 are engaged in a state where the power generation apparatus 100 is assembled.

板状部432は、発電装置100が組み立てられた状態において、板状部432の両端部435がそれぞれ、ラック支持体41のスリット414およびラック42のスリット425内に収納されるよう構成されている。   The plate-like portion 432 is configured such that both end portions 435 of the plate-like portion 432 are accommodated in the slit 414 of the rack support body 41 and the slit 425 of the rack 42 in a state where the power generation apparatus 100 is assembled. .

また、板状部432の下側には、円弧上に切り欠かれた円弧状切り欠け部434が形成されている。円弧状切り欠け部434は、マグネット組立体3の第1および第2のマグネット組立体部品32a、bの板状部320に対応する形状を有している。さらに、円弧状切り欠け部434には、発電装置100が組み立てられた状態において、第1および第2のマグネット組立体部品32a、bの板状部320と係合する2つの係合突起部436が形成されている。そのため、発電装置100が組み立てられた状態において、マグネット組立体3は、円弧状切り欠け部434内に位置し、コイル組立体2の上板部222と、蓋部43の係合突起部436とによって、上下方向(Z方向)および図2中のY方向に揺動しないよう、回転可能に保持される。   In addition, an arcuate notch 434 cut out on an arc is formed below the plate-like part 432. The arc-shaped cutout portion 434 has a shape corresponding to the plate-like portion 320 of the first and second magnet assembly parts 32 a and 32 b of the magnet assembly 3. Further, the arc-shaped cutout portion 434 has two engaging protrusions 436 that engage with the plate-like portions 320 of the first and second magnet assembly parts 32a and 32b in a state where the power generation device 100 is assembled. Is formed. Therefore, in a state where the power generation apparatus 100 is assembled, the magnet assembly 3 is positioned in the arc-shaped notch 434, the upper plate portion 222 of the coil assembly 2, the engagement protrusion 436 of the lid portion 43, and the like. Therefore, it is rotatably held so as not to swing in the vertical direction (Z direction) and the Y direction in FIG.

板状部432の上側には、略四角形状の開口部433が形成されている。また、開口部433の下側には、板状部432から外側に突出する載置部437が設けられている。また、載置部437の上面の略中央部には、上方に向かって突出するよう設けられた円柱状のバネ装着軸438が設けられている。   A substantially rectangular opening 433 is formed on the upper side of the plate-like portion 432. A mounting portion 437 that protrudes outward from the plate-like portion 432 is provided below the opening 433. In addition, a columnar spring mounting shaft 438 provided so as to protrude upward is provided at a substantially central portion of the upper surface of the mounting portion 437.

載置部437は、略円形の平面視形状を有しており、後述する操作部6のコイルバネ63の外径よりも大きい直径を有している。発電装置100が組み立てられた状態において、載置部437上には、開口部4311を介して挿入された操作部6のコイルバネ63が載置される。バネ装着軸438は、載置部437の直径および操作部6のコイルバネ63の内径よりも小さい直径を有している。そのため、発電装置100が組み立てられた状態において、コイルバネ63の中央空洞部内に、バネ装着軸438が挿通される。   The mounting portion 437 has a substantially circular shape in plan view, and has a diameter larger than the outer diameter of a coil spring 63 of the operation portion 6 described later. In a state where the power generation apparatus 100 is assembled, the coil spring 63 of the operation unit 6 inserted through the opening 4311 is mounted on the mounting unit 437. The spring mounting shaft 438 has a diameter smaller than the diameter of the mounting portion 437 and the inner diameter of the coil spring 63 of the operation portion 6. Therefore, the spring mounting shaft 438 is inserted into the central cavity portion of the coil spring 63 in a state where the power generation device 100 is assembled.

板状部432の外側両側面上には、ケース1の一対の孔部13内に収納される凸部439が形成されている。一対の凸部439をケース1の一対の孔部13内にそれぞれ挿入することで、蓋部43をケース1に対して固定することができる。   Convex portions 439 that are accommodated in the pair of hole portions 13 of the case 1 are formed on both outer side surfaces of the plate-like portion 432. By inserting the pair of convex portions 439 into the pair of hole portions 13 of the case 1, the lid portion 43 can be fixed to the case 1.

蓋部43は、個別の部品を接着または接合することによって構成されていてもよいが、部品点数の削減および各部品間の接着不良防止や離脱防止の観点から、蓋部43は、一体成型により構成されていることが好ましい。   The lid portion 43 may be configured by bonding or joining individual components. However, from the viewpoint of reducing the number of components and preventing adhesion failure and separation between the components, the lid portion 43 is formed by integral molding. It is preferable to be configured.

<コイルバネ(弾性部材)5>
コイルバネ5は、弱磁性または非磁性の金属材料から構成され、発電装置100が組み立てられた状態において、コイル組立体2と、マグネット組立体ホルダー4との間に配置される。コイルバネ5は、ケース1の壁部12の内径と略等しい外径を有している。そのため、発電装置100が組み立てられた状態において、コイルバネ5は、ケース1の壁部12によって支持される。図15に示すように、コイルバネ5の下端部は、コイル組立体2の下板部221に接触しており、コイルバネ5の上端部は、ラック支持体41の下板部411に接触している。
<Coil spring (elastic member) 5>
The coil spring 5 is made of a weak magnetic or nonmagnetic metal material, and is disposed between the coil assembly 2 and the magnet assembly holder 4 in a state where the power generation apparatus 100 is assembled. The coil spring 5 has an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the wall portion 12 of the case 1. Therefore, the coil spring 5 is supported by the wall portion 12 of the case 1 in a state where the power generation device 100 is assembled. As shown in FIG. 15, the lower end portion of the coil spring 5 is in contact with the lower plate portion 221 of the coil assembly 2, and the upper end portion of the coil spring 5 is in contact with the lower plate portion 411 of the rack support 41. .

そのため、操作者が操作部6を押圧することによって印加される外力によってラック42およびラック支持体41が下方向にスライド移動すると、ラック支持体41の下板部411によってコイルバネ5が圧縮される。そのため、コイルバネ5は、印加された外力を、弾性エネルギーとして貯蔵することができる。   Therefore, when the rack 42 and the rack support 41 are slid downward by an external force applied when the operator presses the operation unit 6, the coil spring 5 is compressed by the lower plate portion 411 of the rack support 41. Therefore, the coil spring 5 can store the applied external force as elastic energy.

後述するように、板バネ62の傾斜係合部623からの押圧によって、所定の量ラック42およびラック支持体41が下方向に移動し、板バネ62の傾斜係合部623と、ラック42の傾斜係合部424との間の係合が解除されると、ラック支持体41の下板部411によるコイルバネ5に対する押圧が解除される。   As will be described later, a predetermined amount of the rack 42 and the rack support body 41 are moved downward by pressing the leaf spring 62 from the inclined engaging portion 623, and the inclined engaging portion 623 of the leaf spring 62 and the rack 42 are moved. When the engagement with the inclined engagement portion 424 is released, the pressure on the coil spring 5 by the lower plate portion 411 of the rack support 41 is released.

コイルバネ5に対する押圧が解除されると、コイルバネ5は、貯蔵された弾性エネルギーを解放し、マグネット組立体ホルダー4を駆動、すなわち、ラック42およびラック支持体41を上方向に移動させる。このとき、ラック42の係合面423とマグネット組立体3の歯車322の作用により、マグネット組立体3がマグネット31の磁化方向に対して垂直な軸方向に所定の量(本実施形態では、略半回転)だけ回転する。   When the pressure on the coil spring 5 is released, the coil spring 5 releases the stored elastic energy and drives the magnet assembly holder 4, that is, moves the rack 42 and the rack support 41 upward. At this time, due to the action of the engagement surface 423 of the rack 42 and the gear 322 of the magnet assembly 3, the magnet assembly 3 has a predetermined amount in the axial direction perpendicular to the magnetization direction of the magnet 31 (in this embodiment, approximately Rotate half a turn).

コイルバネ5の弾性エネルギーの解放によって、マグネット組立体3がマグネット31の磁化方向に対して垂直な軸方向に回転すると、コイル21を貫く磁束の密度(磁力線の数)が変化し、コイル21内に電力が発生する。すなわち、本実施形態において、コイルバネ5は、操作部6を介して印加された外力を弾性エネルギーとして貯蔵し、さらに、貯蔵された弾性エネルギーを解放することにより、マグネット組立体ホルダー4を駆動させ、マグネット組立体3を回転させる弾性部材として機能する。   When the magnet assembly 3 rotates in the axial direction perpendicular to the magnetization direction of the magnet 31 by releasing the elastic energy of the coil spring 5, the density of magnetic flux (number of lines of magnetic force) passing through the coil 21 changes, Electric power is generated. That is, in this embodiment, the coil spring 5 stores the external force applied via the operation unit 6 as elastic energy, and further drives the magnet assembly holder 4 by releasing the stored elastic energy. It functions as an elastic member that rotates the magnet assembly 3.

コイルバネ5のバネ定数は、コイル21の巻き数、中央空洞部の断面積(コイル21の内径)、マグネット31から発せられる磁力線の数(磁束密度)、マグネット組立体ホルダー4の重量等に応じて、コイル21内に発生する電力が、外部に設けられた電子回路(図示せず)を駆動するための駆動最低電力(例えば、約200μJ)以上となるように適宜設定されるが、コイルバネ5のバネ定数は、1〜2N/mm程度であることが好ましい。コイルバネ5のバネ定数が上記下限値未満であると、マグネット組立体3を十分な速度で回転させることができず、また、操作部6のクリック感が柔らかくなりすぎる場合がある。一方、コイルバネ5のバネ定数が上記上限値を超えると、操作部6を操作するために要求される外力が大きくなり、操作部6のクリック感が固くなりすぎる場合がある。   The spring constant of the coil spring 5 depends on the number of turns of the coil 21, the cross-sectional area of the central cavity (inner diameter of the coil 21), the number of lines of magnetic force emitted from the magnet 31 (magnetic flux density), the weight of the magnet assembly holder 4, etc. The electric power generated in the coil 21 is appropriately set so as to be equal to or higher than the minimum driving electric power (for example, about 200 μJ) for driving an externally provided electronic circuit (not shown). The spring constant is preferably about 1 to 2 N / mm. If the spring constant of the coil spring 5 is less than the lower limit value, the magnet assembly 3 cannot be rotated at a sufficient speed, and the click feeling of the operation unit 6 may become too soft. On the other hand, when the spring constant of the coil spring 5 exceeds the above upper limit value, an external force required to operate the operation unit 6 increases, and the click feeling of the operation unit 6 may become too hard.

<操作部6>
図2に示すように、操作部6は、押圧部61と、板バネ62と、コイルバネ63とを備えており、操作者は、操作部6の押圧部61を下方向(Z2方向)押圧することにより、発電装置100に外力を印加する。
<Operation unit 6>
As illustrated in FIG. 2, the operation unit 6 includes a pressing unit 61, a leaf spring 62, and a coil spring 63, and the operator presses the pressing unit 61 of the operation unit 6 downward (Z2 direction). As a result, an external force is applied to the power generation apparatus 100.

押圧部61は、弱磁性材料または非磁性材料により構成され、図12に示すように、上板部611と、上板部611を介して連結された対向する一対の板状部612とを備えている。押圧部61の構成材料としては、重量の軽い樹脂材料を用いることが好ましい。   The pressing portion 61 is made of a weak magnetic material or a nonmagnetic material and includes an upper plate portion 611 and a pair of opposing plate-like portions 612 connected via the upper plate portion 611 as shown in FIG. ing. As a constituent material of the pressing portion 61, it is preferable to use a resin material that is light in weight.

上板部611は、略四角形の平面視形状を有しており、図2中のX方向の両端部には、一対の板状部612が下方に延伸するよう設けられている。また、上板部611の図2中のX方向の両端部には、板バネ62の突出部6212(図13参照)を受け入れるための略四角形の平面視形状を有する孔部6111が形成されている。さらに、上板部611の下面には、略十字状の平面視形状を有する凸部6112が形成されている。   The upper plate portion 611 has a substantially rectangular plan view shape, and a pair of plate-like portions 612 are provided at both ends in the X direction in FIG. 2 so as to extend downward. Further, at both ends in the X direction in FIG. 2 of the upper plate portion 611, a hole portion 6111 having a substantially rectangular plan view shape for receiving the protruding portion 6212 (see FIG. 13) of the leaf spring 62 is formed. Yes. Further, a convex portion 6112 having a substantially cross-shaped plan view shape is formed on the lower surface of the upper plate portion 611.

板状部612のそれぞれの下端部には、2つのかぎ状部613が外側に突出するように設けられている。かぎ状部613は、上面側が平坦面となっており、下面側が傾斜面となっており、その高さが外側から内側に向かって漸増する形状を有している。図14に示すように、発電装置100が組み立てられた状態において、かぎ状部613の上面は、蓋部43の上板部431の下面と係合し、押圧部61の上方向(Z1方向)への移動を制限する。   Two hook-like portions 613 are provided at the lower end portions of the plate-like portions 612 so as to protrude outward. The hook portion 613 has a shape in which the upper surface side is a flat surface, the lower surface side is an inclined surface, and the height gradually increases from the outside toward the inside. As shown in FIG. 14, the upper surface of the hook-shaped portion 613 engages with the lower surface of the upper plate portion 431 of the lid portion 43 in the assembled state of the power generation device 100, and the upward direction of the pressing portion 61 (Z1 direction). Restrict movement to

押圧部61の各部品は、それぞれ個別の部品であってもよいが、部品点数の削減および各部品間の接着不良防止や離脱防止の観点から、押圧部61は、一体成型により形成されていることが好ましい。   Each component of the pressing portion 61 may be an individual component, but the pressing portion 61 is formed by integral molding from the viewpoint of reducing the number of components and preventing adhesion failure between the components and preventing separation. It is preferable.

図13に示すように、板バネ62は、一枚の板状部材を加圧加工等によって折り曲げることによって得られる逆Uの字状のバネであり、弱磁性または非磁性の金属材料によって構成されている。   As shown in FIG. 13, the leaf spring 62 is an inverted U-shaped spring obtained by bending a single plate-like member by pressure processing or the like, and is made of a weak magnetic or nonmagnetic metal material. ing.

板バネ62は、上板部621と、上板部621の両側面から下方に向かって延伸するよう設けられた一対の板状部622と、一対の板状部622のそれぞれの下端部に設けられた傾斜係合部623とを備えている。   The plate springs 62 are provided at the lower ends of the upper plate portion 621, a pair of plate-like portions 622 provided so as to extend downward from both side surfaces of the upper plate portion 621, and the pair of plate-like portions 622. And an inclined engaging portion 623.

上板部621は、略四角形の平面視形状を有し、押圧部61の上板部611および一対の板状部612によって規定される空間内に収納可能なサイズを有している。上板部621には、押圧部61の凸部6112に対応した形状を有する開口部6211が形成されている。さらに、上板部621の図2中のX方向の両端部には、押圧部61の孔部6111に挿入可能な突出部6212が形成されている。   The upper plate portion 621 has a substantially rectangular plan view shape, and has a size that can be accommodated in a space defined by the upper plate portion 611 and the pair of plate-like portions 612 of the pressing portion 61. An opening 6211 having a shape corresponding to the convex portion 6112 of the pressing portion 61 is formed in the upper plate portion 621. Further, at both ends in the X direction in FIG. 2 of the upper plate portion 621, protruding portions 6212 that can be inserted into the hole portions 6111 of the pressing portion 61 are formed.

上板部621の突出部6212を、押圧部61の孔部6111内にそれぞれ挿入し、さらに、押圧部61の凸部6112を上板部621の開口部6211内に挿通させることにより、板バネ62が押圧部61に対して固定される。   By inserting the protruding portion 6212 of the upper plate portion 621 into the hole portion 6111 of the pressing portion 61 and inserting the convex portion 6112 of the pressing portion 61 into the opening portion 6211 of the upper plate portion 621, the leaf spring 62 is fixed to the pressing portion 61.

板状部622のそれぞれは、板状部622の上側に位置する折り曲げ部6221を中心として、外側に向かって折り曲げられており、一対の板状部622間の離間距離は、折り曲げ部6221から下方向に向かって漸増している。板バネ62に対して上側から外力が付与され、板バネ62がラック42の傾斜係合部424に対して押圧されると、板状部622のそれぞれが内側に弾性変形する。一方、板バネ62に対する上側からの外力が解除されると、板状部622のそれぞれが、外側に弾性復元する。そのため、板バネ62は、上下方向への弾性力を有する弾性部材として機能することができる。   Each of the plate-like portions 622 is bent outward with the bent portion 6221 positioned above the plate-like portion 622 as the center, and the distance between the pair of plate-like portions 622 is lower than the bent portion 6221. It gradually increases in the direction. When an external force is applied to the leaf spring 62 from above and the leaf spring 62 is pressed against the inclined engagement portion 424 of the rack 42, each of the plate-like portions 622 is elastically deformed inward. On the other hand, when the external force from the upper side with respect to the leaf spring 62 is released, each of the plate-like portions 622 is elastically restored to the outside. Therefore, the leaf spring 62 can function as an elastic member having an elastic force in the vertical direction.

傾斜係合部623は、板状部622の下端部に設けられており、板状部622から下方向かつ内側方向に延伸している。図15に示すように、発電装置100が組み立てられた状態において、傾斜係合部623の下面は、ラック42の傾斜係合部424の傾斜面4241と係合する。   The inclined engagement portion 623 is provided at the lower end portion of the plate-like portion 622 and extends downward and inward from the plate-like portion 622. As shown in FIG. 15, the lower surface of the inclined engaging portion 623 engages with the inclined surface 4241 of the inclined engaging portion 424 of the rack 42 in a state where the power generation device 100 is assembled.

発電装置100が組み立てられた状態において、操作部6に対して外力が印加されたとき、板バネ62の傾斜係合部623がラック42を押下するとともに、一対の板状部622が内側に向かって弾性変形する。その結果、ラック支持体41およびラック42が下方向にスライド移動するのに伴って、板バネ62の傾斜係合部623がラック42の傾斜係合部424上を下方に向かってスライド移動する。   When an external force is applied to the operation unit 6 in a state where the power generation apparatus 100 is assembled, the inclined engagement portion 623 of the leaf spring 62 pushes down the rack 42 and the pair of plate-like portions 622 faces inward. And elastically deforms. As a result, as the rack support body 41 and the rack 42 slide downward, the inclined engaging portion 623 of the leaf spring 62 slides downward on the inclined engaging portion 424 of the rack 42.

板バネ62の傾斜係合部623が所定の距離だけ傾斜係合部424上を下方に向かってスライド移動し、マグネット組立体3が所定の量だけ回転すると、板バネ62の傾斜係合部623がラック42の傾斜係合部424の端部より内側に到達し、板バネ62の傾斜係合部623と、ラック42の傾斜係合部424との係合が解除される。これにより、板バネ62の傾斜係合部623が所定の量ラック42の傾斜係合部424上を下方に向かってスライド移動したとき(すなわち、マグネット組立体3が所定の量だけ回転したとき)、操作部6の板バネ62の傾斜係合部623と、ラック42の傾斜係合部424との間の係合が解除され、ラック42(マグネット組立体ホルダー4)への押圧を解除する構成を実現することができる。   When the inclined engaging portion 623 of the leaf spring 62 slides downward on the inclined engaging portion 424 by a predetermined distance and the magnet assembly 3 rotates by a predetermined amount, the inclined engaging portion 623 of the leaf spring 62 is rotated. Reaches the inner side from the end of the inclined engaging portion 424 of the rack 42, and the engagement between the inclined engaging portion 623 of the leaf spring 62 and the inclined engaging portion 424 of the rack 42 is released. As a result, when the inclined engaging portion 623 of the leaf spring 62 slides downward on the inclined engaging portion 424 of the rack 42 by a predetermined amount (that is, when the magnet assembly 3 rotates by a predetermined amount). The engagement between the inclined engaging portion 623 of the leaf spring 62 of the operation portion 6 and the inclined engaging portion 424 of the rack 42 is released, and the pressure on the rack 42 (magnet assembly holder 4) is released. Can be realized.

コイルバネ63は、弱磁性または非磁性の金属材料によって構成されている。図15に示すように、発電装置100が組み立てられた状態において、コイルバネ63は、蓋部43の載置部437と、板バネ62の上板部621との間に配置される。   The coil spring 63 is made of a weak magnetic or nonmagnetic metal material. As shown in FIG. 15, the coil spring 63 is disposed between the mounting portion 437 of the lid portion 43 and the upper plate portion 621 of the leaf spring 62 in a state where the power generation device 100 is assembled.

そのため、操作者が押圧部61を下方向(Z2方向)に向かって押圧することにより外力を印加すると、押圧部61および板バネ62が下方向に移動し、その結果、コイルバネ63が圧縮される。そのため、コイルバネ63は、操作者によって印加された外力を弾性エネルギーとして貯蔵することができる。その後、操作者が押圧部61に対する外力の印加を解除すると、コイルバネ63に貯蔵された弾性エネルギーが解放され、押圧部61および板バネ62を上方向(Z1方向)に移動させる。押圧部61および板バネ62の上方向への移動は、押圧部61のかぎ状部613が蓋部43の上板部431と係合することにより制限される。   Therefore, when the operator applies an external force by pressing the pressing portion 61 downward (Z2 direction), the pressing portion 61 and the leaf spring 62 move downward, and as a result, the coil spring 63 is compressed. . Therefore, the coil spring 63 can store the external force applied by the operator as elastic energy. Thereafter, when the operator cancels the application of the external force to the pressing portion 61, the elastic energy stored in the coil spring 63 is released, and the pressing portion 61 and the leaf spring 62 are moved upward (Z1 direction). The upward movement of the pressing portion 61 and the leaf spring 62 is restricted by the hook portion 613 of the pressing portion 61 engaging the upper plate portion 431 of the lid portion 43.

コイルバネ63のバネ定数は、操作部6の重量等に応じて適宜設定されるが、コイルバネ63のバネ定数は、コイルバネ5のバネ定数の20〜40%程度であることが好ましく、コイルバネ5のバネ定数の30%程度であることがより好ましい。コイルバネ63のバネ定数が上記下限値未満であると、操作部6のクリック感が柔らかくなりすぎる場合がある。一方、コイルバネ63のバネ定数が上記上限値を超えると、操作部6を操作するために要求される外力が大きくなり、操作部6のクリック感が固くなりすぎる場合がある。   The spring constant of the coil spring 63 is appropriately set according to the weight of the operation unit 6, but the spring constant of the coil spring 63 is preferably about 20 to 40% of the spring constant of the coil spring 5. More preferably, it is about 30% of the constant. If the spring constant of the coil spring 63 is less than the lower limit value, the click feeling of the operation unit 6 may be too soft. On the other hand, when the spring constant of the coil spring 63 exceeds the above upper limit value, the external force required to operate the operation unit 6 increases, and the click feeling of the operation unit 6 may become too hard.

図14は、発電装置100が組み立てられた状態における、発電装置100の内部構造を示す図である。なお、図14中では、説明の目的のため、ケース1が省略されている。   FIG. 14 is a diagram illustrating an internal structure of the power generation device 100 in a state where the power generation device 100 is assembled. In FIG. 14, case 1 is omitted for the purpose of explanation.

図14に示すように、発電装置100が組み立てられた状態において、コイルバネ5は、コイル組立体2の下板部221と、ラック支持体41の下板部411との間に位置している。   As shown in FIG. 14, the coil spring 5 is positioned between the lower plate portion 221 of the coil assembly 2 and the lower plate portion 411 of the rack support 41 in a state where the power generation apparatus 100 is assembled.

ラック42の一対の板状部421の下端は、ラック支持体41の下板部411と係合している。さらに、ラック42の一対の傾斜係合部424の平坦面4242は、ラック支持体41の上端部4121と係合し、傾斜係合部424の係合凸部4243は、ラック支持体41の係合凹部4122と係合している。   The lower ends of the pair of plate-like portions 421 of the rack 42 are engaged with the lower plate portion 411 of the rack support body 41. Further, the flat surfaces 4242 of the pair of inclined engaging portions 424 of the rack 42 engage with the upper end portions 4121 of the rack supporting body 41, and the engaging convex portions 4243 of the inclined engaging portion 424 are engaged with the rack supporting body 41. The mating recess 4122 is engaged.

さらに、蓋部43の板状部432の一方の端部435は、ラック支持体41のスリット414内に挿入され、板状部432の他方の端部435は、ラック42のスリット425内に挿入されている。   Further, one end 435 of the plate-like portion 432 of the lid portion 43 is inserted into the slit 414 of the rack support body 41, and the other end 435 of the plate-like portion 432 is inserted into the slit 425 of the rack 42. Has been.

また、ラック42の傾斜係合部424の傾斜面4241は、板バネ62の傾斜係合部623と係合している。そのため、操作者が操作部6の押圧部61を押圧することにより外力が印加されると、ラック42の傾斜係合部424が板バネ62の傾斜係合部623によって下方向に押圧され、ラック42およびラック支持体41が下方向にスライド移動する。この際、コイルバネ5が圧縮されるので、印加された外力がコイルバネ5に弾性エネルギーとして貯蔵される。   Further, the inclined surface 4241 of the inclined engaging portion 424 of the rack 42 is engaged with the inclined engaging portion 623 of the leaf spring 62. Therefore, when an external force is applied by the operator pressing the pressing portion 61 of the operating portion 6, the inclined engaging portion 424 of the rack 42 is pressed downward by the inclined engaging portion 623 of the leaf spring 62, and the rack 42 and the rack support 41 slide and move downward. At this time, since the coil spring 5 is compressed, the applied external force is stored in the coil spring 5 as elastic energy.

一方、ラック42およびラック支持体41が所定の距離だけ下方向にスライド移動すると、板バネ62の傾斜係合部623とラック42の傾斜係合部424との間の係合が解除され、コイルバネ5に貯蔵された弾性エネルギーが解放される。その際、コイルバネ5によってラック支持体41の下板部411が下方向から急速に押し上げられ、ラック42およびラック支持体41が上方向(Z1方向)にスライド移動する。   On the other hand, when the rack 42 and the rack support 41 are slid downward by a predetermined distance, the engagement between the inclined engaging portion 623 of the leaf spring 62 and the inclined engaging portion 424 of the rack 42 is released, and the coil spring The elastic energy stored in 5 is released. At that time, the lower plate portion 411 of the rack support body 41 is rapidly pushed up from below by the coil spring 5, and the rack 42 and the rack support body 41 slide upward.

マグネット組立体3は、コイル組立体2の上板部222と、蓋部43の円弧状切り欠け部434との間に回転可能に支持されている。また、マグネット組立体3の歯車322は、ラック42の係合面423と噛み合い係合している。そのため、ラック42が上下方向にスライド移動すると、マグネット組立体3の歯車322とラック42の係合面423との作用により、マグネット組立体3がマグネット31の磁化方向Mに対して垂直な軸方向周り(図14中の時計回りおよび反時計回り)に回転する。すなわち、ラック42が下方向にスライド移動すると、マグネット組立体3は、図14中の時計回り方向(第1の方向)に回転し、ラック42が上方向にスライド移動すると、マグネット組立体3は、図14中の反時計回り方向(第2の方向)に回転する。   The magnet assembly 3 is rotatably supported between the upper plate portion 222 of the coil assembly 2 and the arc-shaped cutout portion 434 of the lid portion 43. Further, the gear 322 of the magnet assembly 3 is engaged with and engaged with the engaging surface 423 of the rack 42. Therefore, when the rack 42 slides in the vertical direction, the magnet assembly 3 is axially perpendicular to the magnetization direction M of the magnet 31 by the action of the gear 322 of the magnet assembly 3 and the engagement surface 423 of the rack 42. It rotates around (clockwise and counterclockwise in FIG. 14). That is, when the rack 42 slides downward, the magnet assembly 3 rotates in the clockwise direction (first direction) in FIG. 14, and when the rack 42 slides upward, the magnet assembly 3 , It rotates in the counterclockwise direction (second direction) in FIG.

コイルバネ63は、蓋部43の載置部437と、板バネ62の上板部621との間に位置している。そのため、操作者が操作部6の押圧部61を押圧することにより外力が印加されると、押圧部61および板バネ62が下方向に移動し、コイルバネ63が圧縮される。その結果、印加された外力がコイルバネ63の弾性力として貯蔵される。その後、操作者による押圧部61への外力の印加が解除されると、コイルバネ63は、弾性エネルギーを解放し、押圧部61および板バネ62を上方向に押し上げる。押圧部61および板バネ62の上方向への移動は、押圧部61のかぎ状部613が、蓋部43の上板部431の下面に係合することにより制限される。   The coil spring 63 is located between the placement portion 437 of the lid portion 43 and the upper plate portion 621 of the plate spring 62. Therefore, when an external force is applied by the operator pressing the pressing portion 61 of the operating portion 6, the pressing portion 61 and the leaf spring 62 move downward, and the coil spring 63 is compressed. As a result, the applied external force is stored as the elastic force of the coil spring 63. Thereafter, when the application of the external force to the pressing portion 61 by the operator is released, the coil spring 63 releases the elastic energy and pushes the pressing portion 61 and the leaf spring 62 upward. The upward movement of the pressing portion 61 and the leaf spring 62 is restricted by the hook portion 613 of the pressing portion 61 engaging the lower surface of the upper plate portion 431 of the lid portion 43.

次に、図15〜図18を参照して、発電装置100の動作を詳述する。図15は、図1に示す発電装置の動作を説明するための断面図である。図16は、図1に示す発電装置におけるマグネット組立体の回転動作を説明するための一部断面図である。図17は、図1に示す発電装置の動作を説明するための断面図である。図18は、図1に示す発電装置の動作を説明するための断面図である。   Next, the operation of the power generation apparatus 100 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining the operation of the power generation device shown in FIG. FIG. 16 is a partial cross-sectional view for explaining the rotation operation of the magnet assembly in the power generation device shown in FIG. 1. FIG. 17 is a cross-sectional view for explaining the operation of the power generation device shown in FIG. FIG. 18 is a cross-sectional view for explaining the operation of the power generation device shown in FIG.

<外力の印加>
図15には、発電装置100が組み立てられ、かつ、操作部6に外力が印加されていない自然状態における発電装置100の断面図が示されている。図16には、ラック支持体41およびラック42の下方向へのスライド移動によって、マグネット組立体3が第1の方向へ回転する動作が示されている。なお、図16では、マグネット31の回転動作を示すため、発電装置100の左側半分が断面図として示されている。
<Applying external force>
FIG. 15 shows a cross-sectional view of the power generation device 100 in a natural state in which the power generation device 100 is assembled and no external force is applied to the operation unit 6. FIG. 16 shows an operation in which the magnet assembly 3 rotates in the first direction by the downward sliding movement of the rack support body 41 and the rack 42. In FIG. 16, the left half of the power generation apparatus 100 is shown as a cross-sectional view in order to show the rotation operation of the magnet 31.

図15に示すように、操作部6の押圧部61に外力が印加されていない自然状態において、板バネ62の傾斜係合部623は、ラック42の傾斜係合部424の傾斜面4241に係合している。   As shown in FIG. 15, in a natural state where no external force is applied to the pressing portion 61 of the operation portion 6, the inclined engaging portion 623 of the leaf spring 62 is engaged with the inclined surface 4241 of the inclined engaging portion 424 of the rack 42. Match.

操作者によって操作部6の押圧部61が下方向(Z2方向)に押圧され、外力が印加されると、押圧部61および板バネ62が下方向に移動する。さらに、押圧部61および板バネ62が下方向に移動するのに伴って、板バネ62の板状部622が、内側方向(ケース1の中心に向かう方向)に向かって弾性変形し、板バネ62の傾斜係合部623が、ラック42の傾斜係合部424上を下方向にスライド移動する。   When the pressing portion 61 of the operating portion 6 is pressed downward (Z2 direction) by an operator and an external force is applied, the pressing portion 61 and the leaf spring 62 move downward. Further, as the pressing portion 61 and the leaf spring 62 move downward, the plate-like portion 622 of the leaf spring 62 is elastically deformed toward the inner direction (the direction toward the center of the case 1), and the leaf spring. 62 inclined engaging portions 623 slide and move downward on the inclined engaging portions 424 of the rack 42.

この際、押圧部61および板バネ62の下方向への移動によって、コイルバネ63が板バネ62の上板部621によって圧縮される。すなわち、押圧部61および板バネ62が下方向に移動している間、コイルバネ63は、印加された外力を、弾性エネルギーとして貯蔵する。   At this time, the coil spring 63 is compressed by the upper plate portion 621 of the plate spring 62 by the downward movement of the pressing portion 61 and the plate spring 62. That is, while the pressing portion 61 and the leaf spring 62 are moving downward, the coil spring 63 stores the applied external force as elastic energy.

さらに、押圧部61および板バネ62が下方向へ移動すると、ラック42の傾斜係合部424が板バネ62の傾斜係合部623によって下方向に押圧される。ラック42の傾斜係合部424が下方向に押圧されると、マグネット組立体ホルダー4が駆動、すなわち、ラック支持体41およびラック42が下方向にスライド移動する。この際、図16に示すように、マグネット組立体3の歯車322とラック42の係合面423との作用により、マグネット組立体3がマグネット31の磁化方向Mに対して垂直な軸A方向周りの第1の方向(図16中の時計回り方向)に回転する。   Further, when the pressing portion 61 and the leaf spring 62 move downward, the inclined engaging portion 424 of the rack 42 is pressed downward by the inclined engaging portion 623 of the leaf spring 62. When the inclined engagement portion 424 of the rack 42 is pressed downward, the magnet assembly holder 4 is driven, that is, the rack support 41 and the rack 42 slide downward. At this time, as shown in FIG. 16, due to the action of the gear 322 of the magnet assembly 3 and the engagement surface 423 of the rack 42, the magnet assembly 3 rotates around the axis A direction perpendicular to the magnetization direction M of the magnet 31. In the first direction (clockwise direction in FIG. 16).

さらに、マグネット組立体ホルダー4が駆動され、ラック支持体41およびラック42が下方向にスライド移動した際、コイルバネ5がコイル組立体2の下板部221によって圧縮される。すなわち、ラック支持体41およびラック42が下方向にスライド移動している間、コイルバネ5は、印加された外力を、弾性エネルギーとして貯蔵する。   Furthermore, when the magnet assembly holder 4 is driven and the rack support body 41 and the rack 42 slide and move downward, the coil spring 5 is compressed by the lower plate portion 221 of the coil assembly 2. That is, while the rack support body 41 and the rack 42 are slidingly moved downward, the coil spring 5 stores the applied external force as elastic energy.

上述の押圧部61および板バネ62の下方向への移動、コイルバネ63の圧縮、ラック支持体41およびラック42の下方向へのスライド移動、およびコイルバネ5の圧縮は、ラック支持体41およびラック42が所定の距離だけ下方向に移動し(すなわち、マグネット組立体3が所定の回転量だけ回転し)、板バネ62の傾斜係合部623とラック42の傾斜係合部424との間の係合が解除されるまで続く。   The above-described downward movement of the pressing portion 61 and the leaf spring 62, compression of the coil spring 63, sliding movement of the rack support 41 and the rack 42 downward, and compression of the coil spring 5 are performed by the rack support 41 and the rack 42. Moves downward by a predetermined distance (that is, the magnet assembly 3 rotates by a predetermined rotation amount), and the engagement between the inclined engaging portion 623 of the leaf spring 62 and the inclined engaging portion 424 of the rack 42 is increased. Continue until the match is released.

なお、マグネット組立体3が第1の方向に回転することにより、コイル21を貫く磁束の密度(磁力線の数)が変化するが、操作者が印加した外力によるマグネット組立体3の回転速度は遅く、また、安定していないため、この回転移動に起因してコイル21内に発生する電力は微量である。したがって、マグネット組立体3が第1の方向に回転することによりコイル21内に発生する電力は、発電装置100の発電量に実質的に寄与しない。   In addition, when the magnet assembly 3 rotates in the first direction, the density of the magnetic flux penetrating the coil 21 (number of lines of magnetic force) changes, but the rotation speed of the magnet assembly 3 due to the external force applied by the operator is slow. Moreover, since it is not stable, the electric power generated in the coil 21 due to this rotational movement is very small. Therefore, the electric power generated in the coil 21 when the magnet assembly 3 rotates in the first direction does not substantially contribute to the power generation amount of the power generation apparatus 100.

<係合解除&発電>
ラック支持体41およびラック42が下方向に移動するのに伴って、板バネ62の板状部622が、内側方向(ケース1の中心に向かう方向)に向かって弾性変形し、さらに、板バネ62の傾斜係合部623が、ラック42の傾斜係合部424上を下方向にスライド移動する。そのため、ラック支持体41およびラック42が所定の距離だけ下方向に移動し、マグネット組立体3が所定の回転量だけ回転すると、板バネ62の傾斜係合部623がラック42の傾斜係合部424の端部より内側に到達し、板バネ62の傾斜係合部623とラック42の傾斜係合部424との間の係合が解除される。図17には、板バネ62の傾斜係合部623とラック42の傾斜係合部424との間の係合が解除された状態の発電装置100の断面図が示されている。
<Disengagement & power generation>
As the rack support body 41 and the rack 42 move downward, the plate-like portion 622 of the leaf spring 62 is elastically deformed toward the inside direction (direction toward the center of the case 1), and further, the leaf spring. 62 inclined engaging portions 623 slide and move downward on the inclined engaging portions 424 of the rack 42. Therefore, when the rack support body 41 and the rack 42 are moved downward by a predetermined distance and the magnet assembly 3 is rotated by a predetermined rotation amount, the inclined engaging portion 623 of the leaf spring 62 is moved to the inclined engaging portion of the rack 42. The engagement between the inclined engaging portion 623 of the leaf spring 62 and the inclined engaging portion 424 of the rack 42 is released from the inside of the end portion of 424. FIG. 17 shows a cross-sectional view of the power generation apparatus 100 in a state where the engagement between the inclined engaging portion 623 of the leaf spring 62 and the inclined engaging portion 424 of the rack 42 is released.

板バネ62の傾斜係合部623とラック42の傾斜係合部424との間の係合が解除されると、コイルバネ5に貯蔵されていた弾性エネルギーが解除され、マグネット組立体ホルダー4が駆動、すなわち、ラック支持体41およびラック42がコイルバネ5によって上方向に急速に押し上げられる。この際、マグネット組立体3の歯車322とラック42の係合面423との作用により、マグネット組立体3がマグネット31の磁化方向Mに対して垂直な軸A方向周りの第2の方向(図16中の反時計回り方向)に急速に回転する。   When the engagement between the inclined engaging portion 623 of the leaf spring 62 and the inclined engaging portion 424 of the rack 42 is released, the elastic energy stored in the coil spring 5 is released, and the magnet assembly holder 4 is driven. That is, the rack support 41 and the rack 42 are rapidly pushed upward by the coil spring 5. At this time, due to the action of the gear 322 of the magnet assembly 3 and the engagement surface 423 of the rack 42, the magnet assembly 3 is moved in the second direction around the axis A direction perpendicular to the magnetization direction M of the magnet 31 (see FIG. 16 in the counterclockwise direction).

コイルバネ5に貯蔵されていた弾性エネルギーによって、マグネット組立体ホルダー4が駆動され、マグネット組立体3が第2の方向に急速に回転すると、コイル21を貫く磁束の密度(磁力線の数)が急激に変化し、コイル21内に電力が発生する。   When the magnet assembly holder 4 is driven by the elastic energy stored in the coil spring 5 and the magnet assembly 3 is rapidly rotated in the second direction, the density of magnetic flux (number of lines of magnetic force) penetrating the coil 21 is abruptly increased. The electric power is generated in the coil 21.

コイルバネ5に貯蔵されていた弾性エネルギーによるラック支持体41およびラック42の上方向への移動は、ラック42が蓋部43の上板部431の下面に接触することにより、停止する。ラック支持体41およびラック42の上方向への移動が停止するまでのマグネット組立体3の回転量は、ラック42の係合面423の長さに依存する。発電装置100は、マグネット組立体3の回転量が半回転以上(本実施形態では、略半回転)となるよう構成されており、マグネット組立体3の回転によりマグネット31のN極とS極が上下反転する。   The upward movement of the rack support body 41 and the rack 42 by the elastic energy stored in the coil spring 5 stops when the rack 42 contacts the lower surface of the upper plate portion 431 of the lid portion 43. The amount of rotation of the magnet assembly 3 until the upward movement of the rack support body 41 and the rack 42 stops depends on the length of the engagement surface 423 of the rack 42. The power generation apparatus 100 is configured such that the amount of rotation of the magnet assembly 3 is greater than or equal to half rotation (in this embodiment, approximately half rotation), and the rotation of the magnet assembly 3 causes the N pole and S pole of the magnet 31 to be rotated. Flip upside down.

また、板バネ62の傾斜係合部623とラック42の傾斜係合部424との間の係合が解除されると、板バネ62の板状部622は、外側方向(ケース1の中心部から離れる方向)に弾性復元する。なお、板バネ62の板状部622の外側方向への弾性復元は、一対の板状部622の先端部間の距離が所定の距離(自然状態における一対の板状部622の先端部間の距離)になると停止する。   When the engagement between the inclined engaging portion 623 of the leaf spring 62 and the inclined engaging portion 424 of the rack 42 is released, the plate-like portion 622 of the leaf spring 62 is moved outward (the center portion of the case 1). Elastic recovery in the direction away from The elastic recovery of the leaf spring 62 in the outward direction of the plate-like portion 622 is such that the distance between the tip portions of the pair of plate-like portions 622 is a predetermined distance (between the tip portions of the pair of plate-like portions 622 in the natural state). Stop at the distance.

このように、発電装置100は、コイルバネ5の弾性エネルギーを用いて、マグネット組立体ホルダー4を駆動し、マグネット組立体3を回転させることによって、発電を行っている。すなわち、発電装置100は、操作者によって印加される外力をコイルバネ5の弾性エネルギーとして貯蔵し、貯蔵されたコイルバネ5の弾性エネルギーを用いて、マグネット組立体3を回転させ、発電を行っている。   As described above, the power generation apparatus 100 generates power by driving the magnet assembly holder 4 and rotating the magnet assembly 3 using the elastic energy of the coil spring 5. That is, the power generation apparatus 100 stores the external force applied by the operator as elastic energy of the coil spring 5 and rotates the magnet assembly 3 using the stored elastic energy of the coil spring 5 to generate power.

コイルバネ5に貯蔵される弾性エネルギーは、操作者が操作部6の押圧部61を押圧する外力の大きさや速度に依存せず、コイルバネ5のバネ定数と圧縮量にのみ依存するので、操作者が操作部6に印加する外力の大きさや速度によって発電装置100の発電量は変動しない。そのため、発電装置100は、外部に設けられた電子回路を駆動するために要求される駆動最小電力を安定して発電することができる。   The elastic energy stored in the coil spring 5 does not depend on the magnitude or speed of the external force with which the operator presses the pressing portion 61 of the operation unit 6 but depends only on the spring constant and the compression amount of the coil spring 5. The power generation amount of the power generation apparatus 100 does not vary depending on the magnitude and speed of the external force applied to the operation unit 6. Therefore, the power generation apparatus 100 can stably generate the minimum driving power required for driving an electronic circuit provided outside.

<外力印加解除>
マグネット組立体3の第2の方向への回転が終了し、さらに、ラック支持体41およびラック42の上方向への移動が停止した後、操作者による操作部6の押圧部61に対する外力の印加が解除される。図18には、操作部6の押圧部61に対する外力の印加が解除された状態の発電装置100の断面図が示されている。
<Release external force application>
After the rotation of the magnet assembly 3 in the second direction is completed and the upward movement of the rack support 41 and the rack 42 is stopped, an external force is applied to the pressing portion 61 of the operation unit 6 by the operator. Is released. FIG. 18 is a cross-sectional view of the power generation device 100 in a state where the application of external force to the pressing portion 61 of the operation unit 6 is released.

操作部6の押圧部61に対する外力の印加が解除されると、コイルバネ63に貯蔵されていた弾性エネルギーが解放され、押圧部61および板バネ62が上方向に押し上げられる。また、押圧部61および板バネ62が上方向に押し上げられる際、板バネ62の板状部622の外側面(ケース1の中心部から遠い側の面)がラック42の傾斜係合部424と係合する。   When the application of the external force to the pressing portion 61 of the operation portion 6 is released, the elastic energy stored in the coil spring 63 is released, and the pressing portion 61 and the leaf spring 62 are pushed upward. Further, when the pressing portion 61 and the leaf spring 62 are pushed upward, the outer surface of the plate-like portion 622 of the leaf spring 62 (the surface far from the center portion of the case 1) is in contact with the inclined engagement portion 424 of the rack 42. Engage.

押圧部61および板バネ62の上方向への移動に伴って、板バネ62の板状部622は、ラック42の傾斜係合部424と係合した状態で、上方向に移動する。この際、ラック42の傾斜係合部424によって、板バネ62の板状部622は、内側方向(ケース1の中心部へ向かう方向)に弾性変形する。   As the pressing portion 61 and the leaf spring 62 move upward, the plate-like portion 622 of the leaf spring 62 moves upward while being engaged with the inclined engagement portion 424 of the rack 42. At this time, the plate-like portion 622 of the leaf spring 62 is elastically deformed in the inner direction (direction toward the center portion of the case 1) by the inclined engagement portion 424 of the rack 42.

押圧部61および板バネ62が上方向へ所定の距離だけ移動すると、板バネ62の傾斜係合部623がラック42の傾斜係合部424よりも上側に到達し、板バネ62の板状部622の外側面と、ラック42の傾斜係合部424との間の係合が解除される。板バネ62の板状部622の外側面と、ラック42の傾斜係合部424との間の係合が解除されると、板バネ62の板状部622が、外側方向(ケース1の中心部から離れる方向)に弾性復元する。なお、板バネ62の板状部622の外側方向への弾性復元は、板状部622の傾斜係合部623が、ラック42の傾斜係合部424の傾斜面4241に係合、または、一対の板状部622の先端部間の距離が所定の距離になると停止する。   When the pressing portion 61 and the leaf spring 62 are moved upward by a predetermined distance, the inclined engaging portion 623 of the leaf spring 62 reaches the upper side of the inclined engaging portion 424 of the rack 42 and the plate-like portion of the leaf spring 62 is reached. The engagement between the outer surface of 622 and the inclined engagement portion 424 of the rack 42 is released. When the engagement between the outer surface of the plate-like portion 622 of the plate spring 62 and the inclined engagement portion 424 of the rack 42 is released, the plate-like portion 622 of the plate spring 62 moves outward (the center of the case 1). Elastic recovery in the direction away from the part). It should be noted that the elastic restoration of the plate spring 62 in the outward direction of the plate-like portion 622 is performed by engaging the inclined engaging portion 623 of the plate-like portion 622 with the inclined surface 4241 of the inclined engaging portion 424 of the rack 42 or a pair of them. When the distance between the tip portions of the plate-like portion 622 reaches a predetermined distance, the plate-like portion 622 stops.

押圧部61および板バネ62の上方向への移動は、押圧部61のかぎ状部613が蓋部43の上板部431に係合することにより停止し、発電装置100は、図15に示した自然状態(初期状態)に戻る。   The upward movement of the pressing portion 61 and the leaf spring 62 is stopped when the hook portion 613 of the pressing portion 61 engages with the upper plate portion 431 of the lid portion 43, and the power generation apparatus 100 is shown in FIG. Return to the natural state (initial state).

次に、図19を参照して、発電装置100における磁気回路を説明する。図19は、図1に示す発電装置における磁気回路を説明するための図である。なお、説明の簡略化のため、図19からは、磁気回路を構成する、ケース1、コイル組立体2(コイル21およびコイルホルダー22)、およびマグネット組立体3(マグネット31)以外の部品は省略されている。   Next, a magnetic circuit in the power generation device 100 will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a diagram for explaining a magnetic circuit in the power generation device shown in FIG. 1. For simplification of description, components other than the case 1, the coil assembly 2 (the coil 21 and the coil holder 22), and the magnet assembly 3 (the magnet 31) constituting the magnetic circuit are omitted from FIG. Has been.

図19に示すように、コイル21を貫く磁束は、マグネット31のN極側から発せられ、コイル組立体2のコイルホルダー22およびケース1を通過して、マグネット31のS極側に戻る。すなわち、発電装置100における磁気回路は、ケース1、コイル組立体2(コイルホルダー22)、およびマグネット組立体3(マグネット31)により構成されている。   As shown in FIG. 19, the magnetic flux passing through the coil 21 is generated from the N pole side of the magnet 31, passes through the coil holder 22 and the case 1 of the coil assembly 2, and returns to the S pole side of the magnet 31. That is, the magnetic circuit in the power generation apparatus 100 includes the case 1, the coil assembly 2 (coil holder 22), and the magnet assembly 3 (magnet 31).

このような磁気回路を有する発電装置100において、コイルバネ5が解放した弾性エネルギーによってマグネット組立体ホルダー4が駆動され、マグネット組立体3がマグネット31の磁化方向Mに対して垂直な軸周りに半回転以上(本実施形態では、略半回転)急速に回転する。この際、マグネット31が半回転し、マグネット31のN極とS極が上下反転し、磁力線の向きが反対方向となる。マグネット31が半回転するまでの間、コイル21を貫く磁束の密度(磁力線の数)が大きく変化し、その結果、コイル21内に電力が発生する。   In the power generation device 100 having such a magnetic circuit, the magnet assembly holder 4 is driven by the elastic energy released by the coil spring 5, and the magnet assembly 3 is rotated halfway around an axis perpendicular to the magnetization direction M of the magnet 31. As described above (in this embodiment, approximately half rotation), it rotates rapidly. At this time, the magnet 31 is rotated halfway, the N pole and S pole of the magnet 31 are turned upside down, and the direction of the lines of magnetic force is opposite. Until the magnet 31 makes a half rotation, the density of magnetic flux (number of lines of magnetic force) penetrating the coil 21 changes greatly. As a result, electric power is generated in the coil 21.

このように、本発明の発電装置100では、ケース1が磁性材料によって構成されているため、コイル21を貫く磁束(磁力線)が流れる磁気回路が、ケース1、コイル組立体2(コイルホルダー22)、およびマグネット組立体3(マグネット31)によって構成されている。そのため、従来技術と比較して、磁気回路を構成するための部品点数を削減することができ、発電装置100を小型化することができる。   Thus, in the power generation device 100 of the present invention, since the case 1 is made of a magnetic material, the magnetic circuit through which the magnetic flux (line of magnetic force) penetrating the coil 21 flows is the case 1, the coil assembly 2 (coil holder 22). And the magnet assembly 3 (magnet 31). Therefore, compared with the prior art, the number of parts for configuring the magnetic circuit can be reduced, and the power generation apparatus 100 can be reduced in size.

さらに、本発明の発電装置100では、磁気回路がケース1、コイル組立体2(コイルホルダー22)、およびマグネット組立体3(マグネット31)によって構成されているので、回転するマグネット組立体3と、コイル21の中央空洞部内に挿入され、磁気回路を構成する芯部223とを近接させる必要がない。そのため、マグネット組立体3とコイル21(芯部223)との間の離間距離の変動に強い構造を実現できる。その結果、発電装置100の生産時の寸法管理が容易となり、発電装置100の生産性を向上させることができる。   Furthermore, in the power generation device 100 of the present invention, the magnetic circuit is constituted by the case 1, the coil assembly 2 (coil holder 22), and the magnet assembly 3 (magnet 31). It is not necessary to bring the core portion 223 inserted into the central cavity portion of the coil 21 and constituting the magnetic circuit close to each other. Therefore, it is possible to realize a structure that is resistant to fluctuations in the separation distance between the magnet assembly 3 and the coil 21 (core portion 223). As a result, dimensional management during production of the power generation device 100 is facilitated, and the productivity of the power generation device 100 can be improved.

また、磁気回路を構成する部品としてケース1を用いているため、発電装置100の部品点数を削減することができ、発電装置100の構造をより簡略化することができる。そのため、発電装置100の機械設計が容易となる。さらに、ケース1は、マグネット組立体3の周囲を覆っているため、マグネット31から発せられ、拡散していく磁束(磁力線)をケース1によって吸収することができ、マグネット31から発せられた磁束(磁力線)を効率的に利用して、発電を行うことができる。   Further, since the case 1 is used as a component constituting the magnetic circuit, the number of components of the power generation device 100 can be reduced, and the structure of the power generation device 100 can be further simplified. Therefore, the mechanical design of the power generation device 100 is facilitated. Furthermore, since the case 1 covers the periphery of the magnet assembly 3, the case 1 can absorb the magnetic flux (line of magnetic force) generated and diffused from the magnet 31, and the magnetic flux generated from the magnet 31 ( Electric power can be generated by efficiently using magnetic field lines).

また、本発明の発電装置100の磁気回路においては、マグネット31の上側には、磁性体により構成された部品が存在しない。そのため、従来技術のようなマグネット31のN極側およびS極側の両側面を磁性体により構成された部品で挟み込む構成と比較して、本発明の発電装置100では、マグネット31の上側の空間を活用することが可能となる。そのため、マグネット組立体3を回転させるための回転機構の設計自由度を向上させることができる。   Moreover, in the magnetic circuit of the electric power generating apparatus 100 of this invention, the components comprised with the magnetic body do not exist above the magnet 31. FIG. Therefore, compared with a configuration in which both side surfaces on the N-pole side and S-pole side of the magnet 31 are sandwiched between parts made of a magnetic material as in the prior art, the power generator 100 of the present invention has a space above the magnet 31. Can be utilized. Therefore, the design freedom of the rotation mechanism for rotating the magnet assembly 3 can be improved.

以上、本発明の様態の1つとして、発電装置100について説明した。本発明の別の様態において、本発明は、上述の発電装置100と、発電装置100が発電した電力によって駆動される電子回路(図示せず)とを含む電子デバイスである。   The power generation apparatus 100 has been described above as one aspect of the present invention. In another aspect of the present invention, the present invention is an electronic device including the above-described power generation device 100 and an electronic circuit (not shown) driven by the power generated by the power generation device 100.

電子回路は、発電装置100の外部に設けられ、発電装置100のケース1から延伸している端子211に接続されている。電子回路は、端子211を介して発電装置100から供給される電力を利用して、任意の機能を実行する。   The electronic circuit is provided outside the power generation apparatus 100 and is connected to a terminal 211 extending from the case 1 of the power generation apparatus 100. The electronic circuit performs an arbitrary function by using power supplied from the power generation device 100 via the terminal 211.

電子回路が実行する機能は、特に限定されない。例えば、電子回路は、発電装置100から供給される電力を利用して、照明機器等の外部機器をON/OFFするための信号を無線送信する無線送信機能を実行してもよい。この場合、電子回路は、発電装置100によって発電される微量の電力(例えば、約200μJ)を用いて信号を外部機器に無線送信するよう構成されている。   The function performed by the electronic circuit is not particularly limited. For example, the electronic circuit may execute a wireless transmission function that wirelessly transmits a signal for turning on / off an external device such as a lighting device using the power supplied from the power generation device 100. In this case, the electronic circuit is configured to wirelessly transmit a signal to an external device using a small amount of power (for example, about 200 μJ) generated by the power generation apparatus 100.

なお、上述の実施形態において、本発明の電子デバイスの電子回路は、発電装置100の外部に設けられているが、本発明はこれに限られない。例えば、電子回路は、発電装置100の内部に設けられていてもよい。この場合、発電装置100の端子211は、ケース1内において電子回路に接続される。   In the above-described embodiment, the electronic circuit of the electronic device of the present invention is provided outside the power generation apparatus 100, but the present invention is not limited to this. For example, the electronic circuit may be provided inside the power generation apparatus 100. In this case, the terminal 211 of the power generation device 100 is connected to an electronic circuit in the case 1.

以上、本発明の発電装置および電子デバイスを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各構成は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができ、あるいは、任意の構成のものを付加することができる。   As mentioned above, although the electric power generating apparatus and electronic device of this invention were demonstrated based on embodiment of illustration, this invention is not limited to this, Each structure shall be the arbitrary things which can exhibit the same function. It can be replaced, or an arbitrary configuration can be added.

例えば、上述の実施形態において、弾性部材としてコイルバネを用いたが、本発明はこれに限定されず、他の構成のバネ、ゴム、エアシリンダ等を用いた弾性機構を弾性部材として用いることができる。   For example, in the above-described embodiment, the coil spring is used as the elastic member. However, the present invention is not limited to this, and an elastic mechanism using a spring, rubber, air cylinder, or the like having another configuration can be used as the elastic member. .

また、上述の実施形態において、マグネット組立体3の回転方向である第1の方向および第2の方向は、同一の軌道上の互いに対向する方向であったが、本発明はこれに限られない。例えば、第1の方向および第2の方向は、同一の軌道上の同一の方向であってもよいし、それぞれ異なる軌道上の異なる方向であってもよい。   In the above-described embodiment, the first direction and the second direction, which are rotation directions of the magnet assembly 3, are directions facing each other on the same track, but the present invention is not limited to this. . For example, the first direction and the second direction may be the same direction on the same track, or may be different directions on different tracks.

100…発電装置 1…ケース 11…底板部 111…貫通孔 112…端子用孔 12…壁部 13…孔部 2…コイル組立体 21…コイル 211…端子 22…コイルホルダー 221…下板部 2211…周辺部 2212…切り欠け部 222…上板部 223…芯部 224…凸部 3…マグネット組立体 31…マグネット 32a…第1のマグネット組立体部品 32b…第2のマグネット組立体部品 320…板状部 321…半球状突出部 322…歯車 323…突出部 324…マグネット収納部 325…係合凹部 326…係合凸部 4…マグネット組立体ホルダー 41…ラック支持体 411…下板部 412…壁部 4121…上端部 4122…係合凹部 413…連結部 414…スリット 42…ラック 421…板状部 422…連結部 423…係合面 424…傾斜係合部 4241…傾斜面 4242…平坦面 4243…係合凸部 425…スリット 43…蓋部 431…上板部 4311…開口部 432…板状部 433…開口部 434…円弧状切り欠け部 435…端部 436…係合突起部 437…載置部 438…バネ装着軸 439…凸部 5…コイルバネ 6…操作部 61…押圧部 611…上板部 6111…孔部 6112…凸部 612…板状部 613…かぎ状部 62…板バネ 621…上板部 6211…開口部 6212…突出部 622…板状部 6221…折り曲げ部 623…傾斜係合部 63…コイルバネ A…回転軸 M…磁化方向 X1、X2、Y1、Y2、Z1、Z2…方向   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Power generation device 1 ... Case 11 ... Bottom plate part 111 ... Through-hole 112 ... Terminal hole 12 ... Wall part 13 ... Hole part 2 ... Coil assembly 21 ... Coil 211 ... Terminal 22 ... Coil holder 221 ... Lower plate part 2211 ... Peripheral part 2212 ... Notch part 222 ... Upper plate part 223 ... Core part 224 ... Convex part 3 ... Magnet assembly 31 ... Magnet 32a ... First magnet assembly part 32b ... Second magnet assembly part 320 ... Plate shape 321 ... Hemispherical protrusion 322 ... Gear 323 ... Projection 324 ... Magnet housing part 325 ... Engagement recess 326 ... Engagement protrusion 4 ... Magnet assembly holder 41 ... Rack support 411 ... Lower plate part 412 ... Wall part 4121 ... Upper end portion 4122 ... Engaging recess 413 ... Connection portion 414 ... Slit 42 ... Rack 421 ... Plate-like 422 ... Connecting part 423 ... Engaging surface 424 ... Inclined engaging part 4241 ... Inclined surface 4242 ... Flat surface 4243 ... Engaging convex part 425 ... Slit 43 ... Lid part 431 ... Upper plate part 4311 ... Opening part 432 ... Plate-like part 433 ... opening 434 ... arc-shaped notch 435 ... end 436 ... engagement protrusion 437 ... placement part 438 ... spring mounting shaft 439 ... convex part 5 ... coil spring 6 ... operation part 61 ... pressing part 611 ... upper plate Portion 6111 ... Hole 6112 ... Protruding part 612 ... Plate-like part 613 ... Hook-like part 62 ... Leaf spring 621 ... Upper plate part 6211 ... Opening part 6212 ... Projection part 622 ... Plate-like part 6221 ... Bending part 623 ... Inclined engagement Part 63 ... Coil spring A ... Rotating axis M ... Magnetization direction X1, X2, Y1, Y2, Z1, Z2 ... Direction

Claims (7)

磁性材料で構成されたケースと、
前記ケース内に設けられ、コイルを備えるコイル組立体と、
前記コイルと所定の距離だけ離間して設けられたマグネットを備え、前記ケース内に設けられたマグネット組立体と、
前記マグネット組立体を、回転可能に保持するマグネット組立体ホルダーと、
前記マグネット組立体ホルダーを駆動させ、前記マグネット組立体を第1の方向に回転させるための外力を印加するための操作部と、
前記操作部を介して印加された前記外力を弾性エネルギーとして貯蔵し、さらに、前記貯蔵された弾性エネルギーを解放することにより、前記マグネット組立体ホルダーを駆動させ、前記マグネット組立体を第2の方向に回転させる弾性部材と、を含み、
前記マグネットから発せられ、前記コイルを貫く磁束が流れる磁気回路は、前記ケース、前記コイル組立体、および前記マグネット組立体により構成されており、
前記マグネット組立体ホルダーは、前記弾性部材が解放した前記弾性エネルギーによって駆動されたとき、前記マグネット組立体を前記第2の方向に回転させることにより、前記コイルを貫く前記磁束の密度を変化させ、発電を行うことを特徴とする発電装置。
A case made of magnetic material;
A coil assembly provided in the case and comprising a coil;
A magnet assembly provided at a predetermined distance from the coil, and a magnet assembly provided in the case;
A magnet assembly holder for rotatably holding the magnet assembly;
An operation unit for driving the magnet assembly holder and applying an external force for rotating the magnet assembly in a first direction;
The external force applied via the operation unit is stored as elastic energy, and further, the stored elastic energy is released to drive the magnet assembly holder so that the magnet assembly is moved in the second direction. And an elastic member that rotates
A magnetic circuit that is emitted from the magnet and through which a magnetic flux passes through the coil is configured by the case, the coil assembly, and the magnet assembly.
When the magnet assembly holder is driven by the elastic energy released by the elastic member, the magnet assembly is rotated in the second direction to change the density of the magnetic flux passing through the coil, A power generation apparatus that generates power.
前記マグネット組立体ホルダーは、前記操作部を介して印加された前記外力によって駆動されたとき、前記マグネット組立体を前記第1の方向に回転させるよう構成されていることを特徴とする請求項1に記載の発電装置。   The magnet assembly holder is configured to rotate the magnet assembly in the first direction when driven by the external force applied through the operation unit. The power generator described in 1. 前記操作部は、前記外力が印加されたとき、前記マグネット組立体が前記第1の方向に所定の量回転するまで、前記マグネット組立体ホルダーを押圧し、さらに、前記マグネット組立体が前記第1の方向に前記所定の量回転した時、前記マグネット組立体ホルダーに対する押圧を解除するよう構成されている請求項1または2に記載の発電装置。   When the external force is applied, the operation unit presses the magnet assembly holder until the magnet assembly rotates a predetermined amount in the first direction, and the magnet assembly further includes the first magnet assembly. The power generation device according to claim 1, wherein the power generation device is configured to release the pressure on the magnet assembly holder when the predetermined amount of rotation is made in the direction of. 前記弾性部材は、前記マグネット組立体ホルダーが前記操作部によって押圧されたとき、前記マグネット組立体ホルダーによって圧縮され、前記外力を前記弾性エネルギーとして貯蔵し、さらに、前記操作部による前記マグネット組立体ホルダーに対する前記押圧が解除されたとき、前記貯蔵された前記弾性エネルギーを解放する請求項3に記載の発電装置。   The elastic member is compressed by the magnet assembly holder when the magnet assembly holder is pressed by the operation unit, stores the external force as the elastic energy, and further, the magnet assembly holder by the operation unit The power generation device according to claim 3, wherein the stored elastic energy is released when the pressure on the is released. 前記コイル組立体は、前記コイルの中央空洞部内に挿通された磁性材料から構成される芯部をさらに備える請求項1ないし4のいずれかに記載の発電装置。   The said coil assembly is a power generator in any one of Claim 1 thru | or 4 further provided with the core part comprised from the magnetic material penetrated in the center cavity part of the said coil. 前記ケースを構成する前記磁性材料は、0.12mH/m以上の透磁率を有する請求項1ないし5のいずれかに記載の発電装置。   The power generator according to any one of claims 1 to 5, wherein the magnetic material constituting the case has a magnetic permeability of 0.12 mH / m or more. 請求項1ないし6のいずれかに記載の発電装置と、
前記発電装置が発電した電力によって駆動される電子回路と、を含むことを特徴とする電子デバイス。
A power generator according to any one of claims 1 to 6,
And an electronic circuit driven by the electric power generated by the power generation device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP6999994B1 (en) 2021-08-26 2022-01-19 ヤマウチ株式会社 Generator

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