JPWO2018043131A1 - 発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 操作部材の動作速度にかかわらず、磁石を有する回動体を急速に回動させて、起電力を大きくすることが可能な発電装置を提供する。【解決手段】 操作軸３３とスライド部３２が押し下げられると、押圧部材３４の押圧作用部４３が、回動体２０の第１被押圧部４１に当接する。さらにスライド部３２が下降すると、スライド部３２と押圧部材３４との間の切換えばね部材３６が収縮し、切換えばね部材３６の弾性力によって、押圧部材３４が回動体２０を反時計方向へ迅速に回動させる。そのため、コイル磁芯１３内の磁束の向きが急激に変化し、発電コイル１５に起電力が誘起される。【選択図】図７

Description

本発明は、操作部材を移動させることで、磁路形成部材内の磁束の向きを変化させて、発電用コイルに起電力を誘起する発電装置に関する。

特許文献１に発電入力装置に関する発明が記載されている。
この発電入力装置は、磁路形成部材を有している。磁路形成部材は第１腕部と第２腕部を有しており、それぞれの腕部の周囲に巻かれた発電コイルが設けられている。第１腕部と第２腕部の間に駆動体（回動体）が設けられている。駆動体は、第１の着磁面と第２の着磁面を有する磁石と、第１の着磁面に固着された第１の磁化部材および第２の着磁面に固着された第２の磁化部材を有している。

駆動体は、第１の磁化部材が第１腕部に対向し第２磁化部材が第２腕部に対向する第１の姿勢と、第１の磁化部材が第２腕部に対向し第２磁化部材が第１腕部に対向する第２の姿勢で安定状態になる。

操作部材によって動作させられるスライド部材に連結長穴が形成され、駆動体に設けられた連結ピンが連結長穴に摺動自在に挿入されている。

操作部材が押されると、その押圧力が第１弾性部材を介してスライド部材に伝達され、前記連結長穴と連結ピンとが摺動し、スライド部材の動きが駆動体の回転力に変換される。駆動体が回転して、第１の姿勢から第２の姿勢に変化するときに磁路形成部材内の磁束の向きが変化し、発電コイルに起電力が誘起される。操作部材の押圧力を解除すると、第２弾性部材の付勢力でスライド部材が復帰させられる。このとき、スライド部材の復帰力で駆動体が第２の姿勢から第１の姿勢に回動し、磁路形成部材内の磁束の向きが再び変化して、このときも発電コイルに起電力が誘起される。

特開２０１５−１３９２６７号公報

特許文献１に記載の発電入力装置は、操作部材が押されるときに、その押圧力が第１弾性部材を介してスライド部材に作用し、第１弾性部材の補助力が加わることで、駆動体の姿勢が変化する速さをより速くするものとされている。

しかしながら、この発電入力装置では、第２弾性部材の付勢力でスライド部材が上方へ復帰させられる際に、操作部材に与えられている押圧力が完全に解除されていないと、第１弾性部材の弾性力によって、駆動体の姿勢が変化する速さが遅くなってしまい、発電コイルに誘起される起電力が低下してしまう。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、操作部材の押圧速度などに影響されることなく、常に切換えばね部材の付勢力で、安定状態の回動体を迅速に回動させて、大きい起電力を得ることができる発電装置を提供することを目的としている。

本発明の発電装置は、第１対向端部と第２対向端部を有する磁路形成部材と、前記磁路形成部材内の磁束の変化で起電力が誘起される発電用コイルと、前記第１対向端部と前記第２対向端部との対向空間内に位置する回動体と、を有し、
前記回動体は、互いに逆の磁極となる第１着磁面と第２着磁面を有する磁石と、前記第１着磁面に固着された磁性材料製の第１磁化部材と、前記第２着磁面に固着された磁性材料製の第２磁化部材とを有し、
前記回動体は、前記第１磁化部材が前記第１対向端部に対向し前記第２磁化部材が前記第２対向端部に対向する第１の安定姿勢と、前記第１磁化部材が前記第２対向端部に対向し前記第２磁化部材が前記第１対向端部に対向する第２の安定姿勢との間で回動可能であり、
前記回動体を前記第２の安定姿勢に向けて押圧する第１の押圧方向と、前記回動体を前記第１の安定姿勢に向けて押圧する第２の押圧方向へ往復移動する押圧部材と、第１の方向と第２の方向へ往復移動する操作部材とを有し、
前記操作部材と前記押圧部材との間には、前記操作部材が第１の方向へ移動するときに前記押圧部材を第１の押圧方向へ付勢して前記回動体を前記第２の安定姿勢に向けて動作させ、前記操作部材が第２の方向へ移動するときに前記押圧部材を第２の押圧方向へ付勢して前記回動体を前記第１の安定姿勢に向けて動作させる切換えばね部材が設けられていることを特徴とするものである。

本発明の発電装置は、前記操作部材を、第２の方向へ付勢する復帰ばね部材が設けられているものが好ましい。

本発明の発電装置は、前記切換えばね部材と前記復帰ばね部材は共に圧縮コイルばねであり、前記切換えばね部材と前記復帰ばね部材は巻き中心線が互いに平行で、巻き中心線と直交する方向において、前記切換えばね部材と前記復帰ばね部材の少なくとも一部が重複しているものとして構成できる。

本発明の発電装置は、前記復帰ばね部材は２個設けられており、前記切換えばね部材は、２個の前記復帰ばね部材の間に配置されていることが好ましい。

本発明の発電装置は、前記操作部材に前記切換えばね部材の両端部のそれぞれの一部と当接可能な一対のばね当接部が設けられ、前記押圧部材には、前記切換えばね部材の前記両端部のそれぞれの他の部分と当接可能な一対の付勢力作用部が設けられており、
前記操作部材が移動するときに、一方の前記ばね当接部と一方の前記付勢力作用部との間で前記切換えばね部材が圧縮されて、前記押圧部材が第１の押圧方向または第２の押圧方向へ付勢されるものとして構成できる。

本発明の発電装置は、前記回動体には、回動方向に対向する一対の被押圧部が設けられ、前記押圧部材に前記一対の被押圧部の間に位置する押圧作用部が設けられているものとして構成できる。

この場合に、前記回動体が第１の安定姿勢のときと第２の安定姿勢のときに、前記押圧作用部が、一対の前記被押圧部の双方から離れていることが好ましい。

本発明の発電装置は、前記回動体が、２個の前記磁石と前記第１磁化部材および前記第２磁化部材を保持する非磁性材料製の保持構造部を有し、金属製の支持軸が２個の前記磁石の間で前記保持構造部を貫通して設けられているものとして構成できる。

例えば、本発明の発電装置は、枠体が設けられ、前記回動体が前記枠体の内部に位置して、前記支持軸の両端部が前記枠体に支持され、前記磁路形成部材の前記第１対向端部と前記第２対向端部が、前記枠体に支持されているものである。

本発明の発電装置は、回動体を第１の安定姿勢と第２の安定姿勢との間で動くように押圧する押圧部材が設けられ、操作部材と押圧部材との間に切換えばね部材が設けられている。そして、操作部材が第１の方向と第２の方向のいずれの方向へ移動したときも、切換えばね部材の弾性エネルギーのみで、回動部材を押圧できるようにしている。そのため、操作部材を第１の方向へ移動させるときの操作速度や、第２の方向へ移動させるときの操作速度と無関係に、回動体を２つの安定姿勢の間で迅速に回動させることができ、大きな発電出力を得ることができる。

また、回動体に回動方向に一対の被押圧部を設け、押圧部材に前記一対の被押圧部の間に位置する押圧作用部を設けると、従来のような連結長穴と連結ピンなどの動力変換機構を設けることなく、押圧部材から回動体に直接に押圧力を作用させることができる。その結果、操作力の伝達効率を高めることができ、さらに装置を小型化しやすくなる。

本発明の実施の形態の発電装置の外観を示す斜視図、 図１に示す発電装置の分解斜視図、 図１に示す発電装置の主要部を示す拡大分解斜視図、 発電装置に設けられた操作部材と押圧部材および切換えばね部材と復帰ばね部材を示す部分分解斜視図、 回動体の構造を示す分解斜視図、 実施の形態の発電装置の断面図であり、初期状態を示す、 実施の形態の発電装置の断面図であり、操作部材が第１の方向へ動きだした動作状態を示す、 実施の形態の発電装置の断面図であり、第１の押圧方向へ移動する押圧部材によって回動体が第1の安定姿勢から回動させられている動作状態を示す、 実施の形態の発電装置の断面図であり、操作部材が第１の方向の終端に移動し、回動体が第２の安定姿勢へ回動し終わった動作状態を示す、 実施の形態の発電装置の断面図であり、操作部材が第２の方向へ復帰移動し始めた動作状態を示す、 実施の形態の発電装置の断面図であり、操作部材が第２の方向へ復帰移動し、回動体が第２の安定姿勢から回動し始める動作状態を示す、

図１と図２に示すように、本発明の発電装置１は、第１ケース２と第２ケース３とで筐体が構成されている。第１ケース２と第２ケース３は、合成樹脂製である。第１ケース２は、内部に収納空間４を有し、上端部に開口部４ａが形成されている。第２ケース３は、四角形の蓋体部５と、蓋体部５のそれぞれの角部から下向きに一体に延びる連結脚部６とが一体に形成されている。また、蓋体部５に貫通穴５ａが開口している。

第１ケース２の外面角部には、掛止突起２ａが一体に形成されている。それぞれの連結脚部６には、上下に延びる掛止長穴６ａが形成されている。図１に示すように、それぞれの連結脚部６を第１ケース２の外側に設置し、それぞれの掛止長穴６ａを掛止突起２ａに掛止させると、第１ケース２の開口部４ａが第２ケース３の蓋体部５で塞がれて筐体が組み立てられる。

図２に示すように、第１ケース２と第２ケース３とで構成される筐体の内部に、磁路形成部材１０と、磁路形成部材１０の一部に組み込まれた発電コイル１５と、磁路形成部材１０に回動自在に組み合わされた回動体２０と、操作力伝達部３０とが収納されている。

図３に示すように、磁路形成部材１０は、上部磁性ヨーク１１と下部磁性ヨーク１２および、Ｙ２側において上部磁性ヨーク１１と下部磁性ヨーク１２の双方に嵌合するコイル磁芯１３とで構成されている。上部磁性ヨーク１１と下部磁性ヨーク１２およびコイル磁芯１３は、磁性金属材料で形成されている。発電コイル１５は、被覆導線がコイル磁芯１３の周囲を複数ターンで周回して形成されている。

図２と図３に示すように、下部磁性ヨーク１２とコイル磁芯１３との接合部は合成樹脂製の下部ホルダ１４に保持されている。下部ホルダ１４に一対の端子１６が保持されており、発電コイル１５を構成する被覆導線の両端部は、それぞれ端子１６に半田付けされている。図６に示すように、磁路形成部材１０と発電コイル１５とが第１ケース２の内部に収納されると、一対の端子１６は、第１ケース２の底部から下側へ突出する。

図２に示すように、磁路形成部材１０には枠体１７が組み込まれている。枠体１７は合成樹脂材料などの非磁性材料で形成されている。図５に拡大して示すように、枠体１７には、中央部に四角形の対向空間１８が形成されている。枠体１７には、対向空間１８の上部に上下方向（Ｚ１−Ｚ２方向）に貫通する保持溝１７ａが形成され、対向空間１８の下部にも上下方向に貫通する保持溝１７ｂが形成されている。

図３と図６の断面図に示すように、上部磁性ヨーク１１のＹ１側の部分は下向きに折り曲げられており、その折り曲げ先部１１ｂが、枠体１７の上側の保持溝１７ａの内部に保持されている。下部磁性ヨーク１２のＹ１側の部分は上向きに折り曲げられており、その折り曲げ先部１２ｂが、枠体１７の下側の保持溝１７ｂの内部に保持されている。

図６に示すように、上部磁性ヨーク１１の折り曲げ先部１１ｂの先端面が第１対向端部１１ａであり、下部磁性ヨーク１２の折り曲げ先部１２ｂの先端面が第２対向端部１２ａである。枠体１７の対向空間１８は、磁路形成部材１０の第１対向端部１１ａと第２対向端部１２ａとが上下に対向する対向空間である。

枠体１７の対向空間１８内に回動体２０が回動自在に収納されている。図５に示すように、回動体２０は、保持構造部２１を有している。保持構造部２１は、合成樹脂材料で形成された保持部材２２と、非磁性金属板で形成された保持金具２３とで構成されている。保持部材２２には、軸受け部２２ａがＸ１−Ｘ２方向に連続して形成されている。

図５と図６に示すように、回動体２０の保持構造部２１には、軸受け部２２ａを挟んで上側（Ｚ２側）に第１磁石２５が保持され、下側（Ｚ１側）に第２磁石２６が保持されている。第１磁石２５はＹ２側に向く第１着磁面２５ａがＮ極で、Ｙ１側に向く第２着磁面２５ｂがＳ極に着磁されている。第２磁石２６もＹ２側に向く第１着磁面２６ａがＮ極で、Ｙ１側に向く第２着磁面２６ｂがＳ極に着磁されている。

保持部材２２内に第１磁化部材２７と第２磁化部材２８が保持されている。第１磁化部材２７と第２磁化部材２８は磁性金属板で形成されている。第１磁化部材２７は、第１磁石２５の第１着磁面２５ａと第２磁石２６の第１着磁面２６ａに密着して設けられ、第２磁化部材２８は、第１磁石２５の第２着磁面２５ｂと第２磁石２６の第２着磁面２６ｂに密着して設けられている。

回動体２０の組立作業は、図５に拡大して示す保持部材２２の内部に第１磁化部材２７を挿入し、第１磁化部材２７に第１磁石２５と第２磁石２６を吸着させて固定する。一方で、保持金具２３の内側に第２磁化部材２８を取付ける。第１磁化部材２７と第１磁石２５と第２磁石２６が装着された保持部材２２と、第２保持部材２８が装着された保持金具２３を組み合わせることで、回動体２０が組み立てられる。第１磁化部材２７と第２磁化部材２８が、第１磁石２５と第２磁石２６に磁気吸着されるため、第１磁化部材２７と第２磁化部材２８が、確実に固定される。

なお、回動体２０の構造として、第１磁石２５と第２磁石２６および第１磁化部材２７と第２磁化部材２８を組み合わせたものを金型に保持し、合成樹脂材料を金型内に射出して保持部材２２（保持構造部２１）を成形する、いわゆるインサート成形法で構成したものであってもよい。

回動体２０は、第１磁石２５と第２磁石２６との間に、保持部材２２（保持構造部２１）の一部である軸受け部２２ａが形成されているが、この軸受け部２２ａには、Ｘ１−Ｘ２方向に貫通する軸支持穴２２ｂが形成されている。

図５に示すように、枠体１７には、対向空間１８のＸ１側に枠壁１７ｃが、Ｘ２側に枠壁１７ｄが形成されている。枠壁１７ｃに軸受け穴１９ａが形成され、枠壁１７ｄに軸受け穴１９ｂが形成されている。回動体２０は、枠体１７の対向空間１８の内部に配置されて、金属製の支持軸２９が、軸受け穴１９ａ，１９ｂと、保持部材２２の軸支持穴２２ｂに挿入されて、対向空間１８の内部で回動体２０が回動自在に支持される。

回動体２０では、第１磁石２５と第２磁石２６との間に合成樹脂製の軸受け部２２ａが形成され、この軸受け部２２ａに金属製の支持軸２９が挿入されているが、金属製の支持軸２９を使用することで、枠体１７内での回動体２０の回動支持構造を強固に構成することができる。

図２に示すように、操作力伝達部３０には、操作部材３１が設けられている。操作部材３１は、スライド部３２と操作軸３３とが合成樹脂材料で一体に形成されている。スライド部３２にはＹ１側に押圧部材３４が組み合わされている。押圧部材３４は合成樹脂材料で形成されている。

図４には、操作部材３１と押圧部材３４が拡大して示されている。図４では、押圧部材３４が透明な状態で図示されている。

図４に示すように、操作部材３１のスライド部３２に、上下に延びるばね保持凹部３５が形成されている。ばね保持凹部３５の上端が第１ばね当接部３５ａで、下端が第２ばね当接部３５ｂとなっている。第１ばね当接部３５ａと第２ばね当接部３５ｂは、操作部材３１の移動方向である上下方向に間隔を空けて対向している。ばね保持凹部３５に圧縮コイルばねである切換えばね部材３６が保持されている。切換えばね部材３６は、自由長から上下方向に圧縮された状態で、ばね保持凹部３５に装着されている。このとき、切換えばね部材３６の上端部３６ａの一部である両側部が第１ばね当接部３５ａに当接し、切換えばね部材３６の下端部３６ｂの一部である両側部が第２ばね当接部３５ｂに当接している。

図４に示すように、スライド部３２にはＹ１側に向くスライド凹部３７が形成されており、押圧部材３４はスライド凹部３７の内部で上下に摺動できるように保持されている。押圧部材３４には、下方側（Ｚ１側）においてＹ２方向へ突出する第１付勢力作用部３８ａと、上方側（Ｚ２側）においてＹ２方向へ突出する第２付勢力作用部３８ｂが一体に形成されている。

押圧部材３４が、スライド凹部３７の内部に設置されると、第２付勢力作用部３８ｂが、第１ばね当接部３５ａと隣接する位置に挿入され、第２付勢力作用部３８ｂが、切換えばね部材３６の上端部３６ａの中央部（第１ばね当接部３５ａが当接する部分を外れた中央部）に当接可能に対向する。また、第１付勢力作用部３８ａが、第２ばね当接部３５ｂと隣接する位置に挿入され、第１付勢力作用部３８ａが、切換えばね部材３６の下端部３６ｂの中央部（第２ばね当接部３５ｂが当接する部分を外れた中央部）に当接可能に対向する。

図４に示す実施の形態では、切換えばね部材３６が上下にやや圧縮された状態でスライド部３２の第１ばね当接部３５ａと第２ばね当接部３５ｂとの間に挟まれて保持され、押圧部材３４に設けられた第１付勢力作用部３８ａと第２付勢力作用部３８ｂが、切換えばね部材３６の下端部３６ｂと上端部３６ａに軽く接触し、あるいは少しだけ隙間を介して対向している。ただし、これとは逆に、切換えばね部材３６を上下にやや圧縮させた状態で、第１付勢力作用部３８ａと第２付勢力作用部３８ｂとの間に保持させ、第１ばね当接部３５ａと第２ばね当接部３５ｂが、切換えばね部材３６の上端部３６ａと下端部３６ｂに軽く接触し、あるいは少しだけ隙間を介して対向しているものであってもよい。

操作部材３１に切換えばね部材３６と押圧部材３４とが組み込まれた操作力伝達部３０は、上部磁性ヨーク１１と下部磁性ヨーク１２との間に挟まれた状態で、第１ケース２の収納空間４内に上方から挿入される。このとき、操作軸３３は、上部磁性ヨーク１１に形成された貫通穴１１ｃから上方へ突出する。また、第１ケース２の上に第２ケース３が取り付けられると、操作軸３３は、第２ケース３に形成された貫通穴５ａから上方へ突出する。

図２に示すように、第１ケース２の側壁内面には、収納空間４に向けて突出し上下方向に延びるがガイド突条部４ｂ，４ｃが一体に形成されている。操作部材３１のスライド部３２と押圧部材３４が組み合わされた状態で、スライド部３２と押圧部材３４のＸ１側の側部とＸ２側の側部がガイド突条部４ｂと４ｃとの間に摺動自在に挿入される。その結果、第１ケース２の内部で操作部材３１が上下方向に移動可能となり、さらに、操作部材３１に対して押圧部材３４が相対的に上下方向に移動可能になる。

図２と図３に示すように、操作部材３１のスライド部３２にはＸ１側の下部とＸ２側の下部にばね保持部３２ａが形成されている。また、図６に示すように、第１ケース２の底部には、Ｘ１−Ｘ２側に離れた位置で上向きに突出する一対のばね支持部７が一体に形成されている。第１ケース２の内部に一対の復帰ばね部材３９が設けられている。復帰ばね部材３９は圧縮コイルばねであり、その上端部がスライド部３２のばね保持部３２ａに保持され、下端部にばね支持部７が挿入される。その結果、一対の復帰ばね部材３９によって、操作部材３１が常に上向きに付勢される。

操作部材３１のスライダ部３２は、一対の復帰ばね部材３９で上向きに付勢されているため、第１ケース２の収納空間４において、操作部材３１が安定した姿勢で上下に移動できるようになる。

また、一対の復帰ばね部材３９と、切換えばね部材３６は巻き中心線が互いに平行であり、一対の復帰ばね部材３９の上部と、切換えばね部材３６の下部は、巻き中心線と直交する方向において、重複して配置されている。すなわち、一対の復帰ばね部材３９と、切換えばね部材３６は、一部が上下方向に重なっていることになる。その結果、操作力伝達部３０の上下方向の寸法を短くでき、発電装置１の小型化が可能になる。

図５に示すように、回動体２０では、保持部材２２に第１被押圧部４１と第２被押圧部４２とが一体に形成されている。第１被押圧部４１と第２被押圧部４２は、Ｙ２方向へ突出し、且つ回動体２０の回動方向に間隔を空けて対向している。図２などに示すように、押圧部材３４にはＹ１方向に突出する押圧作用部４３が一体に形成されている。図６以下の断面図に示すように、押圧作用部４３は、第１被押圧部４１と第２被押圧部４２との間に対向している。

次に、前記発電装置１の動作について説明する。
実施の形態の発電装置１では、操作軸３３が押されて操作部材３１が移動する第１の方向がＺ１方向であり、操作部材３１が復帰ばね部材３９の弾性力で復帰する第２の方向がＺ２方向である。押圧部材３４の移動方向は、Ｚ１方向が第１の押圧方向であり、Ｚ２方向が第２の押圧方向である。

図６では、回動体２０に設けられた第１磁化部材２７が、上部磁性ヨーク１１の第１対向端部１１ａに隙間を介して対向し、第２磁化部材２８が、下部磁性ヨーク１２の第２対向端部１２ａに隙間を介して対向している。第１磁化部材２７が第１対向端部１１ａに磁気吸引され、第２磁化部材２８が第２対向端部１２ａに磁気吸引されているため、回動体２０は図６に示す姿勢で安定する。このとき回動体２０は第１の安定姿勢である。

回動体２０が第１の安定姿勢とき、第１磁石２５と第２磁石２６からの磁束は、第１磁化部材２７から上部磁性ヨーク１１を経て、コイル磁芯１３から下部磁性ヨーク１２を通過し、第２磁化部材２８に戻る経路を辿る。

図９では、第１磁化部材２７が、下部磁性ヨーク１２の第２対向端部１２ａに小さな隙間を介して対向し、第２磁化部材２８が、上部磁性ヨーク１１の第１対向端部１１ａに対向している。第１磁化部材２７が第２対向端部１２ａに磁気吸引され、第２磁化部材２８が第１対向端部１１ａに磁気吸引されるため、回動体２０は図９に示す姿勢で安定している。このとき回動体２０は第２の安定姿勢である。

回動体２０が第２の安定姿勢とき、第１磁石２５と第２磁石２６からの磁束は、第１磁化部材２７から下部磁性ヨーク１２を経て、コイル磁芯１３から上部磁性ヨーク１１を通過し、第２磁化部材２８に戻る経路を辿る。

図６は初期状態を示しており、操作部材３１は、復帰ばね部材３９によって第２の方向（Ｚ２方向）へ押し上げられた初期姿勢である。このとき、回動体２０は第１の安定姿勢で安定している。そして、押圧部材３４に設けられた押圧作用部４３は、回動体２０の第１被押圧部４１と第２被押圧部４２の双方から離れている。

図６に示す初期状態で、切換えばね部材３６は、図４に示すばね保持凹部３５の上端である第１ばね当接部３５ａと下端である第２ばね当接部３５ｂとの間でやや圧縮されて挟まれて、初期長さがＬ０となっている。そして、初期長さＬ０の切換えばね部材３６の下端に第１付勢力作用部３８ａが対向し、切換えばね部材３６の上端に第２付勢力作用部３８ｂが対向しており、スライド凹部３７の内部で、押圧部材３４が上下の移動範囲での中立位置となっている。このとき、図６に示すように、押圧部材３４の上端と、スライド部３２のスライド凹部３７の内部上端との間に隙間δ１が形成され、押圧部材３４の下端とスライド凹部３７の内部下端との間に隙間δ２が形成されている。

図６に示す初期姿勢の操作部材３１の操作軸３３が押圧力Ｆ１によって第１の方向（Ｚ１方向）へ押されると、操作部材３１と共に押圧部材３４が下降し、押圧部材３４に設けられた押圧作用部４３が、回動体２０の保持部材２２に形成された第１被押圧部４１に当接する。その後、さらに操作軸３３が第１の方向（Ｚ１方向）へ押し込まれると、回動体２０は、第１の安定姿勢を維持しようとして容易には動かないため、押圧作用部４３が第１被押圧部４１に当接し停止したままの状態で、操作部材３１のみが第１の方向（Ｚ１方向）へ移動する。

このとき、操作部材３１のスライダ部３２に形成された第１ばね当接部３５ａで切換えばね部材３６の上端部３６ａがＺ１方向へ押され、切換えばね部材３６の上端部３６ａが、押圧部材３４の第２付勢力作用部３８ｂから離れ、図７に示すように、切換えばね部材３６が第１付勢力作用部３８ａと第１ばね当接部３５ａとの間で長さがＬ１となるように圧縮される。このときの切換えばね部材３６の弾性力により、押圧部材３４に与えられる第１の押圧方向（Ｚ１方向）への付勢力が増大し、押圧作用部４３から第１被押圧部４１に作用する押圧力も増大する。

図７の状態からさらに操作軸３３が第１の方向（Ｚ１方向）へ押されると、操作部材３１のスライダ部３２で押圧部材３４がＺ１方向へ少しだけ押し下げられ、押圧部材３４の押圧作用部４３で第１被押圧部４１が下向きに押されて、回動体２０が、図６に示す第１の安定姿勢よりも少しだけ反時計方向へ回動させられる。このとき、回動体２０を第１の安定姿勢に向けて時計方向へ戻そうとする力よりも、圧縮された切換えばね部材３６が押圧部材３４を第１の押圧方向（Ｚ１方向）へ付勢して、回動体２０を反時計方向へ回動させようとする力の方が強くなり、図８に示すように、切換えばね部材３６の付勢力のみによって、回動体２０が反時計方向へ回動させられる。

図８では、切換えばね部材３６の弾性力で反時計方向へ回動させられた回動体２０がその回動範囲のほぼ中立姿勢となる。切換えばね部材３６の弾性力で第１の押圧方向（Ｚ１方向）へ押されている押圧部材３４によって、回動体２０が図８に示す中立姿勢よりもさらに反時計方向へ回動させられると、その後は、回動体２０の第１磁化部材２７が、下部磁性ヨーク１２の第２対向端部１２ａに磁気吸着され、第２磁化部材２８が、上部磁性ヨーク１１の第１対向端部１１ａに磁気吸着されて、回動体２０が、図９に示す第２の安定姿勢に向けて反時計方向へ急速に回動する。

図６から図９に示す動作において、回動体２０が第１の安定姿勢から第２の安定姿勢へ向けて急速に回転させられるため、磁路形成部材１０の内部の磁束の向きが急速に反転する。コイル磁芯１３内で、磁束が急速に反転するため、発電コイル１５に起電力が誘起される。このときの起電力で生じた電圧は、一対の端子１６から出力される。

図９には、操作軸３３が第１の方向（Ｚ１方向）の最下点まで押し下げられた状態が示されている。このとき、押圧部材３４に形成された押圧作用部４３は、回動体２０に形成された第１被押圧部４１と第２被押圧部４２の双方から離れている。

図９の状態で、第１の方向（Ｚ１方向）への押圧力Ｆ１が除去されると、復帰ばね部材３９から操作部材３１に対して第２の方向（Ｚ２方向）への復帰力Ｆ２が与えられ、操作部材３１と押圧部材３４が第２の方向（Ｚ２方向）へ移動し始める。図１０に示すように、押圧部材３４の押圧作用部４３が回動体２０の第２被押圧部４２に当たった後に、さらに復帰ばね部材３９からの復帰弾性力で操作部材３１がＺ２方向へ移動すると、回動体２０が図１０に示す第２の安定姿勢で安定しようとするため、図１１に示すように、スライド部３２の第２ばね当接部３５ｂと、押圧部材３４の第２付勢力作用部３８ｂとの間で、切換えばね部材３６が長さＬ２まで収縮させられる。そして、切換えばね部材３６の弾性力で、押圧部材３４に第２の押圧方向（Ｚ２方向）への押圧力が作用し続ける。

図１１に示す状態から、復帰ばね部材３９の復帰弾性力で、操作部材３１がＺ２方向へ押し上げられ、押圧部材３４も一緒に押し上げられて、回動体２０を図１０に示す第２の安定姿勢へ戻そうとする力よりも、切換えばね部材３６が押圧部材３４をＺ２方向へ付勢する弾性力によって、押圧作用部４３で回動体２０を時計方向へ回動させようとする力の方が強くなると、切換えばね部材３６の付勢力によって、回動体２０が時計方向へ急速に回動させられる。

そして、時計方向へ回動する回動体２０が、図８に示したのと同じ中立姿勢を超えると、その後は、第１磁化部材２７が上部磁性ヨーク１１の第１対向端部１１ａに磁気吸着され、第２磁化部材２８が下部磁性ヨーク１２の第２対向端部１２ａに磁気吸着され、回動体２０が時計方向へ急速に回動し、図６に示す初期姿勢に復帰し、回動体２０が第１の安定姿勢に戻る。

回動体２０が、図９に示す第２の安定姿勢から第１の安定姿勢へ急速に回動する間に、磁路形成部材１０とコイル磁芯１３内の磁束の向きが急激に変化し、発電コイル１５に起電力が誘起される。

前記実施の形態の発電装置１では、図６の初期状態から図９の押圧完了状態に至るまでの図７に示す過程において、操作部材３１をＺ１方向へ押圧する力Ｆ１で、回動体２０が反時計方向へ回動させられ、その後に、図８に示すように、切換えばね部材３６の付勢力で回動体２０が反時計方向へ回動させられる。図７から図８の過程で、切換えばね部材３６の付勢力で回動体２０が反時計方向へ回動させられるため、操作部材３１を第１の方向（Ｚ１方向）へ押し下げる速度とは無関係に、回動体２０が第２の安定姿勢に向けて迅速に回動し始めるようになる。そのため、大きな起電力を実現できる。

なお、本発明では、操作部材３１が図６の初期状態から図７の位置まで下げられたときに、切換えばね部材３６の弾性力が増大し、切換えばね部材３６の弾性力で押圧部材３４をＺ１方向へ押し下げようとする付勢力のみで、回動体２０を図６に示す第１の安定姿勢から図８に示す中立姿勢を超える回動範囲まで一気に回動させてもよい。

これは、図９の押し下げ状態から操作部材３１が第２の方向（Ｚ２方向）へ復帰させるときも同じである。実施の形態では、図１１の状態で、復帰ばね部材３９の復帰力で回動体２０が時計方向へ少し回動させられると、その後は、切換えばね部材３６の付勢力で、回動体２０が時計方向へ回動させられるため、操作部材３１のＺ２方向への復帰動作速度にかかわらず、回動体２０を第１の安定姿勢に向けて迅速に回動させることができる。

この場合も、図１１の状態で、復帰ばね部材３９の復帰弾性力を作用させることなく、切換えばね部材３６の弾性力のみで、回動体２０を一気に第１の安定姿勢まで回動させてもよい。

本実施の形態の発電装置１は、操作部材３１に押圧部材３４が支持されており、操作部材３１の往復移動の際に、押圧部材３４に設けられた押圧作用部４３が、回動体２０に設けられた被押圧部４１，４２を直接に押圧して、回動体２０を回動させる構造となっている。操作部材３１の移動方向と回動体２０の回動方向が一致しているため、動作部材３１の移動力を回動体２０の回動力に変換するカム機構などが不要であり、操作力の無駄がなく、また小型に構成することが可能になる。

１ 発電装置
２ 第１ケース
３ 第２ケース
１０ 磁路形成部
１１ 上部磁性ヨーク
１１ａ 第１対向端部
１２ 下部磁性ヨーク
１２ａ 第２対向端部
１３ コイル磁芯
１５ 発電コイル
１７ 枠体
１８ 対向空間
２０ 回動体
２１ 保持構造部
２２ 保持部材
２３ 保持金具
２５ 第１磁石
２５ａ 第１着磁面
２５ｂ 第２着磁面
２６ 第２磁石
２６ａ 第１着磁面
２６ｂ 第２着磁面
２７ 第１磁化部材
２８ 第２磁化部材
２９ 支持軸
３１ 操作部材
３２ スライド部
３３ 操作軸
３４ 押圧部材
３５ａ 第１ばね当接部
３５ｂ 第２ばね当接部
３６ 切換えばね部材
３６ａ 切換えばね部材の上端部
３６ｂ 切換えばね部材の下端部
３８ａ 第１付勢力作用部
３８ｂ 第２付勢力作用部
３９ 復帰ばね部材
４１ 第１被押圧部
４２ 第２被押圧部
４３ 押圧作用部

Claims (9)

1. 第１対向端部と第２対向端部を有する磁路形成部材と、前記磁路形成部材内の磁束の変化で起電力が誘起される発電用コイルと、前記第１対向端部と前記第２対向端部との対向空間内に位置する回動体と、を有し、
   前記回動体は、互いに逆の磁極となる第１着磁面と第２着磁面を有する磁石と、前記第１着磁面に固着された磁性材料製の第１磁化部材と、前記第２着磁面に固着された磁性材料製の第２磁化部材とを有し、
   前記回動体は、前記第１磁化部材が前記第１対向端部に対向し前記第２磁化部材が前記第２対向端部に対向する第１の安定姿勢と、前記第１磁化部材が前記第２対向端部に対向し前記第２磁化部材が前記第１対向端部に対向する第２の安定姿勢との間で回動可能であり、
   前記回動体を前記第２の安定姿勢に向けて押圧する第１の押圧方向と、前記回動体を前記第１の安定姿勢に向けて押圧する第２の押圧方向へ往復移動する押圧部材と、第１の方向と第２の方向へ往復移動する操作部材とを有し、
   前記操作部材と前記押圧部材との間には、前記操作部材が第１の方向へ移動するときに前記押圧部材を第１の押圧方向へ付勢して前記回動体を前記第２の安定姿勢に向けて動作させ、前記操作部材が第２の方向へ移動するときに前記押圧部材を第２の押圧方向へ付勢して前記回動体を前記第１の安定姿勢に向けて動作させる切換えばね部材が設けられていることを特徴とする発電装置。
2. 前記操作部材を、第２の方向へ付勢する復帰ばね部材が設けられている請求項１記載の発電装置。
3. 前記切換えばね部材と前記復帰ばね部材は共に圧縮コイルばねであり、前記切換えばね部材と前記復帰ばね部材は巻き中心線が互いに平行で、巻き中心線と直交する方向において、前記切換えばね部材と前記復帰ばね部材の少なくとも一部が重複している請求項２記載の発電装置。
4. 前記復帰ばね部材は２個設けられており、前記切換えばね部材は、２個の前記復帰ばね部材の間に配置されている請求項３記載の発電装置。
5. 前記操作部材に前記切換えばね部材の両端部のそれぞれの一部と当接可能な一対のばね当接部が設けられ、前記押圧部材には、前記切換えばね部材の前記両端部のそれぞれの他の部分と当接可能な一対の付勢力作用部が設けられており、
   前記操作部材が移動するときに、一方の前記ばね当接部と一方の前記付勢力作用部との間で前記切換えばね部材が圧縮されて、前記押圧部材が第１の押圧方向または第２の押圧方向へ付勢される請求項３または４記載の発電装置。
6. 前記回動体には、回動方向に対向する一対の被押圧部が設けられ、前記押圧部材に前記一対の被押圧部の間に位置する押圧作用部が設けられている請求項１ないし５のいずれかに記載の発電装置。
7. 前記回動体が第１の安定姿勢のときと第２の安定姿勢のときに、前記押圧作用部が、一対の前記被押圧部の双方から離れている請求項６記載の発電装置。
8. 前記回動体は、２個の前記磁石と前記第１磁化部材および前記第２磁化部材を保持する非磁性材料製の保持構造部を有し、金属製の支持軸が２個の前記磁石の間で前記保持構造部を貫通して設けられている請求項１ないし７のいずれかに記載の発電装置。
9. 枠体が設けられ、前記回動体が前記枠体の内部に位置して、前記支持軸の両端部が前記枠体に支持され、前記磁路形成部材の前記第１対向端部と前記第２対向端部が、前記枠体に支持されている請求項８記載の発電装置。

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