WO2012046704A1 - 発電装置及びスイッチ - Google Patents

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信貴 恒吉
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ミツミ電機株式会社
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    • Y04S20/20—End-user application control systems

Definitions

  • the present invention relates to a power generation device and a switch, and more particularly to a power generation device that generates power by electromagnetic induction and a switch including the power generation device.
  • a wireless switch is known.
  • the wireless switch is used to turn on / off the lighting fixture by being disposed on, for example, a wall.
  • a stable induced electromotive force can be obtained by instantaneously changing the magnetic flux in the coil in the power generator.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a power generation apparatus capable of performing stable power generation regardless of an operator's operation force.
  • a power generation device includes a case, an operation member that is operated during power generation, a power generation unit that generates an induced electromotive force when the driven unit is driven, and the driven unit. And elastic means for driving the driven part by outputting the accumulated elastic force, while accumulating elastic force when an external force is applied, and
  • the operation member is configured to be engageable with the elastic means, and the operation member and the elasticity are provided between a pre-operation position of the operation member and a storage completion position where a predetermined elastic force is accumulated in the elastic means.
  • the power generation unit since the power generation unit generates an induced electromotive force when driven by the accumulated elastic force, stable power generation can be performed regardless of the operation force of the operator.
  • the switch 1 is a wireless switch and includes a power generation device 10 and a circuit board 20.
  • the power generation device 10 generates power when the switch lever 12 is operated.
  • the circuit board 20 is provided with a high-frequency communication circuit (not shown), and is driven by electric power (inductive electromotive force) generated by the power generation device 10.
  • This high-frequency communication circuit is configured to transmit a 2.4 GHz band radio wave to an electric device (for example, a lighting device) by being driven, thereby performing ON / OFF processing of the electric device.
  • the circuit board 20 is disposed on the back side of the case 11 as shown in FIG.
  • the power generation apparatus 10 includes a case 11, a switch lever 12, a generator 13, a power generation spring 14, a connection release mechanism (15, 16), a pin wheel spring 17, a switch return spring 18, and the like. Yes.
  • the case 11 is a resin molded product and has a rectangular shape.
  • a lever mounting recess 25 for mounting the switch lever 12 is formed on one side of the case 11.
  • a support shaft 26 that supports the switch lever 12 is erected, and a lock groove 39 that engages a lock claw 38 to be described later is formed.
  • the case 11 has a spring mounting portion 27 to which the power generation spring 14 is mounted, a spring mounting shaft 29 to which the pin wheel spring 17 is mounted, and a spring lock 30 to which the end portion 17a of the pin wheel spring 17 is locked.
  • the opening 31 where the driven part 41 is located in a state where the generator 13 is attached, and the bosses 32A and 32B for attaching the generator 13 are integrally formed.
  • the switch lever 12 is a resin molded product, and has a configuration in which an operation portion 35, a shaft hole 36, an engagement convex portion 37, a lock claw 38, a lock groove 39, and the like are integrally formed.
  • the switch lever 12 corresponds to the operation member described in the claims.
  • the operation unit 35 is a part operated by the operator during power generation (when the switch 1 is turned on / off). As will be described later, at the time of power generation, the operator presses the operation unit 35 in the direction of the arrow A1 (see FIGS. 2, 5, etc.).
  • the shaft hole 36 is provided at the end of the switch lever 12 and is inserted through the support shaft 26 described above. As a result, the switch lever 12 is supported by the support shaft 26 and rotates about the support shaft 26 in the directions of arrows A1 and A2.
  • the switch return spring 18 is also mounted on the support shaft 26.
  • the switch return spring 18 urges the switch lever 12 to rotate in the direction indicated by the arrow A2 in FIG.
  • a lock claw 38 is formed in the lower part of the switch lever 12, and this lock claw 38 is configured to engage with a lock groove 39 formed in the lever mounting recess 25. Therefore, when the lock claw 38 engages with the lock groove 39, the switch lever 12 does not rotate beyond the position shown in FIG. 2 (position slightly rotated in the A2 direction from the case 11).
  • the engaging convex portion 37 is configured to protrude to the side opposite to the operation portion 35.
  • the engaging projection 37 is configured to be engageable with an engaging protrusion 55 of the pin wheel 16 described later.
  • the generator 13 corresponds to the power generation unit described in the claims, and is configured such that the apparatus main body 40 is disposed on a metal substrate 43.
  • the apparatus main body 40 is provided with a driven portion 41, and the driven portion 41 is configured to protrude upward from the substrate 43.
  • the generator 13 is configured to rotate the driven portion 41 to rotate a cylindrical magnet inside the coil, thereby changing the magnetic flux penetrating the coil and generating an induced electromotive force (generating power). ing.
  • the substrate 43 has a plurality of mounting holes 44A to 44C.
  • a fixing screw (not shown) is inserted into each of the mounting holes 44A to 44C. By screwing these fixing screws into screw holes formed on the back surface of the bosses 32A and 32B and the back surface side of the case 11, the generator 13 is connected. It is fixed to the case 11.
  • an opening 31 is formed in a part of the case 11 where the generator 13 is attached. Therefore, the driven portion 41 protrudes into the opening 31 in a state where the generator 13 is fixed to the case 11. Further, the driven portion 41 is provided with a gear 42 that meshes with a rack 50 described later.
  • the power generation spring 14 corresponds to the elastic means described in the claims.
  • the power generation spring 14 is attached to a spring attachment portion 27 provided in the case 11.
  • a coil spring that is a compression spring is used as the power generation spring 14.
  • the power generation spring 14 has an end portion 14a on the X1 direction side in the figure fixed to the case 11 and an end portion 14b on the X2 direction side connected to the slide member 15.
  • the power generation spring 14 is compressed to accumulate an elastic force and outputs the accumulated elastic force to rotate the driven portion 41 of the generator 13 as described later to generate a predetermined induction. It is configured to generate electric power.
  • connection release mechanism includes a slide member 15 and a pin wheel 16.
  • the connection release mechanism can be engaged with the switch lever 12 and the power generation spring 14.
  • This connection release mechanism is a position where the elastic force capable of driving the generator 13 is accumulated in the power generation spring 14 from the position where the operation of the slide member 15 is started (hereinafter referred to as the pre-operation position). Between the slide member 15 and the power generation spring 14 to transmit the operating force of the slide member 15 to the power generation spring 14, and when the accumulation completion position has passed, the switch lever 12 and the power generation spring 14 The function of releasing the connection is allowed and the output of the elastic force accumulated in the power generation spring 14 is allowed.
  • specific configurations of the slide member 15 and the pin wheel 16 will be described.
  • the slide member 15 is a resin molded product, and has a configuration in which a main body portion 47, a connection portion 48, an engagement portion 49, and a rack 50 are integrally formed.
  • the main body 47 is configured to be slidable in the direction of arrows X1 and X2 in the case 11 within the case 11.
  • a connecting portion 48 is formed at the end of the main body portion 47 in the X1 direction.
  • the connection portion 48 is connected to the end portion 14b of the power generation spring 14 described above. Therefore, when the slide member 15 slides in the X1 direction, the power generation spring 14 is compressed and accumulates elastic force. Further, when the compressed power generation spring 14 expands and outputs the accumulated elastic force, the slide member 15 slides in the arrow X2 direction.
  • an engaging portion 49 is formed at the end portion of the main body portion 47 in the X2 direction.
  • the engaging portion 49 is configured to engage with an engaging protrusion 55 of the pin wheel 16 described later.
  • a rack 50 is formed on a side portion of the main body 47, and the rack 50 is configured to mesh with a gear 42 provided on the driven portion 41 of the generator 13.
  • the generator 13 and the slide member 15 are connected via the gear 42 and the rack 50. Therefore, when the slide member 15 slides in the X2 direction by the elastic force accumulated in the power generation spring 14, the driven portion 41 rotates through the rack 50 and the gear 42, and the generator 13 generates an induced electromotive force.
  • the pin wheel 16 is a resin molded product, and has a plurality of (six in this embodiment) engagement protrusions 55 extending radially.
  • the plurality of engaging protrusions 55 are individually shown, they are indicated as engaging protrusions 55A to 55F as shown in FIG.
  • the pin wheel 16 has a shaft hole 53 formed at the center position, and the shaft hole 53 is inserted into the wheel shaft 28 formed in the case 11. Thereby, the pin wheel 16 is in a state of being rotatably attached to the case 11.
  • one engagement protrusion 55 (the engagement protrusion 55A shown in FIG. 5) among the plurality of engagement protrusions 55 engages with the engagement protrusion 37, and Adjacent engaging protrusions 55 (engaging protrusions 55B shown in FIG. 5) are configured to engage with the engaging portions 49 of the slide member 15. Therefore, when the switch lever 12 is operated, the switch lever 12 and the power generation spring 14 are connected via the pin wheel 16 and the slide member 15.
  • the pin wheel spring 17 is disposed in the vicinity of the pin wheel 16. Specifically, the pin wheel 16 is provided at a position on the opposite side of the wheel shaft 28 with respect to the position where the engagement protrusion 55 of the pin wheel 16 engages with the engagement convex portion 37 and the engagement portion 49.
  • the pin wheel spring 17 is a torsion spring and is mounted on a spring mounting shaft 29 formed on the case 11.
  • the one end portion 17 a of the pin wheel spring 17 is locked to the spring locking 30.
  • the other end of the pin wheel spring 17 is bent into a mountain shape to form a mountain portion 17b.
  • the peak portion 17b is configured to elastically urge the engaging protrusion 55, whereby the pin wheel 16 is configured to be urged to rotate in the direction of arrow B in the figure.
  • each engagement protrusion 55 formed on the pin wheel 16 is not limited to this, and four or more. It is possible to arbitrarily set between 10 or less. This is because if it is set to less than four, it becomes difficult to connect the switch lever 12 and the power generation spring 14, and if it is set to 11 or more, it becomes difficult to maintain the mechanical strength because each engaging projection 55 becomes thin. Because.
  • FIG. 5 to 10 are diagrams for explaining the operation of the power generation device 10 during power generation.
  • FIG. 5 shows a pre-operation state before the switch lever 12 is operated.
  • the switch lever 12 is urged to rotate in the direction of arrow A ⁇ b> 2 by the elastic force of the switch return spring 18.
  • the lock claw 38 is engaged with the lock groove 39 to prevent the switch lever 12 from further rotating in the A2 direction from the pre-operation position in FIG.
  • the power generation spring 14 is extended and the elastic force is not accumulated.
  • the slide member 15 has been moved in the arrow X2 direction.
  • the engagement protrusion 55 ⁇ / b> A is engaged with the engagement protrusion 37 of the switch lever 12, and the engagement protrusion 55 ⁇ / b> B is engaged with the engagement part 49 of the slide member 15. Therefore, the switch lever 12 and the power generation spring 14 are connected to each other via the slide member 15 and the pin wheel 16.
  • FIG. 6 shows a state in which the switch lever 12 has started to be operated in the direction of the arrow A1.
  • the engagement protrusion 37 biases the engagement protrusion 55A in the X1 direction. Since the pin wheel 16 is rotatably attached to the wheel shaft 28, the pin wheel 16 is moved in the direction of the arrow B shown in FIG. ).
  • Rotation of the pin wheel 16 causes the engagement protrusion 55B adjacent to the engagement protrusion 55A and engaging with the engagement portion 49 to rotate, whereby the slide member 15 slides in the direction of the arrow X1.
  • the power generation spring 14 connected to the slide member 15 is also biased in the X1 direction.
  • the end 14a of the power generation spring 14 is fixed to the case 11, when the slide member 15 slides in the X1 direction, the power generation spring 14 is compressed and accumulates elastic force.
  • the driven portion 41 When the slide member 15 moves in the X1 direction, the driven portion 41 also slightly rotates via the rack 50 and the gear 42. However, since the operating force of the slide member 15 by the operator is small and unstable, the generator No effective power generation is performed at 13.
  • FIG. 7 shows a state where the switch lever 12 is operated to the accumulation completion position (hereinafter referred to as accumulation completion state).
  • accumulation completion state the switch lever 12 is pushed into the lever mounting recess 25, and the slide member 15 is moved to the movement limit position in the X1 direction accordingly.
  • the power generation spring 14 is in the most contracted state in the accumulation completion state of FIG. 7, and an elastic force that can generate power by driving the generator 13 is accumulated in the power generation spring 14.
  • FIG. 8 shows a state where the switch lever 12 is moved to a position past the accumulation completion position (hereinafter referred to as a power generation state).
  • a power generation state When the switch lever 12 is pushed to this power generation state, the pin wheel 16 further rotates in the B direction, and the engagement protrusion 55B is separated from the engagement portion 49. Thereby, the connection of the switch lever 12 and the power generation spring 14 by the slide member 15 and the pin wheel 16 is released.
  • the driven member 41 rotates in the direction of the arrow C2 shown in FIG. 8 when the slide member 15 instantaneously slides in the X2 direction. Therefore, the generator 13 generates an induced electromotive force (power generation is performed) by the elastic force of the power generation spring 14.
  • the power generation spring 14 (slide member 15) and the switch lever 12 are in a disconnected state, the elastic force (elastic restoring force) accumulated in the power generation spring 14 is applied to the slide member 15. Only) is applied.
  • the power generation spring 14 stores a strong elastic force that can drive the generator 13 to generate power. For this reason, at the time of power generation, the generator 13 is driven by a strong and stable elastic force output from the power generation spring 14, so that the induced electromotive force is also stabilized.
  • the generator 13 is driven by the accumulated elastic force that is instantaneously output from the power generation spring 14 to generate the induced electromotive force.
  • a stable induced electromotive force can be obtained regardless of the operating force of the operating operator.
  • the generator 13 since the generator 13 generates a stable dielectric electromotive force, the high-frequency communication circuit provided on the circuit board 20 can transmit a stable radio wave toward the electrical device. Can be performed with high reliability.
  • FIG. 9 shows a state after the power generation process is completed (hereinafter referred to as a return process state).
  • a return process state the operation of the switch lever 12 in the A1 direction by the operator is released. For this reason, the switch lever 12 is biased toward the A2 direction by the spring force of the switch return spring 18 and returns to the pre-operation position.
  • the pin wheel 16 becomes rotatable by being separated from the slide member 15. At this time, the engagement protrusion 55D is elastically biased by the peak portion 17b of the pin wheel spring 17. Thereby, the pin wheel 16 rotates in the arrow B direction.
  • the slide member 15 maintains a state of moving in the X2 direction, and the power generation spring 14 maintains an extended state.
  • the state shown in FIG. 10 is equivalent to the pre-operation state shown in FIG.
  • the rotation of the pinwheel 16 advances by 60 ° by one electric power generation process, and returns to the pre-operation state.
  • the power generation process can be reliably performed with a small number of parts.

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Abstract

　発電装置は、発電時に操作されるスイッチレバーと、被駆動部が駆動されることにより誘導起電力を発生する発電機と、外力が印加されることにより弾性力を蓄積すると共に蓄積された弾性力を出力することにより被駆動部を駆動する発電用ばねとを備える。さらに、発電装置に、スライド部材とピンホイールとを設けることにより、スイッチレバーの操作前位置から発電用ばねに所定の弾性力が蓄積される蓄積完了位置までの間は、スイッチレバーの操作力を発電用ばねに伝達し、蓄積完了位置を過ぎた時に、スイッチレバーと発電用ばねの係合を解除して発電用ばねに蓄積された弾性力の出力を許容することを特徴とする。

Description

発電装置及びスイッチ
　本発明は、発電装置及びスイッチに係り、特に電磁誘導により発電を行う発電装置、及び発電装置を備えるスイッチに関する。
　近年、電子機器に利用される2.4GHz帯の電波周波数帯を用いてワイヤレス通信を行う、様々な電子機器が提供されている。その一例として、無線スイッチが知られている。無線スイッチは、例えば壁等に配設されることにより、照明器具のＯＮ／ＯＦＦを行うのに使用される。
　このような無線スイッチでは、その電源として乾電池や屋内100V電源を用いることが考えられるが、乾電池を用いた場合にはその交換が面倒であり、また屋内電源を用いる場合には無線スイッチの配設位置が固定されてしまい移動させることができず、いずれの場合も使用性が悪い。このため、無線スイッチ内に発電装置を設け、無線スイッチの使用性を向上させることが提案されている。
　従来、このような小型電子機器に搭載される発電装置としては、特許文献１に示されるようなコイルの内部で円盤状の磁石を回転させることによりコイルを貫く磁束を変化させ、これにより発電を行う発電装置が知られている。
特開２００５－１０２４１３号公報
　周知のように、発電装置ではコイル内で磁束変化を瞬時に行うことにより安定した誘導起電力を得ることができる。特許文献１に開示された発電装置において安定した誘導起電力を発生するためには、コイルと接続されたシャフトを速い回転速度で回転させ、コイル内で磁石を速く回転させる必要がある。
　この発電装置をスイッチに適用し、スイッチ操作者の操作力によりシャフトを回転させる構成とすると、操作者により操作力にバラツキがあるため、安定した誘導起電力を得ることができないという問題点があった。また、操作者はスイッチを指で操作するが、この指の力ではスイッチの電源となる誘導起電力まで瞬時にシャフトを回転させるのは困難であるという問題点もある。
　本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、操作者の操作力に拘わらず、安定した発電を行いうる発電装置を提供することを目的とする。
　上記の課題を解決するため、本発明の発電装置は、ケースと、発電時に操作される操作部材と、被駆動部が駆動されることにより誘導起電力を発生する発電部と、　前記被駆動部に接続されており、外力が印加されることにより弾性力を蓄積すると共に、蓄積された弾性力を出力することにより前記被駆動部を駆動する弾性手段と、
前記操作部材と前記弾性手段とに係合可能に構成されており、前記操作部材の操作前位置から前記弾性手段に所定弾性力が蓄積される蓄積完了位置までの間は前記操作部材と前記弾性手段とを連結して前記操作部材の操作力を前記弾性手段に伝達し、前記操作部材が前記蓄積完了位置を過ぎた時に前記操作部材と前記弾性手段との連結を解除し、前記弾性手段に蓄積された弾性力の出力を許容する連結解除機構と、
を備えることを特徴とする。
　本発明の発電装置によれば、蓄積された弾性力により駆動されることにより、発電部が誘導起電力を発生するため、操作者の操作力に拘わらず、安定した発電を行うことができる。
本発明の一実施形態に係る発電装置及びスイッチの分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係る発電装置及びスイッチを上部から見た斜視図である。 本発明の一実施形態に係る発電装置及びスイッチを下部から見た斜視図である。 回路基板を外したときの本実施形態に係る発電装置及びスイッチを下部から見た斜視図である。 本発明の一実施形態に係る発電装置及びスイッチの動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る発電装置及びスイッチの動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る発電装置及びスイッチの動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る発電装置及びスイッチの動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る発電装置及びスイッチの動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る発電装置及びスイッチの動作を説明するための図である。
　本発明を実施するための形態について、添付の図面を参照することにより説明する。
　図１乃至図４は、本発明の一実施形態に係るスイッチ及び発電装置を説明するための図である。スイッチ１は無線スイッチであり、発電装置１０と回路基板２０とにより構成される。
　発電装置１０は、スイッチレバー１２が操作されることにより発電を行うものである。回路基板２０は高周波通信回路（図示せず）を設けており、発電装置１０が発電した電力（誘導起電力）により駆動される。この高周波通信回路は、駆動することにより電気機器（例えば、照明機器等）に向け2.4GHz帯の電波を送信し、これにより電気機器のＯＮ／ＯＦＦ処理が行われる構成とされている。回路基板２０は、図３に示すようにケース１１の裏面側に配設される。
　発電装置１０は、大略するとケース１１、スイッチレバー１２、発電機１３、発電用ばね１４、連結解除機構（１５，１６）、ピンホイールばね１７、及びスイッチ戻しばね１８等を有した構成とされている。
　ケース１１は樹脂成型品であり、矩形状を有している。このケース１１の一側部には、スイッチレバー１２を装着するためのレバー装着凹部２５が形成されている。このレバー装着凹部２５内には、スイッチレバー１２を軸承する支軸２６が立設されると共に、後述するロック爪３８が係合するロック溝３９が形成されている。
　また、ケース１１には、発電用ばね１４が装着されるばね装着部２７、ピンホイールばね１７が装着されるばね装着軸２９、ピンホイールばね１７の端部１７ａが係止されるばね係止３０、発電機１３が取付けられた状態で被駆動部４１が位置する開口部３１、及び発電機１３を取付けるためのボス３２Ａ，３２Ｂ等が一体的に形成されている。
　スイッチレバー１２は樹脂成型品であり、操作部３５、軸孔３６、係合凸部３７、ロック爪３８、及びロック溝３９等を一体的に形成した構成とされている。このスイッチレバー１２は、請求項に記載の操作部材に相当する。
　操作部３５は、発電時（スイッチ１のＯＮ／ＯＦＦ時）に操作者により操作される部位である。後述するように、発電時には操作者は操作部３５を矢印Ａ１方向（（図２、図５等参照）に押圧操作する。
　軸孔３６は、スイッチレバー１２の端部に設けられており、前記した支軸２６に挿通される。これによりスイッチレバー１２は支軸２６に軸承され、支軸２６を中心として矢印Ａ１，Ａ２方向に回転する。
　このスイッチレバー１２を支軸２６に装着する際、スイッチ戻しばね１８も併せて支軸２６に装着される。このスイッチ戻しばね１８は、スイッチレバー１２を図５に矢印Ａ２で示す方向に回転付勢する。
　しかしながら、スイッチレバー１２の下部にはロック爪３８が形成されており、このロック爪３８はレバー装着凹部２５に形成されたロック溝３９と係合するよう構成されている。従って、ロック爪３８がロック溝３９と係合することにより、スイッチレバー１２は図２に示す位置（ケース１１より若干Ａ２方向に回転した位置）以上には回転しない構成とされている。
　係合凸部３７は、操作部３５と反対側に突出した構成とされている。この係合凸部３７は、後述するピンホイール１６の係合突起５５と係合可能な構成とされている。
　次に、発電機１３について説明する。発電機１３は請求項に記載の発電部に相当するものであり、金属製の基板４３に装置本体４０が配設された構成とされている。
　また、装置本体４０には被駆動部４１が設けられており、この被駆動部４１は基板４３から上方に突出した構成とされている。発電機１３は、この被駆動部４１を回転させることによりコイルの内部で円筒形状の磁石を回転させ、これによりコイルを貫く磁束を変化させて誘導起電力を発生する（発電する）構成とされている。
　基板４３は、複数の装着孔４４Ａ～４４Ｃを有している。この各装着孔４４Ａ～４４Ｃには図示しない固定ねじが挿通され、この固定ねじをボス３２Ａ，３２Ｂの裏面及びケース１１の裏面側に形成されたねじ孔に螺着することにより、発電機１３はケース１１に固定される。
　また、ケース１１の発電機１３が取付けられる部位には、開口部３１が形成されている。よって、発電機１３がケース１１に固定された状態で、被駆動部４１は開口部３１内に突出した構成となる。更に、被駆動部４１には、後述するラック５０と噛合するギヤ４２が配設されている。
　発電用ばね１４は、請求項に記載の弾性手段に相当するものである。この発電用ばね１４は、ケース１１に設けられたばね装着部２７に装着される。本実施形態では、発電用ばね１４として圧縮ばねであるコイルスプリングを使用している。しかしながら、後述する所定の弾性力（弾性エネルギー）を蓄積しうるものであれば、他の構成のばね、ゴム等の弾性部材、エアシリンダ等を用いた弾性機構等を用いることも可能である。
　この発電用ばね１４は、図中Ｘ１方向側の端部１４ａがケース１１に固定され、Ｘ２方向側の端部１４ｂがスライド部材１５と接続される。また発電用ばね１４は圧縮されることにより弾性力を蓄積すると共に、この蓄積された弾性力を出力することにより、後述するように発電機１３の被駆動部４１を回転させて所定の誘導起電力を発生する構成とされている。
　次に、連結解除機構について説明する。連結解除機構は、大略するとスライド部材１５とピンホイール１６とにより構成されている。また連結解除機構は、前記のスイッチレバー１２と発電用ばね１４に係合可能な構成とされている。
　この連結解除機構は、スライド部材１５の操作を開始する位置（以下、操作前位置という）から、発電用ばね１４に発電機１３を駆動しうる弾性力が蓄積される位置（以下、蓄積完了位置という）までの間はスライド部材１５と発電用ばね１４とを連結してスライド部材１５の操作力を発電用ばね１４に伝達し、蓄積完了位置を過ぎた時にスイッチレバー１２と発電用ばね１４との連結を解除し、発電用ばね１４に蓄積された弾性力の出力を許容する機能を奏するものである。以下、スライド部材１５及びピンホイール１６の具体的な構成について説明する。
　スライド部材１５は樹脂成型品であり、本体部４７、接続部４８、係合部４９、及びラック５０を一体的に形成した構成とされている。本体部４７は、ケース１１内で図中矢印Ｘ１，Ｘ２方向にスライド可能な構成とされている。
　本体部４７のＸ１方向端部には、接続部４８が形成されている。この接続部４８は、前記した発電用ばね１４の端部１４ｂに接続される。よって、スライド部材１５がＸ１方向にスライドすることにより発電用ばね１４は圧縮され弾性力を蓄積する。また、圧縮された発電用ばね１４が伸長し、蓄積された弾性力を出力する時は、スライド部材１５は矢印Ｘ２方向にスライドする。
　また、本体部４７のＸ２方向端部には係合部４９が形成されている。この係合部４９は、後述するピンホイール１６の係合突起５５と係合するよう構成されている。更に、本体部４７の側部にはラック５０が形成されており、このラック５０は発電機１３の被駆動部４１に設けられたギヤ４２と噛合するよう構成されている。
　これにより、発電機１３とスライド部材１５とは、ギヤ４２及びラック５０を介して接続された構成となる。よって、発電用ばね１４に蓄積された弾性力によりスライド部材１５がＸ２方向にスライドすると、ラック５０及びギヤ４２を介して被駆動部４１が回転し、発電機１３は誘導起電力を発生する。
　ピンホイール１６は樹脂成型品であり、放射状に延出する複数（本実施形態では６本）の係合突起５５が形成されている。なお、以下の説明において、複数の係合突起５５を個別に示す場合には、図５に示すように係合突起５５Ａ～５５Ｆと示すこととする。
　また、ピンホイール１６は中心位置に軸孔５３が形成されており、この軸孔５３はケース１１に形成されたホイール軸２８に挿通される。これにより、ピンホイール１６は、ケース１１に対して回転可能に取付けられた状態となる。
　スイッチレバー１２が操作される際、前記の複数の係合突起５５の内、１つの係合突起５５（図５に示す係合突起５５Ａ）が係合凸部３７と係合すると共に、これと隣接する係合突起５５（図５に示す係合突起５５Ｂ）がスライド部材１５の係合部４９と係合するよう構成されている。従って、スイッチレバー１２が操作時においては、スイッチレバー１２と発電用ばね１４は、ピンホイール１６及びスライド部材１５を介して連結された構成となる。
　ピンホイールばね１７は、ピンホイール１６の近傍位置に配設されている。具体的には、ピンホイール１６の係合突起５５が係合凸部３７及び係合部４９と係合する位置に対し、ホイール軸２８を中心として反対側の位置に設けられている。このピンホイールばね１７はトーションばねであり、ケース１１に形成されたばね装着軸２９に装着される。
　また、ピンホイールばね１７の一端部１７ａは、ばね係止３０に係止される。また、ピンホイールばね１７の他端は山形に折曲されて山部１７ｂを形成している。この山部１７ｂは係合突起５５を弾性付勢するよう構成されており、これによりピンホイール１６は図中矢印Ｂ方向に回転付勢される構成となっている。
　なお、上記のように本実施形態では係合突起５５を６本設けた構成としているが、ピンホイール１６に形成される係合突起５５の本数はこれに限定されるものではなく、４本以上１０本以下の間で任意に設定することが可能である。これは、４本未満に設定するとスイッチレバー１２と発電用ばね１４の連結が困難になり、また１１本以上に設定すると各係合突起５５が細くなり機械的強度を維持することが困難となるからである。
　次に、上記構成を有する発電装置１０の動作について説明する。
　図５乃至図１０は、発電時における発電装置１０の動作を説明するための図である。図５は、スイッチレバー１２を操作する前の操作前状態を示す。図５の操作前状態において、スイッチレバー１２はスイッチ戻しばね１８の弾性力により矢印Ａ２方向に回転付勢される。ロック爪３８はロック溝３９に係合することにより、スイッチレバー１２が図５の操作前位置よりＡ２方向にさらに回転することを防止している。
　図５の操作前状態において、発電用ばね１４は伸長しており、弾性力は蓄積されていない状態である。スライド部材１５は矢印Ｘ２方向に移動した状態となっている。ピンホイール１６において、係合突起５５Ａはスイッチレバー１２の係合凸部３７と係合し、係合突起５５Ｂはスライド部材１５の係合部４９と係合している。よって、スイッチレバー１２と発電用ばね１４は、スライド部材１５とピンホイール１６を介して連結された状態となっている。
　図６は、スイッチレバー１２を矢印Ａ１方向に操作し始めた状態を示す。スイッチレバー１２をスイッチ戻しばね１８のばね力に抗してＡ１方向に操作すると、係合凸部３７は係合突起５５ＡをＸ１方向に付勢する。ピンホイール１６はホイール軸２８に回転可能に取付けられているため、係合突起５５Ａが係合凸部３７に付勢されることによりピンホイール１６は図６に示す矢印Ｂの方向（反時計方向）に回転する。
　ピンホイール１６が回転することにより、係合突起５５Ａに隣接し、係合部４９と係合している係合突起５５Ｂは回転し、これによりスライド部材１５は矢印Ｘ１方向にスライドする。
　スライド部材１５がＸ１方向にスライドすることにより、スライド部材１５に接続された発電用ばね１４もＸ１方向に付勢される。しかし、発電用ばね１４の端部１４ａはケース１１に固定されているため、スライド部材１５がＸ１方向にスライドすることにより発電用ばね１４は圧縮されて弾性力を蓄積する。
　スライド部材１５がＸ１方向に移動することにより、ラック５０とギヤ４２を介して被駆動部４１もわずかに回転するが、操作者によるスライド部材１５の操作力は小さく安定していないため、発電機１３において有効な発電が行われることはない。
　ピンホイール１６がＢ方向に回転することにより、係合突起５５Ｄはピンホイールばね１７の山部１７ｂを押圧する。これにより、ピンホイール１６には矢印Ｂ方向とは反対方向の弾性付勢力が印加される。スイッチレバー１２を操作する操作力に対してこの弾性付勢力は小さいため、ピンホイールばね１７によりピンホイール１６が反転（矢印Ｂ方向と反対方向に回転）することはない。
　図７は、蓄積完了位置までスイッチレバー１２を操作した状態（以下、蓄積完了状態という）を示す。図７の蓄積完了状態において、スイッチレバー１２はレバー装着凹部２５内に押し込まれ、これに伴いスライド部材１５はＸ１方向の移動限界位置まで移動した状態となっている。本実施形態では、図７の蓄積完了状態において発電用ばね１４は最も収縮された状態になり、発電用ばね１４に発電機１３を駆動し発電を行いうる弾性力が蓄積される。
　図７の蓄積完了状態において、ピンホイール１６の係合突起５５Ｂは係合部４９の端部と係合しており、係合部４９から離間する直前の状態となっている。また、図７の蓄積完了状態において、係合突起５５Ｄはピンホイールばね１７の山部１７ｂの頂部と接した状態となっている。
　図８は、スイッチレバー１２が蓄積完了位置を過ぎた位置まで移動操作した状態（以下、発電状態という）を示す。この発電状態までスイッチレバー１２が押し込まれると、ピンホイール１６は更にＢ方向に回転し、係合突起５５Ｂは係合部４９から離間する。これにより、スライド部材１５とピンホイール１６によるスイッチレバー１２と発電用ばね１４との連結は解除される。
　係合突起５５Ａと係合突起５５Ｂとの間には，スライド部材１５をＸ２方向に移動可能な空間４５が存在する。よって、係合突起５５Ｂが係合部４９から離間すると、発電用ばね１４に蓄積されていた弾性力（弾性エネルギー）により、スライド部材１５は瞬時にＸ２方向に向けスライドする。
　ギヤ４２とラック５０は噛合しているため、スライド部材１５がＸ２方向に瞬時にスライドすることにより、被駆動部４１は、図８に示す矢印Ｃ２の方向に回転する。よって、発電機１３は、発電用ばね１４の弾性力により誘導起電力を発生する（発電が行われる）。
　この発電が行われる際、発電用ばね１４（スライド部材１５）とスイッチレバー１２は連結が解除された状態であるため、スライド部材１５には発電用ばね１４に蓄積された弾性力（弾性復元力）のみが印加される。また、発電用ばね１４には、発電機１３を駆動し発電を行いうる強い弾性力が蓄積されている。このため発電時には、発電機１３は発電用ばね１４から出力される強く安定した弾性力により駆動されるため、誘導起電力も安定したものとなる。
　このように本実施形態に係る発電装置１０によれば、発電機１３は発電用ばね１４から瞬時に出力される蓄積された弾性力により駆動されて誘導起電力を発生するため、スイッチレバー１２を操作する操作者の操作力に拘わらず安定した誘導起電力を得ることができる。また、発電機１３が安定した誘電起電力を発生することにより、回路基板２０に設けられた高周波通信回路は電気機器に向けて安定した電波を送信することできるので、電気機器のＯＮ／ＯＦＦ等の処理を高い信頼性で行わせることができる。
　図９は、発電処理が終了した後の状態（以下、復帰処理状態という）を示す。図９の復帰処理状態において、操作者によるスイッチレバー１２のＡ１方向への操作が解除される。このため、スイッチレバー１２は、スイッチ戻しばね１８のばね力によりＡ２方向に向け付勢され、操作前位置に戻る。
　ピンホイール１６は、スライド部材１５と離間することにより回転自在な状態となる。このとき、ピンホイールばね１７の山部１７ｂにより係合突起５５Ｄが弾性付勢される。これにより、ピンホイール１６は矢印Ｂ方向に回転する。スライド部材１５はＸ２方向に移動した状態を維持しており、発電用ばね１４は伸長した状態を維持している。
　ピンホイール１６がＢ方向への回転することにより、図１０に示すように、係合突起５５Ｆはスイッチレバー１２の係合凸部３７と係合し、係合突起５５Ａはスライド部材１５の係合部４９と係合した状態となる。よって図１０に示す状態は、図５に示した操作前状態と等価の状態となる。このように、本実施形態の発電装置１０においては、１回の発電処理によりピンホイール１６の回転が６０°進み、操作前状態に戻る構成となっている。
　上記のように、本実施形態の発電装置１０によれば、少ない部品点数で確実に発電処理を行うことができる。
　以上、本発明の好ましい実施形態について詳説したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形、改良及び置換を加えることができる。
　本国際出願は、２０１０年１０月４日に出願された日本国特許出願２０１０－２２５２１２号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願２０１０－２２５２１２号の全内容を本国際出願に援用する。

Claims (5)

  1. 　ケースと、
    　発電時に操作される操作部材と、
    　被駆動部が駆動されることにより誘導起電力を発生する発電部と、
    　前記被駆動部に接続されており、外力が印加されることにより弾性力を蓄積すると共に、蓄積された弾性力を出力することにより前記被駆動部を駆動する弾性手段と、
    　前記操作部材と前記弾性手段とに係合可能に構成されており、前記操作部材の操作前位置から前記弾性手段に所定弾性力が蓄積される蓄積完了位置までの間は前記操作部材と前記弾性手段とを連結して前記操作部材の操作力を前記弾性手段に伝達し、前記操作部材が前記蓄積完了位置を過ぎた時に前記操作部材と前記弾性手段との連結を解除し、前記弾性手段に蓄積された弾性力の出力を許容する連結解除機構と、
    を備えることを特徴とする発電装置。
  2. 　前記連結解除機構は、
    　前記ケースに回転可能に取付けられると共に、放射状に延出した複数の係合突起を有するピンホイールと、
    　一端が前記係合突起と係合されると共に他端が前記弾性手段に接続され、前記ケース内でスライド可能な構成とされたスライド部材とを備えることを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
  3. 　前記発電部は前記被駆動部を回転することにより誘導起電力を発生する構成とすると共に、前記被駆動部にギヤを配設し、前記スライド部材に前記ギヤと噛合するラックを設けたことを特徴とする請求項２に記載の発電装置。
  4. 　前記係合突起の数を４本以上１０本以下に設定したことを特徴とする請求項２に記載の発電装置。
  5. 　請求項１に記載の発電装置と、前記発電装置により駆動される電子回路とを備えることを特徴とするスイッチ。
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