WO2018230359A1 - 発電スイッチ - Google Patents

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WO2018230359A1
WO2018230359A1 PCT/JP2018/021119 JP2018021119W WO2018230359A1 WO 2018230359 A1 WO2018230359 A1 WO 2018230359A1 JP 2018021119 W JP2018021119 W JP 2018021119W WO 2018230359 A1 WO2018230359 A1 WO 2018230359A1
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WO
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power generation
arm
free end
lever
arms
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PCT/JP2018/021119
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Inventor
孝也 中村
Original Assignee
パナソニックIpマネジメント株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/30Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
    • H10N30/304Beam type
    • H10N30/306Cantilevers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K35/00Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit
    • H02K35/02Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit with moving magnets and stationary coil systems
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1892Generators with parts oscillating or vibrating about an axis
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    • H02N2/18Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
    • H02N2/186Vibration harvesters
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/24Constructional features of resonators of material which is not piezoelectric, electrostrictive, or magnetostrictive
    • HELECTRICITY
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    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/02Details
    • H01H13/12Movable parts; Contacts mounted thereon
    • H01H13/20Driving mechanisms
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H2201/02Piezo element
    • HELECTRICITY
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    • H01H3/00Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/02Operating parts, i.e. for operating driving mechanism by a mechanical force external to the switch
    • H01H3/12Push-buttons
    • H01H3/122Push-buttons with enlarged actuating area, e.g. of the elongated bar-type; Stabilising means therefor
    • H01H3/125Push-buttons with enlarged actuating area, e.g. of the elongated bar-type; Stabilising means therefor using a scissor mechanism as stabiliser

Definitions

  • This disclosure relates to a power generation switch.
  • the signal generation device (power generation switch) described in Patent Literature 1 includes a cantilever actuator (power generation unit) having a piezoelectric element and a switch (arm unit) having an L-shaped cross-sectional shape.
  • a cantilever actuator power generation unit
  • a switch arm unit having an L-shaped cross-sectional shape.
  • a power generation switch includes a holder portion, a fixed end portion fixed to the holder portion, and a free end portion that freely vibrates, and generates electric power when the free end portion vibrates freely.
  • a power generation section that extends in a direction connecting the power generation section having an adsorbing body and the free end portion and the fixed end portion, and the end portion on the fixed end side is pivotally supported and rotated.
  • the arm portion having a magnet that takes a state of being attracted to the attracting body by a magnetic force and a state of being released from the attracted state intersects the arm portion.
  • a lever portion that extends in a direction connecting the free end portion and the fixed end portion, the end portion on the free end side is pivotally supported, and the arm portion is pushed down and rotated to rotate.
  • the arm portion Comprising a top plate for rotating depressed one, the.
  • a power generation switch includes a holder portion, a fixed end portion fixed to the holder portion, and a free end portion that freely vibrates, and the free end portion vibrates freely to generate electric power.
  • a power generation unit that generates an adsorbent, and extends in a direction connecting the free end and the fixed end, and is parallel to each other to sandwich the power generation unit, and is on the side of the fixed end
  • a pair of arms that are pivotally supported by the ends of the pair, a connecting portion that connects the ends of the pair of arms on the free end side, and a magnetic force applied to the adsorbent by rotating the pair of arms.
  • An arm portion having a magnet that takes a state of being attracted by and a state of being released from the attracted state, and the free end of each of the pair of arms when the free end portion side is viewed from the outside
  • the two other reinforcing arms are pivotally supported and the other end portions are attached to the pair of arms, and one of the two reinforcing arms is rotated by one arm of the pair of arms.
  • the other end is attached to the one arm so that the one reinforcing arm rotates, and the other reinforcing arm rotates by rotating the one reinforcing arm.
  • a reinforcing arm portion connected to the one reinforcing arm so as to rotate in a direction opposite to the direction, and the other end portion attached to the other arm.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of the power generation switch according to Embodiment 1 on the button part side.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an external appearance of the power generation switch according to Embodiment 1 on the case portion side.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of the power generation switch according to Embodiment 1 in a state where the button portion and the case portion are omitted from FIG. 1.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing the configuration of the power generation switch according to Embodiment 1 in a state where the button portion and the case portion are omitted from FIG.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view showing the configuration of the power generation device according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view of the power generation unit according to the first embodiment taken along line VI-VI in FIG.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view for explaining a fixed state between the holder portion and the rigid plate according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a plan view showing the appearance of the arm unit according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a plan view showing the appearance of the lower part of the button according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining that the power generation unit generates power when the arm unit according to Embodiment 1 rotates.
  • FIG. 11 is a schematic diagram illustrating the movement of the arm unit and the lever unit when the button unit according to the first embodiment is operated.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of the power generation switch according to the first embodiment in the state of FIG.
  • FIG. 13 is a partially exploded perspective view showing the configuration of the power generation switch according to the second embodiment.
  • FIG. 14 is a perspective view illustrating an outline of operations of the arm unit and the reinforcing arm unit when the button unit according to the second embodiment is operated.
  • FIG. 15 is a side view illustrating an outline of operations of the arm unit and the reinforcing arm unit when the button unit according to the second embodiment is operated.
  • the signal generating device described in Patent Document 1 described above is arranged so as to press the position above the free end of the actuator in the switch in order to bend the free end of the actuator. That is, there is a problem that the position where the switch can be pressed is limited in plan view, and the operability is low. In particular, the operability is low when the power generation switch is not fixed in direction, such as a portable power generation switch.
  • the switch may not be pushed down substantially evenly.
  • the one end of the switch in the width direction when the switch is pressed, the one end may be pushed deeper than the other end.
  • the switch it becomes difficult for the switch to bend the actuator uniformly, and the power generation efficiency decreases. That is, there is a problem that the position to push the switch in the width direction of the switch for pushing the switch substantially evenly is limited, and the operability is low. In particular, the operability is low when the power generation switch is not fixed in direction, such as a portable power generation switch.
  • an object of the present disclosure is to provide a power generation switch with improved operability.
  • a power generation switch includes a holder portion, a fixed end portion fixed to the holder portion, and a free end portion that freely vibrates.
  • a power generation unit that generates electric power by free vibration, the power generation unit having an adsorbent, and extending in a direction connecting the free end and the fixed end, the end on the fixed end side being a shaft When viewed from the direction of the shaft in the shaft support, and an arm portion having a magnet that takes a state of being attracted to the attracting body by a magnetic force by being supported and rotated, and a state of being released from the attracted state And extending in a direction connecting the free end and the fixed end so as to intersect the arm, and the end on the free end side is pivotally supported and pivoted to push down the arm.
  • the arm portion and the lever portion to be rotated and the pressed position. And a top plate for rotating depressed at least one of said lever portion.
  • the power generation switch according to the present embodiment can rotate the arm portion regardless of the position in the direction parallel to the direction connecting the free end portion and the fixed end portion, which operates the top plate. That is, according to the power generation switch according to the present embodiment, operability is improved.
  • the arm portion has an inclined portion that is disposed at a position that does not overlap the power generation portion when viewed from the direction in which the power generation portion freely vibrates and has a predetermined inclination when viewed from the direction of the shaft.
  • the lever portion has a protrusion that is located at a position overlapping the inclined portion when viewed from the direction of free vibration, and is disposed closer to the top plate than the inclined portion when viewed from the direction of the shaft. You may do it.
  • the protruding portion can push down the inclined portion. That is, the arm portion can be pushed down and turned by turning the lever portion.
  • the protrusion may be arranged on the free end side of the lever portion on the free end side and the fixed end side.
  • the user when the user operates the top plate and rotates the lever portion to push down and rotate the arm portion, the user is weaker than when the protrusion is arranged on the fixed end portion side of the lever portion.
  • the arm can be rotated even if it is operated by force.
  • the shape of the tip of the protrusion may have a curvature when viewed from the direction of the axis.
  • the contact area between the second convex portion and the inclined portion is reduced, the frictional resistance when the lever portion rotates and the second convex portion slides on the inclined portion can be reduced. That is, the second convex portion can easily slide on the inclined portion. Therefore, the user can rotate the arm portion even when operated with a weaker force.
  • the projecting part and the inclined part may be in contact with each other.
  • the lever portion when the lever portion is pushed down by the top plate and starts to rotate, the lever portion can start the rotation of the arm portion via the inclined portion. That is, the pivoting of the lever part and the pivoting of the arm part via the lever part can be started substantially simultaneously.
  • each of the free end portion side of the arm portion and the fixed end portion side of the lever portion may be fitted to the top plate.
  • the top plate is easy to push down and turn the arm portion and the lever portion. Moreover, it can suppress that a top plate remove
  • the arm portion extends in a direction connecting the free end portion and the fixed end portion, is parallel to each other and sandwiches the power generation portion, and a pair of end portions on the fixed end side are pivotally supported.
  • the lever portion extends in a direction connecting the free end portion and the fixed end portion so as to intersect the arm portion, and is parallel to each other to sandwich the power generation portion. You may be comprised from a pair of arm by which the edge parts of the part side were pivotally supported.
  • the power generation unit may include two piezoelectric elements and a metal plate, and the two piezoelectric elements may be arranged so as to sandwich the metal plate.
  • the electric power generated by the free vibration of the power generation unit can be made higher than when there is one piezoelectric element.
  • a power generation switch includes a holder portion, a fixed end portion fixed to the holder portion, and a free end portion that freely vibrates.
  • a power generation unit that generates electric power by free vibration, the power generation unit having an adsorbent, and extending in a direction connecting the free end and the fixed end, and sandwiching the power generation unit in parallel with each other
  • each of the two reinforcing arms has one reinforcing arm attached to the pair of arms, and one of the two reinforcing arms is one of the pair of arms.
  • the other end is attached to the one arm so that the one reinforcing arm rotates as the other arm rotates, and the other reinforcing arm rotates as the one reinforcing arm rotates.
  • a reinforcing arm portion connected to the one reinforcing arm so as to rotate in the direction opposite to the direction of rotation of the reinforcing arm, and the other end portion attached to the other arm.
  • the power generation switch can stably generate power.
  • the power generation switch according to the present embodiment can rotate the arm portion at substantially the same angle regardless of the position in the direction parallel to the direction connecting the free end portions of the pair of arms. That is, according to the power generation switch according to the present embodiment, operability is improved.
  • the one reinforcing arm has a convex portion protruding toward the other reinforcing arm at a position intersecting with the other reinforcing arm, and the other reinforcing arm is recessed at a position corresponding to the convex portion. And at least a part of the convex portion may be inserted into the concave portion.
  • the outer shape of the convex portion when viewed from the outer side when viewed from the free end side is substantially circular, and the concave portion has an outer shape when viewed from the outer side of the free end portion,
  • the other reinforcing arm may have a substantially oval shape in which the long direction is the long axis.
  • the free end portion when viewed from the direction of the shaft in the axial support of the arm portion, the free end portion extends in a direction connecting the free end portion and the fixed end portion so as to intersect the arm portion.
  • An end portion of the arm portion may be pivotally supported, and a lever portion having a convex portion that pushes and turns the arm portion by turning may be provided.
  • the pair of arms can be rotated at substantially equal angles.
  • a top plate may be provided that is disposed at a position covering the arm portion and the lever portion so that at least one of the arm portion and the lever portion is pushed down and rotated by the pressed position.
  • the power generation switch has a top plate, and the pair of arms can be rotated at substantially equal angles regardless of the position at which the top plate is operated.
  • the power generation unit may include two piezoelectric elements and a metal plate, and the two piezoelectric elements may be arranged so as to sandwich the metal plate.
  • the electric power generated by the free vibration of the power generation unit can be made higher than when there is one piezoelectric element.
  • coordinate axes may be shown.
  • the minus side of the Z axis represents the installation surface side, and the plus side of the Z axis represents the operation surface side.
  • the X-axis direction and the Y-axis direction are directions perpendicular to each other on a plane perpendicular to the Z-axis direction.
  • the XY plane is a plane parallel to the top plate included in the power generation switch.
  • “plan view” means viewing from the Z-axis direction.
  • “cross-sectional view” means that the power generation switch cut along the plane including the cutting line is viewed from the side perpendicular to the cut plane.
  • the cross-sectional view means that the cross-section is viewed from the X-axis direction side.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of the power generation switch 10 according to the present embodiment on the button part 11 side.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an external appearance of the power generation switch 10 according to the present embodiment on the case part 12 side.
  • the power generation switch 10 is a switch that generates power by operating (for example, pressing) the button unit 11 and wirelessly transmits a predetermined signal using the power generated by the power generation. . That is, the power generation switch 10 according to the present embodiment does not include a battery or the like, and transmits a predetermined signal by generating power each time the power generation switch 10 is operated.
  • the predetermined signal is, for example, a signal indicating unique identification information assigned to each power generation switch 10.
  • the power generation switch 10 transmits a predetermined signal to a control device (not shown) that controls various electric devices (for example, a lighting device, a video display device, and an electric curtain) installed in a house or the like.
  • a control device controls various electric devices (for example, a lighting device, a video display device, and an electric curtain) installed in a house or the like.
  • the control device when the identification information of the power generation switch 10 is associated with the control for turning on the lighting device, the control device performs control to turn on the lighting device when acquiring a signal from the power generation switch 10. .
  • the power generation switch 10 is a switch that can be carried by the user.
  • the user can place the power generation switch 10 on a desk when working at a desk, and can place the power generation switch 10 next to a futon when sleeping.
  • the power generation switch 10 includes a button portion 11 and a case portion 12.
  • the button part 11 and the case part 12 form an outer shell of the power generation switch 10.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of the power generation switch 10 according to the present embodiment in a state where the button part 11 and the case part 12 are omitted from FIG.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing the configuration of the power generation switch 10 according to the present embodiment in a state where the button part 11 and the case part 12 are omitted from FIG.
  • the power generation switch 10 includes the power generation device 20, the arm unit 30, the lever unit 40, the cover unit 50, in a state where the button unit 11 and the case unit 12 are omitted. And a lower button 60.
  • buttons part 11 and the case part 12 are demonstrated referring FIG.1 and FIG.2.
  • the button part 11 and the case part 12 each have a bottomed shape, and the button part 11 stands on the case part 12 side from the outer edge part of the upper surface part 11 a and the upper surface part 11 a.
  • the case portion 12 is composed of a side surface portion 11b, and the case portion 12 is composed of a bottom surface portion 12a and a side surface portion 12b standing from the outer edge portion of the bottom surface portion 12a to the button portion 11 side.
  • the button part 11 and the case part 12 are formed in a substantially rectangular shape with four corners having an R shape.
  • the button part 11 and the case part 12 are formed in a substantially square shape with four corners having an R shape.
  • the size of the button part 11 is larger than the size of the case part 12 in plan view. That is, the button part 11 is disposed so that the upper surface part 11 a faces the bottom surface part 12 a of the case 12 and the side surface part 11 b of the button part 11 covers a part of the side surface part 12 b of the case part 12.
  • a power generator 20 an arm part 30, a lever part 40, and the like, which will be described later, are accommodated.
  • the upper surface part 11a is an operation surface operated by the user. Specifically, the user presses the upper surface portion 11a. Thereby, the button part 11 is pushed down to the installation surface side (in this embodiment, from the Z-axis plus side to the Z-axis minus side) where the power generation switch 10 is placed.
  • the button part 11 and the case part 12 are formed from a resin material.
  • the button part 11 and the case part 12 are formed of acrylic resin, polycarbonate resin, PBT (Polybutylene Terephthalate), POM (Polyoxymethylene), ABS resin (a copolymer of acrylonitrile, butadiene, and styrene).
  • the material of the button part 11 and the case part 12 is not limited to this.
  • the button part 11 and the case part 12 may be formed with the same material, and may be comprised with a different material.
  • the button part 11 and the case part 12 may be formed from a colored resin material. That is, the user cannot visually recognize each component housed in the space formed by the button part 11 and the case part 12. Thereby, the beauty
  • the case unit 12 is in contact with an installation surface (for example, a desk surface or a floor surface) on which the power generation switch 10 is placed.
  • the case part 12 is an example of a housing.
  • the top plate 61 of the button lower part 60 and the upper surface part 11a of the button part 11 shown in FIG. 3 are fixed.
  • the surface on the plus side of the Z axis of the top plate 61 (the upper surface of the top plate 61 in FIG. 3) and the surface on the minus side of the Z axis of the upper surface portion 11a of the button portion 11 (the lower surface of the upper surface portion 11a in FIG. 1) are bonded.
  • the button lower part 60 and the button part 11 are fixed by being bonded with a tape or the like.
  • the fixing of the button lower part 60 and the button part 11 is not limited to fixing with an adhesive tape, and the button part 11 may be fixed so as not to be separated from the button lower part 60.
  • the button lower part 60 and the button part 11 may be screwed together by screws or the like, or other fixing methods.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view showing the configuration of the power generation device 20 according to the present embodiment.
  • the power generation device 20 is disposed on the lower side (Z-axis minus side) in a state where the button portion 11 and the case portion 12 are omitted.
  • the power generation device 20 includes a holder part 21, a power generation part 23, a screw holder part 24, a signal transmission part 26, and a rigid plate 27. Further, the power generation device 20 includes a fixing member for fixing the holder portion 21 and the rigid plate 27 and fixing the one end portion side of the power generation portion 23 and the holder portion 21.
  • the power generation device 20 is a fixing member that includes a screw 22 for screwing the holder portion 21 and the rigid plate 27 together, and one end side of the power generation portion 23 and the holder portion 21 screwed together. A screw 25 for coupling is provided.
  • the fixing between the holder part 21 and the rigid plate 27 and the fixing between the power generation part 23 and the holder part 21 are not limited to screw coupling. That is, the fixing member is not limited to the screws 22 and 25.
  • the holder part 21 and the rigid plate 27, and the power generation part 23 and the holder part 21 may be fixed using an adhesive, or may be fixed by other methods.
  • the holder portion 21 includes a first holder 21a, a second holder 21b, a first convex portion 21c, and a second convex portion 21d.
  • the 1st holder 21a, the 2nd holder 21b, the 1st convex part 21c, and the 2nd convex part 21d are integrally formed, for example.
  • the first holder 21a and the second holder 21b are connected to each other. In FIG. 5, the first holder 21a is arranged on the Y axis plus side, and the second holder 21b is arranged on the Y axis minus side. Has been.
  • the first holder 21a is thicker (the length in the Z-axis direction) than the second holder 21b, and the first holder 21a protrudes from the second holder 21b to the Z-axis plus side.
  • two first openings 21e are formed in the first holder 21a.
  • the 1st opening part 21e is a screw hole for fixing the electric power generation part 23 to the holder part 21 (specifically 1st holder 21a).
  • the power generation unit 23 is fixed to the holder unit 21 with the screws 25.
  • the electric power generation part 23 fixed to the 1st holder 21a is not in contact with the 2nd holder 21b.
  • the second holder 21b has a second opening 21f having one opening.
  • the second opening 21 f is a screw hole for fixing the rigid plate 27 and the holder part 21.
  • the rigid plate 27 and the holder portion 21 are fixed by the screw 22.
  • the power generation unit 23 is fixed to one surface of the holder portion 21 (the surface on the Z axis plus side shown in FIG. 5), and the other surface (the Z axis minus side shown in FIG. 5) facing away from the one surface.
  • the rigid plate 27 is fixed to the surface.
  • the first protrusion 21c is formed so as to protrude in the X-axis direction from the side of the first holder 21a.
  • the first protrusion 21c is a protrusion protruding from the X-axis plus side end of the first holder 21a to the X-axis plus side, and an X-axis from the X-axis minus side end of the first holder 21a. It is composed of a convex portion protruding to the negative side.
  • the outer shape of the first convex portion 21c is a substantially oval shape having the major axis in the vertical direction (in other words, the Z-axis direction).
  • the 1st convex part 21c is a rotating shaft for rotating the arm part 30 mentioned later.
  • the second protrusion 21d is formed so as to protrude in the X-axis direction from the side of the second holder 21b.
  • 21 d of 2nd convex parts protrude from the edge part of the X-axis plus side of the 2nd holder 21b to the X-axis plus side, and the X-axis from the edge part of the X-axis minus side of the 2nd holder 21b. It is composed of a convex portion protruding to the negative side.
  • the 2nd convex part 21d is formed in the edge part on the opposite side to the 1st holder 21a of the 2nd holder 21b.
  • the outer shape of the second convex portion 21d When viewed from the X-axis direction, the outer shape of the second convex portion 21d has a substantially semicircular shape having an arc on the Z-axis negative direction side.
  • the 2nd convex part 21d is a rotating shaft for rotating the lever part 40 mentioned later.
  • the holder unit 21 is made of a resin material.
  • the holder portion 21 is formed of an acrylic resin, a polycarbonate resin, PBT (Polybutylene Terephthalate), POM (Polyoxymethylene), ABS resin (a copolymer of acrylonitrile, butadiene, and styrene).
  • the power generation unit 23 includes a magnetic plate 23a and piezoelectric elements 23f and 23f (see FIG. 6), and generates a voltage due to the piezoelectric effect by bending vibration.
  • the power generation unit 23 is formed in a flat plate shape, and two openings 23b are formed on one end side.
  • the opening 23 b is an opening for fixing the power generation unit 23 to the holder unit 21.
  • the power generation unit 23 and the holder unit 21 (specifically, the first holder 21a) are screwed together by the screw 25 via the screw holder unit 24.
  • the power generation unit 23 is a fixed end 23c to which one end (in this embodiment, the end on the Y axis plus side) is fixed, and the other end (in this embodiment, on the Y axis minus side).
  • the end portion has a cantilever structure having a free end portion 23d.
  • the power generation unit 23 generates power when the free end 23d vibrates freely. That is, the power generation unit 23 has a fixed end 23c fixed to the holder unit 21 and a free end 23d that freely vibrates, and generates electric power by the free end 23d free vibrating.
  • the magnetic plate 23a is made of a magnetic material and is fixed to the end portion on the free end portion 23d side. This is an example of an adsorbent that adsorbs a magnet 38 (see FIG. 4) included in an arm unit 30 described later by magnetic force.
  • the magnetic plate 23a may be fixed to the tip of the power generation unit 23 on the free end 23d side. Thereby, the magnetic body plate 23 a can also serve as the weight of the power generation unit 23.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view of power generation unit 23 according to the present embodiment, taken along line VI-VI in FIG.
  • the power generation unit 23 includes a thin metal plate 23e and a piezoelectric element disposed on at least one surface of the metal plate 23e. As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the power generation unit 23 includes a thin metal plate 23e and thin plate piezoelectric elements 23f and 23g disposed on both surfaces of the metal plate 23e. Specifically, the piezoelectric element 23f is disposed on the signal transmission part 26 side of the metal plate 23e, and the piezoelectric element 23g is disposed on the holder part 21 side of the metal plate 23e. That is, the power generation unit 23 includes two piezoelectric elements 23f and 23g, and the two piezoelectric elements 23f and 23g are arranged so as to sandwich the metal plate 23e.
  • the piezoelectric element 23g, the metal plate 23e, and the piezoelectric element 23f are stacked in contact with each other in this order. Thereby, compared with the case where there is one piezoelectric element, higher electric power can be generated by free vibration.
  • the metal plate 23e is made of a spring material.
  • a metal material such as stainless steel can be used.
  • the piezoelectric element 23f is laminated in contact with the electrode 23h, the piezoelectric body 23i, and the electrode 23j in this order from the metal plate 23e toward the Z-axis plus side. Also.
  • the piezoelectric element 23g is laminated in contact with the electrode 23h, the piezoelectric body 23i, and the electrode 23j in this order from the metal plate 23e toward the Z-axis minus side.
  • the electrodes 23h and 23j are electrodes for taking out the voltage generated in the piezoelectric body 23i.
  • the electrodes 23h and 23j may be made of a metal material or an oxide conductor material.
  • the electrode 23h of the piezoelectric element 23f and the electrode 23h of the piezoelectric element 23g are electrodes having the same polarity.
  • the electrode 23j of the piezoelectric element 23f and the electrode 23j of the piezoelectric element 23g have the same polarity and are opposite in polarity to the electrode 23h.
  • the electrode 23j is a positive electrode
  • the electrode 23h is a negative electrode
  • the electrode 23h is a positive electrode.
  • the electric power generated by the power generation unit 23 is output to the signal transmission unit 26 via a power line (not shown).
  • the power generation unit 23 may include a rectifier and a voltage regulator.
  • the AC power generated by the free vibration of the free end 23d is converted to DC power by a rectifier having a rectifier circuit and a capacitor and stored.
  • the voltage of DC power is several tens of volts, and is about 50 volts as an example.
  • a voltage regulator such as a DC-DC converter performs step-down so that an excessive voltage is not applied to the signal transmission unit 26. For example, the voltage is stepped down to about 3V by the voltage regulator, and the stepped down power is used as power for the signal transmission unit 26 to transmit a signal.
  • the signal transmission unit 26 is a device that wirelessly transmits a predetermined signal using the power.
  • the signal transmission unit 26 operates only with the electric power supplied from the power generation unit 23.
  • the wireless communication is, for example, wireless communication using the ZigBee (registered trademark) communication standard, but is not limited to this, and a communication standard such as a wireless LAN (for example, Wi-Fi (registered trademark)) is used. Wireless communication may be used.
  • the signal transmission unit 26 includes a substrate 26a, a shield case 26b, and an antenna 26c.
  • the substrate 26a is a substrate on which an electric circuit including a transmission IC (Integrated Circuit) for transmitting a signal is mounted.
  • a transmission IC Integrated Circuit
  • the transmission IC performs control to generate a predetermined signal and transmit it via the antenna 26c.
  • the predetermined signal is information indicating identification information unique to each power generation switch 10. That is, every time power is supplied from the power generation device 20, the transmission IC performs control to transmit the same signal.
  • the board 26a may be mounted with a wire-to-board connector for receiving power supplied from the power generation unit 23.
  • the shield case 26b is formed of a metal material or the like and is fixed to the substrate 26a.
  • the shield case 26b is connected to a ground potential on the circuit in order to protect the electric circuit from static electricity and external radio noise.
  • the antenna 26c is a transmission unit that transmits a signal generated by the board 26a.
  • the antenna 26c is made of, for example, a metal material.
  • the antenna 26c is electrically connected to the electric circuit of the substrate 26a.
  • the antenna 26c is disposed so as to face the end of the substrate 26a on the fixed end 23c side when the substrate 26a is viewed in plan.
  • the rigid plate 27 is a weight fixed to the holder portion 21.
  • the rigid plate 27 is a metal plate, for example.
  • the rigid plate 27 is disposed on the opposite side of the power generation unit 23 with respect to the holder unit 21.
  • the rigid plate 27 is made of a nonmagnetic material such as stainless steel, for example.
  • the thickness of the rigid plate 27 is not particularly limited, but is about 2 mm as an example.
  • the rigid plate 27 may be formed of a magnetic material.
  • the free vibration is not easily attenuated.
  • the power generation device 20 (power generation switch 10) becomes heavier, and the free vibration of the power generation portion 23 can be maintained for a long time. That is, since the free vibration attenuation of the power generation unit 23 can be suppressed, the power generation efficiency of the power generation device 20 is improved.
  • the rigid plate 27 is formed with a first opening 27a, a second opening 27b, and a third opening 27c.
  • screw taps may be cut in the first opening 27a, the second opening 27b, and the third opening 27c.
  • the first opening 27a is a screw hole for fixing the case 12 to the rigid plate 27, one on the free end portion 23d side (in other words, the Y-axis minus side) of the rigid plate 27, and the rigid opening 27a.
  • Two are formed on the fixed end 23c side of the plate 27 (in other words, on the Y axis plus side).
  • the free end 23d side and the solid end 23c side correspond to the side corresponding to the free end 23d side of the power generation unit 23 and the fixed end 23c side of the power generation unit 23, respectively. It means the side to do.
  • three screw holes are formed in the bottom surface portion 12 a of the case portion 12. In plan view, each of the screw holes formed in the bottom surface portion 12a of the case portion 12 and each of the first openings 27a are formed so as to overlap each other, and the case portion 12 and the rigid plate 27 are screwed. 13 is fixed.
  • the second opening portion 27b is a screw hole for fixing the holder portion 21 to the rigid plate 27, and one second opening portion 27b is formed.
  • the second opening 21 f is formed in the second holder 21 b of the holder portion 21.
  • the second opening portion 27 b and the second opening portion 21 f are formed at overlapping positions, and the holder portion 21 and the rigid plate 27 are fixed by screws 22.
  • the third opening portion 27c is a screw hole for fixing the fixed end portion 23c of the power generation unit 23, the holder portion 21 and the rigid plate 27 with a common fixing member, and is arranged on the fixed end portion 23c side of the rigid plate 27.
  • the power generation unit 23 is formed with the opening 23b having two screw holes
  • the first holder 21a of the holder 21 is formed with the first opening 21e having two screw holes.
  • the third opening 27c, the opening 23b, and the first opening 21e are formed at overlapping positions, and the fixed end 23c, the holder 21, and the rigid plate 27 are screws 25. It is fixed by.
  • the fixed end portion 23 c of the power generation unit 23, the first holder 21 a of the holder unit 21, and the rigid plate 27 are in contact with each other in this order and are fixed by screws 25.
  • the screw 25 is an example of a common fixing member that fixes the fixed end portion 23 c, the holder portion 21, and the rigid plate 27.
  • the rigid plate 27 is fixed to both the holder portion 21 and the case portion 12. Therefore, the rigid plate 27 may be disposed on the surface opposite to the power generation unit 23 with respect to the holder unit 21.
  • the first opening portion 27a, the second opening portion 27b, and the third opening portion 27c are not formed in the rigid plate 27. Also good.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view for explaining a fixed state of the holder portion 21 and the rigid plate 27 according to the present embodiment.
  • a concave portion 21 g corresponding to the shape of the rigid plate 27 is formed on the surface of the holder portion 21 on the rigid plate 27 side.
  • the rigid plate 27 is fitted into the concave portion 21 g of the holder portion 21 and is fixed by the screw 22.
  • the thickness of the recess 21g (the length in the Z-axis direction) is substantially equal to the thickness of the rigid plate 27. For this reason, the surface on the rigid plate 27 side of the holder portion 21 in which the rigid plate 27 is accommodated in the recess 21g is a smooth surface.
  • the arm part 30 is covered with a button lower part 60. Thereby, it becomes possible to push down and rotate the arm part 30 by pushing down the button lower part 60.
  • the arm unit 30 includes an arm 31a, an arm 31b, a first connection unit 32, a second connection unit 33, and a magnet 38.
  • a first opening 34 is formed on the free end 23d side (Y-axis minus side) of each of the arms 31a and 31b.
  • a second opening 35 is formed between the end on the free end 23d side and the end on the fixed end 23c side (Y-axis plus side) of each of the arms 31a and 31b.
  • a third opening 36 is formed on the fixed end 23c side of each of the arms 31a and 31b.
  • the arms 31a and 31b extend in a direction connecting the free end portion 23d and the fixed end portion 23c of the power generation unit 23, and are disposed substantially parallel to each other.
  • the arms 31a and 31b are arranged so as to be parallel to each other and sandwich the power generation unit 23 from a direction orthogonal to the direction connecting the free end 23d and the fixed end 23c in plan view.
  • the direction connecting the free end 23d and the fixed end 23c is a direction parallel to the Y axis in the present embodiment.
  • the direction orthogonal to the direction connecting the free end 23d and the fixed end 23c is a direction parallel to the X axis in the present embodiment.
  • the ends on the free end 23d side of the arms 31a and 31b are fixed to the button lower portion 60. Specifically, when the first opening 34 formed in the arms 31a and 31b and the first convex portion 63 (see FIG. 9) formed in the button lower portion 60 are fitted, The arm part 30 and the button lower part 60 are attached.
  • the ends of the arms 31 a and 31 b on the fixed end 23 c side are attached to the power generation device 20 so as to be rotatable.
  • the third opening 36 formed in each of the arms 31a and 31b has a shape corresponding to the first protrusion 21c, and the third opening 36, the first protrusion 21c, ,
  • the arm portion 30 is pivotally supported by the first convex portion 21c.
  • the arm part 30 is attached with respect to the electric power generating apparatus 20 by making the 1st convex part 21c into a rotating shaft.
  • the outer shapes of the third opening 36 and the first protrusion 21c are substantially circular.
  • first end portions 37 are formed at the ends of the arms 31a and 31b on the fixed end portion 23c side so as to protrude outward of the power generation switch 10 in plan view.
  • a first convex portion 37 is formed that protrudes from the end portion on the fixed end portion 23c side of the arm 31a toward the side opposite to the arm 31b (in other words, the X axis plus side).
  • a first convex portion 37 is formed that protrudes from the end portion on the fixed end portion 23c side toward the side opposite to the arm 31a (in other words, the X-axis negative side).
  • the 1st convex part 37 formed in the arms 31a and 31b fits with the 1st opening part 44 formed in the lever part 40 mentioned later.
  • first convex portion 37 is seen from the direction of the shaft that is pivotally supported by the first convex portion 21c (in the present embodiment, the direction is parallel to the X axis, and is hereinafter also referred to as the axial direction).
  • the outer shape of the first convex portion 37 is substantially circular.
  • the arm portion 30 is attached to the button lower portion 60 and the power generation apparatus 20, and the button portion 11 is pressed and the button lower portion 60 pushes down the arm portion 30, whereby the arm portion 30 pivots on the first convex portion 21c.
  • the arm portion 30 is moved by the button lower portion 60 when the arm 31a is viewed from the outside of the power generation switch 10 in a plan view (in other words, when viewed from the X axis plus side to the X axis minus side). When pushed down, it rotates counterclockwise.
  • the arms 31a and 31b are an example of a pair of arms that the arm unit 30 has.
  • the first connection portion 32 connects the ends on the free end portion 23d side of the arms 31a and 31b.
  • the first connection portion 32 is formed by extending in a direction connecting the end portions on the free end portion 23d side of the arms 31a and 31b. Thereby, when the arm 31a side of the button part 11 is operated by the user, the arm 31b rotates in the same direction as the arm 31a via the first connection part 32.
  • the second connection portion 33 connects the ends of the arms 31a and 31b on the fixed end portion 23c side.
  • the second connection portion 33 is formed by extending in a direction connecting the ends of the arms 31a and 31b on the fixed end portion 23c side.
  • the magnet 38 is disposed at the end of the arms 31a and 31b on the free end 23d side. Specifically, the magnet 38 is disposed closer to the power generation device 20 than the first connection portion 32 with a predetermined distance from the first connection portion 32. Thereby, a space is formed between the first connection portion 32 and the magnet 38.
  • the arm portion 30 is attached to the power generation device 20
  • the end portion on the free end portion 23 d side of the power generation portion 23 is disposed in the space between the first connection portion 32 and the magnet 38. That is, the magnet 38 is arranged at the end of the arms 31a and 31b on the free end 23d side so that the end of the power generating unit 23 on the free end 23d side is sandwiched between the magnet 38 and the first connection portion 32. .
  • the magnet 38 is disposed at a position overlapping the magnetic plate 23a disposed at the end of the power generation unit 23 on the free end 23d side in plan view.
  • the magnet 38 is a free end of the power generation unit 23 in a state in which the power generation unit 23 is not bent (specifically, a state in which the user does not operate the button unit 11 and will be referred to as an initial state hereinafter). It arrange
  • FIG. 8 is a plan view showing an appearance of the arm unit 30 according to the present embodiment. Specifically, it is a plan view when the arm part 30 is viewed from the button lower part 60 side. In addition, in FIG. 8, the electric power generation part 23 is illustrated with the broken line.
  • inclined portions 39 are formed in the vicinity of the centers of the arms 31a and 31b.
  • the inclined portion 39 is formed at a position that does not overlap the power generation portion 23 in plan view.
  • the inclined portion 39 is formed to have a predetermined inclination when viewed from the axial direction. When viewed from the axial direction, the inclined portion 39 is inclined so as to be away from the top plate 61 from the fixed end portion 23c side to the free end portion 23d side (see FIG. 12).
  • the arm unit 30 is made of a resin material.
  • the arm part 30 is formed of an acrylic resin, a polycarbonate resin, PBT (Polybutylene Terephthalate), POM (Polyoxymethylene), ABS resin (a copolymer of acrylicylylene, butadiene, and styrene).
  • PBT Polybutylene Terephthalate
  • POM Polyoxymethylene
  • ABS resin a copolymer of acrylicylylene, butadiene, and styrene.
  • each component constituting the arm unit 30 may be integrally formed.
  • lever part 40 is demonstrated, referring FIG.3 and FIG.4.
  • the lever portion 40 is covered with the button lower portion 60. As a result, when the button lower portion 60 is pushed down, the lever portion 40 can be pushed down and rotated.
  • the lever portion 40 includes an arm 41 a, an arm 41 b, a first connection portion 42, and a second connection portion 43. Also, a first opening 44 and a second opening 45 are formed on the fixed end 23c side of each of the arms 41a and 41b. The second opening 45 is formed at a position closer to the button lower part 60 than the first opening 44.
  • the arms 41a and 41b extend in a direction connecting the free end 23d and the fixed end 23c of the power generation unit 23, and are arranged substantially parallel to each other.
  • the arms 41a and 41b are arranged so as to be parallel to each other and sandwich the power generation unit 23 from a direction orthogonal to the direction connecting the free end 23d and the fixed end 23c in plan view. Note that the arms 41a and 41b are arranged so as to intersect the arm portion 30 (specifically, the arms 31a and 31b) when viewed from the axial direction.
  • the ends of the arms 41 a and 41 b on the fixed end 23 c side are fixed to the button lower part 60.
  • the second opening 45 formed in the arms 41a and 41b and the second protrusion 64 (see FIG. 9) formed in the button lower portion 60 are fitted, The lever part 40 and the button lower part 60 are attached.
  • the first convex portion 37 formed in the arm portion 30 described above is fitted into the first opening portion 44 formed in the arms 41a and 41b.
  • the arms 41a and 41b are formed with first convex portions 46 that project outward from the power generation switch 10 in plan view.
  • a first convex portion 46 is formed at the position of the arm 41a corresponding to the second opening 35 of the arm 31a so as to protrude toward the side opposite to the arm 41b (in other words, the X axis plus side).
  • a first convex portion 46 is formed at the position of the arm 41b corresponding to the second opening 35 of the arm 31b and projecting toward the side opposite to the arm 41a (in other words, the X axis minus side).
  • the first protrusions 46 formed on the arms 41 a and 41 b are fitted with the second opening 35. Thereby, the lever part 40 and the arm part 30 are attached.
  • the external shape of the 1st convex part 46 is a substantially circular shape.
  • a curved portion 47 having a curved shape corresponding to the substantially semicircular shape of the second convex portion 21d of the power generation device 20 in plan view is provided at the ends of the arms 41a and 41b on the free end portion 23d side. Is formed. The curved portion 47 is disposed so as to contact the second convex portion 21d.
  • the lever portion 40 is attached to the button lower portion 60 and the power generation apparatus 20, the button portion 11 is pressed, and the button lower portion 60 pushes the lever portion 40 down, so that the lever portion 40 pivots on the second convex portion 21d.
  • the lever portion 40 is pushed down by the button lower portion 60 when the arm 41a is viewed from the outside of the power generation switch 10 in a plan view (in other words, when viewed from the X axis plus side to the X axis minus side). When it is turned, it turns clockwise. That is, when pressed down by the button lower portion 60, the lever portion 40 rotates in the direction opposite to the arm portion 30.
  • the arms 41a and 41b are an example of a pair of arms that the lever portion 40 has.
  • the arms 41a and 41b have a second convex portion 48 projecting in a direction toward the inclined portion 39 (in other words, the Z-axis minus direction) at a position overlapping the inclined portion 39 in plan view. That is, the second convex portion 48 is formed on the top plate 61 side from the inclined portion 39 when viewed from the axial direction. Details of the second protrusion 48 will be described later.
  • the second convex portion 48 is an example of a protruding portion.
  • the lever portion 40 is made of a resin material.
  • the lever portion 40 is formed of an acrylic resin, a polycarbonate resin, PBT (Polybutylene Terephthalate), POM (Polyoxymethylene), ABS resin (a copolymer of acrylicylylene, butadiene, and styrene).
  • PBT Polybutylene Terephthalate
  • POM Polyoxymethylene
  • ABS resin a copolymer of acrylicylylene, butadiene, and styrene.
  • each component which comprises the lever part 40 may be formed integrally.
  • the cover part 50 is arrange
  • the cover part 50 is arranged from the button part 11 (see FIG. 1) side when housing the connecting body in which the power generator 20, the arm part 30, and the lever part 40 are fitted and connected in the case part 12 (see FIG. 1). It is a member that covers the connection body.
  • the cover part 50 is fixed to the case part 12 by fitting the side part 12b of the case part 12 and the side part of the cover part 50 together.
  • the cover portion 50 has openings at positions corresponding to the end portion on the free end portion 23d side of the arm portion 30 and the end portion on the fixed end portion 23c side of the lever portion 40. Thereby, the arm part 30 and the button lower part 60 and the lever part 40 and the button lower part 60 can be connected.
  • the cover unit 50 is made of a resin material.
  • the cover unit 50 is formed of an acrylic resin, a polycarbonate resin, PBT (Polybutylene Terephthalate), POM (Polyoxymethylene), ABS resin (a copolymer of acrylicylylene, butadiene, and styrene).
  • case part 12 accommodates a part of the power generation device 20 and the arm part 30 and the lever part 40 in a state where the cover part 50 is fixed to the case part 12.
  • buttons bottom Next, the button lower part 60 is demonstrated, referring FIG.3, FIG4 and FIG.9.
  • the button lower part 60 is arranged so as to cover the arm part 30 and the lever part 40.
  • the button lower part 60 includes a top plate 61 and a side part 62.
  • the planar view shape of the button lower part 60 is a substantially rectangular shape with missing corners.
  • the top plate 61 is formed substantially parallel to the upper surface portion 11 a of the button portion 11.
  • the button lower portion 60 and the button portion 11 are fixed by bonding the top plate 61 and the upper surface portion 11a with an adhesive tape or the like. That is, when the user presses the button part 11 (specifically, the upper surface part 11 a of the button part 11), the button lower part 60 is pushed down together with the button part 11.
  • FIG. 9 is a plan view showing an appearance of the lower button portion 60 according to the present embodiment. Specifically, it is a plan view when the button lower portion 60 side is viewed from the power generation device 20 side.
  • a first convex portion 63 is formed on the free end portion 23d side (Y-axis minus side) of the top plate 61 of the button lower portion 60, and the fixed end portion 23c side (Y-axis plus side).
  • a second convex portion 64 is formed in the.
  • the first convex part 63 is a convex part for attaching the arm part 30 and the button lower part 60. Specifically, the arm part 30 and the button lower part 60 are attached by fitting the first opening 34 of the arm part 30 and the first convex part 63.
  • the second convex portion 64 is a convex portion for attaching the lever portion 40 and the button lower portion 60. Specifically, the lever portion 40 and the button lower portion 60 are attached by inserting the second convex portion 64 into the second opening 45 of the lever portion 40.
  • both the arm part 30 and the lever part 40 are pushed down, and both rotate. That is, the top plate 61 is disposed at a position that covers the arm portion 30 and the lever portion 40 so that at least one of the arm portion 30 and the lever portion 40 is turned down and rotated according to the position at which the button portion 11 is pressed.
  • the side surface portion 62 is formed so as to stand from the end portion of the top plate 61 to the power generation device 20 side. At the four corners of the side surface portion 62, claw portions 62a projecting toward the power generation device 20 are formed.
  • the claw portion 62 a is a convex portion for attaching the case portion 12 and the button lower portion 60.
  • a concave portion (not shown) is formed at the position of the side surface portion of the case portion 12 corresponding to the claw portion 62a, and the button lower portion 60 is prevented from being detached from the case portion 12 when the claw portion 62a is caught by the concave portion. To do. Further, the recess is formed so that the button lower part 60 can be pushed and moved to the case part 12 side.
  • the button lower part 60 is made of a resin material.
  • the button lower portion 60 is formed of an acrylic resin, a polycarbonate resin, PBT (Polybutylene Terephthalate), POM (Polyoxymethylene), ABS resin (a copolymer of acrylicylylene, butadiene, and styrene).
  • PBT Polybutylene Terephthalate
  • POM Polyoxymethylene
  • ABS resin a copolymer of acrylicylylene, butadiene, and styrene.
  • each component constituting the button lower portion 60 may be integrally formed.
  • the power generation switch 10 includes the arm portion 30 whose end on the fixed end 23c side is pivotally supported, and the end on the free end 23d side that intersects the arm portion 30 is the shaft. And a supported lever portion 40. As will be described in detail later, the lever portion 40 pushes down and rotates the arm portion 30 when rotating.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining that the power generation unit 23 generates power when the arm unit 30 according to the present embodiment rotates.
  • the first convex portion 21c, the screw holder portion 24, the screw 25, and the arm portion 30 (specifically, the arm 31b, the first connecting portion 32, and the magnet 38) of the holder portion 21 are shown. It is shown.
  • FIG. 10A shows a state before the button unit 11 is operated. That is, the initial state is shown.
  • the power generation unit 23 is not bent in the initial state.
  • a magnet 38 is disposed in contact with the end of the power generation unit 23 on the free end 23d side (Y-axis minus side).
  • the magnet 38 is disposed in contact with the surface opposite to the magnetic plate 23 a with respect to the power generation unit 23.
  • This state is a state in which the magnet 38 is attracted to the magnetic plate 23a.
  • the magnetic plate 23a may be disposed on the surface on the negative side of the Z axis of the free end 23d. In this case, the magnetic plate 23a and the magnet 38 are attracted by a magnetic force, and the magnetic plate 23a and the magnet 38 are disposed in contact with each other.
  • FIG. 10 is a figure which shows the bending of the electric power generation part 23 when the free end part 23d side of the button part 11 is operated.
  • FIG. 10 (C) of FIG. 10 is a figure which shows the free vibration of the electric power generation part 23 when the magnet 38 is pulled away from the electric power generation part 23.
  • FIG. 10 shows the free vibration of the electric power generation part 23 when the magnet 38 is pulled away from the electric power generation part 23.
  • viewing from the Z-axis direction may be described as “viewing from the direction of free vibration”.
  • the power generation unit 23 freely vibrates as the arm unit 30 rotates to generate power. Therefore, a predetermined signal can be transmitted using the power generated by the power generation unit 23 without using a battery or the like.
  • FIG. 11 is a diagram showing an outline of operations of the arm unit 30 and the lever unit 40 when the button unit 11 according to the present embodiment is operated.
  • FIG. 11A is a diagram illustrating a state of the arm unit 30 and the lever unit 40 before the button unit 11 is operated.
  • FIG. 11B is a diagram illustrating a state of the arm unit 30 and the lever unit 40 when the button unit 11 is operated and the arm unit 30 and the lever unit 40 are respectively rotated. As shown in FIG.
  • the power generation switch 10 when the button unit 11 is operated, the power generation switch 10 according to the present embodiment is in the direction of viewing the arm 41a from the outside of the power generation switch 10 in a plan view (in other words, When the arm 41a is viewed in the direction from the X-axis plus side to the X-axis minus side), the arm 41a rotates counterclockwise about the first convex portion 21c as the rotation axis, and the lever portion 40 The projection 21d rotates clockwise about the rotation axis.
  • the arm portion 30 rotates and the magnet 38 is released from the magnetic force with the magnetic plate 23a.
  • the power generation unit 23 freely vibrates and generates power.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of the power generation switch 10 according to the present embodiment in the state of FIG. 11, and shows the state of the arm unit 30 and the lever unit 40 when the fixed end 23c side of the button unit 11 is operated. Show. In FIG. 12, the lower button portion 60 is also shown.
  • FIG. 12A is a schematic cross-sectional view of the power generation switch 10 according to the present embodiment taken along the line XIIa-XIIa of FIG. 11A, and shows the power generation switch 10 before the button portion 11 is operated. It is a schematic sectional drawing which shows a state.
  • the inclined part 39 of the arm part 30 has a predetermined Has a slope.
  • the predetermined inclination is an inclination such that the distance from the top plate 61 increases as it goes from the fixed end portion 23c side to the free end portion 23d side of the inclined portion 39 when viewed from the axial direction.
  • the shape of the tip of the second convex portion 48 of the lever portion 40 has a curvature when viewed from the axial direction.
  • the second protrusion 48 may have a substantially dome shape that protrudes toward the power generation device 20 or may have a substantially semi-cylindrical shape (kamaboko shape).
  • FIG. 12B is a schematic cross-sectional view of the power generation switch 10 according to the present embodiment taken along the line XIIb-XIIb of FIG. 11B, and when the fixed end portion 23c side of the button portion 11 is operated. It is a schematic sectional drawing which shows the state of the power generation switch 10 of.
  • the button unit 11 When the button unit 11 is operated by the user, the top board 61 is pushed down as shown by an arrow P1 in the figure. Then, the contact point between the button lower portion 60 and the lever portion 40 becomes a power point, and the button lower portion 60 pushes down the lever portion 40 as indicated by an arrow P2 in the figure. As a result, the lever portion 40 rotates in the direction of the arrow R1 with the second convex portion 21d as the rotation axis.
  • the inclined portion 39 and the second convex portion 48 are in contact with each other in the initial state.
  • the second convex portion 48 pushes the inclined portion 39 downward (Z-axis minus direction) as indicated by an arrow P3 in the drawing.
  • the second convex portion 48 is pushed down while sliding on the inclined portion 39.
  • the arm part 30 is pushed down.
  • the arm portion 30 rotates in the direction of the arrow R2 with the first convex portion 46 as the rotation axis.
  • the direction of the arrow R2 is the same as the direction in which the arm unit 30 rotates when the free end 23d side of the button unit 11 is operated. In other words, the direction of the arrow R2 is a direction in which the power generation unit 23 is freely vibrated to generate power.
  • FIGS. 12A and 12B the arm 31a and the arm 41a disposed on the X axis plus side are illustrated. However, in the arm 31b and the arm 41b disposed on the X axis minus side, FIG. Similarly, a second convex portion 48 and an inclined portion 39 are formed. Further, the end portions of the arms 41 a and 41 b of the lever portion 40 on the fixed end portion 23 c side are connected by a first connection portion 42.
  • the arm unit 30 can be rotated regardless of the position where the button unit 11 is operated. That is, the power generation unit 23 can generate power.
  • the contact point between the inclined portion 39 of the arm portion 30 and the second convex portion 48 of the lever portion 40 serves as an action point for pushing down the arm portion 30, and the second convex portion 21d serves as a fulcrum.
  • the contact point between the inclined portion 39 and the second convex portion 48 is preferably close to the second convex portion 21d.
  • the inclined portion 39 and the second convex portion 48 are fixed to the lever portion 40 when the length when the lever portion 40 is viewed from the axial direction is L.
  • the inclined portion 39 and the second convex portion 48 are arranged on the free end portion 23d side of the free end portion 23d side and the fixed end portion 23c side of the lever portion 40, respectively. Yes.
  • the inclined portion 39 and the second convex portion 48 are in contact with each other in the initial state, but the present invention is not limited to this.
  • the power generation switch 10 has the holder portion 21, the fixed end portion 23c fixed to the holder portion 21, and the free end portion 23d that freely vibrates.
  • a power generation unit 23 that generates electric power by free vibration, and extends in a direction connecting the power generation unit 23 having a magnetic plate 23a (an example of an adsorbent) and the free end 23d and the fixed end 23c,
  • the arm portion 30 having a magnet 38 that is supported by an end portion on the fixed end portion 23c side and pivots to take a state of being attracted to the magnetic body plate 23a by a magnetic force and a state of being released from the attracted state.
  • the arm 30 When viewed from the direction of the shaft in the shaft support, it extends in a direction connecting the free end 23d and the fixed end 23c so as to intersect the arm portion 30, and the end on the free end 23d side is supported by the shaft support.
  • the arm 30 is pushed by rotating It includes a lever portion 40 for the lower pivot, a top plate 61 to pivot down on the at least one arm portion 30 and the lever portion 40 by being pressed position.
  • the arm portion 30 can be rotated directly or via the lever portion 40 by operating and pushing down the top plate 61.
  • the power generation switch 10 operates the top plate 61 at a position in a direction parallel to the direction connecting the free end 23d and the fixed end 23c (in this embodiment, a position in the Y-axis direction). ), The arm portion 30 can be rotated. That is, according to the power generation switch 10 according to the present embodiment, the operability is improved.
  • the arm portion 30 is disposed at a position that does not overlap the power generation portion 23 when viewed from the direction in which the power generation portion 23 freely vibrates, and has an inclined portion 39 having a predetermined inclination when viewed from the direction of the shaft in the shaft support.
  • the lever portion 40 is a position overlapping the inclined portion 39 when viewed from the direction of free vibration, and is disposed closer to the top plate 61 than the inclined portion 39 when viewed from the direction of the shaft in the shaft support. It has the 2nd convex part 48 (an example of a projection part).
  • the lever portion 40 when the lever portion 40 is rotated by the top plate 61, the second convex portion 48 can push down the inclined portion 39. That is, the arm part 30 can be pushed down and turned by turning the lever part 40.
  • the inclined portion 39 and the second convex portion 48 are respectively disposed on the free end portion 23d side of the lever portion 40 on the free end portion 23d side and the fixed end portion 23c side.
  • the arm portion 30 when the arm portion 30 is pushed down and rotated by operating the fixed end portion 23c side of the top plate 61 and rotating the lever portion 40, the user can move the inclined portion 39 and the second convex portion 48 to the fixed end portion. Compared with the case where it is arranged on the 23c side, the arm part 30 can be rotated even if it is operated with a weak force. That is, the operability of the power generation switch 10 is further improved.
  • the shape of the tip of the second convex portion 48 has a curvature when viewed from the direction of the shaft in the shaft support.
  • the contact area between the second convex portion 48 and the inclined portion 39 is reduced, so that the frictional resistance when the lever portion 40 rotates and the second convex portion 48 slides on the inclined portion 39 is reduced. be able to. That is, the second convex portion 48 can easily slide on the inclined portion 39. Therefore, the user can rotate the arm part 30 even if it operates with a weaker force. That is, the operability of the power generation switch 10 is further improved.
  • the lever portion 40 when the lever portion 40 is pushed down by the top plate 61 and starts to rotate, the lever portion 40 can start the rotation of the arm portion 30 via the inclined portion 39. That is, the rotation of the lever part 40 and the rotation of the arm part 30 via the lever part 40 can be started substantially simultaneously.
  • each of the free end portion 23 d side of the arm portion 30 and the fixed end portion 23 c side of the lever portion 40 is fitted with the top plate 61.
  • the top board 61 is easy to push down and turn the arm part 30 and the lever part 40. Moreover, it can suppress that the top plate 61 remove
  • the arm portion 30 extends in a direction connecting the free end portion 23d and the fixed end portion 23c, is parallel to each other and sandwiches the power generation portion 23, and the end portions on the fixed end portion 23c side are pivotally supported. It is comprised from 31a and 31b (an example of a pair of arm which the arm part 30 has).
  • the lever portion 40 extends in a direction connecting the free end portion 23d and the fixed end portion 23c so as to intersect with the arm portion 30, and is parallel to each other so as to sandwich the power generation portion 23, and ends on the free end portion 23d side. It is comprised from the arm 41a and 41b (an example of a pair of arm which the lever part 40 has) by which the parts were pivotally supported.
  • the power generation switch 10 operates the top plate 61 regardless of the position in the direction parallel to the width direction of the power generation unit 23 (for example, the position in the X-axis direction). It can be rotated. That is, according to the power generation switch 10 according to the present embodiment, the operability is further improved.
  • the power generation unit 23 includes two piezoelectric elements 23f and 23g and a metal plate 23e, and the two piezoelectric elements 23f and 23g are arranged so as to sandwich the metal plate 23e.
  • the electric power generated by the free vibration of the power generation unit 23 can be made higher than the case where there is one piezoelectric element.
  • the power generation device 20 has a cantilever structure in which the one end is the fixed end 23c and the other end is the free end 23d.
  • the power generation unit 23 that generates power by free vibration of the unit 23d, the resin holder unit 21 on which the power generation unit 23 is placed, and the metal unit that is disposed on the opposite side of the power generation unit 23 with respect to the holder unit 21 And a rigid plate 27.
  • the fixed end portion 23c and the holder portion 21 are fixed, and the holder portion 21 and the rigid plate 27 are fixed.
  • the weight of the electric power generating apparatus 20 can be made heavy. Furthermore, by arranging the rigid plate 27 on the side opposite to the power generation unit 23, the size of the rigid plate 27 can be increased as compared with the case where the rigid plate is disposed on the same surface as the power generation unit 23. Therefore, since the weight of the electric power generating apparatus 20 can be increased efficiently, the free vibration of the electric power generation part 23 can be maintained more than before. In other words, according to the power generation device 20 according to the present embodiment, it is possible to suppress the attenuation of free vibration of the power generation unit 23 as compared with the conventional case.
  • the fixing member is a screw 25 that penetrates and fixes the fixed end portion 23 c, the holder portion 21, and the rigid plate 27.
  • the fastening force varies due to a variation in how the holder 21 is crushed, and the free vibration is sustained. It was hindering.
  • the fastening end portion 23c, the holder portion 21 and the metal rigid plate 27 are passed through and fastened by the screw 25, thereby improving the fastening force between the power generation portion 23 and the holder portion 21. be able to. Thereby, the free vibration of the power generation unit 23 can be further maintained.
  • a case portion 12 (an example of a housing) that houses the power generation portion 23, the holder portion 21, and the rigid plate 27 is provided, and the case portion 12 and the rigid plate 27 are fixed by screws 25.
  • the fastening force can be improved, so that the free vibration caused by the variation in the fastening force between the case part 12 and the holder part 21 can be prevented. Attenuation can be suppressed.
  • a concave portion 21g (see FIG. 7) corresponding to the shape of the rigid plate 27 is formed on the surface of the holder portion 21 on the side where the rigid plate 27 is disposed, and the rigid plate 27 is accommodated in the concave portion 21g. .
  • the rigid plate 27 is made of a nonmagnetic material.
  • the magnetic plate 23a (an example of an adsorbing body) fixed to the free end 23d extends in a direction connecting the free end 23d and the fixed end 23c, and the end on the fixed end 23c side is extended.
  • the arm part 30 which has the magnet 38 which takes the state from which it adsorb
  • the power generation device 20 can be used as a power generation switch.
  • FIG. 13 is a partially exploded perspective view showing the configuration of the power generation switch 110 according to the present embodiment.
  • the button part 11, the case part 12, the button lower part 60, and the like are omitted.
  • the button lower portion 60 (specifically, the top plate 61) is disposed so as to cover the arm portion 130 and the lever portion 140, as in the first embodiment.
  • the holder part 121, the arm part 130, and the lever part 140 are different from the holder part 21, the arm part 30, and the lever part 40 according to the first embodiment, respectively.
  • the power generation switch 110 according to the present embodiment is characterized in that a reinforcing arm portion 170 is provided.
  • the holder part 121 includes a third convex part 121h in addition to the holder part 21 according to the first embodiment.
  • the third protrusion 121h is a protrusion protruding from the end of the second protrusion 21d on the free end 23d side toward the reinforcing arm 170 (in other words, from the Y-axis plus side to the Y-axis minus side). It is.
  • the 3rd convex part 121h is formed in each of the 2nd convex part 21d currently formed in the both ends by the side of the free end part 23d of the holder part 121. As shown in FIG.
  • the outer shape of the third protrusion 121h is substantially circular.
  • the arm part 130 includes a second convex part 137 in addition to the arm part 30 according to the first embodiment.
  • the 2nd convex part 137 is a convex part which protrudes toward the reinforcement arm part 170 side from the edge part of the free end part 23d side of each of arms 131a and 131b (an example of a pair of arms).
  • the tip of the second convex portion 137 is substantially spherical.
  • the second convex portion 137 is formed on the Z axis plus side from the third convex portion 121 h of the holder portion 121.
  • the lever portion 140 does not have the first connection portion 42 included in the lever portion 40 according to the first embodiment.
  • the reinforcing arm portion 170 is disposed on the free end portion 23d side of the power generation switch 110.
  • the reinforcing arm part 170 is a reinforcing member for reinforcing the arm part 130.
  • the reinforcing arm portion 170 includes reinforcing arms 171a and 171b (an example of two reinforcing arms).
  • the reinforcing arms 171a and 171b extend so as to intersect each other in a direction substantially parallel to a direction (in other words, the X-axis direction) connecting the ends of the arms 131a and 131b of the arm portion 130 on the free end portion 23d side.
  • the reinforcing arm 171a has a first opening 172a at one end of both ends and a second opening 173a at the other end.
  • first opening 172a is a substantially oval shape whose major axis is the direction in which the reinforcing arm 171a extends
  • outer shape of the second opening 173a is a substantially circular shape corresponding to the shape of the second convex portion 137.
  • the third projection 121h formed on the X axis plus side of the holder 121 is fitted into the first opening 172a.
  • the second opening 173a is fitted with a second convex portion 137 formed on the arm 131b.
  • the reinforcing arm 171a is attached to the holder part 121 and the arm part 130.
  • the reinforcing arm 171a is pivotally supported by the third convex portion 121h, and is attached to be rotatable about the third convex portion 121h.
  • the reinforcing arm 171a when the arm 131b side of the arm part 130 is pushed down and rotated, when the reinforcing arm 171a is viewed from the outside of the power generation switch 110 in a plan view so as to view the free end 23d side of the power generation switch 110, The arm 171a rotates counterclockwise around the third convex portion 121h as a rotation axis.
  • the reinforcing arm 171a is substantially the same as the extending direction of the reinforcing arm 171a at a position where the reinforcing arms 171a and 171b intersect when the free end 23d side is viewed from the outside of the power generation switch 110 in plan view.
  • a third opening 174a having a substantially oval shape having a parallel direction as a major axis is provided.
  • the third opening 174a is an example of a recess.
  • the reinforcing arm 171b has a first opening 172b at one end of both ends, and a second opening 173b at the other end.
  • the outer shape of the first opening 172b is the long axis of the direction in which the reinforcement arm 171b extends.
  • the outer shape of the second opening 173b is a substantially circular shape corresponding to the shape of the second convex portion 137.
  • the third projection 121h formed on the X axis minus side of the holder 121 is fitted into the first opening 172b. Further, the second protrusion 137 formed on the arm 131a is fitted into the second opening 173b. Thereby, the reinforcing arm 171b is attached to the holder part 121 and the arm part 130. The reinforcing arm 171b is pivotally supported by the third convex portion 121h, and is attached so as to be rotatable about the third convex portion 121h as a rotation axis.
  • the reinforcing arm 171b rotates clockwise about the third convex portion 121h as a rotation axis.
  • the reinforcing arm 171b rotates in the opposite direction to the reinforcing arm 171a.
  • a convex portion 174b having a substantially circular outer shape and protruding toward the reinforcing arm 171a is formed at a position where the reinforcing arms 171a and 171b intersect.
  • the third opening 174a is a through-hole if the reinforcing arms 171a and 171b are fitted to the holder part 121 and the arm part 130, respectively, and the convex part 174b does not penetrate the third opening 174a. It does not have to be.
  • the third opening 174a may be a recess having an opening on the reinforcing arm 171b side.
  • the reinforcing arm portion 170 is made of a resin material.
  • the reinforcing arm portion 170 is formed of an acrylic resin, a polycarbonate resin, PBT (Polybutylene Terephthalate), POM (Polyoxymethylene), ABS resin (A copolymer of acrylicylylene, butadiene, and styrene).
  • the power generation switch 110 includes the reinforcing arms 171a and 171b arranged on the surface of the arm portion 130 on the free end portion 23d side so as to intersect each other.
  • the reinforcing arm 171 a has an end on the top plate 61 side (Z-axis plus side) fitted with the arm 131 b and an end on the power generation unit 23 side (Z-axis minus side) fitted with the holder 121.
  • the reinforcing arm 171 b has an end portion on the top plate 61 side fitted with the arm 131 a and an end portion on the power generation unit 23 side fitted with the holder portion 121.
  • the reinforcing arms 171a and 171b are configured such that when one reinforcing arm (one of the reinforcing arms 171a and 171b) is pushed down, the other reinforcing arm (of the reinforcing arms 171a and 171b). It is connected to push down the other of them. That is, the reinforcing arm portion 170 has a cross link mechanism including two reinforcing arms 171a and 171b that are interlocked with each other.
  • FIG. 14 is a perspective view showing an outline of operations of the arm unit 130 and the reinforcing arm unit 170 when the button unit 11 according to the present embodiment is operated.
  • FIG. 14A is a diagram illustrating a state of the arm unit 130 before the button unit 11 is operated.
  • FIG. 14B is a diagram when the button unit 11 is operated and the arm unit 130 is rotated.
  • it is a figure which shows operation
  • the arm part 130 rotates about the first convex part 21c as a rotation axis.
  • the power generation switch 110 includes the reinforcing arm portion 170, the arms 131a and 131b are rotated at the same substantially equal angle from the initial state as shown in FIG.
  • FIG. 15 is a side view schematically showing the operation of the arm unit 130 and the reinforcing arm unit 170 when the button unit 11 according to the present embodiment is operated.
  • the top plate 61, the holder part 121, the arm part 130, and the reinforcing arm part 170 are illustrated.
  • FIG. 15 is a side view of the power generation switch 110 when the free end portion 23d side of the power generation switch 110 is viewed from the outside of the power generation switch 110.
  • FIG. 15A is a schematic side view showing the state of the power generation switch 110 before the button unit 11 is operated.
  • FIG. 15A is a schematic side view in the state of FIG.
  • the convex portion 174b of the reinforcing arm 171b is the third opening of the reinforcing arm 171a before the button portion 11 is operated, that is, in the initial state where the button lower portion 60 is not pushed down.
  • the portion 174a is in contact with the inner surface of the arm 131a side (in other words, the X axis plus side).
  • FIG. 15B is a schematic side view in the state of FIG.
  • FIG. 15B is a schematic side view showing the operation of the power generation switch 110 when the arm 131a side of the button unit 11 is operated.
  • the top plate 61 When the button unit 11 is operated by the user, the top plate 61 is pushed down as shown by an arrow P11 in the figure. Then, the arm 131a attached to the top plate 61 rotates about the first convex portion 21c as a rotation axis. Accordingly, the reinforcing arm 171b attached to the arm 131a is also pushed down as indicated by an arrow P12 in the drawing. When the reinforcing arm 171b is pushed down, the convex portion 174b pushes down the inner surface of the third opening 174a as shown by an arrow P13 in the drawing.
  • the convex portion 174b pushes down the inner surface of the third opening 174a while sliding in the third opening 174a in the direction from the arm 131a to the arm 131b.
  • the reinforcing arm 171a is pushed down.
  • the arm 131b to which the reinforcing arm 171a is attached is also pushed down by pushing down the reinforcing arm 171a.
  • the power generation switch 110 since the reinforcing arm portion 170 is provided, the power generation switch 110 according to the present embodiment enables the arm 131a even when the end portion side such as the arm 131a side of the button portion 11 is operated. And 131b can be rotated at substantially equal angles from the initial state. For example, when the arm 131a side of the button part is pushed down, if the rigidity of the first connection part 32 is low, it is possible that only the arm 131a rotates. As a result, it is difficult to bend the power generation unit 23 uniformly in the width direction (X-axis direction) of the power generation unit 23. That is, even when the user operates the button unit 11, the power generation switch is not stable and is difficult to generate power.
  • the power generation unit 23 when one arm (for example, arm 131a) is pushed down and rotated, the other arm (for example, arm 131b) is pushed down and rotated via the reinforcing arm portion 170.
  • the power generation unit 23 can perform stable free vibration. That is, the power generation switch 110 can stably generate power.
  • the power generation switch 110 has the holder part 121, the fixed end part 23c fixed to the holder part 21, and the free end part 23d that freely vibrates.
  • a power generation unit 23 that generates electric power by free vibration, and extends in a direction connecting the power generation unit 23 having a magnetic plate 23a (an example of an adsorbent) and the free end 23d and the fixed end 23c, Arms 131a and 131b (an example of a pair of arms) in which the end portions on the fixed end portion 23c side are pivotally supported with the power generation unit 23 being parallel to each other, and the end portions on the free end portion 23d side of the arms 131a and 131b
  • the first connection part 32 (an example of the connection part) that connects them and the arms 131a and 131b are rotated to be released from the state of being attracted to the magnetic plate 23a by the magnetic force and the state of being attracted.
  • the arms 131a and 131b are stretched in the direction connecting the end portions on the free end portion 23d side,
  • the two reinforcing arms 171a and 171b are attached to the arms 131a and 131b and the other end is attached to the arms 131a and 131b.
  • the reinforcing arm 171b of the two reinforcing arms 171a and 171b (an example of one reinforcing arm)
  • the arm 131a (an example of one arm) of the arms 131a and 131b is attached to the arm 131a so that the reinforcing arm 171b rotates when the arm 131a rotates
  • the reinforcing arm 171a (an example of the other reinforcing arm) is
  • the reinforcing arm 171a rotates so that the reinforcing arm 171b rotates in the direction opposite to the rotating direction of the reinforcing arm 171b. It is connected to 171b, and the reinforcing arm 170 the other end is attached to the arm 131b, provided.
  • the power generation switch 110 can stably generate power.
  • the power generation switch 110 according to the present embodiment has the arm portion 130 (regardless of the position in the direction parallel to the direction connecting the free end portions 23d of the arms 131a and 131b (for example, the position in the X-axis direction). Specifically, the arms 131a and 131b) can be rotated at substantially equal angles. That is, according to the power generation switch 10 according to the present embodiment, the operability is improved.
  • the reinforcing arm 171b has a convex portion 174b protruding toward the reinforcing arm 171a at a position intersecting the reinforcing arm 171a.
  • the reinforcing arm 171a has a third opening 174a (recessed portion) at a position corresponding to the convex portion 174b. And at least a part of the convex portion 174b is inserted into the third opening 174a.
  • the convex portion 174b has a substantially circular outer shape when viewed from the free end 23d side from the outside, and the third opening 174a has an outer shape when viewed from the free end 23d side from the outside.
  • the reinforcing arm 171a has a substantially oval shape in which the long direction is the long axis.
  • the contact area between the convex part 174b and the third opening part 174a can be reduced, so that the convex part 174b can easily slide on the third opening part 174a.
  • the arm portion 130 when viewed from the axial direction of the axial support of the arm portion 130, the arm portion 130 is extended in a direction connecting the free end portion 23d and the fixed end portion 23c so as to intersect the arm portion 130, and the free end portion 23d side. Is provided with a lever portion 140 having a convex portion 174b that pivots down and pivots by rotating.
  • the lever portion 140 does not have to be provided with the first connection portion 42 provided in the first embodiment. That is, the amount of material used for the lever portion 140 can be reduced.
  • a top plate 61 that covers the arm part 130 and the lever part 140 is provided so that at least one of the arm part 130 and the lever part 140 is pushed down and rotated according to the pressed position.
  • the power generation switch 110 includes the top plate 61, and the arms 131a and 131b can be rotated at substantially equal angles regardless of the position where the top plate 61 is operated.
  • the power generation unit 23 includes two piezoelectric elements 23f and 23g and a metal plate 23e, and the two piezoelectric elements 23f and 23g are arranged so as to sandwich the metal plate 23e.
  • the electric power generated by the free vibration of the power generation unit 23 can be made higher than the case where there is one piezoelectric element.
  • the number of electric devices controlled by operating the power generation switch 10 is not limited to one.
  • a plurality of electric devices to be controlled may be set for the identification information of the power generation switch 10 in the control device.
  • the control device may store the identification information of the power generation switch 10 in association with the control for turning on the lighting device and the control for opening the electric curtain. Thereby, it is possible to control a plurality of electric devices such as a lighting device and an electric curtain only by operating the power generation switch 10 once.
  • the power generation switch 10 transmits a predetermined signal each time it is operated.
  • the operation of the power generation switch 10 is not limited to transmitting a signal.
  • the power generation switch 10 may perform an operation such as emitting light or making a sound each time it is operated, or may perform other operations. That is, the usage application of the electric power generated by operating the power generation switch 10 is not particularly limited.
  • planar view shape of the power generation switch 10 has been described as an example in which the four corners are R-shaped rectangles, but the planar view shape of the power generation switch 10 is not limited to this.
  • the plan view shape of the power generation switch 10 may be a triangle, a trapezoid, an oval, or other shapes.
  • the adsorbent is the magnetic plate 23a formed of a magnetic material, but the present invention is not limited to this.
  • the adsorbent may be a magnet.
  • the magnetic poles of the power generation unit 23 and the magnetic poles of the magnet 38 of the arm unit 30 are opposite to each other.
  • the present invention is not limited to this.
  • the surface of the holder portion 21 on the rigid plate 27 side is a smooth surface, and the smooth surface and the rigid plate 27 may be fixed so as to contact each other.
  • the metal plate 23e may be made of a magnetic metal material.
  • the metal plate 23e formed of a magnetic metal material is an example of an adsorbent.
  • the magnetic metal material is an example of a magnetic material.
  • the power generation switches 10 and 110 have been described as examples that are portable switches. However, the present invention is not limited to this.
  • the power generation switches 10 and 110 may be used as a switch fixed to a construction material such as a wall switch.
  • the power generation switch 110 includes the lever portion 140
  • the power generation switch 110 may not include the lever portion 140.
  • the power generation switch according to the present disclosure can be used for a switch including a power generation device, and is useful for a portable power generation switch.

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Abstract

発電スイッチは、ホルダ部と、ホルダ部に固定された固定端部と自由振動する自由端部とを有し、自由端部が自由振動することで電力を発生させる発電部であって、磁性体板を有する発電部と、自由端部と固定端部とを結ぶ方向に延伸し、固定端部側の端部が軸支され、回動することで磁性体板に磁力によって吸着される状態と、吸着される状態から解放される状態とをとる磁石を有するアーム部と、軸支における軸の方向から見た場合に、アーム部と交差するように延伸し、自由端部側の端部が軸支され、回動することでアーム部を押し下げ回動させるレバー部と、押下された位置によりアーム部及びレバー部の少なくとも一方を押し下げ回動させる天板と、を備える。

Description

発電スイッチ
 本開示は、発電スイッチに関する。
 従来、電気機器を遠隔操作することができるスイッチなどの信号発生装置において、信号発生装置内部に発電装置を設け、信号発生装置の利便性を向上させることが提案されている。また、信号発生装置内部にアクチュエータ(発電部)を含む発電装置を設け、信号発生装置の利便性を向上させることが提案されている(例えば、特許文献1)。
 特許文献1に記載の信号発生装置(発電スイッチ)は、圧電素子を有する片持ち梁構造のアクチュエータ(発電部)と、断面視形状がL字型のスイッチ(アーム部)とを備える。スイッチが押されスイッチとアクチュエータの自由端とが接することでアクチュエータが屈曲し、スイッチがアクチュエータから離れることで、アクチュエータは自由振動を開始し、圧電効果により電圧が発生する。これにより、電池を必要としない信号発生装置が実現される。
特開2004-201376号公報
 本開示の一態様に係る発電スイッチは、ホルダ部と、前記ホルダ部に固定された固定端部と自由振動する自由端部とを有し、前記自由端部が自由振動することで電力を発生させる発電部であって、吸着体を有する発電部と、前記自由端部と前記固定端部とを結ぶ方向に延伸し、前記固定端部側の端部が軸支され、回動することで前記吸着体に磁力によって吸着される状態と、前記吸着される状態から解放される状態とをとる磁石を有するアーム部と、軸支における軸の方向から見た場合に、前記アーム部と交差するように前記自由端部と前記固定端部とを結ぶ方向に延伸し、前記自由端部側の端部が軸支され、回動することで前記アーム部を押し下げ回動させるレバー部と、押下された位置により前記アーム部及び前記レバー部の少なくとも一方を押し下げ回動させる天板と、を備える。
 本開示の別の一態様に係る発電スイッチは、ホルダ部と、前記ホルダ部に固定された固定端部と自由振動する自由端部とを有し、前記自由端部が自由振動することで電力を発生させる発電部であって、吸着体を有する発電部と、前記自由端部と前記固定端部とを結ぶ方向に延伸し、互いに平行となって前記発電部を挟み、前記固定端部側の端部同士が軸支された一対のアーム、前記一対のアームの前記自由端部側の端部同士を接続する接続部、及び、前記一対のアームが回動することで前記吸着体に磁力によって吸着される状態と前記吸着される状態から開放される状態とをとる磁石を有するアーム部と、外方から前記自由端部側を見たときに、前記一対のアームのそれぞれの前記自由端部側の端部を結ぶ方向に延伸し、それぞれの一端部が軸支され他端部が前記一対のアームに取り付けられる2つの補強アームを有し、前記2つの補強アームのうちの一方の補強アームは前記一対のアームのうちの一方のアームが回動することで前記一方の補強アームが回動するように前記他端部が前記一方のアームに取り付けられ、他方の補強アームは前記一方の補強アームが回動することで前記一方の補強アームの回動の向きと逆向きに回動するように前記一方の補強アームに連結され、かつ前記他端部が他方のアームに取り付けられている補強アーム部と、を備える。
図1は、実施の形態1に係る発電スイッチのボタン部側の外観を示す斜視図である。 図2は、実施の形態1に係る発電スイッチのケース部側の外観を示す斜視図である。 図3は、図1からボタン部及びケース部を省略した状態での、実施の形態1に係る発電スイッチの構成を示す斜視図である。 図4は、図1からボタン部及びケース部を省略した状態での、実施の形態1に係る発電スイッチの構成を示す分解斜視図である。 図5は、実施の形態1に係る発電装置の構成を示す分解斜視図である。 図6は、図5のVI-VI線における、実施の形態1に係る発電部の部分断面図である。 図7は、実施の形態1に係るホルダ部と剛板との固定状態を説明するための分解斜視図である。 図8は、実施の形態1に係るアーム部の外観を示す平面図である。 図9は、実施の形態1に係るボタン下部の外観を示す平面図である。 図10は、実施の形態1に係るアーム部が回動することで発電部が発電することを説明するための断面図である。 図11は、実施の形態1に係るボタン部が操作されたときのアーム部及びレバー部の動きを示す概略図である。 図12は、図11の状態における、実施の形態1に係る発電スイッチの概略断面図である。 図13は、実施の形態2に係る発電スイッチの構成を示す部分分解斜視図である。 図14は、実施の形態2に係るボタン部が操作されたときのアーム部及び補強アーム部の動作の概略を示す斜視図である。 図15は、実施の形態2に係るボタン部が操作されたときのアーム部及び補強アーム部の動作の概略を示す側面図である。
 上述した特許文献1に記載の信号発生装置はアクチュエータの自由端部を屈曲させるため、スイッチのうちのアクチュエータの自由端部の上方の位置を押下するように配置されている。つまり、平面視において、スイッチを押すことができる位置が限られており、操作性が低いという問題がある。特に、持ち運び可能な発電スイッチなど、向きが固定されていない発電スイッチである場合に操作性が低い。
 また、スイッチを押すときのスイッチの幅方向(言い換えると、断面視形状が延設する方向)に位置によっては、スイッチが略均等に押し下げられないことがある。例えば、スイッチの幅方向の一端部を押した場合、一端部は他端部より深く押し下げられることがある。この場合、スイッチはアクチュエータを均等に屈曲させることが難しくなり、発電効率が低下する。つまり、スイッチを略均等に押し下げるための、スイッチの幅方向におけるスイッチを押す位置が限られており、操作性が低いという問題がある。特に、持ち運び可能な発電スイッチなど、向きが固定されていない発電スイッチである場合に操作性が低い。
 そこで、本開示は、操作性が向上された発電スイッチを提供することを目的とする。
 (本開示の概要)
 上記目的を達成するために、本開示の一態様に係る発電スイッチは、ホルダ部と、前記ホルダ部に固定された固定端部と自由振動する自由端部とを有し、前記自由端部が自由振動することで電力を発生させる発電部であって、吸着体を有する発電部と、前記自由端部と前記固定端部とを結ぶ方向に延伸し、前記固定端部側の端部が軸支され、回動することで前記吸着体に磁力によって吸着される状態と、前記吸着される状態から解放される状態とをとる磁石を有するアーム部と、軸支における軸の方向から見た場合に、前記アーム部と交差するように前記自由端部と前記固定端部とを結ぶ方向に延伸し、前記自由端部側の端部が軸支され、回動することで前記アーム部を押し下げ回動させるレバー部と、押下された位置により前記アーム部及び前記レバー部の少なくとも一方を押し下げ回動させる天板と、を備える。
 これにより、天板を操作し押し下げることで、アーム部を直接又はレバー部を介して回動させることができる。例えば、レバー部を備えていない場合、アーム部の固定端部側を操作することでアーム部を回動させることが難しかった。一方、本実施の形態に係る発電スイッチは、天板を操作する、自由端部及び固定端部を結ぶ方向と平行な方向の位置によらず、アーム部を回動させることができる。つまり、本実施の形態に係る発電スイッチによれば、操作性が向上する。
 また、前記アーム部は、前記発電部が自由振動する方向から見たときに前記発電部と重ならない位置に配置され、前記軸の方向から見たときに所定の傾斜を有する傾斜部を有し、前記レバー部は、前記自由振動する方向から見たときに前記傾斜部と重なる位置であり、前記軸の方向から見たときに前記傾斜部より前記天板側に配置される突起部を有していてもよい。
 これにより、天板によりレバー部が回動するとき、突起部が傾斜部を押し下げることができる。つまり、レバー部が回動することでアーム部を押し下げ回動させることができる。
 また、前記突起部は、前記レバー部の前記自由端部側及び前記固定端部側のうちの前記自由端部側に配置されていてもよい。
 これにより、ユーザが天板を操作しレバー部を回動させることでアーム部を押し下げ回動させるときに、突起部がレバー部の固定端部側に配置されている場合に比べ、ユーザは弱い力で操作してもアーム部を回動させることができる。
 また、前記突起部の先端の形状は、前記軸の方向から見た場合に、曲率を有していてもよい。
 これにより、第2の凸部と傾斜部との接触面積が小さくなるので、レバー部が回動し第2の凸部が傾斜部を摺動する際の摩擦抵抗を低減することができる。つまり、第2の凸部が傾斜部を摺動しやすくなる。よって、ユーザは、さらに弱い力で操作してもアーム部を回動させることができる。
 また、前記アーム部及び前記レバー部が前記天板により押し下げられていない場合に、前記突起部と前記傾斜部とは当接していてもよい。
 これにより、天板によりレバー部が押し下げられ回動を開始するときに、レバー部は傾斜部を介してアーム部の回動を開始させることができる。つまり、レバー部の回動と、レバー部を介したアーム部の回動とを、略同時に開始することができる。
 また、前記アーム部の前記自由端部側及び前記レバー部の前記固定端部側のそれぞれは、前記天板と嵌合していてもよい。
 これにより、アーム部及びレバー部と天板とが嵌合しているので、天板はアーム部及びレバー部を押し下げ回動させやすくなる。また、天板が発電スイッチから外れてしまうことを抑制できる。
 また、前記アーム部は、前記自由端部と前記固定端部とを結ぶ方向に延伸し、互いに平行となって前記発電部を挟み、前記固定端部側の端部同士が軸支された一対のアームから構成され、前記レバー部は、前記アーム部と交差するように前記自由端部と前記固定端部とを結ぶ方向に延伸し、互いに平行となって前記発電部を挟み、前記自由端部側の端部同士が軸支された一対のアームから構成されてもよい。
 これにより、天板を操作する、軸の方向と平行な方向の位置によらず、アーム部を回動させることができる。つまり、本実施の形態に係る発電スイッチによれば、さらに操作性が向上する。
 また、前記発電部は、2つの圧電素子と、金属板とを有し、前記2つの圧電素子は、前記金属板を挟むように配置されていてもよい。
 これにより、発電部が自由振動することで発電する電力を圧電素子が1つである場合より高くすることができる。
 上記目的を達成するために、本開示の一態様に係る発電スイッチは、ホルダ部と、前記ホルダ部に固定された固定端部と自由振動する自由端部とを有し、前記自由端部が自由振動することで電力を発生させる発電部であって、吸着体を有する発電部と、前記自由端部と前記固定端部とを結ぶ方向に延伸し、互いに平行となって前記発電部を挟み、前記固定端部側の端部同士が軸支された一対のアーム、前記一対のアームの前記自由端部側の端部同士を接続する接続部、及び、前記一対のアームが回動することで前記吸着体に磁力によって吸着される状態と前記吸着される状態から開放される状態とをとる磁石を有するアーム部と、外方から前記自由端部側を見たときに、前記一対のアームのそれぞれの前記自由端部側の端部を結ぶ方向に延伸し、それぞれの一端部が軸支され他端部が前記一対のアームに取り付けられる2つの補強アームを有し、前記2つの補強アームのうちの一方の補強アームは前記一対のアームのうちの一方のアームが回動することで前記一方の補強アームが回動するように前記他端部が前記一方のアームに取り付けられ、他方の補強アームは前記一方の補強アームが回動することで前記一方の補強アームの回動の向きと逆向きに回動するように前記一方の補強アームに連結され、かつ前記他端部が他方のアームに取り付けられている補強アーム部と、を備える。
 これにより、一方のアームが押し下げられ回動すると、補強アーム部を介して他方のアームが押し下げられ回動する。つまり、発電部の幅方向における撓みを略均一にすることができるので、発電部は安定した自由振動を行うことができる。よって、発電スイッチは安定して発電を行うことができる。言い換えると、本実施の形態に係る発電スイッチは、一対のアームの自由端部側を結ぶ方向と平行な方向の位置によらず、アーム部を略等しい角度で回動させることができる。つまり、本実施の形態に係る発電スイッチによれば、操作性が向上する。
 また、前記一方の補強アームは、前記他方の補強アームと交差する位置において前記他方の補強アーム側に突出した凸部を有し、前記他方の補強アームは、前記凸部に対応した位置に凹部を有し、前記凸部の少なくとも一部は前記凹部内に挿入されてもよい。
 これにより、2つの補強アームのうちの1つの補強アームが押し下げられた場合、残りの補強アームも押し下げることができる。
 また、前記凸部は、前記外方から前記自由端部側を見たときの外形が、略円形であり、前記凹部は、前記外方から前記自由端部側を見たときの外形が、前記他方の補強アームの長尺方向が長軸となる略長円形であってもよい。
 これにより、凸部と第3の開口部との接触面積を低減することができるので、凸部が第3の開口部を摺動しやすくなる。
 また、さらに、前記アーム部の軸支における軸の方向から見たときに、前記アーム部と交差するように前記自由端部と前記固定端部とを結ぶ方向に延伸し、前記自由端部側の端部が軸支され、回動することで前記アーム部を押し下げ回動させる凸部を有するレバー部を備えていてもよい。
 これにより、レバー部を押し下げた場合であっても、一対のアームを略等しい角度で回動させることができる。
 また、さらに、押下された位置により前記アーム部及び前記レバー部の少なくとも一方を押し下げ回動させるように、前記アーム部及び前記レバー部を覆う位置に配置されている天板を備えていてもよい。
 これにより、発電スイッチが天板を備えており、天板の操作される位置に関わらず、一対のアームを略等しい角度で回動させることができる。
 また、前記発電部は2つの圧電素子と、金属板とを有し、前記2つの圧電素子は、前記金属板を挟むように配置されていてもよい。
 これにより、発電部が自由振動することで発電する電力を圧電素子が1つである場合より高くすることができる。
 以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。
 また、以下の実施の形態で説明に用いられる図面においては座標軸が示される場合がある。Z軸のマイナス側が設置面側、Z軸のプラス側が操作面側を表している。また、X軸方向及びY軸方向は、Z軸方向に垂直な平面上において、互いに直交する方向である。X-Y平面は、発電スイッチが備える天板に平行な平面である。例えば、以下の実施の形態において、「平面視」とは、Z軸方向から見ることを意味する。また、例えば、以下の実施の形態において、「断面視」とは、切断線を含む面で切断された発電スイッチを切断された面に対して垂直方向側から見ることを意味している。例えば、Y軸とZ軸とで規定された平面(切断線で切断された面の一例)で切断された場合、断面視とは当該断面をX軸方向側から見ることを意味している。
 (実施の形態1)
 以下、本実施の形態に係る発電スイッチ10について、図1~図12を参照しながら説明する。
 [1-1.発電スイッチの全体構成]
 まずは、本実施の形態に係る発電スイッチ10の構成について、図1~図9を参照しながら説明する。
 図1は、本実施の形態に係る発電スイッチ10のボタン部11側の外観を示す斜視図である。図2は、本実施の形態に係る発電スイッチ10のケース部12側の外観を示す斜視図である。
 本実施の形態に係る発電スイッチ10は、ボタン部11が操作(例えば、押下)されることで発電が行われ、当該発電で発生した電力を用いて所定の信号を無線で送信するスイッチである。つまり、本実施の形態に係る発電スイッチ10は、電池などを備えておらず、発電スイッチ10が操作されるたびに発電を行うことで所定の信号を送信する。
 所定の信号とは、一例として、発電スイッチ10ごとに割り当てられる固有の識別情報を示す信号である。発電スイッチ10は、家屋などに設置されている各種電気機器(例えば、照明装置、映像表示装置、電動カーテンなど)を制御する制御装置(図示しない)に所定の信号を送信する。例えば、制御装置において、発電スイッチ10の識別情報と、照明装置をオンする制御とが対応付けられている場合、制御装置は発電スイッチ10からの信号を取得すると、照明装置をオンする制御を行う。
 また、本実施の形態に係る発電スイッチ10は、ユーザにより持ち運びが可能なスイッチである。例えば、ユーザは机で作業しているときには机の上に発電スイッチ10を置き、寝るときには布団の横に発電スイッチ10を置くことができる。
 図1及び図2に示すように、発電スイッチ10は、ボタン部11及びケース部12を備える。ボタン部11及びケース部12は、発電スイッチ10の外郭をなす。
 次に、ボタン部11及びケース部12に収容される各構成要素について図3及び図4を参照しながら説明する。
 図3は、図1からボタン部11及びケース部12を省略した状態での、本実施の形態に係る発電スイッチ10の構成を示す斜視図である。図4は、図1からボタン部11及びケース部12を省略した状態での、本実施の形態に係る発電スイッチ10の構成を示す分解斜視図である。
 図3及び図4に示すように、本実施の形態に係る発電スイッチ10は、ボタン部11及びケース部12を省略した状態において、発電装置20、アーム部30、レバー部40、カバー部50、及び、ボタン下部60から構成される。
 以下では、発電スイッチ10を構成する各構成要素について、適宜図面を参照しながら説明する。
 [1-1-1.ボタン部及びケース部]
 ボタン部11及びケース部12について、図1及び図2を参照しながら説明する。
 図1及び図2に示すように、ボタン部11及びケース部12はそれぞれ、有底形状を有し、ボタン部11は上面部11a及び上面部11aの外縁部からケース部12側に立設する側面部11bから構成され、ケース部12は底面部12a及び底面部12aの外縁部からボタン部11側へ立設する側面部12bから構成される。平面視において、ボタン部11及びケース部12は、4隅がR形状である略矩形状に形成される。例えば、ボタン部11及びケース部12は、4隅がR形状である略正方形状に形成される。
 また、平面視において、ボタン部11の大きさは、ケース部12の大きさより大きい。つまり、ボタン部11は、上面部11aがケース12の底面部12aに対向しており、かつボタン部11の側面部11bがケース部12の側面部12bの一部を覆うように配置される。そして、ボタン部11及びケース部12で形成された空間には、後述する発電装置20、アーム部30、及び、レバー部40などが収容される。
 上面部11aは、ユーザが操作する操作面である。具体的には、ユーザは上面部11aを押下する。これにより、ボタン部11は発電スイッチ10が置かれる設置面側(本実施の形態では、Z軸プラス側からZ軸マイナス側)に押し下げられる。
 ボタン部11及びケース部12は、樹脂材料から形成される。例えば、ボタン部11及びケース部12は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂、PBT(Polybutylene Terephthalate)、POM(Polyoxymethylene)、ABS樹脂(Acrylonitrileと、Butadieneと、Styreneとの共重合体)などによって形成される。なお、ボタン部11及びケース部12の材料は、これに限定されない。また、ボタン部11とケース部12とは、同一の材料で形成されてもよいし、異なる材料で構成されてもよい。また、ボタン部11及びケース部12は、有色な樹脂材料から形成されてもよい。つまり、ユーザは、ボタン部11及びケース部12により形成された空間に収容されている各構成要素を視認することができない。これにより、発電スイッチ10の美観を向上させることができる。
 図2に示すように、ケース部12の底面部12aには3つの開口が形成されており、当該開口のそれぞれにネジ13が取り付けられている。ケース部12は、ネジ13により後述する剛板27(図5を参照)と螺合結合される。
 なお、ケース部12は、発電スイッチ10が置かれる設置面(例えば、机面又は床面など)と接する。ケース部12は、筐体の一例である。
 なお、図3に示すボタン下部60の天板61とボタン部11の上面部11aとが固定される。例えば、天板61のZ軸プラス側の面(図3では天板61の上面)とボタン部11の上面部11aのZ軸マイナス側の面(図1では上面部11aの下面)とが接着テープなどにより接着されることで、ボタン下部60とボタン部11とが固定される。なお、ボタン下部60とボタン部11との固定は、接着テープによる固定に限定されず、ボタン部11がボタン下部60から離れないように固定されていればよい。例えば、ボタン下部60とボタン部11とはネジなどにより螺合結合されていてもよいし、その他の固定方法であってもよい。
 [1-1-2.発電装置]
 発電装置20について、図3~図6を参照しながら説明する。
 図5は、本実施の形態に係る発電装置20の構成を示す分解斜視図である。
 図3及び図4に示すように、発電装置20はボタン部11及びケース部12を省略した状態で、下側(Z軸マイナス側)に配置される。
 図5に示すように、発電装置20は、ホルダ部21、発電部23、ネジ用ホルダ部24、信号発信部26及び剛板27を備える。また、発電装置20は、ホルダ部21と剛板27とを固定する、及び、発電部23の一端部側とホルダ部21とを固定するための固定部材を備える。本実施の形態では、発電装置20は、固定部材として、ホルダ部21と剛板27とを螺合結合するためのネジ22、及び、発電部23の一端部側とホルダ部21とを螺合結合するためのネジ25を備える。なお、ホルダ部21と剛板27との固定、並びに、発電部23とホルダ部21との固定は、螺合結合に限定されない。つまり、固定部材は、ネジ22及び25に限定されない。例えば、ホルダ部21と剛板27とを、及び、発電部23とホルダ部21とを、接着剤を用いて固定してもよいし、その他の方法で固定してもよい。
 ホルダ部21は、第1のホルダ21a、第2のホルダ21b、第1の凸部21c、第2の凸部21dを有する。第1のホルダ21a、第2のホルダ21b、第1の凸部21c及び第2の凸部21dは、例えば一体形成されている。第1のホルダ21aと第2のホルダ21bとは接続して形成されており、図5ではY軸プラス側に第1のホルダ21aが配置され、Y軸マイナス側に第2のホルダ21bが配置されている。
 第1のホルダ21aは、第2のホルダ21bに比べ厚み(Z軸方向の長さ)が厚く、第1のホルダ21aは第2のホルダ21bよりZ軸プラス側に突出している。また、第1のホルダ21aには、2つの第1の開口部21eが形成されている。第1の開口部21eは、発電部23をホルダ部21(具体的には、第1のホルダ21a)に固定するためのネジ穴である。例えば、ネジ25により発電部23がホルダ部21に固定される。なお、第1のホルダ21aに固定された発電部23は第2のホルダ21bとは接していない。
 第2のホルダ21bには、1つの開口を有する第2の開口部21fが形成されている。第2の開口部21fは、剛板27とホルダ部21とを固定するためのネジ穴である。例えば、ネジ22により剛板27とホルダ部21とが固定される。
 上記により、ホルダ部21の一方の面(図5に示すZ軸プラス側の面)には発電部23が固定され、一方の面と背向する他方の面(図5に示すZ軸マイナス側の面)には剛板27が固定される。
 第1の凸部21cは、第1のホルダ21aの側方からX軸方向に突出するように形成されている。第1の凸部21cは、第1のホルダ21aのX軸プラス側の端部からX軸プラス側に突出する凸部、及び、第1のホルダ21aのX軸マイナス側の端部からX軸マイナス側に突出する凸部とから構成される。X軸方向から見た場合、第1の凸部21cの外形は、上下方向(言い換えると、Z軸方向)が長軸となる略長円形状である。第1の凸部21cは、後述するアーム部30を回動させるための回転軸である。
 第2の凸部21dは、第2のホルダ21bの側方からX軸方向に突出するように形成されている。第2の凸部21dは、第2のホルダ21bのX軸プラス側の端部からX軸プラス側に突出する凸部、及び、第2のホルダ21bのX軸マイナス側の端部からX軸マイナス側に突出する凸部とから構成される。例えば、第2の凸部21dは、第2のホルダ21bの第1のホルダ21aと逆側の端部に形成される。X軸方向から見た場合、第2の凸部21dの外形はZ軸マイナス方向側に円弧を有する略半円形状である。第2の凸部21dは、後述するレバー部40を回動させるための回転軸である。
 ホルダ部21は、樹脂材料から構成される。例えば、ホルダ部21は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂、PBT(Polybutylene Terephthalate)、POM(Polyoxymethylene)、ABS樹脂(Acrylonitrileと、Butadieneと、Styreneとの共重合体)などによって形成される。
 発電部23は、磁性体板23a及び圧電素子23f,23f(図6参照)を有し、屈曲振動することで圧電効果により電圧を発生する。発電部23は、平板状に形成されており、一端部側に2つの開口部23bが形成されている。開口部23bは、発電部23をホルダ部21に固定するための開口である。例えば、ネジ用ホルダ部24を介してネジ25により発電部23とホルダ部21(具体的には第1のホルダ21a)とが螺合結合される。つまり、発電部23は、一端部(本実施の形態では、Y軸プラス側の端部)が固定される固定端部23cであり、他端部(本実施の形態では、Y軸マイナス側の端部)が自由端部23dである片持ち梁構造を有する。そして、発電部23は、自由端部23dが自由振動することにより発電する。つまり、発電部23は、ホルダ部21に固定された固定端部23cと自由振動する自由端部23dとを有し、自由端部23dが自由振動することで電力を発生させる。
 また、磁性体板23aは、磁性体材料によって形成され、自由端部23d側の端部に固定される。後述するアーム部30が有する磁石38(図4参照)を磁力により吸着する吸着体の一例である。
 磁性体板23aは、発電部23の自由端部23d側の先端に固定されてもよい。これにより、磁性体板23aは、発電部23の錘を兼ねることができる。
 ここで、発電部23の構造について、図6を参照しながら説明する。
 図6は、図5のVI-VI線における、本実施の形態に係る発電部23の部分断面図である。
 発電部23は、薄板状の金属板23eと、当該金属板23eの少なくとも一方の面に配置された圧電素子とから構成される。図6に示すように、本実施の形態では、発電部23は、薄板状の金属板23eと、当該金属板23eの両面に配置される薄板状の圧電素子23f及び23gとを有する。具体的には、圧電素子23fは金属板23eの信号発信部26側に配置されており、圧電素子23gは金属板23eのホルダ部21側に配置されている。つまり、発電部23は2つの圧電素子23f及び23gを有し、2つの圧電素子23f及び23gは金属板23eを挟むように配置されている。例えば、圧電素子23g、金属板23e及び圧電素子23fはこの順に接触して積層されている。これにより、圧電素子が1つである場合に比べ、自由振動により高い電力を発生させることができる。
 金属板23eは、ばね材料によって形成されている。金属板23eとしては、例えばステンレスなどの金属材料を用いることができる。
 圧電素子23fは、金属板23eからZ軸プラス側に向かって、電極23h、圧電体23i及び電極23jの順に接触して積層されている。また。圧電素子23gは、金属板23eからZ軸マイナス側に向かって、電極23h、圧電体23i及び電極23jの順に接触して積層されている。電極23h及び23jは、圧電体23iで発生した電圧を取り出すための電極である。なお、電極23h及び23jは、金属材料で構成されてもよいし、酸化物導電体材料で構成されてもよい。
 なお、圧電素子23fの電極23hと圧電素子23gの電極23hとは同一の極性の電極である。また、圧電素子23fの電極23jと圧電素子23gの電極23jとは同一の極性であり、かつ電極23hとは逆極性の電極である。例えば、電極23jが正極である場合、電極23hは負極であり、電極23jが負極である場合、電極23hは正極である。発電部23で生成された電力は、電力線(図示しない)などを介して信号発信部26に出力される。
 なお、図示しないが、発電部23は整流器及び電圧調整器などを有していてもよい。自由端部23dの自由振動により発生する交流電力は、整流回路及びコンデンサを有する整流器などにより直流電力に変換され、貯蔵される。直流電力の電圧は数十Vであり、一例として約50Vである。そして、DC-DCコンバータなどの電圧調整器により、信号発信部26に過大な電圧が印加されないように降圧が行われる。例えば、電圧調整器により3V程度まで降圧され、当該降圧された電力は信号発信部26が信号を発信するための電力として使用される。
 ここで、図5を再び参照する。信号発信部26は、発電部23から電力が供給されると、当該電力を用いて予め定められた信号を無線で送信する装置である。言い換えると、信号発信部26は、発電部23から供給された電力によってのみ動作する。なお、無線通信は、一例としてZigBee(登録商標)の通信規格を用いた無線通信であるが、これに限定されず、無線LAN(例えば、Wi-Fi(登録商標))などの通信規格を用いた無線通信であってもよい。
 信号発信部26は、基板26a、シールドケース26b及びアンテナ26cを有する。
 基板26aは、信号を発信するための送信用IC(Integrated Circuit)を含む電気回路が実装された基板である。例えば、送信用ICは発電部23から電力が供給されると、所定の信号を生成しアンテナ26cを介して送信する制御を行う。なお、上記でも記載したように、所定の信号とは、発電スイッチ10ごとに固有の識別情報を示す情報などである。つまり、発電装置20から電力が供給されるたびに、送信用ICは同じ信号を送信する制御を行う。また、基板26aには発電部23からの電力の供給を受けるための電線対基板用コネクタなどが実装されてもよい。
 シールドケース26bは、金属材料等により形成され、基板26aに固定される。シールドケース26bは、電気回路を静電気や外電波ノイズ等から保護するために、回路上の接地電位に接続される。
 アンテナ26cは、基板26aで生成された信号を送信する送信部である。アンテナ26cは、例えば金属材料から形成される。また、アンテナ26cは、基板26aの電気回路と電気的に接続されている。アンテナ26cは、基板26aを平面視したときに、基板26aの固定端部23c側の端辺と対向するように配置される。
 剛板27は、ホルダ部21に固定される錘である。剛板27は、例えば、金属製の板である。剛板27は、ホルダ部21に対して発電部23と反対側に配置される。剛板27は、例えば、ステンレスなどの非磁性体材料によって形成される。剛板27の厚みは特に限定されないが、一例として約2mm程度である。なお、剛板27は、磁性体材料によって形成されてもよい。
 発電部23が自由振動する際、当該自由振動は減衰しにくい方がよい。ホルダ部21に剛板27を固定することで発電装置20(発電スイッチ10)が重くなり、発電部23の自由振動を長く維持させることが可能となる。つまり、発電部23の自由振動の減衰を抑制することができるので、発電装置20の発電効率が向上する。
 また、剛板27には、第1の開口部27a、第2の開口部27b、及び第3の開口部27cが形成されている。例えば、第1の開口部27a、第2の開口部27b、及び、第3の開口部27cには、ネジタップが切ってあってもよい。
 第1の開口部27aは、ケース部12を剛板27に固定するためのネジ穴であり、剛板27の自由端部23d側(言い換えると、Y軸マイナス側)に1つ、及び、剛板27の固定端部23c側(言い換えると、Y軸プラス側)に2つ形成されている。なお、上記および以下の記載において、自由端部23d側および固体端部23c側は、それぞれ発電部23の自由端部23dの側に対応する側および発電部23の固定端部23cの側に対応する側を意味する。また、上記でも説明したように、ケース部12の底面部12aには3つのネジ穴が形成されている。平面視において、ケース部12の底面部12aに形成されているネジ穴のそれぞれと、第1の開口部27aのそれぞれとは重なる位置に形成されており、ケース部12と剛板27とがネジ13により固定される。
 第2の開口部27bは、ホルダ部21を剛板27に固定するためのネジ穴であり、1つ形成されている。また、上記でも説明したように、ホルダ部21の第2のホルダ21bに第2の開口部21fが形成されている。平面視において、第2の開口部27bと第2の開口部21fとは重なる位置に形成されており、ホルダ部21と剛板27とがネジ22により固定される。
 第3の開口部27cは、発電部23の固定端部23c、ホルダ部21及び剛板27を共通の固定部材で固定するためのネジ穴であり、剛板27の固定端部23c側に2つ形成されている。また、上記でも説明したように、発電部23には2つのネジ穴を有する開口部23b、ホルダ部21の第1のホルダ21aには2つのネジ穴を有する第1の開口部21eが形成されている。平面視において、第3の開口部27c、開口部23b、及び、第1の開口部21eはそれぞれ重なる位置に形成されており、固定端部23c、ホルダ部21、及び、剛板27がネジ25により固定される。例えば、発電部23の固定端部23c、ホルダ部21の第1のホルダ21a、及び、剛板27は、この順に接触して重なり、ネジ25により固定される。なお、ネジ25は、固定端部23c、ホルダ部21及び剛板27を固定する共通の固定部材の一例である。
 上記したように、剛板27はホルダ部21及びケース部12の双方と固定される。そのため、剛板27は、ホルダ部21に対して発電部23とは逆側の面に配置されるとよい。
 なお、固定端部23c及びホルダ部21をネジにより剛板27に固定しない場合、剛板27に第1の開口部27a、第2の開口部27b及び第3の開口部27cは形成されなくてもよい。
 ここで、ホルダ部21と剛板27との固定について、図7を参照しながらさらに詳細に説明する。
 図7は、本実施の形態に係るホルダ部21と剛板27との固定状態を説明するための分解斜視図である。
 図7に示すように、ホルダ部21の剛板27側の面には、剛板27の形状に対応した凹部21gが形成されている。剛板27はホルダ部21の凹部21gに嵌め込まれ、ネジ22により固定される。また、凹部21gの厚み(Z軸方向の長さ)は、剛板27の厚みと略等しい。このため、剛板27が凹部21gに収容されたホルダ部21の剛板27側の面は、平滑な面となる。
 [1-1-3.アーム部]
 アーム部30について、図3、図4及び図8を参照しながら説明する。
 図3に示すように、アーム部30は、ボタン下部60に覆われている。これにより、ボタン下部60が押し下げられることで、アーム部30を押し下げ回動させることが可能となる。
 図4に示すように、アーム部30は、アーム31a、アーム31b、第1の接続部32、第2の接続部33、及び、磁石38から構成される。また、アーム31a及び31bそれぞれの自由端部23d側(Y軸マイナス側)には第1の開口部34が形成されている。アーム31a及び31bそれぞれの自由端部23d側の端部と固定端部23c側(Y軸プラス側)の端部との間には第2の開口部35が形成されている。アーム31a及び31bそれぞれの固定端部23c側には第3の開口部36が形成されている。
 アーム31a及び31bは、発電部23の自由端部23dと固定端部23cとを結ぶ方向に延伸し、互いに略平行に配置されている。アーム31a及び31bはそれぞれ、平面視において、自由端部23dと固定端部23cとを結ぶ方向と直交する方向から、互いに平行となって発電部23を挟むように配置される。なお、自由端部23dと固定端部23cとを結ぶ方向とは、本実施の形態では、Y軸に平行な方向である。また、自由端部23dと固定端部23cとを結ぶ方向と直交する方向とは、本実施の形態ではX軸に平行な方向である。
 アーム31a及び31bの自由端部23d側の端部は、ボタン下部60に固定される。具体的には、アーム31a及び31bに形成されている第1の開口部34と、ボタン下部60に形成されている第1の凸部63(図9を参照)とが嵌合することにより、アーム部30とボタン下部60とが取り付けられる。
 アーム31a及び31bの固定端部23c側の端部同士は、発電装置20に回動可能に取り付けられる。具体的には、アーム31a及び31bそれぞれに形成されている第3の開口部36は第1の凸部21cに対応する形状を有し、第3の開口部36と第1の凸部21cとが嵌合することで、アーム部30は第1の凸部21cに軸支される。これにより、アーム部30は第1の凸部21cを回転軸として発電装置20に対して回動可能に取り付けられる。例えば、X軸方向から見た場合、第3の開口部36及び第1の凸部21cの外形は略円形状である。
 また、アーム31a及び31bの固定端部23c側の端部には、平面視において発電スイッチ10の外方に向けて突出する第1の凸部37が形成されている。具体的には、アーム31aの固定端部23c側の端部からアーム31bとは逆側(言い換えると、X軸プラス側)に向けて突出する第1の凸部37が形成され、アーム31bの固定端部23c側の端部からアーム31aとは逆側(言い換えると、X軸マイナス側)に向けて突出する第1の凸部37が形成されている。アーム31a及び31bに形成される第1の凸部37は、後述するレバー部40に形成される第1の開口部44と嵌合する。なお、第1の凸部21cにより軸支されている軸の方向(本実施の形態ではX軸と平行な方向であり、以降では軸の方向とも記載する)から第1の凸部37を見た場合、第1の凸部37の外形は略円形状である。
 上記のように、アーム部30がボタン下部60及び発電装置20に取り付けられ、ボタン部11が押下されボタン下部60がアーム部30を押し下げることで、アーム部30は第1の凸部21cを軸として回動する。アーム部30は、ボタン下部60により押し下げられることで、Z軸マイナス方向に回動する。本実施の形態では、アーム部30は、平面視において発電スイッチ10の外方からアーム31aを見た場合(言い換えると、X軸プラス側からX軸マイナス側を見た場合)にボタン下部60により押し下げられることで反時計回りに回動する。なお、アーム31a及び31bは、アーム部30が有する一対のアームの一例である。
 第2の開口部35には、後述するレバー部40の第1の凸部46が嵌合する。
 第1の接続部32は、アーム31a及び31bの自由端部23d側の端部同士を接続する。第1の接続部32は、アーム31a及び31bの自由端部23d側の端部同士を結ぶ方向に延伸して形成される。これにより、ボタン部11のアーム31a側がユーザにより操作された場合、アーム31bは、第1の接続部32を介してアーム31aと同じ方向に回動する。
 第2の接続部33は、アーム31a及び31bの固定端部23c側の端部同士を接続する。第2の接続部33は、アーム31a及び31bの固定端部23c側の端部同士を結ぶ方向に延伸して形成される。
 磁石38は、アーム31a及び31bの自由端部23d側の端部に配置される。具体的には、磁石38は、第1の接続部32と所定の間隔を空けて、第1の接続部32より発電装置20側に配置される。これにより、第1の接続部32と磁石38との間には、空間が形成される。アーム部30が発電装置20に取り付けられたときに、第1の接続部32と磁石38との間の空間には、発電部23の自由端部23d側の端部が配置される。つまり、磁石38は、磁石38と第1の接続部32とで発電部23の自由端部23d側の端部を挟むようにアーム31a及び31bの自由端部23d側の端部に配置される。
 また、磁石38は、平面視において、発電部23の自由端部23d側の端部に配置されている磁性体板23aと重なる位置に配置される。例えば、磁石38は、発電部23が撓んでいない状態(具体的には、ユーザがボタン部11を操作していない状態であり、以降では初期状態とも記載する)において、発電部23の自由端部23d側の端部と接触するように配置される。言い換えると、磁石38は、初期状態では、磁性体板23aに磁力によって吸着されている。
 続いて、アーム部30に形成される傾斜部39について図8を参照しながら説明する。
 図8は、本実施の形態に係るアーム部30の外観を示す平面図である。具体的には、ボタン下部60側からアーム部30を見たときの平面図である。なお、図8には、破線で発電部23を図示している。
 図8に示すように、アーム31a及びアーム31bの中央付近にそれぞれ傾斜部39が形成される。例えば、傾斜部39は、平面視において発電部23と重ならない位置に形成される。さらに、傾斜部39は、軸の方向から見た場合に、所定の傾斜を有するように形成されている。軸の方向から見た場合に、傾斜部39は、固定端部23c側から自由端部23d側に向けて、天板61から遠ざかるように傾斜している(図12を参照)。
 アーム部30は、樹脂材料から構成される。例えば、アーム部30は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂、PBT(Polybutylene Terephthalate)、POM(Polyoxymethylene)、ABS樹脂(Acrylonitrileと、Butadieneと、Styreneとの共重合体)などによって形成される。例えば、アーム部30を構成する各構成要素は、一体的に形成されてもよい。
 [1-1-4.レバー部]
 次に、レバー部40について、図3及び図4を参照しながら説明する。
 図3に示すように、レバー部40は、ボタン下部60に覆われている。これにより、ボタン下部60が押し下げられることで、レバー部40を押し下げ回動させることが可能となる。
 図4に示すように、レバー部40は、アーム41a、アーム41b、第1の接続部42、及び、第2の接続部43から構成される。また、アーム41a及び41bそれぞれの固定端部23c側には第1の開口部44、及び、第2の開口部45が形成されている。第2の開口部45は、第1の開口部44よりボタン下部60側の位置に形成されている。
 アーム41a及び41bは、発電部23の自由端部23dと固定端部23cとを結ぶ方向に延伸し、互いに略平行に配置されている。アーム41a及び41bはそれぞれ、平面視において、自由端部23dと固定端部23cとを結ぶ方向と直交する方向から、互いに平行となって発電部23を挟むように配置される。なお、軸の方向から見た場合にアーム41a及び41bは、アーム部30(具体的には、アーム31a及び31b)と交差するように配置される。
 アーム41a及び41bの固定端部23c側の端部は、ボタン下部60に固定される。具体的には、アーム41a及び41bに形成されている第2の開口部45と、ボタン下部60に形成されている第2の凸部64(図9を参照)とが嵌合することで、レバー部40とボタン下部60とが取り付けられる。
 アーム41a及び41bに形成されている第1の開口部44には、上記で説明したアーム部30に形成されている第1の凸部37が嵌合される。また、アーム41a及び41bには、平面視において発電スイッチ10の外方に向けて突出する第1の凸部46が形成されている。具体的には、アーム31aの第2の開口部35に対応するアーム41aの位置に、アーム41bと逆側(言い換えると、X軸プラス側)に向けて突出する第1の凸部46が形成され、アーム31bの第2の開口部35に対応するアーム41bの位置に、アーム41aと逆側(言い換えると、X軸マイナス側)に向けて突出する第1の凸部46が形成されている。アーム41a及び41bに形成されている第1の凸部46は、第2の開口部35と嵌合する。これにより、レバー部40とアーム部30とが取り付けられる。なお、軸の方向から第1の凸部46を見た場合、第1の凸部46の外形は略円形状である。
 また、アーム41a及び41bの自由端部23d側の端部同士は、発電装置20に回動可能に取り付けられる。具体的には、アーム41a及び41bの自由端部23d側の端部には、平面視において発電装置20の第2の凸部21dの略半円形状に対応した湾曲形状を有する湾曲部47が形成されている。湾曲部47は、第2の凸部21dと当接するように配置される。
 上記のように、レバー部40がボタン下部60及び発電装置20に取り付けられ、ボタン部11が押下されボタン下部60がレバー部40を押し下げることで、レバー部40は第2の凸部21dを軸として回動する。レバー部40は、ボタン下部60により押し下げられることで、Z軸マイナス側に回動する。本実施の形態では、レバー部40は、平面視において発電スイッチ10の外方からアーム41aを見た(言い換えると、X軸プラス側からX軸マイナス側を見た)場合、ボタン下部60により押し下げられることで時計回りに回動する。つまり、ボタン下部60により押し下げられた場合、レバー部40はアーム部30と逆向きに回動する。なお、アーム41a及び41bは、レバー部40が有する一対のアームの一例である。
 また、アーム41a及び41bは、平面視において傾斜部39と重なる位置に、傾斜部39に向かう方向(言い換えると、Z軸マイナス方向)に突出する第2の凸部48を有する。つまり、第2の凸部48は、軸の方向から見た場合に、傾斜部39より天板61側に形成される。第2の凸部48の詳細は、後述する。なお、第2の凸部48は、突起部の一例である。
 レバー部40は、樹脂材料から構成される。例えば、レバー部40は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂、PBT(Polybutylene Terephthalate)、POM(Polyoxymethylene)、ABS樹脂(Acrylonitrileと、Butadieneと、Styreneとの共重合体)などによって形成される。例えば、レバー部40を構成する各構成要素は、一体的に形成されてもよい。
 [1-1-5.カバー部]
 次に、カバー部50について、図4を参照しながら説明する。
 図4に示すように、カバー部50は、アーム部30及びレバー部40を覆うように配置される。カバー部50は、発電装置20、アーム部30及びレバー部40を嵌合し接続した接続体を、ケース部12(図1参照)に収容するときに、ボタン部11(図1参照)側から接続体を覆う部材である。カバー部50は、ケース部12の側面部12bとカバー部50の側面部とが嵌合することでケース部12に固定される。
 また、カバー部50には、アーム部30の自由端部23d側の端部、及び、レバー部40の固定端部23c側の端部に対応する位置に開口を有する。これにより、アーム部30とボタン下部60、及び、レバー部40とボタン下部60との接続が可能となる。
 カバー部50は、樹脂材料から構成される。例えば、カバー部50は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂、PBT(Polybutylene Terephthalate)、POM(Polyoxymethylene)、ABS樹脂(Acrylonitrileと、Butadieneと、Styreneとの共重合体)などによって形成される。
 なお、ケース部12は、カバー部50がケース部12に固定された状態で、発電装置20、並びに、アーム部30及びレバー部40の一部を収容する。
 [1-1-6.ボタン下部]
 次に、ボタン下部60について、図3、図4及び図9を参照しながら説明する。
 図3に示すように、ボタン下部60は、アーム部30及びレバー部40を覆うように配置される。
 図4に示すように、ボタン下部60は、天板61及び側面部62から構成される。ボタン下部60の平面視形状は、角が欠けた略矩形状である。
 天板61は、ボタン部11の上面部11aと略平行に形成される。例えば、天板61と上面部11aとが接着テープなどにより接着されることで、ボタン下部60とボタン部11とが固定される。つまり、ユーザがボタン部11(具体的には、ボタン部11の上面部11a)を押下すると、ボタン下部60はボタン部11とともに押し下げられる。
 ここで、天板61とアーム部30及びレバー部40との接続について、図9を参照しながら説明する。
 図9は、本実施の形態に係るボタン下部60の外観を示す平面図である。具体的には、発電装置20側からボタン下部60側を見たときの平面図である。
 図9に示すように、ボタン下部60の天板61の自由端部23d側(Y軸マイナス側)には、第1の凸部63が形成され、固定端部23c側(Y軸プラス側)には第2の凸部64が形成されている。
 第1の凸部63は、アーム部30とボタン下部60とを取り付けるための凸部である。具体的には、アーム部30の第1の開口部34と第1の凸部63とが嵌合されることで、アーム部30とボタン下部60とが取り付けられる。
 第2の凸部64は、レバー部40とボタン下部60とを取り付けるための凸部である。具体的には、レバー部40の第2の開口部45に第2の凸部64が挿通されることで、レバー部40とボタン下部60とが取り付けられる。
 このようにアーム部30及びレバー部40が取り付けられたボタン下部60が、ボタン部11の操作により押し下げられる場合について説明する。ボタン部11の自由端部23d側が押下されると、主にボタン部11及びボタン下部60の自由端部23d側が押し下げられる。これにより、天板61の自由端部23d側に接続されているアーム部30が押し下げられ、アーム部30は第1の凸部21cを回転軸として回動する。また、ボタン部11の固定端部23c側が押下されると、主にボタン部11及びボタン下部60の固定端部23c側が押し下げられる。これにより、天板61の固定端部23c側に接続されているレバー部40が押し下げられ、レバー部40は第2の凸部21dを回転軸として回動する。
 なお、ボタン部11の中央部が押下されると、アーム部30及びレバー部40の双方が押し下げられ、双方が回動する。つまり、天板61は、ボタン部11が押下される位置によりアーム部30及びレバー部40の少なくとも一方を押し下げ回動させるように、アーム部30及びレバー部40を覆う位置に配置される。
 ここで、図4を再び参照する。側面部62は、天板61の端部から発電装置20側に立設して形成されている。側面部62の4隅には、発電装置20側に突出した爪部62aが形成されている。爪部62aは、ケース部12とボタン下部60とを取り付けるための凸部である。爪部62aに対応するケース部12の側面部の位置には、凹部(図示しない)が形成されており、爪部62aが凹部に引っかかることで、ボタン下部60がケース部12から外れることを抑制する。さらに、凹部はボタン下部60が押し込まれケース部12側に移動することが可能なように形成されている。
 ボタン下部60は、樹脂材料から構成される。例えば、ボタン下部60は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂、PBT(Polybutylene Terephthalate)、POM(Polyoxymethylene)、ABS樹脂(Acrylonitrileと、Butadieneと、Styreneとの共重合体)などによって形成される。例えば、ボタン下部60を構成する各構成要素は、一体的に形成されてもよい。
 上記のように、本実施の形態に係る発電スイッチ10は、固定端部23c側の端部が軸支されたアーム部30と、アーム部30と交差し自由端部23d側の端部が軸支されたレバー部40とを備える。そして、詳細は後述するが、レバー部40は回動するときにアーム部30を押し下げ回動させる。
 [1-2.発電スイッチの動作]
 次に、本実施の形態に係る発電スイッチ10が操作された際の動作について、図10~図12を参照しながら説明する。
 まず、ボタン部11が操作されることで、発電装置20が発電することについて、図10を参照しながら説明する。
 図10は、本実施の形態に係るアーム部30が回動することで発電部23が発電することを説明するための断面図である。なお、図10では、ホルダ部21が有する第1の凸部21c、ネジ用ホルダ部24、ネジ25及びアーム部30(具体的には、アーム31b、第1の接続部32及び磁石38)を図示している。
 図10の(a)は、ボタン部11が操作される前の状態を示している。つまり、初期状態を示している。
 図10の(a)に示すように、初期状態では、発電部23は撓んでいない。また、発電部23の自由端部23d側(Y軸マイナス側)の端部には、磁石38が当接して配置される。本実施の形態では、磁石38は、発電部23に対して磁性体板23aとは逆側の面に当接して配置される。この状態は、磁石38が磁性体板23aに吸着されている状態である。なお、磁性体板23aは、自由端部23dのZ軸マイナス側の面に配置されていてもよい。この場合、磁性体板23aと磁石38とが磁力により吸着し、磁性体板23aと磁石38とが当接して配置される。
 図10の(b)は、ボタン部11の自由端部23d側が操作されたときの発電部23の撓みを示す図である。
 図10の(b)に示すように、ボタン部11の自由端部23d側が操作される(図中の矢印を参照)と、アーム部30(図10の(b)ではアーム31b)が回動するので、アーム部30の自由端部23d側に固定されている磁石38も回動する。そして、磁石38と磁性体板23aとは磁力により吸着しているので、磁石38の回動に伴い発電部23の自由端部23d側が磁石38の回動の向きに撓む。
 図10の(c)は、磁石38が発電部23から引き離されたときの発電部23の自由振動を示す図である。
 図10の(c)に示すように、磁石38と磁性体板23aとの磁力による吸引力より撓みによる反力の方が大きくなると、磁石38と発電部23とは引き離され、発電部23は自由振動を開始する。つまり、磁石38は、磁性体板23aに吸着される状態から解放される状態になる。また、自由振動により発電部23は発電する。なお、図10の(c)では、自由振動している発電部23の一例を破線で示している。
 なお、『Z軸方向から見る(言い換えると、平面視する)』ことを、『自由振動する方向から見る』と記載する場合がある。
 上記したように、本実施の形態に係る発電スイッチ10はアーム部30が回動することで発電部23が自由振動し、発電する。そのため、電池などを用いることなく発電部23が発電した電力を用いて、所定の信号を送信することができる。
 続いて、アーム部30及びレバー部40の動作の概略について、図11を参照しながら説明する。なお、図11では、ボタン部11、ケース部12、及び、ボタン下部60などを省略して図示している。
 図11は、本実施の形態に係るボタン部11が操作されたときのアーム部30及びレバー部40の動作の概略を示す図である。具体的には、図11の(a)は、ボタン部11が操作される前のアーム部30及びレバー部40の状態を示す図である。なお、ボタン部11が操作される前とは、初期状態である。図11の(b)は、ボタン部11が操作され、アーム部30及びレバー部40がそれぞれ回動したときのアーム部30及びレバー部40の状態を示す図である。図11の(b)に示すように、本実施の形態に係る発電スイッチ10は、ボタン部11が操作されると、平面視において発電スイッチ10の外方からアーム41aを見る向き(言い換えると、X軸プラス側からX軸マイナス側へ向かう向き)にアーム41aを見たときに、アーム41aは第1の凸部21cを回転軸として反時計回りに回動し、レバー部40は第2の凸部21dを回転軸として時計回りに回動する。
 さらに、アーム部30及びレバー部40の動作の詳細について、説明する。
 まず、ボタン部11の自由端部23d側が操作されたときは、図10を参照しながら説明したようにアーム部30が回動し磁石38が磁性体板23aとの磁力による吸着から解放されることで、発電部23が自由振動し発電する。
 続いて、ボタン部11の固定端部23c側が操作されたときについて、図12を参照しながら説明する。
 図12は、図11の状態における、本実施の形態に係る発電スイッチ10の概略断面図であり、ボタン部11の固定端部23c側が操作されたときのアーム部30及びレバー部40の状態を示す。なお、図12では、ボタン下部60も図示している。
 図12の(a)は、図11の(a)のXIIa-XIIa線における、本実施の形態に係る発電スイッチ10の概略断面図であり、ボタン部11が操作される前の発電スイッチ10の状態を示す概略断面図である。
 図12の(a)に示すように、ボタン部11が操作される前、つまりボタン下部60が押し下げられていない初期状態で、アーム部30の傾斜部39は、天板61に対して所定の傾斜を有する。所定の傾斜とは、軸の方向から見て、傾斜部39の固定端部23c側から自由端部23d側に向かうにつれ天板61との距離が大きくなるような傾斜である。
 また、レバー部40の第2の凸部48の先端の形状は、軸の方向から見た場合に、曲率を有する。例えば、第2の凸部48は、発電装置20側に凸の略ドーム状であってもよいし、略半円柱体状(かまぼこ状)であってもよい。
 このような状態で、ボタン部11の固定端部23c側が操作されたときについて、図12の(b)を参照しながら説明する。
 図12の(b)は、図11の(b)のXIIb-XIIb線における、本実施の形態に係る発電スイッチ10の概略断面図であり、ボタン部11の固定端部23c側が操作されたときの発電スイッチ10の状態を示す概略断面図である。
 ボタン部11がユーザにより操作されることで、図中の矢印P1に示すように天板61が押し下げられる。そして、ボタン下部60とレバー部40との接点が力点となり、図中の矢印P2に示すように、ボタン下部60がレバー部40を押し下げる。これにより、レバー部40は第2の凸部21dを回転軸として矢印R1の向きに回動する。
 上記でも説明したように、本実施の形態では傾斜部39と第2の凸部48とは初期状態において当接している。レバー部40が回動することで、第2の凸部48は、図中の矢印P3に示すように、傾斜部39を下方(Z軸マイナス方向)に押し下げる。例えば、レバー部40が回動することで、第2の凸部48は傾斜部39を摺動しながら押し下げる。これにより、アーム部30が押し下げられる。このとき、アーム部30は、第1の凸部46を回転軸として矢印R2の向きに回動する。矢印R2の向きは、ボタン部11の自由端部23d側が操作されたときにアーム部30が回動する向きと同じ向きである。つまり、矢印R2の向きは、発電部23を自由振動させて発電させる向きである。
 なお、図12の(a)及び(b)では、X軸プラス側に配置されているアーム31a及びアーム41aについて図示しているが、X軸マイナス側に配置されているアーム31b及びアーム41bにおいても同様に第2の凸部48及び傾斜部39が形成されている。また、レバー部40のアーム41a及び41bの固定端部23c側の端部は、第1の接続部42により接続されている。
 例えば、平面視において、ボタン部11の固定端部23c側のうちのレバー部40のアーム41aと天板61とが嵌合している位置に近い位置が操作されたとき、レバー部40のアーム41aが押し下げられるとともに、第1の接続部42によりアーム41aと接続されているアーム41bも押し下げられる。つまり、ボタン部11の固定端部23c側のどの位置を操作しても、アーム41a及び41bが押し下げられる。言い換えると、ボタン部11(具体的には、天板61)の固定端部23c側のどの位置を操作しても、レバー部40が押し下げられ回動する。これにより、アーム部30も回動する。
 上記のように、本実施の形態に係る発電スイッチ10によれば、ボタン部11を操作する位置に関わらず、アーム部30を回動させることができる。つまり、発電部23が発電することができる。
 なお、固定端部23c側を操作するとアーム部30の傾斜部39とレバー部40の第2の凸部48との接点がアーム部30を押し下げる作用点となり、第2の凸部21dが支点となる。作用点と力点とは距離が近い方が、より小さな力でアーム部30を回動させることができる。そのため、傾斜部39と第2の凸部48との接点は、第2の凸部21dに近い方がよい。例えば、図12の(a)に示すよう、傾斜部39及び第2の凸部48は、レバー部40を軸の方向から見たときの長さをLとしたときに、レバー部40の固定端部23c側の端部からL/2の位置より自由端部23d側に配置されている。つまり、軸の方向から見たときに、傾斜部39及び第2の凸部48はそれぞれレバー部40の自由端部23d側及び固定端部23c側のうちの自由端部23d側に配置されている。なお、本実施の形態では、初期状態において、傾斜部39と第2の凸部48とは、当接しているが、これに限定されない。
 [1-3.効果]
 以上のように、本実施の形態に係る発電スイッチ10は、ホルダ部21と、ホルダ部21に固定された固定端部23cと自由振動する自由端部23dとを有し、自由端部23dが自由振動することで電力を発生させる発電部23であって、磁性体板23a(吸着体の一例)を有する発電部23と、自由端部23dと固定端部23cとを結ぶ方向に延伸し、固定端部23c側の端部が軸支され、回動することで磁性体板23aに磁力によって吸着される状態と、吸着される状態から解放される状態とをとる磁石38を有するアーム部30と、軸支における軸の方向から見た場合に、アーム部30と交差するように自由端部23dと固定端部23cとを結ぶ方向に延伸し、自由端部23d側の端部が軸支され、回動することでアーム部30を押し下げ回動させるレバー部40と、押下された位置によりアーム部30及びレバー部40の少なくとも一方を押し下げ回動させる天板61と、を備える。
 これにより、天板61を操作し押し下げることで、アーム部30を直接又はレバー部40を介して回動させることができる。例えば、レバー部40を備えていない場合、アーム部30の固定端部23c側を操作することでアーム部30を回動させることが難しかった。一方、本実施の形態に係る発電スイッチ10は、天板61を操作する、自由端部23d及び固定端部23cを結ぶ方向と平行な方向の位置(本実施の形態では、Y軸方向の位置)によらず、アーム部30を回動させることができる。つまり、本実施の形態に係る発電スイッチ10によれば、操作性が向上する。
 また、アーム部30は、発電部23が自由振動する方向から見た場合に発電部23と重ならない位置に配置され、軸支における軸の方向から見た場合に所定の傾斜を有する傾斜部39を有し、レバー部40は、自由振動する方向から見た場合に傾斜部39と重なる位置であり、軸支における軸の方向から見たときに傾斜部39より天板61側に配置される第2の凸部48(突起部の一例)を有する。
 これにより、天板61によりレバー部40が回動するとき、第2の凸部48が傾斜部39を押し下げることができる。つまり、レバー部40が回動することでアーム部30を押し下げ回動させることができる。
 また、傾斜部39及び第2の凸部48はそれぞれ、レバー部40の自由端部23d側及び固定端部23c側のうちの自由端部23d側に配置されている。
 これにより、天板61の固定端部23c側が操作されレバー部40が回動することでアーム部30を押し下げ回動させるときに、ユーザは傾斜部39及び第2の凸部48が固定端部23c側に配置されている場合に比べ、弱い力で操作してもアーム部30を回動させることができる。つまり、発電スイッチ10の操作性がより向上する。
 また、第2の凸部48の先端の形状は、軸支における軸の方向から見た場合に、曲率を有する。
 これにより、第2の凸部48と傾斜部39との接触面積が小さくなるので、レバー部40が回動し第2の凸部48が傾斜部39を摺動する際の摩擦抵抗を低減することができる。つまり、第2の凸部48が傾斜部39を摺動しやすくなる。よって、ユーザは、さらに弱い力で操作してもアーム部30を回動させることができる。つまり、発電スイッチ10の操作性がさらに向上する。
 また、アーム部30及びレバー部40が天板61により押し下げられていない場合に、第2の凸部48と傾斜部39とは当接している。
 これにより、天板61によりレバー部40が押し下げられ回動を開始するときに、レバー部40は傾斜部39を介してアーム部30の回動を開始させることができる。つまり、レバー部40の回動と、レバー部40を介したアーム部30の回動とを、略同時に開始することができる。
 また、アーム部30の自由端部23d側及びレバー部40の固定端部23c側のそれぞれは、天板61と嵌合している。
 これにより、アーム部30及びレバー部40と天板61とが当接しているので、天板61はアーム部30及びレバー部40を押し下げ回動させやすくなる。また、天板61が発電スイッチ10から外れてしまうことを抑制できる。
 また、アーム部30は、自由端部23dと固定端部23cとを結ぶ方向に延伸し、互いに平行となって発電部23を挟み、固定端部23c側の端部同士が軸支されたアーム31a及び31b(アーム部30が有する一対のアームの一例)から構成される。また、レバー部40は、アーム部30と交差するように自由端部23dと固定端部23cとを結ぶ方向に延伸し、互いに平行となって発電部23を挟み、自由端部23d側の端部同士が軸支されたアーム41a及び41b(レバー部40が有する一対のアームの一例)から構成される。
 これにより、本実施の形態に係る発電スイッチ10は、天板61を操作する、発電部23の幅方向と平行な方向の位置(例えば、X軸方向の位置)によらず、アーム部30を回動させることができる。つまり、本実施の形態に係る発電スイッチ10によれば、さらに操作性が向上する。
 また、発電部23は2つの圧電素子23f及び23gと、金属板23eを備え、2つの圧電素子23f及び23gは、金属板23eを挟むように配置されている。
 これにより、発電部23が自由振動することで発電する電力を圧電素子が1つである場合より高くすることができる。
 また、以上のように、本実施の形態に係る発電装置20は、一端部が固定される固定端部23cであり、他端部が自由端部23dである片持ち梁構造であり、自由端部23dが自由振動することで発電する発電部23と、発電部23が載置される樹脂製のホルダ部21と、ホルダ部21に対して発電部23と反対側に配置される金属製の剛板27と、を備える。そして、固定端部23cとホルダ部21とが固定されており、ホルダ部21と剛板27とが固定されている。
 これにより、剛板27が設けられていない場合に比べ、発電装置20の重さを重くすることができる。さらに、剛板27を発電部23と反対側に配置することで、発電部23と同じ面に剛板を配置する場合に比べ、剛板27のサイズを大きくすることができる。よって、発電装置20の重さを効率的に増やすことができるので、発電部23の自由振動を従来よりも持続させることができる。言い換えると、本実施の形態に係る発電装置20によれば、発電部23の自由振動の減衰を従来よりも抑制することができる。
 また、固定端部23c、ホルダ部21及び剛板27はこの順に接触して重なり、共通の固定部材で固定されている。また、固定部材は、固定端部23c、ホルダ部21及び剛板27を貫通して固定するネジ25である。
 例えば、発電部23の固定端部23cを樹脂製のホルダ部21にセルフタップネジなどにより締結する場合、ホルダ部21のつぶれ方のバラつきなどにより締結力にバラつきが生じており、自由振動の持続を妨げていた。一方、本実施の形態では、固定端部23c、ホルダ部21及び金属製の剛板27がネジ25により貫通して締結されることで、発電部23とホルダ部21との締結力を向上させることができる。これにより、さらに発電部23の自由振動を持続させることができる。
 また、さらに、発電部23、ホルダ部21及び剛板27を収容するケース部12(筐体の一例)を備え、ケース部12と剛板27とは、ネジ25により固定される。
 これにより、ケース部12が樹脂製のホルダ部21と締結している場合に比べ、締結力を向上させることができるので、ケース部12とホルダ部21との締結力のバラつきで生じる自由振動の減衰を抑制することができる。
 また、ホルダ部21の剛板27が配置される側の面には、剛板27の形状に対応した凹部21g(図7参照)が形成されており、剛板27は凹部21gに収容される。
 これにより、発電装置20のサイズが大きくなることを抑制しつつ、発電装置20の重さを重くできる。
 また、剛板27は、非磁性体材料によって形成される。
 これにより、剛板27による発電部23の自由振動への影響を抑制できる。
 また、さらに、自由端部23dに固定される磁性体板23a(吸着体の一例)と、自由端部23dと固定端部23cとを結ぶ方向に延伸し、固定端部23c側の端部が軸支され、回動することで磁性体板23aに磁力によって吸着される状態と、吸着される状態から解放される状態とをとる磁石38を有するアーム部30と、を備える。
 これにより、上記の発電装置20を発電スイッチに用いることができる。
 (実施の形態2)
 次に、本実施の形態に係る発電スイッチ110について、図13~図15を参照しながら説明する。なお、本実施の形態では実施の形態1との相違点を中心に説明し、実施の形態1と実質的に同一の構成に対しては、同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する場合がある。
 [2-1.発電スイッチの全体構成]
 まずは、本実施の形態に係る発電スイッチ110の構成について、図13を参照しながら説明する。
 図13は、本実施の形態に係る発電スイッチ110の構成を示す部分分解斜視図である。なお、図13では、ボタン部11、ケース部12及びボタン下部60などは省略している。ボタン下部60(具体的には、天板61)は、実施の形態1と同様、アーム部130及びレバー部140を覆うように配置される。
 図13に示すように、本実施の形態に係る発電スイッチ110は、ホルダ部121、アーム部130及びレバー部140がそれぞれ実施の形態1に係るホルダ部21、アーム部30及びレバー部40と異なる。さらに、本実施の形態に係る発電スイッチ110は、補強アーム部170を備える点に特徴を有する。
 以下では、発電スイッチ110を構成する各構成要素について、適宜図面を参照しながら説明する。
 [2-1-1.ホルダ部]
 ホルダ部121について説明する。
 図13に示すように、ホルダ部121は、実施の形態1に係るホルダ部21に加えて第3の凸部121hを有する。第3の凸部121hは、第2の凸部21dの自由端部23d側の端部から補強アーム部170側(言い換えると、Y軸プラス側からY軸マイナス側)に向けて突出する凸部である。第3の凸部121hは、ホルダ部121の自由端部23d側の両端に形成されている第2の凸部21dのそれぞれに形成されている。例えば、平面視において発電スイッチ110の外方から発電スイッチ110の自由端部23d側を見る向き(言い換えると、Y軸のマイナス側からY軸のプラス側へ向かう向き)に第3の凸部121hを見た場合、第3の凸部121hの外形は、略円形である。
 [2-1-2.アーム部]
 次に、アーム部130について説明する。
 図13に示すように、アーム部130は、実施の形態1に係るアーム部30に加えて第2の凸部137を有する。第2の凸部137は、アーム131a及び131b(一対のアームの一例)のそれぞれの自由端部23d側の端部から、補強アーム部170側に向けて突出する凸部である。例えば、第2の凸部137の先端部は、略球状である。第2の凸部137は、ホルダ部121の第3の凸部121hよりZ軸プラス側に形成されている。
 [2-1-3.レバー部]
 次に、レバー部140について説明する。
 図13に示すように、レバー部140は、実施の形態1に係るレバー部40が有する第1の接続部42を有していない。
 [2-1-4.補強アーム部]
 次に、補強アーム部170について説明する。
 図13に示すように、補強アーム部170は、発電スイッチ110の自由端部23d側に配置される。補強アーム部170は、アーム部130を補強するための補強部材である。補強アーム部170は、補強アーム171a及び171b(2つの補強アームの一例)を有する。
 補強アーム171a及び171bは、アーム部130のアーム131a及び131bそれぞれの自由端部23d側の端部を結ぶ方向(言い換えると、X軸方向)と略平行な方向に互いに交差するように延伸する。
 補強アーム171aは、両端部のうちの一端部に第1の開口部172aを有し、他端部に第2の開口部173aを有する。平面視において発電スイッチ110の外方から発電スイッチ110の自由端部23d側を見る向き(Y軸マイナス側からY軸プラス側へ向かう向き)に補強アーム171aを見た場合、第1の開口部172aの外形は補強アーム171aが延伸する方向を長軸とする略長円形状であり、第2の開口部173aの外形は第2の凸部137の形状に対応した略円形状である。
 第1の開口部172aにはホルダ部121のX軸プラス側に形成されている第3の凸部121hが嵌合される。また、第2の開口部173aにはアーム131bに形成されている第2の凸部137が嵌合される。これにより、補強アーム171aは、ホルダ部121及びアーム部130に取り付けられる。なお、補強アーム171aは、第3の凸部121hにより軸支されており、第3の凸部121hを回転軸として回動可能に取り付けられる。例えば、アーム部130のうちのアーム131b側が押し下げられ回動した場合、平面視において発電スイッチ110の外方から発電スイッチ110の自由端部23d側を見る向きに補強アーム171aを見た場合、補強アーム171aは第3の凸部121hを回転軸として反時計回りに回動する。
 さらに、補強アーム171aは、平面視において発電スイッチ110の外方から自由端部23d側を見た場合に、補強アーム171a及び171bが交差する位置に、外形が補強アーム171aの延伸する方向と略平行な方向を長軸とする略長円形状である第3の開口部174aを有する。なお、第3の開口部174aは、凹部の一例である。
 補強アーム171bは、両端部のうちの一端部に第1の開口部172bを有し、他端部に第2の開口部173bを有する。平面視において発電スイッチ110の外方から発電スイッチ110の自由端部23d側を見る向きに補強アーム171bを見た場合、第1の開口部172bの外形は補強アーム171bが延伸する方向を長軸とする略長円形状であり、第2の開口部173bの外形は第2の凸部137の形状に対応した略円形状である。
 第1の開口部172bにはホルダ部121のX軸マイナス側に形成されている第3の凸部121hが嵌合される。また、第2の開口部173bにはアーム131aに形成されている第2の凸部137が嵌合される。これにより、補強アーム171bは、ホルダ部121及びアーム部130に取り付けられる。なお、補強アーム171bは、第3の凸部121hにより軸支されており、第3の凸部121hを回転軸として回動可能に取り付けられる。例えば、アーム部130のうちのアーム131a側が押し下げられ回動した場合、平面視において発電スイッチ110の外方から発電スイッチ110の自由端部23d側を見る向きに補強アーム171bを見た場合、補強アーム171bは第3の凸部121hを回転軸として時計回りに回動する。言い換えると、アーム部130が押し下げられた場合、補強アーム171bは補強アーム171aと逆向きに回動する。
 さらに、補強アーム171bは、外方から自由端部23d側を見た場合に、補強アーム171a及び171bが交差する位置に、外形が略円形状であり補強アーム171a側に突出する凸部174bを有する。補強アーム171bがホルダ部121及びアーム部130に取り付けられた状態で、凸部174bの少なくとも一部は第3の開口部174a内に挿入されている。なお、補強アーム171a及び171bがそれぞれホルダ部121及びアーム部130に嵌合された状態で凸部174bが第3の開口部174aを貫通していなければ、第3の開口部174aは貫通孔でなくてもよい。例えば、第3の開口部174aは補強アーム171b側に開口を有する凹部であってもよい。
 補強アーム部170は、樹脂材料から構成される。例えば、補強アーム部170は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂、PBT(Polybutylene Terephthalate)、POM(Polyoxymethylene)、ABS樹脂(Acrylonitrileと、Butadieneと、Styreneとの共重合体)などによって形成される。
 上記のように、本実施の形態に係る発電スイッチ110は、アーム部130の自由端部23d側の面に、互いに交差して配置される補強アーム171a及び171bを備える。補強アーム171aは、天板61側(Z軸プラス側)の端部がアーム131bと嵌合し、発電部23側(Z軸マイナス側)の端部がホルダ部121と嵌合する。また、補強アーム171bは、天板61側の端部がアーム131aと嵌合し、発電部23側の端部がホルダ部121と嵌合する。そして、補強アーム171a及び171bが交差する位置において、補強アーム171a及び171bは、一方の補強アーム(補強アーム171a及び171bのうちの一方)が押し下げられると他方の補強アーム(補強アーム171a及び171bのうちの他方)を押し下げるように連結されている。つまり、補強アーム部170は、互いに連動する2つの補強アーム171a及び171bを備えるクロスリンク機構を有する。
 [2-2.発電スイッチの動作]
 次に、上記のように構成された本実施の形態に係る発電スイッチ110が操作された場合の動作について、図14を参照しながら説明する。なお、図14では、ボタン部11、ケース部12、及び、ボタン下部60などを省略している。
 図14は、本実施の形態に係るボタン部11が操作されたときのアーム部130及び補強アーム部170の動作の概略を示す斜視図である。具体的には、図14の(a)は、ボタン部11が操作される前のアーム部130の状態を示す図である。なお、ボタン部11が操作される前とは、初期状態である。図14の(b)は、ボタン部11が操作され、アーム部130が回動したときの図である。例えば、ボタン部11の固定端部23c側が操作されたときのアーム部130の動作を示す図である。図14の(b)に示すように、本実施の形態に係る発電スイッチ110は、ボタン部11が操作されると、アーム部130が第1の凸部21cを回転軸として回動する。このとき、発電スイッチ110は補強アーム部170を備えていることで、図14の(b)に示すようにアーム131a及び131bが初期状態から同じ略等しい角度で回動することに特徴を有する。
 さらに、アーム部130及び補強アーム部170の動作の詳細について、図15を参照しながら説明する。
 図15は、本実施の形態に係るボタン部11が操作されたときのアーム部130及び補強アーム部170の動作の概略を示す側面図である。なお、図15では、天板61、ホルダ部121、アーム部130、及び、補強アーム部170を図示している。また、図15は、発電スイッチ110の外方から発電スイッチ110の自由端部23d側を見たときの発電スイッチ110の側面図である。
 図15の(a)は、ボタン部11が操作される前の発電スイッチ110の状態を示す概略側面図である。図15の(a)は、図14の(a)の状態における概略側面図である。
 図15の(a)に示すように、ボタン部11が操作される前、つまりボタン下部60が押し下げられていない初期状態で、補強アーム171bの凸部174bは、補強アーム171aの第3の開口部174aのアーム131a側(言い換えると、X軸プラス側)の内面と当接している。
 このような状態で、ボタン部11のアーム131a側が操作されたときについて、図15の(b)を参照しながら説明する。図15の(b)は、図14の(b)の状態における概略側面図である。
 図15の(b)は、ボタン部11のアーム131a側が操作されたときの発電スイッチ110の動作を示す概略側面図である。
 ユーザによりボタン部11が操作されることで、図中の矢印P11に示すように天板61が押し下げられる。そして、天板61に取り付けられているアーム131aが第1の凸部21cを回転軸として回動する。これに伴い、図中の矢印P12に示すようにアーム131aに取り付けられている補強アーム171bも押し下げられる。補強アーム171bが押し下げられるとき、図中の矢印P13に示すように、凸部174bは第3の開口部174aの内面を押し下げる。具体的には、凸部174bが第3の開口部174a内をアーム131aからアーム131bへ向かう方向に摺動しながら第3の開口部174aの内面を押し下げる。これにより、図中の矢印P14に示すように、補強アーム171aは押し下げられる。さらに、補強アーム171aが取り付けられているアーム131bも補強アーム171aが押し下げられることにより、押し下げられる。
 上記のように、補強アーム部170を備えていることで、本実施の形態に係る発電スイッチ110は、ボタン部11のアーム131a側などの端部側が操作されたときであっても、アーム131a及び131bは、初期状態から略等しい角度で回動することができる。例えば、ボタン部のアーム131a側が押し下げられた場合、第1の接続部32の剛性が低いと、アーム131aのみが回動することが起こり得る。これにより、発電部23を発電部23の幅方向(X軸方向)に均一に撓ませることが困難となる。つまり、ユーザがボタン部11を操作しても発電スイッチは安定して発電を行いにくくなる。一方、本実施の形態では、一方のアーム(例えば、アーム131a)が押し下げられ回動すると、補強アーム部170を介して他方のアーム(例えば、アーム131b)が押し下げられ回動する。これにより、発電部23の幅方向における撓みを略均一にすることができるので、発電部23は安定した自由振動を行うことができる。つまり、発電スイッチ110は安定して発電を行うことができる。
 [2-3.効果]
 以上のように、本実施の形態に係る発電スイッチ110は、ホルダ部121と、ホルダ部21に固定された固定端部23cと自由振動する自由端部23dとを有し、自由端部23dが自由振動することで電力を発生させる発電部23であって、磁性体板23a(吸着体の一例)を有する発電部23と、自由端部23dと固定端部23cとを結ぶ方向に延伸し、互いに平行となって発電部23を挟み、固定端部23c側の端部同士が軸支されたアーム131a及び131b(一対のアームの一例)、アーム131a及び131bの自由端部23d側の端部同士を接続する第1の接続部32(接続部の一例)、及び、アーム131a及び131bが回動することで磁性体板23aに磁力によって吸着される状態と、吸着される状態から解放される状態とをとる磁石38を有するアーム部130と、外方から自由端部23d側を見た場合に、アーム131a及び131bのそれぞれの自由端部23d側の端部を結ぶ方向に延伸し、それぞれの一端部が軸支され他端部がアーム131a及び131bに取り付けられる2つの補強アーム171a及び171bを有し、2つの補強アーム171a及び171bのうちの補強アーム171b(一方の補強アームの一例)はアーム131a及び131bのうちのアーム131a(一方のアームの一例)が回動することで補強アーム171bが回動するようにアーム131aに取り付けられ、補強アーム171a(他方の補強アームの一例)は補強アーム171aが回動することで補強アーム171bの回動の向きと逆向きに回動するように補強アーム171bに連結され、かつ他端部がアーム131bに取り付けられている補強アーム部170と、備える。
 これにより、一方のアーム(例えば、アーム131a)が押し下げられ回動すると、補強アーム部170を介して他方のアーム(例えば、アーム131b)が押し下げられ回動する。つまり、発電部23の幅方向における撓みを略均一にすることができるので、発電部23は安定した自由振動を行うことができる。よって、発電スイッチ110は安定して発電を行うことができる。言い換えると、本実施の形態に係る発電スイッチ110は、アーム131a及び131bの自由端部23d側を結ぶ方向と平行な方向の位置(例えば、X軸方向の位置)によらず、アーム部130(具体的には、アーム131a及び131b)を略等しい角度で回動させることができる。つまり、本実施の形態に係る発電スイッチ10によれば、操作性が向上する。
 また、補強アーム171bは、補強アーム171aと交差する位置において補強アーム171a側に突出した凸部174bを有し、補強アーム171aは、凸部174bに対応した位置に第3の開口部174a(凹部の一例)を有し、凸部174bの少なくとも一部は第3の開口部174a内に挿入されている。
 これにより、補強アーム171a及び171bのうちの1つの補強アームが押し下げられた場合、残りの補強アームも押し下げることができる。
 また、凸部174bは、外方から自由端部23d側を見たときの外形が、略円形であり、第3の開口部174aは、外方から自由端部23d側を見たときの外形が、補強アーム171aの長尺方向が長軸となる略長円形である。
 これにより、凸部174bと第3の開口部174aとの接触面積を低減することができるので、凸部174bが第3の開口部174aを摺動しやすくなる。
 また、さらに、アーム部130の軸支における軸の方向から見た場合に、アーム部130と交差するように自由端部23dと固定端部23cとを結ぶ方向に延伸し、自由端部23d側の端部が軸支され、回動することでアーム部130を押し下げ回動させる凸部174bを有するレバー部140を備える。
 これにより、レバー部140を押し下げた場合であっても、アーム131a及び131bを略等しい角度で回動させることができる。また、補強アーム部170によりアーム部130の剛性が向上しているので、レバー部140は実施の形態1で設けられていた第1の接続部42を設けなくてもよくなる。つまり、レバー部140の材料の使用量を低減することができる。
 また、押下された位置によりアーム部130及びレバー部140の少なくとも一方を押し下げ回動させるように、アーム部130及びレバー部140を覆う天板61を備える。
 これにより、発電スイッチ110が天板61を備えており、天板61の操作される位置に関わらず、アーム131a及び131bを略等しい角度で回動させることができる。
 また、発電部23は2つの圧電素子23f及び23gと、金属板23eを備え、2つの圧電素子23f及び23gは、金属板23eを挟むように配置されている。
 これにより、発電部23が自由振動することで発電する電力を圧電素子が1つである場合より高くすることができる。
 (その他の実施の形態)
 以上、実施の態様に係る発電スイッチについて、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。
 したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
 その他、実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、または、本開示の主旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
 上記実施の形態では、発電スイッチ10が操作されると、照明装置がオンされる例について説明したが、発電スイッチ10が操作されることで制御される電気機器は1つに限定されない。制御装置において発電スイッチ10の識別情報に対して、制御する電気機器を複数設定してもよい。例えば、制御装置は、発電スイッチ10の識別情報と、照明装置をオンする制御及び電動カーテンを開ける制御を対応付けて記憶していてもよい。これにより、発電スイッチ10を1回操作するだけで、照明装置及び電動カーテンなどの複数の電気機器を制御できる。
 上記実施の形態では、発電スイッチ10は、操作されるたびに所定の信号を送信する例について説明したが、発電スイッチ10の動作は信号を送信することに限定されない。例えば、発電スイッチ10は操作されるたびに発光する又は音を発するなどの動作を行ってもよいし、その他の動作を行ってもよい。つまり、発電スイッチ10が操作されることにより発生した電力の使用用途は特に限定されない。
 上記実施の形態では、発電スイッチ10の平面視形状は、4隅がR形状の矩形状である例について説明したが、発電スイッチ10の平面視形状はこれに限定されない。発電スイッチ10の平面視形状は、三角形、台形及び長円形であってもよいし、その他の形状であってもよい。これにより、複数のユーザがそれぞれ発電スイッチ10を使用する場合、ユーザごとに発電スイッチ10の形状を変更して使用できるなど、発電スイッチ10の利便性を向上させることができる。
 上記実施の形態では、吸着体は磁性体材料から形成される磁性体板23aである例について説明したが、これに限定されない。吸着体は、磁石であってもよい。なお、この場合、発電部23が有する磁石、及び、アーム部30が有する磁石38の磁極は、互いに反対の磁極を用いる。
 上記実施の形態では、剛板27はホルダ部21の凹部21gに収容される例について説明したが、これに限定されない。例えば、ホルダ部21の剛板27側の面は平滑な面であり、当該平滑な面と剛板27とが当接するように固定されてもよい。
 上記実施の形態では、発電部23は磁性体板23aと金属板23eとを有する例について説明したが、これに限定されない。例えば、金属板23eが磁性金属材料によって形成されてもよい。これにより、金属板23eが磁性体板23aを兼ねることができるので、発電部23の部品点数を削減できる。なお、この場合、磁性金属材料で形成される金属板23eは、吸着体の一例である。また、磁性金属材料は、磁性体材料の一例である。
 また、上記実施の形態では、発電スイッチ10及び110は持ち運び可能なスイッチである例について説明したが、これに限定されない。例えば、発電スイッチ10及び110は、壁スイッチなどの造営材に固定されるスイッチに用いられてもよい。
 上記実施の形態では、発電スイッチ110は、レバー部140を備える例について説明したが、発電スイッチ110はレバー部140を備えていなくてもよい。
 本開示に係る発電スイッチは、発電装置を含むスイッチに利用でき、持ち運び可能な発電スイッチなどに有用である。
 10、110  発電スイッチ
 11  ボタン部
 11a  上面部
 11b、12b  側面部
 12  ケース部
 12a  底面部
 13  ネジ
 20  発電装置
 21、121  ホルダ部
 21a  第1のホルダ
 21b  第2のホルダ
 21c  第1の凸部
 21d  第2の凸部
 21e  第1の開口部
 21f  第2の開口部
 21g  凹部
 22、25  ネジ
 23  発電部
 23a  磁性体板(吸着体)
 23b  開口部
 23c  固定端部
 23d  自由端部
 23e  金属板
 23f、23g  圧電素子
 23h、23j  電極
 23i  圧電体
 24  ネジ用ホルダ部
 26  信号発信部
 26a  基板
 26b  シールドケース
 26c  アンテナ
 27  剛板
 27a  第1の開口部
 27b  第2の開口部
 27c  第3の開口部
 30、130  アーム部
 31a、31b  アーム(一対のアーム)
 32  第1の接続部(接続部)
 33  第2の接続部
 34  第1の開口部
 35  第2の開口部
 36  第3の開口部
 37  第1の凸部
 38  磁石
 39  傾斜部
 40、140  レバー部
 41a、41b  アーム(一対のアーム)
 42  第1の接続部
 43  第2の接続部
 44  第1の開口部
 45  第2の開口部
 46  第1の凸部
 47  湾曲部
 48  第2の凸部(突起部)
 50  カバー部
 60  ボタン下部
 61  天板
 62  側面部
 62a  爪部
 63  第1の凸部
 64  第2の凸部
 121h  第3の凸部
 131a、131b  アーム(一対のアーム)
 137  第2の凸部
 170  補強アーム部
 171a、171b  補強アーム(一対の補強アーム)
 172a、172b  第1の開口部
 173a、173b  第2の開口部
 174a  第3の開口部(凹部)
 174b  凸部

Claims (13)

  1.  ホルダ部と、
     前記ホルダ部に固定された固定端部と自由振動する自由端部とを有し、前記自由端部が自由振動することで電力を発生させる発電部であって、吸着体を有する発電部と、
     前記自由端部と前記固定端部とを結ぶ方向に延伸し、前記固定端部側の端部が軸支され、回動することで前記吸着体に磁力によって吸着される状態と、前記吸着される状態から解放される状態とをとる磁石を有するアーム部と、
     軸支における軸の方向から見た場合に、前記アーム部と交差するように前記自由端部と前記固定端部とを結ぶ方向に延伸し、前記自由端部側の端部が軸支され、回動することで前記アーム部を押し下げ回動させるレバー部と、
     押下された位置により前記アーム部及び前記レバー部の少なくとも一方を押し下げ回動させる天板と、を備える
     発電スイッチ。
  2.  前記アーム部は、前記発電部が自由振動する方向から見た場合に前記発電部と重ならない位置に配置され、前記軸の方向から見た場合に所定の傾斜を有する傾斜部を有し、
     前記レバー部は、前記自由振動する方向から見た場合に前記傾斜部と重なる位置であり、前記軸の方向から見たときに前記傾斜部より前記天板側に配置される突起部を有する
     請求項1に記載の発電スイッチ。
  3.  前記突起部は、前記レバー部の前記自由端部側及び前記固定端部側のうちの前記自由端部側に配置されている
     請求項2に記載の発電スイッチ。
  4.  前記突起部の先端の形状は、前記軸の方向から見た場合に、曲率を有する
     請求項2に記載の発電スイッチ。
  5.  前記アーム部及び前記レバー部が前記天板により押し下げられていない場合に、前記突起部と前記傾斜部とは当接している
     請求項2に記載の発電スイッチ。
  6.  前記アーム部の前記自由端部側及び前記レバー部の前記固定端部側のそれぞれは、前記天板と嵌合している
     請求項1に記載の発電スイッチ。
  7.  前記アーム部は、前記自由端部と前記固定端部とを結ぶ方向に延伸し、互いに平行となって前記発電部を挟み、前記固定端部側の端部同士が軸支された一対のアームから構成され、
     前記レバー部は、前記アーム部と交差するように前記自由端部と前記固定端部とを結ぶ方向に延伸し、互いに平行となって前記発電部を挟み、前記自由端部側の端部同士が軸支された一対のアームから構成される
     請求項1に記載の発電スイッチ。
  8.  ホルダ部と、
     前記ホルダ部に固定された固定端部と自由振動する自由端部とを有し、前記自由端部が自由振動することで電力を発生させる発電部であって、吸着体を有する発電部と、
     前記自由端部と前記固定端部とを結ぶ方向に延伸し、互いに平行となって前記発電部を挟み、前記固定端部側の端部同士が軸支された一対のアーム、前記一対のアームの前記自由端部側の端部同士を接続する接続部、及び、前記一対のアームが回動することで前記吸着体に磁力によって吸着される状態と前記吸着される状態から開放される状態とをとる磁石を有するアーム部と、
     外方から前記自由端部側を見たときに、前記一対のアームのそれぞれの前記自由端部側の端部を結ぶ方向に延伸し、それぞれの一端部が軸支され他端部が前記一対のアームに取り付けられる2つの補強アームを有し、前記2つの補強アームのうちの一方の補強アームは前記一対のアームのうちの一方のアームが回動することで前記一方の補強アームが回動するように前記他端部が前記一方のアームに取り付けられ、他方の補強アームは前記一方の補強アームが回動することで前記一方の補強アームの回動の向きと逆向きに回動するように前記一方の補強アームに連結され、かつ前記他端部が他方のアームに取り付けられている補強アーム部と、を備える
     発電スイッチ。
  9.  前記一方の補強アームは、前記他方の補強アームと交差する位置において前記他方の補強アーム側に突出した凸部を有し、
     前記他方の補強アームは、前記凸部に対応した位置に凹部を有し、
     前記凸部の少なくとも一部は前記凹部内に挿入されている
     請求項8に記載の発電スイッチ。
  10.  前記凸部は、前記外方から前記自由端部側を見たときの外形が、略円形であり、
     前記凹部は、前記外方から前記自由端部側を見たときの外形が、前記他方の補強アームの長尺方向が長軸となる略長円形である
     請求項9に記載の発電スイッチ。
  11.  さらに、前記アーム部の軸支における軸の方向から見たときに、前記アーム部と交差するように前記自由端部と前記固定端部とを結ぶ方向に延伸し、前記自由端部側の端部が軸支され、回動することで前記アーム部を押し下げ回動させる凸部を有するレバー部を備える
     請求項8~10のいずれか1項に記載の発電スイッチ。
  12.  さらに、押下された位置により前記アーム部及び前記レバー部の少なくとも一方を押し下げ回動させるように、前記アーム部及び前記レバー部を覆う位置に配置されている天板を備える
     請求項11に記載の発電スイッチ。
  13.  前記発電部は2つの圧電素子と、金属板とを有し、
     前記2つの圧電素子は、前記金属板を挟むように配置されている
     請求項1~12のいずれか1項に記載の発電スイッチ。
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