WO2021075252A1 - 発電装置、及び入力装置 - Google Patents

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WO2021075252A1
WO2021075252A1 PCT/JP2020/036796 JP2020036796W WO2021075252A1 WO 2021075252 A1 WO2021075252 A1 WO 2021075252A1 JP 2020036796 W JP2020036796 W JP 2020036796W WO 2021075252 A1 WO2021075252 A1 WO 2021075252A1
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power generation
mover
generation element
circuit
generation device
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雅明 野田
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パナソニックIpマネジメント株式会社
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    • H10N30/30Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
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    • H10N30/30Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
    • H10N30/304Beam type
    • H10N30/306Cantilevers

Definitions

  • the present disclosure relates to a power generation device and an input device, and more particularly to a power generation device that generates power by using vibration and an input device provided with the power generation device.
  • Patent Document 1 discloses a power generation device.
  • This power generation device has a start-up unit and a power generation unit.
  • the starter has an adsorbent.
  • the adsorbent moves from the start point to the end point.
  • the power generation unit has a cantilever shape.
  • the power generation unit generates electricity by vibrating.
  • the adsorbent When the adsorbent moves from the start point to the end point, the adsorbent adsorbs the power generation unit. When the adsorbent moves toward the end point while adsorbing the power generation unit, the power generation unit bends. When the adsorbent moves further toward the end point, the adsorbent separates from the power generation unit on the way. Due to the detachment of the adsorbent, the power generation unit begins to vibrate.
  • the power generation device includes a first power generation element that generates power by vibrating, a second power generation element that is located below the first power generation element and generates power by vibrating, and a lower side.
  • the mover includes a mover that sucks the first power generation element downward when moving toward, and a mover that sucks the second power generation element upward when moving upward, and the mover moves downward. By moving toward, the first power generation element vibrates, and by moving the mover upward, the second power generation element vibrates.
  • the input device includes the above-mentioned power generation device, a control circuit that operates by the power generated by the power generation device, and when the power is generated by the power generation device, the power is the first power generation element.
  • a determination circuit for determining which of the second power generation elements generated the power is provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the power generation device of the first embodiment, showing a state in which the mover is in the first position.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the power generation device of the above, showing a state in which the mover is in the second position.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of the power generation device of the same.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of the power generation device of the same.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the operation of the power generation device of the same.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the operation of the power generation device of the same.
  • FIG. 7 is a block diagram of an input device including the same power generation device.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the power generation device of the first embodiment, showing a state in which the mover is in the first position.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the power generation device of the above, showing a state in which the mover is in the
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the power generation device of the second embodiment, showing a state in which the mover is in the first position.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a magnetic path in a state where the mover is in the first position in the power generation device of the same.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the power generation device of the same as above, and is a diagram showing a state in which the mover is in the second position.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a magnetic path in a state where the mover is in the second position in the power generation device of the same.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the power generation device of the third embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a magnetic path in a state where the mover is in the first position in the power generation device of the same.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a magnetic path in a state where the mover is in the second position in the power generation device of the same.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the power generation device of the fourth embodiment, showing a state in which the mover is in the first position.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the power generation device of the same as above, and is a diagram showing a state in which the mover is in the second position.
  • FIG. 17 is a block diagram of a first example of an input device including the same power generation device.
  • FIG. 18 is a block diagram of a second example of an input device including the same power generation device.
  • each of the following embodiments is only part of the various embodiments of the present disclosure.
  • Each of the following embodiments can be changed in various ways depending on the design and the like as long as the object of the present disclosure can be achieved.
  • each figure described in each of the following embodiments is a schematic view, and the ratio of the size and the thickness of each component in the figure does not always reflect the actual dimensional ratio. Absent.
  • Embodiment 1 (1.1) Outline of Power Generation Device (1.1.1) As shown in FIG. 1, the power generation device 10 according to the present embodiment is a first piezoelectric vibration power generation element 1 (hereinafter, simply “first element”. 1 ”), a second piezoelectric vibration power generation element 2 (hereinafter, may be simply referred to as a“ second element 2 ”), and a mover 3.
  • first element hereinafter, simply “first element”. 1
  • second piezoelectric vibration power generation element 2 hereinafter, may be simply referred to as a“ second element 2 ”
  • mover 3 3
  • the first element 1 generates the first electric power by vibration
  • the second element 2 generates the second electric power by vibration. That is, the first element 1 and the second element 2 individually generate electric power by vibration.
  • Each of the first element 1 and the second element 2 has a cantilever shape having a fixed end and a free end.
  • the mover 3 is formed of a magnetic material.
  • the mover 3 includes a permanent magnet 31 here.
  • the mover 3 attracts each of the first element 1 and the second element 2 by a magnetic force.
  • the mover 3 can move between the first position and the second position.
  • the first position of the mover 3 is the position of the mover 3 in contact with the first element 1 (see FIG. 1). At the first position, the mover 3 is in contact with the first end (free end) of the first element 1.
  • the second position of the mover 3 is the position of the mover 3 in contact with the second element 2 (see FIG. 2). At the second position, the mover 3 is in contact with the first end (free end) of the second element 2.
  • the mover 3 moves from the state where the mover 3 is in the first position (see FIG. 1) toward the second position, the first end (free end) of the first element 1 is magnetically displaced. It bends when pulled by the mover 3 (see FIG. 3). Then, when the mover 3 further moves toward the second position and the mover 3 separates from the first element 1, the first element 1 starts to vibrate (see FIG. 4). In short, when the mover 3 moves from the first position to the second position, the mover 3 vibrates one of the first element 1 and the second element 2 (here, the first element 1). Let's get started. The first element 1 generates electric power by vibrating.
  • the second element 2 has its first end (free end). It is curved by being pulled by the mover 3 by magnetic force (see FIG. 5). Then, when the mover 3 further moves toward the first position and the mover 3 separates from the second element 2, the second element 2 starts to vibrate (see FIG. 6). In short, when the mover 3 moves from the second position to the first position, the mover 3 vibrates one of the first element 1 and the second element 2 (here, the second element 2). Let's get started. The second element 2 generates electric power by vibrating.
  • the power generation device 10 of the present embodiment electric power is generated both when the mover 3 moves from the first position to the second position and when the mover 3 moves from the second position to the first position. Can be done. As a result, the power generation device 10 of the present embodiment can improve the power generation efficiency.
  • the power generation device 10 includes a support 4, a push button 5, a return portion 6, and a stopper 7. , And a housing 9.
  • the mover 3 can move between the first position and the second position.
  • the mover 3 is here movable between a first position and a second position along one direction.
  • the direction in which the mover 3 can move (vertical direction in FIG. 1) is also referred to as “vertical direction”.
  • the direction in which the mover 3 is directed from the first position to the second position (lower part in FIG. 1) is also referred to as “downward”, and the direction in which the mover 3 is directed from the second position to the first position (FIG. 1). (Upper) is also called “above”.
  • terms indicating directions such as “upper”, “lower”, “right”, “left”, “upper”, and “lower” are used to describe the relative positional relationship. It is only shown and is not limiting this disclosure.
  • Each of the first element 1 and the second element 2 has a long shape and extends along a direction orthogonal to the vertical direction.
  • the extension directions (horizontal direction in FIG. 1) of each of the first element 1 and the second element 2 are also referred to as "left-right directions”.
  • each of the first element 1 and the second element 2 is supported by the support 4 at one end in the extension direction thereof.
  • the side of the first element 1 and the second element 2 where one end (left end in FIG. 1) supported by the support 4 is located is also referred to as “left”, and the opposite side is also referred to as “right”. ..
  • the direction along the direction orthogonal to both the vertical direction and the horizontal direction is also referred to as "front-back direction", and the front side of the paper surface in FIG. 1 is “front” and the paper surface.
  • the back side is also called “rear”.
  • the housing 9 has a rectangular box shape having a left wall 91, a right wall 92, an upper wall 93, a lower wall 94, a front wall, and a rear wall.
  • the housing 9 is made of a non-magnetic material, for example, a resin.
  • the housing 9 has an internal space 90.
  • the internal space 90 is a closed space in which all but the hole 931 formed in the upper wall 93 is closed.
  • the present invention is not limited to this, and the internal space 90 of the housing 9 may be connected to the external space of the housing 9 by holes or the like formed in an appropriate wall constituting the housing 9.
  • the internal space 90 of the housing 9 houses the first element 1, the second element 2, the mover 3, a part (lower part) of the push button 5, the return portion 6, and the stopper 7.
  • the support 4 is embedded in the left wall 91 of the housing 9 and held in the housing 9.
  • the first element 1 includes a support portion (first support portion) 11 and a vibrating portion (first vibrating portion) 12.
  • the support portion 11 is a portion supported by the support 4 in the first element 1.
  • the support portion 11 is the left side portion of the first element 1.
  • the support portion 11 is made of a soft magnetic material.
  • the support portion 11 is made of magnetic SUS (stainless steel) here.
  • the vibrating portion 12 has a long shape that is long in the left-right direction.
  • the vibrating portion 12 extends to the right from the right end of the supporting portion 11.
  • the vibrating portion 12 is supported by the supporting portion 11 so that it can vibrate (oscillate).
  • One end (left end) in the longitudinal direction of the vibrating portion 12 is a fixed end fixed to the support portion 11, and the other end (right end) in the longitudinal direction is a free end. That is, the first element 1 has a cantilever structure.
  • the vibrating unit 12 includes a beam (first beam) 13, a power generation unit (first power generation unit) 14, and a weight (first weight) 15.
  • the beam 13 is made of a soft magnetic material.
  • the beam 13 is made of magnetic SUS (stainless steel) here.
  • the beam 13 is integrally formed with the support portion 11.
  • the beam 13 has a rectangular plate shape that is long in the left-right direction.
  • the thickness axis of the beam 13 is along the vertical direction.
  • the beam 13 has a first surface 131 on one side (upper side) in the thickness direction and a second surface 132 on the other side (lower side).
  • the beam 13 has flexibility.
  • the beam 13 can vibrate in the vertical direction with a portion (fixed end) supported by the support portion 11 as a fulcrum.
  • the power generation unit (first power generation unit) 14 generates electric power in response to the vibration of the beam 13.
  • the power generation unit 14 includes a first piezoelectric conversion unit 141 and a second piezoelectric conversion unit 142.
  • the first piezoelectric conversion unit 141 is provided on the first surface (upper surface) 131 of the beam 13.
  • the second piezoelectric conversion unit 142 is provided on the second surface (lower surface) 132 of the beam 13.
  • the first piezoelectric conversion unit 141 is laminated on the first electrode (lower electrode) 1411 laminated on the first surface 131 of the beam 13, the piezoelectric body 1412 laminated on the first electrode 1411, and the piezoelectric body 1412.
  • a second electrode (upper electrode) 1413 and the like are provided. That is, the first piezoelectric conversion unit 141 includes a laminated structure of the first electrode 1411, the piezoelectric body 1412, and the second electrode 1413, which are arranged on the first surface 131 of the beam 13.
  • the material of the first electrode 1411 and the material of the second electrode 1413 are, for example, Pt. However, the material is not limited to this, and the material of the first electrode 1411 and the material of the second electrode 1413 may be, for example, Au, Al, Ir, or the like. The material of the first electrode 1411 and the material of the second electrode 1413 may be the same or different.
  • the piezoelectric body 1412 is here a piezoelectric ceramic.
  • the material of the piezoelectric body 1412 is, for example, PZT (Pb (Zr, Ti) O 3 ).
  • the material of the piezoelectric body 1412 is not limited to this, and may be, for example, PZT-PMN (Pb (Mn, Nb) O 3 ) or PZT to which impurities are added.
  • the material of the piezoelectric body 1412 may be AlN, ZnO, KNN (K 0.5 Na 0.5 NbO 3 ), KN (KNbO 3 ), NN (NaNbO 3 ), or a material in which impurities are added to KNN. ..
  • impurities include Li, Nb, Ta, Sb, Cu and the like.
  • the second piezoelectric conversion unit 142 is laminated on the first electrode (upper electrode) 1421 laminated on the second surface 132 of the beam 13, the piezoelectric body 1422 laminated on the first electrode 1421, and the piezoelectric body 1422.
  • a second electrode (lower electrode) 1423 and the like are provided. That is, the second piezoelectric conversion unit 142 includes a laminated structure of the first electrode 1421, the piezoelectric body 1422, and the second electrode 1423, which are arranged on the second surface 132 of the beam 13.
  • the material of the first electrode 1421, the second electrode 1423 for example, the material exemplified as the material of the first electrode 1411 and the material of the second electrode 1413 can be used. Further, as the material of the piezoelectric body 1422, the material exemplified as the material of the piezoelectric body 1412 can be used.
  • the piezoelectric body 1412 of the first piezoelectric conversion unit 141 receives stress.
  • a charge bias occurs between the first electrode 1411 and the second electrode 1413 in the first piezoelectric conversion unit 141, and an AC voltage is generated in the first piezoelectric conversion unit 141.
  • the piezoelectric body 1422 of the second piezoelectric conversion unit 142 receives stress.
  • a charge bias occurs between the first electrode 1421 and the second electrode 1423 in the second piezoelectric conversion unit 142, and an AC voltage is generated in the second piezoelectric conversion unit 142.
  • the first element 1 is a vibration type power generation element that generates power by utilizing the piezoelectric effect of the piezoelectric material.
  • the weight 15 is provided on the first surface 131 of the beam 13.
  • the weight 15 is provided to adjust the resonance frequency of the vibrating portion 12.
  • the material of the weight 15 is not particularly limited, and may be metal or non-metal.
  • the weight 15 can be omitted.
  • the AC voltage generated by the first piezoelectric conversion unit 141 and the AC voltage generated by the second piezoelectric conversion unit 142 are sinusoidal AC voltages corresponding to the vibrations of the piezoelectric bodies 1412 and 1422.
  • the resonance frequency of the vibrating unit 12 is determined by the structural parameters and materials of the beam 13, the power generation unit 14, and the weight 15 respectively.
  • the second element 2 includes a support portion (second support portion) 21 and a vibrating portion (second vibrating portion) 22.
  • the second element 2 has a shape symmetrical to that of the first element 1.
  • the support portion 21 is a portion of the second element 2 that is supported by the support body 4.
  • the support portion 21 is a left portion of the second element 2.
  • the support portion 21 is located on the opposite side of the support portion 11 with the support body 4 interposed therebetween.
  • the support portion 21 is made of a soft magnetic material.
  • the support portion 21 is made of magnetic SUS (stainless steel) here.
  • the vibrating portion 22 has a long shape that is long in the left-right direction.
  • the vibrating portion 22 extends to the right from the right end of the supporting portion 21.
  • the vibrating portion 22 is supported by the supporting portion 21 so that it can vibrate (oscillate).
  • One end (left end) in the longitudinal direction of the vibrating portion 22 is a fixed end fixed to the support portion 21, and the other end (right end) in the longitudinal direction is a free end. That is, the second element 2 has a cantilever structure.
  • the vibrating unit 22 is arranged so as to face the vibrating unit 12 in the vertical direction.
  • the length axis of the vibrating portion 12 and the length axis of the vibrating portion 22 are substantially parallel.
  • the vibrating unit 22 includes a beam (second beam) 23, a power generation unit (second power generation unit) 24, and a weight (second weight) 25.
  • the beam 23 is made of a soft magnetic material.
  • the beam 23 is made of magnetic SUS (stainless steel) here.
  • the beam 23 is integrally formed with the support portion 21.
  • the beam 23 has a rectangular plate shape that is long in the left-right direction.
  • the thickness axis of the beam 23 is along the vertical direction.
  • the beam 23 has a first surface (upper surface) 231 on one side (upper side) in the thickness direction and a second surface (lower surface) 232 on the other side (lower side).
  • the beam 23 has flexibility.
  • the beam 23 can vibrate in the vertical direction with a portion (fixed end) supported by the support portion 21 as a fulcrum. That is, in the power generation device 10 of the present embodiment, the vibration direction of the first element 1 and the vibration direction of the second element 2 are along the same direction.
  • the power generation unit (second power generation unit) 24 generates electric power in response to the vibration of the beam 23.
  • the power generation unit 24 includes a third piezoelectric conversion unit 241 and a fourth piezoelectric conversion unit 242.
  • the third piezoelectric conversion unit 241 is provided on the first surface (upper surface) 231 of the beam 23.
  • the fourth piezoelectric conversion unit 242 is provided on the second surface (lower surface) 232 of the beam 23.
  • the third piezoelectric conversion unit 241 is laminated on the first electrode (lower electrode) 2411 laminated on the first surface 231 of the beam 23, the piezoelectric body 2412 laminated on the first electrode 2411, and the piezoelectric body 2412.
  • a second electrode (upper electrode) 2413, which has been formed, is provided. That is, the third piezoelectric conversion unit 241 includes a laminated structure of the first electrode 2411, the piezoelectric body 2412, and the second electrode 2413, which are arranged on the first surface 231 of the beam 23.
  • the fourth piezoelectric conversion unit 242 is laminated on the first electrode (upper electrode) 2421 laminated on the second surface 232 of the beam 23, the piezoelectric body 2422 laminated on the first electrode 2421, and the piezoelectric body 2422. It is provided with a second electrode (lower electrode) 2423 and the like. That is, the fourth piezoelectric conversion unit 242 includes a laminated structure of the first electrode 2421, the piezoelectric body 2422, and the second electrode 2423, which are arranged on the second surface 232 of the beam 23.
  • the materials exemplified as the material of the first electrode 1411 and the material of the second electrode 1413 can be used.
  • the material of the piezoelectric bodies 2412 and 2422 the material exemplified as the material of the piezoelectric body 1412 can be used.
  • the piezoelectric body 2412 of the third piezoelectric conversion unit 241 receives stress.
  • a charge bias occurs between the first electrode 2411 and the second electrode 2413 in the third piezoelectric conversion unit 241 and an AC voltage is generated in the third piezoelectric conversion unit 241.
  • the piezoelectric body 2422 of the fourth piezoelectric conversion unit 242 receives stress.
  • a charge bias occurs between the first electrode 2421 and the second electrode 2423 in the fourth piezoelectric conversion unit 242, and an AC voltage is generated in the fourth piezoelectric conversion unit 242.
  • the second element 2 is a vibration type power generation element that generates electricity by utilizing the piezoelectric effect of the piezoelectric material, like the first element 1.
  • the weight 25 is provided on the second surface 232 of the beam 23.
  • the weight 25 is provided to adjust the resonance frequency of the vibrating portion 22.
  • the material of the weight 25 is not particularly limited, and may be metal or non-metal.
  • the weight 25 can be omitted.
  • the AC voltage generated by the third piezoelectric conversion unit 241 and the AC voltage generated by the fourth piezoelectric conversion unit 242 are sinusoidal AC voltages corresponding to the vibrations of the piezoelectric bodies 2412 and 2422.
  • the resonance frequency of the vibrating unit 22 is determined by the structural parameters and materials of the beam 23, the power generation unit 24, and the weight 25, respectively.
  • the support 4 has a rectangular parallelepiped shape that is long in the vertical direction.
  • the support 4 is made of a soft magnetic material, for example, soft iron.
  • One end (upper end) of the length axis of the support 4 is connected to the support 11 of the first element 1.
  • the other end (lower end) of the length shaft of the support 4 is connected to the support 21 of the second element 2. That is, the support 4 connects one end (left end) of the first element 1 and one end (left end) of the second element 2.
  • the first element 1, the second element 2, and the support 4 have a C-shape in front view.
  • the support portion 11 of the first element 1, the support portion 21 of the second element 2, and the support body 4 are integrally formed.
  • the support portion 11 and the support 4 of the first element 1 and the support portion 21 and the support 4 of the second element 2 may be separate bodies.
  • the support portion 11 and the support 4 of the first element 1 and the support portion 21 and the support 4 of the second element 2 are joined by appropriate joining means such as screwing and welding. You may.
  • the support 4 is held on the left wall 91 of the housing 9.
  • the first element 1 and the second element 2 project from the left wall 91 of the housing 9.
  • the mover 3 has a permanent magnet 31, a first magnetic body 32, and a second magnetic body 33.
  • the permanent magnet 31 has magnetic pole surfaces (N-pole surface and S-pole surface) on both surfaces in the vertical direction.
  • the upper surface (first surface) is the N-pole surface
  • the lower surface (second surface) is the S-pole surface.
  • the first magnetic material 32 is formed of a soft magnetic material.
  • the first magnetic body 32 is provided on the first surface of the permanent magnet 31.
  • the first magnetic body 32 projects in the left-right direction (leftward) from the upper side of the first surface of the permanent magnet 31.
  • the second magnetic material 33 is formed of a soft magnetic material.
  • the second magnetic body 33 is provided on the second surface of the permanent magnet 31.
  • the second magnetic body 33 projects in the left-right direction (leftward) from the lower side of the second surface of the permanent magnet 31.
  • the mover 3 has a permanent magnet 31, a first magnetic body 32, and a second magnetic body 33 in an inverted C shape in front view (opposite to the first element 1, the second element 2, and the support 4). It has an open C-shape).
  • the mover 3 is arranged in the internal space 90 of the housing 9.
  • the mover 3 is movable in the vertical direction between the first position and the second position.
  • the mover 3 moves along the right wall 92 of the housing 9 in the internal space 90.
  • the first position is the position of the mover 3 in which the mover 3 comes into contact with the vibrating portion 12 of the first element 1.
  • the mover 3 attracts the first element 1 (more specifically, the beam 13) by a magnetic force and comes into contact with the first element 1.
  • the mover 3 and the first element 1 are magnetically coupled. Further, in the first position, the mover 3 is separated from the second element 2.
  • the first position of the mover 3 is, for example, as shown in FIG. 1, the position of the mover 3 in which the first magnetic body 32 directly contacts the second surface 132 of the beam 13, but is limited to this. Absent.
  • the first position of the mover 3 is the mover 3 in which the first magnetic body 32 comes into direct contact with the magnetic body. It may be in the position of.
  • the first position of the mover 3 is the mover 3 in which the upper surface of the permanent magnet 31 directly contacts the second surface 132 of the beam 13. It may be a position.
  • the second position is the position of the mover 3 in which the mover 3 comes into contact with the vibrating portion 22 of the second element 2.
  • the mover 3 attracts the second element 2 (more specifically, the beam 23) by a magnetic force and comes into contact with the second element 2.
  • the mover 3 and the second element 2 are magnetically coupled. Further, in the second position, the mover 3 is separated from the first element 1.
  • the second position of the mover 3 is, for example, as shown in FIG. 2, the position of the mover 3 in which the second magnetic body 33 directly contacts the first surface 231 of the beam 23, but is limited to this. Absent.
  • the second position of the mover 3 is the position of the mover 3 in which the second magnetic body 33 directly contacts the magnetic body. It may be a position.
  • the second position of the mover 3 is such that the lower surface of the permanent magnet 31 directly contacts the first surface 231 of the beam 23. It may be a position.
  • guide ribs may be formed on the inner surfaces of the front wall and the rear wall of the housing 9 to regulate the moving direction of the mover 3 in the vertical direction.
  • the push button 5 is arranged on an extension line of the mover 3 in the vertical direction.
  • the push button 5 is arranged in a hole 931 that vertically penetrates the upper wall 93 of the housing 9.
  • the push button 5 receives a push operation from the operator.
  • the push button 5 moves the mover 3 in the direction from the first position to the second position in response to the push operation.
  • the push button 5 has an operating body 51 and a collar portion 52.
  • the operating body 51 is a long columnar shape in the vertical direction.
  • the operating body 51 is arranged so as to penetrate the hole 931.
  • the upper end of the operating body 51 projects upward from the upper wall 93 of the housing 9, and the lower end of the operating body 51 is in the internal space 90 of the housing 9. It faces the upper surface of the mover 3.
  • the push button 5 is not operated, the lower end of the operating body 51 is in contact with the upper surface of the mover 3, but the present invention is not limited to this, and the lower end may be separated.
  • the push button 5 moves downward when the upper end of the operating body 51 is pushed by the operator. At this time, the lower end of the operating body 51 pushes the upper surface of the mover 3, so that the mover 3 moves downward. That is, when the push button 5 is pushed by the operator, the mover 3 moves from the first position to the second position.
  • the collar portion 52 is formed in a disk shape that protrudes outward in the radial direction of the operating body 51 at the center of the operating body 51 in the length direction.
  • the collar portion 52 is provided on the outer surface of the operating body 51 so as to be located in the internal space 90.
  • the upper surface of the flange portion 52 comes into contact with the lower surface of the upper wall 93 of the housing 9, thereby preventing the push button 5 from moving further upward.
  • the return unit 6 applies a force in the direction from the second position to the first position to the mover 3.
  • the return portion 6 is a coil spring here.
  • the coil spring is arranged between the lower wall 94 of the housing 9 and the lower surface of the mover 3 so that the direction of the axis thereof is along the vertical direction.
  • the coil spring constituting the return portion 6 is compressed by receiving the push force via the mover 3 (see FIG. 2). Then, when the operator releases the push button 5 and finishes the push operation, the elastic force pushes the mover 3 and the push button 5 upward to move the mover 3 toward the first position.
  • the stopper 7 includes a first stopper 71 and a second stopper 72.
  • the first stopper 71 has a rod shape extending in the front-rear direction.
  • the first stopper 71 is arranged in the internal space 90 of the housing 9 near the free end of the vibrating portion 12 of the first element 1.
  • the first stopper 71 is arranged on the same side as the mover 3 when viewed from the first element 1, that is, on the lower side of the first element 1.
  • the first stopper 71 is arranged between the first element 1 and the second element 2. When the beam 13 of the first element 1 is curved downward, the first stopper 71 contacts the second surface 132 of the beam 13 and prevents the beam 13 from being further curved (see FIG. 3).
  • the distance L1 between the first stopper 71 and the first element 1 is between the mover 3 and the second element 2. It is smaller than the distance L12. Therefore, when the mover 3 moves from the first position to the second position, the first element that is curved according to the movement of the mover 3 before the mover 3 comes into contact with the second element 2. 1 comes into contact with the first stopper 71 (see FIG. 3). That is, when the mover 3 moves from the first position to the second position, the mover 3 comes into contact with the second element 2 after being separated from the first element 1.
  • the power generation device 10 includes a first stopper 71.
  • the first stopper 71 separates the first element 1 from the mover 3 before the mover 3 comes into contact with the second element 2 when the mover 3 moves from the first position to the second position. Let me.
  • the first stopper 71 separates the first element 1 from the mover 3 by coming into contact with the first element 1.
  • the first stopper 71 is arranged at a position that separates the first element 1 from the mover 3 before the mover 3 comes into contact with the second element 2, even if the second element 2 is curved by a magnetic force. Is preferable.
  • the second stopper 72 has a rod shape extending in the front-rear direction.
  • the second stopper 72 is arranged in the internal space 90 of the housing 9 near the free end of the vibrating portion 22 of the second element 2.
  • the second stopper 72 is arranged on the same side as the mover 3 when viewed from the second element 2, that is, on the upper side of the second element 2.
  • the second stopper 72 is arranged between the first element 1 and the second element 2.
  • the second stopper 72 contacts the first surface 231 of the beam 23 when the beam 23 of the second element 2 is curved upward, and prevents the beam 23 from being further curved.
  • the distance L2 between the second stopper 72 and the second element 2 is between the mover 3 and the first element 1. It is smaller than the distance L11. Therefore, when the mover 3 moves from the second position to the first position, the second element that is curved according to the movement of the mover 3 before the mover 3 comes into contact with the first element 1. 2 comes into contact with the second stopper 72 (see FIG. 5). That is, when the mover 3 moves from the second position to the first position, the mover 3 comes into contact with the first element 1 after being separated from the second element 2.
  • the power generation device 10 includes a second stopper 72.
  • the second stopper 72 separates the second element 2 from the mover 3 before the mover 3 comes into contact with the first element 1 when the mover 3 moves from the second position to the first position. Let me. Here, the second stopper 72 contacts the second element 2 to separate the second element 2 from the mover 3.
  • the second stopper 72 is arranged at a position that separates the second element 2 from the mover 3 before the mover 3 comes into contact with the first element 1, even if the first element 1 is curved by a magnetic force. Is preferable.
  • the mover 3 When the push button 5 is not pushed by the operator, the mover 3 receives an upward force from the return portion 6 and is positioned at the first position (see FIG. 1). At this time, the free end of the vibrating portion 12 of the first element 1 is attracted to the upper surface of the mover 3 (upper surface of the first magnetic body 32) by the magnetic force (attracting force) with the mover 3. .. Further, although the second element 2 receives a magnetic force (attractive force) with the mover 3, it is stationary at a position away from the lower surface of the mover 3 due to the balance with the stress of the beam 23 and the like.
  • the first stopper 71 moves the vibrating portion 12 further downward than the free end. Is blocked.
  • the force for pushing the push button 5 exceeds the force required to peel off the magnetic attraction between the mover 3 and the first element 1
  • the mover 3 starts from the first element 1.
  • the vibrating portion 12 of the first element 1 is separated from the mover 3, the vibrating portion 12 starts vibrating with an amplitude corresponding to the degree of curvature of the beam 13 (see FIG. 4).
  • the power generation unit 14 generates electricity.
  • the mover 3 When the operator releases the push button 5 and finishes the push operation, the mover 3 receives the spring force of the coil spring constituting the return portion 6 and moves upward. At this time, the free end of the vibrating portion 22 of the second element 2 attracted to the mover 3 moves upward together with the mover 3, and the beam 23 is curved.
  • the second stopper 72 moves the vibrating portion 22 further upward than the free end. Is blocked.
  • the mover 3 is separated from the second element 2 by the spring force from the return portion 6 and moves further upward.
  • the vibrating portion 22 of the second element 2 starts vibrating with an amplitude corresponding to the degree of curvature of the beam 23 (see FIG. 6).
  • the power generation unit 24 generates electricity.
  • the mover 3 and the push button 5 move further upward by the spring force from the return portion 6. Then, the flange portion 52 of the push button 5 stops at a position where it comes into contact with the lower surface of the upper wall 93 of the housing 9 (the first position of the mover 3). At this time, the upper surface of the mover 3 is attracted to the first element 1.
  • the power generation device 10 when the operator pushes the push button 5, the first element 1 generates electric power. Further, in the power generation device 10, when the operator finishes the push operation to the push button 5 (when the push button 5 is released), the second element 2 generates electric power. That is, in the power generation device 10 of the present embodiment, electric power is generated both when the mover 3 moves from the first position to the second position and when the mover 3 moves from the second position to the first position. Can be made to. As a result, the power generation device 10 of the present embodiment can improve the power generation efficiency.
  • the input device 20 includes a control circuit 204.
  • the control circuit 204 operates by the electric power generated by the power generation device 10 to perform a predetermined function.
  • the control circuit 204 includes, for example, a wireless communication circuit.
  • the control circuit 204 operates by using the electric power generated by the power generation device 10 when the push button 5 is pressed, and executes a function of transmitting a communication signal indicating that the push button 5 is pressed to the outside.
  • the function of the control circuit 204 is not limited to this.
  • the control circuit 204 executes a function of turning on a light source provided in the input device 20, executes a function of generating a sound from a sounding device provided in the input device 20, or causes the input device 20 to perform a function of generating sound.
  • the function of operating the provided sensor may be executed.
  • the input device 20 includes a first rectifier circuit 201, a second rectifier circuit 202, a voltage conversion circuit 203, a determination circuit 205, a power storage element 206, and a first.
  • a rectifying unit 2071 and a second rectifying unit 2072 are provided.
  • the first rectifier circuit 201 adjusts the direction of the current supplied from the first power generation unit 14 of the first element 1 in one direction.
  • the first rectifier circuit 201 is a so-called diode bridge in which four diodes are connected in series and parallel.
  • One of the two input terminals of the first rectifier circuit 201 is the second electrode (upper electrode) 1413 of the first piezoelectric conversion unit 141 and the first electrode (upper electrode) of the second piezoelectric conversion unit 142. It is connected to 1421.
  • the other input terminal of the two input terminals of the first rectifier circuit 201 is the first electrode (lower electrode) 1411 of the first piezoelectric conversion unit 141 and the second electrode (lower electrode) of the second piezoelectric conversion unit 142. It is connected to 1423.
  • the first rectifier circuit 201 converts the sinusoidal current generated by the power generation unit 14 into a pulsating current.
  • the polarization direction of the piezoelectric body 1422 of the second piezoelectric conversion unit 142 is set.
  • a power storage element (capacitor) 206 is connected between the two output terminals of the first rectifier circuit 201.
  • a diode as the first rectifier unit 2071 is interposed between one of the output terminals (output terminal on the high potential side) of the two output terminals of the first rectifier circuit 201 and the power storage element 206. Further, one output terminal (output terminal on the high potential side) of the two output terminals of the first rectifier circuit 201 is connected to the first input terminal 2051 of the determination circuit 205.
  • the second rectifier circuit 202 adjusts the direction of the current supplied from the second power generation unit 24 of the second element 2 in one direction.
  • the second rectifier circuit 202 is a so-called diode bridge in which four diodes are connected in series and parallel.
  • One of the two input terminals of the second rectifier circuit 202 is the second electrode (upper electrode) 2413 of the third piezoelectric conversion unit 241 and the first electrode (upper electrode) of the fourth piezoelectric conversion unit 242. It is connected to 2421.
  • the other input terminal of the two input terminals of the second rectifier circuit 202 is the first electrode (lower electrode) 2411 of the third piezoelectric conversion unit 241 and the second electrode (lower electrode) of the fourth piezoelectric conversion unit 242. It is connected to 2423.
  • the second rectifier circuit 202 converts the sinusoidal current generated by the power generation unit 24 into a pulsating current.
  • the polarization direction of the piezoelectric body 2422 of the fourth piezoelectric conversion unit 242 is set.
  • a power storage element 206 is connected between the two output terminals of the second rectifier circuit 202.
  • a diode as a second rectifier unit 2072 is interposed between one of the output terminals (output terminal on the high potential side) of the two output terminals of the second rectifier circuit 202 and the power storage element 206. Further, one output terminal (output terminal on the high potential side) of the two output terminals of the second rectifier circuit 202 is connected to the second input terminal 2052 of the determination circuit 205.
  • the first rectifying unit 2071 is interposed between one output terminal (output terminal on the high potential side) of the first rectifying circuit 201 and the power storage element 206.
  • the second rectifying unit 2072 is interposed between one output terminal (output terminal on the high potential side) of the second rectifying circuit 202 and the power storage element 206.
  • the first rectifier unit 2071 prevents the current from the second rectifier circuit 202 from flowing into the first rectifier circuit 201.
  • the second rectifier unit 2072 prevents the current from the first rectifier circuit 201 from flowing into the second rectifier circuit 202.
  • Both ends of the power storage element 206 are connected to the voltage conversion circuit 203, and the voltage conversion circuit 203 is connected to the control circuit 204.
  • the voltage conversion circuit 203 generates the operating voltage of the control circuit 204 from the electric charge accumulated in the power storage element 206.
  • the voltage conversion circuit 203 is, for example, a DC / DC converter.
  • the present invention is not limited to this, and the voltage conversion circuit 203 may be, for example, a three-terminal regulator.
  • the voltage conversion circuit 203 generates an operating voltage using the electric power generated by the first element 1 and the electric power generated by the second element 2, and supplies the generated operating voltage to the control circuit 204.
  • the control circuit 204 operates by the operating voltage supplied from the voltage conversion circuit 203 to execute a desired function.
  • the control circuit 204 includes, for example, a computer system including one or more processors (microprocessors) and one or more memories. That is, one or more processors execute one or more programs (applications) stored in one or more memories to execute the function of the control circuit 204.
  • the program is pre-recorded in the memory of the control circuit 204 here, the program may be provided by being recorded in a non-temporary recording medium such as a memory card or through a telecommunication line such as the Internet.
  • the determination circuit 205 determines whether the power generation source is the first element 1 or the second element 2 when the power generation device 10 generates electric power.
  • the determination circuit 205 includes, for example, a comparator.
  • the determination circuit 205 includes, for example, a first input terminal 2051 and a second input terminal 2052.
  • the first input terminal 2051 is connected to the output terminal (high potential type output terminal) of the first rectifier circuit 201.
  • the second input terminal 2052 is connected to the output terminal (high potential type output terminal) of the second rectifier circuit 202.
  • the determination circuit 205 makes the above determination by, for example, comparing the magnitude of the voltage of the first input terminal 2051 and the voltage of the second input terminal 2052.
  • the determination circuit 205 determines that the power generation source is the first element 1. If the voltage of the second input terminal 2052 is higher than the voltage of the first input terminal 2051, the determination circuit 205 determines that the power generation source is the second element 2. The determination circuit 205 notifies the control circuit 204 of the determination result.
  • the first element 1 generates electric power when the push button 5 is pressed. Further, the second element 2 generates electric power when the push button 5 is released. That is, by knowing whether the power generation source is the first element 1 or the second element 2, the control circuit 204 (or the determination circuit 205) has the push button 5 pressed or the push button. It becomes possible to determine whether 5 is separated.
  • Embodiment 2 The power generation device 10A of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 8 to 11.
  • the same components as those of the power generation device 10 of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the power generation device 10A includes a support 4A instead of the support 4.
  • the support 4A includes a common magnetic path portion 42 in addition to the main body portion 41 corresponding to the support 4 in the power generation device 10 of the first embodiment.
  • the common magnetic path portion 42 projects to the right from the center of the main body portion 41 in the vertical direction.
  • the common magnetic path portion 42 is substantially parallel to the vibrating portions 12 and 22. That is, the first element 1 and the second element 2 are arranged so as to face each other with the common magnetic path portion 42 formed of the magnetic material interposed therebetween.
  • the common magnetic path portion 42 is integrally formed with the main body portion 41.
  • the protruding length of the common magnetic path portion 42 from the main body portion 41 is substantially the same as that of the vibrating portions 12 and 22.
  • the common magnetic path portion 42 has a rigidity that makes it difficult to bend (vibrate) during normal use.
  • the first element 1 and the second element 2 are arranged side by side with the common magnetic path portion 42 interposed therebetween.
  • the first element 1, the second element 2, and the support 4A (main body portion 41 and common magnetic path portion 42) form an E-shape in front view.
  • the first piezoelectric vibration power generation element 1 and the common magnetic path portion 42 are viewed from the direction in which the first element 1 and the second element 2 intersect with each other.
  • an E-shaped magnetic path including the second element 2 is formed.
  • the E-shaped magnetic path includes a first magnetic path including the first element 1 and the common magnetic path portion 42, and a second magnetic path including the second element 2 and the common magnetic path portion 42. ..
  • first magnetic body 32 of the mover 3 When the mover 3 is in the first position, as shown in FIG. 8, the first magnetic body 32 of the mover 3 is in contact with the first element 1 and the second magnetic body of the mover 3 is in contact with the first element 1. 33 comes into contact with the common magnetic path portion 42. That is, when the mover 3 is in the first position, a closed magnetic path (hereinafter, also referred to as "first closed magnetic path") is formed by the magnetic path including the first magnetic path and the mover 3. As shown in FIG. 9, the magnetic flux from the permanent magnet 31 passes counterclockwise through the first closed magnetic path. The arrow in FIG. 9 indicates the direction of the magnetic flux. Further, FIG. 9 schematically shows the shapes of the mover 3, the weights 15, 25, and the like.
  • FIG. 10 When the mover 3 is in the second position, as shown in FIG. 10, the first magnetic body 32 of the mover 3 is in contact with the common magnetic path portion 42, and the second magnetic body of the mover 3 is in contact with the second magnetic body. 33 comes into contact with the second element 2. That is, when the mover 3 is in the second position, a closed magnetic path (hereinafter, also referred to as "second closed magnetic path") is formed by the magnetic path including the second magnetic path and the mover 3. As shown in FIG. 11, the magnetic flux from the permanent magnet 31 passes counterclockwise through the second closed magnetic path. The arrow in FIG. 11 indicates the direction of the magnetic flux. Further, FIG. 11 schematically shows the shapes of the mover 3, the weights 15, 25 and the like.
  • the support 4A since the support 4A includes the common magnetic path portion 42, the influence of the magnetic flux of the permanent magnet 31 on the power generation of the first element 1 and the second element 2 is reduced. It becomes possible. Hereinafter, this point will be described with reference to FIGS. 8 to 11 with reference to the power generation device 10 of the first embodiment.
  • the mover 3 when the mover 3 moves from the first position (see FIG. 1) to the second position (see FIG. 2), the mover 3 separates from the first element 1 on the way. , The vibrating unit 12 vibrates (see FIG. 4), and the power generation unit 14 generates electric power. At this time, the beam 13 of the vibrating portion 12 receives a force in the direction of approaching the mover 3 due to the magnetic force from the permanent magnet 31. Therefore, the amplitude of the vibrating unit 12 may be reduced due to the influence of the magnetic force of the permanent magnet 31, and the amount of power generated by the power generation unit 14 may be reduced.
  • the support 4A includes a common magnetic path portion 42. Therefore, when the mover 3 is moved from the first position to the second position, the magnetic field lines emitted from the N pole surface (upper surface) of the permanent magnet 31 are the common magnetic path portion 42 and the main body portion 41 of the support 4A. It passes through the lower half and the beam 23 of the second element 2 and returns to the S pole surface (lower surface) of the permanent magnet 31 (see FIG. 11). That is, in a state where the mover 3 has moved from the first position to the second position, most of the magnetic field lines from the permanent magnet 31 pass through the closed magnetic path (second closed magnetic path).
  • the mover 3 moves from the first position (see FIG. 8) to the second position (see FIG. 10), the vibrating unit 12 vibrates, and the power generation unit 14 vibrates.
  • the amplitude of the vibrating portion 12 is unlikely to be reduced due to the influence of the magnetic force of the permanent magnet 31. Therefore, in the power generation device 10A, it is possible to increase the amount of power generated by the power generation unit 14 when the mover 3 moves from the first position to the second position as compared with the power generation device 10.
  • the mover 3 moves from the second position (see FIG. 2) to the first position (see FIG. 1), and the vibrating unit 22 vibrates to generate the power generation unit 24.
  • the amplitude of the vibrating unit 22 becomes small due to the influence of the magnetic force of the permanent magnet 31, and the amount of power generated by the power generation unit 24 may become small.
  • the magnetic field lines emitted from the N pole surface (upper surface) of the permanent magnet 31 are the first. It passes through the element 1, the upper half of the main body 41 of the support 4A, and the common magnetic path 42, and returns to the S pole surface (lower surface) of the permanent magnet 31 (see FIG. 10). That is, in a state where the mover 3 has moved from the second position to the first position, most of the magnetic field lines from the permanent magnet 31 pass through the closed magnetic path (first closed magnetic path). Therefore, when the mover 3 is moved to the first position, the second element 2 is less likely to be affected by the magnetic force of the permanent magnet 31.
  • the mover 3 moves from the second position (see FIG. 10) to the first position (see FIG. 8), the vibrating unit 22 vibrates, and the power generation unit 24 vibrates.
  • the amplitude of the vibrating portion 22 is unlikely to be reduced due to the influence of the magnetic force of the permanent magnet 31. Therefore, in the power generation device 10A, it is possible to increase the amount of power generated by the power generation unit 24 when the mover 3 moves from the second position to the first position as compared with the power generation device 10.
  • the magnetic field lines from the permanent magnet 31 that pass through the path including the first element 1 gradually dominate. Become. That is, even while the mover 3 is moving from the second position to the first position, the influence of the magnetic force applied from the permanent magnet 31 to the second element 2 can be gradually reduced.
  • the support 4 since the support 4 includes the common magnetic path portion 42, it is possible to assist the pushing operation by the operator. That is, when the mover 3 is in the first position (see FIG. 8), the magnetic flux of the permanent magnet 31 passes through the first closed magnetic path counterclockwise. When the mover 3 moves downward from the first position, the second magnetic body 33 moves downward, so that a gap is created between the common magnetic path portion 42 and the second magnetic body 33, and the first element The magnetic resistance of the magnetic circuit (referred to as "first magnetic circuit") passing through 1 and the common magnetic path portion 42 increases. On the other hand, as the first magnetic body 32 moves downward, the gap between the first magnetic body 32 and the common magnetic path portion 42 decreases, and the second magnetic body 33 moves downward.
  • the gap between the second magnetic material 33 and the second element 2 is reduced. Therefore, the magnetic resistance of the magnetic circuit (referred to as "second magnetic circuit") passing through the second element 2 and the common magnetic path portion 42 is reduced. Then, when the mover 3 moves further downward and the reluctance of the second magnetic circuit becomes smaller than the reluctance of the first magnetic circuit, the magnetic flux from the permanent magnet 31 preferentially passes through the second magnetic circuit. Will be. As a result, an attractive force is generated between the first magnetic body 32 of the mover 3 and the common magnetic path portion 42, and an attractive force is generated between the second magnetic body 33 of the mover 3 and the second element 2. Then, the mover 3 is sucked downward. As a result, the pushing operation by the operator is assisted.
  • Embodiment 3 The power generation device 10B of the third embodiment will be described with reference to FIGS. 12 to 14.
  • the same components as those of the power generation device 10A of the second embodiment are designated by the same reference numerals and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the mover 3 includes a first permanent magnet 311 and a second permanent magnet 312 instead of the permanent magnet 31.
  • the first permanent magnet 311 is located on the right side and the second permanent magnet 312 is located on the left side. That is, the second permanent magnet 312 is closer to the common magnetic path portion 42 than the first permanent magnet 311.
  • the upper surface of the first permanent magnet 311 is the N pole surface (first magnetic pole surface), and the lower surface is the S pole surface (second magnetic pole surface).
  • the upper half of the left surface is the N pole surface (first magnetic pole surface)
  • the lower half of the left surface is the S pole surface (second magnetic pole surface)
  • the upper half of the right surface is the S pole surface (second magnetic pole surface).
  • the lower half of the right surface is magnetized to two poles on one side so that it becomes the N pole surface (first magnetic pole surface).
  • FIGS. 13 and 14 indicate the direction of the magnetic flux. Further, in FIGS. 13 and 14, the shapes of the mover 3, the weights 15, 25 and the like are schematically shown.
  • the permanent magnet 31 is magnetized so that the upper surface has an N pole and the lower surface has an S pole.
  • the magnetic field line entering the mover 3 from the common magnetic path portion 42 is from the tip (right end) of the common magnetic path portion 42 to the second magnetic body 33. It enters the second magnetic body 33 through the upper surface, and enters the lower surface (S pole surface) of the permanent magnet 31 from the upper surface of the second magnetic body 33. Therefore, the direction of the magnetic field lines suddenly changes (from rightward to downward) at the boundary between the common magnetic path portion 42 and the second magnetic body 33, and the magnetic flux is likely to be saturated. When the magnetic flux is saturated, the attractive force between the mover 3 and the common magnetic path portion 42 may decrease.
  • the power generation device 10B of the present embodiment when the mover 3 is in the first position, a part of the magnetic field lines entering the mover 3 from the common magnetic path portion 42 is as shown in FIG.
  • the tip (right end) of the common magnetic path portion 42 enters the second magnetic body 33, and the rest enters the second permanent magnet 312 from the left surface of the second permanent magnet 312. That is, the second permanent magnet 312 forms a bypass path through which the magnetic field lines pass. Therefore, the power generation device 10B of the present embodiment is less likely to be saturated with magnetic flux than the power generation device 10A of the second embodiment. This makes it possible to improve the attractive force between the mover 3 and the common magnetic path portion 42.
  • the power generation device 10B of the present embodiment when the mover 3 is in the second position, as shown in FIG. 14, a part of the magnetic field lines entering the common magnetic path portion 42 from the mover 3 is the first. 1
  • the tip (left end) of the magnetic body 32 enters the common magnetic path portion 42, and the rest enters the common magnetic path portion 42 through the second permanent magnet 312. That is, the second permanent magnet 312 forms a bypass path through which the magnetic field lines pass. Therefore, the power generation device 10B of the present embodiment is less likely to be saturated with magnetic flux than the power generation device 10A of the second embodiment. This makes it possible to improve the attractive force between the mover 3 and the common magnetic path portion 42.
  • Embodiment 4 (4.1) Power Generation Device
  • the power generation device 10C of the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 15 and 16.
  • the same configurations as those of the power generation device 10A of the first embodiment are designated by the same reference numerals and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the power generation device 10C further includes a coil 8.
  • the coil 8 has a first end 81 and a second end 82 at both ends thereof.
  • the coil 8 is arranged on an E-shaped magnetic path.
  • the coil 8 is wound around the common magnetic path portion 42 of the support 4.
  • the coil 8 constitutes a power generation unit (third power generation unit) that generates electric power in response to the movement of the mover 3.
  • the power generation by the coil 8 will be briefly described below.
  • the magnetic flux from the permanent magnet 31 passes through the first closed magnetic path (first magnetic circuit) counterclockwise (see FIG. 13). That is, the magnetic flux from the permanent magnet 31 passes from the N pole surface (upper surface) of the permanent magnet 31 to the left through the beam 13 of the first element 1 and downward through the main body 41 of the support 4, and is a common magnetic path portion. It passes through 42 to the right and returns to the S pole surface (lower surface) of the permanent magnet 31. Therefore, a rightward magnetic flux passes through the inside of the coil 8.
  • the magnetic flux from the permanent magnet 31 passes through the second closed magnetic path (second magnetic circuit). It passes counterclockwise (see FIG. 14). That is, the magnetic flux from the permanent magnet 31 passes through the common magnetic path portion 42 to the left and the main body portion 41 of the support 4 downward from the N pole surface (upper surface) of the permanent magnet 31, and the beam of the second element 2. It passes through 23 to the right and returns to the S pole surface (lower surface) of the permanent magnet 31. Therefore, a magnetic flux in the left direction, that is, a magnetic flux in the direction opposite to the case where the mover 3 is in the first position, passes through the inside of the coil 8.
  • the third power generation unit (coil 8) also generates electric power in addition to the first power generation unit 14 and the second power generation unit 24. Therefore, in the power generation device 10C of the present embodiment, it is possible to further improve the power generation efficiency.
  • the input device 20C includes a coil current rectifier circuit 211, a piezoelectric current rectifier circuit 212, a voltage conversion circuit 203, a determination circuit 205, a power storage element 206, and a first rectifier unit. It includes 2081 and a second rectifying unit 2082.
  • the coil current rectifier circuit 211 adjusts the direction of the current supplied from the coil 8 in one direction.
  • the coil current rectifier circuit 211 is a so-called diode bridge in which four diodes are connected in series and parallel.
  • One of the two input terminals of the coil current rectifier circuit 211 is connected to the first end 81 of the coil 8.
  • the other input terminal of the two input terminals of the coil current rectifier circuit 211 is connected to the second end 82 of the coil 8.
  • first end 81 of the coil 8 is connected to the first input terminal 2051 of the determination circuit 205 via a diode as the first rectifying unit 2081.
  • the second end 82 of the coil 8 is connected to the second input terminal 2052 of the determination circuit 205 via a diode as the second rectifying unit 2082.
  • a power storage element 206 is connected between the two output terminals of the coil current rectifier circuit 211.
  • the piezoelectric current rectifier circuit 212 adjusts the direction of the current supplied from the first power generation unit 14 of the first element 1 and the second power generation unit 24 of the second element 2 in one direction.
  • the piezoelectric current rectifier circuit 212 is a so-called diode bridge in which four diodes are connected in series and parallel.
  • One of the two input terminals of the piezoelectric current rectifier circuit 212 is the second electrode (upper electrode) 1413 of the first piezoelectric conversion unit 141 and the first electrode (upper electrode) 1421 of the second piezoelectric conversion unit 142. , And the second electrode (upper electrode) 2413 of the third piezoelectric conversion unit 241 and the first electrode (upper electrode) 2421 of the fourth piezoelectric conversion unit 242.
  • the other input terminal of the two input terminals of the piezoelectric current rectifier circuit 212 is the first electrode (lower electrode) 1411 of the first piezoelectric conversion unit 141 and the second electrode (lower electrode) 1423 of the second piezoelectric conversion unit 142. , And the first electrode (lower electrode) 2411 of the third piezoelectric conversion unit 241 and the second electrode (lower electrode) 2423 of the fourth piezoelectric conversion unit 242.
  • both the current generated by the first power generation unit 14 and the current generated by the second power generation unit 24 are input to the piezoelectric current rectifier circuit 212.
  • a power storage element 206 is connected between the two output terminals of the piezoelectric current rectifier circuit 212.
  • a piezoelectric rectifier diode is not connected between the rectifier circuit and the power storage element 206.
  • Both ends of the power storage element 206 are connected to the voltage conversion circuit 203, and the voltage conversion circuit 203 is connected to the control circuit 204.
  • the voltage conversion circuit 203 generates the operating voltage of the control circuit 204 from the electric charge accumulated in the power storage element 206.
  • the control circuit 204 operates by the operating voltage supplied from the voltage conversion circuit 203 to execute a desired function (for example, a notification function using wireless communication).
  • the determination circuit 205 determines whether the power generation source is the first element 1 or the second element 2 when the power generation device 10C generates electric power.
  • the determination circuit 205 makes the above determination by, for example, comparing the magnitude of the voltage of the first input terminal 2051 and the voltage of the second input terminal 2052. That is, in the case where the mover 3 moves from the first position to the second position and the case where the mover 3 moves from the second position to the first position, the directions of the currents generated in the coil 8 are opposite to each other. Which of the first end 81 and the second end 82 has the higher potential is reversed.
  • the determination circuit 205 can determine the direction in which the mover 3 moves by comparing the magnitude of the voltage of the first input terminal 2051 and the voltage of the second input terminal 2052. If the direction in which the mover 3 moves is known, it can be known whether the first element 1 is vibrating or the second element 2 is vibrating. As a result, the determination circuit 205 can determine whether the power generation source is the first element 1 or the second element 2.
  • the input device 20C includes a determination circuit 205 that determines whether the power generation source is the first element 1 or the second element 2 based on the direction of the current generated by the coil 8. ing. By detecting the source of electric power, the input device 20C can determine, for example, whether the push button 5 is pressed or the push button 5 is released.
  • the determination circuit 205 detects the power generation source from the direction of the current generated by the coil 8. Therefore, unlike the input device 20 of the first embodiment, the input device 20C does not require a diode as a rectifying unit (2071, 2072). Therefore, it is possible to reduce the current loss due to the diode.
  • the power storage element connected to the output terminal of the piezoelectric current rectifier circuit 212 and the power storage element connected to the output terminal of the coil current rectifier circuit 211 may be different. That is, the path for supplying the electric power generated by the first power generation unit 14 and the second power generation unit 24 to the control circuit 204 and the path for supplying the electric power generated by the third power generation unit (coil 8) to the control circuit 204 are It may be different. It is possible to improve the redundancy of the operation of the control circuit 204.
  • the input device 20D includes a power generation device 10C, a coil current rectifier circuit 211, a piezoelectric current rectifier circuit 212, a first voltage conversion circuit 2031, a second voltage conversion circuit 2032, a first power storage element 2061, and a second power storage device. It includes an element 2062 and a control circuit 209. Although not shown, the input device 20D further includes a determination circuit 205, a first rectifying unit 2081, and a second rectifying unit 2082 (see FIG. 17).
  • Each of the coil current rectifier circuit 211 and the piezoelectric current rectifier circuit 212 is, for example, a diode bridge.
  • the first power storage element 2061 is connected between the two output terminals of the coil current rectifier circuit 211. Both ends of the first power storage element 2061 are connected to the first voltage conversion circuit 2031, and the first voltage conversion circuit 2031 is connected to the control circuit 209.
  • a second power storage element 2062 (a power storage element different from the first power storage element 2061) is connected between the two output terminals of the piezoelectric current rectifier circuit 212. Both ends of the second power storage element 2062 are connected to the second voltage conversion circuit 2032, and the second voltage conversion circuit 2032 is connected to the control circuit 209.
  • Each of the first voltage conversion circuit 2031 and the second voltage conversion circuit 2032 is, for example, a DC / DC converter or a three-terminal regulator.
  • the control circuit 209 includes a start circuit 2091 and a processing circuit 2092.
  • the start circuit 2091 is connected to the first voltage conversion circuit 2031.
  • the start-up circuit 2091 operates when the voltage supplied from the first voltage conversion circuit 2031 exceeds a predetermined threshold voltage, and transmits a start-up signal to the processing circuit 2092.
  • the processing circuit 2092 is connected to the second voltage conversion circuit 2032.
  • the processing circuit 2092 operates by the operating voltage supplied from the second voltage conversion circuit 2032 to execute a predetermined function (notification function or the like).
  • the processing circuit 2092 executes the above function by the operating voltage supplied from the second voltage conversion circuit 2032 in response to receiving the start signal from the start circuit 2091. That is, even if the operating voltage is supplied from the second voltage conversion circuit 2032, the processing circuit 2092 does not execute the above function until it receives the start signal from the start circuit 2091.
  • the power generation device 10C included in the input device 20D of the present embodiment includes two piezoelectric vibration power generation elements (first element 1 and second element 2).
  • One of these two piezoelectric vibration power generation elements is attracted to the mover 3 to regulate its vibration.
  • the first element 1 is attracted to the upper surface of the first magnetic body 32 of the mover 3 to regulate its vibration.
  • the second element 2 is attracted to the upper surface of the second magnetic body 33 of the mover 3 to regulate its vibration.
  • the other piezoelectric vibration power generation element (the second element 2 when the mover 3 is in the first position and the first element 1 when the mover 3 is in the second position) is the same.
  • the position is not fixed. Therefore, the other piezoelectric vibration power generation element can vibrate due to factors other than the movement of the mover 3 due to the push operation or release operation of the push button 5, for example, the vibration of the housing 9, and can generate electric power.
  • the control circuit 204 (see FIG. 7) responds to the electric power generated by the other piezoelectric vibration power generation element while the mover 3 is not receiving the pressing force from the push button 5. ) May execute a specific function (notification function by wireless communication, etc.).
  • the control circuit 204 includes a processing circuit 2092 that executes a specific function as shown in FIG.
  • the control circuit 209 includes the start circuit 2091 in order to suppress the above-mentioned malfunction.
  • the processing circuit 2092 does not perform a particular function until it receives a start signal from the start circuit 2091. Therefore, in the input device 20D (see FIG. 18) of the present embodiment, there is a possibility that the control circuit 204 executes a specific function (for example, a notification function by wireless communication) when the push button 5 is not pressed. Is reduced.
  • the input device 20D of this embodiment includes a start circuit 2091 (malfunction prevention circuit).
  • the activation circuit 2091 regulates the processing circuit 2092 from performing a particular function in a particular situation.
  • a specific situation is a state in which the power generator 10 (10A to 10C) is generating electric power in a state where the mover 3 is not receiving a pressing force from the outside (push button 5).
  • the start circuit 2091 allows the processing circuit 2092 to perform a particular function when current is supplied from the coil 8.
  • the start-up circuit 2091 may monitor the output voltage of the second voltage conversion circuit 2032.
  • the start circuit 2091 may transmit a start signal to the processing circuit 2092 to operate the processing circuit 2092 only when the output voltage of the second voltage conversion circuit 2032 becomes equal to or higher than the voltage required for the operation of the processing circuit 2092. Good.
  • the input device 20 may further include a malfunction prevention unit.
  • the malfunction prevention unit is a circuit or structure that regulates a predetermined operation in a specific situation. That is, as an example of the malfunction prevention unit, the above-mentioned start circuit 2091 (malfunction prevention circuit) can be mentioned. Further, the malfunction prevention unit does not have to be included in the control circuit 204, and may be realized by a structure.
  • a specific situation is a state in which the power generation device 10 (10A to 10C) generates electric power while the mover 3 is not receiving a pressing force from the outside (push button 5).
  • the malfunction prevention unit may have a structure that regulates the vibration of the piezoelectric vibration power generation element that is not attracted to the mover 3 among the two piezoelectric vibration power generation elements 1 and 2. In one example, the malfunction prevention unit regulates the vibration of the two piezoelectric vibration power generation elements when the push button 5 is not pressed, and allows the vibration of the two piezoelectric vibration power generation elements when the push button 5 is pressed. It may be a structure that does.
  • the first power generation unit 14 may include only one of the first piezoelectric conversion unit 141 and the second piezoelectric conversion unit 142, or the first piezoelectric conversion unit 141 and the second piezoelectric conversion unit 142.
  • a piezoelectric conversion unit other than the unit 142 may be provided.
  • the second power generation unit 24 may include only one of the third piezoelectric conversion unit 241 and the fourth piezoelectric conversion unit 242, or the third piezoelectric conversion unit 241 and the fourth piezoelectric conversion unit 241.
  • a piezoelectric conversion unit other than 242 may be provided.
  • the coil 8 may be arranged at a position other than the common magnetic path portion 42 on the E-shaped magnetic path.
  • the coil 8 may include a first coil and a second coil.
  • the first coil is wound around, for example, the upper half portion of the main body 41, and generates an electric current according to a change in the magnetic flux passing through this portion.
  • the second coil is wound around, for example, the lower half portion of the main body 41 to generate an electric current in response to a change in magnetic flux passing through this portion.
  • the magnetic pole surface of the second permanent magnet 312 of the power generation device 10B is not limited to the example of the second embodiment.
  • the upper half of the left surface is the N pole surface (first magnetic pole surface)
  • the lower half of the left surface is the S pole surface (second magnetic pole surface)
  • the upper surface is the S pole surface (second magnetic pole surface).
  • the lower surface may be magnetized so as to be the N pole surface (first magnetic pole surface).
  • the mover 3 may include a magnetic material instead of the second permanent magnet 312.
  • the power generation devices 10, 10A to 10C may be provided with another operation unit, for example, a slide button, instead of the push button 5. Further, the power generation devices 10, 10A to 10C are arranged so as to project from the lower wall 94 of the housing 9 instead of the return portion 6, and the mover 3 is moved from the second position to the second position in response to a pushing operation from the operator. It may be provided with a push button for moving to one position.
  • the housing 9 may have a regulatory structure that regulates the mover 3 from moving further downward from the second position.
  • the power generation devices 10, 10A to 10C do not have to include the first stopper 71 and the second stopper 72.
  • the input device 20 may include any of the power generation devices 10A to 10C instead of the power generation device 10.
  • One aspect of the power generation device 10 (10A to 10C) is located below the first piezoelectric vibration power generation element 1 that generates power by vibrating and the first piezoelectric vibration power generation element 1 and generates power by vibrating.
  • the second piezoelectric vibration power generation element 2 and the first piezoelectric vibration power generation element 1 are sucked downward when moving downward, and the second piezoelectric vibration power generation element 1 is attracted downward when moving upward.
  • a mover 3 for sucking 2 upward is provided, and when the mover 3 moves downward, the first piezoelectric vibration power generation element 1 vibrates and the mover 3 moves upward. As a result, the second piezoelectric vibration power generation element 2 vibrates.
  • the power generation device 10 (10A to 10C) generates electricity both when the mover 3 moves downward and when the mover 3 moves upward. This makes it possible to improve the power generation efficiency.
  • the power generation device 10 (10A to 10C) has a push button 5 that moves the mover 3 downward when pressed, and a return portion 6 that applies an upward force to the mover 3. Be prepared.
  • the return unit 6 can return the movable element 3 that has moved downward to the original position. Therefore, it is possible to further improve the power generation efficiency.
  • the mover 3 moves between the first position and the second position located below the first position.
  • the mover 3 is in contact with the first piezoelectric vibration power generation element 1 and is separated from the second piezoelectric vibration power generation element 2.
  • the mover 3 is separated from the first piezoelectric vibration power generation element 1 and comes into contact with the second piezoelectric vibration power generation element 2.
  • the first piezoelectric vibration power generation element 1 can be greatly curved.
  • the second piezoelectric type is used when the mover 3 moves from the second position to the first position.
  • the vibration power generation element 2 can be greatly curved. Therefore, the amplitudes of the first piezoelectric vibration power generation element 1 and the second piezoelectric vibration power generation element 2 become large, and it becomes possible to further improve the power generation efficiency.
  • the mover 3 when the mover 3 moves from the first position to the second position, the mover 3 separates from the first piezoelectric vibration power generation element 1 and then moves away from the first piezoelectric vibration power generation element 1. , Contact the second piezoelectric vibration power generation element 2. When the mover 3 moves from the second position to the first position, the mover 3 separates from the second piezoelectric vibration power generation element 2 and then contacts the first piezoelectric vibration power generation element 1.
  • the mover 3 when the mover 3 moves from the first position to the second position, the mover 3 is in the first position before the mover 3 comes into contact with the second piezoelectric vibration power generation element 2. Move away from the piezoelectric vibration power generation element 1. Therefore, when the mover 3 moves from the first position to the second position, the closed magnetic path including the first piezoelectric vibration power generation element 1, the second piezoelectric vibration power generation element 2, and the mover 3 becomes The possibility of formation is reduced. Therefore, when the mover 3 moves from the first position to the second position, the first piezoelectric vibration power generation element 1 can be reliably separated from the mover 3, and the reliability of power generation can be improved. It becomes possible to plan.
  • the mover 3 when the mover 3 moves from the second position to the first position, the mover 3 has a first position before the mover 3 comes into contact with the first piezoelectric vibration power generation element 1. Separate from the piezoelectric vibration power generation element 2 of 2. Therefore, when the mover 3 moves from the second position to the first position, the closed magnetic path including the first piezoelectric vibration power generation element 1, the second piezoelectric vibration power generation element 2) and the mover 3 becomes The possibility of formation is reduced. Therefore, when the mover 3 moves from the second position to the first position, the second piezoelectric vibration power generation element 2 can be reliably separated from the mover 3, and the reliability of power generation can be improved. It becomes possible to plan.
  • the power generation device 10 (10A to 10C) of another aspect further includes at least one of a first stopper 71 and a second stopper 72 arranged below the first stopper 71.
  • the first stopper 71 separates the first power generation element 1 from the mover 3 before the mover 3 comes into contact with the second power generation element 2.
  • the second stopper 72 separates the second power generation element 2 from the mover 3 before the mover 3 comes into contact with the first power generation element 1.
  • the first piezoelectric vibration power generation element 1 when the mover 3 moves downward from the first position, the first piezoelectric vibration power generation element 1 can be surely separated from the mover 3, and the reliability of power generation can be improved. It becomes possible to plan. Further, when the mover 3 moves upward from the second position, the second piezoelectric vibration power generation element 2 can be reliably separated from the mover 3, and the reliability of power generation can be improved. It becomes.
  • the power generation device 10A (10B to 10C) of another aspect further includes a support 4 (4A) formed of a magnetic material, and the support 4 (4A) is common to the main body 41 and extending from the main body 41. It has a magnetic path portion 42 and. One end of the first power generation element 1, one end of the common magnetic path portion 42, and one end of the second power generation element 2 are each connected to the main body 41, and the first The power generation element 1, the common magnetic path portion 42, and the second power generation element 2 are spaced apart from the top to the bottom in the order of the first power generation element 1, the common magnetic path portion 42, and the second power generation element 2.
  • the first closed magnetic path is formed by the first power generation element 1, the common magnetic path portion 42, the main body portion 41, and the mover 3.
  • the second closed magnetic path is formed by the second power generation element 2, the common magnetic path portion 42, the main body portion 41, and the mover 3.
  • Another aspect of the power generation device 10C further includes a coil 8 provided on a magnetic path composed of a support 4, a first power generation element 1, and a second power generation element 2.
  • the coil 8 is wound around the common magnetic path portion 42 of the support 4.
  • the control circuit 204 when power is generated by the control circuit 204 (209) operated by the power generated by the power generation device 10 (10A to 10C) and the power generation device 10 (10A to 10C).
  • the determination circuit 205 for determining whether the electric power is generated by the first power generation element 1 or the second power generation element 2 is provided.
  • the power generation device 10 (10A to 10C) when the power generation device 10 (10A to 10C) generates electric power, it is possible to determine the source of the electric power.
  • the input device 20 (20C, 20D) of another aspect is supplied from the first rectifier circuit 201 that adjusts the direction of the current supplied from the first power generation element 1 in one direction, and the second power generation element 2.
  • a second rectifier circuit 202 that adjusts the direction of the current in one direction is further provided.
  • the determination circuit 205 has a first input terminal 2051 connected to the first rectifier circuit 201 and a second input terminal 2052 connected to the second rectifier circuit 202.
  • the power generation source is the first piezoelectric vibration power generation element 1 or the second piezoelectric vibration power generation element 2.
  • the input device 20 (20C, 20D) of another aspect further includes a malfunction prevention unit, which regulates the input device 20 (20C, 20D) to perform a predetermined operation in a specific situation.
  • a specific situation is a state in which the mover 3 is not receiving a pressing force from the outside and power is being generated in the power generation device 1.
  • control circuit 204 (209) or the input device 20 (20C, 20D) from executing the function when the mover 3 is not subjected to the pressing force.
  • the input device 20C (20D) is a control circuit 204 (209) that operates by the power generated by the power generation device 10C, and when power is generated by the power generation device 10C, the power is generated by the first power generation element 1 or the second power generation element 1.
  • the determination circuit 205 includes a determination circuit 205 for determining which of the power generation elements 2 of the above is generated, and the determination circuit 205 has a power generation element 1 or a second generation element 1 or a second power generation element 1 based on the direction of the current generated by the coil 8. It is determined in which of the power generation elements 2 the power generation element 2 is generated.
  • the power generation source is the first piezoelectric vibration power generation element 1 or the second piezoelectric vibration power generation element 2 based on the direction of the current generated by the coil 8. It becomes possible.
  • the control circuit 209 includes a malfunction prevention circuit (eg, start circuit 2091) connected to the coil 8, and the malfunction prevention circuit is such that the control circuit 209 performs a predetermined operation in a specific situation. Regulate what you do.
  • a specific situation is a state in which the mover 3 is not receiving an external pressing force and power is being generated in the power generation device 1, and the malfunction prevention circuit is supplied with a current from the coil 8. And allow the control circuit 209 to perform a predetermined operation.
  • control circuit 209 it is possible to suppress the control circuit 209 from executing the function when the mover 3 is not subjected to the pressing force. Further, when the mover 3 receives a pressing force, the control circuit 209 can surely execute the function.

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Abstract

発電装置は、振動することで発電する第1の発電素子と、前記第1の発電素子の下方に位置し、振動することで発電する第2の発電素子と、下方へ向かって移動するときに前記第1の発電素子を下方へ吸引し、上方へ向かって移動するときに前記第2の発電素子を上方へ吸引する可動子と、を備え、前記可動子が下方へ向かって移動することにより、前記第1の発電素子は振動し、前記可動子が上方へ向かって移動することにより、前記第2の発電素子は振動する。

Description

発電装置、及び入力装置
 本開示は発電装置、及び入力装置に関し、より詳細には、振動を利用して発電する発電装置、及びそれを備えた入力装置に関する。
 特許文献1は、発電装置を開示する。この発電装置は、起動部と、発電部と、を有する。起動部は、吸着体を有する。吸着体は、始点から終点に向かって移動する。発電部は、片持ち梁状である。発電部は、振動することによって発電する。
 吸着体が始点から終点に向かって移動する時、吸着体が発電部を吸着する。吸着体が発電部を吸着しながら終点に向かって移動すると、発電部は、撓む。吸着体が終点に向かって更に移動すると、途中で、吸着体は発電部から離脱する。この吸着体の離脱によって、発電部は振動し始める。
国際公開第2018/100859号
 本開示の一態様に係る発電装置は、振動することで発電する第1の発電素子と、前記第1の発電素子の下方に位置し、振動することで発電する第2の発電素子と、下方へ向かって移動するときに前記第1の発電素子を下方へ吸引し、上方へ向かって移動するときに前記第2の発電素子を上方へ吸引する可動子と、を備え、前記可動子が下方へ向かって移動することにより、前記第1の発電素子は振動し、前記可動子が上方へ向かって移動することにより、前記第2の発電素子は振動する。
 本開示の一態様に係る入力装置は、上述した発電装置と、前記発電装置で発生した電力により動作する制御回路と、前記発電装置で前記電力が発生すると、前記電力が前記第1の発電素子または前記第2の発電素子のいずれで発生したかを判定する判定回路と、を備える。
図1は、実施形態1の発電装置の断面図であり、可動子が第1の位置にある状態を示す。 図2は、同上の発電装置の断面図であり、可動子が第2の位置にある状態を示す。 図3は、同上の発電装置の動作を説明する図である。 図4は、同上の発電装置の動作を説明する図である。 図5は、同上の発電装置の動作を説明する図である。 図6は、同上の発電装置の動作を説明する図である。 図7は、同上の発電装置を備える入力装置のブロック図である。 図8は、実施形態2の発電装置の断面図であり、可動子が第1の位置にある状態を示す図である。 図9は、同上の発電装置内において、可動子が第1の位置にある状態での磁路を説明する図である。 図10は、同上の発電装置の断面図であり、可動子が第2の位置にある状態を示す図である。 図11は、同上の発電装置内において、可動子が第2の位置にある状態での磁路を説明する図である。 図12は、実施形態3の発電装置の断面図である。 図13は、同上の発電装置内において、可動子が第1の位置にある状態での磁路を説明する図である。 図14は、同上の発電装置内において、可動子が第2の位置にある状態での磁路を説明する図である。 図15は、実施形態4の発電装置の断面図であり、可動子が第1の位置にある状態を示す図である。 図16は、同上の発電装置の断面図であり、可動子が第2の位置にある状態を示す図である。 図17は、同上の発電装置を備える入力装置の第一例のブロック図である。 図18は、同上の発電装置を備える入力装置の第二例のブロック図である。
 以下、本開示の実施形態に係る発電装置及び入力装置について、添付の図面を参照して説明する。ただし、下記の各実施形態は、本開示の様々な実施形態の一部に過ぎない。下記の各実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、下記の各実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
 (1)実施形態1
 (1.1)発電装置
 (1.1.1)概要
 図1に示すように、本実施形態に係る発電装置10は、第1の圧電型振動発電素子1(以下、単に「第1の素子1」と呼ぶこともある)と、第2の圧電型振動発電素子2(以下、単に「第2の素子2」と呼ぶこともある)と、可動子3と、を備える。
 第1の素子1は、振動により第1電力を発生させ、第2の素子2は、振動により第2電力を発生させる。つまり、第1の素子1と第2の素子2とは、振動により個別に電力を発生させる。第1の素子1及び第2の素子2の各々は、固定端及び自由端を有するカンチレバー(片持ち梁)状である。
 可動子3は、磁性材料から形成される。可動子3は、ここでは永久磁石31を備えている。可動子3は、第1の素子1及び第2の素子2の各々を磁力により吸引する。
 可動子3は、第1の位置と第2の位置との間で移動可能である。
 ここでは、可動子3の第1の位置は、第1の素子1に接触する可動子3の位置である(図1参照)。第1の位置において、可動子3は、第1の素子1の第1端(自由端)に接触している。また、可動子3の第2の位置は、第2の素子2に接触する可動子3の位置である(図2参照)。第2の位置において、可動子3は、第2の素子2の第1端(自由端)に接触している。
 可動子3が第1の位置にある状態(図1参照)から、可動子3が第2の位置へ向かって移動すると、第1の素子1は、その第1端(自由端)が磁力により可動子3に引かれることで湾曲する(図3参照)。そして、可動子3が第2の位置へ向かって更に移動して、可動子3が第1の素子1から離れると、第1の素子1が振動を開始する(図4参照)。要するに、可動子3は、第1の位置から第2の位置へ移動する場合に、第1の素子1及び第2の素子2のうちの一方(ここでは、第1の素子1)の振動を開始させる。第1の素子1は、振動することで電力を発生する。
 また、可動子3が第2の位置にある状態(図2参照)から、可動子3が第1の位置へ向かって移動すると、第2の素子2は、その第1端(自由端)が磁力により可動子3に引かれることで湾曲する(図5参照)。そして、可動子3が第1の位置へ向かって更に移動して、可動子3が第2の素子2から離れると、第2の素子2が振動を開始する(図6参照)。要するに、可動子3は、第2の位置から第1の位置へ移動する場合に、第1の素子1及び第2の素子2のうちの一方(ここでは、第2の素子2)の振動を開始させる。第2の素子2は、振動することで電力を発生する。
 本実施形態の発電装置10では、可動子3が第1の位置から第2の位置へ移動する場合と第2の位置から第1の位置へ移動する場合との両方で、電力を発生させることができる。これにより、本実施形態の発電装置10では、発電効率の向上を図ることが可能となる。
 (1.1.2)構成
 本実施形態の発電装置10について、図1~図6を参照して、より詳細に説明する。
 図1に示すように、発電装置10は、第1の素子1、第2の素子2、及び可動子3に加えて、支持体4と、押し釦5と、復帰部6と、ストッパ7と、筐体9と、を備えている。
 既に述べたように、可動子3は、第1の位置と第2の位置との間で移動可能である。可動子3は、ここでは、一方向に沿って第1の位置と第2の位置との間で移動可能である。以下では、可動子3が移動可能な方向(図1の上下方向)を「上下方向」ともいう。また、第1の位置から第2の位置へ可動子3が向かう向き(図1の下方)を「下」ともいい、第2の位置から第1の位置へ可動子3が向かう向き(図1の上方)を「上」ともいう。なお、本開示では、「上」、「下」、「右」、「左」、「上方」、「下方」等の方向を示す用語を用いて説明するが、これらは相対的な位置関係を示しているだけであり、それにより本開示が限定されるものではない。
 第1の素子1及び第2の素子2の各々は長尺状であって、上下方向と直交する方向に沿って延びている。以下では、第1の素子1及び第2の素子2の各々の延長方向(図1の左右方向)を、「左右方向」ともいう。また、第1の素子1及び第2の素子2の各々は、その延長方向の一端で、支持体4に支持されている。以下では、第1の素子1及び第2の素子2において支持体4に支持されている一端(図1の左端)が位置する側を「左」ともいい、その反対側を「右」ともいう。
 また、以下では、上下方向及び左右方向の両方に直交する方向(図1の紙面に垂直な方向)に沿った方向を「前後方向」ともいい、図1の紙面手前側を「前」、紙面奥側を「後」ともいう。
 なお、本開示における「上下前後左右」等の方向は、説明のための便宜上のものであり、発電装置10を使用する際の方向等を限定するものではない。
 図1に示すように、筐体9は、左壁91、右壁92、上壁93、下壁94、前壁及び後壁を有する矩形の箱状である。筐体9は、非磁性材料、例えば樹脂から形成されている。筐体9は、内部空間90を有している。内部空間90は、ここでは、上壁93に形成された孔931以外が閉じた閉空間である。ただし、これに限らず、筐体9の内部空間90は、筐体9を構成する適宜の壁に形成された孔等により筐体9の外部空間とつながっていてもよい。
 筐体9の内部空間90に、第1の素子1、第2の素子2、可動子3、押し釦5の一部(下部)、復帰部6、及びストッパ7が収容されている。支持体4は、筐体9の左壁91に埋め込まれて、筐体9に保持されている。
 図1に示すように、第1の素子1は、支持部(第1支持部)11と、振動部(第1振動部)12と、を備えている。
 支持部11は、第1の素子1において、支持体4に支持される部分である。支持部11は、第1の素子1における左側の部分である。支持部11は、軟磁性体から形成されている。支持部11は、ここでは、磁性を有するSUS(ステンレス鋼)製である。
 振動部12は、左右方向に長い長尺状である。振動部12は、支持部11の右端から、右方に延びている。振動部12は、振動(揺動)可能に支持部11に支持されている。振動部12は、長手方向の一端(左端)が、支持部11に固定された固定端であり、長手方向の他端(右端)が、自由端である。すなわち、第1の素子1は、カンチレバー構造を有している。
 振動部12は、梁(第1梁)13と、発電部(第1発電部)14と、錘(第1錘)15と、を備えている。
 梁13は、軟磁性体から形成されている。梁13は、ここでは、磁性を有するSUS(ステンレス鋼)製である。梁13は、支持部11と一体に形成されている。
 梁13は、左右方向に長い矩形の板状である。梁13の厚さ軸は、上下方向に沿っている。梁13は、厚さ方向の一方側(上側)に第1面131を有し、他方側(下側)に第2面132を有している。
 梁13は、可撓性を有している。梁13は、支持部11に支持されている部分(固定端)を支点として、上下方向に振動可能である。
 発電部(第1発電部)14は、梁13の振動に応じて電力を発生する。発電部14は、第1圧電変換部141と、第2圧電変換部142と、を含む。第1圧電変換部141は、梁13の第1面(上面)131に設けられている。第2圧電変換部142は、梁13の第2面(下面)132に設けられている。
 第1圧電変換部141は、梁13の第1面131上に積層された第1電極(下部電極)1411と、第1電極1411上に積層された圧電体1412と、圧電体1412上に積層された第2電極(上部電極)1413と、を備えている。すなわち、第1圧電変換部141は、梁13の第1面131上に配置された、第1電極1411と圧電体1412と第2電極1413との積層構造体を含む。
 第1電極1411の材料及び第2電極1413の材料は、例えばPtである。ただし、これに限らず、第1電極1411の材料及び第2電極1413の材料は、例えば、Au、Al、又はIr等でもよい。第1電極1411の材料と第2電極1413の材料とは、同じであっても異なっていてもよい。
 圧電体1412は、ここでは圧電セラミックスである。圧電体1412の材料は、例えばPZT(Pb(Zr,Ti)O)である。ただし、これに限らず、圧電体1412の材料は、例えば、PZT-PMN(Pb(Mn,Nb)O)、又は不純物を添加したPZT等でもよい。また、圧電体1412の材料は、AlN、ZnO、KNN(K0.5Na0.5NbO)、KN(KNbO)、NN(NaNbO)、又はKNNに不純物を添加した材料等でもよい。不純物としては、例えば、Li、Nb、Ta、Sb、又はCu等が挙げられる。
 第2圧電変換部142は、梁13の第2面132上に積層された第1電極(上部電極)1421と、第1電極1421上に積層された圧電体1422と、圧電体1422上に積層された第2電極(下部電極)1423と、を備えている。すなわち、第2圧電変換部142は、梁13の第2面132上に配置された、第1電極1421と圧電体1422と第2電極1423との積層構造体を含む。
 第1電極1421、第2電極1423の材料としては、例えば、第1電極1411の材料及び第2電極1413の材料として例示した材料が用いられ得る。また、圧電体1422の材料としては、圧電体1412の材料として例示した材料が用いられ得る。
 第1の素子1では、振動部12が振動すると、第1圧電変換部141の圧電体1412が応力を受ける。これにより、第1の素子1では、第1圧電変換部141における第1電極1411と第2電極1413とに電荷の偏りが発生し、第1圧電変換部141において交流電圧が発生する。また、第1の素子1では、振動部12が振動すると、第2圧電変換部142の圧電体1422が応力を受ける。これにより、第1の素子1では、第2圧電変換部142における第1電極1421と第2電極1423とに電荷の偏りが発生し、第2圧電変換部142において交流電圧が発生する。
 要するに、第1の素子1は、圧電材料の圧電効果を利用して発電する振動型の発電素子である。
 錘15は、梁13の第1面131上に設けられている。錘15は、振動部12の共振周波数を調整するために設けられている。錘15の材料は特に限定されず、金属であっても非金属であってもよい。錘15は省略可能である。
 第1圧電変換部141で発生する交流電圧、及び第2圧電変換部142で発生する交流電圧は、圧電体1412,1422の振動に応じた正弦波状の交流電圧となる。振動部12の共振周波数は、梁13、発電部14、及び錘15それぞれの構造パラメータと材料とにより決まる。
 図1に示すように、第2の素子2は、支持部(第2支持部)21と、振動部(第2振動部)22と、を備えている。ここでは、第2の素子2は、第1の素子1と対称な形状を有している。
 支持部21は、第2の素子2において、支持体4に支持される部分である。支持部21は、第2の素子2における左側の部分である。支持部21は、支持体4を挟んで支持部11の反対側に位置している。支持部21は、軟磁性体から形成されている。支持部21は、ここでは、磁性を有するSUS(ステンレス鋼)製である。
 振動部22は、左右方向に長い長尺状である。振動部22は、支持部21の右端から、右方に延びている。振動部22は、振動(揺動)可能に支持部21に支持されている。振動部22は、長手方向の一端(左端)が、支持部21に固定された固定端であり、長手方向の他端(右端)が、自由端である。すなわち、第2の素子2は、カンチレバー構造を有している。
 振動部22は、上下方向において、振動部12と対向するように配置されている。ここでは、振動部12の長さ軸と振動部22の長さ軸とは、略平行である。
 振動部22は、梁(第2梁)23と、発電部(第2発電部)24と、錘(第2錘)25と、を備えている。
 梁23は、軟磁性体から形成されている。梁23は、ここでは、磁性を有するSUS(ステンレス鋼)製である。梁23は、支持部21と一体に形成されている。
 梁23は、左右方向に長い矩形の板状である。梁23の厚さ軸は、上下方向に沿っている。梁23は、厚さ方向の一方側(上側)に第1面(上面)231を有し、他方側(下側)に第2面(下面)232を有している。
 梁23は、可撓性を有している。梁23は、支持部21に支持されている部分(固定端)を支点として、上下方向に振動可能である。すなわち、本実施形態の発電装置10では、第1の素子1の振動方向と第2の素子2の振動方向とが、同じ方向に沿っている。
 発電部(第2発電部)24は、梁23の振動に応じて電力を発生する。発電部24は、第3圧電変換部241と、第4圧電変換部242と、を含む。第3圧電変換部241は、梁23の第1面(上面)231に設けられている。第4圧電変換部242は、梁23の第2面(下面)232に設けられている。
 第3圧電変換部241は、梁23の第1面231上に積層された第1電極(下部電極)2411と、第1電極2411上に積層された圧電体2412と、圧電体2412上に積層された第2電極(上部電極)2413と、を備えている。すなわち、第3圧電変換部241は、梁23の第1面231上に配置された、第1電極2411と圧電体2412と第2電極2413との積層構造体を含む。
 第4圧電変換部242は、梁23の第2面232上に積層された第1電極(上部電極)2421と、第1電極2421上に積層された圧電体2422と、圧電体2422上に積層された第2電極(下部電極)2423と、を備えている。すなわち、第4圧電変換部242は、梁23の第2面232上に配置された、第1電極2421と圧電体2422と第2電極2423との積層構造体を含む。
 第1電極2411、2421の材料、及び第2電極2413、2423の材料としては、例えば、第1電極1411の材料及び第2電極1413の材料として例示した材料が用いられ得る。また、圧電体2412、2422の材料としては、圧電体1412の材料として例示した材料が用いられ得る。
 第2の素子2では、振動部22が振動すると、第3圧電変換部241の圧電体2412が応力を受ける。これにより、第2の素子2では、第3圧電変換部241における第1電極2411と第2電極2413とに電荷の偏りが発生し、第3圧電変換部241において交流電圧が発生する。また、第2の素子2では、振動部22が振動すると、第4圧電変換部242の圧電体2422が応力を受ける。これにより、第2の素子2では、第4圧電変換部242における第1電極2421と第2電極2423とに電荷の偏りが発生し、第4圧電変換部242において交流電圧が発生する。
 要するに、第2の素子2は、第1の素子1と同様、圧電材料の圧電効果を利用して発電する振動型の発電素子である。
 錘25は、梁23の第2面232上に設けられている。錘25は、振動部22の共振周波数を調整するために設けられている。錘25の材料は特に限定されず、金属であっても非金属であってもよい。錘25は省略可能である。
 第3圧電変換部241で発生する交流電圧、及び第4圧電変換部242で発生する交流電圧は、圧電体2412,2422の振動に応じた正弦波状の交流電圧となる。振動部22の共振周波数は、梁23、発電部24、及び錘25それぞれの構造パラメータと材料とにより決まる。
 図1に示すように、支持体4は、上下方向に長い直方体状である。支持体4は、軟磁性体、例えば軟鉄から形成されている。支持体4の長さ軸の一端(上端)は、第1の素子1の支持部11につながっている。支持体4の長さ軸の他端(下端)は、第2の素子2の支持部21につながっている。つまり、支持体4は、第1の素子1の一端(左端)と第2の素子2の一端(左端)とをつないでいる。第1の素子1と、第2の素子2と、支持体4とで、前面視C字状を呈している。ここでは、第1の素子1の支持部11と、第2の素子2の支持部21と、支持体4とは、一体に形成されている。ただし、第1の素子1の支持部11と支持体4と、第2の素子2の支持部21と支持体4は、それぞれ別体でもよい。第1の素子1の支持部11と支持体4との間、第2の素子2の支持部21と支持体4との間は、例えば、ねじ止め、溶接等の適宜の接合手段で接合されてもよい。
 支持体4は、筐体9の左壁91に保持されている。第1の素子1及び第2の素子2は、筐体9の左壁91から突出している。
 図1に示すように、可動子3は、永久磁石31と、第1磁性体32と、第2磁性体33と、を有している。
 永久磁石31は、上下方向の両側の面に、磁極面(N極面及びS極面)を有している。ここでは、永久磁石31は、上側の面(第1面)がN極面、下側の面(第2面)がS極面である。
 第1磁性体32は、軟磁性体から形成されている。第1磁性体32は、永久磁石31の第1面上に設けられている。第1磁性体32は、永久磁石31の第1面の上側から、左右方向(左向き)に突出している。
 第2磁性体33は、軟磁性体から形成されている。第2磁性体33は、永久磁石31の第2面上に設けられている。第2磁性体33は、永久磁石31の第2面の下側から、左右方向(左向き)に突出している。
 可動子3は、永久磁石31、第1磁性体32、及び第2磁性体33により、前面視逆C字状(第1の素子1、第2の素子2、及び支持体4とは逆向きに開放されたC字状)を呈している。
 可動子3は、筐体9の内部空間90内に配置されている。可動子3は、上下方向において、第1の位置と第2の位置との間で移動可能である。可動子3は、内部空間90内において、筐体9の右壁92に沿って移動する。
 図1に示すように、第1の位置は、可動子3が第1の素子1の振動部12に接触する可動子3の位置である。第1の位置において、可動子3は、磁力により第1の素子1(より詳細には、梁13)を吸引して、第1の素子1に接触する。第1の位置において、可動子3と第1の素子1とは、磁力により結合されている。また、第1の位置において、可動子3は、第2の素子2から離れている。
 なお、可動子3の第1の位置は、例えば図1に示すように、第1磁性体32が梁13の第2面132に直接接触する可動子3の位置であるが、これに限られない。例えば、振動部12が、梁13の第2面132上に磁性体を備えている場合、可動子3の第1の位置は、第1磁性体32がこの磁性体に直接接触する可動子3の位置であってもよい。また、例えば、可動子3が第1磁性体32を備えていない場合、可動子3の第1の位置は、永久磁石31の上面が梁13の第2面132に直接接触する可動子3の位置であってもよい。
 図2に示すように、第2の位置は、可動子3が第2の素子2の振動部22に接触する可動子3の位置である。第2の位置において、可動子3は、磁力により第2の素子2(より詳細には、梁23)を吸引して、第2の素子2に接触する。第2の位置において、可動子3と第2の素子2とは、磁力により結合されている。また、第2の位置において、可動子3は、第1の素子1から離れている。
 なお、可動子3の第2の位置は、例えば図2に示すように、第2磁性体33が梁23の第1面231に直接接触する可動子3の位置であるが、これに限られない。例えば、振動部22が、梁23の第1面231に磁性体を備えている場合、可動子3の第2の位置は、第2磁性体33がこの磁性体に直接接触する可動子3の位置であってもよい。また、例えば、可動子3が第2磁性体33を備えていない場合、可動子3の第2の位置は、永久磁石31の下面が梁23の第1面231に直接接触する可動子3の位置であってもよい。
 なお、例えば、筐体9の前壁及び後壁の内面には、可動子3の移動方向を上下方向に規制するガイドリブが形成されていてもよい。
 図1に示すように、押し釦5は、上下方向において可動子3の延長線上に配置されている。押し釦5は、筐体9の上壁93を上下に貫通する孔931内に、配置されている。押し釦5は、操作者からの押し操作を受け付ける。押し釦5は、押し操作に応じて、可動子3を第1の位置から第2の位置へ向かう向きへ移動させる。
 図1に示すように、押し釦5は、操作体51と、鍔部52と、を有している。
 操作体51は、上下に長い円柱状である。操作体51は、孔931を貫通するように配置されており、操作体51の上端は筐体9の上壁93から上方に突出し、操作体51の下端は筐体9の内部空間90内で可動子3の上面と対向している。押し釦5が操作されていない場合、操作体51の下端は可動子3の上面と接触しているが、これに限らず、離れていてもよい。
 押し釦5は、操作体51の上端が操作者によって押されることで、下方へ移動する。このとき、操作体51の下端が可動子3の上面を押すことで、可動子3が下方へ移動する。すなわち、押し釦5が操作者によって押されることで、可動子3は、第1の位置から第2の位置へ向かって移動する。
 鍔部52は、操作体51の長さ方向の中央において、操作体51の径方向の外方に突出する円板状に形成されている。鍔部52は、内部空間90内に位置するように、操作体51の外面に設けられている。鍔部52は、その上面が筐体9の上壁93の下面に接触することで、押し釦5のそれ以上の上方への移動を阻止する。
 復帰部6は、第2の位置から第1の位置へ向かう向きの力を可動子3に与える。復帰部6は、ここではコイルバネである。コイルバネは、その軸の向きが上下方向に沿うように、筐体9の下壁94と可動子3の下面との間に配置されている。
 復帰部6を構成するコイルバネは、押し釦5が操作者からの押し操作を受けると、可動子3を介してその押し込み力を受けて圧縮される(図2参照)。そして、操作者が押し釦5から手を離して押し操作を終了すると、その弾性力により可動子3及び押し釦5を上方へ押して、可動子3を第1の位置へ向けて移動させる。
 ストッパ7は、第1ストッパ71と第2ストッパ72とを含む。
 第1ストッパ71は、前後方向に沿って延びる棒状である。第1ストッパ71は、筐体9の内部空間90内において、第1の素子1の振動部12の自由端の近くに配置されている。第1ストッパ71は、第1の素子1から見て可動子3と同じ側、すなわち、第1の素子1の下側に配置されている。第1ストッパ71は、第1の素子1と第2の素子2との間に配置されている。第1ストッパ71は、第1の素子1の梁13が下方へ湾曲した場合に梁13の第2面132に接触し、梁13のそれ以上の湾曲を阻止する(図3参照)。
 図1に示すように、可動子3が第1の位置にある場合、第1ストッパ71と第1の素子1との間の距離L1は、可動子3と第2の素子2との間の距離L12よりも小さい。そのため、可動子3が第1の位置から第2の位置へと移動する場合、可動子3が第2の素子2と接触する前に、可動子3の移動に応じて湾曲した第1の素子1が第1ストッパ71に接触する(図3参照)。すなわち、可動子3が第1の位置から第2の位置へ移動する場合、可動子3は、第1の素子1から離れてから第2の素子2に接触する。
 要するに、発電装置10は、第1ストッパ71を備えている。第1ストッパ71は、可動子3が第1の位置から第2の位置へ移動する場合に、可動子3が第2の素子2に接触する前に第1の素子1を可動子3から離間させる。ここでは、第1ストッパ71は、第1の素子1に接触することで、第1の素子1を可動子3から離間させる。
 なお、可動子3が第1の位置から第2の位置へ向かって移動すると、可動子3と第2の素子2との間の磁力が増加し、第2の素子2が上方に湾曲する場合がある。第1ストッパ71は、第2の素子2が磁力により湾曲したとしても、可動子3が第2の素子2に接触する前に第1の素子1を可動子3から離間させる位置に配置されていることが、好ましい。
 第2ストッパ72は、前後方向に沿って延びる棒状である。第2ストッパ72は、筐体9の内部空間90内において、第2の素子2の振動部22の自由端の近くに配置されている。第2ストッパ72は、第2の素子2から見て可動子3と同じ側、すなわち、第2の素子2の上側に配置されている。第2ストッパ72は、第1の素子1と第2の素子2との間に配置されている。第2ストッパ72は、第2の素子2の梁23が上方へ湾曲した場合に梁23の第1面231に接触し、梁23のそれ以上の湾曲を阻止する。
 図2に示すように、可動子3が第2の位置にある場合、第2ストッパ72と第2の素子2との間の距離L2は、可動子3と第1の素子1との間の距離L11よりも小さい。そのため、可動子3が第2の位置から第1の位置へと移動する場合、可動子3が第1の素子1と接触する前に、可動子3の移動に応じて湾曲した第2の素子2が第2ストッパ72に接触する(図5参照)。すなわち、可動子3が第2の位置から第1の位置へ移動する場合、可動子3は、第2の素子2から離れてから第1の素子1に接触する。
 要するに、発電装置10は、第2ストッパ72を備えている。第2ストッパ72は、可動子3が第2の位置から第1の位置へ移動する場合に、可動子3が第1の素子1に接触する前に第2の素子2を可動子3から離間させる。ここでは、第2ストッパ72は、第2の素子2に接触することで、第2の素子2を可動子3から離間させる。
 なお、可動子3が第2の位置から第1の位置へ向かって移動すると、可動子3と第1の素子1との間の磁力が増加し、第1の素子1が下方に湾曲する場合がある。第2ストッパ72は、第1の素子1が磁力により湾曲したとしても、可動子3が第1の素子1に接触する前に第2の素子2を可動子3から離間させる位置に配置されていることが、好ましい。
 (1.1.3)動作
 次に、発電装置10の動作について、図1~図6を参照して説明する。
 押し釦5が操作者からの押し操作を受けていない場合、可動子3は、復帰部6から上向きの力を受けて、第1の位置に位置している(図1参照)。このとき、第1の素子1の振動部12の自由端は、可動子3との間の磁力(吸引力)によって、可動子3の上面(第1磁性体32の上面)に吸着されている。また、第2の素子2は、可動子3との間の磁力(吸引力)を受けるものの、梁23の応力等とのバランスにより、可動子3の下面から離れた位置で静止している。
 押し釦5が操作者に押し操作されると、押し釦5の操作体51が下方へ移動する。可動子3は、操作体51に押されることで、復帰部6を構成するコイルバネを圧縮しながら下方へ移動する。このとき、可動子3に吸着されている第1の素子1の振動部12の自由端は、可動子3とともに下方へ移動し、梁13が湾曲する。
 梁13の下面132が第1ストッパ71に接触する位置まで可動子3が下方へ移動する(図3参照)と、第1ストッパ71によって、振動部12の自由端のそれ以上の下方への移動が阻止される。押し釦5を押す力(下向きの力)が、可動子3と第1の素子1との間の磁気吸着を引き剥がすのに必要な力を超えると、可動子3は第1の素子1から離れて、更に下方へ移動する。第1の素子1の振動部12は、可動子3から離れると、梁13の湾曲の度合いに応じた振幅で振動を開始する(図4参照)。振動部12が振動することで、発電部14が発電する。
 押し釦5が更に押されることで可動子3が更に下方へ移動し、可動子3が第2の位置に到ると、第2の素子2の振動部22と可動子3との間の磁力によって、振動部22の自由端が可動子3の下面(第2磁性体33の下面)に吸着される(図2参照)。
 操作者が押し釦5から手を離して押し操作を終了すると、可動子3は、復帰部6を構成するコイルバネのばね力を受けて、上方へ移動する。このとき、可動子3に吸着されている第2の素子2の振動部22の自由端は、可動子3とともに上方へ移動し、梁23が湾曲する。
 梁23の上面231が第2ストッパ72に接触する位置まで可動子3が上方へ移動する(図5参照)と、第2ストッパ72によって、振動部22の自由端のそれ以上の上方への移動が阻止される。可動子3は、復帰部6からのばね力によって第2の素子2から離れて、更に上方へ移動する。第2の素子2の振動部22は、可動子3から離れると、梁23の湾曲の度合いに応じた振幅で振動を開始する(図6参照)。振動部22が振動することで、発電部24が発電する。
 第2の素子2から離れた後、可動子3及び押し釦5は、復帰部6からのばね力により更に上方へ移動する。そして、押し釦5の鍔部52が筐体9の上壁93の下面に接触する位置(可動子3の第1の位置)で停止する。このとき、可動子3の上面は、第1の素子1に吸着する。
 このように、発電装置10によれば、操作者が押し釦5を押し操作した場合に、第1の素子1が電力を発生する。また、発電装置10では、操作者が押し釦5への押し操作を終了した場合(押し釦5を離した場合)に、第2の素子2が電力を発生する。すなわち、本実施形態の発電装置10では、可動子3が第1の位置から第2の位置へ移動する場合と第2の位置から第1の位置へ移動する場合との両方で、電力を発生させることができる。これにより、本実施形態の発電装置10では、発電効率の向上を図ることが可能となる。
 (1.2)入力装置
 次に、発電装置10を備えた入力装置20について、図7を参照して説明する。
 図7に示すように、入力装置20は、制御回路204を備えている。制御回路204は、発電装置10で発生した電力により動作して、所定の機能を実行する。制御回路204は、例えば無線通信回路を備えている。制御回路204は、押し釦5が押されたときに発電装置10で発生した電力を用いて動作して、押し釦5が押されたことを示す通信信号を外部へ送信する機能を実行する。もちろん、制御回路204の機能はこれに限られない。制御回路204は、例えば、入力装置20に設けられている光源を点灯させる機能を実行したり、入力装置20に設けられている発音装置から音を発生させる機能を実行したり、入力装置20に設けられているセンサを動作させる機能を実行したりしてもよい。
 入力装置20は、発電装置10及び制御回路204に加えて、第1の整流回路201と、第2の整流回路202と、電圧変換回路203と、判定回路205と、蓄電素子206と、第1整流部2071と、第2整流部2072と、を備えている。
 第1の整流回路201は、第1の素子1の第1発電部14から供給される電流の向きを一方向に整える。第1の整流回路201は、4つのダイオードを直並列に接続した、いわゆるダイオードブリッジである。
 第1の整流回路201の2つの入力端子のうちの一方の入力端子は、第1圧電変換部141の第2電極(上部電極)1413及び第2圧電変換部142の第1電極(上部電極)1421に接続されている。第1の整流回路201の2つの入力端子のうちの他方の入力端子は、第1圧電変換部141の第1電極(下部電極)1411及び第2圧電変換部142の第2電極(下部電極)1423に接続されている。
 第1の整流回路201は、発電部14で生成された正弦波状の電流を、脈流電流へ変換する。
 なお、第1の整流回路201の2つの入力端子のうちの同一の入力端子に接続されている電極同士が、同極性となるように、第1圧電変換部141の圧電体1412の分極方向及び第2圧電変換部142の圧電体1422の分極方向が設定されている。
 第1の整流回路201の2つの出力端子の間に、蓄電素子(コンデンサ)206が接続されている。第1の整流回路201の2つの出力端子のうちの一方の出力端子(高電位側の出力端子)と蓄電素子206との間には、第1整流部2071としてのダイオードが介在している。また、第1の整流回路201の2つの出力端子のうちの一方の出力端子(高電位側の出力端子)は、判定回路205の第1入力端子2051に接続されている。
 第2の整流回路202は、第2の素子2の第2発電部24から供給される電流の向きを一方向に整える。第2の整流回路202は、4つのダイオードを直並列に接続した、いわゆるダイオードブリッジである。
 第2の整流回路202の2つの入力端子のうちの一方の入力端子は、第3圧電変換部241の第2電極(上部電極)2413及び第4圧電変換部242の第1電極(上部電極)2421に接続されている。第2の整流回路202の2つの入力端子のうちの他方の入力端子は、第3圧電変換部241の第1電極(下部電極)2411及び第4圧電変換部242の第2電極(下部電極)2423に接続されている。
 第2の整流回路202は、発電部24で生成された正弦波状の電流を、脈流電流へ変換する。
 なお、第2の整流回路202の2つの入力端子のうちの同一の入力端子に接続されている電極同士が、同極性となるように、第3圧電変換部241の圧電体2412の分極方向及び第4圧電変換部242の圧電体2422の分極方向が設定されている。
 第2の整流回路202の2つの出力端子の間には、蓄電素子206が接続されている。第2の整流回路202の2つの出力端子のうちの一方の出力端子(高電位側の出力端子)と蓄電素子206との間には、第2整流部2072としてのダイオードが介在している。また、第2の整流回路202の2つの出力端子のうちの一方の出力端子(高電位側の出力端子)は、判定回路205の第2入力端子2052に接続されている。
 上述のように、第1整流部2071は、第1の整流回路201の一方の出力端子(高電位側の出力端子)と蓄電素子206との間に介在している。第2整流部2072は、第2の整流回路202の一方の出力端子(高電位側の出力端子)と蓄電素子206との間に介在している。第1整流部2071は、第2の整流回路202からの電流が第1の整流回路201に流れ込むのを阻止する。第2整流部2072は、第1の整流回路201からの電流が第2の整流回路202に流れ込むのを阻止する。
 蓄電素子206の両端は、電圧変換回路203に接続されており、電圧変換回路203は制御回路204に接続されている。
 電圧変換回路203は、蓄電素子206に蓄積された電荷から、制御回路204の動作電圧を生成する。電圧変換回路203は、例えばDC/DCコンバータである。ただし、これに限らず、電圧変換回路203は、例えば三端子レギュレータであってもよい。要するに、電圧変換回路203は、第1の素子1で生成された電力及び第2の素子2で生成された電力を用いて動作電圧を生成し、生成した動作電圧を制御回路204へ供給する。
 制御回路204は、電圧変換回路203から供給される動作電圧により動作して、所望の機能を実行する。制御回路204は、例えば、1以上のプロセッサ(マイクロプロセッサ)と1以上のメモリとを含むコンピュータシステムを備えている。つまり、1以上のプロセッサが1以上のメモリに記憶された1以上のプログラム(アプリケーション)を実行することで、制御回路204の機能を実行する。プログラムは、ここでは制御回路204のメモリに予め記録されているが、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。
 判定回路205は、発電装置10が電力を発生した場合に、電力の発生元が第1の素子1であるか第2の素子2であるかを判定する。判定回路205は、例えば、コンパレータを備えている。判定回路205は、例えば、第1入力端子2051と第2入力端子2052とを備えている。第1入力端子2051は、第1の整流回路201の出力端子(高電位型の出力端子)に接続される。第2入力端子2052は、第2の整流回路202の出力端子(高電位型の出力端子)に接続される。判定回路205は、例えば、第1入力端子2051の電圧と第2入力端子2052の電圧との大小を比較することで、上記の判定を行う。判定回路205は、第1入力端子2051の電圧の方が第2入力端子2052の電圧より高ければ、電力の発生元が第1の素子1であると判定する。判定回路205は、第2入力端子2052の電圧の方が第1入力端子2051の電圧より高ければ、電力の発生元が第2の素子2であると判定する。判定回路205は、判定結果を制御回路204へ通知する。
 既に説明したように、第1の素子1が電力を発生するのは、押し釦5が押された場合である。また、第2の素子2が電力を発生するのは、押し釦5が離された場合である。すなわち、電力の発生元が第1の素子1であるのか第2の素子2であるのかがわかることで、制御回路204(或いは判定回路205)は、押し釦5が押されたのか或いは押し釦5が離されたのかを判定することが可能となる。
 (2)実施形態2
 実施形態2の発電装置10Aについて、図8~図11を参照して説明する。本実施形態の発電装置10Aにおいて、実施形態1の発電装置10と同様の構成については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。
 発電装置10Aは、支持体4の代わりに、支持体4Aを備えている。支持体4Aは、実施形態1の発電装置10における支持体4に相当する本体部41に加えて、共通磁路部42を備えている。
 共通磁路部42は、本体部41における上下方向の中央から、右方へ突出している。共通磁路部42は、振動部12,22と略平行である。すなわち、第1の素子1と第2の素子2とは、磁性材料から形成される共通磁路部42を挟んで対向するように配置されている。
 共通磁路部42は、本体部41と一体に形成されている。共通磁路部42の本体部41からの突出長は、振動部12,22と略同じである。共通磁路部42は、振動部12,22とは異なり、通常使用時において湾曲(振動)し難い程度の剛性を有している。
 本実施形態の発電装置10Aでは、第1の素子1と第2の素子2とは、共通磁路部42を挟んで並んで配置されている。第1の素子1と、第2の素子2と、支持体4A(本体部41及び共通磁路部42)とで、前面視E字状を呈している。言い換えれば、本実施形態の発電装置10Aでは、第1の素子1と第2の素子2とが並ぶ方向と交差する方向から見て、第1の圧電型振動発電素子1、共通磁路部42、及び第2の素子2を含むE字状の磁路が形成されている。E字状の磁路は、第1の素子1と共通磁路部42とを含む第1磁路と、第2の素子2と共通磁路部42とを含む第2磁路と、を含む。
 そして、可動子3が第1の位置にある場合、図8に示すように、可動子3の第1磁性体32が第1の素子1と接触し、かつ、可動子3の第2磁性体33が共通磁路部42と接触する。すなわち、可動子3が第1の位置にある場合、第1磁路と可動子3とを含む磁路で、閉磁路(以下、「第1閉磁路」ともいう)が形成される。図9に示すように、第1閉磁路には、永久磁石31からの磁束が、反時計回りに通っている。なお、図9の矢印は、磁束の向きを示している。また、図9では、可動子3、錘15,25等の形状を模式的に示している。
 また、可動子3が第2の位置にある場合、図10に示すように、可動子3の第1磁性体32が共通磁路部42と接触し、かつ、可動子3の第2磁性体33が第2の素子2と接触する。すなわち、可動子3が第2の位置にある場合、第2磁路と可動子3とを含む磁路で、閉磁路(以下、「第2閉磁路」ともいう)が形成される。図11に示すように、第2閉磁路には、永久磁石31からの磁束が、反時計回りに通っている。なお、図11の矢印は、磁束の向きを示している。また、図11では、可動子3、錘15,25等の形状を模式的に示している。
 本実施形態の発電装置10Aでは、支持体4Aが共通磁路部42を備えていることで、永久磁石31の磁束が第1の素子1及び第2の素子2の発電に与える影響を低減することが可能となる。以下、この点について、図8~図11を参照して、実施形態1の発電装置10との比較を交えながら説明する。
 実施形態1の発電装置10では、可動子3が第1の位置(図1参照)から第2の位置(図2参照)まで移動すると、その途中で可動子3が第1の素子1から離れ、振動部12が振動して(図4参照)発電部14が電力を発生する。このとき、振動部12の梁13は、永久磁石31からの磁力によって、可動子3に近付く向きの力を受ける。そのため、永久磁石31の磁力の影響で振動部12の振幅が小さくなり、発電部14での発電量が小さくなる可能性がある。
 これに対し、本実施形態の発電装置10Aでは、支持体4Aが、共通磁路部42を備えている。そのため、可動子3が第1の位置から第2の位置まで移動した状態では、永久磁石31のN極面(上面)から出た磁力線は、共通磁路部42、支持体4Aの本体部41の下半分、及び第2の素子2の梁23を通り、永久磁石31のS極面(下面)に戻る(図11参照)。すなわち、可動子3が第1の位置から第2の位置まで移動した状態では、永久磁石31からの磁力線の大部分は、閉磁路(第2閉磁路)を通る。そのため、可動子3が第2の位置まで移動した状態では、第1の素子1は永久磁石31の磁力の影響を受けにくくなる。そのため、本実施形態の発電装置10Aでは、可動子3が第1の位置(図8参照)から第2の位置(図10参照)へと移動し、振動部12が振動して発電部14が電力を発生する際に、永久磁石31の磁力の影響で振動部12の振幅が小さくなりにくい。そのため、発電装置10Aでは、発電装置10に比べて、可動子3が第1の位置から第2の位置へ移動する場合における発電部14での発電量の増加を図ることが可能となる。なお、実際には、可動子3が第1の位置から第2の位置へ移動している途中において、永久磁石31からの磁力線のうちで第2の素子2を含む経路を通る磁力線が、徐々に支配的になる。すなわち、可動子3が第1の位置から第2の位置へ移動中においても、永久磁石31から第1の素子1にかかる磁力の影響は、徐々に低減され得る。
 同様に、実施形態1の発電装置10では、可動子3が第2の位置(図2参照)から第1の位置(図1参照)へと移動し、振動部22が振動して発電部24が電力を発生する際に、永久磁石31の磁力の影響で振動部22の振幅が小さくなり、発電部24での発電量が小さくなる可能性がある。
 これに対し、本実施形態の発電装置10Aでは、可動子3が第2の位置から第1の位置まで移動した状態では、永久磁石31のN極面(上面)から出た磁力線は、第1の素子1、支持体4Aの本体部41の上半分、及び共通磁路部42を通り、永久磁石31のS極面(下面)に戻る(図10参照)。すなわち、可動子3が第2の位置から第1の位置まで移動した状態では、永久磁石31からの磁力線の大部分は、閉磁路(第1閉磁路)を通る。そのため、可動子3が第1の位置まで移動した状態では、第2の素子2は永久磁石31の磁力の影響を受けにくくなる。そのため、本実施形態の発電装置10Aでは、可動子3が第2の位置(図10参照)から第1の位置(図8参照)へと移動し、振動部22が振動して発電部24が発電する際に、永久磁石31の磁力の影響で振動部22の振幅が小さくなりにくい。そのため、発電装置10Aでは、発電装置10に比べて、可動子3が第2の位置から第1の位置へ移動する場合における発電部24での発電量の増加を図ることが可能となる。なお、可動子3が第2の位置から第1の位置へ移動している途中において、永久磁石31からの磁力線のうちで第1の素子1を含む経路を通る磁力線が、徐々に支配的になる。すなわち、可動子3が第2の位置から第1の位置へ移動中においても、永久磁石31から第2の素子2にかかる磁力の影響は、徐々に低減され得る。
 また、本実施形態の発電装置10Aでは、支持体4が共通磁路部42を備えていることで、操作者による押し操作をアシストすることが可能となる。すなわち、可動子3が第1の位置にある場合(図8参照)、永久磁石31の磁束は、第1閉磁路を反時計回りに通る。可動子3が第1の位置から下方へ移動すると、第2磁性体33が下方へ移動することで、共通磁路部42と第2磁性体33との間にギャップが生じ、第1の素子1及び共通磁路部42を通る磁気回路(「第1磁気回路」という)の磁気抵抗が増加する。その一方、第1磁性体32が下方へ移動することで、第1磁性体32と共通磁路部42との間のギャップが減少し、また、第2磁性体33が下方へ移動することで、第2磁性体33と第2の素子2との間のギャップが減少する。そのため、第2の素子2及び共通磁路部42を通る磁気回路(「第2磁気回路」という)の磁気抵抗が減少する。そして、可動子3が更に下方へ移動して、第2磁気回路の磁気抵抗が第1磁気回路の磁気抵抗よりも小さくなると、永久磁石31からの磁束は、第2磁気回路を優先して通るようになる。これにより、可動子3の第1磁性体32と共通磁路部42との間に吸引力が生じ、可動子3の第2磁性体33と第2の素子2との間に吸引力が生じて、可動子3が下方へ吸引される。これにより、操作者による押し操作がアシストされることとなる。
 (3)実施形態3
 実施形態3の発電装置10Bについて、図12~図14を参照して説明する。本実施形態の発電装置10Bにおいて、実施形態2の発電装置10Aと同様の構成については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。
 発電装置10Bでは、可動子3が、永久磁石31の代わりに、第1永久磁石311と第2永久磁石312とを備えている。
 可動子3では、第1永久磁石311が右側に位置し、第2永久磁石312が左側に位置している。すなわち、第2永久磁石312の方が、第1永久磁石311よりも、共通磁路部42に近接している。
 第1永久磁石311は、上面がN極面(第1磁極面)、下面がS極面(第2磁極面)である。第2永久磁石312は、左面の上半分がN極面(第1磁極面)、左面の下半分がS極面(第2磁極面)、右面の上半分がS極面(第2磁極面)、右面の下半分がN極面(第1磁極面)となるよう、片面2極に着磁されている。
 以下、本実施形態の発電装置10Bの特徴について、図12~図14を参照して、実施形態2の発電装置10Aとの比較を交えながら説明する。なお、図13、図14の矢印は、磁束の向きを示している。また、図13、図14では、可動子3、錘15,25等の形状を模式的に示している。
 実施形態2の発電装置10Aでは、永久磁石31は、上面がN極、下面がS極となるよう着磁されている。可動子3が第1の位置にある場合、図9に示すように、共通磁路部42から可動子3に入る磁力線は、共通磁路部42の先端(右端)から第2磁性体33の上面を通って第2磁性体33に入り、第2磁性体33の上面から永久磁石31の下面(S極面)へと入る。そのため、共通磁路部42と第2磁性体33との境界で、磁力線の向きが(右向きから下向きへと)急激に変わることとなり、磁束の飽和が起こりやすくなる。磁束が飽和すると、可動子3と共通磁路部42との間の吸着力が低下する可能性がある。
 これに対し、本実施形態の発電装置10Bでは、可動子3が第1の位置にある場合、図13に示すように、共通磁路部42から可動子3に入る磁力線は、その一部が共通磁路部42の先端(右端)から第2磁性体33に入り、残りは第2永久磁石312の左面から第2永久磁石312に入る。すなわち、第2永久磁石312によって、磁力線が通るバイパス経路が形成されている。そのため、本実施形態の発電装置10Bでは、実施形態2の発電装置10Aに比べて、磁束の飽和が起こりにくい。これにより、可動子3と共通磁路部42との間の吸着力の向上を図ることが可能となる。
 同様に、本実施形態の発電装置10Bでは、可動子3が第2の位置にある場合、図14に示すように、可動子3から共通磁路部42に入る磁力線は、その一部が第1磁性体32の先端(左端)から共通磁路部42に入り、残りは、第2永久磁石312を通って共通磁路部42に入る。すなわち、第2永久磁石312によって、磁力線が通るバイパス経路が形成されている。そのため、本実施形態の発電装置10Bでは、実施形態2の発電装置10Aに比べて、磁束の飽和が起こりにくい。これにより、可動子3と共通磁路部42との間の吸着力の向上を図ることが可能となる。
 (4)実施形態4
 (4.1)発電装置
 実施形態4の発電装置10Cについて、図15、図16を参照して説明する。本実施形態の発電装置10Cにおいて、実施形態1の発電装置10Aと同様の構成については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。
 図15に示すように、発電装置10Cは、コイル8を更に備えている。コイル8は、その両端に、第1端81及び第2端82を有している。コイル8は、E字状の磁路上に配置されている。ここでは、コイル8は、支持体4の共通磁路部42に巻回されている。コイル8は、可動子3の移動に応じて電力を発生する発電部(第3発電部)を構成する。
 以下、コイル8による発電について、簡単に説明する。
 可動子3が第1の位置にある場合(図15参照)、永久磁石31からの磁束は、第1閉磁路(第1磁気回路)を反時計回りに通る(図13参照)。すなわち、永久磁石31からの磁束は、永久磁石31のN極面(上面)から第1の素子1の梁13を左向きに通り、支持体4の本体部41を下向きに通り、共通磁路部42を右向きに通って、永久磁石31のS極面(下面)に戻る。そのため、コイル8の内側には、右向きの磁束が通っている。
 この状態から、操作者による押し釦5への押し操作に応じて、可動子3が下向きに移動すると、可動子3(第2磁性体33)と共通磁路部42との間にギャップが生じる。これにより、上記の磁気回路(第1磁気回路)の磁気抵抗が増加し、共通磁路部42を通る右向きの磁束が変化(減少)する。コイル8を通る磁束が変化すると、電磁誘導によって、コイル8が電流を発生させる。
 一方、操作者が押し釦5を押し込んだことで、可動子3が第2の位置にある場合(図16参照)、永久磁石31からの磁束は、第2閉磁路(第2磁気回路)を反時計回りに通る(図14参照)。すなわち、永久磁石31からの磁束は、永久磁石31のN極面(上面)から共通磁路部42を左向きに通り、支持体4の本体部41を下向きに通り、第2の素子2の梁23を右向きに通って、永久磁石31のS極面(下面)に戻る。そのため、コイル8の内側には、左向きの磁束、すなわち、可動子3が第1の位置にある場合とは反対向きの磁束が、通っている。
 この状態で、操作者が押し釦5の押し操作を終了すると、可動子3が上向きに移動し、可動子3(第1磁性体32)と共通磁路部42との間にギャップが生じる。これにより、上記の磁気回路(第2磁気回路)の磁気抵抗が増加し、共通磁路部42を通る左向きの磁束が変化(減少)する。コイル8を通る磁束が変化すると、電磁誘導によって、コイル8が電流を発生させる。このときにコイル8が発生させる電流の向きは、押し釦5が押し操作されたとき(可動子3が第1の位置から第2の位置へ移動するとき)とは、逆向きである。
 このように、本実施形態の発電装置10Cでは、可動子3が移動すると、第1発電部14及び第2発電部24に加えて、第3発電部(コイル8)も電力を発生させる。そのため、本実施形態の発電装置10Cでは、発電効率の更なる向上を図ることが可能となる。
 (4.2)入力装置の第一例
 次に、発電装置10Cを備えた一例(第一例)の入力装置20Cについて、図17を参照して説明する。入力装置20Cにおいて、実施形態1の入力装置20と同様の構成については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。
 入力装置20Cは、発電装置10C及び制御回路204に加えて、コイル電流整流回路211と、圧電電流整流回路212と、電圧変換回路203と、判定回路205と、蓄電素子206と、第1整流部2081と、第2整流部2082と、を備える。
 コイル電流整流回路211は、コイル8から供給される電流の向きを一方向に整える。コイル電流整流回路211は、4つのダイオードを直並列に接続した、いわゆるダイオードブリッジである。
 コイル電流整流回路211の2つの入力端子のうちの一方の入力端子は、コイル8の第1端81に接続されている。コイル電流整流回路211の2つの入力端子のうちの他方の入力端子は、コイル8の第2端82に接続されている。
 また、コイル8の第1端81は、第1整流部2081としてのダイオードを介して、判定回路205の第1入力端子2051に接続されている。コイル8の第2端82は、第2整流部2082としてのダイオードを介して、判定回路205の第2入力端子2052に接続されている。
 コイル電流整流回路211の2つの出力端子の間には、蓄電素子206が接続されている。
 圧電電流整流回路212は、第1の素子1の第1発電部14及び第2の素子2の第2発電部24から供給される電流の向きを一方向に整える。圧電電流整流回路212は、4つのダイオードを直並列に接続した、いわゆるダイオードブリッジである。
 圧電電流整流回路212の2つの入力端子のうちの一方の入力端子は、第1圧電変換部141の第2電極(上部電極)1413及び第2圧電変換部142の第1電極(上部電極)1421、並びに第3圧電変換部241の第2電極(上部電極)2413及び第4圧電変換部242の第1電極(上部電極)2421に接続されている。圧電電流整流回路212の2つの入力端子のうちの他方の入力端子は、第1圧電変換部141の第1電極(下部電極)1411及び第2圧電変換部142の第2電極(下部電極)1423、並びに第3圧電変換部241の第1電極(下部電極)2411及び第4圧電変換部242の第2電極(下部電極)2423に接続されている。
 すなわち、第1発電部14で発生した電流及び第2発電部24で発生した電流の両方が、圧電電流整流回路212に入力される。
 圧電電流整流回路212の2つの出力端子の間には、蓄電素子206が接続されている。入力装置20Cでは、入力装置20とは異なり、整流回路と蓄電素子206との間に圧電整流部(ダイオード)が接続されていない。
 蓄電素子206の両端は、電圧変換回路203に接続されており、電圧変換回路203は制御回路204に接続されている。
 電圧変換回路203は、蓄電素子206に蓄積された電荷から、制御回路204の動作電圧を生成する。制御回路204は、電圧変換回路203から供給される動作電圧により動作して、所望の機能(例えば、無線通信を用いた通知機能等)を実行する。
 判定回路205は、発電装置10Cが電力を発生した場合に、電力の発生元が第1の素子1であるか第2の素子2であるかを判定する。判定回路205は、例えば、第1入力端子2051の電圧と第2入力端子2052の電圧との大小を比較することで、上記の判定を行う。すなわち、可動子3が第1の位置から第2の位置へ移動する場合と第2の位置から第1の位置へ移動する場合とでは、コイル8で発生する電流の向きが互いに逆向きとなり、第1端81と第2端82とのうちのいずれが高電位となるかが逆になる。そのため、判定回路205は、第1入力端子2051の電圧と第2入力端子2052の電圧との大小を比較することで、可動子3が移動する向きを判定することが可能となる。可動子3が移動する向きがわかれば、第1の素子1が振動しているのか第2の素子2が振動しているのかがわかる。これにより、判定回路205は、電力の発生元が第1の素子1であるか第2の素子2であるかを判定することが可能となる。
 このように、入力装置20Cは、コイル8で発生する電流の向きに基づいて、電力の発生元が第1の素子1であるか第2の素子2であるかを判定する判定回路205を備えている。入力装置20Cでは、電力の発生元を検知することで、例えば、押し釦5が押されているのか或いは押し釦5が離されたのかを判定することが可能となる。
 また、入力装置20Cでは、判定回路205は、コイル8で発生する電流の向きから、電力の発生元を検知している。そのため、入力装置20Cでは、実施形態1の入力装置20とは異なり、整流部(2071,2072)としてのダイオードが不要である。そのため、ダイオードによる電流のロスを低減することが可能となる。
 なお、圧電電流整流回路212の出力端子に接続される蓄電素子と、コイル電流整流回路211の出力端子に接続される蓄電素子とは、別であってもよい。すなわち、第1発電部14及び第2発電部24で発生した電力を制御回路204へ供給する経路と、第3発電部(コイル8)で発生した電力を制御回路204へ供給する経路とは、異なっていてもよい。制御回路204の動作の冗長性を向上させることが可能となる。
 (4.3)入力装置の第二例
 次に、発電装置10Cを備えた別例(第二例)の入力装置20Dについて、図18を参照して説明する。入力装置20Dにおいて、第一例の入力装置20Cと同様の構成については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。
 入力装置20Dは、発電装置10Cと、コイル電流整流回路211と、圧電電流整流回路212と、第1電圧変換回路2031と、第2電圧変換回路2032と、第1蓄電素子2061と、第2蓄電素子2062と、制御回路209と、を備えている。なお、図示は省略するが、入力装置20Dは、判定回路205と、第1整流部2081と、第2整流部2082と、を更に備えている(図17参照)。
 コイル電流整流回路211及び圧電電流整流回路212の各々は、例えばダイオードブリッジである。
 コイル電流整流回路211の2つの出力端子の間には、第1蓄電素子2061が接続されている。第1蓄電素子2061の両端は、第1電圧変換回路2031に接続されており、第1電圧変換回路2031は制御回路209に接続されている。
 圧電電流整流回路212の2つの出力端子の間には、第2蓄電素子2062(第1蓄電素子2061とは別の蓄電素子)が接続されている。第2蓄電素子2062の両端は、第2電圧変換回路2032に接続されており、第2電圧変換回路2032は制御回路209に接続されている。
 第1電圧変換回路2031及び第2電圧変換回路2032の各々は、例えばDC/DCコンバータ又は三端子レギュレータである。
 制御回路209は、起動回路2091と、処理回路2092とを含む。
 起動回路2091は、第1電圧変換回路2031に接続されている。起動回路2091は、第1電圧変換回路2031から供給される電圧が所定の閾値電圧を超えると動作して、処理回路2092に起動信号を送信する。
 処理回路2092は、第2電圧変換回路2032に接続されている。処理回路2092は、第2電圧変換回路2032から供給される動作電圧により動作して、所定の機能(通知機能等)を実行する。処理回路2092は、起動回路2091から起動信号を受け取ったことに応じて、第2電圧変換回路2032から供給される動作電圧により上記の機能を実行する。すなわち、処理回路2092は、第2電圧変換回路2032から動作電圧が供給されたとしても、起動回路2091から起動信号を受け取るまでは、上記の機能を実行しない。
 既に述べたように、本実施形態の入力装置20Dが備える発電装置10Cは、圧電型振動発電素子を2つ(第1の素子1及び第2の素子2)を備えている。この2つの圧電型振動発電素子のうちの一方は、可動子3に吸着されることで、その振動が規制されている。例えば、可動子3が第1の位置にある場合、第1の素子1は、可動子3の第1磁性体32の上面に吸着されてその振動が規制される。また、可動子3が第2の位置にある場合、第2の素子2は、可動子3の第2磁性体33の上面に吸着されてその振動が規制される。その一方、他方の圧電型振動発電素子(可動子3が第1の位置にある場合の第2の素子2、可動子3が第2の位置にある場合の第1の素子1)は、その位置が固定されていない。そのため、他方の圧電型振動発電素子は、押し釦5への押し操作又は離し操作による可動子3の移動以外の要因、例えば筐体9の振動、に起因して振動し、電力を発生する可能性がある。例えば、実施形態1の入力装置20では、可動子3が押し釦5から押圧力を受けていない状態で、他方の圧電型振動発電素子が発生した電力に応じて、制御回路204(図7参照)が特定の機能(無線通信による通知機能等)を実行してしまう可能性がある。なお、図7には図示していないが、制御回路204は図18に示すように、特定の機能を実行する処理回路2092を含む。
 つまり、本実施形態の入力装置20Dでは、上述した誤動作を抑制するために、制御回路209が起動回路2091を含む。処理回路2092は、起動回路2091から起動信号を受け取るまでは、特定の機能を実行しない。そのため、本実施の形態の入力装置20D(図18参照)では、押し釦5が押し操作されていない状況では、制御回路204が特定の機能(例えば無線通信による通知機能等)を実行する可能性が低減される。
 本実施形態の入力装置20Dは、起動回路2091(誤動作防止回路)を備える。起動回路2091は、特定の状況で処理回路2092が特定の機能を実行するのを規制する。特定の状況は、可動子3が外部(押し釦5)からの押圧力を受けていない状態で、発電装置10(10A~10C)で電力が発生している状態である。起動回路2091は、コイル8から電流が供給されると、処理回路2092が特定の機能を実行することを許容する。
 なお、起動回路2091は、第2電圧変換回路2032の出力電圧を監視してもよい。起動回路2091は、第2電圧変換回路2032の出力電圧が処理回路2092の動作に必要な電圧以上となった場合にのみ、起動信号を処理回路2092に送信して処理回路2092を動作させてもよい。
 (5)変形例
 上述の各実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上述の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、上述の実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
 一変形例において、実施形態1の入力装置20(図7参照)は、誤動作防止部を更に備えてもよい。誤動作防止部は、特定の状況で所定の動作を規制する回路または構造である。つまり、誤動作防止部の一例として、上述した起動回路2091(誤動作防止回路)が挙げられる。また、誤動作防止部は、制御回路204に含まれる必要はなく、構造で実現してもよい。特定の状況は、可動子3が外部(押し釦5)からの押圧力を受けていない状態で発電装置10(10A~10C)が電力を発生させた状態である。一例において、誤動作防止部は、2つの圧電型振動発電素子1,2のうちで可動子3に吸着されていない圧電型振動発電素子の振動を規制する構造であってもよい。一例において、誤動作防止部は、押し釦5が押されていない場合には2つの圧電型振動発電素子の振動を規制し、押し釦5が押されると2つの圧電型振動発電素子の振動を許容する構造であってもよい。
 一変形例において、第1発電部14は、第1圧電変換部141と第2圧電変換部142とのうちの一方のみを備えていてもよいし、第1圧電変換部141及び第2圧電変換部142以外の圧電変換部を備えていてもよい。
 一変形において、第2発電部24は、第3圧電変換部241と第4圧電変換部242とのうちの一方のみを備えていてもよいし、第3圧電変換部241及び第4圧電変換部242以外の圧電変換部を備えていてもよい。
 一変形例において、コイル8は、E字状の磁路上において、共通磁路部42以外の位置に配置されてもよい。例えば、コイル8は、第1コイルと第2コイルとを備えていてもよい。第1コイルは、例えば、本体部41の上半分の部分の周りに巻回されて、この部分を通過する磁束の変化に応じて電流を発生させる。第2コイルは、例えば、本体部41の下半分の部分の周りに巻回されて、この部分を通過する磁束の変化に応じて電流を発生させる。
 一変形例において、発電装置10Bの第2永久磁石312の磁極面は、実施形態2の例に限られない。例えば、第2永久磁石312は、左面の上半分がN極面(第1磁極面)、左面の下半分がS極面(第2磁極面)、上面がS極面(第2磁極面)、下面がN極面(第1磁極面)となるように着磁されていてもよい。また、一変形例において、可動子3は、第2永久磁石312の代わりに磁性体を備えていてもよい。
 一変形例において、発電装置10,10A~10Cは、押し釦5の代わりに別の操作部、例えばスライドボタン等を備えていてもよい。また、発電装置10,10A~10Cは、復帰部6の代わりに、筐体9の下壁94から突出するよう配置され、操作者からの押し操作に応じて可動子3を第2位置から第1位置へ移動させる押し釦を備えていてもよい。
 一変形例において、例えば筐体9は、可動子3が第2の位置からさらに下方へ移動するのを規制する規制構造を備えていてもよい。
 一変形例において、発電装置10,10A~10Cは、第1ストッパ71及び第2ストッパ72を備えていなくてもよい。
 一変形例において、入力装置20は、発電装置10の代わりに発電装置10A~10Cのいずれかを備えていてもよい。
 (6)まとめ
 以上説明した実施形態及び変形例等から以下の態様が開示されている。
 一態様の発電装置10(10A~10C)は、振動することで発電する第1の圧電型振動発電素子1と、第1の圧電型振動発電素子1の下方に位置し振動することで発電する第2の圧電型振動発電素子2と、下方へ向かって移動するときに第1の圧電型振動発電素子1を下方へ吸引し、上方へ向かって移動するときに第2の圧電型振動発電素子2を上方へ吸引する可動子3と、を備え、可動子3が下方へ向かって移動することにより、第1の圧電型振動発電素子1は振動し、可動子3が上方へ向かって移動することにより、第2の圧電型振動発電素子2は振動する。
 この態様によれば、可動子3が下方へ向かって移動するときと、可動子3が上方へ向かって移動するときの両方で、発電装置10(10A~10C)は発電する。これにより、発電効率の向上を図ることが可能となる。
 別の態様の発電装置10(10A~10C)は、押圧されると、可動子3を下方に向かって移動させる押し釦5と、上方へ向かう力を可動子3に与える復帰部6と、を備える。
 この態様によれば、復帰部6により、下方に移動した可動子3を元の位置へ戻すことができる。そのため発電効率の更なる向上を図ることが可能となる。
 別の態様の発電装置10(10A~10C)では、可動子3は、第1位置と第1位置よりも下方に位置する第2位置との間を移動する。可動子3が第1位置に位置するとき、可動子3は、第1の圧電型振動発電素子1と接触し、かつ、第2の圧電型振動発電素子2から離れている。可動子3が第2位置に位置するとき、可動子3は、第1の圧電型振動発電素子1から離れており、かつ、第2の圧電型振動発電素子2と接触する。
 この態様によれば、可動子が第1の位置において第1の圧電型振動発電素子に接触していない発電装置に比べて、可動子3が第1の位置から第2の位置へ移動する際に第1の圧電型振動発電素子1を大きく湾曲させることができる。可動子が第2の位置において第2の圧電型振動発電素子に接触していない発電装置に比べて、可動子3が第2の位置から第1の位置へ移動する際に第2の圧電型振動発電素子2を大きく湾曲させることができる。そのため、第1の圧電型振動発電素子1及び第2の圧電型振動発電素子2の振幅が大きくなり、発電効率の更なる向上を図ることが可能となる。
 別の態様の発電装置10(10A~10C)では、可動子3が第1の位置から第2の位置へ移動すると、可動子3は、第1の圧電型振動発電素子1から離れて、その後、第2の圧電型振動発電素子2に接触する。可動子3が第2の位置から第1の位置へ移動すると、可動子3は、第2の圧電型振動発電素子2から離れて、その後、第1の圧電型振動発電素子1に接触する。
 この態様によれば、可動子3が第1の位置から第2の位置へ移動する場合、可動子3が第2の圧電型振動発電素子2に接触する前に、可動子3が第1の圧電型振動発電素子1から離れる。そのため、可動子3が第1の位置から第2の位置へ移動する場合に、第1の圧電型振動発電素子1、第2の圧電型振動発電素子2、及び可動子3を含む閉磁路が形成される可能性が低減される。そのため、可動子3が第1の位置から第2の位置へ移動する場合に、第1の圧電型振動発電素子1を可動子3から確実に離すことが可能となり、発電の信頼性の向上を図ることが可能となる。また、この態様によれば、可動子3が第2の位置から第1の位置へ移動する場合、可動子3が第1の圧電型振動発電素子1に接触する前に、可動子3が第2の圧電型振動発電素子2から離れる。そのため、可動子3が第2の位置から第1の位置へ移動する場合に、第1の圧電型振動発電素子1、第2の圧電型振動発電素子2)及び可動子3を含む閉磁路が形成される可能性が低減される。そのため、可動子3が第2の位置から第1の位置へ移動する場合に、第2の圧電型振動発電素子2を可動子3から確実に離すことが可能となり、発電の信頼性の向上を図ることが可能となる。
 別の態様の発電装置10(10A~10C)は、第1ストッパ71と第1ストッパ71の下方に配置される第2ストッパ72とのうちの少なくとも一方を更に備える。第1ストッパ71は、可動子3が第1位置から下方へ向かって移動すると、可動子3が第2の発電素子2に接触する前に第1の発電素子1を可動子3から離間させ、第2ストッパ72は、可動子3が第2位置から上方へ向かって移動すると、可動子3が第1の発電素子1に接触する前に第2の発電素子2を可動子3から離間させる。
 この態様によれば、可動子3が第1の位置から下方へ移動するとき、第1の圧電型振動発電素子1を可動子3から確実に離すことが可能となり、発電の信頼性の向上を図ることが可能となる。また、可動子3が第2の位置から上方へ移動するとき、第2の圧電型振動発電素子2を可動子3から確実に離すことが可能となり、発電の信頼性の向上を図ることが可能となる。
 別の態様の発電装置10A(10B~10C)は、磁性材料で形成される支持体4(4A)を更に備え、支持体4(4A)は、本体部41と、本体部41から延伸する共通磁路部42と、を有する。第1の発電素子1の一方の端部、共通磁路部42の一方の端部、および第2の発電素子2の一方の端部のそれぞれは、本体部41と繋がっており、第1の発電素子1、共通磁路部42、および第2の発電素子2は、上方から下方に向かって、第1の発電素子1、共通磁路部42、第2の発電素子2の順に間隔を空けて並ぶように設けられており、可動子3が第1の位置に位置するとき、第1の発電素子1、共通磁路部42、本体部41、可動子3と、によって第1閉磁路が構成され、可動子3が第2の位置に位置するとき、第2の発電素子2、共通磁路部42、本体部41、可動子3と、によって第2閉磁路が構成される。
 この態様によれば、可動子3の磁束が第1の圧電型振動発電素子1及び第2の圧電型振動発電素子2の発電に与える影響を低減することが可能となる。
 別の態様の発電装置10Cは、支持体4、第1の発電素子1、第2の発電素子2と、で構成される磁路上に設けられたコイル8を更に備える。
 この態様によれば、電磁誘導によりコイル8で電流を発生させることが可能となる。
 別の態様の発電装置10Cでは、コイル8は、支持体4の共通磁路部42に巻回されている。
 この態様によれば、可動子3が第1の位置から第2の位置へ移動するときと、第2の位置から第1の位置へ移動するときとで、コイル8に互いに反対向きの電流を発生させることが可能となる。
 別の態様の入力装置20(20C,20D)は、発電装置10(10A~10C)で発生した電力により動作する制御回路204(209)と、発電装置10(10A~10C)で電力が発生すると、電力が第1の発電素子1または第2の発電素子2のいずれで発生したかを判定する判定回路205と、を備える。
 この態様によれば、発電装置10(10A~10C)が電力を発生したとき、電力の発生元を判定することが可能となる。
 別の態様の入力装置20(20C,20D)は、第1の発電素子1から供給される電流の向きを一方向に整える第1の整流回路201と、第2の発電素子2から供給される電流の向きを一方向に整える第2の整流回路202と、を更に備える。判定回路205は、第1の整流回路201に接続される第1入力端子2051と、第2の整流回路202に接続される第2入力端子2052と、を有する。
 この態様によれば、電力の発生元が第1の圧電型振動発電素子1であるか第2の圧電型振動発電素子2であるかを容易に判定することが可能となる。
 別の態様の入力装置20(20C,20D)は、誤動作防止部を更に備え、誤動作防止部は、特定の状況で入力装置20(20C,20D)が所定の動作を実行することを規制する。特定の状況は、可動子3が外部からの押圧力を受けていない状態で、かつ、発電装置1で電力が発生している状態である。
 この態様によれば、可動子3が押圧力を受けていないとき、制御回路204(209)または入力装置20(20C,20D)が機能を実行するのを抑制することが可能となる。
 別の態様の入力装置20C(20D)は、発電装置10Cで発生した電力により動作する制御回路204(209)と、発電装置10Cで電力が発生すると、電力が第1の発電素子1または第2の発電素子2のいずれで発生したかを判定する判定回路205と、を備え、判定回路205は、コイル8で発生する電流の向きに基づいて、電力が第1の発電素子1または第2の発電素子2のいずれで発生したか判定する。
 この態様によれば、コイル8で発生する電流の向きに基づいて、電力の発生元が第1の圧電型振動発電素子1であるか第2の圧電型振動発電素子2であるかを判定することが可能となる。
 別の態様の入力装置20Dは、制御回路209は、コイル8に接続される誤動作防止回路(例えば起動回路2091)を含み、誤動作防止回路は、特定の状況で制御回路209が所定の動作を実行することを規制する。特定の状況は、可動子3が外部からの押圧力を受けていない状態で、かつ、発電装置1で電力が発生している状態であり、誤動作防止回路は、コイル8から電流が供給されると、制御回路209が所定の動作を実行することを許容する。
 この態様によれば、可動子3が押圧力を受けていない場合に制御回路209が機能を実行するのを抑制することが可能となる。また、可動子3が押圧力を受けた場合に、確実に制御回路209に機能を実行させることが可能となる。
 1 第1の圧電型振動発電素子
 10,10A~10C 発電装置
 11,21 支持部
 12,22 振動部
 14,24 発電部
 141 第1圧電変換部
 1412,1422 圧電体
 1411 第1電極(下部電極)
 1413 第2電極(上部電極)
 142 第2圧電変換部
 1421 第1電極(上部電極)
 1423 第2電極(下部電極)
 2 第2の圧電型振動発電素子
 2412,2422 圧電体
 2411 第1電極(下部電極)
 2413 第2電極(上部電極)
 2421 第1電極(上部電極)
 2423 第2電極(下部電極)
 3 可動子
 4,4A 支持体
 41 本体部
 42 共通磁路部
 5 押し釦
 51 操作体
 6 復帰部
 42 共通磁路部
 71 第1ストッパ
 72 第2ストッパ
 8 コイル
 20,20C,20D 入力装置
 201 第1の整流回路
 202 第2の整流回路
 204,209 制御回路
 205 判定回路
 2051 第1入力端子
 2052 第2入力端子

Claims (12)

  1.  振動することで発電する第1の発電素子と、
     前記第1の発電素子の下方に位置し、振動することで発電する第2の発電素子と、
     下方へ向かって移動するときに前記第1の発電素子を下方へ吸引し、上方へ向かって移動するときに前記第2の発電素子を上方へ吸引する可動子と、
    を備え、
     前記可動子が下方へ向かって移動することにより、前記第1の発電素子は振動し、
     前記可動子が上方へ向かって移動することにより、前記第2の発電素子は振動する、
     発電装置。
  2.  押圧されると、前記可動子を下方に向かって移動させる押し釦と、
     上方へ向かう力を前記可動子に与える復帰部と、
    を更に備えた、
     請求項1に記載の発電装置。
  3.  前記可動子は、第1位置と前記第1位置よりも下方に位置する第2位置との間を移動し、
     前記可動子が前記第1位置に位置するとき、前記可動子は、前記第1の発電素子と接触し、かつ、前記第2の発電素子から離れており、
     前記可動子が前記第2位置に位置するとき、前記可動子は、前記第1の発電素子から離れており、かつ、前記第2発電素子と接触する、
     請求項1又は2に記載の発電装置。
  4.  第1ストッパと前記第1ストッパの下方に配置される第2ストッパとのうちの少なくとも一方を更に備え、
     前記第1ストッパは、前記可動子が前記第1位置から下方へ向かって移動すると、前記可動子が前記第2の発電素子に接触する前に前記第1の発電素子を前記可動子から離間させ、
     前記第2ストッパは、前記可動子が前記第2位置から上方へ向かって移動すると、前記可動子が前記第1の発電素子に接触する前に前記第2の発電素子を前記可動子から離間させる、
     請求項3に記載の発電装置。
  5.  磁性材料で形成される支持体を更に備え、
     前記支持体は、本体部と、前記本体部から延伸する共通磁路部と、を有し、
     前記第1の発電素子の一方の端部、前記共通磁路部の一方の端部、および前記第2の発電素子の一方の端部のそれぞれは、前記本体部と繋がっており、
     前記第1の発電素子、前記共通磁路部、および前記第2の発電素子は、上方から下方に向かって、前記第1の発電素子、前記共通磁路部、前記第2の発電素子の順に間隔を空けて並ぶように設けられており、
     前記可動子が前記第1の位置に位置するとき、前記第1の発電素子、前記共通磁路部、前記本体部、前記可動子と、によって第1閉磁路が構成され、
     前記可動子が前記第2の位置に位置するとき、前記第2の発電素子、前記共通磁路部、前記本体部、前記可動子と、によって第2閉磁路が構成される、
     請求項1~4のいずれか1項に記載の発電装置。
  6.  前記支持体、前記第1の発電素子、前記第2の発電素子と、で構成される磁路上に設けられたコイルを更に備えた、
     請求項5に記載の発電装置。
  7.  前記コイルは、前記支持体の前記共通磁路部に巻回されている、
     請求項6に記載の発電装置。
  8.  請求項1~7のいずれか1項に記載の発電装置と、
     前記発電装置で発生した電力により動作する制御回路と、
     前記発電装置で前記電力が発生すると、前記電力が前記第1の発電素子または前記第2の発電素子のいずれで発生したかを判定する判定回路と、
    を備えた、
     入力装置。
  9.  前記第1の発電素子から供給される電流の向きを一方向に整える第1の整流回路と、
     前記第2の発電素子から供給される電流の向きを一方向に整える第2の整流回路と、
    を更に備え、
     前記判定回路は、前記第1の整流回路に接続される第1入力端子と、前記第2の整流回路に接続される第2入力端子と、
    を有する、
     請求項8に記載の入力装置。
  10.  請求項8又は9に記載の入力装置であって、
     誤動作防止部を更に備え、
     前記誤動作防止部は、特定の状況で前記入力装置が所定の動作を実行することを規制し、
     前記特定の状況は、前記可動子が外部からの押圧力を受けていない状態で、かつ、前記発電装置で電力が発生している状態である、
     入力装置。
  11.  請求項6又は7に記載の発電装置と、
     前記発電装置で発生した電力により動作する制御回路と、
     前記発電装置で前記電力が発生すると、前記電力が前記第1の発電素子または前記第2の発電素子のいずれで発生したかを判定する判定回路と、
    を備え、
     前記判定回路は、前記コイルで発生する電流の向きに基づいて、前記電力が前記第1の発電素子または前記第2の発電素子のいずれで発生したか判定する、
     入力装置。
  12.  前記制御回路は、前記コイルに接続される誤動作防止回路を含み、
     前記誤動作防止回路は、特定の状況で前記制御回路が所定の動作を実行することを規制し、
     前記特定の状況は、前記可動子が外部からの押圧力を受けていない状態で、かつ、前記発電装置で電力が発生している状態であり、
     前記誤動作防止回路は、前記コイルから電流が供給されると、前記制御回路が前記所定の動作を実行することを許容する、
     請求項11に記載の入力装置。
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