JP2015149809A

JP2015149809A - 発電機

Info

Publication number: JP2015149809A
Application number: JP2014020445A
Authority: JP
Inventors: 正夫宮浦; Masao Miyaura
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2014-02-05
Filing date: 2014-02-05
Publication date: 2015-08-20
Anticipated expiration: 2034-02-05
Also published as: JP6198323B2

Abstract

【課題】操作の仕方に関わらず必要な電力を発電することができる発電機を提供する。【解決手段】発電機１００では、押し込み操作可能なボタン１ａを備え、ボタン１ａを所定量押し込み操作することで電磁誘導により発電可能な発電部１と、ボタン１ａを押圧可能な加重部材２と、加重部材２を介してボタン１ａを押圧可能な操作部材３と、加重部材２に接触し、所定の押圧力ＰＰ１が加わるまで加重部材２がボタン１ａを押圧する動作を規制する規制部４と、を有し、操作部材３は加重部材２を発電部１側へ付勢可能な第１弾性部材３ａを備え、第１弾性部材３ａを介して加重部材２を押圧し、所定の押圧力ＰＰ１は、第１弾性部材３ａを所定量押し込んだときに発生する付勢力よりも大きい、構成とした。【選択図】図１

Description

本発明は、発電機に関し、特に、電磁誘導を用いた発電機に関するものである。

昨今、コイル、磁石および操作スイッチを備え、操作スイッチの操作に連動させてコイルと磁石との相対位置を変え、電磁誘導により発電ができる発電機が使われ始めている。このような発電機の操作スイッチは、発電機が取り付けられた機器や設備の操作用スイッチとして用いられ、所定の操作されたときに発電し、発電した電力を使って、事前に定められた所定の動作を行うことができる。このような発電機としては、下記の特許文献１に記載の発電機が知られている。

以下、図１５を用いて、特許文献１に記載の発電機について説明する。図１５は特許文献１に記載の発電機９００の構成を示す模式図である。

特許文献１に記載の発電機９００は、発電コイルが巻かれた磁路形成部材９０３に第１の対向端部９０４ａと第２の対向端部９０４ｂが形成されている。回動体９１０が、永久磁石９２１と第１の磁化部材９２２および第２の磁化部材９２３を有している。操作部材９１５に操作力が作用していないと、第１の磁化部材９２２の端面９２２ａが第１の対向端部９０４ａに隙間を介して対向し、第２の磁化部材９２３の端面９２３ａが第２の対向端部９０４ｂに隙間を介して対向する。操作部材９１５が押されると回動体９１０が回動し、操作部材９１５への力が解除されると操作部材９１５と回動体９１０が復帰する。このように、操作部材９１５が押された時および操作部材９１５への力が解除されたときに、永久磁石９２１を有する回動体９１０が回転することで、永久磁石９２１と発電コイルとの相対位置が変化し、電磁誘導により発電することができる。

特開２０１３−２１７４６号公報

このような電磁誘導を用いた発電を行う発電機は、例えば、何らかの操作用スイッチとして用いられ、操作されたときに発電した電力を用いて無線機を起動させ、操作されたことを報せる信号を送信させるなどの用途に用いられる。なお、無線機を起動し信号を送信させるなどするには、所定の起電力が必要となる。

しかしながら、特許文献１に記載の発電機９００は、操作部材９１５をゆっくり押した時と瞬間的に押し込んだ場合とでは、永久磁石９２１と発電コイルとの相対位置の変化速度が異なり、発電量も異なる。なお、操作部材９１５を瞬間的に押し込んだ方が発電量は大きくなる。したがって、発電機９００は、操作の仕方によっては、無線機などを起動させるために必要な電力を発電することができないことが懸念される。

本発明は、上述した課題を解決して、操作の仕方に関わらず必要な電力を発電することができる発電機を提供するものである。

請求項１に記載の発電機においては、押し込み操作可能なボタンを備え、前記ボタンを所定量押し込み操作することで電磁誘導により発電可能な発電部と、前記ボタンを押圧可能な加重部材と、前記加重部材を介して前記ボタンを押圧可能な操作部材と、前記加重部材に接触し、所定の押圧力が加わるまで前記加重部材が前記ボタンを押圧する動作を規制する規制部と、を有し、前記操作部材は前記加重部材を前記発電部側へ付勢可能な第１弾性部材を備え、前記第１弾性部材を介して前記加重部材を押圧し、前記所定の押圧力は、前記第１弾性部材を前記所定量押し込んだときに発生する付勢力よりも大きい、という特徴を有する。

請求項２に記載の発電機においては、前記発電部は、コイルと、磁石と、を備え、前記ボタンの動作に伴い、前記コイルまたは前記磁石が動作するとともに、押し込み操作された前記ボタンは、押し込み操作前の状態に自己復帰する、という特徴を有する。

請求項３に記載の発電機においては、前記規制部は、当接部材で構成され、前記当接部材は形状記憶合金の金属薄板からなり、Ｕ字状に折り曲げ成型され、一方端はいずれかの箇所に固定される第１固定端であり、他方端は固定されない第１自由端であり、前記Ｕ字形状の第１固定端側で前記加重部材に接触し、前記所定の押圧力以上の押圧で変形する、という特徴を有する。

請求項４に記載の発電機においては、前記規制部は、第２弾性部材と、第３弾性部材と、を備え、前記第２弾性部材は金属薄板からなり、Ｕ字状に折り曲げ成型され、一方端はいずれかの箇所に固定される第２固定端であり、他方端は固定されない第２自由端であり、前記第３弾性部材は、コイルばねであり、一方端はいずれかの箇所に固定される第３固定端であり、他方端は固定されない第３自由端であり、前記第２弾性部材は、前記Ｕ字形状の前記第２固定端側で前記加重部材に接触し、前記所定の押圧力以上の押圧で変形し、前記第３弾性部材は、前記第３自由端が前記第２弾性部材の前記第２自由端と接触し、前記加重部材が前記第２弾性部材を押圧する方向に対向する方向へ前記第２自由端を付勢する、という特徴を有する。

請求項５に記載の発電機においては、前記規制部は、第４弾性部材で構成され、前記第４弾性部材はドーム形状に形成された金属薄板からなり、ドーム形状に形成されたドーム部が前記加重部材に接触し、前記所定の押圧力以上の押圧で変形する、という特徴を有する。

請求項１の発明によれば、加重部材に接触した規制部は所定の押圧力が加わるまで加重部材が発電部のボタンを押圧する動作を規制するとともに、所定の押圧力は、第１弾性部材の付勢力よりも大きいものとした。そのため、操作者により操作部材が操作され、加重部材に押圧が加わった時、加重部材は動きが規制され、先ず、第１弾性部材が押圧力を吸収する。そのため、操作者により操作部材が押し込み操作されると、先ず、第１弾性部材が撓み、押圧力を吸収する。したがって、操作部材を介して加重部材に加わる押圧力は所定の押圧力よりも小さいため、規制部により加重部材は動きが規制される。さらに操作者が押圧を加えると、第１弾性部材は押圧力を吸収できなくなり、加重部材に押圧が加わり始める。さらに操作者が押圧を加えると、押圧力が所定の押圧力に達し、規制部による加重部材がボタンを押圧する動作の規制が解除される。加重部材がボタンを押圧する動作の規制が解除されると、加重部材による発電部のボタンの押圧が可能となり、ボタンを押圧操作された発電部は発電を行う。このとき、押圧力を吸収していた第１弾性部材は、加重部材がボタンを押圧する方向へ付勢する。また、操作部材をゆっくり押し込まれた場合でも、すばやく押し込まれた場合でも、第１弾性部材が吸収する押圧力は一定である。そのため、操作部材がどのような操作を受けた場合でも、第１弾性部材は加重部材を介して発電部のボタンを一定の押圧を行い、ボタンは少なくともある値以上の操作速度で押圧操作が行われる。したがって、電磁誘導によって発電する発電部は、ある一定の値以上の発電量を確保することができる。よって、操作の仕方に関わらず必要な電力を発電することができる発電機を提供することができる、という効果を奏する。

請求項２の発明によれば、ボタンが押し込み操作されるに伴い、コイルまたは磁石が動作することで、磁石の磁界に対してコイルの位置が変化し、電磁誘導により発電することができる。また、押し込み操作後にボタンが自己復帰する構造とすることで、ボタンの自己復帰に伴いにコイルまたは磁石も動作するため、ボタンの自己復帰時にも発電することができる。したがって、一度の操作で２回発電することができる、という効果を奏する。

請求項３の発明によれば、第１固定端側を押圧された規制部である当接部材は、所定の押圧力以上の押圧を受けたときに、押圧されている方向へ第１自由端がスライドするように変形することで、加重部材がボタンを押圧する動作の規制が解除される。そのため、操作部材がどのような操作を受けた場合でも、第１弾性部材は加重部材を介して発電部のボタンを一定の押圧を行い、ボタンは少なくともある値以上の操作速度で押圧操作が行われる。したがって、電磁誘導によって発電する発電部は、ある一定の値以上の発電量を確保することができる。また、規制部は形状記憶合金からなるため、変形前の形状に戻ることができる。よって、操作の仕方に関わらず必要な電力を発電することができる発電機を提供することができる、という効果を奏する。

請求項４の発明によれば、第２固定端側を押圧された第２弾性部材は、所定の押圧力以上の押圧を受けたときに、押圧されている方向へ第２自由端がスライドするように変形することで、加重部材がボタンを押圧する動作の規制が解除される。そのため、操作部材がどのような操作を受けた場合でも、第１弾性部材は加重部材を介して発電部のボタンを一定の押圧を行い、ボタンは少なくともある値以上の操作速度で押圧操作が行われる。したがって、電磁誘導によって発電する発電部は、ある一定の値以上の発電量を確保することができる。また、変形した第２弾性部材は第３弾性部材の付勢力により変形前の形状に戻ることができる。よって、操作の仕方に関わらず必要な電力を発電することができる発電機を提供することができる、という効果を奏する。

請求項５の発明によれば、第４弾性部材は、所定の押圧力以上の押圧を受けたときに、ドーム部が変形（反転）することで、加重部材がボタンを押圧する動作の規制が解除される。そのため、操作部材がどのような操作を受けた場合でも、第１弾性部材は加重部材を介して発電部のボタンを一定の押圧を行い、ボタンは少なくともある値以上の操作速度で押圧操作が行われる。したがって、電磁誘導によって発電する発電部は、ある一定の値以上の発電量を確保することができる。また、ドーム形状に形成されたドーム部は押圧が解除されると変形前の形状に戻ることができる。よって、操作の仕方に関わらず必要な電力を発電することができる発電機を提供することができる、という効果を奏する。

以上より、本発明によれば、操作の仕方に関わらず必要な電力を発電することができる発電機を提供することができる。

第１実施形態における発電機１００の構成を示す模式図である。第１実施形態における発電部１を示す図で、図２（ａ）は発電部１の構成を示す模式側面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示すＺ１方向側から見た状態の発電部１を示す模式図である。図１に示すＸ１方向側から見た状態の規制部４（当接部材５）を示す模式斜視図である。第１実施形態における発電機１００が所定の押圧力ＰＰ１より小さな押圧力で操作された状態を示す模式図である。第１実施形態における発電機１００が所定の押圧力ＰＰ１以上の押圧力で操作された状態を示す模式図である。第２実施形態における発電機２００の構成を示す模式図である。図６に示すＸ１方向側から見た状態の第２弾性部材６を示す模式斜視図である。第２実施形態における発電機２００が所定の押圧力ＰＰ１より小さな押圧力で操作された状態を示す模式図である。第２実施形態における発電機２００が所定の押圧力ＰＰ１以上の押圧力で操作された状態を示す模式図である。第３実施形態における発電機３００の構成を示す模式図である。第３実施形態における第４弾性部材８を示す模式図であり、図１１（ａ）は図１０に示すＸ１方向側から見た状態の第４弾性部材８を示す模式平面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）に記載の断面Ｃ−Ｃを示す模式断面図であり、図１１（ｃ）は図１１（ａ）に記載の断面Ｄ−Ｄを示す模式断面図である。第３実施形態における第４弾性部材８が反転動作を行った状態を示す模式断面図である。第３実施形態における発電機３００が所定の押圧力ＰＰ１より小さな押圧力で操作された状態を示す模式図である。第３実施形態における発電機３００が所定の押圧力ＰＰ１以上の押圧力で操作された状態を示す模式図である。特許文献１に記載の発電機９００の構成を示す模式図である。

［第１実施形態］
以下に第１実施形態における発電機１００について説明する。

まず始めに第１実施形態における発電機１００の構成について図１ないし図５を用いて説明する。図１は第１実施形態における発電機１００の構成を示す模式図である。図２は第１実施形態における発電部１を示す図で、図２（ａ）は発電部１の構成を示す模式側面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示すＺ１方向側から見た状態の発電部１を示す模式図である。図３は図１に示すＸ１方向側から見た状態の規制部４（当接部材５）を示す模式斜視図である。

発電機１００は、図１に示すように、発電部１と、加重部材２と、操作部材３と、規制部４と、を備えている。

発電部１は、図２に示すように、ボタン１ａと、コイル１ｂと、磁石１ｃと、付勢部材１ｄと、回転体１ｅと、磁性部材１ｆと、ケース１ｇと、を備えている。磁性部材１ｆは磁性体の金属板からなり、Ｕ字形状に形成されている。コイル１ｂは金属線材からなり、磁性部材１ｆのＵ字形状の一端側の根元および他端側の根元に巻回することで形成される。ボタン１ａは合成樹脂材からなり、円盤状に形成されている。また、ボタン１ａの一方（Ｚ２方向側）の面の中央には突出して回転体１ｅが形成されている。回転体１ｅは円柱状に形成されている。磁石１ｃは永久磁石であり、長方形の板状に形成されている。磁石１ｃは回転体１ｅが延びる向きに対して直交する向きに回転体１ｅを貫通して、回転体１ｅと一体に形成されている。なお、磁石１ｃは、回転体１ｅから突出した磁石１ｃの両端が磁極となるように磁化されている。付勢部材１ｄは圧縮コイルバネであり、回転体１ｅを挿通可能な大きさに形成されている。ケース１ｇは合成樹脂材からなり、直方体状に形成されている。ケース１ｇは、内部にコイル１ｂ、磁石１ｃ、回転体１ｅおよび磁性部材１ｆを収納および保持可能な空間を有している。コイル１ｂ、磁石１ｃ、回転体１ｅおよび磁性部材１ｆはケース１ｇの内部に収納され、磁性部材１ｆのＵ字形状の両端の間に回転体１ｅが配置されるとともに、磁石１ｃの両端は磁性部材１ｆのＵ字形状の両端と対向可能な位置に配置されている。なお、円柱状に形成された回転体１ｅは円柱の軸を回転軸として回動可能に配置されている。すなわち、回転体１ｅが回動することで、磁石１ｃは磁性部材１ｆに対する位置を変えることが可能となっている。ボタン１ａはケース１ｇから突出して配置され、付勢部材１ｄが回転体１ｅを挿通された状態で、ボタン１ａとケース１ｇとの間に挟持されている。なお、付勢部材１ｄは、回転体１ｅがケース１ｇから突出する方向へ、ボタン１ａを付勢している。このように形成された発電部１は、ボタン１ａを矢印Ａの方向（Ｚ２方向）へ押し込み操作可能であり、ボタン１ａの押し込み操作に連動して、磁石１ｃと一体に回転体１ｅが矢印Ｂの方向へ回転する。このように磁石１ｃが回転することで、磁性部材１ｆを介してコイル１ｂに加わる磁石１ｃの磁界が変化し、電磁誘導によりコイル１ｂに誘導起電力が発生する。すなわち、発電部１は、ボタン１ａを操作することで電磁誘導により発電可能である。

加重部材２は、図１に示すように、直方体の棒状に形成され、一方端（Ｘ２方向側端部）には加重部材２が延びる方向へ突出して加圧部２ａが形成され、他方端（Ｘ１方向側端部）側には軸孔２ｂが形成されている。

操作部材３は、図１に示すように、第１弾性部材３ａと、操作部３ｂと、押圧部３ｃと、を備えている。第１弾性部材３ａは、圧縮コイルバネである。操作部３ｂは合成樹脂材からなり、円柱状に形成されている。押圧部３ｃは合成樹脂材からなり、一方側が塞がれた円筒状に形成されている。また、第１弾性部材３ａおよび操作部３ｂは押圧部３ｃの内部に収納可能な大きさに形成されている。第１弾性部材３ａおよび操作部３ｂは、操作部３ｂと押圧部３ｃとで第１弾性部材３ａを挟持するようにして押圧部３ｃの内部に収納されている。なお、操作部３ｂは第１弾性部材３ａに付勢され、一端が押圧部３ｃから外方へ突出している。また、操作部３ｂは、第１弾性部材３ａの付勢力に抗する方向へ移動可能である。

規制部４は、第１実施形態においては、図１に示すように、当接部材５で構成されている。当接部材５は形状記憶合金の金属薄板からなり、図３に示すように、Ｕ字状に折り曲げ成型され、一方端（Ｚ１方向側の端部）は第１固定端５ａであり、他方端（Ｚ２方向側の端部）は第１自由端５ｂである。なお、当接部材５は、一方端（第１固定端５ａ）をいずれかの箇所に固定されるとともに、他方端（第１自由端５ｂ）が固定されていない状態で、第１固定端５ａ側（Ｚ１方向側）から押圧を受けたときに、所定の押圧力ＰＰ１以上の押圧で変形する。なお、所定の押圧力ＰＰ１は、第１弾性部材３ａの圧縮により発生する付勢力よりも大きい。

次に発電機１００の構造について図１を用いて説明する。

図１に示すように、発電部１はボタン１ａが上方（Ｚ１方向）を向くように配置されている。また、規制部４（当接部材５）は、一方端（第１固定端５ａ）はいずれかの箇所に固定されるとともに、他方端（第１自由端５ｂ）は固定されない状態で配置されている。なお、規制部４（当接部材５）は、第１固定端５ａが上方となるように配置されている。加重部材２はボタン１ａを押圧可能なように、ボタン１ａの上面に接した状態で配置される。なお、加重部材２は、他方端（Ｘ１方向側端部）が軸孔２ｂを中心に回動可能に保持されているとともに、加圧部２ａは規制部４（当接部材５）の上部に接触して保持されている。すなわち、当接部材５は、Ｕ字形状の第１固定端５ａ側で加重部材２に接触し、加重部材２を保持している。また、ボタン１ａは加重部材２に圧接している。操作部材３は加重部材２を介してボタン１ａを押圧可能なように、押圧部３ｃが加重部材２に接するとともに、加重部材２を挟んで発電部１の真上の位置に配置されている。

次に発電機１００の動作について図１、図４および図５を用いて説明する。図４は第１実施形態における発電機１００が所定の押圧力ＰＰ１より小さな押圧力で操作された状態を示す模式図である。図５は第１実施形態における発電機１００が所定の押圧力ＰＰ１以上の押圧力で操作された状態を示す模式図である。

発電機１００は、操作部材３を押し込み操作されていない場合、図１に示すように、第１弾性部材３ａは操作部３ｂを上方（Ｚ１方向）へ付勢し、操作部３ｂが押圧部３ｃから上方へ突出した状態である。また、付勢部材１ｄはボタン１ａを上方へ付勢し、ボタン１ａは加重部材２に圧接している。また、加重部材２は加圧部２ａが規制部４（当接部材５）に接触し、規制部４（当接部材５）により加重部材２がボタン１ａを押圧する動作を規制されている。すなわち、発電部１は発電を行っていない状態である。

発電機１００は、操作部材３を押し込み操作されると、図４に示すように、第１弾性部材３ａが撓み、操作部３ｂが押圧部３ｃ内に押し込まれる。なお、操作部３ｂは第１弾性部材３ａが撓みきるまで押圧部３ｃ内に押し込まれる。また、所定の押圧力ＰＰ１は、第１弾性部材３ａの撓みにより発生する付勢力よりも大きいため、規制部４である当接部材５は変形することなく、所定の押圧力ＰＰ１が加わるまで加重部材２がボタン１ａを押圧する動作を規制する。すなわち、発電部１は発電を行っていない状態である。

発電機１００は、第１弾性部材３ａが撓みきった状態から、さらに操作部材３を押し込み操作されると、当接部材５に加わる押圧は所定の押圧力ＰＰ１以上となり、図５に示すように、当接部材５は第１自由端５ｂが下方へスライドするように変形し、当接部材５と加重部材２との接触はなくなる。すなわち、加重部材２がボタン１ａを押圧する動作の規制は解除される。加重部材２がボタン１ａを押圧する動作の規制が解除されることで、加重部材２は軸孔２ｂを回転中心として、下方へ回動可能となる。操作部材３は加重部材２を介してボタン１ａを押圧する。なお、操作部材３は第１弾性部材３ａを介して加重部材２を押圧しているため、撓みきった第１弾性部材３ａが加重部材２を発電部１側へ付勢する押圧力が加わる。発電部１は加重部材２によりボタン１ａが押し込み操作され、ボタン１ａの動作に伴い発電を行う。なお、操作部材３への押し込み操作が解除されると、押し込み操作されたボタン１ａは、押し込み操作前の状態に自己復帰するとともに、加重部材２および操作部材３も押し込み操作前の状態に自己復帰する。また、変形した当接部材５は形状記憶合金からなるため、当接部材５も変形前の形状に戻り、加重部材２がボタン１ａを押圧する動作を規制する。

以下、第１実施形態としたことによる効果について説明する。

第１実施形態の発電機１００では、押し込み操作可能なボタン１ａを備え、ボタン１ａを操作することで電磁誘導により発電可能な発電部１と、ボタン１ａを押圧可能な加重部材２と、加重部材２を介してボタン１ａを押圧可能な操作部材３と、加重部材２に接触し、所定の押圧力ＰＰ１が加わるまで加重部材２がボタン１ａを押圧する動作を規制する規制部４と、を有し、操作部材３は加重部材２を発電部１側へ付勢可能な第１弾性部材３ａを備え、第１弾性部材３ａを介して加重部材２を押圧し、所定の押圧力ＰＰ１は、第１弾性部材３ａの付勢力よりも大きい、構成とした。

これにより、加重部材２に接触した規制部４は所定の押圧力ＰＰ１が加わるまで加重部材２が発電部１のボタン１ａを押圧する動作を規制するとともに、所定の押圧力ＰＰ１は、第１弾性部材３ａの撓みにより発生する付勢力よりも大きいものとした。そのため、操作者により操作部材３が押し込み操作されると、先ず、第１弾性部材３ａが撓み、押圧力を吸収する。したがって、操作部材３を介して加重部材２に加わる押圧力は所定の押圧力ＰＰ１よりも小さいため、規制部４（当接部材５）により加重部材２は動きが規制される。
さらに操作者が押圧を加えると、第１弾性部材３ａは押圧力を吸収できなくなり、加重部材２に押圧が加わり始める。さらに操作者が押圧を加えると、押圧力が所定の押圧力ＰＰ１に達し、規制部４による加重部材２がボタン１ａを押圧する動作の規制が解除される。第１実施形態においては当接部材５が変形することで、当接部材５と加重部材２との接触はなくなり、加重部材２がボタン１ａを押圧する動作の規制が解除される。加重部材２がボタン１ａを押圧する動作の規制が解除されると、加重部材２による発電部１のボタン１ａの押圧が可能となり、ボタン１ａを押圧操作された発電部１は発電を行う。このとき、押圧力を吸収していた第１弾性部材３ａは、加重部材２がボタン１ａを押圧する方向へ加重部材２を付勢する。また、操作部材３をゆっくり押し込まれた場合でも、すばやく押し込まれた場合でも、第１弾性部材３ａが吸収する押圧力は一定である。そのため、操作部材３がどのような操作を受けた場合でも、第１弾性部材３ａは加重部材２を介して発電部１のボタン１ａを一定の押圧を行い、ボタン１ａは少なくともある値以上の操作速度で押圧操作が行われる。したがって、電磁誘導によって発電する発電部１は、ある一定の値以上の発電量を確保することができる。よって、操作の仕方に関わらず必要な電力を発電することができる発電機を提供することができる、という効果を奏する。

また、第１実施形態の発電機１００では、発電部１は、コイル１ｂと、磁石１ｃと、を備え、ボタン１ａの動作に伴い、磁石１ｃが動作するとともに、押し込み操作されたボタン１ａは、押し込み操作前の状態に自己復帰する、構成とした。

これにより、ボタン１ａが押し込み操作されるに伴い、回転体１ｅと一体に、コイル１ｂに対して磁石１ｃが動作することで、磁石１ｃの磁界に対してコイル１ｂの位置が変化し、電磁誘導により発電することができる。また、押し込み操作後にボタン１ａが自己復帰する構造とすることで、ボタン１ａの自己復帰に伴いに磁石１ｃも動作するため、ボタン１ａの自己復帰時にも発電することができる。したがって、一度の操作で２回発電することができる、という効果を奏する。

また、第１実施形態の発電機では、規制部４は、当接部材５で構成され、当接部材５は形状記憶合金の金属薄板からなり、Ｕ字状に折り曲げ成型され、一方端はいずれかの箇所に固定される第１固定端５ａであり、他方端は固定されない第１自由端５ｂであり、Ｕ字形状の第１固定端５ａ側で加重部材２に接触し、所定の押圧力ＰＰ１以上の押圧で変形する、構成とした。

これにより、第１固定端５ａ側を押圧された規制部４である当接部材５は、所定の押圧力ＰＰ１以上の押圧を受けたときに、押圧されている方向へ第１自由端５ｂがスライドするように変形することで、加重部材２がボタン１ａを押圧する動作の規制が解除される。そのため、操作部材３がどのような操作を受けた場合でも、第１弾性部材３ａは加重部材２を介して発電部１のボタン１ａを一定の押圧を行い、ボタン１ａは少なくともある値以上の操作速度で押圧操作が行われる。したがって、電磁誘導によって発電する発電部１は、ある一定の値以上の発電量を確保することができる。また、規制部４は形状記憶合金からなるため、変形前の形状に戻ることができる。よって、操作の仕方に関わらず必要な電力を発電することができる発電機を提供することができる、という効果を奏する。

［第２実施形態］
以下に第２実施形態における発電機２００について説明する。なお、第２実施形態における発電機２００は、第１実施形態における発電機１００の規制部４の構成が異なるものである。以下の説明においては、第１実施形態における発電機１００と同じ構成の部分については説明を省略する。

まず始めに第２実施形態における発電機２００の構成について図６および図７を用いて説明する。図６は第２実施形態における発電機２００の構成を示す模式図である。図７は図６に示すＸ１方向側から見た状態の第２弾性部材６を示す模式斜視図である。

発電機２００は、図６に示すように、発電部１と、加重部材２と、操作部材３と、規制部４と、を備えている。なお、規制部４は、第２弾性部材６と、第３弾性部材７と、を備えて構成されている。

第２弾性部材６は金属薄板からなり、弾性を備えている。また、図７に示すように、第２弾性部材６はＵ字状に折り曲げ成型され、一方端は第２固定端６ａであり、他方端は第２自由端６ｂである。なお、第２弾性部材６は、一方端（第２固定端６ａ）をいずれかの箇所に固定されるとともに、他方端（第２自由端６ｂ）が固定されていない状態で、第２固定端６ａ側（Ｚ１方向側）から押圧を受けたときに、所定の押圧力ＰＰ１以上の押圧で弾性変形する。なお、所定の押圧力ＰＰ１は、第１弾性部材３ａの圧縮により発生する付勢力よりも大きい。

第３弾性部材７は、圧縮コイルばねであり、図６に示すように、一方端（Ｚ２方向側の端）は第３固定端７ａであり、他方端（Ｚ１方向側の端）は第３自由端７ｂである。

なお、規制部４は、第２弾性部材６と第３弾性部材とを、第３自由端７ｂが第２弾性部材６の第２自由端６ｂと接触するように並べて配置することで形成される。なお、第２弾性部材６は第２固定端６ａをいずれかの箇所に固定されるとともに、第２自由端６ｂが固定されていない状態で配置されている。また、第３弾性部材７は、第３固定端７ａをいずれかの箇所に固定されるとともに、第３自由端７ｂが固定されていない状態で配置されている。

次に発電機２００の構造について図６を用いて説明する。

図６に示すように、第２弾性部材６と第３弾性部材７とからなる規制部４は、第２弾性部材６が上方となるように配置されている。すなわち、第２弾性部材６の第２固定端６ａが上方となるように配置されている。なお、第２弾性部材６の第２固定端６ａおよび第３弾性部材７の第３固定端７ａは、それぞれいずれかの箇所に固定されている。発電部１、加重部材２および操作部材３は、加重部材２の加圧部２ａが第２弾性部材６の上部に接触して保持されている、すなわち、第２弾性部材６が、Ｕ字形状の第２固定端６ａ側で加重部材２に接触し、加重部材２を保持している構造であること以外は、第１実施形態における発電機１００と同じ配置となっている。また、発電部１、加重部材２および操作部材３は、第１実施形態における発電機１００と同じ動作が可能に形成されている。

次に発電機２００の動作について図６、図８および図９を用いて説明する。図８は第２実施形態における発電機２００が所定の押圧力ＰＰ１より小さな押圧力で操作された状態を示す模式図である。図９は第２実施形態における発電機２００が所定の押圧力ＰＰ１以上の押圧力で操作された状態を示す模式図である。

発電機２００は、操作部材３を押し込み操作されていない場合、図６に示すように、第１弾性部材３ａは操作部３ｂを上方（Ｚ１方向）へ付勢し、操作部３ｂが押圧部３ｃから上方へ突出した状態である。また、付勢部材１ｄはボタン１ａを上方へ付勢し、ボタン１ａは加重部材２に圧接している。また、加重部材２は加圧部２ａが規制部４（第２弾性部材６）に接触し、規制部４（第２弾性部材６）により加重部材２がボタン１ａを押圧する動作を規制されている。すなわち、発電部１は発電を行っていない状態である。

発電機２００は、操作部材３を押し込み操作されると、図８に示すように、第１弾性部材３ａが撓み、操作部３ｂが押圧部３ｃ内に押し込まれる。なお、操作部３ｂは第１弾性部材３ａが撓みきるまで押圧部３ｃ内に押し込まれる。また、所定の押圧力ＰＰ１は、第１弾性部材３ａの撓みにより発生する付勢力よりも大きいため、規制部４の一部である第２弾性部材６は変形することなく、所定の押圧力ＰＰ１が加わるまで加重部材２がボタン１ａを押圧する動作を規制する。すなわち、発電部１は発電を行っていない状態である。

発電機２００は、第１弾性部材３ａが撓みきった状態から、さらに操作部材３を押し込み操作されると、第２弾性部材６に加わる押圧は所定の押圧力ＰＰ１以上となり、図９に示すように、第２弾性部材６は第２自由端６ｂが下方へスライドするように弾性変形し、第２弾性部材６と加重部材２との接触はなくなる。すなわち、加重部材２がボタン１ａを押圧する動作の規制は解除される。なお、第２自由端６ｂが下方へスライドするように第２弾性部材６が弾性変形することで、第３弾性部材７は、第３自由端７ｂを下方へ押圧され下方へ撓み、加重部材２が第２弾性部材６を押圧する方向に対向する方向（Ｚ１方向）へ第２自由端６ｂを付勢する。加重部材２がボタン１ａを押圧する動作の規制が解除されることで、加重部材２は軸孔２ｂを回転中心として、下方へ回動可能となる。操作部材３は加重部材２を介してボタン１ａを押圧する。なお、操作部材３は第１弾性部材３ａを介して加重部材２を押圧しているため、撓みきった第１弾性部材３ａが加重部材２を発電部１側へ付勢する押圧力が加わる。発電部１は加重部材２によりボタン１ａが押し込み操作され、ボタン１ａの動作に伴い発電を行う。なお、操作部材３への押し込み操作が解除されると、押し込み操作されたボタン１ａは、押し込み操作前の状態に自己復帰するとともに、加重部材２および操作部材３も押し込み操作前の状態に自己復帰する。また、弾性変形した第２弾性部材６および第３弾性部材７は、第３弾性部材７が第２弾性部材６を付勢する付勢力および第２弾性部材６の弾性力により弾性変形前の形状に戻り、規制部４は加重部材２がボタン１ａを押圧する動作を規制する。

以下、第２実施形態としたことによる効果について説明する。

第２実施形態の発電機２００では、規制部４は、第２弾性部材６と、第３弾性部材７と、を備え、第２弾性部材６は金属薄板からなり、Ｕ字状に折り曲げ成型され、一方端はいずれかの箇所に固定される第２固定端６ａであり、他方端は固定されない第２自由端６ｂであり、第３弾性部材７は、コイルばねであり、一方端はいずれかの箇所に固定される第３固定端７ａであり、他方端は固定されない第３自由端７ｂであり、第２弾性部材６は、Ｕ字形状の第２固定端６ａ側で加重部材２に接触し、所定の押圧力ＰＰ１以上の押圧で変形し、第３弾性部材７は、第３自由端７ｂが第２弾性部材６の第２自由端６ｂと接触し、加重部材２が第２弾性部材６を押圧する方向に対向する方向へ第２自由端６ｂを付勢する、構成とした。

これにより、第２固定端６ａ側を押圧された第２弾性部材６は、所定の押圧力ＰＰ１以上の押圧を受けたときに、押圧されている方向へ第２自由端６ｂがスライドするように変形することで、加重部材２がボタン１ａを押圧する動作の規制が解除される。そのため、操作部材３がどのような操作を受けた場合でも、第１弾性部材３ａは加重部材２を介して発電部１のボタン１ａを一定の押圧を行い、ボタン１ａは少なくともある値以上の操作速度で押圧操作が行われる。したがって、電磁誘導によって発電する発電部１は、ある一定の値以上の発電量を確保することができる。また、弾性変形した第２弾性部材６は第３弾性部材７の付勢力により弾性変形前の形状に戻ることができる。よって、操作の仕方に関わらず必要な電力を発電することができる発電機を提供することができる、という効果を奏する。

［第３実施形態］
以下に第３実施形態における発電機３００について説明する。なお、第３実施形態における発電機３００は、第１実施形態における発電機１００の規制部４の構成が異なるものである。以下の説明においては、第１実施形態における発電機１００と同じ構成の部分については説明を省略する。

まず始めに第３実施形態における発電機３００の構成について図１０ないし図１２を用いて説明する。図１０は第３実施形態における発電機３００の構成を示す模式図である。図１１は第３実施形態における第４弾性部材８を示す模式図であり、図１１（ａ）は図１０に示すＸ１方向側から見た状態の第４弾性部材８を示す模式平面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）に記載の断面Ｃ−Ｃを示す模式断面図であり、図１１（ｃ）は図１１（ａ）に記載の断面Ｄ−Ｄを示す模式断面図である。図１２は第３実施形態における第４弾性部材８が反転動作を行った状態を示す模式断面図である。なお、図１２は第３実施形態における第４弾性部材８が反転動作を行った状態を図１０に記載の断面Ｃ−Ｃで示している。

発電機３００は、図１０に示すように、発電部１と、加重部材２と、操作部材３と、規制部４と、を備えている。なお、規制部４は、第４弾性部材８で構成されている。

第４弾性部材８は金属薄板からなり、図１１に示すように、ドーム形状に形成されている。ドーム形状に形成された第４弾性部材８は、ドーム形状に形成されたドーム部８ａを、ドーム形状の頂部８ｂ側（Ｘ１方向側）から押圧を受けると、図１２に示すように、変形（反転動作）し、押圧が解除されると変形前の状態に復帰する。なお、第４弾性部材８は、所定の押圧力ＰＰ１以上の押圧を受けた場合に反転動作を行う。

次に発電機３００の構造について図１０を用いて説明する。

図１０に示すように、第４弾性部材８からなる規制部４と、加重部材２との接触の仕方が異なる以外は、第１実施形態における発電機１００と同じ配置となっている。規制部４である第４弾性部材８は、頂部８ｂが加重部材２の加圧部２ａに対向するとともに、加圧部２ａよりも下方に配置されている。なお、第３実施形態においては、第４弾性部材８は、頂部８ｂが側方（Ｘ１方向）へ突出するように、いずれかの箇所に配置されており、ドーム部８ａの、頂部８ｂの上方（Ｚ１方向側）の箇所が加重部材２の加圧部２ａに接触し、加重部材２を保持している。また、発電部１、加重部材２および操作部材３は、第１実施形態における発電機１００と同じ動作が可能に形成されている。

次に発電機３００の動作について図１０、図１３および図１４を用いて説明する。図１１３は第３実施形態における発電機３００が所定の押圧力ＰＰ１より小さな押圧力で操作された状態を示す模式図である。図１４は第３実施形態における発電機３００が所定の押圧力ＰＰ１以上の押圧力で操作された状態を示す模式図である。

発電機３００は、操作部材３を押し込み操作されていない場合、図１０に示すように、第１弾性部材３ａは操作部３ｂを上方（Ｚ１方向）へ付勢し、操作部３ｂが押圧部３ｃから上方へ突出した状態である。また、付勢部材１ｄはボタン１ａを上方へ付勢し、ボタン１ａは加重部材２に圧接している。また、加重部材２は加圧部２ａが規制部４（第４弾性部材８）に接触し、規制部４（第４弾性部材８）により加重部材２がボタン１ａを押圧する動作を規制されている。すなわち、発電部１は発電を行っていない状態である。

発電機３００は、操作部材３を押し込み操作されると、図１３に示すように、第１弾性部材３ａが撓み、操作部３ｂが押圧部３ｃ内に押し込まれる。なお、操作部３ｂは第１弾性部材３ａが撓みきるまで押圧部３ｃ内に押し込まれる。また、所定の押圧力ＰＰ１は、第１弾性部材３ａの撓みにより発生する付勢力よりも大きいため、規制部４である第４弾性部材８は変形、すなわち反転動作することなく、所定の押圧力ＰＰ１が加わるまで加重部材２がボタン１ａを押圧する動作を規制する。すなわち、発電部１は発電を行っていない状態である。

発電機３００は、第１弾性部材３ａが撓みきった状態から、さらに操作部材３を押し込み操作されると、第４弾性部材８に加わる押圧は所定の押圧力ＰＰ１以上となり、図１３に示すように、第４弾性部材８は反転動作を行い、第４弾性部材８と加重部材２との接触はなくなる。すなわち、加重部材２がボタン１ａを押圧する動作の規制は解除される。加重部材２がボタン１ａを押圧する動作の規制が解除されることで、加重部材２は軸孔２ｂを回転中心として、下方へ回動可能となる。操作部材３は加重部材２を介してボタン１ａを押圧する。なお、操作部材３は第１弾性部材３ａを介して加重部材２を押圧しているため、撓みきった第１弾性部材３ａが加重部材２を発電部１側へ付勢する押圧力が加わる。発電部１は加重部材２によりボタン１ａが押し込み操作され、ボタン１ａの動作に伴い発電を行う。なお、操作部材３への押し込み操作が解除されると、押し込み操作されたボタン１ａは、押し込み操作前の状態に自己復帰するとともに、加重部材２および操作部材３も押し込み操作前の状態に自己復帰する。また、反転動作した第４弾性部材８も反転動作前の形状に戻り、規制部４である第４弾性部材８は加重部材２がボタン１ａを押圧する動作を規制する。

以下、第３実施形態としたことによる効果について説明する。

本実施形態の発電機では、規制部４は、第４弾性部材８で構成され、第４弾性部材８はドーム形状に形成された金属薄板からなり、ドーム形状に形成されたドーム部８ａが加重部材２に接触し、所定の押圧力ＰＰ１以上の押圧で変形する、構成とした。

これにより、第４弾性部材８は、所定の押圧力ＰＰ１以上の押圧を受けたときに、ドーム部８ａが変形（反転動作）することで、加重部材２がボタン１ａを押圧する動作の規制が解除される。そのため、操作部材３がどのような操作を受けた場合でも、第１弾性部材３ａは加重部材２を介して発電部１のボタン１ａを一定の押圧を行い、ボタン１ａは少なくともある値以上の操作速度で押圧操作が行われる。したがって、電磁誘導によって発電する発電部１は、ある一定の値以上の発電量を確保することができる。また、ドーム形状に形成されたドーム部８ａは押圧が解除されると変形前の形状に戻ることができる。よって、操作の仕方に関わらず必要な電力を発電することができる発電機を提供することができる、という効果を奏する。

以上のように、本発明の実施形態に係る発電機を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。

[変形例１]
第１実施形態ないし第３実施形態において、発電部１は、コイル１ｂが固定され、ボタン１ａの動作に伴って磁石１ｃが動作することで発電する構成とした。しかし、発電部１は、磁石１ｃが固定され、ボタン１ａの動作に伴ってコイル１ｂが動作することで発電する構成であっても良い。

[変形例２]
第１実施形態ないし第３実施形態において、加重部材２と規制部４とは接触する構成としたが、別の構成部品を介して加重部材２と規制部４とが接触する構成であっても良い。

[変形例３]
第３実施形態において、第４弾性部材８は頂部８ｂが側方へ向かって突出するように配置される構成としたが、第４弾性部材８を頂部８ｂが上方へ向かって突出するように配置するとともに、頂部８ｂが加重部材２の加圧部２ａと接触する構成であっても良い。

[変形例４]
第１実施形態ないし第３実施形態において、合計３種類の規制部４の構成を説明したが、以下のような構成であっても良い。磁石１ｃとは別に一対の磁石を設け、一方の磁石を加重部材２に固定し、他方の磁石をいずれかの場所に固定し、対となる磁石同士が引き付け合う磁力を用いて、操作部材３への押圧が、所定の押圧力ＰＰ１以上の押圧となるまで加重部材２を保持する構成であっても良い。また、一方の磁石を操作部材３に固定し、他方の磁石をいずれかの場所に固定するとともに、加重部材２と操作部材３とを一体に形成する構成であっても良い。また、一対の磁石は一組とは限らず、複数組の磁石を用いても良い。

１発電部
１ａボタン
１ｂコイル
１ｃ磁石
１ｄ付勢部材
１ｅ回転体
１ｆ磁性部材
１ｇケース
２加重部材
２ａ加圧部
２ｂ軸孔
３操作部材
３ａ第１弾性部材
３ｂ操作部
３ｃ押圧部
４規制部
５当接部材
５ａ第１固定端
５ｂ第１自由端
６第２弾性部材
６ａ第２固定端
６ｂ第２自由端
７第３弾性部材
７ａ第３固定端
７ｂ第３自由端
８第４弾性部材
８ａドーム部
８ｂ頂部
１００発電機
２００発電機
３００発電機
ＰＰ１所定の押圧力

Claims

押し込み操作可能なボタンを備え、前記ボタンを所定量押し込み操作することで電磁誘導により発電可能な発電部と、
前記ボタンを押圧可能な加重部材と、
前記加重部材を介して前記ボタンを押圧可能な操作部材と、
前記加重部材に接触し、所定の押圧力が加わるまで前記加重部材が前記ボタンを押圧する動作を規制する規制部と、を有し、
前記操作部材は前記加重部材を前記発電部側へ付勢可能な第１弾性部材を備え、前記第１弾性部材を介して前記加重部材を押圧し、
前記所定の押圧力は、前記第１弾性部材を前記所定量押し込んだときに発生する付勢力よりも大きい、ことを特徴とする発電機。
前記発電部は、コイルと、磁石と、を備え、
前記ボタンの動作に伴い、前記コイルまたは前記磁石が動作するとともに、
押し込み操作された前記ボタンは、押し込み操作前の状態に自己復帰することを特徴とする請求項１に記載の発電機。
前記規制部は、当接部材で構成され、
前記当接部材は形状記憶合金の金属薄板からなり、
Ｕ字状に折り曲げ成型され、一方端はいずれかの箇所に固定される第１固定端であり、他方端は固定されない第１自由端であり、
前記Ｕ字形状の第１固定端側で前記加重部材に接触し、前記所定の押圧力以上の押圧で変形する、ことを特徴とする請求項２に記載の発電機。
前記規制部は、第２弾性部材と、第３弾性部材と、を備え、
前記第２弾性部材は金属薄板からなり、Ｕ字状に折り曲げ成型され、一方端はいずれかの箇所に固定される第２固定端であり、他方端は固定されない第２自由端であり、
前記第３弾性部材は、コイルばねであり、一方端はいずれかの箇所に固定される第３固定端であり、他方端は固定されない第３自由端であり、
前記第２弾性部材は、前記Ｕ字形状の前記第２固定端側で前記加重部材に接触し、前記所定の押圧力以上の押圧で変形し、
前記第３弾性部材は、前記第３自由端が前記第２弾性部材の前記第２自由端と接触し、前記加重部材が前記第２弾性部材を押圧する方向に対向する方向へ前記第２自由端を付勢する、ことを特徴とする請求項２に記載の発電機。
前記規制部は、第４弾性部材で構成され、
前記第４弾性部材はドーム形状に形成された金属薄板からなり、ドーム形状に形成されたドーム部が前記加重部材に接触し、前記所定の押圧力以上の押圧で変形する、ことを特徴とする請求項２に記載の発電機。