地利用杠杆机构20以及磁铁31、32。但是，将压电元件18两端支承的情况与将压电元件18—端支承为悬臂状的情况相比，具有构造简单的优点。也可以对使压电元件18沿轴向压缩变形的结构应用杠杆机构20以及磁铁31、32。在上述情况下，也能够得到与上述相同的作用以及效果。
[0107](第二实施方式)
[0108]参照图21以及图22，对第二实施方式中的发电装置108进行说明。在这里，主要对第二实施方式与第一实施方式的不同点进行说明。图21是表示发电装置108的分解后的状态的立体图，与上述实施方式一中的图4对应。图22是示意性地表示发电装置108发电的情况的图。为了方便，在图22中未图示杠杆机构20以及磁铁31、32。
[0109]本实施方式中的发电装置108与上述第一实施方式相比，在作为发电部的发电元件18m、18η是卷绕有线圈的磁致伸缩元件的点上不同，在其它的点上大致相同。在本实施方式中，作为发电元件18m、18η，使用卷绕有线圈的两个磁致伸缩元件18a、18b。这些也可以仅使用任意一方。发电元件18m由磁致伸缩元件18a以及线圈18c构成，发电元件18η由磁致伸缩元件18b以及线圈18d构成。
[0110]磁致伸缩元件18a、18b例如由铽、镝、铁等构成。磁致伸缩元件18a、18b例如具有细棒状或者薄板状的形状，通过固定部件12、14分别支承为悬臂状。由磁致伸缩元件18a和卷绕于磁致伸缩元件18a的周围的线圈18c构成一个发电元件18m。由磁致伸缩元件18b和卷绕于磁致伸缩元件18b的周围的线圈18d构成一个发电元件18n。
[0111]设置于杆21的背面21T的凸部26a、26b (作用点)分别与磁致伸缩元件18a、18b的自由端的附近对置。图22中所示的白色箭头表示经由杠杆机构20(图21)的杆21(凸部26a、26b)而磁致伸缩元件18a、18b受到载荷的情况。磁致伸缩元件18a、18b被施加载荷而变形，由此通过反磁致伸缩效应的作用，磁致伸缩元件18a、18b的周围的磁力线增减。此时，根据电磁感应定律，在线圈18c、18d中产生电动势。发电元件18m、18η作为发电元件发电。
[0112]通过该结构，在杆21转动时，也有效地利用在磁铁31、32(图21)间产生的引力(磁耦合力)。在本实施方式的结构中，也与参照图3说明的情况相同，优选转动轴24与磁铁31之间的距离(参照图3所示的LI)比转动轴24与凸部26a、26b之间的距离(参照图3所示的L2)长。在磁铁31、32间产生的引力根据杠杆原理被增大，能够使发电元件18m、18n的磁致伸缩元件18a、18b更加高效地变形。使用磁致伸缩元件来作为发电元件的思想，在磁致伸缩元件被两端支承的情况下也能够应用。此外，在上述第二实施方式中，发电元件是卷绕有线圈的磁致伸缩元件，但并不局限于此。例如，也可以在磁致伸缩元件的周围用电极图案来模仿线圈，将其作为发电元件。
[0113](第三实施方式)
[0114]参照图23，对第三实施方式中的发电装置109进行说明。在这里，主要对第三实施方式与第一实施方式的不同点进行说明。图23是发电装置109的侧视图，与上述实施方式一中的图3对应。
[0115]本实施方式中的发电装置109与上述第一实施方式相比，在发电装置109还具备压电元件18以及杠杆机构40来作为发电部的点不同，在其它的点大致相同。本实施方式的发电部为图23中的被双点划线围起的部分所示那样的模块构造。
[0116]具体而言，构成发电部的一部分的杠杆机构40包括杆41、支承部件42、43以及转动轴44(也称为支点)，在杆41中的与压电元件18对置的面41T设置有凸部46(也称为作用点)。凸部46被设置成位于杠杆机构20(杆21)与压电元件18之间，能够作为直接按压压电元件18的按压部发挥作用。
[0117]在发电装置109中，通过对杠杆机构20的杆21施加载荷，从而杆21转动。通过凸部26对杠杆机构40的杆41施加载荷，从而杆41转动。凸部46按压压电元件18。对杠杆机构20施加的载荷经由作为按压部的凸部46施加给压电元件18。
[0118]根据该结构，在杆21转动时，有效地利用在磁铁31、32间产生的引力(磁耦合力)。在本实施方式的结构中，也与参照图3说明的情况相同，优选转动轴24与磁铁31之间的距离LI比转动轴24与凸部26之间的距离L2长。在磁铁31、32间产生的引力根据杠杆原理被增大，能够使压电元件18更加高效地变形。
[0119]与距离L1、L2相同的尺寸关系、位置关系也能够应用于杠杆机构40与压电元件18之间的关系。使杠杆机构20、40以及压电元件18的尺寸关系、位置关系最佳化，以使对杠杆机构20施加的载荷经由杠杆机构40高效地传递至压电元件18。只要在杠杆机构20、40以及压电元件18之间适当的杠杆臂长比成立，发电装置109就能够以更高的效率发电。
[0120]另外在本实施方式中，作为按压部的凸部46构成杠杆机构40的一部分，但并不局限于此。作为按压部，只要被设置成位于杠杆机构20与压电元件18之间且具有在对杠杆机构20施加了载荷时能够直接按压压电元件18的结构，也可以是任意的部件或者部位。
[0121]以上，对基于本发明的实施方式以及变形例进行了说明，但上述公开的内容在所有方面仅是例示，而不是限制性的内容。本发明的技术范围通过权利要求书来示出，旨在包括与权利要求书等效的意义以及范围内的全部的变更。
[0122]附图标记说明:10...基台；12、14...固定部件；16...金属板;18...压电元件(发电部、发电元件);18a、18b...磁致伸缩元件；18c、18d…线圈；18m、18η.._发电元件(发电部)；19...支承体；19Α、190"柱部；19Β…檐部；20、20Α、20Β、40…杠杆机构；21、41"杆；2^"前端；21Β…基端;21Η…贯通孔;21Κ…延伸突出部;21S…表面;21Τ…背面;22、23、42、43…支承部件;22Α、23Α…支承部；22Β、23Β…固定部；22C、230"前端部;24、44…转动轴(支点)；25…区域;25F…力点；26、26a、26b...凸部(作用点)；31…磁铁(第一磁性体)；32…磁铁(第二磁性体)；41T …面;46...凸部(按压部)；100、101、102、102A、103、104、105、106、107、108、109…发电装置。
【主权项】
1.一种发电装置，具备: 发电部，其通过被施加载荷来发电； 杠杆机构，其具有力点、支点以及被配置成与所述发电部对置的作用点，并且通过所述力点被按压而向所述作用点接近所述发电部的方向绕所述支点转动； 第一磁性体，其被设置于所述杠杆机构，与所述杠杆机构一体地绕所述支点转动；以及 第二磁性体，其具有被所述第一磁性体吸引的磁特性， 通过所述力点被按压，所述作用点根据杠杆原理对所述发电部施加所述载荷，所述第一磁性体在被所述第二磁性体吸引的同时接近所述第二磁性体。2.根据权利要求1所述的发电装置，其中， 所述发电部包括压电元件。3.根据权利要求1所述的发电装置，其中， 所述发电部包括磁致伸缩元件。4.根据权利要求1?3中任一项所述的发电装置，其中， 所述支点与所述第一磁性体之间的距离比所述支点与所述作用点之间的距离长。5.根据权利要求1?4中任一项所述的发电装置，其中， 在所述杠杆机构向所述作用点接近所述发电部的方向转动结束时，所述第一磁性体与所述第二磁性体接触。6.根据权利要求1?5中任一项所述的发电装置，其中， 在所述杠杆机构向所述作用点接近所述发电部的方向转动结束时，对所述杠杆机构作用有由所述发电部的变形而产生的反作用力， 所述反作用力比所述第一磁性体与所述第二磁性体之间的磁耦合力弱。7.根据权利要求1?6中任一项所述的发电装置，其中， 所述杠杆机构的转动范围包括第一转动范围、以及位于与所述第一转动范围相比靠所述作用点接近所述发电部的方向侧的第二转动范围，为了使所述力点位移而需要的力在所述第一转动范围内增加，在所述第二转动范围内减少。8.根据权利要求1?7中任一项所述的发电装置，其中， 所述发电部具备发电元件以及直接按压所述发电元件的按压部， 所述按压部被设置于所述发电元件与所述杠杆机构之间。
【专利摘要】本发明的发电装置(100)具备：发电部(18)；具有力点、支点(24)以及作用点(26)的杠杆机构(20)；被设置于杠杆机构(20)的第一磁性体(31)；以及具有被第一磁性体(31)吸引的磁特性的第二磁性体(32)。通过力点被按压，作用点(26)根据杠杆原理对发电部(18)施加载荷，第一磁性体(31)在被第二磁性体(32)吸引的同时接近第二磁性体(32)。
【IPC分类】H02N2/18
【公开号】CN105723609
【申请号】CN201480061718
【发明人】高桥讲平, 堀口睦弘
【申请人】株式会社村田制作所
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2014年10月10日
【公告号】WO2015072258A1