发电装置的制作方法

本公开涉及一种被组入到各种电子设备的发电装置。

背景技术：

以下，对现有的发电装置进行说明。现有的发电装置具有壳体、发电部、启动部以及复位弹簧。并且，发电部具有压电元件。压电元件的一端与壳体结合，被保持为悬臂梁状。发电部通过压电元件振动来进行发电。启动部以能够沿上下方向移动的方式被壳体保持。启动部在通过向下方移动来对压电元件施加载荷使压电元件挠曲之后，解除该载荷，由此使压电元件振动。并且，移动到下方的启动部利用复位弹簧向上方移动来复位到原来的位置。也就是说，现有的发电装置是利用复位弹簧使启动部复位到原来的位置的结构。

此外，作为与本申请相关联的现有技术文献信息，例如已知专利文献1。

专利文献1：日本特开2004-201376号公报

技术实现要素：

本公开的发电装置具有发电部和启动部。发电部具有通过振动来进行发电的压电元件和设置于压电元件的第一吸附部。启动部具有通过磁力的吸引力来与第一吸附部吸附的第二吸附部。启动部通过使第二吸附部从与第一吸附部吸附的第一位置向第二位置移动来使压电元件挠曲。通过启动部产生了挠曲的压电元件通过第一吸附部与第二吸附部之间的吸附被解除来进行振动。启动部的第二吸附部通过与第一吸附部之间的吸附被解除来向与第一吸附部分离的第二位置移动。并且，移动到第二位置的启动部通过第一吸附部与第二吸附部分离的状态下的磁力的吸引力来复位到第一位置。也就是说，启动部通过第一吸附部与第二吸附部分离的状态下的磁力的吸引力来复位到原来的位置。

附图说明

图1是本公开的实施方式的发电装置的主视图。

图2是图1所示的发电装置的2-2线处的剖视图。

图3是图1所示的发电装置的3-3线处的剖视图。

图4是图1所示的发电装置的分解立体图。

图5是图1所示的发电装置的分解立体图。

图6是说明本公开的发电装置的变形例的图。

具体实施方式

在说明本公开的实施方式之前，简单地说明现有的发电装置的问题。

现有的发电装置为具有用于使启动部复位到原来的位置的复位弹簧的结构。因而，对于现有的发电装置而言，复位弹簧作为结构部件是必需的，并且需要用于收纳复位弹簧的空间。其结果，具有发电装置大这样的问题。

根据本公开的输入装置，启动部通过第一吸附部与第二吸附部之间的磁力的吸引力来复位到初始位置(第一位置)，因此不需要设置复位弹簧。因而，不需要设置用于收纳复位弹簧的空间，能够使发电装置变小。

以下，参照附图对本公开的发电装置的实施方式进行说明。

(实施方式)

图1是发电装置100的主视图。图2是图1所示的发电装置100的2-2线处的剖视图。图3是图1所示的发电装置100的3-3线处的剖视图。图4和图5是发电装置100的分解立体图。

如图2等所示，发电装置100具有壳体50、发电部10以及启动部20。发电部10具有被固定为悬臂梁状的压电元件11以及与压电元件11的前端部结合的第一吸附部12。此外，发电部10通过压电元件11振动来进行发电。启动部20具有主体部21和第二吸附部22。启动部20以能够沿上下方向移动的方式被壳体50保持。第二吸附部22被保持于主体部21。因而，第二吸附部22构成为能够利用壳体50来与主体部21一起沿上下方向移动。此外，上下方向未必用于限定设置发电装置100的方向。第二吸附部22与发电部10的第一吸附部12相向地配置。第一吸附部12和第二吸附部22中的至少一方是磁体。因而，第二吸附部22通过磁力的吸引力来与第一吸附部12吸附。

例如，当操作者等对启动部20施加第一方向(下方)的载荷时，启动部20向下方移动。也就是说，启动部20通过受到来自外部的载荷而向下方移动。而且，第二吸附部22随着启动部20的移动而从图2所示的与第一吸附部12吸附的第一位置p1向相对于第一位置p1而言位于下方的第二位置p2移动。此时，第二吸附部22通过磁力的吸引力吸附着第一吸附部12，因此第二吸附部22在吸附着第一吸附部12的状态下向下方移动。也就是说，随着启动部20向下方移动，压电元件11的前端向下方移动，由此压电元件11发生挠曲。而且，当压电元件11的由于向下方的挠曲而产生的复原力变得比磁力的吸附力大时，第一吸附部12与第二吸附部22分离，从而压电元件11开始振动。也就是说，向下方挠曲的压电元件11通过设置于压电元件11的前端的第一吸附部12与第二吸附部22之间的吸附被解除而发生振动。

而且，第二吸附部22通过与第一吸附部12之间的吸附被解除来移动到与第一吸附部12分离的第二位置p2。移动到第二位置p2的第二吸附部22虽然与第一吸附部12分离，但由于磁力的吸引力而受到与第一方向(下方)相反的第二方向(上方)的力，因此当对启动部20施加的向下方的载荷被解除时，第二吸附部22向上方移动。也就是说，启动部20被壳体50的下壳体52限制了向下方的移动量，因此在启动部20位于被下壳体52限制了向下方的移动的位置时，第二吸附部22位于第二位置p2。启动部20被下壳体52限制了向下方的移动的位置例如是指启动部20沿上下方向移动时的最下端的位置。而且，即使在启动部20位于该最下端的情况下，在第一吸附部12与第二吸附部22之间也作用有将启动部20推向上方的程度的强度的吸引力。因而，移动到第二位置p2的第二吸附部通过第一吸附部12与第二吸附部22分离的状态下的磁力的吸引力来复位到原来的位置(第一位置p1)。也就是说，通过来自外部的载荷来移动到第二位置p2的启动部通过第一吸附部与第二吸附部分离的状态下的磁力的吸引力来复位到原来的位置(第一位置p1)。

如上所述，发电装置100通过第一吸附部12与第二吸附部22之间的磁力的吸引力来使移动到第二位置p2的启动部20复位到第一位置p1，因此不需要设置用于使启动部20复位到第一位置p1的复位弹簧。因而，发电装置100不需要设置用于收纳复位弹簧的空间，能够使发电装置100小。

另外，发电装置100不具有复位弹簧，因此不会在使启动部20向下方移动时被施加复位弹簧的反作用力。因而，能够减小操作者等使启动部20向下方移动时的载荷。也就是说，能够减小用于使发电装置100发电的来自外部的载荷。

以下，进一步详细地说明发电装置100。

如上所述，发电装置100具有壳体50、发电部10以及启动部20。发电部10和启动部20被收纳于壳体50。此外，启动部20的一部分从壳体50露出。壳体50具有上壳体51和下壳体52。如果上壳体51和下壳体52均由树脂材料形成，则能够通过熔接等将上壳体51与下壳体52互相接合来构成壳体50，因此能够削减部件数量。此外，如图4等所示，在上壳体51中形成有圆柱状的向下方突出的两个引导销51a。另外，在上壳体51中形成有贯通孔，由此如图3等所示，启动部20的一部分露出。并且，在下壳体52中形成有向上方突出的限制部52a。

发电部10具有压电元件11和配置在压电元件11的一端侧的第一吸附部12。压电元件11的与配置有第一吸附部12的一侧的端部相反的一侧的端部接合于上壳体51。也就是说，压电元件11以配置有第一吸附部12的一侧的端部成为自由端的方式形成为悬臂梁状。此外，压电元件11是将压电材料以薄板状形成在薄板状的金属板上而成的元件，通过振动等变形来进行发电。优选金属板是不锈钢等具有弹性的金属材料。另外，如果压电材料例如形成于金属板的两面则能够提高发电量，因此该情况是理想的。此外，压电材料也可以仅形成于金属板的一面。此外，第一吸附部12是由磁性材料形成的长方体的构件，通过磁力与后述的启动部20的第二吸附部22吸附。

启动部20具有主体部21、第二吸附部22以及磁轭23。如图4所示，在主体部21中形成有两个引导孔21b。在引导孔21b中分别插入有上壳体51的引导销51a。由此，启动部20以能够沿上下方向移动的方式被保持。并且，关于主体部21，主体部21的一部分从形成于上壳体51的贯通孔突出，构成了按钮部21a。第二吸附部22是由磁体形成的长方体的构件，被主体部21保持。如图3等所示，在第二吸附部22位于第一位置p1的情况下，第二吸附部22的上表面与第一吸附部12的下表面吸附。磁轭23是配置在第二吸附部22的下方的磁性材料。此外，也可以不具有磁轭23。

此外，也可以是，第二吸附部22由磁性材料形成。在该情况下，使第一吸附部12为磁体即可。也就是说，第一吸附部12与第二吸附部22彼此通过磁力的吸引力进行吸附即可，因此第一吸附部12和第二吸附部22中的一方是磁体、另一方由磁性材料形成即可。另外，也可以是，第一吸附部12和第二吸附部22这两方均是磁体。在该情况下，第一吸附部12和第二吸附部22的磁极的方向构成为互相吸附的方向。

发电装置100如以上那样构成。接着说明发电装置100的动作。

例如，当操作者等从图2所示的状态对启动部20的按钮部21a施加向下方的载荷时，启动部20向下方移动。也就是说，第二吸附部22随着启动部20的移动而从如图2所示的与第一吸附部12吸附的第一位置p1向下方移动。此时，第二吸附部22通过磁力的吸引力吸附着第一吸附部12，因此在保持吸附着第一吸附部12的状态下向下方移动。也就是说，随着启动部20向下方的移动，压电元件11的前端向下方挠曲。而且，当压电元件11由于向下方的挠曲而产生的复原力变得比磁力的吸附力大时，压电元件11的第一吸附部12与启动部20的第二吸附部22分离，压电元件11开始振动。也就是说，启动部20通过磁力的吸引力对压电元件11施加载荷，使压电元件11向下方挠曲。而且，通过在压电元件11发生了挠曲的状态下第一吸附部12与第二吸附部22之间的吸附被解除，压电元件11进行振动。此外，压电元件11通过该振动产生的电力是交流的。

另外，在操作者对按钮部21a进行了按下操作的情况下，操作者在直到第一吸附部12与第二吸附部22之间的吸附被解除为止的期间受到由于压电元件11的挠曲而产生的复原力。也就是说，操作者从按钮部21a受到向上方推的力。当第一吸附部12与第二吸附部22之间的吸附被解除时，启动部20摆脱由压电元件11的挠曲产生的复原力。因而，将按钮部21a向上方推的力减少。由此，操作者获得操作触感。

在此，优选发电装置100如图2等所示那样具有限制部52a。限制部52a是从下壳体52的上表面向上方突出的长方体，形成为限制部52a的向上方突出的前端部与压电元件11的下表面具有规定的间隔地相向。此外，限制部52a构成为在压电元件11挠曲至规定的挠曲量时与压电元件11的下表面接触。也就是说，限制部52a限制压电元件11的挠曲。

如果是具有限制部52a的发电装置100，则在向下方挠曲的压电元件11的挠曲量受到了限制的状态时第一吸附部12与第二吸附部22之间的吸附被解除。因而，能够抑制第一吸附部12与第二吸附部22之间的吸附被解除时的压电元件11的挠曲量的偏差。也就是说，能够抑制上述的发电动作中的压电元件11的振幅的偏差。其结果，发电部10的发电量稳定。另外，在发电动作中，用于使压电元件11振动所需的载荷固定，因此能够减小例如在操作者对启动部20的按钮部21a进行了按下操作时操作者所感受到的操作触感的偏差。

此外，发电装置100也可以不具有限制部52a。在该情况下，随着压电元件11的挠曲量的增加，压电元件11的复原力变大。而且，在该复原力变得比磁力的吸引力大时，第一吸附部12与第二吸附部22之间的吸附被解除，由此压电元件11振动。

而且，第二吸附部22通过与第一吸附部12之间的吸附被解除来与第一吸附部12分离。也就是说，第二吸附部22向与第一吸附部12分离的第二位置p2移动。在此，移动到第二位置p2的第二吸附部22与第一吸附部12分离，但由于第一吸附部12与第二吸附部22分离的状态下的磁力的吸引力而受到向上方的力。因而，当由操作者等对启动部20施加的向下方的载荷被解除时，第二吸附部22通过该磁力的吸引力而向上方移动。也就是说，移动到第二位置p2的启动部20通过第一吸附部12与第二吸附部22分离的状态下的磁力的吸引力来复位到原来的位置(第一位置p1)。

如上所述，发电装置100通过第一吸附部12与第二吸附部22之间的磁力的吸引力来使移动到第二位置p2的启动部20复位到第一位置p1，因此不需要设置用于使启动部20复位到第一位置p1的复位弹簧。因而，发电装置100不需要设置用于收纳复位弹簧的空间，能够使发电装置100小。

此外，如上所述，如果利用树脂材料形成壳体50，则能够抑制对在第一吸附部12与第二吸附部22之间产生的磁力造成影响，因此该情况是理想的。此外，不需要利用树脂材料来形成整个壳体50。例如，如果是不阻碍第一吸附部12与第二吸附部22之间的磁力的吸引力、压电元件11的振动的结构，则也可以对壳体50的一部分使用金属材料。

另外，优选主体部21由树脂材料形成。根据该结构，能够使启动部20轻。因而，能够通过第一吸附部12与第二吸附部22之间的吸附力快速地使启动部20复位到原来的位置(第一位置p1)。另外，由于树脂材料是非磁性的，因此能够抑制对在第一吸附部12与第二吸附部22之间产生的磁力造成影响，因此该情况是理想的。另外，能够抑制对发电部10的振动造成影响，因此该情况是理想的。

此外，启动部20并不限于用树脂材料形成主体部21的结构，也可以用金属材料形成主体部21的全部或者一部分。但是，在该情况下，优选对主体部21采用比重比第二吸附部22的比重轻的铝等非磁性材料。另外，主体部21并不限于由非磁性体材料形成的结构，主体部21也可以由磁性体材料构成。在该情况下，优选发电部10的第一吸附部12是磁体。根据该结构，主体部21能够兼用作第二吸附部22。这样，可以将启动部20中的主体部21与第二吸附部22形成为一体。

此外，在用磁体构成第二吸附部22的情况下，优选启动部20具有磁轭23。磁轭23是吸附于第二吸附部22的磁性材料，被配置于第二吸附部22的与吸附第一吸附部12的上表面相反的一侧的表面(下表面)。此外，优选磁轭23比第二吸附部22大。根据该结构，能够抑制来自第二吸附部22的下表面的磁力的泄漏。因而，能够减小用于第二吸附部22的磁体的磁力，因此能够减小第二吸附部22的大小。另外，在将发电装置100放置在磁性体上的情况下，能够抑制由于第二吸附部22的泄漏到发电装置100的外部的磁力而无意地使发电装置100被该磁性体吸引。

此外，启动部20并不限于按钮部21a从壳体50向上方突出的结构，也可以是按钮部向下方突出的结构。在该情况下，能够通过向下方拉该按钮部来使压电元件11振动。

此外，在发电装置100中，为了使启动部20沿上下方向移动，设为了在主体部21(启动部20)设置引导孔21b并且在上壳体51(壳体50)设置引导销51a的结构，但也可以使引导孔与引导销的配置反过来。例如，也可以是，在启动部20形成引导孔，在壳体50形成引导销。此外，引导销51a并不限于贯通引导孔21b的结构，也可以到引导孔21b的中途。在该情况下，引导孔21b并不限于贯通孔，也可以是有底孔。

另外，在发电装置100中将压电元件11构成为平板状，但压电元件11也可以是一部分弯折的形状。另外，压电元件11构成为悬臂梁状，但例如也可以是两端被固定的结构。在该情况下，在压电元件11的中央部安装第一吸附部12。然后，利用第二吸附部22使压电元件11的中央部挠曲。另外，构成发电部10的金属板并不限于由不锈钢等非磁性体材料形成的结构，也可以用磁性体材料构成。在该情况下，优选第二吸附部22是磁体。根据该结构，构成压电元件11的金属板能够兼用作第一吸附部12。另外，也可以将发电部10中的压电元件11与第一吸附部12形成为一体。例如，也可以在构成压电元件11的金属板的一部分形成第一吸附部12。另外，第一吸附部12能够兼用作用于使压电元件11的振动稳定的重物。

并且，本公开所涉及的发电装置也可以如图6所示的发电装置101那样，构成为在第一吸附部12的下表面或者第二吸附部22的上表面中的至少任一方配置有缓冲构件30。以下，简单地说明发电装置101的结构。此外，发电装置101是对发电装置100附加了缓冲构件30而成的结构。也就是说，其它结构与发电装置100的结构相同，因此标注相同标记，并且省略说明。

图6是说明本公开的发电装置100的变形例的图。图6中的发电装置101具有位于第一吸附部12与第二吸附部22之间的缓冲构件30。缓冲构件30是具有缓冲吸收性的板状的构件，与第二吸附部22的上表面接合。此外，缓冲构件30也可以与第一吸附部12的下表面接合。此外，缓冲构件30的厚度尺寸是不妨碍第一吸附部12与第二吸附部22之间的吸附的程度的尺寸。根据该结构，能够防止在移动到第二位置p2的第二吸附部22复位到第一位置p1时第二吸附部22与第一吸附部12直接地发生碰撞。因而，能够抑制由于第二吸附部22与第一吸附部12碰撞而产生的不必要的操作声响(异响)。

产业上的可利用性

如上述那样，本公开所涉及的发电装置具有能够实现小的发电装置这样的效果，作为不需要电池的电子设备的发电装置是有用的。

附图标记说明

10：发电部；11：压电元件；12：第一吸附部；20：启动部；21：主体部；21a：按钮部；21b：引导孔；22：第二吸附部；23：磁轭；30：缓冲构件；50：壳体；51：上壳体；51a：引导销；52：下壳体；52a：限制部；100、101：发电装置。