(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチ発電機構は少なくとも、第１可動部品と、第２可動部品と、第１可動部品に連結される第１変形部品と、第２可動部品に連結される第２変形部品と、発電機とから形成され、
スイッチ発電機構の外部から第２可動部品に力が伝達されて第２可動部品が一定量可動し第２変形部品が一定量変形し、
第１可動部品と第２可動部品の互いの少なくとも一部が連動し、第１可動部品が一定量回転して第１変形部品が一定量変形し、
第１可動部品が一定量回転した後に第１変形部品の変形が解放され、変形からの解放により発電機が電力を発生して発電を行い、
次に、力の伝達が解消されることにより第２変形部品の変形が解放されて、第１可動部品と第２可動部品の互いの少なくとも一部が連動し、第１可動部品が一定量逆方向に回転して第１変形部品が一定量変形し、第１可動部品が一定量逆方向に回転した後に第１変形部品の変形が解放され、
第１可動部品の一定量の逆方向回転、並びに、第１変形部品の変形からの解放により、発電機が電力を発生して発電を行うと共に、
第２可動部品が、少なくとも一部に歯が形成されたラックであり、
スイッチ発電機構を形成する部品が、第２可動部品の一部を除いてボックスに収められていることを特徴とするスイッチ発電機構。
【請求項２】
前記第１可動部品が、伝動車の周囲の少なくとも一部に歯が形成された歯車であり、中心軸を中心に回転可能に軸支されており、
前記第１変形部品と前記第２変形部品が共にコイル形状のスプリングで、前記第１変形部品の一方の端部が前記第１可動部品の中心を除く箇所に連結され他方の端部がボックスに連結されており、前記第２変形部品の一方の端部が前記第２可動部品に連結され他方の端部がボックスに連結されており、
前記第１可動部品の中心軸上には第１傘歯車が軸支され、前記第１可動部品と連結して回転可能に軸支されており、
前記発電機のシャフトには第２傘歯車が固定され、第１傘歯車と第２傘歯車が互いに歯が噛み合うように連結されており、
前記第２可動部品に前記力が伝達されて前記第２可動部品が直線状に一定量可動し、前記第２変形部品が前記一定量収縮して変形し、弾性力による位置エネルギーが前記第２変形部品に蓄積し前記力により保持されると共に、
前記第１可動部品の歯と前記第２可動部品の歯が噛み合って連動し、前記第１可動部品が前記一定量回転して中心を除く箇所も一定量回転し、前記第１変形部品が前記一定量伸びて変形し、前記第１可動部品と前記第２可動部品の互いの歯の噛み合いにより、弾性力による位置エネルギーが前記第１変形部品に蓄積し保持され、
前記第１可動部品が前記一定量回転した後に、前記第１可動部品と前記第２可動部品の互いの歯の噛み合いが外れ、前記第１変形部品の変形が解放されて収縮が発生し前記第１可動部品が一定量逆方向に回転し、第１傘歯車も回転すると共に第２傘歯車が連結して回転し、シャフトが回転して前記発電機が電力を発生して発電を行い、
更に前記力の伝達が解消されることにより、前記第２変形部品の変形が解放されて伸びが発生し前記第２可動部品が逆方向に直線状に一定量可動し、前記第１可動部品の歯と前記第２可動部品の歯が噛み合って連動し、前記第１可動部品が前記一定量逆方向に回転して中心を除く箇所も一定量逆方向に回転し、前記第１変形部品が一定量伸びて変形し弾性力による位置エネルギーが前記第１変形部品に蓄積すると共に、第１傘歯車も回転し第２傘歯車が連結して回転し、シャフトが回転して前記発電機が電力を発生して発電を行い、
更に、前記第１可動部品が前記一定量逆方向に回転した後に、前記第１可動部品と前記第２可動部品の互いの歯の噛み合いが外れ、前記第１変形部品の変形が解放されて収縮が発生し前記第１可動部品が一定量回転し、第１傘歯車も回転すると共に第２傘歯車が連結して回転し、シャフトが回転して前記発電機が電力を発生して発電を行うことを特徴とする請求項１記載のスイッチ発電機構。
【請求項３】
前記第１可動部品が、伝動車の周囲の少なくとも一部に歯が形成された２つの歯車であり、それぞれ中心軸を中心に回転可能に軸支されており、
前記発電機がコイルとマグネットから形成され、コイルとマグネットは対向配置され、コイルの内側にはラックが設けられ、２つの前記第１可動部品のそれぞれの歯に噛み合うように連結されており、
前記第１変形部品と前記第２変形部品が共にコイル形状のスプリングで、前記第１変形部品の一方の端部がコイルに連結され他方の端部がボックスに連結されており、前記第２変形部品の一方の端部が前記第２可動部品に連結され他方の端部がボックスに連結されており、
マグネットがボックスに固定されており、
前記第２可動部品に前記力が伝達されて前記第２可動部品が直線状に一定量可動し、前記第２変形部品が前記一定量収縮して変形し、弾性力による位置エネルギーが前記第２変形部品に蓄積し前記力により保持されると共に、
２つの前記第１可動部品の歯と前記第２可動部品の歯が噛み合って連動して前記第１可動部品が前記一定量回転し、コイルが直線状に一定量可動し、前記第１変形部品が前記一定量伸びて変形し、前記第１可動部品と前記第２可動部品の互いの歯の噛み合いにより、弾性力による位置エネルギーが前記第１変形部品に蓄積し保持され、
前記第１可動部品が前記一定量回転した後に、前記第１可動部品と前記第２可動部品の互いの歯の噛み合いが外れ、前記第１変形部品の変形が解放されて収縮が発生し、コイルが逆方向に直線状に一定量可動し前記発電機が電力を発生して発電を行い、
更に前記力の伝達が解消されることにより、前記第２変形部品の変形が解放されて伸びが発生し前記第２可動部品が逆方向に直線状に一定量可動し、前記第１可動部品の歯と前記第２可動部品の歯が噛み合って連動して前記第１可動部品が前記一定量逆方向に回転し、コイルが直線状に一定量可動し、前記第１変形部品が前記一定量収縮して変形し、弾性力による位置エネルギーが前記第１変形部品に蓄積すると共に、前記発電機が電力を発生して発電を行い、
更に、前記第１可動部品が前記一定量逆方向に回転した後に、前記第１可動部品と前記第２可動部品の互いの歯の噛み合いが外れ、前記第１変形部品の変形が解放されて伸びが発生し、コイルが直線状に一定量可動し前記発電機が電力を発生して発電を行うことを特徴とする請求項１記載のスイッチ発電機構。
【請求項４】
前記第１可動部品が、伝動車の周囲の少なくとも一部に歯が形成された歯車であり、中心軸を中心に回転可能に軸支されており、
前記第１変形部品と前記第２変形部品が共にコイル形状のスプリングで、前記第１変形部品の一方の端部が前記第１可動部品の中心を除く箇所に連結され他方の端部がボックスに連結されており、前記第２変形部品の一方の端部が前記第２可動部品に連結され他方の端部がボックスに連結されており、
前記発電機がコイルとマグネットから形成され、コイルとマグネットは対向配置され、マグネット又はコイルのどちらか一方が前記第１可動部品の中心を除く箇所に連結されており、
前記第２可動部品に前記力が伝達されて前記第２可動部品が直線状に一定量可動し、前記第２変形部品が前記一定量収縮して変形し、弾性力による位置エネルギーが前記第２変形部品に蓄積し前記力により保持されると共に、
前記第１可動部品の歯と前記第２可動部品の歯が噛み合って連動し、前記第１可動部品が前記一定量回転して中心を除く箇所も一定量回転し、前記第１変形部品が前記一定量伸びて変形し、前記第１可動部品と前記第２可動部品の互いの歯の噛み合いにより、弾性力による位置エネルギーが前記第１変形部品に蓄積し保持され、
前記第１可動部品が前記一定量回転した後に、前記第１可動部品と前記第２可動部品の互いの歯の噛み合いが外れ、前記第１変形部品の変形が解放されて収縮が発生し前記第１可動部品が一定量逆方向に回転し、コイルとマグネットのどちらかが可動して前記発電機が電力を発生して発電を行い、
更に前記力の伝達が解消されることにより、前記第２変形部品の変形が解放されて伸びが発生し前記第２可動部品が逆方向に直線状に一定量可動し、前記第１可動部品の歯と前記第２可動部品の歯が噛み合って連動し、前記第１可動部品が前記一定量逆方向に回転して中心を除く箇所も一定量逆方向に回転し、前記第１変形部品が一定量伸びて変形し弾性力による位置エネルギーが前記第１変形部品に蓄積すると共に、コイルとマグネットのどちらかが可動して前記発電機が電力を発生して発電を行い、
更に、前記第１可動部品が前記一定量逆方向に回転した後に、前記第１可動部品と前記第２可動部品の互いの歯の噛み合いが外れ、前記第１変形部品の変形が解放されて収縮が発生し前記第１可動部品が一定量回転し、コイルとマグネットのどちらかが可動して前記発電機が電力を発生して発電を行うことを特徴とする請求項１記載のスイッチ発電機構。
【請求項５】
前記第１可動部品が、伝動車の周囲の少なくとも一部に歯が形成された歯車であり、中心軸を中心に回転可能に軸支されており、
前記第１変形部品と前記第２変形部品が共にコイル形状のスプリングで、前記第１変形部品の一方の端部が前記第１可動部品の中心を除く箇所に連結され他方の端部がボックスに連結されており、前記第２変形部品の一方の端部が前記第２可動部品に連結され他方の端部がボックスに連結されており、
前記発電機がコイルとマグネットから形成され、コイルとマグネットは対向配置され、マグネット及びコイルが前記第１可動部品の中心を除く別々の箇所にそれぞれ連結されており、
前記第２可動部品に前記力が伝達されて前記第２可動部品が直線状に一定量可動し、前記第２変形部品が前記一定量収縮して変形し、弾性力による位置エネルギーが前記第２変形部品に蓄積し前記力により保持されると共に、
前記第１可動部品の歯と前記第２可動部品の歯が噛み合って連動し、前記第１可動部品が前記一定量回転して中心を除く箇所も一定量回転し、前記第１変形部品が前記一定量伸びて変形し、前記第１可動部品と前記第２可動部品の互いの歯の噛み合いにより、弾性力による位置エネルギーが前記第１変形部品に蓄積し保持され、
前記第１可動部品が前記一定量回転した後に、前記第１可動部品と前記第２可動部品の互いの歯の噛み合いが外れ、前記第１変形部品の変形が解放されて収縮が発生し前記第１可動部品が一定量逆方向に回転し、コイルとマグネットが逆方向に互いに可動して前記発電機が電力を発生して発電を行い、
更に前記力の伝達が解消されることにより、前記第２変形部品の変形が解放されて伸びが発生し前記第２可動部品が逆方向に直線状に一定量可動し、前記第１可動部品の歯と前記第２可動部品の歯が噛み合って連動し、前記第１可動部品が前記一定量逆方向に回転して中心を除く箇所も一定量逆方向に回転し、前記第１変形部品が一定量伸びて変形し弾性力による位置エネルギーが前記第１変形部品に蓄積すると共に、コイルとマグネットが逆方向に互いに可動して前記発電機が電力を発生して発電を行い、
更に、前記第１可動部品が前記一定量逆方向に回転した後に、前記第１可動部品と前記第２可動部品の互いの歯の噛み合いが外れ、前記第１変形部品の変形が解放されて収縮が発生し前記第１可動部品が一定量回転し、コイルとマグネットが逆方向に互いに可動して前記発電機が電力を発生して発電を行うことを特徴とする請求項１記載のスイッチ発電機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチ発電機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来は使用されずに捨てられていた身近な環境に存在する、微弱な運動エネルギー（人力、振動、圧力、熱、太陽光等）を利用して、電力を発電できる自己発電型の環境発電（エナジーハーベスティング：Energy Harvesting）が注目されている。
【０００３】
照明等の各種電気機器や装置には、無線通信装置を用いた遠隔操作によって動作を制御可能としているものが有る。この種の無線通信装置を制御する無線スイッチには乾電池等の電源が内蔵されており、電源から供給される電力によって無線通信装置の動作を制御している。
【０００４】
一方、環境発電によって電力を発電し、その電力を使って様々な装置に動作指示を無線通信で送ることで、電源の交換や充電等の作業が不要なスイッチ発電機構の形成が要求されている。具体的には、照明等の機器に点灯や消灯の指示を無線通信で送る際、電源に依らず使用者のスイッチング動作で発電させて電力が得られる、自己発電型のスイッチ発電機構が実現されている。
【０００５】
例えば非特許文献１記載のスイッチ発電機構は、スイッチを押す動作（スイッチング動作）の運動エネルギーで発電させ、照明に点灯や消灯の指示を無線通信で送っている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】エネルギーハーベスティング、[online]、[平成28年2月9日]、インターネット<URL:https://www.enocean.com/jp/technology/energy-harvesting/>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このようなスイッチ発電機構の一例として、コイルとマグネットを備え、更にボイスコイルが固定されていると共に、マグネットとスイッチ部品は連結されている構成の物が挙げられる。このスイッチ部品を使用者が押すことで、固定されているボイスコイルの中をマグネットが動き、そのマグネットの動きに伴う運動エネルギーによって発電を行う。従って発電される電力量は、ボイルコイル内を動くマグネットの速さ、即ち、スイッチ部品を押す速さに大きく影響される。詳述すると、発電電圧はマグネットの動きによりボイスコイル内の磁束が変化する速さに比例する。また電力は、（電力Ｗ）＝（電圧Ｖ２）／（ボイスコイルの抵抗Ｒ）で表せるため、ボイスコイル内のマグネット（若しくはマグネット内のボイスコイル）の移動速度が遅い場合、発電電圧が低く十分な電力を発電出来なかった。
【０００８】
更に、使用者によってスイッチを押す速さにはばらつきが有る為、発電量にもばらつきが発生し、必要な電力量を確保できない事態も有った。
【０００９】
更に、スイッチ発電機構を屋外の機器や装置に設置すると、スイッチやコイル、マグネットと云ったスイッチ発電機構の形成部品に塵や雨水が付着して、スイッチング動作の妨害や可動部分に錆が発生してしまう。よって、防塵性や防水性が確保出来ずにスイッチング動作の信頼性が低くなり、確実なスイッチング動作を実現することが困難であった。
【００１０】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、どんなに遅い速度の力で動作させても一定の発電量を確保することができ、確実なスイッチング動作を行うことが可能なスイッチ発電機構の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題は、以下の本発明により解決される。即ち、本発明のスイッチ発電機構は少なくとも、第１可動部品と、第２可動部品と、第１可動部品に連結される第１変形部品と、第２可動部品に連結される第２変形部品と、発電機とから形成され、スイッチ発電機構の外部から第２可動部品に力が伝達されて第２可動部品が一定量可動し第２変形部品が一定量変形し、第１可動部品と第２可動部品の互いの少なくとも一部が連動し、第１可動部品が一定量回転して第１変形部品が一定量変形し、第１可動部品が一定量回転した後に第１変形部品の変形が解放され、変形からの解放により発電機が電力を発生して発電を行い、次に、力の伝達が解消されることにより第２変形部品の変形が解放されて、第１可動部品と第２可動部品の互いの少なくとも一部が連動し、第１可動部品が一定量逆方向に回転して第１変形部品が一定量変形し、第１可動部品が一定量逆方向に回転した後に第１変形部品の変形が解放され、第１可動部品の一定量の逆方向回転、並びに、第１変形部品の変形からの解放により、発電機が電力を発生して発電を行うと共に、第２可動部品が、少なくとも一部に歯が形成されたラックであり、スイッチ発電機構を形成する部品が、第２可動部品の一部を除いてボックスに収められていることを特徴とする
【発明の効果】
【００１２】
本発明のスイッチ発電機構に依れば第１変形部品を含むことで、第１変形部品の変形量を一定量まで蓄積してからその変形を解放して、発電機で発電を行うことが可能となる。従って、どんなに遅い速度の力で第２可動部品が押されてスイッチ発電機構が動作しても一定の発電量を確保することができ、確実なスイッチング動作を行うことが可能となる。
【００１３】
更に、第２変形部品を含むことで、第２変形部品の変形量を一定量まで蓄積してからその変形を解放して、発電機で発電を行うことが可能となる。従って、どんなに遅い速度の力で第２可動部品が押されてスイッチ発電機構が動作しても一定の発電量を確保することができ、確実なスイッチング動作を行うことが可能となる。
【００１４】
更に、第２変形部品の変形の解放は、第２可動部品への力の伝達が解消されることで行われる。即ち、第２可動部品が押されていない状態でもスイッチ発電機構は一定の発電量を確保することが可能となる。従って、自己発電が可能な動作状態を増加出来るため、より確実なスイッチング動作の実現と共に、スイッチ発電機構の使用用途の拡大を図ることも可能となる。
【００１５】
更に、歯車をスイッチ発電機構の形成部品に用いることで、互いの歯を噛み合わせてスイッチ発電機構を動作させることが可能となる。従って、動作損失の発生を抑制又は防止することが出来るため、どのような用途や使用状況でも一定の発電量を確実に確保することができ、確実なスイッチング動作を行うことが可能となり好ましい。
【００１６】
更に、スイッチ発電機構を歯車やコイル形状のスプリング、発電機というような簡易な部品のみで形成している。従って、耐候性や信頼性に優れ、どのような用途や使用状況でも確実に一定の発電量を確保し、確実なスイッチング動作を行うことが可能なスイッチ発電機構を形成することが出来る。
【００１７】
更に、スイッチ発電機構を形成する部品を、第２可動部品の一部を除いてボックスに収めることにより、第１可動部品と第２可動部品間の伝達部分の防塵性や防水性を確保することが可能となる。また、歯車部分の防錆効果も得られる。従って、スイッチ発電機構の耐候性や信頼性をより一層向上させることができ、より確実なスイッチング動作を実現することが可能となる。
【００１８】
更に、第２可動部品をラックとすることで、第２可動部品のスイッチング動作における可動方向を上下方向のみに限定することが出来る。従って、ラック外周の周囲までボックスで覆っても第２可動部品の可動を妨害することが無いので、より確実にスイッチ発電機構の形成部品をボックスで覆うことが可能となる。よって、スイッチ発電機構を屋外の機器や装置に設置しても、充分に防塵性や防水性を確保することができ、歯車部分の防錆効果も得られる。従って、スイッチ発電機構の耐候性や信頼性をより一層向上させることができ、より確実なスイッチング動作を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】(a) 本発明の実施例１に係るスイッチ発電機構の、初期状態を示す模式図である。(b) 同図(a)の第１可動部品、第２可動部品、第１変形部品、第２変形部品のみを抜粋して図示した模式図である。
【図２】図１(b)において、第２可動部品が押されて第１変形部品が最大量変形された状態を示す模式図である。
【図３】図１(b)において第１変形部品の変形が解放された状態を示す模式図である。
【図４】図１(b)において、スイッチ発電機構の外部の力が解消されて、第２変形部品の変形が解放された状態を示す模式図である。
【図５】本発明の実施例２に係るスイッチ発電機構において、初期状態を示す模式図である。
【図６】図５において、第２可動部品が押されて第１変形部品が最大量変形された状態を示す模式図である。
【図７】図５において第１変形部品の変形が解放された状態を示す模式図である。
【図８】図５において、スイッチ発電機構の外部の力が解消されて、第２変形部品の変形が解放された状態を示す模式図である。
【図９】本発明の実施例３に係るスイッチ発電機構において、初期状態を示す模式図である。
【図１０】図９において、第２可動部品が押されて第１変形部品が最大量変形された状態を示す模式図である。
【図１１】図９において、第１変形部品の変形が解放された状態を示す模式図である。
【図１２】図９において、スイッチ発電機構の外部の力が解消されて、第２変形部品の変形が解放された状態を示す模式図である。
【図１３】本発明の実施例４に係るスイッチ発電機構において、初期状態を示す模式図である。
【図１４】図１３において、第２可動部品が押されて第１変形部品が最大量変形された状態を示す模式図である。
【図１５】図１３において、第１変形部品の変形が解放された状態を示す模式図である。
【図１６】図１３において、スイッチ発電機構の外部の力が解消されて、第２変形部品の変形が解放された状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本実施の形態の特徴は、電源を含まずスイッチング動作により発電するスイッチ発電機構において、スイッチ発電機構が少なくとも、第１可動部品と、第２可動部品と、第１可動部品に連結される第１変形部品と、第２可動部品に連結される第２変形部品と、発電機とから形成され、スイッチ発電機構の外部から第２可動部品に力が伝達されて第２可動部品が一定量可動し第２変形部品が一定量変形し、第１可動部品と第２可動部品の互いの少なくとも一部が連動し、第１可動部品が一定量回転して第１変形部品が一定量変形し、第１可動部品が一定量回転した後に第１変形部品の変形が解放され、変形からの解放により発電機が電力を発生して発電を行い、次に、力の伝達が解消されることにより第２変形部品の変形が解放されて、第１可動部品と第２可動部品の互いの少なくとも一部が連動し、第１可動部品が一定量逆方向に回転して第１変形部品が一定量変形し、第１可動部品が一定量逆方向に回転した後に第１変形部品の変形が解放され、第１可動部品の一定量の逆方向回転、並びに、第１変形部品の変形からの解放により、発電機が電力を発生して発電を行うと共に、第２可動部品が、少なくとも一部に歯が形成されたラックであり、スイッチ発電機構を形成する部品が、第２可動部品の一部を除いてボックスに収められていることとした。
【００２１】
この構成に依れば、第１変形部品の変形量を一定量まで蓄積してからその変形を解放して、発電機で発電を行うことが可能となる。従って、どんなに遅い速度の力で第２可動部品が押されてスイッチ発電機構が動作しても一定の発電量を確保することができ、確実なスイッチング動作を行うことが可能となる。
【００２２】
なお本発明において発電機とは、少なくともコイルとマグネットを含み、電力を発生させて発電する装置を指すものとする。
【００２３】
更に第２変形部品を含むことで、第２変形部品の変形量を一定量まで蓄積してからその変形を解放して、発電機で発電を行うことが可能となる。従って、どんなに遅い速度の力で第２可動部品が押されてスイッチ発電機構が動作しても一定の発電量を確保することができ、確実なスイッチング動作を行うことが可能となる。
【００２４】
更に、第２変形部品の変形の解放は、第２可動部品への力の伝達が解消されることで行われる。即ち、第２可動部品が押されていない状態でもスイッチ発電機構は一定の発電量を確保することが可能となる。従って、自己発電が可能な動作状態を増加出来るため、より確実なスイッチング動作の実現と共に、スイッチ発電機構の使用用途の拡大を図ることも可能となる。
【００２５】
なお本発明において、第１可動部品や第２可動部品の回転量、又は第１変形部品や第２変形部品の変形量における「一定量」とは、第１可動部品や第２可動部品の回転方向に依らずに常に同一であるとは限らない。つまり、各回転方向に応じて「一定量」が異なる場合も含むものとする。
【００２６】
更に歯車をスイッチ発電機構の形成部品に用いることで、互いの歯を噛み合わせてスイッチ発電機構を動作させることが可能となる。従って、動作損失の発生を抑制又は防止することが出来るため、どのような用途や使用状況でも一定の発電量を確実に確保することができ、確実なスイッチング動作を行うことが可能となり好ましい。
【００２７】
更に、スイッチ発電機構を歯車やコイル形状のスプリング、発電機というような簡易な部品のみで形成している。従って、耐候性や信頼性に優れ、どのような用途や使用状況でも確実に一定の発電量を確保し、確実なスイッチング動作を行うことが可能なスイッチ発電機構を形成することが出来る。
【００２８】
更にスイッチ発電機構を形成する部品を、第２可動部品の一部を除いてボックスに収めることにより、第１可動部品と第２可動部品間の伝達部分の防塵性や防水性を確保することが可能となる。また、歯車部分の防錆効果も得られる。従って、スイッチ発電機構の耐候性や信頼性をより一層向上させることができ、より確実なスイッチング動作を実現することが可能となる。
【００２９】
更に、第２可動部品をラックとすることで、第２可動部品のスイッチング動作における可動方向を上下方向のみに限定することが出来る。従って、ラック外周の周囲までボックスで覆っても第２可動部品の可動を妨害することが無いので、より確実にスイッチ発電機構の形成部品をボックスで覆うことが可能となる。よって、スイッチ発電機構を屋外の機器や装置に設置しても、充分に防塵性や防水性を確保することができ、歯車部分の防錆効果も得られる。従って、スイッチ発電機構の耐候性や信頼性をより一層向上させることができ、より確実なスイッチング動作を実現することが可能となる。
【００３０】
以上のスイッチ発電機構は、照明やシャッター等の機器に使用することが可能である。
【００３１】
以下に本発明に係る各実施例１〜４を説明するが、本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。
【実施例１】
【００３２】
以下、図１〜図４を参照して本発明に係る実施例１のスイッチ発電機構６を説明する。実施例１のスイッチ発電機構６は図１に示すように、第１可動部品1a、第２可動部品7a、第１変形部品1b、第２変形部品2b、第１傘歯車1c、第２傘歯車2c、及び発電機３と云った各部品から形成されている。更に各部品がボックス４に収められていると共に、第２可動部品7aの一部がボックス４の外部に突出されている。
【００３３】
第１可動部品1aは、伝動車の周囲の少なくとも一部に歯が形成された歯車であり、中心軸c1を中心に回転可能にボックス４に軸支されている。第２可動部品7aは、少なくとも一部に歯が形成されたラックである。
【００３４】
第１可動部品1a及び第２可動部品7aの歯形は、共にインボリュート歯形である。インボリュート歯形とすることにより、互いの歯車の距離が若干変化しても噛み合いが正しく保たれると共に、容易に作製でき、滑りも少ないため好ましい。なお、インボリュート歯形に換えて、サイクロイド歯形に形成することも可能である。
【００３５】
第１可動部品1a及び第２可動部品7aの材料は任意に選択可能であり、例えばプラスチックやステンレス、鋼などを用いれば良い。
【００３６】
第１変形部品1bと第２変形部品2bが共にコイル形状のスプリングで構成されている。第１変形部品1bの一方の端部が第１可動部品1aの中心を除く箇所に連結され、他方の端部がボックス４に連結されている。また、第２変形部品2bの一方の端部が第２可動部品7aに連結され、他方の端部がボックス４に連結されている。
【００３７】
更に、第１可動部品1aの中心軸c1上には第１傘歯車1cが固定され、第１可動部品1aと連結して回転可能に軸支されている。一方、発電機３のシャフトの端部には、第２傘歯車2cが固定されており、シャフトと連結して回転可能に構成されている。更に、第１傘歯車1cと第２傘歯車2cは、互いに歯が噛み合うように連結されている。なお図１〜図４では、第１及び第２傘歯車1c、2cの歯形の図示は省略している。
【００３８】
発電機３は、ハウジング内部に少なくともコイルとマグネットを含むモータであり、更にシャフトの回転と共にコイルとマグネットのどちらかが回転する型式のものである。
【００３９】
次に、スイッチ発電機構６における自己発電の動作原理に関して説明する。ボックス４の外部に突出された第２可動部品7aの一部に、スイッチ発電機構６の外部から人力または使用用途毎の対象物からの押圧力と云った力が伝達され、第２可動部品7aが押されて、直線状に一定量可動する（図１及び図２参照。）。従って、第２可動部品7aはスイッチ部分として機能し、スイッチング動作により可動する。第２可動部品7aが直線状に可動すると、第１可動部品1aの歯と第２可動部品7aの歯が噛み合って連動する。
【００４０】
第２可動部品7aに力が伝達され続け、第１可動部品1aと第２可動部品7aの互いの歯が噛み合わされている間は、第１可動部品1aは回転し続け、その噛み合いが外れるまで、第１可動部品1aは一定量回転される（実施例１の場合、約105°の反時計回転となる。）。
【００４１】
第１可動部品1aの一定量の回転に伴い、第１可動部品1aの中心を除く箇所も約105°回転する。よってボックス４との連結端が固定端になると共に、第１可動部品1aの中心を除く箇所の移動に伴って第１変形部品1bは伸びて変形する。第１可動部品1aの中心を除く箇所は、一定量として約105°回転するため、第１変形部品1bもその約105°回転に伴った一定量だけ伸びて変形する。第１変形部品1bの伸びは、第１可動部品1aと第２可動部品7aの互いの歯の噛み合いにより、弾性力による位置エネルギーとして第１変形部品1bに蓄積し保持される。
【００４２】
第１変形部品1bの伸びは、第２可動部品7aに力が伝達され続けて第１可動部品1aと第２可動部品7aの互いの歯が噛み合わされている間は保持される。従って、第１可動部品1aと第２可動部品7aの互いの歯の噛み合いが外れる直前での、第１変形部品1bの伸びが最大量となる。実施例１では、第１可動部品1aが約105°回転した時点での伸びが最大となる。
【００４３】
そして第１可動部品1aが一定量（約105°）回転した後に、図２に示すように第１可動部品1aと第２可動部品7aの互いの歯の噛み合いが外れる。すると、第１変形部品1bの伸びの変形保持が外され、第１変形部品1bの変形が解放されて第１変形部品1bに収縮が発生する。第１変形部品1bの収縮時も、ボックス４との連結端が固定端になると共に、第１可動部品1aの中心を除く箇所が移動する。従って第１変形部品1bの収縮により、第１可動部品1aが逆方向（実施例１では時計方向に約105°の回転となる。図２及び図３を参照。）に一定量回転する。伸びにより第１変形部品1bに蓄積されている位置エネルギーの最大値は、第１可動部品1aの約105°回転時の伸びに伴う位置エネルギーである。この最大値の位置エネルギーが、収縮によって第１可動部品1aの一定量の逆方向の回転（約105°）に変換される。
【００４４】
第１可動部品1aの一定量の逆方向の回転に伴い、第１傘歯車1cも一定量だけ逆方向に回転すると共に第２傘歯車2cも連結して回転し、シャフトが一定量だけ回転される。
【００４５】
シャフトが一定量だけ回転されることで、発電機３内部で電力を発生して発電が行われる。その電力により、スイッチ発電機構６の用途に応じて、別途任意に設置可能な赤外線など無線通信装置を起動することが可能となる。
【００４６】
シャフトの回転量は、第１可動部品1aの逆方向の回転量、即ち第１変形部品1bの伸びの最大値に応じて変わる。よって、第２可動部品7aの歯に対して、第１可動部品1aの歯が噛み合うピッチ円の円弧長に伴って、第１変形部品1bの伸びの最大値は任意の一定量で設定可能である。従って、シャフトの回転量も任意の一定量で設定することが出来るため、発電機３による発電量も、第２可動部品7aに伝わる外部からの力の速度に関係無く一定値に設定可能となる。
【００４７】
以上により、スイッチ発電機構６は第１変形部品1bを含むことで、第１変形部品1bの変形量を一定量まで蓄積してからその変形を解放して、発電機３で発電を行うことが可能となる。従って、どんなに遅い速度の力で第２可動部品7aが押されてスイッチ発電機構６が動作しても一定の発電量を確保することができ、確実なスイッチング動作を行うことが可能となる。
【００４８】
更に、スイッチ発電機構６における自己発電の動作原理に関して説明を続ける。前記外部からの力が伝わり続けることで、第２可動部品7aは一定量まで直線状に可動される。第２可動部品7aの一定量の可動とは、少なくとも第２変形部品2bに伸びに伴う変形が発生するまでの可動であると共に、少なくとも第１可動部品1aと第２可動部品7aの互いの歯の噛み合いが外れるまでの可動量を指す（図２又は図３参照）。
【００４９】
第２可動部品7aの一定量の直線状の可動に伴い、第２変形部品2bは一定量収縮して変形する。第２変形部品2bの収縮は、外部からの力が第２可動部品7aに伝達されている間は保持されるため、弾性力による位置エネルギーが第２変形部品2bに蓄積し保持される。
【００５０】
次に、第２可動部品7aへの力の伝達が解消されると、第２変形部品2bの変形が解放され伸びが発生する。第２可動部品7aへの力の伝達が解消される状態とは、スイッチ発電機構６の使用用途にも依るが、例えば使用者が第２可動部品7aを押すことを止めたり、対象物が取り除かれて対象物からの押圧力が無くなった状態などが挙げられる。
【００５１】
第２可動部品7aへの力の伝達が解消されると、第２変形部品2bの収縮の変形保持が外され、第２変形部品2bの変形が解放されて第２変形部品2bに伸びが発生する。第２変形部品2bが伸びる時も、ボックス４との連結部分が固定端になると共に、第２可動部品7aとの連結端が移動端となる。従って第２変形部品2bの伸びにより、第２可動部品7aは一定量逆方向に直線状に可動する（図３及び図４参照）。
【００５２】
その可動の際に、第１可動部品1aの歯と第２可動部品7aの歯が再び噛み合って互いに連動し、第１可動部品1aが逆方向に回転（約105°）する。第１可動部品1aの逆方向の回転量は、第２可動部品7aの一定量の逆方向直線稼働量、即ち第２変形部品2bの一定量の変形に依る。従って、収縮により第２変形部品2bに蓄積されていた位置エネルギーが、伸びによって第１可動部品1aの一定量の逆方向の回転に変換され、第１可動部品1aが一定量逆方向に回転する（実施例１では時計方向に約105°の回転となる。図３及び図４参照。）。
【００５３】
第１可動部品1aの一定量の逆方向回転に伴い、第１可動部品1aの中心を除く箇所も一定量逆方向に回転して約105°移動する。ボックス４との連結端が固定端になると共に、第１可動部品1aの中心を除く箇所の移動に伴い、第１変形部品1bは一定量だけ伸びて再度変形する。第１可動部品1aと第２可動部品7aの互いの歯の噛み合いにより、第１変形部品1bの伸びは弾性力による位置エネルギーとして、第１変形部品1bに蓄積される。
【００５４】
この第１可動部品1aの一定量の逆方向の回転に伴い、第１傘歯車1cも一定量だけ逆方向に回転すると共に第２傘歯車2cも連結して回転し、シャフトが一定量だけ回転されて発電機３内部で電力を発生して発電が行われる。
【００５５】
第１可動部品1aの逆方向の回転量は、第２可動部品7aの一定量の逆方向可動量、即ち第２変形部品2bの一定量の変形に依る。シャフトの回転量は、第１可動部品1aの一定量の逆方向回転、即ち第２変形部品2bの収縮の最大値に応じて変わる。よって、スイッチ発電機構６の外部からの力の伝達量（押圧力）に伴う第２可動部品7aの可動量（第２可動部品7aが力により押し込まれる量）に応じて、第２変形部品2bの収縮の最大値は任意の一定量で設定可能である。従って、シャフトの回転量も任意の一定量で設定することが出来るため、発電機３による発電量は、第２可動部品7aに伝わる外部からの力の速度に関係無く一定値に設定可能となる。
【００５６】
以上により、スイッチ発電機構６は第２変形部品2bを含むことで、第２変形部品2bの変形量を一定量まで蓄積してからその変形を解放して、発電機３で発電を行うことが可能となる。従って、どんなに遅い速度の力で第２可動部品7aが押されてスイッチ発電機構６が動作しても一定の発電量を確保することができ、確実なスイッチング動作を行うことが可能となる。
【００５７】
更に第２変形部品2bの変形の解放は、第２可動部品7aへの力の伝達が解消されることで行われる。即ち、第２可動部品7aが押されていない状態でもスイッチ発電機構６は一定の発電量を確保することが可能となる。従って、自己発電が可能な動作状態を増加出来るため、より確実なスイッチング動作の実現と共に、スイッチ発電機構６の使用用途の拡大を図ることも可能となる。
【００５８】
第１可動部品1aの一定量の逆方向回転に伴い、第１変形部品1bは一定量だけ伸びて再度変形する。しかし、第１可動部品1aが一定量（約105°）逆方向に回転した後に、第１可動部品1aと第２可動部品7aの互いの歯の噛み合いが再び外れて（図４参照）、第１変形部品1bの変形が解放されて収縮が発生する。
【００５９】
ボックス４との連結端が固定端になり、第１可動部品1aの中心を除く箇所が移動するので、その収縮によって第１可動部品1aの一定量（約105°）の反時計方向の回転が発生する。即ち、伸びにより第１変形部品1bに蓄積されていた位置エネルギーが、収縮によって第１可動部品1aの一定量の反時計方向の回転に変換される。
【００６０】
第１可動部品1aの一定量の反時計方向の回転に伴い、第１傘歯車1cも一定量だけ反時計方向に回転すると共に第２傘歯車2cも連結して回転し、シャフトが一定量だけ回転されて発電機３内部で電力を発生して発電が行われる。
【００６１】
シャフトの回転量は、第１可動部品1aの一定量の反時計方向の回転、即ち第１変形部品1bの伸びの最大値に応じて変わる。よって、第２可動部品7aの歯に対して、第１可動部品1aの歯が噛み合うピッチ円の円弧長に伴って、第１変形部品1bの伸びの最大値は任意の一定量で設定可能である。従って、シャフトの回転量も任意の一定量で設定することが出来るため、発電機３による発電量も、第２可動部品7aに伝わる外部からの力の速度に関係無く一定値に設定可能となる。
【００６２】
以上により、スイッチ発電機構６は第１変形部品1bを含むことで、第１変形部品1bの変形量を一定量まで蓄積してからその変形を解放して、発電機３で発電を行うことが可能となる。従って、どんなに遅い速度の力で第２可動部品7aが押されてスイッチ発電機構６が動作しても、一定の発電量を確保することができ、確実なスイッチング動作を行うことが可能となる。
【００６３】
更に、第１可動部品1aと第２可動部品7aの互いの歯の、再度の噛み合いに依る第１変形部品1bの変形の解放は、第２可動部品7aへの力の伝達が解消されることで行われる。即ち、第２可動部品7aが押されていない状態でもスイッチ発電機構６は一定の発電量を確保することが可能となる。従って、自己発電が可能な動作状態を増加出来るため、より確実なスイッチング動作の実現と共に、スイッチ発電機構６の使用用途の拡大を図ることも可能となる。そして、図４から図１の初期状態へと戻る。
【実施例２】
【００６４】
以下、図５〜図８を参照して本発明に係る実施例２のスイッチ発電機構８を説明する。なお、実施例１と同一箇所には同一番号を付し、重複する説明は省略又は簡略化して記載する。
【００６５】
実施例２が実施例１と異なる箇所は、第１可動部品が２つの歯車1d1、1d2で形成され、互いに逆向きに回転するように、中心軸を中心に回転可能にボックス４に軸支されている点である。更に２つの歯車1d1、1d2はそれぞれ伝動車の周囲の全周に亘って歯が形成されている。
【００６６】
第２可動部品7bが少なくとも一部に歯が形成されたラックであることは実施例１と変わらない。しかし、２つの第１可動部品1d1、1d2の歯と同時に噛み合って連動する必要があるため、図５〜図８に示すように、左右に亘ってラックの軸に軸対称となる様に歯が形成されている必要がある。
【００６７】
更に、実施例２が実施例１と異なる箇所は、発電機がモータでは無くコイル９とマグネット１０のみから形成される点である。コイル９及びマグネット１０は円筒状に形成すれば良く、マグネット１０の内径にコイルを配置すれば良い。従って、コイル９とマグネット１０は図５〜図８に示すように対向配置される。マグネット１０はボックス４に固定されている。
【００６８】
更にコイル９の内側（内径）にはラック１１が固定して設けられ、２つの第１可動部品1d1、1d2のそれぞれの歯に噛み合うように連結配置されている。ラック１１の歯形は、実施例１と同じくインボリュート歯形であるが、サイクロイド歯形でも良い。また材料も任意に選択可能であり、例えばプラスチックやステンレス、鋼などを用いれば良い。
【００６９】
更に第１変形部品1bと第２変形部品2bが共にコイル形状のスプリングであり、ボックス４に収められている点は、実施例１と変わらない。しかし、第１変形部品1bの一方の端部がコイル９に連結されている点が、実施例１と異なる。なお、他方の端部はボックス４に連結されている。なお、第１変形部品1bの一方の端部は、コイル９の内側に設けられたラック１１に連結しても良い。
【００７０】
更に第１変形部品1bの径は第２変形部品2bの径よりも大きく設定されており、第１変形部品1bの径内に第２変形部品2bを収めるように、互いに配置されている。
【００７１】
次に、スイッチ発電機構８における自己発電の動作原理に関して説明する。ボックス４の外部に突出された第２可動部品7bの一部に、スイッチ発電機構８の外部から力が伝達され、第２可動部品7bが押されて、直線状に一定量可動する（図５及び図６参照）。従って、第２可動部品7bはスイッチ部分として機能する。第２可動部品7bが直線状に可動すると、第１可動部品1d1、1d2の歯と第２可動部品7bの歯が噛み合って連動する。
【００７２】
第２可動部品7bの一定量の直線状の可動に伴い、第２変形部品2bは一定量収縮して変形する。図５〜図６において、第２可動部品7bが押し込まれる方向（第１変形部品1bが収縮される方向）では、第１可動部品1d1は反時計方向に回転し、第１可動部品1d2は時計方向に回転する。
【００７３】
第２可動部品7bに力が伝達され続け、第１可動部品1d1、1d2と第２可動部品7bの互いの歯が噛み合わされている間は、第１可動部品1d1、1d2は回転し続け、その噛み合いが外れるまで、第１可動部品1d1、1d2は一定量回転される
【００７４】
第１可動部品1d1、1d2の一定量の回転に伴い、コイル９の内側（内径）に設けられたラック１１が直線状に上側に一定量可動する。従って、コイル９も直線状に一定量上側に可動し、第１変形部品1bが一定量伸びて変形する。第１変形部品1bの伸びは、第１可動部品1d1、1d2と第２可動部品7bの互いの歯の噛み合いにより、弾性力による位置エネルギーとして第１変形部品1bに蓄積し保持される。
【００７５】
第１変形部品1bの伸びは、第２可動部品7bに力が伝達され続け、第１可動部品1d1、1d2と第２可動部品7bの互いの歯が噛み合わされている間は保持される。従って、第１可動部品1d1、1d2と第２可動部品7bの互いの歯の噛み合いが外れる直前での第１変形部品1bの伸びが最大となる。
【００７６】
第１可動部品1d1、1d2が一定量回転した後に、図６に示すように第１可動部品1d1、1d2と第２可動部品7bの互いの歯の噛み合いが外れる。すると、第１変形部品1bの伸びの変形保持が外され、第１変形部品1bの変形が解放されて第１変形部品1bに収縮が発生する。第１変形部品1bの変形時は、ボックス４に連結されている端部が固定端になると共に、コイル９に連結されている端部が移動端となる。従って、伸びにより第１変形部品1bに蓄積されていた位置エネルギーが、第１変形部品1bの収縮により、コイル９の逆方向（図６の下向き）への、直線状の一定量可動に変換され、コイル９がマグネット１０に対して面対向した状態で可動される。すると、コイル９に電磁誘導により電力が発生する。
【００７７】
マグネット１０に対するコイル９の相対的な可動速度は、第１可動部品1d1、1d2の回転量、即ち第１変形部品1bの伸びの最大値に応じて変わる。よって、第２可動部品7bの歯に対して、第１可動部品1d1、1d2の歯が噛み合うピッチ円の円弧長に伴って、第１変形部品1bの伸びの最大値は任意の一定量で設定可能である。従って、マグネット１０に対するコイル９の相対的な可動速度も任意の一定量で設定することが出来るため、コイル９による発電量も、第２可動部品7bに伝わる外部からの力の速度に関係無く一定値に設定可能となる。
【００７８】
外部からの力の伝達により、第２可動部品7bは一定量まで直線状に可動される。第２可動部品7bの一定量の可動とは、少なくとも第２変形部品2bに伸びに伴う変形が発生するまでの可動であると共に、少なくとも第１可動部品1d1、1d2と第２可動部品7bの互いの歯の噛み合いが外れるまでの可動量を指す（図６参照）。
【００７９】
第２可動部品7bの一定量の直線状の可動に伴い、第２変形部品2bは一定量収縮して変形する。第２変形部品2bの収縮は、外部からの力が第２可動部品7bに伝達されている間は保持されるため、弾性力による位置エネルギーが第２変形部品2bに蓄積し保持される。
【００８０】
次に、第２可動部品7bへの力の伝達が解消されると、第２変形部品2bの変形が解放され伸びが発生する。第２変形部品2bの伸びにより、第２可動部品7bは一定量逆方向（図７を参照）に直線状に可動する。その第２可動部品7bの可動の際に、第１可動部品1d1、1d2の歯と第２可動部品7bの歯が再び噛み合って互いに連動し、第２可動部品7bが戻される方向（第１変形部品2bが伸びる方向）では、第１可動部品1d1は時計方向に一定量回転し、第１可動部品1d2は反時計方向に一定量回転する。
【００８１】
第１可動部品1d1、1d2の一定量の逆方向の回転に伴い、コイル９の内側（内径）に設けられたラックが直線状に今度は下側へと一定量可動する。従って、コイル９も直線状に一定量下側に可動する。収縮により第２変形部品2bに蓄積されていた位置エネルギーが、第２変形部品2bの伸びにより、コイル９の逆方向（図７の下向き）への、直線状の一定量可動に変換されることとなり、コイル９がマグネット１０に対して面対向した状態で可動される。すると、コイル９に電磁誘導により電力が発生する。
【００８２】
マグネット１０に対するコイル９の相対的な可動速度は、第２可動部品7bの一定量の逆方向可動量、即ち第２変形部品2bの一定量の変形（収縮の最大値）に応じて変わる。スイッチ発電機構８の外部からの力の伝達量（押圧力）に伴う第２可動部品7bの可動量（第２可動部品7bが力により押し込まれる量）に応じて、第２変形部品2bの収縮の最大値は任意の一定量で設定可能である。従って、マグネット１０に対するコイル９の相対的な可動速度も任意の一定量で設定することが出来るため、コイル９による発電量も、第２可動部品7bに伝わる外部からの力の速度に関係無く一定値に設定可能となる。
【００８３】
コイル９が直線状に一定量下側に可動すると、第１変形部品1bが一定量収縮して変形する。第１変形部品1bの収縮は、弾性力による位置エネルギーとして第１変形部品1bに蓄積される（図８参照）。
【００８４】
第１可動部品1d1、1d2が一定量逆方向に回転した後に、第１可動部品1d1、1d2と第２可動部品7bの互いの歯の噛み合いが再び外れ、第１変形部品1bの変形が解放されて伸びが発生する。収縮により第１変形部品1bに蓄積された位置エネルギーが、第１変形部品1bの伸びにより、コイル９の上向きへの直線状の一定量可動に変換され、コイル９がマグネット１０に対して面対向した状態で可動される。すると、コイル９に電磁誘導により電力が発生する。
【００８５】
マグネット１０に対するコイル９の相対的な可動速度は、第１変形部品1bの収縮の最大値に応じて変わる。第１変形部品1bの収縮の最大値は、第２可動部品7bが一定量逆方向（図７及び図８を参照。）に直線状に可動する量、即ち第２変形部品2bの伸びにより任意の一定量で設定可能である。従って、マグネット１０に対するコイル９の相対的な可動速度も任意の一定量で設定することが出来るため、コイル９による発電量も、第２可動部品7bに伝わる外部からの力の速度に関係無く一定値に設定可能となる。そして、図８から図５の初期状態へと戻る。
【００８６】
なお、第１可動部品1d1、1d2の２つの歯車は、伝動車の周囲の少なくとも一部に歯が形成された歯車でも良い。また、マグネット１０とコイル９の位置を逆に配置変更しても良いし、マグネット１０及びコイル９は互いに対向配置されていれば、必ずしも円筒状である必要は無い。
【実施例３】
【００８７】
以下、図９〜図１２を参照して本発明に係る実施例３のスイッチ発電機構１２を説明する。なお、実施例１と同一箇所には同一番号を付し、重複する説明は省略又は簡略化して記載する。
【００８８】
実施例３が実施例１と異なる箇所は、発電機がモータでは無くコイル１３とマグネット１４のみから形成される点である。コイル１３は円筒状に形成すれば良く、その内部に円柱形状のマグネット１４を配置すれば良い。コイル１３とマグネット１４は図９〜図１２に示すように対向配置され、マグネット１４又はコイル１３のどちらか一方が第１可動部品1aの中心を除く箇所に連結される。実施例３では、マグネット１４がホルダ５の穴に、収縮性の無いワイヤで連結されている。更に、第１傘歯車1cと第２傘歯車2cは除去されている。
【００８９】
スイッチ発電機構１２の外部から力が伝達されて第２可動部品7aが押されると、第１可動部品1aの歯と第２可動部品7aの歯が噛み合い、その噛み合いが外れると、第１変形部品1bが収縮して第１可動部品1aが逆方向（時計方向に約105°の回転となる。図１０及び図１１を参照。）に一定量回転する。
【００９０】
第１可動部品1aの一定量の逆方向の回転に伴いホルダ５の穴も回転し、ワイヤで連結されたマグネット１４がコイル１３に対して面対向した状態で可動される。すると、コイル１３に電磁誘導により電力が発生する。コイル１３に対するマグネット１４の相対的な可動速度は、第１可動部品1aの逆方向の回転量、即ち第１変形部品1bの伸びの最大値に応じて変わる。よって、第２可動部品7aの歯に対して、第１可動部品1aの歯が噛み合うピッチ円の円弧長に伴って、第１変形部品1bの伸びの最大値は任意の一定量で設定可能である。従って、コイル１３に対するマグネット１４の相対的な可動速度も任意の一定量で設定することが出来るため、コイル１３による発電量も、第２可動部品7aに伝わる外部からの力の速度に関係無く一定値に設定可能となる。
【００９１】
次に、第２可動部品7aへの力の伝達が解消されると、実施例１と同様にして図１２に示すように第１可動部品1aが逆方向に回転（約105°）し、ホルダ５の端部の穴も回転し、ワイヤで連結されたマグネット１４がコイル１３に対して面対向した状態で可動される。すると、コイル１３に電磁誘導により電力が発生する。コイル１３に対するマグネット１４の相対的な可動速度は、第２変形部品2bの伸びの一定量で設定可能である。従って、コイル１３に対するマグネット１４の相対的な可動速度も任意の一定量で設定することが出来るため、コイル１３による発電量も、第２可動部品7aに伝わる外部からの力の速度に関係無く一定値に設定可能となる。
【００９２】
更に、第１可動部品1aが一定量（約105°）逆方向に回転した後に、実施例１と同様に第１可動部品1aと第２可動部品7aの互いの歯の噛み合いが再び外れて（図１２参照）、第１変形部品1bが収縮する。その収縮によって第１可動部品1aとホルダ５に一定量（約105°）の反時計方向の回転が発生し、ワイヤで連結されたマグネット１４がコイル１３に対して面対向した状態で可動される。すると、コイル１３に電磁誘導により電力が発生する。
【００９３】
コイル１３に対するマグネット１４の相対的な可動速度は、第１変形部品1bの伸びの一定量で設定可能である。従って、コイル１３に対するマグネット１４の相対的な可動速度も任意の一定量で設定することが出来るため、コイル１３による発電量も、第２可動部品7aに伝わる外部からの力の速度に関係無く一定値に設定可能となる。そして、図１２から図９の初期状態へと戻る。
【００９４】
なお、図９〜図１２におけるコイル１３とマグネット１４の位置関係を逆配置とし、ホルダ５の穴にワイヤでコイル１３を連結し、マグネット１４に対してコイル１３を可動させても良い。
【実施例４】
【００９５】
以下、図１３〜図１６を参照して本発明に係る実施例４のスイッチ発電機構１５を説明する。なお、実施例３と同一箇所には同一番号を付し、重複する説明は省略又は簡略化して記載する。
【００９６】
実施例４が実施例３と異なる箇所は、マグネット１４及びコイル１３が第１可動部品1aの中心を除く別々の箇所にそれぞれ連結されている点である。図１３〜図１６では、２つの端部と穴を有するホルダ１６を第１可動部品1aの一構成部品として設け、第１可動部品1aの中心軸c1に固定し、第１可動部品1aと連動して回転可能に軸支している。
【００９７】
コイル１３とマグネット１４は図１３〜図１６に示すように対向配置され、マグネット１４及びコイル１３が、ホルダ１６の各穴に収縮性の無いワイヤでそれぞれ連結されている。
【００９８】
第２可動部品7aの一部に、スイッチ発電機構１５の外部から力が伝達されて第２可動部品7aが押されると、第１可動部品1aの歯と第２可動部品7aの歯が噛み合い、その噛み合いが外れると、第１変形部品1bが収縮して第１可動部品1aが逆方向（時計方向に約105°の回転となる。図１４及び図１５を参照。）に一定量回転する。
【００９９】
第１可動部品1aの一定量の逆方向の回転に伴いホルダ１６の穴も回転し、ワイヤで連結されたコイル１３とマグネット１４が逆方向に互いに可動して、コイル１３に電磁誘導により電力が発生する。コイル１３とマグネット１４のそれぞれの可動速度は、第１可動部品1aの逆方向の回転量、即ち第１変形部品1bの伸びの最大値に応じて変わる。よって、第２可動部品7aの歯に対して、第１可動部品1aの歯が噛み合うピッチ円の円弧長に伴って、第１変形部品1bの伸びの最大値は任意の一定量で設定可能である。従って、コイル１３とマグネット１４のそれぞれの可動速度も任意の一定量で設定することが出来るため、コイル１３による発電量も、第２可動部品7aに伝わる外部からの力の速度に関係無く一定値に設定可能となる。
【０１００】
次に、第２可動部品7aへの力の伝達が解消されると、実施例３と同様にして図１６に示すように第１可動部品1aが逆方向に回転（約105°）し、ホルダ１６の端部の穴も回転し、ワイヤで連結されたコイル１３とマグネット１４が逆方向に互いに可動して、コイル１３に電磁誘導により電力が発生する。コイル１３とマグネット１４のそれぞれの可動速度は、第１可動部品1aの逆方向の回転量、即ち第２変形部品2bの伸びの最大値に応じて変わる。よって、第２可動部品7aの歯に対して、第１可動部品1aの歯が噛み合うピッチ円の円弧長に伴って、第１変形部品1bの伸びの最大値は任意の一定量で設定可能である。従って、コイル１３とマグネット１４のそれぞれの可動速度も任意の一定量で設定することが出来るため、コイル１３による発電量も、第２可動部品7aに伝わる外部からの力の速度に関係無く一定値に設定可能となる。
【０１０１】
更に、第１可動部品1aが一定量（約105°）逆方向に回転した後に、実施例３と同様に第１可動部品1aと第２可動部品7aの互いの歯の噛み合いが再び外れて（図１６参照）、第１変形部品1bが収縮する。その収縮によって第１可動部品1aとホルダ１６に一定量（約105°）の反時計方向の回転が発生し、ワイヤで連結されたコイル１３とマグネット１４が逆方向に互いに可動して、コイル１３に電磁誘導により電力が発生する。
【０１０２】
コイル１３とマグネット１４のそれぞれの可動速度は、第１可動部品1aの反時計方向の回転量、即ち第１変形部品1bの伸びの最大値に応じて変わる。よって、第２可動部品7aの歯に対して、第１可動部品1aの歯が噛み合うピッチ円の円弧長に伴って、第１変形部品1bの伸びの最大値は任意の一定量で設定可能である。従って、コイル１３とマグネット１４のそれぞれの可動速度も任意の一定量で設定することが出来るため、コイル１３による発電量も、第２可動部品7aに伝わる外部からの力の速度に関係無く一定値に設定可能となる。
【０１０３】
更に実施例４では、コイル１３とマグネット１４が共に可動すると共に、逆方向に互いに可動するので、コイル１３に対するマグネット１４の相対的な可動速度は、実施例３の２倍となる。従って、コイル１３による発電量を実施例３の４倍とすることが可能となる。そして、図１６から図１３の初期状態へと戻る。
【０１０４】
なお、コイル１３とマグネット１４を逆方向に互いに可動させるので、ホルダ１６の穴の位置は中心軸c1を中心として、90°以上の広角に設定することが望ましい。更に第１可動部品1aに対するホルダ１６の固定状態は、図１３〜図１６の状態を通して常に中心軸c1を境にそれぞれ上下で分かれるように配置されるように、予め固定されていることが好ましい。
【０１０５】
なお、図１３〜図１６におけるコイル１３とマグネット１４の位置関係を逆配置しても良い。
【０１０６】
なお前記各実施例１〜４において、歯車やラックに換えて滑車やマグネットギアを使用しても良い。しかしながら、滑車では滑り損失が発生するおそれがあり、マグネットギアでも動作損失が発生するおそれが有る。一方、歯車やラックをスイッチ発電機構の形成部品に用いることで、互いの歯を噛み合わせてスイッチ発電機構を動作させることが可能となる。従って、動作損失の発生を抑制又は防止することが出来るため、どのような用途や使用状況でも一定の発電量を確実に確保することができ、確実なスイッチング動作を行うことが可能となり好ましい。
【０１０７】
更に、スイッチ発電機構を歯車やコイル形状のスプリング、発電機というような簡易な部品のみで形成している。従って、耐候性や信頼性に優れ、どのような用途や使用状況でも確実に一定の発電量を確保し、確実なスイッチング動作を行うことが可能なスイッチ発電機構を形成することが出来る。
【０１０８】
更に、スイッチ発電機構を形成する部品を、第２可動部品の一部を除いてボックスに収めることにより、第１可動部品と第２可動部品間の伝達部分の防塵性や防水性を確保することが可能となる。また、歯車部分の防錆効果も得られる。従って、スイッチ発電機構の耐候性や信頼性をより一層向上させることができ、より確実なスイッチング動作を実現することが可能となる。
【０１０９】
更に、第２可動部品をラックとすることで、第２可動部品のスイッチング動作における可動方向を上下方向のみに限定することが出来る。従って、ラック外周の周囲までボックスで覆っても第２可動部品の可動を妨害することが無いので、より確実にスイッチ発電機構の形成部品をボックスで覆うことが可能となる。よって、スイッチ発電機構を屋外の機器や装置に設置しても、充分に防塵性や防水性を確保することができ、歯車部分の防錆効果も得られる。従って、スイッチ発電機構の耐候性や信頼性をより一層向上させることができ、より確実なスイッチング動作を実現することが可能となる。
【符号の説明】
【０１１０】
６、８、１２、１５      スイッチ発電機構
1a、1d1、1d2      第１可動部品
1b      第１変形部品
1c      第１傘歯車
7a、7b      第２可動部品
2b      第２変形部品
2c      第２傘歯車
３      発電機
４      ボックス
５、１６      ホルダ
９、１３      コイル
１０、１４      マグネット
１１      ラック
c1      中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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