發電開關的制作方法
【專利摘要】本發明的發電開關（100）具備：平行梁（11a、11b），至少包含1根形成為梁狀的作為磁致伸縮材料的磁致伸縮棒；線圈（12a、12b），卷繞于磁致伸縮棒；第1連結部件（10a），是在平行梁的第1端部上將構成該平行梁的2根梁連結的部件；第2連結部件（10b），是在第2端部上將構成該平行梁的2根梁連結的部件；勵磁部（14a、14b），產生在相同朝向上分別貫通2根梁的磁通；操作部件（50），由用戶操作；第1連結部件為不位移的固定端，第2連結部件為可自由振動的自由端，操作部件向第2連結部件施加外力，使平行梁產生自由振動，該自由振動在2根梁的一方產生正軸力，在另一方產生負軸力。
【專利說明】發電開關
【技術領域】
[0001]本發明涉及ー種發電開關，尤其涉及由通過磁致伸縮元件產生的反磁致伸縮效應而獲取的電カ進行驅動的發電開關。
【背景技術】
[0002]在使用于電視機、空調機以及照明等的遙控器中，有希望不使用電池這樣的要求。原因是，干電池要消耗而早晚余量消失。另外迫使用戶費事更換電池。并且，電池是エ業廢棄物，因此廢棄處理的成本也高。
[0003]因此嘗試了“發電開關”的實用化，該“發電開關”是指，通過人按壓按鈕的動作(機械性的工作)進行發電，井能夠將由獲取到的電カ所生成的信號發送至電視機、空調機以及照明等的開關。如果將其實現，例如遙控器變得不需要電池。另外，例如在家庭內設置開關時，不需要沿墻的配線，因此能夠在任意的部位配置開關。
[0004]以往，作為由人的手指進行直線運動來進行發電的原理，已知使用(A)電磁鐵的部件以及使用(B)壓電材料的部件。
[0005]例如，作為使用電磁鐵的技術，已知非專利文獻I。非專利文獻I所示的發電開關具備:電磁鐵(線圈+固定磁軛+可動磁軛+磁鐵)和突起構件，用戶使突起構件相對于電磁鐵進行直線運動。結果，可動磁軛對應于突起構件的運動而可動，并通過伴隨著可動磁軛的可動的、線圈的交鏈磁通的時間變化來進行發電。
[0006]另外，作為使用壓電材料的技術，已知專利文獻I。專利文獻I所示的發電開關如圖18所示那樣，將形成為板狀的壓電元件Ia與板簧Ib固接，通過使板簧Ib振動而在壓電元件Ia的內部產生電動勢。
[0007]現有技術文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:日本特開2006 — 158113號公報
[0010]專利文獻2:日本特開2010 - 154746號公報
[0011]非專利文獻
[0012]非專利文獻I:En0cean GmbH, ECOlOO, [online], EnOcean GmbH,[平成 23 年 4 月29日檢索],網址:
[0013]http: / /www.enocean.com/en/motion-energy-harvestmg/
[0014]發明概要
[0015]發明要解決的技術問題
[0016]然而，在非專利文獻I所示的使用電磁鐵的發電開關中，不能夠獲取較大的電力。原因是，在非專利文獻I所示的發電開關中，需要確保發電所需要的長度的、可動磁軛的自由振動時的沖程。這里，越使可動磁軛的自由振動時的沖程進一步伸長，其共振頻率越低。然而，為了產生的電カ更大而需要進ー步提高共振頻率。因此，通過非專利文獻I所示的發電開關來獲取充分的電カ很困難。[0017]另外，在專利文獻I所示的發電開關中存在以下2個問題。
[0018]第1，壓電元件為脆性材料，因此對于反復的彎曲負荷(拉伸)的耐久性低。一旦在壓電元件上產生裂縫時，發電性能較大地劣化，因此不能夠用于作為發電開關。
[0019]第2，壓電元件為電介質。即，壓電元件具有電性的感應性的性質，因此當振動的頻率(例如至幾百Hz)低時，輸出阻抗高。因此，以所連接的低電阻的負荷不能夠效率良好地取出電力。關于該課題，例如在專利文獻2中設法通過將壓電元件多組(幾組)層疊來増加(幾倍)電力。但是，該方法會造成包含壓電元件的設備的尺寸大型化，因此并不適合發電開關的用途。因此，如專利文獻I所示那樣，在使雙壓電晶片結構的壓電元件自由振動來獲取電カ的機構中，在耐久性及獲取的電カ這一點上實用化很困難。
【發明內容】
[0020]此處，本發明的目的在于提供ー種耐久性高，并能夠獲取更多的電カ的發電開關。
[0021]用于解決技術問題的手段
[0022]本發明的某方面所涉及的發電開關，由通過磁致伸縮元件產生的反磁致伸縮效應而獲取的電カ進行驅動，該發電開關具備:平行梁，至少包含I根形成為梁狀的作為磁致伸縮材料的磁致伸縮棒；線圈，卷繞于上述磁致伸縮棒；第I連結部件，是在上述平行梁的第I端部上將構成該平行梁的2根梁連結的部件；第2連結部件，是在上述平行梁的端部的與上述第I端部不同的第2端部上將構成該平行梁的上述2根梁連結的部件；勵磁部，產生在相同朝向上分別貫通上述2根梁的磁通；以及操作部件，由用戶進行操作，上述第I連結部件為不位移的固定端，上述第2連結部件為可自由振動的自由端，上述操作部件向上述第2連結部件施加外力，以使在上述平行梁產生自由振動，該自由振動在上述2根梁的一方產生正軸カ且在另一方產生負軸カ。
[0023]根據該構成，發電開關所具備的磁致伸縮棒通過具有延展性的磁致伸縮元件形成，因此耐久性高。另外，以用戶能夠向平行梁的自由端側施加對平行梁產生彎曲力矩的朝向的外力的方式來構成發電開關，由此能夠ー邊抑制用戶操作發電開關時所需要的力，一邊以更高的共振頻率使作為發電元件的磁致伸縮元件振動。因此能夠獲取更多的電力。
[0024]另外，上述第2連結部件也可以比上述第I連結部件長。
[0025]通過該構成，能夠進ー步減小用戶操作發電開關時所需要的力。另外，在以相同的カ進行了操動的情況下，能夠進ー步增大自由振動的振幅。
[0026]另外也可以是，上述第I連結部件和上述第2連結部件中的至少一方的連結部件的端部形成為“コ”字狀，形成為“コ”字狀的上述前端部具有角柱部件，通過壓入到與“コ”字的內側抵接的上述2根梁之間的上述角柱部件來連結上述2根梁。
[0027]通過該構成，連結部件能夠更加堅固地連結2個磁致伸縮棒。
[0028]另外，上述第2連結部件也可以彎曲成“コ”字狀。
[0029]通過該構成，能夠ー邊將發電開關的全長抑制得較短，ー邊進ー步減小用戶操作發電開關時所需要的力。
[0030]另外也可是，上述第I部件、上述第2部件以及包含于上述平行梁的2根梁中的I根被一體形成。
[0031]另外也可是，上述第I連結部件的端部被固定于具有開ロ部的固定座的內部，上述操作部件具有:覆蓋上述固定座的開ロ部的蓋部；以及與上述蓋部接合、并在上述固定座的內部與上述第2連結部件接觸的板部，上述蓋部通過外力彎曲，經由上述板部向上述第2連接部件施加外力，以使上述平行梁產生自由振動。
[0032]本發明的其他方面所涉及的操作位置檢測系統為，具備多個發電開關，多個上述發電開關所具備的上述操作部件作為開關板而被一體形成，各第I連結部件的端部以及上述開關板的一端部被固定于固定座，各第2連結部件的端部通過上述開關板的另一端部所具有的永久磁鐵而被吸附于該開關板，基于用戶所操作的上述操作部件的位置與上述多個發電開關各自的發電量之間的關系，檢測上述用戶所操作的操作部件的位置。
[0033]發明效果
[0034]以上，根據本發明，能夠提供ー種耐久性高,并能夠獲取更多的電カ的發電開關。【專利附圖】
【附圖說明】
[0035]圖1是表示具備本發明的實施方式I?3及其變形例的發電開關的無線遙控器的使用情況的一例的圖。
[0036]圖2是本發明的實施方式I的發電開關所具備的發電元件的概略圖。
[0037]圖3是示出了圖2所示的發電元件的磁致伸縮棒以及連結部件的配置位置的概略圖。
[0038]圖4是表示圖2所示的發電元件的安裝例的照片。
[0039]圖5A是說明圖2所示的發電元件的發電結構的第I圖。
[0040]圖5B是說明圖2所示的發電元件的發電結構的第2圖。
[0041]圖6A是表示本發明的實施方式I的發電開關的構造的第I圖。
[0042]圖6B是表示本發明的實施方式I的發電開關的構造的第2圖。
[0043]圖6C是表示本發明的實施方式I的發電開關的構造的第3圖。
[0044]圖7A是表示本發明的實施方式I的變形例的發電開關的構造的第I圖。
[0045]圖7B是表示本發明的實施方式I的變形例的發電開關的構造的第2圖。
[0046]圖7C是表示本發明的實施方式I的變形例的發電開關的構造的第3圖。
[0047]圖8是說明驗證本發明的實施方式I?3及其變形例的發電開關的性能的實驗的圖。
[0048]圖9是表示驗證本發明的實施方式I?3及其變形例的發電開關的性能的實驗結果的圖。
[0049]圖1OA是表示本發明的實施方式I?3及其變形例的發電開關中的磁致伸縮棒的固定方法的一例的圖。
[0050]圖1OB是表示本發明的實施方式I?3及其變形例的發電開關中的磁致伸縮棒的固定方法的其他一例的圖。
[0051]圖1lA是表示本發明的實施方式2的發電開關的構造的第I圖。
[0052]圖1lB是表示本發明的實施方式2的發電開關的構造的第2圖。
[0053]圖1lC是表示本發明的實施方式2的發電開關的構造的第3圖。
[0054]圖12A是表示本發明的實施方式2的變形例的發電開關的構造的第I圖。
[0055]圖12B是表示本發明的實施方式2的變形例的發電開關的構造的第2圖。[0056]圖12C是表示本發明的實施方式2的變形例的發電開關的構造的第3圖。
[0057]圖13A是表示本發明的實施方式3的發電開關的構造的第I圖。
[0058]圖13B是表示本發明的實施方式3的發電開關的構造的第2圖。
[0059]圖13C是表示本發明的實施方式3的發電開關的構造的第3圖。
[0060]圖14是表示本發明的實施方式I?3及其變形例的發電開關所具備的發電元件的其他一例的圖。
[0061]圖15是表示本發明的實施方式I?3及其變形例的發電開關所具備的發電元件的其他另一例的圖。
[0062]圖16A是作為交互轉換開關(seesaw switch)而構成的發電開關的第I概略圖。
[0063]圖16B是作為交互轉換開關而構成的發電開關的第2概略圖。
[0064]圖17是表示本發明的實施方式I?3及其變形例的發電開關所具備的發電元件的其他另一例的圖。
[0065]圖18是表示現有技術的發電開關的構成的概略圖。
[0066]圖19是表示本發明的實施方式4的發電開關的構造的圖。
[0067]圖20是表示本發明的實施方式4的發電開關的試制例的圖。
[0068]圖21A是表示本發明的實施方式5的發電開關的構造的圖。
[0069]圖21B是表示圖21A所示的發電開關的使用時的狀態的圖。
[0070]圖21C是表示本發明的實施方式5的變形例的發電開關的構造的圖。
[0071]圖22A是表示本發明的實施方式6的發電開關的構造的圖。
[0072]圖22B是表示本發明的實施方式6的第I變形例的發電開關的構造的圖。
[0073]圖22C是表示本發明的實施方式6的第2變形例的發電開關的構造的圖。
[0074]圖23A是表示本發明的實施方式7的發電開關的構造的第I圖。
[0075]圖23B是表示本發明的實施方式7的發電開關的構造的第2圖。
[0076]圖23C是表示本發明的實施方式7的第I變形例的發電開關的構造的圖。
[0077]圖24A是表示本發明的實施方式7的第2變形例的發電開關的構造的第I圖。
[0078]圖24B是表示本發明的實施方式7的第2變形例的發電開關的構造的第2圖。
[0079]圖25A是表示本發明的實施方式8的發電開關的構造的第I圖。
[0080]圖25B是表示本發明的實施方式8的發電開關的構造的第2圖。
[0081]圖26A是表示本發明的實施方式8的變形例的發電開關的構造的第I圖。
[0082]圖26B是表示本發明的實施方式8的變形例的發電開關的構造的第2圖。
[0083]圖27A是表示本發明的實施方式9的發電開關的構造的第I圖。
[0084]圖27B是表示本發明的實施方式9的發電開關的構造的第2圖。
[0085]圖27C是表示本發明的實施方式9的變形例的發電開關的構造的圖。
[0086]圖27D是表示本發明的實施方式9的發電開關的試制例的圖。
[0087]圖28A是表示本發明的實施方式10的操作位置檢測系統的構造的一例的第I圖。
[0088]圖28B是表示本發明的實施方式10的操作位置檢測系統的構造的一例的第2圖。
[0089]圖28C是表示本發明的實施方式10的操作位置檢測系統的構造的一例的第3圖。
[0090]圖29是表示本發明的實施方式11的操作位置檢測系統的構造的一例的圖。
[0091]圖30是表示本發明的實施方式I?9的發電開關的使用例的概念圖。【具體實施方式】
[0092]以下，參照附圖對本發明的發電開關的實施方式進行詳細說明。
[0093](實施方式I)
[0094]首先說明本發明的實施方式I的發電開關的構成。圖1是表示具備本發明的實施方式I的發電開關的無線遙控器200的使用情況的一例的圖。如圖1所示那樣，無線遙控器200具備按鈕99和發電開關100。
[0095]當通過用戶按下按鈕99時，該カ向發電開關100傳導，發電開關100進行發電。
[0096]發電開關100是由通過磁致伸縮元件產生的反磁致伸縮效應而獲取的電カ來進行驅動的發電開關。通過發電開關100所發電的電力，內部電路98生成規定的無線信號，并將生成的無線信號從發送部97無線發送。再有，發送部97也可以按照無線LAN.Bluetooth(注冊商標)等的規格使用電波，也可以按照IrDA (紅外線接ロ)規格等使用紫外線等。
[0097]圖2是本發明的實施方式的發電開關100所具備的發電元件90的概略圖，圖2(a)是主視圖，圖2 (b)是側視圖。
[0098]如圖2 (a)和圖2 (b)所示那樣，發電元件90具備:連結部件IOa和10b、磁致伸縮棒Ila和lib、線圈12a和12b、勵磁部14a和14b以及背磁軛(Back yoke) 15。
[0099]磁致伸縮棒Ila和Ilb是分別形成為柱狀的磁致伸縮材料，如圖2 (a)所示那樣，磁致伸縮棒Ila和Ilb通過平行配置而構成平行梁。
[0100]線圈12a是卷繞于磁致伸縮棒Ila的線圈。另外，線圈12b是卷繞于磁致伸縮棒Ilb的線圈。
[0101]勵磁部14a和14b產生在相同方向上分別貫通2個磁致伸縮棒Ila和Ilb的磁通量。勵磁部14a和14b為例如永久磁鐵或電磁鐵。
[0102]連結部件IOa是棒狀的部件，在由磁致伸縮棒Ila和Ilb構成的平行梁的第I端部，將2個磁致伸縮棒堅固地連結。以下也稱連結部件IOa為第I連結部件。
[0103]連結部件IOb是棒狀的部件，在由磁致伸縮棒Ila和Ilb構成的平行梁的端部的與第I端部不同(即，棒的端部中的相反側)的第2端部，將2個磁致伸縮棒堅固地連結。以下也稱連結部件IOb為第2連結部件。再有，因后述的理由，優選連結部件IOb比連結部件IOa在軸向上較長地形成。
[0104]背磁軛15用于向磁致伸縮棒Ila和Ilb附加偏置磁場而構成。詳細進行后述。
[0105]圖3是示出了圖2所示的發電元件90的磁致伸縮棒Ila和Ilb以及連結部件IOa和IOb的配置位置的概略圖。圖3 (a)和圖3 (b)分別與圖2 (a)和圖2 (b)對應。
[0106]磁致伸縮棒Ila和Ilb例如由作為鐵鎵合金的Galfenol構成,具有延展性,分別為例如ImmX0.5mmX IOmm的長方體的棒狀的形狀。如圖3 (a)和圖3 (b)所示那樣,磁致伸縮棒IIa和Ilb平行地配置。在磁致伸縮棒IIa和Ilb的一端設置有連結部件IOa,以使磁致伸縮棒Ila和Ilb磁性地連接，且機械性地堅固地接合。在磁致伸縮棒Ila和Ilb的另一端設置有連結部件10b，以使磁致伸縮棒Ila和Ilb同樣地磁性地連接，且機械性地堅固地接合。連結部件IOa和IOb例如由含有Fe (鐵)的磁性材料形成，通過機械性以及磁性地與磁致伸縮棒Ila和Ilb連結,而使磁致伸縮棒Ila和Ilb連結。S卩，連結部件IOa和連結部件Ilb具有作為所謂磁軛(yoke)的功能。[0107]再有，連結部件IOa和連結部件IOb并不一定其全部都由磁性材料形成。也可以是例如使磁性材料和為了延長磁性材料的長度的非磁性材料在長度方向上接合而形成。但是，至少需要通過磁性材料來磁性地連結磁致伸縮棒Ila和lib。
[0108]再有，優選連結部件IOa和連結部件IOb具有充分的剛性。具體來說，作為連結部件IOa和連結部件IOb的材料，當假想使用鐵類的材料(例如一般的鐵鋼材或具有磁性的不銹鋼)的情況時，優選連結部件IOa和連結部件IOb的縱向彈性系數為190?210GPa左右。如后述那樣，磁致伸縮棒Ila和Ilb相對于這種具有充分的剛性的連結部件IOa和連結部件10b，需要分別堅固地接合。
[0109]另外，如圖3 (b)所不那樣,在發電兀件90的底面側設置有背磁軛15。
[0110]背磁軛15如圖3 (b)所示那樣，具有設置于連結部件IOa側的勵磁部14a和設置于連結部件IOb側的勵磁部14b，經由勵磁部14a和14b，與連結部件IOa和連結部件Ilb連接。
[0111]勵磁部14a在與背磁軛15連接的一面側具有N極，在與連結部件IOa連接的一面側具有S極。另外，勵磁部14b在與背磁軛15連接的一面側具有S極，在與連結部件IOb連接的一面側具有N極。通過連結部件IOa和10b、磁致伸縮棒I Ia和I lb、勵磁部14a和14b以及背磁軛15，形成如圖3 (b)的箭頭所示那樣的磁回路。據此，通過勵磁部14a和14b的磁動勢，使磁致伸縮棒IIa和Ilb產生偏置磁場。即是,磁致伸縮棒Ila和Ilb的磁化方向被設定為與磁致伸縮棒Ila和Ilb的軸向平行的方向。這時磁化的大小為，例如，成為飽和磁通密度為I / 2即0.85T (特斯拉)。
[0112]另外，如圖2 (a)和圖2 (b)所示那樣，磁致伸縮棒Ila和Ilb分別具有線圈12a和12b。線圈12a和12b例如由銅線構成，繞數分別為250繞。通過線圈12a和12b的繞數能夠調整產生于發電元件的電壓的大小。另外，在線圈12a和12b之間通過埋入樹脂而成為一體。再有，線圈12a和12b也可以不是一體的構成。另外，線圈的繞數也可以是在各線圈中相同，也可以不同。
[0113]圖4是表示發電元件90的一例的照片。磁致伸縮棒Ila和Ilb具有剖面為ImmX0.5mm、軸向的長度為IOmm左右的長方體(角柱)狀的棒狀形狀。連結部件IOa固定于固定部件21。
[0114]圖5A和圖5B是說明本發明的實施方式的發電開關所具備的發電元件90的發電結構的圖。更詳細來說，圖5A是表示磁致伸縮棒Ila和Ilb的動作的圖。另外，圖5B是表示在磁致伸縮棒Ila和Ilb上配置有線圈12a和12b以及鉛錘20的狀態的圖。
[0115]發電元件90的發電原理利用磁致伸縮材料的反磁致伸縮效應。此處，反磁致伸縮效應是指，當向磁化的磁致伸縮材料施加應カ時磁通量變化的效應。當在磁通量上產生時間性的變化時，通過法拉第的電磁感應的法則，在線圈上產生感應電壓。
[0116]此處，磁致伸縮棒Ila和Ilb構成有平行梁構造，因此能夠以較小的彎曲力在磁致伸縮棒Ila和Ilb的內部產生較大的應カ變化。具體來說，與在磁致伸縮棒的長度方向上壓縮、拉伸的情況相比較，能夠以大約十分之一的力在磁致伸縮棒的內部產生相同大小的應カ變化。另外，在通過連結部結合的2根磁致伸縮棒Ila和Ilb上分別產生反向的軸力，因此磁通量的變化也相反。因此,產生于磁致伸縮棒Ila和磁致伸縮棒Ilb的感應電壓的正負為反向，發電元件不用抵消彼此的反磁致伸縮效應便能夠發電。結果，用戶以較輕的力按下發電開關100的按鈕99，由此在反磁致伸縮效應中在磁致伸縮棒Ila和Ilb上產生較大的磁通量的時間變化。據此，發電元件90能夠效果良好地進行發電。另外，一般的線圈是電感應性負荷，因此若在平行梁的彎曲共振頻率(?幾百Hz)以下，能夠無視感應性成分。因此，發電元件90的輸出阻抗僅為線圈的電阻，這至多不過幾?幾十Q。因此，即使在發電元件90上連接無線遙控器200的內部電路那樣的低阻抗電阻的負荷，產生的電カ也會高效地供給負荷。
[0117]再有，用于磁致伸縮棒Ila和Ilb的磁致伸縮材料優選利用具有如下性質的鐵鎵合金等，即:產生充分的反磁致伸縮效應、機械加工性良好、耐彎曲或耐拉伸，但只要是該性質的磁致伸縮材料，其利用并不限定于鐵鎵合金。
[0118]更具體的是，例如圖5A所示那樣，發電元件90的連結部件IOa固定于固定部件，向連結部件IOb賦與規定的彎曲力P，由此發電元件90的連結部件IOb進行振子振動。這時，彎曲力P的方向是相對于磁致伸縮棒IIa和Ilb的軸向垂直的方向。通過連結部件IOb進行振子振動，發電元件90進行共振。這時的共振頻率作為一例為幾百Hz，但也可以是幾十 Hz ?IkHz0
[0119]當向連結部件IOb賦與彎曲力P吋，磁致伸縮棒Ila和Ilb彎曲變形。具體來說，當發電元件90受到圖5A所示朝向的彎曲力P時，磁致伸縮棒Ila拉伸,磁致伸縮棒Ilb收縮。另外，當連結部件IOb受到與上述彎曲力P反向的彎曲カ時，磁致伸縮棒Ila收縮，磁致伸縮棒IIa拉伸。這樣，磁致伸縮棒Ila和Ilb伸縮，由此勵磁部14a和14b所產生的磁致伸縮棒Ila和Ilb內部的磁通量因反磁致伸縮效應而增加或減少。即，貫通線圈12a和12b的磁通密度變化。通過該磁通密度的時間性變化，如圖5B所示那樣，在線圈12a和12b上產生感應電壓(或感應電流)。
[0120]接著，對具備以上所述的發電元件90的發電開關100的構成進行說明。
[0121]首先，對使用利用了磁致伸縮材料的發電元件90來作為開關的電源的發電開關100的必要條件進行以下研究。
[0122]發電元件90所產生的電壓與磁致伸縮棒Ila和Ilb的振動頻率成比例地增加。因此，為了使發電元件90高效地發電，優選使發電元件90以由磁致伸縮棒Ila和Ilb構成的平行梁的共振頻率振動。此處，產生共振頻率的振動是自由振動。因此發電開關100的構成需要具有如下構成，即:通過用戶的操作而對發電元件90所具備的平行梁激發自由振動。
[0123]具體來說，自由振動通過將過渡性的力的變化作用于平行梁而產生。例如，彈擊梁的動作。為了進行彈擊動作可考慮例如，在平行梁的前端連結具有突起部的構造體，通過利用用戶的外力所作用的操作部件來按壓突起部，以使平行梁彎曲。當平行梁的彎曲超過了某值時，操作部件從突起部瞬間地脫離，從而激發平行梁自由振動。作為其他的例子，可考慮利用磁鐵。平行梁的前端通過磁性材料構成，另ー方面，在按壓力作用的操作部件上安裝磁鐵。當在通過磁鐵吸附著平行梁的前端的狀態下向操作部件施加外力時，操作部件以吸附著平行梁的前端的狀態位移。這樣，當施加外力而平行梁的彎曲超過了某值時，平行梁的前端從磁鐵脫離。據此，作用于平行梁的力過渡性地成為0，產生自由振動。通過上述的彈擊或使磁鐵的吸附カ成為0的動作，從而使平行梁產生自由振動。結果，能夠使發電元件90高效地產生電壓。[0124]另外，平行梁的2根梁(S卩，磁致伸縮棒Ila和Ilb)隔開空間地配置，因此彎曲剛性大。此處，為了増大發電量或產生電壓，需要増大共振頻率，因此擴大梁的間隔或増大梁的體積是有效果的。
[0125]然而，在增大梁的間隔或增大梁的體積的情況下，平行梁的彎曲剛性也増大，變得不易變形。此處，發電開關100是人通過手指操作的部件，因此存在適度的按入力和按入量(位移)。因此，為了使平行梁效率良好地彎曲、并配合人的按入動作所作用的機械性的阻杭，需要在某程度上取得安裝于梁上的構造體的長度，并根據開關動作的方式來設定構造體的形狀。
[0126]一般通過伸長構造體并使力作用于該前端，能夠增大彎曲平行梁的彎曲カ矩。即，彎曲カ矩以距離Xカ計算，因此如果作用相同的彎曲カ矩，通過伸長距離就能夠縮小需要的力。但在這種情況下，使カ發揮作用的距離也變長。因此，發電元件90的形狀需要考慮開關的按壓カ或位移來適當地設定。另外，也可考慮根據開關的操作方式(例如，滑動型、垂直按下型以及旋轉操作型)來選擇發電元件90的形狀。
[0127]接著，來說明考慮了這樣研究的條件的本實施方式的發電開關100的構成。
[0128]圖6A?圖6C是表示本實施方式的發電開關100的構造的圖。更詳細來說，圖6A表示操作部件50的位移量為0的初始狀態的發電開關100。
[0129]如圖6A所示那樣，發電開關100具備發電元件90和操作部件50。操作部件50是用戶用于操作發電開關100的用戶接ロ，具體來說，通過用戶進行按下操作，將鉛垂下方的外力向作為第I連結部件的連結部件IOb傳導。再有，本實施方式的操作部件50具有永久磁鐵40。操作部件50通過永久磁鐵40吸附著連結部件10b。
[0130]如圖6A所示那樣，在本實施方式中，作為第I連結部件的連結部件IOb固定于壁面等。即，連結部件IOa為不位移的固定端。
[0131]另ー方面，圖6B是表示操作部件50因用戶操作的外力60而進行位移的狀態的發電開關100。
[0132]操作部件50向作為第2連結部件的連結部件IOb施加外力，以使在2個磁致伸縮棒I Ia和Ilb的一方產生正軸力、在另一方產生負軸カ的自由振動產生。換種說法，在包含磁致伸縮棒IIa和Ilb的面內，在使平行梁彎曲的外力通過操作部件50而施加于連結部件IOb的方向上，連結部件IOa被固定。
[0133]更具體來說，當用戶向操作部件50施加外力60時，操作部件50以通過永久磁鐵40吸附著連結部件IOb的右側端部的狀態向鉛垂下方位移。結果，在作為構成平行梁的上側梁的磁致伸縮棒Ilb上產生拉伸方向的軸カ(S卩，正軸力)。另ー方面，在作為構成平行梁的下側梁的磁致伸縮棒Ila上產生壓縮方向的軸カ(S卩，負軸力)。
[0134]這樣，當操作部件50繼續向下方位移，而產生于平行梁的反力超過了永久磁鐵40的吸附カ時，發電元件90和連結部件IOb開始自由振動。
[0135]圖6C表示自由振動中的發電開關100。如圖6C所示那樣，作為第2連結部件的連結部件IOb為可自由振動的自由端，連結部件IOb與連結于連結部件IOb的發電元件90 —起自由振動。結果，在發電元件90上產生感應電壓。
[0136]再有，如上述那樣，優選連結部件IOb比連結部件IOa長。更詳細來說，連結部件IOa越短、連結部件IOb越長越好。原因是，為了提高發電性能而提高平行梁的共振頻率是有效的，因此提高平行梁構造的剛性是有效的。然而，當剛性過高時，會造成用戶不能夠按下開關。此處，連結部件IOb越長，通過杠桿原理，用戶越能以較小的力按下發電開關100。反之，連結部件IOb越長，越能夠在用戶可操作的力的范圍內提高平行梁構造的剛性。另ー方面，連結部件IOa為固定端，因此越短越能夠縮短發電開關100的全長。
[0137]再有，在本實施方式中，操作部件50通過磁鐵的吸附カ而將產生彎曲カ矩的外力施加于連結部件IOb,但通過操作部件50向連結部件IOb施加力的構成并不僅限于此。
[0138]例如，圖7A?圖7C是表示實施方式I的變形例的發電開關的構造的圖。
[0139]在本變形例中，替代永久磁鐵40而使用物理性的卡爪構造。即，如圖7A?圖7C所示那樣，本變形例的發電開關IOOa具備發電元件90a和操作部件52。再有，對與圖6A?圖6C相同的構成要素賦與相同的符號，省略詳細的說明。
[0140]發電元件90a是在發電元件90所具備的構成要素中將連結部件IOb替換成連結部件IOc而成的部件。
[0141]連結部件IOc的與操作部件52接觸側的端部被加工成銳角狀。另外，操作部件52也同樣,與連結部件IOc接觸側的端部被加工成銳角狀。
[0142]通過這樣加工連結部件IOc和操作部件52的一端部，在操作部件52與連結部件IOc的接點上容易產生偏移。據此，能夠調整操作部件52施加于連結部件IOc的彎曲カ矩的最大值。
[0143]接著，參照圖8和圖9，對發明人所進行的發電開關100的評價實驗的結果進行說明。
[0144]在評價實驗中，試制了 2種發電元件90 (類型I和類型2)，并對其特性進行了比較。2個類型均為，磁致伸縮棒Ila和Ilb的形狀相同，大小為0.5X I X 12mm。另ー方面，在類型I中，設磁致伸縮棒Ila和Ilb的間隔為0.5mm，與此相對，在類型2中，設磁致伸縮棒Ila和Ilb的間隔為1mm。這是為了與類型I相比增加類型2中線圈的繞數N。
[0145]再有，類型I和類型2的線圈的繞數N分別為419卷和964卷。另外，類型I和類型2的線圈的電阻Rtl分別為15 Q和38 Q。據此，類型2與類型I相比較，伴隨剖面2次力矩的增加而彎曲剛性也增加,并且I次的彎曲共振頻率也增加。
[0146]圖8是說明驗證本發明的實施方式I的發電開關100的性能的實驗的圖。再有，在實驗中，為了比較連結部件IOb的長度不同對發電所帯來的影響，替代操作部件50而使用了鉛錘。
[0147]具體來說，在連結部件IOb上通過繩懸吊200g的鉛錘，切斷繩使連結部件IOb產生自由振動，懸吊鉛錘的位置為，連結部件IOb中靠近發電元件90的位置的Locl和遠離發電元件90的位置的Loc2這2處中的任一方。設懸吊于Locl的鉛錘為鉛錘63，設懸吊于Loc2的鉛錘為鉛錘64。
[0148]連結部件IOb的位移X通過激光位移器測定出連結部件IOb的中央部。另外，通過用于取出最大電カ的匹配條件，在類型I的發電元件90上安裝30 Q的電阻負荷R54，在類型2的發電元件90上安裝76 Q的電阻負荷R54，通過內部阻抗IMQ的探針測定出其兩端的電壓V53。
[0149]圖9表示實驗結果。在圖9中，XO表示連結部件IOb的初始位移、A0表示初始振幅、Vmax表示產生電壓的最大值、dB表示磁通密度的變化幅度、W0表示電能以及T表示振動持續時間。
[0150]在以Locl相互比較時，類型2與類型I相比，獲取2倍左右的％。然而，在以Loc2相互比較時，類型I與2間Wtl沒有較大的差。這是因為，在類型2中，將位置從Locl變成Loc2所造成的初始振幅A0的增加比例為1.4倍(=0.40/0.28mm),比類型I的2.1倍小。即，被推測為，在類型2中，由于平行梁的彎曲剛性大，即使増大彎曲カ矩也難以變形。
[0151]以上的結果可考慮為:如果利用同形狀的磁致伸縮棒，則通過擴大磁致伸縮棒Ila和Ilb的間隔、増加彎曲剛性和線圈的繞數，預計發電量提高。實際上，在類型2的Loc2的情況下，最大的瞬間電カ為321111,-.,-(1/1')為2.lmW。
[0152]根據以上的實驗結果證實了以下研究，即:通過使連結部件IOb比連結部件IOa長來増加發電量。
[0153]再有，在繼續進行實驗中，會造成磁致伸縮棒Ila和磁致伸縮棒Ilb與連結部件IOa之間的接合部脫離。因此，在發電開關100中，將磁致伸縮棒Ila和磁致伸縮棒Ilb與連結部件IOa堅固地接合在實用上很重要。
[0154]圖1OA和圖1OB是表示本發明的實施方式的發電開關100的磁致伸縮棒Ila和Ilb的固定方法的例子的圖。圖1OA和圖1OB是分別表示固定方法的一例。與圖1OA相比，優選圖1OB的固定方法。以下進行詳細說明。
[0155]圖1OA表示將磁致伸縮棒Ila和Ilb插入貫穿于連結部件IOa的孔內、并通過貫通磁致伸縮棒Ila和Ilb的銷55來進行固定的方法。通過在孔的間隙及其周圍浸潰環氧類粘著劑進行固定，能夠更加堅固地進行固定。但是，在發明人的實驗中，即使是圖1OA所示的固定方法也存在接合脫離的情況。
[0156]圖1OB表示更好的固定方法。
[0157]在圖1OB中，第I連結部件IOa的端部形成為“コ”字狀，形成為“コ”字狀的前端部具有角柱部件56，通過壓入到與“コ”字的內側抵接的2個磁致伸縮棒Ila和Ilb之間的角柱部件56，來連結2個磁致伸縮棒Ila和lib。通過進一歩用粘著劑等對連結部進行表面涂層，能夠進一歩提高強度。
[0158]再有，在圖1OA和B中，雖然對連結部件IOa連結磁致伸縮棒IIa和Ilb的情況進行了說明，但連結部件IOb連結磁致伸縮棒Ila和Ilb的情況也同樣。
[0159]另外，在平行梁包括I根磁致伸縮棒和I根由磁致伸縮材料以外的材料形成的梁的情況下，形成為“コ”字狀的端部也可以通過壓入到與“コ”字的內側抵接的2根梁之間的角柱部件來連結上述2根梁。
[0160](實施方式2)
[0161]以上，在實施方式I及其變形例中說明了應對用戶向鉛垂下方按入操作部件的動作的發電開關。
[0162]接著，參照圖1lA?圖12C，說明應對用戶沿水平方向滑動操作部件的動作的發電開關。
[0163]圖1lA?圖1lC是表示本發明的實施方式2的發電開關IOOb的構造的圖。再有，對與圖6A?圖6C相同的構成要素賦與相同的符號,省略詳細的說明。
[0164]參照圖11A，發電開關IOOb具備發電元件90b和操作部件50a。
[0165]發電元件90b是將發電元件90所具備的連結部件IOb替換成連結部件IOd而成的部件。發電元件90d的不與發電元件90b接觸一側的端部形成為L字狀。
[0166]接著，參照圖11B，當用戶向操作部件50a施加向水平方向滑動的外力62時，操作部件50a由于永久磁鐵40的吸附カ而一邊吸附連結部件IOd—邊向水平方向左面位移。結果，在連結部件IOd和發電元件90b上產生彎曲カ矩。
[0167]接著，參照圖11C，當產生于連結部件IOd和發電元件90b的反力超過了永久磁鐵40的吸附カ時，連結部件IOd開始自由振動。此處，發電元件90與連結部件IOd—起進行自由振動，因此在線圈12a和12b上產生感應電壓。
[0168]再有，操作部件并不一定具有永久磁鐵40。
[0169]圖12A?圖12C是表示本發明的實施方式2的發電開關IOOb的變形例的圖。
[0170]在本變形例中，替代永久磁鐵40而使用物理性的卡爪構造。即，參照圖12A?圖12C，本變形例的發電開關IOOc具備發電元件90c和操作部件52a。再有，對與圖1lA?圖1lC相同的構成要素賦與相同的符號，省略詳細的說明。
[0171]發電元件90c是將發電元件90b所具備的連結部件IOd替換成連結部件IOe而成的部件。對連結部件IOe而言，形成為L字狀的端部中的與操作部件52a接觸的部分形成為銳角狀。
[0172]操作部件52a是具有凸部的操作部件，將用戶所施加的向水平方向滑動的外力62向連結部件IOe傳導。
[0173]通過這樣加工連結部件IOe和操作部件52a的各自的一端部，在操作部件52a與連結部件IOe的接點上容易產生偏移。據此，能夠調整操作部件52a施加于連結部件IOe的彎曲カ矩的最大值。
[0174](實施方式3)
[0175]接著，說明ー邊通過杠桿原理抑制用戶不得不施加的外力、ー邊能夠進ー步提高平行梁的剛性的發電開關的構成。
[0176]圖13A?圖13C是表示本發明的實施方式3的發電開關IOOd的構成的圖。
[0177]如圖13A所示那樣，發電開關IOOd具備發電元件90d和鉸鏈70以及操作部件72。
[0178]參照圖13B和圖13C，鉸鏈70為杠桿的支點，操作部件72的端部的與發電元件90d接觸側的端部為作用點，操作部件72的另一端部的因用戶的操作而被施加外力的端部為力點。因此，通過使從支點至力點的距離比從支點至作用點的距離長，外力66的大小被放大并作用于連結部件10f。因此，能夠不損壞用戶的操作性地進ー步提高發電元件90d所具有的平行梁的剛性。
[0179]以上，對本發明的實施方式I?3及其變形例的發電開關進行了說明。根據這些構成，發電開關所具備的磁致伸縮棒由具有延展性的磁致伸縮元件形成，因此耐久性高。另夕卜，以用戶能夠向平行梁的自由端側施加對平行梁產生彎曲カ矩的方向的外力的方式來構成發電開關，由此能夠ー邊抑制用戶操作發電開關時所需要的力，一邊使作為發電元件的磁致伸縮元件以更高的共振頻率振動。因此能夠獲取更多的電力。
[0180]再有，本發明并不限定于這些實施方式。
[0181]例如，也可以將實施方式I?3及其變形例的發電開關所具備的可自由振動的第2連結部件形成為“コ”字狀。更詳細來說，也可以將第2連結部件以在包含構成平行梁的2個磁致伸縮棒的平面上彎曲成“コ”字狀的方式形成。[0182]如上述那樣，在發電開關所具備的連結部件中，優選可自由振動的連結部件的長度為長的一方。但是，當增長連結部件時，會產生發電元件的全長變長這樣的問題。
[0183]此處，如圖14所示那樣，發電元件90e所具備的第2連結部件IOg在垂直方向上被彎曲成“コ”字狀。當向該連結部件IOg的端部中的不與平行梁接觸的一側的端部施加來自用戶的外力67時，與圖6所示的發電元件90相同的杠桿原理起作用。因此，能夠ー邊抑制用戶操作所需要的力的大小，一邊不降低平行梁的剛性地將發電元件90的全長抑制得較短。
[0184]另外，雖然實施方式I?3及其變形例的發電開關所具備的發電元件具備2根磁致伸縮棒Ila和11b，但也可以將其中的I根磁致伸縮棒替換成磁致伸縮材料以外的其他的材料。進ー步，也可以通過研究發電元件所具備的連結部件的形狀，由連結部件與I根磁致伸縮棒構成平行梁構造。參照圖15進行具體說明。
[0185]圖15是發電元件90f，具備:作為連結部件的連結磁軛130，通過在長方體的長度方向的一個面上的中央部形成槽，而形成為“コ”字狀；以及柱狀的磁致伸縮棒110，以與長度方向平行地抵接在連結磁軛130的“コ”字的內側的方式，與連結磁軛130的“コ”字的內側接合。
[0186]如圖15所示那樣，發電元件90f僅具備I根磁致伸縮棒。但是，通過將連結磁軛130的長度方向的中央部設為與磁致伸縮棒110具有同程度的剛性的材料和形狀，從而通過連結磁軛130的長度方向的中央部與磁致伸縮棒110形成平行梁構造。因此，例如參照圖6A，即使替代發電元件90而使用發電元件90f，也能夠發揮相同的發明效果。
[0187]S卩，發電開關也可以是，具備:平行梁，至少包含I根形成為梁狀的磁致伸縮材料的磁致伸縮棒；線圈，卷繞于磁致伸縮棒;第I連結部件，是在平行梁的第I端部將構成該平行梁的2根梁連結的部件；第2連結部件，是在平行梁的端部的與第I端部不同的第2端部將構成該平行梁的2根梁連結的部件；勵磁部，產生在相同方向上分別貫通上述2根梁的磁通；操作部件，通過用戶操作；第I連結部件為不位移的固定端，第2連結部件為可自由振動的自由端，操作部件向第2連結部件施加外力，以使在平行梁產生自由振動，該自由振動使2根梁的一方產生正軸カ并使另一方產生負軸力。
[0188]進ー步還有，也可以如圖16A和圖16B所示那樣，將發電元件作為交互轉換開關(搖桿開關)型的發電開關IOOg而構成，該交互轉換開關(搖桿開關)型的發電開關IOOg具備:2根發電元件212和213、分別吸附2根發電元件的永久磁鐵214和215、“ く ”字形狀的操作部件216以及鉸鏈217。
[0189]對發電元件212和213而言，各自的長度方向的一端被接合，接合部為固定端。另夕卜，發電兀件212和發電兀件213各自的另一端為自由端。
[0190]在圖16A所示的狀態中，永久磁鐵214吸附著發電元件212。此處，當用戶按壓“ く ”字形狀的操作部件的端部中的、與吸附著發電元件的端部相反側的端部(即，朝向右側的端部)時，在發電元件212向上彎曲之后，永久磁鐵214釋放吸附著的發電元件212。因此發電元件212的自由端自由振動。結果，發電元件212進行發電。接著，永久磁鐵215吸附著發電元件213，成為圖16B所示的狀態。此處，當用戶按壓“ く”字形狀的操作部件的端部中的、與吸附著發電元件的端部相反側的端部(即，朝向左側的端部)時，在發電元件212向上彎曲之后，永久磁鐵215釋放吸附著的發電元件213。因此發電元件213的自由端自由振動。結果，發電元件213進行發電。這樣，每當發電開關IOOg調換圖16A和圖16B這2個狀態時，具有懸臂梁構造的2個發電元件交替地發電。
[0191]另外，在圖14中示出了以如下方式形成第2連結部IOg的發電元件90e的例子，即:在包含構成平行梁的2個磁致伸縮棒Ila和Ilb的平面上，將第2連結部IOg彎曲成“コ”字狀，但彎曲第2連結部IOg的方向并不限于此。例如，也可以將第2連結部件IOg以如下方式形成，即:在與包含構成平行梁的2個磁致伸縮棒Ila和Ilb的平面垂直的平面上，彎曲成“コ”字狀。即，只要是“コ”字狀(或J字狀等，向固定端側靠近的形狀)，也可以向任意的方向彎曲地形成。
[0192]進ー步，也可以如圖17所示那樣，設為具備T字狀的連結部件的發電元件90h。發電元件90h具備2個發電元件900和連結部件10h。雖然在圖17中簡略地進行了記載，但發電元件900分別具有與從圖6A所示的發電元件90中去除了連結部件IOb后的構成相同的構成，并以相同朝向固定于壁面等。
[0193]連結部件IOh是形成為T字狀的連結部件。在連結部件IOh中的相當于T字的橫棒的部件所具有的左右的端部，分別替代連結部件IOb而堅固地連結著發電元件900所具備的2個磁致伸縮棒的一端部(自由端側)。結果，2個發電元件900通過連結部件IOh連結。此處，當向連結部件IOh中的相當于T字的縱棒的下端部的端部施加外力68時，通過杠桿原理，在連結部件IOh的相當于T字的橫棒的部件(即，連結有2個發電元件900側的端部)上產生比外力68大的反力69。該反カ向發電元件900施加彎曲カ矩。即，在發電元件90h中，能夠ー邊將發電元件的全長抑制得短，一邊以更小的外力68向2個發電元件900施加較大的彎曲カ矩。再有，通過將連結部件IOh形成為T字井向左右2個發電元件900均等地施加彎曲力矩的構成，2個發電元件900僅在包含各自所具有的2個磁致伸縮棒的平面內變形。
[0194]再有，如上述那樣，實施方式I?3及其變形例的連結部件IOa?IOh沒有必要以相同的材質作為一體而形成。即，只要至少將與磁致伸縮棒接觸側的端部由磁性體形成，以使2根磁致伸縮棒能夠磁性接合就可以。例如參照圖6A，優選連結部件IOb那樣的自由端側的連結部件為，剛性高，長且輕。因此，可以將需要將線圈12a和12b物理性且磁性地接合的連結部件IOb的左端部利用鐵等磁性體形成，連結部件IOb的其他部分可以由鋁或炭等剛性高且輕的原料形成。
[0195]再者，作為本發明的實施方式，可進ー步考慮以下所述的各種形態。
[0196](實施方式4)
[0197]例如，圖19所示的發電開關的ー個形態為，具備:磁致伸縮棒110、線圈120、連結磁軛130、連結板302、吸附板304、突起部306、開關板308、固定座310、永久磁鐵312和316、以及擋塊314。
[0198]此處，永久磁鐵312是吸附開關板308的開關用磁鐵。另外，永久磁鐵316是向磁致伸縮棒110施加偏置磁通量的偏置磁鐵。另外，開關板308既可以是磁性體也可以不是磁性體。
[0199]磁致伸縮棒110、線圈120以及連結磁軛130構成I個發電元件。另外,2根發電元件各自的一端與固定座310接合。另外，2根發電元件各自的另一端通過連結板302連結。結果，2根發電元件成一體地振動。再有，優選連結板302由非磁性體形成，以不使偏置磁通量泄漏。
[0200]另外，在連結板302的下部安裝有磁性體的吸附板304。
[0201]開關板308由彈簧材料形成，一端與固定座310接合。另外，在開關板308的另ー端設置有例如由圓柱狀的橡膠等形成的突起部306。
[0202]在開關板308的上表面的與吸附板304對置的位置上，設置永久磁鐵312，永久磁鐵312通過磁力吸附吸附板304。
[0203]此處，當用戶按下突起部306時，開關板308彎曲。這時，發電元件也同時彎曲。通過該彎曲，通過由連結磁軛130與磁致伸縮棒110構成的平行梁構造，向磁致伸縮棒110的長度方向施加較大的壓縮力。結果，通過反磁致伸縮效應，磁致伸縮棒110內部的磁通量減少。
[0204]之后，當用戶進ー步按下突起部306吋，吸附板304從永久磁鐵312脫離。這時，發電元件進行自由振動。在該自由振動中，壓縮與拉伸的應カ在磁致伸縮棒110內部交替地作用，由此磁致伸縮棒Iio內部的磁通量也交替地變化。通過該磁通量的時間變化而在線圈120上產生電動勢。
[0205]再有，作為本形態的實用上的研究，在開關板308與固定座310之間設置有用于防止開關板308過度彎曲的擋塊314。
[0206]再有，作為開關用磁鐵的永久磁鐵312，也可以替代開關板308而固定于發電元件側的部件(例如，連結板302)。在這種情況下，雖然因發電元件的前端質量變重而發電效率降低，但有磁吸附カ始終作用于發電元件的相同位置的優點。例如，即使在開關板308與發電元件的初始相對位置變化了的情況下，開關板308從永久磁鐵312脫離時作用于發電元件的吸附カ的位置也不變化。結果，能夠獲取具有再現性的穩定的發電量。
[0207]再有，在發電元件側的部件上安裝開關用的永久磁鐵312時，也可以例如通過使磁極的方向相反的2個永久磁鐵相鄰地排列來構成閉磁路電路。這是為了防止開關用的永久磁鐵312所產生的磁力線經由連結磁軛130而侵入到磁致伸縮棒110。
[0208]再有，也可以在開關用的永久磁鐵312和與永久磁鐵312反復進行吸附ー脫離的部件之間夾入橡膠板等彈性部件。據此，能夠緩沖永久磁鐵312與部件吸附時的沖撞。
[0209]圖20表示本形態的發電開關的試制例。該發電開關具有2mmX0.5mmX22mm的磁致伸縮元件和1260繞的線圏。通過按壓I次按鈕，能夠取出最大15V的瞬間電壓、0.2W的瞬間電カ以及0.5mJ的電能。
[0210](實施方式5)
[0211]接著，參照圖21A?圖21C，表示本發明的其他的形態。再有，在以后的各實施方式的構成中省略連結板和開關板的記載。另外，發電元件的數量為I個以上就可以。
[0212]圖21A表示連結磁軛130A、開關板以及固定座為一體的發電開關。S卩，在本形態中，磁軛、開關板以及固定座被一體形成。據此，能夠使部件數量少且安裝也簡化。因此，能夠更加降低成本。
[0213]再有，為了提高部件的耐久性，也可以在一體形成之后施行退火等熱處理。
[0214]圖21B表示圖21A所示的發電開關的使用時的狀態。通過施加縮小固定座與開關板的間隔的力，從而具備磁致伸縮棒110的發電元件進行自由振動。結果，發電開關進行發電。[0215]根據該構成，能夠例如以夾取那樣的力作為契機來進行發電。
[0216]再有，如圖21C所示那樣，也可以以具有2個發電元件的方式來構成發電開關。此處，連結磁軛130B與開關板被一體形成。
[0217]據此，通過作用于開關板的上下兩方向的力，能夠使上下2個發電元件產生自由振動。即，本形態的發電開關在兩極性(導通和斷開等)的任ー個的選擇操作中都能夠進行發電。
[0218](實施方式6)
[0219]接著參照圖22A?圖22C，對本發明的其他的形態進行說明。
[0220]圖22A為，開關板308A由更長的彈簧材料形成。一般，越伸長開關板，越能夠縮小用于脫離磁力的吸附(即，為了開始發電)所需要的力。但是，變得越長，開關板越容易塑性變形。此處，優選對開關板的材料使用拉伸強度高且彈性好的、磷酸銅或超弾性材料等。
[0221]另外，也可以如圖22B所示那樣，在開關板的前端部設置平板320。據此，作為按下開關板的力，能夠利用風壓或水壓等。更具體來說，能夠利用風、水流或水滴(物體)的落下
坐寸o
[0222]另外，也可以如圖22C所示那樣，在開關板的前端部設置鉛錘322。在這種情況下，作為按下開關板的力，能夠利用作用于鉛錘的慣性力。例如，在上方的加速度作用于發電開關的情況下，在鉛錘322上產生想要停留在初始位置上的慣性力。通過該慣性力，擺脫磁力對開關板的吸附，由此發電開關的發電開始。
[0223](實施方式7)
[0224]接著，對通過在柔軟體上配置發電開關從而因柔軟體的變形來進行發電的發電開關的形態進行說明。
[0225]圖23A中，在作為柔軟體的一例的橡膠板324上接合有由彎曲的磁性體形成的吸附板304A。另外，在吸附板304A上固定有具有磁致伸縮棒110和連結磁軛130的發電元件。更詳細來說，發電元件的一端堅固地固定于吸附板304A或橡膠板324。另外開關板通過磁力被吸附。
[0226]此處，當橡膠板324較大地彎曲時，從永久磁鐵脫離的開關板開始自由振動(參照圖23B)。結果進行發電。
[0227]再有，在柔軟體(這里是指橡膠板324)的兩端沒有被固定的情況下，柔軟體同樣不變形，結果，會造成磁鐵不脫離的情況。為了避免于此，可考慮如圖23C所示那樣，形成具有2個磁致伸縮棒110和T字型的連結磁軛130C的發電元件。在本形態中，只要橡膠板324部分性地彎曲，左右任一個的發電元件與吸附板304A的吸附便脫離而開始發電。
[0228]再有，也可以如圖24A和圖24B所示那樣，以將T字型的開關板308B用作開關的方式來構成發電開關。在這種情況下，在下、右以及左的任ー個方向的力作用于T字的突起部分的情況下，開關板308B都脫離而開始發電。
[0229](實施方式8)
[0230]接著，參照圖25A和圖25B，對通過門的開閉來進行發電的發電開關的形態進行說明。
[0231]如圖25A所不那樣,具備磁致伸縮棒110的發電兀件的一端固定于固定座310A,另一端具有永久磁鐵312。另外，門326的一端通過合葉等固定于固定座310A。因此，門326以通過合葉等固定的邊為軸可開閉。再有，在門326由非磁性體形成的情況下，在與永久磁鐵312對置的位置上具有磁性體的吸附板304。
[0232]此處，設圖25A的狀態為門326關閉的狀態。在門326關閉的狀態中，門326 (或吸附板304)被吸附于永久磁鐵312。
[0233]接著，如圖25B所示那樣，在門326被打開的情況下，通過打開門326的力，永久磁鐵312從門326脫離。結果，具備磁致伸縮棒110的發電元件通過自由振動，發電元件開始發電。
[0234]再有，圖26A和圖26B表示門為滑動式的情況下的變形例。
[0235]如圖26A所示那樣，具備磁致伸縮棒110的發電元件的一端固定于固定座310A，另一端的側面具有永久磁鐵312。此處，具備磁致伸縮棒110的發電元件以相對于門326的滑動方向(圖中的左右)成垂直的方式被固定。
[0236]另外，在門326的端部中的與永久磁鐵312對置的端部具有磁性體的吸附板304。再有，在門326由磁性體形成的情況下，其端部也可以不具備吸附板304。
[0237]此處，設圖26A的狀態為門326關閉的狀態。在門326關閉的狀態中，門326 (或吸附板304)被吸附于永久磁鐵312。
[0238]接著，如圖26B所示那樣，在門326被打開的情況下，通過使門326滑動的力，永久磁鐵312從門326脫離。結果，具備磁致伸縮棒110的發電元件自由振動，從而發電元件開始發電。
[0239]這樣，利用了門的開閉的發電開關，尤其是在監視人的出入的用途上很有用。可考慮例如在防盜、看護、福祉以及空間的氣密性等的管理系統中，通過門的開閉使燈進行點燈或無線發送開閉信息等。
[0240](實施方式9)
[0241]接著，參照圖27A?圖27D，對將發電開關組裝于地板而使用的形態進行說明。
[0242]如圖27A所示那樣，本形態的發電開關具備:開關板308C、發電元件90g、永久磁鐵312、吸附板304A以及固定座310B。
[0243]開關板308C的兩端固定于固定座310B。2個發電元件90g分別一端固定于固定座310B，另一端為自由端。另外，2個發電元件90g各自的自由端相對置地配置。
[0244]開關板308C具有倒T字型的吸附板304A。另外，吸附板304A在與各發電元件90g所對應的位置上具有永久磁鐵312，以從下側吸附于2個發電元件90g。
[0245]此處，當設圖27A為初始狀態時，在初始狀態中，吸附板304A通過磁力被吸附于發電元件90g側。
[0246]接著，當施加按下開關板308C的力吋，如圖27B所示那樣，吸附板304A從發電元件90g脫離，發電元件90g開始自由振動。再有，也可以如圖27C所示那樣，在吸附板304A與固定座3IOB之間設置緩沖部件330。
[0247]即，對本形態的發電開關而言，發電元件90g所具有的第I連結部件的端部被固定于具有開ロ部的固定座310B的內部。另外，操作部件具有:開關板308C，作為覆蓋固定座3IOB的開ロ部的蓋部；以及吸附板304A，與開關板308C接合，并作為在固定座3IOB內部與第2連結部件接觸的板部。此處，開關板308C因踏步或汽車的通行等的外力而彎曲，從而經由吸附板304A向第2連接部件施加外力，以使平行梁產生自由振動。結果，發電元件90g開始發電。
[0248]根據該形態，開關板308C的兩端固定于固定座310B，因此，容易保持開關板308C與固定座310B之間的密閉性。因此成為防水性以及耐久性出色的構造。
[0249]本形態的發電開關能夠例如埋入于地板或道路來進行使用。據此，能夠在人或汽車等通過時進行發電。
[0250]圖27D表示本形態的發電開關的試制例。開關板308C的形狀為，600mmX300mm，內部具有2個發電元件。在人踏上了開關板308B時，能夠取出最大IOW左右的瞬間電カ以及大約0.2J的電能。
[0251](實施方式10)
[0252]接著，參照圖28A?圖28C，說明例如假想了針對具有多個按鈕的遙控器等的應用的、操作位置檢測系統的形態。
[0253]如圖28A所示那樣，本形態的操作位置檢測系統具備:固定座310C、發電元件90j和901、以及開關板332。
[0254]發電元件90j和90i的一端分別固定于固定座310C。另外，開關板332的一端也固定于固定座310C。
[0255]發電元件90 j和90i的另一端通過永久磁鐵312的磁力被吸附于開關板332的另一端。
[0256]此處，如圖28B所示那樣，當用戶按下了比開關板332的中心靠上側的位置吋，該カ更大地作用于開關板332的中心的上方向。因此，開關板332的彎曲在上側變的更大。結果，發電元件90j的彎曲比發電元件90i的彎曲大。
[0257]之后，用戶進ー步壓入開關板332，結果，當開關板332從發電元件脫離時，因自由振動而產生的電壓和發電量在發電元件90 j的一方比發電元件90i大。
[0258]結果，對應于按下的位置，發電元件90j和發電元件90i的電壓以及發電量變化。因此，基干與各發電元件之間的電壓以及發電量中的至少一方的差所對應的值，能夠推測所按下的位置。
[0259]根據該構成，能夠實現可驗證按下位置的操作位置檢測系統。
[0260]即，本形態的操作位置檢測系統具備多個發電開關。在本形態中，多個發電開關所具備的操作部件作為開關板332而被一體形成。
[0261]此處，各發電開關所具備的第I連結部件的端部和開關板332的一端部被固定于固定座310C。另外，各發電開關所具備的第2連結部件的端部通過開關板332的另一端所具有的永久磁鐵312被吸附于開關板332。
[0262]本形態的操作位置檢測系統基于用戶所操作的作為操作部件的開關板332上的位置與多個發電開關各自的發電量之間的關系，檢測用戶所操作的開關板332的位置。
[0263]本形態的發電開關能夠應用于電視的遙控器等具有多個按鈕的器件。
[0264](實施方式11)
[0265]在將發電開關利用于遙控器的情況下，也可考慮例如以下所示那樣的形態。
[0266]一般，在具有多個按鈕的遙控器等中，在各按鈕的底部粘附有導電性的橡膠。另夕卜，在多個按鈕的下側配置有被印刷有電極線的電極板。此處，在電極板中，與各按鈕所對應的位置的電極線被切斷地印刷，因此，僅在按下按鈕時，電極線經由導電性的橡膠而導通。
[0267]另外，根據按下了按鈕的位置，電極線的電阻值變化，據此，遙控器能夠檢測用戶所按下的按鈕的位置。
[0268]圖29表示將上述的構成與發電開關進行了組合的形態。再有，圖29 Ca)表示本形態的發電開關的側視圖，圖29 (b)表不主視圖。
[0269]如圖29所示那樣，本形態的發電開關具備:固定座310D、發電元件90k、901、90m以及90n、吸附板304B、開關用的永久磁鐵312、導電體336、按鈕334、電極板338、基板340以及弾性體342。再有、發電元件90k?90n中的任ー個都具有與上述實施方式所說明的發電元件相同的構成。另外，在圖29中省略了印刷于電極板338的電極線。
[0270]電極板338例如粘附于搭載有微機和RF電路等的基板340的表面。另外，在基板340的背面粘附有弾性體342。
[0271]弾性體342例如由橡膠等弾性部件形成，在因用戶按下按鈕334而基板340下沉時，基板340產生用于回到原來的形狀的復原力。
[0272]在基板340的表面配置磁性體的吸附板304B。進ー步，各發電元件以該吸附板304B與永久磁鐵312對置的方式固定于固定座310D。在圖29中，在基板340表面的4個角分別配置有吸附板304B，與其對應的4個發電元件90k?90n分別固定于固定座310D。再有，在通常時，永久磁鐵312吸附著吸附板304B。
[0273]此處，設為用戶按下了 I?12中的任一個按鈕334。據此，粘附于所按下的按鈕334的背面的導電體336被按向電極板338。結果，與被按下的按鈕的位置所對應的電極板338上的電極線導通，從而電極板338的電阻值變化。
[0274]從此，當進ー步按下按鈕334吋，吸附板304B從永久磁鐵312脫離，從而發電元件通過自由振動進行發電。通過這時所產生的電能，搭載于基板340的微機等被驅動。微機等讀取電極板338的電阻值，并將其結果通過無線發送。
[0275]之后，當用戶將按下按鈕334的力放松時，基板340通過弾性體342的復原カ回到原來的位置。結果，吸附板304B再次被吸附于永久磁鐵312。
[0276]根據以上構成，發電開關能夠在具備多個按鈕的遙控器中檢測用戶所按下的按鈕，并且利用檢測時所發電的電カ將檢測結果無線發送。
[0277]再有，本發明的各實施方式的發電開關除了上述以外，也可考慮例如以下那樣的使用例。再有，在任ー個使用例中都不需要電池，因此具有能夠半永久性地使用這樣的優點。
[0278]圖30是表示本發明的實施方式I?9的發電開關的使用例的概念圖。例如，通過將發電開關組裝于鞋底，能夠實現一踏上鞋的表面就發光的鞋。另外，通過將發電開關組裝于提包，能夠實現通過搖晃而發光的提包。
[0279]此外，也能夠實現通過手指按壓而發光的燈以及通過風的搖動而發光的警告板和
廣告板等。
[0280]以上的例子是假想了通過光喚起對周圍的注意，或進行廣告的用途。更具體來說，通過使配戴于兒童或老人身上的腰帯、提包、鞋以及廣告欄等發光，能夠期待促使汽車駛駕駛員注意。
[0281]進ー步，可期待一踏上門前的地板就發光的燈，或將表示踏上了地板的信息進行無線發送的系統對于防盜有幫助。
[0282]另外，通過對所發電的電カ進行蓄電，還能夠發送從GPS (Global positioningSystem)等的位置傳感器所獲取的位置信息。
[0283]可考慮，例如在兒童等配戴于身上的腰帶或鞋，或者寵物配戴于身上的脖圈等中埋入發電開關和位置信息發送裝置等。使用通過扭腰或踏步等的動作而發電的電力，并通過及時進行位置信息的獲取和發送，能夠掌握兒童等的位置。
[0284]再有，由于發電量與發電元件的體積成比例，因此通過以浪潮或風等較大的カ來使具備更大的發電元件的發電元件進行動作，能夠進行更高輸出的電カ的發電。
[0285]再有，發電開關也可以實施用于防止生銹的表面涂層或密封處理。另外，為了防止對發電元件施加過度的力而破壞，發電開關也可以進一歩具備機械性的擋塊或罩等保護裝置。
[0286]再有，在上述各實施方式中，優選卷繞于磁致伸縮棒的線圈被更多地卷繞在比磁致伸縮棒的中心靠作為自由端的連結部件側。即，優選線圈的重心位于比磁致伸縮棒的中心靠自由端側。
[0287]再有，圖2所示的發電元件90具備背磁軛15，但即使不具備背磁軛15，勵磁部14a和14b也能夠向磁致伸縮棒I Ia和Ilb施加偏置磁場。因此，即使不具備背磁軛15也能夠發揮相同的發明效果。但是，具備背磁軛15的情況下，勵磁部14a和14b能夠更加高效地向磁致伸縮棒Ila和Ilb施加偏置磁場。
[0288]再有，在上述的各圖中，直線地記載著各構成要素的角部和邊，但由于制造上的原因，角部和邊帶有圓形的部件也包含在本發明內。
[0289]另外，也可以將上述各實施方式的發電開關及其變形例的功能中的至少一部分進行組合。
[0290]再有，只要不脫離本發明的宗_，對本實施方式實施了本領域技術人員所想出的范圍內的變更的各種變形例也包含在本發明內。
[0291]エ業實用性
[0292]本發明能夠適用于發電開關，尤其能夠適用于由通過磁致伸縮元件產生的反磁致伸縮效應而獲取的電カ來進行驅動的發電開關等。
[0293]符號說明:
[0294]10a、10b、10c、IOcU IOeUOf, 10g、10h、連結部件
[0295]I la、I lb、110、磁致伸縮棒
[0296]12a、12b、120、線圈
[0297]14a、14b、勵磁部
[0298]15、背磁軛
[0299]20、63、64、322、鉛錘
[0300]21、固定部件
[0301]40、214、215、312、316、永久磁鐵
[0302]50、50a、52、52a、72、216、操作部件
[0303]53、電壓 V
[0304]54、電阻負荷R[0305]55、銷
[0306]56、角柱部件
[0307]60、62、66、67、68、外力
[0308]69、反力
[0309]70、217、鉸鏈
[0310]90、90a、90b、90c、90d、90e、90f、90g、90h、901、90j、90k、901、90m、90n、212、213、900、發電元件
[0311]97、發送部
[0312]98、內部電路
[0313]99、334、按鈕
[0314]100、100a、100b、100c、IOOcU 100g、發電開關
[0315]130、130A、130B、130C、130D、連結磁軛
[0316]200、無線遙控器
[0317]302、連結板
[0318]304、304A、304B、吸附板
[0319]306、關起部
[0320]308、308A、308B、308C、332、開關板
[0321]310、310A、310B、310C、310D、固定座
[0322]314、擋塊
[0323]320、平板
[0324]324、橡膠板
[0325]326、門
[0326]330、緩沖部件
[0327]336、導電體
[0328]338、電極板
[0329]340、基板
[0330]342、弾性體
【權利要求】
1.ー種發電開關，由電カ進行驅動，該電力通過磁致伸縮元件產生的反磁致伸縮效應來獲取， 該發電開關具備: 平行梁，至少包含I根形成為梁狀的作為磁致伸縮材料的磁致伸縮棒； 線圈，卷繞于上述磁致伸縮棒； 第I連結部件，是在上述平行梁的第I端部上將構成該平行梁的2根梁連結的部件；第2連結部件，是在作為上述平行梁的端部的與上述第I端部不同的第2端部上將構成該平行梁的上述2根梁連結的部件； 勵磁部，產生在相同朝向上分別貫通上述2根梁的磁通；以及 操作部件，由用戶進行操作， 上述第I連結部件為不位移的固定端， 上述第2連結部件為可自由振動的自由端， 上述操作部件向上述第2連結部件施加外力，以使上述平行梁產生自由振動，該自由振動在上述2根梁的一方產生正軸力，在另一方產生負軸力。
2.根據權利要求1所述的發電開關，其中: 上述第2連結部件比上述第I連結部件長。
3.根據權利要求1所`述的發電開關，其中: 上述第I連結部件和上述第2連結部件中的至少一方的連結部件的端部形成為“コ”字狀， 形成為“コ”字狀的上述端部具有角柱部件，通過壓入到與“コ”字的內側抵接的上述2根梁之間的上述角柱部件，將上述2根梁連結。
4.根據權利要求1所述的發電開關，其中: 上述第2連結部件彎曲成“コ”字狀。
5.根據權利要求1所述的發電開關，其中: 上述第I部件、上述第2部件以及包含于上述平行梁的上述2根梁中的I根被一體形成。
6.根據權利要求1所述的發電開關，其中: 上述第I連結部件的端部固定于具有開ロ部的固定座的內部， 上述操作部件具有: 覆蓋上述固定座的開ロ部的蓋部；以及 與上述蓋部接合、并在上述固定座的內部與上述第2連結部件接觸的板部， 上述蓋部通過外力彎曲，從而經由上述板部向上述第2連接部件施加外力，以使上述平行梁產生自由振動。
7.ー種操作位置檢測系統，具備多個權利要求1所述的發電開關， 多個上述發電開關所具備的上述操作部件作為開關板而被一體形成， 各第I連結部件的端部以及上述開關板的一端部被固定于固定座， 各第2連結部件的端部通過上述開關板的另一端部所具有的永久磁鐵而被吸附于該開關板， 基于用戶所操作的上述操作部件的位置與上述多個發電開關各自的發電量之間的關系，檢測上述用戶所操作 的操作部件的位置。
【文檔編號】H02N2/00GK103534925SQ201280023828
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年5月14日 優先權日:2011年5月16日
【發明者】上野敏幸, 池畑芳雄, 山田外史 申請人:國立大學法人金澤大學