發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使用杠桿機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在日本特開(kāi)2003-111445號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)中公開(kāi)了一種具備壓電元件以及杠桿機(jī)構(gòu)的發(fā)電裝置。壓電元件通過(guò)變形來(lái)發(fā)電。被施加于杠桿機(jī)構(gòu)的載荷由杠桿機(jī)構(gòu)增大并施加給壓電元件。通過(guò)有效地利用杠桿機(jī)構(gòu)，能夠使壓電元件高效地變形。
[0003]在日本特開(kāi)2005-229655號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)中公開(kāi)了一種具備壓電元件以及多個(gè)磁鐵的發(fā)電裝置。磁鐵能夠旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，反復(fù)被其它磁鐵吸引或排斥。由吸引以及排斥而產(chǎn)生的力經(jīng)由彈簧作為載荷被施加給壓電元件。壓電元件因從彈簧施加的載荷而變形。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2003-111445號(hào)公報(bào)
[0005]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2005-229655號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種與以往相比能夠使發(fā)電部更加高效地變形的發(fā)電裝置。
[0007]基于本發(fā)明的發(fā)電裝置具備:發(fā)電部，其通過(guò)被施加載荷來(lái)發(fā)電；杠桿機(jī)構(gòu)，其具有力點(diǎn)、支點(diǎn)以及被配置成與上述發(fā)電部對(duì)置的作用點(diǎn)，并且通過(guò)上述力點(diǎn)被按壓而向上述作用點(diǎn)接近上述發(fā)電部的方向繞上述支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng);第一磁性體，其被設(shè)置于上述杠桿機(jī)構(gòu)，與上述杠桿機(jī)構(gòu)一體地繞上述支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)；以及第二磁性體，其具有被上述第一磁性體吸引的磁特性，通過(guò)上述力點(diǎn)被按壓，上述作用點(diǎn)根據(jù)杠桿原理對(duì)上述發(fā)電部施加上述載荷，上述第一磁性體在被上述第二磁性體吸引的同時(shí)接近上述第二磁性體。
[0008]優(yōu)選上述發(fā)電部包括壓電元件。優(yōu)選上述發(fā)電部包括磁致伸縮元件。
[0009]優(yōu)選上述支點(diǎn)與上述第一磁性體之間的距離比上述支點(diǎn)與上述作用點(diǎn)之間的距咼長(zhǎng)。
[0010]優(yōu)選在上述杠桿機(jī)構(gòu)向上述作用點(diǎn)接近上述發(fā)電部的方向轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)束時(shí)，上述第一磁性體與上述第二磁性體接觸。
[0011]優(yōu)選在上述杠桿機(jī)構(gòu)向上述作用點(diǎn)接近上述發(fā)電部的方向轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)束時(shí)，對(duì)上述杠桿機(jī)構(gòu)作用有由上述發(fā)電部的變形而產(chǎn)生的反作用力，上述反作用力比上述第一磁性體與上述第二磁性體之間的磁耦合力弱。
[0012]優(yōu)選上述杠桿機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍包括第一轉(zhuǎn)動(dòng)范圍、以及位于與上述第一轉(zhuǎn)動(dòng)范圍相比靠上述作用點(diǎn)接近上述發(fā)電部的方向側(cè)的第二轉(zhuǎn)動(dòng)范圍，為了使上述力點(diǎn)位移而需要的力在上述第一轉(zhuǎn)動(dòng)范圍內(nèi)增加，在上述第二轉(zhuǎn)動(dòng)范圍內(nèi)減少。
[0013]優(yōu)選上述發(fā)電部具備發(fā)電元件以及直接按壓上述發(fā)電元件的按壓部，上述按壓部被設(shè)置于上述發(fā)電元件與上述杠桿機(jī)構(gòu)之間。
[0014]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過(guò)有效地利用杠桿機(jī)構(gòu)以及磁性體，與以往相比能夠使發(fā)電部更加高效地變形。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是表示第一實(shí)施方式中的發(fā)電裝置的立體圖。
[0016]圖2是表示第一實(shí)施方式中的發(fā)電裝置的俯視圖。
[0017]圖3是表示第一實(shí)施方式中的發(fā)電裝置的側(cè)視圖。
[0018]圖4是表示第一實(shí)施方式中的發(fā)電裝置的分解后的狀態(tài)的立體圖。
[0019]圖5是表示第一實(shí)施方式中的發(fā)電裝置的杠桿機(jī)構(gòu)被按壓從而杠桿機(jī)構(gòu)向接近第二磁性體的方向轉(zhuǎn)動(dòng)的情況的圖。
[0020]圖6是示意性地表示第一實(shí)施方式中的發(fā)電裝置的壓電元件變形以及發(fā)電的情況的圖。
[0021]圖7是針對(duì)第一實(shí)施方式中的發(fā)電裝置，用于對(duì)杠桿機(jī)構(gòu)的力點(diǎn)的位移量與為了使杠桿機(jī)構(gòu)的力點(diǎn)位移而需要的載荷之間的關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0022]圖8是針對(duì)第一實(shí)施方式中的發(fā)電裝置，表示杠桿機(jī)構(gòu)的力點(diǎn)的位移量與為了使杠桿機(jī)構(gòu)的力點(diǎn)位移而需要的載荷之間的關(guān)系的圖。
[0023]圖9是針對(duì)第一實(shí)施方式的第一變形例中的發(fā)電裝置，表示杠桿機(jī)構(gòu)的力點(diǎn)的位移量與為了使杠桿機(jī)構(gòu)的力點(diǎn)位移而需要的載荷之間的關(guān)系的圖。
[0024]圖10是表不第一實(shí)施方式的第一變形例中的發(fā)電裝置的杠桿機(jī)構(gòu)被按壓從而杠桿機(jī)構(gòu)向接近第二磁性體的方向轉(zhuǎn)動(dòng)的情況的圖。
[0025]圖11是表示第一實(shí)施方式的第一變形例中的發(fā)電裝置的杠桿機(jī)構(gòu)向遠(yuǎn)離第二磁性體的方向轉(zhuǎn)動(dòng)的情況的圖。
[0026]圖12是針對(duì)第一實(shí)施方式的第二變形例中的發(fā)電裝置，表示杠桿機(jī)構(gòu)的力點(diǎn)的位移量與為了使杠桿機(jī)構(gòu)的力點(diǎn)位移而需要的載荷之間的關(guān)系的圖。
[0027]圖13是表示第一實(shí)施方式的第二變形例中的發(fā)電裝置的側(cè)視圖。
[0028]圖14是表示第一實(shí)施方式的第二變形例中的發(fā)電裝置的其它結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0029]圖15是表示第一實(shí)施方式的第三變形例中的發(fā)電裝置的側(cè)視圖。
[0030]圖16是表示第一實(shí)施方式的第四變形例中的發(fā)電裝置的俯視圖。
[0031]圖17是表示第一實(shí)施方式的第五變形例中的發(fā)電裝置的側(cè)視圖。
[0032]圖18是表示第一實(shí)施方式的第六變形例中的發(fā)電裝置的側(cè)視圖。
[0033]圖19是表示第一實(shí)施方式的第七變形例中的發(fā)電裝置的側(cè)視圖。
[0034]圖20是表示第一實(shí)施方式的第七變形例中的發(fā)電裝置的杠桿機(jī)構(gòu)被按壓從而杠桿機(jī)構(gòu)向接近第二磁性體的方向轉(zhuǎn)動(dòng)的情況的圖。
[0035]圖21是表示第二實(shí)施方式中的發(fā)電裝置的分解后的狀態(tài)的立體圖。
[0036]圖22是示意性地表示第二實(shí)施方式中的發(fā)電裝置的發(fā)電元件發(fā)電的情況的圖。
[0037]圖23是表示第三實(shí)施方式中的發(fā)電裝置的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]以下，參照附圖對(duì)基于本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在提及個(gè)數(shù)以及量等的情況下，除了有特別記載的情況之外，本發(fā)明的范圍未必一定限定于該個(gè)數(shù)以及該量等。有對(duì)相同部件以及相當(dāng)部件標(biāo)注相同的參照編號(hào)并不反復(fù)進(jìn)行重復(fù)的說(shuō)明的情況。
[0039](第一實(shí)施方式)
[0040]參照?qǐng)D1?圖8，對(duì)發(fā)電裝置100進(jìn)行說(shuō)明。圖1?圖3分別是表示發(fā)電裝置100的立體圖、俯視圖以及側(cè)視圖。圖4是表示發(fā)電裝置100的分解后的狀態(tài)的立體圖。如圖1?圖4所示，發(fā)電裝置100具備基臺(tái)10、固定部件12、14(參照?qǐng)D2以及圖4)、金屬板16、作為發(fā)電部的壓電元件18 (發(fā)電元件)、杠桿機(jī)構(gòu)20、磁鐵31 (第一磁性體)以及磁鐵32 (第二磁性體)。
[0041]基臺(tái)10具有平板狀的形狀，例如由樹(shù)脂構(gòu)成?；_(tái)10也可以是收納發(fā)電裝置100的殼體的一部分(側(cè)壁等)。固定部件12、14例如由金屬制的部件構(gòu)成，支承金屬板16的長(zhǎng)邊方向的兩端。固定部件12、14以隔開(kāi)金屬板16的長(zhǎng)度的量的間隔的方式相互分離，并被固定在基臺(tái)10上。
[0042]金屬板16以及壓電元件18具有薄板狀的形狀。金屬板16以及壓電元件18相互貼合，構(gòu)成單壓電晶片結(jié)構(gòu)。金屬板16例如由Fe-42Ni等合金構(gòu)成。壓電元件18經(jīng)由金屬板16被支承于固定部件12、14。在壓電元件18的表面和背面設(shè)置有未圖示的電極。壓電元件18被施加載荷而變形，由此產(chǎn)生電壓。在壓電元件18中產(chǎn)生的電壓通過(guò)壓電元件18的表面和背面的電極以及未圖示的導(dǎo)線等被取出。
[0043]一般的壓電元件例如由鋯鈦酸鉛系陶瓷(PZT)構(gòu)成，具有拉伸應(yīng)力弱、壓縮應(yīng)力強(qiáng)的特性。即便在壓電元件18由PZT構(gòu)成的情況下，通過(guò)使金屬板16與壓電元件18貼合，也能夠在對(duì)壓電元件18施加了載荷時(shí)減小作用于壓電元件18的拉伸應(yīng)力，能夠防止在壓電元件18發(fā)生破裂等。另外，金屬板16不是必需的結(jié)構(gòu)。在對(duì)壓電元件18施加的載荷較小而沒(méi)有發(fā)生破裂等的擔(dān)心的情況下，發(fā)電裝置100也可以不具備金屬板16。此外，壓電元件18并不局限于鋯鈦酸鉛系陶瓷。壓電元件18例如也可以由鈮酸鉀鈉系以及堿性鈮酸系陶瓷等非鉛系壓電體陶瓷的壓電材料等構(gòu)成。
[0044](杠桿機(jī)構(gòu)20)
[0045]杠桿機(jī)構(gòu)20包括有桿21、支承部件22、23以及轉(zhuǎn)動(dòng)軸24(也稱為支點(diǎn))。桿21大致呈板狀，例如由樹(shù)脂構(gòu)成。桿21具有表面21S、背面21T、前端21A、基端21B以及貫通孔21H。貫通孔21H是用于插通轉(zhuǎn)動(dòng)軸24的部位，被設(shè)置于基端21B的附近。
[0046]支承部件22、23分別具有支承部22A、23A以及固定部22B、23B。支承部22A、23A支承轉(zhuǎn)動(dòng)軸24。固定部22B、23B位于支承部22A、23A與基臺(tái)10之間。通過(guò)支承部件22、23以及轉(zhuǎn)動(dòng)軸24，桿21被支承(樞支)為能夠繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸24轉(zhuǎn)動(dòng)。桿21的背面21T與壓電元件18的表面對(duì)置。
[0047]支承部22A、23A相互平行，分別從固定部22B、23B側(cè)朝向壓電元件18所處的一側(cè)延伸。俯視發(fā)電裝置100(參照?qǐng)D2)，支承部22A、23A中的位于前端部22C、23C側(cè)的部分與壓電元件18對(duì)置。支承部22A、23A分別在前端部22C、23C的附近支承轉(zhuǎn)動(dòng)軸24。轉(zhuǎn)動(dòng)軸24被配置于如下位置:若沿與壓電元件18的表面正交的方向投影轉(zhuǎn)動(dòng)軸24，則轉(zhuǎn)動(dòng)軸24的投影像與壓電元件18的表面重疊(參照?qǐng)D2以及圖3)。
[0048]在桿21的背面21T設(shè)置有凸部26(也稱為作用點(diǎn))。凸部26從平