CN101160705B - 电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电源装置，该电源装置不仅在弹簧类返回时，而且在卷取弹簧类的手柄操作过程中也可以利用弹簧力来获得电力。该电源装置的构成为：同时设置有与手柄和主发电装置都相连的主轴和与主轴平行且连接于辅助发电装置的副轴，并且在主轴和副轴间通过卷筒安装有主发条和与该主发条相比其卷取所需载荷较小的辅助发条，该两发条在两轴侧交互进行弹力的储存和释放，在通过手柄使主轴正旋转时，储存在辅助发条中的弹力释放，施加于该旋转方向。

Description

电源装置
技术领域
本发明涉及一种利用储存在弹簧类中的力来获得电力的电源装置，所述储存在弹簧类中的力是通过人力以机械能形式储存的。
背景技术
以往，在以转动手柄等手动方式来发电时，由于转动手柄的速度因人而异，且经常发生波动，因而难以获得稳定的电压。为了对此进行一定的补偿，就采取搭载电池的方式，而当电池消耗完时，就需要更换电池，对其的废弃物处理可能会污染环境，所以采用上述系统会有问题。因此，出现了将机械能储存在发条中并利用该力的方案。对此可以列举出记载于本发明申请人的日本专利申请2003-424032号中的带声音向导的导向装置。
图5为该现有技术的示例，如图5所示，其包括发电装置52和录音播放装置54。发电装置52利用通过旋转手柄50而以机械能形式储存的力来发电；录音播放装置54通过该电力来运转。为了以机械能形式储存力，与卷有发条56的回卷筒58并排还设有与手柄50共轴的卷取筒60，且在该手柄50的轴上经由离合器64设有发电机66。
然而，上述现有的电源装置仅在发条回卷时进行发电，所以卷取时无法利用电，因此，无法构成利用电来提供手柄操作情况或其他信息的系统。
发明内容
有鉴于此，本发明的课题在于提供一种电源装置，该电源装置不仅在弹簧类返回时，而且在卷取弹簧类的手柄操作过程中也可以利用弹簧力来获得电力。
为了解决上述课题，本发明提供一种电源装置，其特征在于，该电源装置构成为：同时设置有与手柄和主发电装置都相连的主轴和与主轴平行且连接于辅助发电装置的副轴，并且在主轴和副轴间通过卷筒安装有主发条和与该主发条相比其卷取所需载荷较小的辅助发条，该两发条在两轴侧交互进行弹力的储存和释放，在通过手柄使主轴正旋转时，储存在辅助发条中的弹力释放，施加于该旋转方向。
按照上述方式构成电源装置，在不对手柄进行操作的初始状态下，弹力即机械能被储存于辅助发条中，所以通过手柄使主轴正旋转时，主发条会卷取于主卷取筒，但此时因为辅助发条返回的力的施加，所以主发条卷取的所需载荷得以降低，同时由于副轴的旋转使得辅助发电装置运转，从而实现例如显示手柄转数等所需的辅助性发电。此外，手柄的正旋转结束后，机械能被储存于主发条中，所以在使主轴呈自由状态时，该机械能的释放使主轴进行逆旋转，从而驱动主发电装置，实现电源装置的主发电，同时，抵抗辅助发条的弹力而卷取该辅助发条，使初始状态的机械能得以保存。
如上所述，通过本发明，在卷绕的弹簧类返回时，利用该力卷绕另外设置的小弹簧类，利用其余的力进行通常(主电源)发电，然后，在转动手柄将弹簧类卷入时，相反设置该小弹簧类返回的机构来进行发电，所生成的电作为副电源使用，从而，不仅在手柄返回时，而且在转动手柄时也可以发电，因此可以利用副电源例如以点亮发光二级管(LED，light-emitting diode)或语音方式提示所需的手柄转数，使得主电源在使用时能够更加稳定。此外，在进行发电的时间方面，本发明还具有在加上副电源的发电时间后发电时间延长等有益效果。
附图说明
图1是从示出本发明一实施方式的电源装置的平面看到的剖面图；
图2是图1所示实施方式中按(a)、(b)、(c)、(d)顺序操作的说明图；
图3是从示出本发明另一实施方式的电源装置的平面看到的剖面图；
图4是图3所示另一实施方式中按(a)、(b)、(c)、(d)顺序操作的说明图；
图5是用于说明现有技术的例子的剖面图；
符号的说明
9   手柄
11  主轴
13  副轴
15  主发电装置
17  辅助发电装置
19  主发条
21  辅助发条
23  主卷取筒
27  单向旋转连接离合器
33  辅助卷取筒
35  单向旋转连接离合器
37  辅助回卷筒
具体实施方式
以下根据附图说明本发明的实施方式。
图1和图2示出了本发明的第一实施方式，本实施方式中的电源装置在安装于支柱2、2上的壳体1正面设置基板3，以将主要构件设于其内，同时在基板3上通过螺栓状支撑部件4、4、......设置对面板5，对面板5与基板3保持有间隔，而且在对面板5上通过相同支撑部件8、8、......安装有左右一对副对面板6、7，在基板3靠右侧突出设置有手柄9。
关于构件，在基板3和对面板5之间并排设有与手柄9共轴的主轴11和通过发条与主轴11相关联的副轴13，在一侧的副对面板6和另一侧的副对面板7上分别设有通过主轴11驱动的主发电装置15和通过副轴13驱动的辅助发电装置17。而且，在基板3和对面板5之间安装有主要的弹簧(是恒扭矩弹簧，下面称为“主发条”)19和辅助的弹簧(这也是恒扭矩弹簧，下面称为“辅助发条”)21。
手柄离合器22介于手柄9和主轴11之间，使得手柄9仅在卷取主发条19时与主轴11相连，因此，手柄9被设置为突出于离合器内装盒。并且，在主轴11上装有用于卷取主发条19的主卷取筒23和用于卷取辅助发条21的辅助回卷筒25，且主卷取筒23与主轴11固定咬合，而辅助回卷筒25通过单向旋转连接离合器27与主轴11咬合。该单向是指在主轴11逆旋转时才发生连接，但这从辅助发条21来看，辅助发条21的弹力使主轴11进行正旋转。
在副轴13上装有对应于主卷取筒23的主回卷筒29和对应于辅助回卷筒25的辅助卷取筒31，主回卷筒29和辅助卷取筒31为一体成形，从而一起与副轴13固定咬合。这样，主发条19卷绕在主卷取筒23和主回卷筒29上，在使手柄9进行正旋转时，主发条19带有弹性变形(抵抗弹力)地卷取于主卷取筒23。此时，辅助卷取筒31和副轴13一起逆旋转，辅助发条21在其弹力的作用下卷取于辅助回卷筒25。
图2(a)示出了通过操作手柄9，抵抗主发条19的弹力将主发条19卷取于主卷取筒23的状态。因此，在主发条19中机械能被储存，而辅助发条21的机械能被消耗。而且，此时的状态是通过手柄9的止动来阻止主轴11的逆旋转，以保持主发条19中机械能的储存。然后，图2(b)示出释放手柄9时的状态。
释放手柄9时(图2(b))，主发条19回卷的力使主轴11进行逆旋转，从而使得主发电装置15运转，但同时副轴13进行正旋转，从而抵抗辅助发条21的弹力将辅助发条21卷取于辅助卷取筒31。再有，此时，单向旋转连接离合器27将主轴11的逆旋转传递给辅助回卷筒25，从而辅助回卷筒25将辅助发条21回卷，辅助卷取筒31卷取辅助发条21。图2(c)示出主发条19的回卷已完成的状态，此时，主发条19消耗机械能，而该力的一部分又以机械能形式被储存于辅助发条21中。再有，图2(c)是使用者操作前的状态。
在使用者只站在本装置前而未进行操作的状态(图2(c))，因为是辅助发条21中储存有机械能的状态，所以作为操作的第一阶段，如图2(d)所示，使用者转动手柄9，在抵抗主发条19的弹力将主发条19从主回卷筒29卷取于主卷取筒23时，辅助发条21一方面释放机械能，使辅助回卷筒25正旋转，另一方面也使副轴13逆旋转，从而给主轴11带来正旋转方向的力，也就是起到帮助手柄9进行正旋转的作用。另外，此时，由于副轴13的逆旋转，使得辅助发电装置17运转。该副电源例如以点亮LED或语音方式提示所需的手柄转数，从而能够有利于使主电源在使用时可以更加稳定。
手柄9的正旋转结束时就是图2(a)的状态，在该状态下，使操作手柄离合器22为“开”的状态时，再次如图2(b)所示，因主发条19返回，机械能被储存在辅助发条21中，同时驱动主发电装置15进行主发电。
图3和图4示出了第二实施方式。在此情况下，在通过手柄离合器22与手柄9连接的主轴11上，和上述第一实施方式相同，固定地装有主卷取筒23，但与主卷取筒23并列而经由单向旋转连接离合器35被安装的筒则是用于抵抗辅助发条21的弹力而卷取辅助发条21的辅助卷取筒33。另一方面，在副轴13上自由地装有主卷取筒29，与所述辅助卷取筒33对应的辅助回卷筒37被固定地装于该副轴13。此外，单向旋转连接离合器35在主轴11逆旋转时将产生的力传递给辅助卷取筒33。而且，主发条19和辅助发条21以交叉状安装。除了上述以外，均与所述第一实施方式相同。
图4是对应图2的说明图，图4(a)示出因利用主发条19的弹力将主发条19卷取于主轴11的主卷取筒23而使机械能储存于主发条19的状态。并且，此时，辅助发条21被卷取于辅助回卷筒37且处于未发生弹性变形的初始状态。
但是，释放手柄9以使主轴11呈自由状态时(图4(b))，由于主发条19在其弹力的作用下回卷于主回卷筒29，因此在该力的作用下主轴11逆旋转，从而驱动主发电装置15。同时，由于辅助卷取筒33抵抗辅助发条21的弹力而卷取辅助发条21，因此转变为辅助发条21的卷取完成(主发条19的回卷完成)(图4(c))、且机械能储存于辅助发条21的状态，该状态通过单向旋转连接离合器35的运转得以保持，辅助发条21沿正旋转方向作用于主轴11。
在该状态(图4(c))中，因为主发条19处于未发生弹性变形的初始状态，所以，在接下来通过操作手柄9来抵抗主发条19的弹力将主发条19卷取于主卷取筒23时(图4(d))，辅助发条21的作用力发挥作用，手柄9的操作得以相应减轻。再有，此时，辅助发条21以其弹力使得副轴13逆旋转，从而驱动辅助发电装置17。
另外，在上述实施例中，对主要的弹簧和辅助的弹簧都为恒扭矩弹簧的情况进行了说明，但上述主弹簧和辅助弹簧中的至少一个还可以是一般的发条弹簧。

Claims (4)

1.一种电源装置，其特征在于，该电源装置构成为：同时设置有与手柄和主发电装置都相连的主轴和与主轴平行且连接于辅助发电装置的副轴，并且在主轴和副轴间通过卷筒安装有主发条和与该主发条相比其卷取所需载荷较小的辅助发条，该两发条在两轴侧交互进行弹力的储存和释放，在通过手柄使主轴正旋转时，储存在辅助发条中的弹力释放，施加于该旋转方向。
2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，关于主发条和辅助发条的安装，在主轴上固定地安装有作为主卷取筒的卷筒且经由单向旋转连接离合器安装有作为辅助回卷筒的卷筒，所述主卷取筒通过手柄的旋转抵抗主发条的弹力而卷取该主发条，所述辅助回卷筒在辅助发条返回时卷取该辅助发条，使储存于该辅助发条中的弹力施加于该主卷取筒的旋转方向；并且，在副轴上一同固定地安装有作为主回卷筒的卷筒和作为辅助卷取筒的卷筒，所述主回卷筒在主发条因其弹力返回时从主卷取筒卷取该主发条，所述辅助卷取筒抵抗辅助发条的弹力从辅助回卷筒卷取该辅助发条。
3.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，关于主发条和辅助发条的安装，在主轴上固定地安装有作为主卷取筒的卷筒且经由单向旋转连接离合器安装有作为辅助卷取筒的卷筒，所述主卷取筒通过手柄的旋转抵抗主发条的弹力而卷取该主发条，所述辅助卷取筒在辅助发条返回时卷取该辅助发条，使储存于该辅助发条中的弹力施加于该主卷取筒的旋转方向；并且，在副轴上旋转自如地安装有作为主回卷筒的卷筒且固定地安装有作为辅助回卷筒的卷筒，所述主回卷筒在主发条因其弹力返回时从主卷取筒卷取该主发条，所述辅助回卷筒在辅助发条弹力释放时从辅助卷取筒卷取该辅助发条。
4.根据权利要求1、2或3所述的电源装置，其特征在于，主发条和辅助发条为恒扭矩弹簧。
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