JP2000175407A - ばねモ―タ - Google Patents
ばねモ―タInfo
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- JP2000175407A JP2000175407A JP11323573A JP32357399A JP2000175407A JP 2000175407 A JP2000175407 A JP 2000175407A JP 11323573 A JP11323573 A JP 11323573A JP 32357399 A JP32357399 A JP 32357399A JP 2000175407 A JP2000175407 A JP 2000175407A
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- JP
- Japan
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- spring
- spool
- crank
- shaft
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- Withdrawn
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G1/00—Spring motors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】一定トルクを発生すると共に、一杯に巻装され
たときに過剰のトルクを発生せずに、任意の巻装状態で
所望のトルクを発生するばねモータを提供する。 【解決手段】一定動力で発電機を駆動するばねモータ
が、クランクアップ・スプール、巻取スプール、及び巻
取スプールに弛緩状態で巻付けられる比較的幅の広い平
坦なテープばねを含む。１形式では、ばねは、１端から
他端まで大体直線的に変化する幅を持っていて、ばねが
巻解かれるとき、クランクアップ・スプールの軸線から
一定の半径のところで一定トルクを発生する様になって
いる。別の形式では、ばねの幅が一定であり、別個のド
ラムが巻解かれるばねとの接触によって駆動され、別個
のドラムが出力軸を駆動する。更に別の形式では、遊動
ホイールがばねとの接触によって駆動され、出力軸が、
この出力軸上に装着された出力ドラムの周縁で歯車で接
触することにより、遊動ホイールから駆動される。
たときに過剰のトルクを発生せずに、任意の巻装状態で
所望のトルクを発生するばねモータを提供する。 【解決手段】一定動力で発電機を駆動するばねモータ
が、クランクアップ・スプール、巻取スプール、及び巻
取スプールに弛緩状態で巻付けられる比較的幅の広い平
坦なテープばねを含む。１形式では、ばねは、１端から
他端まで大体直線的に変化する幅を持っていて、ばねが
巻解かれるとき、クランクアップ・スプールの軸線から
一定の半径のところで一定トルクを発生する様になって
いる。別の形式では、ばねの幅が一定であり、別個のド
ラムが巻解かれるばねとの接触によって駆動され、別個
のドラムが出力軸を駆動する。更に別の形式では、遊動
ホイールがばねとの接触によって駆動され、出力軸が、
この出力軸上に装着された出力ドラムの周縁で歯車で接
触することにより、遊動ホイールから駆動される。
Description
【０００１】
【発明の背景】この発明はばねモータ、更に具体的に言
えば、発電機を駆動する一定トルクを送出すばねモータ
に関する。
えば、発電機を駆動する一定トルクを送出すばねモータ
に関する。
【０００２】最近、フラッシュライト及びラジオの様な
電子装置に対し、機械的な源から電力を求めることが出
来る動力装置の開発に関心が持たれている。こういう装
置は、蓄電池が枯渇した場合の緊急キットとして、又は
発電機の利用が限られている遠隔地で使う為に特に関心
がある。
電子装置に対し、機械的な源から電力を求めることが出
来る動力装置の開発に関心が持たれている。こういう装
置は、蓄電池が枯渇した場合の緊急キットとして、又は
発電機の利用が限られている遠隔地で使う為に特に関心
がある。
【０００３】英国特許明細書第９５１６１４４．４号に
は、ばねモータによって駆動される発電機から給電され
るラジオが記載されている。ばねモータは、トルク・ド
ラムに巻装された緊張させたスチール・バンドで構成さ
れていて、このバンドがこの後巻解かれて蓄積ドラムに
巻取られる様になっている。トルク・ドラムが、このド
ラムと一緒に回転する軸に装着されていて、発電機を駆
動する様に接続されている。巻かれたばねの力が一定の
角速度で放出されて、発電機を一定速度で駆動して、一
定の電圧出力を発生する。しかし、ばねの力が一定で
も、ばねモータによって発生されるトルクは、ばねの力
とトルク・ドラム上のばねの半径の積であるから、ばね
が巻解かれるのにつれて、変化する。ばねモータによっ
て発生される動力が、トルクと角周波数との積に比例す
るから、トルク・ドラムからばねが巻解かれるとき、動
力出力が変化する。このような可変動力源を使って発電
機を駆動すると、発電機の電力出力も同じように変化
し、電力を受取る装置の動作に影響を与える。
は、ばねモータによって駆動される発電機から給電され
るラジオが記載されている。ばねモータは、トルク・ド
ラムに巻装された緊張させたスチール・バンドで構成さ
れていて、このバンドがこの後巻解かれて蓄積ドラムに
巻取られる様になっている。トルク・ドラムが、このド
ラムと一緒に回転する軸に装着されていて、発電機を駆
動する様に接続されている。巻かれたばねの力が一定の
角速度で放出されて、発電機を一定速度で駆動して、一
定の電圧出力を発生する。しかし、ばねの力が一定で
も、ばねモータによって発生されるトルクは、ばねの力
とトルク・ドラム上のばねの半径の積であるから、ばね
が巻解かれるのにつれて、変化する。ばねモータによっ
て発生される動力が、トルクと角周波数との積に比例す
るから、トルク・ドラムからばねが巻解かれるとき、動
力出力が変化する。このような可変動力源を使って発電
機を駆動すると、発電機の電力出力も同じように変化
し、電力を受取る装置の動作に影響を与える。
【０００４】上に述べた様な動力変動があるけれども、
ばねモータから利用出来る動力が、最後の数ターンで
も、発電機に接続された電気装置を作動するのに必要な
最小限の電力を供給するのに十分である様に保証するこ
とが望ましい。典型的には、これは、最後の数ターンで
所望のトルクを発生する様に、ばねモータを大きめの寸
法にすることによって達成される。しかし、この様な設
計は、ばねの他のすべての状態では、過剰トルクを発生
し、動力の浪費並びに余分なコストにつながる。従っ
て、ばねのどんな巻装状態でも一定トルクを発生するこ
とが出来るばねモータを提供することが望ましい。
ばねモータから利用出来る動力が、最後の数ターンで
も、発電機に接続された電気装置を作動するのに必要な
最小限の電力を供給するのに十分である様に保証するこ
とが望ましい。典型的には、これは、最後の数ターンで
所望のトルクを発生する様に、ばねモータを大きめの寸
法にすることによって達成される。しかし、この様な設
計は、ばねの他のすべての状態では、過剰トルクを発生
し、動力の浪費並びに余分なコストにつながる。従っ
て、ばねのどんな巻装状態でも一定トルクを発生するこ
とが出来るばねモータを提供することが望ましい。
【０００５】
【発明の要約】一定トルクを発生すると共に、一杯に巻
装されたときに過剰のトルクを発生せずに、任意の巻装
状態で所望のトルクを発生するばねモータを提供する。
少なくとも１つの実施例では、ばねモータの駆動軸の毎
回の回転が、発電機の回転子の何回転かを生ずる様に、
歯車列を介して発電機に結合されたばねモータを駆動装
置が含む様な、発電機に対する駆動装置に関連してこの
発明を説明する。ばねモータがばねを含み、このばねの
幅が、ばねの１端から他端まで、全体的に又は大体直線
的に変化する。一番幅の狭い端は、ばねがトルク又はク
ランクアップ・ドラム又はスプール上に一杯に巻かれた
ときの半径方向外側位置にある。ばねの力がばねの幅に
比例し、発生されるトルクがばねの力と半径の積に比例
するから、この結果としてモータは、ばねのあらゆる巻
装状態で一定トルクを発生する。
装されたときに過剰のトルクを発生せずに、任意の巻装
状態で所望のトルクを発生するばねモータを提供する。
少なくとも１つの実施例では、ばねモータの駆動軸の毎
回の回転が、発電機の回転子の何回転かを生ずる様に、
歯車列を介して発電機に結合されたばねモータを駆動装
置が含む様な、発電機に対する駆動装置に関連してこの
発明を説明する。ばねモータがばねを含み、このばねの
幅が、ばねの１端から他端まで、全体的に又は大体直線
的に変化する。一番幅の狭い端は、ばねがトルク又はク
ランクアップ・ドラム又はスプール上に一杯に巻かれた
ときの半径方向外側位置にある。ばねの力がばねの幅に
比例し、発生されるトルクがばねの力と半径の積に比例
するから、この結果としてモータは、ばねのあらゆる巻
装状態で一定トルクを発生する。
【０００６】別の実施例では、ばねの力が出力軸に伝え
られ、この出力軸は、クランクアップ・スプールの軸に
よってではなく、巻解かれるばねから直接的に駆動され
る。この駆動方法は、ばねの力が一定の半径で加えら
れ、その結果一定トルクになることを保証する。滑りを
防ぐ為に、ばねに切欠きを形成し、それが駆動軸上の歯
車の歯と係合するようにさせることが出来る。別の実施
例は、動くばねと接触している遊動ホイールを用い、駆
動軸が遊動ホイールの周縁と接触することによって駆動
される。遊動ホイールはばねに対する又は駆動軸と接触
したときの滑りを防止する為に、スプロケット又は歯車
の歯を持っていてよい。この実施例は、遊動ホイール
が、ばねが巻解かれるときに、クランクアップ・ドラム
上のばねの半径の変化によって生ずる変位に対処して、
駆動軸は位置を固定することが出来る様にする。
られ、この出力軸は、クランクアップ・スプールの軸に
よってではなく、巻解かれるばねから直接的に駆動され
る。この駆動方法は、ばねの力が一定の半径で加えら
れ、その結果一定トルクになることを保証する。滑りを
防ぐ為に、ばねに切欠きを形成し、それが駆動軸上の歯
車の歯と係合するようにさせることが出来る。別の実施
例は、動くばねと接触している遊動ホイールを用い、駆
動軸が遊動ホイールの周縁と接触することによって駆動
される。遊動ホイールはばねに対する又は駆動軸と接触
したときの滑りを防止する為に、スプロケット又は歯車
の歯を持っていてよい。この実施例は、遊動ホイール
が、ばねが巻解かれるときに、クランクアップ・ドラム
上のばねの半径の変化によって生ずる変位に対処して、
駆動軸は位置を固定することが出来る様にする。
【０００７】
【発明の詳しい説明】図１及び２は、発電機１２を駆動
するのに適したばねモータ１０の略図である。モータ１
０が、細長い金属条片を構成する平坦な焼戻しばね１８
を保持する１対のドラム又はスプール１４及び１６を持
ち、この条片は厚さが約１／３２吋、幅Ｗが約４吋であ
ってよい。ばね１８は、金属条片を巻取スプール１６に
巻付け、その後、巻付けた条片を熱処理してばねの記憶
性を作るという様に、普通の方法によって作られる。そ
の後、ばね１８が巻上げ又はクランクアップ・スプール
１４の周りに逆向きに巻装されると、ばねの記憶性によ
り、ばねがスプール１４から巻解かれ、スプール１６に
巻戻される。クランクアップ・スプールの出力軸２０が
歯車列２１を介して発電機１２に結合される。この歯車
列は、軸２０の１回転を発電機の回転子軸２３の何回転
かに変換する様に設計されている。例えば、歯車列２１
の歯車比が、軸２０の１回転毎に、軸２３の１０００回
転を生ずる様にすることが出来る。図示の歯車列２１
は、出力軸２３の速度を高める為に、３つの別々の歯車
２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃを使っている。最初の歯車２１
Ａが軸Ｓ１上に支持されており、この軸が、普通の軸ど
うしの接続部を使って、軸２０によって駆動される様に
接続されている。歯車２１Ｂが軸Ｓ２上に支持され、軸
Ｓ２が歯車２１Ａによって駆動される歯車２５Ａを含ん
でいる。歯車２１Ｃが軸Ｓ３上に支持され、軸Ｓ３が歯
車２１Ｂによって駆動される歯車２５Ｂを含んでいる。
するのに適したばねモータ１０の略図である。モータ１
０が、細長い金属条片を構成する平坦な焼戻しばね１８
を保持する１対のドラム又はスプール１４及び１６を持
ち、この条片は厚さが約１／３２吋、幅Ｗが約４吋であ
ってよい。ばね１８は、金属条片を巻取スプール１６に
巻付け、その後、巻付けた条片を熱処理してばねの記憶
性を作るという様に、普通の方法によって作られる。そ
の後、ばね１８が巻上げ又はクランクアップ・スプール
１４の周りに逆向きに巻装されると、ばねの記憶性によ
り、ばねがスプール１４から巻解かれ、スプール１６に
巻戻される。クランクアップ・スプールの出力軸２０が
歯車列２１を介して発電機１２に結合される。この歯車
列は、軸２０の１回転を発電機の回転子軸２３の何回転
かに変換する様に設計されている。例えば、歯車列２１
の歯車比が、軸２０の１回転毎に、軸２３の１０００回
転を生ずる様にすることが出来る。図示の歯車列２１
は、出力軸２３の速度を高める為に、３つの別々の歯車
２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃを使っている。最初の歯車２１
Ａが軸Ｓ１上に支持されており、この軸が、普通の軸ど
うしの接続部を使って、軸２０によって駆動される様に
接続されている。歯車２１Ｂが軸Ｓ２上に支持され、軸
Ｓ２が歯車２１Ａによって駆動される歯車２５Ａを含ん
でいる。歯車２１Ｃが軸Ｓ３上に支持され、軸Ｓ３が歯
車２１Ｂによって駆動される歯車２５Ｂを含んでいる。
【０００８】ばね１８のばね張力又はばね力は、ばねの
幅Ｗに正比例する。しかし、ばねによって発生された軸
２０のトルクは、ばね力とクランクアップ・スプール１
４上にあるばねの半径との積である。動力発生に使われ
る形式のばねでは、ばねの半径は、一杯に巻付けられた
ときの４吋から一杯に巻解かれたときの２吋まで変わり
得る。その結果、クランクアップ・スプール１４の出力
軸２０に発生されるトルクは、ばねが巻解かれるのにつ
れて変化する。この変化するトルクにより、発電機に送
出される動力が変化する。例えば、発電機の負荷が一定
の抵抗Ｒである場合、負荷に送出される電力はＩ2Ｒで
ある。直流電動機が発電機として使われる場合、電流出
力は加えられたトルクに比例し、その為、トルクが減少
するにつれて、電力が２次関数で減少することが判る。
その為、一定トルクを発生するばねモータを提供するこ
とが望ましい。
幅Ｗに正比例する。しかし、ばねによって発生された軸
２０のトルクは、ばね力とクランクアップ・スプール１
４上にあるばねの半径との積である。動力発生に使われ
る形式のばねでは、ばねの半径は、一杯に巻付けられた
ときの４吋から一杯に巻解かれたときの２吋まで変わり
得る。その結果、クランクアップ・スプール１４の出力
軸２０に発生されるトルクは、ばねが巻解かれるのにつ
れて変化する。この変化するトルクにより、発電機に送
出される動力が変化する。例えば、発電機の負荷が一定
の抵抗Ｒである場合、負荷に送出される電力はＩ2Ｒで
ある。直流電動機が発電機として使われる場合、電流出
力は加えられたトルクに比例し、その為、トルクが減少
するにつれて、電力が２次関数で減少することが判る。
その為、一定トルクを発生するばねモータを提供するこ
とが望ましい。
【０００９】前に述べた様に、ばね１８によって発生さ
れる力はばねの幅に比例する。従って、この発明の１実
施例では、ばねの長さに互って変化する幅を持つばねを
使う。巻取スプール１６に接続されたばねの端は最も狭
い幅を持ち、クランクアップ・スプール１４に接続され
た端はそれより広い幅を持つ。こうすると、クランクア
ップ・スプールにばねが巻付けられるとき、ばねの１番
外側の層は幅が最も狭く、この後の順次内側の層は幅が
増加する。更に具体的に言えば、ばね１８の幅Ｗ（ｎ）
は次の式によって定められることが好ましい。
れる力はばねの幅に比例する。従って、この発明の１実
施例では、ばねの長さに互って変化する幅を持つばねを
使う。巻取スプール１６に接続されたばねの端は最も狭
い幅を持ち、クランクアップ・スプール１４に接続され
た端はそれより広い幅を持つ。こうすると、クランクア
ップ・スプールにばねが巻付けられるとき、ばねの１番
外側の層は幅が最も狭く、この後の順次内側の層は幅が
増加する。更に具体的に言えば、ばね１８の幅Ｗ（ｎ）
は次の式によって定められることが好ましい。
【００１０】Ｗ（ｎ）＝Ｗ0／（１−Ｚｎ／Ｎ） ここでＷ0はばねがクランクアップ・スプール１４に一
杯に巻付けられたときの外側の半径に於けるばねの幅で
あり、ｎはスプール１４から巻解かれたターン数であ
り、Ｎはターンの総数であり、Ｚはばねが一杯に巻解か
れたときのスプール１４の半径の減少を表す分数であ
る。一例として、巻付けられたばねの半径が４吋で、一
杯に巻解かれたばねを持つスプールの半径が３吋であれ
ば、Ｚの値は（４−３）／４又は１／４である。製造用
のばねの幅に対する更に実用的な定義は次の式によって
表される。
杯に巻付けられたときの外側の半径に於けるばねの幅で
あり、ｎはスプール１４から巻解かれたターン数であ
り、Ｎはターンの総数であり、Ｚはばねが一杯に巻解か
れたときのスプール１４の半径の減少を表す分数であ
る。一例として、巻付けられたばねの半径が４吋で、一
杯に巻解かれたばねを持つスプールの半径が３吋であれ
ば、Ｚの値は（４−３）／４又は１／４である。製造用
のばねの幅に対する更に実用的な定義は次の式によって
表される。
【００１１】Ｗ（ａ）＝Ｗ0／（１−Ｚａ／２Ｎ） ここで“ａ”は巻解かれた角度である。この代りに、長
さの関数として幅を表すことが出来る。
さの関数として幅を表すことが出来る。
【００１２】
【数１】
【００１３】ここでＬは、狭い端から測定した長さであ
り、ｔはテープの厚さ、Ｒ0は巻付けられたスプールの
半径である。それ程正確ではないが、更に実用的なの
は、次の線形関係である。
り、ｔはテープの厚さ、Ｒ0は巻付けられたスプールの
半径である。それ程正確ではないが、更に実用的なの
は、次の線形関係である。
【００１４】
【数２】
【００１５】ここでＬ0はテープの全長で、Ｌ0＝２ＮＲ
0（１−Ｚ／２）。
0（１−Ｚ／２）。
【００１６】ばね力が幅に比例するから、幅の変化は、
力の変化となり、トルクが一定になる。一定のトルクに
より、発電機の速度は一定の電圧を発生するものにな
る。
力の変化となり、トルクが一定になる。一定のトルクに
より、発電機の速度は一定の電圧を発生するものにな
る。
【００１７】巻解かれるばね条片１８の運動を直接的に
別の回転軸に伝達することにより、一様な幅を持つばね
１８を使って、一定の出力トルクを発生することが出来
る。図３に示すように、駆動ドラム２２が出力軸２４を
駆動する様に結合され、出力軸自体は発電機１２（図
２）の回転子に結合することが出来る。軸２４が、コイ
ルばね２８で示す様に、クランクアップ・スプール１４
の軸２０にばねで取付けられ、コイルばね２８が軸２４
を軸２０の方へ引っ張り、ドラム２０の外周とばね１８
とを接触した状態に保つ。これによってばね１８の一定
の力又は張力が一定の距離、即ちドラム２２の半径のと
ころにある軸２４に伝えられ、その為、軸２４のトルク
は一定である。矢印の向きに移動するクランク１５がば
ね１８をスプール１４に巻付ける。この装置の欠点は、
ドラム２２と、スプール１４上にあるばね１８の減少す
る直径との間に接触状態を保つ為に、軸２４がスプール
２４に対して半径方向に並進しなければならないことで
ある。軸２４の動きが軸方向以外になると、歯車列２１
（図２）に対する機械的な界面の問題が生ずる。軸２４
と歯車列の入力軸Ｓ１（図２）との間の可撓性継手によ
ってこの結合の問題を解決することが出来る。
別の回転軸に伝達することにより、一様な幅を持つばね
１８を使って、一定の出力トルクを発生することが出来
る。図３に示すように、駆動ドラム２２が出力軸２４を
駆動する様に結合され、出力軸自体は発電機１２（図
２）の回転子に結合することが出来る。軸２４が、コイ
ルばね２８で示す様に、クランクアップ・スプール１４
の軸２０にばねで取付けられ、コイルばね２８が軸２４
を軸２０の方へ引っ張り、ドラム２０の外周とばね１８
とを接触した状態に保つ。これによってばね１８の一定
の力又は張力が一定の距離、即ちドラム２２の半径のと
ころにある軸２４に伝えられ、その為、軸２４のトルク
は一定である。矢印の向きに移動するクランク１５がば
ね１８をスプール１４に巻付ける。この装置の欠点は、
ドラム２２と、スプール１４上にあるばね１８の減少す
る直径との間に接触状態を保つ為に、軸２４がスプール
２４に対して半径方向に並進しなければならないことで
ある。軸２４の動きが軸方向以外になると、歯車列２１
（図２）に対する機械的な界面の問題が生ずる。軸２４
と歯車列の入力軸Ｓ１（図２）との間の可撓性継手によ
ってこの結合の問題を解決することが出来る。
【００１８】図４は、図３の装置の別の実施例を示して
おり、これは、出力軸を駆動する歯車列２１（図２）が
並進方向に不動のまゝでいるという利点がある。この場
合、ドラム４２を中間駆動ドラム又は遊動ホイールとし
て使い、その回転を出力スプール又はドラム３０に伝達
する。２次平歯車３２を遊動軸４４に結合し、ドラム４
２と連動して回転させるのが望ましい。歯車３２の直径
は、ドラム４２及びドラム３０より大きくして、ドラム
３０の速度を余分に逓昇させることが出来る。図示の形
式では、ドラム４２は、平歯車３２が装着されている軸
４４を駆動する。ドラム３０は、駆動歯車を構成してい
て、単純な平歯車であってよいが、その外周に、平歯車
３２の周縁にある歯車の歯と接触する歯車の歯（鎖線で
示す）を持っている。ドラム３０が出力軸３４に装着さ
れて、出力軸を駆動する。コイルばね３６が軸３４を軸
４４に結合するが、軸４４は軸３４及び軸２０の両方に
対して移動出来る様に、浮動にすることが出来る。出力
軸３４を歯車列２１（図２）を介して発電機１２（図
２）の回転子に結合して、発電機に所望のトルクを保つ
ことが出来る。この実施例は出力軸３４の位置を固定す
ることが出来ると共に、軸３４と歯車列の入力軸Ｓ１
（図２）の間の結合を簡単にする。
おり、これは、出力軸を駆動する歯車列２１（図２）が
並進方向に不動のまゝでいるという利点がある。この場
合、ドラム４２を中間駆動ドラム又は遊動ホイールとし
て使い、その回転を出力スプール又はドラム３０に伝達
する。２次平歯車３２を遊動軸４４に結合し、ドラム４
２と連動して回転させるのが望ましい。歯車３２の直径
は、ドラム４２及びドラム３０より大きくして、ドラム
３０の速度を余分に逓昇させることが出来る。図示の形
式では、ドラム４２は、平歯車３２が装着されている軸
４４を駆動する。ドラム３０は、駆動歯車を構成してい
て、単純な平歯車であってよいが、その外周に、平歯車
３２の周縁にある歯車の歯と接触する歯車の歯（鎖線で
示す）を持っている。ドラム３０が出力軸３４に装着さ
れて、出力軸を駆動する。コイルばね３６が軸３４を軸
４４に結合するが、軸４４は軸３４及び軸２０の両方に
対して移動出来る様に、浮動にすることが出来る。出力
軸３４を歯車列２１（図２）を介して発電機１２（図
２）の回転子に結合して、発電機に所望のトルクを保つ
ことが出来る。この実施例は出力軸３４の位置を固定す
ることが出来ると共に、軸３４と歯車列の入力軸Ｓ１
（図２）の間の結合を簡単にする。
【００１９】ドラム４２がばね１８に対して滑り難い
が、図５に示す様に、ばね１８に複数個の一様な間隔の
切欠き３８を形成することが望ましいことがある。この
場合、図６に示す様に、ドラム４２はスプロケット・ホ
イール又は切欠き３８と噛合う歯４６を持つ歯車で構成
することが出来る。
が、図５に示す様に、ばね１８に複数個の一様な間隔の
切欠き３８を形成することが望ましいことがある。この
場合、図６に示す様に、ドラム４２はスプロケット・ホ
イール又は切欠き３８と噛合う歯４６を持つ歯車で構成
することが出来る。
【００２０】この発明のある好ましい特徴だけを図面に
示して説明したが、当業者には色々な変更が考えられよ
う。従って、特許請求の範囲は、この発明の範囲内に属
するこの様な全ての変更を包括するものであることを承
知されたい。
示して説明したが、当業者には色々な変更が考えられよ
う。従って、特許請求の範囲は、この発明の範囲内に属
するこの様な全ての変更を包括するものであることを承
知されたい。
【図１】ばねモータの斜視図。
【図２】図１のばねモータの平面図で、ばねの幅が減少
すること、並びに歯車列を介して発電機を駆動する為の
モータの結合を示している。
すること、並びに歯車列を介して発電機を駆動する為の
モータの結合を示している。
【図３】図１のばねモータに、補助駆動ドラムを用いた
実施例の平面図。
実施例の平面図。
【図４】図３のばねモータに遊動ホイールを使った実施
例の平面図。
例の平面図。
【図５】滑りを防ぐ為の切欠きを持つばねの平面図。
【図６】図５に示したばねを駆動する歯車の平面図。
１０ ばねモータ、１２ 発電機、１４ クランクアッ
プ・スプール、１５ クランク、１６ 巻取スプール、
２０ 出力軸
プ・スプール、１５ クランク、１６ 巻取スプール、
２０ 出力軸
Claims (14)
- 【請求項１】 負荷に対して一定動力を送出すばねモー
タに於て、クランクアップ・スプール及び巻取スプール
と、通常は前記巻取スプールの周りに弛緩状態で巻付け
られる様に予備処理された平坦なテープばねと、該ばね
の少なくとも１端を前記巻取スプールに取付けて、前記
クランクアップ・スプール上の逆向きの緊張した形に前
記ばねを巻付けるクランクとを有し、当該巻付けるクラ
ンクを解放したときに、前記ばねが前記クランクアップ
・スプールから巻解かれて、前記巻取スプールに再び巻
取られる様にされ、更に、前記クランクアップ・スプー
ルに対して被動関係に結合されることにより、前記ばね
が前記クランクアップ・スプールから前記巻取スプール
に移ることによって、当該出力軸の回転が起こるように
した出力軸とを有し、前記ばねは、前記少なくとも１端
に於ける狭い幅からその他端に於ける一層広い幅まで全
体的に直線的に変化する幅を持っていて、前記クランク
アップ・スプール上の前記ばねの半径方向の変位の変化
に対して、前記ばねによって発生されるトルクが一定に
とどまる様にしたばねモータ。 - 【請求項２】 前記クランクアップ・スプールの回転に
よって駆動される様に結合された発電機を含む請求項１
記載のばねモータ。 - 【請求項３】 前記ばねの幅が、Ｗ0が前記少なくとも
１端に於けるばねの幅、ｎが前記クランクアップ・スプ
ールから巻解かれたターン数、Ｎが前記クランクアップ
・スプール上にある前記ばねのターンの総数、Ｚが一杯
に巻解かれたときのクランクアップ・スプール上にある
ばねの半径の減少を表す分数として、次の式 Ｗ（ｎ）＝Ｗ0／（１−Ｚｎ／Ｎ） によって定められている請求項１記載のばねモータ。 - 【請求項４】 負荷に対して一定動力を送出すばねモー
タに於て、クランクアップ・スプール及び巻取スプール
と、通常は前記巻取スプールの周りに弛緩状態で巻付け
られる様に予備処理された平坦なテープばねと、該ばね
の少なくとも１端を前記巻取スプールに取付けて、前記
ばねを前記クランクアップ・スプール上の逆向きの緊張
した形に巻付ける手段とを有し、こうして当該巻付ける
手段の解放によって、前記ばねが前記クランクアップ・
スプールから巻解かれて、前記巻取スプールに巻戻され
る様にし、更に、前記ばねに対して被動関係に結合され
ることにより、前記ばねが前記クランクアップ・スプー
ルから前記巻取スプールに移ると、当該遊動軸の回転が
起こる様にした遊動軸とを有するばねモータ。 - 【請求項５】 前記遊動軸に取付けられていて、前記ば
ねと摩擦係合する様に位置ぎめされた遊動ホイールを有
する請求項４記載のばねモータ。 - 【請求項６】 前記ばねに複数個の一様な間隔の切欠き
が設けられ、前記遊ホイールが、前記切欠きと係合し
て、前記ばね及び前記軸の間に確実駆動関係を設定する
手段を含んでいる請求項４記載のばねモータ。 - 【請求項７】 前記切欠きに係合する手段が前記遊動ホ
ールに一様に外接する複数個の歯で構成される請求項６
記載のばねモータ。 - 【請求項８】 出力軸と、該出力軸に装着した出力スプ
ールと、前記遊動軸を前記出力スプールに駆動係合する
手段とを有する請求項７記載のばねモータ。 - 【請求項９】 前記ばねに対して被動関係に結合されて
いると共に、前記クランクアップ・スプールに対して半
径方向に移動する様になっていて、前記ばねが巻解かれ
る間、前記ばねの半径が減少するときに前記ばねと接触
状態を保つ様になっている遊動ホイールと、出力軸に装
着された出力スプールと、前記遊動ホイールを前記出力
スプールに駆動係合する手段とを有し、前記出力軸の位
置が前記クランクアップ・スプールの回転軸線に対して
固定である請求項４記載のばねモータ。 - 【請求項１０】 前記遊動ホイールを前記出力スプール
に駆動係合する手段が、前記遊動ホイールと連動して回
転する様に装着された歯車で構成され、前記出力スプー
ルがその周縁に歯車の歯を持っていて、該歯の寸法及び
位置は、前記歯車と噛合う様になっている請求項９記載
のばねモータ。 - 【請求項１１】 前記歯車及び前記出力スプールの相対
的な直径が、前記出力軸の予め選ばれた回転速度を達成
する様に選ばれている請求項１０記載のばねモータ。 - 【請求項１２】 前記出力軸を発電機の回転子軸に結合
して、回転子軸で所望のトルクを発生する歯車列を有す
る請求項９記載のばねモータ。 - 【請求項１３】 前記ばねは、前記少なくとも１端に於
ける狭い幅からその他端に於ける一層広い幅まで全体的
に直線的に変化する幅を持つ様に形成されていて、前記
ばねによって発生されるトルクが、前記クランクアップ
・スプール上の前記ばねの半径方向の変位の変化に対し
て一定にとどまる様にした請求項４記載のばねモータ。 - 【請求項１４】 回転子軸を持つ発電機と、前記出力軸
を前記回転子軸に結合して、該回転子軸で所望のトルク
を発生する歯車列とを有する請求項１３記載のばねモー
タ。
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| US09/192464 | 1998-11-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP11323573A Withdrawn JP2000175407A (ja) | 1998-11-16 | 1999-11-15 | ばねモ―タ |
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| EP (1) | EP1001165A3 (ja) |
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- 1999-11-16 EP EP99309109A patent/EP1001165A3/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070206 |