JP2004112966A - バッテリ充電機 - Google Patents

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Abstract

【課題】使用に応じた発電能力の低下を抑止することができるバッテリ充電機を提供すること。
【解決手段】回転動力を入力させる動力入力手段1110と、回転動力を放出するよう回転動力を蓄積する動力蓄積手段1120と、回転動力を蓄積する方向の回転を許容し、回転動力を放出する方向の回転を阻止するラッチ1130と、回転の阻止を解除させるラッチ解除手段1140と、回転動力の変動を抑制するフライホイール1150と、回転子1171を回転させ発電するモータ1170と、回転子1171を増速回転させる増速回転手段1160と、電圧を昇圧する昇圧回路1210と、電圧を整流平滑する整流平滑回路1220と、電力を蓄える一次充電池1240と、一次充電池1240の過充電を防止する過充電防止回路1230と、蓄えられた電力を出力する電力出力回路1250と、からなる構成を有する。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手動で入力された動力によって発電し、バッテリやカメラ及び携帯電話等のポータブルの電化製品を充電するバッテリ充電機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、バッテリを用いた携帯電話等の屋外で使用するポータブルの電化製品において、予備バッテリの携行の煩雑さやバッテリが入手できない環境等に対応するものとして、手動で入力した動力によって発電する装置や手動で入力された動力によってバッテリを充電する技術が知られている。
【0003】
従来、手動で入力された動力によって発電する装置としては、例えば、特許文献1に開示されたぜんまいばねバッテリが知られている。
図3に示す特許文献1に開示されたぜんまいばねバッテリ400は、ぜんまいばね410と、ぜんまいばね410を巻き上げる巻き上げレバー420と、ぜんまいばね410を一時的にロックするストッパースリーブ430と、上記ロックを解除するストッパーはずしねじ440と、上記ロックが解除されたときのばね軸の回転速度を増速する増速機450と、発電機460と、ばね軸の回転速度を安定させるフライホイール470と、出力電圧を抑制する3端子レギュレータ480と、出力電圧を安定化させる出力電圧安定化手段490とを備えている。
【0004】
前述のように構成された、ぜんまいばねバッテリ400において、外部から手動で入力された動力は、ぜんまいばね410に蓄積され、蓄積された動力が発電機460に伝わることによって、発電された電力が外部の装置に供給される。
【特許文献1】
特開平5−284690号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のぜんまいばねバッテリ400では、予めぜんまいばねを巻き上げて電力に変換される動力を蓄積しておくように使用することによって、ぜんまいばねが疲労してしまうため、使用に応じて発電能力が低下するといった問題があった。
【0006】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、使用に応じた発電能力の低下を抑止することができるバッテリ充電機を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係るバッテリ充電機は、回転動力を入力させる動力入力手段と、前記回転動力を放出するよう前記回転動力を蓄積する動力蓄積手段と、前記動力蓄積手段に前記回転動力を蓄積する第1の方向の回転を許容して、前記動力蓄積手段に前記回転動力を放出する第2の方向の回転を阻止するラッチと、前記ラッチによる前記第2の方向の回転の阻止を解除させるラッチ解除手段と、前記動力蓄積手段に蓄積された回転動力が放出されたときに放出された回転動力の変動を減少させるフライホイールと、回転子を有し、前記回転子を回転させることにより発電するモータと、前記動力蓄積手段から放出された回転動力を付与する回転子を増速回転させる増速回転手段と、前記モータによって発電された際に生じる電圧を所定範囲の電圧値に昇圧する昇圧回路と、昇圧された電圧を整流平滑する整流平滑回路と、整流平滑された電圧を以って電力を蓄える一次充電池と、前記一次充電池に蓄える電力の過充電を防止する過充電防止回路と、前記一次充電池によって蓄えられた電力を出力する電力出力回路と、前記動力入力手段、前記動力蓄積手段、前記ラッチ、前記ラッチ解除手段、前記フライホイール、前記増速回転手段、前記モータ、前記昇圧回路、前記整流平滑回路、前記一次充電池、前記過充電防止回路及び前記電力出力回路を囲んで所定の位置でそれぞれ保持する筐体と、を備えた構成を有している。
【0008】
この構成により、動力蓄積手段に動力を蓄積することに変えて一次充電池に予め電力を蓄積することができるため、使用に応じた発電能力の低下を抑止することができる。
【0009】
本発明の請求項2に係るバッテリ充電機は、請求項1において、前記動力入力手段が、前記筐体に回転可能に保持された回転軸を有し、前記動力蓄積手段が、放射外端で前記筐体に固定され、放射内端で前記回転軸に固定されたぜんまいバネよりなり、前記ぜんまいバネが巻き上がることによって前記回転動力を蓄積し、前記ぜんまいバネが巻き戻ることによって前記回転動力を放出するようにした構成を有している。
【0010】
この構成により、動力蓄積手段に動力を蓄積することに変えて一次充電池に予め電力を蓄積することができるため、使用に応じた発電能力の低下を抑止することができる。
【0011】
本発明の請求項3に係るバッテリ充電機は、請求項1において、前記増幅回転手段が、ウォーム歯車よりなり、前記動力入力手段が、前記筐体に回転自在に保持され、前記ウォーム歯車にねじ結合されたウォーム部が形成された回転軸を有し、前記動力蓄積手段が、開口部を有した開口面と前記開口面に対向し閉口された閉口面とを有し、前記筐体に固定された筒体と、前記閉口面側の前記筒体内に設けられ前記閉口面と直交方向に磁力線を有する第1の磁石と、前記開口面側の前記筒体内で前記回転軸に固定された状態で前記第1の磁石と前記開口面との間の空間で前記第1の磁石と接近及び反発するよう滑動でき前記第1の磁石と対向方向の磁力線を有する第2の磁石と、を有し、前記第2の磁石が、前記第1の磁石に接近されることによって前記回転動力を蓄積し、前記第2の磁石が、前記第1の磁石と反発することによって前記回転動力を放出するようにした構成を有している。
【0012】
この構成により、動力蓄積手段に動力を蓄積することに変えて一次充電池に予め電力を蓄積することができ、経年変化の少ない磁石の磁力によって動力をさらに蓄積するため、使用に応じた発電能力の低下を抑止することができる。
【0013】
本発明の請求項4に係るバッテリ充電機は、請求項1において、前記増幅回転手段が、ウォーム歯車よりなり、前記動力入力手段が、前記筐体に回転自在に保持され、前記ウォーム歯車にねじ結合されたウォーム部が形成された回転軸を有し、前記動力蓄積手段が、開口部を有した開口面と前記開口面に対向し閉口された閉口面とを有し、前記筐体に固定された筒体と、前記閉口面側の前記筒体内に設けられ前記閉口面と直交方向に磁力線を有する第1の磁石と、前記開口面側の前記筒体内で前記回転軸に固定された状態で前記第1の磁石と前記開口面との間の空間で前記第1の磁石と離隔及び吸引するよう滑動でき前記第1の磁石と同方向の磁力線を有する第2の磁石と、を有し、前記第2の磁石が、前記第1の磁石と離隔されることによって前記回転動力を蓄積し、前記第2の磁石が、前記第1の磁石に吸引されることによって前記回転動力を放出するようにした構成を有している。
【0014】
この構成により、動力蓄積手段に動力を蓄積することに変えて一次充電池に予め電力を蓄積することができ、経年変化の少ない磁石の磁力によって動力をさらに蓄積するため、使用に応じた発電能力の低下を抑止することができる。
【0015】
本発明の請求項5に係るバッテリ充電機は、請求項1において、前記増幅回転手段が、ウォーム歯車よりなり、前記動力入力手段が、前記筐体に回転自在に保持され、前記ウォーム歯車にねじ結合されたウォーム部が形成された回転軸を有し、前記動力蓄積手段が、開口部を有した開口面と前記開口面に対向し閉口された閉口面とを有し、前記筐体に固定された筒体と、前記開口面側の前記筒体内で前記回転軸に固定された状態で前記閉口面と前記開口面との間の閉空間で前記閉口面側に内在する気体を圧縮及び膨張させるよう滑動できるピストンと、を有し、前記ピストンが、前記気体を圧縮することによって前記回転動力を蓄積し、圧縮された気体が膨張することによって前記回転動力を放出するようにした構成を有している。
【0016】
この構成により、動力蓄積手段に動力を蓄積することに変えて一次充電池に予め電力を蓄積することができ、気体を圧縮することによって動力をさらに蓄積するため、使用に応じた発電能力の低下を抑止することができる。
【0017】
本発明の請求項6に係るバッテリ充電機は、請求項1において、前記増幅回転手段が、ウォーム歯車よりなり、前記動力入力手段が、前記筐体に回転自在に保持され、前記ウォーム歯車にねじ結合されたウォーム部が形成された回転軸を有し、前記動力蓄積手段が、開口部を有した開口面と前記開口面に対向し閉口された閉口面とを有し、前記筐体に固定された筒体と、前記開口面側の前記筒体内で前記回転軸に固定された状態で前記閉口面と前記開口面との間の閉空間を減圧及び加圧させるよう滑動できるピストンと、を有し、前記ピストンが、前記閉空間を減圧させることによって前記回転動力を蓄積し、減圧された閉空間の気圧と大気圧との差によって前記ピストンが前記閉口面側に滑動されることによって前記回転動力を放出するようにした構成を有している。
【0018】
この構成により、動力蓄積手段に動力を蓄積することに変えて一次充電池に予め電力を蓄積することができ、ピストンによって筒体内の閉空間を減圧させることによって動力をさらに蓄積するため、使用に応じた発電能力の低下を抑止することができる。
【0019】
本発明の請求項7に係るバッテリ充電機は、請求項1乃至請求項6において、前記電力出力回路が、出力する電力の変動を抑えるようにした構成を有している。
【0020】
この構成により、充電時の電力の変動に弱いバッテリにも充電することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るバッテリ充電機の構成を示す概略図である。
図1に示す、本発明の第1の実施の形態に係るバッテリ充電機1000は、回転動力を外部から入力させる動力入力手段1110と、回転動力を放出するよう回転動力を蓄積する動力蓄積手段1120と、動力蓄積手段1120に回転動力を蓄積する第1の方向の回転を許容して、動力蓄積手段1120に回転動力を放出する第2の方向の回転を阻止するラッチ1130と、ラッチ1130による第2の方向の回転の阻止を外部から解除させるラッチ解除手段1140と、動力蓄積手段1120に蓄積された回転動力が放出されたときに放出された回転動力の変動を減少させるフライホイール1150と、回転子1171を有し、増速された回転動力によって回転子1171を回転させることにより発電するモータ1170と、動力蓄積手段1120から放出された回転動力を付与する回転子1171を増速回転させる増速回転手段1160と、発電された電力を外部に供給する電力供給手段1200と、動力入力手段1110、動力蓄積手段1120、ラッチ1130、ラッチ解除手段1140、フライホイール1150、増速回転手段1160、モータ1170及び電力供給手段1200を囲んで所定の位置でそれぞれ保持する筐体1100とを備えている。
【0022】
動力入力手段1110は、ハンドル1111とハンドル1111を軸着して筐体1100に回転可能に保持された回転軸1112によって構成され、外部からハンドル1111を回転させることによって回転動力を入力させ、入力された回転動力を動力蓄積手段1120に回転軸1112を介して伝達するようになっている。
【0023】
動力蓄積手段1120は、放射外端で筐体1100に固定され、放射内端で回転軸1112に固定されたぜんまいバネによって構成され、ぜんまいバネが巻き上げることによって回転動力を蓄積し、ぜんまいバネが巻き戻ることによって回転動力を放出するようになっており、動力入力手段1110によって伝達された回転動力を蓄積し、蓄積された回転動力を増速回転手段1160に伝達するようになっている。
【0024】
ラッチ1130は、動力蓄積手段1120と連動する回転軸に軸着されたラチェット1132と、ラチェット1132の一方向の回転を許容し、他方向の回転を阻止する爪1131とによって構成されている。
【0025】
ラッチ1130は、動力入力手段1110の出力側に配置され、動力蓄積手段1120に回転動力を蓄積する第1の方向の回転を許容して、動力蓄積手段1120に前記回転動力を放出する第2の方向の回転を阻止するようになっている。なお、ラッチ1130は、動力入力手段1110の出力側とモータ1170の入力側との間に配置されていればよい。
【0026】
ラッチ解除手段1140は、ラッチ1130を構成する爪1131に固定されたノブによって構成され、外部からラッチ1130による第2の方向の回転の阻止を解除させるようになっている。
【0027】
フライホイール1150は、動力蓄積手段1120と連動する回転軸に軸着された鉄輪によって構成され、動力蓄積手段1120に蓄積された回転動力がラッチ解除手段1140によって放出された回転動力の変動を減少させるようになっている。
なお、フライホイール1150は、動力蓄積手段1120の出力側とモータ1170の入力側との間に配置されていればよい。
【0028】
増速回転手段1160は、動力蓄積手段1120と連動する入力側回転軸1163に軸着された第1の平歯車1161と、入力側回転軸1163と異なる回転軸を有する出力側回転軸1164に軸着され、第1の平歯車1161に歯合された第2の平歯車1162とによって構成され、入力側回転軸1163の回転速度を増速し、増速された回転速度で出力側回転軸1164を回転させるようになっている。
【0029】
なお、第1の平歯車1161及び第2の平歯車1162のそれぞれのギア数は、動力蓄積手段1120によって放出される回転動力と、モータ1170の能力に応じて決められるが、これらのギア数を調整する代わりに、さらに1つ以上の歯車を設けても良いし、他の種類の歯車によって構成されてもよい。
【0030】
モータ1170は、異なる極性で対向して配置された磁石1172、1173と、磁石1172と磁石1173との間に介在し、出力側回転軸1164に軸着された回転子1171とを備え、磁石1172、1173による磁力と、増速回転手段1160より伝達された回転動力による回転子1171の回転とによって発電するようになっている。
【0031】
電力供給手段1200は、モータ1170によって発電された際に生じる電圧を所定範囲の電圧値に昇圧する昇圧回路1210と、昇圧された電圧を整流平滑する整流平滑回路1220と、整流平滑された電圧を以って電力を蓄える一次充電池1240と、一次充電池1240に蓄える電力の過充電を防止する過充電防止回路1230と、一次充電池1240によって蓄えられた電力を外部のバッテリに出力する電力出力回路1250とを備えている。
【0032】
なお、図1において説明を容易にするため、電力供給手段1200を筐体1100の外部に図示したが、電力供給手段1200は、筐体1100の内部に固定されており、電力出力回路1250より電力を出力する端子が筐体1100の外部に設けられている。
【0033】
昇圧回路1210は、トランスによって構成され、モータ1170によって発電された際に生じる電圧を所定範囲の電圧値に昇圧し、昇圧された電圧を整流平滑回路1220に出力するようになっている。
【0034】
昇圧回路1210によって出力された電圧は、整流平滑回路1220に入力されるようになっており、整流平滑回路1220は、入力された電圧を整流平滑し、整流平滑された電圧を過充電防止回路1230に出力するようになっている。
【0035】
整流平滑回路1220によって出力された電圧は、過充電防止回路1230に入力されるようになっており、過充電防止回路1230は、入力された電圧を一次充電池1240の過充電を防止するために抑制し、抑制された電圧を一次充電池1240に出力するようになっている。
【0036】
過充電防止回路1230によって出力された電圧は、一次充電池1240に入力されるようになっており、一次充電池1240は、入力された電圧を以って電力を蓄え、蓄えた電力を電力出力回路1250に出力するようになっている。
【0037】
一次充電池1240によって出力された電力は、電力出力回路1250に入力されるようになっており、電力出力回路1250は、入力された電力を外部のバッテリに供給するようになっている。
【0038】
ここで、充電時の電力の変動に弱いバッテリを充電するためにバッテリ充電機1000を適用する場合には、電力出力回路1250は、出力する電力の変動を抑えるようにしてもよい。
なお、電力出力回路1250は、外部のバッテリに電力を供給する他に、カメラ、及び携帯電話等のポータブルの電化製品に電力を供給するようにしてもよく、種々のバッテリの形状に対応した着脱可能なアダプタを装着できるようにしてもよい。
【0039】
以下に、バッテリ充電機1000の動作を示す。
まず、動力入力手段1110を介して外部から入力された回転動力は、動力蓄積手段1120によって蓄積される。このように動力蓄積手段1120によって回転動力が蓄積される状態においては、ラッチ1130によって蓄積された回転動力の放出が阻止される。
【0040】
次に、ラッチ1130によって阻止されている回転動力の放出がラッチ解除手段1140によって解除される。このようにラッチ1130によって阻止されていた回転動力の放出が解除された状態においては、放出された回転動力は、フライホイール1150によって変動が減少され、増速回転手段1160によってモータ1170の回転子1171を回転増速させる。
【0041】
モータ1170の回転子1171が回転増速されると、回転増速された回転子1171と磁石1172、1173によって発電される。
次に、モータ1170によって発電された際に生じる電圧は、昇圧回路1210によって昇圧され、整流平滑回路1220によって整流平滑され、過充電防止回路1230によって一次充電池1240の過充電を防止するために抑制されながら、一次充電池1240に電力を蓄積する。
一次充電池1240に蓄積された電力は、電力出力回路1250を介して外部のバッテリに供給される。
【0042】
本発明の第1の実施の形態に係るバッテリ充電機によれば、動力蓄積手段に動力を蓄積することに変えて一次充電池に予め電力を蓄積することができるため、使用に応じた発電能力の低下を抑止することができる。
【0043】
(第2の実施の形態)
図2は、本発明の第2の実施の形態に係るバッテリ充電機の構成を示す概略図である。
図2に示す、本発明の第2の実施の形態に係るバッテリ充電機2000は、回転動力を外部から入力させる動力入力手段2110と、回転動力を放出するよう回転動力を蓄積する動力蓄積手段2120と、動力蓄積手段2120に回転動力を蓄積する第1の方向の回転を許容して、動力蓄積手段2120に回転動力を放出する第2の方向の回転を阻止するラッチ1130と、ラッチ1130による第2の方向の回転の阻止を外部から解除させるラッチ解除手段1140と、動力蓄積手段2120に蓄積された回転動力が放出されたときに放出された回転動力の変動を抑制するフライホイール1150と、回転子1171を有し、増速された回転動力によって回転子1171を回転させることにより発電するモータ1170と、動力蓄積手段2120から放出された回転動力を付与する回転子1171を増速回転させる増速回転手段2160と、発電された電力を外部に供給する電力供給手段1200と、動力入力手段2110、動力蓄積手段2120、増速回転手段2160、ラッチ1130、ラッチ解除手段1140、フライホイール1150、モータ1170及び電力供給手段1200を囲んで所定の位置でそれぞれ保持する筐体1100とを備えている。
【0044】
なお、本発明の第2の実施の形態に係るバッテリ充電機2000においては、本発明の第1の実施の形態に係るバッテリ充電機1000の構成要素と同一の構成要素に本発明の第1の実施の形態に係るバッテリ充電機1000の構成要素と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【0045】
動力入力手段2110は、ハンドル1111とハンドル1111を軸着して筐体1100に回転自在に保持され、後述する第2の磁石2123と連動し、後述するウォーム歯車2161にねじ結合されたウォーム部が形成された回転軸2112とによって構成され、外部からハンドル1111を回転させることによって回転動力を入力させ、入力された回転動力を動力蓄積手段2120に回転軸2112を介して伝達するようになっている。
【0046】
動力蓄積手段2120は、開口部を有した開口面と開口面に対向し閉口された閉口面とを有し、筐体1100に固定された筒体2121と、閉口面側の筒体2121内に設けられ閉口面と直交方向に磁力線を有する第1の磁石2122と、開口面側の筒体2121内で回転軸2112に固定された状態で第1の磁石2122と開口面との間の空間で第1の磁石2122と接近及び反発するよう滑動でき第1の磁石2122と対向方向の磁力線を有する第2の磁石2123とを備えている。
【0047】
第2の磁石2123は、回転軸2112によって第1の磁石2122と接近されることによって動力を蓄積し、第1の磁石2122と反発することによって動力を放出するようになっており、動力蓄積手段2120は、動力入力手段1110によって伝達された動力を蓄積し、蓄積された動力を増速回転手段2160に伝達するようになっている。
【0048】
増速回転手段2160は、回転軸2112にねじ結合されたウォーム歯車2161と、ウォーム歯車2161と同一軸上で連動する第1の平歯車2162と、ウォーム歯車2161の回転軸と異なる回転軸を有する出力側回転軸1164に軸着され、第1の平歯車2162に歯合された第2の平歯車2165とによって構成され、動力蓄積手段2120の第2の磁石2123が第1の磁石2122と反発し、回転軸2112が動力入力手段1110方向に押し戻される動力をウォーム歯車2161によって回転動力に変換し、変換された回転動力の回転速度を増速し、増速された回転速度で出力側回転軸2164を回転させるようになっている。
【0049】
なお、ウォーム歯車2161、第1の平歯車2162及び第2の平歯車2165のそれぞれのギア数は、動力蓄積手段2120によって放出される動力と、モータ1170の能力に応じて決めるが、これらのギア数を調整する代わりに、さらに複数の歯車を設けても良いし、他の種類の歯車によって構成されてもよい。
【0050】
本発明の第2の実施の形態に係るバッテリ充電機2000は、第2の磁石2123が第1の磁石2122に接近されることによって動力を蓄積し、第2の磁石2123が第1の磁石2122と反発することによって動力を放出するが、本発明は、第2の磁石2123が第1の磁石2122と離隔されることによって動力を蓄積し、第2の磁石2123が第1の磁石2122に吸引されることによって動力を放出するようにしてもよい。
【0051】
第2の磁石2123が第1の磁石2122と離隔されることによって動力を蓄積し、第2の磁石2123が第1の磁石2122に吸引されることによって動力を放出するようにした場合には、動力が放出された際のウォーム歯車2161の回転方向が本発明の第3の実施の形態に係るバッテリ充電機3000におけるウォーム歯車2161と逆方向になるため、ラッチ1130が阻止する回転方向は、本発明の第3の実施の形態に係るバッテリ充電機2000におけるラッチ1130が阻止する回転方向と逆にする。
【0052】
以下に、バッテリ充電機2000の動作を示す。
まず、動力入力手段2110を介して外部から入力された回転動力は、動力蓄積手段2120の第2の磁石2123が第1の磁石2122に接近することによって動力蓄積手段2120によって蓄積される。このように動力蓄積手段2120によって回転動力が蓄積される状態においては、ラッチ1130によって蓄積された回転動力の放出が阻止される。
【0053】
次に、ラッチ1130によって阻止されている回転動力の放出がラッチ解除手段1140によって解除される。このようにラッチ1130によって阻止されていた回転動力の放出が解除された状態においては、動力蓄積手段2120の第2の磁石2123が滑動可能になり第1の磁石2122と反発することによって蓄積されていた動力が放出され、放出された動力は、増速回転手段2160によって回転動力に変換され、変換された回転動力は、フライホイール1150によって変動が減少され、増速回転手段2160によってモータ1170の回転子1171を回転増速させる。
【0054】
モータ1170の回転子1171が回転増速されると、回転増速された回転子1171と磁石1172、1173によって発電される。
次に、モータ1170によって発電された際に生じる電圧は、昇圧回路1210によって昇圧され、整流平滑回路1220によって整流平滑され、過充電防止回路1230によって一次充電池1240の過充電を防止するために抑制されながら、一次充電池1240に電力を蓄積する。
一次充電池1240に蓄積された電力は、電力出力回路1250を介して外部のバッテリに供給される。
【0055】
本発明の第2の実施の形態に係るバッテリ充電機によれば、動力蓄積手段に動力を蓄積することに変えて一次充電池に予め電力を蓄積することができ、経年変化の少ない磁石の磁力によって動力をさらに蓄積するため、使用に応じた発電能力の低下を抑止することができる。
【0056】
(第3の実施の形態)
図3は、本発明の第3の実施の形態に係るバッテリ充電機の構成を示す概略図である。
図3に示す、本発明の第3の実施の形態に係るバッテリ充電機3000は、回転動力を外部から入力させる動力入力手段2110と、回転動力を放出するよう回転動力を蓄積する動力蓄積手段3120と、動力蓄積手段3120に回転動力を蓄積する第1の方向の回転を許容して、動力蓄積手段3120に回転動力を放出する第2の方向の回転を阻止するラッチ1130と、ラッチ1130による第2の方向の回転の阻止を外部から解除させるラッチ解除手段1140と、動力蓄積手段3120に蓄積された回転動力が放出されたときに放出された回転動力の変動を抑制するフライホイール1150と、回転子1171を有し、増速された回転動力によって回転子1171を回転させることにより発電するモータ1170と、動力蓄積手段3120から放出された回転動力を付与する回転子1171を増速回転させる増速回転手段2160と、発電された電力を外部に供給する電力供給手段1200と、動力入力手段2110、動力蓄積手段3120、増速回転手段2160、ラッチ1130、ラッチ解除手段1140、フライホイール1150、モータ1170及び電力供給手段1200を囲んで所定の位置でそれぞれ保持する筐体1100とを備えている。
【0057】
なお、本発明の第3の実施の形態に係るバッテリ充電機3000においては、本発明の第2の実施の形態に係るバッテリ充電機2000の構成要素と同一の構成要素に本発明の第2の実施の形態に係るバッテリ充電機2000の構成要素と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【0058】
動力蓄積手段3120は、開口部を有した開口面と開口面に対向し閉口された閉口面とを有し、筐体1100に固定された筒体3121と、開口面側で回転軸2112に固定され閉口面側に内在する気体の漏出を抑止するピストン3122とを備え、ピストン3122が、開口面側に滑動して閉口面側に内在する気体を圧縮することによって動力を蓄積し、ピストン3122によって圧縮された気体が、膨張することによって蓄積された動力を増速回転手段2160に伝達するようになっている。
【0059】
なお、本発明の第3の実施の形態に係るバッテリ充電機3000は、筒体3121に内在した気体を圧縮することによって動力を蓄積し、圧縮された気体が膨張することによって動力を放出するが、本発明は、筒体3121の閉口面とピストン3122との間の閉空間を減圧することによって動力を蓄積し、減圧された閉空間の気圧と大気圧との差によってピストン3122が閉口面側に滑動されることによって動力を放出するようにしてもよい。
【0060】
筒体3121の閉口面とピストン3122との間の閉空間を減圧することによって動力を蓄積し、減圧された閉空間の気圧と大気圧との差によってピストン3122が閉口面側に滑動されることによって動力を放出するようにした場合には、動力が放出された際のウォーム歯車2161の回転方向が本発明の第3の実施の形態に係るバッテリ充電機3000におけるウォーム歯車2161と逆方向になるため、ラッチ1130が阻止する回転方向は、本発明の第3の実施の形態に係るバッテリ充電機3000におけるラッチ1130が阻止する回転方向と逆にする。
【0061】
以下に、バッテリ充電機3000の動作を示す。
まず、動力入力手段2110を介して外部から入力された回転動力によって動力蓄積手段3120のピストン3122が筒体3121の閉口面側に接近され、筒体3121の閉口面側に内在する気体が圧縮されることによって動力蓄積手段2120に動力が蓄積される。このように動力蓄積手段3120によって回転動力が蓄積される状態においては、ラッチ1130によって蓄積された回転動力の放出が阻止される。
【0062】
次に、ラッチ1130によって阻止されている回転動力の放出がラッチ解除手段1140によって解除される。このようにラッチ1130によって阻止されていた回転動力の放出が解除された状態においては、動力蓄積手段3120のピストン3122が滑動可能になり筒体3121内の閉口面側に内在する気体が膨張することによって蓄積されていた動力が放出され、放出された動力は、増速回転手段2160によって回転動力に変換され、変換された回転動力は、フライホイール1150によって変動が減少され、増速回転手段2160によってモータ1170の回転子1171を回転増速させる。
【0063】
モータ1170の回転子1171が回転増速されると、回転増速された回転子1171と磁石1172、1173によって発電される。
次に、モータ1170によって発電された際に生じる電圧は、昇圧回路1210によって昇圧され、整流平滑回路1220によって整流平滑され、過充電防止回路1230によって一次充電池1240の過充電を防止するために抑制されながら、一次充電池1240に電力を蓄積する。
一次充電池1240に蓄積された電力は、電力出力回路1250を介して外部のバッテリに供給される。
【0064】
本発明の第3の実施の形態に係るバッテリ充電機によれば、動力蓄積手段に動力を蓄積することに変えて一次充電池に予め電力を蓄積することができ、気体を圧縮することによって動力をさらに蓄積するため、使用に応じた発電能力の低下を抑止することができる。
【0065】
以上に説明した、本発明の第2の実施の形態及び第3の実施の形態では、磁石やピストンによってそれぞれ動力を蓄積するものについて説明したが、コイルバネや板バネ等の弾性体によって動力蓄積手段を構成するようにしてもよい。
【0066】
なお、コイルバネや板バネ等の弾性体によって動力蓄積手段を構成した場合の実施の形態は、本発明の第2の実施の形態及び第3の実施の形態における説明に基づいて容易に実施できるため、その説明を省略する。
【0067】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、使用に応じた発電能力の低下を抑止することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るバッテリ充電機の概略図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態に係るバッテリ充電機の概略図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態に係るバッテリ充電機の概略図である。
【図4】従来のぜんまいばねバッテリの概略図である。
【符号の説明】
400 ぜんまいばねバッテリ
410 ぜんまいばね
420 巻き上げレバー
430 ストッパースリーブ
440 ストッパーはずしねじ
450 増速機
460 発電機
470、1150 フライホイール
480 3端子レギュレータ
490 出力電圧安定化手段
1000、2000、3000 バッテリ充電機
1100 筐体
1110、2110 動力入力手段
1111 ハンドル
1112、2112 回転軸
1120、2120、3120 動力蓄積手段
1130 ラッチ
1131 爪
1132 ラチェット
1140 ラッチ解除手段
1160、2160 増速回転手段
1161、2162 第1の平歯車
1162、2165 第2の平歯車
1163 入力側回転軸
1164、2164 出力側回転軸
1170 モータ
1171 回転子
1172、1173 磁石
1200 電力供給手段
1210 昇圧回路
1220 整流平滑回路
1230 過充電防止回路
1240 一次充電池
1250 電力出力回路
2121、3121 筒体
2122 第1の磁石
2123 第2の磁石
2161 ウォーム歯車
3122 ピストン

Claims (7)

  1. 回転動力を入力させる動力入力手段と、
    前記回転動力を放出するよう前記回転動力を蓄積する動力蓄積手段と、
    前記動力蓄積手段に前記回転動力を蓄積する第1の方向の回転を許容して、前記動力蓄積手段に前記回転動力を放出する第2の方向の回転を阻止するラッチと、
    前記ラッチによる前記第2の方向の回転の阻止を解除させるラッチ解除手段と、
    前記動力蓄積手段に蓄積された回転動力が放出されたときに放出された回転動力の変動を減少させるフライホイールと、
    回転子を有し、前記回転子を回転させることにより発電するモータと、
    前記動力蓄積手段から放出された回転動力を付与する回転子を増速回転させる増速回転手段と、
    前記モータによって発電された際に生じる電圧を所定範囲の電圧値に昇圧する昇圧回路と、
    昇圧された電圧を整流平滑する整流平滑回路と、
    整流平滑された電圧を以って電力を蓄える一次充電池と、
    前記一次充電池に蓄える電力の過充電を防止する過充電防止回路と、
    前記一次充電池によって蓄えられた電力を出力する電力出力回路と、
    前記動力入力手段、前記動力蓄積手段、前記ラッチ、前記ラッチ解除手段、前記フライホイール、前記増速回転手段、前記モータ、前記昇圧回路、前記整流平滑回路、前記一次充電池、前記過充電防止回路及び前記電力出力回路を囲んで所定の位置でそれぞれ保持する筐体と、を備えたことを特徴とするバッテリ充電機。
  2. 前記動力入力手段が、前記筐体に回転可能に保持された回転軸を有し、
    前記動力蓄積手段が、放射外端で前記筐体に固定され、放射内端で前記回転軸に固定されたぜんまいバネよりなり、
    前記ぜんまいバネが巻き上がることによって前記回転動力を蓄積し、
    前記ぜんまいバネが巻き戻ることによって前記回転動力を放出するようにしたことを特徴とする請求項1に記載のバッテリ充電機。
  3. 前記増幅回転手段が、ウォーム歯車よりなり、
    前記動力入力手段が、前記筐体に回転自在に保持され、前記ウォーム歯車にねじ結合されたウォーム部が形成された回転軸を有し、
    前記動力蓄積手段が、
    開口部を有した開口面と前記開口面に対向し閉口された閉口面とを有し、前記筐体に固定された筒体と、
    前記閉口面側の前記筒体内に設けられ前記閉口面と直交方向に磁力線を有する第1の磁石と、
    前記開口面側の前記筒体内で前記回転軸に固定された状態で前記第1の磁石と前記開口面との間の空間で前記第1の磁石と接近及び反発するよう滑動でき前記第1の磁石と対向方向の磁力線を有する第2の磁石と、を有し、
    前記第2の磁石が、前記第1の磁石に接近されることによって前記回転動力を蓄積し、
    前記第2の磁石が、前記第1の磁石と反発することによって前記回転動力を放出するようにしたことを特徴とする請求項1に記載のバッテリ充電機。
  4. 前記増幅回転手段が、ウォーム歯車よりなり、
    前記動力入力手段が、前記筐体に回転自在に保持され、前記ウォーム歯車にねじ結合されたウォーム部が形成された回転軸を有し、
    前記動力蓄積手段が、
    開口部を有した開口面と前記開口面に対向し閉口された閉口面とを有し、前記筐体に固定された筒体と、
    前記閉口面側の前記筒体内に設けられ前記閉口面と直交方向に磁力線を有する第1の磁石と、
    前記開口面側の前記筒体内で前記回転軸に固定された状態で前記第1の磁石と前記開口面との間の空間で前記第1の磁石と離隔及び吸引するよう滑動でき前記第1の磁石と同方向の磁力線を有する第2の磁石と、を有し、
    前記第2の磁石が、前記第1の磁石と離隔されることによって前記回転動力を蓄積し、
    前記第2の磁石が、前記第1の磁石に吸引されることによって前記回転動力を放出するようにしたことを特徴とする請求項1に記載のバッテリ充電機。
  5. 前記増幅回転手段が、ウォーム歯車よりなり、
    前記動力入力手段が、前記筐体に回転自在に保持され、前記ウォーム歯車にねじ結合されたウォーム部が形成された回転軸を有し、
    前記動力蓄積手段が、
    開口部を有した開口面と前記開口面に対向し閉口された閉口面とを有し、前記筐体に固定された筒体と、
    前記開口面側の前記筒体内で前記回転軸に固定された状態で前記閉口面と前記開口面との間の閉空間で前記閉口面側に内在する気体を圧縮及び膨張させるよう滑動できるピストンと、を有し、
    前記ピストンが、前記気体を圧縮することによって前記回転動力を蓄積し、
    圧縮された気体が膨張することによって前記回転動力を放出するようにしたことを特徴とする請求項1に記載のバッテリ充電機。
  6. 前記増幅回転手段が、ウォーム歯車よりなり、
    前記動力入力手段が、前記筐体に回転自在に保持され、前記ウォーム歯車にねじ結合されたウォーム部が形成された回転軸を有し、
    前記動力蓄積手段が、
    開口部を有した開口面と前記開口面に対向し閉口された閉口面とを有し、前記筐体に固定された筒体と、
    前記開口面側の前記筒体内で前記回転軸に固定された状態で前記閉口面と前記開口面との間の閉空間を減圧及び加圧させるよう滑動できるピストンと、を有し、
    前記ピストンが、前記閉空間を減圧させることによって前記回転動力を蓄積し、
    減圧された閉空間の気圧と大気圧との差によって前記ピストンが前記閉口面側に滑動されることによって前記回転動力を放出するようにしたことを特徴とする請求項1に記載のバッテリ充電機。
  7. 前記電力出力回路が、出力する電力の変動を抑えるようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れかに記載のバッテリ充電機。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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