JP2007129814A - Generating set and charging set using it - Google Patents

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JP2007129814A JP2005319499A JP2005319499A JP2007129814A JP 2007129814 A JP2007129814 A JP 2007129814A JP 2005319499 A JP2005319499 A JP 2005319499A JP 2005319499 A JP2005319499 A JP 2005319499A JP 2007129814 A JP2007129814 A JP 2007129814A
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gear
mechanical energy
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JP2005319499A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshio Fukuda
敏男 福田
Fumito Arai
史人 新井
Junji Takahashi
淳二 高橋
Yasunori Tsukahara
靖典 塚原
Kenji Tanaka
賢次 田中
Koichi Itoigawa
貢一 糸魚川
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Nagoya University NUC
Tokai Rika Co Ltd
Original Assignee
Nagoya University NUC
Tokai Rika Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a generating set which can accumulate mechanical energy with small power. <P>SOLUTION: A spiral spring can be shrunk bit by bit by rotating a rachet gear 45 bit by bit by reciprocating a lever 11 two or more times. This way, the operator can accumulate mechanical energy bit by bit. Moreover, a ratchet mechanism is composed of a stopper, a pair of feeding claws, and a rachet gear 45. Therefore, the rachet gear 45 is regulated for reversal by the stopper 4 of the rachet mechanism. That is, it is arranged so that the mechanical energy may not decrease by the unintentional release of the spiral spring by the rachet mechanism when accumulating the mechanical energy. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、外部からの力学的エネルギーを蓄積し、その力学的エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置及びそれを用いた充電装置に関するものである。   The present invention relates to a power generation device that accumulates external mechanical energy and converts the mechanical energy into electrical energy, and a charging device using the power generation device.

近年、災害等の非常時においてラジオ、携帯電話等への電力供給を人の動作をエネルギー源として発電する発電装置が提案されている。
このような発電装置として、例えば特許文献1に示されるように、人の歩行における動作を力学的エネルギーとして用いる力学的エネルギー蓄積式発電装置が知られている。即ち、図10(a),(b)に示すように、力学的エネルギー蓄積式発電装置(以下、「発電装置100」という)は、ケース101を備えており、ケース101からラック110の一部が外部に露出されている。ラック110の一端は、前記ケース101内に配設されたばね111によって、常にケース101の外側に突出する方向に付勢された状態で支持されている。ラック110の一側面には、長手方向に複数の歯が列設されており、歯車機構130と噛合している。歯車機構130は、第1歯車機構131、第2歯車機構132及び第3歯車機構133を備えており、第1歯車機構131が前記ラック110と噛合している。第1歯車機構131は、第2歯車機構132と噛合しており、第2歯車機構132は第3歯車機構133と噛合している。第3歯車機構133の中心には、支軸133aが設けられており、支軸133aは、渦巻き状に形成されたゼンマイ120の中央側の端部と一体回転可能に連結されている。ゼンマイ120の外側の端部は、ケース101の内側壁に固定されている。
2. Description of the Related Art In recent years, power generation apparatuses have been proposed that generate power using human movements as an energy source for power supply to radios, mobile phones, and the like in an emergency such as a disaster.
As such a power generation device, for example, as disclosed in Patent Document 1, a mechanical energy storage type power generation device that uses a motion of a person walking as mechanical energy is known. That is, as shown in FIGS. 10A and 10B, a mechanical energy storage type power generation device (hereinafter referred to as “power generation device 100”) includes a case 101, and a part of the rack 110 from the case 101. Is exposed to the outside. One end of the rack 110 is supported by a spring 111 disposed in the case 101 in a state where it is always urged in a direction of protruding outward from the case 101. A plurality of teeth are arranged in the longitudinal direction on one side surface of the rack 110 and meshed with the gear mechanism 130. The gear mechanism 130 includes a first gear mechanism 131, a second gear mechanism 132, and a third gear mechanism 133, and the first gear mechanism 131 meshes with the rack 110. The first gear mechanism 131 meshes with the second gear mechanism 132, and the second gear mechanism 132 meshes with the third gear mechanism 133. A support shaft 133a is provided at the center of the third gear mechanism 133, and the support shaft 133a is connected to an end portion on the center side of the mainspring 120 formed in a spiral shape so as to be integrally rotatable. The outer end of the mainspring 120 is fixed to the inner wall of the case 101.

また、発電装置100は発電機140と、前記ゼンマイ120に蓄えられた力学的エネルギーを同発電機140に伝達する伝達機構150とを備えている。伝達機構150は、前記第3歯車機構133と連結する第1伝達歯車機構151と、第1伝達歯車機構151と連結する第2伝達歯車機構152とを備えている。第2伝達歯車機構152は、発電歯車153を備えており、発電歯車153と一体に回転する回転軸154が発電機140内に支持されている。発電機140は、この回転軸154の回転力に基づく力学的エネルギーを電力に変換する公知の構成である。発電機140によって発電が行われると、発電によって得られたエネルギーは、整流器141を介して充電池に送られる。   The power generation apparatus 100 includes a power generator 140 and a transmission mechanism 150 that transmits the mechanical energy stored in the mainspring 120 to the power generator 140. The transmission mechanism 150 includes a first transmission gear mechanism 151 connected to the third gear mechanism 133 and a second transmission gear mechanism 152 connected to the first transmission gear mechanism 151. The second transmission gear mechanism 152 includes a power generation gear 153, and a rotating shaft 154 that rotates integrally with the power generation gear 153 is supported in the generator 140. The generator 140 has a known configuration that converts mechanical energy based on the rotational force of the rotating shaft 154 into electric power. When power is generated by the generator 140, the energy obtained by the power generation is sent to the rechargeable battery via the rectifier 141.

前述のように構成された発電装置100は、例えば靴底にラック110の一端が突出するように設けられて使用される。
まず、靴が地面に着地したとき、ラック110は、下方から力学的エネルギーとして押圧力Fが入力される。すると、ラック110は、ばね111の付勢力に抗して上方に移動する。そして、ラック110の移動に伴って第1歯車機構131が回転すると、第2歯車機構132を介して第3歯車機構133が回転する。そして、第3歯車機構133の回転に基づいて、ゼンマイ120が巻かれて収縮する。この状態において、ゼンマイ120に力学的エネルギーが蓄積されている。
The power generation apparatus 100 configured as described above is used, for example, provided on the shoe sole so that one end of the rack 110 protrudes.
First, when the shoes land on the ground, the rack 110 receives a pressing force F as mechanical energy from below. Then, the rack 110 moves upward against the urging force of the spring 111. When the first gear mechanism 131 rotates as the rack 110 moves, the third gear mechanism 133 rotates via the second gear mechanism 132. Then, based on the rotation of the third gear mechanism 133, the mainspring 120 is wound and contracts. In this state, mechanical energy is accumulated in the mainspring 120.

次に、靴が地面から離れたとき、ラック110への押圧力Fが解除され、同ラック110は、ばね111の弾性力により下方に突出する。すると、第1歯車機構131、第2歯車機構132及び第3歯車機構133は、ゼンマイ120に蓄えられた力学的エネルギーの放出に基づいて前記靴が地面に着地したときとはそれぞれ反対に回転する。その際、第1伝達歯車機構151及び第2伝達歯車機構152も前記ゼンマイ120による力学的エネルギーの放出に基づいて回転する。そして、回転軸154も回転して発電機140による発電が行われる。即ち、発電装置100は、通常の歩行に基づいて自動的に発電を行い、発電によって得られたエネルギーが整流器141によって整流されて充電池に送られる。   Next, when the shoe leaves the ground, the pressing force F applied to the rack 110 is released, and the rack 110 protrudes downward due to the elastic force of the spring 111. Then, the first gear mechanism 131, the second gear mechanism 132, and the third gear mechanism 133 rotate in the opposite directions from when the shoes land on the ground based on the release of the mechanical energy stored in the mainspring 120. . At this time, the first transmission gear mechanism 151 and the second transmission gear mechanism 152 also rotate based on the release of mechanical energy by the mainspring 120. And the rotating shaft 154 also rotates and the power generation by the generator 140 is performed. That is, the power generation apparatus 100 automatically generates power based on normal walking, and energy obtained by the power generation is rectified by the rectifier 141 and sent to the rechargeable battery.

このように、1歩1歩の歩行毎にラック110が上下動することで発電が繰り返され、使用可能な電気エネルギーを充電池に蓄積することが可能となっている。
特開2004−211642号公報
In this way, the rack 110 moves up and down every time one step is taken, so that power generation is repeated, and usable electric energy can be stored in the rechargeable battery.
JP 2004-21642 A

ところが、上記のような構成の発電装置100では、1回のラック110の移動に伴う入力でゼンマイ120を十分に巻かなければならないために、ラック110の移動量を増幅させてゼンマイ120に伝達させなければならなかった。このため、ゼンマイ120に力学的エネルギーを蓄積するためには、大きな力(押圧力F)が必要であった。   However, in the power generation apparatus 100 configured as described above, since the mainspring 120 must be sufficiently wound by the input accompanying one movement of the rack 110, the amount of movement of the rack 110 is amplified and transmitted to the mainspring 120. I had to let it. For this reason, in order to accumulate | store mechanical energy in the mainspring 120, big force (pressing force F) was required.

本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は小さい力で力学的エネルギーを蓄積することができる発電装置を提供することにある。   This invention is made | formed in view of such a situation, The objective is to provide the electric power generating apparatus which can accumulate | store dynamic energy with a small force.

上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、力学的エネルギーを蓄積するとともにそのエネルギーを放出する蓄積手段と、往復動作可能に設けられた入力手段と、前記エネルギーの蓄積時には前記蓄積手段に連係された状態で前記入力手段の一方向の移動に基づいて前記エネルギーを前記蓄積手段に伝達し、当該エネルギーの放出時には前記蓄積手段との連係が解除される伝達機構と、前記蓄積手段により放出された力学的エネルギーを電気エネルギーに変換する発電手段とを備えた発電装置であって、前記伝達機構は、前記蓄積手段に対して力学的エネルギーを蓄積する方向にのみ動作可能とするワンウェイ機構を備え、前記入力手段を複数回往復動作させることで、前記蓄積手段に予め設定された量の力学的エネルギーを分割して蓄積するようにしたことを要旨とする。   In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is characterized in that a storage means for storing and releasing mechanical energy, an input means provided so as to be capable of reciprocating, and a storage means for storing the energy. A transmission mechanism for transmitting the energy to the storage means based on a one-way movement of the input means in a state of being linked to the storage means, and releasing the linkage with the storage means when the energy is released; A power generation device that converts the mechanical energy released by the storage means into electrical energy, wherein the transmission mechanism is operable only in the direction in which the mechanical energy is stored in the storage means. And a reciprocating motion of the input means a plurality of times to distribute a predetermined amount of mechanical energy in the storage means. And the gist that it has to be accumulated.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発電装置において、前記ワンウェイ機構は、前記入力手段の一方向の移動に基づいて蓄積手段における力学的エネルギーの蓄積方向に回転するラチェットギアと、当該ラチェットギアの歯に係合して前記ラチェットギアにおける前記蓄積方向と反対方向の回転を規制するストッパとを備えたラチェット機構であることを要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, in the power generation device according to the first aspect, the one-way mechanism includes a ratchet gear that rotates in a storage direction of mechanical energy in the storage unit based on a one-way movement of the input unit. The gist of the present invention is a ratchet mechanism including a stopper that engages with the teeth of the ratchet gear and restricts rotation of the ratchet gear in the direction opposite to the accumulation direction.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発電装置において、前記伝達機構は、前記蓄積手段の力学的エネルギーの蓄積時において、当該伝達機構と蓄積手段との連係を許容し、蓄積手段の力学的エネルギー放出時において、前記伝達機構と蓄積手段との連係を解除する連係機構を備え、当該連係機構は、前記蓄積手段に前記予め設定された量の力学的エネルギーが蓄積されるタイミングで前記伝達機構と前記蓄積手段との連係を解除することを要旨とする。   According to a third aspect of the present invention, in the power generation device according to the first or second aspect, the transmission mechanism is configured to link the transmission mechanism and the storage unit when the mechanical energy of the storage unit is stored. And a linkage mechanism for releasing the linkage between the transmission mechanism and the storage means when releasing the mechanical energy of the storage means, and the linkage mechanism has the preset amount of mechanical energy in the storage means. The gist is to release the linkage between the transmission mechanism and the storage means at the timing of storage.

請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発電装置において、前記連係機構は、互いに噛合う第1伝達歯車及び第2伝達歯車を備え、当該第1伝達歯車は、前記入力手段の往復動作に基づいて回転するとともに、一部に歯の形成されていない切欠部を備え、前記第2伝達歯車は、前記蓄積手段と連係され、前記切欠部は、前記蓄積手段に前記予め設定された量の力学的エネルギーが蓄積されるタイミングで前記第2伝達歯車と離間して、前記第1伝達歯車と第2伝達歯車との連係を解除するようにしたことを要旨とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the power generation device according to the third aspect, the linkage mechanism includes a first transmission gear and a second transmission gear that mesh with each other, and the first transmission gear is a member of the input unit. The second transmission gear is linked to the accumulating means, and the notch is preset in the accumulating means. The gist is that the first transmission gear and the second transmission gear are disengaged by separating from the second transmission gear at a timing when a sufficient amount of mechanical energy is accumulated.

請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4のうちいずれか1項に記載の発電装置において、前記入力手段には、当該入力手段の往復動作を促進させる重り部が設けられていることを要旨とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the power generation device according to any one of the first to fourth aspects, the input means is provided with a weight portion that promotes the reciprocating operation of the input means. It is a summary.

請求項6に記載の発明は、請求項1〜請求項5のうちいずれか1項に記載の発電装置において、前記蓄積手段は、渦巻き状に形成されたゼンマイを備え、前記発電手段は、回転運動を行う回転軸を備えたモータを備え、前記モータの回転軸と、前記ゼンマイとの間には、当該ゼンマイに蓄積された力学的エネルギーを当該モータの回転軸に機械的に伝達するギア機構が設けられ、前記ギア機構は、ゼンマイに蓄積された力学的エネルギーを放出する際に当該ゼンマイで発生する摩擦抵抗と、力学的エネルギーを電気エネルギーに変換する際にモータ内で発生する摩擦抵抗とを考慮してギア比を設定したことを要旨とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the power generation apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the accumulating unit includes a spiral spring, and the power generating unit is a rotating unit. A gear mechanism comprising a motor having a rotating shaft for movement, and mechanically transmitting mechanical energy accumulated in the mainspring to the rotating shaft of the motor between the rotating shaft of the motor and the mainspring. The gear mechanism includes a frictional resistance generated in the mainspring when releasing the mechanical energy accumulated in the mainspring, and a frictional resistance generated in the motor when converting the mechanical energy into electric energy. The gist is that the gear ratio is set in consideration of the above.

請求項7に記載の発明は、請求項5に記載の発電装置において、前記入力手段は、支点を軸として回動可能に支持されており、前記重り部は、前記入力手段における支点側と反対側の端部に設けられ、前記支点を軸として当該入力手段とともに振り子運動することを要旨とする。   The invention according to claim 7 is the power generation apparatus according to claim 5, wherein the input means is supported so as to be rotatable about a fulcrum, and the weight portion is opposite to the fulcrum side of the input means. The gist of the present invention is that a pendulum motion is provided along with the input means about the fulcrum as an axis.

請求項8に記載の発明は、請求項1〜請求項7のうちいずれか1項に記載の発電装置と、前記発電手段によって得られた電気エネルギーを蓄積する充電池とを備えたことを特徴とすることを要旨とする。   The invention according to claim 8 is provided with the power generation device according to any one of claims 1 to 7 and a rechargeable battery that stores electrical energy obtained by the power generation means. It is a summary.

(作用)
請求項1に記載の発明の作用によれば、入力手段を複数回操作することによって蓄積手段に予め設定された量の力学的エネルギーを蓄積することができる。その際、蓄積手段が解放して力学的エネルギーが減少しないように、伝達機構がワンウェイ機構によって力学的エネルギーを蓄積する方向にのみ動作可能となっている。即ち、一度に予め設定された量の力学的エネルギーを蓄積する場合に比べて、小さい力で少しずつ力学的エネルギーを蓄積できるようになっている。
(Function)
According to the operation of the first aspect of the present invention, a predetermined amount of mechanical energy can be stored in the storage unit by operating the input unit a plurality of times. At that time, the transmission mechanism can be operated only in the direction in which the mechanical energy is stored by the one-way mechanism so that the storage means is not released and the mechanical energy is not reduced. That is, the mechanical energy can be stored little by little with a small force as compared with the case where a predetermined amount of the mechanical energy is stored at one time.

請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の作用に加えて、ワンウェイ機構は、ラチェット機構により構成されており、このラチェット機構のストッパによってラチェットギアが反対方向へ回転することが規制されている。このため、蓄積手段に力学的エネルギーを蓄積するときにおいて、蓄積手段に蓄えられた力学的エネルギーの減少を確実に防止することができる。また、入力手段の操作量を複数のギアを用いて増幅して一回で蓄積手段に力学的エネルギーを蓄積する必要がないため、小さい力で少しずつ力学的エネルギーを蓄積することができる。   According to the invention described in claim 2, in addition to the operation of the invention described in claim 1, the one-way mechanism is constituted by a ratchet mechanism, and the ratchet gear is rotated in the opposite direction by the stopper of the ratchet mechanism. It is regulated. For this reason, when the mechanical energy is stored in the storage means, it is possible to reliably prevent a decrease in the mechanical energy stored in the storage means. In addition, since it is not necessary to amplify the operation amount of the input means using a plurality of gears and accumulate mechanical energy in the accumulating means at a time, the mechanical energy can be accumulated little by little with a small force.

請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は請求項2に記載の発明の作用に加えて、予め設定された量の力学的エネルギーが蓄積手段に蓄えられるタイミングで、伝達機構と蓄積手段との連係が解除されて、蓄積手段の力学的エネルギーが自動的に放出される。このため、力学的エネルギーを放出するために蓄積手段の規制を積極的に解除する必要がない。このため、利便性を向上させることができる。   According to the invention described in claim 3, in addition to the operation of the invention described in claim 1 or 2, the transmission mechanism and the storage are stored at a timing at which a predetermined amount of mechanical energy is stored in the storage means. The linkage with the means is released and the mechanical energy of the storage means is automatically released. For this reason, it is not necessary to positively release the regulation of the storage means in order to release mechanical energy. For this reason, convenience can be improved.

請求項4に記載の発明によれば、請求項3に記載の発明の作用に加えて、連係機構の第1伝達歯車の一部には、切欠部が形成されている。そして、前記入力手段によって蓄積手段に予め設定された量の力学的エネルギーが蓄積手段に蓄えられるタイミングで、第1伝達歯車と第2伝達歯車との噛合(連係)が切欠部によって解除される。このため、蓄積手段の力学的エネルギーが予め設定された量に到達すると自動的に放出される。従って、構成を複雑にすることなく蓄積手段に蓄えられた力学的エネルギーを自動的に放出することができる。   According to the invention described in claim 4, in addition to the operation of the invention described in claim 3, a notch is formed in a part of the first transmission gear of the linkage mechanism. Then, at the timing when a predetermined amount of mechanical energy is stored in the storage means by the input means, the meshing (linkage) between the first transmission gear and the second transmission gear is released by the notch. For this reason, it is automatically released when the mechanical energy of the storage means reaches a preset amount. Therefore, the mechanical energy stored in the storage means can be automatically released without complicating the configuration.

請求項5に記載の発明によれば、請求項1〜請求項4のうちいずれか1項に記載の発明の作用に加えて、入力手段の往復動作は重り部によって促進される。このため、入力手段及び重りに加わる力が小さな力であっても力学的エネルギーを蓄積手段に蓄積することができる。   According to the invention described in claim 5, in addition to the operation of the invention described in any one of claims 1-4, the reciprocating operation of the input means is promoted by the weight portion. For this reason, even if the force applied to the input means and the weight is small, the mechanical energy can be stored in the storage means.

請求項6に記載の発明によれば、請求項1〜請求項5のうちいずれか1項に記載の発明の作用に加えて、ギア機構のギア比が、ゼンマイに蓄積された力学的エネルギーを放出する際に発生する摩擦抵抗と、力学的エネルギーを電気エネルギーに変換する際に発生するモータ内の摩擦抵抗との両摩擦抵抗を考慮して設定されている。このため、力学的エネルギーの損失を考慮した最適なギア比を備えたギア機構を設計する(選択する)ことができる。   According to the invention described in claim 6, in addition to the action of the invention described in any one of claims 1 to 5, the gear ratio of the gear mechanism is such that the mechanical energy accumulated in the mainspring is reduced. It is set in consideration of both the frictional resistance generated at the time of discharge and the frictional resistance in the motor generated when converting mechanical energy into electric energy. For this reason, it is possible to design (select) a gear mechanism having an optimal gear ratio in consideration of loss of mechanical energy.

請求項7に記載の発明によれば、請求項5に記載の発明の作用に加えて、重り部は、入力手段における支点側と反対側の端部に設けられているため、例えば発電装置に振動や衝撃等の加速度が加わると、支点を軸として入力手段は振り子運動する。このため、この振り子運動に基づいて自動的に力学的エネルギーを蓄積手段に蓄積することができる。   According to the seventh aspect of the invention, in addition to the action of the fifth aspect of the invention, the weight portion is provided at the end of the input means opposite to the fulcrum side. When acceleration such as vibration or impact is applied, the input means performs a pendulum motion around the fulcrum. For this reason, mechanical energy can be automatically stored in the storage means based on this pendulum motion.

請求項8に記載の発明によれば、請求項1〜請求項7のうちいずれか1項に記載の発電装置により発電された電気エネルギーを充電池に蓄積することができる。従って、予め力学的エネルギーを利用して発電した電気エネルギーをいつでも利用することができる。このため、利便性を向上させることができる。   According to the invention described in claim 8, the electric energy generated by the power generator according to any one of claims 1 to 7 can be stored in the rechargeable battery. Therefore, it is possible to use electrical energy generated using mechanical energy in advance. For this reason, convenience can be improved.

本発明によれば、小さい力で力学的エネルギーを蓄積することができる。   According to the present invention, mechanical energy can be stored with a small force.

以下、本発明の発電装置を、携帯電話及びPDA等の携帯端末装置の充電池を手動で充電する充電装置に具体化した実施形態を図1〜図9に従って説明する。
<充電装置1の概要>
図1に示すように、充電装置1は、ケース2と、ケース2に収容された発電装置10と、ケース2から引き出されるとともに図示しない携帯端末に電力を供給する際に接続するコネクタ3とを備えている。
Hereinafter, an embodiment in which the power generation device of the present invention is embodied as a charging device for manually charging a rechargeable battery of a mobile terminal device such as a mobile phone and a PDA will be described with reference to FIGS.
<Outline of charging device 1>
As shown in FIG. 1, the charging device 1 includes a case 2, a power generation device 10 accommodated in the case 2, and a connector 3 that is pulled out from the case 2 and connected when supplying power to a portable terminal (not shown). I have.

<発電装置10>
発電装置10は、入力手段としてのレバー11、蓄積手段としてのゼンマイ機構20、前記レバー11の移動に基づいて力学的エネルギーを前記ゼンマイ機構20に伝達する伝達機構40、ゼンマイ機構20に蓄えられた力学的エネルギーを電気エネルギーに変換する発電手段としての発電機構70を備えている。
<Power generation device 10>
The power generation device 10 is stored in the mainspring mechanism 20, the lever 11 as input means, the spring mechanism 20 as storage means, the transmission mechanism 40 that transmits mechanical energy to the mainspring mechanism 20 based on the movement of the lever 11. A power generation mechanism 70 is provided as power generation means for converting mechanical energy into electrical energy.

<レバー11>
図2に示すように、レバー11は、操作者の手により操作可能な把持部12と、前記伝達機構40と連結するギア送り部13とを備えている。ギア送り部13には、レバー11の長手方向と平行に1つの貫通孔14と、2つの挿入孔15,15とが列状に配置されている。貫通孔14及び挿入孔15,15は、それぞれ把持部12側から挿入孔15、貫通孔14、挿入孔15の順に配置されている。また、把持部12は、ケース2の側面に形成された長孔状のスライド孔2aから往復動作可能に外部に突出している。
<Lever 11>
As shown in FIG. 2, the lever 11 includes a grip portion 12 that can be operated by an operator's hand, and a gear feed portion 13 that is coupled to the transmission mechanism 40. In the gear feed portion 13, one through hole 14 and two insertion holes 15, 15 are arranged in a row in parallel with the longitudinal direction of the lever 11. The through hole 14 and the insertion holes 15, 15 are arranged in the order of the insertion hole 15, the through hole 14, and the insertion hole 15 from the grip portion 12 side. Moreover, the holding part 12 protrudes outside so that reciprocation is possible from the long hole-like slide hole 2a formed in the side surface of the case 2.

<伝達機構40>
図3に示すように、伝達機構40は、第1歯車機構41、第2歯車機構51及び第3歯車機構61を備えており、前記レバー11の操作力が第1歯車機構41、第2歯車機構51及び第3歯車機構61を介してゼンマイ機構20に伝達される。
<Transmission mechanism 40>
As shown in FIG. 3, the transmission mechanism 40 includes a first gear mechanism 41, a second gear mechanism 51, and a third gear mechanism 61, and the operating force of the lever 11 is the first gear mechanism 41, the second gear mechanism. This is transmitted to the mainspring mechanism 20 via the mechanism 51 and the third gear mechanism 61.

<第1歯車機構41>
図2に示すように、第1歯車機構41は、第1シャフト42、2本の送りシャフト43,43、一対の送り爪44,44、ラチェットギア45及び第1伝達歯車としての切り欠けギア46を備えている。第1シャフト42は、前記レバー11の貫通孔14を挿通しており、両端がそれぞれケース2に回転可能に支持されている。レバー11は、第1シャフト42に対して相対回転可能となっており、図4に矢印Xで示す送り方向及び矢印Yで示す戻し方向に、同第1シャフト42を支点として回動する。前記レバー11の挿入孔15,15にはそれぞれ送りシャフト43,43の一端が回転可能に支持されている。また、送りシャフト43,43の他端には、それぞれ送り爪44が一体回転可能に支持されている。
<First gear mechanism 41>
As shown in FIG. 2, the first gear mechanism 41 includes a first shaft 42, two feed shafts 43, 43, a pair of feed claws 44, 44, a ratchet gear 45, and a notch gear 46 as a first transmission gear. It has. The first shaft 42 is inserted through the through hole 14 of the lever 11, and both ends are rotatably supported by the case 2. The lever 11 is rotatable relative to the first shaft 42 and rotates around the first shaft 42 in the feed direction indicated by the arrow X and the return direction indicated by the arrow Y in FIG. One ends of feed shafts 43 and 43 are rotatably supported in the insertion holes 15 and 15 of the lever 11, respectively. Further, feed claws 44 are supported at the other ends of the feed shafts 43, 43 so as to be integrally rotatable.

図4に併せて示すように、一対の送り爪44,44は、それぞれ略三日月状を成しており、爪状に形成された係止部44aと、係止部44aを支持する支持部44bとを備えている。支持部44bの中心には、円形の貫通孔44cが形成されており、その貫通孔44cには前記送りシャフト43の他端が貫通支持されている。   As shown in FIG. 4, the pair of feed claws 44 and 44 each have a substantially crescent shape, and a locking portion 44a formed in a claw shape and a support portion 44b that supports the locking portion 44a. And. A circular through hole 44c is formed at the center of the support portion 44b, and the other end of the feed shaft 43 is supported by the through hole 44c.

ラチェットギア45は、複数の歯Tが形成されたギア部45aと、歯Tの形成されていない円筒部45bとから形成されている。ギア部45aの歯Tには、図4に矢印Xで示す送り方向に向かって内方に傾斜した傾斜面45iと、ギア部45aの接線と直交する向きに形成された規制面45sとが設けられている。また、送り爪44,44は、前記係止部44aがラチェットギア45の回転方向(矢印Rで示す右方向)に向くように配置されており、図示しないトーションばねによってラチェットギア45側へ常に付勢されている。ラチェットギア45の円筒部45bは、ギア部45aの上面中央に固定されており、ギア部45aと一体に回転する。   The ratchet gear 45 is formed of a gear portion 45a in which a plurality of teeth T are formed and a cylindrical portion 45b in which the teeth T are not formed. The tooth T of the gear portion 45a is provided with an inclined surface 45i inclined inward in the feed direction indicated by an arrow X in FIG. 4 and a regulating surface 45s formed in a direction orthogonal to the tangent to the gear portion 45a. It has been. The feed claws 44, 44 are arranged so that the locking portion 44a faces the rotation direction of the ratchet gear 45 (right direction indicated by the arrow R), and is always attached to the ratchet gear 45 side by a torsion spring (not shown). It is energized. The cylindrical portion 45b of the ratchet gear 45 is fixed to the center of the upper surface of the gear portion 45a and rotates integrally with the gear portion 45a.

ラチェットギア45の側方には、ストッパ4が前記規制面45sに対して係合するように配設されている。ストッパ4は、前記送り爪44と同様に三日月状を成しており、ストッパ用シャフト4aを介してケース2に対して相対回転可能に支持されている。ストッパ4の先端は、図4に矢印Rで示す右方向に向いており、ラチェットギア45の規制面45sに係止することで、同ラチェットギア45における図4に矢印Lで示す左方向への回転が規制される。ストッパ4は、図示しないトーションばねの弾性力により常にラチェットギア45側に付勢されている。   A stopper 4 is disposed on the side of the ratchet gear 45 so as to engage with the restriction surface 45s. The stopper 4 has a crescent shape like the feed claw 44, and is supported so as to be rotatable relative to the case 2 via a stopper shaft 4a. The tip of the stopper 4 is directed rightward as indicated by an arrow R in FIG. 4, and is engaged with the restricting surface 45 s of the ratchet gear 45, thereby causing the ratchet gear 45 to move leftward as indicated by an arrow L in FIG. Rotation is regulated. The stopper 4 is always urged toward the ratchet gear 45 by the elastic force of a torsion spring (not shown).

レバー11を図4に矢印Xで示す送り方向に回動させると、ラチェットギア45の規制面45sが係止部44aによって押圧されることで、同ラチェットギア45は矢印Rで示す右方向に回転する。一方、レバー11を図4に矢印Yで示す戻し方向に回動させると、ラチェットギア45のギア部45aの図4に矢印Lで示す左方向への回転が前記ストッパ4によって規制された状態で、送り爪44が傾斜面45iに沿ってスライド移動する。このため、ラチェットギア45を回転させることなく、レバー11を元の位置に復帰させることができる。このレバー11の往復動作を許容するように、前記スライド孔2aが形成されている。なお、ストッパ4と、一対の送り爪44,44と、ラチェットギア45とによって、ワンウェイ機構及びラチェット機構は構成されている。   When the lever 11 is rotated in the feed direction indicated by the arrow X in FIG. 4, the ratchet gear 45 rotates in the right direction indicated by the arrow R because the restricting surface 45s of the ratchet gear 45 is pressed by the locking portion 44a. To do. On the other hand, when the lever 11 is rotated in the return direction indicated by the arrow Y in FIG. 4, the rotation of the gear portion 45 a of the ratchet gear 45 in the left direction indicated by the arrow L in FIG. 4 is restricted by the stopper 4. The feed claw 44 slides along the inclined surface 45i. For this reason, the lever 11 can be returned to the original position without rotating the ratchet gear 45. The slide hole 2a is formed to allow the lever 11 to reciprocate. The one-way mechanism and the ratchet mechanism are configured by the stopper 4, the pair of feed claws 44, 44, and the ratchet gear 45.

図5に併せて示すように、切り欠けギア46は、前記円筒部45bの上面に固定されており、ラチェットギア45と一体に回転する。切り欠けギア46の外周の一部には、歯の形成されていない切欠部46aが形成されている。なお、切欠部46aの切欠き角度は、本実施形態において約45度に設定されている。切り欠けギア46の歯は、前記第2歯車機構51の一部と噛合する。即ち、レバー11の操作力は、ラチェットギア45及び切り欠けギア46を介して第2歯車機構51に力学的エネルギーとして伝達される。   As shown in FIG. 5, the notch gear 46 is fixed to the upper surface of the cylindrical portion 45 b and rotates integrally with the ratchet gear 45. On a part of the outer periphery of the notch gear 46, a notch portion 46a in which no teeth are formed is formed. Note that the notch angle of the notch 46a is set to about 45 degrees in the present embodiment. The teeth of the notch gear 46 mesh with a part of the second gear mechanism 51. That is, the operating force of the lever 11 is transmitted as mechanical energy to the second gear mechanism 51 via the ratchet gear 45 and the notch gear 46.

<第2歯車機構51>
図3に示すように、第2歯車機構51は、第2シャフト52、中歯車53及び大歯車54を備えている。中歯車53及び大歯車54は、第2シャフト52に一体回転可能に固定されており、第2シャフト52を介してケース2に対して回転可能に支持されている。第2シャフト52は、前記第1シャフト42と平行を成しており、中歯車53及び大歯車54の中央を挿通している。
<Second gear mechanism 51>
As shown in FIG. 3, the second gear mechanism 51 includes a second shaft 52, an intermediate gear 53, and a large gear 54. The intermediate gear 53 and the large gear 54 are fixed to the second shaft 52 so as to be integrally rotatable, and are supported so as to be rotatable with respect to the case 2 via the second shaft 52. The second shaft 52 is parallel to the first shaft 42 and passes through the center of the intermediate gear 53 and the large gear 54.

図8(a)に併せて示すように、中歯車53は、前記切り欠けギア46と噛合する。また、図8(b)に併せて示すように、中歯車53は、前記切り欠けギア46の切欠部46aにおいてその噛合が外れる(接触しない)ようになっている。即ち、中歯車53は、切り欠けギア46と噛合した状態において、同切り欠けギア46とともに回転し、切り欠けギア46の切欠部46aが中歯車53に到達すると、それらの噛合が解除される。大歯車54は、前記中歯車53とともに一体回転するとともに、第3歯車機構61と噛合する。なお、中歯車53と切り欠けギア46とから、連係機構が構成されている。中歯車53は、第2伝達歯車を構成する。   As shown in FIG. 8A, the intermediate gear 53 meshes with the notch gear 46. Further, as shown in FIG. 8 (b), the intermediate gear 53 is disengaged (not contacted) at the notch 46 a of the notch gear 46. That is, the intermediate gear 53 rotates together with the notch gear 46 in a state where it is engaged with the notch gear 46, and when the notch portion 46 a of the notch gear 46 reaches the intermediate gear 53, the meshing thereof is released. The large gear 54 rotates integrally with the middle gear 53 and meshes with the third gear mechanism 61. The intermediate gear 53 and the notch gear 46 constitute a linkage mechanism. The intermediate gear 53 constitutes a second transmission gear.

<第3歯車機構61>
図3に示すように、第3歯車機構61は、回転軸としての第3シャフト62、同第3シャフト62に一体回転可能に固定された小歯車63を備えている。第3シャフト62は、一端がケース2の側壁に回転可能に支持されており、他端がゼンマイ機構20を貫通して発電機構70に支持されている。小歯車63は、前記大歯車54と噛合しており、同大歯車54の回転に基づいて回転する。
<Third gear mechanism 61>
As shown in FIG. 3, the third gear mechanism 61 includes a third shaft 62 as a rotation shaft and a small gear 63 fixed to the third shaft 62 so as to be integrally rotatable. One end of the third shaft 62 is rotatably supported on the side wall of the case 2, and the other end penetrates the mainspring mechanism 20 and is supported by the power generation mechanism 70. The small gear 63 is engaged with the large gear 54 and rotates based on the rotation of the large gear 54.

<ゼンマイ機構20>
図3に示すように、ゼンマイ機構20は、ギアボックス21を備えており、ギアボックス21内には、図6(a),(b)に示されるゼンマイ22及びギア機構23が収容されている。ギアボックス21は、前記第3シャフト62によって貫通されている。前記ギア機構23は、第1ギア24、第2ギア25及び第3ギア26を備えている。第1ギア24は、第3シャフト62によってその中央が貫通され、同第3シャフト62と一体回転可能に固定されている。第2ギア25は、シャフト25aによってギアボックス21内に回転可能に支持された状態で第1ギア24と噛合している。第3ギア26は、ゼンマイ22の中心に配設された回転シャフト27によってその中央が貫通され、前記第2ギア25と噛合している。即ち、小歯車63を介して第3シャフト62が回転すると、第1ギア24、第2ギア25、第3ギア26、回転シャフト27の順に力学的エネルギーが伝達されてそれぞれ回転する。
<Spring mechanism 20>
As shown in FIG. 3, the mainspring mechanism 20 includes a gear box 21, and the mainspring 22 and the gear mechanism 23 shown in FIGS. 6A and 6B are accommodated in the gearbox 21. . The gear box 21 is penetrated by the third shaft 62. The gear mechanism 23 includes a first gear 24, a second gear 25, and a third gear 26. The center of the first gear 24 is penetrated by the third shaft 62 and is fixed to the third shaft 62 so as to be integrally rotatable. The second gear 25 meshes with the first gear 24 while being rotatably supported in the gear box 21 by the shaft 25a. The center of the third gear 26 is penetrated by a rotary shaft 27 disposed at the center of the mainspring 22 and meshes with the second gear 25. That is, when the third shaft 62 rotates through the small gear 63, mechanical energy is transmitted in the order of the first gear 24, the second gear 25, the third gear 26, and the rotating shaft 27, and rotates.

ゼンマイ22は、渦巻き状を成しており、ゼンマイ22の中央に設けられた内端部22aは、前記回転シャフト27の側面に固着されている。また、ゼンマイ22の外側に設けられた外端部22bは、前記ギアボックス21の内側壁に固着されている。即ち、ゼンマイ22は、回転シャフト27が図6(a)に矢印Aで示す蓄積方向に回転すると、弾性変形しながら収縮する。つまり、回転シャフト27が図6(a)に矢印Aで示す蓄積方向に回動されると、ゼンマイ22の内端部22aは、同回転シャフト27に固着されているため、ゼンマイ22は、同ゼンマイ22の弾性力に抗して巻き締められる。このため、ゼンマイ22は、回転シャフト27の回転に伴って収縮し、元の状態に戻ろうとする復元力、即ち「力学的エネルギー」が蓄積される。   The mainspring 22 has a spiral shape, and an inner end portion 22 a provided at the center of the mainspring 22 is fixed to a side surface of the rotary shaft 27. An outer end 22 b provided outside the mainspring 22 is fixed to the inner wall of the gear box 21. That is, the mainspring 22 contracts while elastically deforming when the rotating shaft 27 rotates in the accumulation direction indicated by the arrow A in FIG. That is, when the rotating shaft 27 is rotated in the accumulation direction indicated by the arrow A in FIG. 6A, the inner end portion 22a of the spring 22 is fixed to the rotating shaft 27. The spring 22 is tightened against the elastic force of the spring 22. For this reason, the mainspring 22 is contracted with the rotation of the rotary shaft 27, and a restoring force, that is, “mechanical energy” for returning to the original state is accumulated.

また、図8(b)に示すように、ゼンマイ22に前記力学的エネルギーが蓄えられた状態で、切り欠けギア46が中歯車53に対応する位置まで回転すると、同切り欠けギア46と中歯車53との噛合が解除される。すると、回転シャフト27、ギア機構23(第1ギア24、第2ギア25及び第3ギア26)、第3シャフト62及び中歯車53がゼンマイ22の力学的エネルギーの放出によって回転する。ゼンマイ22に蓄積された力学的エネルギーが放出しきると、図6(b)に示される元の状態に復帰する。なお、ゼンマイ22に蓄積される力学エネルギーの量は、前記携帯電話及びPDA等の携帯端末装置の充電に必要な電気エネルギーを発生可能な量に予め設定されている。切り欠けギア46の円周長さ及び切欠部46aの切欠き角度は、所定の復元力が得られる程度にゼンマイ22が巻き締められたときに中歯車53との噛合が解除されるように、その長さ及び角度が設定されている。   As shown in FIG. 8B, when the notch gear 46 rotates to a position corresponding to the middle gear 53 in a state where the mechanical energy is stored in the mainspring 22, the notch gear 46 and the middle gear The meshing with 53 is released. Then, the rotary shaft 27, the gear mechanism 23 (the first gear 24, the second gear 25, and the third gear 26), the third shaft 62, and the intermediate gear 53 are rotated by releasing the mechanical energy of the mainspring 22. When the mechanical energy accumulated in the mainspring 22 is completely discharged, the state returns to the original state shown in FIG. The amount of dynamic energy stored in the mainspring 22 is set in advance to an amount capable of generating electrical energy necessary for charging the mobile terminal device such as the mobile phone and the PDA. The circumferential length of the notch gear 46 and the notch angle of the notch 46a are set so that the engagement with the intermediate gear 53 is released when the mainspring 22 is wound to such an extent that a predetermined restoring force is obtained. Its length and angle are set.

<発電機構70>
図7に示すように、発電機構70は、ブラシレスモータにより構成されており、固定子71、コイル72及び磁石73を備えている。固定子71は、ケース2に固定されており、円環状の外枠部71aを備えている。外枠部71aの内周面には、3つの枝部71bが突設されている。各枝部71bは、外枠部71aの周方向において、所定間隔をおいて配置されている。各枝部71bの先端は、円弧状の凹面とされており、各枝部71bの先端面により囲まれることにより円形状の空間(以下、「中空部74」という)が形成されている。枝部71bには、それぞれコイル72が巻かれている。
<Power generation mechanism 70>
As shown in FIG. 7, the power generation mechanism 70 is configured by a brushless motor and includes a stator 71, a coil 72, and a magnet 73. The stator 71 is fixed to the case 2 and includes an annular outer frame portion 71a. Three branch portions 71b project from the inner peripheral surface of the outer frame portion 71a. Each branch portion 71b is arranged at a predetermined interval in the circumferential direction of the outer frame portion 71a. The tip of each branch portion 71b is an arc-shaped concave surface, and a circular space (hereinafter referred to as “hollow portion 74”) is formed by being surrounded by the tip surface of each branch portion 71b. Coils 72 are wound around the branch portions 71b.

磁石73は、円筒形状に形成されており、中央には貫通孔73aが形成されている。磁石73の貫通孔73aには、前記第3シャフト62が挿通支持されており、磁石73は、第3シャフト62と一体に回転する。磁石73は、中空部74に配設され、周方向に対して交互にN極、S極が設けられている。よって、固定子71には、磁石73の回転に基づく磁界の変化によって、コイル72には誘導電流(交流電流)が発生する。コイル72は、整流器75に接続されており、前記誘導電流は、この整流器75によって整流される。整流器75は、コネクタ3を介して携帯電話の充電池76と電気的に接続可能とされており、その接続した状態において整流された電気エネルギーが同充電池76に蓄積される。   The magnet 73 is formed in a cylindrical shape, and a through hole 73a is formed at the center. The third shaft 62 is inserted and supported in the through hole 73 a of the magnet 73, and the magnet 73 rotates integrally with the third shaft 62. The magnet 73 is disposed in the hollow portion 74 and has N and S poles alternately in the circumferential direction. Therefore, an induced current (alternating current) is generated in the coil 72 due to a change in the magnetic field due to the rotation of the magnet 73 in the stator 71. The coil 72 is connected to a rectifier 75, and the induced current is rectified by the rectifier 75. The rectifier 75 can be electrically connected to the rechargeable battery 76 of the mobile phone via the connector 3, and the rectified electric energy in the connected state is stored in the rechargeable battery 76.

<ギア機構23のギア比の設定方法>
次に、上記のような構成のゼンマイ機構20におけるギア機構23のギア比の設定方法について説明する。
<Gear ratio setting method of gear mechanism 23>
Next, a method for setting the gear ratio of the gear mechanism 23 in the mainspring mechanism 20 configured as described above will be described.

ギア機構23のギア比は、ゼンマイ22の力学的エネルギーの放出時に発生する発電エネルギーEと、ゼンマイ22の蓄積時における力学的エネルギーE(正確には弾性エネルギー)とを比較して発電効率を求め、最も発電効率のよい値に設定する。第3シャフト62における回転角度をθ[rad]とすると運動方程式は、下記数式(1)のようになる。 The gear ratio of the gear mechanism 23 is determined by comparing the power generation energy E E generated when releasing the mechanical energy of the mainspring 22 with the mechanical energy E M (more precisely, elastic energy) when the mainspring 22 is accumulated. And set it to the most efficient value. Assuming that the rotation angle of the third shaft 62 is θ [rad], the equation of motion is represented by the following equation (1).

Figure 2007129814
なお、上記数式(1)において、Jは全体の慣性モーメント、Dは発電機構70(モータ)の粘性係数、Kはゼンマイ22のばね定数、Nはギア機構23のギア比、Rはゼンマイ22の摩擦係数、Rは発電機構70の摩擦係数である。但し、第3シャフト62は、ゼンマイ22に電気的エネルギーを蓄積する際において、一方にしか回転しないため、シー≧0、K=0となっている。
Figure 2007129814
In the above formula (1), J is the total moment of inertia, D is the viscosity coefficient of the power generation mechanism 70 (motor), K is the spring constant of the spring 22, N is the gear ratio of the gear mechanism 23, and R 1 is the spring 22. , R 2 is the friction coefficient of the power generation mechanism 70. However, since the third shaft 62 rotates only in one direction when electric energy is stored in the mainspring 22, the relation of sea ≧ 0 and K = 0 is satisfied.

次に、ゼンマイ22の巻数をM[Turn]として、数式(2)で示される初期条件を与え、解θ´を得る。なお、本実施形態において「θ´」は「θ」の一階微分であり、「θ´´」は「θ」の二階微分である。   Next, assuming that the number of turns of the mainspring 22 is M [Turn], the initial condition shown by the equation (2) is given, and a solution θ ′ is obtained. In this embodiment, “θ ′” is a first derivative of “θ”, and “θ ″” is a second derivative of “θ”.

Figure 2007129814
発電機構70の起電力定数K、負荷抵抗R[Ω]を用いると発電エネルギーEは数式(3),(4)によって導き出される。なお、数式(4)のTは、発電時間である。
Figure 2007129814
When the electromotive force constant K E of the power generation mechanism 70 and the load resistance R [Ω] are used, the power generation energy E E is derived from the equations (3) and (4). Note that T in Equation (4) is a power generation time.

Figure 2007129814
Figure 2007129814

Figure 2007129814
ゼンマイ22の力学的エネルギーEを用いると発電効率Qは、次の数式(5)のように示される。
Figure 2007129814
Power generation efficiency Q and using mechanical energy E M of the mainspring 22 is expressed by the following equation (5).

Figure 2007129814
このギア比Nと、発電効率Qとの関係示す発電効率グラフPを図9に示す。発電効率グラフPの縦軸は発電効率Qとなっており、横軸は前記ギア機構23のギア比Nとなっている。上記数式(1)〜(5)により、ギア比Nに対応する発電効率Qを求め、それらをプロットした点を結ぶことにより図9に示される理論曲線Cを得ることができる。
Figure 2007129814
A power generation efficiency graph P showing the relationship between the gear ratio N and the power generation efficiency Q is shown in FIG. The vertical axis of the power generation efficiency graph P is the power generation efficiency Q, and the horizontal axis is the gear ratio N of the gear mechanism 23. The theoretical curve C shown in FIG. 9 can be obtained by obtaining the power generation efficiency Q corresponding to the gear ratio N from the above mathematical formulas (1) to (5) and connecting the plotted points.

なお、θ、J、D、K、N、R、R、K、T、Rの値は下記の表1のようになっている。 The values of θ 0 , J, D, K, N, R 1 , R 2 , K E , T, and R are as shown in Table 1 below.

Figure 2007129814
また、実際に発電効率を実験によって確認した結果、発電効率Qは最大で47%となり、そのときのギア機構23のギア比が22.05であった。これは、理論曲線Cにおけるギア比が20のときの発電効率45%に近似する。このため、数式(1)〜(5)を利用することで、ギア機構23の最適なギア比を容易に計算することができる。なお、本実施形態における発電機構70はブラシレスモータのため、発電機構70内におけるブラシと第3シャフト62(回転軸)との摩擦抵抗における力学的エネルギーの損失がほとんどない。このため数式(1)におけるR(発電機構70の摩擦係数)を省略して計算してもよい。
Figure 2007129814
As a result of actually confirming the power generation efficiency by experiment, the power generation efficiency Q was 47% at the maximum, and the gear ratio of the gear mechanism 23 at that time was 22.05. This approximates the power generation efficiency of 45% when the gear ratio in the theoretical curve C is 20. For this reason, the optimal gear ratio of the gear mechanism 23 can be easily calculated by using the mathematical formulas (1) to (5). Since the power generation mechanism 70 in the present embodiment is a brushless motor, there is almost no loss of mechanical energy in the frictional resistance between the brush and the third shaft 62 (rotary shaft) in the power generation mechanism 70. For this reason, R 2 (the friction coefficient of the power generation mechanism 70) in the mathematical formula (1) may be omitted.

<実施形態の作用>
次に、上記充電装置1の動作について説明する。なお、充電装置1の切り欠けギア46の切欠部46aは、図8(b)に示すように、中歯車53と噛合しない状態である。また、コネクタ3は、携帯電話に接続されている。
<Operation of Embodiment>
Next, the operation of the charging device 1 will be described. In addition, the notch part 46a of the notch gear 46 of the charging device 1 is in a state where it does not mesh with the intermediate gear 53 as shown in FIG. The connector 3 is connected to a mobile phone.

<力学的エネルギー蓄積時>
まず、操作者は、レバー11を図4に矢印Xで示す送り方向に回転する。すると、ラチェットギア45は、同ラチェットギア45の歯Tが送り爪44の係止部44aに押圧されることより図4に矢印Rで示す右方向に回転する。この結果、円筒部45b及び切り欠けギア46も一体に図4に矢印Rで示す右方向に回転する。そして、レバー11を図4に矢印Yで示す戻し方向に回転して操作前の状態に復帰させる。このとき、ラチェットギア45は、ストッパ4によって矢印Lで示す左方向への回転が規制されるため、レバー11の回動動作とともに係止部44aがラチェットギア45の歯Tの傾斜面45iに沿ってスライド移動する。このため、ラチェットギア45を回転させることなく、レバー11を元の位置に復帰させることができる。即ち、レバー11の往復動作に対して、ラチェットギア45が矢印Rで示す右方向にのみ回転する。
<When accumulating mechanical energy>
First, the operator rotates the lever 11 in the feed direction indicated by the arrow X in FIG. Then, the ratchet gear 45 rotates in the right direction indicated by an arrow R in FIG. 4 when the teeth T of the ratchet gear 45 are pressed by the locking portion 44a of the feed claw 44. As a result, the cylindrical portion 45b and the notch gear 46 also rotate integrally in the right direction indicated by the arrow R in FIG. Then, the lever 11 is rotated in the return direction indicated by the arrow Y in FIG. 4 to return to the state before the operation. At this time, since the ratchet gear 45 is restricted from rotating leftward as indicated by the arrow L by the stopper 4, the locking portion 44 a moves along the inclined surface 45 i of the tooth T of the ratchet gear 45 along with the turning operation of the lever 11. To slide. For this reason, the lever 11 can be returned to the original position without rotating the ratchet gear 45. That is, the ratchet gear 45 rotates only in the right direction indicated by the arrow R with respect to the reciprocating motion of the lever 11.

そして、ラチェットギア45の回転に伴い、切り欠けギア46が図8(a)に矢印Rで示す右方向に回転して、切り欠けギア46の切欠部46aも矢印Rで示す右方向に回転する。その結果、切り欠けギア46の回動動作に基づいて、同切り欠けギア46と噛合した中歯車53が回転し、第2シャフト52及び大歯車54が一体に回転する。そして、大歯車54の回転によって小歯車63及び第3シャフト62が回転して、図6(a)に示すように、回転シャフト27が矢印Aで示す蓄積方向に回転して、ゼンマイ22が巻き締められる。このように、ラチェットギア45における図4に矢印Lで示す左方向への回転がストッパ4によって規制されることで第1歯車機構41及び第2歯車機構51の回転も規制されるため、ゼンマイ22の復元力による意図しない力学的エネルギーの放出が抑制される。このため、レバー11を往復動作させたとしてもゼンマイ22の力学的エネルギーが減少することなく、同エネルギーを蓄積することができる。   As the ratchet gear 45 rotates, the notch gear 46 rotates in the right direction indicated by the arrow R in FIG. 8A, and the notch portion 46a of the notch gear 46 also rotates in the right direction indicated by the arrow R. . As a result, based on the turning operation of the notch gear 46, the intermediate gear 53 meshed with the notch gear 46 rotates, and the second shaft 52 and the large gear 54 rotate integrally. Then, the small gear 63 and the third shaft 62 are rotated by the rotation of the large gear 54, and the rotating shaft 27 is rotated in the accumulation direction indicated by the arrow A as shown in FIG. Tightened. In this manner, the rotation of the first gear mechanism 41 and the second gear mechanism 51 is also restricted by the rotation of the ratchet gear 45 in the left direction indicated by the arrow L in FIG. Unintentional release of mechanical energy due to the restoring force of is suppressed. For this reason, even if the lever 11 is reciprocated, the same energy can be accumulated without reducing the mechanical energy of the mainspring 22.

さらに、レバー11の往復動作を続けることで、切り欠けギア46が少しずつ回転して、ゼンマイ22に蓄積される力学的エネルギーも少しずつ増加していく。そして、切り欠けギア46の切欠部46aが中歯車53の直前で、ゼンマイ22の収縮及び力学的エネルギーの蓄積量が最大となる。   Furthermore, by continuing the reciprocating operation of the lever 11, the notch gear 46 rotates little by little, and the mechanical energy accumulated in the mainspring 22 also increases little by little. And the notch part 46a of the notch gear 46 is immediately before the intermediate gear 53, and the amount of contraction of the mainspring 22 and the accumulation of mechanical energy become maximum.

<力学的エネルギー放出時>
レバー11の往復動作によって、切り欠けギア46の切欠部46aが中歯車53に到達すると、図8(b)に示すように、切り欠けギア46と中歯車53との噛合が解除される。この結果、第3歯車機構61の回転規制が解除されるため、収縮されたゼンマイ22の復元力によって回転シャフト27が図6(a)に矢印Bで示す放出方向に回転する。即ち、ゼンマイ22に蓄積された力学的エネルギーが放出される。図7に示すように、回転シャフト27が回転すると、前記ギア機構23を介して第3シャフト62が回転され、同第3シャフト62の端部に配設された磁石73も一体に回転する。この磁石73の回転に伴う磁界の変化に基づいて固定子71に巻かれたコイル72の両端に誘導電流が発生する。その誘導電流は、整流器75によって整流され、コネクタ3を介して電気エネルギーとして携帯電話の充電池76に蓄積される。このとき、ギア機構23のギア比が最適なギア比に設定されているため、最も高い発電効率が確保されている。
<When releasing mechanical energy>
When the notch 46a of the notch gear 46 reaches the intermediate gear 53 by the reciprocating operation of the lever 11, the engagement between the notch gear 46 and the intermediate gear 53 is released as shown in FIG. As a result, since the rotation restriction of the third gear mechanism 61 is released, the rotating shaft 27 rotates in the discharge direction indicated by the arrow B in FIG. That is, the mechanical energy accumulated in the mainspring 22 is released. As shown in FIG. 7, when the rotary shaft 27 rotates, the third shaft 62 rotates through the gear mechanism 23, and the magnet 73 disposed at the end of the third shaft 62 also rotates together. An induced current is generated at both ends of the coil 72 wound around the stator 71 based on a change in the magnetic field accompanying the rotation of the magnet 73. The induced current is rectified by the rectifier 75 and stored in the rechargeable battery 76 of the cellular phone as electrical energy via the connector 3. At this time, since the gear ratio of the gear mechanism 23 is set to an optimum gear ratio, the highest power generation efficiency is ensured.

<実施形態の効果>
従って、上記実施形態の充電装置1によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)レバー11を複数回往復動作させることで、ラチェットギア45を少しずつ回転させて、ゼンマイ22を少しずつ収縮させることができる。こうして、操作者は、力学的エネルギーの蓄積を少しずつ行うことができる。このため、レバー11における一往復の動作に係る力を小さくすることができ、小さい力で力学的エネルギーをゼンマイ22に蓄積させることができる。
<Effect of embodiment>
Therefore, according to the charging device 1 of the said embodiment, the following effects can be acquired.
(1) By reciprocating the lever 11 a plurality of times, the ratchet gear 45 can be rotated little by little, and the mainspring 22 can be contracted little by little. In this way, the operator can accumulate mechanical energy little by little. For this reason, it is possible to reduce the force related to one reciprocating operation of the lever 11, and it is possible to accumulate mechanical energy in the mainspring 22 with a small force.

(2)ストッパ4、一対の送り爪44,44及びラチェットギア45によりラチェット機構が構成されている。このため、ラチェットギア45は、ラチェット機構のストッパ4によって、反対方向(図4に矢印Lで示す左方向)への回転が規制されている。即ち、力学的エネルギーをゼンマイ22に蓄積する際、ラチェット機構によってゼンマイ22の意図しない解放によって力学的エネルギーが減少しないようになっている。よって、ゼンマイ22に蓄えられた力学的エネルギーの減少を確実に防止することができる。   (2) A ratchet mechanism is constituted by the stopper 4, the pair of feed claws 44, 44 and the ratchet gear 45. For this reason, the ratchet gear 45 is restricted from rotating in the opposite direction (the left direction indicated by the arrow L in FIG. 4) by the stopper 4 of the ratchet mechanism. That is, when the mechanical energy is stored in the mainspring 22, the mechanical energy is not reduced by the unintentional release of the mainspring 22 by the ratchet mechanism. Therefore, it is possible to reliably prevent a decrease in mechanical energy stored in the mainspring 22.

(3)切り欠けギア46の円周長さ及び切欠部46aの切欠き角度は、前記ゼンマイ22に蓄積される力学エネルギーがちょうど必要な電気エネルギーに達した時点で中歯車53との噛合が解除されるようにその長さ及び角度が設定されている。このため、予め設定された量の力学的エネルギーが蓄積手段に蓄えられたことを条件にして、切り欠けギア46と中歯車53との連係が解除されて、ゼンマイ22に蓄積された力学的エネルギーが自動的に放出される。このため、力学的エネルギーを放出するためにゼンマイ22の規制を積極的に解除する必要がない。従って、構成を複雑にすることなくゼンマイ22に蓄えられた力学的エネルギーを自動的に放出することができる。よって、利便性を向上させることができる。   (3) The circumferential length of the notch gear 46 and the notch angle of the notch 46a are determined so that the meshing with the intermediate gear 53 is released when the mechanical energy accumulated in the mainspring 22 reaches just the required electrical energy. The length and the angle are set as described above. Therefore, on the condition that a preset amount of mechanical energy is stored in the storage means, the linkage between the notch gear 46 and the intermediate gear 53 is released and the mechanical energy stored in the mainspring 22 is released. Are automatically released. For this reason, it is not necessary to positively release the regulation of the mainspring 22 in order to release mechanical energy. Therefore, the mechanical energy stored in the mainspring 22 can be automatically released without complicating the configuration. Therefore, convenience can be improved.

(4)ギア機構23のギア比が、ゼンマイ22に蓄積された力学的エネルギーを放出する際に発生する摩擦抵抗と、力学的エネルギーを電気エネルギーに変換する際に発生する発電機構70(ブラシレスモータ)内の摩擦抵抗とを考慮して設定されている。このため、力学的エネルギーの損失を考慮した最適のギア比を備えたギア機構23を設計する(選択する)ことができる。   (4) The friction ratio generated when the gear ratio of the gear mechanism 23 releases the mechanical energy accumulated in the mainspring 22 and the power generation mechanism 70 (brushless motor) generated when converting the mechanical energy into electric energy. ) Is set in consideration of the frictional resistance. Therefore, it is possible to design (select) a gear mechanism 23 having an optimal gear ratio in consideration of a loss of mechanical energy.

(他の実施形態)
尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、蓄積手段にゼンマイ22を用いたが、ワイヤ、ゴム、ベルト等の弾性力を有する弾性部材を用いてもよい。
(Other embodiments)
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, the spring 22 is used as the accumulating means, but an elastic member having elastic force such as a wire, rubber, or belt may be used.

・上記実施形態において、連係機構として切り欠けギア46及び中歯車53を用いたが、次のようにしてもよい。例えば、クラッチ機構を用いてもよい。このような構成にした場合、ゼンマイ22に力学的エネルギーを蓄積する際には、前記クラッチ機構を連結させて伝達機構40を蓄積方向に回転可能とし、ゼンマイ22に予め設定された力学的エネルギーが蓄積されたことを条件にして、クラッチ機構を解除して、同力学的エネルギーを放出する。   In the above embodiment, the notch gear 46 and the intermediate gear 53 are used as the linkage mechanism, but the following mechanism may be used. For example, a clutch mechanism may be used. In such a configuration, when accumulating the mechanical energy in the mainspring 22, the clutch mechanism is connected to enable the transmission mechanism 40 to rotate in the accumulating direction. On the condition that it has been accumulated, the clutch mechanism is released and the same mechanical energy is released.

・切り欠けギア46の切欠部46aは、一つに限定しない。即ち、一つの切り欠けギア46に複数の切欠部46aを形成するようにしてもよい。このような構成にした場合、切り欠けギア46を一回転させるだけで、複数回力学的エネルギーを放出することができる。   -Notch part 46a of notch gear 46 is not limited to one. That is, a plurality of notches 46 a may be formed in one notch gear 46. In such a configuration, the mechanical energy can be released a plurality of times by only rotating the notch gear 46 once.

・充電池76を充電装置1に内蔵してもよい。そして、充電池76から供給される電力を、コネクタ3を介して外部に供給するようにしてもよい。このような構成にした場合、発電装置10により発電された電気エネルギーを充電池76に蓄積することができる。従って、予め力学的エネルギーを利用して得られた電気エネルギーをいつでも利用することができる。このため、利便性を向上させることができる。   The rechargeable battery 76 may be built in the charging device 1. Then, the power supplied from the rechargeable battery 76 may be supplied to the outside via the connector 3. In the case of such a configuration, the electric energy generated by the power generation device 10 can be stored in the rechargeable battery 76. Therefore, it is possible to use electrical energy obtained by using mechanical energy in advance. For this reason, convenience can be improved.

・上記実施形態の発電装置10は、携帯電話のバッテリの充電装置に限定しない。例えば、ラジオ、懐中電灯等に電気エネルギーを供給するようにしてもよい。また、発電装置10を靴に搭載してもよい。このような構成にした場合、歩行するだけで、自動的に電気エネルギーが充電池76に蓄積されるため、利便性が向上する。   -The electric power generating apparatus 10 of the said embodiment is not limited to the charging device of the battery of a mobile telephone. For example, electric energy may be supplied to a radio, a flashlight or the like. Moreover, you may mount the electric power generating apparatus 10 in shoes. In such a configuration, simply by walking, electrical energy is automatically stored in the rechargeable battery 76, so convenience is improved.

・上記実施形態では、発電手段としてブラシレスモータの発電機構70を使用したが、ブラシ付きモータを使用してもよい。このような構成にした場合であっても、ギア機構23のギア比を数式(1)〜(5)を利用することで最適なギア比を導き出すことができる。なお、この場合、ブラシと整流子(コミュテータ)との接触による摩擦抵抗を考慮する必要があるため、数式(1)におけるモータの摩擦係数Rを用いることで、より最適なギア比を導き出すことができる。 In the above embodiment, the brushless motor power generation mechanism 70 is used as the power generation means, but a brush motor may be used. Even if it is a case where it is such a structure, an optimal gear ratio can be derived | led-out by utilizing the gear ratio of the gear mechanism 23 for Formula (1)-(5). In this case, it is necessary to consider the frictional resistance due to the contact between the brush and the commutator (commutator), by using the friction coefficient R 2 of the motor in the equation (1), to derive a more optimal gear ratio Can do.

・図1に二点鎖線で示すように、レバー11の先端に、重り部12aを備えてもよい。重り部12aは、略半球状を成しており、レバー11とともに往復動作する。例えば、靴のかかとの内部に重り部12aが下になるように充電装置1を配設する。そして、その靴を履いた状態で歩行すると、歩行の動作に基づいて重り部12aが振り子のような動作を行う。このため、手でレバー11を操作することなく、ゼンマイ22に力学的エネルギーを蓄積することができる。また、重り部12aによりレバー11の往復動作が促進されるため、少しの充電装置1の動きに対してもレバー11を往復動作させることができる。また、ワンウェイ機構により小さい力で力学的エネルギーを少しずつゼンマイ22に蓄積させることができるため、重り部12aを極力小さくすることができ、ひいては充電装置1全体を小型化することができる。   -As shown with a dashed-two dotted line in FIG. 1, you may equip the front-end | tip of the lever 11 with the weight part 12a. The weight portion 12 a has a substantially hemispherical shape and reciprocates together with the lever 11. For example, the charging device 1 is arranged so that the weight portion 12a is located inside the heel of the shoe. When the user walks with the shoes on, the weight 12a performs a pendulum-like operation based on the walking operation. For this reason, mechanical energy can be stored in the mainspring 22 without operating the lever 11 by hand. Further, since the reciprocating operation of the lever 11 is promoted by the weight portion 12a, the lever 11 can be reciprocated even with a slight movement of the charging device 1. Further, since the mechanical energy can be gradually stored in the mainspring 22 with a smaller force in the one-way mechanism, the weight portion 12a can be made as small as possible, and thus the entire charging device 1 can be downsized.

・上記実施形態では、入力手段としてのレバー11を図4に矢印Xで示す送り方向に回転する操作に基づいてラチェットギア45を回転させてゼンマイ22に力学的エネルギーを蓄積するようにしたが、次のように変更してもよい。図10に示すようなラック110と第1歯車機構131とを備えたラックアンドピニオン機構を用いてラチェットギア45(図1参照)を回転させるようにしてもよい。このような構成にした場合にも、小さい力で力学的エネルギーをゼンマイ22に蓄積させることができる。また、このラック110に重り部12aを設けてもよい。   In the above embodiment, the lever 11 as the input means is rotated in the feed direction indicated by the arrow X in FIG. 4 to rotate the ratchet gear 45 to accumulate mechanical energy in the spring 22. You may change as follows. The ratchet gear 45 (see FIG. 1) may be rotated using a rack and pinion mechanism including a rack 110 and a first gear mechanism 131 as shown in FIG. Even in such a configuration, the mechanical energy can be accumulated in the mainspring 22 with a small force. Further, the rack 110 may be provided with a weight portion 12a.

本実施形態における充電装置を示す斜視図。The perspective view which shows the charging device in this embodiment. 発電装置を示す正面図。The front view which shows an electric power generating apparatus. 発電装置を示す右側面図。The right view which shows an electric power generating apparatus. ラチェット機構を示す平面図。The top view which shows a ratchet mechanism. 発電装置を示す平面図。The top view which shows an electric power generating apparatus. (a)は力学的エネルギー蓄積状態のゼンマイ機構を示す部分断面図、(b)は力学的エネルギー放出後の状態を示す部分断面図。(A) is a fragmentary sectional view which shows the mainspring mechanism of a mechanical energy storage state, (b) is a fragmentary sectional view which shows the state after mechanical energy discharge | release. 発電機構を示す部分断面図。The fragmentary sectional view which shows a power generation mechanism. (a)は連係機構の連係状態を示す部分断面図、(b)は連係機構の解除状態を示す部分断面図。(A) is a fragmentary sectional view which shows the linkage state of a linkage mechanism, (b) is a fragmentary sectional view which shows the cancellation | release state of a linkage mechanism. 発電効率とギア比との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between power generation efficiency and a gear ratio. (a)は従来の発電装置を示す断面図、(b)は(a)のA−A線矢視断面図。(A) is sectional drawing which shows the conventional electric power generating apparatus, (b) is the sectional view on the AA line of (a).

符号の説明Explanation of symbols

1…充電装置、4…ストッパ、10…発電装置(発電手段)、11…レバー(入力手段)、12a…重り部、20…ゼンマイ機構(蓄電手段)、22…ゼンマイ、23…ギア機構、40…伝達機構、41…第1シャフト(支点)、44…送り爪(ラチェット機構)、45…ラチェットギア(ラチェット機構)、46…切り欠けギア(連係機構及び第1伝達歯車)、46a…切欠部、53…中歯車(連係機構及び第2伝達歯車)、62…第3シャフト(回転軸)、70…発電機構(発電手段及びモータ)、76…充電池、N…ギア比、T…歯、E…力学的エネルギー。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Charging device, 4 ... Stopper, 10 ... Power generation device (power generation means), 11 ... Lever (input means), 12a ... Weight part, 20 ... Spring mechanism (power storage means), 22 ... Spring, 23 ... Gear mechanism, 40 ... Transmission mechanism 41 ... First shaft (fulcrum), 44 ... Feeding claw (ratchet mechanism), 45 ... Ratchet gear (ratchet mechanism), 46 ... Notch gear (linkage mechanism and first transmission gear), 46a ... Notch 53 ... medium gear (linkage mechanism and second transmission gear), 62 ... third shaft (rotating shaft), 70 ... power generation mechanism (power generation means and motor), 76 ... rechargeable battery, N ... gear ratio, T ... teeth, E M ... Mechanical energy.

Claims (8)

力学的エネルギーを蓄積するとともにそのエネルギーを放出する蓄積手段と、往復動作可能に設けられた入力手段と、前記エネルギーの蓄積時には前記蓄積手段に連係された状態で前記入力手段の一方向の移動に基づいて前記エネルギーを前記蓄積手段に伝達し、当該エネルギーの放出時には前記蓄積手段との連係が解除される伝達機構と、前記蓄積手段により放出された力学的エネルギーを電気エネルギーに変換する発電手段とを備えた発電装置であって、
前記伝達機構は、前記蓄積手段に対して力学的エネルギーを蓄積する方向にのみ動作可能とするワンウェイ機構を備え、
前記入力手段を複数回往復動作させることで、前記蓄積手段に予め設定された量の力学的エネルギーを分割して蓄積するようにしたことを特徴とする発電装置。
Accumulating means for storing and releasing mechanical energy, input means provided so as to be able to reciprocate, and movement of the input means in one direction while being linked to the accumulating means when storing the energy A transmission mechanism that transmits the energy to the storage unit based on the relationship between the energy storage unit and the storage unit when the energy is released, and a power generation unit that converts the mechanical energy released by the storage unit into electrical energy. A power generation device comprising:
The transmission mechanism includes a one-way mechanism that can be operated only in a direction in which mechanical energy is stored in the storage means,
A power generation apparatus characterized in that a predetermined amount of mechanical energy is divided and stored in the storage means by reciprocating the input means a plurality of times.
請求項1に記載の発電装置において、
前記ワンウェイ機構は、前記入力手段の一方向の移動に基づいて蓄積手段における力学的エネルギーの蓄積方向に回転するラチェットギアと、
当該ラチェットギアの歯に係合して前記ラチェットギアにおける前記蓄積方向と反対方向の回転を規制するストッパとを備えたラチェット機構であることを特徴とする発電装置。
The power generator according to claim 1,
The one-way mechanism is a ratchet gear that rotates in a storage direction of mechanical energy in the storage unit based on movement in one direction of the input unit;
A power generation device comprising a ratchet mechanism including a stopper that engages with teeth of the ratchet gear and restricts rotation of the ratchet gear in a direction opposite to the accumulation direction.
請求項1又は請求項2に記載の発電装置において、
前記伝達機構は、前記蓄積手段の力学的エネルギーの蓄積時において、当該伝達機構と蓄積手段との連係を許容し、蓄積手段の力学的エネルギー放出時において、前記伝達機構と蓄積手段との連係を解除する連係機構を備え、
当該連係機構は、前記蓄積手段に前記予め設定された量の力学的エネルギーが蓄積されるタイミングで前記伝達機構と前記蓄積手段との連係を解除することを特徴とする発電装置。
In the electric power generating apparatus of Claim 1 or Claim 2,
The transmission mechanism allows the transmission mechanism and the storage means to be linked when storing the mechanical energy of the storage means, and the transmission mechanism and the storage means are linked when releasing the mechanical energy of the storage means. With a linkage mechanism to release,
The linkage mechanism releases the linkage between the transmission mechanism and the storage means at a timing when the preset amount of mechanical energy is stored in the storage means.
請求項3に記載の発電装置において、
前記連係機構は、互いに噛合う第1伝達歯車及び第2伝達歯車を備え、
当該第1伝達歯車は、前記入力手段の往復動作に基づいて回転するとともに、一部に歯の形成されていない切欠部を備え、
前記第2伝達歯車は、前記蓄積手段と連係され、
前記切欠部は、前記蓄積手段に前記予め設定された量の力学的エネルギーが蓄積されるタイミングで前記第2伝達歯車と離間して、前記第1伝達歯車と第2伝達歯車との連係を解除するようにしたことを特徴とする発電装置。
In the electric power generating apparatus of Claim 3,
The linkage mechanism includes a first transmission gear and a second transmission gear that mesh with each other;
The first transmission gear rotates based on the reciprocating motion of the input means, and includes a notch part in which teeth are not formed.
The second transmission gear is linked to the storage means;
The notch is separated from the second transmission gear at a timing when the preset amount of mechanical energy is stored in the storage means, and the linkage between the first transmission gear and the second transmission gear is released. A power generator characterized by that.
請求項1〜請求項4のうちいずれか1項に記載の発電装置において、
前記入力手段には、当該入力手段の往復動作を促進させる重り部が設けられていることを特徴とする発電装置。
In the electric power generating apparatus of any one of Claims 1-4,
The power generator according to claim 1, wherein the input means is provided with a weight portion that promotes reciprocation of the input means.
請求項1〜請求項5のうちいずれか1項に記載の発電装置において、
前記蓄積手段は、渦巻き状に形成されたゼンマイを備え、
前記発電手段は、回転運動を行う回転軸を備えたモータを備え、
前記モータの回転軸と、前記ゼンマイとの間には、当該ゼンマイに蓄積された力学的エネルギーを当該モータの回転軸に機械的に伝達するギア機構が設けられ、
前記ギア機構は、ゼンマイに蓄積された力学的エネルギーを放出する際に当該ゼンマイで発生する摩擦抵抗と、力学的エネルギーを電気エネルギーに変換する際にモータ内で発生する摩擦抵抗とを考慮してギア比を設定したことを特徴とする発電装置。
In the electric power generating apparatus of any one of Claims 1-5,
The accumulating means includes a spring formed in a spiral shape,
The power generation means includes a motor having a rotating shaft that performs rotational movement,
Between the rotating shaft of the motor and the spring, a gear mechanism that mechanically transmits the mechanical energy accumulated in the spring to the rotating shaft of the motor is provided.
The gear mechanism takes into account the frictional resistance generated in the mainspring when releasing the mechanical energy accumulated in the mainspring and the frictional resistance generated in the motor when converting the mechanical energy into electrical energy. A power generator characterized by setting a gear ratio.
請求項5に記載の発電装置において、
前記入力手段は、支点を軸として回動可能に支持されており、
前記重り部は、前記入力手段における支点側と反対側の端部に設けられ、前記支点を軸として当該入力手段とともに振り子運動することを特徴とする発電装置。
The power generator according to claim 5,
The input means is supported so as to be rotatable about a fulcrum,
The power generator according to claim 1, wherein the weight portion is provided at an end portion of the input means opposite to the fulcrum side and performs a pendulum motion together with the input means around the fulcrum.
請求項1〜請求項7のうちいずれか1項に記載の発電装置と、
前記発電手段によって得られた電気エネルギーを蓄積する充電池とを備えたことを特徴とする充電装置。
The power generator according to any one of claims 1 to 7,
A charging device comprising: a rechargeable battery that stores electrical energy obtained by the power generation means.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102168660A (en) * 2011-01-27 2011-08-31 郑飞轮 Safe, energy-saving and environment-friendly remote controller
JP2014236638A (en) * 2013-06-04 2014-12-15 株式会社エスコム Power generator using reciprocating motion
CN104753143A (en) * 2015-04-15 2015-07-01 东华大学 Instant supply charging unit for minitype mobile power supply
CN105569935A (en) * 2015-12-18 2016-05-11 广西大学 Control system for output of springs
CN108252880A (en) * 2017-12-28 2018-07-06 陈美康 A kind of spiral spring power machine
CN108590988A (en) * 2018-04-08 2018-09-28 武汉理工大学 It is a kind of to utilize the power generator for sharing bicycle seat
CN114785042A (en) * 2021-12-28 2022-07-22 北京福乐云数据科技有限公司 Swing generator and wearable health monitoring device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5267365A (en) * 1975-12-01 1977-06-03 Seiko Epson Corp Automatic charging type portable watch
JPS5650432B2 (en) * 1976-04-16 1981-11-28
JPS6047828B2 (en) * 1976-08-11 1985-10-23 セイコーインスツルメンツ株式会社 portable power generator
JPS6213780B2 (en) * 1980-05-26 1987-03-28 Nakagawa Denka Sangyo
JPS62172363U (en) * 1986-04-23 1987-10-31
JP2003169423A (en) * 2001-11-30 2003-06-13 Norihiro Baba Mobile phone charger
JP2004343991A (en) * 2003-04-21 2004-12-02 Kozo Oshio Momentum conversion band

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5267365A (en) * 1975-12-01 1977-06-03 Seiko Epson Corp Automatic charging type portable watch
JPS5650432B2 (en) * 1976-04-16 1981-11-28
JPS6047828B2 (en) * 1976-08-11 1985-10-23 セイコーインスツルメンツ株式会社 portable power generator
JPS6213780B2 (en) * 1980-05-26 1987-03-28 Nakagawa Denka Sangyo
JPS62172363U (en) * 1986-04-23 1987-10-31
JP2003169423A (en) * 2001-11-30 2003-06-13 Norihiro Baba Mobile phone charger
JP2004343991A (en) * 2003-04-21 2004-12-02 Kozo Oshio Momentum conversion band

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102168660A (en) * 2011-01-27 2011-08-31 郑飞轮 Safe, energy-saving and environment-friendly remote controller
JP2014236638A (en) * 2013-06-04 2014-12-15 株式会社エスコム Power generator using reciprocating motion
CN104753143A (en) * 2015-04-15 2015-07-01 东华大学 Instant supply charging unit for minitype mobile power supply
CN105569935A (en) * 2015-12-18 2016-05-11 广西大学 Control system for output of springs
CN105569935B (en) * 2015-12-18 2018-10-16 广西大学 The control system of clockwork spring output
CN108252880A (en) * 2017-12-28 2018-07-06 陈美康 A kind of spiral spring power machine
CN108590988A (en) * 2018-04-08 2018-09-28 武汉理工大学 It is a kind of to utilize the power generator for sharing bicycle seat
CN108590988B (en) * 2018-04-08 2020-05-05 武汉理工大学 Power generation device using shared bicycle seat
CN114785042A (en) * 2021-12-28 2022-07-22 北京福乐云数据科技有限公司 Swing generator and wearable health monitoring device
CN114785042B (en) * 2021-12-28 2024-02-13 北京福乐云科技有限公司 Swing generator and wearable health monitoring device

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