JP2011032927A - Rotational force accumulation mechanism using coil spring - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は回転力をコイルバネに蓄勢して回転蓄力する機構に関するものである。 The present invention relates to a mechanism for storing rotational force by storing rotational force in a coil spring.
従来、金属のヒシテリシスを回転力に変換して蓄力する装置にゼンマイが利用されているが、構造上の特殊性から利用範囲が狭く、玩具や置時計の動力源、また電源コードや巻き尺の収納用に巻き取り装置に使用されている程度で、汎用的には使用されていなかった。 Conventionally, the mainspring is used as a device for storing and storing metal hysteresis, but it has a narrow range of use due to its structural characteristics, and it can be used as a power source for toys and table clocks, as well as for storing power cords and tape measures. However, it was not used for general purposes.
巻き取り装置に於いては、形状の上から扁平な構造のものに限られていて、一部の電気製品の電源コード巻き取りに使用されているのみである。 The winding device is limited to a flat structure from the top, and is only used for winding a power cord of some electric products.
最近に於いては、パソコンのUSBケーブルや携帯端末ヘッドセットコードの巻き取り器が存在し、巻き取り装置の利用が拡がっているが、ゼンマイを使用しているため、形状の自由度が低く限定的な使用に留まっていた。 Recently, there are winders for personal computer USB cables and portable terminal headset cords, and the use of winder devices has expanded. The use was limited.
ゼンマイは、金属のヒシテリシスを直接的に回転方向に蓄積し、解放するので、機構的には簡単であるが、上記したように汎用性に欠けるので汎用性の高いコイルバネで回転力の蓄力が出来れば便利である。 The mainspring accumulates metal hysteresis directly in the rotational direction and releases it, so it is simple in terms of mechanism, but as mentioned above, it lacks versatility, so it has a highly versatile coil spring and can store rotational force. It is convenient if possible.
本発明は、従来に於いて存在していなかった、コイルバネを使った回転力蓄力機構を実現するものであり、コイルバネの伸縮力を回転力に変換して回転蓄力するものである。 The present invention realizes a rotational force accumulating mechanism using a coil spring, which has not existed in the prior art, and converts rotational force of a coil spring into rotational force to store rotational energy.
固定子に固定されたコイルバネを、この固定子に回転自在に支承された回転子の回転力で伸縮させて畜勢する。 The coil spring fixed to the stator is expanded and contracted by the rotational force of the rotor that is rotatably supported by the stator, and is bred.
図1は回転力をコイルバネに蓄勢する本案の手段に付いてのストラップを使用した基本構造を示した図であり、通常状態にある本発明はコイルバネが弛緩状態であり、従ってストラップも緊張していない。回転子に回転が加えられるとストラップは回転軸に巻き付けられ、これに従いストラップがコイルバネを引っ張って、これによりコイルバネが畜勢される。 FIG. 1 is a diagram showing a basic structure using a strap attached to the proposed means for storing rotational force in a coil spring. In the present invention in a normal state, the coil spring is in a relaxed state, so that the strap is also tensioned. Not. When rotation is applied to the rotor, the strap is wound around the rotating shaft, and the strap pulls the coil spring in accordance with this, whereby the coil spring is fed.
つまり回転子へ加えられた回転を、コイルバネの畜勢と云う、金属のヒシテリシス蓄積にエネルギー変換するのであり、図1の基本構造の説明に於いては回転力をストラップの巻き取りにより蓄力する例に付いてのものである。 In other words, the rotation applied to the rotor is converted to energy storage of metal hysteresis, which is called a coil spring, and in the description of the basic structure in FIG. 1, the rotational force is stored by winding the strap. This is an example.
そして逆回転防止のためのラチエット機構と、蓄力した回転力を徐々に解放するための脱進機構を有することにより、従来のゼンマイと同様の利用も可能になり、更にゼンマイでは実現できなかった利用分野への回転力蓄力を実現可能になるのである。 And, by having a latitudinal mechanism for preventing reverse rotation and an escapement mechanism for gradually releasing the accumulated rotational force, it can be used in the same way as a conventional mainspring, and it could not be realized with a mainspring. This makes it possible to achieve rotational power storage in the application field.
上記の説明はストラップを巻き付けた例に付いて基本動作を記述したが、ピニオンラック機構を利用したり、螺旋軌条に沿って摺動する摺動子を使って回転力を往復力に変換して蓄力する手段もある。 In the above explanation, the basic operation is described for an example in which a strap is wound. However, by using a pinion rack mechanism or by using a slider that slides along a spiral rail, the rotational force is converted into a reciprocating force. There is also a means of accumulating power.
本発明は金属ヒシテリシスを利用した、ゼンマイに替わる機構部品と考える事も出来るが、更に一歩進んで、ゼンマイでは実現し得なかった大規模な蓄力装置を実現する事が可能になり、例えばこれにリコイルスターターを取付けて、人力を蓄力し、これにより発電機を駆動すればパソコンの電源としての利用の可能が拡がるになる。 Although the present invention can be considered as a mechanical part that replaces the mainspring using metal hysteresis, it can be further advanced to realize a large-scale energy storage device that could not be realized by the mainspring. If a recoil starter is attached to the power generator to store human power, and the generator is driven, the possibility of use as a power source for a personal computer is expanded.
コイルバネは他品種で汎用的で安価に生産されていて、目的に応じたサイズや伸縮力のコイルバネを選択可能なので、多様な発電出力の人力発電機が実現可能になり、巻き取り器に於いても同様には多様な形状のものが実現可能になる。 Coil springs are versatile and inexpensively produced in other varieties, and a coil spring with a size and expansion / contraction force can be selected according to the purpose, making it possible to realize a human power generator with various power generation outputs. Similarly, various shapes can be realized.
更に大きなサイズにすれば、例えば家電製品を駆動するに足る電力を得ることも可能なる。 If the size is further increased, for example, it is possible to obtain electric power sufficient to drive a home appliance.
以下図を使い、本発明の実施例に付いて説明する。
図2〜図4はコイルバネが圧縮バネであり、ストラップ巻取り部分がこのコイルバネの中に内蔵され、このストラップが巻き取られてコイルバネを圧縮して蓄勢する例である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
2 to 4 are examples in which the coil spring is a compression spring, and a strap winding portion is built in the coil spring, and the strap is wound to compress the coil spring to store energy.
円筒状の回転子200は回転軸250を介して固定子100にベアリングBで回転可能に支承されていて、回転軸250にはストラップ巻取り部255があり、この中心部に金属ワイヤーストラップ300(以下ストラップと称する)の端部が固定されていて、他端は案内プーリ350を経由してコイルバネ400の先端部のフック405に結合固定されている。
The
図2に於いては通常状態を示していて、回転子200には何の力も加わらず、従ってストラップ300は撓み、コイルバネ500も蓄勢されず弛緩状態にある。
In FIG. 2, the normal state is shown, and no force is applied to the
回転子200が回転すると回転軸250も回転するので、ストラップ300は案内プーリ270に導かれて、巻取り部255に横方向から巻き付けらる。これに従ってコイルバネ400の先端部が引っ張られて圧縮しされる。
When the
回転子200が回転し続けて、巻取り部255にストラップ300が巻き取られると、図3に示す様に、コイルバネ400はこのストラップ300により圧縮方向に引っ張られ、圧縮蓄勢が行われるのである。
When the
更に回転子200が回転し続け、ストラップ300が全て巻き取られると、図4に示す様に、コイルバネ400は圧縮限界の付近まで牽引されて圧縮され、最大限の蓄勢が行われるのである。
When the
上記説明した如く、回転子200へ加えられた回転が、コイルバネ400の畜勢と云う形になってエネルギー保存されるのであり、このエネルギー保存が直ちに解放されないように、ラチェット機構と脱進機構を具備することにより、ゼンマイと同等の動作をする回転力蓄力機構として機能するのである。
As described above, the rotation applied to the
図5〜図7は、ピニオンラック構造により、回転子200に加えられた回転をラック650の往復力に変換して、この往復力でコイルバネ400を押下して蓄勢する本発明の例であり、これについて説明する。。
5 to 7 show examples of the present invention in which rotation applied to the
ピニオン600はピニオン回転支持軸650を介して固定子100に固定されている。図5は非蓄力状態であり、この通常状態から回転子200が回転すると、傘歯車500を介してピニオン600に回転が伝わり、これによりラック650が押し下げられてこれに結合されたコイルバネが押圧され、蓄力が開始される。
The
回転子200が回転継続して、ピニオン600が回転し続け、これによりラック650が更に押し下げられると、図6に示す様に、コイルバネ400は更なる圧縮蓄勢が行われる。
When the
更に回転子200が回転し続け、ラック650が最下部まで押し下げられると、これに従ってコイルバネ400は更に押圧され、図7に示す様に最大限の回転蓄力が行われるのである。
Further, when the
図8〜図10は、回転子200の内周面に螺旋軌条205を有し、コイルバネにはこの螺旋軌条205に嵌合して摺動する摺動突起455を有する摺動子4500を取り付てなる本発明の例でありこれについて説明する。
8 to 10, a
図8は通常の非蓄力状態であり、この通常状態から回転子200に回転が加えられると、摺動突起455は螺旋軌条205に沿って摺動移動し、これにより摺動子450と共にコイルバネ400が押し下げられる。
FIG. 8 shows a normal non-power storage state. When rotation is applied to the
回転子200が回転継続し、図9に示す様に摺動子450が更に摺動移動すると、これに従ってコイルバネ400は更に押圧され更なる回転蓄力が行われる。
When the
更に回転子200が回転し続け、摺動子450が螺旋軌条205の下端付近まで摺動移動すると、これに従ってコイルバネ400は圧縮限界の付近までが押圧され、図10に示す様に最大限の回転蓄力が行われるのである。
When the
図11は逆転防止用のラチェット機構800を有する例であり、これにより回転力が安定継続しない力で加えられる人力等でも逆転する事無く回転蓄力が可能になり、且つ、回転子200に回転力が加わらなくなっても逆転する事無く回転力を蓄力し続けるる。
FIG. 11 shows an example having a
また、図12に示す様に、回転子200と、この回転軸250とを減速歯車900を介して結合して減速比率を調整することにより、回転子200の回転数とコイルバネ400の伸縮ストロークの比率を可変して、使用目的に応じた力の回転蓄力を行う事が可能になるの。
Further, as shown in FIG. 12, the
100 固定子
200 回転子
205 螺旋軌条
250 回転軸
255 巻き取り部
300 ストラップ
350 案内プーリ
370 案内プーリ支持軸
400 コイルバネ
405 フック
450 摺動子
455 摺動突起
500 傘歯車
600 ピニオン
650 ラック
670 ピニオンラック回転支持軸
700 摺動子
705 摺動突起
800 逆転防止ラチエット機構
900 減速歯車機構
B ベアリング
DESCRIPTION OF
405 Hook 450 Slider 455
Claims (5)
The rotation accumulator mechanism according to claim 1, wherein the rotor and the rotation shaft are coupled via a reduction gear mechanism.
Priority Applications (1)
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JP2009179493A JP2011032927A (en) | 2009-07-31 | 2009-07-31 | Rotational force accumulation mechanism using coil spring |
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Publications (1)
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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