JP2023523104A - エネルギー貯蔵装置及びそれを有する発電床 - Google Patents

Abstract

本発明は、取付台と、第１発条エネルギー貯蔵ユニットと、第２発条エネルギー貯蔵ユニットと、一方向リミット部材と、伝動ユニットと、発電機とを備えるエネルギー貯蔵装置であって、第１発条エネルギー貯蔵ユニットが、第１回転軸と、第１発条と、第１発条ケースとを備え、第２発条エネルギー貯蔵ユニットが、第２回転軸と、第２発条と、第２発条ケースとを備える、エネルギー貯蔵装置及びそれを有する発電床を開示している。本装置は、２つの発条エネルギー貯蔵ユニットを用いるものであり、異なる分散点における重力ポテンシャルエネルギーを同時に収集した後、対応する発条に貯蔵し、一方向リミット部材の作用により、貯蔵エネルギーが大きな発条のエネルギーを放出して電気エネルギーに変換することができる。放出過程では、２つの発条エネルギー貯蔵ユニットはさらに同時に継続してエネルギー貯蔵を行い、新たに比較、放出することができる。これにより、重力ポテンシャルエネルギーをより十分に電気エネルギーに変換することができ、圧電セラミックの発電モードを代替し、重力ポテンシャルエネルギー発電方式の総合コストを低減して、重力ポテンシャルエネルギーのより効率的な収集利用及びエネルギー変換を実現することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、発電床の分野に関し、特にエネルギー貯蔵装置及びそれを有する発電床に関する。

関連技術には、ある発電床は圧電セラミックの機械的変形により電気エネルギーに変換することで発電するものであり、その構造的特徴として、底部プレートに圧電セラミック板の一端が固定されており、圧電セラミックの他端が宙に浮いており、底部プレートに上側踏みパネルの下降距離を制限する機械的リミット構造が固定されており、踏みパネル底部が圧電セラミックの宙に浮いている一端と正対する位置に、押下げ点が固定されている。人体のポテンシャルエネルギーが踏みパネルを押し下げる場合、踏みパネルが圧電セラミックの宙に浮いている一端を下へ押圧して圧電セラミックに歪みが発生し、弱い電気量が生じ電池に貯蔵される。それと同時に、圧電セラミックの変形量が定格変形範囲にあることを確保するように、機械的リミット構造により踏みパネルの下降距離が制限される。この構造形態において、踏みパネルの有効変位距離が大きくなってはならず、また、圧電セラミックそのもの歪み量が小さいので、圧電セラミックの歪みにより収集された人体重力ポテンシャルエネルギーが少なく、ポテンシャルエネルギーの収集効率が極めて低く、かつ圧電セラミックのコストが高くて、このような発電床は現在基本的に展覧製品として用いることしかできず、大規模的に広く応用されにくい。従って、まったく新しい構造の重力ポテンシャルエネルギー収集及び変換装置を設計する必要がある。

本発明は、少なくとも従来技術に存在する課題の一つを解決することを目的とする。このため、本発明の一つの目的は、エネルギー貯蔵装置を提供することである。

本発明の別の目的は、前記エネルギー貯蔵装置を有する発電床を提供することである。

本発明の技術的手段は下記の通りである。取付台と、第１発条エネルギー貯蔵ユニットと、第２発条エネルギー貯蔵ユニットと、一方向リミット部材と、伝動ユニットと、発電機とを備えるエネルギー貯蔵装置であって、前記第１発条エネルギー貯蔵ユニットは、第１回転軸と、第１発条と、第１発条ケースとを備え、前記第１回転軸が一方向に回転自在に前記取付台に取り付けられ、前記第１発条が前記第１回転軸に外嵌され、前記第１発条ケースが前記第１発条に被せられ、前記第１発条の内端が前記第１回転軸に連結され、外端が前記第１発条ケースに連結され、前記第１発条ケースが回転自在に前記取付台に取り付けられ、なかでも、前記第１回転軸が回転により前記第１発条を巻き上げることができ、前記第１発条が前記第１発条ケースを回転駆動することができ、前記第２発条エネルギー貯蔵ユニットは、第２回転軸と、第２発条と、第２発条ケースとを備え、前記第２回転軸が一方向に回転自在に前記取付台に取り付けられ、前記第２発条が前記第２回転軸に外嵌され、前記第２発条ケースが前記第２発条に被せられ、前記第２発条の内端が前記第２回転軸に連結され、外端が前記第２発条ケースに連結され、前記第２発条ケースが回転自在に前記取付台に取り付けられ、なかでも、前記第２回転軸が回転により前記第２発条を巻き上げることができ、前記第２発条が前記第２発条ケースを回転駆動することができ、前記一方向リミット部材は、前記取付台に設けられ、前記第１発条の貯蔵エネルギーが前記第２発条の貯蔵エネルギーよりも大きい場合、前記第２発条ケースを固定し、前記第２発条の貯蔵エネルギーが前記第１発条の貯蔵エネルギーよりも大きい場合、前記第１発条ケースを固定することに用いられるように構造されており、前記第１発条ケースと前記第２発条ケースとがすべて前記伝動ユニットに連結され、前記伝動ユニットを介して前記発電機のモータ軸を回転駆動する。

さらに、前記第１回転軸と前記取付台との間に第１一方向ベアリングが設けられており、前記第２回転軸と前記取付台との間に第２一方向ベアリングが設けられている。

さらに、前記第１発条ケースに第１歯車が設けられており、前記第２発条ケースに第２歯車が設けられており、前記伝動ユニットは、第３歯車と、第４歯車と、伝動軸とを備え、前記伝動軸が回転自在に前記取付台に取り付けられ、前記モータ軸に連結され、前記第３歯車と前記第４歯車とがすべて一方向に回転自在に前記伝動軸に取付可能であり、前記第１歯車と前記第３歯車とが噛合し、前記第２歯車と前記第４歯車とが噛合し、前記第１発条ケースが回転する場合、前記第１歯車は前記第３歯車を回転駆動し、さらに前記伝動軸を回転駆動し、前記第４歯車が回転せず、前記第２発条ケースが回転する場合、前記第２歯車は前記第４歯車を回転駆動し、さらに前記伝動軸を回転駆動し、前記第３歯車が回転しない。

さらに、前記第３歯車と前記伝動軸との間に第３一方向ベアリングが設けられており、前記第４歯車と前記伝動軸との間に第４一方向ベアリングが設けられている。

さらに、前記伝動軸の一端に第１傘歯車が設けられており、前記モータ軸に第２傘歯車が設けられており、前記第１傘歯車と前記第２傘歯車とが噛合する。

さらに、前記一方向リミット部材はリミットボールであり、前記取付台にスライドスルーホールが設けられており、前記リミットボールが前記スライドスルーホールに設けられ、前記スライドスルーホールの軸方向に往復移動することが可能であり、前記第１歯車が前記スライドスルーホールの軸方向の一方側に位置し、前記第２歯車が前記スライドスルーホールの軸方向の他方側に位置し、前記第１歯車の前記スライドスルーホールに近接する表面に第１リミット孔が設けられており、前記第２歯車の前記スライドスルーホールに近接する表面に第２リミット孔が設けられており、前記リミットボールは一部が前記スライドスルーホールに位置し、一部が前記第１リミット孔又は前記第２リミット孔に位置して、前記第１歯車又は前記第２歯車を固定する。

さらに、前記取付台は、接続プレートと、第１取付板と、第２取付板と、セパレータとを備え、前記第１取付板と前記第２取付板が対向設置され仕切られ、前記セパレータが前記第１取付板と前記第２取付板との間に設けられ、前記接続プレートがそれぞれ、前記第１取付板、第２取付板及び第３取付板に連結され、前記セパレータに前記スライドスルーホールが設けられており、前記第１発条と前記第１発条ケースが前記第１取付板と前記セパレータとの間に設けられ、前記第１回転軸と前記第１取付板が回転自在に連結され、前記第１発条ケースと前記セパレータが回転自在に連結され、前記第１歯車が前記第１発条ケースの前記セパレータに近接する一側の表面に設けられ、前記第２発条と前記第２発条ケースが前記第２取付板と前記セパレータとの間に設けられ、前記第２回転軸と前記第２取付板が回転自在に連結され、前記第２発条ケースと前記セパレータが回転自在に連結され、前記第２歯車が前記第２発条ケースの前記セパレータに近接する一側の表面に設けられ、前記伝動軸がそれぞれ、前記第１取付板と前記第２取付板に回転自在に連結される。

さらに、前記リミットボールは、一部が前記第１リミット孔に位置する場合、前記第２歯車の前記セパレータに近接する側面と相接し、前記リミットボールは、一部が前記第２リミット孔に位置する場合、前記第１歯車の前記セパレータに近接する側面と相接する。

さらに、前記第１回転軸の前記セパレータに近接する一端に第１溝が設けられており、前記第１発条ケースと前記第１歯車に第１スルーホールが設けられており、前記第２回転軸の前記セパレータに近接する一端に第２溝が設けられており、前記第２発条ケースと前記第２歯車に第２スルーホールが設けられており、前記セパレータに中心軸が固定設置されており、前記中心軸の一端が前記第１スルーホールを貫通して前記第１溝に伸び込み、他端が前記第２スルーホールを貫通して前記第２溝に伸び込む。

前記エネルギー貯蔵装置を備えることを特徴とする、発電床。

従来技術に比べ、本発明の効果は下記の通りである。

従来の発電床分野において圧電セラミックの微小な機械的変形を利用して電気エネルギーに変換する形とは異なり、ここで出願者は新しい道を切り開き、新しい工夫をこらしてポテンシャルエネルギーを収集して電気エネルギーに変換する全く新しい形を提供している。本装置は、２つの発条エネルギー貯蔵ユニットを用いるものであり、異なる分散点における重力ポテンシャルエネルギーを同時に収集した後、対応する発条に貯蔵し、一方向リミット部材の作用により、貯蔵エネルギーが大きな発条のエネルギーを放出して電気エネルギーに変換することができる。放出過程では、２つの発条エネルギー貯蔵ユニットはさらに同時に継続してエネルギー貯蔵を行い、新たに比較、放出することができる。これにより、重力ポテンシャルエネルギーをより十分に電気エネルギーに変換することができ、収集及び変換の効率がより高くなり、圧電セラミックの発電モードを代替し、重力ポテンシャルエネルギー発電方式の総合コストを低減して、重力ポテンシャルエネルギーのより効率的な収集利用及びエネルギー変換を実現することができる。

本発明の追加部分及びメリットは一部が以下の説明において開示され、一部が以下の説明から顕著となり、又は本発明の実践により判明される。

本発明の実施形態又は従来技術中の技術的手段をより明確に説明するために、以下に実施形態又は従来技術の解説における使用する必要のある添付図面を簡単に説明する。明らかに、以下の解説における添付図面は本発明の幾つかの実施形態に過ぎず、当業者にとって、創造的工夫をすることなく、さらにこれらの添付図面に応じて他の添付図面を得ることができる。
本発明の斜視図である。 図１の平面図である。 本発明の断面図である。 図３における丸で囲んだ部分の拡大図である。 図３における平面図である。

本発明の実施形態の目的、技術的手段及びメリットがより明らかになるように、以下、本発明の実施形態中の添付図面を参照しながら、本発明の実施形態中の技術的手段を明確で完全に説明する。明らかに、説明される実施形態は本発明の一部の実施形態であり、全ての実施形態ではない。本発明中の実施形態に基づき、当業者が創造的な工夫をせずに得られた全ての他の実施形態は、全て本発明の保護範囲に属する。

以下に本発明の実施形態を詳しく説明し、実施形態の例を添付図面に示す。中でも、同一又は同様の符号はいつも同一又は同様の部品、又は同一又は同様の機能を有する部品を示す。本発明の説明では、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「内」、「外」、「縦方向」、「周方向」、「径方向」、「軸方向」等で示される方位又は位置関係は、添付図面に示す方位又は位置関係に基づくものであり、本発明について、説明の便宜上、また、説明を簡略化するために使用されるものに過ぎず、示される装置又はユニットが所定の方位を有し、所定の方位で構成、操作しなければならないことを指示したり、暗示したりしないものと理解される。そのため、本発明を制限するものとは考えられない。

本発明において、明確に規定及び限定しない限り、「取り付けられる」、「連結される」、「接続される」、「固定される」などの用語は、広い意味で理解すべきである。例えば、固定して接続されてもよく、着脱可能に接続されてもよく、又は一体に接続されてもよい。機械的に接続されてもよく、電気的に接続されてもよい。直接連結されてもよく、中間媒介を介して間接的に連結されてもよく、２つの構成要素の内部が連通してもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて、上記用語の本発明における具体的な意味を理解することができる。

本発明の説明では、「第１特徴」、「第２特徴」は、１つ又はそれ以上の当該特徴を含んでもよい。なお、「第１」、「第２」は目的を説明するためのものに過ぎず、相対的な重要性を指示したり、暗示したりするもの、又は指示される技術的特徴の数量を暗示するものとして理解できない。これにより、「第１」、「第２」で限定した特徴は、１つ又はそれ以上の当該特徴を含んでいることを明示又は暗示できる。

以下に図１～図５を参照する。本発明の実施形態に係るエネルギー貯蔵装置は、取付台１と、第１発条エネルギー貯蔵ユニットと、第２発条エネルギー貯蔵ユニットと、一方向リミット部材８と、伝動ユニットと、発電機９とを備える。

図３～図５に示すように、第１発条エネルギー貯蔵ユニットは、第１回転軸２と、第１発条３と、第１発条ケース４とを備え、第１回転軸２が一方向に回転自在に取付台１に取付可能であり、第１発条３が第１回転軸２に外嵌され、第１発条ケース４が第１発条３に被せられ、第１発条３の内端が第１回転軸２に連結され、外端が第１発条ケース４に連結され、第１発条ケース４が回転自在に取付台１に取り付けられる。なかでも、第１回転軸２は、回転することで第１発条３を巻き上げることができ、第１発条３は第１発条ケース４を回転駆動することができる。

具体的には、第１回転軸２は、一方向に回転することしかできないので、回転時に第１発条３を巻き上げることしかできず、回転による運動エネルギーを第１発条３の弾性ポテンシャルエネルギーに変換して貯蔵する。第１発条３が巻き上げられた後、弾性ポテンシャルエネルギーを放出する過程で、第１発条ケース４を回転駆動する。

第２発条エネルギー貯蔵ユニットは、第２回転軸５と、第２発条６と、第２発条ケース７とを備え、第２回転軸５が一方向に回転自在に取付台１に取付可能であり、第２発条６が第２回転軸５に外嵌され、第２発条ケース７が第２発条６に被せられ、第２発条６の内端が第２回転軸５に連結され、外端が第２発条ケース７に連結され、第２発条ケース７が回転自在に取付台１に取り付けられる。なかでも、第２回転軸５は、回転することで第２発条６を巻き上げることができ、第２発条６は第２発条ケース７を回転駆動することができる。

具体的には、第２回転軸５は、一方向に回転することしかできないので、回転時に第２発条６を巻き上げることしかできず、回転による運動エネルギーを第２発条６の弾性ポテンシャルエネルギーに変換して貯蔵する。第２発条６が巻き上げられた後、弾性ポテンシャルエネルギーを放出する過程で、第２発条ケース７を回転駆動する。

図３～図５に示すように、一方向リミット部材８は、取付台１に設けられ、第１発条３の貯蔵エネルギーが第２発条６の貯蔵エネルギーよりも大きい場合、第２発条ケース７を固定し、第２発条６の貯蔵エネルギーが第１発条３の貯蔵エネルギーよりも大きい場合、第１発条ケース４を固定することに用いられるように構造されており、第１発条ケース４と第２発条ケース７とがすべて伝動ユニットに連結され、伝動ユニットを介して発電機９のモータ軸１０を回転駆動する。

以下、本装置が発電床に用いられる場合の作動原理を詳しく説明する。

発電床は、通常、台座と、台座に取り付けられ、上下に揺動する踏み押さえ板とを有する。本装置が台座に取り付けられるとともに、第１回転軸２と第２回転軸５が伝動機構を介して踏み押さえ板に連結される。人体が踏み押さえ板を踏む場合、踏み押さえ板が下へ揺動し、伝動機構が第１回転軸２と第２回転軸５を回転駆動して、人体の重力ポテンシャルエネルギーを第１回転軸２と第２回転軸５の回転による運動エネルギーに変換する。

なお、踏み押さえ板が下へ揺動する場合、異なる位置における下への変位の度合いは異なるので、第１回転軸２と第２回転軸５の回転による運動エネルギーが異なり、ひいては、第１発条３と第２発条６により貯蔵されるエネルギーが異なる。本装置には一方向リミット部材８が設けられており、一方向リミット部材８は発条による貯蔵エネルギーが小さな発条ケースを固定することができる。これにより、発条による貯蔵エネルギーが大きな発条ケースが回転して弾性ポテンシャルエネルギーを放出し、電気エネルギーに変換することができる。放出過程では、人体が継続して踏み押さえ板を踏むことで、第１発条３と第２発条６はさらに同時に継続してエネルギー貯蔵を行い、新たにエネルギーを比較し、貯蔵エネルギーが大きな発条のエネルギーを放出して電気エネルギーに変換することができる。

上述したように、従来の発電床分野において圧電セラミックの微小な機械的変形を利用して電気エネルギーに変換する形とは異なり、ここで出願者は新しい道を切り開き、新しい工夫をこらしてポテンシャルエネルギーを収集して電気エネルギーに変換する全く新しい形を提供している。本装置は、２つの発条エネルギー貯蔵ユニットを用いるものであり、異なる分散点における重力ポテンシャルエネルギーを同時に収集した後、対応する発条に貯蔵し、一方向リミット部材８の作用により、貯蔵エネルギーが大きな発条のエネルギーを放出して電気エネルギーに変換することができる。放出過程では、２つの発条エネルギー貯蔵ユニットはさらに同時に継続してエネルギー貯蔵を行い、新たに比較、放出することができる。これにより、重力ポテンシャルエネルギーをより十分に電気エネルギーに変換することができ、収集及び変換の効率がより高くなり、圧電セラミックの発電モードを代替し、重力ポテンシャルエネルギー発電方式の総合コストを低減して、重力ポテンシャルエネルギーのより効率的な収集利用及びエネルギー変換を実現することができる。

なお、本発明のエネルギー貯蔵装置は、発電床の重力ポテンシャルエネルギー収集及び発電を実現できるほかに、同様に、他の分野における種々の形、複数の位置のエネルギー収集に用いて発電することもでき、適用方式及び範囲がより広くなり、柔軟性を有する。

以下、本装置の具体的構造を詳しく説明する。

本実施形態において、図１、図２及び図３に示すように、取付台１は、接続プレート２３と、第１取付板２４と、第２取付板２５と、セパレータ２６とを備える。第１取付板２４と第２取付板２５が対向設置され仕切られ、セパレータ２６が第１取付板２４と第２取付板２５との間に設けられ、接続プレート２３がそれぞれ、第１取付板２４、第２取付板２５及び第３取付板に連結され、第１発条３と第１発条ケース４が第１取付板２４とセパレータ２６との間に設けられ、第１回転軸２と第１取付板２４が第１発条ケース４とセパレータ２６に回転自在に連結され、第２発条６と第２発条ケース７が第２取付板２５とセパレータ２６との間に設けられ、第２回転軸５と第２取付板２５が第２発条ケース７とセパレータ２６に回転自在に連結され、伝動軸１６がそれぞれ、第１取付板２４と第２取付板２５に回転自在に連結される。これにより、構造形態が簡単であり、実現しやすくなる。

本実施形態において、図３に示すように、第１回転軸２と取付台１（例えば上述した第１取付板２４）との間に第１一方向ベアリング１１が設けられており、第２回転軸５と取付台１（例えば上述した第２取付板２５）との間に第２一方向ベアリングが設けられている。これにより、第１回転軸２と第２回転軸５の一方向回転を実現できる。

本実施形態において、図１及び図２に示すように、第１発条ケース４に第１歯車１２が設けられており、第２発条ケース７に第２歯車１３が設けられており、伝動ユニットは、第３歯車１４と、第４歯車１５と、伝動軸１６とを備え、伝動軸１６が回転自在に取付台１に取り付けられ、モータ軸１０に連結され、第３歯車１４と第４歯車１５とがすべて一方向に回転自在に伝動軸１６に取付可能であり、第１歯車１２と第３歯車１４とが噛合し、第２歯車１３と第４歯車１５とが噛合し、第１発条ケース４が回転する場合、第１歯車１２は第３歯車１４を回転駆動し、さらに伝動軸１６を回転駆動し、第４歯車１５が回転せず、第２発条ケース７が回転する場合、第２歯車１３は第４歯車１５を回転駆動し、さらに伝動軸１６を回転駆動し、第３歯車１４が回転しない。

具体的には、図１及び図２に示すように、ここで、伝動形式としてすべて歯車伝動を用いる。歯車は伝動形式が安定しており、精度が高く、確実に伝動できる。なかでも、第１歯車１２が第１発条ケース４のセパレータ２６に近接する一側の表面に設けられ、第２歯車１３が第２発条ケース７のセパレータ２６に近接する一側の表面に設けられる。第１発条ケース４又は第２発条ケース７が回転する場合、別の発条ケースに影響することを防止するために、ここで第３歯車１４と第４歯車１５はすべて一方向に回転自在に伝動軸１６に取り付けられる。

本実施形態において、図３に示すように、第３歯車１４と伝動軸１６との間に第３一方向ベアリング１７が設けられており、第４歯車１５と伝動軸１６との間に第４一方向ベアリングが設けられている。これにより、第３歯車１４と第４歯車１５の一方向回転を実現できる。

本実施形態において、図１に示すように、伝動軸１６の一端に第１傘歯車１８が設けられており、モータ軸１０に第２傘歯車１９が設けられており、第１傘歯車１８と第２傘歯車１９とが噛合する。これにより、装置の全体構造はコンパクトになることが可能である。

本実施形態において、図３及び図４に示すように、第１回転軸２のセパレータ２６に近接する一端に第１溝２７が設けられており、第１発条ケース４と第１歯車１２に第１スルーホール２８が設けられており、第２回転軸５のセパレータ２６に近接する一端に第２溝が設けられており、第２発条ケース７と第２歯車１３に第２スルーホールが設けられており、セパレータ２６に中心軸２９が固定設置されており、中心軸２９の一端が第１スルーホール２８を貫通して第１溝２７に伸び込み、他端が第２スルーホールを貫通して第２溝に伸び込む。

具体的には、中心軸２９の軸方向の両端はすべてセパレータ２６に突出する。このように、第１回転軸２、第１発条ケース４及び第１歯車１２は中心軸２９の軸方向の一端に嵌設可能であり、第２回転軸５、第２発条ケース７及び第２歯車１３は中心軸２９の軸方向の一端に嵌設可能である。これにより、中心軸２９は第１回転軸２、第１発条ケース４、第１歯車１２、第２回転軸５、第２発条ケース７及び第２歯車１３を支持して、同軸に配置することを実現できる。これにより、構造がコンパクトになるだけでなく、それに各部材も揺れにくい。

さらに、回転摩擦力を低減するために、第１溝２７、第１スルーホール２８、第２溝及び第２スルーホールにはブッシュが設けられてもよく、中心軸２９がブッシュに穿設される。

本実施形態において、図３及び図４に示すように、一方向リミット部材８はリミットボールであり、取付台１（即ち上述したセパレータ２６）にスライドスルーホール２０が設けられており、リミットボールがスライドスルーホール２０に設けられ、スライドスルーホール２０の軸方向に往復移動することが可能であり、第１歯車１２がスライドスルーホール２０の軸方向の一方側に位置し、第２歯車１３がスライドスルーホール２０の軸方向の他方側に位置し、第１歯車１２のスライドスルーホール２０に近接する表面に第１リミット孔２１が設けられており、第２歯車１３のスライドスルーホール２０に近接する表面に第２リミット孔２２が設けられており、リミットボールは一部がスライドスルーホール２０に位置し、一部が第１リミット孔２１又は第２リミット孔２２に位置して、第１歯車１２又は第２歯車１３を固定する。

具体的には、初期状態の場合、第１発条３のエネルギーが第２発条６よりも大きいと仮定すると、この際に第１歯車１２が回転して第１発条３のエネルギーを放出し、そのセパレータ２６に近接する一側がリミットボールを押し動かして第２リミット孔２２に係入させ第２歯車１３を固定する。第１歯車１２が第１リミット孔２１とスライドスルーホール２０とが正対するまで回転する場合、この際に第２発条６のエネルギーが第１発条３のエネルギーよりも大きいと、第２歯車１３のセパレータ２６に近接する一側がリミットボールを押し動かして第１リミット孔２１に係入させ第１歯車１２を固定し、第２歯車１３が回転を開始して第２発条６のエネルギーを放出する。第２歯車１３が第２リミット孔２２とスライドスルーホール２０とが正対するまで回転する場合、この際に第１発条３のエネルギーが第２発条６のエネルギーよりも大きいと、第１歯車１２は再びリミットボールを押し動かして第２リミット孔２２に係入させ第２歯車１３を固定する。このように循環往復すると、周期的な第１発条３と第２発条６とのエネルギーの比較を繰り返して、リミットボールが自ら移動しリミットするように駆動され、常に、エネルギーの大きな発条が放出して電気エネルギーに変換され、エネルギーの小さな発条が続けて巻き上げられてエネルギーが貯蔵されることを確保する。これにより、重力ポテンシャルエネルギーの収集及び変換効率を効果的に向上することができる。そして、この構造形態では、リミットボールは機械的で自動的に移動し、確実に作動でき、頻繁に保守する必要がない。

さらに、リミットボールは、一部が第１リミット孔２１に位置する場合、第２歯車１３のセパレータ２６に近接する側面と相接することにより、リミットボールの第２歯車１３に対する回転阻害影響を低減することができる。リミットボールは、一部が第２リミット孔２２に位置する場合、第１歯車１２のセパレータ２６に近接する側面と相接することにより、リミットボールの第１歯車１２に対する回転阻害影響を低減することができる。

以上に本発明の実施形態を開示説明したが、当業者であれば、本発明の原理及び趣旨を逸脱することなく、上記実施形態について、種々の変更、修飾、置換及び変形を行うことができ、本発明の範囲が特許請求の範囲及びその等価物によって限定されることが自明である。

１ 取付台
２ 第１回転軸
３ 第１発条
４ 第１発条ケース
５ 第２回転軸
６ 第２発条
７ 第２発条ケース
８ 一方向リミット部材
９ 発電機
１０ モータ軸
１１ 第１一方向ベアリング
１２ 第１歯車
１３ 第２歯車
１４ 第３歯車
１５ 第４歯車
１６ 伝動軸
１７ 第３一方向ベアリング
１８ 第１傘歯車
１９ 第２傘歯車
２０ スライドスルーホール
２１ 第１リミット孔
２２ 第２リミット孔
２３ 接続プレート
２４ 第１取付板
２５ 第２取付板
２６ セパレータ
２７ 第１溝
２８ 第１スルーホール
２９ 中心軸

Claims (10)

1. 取付台と、第１発条エネルギー貯蔵ユニットと、第２発条エネルギー貯蔵ユニットと、一方向リミット部材と、伝動ユニットと、発電機とを備えるエネルギー貯蔵装置であって、
   前記第１発条エネルギー貯蔵ユニットは、第１回転軸と、第１発条と、第１発条ケースとを備え、前記第１回転軸が一方向に回転自在に前記取付台に取り付けられ、前記第１発条が前記第１回転軸に外嵌され、前記第１発条ケースが前記第１発条に被せられ、前記第１発条の内端が前記第１回転軸に連結され、外端が前記第１発条ケースに連結され、前記第１発条ケースが回転自在に前記取付台に取り付けられ、なかでも、前記第１回転軸が回転により前記第１発条を巻き上げることができ、前記第１発条が前記第１発条ケースを回転駆動することができ、
   前記第２発条エネルギー貯蔵ユニットは、第２回転軸と、第２発条と、第２発条ケースとを備え、前記第２回転軸が一方向に回転自在に前記取付台に取り付けられ、前記第２発条が前記第２回転軸に外嵌され、前記第２発条ケースが前記第２発条に被せられ、前記第２発条の内端が前記第２回転軸に連結され、外端が前記第２発条ケースに連結され、前記第２発条ケースが回転自在に前記取付台に取り付けられ、なかでも、前記第２回転軸が回転により前記第２発条を巻き上げることができ、前記第２発条が前記第２発条ケースを回転駆動することができ、
   前記一方向リミット部材は、前記取付台に設けられ、前記第１発条の貯蔵エネルギーが前記第２発条の貯蔵エネルギーよりも大きい場合、前記第２発条ケースを固定し、前記第２発条の貯蔵エネルギーが前記第１発条の貯蔵エネルギーよりも大きい場合、前記第１発条ケースを固定することに用いられるように構造されており、
   前記第１発条ケースと前記第２発条ケースとがすべて前記伝動ユニットに連結され、前記伝動ユニットを介して前記発電機のモータ軸を回転駆動することを特徴とする、エネルギー貯蔵装置。
2. 前記第１回転軸と前記取付台との間に第１一方向ベアリングが設けられており、前記第２回転軸と前記取付台との間に第２一方向ベアリングが設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー貯蔵装置。
3. 前記第１発条ケースに第１歯車が設けられており、前記第２発条ケースに第２歯車が設けられており、
   前記伝動ユニットは、第３歯車と、第４歯車と、伝動軸とを備え、前記伝動軸が回転自在に前記取付台に取り付けられ、前記モータ軸に連結され、前記第３歯車と前記第４歯車とがすべて一方向に回転自在に前記伝動軸に取付可能であり、前記第１歯車と前記第３歯車とが噛合し、前記第２歯車と前記第４歯車とが噛合し、
   前記第１発条ケースが回転する場合、前記第１歯車は前記第３歯車を回転駆動し、さらに前記伝動軸を回転駆動し、前記第４歯車が回転せず、前記第２発条ケースが回転する場合、前記第２歯車は前記第４歯車を回転駆動し、さらに前記伝動軸を回転駆動し、前記第３歯車が回転しないことを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー貯蔵装置。
4. 前記第３歯車と前記伝動軸との間に第３一方向ベアリングが設けられており、前記第４歯車と前記伝動軸との間に第４一方向ベアリングが設けられていることを特徴とする、請求項３に記載のエネルギー貯蔵装置。
5. 前記伝動軸の一端に第１傘歯車が設けられており、前記モータ軸に第２傘歯車が設けられており、前記第１傘歯車と前記第２傘歯車とが噛合することを特徴とする、請求項３に記載のエネルギー貯蔵装置。
6. 前記一方向リミット部材はリミットボールであり、前記取付台にスライドスルーホールが設けられており、前記リミットボールが前記スライドスルーホールに設けられ、前記スライドスルーホールの軸方向に往復移動することが可能であり、
   前記第１歯車が前記スライドスルーホールの軸方向の一方側に位置し、前記第２歯車が前記スライドスルーホールの軸方向の他方側に位置し、前記第１歯車の前記スライドスルーホールに近接する表面に第１リミット孔が設けられており、前記第２歯車の前記スライドスルーホールに近接する表面に第２リミット孔が設けられており、
   前記リミットボールは一部が前記スライドスルーホールに位置し、一部が前記第１リミット孔又は前記第２リミット孔に位置して、前記第１歯車又は前記第２歯車を固定することを特徴とする、請求項３に記載のエネルギー貯蔵装置。
7. 前記取付台は、接続プレートと、第１取付板と、第２取付板と、セパレータとを備え、前記第１取付板と前記第２取付板が対向設置され仕切られ、前記セパレータが前記第１取付板と前記第２取付板との間に設けられ、前記接続プレートがそれぞれ、前記第１取付板、第２取付板及び第３取付板に連結され、前記セパレータに前記スライドスルーホールが設けられており、
   前記第１発条と前記第１発条ケースが前記第１取付板と前記セパレータとの間に設けられ、前記第１回転軸と前記第１取付板が回転自在に連結され、前記第１発条ケースと前記セパレータが回転自在に連結され、前記第１歯車が前記第１発条ケースの前記セパレータに近接する一側の表面に設けられ、
   前記第２発条と前記第２発条ケースが前記第２取付板と前記セパレータとの間に設けられ、前記第２回転軸と前記第２取付板が回転自在に連結され、前記第２発条ケースと前記セパレータが回転自在に連結され、前記第２歯車が前記第２発条ケースの前記セパレータに近接する一側の表面に設けられ、
   前記伝動軸がそれぞれ、前記第１取付板と前記第２取付板に回転自在に連結されることを特徴とする、請求項６に記載のエネルギー貯蔵装置。
8. 前記リミットボールは、一部が前記第１リミット孔に位置する場合、前記第２歯車の前記セパレータに近接する側面と相接し、前記リミットボールは、一部が前記第２リミット孔に位置する場合、前記第１歯車の前記セパレータに近接する側面と相接することを特徴とする、請求項７に記載のエネルギー貯蔵装置。
9. 前記第１回転軸の前記セパレータに近接する一端に第１溝が設けられており、前記第１発条ケースと前記第１歯車に第１スルーホールが設けられており、前記第２回転軸の前記セパレータに近接する一端に第２溝が設けられており、前記第２発条ケースと前記第２歯車に第２スルーホールが設けられており、前記セパレータに中心軸が固定設置されており、前記中心軸の一端が前記第１スルーホールを貫通して前記第１溝に伸び込み、他端が前記第２スルーホールを貫通して前記第２溝に伸び込むことを特徴とする、請求項７に記載のエネルギー貯蔵装置。
10. 請求項１～９のいずれか１項に記載のエネルギー貯蔵装置を備えることを特徴とする、発電床。
    

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