JP2936253B2

JP2936253B2 - 小型充電器

Info

Publication number: JP2936253B2
Application number: JP8264630A
Authority: JP
Inventors: 昭高倉
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1996-01-25
Filing date: 1996-10-04
Publication date: 1999-08-23
Anticipated expiration: 2016-10-04
Also published as: WO1997027640A1; JPH09330742A; US5949215A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、回転可能なハン
ドル等の外部回転操作部材と、外部回転操作部材の回転
運動エネルギーを回転に応じて電気的極性が反転しない
電気的エネルギーに変換する発電機と、外部回転操作部
材の回転運動エネルギーを発電機に伝達するか否かを、
外部回転操作部材の回転方向に応じて自動的に制御する
一方向回転クラッチと、変換した電気的エネルギーを蓄
える２次電池等の蓄電手段と、発電機が発電状態にある
時に発電機と蓄電手段を接続して電気的ループを形成す
るための電気的断続手段で構成した小型充電器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、図３に示すように回転可能とする
ハンドル１と、ハンドル１と同期して回転する回転伝達
車２と、回転伝達車２の回転を伝達する中間車３及び発
電用歯車４と、発電用歯車４の回転エネルギーを回転に
応じて電気的極性が反転しない電気的エネルギーに変換
する発電機５と、発電機５の一方の出力端子ＯＵＴ１を
導電材料１０ａとプラス端子８を介して蓄電手段６（例
えば２次電池又はコンデンサー等）の正極側に電気的に
接続し、発電機５の他方の出力端子ＯＵＴ２を導電材料
１０ｂと電気的整流素子（例えばダイオードなど）とマ
イナス端子７を介して蓄電手段６の負極側に電気的に接
続して、ハンドル１に加える回転運動エネルギーを電気
的エネルギーに変換して、蓄電手段６に蓄積する小型充
電器が知られている。

【０００３】なお、発電機５の端子電圧は、正方向に一
定の回転速度で回すと図４の実線ａに示すようなＧＮＤ
に対して＋側の電位が上がる特性となり、逆方向に一定
の回転速度で回すと図４の点線ｂに示すようにＧＮＤに
対して−側の電位が下がる特性となる。

【０００４】この従来の小型充電器の電気的な回路構成
は、図５（ａ）（ｂ）に示す通りであり、充電に関する
原理を図６に示す操作フローチャート図に基づいて説明
する。まず、図５（ａ）に示すようにハンドル１を左回
転すると、回転伝達車２の回転は、中間車３を介して発
電用歯車４に伝達されて、発電機５の出力端子の両端に
起電圧Ｅが発生する。そして、発電機５の起電圧Ｅと２
次電池６の電位Ｖｃの関係が”Ｅ＞Ｖｃ”となった時、
発電機５とダイオード１２と２次電池６で構成した電気
的閉ループに電流ｉ１が流れる。そして、２次電池６に
電気的エネルギーが蓄電される。

【０００５】一方、図５（ｂ）に示すようにハンドル１
を右回転すると、上記のように回転が伝達されて、発電
機５の出力端子の両端に起電圧−Ｅが発生する。この時
のＥとＶｃの関係は、”−Ｅ＜Ｖｃ”であり、ダイオー
ド１２の電気的特性により、電気的閉ループには電流ｉ
は流れない。

【０００６】なお、ハンドルが停止しているときには、
発電機５の出力端子の両端の電位差は”０”であり、ハ
ンドル１を右回転する時と同様に電気的閉ループには電
流ｉは流れない。従って、ダイオード１２を発電機５と
２次電池６で構成した電気的閉ループの中に設けること
で、発電機５から２次電池６への逆充電を防止するとと
もに、２次電池６から発電機５への放電も防止できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来例で示し
たダイオード等の電気的素子を用いて電気的整流を行う
小型発電機では、図５（ａ）に示した様に、ダイオード
１２に順方向に電流が流れると、２次電池に充電できる
電力Ｗｃは、Ｗｃ＝（Ｅ−Ｖｆ）＊ｉ１となる。そし
て、ダイオード１２で”Ｖｆ＊ｉ１”だけの電気的損失
が発生してしまう。充電器の回路には、数百ｍＡの電流
が流れており、図７に示す様に、順電流ｉｆ（ｉｆ＝ｉ
１）が１００ｍＡを超えると順電圧Ｖｆは０．５Ｖ以上
となる。

【０００８】通常、ニッケル系２次電池の場合”１．２
Ｖ以上”、リチウム系２次電池の場合”３Ｖ以上”の電
圧で、充電する必要がある。従って、上記に示すダイオ
ード１２で損失する順電圧Ｖｆが０．５Ｖ以上となる
と、”ニッケル系２次電池の場合、ダイオード１２のエ
ネルギー損失分が全体の約３０％”、”リチウム系２次
電池の場合、ダイオード１２のエネルギー損失分が全体
の約１５％”となり、ダイオードの損失分だけ、充電性
能が低下してしまうという課題があった。

【０００９】そこで、この発明の目的は、従来のこのよ
うな課題を解決するため、ダイオード等の電気的素子を
用いて電気的な整流を行わず、機械的な機構を用いて、
発電機５と２次電池６で構成した電気的閉ループにおけ
る発電機５から２次電池６への逆充電を防止するととも
に、２次電池６から発電機５への放電も防止して、効率
の良い充電器を得ることである。

【００１０】また、ハンドル１がある所定の位置に収納
されて発電機が発電状態にないときに、充電用ボタン３
３があやまって押されてしまい、２次電池６から発電機
へ放電してしまうという問題点があった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、図１に示すように、発電機５と２次電
池６で構成した電気的閉ループにおける発電機５から２
次電池６への逆充電を防止する手段として、回転伝達車
２と、回転伝達車２と常に噛み合う揺動車２１と、中間
車３から構成した一方向回転クラッチ２０を設けたこと
を特徴とする。

【００１２】また、２次電池６から発電機５への放電も
防止する手段として、固定部を有して、発電機５の出力
端子の一方と導電材料１０ａを介して電気的に接続して
いる弾性部材からなるスイッチ接点バネ３１と、２次電
池６と電気的に接続する２つの端子の中の少なくとも一
方の端子７と、外部操作部材３３から構成した電気的断
続手段３０を設けたことを特徴とする。

【００１３】さらに、ハンドルの一部で充電用ボタンを
係止するとともに、反転状態にあるハンドルをケースの
一部で平面的に位置決めする機械的係止手段と、機械的
もしくは磁気的に反転したハンドルの浮き上りを防止す
る押さえ手段を設け、充電してない時に充電用ボタンを
押してしまい、２次電池から発電機へ放電してしまうよ
うな電気的断続手段の誤作動を防止することを特徴とす
る。

【００１４】また、ケースにハンドルが収納可能なスペ
ースを設け、ハンドル収納時にはハンドルの一部と電気
的断続手段の一部が当接することで電気的断続手段が電
気的にオープン状態となり、２次電池から発電機へ放電
してしまうような誤作動を防止することを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】上記のように構成された小型充電
器においては、一方向回転クラッチ２０は、、外部回転
操作部材１の回転方向に応じて、一方の回転方向では回
転伝達車２と揺動車２１と中間車３が正常に噛み合い発
電用歯車４を介して発電機５を回転可能とし、他方の回
転方向では揺動車２１と中間車３との噛み合いが外れ、
発電機軸５ａの回転を不可能にするように作動すること
で、発電機５に誘起する電気的エネルギーを常に同じ極
性で蓄電手段６に充電でき、発電機５と２次電池６で構
成した電気的閉ループにおける発電機５から２次電池６
への逆充電を防止することが可能となる。

【００１６】また、電気的断続手段３０は、発電機５が
発電状態にある時に、外部操作部材３３でスイッチ接点
バネ３１のバネ腕部を押圧することで、スイッチ接点バ
ネ部材の端部が端子７に当接して電気的接触を得るよう
に作動して、発電機５と２次電池６で構成した電気的閉
ループの電気的な接続のＯＮ／ＯＦＦを外部操作部材３
３で切り換えることにより２次電池６から発電機５への
放電も防止することが可能となる。

【００１７】図１８に示す本発明の機械的係止手段７０
では、ケースの一部にハンドル位置決めガイド部を設
け、ハンドルの一部に設けた凸部を収納する構造と、ハ
ンドルの一部を充電用ボタンの一部に当接させて、充電
用ボタンの移動を係止する構造からなる。

【００１８】さらに、本発明の押さえ手段では、反転し
た外部操作部材で外部操作部材の一部を係止している時
に外部操作部材が浮き上がることを防止することが出来
ればどのようなものでもよいが、例えば（Ａ）ハンドル
に磁性材ピンを固定（固定方法は打ち込みや接着等）
し、着磁した磁石が一方の面に接合（例えば接着）した
磁性材のツバ付きピンをケースに打ち込み、ハンドルが
反転した時にこれらのピンの間に働く磁石の吸引力を利
用してハンドルの浮き上がりを防止する手段や、（Ｂ）
ハンドルの側面に凸部を設けて、回転伝達車に凹部を設
け、これら凹凸部によってハンドルを所定の位置に係止
させて、ハンドルの浮き上がりを防止する手段、などが
ハンドルの浮き上がりを防止する押さえ手段として好ま
しい。

【００１９】図２６に示す本発明の電気的断続手段８０
では、ケースの一部に外部操作部材の収納部１１ｂ設
け、発電機と蓄電手段の間の電気的ループを電気的に断
続するばね部と電気的接点部材からなる電気的断続手段
を設け、外部操作部材を収納部に収納することで、外部
操作部材は電気的断続手段のばね部と当接するととも
に、ばね部と電気的接点部材の電気的接続を遮断するこ
とで、充電時以外の時に２次電池６から発電機５への放
電も防止することが可能となる。

【００２０】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図に基づいて説明
する。［実施例１］図１は、本発明の小型充電器の１実施例を
示した説明図であり、図２は、図１に示すＡ−Ａ’断面
の断面図である。

【００２１】本発明の小型充電器は、外装ケース１１の
中に、本発明の小型充電器に必要な基本的な構成要素が
含まれている。まず、運動エネルギーの伝達経路とし
て、回転可能とするハンドル１と、ハンドル１と同期し
て回転する回転伝達車２と、回転伝達車２と常に噛み合
う揺動車２１と、揺動車２１の回転を伝達する中間車３
及び発電用歯車４で構成している。

【００２２】さらに、回転伝達車２と揺動車２１が常に
噛み合うためにケース１１の上下に揺動車案内溝２３を
設け、揺動車２１に側圧荷重を加えるための揺動車側圧
バネ２２を設けて、一方向回転クラッチ２０を構成す
る。次に、発電用歯車４に伝達された回転エネルギー
は、発電機５にて回転に応じて電気的極性が反転しない
電気的エネルギーに変換される。

【００２３】発電機５で変換した電気的エネルギーは、
電気的エネルギーの伝達経路を介して、２次電池６に充
電される。電気的エネルギーの伝達経路は、正極の経路
として、発電機５の出力端子ＯＵＴ１を導電材料１０ａ
電気的にプラス端子８を介して２次電池６の正極に接続
している。一方、負極の経路として、発電機５の出力端
子ＯＵＴ２を導電材料１０ｂを介してスイッチ接点バネ
３１に接続し、マイナス端子７を介して２次電池６の負
極側に電気的に接続している。

【００２４】また、スイッチ接点バネ３１を変位するた
めのスイッチ３３とスイッチの移動をスムーズにするた
めのスイッチ案内穴３２がある。そして、プラス端子８
とスイッチ接点バネ３１とマイナス端子７と揺動車側圧
バネ２２を固定するためのネジ９を設けた。これらのネ
ジは、固定構造を明確にするために示したが、他の方法
で固定できればネジは不要である。

【００２５】次に、本発明の特徴である電気的断続手段
３０と、一方向回転クラッチ２０について、１実施例に
基づいて説明する。まず、電気的断続手段３０につい
て、図１及び図１のＤ−Ｄ’断面を示す断面図である図
８（ａ）、図８（ｂ）を用いて説明する。

【００２６】電気的断続手段３０は、スイッチ接点バネ
３１とマイナス端子７とスイッチ３３で構成する。スイ
ッチ接点バネ３１は、一端に固定部を設けて、発電機５
の出力端子ＯＵＴ２と電気的に接続しており、導電性で
ある弾性部材で作られている。

【００２７】図８の（ａ）に示すように、スイッチ３３
に外部から荷重を加えないと、スイッチ接点バネ３１と
マイナス端子７は離れており、発電機５と２次電池６と
は電気的に開放状態にある。一方、図８の（ｂ）に示す
ように、スイッチ３３に外部から押圧力を加えて、スイ
ッチ接点バネ３１のバネ腕部を押圧することで、スイッ
チ接点バネ部材の端部がマイナス端子７に当接して電気
的接触を得る。そして、２次電池６と発電機５は、電気
的に接続状態にあり、発電機５に電気的エネルギーを２
次電池６に充電することが可能となる。

【００２８】次に、一方向回転クラッチ２０について、
図９及び図１０を用いて説明する。一方向回転クラッチ
２０は、回転伝達車２と常に噛み合う揺動車２１と、回
転伝達車２と揺動車２１との噛み合いを常に維持するた
めにケース１１の上下に設けた揺動車案内溝２３と、揺
動車２１に側圧荷重を加えるための揺動車側圧バネ２２
で構成している。

【００２９】一方向回転クラッチ２０の作動原理は、図
９（ａ）に示すように、ハンドル１を左回転（図９の矢
印Ｅ）すると、回転伝達車２と噛み合っている揺動車２
１は、揺動車案内溝２３に沿って、矢印Ｆの向きに移動
する。そして、揺動車２１は矢印Ｇに回転し、揺動車２
１と噛み合っている中間車３は矢印Ｈの向きで回転す
る。

【００３０】なお、上記状態では、揺動車２１には矢印
Ｆの方向に力が作用するため、回転伝達車２と揺動車２
１と中間車３は、噛み合いを維持する。さらに、図９
（ｂ）のＢ−Ｂ’断面図にも示すように、揺動車側圧バ
ネ２２と揺動車２１は接触していないため、揺動車２１
に側圧荷重は加わっていない。

【００３１】一方、図１０（ａ）に示すように、ハンド
ル１を右回転（図１０の矢印Ｒ）すると、回転伝達車２
と噛み合っている揺動車２１は、矢印Ｓの方向に力が作
用するため、揺動車案内溝２３に沿って矢印Ｓの方向に
移動して、揺動車２１と中間車３の噛み合いが外れるた
め、中間車３は回転しない。

【００３２】なお、この状態では図１０（ｂ）のＣ−
Ｃ’断面図に示すように、揺動車側圧バネ２２と揺動車
２１が接触している。このため、揺動車２１に側圧荷重
は加わり、揺動車２１は自転できず、回転伝達車２の周
りを公転する。そして、揺動車案内溝２３の一端まで移
動した後、揺動車２１は自転をする（図１０（ａ）の矢
印Ｔ）。従って、揺動車２１と中間車３は、ハンドル１
を右回転でしている間は、噛み合いが外れた状態を維持
する。

【００３３】以上が一方向回転クラッチ２０の作動原理
の説明である。次に、上記で説明した本発明の特徴であ
る一方向回転クラッチ２０と、電気的断続手段３０につ
いて、図１１（ａ）、図１１（ｂ）の電気回路図に基づ
いて説明する。

【００３４】図１１（ａ）に示すように、ハンドル１を
左回転で回した時、発電機５には起電圧Ｅが発生する。
この時、電気的断続手段３０を”ＯＮ（スイッチ３３を
押した状態）”にすると、電気回路に電流ｉ１が流れ
て、２次電池６の電位がＶｃまで上昇して、２次電池６
は充電される。

【００３５】一方、図１１（ｂ）に示すように、ハンド
ル１を右回転で回した時、発電機５には起電圧Ｅが発生
しない。そのため、逆電流が発生せず、２次電池６への
逆充電も回避している。また、電気的断続手段３０を”
ＯＦＦ（スイッチ３３を押さない）”にしておくと、電
気回路には電流が流れず、２次電池６に蓄えた電力が発
電機に放電することを回避できる。

【００３６】この様に、一方向回転クラッチ２０と、電
気的断続手段３０を充電器の中に設けることにより、従
来の充電器で用いたダイオード１２と同様な電気的整流
動作を得ることが可能となる。以上が、実施例１の説明
である。

【００３７】［実施例２］実施例２は、本発明の小型充
電器における運動エネルギーの伝達経路に関する他の実
施例であり、輪列構成を示す平面図を図１２に示した。
ハンドル１から発電用歯車４までの増速比を高めるため
に、中間車３から発電用歯車４までの間に増速車４０、
４１を設けた。

【００３８】増速車を運動エネルギーの伝達経路に設け
るのは、発電用歯車４を高速で回すためである。特に、
回転速度に依存して起電圧が上昇する発電機を用いる場
合に効果的な手段であり、所定の発電電圧を維持するた
めに、ハンドル１の回転速度を増すことなく、発電用歯
車４を高速で回すことが可能となる。但し、増速車を用
いることで回転トルクも増加するため、増速車の歯車強
度を考慮した設計が必要となる。

【００３９】また、一方向回転クラッチ２０において、
揺動車側圧バネ２２の自由端側のフラツキ防止のために
揺動側圧バネガイドピン２４を設け、揺動車側圧バネ２
２と揺動車２１が非接触の時に距離をある一定に保つよ
うにする。［実施例３］実施例３は、本発明の小型充電器における
電気的断続手段に関する他の実施例である。

【００４０】図１３に示す様に、スイッチ接点バネ３１
とプラス端子８が電気的接続することで、発電機５と２
次電池６を接続するようにした。［実施例４］実施例４は、本発明の小型充電器における
電気的断続手段に関する他の実施例である。

【００４１】図１４は、電気的断続手段に関する作動図
であり、ハンドルを右に回転して、発電機５から２次電
池に充電する状態を示した。図１５は、電気的断続手段
に関する作動図であり、ハンドルを左に回転することで
揺動車２１の噛み合いを外して発電機５から２次電池へ
の逆充電を防止すると共に、マイナス端子７とスイッチ
接点バネ３１の接続を外して２次電池から発電機５への
放電を防止する状態を示した。

【００４２】図１６は、図１４と図１５に示す一連の作
業を示した作業フローチャート図である。まず、図１４
と図１６を用いて、２次電池に充電する実施例を説明す
る。ハンドルを右回転することで、揺動車２１は回転伝
達車２と中間車３とに噛み合った状態にあり、発電機に
は起電圧が発生する。そこで、スイッチを３３を押す
と、スイッチ接点バネ３１がマイナス端子７と接続す
る。そして、発電機５から２次電池に充電する。

【００４３】次に図１５と図１６を用いて、発電機５か
ら２次電池への逆充電を防止する及び２次電池から発電
機５への放電を防止する実施例を説明する。ハンドルを
左回転することで、揺動車２１は中間車３と噛み合いが
外れ、発電機は停止する。発電機５を停止することで、
ハンドル１の逆転による逆起電圧の発生を無くして、発
電機５から２次電池への逆充電を防止する。さらに、中
間車３と噛み合いが外れた揺動車２１は、回転伝達車２
と付き周りして矢印アの方向に移動する。そして、スイ
ッチ接点バネを矢印イの方向に押し上げ、スイッチ接点
バネ３１とマイナス端子７の接続を外す。これにより、
２次電池と発電機５の電気的接続がオープン状態とな
り、２次電池から発電機５への放電を防止することが可
能となる。

【００４４】［実施例５］本発明の実施例５は、機械的
係止手段７０において、ハンドルの外端と充電用ボタン
の外端が当接する箇所を平面的にずらすとともに、反転
したハンドルの浮き上りを防止する押さえ手段７１に磁
石の吸引力を利用した所が特徴である。

【００４５】図１８は、本発明の１実施例の機械的係止
手段７０及び押さえ手段７１の構造を示す断面図であ
り、図１９は図１８を上方から見た透視平面図である。
まず、ハンドル１は、図１８に示すように、腕部１ａ
と、回転軸ピン２ｅとすきまばめもしくはしまりばめの
関係にある貫通穴１ｂと、腕部１ａの一側面に設けた凸
部１ｃ（以後グリップ１ｃと呼ぶ）と、腕部１ａに固定
された磁性材ピン１ｄで構成されている。なお、磁性材
ピン１ｄは、腕部１ａに穴もしくは溝を設けてその中に
嵌入したり、埋入してもかまわない。さらに、腕部１ａ
自体を磁性材料で形成すれば磁性材ピン１ｄはなくても
かまわない。また、ハンドル１に設けたグリップ１ｃ
は、少なくとも外部ツバ部３３ａと当接してさらに充電
用ボタン３３と接する量を十分にとって確実に係止でき
る長さとし、かつハンドル１と一体化あるいは別体化し
てもかまわない。

【００４６】そして、ハンドル１は、回転軸ピン２ｅを
中心にケース１１の面上を反転できるように回転伝達車
２の回転軸２ａに取り付けられている。一方、電気的断
続手段３０に含まれる充電用ボタン３３は、図１９に示
すように、外部ツバ部３３ａと移動案内軸３３ｂと内部
ツバ部３３ｃと接触部３３ｄから構成している。

【００４７】外部ツバ部３３ａは、グリップ１ｃと当接
するように設け、ケース１１に設けた充電用ボタン案内
穴３２で軸支されて充電用ボタン３３の所定の一方向移
動を可能にするために移動案内軸３３ｂを設け、充電用
ボタン３３の外側への移動を規制するために内部ツバ部
３３ｃを設け、接触部３３ｄはスイッチ接点バネ３１と
当接している。

【００４８】さらにケース１１には、図１９に示すよう
に、ハンドル１の回転中心１ｅを中心とした円周上に、
充電用ボタン３３の外部ツバ部３３ａと当接する位置に
ハンドル位置決めガイド部１１ａを設けた。また、図１
８に示すように、グリップ１ｃがハンドル位置決めガイ
ド部１１ａに収納されている時に、磁性材ピン１ｄと平
面的に重なる位置に貫通穴を設け、着磁した磁石７１ａ
が一方の面に接合（例えば接着）している磁性材のツバ
付きピン７１ｂを前記貫通穴に嵌入している。

【００４９】以上が、本発明の実施例１における機械的
係止手段７０と押さえ手段７１である。次に、図２０と
図２１と図２２により、機械的係止手段７０と押さえ手
段７１の作動について説明する。

【００５０】図２０は、本発明の１実施例の機械的係止
手段７０及び押さえ手段７１を上側から見た部分的な組
立平面図であり、図２１は、反転したハンドル１のグリ
ップ１ｃをケース１１に設けたハンドル位置決めガイド
部１１ａに収納して、機械的係止手段７０により充電用
ボタン３３が押し込めない状態を示した説明図である。

【００５１】この時、ハンドル１は図２０に示すように
回転不可能な状態にある。さらに、図２１に示すよう
に、充電用ボタン３３を押し込もうとすると、ハンドル
１のグリップ１ｃと当接するため、スイッチ接点バネ部
材３１の端部が端子７に当接して電気的接触することは
なく、スイッチ接点バネ部材３１と端子７は電気的開ル
ープとなる。

【００５２】一方、図２２はハンドル１を充電状態にし
ている状態を示した説明図であり、ハンドル１は回転台
１１ｂに沿って自由に回転できる状態にある。この時、
充電用ボタン３３は図２２に示すように、充電用ボタン
案内穴３２に沿って一方向の移動が可能であり、充電用
ボタン３３でスイッチ接点バネ３１のバネ腕部を押圧す
ることで、スイッチ接点バネ部材の端部が端子７に当接
して電気的接触が得られ、スイッチ接点バネ部材と端子
７の間には電気的閉ループが形成される。そしてハンド
ル１を回転させて発電機を回転させれば、発電機から２
次電池６への充電が可能となる。

【００５３】以上で説明してきたような機械的係止手段
７０と押さえ手段７１を用いることで、ハンドルの一部
で充電用ボタンを係止するとともに、反転状態にあるハ
ンドルをケースの一部で平面的に位置決めを行い、かつ
磁気的な力で反転したハンドルの浮き上りを防止するこ
とで、充電してない時に充電用ボタンを押してしまい、
２次電池から発電機へ放電してしまうような電気的断続
手段の誤作動を防止することを可能とした。

【００５４】［実施例６］本発明の実施例６は、本発明
の押さえ手段における他の実施例であり、図２３はハン
ドル１が反転して、グリップ１ｃが充電用ボタン３３を
係止する状態を示した図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）は、図２３（ａ）に示すＡ−Ａ’断面図、（ｃ）
はＢ−Ｂ’断面図を示す。そして、反転したハンドルの
浮き上りを防止する押さえ手段としてハンドル１と回転
伝達車２にそれぞれ設けた凸凹部を利用して、機械的に
ハンドル１を所定の位置に係止する手段７２（機械的押
さえ手段７２）を用いた所が特徴である。

【００５５】まず、本発明の実施例６におけるハンドル
１及び回転伝達車２について説明する。図２３（ａ）、
（ｃ）に示す様に、実施例２のハンドル１は、実施例１
で記載した磁性材料のピンの代わりに、腕部１ａの両側
に凸部１ｆとバネ部１ｈにバネ性をもたせるために貫通
溝１ｇを設けて、１ｆ部が弾性変形できるようにした。

【００５６】また、回転伝達車２では、歯車２ｂの上部
にハンドル１の腕部１ａの幅より広いハンドル収納溝２
ｃと、腕部１ａに設けた凸部１ｆと断面的かつ平面的に
重なる位置に凹部２ｄ（２ヶ所）を設けたところが特徴
である。なお、ハンドル１が回転軸ピン２ｅを中心に１
８０゜反転できれば、回転軸の構造や回転軸の軸支方法
は限定しない。さらに、図２３（ｂ）では回転伝達車２
の回転軸支方法として、回転軸上にガイド穴２ｆとケー
スから突起した回転軸１１ｃによる軸支構造を用いてい
るが、回転伝達車２が回転可能であればこの構造に限定
しない。

【００５７】次に、ハンドル１の浮き上りを防止する機
械的押さえ手段７２は、図２３（ｃ）に示す様に、腕部
１ａの両側に設けた凸部１ｆを伝達車２に設けた凹部２
ｄに没入することで、ハンドル１を係止する構造であ
る。そして、ハンドル１がハンドル収納溝２ｃに収納さ
れている時、１ｈ部のバネ性を利用して係止を外せる程
度に設定しておけば、必要なとき以外にハンドル１が持
ち上がることはない。なお、グリップ１ｃは実施例５と
同様に充電用ボタン３３の移動を係止する。

【００５８】一方、係止された凸部１ｆと凹部２ｄを外
す時、バネ部１ｈにバネ性をもたせることで、凸部１ｆ
の削れを防止できる。このように、反転したハンドルの
浮き上りを防止する押さえ手段としてハンドル１と回転
伝達車２にそれぞれ設けた凸凹部を利用して、機械的に
ハンドル１を所定の位置に係止する機械的押さえ手段７
２を構成した。

【００５９】［実施例７］本発明の機械的係止手段の他
の実施例７を図２４に示す。図２４（ａ）は断面図、
（ｂ）は充電用ボタン３３側からみた側面図であり、グ
リップ１ｃを充電用ボタン３３の上部に配置することに
より、充電用ボタン３３を係止したものを示す。

【００６０】実施例７では、実施例５に記載した充電用
ボタン３３とグリップ１ｃが当接する場所を変えても、
グリップ１ｃで充電用ボタン３３の移動を係止出来れ
ば、当接箇所にはこだわらないことを示したのものであ
る。［実施例８］本発明の実施例８は、ケースにハンドルを
収納するためのハンドル収納部１１ｄを設け、さらにハ
ンドル収納時には発電機と２次電池との電気的ループを
遮断する放電防止手段８０を設けた所が特徴である。

【００６１】図２５は、ハンドル１をハンドル収納部に
収納したときの平面図である。図２６（ａ）はハンドル
収納時の断面図であり、（ｂ）はハンドルをハンドル収
納部から出したときの断面図である。まず、ハンドル収
納部１１ｄは、図２６（ａ）に示すように、ケース上面
の一部に貫通部１１ｅと、ハンドル１を収納した際にハ
ンドルとケースが断面的に重複しないようにケースの一
部を盛り上げたハンドル押さえツバ部１１ｆで構成され
ている。

【００６２】そして、図２６（ａ）に示すように、ハン
ドル収納部１１ｄにハンドル１を収納された時、ハンド
ルのグリップ部１ｃの一端が弾性部材８２と当接する。
さらに、図２６（ａ）に示すように矢印の方向にハンド
ル１を回転させると、ハンドルの上端はケースに設けた
ハンドル押さえツバ部１１ｆと断面的に当接する。この
とき、電気的接点部８１と金属材料からなる弾性部材部
８２は電気的に断線されている。従って、発電機と２次
電池の電気的ループ内に設けられた放電防止手段８０
は、オープン状態にある。

【００６３】一方、図２６（ｂ）に示すように、ハンド
ル１をハンドル収納部１１ｄから出したとき、電気的接
点部８１と弾性部材部８２は接触しており、電気的接続
されている。従って、発電機と２次電池の電気的ループ
内に設けられた放電防止手段８０はショート状態とな
る。

【００６４】なお、本実施例ではハンドルグリップ部を
直接的に弾性部材に当接しているが、図２７に示す様
に、ハンドル収納部１１ｄを内部より防塵カバー８４で
覆い、さらにグリップ部と弾性部材が重なる位置に防塵
カバー８４に貫通穴を設け、所定な移動量のみ移動可能
なスイッチ部材８３及びばね部材８５を防塵カバー８４
に取り付け、ハンドル収納時にグリップ部１ｃによりス
イッチ部材８３が移動されて弾性部材８２と当接して、
弾性部材８２を撓ませてもよい。

【００６５】

【発明の効果】以下に本発明の効果を示す。（１）この発明は、以上説明したように、一方向回転ク
ラッチと電気的断続手段を小型充電器に設けたことで、
図１７に示すように、充電効率がＵＰした。

【００６６】図１７は、充電器の特性を示すグラフであ
り、横軸に発電機の回転数、２次電池に充電する電力を
示してある。また、図中で、実線ａは本発明の充電器の
特性を示し、点線ｂは従来のダイオードを用いた充電器
の特性を示している。図１７に示す様に、ダイオードを
介して充電する従来の充電器では、ダイオードの電圧ド
ロップ分だけ充電効率が低下する。一方、本発明の充電
器では、ダイオードによる電圧ドロップがなく、効率の
良い充電器を実現している。

【００６７】（２）一方向回転クラッチを用いること
で、ハンドル１の回転方向に応じて、ハンドルに加わる
負荷トルクが異なるため、充電状態の有無を表現するイ
ンジケータ的な役割をする。（３）少ない部品構成でダイオードと同様な電気的役割
を果たしているため、同様な効率を得るために多数のダ
イオードを並列に付加するよりも、コスト的に安くな
る。

【００６８】（４）ハンドルの一部で充電用ボタンを係
止するとともに、反転状態にあるハンドルをケースの一
部で平面的に位置決めする機械的係止手段と、機械的も
しくは磁気的に反転したハンドルの浮き上りを防止する
押さえ手段を設けたことで、電気的断続手段を設けた小
型充電器の問題点である充電してない時に充電用ボタン
３３を押してしまい、２次電池から発電機へ放電してし
まうような電気的断続手段の誤作動を防止することが可
能となった。

【００６９】（５）ハンドルの一部で充電用ボタンを係
止するといった簡単な構造を用いたため、充電用ボタン
を係止する為の別部品を不要にした。（６）充電用ボタンとは無関係に、携帯時にハンドルが
所定の位置から移動することを確実に防止でき、２次電
池から発電機へ放電してしまうような電気的断続手段の
誤作動を防止することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の小型充電器の１実施例を示した平面図
である。

【図２】図１のＡ−Ａ’断面を示した断面図である。

【図３】従来の小型充電器の平面図である。

【図４】発電用歯車を一定速度で正方向又は逆方向に回
転した時の発電機の端子電圧を示すグラフである。

【図５】従来の小型充電器の電気回路で、（ａ）はハン
ドルを左回転、（ｂ）はハンドルを右回転した時の、電
流の流れを示している。

【図６】従来の小型充電器の作動フローチャートであ
る。

【図７】ダイオードの電気特性を示すグラフである。

【図８】本発明の実施例１における電気的断続手段に関
する図１のＤ−Ｄ’断面を示す断面図である。

【図９】本発明の実施例１におけるハンドル左回転時の
一方向回転クラッチの作動に関する図であり、（ａ）は
平面図を、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面の断面図を示
す。

【図１０】本発明の実施例１におけるハンドル右回転時
の一方向回転クラッチの作動に関する図であり、（ａ）
は平面図を、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ’断面の断面図を
示す。

【図１１】本発明の実施例１における電気回路図であ
り、（ａ）はハンドルを左回転、（ｂ）はハンドルを右
回転したときを示す説明図である。

【図１２】本発明の実施例２における輪列構成を示す平
面図である。

【図１３】本発明の実施例２における電気的断続手段に
関する説明図である。

【図１４】本発明の実施例４におけるハンドル右回転時
の電気的断続手段に関する作動図である。

【図１５】本発明の実施例４におけるハンドル左回転時
の電気的断続手段に関する作動図である。

【図１６】本発明の実施例４における図１４と図１５に
示す一連の作動を示したフローチャート図である。

【図１７】充電器の特性を示すグラフである。

【図１８】本発明の実施例５の機械的係止手段７０及び
押さえ手段７１の構造を示す断面図である。

【図１９】図１８の上方から見た透視平面図である。

【図２０】本発明の実施例５の機械的係止手段７０及び
押さえ手段７１を上側から見た部分的な組立平面図であ
る。

【図２１】本発明の実施例５のハンドルを収納した状態
を示した断面図である。

【図２２】ハンドル１を充電状態にしている状態を示し
た断面図及び作動図である。

【図２３】本発明の実施例６のハンドル１が反転して、
グリップ１ｃが充電用ボタン３３を係止する状態を示し
た図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−
Ａ’断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。

【図２４】本発明の実施例７における機械的係止手段を
示した図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）の充
電用ボタン３３側から見た側面図である。

【図２５】本発明の実施例８におけるハンドルをハンド
ル収納部に収納したときの平面図である。

【図２６】本発明の実施例８における電気的断続手段及
びハンドル収納部を示した図であり、（ａ）はハンドル
収納時の断面図、（ｂ）はハンドルを収納部から出した
時の断面図である。

【図２７】本発明の実施例８における他の実施例を示し
た断面図である。

【符号の説明】

１外部回転操作部材（ハンドル）１ａ腕部１ｂ貫通穴１ｃ凸部（グリップ）１ｄ磁性材ピン１ｅハンドルの回転中心１ｆ機械的係止手段の凸部１ｇ貫通溝１ｈバネ部２回転伝達車２ａ回転軸２ｂ歯車２ｃハンドル収納溝２ｄ機械的係止手段の凹部２ｅ回転軸ピン２ｆガイド部３中間車４発電用歯車５発電機６蓄積手段（２次電池）７マイナス端子８プラス端子９ネジ１０ａ、１０ｂ導電材料１１ケース１１ａハンドル位置決めガイド部１１ｂ回転台１１ｃ回転軸１１ｄハンドル収納部１１ｅ貫通部１１ｆハンドル押さえツバ部１２ダイオード２０一方向回転クラッチ２１揺動車２２揺動車側圧バネ２３揺動車案内溝２４揺動側圧バネガイドピン３０電気的断続手段３１スイッチ接点バネ３２スイッチ案内穴３３スイッチ３３ａ外部ツバ部３３ｂ移動案内軸３３ｃ内部ツバ部３３ｄ接触部４０、４１増速車７０機械的係止手段７１押さえ手段７１ａ磁石７１ｂ磁性材のツバ付きピン７２機械的押さえ手段８０放電防止手段８１電気的接点部材８２弾性部材８３スイッチ部材８４防塵カバー８５ばね部材

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】回転可能な外部回転操作部材（１）と、
外部回転操作部材（１）の回転運動エネルギーを回転に
応じて電気的極性が反転しない電気的エネルギーに変換
する発電機（５）と、外部回転操作部材（１）の回転方
向に応じて、外部回転操作部材（１）の回転運動エネル
ギーを発電機（５）に伝達するエネルギー伝達経路を短
絡するための一方向回転クラッチ（２０）と、変換した
電気的エネルギーを蓄える蓄電手段（６）と、発電機
（５）が発電状態にある時に発電機（５）と蓄電手段
（６）を接続して電気的ループを形成するための電気的
断続手段（３０）で構成し、外部操作部材（１）がケー
ス（１１）の面上を反転するとともに電気的断続手段
（３０）の外部を係止して電気的断続手段（３０）の誤
作動を防止する機械的係止手段（７０）をケース（１
１）の側面に設けたことを特徴とする小型充電器。
【請求項２】外部回転操作部材（１）の外端に設けた
凸部（１０）を電気的断続手段（３０）の外端に設けた
ツバ部（３３ａ）とケース（１１）に設けたハンドル位
置決めガイド部（１１ａ）とで係止したことを特徴とし
た請求項１記載の小型充電器。
【請求項３】外部操作部材（１）が反転して電気的断続
手段（３０）の外端を係止した時に外部操作部材（１）
が浮き上がることを防止する押さえ手段（７１）を設け
たことを特徴とする請求項２記載の小型充電器
【請求項４】発電機（５）と蓄電手段（６）の間の電気
的ループに電気的導通が可能な弾性部材（８２）と電気
的接点部材（８１）からなる放電防止手段（８０）を設
け、さらにケース（１１）の一部に外部操作部材（１）
の収納部（１１ｂ）設け、外部操作部材（１）が収納部
（１１ｂ）に収納されたときに外部操作部材（１）の一
部あるいは外部操作部材（１）と接触して移動するスイ
ッチ部材の一部とが弾性部材（８２）と当接して弾性部
材（８２）を撓ませ、弾性部材（８２）と電気的接点部
材（８１）の電気的接続を遮断したことを特徴とする請
求項１記載の小型充電器