JP4634939B2 - Generator drive - Google Patents

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Description

本発明は、発電機を駆動するための発電機駆動装置に関する。   The present invention relates to a generator driving device for driving a generator.

従来、屋外での工事やレジャー、あるいは非常用の電源として、発電機が用いられている。また、工場などにおいても、稼動させる機器や装置などによっては定格入力が異なるので、それに対応した発電機を用いることもある。   Conventionally, a generator is used as a power source for outdoor construction, leisure, or emergency. Also, in factories and the like, the rated input varies depending on the equipment and devices to be operated, and therefore a generator corresponding to the rated input may be used.

この種の発電機には種々の形態があるが、最もよく用いられているのは、発電機を駆動するためのエンジンを組み込んだ、いわゆるエンジン発電機である。エンジン発電機は、内燃エンジンを用いているため、騒音対策や熱対策が必要になる。特に、エンジンが発する熱によって発電機の温度が上昇すると、発電機の出力性能や発電効率が低下し、結果的に出力電圧が低下することがあり、熱対策は重要である。そこで、従来のエンジン発電機においては、遮音性能や冷却性能を向上させるための様々な提案がなされている(例えば、特許文献1、特許文献2等参照。)。
特開2003−97284号公報 特開2004−60567号公報
There are various forms of this type of generator, but the most commonly used is a so-called engine generator incorporating an engine for driving the generator. Since the engine generator uses an internal combustion engine, it is necessary to take measures against noise and heat. In particular, when the temperature of the generator rises due to the heat generated by the engine, the output performance and power generation efficiency of the generator are lowered, and as a result, the output voltage may be lowered. Therefore, heat countermeasures are important. Therefore, in the conventional engine generator, various proposals for improving the sound insulation performance and the cooling performance have been made (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
JP 2003-97284 A JP 2004-60567 A

しかしながら、従来のエンジン発電機は、エンジンを発電機の駆動源として用いている限り、多かれ少なかれ騒音や熱の問題、さらには環境上好ましくないNOxの発生といった問題は避けられず、さらなる改善が望まれている。一方、騒音や熱、および環境上の問題が比較的少ない発電方式として、風力発電や太陽光発電などがある。しかしこれらの発電方式は気象条件に大きく左右され、必要なときに必要な電力を安定して発生させるのは困難である。また、エネルギーの出力/入力比を大きくしたい、すなわち小さなエネルギーでできるだけ大きなエネルギーを発生させたいという要望もある。   However, as long as the engine is used as a power source for the generator, conventional engine generators are more or less susceptible to noise and heat problems, and environmentally undesirable NOx generation. It is rare. On the other hand, there are wind power generation and solar power generation as power generation methods with relatively little noise, heat, and environmental problems. However, these power generation methods are greatly affected by weather conditions, and it is difficult to stably generate the necessary power when necessary. There is also a desire to increase the output / input ratio of energy, that is, to generate as much energy as possible with small energy.

そこで本発明は、上記の要望を満たすべく、内燃機関に起因する不具合を解消しつつ、安定して発電機を駆動する、発電機駆動装置を提供することを主たる目的とする。また本発明は、上記目的に加えてさらに、小さなエネルギーでできるだけ大きなエネルギーを発生させることのできる、発電機駆動装置を提供することを、第2の目的とする。   Accordingly, the present invention has as its main object to provide a generator drive device that stably drives a generator while eliminating problems caused by an internal combustion engine in order to satisfy the above-described demand. In addition to the above object, a second object of the present invention is to provide a generator driving device capable of generating as much energy as possible with small energy.

本発明の発電機駆動装置は、発電機を駆動するのに用いられる発電機駆動装置であって、2つの錘と、前記2つの錘にそれぞれ連結された牽引部材と、前記牽引部材を交互に引き上げ、または巻き取るように前記牽引部材に外力を加えることによって前記錘を交互に上昇させ、一方の錘を上昇させている間は他方の錘に連結されている牽引部材に加えた外力を解除して前記他方の錘を落下させる錘上昇手段と、前記発電機を駆動するために前記発電機の入力部に直接または間接的に連結される、回転自在に支持された1本の出力側シャフトと、前記牽引部材がそれぞれ掛け回され、前記牽引部材の駆動によって前記錘の上昇および落下に応じて回転され、かつ、ラチェット機構により前記出力側シャフトに対して前記錘が上昇する方向にのみ回転するように、前記出力側シャフトに支持された出力側回転部材と、を有する。錘上昇手段は、モータによって回転される駆動側シャフトと、それぞれ駆動シャフトに回転自在に支持された2つの駆動側回転部材と、駆動側回転部材の回転を、牽引部材を介してまたは直接、出力側回転部材に伝達する伝達手段と、駆動側シャフトとともに回転しつつ、2つの駆動側回転部材に交互に連結する連結手段と、を有し、駆動側シャフトは、連結手段が駆動側回転部材と連結し伝達手段を介して牽引部材を駆動する状態において、錘を上昇させる向きに回転される構成とされている。 The generator driving device of the present invention is a generator driving device used to drive a generator, and alternately includes two weights, a traction member connected to each of the two weights, and the traction member. The weight is alternately raised by applying an external force to the pulling member so as to be pulled up or wound up, and the external force applied to the pulling member connected to the other weight is released while one weight is being lifted. A weight raising means for dropping the other weight, and one output-side shaft rotatably supported which is directly or indirectly connected to the input portion of the generator to drive the generator. And the pulling member is wound around, rotated according to the rising and falling of the weight by driving the pulling member, and only in the direction in which the weight rises with respect to the output side shaft by the ratchet mechanism. As it is rolling, and an output-side rotary member supported on the output side shaft. The weight raising means outputs the drive side shaft rotated by the motor, the two drive side rotation members rotatably supported by the drive shaft, and the rotation of the drive side rotation member via the traction member or directly. A transmission means for transmitting to the side rotation member; and a connection means for alternately connecting to the two drive side rotation members while rotating together with the drive side shaft. The drive side shaft is connected to the drive side rotation member. In a state where the traction member is driven via the transmission means, the weight is raised in the direction of raising.

上記のとおり構成された本発明の発電機駆動装置では、錘上昇手段によって2つの錘が交互に上昇され、上昇した錘は、錘に連結されている牽引部材へ加えている外力が解除されることで落下する。錘の落下は、牽引部材を介して出力側シャフトを回転させ、これによって発電機が駆動される。   In the generator driving device of the present invention configured as described above, the two weights are alternately raised by the weight raising means, and the raised weight releases the external force applied to the traction member connected to the weight. It falls by that. When the weight falls, the output shaft is rotated via the traction member, and the generator is driven thereby.

たこの場合、連結手段は、駆動側シャフトに取り付けられてその軸方向に往復移動されるスライド手段と、スライド手段の両端部に、それぞれスライド手段の移動方向に進退自在に設けられ、スライド手段の移動方向にスライド手段から突出するように付勢された連結ロッドと、を有し、駆動側回転部材は、スライド手段を間において配置されており、駆動側回転部材には、スライド手段が駆動側回転部材に向かって移動することによって連結ロッドが進入される切り欠き部が形成されている構成としてもよい。 For until octopus, connecting means includes a sliding means which is reciprocally moved in the axial direction is attached to the drive-side shaft, the both end portions of the sliding means, mounted retractably in the moving direction of the respective sliding means, sliding means And a connecting rod biased so as to protrude from the slide means in the moving direction of the drive, the drive side rotation member is disposed between the slide means, and the slide means is driven by the drive side rotation member It is good also as a structure in which the notch part in which a connection rod enters is formed by moving toward a side rotation member.

あるいは、錘上昇手段は、一端と他端との間で支持され、一端側に前記牽引部材を介して前記錘が吊り下げられた2つのテコと、2つのテコの他端側を交互に押し下げるテコ駆動機構と、を有する構成とすることもできる。この場合、テコ駆動機構は、モータによって回転される駆動側シャフトと、駆動側シャフトに固定され、駆動側シャフトの回転に伴って回転することで各テコの他端側を交互に押し下げるように作用する2つの回転バーと、を有していてもよい。   Alternatively, the weight raising means is supported between one end and the other end and alternately pushes down the two levers in which the weight is suspended via the pulling member on one end side and the other ends of the two levers. And a lever driving mechanism. In this case, the lever drive mechanism is fixed to the drive-side shaft rotated by the motor and the drive-side shaft, and acts to push down the other end side of each lever alternately by rotating with the rotation of the drive-side shaft. And two rotating bars.

本発明によれば、錘を上昇させ、その落下エネルギーを利用して発電機を駆動するので、騒音や発熱の問題がほとんどなく、かつ安定して発電機を駆動することができる。しかも、錘の落下エネルギーを利用することにより、大きなトルクを発生することができるので、出力側シャフトの回転を増速しても十分なトルクを確保することができ、結果的に、発電機を高速で駆動してより大きな電力を発生させることができる。   According to the present invention, since the weight is raised and the generator is driven using the fall energy, there is almost no problem of noise and heat generation, and the generator can be driven stably. Moreover, since a large torque can be generated by using the falling energy of the weight, a sufficient torque can be secured even if the rotation of the output side shaft is increased. It can be driven at high speed to generate more power.

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態による発電機駆動装置の概略構成を示す正面図。図2は、図1に示す発電機駆動装置の平面図である。なお、図1および図2では、説明の簡略化のために、主要な部分のみを示し、フレームや軸受など、本発明の説明に直接的には関係しない構成は省略している。   FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of a generator driving device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of the generator driving device shown in FIG. In FIGS. 1 and 2, for the sake of simplification of description, only main parts are shown, and structures that are not directly related to the description of the present invention, such as a frame and a bearing, are omitted.

図1および図2に示すように、本実施形態の発電機駆動装置1は、2つの錘4と、それぞれ一端部が錘4に連結された錘昇降用チェーン3と、各錘昇降用チェーン3に外力を作用させることで各錘4を交互に吊り上げるように動作する錘上昇手段とを有する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the generator driving device 1 of this embodiment includes two weights 4, a weight lifting chain 3 having one end connected to the weight 4, and each weight lifting chain 3. And a weight lifting means that operates to alternately lift the weights 4 by applying an external force.

錘上昇手段は、回転用スプロケット35が一端部に固定された一次シャフト(駆動側シャフト)21と、一次シャフト21の回転によって動作する切換え部2と、この切換え部2を駆動する第1モータ6および第2モータ7とを有する。第1モータ6は、一次シャフト21を回転させるためのものであり、第1モータ6の駆動力は、第1モータ6に連結された駆動チェーン10aを介して回転用スプロケット35に伝達され、これによって一次シャフト21は矢印A(図1参照)方向に回転する。第2モータ7は、一次シャフト21の回転が各錘昇降用チェーン3に交互に伝達されるように切換えるためのものであり、第2モータ7の駆動力は、第2モータ7に連結された駆動チェーン10bを介して切換え用スプロケット15に伝達される。   The weight raising means includes a primary shaft (drive side shaft) 21 having a rotation sprocket 35 fixed to one end thereof, a switching unit 2 that operates by rotation of the primary shaft 21, and a first motor 6 that drives the switching unit 2. And a second motor 7. The first motor 6 is for rotating the primary shaft 21, and the driving force of the first motor 6 is transmitted to the rotation sprocket 35 via the drive chain 10 a connected to the first motor 6. As a result, the primary shaft 21 rotates in the direction of arrow A (see FIG. 1). The second motor 7 is for switching so that the rotation of the primary shaft 21 is alternately transmitted to the weight lifting chains 3, and the driving force of the second motor 7 is connected to the second motor 7. It is transmitted to the switching sprocket 15 via the drive chain 10b.

以下に、これら第1モータ6および第2モータ7によって駆動される切換え部2について、図3および図4を参照して説明する。   Hereinafter, the switching unit 2 driven by the first motor 6 and the second motor 7 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

切換え部2は、前述したように、一次シャフト21の回転によって動作する。一次シャフト21は水平方向に配置され、両端部が軸受によって回転自在に支持されている。一次シャフト21の軸方向略中央部には、一次シャフト21の同軸上で一次シャフト21の外周に設けられた筒状の部材として構成されたスライド部材23が、一次シャフト21に対して回転不能、かつ軸方向に移動可能に設けられている。スライド部材23には、2つのガイド部材28が、一次シャフト21の軸方向に互いに間隔をおいて固定されている。ガイド部材28は、一次シャフト21の軸方向に互いに間隔をおいて配置された2枚の円板で構成される。   As described above, the switching unit 2 operates by the rotation of the primary shaft 21. The primary shaft 21 is disposed in the horizontal direction, and both ends are rotatably supported by bearings. In a substantially central portion of the primary shaft 21 in the axial direction, a slide member 23 configured as a cylindrical member provided on the outer periphery of the primary shaft 21 coaxially with the primary shaft 21 is not rotatable with respect to the primary shaft 21. And it is provided to be movable in the axial direction. Two guide members 28 are fixed to the slide member 23 at intervals in the axial direction of the primary shaft 21. The guide member 28 is composed of two discs that are spaced apart from each other in the axial direction of the primary shaft 21.

スライド部材23の両端にはそれぞれ第1クラッチ板29が固定されている。さらに、一次シャフト21には、各第1クラッチ板29にそれぞれ対応する第2クラッチ板32が、軸受34によって、一次シャフト21に対して回転自在かつ軸方向には移動不能に支持されている。第2クラッチ板32は、第1クラッチ板29の外側、すなわち一次シャフト21の端部側に、第1クラッチ板29と間隔をおいて対向配置される。第1クラッチ板29と第2クラッチ板32との間隔は、一次シャフト21に対するスライド部材23の移動によって第1クラッチ板29が第2クラッチ板32に最も接近した状態において、第1クラッチ板29と第2クラッチ板32とがほぼ接触する間隔とされる。   First clutch plates 29 are fixed to both ends of the slide member 23, respectively. Further, second clutch plates 32 corresponding to the respective first clutch plates 29 are supported on the primary shaft 21 by bearings 34 so as to be rotatable with respect to the primary shaft 21 and not movable in the axial direction. The second clutch plate 32 is disposed on the outside of the first clutch plate 29, that is, on the end portion side of the primary shaft 21, facing the first clutch plate 29 with a gap. The distance between the first clutch plate 29 and the second clutch plate 32 is such that the first clutch plate 29 and the second clutch plate 32 are closest to each other by the movement of the slide member 23 with respect to the primary shaft 21. An interval at which the second clutch plate 32 substantially contacts is set.

スライド部材23の両端部にはさらに、それぞれ連結ロッド30が第2クラッチ板32に向かって進退移動可能に設けられている。連結ロッド30は、ばね(不図示)によって第2クラッチ板32へ向けて付勢されており、連結ロッド30に外力が作用していない状態では、連結ロッド30の先端部は、第1クラッチ板29の、第2クラッチ板32との対向面から突出している。連結ロッド30の先端部には、ローラ31が回転自在に設けられている。   Further, connecting rods 30 are provided at both ends of the slide member 23 so as to be movable forward and backward toward the second clutch plate 32, respectively. The connecting rod 30 is biased toward the second clutch plate 32 by a spring (not shown). When no external force is applied to the connecting rod 30, the tip of the connecting rod 30 is the first clutch plate. 29 protrudes from the surface facing the second clutch plate 32. A roller 31 is rotatably provided at the tip of the connecting rod 30.

第2クラッチ板32には、連結ロッド30が進入できる大きさの切り欠き部32aが形成されている。本例では、図5に示すように、周方向に180°の間隔で2つの切り欠き部32aを有する第2クラッチ板32を用いている。切り欠き部32aは、連結ロッド30が進入することによって一次シャフト21の回転を第2クラッチ板32へ伝達させるものである。従って、切り欠き部32aの配置および数を適宜設定することによって、一次シャフト21の回転を伝達するタイミングを調整できる。   The second clutch plate 32 is formed with a notch 32a having a size that allows the connecting rod 30 to enter. In this example, as shown in FIG. 5, a second clutch plate 32 having two notches 32a at intervals of 180 ° in the circumferential direction is used. The notch 32 a transmits the rotation of the primary shaft 21 to the second clutch plate 32 when the connecting rod 30 enters. Therefore, the timing for transmitting the rotation of the primary shaft 21 can be adjusted by appropriately setting the arrangement and number of the notches 32a.

第1クラッチ板29がそれと対向する第2クラッチ板32から最も離れた状態では、ローラ31は第2クラッチ板32から離れている。第1クラッチ板29が第2クラッチ板32に近づいていくと、ローラ31は第2クラッチ板32と接触する。さらに第1クラッチ板29が第2クラッチ板32に近づくと、ローラ31は第2クラッチ板32に押され、これによって連結ロッド30は、ばねの付勢力に抗してスライド部材23の中へ押し込まれる。この状態では、第2クラッチ板32はローラ31と接触しているので、第1クラッチ板29に対する第2クラッチ板32のスムーズな回転が可能となる。   When the first clutch plate 29 is farthest from the second clutch plate 32 facing it, the roller 31 is separated from the second clutch plate 32. As the first clutch plate 29 approaches the second clutch plate 32, the roller 31 comes into contact with the second clutch plate 32. When the first clutch plate 29 further approaches the second clutch plate 32, the roller 31 is pushed by the second clutch plate 32, whereby the connecting rod 30 is pushed into the slide member 23 against the biasing force of the spring. It is. In this state, since the second clutch plate 32 is in contact with the roller 31, the second clutch plate 32 can rotate smoothly with respect to the first clutch plate 29.

図6(a)、(b)に、第1クラッチ板29と第2クラッチ板32とが最も接近した位置での、両者の互いの位相差による連結ロッド30の状態を示す。図6(a)では、ローラ31(連結ロッド30)は第2クラッチ板32によってスライド部材23の中へ押し込まれている。この状態から第1クラッチ板29と第2クラッチ板32とが相対的に回転して、連結ロッド30と対向する位置に第2クラッチ板32の切り欠き部32aが位置すると、図6(b)に示すように、連結ロッド30は切り欠き部32a内に進入し第1クラッチ板29と第2クラッチ板32とが噛み合いの状態となる。   FIGS. 6A and 6B show the state of the connecting rod 30 due to the mutual phase difference between the first clutch plate 29 and the second clutch plate 32 at the closest positions. In FIG. 6A, the roller 31 (connection rod 30) is pushed into the slide member 23 by the second clutch plate 32. When the first clutch plate 29 and the second clutch plate 32 rotate relative to each other from this state and the notch portion 32a of the second clutch plate 32 is located at a position facing the connecting rod 30, FIG. As shown in FIG. 3, the connecting rod 30 enters the notch 32a, and the first clutch plate 29 and the second clutch plate 32 are engaged with each other.

図3および図4に戻って切換え部2の説明を続ける。一次シャフト21に対して第2クラッチ板32を回転自在に支持する軸受34には、錘昇降用スプロケット(駆動側回転部材)33が固定されている。錘昇降用スプロケット33には錘昇降用チェーン3(図1参照)が噛み合っており、錘昇降用スプロケット33の回転によって錘昇降用チェーン3が駆動され、錘4(図1参照)が昇降する。   Returning to FIG. 3 and FIG. 4, the description of the switching unit 2 will be continued. A weight elevating sprocket (drive-side rotating member) 33 is fixed to a bearing 34 that rotatably supports the second clutch plate 32 with respect to the primary shaft 21. The weight raising / lowering sprocket 33 is engaged with the weight raising / lowering chain 3 (see FIG. 1).

スライド部材23の上方には、プレート24が一対の支持台22によって一次シャフト21の軸方向に移動自在に指示されている。プレート24の下面には2本のピン25が固定されている。各ピン25はそれぞれガイド部材28を構成する2枚の円板の間に進入しており、プレート24が一次シャフト21の軸方向に往復移動することによって、スライド部材23もプレート24とともに往復移動する。   Above the slide member 23, the plate 24 is instructed to be movable in the axial direction of the primary shaft 21 by a pair of support bases 22. Two pins 25 are fixed to the lower surface of the plate 24. Each pin 25 enters between the two disks constituting the guide member 28, and the slide member 23 reciprocates together with the plate 24 when the plate 24 reciprocates in the axial direction of the primary shaft 21.

プレート24の上面には、一対のカムフォロア27a、27bが固定されている。カムフォロア27a、27bはアーチ状の部材であり、互いの凹面を内側に向けて、一次シャフト21の軸方向に対向配置されている。カムフォロア27a、27bの間には、カム26が配置されている。カム26は略卵形の偏心カムであり、第2モータ7の駆動によってその回転が切換え用スプロケット15を介して伝達され、鉛直な軸回りに回転される。   A pair of cam followers 27 a and 27 b are fixed to the upper surface of the plate 24. The cam followers 27a and 27b are arch-shaped members, and are opposed to each other in the axial direction of the primary shaft 21 with their concave surfaces facing inward. A cam 26 is disposed between the cam followers 27a and 27b. The cam 26 is a substantially egg-shaped eccentric cam, and the rotation of the cam 26 is transmitted through the switching sprocket 15 by the drive of the second motor 7 and is rotated about the vertical axis.

次に、切換え部2の動作について説明する。   Next, the operation of the switching unit 2 will be described.

図3および図4に示す状態では、カム26はカムフォロア27a、27bと接触しておらず、プレート24はその移動範囲の中間位置にあり、したがってスライド部材23もその移動位置の中間位置にある。この位置では2つの連結ロッド30のいずれも第2クラッチ板32と連結していない。したがって、一次シャフト21の回転は第2クラッチ板32へは伝達されない。   In the state shown in FIGS. 3 and 4, the cam 26 is not in contact with the cam followers 27a and 27b, and the plate 24 is at an intermediate position in its moving range, and therefore the slide member 23 is also at an intermediate position in its moving position. At this position, neither of the two connecting rods 30 is connected to the second clutch plate 32. Accordingly, the rotation of the primary shaft 21 is not transmitted to the second clutch plate 32.

この状態からカム26が例えば時計回りに回転すると、カム26の作用部26aが図示左側のカムフォロア27aと接触を始める。さらにカム26が回転すると、作用部26aはカムフォロア27aを押し、これに伴ってプレート24およびスライド部材23が図示左側へ移動する。   When the cam 26 rotates, for example, clockwise from this state, the action portion 26a of the cam 26 starts to contact the cam follower 27a on the left side of the figure. When the cam 26 further rotates, the action portion 26a pushes the cam follower 27a, and accordingly, the plate 24 and the slide member 23 move to the left side in the drawing.

図3および図4に示した状態からカム26が90°回転した状態を図7(a)、(b)に示す。この状態では作用部26aは最も図示左側に位置し、プレート24およびスライド部材23もその移動範囲の左端に位置している。したがって、図示左側の第1クラッチ板29と第2クラッチ板32とはほぼ接触した状態にある。このとき、第2クラッチ板32の切り欠き部32aが連結ロッド30の移動方向の延長上に位置していれば、図7(a)、(b)に示すように、左側の連結ロッド30は切り欠き部32a内に進入し、左側の第1クラッチ板29の回転をそれに隣接する第2クラッチ板32に伝達することができる。切り欠き部32aが連結ロッド30の移動方向の延長上に位置していなければ、連結ロッド30は第2クラッチ板32によってスライド部材23内に押し込まれている。   FIGS. 7A and 7B show a state where the cam 26 is rotated by 90 ° from the state shown in FIGS. In this state, the action part 26a is located on the leftmost side in the figure, and the plate 24 and the slide member 23 are also located at the left end of the movement range. Therefore, the first clutch plate 29 and the second clutch plate 32 on the left side in the figure are in a substantially contacted state. At this time, if the notch 32a of the second clutch plate 32 is positioned on the extension of the connecting rod 30 in the moving direction, the left connecting rod 30 is as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b). It can enter the notch 32a and transmit the rotation of the left first clutch plate 29 to the second clutch plate 32 adjacent thereto. If the notch 32 a is not located on the extension of the connecting rod 30 in the moving direction, the connecting rod 30 is pushed into the slide member 23 by the second clutch plate 32.

カム26がさらに回転すると、カム26の作用部26aは反対側のカムフォロア27bを押し、これによってプレート24およびスライド部材23が図示右側へ移動し始める。図7に示した状態からカム26がさらに180°回転した状態を図8(a)、(b)に示す。図8(a)、(b)に示す状態では、図7(a)、(b)に示す状態と左右の位置関係が逆になっている。すなわち、プレート24およびスライド部材23はその移動範囲の右端に位置しており、図示右側の第1クラッチ板29と第2クラッチ板32とはほぼ接触した状態にある。このとき、第2クラッチ板32の切り欠き部32aが連結ロッド30の移動方向の延長上に位置していれば、右側の連結ロッド30は切り欠き部32a内に進入し、右側の第1クラッチ板29の回転をそれに隣接する第2クラッチ板32に伝達することができる。切り欠き部32aが連結ロッド30の移動方向の延長上に位置していなければ、連結ロッド30は第2クラッチ板32によってスライド部材23内に押し込まれている。   When the cam 26 further rotates, the action portion 26a of the cam 26 pushes the cam follower 27b on the opposite side, whereby the plate 24 and the slide member 23 start to move to the right side in the figure. FIGS. 8A and 8B show a state where the cam 26 is further rotated by 180 ° from the state shown in FIG. In the states shown in FIGS. 8A and 8B, the right and left positional relationships are opposite to those in the states shown in FIGS. 7A and 7B. That is, the plate 24 and the slide member 23 are located at the right end of the movement range, and the first clutch plate 29 and the second clutch plate 32 on the right side in the drawing are substantially in contact with each other. At this time, if the notch 32a of the second clutch plate 32 is positioned on the extension of the moving direction of the connecting rod 30, the right connecting rod 30 enters the notch 32a and the right first clutch The rotation of the plate 29 can be transmitted to the second clutch plate 32 adjacent thereto. If the notch 32 a is not located on the extension of the connecting rod 30 in the moving direction, the connecting rod 30 is pushed into the slide member 23 by the second clutch plate 32.

上述したように、カム26を連続的に回転させることで、スライド部材23が一次シャフト21の軸方向に往復移動する。一方、一次シャフト21を連続的に回転させることで、スライド部材23およびそれに付属している各部材、すなわち第1クラッチ板29や連結ロッド30等も一次シャフト21の回転軸回りに一次シャフト21と一緒に回転する。従って、カム26および一次シャフト21を同時に回転させることで、一次シャフト21の回転は、各第2クラッチ板32、ひいては各錘昇降用スプロケット33に、交互にかつ間欠的に伝達される。   As described above, the slide member 23 reciprocates in the axial direction of the primary shaft 21 by continuously rotating the cam 26. On the other hand, by continuously rotating the primary shaft 21, the slide member 23 and each member attached thereto, that is, the first clutch plate 29, the connecting rod 30, and the like are also connected to the primary shaft 21 around the rotation axis of the primary shaft 21. Rotate together. Therefore, by rotating the cam 26 and the primary shaft 21 at the same time, the rotation of the primary shaft 21 is alternately and intermittently transmitted to the second clutch plates 32 and thus to the weight lifting sprockets 33.

再び図1および図2を参照すると、各錘昇降用チェーン3は、それぞれ錘昇降用スプロケット33と噛み合っており、その一端側はスプロケット8b、8cを経由して引き回されて、先端部に錘4が吊り下げられている。錘4の下方には、錘4の落下時の衝撃を緩衝する緩衝部材18が設置されている。また、各錘昇降用チェーン3の他端側はスプロケット8aを経由して引き回されて、先端部に副錘5が吊り下げられている。副錘5は、錘昇降用チェーン3に対して張力を与え、錘昇降用チェーン3の駆動を安定させるものであり、錘4と比較して重量は十分に小さい。   Referring to FIGS. 1 and 2 again, each weight lifting / lowering chain 3 meshes with each of the weight lifting / lowering sprockets 33, and one end thereof is routed through the sprockets 8b and 8c, and a weight is attached to the tip. 4 is suspended. Below the weight 4, a buffer member 18 is provided for buffering an impact when the weight 4 is dropped. Moreover, the other end side of each weight raising / lowering chain 3 is drawn around via the sprocket 8a, and the subweight 5 is suspended by the front-end | tip part. The auxiliary weight 5 applies tension to the weight raising / lowering chain 3 to stabilize the drive of the weight raising / lowering chain 3, and the weight is sufficiently smaller than that of the weight 4.

スプロケット(出力側回転部材)8cは二次シャフト(出力側シャフト)9に支持されるが、ラチェット機構13により、二次シャフト9に対して矢印A’方向にのみ回転可能とされる。二次シャフト9は不図示の軸受によって回転自在に支持されており、従って、スプロケット8cが矢印A’方向に回転するとき、すなわち錘4を上昇させる方向に回転するときには、スプロケット8cは二次シャフト9に対して空回りするが、スプロケット8cが矢印A’方向と逆回りに回転するとき、すなわち錘4を降下させる方向に回転するときには、スプロケット8cとともに二次シャフト9も回転する。   The sprocket (output-side rotating member) 8 c is supported by the secondary shaft (output-side shaft) 9, but can be rotated only in the arrow A ′ direction with respect to the secondary shaft 9 by the ratchet mechanism 13. The secondary shaft 9 is rotatably supported by a bearing (not shown). Therefore, when the sprocket 8c rotates in the direction of the arrow A ′, that is, when the sprocket 8c rotates in the direction in which the weight 4 is raised, the sprocket 8c is When the sprocket 8c rotates in the direction opposite to the arrow A ′ direction, that is, when it rotates in the direction in which the weight 4 is lowered, the secondary shaft 9 also rotates together with the sprocket 8c.

二次シャフト9にはさらに、フライホイール14および出力伝達スプロケット11が固定されている。フライホイール14は、二次シャフト9に慣性力を与え、二次シャフト9の回転を安定させる。本例では3つのフライホイール14を用いているが、その数は任意である。出力伝達スプロケット11は、チェーン12を介して増速機16に連結されており、チェーン12を介して伝達された二次シャフト9の回転は、増速機16によって増速されて出力シャフト17から出力される。そして、この出力シャフト17に、発電機駆動装置1によって駆動される発電機(不図示)の入力側のロータが連結され、これによって発電機が駆動され、発電機から電力が得られる。   Further, a flywheel 14 and an output transmission sprocket 11 are fixed to the secondary shaft 9. The flywheel 14 applies an inertial force to the secondary shaft 9 and stabilizes the rotation of the secondary shaft 9. In this example, three flywheels 14 are used, but the number is arbitrary. The output transmission sprocket 11 is connected to the speed increaser 16 via the chain 12, and the rotation of the secondary shaft 9 transmitted via the chain 12 is increased by the speed increaser 16 and is output from the output shaft 17. Is output. The output shaft 17 is connected to a rotor on the input side of a generator (not shown) driven by the generator driving device 1, thereby driving the generator and obtaining electric power from the generator.

次に、本実施形態の発電機駆動装置1の動作を説明する。   Next, operation | movement of the generator drive device 1 of this embodiment is demonstrated.

第1モータ6および第2モータ7を駆動すると、前述したように切換え部2が動作する。第2モータ7の回転方向はどちらでも構わないが、第1モータ6の回転方向は、一次シャフト21が矢印A方向(図1参照)に回転する方向とされる。   When the first motor 6 and the second motor 7 are driven, the switching unit 2 operates as described above. The rotation direction of the second motor 7 may be either, but the rotation direction of the first motor 6 is the direction in which the primary shaft 21 rotates in the direction of arrow A (see FIG. 1).

切換え部2の動作において、一方の連結ロッド30がそれと対向する第2クラッチ板32と連結すると、一次シャフト21の回転が連結ロッド30を介して第2クラッチ板32に伝達される。連結ロッド30と第2クラッチ板32とが連結する過程では、連結ロッド30の位置と第2クラッチ板32の切り欠き部32aとの位置が一致している場合には連結ロッド30は直ちに第2クラッチ板32と連結されるが、両者の位置が一致していない場合は、連結ロッド30の先端のローラ31が第2クラッチ板32に押し付けられた状態で連結ロッド30が第2クラッチ板32の周方向に回転し、連結ロッド30の位置と切り欠き部32aの位置とが一致した時点で連結ロッド30がばねの付勢力によって切り欠き部32a内に進入し、連結ロッド30と第2クラッチ板32とが連結される。ローラ31が第2クラッチ板32に押し付けられた状態では、連結ロッド30の回転により第2クラッチ板32も回転しようとするが、第2クラッチ板32には錘昇降用スプロケット33および錘昇降用チェーン3を介して錘4の負荷が作用しているので、連結ロッド30が第2クラッチ板32の切り欠き部32aに進入するまでは第2クラッチ板32は回転しない。   In the operation of the switching unit 2, when one connecting rod 30 is connected to the second clutch plate 32 facing it, the rotation of the primary shaft 21 is transmitted to the second clutch plate 32 via the connecting rod 30. In the process in which the connecting rod 30 and the second clutch plate 32 are connected, if the position of the connecting rod 30 and the position of the notch 32a of the second clutch plate 32 coincide with each other, the connecting rod 30 immediately becomes the second. If it is connected to the clutch plate 32 but the positions of the two do not match, the connecting rod 30 is connected to the second clutch plate 32 while the roller 31 at the tip of the connecting rod 30 is pressed against the second clutch plate 32. When the position of the connecting rod 30 and the position of the notch 32a coincide with each other in the circumferential direction, the connecting rod 30 enters the notch 32a by the biasing force of the spring, and the connecting rod 30 and the second clutch plate 32 are connected. In a state where the roller 31 is pressed against the second clutch plate 32, the second clutch plate 32 also tries to rotate due to the rotation of the connecting rod 30, and the second clutch plate 32 includes a weight lifting sprocket 33 and a weight lifting chain. Since the load of the weight 4 is acting via 3, the second clutch plate 32 does not rotate until the connecting rod 30 enters the notch 32 a of the second clutch plate 32.

一次シャフト21の回転が第2クラッチ板32に伝達されることによって、軸受34を介して第2クラッチ板32と一体の錘昇降用スプロケット33が図1に示した矢印A方向に回転する。錘昇降用スプロケット33の回転によって、一方の錘4が錘昇降用チェーン3を介して引き上げられる。一方の錘4が引き上げられるとき、スプロケット8cは図1に示した矢印A’方向に回転するので、この回転は二次シャフト9に伝達されない。   As the rotation of the primary shaft 21 is transmitted to the second clutch plate 32, the weight lifting sprocket 33 integral with the second clutch plate 32 rotates in the direction of arrow A shown in FIG. One weight 4 is pulled up via the weight lifting chain 3 by the rotation of the weight lifting sprocket 33. When one of the weights 4 is pulled up, the sprocket 8c rotates in the direction of the arrow A 'shown in FIG. 1, and this rotation is not transmitted to the secondary shaft 9.

この間、他方の連結ロッド30は、それと対向する第2クラッチ板32と連結されていないので、一次シャフト21の回転は他方の側の錘昇降用スプロケット33には伝達されず、他方の錘4は引き上げられない。   During this time, the other connecting rod 30 is not connected to the second clutch plate 32 facing it, so the rotation of the primary shaft 21 is not transmitted to the weight lifting sprocket 33 on the other side, and the other weight 4 is Can't be raised.

次いで、他方の側の連結ロッド30が、それと対向する第2クラッチ板32と連結され、上記と同様に、他方の錘4が引き上げられる。他方の側の連結ロッド30がクラッチ板32と連結している間、一方の側では連結ロッド30と第2クラッチ板32との連結が解除されている。これによって、第2クラッチ板32および錘昇降用スプロケット33は一次シャフト21に対して自由に回転できるようになり、錘昇降用チェーン3に加えられていた外力が解除されることになるので、吊り上げられていた錘4はその自重で落下する。   Next, the connecting rod 30 on the other side is connected to the second clutch plate 32 facing it, and the other weight 4 is pulled up in the same manner as described above. While the connecting rod 30 on the other side is connected to the clutch plate 32, the connection between the connecting rod 30 and the second clutch plate 32 is released on one side. As a result, the second clutch plate 32 and the weight lifting sprocket 33 can freely rotate with respect to the primary shaft 21, and the external force applied to the weight lifting chain 3 is released. The weight 4 that has been dropped falls by its own weight.

錘4が落下するとき、スプロケット8cは図1に示した矢印A’方向とは逆方向に回転する。スプロケット8cは、ラチェット機構13によって二次シャフト9に対する回転方向が規制されており、スプロケット8cが矢印A’方向と逆方向に回転することにより、二次シャフト9が回転する。このように、錘4の落下によって二次シャフト9が回転するが、二次シャフト9には増速機16を介して発電機が連結され、二次シャフト9にはこれらの負荷がかかっているので、錘4は自由落下ではなくほぼ一定の速度で落下していく。   When the weight 4 falls, the sprocket 8c rotates in the direction opposite to the arrow A 'direction shown in FIG. The rotation direction of the sprocket 8c with respect to the secondary shaft 9 is regulated by the ratchet mechanism 13, and the secondary shaft 9 rotates when the sprocket 8c rotates in the direction opposite to the arrow A 'direction. As described above, the secondary shaft 9 is rotated by the fall of the weight 4, and a generator is connected to the secondary shaft 9 via the speed increaser 16, and these loads are applied to the secondary shaft 9. Therefore, the weight 4 does not fall freely but falls at a substantially constant speed.

以上の一連の動作を繰り返すことで、2つの錘4は上昇と落下が交互に繰り返され、各錘4が落下しているときの各スプロケット8cの回転が二次シャフト9に交互に伝達される。その結果、二次シャフト9には、一方向への回転力がほぼ連続的に与えられ、この二次シャフト9の回転を利用して発電機を駆動することができる。なお、二次シャフト9の回転速度が発電機を駆動するのに十分な速度であれば、増速機16を介さず二次シャフト9を発電機に直接連結してもよい。   By repeating the series of operations described above, the two weights 4 are alternately raised and dropped, and the rotation of each sprocket 8c when each weight 4 is dropped is alternately transmitted to the secondary shaft 9. . As a result, a rotational force in one direction is applied to the secondary shaft 9 almost continuously, and the generator can be driven by utilizing the rotation of the secondary shaft 9. If the rotational speed of the secondary shaft 9 is sufficient to drive the generator, the secondary shaft 9 may be directly connected to the generator without using the speed increaser 16.

このように、本実施形態の発電機駆動装置1は、錘4を第1モータ6の駆動力を利用して上昇させ、上昇した錘4の落下によって生じる運動エネルギーを利用して発電機を駆動する。錘4の上昇には、必要に応じて第1モータ6の回転を減速させるなど適宜手段を用いることによって、出力の小さい小型のモータを用いることができる。第2モータ7についても、第2モータ7はカム機構を介してスライド部材23を往復移動させるだけなので、出力の小さい小型のモータを用いることができる。   As described above, the generator driving device 1 according to the present embodiment raises the weight 4 using the driving force of the first motor 6 and drives the generator using the kinetic energy generated by the falling weight 4 falling. To do. For raising the weight 4, a small motor with a small output can be used by using appropriate means such as decelerating the rotation of the first motor 6 as necessary. Also for the second motor 7, since the second motor 7 only reciprocates the slide member 23 via the cam mechanism, a small motor with a small output can be used.

一方、二次シャフト9を回転させるためのエネルギーは、錘4の落下によって与えられるので、第1モータ6および第2モータ7の出力とは無関係に、錘4の重量に依存する。従って、錘4の重量を適宜設定すれば二次シャフト9に大きなトルクを発生させることができ、二次シャフト9の回転を増速機16で増速して出力シャフト17を高速で回転させても、発電機を駆動するのに必要なトルクを維持することができる。発電機の入力側のロータを高速で回転させればそれだけ大きな電力を得ることができ、その結果、小型のモータで発電機駆動装置1を駆動して、発電機によってより大出力の電力を得ることができる。これは、第1モータ6および第2モータ7は、あくまでも錘4を交互に上昇させるのに利用するだけであって、錘4が自重で落下するときの運動エネルギーを発電機の駆動源として利用することによって可能となるのである。本実施形態では、各錘4の重量はそれぞれ600kgとした。   On the other hand, the energy for rotating the secondary shaft 9 is given by the fall of the weight 4 and therefore depends on the weight of the weight 4 regardless of the outputs of the first motor 6 and the second motor 7. Therefore, if the weight of the weight 4 is appropriately set, a large torque can be generated in the secondary shaft 9, and the rotation of the secondary shaft 9 is increased by the speed increaser 16 and the output shaft 17 is rotated at a high speed. In addition, the torque required to drive the generator can be maintained. If the rotor on the input side of the generator is rotated at a high speed, a large amount of electric power can be obtained. As a result, the generator driving device 1 is driven by a small motor, and a larger output electric power is obtained by the generator. be able to. This is because the first motor 6 and the second motor 7 are only used for alternately raising the weights 4 and use the kinetic energy when the weights 4 are dropped by their own weights as the drive source of the generator. It becomes possible by doing. In the present embodiment, the weight of each weight 4 is 600 kg.

また、本実施形態の発電機駆動装置1は、その駆動源として内燃エンジンを用いていないので、騒音や発熱が少ないとともに、排ガスによる環境への影響もない。さらに、発電機駆動装置1は、風力発電や光発電のように気象条件に左右されることもなく安定して発電機を駆動させることができる。   Moreover, since the generator drive device 1 of this embodiment does not use an internal combustion engine as its drive source, it has little noise and heat generation, and there is no environmental impact due to exhaust gas. Furthermore, the generator drive device 1 can drive the generator stably without being influenced by weather conditions like wind power generation or photovoltaic power generation.

以上、本発明について代表的な実施形態を例に挙げて説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内において適宜変更され得ることは明らかである。   The present invention has been described above by taking typical embodiments as examples. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed within the scope of the technical idea of the present invention. it is obvious.

例えば、上述した例では、牽引部材としてチェーンを用いたが、牽引部材はチェーンに限られるものではなく、錘の重量に耐えられるものであればワイヤやロープなどを用いることもできる。   For example, in the above-described example, a chain is used as the traction member. However, the traction member is not limited to the chain, and a wire, a rope, or the like can be used as long as it can withstand the weight of the weight.

図9および図10に、その一例を示す。図9および図10に示す発電機駆動装置51では、スプロケット61と一体とされたワイヤ巻取りプーリ(出力側回転部材)56が、ラチェット機構63によって、二次シャフト59に対して図9に示す矢印A’方向にのみ回転可能に支持されている。ワイヤ巻取りプーリ56には、一端が錘54に固定されたワイヤ57の他端が固定されている。スプロケット61には、切換え部52の錘昇降用スプロケット63との間でチェーン55が掛け回されており、これによって、一次シャフト53の回転がワイヤ巻取りプーリ56に伝達される構成となっている。その他、切換え部52の構成等は前述した例で説明したのと同様であるので、その説明は省略する。   An example is shown in FIGS. In the generator driving device 51 shown in FIGS. 9 and 10, the wire take-up pulley (output-side rotating member) 56 integrated with the sprocket 61 is shown in FIG. 9 with respect to the secondary shaft 59 by the ratchet mechanism 63. It is supported so as to be rotatable only in the direction of arrow A ′. The other end of a wire 57 having one end fixed to the weight 54 is fixed to the wire take-up pulley 56. A chain 55 is wound around the sprocket 61 between the weight raising and lowering sprocket 63 of the switching portion 52, whereby the rotation of the primary shaft 53 is transmitted to the wire take-up pulley 56. . In addition, since the configuration of the switching unit 52 is the same as that described in the above example, the description thereof is omitted.

この発電機駆動装置51によれば、チェーン55を介してワイヤ巻取りプーリ56が矢印A’方向に回転することにより、ワイヤ57がワイヤ巻取りプーリ56に巻き取られて錘54が上昇する。このとき、ラチェット機構63の作用により、二次シャフト59は回転しない。一方、切換え部52の動作によってチェーン55への駆動力が解除されると、錘54の自重によって、ワイヤ巻取りプーリ56は矢印A’方向と逆方向に回転し、錘54が落下する。このとき、ラチェット機構63の作用により二次シャフト59も一緒に回転し、この回転はチェーン62を介して増速機66に伝達される。   According to this generator driving device 51, the wire take-up pulley 56 rotates in the direction of arrow A ′ via the chain 55, whereby the wire 57 is taken up by the wire take-up pulley 56 and the weight 54 rises. At this time, the secondary shaft 59 does not rotate due to the action of the ratchet mechanism 63. On the other hand, when the driving force to the chain 55 is released by the operation of the switching unit 52, the wire take-up pulley 56 rotates in the direction opposite to the arrow A 'direction due to the weight of the weight 54, and the weight 54 falls. At this time, the secondary shaft 59 also rotates together by the action of the ratchet mechanism 63, and this rotation is transmitted to the speed increaser 66 via the chain 62.

以上のように、牽引部材としてワイヤ57を用いても、前述した例と同様の効果が得られる。   As described above, even when the wire 57 is used as the pulling member, the same effect as the above-described example can be obtained.

また、2つの錘を交互に上昇させる錘上昇手段として、上述した実施形態ではカムを利用した機構を示したが、他の機構を利用することもできる。図11および図12に、テコを利用した錘上昇手段の例を示す。なお、説明の便宜上、図11および図12では錘昇降用チェーン87および錘88も示しているが、これらは錘上昇手段の構成には含まれない。   Further, as the weight raising means for alternately raising the two weights, the mechanism using the cam has been described in the above-described embodiment, but other mechanisms can also be used. FIG. 11 and FIG. 12 show examples of weight lifting means using a lever. For convenience of explanation, FIGS. 11 and 12 also show the weight lifting chain 87 and the weight 88, but these are not included in the structure of the weight lifting means.

本例の錘上昇手段は、回転用スプロケット82が固定された一次シャフト81(駆動側シャフト)と、一次シャフト81に固定され、一次シャフト81とともに回転する2つの回転バー83と、各回転バー83によってそれぞれ動かされる2つのテコ85とを有する。回転用スプロケット82には駆動チェーン72を介して駆動モータ71が連結されており、駆動モータ71の駆動によって、一次シャフト81は矢印A方向(図11参照)に回転する。   The weight raising means of this example includes a primary shaft 81 (driving side shaft) to which a rotating sprocket 82 is fixed, two rotating bars 83 fixed to the primary shaft 81 and rotating together with the primary shaft 81, and each rotating bar 83. And two levers 85 respectively moved by. A drive motor 71 is connected to the rotation sprocket 82 via a drive chain 72, and the primary shaft 81 rotates in the direction of arrow A (see FIG. 11) by the drive of the drive motor 71.

回転バー83は、その長手方向が一次シャフト81の回転軸と直交し、かつ、2つの回転バー83のそれぞれの長手方向が相互に直交するように、一次シャフト81に固定されている。また、回転バー83は、その長手方向中央で一次シャフト81に固定されている。回転バー83の両端部には、ローラ84が、一次シャフト81の回転軸と平行な軸回りに回転自在に支持されている。   The rotation bar 83 is fixed to the primary shaft 81 so that the longitudinal direction thereof is orthogonal to the rotation axis of the primary shaft 81 and the longitudinal directions of the two rotation bars 83 are orthogonal to each other. The rotating bar 83 is fixed to the primary shaft 81 at the center in the longitudinal direction. Rollers 84 are supported at both ends of the rotation bar 83 so as to be rotatable about an axis parallel to the rotation axis of the primary shaft 81.

2つのテコ85は、各回転バー83の下方にそれぞれが位置するように、一次シャフト81と平行に配設されたテコ支持シャフト86周りに揺動自在に支持されている。テコ支持シャフト86は、一次シャフト81に対して水平方向にずれて配置され、テコ85の長手方向中間位置を支持している。一次シャフト81に対するテコ支持シャフト86のずれ量は、回転バー83を回転させたとき、ローラ84が、テコ支持シャフト86を基準にして常にテコ85の一方の側に位置するように設定されている。各テコ85の他方の側の端部にはそれぞれ、牽引部材である錘昇降用チェーン87によって錘88が吊り下げられており、錘88による下向きの荷重が作用している。   The two levers 85 are swingably supported around a lever support shaft 86 disposed in parallel with the primary shaft 81 so that the two levers 85 are positioned below the respective rotation bars 83. The lever support shaft 86 is disposed so as to be shifted in the horizontal direction with respect to the primary shaft 81 and supports the intermediate position in the longitudinal direction of the lever 85. The deviation amount of the lever support shaft 86 with respect to the primary shaft 81 is set so that the roller 84 is always positioned on one side of the lever 85 with respect to the lever support shaft 86 when the rotary bar 83 is rotated. . A weight 88 is suspended from a weight raising / lowering chain 87, which is a pulling member, on the other end of each lever 85, and a downward load from the weight 88 is applied.

一次シャフト81の駆動によって回転バー83が回転すると、回転バー83の一端側のローラ84がテコ85の上面85aに当接する。回転バー83がさらに回転すると、その回転に伴って、テコ85の上面85aに当接したローラ84は、上面85a上を回転しながら、テコ支持シャフト86から離れる方向に移動する。このときの回転バー83の作用によって、テコ85の一方の側が押し下げられる。テコ85は、一方の側が押し下げられることによって他方の側が持ち上がり、これによって錘88が上昇する。テコ85の支点(テコ支持シャフト86による支持位置)から一端までの距離と、支点から他端までの距離との比は、回転バー84の回転トルクおよび錘88の重量に応じて、回転バー84が、テコ85の他方の側に作用する錘88の重力に打ち勝って、テコ85の一方の側を押し下げることができるように決められる。   When the rotation bar 83 is rotated by driving the primary shaft 81, the roller 84 on one end side of the rotation bar 83 comes into contact with the upper surface 85 a of the lever 85. When the rotation bar 83 further rotates, the roller 84 that contacts the upper surface 85a of the lever 85 moves in a direction away from the lever support shaft 86 while rotating on the upper surface 85a. One side of the lever 85 is pushed down by the action of the rotating bar 83 at this time. When the lever 85 is pushed down on one side, the other side is lifted, and the weight 88 is thereby raised. The ratio of the distance from the fulcrum of the lever 85 (support position by the lever support shaft 86) to one end and the distance from the fulcrum to the other end depends on the rotation torque of the rotation bar 84 and the weight of the weight 88. However, it is determined that one side of the lever 85 can be pushed down by overcoming the gravity of the weight 88 acting on the other side of the lever 85.

回転バー83がさらに回転すると、ローラ84がテコ85の一端に達してテコ85の上面85aから外れる。これにより、回転バー83によってテコ85を介して錘昇降用チェーン87に加わっていた力が解除され、錘88が落下するとともに、テコ85の一方の側が持ち上がる。   When the rotation bar 83 further rotates, the roller 84 reaches one end of the lever 85 and comes off from the upper surface 85a of the lever 85. As a result, the force applied to the weight lifting chain 87 via the lever 85 by the rotating bar 83 is released, the weight 88 is dropped, and one side of the lever 85 is lifted.

回転バー83は、その長手方向中央が一次シャフト81に固定され、両端にそれぞれローラ84が設けられているので、回転バー83が1回転する間に、上述した動作が2回繰り返される。しかも、2つの回転バー83が一次シャフト81の軸回りに90°ずらして取り付けられているので、上述した動作が2つの回転バー83の間で交互に行われる。つまり、駆動モータ71によって一次シャフト81を連続的に回転させることで、2つの錘88の上昇および落下が交互に繰り返される。   Since the rotation bar 83 is fixed to the primary shaft 81 at the center in the longitudinal direction and the rollers 84 are provided at both ends, the above-described operation is repeated twice while the rotation bar 83 makes one rotation. In addition, since the two rotary bars 83 are attached with a 90 ° shift around the axis of the primary shaft 81, the above-described operation is alternately performed between the two rotary bars 83. That is, by continuously rotating the primary shaft 81 by the drive motor 71, the rising and falling of the two weights 88 are alternately repeated.

したがって、前述した、カムを利用した錘上昇手段を用いた実施形態と同様に、錘昇降用チェーン88の引き回し経路の途中で、出力側シャフトである二次シャフト(不図示)に一方向のみに回転自在に支持された、出力側回転部材であるスプロケット(不図示)に噛み合せ、二次シャフトの回転が発電機(不図示)の入力側のロータに入力されるように構成することで、発電機を駆動することができる。本例においても、前述した実施形態と同様に、錘88の落下によるエネルギーを発電機の駆動に利用するので、錘88を上昇させるのに用いる駆動モータ71が小型のものであっても、発電機から大出力の電力を得ることができる。   Therefore, in the same way as the above-described embodiment using the weight raising means using the cam, the secondary shaft (not shown) which is the output side shaft is unidirectionally provided in the middle of the route of the weight raising / lowering chain 88. Engaging with a sprocket (not shown) that is an output-side rotating member that is rotatably supported, and configured so that the rotation of the secondary shaft is input to the rotor on the input side of the generator (not shown). The machine can be driven. Also in this example, as in the above-described embodiment, the energy generated by the falling of the weight 88 is used for driving the generator. Therefore, even if the drive motor 71 used to raise the weight 88 is small, power generation is possible. High output power can be obtained from the machine.

また、カムを利用した機構およびテコを利用した機構のいずれの場合においても、錘上昇手段の駆動源としては、電動モータに限らず、油圧シリンダ等の油圧装置を用いてもよい。   In either case of a mechanism using a cam or a mechanism using a lever, the drive source of the weight raising means is not limited to an electric motor, and a hydraulic device such as a hydraulic cylinder may be used.

さらに、前述した各例では動力の伝達機構としてチェーン伝動機構を用いているが、各機械要素への動力の伝達が行えるものであれば、これにかぎらずベルト伝動機構など任意の伝動機構を用いることができる。   Furthermore, in each of the above-described examples, a chain transmission mechanism is used as a power transmission mechanism, but any transmission mechanism such as a belt transmission mechanism is used as long as it can transmit power to each machine element. be able to.

本発明の一実施形態による発電機駆動装置の概略構成を示す正面図である。It is a front view which shows schematic structure of the generator drive device by one Embodiment of this invention. 図1に示す発電機駆動装置の平面図である。It is a top view of the generator drive device shown in FIG. 図1に示す切換え部の側面図である。It is a side view of the switching part shown in FIG. 図1に示す切換え部の平面図である。It is a top view of the switching part shown in FIG. 第2クラッチ板の正面図である。It is a front view of a 2nd clutch board. 連結ロッドの連結動作を説明する図である。It is a figure explaining the connection operation | movement of a connection rod. 切換え部の動作を説明する側面図および平面図である。It is the side view and top view explaining operation | movement of a switching part. 切換え部の動作を説明する側面図および平面図である。It is the side view and top view explaining operation | movement of a switching part. 本発明の他の実施形態による発電機駆動装置の概略構成を示す正面図である。It is a front view which shows schematic structure of the generator drive device by other embodiment of this invention. 図9に示す発電機駆動装置の平面図である。It is a top view of the generator drive device shown in FIG. 錘上昇手段の他の例の正面図である。It is a front view of the other example of the weight raising means. 図11に示す錘上昇手段の平面図である。It is a top view of the weight raising means shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1、51 発電機駆動装置
2、52 切換え部
3,87 錘昇降用チェーン
4、54,88 錘
5 副錘
6 第1モータ
7 第2モータ
8a、8b、8c スプロケット
9、59 二次シャフト
11 出力伝達スプロケット
13 ラチェット機構
14、63 フライホイール
16、66 増速機
17 出力シャフト
21、53,81 一次シャフト
22 支持台
23 スライド部材
24 プレート
26 カム
27a、27b カムフォロア
29 第1クラッチ板
30 連結ロッド
32 第2クラッチ板
32a 切り欠き部
33、63 錘昇降用スプロケット
56 ワイヤ巻取りプーリ
57 ワイヤ
71 駆動モータ
72 駆動チェーン
83 回転バー
84 ローラ
85 テコ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,51 Generator drive device 2,52 Switching part 3,87 Weight raising / lowering chain 4,54,88 Weight 5 Subweight 6 1st motor 7 2nd motor 8a, 8b, 8c Sprocket 9, 59 Secondary shaft 11 Output Transmission sprocket 13 Ratchet mechanism 14, 63 Flywheel 16, 66 Gearbox 17 Output shaft 21, 53, 81 Primary shaft 22 Support base 23 Slide member 24 Plate 26 Cam 27a, 27b Cam follower 29 First clutch plate 30 Connecting rod 32 First 2 Clutch plate 32a Notch 33, 63 Weight lifting sprocket 56 Wire take-up pulley 57 Wire 71 Drive motor 72 Drive chain 83 Rotating bar 84 Roller 85 Lever

Claims (4)

発電機を駆動するのに用いられる発電機駆動装置であって、
2つの錘と、
前記2つの錘にそれぞれ連結された牽引部材と、
前記牽引部材を交互に引き上げ、または巻き取るように前記牽引部材に外力を加えることによって前記錘を交互に上昇させ、一方の錘を上昇させている間は他方の錘に連結されている牽引部材に加えた外力を解除して前記他方の錘を落下させる錘上昇手段と、
前記発電機を駆動するために前記発電機の入力部に直接または間接的に連結される、回転自在に支持された1本の出力側シャフトと、
前記牽引部材がそれぞれ掛け回され、前記牽引部材の駆動によって前記錘の上昇および落下に応じて回転され、かつ、ラチェット機構により前記出力側シャフトに対して前記錘が上昇する方向にのみ回転するように、前記出力側シャフトに支持された出力側回転部材と、を有し、
前記錘上昇手段は、
モータによって回転される駆動側シャフトと、
それぞれ前記駆動シャフトに回転自在に支持された2つの駆動側回転部材と、
前記駆動側回転部材の回転を、前記牽引部材を介してまたは直接、前記出力側回転部材に伝達する伝達手段と、
前記駆動側シャフトとともに回転しつつ、前記2つの駆動側回転部材に交互に連結する連結手段と、を有し、
前記駆動側シャフトは、前記連結手段が前記駆動側回転部材と連結し前記伝達手段を介して牽引部材を駆動する状態において、前記錘を上昇させる向きに回転される、発電機駆動装置。
A generator driving device used to drive a generator,
Two weights,
A traction member connected to each of the two weights;
The pulling member is alternately connected to the other weight while the weight is lifted alternately by applying an external force to the pulling member so that the pulling member is alternately pulled up or wound. A weight raising means for releasing the external force applied to and dropping the other weight;
One output-side shaft rotatably supported connected directly or indirectly to the input of the generator to drive the generator;
Each of the pulling members is wound around, rotated by the driving of the pulling member according to the rising and falling of the weight, and rotated only in the direction in which the weight is lifted with respect to the output side shaft by the ratchet mechanism. to, have a, and an output-side rotary member supported on the output side shaft,
The weight raising means is
A drive-side shaft rotated by a motor;
Two drive-side rotating members each rotatably supported by the drive shaft;
A transmission means for transmitting the rotation of the driving side rotating member to the output side rotating member via the pulling member or directly;
Connecting means for alternately connecting to the two drive side rotating members while rotating together with the drive side shaft;
The drive-side shaft, in a state in which the coupling means for driving the pulling member through the transmission means connected with the driving side rotational member, Ru is rotated in a direction to increase the weight, the generator drive.
前記連結手段は、
前記駆動側シャフトに取り付けられてその軸方向に往復移動されるスライド手段と、
前記スライド手段の両端部に、それぞれ前記スライド手段の移動方向に進退自在に設けられ、前記スライド手段の移動方向に前記スライド手段から突出するように付勢された連結ロッドと、を有し、
前記駆動側回転部材は、前記スライド手段を間において配置されており、前記駆動側回転部材には、前記スライド手段が前記駆動側回転部材に向かって移動することによって前記連結ロッドが進入される切り欠き部が形成されている、請求項に記載の発電機駆動装置。
The connecting means includes
Slide means attached to the drive side shaft and reciprocally moved in the axial direction;
A connecting rod provided at each end of the sliding means so as to be movable forward and backward in the moving direction of the sliding means and biased so as to protrude from the sliding means in the moving direction of the sliding means;
The drive-side rotation member is disposed with the slide means interposed therebetween, and the drive-side rotation member is cut into which the connecting rod enters when the slide means moves toward the drive-side rotation member. The generator drive device according to claim 1 , wherein a notch is formed.
前記錘上昇手段は、
一端と他端との間で支持され、一端側に前記牽引部材を介して前記錘が吊り下げられた2つのテコと、
前記2つのテコの他端側を交互に押し下げるテコ駆動機構と、
を有する、請求項1に記載の発電機駆動装置。
The weight raising means is
Two levers supported between one end and the other end, and the weight is suspended on one end side via the pulling member;
A lever drive mechanism for alternately pushing down the other ends of the two levers;
The generator drive device according to claim 1, comprising:
前記テコ駆動機構は、
モータによって回転される駆動側シャフトと、
前記駆動側シャフトに固定され、前記駆動側シャフトの回転に伴って回転することで前記各テコの他端側を交互に押し下げるように作用する2つの回転バーと、
を有する、請求項に記載の発電機駆動装置。
The lever drive mechanism is
A drive-side shaft rotated by a motor;
Two rotating bars fixed to the driving side shaft and acting to alternately push down the other end side of each lever by rotating with the rotation of the driving side shaft;
The generator drive device according to claim 3 , comprising:
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