JPH0623162U - 発電機付きバッテリーパック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 昼夜，天気や場所に関わりなく、人力によっ
て、あまり力が要らずに楽に、効率良く発電し、内蔵の
充電池に充電できるような携帯用無線通信機のバッテリ
ーパックを提供する。 【構成】 レバー５を押さえてラック６を動かし、ラチ
ェット９の付いたピニオン歯車８でゼンマイ１０を巻
く。該ゼンマイ１０がある程度巻き上げられると、歯車
１０が動きだし、その結果自励式直流発電機１５が回
り、発電を始める。一方向クラッチ１３は、ゼンマイ１
０が全部ほどけて動かなくなっても、ゼンマイ１０，歯
車１１，小歯車１２が自励式直流発電機１５の負荷にな
らないように設けてある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、携帯用無線通信機のバッテリーパックの充電機構に関するものであ る。

【０００２】

【従来の技術】

携帯用無線通信機の電源としては、開閉蓋を開けて通信機本体内に所定の個数 の充電池または乾電池を入れるものと、通信機本体とは別の筐体のバッテリーパ ックと呼ぶ電源部を、通信機本体にセットするものがある。

【０００３】 また、バッテリーパックには、予め所定の個数の充電池を一筐体に組み込んで 密閉した後、それとは別筐体の充電器で外部から充電する形式のものと、電池用 のケースを開け、乾電池または充電済みの充電池を所定の個数だけ入れる形式の ものがある。

【０００４】 マンガン電池等の乾電池は、同じ大きさのニッケル・カドミウム蓄電池等の充 電池に比べて一般に、容量が小さく、しかも大電流負荷に不向きなので、携帯用 無線通信機など送信時に大電流が必要な用途では、使用時間が短くなる。そのた め、携帯用無線通信機をよく使用する人にとっては、乾電池は寿命が短く不経済 で、充電することで何度も使えて、容量の大きな充電池の方が有用である。

【０００５】 充電池の中でも、更に、予め所定の個数の充電池を一筐体に組み込んで密閉し た充電式バッテリーパックの方が、単体の充電池を充電の都度、充電のための電 池ケースに１個１個、極性に気を付けながら、出し入れする必要がなく、便利で ある。

【０００６】 ところで、上記の充電式バッテリーパックは、使用の前に充電の必要があり、 ふつうは室内で、商用電源から専用の充電アダプターによって充電する。すなわ ち、変圧器で電圧を下げ、整流器で整流して、所定の電流と時間をかけ充電する 。満充電後はその容量に応じた時間使えるが、充電池の容量が無くなれば使えな くなる。

【０００７】 携帯用無線通信機を使っていて、充電式バッテリーパックの容量が無くなった 時、満充電した予備の充電式バッテリーパックを持っていれば、それと付け替え て携帯用無線通信機を続けて使えるが、もし予備の充電式バッテリーパックを持 っていなければ、その携帯用無線通信機は使えなくなる。 放電してしまった充電式バッテリーパックを野外でも充電する方法としては、 太陽電池で発電して充電する方法がある。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、太陽電池を用いて充電池を充電する方法は、天候によって発電効率が 左右され、悪天候時や夜間はもちろん、少し曇っただけで発電量が少なくなって 、充電できないことがある。特に、登山に携帯用無線通信機を携行し、悪天候で 遭難しかけて救助信号を出し続け、無線通信機の充電式バッテリーパックの容量 がなくなったとしたら、せっかく通信機を持っていても救助の役に立たないとい う事態も起こり得る。

【０００９】 しかも、現在の技術では、紫外線や経年変化による太陽電池自体の劣化もある ので長期間の信頼性に欠け、太陽電池で充電式バッテリーパックに満充電したつ もりが充電で不十分で、いざという時に携帯用無線通信機が使えない、という心 配もある。

【００１０】 また、市販の玩具の手動発電機を使って充電する、という方法も可能ではある が、自励式直流発電機を人間の力で回すという特性のため、その回し方に個人差 があり、力を入れて速く回しても思ったほど電圧が上がらなくて発電効率が悪か ったり、力不足で電圧が上がらず充電できなかったり、始動時に大きな力が必要 で回すのに苦労をしたり、と扱いにくかった。

【００１１】 そこで、本考案は、昼夜，天気や場所に関わりなく、人力によって、あまり力 が要らず、楽に、効率良く発電し、内蔵の充電池に充電できるような携帯用無線 通信機のバッテリーパックを提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するため、本考案の発電機付きバッテリーパックにおいては、 手動のレバーと、該レバーによって巻かれるゼンマイと、上記レバーの動力を上 記ゼンマイに伝える第１伝達手段と、該ゼンマイの復元力で回転するフライホイ ールと、上記ゼンマイの動力を上記フライホイールに伝える第２伝達手段と、該 フライホイールに連結された自励式直流発電機と、該自励式直流発電機からの電 力を充電しておく充電池とを一体に構成するという手段を講じた。

【００１３】

【作用】

上記の発電機付きバッテリーパックによれば、先ず手でレバーを動かし、第１ 伝達手段によって、レバーの動力をゼンマイに伝え、ゼンマイを巻く。次に、ゼ ンマイの復元力を第２伝達手段によって、フライホイールに伝えて回す。すると 、フライホイールに連結された自励式直流発電機が回り、発電を始める。その発 電された電気を同じバッテリーパックに内蔵された充電池に充電する。

【００１４】

【実施例】

以下に本考案を、実施例を示した図面に基づいて詳細に説明する。

【００１５】 （実施例１） 図１は本考案の発電機付きバッテリーパックを携帯用無線通信機本体にセット した状態の斜視図、図２は本考案の発電機付きバッテリーパックの構成の説明図 である。図中、符号１は本考案の発電機付きバッテリーパック，３はその発電部 ，４は充電池である。

【００１６】 本考案の発電機付きバッテリーパック１は、人力によって発電する発電部３と 該発電部３によって発電された電気を蓄える充電池４から成っている。 実施例１の発電機付きバッテリーパック１の発電部３の構造について、図１と 図２に基づいて説明する。

【００１７】 前記発電部３は、レバーカバー３０の内側にあって、上端部がケースに揺動自 在に設けられた手動のレバー５と、該レバー５の下端部に揺動自在に設けたラッ ク６と、該ラック６と噛み合うラチェット爪９の付いたピニオン歯車８と、ラッ ク６をピニオン歯車８に押しつける捩じりばね７と、上記ピニオン歯車８の回転 軸２３の他端部に中心部が固着されたゼンマイ１０と、該ゼンマイ１０の外周縁 端部２４が外周縁近くに固定された歯車１１と、該歯車１１と噛み合う小歯車１ ２と、一方向クラッチ１３と、フライホイール１４と、自励式直流発電機１５と 、電線１６から成っている。なお、ピニオン歯車８の回転軸２３と歯車１１の回 転軸は同心の位置にあるが、連結されてはいない。

【００１８】 ここで、ラック６と捩じりばね７とピニオン歯車８とラチェット爪９と回転軸 ２３が第１伝達手段に対応し、歯車１１と小歯車１２と一方向クラッチ１３が第 ２伝達手段に対応している。

【００１９】 先ず、レバー５を押さえるとラック６が右方向に動く。ここで、ラック６は捩 じりばね７によってピニオン歯車８に押しつけられている。さらに、ラック６と それに対応するピニオン歯車８の歯は図２に見るように鋸歯状で、ラック６が右 に動く時は歯が噛み合い、ピニオン歯車８は反時計回りに回る。ラック６が、左 に戻る時は支点２２のラチェット爪９が付いているので時計回りには回らない。 そのため、歯が噛み合わず上すべりしてラック６は元の状態に戻る。

【００２０】 ゼンマイ１０の中心部はピニオン歯車８の回転軸２３の他端部に固着されてい るので、ピニオン歯車８が反時計回りに回るとゼンマイ１０も同じ方向に回り、 その結果ゼンマイ１０は巻きあげられた状態になっていく。ゼンマイ１０の外周 縁端部２４が歯車１１の外周縁近くに固定されているので、ゼンマイ１０が巻き 上げられてその直径が小さくなり、その復元力がゼンマイ１０以降の機構、即ち 歯車１１，小歯車１２，一方向クラッチ１３，フライホイール１４，自励式直流 発電機１５を動かす大きさになると、歯車１１は反時計回りに回り始める。

【００２１】 歯車１１が反時計回りに回ると、それに噛み合った小歯車１２が時計回りに回 り、その回転力が一方向クラッチ１３を介して、フライホイール１４を回す。フ ライホイール１４は、始動時に大きな力が必要であるが、ゼンマイ１０の復元力 が無理なく、無駄なく力をフライホイール１４に徐々に加え、回転を速くしてい く。フライホイール１４と自励式直流発電機１５は連結されているので、フライ ホイール１４の回転に従って自励式直流発電機１５が回転し、発電を始める。お こされた電気は、電線１６によって充電池４に充電され、同時に充電モニターラ ンプ２９が点灯する。

【００２２】 フライホイール１４が回転を増している間も操作者はレバー５を操作し続け、 上記のような手順でゼンマイ１０を巻くので、フライホイール１４は加速しなが ら回り続ける。しかし、ゼンマイ１４の復元力によるトルクの大きさには限度が あるし、レバー５もそう速くは操作できないので、フライホイール１４の回転数 は一定以上は上がらない。

【００２３】 上記のことは、自励式直流発電機１５を効率良く使うためにも非常に有効であ る。すなわち、自励式直流発電機１５においては、誘導起電力Ｅは、 Ｅ＝ｐＭωＩ で表される。ここでｐ，Ｍは直流発電機定数，ωは回転角速度，Ｉは界磁電流で ある。

【００２４】 上記の式を見ると回転角速度ωを大きくすれば、起電力Ｅは直線的に増えてい きそうであるが、界磁電流Ｉの増加につれて直流発電機定数ｐＭが減少し、回転 数を上げても起電力が増えない点が出てくる。そこで、その理想最高回転数にな るように、ゼンマイ１０やフライホイール１４やその他の歯車を設計すれば、無 駄な力を使うことなく、常に最高の発電効率を得ることができる。

【００２５】 操作者がレバー５の操作を止め、ゼンマイ１０が巻かれなくなった結果、小歯 車１２の回転数がフライホイール１４の回転数よりも小さくなった場合、そのま までは小歯車１２より前の機構がフライホイール１４の回転の負荷となって、フ ライホイール１４の回転数が落ちてしまうので、一方向クラッチ１３の作用で、 フライホイール１４の回転を小歯車１２より前の機構に伝えなくする。それでフ ライホイール１４の回転数は落ちず回り続ける。

【００２６】 実施例１の発電機付きバッテリーパック１を使えば、レバー５の往復運動を繰 り返すことにより、長時間にわたって発電を続けられるので、発電をしながらの 使用も充分可能である。

【００２７】 （実施例２） 図３に示した発電機付きバッテリーパックの発電部の構造について説明する。 なお、説明は図２の実施例１との相違点のみを記す。 手動のレバー５と捩じりばね７とフライホイール１４と自励式直流発電機１５ と電線１６は同じものである。

【００２８】 ラック６の先には小突起２５が両面に設けられ、それを案内する案内溝１７が 図３のようにブーメラン型にラック６を挟むように刻まれている。レバー５から 手を離した状態では、ラック６はレバー５側に動き、小突起２５は案内溝１７に 沿って下にすべりおりるので、ラック６とピニオン歯車８は離れ、噛み合わない 状態になる。

【００２９】 ピニオン歯車８には、先に鉤が付いたラチェット爪１９が設けられているが、 実施例１のラチェット爪９とは逆向きに支点２７がレバー５側に取りつけられて いる。

【００３０】 ゼンマイ２０が巻き上げられた状態を感知して、ピニオン歯車８の逆転を阻止 するラチェット爪１９の働きを解除する自動解除装置２１は、支点２８を中央か らゼンマイ２０よりに設けた上、その一端をゼンマイ２０の最外周縁部内側に差 し込み、他端をラチェット爪１９の下に軽く触れる程度に配置させてある。上記 自動解除装置２１は、ゼンマイ２０がほどけると元の状態にもどって、ラチェッ ト爪１９を下ろしてしまい不都合なので、ラチェット爪１９を上げておく状態を 継続させるための解除継続装置１８がある。 ここで、ラック６と捩じりばね７とピニオン歯車８とラチェット爪１９とが第１ 伝達手段に対応し、一方向クラッチ１３が第２伝達手段に対応している。

【００３１】 レバー５の往復動作によって、ゼンマイ２０が巻かれてその外周の直径がある 一定の大きさ以下になると、自動解除装置２１のゼンマイ２０側の端部が下がり 、ラチェット爪１９を持ち上げる。ここで、自動解除装置２１の支点２８はゼン マイ２０寄りにあるので、ゼンマイ２０の直径の少しの変化で、ラチェット爪１ ９が持ち上げられる。

【００３２】 ラチェット爪１９が持ち上げられた時、ラック６が右方向に動いていれば、ゼ ンマイ２０はさらに巻かれる。一方、ラック６が左方向に動いているか、若しく は最も左にあればピニオン歯車８は時計回りに回り、自励式直流発電機１５は発 電し始め、充電モニターランプ２９が点灯する。充電モニターランプ２９が点灯 したら、レバー５を動かすのを止める。

【００３３】 自励式直流発電機１５の回転につれて、ピニオン歯車８が時計回りに回り始め ると、回転軸に取りつけられた部品２６に取りつけられた解除継続装置１８が、 時計回りに起き上がってき、その頭部でラチェット爪１９を押し上げた状態に保 持する。そして、ゼンマイ２０が解け続けて自励式直流発電機１５の回転を加速 ，維持し、発電を継続していく。ここで、部品２６は軸端にかぶせて使い、回転 軸との摩擦抵抗によって回転方向に動くよう作られている。上記部品２６の回転 可能角度は９０度程度に制限した。

【００３４】 ゼンマイ２０が解けて元の形にもどると、フライホイール１４の回転はゼンマ イ２０が負荷になって落ちてしまうので、それを防ぐために、一方向クラッチ１ ３の作用で、フライホイール１４からの力を伝えなくし、フライホイール１４は 回転を続ける。

【００３５】 本実施例２の発電機付きバッテリーパックは、ゼンマイ２０の巻き上げを感知 してラチェット爪１９の自動解除装置２１と解除継続装置１８が働くので、発電 の切り替えのタイミングを気にせず発電できるようになる。 また、手動で解除する装置等をバッテリーパックケースに設ける必要がないの で、外観がすっきりする。

【００３６】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の発電機付きバッテリーパックは、同一筐体内に 自励式直流発電機と充電池を備えたので、配線の必要がなく、取り扱いが容易で ある。 また、手動レバーを設けたので、昼夜や天気、場所に関わりなく、人力によっ て発電でき、内蔵の充電池に充電できる。

【００３７】 また、発電機をレバーを介して直接手で駆動するのでなく、一度ゼンマイに力 を蓄え、その復元力によって自励式直流発電機をほぼ一定のトルクで回すように したため、回転が一定になって発電の効率も良くなる上、自励式直流発電機の始 動の際、回転が重いといった困難も解消される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の発電機付きバッテリーパックを携帯用
無線通信機本体にセットした状態の斜視図である。

【図２】本考案の発電機付きバッテリーパックの実施例
１の構成の説明図である。

【図３】本考案の発電機付きバッテリーパックの実施例
２の構成の説明図である。

【符号の説明】

１ 発電機付きバッテリーパック ２ 携帯用無線通信機本体 ３ 発電部 ４ 充電池 ５ レバー ６ ラック（第一伝達手段） ７ 捩じりばね（第一伝達手段） ８ ピニオン歯車（第一伝達手段） ９，１９ ラチェット爪（第一伝達手段） １０，２０ ゼンマイ １１ 歯車（第二伝達手段） １２ 小歯車（第二伝達手段） １３ 一方向クラッチ（第二伝達手段） １４ フライホイール １５ 自励式直流発電機 １６ 電線 １７ 案内溝 １８ 解除継続装置 ２１ 自動解除装置 ２２，２７ ラチェット爪の支点 ２３ 回転軸（第一伝達手段） ２４ ゼンマイ１０の外周縁端部 ２５ 突起 ２６ 部品 ２８ 自動解除装置２１の支点 ２９ 充電モニターランプ ３０ レバーカバー

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】充電可能な電源部と、その電源部に充電を
   するための充電手段を備えた携帯用無線通信機のバッテ
   リーパックであって、 手動のレバーと、 該レバーによって巻かれるゼンマイと、 上記レバーの動力を上記ゼンマイに伝える第１伝達手段
   と、 該ゼンマイの復元力で回転するフライホイールと、 上記ゼンマイの動力を上記フライホイールに伝える第２
   伝達手段と、 該フライホイールに連結された自励式直流発電機と、 該自励式直流発電機で起こされた電力を充電しておく充
   電池とを一体に構成したことを特徴とする発電機付きバ
   ッテリーパック