JPH09182305A - Power device and electronic appliance containing it - Google Patents

Power device and electronic appliance containing it

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JPH09182305A
JPH09182305A JP3095796A JP3095796A JPH09182305A JP H09182305 A JPH09182305 A JP H09182305A JP 3095796 A JP3095796 A JP 3095796A JP 3095796 A JP3095796 A JP 3095796A JP H09182305 A JPH09182305 A JP H09182305A
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JP
Japan
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power supply
generator
control circuit
supply device
speed
Prior art date
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Pending
Application number
JP3095796A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Saito
豊 斉藤
Masataka Araogi
正隆 新荻
Kenji Kato
健二 加藤
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to recharge a secondary battery in a short time, even if the secondary battery is consumed and there is no recharger, by converting kinetic energy or force into rotational motion, increasing the speed of this rotation and transducing it into electric charges, and charging/discharging the secondary battery by the electricity. SOLUTION: Kinetic energy or force is inputted into an input part 103, and is converted into rotational motion. A wheel-row (gear) mechanism 106 increases the speed of the inputted rotation (the multiplying factor of speed increase: 50-100 times). A generator 104 transduces rotational energy into electricity. An electric control circuit 105 stabilizes the voltage and current of the electricity generated. A secondary battery (a battery repeatedly chargeable or dischargeable such as nickel hydrogen; Ni-MH type or nickel cadmium; Ni-Cd type or lithium ion type by the use of LiCoO2 and so on.) 110 is charged or discharged. As a result of this, it becomes possible to recharge the secondary battery 110 for a short time, even if the secondary battery 110 is consumed, and to charge it even if there is no recharger.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電子機器の電源部の
構成および独立した電源装置としての構成にかかわる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a power supply section of an electronic device and a structure as an independent power supply device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電源装置は一般的にはマンガン乾
電池、アルカリ乾電池に代表される乾電池が知られてい
る。特に小型の機器に使用されるコイル形のリチウム電
池などが使用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a power supply device, generally known are dry batteries represented by manganese dry batteries and alkaline dry batteries. In particular, coil-type lithium batteries used in small devices are used.

【0003】また、発電機においては、非常に大型な装
置で、携帯機器に設置することは不可能であった。ま
た、小型にした場合、発電量はごくわずかですぐ消費し
てしまい使用するには困難であった。
In addition, a generator is a very large device and cannot be installed in a portable device. In addition, when it is made small, the amount of power generation is very small and consumed immediately, making it difficult to use.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来、携帯機器の電源
装置は電池を使用する場合が多い。しかし、従来の電池
を使用した場合、放電してしまう問題がある。図80に
マンガン乾電池、アルカリ乾電池の10Ωで連続放電し
た場合の放電特性を示す。実線がマンガン乾電池、アル
カリ乾電池の放電特性である。図に示すようにマンガン
乾電池では8時間程度、アルカリ乾電池では20時間程
度の寿命である。そのため使用後は廃棄の問題が生じ
る。昨今では、ゴミの廃棄問題がクローズアップしてい
るため非常に大きな社会問題となっている。また、再充
電できる電池もあるが再充電できる電池では、充電機能
が劣化する問題がある。
Conventionally, a power supply device for a portable device often uses a battery. However, when a conventional battery is used, there is a problem of discharging. FIG. 80 shows the discharge characteristics of a manganese dry battery and an alkaline dry battery when continuously discharged at 10Ω. The solid line shows the discharge characteristics of manganese and alkaline batteries. As shown in the figure, the manganese dry battery has a life of about 8 hours, and the alkaline dry battery has a life of about 20 hours. Therefore, there is a problem of disposal after use. Nowadays, the problem of garbage disposal is becoming more and more serious and has become a very big social problem. Although some batteries can be recharged, the rechargeable batteries have a problem that the charging function is deteriorated.

【0005】電池の場合、電池が消費してなくなってし
まい緊急時使用したい場合など困ってしまう問題があっ
た。また、電池のない国での使用の場合など、電池がな
くとも動作できる要望が多々あった。
In the case of a battery, there is a problem that the battery is consumed and runs out, for example, when it is desired to use it in an emergency. In addition, there are many demands for operation without a battery, such as use in a country without a battery.

【0006】また、昨今の携帯機器の需要に伴い、つね
にフル充電していたいという危機回避願望が根強くあり
その要望に応える必要があった。そこで、この発明の目
的は、以下のこのような課題を解決するためのものであ
る。 電池が消耗しても、再充電時間を短く。その場で、機
器を使用できるようにする。 再充電器がなくとも充電できる。 安全性を高める。 廃棄処理に問題を生じない。 乾電池などは使い捨てのため、コストを低下できる。
機器の浪費を避けることができる。 つねにフル充電していたいという危機回避願望に応え
ることができる。 以上のような電源装置を得るためのものである。
Further, with the recent demand for portable devices, there is a strong desire to avoid a crisis of always wanting a full charge, and it has been necessary to meet that demand. Therefore, an object of the present invention is to solve the following problems. Recharge time is shortened even when the battery is exhausted. Allow the equipment to be used on the spot. Can be charged without a recharger. Improve safety. No problem in disposal. Costs can be reduced because batteries and the like are disposable.
Waste of equipment can be avoided. It is possible to meet the desire to avoid a crisis of always wanting to be fully charged. This is for obtaining the power supply device as described above.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明では以下の手段を取った。 〔1〕運動エネルギーを回転として入力する機構(入力
機構)を有し、該入力機構に続いて該回転を増速(増回
転)する機構(減速機構)を有し、該減速機構に続いて
該減速された回転を電気に変換する機構(発電機)を有
し、該発電機に続いて該発電電気を制御する回路(制御
回路)を有し、該制御回路に続いてくり返し充電・放電
可能な電池(2次電池)を有し、該制御回路に続いて正
電極出力端子(Vdd端子)と接地電極端子(GND端
子)を有する構成の電源装置において、該増速機構にお
ける増回転率を該入力回転から50倍から100倍の間
とし、該発電機の発電電気は直流とし、該制御回路は該
発電機と該Vdd出力端子の間に直列に該発電機の出力
にアノード端子を接続し、該Vdd端子にカソード端子
を接続する整流要素(直列整流要素)を有し、該発電機
と該直列整流要素の間にカソード端子を接続し、アノー
ド端子をGND端子に接続する整流要素(並列整流要
素)を有し、該2次電池は該直列整流要素のカソード端
子と該2次電池の正電極を接続し、GND端子に該2次
電池の負電極を接続する構成をとった。
In order to solve the above problems, the present invention takes the following means. [1] A mechanism (input mechanism) for inputting kinetic energy as rotation, a mechanism (deceleration mechanism) for speeding up (rotating) the rotation subsequently to the input mechanism, A mechanism (generator) for converting the decelerated rotation into electricity, a circuit (control circuit) for controlling the generated electricity following the generator, and repeated charging / discharging following the control circuit. In a power supply device having a possible battery (secondary battery), and having a positive electrode output terminal (Vdd terminal) and a ground electrode terminal (GND terminal) following the control circuit, a rotation speed increasing rate in the speed increasing mechanism. Is between 50 times and 100 times from the input rotation, the generated electricity of the generator is direct current, and the control circuit connects an anode terminal to the output of the generator in series between the generator and the Vdd output terminal. Rectification required to connect the cathode terminal to the Vdd terminal (Series rectifying element), a cathode terminal is connected between the generator and the series rectifying element, and a rectifying element (parallel rectifying element) is connected to connect the anode terminal to the GND terminal. The cathode terminal of the series rectifying element is connected to the positive electrode of the secondary battery, and the negative electrode of the secondary battery is connected to the GND terminal.

【0008】〔2〕手段1において該並列整流要素の逆
方向耐圧が1.8±0.15Vである。 〔3〕手段1および2において該直列整流要素と該並列
要素の少なくも1つはMOSトランジスタで構成されて
いる。
[2] In the means 1, the reverse breakdown voltage of the parallel rectifying element is 1.8 ± 0.15V. [3] In the means 1 and 2, at least one of the series rectifying element and the parallel element is composed of a MOS transistor.

【0009】〔4〕手段において該直列整流要素は、基
準電圧部を有し、誤差増巾回路を有し、出力電圧フィー
ドバック抵抗を有し、トランジスタ基板(Sub)がフ
ローティングのMOSトランジスタを有し、GND端子
を有する構成の定電圧出力機能を有する。
[4] In the means, the series rectifying element has a reference voltage section, an error amplification circuit, an output voltage feedback resistor, and a floating MOS transistor on the transistor substrate (Sub). , And has a constant voltage output function having a GND terminal.

【0010】〔5〕運動エネルギーを回転として入力す
る機構(入力機構)を有し、該入力機構に続いて該運動
エネルギーを蓄積する機構(蓄積機構)を有し、該蓄積
機構に続いて、該蓄積機構から放出される回転を増速す
る(増回転)機構(増速機構)を有し、該増速機構に続
いて回転を制動(ブレーキ)して回転速度を調整する機
構(調速機構)を有し、該増速機構に続いて該増速され
た回転を電気に変換する機構(発電機)を有し、該発電
機に続いて該発電電気を制御する回路(制御回路)を有
し、該制御回路に続いて正電極出力(Vdd端子)と接
地電極端子(GND端子)を有する構成の電源装置にお
いて、該発電機は複数極に界磁された界磁子を有し、該
界磁子は半導体基板上に絶縁膜を介して形成された配線
層がコイル要素を構成する電機子の両側を回転移動する
ことで電気を発生する構成をとった。
[5] A mechanism (input mechanism) for inputting kinetic energy as rotation, a mechanism (accumulation mechanism) for accumulating the kinetic energy following the input mechanism, and a mechanism for accumulating the accumulation mechanism, A mechanism (acceleration mechanism) for accelerating the rotation emitted from the accumulation mechanism (acceleration mechanism), and a mechanism for adjusting the rotation speed by braking (braking) the rotation subsequent to the acceleration mechanism (speed adjustment mechanism). And a mechanism (generator) for converting the increased rotation into electricity following the speed increasing mechanism, and a circuit (control circuit) for controlling the generated electricity following the generator. A power supply device having a positive electrode output (Vdd terminal) and a ground electrode terminal (GND terminal) following the control circuit, the generator having a field element magnetized in multiple poles. In the field element, a wiring layer formed on a semiconductor substrate with an insulating film interposed between them forms a coil element. It took configured to generate electricity by rotating movement on both sides of the armature to be formed.

【0011】〔6〕手段5において該制御回路は該出力
Vdd端子の電圧に応じて該調速機構を電気的に制御す
る機能を有する。 〔7〕手段5において該制御回路に続いてくり返し充電
・放電可能な電池(2次電池)を有する。
[6] In the means 5, the control circuit has a function of electrically controlling the speed control mechanism according to the voltage of the output Vdd terminal. [7] The means 5 has a battery (secondary battery) that can be repeatedly charged and discharged following the control circuit.

【0012】〔8〕運動エネルギーを回転として入力す
る機構(入力機構)を有し、該入力機構に続いて該運動
エネルギーを蓄積する機構(蓄積機構)を有し、該蓄積
機構に続いて、該蓄積機構から放出される回転を増速
(増回転)する機構(増速機構)を有し、該増速機構に
続いて増速倍率を変更させる機構(変速機構)を有し、
該増速機構に続いて該増速された回転を電気に変換する
機構(発電機)を有し、該発電機に続いて該発電電気を
制御する回路(制御回路)を有し、該制御回路に続いて
正電極出力端子(Vdd端子)と接地電極端子(GND
端子)を有する構成の電源装置において、該制御回路は
該出力Vdd端子の電圧に応じて該変速機構を電気的に
制御する機能を有するという構成をとった。
[8] A mechanism for inputting kinetic energy as rotation (input mechanism), a mechanism for accumulating the kinetic energy (accumulation mechanism) subsequent to the input mechanism, and a mechanism for accumulating the accumulation mechanism, A mechanism (accelerating mechanism) for accelerating (accelerating) the rotation emitted from the accumulation mechanism, and a mechanism (transmission mechanism) for changing the accelerating ratio following the accelerating mechanism,
The speed-increasing mechanism is followed by a mechanism (generator) for converting the increased rotation into electricity, and the generator is followed by a circuit (control circuit) for controlling the generated electricity. Following the circuit, the positive electrode output terminal (Vdd terminal) and the ground electrode terminal (GND)
In the power supply device having a terminal, the control circuit has a function of electrically controlling the speed change mechanism in accordance with the voltage of the output Vdd terminal.

【0013】[0013]

〔9〕手段8において該制御回路に続いて
くり返し充電・放電可能な電池(2次電池)を有する。 〔10〕運動エネルギーを回転として入力する機構(入
力機構)を有し、該入力機構に続いて該運動エネルギー
を蓄積する機構(蓄積機構)を有し、該蓄積機構に続い
て、該蓄積機構から放出される回転を増速(増回転)す
る機構(増速機構)を有し、該増速機構に続いて増速倍
率を変更させる機構(変速機構)を有し、該増速機構に
続いて該変速された回転を電気に変換する機構(発電
機)を有し、該発電機に続いて該発電電気を制御する回
路(制御回路)を有し、該制御回路に続いて正電極出力
端子(Vdd端子)と接地端子(GND端子)を有する
構成の電源装置において、該発電機は電流(フィールド
電流)を流すことによって界磁(励磁)する界磁子を有
し、Y結線された少なくも3つのコイルよりなる電機子
を有し、該界磁子が該電機子に対して回転移動すること
で電気を発生する構成をとり、該制御回路は該出力Vd
d端子の電圧に応じて該フィールド電流を制御する機能
を有する構成をとった。
[9] The means 8 has a battery (secondary battery) that can be repeatedly charged and discharged following the control circuit. [10] A mechanism (input mechanism) for inputting kinetic energy as rotation, a mechanism (accumulation mechanism) for accumulating the kinetic energy subsequent to the input mechanism, and a mechanism for accumulating the accumulation mechanism after the accumulation mechanism. Has a mechanism (acceleration mechanism) for accelerating (accelerating rotation) the rotation emitted from, and a mechanism (transmission mechanism) for changing the accelerating ratio subsequently to the accelerating mechanism. Next, a mechanism (generator) for converting the speed-changed rotation into electricity, a circuit (control circuit) for controlling the generated electricity following the generator, and a positive electrode following the control circuit. In a power supply device configured to have an output terminal (Vdd terminal) and a ground terminal (GND terminal), the generator has a field element that is field-excited by passing a current (field current), and is Y-connected. Has an armature consisting of at least three coils, the field element Taking a configuration that generates electricity by rotating movement relative to the armature, the control circuit output Vd
The configuration has a function of controlling the field current according to the voltage of the d terminal.

【0014】〔11〕手段10において該制御回路に続
いてくり返し充電・放電可能な電池(2次電池)を有す
る。 〔12〕手段10,11において該フィールド電流に応
じて該発電機が該変速機構を制御する機能を有する。
[11] The means 10 has a battery (secondary battery) that can be repeatedly charged and discharged following the control circuit. [12] In the means 10 and 11, the generator has a function of controlling the transmission mechanism according to the field current.

【0015】〔13〕手段10,11において該制御回
路は該出力Vdd端子の電圧に応じて該変速機構を電気
的に制御する機能を有する。 〔14〕運動エネルギーを回転として入力する機構(入
力機構)を有し、該入力機構に続いて該運動エネルギー
を蓄積する機構(蓄積機構)を有し、該蓄積機構に続い
て、該蓄積機構から放出される回転を増速(増回転)す
る機構(増速機構)を有し、該増速機構に続いて回転を
制動(ブレーキ)して回転速度を調整する機構(調速機
構)を有し、該増速機構に続いて該変速された回転を電
気に変換する機構(発電機)を有し、該発電機に続いて
該発電電気を制御する回路(制御回路)を有し、該制御
回路に続いて正電極出力端子(Vdd端子)と接地端子
(GND端子)を有する構成の電源装置において、該発
電機は電流(フィールド電流)を流すことによって界磁
(励磁)する界磁子を有し、Y字結線された少なくも3
つのコイルよりなる電機子を有し、該界磁子が該電機子
に対して回転移動することで電気を発生する構成をと
り、該制御回路は該出力Vdd端子の電圧に応じて該フ
ィールド電流を制御する機能を有する構成をとった。
[13] In the means 10 and 11, the control circuit has a function of electrically controlling the speed change mechanism in accordance with the voltage of the output Vdd terminal. [14] A mechanism (input mechanism) for inputting kinetic energy as rotation, a mechanism (accumulation mechanism) for accumulating the kinetic energy subsequent to the input mechanism, and a mechanism for accumulating the accumulation mechanism subsequent to the accumulation mechanism. Has a mechanism (acceleration mechanism) for accelerating (accelerating rotation) the rotation emitted from, and a mechanism (speed adjusting mechanism) for adjusting the rotation speed by braking (braking) rotation following the acceleration mechanism. And a mechanism (generator) for converting the speed-changed rotation into electricity following the speed increasing mechanism, and a circuit (control circuit) for controlling the generated electricity following the generator, In a power supply device having a positive electrode output terminal (Vdd terminal) and a ground terminal (GND terminal) following the control circuit, the generator is a field magnetized by passing a current (field current). At least 3 with children, Y-connected
Has a structure in which an armature composed of three coils is generated, and the field element rotates to move with respect to the armature to generate electricity, and the control circuit controls the field current according to the voltage of the output Vdd terminal Has a function of controlling the.

【0016】〔15〕手段14において該制御回路に続
いてくり返し充電・放電可能な電池(2次電池)を有す
る。 〔16〕手段14,15において該フィールド電流に応
じて該発電機が該調速機構を制御する機能を有する。
[15] In the means 14, the control circuit is followed by a battery (secondary battery) capable of being repeatedly charged and discharged. [16] In the means 14 and 15, the generator has a function of controlling the speed governing mechanism according to the field current.

【0017】〔17〕手段14,15において該制御回
路は該出力Vdd端子の電圧に応じて該調速機構を電気
的に制御する機能を有する。 〔18〕手段5から17においてアンテナを有し電波受
信回路を有し、針式時刻表示機構を有し、該針の位置を
検出する機能を有し、該Vdd出力端子に電気出力がで
た後、該電波よりの時刻信号に応じて該針位置を修正す
る機能を有する。
[17] In the means 14 and 15, the control circuit has a function of electrically controlling the speed control mechanism according to the voltage of the output Vdd terminal. [18] The means 5 to 17 has an antenna, has a radio wave reception circuit, has a hand type time display mechanism, has a function of detecting the position of the hand, and has an electric output at the Vdd output terminal. After that, it has a function of correcting the needle position according to a time signal from the radio wave.

【0018】〔19〕手段7,9,11,15において
光を受ける部分(受光部)もしくは電波を受信する部分
(受信部)を有し、光もしくは電波を電気に変換させる
装置(光・電波電気変換装置)を有し、該制御回路は該
光・電波電気変換装置を制御する機能と該変換電気を該
2次電池に充電する機能を有する。
[19] A device for converting light or radio waves into electricity (light / radio waves) having means (light-receiving portion) or means for receiving radio waves (reception portion) in each of the means 7, 9, 11, 15 The control circuit has a function of controlling the photoelectric conversion device and a function of charging the secondary battery with the converted electricity.

【0019】〔20〕手段10〜17において該制御回
路は該発電を整流する装置を有し、該整流装置を構成す
る整流要素がMOSトランジスタである。 〔21〕手段10〜17において該フィールド電流制御
はパルス幅変調方式である。
[20] In the means 10 to 17, the control circuit has a device for rectifying the power generation, and the rectifying element forming the rectifying device is a MOS transistor. [21] In the means 10 to 17, the field current control is a pulse width modulation method.

【0020】〔22〕手段10〜17において該フィー
ルド電流制御は周波数変調方式である。 〔23〕手段12,16において該界磁子と該電機子の
対峠面は該電磁子回転軸に対して15°から45°の角
度を有する。
[22] In the means 10 to 17, the field current control is a frequency modulation method. [23] In the means 12 and 16, the opposing surface of the field element and the armature has an angle of 15 ° to 45 ° with respect to the rotation axis of the armature.

【0021】〔24〕手段12,16において該変速機
構ないし該調速機構は増減速動作にヒステリシスを有す
る。 〔25〕手段5〜17において該界磁子は該回転軸を共
有軸としてイナーシャ(はずみ)車を有する。
[24] In the means 12 and 16, the speed change mechanism or the speed control mechanism has hysteresis in the acceleration / deceleration operation. [25] In the means 5 to 17, the field element has an inertia wheel (flywheel) with the rotation axis as a common axis.

【0022】〔26〕手段7,9,11,15,19に
おいて該制御回路は該Vdd出力端子電圧に応じて該2
次電池からの電気出力を該Vdd出力端子へ出力させる
スイッチ機能を有する。 〔27〕手段7,9,11,15,19において該制御
回路は該変速機構ないしは調速機構を制御する際に増減
速にヒステリシスを有する制御を行い、該ヒステリシス
は該2次電池の電圧に応じて可変される制御を行う。
[26] In the means 7, 9, 11, 15, and 19, the control circuit operates in accordance with the Vdd output terminal voltage,
It has a switch function for outputting the electric output from the secondary battery to the Vdd output terminal. [27] In the means 7, 9, 11, 15, and 19, the control circuit performs control having a hysteresis in acceleration and deceleration when controlling the speed change mechanism or speed control mechanism, and the hysteresis corresponds to the voltage of the secondary battery. The variable control is performed accordingly.

【0023】〔28〕運動エネルギーを回転として入力
する機構を有し(入力機構)、該入力機構に続いて該回
転を増速する(増回転)する機構(増速機構)を有し、
該増速された回転を電気に変換する機構(発電機)を有
し、該発電機に続いて該発電電気を制御する回路(制御
回路)を有し、該制御回路に続いて正電極出力端子(V
dd出力端子)と接地電極端子(GND端子)を有する
構成の電源装置において、該発電機は電荷を印加する電
極(帯電電極)と電荷を取り出す電極(取り出し電極)
と誘電体のロータを該帯電電極と該取り出し電極の間に
有し、該ロータが該増速された回転で回転することによ
って発電を行うという構成をとった。
[28] A mechanism for inputting kinetic energy as rotation (input mechanism), and a mechanism (speed increasing mechanism) for speeding up the rotation (speed increasing) following the input mechanism,
It has a mechanism (generator) for converting the increased rotation into electricity, and has a circuit (control circuit) for controlling the generated electricity following the generator, and a positive electrode output following the control circuit. Terminal (V
In a power supply device having a configuration including a dd output terminal) and a ground electrode terminal (GND terminal), the generator is an electrode (charged electrode) to which a charge is applied and an electrode (takeout electrode) to extract a charge.
A dielectric rotor is provided between the charging electrode and the take-out electrode, and the rotor is rotated by the increased rotation to generate electric power.

【0024】〔29〕位置エネルギーを蓄積する手段と
して貯水機構(ダム)を有し、該ダムからの放水量を調
整する機構(水量調整機構)を有し、該放水の水流を回
転運動に変換する機構(水車)を有し、該水車に続いて
該回転を電気に変換する機構(発電機)を有し、該発電
機に続いて該発電電気を制御する制御回路を有し、該制
御回路に続いて該発電電気を一定周波数の交流電気に変
換する回路(DC/ACインバータ)を有し、該DC/
ACインバータに続いて少なくも2極の交流(AC)出
力端子を有する構成の電源装置において、該発電機は電
極を流す(フィールド電流)ことによって界磁(励磁)
する界磁子を有し、Y字結線された少なくも3つのコイ
ルよりなる電機子を有し、該界磁子が該電機子に対して
回転移動することで電気を発生する構成をとり、該制御
回路は該出力AC出力端子の電圧に応じて該フィールド
電流を制御する機能を有し、該制御回路は該AC出力端
子の電圧に応じて該水量調整機構を電気的に制御する機
能もしくは該発電機は該フィールド電流に応じて該水量
調整機構を制御する機能のうち少なくもどちらか一方を
有する構成をとった。
[29] A water storage mechanism (dam) as a means for accumulating potential energy, and a mechanism (water amount adjusting mechanism) for adjusting the amount of water discharged from the dam, and converting the water flow of the discharged water into rotary motion. And a control circuit for controlling the generated electricity following the generator, and a control circuit for controlling the generated electricity. A circuit (DC / AC inverter) for converting the generated electricity into alternating current electricity having a constant frequency after the circuit,
In a power supply device having an alternating current (AC) output terminal having at least two poles following an AC inverter, the generator causes a field (excitation) by flowing an electrode (field current).
A field element, and an armature composed of at least three coils connected in a Y shape, the field element being rotated relative to the armature to generate electricity. The control circuit has a function of controlling the field current according to the voltage of the output AC output terminal, and the control circuit electrically controls the water amount adjusting mechanism according to the voltage of the AC output terminal. The generator is configured to have at least one of the functions of controlling the water amount adjusting mechanism according to the field current.

【0025】〔30〕運動エネルギーを回転運動として
入力する機構(入力機構)を有し、該入力機構に続いて
該回転を増速(増回転)する機構(増速機構)を有し、
該増速機構に続いて増速倍率を変更させる機構(変速機
構)を有し、該増速機構に続いて該変速された回転を電
気に変換する機構(発電機)を有し、該発電機に続いて
該発電機を制御する制御回路を有し、該制御回路に続い
て該発電電気を一定周波数の交流電気に変換する回路
(DC/ACインバータ)を有し、該制御回路に続いて
くり返し充電・放電可能な電池(2次電池)を有し、該
DC/ACインバータに続いて少なくも2極の交流(A
C)出力端子を有する構成の電源装置において、該発電
機は電流を流す(フィールド電流)ことによって界磁
(励磁)する界磁子を有し、Y字結線された少なくも3
つのコイルよりなる電機子を有し、該界磁子が該電機子
に対して回転移動することで電気を発生する構成をと
り、該制御回路は該AC出力端子の電圧に応じて該変速
機構を電気的に制御する機能もしくは該発電機は該フィ
ールド電流に応じて該変速機構を制御する機能のうち少
なくもどちらか一方を有する構成をとった。
[30] A mechanism (input mechanism) for inputting kinetic energy as rotary motion, and a mechanism (speed increasing mechanism) for speeding up (rotating) the rotation subsequent to the input mechanism,
The speed-increasing mechanism is followed by a mechanism (transmission mechanism) for changing the speed-increasing ratio, and the speed-increasing mechanism is followed by a mechanism (generator) for converting the speed-changed rotation into electricity. And a control circuit for controlling the generator, and a circuit (DC / AC inverter) for converting the generated electricity into AC electricity of a constant frequency following the control circuit. It has a battery (secondary battery) that can be repeatedly charged and discharged, and has at least a two-pole alternating current (A) following the DC / AC inverter.
C) In a power supply device having an output terminal, the generator has a field element that conducts a field (excitation) by passing a current (field current), and has at least 3 Y-connected wires.
The field armature is configured to generate electricity by rotationally moving with respect to the armature, and the control circuit is configured to generate the electricity according to the voltage of the AC output terminal. The electric generator or the generator has at least one of the functions of controlling the speed change mechanism according to the field current.

【0026】〔31〕手段1〜27において該Vdd出
力端子に電気負荷を有し、電子機器を構成する。 〔32〕手段1〜27において該Vdd出力端子に電気
負荷を有し、時刻表示機能を併せ有す電子機器を構成す
る。
[31] In the means 1 to 27, the Vdd output terminal is provided with an electric load to constitute an electronic device. [32] An electronic device having an electric load at the Vdd output terminal and a time display function is configured in the means 1-27.

【0027】〔33〕手段32において該入力部は時刻
表示部周囲部分を回転させることで運動エネルギーを入
力する機構を有する。 〔34〕手段1〜4,7,9,11,15において該V
dd出力端子に電気負荷を有し、該発電機と該電気負荷
に直列に第1の整流要素を有し、該整流要素のアノード
端子は同時にVgen出力端子から出力され第2の整流
要素を介して(アノード端子に入り、カソード端子側か
ら出て)電源電圧を監視していてある定められた電圧
(リセット電圧)を下回った時に本電子機器を停止させ
る機能を有する(システムリセット回路)に接続され該
Vgen出力端子の電圧に応じて該リセット電圧の設定
値を変更する機能を有する。
[33] In the means 32, the input section has a mechanism for inputting kinetic energy by rotating the peripheral portion of the time display section. [34] In the means 1 to 4, 7, 9, 11, and 15, the V
an electrical load at the dd output terminal, a first rectifying element in series with the generator and the electrical load, the anode terminal of the rectifying element being simultaneously output from the Vgen output terminal and through the second rectifying element. Connected to the (system reset circuit) that has the function of stopping the electronic device when the power supply voltage is monitored (enters the anode terminal and exits from the cathode terminal side) and falls below a specified voltage (reset voltage) And has a function of changing the set value of the reset voltage according to the voltage of the Vgen output terminal.

【0028】〔35〕手段5,6,10,12,13,
14について該制御回路に取り替え可能な構成で電池を
有し、該Vdd出力端子に電気負荷を有し、該発電機と
該電気負荷に直列に第1の整流要素を有し、該整流要素
のアノード端子は同時にVgen出力端子から出力され
第2の整流要素を介して(アノード端子に入り、カソー
ド端子側から出て)電源電圧を監視していてある定めら
れた電圧(リセット電圧)を下回った時に本電子機器を
停止させる機能を有する回路(システムリセット回路)
に接続され該Vgen出力端子の電圧に応じて該リセッ
ト電圧の設定値を変更する機能を有する。
[35] Means 5, 6, 10, 12, 13,
14 has a battery that is replaceable with the control circuit, has an electric load at the Vdd output terminal, has a first rectifying element in series with the generator and the electric load, and The anode terminal is simultaneously output from the Vgen output terminal and is monitoring the power supply voltage via the second rectifying element (entering the anode terminal and exiting from the cathode terminal side) and falls below a predetermined voltage (reset voltage). Circuit that has the function to stop this electronic device at times (system reset circuit)
And has a function of changing the set value of the reset voltage according to the voltage of the Vgen output terminal.

【0029】〔36〕手段5〜28,31〜35におい
て該蓄積機構はぜんまいを用いたものとする。という手
段である。
[36] In the means 5 to 28, 31 to 35, the main mechanism is a mainspring. Is a means.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図に基
づいて説明する。図1は、本発明第1実施例その1の電
源装置101およびそれにより構成される電子機器10
2を示すシステムブロック図である。運動エネルギーや
力を入力し、回転運動に変換する入力手段部(以下“入
力部”と称する)103を有し、それに続いて入力され
た回転を増速する手段として輪列(歯車)機構106を
有し、それに続いて回転運動エネルギーを電気に変換す
る手段として発電機104を有し、それに続いて発電さ
れた電気の電圧や電流を安定させる手段として電気的制
御回路105を有し、それに続いて充電・放電を行う手
段としての2次電池(ニッケル水素;Ni−MH型やニ
ッケルカドミウム;Ni−Cd型やLiCoO2 を用い
たリチウムイオン;Liイオン型、などのくり返し充電
・放電が可能な蓄電池)110を有し、該制御回路に続
いてVddもしくはVcc等と称されるVout出力端
子109を有し、該制御回路と該2次電池に続いてGN
DもしくはVss等と称される接地出力端子112を有
する構成の電源装置101は電気的負荷111に該出力
端子109を介して接続され電子機器102を構成す
る。108は該Vout109から該電気負荷111に
流れる負荷電流Ioutを表し、107は該2次電池1
10に流れる充電電流ICHG を表す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a power supply device 101 according to Part 1 of the first embodiment of the present invention and an electronic device 10 constituted by the power supply device 101.
It is a system block diagram showing 2. It has an input means section (hereinafter referred to as “input section”) 103 for inputting kinetic energy or force and converting it into rotational movement, and a train wheel (gear) mechanism 106 as means for subsequently accelerating the input rotation. And subsequently has a generator 104 as means for converting rotational kinetic energy into electricity, and subsequently has an electrical control circuit 105 as means for stabilizing the voltage or current of the electricity generated, Then the secondary battery (nickel-hydrogen as a means for charging and discharging; Ni-MH type or nickel-cadmium; Ni-Cd type and LiCoO 2 and lithium ion is used; Li-ion type, capable of repeatedly charging and discharging, such as Storage battery) 110, a Vout output terminal 109 called Vdd or Vcc, etc. following the control circuit, and a GN following the control circuit and the secondary battery.
A power supply device 101 having a ground output terminal 112 called D or Vss is connected to an electric load 111 via the output terminal 109 to form an electronic device 102. Reference numeral 108 denotes a load current Iout flowing from the Vout 109 to the electric load 111, and 107 denotes the secondary battery 1
10 represents the charging current I CHG flowing in 10.

【0031】図2は本発明第1実施例その1の電源装置
の構成を示す立体図である。運動エネルギーを入力し回
転運動に変換する手段としてのレバー201(こういっ
た回転レバーの替りに巻き付けたヒモを引っ張るような
型のものでも、グリップ型のレバーのようなものでもよ
い)と最初の輪列との接続部202は前記入力部106
を構成し1番車203,2番車204,3番車205が
輪列・増速機構106を構成し発電機104に機械的
(メカ的)に接続され、該発電機は発電機出力電線20
6で該制御回路105へ電気的に接続される。ここで該
輪列・増速機構106において1番車が1回転するとき
に該発電機のロータ(後述する)が何回転するかを増速
倍率と呼ぶ。図示してないが必要な増速倍率によっては
4番車や5番車を設けても良い。また発電機は必要に応
じて複数設けても良い。また図1に示した2次電池11
0は該電源装置に含まれるがごとく示してあるがもちろ
ん必要(外部での充電や劣化による取り替え)に応じて
取り外し可能の構成としても良い。
FIG. 2 is a three-dimensional view showing the structure of the power supply device according to Part 1 of the first embodiment of the present invention. The lever 201 as a means for inputting kinetic energy and converting it into a rotational motion (a lever for pulling a string wound in place of such a rotary lever or a grip type lever) and the first The connecting portion 202 with the train wheel is the input portion 106.
The first wheel 203, the second wheel 204, and the third wheel 205 constitute a train wheel / speed increasing mechanism 106 and are mechanically connected to the generator 104, and the generator is a generator output wire. 20
At 6, it is electrically connected to the control circuit 105. Here, the number of rotations of the rotor (which will be described later) of the generator when the No. 1 wheel makes one rotation in the train wheel / acceleration mechanism 106 is referred to as a speed increasing ratio. Although not shown, a fourth wheel and a fifth wheel may be provided depending on the required speed increasing ratio. Further, a plurality of generators may be provided if necessary. The secondary battery 11 shown in FIG.
Although 0 is shown as included in the power supply device, it is of course possible that the power supply device can be detached if necessary (external charging or replacement due to deterioration).

【0032】図3(a)は本発明第1実施例その1の該
制御回路105を示す回路図である。Vddライン30
6中に直列に逆流(発電機からの発電が停止した時に2
次電池からロータコイルへ逆に電流が流れること)防止
手段としてショットキーダイオード301を有し、Vd
dライン306とGNDライン307の間に並列に逆起
電力(発電機のロータが停止した時にコイルから発生す
る逆極性の電位)を逃がす手段(フライホイールダイオ
ード)としてのダイオード302を有する構成をとるも
のである。平滑コンデンサ303はなくても良いが、あ
るとより電圧の安定性が良くなる。
FIG. 3A is a circuit diagram showing the control circuit 105 of Part 1 of the first embodiment of the present invention. Vdd line 30
Reverse flow in series in 6 (2 when power generation from the generator is stopped
A reverse current flows from the secondary battery to the rotor coil) has a Schottky diode 301 as a means for preventing
A configuration is provided in which a diode 302 is provided in parallel between the d line 306 and the GND line 307 as a means (flywheel diode) for releasing the back electromotive force (a potential of the reverse polarity generated from the coil when the rotor of the generator stops). It is a thing. The smoothing capacitor 303 may be omitted, but the stability of the voltage is further improved if it is provided.

【0033】図3(b)は2次電池110の本実施例に
おける機能を説明するための等価回路である。2次電池
はツェナ機能(定電圧機能)304と充電量によって変
化する抵抗機能(内部抵抗)305より構成された機能
を有し本実施例の場合、該ツェナ機能をそのまま利用し
発電された電圧を定電圧に安定させ負荷へ供給しようと
するものである。このような構成の場合、2次電池はニ
ッケル水素型(NiMH型)を使用するのが好適であ
る。Ni−Cd型では充電と放電とでの電圧差がNi−
MHより大きいし、Liイオン型では充分な充放電電流
制御を行わないと電池の破壊につながるからである。
FIG. 3B is an equivalent circuit for explaining the function of the secondary battery 110 in this embodiment. The secondary battery has a function including a Zener function (constant voltage function) 304 and a resistance function (internal resistance) 305 that changes depending on the charge amount. Is stabilized at a constant voltage and supplied to the load. In the case of such a configuration, it is preferable to use a nickel hydrogen type (NiMH type) secondary battery. In the Ni-Cd type, the voltage difference between charging and discharging is Ni-
This is because it is larger than MH, and if the Li ion type is not sufficiently controlled in charge / discharge current, it may lead to battery breakdown.

【0034】図79はNi−Cd型2次電池とNi−M
H型2次電池の充放電特性を示すグラフである。790
1破線はNi−Cd充電時のプロット、7902実線は
Ni−MH充電時のプロット、7903実線はNi−M
H放電時のプロット、7904破線はNi−Cd放電時
のプロットである。充電時と放電時との電圧の差がNi
−MHの方がNi−Cdより少ないことが判る。通常
1.2V系の電子機器の多くは1.2Vとか1.0Vと
かある電池電圧でシステムリセットをかけているが2次
電池が放電して機器が停止した後本発明電源装置を動作
させた場合、充電している間(レバーを動かしている、
レバーを巻く動作)は機器も動くし2次電池にも充電が
される。ある程度でレバーを止めるとNi−Cdの場合
またすぐ機器が停止してしまうということになる。より
たくさん巻いてやらないとそのまま動き続けないという
ことになる。Ni−MHで本実施例の場合5回転ぐらい
巻いてやるだけでその後も充電された分だけ機器は動き
続ける。そういう意味で実用的にはNi−MHの使用が
本実施例だけでは必須と言えるかもしれない。
FIG. 79 shows a Ni-Cd type secondary battery and Ni-M.
It is a graph which shows the charging / discharging characteristic of an H type secondary battery. 790
1 Dashed line is a plot during Ni-Cd charging, 7902 solid line is a plot during Ni-MH charging, 7903 solid line is a Ni-M
The plot for H discharge, and the dashed line 7904 are plots for Ni-Cd discharge. The difference in voltage between charging and discharging is Ni
It can be seen that -MH is less than Ni-Cd. Normally, most 1.2V electronic devices perform system reset with a battery voltage such as 1.2V or 1.0V, but after the secondary battery is discharged and the device is stopped, the power supply device of the present invention is operated. In case of charging (moving the lever,
The operation of winding the lever) moves the equipment and charges the secondary battery. If the lever is stopped to some extent, the equipment will stop immediately in the case of Ni-Cd. If you don't wind it more, it won't continue to move. In the case of this embodiment, Ni-MH is wound around 5 turns, and the device continues to operate as much as it is charged. In that sense, it may be said that the use of Ni-MH is practically essential only in the present embodiment.

【0035】しかしながら、Ni−MH型でも過度充電
電流は電池の劣化をひきおこすので、フライホールダイ
オード302は1.8V(±0.15V)ツェナーを使
用することが必要である。現実には1.8ツェナーは逆
方向リークが多いなどの問題があるので図(c),
(d)に示すように結線したMOSトランジスタを使用
すると良い。この際トランジスタの耐圧(BVDSS)
はゲート・ドレイン耐圧(BVS,表面ブレークダウン
耐圧)でドレイン表面濃度を高くして1.8Vの耐圧を
得るようにしたものを使用すると良い。逆流防止ダイオ
ードがショットキーであるのは順方向電圧降下(VF
ロップ)をできるだけ低く抑えたいからであるが、Si
ダイオードのVF が約0.6Vで該ショットキーが約
0.4Vであるが図(c),(d)に示すように結線し
たMOSトランジスタを使用するとさらに低いVF を得
ることができる。電流値にもよるが、VTH(スレッショ
ルド電圧)を0.3V以下に設定すれば良い。
However, even in the Ni-MH type, since the excessive charging current causes deterioration of the battery, it is necessary to use a 1.8V (± 0.15V) Zener for the flyhole diode 302. In reality, the 1.8 Zener has problems such as a large amount of backward leakage.
It is preferable to use a MOS transistor connected as shown in (d). At this time, the breakdown voltage of the transistor (BVDSS)
Is preferably a gate / drain breakdown voltage (BVS, surface breakdown breakdown voltage) having a high drain surface concentration to obtain a breakdown voltage of 1.8V. Although the blocking diode is a Schottky is because to be suppressed as low as possible forward voltage drop (V F drop), Si
Although the V F of the diode is about 0.6 V and the Schottky is about 0.4 V, a lower V F can be obtained by using the MOS transistors connected as shown in FIGS. (C) and (d). Although it depends on the current value, V TH (threshold voltage) may be set to 0.3 V or less.

【0036】図3(c)はNチャネルMOSトランジス
タのソース(S)、基板(Sub)、ゲート(G)を結
線した型の整流要素(図の左から右が順方向)を示す。
Dはドレインである。図3(d)はPチャネルMOSト
ランジスタのソース(S)、基板(Sub)、ゲート
(G)を結線した型の整流要素(図の左から右が順方
向)を示す。Dはドレインである。
FIG. 3C shows a rectifying element of the type in which the source (S), substrate (Sub) and gate (G) of an N-channel MOS transistor are connected (from left to right in the figure is the forward direction).
D is a drain. FIG. 3D shows a rectifying element of a type in which a source (S), a substrate (Sub), and a gate (G) of a P-channel MOS transistor are connected (from left to right in the figure is a forward direction). D is a drain.

【0037】図4は本発明第1実施例その2の制御回路
401を示す回路図である。デプレッション型NMOS
408とエンハンスメント型NMOS409とからなる
基準電圧(Vref )405発生回路404を有し、誤
差増巾器402を有し、出力電圧を分圧検出するフィー
ドバック抵抗部406を有し、Pチャネル型出力トラン
ジスタ403を有する構成をとることで直列型定電圧回
路(シリーズレギュレータ回路)を形成する。こういっ
た構成をとった場合でも2次電池110は前述したよう
な理由からNi−MHがやはり必須であるが逆流防止機
能によるロス(VF ドロップ)はショットキーダイオー
ドやMOSトランジスタ(図3(c),(d))を使用
した場合よりさらに低減することが可能で該Pチャネル
MOSトランジスタ403の入出力電圧差は約0.1V
以下に抑えることが可能となる。
FIG. 4 is a circuit diagram showing the control circuit 401 of the second embodiment of the present invention. Depletion type NMOS
A reference voltage (Vref) 405 generating circuit 404 including an 408 and an enhancement type NMOS 409, an error amplifier 402, a feedback resistor section 406 for detecting the divided output voltage, and a P-channel output transistor. A series constant voltage circuit (series regulator circuit) is formed by adopting the configuration having 403. Loss due to Ni-MH is also a mandatory function to prevent backflow from these was the secondary battery 110 even in the case of taking a configuration reason as described above (V F drop) is a Schottky diode or a MOS transistor (Fig. 3 ( It can be further reduced compared to the case of using c) and (d), and the input / output voltage difference of the P-channel MOS transistor 403 is about 0.1V.
It is possible to suppress to below.

【0038】但し出力PチャネルMOSトランジスタ4
03の基板(Sub,N−Sub,N基板)410はこ
の際フローティング(ソース;Sにクランプしてはいけ
ない)でなければならない。また誤差増巾器の出力Va
mp412を抵抗411を用いてVdd306にプルア
ップしておくなどして、発電機が停止した際、PMOS
トランジスタ403をVddライン306の電位で確実
にオフにする機能を持たせることが必要である。発電機
からの出力Vin413をもらって動作している誤差増
巾器402のVamp412がVin413がGND以
下になった時にハイインピーダンスになるような構成で
ない場合はVddライン306の電源で動作していてV
in413を監視していてVinオフの時PMOS40
3をオフにする回路を追加して設けることも良い。
However, the output P-channel MOS transistor 4
No. 03 substrate (Sub, N-Sub, N substrate) 410 must be floating (source; must not be clamped to S) at this time. The output Va of the error amplifier
When the generator is stopped by pulling up mp412 to Vdd306 using the resistor 411, the PMOS
It is necessary to have a function of surely turning off the transistor 403 at the potential of the Vdd line 306. If the Vamp 412 of the error amplifier 402 that operates by receiving the output Vin 413 from the generator does not become high impedance when Vin 413 becomes lower than GND, it is operating by the power supply of the Vdd line 306 and V
PMOS40 when Vin is off by monitoring in413
A circuit for turning off 3 may be additionally provided.

【0039】図5は本発明の第1実施例の発電機を示す
立体図である。界磁子である磁石502(サマリウムコ
バルト;Sm−Co型磁石が良い。体積、体表面積あた
りの磁束密度をフェライト;Fe型等より高く取れるの
で小型化、軽量化が図れるからである)が4個(S/N
交互に)配置されそれに対面する形でロータコイル50
1が3個回転する構成(コアレス)をとるものとする。
こうすることでコア有りタイプの発電機構より小型化軽
量化が図れる。(ロータ回転軸方向の寸法を小さくでき
る。薄型化が図れるということである。) 図6(a)は本発明第1実施例の発電機のロータコイル
における、コイル602、取り出し電極ブラシ603、
ロータ回転電極(6極)601の関係を示す図である。
これではわかりにくいので次の図6(b)のように示
す。
FIG. 5 is a three-dimensional view showing the generator of the first embodiment of the present invention. A magnet 502 (samarium cobalt; Sm-Co type magnet is preferable because the magnetic flux density per volume and body surface area is higher than that of ferrite; Fe type, etc., so that it is possible to reduce the size and weight). Pieces (S / N
Rotor coils 50 arranged alternately and facing each other
It is assumed that the structure 1 rotates three pieces (coreless).
By doing so, it is possible to reduce the size and weight of the power generation mechanism with the core. (The size in the direction of the rotor rotation axis can be reduced. This means that the rotor can be made thinner.) FIG. 6A shows a coil 602, a take-out electrode brush 603, in the rotor coil of the generator according to the first embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the relationship of the rotor rotating electrode (6 poles) 601.
Since this is difficult to understand, it is shown as shown in FIG.

【0040】図6(b)は本発明第1実施例の発電機の
ロータコイルにおける、コイル602、ロータ回転電極
601、取り出し電極ブラシ603の結線関係を示す回
路図である。こういう構成をとることで取り出し電極ブ
ラシ603は常に3つのすべてのコイルから同時に電気
を直流(DC)として取り出すことが可能となる。
FIG. 6 (b) is a circuit diagram showing the connection relationship between the coil 602, the rotor rotation electrode 601, and the extraction electrode brush 603 in the rotor coil of the generator according to the first embodiment of the present invention. With such a configuration, the extraction electrode brush 603 can always extract electricity from all three coils simultaneously as direct current (DC).

【0041】図7は本発明第1実施例の発電機のロータ
回転数と出力電流の関係を示すグラフである。接続され
ている2次電池はNi−MHで1セルのガム型(1.2
V定格)であり、発電機の1つの磁石は3000〜50
00ガウスのSm−Co型であり、1つのコイルは0.
3mmφの電線を15ターン巻きで6.1Ωの抵抗をも
つものとした。この時、例えば5cm長の手回しレバー
を3〜5kg・cmのトルクで約70rpm回転まわす
とすると(この値が体感的、実用的にもかなり妥当な線
である。)、輪列による増速倍率を変化させて得たロー
タの回転数と出力電流の関係が該グラフであり、900
0rpmにピークがあり、15000rpmから急に出
力がでなくなっている(ブラシが追従できなくなってい
る)ことが判る。したがって発電効率的に受容できる範
囲が6000から12000rpmであると言える。さ
らに前述した体感上の妥当性と合わせて輪列倍率の実用
上の限定範囲として50〜100倍の間に設定すること
が肝要であると言える。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the rotor rotational speed and the output current of the generator according to the first embodiment of the present invention. The connected secondary battery is Ni-MH 1 cell gum type (1.2
V rating) and one magnet of the generator is 3000-50
It is a Sm-Co type of 00 Gauss, and one coil has a capacitance of 0.
A 3 mmφ electric wire was wound 15 turns and had a resistance of 6.1Ω. At this time, for example, if a hand-turning lever having a length of 5 cm is rotated by about 70 rpm with a torque of 3 to 5 kg · cm (this value is a sensational and practically reasonable line), the speed increasing ratio by the train wheel is increased. Is a graph showing the relationship between the rotation speed of the rotor and the output current obtained by changing
It can be seen that there is a peak at 0 rpm and the output suddenly disappears from 15000 rpm (the brush cannot follow). Therefore, it can be said that the range in which power generation efficiency can be accepted is 6000 to 12000 rpm. Further, it can be said that it is important to set the practically limited range of the train wheel magnification to be 50 to 100 times, together with the above-mentioned validity in terms of feeling.

【0042】本発明中(以降実施例でも同様だが)輪列
等メカ的機構のある部分は使用状況的に耐久性が許せば
プラスチック(樹脂)も用いると軽量化と機械的ロスの
低減が図れて良い。図8は本発明第2実施例その1の電
源装置801およびそれにより構成される電子機器80
2を示すシステムブロック図である。入力部806を有
し、入力された運動エネルギーを蓄積する手段としての
ぜんまい(コイルスプリングや板バネ等の他の機械的構
造体や圧縮気体のタンクのようなものも考えられるが簡
単のため以降“ぜんまい”で説明していく)803を有
し、輪列機構804を有し、該ぜんまい803の開放
(巻いたぜんまいがほどけること)をストップさせたり
その速度を調節する行為(制御)807を行う手段とし
ての調速機構810を有し、発電機808を有し、制御
回路805を有し、VOUT 出力端子809を有し、GN
D端子を有する構成の電源装置801はVOUT 出力端子
を介して電気負荷811に接続され電子機器802を構
成する。
In the present invention (similarly in the following embodiments), if a portion having a mechanical mechanism such as a train wheel is allowed to be durable in terms of use conditions, a plastic (resin) may be used to reduce weight and reduce mechanical loss. Good. FIG. 8 shows a power supply device 801 according to the first embodiment of the present invention and an electronic device 80 constituted by the power supply device 801.
It is a system block diagram showing 2. A mainspring as a means for accumulating the input kinetic energy having the input portion 806 (other mechanical structures such as a coil spring and a leaf spring, and a tank of compressed gas are also conceivable, but for simplicity, The mainspring 803 and a train wheel mechanism 804 are provided to stop the opening of the mainspring 803 (unwinding the wound mainspring) and adjust its speed (control) 807. Has a speed control mechanism 810 as a means for performing the above, a generator 808, a control circuit 805, a V OUT output terminal 809, and a GN.
A power supply device 801 having a D terminal is connected to an electric load 811 via a V OUT output terminal to form an electronic device 802.

【0043】図9は本発明第2実施例その1の電源装置
の構成を示す立体図である。図9は運動エネルギー入力
手段としての蝶ねじ901は機械的接続部(実施例1に
同様なので図示しない)を介して該入力部806として
ぜんまい803を巻き上げる(運動エネルギー蓄積)、
輪列、増速機構804にかわって調速機構810が存在
し、該輪列機構804に機械的に接続された発電機80
8が存在する様子を示している。
FIG. 9 is a three-dimensional view showing the structure of the power supply device according to Part 1 of the second embodiment of the present invention. In FIG. 9, a thumbscrew 901 as a kinetic energy input means winds up a mainspring 803 as a input portion 806 through a mechanical connection (not shown because it is similar to that of the first embodiment) (kinetic energy storage),
There is a speed control mechanism 810 in place of the train wheel and speed increasing mechanism 804, and a generator 80 mechanically connected to the train wheel mechanism 804.
8 shows that 8 exists.

【0044】図10は本発明第2実施例その1の該調速
機構810を示す立体図である。最終段歯車に接続され
たピニオンギア1003がウォームギア1002を駆動
し(ラックアンドピニオン駆動1004を構成)風車1
001をまわす構成をとる。該風車は該ウォームギア1
002の回転数とそのトルクと風の抵抗と風車の面積と
で決まる最大速度(飽和速度)で回転する。これは一定
速度回転であり、これがぜんまいの解放速度である。ぜ
んまいから該ウォームギア1002までの輪列倍率を大
きくするとゆっくり解放することになるし、小さくとる
と早めに解放してしまう。ゼンマイに蓄えられた運動エ
ネルギーが空気をかきまぜる(風をおこす)行為として
放出させてしまうことを意味する。しかしながら本質は
調速機構がない場合から説明した方が判りやすいだろ
う。制御回路805を介して電気負荷811に接続され
た発電機808のロータのフリクションは負荷電流I
OUT 813が増えると増える、すなわちロータの回転数
が下がることになる。逆にIOU T 813が減るとフリク
ションが減ってロータの回転数が上がることになり、極
端な場合(スイッチOFF)あっという間にぜんまいが
解放してしまうことを意味する。そこで該調速機構を設
けておいて想定される負荷電流IOUT 813の最大値の
時のロータ回転よりわずかながら回転数の高いところに
調速による解放速度(ロータとして)を設定しておけ
ば、もし負荷電流IOUT 813が減少してもぜまいが全
く無駆に解放してしまうことを防げるものである。しか
し実用的には後述するように2次電池を設けておいて負
荷電流が減少したり、あるいは調速で決まる発電量の内
負荷にいかなかった余りを常にチョロチョロ2次電池に
充電(トリクル充電)させておいて、ぜんまいが解放さ
れたら今度はそれを使うという方法も良い。
FIG. 10 is a three-dimensional view showing the speed control mechanism 810 of Part 1 of the second embodiment of the present invention. A pinion gear 1003 connected to the final stage gear drives a worm gear 1002 (constituting a rack and pinion drive 1004) Wind turbine 1
Take the configuration of turning 001. The windmill is the worm gear 1
It rotates at the maximum speed (saturation speed) determined by the rotation speed of 002, its torque, wind resistance, and the area of the wind turbine. This is a constant speed rotation, and this is the mainspring release speed. When the train wheel magnification from the mainspring to the worm gear 1002 is increased, the wheel train is released slowly, and when it is reduced, the wheel train is released earlier. It means that the kinetic energy stored in the mainspring causes the air to be released as an action of stirring (making the wind). However, it is easier to understand the essence from the case where there is no speed control mechanism. The friction of the rotor of the generator 808 connected to the electric load 811 via the control circuit 805 is the load current I.
It increases as OUT 813 increases, that is, the rotation speed of the rotor decreases. Conversely decreases the friction when I OU T 813 is reduced will be the rotational speed of the rotor increases, the extreme case (switch OFF) quickly mainspring means that would be released. Therefore, by providing the speed control mechanism and setting the release speed (as a rotor) by speed control at a place where the rotation speed is slightly higher than the rotor rotation at the maximum value of the expected load current I OUT 813. Even if the load current I OUT 813 is reduced, it is possible to prevent the sensation from being completely released. However, practically, as described later, a secondary battery is installed to reduce the load current, or the surplus that could not reach the internal load of the power generation amount determined by the speed control is always charged to the chorochoro secondary battery (trickle charging). ) Let's do that, and once the mainspring is released, it is also good to use it.

【0045】図11は本発明第2実施例その1の発電機
を示す立体図である。基本的には第1実施例で説明した
コアレス(対面型)のDC発電機であるが、さらに小型
化(薄型化)したものである。基板1103上にチップ
コイル1104(後述する)を4個(巻き方向としてミ
ラー反転したものと交互に)配列し、それをバックヨー
ク1102,1106に接した円盤状4極着磁の磁石1
101,1105がはさむ形で構成され該磁石が回転軸
1107で回転するものとした。こういう構成とするこ
とでコイルから電気を取り出すブラシ電極がなくなり、
より小型(薄型)化、高速回転反応(ブラシ飛びが発生
しない)が可能となった。
FIG. 11 is a three-dimensional view showing the generator of Part 1 of the second embodiment of the present invention. Although it is basically the coreless (face-to-face) DC generator described in the first embodiment, it is further miniaturized (thinned). A disk-shaped four-pole magnetized magnet 1 in which four chip coils 1104 (which will be described later) (alternating with a mirror-inverted winding direction) are arranged on a substrate 1103 and are in contact with back yokes 1102 and 1106.
The magnets 101 and 1105 are sandwiched so that the magnet rotates on the rotating shaft 1107. With this structure, there is no brush electrode to extract electricity from the coil,
It has become possible to make it smaller (thinner) and to perform high-speed rotation reaction (brush skipping does not occur).

【0046】図12(a)および(b)は本発明第2実
施例その1の発電機の該チップコイル1104の第1の
巻き方のタイプのコイルを示す平面図である。(a)が
実物の形状に近い平面図であるが理解を簡単にするため
(b)の模式的平面図を用いて説明する。
FIGS. 12 (a) and 12 (b) are plan views showing a coil of the first winding type of the chip coil 1104 of the generator of Part 1 of the second embodiment of the present invention. Although (a) is a plan view close to the actual shape, description will be given using the schematic plan view of (b) for easy understanding.

【0047】第1層目配線1202は電極1201の一
方に接続されていて蚊取り線香のうずのように中心に向
かってらせん状に配置され、ウズのほぼ中心部で接続部
1204を介して第2層目の配線に接続され同じらせん
ウズ方向でこんどは外心部に向かってウズを巻いて配置
され電極1201の一方に接続される構成をとるもので
ある。3層目、4層目配線と多層にしていけば巻き数を
増やすことができるが配線の太さが同じだとシリーズ抵
抗が増えることになる。用途に応じた大きさ、巻き数、
抵抗値を設定することが大切である。
The first layer wiring 1202 is connected to one of the electrodes 1201 and is arranged in a spiral shape toward the center like a vortex of a mosquito coil. It is connected to the wiring of the eye and is arranged in such a manner that a spiral is wound toward the outer core portion in the same spiral winding direction and is connected to one of the electrodes 1201. The number of turns can be increased by increasing the number of layers of the third and fourth layers, but if the thickness of the wiring is the same, the series resistance will increase. Size, number of windings,
It is important to set the resistance value.

【0048】図13(a)および(b)は本発明第2実
施例その1の発電機の該チップコイル1104の第2の
巻き方のタイプのコイル(前述した“ミラー”とはちが
う。ミラーとは平面的に左右反転の意である)を示す平
面図である。(a)が実物の形状に近い平面図である
が、理解を簡単にするため(b)の模式的平面図を用い
て説明する。電極1302の一方に接続された第1層目
配線1303はやはりウズを巻いて自分の配線と交差す
るところに来た時接続部1305を介して第2層目の配
線に接続され自分の配線を乗り越え再び接続部1305
を介して第1層目の配線としてウズを巻いていく、これ
をくり返すことで1ターンあたりほぼ同じ大きさのコイ
ルターンを複数巻くことになり、最後はやはり電極13
02の一方へと接続される。スプリングコイルを平面状
に押しつぶした様を連想すると判りやすい。ここで大事
なのは最初のコイルターンと最後のコイルターンのオー
バラップ部1301は必ず残すことにある。越えてはい
けない。
FIGS. 13 (a) and 13 (b) are coils of the second winding type of the chip coil 1104 of the generator of the second embodiment part 1 of the present invention (different from the above-mentioned "mirror". Is a plan view showing left and right inversion in plan view). Although (a) is a plan view close to the actual shape, description will be given using the schematic plan view of (b) for easy understanding. When the first layer wiring 1303 connected to one of the electrodes 1302 is wound and crosses with its own wiring, it is connected to the second layer wiring via the connection portion 1305 and the own wiring is connected. Overcome and connect again 1305
Winding wire is used as the first layer of wiring through, and by repeating this, a plurality of coil turns of almost the same size are wound per turn.
02 to one side. It is easy to understand if you associate it with a flat spring coil. What is important here is that the overlap portion 1301 of the first coil turn and the last coil turn is always left. Don't cross.

【0049】図14は本発明第2実施例その1の発電機
の該チップコイル1104の断面を示す模式図である。
半導体基板(石英やガラス基板でも良いが多くの半導体
プロセスに用いられるSi半導体基板でも1Ω・cm以
上の比抵抗ならコイル配線材に比べて比抵抗で4桁以上
の差があるので基板ウズ電流の影響は無視できる)14
06上に絶縁膜1405を介して第1層目のAl(アル
ミ)もしくはPolySiの配線層1404を有し層間
絶縁膜1402を介して第2層目のAl配線層1403
を有し、その上に表面保護膜層1401を有する構成を
とるものである。これをくり返して3層、4層とやって
も良いし、図示するように表面保護膜上に磁性体膜(C
oFeSiBなどのコンパウンド膜をスパッタで形成)
1407を用いても良い。同じパターン数なら約4倍の
インダクタンスが得られる。
FIG. 14 is a schematic view showing a cross section of the chip coil 1104 of the generator of Part 1 of the second embodiment of the present invention.
Semiconductor substrates (Quartz or glass substrates may be used, but even Si semiconductor substrates used in many semiconductor processes have a resistivity of 1 Ω · cm or more, and there is a difference of 4 digits or more in the resistivity compared to coil wiring materials. (Impact can be ignored) 14
06 wiring layer 1404 of Al (aluminum) or PolySi of the first layer via an insulating film 1405 and an Al wiring layer 1403 of the second layer via an interlayer insulating film 1402.
And a surface protective film layer 1401 thereon. This may be repeated to form three layers or four layers, or as shown in the figure, a magnetic film (C
Compound film such as oFeSiB is formed by sputtering)
1407 may be used. If the number of patterns is the same, about four times the inductance can be obtained.

【0050】図15は本発明第2実施例その2の電源装
置1501およびそれにより構成される電子機器150
2を示すシステムブロック図である。入力部1508を
有し、ぜんまい1503を有し、輪列機構1504を有
し、調速機構1511を有し、発電機1505を有し、
制御回路1506を有し、該制御回路1506は電気的
調速制御1512機能を有し、VOUT 出力端子1507
を有し、GND端子1513を有する構成の電源装置1
501はVOUT 端子1507を介して電気負荷1510
に接続され電子機器1502を構成する。
FIG. 15 shows a power supply device 1501 according to the second embodiment of the present invention and an electronic device 150 constituted by the power supply device 1501.
It is a system block diagram showing 2. An input unit 1508, a mainspring 1503, a train wheel mechanism 1504, a speed control mechanism 1511, a generator 1505,
The control circuit 1506 has a control circuit 1506 having an electric speed control 1512 function and a V OUT output terminal 1507.
And a power supply device 1 having a GND terminal 1513
501 is an electric load 1510 via a V OUT terminal 1507.
And an electronic device 1502 is configured.

【0051】図16(a),(b),(c)は本発明第
2実施例その2の調速機構を示す立体図である。ウォー
ムギア(スクリューギア)1604と輪列終段のピニオ
ンギア1605より構成されるラックアンドピニオン機
構のウォームギアには前述した風車のかわりに4極着磁
した円盤状の磁石が取り付けられている。該磁石に近接
してコイル1601を設けると該コイルにつながった回
路のインピータンス(図中1602の負荷、これは調速
制御用の負荷である)によって調速機構のウォームギア
によるフリクション(電磁誘導による摩擦力)は変わっ
てくる。すなわちインピーダンスを下げるとフリクショ
ンが増え、ひいてはぜんまいの解放を止める側(非解放
側)に働く。インピーダンスを上げるとフリクションが
下がってぜんまいは解放する方向(解放側)に向かう。
FIGS. 16A, 16B, and 16C are three-dimensional views showing the speed control mechanism of the second embodiment of the present invention, part 2. The worm gear of the rack-and-pinion mechanism, which is composed of a worm gear (screw gear) 1604 and a pinion gear 1605 at the final stage of the train wheel, has a disc-shaped magnet with four poles magnetized in place of the above-described wind turbine. When the coil 1601 is provided close to the magnet, the friction (by electromagnetic induction) of the worm gear of the speed control mechanism is generated by the impedance of the circuit connected to the coil (load 1602 in the figure, which is the load for speed control). Friction force) will change. That is, if the impedance is lowered, friction increases, and eventually the side that stops the release of the mainspring (non-release side) works. When the impedance is increased, the friction decreases and the mainspring moves in the direction of releasing (release side).

【0052】図16(b)のように該磁石はラジアル界
磁させた円筒状のものでも良い。その際図16(c)の
ように磁石のまわりにぐるりと電機子鉄心付コイルでか
こむと効率が良い。これの構造については後述第4実施
例のAC発電機(ACG)のロータの構造を参考してい
ただきたい。
As shown in FIG. 16 (b), the magnet may have a cylindrical shape with a radial field. At that time, as shown in FIG. 16 (c), it is efficient to surround the magnet with a coil with an armature core. For the structure of this, refer to the structure of the rotor of the AC generator (ACG) of the fourth embodiment described later.

【0053】ここで本実施例調速機構において、ぜんま
いから最終回転磁石までに至る輪列倍率であるが、御承
知のように本実施例においてはぜんまいの解放を止める
側では図示するごとく戻り電流i1509が流れること
になる。この電流は消費電流となるわけである。(もち
ろんこれも電気制御して回収すると理想なのだが、シス
テムのかぎりないくり返しとなるのでそれはとりあえず
想定しないこととして)できるだけ小さい力(電流i1
509)で止められるのが良い。そこで調速機構での輪
列倍率を発電機ロータ回転からみて20倍以上の倍率と
する。10倍だと最大10%効率ダウンにつながり無視
しえないが、20倍で5%なら本システムでは受容範囲
であろう。もちろん50倍,100倍とやっても良いの
だが、ロータが1000rpmで100倍だと1000
00rpmにもなる。スピンドル等の技術がついていか
なければ耐久性に問題がでてくる可能性がある。したが
って今のところ上限は数値で示さないが、使われる高速
スピンドル技術で律速される。以上は電磁的な調速につ
いて述べてきたが、例えば印加電圧によって粘度が変化
する電気粘性流体のようなものを使っても良い。
Here, in the speed control mechanism of this embodiment, the wheel train magnification from the mainspring to the final rotary magnet is known. i1509 will flow. This current becomes the consumed current. (Of course, it would be ideal if this is also controlled by electric control, but it would be an endless repetition of the system, so that is not assumed for the time being.)
It is better to stop at 509). Therefore, the train wheel magnification in the speed control mechanism is set to 20 times or more as viewed from the rotation of the generator rotor. If it is 10 times, the efficiency will be reduced by up to 10% and cannot be ignored. Of course, you can do 50 times and 100 times, but 1000 times when the rotor is 100 times at 1000 rpm.
It can reach 00 rpm. If the technology of spindle etc. is not attached, there may be problems in durability. Therefore, the upper limit is not shown so far, but is limited by the high-speed spindle technology used. Although the electromagnetic speed control has been described above, for example, an electrorheological fluid whose viscosity changes with an applied voltage may be used.

【0054】図17は本発明第2実施例その3の電源装
置1701およびそれにより構成される電子機器170
2を示すシステムブロック図である。入力部1709を
有し、ぜんまい1703を有し、輪列機構1704を有
し、調速機構1710を有し、発電機1705を有し、
制御回路1706を有し、充・放電手段としての2次電
池1712を有し、VOUT 出力端子を有し、GND端子
1714を有する構成の電源装置1701はVOUT 端子
1708を介して1713に接続され電子機器1702
を構成する。調速機構1710は負荷電流IOUT 170
7の最大値よりちょっと多く発電解放側に設定され、余
りの電流は充電電流ICHG 1711として2字電池にト
リクル充電的に充電される。そしていざという時に使わ
れる。ここでの2次電池はNi−MHでもNi−Cdで
もLiイオン型でもいずれでもかまわないが特にLiイ
オン型の場合後述する第4実施例の充・放電制御回路が
ある方が好適である。
FIG. 17 shows a power supply device 1701 according to the third embodiment of the present invention and an electronic device 170 constituted by the power supply device 1701.
It is a system block diagram showing 2. It has an input unit 1709, a mainspring 1703, a train wheel mechanism 1704, a speed control mechanism 1710, a generator 1705,
A power supply device 1701 having a control circuit 1706, a secondary battery 1712 as a charging / discharging means, a V OUT output terminal, and a GND terminal 1714 is connected to a 1713 via a V OUT terminal 1708. Electronic device 1702
Is configured. The speed control mechanism 1710 controls the load current I OUT 170.
A little more than the maximum value of 7 is set on the power generation release side, and the remaining current is charged as a charging current I CHG 1711 in a two-letter battery in a trickle charge manner. And it is used at the time of emergency. The secondary battery here may be Ni-MH, Ni-Cd, or Li-ion type, but particularly in the case of Li-ion type, it is preferable to have the charge / discharge control circuit of the fourth embodiment described later.

【0055】図18は本発明第3実施例その1の電源装
置1801およびそれにより構成される電子機器180
2を示すシステムブロック図である。入力部1809を
有し、ぜんまい1803を有し、輪列機構1804を有
し、輪列による増速倍率を変化させる手段としての変速
機構1805を有し、発電機1806を有し、制御回路
1807を有し、該制御回路1807は電気的に変速機
構制御機能1810を有し、VOUT 出力端子1808を
有し、GND端子1812を有する構成の電源装置18
01はVOUT 出力端子1808を介して電気負荷181
1に接続され電子機器1802を構成する。変速制御の
具体例は第4実施例で後述する。
FIG. 18 shows a power supply device 1801 according to the third embodiment of the present invention and an electronic device 180 constituted by the power supply device 1801.
It is a system block diagram showing 2. It has an input unit 1809, a mainspring 1803, a train wheel mechanism 1804, a speed change mechanism 1805 as means for changing the speed increasing ratio by the train wheel, a generator 1806, and a control circuit 1807. The control circuit 1807 has a transmission mechanism control function 1810 electrically, a V OUT output terminal 1808, and a GND terminal 1812.
01 is an electric load 181 via the V OUT output terminal 1808
1 and is connected to the electronic device 1802. A specific example of the shift control will be described later in the fourth embodiment.

【0056】図19は本発明第3実施例その2の電源装
置1901およびそれにより構成される電子機器190
2を示すシステムブロック図である。入力部1909を
有し、ぜんまい1903を有し、輪列機構1904を有
し、変速機構1905を有し、発電機1906を有し、
制御回路1907を有し、電気的変速機構制御機能19
10を有し、充・放電手段としての2次電池1911を
有し、VOUT 端子1908を有し、GND端子1913
を有する電源装置はVOUT 出力端子1908を介して電
気負荷1912に接続され電子機器1902を構成す
る。図18と違う点は2次電池1911を設けた点にあ
る。
FIG. 19 shows a power supply unit 1901 according to the second embodiment of the present invention and an electronic device 190 constituted by the same.
It is a system block diagram showing 2. An input unit 1909, a mainspring 1903, a train wheel mechanism 1904, a speed change mechanism 1905, a generator 1906,
It has a control circuit 1907 and has an electric transmission mechanism control function 19
10, a secondary battery 1911 as a charging / discharging means, a V OUT terminal 1908, and a GND terminal 1913.
Is connected to an electric load 1912 via a V OUT output terminal 1908 to form an electronic device 1902. The difference from FIG. 18 is that a secondary battery 1911 is provided.

【0057】図20は本発明第4実施例その1の電源装
置2001およびそれにより構成される電子機器200
2を示すシステムブロック図である。入力部2009を
有し、ぜんまい2003を有し、輪列機構2004を有
し、変速機構2005を有し、これまで説明してきた界
磁型発電機(DC発電機)に替わって自励式磁場を使用
する発電機(以降便宜的にAC発電機もしくはACGと
称する)2006を有し、制御回路2007を有し、該
制御回路は界磁のための手段としてのステータコイルの
フィールド電流制御機能2011を有し、電気的変速機
構制御機能2010を有し、2次電池2012を有し、
OUT 出力端子2008を有し、GND端子2014を
有する電源装置2001はVOUT 出力端子2008を介
して電気的負荷2013に接続され電子機器2002を
構成する。
FIG. 20 shows a power supply device 2001 according to Part 1 of the fourth embodiment of the present invention and an electronic device 200 constituted by the same.
It is a system block diagram showing 2. It has an input unit 2009, a mainspring 2003, a train wheel mechanism 2004, and a speed change mechanism 2005. Instead of the field generator (DC generator) described above, a self-excited magnetic field is generated. It has a generator (hereinafter referred to as AC generator or ACG for convenience) 2006 to be used, and has a control circuit 2007, which has a field current control function 2011 of the stator coil as a means for field. Having an electric transmission mechanism control function 2010, having a secondary battery 2012,
A power supply device 2001 having a V OUT output terminal 2008 and a GND terminal 2014 is connected to an electric load 2013 via the V OUT output terminal 2008 to form an electronic device 2002.

【0058】図21は本発明第1実施例その1のAC発
電機2006およびそれと電気的制御回路2007を示
す回路図である。AC発電機2006はY字結線された
3本のロータコイル2105よりなるロータ(電機子)
とステータコイル2106よりなるステータ(界磁子)
より構成される。本発明では後述するようにブラシ電極
の数が2本ですむため、ステータが回転する方式をとっ
ているが、名称としてはこのままロータ,ステータで説
明を続けるものとする。制御回路2107は整流機能部
2101、平滑(波形整形)コンデンサ2102及びス
テータコイル(界磁コイル)のフィールド電流IF 21
09を制御する機能2108を有する定電圧制御回路
(ボルテージレギュレータ回路,特には後述するがスイ
ッチングレギュレータなのでSWRなどと称する)21
03とで構成される。図中の2104は出力電流IOUT
である。
FIG. 21 is a circuit diagram showing an AC generator 2006 and its electrical control circuit 2007 according to Part 1 of the first embodiment of the present invention. The AC generator 2006 is a rotor (armature) including three rotor coils 2105 connected in a Y shape.
And a stator coil 2106 (stator)
It is composed of In the present invention, since the number of brush electrodes is two, as will be described later, the method of rotating the stator is adopted. However, the description will be continued with the rotor and the stator as it is. The control circuit 2107 includes a rectification function unit 2101, a smoothing (waveform shaping) capacitor 2102, and a field current I F 21 of a stator coil (field coil).
Constant voltage control circuit having a function 2108 for controlling 09 (voltage regulator circuit, particularly SWR or the like because it is a switching regulator as described later) 21
03. 2104 in the figure is the output current I OUT
It is.

【0059】図22は(a),(b)は本発明第4実施
例その1の整流機能部2101を示す回路図である。ロ
ータコイル2105からの交流(AC)出力電流は6個
の整流用ダイオード2201を介してVdd2202、
GND2014間に直流(DC)出力電流として取り出
される。ここでダイオードは前述したようにショットキ
ーダイオードを使うとVF が低くて効率向上につながる
し、さらには図22(b)に示すようにMOSトランジ
スタをやはり前述したようにゲート(G),基板(Su
b),ソース(S)を結線した形で使用するとさらに効
率向上につながる。Dはドレインである。この図はNチ
ャネル型MOSトランジスタであるが前述したようにP
チャネル型でも良い。
FIGS. 22A and 22B are circuit diagrams showing the rectifying function unit 2101 of Part 1 of the fourth embodiment of the present invention. The alternating current (AC) output current from the rotor coil 2105 passes through the six rectifying diodes 2201 to Vdd 2202,
It is taken out as a direct current (DC) output current between the GNDs 2014. Here, as described above, when a Schottky diode is used as the diode, V F is low, which leads to an improvement in efficiency. Furthermore, as shown in FIG. (Su
b) If the source (S) is used in a connected form, the efficiency will be further improved. D is a drain. This figure shows an N-channel type MOS transistor, but as mentioned above, P
It may be a channel type.

【0060】図23は本発明第4実施例その1の定電圧
制御回路(SWR)2103を示す回路図である。ステ
ータコイル2106につながりフィールド電流(IF
制御端子(IF 端子)2301を有し、IF 端子の一端
は該回路内でVdd2202ラインにつながれステータ
コイルを介してIF ドライブ用NチャネルMOSトラン
ジスタ2309につながっている。2308はステータ
コイルのオフした時の逆起電力を吸収するフライホイー
ルダイオードである。該NチャネルMOSトランジスタ
はPWM回路出力VF 2302を介してパルス幅変換回
路2303につながっている。該回路は誤差増巾器23
04の出力と発振回路(OSC)2307からの出力で
パルス幅が変調された信号をVF として出す(PWM制
御)。該誤差増巾器の入力側は図示するように基準電圧
発生回路(Vref)と出力回路VOUT 2008を分圧
検出するフィードバック抵抗部2306につながってい
る。
FIG. 23 is a circuit diagram showing a constant voltage control circuit (SWR) 2103 according to Part 1 of the fourth embodiment of the present invention. Field current (I F ) connected to stator coil 2106
Has a control terminal (I F terminal) 2301, one end of the I F terminal is connected to the I F drive N-channel MOS transistor 2309 via the stator coil coupled to Vdd2202 line in the circuit. Reference numeral 2308 is a flywheel diode that absorbs the counter electromotive force when the stator coil is turned off. The N-channel MOS transistor is connected to the pulse width conversion circuit 2303 via the PWM circuit output V F 2302. The circuit is an error amplifier 23
A signal whose pulse width is modulated by the output of 04 and the output of the oscillation circuit (OSC) 2307 is output as V F (PWM control). As shown in the figure, the input side of the error amplifier is connected to a reference voltage generating circuit (Vref) and a feedback resistor section 2306 for detecting the voltage division of the output circuit V OUT 2008.

【0061】図24(a)は本発明第4実施例その1の
定電圧制御回路2103の中のIFドライブ回路の別の
例を示す回路図である。Vddライン2202につなが
ったPチャネルMOSトランジスタがステータコイル2
106を駆動する様子を示している。
[0061] Figure 24 (a) is a circuit diagram showing another example of the I F driving circuit in the fourth embodiment of the present invention the first constant voltage control circuit 2103. The P-channel MOS transistor connected to the Vdd line 2202 is the stator coil 2
The state of driving 106 is shown.

【0062】図24(b)は本発明第4実施例その1の
定電圧制御回路2103の中の基準電圧発生部2305
を示す回路図ある。該基準電圧発生部はデフレッション
型NチャネルMOSトランジスタ2402とエンハンス
メント型NチャネルMOSトランジスタ2403とが図
示するごとくの結線関係で構成されている。本発明第1
実施例中のデプレッショントランジスタの基板(Su
b)はGNDに接地されていたが本実施例のごとくVr
efに結線した方が温度特性的には有利になる。ただし
回路的にP型半導体基板を使用しなければならない時は
第1実施例のごとくせざるを得ないが。
FIG. 24B shows the reference voltage generator 2305 in the constant voltage control circuit 2103 of Part 1 of the fourth embodiment of the present invention.
FIG. In the reference voltage generating section, a deflection type N-channel MOS transistor 2402 and an enhancement type N-channel MOS transistor 2403 are connected in a wiring relationship as shown in the figure. The first invention
Substrate of the depletion transistor in the embodiment (Su
Although b) was grounded to GND, Vr
It is more advantageous in terms of temperature characteristics to connect to ef. However, when it is necessary to use a P-type semiconductor substrate for the circuit, it must be done as in the first embodiment.

【0063】図24(c)は本発明第4実施例その1の
定電圧制御回路2103の中のVF2302制御回路の
別の例である。図示するごとく誤差増巾器2304の出
力電圧を受けて周波数に変換する機能を有する回路(V
/F変換)2404を使用しても良い(PFM制御)。
FIG. 24 (c) shows another example of the V F 2302 control circuit in the constant voltage control circuit 2103 of Part 1 of the fourth embodiment of the present invention. As shown in the figure, a circuit having a function of receiving the output voltage of the error amplifier 2304 and converting it to a frequency (V
(/ F conversion) 2404 may be used (PFM control).

【0064】もちろん前述PWM変調制御と該PFM制
御を併せて行っても良い。図25(a)〜(d)は本発
明第4実施例その1のフィールド電流制御の様子を示す
第1の模式的グラフである。本実施例で示しているAC
発電機はステータコイルに流すフィールド電流を増やす
と発電出力が増えるという構造のものであり、本実施例
のPWM制御というのはVF 出力のオン時間の比率(デ
ューティ比)で制御しようというものである。すなわち
F 出力のデューティ比が大きい程IF が多いことを意
味する。図25(a)か(c)では負荷電流IOUT が増
え、それを検知した誤差増巾器とPWM制御回路がVF
デューティを増やしている様を示している。(d)は参
考までにロータコイルの1つからの波形を示したもので
あるが点線はコイルからのダイレクトの出力波形と想定
して描いたものである。実線が平滑コイルでなめらかに
された出力である。実際には3つのコイルの出力が重な
り合う上に、ロータ(実際にはステータだが)の回転に
よる重なりもあり非常になめらかな(安定した)DC出
力が得られるものである。この制御方式は該ロータコイ
ルをチョークコイルと見たてたスイッチングレギュレー
タ制御と理解しても良い。このことから判るように、例
えば運動エネルギーを電気に変えてもシリースレギュレ
ータで定電圧化したのではどうしてもある程度(少し高
めに発電してシリーズレギュレーション,ドロッパレギ
ュレーションしなければならないので)ロスがでてしま
うところを本実施例のごとくAC発電・フィールド電流
制御(スイッチング制御)行えば原理的には100%の
効率が得られるところに本発明のハイライトがある。も
ちろん蓄積運動エネルギー(ぜんまい)をいかに100
%近く電気エネルギーに変換するかという点では、2次
電池を持たない場合、変動負荷に対しては解放調速制御
もしくは変速制御機能と併せて用いることが必須である
が。
Of course, the PWM modulation control and the PFM control may be performed together. 25 (a) to (d) are first schematic graphs showing the manner of field current control in Part 1 of the fourth embodiment of the present invention. AC shown in this embodiment
The generator has a structure in which the power generation output increases with an increase in the field current flowing through the stator coil. The PWM control of the present embodiment is to control by the ratio of the ON time of the V F output (duty ratio). is there. That is, the larger the duty ratio of the V F output, the more I F. In FIG. 25 (a) or 25 (c), the load current I OUT increases, and the error amplifier and PWM control circuit detecting it increase V F.
It shows that the duty is increased. For reference, (d) shows the waveform from one of the rotor coils, but the dotted line is drawn assuming that it is the direct output waveform from the coil. The solid line is the output smoothed by the smoothing coil. Actually, the outputs of the three coils are overlapped with each other and the rotation of the rotor (actually, the stator) is also overlapped, so that a very smooth (stable) DC output is obtained. This control method may be understood as switching regulator control in which the rotor coil is regarded as a choke coil. As can be seen from this, even if, for example, kinetic energy is changed to electricity, if a series regulator is used to make it a constant voltage, there will be some loss (because power must be generated slightly higher to perform series regulation and dropper regulation). However, the highlight of the present invention is that, in principle, 100% efficiency can be obtained by performing AC power generation / field current control (switching control) as in this embodiment. Of course, how about 100 accumulated kinetic energy (spring)
In terms of whether or not to convert the electric energy to about 100%, it is essential to use it together with the release speed control control or the shift control function for a variable load when the secondary battery is not provided.

【0065】図26は本発明第4実施例その1のフィー
ルド電流制御を説明するための第2模式的グラフであ
る。横軸はフィールド電流IF (すなわちPWM制御V
F デューティをも意味するが)であり負荷電流IOUT
増えるとこのIF が増えることになる。
FIG. 26 is a second schematic graph for explaining the field current control of Part 1 of the fourth embodiment of the present invention. The horizontal axis represents the field current I F (that is, PWM control V
(This also means F duty), and if the load current I OUT increases, this I F will increase.

【0066】今、例えば調速や変速機構が固定だった場
合、IF の増加に伴ってVOUT は一旦上昇するがあると
ころからロータ回転が下がってくる(フィールド電流に
よる電磁フリクションが増えトルクが負けはじめるか
ら)とほどなくVOUT も低下してくることになる。これ
ではいけないので、調速もしくは変速機構を持たせフィ
ードバック制御を行うものとする。
Now, for example, if the speed control or speed change mechanism is fixed, the rotor rotation decreases from the point where V OUT temporarily rises as I F increases (the electromagnetic friction due to the field current increases and the torque increases. (Because it begins to lose), V OUT will decrease soon. This is not possible, so feedback control shall be performed by providing a speed control or speed change mechanism.

【0067】図27は本発明第4実施例その1のフィー
ルド電流制御を説明するための第3の模式的グラフであ
る。IF の増加でロータ回転の低下が始まる少し前に増
速倍率を変化(変速)させ(倍率としては下げる方向)
ロータの回転数を上げてやる;a点(ぜんまい解放
側)。そうするとその回転でそのままのIF ではVOUT
は規定より高くなってしまうので一旦IF は前より低く
なる;b点。負荷電流IOU T 増加に伴いこの動作をくり
返すことになる。しかしながら実際にはこういったステ
ップ状の制御でなく連続的な制御を行っているのでV
OUT もこのような巾ではふれない。過渡的には別にして
全くふれないものである。それがボルテージレギュレー
タであるから。ここでは説明のため制御をステップ状に
してかつVOUTの変化して強調してみせたわけである。
しかしながら時間に対しての過渡的な応答という面では
メカの追従の問題もあるので変速ポイントのアップとダ
ウンでヒステリシスを設けておりIF がカバーする範囲
(IF で定電圧を制御するデューティの範囲を広くとる
ということ)を多めにしておくと良いが、これは力→電
気変換効率が低下する事を意味する。このことを次の図
28の説明でさらにすることとする。
FIG. 27 is a third schematic graph for explaining the field current control of Part 1 of the fourth embodiment of the present invention. I F increases changing the speed increasing ratio slightly before the reduction begins in rotor rotation in the (shift), dried (decreasing direction as magnification)
Increase the rotor speed; point a (spring release side). Then neat I F in V OUT at its rotation
Becomes higher than the regulation, so I F becomes lower than before; point b. With increasing load current I OU T will be repeated this operation. However, in practice, continuous control is used instead of such step-like control, so V
OUT does not touch with such a width. Transiently, it doesn't touch at all. Because it's a voltage regulator. Here, for the sake of explanation, the control is made stepwise and V OUT is changed and emphasized.
However the duty controlling the constant voltage in the range (I F where I F covers in terms of transient response is provided a hysteresis in up and down shift points because there is a problem of follow-up of the mechanism with respect to time It is good to have a larger range), but this means that the power-to-electricity conversion efficiency decreases. This will be further explained in the description of FIG. 28 below.

【0068】図28は本発明第4実施例その1のフィー
ルド電流制御を説明するための第4の模式的グラフであ
る。やはり説明のためステップ的に変速・調速させてい
くと仮定してのグラフであるが、今後は横軸を負荷電流
OUT とした。負荷電流増に対して早めの回転ステップ
アップ(IFmax)、負荷電流減に対しての遅めの回転ス
テップダウン(IFmin)を示した例である。ここでI
Flimitはフリクションとトルクがバランスしそこからは
回転が下がりVOUT も下がってしまう。その回転でのI
F 限界値である。発電効率の面ではこのIFmaxとI
Flimitの差とIFmaxとIFminの巾が両者とも少なければ
少ないほど良いわけだが、それは本電源装置が使用され
るアプリケーション別に設定されなければならない。こ
こでは個別の対応例を示すことはしないが、対応のため
の手段は全て開示しているつもりである。まずはどれだ
け瞬間的な負荷変動があるかということと2次電池の有
無でも設定が大きく異なってくる。2次電池があっても
それが空の時はどうするかという問題があるが、それは
後述する実施のような2次電池監視機能がある場合2次
電池の状況に応じてIFmaxやIFminを変化させてやれば
良いということである。
FIG. 28 is a fourth schematic graph for explaining the field current control of Part 1 of the fourth embodiment of the present invention. Again, for the sake of explanation, the graph is based on the assumption that gear shifting and speed control are performed step by step, but in the future, the horizontal axis represents the load current I OUT . This is an example showing an early rotation step-up (I Fmax ) when the load current increases and a slow rotation step-down (I Fmin ) when the load current decreases. Where I
Friction and torque are balanced in Flimit, and rotation and VOUT also decrease from there. I in that rotation
It is the F limit value. In terms of power generation efficiency, I Fmax and I
The smaller the difference between Flimit and the width between I Fmax and I Fmin , the better, but it must be set according to the application in which the power supply device is used. Although individual examples of correspondence are not shown here, all means for correspondence are intended to be disclosed. First of all, the setting varies greatly depending on how much the load changes instantaneously and whether or not the secondary battery is used. Even if there is a secondary battery, there is the problem of what to do when it is empty, but if there is a secondary battery monitoring function as in the implementation described later, I Fmax and I Fmin depending on the situation of the secondary battery It means that you can change it.

【0069】図29は本発明第4実施例その1の電源装
置の構成を示すイメージ立体図である。図29は運動エ
ネルギー入力手段としての蝶ねじ2901は機械的接続
部(実施例1に同様なので図示しないが)を介して該入
力部2009としてぜんまい2003を巻き上げる。輪
列機構2004,変速機構2005,ロータ2105,
ステータ2106が同心円状に積層構成される様子を示
すイメージ図である。2007は制御回路を示す。
FIG. 29 is an image stereoscopic view showing the structure of the power supply device according to Part 1 of the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 29, a thumbscrew 2901 as a kinetic energy input means winds the mainspring 2003 as the input portion 2009 via a mechanical connection portion (not shown because it is similar to the first embodiment). Wheel train mechanism 2004, transmission mechanism 2005, rotor 2105,
FIG. 9 is an image diagram showing a state in which stators 2106 are concentrically stacked. Reference numeral 2007 shows a control circuit.

【0070】図30は本発明第4実施例その1の電源装
置の構成を示す立体図である。図30において運動エネ
ルギー入力手段としての蝶ねじ3001は機械的接続部
(実施例1に同様なので図示しないが)を介して該入力
部2009としてぜんまい2003を巻き上げる。輪列
機構2004が変速機構2005に機械的につながり変
速機構はプーリーベルト3003でAC発電機2006
に機械的に接続されている。3002は電気的に変速機
構を制御する電気配線である。以降該図30に用いられ
た発電機や変速機構の詳細について説明していく。
FIG. 30 is a three-dimensional view showing the structure of the power supply device according to Part 1 of the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 30, a thumbscrew 3001 as kinetic energy input means winds the mainspring 2003 as the input portion 2009 via a mechanical connection portion (not shown because it is similar to the first embodiment). The train wheel mechanism 2004 is mechanically connected to the speed change mechanism 2005, and the speed change mechanism uses a pulley belt 3003 for the AC generator 2006.
Mechanically connected to 3002 is an electric wiring for electrically controlling the speed change mechanism. Hereinafter, details of the generator and the speed change mechanism used in FIG. 30 will be described.

【0071】図31は本発明第4実施例その1のAC発
電機を示す断面図である。回転軸3106につながって
回転する(ステータが回転するのは用語として変だが前
述したようにこのまま説明をつづける)ステータ(界磁
子)鉄心3110にステータコイル2106が巻かれて
いてS(N)極3103,3107,N(S)極310
4,3108を構成し、ロータ(電機子)鉄心3102
にロータコイル2105が巻かれていてステータの外周
を間断なく囲んでいる。3105はステータコイル電極
取り出し用カーボンブラシである。3003はプーリベ
ルト,3101部分は3(4番の時もある)番車と変速
プーリである。3109は通風孔である。3110は外
装である。さて、次に部分に分けて説明していく。
FIG. 31 is a sectional view showing an AC generator of Part 1 of the fourth embodiment of the present invention. A stator coil 2106 is wound around a stator (field element) iron core 3110, which is connected to a rotating shaft 3106 and rotates (the rotation of the stator is strange as a term, but the explanation is continued as described above). 3103, 3107, N (S) pole 310
4, 3108, and a rotor (armature) iron core 3102
A rotor coil 2105 is wound around the rotor to surround the outer circumference of the stator without interruption. 3105 is a carbon brush for extracting the stator coil electrode. Reference numeral 3003 is a pulley belt, and 3101 is a wheel number 3 (sometimes number 4) and a speed change pulley. Reference numeral 3109 is a ventilation hole. 3110 is an exterior. Now, I will explain it in parts.

【0072】図32は本発明第4実施例その1のAC発
電機のステータ(界磁子)を示す立体図である。作り方
をまじえて説明していくと判りやすいのでこの図を用い
た。3201は片側6枚づつの羽形状部分(ヒトデのよ
うな)を有するボビンである。6枚の羽は両側の位置関
係ではそれぞれ入れこになるようオフセットしてある
(次の図を見れば判りやすいが)。
FIG. 32 is a three-dimensional view showing the stator (field element) of the AC generator of Part 1 of the fourth embodiment of the present invention. This diagram is used because it will be easier to understand if you explain how to make it. 3201 is a bobbin having six wing-shaped portions (like a starfish) on each side. The six blades are offset so that they can fit in each other in the positional relationship on both sides (though it is easy to see in the next figure).

【0073】該ボビン3201の胴の部分3203にス
テータコイル2106を構成するコイル用電線2106
を巻き付けていく。そして該6枚づつの羽形状部分を折
り曲げて得られた状態が次の図33である。ステータコ
イルのS,N極はS,N,S,Nと互いちがいに6枚づ
つ形成されていることが判る。
A coil electric wire 2106 forming a stator coil 2106 on the body portion 3203 of the bobbin 3201.
Is wound around. FIG. 33 shows the state obtained by bending the wing-shaped portions of each of the six pieces. It can be seen that the S and N poles of the stator coil are formed with six sheets, which are different from S, N, S and N.

【0074】図33は本発明第4実施例その1のAC発
電機のステータ(界磁子)を示す立体図である。ステー
タのS,N極を折り曲げた後、ステータコイル電極取り
出しカーボンブラシ用の電極3302や回転軸3106
などを取り付けられた状態を示す。図34(a)〜
(d)は本発明第4実施例その1のAC発電機のロータ
(電機子)鉄心3102およびロータコイル2105の
構成を示す立体図などである。
FIG. 33 is a three-dimensional view showing the stator (field magnet) of the AC generator of Part 1 of the fourth embodiment of the present invention. After bending the S and N poles of the stator, the stator coil electrode extraction electrode 3302 for the carbon brush and the rotating shaft 3106
It shows the state that is attached. 34 (a)-
(D) is a three-dimensional view showing the configuration of a rotor (armature) iron core 3102 and a rotor coil 2105 of an AC generator according to Part 1 of the fourth embodiment of the present invention.

【0075】図34(a)はリング状の該ロータ鉄心3
102とロータコイル2105を部分的に切断した様子
を示す立体図である。ロータ鉄心は図にスジで示したよ
うにウズ電流損を低減するため、鉄の薄板を積層した構
造をしており、その裏側にロータコイル電線が巻き付い
ている構造である。
FIG. 34 (a) shows the ring-shaped rotor core 3
FIG. 6 is a three-dimensional view showing a state in which the rotor coil 102 and the rotor coil 2105 are partially cut. The rotor core has a structure in which thin iron plates are laminated in order to reduce the loss of wire current as shown by the streak in the figure, and the rotor coil electric wire is wound around the back side thereof.

【0076】図34(b)は該ロータ鉄心3401と巻
きついているロータコイル2105をリングとして見た
場合その内側(裏側)から見た様子である。ロータ鉄心
3102には裏側凸部3401が形成されており、その
凸部と凸部の間をぬうようにロータコイル電線2105
が巻き付けてある。これではまだ判りにくいので、図3
4(c)にその様子を模式的回路結線図として示す。
FIG. 34 (b) shows a state in which the rotor iron core 3401 and the rotor coil 2105 wound around it are viewed from the inside (back side) of the ring. The rotor iron core 3102 is formed with a back side convex portion 3401, and the rotor coil electric wire 2105 is formed so as to cover between the convex portion and the convex portion.
Is wrapped around. This is still difficult to understand, so see Figure 3.
4 (c) shows the situation as a schematic circuit connection diagram.

【0077】図のように各コイルは該凸部3401をぬ
うようにラーメン鉢の双喜模様のように巻き付けられ接
続箇所3402で電気的につながれている。図では簡単
のため一重にしかはわせてないが実際には1つのコイル
当たり複数回くり返しはわした(図34(b)参照)
後、最終的に3つのコイルを接続するものとする。
As shown in the figure, each coil is wound like a twinkling pattern of a ramen bowl so as to cover the convex portion 3401, and is electrically connected at a connection point 3402. In the figure, only a single layer is attached for the sake of simplicity, but in reality, it was repeated multiple times per coil (see FIG. 34 (b)).
After that, the three coils will be finally connected.

【0078】このようにして等価回路的に3極Y字結線
のロータコイル2105(図34(d))を構成するも
のである。該ロータ鉄心はさらにヨークとしての金属製
外装3110と接続され、該ヨークが発電機全体とスッ
ポリおおうような形とする。図35(a)、(b)は本
発明第4実施例その1のAC発電機の変速プーリ部31
01の第1の例を示す部分断面図である。テーパがつい
たプーリプレート3501の片方が回転軸3506方向
に対して移動可能な構造(可動)となっていて、負荷電
流IOUT が減ると、変速機構制御配線3002を介して
信号が送られてきて該可動プーリプレート3503が背
板3502からはなれる方向となる。プーリベルト断面
3504は図の上方に移動(図35(b))し変速が輪
列倍率的には増加する方向で、したがってぜんまいは非
解放側に移行したことになる。
In this way, the rotor coil 2105 (FIG. 34 (d)) having a three-pole Y-shaped connection in an equivalent circuit is constructed. The rotor core is further connected to a metal exterior 3110 as a yoke, and the yoke is shaped so as to cover the entire generator. FIGS. 35 (a) and 35 (b) show the speed change pulley section 31 of the AC generator according to Part 1 of the fourth embodiment of the present invention.
It is a fragmentary sectional view showing the 1st example of 01. One of the tapered pulley plates 3501 is movable (movable) in the direction of the rotating shaft 3506, and when the load current I OUT decreases, a signal is sent through the speed change mechanism control wiring 3002. The movable pulley plate 3503 is separated from the back plate 3502. The pulley belt cross section 3504 moves upward in the figure (FIG. 35 (b)), and the gear shift is in the direction in which the gear train multiplication ratio increases, and therefore the mainspring has shifted to the non-release side.

【0079】変速機構制御信号が該可動プレートを動か
すアクチュエーションについてはここでは特に限定しな
いが電磁的もしくは電熱的アクチュエーションが現実的
である。図36は本発明第4実施例その1のAC発電機
の変速プーリ3101の第2の例を示す部分断面図であ
る。負荷電流IOUT 増でIF が増えロータフリクション
が増えるとプーリベルトにかかるテンションが増える。
The actuation by which the transmission mechanism control signal moves the movable plate is not particularly limited here, but electromagnetic or electrothermal actuation is practical. FIG. 36 is a partial cross-sectional view showing a second example of the speed change pulley 3101 of the AC generator according to Part 1 of the fourth embodiment of the present invention. If the load current I OUT increases and I F increases, and rotor friction increases, the tension applied to the pulley belt increases.

【0080】そうすると、回転軸のガイド3602に沿
って可動プーリプレート3503は背板3502方向へ
と移動する。そうするとプーリベルト断面3504は図
の下の方へ移動し、変速が輪列倍率的には低下する方向
でしたがってぜんまいは解放側に移行することになる。
このメカニズムはスプリング3601等であらかじめ一
定の圧力を加えておく必要がある。このスプリングの圧
力とプーリベルトテンションとでバランスさせるわけで
ある。
Then, the movable pulley plate 3503 moves toward the back plate 3502 along the guide 3602 of the rotary shaft. Then, the pulley belt cross section 3504 moves downward in the figure, and the mainspring shifts to the disengagement side in the direction in which the gear shift decreases in terms of the wheel train magnification.
In this mechanism, it is necessary to apply a constant pressure in advance with a spring 3601 or the like. The spring pressure and the pulley belt tension are balanced.

【0081】図37は本発明第4実施例その1のあるバ
リエーションの電気的制御回路3701とAC発電機2
006を示す回路図である。定電圧制御回路3702用
の2次電池3703を有する構成をとっている。発電を
制御開始する前に定電圧制御回路3702自身が動作し
ていないといけない場合に有効である。2次電池の充放
電制御の方法は後述する第4実施例その3に詳しいが、
それよりは本実施例の構成はもっと簡単である。該2次
電池3703の電力は電気負荷には供給しないからであ
る。
FIG. 37 shows an electric control circuit 3701 and an AC generator 2 of a variation of Part 1 of the fourth embodiment of the present invention.
It is a circuit diagram which shows 006. It has a structure including a secondary battery 3703 for the constant voltage control circuit 3702. This is effective in the case where the constant voltage control circuit 3702 itself must be operating before the start of power generation control. The charging / discharging control method for the secondary battery will be described in detail in the fourth embodiment, part 3, which will be described later.
Rather, the configuration of this embodiment is simpler. This is because the electric power of the secondary battery 3703 is not supplied to the electric load.

【0082】図38は本発明第4実施例その2の電源装
置3801およびそれにより構成される電子機器380
2を示すシステムブロック図である。入力部2009を
有し、ぜんまい2003を有し、輪列機構2004を有
し、変速機構3805を有し、機械的変速制御機能38
03を有するAC発電機3804を有し、フィールド電
流制御機能2011を有する制御回路2007を有し、
OUT 出力端子2008を有し、GND端子2014を
有する電源装置3801はVOUT 出力端子2008を介
して電気負荷2013に接続され電子機器3802を構
成する。
FIG. 38 is a power supply unit 3801 according to the second embodiment of the present invention, and an electronic device 380 constituted by the power supply unit 3801.
It is a system block diagram showing 2. The input unit 2009, the mainspring 2003, the train wheel mechanism 2004, the speed change mechanism 3805, and the mechanical speed change control function 38
03 has an AC generator 3804, has a control circuit 2007 having a field current control function 2011,
A power supply device 3801 having a V OUT output terminal 2008 and a GND terminal 2014 is connected to an electric load 2013 via the V OUT output terminal 2008 to form an electronic device 3802.

【0083】図39は本発明第4実施例その2の電源装
置の構成を示す立体図である。図39において運動エネ
ルギー入力手段としての蝶ねじ3001は機械的接続部
(実施例1に同様なので図示しないが)を介して該入力
部2009としてぜんまい2003を巻き上げる。輪列
機構2004が変速機構3805に機械的につながり、
変速機構3805は遊星車3902、テーパローラ(変
速キャプスタン)3901を介してAC発電機3804
に機械的に接続されている。
FIG. 39 is a three-dimensional view showing the structure of the power supply device of the second embodiment of the present invention. In FIG. 39, a thumbscrew 3001 as a kinetic energy input means winds the mainspring 2003 as the input section 2009 via a mechanical connection (not shown because it is similar to that of the first embodiment). The train wheel mechanism 2004 is mechanically connected to the transmission mechanism 3805,
The speed change mechanism 3805 includes an AC generator 3804 via a planetary wheel 3902 and a taper roller (speed change capstan) 3901.
Mechanically connected to

【0084】図40は本発明第4実施例その2のAC発
電機を示す断面図である。負荷電流IOUT が増加すると
F が増え、その結果ロータ鉄心4001とステータ鉄
心4004間のフリクションが増加すると、図に示すご
とく該ロータと該ステータ磁極の対向面は回転軸中心線
に対してあるテーパ角度4007をもって構成されてい
るので、図の左の方向への力が発生する。図のテーパロ
ーラ3901とステータ鉄心4004は回転軸3106
に固定されているがそれが一体で外装4008に対して
ある程度の距離軸方向に可動としておくことで、例えば
この場合、図の左方向へ移動する。そうすると図の遊星
車3902は図の上方へ押し上げられる(ここで遊星車
と称するのは必ずしも適切でないかもしれないがその意
味することはここでは本図において前段の輪列機構とつ
ながったまま図の上下に移動できるということである。
もちろん該テーパローラ3901に一定の力で押しつけ
ておくテンションをかけておくことがあらかじめ必要で
あるが。)ことになる。そうすると該遊星車3902は
テーパローラ3901のスソの外周の長いところで接す
ることになり、輪列倍率的には減少する方向で、したが
ってぜんまいは解放側になり、したがって負荷電流増に
見合った発電を行うようになるというものである。
FIG. 40 is a sectional view showing an AC generator of Part 2 of the fourth embodiment of the present invention. When the load current I OUT increases and I F increases, and as a result, the friction between the rotor core 4001 and the stator core 4004 increases, the facing surface of the rotor and the stator magnetic pole is with respect to the center line of the rotation axis as shown in the figure. Since the taper angle is 4007, a force is generated in the left direction in the figure. The taper roller 3901 and the stator core 4004 shown in the figure are the rotating shaft 3106.
However, in this case, for example, in the case of moving to the left in the figure, it is fixed to the exterior 4008 while being movable integrally with the exterior 4008. Then, the planet wheel 3902 in the figure is pushed upward in the figure (it may not be appropriate to call it a planet wheel here, but it means here that in this figure, the wheel train mechanism in the preceding stage is connected to the figure). It means that you can move up and down.
Of course, it is necessary to apply a tension to the taper roller 3901 so that the taper roller 3901 is pressed with a constant force in advance. ) It will be. Then, the planet wheel 3902 will come into contact with the taper roller 3901 at a long position on the outer circumference of the rail, and the mainspring will be on the release side in the direction in which the train wheel multiplication ratio decreases, so that power generation corresponding to the increase in load current is performed. Is to be.

【0085】負荷電流減の場合はこの逆の動作となる。
テーパ角度4007はテーパローラ3901のテーパ
(傾斜)角度とのかねあいで15°から45°の間で設
定されると良い。4002,4005はS(N)極,4
003,4006はN(S)極を示している。
When the load current is reduced, the reverse operation is performed.
The taper angle 4007 may be set between 15 ° and 45 ° in consideration of the taper (inclination) angle of the taper roller 3901. 4002 and 4005 are S (N) poles, 4
Reference numerals 003 and 4006 denote N (S) poles.

【0086】図41(a)〜(d)は本発明第4実施例
その2の変速機構のテーパローラと遊星車を示す部分断
面図である。前述したように本実施例ではIF と変速の
ポイントにヒステリシスを設けておくと良いが、それを
メカ的に行うための例である。テーパローラ3901と
遊星車3902のそれぞれのテーパ面の角度関係を図4
1(a)に示すように、まず遊星車3902のテーパは
2段テーパとし、まず1段目のテーパ(スロープB41
05)(遊星車では頂上側)をテーパローラ3901の
スソの方に向かって(すなわち遊星車においては頂上に
向かって)角度4101が開かれている関係〔材質的に
は少なくともどちらか一方(できれば両方)が硬質ラバ
ーのような弾力性でかつ摩擦係数の高い材質でなければ
ならない。その弾力性(硬度)にもよるが角度としては
5°から30°の間に設定される〕にあるものと2段目
のテーパ(スロープA4104)(遊星車ではスソ側)
の角度4103を平行もしくはテーパローラ3901の
頂上側に向かって数度の角度で開いた角度にするという
ものである。このような構成とすることで、次の動作を
行うものである。
41 (a) to 41 (d) are partial sectional views showing a taper roller and a planetary wheel of a speed change mechanism according to Part 2 of the fourth embodiment of the present invention. As described above, in this embodiment, it is preferable to provide hysteresis at I F and the point of gear shifting, but this is an example for mechanically performing it. FIG. 4 shows the angular relationship between the taper surfaces of the taper roller 3901 and the planet wheel 3902.
As shown in FIG. 1A, first, the taper of the planetary car 3902 is a two-step taper, and the first-step taper (slope B41
05) The angle 4101 is opened (toward the top of the taper roller 3901) (that is, toward the top of the planetary roller) with the angle 4101 opened (at least one of the materials (preferably both)). ) Must be an elastic material with a high coefficient of friction, such as hard rubber. Depending on its elasticity (hardness), the angle is set between 5 ° and 30 °] and the taper of the second stage (slope A4104) (Susso side for planetary vehicles)
The angle 4103 is set to be parallel or open to the top of the taper roller 3901 by several degrees. With such a configuration, the following operation is performed.

【0087】まず負荷電流が安定した状態ではテーパロ
ーラ3901がIF によるフリクションで図の左へ押す
力と遊星車に前述したようにあらかじめ与えられたテン
ション4102がつりあって接面4106を形成してい
る〔図41(b)〕、バランスした状態。しかし負荷電
流増でテーパローラ3901が図の左へ移動しようとす
ると遊星車3902は図の上方へ押し上げられようとし
〔図41(c)〕接面は図の4107のように大きく広
がる。そうすると図で接面を示す矢印の上のところでは
輪列倍率的に減少する方向となり、したがってぜんまい
は即座に解放側に向かう。一方バランスした状態から少
し負荷電流減となりテーパローラ3901が図の右へ移
動しようとする場合、この時遊星車3902とテーパロ
ーラ3901は前述したテンション4102からテーパ
ローラが引いていくスピードを減じた圧力で接するよう
になり、接面は小さくなる〔図41(d)〕。しかし接
面中最小輪列倍率にあたる図中接面を示す矢印の上のと
ころは図41(a)のバランスの状態から変化はしな
い。すなわちすぐには非解放側には向かわないというこ
とである。この後、ちゃんと遊星車が図の下に移動して
はじめて輪列倍率的に非解放側になるというものであ
る。以上説明してきたようにこのメカニズムは、弾力性
のある材質での接続でそこに加わる一時的な力の変化で
その弾力性の変形を利用し変速としてのヒステリシスを
設けるようにしたものである。ここでは説明のため簡単
に2段テーパとしたが現実には連続的な角度の変化(ラ
ウンド)を設けても良い。
First, when the load current is stable, the force of the taper roller 3901 pushing to the left in the figure due to the friction due to I F and the tension 4102 previously given to the planetary wheel are balanced to form the contact surface 4106. [Fig. 41 (b)], in a balanced state. However, if the taper roller 3901 tries to move to the left in the figure due to an increase in load current, the planet wheel 3902 tends to be pushed upward in the figure [Fig. 41 (c)], and the contact surface spreads widely like 4107 in the figure. Then, in the direction above the arrow indicating the contact surface in the figure, there is a direction in which the train wheel multiplication factor decreases, and therefore the mainspring immediately goes to the release side. On the other hand, when the load current decreases a little from the balanced state and the taper roller 3901 tries to move to the right in the figure, at this time, the planet wheel 3902 and the taper roller 3901 are brought into contact with each other at a pressure obtained by reducing the speed at which the taper roller pulls from the tension 4102 described above. And the contact surface becomes smaller [FIG. 41 (d)]. However, the portion above the arrow indicating the contact surface in the drawing, which corresponds to the minimum wheel train magnification in the contact surface, does not change from the balance state of FIG. 41 (a). That is, they will not immediately go to the non-liberation side. After this, the planetary car will move to the bottom of the figure and become the non-release side in terms of train wheel magnification. As described above, this mechanism is provided with a hysteresis as a gear shift by utilizing the deformation of the elasticity due to the temporary change in the force applied thereto by the connection made of the elastic material. Here, for the sake of explanation, a two-step taper is simply used, but in reality, a continuous change in angle (round) may be provided.

【0088】図42は本発明第4実施例その2の第2の
AC発電機を示す断面図である。図中テーパ部分420
8においてはロータ鉄心4201とステータ磁極420
2,4203,4205,4206との対向面は回転軸
に対してある角度(テーパ)をもって構成されているの
は前述の図40に示す例と同様であるが、図中フラット
部分4207においては該テーパ角度を設けない(平行
とする)構成をとるというものである。
FIG. 42 is a sectional view showing a second AC generator of Part 2 of the fourth embodiment of the present invention. Tapered portion 420 in the figure
8, rotor core 4201 and stator magnetic pole 420
Although the surface facing 2, 4203, 4205, and 4206 is formed at a certain angle (taper) with respect to the rotation axis as in the example shown in FIG. 40 described above, the flat portion 4207 in FIG. The configuration is such that no taper angle is provided (parallel).

【0089】前述した例のごとく負荷電流増でステータ
が図の左へ移動し変速機能を行う場合図に示したステー
タ極とロータ鉄心の間隔B4210は距離が大きくなる
方向になり、これはすなわち効率の低下を意味する。と
ころが本実例のような構造(フラットな部分を少なから
ず設ける)をとる場合、ステータの移動に対してステー
タ極とロータ鉄心との間隔A4209は変化しないので
発電効率の変化がないということになる。ポイントとし
てはフラット部分とテーパ部分の寸法的比率をどのくら
いにすれば良いかというところにあるが、フラット部分
をテーパ部分より少なくとも大きく取りたい、望ましく
は2〜4倍の寸法構成的にはとりたいものである。
In the case where the stator moves to the left in the figure to perform the gear shifting function by increasing the load current as in the above-mentioned example, the distance B4210 between the stator pole and the rotor core shown in the figure is in the direction of increasing the distance, which means the efficiency. Means a decrease in. However, in the case of adopting the structure of this example (providing a large number of flat portions), the distance A4209 between the stator poles and the rotor core does not change with the movement of the stator, which means that the power generation efficiency does not change. The point is how much the dimensional ratio between the flat portion and the tapered portion should be, but it is desirable to make the flat portion at least larger than the tapered portion, preferably 2 to 4 times in terms of dimensional composition. It is a thing.

【0090】図43は本発明第4実施例その2の第3の
AC発電機を示す断面図である。図に示すようにAC発
電機の回転軸3106にイナーシャ車(はずみ車)43
01を設けるというものである。イナーシャ車があると
急激な負荷変動があり、IF が増加してもロータ回転は
急には低下しないのでその間必要な発電を行うことがで
きるようになる。すなわち急激な負荷変動に対応できる
ということである。しかしながら、一方で今度は変速機
構がちゃんと働いてロータ回転を上げようとしても同時
にイナーシャ車の質量分もまわさないといけないので回
転が上がるまでの時間がかかるということになる。した
がって大体以下のような設計指針でイナーシャの有無や
大きさ・重量を設定すれば良い。
FIG. 43 is a sectional view showing a third AC generator of Part 2 of the fourth embodiment of the present invention. As shown in the figure, the inertia wheel (flywheel) 43 is attached to the rotating shaft 3106 of the AC generator.
01 is provided. If there is an inertia wheel, the load changes abruptly, and even if I F increases, the rotation of the rotor does not suddenly decrease, so that necessary power generation can be performed during that period. That is, it is possible to cope with a sudden load change. However, on the other hand, even if the speed change mechanism works properly to increase the rotation of the rotor this time, the mass of the inertia vehicle has to be turned at the same time, which means that it takes time for the rotation to increase. Therefore, the presence or absence of inertia, size, and weight should be set according to the following design guidelines.

【0091】[0091]

【表1】 [Table 1]

【0092】図44は本発明第4実施例その3の電源装
置4401およびそれにより構成される電子機器440
2を示すシステムブロックである。入力部2009を有
し、ぜんまい2003を有し、輪列機構2004を有
し、変速機構3805を有し、機械的変速制御機能38
03を有するAC発電機3804を有し、フィールド電
流制御機能2011を有する制御回路4403を有し、
充・放電手段たる2次電池4404を有し、VOUT 出力
端子2008を有し、GND端子2014を有する電源
装置4401はVOUT 出力端子2008を介して電気負
荷2013に接続され電子機器4402を構成する。
FIG. 44 shows a power supply unit 4401 according to the third embodiment of the present invention and an electronic apparatus 440 constructed thereof.
2 is a system block showing 2. The input unit 2009, the mainspring 2003, the train wheel mechanism 2004, the speed change mechanism 3805, and the mechanical speed change control function 38
03 has an AC generator 3804, has a control circuit 4403 having a field current control function 2011,
A power supply device 4401 having a secondary battery 4404 as a charging / discharging means, a V OUT output terminal 2008, and a GND terminal 2014 is connected to an electric load 2013 via the V OUT output terminal 2008 to form an electronic device 4402. To do.

【0093】図45は本発明第4実施例その3のAC発
電機3804およびそれと電気的制御回路4403を示
す回路図である。制御回路4403はこれまでの実施例
にくわえて外部より2次電池を充電する端子EB+45
02,EB−4503を有する定電圧制御および2次電
池充放電制御回路4501と2次電池4404を有する
構成をとるものとする。図中、制御回路4403の中に
2次電池が含まれるごとく描かれているのが図44と矛
盾する印象を与えるかもしれないが、前述したごとく2
次電池は取りはずし可能の構造であるため問題ない。説
明の都合上この描き方で示すことがある。
FIG. 45 is a circuit diagram showing an AC generator 3804 and an electric control circuit 4403 according to Part 3 of the fourth embodiment of the present invention. The control circuit 4403 is a terminal EB + 45 for charging the secondary battery from outside in addition to the above-described embodiments.
02, EB-4503 having a constant voltage control and a secondary battery charge / discharge control circuit 4501 and a secondary battery 4404. In the figure, it may be inconsistent with FIG. 44 that the control circuit 4403 is drawn as if a secondary battery is included.
There is no problem because the secondary battery has a removable structure. For convenience of explanation, this drawing may be used.

【0094】図46は本発明第4実施例その3の定電圧
制御および2次電池充放電制御回路4501を示す回路
図である。IF 端子2301を有するSWR回路210
3を有し(第1実施例のごとくシリーズレギュレータを
使用した場合はVddライン上にVOUT 2008と整流
部2101の間でシリーズ(直列)に入る形になる)、
逆流防止のショットキーダイオードを有し(前述したご
とくMOSトランジスタを用いても良い)、2次電池を
トリクル充電(トリクル充電電流ICHG 4605)する
ための制御抵抗Rcを有し、2次電池4404(トリク
ル充電をする場合メモリー効果の少ないLiイオン型2
次電池が良い。図では1セル型のシステムだが2セル
型、3セル型でも同様のシステム構成で良い)を有し、
発電機からのVOUT 電圧と2次電池の電圧VBAT を監視
していて負荷電流が増え、発電機からのVOUT が下がっ
た時、出力切換用PチャネルMOSトランジスタ460
4をオンさせて2次電池からの電流IBAT 4604を供
給させてやる機能の発電機・2次電池出力切換・電圧監
視・スイッチ回路4603を有し(外部から、例えばA
C/DCアダプターなどから2次電池4404を充電す
るためにEB+4502,EB−4503端子に電圧が
加えられた場合、その場合はLiイオン2次1セル(1
セル電圧=3.6V)だと5〜7Vだし、2セルだと1
2〜18V、あるいは24Vぐらいまでの電圧が印加さ
れる(充電電流Ic4607はその際の外部からの電流
を示す)のでその際には出力切換トランジスタ4604
はオフにしてやる機能も有する)、負荷電流を2次電池
から供給する場合に過放電になったり、あるいは外部か
らEB+4502,EB−4501端子を介して2次電
池を充電する場合に過充電になったり(2次電池の劣化
・破壊につながる)するのを防止するため、2次電池充
放電制御回路4608を有する(この回路は2次電池を
外部からの電圧で充電する際に使用する充電電流ドライ
ブ用の複数のNチャネルMOSトランジスタ4609を
も制御する)構成をとるものである。
FIG. 46 is a circuit diagram showing a constant voltage control and secondary battery charge / discharge control circuit 4501 according to Part 3 of the fourth embodiment of the present invention. SWR circuit 210 having the I F terminal 2301
3 (when the series regulator is used as in the first embodiment, the series (series) is inserted between V OUT 2008 and the rectifying unit 2101 on the Vdd line).
The secondary battery 4404 has a Schottky diode for preventing backflow (a MOS transistor may be used as described above) and a control resistor Rc for trickle charging the secondary battery (trickle charging current I CHG 4605). (Li-ion type 2 with less memory effect when trickle charging
The next battery is good. In the figure, it is a 1-cell type system, but a similar system configuration is also possible for 2-cell type and 3-cell type),
When the V OUT voltage from the generator and the voltage V BAT of the secondary battery are monitored and the load current increases and V OUT from the generator drops, the output switching P-channel MOS transistor 460
4 is turned on to supply a current I BAT 4604 from the secondary battery, a generator / secondary battery output switching / voltage monitoring / switch circuit 4603 (from the outside, for example, A
When a voltage is applied to the EB + 4502 and EB-4503 terminals to charge the secondary battery 4404 from a C / DC adapter or the like, in that case, a Li ion secondary 1 cell (1
5-7V for cell voltage = 3.6V, 1 for 2 cells
Since a voltage up to about 2 to 18 V or 24 V is applied (the charging current Ic4607 indicates a current from the outside at that time), the output switching transistor 4604 at that time is applied.
Has the function of turning off), overload occurs when the load current is supplied from the secondary battery, or overcharge occurs when the secondary battery is charged externally via the EB + 4502 and EB-4501 terminals. A secondary battery charge / discharge control circuit 4608 is provided in order to prevent the battery (deterioration / destruction of the secondary battery) (this circuit uses a charging current to charge the secondary battery with an external voltage). It also controls a plurality of N-channel MOS transistors 4609 for driving).

【0095】図47は本発明第4実施例その3の2次電
池充放電制御回路4608を示すシステムブロック図で
ある。過電流検出回路4701を有し、過充電検出回路
4702を有し、それぞれ遅延回路4704,470
5,4706を介してORロジック4708を介して充
電電流ドライブトランジスタ4609制御端子へつなが
っている。4707はパワーセーブ回路である。
FIG. 47 is a system block diagram showing a secondary battery charge / discharge control circuit 4608 of Part 3 of the fourth embodiment of the present invention. An overcurrent detection circuit 4701 and an overcharge detection circuit 4702 are provided, and delay circuits 4704 and 470 are provided.
5,4706 to the charge current drive transistor 4609 control terminal via OR logic 4708. 4707 is a power save circuit.

【0096】図48は本発明第4実施例その3の発電機
・2次電池出力切換,電圧監視スイッチ回路4603の
動作をSWR回路2103の動作と併せて示す制御フロ
ー図である。SWR回路2103はVOUT 電圧を監視し
ていて(4802)低下した場合これまで色々説明して
きたようにIF を増加させる(4803)そして変速も
しくは調速機構をぜんまい解放側にする(4805)、
OUT が高くなった場合IF を減少させ(4804)そ
して変速もしくは調速機構をぜんまい非解放側にする
(4806)、それに続いて発電機・2次電池出力切
換、電圧監視スイッチ回路4603はやはりVOUT を監
視していて(ここでこの回路自身はVOUT もしくはV
BAT のどちらでも自身の電源として動作ができる構造で
あることを説明しておく)(4808)低いとMOSト
ランジスタ4604をオンさせ(4810)2次電池か
らVOUT へと負荷電流IBAT 4606を供給する。高い
場合その電圧がEB+4502,EB−4503に外部
電圧が印加されたかどうかの判断(4807)を行う
(Liイオン1セルの場合5V、2セル10Vを判断基
準とすることができる)もし外部から充電電圧が印加さ
れている場合、該MOSトランジスタ4604はオフに
する(4809)、そうでなければ(1セルならVOU T
電圧が3から5Vの間なら)スタート4801に戻ると
いうものである。
FIG. 48 is a control flow chart showing the operation of the generator / secondary battery output switching and voltage monitoring switch circuit 4603 of the fourth embodiment of the present invention in combination with the operation of the SWR circuit 2103. The SWR circuit 2103 monitors the V OUT voltage (4802) and when it drops, increases I F as described above (4803) and sets the speed change or speed control mechanism to the mainspring release side (4805).
When V OUT becomes high, I F is reduced (4804) and the speed change or speed control mechanism is set to the mainspring non-release side (4806), and subsequently the generator / secondary battery output switching and voltage monitoring switch circuit 4603 are After all, I am monitoring V OUT (Here, this circuit itself is V OUT or V
(It is explained that either BAT can operate as its own power supply.) (4808) When it is low, the MOS transistor 4604 is turned on (4810) and the load current I BAT 4606 is supplied from the secondary battery to V OUT . To do. If it is high, the voltage is judged whether or not an external voltage is applied to EB + 4502 and EB-4503 (4807) (5V for 2 Li-ion cells and 10V for 2 cells can be used as a judgment standard). If a voltage is applied, the MOS transistor 4604 is turned off (4809), otherwise (V OU T for one cell).
It goes back to Start 4801 (if the voltage is between 3 and 5V).

【0097】図49は本発明第4実施例その4の電源装
置4901およびそれにより構成される電子機器490
2を示すシステムブロック図である。入力部2009を
有し、ぜんまい2003を有し、ぜんまいの巻き残量を
示す手段としてのパワーリザーブインジケータ4904
を有し、輪列機構2004を有し、調速機構1511を
有し、メカ的調速機構制御機能4903を有するAC発
電機4403を有し、フィールド電流制御機能および電
気的調速機構制御機能を有する制御回路4403を有
し、VOUT 出力端子2008を有し、GND端子201
4を有する電源装置4901はVOUT 出力端子2008
を介して電気的負荷2013に接続され電子機器490
2を構成する。説明の都合上図中ではメカ的調速機構4
903と電気的調速制御1512を併記したが実際には
そのどちらか一方を入れれば良い。
FIG. 49 shows a power unit 4901 according to the fourth embodiment of the present invention and an electronic apparatus 490 constituted by the same.
It is a system block diagram showing 2. A power reserve indicator 4904 having an input unit 2009, a mainspring 2003, and a means for indicating the remaining amount of winding of the mainspring.
, A train wheel mechanism 2004, a speed control mechanism 1511, an AC generator 4403 having a mechanical speed control mechanism control function 4903, a field current control function and an electric speed control mechanism control function. A control circuit 4403 having a VOUT output terminal 2008, and a GND terminal 201.
4 has a V OUT output terminal 2008.
Electronic device 490 connected to electrical load 2013 via
Make up 2. For convenience of explanation, the mechanical speed control mechanism 4 is shown in the figure.
Although 903 and the electric speed control 1512 are described together, either one of them may actually be inserted.

【0098】図50は本発明第4実施例その4の制御回
路4402の中にあって電気的調速機構制御機能151
2を駆動する回路のロジックを示す回路図である。該調
速機構1511の機械的構造にあっては本発明第2実施
例その2で説明したもの(図16(a)〜(c))と同
一である。本実施例SWR回路2103内のPWM回路
2303のVF 出力2302はIF ドライブトランジス
タ2309を駆動するが該VF 出力が反転インバータ5
002を介して調速コイル1608ドライブ用MOSト
ランジスタ5001を駆動するロジックとなる。
FIG. 50 is a control circuit 4402 according to Part 4 of the fourth embodiment of the present invention in which an electric speed control mechanism control function 151 is provided.
2 is a circuit diagram showing a logic of a circuit which drives 2; FIG. The mechanical structure of the speed control mechanism 1511 is the same as that described in the second embodiment, part 2 of the present invention (FIGS. 16A to 16C). V F output 2302 of the PWM circuit 2303 of this embodiment SWR circuit 2103 I F drive drives the transistor 2309 is the V F output inverted inverter 5
A logic for driving the speed control coil 1608 drive MOS transistor 5001 via 002.

【0099】図51は本発明第4実施例その4の電源装
置の構成を示す立体図である。運動エネルギー入力手段
としての蝶ねじ3001は機械的接続部(実施例1に同
様なので図示しないが)を介して該入力部2009とし
てぜんまい2003を巻き上げる。輪列機構2004が
調速機構1511に機械的につながり電気的調速機構制
御1512を行う場合調速機構制御配線1501を介し
て制御回路4403につながる。ここでAC発電機20
06は本発明第4実施例その1で説明したもの(図31
に代表される)を使用する。
FIG. 51 is a three-dimensional view showing the structure of the power supply device of the fourth embodiment of the present invention. A thumbscrew 3001 as kinetic energy input means winds the mainspring 2003 as the input unit 2009 via a mechanical connection (not shown because it is similar to that of the first embodiment). When the train wheel mechanism 2004 is mechanically connected to the speed control mechanism 1511 to perform the electric speed control mechanism control 1512, it is connected to the control circuit 4403 via the speed control mechanism control wiring 1501. AC generator 20 here
06 is the same as that described in the first embodiment of the present invention (FIG. 31).
Typified by) is used.

【0100】図52は本発明第4実施例その4メカ的調
速機構制御4903を示す立体図である。例えば本発明
第4実施例その2で説明したAC発電機においては負荷
電流IOUT 増によってステータが移動するという構造を
とっているがその移動を機械的に図中のロッド5202
に伝わると、可動風車5201が図のようにたたまれる
方向に動く。そうすると風の抵抗が減る方向になりぜん
まい解放側に向かう。
FIG. 52 is a three-dimensional view showing a fourth mechanical speed control mechanism control 4903 of the fourth embodiment of the present invention. For example, in the AC generator described in Part 4 of the fourth embodiment of the present invention, the structure is such that the stator moves due to an increase in the load current I OUT .
Then, the movable wind turbine 5201 moves in the folding direction as shown in the figure. Then, the wind resistance decreases and the mainspring is released.

【0101】第4実施例では主にAC発電機をSWR
(スイッチングレギュレータ)制御する例を説明してき
たが必要に応じて第1実施例で説明したシリーズレギュ
レータを併せもつことも時に必要であり、また逆流防止
の機能(ショットキーダイオード,MOSトランジス
タ,シリーズレギュレータ等)やフライホイールダイオ
ードを併せもつことは時に必要かつ不可欠のシステム構
成もありうる。
In the fourth embodiment, the AC generator is mainly used as the SWR.
(Switching regulator) The example of controlling has been described, but it is sometimes necessary to have the series regulator described in the first embodiment as necessary, and the function of preventing backflow (Schottky diode, MOS transistor, series regulator). Etc.) and having a flywheel diode together may sometimes be a necessary and indispensable system configuration.

【0102】さて、これまでいくつかの実施例について
説明してきたが、ここで実際の電子機器に適用した例を
イメージ的外形図としていくつか示すことになる。ただ
しその前に本発明によればこの他にもいくつか特徴や応
用があるので列挙しておくこととする。・12V系から
5V系へ、5V系から3V系へ、3V系から1.5V系
へと電子機器の電源電圧は低下してきているが本発明の
電源装置は低い電源電圧系でより効果を発揮する。低い
電圧ほど発電機を小型化できるからだ。したがって実用
的には3.5Vないし1.5V系のシステムで最も威力
を発揮する。・本発明の電源装置は説明してきたように
各種制御回路を有する構成をとっているのでさらには多
系統(複数)電源出力(12V,5V,3.5V,1.
5V等)を有する構成をとっても近年の電子機器には有
益である。
Although some embodiments have been described so far, some examples of application to actual electronic equipment will be shown here as image-like outline drawings. Before that, however, some other features and applications according to the present invention will be listed. The power supply voltage of electronic devices is decreasing from 12V system to 5V system, 5V system to 3V system, and 3V system to 1.5V system, but the power supply device of the present invention is more effective in a low power supply voltage system. To do. The lower the voltage, the more compact the generator can be. Therefore, practically, it is most effective in a 3.5V to 1.5V system. Since the power supply device of the present invention has a configuration having various control circuits as described above, further multi-system (plurality) power supply outputs (12V, 5V, 3.5V, 1.
The configuration having 5 V, etc.) is also useful for recent electronic devices.

【0103】また、同様に制御回路に電源電圧低下を検
知してシステム側のマイコン等をリセットする(システ
ムウォッチドック,リセット機能)機能をもたせること
も可能であるし(その場合制御回路自身の動作電源電圧
の下限がシステムリセット電圧より十分低いことが必要
であるが)、また負荷ショート時に出力を止める出力引
き込み(フの字特性)特性をもたせることも可能であ
る。
Similarly, the control circuit can be provided with the function of detecting the power supply voltage drop and resetting the system microcomputer (system watch dock, reset function) (in that case, the operation of the control circuit itself). It is necessary that the lower limit of the power supply voltage is sufficiently lower than the system reset voltage), and it is also possible to have an output pull-in (fold-back characteristic) characteristic that stops the output when the load is short-circuited.

【0104】もちろん放電特性は理想的(定電圧レギュ
レーションされている)である。したがって、本発明の
電源装置を従来の乾電池に替わって使用すればシステム
側(電子機器側)で電源をやりくりする各種回路(定電
圧レギュレータ,パワーオンリセット,バッテリーロウ
リセット,バッテリーロウインジケータ,etc.)い
わゆる電源ICなどを用意する必要がなくなるものであ
る。
Of course, the discharge characteristics are ideal (constant voltage regulation). Therefore, if the power supply device of the present invention is used in place of the conventional dry battery, various circuits (constant voltage regulator, power-on reset, battery low reset, battery low indicator, etc.) that control the power supply on the system side (electronic device side). It is not necessary to prepare a so-called power supply IC.

【0105】図53および54は本発明電源装置を携帯
電話やPHSに適用した様子を示すスケッチ図である。
5301は本発明電源装置部である。図54のように蝶
ねじ3001は折り畳み式で使わない時はかさばらない
し、失くさなくて良い。
53 and 54 are sketch diagrams showing a state in which the power supply device of the present invention is applied to a mobile phone or PHS.
5301 is a power supply unit of the present invention. As shown in FIG. 54, the thumbscrew 3001 is a foldable type and is not bulky when it is not used and need not be lost.

【0106】特にPHSなどは細かい突入電流(負荷電
流)がある。(パケット送信のため)ので本発明実施例
中2次電池を有する構成が望ましい。また、その2次電
池は外部から充電可能な構成(第4実施例その4)とし
ておくのも望ましい。そうすることで実際の運用上、こ
まめに巻き上げればトリクル充電でそのうち2次電池が
満充電になって巻き上げなくても一定時間(2次電池の
容量による)運用可能となる。また2次電池が空でもか
けたい時だけ1巻上げで3分話せれば良いという使い方
もできるし、トリクル充電もしながら巻き上げを待ち受
けの負荷電流に使うことも可能である。
In particular, PHS has a small inrush current (load current). Since it is for packet transmission, it is desirable to have a structure having a secondary battery in the embodiments of the present invention. Further, it is also desirable that the secondary battery has a configuration which can be charged from the outside (fourth embodiment, part 4). By doing so, in actual operation, if the battery is frequently wound up, the trickle charge will cause the secondary battery to become fully charged, and it will be possible to operate for a certain period of time (depending on the capacity of the secondary battery) without winding up. In addition, you can use it so that you can talk for 3 minutes in one winding only when you want to apply it even if the secondary battery is empty, or you can use winding as a standby load current while charging trickle.

【0107】現実的にはどうだろう。常時待ち受けてい
てその場で用件が充分済むような通話が可能なシチュエ
ーションがどれだけあるだろうか。公共交通機関の中だ
ったりホールやレストランなど公共性の高い場所が多い
とおもわれる。逆にそうでないところ、オフィスの自分
の机とかではもう有線があるわけだから。そして通話可
能なシチュエーションにて折り返しかけるという形が多
いであろう。したがってこういった携帯電話のようなも
のの場合こちらからかけるというアクティブな運営が主
となることが多いであろう。その場合必要な時に必要な
だけの電気エネルギーがあれば良い(オンデマンドエネ
ルギー)わけだから本発明の電源装置はまさにうってつ
けの装置といえる。
How about in reality? How many situations are available where you can make a call that is always on standby and you can complete your business on the spot? It is considered that there are many places with high publicity such as in public transportation and halls and restaurants. On the contrary, where it is not, there is already a wire at your desk in the office. In many cases, it will be called back in a situation where you can talk. Therefore, in most cases, mobile phones such as these will be mainly active management. In that case, the power supply device of the present invention can be said to be a perfect device, because it is sufficient to have the necessary electric energy when needed (on-demand energy).

【0108】待ち受けについても前述したようなシチュ
エーションが多いわけだから留守番(センター)機能を
活用する運用でも良いのではないだろうか。つまり常時
待ち受けでなく1時間おきでも10分おきでも良いが留
守録音が入っているかだけをチェックしにいき、入って
いる場合それをインジケート(音、表示)すれば、それ
を聞いてすぐに折り返し通話可能なシチュエーションで
電話をかけることができる。そのような運用をすると待
ち受け時の消費電流もぐんと下がることにより、ぜんま
い巻き上げだけでも相当時間待つようになる。いずれに
しても本発明によれば携帯電子機器を使用する者を電池
切れの不安から完全に解放してくれることになる。
As for standby, there are many situations as described above, so it may be possible to use the answering machine (center) function. In other words, instead of always waiting, it may be every 1 hour or 10 minutes, but go to check only if there is an absence recording, and if there is an indication (sound, display), hear it and return immediately You can make calls in situations where you can talk. If such an operation is performed, the current consumption during standby will drop significantly, and it will be necessary to wait a considerable amount of time just to wind the mainspring. In any case, according to the present invention, the person who uses the portable electronic device can be completely freed from the fear of running out of battery.

【0109】図55は本発明の電源装置を携帯型音響機
器に適用した様子を示すスケッチである。5501はイ
ヤフォン,3001の蝶ねじは折り畳み式である。M
D,CD,カセットテープ等を録音・再生する携帯機器
において電池切れの後あと1曲であと3分聞きたいとい
うニーズは強く、本発明の適用はそれに応えるものであ
る。図ではぜんまいを使用した例を示しているが本発明
第1実施例のようにハンドルでまわして2次電池を充電
しながら演奏も聞けるという構成をとっても良い。もち
ろん充電してから聞いても良い。ぜんまいの場合もメカ
的にラチェット機構を設けて解放しながら(演奏を聞き
ながら)追い巻き上げが可能な構成としても良い。
FIG. 55 is a sketch showing how the power supply device of the present invention is applied to a portable audio device. 5501 is an earphone, and the thumbscrew of 3001 is a folding type. M
There is a strong need for a portable device for recording / reproducing D, CD, cassette tapes, etc. for one minute after the battery runs out, and the application of the present invention meets this need. Although the mainspring is shown in the figure as an example, it may be arranged such that the player can listen to the performance while rotating the handlebar to charge the secondary battery as in the first embodiment of the present invention. Of course, you can listen after charging. Even in the case of a mainspring, a structure in which a ratchet mechanism is mechanically provided and the additional winding can be performed while releasing (while listening to the performance).

【0110】図56は本発明の電源装置をハンディ型ム
ービーカメラ(カムコーダ)や電子式カメラ(AFカメ
ラ)などに適用した様子を示すスケッチである。560
1が本発明電源装置である。従来使ってきた2次電池と
同じ形状、同じ電極構成として入れ換えて使っても良
い。蝶ねじ3001は取りはずし可能でも良いし、前述
したように折り畳み式なら失くすことがなくて良い。従
来のかさばるし重いAC−DC充電装置5602を旅行
先・出張先に持っていかなくて済むようになる。
FIG. 56 is a sketch showing a state in which the power supply device of the present invention is applied to a handy type movie camera (camcorder), electronic camera (AF camera) or the like. 560
1 is the power supply device of the present invention. The secondary battery may have the same shape and the same electrode configuration as those of the conventionally used secondary battery, and may be replaced with each other. The thumbscrew 3001 may be removable or, if it is a foldable type as described above, it may not be lost. This eliminates the need to take the conventional bulky and heavy AC-DC charger 5602 to travel destinations and business trip destinations.

【0111】図57は本発明の電源装置をポケットベル
(ページャー)に適用した様子を示すスケッチである。
図58は本発明の電源装置をボタン型電池の形状にした
様子を示すスケッチである。本発明電源装置5801を
筐体それ自体が+極5803と−極5802とでなるボ
タン型電池の形状構成とすることで、従来電卓等580
4で多量に消費されていたボタン型電池と置き換え可能
としたものである。ぜんまいを巻き上げることでくり返
し使用が可能となり、ふいの電池切れでコンビニエンス
ストアに走る必要もなくなり、環境にもやさしいボタン
型電池の出現となったわけである。同様に従来の単一や
単三型等の形状をとったものを構成しても同様有益であ
る。
FIG. 57 is a sketch showing how the power supply device of the present invention is applied to a pager (pager).
FIG. 58 is a sketch showing a state in which the power supply device of the present invention is shaped like a button battery. The power supply device 5801 of the present invention has the shape of a button-type battery in which the housing itself has a positive electrode 5803 and a negative electrode 5802, so that the conventional calculator 580
It is possible to replace the button-type battery, which was consumed in a large amount in No. 4, above. By winding up the mainspring, it can be used repeatedly, and it is no longer necessary to run to a convenience store due to the dead battery, and the appearance of an environmentally friendly button-type battery has emerged. Similarly, it is similarly advantageous to construct a conventional single or AA type.

【0112】図59および図60(a)〜(c)は本発
明電源装置を電子式腕時計に適用した様子を示すスケッ
チである。図59ではぜんまい巻き上げをリューズ30
01を使った様子を示している。アナログ式でもデジタ
ル式の時計でもどちらでも有効である。単機能アナログ
のように負荷電流の安定しているものでは、本発明第2
実施例が有効であり、ブザーやバックライトやポケット
ベル機能を持つ(レセプター)のような負荷電流の変動
があるものは本発明第3もしくは第4実施例の適用が望
ましい。図60(a)は腕時計の表面、図60(b)は
腕時計の裏面図(c)は模式的断面を示している。この
実施例では裏ブタ6001を使用してぜんまいを巻くと
いう構成をとっている。こうすることである程度大きい
ぜんまいの巻き上げが可能となる。同様に表面のベゼル
を使用して巻き上げる構成をとっても良い。6002は
外装ケース(側:ガワ)6003はガラスである。
59 and 60 (a) to 60 (c) are sketches showing a state in which the power supply device of the present invention is applied to an electronic wrist watch. In Fig. 59, winding the mainspring is done with crown 30
It shows a state of using 01. Both analog and digital watches are effective. In the case where the load current is stable like the single-function analog, the second aspect of the present invention is used.
The embodiment is effective, and it is desirable to apply the third or fourth embodiment of the present invention to those having a change in load current such as a buzzer, a backlight, and a pager function (receptor). FIG. 60 (a) shows the front surface of the wristwatch, and FIG. 60 (b) shows the rear view of the wristwatch (c) showing a schematic cross section. In this embodiment, the main pig 6001 is used to wind the mainspring. By doing this, it is possible to wind up a mainspring to a certain extent. Similarly, it is also possible to adopt a configuration in which the bezel on the surface is used for winding up. 6002 is an outer case (side: gawa) and 6003 is glass.

【0113】その他本発明を携帯電子機器に応用した例
としては、トランシーバやペースメーカやとにかく枚挙
にいとまがなくなるので図示はこの辺にしておく。図6
1は本発明第4実施例その4の電源装置の応用例の電子
式腕時計を示すスケッチである。完全に放電してしまっ
た時計でも、ぜんまいを巻き上げて本発明電源装置が動
き出した後、電波(FMに多重されたり、携帯電話帯に
多重されたり、あるいは専用の電波による)による時刻
信号を受信しすみやかに現在時刻合わせを行う機能を有
する電子式腕時計を示したものである。
Other examples in which the present invention is applied to a portable electronic device include transceivers, pacemakers, and the like. FIG.
1 is a sketch showing an electronic wrist watch as an application example of the power supply device of the fourth embodiment of the present invention. Even if the watch has been completely discharged, the time signal is received by radio waves (multiplexed to FM, mobile phone band, or dedicated radio wave) after the mainspring is wound up and the power supply device of the present invention starts operating. 1 shows an electronic wrist watch having a function of quickly adjusting the present time.

【0114】図62は本発明第4実施例その4の電源装
置の応用例である時刻表示機能を有する電子機器の電源
及び針合わせ機能を示すシステムブロック図である。運
動エネルギー入力部2009を有し、該VOUT 出力はV
ddラインに電源供給を行う本発明電源装置6201を
有し、アンテナ6202を有し、RF受信回路6205
を有し、電波に重畳された時刻信号を検出しそれを比較
器へと送出する機能を有する時刻信号抽出・送出回路6
204を有し、時刻信号と針位置信号を比較する機能を
有する比較回路6203を有し、針位置センサー620
8を有し、針位置センサーからの信号を抽出し比較器に
送出する機能を有する針位置信号抽出・送出回路620
6を有し、時刻表示用の針を駆動する機能を有する針駆
動系(電気回路とメカを含む)6207を有し、比較器
からの信号を抽出し修正すべき針位置信号を送出する機
能を有する針位置修正信号送出回路6209を有する構
成をとるものである。針位置の修正動作は前述したよう
に、一旦電源が完全になくなって時計が止まってしまっ
た後、再度ぜんまいを巻き上げた直後に行う(パワーオ
ンリセット時)他に毎時行うとか1日1回行うとかある
いは専用のスイッチを設けておきそれを押した時に行う
とかいう設定にしておいても良い。時差のある移動を行
う場合を想定するとスイッチを設けて置くのは非常に有
益である。
FIG. 62 is a system block diagram showing the power supply and hand setting function of the electronic equipment having the time display function, which is an application example of the power supply device of the fourth embodiment of the present invention. A kinetic energy input section 2009 is provided, and the V OUT output is V
The power supply device 6201 of the present invention for supplying power to the dd line is provided, the antenna 6202 is provided, and the RF receiving circuit 6205 is provided.
And a time signal extraction / transmission circuit 6 having a function of detecting a time signal superimposed on an electric wave and transmitting the time signal to a comparator.
204 has a comparison circuit 6203 having a function of comparing a time signal and a needle position signal, and a needle position sensor 620.
8, a needle position signal extraction / delivery circuit 620 having a function of extracting the signal from the needle position sensor and sending it to the comparator.
6 has a needle driving system (including an electric circuit and a mechanism) 6207 having a function of driving a time display hand, and has a function of extracting a signal from a comparator and sending a needle position signal to be corrected. And a needle position correction signal sending circuit 6209 having the above. As described above, the correction operation of the needle position is performed immediately after the mainspring is wound up again after the power supply is completely turned off and the clock has stopped (at the time of power-on reset) or every other hour or once a day. Alternatively, a dedicated switch may be provided and the setting may be made such that it is performed when the switch is pressed. It is very useful to provide a switch in consideration of a case where the movement is performed with a time difference.

【0115】図63は本発明第5実施例の電源装置63
01およびそれにより構成される電子機器6302を示
すブロックシステム図である。入力部2009を有し、
ぜんまい2003を有し、輪列機構2004を有し、A
C発電機2006を有し、調速機構1511を有し、フ
ィールド電流制御機能2011と電気的調速制御機能1
512と光・電波変換部を制御し2次電池にトリクル充
電電流ICHG26305を与える機能を有する制御回路6
303を有し、光や電波を電気に変換機能を有する光・
電波電気変換部6304を有し、2次電池4404を有
し、出力端子2008を有し、GND端子2004を有
する電源装置6301はVOUT 出力端子2008を介し
て電気的負荷2013に接続され電子機器6302を構
成する。
FIG. 63 is a power supply unit 63 of the fifth embodiment of the present invention.
1 is a block system diagram showing 01 and an electronic device 6302 configured by the same. Having an input unit 2009,
It has a mainspring 2003, a train wheel mechanism 2004, A
C generator 2006, speed control mechanism 1511, field current control function 2011 and electric speed control function 1
A control circuit 6 having a function of controlling the 512 and the light / radio wave conversion unit and giving a trickle charging current I CHG2 6305 to the secondary battery.
Light that has 303 and has the function of converting light or radio waves into electricity
A power supply device 6301 having a radio-electricity conversion unit 6304, a secondary battery 4404, an output terminal 2008, and a GND terminal 2004 is connected to an electric load 2013 via a V OUT output terminal 2008 and is an electronic device. 6302 is formed.

【0116】図64(a),(b)は本発明第5実施例
の光・電波電気変換部を示す回路図である。図64
(a)は光を電気に変換する装置の一例であるが、フォ
トダイオードを必要に応じて並列ないし直列に配列す
る。図64(b)は電波(高周波電界)を電気に変換す
る装置の一例である。図はアンテナ6402を有し、イ
ンダクタ結合で整流部(図示しないがダイオード4つで
全波整流ブリッヂを構成すれば良い)を介して電気を取
り出すというものである。インダクタ結合で構成する共
振周波数の帯域はできるだけ広くとるほうが良い。容量
結合(キャパシタンス;C)にて結合を構成しても良
い。
FIGS. 64 (a) and 64 (b) are circuit diagrams showing an optical / radioelectric conversion section of the fifth embodiment of the present invention. FIG. 64
Although (a) is an example of a device that converts light into electricity, photodiodes are arranged in parallel or in series as necessary. FIG. 64 (b) shows an example of a device for converting a radio wave (high frequency electric field) into electricity. The figure shows that an antenna 6402 is provided, and electricity is taken out through a rectification unit (not shown, but a full-wave rectification bridge may be configured with four diodes) by inductor coupling. The resonance frequency band formed by inductor coupling should be as wide as possible. The coupling may be configured by capacitive coupling (capacitance; C).

【0117】本実施例によれば日常、人の周辺に存在す
る太陽光や室内照明あるいは放送や通信機器の電波を常
に2次電池に充電(トリクル充電)しておこうというも
ので、本発明第4実施その3で説明したシステム構成お
よび制御回路の構成および制御フローを参考にそれに付
加される形で構成・制御されれば良い。主旨としては充
分な光あるいは電波があるうちはそれを優先的(ぜんま
い解放によるトリクル充電よりもということ)に使用し
2次電池を充電しておこうというものである。したがっ
て電子機器の使用状態によっては(光や電界の強いとこ
ろに放置・保管される機会が多いこと)ぜんまいによる
トリクル充電やAC/DCアダプタによる急速充電の必
要性や機会が著しく減ずる場合もある。しかしながら緊
急時とかとっさに使いたい時に2次電池が空だという場
合、本発明の一番の骨子であるオンデマンドエネルギー
という視点からはやはりその場で巻き上げられて使用で
きなければならないので光・電波電気変換機能といえど
もここまで説明してきた第1から第4の実施例の電源装
置と併せて使用されることではじめて効果を発揮するも
のである。
According to the present embodiment, the secondary battery is always charged (trickle charge) with sunlight or indoor lighting existing around a person or radio waves of broadcasting or communication equipment at all times. The system configuration and the control circuit configuration and control flow described in the fourth embodiment, part 3, may be referred to for additional configuration and control. The main idea is to use the light or radio waves preferentially (rather than trickle charging by releasing the mainspring) while there is sufficient light or radio waves to charge the secondary battery. Therefore, depending on the state of use of the electronic device (there is often an opportunity to leave or store the device in a place where light or an electric field is strong), the necessity or opportunity of trickle charging by a mainspring or rapid charging by an AC / DC adapter may be significantly reduced. However, when the secondary battery is empty in an emergency or when it is desired to use it quickly, from the viewpoint of on-demand energy, which is the main essence of the present invention, it must be rolled up on the spot and can be used. Even if the electric conversion function is used, it is effective only when it is used in combination with the power supply devices of the first to fourth embodiments described above.

【0118】図65は本発明第6実施例の電源装置の発
電機(静電発電機6501)を示す立体図である。65
02はロータである。図66は本発明第6実施例の電源
装置の発電機の図65部分A−A’の断面図ある。66
01はフィールド電極、6502はロータ,6602は
電荷取り出し電極である。
FIG. 65 is a three-dimensional view showing a generator (electrostatic generator 6501) of the power supply device according to the sixth embodiment of the present invention. 65
02 is a rotor. 66 is a sectional view of the generator of the power supply unit according to the sixth embodiment of the present invention, taken along the line AA ′ in FIG. 65. 66
Reference numeral 01 is a field electrode, 6502 is a rotor, and 6602 is a charge extraction electrode.

【0119】図67は本発明第6実施例の電源装置の発
電機の発電原理を示す模式図である。6701は整流
部,6702はVOUT 出力を示す。6703は誘電体ロ
ータの移動する方向,6704Wは該ロータの移動方向
に対する取り出し電極の巾Wである。6705dは電極
間距離である。
FIG. 67 is a schematic diagram showing the power generation principle of the power generator of the sixth embodiment of the present invention. Reference numeral 6701 indicates a rectifying unit, and 6702 indicates a V OUT output. 6703 is the moving direction of the dielectric rotor, and 6704W is the width W of the extraction electrode with respect to the moving direction of the rotor. 6705d is the distance between the electrodes.

【0120】図68は本発明第6実施例の電源装置の発
電機の動作を説明するフロー図である。本発明ではこれ
まで本発明中で称するところのDC発電機やAC発電機
を用いた例を説明してきたが本実施例においては静電発
電機という発明を開示するものである。動作的には前述
のAC発電機と似た使用が可能なので、本発明第4実施
例その1以降の実施例中のAC発電機におきかえて実施
可能であり、したがって電源装置としての構成のバリエ
ーションをくり返し記述はしない。
FIG. 68 is a flow chart for explaining the operation of the power generator of the sixth embodiment of the present invention. In the present invention, the examples using the DC generator and the AC generator, which are referred to in the present invention, have been described so far, but the present invention discloses an invention called an electrostatic generator. Operationally, the AC generator can be used similarly to the above-mentioned AC generator, and therefore can be used in place of the AC generator in the first and fourth embodiments of the present invention, and therefore the variation of the configuration as the power supply device can be realized. Do not repeat.

【0121】本実施例は静電誘導を利用したもので誘電
体でできたロータ6502に帯電電極であるフィールド
電極6601(本発明AC発電機の界磁子電流と同様の
機能をさせることができるのでこういう名称とした)が
ある(+もしくは−の)電荷を与えると誘電体の反対側
には異種の電荷が誘起される。ロータを移動(実際には
回転)しながらフィールド電極の印加する電荷の極性を
交互に変えていく(図67〜)ことで取り出し電極
からAC的な電荷を連続してすなわち電流として取り出
すことができる。それを整流してDCとしてVOUT へと
取り出すものである。
This embodiment uses electrostatic induction, and the rotor 6502 made of a dielectric material can have the same function as the field electrode current of the field electrode 6601 (charging electrode) of the AC generator of the present invention. Therefore, if an electric charge (having such a name) is given (+ or −), a different kind of electric charge is induced on the opposite side of the dielectric. By alternately changing the polarity of the electric charge applied to the field electrode while moving (actually rotating) the rotor (FIG. 67-), AC electric charge can be continuously taken out from the taking-out electrode, that is, as a current. . This is rectified and taken out as DC to V OUT .

【0122】この時以下の式が成り立つ。Fは誘電ロー
タにかかる静電力とすると F=(ε0 WV2 /2d)×(k−1) ここで ε0 :空気の誘電率,εi:誘電体ロータの誘
電率 W :電極板の巾, V :印加電圧 d :フィールド電極と取り出し電極との間隔 k :εi/ε0 である。今誘電体ロータの質量をmとして今ロータが速
度vで動いていると V=v・{dm/ε0 w(k−1)}1/2 各電極間で構成される容量をCとすると、発電電流iは i=dQ/dt=(d/dt)CV=d[Cv{dm/
ε0w(k−1)} 1/2 ]/dt で表される。
At this time, the following formula is established. F is dielectric low
If the electrostatic force applied to the0WVTwo/ 2d) × (k−1) where ε0: Dielectric constant of air, εi: Induction of dielectric rotor
Electric conductivity W: width of electrode plate, V: applied voltage d: distance between field electrode and extraction electrode k: εi / ε0 It is. Now let the mass of the dielectric rotor be m,
When moving at a degree vV = v · {dm / ε0w (k-1)}1/2 Assuming that the capacitance formed between the electrodes is C, the generated current i is i = dQ / dt = (d / dt) CV = d [Cv {dm /
ε0w (k-1)} 1/2] / Dt.

【0123】図65および66で示したのは円形の誘電
体ローラが回転し、それをフィールド電極と取り出し電
極がはさむ形で複数積層した構成をとった例である。図
69は本発明第7実施例の電源装置6901を示すシス
テムブロック図である。運動エネルギー(位置エネルギ
ー)を蓄積する手段として水をためる容器6902(ダ
ム)を有し、発電機を回す水の量(流量,放水量)を調
整する手段として放水量調整機能6903を有し、人工
的水量調整制御機能6907を有し、水の流れを回転運
動に変換する手段(水車)6912を有し、本発明のA
C発電機6904を有し、フィールド電流制御機能69
08と電気的水量調整制御機能6910を有する制御回
路6905を有し、DCをACに変換するDC/ACイ
ンバータ回路6906を有し、AC出力6909を有す
る電源装置である。6911点線の2次電池を有する構
成としても良い。メカ的水量調整制御機能6907と電
気的水流調整制御機能6910はどちらか一方を有する
構成でも良い。本発明の発電機や制御機構をこのような
形で水力発電に応用すれば本当にオンデマンド型の発電
設備を構成することが可能となる。
65 and 66 show an example in which a circular dielectric roller is rotated and a plurality of layers are laminated so that the field electrode and the extraction electrode are sandwiched between them. FIG. 69 is a system block diagram showing a power supply device 6901 according to the seventh embodiment of the present invention. It has a container 6902 (dam) for accumulating water as a means for accumulating kinetic energy (potential energy), and has a water discharge amount adjusting function 6903 as a means for adjusting the amount of water (flow rate, water discharge amount) for turning the generator. It has an artificial water amount adjustment control function 6907, and has means (turbine) 6912 for converting the flow of water into rotary motion.
Has a C generator 6904 and has a field current control function 69
08 and a control circuit 6905 having an electric water amount adjustment control function 6910, a DC / AC inverter circuit 6906 for converting DC into AC, and an AC output 6909. A structure having a secondary battery indicated by a 6911 dotted line may be used. The mechanical water amount adjustment control function 6907 and the electric water flow adjustment control function 6910 may have either one. If the generator and control mechanism of the present invention are applied to hydroelectric power generation in such a manner, it is possible to form a truly on-demand power generation facility.

【0124】図70は本発明第8実施例の電源装置70
02を示すシステムブロック図である。運動エネルギー
入力手段として水車あるいは風車7003を有し、輪列
機構7004を有し、変速手段として前述してきたよう
な変速機構あるいはプロペラ角度(図71 7101プ
ロペラピッチ参照のこと)変更機構7005を有し、メ
カ的変速機構制御機能7009を有するAC発電機70
13を有し、フィールド電流制御機能7011と電気的
変速機構制御機能7010を有する制御回路7006を
有し、2次電池7012を有しDC/ACインバータ回
路7007を有し、AC出力7008を有する電源装置
である。該7009と7010はどちらか一方を有する
構成でも良い。
FIG. 70 shows a power supply device 70 according to the eighth embodiment of the present invention.
It is a system block diagram showing 02. It has a water turbine or a wind turbine 7003 as kinetic energy input means, has a train wheel mechanism 7004, and has a transmission mechanism or a propeller angle (see 7101 propeller pitch in FIG. 71) changing mechanism 7005 as described above as transmission means. , AC generator 70 having mechanical speed change mechanism control function 7009
13, a control circuit 7006 having a field current control function 7011 and an electric speed change mechanism control function 7010, a secondary battery 7012, a DC / AC inverter circuit 7007, and an AC output 7008. It is a device. The configurations 7009 and 7010 may have either one.

【0125】図71は本発明第8実施例の電源装置を示
す立体図である。タワー上部分7102には図70の7
001タワー上設置部分がおさまるものである。本実施
例においては本発明第5実施例の光・電波を2次電池へ
トリクル充電するという機能を併せ持っても有益であ
る。
FIG. 71 is a three-dimensional view showing the power supply device according to the eighth embodiment of the present invention. The upper part 7102 of the tower is shown in FIG.
The installation area on the 001 tower is subdued. In the present embodiment, it is also beneficial to have the function of trickle charging the secondary battery with the light / radio waves of the fifth embodiment of the present invention.

【0126】本実施例は基本的には本発明第4実施例そ
の3で説明したようなシステム制御・運用で良いがバッ
テリへのトリクル充電値は可変としておき、その日その
時の風で目いっぱい発電できるIF ,変速比,プロペラ
ピッチ制御を行うようにしておくと良い。もちろん2次
電池許容最大充電電流値は超えない設定とし、過充電や
過放電も注意が必要なので本発明第4実施例その3のシ
ステム構成がかなり参考になる。第7実施例もそうだ
が、ここでの2次電池は大きな容量が必要なので鉛電池
の使用が良いであろう。
This embodiment is basically applicable to the system control and operation as described in the fourth embodiment, part 3, of the present invention, but the trickle charge value to the battery is made variable, and the wind at that time is used to generate full power. It is advisable to carry out I F , gear ratio, and propeller pitch control that can be performed. Of course, the secondary battery allowable maximum charging current value is set not to exceed, and attention must be paid to overcharging and overdischarging. The same applies to the seventh embodiment, but the secondary battery here requires a large capacity, so a lead battery may be preferably used.

【0127】図72は本発明第9実施例の電源装置およ
びそれを含む電子機器を説明するためのNi−MH電池
の放電特性の傾向を示すグラフである。7201のプロ
ット線は放電電流を1C・Aとした時のものである(1
C・Aとは1×電池の定格容量Aを意味する)。720
2は2C・Aの時、7203は3C・Aの時である。放
電電流値によって電圧の低下に差がでてくるのは当然と
して図中領域aと領域bでは領域bの方で電圧低下の差
がより顕著になってくるのは放電に伴う内部抵抗の増加
のためである。本実施例はこの傾向を積極的に利用した
ものである。
FIG. 72 is a graph showing the tendency of the discharge characteristics of the Ni-MH battery for explaining the power supply device of the ninth embodiment of the present invention and the electronic equipment including the same. The plot line of 7201 is when the discharge current is 1 C · A (1
C · A means 1 × battery rated capacity A). 720
2 is for 2C · A and 7203 is for 3C · A. As a matter of course, there is a difference in the voltage drop depending on the discharge current value, and the difference in the voltage drop becomes more remarkable in the region a and the region b in the figure because the increase in the internal resistance due to the discharge. Because of. The present embodiment positively utilizes this tendency.

【0128】図73は本発明第9実施例の電源装置およ
びそれを含む電子機器を説明するためのNi−MH電池
の具体的放電特性を示すグラフである。Ni−MH定格
600mA,1セル1.2Vのガム型を使用し、730
1のプロットが放電電流54mAの時であり、7302
は放電電流60mAの時である。これらの電流値はひと
つの携帯型カセットテープ演奏機器(以降イヤフォンス
テレオと称する)を想定したものである。通常演奏時平
均消費電流を60mAと想定した。
FIG. 73 is a graph showing specific discharge characteristics of the Ni-MH battery for explaining the power supply device of the ninth embodiment of the present invention and the electronic equipment including the same. Ni-MH rated 600mA, 1 cell 1.2V gum type, 730
The plot of 1 is when the discharge current is 54 mA,
Is when the discharge current is 60 mA. These current values assume one portable cassette tape playing device (hereinafter referred to as earphone stereo). The average current consumption during normal performance was assumed to be 60 mA.

【0129】図74は本発明第9実施例の電源装置74
01およびそれと電子機器のシステム側回路7406か
らなる電子機器を示すシステムブロック図である。電源
装置7401は本発明第2実施例から第6実施例まで説
明してきたような電源装置(時には第4実施例その3な
どが本実施例においては有効ではあるが)にぜんまいに
よる発電が有るか無いかを知らせる手段として発電検知
出力端子Vgen7411を有し、Vgenの信号は途
中逆流防止ショットキーダイオード7403を直列に有
する。
FIG. 74 is a power supply unit 74 of the ninth embodiment of the present invention.
01 is a system block diagram showing an electronic device including 01 and the system side circuit 7406 of the electronic device. Does the power supply device 7401 have power generation by the mainspring in the power supply device as described in the second to sixth embodiments of the present invention (sometimes the fourth embodiment, part 3 and the like are effective in this embodiment)? A power generation detection output terminal Vgen7411 is provided as a means for notifying whether there is any, and the Vgen signal has an intermediate backflow prevention Schottky diode 7403 in series.

【0130】信号線7405を介して、電源電圧を監視
していて電圧がある設定値より低くなるとマイコン74
08等の暴走を防ぐためのマイコン(システム)をリセ
ットする機能を有する電源電圧監視システムリセット回
路のVsen2 7404端子に接続される構成をとるも
のである。
The power supply voltage is monitored via the signal line 7405, and when the voltage becomes lower than a certain set value, the microcomputer 74
The configuration is such that it is connected to the Vsen 2 7404 terminal of the power supply voltage monitoring system reset circuit having a function of resetting a microcomputer (system) for preventing runaway of 08 or the like.

【0131】該電源電圧監視システムリセット回路74
04はVsen1 が今まで監視してきたある設定電圧値
をリセット電圧1とするとVsen2 にVdd近辺の電
圧(アクティブHi)が来ることで別のリセット電圧値
(Vddライン7410として)2を設定するものとす
る(Vsen2 端子は、ここでリセットすべき電圧を監
視しているわけではない。ここにHiが来ると、監視し
ているのはあくまでVsen1 がVddを監視している
のだが、リセット信号を出すべき設定値を変更するとい
うことである)。
The power supply voltage monitoring system reset circuit 74
04 sets another reset voltage value (as a Vdd line 7410) when a voltage (active Hi) in the vicinity of Vdd comes to Vsen 2 when a certain set voltage value that Vsen 1 has monitored up to now is reset voltage 1. (The Vsen 2 terminal does not monitor the voltage that should be reset here. When Hi comes here, Vsen 1 monitors Vdd, but That is to change the set value that should issue a reset signal).

【0132】7407はマイコンのリセット端子である
(ここはアクティブLoでリセットするとよい)。74
12はシステム側各種電気負荷を示す。図75は本発明
第9実施例の電源装置およびそれを含む電子機器を説明
するためのNi−MH電池の具体的放電特性を示すグラ
フの部分を拡大したものである。図73の部分拡大図で
ある。図中7501の破線が放電電流54mAのもので
あり、7502の破線が放電電流60mAのものであ
る。
Reference numeral 7407 denotes a reset terminal of the microcomputer (it is preferable to reset at active Lo here). 74
Reference numeral 12 indicates various electric loads on the system side. FIG. 75 is an enlarged view of a graph showing specific discharge characteristics of a Ni-MH battery for explaining a power supply device according to a ninth embodiment of the present invention and an electronic apparatus including the same. FIG. 74 is a partially enlarged view of FIG. 73. In the figure, the broken line 7501 indicates the discharge current of 54 mA, and the broken line 7502 indicates the discharge current of 60 mA.

【0133】2次電池のみを使用し、該イヤフォンステ
レオを60mAで通常演奏をしていて、例えば電池電圧
がシステムリセット電圧1.0Vになって機器が停止し
た後、本発明電源装置が6mAの発電を開始したとする
と、今度は2次電池の負担は54mAになるので図中7
508の一点鎖線で示す矢印のように負荷曲線を乗り替
えて再度機器が動き出し残りの放電残量7503分だけ
動くことになる。さらにはもともとリセット電圧を1.
18Vぐらいにしておいて(リセット電圧1750
5),システムリセット,機器停止後、本発明の電源装
置によって発電を開始(7509)とするとリセット電
圧も変更し(リセット電圧2 7502),負荷曲線も
乗り替えることにする(実線7507)ようにすると、
残り分はあたかも図7504のようになり100mAh
近くあるようになる。
When only the secondary battery is used and the earphone stereo is normally played at 60 mA, for example, after the battery voltage reaches the system reset voltage of 1.0 V and the equipment is stopped, the power supply device of the present invention operates at 6 mA. If power generation is started, the load on the secondary battery will be 54 mA this time.
The load curve is changed as indicated by the arrow indicated by the alternate long and short dash line 508, and the device starts to move again, and the remaining discharge remaining amount moves for 7503 minutes. Furthermore, the reset voltage is originally 1.
Leave it at about 18V (reset voltage 1750
5), after resetting the system and stopping the equipment, when power generation by the power supply device of the present invention is started (7509), the reset voltage is also changed (reset voltage 27502), and the load curve is also changed (solid line 7507). Then,
The rest is as shown in Fig. 7504 and 100 mAh.
It will be near.

【0134】ぜんまいの容量としては1kgf・cmで
7回転ぐらいの運動エネルギー容量とすると1回巻き上
げ(7回転)で1/60mAhに相当するので、2次電
池がなく単独だと本実施例のイヤフォンステレオは約1
分間動作するが、前述したように60mAの内10%の
6mAを受け持つことにすると、1回巻き上げで約10
分間動作させられる。
As for the capacity of the mainspring, if the kinetic energy capacity is about 7 rotations at 1 kgf · cm, it corresponds to 1/60 mAh for one winding (7 rotations), so if there is no secondary battery, the earphones of this embodiment are independent. Stereo is about 1
It operates for a minute, but if you take charge of 6%, which is 10% of 60 mA as described above, it will take about 10
It can be operated for a minute.

【0135】それを2次電池の残り分(この場合100
mAh近く)だけ続けられることになる〔合計約100
分間(図76)〕。それを示したのが図76である。図
76は本発明第9実施例の電子機器の動作を示す模式的
グラフである。2次電池を本当に使い切ってしまってか
らはぜんまい1回巻き上げ毎に1分づつ演奏させられる
ことになる。この際演奏させない時は2次電池をトリク
ル充電させても良い。何回か巻き上げてやる内に2次電
池にある程度充電されてその後まとめて演奏を聞くこと
ができる。
The remaining amount of the secondary battery (100 in this case)
Only near mAh) will be continued [total about 100]
Minutes (Fig. 76)]. This is shown in FIG. 76. FIG. 76 is a schematic graph showing the operation of the electronic device of the ninth embodiment of the present invention. After the secondary battery is completely used up, the mainspring can be wound and played for 1 minute each time. At this time, when not playing, the secondary battery may be trickle charged. The rechargeable battery is charged to a certain extent within several windings, and you can listen to the performance all at once.

【0136】図78は本発明第9実施例の電源装置およ
びそれを含む電子機器である携帯機器である携帯型テー
プ演奏機器(イヤフォンステレオ)を示す部分立体図で
ある。本実施例によればぜんまい(香箱)2003を2
0mmφ×5mm厚ぐらいと小型にできるので機器内に
納めやすくなるという効果もある。
FIG. 78 is a partial stereoscopic view showing a power supply device according to the ninth embodiment of the present invention and a portable tape playing device (earphone stereo) which is a portable device which is an electronic device including the power supply device. According to this embodiment, the mainspring (incense box) 2003 is set to 2
Since it can be made as small as 0 mmφ x 5 mm thick, it also has the effect of being easy to fit in the device.

【0137】図77は本発明第9実施例の電源装置およ
びそれを含む電子機器の動作を示すフロー図である。本
実施例はここまでずっと2次電池で説明してきたが再充
電不可能な電池(マンガン電池、銀電池、水銀電池、コ
イン電池、ボタン電池、リチウム電池等々)を使用して
いるシステムに採用しても電池交換までの非常用として
同様有益であることは明白である。
FIG. 77 is a flow chart showing the operation of the power supply device and the electronic equipment including the same according to the ninth embodiment of the present invention. The present embodiment has been described so far as a secondary battery, but is adopted in a system using a non-rechargeable battery (manganese battery, silver battery, mercury battery, coin battery, button battery, lithium battery, etc.). However, it is obvious that it is also useful as an emergency until the battery is replaced.

【0138】[0138]

【発明の効果】この発明は、以上説明したように解放エ
ネルギを有するぜんまいの解放エネルギを電気に変換す
る手段による構成により、解放エネルギを効率良く電気
に変換することができることにより、 その場で機器を使用できるようにする。(災害時に大
変便利) 再充電機器がなくとも即充電できる。 安全性に問題ない。 廃棄に問題ない。 乾電池などの使い捨てに比べコストがかからない。 多系統電源としても使用できる。 理想放電特性の機器が得られる。
As described above, according to the present invention, since the release energy of the mainspring having the release energy can be converted into electricity by the means for converting the release energy into electricity, the device can be converted to electricity on the spot. To be able to use. (Very convenient in the event of a disaster) You can charge immediately without a recharging device. There is no problem in safety. There is no problem in discarding. It costs less than disposable batteries such as dry batteries. It can also be used as a multi-system power supply. Equipment with ideal discharge characteristics can be obtained.

【0139】以上のような効果がある。The above effects are obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明第1実施例その1の電源装置101およ
びそれにより構成される電子機器102を示すシステム
ブロック図である。
FIG. 1 is a system block diagram showing a power supply device 101 according to a first embodiment of the present invention and an electronic device 102 configured by the power supply device 101.

【図2】本発明第1実施例その1の電源装置の構成を示
す立体図である。
FIG. 2 is a three-dimensional view showing the configuration of the power supply device according to Part 1 of the first embodiment of the present invention.

【図3】(a)は本発明第1実施例その1の該制御回路
105を示す回路図である。
FIG. 3A is a circuit diagram showing the control circuit 105 of Part 1 of the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明第1実施例その2の制御回路401を示
す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a control circuit 401 according to the second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1実施例の発電機を示す立体図であ
る。
FIG. 5 is a three-dimensional view showing the generator of the first embodiment of the present invention.

【図6】(a)は本発明第1実施例の発電機のロータコ
イルにおける、コイル602、取り出し電極ブラシ60
3、ロータ回転電極(6極)601の関係を示す図であ
る。
FIG. 6A is a coil 602 and a take-out electrode brush 60 in the rotor coil of the generator according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the rotor rotating electrode (6 poles) 601 and FIG.

【図7】本発明第1実施例の発電機のロータ回転数と出
力電流の関係を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the rotor rotation speed and the output current of the generator according to the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明第2実施例その1の電源装置801およ
びそれにより構成される電子機器802を示すシステム
ブロック図である。
FIG. 8 is a system block diagram showing a power supply device 801 according to the second embodiment of the present invention and an electronic device 802 constituted by the power supply device 801.

【図9】本発明第2実施例その1の電源装置の構成を示
す立体図である。
FIG. 9 is a three-dimensional view showing the configuration of the power supply device according to Part 1 of the second embodiment of the present invention.

【図10】本発明第2実施例その1の該調速機構810
を示す立体図である。
FIG. 10 is a speed control mechanism 810 of Part 1 of the second embodiment of the present invention.
FIG.

【図11】本発明第2実施例その1の発電機を示す立体
図である。
FIG. 11 is a perspective view showing a power generator of Part 1 of the second embodiment of the present invention.

【図12】(a)および(b)は本発明第2実施例その
1の発電機の該チップコイル1104の第1の巻き方の
タイプのコイルを示す平面図である。
12 (a) and 12 (b) are plan views showing a coil of a first winding type of the chip coil 1104 of the power generator of Part 1 of the second embodiment of the present invention.

【図13】(a)および(b)は本発明第2実施例その
1の発電機のチップコイル1104の第2の巻き方のタ
イプのコイルを示す平面図である。
13 (a) and 13 (b) are plan views showing a coil of a second winding type of the chip coil 1104 of the power generator of Part 1 of the second embodiment of the present invention.

【図14】本発明第2実施例その1の発電機のチップコ
イル1104の断面を示す模式図である。
FIG. 14 is a schematic view showing a cross section of the chip coil 1104 of the power generator of Part 1 of the second embodiment of the present invention.

【図15】本発明第2実施例その2の電源装置1501
およびそれにより構成される電子機器1502を示すシ
ステムブロック図である。
FIG. 15 is a power supply unit 1501 according to the second embodiment of the present invention, part 2;
FIG. 3 is a system block diagram showing an electronic device 1502 configured thereby.

【図16】(a),(b),(c)は本発明第2実施例
その2の調速機構を示す立体図である。
16 (a), 16 (b) and 16 (c) are three-dimensional views showing the speed control mechanism of the second embodiment of the present invention.

【図17】本発明第2実施例その3の電源装置1701
およびそれにより構成される電子機器1702を示すシ
ステムブロック図である。
FIG. 17 is a power supply unit 1701 according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a system block diagram showing an electronic device 1702 configured thereby.

【図18】本発明第3実施例その1の電源装置1801
およびそれにより構成される電子機器1802を示すシ
ステムブロック図である。
FIG. 18 is a power supply unit 1801 of Part 1 of the third embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a system block diagram showing an electronic device 1802 configured thereby.

【図19】本発明第3実施例その2の電源装置1901
およびそれにより構成される電子機器1902を示すシ
ステムブロック図である。
FIG. 19 is a power supply unit 1901 according to the second embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a system block diagram showing an electronic device 1902 configured thereby.

【図20】本発明第4実施例その1の電源装置2001
およびそれにより構成される電子機器2002を示すシ
ステムブロック図である。
FIG. 20 is a power supply device 2001 of Part 1 of the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a system block diagram showing an electronic device 2002 configured thereby.

【図21】本発明第1実施例その1のAC発電機200
6およびそれと電気的制御回路2007を示す回路図で
ある。
FIG. 21 is an AC generator 200 according to the first embodiment of the present invention.
6 is a circuit diagram showing 6 and the electric control circuit 2007.

【図22】(a),(b)は本発明第4実施例その1の
整流機能部2101を示す回路図である。
22 (a) and 22 (b) are circuit diagrams showing a rectifying function unit 2101 of Part 1 of the fourth embodiment of the present invention.

【図23】本発明第4実施例その1の定電圧制御回路
(SWR)2103を示す回路図である。
FIG. 23 is a circuit diagram showing a constant voltage control circuit (SWR) 2103 of Part 1 of the fourth embodiment of the present invention.

【図24】(a)は本発明第4実施例その1の定電圧制
御回路2103の中のIF ドライブ回路の別の例を示す
回路図である。
[Figure 24] (a) is a circuit diagram showing another example of the I F driving circuit in the fourth embodiment of the present invention the first constant voltage control circuit 2103.

【図25】(a)〜(d)は本発明第4実施例その1の
フィールド電流制御の様子を示す第1の模式的グラフで
ある。
25 (a) to (d) are first schematic graphs showing the manner of field current control in Part 1 of the fourth embodiment of the present invention.

【図26】本発明第4実施例その1のフィールド電流制
御を説明するための第2模式的グラフである。
FIG. 26 is a second schematic graph for explaining the field current control of Part 1 of the fourth embodiment of the present invention.

【図27】本発明第4実施例その1のフィールド電流制
御を説明するための第3の模式的グラフである。
FIG. 27 is a third schematic graph for explaining the field current control of the fourth embodiment of the present invention.

【図28】本発明第4実施例その1のフィールド電流制
御を説明するための第4模式的グラフである。
FIG. 28 is a fourth schematic graph for explaining the field current control of the first embodiment of the present invention.

【図29】本発明第4実施例その1の電源装置の構成を
示すイメージ立体図である。
FIG. 29 is an image stereoscopic view showing a configuration of a power supply device according to Part 1 of the fourth embodiment of the present invention.

【図30】本発明第4実施例その1の電源装置の構成を
示す立体図である。
FIG. 30 is a perspective view showing the configuration of the power supply device according to Part 1 of the fourth embodiment of the present invention.

【図31】本発明第4実施例その1のAC発電機を示す
断面図である。
FIG. 31 is a sectional view showing an AC generator of Part 1 of the fourth embodiment of the present invention.

【図32】本発明第4実施例その1のAC発電機のステ
ータ(界磁子)を示す立体図である。
FIG. 32 is a cubic view showing a stator (field element) of the AC generator according to Part 1 of the fourth embodiment of the present invention.

【図33】本発明第4実施例その1のAC発電機のステ
ータ(界磁子)を示す立体図である。
FIG. 33 is a perspective view showing the stator (field element) of the AC generator of Part 1 of the fourth embodiment of the present invention.

【図34】(a)〜(d)は本発明第4実施例その1の
AC発電機のロータ(電機子)鉄心3102およびロー
タコイル2105の構成を示す立体図などである。
34 (a) to 34 (d) are three-dimensional views showing the configurations of a rotor (armature) core 3102 and a rotor coil 2105 of an AC generator according to Part 1 of the fourth embodiment of the present invention.

【図35】(a)、(b)は本発明第4実施例その1の
AC発電機の変速プーリ部3101の第1の例を示す部
分断面図である。
35 (a) and 35 (b) are partial cross-sectional views showing a first example of the speed change pulley portion 3101 of the AC generator of Part 1 of the fourth embodiment of the present invention.

【図36】本発明第4実施例その1のAC発電機の変速
プーリ3101の第2の例を示す部分断面図である。
FIG. 36 is a partial cross-sectional view showing a second example of the speed change pulley 3101 of the AC generator according to Part 1 of the fourth embodiment of the present invention.

【図37】本発明第4実施例その1のあるバリエーショ
ンの電気的制御回路3701とAC発電機2006を示
す回路図である。
FIG. 37 is a circuit diagram showing an electric control circuit 3701 and an AC generator 2006 of a variation of Part 1 of the fourth embodiment of the present invention.

【図38】本発明第4実施例その2の電源装置3801
およびそれにより構成される電子機器3802を示すシ
ステムブロック図である。
FIG. 38 is a power supply unit 3801 according to Part 2 of the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a system block diagram showing an electronic device 3802 configured thereby.

【図39】本発明第4実施例その2の電源装置の構成を
示す立体図である。
FIG. 39 is a perspective view showing the configuration of a power supply device according to Part 2 of the fourth embodiment of the present invention.

【図40】本発明第4実施例その2のAC発電機を示す
断面図である。
FIG. 40 is a sectional view showing an AC generator of Part 2 of the fourth embodiment of the present invention.

【図41】(a)〜(d)は本発明第4実施例その2の
変速機構のテーパローラと遊星車を示す部分断面図であ
る。
41 (a) to (d) are partial cross-sectional views showing a taper roller and a planetary wheel of a speed change mechanism according to Part 2 of the fourth embodiment of the present invention.

【図42】本発明第4実施例その2の第2のAC発電機
を示す断面図である。
FIG. 42 is a cross-sectional view showing a second AC generator according to Part 2 of the fourth embodiment of the present invention.

【図43】本発明第4実施例その2の第3のAC発電機
を示す断面図である。
FIG. 43 is a sectional view showing a third AC generator of Part 2 of the fourth embodiment of the present invention.

【図44】本発明第4実施例その3の電源装置4401
およびそれにより構成される電子機器4402を示すシ
ステムブロックである。
FIG. 44 is a power supply unit 4401 according to Part 3 of the fourth embodiment of the present invention.
3 is a system block showing an electronic device 4402 configured by the above.

【図45】本発明第4実施例その3のAC発電機380
4およびそれと電気的制御回路4403を示す回路図で
ある。
FIG. 45 is an AC generator 380 according to Part 3 of the fourth embodiment of the present invention.
4 is a circuit diagram showing 4 and an electric control circuit 4403.

【図46】本発明第4実施例その3の定電圧制御および
2次電池充放電制御回路4501を示す回路図である。
FIG. 46 is a circuit diagram showing a constant voltage control and secondary battery charge / discharge control circuit 4501 according to Part 3 of the fourth embodiment of the present invention.

【図47】本発明第4実施例その3の2次電池充放電制
御回路4608を示すシステムブロック図である。
FIG. 47 is a system block diagram showing a secondary battery charge / discharge control circuit 4608 of Part 3 of the fourth embodiment of the present invention.

【図48】本発明第4実施例その3の発電機・2次電池
出力切換,電圧監視スイッチ回路4603の動作をSW
R回路2103の動作と併せて示す制御フロー図であ
る。
FIG. 48 is a switch for switching the generator / secondary battery output switching and the operation of the voltage monitoring switch circuit 4603 according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a control flow diagram shown together with the operation of the R circuit 2103.

【図49】本発明第4実施例その4の電源装置4901
およびそれにより構成される電子機器4902を示すシ
ステムブロック図である。
FIG. 49 is a power supply unit 4901 of the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a system block diagram showing an electronic device 4902 configured by the above.

【図50】本発明第4実施例その4の制御回路4402
の中にあって電気的調速機構制御機能1512を駆動す
る回路のロジックを示す回路図である。
FIG. 50 is a control circuit 4402 according to Part 4 of the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a logic of a circuit for driving an electric speed control mechanism control function 1512 in FIG.

【図51】本発明第4実施例その4の電源装置の構成を
示す立体図である。
FIG. 51 is a perspective view showing the configuration of the power supply device of the fourth embodiment of the present invention.

【図52】本発明第4実施例その4メカ的調速機構制御
4903を示す立体図である。
52 is a three-dimensional view showing a fourth mechanical speed control mechanism control 4903 of the fourth embodiment of the present invention. FIG.

【図53】本発明電源装置を携帯電話やPHSに適用し
た様子を示すスケッチ図である。
FIG. 53 is a sketch diagram showing a state in which the power supply device of the present invention is applied to a mobile phone or PHS.

【図54】本発明電源装置を携帯電話やPHSに適用し
た様子を示すスケッチ図である。
FIG. 54 is a sketch diagram showing a state in which the power supply device of the present invention is applied to a mobile phone or PHS.

【図55】本発明の電源装置を携帯型音響機器に適用し
た様子を示すスケッチである。
FIG. 55 is a sketch showing how the power supply device of the present invention is applied to a portable audio device.

【図56】本発明の電源装置をハンディ型ムービーカメ
ラ(カムコーダ)や電子式カメラ(AFカメラ)などに
適用した様子を示すスケッチである。
FIG. 56 is a sketch showing how the power supply device of the present invention is applied to a handy movie camera (camcorder), electronic camera (AF camera), or the like.

【図57】本発明の電源装置をポケットベル(ページャ
ー)に適用した様子を示すスケッチである。
FIG. 57 is a sketch showing how the power supply device of the present invention is applied to a pager (pager).

【図58】本発明の電源装置をボタン型電池の形状にし
た様子を示すスケッチである。
FIG. 58 is a sketch showing a state in which the power supply device of the present invention is shaped like a button battery.

【図59】本発明電源装置を電子式腕時計に適用した様
子を示すスケッチである。
FIG. 59 is a sketch showing how the power supply device of the present invention is applied to an electronic wristwatch.

【図60】(a)〜(c)は本発明電源装置を電子式腕
時計に適用した様子を示すスケッチである。
60A to 60C are sketches showing a state in which the power supply device of the present invention is applied to an electronic wristwatch.

【図61】本発明第4実施例その4の電源装置の応用例
の電子式腕時計を示すスケッチである。
FIG. 61 is a sketch showing an electronic wrist watch as an application example of the power supply device of the fourth embodiment of the present invention.

【図62】本発明第4実施例その4の電源装置の応用例
である時刻表示機能を有する電子機器の電源及び針合わ
せ機能を示すシステムブロック図である。
FIG. 62 is a system block diagram showing a power supply and a needle setting function of an electronic apparatus having a time display function, which is an application example of the power supply device of the fourth embodiment of the present invention.

【図63】本発明第5実施例の電源装置6301および
それにより構成される電子機器6302を示すブロック
システム図である。
FIG. 63 is a block system diagram showing a power supply device 6301 and an electronic device 6302 constituted by the power supply device 6301 according to the fifth embodiment of the present invention.

【図64】(a),(b)は本発明第5実施例の光・電
波電気変換部を示す回路図である。
64 (a) and 64 (b) are circuit diagrams showing an optical / radioelectric conversion unit of a fifth embodiment of the present invention.

【図65】本発明第6実施例の電源装置の発電機(静電
発電機6501)を示す立体図である。
FIG. 65 is a perspective view showing a generator (electrostatic generator 6501) of the power supply device according to the sixth embodiment of the present invention.

【図66】本発明第6実施例の電源装置の発電機の図6
5部分A−A’の断面図ある。
FIG. 66 is a view of the generator of the power supply device according to the sixth embodiment of the present invention.
It is sectional drawing of 5 parts AA '.

【図67】本発明第6実施例の電源装置の発電機の発電
原理を示す模式図である。
FIG. 67 is a schematic diagram showing the power generation principle of the power generator of the sixth embodiment of the present invention.

【図68】本発明第6実施例の電源装置の発電機の動作
を説明するフロー図である。
FIG. 68 is a flowchart illustrating the operation of the generator of the power supply device according to the sixth embodiment of the present invention.

【図69】本発明第7実施例の電源装置6901を示す
システムブロック図である。
FIG. 69 is a system block diagram showing a power supply device 6901 according to the seventh embodiment of the present invention.

【図70】本発明第8実施例の電源装置7002を示す
システムブロック図である。
FIG. 70 is a system block diagram showing a power supply device 7002 according to an eighth embodiment of the present invention.

【図71】本発明第8実施例の電源装置を示す立体図で
ある。
FIG. 71 is a perspective view showing a power supply device according to an eighth embodiment of the present invention.

【図72】本発明第9実施例の電源装置およびそれを含
む電子機器を説明するためのNi−MH電池の放電特性
の傾向を示すグラフである。
FIG. 72 is a graph showing a tendency of discharge characteristics of a Ni-MH battery for explaining a power supply device according to a ninth embodiment of the present invention and an electronic device including the same.

【図73】本発明第9実施例の電源装置およびそれを含
む電子機器を説明するためのNi−MH電池の具体的放
電特性を示すグラフである。
FIG. 73 is a graph showing specific discharge characteristics of a Ni-MH battery for explaining a power supply device according to a ninth embodiment of the present invention and an electronic apparatus including the same.

【図74】本発明第9実施例の電源装置7401および
それと電子機器のシステム側回路7406からなる電子
機器を示すシステムブロック図である。
FIG. 74 is a system block diagram showing an electronic device including the power supply device 7401 and the system-side circuit 7406 of the electronic device according to the ninth embodiment of the present invention.

【図75】本発明第9実施例の電源装置およびそれを含
む電子機器を説明するためのNi−MH電池の具体的放
電特性を示すグラフの部分を拡大したものである。
FIG. 75 is an enlarged view of a graph showing specific discharge characteristics of a Ni-MH battery for explaining a power supply device according to a ninth embodiment of the present invention and an electronic apparatus including the same.

【図76】本発明第9実施例の電子機器の動作を示す模
式的グラフである。
FIG. 76 is a schematic graph showing the operation of the electronic device of the ninth embodiment of the present invention.

【図77】本発明第9実施例の電源装置およびそれを含
む電子機器の動作を示すフロー図である。
FIG. 77 is a flowchart showing operations of the power supply device and the electronic equipment including the same according to the ninth embodiment of the present invention.

【図78】本発明第9実施例の電源装置およびそれを含
む電子機器である携帯機器である携帯型テープ演奏機器
(イヤフォンステレオ)を示す部分立体図である。
FIG. 78 is a partial stereoscopic view showing a power supply device of a ninth embodiment of the present invention and a portable tape playing device (earphone stereo) which is a portable device which is an electronic device including the same.

【図79】Ni−Cd型2次電池とNi−MH型2次電
池の充放電特性を示すグラフである。
FIG. 79 is a graph showing charge / discharge characteristics of a Ni-Cd type secondary battery and a Ni-MH type secondary battery.

【図80】マンガン乾電池、アルカリ乾電池の10Ωで
連続放電した場合の放電特性を示す。
FIG. 80 shows discharge characteristics of a manganese dry battery and an alkaline dry battery when continuously discharged at 10Ω.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 本発明の第1実施例その1の電源装置。 102 本発明の第1実施例その1の電子機器。 103 入力部 104 発電機 105 制御回路 106 輪列機構 107 充電電流ICHG 108 負荷電流IOUT 109 出力端子VOUT 110 2次電池 111 電気的負荷 112 接地端子GND101 The power supply device of the 1st Example 1 of this invention. 102 An electronic device according to the first embodiment of the present invention. 103 Input Unit 104 Generator 105 Control Circuit 106 Wheel Train Mechanism 107 Charging Current I CHG 108 Load Current I OUT 109 Output Terminal V OUT 110 Secondary Battery 111 Electrical Load 112 Ground Terminal GND

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平7−34121 (32)優先日 平7(1995)2月22日 (33)優先権主張国 日本(JP) (72)発明者 加藤 健二 千葉県千葉市美浜区中瀬1丁目8番地 株 式会社エスアイアイ・アールディセンター 内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 7-34121 (32) Priority date Hei 7 (1995) February 22 (33) Priority claim country Japan (JP) (72) Inventor Kenji Kato 1-8 Nakase, Mihama-ku, Chiba, Chiba Prefecture SII Co., Ltd.

Claims (37)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 運動エネルギーを回転として入力する入
力機構を有し、該入力機構に続いて該回転を増速する増
速機構を有し、該増速機構に続いて該増速された回転を
電気に変換する発電機を有し、該発電機につづいて該発
電電気を制御する制御回路を有し、該制御回路に続いて
くり返し充電・放電可能な2次電池を有し、該制御回路
につづいて正電極出力端子と接地電極端子を有する構成
の電源装置において、該増速機構における増回転率を該
入力回転の50倍から100倍の間とし、該発電機の発
電電気は直流とし、該制御回路は該発電機と該Vdd出
力端子の間に直列に該発電機の出力にアノード端子を接
続し、該正電極出力端子にカソード端子を接続する直列
整流要素を有し、該発電機と該直列整流要素の間にカソ
ード端子を接続し、アノード端子を該接地電極端子に接
続する並列整流要素を有し、該2次電池は該直列整流要
素のカソード端子と該2次電池の正電極を接続し、該接
地電極端子に該2次電池の負電極を接続する構成をとる
ことを特徴とする電源装置。
1. An input mechanism for inputting kinetic energy as rotation, the input mechanism having a speed increasing mechanism for increasing the speed of rotation, the speed increasing mechanism being followed by the speed increased rotation. Having a generator that converts electricity into electricity, a control circuit that controls the generated electricity following the generator, and a secondary battery that can be repeatedly charged / discharged following the control circuit. In a power supply device configured to have a positive electrode output terminal and a ground electrode terminal following the circuit, the rate of rotation increase in the speed increasing mechanism is between 50 times and 100 times the input rotation, and the electricity generated by the generator is DC. And the control circuit has a series rectifying element that connects an anode terminal to the output of the generator in series between the generator and the Vdd output terminal and connects a cathode terminal to the positive electrode output terminal, Connecting a cathode terminal between the generator and the series rectifying element, The secondary battery has a parallel rectifying element that connects an anode terminal to the ground electrode terminal, the secondary battery connects the cathode terminal of the series rectifying element and the positive electrode of the secondary battery, and the secondary battery is connected to the ground electrode terminal. A power supply device having a configuration in which the negative electrode of is connected.
【請求項2】 該並列整流要素の逆方向耐圧が1.8±
0.15Vであることを特徴とする請求項1記載の電源
装置。
2. The reverse breakdown voltage of the parallel rectifying element is 1.8 ±.
The power supply device according to claim 1, wherein the power supply device is 0.15V.
【請求項3】 該直列整流要素と該並列要素の少なくと
も1つはMOSトランジスタで構成されていることを特
徴とする請求項1又は2記載の電源装置。
3. The power supply device according to claim 1, wherein at least one of the series rectifying element and the parallel element is composed of a MOS transistor.
【請求項4】 該直列整流要素は、基準電圧部を有し、
誤差増巾回路を有し、出力電圧フィードバック抵抗を有
し、トランジスタ基板がフローティングのMOSトラン
ジスタを有し、該接地電極端子を有する構成の定電圧出
力機構を有することを特徴とする請求項1記載の電源装
置。
4. The series rectifying element has a reference voltage section,
3. A constant voltage output mechanism having an error amplification circuit, an output voltage feedback resistor, a transistor substrate having a floating MOS transistor, and having the ground electrode terminal. Power supply.
【請求項5】 運動エネルギーを回転として入力する入
力機構を有し、該入力機構に続いて該運動エネルギーを
蓄積する蓄積機構を有し、該蓄積機構に続いて、該蓄積
機構から放出される回転を増速する増速機構を有し、該
増速機構に続いて回転を制動して回転速度を調整する調
速機構を有し、該増速機構に続いて該増速された回転を
電気に変換する発電機を有し、該発電機に続いて該発電
電気を制御する制御回路を有し、該制御回路に続いて正
電極出力端子と接地電極端子を有する構成の電源装置に
おいて、該発電機は複数極に界磁された界磁子を有し、
該界磁子は半導体基板上に絶縁膜を介して形成された配
線層コイル要素を構成する電機子の両側を回転移動する
ことで電気を発生する構成をとることを特徴とする電源
装置。
5. An input mechanism for inputting kinetic energy as rotation, a storage mechanism for storing the kinetic energy following the input mechanism, and a storage mechanism for discharging the storage after the storage mechanism. A speed increasing mechanism for increasing the speed of rotation, and a speed adjusting mechanism for braking the rotation to adjust the rotation speed subsequently to the speed increasing mechanism; and for increasing the speed of rotation following the speed increasing mechanism. In a power supply device having a generator for converting to electricity, having a control circuit for controlling the generated electricity following the generator, and having a positive electrode output terminal and a ground electrode terminal following the control circuit, The generator has a field element with multiple poles,
The power supply device is characterized in that the field element is configured to generate electricity by rotationally moving on both sides of an armature that constitutes a wiring layer coil element formed on a semiconductor substrate via an insulating film.
【請求項6】 該制御回路は該正電極出力端子の電圧に
応じて該調速機構を電気的に制御する機能を有すること
を特徴とする請求項5記載の電源装置。
6. The power supply device according to claim 5, wherein the control circuit has a function of electrically controlling the speed control mechanism according to a voltage of the positive electrode output terminal.
【請求項7】 該制御回路に続いて繰り返し充電・放電
可能な電池(2次電池)を有することを特徴とする請求
項5記載の電源装置。
7. The power supply device according to claim 5, further comprising a battery (secondary battery) that can be repeatedly charged and discharged following the control circuit.
【請求項8】 運動エネルギーを回転として入力する入
力機構を有し、該入力機構に続いて該運動エネルギーを
蓄積する蓄積機構を有し、該蓄積機構に続いて、該蓄積
機構から放出される回転を増速させる増速機構を有し、
該増速機構に続いて増速倍率を変更させる変速機構を有
し、該増速機構に続いて該増速された回転を電気に変換
する発電機を有し、該発電機に続いて該発電電気を制御
する制御回路を有し、該制御回路に続いて正電極出力端
子と接地電極端子を有する構成の電源装置において、該
制御回路は該正電極出力端子の電圧に応じて該変速機構
を電気的に制御する機能を有するという構成をとること
を特徴とする電源装置。
8. An input mechanism for inputting kinetic energy as rotation, a storage mechanism for storing the kinetic energy following the input mechanism, and a storage mechanism for discharging the kinetic energy after the storage mechanism. It has a speed-up mechanism that speeds up rotation,
The speed increasing mechanism is followed by a speed change mechanism for changing the speed increasing ratio, the speed increasing mechanism is followed by a generator for converting the increased rotation into electricity, and the power generating unit is followed by the generator. In a power supply device having a control circuit for controlling generated electricity and having a positive electrode output terminal and a ground electrode terminal following the control circuit, the control circuit comprises the transmission mechanism according to the voltage of the positive electrode output terminal. A power supply device having a function of electrically controlling a power supply.
【請求項9】 該制御回路に続いてくり返し充電・放電
可能な2次電池を有することを特徴とする請求項8記載
の電源装置。
9. The power supply device according to claim 8, further comprising a secondary battery that can be repeatedly charged and discharged following the control circuit.
【請求項10】 運動エネルギーを回転として入力する
入力機構を有し、該入力機構に続いて該運動エネルギー
を蓄積する蓄積機構を有し、蓄積機構に続いて、該蓄積
機構から放出される回転を増速する増速機構を有し、該
増速機構に続いて増速倍率を変更させる変速機構を有
し、該増速機構に続いて該変速された回転を電気に変換
する発電機を有し、該発電機に続いて該発電電気を制御
する制御回路を有し、該制御回路に続いて正電極出力端
子と接地端子を有する構成の電源装置において、該発電
機はフィールド電流を流すことによって界磁する界磁子
を有し、Y字結線された少なくも3つのコイルによりな
る電機子を有し、該界磁子が該電機子に対して回転移動
することで電気を発生する構成をとり、該制御回路は該
正電極出力端子の電圧に応じて該フィールド電流を制御
する機能を有する構成をとることを特徴とする電源装
置。
10. A rotation mechanism having an input mechanism for inputting kinetic energy as rotation, a storage mechanism following the input mechanism for storing the kinetic energy, and a rotation released from the storage mechanism subsequent to the storage mechanism. A generator that has a speed increasing mechanism for increasing the speed, has a speed changing mechanism that changes the speed increasing ratio subsequently to the speed increasing mechanism, and that converts the speed-changed rotation into electricity following the speed increasing mechanism. A power supply device having a control circuit for controlling the generated electricity subsequent to the generator, and having a positive electrode output terminal and a ground terminal following the control circuit, the generator flowing a field current A field element that is magnetically coupled to the armature, and an armature that includes at least three coils connected in a Y shape, and the field element rotates to move relative to the armature to generate electricity. The control circuit has a voltage of the positive electrode output terminal. A power supply device having a function of controlling the field current according to the above.
【請求項11】 該制御回路に続いてくり返し充電・放
電可能な2次電池を有することを特徴とする請求項10
記載の電源装置。
11. A secondary battery which can be repeatedly charged and discharged is provided subsequent to the control circuit.
The power supply as described.
【請求項12】 該フィールド電流に応じて該発電機が
該変速機構を制御する機能を有することを特徴とする請
求項10又は11記載のの電源装置。
12. The power supply device according to claim 10, wherein the generator has a function of controlling the speed change mechanism in accordance with the field current.
【請求項13】該制御回路は該出力Vdd端子の電圧に
応じて該変速機構を電気的に制御する機能を有すること
を特徴とする請求項10又は11記載の電源装置。
13. The power supply device according to claim 10, wherein the control circuit has a function of electrically controlling the speed change mechanism in accordance with the voltage of the output Vdd terminal.
【請求項14】 運動エネルギーを回転として入力する
入力機構を有し、該入力機構に続いて該運動エネルギー
を蓄積する蓄積機構を有し、該蓄積機構につづいて、該
蓄積機構から放出される回転を増速する増速機構を有
し、該増速機構に続いて回転を制動して回転速度を調整
する調速機構を有し、該増速機構に続いて該変速された
回転を電気的に変換する機構である発電機を有し、該発
電機に続いて該発電電気を制御する制御回路を有し、該
制御回路に続いて正電極出力端子と接地端子を有する構
成の電源装置において、該発電機はフィールド電流を流
すことによって界磁する界磁子を有し、Y字結線された
少なくも3つのコイルよりなる電機子を有し、該界磁子
が該電機子に対して回転移動することで電気を発生する
構成をとり、該制御回路は該出力Vdd端子の電圧に応
じて該フィールド電流を制御する機能を有する構成をと
ることを特徴とする電源装置。
14. An input mechanism for inputting kinetic energy as rotation, and a storage mechanism for storing the kinetic energy following the input mechanism, the storage mechanism being subsequently discharged from the storage mechanism. A speed increasing mechanism for increasing the speed of rotation, and a speed adjusting mechanism for braking the rotation to adjust the speed of rotation following the speed increasing mechanism; and for electrically controlling the speed-changed rotation following the speed increasing mechanism. Power supply device having a generator that is a mechanism for dynamically converting, a control circuit that controls the generated electricity following the generator, and a positive electrode output terminal and a ground terminal that follow the control circuit In, the generator has a field element that makes a field by flowing a field current, and has an armature composed of at least three coils connected in a Y shape. It is configured to generate electricity by rotating and moving by The power supply device is characterized in that the path has a function of controlling the field current according to the voltage of the output Vdd terminal.
【請求項15】 該制御回路に続いてくり返し充電・放
電可能な2次電池を有することを特徴とする請求項14
記載の電源装置。
15. A rechargeable battery which can be repeatedly charged and discharged is provided subsequent to the control circuit.
The power supply as described.
【請求項16】 該フィールド電流に応じて該発電機が
該調速機構を制御する機能を有することを特徴とする請
求項14又は15の電源装置。
16. The power supply device according to claim 14, wherein the generator has a function of controlling the speed governing mechanism according to the field current.
【請求項17】 該制御回路は該出力Vdd端子の電圧
に応じて該調速機構を電気的に制御する機能を有するこ
とを特徴とする請求項14又は15の電源装置。
17. The power supply device according to claim 14, wherein the control circuit has a function of electrically controlling the speed governing mechanism according to the voltage of the output Vdd terminal.
【請求項18】 請求項5から17のいずれか記載の電
源装置を有し、アンテナを有し、電波受信回路を有し、
針式時刻表示機構を有し、該針の位置を検出する機構を
有し、該Vdd出力端子に電気出力がでた後、該電波よ
りの時刻信号に応じて該針位置を修正する機構を有する
ことを特徴とする電子式時計。
18. A power supply device according to claim 5, an antenna, a radio wave reception circuit,
A mechanism that has a hand type time display mechanism, has a mechanism for detecting the position of the hand, and corrects the hand position according to a time signal from the radio wave after an electric output is output to the Vdd output terminal. An electronic timepiece characterized by having.
【請求項19】 受光部もしくは電波を受信する受信部
を有し、光もしくは電波を電気に変換する光・電波電気
変換装置を有し、該制御回路は該光・電波電気変換装置
を制御する機能と該変換電気を該2次電池に充電する機
能を有することを特徴とする請求項7、9、11又は1
5記載の電源装置。
19. A light-receiving unit or a receiving unit for receiving radio waves, and an optical-radioelectric conversion device for converting light or radio waves into electricity, and the control circuit controls the optical-radioelectric conversion device. 8. The device has a function and a function of charging the secondary battery with the converted electricity.
5. The power supply device according to item 5.
【請求項20】 該制御回路は該発電電気を整流する装
置を有し、該整流装置を構成する整流要素がMOSトラ
ンジスタであることを特徴とする請求項10から17の
いずれかに記載の電源装置。
20. The power supply according to claim 10, wherein the control circuit has a device for rectifying the generated electricity, and the rectifying element forming the rectifying device is a MOS transistor. apparatus.
【請求項21】 該フィールド電流制御はパルス幅変調
方式であることを特徴とする請求項10から17のいず
れかに記載の電源装置。
21. The power supply device according to claim 10, wherein the field current control is a pulse width modulation method.
【請求項22】 該フィールド電流制御は周波数変調方
式であることを特徴とする請求項10から17のいずれ
かに記載の電源装置。
22. The power supply device according to claim 10, wherein the field current control is a frequency modulation method.
【請求項23】 該界磁子と該電機子の対峙面は該界磁
子回転軸に対して15°から45°の角度を有すること
を特徴とする請求項12又は16の電源装置。
23. The power supply device according to claim 12, wherein the facing surface of the field element and the armature has an angle of 15 ° to 45 ° with respect to the axis of rotation of the field element.
【請求項24】 該変速機構ないし該調速機構は増減速
動作にヒステリシスを有することを特徴とする請求項1
2又は16の電源装置。
24. The speed change mechanism or the speed control mechanism has a hysteresis in acceleration / deceleration operation.
2 or 16 power supplies.
【請求項25】 該界磁子は該回転軸を共有軸としては
ずみ車を有することを特徴とする請求項5から17のい
ずれかに記載の電源装置。
25. The power supply device according to claim 5, wherein the field element has a flywheel with the rotation axis as a common axis.
【請求項26】 該制御回路は該Vdd出力端子電圧に
応じて該2次電池からの電気出力を該Vdd出力端子へ
出力させるスイッチ機能を有することを特徴とする請求
項7、9、11、15又は19の電源装置。
26. The control circuit has a switch function for outputting the electric output from the secondary battery to the Vdd output terminal in accordance with the Vdd output terminal voltage. 15 or 19 power supplies.
【請求項27】 該制御回路は該変速機構ないしは調速
機構を制御する際に増減速にヒステリシスを有する制御
を行い、該ヒステリシスは該2次電池の電圧に応じて可
変される制御を行うことを特徴とする請求項7、9、1
1、15又は19の電源装置。
27. The control circuit performs control having hysteresis in acceleration and deceleration when controlling the speed change mechanism or speed control mechanism, and the hysteresis is controlled so as to be varied according to the voltage of the secondary battery. Claims 7, 9, 1 characterized in that
1, 15 or 19 power supplies.
【請求項28】 運動エネルギーを回転として入力する
入力機構と、該入力機構に続いて該回転を増速する増速
機構を有し、該増速された回転を電気に変換する機構で
ある発電機を有し、該発電機に続いて該発電機を制御す
る制御回路を有し、該制御回路に続いて正電極出力端子
と接地電極端子を有する構成の電源装置において、該発
電機は電荷を印加する帯電電極と電荷を取り出す取り出
し電極と誘電体のロータを該帯電電極と取り出し電極の
間に有し、該ロータが該増速された回転で回転すること
によって発電を行うという構成をとることを特徴とする
電源装置。
28. A power generation system that has an input mechanism for inputting kinetic energy as rotation and a speed increasing mechanism for speeding up the rotation following the input mechanism, and is a mechanism for converting the speeded up rotation into electricity. And a control circuit for controlling the generator after the generator, the control circuit having a positive electrode output terminal and a ground electrode terminal, the generator is a A charging electrode for applying a charge, a take-out electrode for taking out electric charges, and a dielectric rotor are provided between the charge electrode and the take-out electrode, and power is generated by rotating the rotor at the accelerated rotation. A power supply device characterized by the above.
【請求項29】 位置エネルギーを蓄積する手段として
貯水機構であるダムを有し、該ダムから放水量を調整す
る機構を有し、該放水の水流を回転運動に変換する機構
である水車を有し、該水車に続いて該回転を電気に変換
する機構である発電機を有し、該発電機に続いて該発電
電気を制御する制御回路を有し、該制御回路に続いて該
発電電気を一定周波数の交流電気に変換するDC/AC
インバータを有し、該DC/ACインバータに続いて少
なくも2極のAC出力端子を有する構成の電源装置にお
いて、該発電機はフィールド電流を流すことによって界
磁する界磁子を有し、Y字結線された少なくも3つのコ
イルよりなる電機子を有し、該界磁子が該電機子に対し
て回転移動することで電気を発生する構成をとり、該制
御回路は該出力AC出力端子の電圧に応じて該フィール
ド電流を制御する機能を有し、該制御回路が該AC出力
端子の電圧に応じて該水量調整機構を電気的に制御する
機能、もしくは該発電機が該フィールド電流に応じて該
水量調整機構を制御する機能のうち少なくともどちらか
一方を有する構成をとることを特徴とする電源装置。
29. A water turbine having a dam that is a water storage mechanism as a means for accumulating potential energy, a mechanism that adjusts the amount of water discharged from the dam, and a mechanism that is a mechanism that converts the water flow of the water discharge into rotary motion. In addition, the turbine has a generator that is a mechanism that converts the rotation into electricity, the generator has a control circuit that controls the generated electricity, and the control circuit has a control circuit that controls the generated electricity. DC / AC that converts electricity into AC electricity of a certain frequency
In a power supply device having an inverter and having an AC output terminal with at least two poles following the DC / AC inverter, the generator has a field element that is magnetized by passing a field current, and Y The control circuit has an armature composed of at least three coils connected to each other, and the field element rotates to move relative to the armature to generate electricity. The control circuit outputs the output AC output terminal. Has a function of controlling the field current according to the voltage of the control circuit, the control circuit electrically controls the water amount adjusting mechanism according to the voltage of the AC output terminal, or the generator controls the field current. A power supply device having a configuration having at least one of the functions of controlling the water amount adjusting mechanism in accordance therewith.
【請求項30】 運動エネルギーを回転運動として入力
する入力機構を有し、該入力機構に続いて該回転を増速
する増速機構を有し、該増速機構に続いて増速倍率を変
更させる変速機構を有し、該増速機構に続いて該変速さ
れた回転を電気に変換する機構である発電機を有し、該
発電機に続いて該発電機を制御する制御回路を有し、該
制御回路につづいて該発電電気を一定周波数の交流電気
に変換するDC/ACインバータを有し、該制御回路に
続いてくり返し充・放電可能な2次電池を有し、該DC
/ACインバータに続いて少なくも2極のAC出力端子
を有する構成の電源装置において、該発電機はフィール
ド電流を流すことによって界磁する界磁子を有し、Y字
結線された少なくも3つのコイルによりなる電機子を有
し、該界磁子が該電機子に対して回転移動することで電
気を発生する構成をとり、該制御回路が該AC出力端子
の電圧に応じて該変速機構を電気的に制御する機能、も
しくは該発電機が該フィールド電流に応じて該変速機構
を制御する機能のうち少なくもどちらか一方を有する構
成をとることを特徴とする電源装置。
30. An input mechanism for inputting kinetic energy as rotary motion, comprising a speed increasing mechanism for increasing the speed of rotation following the input mechanism, and changing the speed increasing ratio following the speed increasing mechanism. A generator that is a mechanism for converting the speed-changed rotation into electricity, and a control circuit that controls the generator following the generator. A DC / AC inverter that converts the generated electricity into alternating current electricity having a constant frequency following the control circuit, and a secondary battery that can be repeatedly charged / discharged following the control circuit;
/ AC inverter followed by at least a two pole AC output terminal, the generator having a field element for fielding by passing a field current, and having at least 3 Y-connected wires. The field element has a structure for generating electricity by rotationally moving with respect to the armature, and the control circuit is configured to generate the electricity according to the voltage of the AC output terminal. A power supply device characterized by having at least one of a function of electrically controlling the electric power source and a function of the generator controlling the speed change mechanism in accordance with the field current.
【請求項31】 該Vdd出力端子に電気負荷を有し、
電子機器を構成することを特徴とする請求項1から27
のいずれかに記載の電源装置を含む電子機器。
31. An electric load is provided at the Vdd output terminal,
28. An electronic device, which constitutes an electronic device.
An electronic device including the power supply device according to claim 1.
【請求項32】該Vdd出力端子に電気負荷を有し、時
刻表示機能を併せ有す電子機器を構成することを特徴と
する請求項1から27のいずれかに記載の電源装置を含
む電子機器。
32. An electronic device including a power supply device according to claim 1, wherein the Vdd output terminal has an electric load and constitutes an electronic device having a time display function. .
【請求項33】 該入力部は時刻表示部周囲部分を回転
させることで運動エネルギーを入力する機構を有するこ
とを特徴とする請求項32記載の電子機器。
33. The electronic device according to claim 32, wherein the input unit has a mechanism for inputting kinetic energy by rotating a portion around the time display unit.
【請求項34】 該Vdd出力端子に電気負荷を有し、
該発電機と該電気負荷に直列に第1の整流要素を有し、
該整流要素のアノード端子は同時にVgen出力端子か
ら出力され第2の整流要素を介して電源電圧を監視して
いてある定められた電圧すなわちリセット電圧を下回っ
た時に本電子機器を停止させる機能を有するシステムリ
セット回路に接続され該Vgen出力端子の電圧に応じ
て該リセット電圧の設定値を変更する機能を有すること
を特徴とする請求項1、4、7、9、11又は15記載
の電源装置を含む電子機器。
34. An electric load is provided at the Vdd output terminal,
A first rectifying element in series with the generator and the electrical load,
The anode terminal of the rectifying element is simultaneously output from the Vgen output terminal and has a function of monitoring the power supply voltage via the second rectifying element and stopping the electronic device when the voltage falls below a predetermined voltage, that is, a reset voltage. 16. The power supply device according to claim 1, which is connected to a system reset circuit and has a function of changing a set value of the reset voltage according to a voltage of the Vgen output terminal. Electronics including.
【請求項35】 該制御回路に取り替え可能な構成で電
池を有し、該Vdd出力端子に電気負荷を有し、該発電
機と該電気負荷に直列に第1の整流要素を有し、該整流
要素のアノード端子は同時にVgen出力端子から出力
され第2の整流要素を介して電源電圧を監視していてあ
る定められた電圧すなわちリセット電圧を下回った時に
本電子機器を停止させる機能を有するシステムリセット
回路に接続され該Vgen出力端子の電圧に応じて該リ
セット電圧の設定値を変更する機能を有することを特徴
とする請求項5、6、10、12、13又は14記載の
電源装置を含む電子機器。
35. A battery having a replaceable structure in the control circuit, having an electric load at the Vdd output terminal, having a first rectifying element in series with the generator and the electric load, The anode terminal of the rectifying element is output from the Vgen output terminal at the same time, and the power supply voltage is monitored via the second rectifying element. The system has a function of stopping the electronic device when the voltage falls below a predetermined voltage, that is, a reset voltage. 15. The power supply device according to claim 5, which is connected to a reset circuit and has a function of changing a set value of the reset voltage according to a voltage of the Vgen output terminal. Electronics.
【請求項36】 該蓄積機構はぜんまいを用いたものと
することを特徴とする請求項5から28のいずれかに記
載の電源装置。
36. The power supply device according to claim 5, wherein the storage mechanism uses a mainspring.
【請求項37】 該蓄積機構はぜんまいを用いたものと
することを特徴とする請求項31から35のいずれかに
記載の電子機器。
37. The electronic device according to claim 31, wherein the storage mechanism uses a mainspring.
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