WO2007036977A1 - 電源装置 - Google Patents

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Koichi Hasegawa
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Koichi Hasegawa
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G1/00—Spring motors
    • F03G1/06—Other parts or details
    • F03G1/08—Other parts or details for winding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G5/00—Devices for producing mechanical power from muscle energy
    • F03G5/06—Devices for producing mechanical power from muscle energy other than of endless-walk type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807—Rotary generators
    • H02K7/1853—Rotary generators driven by intermittent forces

Definitions

  • the present invention relates to a power supply device that obtains electric power with a force stored as mechanical energy in a panel by human power.
  • FIG. 5 shows this conventional example.
  • a power generation device 52 that uses the force stored as mechanical energy by rotating the handle 50, and a recording / playback device that operates with the power.
  • the drum 56 is disposed in parallel with the return drum 58 in parallel with the handle 50, and the handle 50 is provided coaxially.
  • a generator 66 is provided on the shaft of this through a clutch 64. Disclosure of the invention
  • the present invention has an object to provide a power supply device that can obtain power with a panel force even during a handle operation that winds up with a force when the panel returns.
  • the present invention is provided with a main shaft connected to the handle and the main power generation device, and a side shaft connected to the auxiliary power generation device in parallel with the main shaft.
  • a main spring and an auxiliary spring with a relatively small load on the shaft are mounted between the shaft and the side shaft via a drum so that the accumulation and release of elasticity are alternated on both shafts.
  • the present invention provides a power supply device characterized in that the elastic force accumulated in the auxiliary spring is released and applied in the same rotational direction to the normal rotation of the shaft.
  • the power supply device Since the power supply device is configured as described above, elasticity, that is, mechanical energy is stored in the auxiliary spring in the initial state without operating the handle, and the main shaft is rotated forward by the handle. Then, the main spring will be wound on the main drum, and the auxiliary spring will return. At that time, when the main spring's winding load is reduced, at the same time, the auxiliary power is generated by rotating the side shaft. The device is activated to generate auxiliary power required for, for example, displaying the number of revolutions of the needle. In addition, when the steering wheel completes normal rotation, mechanical energy is accumulated in the main spring. If the main shaft is released, the main power generator is driven by reverse rotation of the main shaft to release the mechanical energy. Thus, the main power generation as a power supply is performed, and at the same time, the auxiliary spring is wound up against its elasticity and the mechanical energy in the initial state is stored.
  • the present invention when the rolled panel is returned, a small panel that is separately provided is wound by that force, and the normal (main power supply) is rotated by the other force.
  • the secondary power supply can guide the number of rotations of the required handle, for example, by turning on the LED or by voice so that the main power supply can be used more stably.
  • the power generation time has an excellent effect such that the power generation time of the secondary power source is added to increase the power generation time.
  • FIGS. 1 and 2 show an embodiment, and the power supply device is a substrate that is a front surface in order to house main equipment in a casing 1 that is attached to the columns 2 and 2.
  • 3 is provided with a facing plate 5 which is spaced from the substrate 3 via bolt-like support members 4, 4, ..., and a pair of left and right sub-facing plates 6, 7 are also supported on the facing plate 5. It is attached via members 8, 8,..., And a handle 9 is provided on the board 3 to the right.
  • a main shaft 11 coaxial with the handle 9 and a side shaft 13 connected to the main shaft 11 and the mainspring are mounted in parallel between the board 3 and the facing plate 5, and one sub-pair is mounted.
  • the face plate 6 is provided with a main power generator 15 driven by the main shaft 11, and the other sub-face plate 7 is provided with an auxiliary power generator 17 driven by a side shaft 13.
  • the main panel between the board 3 and the facing plate 5 (a constant torque panel, hereinafter referred to as “main spring”) 19 and an auxiliary panel (also a constant torque panel, hereinafter referred to as “auxiliary spring”) Equipped with 21.
  • the handle 9 has a handle clutch 22 interposed between the handle 9 and the mainspring 19 so as to be connected to the main shaft 11 only when the main spring 19 is wound up. Further, on the main shaft 11, a main rod take-up drum 23 for winding the mainspring 19 and an auxiliary rod return drum 25 for winding the auxiliary mainspring 21 are attached to the shaft 11, and the main rod take-up drum 23 is fixed. Although it is fitted, the auxiliary hook return drum 25 is fitted via a one-way rotation connection clutch 27. In this one direction, the force that is connected when the main shaft 11 rotates in the reverse direction. From the viewpoint of the auxiliary spring 21, this elastic force causes the main shaft 11 to rotate in the forward direction.
  • a main rod return drum 29 corresponding to the main rod return drum 23 and an auxiliary rod return drum 31 corresponding to the auxiliary rod return drum 25 are axially attached, and both of them are integrally formed. By doing so, it is fixedly fitted to the side shaft 13 together.
  • the mainspring 19 is attached to the main drum 23 and the main return drum 29, and when the handle 9 is rotated forward, the mainspring 19 is elastically deformed (resisting against elasticity). And wound up.
  • the auxiliary rod take-up drum 31 rotates in reverse with the side shaft 13, and the auxiliary spring 21 is wound around the auxiliary rod return drum 25 with its elasticity.
  • FIG. 2 (a) shows a state in which the mainspring 19 is wound around the main drum drum 23 against its elasticity by operating the handle 9. Therefore, the main spring 19 has mechanical energy. Lugi is accumulated, and the auxiliary spring 21 is consuming mechanical energy. At this time, the steering wheel 9 is stopped to prevent reverse rotation of the main shaft 11 and the mechanical energy storage of the mainspring 19 is maintained.
  • Fig. 2 (b) shows the state when the handle 9 is released.
  • FIG. 3 and FIG. 4 show the second embodiment.
  • the main shaft 11 connected via the handle 9 and the handle 9 is connected to the main shaft 11.
  • the main drum 23 is fixed and pivotally mounted, but in parallel with it via a one-way rotation connection clutch 35.
  • the drum that is pivotally mounted is an auxiliary rod drum 33 that winds the auxiliary spring 21 against its elasticity.
  • the main shaft return drum 29 is mounted on the side shaft 13 freely, and the auxiliary shaft return drum 37 corresponding to the auxiliary shaft removal drum 33 is fixedly mounted on the side shaft 13.
  • the one-way rotation connection clutch 35 transmits the force to the auxiliary scraping drum 33 when the main shaft 11 rotates in the reverse direction.
  • the main spring 19 and the auxiliary spring 21 are attached so as to cross each other in a cross-shaped manner. The rest is the same as in the above embodiment.
  • FIG. 4 is an explanatory view corresponding to FIG. 2, and FIG. 4 (a) shows that the main spring 19 is wound around the main take-up drum 23 of the main shaft 11 by its elasticity, and mechanical energy is applied to it. Indicates the accumulated state. At this time, the auxiliary spring 21 is wound around the auxiliary return drum 37 and is not elastically deformed and is at the initial value.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view seen from the plane of a power supply device showing an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram in the order of operations (a), (b), (c), and (d) in the embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a power supply device according to another embodiment as seen from the plane force. IV] Operations in the same embodiment are explanatory diagrams in the order of (a), (b), (c), (d). [5] FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a conventional example.

Abstract

　バネ類が戻るときばかりでなく、巻き取るハンドル操作中においてもバネ力で電力が得られる電源装置を提供する。 　ハンドルおよび主発電装置に共に接続される本軸と、それと平行において補助発電装置に接続される脇軸とを併設するとともに、本軸と脇軸との間に主ゼンマイおよびそれとは比較的巻取りに負荷が少ない補助ゼンマイとを両軸側において弾力の蓄積と解放が交互となるようにドラムを介して装着し、ハンドルによる本軸の正回転に、補助ゼンマイに蓄積されている弾力が解放として同回転方向に加わるように構成した。

Description

電源装置
技術分野
[0001] この発明は、人力によりパネ類に機械的エネルギーとして蓄えた力で電力を得る電 源装置に関する。
背景技術
[0002] 従来、ハンドルを廻すなどの手動で発電する場合は、人によりハンドルを廻す速度 が違ったり、また、変動する場合も多いことから、安定した電圧が得られがたい。これ を一定に補うために、ノ ッテリーを搭載することになるが、消耗すると交換が必要であ り、その廃棄処分が環境を汚染するおそれがあるので、このようなシステムは採用す るのに問題があった。そこで、ゼンマイに機械的エネルギーを蓄えてその力を利用す る提案がなされる。これには、この発明の出願人に係る特願 2003— 424032号に記 載した音声ガイド付き案内装置を挙げることができる。
[0003] 図 5は、この従来例を示したもので、これによると、ハンドル 50を回転して機械エネ ルギ一として蓄えた力を利用する発電装置 52と、その電力により作動する録音再生 装置 54とを備えたもので、機械エネルギーとして力を蓄えるために、ゼンマイ 56が卷 かれている卷戻りドラム 58に並列してそれからの卷取りドラム 60がハンドル 50と同軸 に設けられ、そのハンドル 50の軸にクラッチ 64を介して発電機 66が設けられる。 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] しかし、上記のような従来の電源装置によれば、ゼンマイの巻き戻るときにのみ発電 するようにしたものであるから、巻き取るときには発電を利用できなぐそのため、ハン ドルの操作状況、その他の情報を電気を利用して提供するシステムを構築できなか つた o
[0005] この発明は、このような実情に鑑みて、パネ類が戻るときば力りでなぐ巻き取るハン ドル操作中においてもパネ力で電力が得られる電源装置を提供することを課題とした 課題を解決するための手段
[0006] この発明は、上記の課題を解決するために、ハンドルおよび主発電装置に共に接 続される本軸と、それと平行において補助発電装置に接続される脇軸とを併設すると ともに、本軸と脇軸との間に主ゼンマイおよびそれとは比較的卷取りに負荷が少ない 補助ゼンマイとを両軸側において弾力の蓄積と解放が交互となるようにドラムを介し て装着し、ハンドルによる本軸の正回転に、補助ゼンマイに蓄積されている弾力が解 放として同回転方向に加わるように構成したことを特徴とする電源装置を提供するも のである。
[0007] 電源装置を上記のように構成したから、ハンドルを操作しな 、初期の状態では、補 助ゼンマイに弾力、つまり機械的エネルギーが蓄積されているもので、ハンドルにより 本軸を正回転すると、主ゼンマイが主卷取りドラムに巻き取ることになる力 その時に 補助ゼンマイが戻る力が加わるために、主ゼンマイの卷取りの負荷が軽減されると同 時に、脇軸の回転により補助発電装置が作動して、例えばノヽンドルの回転数の表示 などに要する補助的な発電がなされる。また、ハンドルの正回転が完了すると、主ゼ ンマイに機械的エネルギーが蓄積されているので、本軸を自由にすると、その機械 的エネルギーの解放として本軸が逆回転して主発電装置が駆動されて電源装置とし ての本発電がなされ、同時に、補助ゼンマイにその弾力に抗して巻き取りがなされて 初期の状態における機械的エネルギーが保存されることになる。
発明の効果
[0008] 以上説明したように、この発明によれば、巻かれたパネ類が戻る際に、その力により 、別途に設けた小さいパネ類を巻き、それ以外の力で通常 (主電源)の発電を行い、 そして、ハンドルを廻しパネ類を巻き込む際に、反対にその小さなパネ類が戻る機構 を設けて発電を行い副電源として利用するもので、このことにより、ハンドルが戻るとき ばかりでなぐハンドルを巻くときにも発電が可能となるので、副電源により、例えば、 必要とするハンドルの回転数を LEDの点灯や音声で案内して、主電源のより安定し た利用が可能となり、また、発電している時間が、副電源の発電の時間が加算されて 発電時間が長くなるなどという優れた効果がある。
発明を実施するための最良の形態 [0009] 次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
[0010] 図 1および図 2は、一実施の形態を示したもので、その電源装置は、支柱 2, 2に取 り付けられるケーシング 1に、主な装備を内装するために前面となる基板 3を設けると ともに、基板 3にボルト状支持部材 4, 4, · ·を介して間隔が置かれる対面板 5を設け 、さらに、対面板 5に左右一対の副対面板 6, 7が同じく支持部材 8, 8, · ·を介して取 り付けられ、基板 3には右寄りにハンドル 9が突設される。
[0011] 装備については、基板 3と対面板 5との間にハンドル 9と同軸の本軸 11と、本軸 11 とゼンマイで係わる脇軸 13とが並列して軸架され、一方の副対面板 6には、本軸 11 で駆動される主発電装置 15が、他方の副対面板 7には脇軸 13で駆動される補助発 電装置 17がそれぞれ設けられる。そして、基板 3と対面板 5との間に主たるパネ (定ト ルクパネであるが以下「主ゼンマイ」とする） 19と補助たるパネ (これも定トルクパネで あるが以下「補助ゼンマイ」とする） 21とが装備される。
[0012] ハンドル 9は、主ゼンマイ 19を巻き取るときにのみ本軸 11と接続されるようそれとの 間にハンドルクラッチ 22を介しており、このためクラッチ内装ボックスより突出されてい る。また、本軸 11には、主ゼンマイ 19を巻き取る主卷取りドラム 23と、補助ゼンマイ 2 1を巻き取る補助卷戻りドラム 25とが軸着され、そして、主卷取りドラム 23は固定して 嵌着されるが、補助卷戻りドラム 25は、一方向回転接続クラッチ 27を介して嵌着され る。この一方向については、本軸 11が逆回転するときに接続するものである力 これ は補助ゼンマイ 21からみるとその弾力が本軸 11を正回転に作用させる。
[0013] 脇軸 13には、主卷取りドラム 23に対応する主卷戻りドラム 29と、補助卷戻りドラム 2 5に対応する補助卷取りドラム 31とが軸着され、その両方が一体に成形されることに より脇軸 13に共に固定して嵌着される。こうして、主卷取りドラム 23と主卷戻りドラム 2 9とに主ゼンマイ 19が卷着され、ハンドル 9を正回転すると主ゼンマイ 19が主卷取りド ラム 23に弾性変形を伴って (弾力に抗して)巻き取られる。この時に、脇軸 13と共に 補助卷取りドラム 31が逆回転し、補助ゼンマイ 21が補助卷戻りドラム 25にその弾力 で巻き取られる。
[0014] 図 2 (a)は、ハンドル 9の操作により、主ゼンマイ 19をその弾力に抗して主卷取りドラ ム 23に巻き取った状態を示したものである。したがって、主ゼンマイ 19に機械的エネ ルギ一が蓄積され、補助ゼンマイ 21は機械的エネルギーが消費されている。また、こ の時、ハンドル 9の停止により本軸 11の逆回転を阻止して主ゼンマイ 19の機械的ェ ネルギ一の蓄積が保持されている状態である。そして、図 2 (b)がハンドル 9を解放し た時の状態を示す。
[0015] ハンドル 9を解放すると (b)、主ゼンマイ 19が巻き戻る力により本軸 11が逆回転す ることにより主発電装置 15が作動するが、同時に、脇軸 13が正回転することにより補 助卷取りドラム 31に補助ゼンマイ 21がその弾力に抗して巻き取られる。なお、この時 、一方向回転接続クラッチ 27は、本軸 11の逆回転を補助卷戻りドラム 25に伝達し、 補助卷戻りドラム 25が補助ゼンマイ 21を巻き戻し、補助卷取りドラム 33が巻き取る。 図 2 (c)が主ゼンマイ 19の卷戻りが完了した状態を示し、この時、主ゼンマイ 19は、 機械的エネルギーを消費する一方、その力の一部が補助ゼンマイ 21に機械的エネ ルギ一として蓄積されている。なお、この時点は使用者が操作前の状態である。
[0016] 使用者が本装置の前に立っただけの無操作の状態 (c)では、補助ゼンマイ 21に機 械的エネルギーが蓄積している状態であるから、操作第 1段階として、図 2 (d)に示す ように、使用者がハンドル 9を廻して主ゼンマイ 19をその弾力に抗して主卷戻りドラム 29から主卷取りドラム 23に巻き取ると、補助ゼンマイ 21は、機械的エネルギーの解 放として補助卷戻りドラム 25を正回転に作用する一方、脇軸 13を逆回転に作用して 本軸 11を正回転方向に力を及ぼす。つまり、ハンドル 9の正回転を助ける働きをなす 。また、この時、脇軸 13の逆回転により補助発電装置 17が作動する。この副電源は 、たとえば、必要とするハンドルの回転数を、 LEDの点灯や音声で案内して、主電源 のより安定した利用を可能にすることに役立てることができる。
[0017] ハンドル 9の正回転が完了した時が図 2 (a)の状態であって、この状態でノヽンドルク ラッチ 22を「開」に操作すると、再び (b)の如ぐ主ゼンマイ 19の復帰により補助ゼン マイ 21に機械的エネルギーが蓄えられ、同時に、主発電装置 15が駆動されて主発 電がなされる。
[0018] 図 3および図 4は、第 2の実施形態を示したもので、この場合であると、ノ、ンドル 9と ハンドルクラッチ 22を介して接続される本軸 11には、上記実施形態と同じぐ主卷取 りドラム 23が固定して軸着されるが、それと並列して一方向回転接続クラッチ 35を介 して軸着されるドラムは、補助ゼンマイ 21をその弾力に抗して巻き取る補助卷取りド ラム 33である。一方、脇軸 13には主卷戻りドラム 29がフリーに軸着され、前記補助卷 取りドラム 33に対応する補助卷戻りドラム 37がこの脇軸 13に固定して軸着される。ま た、一方向回転接続クラッチ 35は、本軸 11が逆回転においてその力が補助卷取りド ラム 33に伝達する。さらに、主ゼンマイ 19と補助ゼンマイ 21とはたすき掛け状に交差 して取り付けられる。その外については、前記実施形態と同じである。
[0019] 図 4は図 2に対応する説明図であって、図 4 (a)は、本軸 11の主卷取りドラム 23に 主ゼンマイ 19をその弾力で巻き取ったためにそれに機械的エネルギーが蓄積した 状態を示している。また、この時は、補助ゼンマイ 21は、補助卷戻りドラム 37に巻き 取られ弾性変形しな 、初期値にある。
[0020] し力し、ハンドル 9を解放して本軸 11を自由にすると（b)、主ゼンマイ 19がその弾力 で主卷戻りドラム 29に巻き戻るために、その力で本軸 11が逆回転して主発電装置 1 5が駆動され、同時に補助卷取りドラム 33が補助ゼンマイ 21をその弾力に抗して卷 き取るために、補助ゼンマイ 21の卷取り完了（主ゼンマイ 19の巻き戻り完了）（c)とと もに、補助ゼンマイ 21に機械的エネルギーが蓄積された状態となり、これが一方向 回転接続クラッチ 35の作動により保持され、補助ゼンマイ 21が本軸 11を正回転方 向に付勢している。
[0021] この状態（c)では、主ゼンマイ 19が弾性変形のない初期値にあるので、次に、ハン ドル 9の操作でそれを主卷取りドラム 23に弾力に抗して巻き取ると (d)、補助ゼンマイ 21の付勢力が働いてハンドル 9の操作がそれだけ軽減される。なお、この時、補助ゼ ンマイ 21が弾力により脇軸 13を逆回転させ、補助発電装置 17を駆動する。
[0022] なお、上記実施例では主となるパネ及び補助となるパネが共に定トルクパネである 場合につ 、て説明した力 この主たるパネ及び補助たるパネの 、ずれか又は両方が 通常のゼンマイパネであってもよ 、。
図面の簡単な説明
[0023] [図 1]この発明の一実施形態を示す電源装置の平面から見た断面図である。
[図 2]同実施形態における動作 (a)、（b)、（c)、（d)順の説明図である。
[図 3]他の実施形態を示す電源装置の平面力 見た断面図である。 圆 4]同実施形態における動作 (a)、（b)、（c)、（d)順の説明図である。 圆 5]従来例を説明した断面図である。
符号の説明
9 ハンドル
11 本軸
13 脇軸
15
17 補助発電装置
19 主ゼンマイ
21 補助ゼンマイ
23 主卷取りドラム
27 一方向回転接続クラッチ
33 補助卷取りドラム
35 一方向回転接続クラッチ
37 補助卷戻りドラム

Claims

請求の範囲
[1] ハンドルおよび主発電装置に共に接続される本軸と、それと平行において補助発 電装置に接続される脇軸とを併設するとともに、本軸と脇軸との間に主ゼンマイおよ びそれとは比較的卷取りに負荷が少ない補助ゼンマイとを両軸側において弾力の蓄 積と解放が交互となるようにドラムを介して装着し、ハンドルによる本軸の正回転に、 補助ゼンマイに蓄積されている弾力が解放として同回転方向に加わるように構成した ことを特徴とする電源装置。
[2] 主ゼンマイと補助ゼンマイとの装着について、本軸に、ハンドルの回転により主ゼン マイをその弾力に抗して巻き取る主卷取りドラムを固定して軸着する一方、補助ゼン マイに蓄積されて 、る弾力が該主卷取りドラムの回転方向に加わるようにその補助ゼ ンマイを戻りとして巻き取る補助卷取りドラムを、一方向回転接続クラッチを介して軸 着し、また、脇軸には、主卷取りドラムから主ゼンマイがその弾力により戻りとして巻き 取られる主卷戻りドラムと、補助卷戻りドラムカゝら補助ゼンマイがその弾力に抗して巻 き取られる補助卷取りドラムとを共に固定して軸着してあることを特徴とする請求項 1 記載の電源装置。
[3] 主ゼンマイと補助ゼンマイとの装着について、本軸に、ハンドルの回転により主ゼン マイをその弾力に抗して巻き取る主卷取りドラムを固定して軸着する一方、補助ゼン マイに蓄積されて 、る弾力が該主卷取りドラムの回転方向に加わるようにその補助ゼ ンマイを戻りとして巻き取る補助卷取りドラムを、一方向回転接続クラッチを介して軸 着し、また、脇軸には、主卷取りドラムから主ゼンマイがその弾力により戻りとして巻き 取られる主卷戻りドラムを回転自在に軸着する一方、補助卷戻りドラム力 補助ゼン マイがその弾力の解放として巻き取られる補助卷取りドラムを固定して軸着してあるこ とを特徴とする請求項 1記載の電源装置。
[4] 主ゼンマイおよび補助ゼンマイが定トルクパネであることを特徴とする請求項 1, 2ま たは 3記載の電源装置。
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