JP2012246910A

JP2012246910A - ゼンマイ式発電機

Info

Publication number: JP2012246910A
Application number: JP2011130673A
Authority: JP
Inventors: Mineo Soga; 峰生曽我
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2011-05-25
Publication date: 2012-12-13

Abstract

【課題】現在、手回しで発電する方式の懐中電灯や非常用ラジオが広く普及している。しかし、これら製品では、操作者が安定した速度で手回しを行わないと、製品の動作が止まったり、不安定になることが多い。
【解決手段】本発明は、発電機の軸を回して発電する方式の発電機において、人力等による回転運動の力を直接発電機に伝えず、ゼンマイ（渦巻状のバネ仕掛け）を介して発電機に伝える。この方法の場合、もし操作者が一時的に強い力を加えて発電を行おうとしても、ゼンマイがクッションの役目をして入力された回転運動の力を弱めるので、一時的に不必要に大きな電力の電気を発電する割合を減らすことが出来る。また、一時的に弱い力を加えて発電を行おうとしても、ゼンマイが巻かれるだけて発電機の軸は回転しないので、発電機が小さすぎる電力の電気を発電することを防ぐことが出来る。
【選択図】図１

Description

回転運動により発電を行う方式の発電機に関する技術。

現在、懐中電灯や非常用ラジオ等、多種多様な製品に小型の発電機が電源として組み込まれている。これら製品においては、手回し方式により発電機の軸を回転させて発電する仕組みが広く用いられているが、一般的に多くの電気部品は、一定の電力で電気が供給されることを想定して設計されており、発電機の軸を回転させるスピードが安定していないと、これら製品の動作が止まったり、不安定になることが多い。

この様な問題を改善する方法として、人力で発電した電気を直接、懐中電灯や非常用ラジオ等の電気部品に入力しないで、一旦バッテリーに蓄電してから、後でその電気を利用する方法がある。この方法の場合、バッテリーに十分な電気が蓄えられていれば、これら製品の電気部品に対して安定した電力で電気を供給することが可能である。

しかし、バッテリーの多くは、一定の電力で蓄電することを想定して設計されており、想定を超える大きな電力の電気が発電機から供給されれば、余分な電気は捨てられてしまう可能性が大きい。逆に、想定以下の電力の電気が発電機から供給された場合、バッテリーに入力される電力が弱すぎて、うまく蓄電されない可能性も大きい。

特開平１０−２４８２０８号公報特開平１０−１３１８４１号公報

本発明が解決しようとする課題は、人力等の不安定な力で発電を行なった場合、一時的に発電機に強い力が加えられると発電機が不要に大きな電力で発電してしまい、せっかく発電した電気の一部が有効利用されることなく捨てられてしまうという課題である。また、人力等の不安定な力で発電を行なった場合、一時的に発電機に弱い力が加えられて、発電機が小さすぎる電力で発電してしまい、電気が微弱すぎて利用出来ずに捨てられてしまうという課題である。

本発明は、回転運動により発電を行う方式の発電機において、人力等によって入力された回転運動の力を直接発電機に伝えず、ゼンマイ（渦巻状のバネ仕掛け）を介して発電機に伝える。このとき、発電機の軸を回転させるのに要する力は、ゼンマイを巻き始めるのに要する力よりも強く、ゼンマイを巻ききるのに要する力よりも弱くなるように設計を行う。

本発明において、人力等により入力された回転運動の力はゼンマイ（渦巻状のバネ仕掛け）を介して発電機に伝えられる為、一時的に強い力を加えて発電を行おうとしても、ゼンマイがクッションの役目をすることにより、入力された回転運動の力を吸収して弱めるので、一時的に不必要に大きな電力の電気を発電する割合を減らすことが出来る。このとき、ゼンマイによって弱められた力は、ゼンマイの復元により比較的長い時間、発電機の軸を回転させることが出来るので、操作者は、ゼンマイが復元している間、休むことが出来る。また、一時的に弱い力を加えて発電を行おうとしても、ゼンマイが巻かれるだけて発電機の軸は回転しないので、発電機が小さすぎる電力の電気を発電することを防ぐことが出来る。

図１は本発明の実施方法を示した説明図である。（実施例１）

本発明を実施するための形態は、ハンドル等の回転運動を入力するための装置に、ゼンマイ（渦巻状のバネ仕掛け）の本体を接続してゼンマイ本体を回転させ、ゼンマイの軸に接続された発電機の軸を回転させる形態。もしくは、ハンドル等の回転運動を入力するための装置にゼンマイの軸を接続して軸を回転させ、ゼンマイの本体に接続された発電機の軸を回転させる形態である。

図１は、本発明の一実施例を示した図である。図中の符号１は、手動により回転運動の力を入力するためのハンドル、符号２は、ゼンマイ（渦巻状のバネ仕掛け）、そして、符号３は、ダイナモ（発電機）である。ゼンマイ２は、渦巻状のバネ仕掛けを覆うケースに格納されており、バネ仕掛けの一端はケース中央に開いた穴を貫通する軸に接続され、他端はケースの内壁に接続されている。本発明の主体は、発電の為に入力された回転運動の力を、ゼンマイを用いて制御することであり、発電機本体は一般に流通している発電機を使用することを想定しているので、発電機の電気、機構系の説明は省略する。

本実施例では、ハンドル１をゼンマイ２本体に取り付け、ゼンマイ２の軸を発電機３の軸に接続する。操作者がハンドル１を回すと、ゼンマイ２の本体が回転する。ゼンマイ２本体の回転により、ゼンマイ２がある程度巻かれると、ゼンマイ２の復元によりゼンマイ２の軸が回転し、ゼンマイ２の軸に接続された発電機３の軸が回転する。このとき、発電機３の軸を回転させるのに要する力は、ゼンマイ２を巻き始めるのに要する力よりも強くなるように設計を行う。さもなくば、ハンドル１から強い力が入力されても、ゼンマイ２が巻かれて力を吸収することもなく、そのままの強い力が発電機３の軸に伝えられてしまう。また、発電機３の軸を回転させるのに要する力は、ゼンマイ２を巻ききるのに要する力よりも弱くなるように設計を行う。さもなくば、ハンドル１を回転させ続けると、発電機３の軸が回転するより先に、ゼンマイ２が巻ききってしまい、ゼンマイ２がクッションの役目を果たすことが出来なくなる。

このような形態を採用することにより、操作者が不安定な速度でハンドル１を回しても、比較的安定した速度で発電機３の軸を回転させることが可能になる。もし操作者が必要以上に速い速度でハンドル１を回した場合、必要以上に大きく入力された力はゼンマイ２が巻かれることによりゼンマイ２が吸収するので、一時的に不必要に大きな電力の電気を発電する割合を減らすことが出来る。ゼンマイ２が巻かれた後、操作者がハンドル１を回すスピードを緩めると、ゼンマイ２の復元によりゼンマイ２に蓄えられた力がハンドル１を回す力に加えられて発電機３に伝えられるので、操作者はゼンマイ２が復元している間、ハンドル１を回すスピードを緩めることが出来る。また、ゼンマイ２が巻かれていない状態において操作者が必要以上に遅くハンドル１を回した場合、ゼンマイ２が巻かれるだけでゼンマイ２の軸やゼンマイ２の軸に接続された発電機３の軸は回転しないので、小さすぎる電力で発電を行う割合が軽減される。

本発明を、手回し方式で発電する懐中電灯や非常用ラジオに適用すれば、操作者が不安定な速度で手回しを行っても比較的に安定した電力の電気を発電することが出来る。操作者は、従来の手回し方式の発電機を使用した場合の様に、一定の速度で手回しを行う必要がなくなり、手回しの労力が軽減される。

また、ガソリン等の火力を利用した発電に本発明を適用すれば、燃焼の際に発生する大きな力を、ゼンマイの特性を利用して比較的に長時間の小さい力に変換することが可能なので、単位時間当たりの燃焼回数を減らすことが出来る。

また、自動車等の乗り物を減速させる際に発生する力を利用した発電に本発明を適用すれば、急な減速時に瞬間的に発生する大きな力を、ゼンマイの特性を利用して比較的に長時間の小さい力に変換することが可能なので、不必要に大きな電力の電気を発生させる割合を減らすことが出来る。

１ハンドル
２ゼンマイ（渦巻状のバネ仕掛け）
３ダイナモ（発電機）

Claims

回転運動により発電を行う方式の発電機において、回転運動の力を発電機に入力するためのハンドル等の入力装置に、渦巻状のバネ仕掛けの一端を接続し、他端を発電機の軸に接続することを特徴とする。発電を行うために入力された回転運動の力を、渦巻状のバネ仕掛けを介して、発電機の軸に伝えることを特徴とする発電機。