JP7441492B2 - power generator - Google Patents
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Description
本発明は、発電装置に関する。 The present invention relates to a power generation device.
従来は使用されずに捨てられていた、身近な環境に存在する微弱な運動エネルギー(人力,振動,圧力,熱,太陽光等)を利用して電力を発電できる自己発電型の環境発電(エナジーハーベスティング:Energy Harvesting)が注目されている。 Energy harvesting is a self-generating type of energy harvesting that can generate electricity using weak kinetic energy (human power, vibration, pressure, heat, sunlight, etc.) existing in the familiar environment, which was previously discarded without being used. Energy harvesting is attracting attention.
この様な環境発電によって電力を発電する発電機構や発電方法として、例えば特許文献1が挙げられる。
For example,
特許文献1記載の発電機構及び発電装置では発電機構を少なくとも、第1可動部品と、第2可動部品と、捩りコイルバネと、発電機と、ハウジングで形成している。第1可動部品と第2可動部品は歯車とし、捩りコイルバネの第1巻回部と第2巻回部を互いに逆方向に第1中心軸に巻回し、第1巻回部に初期弾性エネルギーie1を付与すると共に、第2巻回部に初期弾性エネルギーie2を付与し、ie2とie1の絶対値を等しく設定している。更に発電機構の外部からの力で第2可動部品を初期状態から回転させ、第1可動部品と第2可動部品の歯部を噛み合わせて第1可動部品を回転させて、弾性エネルギーie12を第1巻回部に蓄積し、第1可動部品と第2可動部品の歯部の噛み合いを外してie12によって第1中心軸を逆方向に回転させて発電機で発電を行う。
In the power generation mechanism and power generation device described in
特許文献1の発電機構又は発電方法に依れば、捩りコイルバネを含む事で、第1巻回部の捩りにより弾性エネルギーie12を第1巻回部に蓄積してから、その弾性エネルギーie12を解放して、発電機で発電を行う。従って、どんなに遅い速度の力で第2可動部品が回転されて発電機構が動作しても一定の発電量を確保する事ができ、確実なスイッチング動作を行う事が可能となる。
According to the power generation mechanism or power generation method of
また、特許文献1の発電機構を起動させるスイッチとして、特許文献2図示のレバーが挙げられる(特許文献2に於ける、各部の名称を示す参考斜視図を参照)。特許文献2図示の車両進入報知器は、スイッチ発電機構、固定部品、軸、レバー、車輪、及びこれらを載置する台座から構成されている。軸は、スイッチ発電機構、固定部品、及びレバーに挿通されている。回転自在の車輪が二つ各レバーに備えられており、レバーは軸を中心に揺動可能に備えられている。軸の両端は、それぞれ固定部品で両持ち支持されている。また、二つのレバーに挟まれて、例えば特許文献1の発電機構(スイッチ発電機構)が配置されている。
Furthermore, as a switch for starting the power generation mechanism of
特許文献2の車両進入報知器の二つの車輪の内、レバーによって上方に配置されている車輪に、車両の車輪が接触すると、車両進入報知器の車輪が回転すると共にレバーが揺動し、上方に上げられていたレバーの一端が台座方向へと押し込まれ、軸が回転してその回転がスイッチ発電機構に伝達される。軸の回転により、スイッチ発電機構のスプリングの収縮や歯車の回転が発生し、次にモータのシャフトが回転し、シャフトの回転に伴いモータ内部のコイル又はマグネットの一方が可動して、電磁誘導によりモータ内部で電力が自己発電される。その電力により無線機等が稼働されて信号が発信され、車両の進入又は通過が報知される。 When a wheel of the vehicle comes into contact with the wheel of the two wheels of the vehicle approach alarm of Patent Document 2, which is placed above by the lever, the wheel of the vehicle approach alarm rotates and the lever swings, causing the wheel to move upward. One end of the lever, which had been raised, is pushed toward the pedestal, the shaft rotates, and the rotation is transmitted to the switch power generation mechanism. The rotation of the shaft causes the spring of the switch generator mechanism to contract and the gears to rotate, then the motor shaft rotates, and as the shaft rotates, one of the coils or magnets inside the motor moves, causing electromagnetic induction. Electric power is self-generated inside the motor. The electric power operates a radio device and the like to send out a signal, thereby notifying the entrance or passage of a vehicle.
しかし特許文献2図示のレバー式のスイッチでは、レバーの一端が車重を受けた状態で台座方向へと押し込まれる。従って、レバーの揺動に伴う両端の交互の上下動作時に、過大な衝撃力が発電機構や車両進入報知器に生じると共に、車両進入又は通過の度に繰り返し衝撃力が加わる事により、発電機構や車両進入報知器の耐久性に懸念があった。 However, in the lever-type switch illustrated in Patent Document 2, one end of the lever is pushed toward the pedestal while bearing the weight of the vehicle. Therefore, an excessive impact force is generated on the power generation mechanism and the vehicle approach alarm when the lever swings, and both ends move up and down alternately. There were concerns about the durability of the vehicle entry alarm.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、スイッチの動作に伴う衝撃力を緩和し、耐久性が向上可能な発電装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a power generation device that can reduce impact force caused by switch operation and improve durability.
前記課題は、以下の本発明により解決される。即ち、本発明の発電装置は少なくとも、発電機構と、スイッチと、弾性付与手段を備え、発電機構は少なくとも、第1可動部品と、第2可動部品と、捩りコイルバネと、発電機と、ハウジングとから形成され、捩りコイルバネは、第1捩りコイルバネと第2捩りコイルバネであり、第1可動部品が第1中心軸に回転可能に軸支されていると共に、第2可動部品が第2中心軸に回転可能に軸支されており、第1捩りコイルバネの巻回部である第1巻回部が第1中心軸に巻回され、第1巻回部の第1の端部が自由端で、第2の端部が第1可動部品に連結されており、第2捩りコイルバネの巻回部である第2巻回部が、第1巻回部と逆方向に第1中心軸に巻回され、第2巻回部の第1の端部は自由端で、第2の端部が第1可動部品に連結されており、更に第1巻回部の自由端が、ハウジングに接触しており、この接触及び第1巻回部の巻回形状により、初期弾性エネルギーie1が第1巻回部に付与されており、第2巻回部の自由端が、ハウジングに接触しており、この接触及び第2巻回部の巻回形状により、初期弾性エネルギーie2が第2巻回部に付与されており、スイッチは、第2中心軸か又は第2中心軸に連結されている軸を支点として揺動し、その揺動毎に時計方向及び反時計方向に回転し、左右両端が上下するシーソー式であり、スイッチの回転により第2可動部品が一定量回転され、第1可動部品の歯部と第2可動部品の歯部が噛み合って連動し、第1可動部品が一定量回転され、第1可動部品の一定量の回転により、第1捩りコイルバネが捩られ、その捩りによる弾性エネルギーie12が第1捩りコイルバネに蓄積され、第1可動部品が一定量回転した後に、第1可動部品と第2可動部品の互いの歯部の噛み合いが外れ、弾性エネルギーie12によって第1可動部品が逆方向に一定量回転されて第1中心軸が回転され、第1中心軸の回転が伝達されて発電機のシャフトが回転されて、発電機で電力が発生されて発電が行われると共に、第1可動部品の逆方向の一定量の回転により、第2巻回部の自由端が、ハウジングに接触し、この接触及び第2巻回部の巻回形状により、初期弾性エネルギーie2が第2巻回部に付与され、初期弾性エネルギーie1と初期弾性エネルギーie2により第1中心軸が回転され、弾性付与手段が、第2中心軸に巻回された捩りコイルバネであり、第1の端部が第2可動部品に連結されていると共に、第2の端部がハウジングに固定されており、弾性付与手段の巻回形状により、スイッチから力が第2中心軸に伝達されない状態で初期弾性エネルギーie3が弾性付与手段に付与されており、第1可動部品が一定量回転した後に、初期弾性エネルギーie3によって第2可動部品がスイッチの回転による一定量回転とは逆方向に回転され、第2可動部品の逆方向の回転により第2中心軸も逆方向に回転され、スイッチも同一角度だけ逆方向に回転され、スイッチに於ける上方への突出高さが低減されると共に、第1可動部品の歯部と、第2可動部品の歯部が互いに接触して、第2可動部品の逆方向の回転が止まる事を特徴とする。
The above problem is solved by the following invention. That is, the power generation device of the present invention includes at least a power generation mechanism, a switch, and an elasticity imparting means, and the power generation mechanism includes at least a first movable part, a second movable part, a torsion coil spring, a generator, and a housing. The torsion coil spring is formed of a first torsion coil spring and a second torsion coil spring, and the first movable part is rotatably supported on the first central axis, and the second movable part is rotatably supported on the second central axis. The first winding part is rotatably supported, and the first winding part, which is the winding part of the first torsion coil spring, is wound around the first central axis, and the first end of the first winding part is a free end; The second end portion is connected to the first movable part, and the second winding portion, which is the winding portion of the second torsion coil spring, is wound around the first central axis in the opposite direction to the first winding portion. , the first end of the second turn is a free end, the second end is connected to the first movable part, and the free end of the first turn is in contact with the housing. , due to this contact and the winding shape of the first winding part, initial elastic energy ie1 is imparted to the first winding part, and the free end of the second winding part is in contact with the housing, and this contact Due to the winding shape of the second winding part, an initial elastic energy ie2 is imparted to the second winding part, and the switch rotates around the second central axis or a shaft connected to the second central axis as a fulcrum. It is a seesaw type in which the second movable part rotates by a certain amount by the rotation of the switch, and rotates clockwise and counterclockwise with each swing, and both left and right ends move up and down. The teeth of the second movable part mesh and interlock, the first movable part is rotated by a certain amount, and the first torsion coil spring is twisted by the certain amount of rotation of the first movable part, and the elastic energy ie12 due to the torsion is After the torsion is accumulated in the first torsion coil spring and the first movable part rotates a certain amount, the teeth of the first movable part and the second movable part disengage from each other, and the first movable part moves in the opposite direction due to the elastic energy ie12 . The first central shaft is rotated by a certain amount of rotation, and the rotation of the first central shaft is transmitted to rotate the shaft of the generator, so that electric power is generated by the generator, and the first movable part is rotated. A certain amount of rotation in the opposite direction brings the free end of the second turn into contact with the housing, and this contact and the winding shape of the second turn causes an initial elastic energy ie2 to be transferred to the second turn. The first central axis is rotated by the initial elastic energy ie1 and the initial elastic energy ie2, the elasticity imparting means is a torsion coil spring wound around the second central axis, and the first end is connected to the second movable part. and the second end is fixed to the housing, and due to the winding shape of the elasticity imparting means, the initial elastic energy ie3 is transferred to the elasticity imparting means in a state where no force is transmitted from the switch to the second central axis. After the first movable part rotates a certain amount, the second movable part is rotated by the initial elastic energy ie3 in the opposite direction to the fixed amount of rotation due to the rotation of the switch , and the second movable part rotates in the opposite direction. Due to the rotation, the second central shaft is also rotated in the opposite direction, and the switch is also rotated in the opposite direction by the same angle, so that the upward protrusion height of the switch is reduced, and the teeth of the first movable part and the first It is characterized in that the teeth of the two movable parts come into contact with each other and the rotation of the second movable part in the opposite direction is stopped .
本発明の発電装置に依れば、スイッチの動作に伴う衝撃力を緩和出来る為、発電装置の耐久性を向上させる事が可能となる。 According to the power generation device of the present invention, it is possible to reduce the impact force caused by the operation of the switch, so that the durability of the power generation device can be improved.
本実施の形態の第一の特徴は、発電装置が少なくとも発電機構とスイッチと弾性付与手段を備える事である。発電機構は第1可動部品、第2可動部品、捩りコイルバネ、発電機、ハウジングで形成する。捩りコイルバネは、第1捩りコイルバネと第2捩りコイルバネである。第1可動部品が第1中心軸に回転可能に軸支されていると共に、第2可動部品が第2中心軸に回転可能に軸支されている。第1捩りコイルバネの巻回部である第1巻回部は第1中心軸に巻回され、第1巻回部の第1の端部が自由端で、第2の端部が第1可動部品に連結されている。第2捩りコイルバネの巻回部である第2巻回部は、第1巻回部と逆方向に第1中心軸に巻回され、第2巻回部の第1の端部は自由端で、第2の端部が第1可動部品に連結されている。更に第1巻回部の自由端が、ハウジングに接触しており、この接触及び第1巻回部の巻回形状により、初期弾性エネルギーie1が第1巻回部に付与されている。また第2巻回部の自由端が、ハウジングに接触しており、この接触及び第2巻回部の巻回形状により、初期弾性エネルギーie2が第2巻回部に付与されている。スイッチは、第2中心軸か又は第2中心軸に連結されている軸を支点として揺動し、その揺動毎に時計方向及び反時計方向に回転し、左右両端が上下するシーソー式である。スイッチの回転により第1可動部品と第2可動部品が噛み合って第1可動部品が一定量回転されて第1捩りコイルバネが捩られ、弾性エネルギーie12が第1捩りコイルバネに蓄積される。その後噛み合いが外れ、弾性エネルギーie12によって発電機のシャフトが回転されて発電が行われる。第1可動部品の逆方向の一定量の回転により、第2巻回部の自由端が、ハウジングに接触し、この接触及び第2巻回部の巻回形状により、初期弾性エネルギーie2が第2巻回部に付与され、初期弾性エネルギーie1と初期弾性エネルギーie2により第1中心軸が回転される。弾性付与手段は、第2中心軸に巻回された捩りコイルバネとし、第1の端部を第2可動部品に連結し、第2の端部をハウジングに固定する。弾性付与手段の巻回形状により、スイッチから力が第2中心軸に伝達されない状態で初期弾性エネルギーie3を弾性付与手段に付与しており、第1可動部品が一定量回転した後に、ie3で第2可動部品をスイッチの回転による一定量回転とは逆方向に回転させる。第2可動部品の逆方向の回転により第2中心軸も逆方向に回転され、スイッチも同一角度だけ逆方向に回転され、スイッチに於ける上方への突出高さが低減されると共に、第1可動部品の歯部と、第2可動部品の歯部が互いに接触して、第2可動部品の逆方向の回転が止まる。
The first feature of this embodiment is that the power generation device includes at least a power generation mechanism, a switch, and elasticity imparting means. The power generation mechanism includes a first movable part, a second movable part, a torsion coil spring, a generator, and a housing. The torsion coil springs are a first torsion coil spring and a second torsion coil spring. The first movable component is rotatably supported on the first central axis, and the second movable component is rotatably supported on the second central axis. The first winding part, which is the winding part of the first torsion coil spring, is wound around the first central axis, the first end of the first winding part is a free end, and the second end is a first movable end. Connected to parts. The second winding part, which is the winding part of the second torsion coil spring, is wound around the first central axis in the opposite direction to the first winding part, and the first end of the second winding part is a free end. , a second end coupled to the first movable part. Furthermore, the free end of the first turn is in contact with the housing, and due to this contact and the winding shape of the first turn, an initial elastic energy ie1 is imparted to the first turn. Further, the free end of the second winding section is in contact with the housing, and due to this contact and the winding shape of the second winding section, initial elastic energy ie2 is imparted to the second winding section. The switch is a seesaw type switch that swings around the second central shaft or a shaft connected to the second central shaft as a fulcrum, rotates clockwise and counterclockwise each time it swings, and both left and right ends move up and down. . As the switch rotates, the first movable part and the second movable part engage, the first movable part is rotated by a certain amount, the first torsion coil spring is twisted, and elastic energy ie12 is stored in the first torsion coil spring . Thereafter, the mesh is disengaged, and the generator shaft is rotated by the elastic energy ie12 to generate electricity. A certain amount of rotation in the opposite direction of the first movable part brings the free end of the second turn into contact with the housing, and this contact and the winding shape of the second turn cause the initial elastic energy ie2 to be transferred to the second turn. The first central axis is rotated by the initial elastic energy ie1 and the initial elastic energy ie2 applied to the winding portion. The elasticity imparting means is a torsion coil spring wound around the second central axis, with a first end connected to the second movable part and a second end fixed to the housing. Due to the winding shape of the elasticity imparting means, initial elastic energy ie3 is imparted to the elasticity imparting means in a state where no force is transmitted from the switch to the second central axis , and after the first movable part rotates a certain amount, the first elastic energy ie3 is applied to the elasticity imparting means. 2. Rotate the movable part in the opposite direction to the fixed amount of rotation caused by the rotation of the switch . The rotation of the second movable part in the opposite direction causes the second central shaft to also rotate in the opposite direction, and the switch to rotate in the opposite direction by the same angle, thereby reducing the upward protrusion height of the switch and The teeth of the movable part and the teeth of the second movable part come into contact with each other, and the rotation of the second movable part in the opposite direction is stopped.
この構成に依れば、スイッチの動作に伴う衝撃力を緩和出来る為、発電装置の耐久性を向上させる事が可能となる。 According to this configuration, it is possible to reduce the impact force caused by the operation of the switch, and thus it is possible to improve the durability of the power generation device.
なお本発明において、第1可動部品と第2可動部品の回転量における「一定量」は同一とは限らず、各回転方向に応じて「一定量」が異なる場合や、各部品の寸法の差異によって生じる回転角の差異も含むものとする。 Note that in the present invention, the "fixed amount" in the amount of rotation of the first movable part and the second movable part is not necessarily the same, and the "fixed amount" may differ depending on each rotation direction, or there may be a difference in the dimensions of each part. It also includes the difference in rotation angle caused by
以上の発電装置は、人間によるスイッチング用途や、コンテナ等の荷物や椅子の載置又は撤去状態の認識、車両進入の報知装置等に使用する事が出来る。 The above-described power generation device can be used for switching purposes by humans, for recognizing the placement or removal status of cargo such as containers or chairs, and as a vehicle entry notification device.
なお本発明では、捩りコイルバネの第1巻回部又は第2巻回部、又は弾性付与手段にそれぞれ付与若しくは蓄積されるトルク(N・mm)を、「弾性エネルギー」(mJ)と表記し説明する。 In the present invention, the torque (N mm) applied or accumulated in the first winding part or the second winding part of the torsion coil spring, or the elasticity imparting means, respectively, is expressed as "elastic energy" (mJ) and explained. do.
更に本発明では、スイッチとして、軸を中心に揺動し両端が交互に上下可能なシーソー式のスイッチを含む。 Further, in the present invention, the switch includes a seesaw type switch that swings around a shaft and can alternately move up and down at both ends.
更にこの構成に依れば、前記効果に加えて、第1可動部品と第2可動部品の互いの歯部が接触するまでスイッチを回転させる事で、スイッチの突出高さを一層低減し、スイッチの動作量も低減可能となる事で衝撃力が緩和出来る。従って、発電装置の耐久性をより向上させる事が可能となる。
Furthermore , according to this configuration, in addition to the above-mentioned effects, by rotating the switch until the teeth of the first movable part and the second movable part come into contact with each other, the protruding height of the switch can be further reduced, and the height of the switch can be further reduced. By being able to reduce the amount of movement, the impact force can be alleviated. Therefore, it becomes possible to further improve the durability of the power generation device.
また第二の特徴は、初期弾性エネルギーie3による第2可動部品の逆方向の回転により、第1可動部品の歯部と、第2可動部品の歯部が再び噛み合って連動し、第1可動部品が一定量逆方向に回転され、第1可動部品の一定量の逆方向の回転により第2捩りコイルバネが捩られ、その捩りによる弾性エネルギーie22が第2捩りコイルバネに蓄積され、第1可動部品が一定量逆方向に回転した後に、第1可動部品と第2可動部品の互いの歯部の噛み合いが再び外れ、弾性エネルギーie22によって第1可動部品が一定量回転されて第1中心軸が回転され、第1中心軸の回転が伝達されて発電機のシャフトが回転されて、発電機で再び電力が発生されて発電が行われる発電装置とした事である。
The second feature is that due to the rotation of the second movable part in the opposite direction due to the initial elastic energy ie3 , the teeth of the first movable part and the teeth of the second movable part engage again and interlock, and the first movable part The first movable part is rotated in the opposite direction by a certain amount, and the second torsion coil spring is twisted by the certain amount of rotation in the opposite direction of the first movable part, and the elastic energy ie22 due to the torsion is accumulated in the second torsion coil spring , and the first movable part is rotated in the opposite direction. After rotating by a certain amount in the opposite direction, the teeth of the first movable part and the second movable part are disengaged again, and the first movable part is rotated by a certain amount by the elastic energy ie22 , and the first central axis is rotated. This is a power generation device in which the rotation of the first central shaft is transmitted to rotate the shaft of the generator, and the generator generates electric power again.
この構成に依れば、前記効果に加えて、スイッチの一回のスイッチング動作により発電機で二回発電を行う事が可能となる。従って一回のスイッチング動作に伴い発電装置で発生可能な電力量が二倍となり、より大きな無線信号を発電装置から発信出来る。 According to this configuration, in addition to the above-mentioned effects, it becomes possible for the generator to generate power twice by one switching operation of the switch. Therefore, the amount of power that can be generated by the power generation device with one switching operation is doubled, and a larger wireless signal can be transmitted from the power generation device.
以下に本発明に係る実施例を説明するが、本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。 Examples according to the present invention will be described below, but the present invention is not limited only to the following examples.
以下、図1~図11を参照して本発明に係る実施例の発電装置1を説明する。図1又は図2に示す様に、発電装置1は少なくとも、発電機構12と、スイッチ9を備える。更に図2に示す様に、発電機構12は少なくとも、第1可動部品2aと、第2可動部品3aと、捩りコイルバネ4と、発電機5と、ハウジング6とから形成されている。ハウジング6の内部に、少なくとも第1可動部品2aと第2可動部品3aと捩りコイルバネ4と発電機5が収められている。
Hereinafter, a
第1可動部品2aは、図3~図4及び図5~図11に示す様に外形周囲に於ける少なくとも一部に、複数の歯部が形成された歯車であり、第1中心軸2bを中心に回転可能に軸支されている。第1中心軸2bはハウジング6内部で両端が軸支されている。
As shown in FIGS. 3 to 4 and 5 to 11, the first
また第2可動部品3aは、図5~図11に示す様に外形周囲に於ける少なくとも一部に、歯部が形成された歯車であり、第2中心軸3bを中心に回転可能に軸支されている。また、第2中心軸3bの他端側(即ち、第2可動部品3aが軸支されている一端側の反対端側)は、ハウジング6に設けた孔を通って、ハウジング6の外部へと突出され、図2に示す様にスイッチ9に直接又は間接的に連結されている。
Further, the second
第1可動部品2a及び第2可動部品3aの歯形は、本実施例では共にインボリュート歯形である。インボリュート歯形とする事により、互いの歯車の中心距離(第1中心軸2bの中心と、第2中心軸3bの中心との間の直線間隔)が若干変化しても噛み合いが正しく保たれると共に、容易に作製でき、滑りも少ない為好ましい。なお2a又は3aの歯形を、インボリュート歯形に換えて、サイクロイド歯形に形成する事も可能である。
The tooth profiles of the first
捩りコイルバネ4は、図2~図4に示す様に、少なくとも第1巻回部と第2巻回部の2つの巻回部を有するバネとする。発電機構12では、第1巻回部と第2巻回部が個別に形成された2つの捩りコイルバネ(第1捩りコイルバネ4aと第2捩りコイルバネ4b)が設けられている。
The
図3及び図4に示す様に、第1捩りコイルバネ4aの巻回部(第1巻回部)は第1中心軸2bに巻回されており、第1巻回部の第1の端部が自由端4a1である。一方、第2の端部4a2は、第1可動部品2a,第1中心軸2b,又は第2巻回部の何れかに連結するものとし、本実施例では第1可動部品2aに連結されている。図3の矢印A方向から見た時に、第1可動部品2aに連結された第2の端部4a2に向かう方向で、第1巻回部は時計回りに巻回されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the winding part (first winding part) of the first
更に第1巻回部の自由端4a1が、ハウジング6を構成する仕切り板6aの側面に接触している。この接触及び第1巻回部の巻回形状により、発電機構12の外部から力が伝達されない状態で初期弾性エネルギーie1(mJ)が第1巻回部(即ち、第1捩りコイルバネ4a)に付与されている。
Furthermore, the free end 4a1 of the first winding portion is in contact with the side surface of the
一方、図3及び図4に示す様に、第2捩りコイルバネ4bの巻回部(第2巻回部)は、第1巻回部とは逆方向に第1中心軸2bに巻回されており、第2巻回部の第1の端部は自由端4b1である。また第2の端部4b2は、第1可動部品2a,第1中心軸2b,又は第1巻回部の何れかに連結するものとし、本実施例では第1可動部品2aに連結されている。図4の矢印A方向で見た時に、自由端4b1に向かう方向で第2巻回部は時計回りに巻回されている。よって、第1巻回部と第2巻回部を互いに対向して見ると逆方向に巻回されている。なお、図3と図4の矢印Aは同一方向を指している。
On the other hand, as shown in FIGS. 3 and 4, the winding part (second winding part) of the second
更に第2巻回部の自由端4b1が、ハウジング6を構成する仕切り板6aの側面に接触している。この接触及び第2巻回部の巻回形状により、発電機構12の外部から力が伝達されない状態で初期弾性エネルギーie2(mJ)が第2巻回部(即ち、第2捩りコイルバネ4b)に付与されている。
Furthermore, the free end 4b1 of the second winding portion is in contact with the side surface of the
ie2の絶対値はie1の絶対値と等しく設定されている。ie2の絶対値とie1の絶対値の均衡が保たれた状態で、第1可動部品が静止され初期状態に保持されている。 The absolute value of ie2 is set equal to the absolute value of ie1. With the absolute value of ie2 and the absolute value of ie1 maintained in balance, the first movable part is kept stationary and maintained in the initial state.
なお、発電機構12では第1巻回部と第2巻回部のそれぞれの第2の端部(4a2と4b2)を、第1可動部品2aに連結しているが、第2の端部(4a2と4b2)同士を互いに接続する事で、第1巻回部と第2巻回部を有する1つの捩りコイルバネを、捩りコイルバネ4の換わりに用いても良い。
In addition, in the
更に図2,図7,図8にそれぞれ示す様に、第2中心軸3bには弾性付与手段11が巻回形成されている。弾性付与手段11は第2中心軸3bに巻回された捩りコイルバネであり、図7と図8では第2可動部品3aに向かうに従い第2中心軸3bに時計方向に巻回されている。
Furthermore, as shown in FIGS. 2, 7, and 8, elasticity imparting means 11 is wound around the second
弾性付与手段11は2つの端部を有し、第1の端部は、第2可動部品3aの止め穴13に固定されて連結されている。止め穴13は、第2可動部品3aの側面に設けられた凹部14の底面に設けられる。一方、第2の端部はハウジング6を構成する仕切り板6aに固定されて連結されている(図2参照)。第2の端部が仕切り板6aに常時固定されていると共に、第2中心軸に巻回されている巻回形状に依って、スイッチ9から力が第2中心軸3bに伝達されない状態で、初期弾性エネルギーie3(mJ)が弾性付与手段11に付与されている。
The elasticity imparting means 11 has two ends, the first end of which is fixedly connected to a
従って、仕切り板6aに固定された第2の端部を支点として、ie3により第1端部(止め穴13)が回転されるので、図7及び図8に於いてie3に依って第2の可動部品3aに反時計回りの回転力が付与される。
Therefore, since the first end (stopper hole 13) is rotated by ie3 using the second end fixed to the
弾性付与手段11の第2の端部はハウジング6の何処に固定されていても良いが、ie3に依って第2の可動部品3aに反時計回りの回転力を付与させる為には、図7及び図8に於いて、弾性付与手段11の巻回部の下側周縁部から右側に捩りコイルバネの端部を引き出し、図の右側に位置する図示しないハウジング6部分(本実施例では仕切り板6a)に固定する事が望ましい。
The second end of the elasticity imparting means 11 may be fixed anywhere on the
また図2に示す様に、第1中心軸2bの軸方向と、発電機5のシャフト5aの軸方向を、互いに平行に構成すると共に、第1中心軸2bに於ける第1可動部品2aの軸支側と反対側に、平歯車7を軸支している。一方、シャフト5aの端部にも平歯車8が軸支されている。従って、第1中心軸2bと発電機5のシャフト5aが、2つの平歯車7及び8で連結されている。なお図2では、第1可動部品2a,第2可動部品3a,平歯車7,及び平歯車8の歯形の図示は省略している。
Further, as shown in FIG. 2, the axial direction of the first
発電機5は、少なくともコイルとマグネットを含むモータであり、更にシャフト5aの回転と共にコイルとマグネットのどちらかが回転する型式のものである。
The
ハウジング6は、図2に示す様に内部空間を有する部品であり、内部空間には発電機5を固定する為の仕切り板6a等が設けられている。この仕切り板6aもハウジング6の構成部品となる。以下、必要に応じて仕切り板6aも含めてハウジング6と表記する。
The
第1可動部品2a,第2可動部品3a,平歯車7,8の材料はそれぞれ任意に選択可能であり、例えばプラスチックや、無潤滑で摺動可能な樹脂、ステンレス、鋼などを用いれば良い。
The materials of the first
スイッチ9は、後述する2つの固定部品(10,10)に依って軸を両持ち軸支された部品であり、その軸を支点として揺動し、その揺動毎に時計方向及び反時計方向に回転し、左右両端が上下するシーソー式のスイッチである。スイッチ9の軸とは、第2中心軸3bか、又は第2中心軸3bに連結されている軸とする。スイッチ9には、車両の車輪や人間の足、又は荷物や椅子が接触する。従って、車両や人間又は荷物や椅子等がスイッチ9へ乗り上げる時や、車両や人間が通過する時の衝撃を緩和させる為に、収縮変形可能で弾性力を有するゴム製が好ましい。
The
固定部品10はゴム製の台であり、2つの固定部品(10,10)で1つのスイッチ9の軸を両持ち軸支している。固定部品10は、車両の車輪や人間の足、又は荷物や椅子が接触する踏み台用の部品である。従って、車両や人間又は荷物や椅子等がスイッチ9へ乗り上げる時や、車両や人間が通過する時の衝撃を緩和させる為に、収縮変形可能で弾性力を有するゴム製が好ましい。更に固定部品10には、前記乗り上げ時や通過時の接触を円滑に移行する2つの斜面が前後に設けられていると共に、路面等の設置面にボルトで固定するボルト止め部10aが2箇所設けられている。また、前記乗り上げ時や通過時の車輪や足等の滑り止め用の凹凸を、固定部品10の表面に設けても良い。
The
ハウジング6も、固定部品10と同様なゴム製が好ましく、路面等の設置面にボルトで固定するボルト止め部6cが2箇所前後に設けられている。
The
次に、本実施例の発電装置1の動作に関して説明する。シーソー式のスイッチ9に、発電機構12の外部からの人力または使用用途毎の発電対象物からの押圧力と云った力が加わって、スイッチ9と接触する事でスイッチ9が動き(揺動)、そのスイッチ9の動き(揺動)により第2中心軸3bが回転される。
Next, the operation of the
その第2中心軸3bの回転により、発電機構12の外部から第2中心軸3bを介して力が第2可動部品3aに伝達され、第2可動部品3aが本実施例では一定量(図5及び図6では、時計方向に約19°~20°)回転して可動する。従って第2可動部品3aは、発電機構12内ではスイッチ部分として機能し、スイッチング動作により可動する部品である。
Due to the rotation of the second
第2可動部品3aの回転が第1可動部品2aに伝達される前段階では、第1可動部品2aはie2とie1とが釣り合う位置に保持されている。次に第2可動部品3aが回転すると、第1可動部品2aの歯部と第2可動部品3aの歯部が噛み合って連動が開始される。
Before the rotation of the second
第2可動部品3aに力が伝達され続け、第1可動部品2aと第2可動部品3aの互いの歯部が噛み合わされている間第1可動部品2aは回転し続け、第2可動部品3aの回転が第1可動部品2aに伝達されて行く。よって、第1可動部品2aと第2可動部品3aの互いの歯部の噛み合いが外れるまで、第1可動部品2aは一定量回転される(本実施例の場合、図5及び図6で約120°~121°の反時計方向の回転となる)。
The force continues to be transmitted to the second
第1可動部品2aの一定量の回転に伴い、第1中心軸2bと前記第1巻回部も、第1可動部品2aと連動して一定量回転する。しかし、第1巻回部の自由端4a1はハウジング6の側面に初期状態で接触している為、動きが止められている。一方、第1巻回部の他端側は、第1可動部品2aに連結されている為、第1可動部品2aの一定量の回転に伴って回転移動していく。よって第1巻回部は捩られる事となり、第1可動部品2aと第2可動部品3aの互いの歯部の噛み合いに伴う捩りにより、弾性エネルギーie12(mJ)が第1巻回部に蓄積される。
As the first
第1巻回部の捩りは、第2可動部品3aに力が伝達され続けて第1可動部品2aと第2可動部品3aの互いの歯部が噛み合わされている間は保持される。従って、第1可動部品2aと第2可動部品3aの互いの歯部の噛み合いが外れる直前に於ける、第1巻回部の弾性エネルギーie12が最大量となる。本実施例では、第1可動部品2a及び第1中心軸2bが約120°~121°回転した時点での弾性エネルギーie12が最大となる。
The twist of the first winding portion is maintained while the force continues to be transmitted to the second
第1可動部品2aが一定量回転した後に、図6に示す様に第1可動部品2aと第2可動部品3aの互いの歯部の噛み合いが外れる。すると、第1巻回部の捩りによる変形保持が外れ、第1巻回部の変形が解放され、ハウジング6側面に接触して止められていた第1巻回部の自由端4a1を支点にして、ie12により第1可動部品2aが逆方向に一定量回転する。本実施例では時計方向への約120°~121°の回転となる(図6及び図7を参照)。即ち、ie12が第1可動部品2aの一定量の逆方向の回転に変換される。
After the first
第1可動部品2aの一定量の逆方向の回転に伴い、第1中心軸2bも一定量だけ逆方向に回転すると共に平歯車7も連動して回転し、更に平歯車8を介してシャフト5aが一定量及び一定の速度で回転される。なお、平歯車7と8の歯数比により、第1可動部品2aと第1中心軸2bの回転量に於ける「一定量」と、発電機5のシャフト5aの回転量に於ける「一定量」は、それぞれ異なる。シャフト5aが一定量及び一定の速度で回転される事で、発電機5内部で電力が発生されて発電が行われる。その電力により、発電装置1の用途に応じてハウジング6に別途、樹脂部6bとして嵌め込み可能に設けた、図示しない赤外線など無線通信装置を起動させる事が可能となる。無線通信装置が起動され無線信号が発信されて、例えば車両や人間の進入又は通過や、椅子や荷物の載置又は撤去状態が報知可能となる。なお防塵の為に、別途シート等を発電装置1に掛けても良い。
As the first
シャフト5aの回転量及び速度は、第1可動部品2aの逆方向の回転量即ちie12の最大値と、平歯車7と8の歯数比に応じて変わる。第1可動部品2aと第2可動部品3aの互いの歯部が噛み合うピッチ円の円弧長に伴って、ie12は任意の一定量で設定可能である。一方で、平歯車7と8の歯数比も任意の一定量に設定可能である。従って、発電機構12毎の仕様に応じて、シャフト5aの回転量も任意の一定量で設定する事が出来る為、発電機5による電力量も、第2可動部品3aに伝わる外部からの力の速度に関係無く一定値に設定可能となる。
The amount of rotation and speed of the
第1可動部品2aの一定量の逆方向の回転後に弾性エネルギーie12は減衰される。同時に、第1中心軸2bの逆方向の回転に伴って、第2巻回部の自由端4b1もその回転に伴って移動し、第2巻回部の自由端4b1がハウジング6の側面に接触して自由端4b1の動きが止められる。一方、第2巻回部の他端側は、第1可動部品2aに連結されている為、第1可動部品2aの一定量の逆方向の回転に伴って回転移動していく。よって自由端4b1の動きが止まった時から第2巻回部は捩られる事となり、その捩りによる弾性エネルギーの第2巻回部への蓄積が開始される。
After a certain amount of reverse rotation of the first
しかしながら、第1可動部品2aと第2可動部品3aの互いの歯部はこの時点では既に噛み合っていない為、第2巻回部の捩れは保持されずに直ちに解放される。よって、この時点での弾性エネルギーの第2巻回部への蓄積は行われない。一方、ハウジング6側面に接触して止められていた第2巻回部の自由端4b1を支点にして、ie1とie2のみによって第1中心軸2bが回転されてie1とie2とが等しくなって釣り合う回転位置に保持される。この第1中心軸2bの回転により、第1可動部品2aは初期状態(第1可動部品2aの歯部と第2可動部品3aの歯部が噛み合う前の状態)に復帰される。
However, since the teeth of the first
第1可動部品2aと第2可動部品3aの互いの歯部の噛み合いが外れ、第1可動部品2aが一定量逆方向に回転した後に、弾性付与手段11に付与されている初期弾性エネルギーie3によって第2可動部品3aは回転方向とは逆方向(図7から図8に於いて反時計方向)の回転力が付与されて回転して行く。この逆方向の回転により第2中心軸3bも逆方向に回転し、スイッチ9も同一角度だけ逆方向に回転して行く。スイッチ9のこの逆方向の回転により、スイッチ9に於ける上方への突出高さ(図7と図8では、スイッチ9の左端部の突出高さ)を抑制可能となる。突出高さが抑制される事でスイッチ9の動作量(スイッチ9の揺動に伴う回転量)も抑制される為、固定部品10方向にスイッチ9が押し込まれる際に生じる衝撃力を抑制する事が可能となる。従って、スイッチ9の動作に伴う衝撃力を緩和出来る為、発電装置1の耐久性を向上させる事が可能となる。
After the teeth of the first
第2可動部品3aの逆方向の回転は図8に示す様に、第1可動部品2aの歯部と第2可動部品3aの歯部が互いに接触して、第2可動部品3aの逆方向の回転が止まるまで行われる事がより好ましい。第1可動部品2aと第2可動部品3aの互いの歯部が接触するまでスイッチ9を逆方向に回転させる事で、スイッチ9の突出高さを一層低減出来て、スイッチ9の動作量も低減可能となり、衝撃力が一層緩和出来る。従って、発電装置1の耐久性をより向上させる事が可能となる。
When the second
更に最も好ましい発電装置1の動作は、次の通りである。
The most preferred operation of the
弾性付与手段11の巻回数の増加や、弾性付与手段11のバネ定数を大きくして、初期弾性エネルギーie3を増大させる事で、図8又は図9の状態から、初期弾性エネルギーie3のみに依って図10及び図11の状態へと第2可動部品3aを更に逆方向に回転させる。図11では、約9°~10°の反時計方向の回転となる。第2可動部品3aが逆方向に回転する際に、第1可動部品2aの歯部と第2可動部品3aの歯部が互いに接触して再び噛み合って互いに連動し、第1可動部品2aが逆方向に一定量回転される。
By increasing the number of windings of the elasticity imparting means 11 or increasing the spring constant of the elasticity imparting means 11 to increase the initial elastic energy ie3, the state shown in FIG. 8 or 9 can be changed from the state shown in FIG. The second
第1可動部品2aの一定量の逆方向の回転により、第1中心軸2bと前記第2巻回部も、第1可動部品2aと連動して一定量回転する。しかし、第2巻回部の自由端4b1はハウジング6の側面に接触している為、動きが止められている。一方、第2巻回部の第2の端部4b2側は第1可動部品2aに連結されている為、第1可動部品2aの一定量の回転に伴って回転移動していく。よって第2巻回部は捩られる事となり、第1可動部品2aと第2可動部品3aの互いの歯部の噛み合いに伴う捩りにより、弾性エネルギーie22(mJ)が第2巻回部に蓄積される。
As the first
第2巻回部の捩りは、第2可動部品3aに前記逆方向の力が伝達され続けて第1可動部品2aと第2可動部品3aの互いの歯部が噛み合わされている間は保持される。従って、第1可動部品2aと第2可動部品3aの互いの歯部の噛み合いが外れる直前に於ける、第2巻回部の弾性エネルギーie22が最大量となる。本実施例では、第1可動部品2a及び第1中心軸2bが約115°回転した時点での弾性エネルギーie22が最大となる。
The twist of the second winding portion is maintained while the force in the opposite direction continues to be transmitted to the second
第1可動部品2aが逆方向に一定量回転した後に、図10から図11へと示す様に第1可動部品2aと第2可動部品3aの互いの歯部の噛み合いが外れる。すると、第2巻回部の捩りによる変形保持が外れ、第2巻回部の変形が解放され、ハウジング6側面に接触して止められていた第2巻回部の自由端4b1を支点にして、ie22により第1中心軸2bが一定量回転する。(本実施例では反時計方向への約115°の回転となる)。即ち、ie22が第1中心軸2bの一定量の回転に変換される。
After the first
第1中心軸2bの一定量の回転に伴い、平歯車7も連結して一定量回転し、平歯車8を介してシャフト5aが一定量及び一定の速度で回転され、発電機5で再び発電が行われる。即ち、第1中心軸2bの回転が発電機5に伝達されて、発電機5のシャフト5aが回転され、発電機5で再び電力が発生される。
As the first
この様に、初期弾性エネルギーie3の増大により、スイッチ9の一回のスイッチング動作(スイッチ9への、車両の車輪や人間の足、又は荷物や椅子の接触)で、発電機5により二回発電を行う事が可能となる。従って一回のスイッチング動作に伴い発電装置1で発生可能な電力量が二倍となり、より大きな無線信号を発電装置1から発信出来る。なお図11の後に図5の状態へと復帰される。依って、第1可動部品2aと第2可動部品3aの噛み合い後にそのまま前記初期状態に弾性付与手段11の弾性力(初期弾性エネルギーie3)のみで発電装置1を復帰させる事も可能となる。従って、図9の状態から、図10乃至図11まで初期弾性エネルギーie3)のみで動作させる事が、最も好ましい発電装置1の動作と云える。
In this way, due to the increase in the initial elastic energy ie3, a single switching operation of the switch 9 (contact of a wheel of a vehicle, a person's foot, luggage or a chair with the switch 9) causes the
なお、本発明はその技術的思想に基づいて種々変更可能であり、例えば図12及び図16,図17に示す様に弾性付与手段11を第2中心軸3bに巻回して、発電装置1を動作させても良い。図12~図18に示す変更例の説明は、図2及び図5~図11の実施例と異なる点のみとする。前記図3と図4は、変更例でも適用する。
Note that the present invention can be modified in various ways based on its technical idea. For example, as shown in FIGS. 12, 16, and 17, the elasticity imparting means 11 is wound around the second
変更例が実施例と異なる点は、弾性付与手段11の巻回方向が、図16と図17では第2可動部品3aに向かうに従い第2中心軸3bに反時計方向に巻回されている点である。従って図16及び図17に於いて、初期弾性エネルギーie3(mJ)に依って第2の可動部品3aに時計回りの回転力が付与される。弾性付与手段11の第2の端部はハウジング6の何処に固定されていても良いが、ie3に依って第2の可動部品3aに時計回りの回転力を付与させる為には、図16及び図17に於いて、弾性付与手段11の巻回部の上側周縁部から右側に捩りコイルバネの端部を引き出し、図の右側に位置する図示しないハウジング6部分(本実施例では仕切り板6a)に固定する事が望ましい。図12に弾性付与手段11の端部を仕切り板6aに固定する状態を図示している。
The difference between the modified example and the embodiment is that the elasticity imparting means 11 is wound counterclockwise around the second
更に、変更例では図13に示す第1可動部品2aと第2可動部品3aの位置を初期状態とする。従って発電装置が動作する時、前記実施例とは第1可動部品2aと第2可動部品3aは別方向に回転動作する事となる。
Furthermore, in the modified example, the positions of the first
図13の状態からスイッチ9に車両の車輪や人間の足、又は荷物や椅子が接触すると、図13~図15に示す様に第2可動部品3aが反時計方向に回転して第1可動部品2aと噛み合い、第1可動部品2aが時計方向に回転して前記ie22が蓄積される。その後第1可動部品2aと第2可動部品3aの噛み合いが外れる事で前記ie22が解放されて第2可動部品3aが反時計方向に回転し、発電機5で発電が行われ図16の状態となる。
When a wheel of a vehicle, a person's foot, luggage, or a chair contacts the
すると初期弾性エネルギーie3によって第2可動部品3aは回転方向とは逆方向(図16から図17に於いて時計方向)の回転力が付与されて回転して行く。この逆方向の回転により第2中心軸3bも逆方向に回転し、スイッチ9も同一角度だけ逆方向に回転して行く。よって、スイッチ9の右端部の突出高さと動作量が抑制され、スイッチ9の動作に伴う衝撃力が緩和でき、発電装置1の耐久性を向上させる事が可能となる。
Then, the second
第2可動部品3aの逆方向の回転は図17に示す様に、第1可動部品2aの歯部と第2可動部品3aの歯部が互いに接触して、第2可動部品3aの逆方向の回転が止まるまで行われる事がより好ましい。
When the second
更に変更例でも、図17~図18及び図13に示す様に、初期弾性エネルギーie3のみに依って第2可動部品3aを更に逆方向に回転させ、前記ie1の蓄積及び解放により発電機5により二回目の発電を行わせる事が可能となる為、最も好ましい。
Furthermore, in the modified example, as shown in FIGS. 17 to 18 and 13, the second
なお本実施例及び変更例で説明したように、第1可動部品2aと第2可動部品3aの回転量に於ける「一定量」は同一とは限らない。本実施例及び変更例のように各部品の各回転方向に応じて「一定量」は異なる場合がある。また、各部品(2a、3a)の寸法の差異によって回転角にも差異が生じる。
Note that, as explained in the present embodiment and the modified example, the "certain amount" in the amount of rotation of the first
なお図5,図6,図9~図11,図13~図15,図18では、第1可動部品2aと第2可動部品3aの互いの歯部の噛み合い状態の見易さを優先して、捩りコイルバネ4の図示は省略している。
In addition, in FIGS. 5, 6, 9 to 11, 13 to 15, and 18, priority is given to making it easier to see the meshing state of the teeth of the first
発電機5は、少なくともコイルとマグネットを含み、電力を発生させて発電する装置であれば、モータに限定されない。なお、発電機5にモータを使用する場合、モータのイナーシャが低い場合は歯数比(平歯車8の歯数に対する平歯車7の歯数比)も低く設定し、イナーシャが大きい場合は歯数比を高く設定すれば良い。
The
なお、第1可動部品2a又は第2可動部品の歯車に換えて、ワンウェイクラッチ (One-way clutch、1-Way clutch)を使用しても良い。
Note that a one-way clutch may be used instead of the gear of the first
1 発電装置
2a 第1可動部品
2b 第1中心軸
3a 第2可動部品
3b 第2中心軸
4 捩りコイルバネ
4a 第1捩りコイルバネ
4a1 第1捩りコイルバネの巻回部の第1の端部
4a2 第1捩りコイルバネの巻回部の第2の端部
4b 第2捩りコイルバネ
4b1 第2捩りコイルバネの巻回部の第1の端部
4b2 第2捩りコイルバネの巻回部の第2の端部
5 発電機
5a シャフト
6 ハウジング
6a 仕切り板
6b 樹脂部
6c、10a ボルト止め部
7、8 平歯車
9 スイッチ
10 固定部品
11 弾性付与手段
12 発電機構
13 止め穴
14 凹部
1 Power generator
2a 1st moving part
2b 1st central axis
3a Second moving part
3b Second
4a 1st torsion coil spring
4a1 First end of the winding part of the first torsion coil spring
4a2 Second end of the winding part of the first torsion coil spring
4b 2nd torsion coil spring
4b1 First end of the winding part of the second torsion coil spring
4b2 Second end of the winding portion of the second
6a Partition plate
6b Resin part
6c, 10a Bolted
10 Fixed parts
11 Elasticity imparting means
12 Power generation mechanism
13 Stop hole
14 Recess
Claims (2)
発電機構は少なくとも、第1可動部品と、第2可動部品と、捩りコイルバネと、発電機と、ハウジングとから形成され、
捩りコイルバネは、第1捩りコイルバネと第2捩りコイルバネであり、
第1可動部品が第1中心軸に回転可能に軸支されていると共に、第2可動部品が第2中心軸に回転可能に軸支されており、
第1捩りコイルバネの巻回部である第1巻回部が第1中心軸に巻回され、第1巻回部の第1の端部が自由端で、第2の端部が第1可動部品に連結されており、
第2捩りコイルバネの巻回部である第2巻回部が、第1巻回部と逆方向に第1中心軸に巻回され、第2巻回部の第1の端部は自由端で、第2の端部が第1可動部品に連結されており、
更に第1巻回部の自由端が、ハウジングに接触しており、この接触及び第1巻回部の巻回形状により、初期弾性エネルギーie1が第1巻回部に付与されており、
第2巻回部の自由端が、ハウジングに接触しており、この接触及び第2巻回部の巻回形状により、初期弾性エネルギーie2が第2巻回部に付与されており、
スイッチは、第2中心軸か又は第2中心軸に連結されている軸を支点として揺動し、その揺動毎に時計方向及び反時計方向に回転し、左右両端が上下するシーソー式であり、
スイッチの回転により第2可動部品が一定量回転され、第1可動部品の歯部と第2可動部品の歯部が噛み合って連動し、第1可動部品が一定量回転され、
第1可動部品の一定量の回転により、第1捩りコイルバネが捩られ、その捩りによる弾性エネルギーie12が第1捩りコイルバネに蓄積され、
第1可動部品が一定量回転した後に、第1可動部品と第2可動部品の互いの歯部の噛み合いが外れ、弾性エネルギーie12によって第1可動部品が逆方向に一定量回転されて第1中心軸が回転され、第1中心軸の回転が伝達されて発電機のシャフトが回転されて、発電機で電力が発生されて発電が行われると共に、
第1可動部品の逆方向の一定量の回転により、第2巻回部の自由端が、ハウジングに接触し、この接触及び第2巻回部の巻回形状により、初期弾性エネルギーie2が第2巻回部に付与され、
初期弾性エネルギーie1と初期弾性エネルギーie2により第1中心軸が回転され、
弾性付与手段が、第2中心軸に巻回された捩りコイルバネであり、第1の端部が第2可動部品に連結されていると共に、第2の端部がハウジングに固定されており、
弾性付与手段の巻回形状により、スイッチから力が第2中心軸に伝達されない状態で初期弾性エネルギーie3が弾性付与手段に付与されており、
第1可動部品が一定量回転した後に、初期弾性エネルギーie3によって第2可動部品がスイッチの回転による一定量回転とは逆方向に回転され、
第2可動部品の逆方向の回転により第2中心軸も逆方向に回転され、スイッチも同一角度だけ逆方向に回転され、スイッチに於ける上方への突出高さが低減されると共に、第1可動部品の歯部と、第2可動部品の歯部が互いに接触して、第2可動部品の逆方向の回転が止まる発電装置。 The power generation device includes at least a power generation mechanism, a switch, and an elasticity imparting means,
The power generation mechanism is formed of at least a first movable part, a second movable part, a torsion coil spring, a generator, and a housing,
The torsion coil springs are a first torsion coil spring and a second torsion coil spring,
The first movable part is rotatably supported on the first central axis, and the second movable part is rotatably supported on the second central axis,
A first winding part, which is a winding part of the first torsion coil spring, is wound around a first central axis, a first end of the first winding part is a free end, and a second end is a first movable end. connected to parts,
The second winding part, which is the winding part of the second torsion coil spring, is wound around the first central axis in the opposite direction to the first winding part, and the first end of the second winding part is a free end. , the second end is coupled to the first movable part;
Furthermore, the free end of the first winding part is in contact with the housing, and due to this contact and the winding shape of the first winding part, initial elastic energy IE1 is imparted to the first winding part,
The free end of the second winding part is in contact with the housing, and due to this contact and the winding shape of the second winding part, initial elastic energy ie2 is imparted to the second winding part,
The switch is a seesaw type switch that swings around the second central shaft or a shaft connected to the second central shaft as a fulcrum, rotates clockwise and counterclockwise with each swing, and moves both left and right ends up and down. ,
The rotation of the switch rotates the second movable part by a certain amount, the teeth of the first movable part and the teeth of the second movable part mesh and interlock, and the first movable part is rotated by a certain amount,
A certain amount of rotation of the first movable part twists the first torsion coil spring, and elastic energy ie12 due to the twist is accumulated in the first torsion coil spring,
After the first movable part rotates by a certain amount, the teeth of the first movable part and the second movable part disengage from each other, and the first movable part is rotated by a certain amount in the opposite direction by the elastic energy ie12 , and the first center The shaft is rotated, the rotation of the first central shaft is transmitted, the shaft of the generator is rotated, electric power is generated by the generator, and electricity is generated.
A certain amount of rotation in the opposite direction of the first movable part brings the free end of the second turn into contact with the housing, and this contact and the winding shape of the second turn cause the initial elastic energy ie2 to be transferred to the second turn. given to the winding part,
The first central axis is rotated by the initial elastic energy ie1 and the initial elastic energy ie2,
The elasticity imparting means is a torsion coil spring wound around the second central shaft, the first end of which is connected to the second movable component, and the second end of which is fixed to the housing;
Due to the winding shape of the elasticity imparting means, initial elastic energy IE3 is imparted to the elasticity imparting means in a state where no force is transmitted from the switch to the second central axis ,
After the first movable part rotates by a certain amount, the second movable part is rotated by the initial elastic energy ie3 in a direction opposite to the certain amount of rotation by the rotation of the switch ,
The rotation of the second movable part in the opposite direction causes the second central shaft to also rotate in the opposite direction, and the switch to rotate in the opposite direction by the same angle, thereby reducing the upward protrusion height of the switch and A power generating device in which the teeth of the movable part and the teeth of the second movable part come into contact with each other to stop the second movable part from rotating in the opposite direction .
前記第1可動部品の一定量の前記逆方向の回転により前記第2捩りコイルバネが捩られ、その捩りによる弾性エネルギーie22が前記第2捩りコイルバネに蓄積され、
前記第1可動部品が一定量前記逆方向に回転した後に、前記第1可動部品と前記第2可動部品の互いの歯部の噛み合いが再び外れ、弾性エネルギーie22によって前記第1可動部品が一定量回転されて前記第1中心軸が回転され、前記第1中心軸の回転が伝達されて前記発電機の前記シャフトが回転されて、前記発電機で再び電力が発生されて発電が行われる請求項1に記載の発電装置。 Due to the rotation of the second movable part in the opposite direction by the initial elastic energy ie3, the teeth of the first movable part and the teeth of the second movable part are engaged again and interlocked, so that the first movable part remains constant. amount said to be rotated in the opposite direction;
The second torsion coil spring is twisted by a certain amount of rotation of the first movable part in the opposite direction, and elastic energy ie22 due to the twist is stored in the second torsion coil spring;
After the first movable part rotates a certain amount in the opposite direction, the teeth of the first movable part and the second movable part are disengaged again, and the first movable part rotates a certain amount by the elastic energy ie22. The first central shaft is rotated, the rotation of the first central shaft is transmitted to rotate the shaft of the generator, and the generator generates electric power again. 1. The power generation device according to 1 .
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