JPH0833271A - 発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 始動時に必要なロータの回転トルクを低減し
て容易に始動できる発電機を提供する。 【構成】 補助輪１０を回転輪９に対して空回りする方
向（矢印Ａ方向）へ回転操作すると、補助輪１０の回転
に連動してうずまきばね１５が変形し、当該回転操作を
停止すると、うずまきばね１５のばね力により補助輪１
０に回転輪９へ回転力を伝達する方向（矢印Ｂ方向）の
回転力が付与され、この回転力は補助輪１０から回転輪
９に伝達されるとともに回転輪９から倍速歯車８を介し
てロータに伝達され、この方向への回転に必要なロータ
の回転トルクが低減されるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロータをステータに対
して回転することにより当該ロータの回転エネルギを電
気エネルギに変換する発電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の発電機では、ステータとロータ
とが一定間隔で対向し、その一方には複数の永久磁石が
ロータの軸線回りに等間隔に固着され、他方には各永久
磁石と対向するように複数の鉄心がロータの軸線回りに
等間隔に形成されているとともにコイルが巻装されてい
る。そして、ロータを回転すると、永久磁石の磁束と鉄
心との相対運動により、ロータの回転エネルギがコイル
を通じて電気エネルギに変換されるようになっている。

【０００３】ところで、ロータとステータとの間には、
永久磁石と鉄心との働きにより磁気吸着力が作用してロ
ータの回転抵抗となるが、発電時にはロータの回転に伴
ってロータに慣性力が付加されるので、ロータにそれ程
大きな回転トルクを付与しなくともロータを回転でき
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、始動時に
は、ロータに慣性力が付加されないので、その分だけ発
電時に比べてロータの回転抵抗が大となり、ロータに大
きな回転トルクを付与しなければロータを回転できず、
始動が困難であった。

【０００５】本発明は、始動時に必要なロータの回転ト
ルクを低減して容易に始動できる発電機を得ることを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ロータをステ
ータに対して回転することにより当該ロータの回転エネ
ルギを電気エネルギに変換する発電機であって、ロータ
と連動回転するとともに回転操作可能に設けられる回転
輪と、回転輪とワンウェイクラッチを介して連動回転す
るとともに回転操作可能に設けられる補助輪と、補助輪
を回転輪に対して空回りする一方向へ回転したときに当
該回転に連動して弾性変形するとともに当該回転を停止
したときに弾性力で補助輪に他方向への回転力を付与す
る弾性部材とを有していることを特徴としている。

【０００７】

【作用】本発明によれば、補助輪を回転輪に対して空回
りする一方向へ回転操作すると、補助輪の回転に連動し
て弾性部材が弾性変形し、当該回転操作を停止すると、
弾性部材の弾性力により補助輪に他方向への回転力が付
与される。この回転力は補助輪からワンウェイクラッチ
を介して回転輪に伝達されるとともに回転輪からロータ
に伝達され、この方向への回転に必要なロータの回転ト
ルクが低減される。

【０００８】したがって、補助輪を回転輪に対して空回
りする一方向へ回転操作し、当該回転操作の停止後にロ
ータが弾性部材の弾性力により回転力を付与されている
方向へ回転するように回転輪を回転操作して始動すれ
ば、始動時に必要なロータの回転トルクが低減され、容
易に始動できる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明が適用された発電機を図面に基
づいて説明する。この発電機では、図１に示されるよう
にステータ１とロータ２とがロータ２の軸方向に一定間
隔で対向し、ロータ２には複数の永久磁石３がロータ２
の軸線回りに等間隔に固着され、ステータ１には各永久
磁石３と対向する複数の鉄心４がロータ２の軸線回りに
等間隔に形成されているとともにコイル５が巻装されて
いる。そして、ロータ２を回転すると、永久磁石３の磁
束と鉄心４との相対運動により、ロータ２の回転エネル
ギがコイル５を通じて電気エネルギに変換されるように
なっている。

【００１０】ステータ１はロータ２の下方に位置し、ロ
ータ２の下方で図示しないベースに固定されており、上
部に各鉄心４が突出形成されているとともに各鉄心４の
連結部分にコイル５が巻装されている。

【００１１】ロータ２はステータ１の上方に位置し、そ
の下面に各永久磁石３の取り付けられている。ロータ２
には、駆動軸６が固着され、この駆動軸６の軸線回りに
駆動軸６と一体に回転するようになっている。

【００１２】駆動軸６はロータ２の上方に延出し、ロー
タ２の上方で回転可能に支持されている。すなわち、ロ
ータ２の上方に図示しないベースに固定された支持プレ
ート７が設けられ、この支持プレート７に駆動軸６が回
転可能に貫通してその上方へ突出されているとともに、
駆動軸６の上端部に支持プレート７の上面に当接する拡
径部６ａが形成され、この拡径部６ａを抜け止めとして
駆動軸６がロータ２の上方で支持プレート７に回転可能
に支持されている。

【００１３】駆動軸６には、上端部先端に小径の倍速歯
車８が同軸的に固着され、この倍速歯車８と一体に回転
するようになっている。倍速歯車８は支持プレート７の
上方に位置し、その側方には図２および図３に詳細に示
されるように回転輪９および補助輪１０が配設されてい
る。

【００１４】回転輪９は図示しないベースに立設された
固定軸１１の上端部に回転可能に軸支されているととも
に上面にハンドル１２が一体的に突設され、このハンド
ル１２を把持して回転操作できるようになっている。固
定軸１１の上端部には、拡径部１１ａが形成され、この
拡径部１１ａを座として回転輪９が回転可能に軸支され
ている。

【００１５】この回転輪９はロータ２と連動回転するよ
うになっている。すなわち、回転輪９の外周に倍速歯車
８と噛合する歯９ａが形成されて回転輪９が倍速歯車８
を介してロータ２と連動回転するようになっている。

【００１６】補助輪１０は固定軸１１に回転可能に軸支
されているとともに上面にハンドル１３が一体的に突設
され、このハンドル１３を把持して回転操作できるよう
になっている。

【００１７】この補助輪１０はワンウェイクラッチを介
して回転輪９と連動回転可能となっているとともに回転
輪９に対して空回りする方向へ回転し、その回転を停止
したときには回転輪９へ回転力を伝達する方向への回転
力が付与されるようになっている。

【００１８】すなわち、図２および図３に示されるよう
に回転輪９の上面に円形の凹部９ｂが形成され、この凹
部９ｂの側壁にその全周に亘ってラチェット歯９ｃが形
成されているとともに凹部９ｂの内部にその底面を座と
して補助輪１０が挿置されている。また、補助輪１０の
外周にその全周に亘ってラチェット歯９ｃとでワンウェ
イクラッチを構成するラチェット歯１０ａが形成されて
いるとともに、補助輪１０が所定の遊びを持って固定軸
１１に回転可能に軸支され、補助輪１０と固定軸１１と
の間の遊びによる補助輪１０の半径方向への移動により
ラチェット歯９ｃとラチェット歯１０ａとが部分的に噛
合離脱可能となっている。また、補助輪１０の上面にピ
ン１４を介して弾性部材としてのうずまきばね１５の一
端が係止されているとともに固定軸１１にうずまきばね
１５の他端が係止され、このうずまきばね１５のばね力
で補助輪１０がその半径方向へ付勢されてラチェット歯
９ｃとラチェット歯１０ａとが部分的に噛合されてい
る。

【００１９】そして、補助輪１０がラチェット歯９ｃと
ラチェット歯１０ａとを介して回転輪９と連動回転し、
また補助輪１０を回転輪９に対して空回りする方向（図
２矢印Ａ方向）へ回転すると、補助輪１０の回転に連動
してうずまきばね１５が変形し、当該回転を停止する
と、うずまきばね１５のばね力により補助輪１０に回転
輪９へ回転力を伝達する方向（図２矢印Ｂ方向）の回転
力が付与されるようになっている。

【００２０】うずまきばね１５は補助輪１０を回転輪９
に対して空回りする方向（図２矢印Ａ方向）へ回転し、
当該回転を停止したときに補助輪１０の停止状態が維持
されるようにそのばね力が設定されている。すなわち、
補助輪１０を回転輪９に対して空回りする方向（図２矢
印Ａ方向）へ回転し、当該回転を停止したときには、う
ずまきばね１５のばね力により補助輪１０に回転輪９へ
回転力を伝達する方向（図２矢印Ｂ方向）の回転力が付
与されるが、回転輪９と倍速歯車８とのギヤ比等により
補助輪１０の停止状態が維持されるようになっている。

【００２１】上記の構成によれば、ハンドル１３を把持
して補助輪１０を回転輪９に対して空回りする方向（図
２矢印Ａ方向）へ回転操作すると、補助輪１０の回転に
連動してうずまきばね１５が変形し、当該回転操作を停
止すると、うずまきばね１５のばね力により補助輪１０
に回転輪９へ回転力を伝達する方向（図２矢印Ｂ方向）
の回転力が付与される。この回転力は補助輪１０からラ
チェット歯９ｃとラチェット歯１０ａとを介して回転輪
９に伝達されるとともに回転輪９から倍速歯車８を介し
てロータ２に伝達され、この方向への回転に必要なロー
タ２の回転トルクが低減される。

【００２２】したがって、ハンドル１３を把持して補助
輪１０を回転輪９に対して空回りする方向（図２矢印Ａ
方向）へ回転操作し、当該回転操作の停止後にロータ２
がうずまきばね１５のばね力により回転力を付与されて
いる方向（図２矢印Ｂ方向）へ回転するようにハンドル
１２を把持して回転輪９を回転操作して始動すれば、始
動時に必要なロータ２の回転トルクが低減され、容易に
始動できる。

【００２３】なお、始動後は、うずまきばね１５のばね
力により、回転輪９に追従して補助輪１０が回転し、補
助輪１０の回転に伴ない補助輪１０にうずまきばね１５
のばね力による回転力が作用しなくなると、これと同時
に補助輪１０の回転が停止して回転輪９が補助輪１０に
対して空回し、補助輪１０が回転輪９の回転の妨げとな
ることがない。また、補助輪１０にうずまきばね１５の
ばね力による回転力が作用しなくなった後は、ロータ２
にその回転に伴って付加される慣性力により、ロータ２
にそれ程大きな回転トルクを付与しなくともロータ２を
回転できる。

【００２４】上記実施例では、倍速歯車８を介して回転
輪９をロータ２と連動回転するように構成したが、これ
に限らず、回転輪９を駆動軸６に同軸的に固着するとと
ともに補助輪１０を駆動軸６に回転輪９と相対回転可能
に軸支し、かつうずまきばね１５を補助輪１０と固定部
材との間に介在させる等して倍速歯車８を省略するよう
にしてもよい。

【００２５】また、上記実施例では、弾性部材としてう
ずまきばね１５を用いたが、これに限らず、ゴム等の他
の弾性部材を用いるようにしてもよい。

【００２６】また、上記実施例では、ステータ１に鉄心
４を設け、ロータ２に永久磁石３を取り付けたが、これ
に限らず、ステータ１に永久磁石３を取り付け、ロータ
２に鉄心４を設けるようにしてもよい。

【００２７】また、上記実施例では、ステータ１とロー
タ２とをロータ２の軸方向に対向するように配設した
が、これに限らず、例えばステータ１をリング状に形成
し、その内側でロータ２が回転するようにステータ１と
ロータ２とを配設するようにしてもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る発電機
では、ロータと連動回転するとともに回転操作可能に設
けられる回転輪と、回転輪とワンウェイクラッチを介し
て連動回転するとともに回転操作可能に設けられる補助
輪と、補助輪を回転輪に対して空回りする一方向へ回転
したときに当該回転に連動して弾性変形するとともに当
該回転を停止したときに弾性力で補助輪に他方向への回
転力を付与する弾性部材とを有しているので、始動時に
必要なロータの回転トルクを低減して容易に始動できる
という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された発電機の概略構造を示す正
面図である。

【図２】図１の要部平面図である。

【図３】図２のＣ−Ｃ線断面図である。

【符号の説明】

１ ステータ ２ ロータ ９ 回転輪 ９ｃ ラチェット歯（ワンウェイクラッチ） １０ 補助輪 １０ａ ラチェット歯（ワンウェイクラッチ） １５ うずまきばね（弾性部材）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータをステータに対して回転すること
   により当該ロータの回転エネルギを電気エネルギに変換
   する発電機であって、 上記ロータと連動回転するとともに回転操作可能に設け
   られる回転輪と、 上記回転輪とワンウェイクラッチを介して連動回転する
   とともに回転操作可能に設けられる補助輪と、 上記補助輪を上記回転輪に対して空回りする一方向へ回
   転したときに当該回転に連動して弾性変形するとともに
   当該回転を停止したときに弾性力で上記補助輪に他方向
   への回転力を付与する弾性部材とを有していることを特
   徴とする発電機。