JPH0847208A - 発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 始動時に必要な回転操作力を低減して容易に
始動できる発電機を提供する。 【構成】 慣性輪１０を回転操作すると、その初期時に
は引張りコイルスプリング１４のばね力によりブロック
１３が回転輪９の切込部９ｂから離脱した位置に保持さ
れて慣性輪１０が回転輪９に対して空回りするが、慣性
輪１０の回転速度が所定速度を超えると、その遠心力で
ブロック１３が引張りコイルスプリング１４のばね力に
抗して回転輪９の切込部９ｂと係合して慣性輪１０の回
転操作力と慣性輪１０の慣性力が慣性輪１０の回転力と
して回転輪９に伝達され、この回転力が回転輪９を介し
てロータの回転力として作用してロータが回転するよう
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、それ程大きな回
転操作力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、大きな回転
操作力を付与しなければ、ロータを回転できず、始動が
困難であった。

【０００５】本発明は、始動時に必要な回転操作力を低
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
と連動回転する回転輪と、当該回転輪に対して同軸的か
つ相対回転自在に軸支されるとともに回転操作可能に設
けられる慣性輪とを有し、慣性輪には当該慣性輪の回転
速度が所定速度を越えたときにその遠心力で回転輪と係
合して当該慣性輪の回転力を回転輪に伝達する回転力伝
達部材が設けられていることを特徴としている。

【０００７】

【作用】本発明によれば、慣性輪を回転操作すると、そ
の初期時には慣性輪が回転輪に対して相対回転して空回
りし、慣性輪にそれ程大きな回転操作力を付与しなくと
も慣性輪を回転できる。そして、慣性輪の回転速度が所
定速度を超えると、その遠心力で回転力伝達部材が回転
輪と係合して慣性輪の回転力が回転輪に伝達され、この
回転力が回転輪を介してロータの回転力として作用して
ロータが回転する。

【０００８】ここで、回転力伝達部材が回転輪と係合す
るときには、慣性輪の回転速度が所定速度を超えるの
で、慣性輪にその回転操作力に加えて慣性力が付与され
て当該回転操作力と当該慣性力が慣性輪の回転力として
作用し、回転力伝達部材が回転輪と係合したときには慣
性輪の回転操作力と慣性輪の慣性力がロータの回転力と
して作用する。

【０００９】したがって、慣性輪を回転操作してロータ
を回転すれば、始動時に慣性輪の回転操作力に加えて慣
性輪の慣性力がロータの回転力として作用して慣性輪に
それ程大きな回転操作力を付与しなくともロータを回転
でき、始動時に必要な回転操作力が低減されて容易に始
動できる。

【００１０】

【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部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
磁束と鉄心部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。

【００１１】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
部に各鉄心部４が突出形成されているとともに各鉄心部
４の連結部分にコイル５が巻装されている。

【００１２】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が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。

【００１３】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の上方には、図示しないベースに固定された支持
プレート７が設けられている。そして、この支持プレー
ト７に駆動軸６が回転自在に貫通されてその上方へ突出
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６
ａ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。

【００１４】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は合成樹脂で形成さ
れ、その側方には図２にも示されるようにリング状の回
転輪９と当該回転輪９の内側に位置する慣性輪１０とが
設けられている。

【００１５】回転輪９は合成樹脂で形成され、図示しな
いベースに立設された固定軸１１の上端部に慣性輪１０
を介して回転自在に軸支されているとともに外周に倍速
歯車８と噛合する歯９ａが形成され、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。固定軸１
１には、上端部先端に小径部１１ａが形成され、この小
径部１１ａに慣性輪１０を介して回転輪９が回転自在に
軸支されている。

【００１６】回転輪９の内周には、図２に示されるよう
に１対の切込部９ｂが半径方向に対向して形成されてい
るとともに両切込部９ｂの間にその周方向全域に亘って
切込部９ｂよりも切り込み深さの浅い三角溝９ｃが形成
され、三角溝９ｃに慣性輪１０が同軸的かつ相対回転自
在に凹凸嵌合されている。

【００１７】慣性輪１０は固定軸１１の小径部１１ａに
回転自在に嵌合されているとともにその上面にハンドル
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。この慣性輪１０は金
属等の重量の重い素材で形成され、その回転に伴って大
きな慣性力が付加されるようになっている。慣性輪１０
の外周には、図２に示されるように１対の切り込み１０
ａが半径方向に背向して形成されているとともに切り込
み１０ａの間にその略全域に亘って三角突起１０ｂが形
成され、この三角突起１０ｂに回転輪９の三角溝９ｃが
回転自在に凹凸嵌合されている。三角突起１０ｂの周方
向長さは、三角突起１０ｂに回転輪９の切込部９ｂが対
応しても回転輪９が離脱しないように回転輪９の切込部
９ｂの周方向長さよりも長く設定されている。各切り込
み１０ａの内部には、それぞれ回転力伝達部材としての
ブロック１３と、引張りコイルスプリング１４とが挿置
されている。

【００１８】ブロック１３は切り込み１０ａに移動自在
に凹凸嵌合され、切り込み１０ａに案内されて慣性輪１
０の半径方向に移動可能となっている。また、ブロック
１３は金属等の重量の重い素材で形成され、慣性輪１０
の回転時にその遠心力で切り込み１０ａに沿って慣性輪
１０の半径方向外側に移動可能となっている。

【００１９】このブロック１３は回転輪９の内周壁と対
向し、かつその幅寸法が回転輪９の切込部９ｂの幅寸法
よりも小さく設定され、慣性輪１０の半径方向への移動
により慣性輪１０の外周外側に出没して回転輪９の切込
部９ｂに係合離脱可能となっている。そして、図３に示
されるようにブロック１３が回転輪９の切込部９ｂに係
合した状態では、慣性輪１０を回転操作したときにブロ
ック１３を介して慣性輪１０の回転力が回転輪９に伝達
されて回転輪９が慣性輪１０に追従回転し、図３に示さ
れるようにブロック１３が回転輪９の切込部９ｂから離
脱した状態では、慣性輪１０を回転操作したときに慣性
輪１０が回転輪９に対して相対回転して空回りするよう
になっている。

【００２０】引張りコイルスプリング１４はブロック１
３と切り込み１０ａの内壁との間に張設されている。そ
して、慣性輪１０の回転速度が所定速度以下のときに
は、図２に示されるように引張りコイルスプリング１４
のばね力により、ブロック１３が回転輪９の切込部９ｂ
から離脱した位置に保持され、慣性輪１０の回転速度が
所定速度を超えたときには、その遠心力により図３に示
されるようにブロック１３が引張りコイルスプリング１
４のばね力に抗して回転輪９の切込部９ｂと係合するよ
うになっている。

【００２１】次に作用を説明する。ハンドル１２を把持
して慣性輪１０を回転操作すると、その初期時には引張
りコイルスプリング１４のばね力によりブロック１３が
回転輪９の切込部９ｂから離脱した位置に保持されて慣
性輪１０が回転輪９に対して空回りし、回転輪９やロー
タ２が慣性輪１０の回転抵抗となることがなく、慣性輪
１０にそれ程大きな回転操作力を付与しなくとも慣性輪
１０を回転操作できる。

【００２２】そして、慣性輪１０の回転速度が所定速度
を超えると、その遠心力でブロック１３が引張りコイル
スプリング１４のばね力に抗して回転輪９の切込部９ｂ
と係合して慣性輪１０の回転力が回転輪９に伝達され、
この回転力は回転輪９を介してロータ２の回転力として
作用してロータ２が回転する。

【００２３】ここで、ブロック１３が回転輪９の切込部
９ｂと係合するときには、慣性輪１０の回転速度が所定
速度を超えるので、慣性輪１０にその回転操作力に加え
て慣性力が付与されて当該回転操作力と当該慣性力が慣
性輪１０の回転力として作用し、ブロック１３が回転輪
９の切込部９ｂと係合したときには、慣性輪１０の回転
操作力と慣性輪１０の慣性力がロータ２の回転力として
作用する。

【００２４】したがって、慣性輪１０を回転操作してロ
ータ２を回転すれば、始動時に慣性輪１０の回転操作力
に加えて慣性輪１０の慣性力がロータ２の回転力として
作用して慣性輪１０にそれ程大きな回転操作力を付与し
なくともロータ２を回転でき、始動時に必要な回転操作
力が低減されて容易に始動できる。

【００２５】なお、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
するととともに慣性輪１０を駆動軸６に回転輪９と相対
回転可能に軸支して倍速歯車８を省略するようにしても
よい。

【００２６】また、上記実施例では、ステータ１に鉄心
部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に鉄心部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回転輪と、当該回転輪に対
して同軸的かつ相対回転自在に軸支されるとともに回転
操作可能に設けられる慣性輪とを有し、慣性輪には当該
慣性輪の回転速度が所定速度を越えたときにその遠心力
で回転輪と係合して当該慣性輪の回転力を回転輪に伝達
する回転力伝達部材が設けられているので、始動時に必
要な回転操作力が低減され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】ブロックの作動を図２に対応して示した平面図
である。

【符号の説明】

１ ステータ ２ ロータ ９ 回転輪 １０ 慣性輪 １３ ブロック（回転力伝達部材）

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回転輪と、当該回転輪に対し
   て同軸的かつ相対回転自在に軸支されるとともに回転操
   作可能に設けられる慣性輪とを有し、 上記慣性輪には、当該慣性輪の回転速度が所定速度を越
   えたときにその遠心力で上記回転輪と係合して当該慣性
   輪の回転力を上記回転輪に伝達する回転力伝達部材が設
   けられていることを特徴とする発電機。