JPS6047828B2 - 携帯用発電装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、携帯時の揺動によつて回転する回転錘の機
械的エネルギーを、種々の伝達機構を通して電気的エネ
ルギーに変換し、例えば電子腕時計の電源として用する
ことができる携帯用発電装置に関する。

携帯用の電子装置、例えは電子腕時計は、一般に電源
として銀電池、水銀電池等の一次電池を使用しているた
め、エネルギー消費に伴なつて次第に起電力ぎ低下し、
一定期間使用後は新しい電池と交換しなければならず、
使用者にとつて不利不便を免れなかつた。

本発明は叙上の点に鑑み、携帯用の電子装置の内部に
組み込むことができ、且つ、例えば電子腕時計の内部に
収納した二次電池に電気的エネルギーを供給し、充電を
行なつて常に所望のエネルギー容量を保持させることの
できる携帯用発電装置を提供しようとするものてある。

以下に本発明の実施例を図面に基づき説明する。 第
１図において、１は回転錘で、この回転錘１は、ボール
ベアリング等の軸受２を介して回転自在に支持されてい
る。

上記回転錘１は、自動巻腕時計の回転錘と同様に構成さ
れ、姿勢の変化によつて矢印Ａで示すように任意の回転
方向に揺動し、回転する。 ３は上記回転錘１の回転を
一方向のみの回転に変換する回転変換機構で、この回転
変換機構３は上記回転錘１に設けられた偏心ピン４と、
この偏心ピン４に支持され、上記回転錘１の回転に従つ
て往復動作されるマジックレバー５と、このマジックレ
バー５によつて一方向のみに回転される伝え車６と、こ
の伝え車６に噛み合う中間車７とから構成されている。

上記回転変換機構３の中間車７は、エネルギー蓄積車と
してのガンキ車８を駆動する。ガンギ車８は、中間車７
に噛み合うカナ９を有した軸部１０と、ガンギ歯１１ａ
，１１ｂ，１１ｃを有する回転輪１２と、この回転輪１
２の上面に設けられ、回転輪１２と一体的に回転する間
欠回転伝え車１３とから成り、回転錘１２は、バネ１４
を介して軸部１０に連繋される（第１図、第２図）。バ
ネ１４は、回転エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積部
材として機能する。ガンギ車８は制御装置１５によつて
間欠回転するように回転制御されてエネルギーの蓄積、
放出が行なわれる。制御装置１５は、上記中間車７に噛
み合うカナを有するカム１６と、このカム１６及び上記
ガンギ歯１１ａ，１１ｂ，１１ｃによつてアングル真１
７を回転中心軸として揺動される制御部材としてのアン
グル１８とから構成されている。アングル１８は、ガン
ギ歯１１ａ，１１ｂ，１１ｃに噛み合う部分としての一
対のツメ１９，２０を有している。一方のツメ１９は短
く形成され、他方のツメ２０は長く形成される。ガンギ
車８の間欠回転は、間欠回転伝え車１３によつてロータ
ー車２１に伝達される。

ローター車２１は、間欠回転伝え車１３と噛み合い、軸
部２２に支持されている。この軸部２２には磁石もしく
は他の磁性材料から成るローター２３を固着．し、ロー
ター２３はローター車２１と同軸上に一体的に回転する
よう構成する。このローター２３に対向してコイルを巻
装したステーター２４を設け、このステーター２４をリ
ード線２５，２６を介しそ整流器２７に接続し、この整
流器２７を、リード線２８，２９及ひ電極端子３０，３
１を介して二次電池３２に接続する。二次電池３２とし
て、例えば銀電池、ニッケル−カドミウムアルカリ蓄電
池等を用いる。３３，３４は、出力端子でリード線３５
，３６を介して電極端子３０，３１に接続されている（
第２図）。

上記ローター車２１、ローター２３、ステーター２４か
ら成る機構として、ステップモーターを用いることがで
きる。二次電池３２として、銀電池の如く、一次電池の
機能をも備えた電池を使用すると、装置の動作の確実性
と電池使用可能時間を長くすることができる点で特に大
きな効果をもたらすことができる。このように構成され
た携帯用発電装置は、携帯時の揺動によつて回転錘１が
矢印Ａ方向に任意に回転し、この回転錘１の回転は、回
転変換機構３を介して一方向のみの回転に変換され（矢
印Ｆ，Ｇ）、ガンギ車８に伝達される。

ガンギ車８の軸ノ部１０は中間車７と噛み合うカナ９を
介して矢印Ｂ方向に回転される。このとき、回転輪１２
のガンギ歯１１ａは、アングル１８のツメ２０に当接し
ているため、軸部１０の回転によつても回転輪１２（及
び間欠回転伝え車１３）は回転せす停止状態に維持され
る。そのため、軸部１０と回転輪１２を連繋するバネ１
４は、軸部１０の回転に伴なつて弾性変形し、回転方向
に強く引張される結果、バネ１４は、回転錘１の回転エ
ネルギーを蓄積することができる。中間車７の回転によ
つてカム１６は矢印Ｃ方向に回転し、このときアングル
１８は第１図において下方に押動され、アングル真１７
を中心軸として矢印Ｄ１方向に回転する。

このアングル１８の回転によつてツメ２０はガンギ歯１
１ａから離れ、当接状態が解除されるため、バネ１４が
その弾性変形て蓄積した力によつて勢いよく元の状態に
復元しようとし、それに蓄積されたエネルギーが瞬間的
に放出されるため、バネ１４に連繋された回転輪１２が
勢いよく矢印Ｂ方向に回転する。この回転輪１２の回転
に伴ない、間欠回転伝え車１３も回転輪１２と共に一体
的同方向（矢院印Ｂ方向）に回転し、これと噛み合うロ
ーター車２１を矢印Ｅ方向に回転させる。このローター
車２１の回転によつて、ローター２３が一体的に同方向
（矢印Ｅ方向）に回転し、このローター２３の回転によ
つてステーター２４のコイルに電流が流れ、起電力が発
生する。回転輪１２の回転に伴ないガンギ歯１１ｂがツ
メ１９に当接する。

しかしながら、ツメ１９は短く形成されているため、ガ
ンギ歯１１ｂの回転を停止するに至らず、ガンギ歯１１
ｂの回転力によつて排動され、ツメ１９は下方に押され
て、その結果、アングル１８は矢印Ｄ２方向に回転する
。従つてアングル１８は旧位置に復帰し、ガンギ歯１１
ｂはツメ２０に当接して停止状態になる（ツメ２０は長
く形成してあり、ガンギ歯に対記停止作用を及ぼす。）
カム１６が再びアングル１８を押動すれば、前記動作が
繰り返され、その都度、ステーター２４に起電力が発生
する。しかして、上記回転錘の回転エネルギーが上記エ
ネルギー蓄積車に一定値まで蓄積された後に放出されて
ローターを回転させるため、その発生起電力も一定値以
上となる。

この起電力を充電に必要な値より大きくなるように設定
しておくと、発生した起電力は整流器２７により整流さ
れて二次電池３２に印加され、充電が行なわれる。本発
明は上記の如く構成したので、例えば本発明を電子腕時
計に組み込んで使用した場合、使用者が腕を動かす度に
回転錘１が何回ななく回転し、この回転エネルギーをエ
ネルギー蓄積車によつて一定値まで蓄積すると共に、蓄
積されたエネルギーを間欠的にローター車２１に伝達し
てローター２３を勢いよく回転させ、ステーター２４に
充分に充電可能な起電力を発生させ、この発生した起電
力を二次電池３２に印加して充電することができ、その
結果、電子腕時計の電源を絶えず所望のエネルギー状態
に維持することができる。普通、回転錘１の回転量は、
各１回だけでは電池に充電するのに充分な起電力を生じ
させるだけの回転量（回転角度）に至らないが、本発明
によれば、エネルギー蓄積車を用いているから、回転錘
１の回転エネルギーを蓄積することによつて電池を充電
するのに充分な起電力を生じさせることができる。しか
して、本発明によれは、従来の電子腕時計のように、特
に消費電力を小さくおさえた上で１年乃至２年毎に電池
を交換する必要がなく、１つの電池を極めて長い期間使
用することができ、使用者に余計な経済的負担をかける
ことがなくなると共に、電池の消耗による誤動作、時刻
の遅れ、或いは動作停止等の不都合を招くおそれがない
。また本発明は、エネルギー蓄積車の間欠回転を伝達す
るローター車２１によつてローター２３が回転し、この
ローター２３の回転によつて起電力を発生せしめるよう
に構成したから、エネルギー伝達は円滑に行なわれると
共に、生じる起電力も大きい。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の
改良、変形が可能である。

たとえば、腕時計用の運動転換器を構成するローター車
、ローター、ステーターからなるステップモータ部品は
、本発明の発電装置にそのまま利用できるから、コスト
的にも安価なものとなる上、ステップモーターの製造技
術も確立しているから量産が容易であり、製造上極めて
有利である。また、ローター車の歯数（もしくは直径）
を間欠回転伝え車の歯数（もしくは直径）より少なく（
もしくは小さく）したり、ローター車と間欠回転伝え車
の間に適当な歯車等を設けて、間欠回転伝え車からロー
ター車への運動伝達系を増速輪列系にすることにより、
発電、充電効率を上げることができる。さらに以上の運
動伝達系は、必ずしも歯車による必要はない。たとえば
、マサツ抵抗を利用して回転させることもできる。本発
明による携帯用発電装置は、電子腕時計に用いられるだ
けでなく、携帯用の無線送受信機や電子卓上計算機等、
種々の携帯用電子装置に取り付け使用することがてき、
その用途は大きい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は本発明の
平面図、第２図はガンギ車と中間車及びローター車との
噛み合い状態を示す概略側面図で”ある。 １・・・・・・回転錘、３・・・・・回転変換機構、５
・・・・・・マジックレバー、６・・・・・・伝え車、
７・・・・・中間車、８・・・・ガンギ車、９・・・・
・カナ、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ・・・・・・ガンギ歯
、１２・・・・・・回転輪、１３・・・・・・間欠回転
伝え車、１４・・・・・・バネ、１５・・・・・・制御
装置、１６・・・・・・カム、１８・・・・・・アング
ル、１９，２０・・・・・・ツメ、２１・・・・・ロー
ター車、２３・・・・・・ローター、２４・・・・コイ
ルを巻装したステーター。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 姿勢変化により回転される回転錘と、この回転錘の
   回転を一方向のみの回転に変換する回転変換機構と、こ
   の回転変換機構から伝達される回転力を蓄積するエネル
   ギー蓄積部材を有するエネルギー蓄積車と、このエネル
   ギー蓄積車に噛合して作動し前記エネルギー蓄積車を間
   欠回転に制御する制御装置と、前記エネルギー蓄積車の
   間欠回転を伝達するロータ車と、このロータ車と一体的
   に回転するロータと、このロータに対向して設けられた
   コイルを巻装したステータとを備え、前記エネルギー蓄
   積車の間欠回転を伝達するロータ車によつてロータが回
   転し、このロータの回転によつて起電力を発生せしめる
   ようにしたことを特徴とする携帯用発電装置。 ２ ロータおよびステータに腕時計用運動転換器を用い
   た特許請求の範囲第１項記載の携帯用発電装置。 ３ ロータ車の歯数もしくは直径を間欠回転伝え車の歯
   数もしくは直径よりも少なくもしくは小さくした特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載の携帯用発電装置。 ４ 間欠回転伝え車からロータ車への運動伝達系を増速
   輪列系にした特許請求の範囲第１項又は第２項記載の携
   帯用発電装置。