(57)【要約】【課題】ゼンマイバネを典型例とする各種付勢手段のエネルギーをより長時間に亘って放出したり、その付勢力をより増大させて出力したり、することが可能な蓄転器を比較的簡易・軽量な構成で実現すること等を目的とする。【解決手段】回転力を付勢する付勢手段と、付勢手段の一端が外輪または内輪の一方に固定されたワンウェイベアリングと、を備える単位蓄転器、を複数備える蓄転器であって、複数の単位蓄転器の各々のワンウェイベアリングは、外輪または内輪の他方が互いに連結され、付勢手段の他端は、隣接する単位蓄転器の付勢手段の一端と、連結され、ワンウェイベアリングの外輪と内輪との間で、回転力を出力する蓄転器とする。【選択図】図１
2020039663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転力を付勢する付勢手段と、前記付勢手段の一端が外輪または内輪の一方に固定されたワンウェイベアリングと、を備える単位蓄転器、を複数備える蓄転器であって、
前記複数の単位蓄転器の各々の前記ワンウェイベアリングは、外輪または内輪の他方が互いに連結され、
前記付勢手段の他端は、隣接する単位蓄転器の付勢手段の一端と、連結され、
前記ワンウェイベアリングの前記外輪と前記内輪との間で、回転力を出力し、
前記付勢手段へのエネルギーの蓄積と放出とを同時並行に遂行可能であり、
各付勢手段の外端が出力側に隣接配置される付勢手段の内端に固定される一方で、各付勢手段の内端は各々の備えるワンウェイベアリングの外輪に固定されている
ことを特徴とする蓄転器。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄転器において、
前記複数の単位蓄転器は、同軸に位置するように連続配置される
ことを特徴とする蓄転器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の蓄転器において、
前記付勢手段は、バネである
ことを特徴とする蓄転器。
【請求項４】
請求項３に記載の蓄転器において、
前記バネは、ゼンマイバネである
ことを特徴とする蓄転器。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の蓄転器において、
前記複数の単位蓄転器の各々の前記付勢手段は、出力側に向けて次第に大きい回転力の付勢手段である
ことを特徴とする蓄転器。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の蓄転器において、
前記複数の単位蓄転器の各々の前記付勢手段は、特性が同一の付勢手段である
ことを特徴とする蓄転器。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の蓄転器において、
前記蓄転器の回転力を出力可能な継続時間は、前記単位蓄転器が単独で回転力を出力可能な継続時間より大きい
ことを特徴とする蓄転器。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の蓄転器において、
前記ワンウェイベアリングの内輪には、軸芯棒が連結される
ことを特徴とする蓄転器。
【請求項９】
請求項８に記載の蓄転器において、
前記軸芯棒は回転不可能に固定され、前記ワンウェイベアリングの外輪が回転力を出力する
ことを特徴とする蓄転器。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の蓄転器を備える
ことを特徴とする発電機。
【請求項１１】
請求項１０に記載の発電機において、
前記発電機は風力発電機である
ことを特徴とする発電機。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の蓄転器を備える
ことを特徴とする自転車。
【請求項１３】
請求項９に記載の蓄転器において、
前記付勢手段と前記ワンウェイベアリングと前記軸芯棒とを保持する筐体をさらに備え、
前記軸芯棒の両端は、それぞれ前記筐体に固定される
ことを特徴とする蓄転器。
【請求項１４】
請求項１３に記載の蓄転器において、
入力端側の前記単位蓄転器の前記ワンウェイベアリングの外輪に対する入力回転を、前記筐体の外部から入力するための入力回転伝達機構をさらに備える
ことを特徴とする蓄転器。
【請求項１５】
請求項１３または請求項１４に記載の蓄転器において、
出力端側の前記単位蓄転器の付勢手段の外端が前記軸芯棒のさらに出力側に内輪が固定された出力用ワンウェイベアリングと、
前記出力用ワンウェイベアリングの外輪の回転を前記筐体の外部に取り出すための出力回転伝達機構とをさらに備える
ことを特徴とする蓄転器。
【請求項１６】
入力端側の前記単位蓄転器の前記ワンウェイベアリングの外輪に対する入力回転を、前記筐体の外部から入力するための入力回転伝達機構と、
出力端側の前記単位蓄転器の付勢手段の外端が前記軸芯棒のさらに出力側に内輪が固定された出力用ワンウェイベアリングと、前記出力用ワンウェイベアリングの外輪の回転を前記筐体の外部に取り出すための出力回転伝達機構とをさらに備える請求項１３に記載の蓄転器を少なくとも二個以上隣接配置された蓄転装置であって、
隣接する一方の前記蓄転器の入力回転伝達機構と他方の前記蓄転器の出力回転伝達機構とが互いに連結された構成を備える
ことを特徴とする蓄転装置。
【請求項１７】
風力で回転する回転羽根と、
前記回転羽根の回転力が入力される請求項１６に記載の蓄転装置と、
前記蓄転装置の出力を動力源として発電する発電機と、を備える
ことを特徴とする風力発電システム。
【請求項１８】
請求項１７に記載の風力発電システムにおいて、
前記蓄転装置の各蓄転器の出力トルクは、出力側にいくほど大きい
ことを特徴とする風力発電システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載の風力発電システムにおいて、
前記付勢手段はゼンマイバネであり、各蓄転器の前記ゼンマイバネの厚さは出力側にいくほど厚く構成されている
ことを特徴とする風力発電システム。
【請求項２０】
波力で上下する複数の浮子と、
前記複数の浮子の上下運動をそれぞれ軸支して回転力として伝達する複数の波力発電用ワンウェイベアリングと、前記複数の波力発電用ワンウェイベアリングの同一方向の回転力が伝達される回転ベルトと、
前記回転ベルトの回転力が入力される請求項１６に記載の蓄転装置と、
前記蓄転装置の出力を動力源として発電する発電機と、を搭載して水上に浮かぶ浮体を備える
ことを特徴とする波力発電システム。
【請求項２１】
請求項２０に記載の波力発電システムにおいて、
前記蓄転装置の各蓄転器の出力トルクは、出力側にいくほど大きい
ことを特徴とする波力発電システム。
【請求項２２】
請求項２１に記載の波力発電システムにおいて、
前記付勢手段はゼンマイバネであり、各蓄転器の前記ゼンマイバネの厚さは出力側にいくほど厚く構成されている
ことを特徴とする波力発電システム。
【請求項２３】
水流で回転する複数の回転羽根と、
前記複数の回転羽根の回転運動をそれぞれ軸支して伝達する複数の水力発電用ワンウェイベアリングと、前記複数の水力発電用ワンウェイベアリングの同一方向の回転力が伝達される回転ベルトと、
前記回転ベルトの回転力が入力される請求項１６に記載の蓄転装置と、
前記蓄転装置の出力を動力源として発電する発電機と、を搭載して水上に浮かぶ浮体を備える
ことを特徴とする水力発電システム。
【請求項２４】
請求項２３に記載の水力発電システムにおいて、
前記蓄転装置の各蓄転器の出力トルクは、出力側にいくほど大きい
ことを特徴とする水力発電システム。
【請求項２５】
請求項２４に記載の水力発電システムにおいて、
前記付勢手段はゼンマイバネであり、各蓄転器の前記ゼンマイバネの厚さは出力側にいくほど厚く構成されている
ことを特徴とする水力発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄えるエネルギー及び放出するエネルギーをより大きくできる蓄転器等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、機械的な動力、特に回転トルクを発生させる機械的な構成としてゼンマイバネが知られている。ゼンマイバネは、現在のような電気的・電子的なモータが普及するまでの間において、動作部分を備える玩具や時計、オルゴール、置物等、比較的安価で軽量な動力貯蓄源として極めて広く使用されてきた。しかし、電気モータの普及とともに二次電池等の軽量・小型な電気エネルギー源が普及するにつれて、次第に電気的な動力に置き換えられることとなって、現在では骨とう品や一部の工芸品等を除けば利用される場面を見出すことが困難となっている。【０００３】
ここで、特許文献１には、ぜんまいばねの限界を越えた巻き上げを防止しながら、ぜんまいばねに蓄積されるエネルギーを可及的に増大させ、しかも、それ以上のぜんまいばねの巻き上げに対しては、そのエネルギーを保持しながらオーバーランできるようにしたぜんまいばね機構を得ることを解決課題とする発明が開示されている。更に、具体的な技術的課題として、ぜんまいばねを巻き上げるとき、その内端側から次第に縮径し、次第にそのぜんまいばねの外端側まで小径化が及んで、ぜんまいばねに充分なエネルギーが蓄積された後に、その外端部とぜんまいばね収容室内面との係合が外れてオーバーランするような理想的なぜんまいばね機構を得ることが記載されている。【０００４】
特許文献１のぜんまいばね機構は、うず巻き状のぜんまいばねの内端を入出力部材に連結すると共に、そのぜんまいばねの外端側を、係合用凹凸を介してぜんまいばねのケーシングの内周面に係合させ、該係合用凹凸を、ぜんまいばねの巻上げ量が巻上げ限界を越えたときの該ぜんまいばねの小径化によりその係合を外し、その結果の巻き戻しに伴う大径への復帰により再係合を行うものとしたぜんまいばね機構において、上記うず巻き状のぜんまいばねにおける巻き径の内側の剛性を小さく、外側の剛性を高くしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２６９６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、このような機械的なバネの最大の短所は、電気的モータ等に比較すると動作継続時間が大きく制約されて短いことにある。説明を要するまでもないと思われるが、電気モータは故障や製品寿命を除けば電力を供給し続ける限り、極めて長時間に亘って動作し続けることが可能である。一方、ゼンマイバネを典型例とする各種バネ類は、人力等によって反転動作などでバネに蓄えられたエネルギーを、ある程度時間をかけながら徐々に放出していく機構であるため、動作継続時間が圧倒的に短く、エネルギー放出に伴い再度巻き上げ等のエネルギー再蓄積をするための反転動作等が必要となる。【０００７】
さらに、電気モータの場合の供給等電力は、電気エネルギーから、二次電池や各種バッテリー等に、その形質を変えた電気化学的エネルギーとして大容量で蓄えておくことが可能である。しかし、ゼンマイバネ等の場合には、機械的な反発力であるバネの付勢を静止しておくことにより、機械的にエネルギーを蓄えるものであるから、蓄積エネルギーは電気に比して小さくならざるを得ない。しかし、化石燃料の大量消費に対する種々の懸念が大きくクローズアップされて、省エネルギーや自然エネルギーが注目される現代においては、機械的により大きなエネルギーを蓄えて適宜放出することができれば、その用途は広範に展開可能であると期待される。【０００８】
本発明は、上述の問題点に鑑み為されたものであり、ゼンマイバネを典型例とする各種付勢手段のエネルギーをより長時間に亘って放出したり、その付勢力をより増大させて出力したり、することが可能な蓄転器を比較的簡易・軽量な構成で提供すること等を目的とする。また、本発明は、蓄えるエネルギー及び放出するエネルギーがより大きな蓄転器等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の蓄転器は、回転力を付勢する付勢手段と、付勢手段の一端が外輪または内輪の一方に固定されたワンウェイベアリングと、を備える単位蓄転器、を複数備え、複数の単位蓄転器は、ワンウェイベアリングの外輪または内輪の他方が互いに連結され、付勢手段の他端は、隣接する単位蓄転器の付勢手段の一端と、連結され、ワンウェイベアリングの外輪と内輪との間で、回転力を出力することを特徴とする。【００１０】
本発明の蓄転器は、好ましくは複数の単位蓄転器が、同軸に位置するように連続配置されることを特徴とする。【００１１】
本発明の蓄転器は、さらに好ましくは付勢手段が、バネであることを特徴とする。【００１２】
本発明の蓄転器は、さらに好ましくはバネが、ゼンマイバネであることを特徴とする。【００１３】
本発明の蓄転器は、さらに好ましくは複数の単位蓄転器の各々の付勢手段が、出力側に向けて次第に大きい回転力の付勢手段であることを特徴とする。【００１４】
本発明の蓄転器は、さらに好ましくは複数の単位蓄転器の各々の付勢手段が、特性が同一の付勢手段であることを特徴とする。【００１５】
本発明の蓄転器は、さらに好ましくは蓄転器の回転力を出力可能な継続時間が、単位蓄転器が単独で回転力を出力可能な継続時間より大きいことを特徴とする。【００１６】
本発明の蓄転器は、さらに好ましくは付勢手段の一端が、ワンウェイベアリングの外輪に連結され、ワンウェイベアリングの内輪には、軸芯棒が連結されることを特徴とする。【００１７】
本発明の蓄転器は、さらに好ましくは、軸芯棒が回転不可能に固定され、ワンウェイベアリングの外輪が回転力を出力することを特徴とする。【００１８】
本発明の発電機は、上述の蓄転器を備えることを特徴とする。【００１９】
本発明の発電機は、好ましくは風力発電機であることを特徴とする。【００２０】
本発明の自転車は、上述の蓄転器を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
ゼンマイバネを典型例とする各種付勢手段のエネルギーをより長時間に亘って放出したり、その付勢力をより増大させて出力したり、することが可能な蓄転器等を比較的簡易・軽量な構成で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）は、第一の実施形態にかかる蓄転器の構成概要例を説明する側面図であり、（ｂ）は、第一の実施形態にかかる蓄転器を構成する一の単位蓄転器の構成を説明する正面概要図である。
【図２】第一の実施形態にかかる単位蓄転器の構成をさらに詳細に説明するための構成概要図である。
【図３】第一の実施形態にかかる単位蓄転器の構成をさらに詳細に説明するための構成概要図である。
【図４】その他の実施態様について説明する構成概要図である。
【図５】蓄転器をハウジングに保持して任意の複数個連結し易いように構成するとともに、蓄転器の内部で生じる回転力を外部に取り出し容易にした構成概要を説明する側面図である。
【図６】（ａ）は蓄転装置の回転入力面側を説明する左側面図であり、（ｂ）は蓄転装置の回転出力面側を説明する右側面図である。
【図７】（ａ）は回転入力歯車の構成概要を説明する図であり、（ｂ）は伝達歯車の構成概要を説明する図である。
【図８】図５に示す蓄転器を複数個連結した蓄転装置を説明する図であって、より大きな回転出力やより長時間の回転出力を可能とするような連結構成態様のバリエーションを説明する図である。
【図９】上述の蓄転装置を備える実施例にかかる風力発電システムの構成概要を説明する図である。
【図１０】上述の蓄転装置を備える実施例にかかる波力発電システムの構成概要を説明する図である。
【図１１】上述の蓄転装置を備える実施例にかかる水力発電システムの構成概要を説明する図である。
【図１２】上述の蓄転装置を備える実施例にかかるアシスト自転車の構成概要を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本実施形態で説明する蓄転器は、ゼンマイバネやその他の回転力を出力するバネ、ゴム等弾性体等の付勢手段をワンウェイベアリングに接続した単位構成を、任意の複数個だけ連結する構造を備える。そして、このような付勢手段を連結する数を増やす程に、回転力をより増大（増幅）させたり、回転出力継続時間をより長くしたりすることが可能となるものである。
【００２４】
具体的には、例えば同一特性のバネを１０個連結すれば、当該バネ１個の場合に比較して１０倍の回転出力継続時間とすることができ、また、出力側にいくに従って次第に（段階的に）大きな出力のバネを順次連結する構成とすれば、各バネの回転力が増幅されたより大きな回転力を出力することも可能になる。
【００２５】
ワンウェイベアリングは、ワンウェイクラッチ（One-Way Clutch）やフリーホールとも称されることがあり、特定の一方の方向のみに回転力を伝達することができる。また、ワンウェイベアリングは、同軸上の内輪と外輪の間で一方向のトルクを伝達する構造を備えている。そこで、以下図面に基づいて本実施形態について詳細に説明する。
【００２６】
（第一の実施形態）
図１（ａ）は、第一の実施形態にかかる蓄転器１０００の構成概要例を説明する側面図であり、図１（ｂ）は、第一の実施形態にかかる蓄転器１０００を構成する一の単位蓄転器１００の構成を説明する正面概要図である。図１（ａ）において、蓄転器１０００は、一例として１０個の単位蓄転器１００を連結して構成されるものし、各単位蓄転器１００は同一特性のゼンマイバネ１１００を備える構成例として説明している。
【００２７】
図１に示すように、蓄転器１０００は、単位蓄転器１００のゼンマイバネ１１００（１）の内端１１２０がワンウェイベアリング１２００の外輪１２１０に固定され、ゼンマイバネ１１００（１）の外端１１１０が、隣接するゼンマイバネ１１００（２）の内端にハウジング１１１１を介して固定されている。
【００２８】
また、各単位蓄転器１００は同一の構成を有していることから、すなわち、各ゼンマイバネ１１００の外端１１１０が出力側に隣接配置されるゼンマイバネ１１００の内端１１２０に固定される一方で、各ゼンマイバネ１１００の内端１１２０は各々の備えるワンウェイベアリング１２００の外輪に固定されているものとなる。
【００２９】
また、図１（ａ）に示すように、各単位蓄転器１００のワンウェイベアリング１２００は、それぞれ軸芯棒１３００に固定されている。このような構成により、例えば回転入力端１４００を回転させて各ゼンマイバネ１１００を巻いた状態で、軸芯棒１３００を回転不可に固定することで、回転出力端１５００には、単位蓄転器１００単独よりもさらに大きな（典型例としては１０倍）回転力を出力することができる。また、その回転出力継続時間も単位蓄転器１００単独よりもさらに長い（典型例としては１０倍）ものとできる。
【００３０】
ワンウェイベアリング１２００は、バネの付勢によりその内輪と外輪との間で相対的に一方向の回転力を出力することができるので、仮に、回転入力端１４００を回転させて各ゼンマイバネ１１００を巻いた状態で、回転入力端１４００及び／または回転出力端１５００を回転不可に固定すれば、上述の場合とは逆に、軸芯棒１３００を回転させる構成とすることもできる。
【００３１】
また、図１（ｂ）から理解できるように、ゼンマイバネ１１００の外端１１１０は、ハウジング１１１１の外側内壁に固定されるものとし、ゼンマイバネ１１００の内端１１２０は、ワンウェイベアリング１２００の外輪１２１０に固定されるものとできる。また、ワンウェイベアリング１２００の内輪１２２０は、軸芯棒１３００に固定されるものとする。
【００３２】
図１において軸芯棒１３００は、計１０個の単位蓄転器１００の中心を貫いており、計１０個のワンウェイベアリング１２００の内輪１２２０が、それぞれ軸芯棒１３００に対して固定されている。なお、図１（ｂ）においては、説明の都合上内輪１２２０と軸芯棒１３００との間に隙間があるように描画されているが、この両者間の固定方法としては、同一径に構成して接着剤や溶接等により密着して当接固定してもよいし、ギアや歯車構造等を採用して機械的に噛み合わせ固定する構成としてもよい。
【００３３】
このような固定方法は、外輪１２２０と内端１１２０との間の固定でも同様である。なお、図１（ａ）において、軸芯棒１３００の最も両外側に配置されているワンウェイベアリングは、それぞれ通常の（ツーウェイ）ベアリングで構成することもできるが、回転力の伝達等に関連する機械的な強度をより向上させる観点からは、ワンウェイベアリングとすることが好ましい。
【００３４】
図２及び図３は、第一の実施形態にかかる単位蓄転器１００の構成をさらに詳細に説明するための構成概要図である。図２及び図３においては図１に示した単位蓄転器１００のハウジングを開放してゼンマイバネ１１００を露出させた状態について示しているが、説明の便宜上、ワンウェイベアリング及び軸芯棒は記載を省略している。図２において、ゼンマイバネ１１００の外端１１１０は、当該ハウジング１１１１の外周の内壁のスリット孔Ｓ１に固定される。また、ゼンマイバネ１１００の内端１１２０は、筒状部材１１１のスリット孔Ｓ２に固定されている。スリット孔Ｓ１やスリット孔Ｓ２への固定は、図に示すようにゼンマイバネ１１００の端部をそれぞれこれに挿入したうえで脱抜されないように折り曲げておくものとしてもよい。
【００３５】
また、図３から理解できるように、ある一つのゼンマイバネ１１００を保持・収納する空間を形成する筒状部材１１１（１）及びハウジング１１１１（２）は、当該ゼンマイバネ１１００を介してのみ物理的に連結されている。そして、図３においては、当該筒状部材１１１は図３（ａ）のハウジング１１１１（１）と一体的に連結固定（または一体的に成形）されており、当該ハウジング１１１１（１）は単位蓄転器１００の筒状部材１１１（１）と一体的に連結固定（または一体的に成形）されている。ここで、図３において図３（ａ）と図３（ｂ）として示した各部品は、図３に示す状態において、それぞれが別途独立に不図示の軸芯棒に対して回転可能に構成された回転部品である。
【００３６】
すなわち、図２及び図３において、ある一つの巻かれたゼンマイバネ１１００に着目すれば、当該ゼンマイバネ１１００の内端１１２０と外端１１１０とはバネ中心に対して互いに逆回転方向に回転力を有するところ、その両端は隣接するワンウェイベアリングの外輪に対して当該逆方向の回転力をそれぞれ付勢するものとなる。
【００３７】
より詳細には図３において、内端１１２０は筒状部材１１１（１）を介してワンウェイベアリングの外輪に回転力を付勢しようとするし、外端１１１０はそれが係止されたハウジング１１１１（２）及びこれに連結固定（または一体的に成形）された筒状部材１１１（２）を介して隣接する単位蓄転器のワンウェイベアリングの外輪に逆方向の回転力を付勢しようとする。
【００３８】
そして、隣接配置された外輪へそれぞれ一つのバネから付与される異なる方向の回転力のいずれか一方は、ワンウェイベアリングの特性に基づいて、内輪へ伝えられることはなく遮断されるものとなる。このようなワンウェイベアリングを含む作用機序によって、ある一つの巻かれたゼンマイバネ１１００は、軸芯棒に対して特定の一方向にのみに回転力を出力することができる。
【００３９】
また、当該ベアリングの内輪と外輪との間に付勢される回転力は相対的なものであるから、いずれか一方を回転不能に固定すれば、他方に回転力が出力される関係性を有することもできる。従って、本実施形態の軸芯棒１３００と、回転入力端１４００と、もこのような関係性を有するものとしてもよい。
【００４０】
（他の実施態様）
図４は、その他の実施態様について説明する構成概要図である。図４（ａ）は、第二の実施形態にかかる蓄転器２０００を示しており、回転入力端２４００が紙面左端の単位蓄転器のワンウェイベアリングと共通の大型ベアリングとして構成されている。また、軸芯棒２３００は軸心を貫く一本の棒状体ではなく、例えば蓄転器２０００を保持・収納する筐体ケースに各単位蓄転器の各々のワンウェイベアリングの内輪が回転不能に係止されるものとしてもよい。また、図４（ａ）に示すように、回転出力端２５００は、軸芯棒２３００等にベアリングで連結しない構成としてもよく、最も右側のゼンマイバネの外端等から回転力を出力可能なように、その形状や直径、大きさ等は任意のものとできる。
【００４１】
また、図４（ｂ）は、第三の実施形態にかかる蓄転器３０００を示しており、回転入力端３４００と回転出力端３５００とが、ワンウェイベアリングの外輪より大きな径とされている。もちろん、回転入力端３４００と回転出力端３５００との双方またはいずれか一方を歯車や任意のギア構成としてもよい。また、軸芯棒３３００は、蓄転器３０００の筐体ケース等に回転不能に固定してもよい。逆に、回転出力端３５００を筐体ケース等に回転不能に固定した場合には、軸芯棒３３００が回転力を出力する構成とすることもできる。なお、例えば回転入力端３４００を回転させることで、放出されて枯渇した回転力であっても再度回転力を蓄えることが可能である。さらに、回転入力端３４００と回転出力端３５００とはその機能を互いに入れ替えることも可能である。
【００４２】
また、図４（ｃ）は、第四の実施形態にかかる蓄転器４０００を示しており、回転入力端４４００と回転出力端４５００とがそれぞれ、軸芯棒４３００に対して二つのベアリングで支持される構成となっている。このような構成によって、回転入力端４４００と回転出力端４５００とに様々な方向からの力が加わるような場合においても、その機械的強度を向上させて耐久性や信頼性を高い構成とできるので好ましい。
【００４３】
上述した本願発明の蓄転器は、風力発電機や自転車等の回転力を蓄えたり出力したり利用したりする機械・器具に適用可能である。例えば、風力発電機は自然エネルギーであるため、風の強い時と弱い時とがあって、一定の発電を維持することは困難であるが、風の強い時に本願蓄転器のバネ巻きをして回転力を蓄えておき、風の弱い時にこれを出力して、発電を機械的に平滑化することも可能である。また、自転車においては、下り坂や平坦道を走行する場合に本願蓄転器のバネ巻きをして回転力を蓄えておき、発進時や登坂時等の大きなトルクが必要な場合に、蓄えた回転力を出力させる機械的アシスト機能として利用することが可能である。また、その他のモーターや回転を用いる各種機械・器具に適用することも可能であることは、説明を要するまでもないと思われる。
【００４４】
（応用展開実施例の説明）
【００４５】
（蓄転装置及びその連結態様）
図５は、上述した蓄転器をハウジングに保持して任意の複数個連結し易いように構成するとともに、蓄転器の内部で生じる回転力を外部に取り出し容易に構成した蓄転器５０００の構成概要を説明する側面図である。また、図６（ａ）は蓄転器５０００の回転入力面側を説明する左側面図であり、図６（ｂ）は蓄転器５０００の回転出力面側を説明する右側面図である。図５においては、説明の便宜上、一部を透過した断面構成として示しているものであるが、蓄転器の構成は既に説明しているのでここでは蓄転器の詳細それ自体の説明は省略する。
【００４６】
図５に説明するように、蓄転器５０００は、筐体５１００と、筐体５１００の内部に保持された複数の単位蓄転器を備える。蓄転器の軸心棒５０５０は、筐体５１００の左右の内側壁に回転不可に固定されている。回転の入力側から説明すると、図５において紙面左側の入力端側には、筐体５１００の左外側壁の中央から第一回転入力歯車５２００が突出しており、該第一回転入力歯車５２００の先端部には複数の係合凹部５２１０が設けられている。この係合凹部５２１０は、隣接して連結される他の蓄転器５０００の係合凸部（詳しくは後述）と係合連結され、回転力を伝達する機能を有する。
【００４７】
また、第一回転入力歯車５２００は図７（ａ）に示すように歯車を備えており、筐体５１００の左内側壁に回転可能に、かつ軸心棒５０５０に同軸となるように、筐体５１００の左内側壁に、固定軸５２２０によって、回転可能に軸支されている。また、第一回転入力歯車５２００の歯車部分は、側面視Ｈ型の伝達歯車５３００の外輪に噛み合う配置構成とされて、伝達歯車５３００の内輪は、軸心棒５０５０を中心に回転可能に配置された第二回転入力歯車５４００に噛み合い係合されている。また、伝達歯車５３００の回転軸５３１０は、筐体５１００の左内側壁に回転可能に支持される。伝達歯車５３００の構成概要を図７（ｂ）に説明している。図７（ａ）は第一回転入力歯車５２００の構成概要を説明する図であり、図７（ｂ）は伝達歯車５３００の構成概要を説明する図である。
【００４８】
また、第二回転入力歯車５４００は入力端側の単位蓄転器５５００に回転を入力可能に構成されるものである。すなわち、第二回転入力歯車５４００が伝達歯車５３００からの入力を受けて軸心棒５０５０を中心に回転すると、単位蓄転器５５００のゼンマイバネ５５２０の内端５５２１が共に回転して回転力を蓄積するように、第二回転入力歯車５４００は内端５５２１に係合固定されている。
【００４９】
なお、既に上述で詳述したように、入力端側の単位蓄転器５５００の内端５５２１とワンウェイベアリングの外輪５５１０とは回転同一に固定されているものとし、ワンウェイベアリングの内輪は軸心棒５０５０に回転不可能に固定されているものとする。また、入力端側の単位蓄転器５５００のゼンマイバネ５５２０の外端５５２２は、隣接配置されて次に回転入力が伝達される単位蓄転器のゼンマイバネの内端に連結されている。
【００５０】
蓄転器５０００からの回転の出力側においては、おおよそ入力側と反対の出力構成及び回転力伝達とすることができる。すなわち、出力端側の単位蓄転器５６００のゼンマイバネ５６２０の外端５６２２が、出力用ワンウェイベアリング５７１０の外輪及び出力用ワンウェイベアリング５７１０の外輪に固定された第二回転出力歯車５７００に、回転出力を付与する。
【００５１】
第二回転出力歯車５７００の回転力は、伝達歯車５８００を介して第一回転出力歯車５９００に伝達されて、筐体５１００の右外側壁の外部へと回転力が取り出されるものとなる。伝達歯車５８００の構成は、図７（ｂ）に示す伝達歯車５３００の構成と同一である。また、第一回転出力歯車５９００の構成は、図７（ａ）に示す第一回転入力歯車５２００の構成と、係合凹部５２１０に代えて係合凸部５９１０が設けられていることを除いて、同一である。また、既に説明しているように、出力端側の単位蓄転器５６００のゼンマイバネ５６２０の内端５６２１は隣接配置される他の単位蓄転器の外端に回転同一に固定されている。
【００５２】
次に、図８は、図５に示す蓄転器５０００を複数個連結した蓄転装置８０００を説明する図であって、より大きな回転出力やより長時間の回転出力を可能とするような連結構成態様のバリエーションを説明する図である。蓄転器５０００は、その内部に配置されたゼンマイバネ等の付勢手段に外部から回転力を蓄積し、また蓄積した回転力を外部に取り出すことが、極めて容易に構成されている。このため、任意の個数を直列に連結したり並列に配置・連結したり、また直列と並列を任意に組み合わせて連結することが容易に可能である。
【００５３】
図８（ａ）に示す態様は、蓄転器５０００（１），５０００（２），５０００（３）を直列に連結したものである。蓄転器５０００（１）よりも蓄転器５０００（２）の各々のゼンマイバネの厚さを厚く構成し、蓄転器５０００（２）よりも蓄転器５０００（３）の各々のゼンマイバネの厚さを厚くなるように構成しておけば、最後に出力される出力（output）を当初の入力（input）よりも、より大きな回転力として出力することが可能である。また、蓄転器５０００（１）よりも蓄転器５０００（２）の各々のゼンマイバネの回転を少なくなるように（例えば、蓄転器５０００（１）の１０回転が蓄転器５０００（２）の５回転となるように）、蓄転器５０００（２）よりも蓄転器５０００（３）の各々のゼンマイバネの回転を少なくなるように（例えば、蓄転器５０００（２）の５回転が蓄転器５０００（２）の１回転となるように）構成しておけば、蓄転器５０００（１）単独で使用する場合の１００回転分の回転を蓄積できるものとなり、より長時間かつ大きな回転エネルギーを蓄積するものとできる。このため、例えば、蓄転器５０００（１），５０００（２），５０００（３）の各連結部分や蓄転装置８０００の入出力端等に回転比やトルクを調整・変更する任意の変換機や歯車等を設けるものとしてもよい。
【００５４】
また、図８（ｂ）に示す態様は、蓄転器５０００（１），５０００（２）を並列に配置接続したものである。図８（ｂ）に示すように、蓄転器５０００（１）の出力端と蓄転器５０００（２）の入力端とを、ベルトやチェーンや歯車等の回転力を伝達可能な公知かつ任意の連結冶具８１００で連結することができる。連結冶具８１００において、回転比や回転トルク等を調整変更可能な機能を有するものとしてもよいし、蓄転器５０００（１）よりも蓄転器５０００（２）のほうが付勢手段の回転力をより強く、または／及び回転時間をより長いものとしてもよい。例えば、蓄転器５０００（１）よりも蓄転器５０００（２）のほうがゼンマイバネの板厚をさらに厚いものとして構成してもよい。また、図８（ｃ）に示す態様は、蓄転器５０００（１），５０００（２）を直列に連結接続し、かつ、蓄転器５０００（３），５０００（４）を直列に連結接続し、その両者を並列に配置したものである。上述した態様では、直列配置の場合も並列配置の場合も、複数の蓄転器間の回転力の伝達という観点においては同じであり、複数の蓄転器を用いてより大きな回転エネルギーを蓄えることを可能とできるものである。図８には示していないが、入力（input）の回転力を複数の並列接続された蓄転器に分割して入力させて、出力においては各蓄転器の出力を合算統合して出力（output）させる構成対応としてもよく、その他任意の自由な組み合わせ構成や入出力態様を採用することが可能である。
【００５５】
（実施例１  風力発電システム）
図９は、上述の蓄転装置を備える実施例にかかる風力発電システム９０００の構成概要を説明する図である。蓄転装置は、あらゆるエネルギーに関して、これを付勢手段の機械エネルギーとして蓄え任意に出力させることが可能であるが、本実施例においてはその典型例として風力発電システム９０００の構成概要を示して説明するものとする。
【００５６】
図９に示すように、風力発電システム９０００が備える複数の回転羽根９１００が風を受けて回転すると、その回転軸９５００を介して当該回転が蓄転装置８０００に入力される。蓄転装置８０００は、蓄転器５０００（１），５０００（２），・・・，５０００（ｎ−１），５０００（ｎ）の任意のｎ個の蓄転器を備えており、その配置構成は上述した直列配置のみならず、並列配置やそれらの組み合わせ等任意の配置として構成できる。
【００５７】
出力端側に配置されている最後段の蓄転器５０００（ｎ）の出力は回転速度調整機構９２００に入力されて、発電機９３００の駆動や発電効率に整合するような回転力や回転数に適宜調整されるものとできる。回転速度調整機構９２００の出力は、発電機９３００を駆動させて電力を生成する駆動エネルギーとなり、発電機９３００で発電された電力は、そのまま直接リアルタイムで利用しても良いし、二次電池等９４００に蓄積しておいて後で任意に利用するものとしてもよい。
【００５８】
上述の説明から理解できるように、風力発電システム９０００においては、蓄転装置８０００は、風力エネルギーで発電機を駆動させるためのバッファとして機能する。すなわち、風力エネルギーは自然に依存するエネルギーであることから、その日の天候や風の強さや場所、周囲環境等の種々の要因によって、日々や時間毎に大きく変動することが常であり、安定性の観点からは優れているとは言えない。
【００５９】
例えば、風力が極めて弱い場合でも回転羽根９１００は回転することができるように構成可能であるが、そのような弱い回転力では、通常は発電機９３００を発電させるに十分に稼働させるだけの駆動力とはならないものと考えられる。しかし、弱いながらも回転羽根９１００は回転して微小ながらも回転エネルギーを生成しているものであり、蓄転装置８０００がその微小な回転エネルギーを蓄積しておくことが可能である。このため、例えば図９に示すように、蓄転器５０００（１），５０００（２），・・・，５０００（ｎ−１），５０００（ｎ）と後段の出力端側に向けてエネルギー伝達されるに従い、次第に出力される回転トルクまたは／及び回転速度が増大するように構成してもよい。具体的には、例えば蓄転器５０００（１），５０００（２），・・・，５０００（ｎ−１），５０００（ｎ）のそれぞれのゼンマイバネの板厚を次第に厚いものとして構成し、例えば蓄転器５０００（１）を０．１ｍｍとし蓄転器５０００（２）を０．１５ｍｍとし蓄転器５０００（３）を０．２ｍｍ・・・としてもよい。
【００６０】
また、回転速度調整機構９２００は必ずしも設けなくても良いし、各蓄転器５０００（１），５０００（２），・・・，５０００（ｎ−１），５０００（ｎ）の任意間に設けるものとしてもよい。回転速度調整機構９２００は例えば、トルクコンバータや任意の歯数の複数の歯車を用いた変速ギア等として構成してもよい。さらには、各蓄転器５０００（１），５０００（２），・・・，５０００（ｎ−１），５０００（ｎ）の任意間や入力端や出力端に、入力や出力を遮断乃至は一時停止させるロック機構等を設けてもよい。例えば、一日のうち電力使用が少ない夜間は発電せずに風力による回転力を蓄転装置８０００に蓄えるのみとし、電力使用が多い昼間においては風力エネルギーの蓄積と発電機９３００による発電とを行うものとしてもよい。既に説明している事項から明らかなように、蓄転装置８０００は（個々の蓄転器においても）、回転エネルギーの入力と出力とを同時に独立に遂行することが可能である。また、蓄転装置８０００に蓄積されている回転量やエネルギー量をセンサー等で検知または算出等してオペレータに報知する任意の報知手段や表示手段等を設けるものとしても良い。
【００６１】
（実施例２  波力発電システム）
図１０は、上述の蓄転装置を備える実施例にかかる波力発電システム１００００の構成概要を説明する図である。蓄転装置は、あらゆるエネルギーに関して、これを付勢手段の機械エネルギーとして蓄え任意に出力させることが可能であるが、本実施例においてはその典型例として波力発電システム１００００の構成概要を示して説明するものとする。
【００６２】
図１０に示すように、波力発電システム１００００が備える複数の浮子１０１００が波を受けて揺動上下（水面の上下移動範囲内における部分的な回動）すると、その揺動軸１０２００を介して当該回転が、駆動チェーン１０３００に伝達されて、蓄転装置８０００に入力される。蓄転装置８０００は、例えば蓄転器５０００（１），５０００（２），５０００（３），５０００（４），５０００（５）の任意の個数の蓄転器を備えており、その配置構成は上述した直列配置のみならず、並列配置やそれらの組み合わせ・連結態様等任意の配置・連結として構成できる。
【００６３】
出力端側に配置されている最後段の蓄転器５０００（５）の出力は回転速度調整機構に入力されて、発電機１０４００の駆動や発電効率に整合するような回転力や回転数に適宜調整されるものとできる。回転速度調整機構の出力は、発電機１０４００を駆動させて電力を生成する駆動エネルギーとなり、発電機１０４００で発電された電力は、そのまま直接リアルタイムで利用しても良いし、不図示の二次電池等に蓄積しておいて後で任意に利用するものとしてもよい。例えば回転速度調整機構は、蓄転器５０００（５）から出力される回転数を一定回転に変換調整するものとして構成してもよい。
【００６４】
また、揺動軸１０２００においては、ワンウェイベアリングにより例えば浮子１０１００の上方への揺動に応じてのみ駆動チェーン１０３００を駆動させ、下方への揺動ではチェーンを駆動しないように構成し、駆動チェーン１０３００が一方向にのみ駆動されるように構成しておくものとする。浮子１０１００は浮体１０５００の任意の周辺等に任意の数だけ設けることが可能であるが、図１０では対向する一対の辺全体に亘って各４個ずつ設ける構成対応を例示している。図１０に示す態様においては、複数の浮子１０１００がそれぞれ水面の上昇に併せて上昇し水面の下降に併せて下降した場合に生じる揺動力が、直線状の一対の駆動チェーン１０３００に伝達されることから効率良く伝達できるものとなる。図１０から理解できるように、一対の駆動チェーン１０３００の動作はマイタ歯車等の任意の機構によって回転軸の変換調整がされて、蓄転装置８０００に入力されるものとできる。また、浮体１０５００は蓄転装置８０００や発電機１０４００を搭載可能で水上に浮くものであれば何でもよく、船やブイ、はしけ等を利用しても良い。
【００６５】
上述の説明から理解できるように、波力発電システム１００００においては、蓄転装置８０００は、波力エネルギーで発電機を駆動させるためのバッファとして機能する。すなわち、波力エネルギーは自然に依存するエネルギーであることから、その日の天候や波の強さ・大きさや場所、周囲環境等の種々の要因によって、日々や時間毎に大きく変動することが常であり、安定性の観点からは優れているとは言えない。また、一個の浮子１０１００単体のみで生じる回転駆動力は、発電機を動作させるに十分に大きいとは言えない。
【００６６】
例えば、波が極めて小さい場合でも浮子１０１００は上下揺動することができるように構成可能であるが、そのような弱い回転力では、通常は発電機１０４００を発電させ駆動させるに十分な駆動力とはならないものと考えられる。しかし、弱いながらも浮子１０１００は揺動して微小ながらも回転エネルギーを生成しているものであり、蓄転装置８０００がその微小な回転エネルギーを集めて蓄積しておくことが可能である。このため、例えば図１０に示すように、蓄転器５０００（１），５０００（２），・・・と後段の出力端側に向けてエネルギー伝達されるに従い、次第に出力される回転トルクまたは／及び回転速度が増大するように構成してもよい。具体的には、例えば蓄転器５０００（１），５０００（２），・・・のそれぞれのゼンマイバネの板厚を次第に厚いものとして構成し、例えば蓄転器５０００（１）を０．１ｍｍとし蓄転器５０００（２）を０．１５ｍｍとし蓄転器５０００（３）を０．２ｍｍ・・・としてもよい。
【００６７】
また、回転速度調整機構は必ずしも設けなくても良いし、各蓄転器５０００（１），５０００（２），・・・の任意間に設けるものとしてもよい。回転速度調整機構は例えば、トルクコンバータや任意の歯数の複数の歯車を用いた変速ギア等として構成してもよい。さらには、各蓄転器５０００（１），５０００（２）の任意間や入力端や出力端に、入力や出力を遮断乃至は一時停止させるロック機構等を設けてもよい。例えば、一日のうち電力使用が少ない夜間は発電せずに波力による回転力を蓄転装置８０００に蓄えるのみとし、電力使用が多い昼間においては波力エネルギーの蓄積と発電機１０４００による発電とを行うものとしてもよい。既に説明している事項から明らかなように、蓄転装置８０００は（個々の蓄転器においても）、回転エネルギーの入力と出力とを同時に独立に遂行することが可能である。また、蓄転装置８０００に蓄積されている回転量やエネルギー量をセンサー等で検知または算出等してオペレータに報知する任意の報知手段や表示手段等を設けるものとしても良い。なお、図１０に示すように、一対の駆動チェーン１０３００の回転スピードは、それぞれ互いに相異なるものであることから、これを同一軸に伝達する連結部位には、各々ワンウェイクラッチベアリング１０６００（１），１０６００（２）を使用することが好ましい。
【００６８】
（実施例３  水力発電システム）
図１１は、上述の蓄転装置を備える実施例にかかる水力発電システム１１０００の構成概要を説明する図である。蓄転装置は、あらゆるエネルギーに関して、これを付勢手段の機械エネルギーとして蓄え任意に出力させることが可能であるが、本実施例においてはその典型例として水力発電システム１１０００の構成概要を示して説明するものとする。
【００６９】
図１１に示すように、水力発電システム１１０００が備える複数の回転羽根１１１００が水流を受けて回転すると、その回転軸１１２００を介して当該回転が、駆動チェーン１１３００に伝達されて、蓄転装置８０００に入力される。蓄転装置８０００は、例えば蓄転器５０００（１），５０００（２），５０００（３），５０００（４），５０００（５）の任意の個数の蓄転器を備えており、その配置構成は上述した直列配置のみならず、並列配置やそれらの組み合わせ・連結態様等任意の配置・連結として構成できる。
【００７０】
出力端側に配置されている最後段の蓄転器５０００（５）の出力は回転速度調整機構に入力されて、発電機１１４００の駆動や発電効率に整合するような回転力や回転数に適宜調整されるものとできる。回転速度調整機構の出力は、発電機１１４００を駆動させて電力を生成する駆動エネルギーとなり、発電機１１４００で発電された電力は、そのまま直接リアルタイムで利用しても良いし、不図示の二次電池等に蓄積しておいて後で任意に利用するものとしてもよい。例えば回転速度調整機構は、蓄転器５０００（５）から出力される回転数を一定回転に変換調整するものとして構成してもよい。
【００７１】
また、回転軸１１２００においては、ワンウェイベアリングにより例えば回転羽根１１１００の一方向の回転に応じてのみ駆動チェーン１１３００を駆動させ、逆回転ではチェーンを駆動しないように構成し、駆動チェーン１１３００が同一の一方向にのみ駆動されるように構成しておくものとする。回転羽根１１１００は浮体１１５００の任意の周辺等に任意の数だけ設けることが可能であるが、図１１では水流を効率良く利用できるような対向する一対の辺全体に亘って各２個ずつ設ける構成対応を例示している。図１１に示す態様においては、複数の回転羽根１１１００がそれぞれ、例えば川の水流にを受けて同一方向に回転して生じる回転力が、直線状の一対の駆動チェーン１１３００に伝達されることから効率良く伝達できるものとなる。図１１から理解できるように、一対の駆動チェーン１１３００の動作はマイタ歯車等の任意の機構によって回転軸の変換調整がされて、蓄転装置８０００に入力される。また、浮体１１５００は蓄転装置８０００や発電機１１４００を搭載可能で水上に浮くものであれば何でもよく、船やブイ、はしけ等を利用しても良い。
【００７２】
上述の説明から理解できるように、水力発電システム１１０００においては、蓄転装置８０００は、水流エネルギーで発電機を駆動させるためのバッファとして機能する。すなわち、水流エネルギーは自然に依存するエネルギーであることから、その日の天候や水流の強さや水の量・場所、周囲環境等の種々の要因によって、日々や時間毎に大きく変動することが常であり、安定性の観点からは優れているとは言えない。また、一個の回転羽根１１１００単体のみで生じる回転駆動力は、発電機を動作させるに十分に大きいとは言えない。
【００７３】
例えば、水流が極めて小さい場合でも回転羽根１１１００は回転動作することができるように構成可能であるが、そのような弱い回転力では、通常は発電機１１４００を発電駆動させるに十分な駆動力とはならないものと考えられる。しかし、弱いながらも回転羽根１１１００は回転動作して微小ながらも回転エネルギーを生成しているものであり、蓄転装置８０００がその微小な回転エネルギーを集めて蓄積しておくことが可能である。このため、例えば図１１に示すように、蓄転器５０００（１），５０００（２），・・・と後段の出力端側に向けてエネルギー伝達されるに従い、次第に出力される回転トルクまたは／及び回転速度が増大するように構成してもよい。具体的には、例えば蓄転器５０００（１），５０００（２），・・・のそれぞれのゼンマイバネの板厚を次第に厚いものとして構成し、例えば蓄転器５０００（１）を０．１ｍｍとし蓄転器５０００（２）を０．１５ｍｍとし蓄転器５０００（３）を０．２ｍｍ・・・としてもよい。
【００７４】
また、回転速度調整機構は必ずしも設けなくても良いし、各蓄転器５０００（１），５０００（２），・・・の任意間に任意の数だけ設けるものとしてもよい。回転速度調整機構は例えば、トルクコンバータや任意の歯数の複数の歯車を用いた変速ギア等として構成してもよい。さらには、各蓄転器５０００（１），５０００（２）の任意間や入力端や出力端に、入力や出力を遮断乃至は一時停止させるロック機構等を設けてもよい。例えば、一日のうち電力使用が少ない夜間は発電せずに水流による回転力を蓄転装置８０００に蓄えるのみとし、電力使用が多い昼間においては水流エネルギーの蓄積と発電機１１４００による発電とを行うものとしてもよい。既に説明している事項から明らかなように、蓄転装置８０００は（個々の蓄転器においても）、回転エネルギーの入力と出力とを同時に独立に遂行することが可能である。また、蓄転装置８０００に蓄積されている回転量やエネルギー量をセンサー等で検知または算出等してオペレータに報知する任意の報知手段や表示手段等を設けるものとしても良い。なお、図１１に示すように、一対の駆動チェーン１１３００の回転スピードは、それぞれ互いに相異なるものであることから、これを同一軸に伝達する連結部位には、各々ワンウェイクラッチベアリング１１６００（１），１１６００（２）を使用することが好ましい。
【００７５】
（実施例４  アシスト自転車）
図１２は、上述の蓄転装置を備える実施例にかかるアシスト自転車の構成概要を説明する図である。実施例４に示すアシスト自転車は、ブレーキ作動時における自転車の推進力を回転エネルギーとして蓄転器に蓄えておき、ブレーキ解除時または／及びペダル押圧時に蓄転器に蓄えた回転エネルギーを放出して車輪の駆動をアシストするものである。
【００７６】
実施例４に示すアシスト自転車の動作機構等については図１２（ａ）に説明しており、図１２（ｂ）は自転車の前輪の軸斜め上方に本実施形態の蓄転器（ＲＳＲＳ：Rotary power Strage & Reinforcement System）を実装した全体像を説明しているものである。
【００７７】
（ａ）通常走行時の動作
前進方向の回転力は、車輪回転軸のＷ部からベルト（１）を通じて蓄転器の入力側の固定軸に装着された回転体Ｃに伝達されるが、回転体Ｃは、固定軸とは両方向フリー回転の通常ベアリングで装着されており、空回り状態となっている。また、出力側のベルト（２）と連動回転する回転体Ｖは、車輪回転軸とはワンウェイベアリングで装着されており、通常時はから滑り状態となっている。
【００７８】
（ｂ）ブレーキ作動時の動作
ブレーキ作動時は、回転体Ａが回転体ＣおよびＤに圧着され、回転体Ｃの前進方向の回転力が回転体Ａを通じて蓄転器の入力側回転体Ｄに伝達される。この時、出力側おいても、ブレーキ作動に連動してパッドＢが回転体Ｅと固定外枠Ｆとを固定し、回転を阻止する事から蓄転器内に回転力が蓄積される。なお、この時に畜転機内の畜転容量が一定以上に達したことで回転力の入力側に一定以上の負荷がかかり始めた場合にはに車輪回転軸に設置された回転体Ｗの軸受けは空回りする様に工夫されている。
【００７９】
（ｃ）ブレーキ解除時の動作
入力側ならびに出力側において、回転体ＡならびにパッドＢは通常走行時の様に解放される。蓄転器内に蓄えられた回転力は、畜転機内の各ゼンマイばね回転体がワンウェイベアリングで装着されていることから、出力側に向かって回転力を伝達し、出力側回転体Ｅからベルト（２）を通じて車輪回転軸を前進方向に回転させる回転力として伝達され、車輪の推進力として活用される。
【００８０】
ここで本発明の蓄転器は、好ましくは付勢手段とワンウェイベアリングと軸芯棒とを保持する筐体をさらに備え、軸芯棒の両端は、それぞれ筐体に固定されることを特徴とする。固定された軸芯棒（固定軸）を中心として、その周りに配置されたワンウェイベアリングのうち出力端側のものの外輪が回転することから、この回転力を外部へ取り出して利用するための種々の機構や構造を採用可能である。付勢手段等を保持・収納する筐体を備えることで、この筐体を一単位として直列連結接続や並列連結接続等の連結接続や取り扱いが容易となる。また、軸芯棒の両端を筐体に固定することが可能となるので、安定して軸芯棒を支持固定し、軸芯棒に連結されるワンウェイベアリングと、ワンウェイベアリングとに固定される勢手段と、が確実かつ安定的に支持されるものとなる。
【００８１】
また、本発明の蓄転器は、さらに好ましくは入力端側のワンウェイベアリングの外輪に対する入力回転を、筐体の外部から入力するための入力回転伝達機構をさらに備えることを特徴とする。これにより、筐体内に配置される付勢手段に対して、筐体の外部から付勢することが可能となり、典型的にはゼンマイバネを巻いて回転エネルギーを該ゼンマイバネに蓄積させることが可能となる。回転力は隣接するワンウェイベアリングの内輪と外輪との間に入出力されるものであるが、内輪と固定された軸芯棒が筐体に固定されていることから内輪は回転することができず、従って最終的には入力端側のワンウェイベアリングの外輪から入力された回転力が、適宜蓄積された後、出力端側のワンウェイベアリングの外輪から出力されるものとなる。
【００８２】
また、本発明の蓄転器は、さらに好ましくは出力端側の単位蓄転器の付勢手段の外端が軸芯棒のさらに出力側に内輪が固定された出力用ワンウェイベアリングと、出力用ワンウェイベアリングの外輪の回転を筐体の外部に取り出すための出力回転伝達機構とをさらに備えることを特徴とする。これにより、付勢手段からの回転出力が、軸芯棒を中心とする回転力として、該軸芯棒に連結されたワンウェイベアリングの外輪から筐体の外部へとスムースかつ安全に取り出すことが可能となるので好ましい。取り出された回転力は、各種任意の動力源として用いることが可能であるが、例えば各種発電機の駆動エネルギーとして利用することもできる。電気を利用しないメカニカルな動力源であるので、停電時や時間・場所等に関わりなくエコロジーな環境に優しいエネルギー源となる。
【００８３】
また、本発明の蓄転装置は、入力端側のワンウェイベアリングの外輪に対する入力回転を、筐体の外部から入力するための入力回転伝達機構と、出力端側の単位蓄転器の付勢手段の外端が軸芯棒のさらに出力側に内輪が固定された出力用ワンウェイベアリングと、出力用ワンウェイベアリングの外輪の回転を筐体の外部に取り出すための出力回転伝達機構とをさらに備える上述の蓄転器を少なくとも二個以上隣接配置された蓄転装置であって、一方の蓄転器の入力回転伝達機構と他方の蓄転器の出力回転伝達機構とが互いに連結された構成を備えることを特徴とする。これにより、複数の蓄転器を並列連結または直列連結に任意に任意数だけ連結することが可能となる。複数の蓄転器を連結することにより、蓄積される回転エネルギーはさらに大きくなるので、より長時間の稼働ができる各種装置や、より大きなトルク出力を利用する装置等とする構成としてもよい。連結の方法は、直列に任意の複数接続することが好ましいが、スペースの関係等によっては並列に複数接続することも可能である。また、一方の蓄転器の入力回転伝達機構と他方の蓄転器の出力回転伝達機構と、を例えば大きさの異なるギヤや各種歯車、駆動伝達ベルトやチェーン等を介して連結することもできる。
【００８４】
また、本発明の風力発電システムは、風力で回転する回転羽根と、回転羽根の回転力が入力される上述に記載の蓄転装置と、蓄転装置の出力を動力源として発電する発電機と、を備えることを特徴とする。これにより、風の強い日や弱い日にかかわらず、例え直接的には発電機を動作させるには満たない程度の微小な回転動力であったとしても、回転羽根が回転している限りは、蓄転装置にその回転エネルギーを蓄えておことが可能となる。そして、蓄転装置からの出力においては、発電機が動作するに十分な回転エネルギーとして一定の回転力で安定して動作させることが可能となる。すなわち、蓄転装置は、自然エネルギー故の時間的変動や大きさ変動に対してクッションの機能を果たすことが可能であり、平滑化して一定の出力で安定的にエネルギー出力することが可能である。さらには、いわゆるテコの原理のように、入力時には弱い力であっても長時間に亘って蓄えておくことで、出力時には大きなエネルギーとして所望時間だけ出力させることも可能となる。
【００８５】
また、本発明の風力発電システムは、さらに好ましくは蓄転装置の各蓄転器の出力トルクが、出力側にいくほど大きいことを特徴とする。各蓄転器の間にトルク変換ギアを備えるものとしても良いし、付勢手段の典型例であるゼンマイバネ（板バネ）の板厚を入力側から出力側に向けて、より厚い仕様のものを搭載するものとしてもよい。すなわち、入力側は自然エネルギーの風利用であることから一般には安定せず、入力変動が著しい。一方、発電機や発電装置それ自体は、一般にはある程度以上の大きさの安定した動力エネルギーを必要とする。このため、本発明の蓄転装置を利用することにより、入出力間の時間的なエネルギー不均衡を解消させることができ、また、微小な入力であっても長時間に亘って蓄えることで発電機の動作エネルギーに必要十分な出力として出力させるエネルギー変換や平滑化が可能である。
【００８６】
また、本発明の風力発電システムは、さらに好ましくは付勢手段がゼンマイバネであり、各蓄転器のゼンマイバネの厚さは出力側にいくほど厚く構成されていることを特徴とする。単位蓄転器に備えられる一つのゼンマイバネや、または蓄転器に備えられる複数のゼンマイバネは、互いにバネ厚さを同一としたとしても、連結される他の蓄転器はその前段より出力側の後段のほうがより厚いバネ厚さとすることが好ましい。これにより、自然エネルギーによる弱い力の入力または／及び長時間の入力を、蓄転装置にしっかりと大量に蓄えることが可能となるとともに、より大きなトルクや回転力として出力することが可能となる。このため、例えば連結される各蓄転器間にトルクコンバータのような回転力変換器を備えるものとしてもよい。
【００８７】
さらに、別の観点から比喩的に説明すれば、本発明の一側面においては、旧手巻きゼンマイ時計の動力源たる手巻きゼンマイが、比較的大きな人間の手で回転力を（いわゆる”巻かれて”）付与されて蓄えておき、時計の針を動作させるのに必要十分な小さな力を長時間に亘って出力するように構成されているところ、本発明の一側面においては、ちょうどこれと逆のエネルギーのフローとして考えることもできる。すなわち、小さなエネルギーの長時間に亘る入力を大きな出力として出力することも可能である。例えば、最も入力側に配置される蓄転器で入力が１００回転分あったとすると、その次に連結された蓄転器ではそれを７５回転分であるがより大きな力として蓄え、さらにその次に連結された蓄転器では５０回転分であるがさらに大きな出力として蓄える構成としてもよい。
【００８８】
本発明の波力発電システムは、波力で上下する複数の浮子と、複数の浮子の上下運動をそれぞれ軸支して回転力として伝達する複数の波力発電用ワンウェイベアリングと、複数の波力発電用ワンウェイベアリングの同一方向の回転力が伝達される回転ベルトと、回転ベルトの回転力が入力される上述に記載の蓄転装置と、蓄転装置の出力を動力源として発電する発電機と、を搭載して水上に浮かぶ浮体を備えることを特徴とする。
【００８９】
これにより、複数の浮子のいずれか一つでも波による浮力で上方移動すればその上方移動が回転力としてベルト等に加わり、蓄転装置への回転入力蓄積とされることができる。複数の浮子が共に上方移動していれば、それらの力は重畳されることとなるので、ベルトの駆動トルクはより力強く安定してしっかりと伝わるものとなる。また、浮体の例えば両サイド等にそれぞれ浮子等を設ける構成とし、より確実にベルトに動力が伝達される構成としてもよい。
また、波の強い瞬間や弱い瞬間にかかわらず、例え直接的には発電機を動作させるには満たない程度の微小な回転動力であったとしても、ベルト・チェーンが回転している限りは、蓄転装置にその回転エネルギーを蓄えておことが可能となる。そして、蓄転装置からの出力においては、発電機が動作するに十分な回転エネルギーとして一定の回転力で安定して動作させることも可能となる。すなわち、蓄転装置は、自然エネルギー故の時間的変動や大きさ変動に対してクッションの機能を果たすことが可能であり、平滑化して一定の出力で安定的にエネルギー出力することが可能である。さらには、いわゆるテコの原理のように、入力時には弱い力であっても長時間に亘って蓄えておくことで、出力時には大きなエネルギーとして所望時間だけ出力させることも可能となる。
【００９０】
また、本発明の波力発電システムは、好ましくは蓄転装置の各蓄転器の出力トルクが、出力側にいくほど大きいことを特徴とする。各蓄転器の間にトルク変換ギアを備えるものとしても良いし、または／及び付勢手段の典型例であるゼンマイバネ（板バネ）の板厚を入力側から出力側に向けて、より厚い仕様のものを搭載するものとしてもよい。すなわち、入力側は自然エネルギーの波利用であることから一般には安定せず、入力変動が著しい。一方、発電機や発電装置それ自体は、一般にはある程度以上の大きさの安定した動力エネルギーを必要とする。このため、本発明の蓄転装置を利用することにより、入出力間の時間的なエネルギー不均衡を解消させることができ、また、微小な入力であっても長時間に亘って蓄えることで発電機の動作エネルギーに必要十分な出力として出力させるエネルギー変換や平滑化が可能である。
【００９１】
また、本発明の波力発電システムは、さらに好ましくは付勢手段がゼンマイバネであり、各蓄転器のゼンマイバネの厚さは出力側にいくほど厚く構成されていることを特徴とする。単位蓄転器に備えられる一つのゼンマイバネや、または蓄転器に備えられる複数のゼンマイバネは、互いにバネ厚さを同一に構成したとしても、連結される他の蓄転器はその前段より出力側の後段のほうがより厚いバネ厚さとすることが好ましい。これにより、自然エネルギーによる弱い力の入力または／及び長時間の入力を、蓄転装置にしっかりと大量に蓄えることが可能になるとともに、より大きなトルクや回転力として出力することが可能となる。このため、例えば連結される各蓄転器間にトルクコンバータのような回転力変換器を備えるものとしてもよい。トルクコンバータにより、例えば小さな回転力の１０回転分のエネルギー（板厚の薄い板バネ１０回転分）を大きな回転力の２回転分のエネルギー（板厚の厚い板バネ１０回転分）へと変換することも可能である。
【００９２】
また、本発明の水力発電システムは、水流で回転する複数の回転羽根と、複数の回転羽根の回転運動をそれぞれ軸支して伝達する複数の水力発電用ワンウェイベアリングと、複数の水力発電用ワンウェイベアリングの同一方向の回転力が伝達される回転ベルトと、回転ベルトの回転力が入力される上述に記載の蓄転装置と、蓄転装置の出力を動力源として発電する発電機と、を搭載して水上に浮かぶ浮体を備えることを特徴とする。
【００９３】
これにより、複数の回転羽根のいずれか一つでも水流による力で回転すればその回転力がベルト・チェーン等に加わり、蓄転装置への回転入力蓄積とされることができる。複数の回転羽根が共に回転していれば、それらの力は重畳されることとなるので、ベルト・チェーンの駆動トルクはより力強く安定してしっかりと伝わるものとなる。また、浮体の例えば両サイド等にそれぞれ回転羽根等を設ける構成とし、より確実にベルトに動力が伝達される構成としてもよい。
また、水流の強い瞬間／日／場所や弱い瞬間／日／場所にかかわらず、例え直接的には発電機を動作させるには満たない程度の微小な水流による羽根回転動力であったとしても、ベルト・チェーンが回転している限りは、蓄転装置にその回転エネルギーを蓄えておことが可能となる。そして、蓄転装置からの出力においては、発電機が動作するに十分な回転エネルギーとして一定の回転力で安定して出力動作させることも可能となる。すなわち、蓄転装置は、自然エネルギー故の時間的入力変動や入力大きさ変動に対してクッションの機能を果たすことが可能であり、平滑化して一定の出力で安定的にエネルギー出力することが可能である。さらには、いわゆるテコの原理のように、入力時には弱い力であっても長時間に亘って蓄えておくことで、出力時にはより大きなエネルギーとして所望時間だけ出力させることも可能となる。
【００９４】
本発明の水力発電システムは、さらに好ましくは蓄転装置の各蓄転器の出力トルクが、出力側にいくほど大きいことを特徴とする。各蓄転器の間にトルク変換ギアを備えるものとしても良いし、付勢手段の典型例であるゼンマイバネ（板バネ）の板厚を入力側から出力側に向けて、より厚い仕様のものを搭載するものとしてもよい。すなわち、入力側は自然エネルギーの水流利用であることから一般には安定せず、入力変動が著しい。一方、発電機や発電装置それ自体は、一般にはある程度以上の大きさの安定した動力エネルギーを必要とする。このため、本発明の蓄転装置を利用することにより、入出力間の時間的なエネルギー不均衡を解消させることができ、また、微小な入力であっても長時間に亘って蓄えることで発電機の動作エネルギーに必要十分な出力として出力させるエネルギー変換や平滑化が可能である。
【００９５】
本発明の水力発電システムは、さらに好ましくは付勢手段がゼンマイバネであり、各蓄転器のゼンマイバネの厚さは出力側にいくほど厚く構成されていることを特徴とする。単位蓄転器に備えられる一つのゼンマイバネや、または蓄転器に備えられる複数のゼンマイバネは、互いにバネ厚さを同一に構成したとしても、連結される他の蓄転器はその前段より出力側の後段のほうがより厚いバネ厚さとすることが好ましい。これにより、自然エネルギーによる弱い力の入力または／及び長時間の入力を、蓄転装置にしっかりと大量に蓄えることが可能になるとともに、より大きなトルクや回転力として出力することが可能となる。このため、例えば連結される各蓄転器間にトルクコンバータのような回転力変換器を備えるものとしてもよい。トルクコンバータにより、例えば小さな回転力の１０回転分のエネルギー（板厚の薄い板バネ１０回転分）を大きな回転力の２回転分のエネルギー（板厚の厚い板バネ１０回転分）へと変換することも可能である。
【００９６】
上述の説明による蓄転器等は、実施形態での説明に限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内かつ当業者に自明な範囲内で適宜構成や構造・素材を変更したり、アレンジすることができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、特に自転車や風力発電等の機械的動力を蓄えておいて、適宜任意に出力する機械構造等として好適に採用可能である。
【符号の説明】
【００９８】
１０００・・蓄転器、１１００・・ゼンマイバネ、１１１０・・外端、１１２０・・内端、１２００・・ワンウェイベアリング、１２１０・・外輪、１２２０・・内輪、１３００・・軸芯棒。
【図１】
2020039663.tif 000003
【図２】
2020039663.tif 000004
【図３】
2020039663.tif 000005
【図４】
2020039663.tif 000006
【図５】
2020039663.tif 000007
【図６】
2020039663.tif 000008
【図７】
2020039663.tif 000009
【図８】
2020039663.tif 000010
【図９】
2020039663.tif 000011
【図１０】
2020039663.tif 000012
【図１１】
2020039663.tif 000013
【図１２】
2020039663.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月2日(2019.7.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転力を付勢する付勢手段と、前記付勢手段の一端が外輪または内輪の一方に固定されたワンウェイベアリングと、を備える単位蓄転器、を複数備える蓄転器であって、
前記複数の単位蓄転器の各々の前記ワンウェイベアリングは、外輪または内輪の他方が互いに連結され、
前記付勢手段の他端は、隣接する単位蓄転器の付勢手段の一端と、連結され、
前記ワンウェイベアリングの前記外輪と前記内輪との間で、回転力を出力し、
前記付勢手段へのエネルギーの蓄積と放出とを同時並行に遂行可能であり、
各付勢手段の外端が出力側に隣接配置される付勢手段の内端に固定される一方で、各付勢手段の内端は各々の備えるワンウェイベアリングの外輪に固定されており、
前記ワンウェイベアリングの内輪には、軸芯棒が連結され、
前記軸芯棒は回転不可能に固定され、前記ワンウェイベアリングの外輪が回転力を出力し、
前記付勢手段と前記ワンウェイベアリングと前記軸芯棒とを保持する筐体をさらに備え、
前記軸芯棒の両端は、それぞれ前記筐体に固定される
ことを特徴とする蓄転器。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄転器において、
前記複数の単位蓄転器は、同軸に位置するように連続配置される
ことを特徴とする蓄転器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の蓄転器において、
前記付勢手段は、バネである
ことを特徴とする蓄転器。
【請求項４】
請求項３に記載の蓄転器において、
前記バネは、ゼンマイバネである
ことを特徴とする蓄転器。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の蓄転器において、
前記複数の単位蓄転器の各々の前記付勢手段は、出力側に向けて次第に大きい回転力の付勢手段である
ことを特徴とする蓄転器。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の蓄転器において、
前記複数の単位蓄転器の各々の前記付勢手段は、特性が同一の付勢手段である
ことを特徴とする蓄転器。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の蓄転器において、
前記蓄転器の回転力を出力可能な継続時間は、前記単位蓄転器が単独で回転力を出力可能な継続時間より大きい
ことを特徴とする蓄転器。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の蓄転器を備える
ことを特徴とする発電機。
【請求項９】
請求項８に記載の発電機において、
前記発電機は風力発電機である
ことを特徴とする発電機。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の蓄転器を備える
ことを特徴とする自転車。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の蓄転器において、
入力端側の前記単位蓄転器の前記ワンウェイベアリングの外輪に対する入力回転を、前記筐体の外部から入力するための入力回転伝達機構をさらに備える
ことを特徴とする蓄転器。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項７及び請求項１１のいずれか一項に記載の蓄転器において、
出力端側の前記単位蓄転器の付勢手段の外端が前記軸芯棒のさらに出力側に内輪が固定された出力用ワンウェイベアリングと、
前記出力用ワンウェイベアリングの外輪の回転を前記筐体の外部に取り出すための出力回転伝達機構とをさらに備える
ことを特徴とする蓄転器。
【請求項１３】
入力端側の前記単位蓄転器の前記ワンウェイベアリングの外輪に対する入力回転を、前記筐体の外部から入力するための入力回転伝達機構と、
出力端側の前記単位蓄転器の付勢手段の外端が前記軸芯棒のさらに出力側に内輪が固定された出力用ワンウェイベアリングと、前記出力用ワンウェイベアリングの外輪の回転を前記筐体の外部に取り出すための出力回転伝達機構とをさらに備える請求項１乃至請求項７及び請求項１１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の蓄転器を少なくとも二個以上隣接配置された蓄転装置であって、
隣接する一方の前記蓄転器の入力回転伝達機構と他方の前記蓄転器の出力回転伝達機構とが互いに連結された構成を備える
ことを特徴とする蓄転装置。
【請求項１４】
風力で回転する回転羽根と、
前記回転羽根の回転力が入力される請求項１３に記載の蓄転装置と、
前記蓄転装置の出力を動力源として発電する発電機と、を備える
ことを特徴とする風力発電システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載の風力発電システムにおいて、
前記蓄転装置の各蓄転器の出力トルクは、出力側にいくほど大きい
ことを特徴とする風力発電システム。
【請求項１６】
請求項１５に記載の風力発電システムにおいて、
前記付勢手段はゼンマイバネであり、各蓄転器の前記ゼンマイバネの厚さは出力側にいくほど厚く構成されている
ことを特徴とする風力発電システム。
【請求項１７】
波力で上下する複数の浮子と、
前記複数の浮子の上下運動をそれぞれ軸支して回転力として伝達する複数の波力発電用ワンウェイベアリングと、前記複数の波力発電用ワンウェイベアリングの同一方向の回転力が伝達される回転ベルトと、
前記回転ベルトの回転力が入力される請求項１３に記載の蓄転装置と、
前記蓄転装置の出力を動力源として発電する発電機と、を搭載して水上に浮かぶ浮体を備える
ことを特徴とする波力発電システム。
【請求項１８】
請求項１７に記載の波力発電システムにおいて、
前記蓄転装置の各蓄転器の出力トルクは、出力側にいくほど大きい
ことを特徴とする波力発電システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載の波力発電システムにおいて、
前記付勢手段はゼンマイバネであり、各蓄転器の前記ゼンマイバネの厚さは出力側にいくほど厚く構成されている
ことを特徴とする波力発電システム。
【請求項２０】
水流で回転する複数の回転羽根と、
前記複数の回転羽根の回転運動をそれぞれ軸支して伝達する複数の水力発電用ワンウェイベアリングと、前記複数の水力発電用ワンウェイベアリングの同一方向の回転力が伝達される回転ベルトと、
前記回転ベルトの回転力が入力される請求項１３に記載の蓄転装置と、
前記蓄転装置の出力を動力源として発電する発電機と、を搭載して水上に浮かぶ浮体を備える
ことを特徴とする水力発電システム。
【請求項２１】
請求項２０に記載の水力発電システムにおいて、
前記蓄転装置の各蓄転器の出力トルクは、出力側にいくほど大きい
ことを特徴とする水力発電システム。
【請求項２２】
請求項２１に記載の水力発電システムにおいて、
前記付勢手段はゼンマイバネであり、各蓄転器の前記ゼンマイバネの厚さは出力側にいくほど厚く構成されている
ことを特徴とする水力発電システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2020039663.tif 000015
【国際調査報告】
2020039663.tif 000016
2020039663.tif 000017