(57)【要約】【課題】  従来は負荷に電力供給時に頻繁に負荷にダメージを与えていたのを防止するために、この考案では、電池の電圧を監視した状態で負荷にダメージを与えることなく、人為的操作をすることなく、負荷に一定の適正電力を安定して供給することができる。【解決手段】  回転力が付与されたゼンマイが回転力付与前の状態に戻ろうとする復元力により直流モータ１を駆動して直流の主電力を生起し、主電力と充電可能の電池１２から得られる補助電力とを電圧コンパレータ９で比較し、比較の結果から演算処理手段１６が主電力に余裕があるとは判断すると、主電力で電池１２を充電する。  電池１２からの補助電力と主電力は電圧レギュレータ１４で合成され、その合成電力から演算処理手段１６により負荷１７に一定の適正合成電力を供給する。【選択図】  図１
0003106592.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
充電可能で負荷に補助電力を供給する電池と、
回転力が付与されたゼンマイが回転力付与前の状態に戻ろうとする復元力により駆動されて直流電力を発生し、上記負荷に主電力を供給する直流モータと、
上記電池による補助電力と上記直流モータで得られる主電力とを比較する電圧コンパレータと、
上記補助電力と上記主電力とを合成して上記負荷に適正電力を供給する電圧レギュレータと、
上記コンパレータの比較結果から上記直流モータが余剰電力の発生状態にある場合には、その余剰電力で上記電池を充電させるとともに，上記電圧レギュレータに対して上記負荷に上記適正電力を供給させる演算処理手段と、
を備えることを特徴とするゼンマイ式電源装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この考案は、充電可能な電池から小型ラジオ受信機や玩具などの負荷に補助電力を供給し、回転力を付与したゼンマイが元の状態に戻ろうとする復元力を利用して直流モータを駆動することにより直流モータから直流電力を発生させて、負荷に主電力を供給し、直流モータが余剰電力発生状態にある場合には、その余剰電力で電池を充電するようにして、人為的な操作をすることなく、負荷に安定した電力を供給することができるようにしたゼンマイ式電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、携帯電話機などに使用されている電源装置として種々開発されている。例えば、太陽電池、市販の一般的な電池、ゼンマイに蓄勢された駆動力で直流モータを駆動し、この直流モータの起電力を利用した携帯型充電機器が知られている。
これらの電源装置のうち、たとえば、携帯用発電機として特開２００１−２３１２３４号公報には、携帯電話機などのモバイル機器の外部電源や，その内蔵電池を充電するに適することが開示されている。【０００３】  この公報により開示されている携帯用発電機では、半円状の振り子を発電機本体の回転軸に装着し、この回転軸にコイルバネを装着して慣性力付与機構を構成し、発電機本体は可動子の往復円弧運動によって交流電力を発生するようにしている。
また、コイルバネは、所定の中立状態からの回転軸の回転に伴う巻き込みと、巻き戻しに伴う反力（弾性反発力）として振り子の往復移動に慣性力を付与し、振り子の回動を所定の期間に亘って継続させるようにしている。【０００４】  このように携帯用発電機を構成することにより、携帯用発電機を把持しながら振り力を与えることにより、振り子に中立位置からの変位を与える。
これにより、コイルバネの弾性変形により振り子に対する戻り力が生起されて、振り子が往復運動し，その結果、可動子の変位によって発電機本体が交流電力を生起する。
この交流電力は、整流回路を介して倍電圧整流することにより，モバイル機器の外部電源として電力を供給することができる。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】  このような携帯用発電機では、起電力の直接モバイル機器への電力供給が可能であるが、携帯電話機などの被電力供給機器に内蔵されている電池の充電状態を監視しているものではなく，一方的にこの被電力供給機器に電力を供給するのみであり、被電力供給機器に機能的にダメージを与えることが頻繁に起きる可能性がある。
したがって、この考案は、電池の電圧を監視し、玩具や小型ラジオなどのような負荷にダメージを与えることなく、その負荷本来の機能および特徴を生かしつつ、人為的操作をすることなく安定した充電電力を負荷に供給することができるゼンマイ式電源装置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】
【０００６】  この考案のゼンマイ式電源装置は、充電可能で負荷に補助電力を供給する電池と，回転力が付与されたゼンマイが回転力付与前の状態に戻ろうとする復元力により駆動されて直流電力を発生し、上記負荷に主電力を供給する直流モータと、上記電池による補助電力と上記直流モータで得られる主電力とを比較するコンパレータと、上記補助電力と上記主電力とを合成する電圧レギュレータと、上記コンパレータの比較結果から上記直流モータの発生電力が余剰状態にある場合には、その余剰電力で上記電池を充電させるとともに、上記電圧レギュレータに対して上記負荷に上記適正電力を供給させる演算処理手段とを備えることを特徴とすることにより、問題点を解決している。
【考案の効果】
【０００７】  上述のように、この考案のゼンマイ式電源装置は、回転力が付与されたゼンマイが回転力付与前の状態に戻ろうとする復元力により直流モータを駆動し、直流モータから発生する直流の主電力を電圧コンパレータに入力し、電圧コンパレータは主電力と充電可能の電池から得られる補助電力とを比較し、比較の結果演算処理手段により主電力に余裕がある場合に、主電力で電池を充電するとともに、補助電力と主電力とを電圧レギュレータで合成し、その合成電力から演算処理手段により、負荷に一定の適正電力を供給するようにしたので、電池の電圧を監視した状態で負荷に一定電力を供給でき、負荷にダメージを与えることなく、負荷の本来の機能およびその特徴を生かしつつ、人為的操作をすることなく安定した電力を供給することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００８】  充電可能な電池により、玩具や小型ラジオなどの負荷に補助電力を供給し、ゼンマイに回転力を付与し、ゼンマイが回転力付与前の状態に戻ろうとする復元力を歯車による伝達機構を介して直流モータの可動子に加えることにより、直流モータを駆動し、直流モータから発生する直流電力を主電力として電圧コンパレータに供給する。
電圧コンパレータは電池による補助電力と直流モータから発生する直流電力とを比較し、その比較結果から演算処理手段により監視して直流モータで発生する電力に余剩電力がある場合には、この余剰電力で電池を充電する。
さらに、電圧レギュレータにより補助電力と主電力とを合成し、その合成した電力に対して演算処理手段により適正電力として負荷に供給することにより、負荷に一定電力を供給でき、負荷にダメージを与えることがなくなる。
【実施例】
【０００９】  以下，この考案のゼンマイ式電源装置の一実施例について図面に基づき説明する。図１はこの一実施例の構成を示すブロック図である。
この図１において、直流モータ１はゼンマイによるモータ駆動装置で駆動されるようになっている。このモータ駆動装置の構成は、図２の平面図および図３の断面図に示されている。【００１０】  この図２、図３により、まずモータ駆動装置の構成から説明する。この図２，図３の両図において，ケース２はプラスチック材などによる電気的絶縁材で直方体状に形成されている。
ケース２の底面２ａ上に取付け板３が固定されている。取付け板３は円板状に形成されている。取付け板３の上面には、コイル状のゼンマイ４が載置されている。ゼンマイ４の一端は取付け板２の上面の所定位置に固定されている。
ゼンマイ３の中央部には、回転軸５が挿入されている。回転軸５の下端は取付け板３の上面に枢着されている。回転軸５の中央部には、ゼンマイ４の他端が固定されている。
回転軸５の上端には、羽根６が一体的に形成されている。羽根６を所定方向（右方向）に回すことにより、回転軸５が回転してゼンマイ４を締め付けるようになっている。【００１１】  回転軸５において、羽根６とゼンマイ４の他端との間には、歯車７ａが固定されている。歯車７ａは歯車７ｂ、歯車７ｃを介して歯車７ｄと噛合ししている。歯車７ｄは直流モータ１の可動子の回転軸１ａに固定されている。
これらの歯車７ａ〜７ｄにより伝達機構を構成している。この伝達機構は、ゼンマイ３に回転力を付与した後に、ゼンマイ４が元の状態に復元する復元力を一定回転速度で直流モータの可動子に伝達するためのものである。【００１２】  この伝達機構を介して、ゼンマイ４の復元力により直流モータ１に回転力が伝達されると、直流モータ１は直流電力を発生する。この直流電力は出力端子８ａ，８ｂに供給される。出力端子８ａ，８ｂは図１に示す電圧コンパレータ９、電流増幅器１０、電流増幅器１１に接続されている。
これにより、電圧コンパレータ９、電流増幅器１０、１１に直流電力が供給されるようになっている。直流モータ１から発生された直流電力は、後述する直流増幅器１５を通して玩具や小型のラジオなどの負荷１７に主電力として供給するようにしている。
電流増幅器１０の出力は充電可能な電池１２に供給されてこの電池１２の充電を行うようになっている。【００１３】  電池１２からは、上記負荷１７に補助電力を供給するようにしている。電池１２からの補助電力は，上記電圧コンパレータ９、電流増幅器１３に供給するようになっている。
電流増幅器１１，１３の出力は電圧レギュレータ１４で合成されて、上記電流増幅器１５を経由して負荷に補助電力と主電力を供給するようにしている。
電流増幅器１０，１１，１３，１５は、マイクロ・コントロール・ユニット（以下、演算処理手段という）１６により制御されるようになっている。【００１４】  演算処理手段１６は、電圧コンパレータ９による補助電力と主電力との比較の結果から電池１２の容量を監視して、直流モータ１の発生電力に余裕がる場合には電流増幅器１０を制御して、直流モータ１で発生する直流電力を電流増幅器１０で増幅して電池１２を充電するようにしている。
また、演算処理手段１６は、電流増幅器１１を制御して直流モータ１で発生する直流電力を電流増幅器１１で増幅して、主電力として電圧レギュレータ１４に供給するようにしている。
さらに、演算処理手段１６は、電流増幅器１３を制御して、電池１２から得られる補助電力を電流増幅器１３で増幅して、補助電力として電圧レギュレータ１４に供給するようにしている。【００１５】  電圧レギュレータ１４は、補助電力と主電力とを合成て電流増幅器１５に出力するようにしている。電流増幅器１５は演算処理手段１６の制御によりこの補助電力と主電力との合成電力を増幅して、負荷１７に適正電力として供給するようにしている。【００１６】  次に，以上のように構成されたこの実施例の動作について説明する。電池１２を充電する場合には、まず羽根６を右回転方向に回転させると、回転軸５も右方向に回転する。
回転軸５には、ゼンマイ４の他端が回転軸５に固定されており、ゼンマイ４の一端は取り付け板３に固定されている。
したがって、羽根６の回転、ひいては、回転軸５の回転に伴い、次第に回転軸５の外周面にゼンマイ４が締め付けられていく。すなわち、ゼンマイ４に回転力が付与されていく。【００１７】  所定回数羽根６を右方向に回転させると、ゼンマイ４は完全に締め付けられる。ゼンマイ４が締め付けられた状態で、羽根６の回転を停止すると、ゼンマイ４固有の復元力（弾力）により、ゼンマイ４が回転力付与前の状態に戻ろうとする。
これにより、今度は、回転軸５が左方向に回転を開始する。回転軸５には歯車７ａが固定されており、歯車７ａは歯車７ｂ、歯車７ｃを介して歯車７ｄに噛合している。
したっがって、回転軸５の左方向の回転力、換言すれば、ゼンマイ４の復元力による回転力は、これらの歯車７ａ〜歯車７ｄによる伝達機構を介して一定回転速度で直流モータ１の可動子の回転軸１ａに伝達され、可動子が回転を開始する。【００１８】  直流モータ１の可動子が回転することにより、直流モータ１から直流電力が生起される。この直流電力は、負荷に対する主電力となるものであり、この主電力は出力端子８ａ，８ｂを経由して電圧コンパレータ９と電流増幅器１０，１１に供給される。
一方、電池１２からは負荷１７に供給する補助電力が電圧コンパレータ９と電流増幅器１３に供給されている。
電圧コンパレータ９は、主電力と補助電力とを比較して、その比較結果を演算処理手段１６に出力する。【００１９】  演算処理手段１６は、電池１２の容量と直流モータ１で得られる直流電力、ひいては、電池１２の容量と直流電力の監視機能を有しており、演算処理手段１６は電圧コンパレータ９の比較の結果から、直流モータ１から発生する主電力に余力があると判断した場合には、電流増幅器１０を制御して余剰電力により電池１２を充電させる。
また、演算処理手段１６は、電圧コンパレータ９での上記比較結果から電池１２の容量に余裕がある場合に、電流増幅器１３を制御して電池１２から得られる補助電力を電圧レギュレータ１４に送出する。
さらに、演算処理手段１６は、電圧コンパレータ９での上記比較結果から直流モータ１の発生する主電力に余力があると判断した場合には、演算処理手段１６は電流増幅器１１を制御して、この主電力を電流増幅器１１経由で電圧レギュレータ１４に送出する。【００２０】  電圧レギュレータ１４は、この補助電力と主電力とを合成して電流増幅器１５に出力する。電流増幅器１５は、演算処理手段１６により制御され、電圧レギュレータ１４で合成された補助電力と主電力とによる合成電力を負荷１７に適正電力として供給する。
このようにすることにより、この考案では、電池の電圧を監視した状態で負荷に一定電力を供給でき、負荷にダメージを与えることなく、負荷の本来の機能およびその特徴を生かしつつ、人為的操作をすることなく安定した充電電力を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】  この考案によるゼンマイ式電源装置の一実施例の構成を示す部ロック図である。
【図２】  この考案によるゼンマイ式電源装置の一実施例におけるモータ駆動装置の構成を示す平面図である。
【図３】  この考案によるゼンマイ式電源装置の一実施例におけるモータ駆動装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２２】  １    直流モータ
２    ケース
３    取付け板
４    ゼンマイ
５    回転軸
６    羽根
７ａ〜７ｄ  歯車
９    電圧コンパレータ
１０，１１，１３，１５  電流増幅器
１２  電池
１４  電圧レギュレータ
１６  演算処理手段
１７  負荷
【図１】
0003106592.tif 000003
【図２】
0003106592.tif 000004
【図３】
0003106592.tif 000005