(57)【要約】      （修正有）【課題】ゼンマイバネを一本の回転軸に複数個配列してそれぞれを巻き上げ、そのゼンマイバネのほどきによる回転運動をトルク制御、緩衝、及び増速機構を介して長時間の回転動力源として出力する機構を提供する。【解決手段】複数個のゼンマイバネの個々の巻芯は、一方向回転のベアリング、所謂ワンウエイローラークラッチを介して回転軸に配置する。ゼンマイバネの外端は巻上げドラムのピンに引掛けられ、巻上げドラムの内輪に設けたラチェット機構により、ゼンマイバネを個々に巻上げる。さらに複数個のゼンマイバネの同時ほどきによる総和エネルギー出力をトルク制御機構で一定のトルクエネルギーに置換し、且つ緩衝機構によって平滑な回転運動を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のゼンマイバネを一本の回転軸に配列し巻上げ、それ等のほどき回転運動を、トルク制御、緩衝、及び増速等により長時間の回転動力とする機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、複数個のゼンマイバネを一本の回転軸に配列してそれぞれを巻上げ、そのほどきの回転エネルギーを出力する機構である。
【背景技術】
【０００２】  巻き上げた１個のゼンマイバネからのほどき回転数はゼンマイバネの巻数で決まる。ほどきの時間を長く回転数を多くするには、バネ性の大きなゼンマイバネで巻数を多くして用い、そのほどき回転をギア等による増速機構により成し得る。しかし手巻きゼンマイバネでは、手による巻上げ作用力に限界がある。
巻上げた複数個のゼンマイバネを１個ずつ順次ほどく機構も考えられるが、機構が複雑になる欠点がある。
【発明の概要】
【課題を解決しようとする課題】
【０００３】  本発明は、手巻き出来る範囲の複数個のゼンマイバネを一本の回転軸に配列し、巻いたゼンマイバネの同時ほどきにより、大きなトルクと多くの回転数を得ることにある。このゼンマイバネの回転出力軸に発電機を接続して発電し、エコエネルギー電源としての活用を可能とする。
【発明が解決しようとする手段】
【０００４】  複数個のゼンマイバネの個々の巻芯は、一方向回転のベアリング、所謂ワンウエイローラークラッチを介して回転軸に配置する。ゼンマイバネの外端は巻上げドラムのピンに引掛けられ、巻上げドラムの内輪に設けたラチェット機構により、ゼンマイバネを個々に巻上げる。さらに複数個のゼンマイバネの同時ほどきによる総和エネルギー出力をトルク制御機構で一定のトルクエネルギーに置換し、且つ緩衝機構によって平滑な回転運動を得る。
【発明の効果】
【０００５】  複数個のゼンマイバネが同時にほどかれるときに生じる大きな瞬時出力を、案内爪車と爪、及び爪車とスプリングの組合せで解決する。またこの動作により生じる爪車の間欠動作による変動をゼンマイバネによる二次緩衝で平滑にする。
【０００６】  増速ギアは、平ギアの組合せまたは遊星ギアによりギア比を大きくすることで目的の回転数を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のシステム構成図
【図２】本発明のゼンマイバネ巻上げ機構図
【図３】本発明のトルク制御機構図
【図４】本発明のトルク制御機構動作説明図
【図５】本発明の緩衝バネ機構図
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【０００８】  図１は、本発明のシステム構成図である。複数個のゼンマイバネユニットとトルク制御機構、緩衝バネ機構、そして増速ギア機構を組合せた構造である。増速ギアは平ギアの組合せにより構成されている。他の機構の動作については、以下に説明する。【０００９】  図２は、本発明のゼンマイバネの巻上げ機構図である。その作用について説明すると、Ａ−Ａ断面図において、ゼンマイバネ１の内端は、ほどき回転軸５にあるワンウエイローラークラッチ６に固定され、外端の引掛け３は巻上ドラム２のピン４に掛けられ固定されている。
図２ラチェット機構図の説明では、巻上ドラム２の内輪にラチェット歯８が設けられ、固定盤１０のバネ爪９とによりラチェット機能を成している。従って巻上ドラム２を回すとゼンマイバネ１を巻上げることが出来る。
図２構造断面図では、ゼンマイバネ巻上げ機構を一つのユニットとして、１本のほどき回転軸５に複数個設けた機構で、全部のゼンマイバネのほどきをほどき回転軸５に回転出力される。【００１０】  図３は本発明のトルク制御機構で、ゼンマイバネの瞬時ほどきの防止機構の説明図である。ゼンマイバネのほどき回転軸１１にはピン（ａ）１５を持つ案内爪車１２があり、同心とする別の回転出力軸２２には爪車１３がある。この爪車１３には案内爪車１２のピン（ａ）１５を通す同心円上の長穴１７とピン（ｂ）１８がある。ピン（ａ）１５とピン（ｂ）１８とは引張りバネ１６により引張り状態で結合されている。
ガイドピン２１を持つ爪１９は箱１４に設置され、トーションバネ２０により爪車１３の歯に噛合っている。ガイドピン２１は案内爪車１２の爪歯面に沿って動く。
案内爪車１２と爪車１３は歯角度を同一とする同じ歯数であり、長穴１７はピン（ａ）１５の径を含む１歯分の円弧長である。【００１１】  図４は、本発明のトルク制御機構の動作説明図である。
図４動作１において、例えばゼンマイバネのほどき回転が左回りであるとき、案内爪車１２の爪の歯面に沿ってガイドピン２１は移動し、案内爪車１２にあるピン（ａ）１５は引張りバネ１６を引張り乍ら長穴１７を移動する。
図４動作２の状態では、ガイドピン２１が案内爪車１２の歯先に達し、爪１９は爪車１３の歯先から外れるので爪車１３は引張りバネ１６によって引張られて長穴１７の分だけ回る。図４動作３の状態となりガイドピン２１は歯底に移動し、爪１９は爪車１３の次の歯底にかかり、爪車１３の回転を止める。
この動作の繰返しによってゼンマイバネのほどきトルクを引張りバネ１６の引張り力に置き換えることができる。【００１２】  図５は、本発明の緩衝バネ機構図である。前記により発生する回転は１歯ずつの刻み送りとなり、回転動作が滑らかではない。この回転ムラを緩衝ゼンマイバネ２５の巻き、ほどきに置き換えて緩衝させる構造である。回転出力軸２２の回転は緩衝ドラム２４を介して緩衝ゼンマイバネ２５を巻上げ、そのほどきの力が二次回転として緩衝出力軸２６に出力する緩衝機構である。
【産業上の利用可能性】
【００１３】  本発明によって、複数個のゼンマイバネのほどきによる回転エネルギーを、長い時間の回転動力として得られる。これは繰返し使用可能なエコエネルギーとして有用である。
この回転エネルギーを小型発電機の動力源として使用して発電を行い、ラジオ、ＬＥＤ照明等の電源としての利用が可能である。【００１４】  例えば、超小型ＤＣマイクロモータを発電機として使用し実験を行った結果、４５００ｒｐｍの回転数で約２Ｖの発電が得られた。この発電量を本発明のゼンマイバネ機構で実行するには、２０巻きのゼンマイバネで増速ギア比１：５０００のとき、１ユニットでは約２２分の発電力を持続できる計算となる。従って、３ユニットで約１時間となる。
【符号の説明】
【００１５】１．ゼンマイバネ  ２．巻上ドラム  ３．引掛け  ４．ピン  ５．ほどき回転軸  ６．ワンウエイローラークラッチ  ７．内側引掛け  ８．ラチェット歯  ９．バネ爪  １０．固定盤  １１．ほどき回転軸  １２．案内爪車  １３．爪車  １４．箱  １５．ピン（ａ）  １６．引張りバネ  １７．長穴  １８．ピン（ｂ）  １９．爪  ２０．トーションバネ  ２１．ガイドピン  ２２．回転出力軸  ２３．固定箱  ２４．緩衝ドラム  ２５．緩衝ゼンマイバネ  ２６．緩衝出力軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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