JPH05284690A

JPH05284690A - ぜんまいばねバッテリ

Info

Publication number: JPH05284690A
Application number: JP10556492A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Kakinuma; 孝一郎柿沼; Masato Ando; 真人安藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-03-31
Filing date: 1992-03-31
Publication date: 1993-10-29

Abstract

(57)【要約】【目的】８ミリビデオカメラ等の電気機器を、二次電
池への充電用電源を得られず、また一次電池がない場合
においても、使用可能にする。【構成】筐体内に格納されたぜんまいばね２と；ばね
軸３に取り付けられ、ぜんまいばねを巻き上げる巻き上
げレバー５と；ストッパースリーブ７とストッパーばね
８とからなり、ストッパーばね８の先端をストッパース
リーブ７の段差部７ｂに係止することにより、ばね軸の
回転をロックする、ぜんまいばねロック手段と；ストッ
パーはずしねじ１１を前進させて、ストッパーばね８を
たわませてストッパースリーブ７の段差部７ｂから外
し、ばね軸３を回転可能にする、ロック解除手段と；増
速機１２と；発電機１３と；フライホイール１４と；発
生電圧制御手段１７と；電気的な出力電圧安定化手段１
８とを具備するぜんまいばねバッテリを用意する。ぜん
まいばね２はプラスチックで形成してあってもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ぜんまいばねを用い
て発電を行う、ぜんまいばねバッテリに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】８ミリビデオ等のビデオカメラは通常屋
外で使用するが、付属の二次電池を用いて作動させてい
る。

【０００３】そして、二次電池がなくなった場合におい
ても使用できるように、バックアップ用として、いわゆ
る乾電池の一次電池を用いた非常用電源装置が、ユーザ
ーに提供されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、乾電池
を用いた非常用電源装置は、乾電池を６本から１２本程
必要であり、重く、撮影の際に携行することは繁雑であ
った。また、多くの乾電池を用いるので、撮影に要する
費用が非常に高くなる。さらに、乾電池は使い捨てであ
るので、使い捨てた乾電池のごみによる環境汚染問題も
生じる。

【０００５】特に、二次電池への充電用電力の供給が行
われていない土地、例えば、密林等の未開の地，砂漠，
海洋上等で長期間に渡って、撮影を行う場合等には、多
くの乾電池を携行しなければならず、非常に繁雑であ
り、また、乾電池がなくなると、以後、撮影したい事物
が現れた場合においても、撮影が不可能となり、ビデオ
カメラの本来の機能を果たせなくなる。

【０００６】また、平常時、二次電池への充電用電力の
供給が行われている土地であっても、地震，台風等の不
慮の災害により、充電用電力が停止され、また乾電池も
入手できない場合には、撮影したい事物を目の前にし
て、撮影ができず、ビデオカメラの本来の機能が果たせ
ない。

【０００７】このような問題点は、ラジオカセット、テ
レビ受像機等の、電気を用いて使用する電気機器に共通
の問題点である。

【０００８】そこで本発明の目的は、二次電池への充電
用電源を得られず、また一次電池がない場合においても
電気機器を使用することが可能なように、ぜんまいばね
を用いた、ぜんまいばねバッテリを提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のぜんまいばねバッテリは、筐体内に格納さ
れ、外端が筐体内に固定してあるぜんまいばねと、ぜん
まいばねのばね軸に取り付けられ、ぜんまいばねを巻き
上げる巻き上げ手段と、巻き上げられたぜんまいばねを
一時的にロックするばねロック手段と、ロックを解除す
るロック解除手段と、ロックが解除されたときのばね軸
の回転速度を増速する増速機と、増速された回転を電力
に変える発電機と、発電機の回転を安定化させるフライ
ホイールと、発電機により発生した電圧を一定値に制御
する発生電圧制御手段と、出力すべき電圧を安定化させ
る電気的な出力電圧安定化手段とを具備している。

【００１０】ぜんまいばねは、プラスチックで形成して
あることが好ましい。

【００１１】

【作用】電気機器を使用する前に、巻き上げ手段により
ぜんまいばねを巻き上げ、ロック手段により、巻き上げ
られた状態を維持しておく。

【００１２】そして、電気機器を使用するときに、ロッ
ク解除手段により、ロックを解除し、これによりばね軸
が回り、増速機により増速した回転がフライホイールを
有する発電機により電力に変わり、発生電圧制御手段と
出力電圧安定化手段とにより、所定の電圧および所定範
囲内の脈動となった電流が、電気機器に送られ、電気機
器を使用することが可能となる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の第１実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。

【００１４】図１において、筐体１は、偏平な矩形の箱
状である。

【００１５】そして、内部には、ぜんまいばね２が格納
してある。ぜんまいばね２は、例えば、ばね用ステンレ
ス材等からなる、金属ばねが用いてある。ぜんまいばね
２のばね厚は０．４ｍｍ，ばね幅は２５ｍｍ，長さは４
ｍとなっている。ぜんまいばね２の外端２ａは、筐体１
の隅部１ａに、固定してある。また、ぜんまいばね２の
内端には、ばね軸３が取り付けてあり、ばね軸３は後述
する増速機へ延びている一方、他端は筐体１の底面から
外部に露出している。

【００１６】そしてばね軸３の筐体１の底面から外部に
露出している部分には、スプラインが刻設してあり、こ
の部分に、上記スプラインに嵌合するスプラインボス部
を有する巻き上げレバー５が着脱自在に装着される。巻
き上げレバー５は、ぜんまいばね２を巻き上げる巻き上
げ手段となり、外端部に設けてある、つまみ５ａを手で
持って、巻き上げレバー５を回転する。巻き上げレバー
５は着脱自在であるので、使用しないときにはばね軸３
から外して、所定の箇所等に保管しておくことができ、
携行時等のぜんまいばねバッテリのかさ張るのが防止さ
れる。また巻き上げレバー５は着脱自在であるので、発
電機を回転させる際に巻き上げレバーを外しておくこと
により、巻き上げレバー５が他の物に絡んでしまう等が
防止される。

【００１７】次に、筐体１には、接続板６が固着してあ
り、接続板６のその形状により構成される空間部６ａに
おいて、ばね軸３にはストッパースリーブ７が固着して
ある。ストッパースリーブ７は、図２に示すように、滑
らかな曲線部７ａと径方向の段差部７ｂとからなる形状
が、９０°のピッチで配置された構成となっている。次
に、図２に示すように、接続板６の側面にはストッパー
ばね８が固着してあり、自由端８ａが、ばね軸３の側部
にまで延びており、ストッパースリーブ７の段差部７ｂ
と対向している。そして、ストッパーばね８の自由端８
ａが段差部７ｂと対向，当接して、ばね軸３の回転を阻
止する方向は、巻き上げられたぜんまいばね２の戻り方
向にしてある。次に、接続板６には、支持ブロック１０
が固定してあり、支持ブロック１０には、ストッパーは
ずしねじ１１が、回転自在に螺合している。ストッパー
はずしねじ１１の外端に形成してあるノブ１１ａを回し
て、ストッパーはずしねじ１１を前進させると、ストッ
パーばね８が押されてたわむので、ストッパーばね８と
段差部７ｂとの係止が解除される。ストッパースリーブ
７とストッパーばね８とはぜんまいばねを一時的にロッ
クするロック手段となり、ストッパーはずしねじ１１
は、このロックを解除するロック解除手段となる。

【００１８】次に接続板６には増速機１２が固定してあ
る。増速機１２には、遊星歯車装置が用いてあり、中央
太陽歯車の歯数Ｚb を１０，外側太陽歯車の歯数Ｚf を
４２０としてあり、外側太陽歯車は固定されて遊星歯車
装置１２の外套となっており、ばね軸３は遊星腕に連結
され、後述する発電機の軸が中央太陽歯車に連結してあ
る。従って、発電機の軸の回転数（中央太陽歯車の回転
数）Ｎb とばね軸３の回転数（遊星腕の回転数）Ｎa と
の比は、Ｎｂ／Ｎａ＝Ｚf ／Ｚb ＋１＝４３となってい
る。

【００１９】次に、発電機１３が増速機１２に一体に固
定してある。発電機１３はブラシレス，コアレスとなっ
ている。

【００２０】発電機１３の上端において、発電機１３の
軸にフライホイール１５が取り付けてある。フライホイ
ール１５は円筒容器１４の中に収納してある。フライホ
イール１５には、体積を減ずるために、比重の大きい鉛
からなる金属円板を用いてある。フライホイール１５を
用いることにより、発電機１３の回転が安定化し、本実
施例では、フライホイール１５を用いない場合の１００
％の変動が約４０％に圧縮され、これにより、発電機か
ら発生する電圧の脈動も同％に減少する。

【００２１】本実施例のぜんまいばねバッテリは、ロッ
クを解除してぜんまいばね２を回して、発電機を回転さ
せたとき、ばね軸３は６０ｒｐｍで回転し、発電機は２
５８０ｒｐｍで回転する。

【００２２】増速機１２の外套と，発電機１３の外側面
と，フライホイールの円筒容器１４の面は、同一円筒面
にしてあり、形状の簡素化，小型化を図ってある。

【００２３】次に、発電機１３により発生した電気は、
３端子レギュレータ１７からなる発生電圧制御手段に接
続してある。発電機１３から発生した電圧は６〜３０Ｖ
で変化するが、３端子レギュレータ１７により、出力電
圧が９Ｖに制限される。これにより接続される８ミリビ
デオカメラの機器を高電圧から保護する。

【００２４】次に３端子レギュレータ１７からの出力は
コンデンサー１８からなる電気的な出力電圧安定化手段
に接続してある。コンデンサー１８は０．１Ｆの容量の
ものが用いてある。安定化コンデンサー１８を経ること
により、約４０％の脈動が存在していた入力電圧の脈動
が、約１５％以内に圧縮される。ところで、脈動の圧縮
をコンデンサーのみで行うとすると、１Ｆ等、極めて大
きな容積のコンデンサーを必要とし、従ってコンデンサ
ーのための極めて大きな空間を必要とするが、本発明で
は、まずフライホイール１５により、機械的に脈動を圧
縮し、次に、コンデンサー１８を用いて残りの脈動を圧
縮するので、上記のように小容量，すなわち小体積のコ
ンデンサーを用いることが可能となり、これにより、ぜ
んまいばねバッテリを大きく小型化することを可能にし
ている。

【００２５】コンデンサー１８を経た電流は、所定長さ
のコードを経て、出力端子へ至っている（図示省略）。
出力端子は、８ミリビデオカメラの機器へ接続され、同
機器のシステムに必要な６Ｖ，５Ｗの電源として、入力
される。

【００２６】なお、図１では説明を容易にするため、発
生電圧制御手段１７および電気的な出力電圧安定化手段
１８をぜんまいばねバッテリ本体から引き出して図示し
たが、発生電圧制御手段１７および電気的な出力電圧安
定化手段１８は、発電機１３の内部，接続板６の所定部
分等に固定してあり、ぜんまいばねバッテリ本体から
は、コンデンサー１８から先のコードのみが導き出され
ている。

【００２７】このように構成してあり、本発明のぜんま
いばねバッテリ２０を使用するときには、まず、巻き上
げレバー５のボス部をばね軸３に嵌着して、また、スト
ッパーばね８をストッパースリーブ７に係止させ、巻き
上げレバー５を回して、ぜんまいばね２を巻き上げる。
そして、巻き上げた後、巻き上げレバー５を外す。

【００２８】次に、８ミリビデオカメラの機器に本発明
のぜんまいばねバッテリ２０の出力端子を接続し、８ミ
リビデオカメラの機器を一方の手で持ち、ぜんまいばね
バッテリ２０の本体を他方の手で持ち、またはショルダ
ーバック等に収納した状態にし、撮影を行うときに、ス
トッパーはずしねじ１１を回して、ロックを解除し、ぜ
んまいばね２を回し、また、直ちに、８ミリビデオカメ
ラの機器のスイッチをオンにして、撮影を行う。

【００２９】因みに、本出願人は本実施例のぜんまいば
ねバッテリ２０のぜんまいばね２を巻き上げレバー５を
用いて巻き上げるのに、約１分を要し、またこの巻き上
げられたぜんまいばねバッテリ２０を用いて、約１分の
撮影を行うことができた。

【００３０】ぜんまいばね２が巻き戻されてばね軸３の
回転が停止したときには、再び、上述と同様にして、ぜ
んまいばね２を巻き上げて撮影を再開することができ
る。

【００３１】また、撮影を中断せず持続して行いたいと
きには、他の人等が常に巻き上げレバー５を回して、ぜ
んまいばね２を常に巻かれた状態に維持し、この状態で
撮影を持続してもよい。

【００３２】次に、本発明の第２実施例を説明する。

【００３３】本発明は、ぜんまいばねの材質のみが、第
１実施例と異なる。

【００３４】本実施例のぜんまいばねは、ＰＯＭ（ポリ
アセタール）からなるプラスチックが用いてある。ＰＯ
Ｍ（ポリアセタール）を用いてぜんまいばねを構成する
ために、ばね厚は０．６ｍｍ，ばね幅は２５ｍｍ，長さ
は４ｍとしてある。従って、金属ばねを用いた場合に比
して、容積が若干大きくなるのみであり、一方、重量
は、金属ばねを用いた場合の約１／５となり、大きく減
少させることができ、ぜんまいばねバッテリの軽量化を
大きく達成することができる。これにより、携行する場
合等の重さによる繁雑さが大きく軽減される。

【００３５】なお、ぜんまいばねの強度（ヤング率，ば
ね定数）を上げるために、プラスチックの中にグラスフ
ァイバー，カーボンファイバー等の強化繊維を例えば６
０％混入してもよい。これにより、さらに、軽量化が達
成され、また、ぜんまいばねをより小型化することがで
きる。

【００３６】また、ぜんまいばねの材質としては、ＰＯ
Ｍ（ポリアセタール）以外に、ＰＥＴ（ポリエチレンテ
レフタレート）等のプラスチックを用いてもよい。

【００３７】上記第１，第２実施例では筐体１を矩形と
したが、ぜんまいばね２を収容する箱，および接続板
を、増速機１２の外径と同一の径の円筒形状としてもよ
い。また上記実施例ではばね軸３と発電機１３の軸とを
同一直線上に配置したが、はすば歯車等を用いて発電機
の軸の方向をばね軸の方向に対して９０°曲げてもよ
い。これらにより、ぜんまいばねバッテリの更なる小型
化を図ることができる。

【００３８】また上記第１，第２実施例において巻き上
げレバー５はばね軸３に対して着脱自在としたが、巻き
上げレバーはばね軸に対して固着してあってもよい。こ
の場合に、巻き上げレバーを覆う蓋等が設けてあっても
よい。

【００３９】上記実施例は、８ミリビデオカメラの機器
を作動させるためのぜんまいばねバッテリ２０について
説明したが、本発明は、ラジオ，テレビ等の受信・通信
装置や，その他の種々の電気機器に用いることができ
る。また、ヘッドホンステレオ等のラジオ受信機，液晶
テレビ等のテレビ受信機等、受信・通信装置の消費電力
は小さく、また近年、消費電力の低減化が大きく行われ
ているので、本発明のぜんまいばねバッテリを用いて、
長い時間の間、装置の駆動が可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上の構成のぜんまいばねバッテリを用
いることにより、二次電池への充電用電源を得られず、
また一次電池がない場合においても、電気機器を使用す
ることが可能になる。また、フライホイールと、電気的
な出力電圧安定化手段とを併用したので、装置の小型化
が可能である。

【００４１】また、ぜんまいばねにプラスチックの材質
を用いた場合には、ぜんまいばねバッテリの重量を、大
きく軽減することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のぜんまいばねバッテリの構成図であ
る。

【図２】図１のぜんまいばねのロック部の平断面説明図
である。

【符号の説明】

１筐体２ぜんまいばね３ばね軸５巻き上げ手段（巻き上げレバー）７，８ぜんまいばねロック手段１１ロック解除手段１２増速機１３発電機１５フライホイール１７発生電圧制御手段（３端子レギュレータ）１８電気的な出力電圧安定化手段（コンデンサー）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筐体内に格納され、外端が上記筐体内に
固定してあるぜんまいばねと、上記ぜんまいばねのばね軸に取り付けられ、上記ぜんま
いばねを巻き上げる巻き上げ手段と、巻き上げられた上記ぜんまいばねを一時的にロックする
ばねロック手段と、上記ロックを解除するロック解除手段と、上記ロックが解除されたときの上記ばね軸の回転速度を
増速する増速機と、上記増速された回転を電力に変える発電機と、上記発電機の回転を安定化させるフライホイールと、上記発電機により発生した電圧を一定値に制御する発生
電圧制御手段と、出力すべき電圧を安定化させる電気的な出力電圧安定化
手段とを具備することを特徴とするぜんまいばねバッテ
リ。
【請求項２】請求項１において、上記ぜんまいばねは、プラスチックで形成してあること
を特徴とするぜんまいばねバッテリ。