特開 2024-14282 発電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024014282

(43)【公開日】2024-02-01

(54)【発明の名称】発電装置

(51)【国際特許分類】

   F03G 3/00 20060101AFI20240125BHJP

   F03G 3/08 20060101ALI20240125BHJP

【ＦＩ】

F03G3/00 A

F03G3/08 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022116988

(22)【出願日】2022-07-22

(71)【出願人】

【識別番号】512091523

【氏名又は名称】ＪＯＰ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100136674

【弁理士】

【氏名又は名称】居藤 洋之

(72)【発明者】

【氏名】平野 旬

(57)【要約】

【課題】発電機の発電出力を簡単な構成で安定させることができる、発電装置を提供する。
【解決手段】発電装置１０は、重力による位置エネルギを発生させる錘１２と、錘１２を昇降可能に支持する錘支持部１４と、錘１２の昇降動作に連動して回転される回転部１６と、回転部１６の回転エネルギを電気エネルギに変換する発電機１８と、駆動部２２とを備える。駆動部２２は、ウォームギア４８によって錘１２の降下に伴う回転部１６の正方向への回転を抑えつつ、駆動モータ４６の回転力によって回転部１６を一定の回転速度で正方向へ回転させる。錘１２は、錘支持部１４のプーリ２８に巻き掛けられた線状部材３０に接続される。錘１２が重力で降下すると、プーリ２８が正方向へ回転され、回転部１６の回転力が発電機１８に与えられる。回転部１６は、駆動部２２によって一定の低速度で回転されるため、発電機１８の発電出力は長時間にわたって安定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

重力による位置エネルギを発生させる錘と、
前記錘を昇降可能に支持する錘支持部と、
前記錘の昇降動作に連動して回転される回転部と、
前記回転部の回転エネルギを電気エネルギに変換する発電機と、
駆動モータを有し、前記錘の降下に伴う前記回転部の正方向への回転を抑えつつ、前記駆動モータの回転力によって前記回転部を一定の回転速度で正方向へ回転させる駆動部とを備える、発電装置。

【請求項2】

前記駆動部は、
前記回転部の回転に連動して回転されるウォームホイールと、
前記ウォームホイールに噛み合わされ、前記駆動モータによって回転されるウォームギアとを有する、請求項１に記載の発電装置。

【請求項3】

前記駆動部は、前記錘を上昇させる際に前記回転部に逆方向の回転力を付与するように構成される、請求項２に記載の発電装置。

【請求項4】

前記回転部は、正方向への回転時に前記発電機に対する回転力の伝達を許容し、逆方向への回転時に前記発電機に対する回転力の伝達を遮断するクラッチを有する、請求項３に記載の発電装置。

【請求項5】

前記発電機で生成された電力を蓄電するとともに、蓄電した電力を前記駆動モータに供給する蓄電器を備える、請求項４に記載の発電装置。

【請求項6】

前記錘支持部は、前記回転部に回転力を入力するプーリと、前記プーリに巻き掛けられた線状部材とを有し、
前記線状部材に前記錘が接続される、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の発電装置。

【請求項7】

前記錘支持部は、前記回転部に回転力を入力するピニオンと、前記ピニオンに噛み合わされるとともに、前記ピニオンに対して上下方向へ移動可能に構成されたラックとを有し、
前記ラックに前記錘が設けられる、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の発電装置。

【請求項8】

２つの前記ラックが、互いに反対側に向けて一体的に形成されるとともに、２つの前記ピニオンが、２つの前記ラックを挟んで互いに対向して設けられる、請求項７に記載の発電装置。

【請求項9】

前記錘は、複数の錘片と、複数の前記錘片を収容する収容空間を構成する収容部とを有する、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の発電装置。

【請求項10】

前記錘は、金属、石、セラミック、土、コンクリートおよび水からなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の発電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、物体の位置エネルギを利用して発電する、発電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１に開示された発電用駆動装置は、バネの弾性力による位置エネルギを利用して発電する従来の発電装置の一例である。この発電用駆動装置は、バネと、バネの弾性力で回転駆動される回転増幅装置と、回転増幅装置の最終段ギアの回転軸に連結された発電機と、回転増幅装置の最終段ギアに噛み合わされたウォームギアと、ウォームギアを回転させるモータとを備えている。バネの復元力が回転増幅装置に入力されると、最終段ギアが回転され、その回転力が発電機に与えられて発電される。このとき、最終段ギアは、ウォームギアの回転速度に応じた速度で回転されるので、ウォームギアの回転速度を制御することによって、最終段ギアの回転速度を制御でき、発電機の発電出力を制御できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開昭５６－５７９６９号

【0004】

しかしながら、特許文献１に開示された発電用駆動装置では、バネの復元力が回転増幅装置に与えられるので、発電機の発電出力が安定しないという問題があった。つまり、バネの復元力は、きつく巻かれた状態で最大となり、その状態が解除されるにつれて小さくなるため、発電機の発電出力が時間の経過に伴って徐々に小さくなるという問題があった。また、この問題を解決するために、特別な機構を組み込んだ場合には、製造コストが高くなるおそれがあった。

【発明の概要】

【0005】

本発明は上記問題に対処するためになされたものであり、その目的は、発電機の発電出力を簡単な構成で安定させることができる、発電装置を提供することにある。

【0006】

上記目的を達成するため、本発明に係る発電装置の特徴は、重力による位置エネルギを発生させる錘と、前記錘を昇降可能に支持する錘支持部と、前記錘の昇降動作に連動して回転される回転部と、前記回転部の回転エネルギを電気エネルギに変換する発電機と、駆動モータを有し、前記錘の降下に伴う前記回転部の正方向への回転を抑えつつ、前記駆動モータの回転力によって前記回転部を一定の回転速度で正方向へ回転させる駆動部とを備えることにある。

【0007】

この構成では、錘に作用する重力で回転部が回転されるので、特別な機構を必要とすることなく、回転部の回転力を一定に保持できる。また、駆動部は、錘の降下に伴う回転部の正方向への回転を抑えつつ、駆動モータの回転力によって回転部を一定の回転速度で正方向へ回転させるので、発電機を長時間にわたって一定の回転速度で稼働させることができる。したがって、発電機の発電出力を簡単な構成で長時間にわたって安定させることができる。

【0008】

本発明に係る発電装置の他の特徴は、前記駆動部は、前記回転部の回転に連動して回転されるウォームホイールと、前記ウォームホイールに噛み合わされ、前記駆動モータによって回転されるウォームギアとを有することにある。

【0009】

この構成において、ウォームギアの回転力をウォームホイールに伝達することは可能であるが、ウォームホイールの回転力をウォームギアに伝達することはできない。したがって、ウォームギアを回転部の回転動作に対するストッパとして機能させることが可能であり、回転部の回転速度を簡単に抑えることができる。また、ウォームギアの回転を停止させることによって、回転部の回転を停止させることができるので、発電停止状態における錘が重力で降下することを防止できる。

【0010】

本発明に係る発電装置の他の特徴は、前記駆動部は、前記錘を上昇させる際に前記回転部に逆方向の回転力を付与するように構成されることにある。

【0011】

この構成では、駆動部で回転部を逆方向へ回転させることによって錘を上昇させることができるので、錘を上昇させるための特別な機構を設ける必要がなく、安価に製造できる。

【0012】

本発明に係る発電装置の他の特徴は、前記回転部は、正方向への回転時に前記発電機に対する回転力の伝達を許容し、逆方向への回転時に前記発電機に対する回転力の伝達を遮断するクラッチを有することにある。

【0013】

この構成では、駆動モータの回転力で錘を上昇させる際に、回転部から発電機に対する回転力の伝達を遮断できるので、駆動モータの負担を軽減でき、錘を効率よく上昇させることができる。

【0014】

本発明に係る発電装置の他の特徴は、前記発電機で生成された電力を蓄電するとともに、蓄電した電力を前記駆動モータに供給する蓄電器を備えることにある。

【0015】

この構成では、発電機で生成された電力を駆動モータの電源として有効に利用できる。

【0016】

本発明に係る発電装置の他の特徴は、前記錘支持部は、前記回転部に回転力を入力するプーリと、前記プーリに巻き掛けられた線状部材とを有し、前記線状部材に前記錘が接続されることにある。

【0017】

この構成では、プーリと線状部材（ワイヤ、紐など）とを用いた簡単な機構で錘を昇降させることが可能であり、錘支持部を安価に製造できる。

【0018】

本発明に係る発電装置の他の特徴は、前記錘支持部は、前記回転部に回転力を入力するピニオンと、前記ピニオンに噛み合わされるとともに、前記ピニオンに対して上下方向へ移動可能に構成されたラックとを有し、前記ラックに前記錘が設けられることにある。

【0019】

この構成では、ラックとピニオンとを用いた簡単な機構で錘を昇降させることが可能であり、錘支持部を安価に製造できる。また、線状部材のように、ねじれたり、切断されたりするおそれがないので、長期にわたって安定して使用できる。

【0020】

本発明に係る発電装置の他の特徴は、２つの前記ラックが、互いに反対側に向けて一体的に形成されるとともに、２つの前記ピニオンが、２つの前記ラックを挟んで互いに対向して設けられることにある。

【0021】

この構成では、互いに反対側に向けて一体的に形成された２つのラックが２つのピニオンの間に配置されるので、２つのラックの昇降動作を安定させることができる。また、一方のラックまたは一方のピニオンが損傷した場合でも、他方のラックまたは他方のピニオンが動作する限り、回転部を回転させることができるので、動作の安定性を高めることができる。

【0022】

本発明に係る発電装置の他の特徴は、前記錘は、複数の錘片と、複数の前記錘片を収容する収容空間を構成する収容部とを有することにある。

【0023】

この構成では、収容空間に収容される錘片の数を増減させることによって、錘の重量を簡単に調整できる。

【0024】

本発明に係る発電装置の他の特徴は、前記錘は、金属、石、セラミック、土、コンクリートおよび水からなる群から選択される少なくとも１種を含むことにある。

【0025】

この構成では、入手が容易な材料を適宜選択することによって錘を安価に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】第１実施形態に係る発電装置（発電停止状態）の構成を示す正面から見た概略図である。

【図2】第１実施形態に係る発電装置における錘支持部の構成を示す一部を断面にした正面図である。

【図3】第１実施形態に係る発電装置の「発電状態」を示す図であり、（Ａ）は正面から見た概略図、（Ｂ）はブロック図である。

【図4】第１実施形態に係る発電装置の「発電準備状態」を示す図であり、（Ａ）は正面から見た概略図、（Ｂ）はブロック図である。

【図5】第２実施形態に係る発電装置の構成を示す正面から見た概略図である。

【図6】第３実施形態に係る発電装置の構成を示す平面から見た概略図である。

【図7】第３実施形態に係る発電装置における錘支持部の構成を示す一部を断面にした正面図である。

【図8】第４実施形態に係る発電装置の構成を示す正面から見た概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明に係る発電装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0028】

（第１実施形態に係る発電装置の構成）
図１は、第１実施形態に係る発電装置１０の構成を示す正面から見た概略図である。図２は、発電装置１０における錘支持部１４の構成を示す一部を断面にした正面図である。

【0029】

図１に示す発電装置１０は、錘１２に作用する重力による位置エネルギを利用して発電する装置であり、ビルや山などの高低差を確保できる場所に設置された状態で使用される。つまり、ビルや山などの高所に錘１２が持ち上げられることによって、重力による位置エネルギが生成され、この錘１２が低所へ降下する際に、重力による位置エネルギが電気エネルギに変換されて、発電出力として取り出される。

【0030】

図１に示すように、発電装置１０は、重力による位置エネルギを発生させる錘１２と、錘１２を昇降可能に支持する錘支持部１４と、錘１２の昇降動作に連動して回転される回転部１６と、発電機１８と、蓄電器２０と、駆動部２２とを備えている。

【0031】

図２に示すように、錘１２は、鉄等の金属で直方体状に形成された部材であり、錘１２の互いに反対側に位置する２つの側面１２ａ，１２ｂには、水平方向へ延びる回転軸（図示省略）を有する複数のガイドローラ２４が設けられている。

【0032】

図２に示すように、錘支持部１４は、錘１２の昇降動作をガイドするガイド部２６と、回転部１６（図１）に回転力を入力するプーリ２８と、プーリ２８に巻き掛けられた線状部材３０とを有している。

【0033】

ガイド部２６は、錘１２を収容する収容空間Ｓを構成する箱状の部材であり、ガイド部２６の内面には、錘１２に設けられたガイドローラ２４が接触するガイド面２６ａ，２６ｂが設けられている。プーリ２８は、回転部１６（図１）の入力部となる部材であり、ガイド部２６の上方において、水平方向へ延びる回転軸３２に取り付けられている。つまり、プーリ２８は、錘支持部１４の部品であると同時に、回転部１６の部品でもある。

【0034】

線状部材３０は、プーリ２８に巻き掛けられた状態で錘１２を吊るすことによって、錘１２に作用する重力をプーリ２８に伝達する部材である。本実施形態の線状部材３０は、金属製のワイヤロープであり、線状部材３０の一方端部にプーリ２８が接続されており、線状部材３０の他方端部に錘１２が接続されている。なお、線状部材３０の種類は、金属製のワイヤロープに限定されるものではなく、例えば、合成樹脂製の紐が用いられてもよい。

【0035】

図１に示す回転部１６は、錘１２に作用する重力による位置エネルギを回転エネルギに変換する部分であり、プーリ２８および回転軸３２と、回転軸３２に取り付けられた第１スパーギア３４と、第１スパーギア３４に噛み合わされた第２スパーギア３６とを有している。

【0036】

プーリ２８および回転軸３２は、錘１２の昇降動作に連動して回転される。つまり、錘１２が降下するとき、プーリ２８および回転軸３２は正方向へ回転され、錘１２が上昇するとき、プーリ２８および回転軸３２は逆方向へ回転される。

【0037】

第１スパーギア３４は、正方向への回転時に発電機１８に対する回転力の伝達を許容し、逆方向への回転時に発電機１８に対する回転力の伝達を遮断するクラッチ３８を内蔵している。つまり、本実施形態の第１スパーギア３４は、ワンウェイクラッチ内蔵スパーギアである。したがって、錘１２が降下するときには、回転部１６の回転力が発電機１８に伝達されるが、錘１２が上昇するときには、回転部１６の回転力が発電機１８に伝達されない。

【0038】

第２スパーギア３６は、第１スパーギア３４の回転力を増速して発電機１８に伝達する増速ギアであり、第２スパーギア３６の歯数は、第１スパーギア３４の歯数よりも少なく定められている。

【0039】

図１に示す発電機１８は、回転部１６の回転エネルギを電気エネルギに変換する電気機器であり、ハウジング４０と、ハウジング４０に取り付けられた固定子（図示省略）と、回転軸４２と、回転軸４２に取り付けられた回転子（図示省略）と、出力端子４４とを有している。本実施形態では、発電機１８の回転軸４２に上記の第２スパーギア３６が取り付けられている。

【0040】

蓄電器２０は、発電機１８で生成された電力を蓄電するとともに、蓄電した電力を駆動モータ４６に供給する電気機器であり、発電機１８および駆動モータ４６に対して電気的に接続されている。発電機１８で生成された電力を、出力端子４４に接続された外部機器に供給するか、或いは、蓄電器２０に蓄電するかは、使用者が操作スイッチ（図示省略）を操作することによって選択される。

【0041】

駆動部２２は、錘１２の降下に伴う回転部１６の正方向への回転を抑えつつ、駆動モータ４６の回転力によって回転部１６を一定の回転速度で正方向へ回転させる部分である。また、駆動部２２は、錘１２を上昇させる際に回転部１６に逆方向の回転力を付与する部分である。駆動部２２は、具体的には、駆動モータ４６と、ウォームギア４８と、ウォームホイール５０と、第３スパーギア５２と、第４スパーギア５４と、減速機５６とを有している。

【0042】

駆動モータ４６は、回転部１６に付与される回転力を生成する電気機器である。駆動モータ４６には、蓄電器２０が接続されており、さらに、入力端子５８を介して外部電源が接続されている。なお、外部電源は、太陽光、風力および水力などの自然エネルギを利用する発電装置であることが望ましい。

【0043】

駆動モータ４６の電源として、蓄電器２０を使用するか、或いは、外部電源を使用するかは、使用者が操作スイッチ（図示省略）を操作することによって、或いは、制御装置（図示省略）が制御プログラムを実行することによって選択される。また、駆動モータ４６の回転方向や回転速度は、使用者が操作スイッチ（図示省略）を操作することによって、或いは、制御装置（図示省略）が制御プログラムを実行することによって選択される。

【0044】

ウォームギア４８は、駆動モータ４６の回転軸（図示省略）に接続されており、ウォームホイール５０は、ウォームギア４８に噛み合わされている。第３スパーギア５２は、回転部１６の回転軸３２に取り付けられており、第４スパーギア５４は、第３スパーギア５２に噛み合わされている。減速機５６は、ウォームホイール５０の回転軸５０ａと第４スパーギア５４の回転軸５４ａとの間に設けられている。減速機５６は、回転軸５０ａの回転力を減速して回転軸５４ａに伝達できるように構成されている。

【0045】

図１に示すように、回転部１６のプーリ２８および回転軸３２と、駆動部２２の第３スパーギア５２、第４スパーギア５４、減速機５６およびウォームホイール５０とは、正方向および逆方向において互いに連動して回転される関係にある。一方、ウォームギア４８とウォームホイール５０とは、ウォームギア４８の回転力をウォームホイール５０に伝達することはできるが、ウォームホイール５０の回転力をウォームギア４８に伝達することはできない関係にある。

【0046】

したがって、駆動部２２は、回転部１６に対して正方向または逆方向の回転力を低速で付与することが可能であり、発電装置１０は、駆動モータ４６の動作を切り替えることによって、「発電停止状態」、「発電状態」および「発電準備状態」を取ることができる。

【0047】

（第１実施形態に係る発電装置の作動）
図１は、発電装置１０の「発電停止状態」を示している。図３は、発電装置１０の「発電状態」を示す図であり、（Ａ）は正面から見た概略図、（Ｂ）はブロック図である。図４は、発電装置１０の「発電準備状態」を示す図であり、（Ａ）は正面から見た概略図、（Ｂ）はブロック図である。

【0048】

図１に示すように、「発電停止状態」は、錘１２を一定の高さで保持する状態である。「発電停止状態」では、駆動モータ４６が停止され、ウォームギア４８が回転部１６の回転動作に対するストッパとして機能する。つまり、錘１２に作用する重力で回転部１６が回転しようとすると、その動作に連動して駆動部２２のウォームホイール５０が回転しようとするが、ウォームホイール５０はウォームギア４８に噛み合って回転しないので、回転部１６は回転しない。これにより、プーリ２８の回転が阻止され、錘１２が一定の高さで保持される。

【0049】

図３（Ａ）に示すように、「発電状態」は、錘１２を重力で降下させて発電機１８を稼働させる状態である。「発電状態」では、駆動モータ４６の回転力によって、回転部１６が一定の回転速度で正方向へ回転される。したがって、回転部１６の回転力が発電機１８に伝達されて、電力が生成される。図３（Ｂ）に示すように、発電機１８で生成された電力は、外部機器に供給されてもよいし、蓄電器２０に蓄電されてもよい。駆動モータ４６は、蓄電器２０から供給される電力で駆動されてもよいし、外部電源から供給される電力で駆動されてもよい。

【0050】

図４（Ａ）に示すように、「発電準備状態」は、錘１２を上昇させて重力による位置エネルギを生成する途中の状態である。「発電準備状態」では、駆動モータ４６が「発電状態」とは逆の方向へ回転され、駆動モータ４６の回転力によって、回転部１６が逆方向へ回転される。これにより、プーリ２８が逆方向へ回転され、線状部材３０がプーリ２８に巻き取られて、錘１２が上昇される。「発電準備状態」では、クラッチ３８の作用によって、回転部１６の回転力が発電機１８に伝達されないため、図４（Ｂ）に示すように、発電機１８は稼働されず、電力は生成されない。

【0051】

（実施形態に係る発電装置の効果）
本実施形態によれば、上記構成により以下の各効果を奏することができる。すなわち、錘１２に作用する重力で回転部１６が回転されるので、特別な機構を必要とすることなく、回転部１６の回転力を一定に保持できる。また、駆動部２２は、錘１２の降下に伴う回転部１６の正方向への回転を抑えつつ、駆動モータ４６の回転力によって回転部１６を一定の回転速度で正方向へ回転させるので、発電機１８を長時間にわたって一定の回転速度で稼働させることができる。したがって、発電機１８の発電出力を簡単な構成で長時間にわたって安定させることができる。

【0052】

ウォームギア４８の回転力をウォームホイール５０に伝達することは可能であるが、ウォームホイール５０の回転力をウォームギア４８に伝達することはできないため、ウォームギア４８を回転部１６の回転動作に対するストッパとして機能させることが可能であり、回転部１６の回転速度を簡単に抑えることができる。また、ウォームギア４８の回転を停止させることによって、回転部１６の回転を停止させることができるので、発電停止状態における錘１２が重力で降下することを防止できる。

【0053】

駆動部２２で回転部１６を逆方向へ回転させることによって錘１２を上昇させることができるので、錘１２を上昇させるための特別な機構を設ける必要がなく、安価に製造できる。

【0054】

駆動モータ４６の回転力で錘１２を上昇させる際には、クラッチ３８によって回転部１６から発電機１８に対する回転力の伝達を遮断できるので、駆動モータ４６の負担を軽減でき、錘１２を効率よく上昇させることができる。

【0055】

発電機１８で生成された電力を蓄電器２０に蓄電するとともに、蓄電した電力を駆動モータ４６に供給するので、発電機１８で生成された電力を有効に利用できる。

【0056】

プーリ２８と線状部材３０とを用いて錘支持部１４を簡単に構成できるので、錘支持部１４を安価に製造できる。

【0057】

（変形例）
なお、本発明の実施にあたっては、上記第１実施形態に限定されず、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。すなわち、上記第１実施形態では、錘１２が鉄等の金属で形成されているが、錘１２の材料は、金属、石、セラミック、土、コンクリートおよび水からなる群から選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。この構成では、入手が容易な材料を適宜選択することによって、錘１２を安価に製造できる。また、上記第１実施形態では、錘１２が直方体状に形成されているが、錘１２の形状は、球状、円盤状および異形状などであってもよい。この構成では、成形が容易な形状を適宜選択することによって、錘１２を安価に製造できる。

【0058】

上記第１実施形態では、錘１２が１つの塊状に形成されているが、錘１２は、複数の錘片（図示省略）に分割して形成されてもよいし、複数の錘片を収容する収容空間を構成する収容部（図示省略）を有していてもよい。この構成では、収容空間に収容される錘片の数を増減させることによって、錘の重量を簡単に調整できる。

【0059】

上記第１実施形態では、回転部１６と発電機１８との間で回転力の伝達を遮断する手段として、第１スパーギア３４に組み込まれたクラッチ３８が用いられているが、このクラッチ３８に代えて、メカクラッチや電磁クラッチ（図示省略）が用いられてもよい。

【0060】

上記第１実施形態では、錘１２が駆動モータ４６の動力で上昇されるが、錘１２は人の力で上昇されてもよい。

【0061】

図５は、第２実施形態に係る発電装置６０の構成を示す正面から見た概略図である。図６は、第３実施形態に係る発電装置７０の構成を示す平面から見た概略図である。図７は、第３実施形態に係る発電装置７０における錘支持部７６の構成を示す一部を断面にした正面図である。

【0062】

上記第１実施形態では、錘１２を昇降可能に支持する「錘支持部」として、プーリ２８と線状部材３０とを有する錘支持部１４が用いられているが、「錘支持部」の構成は、適宜変更されてもよい。例えば、図５に示す第２実施形態に係る発電装置６０のように、１つのラック６２と１つのピニオン６４とを有する錘支持部６６が用いられてもよい。また、図６および図７に示す第３実施形態に係る発電装置７０のように、２つのラック７２ａ，７２ｂと２つのピニオン７４ａ，７４ｂとを有する錘支持部７６が用いられてもよい。

【0063】

図５に示すように、第２実施形態に係る発電装置６０では、回転部１６が、入力部としてのピニオン６４を有しており、錘支持部６６が、ピニオン６４とラック６２とを有している。ピニオン６４は、回転部１６の部品であると同時に、錘支持部６６の部品でもある。ラック６２は、ピニオン６４に噛み合わされるとともに、ピニオン６４に対して上下方向へ移動可能に構成されており、ラック６２の下端部に錘１２が設けられている。したがって、「発電状態」では、錘１２およびラック６２に作用する重力でピニオン６４が正方向へ回転されることによって、発電機１８が稼働される。一方、「発電準備状態」では、駆動部２２でピニオン６４が逆方向へ回転されることによって、錘１２およびラック６２が上昇される。

【0064】

この構成では、ラック６２とピニオン６４とを用いた簡単な機構で錘１２を昇降させることが可能であり、錘支持部６６を安価に製造できる。また、線状部材３０のように、ねじれたり、切断されたりするおそれがないので、長期にわたって安定して使用できる。なお、ラック６２と錘１２とは、互いに一体的に形成されてもよい。

【0065】

図６に示すように、第３実施形態に係る発電装置７０では、回転部１６が、入力部としての２つのピニオン７４ａ，７４ｂを有しており、錘支持部７６が、２つのピニオン７４ａ，７４ｂと２つのラック７２ａ，７２ｂとを有している。２つのピニオン７４ａ，７４ｂは、回転部１６の部品であると同時に、錘支持部７６の部品でもある。２つのラック７２ａ，７２ｂは、２つのピニオン７４ａ，７４ｂのそれぞれに噛み合わされるとともに、ピニオン７４ａ，７４ｂに対して上下方向へ移動可能に構成されている。そして、２つのラック７２ａ，７２ｂの下端部に錘１２が設けられている。

【0066】

図７に示すように、２つのラック７２ａ，７２ｂは、互いに反対側に向けて一体的に形成されており、２つのピニオン７４ａ，７４ｂは、２つのラック７２ａ，７２ｂを挟んで互いに対向して設けられている。図６に示すように、２つのピニオン７４ａ，７４ｂの回転軸７８ａ，７８ｂには、減速機８０ａ，８０ｂを介して、駆動部２２のウォームホイール５１ａ，５１ｂが取り付けられており、一方のウォームホイール５１ｂには、発電機１８の回転軸４２に取り付けられたスパーギア８２が噛み合わされている。

【0067】

この構成では、互いに反対側に向けて一体的に形成された２つのラック７２ａ，７２ｂが２つのピニオン７４ａ，７４ｂの間に配置されているので、２つのラック７２ａ，７２ｂの昇降動作を安定させることができる。また、一方のラック７２ａまたは一方のピニオン７４ａが損傷した場合でも、他方のラック７２ｂまたは他方のピニオン７４ｂが動作する限り、回転部１６（図６）を回転させることができるので、動作の安定性を高めることができる。なお、ラック７２ａ，７２ｂと錘１２とは、互いに一体的に形成されてもよい。

【0068】

図８は、第４実施形態に係る発電装置８４の構成を示す正面から見た概略図である。上記の各実施形態では、駆動部２２がウォームホイール５０とウォームギア４８とを有しているが、「駆動部」の構成は、適宜変更されてもよい。例えば、図８に示す発電装置８４のように、ボールネジ８６を有する駆動部８８が用いられてもよい。

【0069】

図８に示すように、第４実施形態に係る発電装置８４では、ラック６２とピニオン６４とを有する錘支持部６６が用いられている。そして、ラック６２に対して平行となるようにボールネジ８６のネジ軸８６ａが設けられており、ラック６２の下端部に設けられた錘１２の側面には、ネジ軸８６ａが螺合されるナット８６ｂが取り付けられている。そして、ネジ軸８６ａの下端部に駆動モータ９０の回転軸９０ａが接続されている。

【0070】

この構成では、ボールネジ８６として汎用のボールネジを用いることができるので、駆動部８８を安価に製造できる。また、回転部１６と駆動部８８とが分離されているので、これらの構成を簡素化でき、メンテナンス作業を容易に行うことができる。

【符号の説明】

【0071】

１０，６０，７０，８４…発電装置、１２…錘、１４，６６，７６…錘支持部、１６…回転部、１８…発電機、２０…蓄電器、２２，８８…駆動部、２４…ガイドローラ、２６…ガイド部、２８…プーリ、３０…線状部材、３４…第１スパーギア、３６…第２スパーギア、３８…クラッチ、４６，９０…駆動モータ、４８…ウォームギア、５０…ウォームホイール、５２…第３スパーギア、５４…第４スパーギア、５６…減速機、６２，７２ａ，７２ｂ…ラック、６４，７４ａ，７４ｂ…ピニオン、８６…ボールネジ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】