課題２ ゼンマイ式懐中電灯
Ａ氏は、ＴＶのニュース番組で、電池がなくともラジオを聞くことができるようにした、ゼンマイ式のラジオの存在を知った。そこで、そのゼンマイを利用した発電器部分を利用して、ゼンマイ式懐中電灯を開発することとした。以下の情報から、ゼンマイ式懐中電灯についての特許明細書を作成せよ。
図１は、要部分解図を示し、回転力を付与するための装置としては、回転数を増大させる第１平歯車５１の小径ボス５１ａに軸支された巻取ホイール３１と、この巻取ホイール３１に巻付けられてケース２の外側に挿出した紐部材３２と、この紐部材３２の端部に取付けられた係止部３３とで構成されている。
４１は板ばねであり、この板ばね４１は、一端が第１平歯車５１の大径ボス５１ｂ側面に固定されるとともに、他端はケース２の内壁に固定されている。これにより、第１平歯車５１は一定回転方向に弾力的に付勢される。なお、この板ばね４１は、渦巻きばねまたはコイルばねにより構成することができる。
第１平歯車５１、第２平歯車５２及び第３歯車５３が噛み合い、回転力を増大させる。詳しくは、第１歯車５１の小径ボス５１ａは巻取ホイール３１の中心穴部３１ａ、大径ボス５１ｂは第１キャリア５４の中心穴部５４ａを貫通しており、そしてその後部は第２キャリア５５の中心穴部５５ａに支持されている。第２歯車５２の先端ピン部５２ｃは第１キャリア５４の側部穴部５４ｂに、その後部は第３キャリア５６の側部穴部５６ｂにそれぞれ支持されており、小径部５２ａは第２キャリア５５の側部穴部５５ｂを貫通している。第３歯車５３の先端ピン部５３ｃは第２キャリア５５の側部穴部５５ｃに、その後部は第３キャリア５６の側部穴部５６ｃにそれぞれ支持されている。また、ダイナモの回転子軸６１は第３キャリア５６の中心穴部５６ａを貫通している。
そして、第１歯車５１は第２歯車５２の小径部５２ａに噛み合い、第２歯車５２の大径部５２ｂは第３歯車５３の小径部５３ａに噛み合い、第３歯車５３の大径部５３ｂがダイナモ６の回転子軸６１に噛み合っている。
また、回転中心軸Ｃは前記回転子軸６１の中心Ｓに対して偏心εしている。
これにより、第３歯車５３の大径部５３ｂをより大径に構成することが可能になり、前記回転子軸６１の回転数増大に寄与する。
そこで、係止部３３を摘んで板ばね４１の付勢力に抗して紐部材３２を牽引すると、ダイナモ６の回転子軸６１は、回転数増大手段５の第１歯車５１、第２歯車５２及び第３歯車５３を介して回転数が増大して付与され、一定長さ引出した後牽引を解除すると回転子軸６１は、板ばね４１の作用により逆方向の回転が付与される。
このように、回転子軸６１に正・逆の回転力を繰り返し付与することにより、ダイナモ６による発電が開始される。
また、紐部材３２を牽引して引出す際の長さの限界は、板ばね４１の厚さにより決まるが、引出し限界近くになると牽引抵抗が大きくなるため携帯者の感触で感じ取ることができ、無理な負荷を掛けることも無くなる。
ダイナモ６には、電気二重層のコンデンサ８が接続され、電気二重層のコンデンサ８の内部には、２枚の導電性集電電極間に封止用合成ゴムが配された空間に、多孔性有機フィルムを介して活性炭と希硫酸の電解液の封入された基本セル８１が多重に重なっている。
ダイナモ６により発電される交流電気は整流装置としてのブリッジダイオードにより直流電流に変換され、懐中電灯の電球のプラス電極及びマイナス電極に送られるとともに、余分な電気はコンデンサ８に送られる。
弁理士 遠山 勉
（２０００／７／１１）