JP2009103071A - 発電・蓄電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】各家庭に既にある自転車に着目し、これを利用して自宅で有酸素運動を行うことを可能とし、それと同時に、その間の運動エネルギーを利用して発電及び蓄電し、多目的でその電力を利用できるようにする発電・蓄電装置を提供する。
【解決手段】発電・蓄電装置1は、自転車100の後輪104の回転を利用して発電した電気を蓄電し、自転車100の後輪104の回転運動により発電する発電部2と、この発電部2によって発電した電気を蓄電するための蓄電部4と、自転車100の後輪104を地面から浮かせた状態で、自転車100を支持する支持フレーム6と、を有し、発電部2は、自転車100を支持フレーム6によって支持された状態において、自転車100の後輪104と接して、この後輪104の回転によって回転される回転ドラム16を有する。
【選択図】図4
【解決手段】発電・蓄電装置1は、自転車100の後輪104の回転を利用して発電した電気を蓄電し、自転車100の後輪104の回転運動により発電する発電部2と、この発電部2によって発電した電気を蓄電するための蓄電部4と、自転車100の後輪104を地面から浮かせた状態で、自転車100を支持する支持フレーム6と、を有し、発電部2は、自転車100を支持フレーム6によって支持された状態において、自転車100の後輪104と接して、この後輪104の回転によって回転される回転ドラム16を有する。
【選択図】図4
Description
本発明は、既存の自転車を外付けで設置することができる発電及び蓄電するための発電・蓄電装置に関し、より詳しくは、既存の自転車を利用し、それを漕ぐことによって有酸素運動を行いつつ、同時に、駆動輪の回転を利用して発電し、その電気を蓄電するための発電・蓄電装置に関する。
従来から、スポーツジム等では、エアロバイク(登録商標)のような自転車型運動器具のように、漕ぐことによって有酸素運動効果の得られる装置が利用されている。
一方、従来から自転車の車輪の回転を利用して発電力を得る発電装置として、自転車の車軸に内蔵され、自転車走行時の車輪の回転によって発電するものがある(例えば特許文献1)。この発電装置は、自転車の車軸に固定された発電コイルと、発電コイルに対向して配置された磁石とを有し、自転車の走行によって車軸が回転すると発電し、得られた電力は、前照灯等に使用される。
一方、従来から自転車の車輪の回転を利用して発電力を得る発電装置として、自転車の車軸に内蔵され、自転車走行時の車輪の回転によって発電するものがある(例えば特許文献1)。この発電装置は、自転車の車軸に固定された発電コイルと、発電コイルに対向して配置された磁石とを有し、自転車の走行によって車軸が回転すると発電し、得られた電力は、前照灯等に使用される。
しかしながら、上記のような自転車型運動器具を自宅で利用するためには、運動目的だけのために購入し、設置しなければならない。
また、上記のような、自転車の車輪の回転を利用する発電装置は、走行中に前照灯等を点灯するために使用するものである。
また、上記のような、自転車の車輪の回転を利用する発電装置は、走行中に前照灯等を点灯するために使用するものである。
そこで、本発明においては、各家庭に既にある自転車に着目し、これを利用して自宅で有酸素運動を行うことを可能とし、それと同時に、その間の運動エネルギーを利用して発電及び蓄電し、多目的でその電力を利用できるようにする発電・蓄電装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の発電装置は、自転車の車輪の回転を利用して発電した電気を蓄電するための発電・蓄電装置において、自転車の駆動輪の回転運動により発電する発電部と、この発電部によって発電した電気を蓄電するための蓄電部と、自転車の駆動輪を地面から浮かせた状態で、自転車を支持する支持フレームと、を有し、発電部は、自転車を支持フレームによって支持された状態において、自転車の駆動輪と接して、この駆動輪の回転によって回転される回転部を有する、ことを特徴とする。
この発明によれば、支持フレームが駆動輪を浮かせた状態で自転車を支持するので、運転者が自転車を運転すると、駆動輪がその場で回転する。したがって、各家庭にある自転車を利用して運動を行うことができるので、運動のためだけに運動器具を購入し設置する必要がなく、省コスト化、省スペース化を図ることができ、既存の自転車を有効利用することができる。
また、発電部の回転部が駆動輪に接するので、駆動輪の運動エネルギを利用して発電し、蓄電部がその電力を蓄えることができ、その電力を多目的に使用することができる。
また、発電部の回転部が駆動輪に接するので、駆動輪の運動エネルギを利用して発電し、蓄電部がその電力を蓄えることができ、その電力を多目的に使用することができる。
本発明の実施の形態においては、駆動輪は後輪であり、支持フレームは、自転車の前輪側を支持する前方フレーム部と、前方フレーム部と連結され、後輪を地面から浮かせて後輪の軸部を支持する後方フレーム部と、を有し、回転部は、後輪の軸部と平行に配置された回転軸を有するドラムであり、自転車が支持フレームによって支持された状態において、後輪はドラムの周面に接するように配置されている、ことが好ましい。
この実施の形態では、後方フレーム部が後輪を地面から浮かせ、前方フレーム部が自転車の前輪側を支持するので、自転車を前後両方から支持フレームで支持することができる。したがって、自転車が支持フレームにしっかり固定されて安定し、運転者が運動しやすくなる。
本発明の他の実施の形態においては、駆動輪は後輪であり、支持フレームは、後輪を地面から浮かせて後輪の軸部を支持する後方フレーム部を有し、自転車は、前輪と後方フレーム部とによって支持され、回転部は、後輪の軸部と平行に配置された回転軸を有するドラムであり、自転車が支持フレームによって支持された状態において、後輪はドラムの周面に接するように配置されている、ことが好ましい。
この他の実施の形態では、自転車の後輪側が後方フレーム部によって支持され、自転車の前輪側が、前輪によって支持されるので、自転車に発電・蓄電装置を取り付ける際に、前輪を取り外す必要がない。したがって、自転車に発電・蓄電装置を取り付ける作業を簡単に行うことができる。これにより、自転車を走行用及び運動用に簡単に切り換えて使用することができる。
本発明の更に他の実施の形態においては、駆動輪は後輪であり、この後輪の軸部は、この軸部の両側にそれぞれ同軸上に延びる延長部を有し、支持フレームは、後輪を地面から浮かせて延長部を支持する後方フレーム部を有し、自転車は、前輪と後方フレーム部とによって支持され、回転部は、後輪の軸部と平行に配置された回転軸を有するドラムであり、自転車が支持フレームによって支持された状態において、後輪はドラムの周面に接するように配置されている、ことが好ましい。
この更に他の実施の形態では、自転車の後輪側が後方フレーム部によって支持され、自転車の前輪側が、前輪によって支持されるので、自転車に発電・蓄電装置を取り付ける際に、前輪を取り外す必要がない。したがって、自転車に発電・蓄電装置を取り付ける作業を簡単に行うことができる。これにより、自転車を走行用及び運動用に簡単に切り換えて使用することができる。
また、自転車の後輪の軸部が延長部を有し、後方フレーム部がこの延長部を支持するので、後方フレーム部が自転車に取り付けられる取付位置が予め確保される。従って、例えば自転車の後輪の軸部に取り付けられた部品を取り外して軸部を所定長さにわたって露出させる等の作業が不要となるから、発電・蓄電装置の取付作業が容易となる。
また、自転車の後輪の軸部が延長部を有し、後方フレーム部がこの延長部を支持するので、後方フレーム部が自転車に取り付けられる取付位置が予め確保される。従って、例えば自転車の後輪の軸部に取り付けられた部品を取り外して軸部を所定長さにわたって露出させる等の作業が不要となるから、発電・蓄電装置の取付作業が容易となる。
本発明の別の実施の形態においては、発電部の回転部は、駆動輪の回転に負荷を与えるように回転抵抗を有する、ことが好ましい。
この別の実施の形態では、発電部の回転部が、回転抵抗を有するので、運転者が駆動輪を回転させる際に適切な負荷を得ることができ、有効な有酸素運動を行うことができる。
本発明の更に別の実施の形態においては、蓄電部は、発電部と接続及び取り外し自在なバッテリである、ことが好ましい。
この更に別の実施の形態では、蓄電部が、発電部と接続及び取り外し自在なバッテリであるので、蓄電された電力を、発電部から取り外して、様々な目的に使用することができる。
本発明の更に他の実施の形態においては、駆動輪の回転状態を検出する検出器と、検出器で検出した車輪の回転状態から、車輪の回転による自転車の仮想走行情報及び/又は蓄電部の蓄電情報を表示する表示器と、を更に有し、検出器は、駆動輪に取り付けられた被検知部と、支持フレームに取り付けられ、被検知部の通過を検知する検知部とを有し、表示器は、この検知部によって検知された駆動輪の回転数に基づいて情報を表示する、ことが好ましい。
この更に他の実施の形態では、発電・蓄電装置が、検出器及び表示器を有するので、駆動輪の回転状態を検出器の被検知部及び検知部によって検出し、検出結果に基づいて自転車の仮想走行情報及び/又は蓄電部の蓄電情報を表示器に表示することができる。したがって、運転者が、運動を行いながら、これらの情報を知ることができ、目的意識を持ちながら、楽しく運動を行うことができる。
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照して説明する。なお、第2実施形態以降では、第1実施形態と同様の構成には、図面に第1実施形態と同一符号を付し、その説明を簡略化または省略する。
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態による発電・蓄電装置について説明する。本実施形態の発電・蓄電装置1は、自転車100の後輪104の回転によって発電力を得るものである。
本発明の第1実施形態による発電・蓄電装置について説明する。本実施形態の発電・蓄電装置1は、自転車100の後輪104の回転によって発電力を得るものである。
まず、自転車100の構造について説明する。図1は自転車100の側面図である。自転車100は、市販されている一般的なものであり、前輪102と、後輪104と、前輪102及び後輪104を支持する自転車フレーム106と、自転車フレーム106に取り付けられたサドル108と、ハンドル110と、ペダル112と、を有する。前輪102及び後輪104は、ハブ102B,104Bを回転自在に支持する軸部102A,104Aを有し、これらの軸部102A,104Aは、自転車フレーム106に固定されている。ペダル112の回転軸は、後輪104のハブ104Bとチェーン(図示せず)で接続されており、したがって、本実施形態の自転車100は、後輪104が駆動輪となっている。
後輪104には、自転車100を駐車する際に、後輪104を地面から浮かせて自転車100を自立させるためのスタンド116が取り付けられている。スタンド116は、コ字形に折り曲げられた線状部材であり、その両端が後輪104の軸部104Aに回動自在に取り付けられている。スタンド116は、自転車100の走行中は、後輪104が接地するように、軸部104Aに取り付けられた一対の対向する線状部分が地面と水平になる走行位置に位置する。また、スタンド116は、自転車100を駐車する際には、後輪104が地面から浮くように、一対の対向する線状部分が地面と垂直となる駐車位置に位置する。図1に示される自転車100では、スタンド116は、駐車位置に位置している。
次に、このような構造の自転車100に取り付けられる本発明の第1実施形態による発電・蓄電装置1について説明する。図2は、発電・蓄電装置1の側面図であり、図3は、発電・蓄電装置1の平面図である。また、図4は、発電・蓄電装置1が自転車100に取り付けられた状態を示す側面図であり、図5は、図4の平面図である。
発電・蓄電装置1は、後輪104の回転を利用して発電する発電部2と、発電部2の電力を蓄電する蓄電部4と、発電部2、蓄電部4、および自転車100を支持する支持フレーム6と、後輪104の回転数を検出する検出器8と、検出器8で検出した後輪104の回転数に基づいて計算された情報、その他の情報を表示する表示器10と、を備える。
発電部2は、図示しないが、ロータ及びステータがボックス12内に収納された電磁誘導式の発電部で、ロータ又はステータが回転軸14に固定されている。回転軸14は、ボックス12から突出し、その先端には回転ドラム16が取り付けられている。
蓄電部4は、支持フレーム6に取り付けられ、発電部2と接続している。この蓄電部4は、発電部2及び支持フレーム6から取り外し可能なバッテリであり、蓄電部4のみを発電・蓄電装置1から分離して持ち運ぶことが可能である。
蓄電部4は、支持フレーム6に取り付けられ、発電部2と接続している。この蓄電部4は、発電部2及び支持フレーム6から取り外し可能なバッテリであり、蓄電部4のみを発電・蓄電装置1から分離して持ち運ぶことが可能である。
支持フレーム6は、発電部2及び蓄電部4を支持するメインフレーム18と、メインフレーム18に連結され、後輪104を地面から浮かせた状態で支持する後方フレーム部20と、自転車フレーム106の前部を前輪102の代わりに支持する前方フレーム部22と、を有する。
メインフレーム18は、後輪104を幅方向両側から覆う一対の側方フレーム24と、これらの側方フレーム24の下端を連結する底部フレーム26とを有する。側方フレーム24の前部は、後輪104の軸部104Aより下方且つ後方の部分を覆っている。側方フレーム24の後部は、後輪104よりも後方に延びている。また、側方フレーム24には、メインフレーム18を地面から所定距離だけ離して配置するための固定用スタンド27が、側方フレーム24の下面から下方に突出して設けられている。
底部フレーム26の前部には、その前後方向に沿って、後輪104の一部が内部に配置される長孔28(図3)が形成されている。また、底部フレーム26の後部には、発電部2及び蓄電部4が載置される。
底部フレーム26の前部には、その前後方向に沿って、後輪104の一部が内部に配置される長孔28(図3)が形成されている。また、底部フレーム26の後部には、発電部2及び蓄電部4が載置される。
後方フレーム部20は、メインフレーム18の側方フレーム24からそれぞれ上方に延び、後輪104の軸部104Aを支持する一対の軸支フレーム30と、軸支フレーム30による軸部104Aの支持を補助する、水平方向に延びる補助フレーム32とを有する。これら一対の軸支フレーム30の下方の一端は、側方フレーム24に固定され、上方の他端には、軸部104Aを受け入れる上方開口の凹部34が形成されている。また、一対の補助フレーム32の後方の一端は、側方フレーム24に固定され、前方の他端は、軸支フレーム30の揺動を防止するように、軸支フレーム30の上部に固定されている。
ここで、軸支フレーム30の凹部34から、発電部2の回転軸14までの距離は、後輪104の半径と回転ドラム16の半径の和に等しいか、それよりも若干小さくなるように設定されている。また、発電部2の回転軸14は、凹部34に後輪104が取り付けられたとき、後輪104の軸部104Aと平行になるように配置されている。
前方フレーム部22は、メインフレーム18の底部フレーム26から前方に前輪102の近傍まで水平に延びる延長フレーム36と、延長フレーム36に固定され、上方に延びる前部取付フレーム38とを有する。延長フレーム36の一端は、底部フレーム26の幅方向中央に固定されている。また、延長フレーム36の他端には、延長フレーム36を地面から所定距離だけ離して配置するためのローラ40が固定されている。このローラ40と、メインフレーム18の固定用スタンド27とにより、支持フレーム4は、地面から所定距離だけ上方に離れて配置される。
前部取付フレーム38の下方の一端は、延長フレーム36の前方の他端に固定され、また、上方の他端には、自転車フレーム106の前方部を固定するための取付部42が設けられている。
前部取付フレーム38の下方の一端は、延長フレーム36の前方の他端に固定され、また、上方の他端には、自転車フレーム106の前方部を固定するための取付部42が設けられている。
検出器8は、後輪104に取り付けられる被検知部44(図4)と、側方フレーム24の内側に取り付けられる検知部46と、検知部46で検知した信号を処理する制御部48(図3、図5)と、を備える。後輪104の回転に伴って被検知部44が回転すると、検知部46は、被検知部44の通過を検知して制御部48に出力する。
制御部48は、検知部46からの信号を入力し、後輪104の回転数を算出するとともに、この回転数から、自転車100が走行していると仮定した場合の仮想走行状態情報を算出する。ここで、仮想走行状態情報は、例えば、仮想走行距離及び仮想走行速度、仮想走行平均速度等が挙げられる。また、制御部48は、検知部46からの信号に基づいて、あるいは発電部2から入力された発電信号に基づいて、発電部2の発電電圧を算出する。
なお、制御部48は、仮想走行状態情報及び発電情報の他、例えば後輪104の回転数に基づいて、運転者の消費カロリーを算出することができる。あるいは、制御部48は、蓄電部4からの信号に基づいて、蓄電部4の蓄電電圧情報を得てもよい。また、制御部48は、運転開始からの経過時間を計測したり、断続して行われる運動の複数回にわたる積算距離、積算時間等を算出することができる。
また、制御部48は、記憶部(図示せず)を有し、この記憶部には、運転者が入力する、あるいは発電若しくは運動の観点から好ましい、自転車100の目標仮想走行速度や運転時間等が記憶されている。また、記憶部は、算出された消費カロリーに応じたカロリーを有する食品のイラストを対応するカロリーとともに記憶することができる。
また、制御部48は、記憶部(図示せず)を有し、この記憶部には、運転者が入力する、あるいは発電若しくは運動の観点から好ましい、自転車100の目標仮想走行速度や運転時間等が記憶されている。また、記憶部は、算出された消費カロリーに応じたカロリーを有する食品のイラストを対応するカロリーとともに記憶することができる。
表示器10は、制御部48に接続されるとともに蓄電部4に接続され、蓄電部4で蓄電された電力を使用して駆動される。表示器10は、タッチパネル方式のディスプレイ50を有し、このディスプレイ50には、タッチパネルを操作することにより、制御部48が算出した情報や、記憶部に記憶されている情報が表示される。
このような構造の発電・蓄電装置1を自転車100に取り付ける場合には、図4及び図5に示すように、スタンド116及び前輪102を取り外す。スタンド116を取り外すことにより、スタンド116が取り付けられていた部分の軸部104Aが露出する。また、フレーム106のうち、前部から前輪102の軸部102Aに延びるフレーム部分も取り外す。
後輪104を底部フレーム26の長孔28内に配置し、軸部104Aを軸支フレーム30の凹部34に載置する。そして、軸部104Aの先端にナットを取り付ける等して、軸部104Aを凹部34に固定する。
このとき、凹部34から発電部2の回転軸14までの距離が所定距離に設定されているため、自転車100の後輪104の軸部104Aを軸支フレーム30の凹部34に配置したとき、後輪104の外周面が、回転ドラム16の外周面に接触する。
このとき、凹部34から発電部2の回転軸14までの距離が所定距離に設定されているため、自転車100の後輪104の軸部104Aを軸支フレーム30の凹部34に配置したとき、後輪104の外周面が、回転ドラム16の外周面に接触する。
一方、フレーム106の前部を、前部取付フレーム38の取付部42にボルト等で固定する。このような固定構造の支持フレーム6により、自転車100の前輪側は、前方フレーム部22によって、また自転車100の後輪側は後方フレーム部20によって支持される。また、支持フレーム6は、ローラ40及び固定用スタンド27により、地面から所定距離だけ離れているので、後輪104は、接地せず、地面から浮いた状態となる。
運転者がサドル108に座ってペダル112をこぐと、後輪104が回転する。後輪104の回転に伴って、発電部2の回転ドラム16が回転して発電する。この発電力は、蓄電部4に蓄電される。なお、自転車100のギヤを変更することによって、後輪104の回転に負荷(回転抵抗)を与えることができ、これにより、ペダル112の負荷を変更することができる。
検出器8は、検知部46によって被検知部44の通過を検知し、制御部48に出力する。制御部48は、後輪104の回転数を算出し、これに基づいて、仮想走行速度、仮想走行距離、消費カロリー等の所定の情報を算出する。また、表示部10は、制御部48で算出した前述のような情報、及びその他制御部48に入力された発電電圧や蓄電電圧等の情報、及び記憶部に記憶されている消費カロリーに応じた食品の表示、目標距離等の情報を表示する。これらの表示は、ディスプレイ50のタッチパネルを操作することにより、切り換えることができる。
検出器8は、検知部46によって被検知部44の通過を検知し、制御部48に出力する。制御部48は、後輪104の回転数を算出し、これに基づいて、仮想走行速度、仮想走行距離、消費カロリー等の所定の情報を算出する。また、表示部10は、制御部48で算出した前述のような情報、及びその他制御部48に入力された発電電圧や蓄電電圧等の情報、及び記憶部に記憶されている消費カロリーに応じた食品の表示、目標距離等の情報を表示する。これらの表示は、ディスプレイ50のタッチパネルを操作することにより、切り換えることができる。
このような第1実施形態によれば、次のような優れた効果を得ることができる。
発電・蓄電装置1が、発電部2及び蓄電部4を備え、市販の自転車100を支持する支持フレーム6を備えているので、各家庭にある自転車100をそのまま使用して、有酸素運動を行うことができる。したがって、運動専用の自転車型運動器具を購入して設置する必要がなく、既存の自転車100の有効利用を図ることができる。
また、自転車100の運転による運動エネルギを利用して、発電部2で発電し、蓄電部4に蓄電することができる。したがって、得られた電力を、前照灯のみに使用していた従来の用途とは異なり、多目的で利用することができる。
発電・蓄電装置1が、発電部2及び蓄電部4を備え、市販の自転車100を支持する支持フレーム6を備えているので、各家庭にある自転車100をそのまま使用して、有酸素運動を行うことができる。したがって、運動専用の自転車型運動器具を購入して設置する必要がなく、既存の自転車100の有効利用を図ることができる。
また、自転車100の運転による運動エネルギを利用して、発電部2で発電し、蓄電部4に蓄電することができる。したがって、得られた電力を、前照灯のみに使用していた従来の用途とは異なり、多目的で利用することができる。
支持フレーム6が、後方フレーム部20と前方フレーム部22とを有しているので、後方フレーム部20が後輪104を浮かせた状態で自転車100の後部を支持し、前方フレーム部22が前輪102の代わりに自転車100の前輪側を支持することができる。これにより、前方フレーム部22によって自転車100の前輪側が安定して固定され、運転者がサドル108に安定して座って、運動を行うことができる。また、前輪102及び後輪104の両方が地面に接触しないため、前輪102及び後輪104によって床が汚れることがないから、室内でも運動を行うことができる。
発電・蓄電装置1が、検出器8及び表示部10を備えているので、後輪104の回転数を検出することができる。したがって、制御部48によって、仮想走行距離や仮想走行速度、消費カロリー等の情報を算出して、表示部10のディスプレイ50に表示することができる。これにより、運転者が、目的意識を持って、より楽しく運動を行うことができる。
蓄電部4が支持フレーム6及び発電部2から取り外し可能に構成されているので、蓄電部4を取り外して、蓄電された電力を様々な用途に使用することができる。
自転車100のギヤを変更することによって、ペダル112にかかる後輪104の回転負荷を変更することができるので、運転者の運動目的や好みに合わせて負荷を調整することができる。これにより、発電効率も調整することができる。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態による発電・蓄電装置60について説明する。第2実施形態による発電・蓄電装置60は、前方フレーム部22が設けられていない点が、第1実施形態による発電・蓄電装置1と異なる他は、第1実施形態による発電・蓄電装置1と同様な構造である。
次に、本発明の第2実施形態による発電・蓄電装置60について説明する。第2実施形態による発電・蓄電装置60は、前方フレーム部22が設けられていない点が、第1実施形態による発電・蓄電装置1と異なる他は、第1実施形態による発電・蓄電装置1と同様な構造である。
図6は、本発明の第2実施形態による発電・蓄電装置60を自転車100に取り付けた状態を示す側面図であり、図7は、図6の平面図である。
発電・蓄電装置60の支持フレーム62は、第1実施形態による発電・蓄電装置1の前方フレーム部22を有していない。したがって、第2実施形態では、自転車100の前輪側を、前輪102によって支持し、自転車100の後部は、第1実施形態による発電・蓄電装置1と同様に、後方フレーム部20によって支持する。
発電・蓄電装置60の支持フレーム62は、第1実施形態による発電・蓄電装置1の前方フレーム部22を有していない。したがって、第2実施形態では、自転車100の前輪側を、前輪102によって支持し、自転車100の後部は、第1実施形態による発電・蓄電装置1と同様に、後方フレーム部20によって支持する。
このような第2実施形態によれば、第1実施形態の効果と同様の効果が得られる他、次のような優れた効果が得られる。
支持フレーム62が、第1実施形態による発電・蓄電装置1の前方フレーム部22を備えず、自転車100の前部を前輪102によって支持するので、前輪102を外さなければならない第1実施形態の発電・蓄電装置1と比べて、発電・蓄電装置60への自転車100の取付を容易に行える。これにより、自転車100を、走行用及び運動用の両方に簡単に切り替えることができ、利便性を向上させることができる。
支持フレーム62が、第1実施形態による発電・蓄電装置1の前方フレーム部22を備えず、自転車100の前部を前輪102によって支持するので、前輪102を外さなければならない第1実施形態の発電・蓄電装置1と比べて、発電・蓄電装置60への自転車100の取付を容易に行える。これにより、自転車100を、走行用及び運動用の両方に簡単に切り替えることができ、利便性を向上させることができる。
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態による発電・蓄電装置70について説明する。第3実施形態による発電・蓄電装置70は、前方フレーム部22が設けられていない点、及び自転車100の後部をスタンド116によって支持するため後方フレーム部20の構造が異なる他は、第1実施形態による発電・蓄電装置1とほぼ同様の構成を有する。
次に、本発明の第3実施形態による発電・蓄電装置70について説明する。第3実施形態による発電・蓄電装置70は、前方フレーム部22が設けられていない点、及び自転車100の後部をスタンド116によって支持するため後方フレーム部20の構造が異なる他は、第1実施形態による発電・蓄電装置1とほぼ同様の構成を有する。
図8は、本発明の第3実施形態による発電・蓄電装置70の全体を示す側面図であり、図9は、図8の平面図である。また、図10は、本発明の第3実施形態による発電・蓄電装置70を自転車200に取り付けた状態を示す側面図であり、図11は、図10の平面図である。
なお、本実施形態では、自転車200の後輪104の軸部104Aには、図11に示すように、軸部104Aの両側にそれぞれ同軸上に延びる延長部202が設けられている。したがって、延長部202は、スタンド116の取付位置よりも外方に突出して形成される。
なお、本実施形態では、自転車200の後輪104の軸部104Aには、図11に示すように、軸部104Aの両側にそれぞれ同軸上に延びる延長部202が設けられている。したがって、延長部202は、スタンド116の取付位置よりも外方に突出して形成される。
図8及び図9を参照すると、発電・蓄電装置70の支持フレーム72は、発電部2及び充電部4を支持するメインフレーム74を有する。メインフレーム74の下面には、発電・蓄電装置70の移動を容易にするローラ76が設けられている。
メインフレーム74の後方フレーム部78は、長手方向に延びる2枚のプレートの一部を互いに厚み方向に重ねて形成され、後方側の一端が、メインフレーム74に回動中心78Aを中心に、回動可能に取り付けられている。後方フレーム部78の他端には、後輪104の軸部104Aが受け入れられる、下側に開口する凹部80が形成されている。
また、後方フレーム部78の回動中心78Aと凹部80の間には、後輪104の直径に応じて後方フレーム部78の長さを変更することができる調節手段82が設けられている。調整手段82は、2枚のプレートが重なった部分に、長手方向に沿って形成された長孔84と、長孔84に貫通し、2枚のプレートを結合するボルト86とを有する。
ここで、凹部80から発電部2の回転ドラム16の回転軸14までの距離は、後輪104の半径と回転ドラム16の半径との和にほぼ等しいか、それよりも若干小さい値となるように設定されている。
ここで、凹部80から発電部2の回転ドラム16の回転軸14までの距離は、後輪104の半径と回転ドラム16の半径との和にほぼ等しいか、それよりも若干小さい値となるように設定されている。
このような構造の発電・蓄電装置70では、図10及び図11に示すように、自転車200を取り付ける際には、第1実施形態による発電・蓄電装置1とは異なり、スタンド116及び前輪102を取り外さない。つまり、自転車200の前輪側は、前輪102によって支持する。また、自転車200の後輪側は、スタンド116を駐車位置に位置させて、後輪104を地面から浮かせた状態で支持する。
この状態で、ローラ76により発電・蓄電装置70を移動させ、回転ドラム16の外周面を後輪104の外周面に当接する。そして、後方フレーム部78を、回動中心78Aを中心に回動させて、後輪104の軸部104Aの延長部202に、凹部80を上方から係合させる。これにより、回転ドラム16を、後輪104に対して位置決めし、後輪104の外周面と回転ドラム16の外周面の接触を維持する。
自転車200に発電・蓄電装置70を取り付けた状態で自転車200のペダル112をこげば、発電部2によって得られた電力が、蓄電部4に蓄電される。
この状態で、ローラ76により発電・蓄電装置70を移動させ、回転ドラム16の外周面を後輪104の外周面に当接する。そして、後方フレーム部78を、回動中心78Aを中心に回動させて、後輪104の軸部104Aの延長部202に、凹部80を上方から係合させる。これにより、回転ドラム16を、後輪104に対して位置決めし、後輪104の外周面と回転ドラム16の外周面の接触を維持する。
自転車200に発電・蓄電装置70を取り付けた状態で自転車200のペダル112をこげば、発電部2によって得られた電力が、蓄電部4に蓄電される。
このような第3実施形態によれば、第1実施形態及び第2実施形態の効果と同様の効果が得られる他、次のような優れた効果を得ることができる。
スタンド116を駐車位置に位置させて、後輪104を地面から浮かせた状態で、自転車200の後部をスタンド116で支持するので、第1実施形態及び第2実施形態による発電・蓄電装置1,60とは異なり、スタンド116を取り外す必要がない。したがって、家庭で使用している自転車200をそのまま使用することができるので、走行用及び運動用の使用のための切換を容易に行うことができる。
スタンド116を駐車位置に位置させて、後輪104を地面から浮かせた状態で、自転車200の後部をスタンド116で支持するので、第1実施形態及び第2実施形態による発電・蓄電装置1,60とは異なり、スタンド116を取り外す必要がない。したがって、家庭で使用している自転車200をそのまま使用することができるので、走行用及び運動用の使用のための切換を容易に行うことができる。
後方フレーム部78に、後方フレーム部78の長さを調整する調整手段82が設けられているので、後輪104の直径に応じて、凹部80の位置を調整することができる。従って、後輪104の回転を回転ドラム16に効率的に伝達することができるように、後輪104と回転ドラム16とを接触させることができる。これにより、発電・蓄電装置70を、様々なサイズの後輪104を有する自転車200に使用することができ、発電・蓄電装置70の汎用性を向上させることができる。
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
例えば、調整手段は、第3実施形態の後方フレーム部78に設けられていたが、これに限らず、第1実施形態及び第2実施形態の発電・蓄電装置1,60の後方フレーム部20に設けられていてもよい。また、第1実施形態では、後方フレーム部20だけに限らず、前方フレーム部22にも、自転車100の前輪側の支持位置を調整するための調整手段が設けられていてもよい。この場合には、例えば延長フレーム36の長さを可変に構成すればよい。
例えば、調整手段は、第3実施形態の後方フレーム部78に設けられていたが、これに限らず、第1実施形態及び第2実施形態の発電・蓄電装置1,60の後方フレーム部20に設けられていてもよい。また、第1実施形態では、後方フレーム部20だけに限らず、前方フレーム部22にも、自転車100の前輪側の支持位置を調整するための調整手段が設けられていてもよい。この場合には、例えば延長フレーム36の長さを可変に構成すればよい。
充電部は、充電した電気の使用用途が予め定まっている場合などでは、支持フレームまたは発電部から取り外して搬送する必要がないので、本発明では、充電部は、必ずしも、支持フレームまたは発電部から取り外し可能な構造でなくてもよい。
発電機の回転部は、ドラムに限らず、自転車の駆動輪に接触して駆動輪の回転に伴って回転する回転体であれば、その形状、構成は任意である。
発電機の回転部は、ドラムに限らず、自転車の駆動輪に接触して駆動輪の回転に伴って回転する回転体であれば、その形状、構成は任意である。
検出器及び表示器は、必ずしも設けられていなくてもよい。検出器及び表示器が設けられていない場合には、制御部も設けられていなくてよい。
駆動輪は、前述の各実施形態では、後輪であったが、これに限らず、前輪駆動の自転車の場合には発電部を前輪に接続するように構成すればよい。また、自転車が二輪駆動の場合でも、いずれか一方に発電・蓄電装置を取り付け、いずれか他方の車輪を支持フレームで支持することによって地面から浮かせればよい。
1,60,70 発電・蓄電装置
2 発電部
4 蓄電部
6,62,72 支持フレーム
8 検出器
10 表示器
16 回転ドラム
20,78 後方フレーム部
22 前方フレーム部
44 被検出部
46 検出部
100,200 自転車
102 前輪
104 後輪
104A 軸部
116 スタンド
202 延長部
2 発電部
4 蓄電部
6,62,72 支持フレーム
8 検出器
10 表示器
16 回転ドラム
20,78 後方フレーム部
22 前方フレーム部
44 被検出部
46 検出部
100,200 自転車
102 前輪
104 後輪
104A 軸部
116 スタンド
202 延長部
Claims (7)
- 自転車の車輪の回転を利用して発電した電気を蓄電するための発電・蓄電装置において、
前記自転車の駆動輪の回転運動により発電する発電部と、この発電部によって発電した電気を蓄電するための蓄電部と、前記自転車の前記駆動輪を地面から浮かせた状態で、前記自転車を支持する支持フレームと、を有し、
前記発電部は、前記自転車を前記支持フレームによって支持された状態において、前記自転車の駆動輪と接して、この駆動輪の回転によって回転される回転部を有する、
ことを特徴とする発電・蓄電装置。 - 前記駆動輪は後輪であり、
前記支持フレームは、前記自転車の前輪側を支持する前方フレーム部と、前記前方フレーム部と連結され、前記後輪を地面から浮かせて前記後輪の軸部を支持する後方フレーム部と、を有し、
前記回転部は、前記後輪の前記軸部と平行に配置された回転軸を有するドラムであり、前記自転車が前記支持フレームによって支持された状態において、前記後輪は前記ドラムの周面に接するように配置されている、ことを特徴とする請求項1に記載の発電・蓄電装置。 - 前記駆動輪は後輪であり、
前記支持フレームは、前記後輪を地面から浮かせて前記後輪の軸部を支持する後方フレーム部を有し、前記自転車は、前輪と前記後方フレーム部とによって支持され、
前記回転部は、前記後輪の前記軸部と平行に配置された回転軸を有するドラムであり、前記自転車が前記支持フレームによって支持された状態において、前記後輪は前記ドラムの周面に接するように配置されている、ことを特徴とする請求項1に記載の発電・蓄電装置。 - 前記駆動輪は後輪であり、この後輪の軸部は、この軸部の両側にそれぞれ同軸上に延びる延長部を有し、
前記支持フレームは、前記後輪を地面から浮かせて前記延長部を支持する後方フレーム部を有し、前記自転車は、前輪と前記後方フレーム部とによって支持され、
前記回転部は、前記後輪の前記軸部と平行に配置された回転軸を有するドラムであり、前記自転車が前記支持フレームによって支持された状態において、前記後輪は前記ドラムの周面に接するように配置されている、ことを特徴とする請求項1に記載の発電・蓄電装置。 - 前記発電部の前記回転部は、前記駆動輪の回転に負荷を与えるように回転抵抗を有する、ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の発電・蓄電装置。
- 前記蓄電部は、前記発電部と接続及び取り外し自在なバッテリである、ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の発電・蓄電装置。
- 前記駆動輪の回転状態を検出する検出器と、前記検出器で検出した車輪の回転状態から、前記車輪の回転による自転車の仮想走行情報及び/又は前記蓄電部の蓄電情報を表示する表示器と、を更に有し、
前記検出器は、前記駆動輪に取り付けられた被検知部と、前記支持フレームに取り付けられ、前記被検知部の通過を検知する検知部とを有し、前記表示器は、この検知部によって検知された前記駆動輪の回転数に基づいて前記情報を表示する、ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の発電・蓄電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007276403A JP2009103071A (ja) | 2007-10-24 | 2007-10-24 | 発電・蓄電装置 |
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---|---|---|---|---|
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JP2004350402A (ja) * | 2003-05-22 | 2004-12-09 | Kazuyoshi Tadokoro | 自転車型発電装置および発電方法 |
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2007
- 2007-10-24 JP JP2007276403A patent/JP2009103071A/ja active Pending
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