JP2011235883A - 人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車 - Google Patents

人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車 Download PDF

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Abstract

【課題】 人力で発電機を駆動し、発電機で発電される電気エネルギーによりモータを駆動し、車輪を駆動可能な非同期有線伝送電気足踏み車を提供する。
【解決手段】 人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車は、一つ以上の車輪を有する乗り物であって、人力により駆動される車両用発電機を持ち、発電機は人力で駆動され、発電機の発電気エネルギーにより直接に非同期的にモータを駆動しつつモータの回転速度、回転方向、トルク、電圧および電流を制御するか、あるいは、電気制御装置を通して非同期にモータを駆動しつつモータの回転速度、回転方向、トルク、電圧および電流を制御する。このような非同期有線伝送電気足踏み車は、一輪車、二つ以上の車輪を有する自転車、足踏み電動自転車、足踏み電動乗り物、運動用固定式自転車等に応用される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車に関する。
従来、一つ以上の車輪を有する乗り物は、人力駆動または電気モータ駆動のもの以外に、人力により駆動し電気モータを補助動力とするものがある。電気モータの電気エネルギー源は、ブレーキ制動力を利用する再生発電により充電される蓄放電装置、外部電源、又は、電気エネルギー貯蔵装置である。
特許文献１には、ペダルに加わる踏力に応じた補助動力を発生する電導直流モータおよび電導直流モータの電源となるバッテリを搭載した電動自転車が記載されている。
特開２０００−００６８７８号公報
本発明の目的は、人力で発電機を駆動し、発電機で発電される電気エネルギーによりモータを駆動し、車輪を駆動可能な非同期有線伝送電気足踏み車を提供することにある。
請求項１に記載の発明は、一つ以上の車輪を有し、人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車であって、人力により駆動される車両用発電機を持ち、発電機は人力で駆動され、発電機の発電気エネルギーにより直接に非同期的にモータを駆動しつつモータの回転速度、回転方向、トルク、電圧および電流を制御するか、あるいは、電気制御装置を通して非同期にモータを駆動しつつモータの回転速度、回転方向、トルク、電圧および電流を制御する。このような非同期有線伝送電気足踏み車は、一輪車、二つ以上の車輪を有する自転車、足踏み電動自転車、足踏み電動乗り物、運動用固定式自転車等に応用される。
本発明の非同期有線伝送電気足踏み車は、人力により発電機を動かし、身体のエネルギーを運動エネルギーに転換させ、発電機で発電される電気エネルギーを通して、モータを非同期的に駆動することにより、電気エネルギーを回転運動エネルギーに転換し、例えば車輪等の負荷を駆動する。本発明の特徴は、人力により発電機を駆動し、発電される電気エネルギーによりモータを駆動することである。
本発明の非同期有線伝送電気足踏み車は、一つ以上の車輪と駆動モータを持つ乗り物である。本発明の非同期有線伝送電気足踏み車は、人力により車両用発電機を駆動することにより人力で発電機を駆動するか、発電機の電気エネルギーでモータを直接非同期駆動することによりモータの回転速度、回転方向、トルク、電圧および電流を制御し、又は、電気制御装置を経てモータを非同期駆動することにより、モータの回転速度、回転方向、トルク、電圧および電流を制御する。主な構成は以下を含む。
人力駆動入力装置（１０１）：人体により駆動され、回転運動エネルギーを形成することにより、直接発電機（１０２）を駆動し、または伝動変速を経て、発電機（１０２）を駆動する。
発電機（１０２）：発電機（１０２）は、交流または直流発電機により構成されることを含み、直接またはフロント変速装置（１０３）を経て、人力駆動入力装置（１０１）の回転運動エネルギーにより駆動され、生成された電気エネルギーを出力する。
モータ（１０４）：モータ（１０４）は、交流または直流モータにより構成されることを含み、発電機（１０２）の電気エネルギーを非同期的に駆動し、生成された回転機械エネルギーを出力することにより、車輪（１０５）を直接駆動し、または伝動変速を経て車輪（１０５）を駆動する。
上述の発電機（１０２）の入力回転速度とモータ（１０４）の非同期出力の回転速度との関係は、直接両者の電圧および電流と回転速度とがトルク特性を通してマッチすることを含み、または発電機（１０２）の電気エネルギーの出力端とモータ（１０４）の電気エネルギーの入力端との間に、電気制御装置を設置することにより、発電機が発電する電気エネルギーを制御し、及び／またはモータ（１０４）の入力電気エネルギーを制御することにより、モータ（１０４）の回転速度を制御する。
請求項２に記載の発明の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車では、発電機（１０２）がモータ（１０４）に出力する電気エネルギーに対する制御機能は以下を含む。
（１） 発電機（１０２）により発電される電気エネルギーでモータ（１０４）を駆動し、またモータ（１０４）制動時、発電される電気エネルギーを再生させ、一方向導電回路装置、例えばダイオードまたはサイリスタの制限を通して、またはスイッチの操作を通して、発電機へのフィードバックができない。及び／または
（２） 発電機（１０２）により発電される電気エネルギーでモータ（１０４）を駆動し、及びモータ（１０４）制動時、電気エネルギーを再生させ、逆方向に発電機（１０２）を駆動することにより、発電機をモータ機能として駆動させる。
請求項３に記載の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車では、発電機（１０２）がモータ（１０４）に出力する電気エネルギーに関する構成及び稼動特性は、（１）〜（８）の少なくとも１つを含む。
（１） 直流発電機の電気エネルギーにより直接直流モータを非同期的に駆動する。
（２） 直流発電機の電気エネルギーによりインバータを経て、交流モータを非同期的に駆動する。
（３） 交流発電機の電気エネルギーにより直接交流モータを非同期的に駆動する。
（４） 交流発電機の電気エネルギーによりインバータを経て、直流モータを非同期的に駆動する。
（５） 発電機の回転方向とモータの回転方向は同じである。
（６） 発電機の回転方向とモータの回転方向は異なる。
（７） モータの回転方向は固定であり、発電機の回転方向とは無関係である。
（８） モータの回転方向は電気制御装置に制御され、発電機の回転方向とは無関係である。
本発明の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車の主なブロック模式図である。 図１の構成に電気制御装置（１０７）を設ける実施例のブロック模式図である。 図１の構成に電気制御装置（１０７）及び蓄放電装置（１０８）を設ける実施例のブロック模式図である。 図１の構成にフロント変速装置（１０３）を設ける実施例のブロック模式図である。 図２の構成にフロント変速装置（１０３）を設ける実施例のブロック模式図である。 図３の構成にフロント変速装置（１０３）を設ける実施例のブロック模式図である。 図１の構成にリア伝動装置（１０６）を設ける実施例のブロック模式図である。 図２の構成にリア伝動装置（１０６）を設ける実施例のブロック模式図である。 図３の構成にリア伝動装置（１０６）を設ける実施例のブロック模式図である。 図１の構成にフロント変速装置（１０３）及びリア伝動装置（１０６）を設ける実施例のブロック模式図である。 図２の構成にフロント変速装置（１０３）及びリア伝動装置（１０６）を設ける実施例のブロック模式図である。 図３の構成にフロント変速装置（１０３）及びリア伝動装置（１０６）を設ける実施例のブロック模式図である。 図１の構成に伝動装置（１０９）を設ける実施例のブロック模式図である。 図２の構成に伝動装置（１０９）を設ける実施例のブロック模式図である。 図３の構成に伝動装置（１０９）を設ける実施例のブロック模式図である。 図１の構成に伝動装置（１０９）及びフロント変速装置（１０３）を設ける実施例のブロック模式図である。 図２の構成に伝動装置（１０９）及びフロント変速装置（１０３）を設ける実施例のブロック模式図である。 図３の構成に伝動装置（１０９）及びフロント変速装置（１０３）を設ける実施例のブロック模式図である。 図１の構成に伝動装置（１０９）及びリア伝動装置（１０６）を設ける実施例のブロック模式図である。 図２の構成に伝動装置（１０９）及びリア伝動装置（１０６）を設ける実施例のブロック模式図である。 図３の構成に伝動装置（１０９）及びリア伝動装置（１０６）を設ける実施例のブロック模式図である。 図１の構成に伝動装置（１０９）とフロント変速装置（１０３）とリア伝動装置（１０６）を設ける実施例のブロック模式図である。 図２の構成に伝動装置（１０９）とフロント変速装置（１０３）とリア伝動装置（１０６）を設ける実施例のブロック模式図である。 図３の構成に伝動装置（１０９）とフロント変速装置（１０３）とリア伝動装置（１０６）を設ける実施例のブロック模式図である。 図１３の構成に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）を制御することにより、伝動装置（１０９）に対してカップリングまたは離脱する実施例のブロック模式図である。 図１４の構成に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）を制御することにより、伝動装置（１０９）に対してカップリングまたは離脱する実施例のブロック模式図である。 図１５の構成に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）を制御することにより、伝動装置（１０９）に対してカップリングまたは離脱する実施例のブロック模式図である。 図１６の構成に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）を制御することにより、伝動装置（１０９）に対してカップリングまたは離脱する実施例のブロック模式図である。 図１７の構成に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）を制御することにより、伝動装置（１０９）に対してカップリングまたは離脱する実施例のブロック模式図である。 図１８の構成に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）を制御することにより、伝動装置（１０９）に対してカップリングまたは離脱する実施例のブロック模式図である。 図１９の構成に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）を制御することにより、伝動装置（１０９）に対してカップリングまたは離脱する実施例のブロック模式図である。 図２０の構成に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）を制御することにより、伝動装置（１０９）に対してカップリングまたは離脱する実施例のブロック模式図である。 図２１の構成に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）を制御することにより、伝動装置（１０９）に対してカップリングまたは離脱する実施例のブロック模式図である。 図２２の構成に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）を制御することにより、伝動装置（１０９）に対してカップリングまたは離脱する実施例のブロック模式図である。 図２３の構成に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）を制御することにより、伝動装置（１０９）に対してカップリングまたは離脱する実施例のブロック模式図である。 図２４の構成に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）を制御することにより、伝動装置（１０９）に対してカップリングまたは離脱する実施例のブロック模式図である。
図１に本発明の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車の主なブロック模式図を示す。図１の非同期有線伝送電気足踏み車の主な構成は以下を含む。
人力駆動入力装置（１０１）：人体により駆動されることで生じる回転運動エネルギーで直接発電機（１０２）を駆動し、または伝動変速を経て発電機（１０２）を駆動する。
発電機（１０２）：発電機（１０２）は、交流または直流発電機により構成されることを含み、人力駆動入力装置（１０１）の回転運動エネルギーにより駆動され、発生する電気エネルギーを出力する。
モータ（１０４）：モータ（１０４）は、交流または直流モータにより構成されることを含み、発電機（１０２）の電気エネルギーを非同期的に駆動し、生成された回転機械エネルギーを出力することにより、直接車輪（１０５）を駆動し、または伝動変速を経て、車輪（１０５）を駆動する。
上述の発電機（１０２）の入力回転速度とモータ（１０４）の非同期出力の回転速度との関係は、直接両者の電圧および電流と回転速度とがトルク特性を通してマッチすることを含み、または発電機（１０２）の電気エネルギーの出力端とモータ（１０４）の電気エネルギーの入力端との間に、電気制御装置を設置することにより、発電機からの電気エネルギーを制御し、及び／またはモータ（１０４）に入力される電気エネルギーを制御することにより、モータの回転速度を制御する。
上記実施形態の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車を更に一歩を進めると、人力駆動入力装置（１０１）とモータ（１０４）との間に電気制御装置（１０７）を設置する。
図２は、図１に電気制御装置（１０７）を設ける実施例のブロック模式図である。その中の電気制御装置（１０７）は、電気機械部品、固相電子部品及びマイクロプロセッサのうち少なくとも一つと関連ソフトウェアにより構成されることにより、発電機（１０２）からモータ（１０４）へ伝送する電圧と電流を制御し、及び／またはモータ（１０４）へ入力する電圧と電流を制御することにより、モータ（１０４）の回転速度、トルクと回転方向を制御する。
上記実施形態の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車を更に一歩を進めると、発電機（１０２）とモータ（１０４）との間に電気制御装置（１０７）及び蓄放電装置（１０８）を設置する。
図３は、図１に電気制御装置（１０７）及び蓄放電装置（１０８）を設ける実施例のブロック模式図である。その中の蓄放電装置（１０８）は、充放電可能な電池またはキャパシタ及びスーパーキャパシタのうち少なくとも一つにより構成される。蓄放電装置（１０８）に出力できるインタフェース、例えばプラグまたはソケット及びコネクタのうち少なくとも一つを設置することにより、外部電流の蓄放電装置（１０８）に対して充電し、または蓄放電装置（１０８）により外部に対して電気を供給する。
電気制御装置（１０７）は電気機械部品、固相電子部品及びマイクロプロセッサのうち少なくとも一つと関連ソフトウェアにより構成され、発電機（１０２）とモータ（１０４）と蓄放電装置（１０８）と間の電気エネルギーを制御し、（１）〜（７）の少なくとも１つを含む。
（１） 発電機（１０２）からモータ（１０４）へ伝送される電圧と電流を制御し、及び／またはモータ（１０４）へ入力される電圧と電流を制御することにより、モータ（１０４）の回転速度、トルクと回転方向を制御する。
（２） 蓄放電装置（１０８）からモータ（１０４）へ伝送される電圧、電流、モータ（１０４）の回転速度、トルク、および回転方向を制御する。
（３） 発電機（１０２）及び蓄放電装置（１０８）が共同してモータ（１０４）を駆動する電圧、電流、回転速度、トルクと回転方向を制御する。
（４） 発電機とモータとの間の回転方向関係を制御する。
（５） 発電機（１０２）からモータ（１０４）を駆動する電圧、電流、回転速度、トルク、および回転方向を制御し、及び同時に蓄放電装置（１０８）の充電時期、充電電圧、充電電流、および充電停止時期を制御する。
（６） 発電機（１０２）から蓄放電装置（１０８）の充電電圧、電流、充電開始時期と充電停止時期を制御する。
（７） モータ（１０４）は再生可能エネルギーによる発電で蓄放電装置（１０８）の開始充電時期、充電電圧、充電電流と充電停止時期を制御する。
上記実施形態の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車を更に一歩を進めて人力駆動入力装置（１０１）と発電機（１０２）との間にフロント変速装置（１０３）を設置する。その中のフロント変速装置（１０３）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置である。
図４は、図１の構成にフロント変速装置（１０３）を設ける実施例のブロック模式図である。
図５は、図２の構成にフロント変速装置（１０３）を設ける実施例のブロック模式図である。
図６は、図３の構成にフロント変速装置（１０３）を設ける実施例のブロック模式図である。
上記実施形態の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車を更に一歩を進めてモータ（１０４）と車輪（１０５）との間にリア伝動装置（１０６）を設置する。リア伝動装置（１０６）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置である。
図７は、図１の構成にリア伝動装置（１０６）を設ける実施例のブロック模式図である。
図８は、図２の構成にリア伝動装置（１０６）を設ける実施例のブロック模式図である。
図９は、図３の構成にリア伝動装置（１０６）を設ける実施例のブロック模式図である。
上記実施形態の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車を更に一歩を進めて人力駆動入力装置（１０１）と発電機（１０２）との間にフロント変速装置（１０３）を設置し、及びモータ（１０４）と車輪（１０５）との間にリア伝動装置（１０６）を設置する。フロント変速装置（１０３）は、歯車、スプロケットとチェーンまたはプーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置である。
リア伝動装置（１０６）は、歯車、スプロケットとチェーンまたはプーリーとベルト、及びレバーにのうち少なくとも一つより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置である。
図１０は、図１の構成にフロント変速装置（１０３）及びリア伝動装置（１０６）を設ける実施例のブロック模式図である。
図１１は、図２の構成にフロント変速装置（１０３）及びリア伝動装置（１０６）を設ける実施例のブロック模式図である。
図１２は、図３の構成にフロント変速装置（１０３）及びリア伝動装置（１０６）を設ける実施例のブロック模式図である。
上記実施形態の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車を更に一歩を進めて人力駆動入力装置（１０１）と車輪（１０５）との間に伝動装置（１０９）を設置する。伝動装置（１０９）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置であり、人力駆動入力装置（１０１）と車輪（１０５）との間に設置する。
図１３は、図１の構成に伝動装置（１０９）を設ける実施例のブロック模式図である。
図１４は、図２の構成に伝動装置（１０９）を設ける実施例のブロック模式図である。
図１５は、図３の構成に伝動装置（１０９）を設ける実施例のブロック模式図である。
上記実施形態の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車を更に一歩を進めて人力駆動入力装置（１０１）と車輪（１０５）との間に伝動装置（１０９）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）と発電機（１０２）との間にフロント変速装置（１０３）を設置する。フロント変速装置（１０３）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置である。
伝動装置（１０９）は歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置であり、人力駆動入力装置（１０１）と車輪（１０５）との間に設置する。
図１６は、図１の構成に伝動装置（１０９）及びフロント変速装置（１０３）を設ける実施例のブロック模式図である。
図１７は、図２の構成に伝動装置（１０９）及びフロント変速装置（１０３）を設ける実施例のブロック模式図である。
図１８は、図３の構成に伝動装置（１０９）及びフロント変速装置（１０３）を設ける実施例のブロック模式図である。
上記実施形態の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車を更に一歩を進めて人力駆動入力装置（１０１）と車輪（１０５）との間に伝動装置（１０９）を設置し、モータ（１０４）と車輪（１０５）との間にリア伝動装置（１０６）を設置する。その中のリア伝動装置（１０６）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置である。
伝動装置（１０９）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置であり、人力駆動入力装置（１０１）と車輪（１０５）との間に設置する。
図１９は、図１の構成に伝動装置（１０９）及びリア伝動装置（１０６）を設ける実施例のブロック模式図である。
図２０は、図２の構成に伝動装置（１０９）及びリア伝動装置（１０６）を設ける実施例のブロック模式図である。
図２１は、図３の構成に伝動装置（１０９）及びリア伝動装置（１０６）を設ける実施例のブロック模式図である。
上記実施形態の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車を更に一歩を進めて人力駆動入力装置（１０１）と車輪（１０５）との間に伝動装置（１０９）を設置する。そして人力駆動入力装置（１０１）と発電機（１０２）との間にフロント変速装置（１０３）を設置し、及びモータ（１０４）と車輪（１０５）との間にリア伝動装置（１０６）を設置する。フロント変速装置（１０３）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置である。
リア伝動装置（１０６）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置である。
伝動装置（１０９）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置であり、人力駆動入力装置（１０１）と車輪（１０５）との間に設置する。
図２２は、図１の構成に伝動装置（１０９）とフロント変速装置（１０３）とリア伝動装置（１０６）を設ける実施例のブロック模式図である。
図２３は、図２の構成に伝動装置（１０９）とフロント変速装置（１０３）とリア伝動装置（１０６）を設ける実施例のブロック模式図である。
図２４は、図３の構成に伝動装置（１０９）とフロント変速装置（１０３）とリア伝動装置（１０６）を設ける実施例のブロック模式図である。
上記実施形態の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車を更に一歩を進めて人力駆動入力装置（１０１）と車輪（１０５）との間に伝動装置（１０９）を設置し、及び人力駆動入力装置（１０１）と伝動装置（１０９）との間に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置する。伝動装置（１０９）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置であり、人力駆動入力装置（１０１）と車輪（１０５）との間に設置する。
制御可能なクラッチ装置（１１０）は、人力、機械力、空気力、流体力および電磁力のうち少なくとも一つにより駆動され、機構装置を連結または解放する。
図２５は、図１３の構成に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）を制御することにより、伝動装置（１０９）に対してカップリングまたは離脱する実施例のブロック模式図である。
図２６は、図１４の構成に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）を制御することにより、伝動装置（１０９）に対してカップリングまたは離脱する実施例のブロック模式図である。
図２７は、図１５の構成に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）を制御することにより、伝動装置（１０９）に対してカップリングまたは離脱する実施例のブロック模式図である。
上記実施形態の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車を更に一歩を進めて人力駆動入力装置（１０１）と発電機（１０２）との間にフロント変速装置（１０３）を設置し、及び人力駆動入力装置（１０１）と車輪（１０５）との間に伝動装置（１０９）を設置し、及び人力駆動入力装置（１０１）と伝動装置（１０９）との間に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置する。その中のフロント変速装置（１０３）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置である。
伝動装置（１０９）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置であり、人力駆動入力装置（１０１）と車輪（１０５）との間に設置する。
制御可能なクラッチ装置（１１０）は、人力、機械力、空気力、流体力および電磁力のうち少なくとも一つにより駆動され、機構装置を連結または解放する。
図２８は、図１６の構成に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）を制御することにより、伝動装置（１０９）に対してカップリングまたは離脱する実施例のブロック模式図である。
図２９は、図１７の構成に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）を制御することにより、伝動装置（１０９）に対してカップリングまたは離脱する実施例のブロック模式図である。
図３０は、図１８の構成に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）を制御することにより、伝動装置（１０９）に対してカップリングまたは離脱する実施例のブロック模式図である。
上記実施形態の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車を更に一歩を進めてモータ（１０４）と車輪（１０５）との間にリア伝動装置（１０６）を設置し、及び人力駆動入力装置（１０１）と車輪（１０５）との間に伝動装置（１０９）を設置し、及び人力駆動入力装置（１０１）と伝動装置（１０９）との間に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置する。その中のリア伝動装置（１０６）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置である。
伝動装置（１０９）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置であり、人力駆動入力装置（１０１）と車輪（１０５）との間に設置する。
制御可能なクラッチ装置（１１０）は、人力、機械力、空気力、流体力および電磁力のうち少なくとも一つにより駆動され、機構装置を連結または解放する。
図３１は、図１９の構成に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）を制御することにより、伝動装置（１０９）に対してカップリングまたは離脱する実施例のブロック模式図である。
図３２は、図２０の構成に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）を制御することにより、伝動装置（１０９）に対してカップリングまたは離脱する実施例のブロック模式図である。
図３３は、図２１の構成に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）を制御することにより、伝動装置（１０９）に対してカップリングまたは離脱する実施例のブロック模式図である。
上記実施形態の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車を更に一歩を進めて人力駆動入力装置（１０１）と発電機（１０２）との間にフロント変速装置（１０３）を設置し、またモータ（１０４）と車輪（１０５）との間にリア伝動装置（１０６）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）と車輪（１０５）との間に伝動装置（１０９）を設置し、及び人力駆動入力装置（１０１）と伝動装置（１０９）との間に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置する。その中のフロント変速装置（１０３）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置である。
リア伝動装置（１０６）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置である。
伝動装置（１０９）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置であり、人力駆動入力装置（１０１）と車輪（１０５）との間に設置する。
制御可能なクラッチ装置（１１０）は、人力、機械力、空気力、流体力および電磁力のうち少なくとも一つにより駆動され、機構装置を連結または解放する。
図３４は、図２２の構成に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）を制御することにより、伝動装置（１０９）に対してカップリングまたは離脱する実施例のブロック模式図である。
図３５は、図２３の構成に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）を制御することにより、伝動装置（１０９）に対してカップリングまたは離脱する実施例のブロック模式図である。
図３６は、図２４の構成に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）を制御することにより、伝動装置（１０９）に対してカップリングまたは離脱する実施例のブロック模式図である。
上記実施形態の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車は、人力により駆動される車両用発電機を持ち、発電機は人力で駆動され、発電機の発電気エネルギーにより直接非同期的にモータを駆動しつつモータの回転速度、回転方向、トルク、電圧および電流を制御するか、あるいは、電気制御装置を通して非同期にモータを駆動しつつモータの回転速度、回転方向、トルク、電圧および電流を制御する。このような非同期有線伝送電気足踏み車は、一輪車、二つ以上の車輪を有する自転車、足踏み電動自転車、足踏み電動乗り物、運動用固定式自転車等に応用することができる。
１０１：人力駆動入力装置
１０２：発電機
１０３：フロント変速装置
１０４：モータ
１０５：車輪
１０６：リア伝動装置
１０７：電気制御装置
１０８：蓄放電装置
１０９：伝動装置
１１０：制御可能なクラッチ装置

Claims (14)

  1. 人力により発電機が駆動され、一つ以上の車輪を有する乗り物を駆動するようにモータを駆動するために発電機で発電される電気エネルギーが使われることを特徴とする人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車であって、
    人力駆動入力装置（１０１）は、人力により駆動され、回転運動エネルギーを生成することにより、直接に発電機（１０２）を駆動し、または伝動変速を経て発電機（１０２）を駆動し、
    発電機（１０２）は、交流または直流発電機から構成され、直接またはフロント変速装置（１０３）を経て人力駆動入力装置（１０１）の回転運動エネルギーにより駆動され、生成された電気エネルギーを出力し、
    モータ（１０４）は、交流または直流モータから構成され、発電機（１０２）の電気エネルギーにより非同期的に駆動され、生成された回転機械エネルギーを出力することにより直接に車輪（１０５）を駆動し、または伝動変速を経て車輪（１０５）を駆動し、
    上述の発電機（１０２）の入力回転速度とモータ（１０４）の非同期出力の回転速度との関係は、直接両者の電圧および電流と回転速度とがトルク特性を通してマッチすることを含み、または発電機（１０２）の電気エネルギーの出力端とモータ（１０４）の電気エネルギーの入力端との間に設置された電気制御装置を通して発電機（１０２）の発電電気エネルギー及び／またはモータ（１０４）の入力電気エネルギーを制御することによりモータ（１０４）の回転速度を制御することを特徴とする人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車。
  2. 発電機（１０２）がモータ（１０４）に出力する電気エネルギーに対する制御機能は、
    （１）発電機（１０２）により発電される電気エネルギーでモータ（１０４）を駆動し、またモータ（１０４）制動時、発電される電気エネルギーを再生させ、一方向導電回路装置、例えばダイオードまたはサイリスタの制限を通して、またはスイッチの操作を通して、発電機へのフィードバックが阻まれる、及び／または、
    （２）発電機（１０２）により発電される電気エネルギーでモータ（１０４）を駆動し、及びモータ（１０４）制動時、発電される電気エネルギーを再生させ、逆方向に発電機（１０２）を駆動することにより、発電機をモータ機能として稼動させることを特徴とする請求項１に記載の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車。
  3. 発電機（１０２）がモータ（１０４）に出力する電気エネルギーに関する構成及び稼動特性は、
    （１）直流発電機の電気エネルギーにより直接に直流モータを非同期的に駆動する、
    （２）直流発電機の電気エネルギーによりインバータを経て交流モータを非同期的に駆動する、
    （３）交流発電機の電気エネルギーにより直接交流モータを非同期的に駆動する、
    （４）交流発電機の電気エネルギーによりインバータを経て直流モータを非同期的に駆動する、
    （５）発電機の回転方向とモータの回転方向は同じである、
    （６）発電機の回転方向とモータの回転方向は異なる、
    （７）モータの回転方向は固定であり、発電機の回転方向とは無関係である、
    （８）モータの回転方向は電気制御装置に制御され、発電機の回転方向とは無関係である、
    の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車。
  4. 発電機（１０２）は、交流または直流発電機から構成され、人力駆動入力装置（１０１）の回転運動エネルギーに駆動され、生成される電気エネルギーを出力し、
    モータ（１０４）は、交流または直流モータから構成され、発電機（１０２）の電気エネルギーにより非同期的に駆動され、生成された回転機械エネルギーを出力することにより直接車輪（１０５）を駆動し、または伝動変速を経て車輪（１０５）を駆動し、
    上述の発電機（１０２）の入力回転速度とモータ（１０４）の非同期出力の回転速度との関係は、直接両者の電圧および電流と回転速度とがトルク特性を通してマッチすることを含み、または発電機（１０２）の電気エネルギーの出力端とモータ（１０４）の電気エネルギーの入力端との間に設置された電気制御装置を通して発電機（１０２）の発電電気エネルギー及び／またはモータ（１０４）に入力される電気エネルギーを制御することによりモータの回転速度を制御することを特徴とする請求項１に記載の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車。
  5. 人力駆動入力装置（１０１）とモータ（１０４）との間に電気制御装置（１０７）を設置し、
    電気制御装置（１０７）は、電気機械部品、固相電子部品及びマイクロプロセッサのうち少なくとも一つと関連ソフトウェアとにより構成されることにより、発電機（１０２）からモータ（１０４）へ伝送する電圧および電流を制御し、及び／またはモータ（１０４）へ入力する電圧および電流を制御することにより、モータ（１０４）の回転速度、トルク、および回転方向を制御することを特徴とする請求項１に記載の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車。
  6. 発電機（１０２）とモータ（１０４）との間に電気制御装置（１０７）及び蓄放電装置（１０８）を設置し、
    蓄放電装置（１０８）は、充放電可能な電池、キャパシタ、およびスーパーキャパシタのうち少なくとも一つにより構成され、蓄放電装置（１０８）に出力できるインタフェースであってプラグ、ソケット及びコネクタのうち少なくとも一つを設置することにより、外部電流の蓄放電装置（１０８）に対して充電し、または蓄放電装置（１０８）により外部に対して電気を供給し、
    電気制御装置（１０７）は、電気機械部品、固相電子部品及びマイクロプロセッサのうち少なくとも一つと関連ソフトウェアにより構成され、発電機（１０２）とモータ（１０４）と蓄放電装置（１０８）と間の電気エネルギーを制御し、
    （１）発電機（１０２）からモータ（１０４）へ伝送する電圧と電流を制御し、及び／またはモータ（１０４）へ入力する電圧と電流を制御することにより、モータ（１０４）の回転速度、トルク、および回転方向を制御する、
    （２）蓄放電装置（１０８）からモータ（１０４）を駆動する電圧、電流、回転速度、トルク、および回転方向を制御する、
    （３）発電機（１０２）及び蓄放電装置（１０８）が共同してモータ（１０４）を駆動する電圧、電流、回転速度、トルク、および回転方向を制御する、
    （４）発電機とモータとの間の回転方向関係を制御する、
    （５）発電機（１０２）からモータ（１０４）を駆動する電圧、電流、回転速度、トルク、および回転方向を制御し、及び同時に蓄放電装置（１０８）の充電時期、充電電圧、充電電流および充電停止時期を制御する、
    （６）発電機（１０２）から蓄放電装置（１０８）の充電電圧、電流、充電開始時期、および充電停止時期を制御する、
    （７）モータ（１０４）は再生可能エネルギーによる発電で蓄放電装置（１０８）の開始充電時期、充電電圧、充電電流、および充電停止時期を制御する、
    の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車。
  7. フロント変速装置（１０３）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比は固定または可変可能な回転伝動装置であることを特徴とする請求項１に記載の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車。
  8. リア伝動装置（１０６）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置であることを特徴とする請求項１に記載の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車。
  9. 人力駆動入力装置（１０１）と車輪（１０５）との間に伝動装置（１０９）を設置し、
    伝動装置（１０９）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置であることを特徴とする請求項４、５または６に記載の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車。
  10. 人力駆動入力装置（１０１）と車輪（１０５）との間に伝動装置（１０９）を設置し、及び人力駆動入力装置（１０１）と伝動装置（１０９）との間に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、
    伝動装置（１０９）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置であり、
    制御可能なクラッチ装置（１１０）は、人力、機械力、空気力、流体力および電磁力のうち少なくとも一つにより駆動され、機構装置を連結または解放することを特徴とする請求項４、５または６に記載の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車。
  11. 人力駆動入力装置（１０１）と発電機（１０２）との間にフロント変速装置（１０３）を設置し、及び人力駆動入力装置（１０１）と車輪（１０５）との間に伝動装置（１０９）を設置し、及び人力駆動入力装置（１０１）と伝動装置（１０９）との間に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、
    フロント変速装置（１０３）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置であり、
    伝動装置（１０９）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置であり、
    制御可能なクラッチ装置（１１０）は、人力、機械力、空気力、流体力および電磁力のうち少なくとも一つにより駆動され、機構装置を連結または解放することを特徴とする請求項４、５または６に記載の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車。
  12. モータ（１０４）と車輪（１０５）との間にリア伝動装置（１０６）を設置し、及び人力駆動入力装置（１０１）と車輪（１０５）との間に伝動装置（１０９）を設置し、及び人力駆動入力装置（１０１）と伝動装置（１０９）との間に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、
    リア伝動装置（１０６）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置であり、
    伝動装置（１０９）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置であり、
    制御可能なクラッチ装置（１１０）は、人力、機械力、空気力、流体力および電磁力のうち少なくとも一つにより駆動され、機構装置を連結または解放することを特徴とする請求項４、５または６に記載の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車。
  13. 人力駆動入力装置（１０１）と発電機（１０２）との間にフロント変速装置（１０３）を設置し、モータ（１０４）と車輪（１０５）との間にリア伝動装置（１０６）を設置し、人力駆動入力装置（１０１）と車輪（１０５）との間に伝動装置（１０９）を設置し、及び人力駆動入力装置（１０１）と伝動装置（１０９）との間に制御可能なクラッチ装置（１１０）を設置し、
    フロント変速装置（１０３）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置であり、
    リア伝動装置（１０６）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置であり、
    伝動装置（１０９）は、歯車、スプロケットとチェーン、プーリーとベルト、及びレバーのうち少なくとも一つにより構成され、変速比が固定または可変可能な回転伝動装置であり、
    制御可能なクラッチ装置（１１０）は、人力、機械力、空気力、流体力および電磁力のうち少なくとも一つにより駆動され、機構装置を連結または解放することを特徴とする請求項４、５または６に記載の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車。
  14. 一輪車、２つ以上の車輪を有する自転車、足踏み電動自転車、足踏み電動乗り物、または固定式運動足踏み車に適用されることを特徴とする請求項１に記載の人力発電により駆動する非同期有線伝送電気足踏み車。
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