JP3129162U

JP3129162U - 発電システム

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Publication number: JP3129162U
Application number: JP2006009532U
Authority: JP
Inventors: 東峰平松; 秋風陳
Original assignee: Witty Japan
Current assignee: Witty Japan
Priority date: 2006-11-22
Filing date: 2006-11-22
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2016-11-22

Abstract

【課題】災害時等の非常時に使用することができる発電システムを提供すること。
【解決手段】本考案の発電システムは、運動伝達装置と、前記運動伝達装置によって伝達される運動によって電力を発生する発電装置と、発電装置から供給される電力を供給するソケットと、を備える。ソケットには、携帯電話又はラジオが接続される。運動伝達装置は、２つのペダル、２つのペダルに連結される２つのクランク、２つのクランクが接続されたクランク軸、クランク軸を中心に固定した第１のホイール、第２のホイール、及び第１のホイールの回転を第２のホイールに伝達する伝達手段を有する。
【選択図】図３

Description

本考案は、運動器具と発電装置とを組み合わせて発電する発電システムに関する。

従来、人力を利用した発電装置としては「自転車型発電装置および発電方法」が提案されている（特許文献１）。この発電装置および発電方法は、人間が自転車型の装置に設置されたペダルを漕いで車輪を回転させ、この車輪の回転運動を発電装置に伝達し、発電装置が伝達された回転運動を利用して発電する構成となっている。
特開２００４−３５０４０２号公報

人間が運動器具を利用する時に生ずる運動は、運動器具を動作させるのみで、その他の用途に利用されないのが一般的である。他方で、地球規模で環境破壊が進む現状にあって、環境に配慮したエネルギーの利用が要請されている。そこで、人間が運動器具を利用する時に生ずる運動を有効利用して発電するような発電システムの構築が必要となってくる。

従来においても、人間の動作により生ずる運動を有効利用する手段として、特許文献１のような自転車型発電装置が考え出されているが、一般の家庭でも利用が可能なように、装置の構成に一段と工夫を加えた発電装置が要請される。また、発電に人力を利用できるのは自転車型の装置だけではなく、種々の応用が可能である。

また、災害時等の非常時には電力会社からの電力の供給が遮断されてしまうことがある。電力会社から電力の供給が遮断されてしまうと、電力の供給を乾電池やバッテリーに依存することになる。乾電池やバッテリーに蓄積されている電力は有限であり、災害からの復旧に時間がかかる場合、携帯電話等の通信手段や、ラジオ等の情報取得手段を使用することができなくなり、深刻な事態となる。

そこで、本考案は、人間が運動器具を利用する際に生じる運動を有効利用して発電及び充電をし、災害時等の非常時にも用いることができる発電システムの実現を目的とするものである。

本考案の一実施形態によれば、運動変換装置と、前記運動変換装置によって変換された運動によって電力を発生する発電装置と、前記発電装置から供給される電力を供給するソケットと、を備えることを特徴とする発電システムが提供される。前記ソケットには、携帯電話又はラジオが接続され得る。

本考案の一実施形態に係る発電システムによれば、屋内でも運動することができるため、健康を増進することが可能となり、かつ運動の際に生じる運動を有効利用して発電及び充電をすることができるため、化石燃料等による発電の場合に比べて環境にやさしく、かつ商業電力を利用できないような場所でも電力を利用することが可能となる。また、災害時等の非常時であっても容易に発電でき、携帯電話やラジオ等の充電が可能となる。

以下、本考案の一実施形態に係る発電システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態においては、本考案の発電システムの例を示しており、本考案の発電システムは、それら実施形態に限定されるわけではない。

（実施形態１）
図１は、本実施形態１に係る発電システム１０の構成例の一例を示した概略図である。本実施形態１に係る発電システム１０は、人間の動作により生ずる回転運動を伝達する運動伝達装置１１と、運動伝達装置１１により変換された回転運動を利用して交流電力を発電する発電装置１２と、発電装置１２により発電された交流電力を直流電力へ変換し当該直流電力の出力を制御する制御駆動装置１３と、制御駆動装置１３から出力された直流電力を供給するソケット１４と、により構成される。

本実施形態１の運動伝達装置１１は、人間の運動を受けるペダル１１１と、ペダル１１１とクランク軸１１３とを連結するクランク１１２と、クランク１１２が連結されたクランク軸１１３と、クランク軸を中心に固定した第１のホイール１１４と、回転軸１１７と、回転軸１１７を中心に固定された第２のホイール１１６と、第１のホイール１１４の回転を第２のホイール１１６に伝達する伝達手段１１５と、により構成される。

発電装置１２は、第２のホイール１１６に隣接して設置され、第２のホイール１１６から伝達される回転運動を利用して回転する図示しない回転軸部と、回転軸部に固定して設置された図示しない永久磁石部と、回転軸部及び永久磁石部の周囲に設置された図示しないコイル部と、により構成される。なお、発電装置１２は、第２のホイール１１６から伝達される回転運動を利用して回転する図示しない回転軸部と、回転軸部に固定して設置されたコイル部と、回転軸部及びコイル部の周囲に設置された図示しない永久磁石部と、により構成されるとすることも可能である。

なお、本実施形態の発電システム１０においては、第２のホイール１１６と発電装置１２の回転軸部との間隔を置いて設置し、第２のホイールと発電装置１２の回転軸部とをベルト等の伝達手段で連結するという構成によることも可能である。この場合、第２のホイール１１６及び発電装置１２の回転軸部が直に隣接して回転運動し合うことに伴う装置同士の磨耗を避けることができ、第２のホイール１１６及び発電装置１２の回転軸部の耐用年数を向上させることが可能となる。

図２は、発電装置１２、制御駆動装置１３及びソケット１４の構成の一例を示す回路図例である。すなわち、制御駆動装置１３は、発電装置１２により発電された交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路部（ブリッジダイオード）１３１と、変換された直流電力を平滑する平滑回路部１３２と、直流電力の外部への出力を制御する制御回路部１３３と、により構成される。

また、ソケット１４は、制御駆動装置１３から出力される電力を供給する部分である。このソケット１４に携帯電話やラジオ等を接続することができる。

図３は、本実施形態１に係る発電システム１０の装置の一例を示す説明図であり、各装置及び各部品の大きさは、概略で示してある。図３においては、運動伝達装置１１（ペダル１１１、クランク１１２、クランク軸１１３、第１のホイール１１４、伝達手段１１５、第２のホイール１１６、回転軸１１７）と、発電装置１２と、制御駆動装置１３と、ソケット１４と、に加え、人間が安定した体勢で運動するのを補助する機能を果たすハンドル１１９及びサドル１２０と、１１乃至１４の各装置及び１１１乃至１１７、１１９乃至１２０の各部品を支える役割を果たすフレーム１１８と、を具備する。また、本実施形態１の発電システム１０においては、車輪に人体が巻き込まれる等して事故が発生するのを防止するためにカバー１２１が付され、１１３乃至１１８の各部品の一部又は全部、発電装置１２、制御駆動装置１３の全部を覆っている。なお、本実施形態１の発電システム１０の伝達手段１１５は、ベルトの他、チェーン等の帯状の部品によることが可能である。

図４は、本実施形態に係る発電システム１０を携帯電話の電源として用いた例である。図４に示すとおり、本実施形態に係る発電システム１０のソケット１４を携帯電話１４１に接続することによって、携帯電話１４１に電力を供給することができる。

図５は、本実施形態に係る発電システム１０をラジオ等の通信機器の電源として用いた例である。図４に示すとおり、本実施形態に係る発電システム１０のソケット１４をラジオ１４２に接続することによって、ラジオ１４２に電力を供給することができる。

なお、本実施形態に係るソケット１４の端子部分は、接続する電子機器に応じて、どのような形状を採用しても良い。例えば、ノートブックタイプのパーソナルコンピュータに接続する端子形状としてもよく、ＵＳＢタイプの端子形状としてもよい。

次に、本実施形態１に係る発電システム１０の動作について説明する。

まず、人間がペダル１１１を漕いで、両足を円状に回転運動させる。ペダル１１１に与えられた回転運動は、クランク１１２及びクランク軸１１３を通じて第１のホイール１１４に伝達され、第１のホイール１１４が回転運動を始める。これにより、第１のホイール１１４に回転運動を伝達することができる。

第１のホイール１１４が回転運動を始めると、第１のホイール１１４に連結された伝達手段１１５が回転運動を始める。さらに、伝達手段１１５が回転運動を始めると、伝達手段に連結された第２のホイール１１６が回転運動を始める。これにより、第２のホイール１１６に回転運動を伝達することができる。

ここで、第１のホイール１１４と第２のホイール１１６との直径の大きさ比は、前者の方が後者よりも大きいという関係にある。例えば、第１のホイール１１４の直径が第２のホイール１１６の直径の４倍であるとすると、第１のホイール１１４を１回転させる毎に第２のホイール１１６を４回転させることができる。このような構成を採ることで、伝達された回転運動を効率良く発電装置１２に伝達することが可能となる。

また、実施形態１の運動伝達装置１１には、図示しない変速ギア装置を取り付けることも可能である。これにより、人間が、より快適に運動器具を利用することが可能となり、また、運動伝達装置１１により変換される回転運動をより効率的に発電装置１２に伝達することが可能となる。

次に、発電装置１２が運動伝達装置１１から伝達された回転運動を利用して交流電力を発電する。すなわち、第２のホイール１１６と隣接して設置された回転軸部が第２のホイール１１６の回転運動に合わせて回転運動を行う。これに伴い、回転軸部に設置された永久磁石部が回転運動を行う。永久磁石部が回転運動を始めると、電磁誘導によりコイル部に交流電流が流れ始める。このような構成を採ることにより、伝達された回転運動を利用して交流電力を発電することが可能となる。そして、コイル部は、発電された交流電力を制御駆動装置１３に送電する。

次に、制御駆動装置１３のコンバータ回路部（ブリッジダイオード）１３１が、発電装置１２により発電された交流電力を直流電力へ変換する。さらに、平滑回路部１３２が、変換された直流電力を平滑して電圧を一定の状態にし、制御回路部１３３が、ソケット１４への直流電力の出力を制御する。

例えば、本実施形態１の発電システム１０においては、発電装置１２により交流電圧１００Ｖの電力が発電される。この電力は、制御駆動装置１３のコンバータ回路部（ブリッジダイオード）１３１により直流電圧１２Ｖに変換される。そして、変換された直流電力は、平滑回路部１３２により一定の安定した電圧に平滑される。

次に、制御駆動装置１３がオンの時は、直流電力がソケット１４に供給される。これに対し、制御駆動装置１３がオフの時は、直流電力がソケット１４に供給されず、接地電位ＧＮＤへ放電される。

ただ、ソケット１４に過大な電力が供給されると、ソケット１４に接続した携帯電話１４１やラジオ１４２が破損する場合がある。そこで、本実施形態１においては、可変的な電流制限抵抗である可変抵抗部を直列に設けて、ソケット１４に供給される電力を調整するようにしてもよい。

以上に説明したとおり、本考案の一実施形態に係る発電システムによれば、屋内でも運動することができるため、健康を増進することが可能となり、かつ運動の際に生じる運動を有効利用して発電することができるため、化石燃料等による発電の場合に比べて環境にやさしく、かつ商業電力を利用できないような場所でも電力を利用することが可能となる。また、災害時等の非常時であっても容易に発電でき、携帯電話やラジオ等の充電・使用が可能となる。

（実施形態２）
本実施形態２においては、実施形態１の発電システム１０により発電した電気を充電することを可能とする。

図６は、本実施形態２に係る発電システム２０の構成例の一例を示した概略図である。また、図７は、発電装置１２、充電駆動装置１５及びソケット１４の構成の一例を示す回路図例である。また、本実施形態２に係る発電システム２０の装置の一例を示す説明図は、図３と同様である。

図７で示すとおり、本実施形態２の充電駆動装置１５は、発電装置１２により発電された交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路部（ブリッジダイオード）１３１と、変換された直流電力を平滑する平滑回路部１３２と、平滑された電圧が基準電圧Ｖｒｅｆを超えないように制御して、電力を充電する充電回路部１３４と、充電した直流電力の外部への出力を制御する制御回路部１３３と、により構成される。

本実施形態２と実施形態１とは、制御駆動装置１３であるか充電駆動装置１５であるかの点を除き、その他の構成及び動作は同様である。そのため、本実施形態２では充電駆動装置１５について説明し、その他の構成については説明を省略する。

充電駆動装置１５のコンバータ回路部（ブリッジダイオード）１３１が、発電装置１２により発電された交流電力を直流電力へ変換する。さらに、平滑回路部１３２が、変換された直流電力を平滑して電圧を一定の状態に平滑する。そして、充電回路部１３４が、平滑された電圧が基準電圧Ｖｒｅｆを超えないように制御した後に直流電力を充電する。そして、充電回路部１３４に充電された直流電力のソケット１４への出力を制御回路部１３３が制御する。このように、充電回路部１３４を備え、電力の充電を可能とすることで、必要に応じて電力を利用することが可能となる。

本実施形態２に係る発電システム２０も、実施形態１と同様、携帯電話の電源として用いることができる。

また、本実施形態２に係る発電システム２０も、実施形態１と同様、ラジオ等の通信機器の電源として用いることができる。

以上に説明したとおり、本考案の一実施形態に係る発電システムによれば、屋内でも運動することができるため、健康を増進することが可能となり、かつ運動の際に生じる運動を有効利用して発電をすることができるため、化石燃料等による発電の場合に比べて環境にやさしく、かつ商業電力を利用できないような場所でも電力を利用することが可能となる。また、災害時等の非常時であっても容易に発電でき、携帯電話やラジオ等の充電が可能となる。

（実施形態３）
本実施形態３においては、運動変換装置として足踏み健康機（ステッパー）を用いる。本実施形態３に係る発電システム３０は、人間の足踏み運動により生じる運動を半回転運動に変換し、その半回転運動を利用して発電する。

図８は、本実施形態３に係る発電システム３０の構成例の一例を示した概略図である。本実施形態３に係る発電システム３０は、人間の動作を半回転運動に変換する運動変換装置３１と、運動変換装置３１により変換された半回転運動を利用して交流電力を発電する発電装置３２と、発電装置３２により発電された交流電力を直流電力へ変換し当該直流電力の出力を制御する制御駆動装置３３と、制御駆動装置３３から出力された直流電力を供給するソケット３４と、により構成される。

本実施形態３の運動伝達装置３１は、人間の運動を受けるペダル３１１と、ペダル３１１と回転体３１４とを連結しペダル３１１が受ける運動を回転体３１４に伝達するクランク３１２と、伝達された運動を半回転運動に変換する回転体３１４と、回転体３１４の中心に固定され、回転体が安定した動作ができるよう支える回転軸３１３と、により構成される。

また、発電装置３２は、回転体３１４に隣接して設置され、回転体３１４から伝達される半回転運動を利用して半回転する図示しない回転軸部と、回転軸に固定して設置された図示しない永久磁石部と、回転軸部及び永久磁石部の周囲に設置された図示しないコイル部と、により構成される。なお、発電装置３２も、実施形態１の発電装置１２と同様に、回転体３１４から伝達される回転運動を利用して回転する図示しない回転軸部と、回転軸部に固定して設置されたコイル部と、回転軸部及びコイル部の周囲に設置された図示しない永久磁石部と、により構成されるとすることも可能である。

なお、本実施形態３に係る発電システム３０においては、回転体３１４と発電装置３２の回転軸部との間隔を置いて設置し、回転体３１４と発電装置３２の回転軸部とをベルト等の伝達手段で接続するという構成によることも可能である。この場合、回転体３１４及び発電装置３２の回転軸部が直に隣接して回転運動し合うこと伴う装置同士の磨耗を避けることができ、回転体３１４及び発電装置３２の回転軸部の耐用年数を向上させることが可能となる。

本実施形態３の発電装置３２、制御駆動装置３３及びソケット３４の構成の一例を示す回路図例については、実施形態１の図２と同様である。

図９は、本実施形態３に係る発電システム３０の装置の一例を示す説明図であり、各装置及び各部品の大きさは、概略で示してある。図９においては、運動変換装置３１（ペダル３１１、図示しないクランク３１２、図示しない回転軸３１３、回転体３１４）、図示しない発電装置３２及び制御駆動装置３３、ソケット３４に加え、人間が安定した体勢で運動するのを補助する機能を果たすハンドル３１５、そして３１乃至３３の各装置及び３１１乃至３１５の各部品を固定する役割を果たすフレーム３１６と、を具備する。また、カバー３１７は、３１２乃至３１４、３１６の各部品の一部と、３１乃至３３の全部又は一部とを覆い、各装置及び各部品を保護する機能を果たす。

次に、本実施形態に係る発電システム３０の動作について説明する。

まず、人間がペダル３１１に足を乗せ、両足を交互に上下運動させる。これにより両足が乗せられたペダル３１１が上下に動き、このペダルの運動に呼応して、ペダル３１１に連結されたクランク３１２も上下に動き、さらにクランク３１２は、クランク３１２に連結された回転体３１４へ運動を伝達する。そして、回転体３１４は、伝達された運動を利用して半回転運動を始める。これにより、伝達される運動を半回転運動に変換することが可能となる。

次に、運動変換装置３１に隣接して設置された発電装置３２が、運動変換装置３１から伝達された半回転運動を利用して交流電力を発電する。すなわち、運動変換装置３１の回転体３１４と隣接して設置された発電装置３２の回転軸部が、回転体３１４の半回転運動に合わせて半回転運動を行う。これに伴い、回転軸部に設置された永久磁石部が半回転運動を行う。永久磁石部が半回転運動をすると、電磁誘導によりコイル部に交流電流が流れる。このような構成を採ることにより、伝達された半回転運動を利用して交流電力を発電することが可能となる。そして、コイル部は、発電された交流電力を制御駆動装置３３に送電する。

本実施形態３の発電システム３０においては、運動変換装置に隣接して２個の発電装置３２が設置されている。２個の発電装置を設置することで、運動変換装置３１から伝達される運動が半回転であっても、伝達される運動を利用して効率良く発電することが可能となる。

また、回転体３１４と発電装置３２の回転軸部との直径の大きさ比は、回転体部３１４の方が発電装置３２の回転軸部よりも大きいという関係にある。このような関係にあることにより、半回転運動を発電装置３２の回転軸部に効率良く伝達することが可能となることについては、実施形態１と同様であるため、本実施形態３においては説明を省略する。

また、本実施形態３の制御駆動装置３３及びソケット３４の構成及び動作は、実施形態１の制御駆動装置１３及びソケット１４の動作と同様であるため、本実施形態３においては説明を省略する。

本実施形態３に係る発電システム３０も、実施形態１と同様、携帯電話の電源として用いることができる。

また、本実施形態３に係る発電システム３０も、実施形態１と同様、ラジオ等の通信機器の電源として用いることができる。

以上に説明したとおり、本考案の一実施形態に係る発電システムによれば、屋内でも運動することができるため、健康を増進することが可能となり、かつ運動の際に生じる運動を有効利用して発電及び充電をすることができるため、化石燃料等による発電の場合に比べて環境にやさしく、かつ商業電力を利用できないような場所でも電力を利用することが可能となる。また、災害時等の非常時であっても容易に発電でき、携帯電話やラジオ等の充電・使用が可能となる。

（実施形態４）
本実施形態４においては、実施形態３の発電システム３０により発電した電気を充電することを可能とする。

図１０は、本実施形態４に係る発電システム４０の構成例の一例を示した概略図である。本実施形態４に係る発電システム４０の構成例の一例を示した概略図は実施形態３の図９と同様であり、本実施形態４の発電装置３２、充電駆動装置３５及びソケット３４の構成の一例を示す回路図例については、実施形態２の図７と同様である。

本実施形態４と実施形態３の発電システムとは、制御駆動装置３３であるか充電駆動装置３５であるかの点を除き、その他の構成及び動作は、同様である。また、充電駆動装置３５の構成及び動作は、実施形態２の充電駆動装置１５と同様であるため、本実施形態４においては説明を省略する。

本実施形態４に係る発電システム４０も、実施形態１と同様、携帯電話の電源として用いることができる。

また、本実施形態４に係る発電システム４０も、実施形態１と同様、ラジオ等の通信機器の電源として用いることができる。

以上に説明したとおり、本考案の一実施形態に係る発電システムによれば、屋内でも運動することができるため、健康を増進することが可能となり、かつ運動の際に生じる運動を有効利用して発電をすることができるため、化石燃料等による発電の場合に比べて環境にやさしく、かつ商業電力を利用できないような場所でも電力を利用することが可能となる。また、災害時等の非常時であっても容易に発電でき、携帯電話やラジオ等の充電・使用が可能となる。

（実施形態５）
本実施形態５においては、運動変換装置としてルームランナーを用いる。本実施形態５に係る発電システム５０は、人間の走行運動又は歩行運動により生じる運動を回転運動に変換し、その回転運動を利用して発電する。

図１１は、本実施形態５に係る発電システム５０の構成例の一例を示した概略図である。本実施形態５に係る発電システム５０は、人間の動作を回転運動に変換する運動変換装置５１と、運動変換装置５１により変換された回転運動を利用して交流電力を発電する発電装置５２と、発電装置５２により発電された交流電力を直流電力へ変換し当該直流電力の出力を制御する制御駆動装置５３と、制御駆動装置５３から出力された直流電力を供給するソケット５４と、により構成される。

本実施形態５の運動変換装置５１は、人間の動作により発生する運動を回転運動に変換する役割を果たすマット５１と、マット５１に隣接して設置された第１のホイール５２と、第１のホイール５２から伝達される回転運動を発電装置５２に伝達する第２のホイール５３と、第１のホイール５２と第２のホイール５３とを連結し、第１のホイール５２の回転運動を第２のホイール５３に伝達する伝達手段５４と、マット５１及び第１のホイール５２の回転を補助する第３のホイール５５と、により構成される。

本実施形態５の発電装置５２、制御駆動装置５３及びソケット５４の構成の一例を示す回路図例については、実施形態１の図２と同様である。

図１２は、本実施形態５に係る発電システム５０の装置の一例を示す説明図であり、各装置及び各部品の大きさは、概略で示してある。図１２においては、運動変換装置５１（マット５１１、図示しない第１のホイール５１２、第２のホイール５１３、伝達手段５１４、第３のホイール５１５）、図示しない発電装置５２及び制御駆動装置５３、ソケット５４に加え、転倒を防止する機能を果たすハンドル５１６、そして５１乃至５４の各装置及び５１乃至５５の部品を固定する役割を果たすフレーム５１７と、５１１乃至５１７の各部品の全部又は一部、５１乃至５４の各装置を覆うカバー５１８と、を具備する。

次に、本実施形態５の発電システム５０の動作について説明する。

まず、人間がマット５１１の上で走行運動又は歩行運動を始める。この走行運動又は歩行運動に伴い、マット５１１が回転する。次いで、このマット５１１の回転運動が、マット５１１に隣接して設置された第１のホイール５１２に伝達され、第１のホイール５１２が回転運動を始める。これにより、人間の動作により生ずる運動を回転運動に変換することが可能となる。

マット５１１及び第１のホイール５１２によって変換された回転運動は、伝達手段５１４に伝達され、伝達手段５１４が回転運動を始める。次いで、伝達手段５１４に伝達された回転運動は、伝達手段５１４と連結された第２のホイール５１３に伝達され、第２のホイール５１３が回転運動を始める。さらに、第２のホイール５１３に伝達された回転運動は、第２のホイール５１３に隣接して設置された発電装置５２に伝達される。

ここで、第１のホイール５１２と第２のホイール５１３との直径の大きさ比は、前者の方が後者よりも大きいという関係にある。このような関係にあることにより、変換された回転運動を効率良く発電装置５２に伝達することが可能となることについては、実施形態１と同様であるため、本実施形態５においては説明を省略する。

次に、第２のホイール５１３に隣接して設置された発電装置５２が、第２のホイール５１３により伝達された回転運動を利用して、交流電力を発電する。発電装置５２の動作は、実施形態１の発電装置１２と同様であるため、本実施形態５においては、説明を省略する。

また、本実施形態５の制御駆動装置５３及びソケット５４の動作も、実施形態１の制御駆動装置１３及びソケット１４の動作と同様であるため、本実施形態５においては説明を省略する。

本実施形態５に係る発電システム５０も、実施形態１と同様、携帯電話の電源として用いることができる。

また、本実施形態５に係る発電システム５０も、実施形態１と同様、ラジオ等の通信機器の電源として用いることができる。

（実施形態６）
本実施形態６においては、実施形態５の発電システム５０により発電した電気を充電することを可能とする。

図１３は、本実施形態６に係る発電システム６０の構成例の一例を示した概略図である。また、本実施形態６に係る発電システム６０の装置の一例を示す説明図は、実施形態５の図１２と同様であり、また、本実施形態６の発電装置５２、充電駆動装置５５及びソケット５４の構成の一例を示す回路図例については、実施形態２の図７と同様である。

本実施形態６と実施形態５の発電システムとは、制御駆動装置５３であるか充電駆動装置５５であるかの点を除き、その他の構成及び動作は、同様である。また、充電駆動装置５５の構成及び動作は、実施形態２の充電駆動装置１５と同様であるため、本実施形態６においては説明を省略する。

本実施形態６に係る発電システム６０も、実施形態１と同様、携帯電話の電源として用いることができる。

また、本実施形態６に係る発電システム６０も、実施形態１と同様、ラジオ等の通信機器の電源として用いることができる。

（実施形態７）
本実施形態７においては、運動変換装置に野球用のバットを用いる。本実施形態７に係る発電システムは、スイング運動により生じる運動を回転運動に変換し、その回転運動を利用して発電する。

図１４に示すとおり、実施形態７のバット７１による発電システム７０は、運動変換装置７２と、運動変換装置７２に隣接して設置され、運動変換装置７２から伝達される回転運動を利用して交流電力を発電する発電装置７３と、発電装置７３により発電された交流電力を直流電力へ変換し直流電力の出力を制御する制御駆動装置７４と、制御駆動装置７４から出力された直流電力を供給するソケット７５と、から構成される。なお、本実施形態７の発電システム７０と図示しないバット７１の外周部材との間には、図示しない振動吸収部材が配置され、発電システム７０に加わる外部からの衝撃を緩和する。

本実施形態１の運動変換装置７２は、バット７１の中心部に固定して設置された芯軸７１１と、芯軸７１１の外周部に設置された円筒状の円筒体部７１２と、円筒体部７１２に隣接して設置され、円筒体部７１２の移動する運動を利用して回転運動をおこなう回転体部７１３と、回転体７１３の中心に配置される回転軸７１４と、により構成される。

図１５は、本実施形態７に係る発電システム７０の装置の一例を示す説明図である。また、本実施形態７の発電装置７３、制御駆動装置７４及びソケット７５の構成の一例を示す回路図例については、実施形態１の図２と同様である。

次に、本実施形態７に係る発電システム７０の動作について説明する。

まず、人間がバット７１を構えの位置に配置する。バット７１が構えに配置される時、円筒体部７１２は、重力の働きにより芯軸７１１内のグリップ方向の最端部に位置される。次に、人間がバット７１をスイングする。バット７１がスイングされると、バット７１のグリップ方向から先端方向に向かって遠心運動が働き、この遠心運動によって円筒体部７１２がバットのグリップ方向から先端方向へ移動する。円筒体部７１２がバットの先端方向へ移動する運動を利用して、円筒体部７１２に隣接して設置された回転体部７１３が回転運動をする。これにより、人間の動作により生じる運動を回転運動に変換することが可能となる。

なお、円筒体部７１２の移動する運動は、スイング動作をする場合にだけ発生するわけではない。例えば、バット７１を構えの位置へ戻す時にも、バット７１の先端方向からグリップ方向へ向かって重力が働くため、この重力の働きによって円筒体部７１２がバット７１の先端方向からグリップ方向へ移動する。この円筒体部７１２がバット７１の先端方向からグリップ方向へ移動する運動を利用して、回転体部７１３が回転運動をするため、このような場合にも、人間の動作により生じる運動を回転運動に変換することが可能となる。

また、本実施形態７の発電システム７０においては、円筒体部７１２に隣接して２個の発電装置７３が設置されている。２個の発電装置を設置することで、運動変換装置７２から伝達される運動を効率良く発電に利用することが可能となる。

また、回転体部７１３と発電装置７３の回転軸部との直径の大きさ比は、前者の方が後者よりも大きいという関係にある。このような関係にあることにより、人力から変換された半回転運動を効率良く発電装置７３の回転軸部に伝達することが可能となることについては、実施形態１と同様であるため、本実施形態７においては説明を省略する。

次に、回転体部７１３に隣接して設置された発電装置７３が、回転体部７１３から伝達される回転運動を利用して交流電力を発電する。発電装置７３の動作は、実施形態１の発電装置１２と同様であるため、本実施形態７においては、説明を省略する。

また、本実施形態７の制御駆動装置７４及びソケット７５の動作も、実施形態１の制御駆動装置１３及びソケット１４の動作と同様であるため、本実施形態７においては説明を省略する。

本実施形態５に係る発電システム７０も、実施形態１と同様、携帯電話の電源として用いることができる。

また、本実施形態５に係る発電システム７０も、実施形態１と同様、ラジオ等の通信機器の電源として用いることができる。

（実施形態８）
本実施形態８においては、実施形態７の発電システム７０により発電した電気を充電することを可能とする。

図１６は、本実施形態８に係る発電システム８０の構成例の一例を示した概略図であり、本実施形態８に係る発電システム８０の装置の一例を示す説明図については、実施形態７の図１５と同様である。また、本実施形態８の発電装置７３、充電駆動装置７６及びソケット７５の構成の一例を示す回路図例については、実施形態２の図７と同様である。

本実施形態８と実施形態７の発電システムとは、制御駆動装置７４であるか充電駆動装置７６であるかの点を除き、その他の構成及び動作は、同様である。また、充電駆動装置７６の構成及び動作は、実施形態２の充電駆動装置１６と同様であるため、本実施形態８においては説明を省略する。

本実施形態８に係る発電システム８０も、実施形態１と同様、携帯電話の電源として用いることができる。

また、本実施形態８に係る発電システム８０も、実施形態１と同様、ラジオ等の通信機器の電源として用いることができる。

（実施形態９）
野球用のバットを用いた発電システムについては、実施形態７及び８よりも簡素な構成を採ることが可能である。すなわち、実施形態１乃至８においては、運動変換装置により人間の動作から生ずる運動を回転運動に変換し、この回転運動を利用して発電装置により発電した。これに対し、本実施形態９の発電装置は、運動変換装置を介することなく、人間の動作から生ずる運動を直接利用して発電する。

すなわち、図１７は、本実施形態９に係る発電システム９０の構成例の一例を示した概略図である。本実施形態９の発電システムは、発電装置９２、制御駆動装置９３、ソケット９４と、から構成される。

発電装置９２は、導線を円筒形に巻いたコイル部９２１と、コイル部内部に設置された永久磁石部９２２と、を備える。なお、本実施形態９においても、本実施形態９の発電システム９０と図示しないバット９１の外周部材との間には、図示しない振動吸収部材が配置され、発電システム９０に加わる外部からの衝撃を緩和する。

また、本実施形態９に係る発電システム９０の装置の一例を示す説明図については、実施形態７の図１５と同様である。また、本実施形態９の発電装置９２、制御駆動装置９３及びソケット９４の構成の一例を示す回路図例については、実施形態１の図２と同様である。

次に、本実施形態９の発電システム９０の動作について説明する。

まず、人間がバット９１を構えの位置に配置する。バット９１が構えに配置する時、永久磁石部９２２は、重力の働きによりコイル部９２１内のグリップ方向の最端部に位置される。次に、人間がバット９１をスイングする。バット９１がスイングされることにより、バット９１のグリップ方向から先端方向に向かって遠心運動が働き、この遠心運動の働きによって永久磁石部９２２がバット９１のグリップ方向から先端方向へ移動する。この永久磁石部９２２がバット９１のグリップ方向から先端方向へ移動する際に、電磁誘導によりコイル部９２１に電流が流れる。これにより、人間の動作により生じる運動を利用して発電することが可能となる。そして、コイル部９１は、発電された交流電力を制御駆動装置９３に送電する。

なお、永久磁石部９２２の移動する運動は、スイング動作をする場合にだけ発生するわけではない。例えば、人間がバット９１を構えの位置へ戻す時にも、バット９１の先端方向からグリップ方向へ重力が働くため、この重力の働きにより生じる運動よって永久磁石部９２２がバット９１の先端方向からグリップ方向へ移動する。この永久磁石部９２２がバット９１の先端方向からグリップ方向へ移動する際に、電磁誘導によりコイル部９２１に電流が流れる。これにより、人間の動作により生じる運動を利用して発電することが可能となる。

本実施形態９の制御駆動装置９３及びソケット９４の動作も、実施形態１の制御駆動装置１３及びソケット１４の動作と同様であるため、本実施形態９においては説明を省略する。

本実施形態９に係る発電システム９０も、実施形態１と同様、携帯電話の電源として用いることができる。

また、本実施形態９に係る発電システム９０も、実施形態１と同様、ラジオ等の通信機器の電源として用いることができる。

（実施形態１０）
本実施形態１０においては、実施形態９の発電システム９０により発電した電気を充電することを可能とする。

図１８は、本実施形態１０に係る発電システム１００の構成例の一例を示した概略図であり、図１８は、本実施形態１０に係る発電システム１００の構成例の一例を示した概略図である。また、本実施形態９に係る発電システム９０の装置の一例を示す説明図については、実施形態７の図１５と同様である。また、本実施形態９の発電装置９２、充電駆動装置９５及びソケット９４の構成の一例を示す回路図例については、実施形態２の図７と同様である。

本実施形態１０と実施形態９の発電システムとは、制御駆動装置９３であるか充電駆動装置９５であるかの点を除き、その他の構成及び動作は、同様である。また、充電駆動装置９５の構成及び動作は、実施形態２の充電駆動装置１６と同様であるため、本実施形態１０においては説明を省略する。

本実施形態１０に係る発電システム１００も、実施形態１と同様、携帯電話の電源として用いることができる。

また、本実施形態１０に係る発電システム１００も、実施形態１と同様、ラジオ等の通信機器の電源として用いることができる。

（実施形態１１）
実施形態１乃至１０の発電システムに係るソケットは、発電システム本体から延ばして使用することが可能である。例えば、図１９に示すとおりソケットを壁や天井等に取り付け使用することが可能である。

（実施形態１２）
また、本考案の一実施形態に係る発電システムにおいては、計測装置に発電装置が発電した際の発電量を計測し、計測された発電量を表示装置に表示させることも可能である。また、充電駆動装置を備えた発電システムにおいては、計測装置に、充電駆動装置に残存する電力量を計測させ、この残存電力量を表示装置に表示させることも可能である。これにより、発電量及び充電駆動装置の残存電力量を認識することが可能となる。

例えば、実施形態１の発電システム１０及び実施形態２の発電システム２０に計測装置１６及び表示装置１７を付加した場合の構成例の一例を示した概略図は、図２０のとおりであり、本実施形態１２に係る装置の一例を示す説明図は、実施形態１の図３と同様である。また、実施形態３の発電装置３０及び実施形態４の発電装置４０に計測装置３６及び表示装置３７を付加した場合の構成例の一例を示した概略図は、図２１のとおりであり、本実施形態１２に係る装置の一例を示す説明図は、実施形態３の図９と同様である。また、実施形態５の発電装置５０及び実施形態６の発電装置６０に計測装置５６及び表示装置５７を付加した場合の構成例の一例を示した概略図は、図２２のとおりであり、本実施形態１２に係る装置の一例を示す説明図は、実施形態５の図１２と同様である。また、実施形態７の発電装置７０乃至実施形態８の発電装置８０に計測装置７７及び表示装置７８を付加した場合の構成例の一例を示した概略図は、図２３のとおりであり、本実施形態１２に係る装置の一例を示す説明図は、実施形態７の図１５と同様である。また、実施形態９の発電装置９０乃至実施形態１０の発電装置１００に計測装置９６及び表示装置９７を付加した場合の構成例の一例を示した概略図は、図２４のとおりであり、本実施形態１２に係る装置の一例を示す説明図は、実施形態７の図１５と同様である。

（実施形態１３）
上記発電システム１０乃至１００においては、各発電システムにおける発電装置と図示しない外部の充電機能を備えた装置とを接続して、当該発電システムにより発電した電力を外部の充電装置に充電することが可能である。これにより、特に発電システム２０、４０、６０、８０、１００のように、充電駆動装置の大きさが運動器具の大きさにより制約されてしまうという問題が解消され、より容量の大きな充電装置を利用することが可能となる。また、本実施形態１４によれば、複数の発電システムと外部の充電装置とを同時に接続して、発電した電力を充電することが可能となる。そのため、本実施形態１４によれば、より容量の大きな電力を充電して、電力を必要に応じて利用することが可能とるほか、余剰電力を電力会社に売却する等によって経済的なメリットを享受することも可能となる。

なお、人間の動作により生じる運動を、発電装置の起電力を誘発するような運動に変換できるような構成によることができれば、運動変換装置として用いる健康器具は、上述の実施形態で用いた器具に限定されるものではないことは言うまでもない。

なお、上述の全ての本実施形態に係るソケットの端子部分は、接続する電子機器に応じて、どのような形状を採用しても良い。例えば、ノートブックタイプのパーソナルコンピュータに接続する端子形状としてもよく、ＵＳＢタイプの端子形状としてもよい。

本考案の一実施形態に係る発電システム１０の構成例の一例を示す概略図である。本考案の一実施形態に係る発電システム１０の回路図例である。本考案の一実施形態に係る発電システム１０の装置の一例を示す説明図である。本考案の一実施形態に係るソケット１４の接続例を示す説明図である。本考案の一実施形態に係るソケット１４の接続例を示す説明図である。本考案の一実施形態に係る発電システム２０の構成例の一例を示す概略図である。本考案の一実施形態に係る発電システム２０の回路図例である。本考案の一実施形態に係る発電システム３０の構成の一例を示す概略図である。本考案の一実施形態に係る発電システム３０の装置の一例を示す説明図である。本考案の一実施形態に係る発電システム４０の構成の一例を示す概略図である。本考案の一実施形態に係る発電システム５０の構成の一例を示す概略図である。本考案の一実施形態に係る発電システム５０の装置の一例を示す説明図である。本考案の一実施形態に係る発電システム６０の構成の一例を示す概略図である。本考案の一実施形態に係る発電システム７０の構成の一例を示す概略図である。本考案の一実施形態に係る発電システム７０の装置の一例を示す説明図である。本考案の一実施形態に係る発電システム８０の構成の一例を示す概略図である。本考案の一実施形態に係る発電システム９０の構成の一例を示す概略図である。本考案の一実施形態に係る発電システム１００の構成の一例を示す概略図である。本考案の一実施形態に係る発電システムの装置の一例を示す説明図である。本考案の一実施形態に係る発電システム１０及び２０の構成の一例を示す概略図である。本考案の一実施形態に係る発電システム３０及び４０の構成の一例を示す概略図である。本考案の一実施形態に係る発電システム５０及び６０の構成の一例を示す概略図である。本考案の一実施形態に係る発電システム７０及び８０の構成の一例を示す概略図である。本考案の一実施形態に係る発電システム９０及び１００の構成の一例を示す概略図である。

符号の説明

１０〜１００発電システム
１１運動伝達装置
３１、５１、７２運動変換装置
１２、３２、５２、７３、９２発電装置
１３、３３、５３、７４、９３制御駆動装置
１４、３４、５４、７５、９４ソケット
１５、３５、５５、７６、９５充電駆動装置
１６、３６、５６、７７、９６計測装置
１７、３７、５７、７８、９７表示装置
１１１、３１１ペダル
１１２、３１２クランク
１１３クランク軸
１１４、５１２第１のホイール
１１５、５１４伝達手段
１１６、５１３第２のホイール
１１７、３１３、７１４回転軸
３１４回転体
１１８、３１６、５１７フレーム
１１９、３１５、５１６ハンドル
１２０サドル
１２１、３１７、５１８カバー
５１１マット
５１５第３のホイール
７１０、９１０バット
７１１芯軸
７１２円筒管部
７１３回転体部
９２１コイル部
９２２永久磁石部
１３１コンバータ回路部（ブリッジダイオード）
１３２平滑回路部
１３３制御回路部
１３４充電回路部
１４１携帯電話
１４２ラジオ
１４３筐体部

Claims

運動伝達装置と、
前記運動伝達装置によって伝達される運動によって電力を発生する発電装置と、
前記発電装置から供給される電力を供給するソケットと、
を備えることを特徴とする発電システム。
前記運動伝達装置は、２つのペダル、前記２つのペダルに連結される２つのクランク、前記２つのクランクが接続されたクランク軸、前記クランク軸を中心に固定した第１のホイール、第２のホイール、及び前記第１のホイールの回転を前記第２のホイールに伝達する伝達手段を有することを特徴とする請求項１に記載の発電システム。
前記運動伝達装置は、２つのペダル、前記２つのペダルに連結される２つのクランク、前記２つのクランクが接続された回転体を有することを特徴とする請求項１に記載の発電システム。
前記運動伝達装置は、マット、第１、第２及び第３のホイール、及び前記第1のホイールの回転を前記第２のホイールに伝達する伝達手段を有することを特徴とする請求項１に記載の発電システム。
運動変換装置と、
前記運動変換装置によって変換される運動によって電力を発生する発電装置と、
前記発電装置から供給される電力を供給するソケットと、
を備えることを特徴とする発電システム。
前記ソケットには、携帯電話又はラジオが接続されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一に記載の発電システム。