JP3189067U - 自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】特にハブダイナモを用いて、自転車に電力を供給する電源システムを提供する。
【解決手段】自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システムは、ハブダイナモ１０、充電モジュール２０、リチウム電池部材３０、配線ケース４０、ライトモジュール５０、シガレットライターを有し、その内、該ハブダイナモが自転車のハブに取り付けられ、ハブの回転により発電することができ、該充電モジュールがその発生した電力を該リチウム電池部材に蓄電し、また、該配線ケースに該リチウム電池部材に電気接続するメンスイッチ４１及び該メンスイッチに電気接続する方向指示スイッチ５６を備え、該ライトモジュールがこれらのスイッチに電気接続すると共に、照明、警告、指示などの機能を提供する複数のライトを備え、該シガレットライターが自転車のハンドルに取り付けられ、電子製品を充電するためのＵＳＢ電源を提供する。
【選択図】図１

Description

本考案は、特にハブダイナモを用いて、自転車に電力を提供する電源システムに関するものである。

既存の自転車は、夜間における自転車利用時の安全性を高めるために、前部に前照灯が取り付けられると共に、後部にリアライトが取り付けられ、これらのライトは、発光ダイオードからなり、バッテリーからの電力により発光し続けることができる。しかしながら、既存の発光ダイオードは、省電力ではあるが、長時間使用すると、バッテリーの残電量が減り、ライトの光が弱くなり、電源が突然に切れてしまう場合もあるので、夜間の自転車走行は非常に危険であった。

また、近年では、自転車に乗りながら電子製品を使用する場合が増え、例えば、パネルコンピュータや、カーナビ、スマホなどを使用してナビゲーションシステムを見たり、ＭＰ３プレーヤー（エムピースリー、MPEG Audio Layer-3）を用いて音楽を聴いたりしている。これらの電子製品は、内部のバッテリーにより電力を供給することはできるが、自転車で長距離を走る時に、これらの電子製品を長時間使用すると、バッテリーの蓄電量が減り続け、照明装置や電子製品に充分な電力を供給できなくなるといった問題があった。

上述した問題を解決するために、その後、既存の自転車に発電可能なハブダイナモを設置することにより、自転車の走行中に電力を発生させ、その電力を照明装置や、警告ランプ、電子製品などに供給できるようになった。

しかしながら、前記既存のハブダイナモは、自転車が低速時、または、停車時には発電しないことから、照明装置や電子製品などに継続的に電力を供給することができなく、利便性に劣るので、改良する必要があった。

本考案に係る自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システムは、
自転車のハブに取り付けられるハブダイナモと、
自転車に取り付けられ、変圧器と、整流器と、濾波器を備え、その内、該変圧器がハブダイナモに電気接続すると共に、該整流器が変圧器及び濾波器に電気接続する充電モジュールと、
自転車のフレームに取り付けられ、前記濾波器に電気接続し、それぞれ複数のリチウム電池からなる少なくとも１つのバッテリーを備えるリチウム電池部材と、
自転車のハンドルに取り付けられ、メンスイッチ及び方向指示スイッチを備え、該メンスイッチがリチウム電池部材に電気接続し、該方向指示スイッチがメンスイッチに電気接続する配線ケースと、
照明、警告、指示などの機能を提供するために、自転車のハンドルまたはフレームに取り付けられ、前照灯と、右側ライト部材と、左側ライト部材、表示ライトと、昼間点灯用ライトを備え、その内、該前照灯が灯スイッチを介してメンスイッチに電気接続し、該右側ライト部材及び左側ライト部材がそれぞれ、方向指示スイッチに電気接続すると共に、点滅ライトを備え、該表示ライト及び昼間点灯用ライトがそれぞれ、メンスイッチの出力端に電気接続するライトモジュールと、
ＵＳＢ電源を提供するために、自転車のハンドルに取り付けられ、前記メンスイッチに電気接続するシガレットライターと、を有するものである。

かかる自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システムにおいて、
前記右側ライト部材は、右中ライト及び右後ライトを備え、前記左側ライト部材は、左中ライト及び左後ライトを備え、その内、該右中ライト及び左中ライトはそれぞれ、自転車のハンドルの左右両側に取り付けられることが好ましい。

かかる自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システムにおいて、
前記表示ライトは、電源表示ライト及び走行警告灯を備え、該電源表示ライトは、自転車のハンドルに取り付けられ、電源の開閉状況を表示し、該走行警告灯は、光が前方を照射するように自転車のハンドルに取り付けられ、照明装置として使用されることが好ましい。

かかる自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システムにおいて、前記変圧器は、電力コンネクタを介してハブダイナモに電気接続することが好ましい。

かかる自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システムにおいて、前記濾波器とリチウム電池部材との間にヒューズが電気接続するように設置されることが好ましい。

かかる自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システムにおいて、前記整流器がブリッジ整流器であってもよい。

かかる自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システムにおいて、前記濾波器は、Ｔ-π型濾波器であり、互いに接続する２つのインダクタ及び２つのコンデンサを備えることが好ましい。

かかる自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システムにおいて、
前記シガレットライターにＵＳＢ変圧器が配置され、該ＵＳＢ変圧器は、電圧変換素子及び２つのＵＳＢコンネクタを備え、これらの電圧変換素子がＵＳＢコンネクタに電気接続することが好ましい。

本考案は上記の課題を解決するものであり、ハブダイナモから発生した交流電気を充電モジュールにより直流電気に変更してリチウム電池部材に蓄えて電力を供給することから、使用者がメインスイッチをオンにすると、表示ライトの電源表示ライト及び走行警告灯が発光し、更に、前照灯スイッチにより前照灯の点灯を制御できると共に、方向指示スイッチにより右側ライト部材または左側ライト部材の点灯を制御でき、また、シガーライターソケットにより外部の電子製品に電源を提供することもできる。

つまり、本考案に係る、自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システムにおいては、自転車を利用しながら発電、蓄電、供電を行うことから、照明装置または電子製品に継続的に電源を供給することができるので、自転車走行時の安全性を高めると共に、電子製品も長時間使用することができる。

本考案に係る、自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システムの回路図である。 本考案に係る、自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システムにおける充電用の配線状態を示す側面透視図である。 本考案に係る、自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システムにおける制御用の配線状態を示す側面透視図である。 本考案に係る、自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システムにおいて、内装式バッテリーをシートポストに取り付ける状態を示す側面透視図である。 本考案に係る、自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システムにおいて、配線ケース、シガレットライター、支持プレートを自転車のハンドルに取り付けた状態を示す斜視図である。 本考案に係る、自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システムにおいて、走行警告灯を自転車のハンドルに取り付けた状態を示す斜視図である。 本考案に係る、自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システムにおいて、尾灯、右側ライト部材、左側ライト部材をシートポストに取り付けた状態を示す背面図である。 本考案に係る、自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システムにおいて、シガーライターソケットから電子製品に供電している状態を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照して本考案の好適な実施の形態を詳細に説明する。尚、下記実施例は、本考案の好適な実施の形態を示したものにすぎず、本考案の技術的範囲は、下記実施例そのものに何ら限定されるものではない。

図１乃至図３に示すように、本考案に係る、自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システムは、自転車に設置され、ハブダイナモ１０と、充電モジュール２０と、リチウム電池部材３０と、配線ケース４０と、ライトモジュール５０と、シガーライターソケット６０を備える。

前記ハブダイナモ１０は、自転車のフロントハブに取り付けられ、自転車の速度が時速５ｋｍ以上になると、発電し始めて交流の電気を発生し、また、２つの出力接点を備えており、これらの出力接点が電力コンネクタ１１と接続される。尚、本実施例においては、自転車の速度を時速１０ｋｍ乃至１５ｋｍに維持すると、その発電の効率が好ましい。更に、本実施例のハブダイナモ１０は、ライトモジュール５０及びシガレットライター６０のタイプによって、１２Ｖの出力電圧及び１２Ｗの効率、或いは６Ｖの出力電圧及び６Ｗの効率を出力してもよく、必要な出力電圧及び効率を自由に選択することができる。尚、ここでのＶは、電圧の単位のボルトであり、Ｗは、効率の単位のワットである。

前記充電モジュール２０は、自転車のサドルの底面にある凹部に取り付けられ、変圧器２１と、整流器２２と、Ｔ-π型濾波器２３を備え、その内、該変圧器２１は、２つの交流入力接点（一次側）及び２つの交流出力接点（二次側）を有し、各交流入力接点は電力コンネクタ１１に電気接続されると共に、各交流出力接点は整流器２２に電気接続され、ハブダイナモ１０からの交流電圧を１２Ｖ乃至１５Ｖまたは６Ｖ乃至１９Ｖに変更して、その整流器２２及びＴ-π型濾波器２３を実行する。該整流器２２は、ブリッジ整流器であり、２つの交流入力端、正極出力端（+）、負極出力端（-）を含み、これらの交流入力端は、変圧器２１の交流出力接点に電気接続され、それにより変圧器２１からの交流電圧を直流電圧に変換する。

前記Ｔ-π型濾波器２３は、２つの入力接点及び２つの出力接点を含み、これらの入力接点は、整流器２２の正極出力端（+）及び負極出力端（-）に電気接続され、また、該Ｔ-π型濾波器２３は、２つのインダクタ及び２つのコンデンサを接続するように構成され、これらのインダクタ及びコンデンサにより電流及び電圧の変化を穏やかにすることができる。該Ｔ-π型濾波器２３の正極の出力接点は、レギュレータＩＣ（不図示）に電気接続され、このレギュレータＩＣは、７８１２型であってもよく、７８０６型であってもよく、１２Ｖまたは６Ｖの電圧を安定的に出力するものであれば如何なるものでもよい。

前記リチウム電池部材３０は、自転車のフレームに取り付けられ、正極接点（+）及び負極接点（-）を含み、この正極接点及び負極接点は、Ｔ-π型濾波器２３の２つの出力接点に電気接続されると共に、内装式バッテリー３１及び着脱可能式バッテリー３１Ａを備え、この内装式バッテリー３１及び着脱可能式バッテリー３１Ａはそれぞれ複数のリチウム電池３１１を有する。尚、本実施例においては、内装式バッテリー３１及び着脱可能式バッテリー３１Ａがそれぞれ、Ｔ-π型濾波器２３からの１２Ｖまたは６Ｖの電圧によって、対応する数量のリチウム電池３１１が直列に配置される。さらに、該リチウム電池部材３０の正極接点はヒューズ３２に電気接続され、該ヒューズ３２により電気回路を保護するが、図４に示すように、本実施例では、リチウム電池部材３０における着脱可能式バッテリー３１Ａが自転車のフレームに取り付けられ、内装式バッテリー３１がサドルのシートポストに取り付けられる。

前記配線ケース４０は、自転車のハンドルに取り付けられると共に、メンスイッチ４１及び残電量表示部４２を備え、該メンスイッチ４１は、入力端及び出力端を備え、該入力端の２つの入力接点はリチウム電池部材３０の正極接点及び負極接点に電気接続され、該出力端の２つの出力接点はライトモジュール５０及びシガレットライター６０に電気接続され、該残電量表示部４２は、メンスイッチ４１の２つの出力接点と並列に電気接続され、これによりリチウム電池部材３０の残電量を表示する。また、図５及び図６に示すように、前記配線ケース４０は自転車のハンドルに取り付けられると共に、自転車のハンドルにさらに、支持プレート７０が設置され、この支持プレート７０にパネルパソコンや、スマホ、カーナビなどの電子製品（不図示）を置くことができる。

図１、図３、図６に示すように、前記ライトモジュール５０は、自転車のフレームまたはハンドルに取り付けられると共に、前記メンスイッチ４１の出力端の２つの接点に電気接続され、表示ライト５１と、昼間点灯用ライト５２と、前照灯５３と、右側ライト部材５４と、左側ライト部材５５を備え、その内、該表示ライト５１は、電源表示ライト５１１及び走行警告灯５１２を備え、該電源表示ライト５１１は、自転車のハンドルに取り付けられ、電源の開閉状態を表示し、一方、該走行警告灯５１２は、照明装置として使用するものであり、光が前方に放たれるように自転車のハンドルに取り付けられ、使用する時は、メンスイッチ４１をオンにすれば、電源表示ライト５１１及び走行警告灯５１２が発光する。

前記昼間点灯用ライト５２は、メンスイッチ４１の出力端に並列に電気接続されると共に、昼間右側ライト５２１と、昼間左側ライト５２１Ａと、尾灯５２２とを備え、その内、該昼間右側ライト５２１及び昼間左側ライト５２１Ａは、光が前方に放たれるように自転車のハンドルに取り付けられ、該尾灯５２２は、後方に放たれるように自転車のシートポストに取り付けられる。図７に示すように、使用する時は、メンスイッチ４１をオンにすると、自転車の後方から確認できるように尾灯５２２を発光するので、運転上の安全性が高まる。

前記前照灯５３とメンスイッチ４１との間に前照灯スイッチ５３１が電気接続されるように設置され、該前照灯スイッチ５３１をオンにすると、自転車の前方から確認できるように前照灯５３を発光する。

前記右側ライト部材５４は、右中ライト５４２及び右後ライト５４３を備え、また、前記左側ライト部材５５は、左中ライト５５２及び左後ライト５５３を備え、該右中ライト５４２は、光が右側に照射するように、自転車のハンドルの右側に取り付けられる。該左中ライト５５２は、光が左側に照射するように、自転車のハンドルの左側に取り付けられる。該右後ライト５４３は、光が後方に照射するように、自転車の後フレームの右側に取り付けられる。該左後ライト５５３は、光が後方に照射するように、自転車の後フレームの左側に取り付けられる。さらに、該右側ライト部材５４及び左側ライト部材５５はそれぞれ、点滅ライト５４１、５５１を備え、これら点滅ライト５４１、５５１は、方向指示スイッチ５６に電気接続され、該方向指示スイッチ５６は、単極双投スイッチであり、配線ケース４０におけるメンスイッチ４１の近傍に設置される。一方、該方向指示スイッチ５６の接点はそれぞれメンスイッチ４１、点滅ライト５４１、５５１に電気接続され、方向指示スイッチ５６を切り替えると、右側ライト部材５４または左側ライト部材５５の何れか１つを発光させ、自転車の曲がる方向を表示する。尚、前記右側ライト部材５４は、自転車のハンドルにフロント右側ライトが設置され、前記左側ライト部材５５は、自転車のハンドルにフロント左側ライトが設置されることが好ましい（図示せず）。

図８に示すように、前記シガーライターソケット６０は、自転車のハンドルに取り付けられ、メンスイッチ４１に電気接続され、これにより支持プレート７０に設置した電子製品７１に電源を供給する。尚、本実施例では、シガーライターソケット６０にＵＳＢ変圧器８０が設けられ、該ＵＳＢ変圧器８０は、少なくとも１つの電圧変換素子８１及び２つのＵＳＢコンネクタ８２を備え、該電圧変換素子８１によりリチウム電池部材３０からの１２Ｖまたは６Ｖの電圧をＵＳＢ用の５Ｖの電圧に変換して該ＵＳＢコンネクタ８２を介してその５Ｖの電圧をカーナビや、スマホ、パネルパソコンなどの電子製品７１に供給する。

上述したように、本考案における自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システムは、ハブダイナモ１０から発生した交流電気を充電モジュール２０により穏やかな直流電気に変換してリチウム電池部材３０に蓄えて電力を供給するものであり、使用者がメンスイッチ４１をオンにすると、表示ライト５１の電源表示ライト５１１及び走行警告灯５１２が発光すると共に、前照灯スイッチ５３１により前照灯５３の点灯、及び方向指示スイッチ５６により右側ライト部材５４または左側ライト部材５５の点灯を制御し、また、シガーライターソケット６０により外部の電子製品に電源を提供することができる。このように、本考案に係る自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システムによれば、自転車に乗りながら発電、蓄電、供電を行い、照明装置または電子製品に穏やかな電源を供給することができるので、自転車走行時の安全性を高めると共に、電子製品も長時間連続使用することができる。

１０ ハブダイナモ
１１ 電力コンネクタ
２０ 充電モジュール
２１ 変圧器
２２ 整流器
２３ Ｔ-π型濾波器
３０ リチウム電池部材
３１ 内装式バッテリー
３１Ａ 着脱可能式バッテリー
３１１ リチウム電池
３２ ヒューズ
４０ 配線ケース
４１ メンスイッチ
４２ 残電量表示部
５０ ライトモジュール
５１ 表示ライト
５１１ 電源表示ライト
５１２ 走行警告灯
５２ 昼間点灯用ライト
５２１ 昼間右側ライト
５２１Ａ 昼間左側ライト
５２２ 尾灯
５３ 前照灯
５３１ 前照灯スイッチ
５４ 右側ライト部材
５４１、５５１ 点滅ライト
５４２ 右中ライト
５４３ 右後ライト
５５ 左側ライト部材
５５２ 左中ライト
５５３ 左後ライト
５６ 方向指示スイッチ
６０ シガーライターソケット
７０ 支持プレート
７１ 電子製品
８０ ＵＳＢ変圧器
８１ 電圧変換素子
８２ ＵＳＢコンネクタ

Claims (8)

1. 自転車のハブに取り付けられるハブダイナモと、
   自転車に取り付けられ、変圧器と、整流器と、濾波器を備え、その内、該変圧器がハブダイナモに電気接続すると共に、該整流器が変圧器及び濾波器に電気接続する充電モジュールと、
   自転車のフレームに取り付けられ、前記濾波器に電気接続し、それぞれ複数のリチウム電池からなる少なくとも１つのバッテリーを備えるリチウム電池部材と、
   自転車のハンドルに取り付けられ、メンスイッチ及び方向指示スイッチを備え、該メンスイッチがリチウム電池部材に電気接続し、該方向指示スイッチがメンスイッチに電気接続する配線ケースと、
   照明、警告、指示などの機能を提供するために、自転車のハンドルまたはフレームに取り付けられ、前照灯と、右側ライト部材と、左側ライト部材、表示ライトと、昼間点灯用ライトを備え、その内、該前照灯が灯スイッチを介してメンスイッチに電気接続し、該右側ライト部材及び左側ライト部材がそれぞれ、方向指示スイッチに電気接続すると共に、点滅ライトを備え、該表示ライト及び昼間点灯用ライトがそれぞれ、メンスイッチの出力端に電気接続するライトモジュールと、
   ＵＳＢ電源を提供するために、自転車のハンドルに取り付けられ、前記メンスイッチに電気接続するシガレットライターと、を有することを特徴とする自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システム。
2. 前記右側ライト部材は、右中ライト及び右後ライトを備え、前記左側ライト部材は、左中ライト及び左後ライトを備え、その内、該右中ライト及び左中ライトはそれぞれ、自転車のハンドルの左右両側に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システム。
3. 前記表示ライトは、電源表示ライト及び走行警告灯を備え、該電源表示ライトは、自転車のハンドルに取り付けられ、電源の開閉状況を表示し、該走行警告灯は、光が前方を照射するように自転車のハンドルに取り付けられ、照明装置として使用されることを特徴とする請求項２に記載の自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システム。
4. 前記変圧器は、電力コンネクタを介してハブダイナモに電気接続することを特徴とする請求項３に記載の自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システム。
5. 前記濾波器とリチウム電池部材との間にヒューズが電気接続するように設置されることを特徴とする請求項４に記載の自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システム。
6. 前記整流器がブリッジ整流器であることを特徴とする請求項５に記載の自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システム。
7. 前記濾波器は、Ｔ-π型濾波器であり、互いに接続する２つのインダクタ及び２つのコンデンサを備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システム。
8. 前記シガレットライターにＵＳＢ変圧器が配置され、該ＵＳＢ変圧器は、電圧変換素子及び２つのＵＳＢコンネクタを備え、これらの電圧変換素子がＵＳＢコンネクタに電気接続することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の自転車の発電、充電、蓄電、供電用電源システム。

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