JPH0364348B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は、電気的な負荷に対して電力を供給
する装置に係わり、ここでは特に、補助モータを
備えた自動車をも含む自動車の電力供給装置に関
する。この電力供給装置は、発電機、この発電機
の駆動手段、蓄電池、蓄電池及び発電機を操作す
るためのスイツチとを有し、上記発電機の駆動手
段は、自動車の車輪によつて作動する。

［従来技術及びその問題点］ 自転車における、特にライト等の電力供給装置
は、非常に種々のものが知られている。従来、使
用されていた自転車用のライトの古典的電力供給
装置は、前輪により、ピニオンを介して駆動され
る発電機を備えている。フロントライト及びリア
ライトは発電機に接続されている。発電機がスイ
ツチオンされた状態にあり、そして、自転車が走
行している間は電流が生起され、これにより、フ
ロントライト及びリアライトに適切な電力を供給
することができる。

しかしながら、非常に自転車の速度が遅いと、
発電機によつて生起される電力は急激に低下し、
これにより、自転車のライトは暗くなる。自転車
が停止していると、一般的には上記ライトが全く
点灯しないことは勿論である。それ故、非常に速
度が遅いとき、又は、自転車が停止していると
き、もし辺りが暗いと、自転車の乗り手にとつて
は非常に危険なものとなる。なぜなら、乗り手に
とつて辺りを視認することが困難もしくは不可能
になるからである。

一般的な自転車の点灯システムにおいて、前輪
によつて駆動される発電機に付け加え、フロンデ
ンベルグ（Frondenberg）のユニオンによつて製
造されたコラニ電子駐車ライトバツテリーシステ
ム等の充電可能は蓄電池（ニツケルカドニウム電
池）が取り付けられたものが知られている。この
システムでは、駐車ライトを使用する前に蓄電池
を充電しなければならない。もし、スイツチオン
の後、自転車が使用されないか、又は、点灯器が
再びスイツチオフされないならば、蓄電池からフ
ロントライト及びテールライトへの電流の供給は
１時間のみである。その後、蓄電池を再び充電し
なければならない。

自転車が使用されていると、電子回路は走行速
度に応じ、発電機、又は、蓄電池からフロントラ
イト及びリアライトへの電流の供給を制御する。
８Km／ｈ以上の速度では蓄電池はスイツチオフと
なり、発電機のみがライト点灯のための電流源と
して働く。また、速度が15Km／ｈを越えると、発
電機はフロントライト及びテールライトに必要な
電力以上の電力を発生し、これにより、蓄電池は
充電される。

このような従来の点灯システムに使用される蓄
電池は、結果的に少なくとも１度最初に通常の汎
用充電装置によつて充電しなければならず、この
充電時間は約15時間にも達する。自転車を比較的
まれに、または比較的低速で使用し、あるいは、
しばしば停車しなければならない場合、蓄電池は
しばしば完全に空となり、その都度蓄電池の再充
電が必要となる。

［発明の目的］ この発明の目的は、コンパクトな構造を有する
と共に、２輪車の走行中に発電機の出力を自動的
に制御しながら発電機と蓄電池の能力を無駄なく
有効に利用できる２輪車用電力供給装置を提供す
ることにある。

［発明の概要及び効果］ 上述の目的は、発電機と、車輪と連結して作動
する発電機の駆動手段と、蓄電池と、発電機及び
蓄電池を操作するためのスイツチとを備え、発電
機、蓄電池及びスイツチは共通の閉じたハウジン
グ内に配置されており、変速機が可撓軸により駆
動手段に接続された２輪車用電力供給装置におい
て、前記変速機は、共通の閉じたハウジング内に
設けられ、前記発電機に接続され、前記駆動手段
は駆動ホイールとピニオンとを有し、このピニオ
ンは断接手段によつて前記駆動ホイールに断接可
能であり、また、この電力供給装置は電気的負荷
の接続的を有し、この接続的に接続された電気的
負荷の電力消費に応じて前記変速機を制御する制
御手段を設けたことを特徴とする２輪車用電力供
給装置によつて達成されている。

従つて、上記発電機、蓄電池、スイツチは、共
通の閉じたハウジング内に配置され、変速機はハ
ウジング内で発電機の前に接続されている。ま
た、変速機は、可撓軸により駆動手段に接続され
ている。このようにすれば、２輪車の点灯システ
ムをコンパクトにすることがてきる。

駆動手段（前輪軸上のピニオン及び駆動ホイー
ル）を除き、全ての構成部材は、閉じたハウジン
グ内に配置されており、これにより、２輪車に簡
単に装着できる単一ユニツトを構成することがで
きる。

本発明のさらに大きな結果は、上記発電機に接
続された変速機によつて走行速度に拘らず所定の
電力を得られることである。従つて、自動車が非
常な低速であつても、蓄電池が常に充電される。

蓄電池が充電されていれば２輪車を駐車する際
に、駐車燈を点灯させることができる。従つて、
交通上の安全性がこのシステムにより向上する。

この発明の実施例によれば、電力供給システム
の可撓軸は、カツプリングにより変速機に接続さ
れている。このカツプリングがねじ型のジヨイン
トであれば、このシステムを非常に簡単に形成で
きる地点がある。また、この構成であれば、例え
ば、故障の場合、コンパクトユニツトから可撓軸
を簡単且つ迅速にして取り外し、これを新品と交
換することができる。

また、この発明の実施例では、駆動手段が前輪
の中心に配置された駆動ホイールを備えている。
このような駆動手段は比較的頑強であり、また、
路面からの泥の影響を受け難い車軸の部位に配置
されている。従つて、駆動手段が保護されるとと
もに、比較的大きな摩耗を受ける２輪車のタイヤ
は、このタイヤをこするピニオンによる負荷をな
くすことによつて、その摩耗が軽減される。

駆動ホイールの効果は、このホイールに少なく
とも１個の回転止めが設けられていれば、車輪に
対するホイールの固定を簡単になすことができる
点にある。回転止め即ちくさび形状の爪を設ける
ことにより、スポーク間に駆動ホイールを簡単固
定することが可能となる。爪の総数は車輪の片側
のスポークによつて形成された交差ポイントの数
に相当する。

上記駆動ホイールに透明な合成樹脂材料を使用
すると、視覚的な印象を良好にできる。また、合
成樹脂の使用は、部品の製造を容易し、そして、
摩耗を軽減することができる。

この発明の駆動手段は、異なる径の車輪にも適
用することができる。駆動ホイールとピニオンと
の組合せは、全ての条件のもとでの最適な力の伝
達を保証することができる。

ライト等の電気的負荷に応じて幾つかの接続端
子を設ければ、この発明の装置の使用範囲を拡大
することができる。

駆動ホイールからピニオンを分離する電気的に
制御可能な断接機は、自動的に断接を行うので使
用者の負担を減らし、交通上の安全を図ることが
できる。

ハウジング内の部品をコンパクトに配置すれ
ば、水、熱、低温に対する耐久性を向上させるこ
とができる。

ハウジングに少なくとも１個の固定クリツプを
設ければ、コンパクトユニツトが２輪車のフレー
ムに簡単に取り付けられると同時に固定すること
ができる。可撓軸、また、フロントライト及びリ
アライトのリード線は、２輪車のフレームに沿つ
て目立たず且つ安全に引き回すことができる。

［発明の実施例］ 第１ａ図及び第２ａ図から明らかなように、こ
の発明の電力供給装置は、自動車１に取り付ける
ことができる。この自動車１は、フレーム２と、
車輪３，３と、フロントライト４及びリアライト
５を備えている。前側の車輪３には、駆動ユニツ
ト７が設けられており、この駆動ユニツト７は、
車輪３のハブ６と係合している。この駆動ユニツ
ト７は、可撓軸８を介してコンパクトユニツト１
０に接続されている。このコンパクトユニツト１
０は、取り付けクリツプ９により、フレーム２に
取りつけられている。男性用自転車として図示さ
れた自転車１の場合、コンパクトユニツト１０
は、第１ｂ図に示すようにフレーム２において、
サドルの下側に位置するクロスバーの部位に取り
付けることができる。婦人用自転車として図示さ
れた自転車１の場合、第１ａ図に示すようにコン
パクトユニツト１０は、フレーム２における傾斜
した前側の補強チユーブに取り付けることができ
る。

第２図に示すように、コンパクトユニツト１０
はハウジング１１を備え、このハウジング１１内
には、変速機１２、発電機１３及び複数の蓄電池
１４が軸線方向直列に配置されている。蓄電池１
４の近傍におけるハウジング１１内には、電子ス
イツチ回路１５が取り付けられている。上記可撓
軸８は、カツプリング１６を介して変速機１２に
接続されている。さらに、スイツチ１７が設けら
れており、このスイツチ１７を使用して、自動車
１の点灯及び消灯を全体的に制御することができ
る。又、ハウジング１１には、フロントライト
４、リアライト５及びアースのための端子がそれ
ぞれ備えられている。

第３図は電気回路図を示しており、この回路図
において、この発明の装置には、幾つかの電気的
な負荷が接続されている。簡略化を図るため、回
路図は、直流電源で作動するものとして示されて
おり、この直流電源には、フロント及びリアライ
ト４，５、左及び右側のフラツシヤー２４（これ
らフラツシヤーは、補助モーター付きの自転車の
場合、特に、必要となるものである）、変速機１
２のための電気的に制御可能なサーボ回路２５、
サーボ的にブレーキングをなすためのを電気的に
制御可能なサーボ回路２８、及び駆動輪に対する
ピニオンの断接をなすための電気的に制御可能な
断接機２１等の電気的負荷が接続されている。

第４図及び第５図は、この発明の装置における
駆動ユニツトの正面図及び側面図をそれぞれ示し
ている。第４図及び第５図において、駆動ホイー
ル２６が示されており、この駆動ホイール２６
は、ここでは歯付きギヤホイールとして示されて
いる。駆動ホイール２６は、ピニオン２７に噛合
されている。駆動ホイール２６の外周には、９個
の回転止めが形成されており、この回転止めは、
くさび状の爪１８として形成されている。この実
施例の場合、各爪１８は、各一対のスポーク１９
における交差ポイントよりも径方向内側に係合さ
れている。駆動ホイール２６の取り付けにおい
て、スポーク１９は、爪１８の挿入によつて僅か
に変形される。これにより生じた摩擦力は、駆動
ホイール２６に外れに対し付加的な阻止力を与え
る。

この実施例において、駆動ホイール２６は、44
個の歯を有しており、ピニオン２７は、11個の歯
を有している。ピニオン２７は、軸２２に対し６
角ナツト２３により固定されている。この６角ナ
ツト２３は、ピニオン２７が軸２２に対して回転
するのを阻止する。軸２２は、可撓軸８を駆動す
る。更に又、軸２２は、断接機（図示しない）に
接続されており、この断接機は、この実施例の場
合、電気的に制御可能である。また、断接機は、
駆動ホイール２６に対しピニオン２７を噛み合わ
せるとともに、これらの噛み合いを解除する。

この発明の装置において、強力な変速機１２が
必要である。なぜなら、種々の電気的な負荷に対
して必要とされる電気的エネルギを得るために強
力な発電機が使用されるからである。この実施例
の場合、作動電圧は、7.4ボルトである。使用さ
れる変速機１２は、前記的な負荷の数に応じ適切
に構成される。

この発明の装置は、また、例えば、30cm³のハブ
空間を有する補助モータ付きの自転車にも使用す
ることができる。

第６図及び第７図は、本発明の上記実施例をさ
らに詳細に示している。

第６図において符号３０は上記断接機２１を構
成する第１のサーボモータを示し、このサーボモ
ータ３０は、レバー３２及びスライド３４を介し
てピニオン２７に連結されている。そして、ピニ
オン２７を横方向にスライドさせて、ピニオン２
７を駆動ホイール２６と断接するようになつてい
る。

第６図は示すベベルギア４２及び摩擦ホイール
４４は、上記変速機１２を構成している。ベベル
ギア４２は、可撓軸８及び断接機２１を介してピ
ニオン２７に接続されている。摩擦ホイール４４
は、上記サーボ回路２５によつて駆動される第２
のサーボモータ４６に接続され、この第２のサー
ボモータ４６により横方向にシフトされて伝達比
が調整される。

第７図は電気回路のブロツク図である。この電
気回路には、異なる上記ライト４，５等の電気的
負荷４０と、電気的負荷４０の入力源を選択する
電子スイツチ回路１５とが設けられている。この
電子スイツチ回路１５には、入力源としての発電
機１３、蓄電池１４が接続され、いずれか一方あ
るいは両方を選択的に接続するようになつてい
る。

さらに、電子スイツチ回路１５は、発電機１３
を蓄電池１４に接続して、発電機１３の電力を充
電用に地電池１４に供給することができる。ま
た、電子スイツチ回路１５には、制御回路３６が
接続され、制御回路３６は、電子スイツイ回路１
５のスイツチングを制御する。制御回路３６に
は、操作用のスイツチ１７が接続されている。

発電機１３と電子スイツチ回路１５との間に
は、発電機１３からの入力値を検知するための入
力検知器４８が設けられている。また、蓄電池１
４と電子スイツチ回路１５との間には蓄電池１４
の充電状態を検知するための充電状態検知器５０
が設けられている。これらの検知器からの信号は
比較器５２を通して所定値と比較され、その結果
が制御回路３６に入力される。

発電機１３の駆動力は車輪から上記ピニオン２
７、可撓軸８及び変速機１２を介して供給され、
発電機１３の回転によつて発生る交流電流は、整
流器５４を介して電子スイツチ回路１５に入力さ
れる。

次に上記実施例を作用について説明する。

第６図及び第７図に示すように、断接機２１の
第１のサーボモータ３０は、制御回路３６により
制御される。もし、蓄電池１４が十分に充電さ
れ、ライト等の電気的負荷４０のスイツチ１７が
オンされていなければ、これ以上の電力は必要な
いので、ピニオン２７と駆動ホイール２６とを係
合させる必要はなく、この場合、制御回路３６
は、サーボモータ３０を制御し、レバー３２がピ
ニオン２７を第６図に左側に移動させて係合が解
除される。

一方、発電機１３の出力が電気的負荷４０を駆
動するのに不十分な場合は、発電機１３の回転速
度を高めるために摩擦ホイール４４は、第２のサ
ーボモータ４６によつて第６図の右上方向にシフ
トされる。その結果、摩擦ホイール４４への回転
伝達比が高められ、発電機１３の出力が増加す
る。

また、発電機１３の発電力が自動車の停止によ
い停止した場合には、蓄電池１４による照燈に切
換えられる。

また、発電機１３が過剰な電力を発生し、そし
て蓄電池１４が十分に充電されている場合には、
摩擦ホイール４４の回転伝達比が低減される。も
し、これ以上の電力が要求されない場合には、断
接機２１は第１のサーボモータ３０により自動的
にピニオン２７を駆動ホイール２６から分離す
る。

さらに、蓄電池１４の電力が低下し、発電機１
３が十分な電力を発生している場合には、蓄電池
１４の充電に切換えられる。

以上本発明の一実施例について説明したが、変
速機としてはベベルギアと摩擦ホイールに限ら
ず、他の自動ギヤ切換え機が使用できる。さら
に、変速機における回転伝達比のプログラムは、
運転者により実際の始動前に自分に合つた値に一
度設定すれば良い。また、第７図に示す電気回路
に限らず、もつと簡単な電気回路も使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図及び第１ｂ図は、この発明の装置を取
り付けた自動車をそれぞれ示す図、第２図は、コ
ンパクトユニツトの縦断面図、第３図は、複数の
電気的負荷が接続された電気回路図、第４図は、
駆動ユニツトの正面図、第５図は、駆動ユニツト
の側面図、第６図は、断接機及び変速機を示す部
分図、第７図は、詳細な電気回路図である。 １……自転車、４……フロントライト、５…リ
アライト、６……ハブ、７……駆動ユニツト、８
……可撓軸、１０……コンパクトユニツト、１１
……ハウジング、１２……変速機、１３……発電
機、１４……蓄電池、１５……電子スイツチ回
路、１７……スイツチ、１８……爪、１９……ス
ポーク、２１……断接機、２２……軸、２４……
フラツシヤー、２５，２８……サーボ回路、２６
……駆動ホイール、２７……ピニオン、３６……
制御回路、４０……電気的負荷。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発電機と、車輪と連結して作動する発電機の
   駆動手段と、蓄電池と、発電機及び蓄電池を操作
   するためのスイツチとを備え、発電機、蓄電池及
   びスイツチは共通の閉じたハウジング内に配置さ
   れており、変速機が可撓軸により駆動手段に接続
   された２輪車用電力供給装置において、前記変速
   機は共通の閉じたハウジング内に設けられ、前記
   発電機に接続され、前記駆動手段は駆動ホイール
   とピニオンとを有し、このピニオンは断接手段に
   よつて前記駆動ホイールに断接可能であり、ま
   た、この電力供給装置は電気的負荷の接続部を有
   し、この接続部に接続された電気的負荷の電力消
   費に応じて前記変速機を制御する制御手段を設け
   たことを特徴とする２輪車用電力供給装置。 ２ 前記可撓軸は、カツプリングによつて変速機
   に接続されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の２輪車用電力供給装置。 ３ 前記カツプリングは、ねじ型のジヨイントで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記
   載の２輪車用電力供給装置。 ４ 前記駆動手段は、前輪の中心に配置された駆
   動ホイールを備えていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項に記
   載の２輪車用電力供給装置。 ５ 前記駆動手段は、円形をなし、一方の面に同
   心的な駆動面を有する駆動ホイールと、この駆動
   ホイールの駆動面に歯合するピニオンと、駆動ホ
   イールの一方の面とは反対の面に設けられ、駆動
   ホイールとは直交して伸びる回動止め手段とから
   なることを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
   し第４項のいずれか１項に記載の２輪車用電力供
   給装置。 ６ 前記回動止め手段は、車輪の一方の側におけ
   る一対のスポークの交差ポイントの数に等しい数
   の爪を有することを特徴とする特許請求の範囲第
   ５項に記載の２輪車用電力供給装置。 ７ 前記各爪は、駆動ホイールの面において両側
   がくさび形状をなし、この面に対して直交するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の２
   輪車用電力供給装置。 ８ 前記各爪は、駆動ホイールの面に実質的に直
   交する部位を有し、この部位は、対をなすスポー
   ク間における交差ポイントの径方向内側に押し入
   れられたとき、スポークを弾性的に変形させるよ
   うに円周上に配置されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第６項に記載の２輪車用電力供給装
   置。 ９ 前記駆動手段は、透明な合成樹脂材料からな
   る駆動ホイールを備えていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項ないし第８項のいずれか１項
   に記載の２輪車用電力供給装置。 １０ 前記駆動手段は、ベベルギアとして形成さ
   れた駆動面を有する駆動ホイールを備えているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第９
   項のいずれか１項に記載の２輪車用電力供給装
   置。 １１ 前記駆動手段は、摩擦ホイールを備えてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
   第９項のいずれか１項に記載の２輪車用電力供給
   装置。 １２ 前記ピニオンは、合成樹脂材料からなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の２
   輪車用電力供給装置。 １３ 前記ハウジングには、変速機、発電機、蓄
   電池、スイツチ及びハウジングを含むユニツトを
   ２輪車のフレームに取り付けるための少なくとも
   １個の固定クリツプ手段が設けられていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第１２項
   のいずれか１項に記載の２輪車用電力供給装置。 １４ 前記断接手段は、電気的に制御可能である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   ２輪車用電力供給装置。