(57)【要約】      （修正有）【課題】地球温暖化の影響を少なくする為に自然現象を利用した太陽や風力による発電はどちらも天気次第で発生する電力が制限される問題がある。そこで自然現象に左右されないで発電する装置を提供する。【解決手段】健康対策のためにエアロバイクが普及しているので、此の装置と発電装置を組み合わせる事で人の力で電気を作り、作った電気を蓄電し、必要なときに使用する事でＣＯ２を出さない電気を利用する事が出来る。発電装置１１とバッテリー９とエアロバイク６を一体化小型化し可搬型にする事によって、利用場所を選ぶ必要がなく必要な場所に装置を移動して設置して必要な時に人のエネルギ−を利用する事で電気エネルギーに変換し蓄電する事で、必要時に蓄電されたバッテリーを運び照明その他必要とされる電力を供給する事が可能、即ち人力エネルギーを電気エネルギーに変換し利用する事を目的とし、ＣＯ２を出さない移動発電所が出現する意義は大きい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジアル型コアレス永久磁石方式同期発電機を２台使用し、軸内からコイル引き出し線が引き出されている固定中心軸を外側に、回転部を内側にし２台の回転部の連結を中空円筒で連結し２台の発電機の固定中心軸をフレームによって連結し一体化した発電機ユニット装置を、健康増進の為に利用されているエアロバイクの回転部に連結し、発電機ユニット装置の中心部の円筒外周部をエアロバイクの回転部に取り付けた小型車輪のゴムタイヤに接触させ、エアロバイクのペダルを回転させる事により、これに接触している発電機が回転する事によって高速回転を行い発電し、此の発生した電力を外部に取り出し利用する構造の人力発電エアロバイク。
【請求項２】
請求項１に述べている発電機ユニットの１台の発電機を内部の発電装置を取り除いた回転部のみにした構造を使用した発電機ユニットを利用し、請求項１に記載された方法で発電を行う構造の人力発電エアロバイク。
【請求項３】
請求項１に述べている発電機ユニットから取り出す電力は、ペダルを回転操作する人の体力によって決定されるので発電機からの出力電圧を計測し自分の体力に見合う電圧に可変ボリュームを操作する事で決定し、ペダルを操作する人の体力にあった発電機の出力を取り出す構造の人力発電エアロバイク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、近時一般社会でも家庭でも盛んに話題になっている環境問題やＣＯ２の削減に寄与する目的で太陽や風力等の自然エネルギーを利用するのではなく、人の持っているエネルギーを電気エネルギーに変換し、人の力で電気を生み出して利用する目的の人力発電、充電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  最近数多く報道されている環境に優しいエネルギーやＣＯ２の削減に役立つ技術はその多くは大がかりな設備を必要としたり設備に対して多額の費用を必要とする物が多いのが現状である。社会生活を維持する為に必要とされている電力を生み出すためには地下資源である石油、石炭等の鉱物資源を利用したり近代では原子力を利用したりしているがこれらの地球上の資源は無限に存在するものではなく、有限であり資源の枯渇が問題になっている、そしてこれらの資源を利用する結果として地球温暖化があり、ＣＯ２の発生が問題になっている、対策としてクリーンなエネルギーの利用、即ち自然エネルギーの利用が叫ばれている。【０００３】  利用すべき対象として太陽光の利用、風力の利用、そして最近では河川の水力ではなく洋上の波力の利用などで発電を行い電気エネルギーを確保する研究が行われている。【０００４】  しかしながらこれらを利用するためには多大な設備費用が必要でその設備を製作するために必要とされる莫大なエネルギーは全て地球環境の悪化に繋がっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  多くのメーカーは少しでもＣＯ２の排出を抑える努力を行い電力消費の少ない機器の開発、機器の待機電力の削減、インバーター効率の改善、等そして自動車メーカーは石油の消費を抑える為にハイブリット方式の車両の開発などの商品開発を行っている。【０００６】  前述した利用するための自然エネルギーは全てお天気次第という欠点を持っている、そして最大の問題は電気エネルギーに変換する変換効率が地球資源を利用する方法に対して非常に低い事が問題になっている【０００７】  即ち費用対効果が期待されない現状が普及につながらない原因の一つになっている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  上記目的を達成するために、本発明は自然に存在するエネルギーを利用するのではなく効果的に電気的エネルギーを確保する手段を考えた。【０００９】  この場合電気エネルギーを確保する必要があるがこの為には発電機が必要となる、そしてこの発電機を人力で回転させれば回転エネルギーを電気エネルギーに変換する事が可能となる。【００１０】  この目的を達成する為に市場調査した結果、特許を取得した特殊形状の市販されている発電機を使用する事で初期の目的を達成する事が出来た。【００１１】  上記の目的の為に入手した発電機はコアレス型永久磁石方式同期発電機でこれを２台背中合わせに中空円筒を介して取り付けてある、そして発電機中心軸の中から引き出した発電コイルのリード線を外部筐体内で並列又は直列に接続して目的の電気回路が構成されている。【００１２】  本発明の前記ならびにその他の目的と新奇な特徴は次の説明を添付図面と照らし合わせて読むと，より完全に明らかになるであろう。
ただし、図面はもっぱら解説の為のものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】  以下、図面に示す実施の形態により本発明を詳細に説明する。【００１４】  図１、図２ないし図３の本発明の第１の実施の形態に於いて、一般に使用されている発電機は中心軸が回転軸となり外筐が固定されているが、本発明に使用した発電機１）では中心軸２）が固定軸で、外筐が回転部３）になっているので２個の発電機を背中あわせに中空円筒４）を介して組付ける場合に中心軸２）のブレが無く組み立てが容易であり、発電機を１個で組付けると片持ちになる為耐久力に問題が発生するが２個を背中合わせにして中空円筒４）を間に挟む事が出来るので小型車輪８）のゴムタイヤをこの中空円筒４）に接触させる事が可能となり容易に増速装置を構成する事が出来、かつ接触を確実にする為に両者間に発電機引きバネ１０）を設けている。又２台の発電機が完全に同一のスピードで回転するので同一の電圧、電流を取り出せる事になるので出力の交流電圧をダイオードを使用して直流に変換しておけば、１台の発電機に比べ直列に接続すれば倍電圧となり並列に接続すれば２倍の電流を取り出す事が可能で使用者側として利用価値が高くなる。【００１５】  以上は請求項１の発電ユニット装置１１）に対する説明であるがこの発電ユニット装置を利用した商品に対しての説明を行う事にする。【００１６】  最近は地震対策を如何にすべきか等が議論されているが人的被害や建築物に対する被害対策も大事であるが災害が発生した後の対策も重要な対策だと考えられる、即ち即座に困るのが水と電気で特に夜間に照明がないと盲目同然な行動を強いられる事になる、その時に発電場所を簡単に移動できる移動発電所的な装置が存在したとすれば非常に助かる事となるので、その対策として提案する方法が請求項１の内容である。即ち災害が発生し停電になった場合に、人力発電エアロバイクとバッテリーを電気を必要としている場所に移動設置して自転車コギを行えば発電ユニットから電気を取り出すことが出来るので照明その他の用途に直接使用するか、又はこれにより充電したバッテリー９）を必要な場所に運び照明その他必要な用途に使用する事で移動式簡易発電所として役立てる事が可能となる。太陽光発電パネルや風力発電機は必要な現場に移動設置する事は重量その他の関係で不可能なので、此処で提案する簡単に移動が出来る簡易発電所の能力が発揮出来る。【００１７】  次の提案事項は、最近電動自転車が環境対策にもなりＣＯ２の削減対策にも役立つとして宣伝されているが搭載されたバッテリーを充電する為には家庭内の電気を使用しているのでＣＯ２の削減に反する事になる、そこで電動自転車搭載バッテリーの充電に請求項１の人力発電エアロバイク６）を使用する事で家庭の電気を使用せずにバッテリーの充電が可能となる、その上２次的効果として自分の体力を使う事でメタボ対策にもなり、家庭内でフイットネス運動効果も期待できる。【００１８】  フイットネスクラブ等ではエアロバイクを使用した運動が行われているがこの場合にはエアロバイクを使用している人の運動エネルギーはカロリーを消費するだけで何の役にも立ってはいない、若し此のエネルギーをバッテリーの充電に利用できれば一石二鳥の効果が生まれＣＯ２削減に寄与する。エアロバイクを使用して健康増進に役立てようとしている人は、自分の健康増進対策がＣＯ２の削減に役立つという一石二鳥の効果がある事を知る事により一層の励みになる、そして満充電したバッテリー９）を保管場所に集めておけば夜間の照明その他の必要な用途に応じて使用現場に運び現地で直ぐに利用できる。【００１９】  以上述べた各説明は請求項１に示した発電機２台を使用し車輪の回転を利用した増速効果を利用して発電機の回転数を上げその結果発生する電力を倍増させて効率よくバッテリーに充電を行うシステムを提案するものである。【００２０】  以上の説明は発電機から電力を取り出す方法についての記述であるが次ぎに取り出す電力と発電機を回転させる人力の相関関係に付いて説明する。【００２１】  発電機から電気を取り出さない状態即ち無負荷状態ではペダルをふむ事に必要な体力は平地を走らせる自転車程度であるが電力を多く取り出すに従って、次第に上りの坂道が急峻になりペダルをふむ力が多く必要になる状態が発生する、即ち取り出す電力とペダルを回転させる人の力は比例する事になり此の相関関係を図５に示してある。【００２２】  請求項３ではこの問題点を解決する方法を特許請求の範囲として提起している。詳細を解説すると、この関係を利用する事で自分の体力に会った発電力を選ぶ事が出来る、即ち接続されたバッテリーに与えられる発電機の出力電圧を高めればバッテリーに流れ込む電流が多くなり、出力電圧を低くすれば流れ込む電流は少なくなる、この様にバッテリーに流れ込む電流を制御する事で人力に適した発電力を得ることが可能となり、その方法としては発電機の出力電圧を制御装置のボリュームを加減する事により可変する事で可能となり、ペダルをこぐ人の体力にあった発電力が得られ、その関係を図６に示す。
【発明の異なる実施の形態】
【００２３】  請求項１に示した人力発電エアロバイクの機能を利用した利用方法は色々考えられるが例えば風力発電の発電機として使用すれば都市型の低風速対応の、増速装置を組み込んだ垂直型発電装置の製作が容易になる。
【００２４】  又、水力発電特に洋上発電の場合は水流が遅いので増速装置が必要になるがベルト等を使用しない本提案は効果がある。
【発明の効果】
【００２５】  以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。
（１）請求項１で構成された人力発電エアロバイクは一体型として単体で商品化出来るので小型軽量型の発電装置として各家庭に置いて利用する事でＣＯ２の削減に協力する事が出来る。
（２）請求項１の構成要件で構成されているので、学校等でこのシステムを利用する事で生徒等の体力向上に役立つと同時に人力エネルギーがＣＯ２の削減に役立つという実地学習になる。又２次的効果として学校で保管して授業に使用する事で、災害時に使用する目的では使用頻度が低い問題と保管場所の２つの問題解決に役立つ事となる。
（３）家庭では電動自転車の購入者が増えているが搭載しているバッテリーの充電に電気を使用するのでＣＯ２の削減にならないと言う問題が有るが、本提案がこの問題の解決策となり、加えて家庭で無料でメタボ対策が可能となり健康増進の効果が生まれる。
（４）海外奥地の電気のない村落に対し、村の集会所に数台を置く事で昼間に村人が自転車コギでバッテリーに充電して持ち帰り夜間の照明に利用し、翌日に再びバッテリーを持参し充電し持ち帰り利用することで暗闇の生活から逃れる事が出来る。
（５）有料で利用しているフイットネスクラブのエアロバイクに発電ユニット装置を組み合わせる事でバッテリーを充電し、その充電量を測定してポイントとして使用者に還元する事で利用者も満足し施設側は充電されたバッテリーを夜間の照明その他に利用する事で経費節減となりＣＯ２の削減に協力する事になって知名度を上げる効果がある。
【００２６】  以上のような発明の効果の結果、現在のように運動効果のみを追求し人力エネルギーを無駄に捨てている愚を有効に活用し、自然界のエネルギーを利用すると共に人の持っているエネルギーを活用して地球温暖化とＣＯ２の削減に少しでも貢献する事が出来れば本発明の効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の請求項１の人力発電エアロバイク装置を示す斜視図。
【図２】図１の装置に使用する発電ユニット装置の形態の斜視図。
【図３】同じく本発明の請求項１の主要部の斜視図。
【図４】図３の内部構造を示す斜視図。
【図５】電気的データーを示した図。
【図６】発電電圧と回転力との相関図。
【符号の説明】
【００２５】  １  発電機                            ２  中心軸
３  回転部                            ４  中空円筒
５  回路引き出し線                    ６  人力発電エアロバイク
７  発電機取り付け枠                  ８  小型車輪
９  バッテリー                      １０  発電機引きバネ
１１  発電、充電ユニット装置          １２  制御装置
１３  可変ボリューム                  １４  ペダル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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