(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基枠(11)の四隅にそれぞれ立設した支柱(12)の上端部に天井板(13)を取付けて構成した基台(2)に、各支柱(12)に沿って上下方向に摺動する摺動柱(15)の上端部に上部板(16)を取付けるとともに下端部に下部枠(17)を取付けて構成したスライド体(3)を取付け、スライド体(3)の上側と基台(2)の天井板(13)との間にスライド体(3)を下方に向けて付勢するバネ(18)を設けるとともに、スライド体(3)の下側と基台(2)の基枠(11)との間にスライド体(3)を上方に向けて付勢するバネ(19)を設けて、基台(2)に対してスライド体(3)を上下方向に摺動可能に本体(71)を構成し、
この本体(71)の基台(2)に回動手段(6)によって回動する車輪形状の接触体(5)を回動自在に配設するとともに、この接触体(5)の外周面に当接させた車輪形状の回動体(4)を本体(71)のスライド体(3)に回動自在に配設し、
しかも、回動体(4)は、回動軸(7)と外周輪(8)との間に伸縮可能に形成した複数のスポーク(9)を放射状に介設するとともに、各スポーク(9)にスポーク(9)の伸縮運動によって発電する発電手段(10)を設けて構成し、
さらに、基台(2)には、スライド体(3)を基台(2)に沿って移動させた状態で保持する保持力調節手段(21)を設け、
この保持力調節手段(21)によってスライド体(3)を基台(2)に沿って移動させた状態に保持して回動体(4)を回動する接触体(5)によって回動させることによりスポーク(9)の伸縮運動を生起して発電するとともに、スポーク(9)を構成している内側スポーク構成体(42)の先端部と外側スポーク構成体(43)の基端部との間に介設した付勢スプリング(44)によって回動体(4)の回動を助長して発電を継続するように構成した発電装置。
【請求項２】
発電手段(10)は、スポーク(9)を、回動軸(7)に連設した内側スポーク構成体(42)と、外周輪(8)に連設した外側スポーク構成体(43)とから構成し、内外いずれか一方のスポーク構成体(42(43))にコイル(48)を配設し、他方のスポーク構成体(43(42))に磁石(50)を配設してなることを特徴とする請求項１記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の発電装置としては、エンジンの出力軸にローターを取付け、同ローターの外周部にステーターを配設し、ローターの外周面に複数の磁石を配設する一方、ステーターの内周面に複数のコイルを配設したものがある。
【０００３】
かかる従来の発電装置は、エンジンを駆動させてローターを回転させることによって、ローターに取付けた磁石がステーターに取付けたコイルの周りを移動し、それによって、コイルを横切る磁力が変化し、電磁誘導によってコイルに電流が流れて、発電することができるようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の発電装置にあっては、発電手段としてのローターやステーターに自力で回転するための機能がないため、常にエンジンを駆動させることによってローターを回転させる必要があり、エンジンを駆動するためのエネルギーを常に消費しながら電気エネルギーを取り出すものであり、発電装置全体としてみるとエネルギー効率が良好なものではなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来の発電装置が有していた問題点を解消することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明では、基枠の四隅にそれぞれ立設した支柱の上端部に天井板を取付けて構成した基台に、各支柱に沿って上下方向に摺動する摺動柱の上端部に上部板を取付けるとともに下端部に下部枠を取付けて構成したスライド体を取付け、スライド体の上側と基台の天井板との間にスライド体を下方に向けて付勢するバネを設けるとともに、スライド体の下側と基台の基枠との間にスライド体を上方に向けて付勢するバネを設けて、基台に対してスライド体を上下方向に摺動可能に本体を構成し、この本体の基台に回動手段によって回動する車輪形状の接触体を回動自在に配設するとともに、この接触体の外周面に当接させた車輪形状の回動体を本体のスライド体に回動自在に配設し、しかも、回動体は、回動軸と外周輪との間に伸縮可能に形成した複数のスポークを放射状に介設するとともに、各スポークにスポークの伸縮運動によって発電する発電手段を設けて構成し、さらに、基台には、スライド体を基台に沿って移動させた状態で保持する保持力調節手段を設け、この保持力調節手段によってスライド体を基台に沿って移動させた状態に保持して回動体を回動する接触体によって回動させることによりスポークの伸縮運動を生起して発電するとともに、スポークを構成している内側スポーク構成体の先端部と外側スポーク構成体の基端部との間に介設した付勢スプリングによって回動体の回動を助長して発電を継続するように構成した。
【０００７】
特に、発電手段は、スポークを、回動軸に連設した内側スポーク構成体と、外周輪に連設した外側スポーク構成体とから構成し、内外いずれか一方のスポーク構成体にコイルを配設し、他方のスポーク構成体に磁石を配設することとした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る発電装置は、基台にスライド体を基台に沿って摺動自在に配設することによって本体を構成し、スライド体に回動体を回動自在に配設し、同回動体と基台との間に、回動体の外周面に当接させた接触体を介設する一方、回動体に回動手段を連動連結している。
【００１０】
しかも、回動体は、回動軸と外周輪との間に伸縮可能に形成した複数のスポークを放射状に介設し、各スポークに、スポークの伸縮運動によって発電する発電手段を設けている。
【００１１】
そして、回動手段によって回動体を回動させるとともに、スライド体を基台に沿って移動させた後、基台にスライド体を保持させると、回動体が接触体の表面上を滑動し、その際に、スポークが伸縮運動し、それに伴って発電手段によって発電することができるものである。
【００１２】
しかも、放射状に配置した複数のスポークのうちの一部が短縮し、その他のスポークが伸張しているため、それぞれのスポークの復元力の作用によって、回動体の回動を助長し、回動手段の駆動を停止してもなお回動体が回動をしばらく続け、発電を継続することができるものである。
【００１３】
このように、本発明では、発電手段に回転を助長するするための機能を設けているため、回動手段によって消費されるエネルギーを可及的に削減することができ、発電装置全体として見た場合にエネルギー効率を良好なものとすることができて、発電装置の発電効率を向上させることができる。
【００１４】
また、スポークを、回動軸に連設した内側スポーク構成体と、外周輪に連設した外側スポーク構成体とから構成し、内外いずれか一方のスポーク構成体にコイルを配設し、他方のスポーク構成体に磁石を配設することによって発電手段を構成することによって、発電手段の構成を簡単なものとすることができ、発電装置の組立性やメンテナンス性を向上させることができるとともに、発電装置の製造コストを低廉なものとすることができる。
【００１５】
また、磁石として電磁石を用いることによって、磁石の磁力を調節できるようにすることができ、これによって、簡単な構成でありながら、発電装置による発電量を適宜調節することができる。
【００１６】
また、基台に接触体を回動自在に設けることによって、回動体と接触体とがともに回動し、回動体と接触体との摩擦抵抗を可及的に小さくすることができ、回動体が自力によって回動を持続する時間を長期化することができ、従って、回動手段によって消費されるエネルギーを可及的に削減することができ、発電装置全体として見た場合にエネルギー効率をより一層良好なものとすることができる。
【００１７】
【実施例】
以下に、本発明に係る発電装置の具体的な一実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
本発明に係る発電装置１は、図１に示すように、基台２にスライド体３を基台２に沿って摺動自在に取付けることによって本体71を構成し、同本体71のスライド体３に回動体４を回動自在に取付け、同回動体４と基台２との間に、回動体４の外周面に当接させた接触体５を介設する一方、回動体４に回動手段６を連動連結している。
【００１９】
また、発電装置１は、回動体４の回動軸７と外周輪８との間に伸縮可能に形成した複数のスポーク９を放射状に介設し、各スポーク９に、スポーク９の伸縮運動によって発電する発電手段10を設けている。
【００２０】
次ぎに、発電装置１の各部の構造について詳細に説明する。
【００２１】
（基台２）
基台２は、図１に示すように、平面視矩形枠状の基枠11の四隅に円筒状の支柱12をそれぞれ立設し、４本の支柱12の上端部に平面視矩形板状の天井板13を取付ける一方、基枠11の四隅に円筒状の脚柱14をそれぞれ垂設しており、全体として矩形箱型状に形成している。
【００２２】
また、基台２は、基枠11の前後枠構成体51,51の中央上部に接触体５を回動自在に支持するための支持体52,52をそれぞれ取付けている。
【００２３】
（スライド体３）
スライド体３は、図１に示すように、基台２の各支柱12に沿って上下方向に向けて摺動する４本の中空円筒状の摺動柱15と、４本の摺動柱15の上端部に取付けた平面視矩形板状の上部板16と、４本の摺動柱15の下端部に取付けた平面視矩形枠状の下部枠17とから全体として矩形箱型状に形成している。
【００２４】
スライド体３と基台２との間には、スライド体３を上方及び下方へ向けて付勢して、基台２の中途部でスライド体３を保持するための保持手段としてのバネ18,19を介設している。
【００２５】
すなわち、スライド体３の摺動柱15の下端部と基台２の基枠11の上部との間に基台２の支柱12に沿ってコイル状のバネ19を上下方向に伸縮自在に介設して、同バネ19の付勢力によってスライド体３を上方に向けて付勢している。図中、20はバネ19の両端部に形成した座金である。
【００２６】
一方、スライド体３の上部板16の中央上部と基台２の天井板13の中央下部との間にコイル状のバネ18を上下方向に伸縮自在に介設して、同バネ18の付勢力によってスライド体３を下方に向けて付勢している。
【００２７】
基台２の天井板13の中央部には、バネ18,19によってスライド体３を保持する保持力を調節するための保持力調節手段21を配設している。
【００２８】
保持力調節手段21は、基台２の天井板13の中央部に調節ネジ22を螺設し、同調節ネジ22の上端部に円板状の調節ハンドル23を取付ける一方、調節ネジ22の下端部に円板状の調節板24を取付け、同調節板24の下面にバネ18の上端部をベアリング25を介して連設している。図中、26はバネ18の上端部に設けた座金である。
【００２９】
そして、保持力調節手段21は、調節ハンドル23を天井板13にねじ込むことによって、バネ18,19を短縮させて、バネ18,19の保持力が増加し、基台２にスライド体３を適度の保持力によって良好に保持するようにしている。
【００３０】
また、スライド体３は、図１に示すように、下部枠17の前後枠構成体27,27の中央上部に回動体４を支持するための支持体28,28をそれぞれ取付けている。
【００３１】
（回動体４）
回動体４は、図１、図３及び図４に示すように、スライド体３に形成した前後一対の支持体28,28の間に回動軸７を回動自在に架設し、同回動軸７に円筒状のハブ29を取付け、同ハブ29の外周部に８本のスポーク９の基端部を円周方向に間隔を開けて揺動自在に取付け、更には、８本のスポーク９の先端部に外周輪８の内周部を揺動自在に取付けており、全体として自転車の車輪形状に形成している。図中、30はベアリング、31はゴム体、32は板バネであり、ゴム体31と板バネ32とによってスポーク９を中立状態に付勢している。
【００３２】
ハブ29は、図４及び図６に示すように、回動軸７の外周部に内筒33を嵌合し、同内筒33の外周部に円筒状の導電素材からなる内側電極筒34を円筒状の絶縁体35を介して嵌合し、同内側電極筒34の外周部に円筒状の導電素材からなる外側電極筒36を円筒状の絶縁体37を介して嵌合し、更には、同外側電極筒36の外周部に外筒38を円筒状の絶縁体39を介して嵌合している。図中、40,41は支持体28に取付けた電極ブラシであり、ブラシ先端部を内外側電極筒34,36の側面に接触させて、電気的に導通させている。
【００３３】
スポーク９は、図５に示すように、回動軸７にハブ29を介して連設した内側スポーク構成体42と、外周輪８に連設した外側スポーク構成体43とから伸縮自在に構成している。図中、44は内側スポーク構成体42の先端部と外側スポーク構成体43の基端部との間に介設した付勢スプリングである。
【００３４】
内側スポーク構成体42は、ハブ29の外周部に断面円形状のロッド45の基端部を揺動自在に取付け、同ロッド45の基端部に中空円形断面を有するコイルホルダー46を取付けており、同コイルホルダー46の先端外周部には、円筒状のフェライト素材からなるコア47を嵌合し、同コア47の外周部にコイル48を巻回している。図中、49はコア支持体である。
【００３５】
外側スポーク構成体43は、中空円筒状に形成しており、中空部に内側スポーク構成体42のロッド45を進退自在に収容する一方、先端外周部には、円筒状の永久磁石である磁石50を取付けている。尚、外側スポーク構成体43の中空円筒内部と内側スポーク構成体42のロッド45の外周部との間にベアリングを介設することによって、ロッド45が円滑に進退できるようにすることができる。
【００３６】
（接触体５）
接触体５は、図１に示すように、基台２に取付けた前後一対の支持体52,52の間に回動軸53を回動自在に架設し、同回動軸53に円筒状のハブ54を取付け、同ハブ54の外周部に８本のスポーク55の基端部を円周方向に間隔を開けて取付け、同スポーク55の先端部に接触輪56の内周部を取付けており、全体として自転車の車輪形状に形成している。
【００３７】
また、接触体５は、接触輪56の外周部に回動体４の外周輪８の外周部を当接しており、接触体５の回動に伴って回動体４が回動するようにしている。
【００３８】
尚、本実施例では、回動体４及び接触体５を自転車の車輪形状に形成しているが、回動体４及び接触体５を歯車形状に形成して、両者を噛合させることによって、接触体５の回動に伴って回動体４が回動するようにすることもできる。
【００３９】
（回動手段６）
回動手段６は、図１に示すように、基台２の基枠11の下方位置に電動のモータ57を配設し、同モータ57の駆動軸（図示省略）に駆動スプロケット58を取付ける一方、接触体５の回動軸53に従動スプロケット59を取付け、駆動スプロケット58と従動スプロケット59との間に伝動チェーン60を懸架している。
【００４０】
そして、回動手段６は、モータ57を駆動することによって、接触体５が回動し、更には、回動体４が回動するようにしている。
【００４１】
（発電手段10）
発電手段10は、図５〜図７に示すように、回動体４のスポーク９を、回動軸７に連設した内側スポーク構成体42と、外周輪８に連設した外側スポーク構成体43とから構成し、内側スポーク構成体42の先端部にコイル48を配設する一方、外側スポーク構成体43に磁石50を配設して構成している。
【００４２】
そして、発電手段10は、スポーク９が伸縮運動することによって、内側スポーク構成体42の先端部に配設したコイル48の内部で外側スポーク構成体43の先端部に配設した磁石50がコイル48の上方外部と下方外部との間で進退移動を繰り返し、それによって、コイル48の内部を横切る磁力が変化して、電磁誘導によってコイル48に誘電起電力が発生し、発電するようにしている。
【００４３】
８本のスポーク９に設けたそれぞれのコイル48は、図６に示すように、コイルホルダー46に全て同一方向に向けて巻回しており、一端を内側電極筒34に溶着し、他端を外側電極筒36に溶着している。図中、72,73は逆流防止用のダイオードである。
【００４４】
そして、各コイル48で生じた電流を電極ブラシ40,41で取り出し、整流ダイオード61で整流し、電源端子62,63に直流電流として供給している。
【００４５】
発電手段10は、図８に示すように、磁石50として電磁石64を用いてもよく、その場合には、電磁石64の磁力を調節するための磁力調節手段65を設けることができる。
【００４６】
磁力調節手段65は、電源66にスイッチ67を介して電流調節回路68を接続し、同電流調節器68に８個の電磁石64を並列に接続している。
【００４７】
そして、磁力調節手段65は、電流調節回路68に設けたボリューム69によって電磁石64に流れる電流を増減することにより、電磁石64の磁力を増減するようにしている。
【００４８】
尚、図８においては、電源66にモータ57を接続して、同電源66によってモータ57を駆動するようにしている。
【００４９】
更には、モータ57に発電手段10の電源端子62,63を逆流素子回路70を介して接続して、発電手段10によって発電した電気の一部を利用してモータ57を駆動するようにしており、これにより、電源66の消費を削減して、発電装置１の長寿命化を図っている。
【００５０】
発電装置１は、以上のように構成しており、回動手段６によって回動体４を回動させるとともに、図２に示すように、スライド体３を基台２に沿って移動させた後、保持力調節手段21によって基台２にスライド体３を保持させると、回動体４が接触体５の表面上を滑動し、その際に、スポーク９が伸縮運動し、それに伴って発電手段10によって発電することができる。
【００５１】
しかも、放射状に配置した複数のスポーク９のうちの一部が短縮し、その他のスポーク９が伸張しているため、それぞれのスポーク９の復元力の作用によって、回動体４の回動を助長し、回動手段６の駆動を停止してもなお回動体４が回動をしばらく続け、発電を継続することができる。
【００５２】
このように、本実施例では、発電手段10に回転を助長するするための機能を設けているため、回動手段６によって消費されるエネルギーを可及的に削減することができ、発電装置全体として見た場合にエネルギー効率を良好なものとすることができて、発電装置の発電効率を向上させることができる。
【００５３】
また、スポーク９を、回動軸７に連設した内側スポーク構成体42と、外周輪８に連設した外側スポーク構成体43とから構成し、内側スポーク構成体42にコイル48を配設し、外側スポーク構成体43に磁石50を配設することによって発電手段10を構成することによって、発電手段10の構成を簡単なものとすることができ、発電装置１の組立性やメンテナンス性を向上させることができるとともに、発電装置１の製造コストを低廉なものとすることができる。
【００５４】
また、磁石50として電磁石64を用いることによって、磁石50の磁力を調節できるようにすることができ、これによって、簡単な構成でありながら、発電装置１による発電量を適宜調節することができる。
【００５５】
また、基台２に接触体５を回動自在に設けることによって、回動体４と接触体５とがともに回動し、回動体４と接触体５との滑り抵抗を可及的に小さくすることができ、回動体４が自力によって回動を持続する時間を長期化することができ、従って、回動手段６によって消費されるエネルギーを可及的に削減することができ、発電装置全体として見た場合にエネルギー効率をより一層良好なものとすることができる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００５７】
（１）本発明では、基枠の四隅にそれぞれ立設した支柱の上端部に天井板を取付けて構成した基台に、各支柱に沿って上下方向に摺動する摺動柱の上端部に上部板を取付けるとともに下端部に下部枠を取付けて構成したスライド体を取付け、スライド体の上側と基台の天井板との間にスライド体を下方に向けて付勢するバネを設けるとともに、スライド体の下側と基台の基枠との間にスライド体を上方に向けて付勢するバネを設けて、基台に対してスライド体を上下方向に摺動可能に本体を構成し、この本体の基台に回動手段によって回動する車輪形状の接触体を回動自在に配設するとともに、この接触体の外周面に当接させた車輪形状の回動体を本体のスライド体に回動自在に配設し、しかも、回動体は、回動軸と外周輪との間に伸縮可能に形成した複数のスポークを放射状に介設するとともに、各スポークにスポークの伸縮運動によって発電する発電手段を設けて構成し、さらに、基台には、スライド体を基台に沿って移動させた状態で保持する保持力調節手段を設け、この保持力調節手段によってスライド体を基台に沿って移動させた状態に保持して回動体を回動する接触体によって回動させることによりスポークの伸縮運動を生起して発電するとともに、スポークを構成している内側スポーク構成体の先端部と外側スポーク構成体の基端部との間に介設した付勢スプリングによって回動体の回動を助長して発電を継続するように構成したことによって、エネルギー効率が良好な発電装置とすることができる。
【００５８】
しかも、放射状に配置した複数のスポークのうちの一部が短縮し、その他のスポークが伸張しているため、それぞれのスポークの復元力の作用によって、回動体の回動を助長し、回動手段の駆動を停止してもなお回動体が回動をしばらく続け、発電を継続することができる。
【００５９】
このように、発電手段に回転を助長するするための機能を設けているため、回動手段によって消費されるエネルギーを可及的に削減することができ、発電装置全体として見た場合にエネルギー効率を良好なものとすることができて、発電装置の発電効率を向上させることができる。
【００６０】
（２）本発明では、スポークを、回動軸に連設した内側スポーク構成体と、外周輪に連設した外側スポーク構成体とから構成し、内外いずれか一方のスポーク構成体にコイルを配設し、他方のスポーク構成体に磁石を配設することによって発電手段を構成することによって、発電手段の構成を簡単なものとすることができ、発電装置の組立性やメンテナンス性を向上させることができるとともに、発電装置の製造コストを低廉なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る発電装置を示す正面図。
【図２】スライド体を下降させた状態を示す正面図。
【図３】回動体を示す正面図。
【図４】回動体のハブを示す正面図。
【図５】発電手段を示す断面正面図。
【図６】発電手段を示す説明図。
【図７】同回路図。
【図８】他実施例としての発電手段を示す回路図。
【符号の説明】
１  発電装置
２  基台
３  スライド体
４  回動体
５  接触体
６  回動手段
７  回動軸
８  外周輪
９  スポーク
10  発電手段
29  ハブ
42  内側スポーク構成体
43  外側スポーク構成体
48  コイル
50  磁石
57  モータ
62,63  電源端子
64  電磁石
71  本体
【図１】
0003691713.tif 000002
【図２】
0003691713.tif 000003
【図３】
0003691713.tif 000004
【図４】
0003691713.tif 000005
【図５】
0003691713.tif 000006
【図６】
0003691713.tif 000007
【図７】
0003691713.tif 000008
【図８】
0003691713.tif 000009