(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行体の車輪に取り付けられた磁性体と、  この磁性体からの磁気により電磁誘導を生じる電磁誘導手段と、
この電磁誘導手段に生じる誘導電流から車輪の回転を検出する回転検出手段と、
この回転検出手段を含む他の回路手段に電源を供給する充電式電池と、
前記電磁誘導手段に誘起された起電力を前記充電式電池に充電させる充電制御手段と、
を備えたことを特徴とする充電装置。
【請求項２】
前記充電制御手段は、前記回転検出手段で検出される車輪の回転が所定の速度以上の場合に前記充電式電池を充電するように制御する制御手段であることを特徴とする請求項１記載の充電装置。
【請求項３】
走行体の車輪の回転数を検出する回転数検出手段と、
この回転検出手段により検出された回転数に対応した走行状態を表示する表示手段と、
この表示手段および前記回転数検出手段をそれぞれ制御する制御手段と、
この制御手段、前記表示手段および前記回転数検出手段にそれぞれ電源を供給する充電式電池と、
前記車輪に取り付けられた電磁誘導手段と、
この電磁誘導手段に誘起された起電力を前記充電式電池に充電させる充電制御手段と、
を備えたことを特徴とする走行体用コンピュータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、走行体の車輪に取り付けた磁性体の回転により充電式電池を充電する充電装置および走行体用コンピュータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車輪を回転させて道路やレール上を走行する走行体には、自転車、車、電車等があり、その走行状態を検出する装置として走行状態検出装置（特に、自転車の場合はサイクルコンピュータと称される）が知られている。
【０００３】
例えば、上記したサイクルコンピュータの場合は、自転車の車輪の回転を検出する回転検出部として、前輪のスポーク部分に磁石が装着され、その磁石の回転軌道の外側のフォーク脚に磁石の回転を検出する磁気検出部が固定されている。
そして、従来の磁気検出部には、リードスイッチが用いられている。このリードスイッチは、通常時にオフ状態にあり、車輪の回転に伴って磁石がリードスイッチの近傍を通過する度にオンとなって、車輪が１回転する度に磁気検出信号（リードスイッチ信号）を１つ出力して、車輪の単位時間当たりの回転数を検出する。サイクルコンピュータは、検出した車輪の回転数にＣＰＵ等の演算部で予め入力されている車輪の周長を乗算することにより、自転車の走行距離や速度等を算出し、これを液晶表示装置（ＬＣＤ）等の表示部に表示する。
【０００４】
そして、このような従来のサイクルコンピュータの駆動電源としては、乾電池等の１次電池が使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の走行体では、サイクルコンピュータ等の走行状態検出装置を使って車輪の回転数を検出し、この回転数に基づいて所定の演算を行うことにより、走行体の走行距離や速度等を算出し、その算出結果を表示部に表示することが行われている。
【０００６】
しかし、従来のサイクルコンピュータの駆動電源には、１次電池が使用されているため、電池が消耗すると走行状態の検出機能が停止する、いわゆる電池切れが問題となる。
【０００７】
このため、ユーザは、電池が消耗する前に電池交換を行うのが望ましく、電池の消耗状態を常にチェックし、電池が消耗する度に交換しなければならないため、手間がかかるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、走行体の走行状態を検出する走行状態検出装置の電池交換が不要な充電装置および走行体用コンピュータを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の充電装置は、走行体の車輪に取り付けられた磁性体と、この磁性体からの磁気により電磁誘導を生じる電磁誘導手段と、この電磁誘導手段に生じる誘導電流から車輪の回転を検出する回転検出手段と、この回転検出手段を含む他の回路手段に電源を供給する充電式電池と、前記電磁誘導手段に誘起された起電力を前記充電式電池に充電させる充電制御手段と、を備えたことにより、上記目的を達成する。
【００１０】
また、前記充電制御手段は、前記回転検出手段で検出される車輪の回転が所定の速度以上の場合に前記充電式電池を充電することにより上記目的を達成する。
また、本発明の走行体用コンピュータは、走行体の車輪の回転数を検出する回転数検出手段と、この回転検出手段により検出された回転数に対応した走行状態を表示する表示手段と、この表示手段および前記回転数検出手段をそれぞれ制御する制御手段と、この制御手段、前記表示手段および前記回転数検出手段にそれぞれ電源を供給する充電式電池と、前記車輪に取り付けられた電磁誘導手段と、この電磁誘導手段に誘起された起電力を前記充電式電池に充電させる充電制御手段と、を備えたことにより、上記目的を達成する。
【００１１】
【作用】
本発明では、走行体の車輪に磁性体が取り付けられ、走行体が走行すると、磁性体からの磁気によって電磁誘導手段に電流が流れる。回転検出手段は、その電流により車輪の回転が検出される。また、充電制御手段は、前記電磁誘導手段に誘起された起電力を充電式電池に充電させ、その充電された充電式電池から上記回転検出手段等の他の回路手段に電源が供給される。
また、本発明では、走行体の車輪の回転数を検出すると、この検出された回転数に対応した走行状態が表示手段に表示される。また、同時に、表示手段および回転数検出手段等にそれぞれ電源を供給するための充電式電池に、車輪に取り付けられた電磁誘導手段に誘起された起電力が充電される。
【００１２】
従って、走行体の走行中に充電式電池の充電が行われることから、走行状態検出回路等の電源である電池交換が不要となり、電池切れが防止される。
【００１３】
また、本発明では、コイルに誘起された起電力を使って充電式電池を充電するため、充電中は車輪の回転に負荷がかかることから、走行体が平地や下り坂等である程度速度が出ている負荷の少ない時にのみ充電回路を作動させて充電式電池を充電する。
【００１４】
従って、上り坂などで負荷がかかっている低速走行時には、車輪の回転にさらに負荷をかける充電動作を行わず、平地や下り坂などで負荷が比較的少ない中・高速走行時にのみ充電動作を行うようにしたので、充電を行いながら走行体を効率良く走行させることができる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００１６】
〔第１実施例〕
まず、構成を説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１実施例を適用した自転車の側面図であり、自転車１１の前輪１２のスポーク１３部分に磁石１４が取り付けられている。一方、自転車１１の車体１５のフォーク脚部分には、前記磁石１４の回転軌道の外側に回転検出部１６が固定されている。そして、その回転検出部１６の上方のハンドル１５ａには、回転検出部１６で検出された車輪の回転情報に基づき、走行距離や速度等の走行状態の演算を行って表示する操作表示部１７が装着されている。
【００１８】
上記した回転検出部１６と操作表示部１７との間のデータ転送手段としては、有線を使ってやり取りが行われている。
【００１９】
図２は、第１実施例の充電装置が装着されたサイクルコンピュータの回路図である。図２のサイクルコンピュータ１８は、図１の回転検出部１６と操作表示部１７とをコードで接続して、一体構成した場合である。
【００２０】
図２において、回転検出コイル１９は、磁石１４の回転軌道上に配置されていて、自転車１１が走行を開始して前輪１２が回転すると、磁石１４の回転に伴って回転検出コイル１９に対する磁界が変動する。このため、回転検出コイル１９には、電磁誘導によって電流が流れる。
【００２１】
検出回路２０は、ここではＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）構造のスイッチング素子で構成されている。磁石１４が回転検出コイル１９の近傍を通過した際にコイルに流れる電流は、ＭＯＳトランジスタのゲートに印加され、印加電圧がしきい値電圧（Ｖｔｈ）を越えると、オンする。このＭＯＳトランジスタのオン時に出力されるアナログ信号は、検出回路２０の内部に設けられた波形整形回路２１で波形整形され、回転検出信号としてＣＰＵ２２に出力される。
【００２２】
ＣＰＵ２２は、図示しないプログラムＲＯＭを備えており、そのプログラムＲＯＭに格納されたプログラム及び図示しないＲＡＭに記憶された各種パラメータ、及び上記回転検出信号に基づいて演算を行い、走行状態を検出して、表示回路２６に表示させる。例えば、ＣＰＵ２２は、上記検出回路２０からＣＰＵ２２に車輪が１回転する度に出力される回転検出信号に基づいて、予め入力された車輪の周長や走行時間に応じて、走行距離や走行速度を算出することができる。また、ＣＰＵ２２は、表示回路２６の制御を行って、上記算出した自転車の走行状態を示すデータを表示部に表示させる。
【００２３】
充電回路２３は、回転検出コイル１９の両端部に接続されるとともに、充電式電池２４の両端部に接続されている。本実施例では、回転検出部１６に回転検出コイル１９を用いているため、磁石１４の通過を検出回路２０で検出するとともに、コイル１９で発生する電流を充電回路２３を介して充電式電池２４に充電することができる。
【００２４】
本第１実施例の充電回路２３は、後述するＣＰＵ２２で検出される車輪の回転速度、すなわち走行体の速度が所定以上の場合にのみＣＰＵ２２からの信号ａを受けて充電式電池２４に充電を行い、所定速度以下の場合には充電を行わないように制御する。これは、回転検出コイル１９を使って充電式電池２４の充電を行うと、回転検出コイル１９に流れる電流によって磁石１４の回転を妨げる極性が現れる。このため、充電回路２３は、充電時に磁石１４の回転、すなわち車輪の回転に負荷がかかることから、上り坂や未舗装道路のように負荷の比較的大きい低速走行時に充電を中止するよう制御するものである。
【００２５】
充電式電池２４は、充電回路２３によって充電動作が行われる。充電された充電式電池２４は、電源回路２５を介してサイクルコンピュータ１８の各部に電源を供給する。
【００２６】
本第１実施例のサイクルコンピュータは、上記のように構成されており、以下、その動作を説明する。
【００２７】
図１に示す自転車１１は、運転者が乗車してペダルをこぎながら走行を開始すると、前輪１２のスポーク１３に固定されている磁石１４が回転する。
【００２８】
これを図２で見ると、回転検出部に設けられた回転検出コイル１９には、磁石１４が通過する度に、電磁誘導によって電流が流れる。この電流は、検出回路２０のＭＯＳトランジスタのゲートに所定のしきい値電圧（Ｖｔｈ）を印加してトランジスタをオンする。検出回路２０は、ＭＯＳトランジスタのオン動作によって出力されるアナログ信号を波形整形回路２１で波形整形し、ＣＰＵ２２に回転検出信号を出力する。ＣＰＵ２２は、この回転検出信号をカウントして、「（３６００÷カウント周期）×周長」により現在の走行速度（時速）を演算するとともに、「積算カウント数×周長」により現在までの走行距離を演算する。
【００２９】
このように、サイクルコンピュータ１８は、前輪の回転情報に基づいて自転車の走行状態を種々検出することが可能である。
【００３０】
上記算出された自転車の走行状態を示すデータは、ＣＰＵ２２が表示回路２６における表示駆動回路を制御することにより、液晶表示パネルに表示される。
【００３１】
また、上記したサイクルコンピュータ１８の各部は、以下の電源により駆動される。
【００３２】
すなわち、図２に示す回転検出コイル１９は、自転車の走行中に前輪１２の回転状態を検出するとともに、磁石１４の回転によって誘起した起電力が充電回路２３に出力される。
【００３３】
そして、充電回路２３は、回転検出コイル１９に誘起された起電力を使って充電式電池２４を充電する。
【００３４】
充電された充電式電池２４は、電源回路２５を介してサイクルコンピュータ１８の各部に電源を供給する。
【００３５】
このように、本第１実施例の充電装置は、自転車の走行中に走行状態を検出しながら、充電式電池２４へ充電を行い、この充電式電池２４をサイクルコンピュータ１８各部の駆動電源とするため、電池交換が不要となり、電池切れが防止される。
【００３６】
また、本第１実施例の充電装置は、充電時にペダルに負荷がかかることから、自転車の走行速度に応じて、平地や下り坂などのペダルの負荷が比較的小さい中・高速走行時にのみ充電を行うようにし、上り坂や未舗装道路などペダルの負荷が大きい低速走行時は充電を中止するように充電回路で制御する。従って、自転車の運転者は、ペダルにかかる負荷をできるだけ小さくして、効率良く走行することができる。
【００３７】
〔第２実施例〕
本第２実施例では、上記第１実施例の図１で示す自転車１１を同様に用いて、説明する。
【００３８】
図３は、第２実施例のサイクルコンピュータを回転検出部１６と操作表示部１７とに分離構成した場合の外観図である。
【００３９】
図３に示すように、磁石１４の回転により回転検出部１６で検出された前輪の回転検出信号は、回転検出部１６の送信機から操作表示部１７の受信機へ無線送信され、操作表示部１７の液晶表示装置（ＬＣＤ）２７に走行状態を示すデータが表示される。操作表示部１７の周部には、例えば、自転車の車重や運転者の体重を入力する際のデータ入力キー２８、スタートキー２９、ＥＮＤキー３０、及び前輪の周長やその他のデータを入力する入力キー３１が設けられている。
【００４０】
図４は、本実施例の回転検出部１６の回路図である。図４において、回転検出コイル１９、充電回路２３、充電式電池２４及び電源回路２５は、図２と同じであり、構成の説明を省略する。
【００４１】
検出回路２０は、内部に発振回路２１を具備しており、走行中に回転する磁石１４により、電磁誘導によって回転検出コイル１９に電流が流れ、検出回路２０内のＭＯＳトランジスタのゲートにしきい値電圧（Ｖｔｈ）を越える電圧が印加されると、オン動作する。発振回路２１は、このＭＯＳトランジスタのオン時に出力されるアナログ信号を受けると、連続したクロック信号ｂに変換し、抵抗３２を介してＮＰＮ型のトランジスタ３３のベース端子に送出する。このトランジスタ３３のコレクタ端子とエミッタ端子間には、コンデンサ３４が接続され、コレクタ端子が電磁誘導コイル３５の一端に接続されているとともに、エミッタ端子が検出回路２０と接続されている。電磁誘導コイル３５の他端とコンデンサ３６の一端は、抵抗３７を介して電圧Ｖｃｃが印加され、コンデンサ３６の他端は前記トランジスタ３３のエミッタ端子に接続されている。従って、クロック信号ｂがトランジスタ３３のベース端子に与えられると、トランジスタ３３が微小時間オン／オフ動作し、ＬＣ発振回路で発振して、電磁誘導コイル３５から電磁誘導信号が出力される。
【００４２】
図５は、本実施例の操作表示部１７の回路図である。図５において、上記した回転検出部１６の電磁誘導コイル３５による電磁誘導信号は、図示しない電磁誘導コイルを備えた受信部３８により受信され、ＣＰＵ２２に送られる。
【００４３】
ＣＰＵ２２は、図２の場合と略同じ構成であって、説明を省略する。
【００４４】
キー入力部３９は、図３に示すデータ入力キー２８、スタートキー２９、ＥＮＤキー３０、及び入力キー３１等からなり、運転者が所定のデータを入力すると、ＲＡＭ４０に記憶される。
【００４５】
ＲＡＭ４０は、サイクルコンピュータの走行状態を算出する基礎となる必要な入力データや各種パラメータを記憶するものである。
【００４６】
ＲＯＭ４１には、ＣＰＵ２２がサイクルコンピュータを制御するプログラムデータが格納されている。
【００４７】
時計回路４２は、水晶発振器と分周回路とで構成され、一定周期のクロック信号を分周回路で分周して時計信号を出力するものである。ＣＰＵ２２は、この時計信号を受けて、現在の日付及び現在時刻の管理を行っている。
【００４８】
ＣＰＵ２２で算出した走行状態検出データは、表示駆動回路４３を駆動して、ＬＣＤ等からなる表示部４４にデータ表示する。
【００４９】
電源部４５は、分離された操作表示部１７の各部に供給する電源であり、ここでは乾電池を用いている。
【００５０】
本第２実施例のサイクルコンピュータは、上記のように構成されており、以下、その動作を説明する。
【００５１】
図４に示すように、自転車が走行を開始し、前輪が回転して、磁石１４が回転検出コイル１９の近傍を通過すると、回転検出コイル１９に電流が流れ、検出回路２０のＭＯＳトランジスタをオンし、発振回路２１から所定周期のクロック信号ｂを出力する。これにより、ＮＰＮトランジスタ３３は、微小時間オン／オフを繰り返し、回転検出部１６の電磁誘導コイル３５から磁石１４が通過した直後の微小時間に共振パルス（電磁誘導信号）が出力される。
【００５２】
上記回転検出部１６側の電磁誘導コイル３５から出力される共振パルスは、図５に示す操作表示部１７の受信部３８に設けられた電磁誘導コイルが電磁誘導作用により、受信信号を生成する。この受信信号は、前輪が１回転する度にＣＰＵ２２に入力される。
【００５３】
ＣＰＵ２２は、上記した受信信号をカウントして、現在の走行速度（時速）や現在までの走行距離を演算し、その演算結果をＲＡＭ４０に記憶させ、表示駆動回路４３を駆動して、表示部４４に表示する。
【００５４】
また、回転検出コイル１９に流れる電流は、充電回路２３を介して充電式電池２４を充電する。このようにして充電された充電式電池２４は、電源回路２５を介して、回転検出部１６の各部に電源供給がなされる。これにより、回転検出部１６の各部を駆動する電源の電池交換が不要となり、電池切れを防ぐことができる。
【００５５】
このように、本第２実施例の充電装置は、自転車の走行中に回転検出部１６で前輪の回転を検出しながら、充電式電池２４への充電が行われる。このため、充電式電池２４は、回転検出部１６各部へ電源供給することから、電池交換が不要となり、電池切れを防止することができる。
【００５６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、走行体の車輪に取り付けられた磁石の回転を回転検出部のコイルで検出するとともに、コイルに誘起された起電力により充電式電池を充電して、回転検出手段やその他の回路に電源を供給するので、電池交換が不要となって、電池切れを防止することができる。
【００５７】
請求項２記載の発明によれば、走行体の速度に応じて、上り坂などで負荷がかかっている低速走行時は、車輪の回転にさらに負荷をかける充電動作を行わず、平地や下り坂などで負荷が比較的少ない中・高速走行時にのみ充電動作を行うように制御するので、効率の良い走行状態が得られる。
また、請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の発明の場合と同様の効果が得られるほかに、走行体の走行により得られた充電にて車輪の回転数を表示させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を適用した自転車の側面図である。
【図２】第１実施例の充電装置が装着されたサイクルコンピュータの回路図である。
【図３】第２実施例のサイクルコンピュータを回転検出部と操作表示部とに分離構成した場合の外観図である。
【図４】本実施例の回転検出部の回路図である。
【図５】本実施例の操作表示部の回路図である。
【符号の説明】
１１  自転車
１２  前輪
１３  スポーク
１４  磁石
１５  車体
１５ａ  ハンドル
１６  回転検出部
１７  走査表示部
１８  サイクルコンピュータ
１９  回転検出コイル
２０  検出回路
２１  波形整形回路
２２  ＣＰＵ
２３  充電回路
２４  充電式電池
２５  電源回路
２６  表示回路
【図１】
0003567473.tif 000002
【図２】
0003567473.tif 000003
【図３】
0003567473.tif 000004
【図４】
0003567473.tif 000005
【図５】
0003567473.tif 000006