(57)【要約】  マウンテンバイクのサスペンション機構の緩衝機能により、ギアボックス部材１１０に対してラック部材１２０が−Ｚ方向へ移動すると、同軸ギア２１０の軸部が、長穴状の軸受部ＬＨＬ１内を−Ｚ方向側へ移動する。こうして同軸ギア２１０の軸部が、長穴状の軸受部ＬＨＬ１内を−Ｚ方向側へ移動すると、同軸ギア２１０のギア２１２と、同軸ギア２２０のギア２２１とが、噛合する。この結果、同軸ギア２２０の回転に連動して回転する第１モータ２４０の回転軸が回転して、発電が行われる。その後、同軸ギア２１０のギア２１２と、同軸ギア２２０のギア２２１との噛合が外れても、第１発電部２００の回転軸は惰性による回転を継続し、発電が継続される。このため、振動部位の振動のエネルギを利用して、高効率の発電を実現することができる。
2013124987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動部位に接続され、前記振動部位の振動にともなって、往復移動する接続部材と；
前記接続部材の一の方向への移動により第１モータの回転軸を回転させる第１回転力を発生させ、前記第１回転力に起因する前記第１モータの回転軸の回転により発電を行う第１発電部と；
前記接続部材の前記一の方向とは異なる他の方向への移動により第２モータの回転軸を回転させる第２回転力を発生させ、前記第２回転力に起因する前記第２モータの回転軸の回転により発電を行う第２発電部と；を備え、
前記接続部材の前記一の方向への移動により、前記第２モータの回転軸への前記第２回転力の付与が解除され、
前記接続部材の前記他の方向への移動により、前記第１モータの回転軸への前記第１回転力の付与が解除される、
ことを特徴とする発電装置。
【請求項２】
前記接続部材の移動が、前記一の方向から前記他の方向へ変化したときには、前記第１モータの回転軸は、前記第１回転力の付与の解除後の惰性による回転を継続し、
前記接続部材の移動が、前記他の方向から前記一の方向へ変化したときには、前記第２モータの回転軸は、前記第２回転力の付与の解除後の惰性による回転を継続する、
ことを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
【請求項３】
前記第１発電部は、前記第１モータに加えて、
前記接続部材の前記一の方向への移動運動を第１回転運動に変換する第１回転部材と；
前記第１回転部材の第１回転運動の回転力を、前記第１モータの回転軸に伝達する第１回転力伝達部と；
前記接続部材の前記一の方向への移動に伴って、前記第１回転力伝達部を介して、前記第１モータの回転軸に回転力の伝達ができる位置に前記第１回転部材を移動させるとともに、前記接続部材の前記他の方向への移動に伴って、前記第１回転力伝達部を介して、前記第１モータの回転軸に回転力の伝達ができない位置に前記第１回転部材を移動させる第１クラッチ機構と；を備え、
前記第２発電部は、前記第２モータに加えて、
前記接続部材の前記他の方向への移動運動を第２回転運動に変換する第２回転部材と；
前記第２回転部材の第２回転運動の回転力を、前記第２モータの回転軸に伝達する第２回転力伝達部と；
前記接続部材の前記一の方向への移動に伴って、前記第２回転力伝達部を介して、前記第２モータの回転軸に回転力の伝達ができない位置に前記第２回転部材を移動させるとともに、前記接続部材の前記他の方向への移動に伴って、前記第２回転力伝達部を介して、前記第２モータの回転軸に回転力の伝達ができる位置に前記第２回転部材を移動させる第２クラッチ機構と；を備える、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の発電装置。
【請求項４】
前記接続部材は、ボディ部、回転自在に配設されたタイヤを含むタイヤ部、及び、前記ボディ部と前記タイヤ部との間に配設されたサスペンション機構を有する移動体における、前記ボディ部及び前記タイヤ部のそれぞれに接続され、
前記第１発電部及び前記第２発電部は、前記移動体の前記ボディ部に取り付けられる、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の発電装置。
【請求項５】
振動部位に接続され、前記振動部位の振動にともなって、往復移動する接続部材と；第１モータの回転軸の回転により発電を行う第１発電部と；第２モータの回転軸の回転により発電を行う第２発電部と；を備える発電装置において使用される発電方法であって、
前記第１発電部が、前記接続部材の一の方向への移動により前記第１モータの回転軸を回転させる第１回転力を発生させ、前記第１回転力に起因する前記第１モータの回転軸の回転により発電を行う第１発電工程と；
前記第２発電部が、前記接続部材の前記一の方向とは異なる他の方向への移動により前記第２モータの回転軸を回転させる第２回転力を発生させ、前記第２回転力に起因する前記第２モータの回転軸の回転により発電を行う第２発電工程と；を備え、
前記接続部材の前記一の方向への移動により、前記第２モータの回転軸への前記第２回転力の付与が解除され、
前記接続部材の前記他の方向への移動により、前記第１モータの回転軸への前記第１回転力の付与が解除される、
ことを特徴とする発電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電装置及び発電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境の維持改善のために、なるべく環境負荷の少ない装置の開発が盛んに行われている。こうした装置の一つとして、車両の走行時におけるボディ部に対するタイヤ部の上下動のエネルギを利用して発電を行うサスペンション制御装置が提案されている（特許文献１参照：以下、「従来例」と呼ぶ）。【０００３】
この従来例のサスペンション制御装置では、能動的なサスペンション制御を行うために用意されているモータを利用して、蓄電サイクル期間では、タイヤ部の上下動に応じて発電を行い、蓄電装置に蓄電する。また、放電サイクル期間では、当該蓄電装置に蓄えられた電力により、当該モータを駆動してサスペンション制御を行う。そして、蓄電サイクルと放電サイクルとが繰り返されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−０５４２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来例の技術では、蓄電サイクルと放電サイクルとが繰り返される。そして、蓄電サイクルにおいてのみ、発電が行われる。【０００６】
ところで、車両の走行時には、ボディ部に対するタイヤ部の上下動が常に発生しているといえる。このため、従来例の技術では、ボディ部に対するタイヤ部の上下動のエネルギを効率良く利用した発電ができているとはいえなかった。【０００７】
このため、ボディ部に対するタイヤ部の上下動のエネルギを効率良く利用した発電を行うことができる技術が待望されている。かかる要請に応えることが、本発明が解決すべき課題の一つとして挙げられる。【０００８】
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、振動部位の振動のエネルギを利用して高効率の発電を実現可能な新たな発電装置及び発電方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、第１の観点からすると、振動部位に接続され、前記振動部位の振動にともなって、往復移動する接続部材と；前記接続部材の一の方向への移動により第１モータの回転軸を回転させる第１回転力を発生させ、前記第１回転力に起因する前記第１モータの回転軸の回転により発電を行う第１発電部と；前記接続部材の前記一の方向とは異なる他の方向への移動により第２モータの回転軸を回転させる第２回転力を発生させ、前記第２回転力に起因する前記第２モータの回転軸の回転により発電を行う第２発電部と；を備え、前記接続部材の前記一の方向への移動により、前記第２モータの回転軸への前記第２回転力の付与が解除され、前記接続部材の前記他の方向への移動により、前記第１モータの回転軸への前記第１回転力の付与が解除される、ことを特徴とする発電装置である。【００１０】
本発明は、第２の観点からすると、振動部位に接続され、前記振動部位の振動にともなって、往復移動する接続部材と；第１モータの回転軸の回転により発電を行う第１発電部と；第２モータの回転軸の回転により発電を行う第２発電部と；を備える発電装置において使用される発電方法であって、前記第１発電部が、前記接続部材の一の方向への移動により前記第１モータの回転軸を回転させる第１回転力を発生させ、前記第１回転力に起因する前記第１モータの回転軸の回転により発電を行う第１発電工程と；前記第２発電部が、前記接続部材の前記一の方向とは異なる他の方向への移動により前記第２モータの回転軸を回転させる第２回転力を発生させ、前記第２回転力に起因する前記第２モータの回転軸の回転により発電を行う第２発電工程と；を備え、前記接続部材の前記一の方向への移動により、前記第２モータの回転軸への前記第２回転力の付与が解除され、前記接続部材の前記他の方向への移動により、前記第１モータの回転軸への前記第１回転力の付与が解除される、ことを特徴とする発電方法である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態である発電装置がマウンテンバイクに取り付けられた例を示す図である。
【図２】図１の装置の外観図である。
【図３】図１の装置の構成を説明するための図である。
【図４】図１の装置の構成を説明するための斜視図である。
【図５】図１の装置のギアボックス部材の構成を説明するための図である。
【図６】図３及び図４の第１発電部の構成を説明するための図である。
【図７】図３及び図４の第２発電部の構成を説明するための図である。
【図８】図４，６の第１モータ及び図４，７の第２モータと、蓄電部との間の配線を説明するための図である。
【図９】マウンテンバイクが段差を走行したときの第１発電部及び第２発電部による発電出力を示す図である。
【図１０】ラック部材が＋Ｚ方向へ移動したときの第１発電部及び第２発電部におけるギアの位置関係を説明するための図である。
【図１１】ラック部材が−Ｚ方向へ移動したときの第１発電部及び第２発電部におけるギアの位置関係を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を、図１〜図１１を参照して説明する。なお、以下の説明及び図面においては、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１３】
［構成］
本実施形態においては、図１に示されるように、移動体としてのマウンテンバイクＭＢに取り付けられる発電装置１００を例示して説明する。ここで、図１に示されるマウンテンバイクＭＢには、ヘッドチューブやダウンチューブ等のパイプを含むボディ部ＢＤＰ、前輪タイヤを含むフロントタイヤ部ＴＦＰ、後輪タイヤを含むリアタイヤ部ＴＲＰ、及び、当該ボディ部ＢＤＰとフロントタイヤ部ＴＦＰとの間に配設されたサスペンション機構ＳＳＰが含まれている。そして、発電装置１００は、サスペンション機構ＳＳＰと並行するように、ボディ部ＢＤＰ及びフロントタイヤ部ＴＦＰに取り付けられている。ここで、図１における座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、図示の通りに定義されるものとする。
【００１４】
なお、サスペンション機構ＳＳＰは、前輪タイヤの＋Ｙ方向側に配置された個別サスペンション機構ＳＳＰ1と、前輪タイヤの−Ｙ方向側に配置された個別サスペンション機構ＳＳＰ2とを備えている（後述する図２（Ａ）参照）。
【００１５】
また、本実施形態においては、発電装置１００による発電結果を蓄える外部装置である蓄電部５００が、マウンテンバイクＭＢのダウンチューブに取り付けられている。発電装置１００と蓄電部５００とは、配線部材を介して、電気的に接続されている。
【００１６】
図２（Ａ），（Ｂ）には、こうしてマウンテンバイクＭＢに取り付けられた一実施形態に係る発電装置１００の外観図が示されている。ここで、図２（Ａ）は、マウンテンバイクＭＢに取り付けられた発電装置１００を、＋Ｘ方向側（すなわち、マウンテンバイクＭＢの前方）から眺めた外観図である。また、図２（Ｂ）は、マウンテンバイクＭＢに取り付けられた発電装置１００を、＋Ｙ方向側（すなわち、マウンテンバイクＭＢの進行方向に向かって左方）から眺めた外観図である。
【００１７】
ここで、個別サスペンション機構ＳＳＰ1，ＳＳＰ2のそれぞれは、スプリング部９３１，９３２、及び、内筒９３３を有している。このサスペンション機構ＳＳＰは、マウンテンバイクＭＢの走行時に路面からの衝撃や振動が運転者に伝わるのを和らげる緩衝機能を有し、当該緩衝機能を発揮する際に、個別サスペンション機構ＳＳＰ1，ＳＳＰ2のそれぞれの長さＳＬ1，ＳＬ2が変化するようになっている。
【００１８】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）により総合的に示されるように、発電装置１００は、取り付け部材４１０によりボディ部ＢＤＰの一部であるクラウン９１１に取り付けられるとともに、取り付け部材４２０によりフロントタイヤ部ＴＦＰの一部であるアーチ９２１に取り付けられている。このため、発電装置１００が取り付けたアーチ９２１の＋Ｚ方向側端部からクラウン９１１までのＺ方向に沿った距離ＤＬは、上述した長さＳＬ1及び長さＳＬ2変化に連動して変化するようになっている。
【００１９】
なお、発電装置１００が存在していても、後述するように、距離ＤＬが変化できるようになっている。
【００２０】
発電装置１００は、図２（Ａ），（Ｂ）及び図３，４により総合的に示されるように、ギアボックス部材１１０と、接続部材としてのラック部材１２０と、第１発電部２００と、第２発電部３００とを備えている。ここで、図３は、ギアボックス部材１１０における−Ｘ方向側の蓋部を取り外したときのギアボックス部材１１０内部を、−Ｘ方向側から視た図である。また、図４は、ギアボックス部材１１０を除いた発電装置１００を、−Ｘ方向側から視た斜視図である。
【００２１】
上記のギアボックス部材１１０は、例えばプラスチック製の部材であり、取り付け部材４１０により上述したクラウン９１１に固定される。そして、ギアボックス部材１１０には、ラック部材１２０の一部を収容し、Ｚ軸方向に沿ったラック部材１２０の移動を円滑に行うための溝部ＤＴが、Ｚ軸方向に沿って形成されている。また、ギアボックス部材１１０には、図５（Ａ），（Ｂ）に示されるように、第１発電部２００における後述するギアを収容するための長穴状の軸受部ＬＨＬ１、丸穴状の軸受部ＨＬ１、丸穴ＭＨ１が、Ｘ軸方向に沿って形成されている。さらに、ギアボックス部材１１０には、第２発電部３００における後述するギアを収容するための長穴状の軸受部ＬＨＬ２、丸穴状の軸受部ＨＬ２、丸穴ＭＨ２が、Ｘ軸方向に沿って形成されている。なお、図５（Ａ）は、ギアボックス部材１１０を−Ｘ方向側から視た図であり、図５（Ｂ）は、ギアボックス部材１１０を＋Ｘ方向側から視た図である。
【００２２】
そして、これらの溝部、軸受部、丸穴を利用して、ラック部材１２０の一部分、第１発電部２００及び第２発電部３００におけるギアが、ギアボックス部材１１０内に収容されるようになっている。
【００２３】
上記のラック部材１２０は、長板状の例えばプラスチック製の部材である。そして、ラック部材１２０には、−Ｙ方向側にＺ軸方向に沿ってラック歯１２１が形成されるとともに、＋Ｙ方向側にＺ軸方向に沿ってラック歯１２２が形成されている。また、ラック部材１２０の−Ｚ方向側の端部は、取り付け部材４２０により上述したアーチ９２１に固定されている。このため、マウンテンバイクＭＢのサスペンション機構ＳＳＰの緩衝機能により、距離ＤＬの増減変化に応じて、ラック部材１２０は、ギアボックス部材１１０内をＺ方向に往復移動するようになっている。
【００２４】
＜第１発電部２００の構成＞
次に、上記の第１発電部２００の構成について説明する。第１発電部２００は、図４，６により総合的に示されるように、第１回転部材としての軸付同軸ギア２１０（以下、単に「同軸ギア２１０」と記す）と、第１回転力伝達部材としての軸付同軸ギア２２０（以下、単に「同軸ギア２２０」と記す）と、第１モータ用回転ギア２３０と、第１モータ２４０とを備えている。ここで、図６は、第１発電部２００を−Ｘ方向側から視た図である。
【００２５】
上記の同軸ギア２１０は、ギア２１１とギア２１２とが結合された同軸ギアである。ギア２１１には、Ｘ軸と平行な軸を中心とする円周上に沿ってギア歯が形成され、ギア２１２には、Ｘ軸と平行な軸を中心とする円周上に沿ってギア歯が形成されている。ここで、ギア２１２の径は、ギア２１１の径よりも大きくなっている。また、同軸ギア２１０には、ギア２１１及びギア２１２の中心軸を中心軸とし、＋Ｘ方向へ延びる軸部が形成されている。この軸部は、上述したギアボックス部材１１０に形成された長穴状の軸受部ＬＨＬ１に挿入される。
【００２６】
ギア２１１におけるギア歯は、ラック部材１２０におけるラック歯１２１と噛合している。そして、同軸ギア２１０が同軸ギア２２０と接触し、同軸ギア２１０の回転軸が軸受部ＬＨＬ１中を−Ｚ方向に移動できない状態では、ラック部材１２０の−Ｚ方向への移動に連動して、同軸ギア２１０が、＋Ｘ方向を視線方向としたＹＺ平面視で左回り（以下、単に「左回り」とも記す）に回転する（後述する図１１参照）。一方、同軸ギア２１０が同軸ギア２２０と接触しておらず、同軸ギア２１０の回転軸が長穴状の軸受部ＬＨＬ１中を−Ｚ方向に移動できる状態では、ラック部材１２０の−Ｚ方向の移動に連動して、同軸ギア２１０が−Ｚ方向へ移動する。
【００２７】
また、同軸ギア２１０が軸受部ＬＨＬ１の＋Ｚ方向端部と接触し、同軸ギア２１０の回転軸が軸受部ＬＨＬ１中を＋Ｚ方向に移動できない状態では、ラック部材１２０の＋Ｚ方向への移動に連動して、同軸ギア２１０が、＋Ｘ方向を視線方向としたＹＺ平面視で右回り（以下、単に「右回り」とも記す）に回転する（後述する図１０参照）。一方、同軸ギア２１０の回転軸が軸受部ＬＨＬ１の＋Ｚ方向端部と接触しておらず、同軸ギア２１０の回転軸が長穴状の軸受部ＬＨＬ１中を＋Ｚ方向に移動できる状態では、ラック部材１２０の＋Ｚ方向の移動に連動して、同軸ギア２１０が＋Ｚ方向へ移動する。
【００２８】
上記の同軸ギア２２０は、ギア２２１とギア２２２とが結合された同軸ギアである。ギア２２１には、Ｘ軸と平行な軸を中心とする円周上に沿ってギア歯が形成され、ギア２２２には、Ｘ軸と平行な軸を中心とする円周上に沿ってギア歯が形成されている。ここで、ギア２２２の径は、ギア２２１の径よりも大きくなっている。また、同軸ギア２２０には、ギア２２１及びギア２２２の中心軸を中心軸とし、＋Ｘ方向へ延びる軸部が形成されている。この軸部は、上述したギアボックス部材１１０に形成された丸穴状の軸受部ＨＬ１に挿入される。
【００２９】
同軸ギア２２０のギア２２１は、同軸ギア２１０の軸部が長穴状の軸受部ＬＨＬ１中を−Ｚ方向へ移動し、−Ｚ方向に移動できない状態となった場合に、同軸ギア２１０のギア２１２と噛合する。そして、同軸ギア２１０のギア２１２と同軸ギア２２０のギア２２１とが噛合すると、同軸ギア２１０の左回りの回転に連動して、同軸ギア２２０は、右回りに回転する（後述する図１１参照）。
【００３０】
なお、同軸ギア２１０の軸部が長穴状の軸受部ＬＨＬ１中を＋Ｚ方向へ移動した場合には、同軸ギア２１０のギア２１２は、同軸ギア２２０のギア２２１と噛合しなくなる。この場合には、同軸ギア２２０は、回転しないようになっている（後述する図１０参照）。
【００３１】
このように、長穴状の軸受部ＬＨＬ１は、同軸ギア２２０を介して、第１モータ２４０の回転軸に回転力の伝達ができる位置に同軸ギア２１０を移動させるとともに、同軸ギア２２０を介して、第１モータ２４０の回転軸に回転力の伝達ができない位置に同軸ギア２１０を移動させる第１クラッチ機構としての機能を有している。
【００３２】
上記の第１モータ用回転ギア２３０は、第１モータ２４０の回転軸に取り付けられる。第１モータ用回転ギア２３０は、同軸ギア２２０のギア２２２と噛合している。そして、第１モータ用回転ギア２３０は、同軸ギア２２０が回転するときには、同軸ギア２２０の回転に連動して、同軸ギア２２０の回転方向と逆方向の回転力が、第１モータ２４０の回転軸に付与される。
【００３３】
なお、第１モータ２４０は、第１モータ用回転ギア２３０への回転力の付与による発電動作に加えて、惰性による発電動作を行うようになっている。
【００３４】
上記の第１モータ２４０は、回転軸の回転に応じて発電を行う。この第１モータ２４０の回転軸は、ギアボックス部材１１０に形成された丸穴ＭＨ１に挿入される。そして、第１モータ２４０は、＋Ｘ方向側のギアボックス部材１１０外部に、不図示の固定用部材により固定される。
【００３５】
＜第２発電部３００の構成＞
次に、上記の第２発電部３００の構成について説明する。第２発電部３００は、図４，７により総合的に示されるように、第２回動部材としての軸付同軸ギア３１０（以下、単に「同軸ギア３１０」と記す）と、第２回転力伝達部材としての軸付同軸ギア３２０（以下、単に「同軸ギア３２０」と記す）と、第２モータ用回転ギア３３０と、第２モータ３４０とを備えている。ここで、図７は、第２発電部３００を−Ｘ方向側から視た図である。
【００３６】
上記の同軸ギア３１０は、ギア３１１とギア３１２とが結合された同軸ギアである。ギア３１１には、Ｘ軸と平行な軸を中心とする円周上に沿ってギア歯が形成され、ギア３１２には、Ｘ軸と平行な軸を中心とする円周上に沿ってギア歯が形成されている。ここで、ギア３１２の径は、ギア３１１の径よりも大きくなっている。また、同軸ギア３１０には、ギア３１１及びギア３１２の中心軸を中心軸とし、＋Ｘ方向へ延びる軸部が形成されている。この軸部は、上述したギアボックス部材１１０に形成された長穴状の軸受部ＬＨＬ２に挿入される。
【００３７】
ギア３１１におけるギア歯は、ラック部材１２０におけるラック歯１２２と噛合している。そして、同軸ギア３１０が同軸ギア３２０と接触し、同軸ギア３１０の回転軸が軸受部ＬＨＬ２中を＋Ｚ方向に移動できない状態では、ラック部材１２０の＋Ｚ方向の移動に連動して、同軸ギア３１０が、左回りに回転する（後述する図１０参照）。一方、同軸ギア３１０が同軸ギア３２０と接触しておらず、同軸ギア３１０の回転軸が長穴状の軸受部ＬＨＬ２中を＋Ｚ方向に移動できる状態では、ラック部材１２０の＋Ｚ方向の移動に連動して、同軸ギア３１０が＋Ｚ方向へ移動する。
【００３８】
また、同軸ギア３１０が軸受部ＬＨＬ２の−Ｚ方向端部と接触し、同軸ギア３１０の回転軸が軸受部ＬＨＬ２中を−Ｚ方向に移動できない状態では、ラック部材１２０の−Ｚ方向への移動に連動して、同軸ギア３１０が、右回りに回転する（後述する図１１参照）。一方、同軸ギア３１０の回転軸が軸受部ＬＨＬ２の−Ｚ方向端部と接触しておらず、同軸ギア３１０の回転軸が長穴状の軸受部ＬＨＬ２中を−Ｚ方向に移動できる状態では、ラック部材１２０の−Ｚ方向の移動に連動して、同軸ギア３１０が−Ｚ方向へ移動する。
【００３９】
上記の同軸ギア３２０は、ギア３２１とギア３２２とが結合された同軸ギアである。ギア３２１には、Ｘ軸と平行な軸を中心とする円周上に沿ってギア歯が形成され、ギア３２２には、Ｘ軸と平行な軸を中心とする円周上に沿ってギア歯が形成されている。ここで、ギア３２２の径は、ギア３２１の径よりも大きくなっている。また、同軸ギア３２０には、ギア３２１及びギア３２２の中心軸を中心軸とし、＋Ｘ方向へ延びる軸部が形成されている。この軸部は、上述したギアボックス部材１１０に形成された丸穴状の軸受部ＨＬ２に挿入される。
【００４０】
同軸ギア３２０のギア３２１は、同軸ギア３１０の軸部が長穴状の軸受部ＬＨＬ２中を＋Ｚ方向へ移動し、＋Ｚ方向に移動できない状態となった場合に、同軸ギア３１０のギア３１２と噛合する。そして、同軸ギア３１０のギア３１２と同軸ギア３２０のギア３２１とが噛合すると、同軸ギア３１０の左回りの回転に連動して、同軸ギア３２０は、右回りに回転する（後述する図１０参照）。
【００４１】
なお、同軸ギア３１０の軸部が長穴状の軸受部ＬＨＬ１中を−Ｚ方向へ移動した場合には、同軸ギア３１０のギア３１２は、同軸ギア３２０のギア３２１と噛合しなくなる。この場合には、同軸ギア３２０は、回転しないようになっている（後述する図１１参照）。
【００４２】
このように、長穴状の軸受部ＬＨＬ２は、同軸ギア３２０を介して、第２モータ３４０の回転軸に回転力の伝達ができる位置に同軸ギア３１０を移動させるとともに、同軸ギア３２０を介して、第２モータ３４０の回転軸に回転力の伝達ができない位置に同軸ギア３１０を移動させる第２クラッチ機構としての機能を有している。
【００４３】
上記の第２モータ用回転ギア３３０は、第２モータ３４０の回転軸に取り付けられる。第２モータ用回転ギア３３０は、同軸ギア３２０のギア３２２と噛合している。そして、第２モータ用回転ギア３３０は、同軸ギア３２０が回転するときには、同軸ギア３２０の回転に連動して、同軸ギア３２０の回転方向と逆方向の回転力が、第２モータ３４０の回転軸に付与される。
【００４４】
なお、第１モータ２４０と同様に、第２モータ３４０は、第２モータ用回転ギア３３０への回転力の付与による発電動作に加えて、惰性による発電動作を行うようになっている。
【００４５】
上記の第２モータ３４０は、回転軸の回転に応じて発電を行う。この第２モータ３４０の回転軸は、ギアボックス部材１１０に形成された丸穴ＭＨ２に挿入される。そして、第２モータ３４０は、＋Ｘ方向側のギアボックス部材１１０外部に、不図示の固定用部材により固定される。
【００４６】
なお、図８に示されるように、第１モータ２４０には、出力端子２４１，２４２が設けられ、当該出力端子２４１，２４２は、本実施形態では、外部装置である蓄電部５００と接続されている。第１モータ２４０による発電エネルギは、出力端子２４１，２４２から配線部材を介して、蓄電部５００へ供給される。
【００４７】
また、第２モータ３４０には、出力端子３４１，３４２が設けられ、当該出力端子３４１，３４２は、外部装置である蓄電部５００と接続されている。第２モータ３４０による発電エネルギは、出力端子３４１，３４２から配線部材を介して、蓄電部５００へ供給される。
【００４８】
なお、蓄電部５００は、本実施形態では、電圧を平滑化する平滑回路、平滑回路から供給される電圧を安定化させる安定化回路等を備えて構成されている。
【００４９】
［動作］
以上のようにして構成された発電装置１００の動作について、第１発電部２００及び第２発電部３００によるマウンテンバイクＭＢの運転時における発電動作に主に着目して説明する。
【００５０】
以下の説明では、発電装置１００が取り付けられたマウンテンバイクＭＢの前輪タイヤが、段差を乗り越える場合を例示して、図９を参照しつつ、発電装置１００による発電動作を説明する。ここで、図９に示される距離ＤＬは、マウンテンバイクＭＢに運転者が搭乗していないときのクラウン９１１とアーチ９２１との間の距離（図２（Ａ），（Ｂ）参照）である。
【００５１】
なお、マウンテンバイクが段差に乗り上げ始める前（図９の期間（ａ））においては、長期間にわたってサスペンション機構ＳＳＰによる緩衝動作は行われておらず、サスペンション機構ＳＳＰによる緩衝動作を利用した発電装置１００による発電は行われていないものとする。また、図９の期間（ａ）において、マウンテンバイクＭＢに運転者が搭乗した際には、クラウン９１１とアーチ９２１との間の距離ＤＬは、距離ＤＬ0となっているものとする（以下、この状態を「平衡状態」ともいう）。
【００５２】
＜段差乗り上げによる発電動作＞
まず、マウンテンバイクの前輪タイヤが段差に乗り上げ始める（図９の期間（ｂ）が開始する）と、サスペンション機構ＳＳＰによる緩衝機能により、発電装置１００が取り付けたクラウン９１１とアーチ９２１との間の距離ＤＬが縮み始める。この結果、図１０に示されるように、ラック部材１２０が、ギアボックス部材１１０に対して＋Ｚ方向への移動を開始する。
【００５３】
こうしてラック部材１２０が＋Ｚ方向へ移動すると、同軸ギア２１０が＋Ｚ方向に付勢され、同軸ギア２１０の軸部が長穴状の軸受部ＬＨＬ１の＋Ｚ方向端部に到達するまで、同軸ギア２１０が＋Ｚ方向側へ移動する。この結果、同軸ギア２１０におけるギア２１２のギア歯と、同軸ギア２２０におけるギア２２１のギア歯との接触が解除され、同軸ギア２１０が回転しても、同軸ギア２２０に回転力が付与され得ない状態となる。このため、第１モータ２４０の回転軸には、回転力が付与されない状態となる。
【００５４】
一方、ラック部材１２０が＋Ｚ方向へ移動すると、同軸ギア３１０が＋Ｚ方向に付勢され、同軸ギア３１０のギア３１２が同軸ギア３２０のギア３２１に接触するまで、同軸ギア３１０が＋Ｚ方向側へ移動する。この後、ギア３１２のギア歯とギア３２１のギア歯とが噛合する。
【００５５】
こうしてギア３１２のギア歯とギア３２１のギア歯とが噛合した後、ラック部材１２０が＋Ｚ方向へ更に移動すると、図１０に示されるように、同軸ギア３１０が回転し、この同軸ギア３１０の回転に連動して、同軸ギア３２０が回転する。この結果、第２モータ３４０の回転軸に対して回転力が付与され、第２発電部３００による発電が行われる。ここで、図９の期間（ｂ）においては、サスペンション機構ＳＳＰの収縮速度が最大となる時刻（図９においては時刻Ｔ1）で、第２発電部３００による発電出力が最大となる。
【００５６】
マウンテンバイクの段差への乗り上げに伴うサスペンション機構ＳＳＰによる縮み行程の緩衝動作が終了すると、発電装置１００が取り付けたクラウン９１１とアーチ９２１との間の距離ＤＬが伸び始め（図９の期間（ｃ）が開始し）、サスペンション機構ＳＳＰは平衡状態に戻ろうとする。この結果、バネ等により−Ｚ方向に付勢されたギア３１２のギア歯と、ギア３２１との噛合は外れ、第２モータ３４０の回転軸に対する回転力の付与は止まるが、第２モータ３４０では惰性による回転を継続し、第２発電部３００による発電が継続される。
【００５７】
図９の期間（ｃ）において、発電装置１００が取り付けたクラウン９１１とアーチ９２１との間の距離ＤＬが伸びると、図１１に示されるように、ラック部材１２０が、ギアボックス部材１１０に対して−Ｚ方向側へ移動する。
【００５８】
ラック部材１２０が、ギアボックス部材１１０に対して−Ｚ方向側へ移動すると、同軸ギア２１０が−Ｚ方向に付勢され、同軸ギア２１０のギア２１２が同軸ギア２２０のギア２２１に接触するまで、同軸ギア２１０が−Ｚ方向側へ移動する。この後、ギア２１２のギア歯とギア２２１のギア歯とが噛合する。
【００５９】
こうしてギア２１２のギア歯とギア２２１のギア歯とが噛合した後、ラック部材１２０が−Ｚ方向へ更に移動すると、図１１に示されるように、同軸ギア２１０が回転し、この同軸ギア２１０の回転に連動して、同軸ギア２２０が回転する。この結果、第１モータ２４０の回転軸に対して回転力が付与され、第１発電部２００による発電が行われる。ここで、図９の期間（ｃ）においては、サスペンション機構ＳＳＰの伸長速度が最大となる時刻（図９においては時刻Ｔ2）で、第１発電部２００による発電出力が最大となる。
【００６０】
この後、サスペンション機構ＳＳＰは平衡状態に戻る（図９の期間（ｄ））。この結果、ギア２１２のギア歯と、ギア２２１との噛合は外れ、第１モータ２４０の回転軸に対する回転力の付与は止まるが、第１モータ２４０では惰性による回転を継続し、第１発電部２００による発電がしばらく継続される。
【００６１】
＜段差降下による発電動作＞
次に、マウンテンバイクの前輪タイヤが段差を降下し始める（図９の期間（ｅ）が開始する）と、サスペンション機構ＳＳＰによる緩衝機能により、発電装置１００が取り付けたクラウン９１１とアーチ９２１との間の距離ＤＬが伸び始める。この結果、図１１に示されるように、ラック部材１２０が、ギアボックス部材１１０に対して−Ｚ方向への移動を開始する。
【００６２】
ラック部材１２０が、ギアボックス部材１１０に対して−Ｚ方向側へ移動すると、上述したように、同軸ギア２１０が−Ｚ方向に付勢され、同軸ギア２１０のギア２１２が同軸ギア２２０のギア２２１に接触するまで、同軸ギア２１０が−Ｚ方向側へ移動し、この後、ギア２１２のギア歯とギア２２１のギア歯とが噛合する（図１１参照）。
【００６３】
こうしてギア２１２のギア歯とギア２２１のギア歯とが噛合した後、ラック部材１２０が−Ｚ方向へ更に移動すると、上述したように、同軸ギア２１０が回転し、この同軸ギア２１０の回転に連動して、同軸ギア２２０が回転する。この結果、第１モータ２４０の回転軸に対して回転力が付与され、第１発電部２００による発電が行われる（図１１参照）。ここで、図９の期間（ｅ）においては、サスペンション機構ＳＳＰの伸長速度が最大となる時刻（図９においては時間Ｔ3）に、第１発電部２００による発電出力が最大となる。
【００６４】
この後、マウンテンバイクの前輪タイヤが地面に着地する（図９の期間（ｆ）が開始する）と、サスペンション機構ＳＳＰによる緩衝機能により、発電装置１００が取り付けたクラウン９１１とアーチ９２１との間の距離ＤＬが縮み始める。この結果、図１０に示されるように、ラック部材１２０が、ギアボックス部材１１０に対して＋Ｚ方向への移動を開始する。
【００６５】
こうしてラック部材１２０が、ギアボックス部材１１０に対して＋Ｚ方向へ移動すると、ギア２１２のギア歯と、ギア２２１との噛合は外れ、第１モータ２４０の回転軸に対する回転力の付与は止まるが、第１モータ２４０では惰性による回転を継続し、第１発電部２００による発電が継続される。
【００６６】
また、こうしてラック部材１２０が、ギアボックス部材１１０に対して＋Ｚ方向へ移動すると、上述したように、同軸ギア３１０が＋Ｚ方向に付勢され、同軸ギア３１０のギア３１２が同軸ギア３２０のギア３２１に接触するまで、同軸ギア３１０が＋Ｚ方向側へ移動し、この後、ギア３１２のギア歯とギア３２１のギア歯とが噛合する（図１０参照）。
【００６７】
こうしてギア３１２のギア歯とギア３２１のギア歯とが噛合した後、ラック部材１２０が＋Ｚ方向へ更に移動すると、上述したように、同軸ギア３１０が回転し、この同軸ギア３１０の回転に連動して、同軸ギア３２０が回転する。この結果、第２モータ３４０の回転軸に対して回転力が付与され、第２発電部３００による発電が行われる（図１０参照）。ここで、図９の期間（ｆ）においては、サスペンション機構ＳＳＰの収縮速度が最大となる時刻（図９においては時刻Ｔ4）で、第２発電部３００による発電出力が最大となる。
【００６８】
この後、サスペンション機構ＳＳＰは平衡状態に戻る（図９の期間（ｇ））。この結果、ギア３１２のギア歯と、ギア３２１との噛合は外れ、第２モータ３４０の回転軸に対する回転力の付与は止まるが、第２モータ３４０では惰性による回転を継続し、第２発電部３００による発電がしばらく継続される。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態では、マウンテンバイクのサスペンション機構の緩衝機能により、ギアボックス部材１１０に対してラック部材１２０が＋Ｚ方向へ移動すると、同軸ギア２１０の軸部が、長穴状の軸受部ＬＨＬ１内を＋Ｚ方向側へ移動するとともに、同軸ギア３１０の軸部が、長穴状の軸受部ＬＨＬ２内を＋Ｚ方向側へ移動する。こうして同軸ギア３１０の軸部が、長穴状の軸受部ＬＨＬ２内を＋Ｚ方向側へ移動すると、同軸ギア３１０のギア３１２と、同軸ギア３２０のギア３２１とが、噛合する。この結果、同軸ギア３２０の回転に連動して回転する第２モータ３４０の回転軸が回転して、第２発電部３００による発電が行われる。その後、同軸ギア３１０のギア３１２と、同軸ギア３２０のギア３２１との噛合が外れても、第２発電部３００の回転軸は惰性による回転を継続し、第２発電部３００による発電が継続される。
【００７０】
また、マウンテンバイクのサスペンション機構の緩衝機能により、ギアボックス部材１１０に対してラック部材１２０が−Ｚ方向へ移動すると、同軸ギア２１０の軸部が、長穴状の軸受部ＬＨＬ１内を−Ｚ方向側へ移動するとともに、同軸ギア３１０の軸部が、長穴状の軸受部ＬＨＬ２内を−Ｚ方向側へ移動する。こうして同軸ギア２１０の軸部が、長穴状の軸受部ＬＨＬ１内を−Ｚ方向側へ移動すると、同軸ギア２１０のギア２１２と、同軸ギア２２０のギア２２１とが、噛合する。この結果、同軸ギア２２０の回転に連動して回転する第１モータ２４０の回転軸が回転して、第１発電部２００による発電が行われる。その後、同軸ギア２１０のギア２１２と、同軸ギア２２０のギア２２１との噛合が外れても、第１発電部２００の回転軸は惰性による回転を継続し、第１発電部２００による発電が継続される。
【００７１】
したがって、本実施形態によれば、振動部位の振動のエネルギを利用して、高効率の発電を実現することができる。
【００７２】
［実施例の変形］
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００７３】
例えば、上記の実施形態では、ラック部材にはラック歯が形成され、同軸ギアには、ギア歯が形成されることとした。これに対して、これらの歯すじに代えて、例えば、ラック部材の往復移動を回転運動に変換可能なゴム部材、及び、回転力を伝達可能なゴム部材を採用するようにしてもよい。
【００７４】
また、上記の実施形態では、発電結果は、蓄電部に蓄えられることとしたが、ＬＥＤ照明、携帯電話の充電等、他の用途に使用してよいことは勿論である。
【００７５】
また、上記の実施形態では、マウンテンバイクのサスペンション機構による振動のエネルギを利用したが、自動車やオートバイ等の移動体のサスペンション機構による振動のエネルギを利用してよいことは勿論である。
【００７６】
また、移動体に限らず、例えば、冷蔵庫のコンプレッサによる振動のエネルギを利用するようにしてもよい。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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