(57)【要約】【課題】安価な構成で、低速時でも十分な電圧を機器に供給することができるようにする。【解決手段】この充電装置は、ダイナモ２で発電された電圧を充電するための装置であって、全波整流回路５と、電気２重層コンデンサ６と、第１電解コンデンサ７と、第２電解コンデンサ８とを備えている。全波整流回路５はダイナモ２の交流出力を整流する回路である。電気２重層コンデンサ６は全波整流回路５を介して得られたダイナモの正及び負の周期の全出力を充電する。第１電解コンデンサ７は、電気２重層コンデンサ６と並列に設けられ、全波整流回路５を介して得られたダイナモの正の半周期の出力を充電する。第２電解コンデンサ８は、電気２重層コンデンサ６と並列に設けられ、全波整流回路５を介して得られたダイナモの負の半周期の出力を充電する。【選択図】　　　図１
2004048897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車用ダイナモで発電された電圧を充電するための充電装置であって、
前記ダイナモの交流出力を整流する整流回路と、
前記整流回路を介して得られた前記ダイナモの正及び負の周期の全出力を充電する全波用充電素子と、
前記全波用充電素子と並列に設けられ、前記整流回路を介して得られた前記ダイナモの正の半周期の出力を充電する第１半波用充電素子と、
前記全波用充電素子と並列に設けられ、前記整流回路を介して得られた前記ダイナモの負の半周期の出力を充電する第２半波用充電素子と、
を備えた自転車用ダイナモの充電装置。
【請求項２】
前記全波用充電素子は２次電池である、請求項１に記載の自転車用ダイナモの充電装置。
【請求項３】
前記全波用充電素子は電気２重層コンデンサである、請求項１に記載の自転車用ダイナモの充電装置。
【請求項４】
前記第１及び第２半波用充電素子は電解コンデンサである、請求項１から３のいずれかに記載の自転車用ダイナモの充電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、充電装置、特に、自転車用ダイナモで発電された電圧を充電するための自転車用ダイナモの充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、自転車においても自動変速装置が提供されている。このような自転車においては、電動変速機が用いられ、この電動変速機を駆動するためにダイナモとダイナモで発電された電圧を充電するための充電システムとが設けられている。そして、ダイナモで発電される電圧は交流電圧であるため、半波整流あるいは全波整流が行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
自転車用ダイナモは走行速度によって発電電圧が増減し、低速時には十分な電圧を得ることができない。この場合には、十分な電圧を電気機器に供給することができず、機器が誤作動を起こすおそれがある。
そこで、低速時にも十分な電圧が機器に供給できるように、充電用のコンデンサを増やすことが考えられる。しかし、充電用コンデンサとして一般に用いられる電気２重層コンデンサはコストが高く、システム全体のコストアップにつながる。
【０００４】
本発明の課題は、走行速度が低い場合にも十分な電圧を機器に供給することができるようにすることにある。
本発明の別の課題は、安価な構成で、低速時に十分な電圧を機器に供給することができるようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る自転車用ダイナモの充電装置は、自転車用ダイナモで発電された電圧を充電するための装置であって、整流回路と、全波用充電素子と、第１半波用充電素子と、第２半波用充電素子とを備えている。整流回路はダイナモの交流出力を整流する回路である。全波用充電素子は整流回路を介して得られたダイナモの正及び負の周期の全出力を充電する素子である。第１半波用充電素子は、全波用充電素子と並列に設けられ、整流回路を介して得られたダイナモの正の半周期の出力を充電する素子である。第２半波用充電素子は、全波用充電素子と並列に設けられ、整流回路を介して得られたダイナモの負の半周期の出力を充電する素子である。
【０００６】
この装置では、ダイナモの交流出力の全周期において、整流回路の出力が全波用充電素子に充電される。また、ダイナモの交流出力のうちの正の半周期では、整流回路の出力は第１半波用充電素子に充電され、負の半周期では、整流回路の出力は第２半波用充電素子に充電される。そして、全波用充電素子と第１及び第２半波用充電素子とは並列に接続されているので、これらの充電素子に充電された電圧が負荷としての電気機器に供給される。
【０００７】
ここでは、ダイナモ出力は、整流された後に全波用充電素子と第１及び第２半波用充電素子とに充電されるので、低速時にも従来に比較して高い電圧を電気機器に供給することができる。また、第１及び第２半波用充電素子としては、従来の充電素子のように電気２重層コンデンサを用いる必要がなく、電解コンデンサを用いることができるので、コストが安価になる。
【０００８】
請求項２に係る自転車用ダイナモの充電装置は、請求項１の装置において、全波用充電素子は２次電池である。
この場合は、全波用充電素子として２次電池を使用するので、容量が大きく、コストが安いので、装置全体を安価に構成できる。
請求項３に係る自転車用ダイナモの充電装置は、請求項１の装置において、全波用充電素子として電気２重層コンデンサである。
【０００９】
この場合は、全波用充電素子として電気２重層コンデンサを使用するので、回路構成が簡単になり、環境にやさしい装置を実現できる。
請求項４に係る自転車用ダイナモの充電装置は、請求項１から３のいずれかの装置において、第１及び第２半波用充電素子は電解コンデンサである。
この場合は、コストの上昇を避けることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の一実施形態による充電装置１を示す。
この充電装置１は、ダイナモ２と負荷３との間に設けられるものであり、全波整流回路５と、全波用充電素子としての電気２重層コンデンサ６と、第１及び第２半波用充電素子としての第１及び第２電解コンデンサ７，８とを有している。また、電気２重層コンデンサ６には抵抗９が直列に接続されている。
【００１１】
全波整流回路５は、４つのダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を接続して構成されたブリッジ整流回路である。電気２重層コンデンサ６は、全波整流回路５の出力に接続されており、ダイナモ２の全周期において全波整流回路５の出力電圧を充電する。第１及び第２電解コンデンサ７，８は電気２重層コンデンサ６に並列に接続されている。第１電解コンデンサ７は、一端が全波整流回路５を構成するダイオードＤ１とダイオードＤ２の接続点に接続され、他端がダイオードＤ２とダイオードＤ３の接続点に接続されている。また、第２電解コンデンサ８は、一端がダイオードＤ２とダイオードＤ３の接続点に接続され、他端がダイオードＤ３とダイオードＤ４の接続点に接続されている。
【００１２】
次に動作について説明する。
この装置では、自転車が走行してダイナモ２が回転すると、交流電圧が出力される。
この交流電圧の正の半周期（ダイオードＤ１側が＋）では、図２の経路ａ１で示すように、ダイナモ２の第１端子から出力された電流は、ダイオードＤ１を通過した後に第１電解コンデンサ７を通過し、ダイナモ２の第２端子に帰る。このときに、第１電解コンデンサ７が充電される。また、これと同時に、ダイオードＤ１を通過した電流は、図２の経路ａ２で示すように、抵抗９及び電気２重層コンデンサ６を通過し、さらにダイオードＤ３を通過してダイナモ２の第２端子に帰る。このときに、電気２重層コンデンサ６が充電される。
【００１３】
次に極性が逆転し、交流電圧の負の半周期では、図２の経路ｂ１で示すように、ダイナモ２の第２端子から出力された電流は、第２電解コンデンサ８を通過し、ダイオードＤ４を通過してダイナモ２の第１端子に帰る。このときに、第２電解コンデンサ８が充電される。また、これと同時に、ダイオードＤ２を通過した電流は、図２の経路ｂ２で示すように、抵抗９及び電気２重層コンデンサ６を通過し、さらにダイオードＤ４を通過してダイナモ２の第１端子に帰る。このときに、電気２重層コンデンサ６が充電される。そしてさらに、この負の半周期では、第１電解コンデンサ７のマイナス側の電位が上昇し、第１電解コンデンサ７に充電されている電荷が電気２重層コンデンサ９に流れ込む。これにより、電気２重層コンデンサ６がダイナモ発電電圧以上の電圧で充電される。
【００１４】
以上の動作を繰り返すことにより、各コンデンサ６，７，８に充電される。
ここでは、電気２重層コンデンサ９には、最大ダイナモ電圧のピーク値の２倍の電圧が充電されることになり、低速時（ダイナモ低回転時）の電圧不足が解消される。しかも、第１及び第２の電解コンデンサ７，８は比較低コストであり、装置のコストアップを避けることができる。
【００１５】
［他の実施形態］
前記実施形態では、全波用充電素子として電気２重層コンデンサを使用したが、他の例えば２次電池を用いても良い。
【００１６】
【発明の効果】
以上のような本発明によれば、ダイナモ出力の全周期において充電する全波用充電素子に加えて、正負の各半周期において充電する第１及び第２の半波用充電素子を設けたので、ダイナモ低回転時の電圧不足を解消することができる。また、第１及び第２半波用充電素子として電解コンデンサを用いることができるので、コストアップを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による充電装置の回路図。
【図２】前記充電装置の正の半周期における充電動作を説明するための図。
【図３】前記充電装置の負の半周期における充電動作を説明するための図。
【符号の説明】
１　　　充電装置
２　　　ダイナモ
３　　　負荷
５　　　全波整流回路
６　　　電気２重層コンデンサ
７　　　第１電解コンデンサ
８　　　第２電解コンデンサ
【図１】
2004048897.tif 000003
【図２】
2004048897.tif 000004
【図３】
2004048897.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成15年9月8日(2003.9.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
自転車用ダイナモで発電された電圧を充電するための充電装置であって、
４つのダイオードを接続して構成されて第１から第４の４つの端子を有し、前記第１及び第２の端子が前記ダイナモに接続されて、前記ダイナモの交流出力を全波整流する全波整流回路と、
　前記全波整流回路の第３の端子と第４の端子との間に接続され、前記全波整流回路を介して得られた前記ダイナモの正及び負の周期の全出力を充電する全波用充電素子と、
前記全波整流回路の第２の端子と第３の端子との間に接続され、前記全波整流回路を介して得られた前記ダイナモの正の半周期の出力を充電する第１半波用充電素子と、
前記全波整流回路の第２の端子と第４の端子との間に接続され、前記全波整流回路を介して得られた前記ダイナモの負の半周期の出力を充電する第２半波用充電素子と、
を備えた自転車用ダイナモの充電装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る自転車用ダイナモの充電装置は、自転車用ダイナモで発電された電圧を充電するための装置であって、全波整流回路と、全波用充電素子と、第１半波用充電素子と、第２半波用充電素子とを備えている。全波整流回路は、４つのダイオードを接続して構成されて第１から第４の４つの端子を有し、第１及び第２の端子がダイナモに接続されて、ダイナモの交流出力を全波整流する回路である。全波用充電素子は全波整流回路の第３の端子と第４の端子との間に接続され、全波整流回路を介して得られたダイナモの正及び負の周期の全出力を充電する素子である。第１半波用充電素子は、全波整流回路の第２の端子と第３の端子との間に接続され、全波整流回路を介して得られたダイナモの正の半周期の出力を充電する素子である。第２半波用充電素子は、全波整流回路の第２の端子と第４の端子との間に接続され、全波整流回路を介して得られたダイナモの負の半周期の出力を充電する素子である。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この装置では、ダイナモの交流出力の全周期において、全波整流回路の出力が全波用充電素子に充電される。また、ダイナモの交流出力のうちの正の半周期では、全波整流回路の出力は第１半波用充電素子に充電され、負の半周期では、全波整流回路の出力は第２半波用充電素子に充電される。そして、全波用充電素子と第１及び第２半波用充電素子とは並列に接続されているので、これらの充電素子に充電された電圧が負荷としての電気機器に供給される。