(57)【要約】【課題】各家庭に既にある自転車に着目し、これを利用して自宅で有酸素運動を行うことを可能とし、それと同時に、その間の運動エネルギーを利用して発電及び蓄電し、多目的でその電力を利用できるようにする発電・蓄電装置を提供する。【解決手段】発電・蓄電装置１は、自転車１００の後輪１０４の回転を利用して発電した電気を蓄電し、自転車１００の後輪１０４の回転運動により発電する発電部２と、この発電部２によって発電した電気を蓄電するための蓄電部４と、自転車１００の後輪１０４を地面から浮かせた状態で、自転車１００を支持する支持フレーム６と、を有し、発電部２は、自転車１００を支持フレーム６によって支持された状態において、自転車１００の後輪１０４と接して、この後輪１０４の回転によって回転される回転ドラム１６を有する。【選択図】図４
2009103071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車の車輪の回転を利用して発電した電気を蓄電するための発電・蓄電装置において、
前記自転車の駆動輪の回転運動により発電する発電部と、この発電部によって発電した電気を蓄電するための蓄電部と、前記自転車の前記駆動輪を地面から浮かせた状態で、前記自転車を支持する支持フレームと、を有し、
前記発電部は、前記自転車を前記支持フレームによって支持された状態において、前記自転車の駆動輪と接して、この駆動輪の回転によって回転される回転部を有する、
ことを特徴とする発電・蓄電装置。
【請求項２】
前記駆動輪は後輪であり、
前記支持フレームは、前記自転車の前輪側を支持する前方フレーム部と、前記前方フレーム部と連結され、前記後輪を地面から浮かせて前記後輪の軸部を支持する後方フレーム部と、を有し、
前記回転部は、前記後輪の前記軸部と平行に配置された回転軸を有するドラムであり、前記自転車が前記支持フレームによって支持された状態において、前記後輪は前記ドラムの周面に接するように配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の発電・蓄電装置。
【請求項３】
前記駆動輪は後輪であり、
前記支持フレームは、前記後輪を地面から浮かせて前記後輪の軸部を支持する後方フレーム部を有し、前記自転車は、前輪と前記後方フレーム部とによって支持され、
前記回転部は、前記後輪の前記軸部と平行に配置された回転軸を有するドラムであり、前記自転車が前記支持フレームによって支持された状態において、前記後輪は前記ドラムの周面に接するように配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の発電・蓄電装置。
【請求項４】
前記駆動輪は後輪であり、この後輪の軸部は、この軸部の両側にそれぞれ同軸上に延びる延長部を有し、
前記支持フレームは、前記後輪を地面から浮かせて前記延長部を支持する後方フレーム部を有し、前記自転車は、前輪と前記後方フレーム部とによって支持され、
前記回転部は、前記後輪の前記軸部と平行に配置された回転軸を有するドラムであり、前記自転車が前記支持フレームによって支持された状態において、前記後輪は前記ドラムの周面に接するように配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の発電・蓄電装置。
【請求項５】
前記発電部の前記回転部は、前記駆動輪の回転に負荷を与えるように回転抵抗を有する、ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の発電・蓄電装置。
【請求項６】
前記蓄電部は、前記発電部と接続及び取り外し自在なバッテリである、ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の発電・蓄電装置。
【請求項７】
前記駆動輪の回転状態を検出する検出器と、前記検出器で検出した車輪の回転状態から、前記車輪の回転による自転車の仮想走行情報及び/又は前記蓄電部の蓄電情報を表示する表示器と、を更に有し、
前記検出器は、前記駆動輪に取り付けられた被検知部と、前記支持フレームに取り付けられ、前記被検知部の通過を検知する検知部とを有し、前記表示器は、この検知部によって検知された前記駆動輪の回転数に基づいて前記情報を表示する、ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の発電・蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既存の自転車を外付けで設置することができる発電及び蓄電するための発電・蓄電装置に関し、より詳しくは、既存の自転車を利用し、それを漕ぐことによって有酸素運動を行いつつ、同時に、駆動輪の回転を利用して発電し、その電気を蓄電するための発電・蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、スポーツジム等では、エアロバイク（登録商標）のような自転車型運動器具のように、漕ぐことによって有酸素運動効果の得られる装置が利用されている。
一方、従来から自転車の車輪の回転を利用して発電力を得る発電装置として、自転車の車軸に内蔵され、自転車走行時の車輪の回転によって発電するものがある（例えば特許文献１）。この発電装置は、自転車の車軸に固定された発電コイルと、発電コイルに対向して配置された磁石とを有し、自転車の走行によって車軸が回転すると発電し、得られた電力は、前照灯等に使用される。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１２７０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような自転車型運動器具を自宅で利用するためには、運動目的だけのために購入し、設置しなければならない。
また、上記のような、自転車の車輪の回転を利用する発電装置は、走行中に前照灯等を点灯するために使用するものである。
【０００５】
そこで、本発明においては、各家庭に既にある自転車に着目し、これを利用して自宅で有酸素運動を行うことを可能とし、それと同時に、その間の運動エネルギーを利用して発電及び蓄電し、多目的でその電力を利用できるようにする発電・蓄電装置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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の発電装置は、自転車の車輪の回転を利用して発電した電気を蓄電するための発電・蓄電装置において、自転車の駆動輪の回転運動により発電する発電部と、この発電部によって発電した電気を蓄電するための蓄電部と、自転車の駆動輪を地面から浮かせた状態で、自転車を支持する支持フレームと、を有し、発電部は、自転車を支持フレームによって支持された状態において、自転車の駆動輪と接して、この駆動輪の回転によって回転される回転部を有する、ことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、支持フレームが駆動輪を浮かせた状態で自転車を支持するので、運転者が自転車を運転すると、駆動輪がその場で回転する。したがって、各家庭にある自転車を利用して運動を行うことができるので、運動のためだけに運動器具を購入し設置する必要がなく、省コスト化、省スペース化を図ることができ、既存の自転車を有効利用することができる。
また、発電部の回転部が駆動輪に接するので、駆動輪の運動エネルギを利用して発電し、蓄電部がその電力を蓄えることができ、その電力を多目的に使用することができる。
【０００８】
本発明の実施の形態においては、駆動輪は後輪であり、支持フレームは、自転車の前輪側を支持する前方フレーム部と、前方フレーム部と連結され、後輪を地面から浮かせて後輪の軸部を支持する後方フレーム部と、を有し、回転部は、後輪の軸部と平行に配置された回転軸を有するドラムであり、自転車が支持フレームによって支持された状態において、後輪はドラムの周面に接するように配置されている、ことが好ましい。
【０００９】
この実施の形態では、後方フレーム部が後輪を地面から浮かせ、前方フレーム部が自転車の前輪側を支持するので、自転車を前後両方から支持フレームで支持することができる。したがって、自転車が支持フレームにしっかり固定されて安定し、運転者が運動しやすくなる。
【００１０】
本発明の他の実施の形態においては、駆動輪は後輪であり、支持フレームは、後輪を地面から浮かせて後輪の軸部を支持する後方フレーム部を有し、自転車は、前輪と後方フレーム部とによって支持され、回転部は、後輪の軸部と平行に配置された回転軸を有するドラムであり、自転車が支持フレームによって支持された状態において、後輪はドラムの周面に接するように配置されている、ことが好ましい。
【００１１】
この他の実施の形態では、自転車の後輪側が後方フレーム部によって支持され、自転車の前輪側が、前輪によって支持されるので、自転車に発電・蓄電装置を取り付ける際に、前輪を取り外す必要がない。したがって、自転車に発電・蓄電装置を取り付ける作業を簡単に行うことができる。これにより、自転車を走行用及び運動用に簡単に切り換えて使用することができる。
【００１２】
本発明の更に他の実施の形態においては、駆動輪は後輪であり、この後輪の軸部は、この軸部の両側にそれぞれ同軸上に延びる延長部を有し、支持フレームは、後輪を地面から浮かせて延長部を支持する後方フレーム部を有し、自転車は、前輪と後方フレーム部とによって支持され、回転部は、後輪の軸部と平行に配置された回転軸を有するドラムであり、自転車が支持フレームによって支持された状態において、後輪はドラムの周面に接するように配置されている、ことが好ましい。
【００１３】
この更に他の実施の形態では、自転車の後輪側が後方フレーム部によって支持され、自転車の前輪側が、前輪によって支持されるので、自転車に発電・蓄電装置を取り付ける際に、前輪を取り外す必要がない。したがって、自転車に発電・蓄電装置を取り付ける作業を簡単に行うことができる。これにより、自転車を走行用及び運動用に簡単に切り換えて使用することができる。
また、自転車の後輪の軸部が延長部を有し、後方フレーム部がこの延長部を支持するので、後方フレーム部が自転車に取り付けられる取付位置が予め確保される。従って、例えば自転車の後輪の軸部に取り付けられた部品を取り外して軸部を所定長さにわたって露出させる等の作業が不要となるから、発電・蓄電装置の取付作業が容易となる。
【００１４】
本発明の別の実施の形態においては、発電部の回転部は、駆動輪の回転に負荷を与えるように回転抵抗を有する、ことが好ましい。
【００１５】
この別の実施の形態では、発電部の回転部が、回転抵抗を有するので、運転者が駆動輪を回転させる際に適切な負荷を得ることができ、有効な有酸素運動を行うことができる。
【００１６】
本発明の更に別の実施の形態においては、蓄電部は、発電部と接続及び取り外し自在なバッテリである、ことが好ましい。
【００１７】
この更に別の実施の形態では、蓄電部が、発電部と接続及び取り外し自在なバッテリであるので、蓄電された電力を、発電部から取り外して、様々な目的に使用することができる。
【００１８】
本発明の更に他の実施の形態においては、駆動輪の回転状態を検出する検出器と、検出器で検出した車輪の回転状態から、車輪の回転による自転車の仮想走行情報及び/又は蓄電部の蓄電情報を表示する表示器と、を更に有し、検出器は、駆動輪に取り付けられた被検知部と、支持フレームに取り付けられ、被検知部の通過を検知する検知部とを有し、表示器は、この検知部によって検知された駆動輪の回転数に基づいて情報を表示する、ことが好ましい。
【００１９】
この更に他の実施の形態では、発電・蓄電装置が、検出器及び表示器を有するので、駆動輪の回転状態を検出器の被検知部及び検知部によって検出し、検出結果に基づいて自転車の仮想走行情報及び／又は蓄電部の蓄電情報を表示器に表示することができる。したがって、運転者が、運動を行いながら、これらの情報を知ることができ、目的意識を持ちながら、楽しく運動を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照して説明する。なお、第２実施形態以降では、第１実施形態と同様の構成には、図面に第１実施形態と同一符号を付し、その説明を簡略化または省略する。
【００２１】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態による発電・蓄電装置について説明する。本実施形態の発電・蓄電装置１は、自転車１００の後輪１０４の回転によって発電力を得るものである。
【００２２】
まず、自転車１００の構造について説明する。図１は自転車１００の側面図である。自転車１００は、市販されている一般的なものであり、前輪１０２と、後輪１０４と、前輪１０２及び後輪１０４を支持する自転車フレーム１０６と、自転車フレーム１０６に取り付けられたサドル１０８と、ハンドル１１０と、ペダル１１２と、を有する。前輪１０２及び後輪１０４は、ハブ１０２Ｂ，１０４Ｂを回転自在に支持する軸部１０２Ａ，１０４Ａを有し、これらの軸部１０２Ａ，１０４Ａは、自転車フレーム１０６に固定されている。ペダル１１２の回転軸は、後輪１０４のハブ１０４Ｂとチェーン（図示せず）で接続されており、したがって、本実施形態の自転車１００は、後輪１０４が駆動輪となっている。
【００２３】
後輪１０４には、自転車１００を駐車する際に、後輪１０４を地面から浮かせて自転車１００を自立させるためのスタンド１１６が取り付けられている。スタンド１１６は、コ字形に折り曲げられた線状部材であり、その両端が後輪１０４の軸部１０４Ａに回動自在に取り付けられている。スタンド１１６は、自転車１００の走行中は、後輪１０４が接地するように、軸部１０４Ａに取り付けられた一対の対向する線状部分が地面と水平になる走行位置に位置する。また、スタンド１１６は、自転車１００を駐車する際には、後輪１０４が地面から浮くように、一対の対向する線状部分が地面と垂直となる駐車位置に位置する。図１に示される自転車１００では、スタンド１１６は、駐車位置に位置している。
【００２４】
次に、このような構造の自転車１００に取り付けられる本発明の第１実施形態による発電・蓄電装置１について説明する。図２は、発電・蓄電装置１の側面図であり、図３は、発電・蓄電装置１の平面図である。また、図４は、発電・蓄電装置１が自転車１００に取り付けられた状態を示す側面図であり、図５は、図４の平面図である。
【００２５】
発電・蓄電装置１は、後輪１０４の回転を利用して発電する発電部２と、発電部２の電力を蓄電する蓄電部４と、発電部２、蓄電部４、および自転車１００を支持する支持フレーム６と、後輪１０４の回転数を検出する検出器８と、検出器８で検出した後輪１０４の回転数に基づいて計算された情報、その他の情報を表示する表示器１０と、を備える。
【００２６】
発電部２は、図示しないが、ロータ及びステータがボックス１２内に収納された電磁誘導式の発電部で、ロータ又はステータが回転軸１４に固定されている。回転軸１４は、ボックス１２から突出し、その先端には回転ドラム１６が取り付けられている。
蓄電部４は、支持フレーム６に取り付けられ、発電部２と接続している。この蓄電部４は、発電部２及び支持フレーム６から取り外し可能なバッテリであり、蓄電部４のみを発電・蓄電装置１から分離して持ち運ぶことが可能である。
【００２７】
支持フレーム６は、発電部２及び蓄電部４を支持するメインフレーム１８と、メインフレーム１８に連結され、後輪１０４を地面から浮かせた状態で支持する後方フレーム部２０と、自転車フレーム１０６の前部を前輪１０２の代わりに支持する前方フレーム部２２と、を有する。
【００２８】
メインフレーム１８は、後輪１０４を幅方向両側から覆う一対の側方フレーム２４と、これらの側方フレーム２４の下端を連結する底部フレーム２６とを有する。側方フレーム２４の前部は、後輪１０４の軸部１０４Ａより下方且つ後方の部分を覆っている。側方フレーム２４の後部は、後輪１０４よりも後方に延びている。また、側方フレーム２４には、メインフレーム１８を地面から所定距離だけ離して配置するための固定用スタンド２７が、側方フレーム２４の下面から下方に突出して設けられている。
底部フレーム２６の前部には、その前後方向に沿って、後輪１０４の一部が内部に配置される長孔２８（図３）が形成されている。また、底部フレーム２６の後部には、発電部２及び蓄電部４が載置される。
【００２９】
後方フレーム部２０は、メインフレーム１８の側方フレーム２４からそれぞれ上方に延び、後輪１０４の軸部１０４Ａを支持する一対の軸支フレーム３０と、軸支フレーム３０による軸部１０４Ａの支持を補助する、水平方向に延びる補助フレーム３２とを有する。これら一対の軸支フレーム３０の下方の一端は、側方フレーム２４に固定され、上方の他端には、軸部１０４Ａを受け入れる上方開口の凹部３４が形成されている。また、一対の補助フレーム３２の後方の一端は、側方フレーム２４に固定され、前方の他端は、軸支フレーム３０の揺動を防止するように、軸支フレーム３０の上部に固定されている。
【００３０】
ここで、軸支フレーム３０の凹部３４から、発電部２の回転軸１４までの距離は、後輪１０４の半径と回転ドラム１６の半径の和に等しいか、それよりも若干小さくなるように設定されている。また、発電部２の回転軸１４は、凹部３４に後輪１０４が取り付けられたとき、後輪１０４の軸部１０４Ａと平行になるように配置されている。
【００３１】
前方フレーム部２２は、メインフレーム１８の底部フレーム２６から前方に前輪１０２の近傍まで水平に延びる延長フレーム３６と、延長フレーム３６に固定され、上方に延びる前部取付フレーム３８とを有する。延長フレーム３６の一端は、底部フレーム２６の幅方向中央に固定されている。また、延長フレーム３６の他端には、延長フレーム３６を地面から所定距離だけ離して配置するためのローラ４０が固定されている。このローラ４０と、メインフレーム１８の固定用スタンド２７とにより、支持フレーム４は、地面から所定距離だけ上方に離れて配置される。
前部取付フレーム３８の下方の一端は、延長フレーム３６の前方の他端に固定され、また、上方の他端には、自転車フレーム１０６の前方部を固定するための取付部４２が設けられている。
【００３２】
検出器８は、後輪１０４に取り付けられる被検知部４４（図４）と、側方フレーム２４の内側に取り付けられる検知部４６と、検知部４６で検知した信号を処理する制御部４８（図３、図５）と、を備える。後輪１０４の回転に伴って被検知部４４が回転すると、検知部４６は、被検知部４４の通過を検知して制御部４８に出力する。
【００３３】
制御部４８は、検知部４６からの信号を入力し、後輪１０４の回転数を算出するとともに、この回転数から、自転車１００が走行していると仮定した場合の仮想走行状態情報を算出する。ここで、仮想走行状態情報は、例えば、仮想走行距離及び仮想走行速度、仮想走行平均速度等が挙げられる。また、制御部４８は、検知部４６からの信号に基づいて、あるいは発電部２から入力された発電信号に基づいて、発電部２の発電電圧を算出する。
【００３４】
なお、制御部４８は、仮想走行状態情報及び発電情報の他、例えば後輪１０４の回転数に基づいて、運転者の消費カロリーを算出することができる。あるいは、制御部４８は、蓄電部４からの信号に基づいて、蓄電部４の蓄電電圧情報を得てもよい。また、制御部４８は、運転開始からの経過時間を計測したり、断続して行われる運動の複数回にわたる積算距離、積算時間等を算出することができる。
また、制御部４８は、記憶部（図示せず）を有し、この記憶部には、運転者が入力する、あるいは発電若しくは運動の観点から好ましい、自転車１００の目標仮想走行速度や運転時間等が記憶されている。また、記憶部は、算出された消費カロリーに応じたカロリーを有する食品のイラストを対応するカロリーとともに記憶することができる。
【００３５】
表示器１０は、制御部４８に接続されるとともに蓄電部４に接続され、蓄電部４で蓄電された電力を使用して駆動される。表示器１０は、タッチパネル方式のディスプレイ５０を有し、このディスプレイ５０には、タッチパネルを操作することにより、制御部４８が算出した情報や、記憶部に記憶されている情報が表示される。
【００３６】
このような構造の発電・蓄電装置１を自転車１００に取り付ける場合には、図４及び図５に示すように、スタンド１１６及び前輪１０２を取り外す。スタンド１１６を取り外すことにより、スタンド１１６が取り付けられていた部分の軸部１０４Ａが露出する。また、フレーム１０６のうち、前部から前輪１０２の軸部１０２Ａに延びるフレーム部分も取り外す。
【００３７】
後輪１０４を底部フレーム２６の長孔２８内に配置し、軸部１０４Ａを軸支フレーム３０の凹部３４に載置する。そして、軸部１０４Ａの先端にナットを取り付ける等して、軸部１０４Ａを凹部３４に固定する。
このとき、凹部３４から発電部２の回転軸１４までの距離が所定距離に設定されているため、自転車１００の後輪１０４の軸部１０４Ａを軸支フレーム３０の凹部３４に配置したとき、後輪１０４の外周面が、回転ドラム１６の外周面に接触する。
【００３８】
一方、フレーム１０６の前部を、前部取付フレーム３８の取付部４２にボルト等で固定する。このような固定構造の支持フレーム６により、自転車１００の前輪側は、前方フレーム部２２によって、また自転車１００の後輪側は後方フレーム部２０によって支持される。また、支持フレーム６は、ローラ４０及び固定用スタンド２７により、地面から所定距離だけ離れているので、後輪１０４は、接地せず、地面から浮いた状態となる。
【００３９】
運転者がサドル１０８に座ってペダル１１２をこぐと、後輪１０４が回転する。後輪１０４の回転に伴って、発電部２の回転ドラム１６が回転して発電する。この発電力は、蓄電部４に蓄電される。なお、自転車１００のギヤを変更することによって、後輪１０４の回転に負荷（回転抵抗）を与えることができ、これにより、ペダル１１２の負荷を変更することができる。
検出器８は、検知部４６によって被検知部４４の通過を検知し、制御部４８に出力する。制御部４８は、後輪１０４の回転数を算出し、これに基づいて、仮想走行速度、仮想走行距離、消費カロリー等の所定の情報を算出する。また、表示部１０は、制御部４８で算出した前述のような情報、及びその他制御部４８に入力された発電電圧や蓄電電圧等の情報、及び記憶部に記憶されている消費カロリーに応じた食品の表示、目標距離等の情報を表示する。これらの表示は、ディスプレイ５０のタッチパネルを操作することにより、切り換えることができる。
【００４０】
このような第１実施形態によれば、次のような優れた効果を得ることができる。
発電・蓄電装置１が、発電部２及び蓄電部４を備え、市販の自転車１００を支持する支持フレーム６を備えているので、各家庭にある自転車１００をそのまま使用して、有酸素運動を行うことができる。したがって、運動専用の自転車型運動器具を購入して設置する必要がなく、既存の自転車１００の有効利用を図ることができる。
また、自転車１００の運転による運動エネルギを利用して、発電部２で発電し、蓄電部４に蓄電することができる。したがって、得られた電力を、前照灯のみに使用していた従来の用途とは異なり、多目的で利用することができる。
【００４１】
支持フレーム６が、後方フレーム部２０と前方フレーム部２２とを有しているので、後方フレーム部２０が後輪１０４を浮かせた状態で自転車１００の後部を支持し、前方フレーム部２２が前輪１０２の代わりに自転車１００の前輪側を支持することができる。これにより、前方フレーム部２２によって自転車１００の前輪側が安定して固定され、運転者がサドル１０８に安定して座って、運動を行うことができる。また、前輪１０２及び後輪１０４の両方が地面に接触しないため、前輪１０２及び後輪１０４によって床が汚れることがないから、室内でも運動を行うことができる。
【００４２】
発電・蓄電装置１が、検出器８及び表示部１０を備えているので、後輪１０４の回転数を検出することができる。したがって、制御部４８によって、仮想走行距離や仮想走行速度、消費カロリー等の情報を算出して、表示部１０のディスプレイ５０に表示することができる。これにより、運転者が、目的意識を持って、より楽しく運動を行うことができる。
【００４３】
蓄電部４が支持フレーム６及び発電部２から取り外し可能に構成されているので、蓄電部４を取り外して、蓄電された電力を様々な用途に使用することができる。
【００４４】
自転車１００のギヤを変更することによって、ペダル１１２にかかる後輪１０４の回転負荷を変更することができるので、運転者の運動目的や好みに合わせて負荷を調整することができる。これにより、発電効率も調整することができる。
【００４５】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態による発電・蓄電装置６０について説明する。第２実施形態による発電・蓄電装置６０は、前方フレーム部２２が設けられていない点が、第１実施形態による発電・蓄電装置１と異なる他は、第１実施形態による発電・蓄電装置１と同様な構造である。
【００４６】
図６は、本発明の第２実施形態による発電・蓄電装置６０を自転車１００に取り付けた状態を示す側面図であり、図７は、図６の平面図である。
発電・蓄電装置６０の支持フレーム６２は、第１実施形態による発電・蓄電装置１の前方フレーム部２２を有していない。したがって、第２実施形態では、自転車１００の前輪側を、前輪１０２によって支持し、自転車１００の後部は、第１実施形態による発電・蓄電装置１と同様に、後方フレーム部２０によって支持する。
【００４７】
このような第２実施形態によれば、第１実施形態の効果と同様の効果が得られる他、次のような優れた効果が得られる。
支持フレーム６２が、第１実施形態による発電・蓄電装置１の前方フレーム部２２を備えず、自転車１００の前部を前輪１０２によって支持するので、前輪１０２を外さなければならない第１実施形態の発電・蓄電装置１と比べて、発電・蓄電装置６０への自転車１００の取付を容易に行える。これにより、自転車１００を、走行用及び運動用の両方に簡単に切り替えることができ、利便性を向上させることができる。
【００４８】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態による発電・蓄電装置７０について説明する。第３実施形態による発電・蓄電装置７０は、前方フレーム部２２が設けられていない点、及び自転車１００の後部をスタンド１１６によって支持するため後方フレーム部２０の構造が異なる他は、第１実施形態による発電・蓄電装置１とほぼ同様の構成を有する。
【００４９】
図８は、本発明の第３実施形態による発電・蓄電装置７０の全体を示す側面図であり、図９は、図８の平面図である。また、図１０は、本発明の第３実施形態による発電・蓄電装置７０を自転車２００に取り付けた状態を示す側面図であり、図１１は、図１０の平面図である。
なお、本実施形態では、自転車２００の後輪１０４の軸部１０４Ａには、図１１に示すように、軸部１０４Ａの両側にそれぞれ同軸上に延びる延長部２０２が設けられている。したがって、延長部２０２は、スタンド１１６の取付位置よりも外方に突出して形成される。
【００５０】
図８及び図９を参照すると、発電・蓄電装置７０の支持フレーム７２は、発電部２及び充電部４を支持するメインフレーム７４を有する。メインフレーム７４の下面には、発電・蓄電装置７０の移動を容易にするローラ７６が設けられている。
【００５１】
メインフレーム７４の後方フレーム部７８は、長手方向に延びる２枚のプレートの一部を互いに厚み方向に重ねて形成され、後方側の一端が、メインフレーム７４に回動中心７８Ａを中心に、回動可能に取り付けられている。後方フレーム部７８の他端には、後輪１０４の軸部１０４Ａが受け入れられる、下側に開口する凹部８０が形成されている。
【００５２】
また、後方フレーム部７８の回動中心７８Ａと凹部８０の間には、後輪１０４の直径に応じて後方フレーム部７８の長さを変更することができる調節手段８２が設けられている。調整手段８２は、２枚のプレートが重なった部分に、長手方向に沿って形成された長孔８４と、長孔８４に貫通し、２枚のプレートを結合するボルト８６とを有する。
ここで、凹部８０から発電部２の回転ドラム１６の回転軸１４までの距離は、後輪１０４の半径と回転ドラム１６の半径との和にほぼ等しいか、それよりも若干小さい値となるように設定されている。
【００５３】
このような構造の発電・蓄電装置７０では、図１０及び図１１に示すように、自転車２００を取り付ける際には、第１実施形態による発電・蓄電装置１とは異なり、スタンド１１６及び前輪１０２を取り外さない。つまり、自転車２００の前輪側は、前輪１０２によって支持する。また、自転車２００の後輪側は、スタンド１１６を駐車位置に位置させて、後輪１０４を地面から浮かせた状態で支持する。
この状態で、ローラ７６により発電・蓄電装置７０を移動させ、回転ドラム１６の外周面を後輪１０４の外周面に当接する。そして、後方フレーム部７８を、回動中心７８Ａを中心に回動させて、後輪１０４の軸部１０４Ａの延長部２０２に、凹部８０を上方から係合させる。これにより、回転ドラム１６を、後輪１０４に対して位置決めし、後輪１０４の外周面と回転ドラム１６の外周面の接触を維持する。
自転車２００に発電・蓄電装置７０を取り付けた状態で自転車２００のペダル１１２をこげば、発電部２によって得られた電力が、蓄電部４に蓄電される。
【００５４】
このような第３実施形態によれば、第１実施形態及び第２実施形態の効果と同様の効果が得られる他、次のような優れた効果を得ることができる。
スタンド１１６を駐車位置に位置させて、後輪１０４を地面から浮かせた状態で、自転車２００の後部をスタンド１１６で支持するので、第１実施形態及び第２実施形態による発電・蓄電装置１，６０とは異なり、スタンド１１６を取り外す必要がない。したがって、家庭で使用している自転車２００をそのまま使用することができるので、走行用及び運動用の使用のための切換を容易に行うことができる。
【００５５】
後方フレーム部７８に、後方フレーム部７８の長さを調整する調整手段８２が設けられているので、後輪１０４の直径に応じて、凹部８０の位置を調整することができる。従って、後輪１０４の回転を回転ドラム１６に効率的に伝達することができるように、後輪１０４と回転ドラム１６とを接触させることができる。これにより、発電・蓄電装置７０を、様々なサイズの後輪１０４を有する自転車２００に使用することができ、発電・蓄電装置７０の汎用性を向上させることができる。
【００５６】
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
例えば、調整手段は、第３実施形態の後方フレーム部７８に設けられていたが、これに限らず、第１実施形態及び第２実施形態の発電・蓄電装置１，６０の後方フレーム部２０に設けられていてもよい。また、第１実施形態では、後方フレーム部２０だけに限らず、前方フレーム部２２にも、自転車１００の前輪側の支持位置を調整するための調整手段が設けられていてもよい。この場合には、例えば延長フレーム３６の長さを可変に構成すればよい。
【００５７】
充電部は、充電した電気の使用用途が予め定まっている場合などでは、支持フレームまたは発電部から取り外して搬送する必要がないので、本発明では、充電部は、必ずしも、支持フレームまたは発電部から取り外し可能な構造でなくてもよい。
発電機の回転部は、ドラムに限らず、自転車の駆動輪に接触して駆動輪の回転に伴って回転する回転体であれば、その形状、構成は任意である。
【００５８】
検出器及び表示器は、必ずしも設けられていなくてもよい。検出器及び表示器が設けられていない場合には、制御部も設けられていなくてよい。
【００５９】
駆動輪は、前述の各実施形態では、後輪であったが、これに限らず、前輪駆動の自転車の場合には発電部を前輪に接続するように構成すればよい。また、自転車が二輪駆動の場合でも、いずれか一方に発電・蓄電装置を取り付け、いずれか他方の車輪を支持フレームで支持することによって地面から浮かせればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１実施形態による発電・蓄電装置が取り付けられる自転車１００の全体を示す側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による発電・蓄電装置の全体を示す側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による発電・蓄電装置の全体を示す平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による発電・蓄電装置を自転車に設置した状態を示す側面図である。
【図５】本発明の第１実施形態による発電・蓄電装置を自転車に設置した状態を示す平面図である。
【図６】本発明の第２実施形態による発電・蓄電装置を自転車に設置した状態を示す側面図である。
【図７】本発明の第２実施形態による発電・蓄電装置を自転車に設置した状態を示す平面図である。
【図８】本発明の第３実施形態による発電・蓄電装置の全体を示す側面図である。
【図９】本発明の第３実施形態による発電・蓄電装置の全体を示す平面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態による発電・蓄電装置を自転車に設置した状態を示す側面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態による発電・蓄電装置を自転車に設置した状態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１，６０，７０  発電・蓄電装置
２  発電部
４  蓄電部
６，６２，７２  支持フレーム
８  検出器
１０  表示器
１６  回転ドラム
２０，７８  後方フレーム部
２２  前方フレーム部
４４  被検出部
４６  検出部
１００，２００  自転車
１０２  前輪
１０４  後輪
１０４Ａ  軸部
１１６  スタンド
２０２  延長部
【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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