説明

自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置

【課題】 足踏式の発電機で発電した電力を蓄電池に蓄電する足踏式発電健康装置において、発電しないときに、家庭用電源から蓄電池を充電すると、健康維持運動が疎かになり、健康器具としての役割を果たせない課題があると共に、家庭用電源を使用すると結果として自然環境に負担をかける課題がある。
【解決手段】 足踏式駆動力により発電する発電機83の発電電流を蓄電池36に供給すると共に該蓄電池36に自然エネルギ電源52、55から電流制御回路85を介して補充電流を補給するようになし、補給電流を前記発電電流に対応して蓄電池36に補給するように制御してなる足踏式発電健康装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、足踏式の発電健康装置として、特許第2942748号公報には、定置固定式の足踏式運動器具において、整流回路及び可変負荷回路を介してバッテリーに供給する発電機の足踏発電電流を増減制御する運動器具は記載されている。
足踏式の発電健康装置は、発電機を設けることで運動を電力として蓄えることができるが、屋外に出られないから室内で使用されている。
足踏式の自走移動装置としては、電池で駆動モーターを駆動し足踏走行を補助する電動アシスト自転車が知られているが、この自転車に前記駆動モーターとは別体に発電機を設けて前記駆動モーターの電池を充電可能としたものが、特開2001−191976号により提案されている。
【特許文献1】特許第2942748号公報
【特許文献2】特開2001−191976号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
足踏式の発電機の発電した電力を蓄電池に供給して蓄電することができるようになした足踏式発電健康装置において、発電健康装置に車輪を設けて、蓄電池に蓄電した電力を使って駆動モーターを駆動し屋外を自走するには、多大の電力を必要とし、自家発電だけでは長距離走行ができないから、足踏式に発電しないときに、前もって家庭用電源から蓄電池を充電する場合、足踏駆動機構による健康維持運動が疎かになり、健康器具としての役割を果たせない課題があると共に、化石燃料を燃やして発電する家庭用電源を使用する結果としてCO2による環境汚染や自然環境に負担をかける課題がある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
そこで、本発明は、請求項1に記載のように、足踏式駆動力により発電する発電機の足踏発電電流を蓄電する蓄電池を着脱困難に一体に有する装置本体に、装置本体のほぼ全体を覆うカバー体を設け、該カバー体に前記蓄電池に補給電流を補給する自然エネルギー発電システムを設けてなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置を提供するものである。
【0005】
また、本発明は、請求項2に記載のように、請求項1に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、自然エネルギー発電システムがカバー体の表面に外光に向かって設けた太陽電池からなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置を提供するものである。
【0006】
また、本発明は、請求項3に記載のように、請求項1又は2に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、カバー体の天板部に拡張天板部を設け、該拡張天板部に太陽電池が設けてある自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置を提供するものである。
【0007】
また、本発明は、請求項4に記載のように、請求項1、2又は3に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、自然エネルギー発電システムが風力発電装置からなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置を提供するものである。
【0008】
また、本発明は、請求項5に記載のように、請求項4に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、風力発電装置が交流発電機を有し、蓄電池に交流発電機の交流電源からAC/DCコンバータを介して補給電流を補給可能にした自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置を提供するものである。
【0009】
また、本発明は、請求項6に記載のように、請求項4又は5に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、風力発電装置が風速計を具備することからなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置を提供するものである。
【0010】
また、本発明は、請求項7に記載のように、請求項4乃至6のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、風力発電装置が風向計を具備することからなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置を提供するものである。
【0011】
また、本発明は、請求項8に記載のように、請求項4乃至7のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、風力発電装置を着脱可能に設けてなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置を提供するものである。
【0012】
また、本発明は、請求項9に記載のように、請求項1乃至8のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、蓄電する補給電流を前記足踏発電電流に対応して補給するように制御してなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置を提供するものである。
【0013】
また、本発明は、請求項10に記載のように、請求項9に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、足踏発電電流と補給電流の和が一定以上の場合には一定以上の蓄電池に供給する電流を放電するように制御してなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置を提供するものである。
【0014】
また、本発明は、請求項11に記載のように、請求項10に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、補給電流を放電するように制御してなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置を提供するものである。
【0015】
また、本発明は、請求項12に記載のように、請求項10又は11に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、放電電流によりカバー体に設けたライト、扇風機、警報機等の電気機器を作動するように制御してなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置を提供するものである。
【0016】
また、本発明は、請求項13に記載のように、請求項10乃至12のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、足踏発電電流が一定以下の場合には補給電流の放電をゼロになるように制御してなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置を提供するものである。
【0017】
また、本発明は、請求項14に記載のように、請求項1乃至13のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、足踏発電電流に補給電流が比例又は反比例して増減するように選択的に増減制御可能にしてなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置を提供するものである。
【0018】
また、本発明は、請求項15に記載のように、請求項1乃至14のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、装置本体が走行可能な三輪以上の車輪を有することからなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置を提供するものである。
【0019】
また、本発明は、請求項16に記載のように、請求項15に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、装置本体が足踏駆動可能な駆動軸に車輪を有する自転車からなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置を提供するものである。
【0020】
また、本発明は、請求項17に記載のように、請求項16に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、風力発電装置をカバー体の後部側に設けてなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置を提供するものである。
【0021】
また、本発明は、請求項18に記載のように、請求項1乃至17のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、足踏式走行駆動機構を自転車の駆動軸に設けてなる自転車型の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置を提供するものである。
【0022】
また、本発明は、請求項19に記載のように、請求項1乃至18のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、蓄電池からカバー体に設けた電気機器に電気を供給するようにしてなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置を提供するものである。
【0023】
また、本発明は、請求項20に記載のように、請求項19に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、蓄電池から電気の供給を受けるカバー体に設けた電気機器が足踏駆動機構の駆動回転軸に設けた駆動モーターからなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置を提供するものである。
【0024】
また、本発明は、請求項21に記載のように、請求項1乃至20のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、発電機の駆動軸と足踏駆動機構を、足踏駆動機構側からのみ足踏駆動方向に連動回転するように連結してなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置を提供するものである。
【0025】
また、本発明は、請求項22に記載のように、請求項1乃至21のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、発電機を足踏式走行駆動機構の駆動軸に設けてなる自転車型の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置を提供するものである。
【0026】
また、本発明は、請求項23に記載のように、請求項1乃至22のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、発電時に、発電機から蓄電池に供給する足踏発電電流を増減制御することにより補給電流を増減するように制御してなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置を提供するものである。
【0027】
また、本発明は、請求項24に記載のように、請求項1乃至23のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、外部に設けた家庭用電源と装置本体との間に接続手段を設けてないことからなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置を提供するものである。
【0028】
また、本発明は、請求項25に記載のように、請求項1乃至24のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、蓄電池がキャパシターからなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置を提供するものである。
【発明の効果】
【0029】
本発明に係る自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置によれば、請求項1に記載のように、足踏式駆動力により発電する発電機の足踏発電電流を蓄電する蓄電池を着脱困難に一体に有する装置本体に、装置本体のほぼ全体を覆うカバー体を設け、該カバー体に前記蓄電池に補給電流を補給する自然エネルギー発電システムを設けてなる構成を有することにより、足踏式の健康装置において足踏駆動力により発電した足踏発電電流を蓄電池に蓄電することができると共に、前記足踏式健康装置のほぼ全体を覆う自然エネルギー発電システムを有する自然エネルギー発電カバー体で発電した補給電流を蓄電池に補給することができるから、足踏発電以上の電力が得られ、足踏駆動しない休憩時や屋外に放置状態のときもカバー体によって蓄電池に充電を継続することができ、化石燃料を燃やして発電する家庭用電願による充電を行わないで済み、CO2による環境汚染の問題も回避できる効果がある。
【0030】
また、本発明は、請求項2に記載のように、請求項1に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、自然エネルギー発電システムがカバー体の表面に外光に向かって設けた太陽電池からなる構成を有することにより、屋内照明時や昼間時にカバー体と一体な太陽電池により蓄電池に充電することができる効果がある。
【0031】
また、本発明は、請求項3に記載のように、請求項1又は2に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、カバー体の天板部に拡張天板部を設け、該拡張天板部に太陽電池が設けてある構成を有することにより、カバー体の窓から差し込む日照をサンバイザーで遮光している間に太陽電池により蓄電池に充電することができる効果がある。
【0032】
また、本発明は、請求項4に記載のように、請求項1、2又は3に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、自然エネルギー発電システムが風力発電装置からなる構成を有することにより、発電装置本体が風に晒されている状況にあれば、室内、室外、雨天や晴天、昼間、夜間を問わずに、風力発電によって蓄電池に充電することができる効果がある。
【0033】
また、本発明は、請求項5に記載のように、請求項4に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、風力発電装置が交流発電機を有し、蓄電池に交流発電機の交流電源からAC/DCコンバータを介して補給電流を補給可能にした構成を有することにより、交流発電機を有する風力発電装置により蓄電池に補給電流を蓄電することができる効果がある。
【0034】
また、本発明は、請求項6に記載のように、請求項4又は5に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、風力発電装置が風速計を具備することからなる構成を有することにより、装置本体の置かれている場所の風速情報が瞬時に分かる効果がある。
また、本発明は、請求項7に記載のように、請求項4乃至6のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、風力発電装置が風向計を具備することからなる構成を有することにより、装置本体の置かれている場所の風向き情報が瞬時に分かる効果がある。
【0035】
また、本発明は、請求項8に記載のように、請求項4乃至7のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、風力発電装置を着脱可能に設けてなる構成を有することにより、風力発電装置を状況に応じて着脱して使用することができる効果がある。
【0036】
また、本発明は、請求項9に記載のように、請求項1乃至8のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、蓄電する補給電流を前記足踏発電電流に対応して補給するように制御してなる構成を有することにより、例えば、足踏電流量が大きいときには蓄電する補給電流量を小さくし、足踏電流量が小さいときには補給電流量を大きくすることによって、効率よく蓄電池に蓄電できるように制御することができる効果がある。
【0037】
また、本発明は、請求項10に記載のように、請求項9に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、足踏発電電流と補給電流の和が一定以上の場合には一定以上の蓄電池に供給する電流を放電するように制御してなる構成を有することにより、蓄電池に対して充電に必要な電流量以上の電流を供給することなく、過剰な電流を装置本体に付帯する他の電気機器等に放電して効率よく蓄電することができる効果がある。
【0038】
また、本発明は、請求項11に記載のように、請求項10に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、補給電流を放電するように制御してなる構成を有することにより、足踏発電電流と補給電流の和が一定以上の場合には、補給電流を放電して一定以上の蓄電池に供給する電流を制御することができる効果がある。
【0039】
また、本発明は、請求項12に記載のように、請求項10又は11に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、放電電流によりカバー体に設けたライト、扇風機、警報機等の電気機器を作動するように制御してなる構成を有することにより、放電電流によりカバー体に設けたライト、扇風機、警報機等の電気機器を必要に応じて作動することができる効果がある。
【0040】
また、本発明は、請求項13に記載のように、請求項10乃至12のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、足踏発電電流が一定以下の場合には補給電流の放電をゼロになるように制御してなる構成を有することにより、足踏発電電流が一定以下の場合には補給電流の放電をゼロになるように制御して蓄電池の充電をすることができる効果がある。
【0041】
また、本発明は、請求項14に記載のように、請求項1乃至13のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、足踏発電電流に補給電流が比例又は反比例して増減するように選択的に増減制御可能にしてなる構成を有することにより、足踏発電電流が少ないときには補給電流の供給を増大し、多いときには減少するように選択して増減制御することができる効果がある。
【0042】
また、本発明は、請求項15に記載のように、請求項1乃至14のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、装置本体が移動可能な三輪以上の車輪を有することからなる構成を有することにより、健康装置を三輪以上の車輪で支持して安定した状態で移動することができる効果がある。
また、本発明は、請求項16に記載のように、請求項15に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、装置本体が足踏駆動可能な駆動軸に車輪を有する自転車からなる構成を有することにより、自転車の足踏駆動軸によって足踏駆動発電を行うことができる効果がある。
【0043】
また、本発明は、請求項17に記載のように、請求項16に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、風力発電装置をカバー体の後部側に設けてなる構成を有することにより、風力発電装置がカバー体の前窓の視野を遮らない効果があると共に、後輪を重くし、前輪の荷重を軽くする効果がある。
【0044】
また、本発明は、請求項18に記載のように、請求項1乃至17のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、足踏式走行駆動機構を自転車の駆動軸に設けてなる自転車型の構成を有することにより、自転車の足踏駆動に対応して蓄電することができる効果がある。
【0045】
また、本発明は、請求項19に記載のように、請求項1乃至18のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、蓄電池から他の電気機器に電流を供給するようにしてなる構成を有することにより、蓄電池からの電流の供給により電気機器を作動させることができる効果がある。
【0046】
また、本発明は、請求項20に記載のように、請求項19に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、蓄電池から電流の供給を受ける他の電気機器が足踏駆動機構の駆動回転軸に設けた駆動モーターからなる構成を有することにより、健康装置の足踏駆動回転軸を蓄電池からの電流によって補助駆動することができる効果がある。足踏式発電健康装置を提供するものである。
【0047】
また、本発明は、請求項21に記載のように、請求項1乃至20のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、発電機の駆動軸と足踏駆動機構を、足踏駆動機構側からのみ足踏駆動方向に連動回転するように連結してなる構成を有することにより、足踏走行時には前記発電機の駆動軸を足踏回転して発電しながら走行できる一方、発電機の駆動軸の高速回転時や慣性弾み車による回転では足踏駆動を止めて交流電源からの補給電流の供給を止めて、発電機のみの発電により蓄電池への充電を可能にしながら足を休めることができる効果がある。
【0048】
また、本発明は、請求項22に記載のように、請求項1乃至21のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、発電機を足踏式走行駆動機構の駆動軸に設けてなる構成を有することにより、足踏式発電健康装置を走向させながら、足踏式走行駆動機構の駆動軸に設けた発電機を駆動して走行速度や走向路の傾斜や路面状況に対応して、蓄電池に供給する供給電流を増減制御することができる効果がある。
【0049】
また、本発明は、請求項23に記載のように、請求項1乃至22のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、発電時に、発電機から蓄電池に供給する足踏発電電流を増減制御することにより補給電流を増減するように制御してなる構成を有することにより、足踏運動による発電機の足踏発電電流を増減制御して、カバー体からの補給電流を増減制御して蓄電池の蓄電状況を適宜に制御することができる効果がある。
【0050】
また、本発明は、請求項24に記載のように、請求項1乃至23のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、外部に設けた家庭用電源と装置本体との間に接続手段を設けてないことからなる構成を有することにより、外部の家庭用電源から蓄電池を充電することができないから、足踏駆動機構による蓄電と健康維持運動が欠かせないと共に、家庭用電源として商用電力を使用しない結果として自然環境に負担をかけない効果がある。
【0051】
また、本発明は、請求項25に記載のように、請求項1乃至24のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、蓄電池がキャパシターからなる構成を有することにより、充電と放電を短時間に行うことができ、太陽電池や風力発電装置と組み合わせることによって力を発揮する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0052】
以下図示する実施例のより本発明を説明する。
【実施例1】
【0053】
図において、1は装置本体フレームで、その前部傾斜部2の先端は前輪操舵軸3の軸受部材4に一体に固定してあり、中間湾曲部5から後方は後部水平部6として後輪支持フレーム7に一体に固定してある。
前輪操舵軸3には軸受部材4の下方においてヨーク状の前輪支持フレーム8が一体に連結してあり、前輪10の車軸を前輪支持フレーム8の下端部に設けたハブ9により回転自在に支持している。
【0054】
後輪支持フレーム7には、水平方向に左右2本2組の後輪取付フレーム11が水平方向に設けてあり、その先端部のハブ12によって2個の後輪13の車軸を回転自在に支持している。
装置本体フレーム1の後部水平部6と後輪支持フレーム7とは、後輪13を持ち上げて空転状態にすることができるように、別体として設けたスタンド部材で支持することができるように構成してあり、発電健康装置として室内等において固定した状態で、ペダル24による足踏駆動により後輪13を回転させて運動ができるように構成してある。
【0055】
また、装置本体フレーム1の後部水平部6と後輪支持フレーム7とは、荷重を弾性的に受け止めることができるように、適宜な弾性変形部材を介して連結することが好ましく、また、後輪支持フレーム7と後輪取付フレーム11との連結部もショックアブソーバ的な適宜な弾性変形部材を介して連結することが好ましい。
【0056】
前輪操舵軸3の軸受部材4には、連結支持部材14によって、装置本体フレーム1に沿った上方且つ後方に離れてハンドル軸15の軸受部材16が固定してある。17は軸受部材16と連結支持部材14との連結補強部材である。連結支持部材14の中間部は、装置本体フレーム1の前部傾斜部2上に立ち上げた支柱部材18によって強固に支持されている。
【0057】
ハンドル軸15の上端部には、ハンドル19が一体に固定してあると共に、その下端部には、軸受部材16の下方おいてハンドル軸15と前輪操舵軸3とを連動するように連結する連動機構20の原動連結部21が設けてある。他方、前輪操舵軸3の上端部には前記連動機構20の従動連結部22が設けてある。
【0058】
図示の実施例の場合、前記連動機構20は、ハンドル軸15の下端部に設けた原動連結部であるリンク部材21と前輪操舵軸3の上端部に設けたリンク部材22とを互いに反対方向に作動する2本のリンク杆23で連動するリンク連動機構で連結してあり、リンク部材21,22を互いに平行に、リンク杆23を互いに平行に連結することによって、前輪操舵軸とハンドル軸とが同一回転角度で連動する平行リンク連動機構とすることができる。
【0059】
他の連動機構の実施形態としては、ハンドル軸15の下端部に設けた原動連結部として原動プーリ又はスプロケットを設け、前輪操舵軸3の上端部に設けた従動連結部として従動プーリ又はスプロケットを設け、両者間をタイミングベルト又はチェーン等で連結して連動機構を構成することができる。その他、歯車列機構等の連動機構を使用することも可能である。
【0060】
これら連動機構において、原動連結部のリンク部材21やプーリ又はスプロケットを、従動連結部のリンク部材22やプーリ又はスプロケットより大きく、又は小さくすれば、それに対応してハンドル軸15の回転角度より前輪操舵軸3の回転角度を大きく、又は小さく回転するように設定することができ、同じ大きさにすれば、両者が同じ回転角度で連動する平行連動機構になる。即ち、連動機構の原動連結部と従動連結部の大小の設定で、ハンドルの切れや重さを調節することができる。
なお、ハンドル軸15及びその軸受部材16と前輪操舵軸3及びその軸受部材4は、図示の実施例に記載の如く、円滑な連動機構20の構成、車体のバランス及び適正な運転感覚の確保のために平行であることが好ましい。
【0061】
また、本発明においては、ハンドル軸15の前方の装置本体フレーム1の前部傾斜部2にペダル24による足踏用駆動軸25を設けてあり、その駆動スプロケット26と、装置本体フレーム1の中間湾曲部5の近傍に設けた中継スプロケット27との間に装置本体フレーム1に沿って第1伝動チェーン28が巻回してあり、中継スプロケット27と同軸の中継スプロケット29と装置本体フレーム1の後部水平部6の後輪支持フレーム7に設けた後部スプロケット30との間にほぼ水平に第2伝動チェーン31が巻回してあり、後部スプロケット31と同軸の後部スプロケット32と後輪13の車軸13に設けた後輪スプロケット33との間にほぼ水平に第3伝動チェーン34が巻回してあり、ペダル24により足踏用駆動軸25を駆動することによって後輪13を回転駆動し、走行することができるように構成してある。
【0062】
また、後輪13の車軸12には、蓄電モータ37が設けてあり、後輪13を別体のスタンド部材で支持して発電健康装置として室内等に設置した状態で、ペダル24による足踏駆動により後輪13を回転させて運動すると同時に、蓄電モータ37で蓄電池36に発電ができるように構成することができる一方、後輪13の車軸12と蓄電モータ37との間の伝動経路に任意に開閉し得るクラッチを介装し、後輪13を開放した状態で蓄電モータ37だけを足踏駆動により回転駆動して発電できるように構成することも可能である。
なお、蓄電モータ37は、走行時に発電した電力を蓄電池36に供給して蓄電することができる。
また、後輪13の車軸12には、駆動モータ35を設けて、後輪支持フレーム7に載置した蓄電池36の電力を受けて後輪13を駆動することができるように構成することも可能であるが、蓄電モータ37と駆動モータ35を一体の発電・駆動モータとして構成し、クラッチの接続状体で蓄電池からの電力を供給して発電・駆動モータに動力を発生させて後輪13をアシスト駆動することができるようにすると共に、クラッチの開放状態で足踏駆動により発電・駆動モータのロータ軸へ逆負荷による電力を発生させ、蓄電池に充電させるように構成することも可能である。
【0063】
また、前記チェーン駆動部には、装置本体フレーム1の湾曲に沿って取付部材38によって駆動部カバー体39が設けてある。このハンドル軸15の下方空間を利用して足踏用駆動軸25に設けた駆動部カバー体39には、前照灯や方向指示器、駆動制御等用のスイッチ類を配設することができる。46は後部支持フレーム7上に設置した荷物ケースである。
【0064】
なお、図示の実施例の場合、連結支持部材14の中間部は、装置本体フレーム1の前部傾斜部2の足踏用駆動軸25の軸受部分に立ち上げた支柱部材18により強固に支持されている。
また、40は後輪13の車軸12に設けたディスクブレーキで、ハンドル19の後輪ブレーキレバー41により、ブレーキワイヤ42を通じて操作することができるように構成してある。同様に、前輪ブレーキ43はハンドル19の前輪ブレーキレバー44により、ブレーキワイヤ45を通じて操作することができるように構成してある。その他、47は前輪泥除け、48は後輪泥除けである。
【0065】
次に、本発明によれば、背もたれ51を一体に具備する座席シート50は、その取付台53が装置本体フレーム1のパイプ状の後部水平部6に移動調整機構を介して前後方向に位置調整可能に設けてある。座席シート50の移動調整機構は、取付台53の下端部のガイド枠部が後部水平部6を跨ぐ形で摺動自在に移動するように構成してある。
【0066】
また、本発明の実施例によれば、前輪操舵軸3の軸受部材4には、左右横方向、ほぼ水平に左右対称に支持バー部材60を設け、該支持バー部材60に位置調整可能な連結枠59を介してハンドル19の幅に匹敵する間隔で前照灯62を配置し、前輪前方を広い範囲で照射することができるように構成してある。
【0067】
また、支持バー部材60の先端部には、位置調整可能な取付金具61が設けてあり、図5乃至図6に記載のように、カバー体65の前部64を位置調整可能に取り付けるように構成してあり、カバー体65の前照灯部77に前照灯62が合致するように構成してある。
また、カバー体65の後部66は、後輪支持フレーム7に着脱可能に取り付けてある。
【0068】
カバー体65は、前部64と後部66とが、前部連結枠67,68及び後部連結枠部69,71を介してカバー体65の中央より後方に位置して設けた天井部70で一体化されており、前面窓部72と前側窓部73とからなるフロント窓、後面窓部74と後側窓部75とからなるリヤ窓、側面窓部76を有する着脱可能なドア78を具備しており、前後及び側面に広い視野が得られるように構成してある。
また、前面窓部72にはワイパー79を設けて、雨天に備えることができる。
また、前部連結枠部67,68及び後部連結枠部69,71は窓部を着脱する柔軟なゴム又は合成樹脂製の弾性保持部を具備しており、窓部の着脱を容易に行えるように構成してある。
【実施例2】
【0069】
上記の構成からなる足踏式発電健康装置において、本発明は、図7に示す実施例の場合、カバー体65の天井部70の表面に沿って、前記蓄電池36に補給電力を供給する自然エネルギー発電システムとして、多数の太陽電池モジュール52からなる太陽電池を配設してある。実施例では、天井部70と太陽電池モジュール52は接着部54によって一体に接着してある。なお、太陽電池モジュール52はカバー体65の適宜な場所に配置することができるから、太陽電池の設置面積を拡大することができると共に、カバー体65の形状を維持して空気抵抗を低減することができ、また、カバー体65のデザイン上の自由度を増すこともできる。
【実施例3】
【0070】
また、図8に示す実施例では、カバー体65の一部を太陽電池を構成する太陽電池モジュール52で一体に構成してあり、走行する際に空気抵抗を受け難くすることができ、太陽電池を設けた部分の電気の配線を容易にし、且つ、カバー体65の材料コストを削減することができると共に、そのカバー部分に太陽電池を設置する作業を不要にすることができる。
【0071】
実施例の場合、太陽電池を構成する太陽電池モジュール52は、合成樹脂、合成ゴム等からなる柔軟性のある弾性体49によって、周囲を囲む形でカバー体65に嵌合して固定してある。なお、弾性体49に代え、又は同時に固定用金具で上下から挟み込んで固定することも可能である。
また、個々の太陽電池モジュール52は、小型のものに限らず、複数個を太陽電池モジュールユニットとして大型にしたものでも良い。
【実施例4】
【0072】
更に、図7では天井部70に突出した形態で設けた太陽電池モジュール52を、天井部70に設けた凹部内に埋め込む形態で設置し、太陽電池モジュール52からなる太陽電池をカバー体65表面から外方に突出しないように設けることも可能である。
【実施例5】
【0073】
また、本発明は、上記の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、カバー体65の窓72、73、74、75又は76に設けたサンバイザーに補給自然エネルギー発電システムとして太陽電池を設けることができ、このことにより、カバー体65の窓から差し込む日照をサンバイザーで遮光している間に太陽電池により蓄電池36に充電することができる。
【実施例6】
【0074】
また、本発明は、図9又は図10に記載のように、上記の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、蓄電池に補給電流を補給するカバー体65の自然エネルギー発電システムとして、風力発電装置55を設けた構成を有し、このことにより、風力発電装置55が風に晒されている状況にあれば、室内、室外、雨天や晴天、昼間、夜間を問わずに、風力発電によって蓄電池に充電することができる。また、風力発電装置55をカバー体65の後部側に設けることによって、風力発電装置55が前窓の視野を遮らない効果がある一方、後輪の加重を大きくして後輪による駆動摩擦を増大することができると共に、前輪を軽くして操舵を軽快にすることができる。
【実施例7】
【0075】
図9に記載の実施例の場合、風力発電装置55は、支柱56の先端部に方向転換自在に設けてあり、ほぼ水平方向に風車羽根58と風向板63を一体に具備しており、カバー体65の後部66に設けた固定部材57に支柱56の下端部を着脱自在に一体に固定可能に設けてある。
風向きによって、風向板63が風下を向き、風車羽根58が常時風上に向かって回転するように構成してあり、従って、風車羽根58の回転速度から風速が測定できると共に、風向きが分かるように構成してあるから、健康装置本体がどの方向からどのくらい強い風を受けているか刻々と分かるように構成することができる。なお、図では省略したが風車羽根58の周囲を安全カバー枠で覆うことも勿論可能である。
【実施例8】
【0076】
また、図10に記載の実施例の場合、風力発電装置55は、カバー体65の天井部70の後部に着脱可能に一体に設けてあり、ほぼ垂直な回転軸を中心に縦方向に設けた羽根車80が風向きに関係なく回転するように構成してある。風向きによらず、風が吹けば縦置きの羽根車80は回転するから、風速計としても兼用できる構成であり、従って、健康装置本体が受けている風速を時々刻々に測定することができる。
81は羽根車80を覆う安全カバー枠である。
【0077】
また、上記本発明の実施例において、風力発電装置55が交流発電機を有し、蓄電池に交流発電機の交流電源からAC/DCコンバータを介して補給電流を補給可能にした構成を有することにより、交流発電機を有する風力発電装置により蓄電池に補給電流を蓄電することができる。
【実施例9】
【0078】
以上の通り、本発明の発電健康装置本体は、ペダル24を踏むことで後輪13が回転し、この後輪13の回転に伴って発電する蓄電モータ37を設けてあり、図11に記載のように、この蓄電モータ37により発電された電力を電気回路基盤82を介して蓄電池36に充電するように構成してある。
また、図11において、太陽電池モジュール52からなる太陽電池からの電線は、カバー体65内の配線により電気回路基盤82を介して蓄電池36に接続してあり、また同様にして、風力発電装置55からの電線もカバー体65内の配線により電気回路基盤82を介して蓄電池36に接続してある。
【0079】
太陽電池52又は蓄電モータ37で発電された電力は補給電流として蓄電池36に補給され、室内又は屋外において、足踏駆動しない休憩時や屋外に放置状態のときもカバー体65によって蓄電池36に充電を継続することができる。
なお、蓄電池36としては、イオンを吸着脱する活性炭を電極に使うことで充電と放電を短時間に行うことができ、太陽電池や風力発電装置と組み合わせると力を発揮するキャパシターを使用することが好ましい。
【0080】
上記の実施例に記載のように、本発明装置は、足踏式駆動力により発電する蓄電モータ37の足踏発電電流を蓄電する蓄電池36を有する装置本体に、装置本体のほぼ全体を覆うカバー体65を設け、該カバー体65に前記蓄電池36に補給電流を補給する自然エネルギー発電システムを設けてなる構成を有することにより、室内又は屋外において、足踏式の健康装置において足踏駆動力により発電した足踏発電電流を蓄電池36に蓄電することができると共に、前記足踏式健康装置のほぼ全体を覆う自然エネルギー発電システムを有する自然エネルギー発電カバー体65で発電した補給電流を蓄電池36に補給することができるから、足踏駆動しない休憩時や屋外に放置状態のときもカバー体によって蓄電池に充電を継続することができる。
【実施例10】
【0081】
次に、図12に示す前記電気回路基盤82の電気制御部90の実施例の場合、足踏式駆動力により発電する蓄電モータ37の直流発電機83のDC5乃至24Vの発電電流をDC/DCコンバータ84を介してDC28Vの直流電流に昇圧して電流制御回路85を介してDC24Vの蓄電池36に供給して蓄電することができるように構成してあり、図示の足踏式発電健康装置において、DC/DCコンバータ84から蓄電池36に供給する供給電流を電流制御回路85によって増減制御することができるように構成してある。
【0082】
また、図12の実施例の場合、足踏駆動する蓄電モータ37は直流発電機83であるが、交流発電機であっても勿論良く、その場合には、DC/DCコンバータ84に換えてAC/DCコンバータを使用することとなる。
他方、カバー体65に設けた太陽電池52からは補助電流が電流制御回路85を介して蓄電池36に供給されるように構成してあると共に、風力発電装置55の交流発電機からはAC/DCコンバータ86を介してDC28Vの直流電流に整流した補助電流が、電流制御回路85を介して蓄電池36に供給することができるように構成してある。
【0083】
電流制御回路85にはマイクロコンピュータが組み込まれており、太陽電池52又は風力発電装置55から蓄電する補給電流を、前記足踏発電電流に対応して補給するように制御してなる構成を有し、足踏電流量が大きいときには蓄電する補給電流量を小さく制御し、足踏電流量が小さいときには補給電流量を大きくする制御をすることによって、効率よく蓄電池に蓄電できるように構成してある。
【実施例11】
【0084】
また、この実施例の場合、足踏発電電流とカバー体65の補給電流の和が一定以上の場合には、蓄電池36に対して充電に必要な電流量以上の電流を供給することなく、過剰な電流を装置本体に付帯する他の電気機器87等に放電して、効率よく蓄電することができると共に、放電電流によりカバー体65に設けたライト、扇風機、警報機等の電気機器87を必要に応じて作動することができる。
【実施例12】
【0085】
また、この実施例のおいては、足踏発電電流が一定以下の場合には補給電流の放電をゼロにして蓄電池に供給するように制御し、蓄電池の充電をすることができるように構成してある。
また、この実施例のおいて、足踏発電電流に補給電流が比例又は反比例して増減するように選択的に増減制御可能にしてなる構成にすることにより、足踏発電電流が少ないときには比例して補給電流の供給を増大し、多いときには反比例して減少するように選択して増減制御し、蓄電池の充電を効率よく行うことができる。
【実施例13】
【0086】
また、本発明装置は、蓄電池36から他の電気機器87に電流の供給をすることができると共に、足踏駆動機構の駆動回転軸である車軸12に設けた駆動モーター35に供給して足踏駆動を補助することができることは前述の通りである。
また、本発明の他の実施例では、足踏式発電健康装置において、蓄電モータ37の駆動軸と足踏駆動機構を、足踏駆動機構側からのみ足踏駆動方向に連動回転するように連結してなる構成を有することにより、足踏走行時には前記蓄電モータ37の駆動軸を足踏回転して発電しながら走行できる一方、蓄電モータ37の駆動軸の高速回転時や車輪の慣性回転時では足踏駆動を止めて、蓄電モータ37の発電により蓄電池36への充電を可能にしながら足を休めることができる。なお、この場合は、蓄電モータ37からの発電電流に対してカバー体からの補給電流の供給量を反比例するように制御して、補給電流を少なくすることができる。
【実施例14】
【0087】
また、本発明の他の実施例は、足踏式発電健康装置において、蓄電モータ37を足踏式走行駆動機構の駆動軸に設けてなる構成を有することにより、足踏式発電健康装置を走向させながら、足踏式走行駆動機構の駆動軸に設けた蓄電モータ37を駆動して走行速度や走向路の傾斜や路面状況に対応して、蓄電池36に供給する供給電流を増減制御することができる。
【実施例15】
【0088】
また、本発明の他の実施例は、足踏式発電健康装置において、発電時に、蓄電池に供給する発電電流を増減制御することにより補給電流を増減するように制御してなる構成を有することにより、足踏運動による蓄電モータ37の発電電流を増減制御して、カバー体からの補給電流を増減制御して蓄電池36の蓄電状況を適宜に制御することができる。
【0089】
また、本発明の他の実施例では、足踏式発電健康装置において、外部に設けた家庭用電源と装置本体との間に接続手段を設けてない構成を有することにより、外部の家庭用電源から蓄電池を充電することができないから、足踏駆動機構による蓄電と健康維持運動が欠かせないと共に、家庭用電源として商用電力を使用しない結果として自然環境に負担をかけない効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0090】
【図1】本発明装置の一実施例の要部を取り出して示す概略側面図。
【図2】その要部の概略正面図。
【図3】その要部の概略平面図。
【図4】その実施例の全体を示す概略側面説明図。
【図5】その実施例の概略平面説明図。
【図6】その実施例の概略正面説明図。
【図7】その実施例の要部の一実施形態を示す概略側断面説明図。
【図8】その要部の他の一実施形態を示す概略側断面説明図。
【図9】その他の実施例の概略側面説明図。
【図10】その他の実施例の概略側面説明図。
【図11】本発明の一実施例の概略電気回路説明図。
【図12】本発明の一実施例の概略電気回路説明図。
【符号の説明】
【0091】
1 装置本体フレーム
2 前部傾斜部
3 前輪操舵軸
4 軸受部材
5 中間湾曲部
6 後部水平部
7 後輪支持フレーム
8 前輪支持フレーム
9 ハブ
10 前輪
11 後輪取付フレーム
12 車軸
13 後輪
14 連結支持部材
15 ハンドル軸
16 軸受部材
17 連結補強部材
18 支柱部材
19 ハンドル
20 連動機構
21、22 リンク部材
23 リンク杆
24 ペダル
25 足踏用駆動軸
26 駆動スプロケット
27 中継スプロケット
28 第1伝動チェーン
29 中継スプロケット
30 後部スプロケット
31 第2伝動チェーン
32 後部スプロケット
33 後輪スプロケット
34 第3伝動チェーン
35 駆動モータ
36 蓄電池
37 蓄電モータ
38 取付部材
39 駆動部カバー体
40 ディスクブレーキ
41 後輪ブレーキレバー
42 ブレーキワイヤ
43 前輪ブレーキ
44 前輪ブレーキレバー
45 ブレーキワイヤ
46 荷物ケース
47 前輪泥除け
48 後輪泥除け
49 弾性体
50 座席シート
51 背もたれ
52 太陽電池モジュール
53 取付台
54 接着部
55 風力発電装置
56 支柱
57 固定部材
58 風車羽根
59 連結枠
60 支持バー部材
61 取付金具
62 前照灯
63 風向板
64 前部
65 カバー体
66 後部
67,68 前部連結枠
69,71 後部連結枠
70 天井部
72 前面窓部
73 前側窓部
74 後面窓部
75 後側窓部
76 側面窓部
77 前照灯部
78 ドア
79 ワイパー
80 羽根車
81 安全カバー枠
82 電気回路基盤
83 直流発電機
84 DC/DCコンバータ
85 電流制御回路
86 AC/DCコンバータ
87 電気機器

【特許請求の範囲】
【請求項1】
足踏式駆動力により発電する発電機の足踏発電電流を蓄電する蓄電池を着脱困難に一体に有する装置本体に、装置本体のほぼ全体を覆うカバー体を設け、該カバー体に前記蓄電池に補給電流を補給する自然エネルギー発電システムを設けてなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置。
【請求項2】
請求項1に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、自然エネルギー発電システムがカバー体の表面に外光に向かって設けた太陽電池からなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、カバー体の天板部に拡張天板部を設け、該拡張天板部に太陽電池が設けてある自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置。
【請求項4】
請求項1、2又は3に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、自然エネルギー発電システムが風力発電装置からなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置。
【請求項5】
請求項4に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、風力発電装置が交流発電機を有し、蓄電池に交流発電機の交流電源からAC/DCコンバータを介して補給電流を補給可能にした自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置。
【請求項6】
請求項4又は5に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、風力発電装置が風速計を具備することからなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置。
【請求項7】
請求項4乃至6のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、風力発電装置が風向計を具備することからなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置。
【請求項8】
請求項4乃至7のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、風力発電装置を着脱可能に設けてなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置。
【請求項9】
請求項1乃至8のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、蓄電する補給電流を前記足踏発電電流に対応して補給するように制御してなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置。
【請求項10】
請求項9に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、足踏発電電流と補給電流の和が一定以上の場合には一定以上の蓄電池に供給する電流を放電するように制御してなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置。
【請求項11】
請求項10に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、補給電流を放電するように制御してなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置。
【請求項12】
請求項10又は11に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、放電電流によりカバー体に設けたライト、扇風機、警報機等の電気機器を作動するように制御してなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置。
【請求項13】
請求項10乃至12のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、足踏発電電流が一定以下の場合には補給電流の放電をゼロになるように制御してなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置。
【請求項14】
請求項1乃至13のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、足踏発電電流に補給電流が比例又は反比例して増減するように選択的に増減制御可能にしてなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置。
【請求項15】
請求項1乃至14のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、装置本体が走行可能な三輪以上の車輪を有することからなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置。
【請求項16】
請求項15に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、装置本体が足踏駆動可能な駆動軸に車輪を有する自転車からなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置。
【請求項17】
請求項16に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、風力発電装置をカバー体の後部側に設けてなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置。
【請求項18】
請求項1乃至17のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、足踏式走行駆動機構を自転車の駆動軸に設けてなる自転車型の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置。
【請求項19】
請求項1乃至18のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、蓄電池からカバー体の電気機器に電気を供給するようにしてなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置。
【請求項20】
請求項19に記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、蓄電池から電気の供給を受けるカバー体の電気機器が足踏駆動機構の駆動回転軸に設けた駆動モーターからなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置。
【請求項21】
請求項1乃至20のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、発電機の駆動軸と足踏駆動機構を、足踏駆動機構側からのみ足踏駆動方向に連動回転するように連結してなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置。
【請求項22】
請求項1乃至21のいずれかに記載の足踏式発電健康装置において、発電機を足踏式走行駆動機構の駆動軸に設けてなる自転車型の足踏式発電健康装置。
【請求項23】
請求項1乃至22のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、発電時に、発電機から蓄電池に供給する足踏発電電流を増減制御することにより補給電流を増減するように制御してなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置。
【請求項24】
請求項1乃至23のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、外部に設けた家庭用電源と装置本体との間に接続手段を設けてないことからなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置。
【請求項25】
請求項1乃至24のいずれかに記載の自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置において、蓄電池がキャパシターからなる自然エネルギー発電カバー体付足踏式発電健康装置。

【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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【図12】
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