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JPH0794213A - 充電装置 - Google Patents

充電装置

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Publication number
JPH0794213A
JPH0794213A JP5261725A JP26172593A JPH0794213A JP H0794213 A JPH0794213 A JP H0794213A JP 5261725 A JP5261725 A JP 5261725A JP 26172593 A JP26172593 A JP 26172593A JP H0794213 A JPH0794213 A JP H0794213A
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JP
Japan
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rotation
circuit
charging
detecting
electromagnetic induction
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JP5261725A
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Jun Maejima
潤 前島
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Casio Computer Co Ltd
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Casio Computer Co Ltd
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/1407—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle on vehicles not being driven by a motor, e.g. bicycles

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  • Power Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】走行体の車輪の回転を検出して走行状態を検出
する走行状態検出装置の電池交換を不要にする。 【構成】自転車が走行を開始して、前輪に取り付けられ
た磁石１４が回転すると、回転検出コイル１９に電磁誘
導により電流が流れ、検出回路２０で回転検出を行うと
ともに、検出された車輪の回転をＣＰＵ２２で所定の演
算を行って、走行状態を算出し、表示回路２６に表示す
る。これと同時に、回転検出コイル１９に流れる電流
は、充電回路２３により充電式電池２４に充電が行われ
る。充電された充電式電池２４は、電源回路２５を介し
て検出回路２０、ＣＰＵ２２、表示回路２６、充電回路
２３等に電源を供給するので、電池交換が不要になり、
電池切れが無くなる。

Description

【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
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、回転検出
手段やその他の回路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
充電する充電回路と、を備えたことにより、上記目的を
達成する。
【００１０】また、前記充電回路は、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。
【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、充電回路は、
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
電し、その充電された充電式電池から上記回転検出手段
やその他の回路に電源が供給される。
【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ＲＯ
Ｍ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、ＣＰ
Ｕ２２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。ＣＰＵ２
２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２
５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２
９、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、Ｌ
Ｃ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、ＣＰ
Ｕ２２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３
５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。
【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

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、 回転検出手段やその他の回路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
    に充電する充電回路と、 を備えたことを特徴とする充電装置。
  2. 【請求項２】前記充電回路は、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を特徴とする請求項１記載の充電装
    置。
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