自転車発電機を作ろう（暫定版）

普通の自転車

　こぐときチェーンでけがをしないようにチェーンカバーがあるものがよいです。あとロードスポーツタイプのようにタイヤが細いものはタイヤの摩擦が稼げないのと、タイヤやフレームに無理がかかるので避けておいた方がよいです。

　写真の自転車は20inchのBMXに市販のチェーンガードを取り付け、いすの高さをMAX迄あげた状態のものです。

自転車用ワークスタンド

　高いものでなくても大丈夫。しっかりとしていてぐらぐらしないように固定でき、後輪がちゃんと浮くものがよいです。MINOURA社製のものが丈夫、安価でした。ここでは生産終了になっていますが、特売になっていたSS-600というモデルを使っています。手が器用な方ならホームセンターで売られているアングルを組み合わせて作ってもよいでしょう。

自転車用ダイナモ（可能ならブロックダイナモ）

　ダイナモにもいろいろと種類がありますが、ここではタイヤやリムに回転する部分を押しつけて発電するタイプのダイナモを使います。ブロックダイナモは、ちょっと値段が高いことと、ゴム部分が摩耗して減っていくことを除けば、回転が軽く、ゴムにより摩擦も稼げるため、扱いやすいです。また試していませんが、最近はLEDを使っているタイプのものもあります。LEDが点灯するということは、発電する電気の直流化がダイナモ内でできていると考えられますからひょっとしたら整流回路を用意しなくてもよくなるかもしれません。

　贅沢なところでハブダイナモという選択肢も考えられますが、はじめからハブダイナモ内蔵の自転車をお持ちでなければ、かなり高くつくことは確かです。

自動車の中古オルタネータ（ここでは12V）

　なんだかよくわからない名前ですが、ようは自動車に搭載されている発電機のことです。オルタネータは近所の自動車整備をやっているところなどに頼んでおくと簡単に手に入れることができると思います。そうでなければ、Yahoo!オークションなどでも入手することができるでしょう。自転車発電に使うのですから、ちゃんと動くものであれば高くなくてかまいません。

　自転車発電では、オルタネータのコネクタにある端子のうちBとIGと呼ばれる端子を利用します。たいていB端子は丸く、銅色のものがにょきっと生えています。その端子の根本には「B」と書いてあったりします。IG端子はちょっとわかりにくいです。オルタネータのどこかに四角いコネクタが刺さる場所があるはずですので、まずそれをさがします。コネクタをのぞき込むと4~6本の端子が見えます。この中のどれかがIG端子にあたります。これから作業をするにあたり、この中のどれがIG端子なのかわからないと、自転車発電を作るのには博打性が高まります。

　購入するときはどれがIG端子なのかわかるものを選ぶようにします。DENSOさんのオルタネータの場合は、外側のシール部分に、オルタネータのコネクタ端子がそれぞれどんな意味があるのかが書かれていますのでわかりやすいです。

　入手するときには可能ならオルタネータに刺さっていた配線も一緒にもらっておくと、その後の加工がスマートになると思います。

　また、車の動力をベルトで受け取り回転するパーツをプーリーと呼びますが、ここにもいくつか種類があります。あなたが、単純に自転車のタイヤを押し当ててこのプーリーを回す方法で自転車発電をしたいのなら、形状が3本溝や4本溝のタイプを選んでおきます。もし、もうすこし動力の伝え方を工夫できる能力や工具を持っている人なら、Vベルト型のものでもよいように思います。

バイク用のレギュレートレクチファイア（12V）

　このパーツは、自転車のダイナモから取り出した6Vの電力を整流し、直流化、パンク防止する働きがあります。多くの自転車発電を解説するサイトでは、ダイオードやブリッジダイオードという回路などとして紹介されている部分に当たります。世の中には、乗らなくなったとか、別のところが壊れたという理由で、ただ捨てられていく車やバイクがたくさんあります。車やバイクも、自転車発電と似た仕組みで発電や充電をしているので、そのパーツを使わない手はありません。車やバイクは日本の信頼高い技術を惜しげなく投入されているものですから、もっと製品寿命を生かしてあげましょう。

　ここではバイク用のレギュレートレクチファイアを使用しています。はっきり言ってしまえばあまりただしく動作させられるとはいえないのですが、一つの試みとして使っていると思ってください。

　バイク用のレギュレートレクチファイアにはいくつか種類があります。まずは電圧です。6V系と12V系があります。ここで使いたいのは12V用です。いまスクーターでも12Vのものがほとんどですから、よほど古いものでなければ間違えることはないと思います。

　次に、確認しておきたいのは端子の数です。レギュレートレクチファイアのコネクタ部分をのぞき込むと、端子が6本のタイプと4本のタイプに分かれるはずです。ここでは6本のタイプで製作をしています。
　近所のバイク屋さんに頼んでおいたり、Yahoo!オークションで検索すれば簡単に手に入れることができるでしょう。

発電用整流・安定化回路（追記）

　ダイナモとオルタネータで発電された電流を整流、安定化する電気回路です。これまでこのページでは、上記のバイク用レギュレートレクチファイアを流用するわかりにくく、運任せな回路を紹介していましたが、ひのでやエコライフ研究所さんで公開されている回路図を元に作成した電気回路を利用する方法もあります。まとめる機会がなくて、ほったらかしにしていましたが、重い腰がちょっと上がったので、まとめておくことにしました。バイク用のレギュレートレクチファイアか、この回路のどちらかを利用することで、自転車発電を行うことができます。

　半田ごてやニッパーの扱いに慣れていれば、秋月電気さんなどの通販サイトでパーツを集めることで、かなり安く作ることができるでしょう。

　回路作成の詳細は別ページにしました。挑戦してみたい方は、以下のリンクをクリックして参考にしてみてください。

　自転車発電用整流・安定化回路の作り方

シガーソケット

　車のたばこに火をつける装置、あれがシガーライターです。そしてシガーライターが収まっている筒がシガーソケットに当たります。自転車発電で発電した電気をあれこれ融通の利くように使うには、シガーソケットをつけておいた方が何かと便利です。オルタネータから配線を取り回し、その先っぽにシガーソケットを取り付けておきます。このシガーソケットにインバータを刺せば、家電を使うことができますし、車用の携帯発電機をさせばそのまま携帯の充電に使うこともできるでしょう。

　オートバックスやイエローハットなどの車用品店に行けば簡単に入手することができます。

自動車のシガーソケット用AC-DCインバータ（12V用）

　オルタネータで作られる電気は直流の12Vです。一般家庭で使われる電気は交流100Vです。自転車発電で作った電気は、そのままでは家電を動かすことができないことになります。この電圧の違いを変換してくれるのがインバータです。

　インバータにもいくつか種類があります。12V用24V用という電圧による違いはもちろんですが、それよりも変換形式によって大きく分けられます、正弦波タイプと擬似正弦波（短形波）タイプです。

　簡単に説明すると、正弦波のタイプは、作った電気を家庭の電源コンセントから取り出せる電気の波の形とほとんど同じ形にして出力してくれるタイプ、擬似正弦波のタイプは、なんとなく正弦波っぽく見えるように電気の波の形を整えて出力してくれるタイプです。精密な機械や電気に敏感な機械、出力のでかいモーターなどを使う場合は、電気の波形の影響を強く受けますから正弦波タイプのインバータを使用した方がよいです。ただ正弦波タイプはものすごく高いです（自転車が何台も買えます）。自転車発電で動かす機械は、テレビ、ライト、ラジカセ、イルミネーションなど単純なものが多いですから、擬似正弦波のもので大丈夫だと思います。モーターがついている機械は、正弦波を好みますが、自転車発電で取り出せる電力程度で動く小さなモーターなら、擬似正弦波でも、今のところ動いてくれています。
　インバーターも様々な種類がありますが、自転車発電だけで使うのであれば、あまり多機能なもので無くてよいと思います（もちろんせっかく投資するので使わないときはマイカーでっていうの考え方はありだと思います）。外付けの箱みたいなタイプもありますが、ここではもっとシンプルなシガーソケットにそのまま刺して使うようなもののほうが融通が利くと思います。その理由は、それなりにしっかりしたインバーターはバッテリーが干上がってしまわないように、電力が低下したとき電気の使用をストップする保護回路が入っているからです。こうしたタイプのインバータを自転車発電で使うと、こぐ力が弱まったとき、「あ、バッテリーが干上がりかけている」とインバータが判断して、回路を遮断してしまいます。こうなると、動かしたい機械に電気が送れなくなってしまい、止まってしまい面倒だからです。

　このほか、購入するときは対応電力量にも気をつけます。いったい何ワットの電気まで使えるインバータかということです。小さい電力のものをかうと、大きな電気を使う機会をつないだときに切れてしまいます。自転車発電で作ることができる電力はせいぜい100W程度とおもえばよいですから、必要以上に大きなものを買う必要はありません。ここでは80Wの小さなインバータを利用しています。

　モーターなどのついた機械を使うときには、起動電力や突入電力などとよばれるややこしい問題もあり、少し大きめのものを備えておく方がよいです。

キャパシタ（贅沢）

　自転車でオルタネータを利用して発電する電気は、ペダルを踏む強さなどにより強くなったり弱くなったりと不安定です。当然発電の効率が落ちます。これはこれで、自転車発電につないだ家電がついたり消えたりするので、おもしろいと思いますが、ある程度、ちゃんと機械を動かしたいなら、オルタネータと使用する機器の間に、蓄電する装置や回路を入れた方が、発電する側も楽になります。オルタネータの電磁石も安定して動作するので発電もしやすくなります。

　自転車発電を作っている人たちの間では、この問題の解決のために、コンデンサという電子回路を組み込むことが多いです（バッテリーを入れることもありますが、バッテリーを入れると蓄電した電気で普通に機械が動いてしまうので、ちょっとつまらない）。コンデンサは、値段も安いですし、その容量を理解でき、電気回路や半田ごてを利用するのが得意な人はこうした回路を組むとよいと思います。
　ここでは、未来の蓄電装置として期待が集まっているキャパシタを利用しています。値段もかなり高く、目が飛び出そうになりますが、こうした分野に力を注いでいる方への投資と思って使ってみることにしました（たった1個でえらそう笑）。半田ごてもいらず、プラスマイナスを間違えずにつなぐだけですので簡単です。ここで使用しているのは、値段が安く、事故に対する考え方や対策もできていると判断できたROSSAM社の完成品です。単価的に一番安かった電動自転車用キャパシタED-106を利用しています。

FILCOS SHOP ROSSAM直営公式販売サイト：http://www.filcos.net/

接続用ギボシ、平型端子、鍬形端子類

　配線と端子をつなぐために、ギボシなどを利用します。エーモンという会社の製品をよく使っています。購入はオートバックスやイエローハットなどでできます。エーモン製は、車での用途を考えているため、防水チューブがついていることと、これにより外れにくくなるのが特徴です。ホームセンターの電気コーナーにも丸形端子やギボシはあります。こちらは家屋内の配線用などで数も多く値段も安いです。いずれにせよ、自転車発電は、イベント会場に持ち運ぶこともありますから分解がたやすいこと、配線が不意に引っ張られたりすることがあり得ますので、配線が簡単にできること、抜けにくい、などの工夫はいります。

　買う端子の形や大きさですが、平型端子（レギュレートレクチファイアの端子と同じ大きさ）と鍬形端子6mm（おもにB端子と接続するとき使う）、ケーブル類の取り回しにはギボシ端子を使います。

金属製アングルやネジ、木ねじ類、固定用の木の板

　自転車発電で、地味に課題としてのしかかってくるのが、オルタネータを固定する方法です。自転車の回転を受け止めるオルタネータをしっかり固定するには工夫が必要になります。えいやっと踏ん張ったときに、うっかりした固定の仕方だと壊れてしまうこともあります。棚をくみ上げるアングルはホームセンターなどで購入できます。

　オルタネータの固定にはL字金具を使います。これもホームセンターで容易に入手することができるでしょう。

電線

　電線にもいろいろと種類があります。おおむね太さが1.25sq程度のものを5mほど用意しておけば、全体を組み立てるのには十分使える量でしょう。ホームセンターの電気コーナーに行けば量り売りで入手することができます。