JPH0710057A - 自転車用ハブ発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自転車用ハブ発電装置の低速走行時のランプ
の明滅をなくすと共に、振動や異音を吸収して耐久性を
向上させること。 【構成】 ハブ内蔵発電装置において、車軸２に固定し
た固定筒体７の内周に左右に二分割したリング２０，２
１を固定筒体７と共に回転するように設ける。このリン
グ２０，２１の内周面に接合すると共に、回転子１６と
一体的に形成した太陽ローラー１５と接合する遊星ロー
ラー２４をハブ体４と一体的なキャリア５に枢支して設
ける。この遊星ローラー２４の枢支軸２５と遊星ローラ
ー２４との間に弾性体製のリング状のダンパー２７を介
在させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自転車用ハブに内蔵す
る発電装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、先に特開平３−１６７０８
３号および特開平５−５０９６１号を出願した。これら
の発明はいずれも、自転車のフレームに固定した車軸に
対して車輪のハブ体を回転自在に嵌合し、このハブ体の
内部に中空円筒状の固定筒体を前記車軸に固定して設
け、この固定筒体内に発電コイル体を固定して設けると
共に、磁石と一体的に形成した回転子を前記車軸に回転
自在に設け、ハブ体の回転を増速して回転子に伝達する
遊星伝動装置を有するハブ内蔵発電装置に関するもので
ある。

【０００３】また、上述した装置の外に、前記した増速
機構を使用せず比較的強い磁力を有する磁石とコイルを
多量に使用して、車輪と同一回転数で磁石を回転させて
発電させるハブ内蔵式発電機もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の装
置には、次のような問題点があった。すなわち、磁力の
弱い磁石を用い、それを高速回転させる増速タイプのハ
ブ内蔵式発電機においては、車輪１回転当りの磁極数が
非増速タイプに比べて多いので、回転が滑らかで低速走
行時のランプの明滅もなくなるが、例えば、上記した従
来例の増速比は約２５倍もあり、増速比が大きいので、
構造が複雑になると共に、コストアップの要因となって
いた。

【０００５】また、比較的強い磁石とコイルを増速タイ
プより多く用いて車輪と同一回転数で磁石を回転させて
発電させる非増速式のハブ内蔵式発電機は、有効配置さ
れる磁極数が限られるため、低速走行時は発電周波数が
低いのでランプが明滅する。また、磁極とヨーク間の吸
引力と反発力によるコギングトルクが大きくなってハン
ドル等にビビリが発生して走行時に不快感を与える。ま
た、磁石の着磁にスキューを施したり、ヨークの突片間
隔を不等にしたりして、コギングトルクを小さくする方
法もあるが、このようにすると、磁石の単位体積当りの
発電量を下げることになって、発電機の形状が大きくな
ると共に、重たくなるという欠点が出てくる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ため本発明においては、自転車のフレームに固定した車
軸に対して車輪のハブ体を回転自在に嵌合し、このハブ
体の内部に中空円筒状の固定筒体を前記車軸に固定して
設け、この固定筒体内に発電コイル体を固定して設ける
と共に、磁石と一体的に形成した回転子を前記車軸に回
転自在に設け、前記固定筒体の内周にリングをこの固定
筒体と共に回転するように設け、このリングの内周面に
接合すると共に、前記回転子と一体的に形成した太陽ロ
ーラーと接合する遊星ローラーを前記ハブ体と一体的な
キャリアに枢支して設け、この遊星ローラーの枢支軸と
遊星ローラーとの間に弾性体製のリング状のダンパーを
介在させて自転車用ハブ発電装置を構成する。

【０００７】

【作用】上述のように、本発明の装置は、増速装置を有
しているので、車輪１回転当りの磁極数が多くなって低
速走行時のランプの明滅がなくなる。また、遊星ローラ
ーを枢支する軸と遊星ローラーの間に、弾性体製のリン
グ状のダンパーを有しているので、コギングトルクの影
響を弾性体で吸収して振動や異音による不快感を解消す
ることができる。また、遊星ローラーを枢支する軸と遊
星ローラーの間に介在させた弾性体製のダンパーによっ
て、遊星ローラーの中心位置精度のばらつきや回転体の
アンバランス等による回転時の衝撃荷重を緩和して吸収
するので、軸受面の損傷を防止して耐久性を向上させる
ことができる。

【０００８】

【実施例】以下、図面について本発明の実施例を説明す
る。図中１は自転車のフレームの一部である前ホーク、
２は左右の前ホーク１の端部間にかけ渡してそれぞれナ
ット３により固定した車軸である。

【０００９】本実施例においては、前輪のハブ体４を一
端（図１における右側端）を開放した中空円筒状に形成
し、その開放端に側蓋体５を螺着したものを玉軸受６を
介して車軸２に回転自在に設ける。なおハブ体４の開放
端側は径を拡張して大径部４ａを形成してある。

【００１０】また中空円筒状の固定筒体７の一端（図１
における左側端）を車軸２とスリーブ８を介して嵌合固
定し、この固定筒体７の他端（図１における右側端）を
開放し、その開放端側の径を拡張して大径部７ａを形成
する。

【００１１】また内部にコイル９を有する電機子１０を
前記固定筒体７内に挿入して固着する。１１はこの電機
子１０と接続すると共に、前記スリーブ８に設けた溝を
介して外部に導いたリード線で、１２はスリーブ８と固
定筒体７との間に設けたコイルスプリングである。

【００１２】また車軸２に軸受用ブッシュ１３を介して
軸筒１４を回転自在に設け、この軸筒１４の図１におけ
る右側端部に太陽ローラー１５を形成すると共に、軸筒
１４の外周に永久磁石製の回転子１６を固着する。

【００１３】また薄肉円筒の外側端に内方へ向かって突
出する突縁１９ａ（図２参照）を有するリングホルダー
１９を固定筒体７の大径部７ａ内に挿入して固定筒体７
に固定する。図３の１９ｂはリングホルダー１９の外周
の４箇所に設けた半円状の凹欠部であり、７ｂはこの凹
欠部１９ｂと嵌合する固定筒体７の突部である。

【００１４】リングホルダー１９内には、左右に二分割
した第１リング２０と第２リング２１を設け、これら左
右のリング２０，２１の接合側の内周面２０ａ，２１ａ
（図４参照）をそれぞれ接合側に向かって外方へ傾斜す
るようにして凹陥させる。

【００１５】そして第１リング２０、第２リング２１は
図３，４に示すように、リングホルダー１９の突縁１９
ａの外側より打ち込んだピン２２によりリングホルダー
１９を介して固定筒体７と共に回転するようにする。な
おこの場合第２リング２１は車軸２の軸方向には若干移
動できるようにするのがよい。

【００１６】２３はこの第２リング２１を第１リング２
０側に押すための皿ばね、１７はばね受リング、１８は
そのばね受リング１７をリングホルダー１９に固定する
ため、リングホルダー１９の内周面に設けた環状溝内に
嵌め込んだＣ型の止めリングである。

【００１７】また２４は、太陽ローラー１５と外接する
と共に、第１リング２０と第２リング２１の内周面に内
接するように、円周３等分位置に設けた３個の遊星ロー
ラー（図３参照）で、側蓋体５をキャリアとして、この
側蓋体５に突設した軸２５にそれぞれ回転自在に設け
る。

【００１８】本発明においては、遊星ローラー２４の軸
孔を特に大きくし、その両側より断面形状がＬ型のブッ
シュ２６を嵌入し、このブッシュ２６と軸２５との空所
に、合成樹脂（例えばウレタンＳ８０Ａ）等の弾性体製
のリング状のダンパー２７を介在させる。

【００１９】図１，２，５に示したダンパー２７は、外
周に２個の半円状突起２７ａを並設したものであり、図
６のダンパー２７は、内周面に円弧状突部２７ｂを形成
した例であり、図７のダンパー２７は、外周面の両側部
２７ｃに大きな丸み（Ｒ）を付したものである。

【００２０】なお図１中の２８は、前記ナット３との間
に前ホーク１を挟むように車軸２に設けたロックナッ
ト、２９は側蓋体５の玉軸受６と車軸２との間に設けた
鍔付きナット、３０は前記スリーブ８とロックナット２
８との間に設けた座金である。

【００２１】つぎに上述のように構成した本発明装置の
作用を説明する。この自転車が走行すると、車輪と一体
的に構成されているハブ体４が側蓋体５および軸２５と
共に図３の矢印Ｅの方向に回転する。この場合固定筒体
７は固定されているために、軸２５を介して遊星ローラ
ー２４が矢印Ｅの方向に公転すると、それに伴って各遊
星ローラー２４は矢印Ｆの方向に自転する。

【００２２】この遊星ローラー２４の矢印Ｅ方向の公転
と矢印Ｆの方向の自転によって、この遊星ローラー２４
と接触して転動する太陽ローラー１５は図３の矢印Ｇの
方向に増速されて回転する。太陽ローラー１５が回転す
れば、これと一体的に接合されている回転子１６が電機
子１０内で高速回転するため、発電された電流がリード
線１１によって外部に取り出される。

【００２３】

【発明の効果】上述のように、本発明の装置は増速装置
を有しているので、車輪１回転当りの磁極数が多くなっ
て低速走行時のランプの明滅がなくなる。また、遊星ロ
ーラー２４を枢支する軸２５と遊星ローラー２４の間
に、弾性体製のリング状のダンパー２７を有しているの
で、コギングトルクの影響を弾性体で吸収して振動や異
音による不快感を解消することができる。また、遊星ロ
ーラー２４を枢支する軸２５と遊星ローラー２４の間に
介在させた弾性体製のダンパー２７によって、遊星ロー
ラー２４の中心位置精度のばらつきや回転体のアンバラ
ンス等による回転時の衝撃荷重を緩和して吸収するの
で、軸受面の損傷を防止して耐久性を向上させることが
できるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の全体構造を示す断面図である。

【図２】図１の部分詳細図である。

【図３】図１の固定筒体内部のＡ−Ａ断面図である。

【図４】図３のＢ−Ｂ線による拡大断面図である。

【図５】ダンパーの一例を示す拡大断面図である。

【図６】ダンパーの他の実施例の拡大断面図である。

【図７】ダンパーの他の実施例の拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 前ホーク ２ 車軸 ３ ナット ４ ハブ体 ５ 側蓋体（キャリア） ６ 玉軸受 ７ 固定筒体 ８ スリーブ ９ コイル １０ 電機子 １１ リード線 １２ コイルスプリング １３ 軸受用ブッシュ １４ 軸筒 １５ 太陽ローラー １６ 回転子 １７ ばね受リング １８ 止めリング １９ リングホルダー ２０ 第１リング（リング） ２１ 第２リング（リング） ２２ ピン ２３ 皿ばね ２４ 遊星ローラー ２５ 軸 ２６ ブッシュ ２７ ダンパー ２８ ロックナット ２９ 鍔付きナット ３０ 座金

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自転車のフレームに固定した車軸に対し
   て車輪のハブ体を回転自在に嵌合し、このハブ体の内部
   に中空円筒状の固定筒体を前記車軸に固定して設け、こ
   の固定筒体内に発電コイル体を固定して設けると共に、
   磁石と一体的に形成した回転子を前記車軸に回転自在に
   設け、前記固定筒体の内周にリングをこの固定筒体と共
   に回転するように設け、このリングの内周面に接合する
   と共に、前記回転子と一体的に形成した太陽ローラーと
   接合する遊星ローラーを前記ハブ体と一体的なキャリア
   に枢支して設け、この遊星ローラーの枢支軸と遊星ロー
   ラーとの間に弾性体製のリング状のダンパーを介在させ
   たことを特徴とする自転車用ハブ発電装置。