CN1883996A - 人力驱动车用发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种人力驱动车用发电装置，该人力驱动车用发电装置使车轮的回转变速，即使速度变动也可在适当的电压范围发电。自行车用发电装置(10)具有轮毂轴(21)、轮毂壳(22)、行星齿轮机构(24)、发电机构(33)、及变速控制单元。轮毂轴为可安装于自行车的轴。轮毂壳可相对自由回转地安装于轮毂轴。变速机构为将轮毂壳的回转变速成多个变速档进行输出的机构。发电机构具有连接于变速机构的输出侧的磁铁(90)和安装于轮毂轴的线圈(92)，为通过轮毂壳与轮毂轴的相对回转进行发电的机构。变速控制单元将变速机构的多个变速档相应于自行车的速度切换到任一个。

Description

人力驱动车用发电装置
技术领域
本发明涉及一种发电装置，特别是可安装于自行车等人力驱动车用发电装置的人力驱动车用发电装置。
背景技术
作为安装于自行车的发电装置，已知有被称为轮毂发电机(ダイナモ)的、内装于车轮的轮毂的发电装置。在这样的轮毂发电机中，已知车轮回转可变速的发电机(例如参照专利文献1)。现有的轮毂发电机具有轮毂轴、可自由回转地安装于轮毂轴的轮毂壳、变速地输出轮毂壳的回转的变速机构、及发电机构，该发电机构具有连接于变速机构的输出侧的磁铁和安装于轮毂轴的线圈。这样的轮毂发电机，使轮毂壳(车轮)的回转增速，使磁铁回转而发电。
[专利文献1]日本特公平6-88544号公报
在现有的轮毂发电机中，由于使车轮的回转增速地使磁铁回转，所以，发电力变高，但当速度快时，存在发电电压超过适当的范围地变得过高而导致灯被烧坏的危险。为此，当使用上述现有的轮毂发电机时，为了保护灯等，需要设置保护范围较宽的保护电路。
发明内容
本发明的目的在于提供一种人力驱动车用发电装置，该人力驱动车用发电装置使车轮的回转变速，即使速度变动，也可在适当的电压范围发电。
第1项发明的人力驱动车用发电装置可安装于人力驱动车，其中：具有轮毂轴、轮毂壳、变速机构、发电机构、及变速切换部。轮毂轴为可安装于人力驱动车的轴。轮毂壳可相对自由回转地安装于轮毂轴。变速机构为将轮毂壳的回转变速成多个变速档地输出的机构。发电机构具有连接于变速机构的输出侧的磁铁和安装于轮毂轴的线圈，为通过轮毂壳与轮毂轴的相对回转进行发电的机构。变速切换部将变速机构的多个变速档切换到任一个。
在该发电装置中，当车轮回转时，轮毂壳回转，其回转通过变速机构使发电机构的磁铁回转。结果，发电机构发电。此时，磁铁的转速成为由变速切换部切换的变速档的输出转速。变速切换部相应于人力驱动车的速度切换速度，所以，使高速时的输出转速比低速时低地切换变速档，从而使得即使高速行走时输出转速也变低，可抑制发电电压的过度的上升。在这里，由变速切换部相应于速度切换变速机构，该变速机构将轮毂壳的回转变速后输出，所以，通过使高速时的输出转速比低速时低地切换变速档，从而使得即使速度变动也可在适当的电压范围发电。
第2项发明的人力驱动车用发电装置在第1项发明的装置中，变速机构可变速为第1变速档和输出转速比第1变速档低的第2变速档，变速切换部在轮毂壳的转速超过预定速度时切换到第2变速档，在转速处于上述预定速度以下时切换到第1变速档。在该场合，当处于比预定速度高的速度时，变速机构的输出转速变低，可抑制发电电压的上升。
第3项发明的人力驱动车用发电装置在第1或2项发明的装置中，变速切换部根据速度传感器的输出切换变速档。在该场合，可由速度传感器相应于速度简单地切换变速档。
第4项发明的人力驱动车用发电装置在第1～3中任何一项发明的装置中，变速机构为行星齿轮机构。在该场合，可由1个变速机构简单地切换到多个变速档。
按照本发明，由变速切换部相应于速度进行切换地构成变速机构，该变速机构将轮毂壳的回转变速后输出，所以，通过使高速时的输出转速比低速时低地切换变速档，从而使得即使速度变动也可在适当的电压范围发电。
附图说明
图1为采用了本发明一实施形式的自行车的侧面图。
图2为第1实施形式的轮毂发电机的截面图。
图3为其变速控制单元的框图。
图4为第2实施形式的与图2相当的图。
图5为第2实施形式的与图3相当的图。
具体实施方式
[第1实施形式]
在图1中，采用本发明的一实施形式的自行车为轻便车，具有车架1、手把部4、驱动部5、前轮6、后轮7、变速操作部20、及变速控制单元12；该车架1具有双环形的车架体2和前叉3；该前轮6安装有可2档变速的轮毂发电机8；该后轮安装有内装变速轮毂9；该变速操作部20用于由手操作内装变速轮毂9；该变速控制单元12相应于车速切换轮毂发电机8的变速档。由该轮毂发电机8和变速控制单元12构成自行车用发电装置(人力驱动车用发电装置的一例)10。
车架1的车架体2是将管焊接制作而成的。在车架体2上安装有包含鞍座13和驱动部5的各部分。前叉3可绕倾斜的轴自由摆动地安装于车架体2的前部。
手把部4具有固定于前叉3的上部的手把立柱14和固定于手把立柱14的手把杆15。在手把杆15的两端安装制动摇臂16和把套17。在右侧的制动摇臂16一体地形成变速操作部20。
驱动部5为3档变速的内装变速轮毂，具有设于车架体2下部(悬挂部)的齿轮曲柄37、架设于齿轮曲柄37的链条38、及内装变速轮毂9。内装变速轮毂9为具有低速档(1速)、中速档(2速)、高速档(3速)这样3个变速档。
轮毂发电机8由变速动作部103(图3)切换到2个变速档，该变速动作部103包含设于变速控制单元(变速切换部的一例)12的电动机。轮毂发电机8如图2所地那样，为包含减速和直接的动力传递路径的2档构成的轮毂。该轮毂发电机8如图1所示那样，安装于自行车的前叉3的前端。轮毂发电机8具有可固定于前叉3的前端的轮毂轴21，可相对自由回转地安装于轮毂轴21的轮毂壳22，配置于轮毂壳22的内周侧、可绕轮毂轴21回转的从动体23，用于由2个动力传递路径(变速档)中的任一个将轮毂壳22的回转传递到从动体23的作为变速机构的行星齿轮机构24，从行星齿轮机构24仅将行进方向的回转传递到从动体23的第1单向离合器25，连接和断开轮毂壳22与从动体23的第2单向离合器26，及切换第2单向离合器26的离合器控制机构27。另外，轮毂发电机8具有配置于从动体23与轮毂轴21间、通过其相对回转进行发电的发电机构33。
轮毂轴21的两端固定于前叉3。在比轮毂轴21的中央部稍往图2右侧的位置形成大直径部21a，在大直径部21a的右侧形成行星齿轮机构24的太阳齿轮50。另外，在轮毂轴21的大直径部21a形成椭圆形的长孔槽21b，该长孔槽21b在收容离合器控制机构27的直径上贯通。另外，在轮毂轴21沿轴心从右侧轴端朝长孔槽21b形成推杆收容孔21c。
轮毂壳22为分成两半的大致圆筒状的构件。轮毂壳22的两端由第3和第4轴承30、31可自由回转地支承。轮毂壳22在外周面形成1对的轮毂凸缘22a、22b。另外，在中央部配置第5轴承32，在其右侧形成用于构成第2单向离合器26的第2棘轮齿65。在轮毂壳22的左端形成用于安装前制动器的螺纹部22c。
从动体23为大致筒状的构件，在从动体23与轮毂轴21间配置发电机构33。从动体23由第1和第2轴承28、29可自由回转地支承于轮毂轴21。
行星齿轮机构24如图3所示那样，具有形成于轮毂轴21的太阳齿轮50，形成于轮毂壳22内周面的齿圈51，可自由回转地安装于轮毂轴21的大直径部21d的托架52，及可自由回转地支承于托架52的例如4个行星齿轮53。托架52为带凸肩的凸缘状的构件，具有轮毂轴21在内部贯通的筒状部52a和从筒状部52a的右端朝径向延伸的凸肩部52b。另外，在筒状部52a的外周面凹下地形成安装第1单向离合器25的单向离合器安装部52c。在托架52固定有用于可自由回转地支承行星齿轮53的4根齿轮轴54。托架52在轮毂轴21的大直径部21d支承筒状部52a，同时，在第4轴承31支承凸肩部52b的内周面。通过这样对托架52进行两端支承，从而使得托架52不易倾斜。行星齿轮53与齿圈51和太阳齿轮50啮合。托架52由安装于轮毂轴21的挡圈82限制轴向的移动。
在行星齿轮机构24中，当由托架52输出来自齿圈51的输入时，可将轮毂壳22的回转减速后输出到从动体。该场合的减速比GR用下式表示。
GR＝1/(1+(Zs/Zr))
其中，仅以齿圈51的齿数Zr和太阳齿轮50的齿数Zs决定变速比GR。如设太阳齿轮50的齿数Zs例如为18T，齿圈51的齿数Zr例如为46T，则成为
GR＝1/(1+(15/46)＝0.753。
第1单向离合器25例如为爪式，如图3所示那样，具有第1棘轮齿60和第1离合器爪61；该第1棘轮齿60形成于从动体23的内周面；该第1离合器爪61可自由立起和倒伏成连接姿势和断开姿势地安装于行星齿轮机构24的托架52，而且被朝连接姿势侧施加的力。第1棘轮齿60按锯齿状形成于从动体23的右侧端部的内周面。第1离合器爪61在连接姿势时立起，前端与第1棘轮齿60啮合。这样，托架52的行进方向的回转传递到从动体23。在该第1单向离合器25中，第1离合器爪61时常立起成连接姿势，当托架52朝行进方向回转时，将其回转传递到从动体23。其中，在从动体23按比托架52高的速度朝行进方向回转的场合，回转不传递。另外，托架52朝反方向回转时，不传递回转。
第2单向离合器26具有形成于轮毂壳22的内周面的第2棘轮齿65和可啮合于第2棘轮齿65的例如2个第2离合器爪66。第2离合器爪66收容于从动体23的右侧，可自由摆动到与第2棘轮齿65啮合的连接姿势和从第2棘轮齿65脱离的断开姿势地安装。在该第2单向离合器26中，仅当第2离合器爪66处于连接姿势时、轮毂壳22朝行进方向回转时，其回转传递到从动体23。
离合器控制机构27具有离合器凸轮75和移动机构76，该离合器凸轮75用于将第2离合器爪66切换到连接姿势和断开姿势；该移动机构76用于使离合器凸轮75朝轮毂轴方向往复移动。
离合器凸轮75为带凸肩的圆筒状构件，可在图2轮毂轴心X上所示连接位置与轮毂轴心X下所示断开位置间朝轴向自由移动地安装于轮毂轴21的大直径部21a。在离合器凸轮75接合由长孔槽21b引导的圆杆状的键构件80的两端。键构件80由长孔槽21b引导，可在轮毂轴向自由移动。当离合器凸轮75a接触第2离合器爪66时，第2离合器爪66朝离开姿势摆动。
移动机构76如图2所示那样，具有安装于轮毂轴21的推杆收容孔21c的推杆79，用于接触于推杆79的前端、使离合器凸轮75移动到断开位置的上述键构件80，及按压缩状态配置于第2轴承29与离合器凸轮75间的复位弹簧81。推杆79安装于轮毂轴21的右端，由通过变速拉索41连接于变速控制单元12的公知的曲臂11(图1)推压，而在轮毂方向往复移动。当推杆79被曲臂11推压时，朝图2的左方前进，推压键构件80，使离合器凸轮75移动到断开位置侧。另外，当曲臂11后退时，由复位弹簧81对离合器凸轮75向连接位置侧施力而使其移动，通过键构件80使推杆79也朝图2的右方后退。复位弹簧81的一端(右端)被卡止在离合器凸轮75，另一端(左端)被卡止在第2轴承。
发电机构33具有磁铁90和内侧固定单元91，该磁铁90安装在连接到行星齿轮机构24的输出侧的从动体23的内周面，该内侧固定单元91固定于轮毂轴21。磁铁90固定于从动体23的内面，由在周向等间隔地分割的例如4个永久磁铁构成。在该磁铁90，按等间隔交替地磁化成N极和S极。
内侧固定单元91具有环状的线圈92和围在线圈92的周围地设置的轭铁93。这些线圈92和轭铁93由固定于轮毂轴21的外周的螺母94和第1轴承28夹住而固定于轮毂轴21，而且在轴向定位到与磁铁90相对的那样的位置关系。
另外，在轮毂轴21的外周面，从发电机构33安装部分朝图2右端形成软线通过槽21e，该软线通过槽21e用于使一端连接于线圈92的电力输出用的连接软线95通过。在第4轴承31的右侧，将连接软线95的另一端连接的输出连接器96安装于轮毂轴21。在输出连接器96连接电配线40，该电配线40用于与变速控制单元12连接。
变速控制单元12如图1所示那样，安装于灯壳98的内部，该灯壳98安装于前叉3，在内部搭载了灯106(图3)。变速控制单元12由电配线与轮毂发电机8电连接，同时，由变速拉索41与轮毂发电机8机械地连接。变速拉索41连接于曲臂11，将轮毂发电机8的变速档切换到高低2档。
变速控制单元12如图3所示那样，具有将来自轮毂发电机8的交流整流成直流的整流电路100，储蓄整流后的直流电力的蓄电元件101，及由来自蓄电元件101的电力进行动作的切换控制部102。在切换控制部102连接配置于灯壳98内的速度传感器104和动作位置传感器105，同时，连接变速动作部103。速度传感器104例如由安装于前轮6的磁铁等检测子107检测前轮6的回转，例如由舌簧接点开关构成。变速动作部103包含电动机和由电动机卷取变速拉索41进行定位的拉索定位单元。动作位置传感器105用于检测出变速动作部103的拉索卷取位置处于低速位置和高速位置中2个的哪一个。切换控制部102例如包含微型计算机，相应于由速度传感器104检测出的车速控制变速动作部103，使轮毂发电机8变速。例如，当车速超过20km/h时，将拉索卷取位置控制到低速位置，通过变速拉索41将轮毂发电机8切换到低速侧的变速档。
[变速动作]
这样的构成的轮毂发电机8，具有
按轮毂壳22-齿圈51-行星齿轮机构24-托架52-第1单向离合器25-从动体23构成的作为第2变速档的减速动力传递路径，和
由轮毂壳22-第2单向离合器26-从动体23构成的作为第1变速档的直接动力传递路径。
该2个传送路径的切换由离合器控制机构27进行。当由变速控制单元12使离合器凸轮75移动到断开位置时，第二离合器爪66如图2的轮毂轴心X的下方所示那样摆动到离开姿势，托架52的回转通过第1单向离合器25传递到从动体23。为此，由减速动力传递路径将轮毂壳22的回转减速后传递到从动体23。另一方面，当离合器凸轮75返回到连接位置时，第2离合器爪66返回到连接姿势，由直接动力传递路径将轮毂壳22的回转通过第2单向离合器26直接传递到从动体23。
这样，当速度变高、切换到减速动力传递路径(第2变速档)时，从动体23的速度变得比轮毂壳22的速度慢，发电电压的上升得到抑制。另外，当速度变低、切换到直接动力传递路径(第1变速档)时，成为与轮毂壳22的速度相同的速度，发电电力的下降得到抑制。
在这里，由变速切换部相应于速度切换变速机构地构成，该变速机构将轮毂壳22的回转变速后输出，所以，通过使高速时的输出转速比低速时低地切换变速档，从而即使速度变动也可在适当的电压范围发电。
[第2实施形式]
在上述第1实施形式中，作为变速机构，以具有减速传递路径和直接传递路径这样2个变速档的行星齿轮机构24为例进行了说明，但在第2实施形式中，如图4所示那样，作为变速机构包括具有8个变速档的行星齿轮机构124。在该第2实施形式中，变速动作部203不设于变速控制单元112，而是设于轮毂发电机108。为此，在轮毂发电机108与变速控制单元112之间不存在变速拉索，两者仅用电力供给用的电配线40和控制用的控制配线(图中未示出)连接。
在图3中，轮毂发电机108为减速4档、直接1档、增速3档这样8档变速构成的轮毂，轮毂发电机108具有可固定于前叉3前端的轮毂轴121，可相对自由回转地安装于轮毂轴121的轮毂壳122，配置于轮毂壳122的内周侧、可绕轮毂轴121回转的从动体123，用于按8个动力传递路径(变速档)中的任一个将轮毂壳122的回转传递到从支体123的作为变速机构的行星齿轮机构124，及用于进行8个动力传递路径的切换动作的离合器控制机构127。
轮毂轴121在图3中的中央部稍往右侧具有大直径部121a，在其周围配置有行星齿轮机构124。轮毂壳122为分割成3部分的大致圆筒状的构件。轮毂壳122由第3和第4轴承130、131可自由回转地支承两端部。轮毂壳122在外周面形成1对轮毂凸缘122a、122b。另外，在轮毂壳122的左端形成用于安装前制动器的细齿部122c。
从动体123为大致筒状的构件，由配置于轮毂壳122两端部的第1和第2轴承128、129可自由回转地支承于轮毂壳122。在从动体123与轮毂轴121之间配置发电机构133。
行星齿轮机构124具有第1太阳齿轮160、第2太阳齿轮164、第3太阳齿轮168、第4太阳齿轮172。第1太阳齿轮160不能回转地支承于轮毂轴121，在侧部具有离合器凸轮部176。第2太阳齿轮164邻接于第1太阳齿轮160可绕轮毂轴121自由回转地受到支承，与第2太阳齿轮爪207接合地具有形成于其内周面的多个第2太阳齿轮棘轮齿206。第3太阳齿轮168邻接于第2太阳齿轮164可绕轮毂轴121自由回转地受到支承，具有与第3太阳齿轮爪226接合地形成于其内周面上的多个第3太阳齿轮棘轮齿224。第4太阳齿轮172具有与第4太阳齿轮爪250接合地形成于其内周面上的多个第4太阳齿轮棘轮齿248。各齿轮爪207、226、250可自由起伏地安装于轮毂轴121，并被施加朝立起姿势侧的力。这些各齿轮爪207、226、250由爪控制套筒228进行控制。
另外，行星齿轮机构124具有第1行星齿轮托架550、第1齿圈551、第2行星齿轮托架552、及第2齿圈553，全部都可绕轮毂轴121自由回转地安装。行星齿轮托架550可一体回转地与配置于其右侧的离合器环562接合，同时，可一体回转地与配置于其左侧的第2行星齿轮托架接合。另外，行星齿轮托架550可自由回转地支承行星齿轮576。各行星齿轮576具有与第1太阳齿轮160的多个第1太阳齿轮齿178接合的小直径齿轮部580和与第1齿圈551接合的大直径齿轮部584。
第1齿圈551具有第2内周齿轮部586，该第2内周齿轮部586用于与安装于轮毂壳122、沿周向配置的可自由起伏的多个离合器爪587接合。离合器爪587被施加朝立起姿势侧的力，这样，作为轮毂壳122与齿圈551间的单向离合器起作用。
第2行星齿轮托架552由轮毂轴121可自由回转地支承，可自由回转地支承行星齿轮608。另外，第2行星齿轮托架552通过离合器爪908连接于从动体123。离合器爪908仅将第2行星齿轮托架552的单向的回转传递到从动体123。各行星齿轮608具有与第4太阳齿轮172接合的大直径齿轮部612、与第3太阳齿轮168接合的中直径齿轮部616、及与第2太阳齿轮164接合的小直径齿轮部620。第2齿圈553例如通过单向离合器连接到从动体123，该单向离合器由例如具有18个滚柱的滚柱式单向超越离合器628和凸轮面形成。
离合器控制机构127可一体回转地连接轮毂壳122和第1行星齿轮托架550，或解除连接。另外，对爪控制套筒228进行控制，对各爪207、226、250进行控制。
这样构成的行星齿轮机构124的在各变速档的多种部件的连接示于表1，各变速档的动力传递路径示于表2。
表1
  速度档  离合器环562  太阳齿轮164  太阳齿轮168  太阳齿轮172   变速比
  1(低速)  解除接合  自由  自由  自由   0.53
  2  解除接合  自由  自由  锁定   0.64
  3  解除接合  自由  锁定  自由   0.74
  4  解除接合  锁定  锁定  自由   0.85
  5  接合  自由  自由  自由   1.0
  6  接合  自由  自由  锁定   1.22
  7  接合  自由  锁定  自由   1.42
  8(高速)  接合  锁定  自由  自由   1.62
表2
  速度档 动力传递路径
  1 轮毂壳124→离合器爪587→第1齿圈551→第1行星齿轮托架550(行星齿轮576绕 第4太阳齿轮160回转)→第2行星齿轮托架552→离合器爪908→从动体123
  2 轮毂壳124→离合器爪587→第1齿圈551→第1行星齿轮托架550(行星齿轮576绕 第4太阳齿轮160回转)→第2行星齿轮托架552(行星齿轮608绕 第3太阳齿轮172回转)→第2齿圈553→滚柱式离合器628→从动体123
  3 轮毂壳124→离合器爪587→第1齿圈551→第1行星齿轮托架550(行星齿轮276绕 第4太阳齿轮160回转)→第2行星齿轮托架550(行星齿轮608绕 第2太阳齿轮164回转)→第2齿圈553→滚柱式离合器628→从动体123
  4 轮毂壳124→离合器爪587→第1齿圈551→第1行星齿轮托架550(行星齿轮576绕 第4太阳齿轮160回转)→第22行星齿轮托架552→(行星齿轮608绕 第1太阳齿轮164回转)→第2齿圈553→滚柱式离合器628→从动体123
  5 轮毂壳124→离合器环562→第1行星齿轮托架550→第2委星齿轮托架552→离合器爪908→从动体123
  6 轮毂壳124→离合器环562→第1行星齿轮托架550→第2行星齿轮托架552(行星齿轮608绕 第3太阳齿轮172回转)→第2齿圈553→滚柱式离合器628→从动体123
  7 轮毂壳124→离合器环562→第1行星齿轮托架550→第2行星齿轮托架552(行星齿轮608绕 第2太阳齿轮168回转)→第2齿圈553→滚柱式离合器628→从动体123
  8 轮毂壳124→离合器环562→第1行星齿轮托架550→第2行星齿轮托架552(行星齿轮608绕 第1体太阳齿轮164回转)→第2齿圈553→滚柱式离合器628→从动体123
在从变速档4向变速档5换挡的场合，连接构造的定时按以下程序进行设定。
表3
  速度档  离合器环562   太阳齿轮164  太阳齿轮168   太阳齿172
  4  解除接合   锁定  锁定   自由
  (与3相同)  解除接合   自由  锁定   自由
  (与7相同)  接合   自由  锁定   自由
  5  接合   自由  自由   自由
发电机构133具有磁铁190和内侧固定单元191，该磁铁190安装在连接到行星齿轮机构124的输出侧的从动体23的内周面，该内侧固定单元191固定于轮毂轴121。磁铁190固定于从动体123的内面，由在周向等间隔地分割的例如4个永久磁铁构成。在该磁铁190，按等间隔交替地磁化成N极和S极。
内侧固定单元191具有环状的线圈192和围在线圈192的周围设置的轭铁193。这些线圈192和轭铁193由固定于轮毂轴121的外周的螺母194和轮毂轴121的台阶夹住而固定于轮毂轴121，而且在轴向定位到与磁铁190相对的那样的位置关系。
另外，在轮毂轴121的外周面，从发电机构133安装部分朝图3左端形成软线通过孔197，该软线通过孔197用于使一端连接于线圈192的电力输出用的连接软线195通过。在第3轴承130的左侧，连接软线195的另一端连接的输出连接器196安装于轮毂轴121。在输出连接器196连接电配线140，该电气配线140用于与变速控制单元112连接。
在轮毂轴121的右端部安装包含电动机的变速动作部203。变速动作部203为了对离合器控制机构127进行电动驱动，定位到8个回转位置。变速动作部203通过控制配线(图中未示出)连接于变速控制单元112。
变速控制单元112如图1所示那样，设在灯壳98的内部，该灯壳98安装于前叉3，在内部搭载了灯106(图5)。变速控制单元112由电配线140和控制配线与轮毂发电机108电连接。
变速控制单元112如图5所示那样，具有将来自轮毂发电机108的交流整流成直流的整流电路200，储蓄整流后的直流电力的蓄电元件201，及由来自蓄电元件201的电力进行动作的切换控制部202。在切换控制部202连接配置于灯壳98内的速度传感器204和设于变速动作部203内的动作位置传感器205，同时，连接变速动作部203。速度传感器204例如由安装于前轮6的磁铁等检测子107检测前轮6的回转，例如由舌簧接点开关构成。动作位置传感器204用于检测出变速动作部203的回转位置。切换控制部202例如包含微型计算机，相应于由速度传感器204检测出的车速控制变速动作部203，使轮毂发电机108变速。例如，将车速在10km/h～30km/h间分成8个档级，判断车速的检测结果处于划分的各档级中的哪一个，切换变速档。随着车速变高，切换到低速的变速档侧。
在这样的第2实施形式中，与第2实施形式相比，相应于车速细致地控制从动体123的速度，所以，即使速度变动，也可在更适当的电压范围发电。
[其它实施形式]
(a)在上述两实施形式中，相应于车速对轮毂发电机8、108进行电控制，切换变速档。然而，本发明不限于此，也可相应于速度机械地切换变速档。例如，也可在第1实施形式中将重块构件安装于轮毂壳内，该重块构件在按预定的速度(例如20km/h)以上回转、离心力增大到预定以上时，从基准位置移动到径向外方的切换位置，使第2单向离合器26处于离开位置，切换到减速动力传递路径，当为预定的速度以下时，返回到基准位置，使第2单向离合器26成为直接姿势，切换到直接动力传递路径；由重块构件将第2单向离合器26切换到连接姿势和离开姿势。在该场合，由于不需要电控制，所以，可仅由轮毂发电机构成装置。
(b)在上述两实施形式中，以安装于轻便车的轮毂发电机为例说明了本发明，但安装轮毂发电机的自行车可适用于包含所有类型的自车行的人力驱动车。
(c)在上述实施形式中，由行星齿轮机构构成变速机构，但变速机构不限于行星齿轮机构，也可采用各种形式的使用齿轮或皮带轮等的变速机构。
(d)在上述实施形式中，将变速控制机构12、112收容于灯壳98，但也可与灯壳分开地单独设置变速控制单元。另外，也可与变速控制单元分开地设置速度传感器。
(e)在上述实施形式中，由速度传感器检测速度，但也可根据来自轮毂发电机的信号检测速度。在该场合，参照来自动作位置传感器的变速档的信息，相应于变速档修正来自轮毂发电机的信号即可。

Claims (4)

1.一种人力驱动车用发电装置，可安装于人力驱动车，其特征在于：具有轮毂轴、轮毂壳、变速机构、发电机构、及变速切换部；
该轮毂轴为可安装于上述人力驱动车的轴；
该轮毂壳可相对自由回转地安装于上述轮毂轴；
该变速机构将上述轮毂壳的回转变速成多个变速档进行输出；
该发电机构具有连接于上述变速机构的输出侧的磁铁和安装于上述轮毂轴的线圈，通过上述轮毂壳与上述轮毂轴的相对回转进行发电；
该变速切换部将上述变速机构的上述多个变速档切换到任一个。
2.根据权利要求1所述的人力驱动车用发电装置，其特征在于：上述变速机构可变速为第1变速档和输出转速低于上述第1变速档的第2变速档，
上述变速切换部在上述轮毂壳的转速超过预定速度时切换到上述第2变速档，在上述转速处于上述预定速度以下时切换到上述第1变速档。
3.根据权利要求1或2所述的人力驱动车用发电装置，其特征在于：上述变速切换部根据速度传感器的输出切换上述变速档。
4.根据权利要求1～3中任何一项所述的人力驱动车用发电装置，其特征在于：上述变速机构为行星齿轮机构。
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