JP2003088073A - 発電制御方法およびそれを用いた発電装置 - Google Patents
発電制御方法およびそれを用いた発電装置Info
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Landscapes
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- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
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- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 極低速走行時に所定の発電電圧を確保し、し
かも高回走行時における発電電圧を規定電圧を超えない
ように抑制することができる発電制御方法およびそれを
用いた発電装置を提供する。 【解決手段】 入力側が極低速回転数から高速回転数ま
で変動する発電機１０において、入力側の回転数が所定
回転数を超えると、ステータ１２における磁束を飽和さ
せて発電電圧が規定電圧を超えないようにするものであ
る。
かも高回走行時における発電電圧を規定電圧を超えない
ように抑制することができる発電制御方法およびそれを
用いた発電装置を提供する。 【解決手段】 入力側が極低速回転数から高速回転数ま
で変動する発電機１０において、入力側の回転数が所定
回転数を超えると、ステータ１２における磁束を飽和さ
せて発電電圧が規定電圧を超えないようにするものであ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発電制御方法およ
びそれを用いた発電装置に関する。さらに詳しくは、例
えば自転車などの人力走行装置に搭載され車輪などの回
転力を利用して発電を行うような、入力側の回転数が常
に変動する発電機における発電電圧を制御するための発
電制御方法およびそれを用いた発電装置に関する。
びそれを用いた発電装置に関する。さらに詳しくは、例
えば自転車などの人力走行装置に搭載され車輪などの回
転力を利用して発電を行うような、入力側の回転数が常
に変動する発電機における発電電圧を制御するための発
電制御方法およびそれを用いた発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、自転車用発電装置としてタイ
ヤ側部にローラを接触させて発電用駆動力を得る通常の
方式の外、発電機を車軸近傍に配して摩擦に依らず直接
的に車輪の回転を発電機に伝達し、これによって効率良
く発電できるようにした自転車用発電装置が知られてい
る（例えば、特開２０００−８５６５９号公報参照）。
ヤ側部にローラを接触させて発電用駆動力を得る通常の
方式の外、発電機を車軸近傍に配して摩擦に依らず直接
的に車輪の回転を発電機に伝達し、これによって効率良
く発電できるようにした自転車用発電装置が知られてい
る（例えば、特開２０００−８５６５９号公報参照）。
【０００３】しかしながら、発電機ロータに車輪の回転
を直接伝達して駆動するものとした場合、発電機ロータ
の回転数が自転車車輪の回転数と同一となって、通常、
充分な発電量を得ることが困難になる。そこで、例えば
特開平３−６７７９１号公報にあるように車輪の回転を
増速して発電機に伝達する方法が用いられる。
を直接伝達して駆動するものとした場合、発電機ロータ
の回転数が自転車車輪の回転数と同一となって、通常、
充分な発電量を得ることが困難になる。そこで、例えば
特開平３−６７７９１号公報にあるように車輪の回転を
増速して発電機に伝達する方法が用いられる。
【０００４】このような発電装置Ａ’においては、図７
に示すように、自転車用発電機１０１のステータコイル
１０２を前輪（図示省略）を支持するハブ軸（固定車
軸）１０３に固定して取り付けるとともに、ステータコ
イル１０２の側方にロータ磁石１０４を配し、このロー
タ磁石１０４を回転増速機１０５を介して前輪と一体的
に回転するドラム（ハブ体）１０６に接続するものとさ
れる。
に示すように、自転車用発電機１０１のステータコイル
１０２を前輪（図示省略）を支持するハブ軸（固定車
軸）１０３に固定して取り付けるとともに、ステータコ
イル１０２の側方にロータ磁石１０４を配し、このロー
タ磁石１０４を回転増速機１０５を介して前輪と一体的
に回転するドラム（ハブ体）１０６に接続するものとさ
れる。
【０００５】ところが、発電機の永久磁石としてフェラ
イト磁石などの比較的低磁力の磁石が用いられる従来の
自転車用発電装置では、人が歩く速度よりも少し速い程
度の低速度（約時速５ｋｍ）、つまり極低速度で自転車
が走行しているときには、通常の増速機で車輪の回転数
を増速した程度では充分な発電電圧を得ることはできな
い。
イト磁石などの比較的低磁力の磁石が用いられる従来の
自転車用発電装置では、人が歩く速度よりも少し速い程
度の低速度（約時速５ｋｍ）、つまり極低速度で自転車
が走行しているときには、通常の増速機で車輪の回転数
を増速した程度では充分な発電電圧を得ることはできな
い。
【０００６】そこで、出願人等は、車輪の回転を増速し
て発電機に入力するとともに、発電機に用いられる永久
磁石として高磁力が得られる希土類磁石を用い、これに
磁極を多数形成するようにして、前掲の極低速走行時に
も前照灯などの各種機器に充分な電力を供給することが
でき、かつ余剰電力をバッテリーに充電できる程度の発
電能力を有する自転車用発電装置を提案している（特願
２０００−２６９７８５号参照）。
て発電機に入力するとともに、発電機に用いられる永久
磁石として高磁力が得られる希土類磁石を用い、これに
磁極を多数形成するようにして、前掲の極低速走行時に
も前照灯などの各種機器に充分な電力を供給することが
でき、かつ余剰電力をバッテリーに充電できる程度の発
電能力を有する自転車用発電装置を提案している（特願
２０００−２６９７８５号参照）。
【０００７】しかるに、このような極低速走行時におけ
る発電特性が改善されてなる自転車用発電装置において
は、図８に示すように、走行速度の増大に伴う発電電圧
Ｅ’の上昇が、従来装置における発電電圧Ｅ”のように
早い段階で頭打ちとならず、自転車の走行速度が所定速
度Ｖ’0を超えて上昇したときには、発電電圧Ｅ’が規
定電圧Ｅ’0を超えて上昇し、これによって前照灯その
他の機器に用いられる電球が断線するなどの不具合を生
じてしまうという問題があることが判明した。
る発電特性が改善されてなる自転車用発電装置において
は、図８に示すように、走行速度の増大に伴う発電電圧
Ｅ’の上昇が、従来装置における発電電圧Ｅ”のように
早い段階で頭打ちとならず、自転車の走行速度が所定速
度Ｖ’0を超えて上昇したときには、発電電圧Ｅ’が規
定電圧Ｅ’0を超えて上昇し、これによって前照灯その
他の機器に用いられる電球が断線するなどの不具合を生
じてしまうという問題があることが判明した。
【０００８】また、発電電圧の上昇に伴って負荷が大き
くなり、不要に走行抵抗が増大してしまうという難点も
あることも判明した。
くなり、不要に走行抵抗が増大してしまうという難点も
あることも判明した。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の課題に鑑みなされたものであって、極低速走行時に
所定の発電電圧を確保し、しかも高回走行時における発
電電圧を規定電圧を超えないように抑制することができ
る発電制御方法およびそれを用いた発電装置を提供する
ことを目的としている。
術の課題に鑑みなされたものであって、極低速走行時に
所定の発電電圧を確保し、しかも高回走行時における発
電電圧を規定電圧を超えないように抑制することができ
る発電制御方法およびそれを用いた発電装置を提供する
ことを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の発電制御方法
は、入力側が極低速回転数から高速回転数まで変動する
発電機における発電制御方法であって、入力側の回転数
が所定回転数を超えると、ステータにおける磁束を飽和
させて発電電圧が規定電圧を超えないようにすることを
特徴とする。
は、入力側が極低速回転数から高速回転数まで変動する
発電機における発電制御方法であって、入力側の回転数
が所定回転数を超えると、ステータにおける磁束を飽和
させて発電電圧が規定電圧を超えないようにすることを
特徴とする。
【００１１】本発明の発電制御方法においては、例えば
ステータの磁路を細くしてステータにおける磁束を飽和
させて発電電圧が規定電圧を超えないようにされる。
ステータの磁路を細くしてステータにおける磁束を飽和
させて発電電圧が規定電圧を超えないようにされる。
【００１２】その場合、ステータコアの軸部の断面積を
所定値以下としたり、ステータヨークの内周部に切欠き
を設けたりして磁路を細くすることがなされる。
所定値以下としたり、ステータヨークの内周部に切欠き
を設けたりして磁路を細くすることがなされる。
【００１３】一方、本発明の発電装置は、入力側が極低
速回転数から高速回転数まで変動する発電機を備えた発
電装置であって、入力側の回転数が所定回転数を超える
と、ステータにおける磁束を飽和させて発電電圧が規定
電圧を超えないよう構成されてなることを特徴とする。
速回転数から高速回転数まで変動する発電機を備えた発
電装置であって、入力側の回転数が所定回転数を超える
と、ステータにおける磁束を飽和させて発電電圧が規定
電圧を超えないよう構成されてなることを特徴とする。
【００１４】本発明の発電装置においては、例えばステ
ータの磁路を細くしてステータにおける磁束を飽和させ
て発電電圧が規定電圧を超えないようにされる。
ータの磁路を細くしてステータにおける磁束を飽和させ
て発電電圧が規定電圧を超えないようにされる。
【００１５】その場合、ステータコアの軸部の断面積を
所定値以下としたり、ステータヨークの内周部に切欠き
を設けたりして磁路を細くすることがなされる。
所定値以下としたり、ステータヨークの内周部に切欠き
を設けたりして磁路を細くすることがなされる。
【００１６】しかして、本発明の発電装置は、自転車な
どの人力走行装置に搭載される。
どの人力走行装置に搭載される。
【００１７】
【作用】本発明は、前記の如く構成されているので、発
電機の入力回転数が所定回転数を超えて上昇したときに
も誘電コイルにおける誘導起電力の上昇を規定電圧以下
に抑えることができる。これによって、特に人力走行装
置が極低速度で運転されていても所定の発電電圧が確保
されるようにされている発電機を備えた発電装置におい
て、高速で運転された場合における発電電圧が規定電圧
を超えないようにすることが可能となる。
電機の入力回転数が所定回転数を超えて上昇したときに
も誘電コイルにおける誘導起電力の上昇を規定電圧以下
に抑えることができる。これによって、特に人力走行装
置が極低速度で運転されていても所定の発電電圧が確保
されるようにされている発電機を備えた発電装置におい
て、高速で運転された場合における発電電圧が規定電圧
を超えないようにすることが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる
実施形態のみに限定されるものではない。
発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる
実施形態のみに限定されるものではない。
【００１９】図１に本発明の実施形態１に係る発電制御
方法が適用される自転車用発電装置の概略構成を示し、
この自転車用発電装置（以下、単に発電装置という）Ａ
は、自転車前輪（図示省略する）を支持するハブ部Ｂに
設けられ、自転車前輪の回転を摩擦に依らず直接的に発
電機１０に伝達し発電するいわゆるハブダイナモとされ
る。
方法が適用される自転車用発電装置の概略構成を示し、
この自転車用発電装置（以下、単に発電装置という）Ａ
は、自転車前輪（図示省略する）を支持するハブ部Ｂに
設けられ、自転車前輪の回転を摩擦に依らず直接的に発
電機１０に伝達し発電するいわゆるハブダイナモとされ
る。
【００２０】発電装置Ａは、具体的には、発電機１０を
主要構成要素とし、これに、自転車前輪の回転（入力側
の回転）を増速して発電機１０に伝達する増速機２０お
よびバッテリー３０を付加してなるものとされる。な
お、図１中、符号Ｓはソリッド基板を示す。
主要構成要素とし、これに、自転車前輪の回転（入力側
の回転）を増速して発電機１０に伝達する増速機２０お
よびバッテリー３０を付加してなるものとされる。な
お、図１中、符号Ｓはソリッド基板を示す。
【００２１】しかして、この発電装置Ａにおいては、後
に述べるように、発電機１０単体で自転車の極低速走行
時にも各種機器に充分な電力を供給し得る程度の発電電
圧を得ることが可能である。このため、増速機２０を省
略することが可能である。その上、増速機２０を設けた
場合には、人が歩く速度よりも少し速い程度の極低速走
行速度（例えば、時速５キロメートル）で、各種機器に
電力を供給しなおかつバッテリー３０に余剰電力を充電
する程度の発電電圧を得ることも可能となる（この点に
関し、前掲の特願２０００−２６９７８５号参照）。つ
まり、この発電装置Ａにおいては、入力側が極低回転数
でも所望の電力を確保できる。以下、発電機１０を説明
する。
に述べるように、発電機１０単体で自転車の極低速走行
時にも各種機器に充分な電力を供給し得る程度の発電電
圧を得ることが可能である。このため、増速機２０を省
略することが可能である。その上、増速機２０を設けた
場合には、人が歩く速度よりも少し速い程度の極低速走
行速度（例えば、時速５キロメートル）で、各種機器に
電力を供給しなおかつバッテリー３０に余剰電力を充電
する程度の発電電圧を得ることも可能となる（この点に
関し、前掲の特願２０００−２６９７８５号参照）。つ
まり、この発電装置Ａにおいては、入力側が極低回転数
でも所望の電力を確保できる。以下、発電機１０を説明
する。
【００２２】発電機１０は、ロータ１１とステータ１２
とを含み、ロータ１１がステータ１２の外側に配され
た、いわゆるアウタロータ形の発電機とされる。ロータ
１１は、ロータ磁石１１ａと、ロータ磁石１１ａが接着
されるロータヨーク１１ｂと、ロータヨーク１１ｂと一
体的に形成されかつハブ軸（車軸）Ｃに回転自在に支持
されるロータ支持部材１１ｃとを含む。
とを含み、ロータ１１がステータ１２の外側に配され
た、いわゆるアウタロータ形の発電機とされる。ロータ
１１は、ロータ磁石１１ａと、ロータ磁石１１ａが接着
されるロータヨーク１１ｂと、ロータヨーク１１ｂと一
体的に形成されかつハブ軸（車軸）Ｃに回転自在に支持
されるロータ支持部材１１ｃとを含む。
【００２３】ロータ磁石１１ａは、図２に示すように、
リング状の外形を有し、その円周方向にＮ極（網目模様
で示す）およびＳ極（白抜きで示す）が等間隔で交互に
並ぶように多数の磁極（例えば、２４極）１１ｃが形成
されてなるものとされる。また、ロータ磁石１１ａは、
磁力の強力な希土類磁石、例えばネオクエンチ−Ｐ（商
品名）などのネオジムボンド磁石からなる永久磁石とさ
れる。
リング状の外形を有し、その円周方向にＮ極（網目模様
で示す）およびＳ極（白抜きで示す）が等間隔で交互に
並ぶように多数の磁極（例えば、２４極）１１ｃが形成
されてなるものとされる。また、ロータ磁石１１ａは、
磁力の強力な希土類磁石、例えばネオクエンチ−Ｐ（商
品名）などのネオジムボンド磁石からなる永久磁石とさ
れる。
【００２４】ネオジムボンド磁石は、超急冷法によって
ネオジム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）およびボロン（Ｂ）をア
モルファス状態に限りなく近い粉末とし、これを樹脂で
結合して成形したいわゆるプラスチックボンド磁石とさ
れる。このネオジムボンド磁石は、従来のフェライト磁
石などと比較して、残留磁束密度、保磁力および最大エ
ネルギー積などの諸特性、すなわち磁石材料としての各
特性が格段に優れている。したがって、これをロータ磁
石１１ａに適用することによって、ロータ磁石１１ａの
発生する磁力を従来よりも格段に大きくするよう構成す
ることが可能となる。
ネオジム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）およびボロン（Ｂ）をア
モルファス状態に限りなく近い粉末とし、これを樹脂で
結合して成形したいわゆるプラスチックボンド磁石とさ
れる。このネオジムボンド磁石は、従来のフェライト磁
石などと比較して、残留磁束密度、保磁力および最大エ
ネルギー積などの諸特性、すなわち磁石材料としての各
特性が格段に優れている。したがって、これをロータ磁
石１１ａに適用することによって、ロータ磁石１１ａの
発生する磁力を従来よりも格段に大きくするよう構成す
ることが可能となる。
【００２５】これによって、自転車の極低速走行時、つ
まり前輪が極低回転数で回転された場合においても、前
掲のような、各種機器に電力を供給しなおかつバッテリ
ー３０に余剰電力を充電する程度の発電電圧を得ること
が可能となる。
まり前輪が極低回転数で回転された場合においても、前
掲のような、各種機器に電力を供給しなおかつバッテリ
ー３０に余剰電力を充電する程度の発電電圧を得ること
が可能となる。
【００２６】また、ネオジムボンド磁石は、等方性磁石
として多極着磁が容易であり、したがってロータ磁石１
１ａにできるだけ多数の磁極を形成するようにして、電
圧変動の小さい良質な電力を得ることも容易となる。な
お、多極着磁については特開平６−２３１９５９号公報
に提案されている方法を好適に用いることができ、また
ネオジウムボンド磁石の具体的な組成は同公報に提案さ
れているものとすることができる。
として多極着磁が容易であり、したがってロータ磁石１
１ａにできるだけ多数の磁極を形成するようにして、電
圧変動の小さい良質な電力を得ることも容易となる。な
お、多極着磁については特開平６−２３１９５９号公報
に提案されている方法を好適に用いることができ、また
ネオジウムボンド磁石の具体的な組成は同公報に提案さ
れているものとすることができる。
【００２７】ロータヨーク１１ｂおよびこれと一体形成
されたロータ支持部材１１ｃは、ハブ軸Ｃが嵌挿される
中空軸１３の外周面に形成された各段部１３ａ，１３ｂ
と係合し、軸方向所定位置で該中空軸１３によって回転
可能に支持される。
されたロータ支持部材１１ｃは、ハブ軸Ｃが嵌挿される
中空軸１３の外周面に形成された各段部１３ａ，１３ｂ
と係合し、軸方向所定位置で該中空軸１３によって回転
可能に支持される。
【００２８】次に、ロータ１１の内側に配設されるステ
ータ１２を説明する。
ータ１２を説明する。
【００２９】図３に示すように、ステータ１２は、中空
軸１３が挿嵌される軸挿通孔１２ａが穿設された、小径
厚肉リング状のステータヨーク１２ｂと、このステータ
ヨーク１２ｂの外周面から放射状に延びるように設けら
れる、各々にコイル導線（不図示である）が巻きつけら
れる縦長Ｔ字状の多数（例えば、２４本）のステータコ
ア１２ｃとを備えてなるものとされる。
軸１３が挿嵌される軸挿通孔１２ａが穿設された、小径
厚肉リング状のステータヨーク１２ｂと、このステータ
ヨーク１２ｂの外周面から放射状に延びるように設けら
れる、各々にコイル導線（不図示である）が巻きつけら
れる縦長Ｔ字状の多数（例えば、２４本）のステータコ
ア１２ｃとを備えてなるものとされる。
【００３０】各ステータコア１２ｃの軸部１２ｄの横断
面積Ｓは、自転車の高速走行時、つまり前輪が高速回転
されている時に、発電機１０の発電電圧が規定電圧を超
えて上昇しないように、所定の断面積以下とされる。こ
こで、この所定段面積は例えばテスト走行などによって
決定される。
面積Ｓは、自転車の高速走行時、つまり前輪が高速回転
されている時に、発電機１０の発電電圧が規定電圧を超
えて上昇しないように、所定の断面積以下とされる。こ
こで、この所定段面積は例えばテスト走行などによって
決定される。
【００３１】この点について敷衍すると、ステータ１２
においては、各ステータコア１２ｃにコイル導線が巻き
つけられて発電機１０の誘電コイルを構成しており、こ
の各誘電コイルの誘導起電力は、電磁誘導の基本原理に
より、ロータ磁石１１ａの運動によって生じる各誘電コ
イルにおける磁界変化を打ち消すように、各誘電コイル
が発生する磁束に相応したものとなる。したがって、ロ
ータ磁石１１ａの回転速度がある程度以上に大きくなっ
て各誘電コイルが発生する磁束の上昇が飽和するとき、
各誘電コイルの誘導起電力の上昇もなくなる。
においては、各ステータコア１２ｃにコイル導線が巻き
つけられて発電機１０の誘電コイルを構成しており、こ
の各誘電コイルの誘導起電力は、電磁誘導の基本原理に
より、ロータ磁石１１ａの運動によって生じる各誘電コ
イルにおける磁界変化を打ち消すように、各誘電コイル
が発生する磁束に相応したものとなる。したがって、ロ
ータ磁石１１ａの回転速度がある程度以上に大きくなっ
て各誘電コイルが発生する磁束の上昇が飽和するとき、
各誘電コイルの誘導起電力の上昇もなくなる。
【００３２】したがって、各ステータコア１２ｃの軸部
１２ｄの横断面積Ｓを所定面積以下とすることによっ
て、各誘電コイルが発生する磁気の磁気回路（磁路）を
細くするようにして、各誘電コイルが発生する磁束の飽
和点を調節することができるので、自転車の走行速度が
所定速度を超えて上昇したときにも、つまり前輪の回転
数が所定回転数を超えて上昇したときにも、発電機１０
の発電電圧が各種機器に不具合を生じる規定電圧以上に
上昇するのを抑制することが可能となる。
１２ｄの横断面積Ｓを所定面積以下とすることによっ
て、各誘電コイルが発生する磁気の磁気回路（磁路）を
細くするようにして、各誘電コイルが発生する磁束の飽
和点を調節することができるので、自転車の走行速度が
所定速度を超えて上昇したときにも、つまり前輪の回転
数が所定回転数を超えて上昇したときにも、発電機１０
の発電電圧が各種機器に不具合を生じる規定電圧以上に
上昇するのを抑制することが可能となる。
【００３３】また、例えばステータヨーク１２ｂの内周
部に切り欠き１２ｅを設けることによって、前掲の磁気
回路（磁路）を細くすることも可能である。
部に切り欠き１２ｅを設けることによって、前掲の磁気
回路（磁路）を細くすることも可能である。
【００３４】次に、増速機２０を説明する。
【００３５】増速機２０は、自転車前輪と多数のスポー
ク（不図示である）を介して接続され、前輪と一体的に
回転するハブ体Ｄ（図１参照）の回転を増速して発電機
１０に伝達するものとされる。
ク（不図示である）を介して接続され、前輪と一体的に
回転するハブ体Ｄ（図１参照）の回転を増速して発電機
１０に伝達するものとされる。
【００３６】増速機２０は、具体的には、図４および図
５に示すような遊星歯車機構２１から構成される。遊星
歯車機構２１は、ハブ体Ｄの内周面に形成される、増速
機２０の入力軸としての内歯車２１ａと、複数の遊星歯
車２１ｂと、各遊星歯車２１ｂを回転可能に支持すると
ともに中空軸１１に固定されるキャリア２１ｃと、ロー
タ１１と連結される、増速機２０の出力軸としての太陽
歯車２１ｄとを備えてなるものとされる。この場合、遊
星歯車機構２１を構成する歯車は合成樹脂製とされてな
るのが、増速機２０から発生する騒音を低減できるので
好ましい。
５に示すような遊星歯車機構２１から構成される。遊星
歯車機構２１は、ハブ体Ｄの内周面に形成される、増速
機２０の入力軸としての内歯車２１ａと、複数の遊星歯
車２１ｂと、各遊星歯車２１ｂを回転可能に支持すると
ともに中空軸１１に固定されるキャリア２１ｃと、ロー
タ１１と連結される、増速機２０の出力軸としての太陽
歯車２１ｄとを備えてなるものとされる。この場合、遊
星歯車機構２１を構成する歯車は合成樹脂製とされてな
るのが、増速機２０から発生する騒音を低減できるので
好ましい。
【００３７】しかして、かかる構成を有する本実施形態
の発電装置Ａは、自転車の走行により前輪が回転する
と、この回転がスポークを介してハブ体Ｄに伝達され、
ハブ体Ｄの回転が増速機２０により増速されて発電機１
０に伝達され、この伝達された回転駆動力により発電機
１０のロータ磁石１１ａが回転され、ロータ磁石１１ａ
の回転により発電された電力がソリッド基板Ｓに設けら
れた素子により平滑化されて負荷、例えば前照灯に供給
される。
の発電装置Ａは、自転車の走行により前輪が回転する
と、この回転がスポークを介してハブ体Ｄに伝達され、
ハブ体Ｄの回転が増速機２０により増速されて発電機１
０に伝達され、この伝達された回転駆動力により発電機
１０のロータ磁石１１ａが回転され、ロータ磁石１１ａ
の回転により発電された電力がソリッド基板Ｓに設けら
れた素子により平滑化されて負荷、例えば前照灯に供給
される。
【００３８】そして、ロータ磁石１１ａを高磁力を得ら
れる希土類磁石としたことによって、図６に示すよう
に、自転車の極低速走行域においても、低磁力のフェラ
イト磁石等を用いた従来の自転車用発電装置と比較して
（従来例における発電電圧は符号ＥBで示す）、発電電
圧ＥGが大幅に増大する一方で、自転車の走行速度が所
定速度Ｖ0を超えた時点に発電電圧ＥGの上昇が飽和し
て、発電電圧ＥGが前掲の規定電圧Ｅ0を超えることがな
いので、各種機器の不具合の発生および不要な走行抵抗
の増大を回避することができる。
れる希土類磁石としたことによって、図６に示すよう
に、自転車の極低速走行域においても、低磁力のフェラ
イト磁石等を用いた従来の自転車用発電装置と比較して
（従来例における発電電圧は符号ＥBで示す）、発電電
圧ＥGが大幅に増大する一方で、自転車の走行速度が所
定速度Ｖ0を超えた時点に発電電圧ＥGの上昇が飽和し
て、発電電圧ＥGが前掲の規定電圧Ｅ0を超えることがな
いので、各種機器の不具合の発生および不要な走行抵抗
の増大を回避することができる。
【００３９】なお、前掲のように、ロータ磁石１１ａと
して用いる永久磁石を更に高磁力のものとしたり、ロー
タ磁石１１ａに形成される磁極の数を増やすことによっ
て、増速機２０を省略した構成でも、図６に示すよう
な、発電電圧特性を得ることは充分に可能である。ま
た、ステータコア１２ｃにおけるコイル巻線を三相交流
発電用のものとすることによって、より一層良質な電力
を得ることも容易となる。
して用いる永久磁石を更に高磁力のものとしたり、ロー
タ磁石１１ａに形成される磁極の数を増やすことによっ
て、増速機２０を省略した構成でも、図６に示すよう
な、発電電圧特性を得ることは充分に可能である。ま
た、ステータコア１２ｃにおけるコイル巻線を三相交流
発電用のものとすることによって、より一層良質な電力
を得ることも容易となる。
【００４０】さらに、実施形態の発電装置Ａにおいて
は、発電機１０のロータ１１およびステータ１２が、ハ
ブ軸Ｃではなく中空軸１３に設けられているので、発電
機１０を取り付ける際にハブ軸Ｃに導線を通すための溝
を設けるなどの特別の加工を施す必要がなく、既設のハ
ブ軸Ｃをそのまま利用して発電装置Ａを自転車に設ける
ことが可能となる。また、ハブ軸Ｃを加工することによ
って、ハブ軸（車軸）の強度低下を招くなどの弊害を避
けることも可能となる。
は、発電機１０のロータ１１およびステータ１２が、ハ
ブ軸Ｃではなく中空軸１３に設けられているので、発電
機１０を取り付ける際にハブ軸Ｃに導線を通すための溝
を設けるなどの特別の加工を施す必要がなく、既設のハ
ブ軸Ｃをそのまま利用して発電装置Ａを自転車に設ける
ことが可能となる。また、ハブ軸Ｃを加工することによ
って、ハブ軸（車軸）の強度低下を招くなどの弊害を避
けることも可能となる。
【００４１】以上、本発明を実施形態に基づいて説明し
てきたが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるも
のではなく、種々改変が可能である。例えば、実施形態
においては人力走行装置は自転車とされているが、人力
走行装置は自転車に限定されるものではなく、各種人力
走行装置とでき、例えば水上自転車とすることもでき
る。また、発電機はアウタロータ形とされているが、イ
ンナーロータ形とされてもよく、増速機は歯車による増
速機構に代えてローラーによる増速機構とされてもよ
い。
てきたが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるも
のではなく、種々改変が可能である。例えば、実施形態
においては人力走行装置は自転車とされているが、人力
走行装置は自転車に限定されるものではなく、各種人力
走行装置とでき、例えば水上自転車とすることもでき
る。また、発電機はアウタロータ形とされているが、イ
ンナーロータ形とされてもよく、増速機は歯車による増
速機構に代えてローラーによる増速機構とされてもよ
い。
【００４２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
自転車などの人力走行装置に用いられる発電装置の発電
電圧を、極低速走行時には所定電圧とすることができる
とともに、高速走行時には規定電圧を超えないようにで
きるという優れた効果が得られる。
自転車などの人力走行装置に用いられる発電装置の発電
電圧を、極低速走行時には所定電圧とすることができる
とともに、高速走行時には規定電圧を超えないようにで
きるという優れた効果が得られる。
【図１】本発明の一実施形態に係る発電制御方法が適用
される自転車用発電装置の概略構成を示す断面図であ
る。
される自転車用発電装置の概略構成を示す断面図であ
る。
【図２】発電機のロータ要部の詳細を示す２面図であ
り、同（ａ）は車軸と平行な方向から見た図であり、同
（ｂ）は車軸と直交方向から見た図である。
り、同（ａ）は車軸と平行な方向から見た図であり、同
（ｂ）は車軸と直交方向から見た図である。
【図３】発電機のステータ要部の詳細を示す図であり、
同（ａ）は車軸と平行な方向から見た図であり、同
（ｂ）は車軸と直交方向から見た図であり、同（ｃ）は
ステータコアをステータの半径方向外側から見た図であ
る。
同（ａ）は車軸と平行な方向から見た図であり、同
（ｂ）は車軸と直交方向から見た図であり、同（ｃ）は
ステータコアをステータの半径方向外側から見た図であ
る。
【図４】増速機の概略図である。
【図５】増速機の遊星歯車機構の太陽歯車が形成されて
いる部材の断面図である。
いる部材の断面図である。
【図６】本発電装置の発電電圧特性を従来例と比較して
示すグラフ図である。
示すグラフ図である。
【図７】従来装置の構成を示す断面図である。
【図８】従来例における問題点を説明するためのグラフ
図である。
図である。
Ａ 発電装置
Ｂ ハブ部
１０ 発電機
１１ ロータ
１１ａ ロータ磁石
１２ ステータ
１２ａ ステータコア
２０ 増速機
３０ バッテリ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０２Ｋ 7/18 Ｈ０２Ｋ 7/18 Ａ
Ｈ０２Ｐ 9/48 Ｈ０２Ｐ 9/48 Ａ
// Ｆ０３Ｇ 5/06 Ｆ０３Ｇ 5/06 Ｂ
Ｆターム(参考） 5H002 AA01 AB08 AC06 AE08
5H590 AA15 AA22 AB01 CA18 CA30
CB02 CC02 CC18 CC24 CE05
EA13 EB02 FA05 GA02 JA04
5H607 AA01 AA14 BB02 BB07 BB14
BB17 BB26 CC01 CC05 CC09
DD01 DD05 DD16 EE24 EE33
FF31 GG01 GG08
5H621 AA03 GA04 GB10 HH05 JK01
JK07 JK17
5H622 AA03 CA02 CA05 CA10 DD02
PP05 QB08
Claims (10)
- 【請求項１】 入力側が極低速回転数から高速回転数ま
で変動する発電機における発電制御方法であって、 入力側の回転数が所定回転数を超えると、ステータにお
ける磁束を飽和させて発電電圧が規定電圧を超えないよ
うにすることを特徴とする発電制御方法。 - 【請求項２】 ステータの磁路を細くすることを特徴と
する請求項１記載の発電制御方法。 - 【請求項３】 ステータコアの軸部の断面積を所定値以
下とすることを特徴とする請求項２記載の発電制御方
法。 - 【請求項４】 ステータヨークの内周部に切欠きを設け
ることを特徴とする請求項２記載の発電制御方法。 - 【請求項５】 入力側が極低速回転数から高速回転数ま
で変動する発電機を備えた発電装置であって、 入力側の回転数が所定回転数を超えると、ステータにお
ける磁束を飽和させて発電電圧が規定電圧を超えないよ
う構成されてなることを特徴とする発電装置。 - 【請求項６】 ステータの磁路が細くされてなることを
特徴とする請求項５記載の発電装置。 - 【請求項７】 ステータコアの軸部の断面積が所定値以
下とされてなることを特徴とする請求項５記載の発電装
置。 - 【請求項８】 ステータヨークの内周部に切欠きが設け
られてなることを特徴とする請求項５記載の発電装置。 - 【請求項９】 請求項５ないし請求項８のいずれか一項
に記載の発電装置を備えてなることを特徴とする人力走
行装置。 - 【請求項１０】 人力走行装置が自転車であることを特
徴とする請求項９記載の人力走行装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001275652A JP2003088073A (ja) | 2001-09-11 | 2001-09-11 | 発電制御方法およびそれを用いた発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001275652A JP2003088073A (ja) | 2001-09-11 | 2001-09-11 | 発電制御方法およびそれを用いた発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003088073A true JP2003088073A (ja) | 2003-03-20 |
Family
ID=19100478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001275652A Withdrawn JP2003088073A (ja) | 2001-09-11 | 2001-09-11 | 発電制御方法およびそれを用いた発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003088073A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007069332A1 (ja) * | 2005-12-16 | 2007-06-21 | Hitachi, Ltd. | ガスタービン用永久磁石発電機ロータ、その製造方法及びガスタービン |
| JP2008035636A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Daido Steel Co Ltd | 着磁ヨーク |
| JP2014058944A (ja) * | 2012-09-19 | 2014-04-03 | Eco holdings co ltd | 水力発電装置 |
-
2001
- 2001-09-11 JP JP2001275652A patent/JP2003088073A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007069332A1 (ja) * | 2005-12-16 | 2007-06-21 | Hitachi, Ltd. | ガスタービン用永久磁石発電機ロータ、その製造方法及びガスタービン |
| US7839040B2 (en) | 2005-12-16 | 2010-11-23 | Hitachi, Ltd. | Permanent-magnet generator rotor for gas turbine, manufacturing method therefor, and gas turbine |
| JP2008035636A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Daido Steel Co Ltd | 着磁ヨーク |
| JP2014058944A (ja) * | 2012-09-19 | 2014-04-03 | Eco holdings co ltd | 水力発電装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081202 |