JP2016144259A - Dynamo - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、主として自転車のハブ軸に装着されるダイナモであって、ハブ軸に固定されるコイルに対して車輪の回転に連動させて磁石を回転させることによって発電をするダイナモに関する発明である。自転車の他に、スポーツジムで用いられるエアロバイクといったスポーツ器具にも使用可能である。 The present invention relates to a dynamo that is mainly attached to a hub shaft of a bicycle, and generates electricity by rotating a magnet in conjunction with the rotation of a wheel with respect to a coil fixed to the hub shaft. In addition to bicycles, it can also be used for sports equipment such as exercise bikes used in sports gyms.
従来の自転車用のダイナモについて、ダイナモ全体の厚み、特にハブ軸への取り付け部分の厚みを薄く形成するとともに全体を一体として取り扱い、ハブ軸への取り付け作業を容易に行なうことができる構造があった。 The conventional dynamo for bicycles has a structure in which the thickness of the whole dynamo, especially the thickness of the attachment part to the hub axle, is made thin and the whole can be handled as one body, and the attachment work to the hub axle can be easily performed. .
ダイナモをその全体の厚み、特にハブ軸への取り付け部分の厚みを薄く形成する構造とした場合、ダイナモの強度が低下してしまう。自転車を長年使用していると、フォークに歪みが生じる。また、フォークの生産時、その先端部分にバリ等が生じたりすることがあった。この歪みやバリ等により、ダイナモの取り付け時に表面外装板に傾きが生じ、ダイナモを正常に取り付けることができない状況に至ることがあった。また、このようなフォークの歪みがある場合にダイナモを取り付けることができたとしても、正常な発電ができず、異音が発生することがあった。 If the dynamo has a structure in which the entire thickness, particularly the thickness of the attachment portion to the hub shaft, is formed thin, the strength of the dynamo is reduced. If you use the bicycle for many years, the fork will be distorted. Also, during the production of forks, burrs or the like may occur at the tip. Due to the distortion, burrs, etc., the surface exterior plate is inclined when the dynamo is attached, and the dynamo cannot be normally attached. Even if the dynamo can be attached when there is such a distortion of the fork, normal power generation cannot be performed and abnormal noise may occur.
これらのフォークの歪み等に対応するために、ダイナモの強度を上げようとすると、ダイナモ自体が大型化してしまい、取り付けの容易なものでなくなってしまうこととなる。 If the strength of the dynamo is increased in order to cope with the distortion of these forks, the dynamo itself will be increased in size and will not be easy to mount.
よって、従来技術の欠点に鑑み、ダイナモ自体の厚みを薄く形成するものとしつつ、フォークの歪み等があったとしても、ダイナモを正常に取り付けることができるダイナモを提供することを目的とする。 Therefore, in view of the drawbacks of the prior art, an object of the present invention is to provide a dynamo capable of normally attaching a dynamo even if the fork is distorted while the dynamo itself is formed thin.
上記目的を達成するため、請求項1記載のダイナモは、表面外装板と、コイルユニットと、裏面外装板と、固定部材と、係合部材とからなり、表面外装板にコイルユニットを、裏面外装板にベアリングを介して固定部材を、該固定部材に前記表面外装板を各々装着し、裏面外装板の裏面に車輪の一部と係合し車輪の回転にともなって裏面外装板を回転させる係合部材を有するものであって、固定部材は、ベアリングと嵌合するベアリング嵌合部と、前記表面外装板との装着状態を固定する固定部と、表面外装板との装着状態で該表面外装板より突出する突出部と、からなることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a dynamo according to
また、固定部材の固定部は、少なくとも表面外装板よりも高い強度を有することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the fixing | fixed part of a fixing member has intensity | strength higher than a surface exterior board at least.
また、固定部材は、円板状の固定部と、この固定部の一方の側面から突出する筒状のベアリング嵌合部と、固定部のもう一方の側面に形成する突出部とからなり、固定部に表面外装板と固定するための固定孔を有することが好ましい。 The fixing member includes a disk-shaped fixing portion, a cylindrical bearing fitting portion protruding from one side surface of the fixing portion, and a protruding portion formed on the other side surface of the fixing portion. It is preferable to have a fixing hole for fixing the surface exterior plate to the part.
また、いずれも扁平な円環状である表面外装板と、コイルユニットと、裏面外装板とからなり、コイルユニットは円環状に巻回したコイルを円環状である一対の磁極板によって表裏両側から保持し、一対の磁極板に表裏両側からコイルの外周上に交互に突出する爪を形成して表面外装板と同心上に固定し、円環状の裏面外装板の内周には、ベアリングを介して円形の固定部材を装着し、該固定部材と表面外装板を同心で一体的に固定して表面外装板に対して裏面外装板を回転自在とするとともに、一体的に固定した固定部材と表面外装板の中心位置に自転車のハブ軸を貫通させる取り付け孔を設け、裏面外装板の外周部分にコイルユニットの外周面上に突出する外周側面を形成し、コイルユニット外周面との間に回転可能な隙間を保持して、前記外周側面の内面に磁石を固定し、裏面外装板の裏面に車輪の一部と係合し車輪の回転にともなって裏面外装板を回転させる係合部材を設けたことが好ましい。 In addition, each consists of a flat outer surface plate, a coil unit, and a back surface outer plate, and the coil unit holds the coil wound in an annular shape from both front and back sides by a pair of annular magnetic pole plates. A pair of magnetic pole plates are formed with claws that alternately protrude from the front and back sides on the outer periphery of the coil and fixed concentrically with the front surface exterior plate, and the inner periphery of the annular rear surface exterior plate is connected via a bearing. A circular fixing member is mounted, and the fixing member and the surface exterior plate are concentrically and integrally fixed so that the back surface exterior plate is rotatable with respect to the surface exterior plate, and the fixed member and the surface exterior are integrally fixed. An attachment hole that allows the bicycle hub axle to pass through is provided at the center of the plate, and an outer peripheral side surface that protrudes on the outer peripheral surface of the coil unit is formed on the outer peripheral portion of the rear exterior plate, and is rotatable between the outer peripheral surface of the coil unit Hold the gap, The magnet is fixed to the inner surface of Kigaishu aspect, it is preferable to provided the engagement member to rotate the back side outer sheet with the rear surface to the rotation of the part engaged with the wheel of the wheels of the rear surface outer plate.
請求項1に記載の発明によると、固定部材の突出部が表面外装板からも突出し、自転車のフォークと接するように位置する。これにより、自転車のフォークに歪みがあったり、バリ等があったとしても、当該突出部と係合し、ダイナモの外装板を歪めて発電効力が落ちることがない。
According to invention of
請求項2に記載の発明によると、固定部材が表面外装板や裏面外装板よりも高い強度を有することから、固定部材によりフォークの歪み等からの外力に対抗することができ、ダイナモ自体を大型化せずに強度を保持することが可能になる。 According to the second aspect of the present invention, since the fixing member has higher strength than the front surface exterior plate and the back surface exterior plate, the fixing member can counter external force from fork distortion and the like, and the dynamo itself is large-sized. It is possible to maintain the strength without becoming.
請求項3に記載の発明によると、固定部材の固定部に固定孔を有し、ここにビス等を通して固定部材と表面外装板とをしっかりと固定することができる。 According to the third aspect of the present invention, the fixing member has a fixing hole in the fixing portion, and the fixing member and the surface exterior plate can be firmly fixed through screws or the like.
請求項4に記載の発明によると、薄型で後付けをし易い自転車用ダイナモを提供することができるとともに、自転車のフォークに歪みがあった場合等に対応し、所定の強度を有する自転車用ダイナモを提供することができる。
According to the invention described in
以下、本発明に係る自転車用ダイナモの実施形態を、添付の図面に基づいて説明する。
図1は、自転車用ダイナモに用いる本発明の固定部材である。図2は、本発明に係る自転車用ダイナモの使用状態を示す縦断面図、図3は、自転車用ダイナモのみの縦断面図側面図、図4は、図2に示す自転車用ダイナモを分解して示す縦断面図である。
Embodiments of a bicycle dynamo according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a fixing member of the present invention used for a bicycle dynamo. 2 is a longitudinal sectional view showing a use state of a bicycle dynamo according to the present invention, FIG. 3 is a longitudinal sectional side view of only a bicycle dynamo, and FIG. 4 is an exploded view of the bicycle dynamo shown in FIG. It is a longitudinal cross-sectional view shown.
図1に示すように、本発明に用いる固定部材9は、固定部9a、ベアリング嵌合部9b、突出部9cとからなり、これらは一体的に形成される。表面外装板1の材質がステンレス材であり、裏面外装板3の材質はSPCC材(冷間圧延鋼板)を用いている。固定部材9の材質は炭素鋼S45C材を用い、表面外装板1や裏面外装板3よりも高い強度を有する。また、固定部材9における固定部9aの厚みは2.0mmであり、0.5mmの表面外装板1、裏面外装板3より肉厚に形成され、この点からも固定部材が高い強度を有する。固定部材9の強度は、表面外装板1や裏面外装板3のみならず、ハブ25よりも高い強度としており、このようにすることが好ましい。このように、固定部材9は、少なくとも表面外装板1、裏面外装板3よりも、高い強度を有するように形成される(図2参照)。
As shown in FIG. 1, the
固定部材9の固定部9aは、円板状に形成される。一方、表面外装板1は、円形の皿状とし、正面板1aの中心部分に一段低く、椀状に形成した底面1bの中心位置に取り付け孔11を穿設し、正面板1aの外周部分に外周側面1cを形成している(図3、4参照)。この椀状の底面1bの内側外周面に嵌まり込むように固定部材9の固定部9aの外周が形成される。
The
固定部材9のベアリング嵌合部9bは、円板状の固定部9aの一方面から筒状に突出して形成される。円形のベアリング8の内周面にベアリング嵌合部9bの外周面が係合し、固定部材9にベアリング8を係合させる。
The bearing
固定部材9の突出部9cは、円板状の固定部9aの一方の面(上面)から突出するベアリング嵌合部9bを有するに対し、そのもう一方の面(下面)の中央部分である円形部分を一段高くして台状に形成している。表面外装板1の取り付け孔11は、従来のものに比して大きく開けられており、固定部材9を装着した際に、固定部材9の突出部9cが表面外装板1から突出して露出するようにしている(図3参照)。露出した状態の突出部9cは、表面外装板1の底面1bの外面からも一段高くなる。
The protruding
固定部材9は、その中央に貫通穴9dが形成される。中央に貫通して形成されることから、貫通穴9dは一方面にあるベアリング嵌合部9b、固定部9a、突出部9cの各中央部分を通して形成される。また、固定部9aには、所定位置に固定用のネジ19b、19bを通すためのネジ穴状の固定孔9e、9eが形成される。
The
上記固定部材9を用いた自転車用ダイナモの構造について説明する。
図2〜4から理解されるように、本発明に係る自転車用ダイナモは、全体をいずれも扁平な円環状である表面外装板1と、コイルユニット2と、裏面外装板3とで構成する。
A structure of a bicycle dynamo using the
As will be understood from FIGS. 2 to 4, the dynamo for bicycles according to the present invention is composed of a
コイルユニット2は円環状に巻回したコイル4を円環状である一対の磁極板5、6によって表裏両側から挟み込んで保持し、一対の磁極板5、6に表裏両側からコイル4の外周上に交互に突出する爪7、7を形成し、表面外装板1と同心上に固定して一体としている。表面外装板1とコイルユニット2は、円形上に配置した複数のリベット19a、19aを貫通させることによって、表面外装板1と磁極板5、6の三部材をしっかりと固定している。コイルユニット2に設けられた端子20は、表面外装板1を絶縁状態で貫通して外部に突出している。
The
外周側面3aを形成した円環状の裏面外装板3の裏面板3b中心部分には、筒状部3cを形成し、この筒状部3cにベアリング8を取り付けている。ベアリング8の内周部分に、固定部材9のベアリング嵌合部9bを係合させて配置し、固定部材9によって裏面外装板3と表面外装板1を同心で一体的に固定している。この構成とすることによって、表面外装板1に対して裏面外装板3は自由に回転する。
A
表面外装板1と裏面外装板3の取り付け構造は、固定部材9のベアリング嵌合部9bでベアリング8の内周部分を係合して支持させ、一体的に固定している。このとき、固定部材9に表面外装板1の取り付け孔11と同心に位置するように貫通孔9dが形成されている。このように、固定部材9により一体化されたダイナモは、中心孔がハブ軸を貫通させる取り付け孔となる。
In the mounting structure of the
裏面外装板3の外周側面3aは、表面外装板1の外周側面1cの内側に入り込んで回転可能とするとともに、コイルユニット2の外周面との間に回転可能な微小な隙間を保持して、外周側面3aの内周面に小さくてなるべく強力な多数の磁石12、12を、N極とS極が交互に配列されるように固定している。多数の磁石を配置するために、多数の磁石12、12を固定したリング板を裏面外装板3の外周側面3a内面に固定している。
The outer
裏面外装板3の裏面板3bには、自転車の車輪の一部に係合して車輪の回転にともなって裏面外装板3を回転させるための係合部材13を設けている。係合部材13は、ゴム製とし雌ネジ筒であるゴムフック軸24を裏面板3bに突出させておき、ゴムフック軸24に、貫通孔を穿設したゴム製の係合部材13を挿入し、止めネジ17によって締め付け固定する。ゴムフック軸24は、裏面外装板にネジで固定する他、溶着などによって固定しておくこともできる。
The
係合部材13は、長円もしくは楕円としておくのが好ましく、車輪のスポーク16、16の間に隙間なくしっかりと挿入することによって、車輪の回転を裏面外装板3に確実に伝えることができる。
The
裏面外装板3の裏面には、前記係合部材13とは別に防振ゴム18を設けている。防振ゴム18は、車輪のスポーク16に側面から当接するように配置される。裏面外装板3は、係合部材13によって一箇所において車輪のハブと係合している。このとき、なんらかの外力が作用すると、ダイナモが振動する可能性があるため、防振ゴム18を配置してガタ付きを防止する。
In addition to the
防振ゴム18は、一本のスポークの側面に当接するものであってもよいが、複数のスポークの側面に当接させるのが効果的である。先に述べたように、スポークの間隔は車輪によって一定しない。図示実施形態においては、防振ゴム18を係合部材13の対向位置に配置している。また、防振ゴムの形状は、一定角度の扇面形状としている。
The
以上述べたように、本発明に係る自転車用ダイナモは、コイル4を備えた表面外装板1と、磁石12を備えた裏面外装板3が一体的に形成されるため、これをハブ軸10に装着するだけで取り付けが完了する。このとき、取り付けのために必要な、ハブ軸10の軸方向寸法は、表面外装板1と裏面外装板3の固定部分9の寸法、具体的には貫通穴9dの軸方向寸法だけである。
As described above, in the bicycle dynamo according to the present invention, the front
本発明に係る自転車用ダイナモの取り付け状態を、図2に基づいて説明する。自転車の車輪のハブ軸10には、ハブ25が回転自在に装着され、ロックナット26、26によって定位置に固定されている。この状態で、本発明に係るダイナモは、裏面外装板3をハブ方向に向けてハブ軸10の一方の端部から挿入し、係合部材13を車輪のスポーク16、16に係合させるとともに、防振ゴム18をスポークの側面に当接させる。その状態で、フォーク27、27の先端部分や荷物かごのステー28、28の先端部分をハブ軸10に挿入し、ワッシャ部材30を挟んでナット29、29で全体を締め付け固定する。
An attached state of the bicycle dynamo according to the present invention will be described with reference to FIG. A
上記、組立状態において自転車の車輪が回転すると、スポーク16に係合している裏面外装板3が回転するとともに、表面外装板1は固定されている。したがって、裏面外装板3に固定されている磁石12と表面外装板1に固定されているコイル4の相対的な回転によって発電が行なわれ、表面外装板から器外に突出している端子20に結線することによって、ライトを点灯することができる。
When the bicycle wheel rotates in the assembled state, the
1…表面外装板、 1a…正面板、 1b…底面、 1c…外周側面、 2…コイルユニット、 3…裏面外装板、 3a…外周側面、 3b…裏面板、 3c…筒状部、 4…コイル、 5、6…磁極板、 7…爪、 8…ベアリング、 9…固定部材、 9a…固定部、 9b…ベアリング嵌合部、9c…突出部、9d…貫通孔、9e…固定孔 10…ハブ軸、 11…取り付け孔、 12…磁石、 13…係合部材、 16…スポーク、 17…止めネジ、 18…防振ゴム、 19a…リベット、19b…ネジ、 20…端子、24…ゴムフック軸、 25…ハブ、 26…ロックナット、27…フォーク、 28…ステー、29…ナット、30…ワッシャ部材。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
固定部材は、ベアリングと嵌合するベアリング嵌合部と、前記表面外装板との装着状態を固定する固定部と、表面外装板との装着状態で該表面外装板より突出する突出部と、からなることを特徴とするダイナモ。 The surface exterior plate, the coil unit, the back surface exterior plate, the fixing member, and the engaging member, the coil unit on the surface exterior plate, the fixing member on the back surface exterior plate via the bearing, and the fixing member Each is equipped with a front exterior plate, and has an engagement member that engages with a part of the wheel on the back surface of the back surface exterior plate and rotates the back surface exterior plate with the rotation of the wheel,
The fixing member includes: a bearing fitting portion that fits with the bearing; a fixing portion that fixes the mounting state of the surface exterior plate; and a protruding portion that protrudes from the surface exterior plate in the mounted state with the surface exterior plate. A dynamo characterized by
円環状の裏面外装板の内周には、ベアリングを介して円形の固定部材を装着し、該固定部材と表面外装板を同心で一体的に固定して表面外装板に対して裏面外装板を回転自在とするとともに、一体的に固定した固定部材と表面外装板の中心位置に自転車のハブ軸を貫通させる取り付け孔を設け、
裏面外装板の外周部分にコイルユニットの外周面上に突出する外周側面を形成し、コイルユニット外周面との間に回転可能な隙間を保持して、前記外周側面の内面に磁石を固定し、裏面外装板の裏面に車輪の一部と係合し車輪の回転にともなって裏面外装板を回転させる係合部材を設けたことを特徴とする請求項1、2または3のいずれかに記載のダイナモ。 Each consists of a flat outer surface plate, a coil unit, and a rear surface outer plate, and the coil unit holds the coil wound in an annular shape from both front and back sides by a pair of annular magnetic pole plates, A pair of magnetic pole plates is formed with claws that alternately protrude from the front and back sides on the outer periphery of the coil, and fixed concentrically with the surface exterior plate,
A circular fixing member is attached to the inner periphery of the annular backside exterior plate via a bearing, and the fixing member and the surface exterior plate are fixed concentrically and the backside exterior plate is attached to the surface exterior plate. A mounting hole that allows the bicycle hub axle to pass through is provided at the center position of the fixed member and the surface exterior plate, which are rotatable and integrated,
Forming an outer peripheral side surface projecting on the outer peripheral surface of the coil unit on the outer peripheral portion of the backside exterior plate, holding a rotatable gap with the outer peripheral surface of the coil unit, and fixing a magnet to the inner surface of the outer peripheral side surface; The engagement member which engages with a part of a wheel on the back surface of the back surface exterior plate and rotates the back surface exterior plate as the wheel rotates is provided. Dynamo.
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