JP2593258B2 - 自転車用ハブ発電装置 - Google Patents

自転車用ハブ発電装置

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JP2593258B2
JP2593258B2 JP23243391A JP23243391A JP2593258B2 JP 2593258 B2 JP2593258 B2 JP 2593258B2 JP 23243391 A JP23243391 A JP 23243391A JP 23243391 A JP23243391 A JP 23243391A JP 2593258 B2 JP2593258 B2 JP 2593258B2
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planetary
axle
roller
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elastic ring
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喜久三 高宮
律夫 西村
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ブリヂストンサイクル株式会社
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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、先に特願平1−306433号
(特開平3−167083号公報参照)(図9〜11参照)を出
願して、自転車のフレームに固定した車軸2に対して車
輪のハブ体4を回転自在に嵌合し、このハブ体4の内部
に中空円筒状の固定筒体8を前記車軸2に固定して設
け、この固定筒体8内に発電コイル体20を固定して設け
ると共に、磁石22aと一体的に形成した回転子22を前記
車軸2に回転自在に設け、ハブ体4の回転を増速して回
転子22に伝達する遊星伝動装置を有するハブ内蔵式発電
装置において、前記車軸2に回転自在に設けた前記磁石
22aと一体の太陽ローラー22bと、この太陽ローラー22
bに外接するように配設した複数の遊星ローラー26と、
この遊星ローラー26を枢支する遊星キャリア23と、前記
固定筒体8の内周に刻設した内歯8bに外周に刻設した
外歯11aを遊嵌して噛合保持すると共に、前記各遊星ロ
ーラー26に内接する弾性リング11から構成されており、
該弾性リング11の内径を各遊星ローラー26の内接円径よ
りやや小さく設定することによって、前記各遊星ローラ
ー26が前記弾性リング11及び太陽ローラー22bとそれぞ
れ圧接するようにした遊星ローラー装置を少なくとも一
組備えたことを特徴とする自転車用ハブ発電装置を提案
した。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
特願平1−306433号(特開平3−167083号参照)の装置
は、固定筒体8の内歯8bと、弾性リング10,11の外周
に刻設した外歯10a,11aとを遊嵌合させてあるので、
弾性リング10,11と固定筒部8との間にクリアランスが
ある。このため弾性リング10,11と固定筒体8が、自転
車走行中の振動等によって接触したり離れたりする結
果、これが騒音の発生原因になるという問題点があっ
た。
【0004】また弾性リング10,11の内径は、各遊星ロ
ーラー24,26が内接する円の直径より小さいため、各遊
星ローラー24,26を外包するように装着した状態におけ
る弾性リング10,11は、真円に対して極端に云えば、略
三角形のおむすび形状に変形する。そしてこのような弾
性リング10,11の変形は、遊星ローラー24,26の転動に
よって移動する。したがって発電機の作動中における前
記した変形個所の移動と、回転する回転子22の駆動トル
クの変動とによって、固定筒体8の内歯8bと弾性リン
グ10,11の外歯10a,11aとの接触部にすべりが生じ、
このすべりが伝動効率を低下させるという問題点があっ
た。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述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、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式発電装置において、
前記車軸に回転自在に設けた前記磁石と一体の太陽ロー
ラーと、この太陽ローラーに外接するように配設した複
数の遊星ローラーと、この遊星ローラーを枢支する遊星
キャリアと、前記固定筒体の内周の複数個所に凸部を配
設すると共に、この凸部に内側より係合する複数個の合
成樹脂製の舌片状突起部をばね鋼製のリングの外周部に
接線状に分布して設けた弾性リングから構成されてお
り、該弾性リングの内径を各遊星ローラーの内接円径よ
りやや小さく設定することによって、前記各遊星ローラ
ーが前記弾性リング及び太陽ローラーとそれぞれ圧接す
るようにした遊星ローラー装置を少なくとも一組備えて
自転車用ハブ発電装置を構成する。
【0006】
【作用】上述のように本発明においては、前記固定筒体
の内周の複数個所に凸部を配設すると共に、この凸部に
内側より係合する複数個の合成樹脂製の舌片状突起部を
ばね鋼製のリングの外周部に接線状に分布して設けて弾
性リングを構成したから、固定筒体と各弾性リングとの
伝動は、柔軟な合成樹脂製の舌片状突起部を介して行わ
れることになる。そしてこの舌片状突起部は半径方向に
対する変形および移動に対しては柔軟で、周方向に対す
る剛性は高い。
【0007】したがって本発明によれば、固定筒体と弾
性リングとの組み付け寸法精度を高くする必要がないの
で製造が容易になる。また本発明の装置は作動中ガタが
なく、騒音を発生することもなくなる。
【0008】また本発明の装置の固定筒体と弾性リング
との係合は、舌片状突起部を介して行われるから、従来
装置の固定筒体と弾性リングとの接合部に発生したすべ
りは、舌片状突起部のたわみによって吸収し、また弾性
リングの変形も舌片状突起部によって充分吸収すること
ができるから、本発明によれば、従来装置に対して伝動
効率を向上させることができる。
【0009】
【実施例】以下、図1〜図8について本発明の一実施例
を説明する。図中前記符号と同一の符号は同等のものを
示す。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。本実施例におい
ては、前輪のハブ体4を一端 (図1における左側端)
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け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。7はこのハブ体4にそれぞれ取り
付けた車輪スポークである。
【0010】また中空円筒状の固定筒体8の一端(図1
における右側端)を車軸2と嵌合すると共に、キー9に
よって固定し、この固定筒体8の他端(図1における左
側端)を開放し、その開放端側の径を拡張して大径部8a
を形成すると共に、その内周の複数個所(本実施例では
12個所)に凸部8cを円周等分位置に配設する。そして
これらの凸部8cに内側より係合する複数個(本実施例
では12個)の合成樹脂製の舌片状突起部30a,31aを同
じく合成樹脂製のリング30b,31bの外周部にそれぞれ
接線状に分布して設け、これら2個のリング30b,31b
をそれぞればね鋼製のリング30c,31cの外周部に嵌着
して、第1弾性リング30と、第2弾性リング31とを構成
する。
【0011】なお2aは車軸2に設けた段部、2bはキ
ー溝を兼ねるリード線の取り出し溝、15は座金、16はば
ねである。また図4に詳細に示すように、溝付リング17
aの溝内に導線17bを巻き付けてコイル17を形成し、つ
いで円筒の外周を4分割した位置にそれぞれ帯板状の磁
極片18aを配置すると共に、これら4本の磁極片18aを
それぞれ小径の円筒部18bに連結して第1電機子18を一
体に形成し、この第1電機子18の円筒部18bを前記コイ
ル17の中心孔17c内に挿通し、この中心孔17cより突出
した円筒部18bを外包する円筒部19bと、組み立て時に
前記4本の磁極片18aの中間にそれぞれ位置する4本の
帯板状の磁極片19aとを連結して第2電機子19を一体に
形成し、この第2電機子19を前述したコイル17と第1電
機子18との結合体に嵌合して図3に示すように発電コイ
ル体20を一体的に構成する。なお21はコイル17から引き
出したリード線である。
【0012】そして上述のように構成した発電コイル体
20を図1に示すように、固定筒体8と車軸2との間に挿
入して固定し、そのリード線21を固定筒体8に設けた孔
8c及び溝2bを介して外部に取り出す。また磁石22a と第
2太陽ローラー22b とを結合して一体的に形成した回転
子22を、磁石22a が前記発電コイル体20の各磁極片18a
、19a と対応するように車軸2に対し回転自在に設け
る。また第1太陽ローラー23a と円板状の遊星キャリア
23を一体的に形成し、この遊星キャリア23を前記回転子
22とハブ体4の側蓋体5との間の車軸2に対して回転自
在に設け、前記第1太陽ローラー23a の外周に配設され
た3個の第1遊星ローラー24(図5参照)を前記ハブ体
4の側蓋体5に軸25によりそれぞれ枢支して設ける。ま
た前記第2太陽ローラー22b の外周に3個の第2遊星ロ
ーラー26(図6参照)を前記遊星キャリア23に軸27によ
りそれぞれ枢支して設ける。
【0013】そして前記した第1弾性リング30の内周面
の直径は、各第1遊星ローラー24が内接する円の直径よ
りやや小さく形成し、この小さい内径の第1弾性リング
30を各第1遊星ローラー24の外側に圧入して、この第1
遊星ローラー24を第1太陽ローラー23a に圧接状態にす
る。同様に前記した第2弾性リング31の内周面の直径
は、各第2遊星ローラー26が内接する円の直径よりやや
小さく形成し、この小さい内径の第2弾性リング31を各
第2遊星ローラー26の外側に圧入して、この第2遊星ロ
ーラー26を第2太陽ローラー22b に圧接状態にする。
【0014】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5の矢印Aの方向に回転する。この場合固定筒体8
は固定されているために、軸25を介して第1遊星ローラ
ー24が矢印Aの方向に公転すると、それに伴って各第1
遊星ローラー24は矢印Bの方向に自転する。この第1遊
星ローラー24の矢印A方向の公転と矢印B方向の自転に
よって、この第1遊星ローラー24と接触して転動する第
1太陽ローラー23a は図5の矢印Cの方向に増速されて
回転する。本実施例では、固定筒体8の第1弾性リング
30の内径が64mmであり、第1太陽ローラー23a の外径が
16mmであるから、第1太陽ローラー23a と一体の遊星キ
ャリア23の回転は、(64+16) ÷16=5であるから、ハ
ブ体4の回転の5倍に増速される。
【0015】また第1太陽ローラー23a と一体の遊星キ
ャリア23が矢印Cの方向に回転すれば、図6に示すよう
に軸27も矢印Cの方向に回転するため、第2遊星ローラ
ー26は矢印Cの方向に公転すると共に矢印Dの方向に自
転する。したがって、これと接触して転動する第2太陽
ローラー22a は矢印Eの方向に増速されて回転する。本
実施例では、固定筒体8の第2弾性リング11の直径が64
mmであり、第2太陽ローラー22a の外径が16mmであるか
ら、第2太陽ローラー22a と一体の回転子23の回転は、
(64 +16) ÷16=5であるから、遊星キャリア23の5倍
の増速回転になる。すなわち、第1段目の遊星ローラー
列と第2段目の遊星ローラー列によって、25倍(5×
5)の増速回転が得られる。なお、本実施例では、2列
の遊星ローラー列について述べたが、遊星ローラー列が
1列あるいは、3列の場合でも本発明を適用することが
できる。
【0016】
【発明の効果】上述のように本発明においては、前記固
定筒体8の内周の複数個所に凸部8cを配設すると共
に、この凸部8cに内側より係合する複数個の合成樹脂
製の舌片状突起部30a,31aをばね鋼製のリング30c,
31cの外周部に接線状に分布して設けて弾性リング30,
31を構成したから、固定筒体8と各弾性リング30,31と
の伝動は、柔軟な合成樹脂製の舌片状突起部30a,31a
を介して行われることになる。そしてこの舌片状突起部
30a,31aを介して行われることになる。そしてこの舌
片状突起部30a,31aは図7および図8に示すように、
半径方向に対する変形および移動に対しては柔軟で、周
方向に対する剛性は高い。
【0017】したがって本発明によれば、固定筒体8と
弾性リング30,31との組み付け寸法精度を高くする必要
がないので製造が容易になる。また本発明の装置は作動
中ガタがなく、騒音を発生することもなくなるという効
果が得られる。
【0018】また本発明の装置の固定筒体8と弾性リン
グ30,31との係合は、舌片状突起部30a,31aを介して
行われるから従来装置の固定筒体と弾性リングとの接合
部に発生したすべりは、舌片状突起部30a,31aのたわ
みによって吸収し、また弾性リング30,31の変形も舌片
状突起部30a,31aによって十分吸収することができる
から、本発明によれば、従来装置に対して伝動効率を向
上させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の断面図である。
【図2】図1の要部の詳細図である。
【図3】発電コイル体の斜視図である。
【図4】発電コイル体の分解斜視図である。
【図5】第1遊星ローラー列の作用説明用断面図であ
る。
【図6】第2遊星ローラー列の作用説明用断面図であ
る。
【図7】図5の部分詳細図である。
【図8】図6の部分詳細図である。
【図9】従来装置の断面図である。
【図10】第1遊星ローラー列の断面図である。
【図11】第2遊星ローラー列の断面図である。
【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 6 玉軸受け 7 スポーク 8 固定筒体 9 キー 10 第1弾性リング 11 第2弾性リング 12 スペーサー 13 コーナーリング 14 止め輪 15 座金 16 ばね 17 コイル 18 第1電機子 19 第2電機子 20 発電コイル体 21 リード線 22 回転子 22a 磁石 22b 第2太陽ローラー 23 遊星キャリア 23a 第1太陽ローラー 24 第1遊星ローラー 25 軸 26 第2遊星ローラー 27 軸 30 第1弾性リング 30a 舌片状突起部 30b リング 30c ばね鋼製のリング 31 第2弾性リング 31a 舌片状突起部 31b リング 31c ばね鋼製のリング

Claims (1)

    (57)【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、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式発電装置において、前記車軸
    に回転自在に設けた前記磁石と一体の太陽ローラーと、
    この太陽ローラーに外接するように配設した複数の遊星
    ローラーと、この遊星ローラーを枢支する遊星キャリア
    と、前記固定筒体の内周の複数個所に凸部を配設すると
    共に、この凸部に内側より係合する複数個の合成樹脂製
    の舌片状突起部をばね鋼製のリングの外周部に接線状に
    分布して設けた弾性リングから構成されており、該弾性
    リングの内径を各遊星ローラーの内接円径よりやや小さ
    く設定することによって、前記各遊星ローラーが前記弾
    性リング及び太陽ローラーとそれぞれ圧接するようにし
    た遊星ローラー装置を少なくとも一組備えたことを特徴
    とする自転車用ハブ発電装置。
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JP4942259B2 (ja) 2001-07-11 2012-05-30 パナソニック株式会社 電動機
JP4864449B2 (ja) * 2005-12-21 2012-02-01 京セラミタ株式会社 画像形成装置に用いられる駆動装置
JP4864448B2 (ja) * 2005-12-21 2012-02-01 京セラミタ株式会社 画像形成装置に用いられる駆動装置
JP4943036B2 (ja) * 2006-03-29 2012-05-30 京セラミタ株式会社 画像形成装置に用いられる駆動装置

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