JP3148591U - DC power generator for bicycles - Google Patents

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Abstract

【課題】発電効率を向上させ、自転車への取り付けが容易な自転車直流発電装置を提供する。【解決手段】一端にローラが自転車の車輪の回転と共に回転可能に設けられ、他端に開口が形成された中空筒体と、前記筒体内に取り付けられた円盤と、前記円盤の外周縁から前記筒体の他端側に突き出たフランジと、前記フランジの内周面に環状に配置して取り付けられた複数磁石と、回転可能に前記筒体の内部を貫通し、前記筒体の外部に延伸してなるシャフトとを有するロータリーディスクと、前記筒体の内部に固定され、前記シャフトの外周面に前記複数の磁石との間に所定の間隔を開いて環設されている複数のコイルを有するステータユニットと、前記ステータユニットに電気的に接続された整流回路板と、前記筒体の開口を覆うように設けられ、その外面に、前記整流回路板に電気的に接続されるソケットコンタクトを少なくとも1つ設けているキャップと、をそなえている。【選択図】図2A bicycle DC power generator that improves power generation efficiency and is easy to attach to a bicycle is provided. A hollow cylinder having a roller provided at one end thereof so as to be rotatable with rotation of a bicycle wheel and having an opening formed at the other end, a disk attached to the cylinder, and an outer peripheral edge of the disk. A flange projecting to the other end of the cylinder, a plurality of magnets arranged in an annular manner on the inner peripheral surface of the flange, and rotatably penetrates the inside of the cylinder and extends to the outside of the cylinder A rotary disk having a shaft and a plurality of coils that are fixed inside the cylindrical body and are annularly provided on the outer peripheral surface of the shaft with a plurality of gaps between the plurality of magnets. A stator unit, a rectifier circuit board electrically connected to the stator unit, and a socket contact that is provided to cover the opening of the cylindrical body and electrically connected to the rectifier circuit board on the outer surface thereof. When And it includes one provided has a cap, a. [Selection] Figure 2

Description

本考案は、自転車の直流発電装置に関し、特に、発電素子としてブラシレス直流モータを用いて電力を生成し、電源変換用の回路を介して生成された電力を直流電気に変換した後、自転車の照明用電力の供給を行う自転車用直流発電装置に関する。   The present invention relates to a DC power generation device for a bicycle, and in particular, generates electric power using a brushless DC motor as a power generation element, converts electric power generated via a power conversion circuit to DC electricity, and then illuminates the bicycle. The present invention relates to a bicycle DC power generator that supplies electric power.

従来の自転車のヘッドランプやテールランプなどの照明装置を点灯させる電力を供給する発電装置は、車輪のハブ軸に取り付けられ、ハブ軸の回転によって発電するハブダイナモと、車輪の側面に対してローラが接触することにより回転して発電するローラタイプの発電装置と大別される。ハブダイナモの一例として図9に示すものが知られている。この自転車用ハブダイナモ8は、自転車の車輪90のハブ軸901に配備されたものであり、中空軸孔82付きのケーシング81と、ケーシング81に覆われハブ軸901に取り付けられハブ軸901の回転と共に回転するロータリーディスク83と、ロータリーディスク83の内周面に環状に設けられた磁石84と、ケーシング81内に取り付けられたブラケット状ステータ85と、ステータ85内に保持されるように設けられたコイル86とを有する。   Conventional power generators that supply power to turn on lighting devices such as bicycle headlamps and tail lamps are attached to the hub axle of the wheel, and a hub dynamo that generates power by the rotation of the hub axle, and a roller against the side of the wheel. It is broadly classified as a roller-type power generation device that generates electric power by rotating by contact. An example of a hub dynamo is shown in FIG. The bicycle hub dynamo 8 is provided on a hub shaft 901 of a bicycle wheel 90, and includes a casing 81 with a hollow shaft hole 82 and a cover 81 covered with the casing 81 and attached to the hub shaft 901. A rotary disk 83 that rotates together with the rotary disk 83, a magnet 84 that is annularly provided on the inner peripheral surface of the rotary disk 83, a bracket-like stator 85 that is mounted in the casing 81, and a stator 85 that is provided so as to be held. And a coil 86.

自転車を走行させると、自転車の車輪90がハブ軸901の周りに回転し、ロータリーディスク83が回転すると共に、その内周面に配置された磁石84がコイル86に対して回転する。磁石84の回転によりステータ85及びコイル86に磁場起電力が生じて、コイル86に誘導電流が流れ、発電するようになっている。   When the bicycle is run, the bicycle wheel 90 rotates around the hub axle 901, the rotary disk 83 rotates, and the magnet 84 disposed on the inner peripheral surface of the bicycle rotates relative to the coil 86. A magnetic field electromotive force is generated in the stator 85 and the coil 86 by the rotation of the magnet 84, and an induced current flows through the coil 86 to generate power.

しかし、前記自転車用ハブダイナモ8のように、自転車フレームの片方のフォーク902の内側においてハブ軸901の片側に寄せて配置されるため、十分な長さがあるハブ軸901にしか取り付けられることができず、汎用性に欠ける。   However, like the bicycle hub dynamo 8, the bicycle frame is arranged on one side of the hub shaft 901 inside the fork 902 on one side of the bicycle frame, so that it can be attached only to the hub shaft 901 having a sufficient length. It is not possible and lacks versatility.

また、低速走行時に回転数が低く所要の電力が得られないので、明るさが足りなくなったり、点滅状態、点灯しないなどの場合があり、安定した輝度を得ることができないのが現状である。   In addition, since the number of revolutions is low and the required power cannot be obtained during low-speed traveling, there are cases where the brightness is insufficient, the flashing state is not turned on, or the lighting is not turned on, and stable brightness cannot be obtained at present.

また、コイルの両端に生じる自転車の速度に応じた電圧を有する交流電力が低いので、それが照明装置に供給されるのに、N倍圧に整流して直流電力に変換しなければならず、設置コストの高騰を招き、構造も複雑になる恐れがある。   In addition, since AC power having a voltage corresponding to the speed of the bicycle generated at both ends of the coil is low, it must be rectified to N-fold pressure and converted to DC power to be supplied to the lighting device, Installation costs may increase and the structure may be complicated.

本考案は、前記問題に鑑みてなされたものであり、発電効率を向上させ、発電機能・電力変換機能を整合することができ、自転車への取り付けが容易な自転車直流発電装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a bicycle DC power generator that can improve power generation efficiency, match power generation functions and power conversion functions, and can be easily attached to a bicycle. Objective.

上記目的を達成すべく、本考案は、一端にローラが自転車の車輪の回転と共に回転可能に設けられ、他端に開口が形成された中空筒体と、前記筒体内に取り付けられた円盤と、前記円盤の外周縁から前記筒体の他端側に突き出たフランジと、前記フランジの内周面に環状に配置して取り付けられた複数磁石と、前記筒体に対して回転可能に前記筒体の内部を貫通し、前記円盤とは一体に前記一端側に突出て前記筒体の外部に延伸してなるシャフトとを有するロータリーディスクと、前記筒体の内部に固定され、前記シャフトの外周面に前記複数の磁石との間に所定の間隔を開いて環設されている複数のコイルを有するステータユニットと、前記筒体の内部に設けられ、前記ステータユニットに電気的に接続された整流回路板と、前記筒体の開口を覆うように設けられ、その外面に、前記整流回路板に電気的に接続されるソケットコンタクトを少なくとも1つ設けているキャップと、をそなえていることを特徴とする自転車用直流発電装置を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides a hollow cylinder in which a roller is rotatably provided at one end with rotation of a bicycle wheel and an opening is formed at the other end, and a disk attached to the cylinder, A flange protruding from the outer peripheral edge of the disk to the other end of the cylinder, a plurality of magnets arranged in an annular manner on the inner peripheral surface of the flange, and the cylinder rotatable relative to the cylinder A rotary disk having a shaft integrally protruding from the one end side and extending to the outside of the cylindrical body, and an outer peripheral surface of the shaft fixed to the cylindrical body. A stator unit having a plurality of coils that are provided around the plurality of magnets at predetermined intervals, and a rectifier circuit that is provided inside the cylinder and is electrically connected to the stator unit. The plate and the cylinder A bicycle DC power generator is provided, characterized in that a cap is provided on the outer surface of the rectifier circuit board and has a cap provided with at least one socket contact electrically connected to the rectifier circuit board. To do.

前記自転車用直流発電装置においては、前記筒体は、円柱状に形成され、前記一端は一部が突出て前記シャフトが貫通するスリーブ部を形成し、前記シャフトは前記スリーブ部を貫通して前記筒体の外部に延伸する延伸端部を有し、前記ローラが前記延伸端部に取り付けられることが好ましい。   In the bicycle direct-current power generator, the cylindrical body is formed in a columnar shape, and the one end protrudes partially to form a sleeve portion through which the shaft penetrates, and the shaft penetrates the sleeve portion to form the sleeve. It is preferable to have an extending end extending outside the cylindrical body, and the roller is attached to the extending end.

前記自転車用直流発電装置においては、前記キャップは、外周縁に前記筒体の他端開口を閉塞するフランジが前記筒体の内部に突出て形成され、
前記ステータユニットは、前記フランジに囲まれるように前記筒体内に設けられたベースを有し、前記ベースの前記キャップ側の面に前記整流回路板を取り付けることが好ましい。
In the bicycle DC power generator, the cap has an outer peripheral edge formed with a flange that closes the other end opening of the cylinder projecting into the cylinder,
Preferably, the stator unit has a base provided in the cylindrical body so as to be surrounded by the flange, and the rectifier circuit plate is attached to a surface of the base on the cap side.

前記自転車用直流発電装置においては、前記整流回路板は、前記コイルと電気的に接続され、直流電圧を出力するための三相全波整流回路と、前記三相全波整流回路に電気的に接続された出力コンデンサを有し、前記三相全波整流回路は、直流電圧を出力する二つの出力端を有し、前記出力コンデンサは複数あり、前記二つの出力端の間に並列に接続されることが好ましい。   In the DC power generator for a bicycle, the rectifier circuit board is electrically connected to the coil and electrically connected to the three-phase full-wave rectifier circuit for outputting a DC voltage and the three-phase full-wave rectifier circuit. The three-phase full-wave rectifier circuit has two output terminals that output a DC voltage, and there are a plurality of the output capacitors, connected in parallel between the two output terminals. It is preferable.

前記自転車用直流発電装置においては、前記三相全波整流回路は6個のダイオードを各2個を直列接続してそれらを三つの並列回路に構成し、前記並列回路における2つのダイオードを直列接続したノードを入力端とし、前記ソケットコンタクトは、前記三相全波整流回路の出力端に電気的に接続されることが好ましい。   In the bicycle DC power generator, the three-phase full-wave rectifier circuit includes six diodes connected in series to form two parallel circuits, and the two diodes in the parallel circuit are connected in series. Preferably, the socket contact is used as an input terminal, and the socket contact is electrically connected to the output terminal of the three-phase full-wave rectifier circuit.

本考案の自転車用直流発電装置によれば、発電するための素子及び電力変換用の素子を筒体内に設け、発電効率を高くすることができると共に、構造的にコンパクトになり、またローラを回転させればよいのでハブダイナモよりも自転車への取り付けの自由度が高い。   According to the DC power generator for bicycles of the present invention, an element for generating power and an element for power conversion are provided in the cylinder, so that the power generation efficiency can be increased and the structure is compact, and the roller is rotated. Because it only has to be done, the freedom of attachment to the bicycle is higher than the hub dynamo.

以下、本考案の実施の形態を図面に基づき具体的に説明する。   Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

本考案の自転車用直流発電装置1は、図1に示されているように、車輪90の側面に対してローラ12が接触することにより回転して発電し、ヘッドランプ91及び/又はテールランプ92を点灯するローラタイプの発電装置である。   As shown in FIG. 1, the bicycle DC power generator 1 of the present invention rotates to generate power when the roller 12 comes into contact with the side surface of the wheel 90, and the head lamp 91 and / or the tail lamp 92 is generated. It is a roller-type power generator that lights up.

図2は、本考案の自転車用直流発電装置1の分解斜視図、図3は、本考案の自転車用直流発電装置1の組立断面図である。本自転車用直流発電装置1は、車輪90側に設けられている中空状筒体10を有し、筒体10の一端10aにローラ12が自転車の車輪90に接触して車輪90の回転と共に回転可能に設けられ、他端10bに開口10cが形成され、中空状収納部を有するようにキャップ50によって筒体10の開口10cを覆っている。この例においては、ロータリーディスク20とステータユニット30と整流回路板40とを筒体10内に取り付けている。   FIG. 2 is an exploded perspective view of the bicycle DC power generator 1 of the present invention, and FIG. 3 is an assembled sectional view of the bicycle DC power generator 1 of the present invention. The bicycle DC power generator 1 has a hollow cylindrical body 10 provided on the wheel 90 side, and a roller 12 contacts the bicycle wheel 90 at one end 10a of the cylindrical body 10 and rotates with the rotation of the wheel 90. An opening 10c is formed at the other end 10b, and the opening 10c of the cylindrical body 10 is covered with a cap 50 so as to have a hollow storage portion. In this example, the rotary disk 20, the stator unit 30, and the rectifying circuit plate 40 are attached in the cylindrical body 10.

ロータリーディスク20は、筒体10の収納部に取り付けられた円盤24と、円盤24の外周縁から筒体10の他端10b側に突出たフランジ21と、フランジ21の内周面に環状に配置して取り付けられた磁石22と、円盤24とは一体に円盤24から筒体10の一端10a側に突出て筒体10の内部を貫通し、筒体10の外部に延伸してなるシャフト23とを有する。この例においては、筒体10は、円柱状に形成され、一端10aは一部が突出てシャフト23が貫通するスリーブ部11を筒体10の直径より径小に形成し、シャフト23は、ベアリング25を介して円盤24に取り付けられており、スリーブ部11を通して筒体10の外部に延伸しねじ溝が形成されている延伸端部23aを有し、ローラ12はナット13とリング14とにより延伸端部23aに装着している。これにより、ローラ12は車輪90の回転と共に回転するとき、ロータリーディスク20も回転することができる。   The rotary disk 20 is annularly arranged on a disk 24 attached to the housing portion of the cylinder 10, a flange 21 protruding from the outer peripheral edge of the disk 24 toward the other end 10 b of the cylinder 10, and an inner peripheral surface of the flange 21. The magnet 22 and the disk 24 attached in this manner integrally project from the disk 24 toward the one end 10a side of the cylindrical body 10, penetrate the inside of the cylindrical body 10, and extend to the outside of the cylindrical body 10; Have In this example, the cylindrical body 10 is formed in a columnar shape, one end 10a is partially protruded and the sleeve portion 11 through which the shaft 23 passes is formed smaller in diameter than the diameter of the cylindrical body 10, and the shaft 23 is a bearing. The roller 12 is attached to the disk 24 through the sleeve 25 and has an extended end portion 23 a that extends to the outside of the cylindrical body 10 through the sleeve portion 11 and is formed with a thread groove. The roller 12 is extended by a nut 13 and a ring 14. It is attached to the end 23a. Thereby, when the roller 12 rotates with rotation of the wheel 90, the rotary disk 20 can also rotate.

ステータユニット30は、筒体10の内部に固定され、符号で明示しない接続部材によってロータリーディスク20と連結されており、シャフト23の外周面に複数のコイル32が磁石22との間に所定のギャップを開いて環設されている。ステータユニット30は、この例では、第2のフランジ53に囲まれるように筒体10内に設けられたベース31を有する。この例では、ベース31のキャップ50側の面に整流回路板40を取り付けている。   The stator unit 30 is fixed to the inside of the cylindrical body 10 and is connected to the rotary disk 20 by a connection member that is not clearly indicated by reference numerals, and a plurality of coils 32 are arranged on the outer peripheral surface of the shaft 23 between the magnet 22 and a predetermined gap. Opened and circulated. In this example, the stator unit 30 includes a base 31 provided in the cylindrical body 10 so as to be surrounded by the second flange 53. In this example, the rectifier circuit board 40 is attached to the surface of the base 31 on the cap 50 side.

ここで、ロータとする磁石22及びステータとするコイル32を所定のギャップをおいて設けているので、ブラスレスモータとして用いることができ、全体負荷の抵抗を軽減することができ、ペタルを漕ぐ力を大きく出さなくて済む。   Here, since the magnet 22 serving as the rotor and the coil 32 serving as the stator are provided with a predetermined gap, it can be used as a brassless motor, the resistance of the entire load can be reduced, and the force for burning the petals It is not necessary to take out a big.

整流回路板40は、筒体10の内部に設けられ、コイル32に電気的に接続されている。整流回路板40には、この例では、複数の電子素子が設けられ、電力変換の回路に構成され、図5に示されているように、直流電圧を出力するための三相全波整流回路41と、三相全波整流回路41に電気的に接続された出力コンデンサ42を有し、電力の変換、整流、出力などが機能される。三相全波整流回路41は、直流電圧を出力する二つの出力端を有し、出力コンデンサ42は複数あり、二つの出力端の間に並列に接続されている。   The rectifier circuit board 40 is provided inside the cylindrical body 10 and is electrically connected to the coil 32. In this example, the rectifier circuit board 40 is provided with a plurality of electronic elements and is configured as a power conversion circuit. As shown in FIG. 5, a three-phase full-wave rectifier circuit for outputting a DC voltage is provided. 41 and an output capacitor 42 electrically connected to the three-phase full-wave rectifier circuit 41, and functions such as power conversion, rectification, and output. The three-phase full-wave rectifier circuit 41 has two output terminals that output a DC voltage, and there are a plurality of output capacitors 42 that are connected in parallel between the two output terminals.

三相全波整流回路41は、この例では、図5に示されているように、6個のダイオードD1〜D6を各2個を直列接続してそれらを三つの並列回路に構成し、並列回路における2つのダイオードを直列接続したノードを入力端411とする。   In this example, as shown in FIG. 5, the three-phase full-wave rectifier circuit 41 includes two diodes D1 to D6 connected in series to form three parallel circuits. A node in which two diodes in the circuit are connected in series is an input terminal 411.

前記複数のコイル32としては、交流電圧を供給する発電コイルであって、この例では、図4に示されているように、所定位相角がある三相発電を行うようにある一定の角間隔で設置されている。ステータユニット30は、3本の導線33が引き出されており、複数のコイル32及び三相全波整流回路41の出力端411に電気的に接続されている。   The plurality of coils 32 are power generation coils that supply an alternating voltage, and in this example, as shown in FIG. 4, a certain angular interval is set so as to perform three-phase power generation with a predetermined phase angle. It is installed at. The stator unit 30 has three conducting wires 33 drawn out, and is electrically connected to the plurality of coils 32 and the output terminal 411 of the three-phase full-wave rectifier circuit 41.

キャップ50は、この例においては、筒体10の開口10cを覆うように設けられ、筒体10の開口10cを覆う面部にソケットコンタクト51を整流回路板40に電気的に接続されるように設けている。キャップ50は、外周縁52に筒体10の他端開口10cを閉塞する第2のフランジ53が筒体10の内部に突出て形成されている。ソケットコンタクト51は、図例において1つだけ設けられているが設計に応じて数を一つ以上設けてもよい。図示の如く、該ソケットコンタクト51は、導線43、43、・・・により三相全波整流回路41の出力端に電気的に接続されている。なお、ソケットコンタクト51としては、異なるタイプの負荷に接続するソケットコンタクト、例えばユニバーサル直列バスソケット、USBポート、プラグタイプのコンタクターなど、適宜な規格をそなえて電力を供給するソケットコンタクトであればよい。この例では、ソケットコンタクト51としては、2つを並列接続のユニバーサルバス・マザーベースからなるコンタクターを用いる。   In this example, the cap 50 is provided so as to cover the opening 10 c of the cylinder 10, and the socket contact 51 is provided on a surface portion covering the opening 10 c of the cylinder 10 so as to be electrically connected to the rectifier circuit board 40. ing. In the cap 50, a second flange 53 that closes the other end opening 10 c of the cylindrical body 10 is formed on the outer peripheral edge 52 so as to protrude into the cylindrical body 10. Although only one socket contact 51 is provided in the illustrated example, one or more socket contacts 51 may be provided depending on the design. As shown in the figure, the socket contact 51 is electrically connected to the output end of the three-phase full-wave rectifier circuit 41 by conducting wires 43, 43,. The socket contact 51 may be a socket contact that supplies power with appropriate standards, such as a socket contact connected to a different type of load, such as a universal serial bus socket, a USB port, or a plug-type contactor. In this example, as the socket contact 51, a contactor composed of two universal buses and a mother base connected in parallel is used.

ロータリーディスク20はローラ12の回転と共に回転するとき、ロータリーディスク20内に設けられた磁石22が回転する。磁石22の回転に応じて、コイル32に誘導電流を発生し、交流電圧がかかる。かかる交流電圧は、整流回路板40により直流電圧に変換し、出力コンデンサ42を通じてフィルタリングしソケットコンタクト側に出力する。図6は整流・フィルタリング後出力する直流電圧の波形を示し、図中、縦軸が電圧、横軸が時間であり、破線を各コイルの出力電圧の波形を示し、実線は変換後の直流電圧を示す。   When the rotary disk 20 rotates with the rotation of the roller 12, the magnet 22 provided in the rotary disk 20 rotates. In response to the rotation of the magnet 22, an induction current is generated in the coil 32 and an AC voltage is applied. The AC voltage is converted into a DC voltage by the rectifier circuit board 40, filtered through the output capacitor 42, and output to the socket contact side. FIG. 6 shows the waveform of the DC voltage output after rectification and filtering. In the figure, the vertical axis represents voltage, the horizontal axis represents time, the broken line represents the waveform of the output voltage of each coil, and the solid line represents the DC voltage after conversion. Indicates.

ソケットコンタクト51が接続される負荷としては、自転車のヘッドランプ91及び/又はテールランプ92であり、図7に示されているようにそれぞれスイッチ93、94を介して点滅される。また、図8の回路に示されているように、携帯電話機などの小型電気装置の二次電池70に電気的に接続され、充電をすることができる。   The load to which the socket contact 51 is connected is a bicycle headlamp 91 and / or tail lamp 92, and blinks via switches 93 and 94, respectively, as shown in FIG. Further, as shown in the circuit of FIG. 8, the battery can be electrically connected to a secondary battery 70 of a small electric device such as a mobile phone and can be charged.

上記のように構成された自転車用直流発電装置は、自転車の車輪90と接触するように自転車の車輪90の側部に取り付けられる場合、車輪90が回転すると、ローラ12が車輪90のタイヤと接触して回転し、ローラ12を装着したシャフト23が回転し、ロータリーディスク20も回転して、ロータリーディスク20内に設けられた磁石22がステータユニット30に対して回転する。磁石22の回転に応じて、コイル32に誘導電流を発生し、交流電圧がかかる。かかる交流電圧は、整流回路板40により安定化した直流電圧に変換する。   When the bicycle DC power generator configured as described above is attached to the side of the bicycle wheel 90 so as to be in contact with the bicycle wheel 90, when the wheel 90 rotates, the roller 12 contacts the tire of the wheel 90. Then, the shaft 23 on which the roller 12 is mounted rotates, the rotary disk 20 also rotates, and the magnet 22 provided in the rotary disk 20 rotates with respect to the stator unit 30. In response to the rotation of the magnet 22, an induction current is generated in the coil 32 and an AC voltage is applied. The AC voltage is converted into a stabilized DC voltage by the rectifier circuit board 40.

本考案の自転車用直流発電装置は、自転車の車体フレームに取り付けられるときに用いられる連結部材としては、自転車の公知な組立部材を用いることができるので、その説明は省略する。   Since the bicycle direct-current power generator of the present invention can be a known assembly member of a bicycle as a connecting member used when attached to the body frame of the bicycle, description thereof is omitted.

以上説明したように、本考案に係る自転車用直流発電装置によれば、次のような効果を得ることができる。   As described above, according to the bicycle DC power generator of the present invention, the following effects can be obtained.

1. 車輪90と接触し、車輪90の回転と共に回転するローラ12及び磁石22は、車輪90の一回転においてローラ12及び磁石22の回転数を多く得ることができるので、発電効率が高い。
2. ローラ12を車輪90と接触させるように車体フレームに取り付ければよいので、自転車への取付けの自由度が高い。
3. 所定のギャップをおいて設けているロータとする磁石22及びステータとするコイル32をブラスレスモータとして用いるので、負荷の抵抗を軽減することができ、ペタルを漕ぐ力を大きく出さなくて済み、走行による疲労を招くことなく自転車に乗る体力を節減することができる。
4. 磁石及びコイルからなる発電素子及び整流回路による電力変換素子を筒体10内に配置しているので、発電構成がコンパクトになることができ、部品の装着作業も簡素化され、組立コストを低く抑えることができる。
1. Since the roller 12 and the magnet 22 that are in contact with the wheel 90 and rotate with the rotation of the wheel 90 can obtain a large number of rotations of the roller 12 and the magnet 22 in one rotation of the wheel 90, the power generation efficiency is high.
2. Since the roller 12 may be attached to the vehicle body frame so as to contact the wheel 90, the degree of freedom of attachment to the bicycle is high.
3. Since the magnet 22 as the rotor and the coil 32 as the stator provided with a predetermined gap are used as the brassless motor, the resistance of the load can be reduced, and it is not necessary to generate a large force for driving the petal. You can reduce the physical strength of riding a bicycle without causing fatigue.
4). Since a power generation element composed of a magnet and a coil and a power conversion element based on a rectifier circuit are arranged in the cylindrical body 10, the power generation configuration can be made compact, the parts mounting operation is simplified, and the assembly cost is kept low. be able to.

本考案の一実施形態を採用した自転車の側面図。The side view of the bicycle which adopted one embodiment of the present invention. 本考案の一実施形態の自転車用直流発電装置を示す分解斜視図である。1 is an exploded perspective view showing a bicycle DC power generator according to an embodiment of the present invention. 図2の組立側面部分断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the assembly side surface of FIG. 図2の直流発電装置におけるステータユニットを示す上面図である。It is a top view which shows the stator unit in the DC power generator of FIG. 整流回路の電気回路図である。It is an electric circuit diagram of a rectifier circuit. 図5の回路による電圧波形の模式図である。It is a schematic diagram of the voltage waveform by the circuit of FIG. 自転車用照明装置の電気回路図である。It is an electric circuit diagram of the illuminating device for bicycles. 整流回路を二次電池につなぐ電気回路図である。It is an electric circuit diagram which connects a rectifier circuit to a secondary battery. 従来の自転車用ハブダイナモの概略構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows schematic structure of the conventional bicycle hub dynamo.

符号の説明Explanation of symbols

1 自転車用直流発電装置
10 筒体
10a 一端
10b 他端
10c 開口
11 スリーブ部
12 ローラ
13 ナット
14 リング
20 ロータリーディスク
21 フランジ
22 磁石
23 シャフト
23a 延伸端部
24 円盤
25 ベアリング
30 ステータユニット
31 ベース
32 コイル
33、43 導線
40 整流回路板
41 三相全波整流回路
411 入力端
42 出力コンデンサ
50 キャップ
51 ソケットコンタクト
52 外周縁
53 第2のフランジ
90 車輪
91 ヘッドランプ
92 テールランプ
93、94 スイッチ
D1〜D6 ダイオード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bicycle DC power generator 10 Cylindrical body 10a One end 10b The other end 10c Opening 11 Sleeve part 12 Roller 13 Nut 14 Ring 20 Rotary disk 21 Flange 22 Magnet 23 Shaft 23a Extending end part 24 Disc 25 Bearing 30 Stator unit 31 Base 32 Coil 33 , 43 Conductor 40 Rectifier circuit board 41 Three-phase full-wave rectifier circuit 411 Input terminal 42 Output capacitor 50 Cap 51 Socket contact 52 Outer peripheral edge 53 Second flange 90 Wheel 91 Head lamp 92 Tail lamp 93, 94 Switch D1-D6 Diode

Claims (5)

一端にローラが自転車の車輪の回転と共に回転可能に設けられ、他端に開口が形成された中空筒体と、
前記筒体内に取り付けられた円盤と、前記円盤の外周縁から前記筒体の他端側に突き出たフランジと、前記フランジの内周面に環状に配置して取り付けられた複数の磁石と、前記筒体に対して回転可能に前記筒体の内部を貫通し、前記円盤とは一体に前記一端側に突出て前記筒体の外部に延伸してなるシャフトとを有するロータリーディスクと、
前記筒体の内部に固定され、前記シャフトの外周面に前記磁石との間に所定の間隔を開いて環設されている複数のコイルを有するステータユニットと、
前記筒体の内部に設けられ、前記ステータユニットに電気的に接続された整流回路板と、
前記筒体の開口を覆うように設けられ、その外面に、前記整流回路板に電気的に接続されるソケットコンタクトを少なくとも1つ設けているキャップと
をそなえていることを特徴とする自転車用直流発電装置。
A hollow cylinder having a roller at one end rotatably provided with the rotation of the bicycle wheel, and an opening formed at the other end;
A disk attached to the cylindrical body, a flange protruding from the outer peripheral edge of the disk to the other end of the cylindrical body, a plurality of magnets attached in an annular arrangement on the inner peripheral surface of the flange, A rotary disk having a shaft that penetrates the inside of the cylinder so as to be rotatable with respect to the cylinder, and that protrudes to the one end side integrally with the disk and extends to the outside of the cylinder;
A stator unit having a plurality of coils fixed to the inside of the cylindrical body and provided around the outer peripheral surface of the shaft with a predetermined gap between the magnets;
A rectifier circuit board provided inside the cylindrical body and electrically connected to the stator unit;
A direct current for bicycles, characterized in that it is provided so as to cover the opening of the cylindrical body, and has a cap provided on its outer surface with at least one socket contact electrically connected to the rectifier circuit board. Power generation device.
前記筒体は、円柱状に形成され、前記一端は一部が突出て前記シャフトが貫通するスリーブ部を形成し、
前記シャフトは、前記スリーブ部を貫通して前記筒体の外部に延伸する延伸端部を有し、
前記ローラが前記延伸端部に取り付けられることを特徴とする請求項1に記載の自転車用直流発電装置。
The cylindrical body is formed in a cylindrical shape, and the one end forms a sleeve portion that partially protrudes and the shaft penetrates,
The shaft has an extending end portion that extends through the sleeve portion and extends to the outside of the cylindrical body,
The bicycle DC power generator according to claim 1, wherein the roller is attached to the extending end.
前記キャップは、外周縁に前記筒体の他端開口を閉塞する第2のフランジが前記筒体の内部に突出て形成され、
前記ステータユニットは、前記第2のフランジに囲まれるように前記筒体内に設けられたベースを有し、
前記ベースの前記キャップ側の面に前記整流回路板を取り付けていることを特徴とする請求項2に記載の自転車用直流発電装置。
The cap is formed such that a second flange that closes the other end opening of the cylindrical body is protruded into the cylindrical body at an outer peripheral edge,
The stator unit has a base provided in the cylindrical body so as to be surrounded by the second flange,
The bicycle DC power generator according to claim 2, wherein the rectifier circuit board is attached to a surface of the base on the cap side.
前記整流回路板は、前記コイルと電気的に接続され、直流電圧を出力するための三相全波整流回路と、前記三相全波整流回路に電気的に接続された出力コンデンサを有し、
前記三相全波整流回路は、直流電圧を出力する二つの出力端を有し、
前記出力コンデンサは複数あり、前記二つの出力端の間に並列に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の自転車用直流発電装置。
The rectifier circuit board is electrically connected to the coil and includes a three-phase full-wave rectifier circuit for outputting a DC voltage, and an output capacitor electrically connected to the three-phase full-wave rectifier circuit,
The three-phase full-wave rectifier circuit has two output terminals that output a DC voltage,
2. The bicycle DC power generator according to claim 1, wherein a plurality of the output capacitors are connected in parallel between the two output terminals. 3.
前記三相全波整流回路は、6個のダイオードを各2個を直列接続してそれらを三つの並列回路に構成し、
前記並列回路における2つのダイオードを直列接続したノードを入力端とし、
前記ソケットコンタクトは、前記三相全波整流回路の出力端に電気的に接続されていることを特徴とする請求項4に記載の自転車用直流発電装置。
In the three-phase full-wave rectifier circuit, two diodes are connected in series to form six parallel diodes.
A node in which two diodes in the parallel circuit are connected in series is an input end,
The bicycle DC power generator according to claim 4, wherein the socket contact is electrically connected to an output terminal of the three-phase full-wave rectifier circuit.
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