JPH01500260A - 自転車の発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 自転車の発電機 本発明は、自転車に固定可能な、固定子及び回転子を収鱒するハウジングを持ち 、この回転子が駆動部により回転運動可能で、この駆動部が自転車の車輪により 駆動可能である、自転奄の発電機に帽する。

この種の公知の発電機は自転車ホークに取り付けられかつ駅前部として、タイヤ に沿ってころがる小車を持っている。この場合不利なのは、汚れにより又は雷及 び水によりしばしば小車の回転が行なわれず、小車がタイヤに沿って滑ってしま すので発電が行なえないことである。さらに、車輪ホークにおける発電機の取り 付は部が喝んで、スポークの間へ入り込み、それが事故に至らせる可能性がある 。

さらに、タイヤ上をころがる幅の広い押圧ローラを駆＠部として持つ発電機も公 知である。この場合にも、滑ること及び発電が行なわれないことの欠点がある。

さらに、タイヤに沿ってころがる駆＠部は長い間の使用の際にタイヤの損傷を引 き起こす。

本発明のｔ１頭は、一方では動かないように自転車に固定可能であり、他方では 発電のためにタイヤの外部における自転車の車輪からの永続的に確実かつ最適な 運＠伝達を受けることができる、簡単にかつ費用をＢ約してｌｌｌ成される発ｗ 畔を欄供することである。

このｔｌＱは本発日月によれば請求項１の特徴部分によって解決され、さらに請 求項の実施態様項に記載された特徴はこの瞑踊の解決策の有利な別のＩＩｌ成で ある。

本発明の対象は個々の請求項の特徴にだけではなくてこれらの請求項の組み合わ せにも及ぶ。

本発明による発電機は簡単にかつ費用を節約して構成されており、簡単なやり方 で動かないように自転車に固定できる。発電機は自転車の車軸なるべく前車軸に 取り付けられ、実際上型軸発電機である。

車輪から回転子への回転連軸伝達のために、車軸上に駆動部なるべく歯車又は環 状ハウジング蓋が中心に取り付けられかつ車輪と固定的に結合され又は作動開始 及び停止機構を介して車情スポークと伝＠結合可能であり、この駆ｗＩｊＪ部は 、車輪走行により決められる回転還御を伝動装置を介して、型動に対して同軸的 又は偏心的に位置する回転子へ伝えるので、回転運劉伝達がタイヤの外部で行な われ、従って汚物、雷、水のような外部影暢により１われない。なぜならば駅前 部と車輪との相対同転しない結合により滑り運動が生じないからである。

伝＠装買、固定子及び回転子を持つ駆動部は、ハウジング内に外部に対して密閉 されて収容されかつこのハウジングと共にこぢんまりしたｓｉｎ位体を形成して いる。

発電機は車軸上への取り付けによりかつＮ［輪ホークとの結合により自転車に相 対回転しないように支持されている。さらに、発電機を車軸の外部に重輪ホーク に取り付は得る可能性もあり、この湯合発ｇｌＬｉａの伝＠装噸は、車軸上に付 いている駅前部と結合している。

発電機はいかなる自転型にも容易にあとから装備可能である。

本発明による実列例を図面により以下に詳細に説明する。

第１図は発１を機が約車軸上にｅ迩されている自転車の斜視図、第２図は車軸上 に一噸された発ｇ１．機の垂直断面図、第３図は同じ発電機の水平断面図、第４ 図は前車軸に組み付けられた位置における、別の構成の発電機のＩｕ］面図、第 ５図は第４図による発Ｉｌ１機の正面図、第６図は同じ発電機の半分の垂直断面 図、第７図は別の構成の発電機の側１ｌＩｉｉ図、第８図は第７図の切断線Ｉ− ■に沿う発電機の断面図である。

１で自転車の発電機のハウジングが云されており、このハウジングの中に固定子 ２及び回転子３が車軸６グ；るべく　ＩＩＪ重軸に対して同軸的又は偏心的に取 呵されており、回転子３は駆Ｔ＠部４により回転運拘可能であり、この駆動部４ は車−５から回転運動を得る。

駆ａ部４は車軸６の回りに車内５と固定的に結合され又は相対連軸しないように 結合可能にかつ回転可能に支持されかつ車輪回転に関係して回転子３を回転させ る作動開始及び４出可能な発電機の伝動装置ｌｌｌ７の一部を形成している。

さて、第２図及び第３図による構成の場合は、発電機の固定子２、回転子３及び 駆（転）部４は車軸６に対して同軸的に配置されており、発電機全体が車軸６上 に付いている。

ハウジング１内に伝＠装＠７として平歯車装置、傘歯重装置又は遊星歯車装置が 設けられ、駆ｍ部４は常にこの伝動装置の一部を形成しかつ車軸６の範囲におい て車輪５と相対回転しないように結合されている。

この構成において歯車として構成された駆動部４は車軸６上に中心に案内されて 取り付けられかっ係合片８により車輪５と結合されている。係合片８として、例 えばねじが設けられ、これらのねじはボスフランジ９にねじ込まれ又は駆動部４ に指片が設けられ、これらの指片がボスフランジ９に又はスポーク１０の間へ保 合する。

第２図及び第３図による実施例では、ハウジングｌ内に平歯車装＠７が設けられ ており、この場合、長さの異なるＵ字状脚１１ｍ＋１１ｃを持つＵ字状支持清面 片１１の少なくとも一方のＩｌｆｌｌｌｍ。

なるべく長い方の脚が車軸６の回りに支持されかつハウジングｌ内に相対回転し ないように保持されている。例えばυ字状支持湾曲片１１の突岸１１ｂはハウジ ングｌ内で２つの一体形成姿片１２の間にある。

支持清面片１１の短い方のＵ字状脚ｌｉｅに従動歯車１３が回転可能に支持され ており、この従動歯車は駆動部４とかみ合う。

従動歯車１３の軸１４は長い方の脚１１ｍまで導かれており、この軸１４上には ｌ１ｌｌｌｌｌａの近くに伝動歯車１５が付いており、この伝動歯車は歯車１６ とかみ合っており、この歯車は回転子３に設けられているので、駆動部４から従 動歯車１３及び伝動歯車１５を介して歯車１６従って又回転子３がある変速比で 回転せしめられる。

従動歯車１３は軸１４と回転可能にかつ同時に軸１４上に移動可能に支持されて いるので、この従動歯車は一方の移動位置において駈梢邪４とかみ合いかつ、第 ２の移動位置においてかみ合い解除され、従動歯車１３のこの移動可能性は伝動 装置１ｔ７の作動開始及び停出従って又車輪５から回転子３への回転運動の伝達 及び停止りを可能にする。従動歯＊１３の移（は、ハウジングｌから上側へ突き 出ている回転又は揺動レバー１７により行なわれ、例えば第２図及び第３図には 回転レバー１７が示されており、この回転レバーの偏心帯片１７ａは従動歯＊１ ３と結合しており、回転の乃この布片１７ａはｍ［１３の移動を引き起こす。

ハウジングｌの外部にある端部において、操作ボタン！７ｂが回転レバー］７に 設けられている。

軸１４の回りに配電された圧ｆδばね１８は両方の歯車１３及び１５の間に支持 されかつ歯車１３を作動開始される伝創装置位嶌に保持又はもたらす。

ハウジング】はなるべく２つに分割されてプラスチックから製凸されかつ環線形 の形状を持っている。プラスチック製ハウジングの上面に切欠き１９が設けられ ており、この切欠きを通って車輪ホーク２０の支柱が発１１機の中に入り込みか つ車軸上に固定される。車輪ホーク２０の支柱はν＠部４と回転子３との間にあ る。

２１は電気ケーブルを示しており、このケーブルは発電機の固定子２から、なる べく切欠き１９を通されておりかつ給電のために自転車のｌ１ｌｌｌ明装置に接 続される。

ハウジングｌに食い込む車輪ホーク２０により、発を機全体が回転しないように 車軸６上に保持されている。

発電機を車軸６の外部、例えば車輪ホーク２０に固定することも本発明の範囲内 にあり、この場合は、車軸６上に駆ｗｊＪ部４が付いており、従動歯型１３は１ ｇ、動部４と結合している。この構成では、固定子２及び回転子３並びに歯車１ ６はもはや車軸６に対して回ｉｓ　ｅｂ　’ｒはｔくてイ嘔心口〕Ｌこ（ｉ２置 している。。

基本原理及び創作に関して第１の実施例に一致する、第４図ないし第６りによる 別の実施例では、伝ｔｌ装置７のハウジングｌは車軸６上に固定的に配置されて おり、固定子２及び回転子３はハウジングｌ内に車軸６に対して偏心的に位置し てお１つ、駆ｍ％４は環状ハウジング蓋により形成され、この）＼ウジング蓋は 作動開始及び停止ｌ−機＄１２２を介して車輪５とら動結合可能かつ取り外し可 能である。

ハウジングＩは固定子２及び回転子３及び同時Ｇこ伝（装置用の収容ハウジング を形成している。このハウジング１は支持ブシュ２３を持っており、この支持ブ シュによりハウジング１が、車＠６上に付いている支持ブシュ２４に取り付けら れ、なるべく押し付けられかつ車軸ナツト２５により相対回転しないように保持 されている。

支持ブシュ２３の回りに、車軸６に対して同軸的に位置している、基本形状が円 形の殻状ハウジング部分２６が延びており、このハウジング部分に、車軸６に対 して偏心的に位置している１１２８付きハウジング部分２７が続いている。

壷状ハウジング部分２７の中にコイル２ａ付き固定子２が支持されかつ回転子３ が収容されており、この回転子の回転子軸２９は一方では、ハウジング部分を閉 鎖する蓋２８に、他方ではハウジング部分２７に回転可能に支持されている。

駆動部４は長円形の基本形状を持ち、ころがり軸受及び／又は滑り軸受３０を介 して支持ブシュ２４の回りを回転可能に支持されかつハウジング部分２６をゴム 及びラビリンス密封片のような環状密封片３１により密閉する。

駆動部４に内＠環状歯ｌｌ１３２が取り付けられており、この環状歯車はなるべ く直線゛伏歯切り部を持っているのが好ましい。

ハウジング部分２６にはころがり軸受及び／又は滑り軸受３３を介して軸３４が 支持されており、この軸は、環状歯車３２とかみ合う、なるべく直線状に歯をＷ っだ歯車３５と、この歯車に対して同軸的に配置された第２の歯車３６とを回転 可能に保持し１この第２の大きい方の歯車３６は、回転子３の軸２９上に付いて いる歯車３７とかみ合っている。両方の歯車３６．３７はなるべく傾斜歯切り部 を備えているのが好ましい。

駆ｔ！１邪４の長円形縦端部範囲に作動開始及び停止機構２２が配置されており 、この作動開始及び停止機構は、車１ｉｉ１６に対してほぼ平行に延びるビン状 係合片３８を持っており、この係合片は、駆動部４に支持された、作動開始及び 停止押しボタン（Ｅ、Ａｌ付き切換揺動片３９に取り付けられ、なるべく作動開 始押しボタンＥの切換揺動片の揺動軸の外部に支持されているのが好ましい。

係合片３８は駆動部４とスポーク１ｏとの伝ｗＪ結合を行ない、それにより伝Ｖ 装ｆａ７の回転運動は環状駆動部４により開始される。車軸６に対して軸線方向 に作動開始押しボタンＥを指で押すことによって、係合片３８はスポーク１ｏの 間へ押しやられかつ車＠５の回転の際に係合片３８が係合され、それにより駆動 部４が回転せしめられる。

駆動部４と共に回転する環状歯車３２は定１ｉｌｉ歯座３５を駆動しかつこのｍ １ｔｉは共通＠３４を介して歯車３６を駆動し、この吻車はそれにより回転子軸 ２９に付いている歯車３７従って又回転子３を回転させる。

伝動装置７は２段式に構成されかつ例えば’ｇｅｓ＝３１の変速比を持っている 。

指で作動停止押しボタンＡを押すことにより、保合片３８がスポーク１０から引 き出され、それにより発電機が前車輪５から（この前車輪のスポーク１０から） 完全に引キ離される。

それぞれの切換位置「作動開始」又は「作動停止」は、はね荷重をかけられる係 止ビン４０などにより係上切込みに拘束される。

作動開始及び停止機構２２に対向する駆ｌｉｔ部４の長円形縦端部４囲に反射＃ Ｉ４１が配置されている。この反ｔＪｇ４＋及びなるべく同様に反射するように 構成されたｔ７１換揺動片３９によって２つの環状光点が生じ、これらの光点は 付加的に自転車ｉＷ転者の安全のために寄与する。

発電機の接続ケーブルは２つのプラグ４２として定置ハウジング１（ハウジング 部分２７）にはめ込まれておりかつ電流ゲルプル２１と接続され、これらの電流 ケーブルは前照灯及び尾灯へ通じている。

支持ブシュ２４は、発電機を前車１ｉＩ１５上に相対回転しないようにかつ中心 に位置決めすべき役割を持っている。

組立ての際は、発電機又ははめ込まれた支持ブシュ２４が罐かな手の操作により 車軸５上に取り付けられ、車輪ホーク２０と下側の保護板保持棒４３との間で調 整され、その後前車軸６の所定のナツト２５により締め付けられる。この場合、 発電機は車輪ホーク２０とスポークｌＯとの間の保護範囲にこれらに接触するこ となしにはまっている（第４図）６固定されているハウジング１の膨出部、すな わち固定子２及び回転子３用のハウジング部分２７は、自転車メーカにより規定 された前車軸の長さの範囲内にある。

ハウジングｌ及び駆動部４並びに伝動装置歯車３２　＋　３５　＋　３６　＋　 ３７はプラスチック製である。

第６図において、駆動部４の係合片３８は、係合片３８が固定子２及び回転子３ の範囲にある場合、すなわち第４図に対して２７０度回転する場合の、回転せし められた位置において描かれている。

第７区及び第８図による発電機の第３の構成は、基本原理及び構造に関して第４ 図及び第６図による発電機に一致しており、同じ＄Ｉｌ成部材には同じ符号が使 用されている。

この場合の変化は、大体において歯車伝動装置の代わりに巻き掛は伝動装置４４ ないし４７を使用することに存する。

なるべく銅体の基礎ブラケットの形をしたハウジングｌは、支持ブシュ２３によ り車軸６に固定される。ハウジング１内でこの支持ブシュ２３の回りに大きい歯 付きベルト車４５が延びており、回転子軸２９上に小さい歯付きベルト車４６が 付いている。

これらの両歯付きベルト車４５．４６の回りを歯付きベルト４４が循環し、この 歯付きベルトは締め付はローラ４７により応力を受けて保持される。

駆ｗＪ部４は長円形の基本形状を持っており、小さい方の長円形範囲に蓋２８付 きハウジング部分２７があり、このハウジング部分に固定子２及び回転子３並び に歯付きベルト車４６及び締め付はローラ４７並びに電流ケーブル２１用の真ち ゅう製！ｆ！続部４９を待つ電流ケーブル接続揺動片４８が設けられているウハ ウジング部分２７に配置されたブラケット５ｏに作動開始及び停止機構２２が支 持されており、この作動開始及び停止機構は、Ｍ５１の回りを揺動可能なばね係 止装置５３付き係合レバー５２を持っている。

大きい歯付きベルト車４５はプラスチック製のハウジング環５４の中で支持ブシ ュ２１の回りに延びておりかつその中に一体形成されており、このハウジング環 ５４はハウジング部分２７へ移行しかつこのハウジング部分と共に単位体を形成 している。

作動開始及び停止機構２２により、係合片５２がスポーク１゜の間へ押しやられ ることによって、自転車発電機は運転開始される。作動停止された状態において 、車輪は通常状態におけるようにいかなる付加的荷重なしに自由に回転する。

作動開始及び停止機構２２は圧縮ばね５３に抗して移動し、この圧縮はねは標識 を付けられた２つの位置により作動開始又は作１１１２１停止状顎のみを許容す る。係合ブラケット５ｏは作動開始及び停止機構２２及び歯付きベルト車４５と 結合され、この歯付きベルト車はこれら両者により回転運動せしめられる。

嗜付きベルト４４は歯付きベル１−車４６従って又回転子を駆動する。ｉ＝＋、 ｏの変速比が生ずる。

前照灯及び尾灯の電流ケーブル２１は、揺動可能な電流ケーブル接続揺動片４８ により発電機の電流回路に接続される。

車軸ボスから比めナツト及び車軸６の座金（車軸ボス）が取り外されることによ って、組立てが行なわれる。

今や完全な自転車を車軸６上へ押しやることができる。予め取り外された止めね じによって、自転車発電機が車軸６に固定的に結合される。自転車発電機のそれ から先の組立ては、ナツトを固く締めることによって車輪５と車輪ホーク２ｏと の通常の組立てにより行なわれる。

国際調査報告 □４□”’　ＰＣＴ／ＥＰ　８７１００３３９；１頁の続き 優先権主張　■１９８岬１０月２２日［相］欧州特許機構（ＥＰ）［有］８６１ １４６５１．２）発　明　者　グデライト、ベルント　ドイツ連邦共和国シュト ラーセ３０ デー−４８００ビーレフェルト　１８　ヘルステル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．自転車に固定可能な、固定子及び回転子を収容するハウジングを持ち、この 回転子が駆動部により回転運動可能で、この駆動部が自転車の車輪により駆動可 能である、自転車の発電機において、車軸（６）の回りに車輪（５）付き駆動部 （４）が伝動結合可能かつ回転可能に支持され、この駆動部が、車輪の回転に関 保して回転子（３）を回転させる、作動開始及び停止可能な発電機の伝動装置の 一部を形成することを特徴とする自転車の発電機。 ２．発電機の固定子（２）及び回転子（３）並びに駆動部（４）が車軸（６）に 対して同軸的に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の発電機。 ３．駆動部（４）が平歯車装置、傘歯車装置又は遊星歯車装置の一部を形成する ことを特徴とする、請求項１及び２のうち１つに記載の発電機。 ４．歯車により形成された駆動部（４）が車軸（６）上に中心に支持されかつ係 合片（８）により、ポスフランジ（９）へ係合するねじ又はポスフランジ（９） へ又はスポーク（１０）の間へはまる指片のように、車輪（５）と相対回転しな いように結合されていることを特徴とする、請求項１ないし３のうち１つに配置 の発電機。 ５．伝動装置（７）が、ハウジング（１）内に相対回転しないように保持されか つ車軸（６）の回りに支持された支持湾曲片（１１）に、駆動部（４）と係合し かつ操作部（１７）を介して係合解除可能な従動歯車（１３）と、この従動歯車 に対して同軸的に配置されてこの従動歯車（１３）と共に回転可能に連結された 伝動歯車（１５）とを持ち、この伝動歯車が、回転子（３）に固定的に配置され た歯車（１６）とかみ合い、この従動歯車（１３）及び伝動歯車（１５）が共通 の軸（１４）上に回転可能に支持されかつこの軸（１４）が支持湾曲片（１１） の２つの長さの異なる脚（１１ａ，１１ｃ）の間に支持され、支持湾曲片（１１ ）の長い方の脚（１１ａ）が車軸（６）の回りに支持され、支持湾曲片（１１） のＵ字状突片（１１ｂ）がハウジング（１）の一体形成条片（１２）の間に固定 されていることを特徴とする、請求項１ないし４のうち１つに記載の発電機。 ６．従動歯車（１３）が軸（１４）上に移動可能に支持されかつ回転又は揺動レ バーにより形成された操作部（１７）によって伝動装置作動開始又は伝動装置作 動停止位置へ切換え可能であり、従動歯車（１３）と伝動歯車（１５）との間に 軸（１４）の回りに、従動歯車（１３）を伝動装置作動開始位置に保持しかつこ の伝動装置作動開始位置へもたらす圧縮ばね（１８）が配置されていることを特 徴とする、請求項５に記載の発電機。 ７．発電機のハウジング（１）が車軸（６）の外部において車輪ホーク（２０） に取り付けられ、従動歯車（１３）が、車軸（６）に付いている駆動部（４）と 結合していることを特徴とする、請求項１ないし６のうち１つに記載の発電機。 ８．固定子（２）及び回転子（３）がハウジング（１）内で車軸（６）に対して 偏心的に支持されていることを特徴とする、請求項１に記載の発電機。 ９．ハウジング（１）が、車軸側の支持ブシュ（２４）上で中心支持プシコ（２ ３）と相対回転しないように支持可能な殻状ハウジング部分（２６）と、このハ ウジング部分に対して偏心的に一体形成された、固定子（２）及び回転子（３） 用の蓋（２８）付き壷状ハウジング部分（２７）とを待ち、駆動部（２４）が、 殻状ハウジング部分（２６）をゴム及びラビリンス密封片のような環状密封片（ ３１）により密閉するように覆いかつ滑り軸受及び／又はころがり軸受（３０） を介して車軸（６）の回りを回転可能なハウジング蓋により形成されていること を特徴とする、請求項８に記載の発電機。 １０．駆動部（４）及びハウジング部分（２６）に多段、なるべく２段伝動装置 （７）が配置され、駆動部（４）に内歯環状歯車（３２）が固定され、殻状ハウ ジング部分（２６）に軸（３４）が滑り軸受及び／又はころがり軸受（３３）に よって回転可能に支持され、この軸が、環状歯車（３２）とかみ合う第１の歯車 （３５）と、回転子軸（２９）に付いている歯車（３７）とかみ合う第２の歯車 （３６）とを保持していることを特徴とする、請求項８及び９のうち１つに記載 の発電機。 １１．回転子（３）の軸（２９）が一方ではハウジング蓋（２８）に支持され、 他方では歯車（３７）とハウジング部分（３６）に回転可能に支持され、電気ケ ーブル接続部が、ハウジング部分（２７）にはめ込まれた２つのプラグ（４２） により形成されていることを特徴とする、請求項８ないし１０のうち１つに記載 の発電機。 １２．駆動部（４）が、車輪（５）のスポーク（１０）の間に運動伝達のために 移動できるピン状係合片（３８）を持つ、揺動片状の作動開始及び停止機構（２ ２）を持っており、この作動開始及び停止機構（２２）が、作動開始及び停止さ れる係合片位置において係止装置（４０）により拘束されていることを特徴とす る、請求項８ないし１１のうち１つに記載の発電機。 １３．駆動部（４）が長円形の基本形状を持ち、一方の長円形縦端部範囲に作動 開始及び停止機構（２２）を支持しかつ他方の長円形縦端部範囲に反射鏡（４１ ）を保持していることを特徴とする、請求項８ないし１２のうち１つに記載の発 電機。 １４．固定子（２）及び回転子（３）並びに伝動装置（７）を収容するハウジン グ（１）が少なくとも２つに分割されて構成され、プラスチックから成りかつ流 線形の形状を持っていることを特徴とする、請求項１ないし１３のうち１つに記 載の発電機。 １５．ハウジング（１）内に巻き付き伝動装置が配置され、この巻き付き伝動装 置が、ハウジング環（５４）内に一体形成された大きい歯付きベルト車（４５） と、回転子軸（２９）上にハウジング環（５４）と共に単位体を形成するハウジ ング部分（２７）に付いている小さい歯付きベルト車（４６）と、両方の歯付き ベルト車（４５，４６）の周りを回り締め付けローラ（４７）の作用を受ける環 状歯付きベルト（４４）とを持っている（第７図及び第８図）ことを特徴とする 、請求項１，２，８及び９のうち１つに記載の発電機。 １６．ハウジング部分（２７）に、歯付きベルト車（４５）と結合されたプラケ ット（５０）が配置され、このプラケットに作動開始及び停止機構（２２）が支 持され、この作動開始及び停止機構が、軸（５１）の回りを揺動可能でばね係止 装置（５３）の作用を受ける係合レバー（５２）により形成されている（第８図 ）ことを特徴とする、請求項１５に記載の発電機。