JPH0688545B2 - Bicycle generator - Google Patents

Bicycle generator

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JPH0688545B2
JPH0688545B2 JP20291689A JP20291689A JPH0688545B2 JP H0688545 B2 JPH0688545 B2 JP H0688545B2 JP 20291689 A JP20291689 A JP 20291689A JP 20291689 A JP20291689 A JP 20291689A JP H0688545 B2 JPH0688545 B2 JP H0688545B2
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JP
Japan
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gear
sun gear
planetary
rotor
hub body
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JP20291689A
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Inventor
喜久三 高宮
律夫 西村
Original Assignee
ブリヂストンサイクル株式会社
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Publication date
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Publication of JPH0688545B2 publication Critical patent/JPH0688545B2/en
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Description

【発明の詳細な説明】 (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。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a power generator built into a bicycle hub.

(従来の技術) 一般に自転車用発電装置としては、自転車車体と別体の
発電機を自転車車体に取り付ける外装式が多く用いられ
ている。
(Prior Art) In general, as a bicycle power generator, an exterior type in which a generator separate from a bicycle body is attached to the bicycle body is often used.

この外装式発電機は、発電機のローラーをタイヤの側面
あるいは外周に押圧し、タイヤから発電機のローラーに
摩擦伝導することによって、発電機を駆動している。
This external generator drives the generator by pressing the roller of the generator against the side surface or the outer periphery of the tire and frictionally transmitting from the tire to the roller of the generator.

ところが、この種の発電機は、その摩擦伝導の機械的な
伝導効率が悪く、またわずかな発電量でありながら、ペ
ダルの回転負荷をかなり重く感じていた。
However, in this type of generator, the mechanical conduction efficiency of frictional conduction was poor, and although the amount of power generation was small, the rotational load of the pedal was felt quite heavy.

そして、この発電機の効率は、発電機の車体への取り付
け精度、車輪の振れ等に大きく影響されていた。
The efficiency of the generator is greatly affected by the accuracy of mounting the generator on the vehicle body, the deflection of the wheels, and the like.

又、摩擦伝導であるから、タイヤが水にぬれた時には、
摩擦係数が著しく低下してスリップを生じる結果、さら
に効率が悪くなったり、発電できなくなることもあっ
た。
Also, because it is frictionally conductive, when the tire gets wet,
As a result of the friction coefficient remarkably lowering and slipping, efficiency may be further deteriorated and power generation may not be possible.

その上に、タイヤのローラーとの接触面だけが部分的に
摩耗するという欠点もあった。
In addition, there is a drawback that only the contact surface of the tire with the roller is partially worn.

これらの欠点をなくす目的で、実開昭58−188385号公
報、および実開昭57−12384号公報に開示されている技
術が考案がされている。
In order to eliminate these drawbacks, the techniques disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 58-188385 and Japanese Utility Model Publication No. 57-12384 have been devised.

(発明が解決しようとする課題) コイルと永久磁石を用いた誘導発電機では、その起電力
は、(コイル捲数×磁束密度×回転周速度)に比例して
発生する。
(Problems to be Solved by the Invention) In an induction generator using a coil and a permanent magnet, the electromotive force thereof is generated in proportion to (number of coil turns × flux density × rotational peripheral velocity).

従来の外装式では、タイヤ(直径660mm)で、ローラー
(直径20mm)を回転させることにより、回転子を車輪回
転の約33倍に増速することによって、回転子の周速度を
高速にしている。
In the conventional exterior type, by rotating a roller (diameter 20 mm) with a tire (diameter 660 mm), the rotor speed is increased to approximately 33 times the wheel rotation, thereby increasing the peripheral speed of the rotor. .

また、この種の発電機の極数は、通常8極であるから、
車輪が一回転した場合の極数は約264極(8極×33)と
なるから、ほとんど脈動のない滑らかな回転が得られて
いる。
Also, since the number of poles of this type of generator is usually eight,
The number of poles when the wheel makes one rotation is about 264 poles (8 poles x 33), so smooth rotation with almost no pulsation is obtained.

ところが、前記した従来技術のように発電機をハブ内蔵
式にした場合は、その回転子の回転が車輪の回転と同じ
になり、外装式の場合と比べて回転子の周速度が著しく
低下する。
However, in the case where the generator is a hub built-in type as in the above-mentioned conventional technique, the rotation of the rotor is the same as the rotation of the wheels, and the peripheral speed of the rotor is significantly reduced as compared with the case of the exterior type. .

すなわち、外装式発電機と同程度の起電力を得るために
は、上記の(コイル捲数×磁束密度×回転周速度)の値
を外装発電機と同等にしておく必要がある。
That is, in order to obtain an electromotive force equivalent to that of the external generator, it is necessary that the value of (coil winding number × magnetic flux density × rotational peripheral speed) be equal to that of the external generator.

このため、前記した実開昭58−188385号のものでは、回
転子の外径を大きくしてあるが、なお充分な周速が得ら
れないため、磁石を強くしたり、さらにコイルの捲数を
多くすることによって、ようやく同程度の起電力を得て
いる。
For this reason, in the above-mentioned Japanese Utility Model No. 58-188385, the outer diameter of the rotor is increased, but since a sufficient peripheral speed cannot be obtained, the magnet is strengthened and the number of turns of the coil is further increased. The same electromotive force is finally obtained by increasing.

しかし、外径を大きくしてあるとはいえ、円周上に並べ
られる磁石の数は、最大24〜36程度で、従来の約264極
と比べれば著しく極数が少ないため、回転に脈動を生じ
るという問題点がある。
However, even though the outer diameter is increased, the maximum number of magnets that can be arranged on the circumference is 24 to 36, which is significantly smaller than the conventional 264 poles, which causes pulsation in rotation. There is a problem that it occurs.

また、前記した実開昭57−12384号のものでは、ハブの
回転を遊星歯車機構によって増速しているが、1段の遊
星歯車列では実用上5倍程度の増速が限度である。した
がってこの場合も、回転子の充分な周速度は得られない
ので、その分回転子の外径を大きくしたり、磁石を強く
したり、さらにコイルの捲数を多くすることによって、
外装式発電機と同程度の起電力を得なければならない。
Further, in the above-mentioned Japanese Utility Model Laid-Open No. 57-12384, the rotation of the hub is accelerated by the planetary gear mechanism, but in the case of a single-stage planetary gear train, there is a limit of about 5 times in practical use. Therefore, in this case as well, a sufficient peripheral speed of the rotor cannot be obtained, so by increasing the outer diameter of the rotor, strengthening the magnet, and increasing the number of coil turns,
It is necessary to obtain the same electromotive force as the external generator.

また、前記した従来装置のコイルは円筒形のものを円周
にならべているので最大で6個位が限度である。
Further, since the coil of the above-mentioned conventional device has a cylindrical shape arranged on the circumference, the maximum number is about six.

すなわち、この場合における車輪一回転の極数は30極
(6極×5)程度であるから、前例と同じように回転に
脈動を生じることが考えられる。
That is, since the number of poles for one rotation of the wheel in this case is about 30 poles (6 poles × 5), it is conceivable that pulsation occurs in the rotation as in the previous example.

従って、上述した従来技術の二例はいずれも大径の回転
子を必要とし、小型にすることはできない。
Therefore, both of the above-mentioned two prior arts require a large-diameter rotor and cannot be made compact.

また、車輪一回転の極数も充分ではないので、滑らかな
回転が得られないなどの問題点がある。
Moreover, since the number of poles for one rotation of the wheel is not sufficient, there is a problem that smooth rotation cannot be obtained.

(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、磁石と第2太陽歯車と
を一体的に形成した回転子を回転自在に設け、この回転
子の外側の車軸に第1太陽歯車と一体的に形成した第2
遊星キリャヤを回転自在に設け、前記ハブ体の内周部に
内歯歯車を形成し、この内歯歯車と前記第1太陽歯車と
にそれぞれ噛合する第1遊星歯車を前記車軸に固定した
第1遊星キャリヤに枢支して設けると共に、前記内歯歯
車と前記第2太陽歯車とにそれぞれ噛合する第2遊星歯
車を前記第2遊星キリャヤに枢支して自転車用発電装置
を構成する。
(Means for Solving the Problem) In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, a hub body of a wheel is rotatably fitted to an axle fixed to a frame of a bicycle, and the hub body is provided inside the hub body. A hollow cylindrical fixed cylinder is fixedly provided on the axle, a power generation coil is fixedly provided in the fixed cylinder, and a rotor integrally formed with a magnet and a second sun gear is rotatable. A second sun wheel provided integrally with the first sun gear on the outer axle of the rotor.
A planetary carrier is rotatably provided, an internal gear is formed on an inner peripheral portion of the hub body, and a first planetary gear that meshes with the internal gear and the first sun gear is fixed to the axle. A bicycle power generator is constructed by pivotally supporting a planet carrier and pivoting a second planet gear that meshes with the internal gear and the second sun gear to the second planet carrier.

また第2発明として、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、磁石と第3太陽歯車とを一体的に形成した回転子
を回転自在に設け、この回転子の外側の車軸に第2太陽
歯車と一体的に形成した第3遊星キャリヤを回転自在に
設けると共に、その外側に第1太陽歯車と一体的に形成
した第2遊星キャリヤを回転自在に設け、さらにその外
側に第1遊星キャリヤを車軸に固定して設け、前記ハブ
体の内周部に内歯歯車を形成し、この内歯歯車と前記第
1太陽歯車とにそれぞれ噛合する第1遊星歯車を前記第
1遊星キャリヤに枢支して設けると共に、前記内歯歯車
と前記第2太陽歯車とにそれぞれ噛合する第2遊星歯車
を前記第2遊星キャリヤに枢支して設け、さらに前記内
歯歯車と前記第3太陽歯車にそれぞれ噛合する第3遊星
歯車を前記第3遊星キャリヤに枢支して自転車用発電装
置を構成する。
As a second invention, a hub body of a wheel is rotatably fitted to an axle fixed to a bicycle frame, and a hollow cylindrical fixed cylinder is fixedly provided on the axle inside the hub body. A generator coil is fixedly provided in the fixed cylinder, and a rotor integrally formed with a magnet and a third sun gear is rotatably provided, and an axle on the outer side of the rotor is integrated with the second sun gear. Rotatably provided with a third planetary carrier formed integrally, rotatably provided with a second planetary carrier integrally formed with the first sun gear on the outside thereof, and further with the first planetary carrier fixed to the axle on the outside thereof. And an internal gear is formed on an inner peripheral portion of the hub body, and a first planetary gear that meshes with the internal gear and the first sun gear is pivotally supported on the first planet carrier. Together with the internal gear and the second sun tooth And a second planetary gear that meshes with the second planetary carrier, and a third planetary gear that meshes with the internal gear and the third sun gear is pivotally supported on the third planetary carrier. And construct a bicycle generator.

(作用) 本発明装置は上述のように構成したので、その第1発明
は、まず、ハブ体に形成した内歯歯車と、第1遊星キャ
リヤの第1遊星歯車と、第2遊星キャリヤの第1太陽歯
車で構成される第1段目の遊星歯車列によって、ハブ体
の回転数が増速されて第2遊星キャリヤに伝えられ、さ
らにハブ体の内歯歯車と、第2遊星キャリヤに枢支した
第2遊星歯車と、回転子と一体の第2太陽歯車で構成さ
れる第2段目の遊星歯車列によって、第2遊星キャリヤ
の回転がさらに増速されて回転子に伝えられる。
(Operation) Since the device of the present invention is configured as described above, the first aspect of the present invention will be as follows. First, the internal gear formed on the hub body, the first planetary gear of the first planetary carrier, and the first planetary gear of the second planetary carrier will be described. By the first stage planetary gear train composed of one sun gear, the rotation speed of the hub body is increased and transmitted to the second planet carrier, and further, the internal gear of the hub body and the second planet carrier are pivoted. The rotation of the second planet carrier is further accelerated and transmitted to the rotor by the second planetary gear train composed of the supported second planetary gear and the second sun gear integrated with the rotor.

つまり、第1発明は2段の遊星歯車列による増速によっ
て、外装式と同等の回転子の周速度を得ることができ
る。
That is, in the first aspect of the present invention, the peripheral speed of the rotor equivalent to that of the exterior type can be obtained by increasing the speed by the two-stage planetary gear train.

また第2発明は、第1発明の装置にさらに第3段目の増
速用の遊星歯車列を付加したものであるから、ハブ体の
外径を第1発明のものより小さくしても、外装式と同等
の回転子の周速度を得ることができる。
Further, the second aspect of the present invention is the device of the first aspect in which a planetary gear train for speed-up at the third stage is further added. Therefore, even if the outer diameter of the hub body is smaller than that of the first aspect, The peripheral speed of the rotor equivalent to that of the exterior type can be obtained.

従って、本発明によれば、磁石を強くしたり、発電コイ
ルの捲数を増すことなく、また、回転子の外径を大きく
することなく、外装式と同等の起電力を発生することが
できる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to generate an electromotive force equivalent to that of the exterior type without strengthening the magnet, increasing the number of turns of the power generation coil, and increasing the outer diameter of the rotor. .

また、車輪一回転の極数も外装式と略同等となるから、
ほとんど脈動のない滑らかな回転が得られる。
Also, since the number of poles for one rotation of the wheel is almost the same as the exterior type,
Smooth rotation with almost no pulsation can be obtained.

(実施例) 以下、図面について本発明の実施例を説明する。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。
(Example) Hereinafter, the Example of this invention is described about drawing. 1 in the figure
Is a front hawk which is a part of a bicycle frame, and 2 is an axle which is hung across the ends of the left and right front forks 1 and fixed by nuts 3, respectively.

第1図〜第5図はこの第1発明の実施例を示すもので、
本実施例においては、前輪のハブ体4を一端(第1図に
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。
1 to 5 show an embodiment of the first invention,
In the present embodiment, the hub body 4 of the front wheel is formed into a hollow cylindrical shape with one end (the left end in FIG. 1) opened, and the side cover body 5 is screwed to the open end and the side bearing body 5 is inserted through the ball bearing 6. Rotatably mounted on the axle 2. The diameter of the hub body 4 on the open end side is expanded to form a large diameter portion 4a. 7 is this hub body 4
Wheel spokes attached to each.

また中空円筒状の筒体の一端(第1図における左側端)
を開放し、他端(第1図における右側端)を車軸2と嵌
合するようにして固定筒体8を一体に形成して、この固
定筒体8を前記ハブ体4の小径部4bの内部にわずかな間
隙を有するように遊嵌すると共に、キー9を介して車軸
2に固定する。
Further, one end of the hollow cylindrical body (the left end in FIG. 1)
Is opened, and the other end (the right end in FIG. 1) is fitted with the axle 2 to integrally form a fixed cylinder body 8. The fixed cylinder body 8 is fixed to the small diameter portion 4b of the hub body 4. It is loosely fitted so as to have a slight gap inside and is fixed to the axle 2 via the key 9.

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、10は座金、11はばねである。
Reference numeral 2a is a stepped portion provided on the axle 2, 2b is a lead wire take-out groove that also serves as a key groove, 10 is a washer, and 11 is a spring.

また第3図に詳細に示すように、溝付きリング12aの溝
内に導線12bを巻き付けてコイル12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13
aを配置すると共に、これら4本の磁極片13aをそれぞれ
小径の円筒部13bに連結して第1電機子13を一体に形成
し、この第1電機子13の円筒部13bを、前記コイル12の
中心孔12c内に挿通し、この中心孔12cより突出した円筒
部13bを外包する円筒部14aと、組み立て時に前記4本の
磁極片13aの中間にそれぞれ位置する4本の帯板状の磁
極片14bとを連結して第2電機子14を一体に形成し、こ
の第2電機子14を前述したコイル12と第1電機子13との
結合体に嵌合して、第2図に示すように発電コイル体15
を一体的に構成する。なお16はコイル12から引き出した
リード線である。
As shown in detail in FIG. 3, a coil 12 is formed by winding a conducting wire 12b in the groove of a grooved ring 12a, and then a strip-shaped magnetic pole piece 13 is formed at each of four positions on the outer circumference of the cylinder.
a is arranged, and these four magnetic pole pieces 13a are respectively connected to the cylindrical portion 13b having a small diameter to integrally form the first armature 13, and the cylindrical portion 13b of the first armature 13 is connected to the coil 12 A cylindrical portion 14a which is inserted into the central hole 12c of the above and encloses a cylindrical portion 13b protruding from the central hole 12c, and four strip-shaped magnetic poles which are respectively located between the four magnetic pole pieces 13a during assembly. As shown in FIG. 2, the second armature 14 is integrally formed by connecting with the piece 14b, and the second armature 14 is fitted to the above-mentioned combined body of the coil 12 and the first armature 13. As a generator coil body 15
Are integrally configured. Reference numeral 16 is a lead wire drawn from the coil 12.

そして上述のように構成した発電コイル体15を第1図に
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16を固定筒体8に設けた孔8cおよび溝
2bを介して外部に取り出す。
Then, as shown in FIG. 1, the power generating coil body 15 configured as described above is inserted and fixed between the fixed tubular body 8 and the axle 2, and the lead wire 16 is provided in the fixed tubular body 8. 8c and groove
Take it out via 2b.

また磁石17aと第2太陽歯車17bとを結合して一体的に形
成した回転子17を、磁石17aが前記発電コイル体15の各
磁極片13a,14bと対応するように車軸2に対して回転自
在に設ける。
Further, the rotor 17 integrally formed by connecting the magnet 17a and the second sun gear 17b is rotated with respect to the axle 2 so that the magnet 17a corresponds to each magnetic pole piece 13a, 14b of the power generating coil body 15. Provide freely.

また第1太陽歯車18aと円板状の第2遊星キャリヤ18を
一体的に形成し、この第2遊星キャリヤ18を前記回転子
17の側蓋体5側の車軸2に対して回転自在に設け、さら
にその外側に第1遊星キャリヤ19を車軸2に固定して設
け、前記ハブ体4の大径部4aの内周部に内歯歯車4cを形
成し、この内歯歯車4cと前記第1太陽歯車18aとにそれ
ぞれ噛合する3個の第1遊星歯車20(第4図参照)を軸
21によりそれぞれ第1遊星キャリヤ19に枢支して設ける
と共に、前記内歯歯車4cと前記第2太陽歯車17bとにそ
れぞれ噛合する3個の第2遊星歯車22(第5図参照)を
前記第2遊星キャリヤ18に軸23によりそれぞれ枢支して
自転車用発電装置を構成する。
Further, the first sun gear 18a and the disk-shaped second planet carrier 18 are integrally formed, and the second planet carrier 18 is connected to the rotor.
17 is provided rotatably with respect to the axle 2 on the side lid body 5 side, and a first planetary carrier 19 is fixedly provided on the outer side of the axle 2 and fixed to the inner circumference of the large diameter portion 4a of the hub body 4. An internal gear 4c is formed, and three first planetary gears 20 (see FIG. 4) that mesh with the internal gear 4c and the first sun gear 18a are used as shafts.
The two second planetary gears 22 (see FIG. 5) are provided so as to be pivotally supported by the first planetary carrier 19 respectively, and are meshed with the internal gear 4c and the second sun gear 17b, respectively. The two planetary carriers 18 are pivotally supported by shafts 23 to form a bicycle generator.

第6図〜第9図は第2発明の実施例を示すもので、図中
前記符号と同一の符号は同等のものを示している。第1
発明との相違点のみを説明すると次の通りである。
6 to 9 show an embodiment of the second invention, and the same reference numerals as those used in the drawings denote the same components. First
Only the differences from the invention will be described below.

すなわち回転子17は磁石17aと第3太陽歯車17cとを結合
して形成し、第2太陽歯車24aは第3遊星キャリヤ24と
一体的に形成し、第2遊星歯車22は軸23により第2遊星
キャリヤ18に枢支して内歯歯車4cと第2太陽歯車24aに
噛合させ、新たに、内歯歯車4cと前記第3太陽歯車17c
にそれぞれ噛合する3個の第3遊星歯車25(第9図参
照)を軸26により第3遊星キャリヤ24にそれぞれ枢支し
て設ける。なおこの実施例ではハブ体4に大径部を設け
る必要がないから、全長にわたって等径でよい。
That is, the rotor 17 is formed by combining the magnet 17a and the third sun gear 17c, the second sun gear 24a is integrally formed with the third planet carrier 24, and the second planet gear 22 is formed by the shaft 23 to form the second It is pivotally supported on the planet carrier 18 and meshes with the internal gear 4c and the second sun gear 24a, and the internal gear 4c and the third sun gear 17c are newly added.
Three third planetary gears 25 (see FIG. 9) meshing with each other are provided on the third planetary carrier 24 by means of shafts 26, respectively. In this embodiment, since it is not necessary to provide the hub body 4 with a large diameter portion, the hub body 4 may have the same diameter over the entire length.

つまりこの第2発明は、第1発明の増速用の2段の遊星
歯車列に、さらにもう一段の遊星歯車列を付加して3段
の遊星歯車列としたものである。
In other words, the second aspect of the present invention is a three-step planetary gear train in which the second speed increasing planetary gear train of the first aspect of the invention is further combined with another planetary gear train.

つぎに上述したように構成した本発明装置の作用をまず
第1発明の実施例について説明する。
Next, the operation of the device of the present invention configured as described above will be described first with reference to the embodiment of the first invention.

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が第4図の矢印Aの方向に回転する。この場
合第1遊星キャリヤ19は固定されているため、軸21を介
して第1遊星歯車20が公転しない。この状態でハブ体4
が矢印Aの方向に回転すると、それに伴って各第1遊星
歯車20は矢印Bの方向に増速されて自転する。この第1
遊星歯車20の矢印B方向の自転によって、この第1遊星
歯車20と噛合する第1太陽歯車18aが第4図の矢印Cの
方向にさらに増速されて回転する。
When this bicycle runs, the hub body 4 formed integrally with the wheels rotates in the direction of arrow A in FIG. In this case, since the first planet carrier 19 is fixed, the first planet gear 20 does not revolve via the shaft 21. Hub body 4 in this state
Is rotated in the direction of arrow A, the speed of each first planetary gear 20 is increased in the direction of arrow B, and the first planetary gears 20 are rotated. This first
By the rotation of the planetary gear 20 in the direction of arrow B, the first sun gear 18a meshing with the first planetary gear 20 is further accelerated in the direction of arrow C in FIG.

本実施例では、ハブ体4の内歯歯車4cの歯数が72Tであ
り、第1太陽歯車18aの歯数が18Tであるから、第1太陽
歯車18aと一体の第2遊星キャリヤ18の回転は、72÷18
=4であるから、ハブ回転の4倍の回転数で逆回転す
る。
In the present embodiment, since the number of teeth of the internal gear 4c of the hub body 4 is 72T and the number of teeth of the first sun gear 18a is 18T, the rotation of the second planet carrier 18 integrated with the first sun gear 18a. Is 72 ÷ 18
= 4, the motor rotates in the reverse direction at four times the rotation speed of the hub.

また第1太陽歯車18aと一体の第2遊星キャリヤ18が第
5図の矢印Cの方向に回転すれば、第5図に示すように
軸23も矢印Cの方向に回転子するため、第2遊星歯車22
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。したがってこれと噛合する第2太陽歯車17bは矢
印Eの方向に増速されて回転する。
When the second planet carrier 18 integrated with the first sun gear 18a rotates in the direction of arrow C in FIG. 5, the shaft 23 also rotates in the direction of arrow C as shown in FIG. Planetary gear 22
Revolves in the direction of arrow C and rotates in the direction of arrow D. Therefore, the second sun gear 17b meshing with this rotates at an increased speed in the direction of arrow E.

いま、車輪すなわち、ハブ体4の内歯歯車4cが正方向へ
1回転するとすると、第2遊星キャリヤ18は逆方向に4
回転するから、ハブ体4の内歯歯車4cと第2遊星キャリ
ヤ18の相対回転差は5回転である。
Now, when the wheel, that is, the internal gear 4c of the hub body 4 makes one revolution in the positive direction, the second planet carrier 18 moves in the opposite direction by 4 revolutions.
Since they rotate, the relative rotation difference between the internal gear 4c of the hub body 4 and the second planet carrier 18 is 5 rotations.

本実施例では、ハブ体4の内歯歯車4cの歯数が72Tであ
り、第2太陽歯車17bの歯数が18Tであるからこの場合の
増速比は、(72+18)÷18=5であるため、第2太陽歯
車17bは第2遊星キャリヤ18に対して5倍の回転をす
る。
In this embodiment, the number of teeth of the internal gear 4c of the hub body 4 is 72T, and the number of teeth of the second sun gear 17b is 18T. Therefore, the speed increasing ratio in this case is (72 + 18) ÷ 18 = 5. Therefore, the second sun gear 17b rotates 5 times with respect to the second planet carrier 18.

すなわち、ハブ体4の回転に対して回転子17の回転は5
×5=25であるから、25倍の回転で逆転することにな
る。
That is, the rotation of the rotor 17 is 5 with respect to the rotation of the hub body 4.
Since × 5 = 25, it means that the rotation is reversed 25 times.

実際には、車輪全体が正方向に1回転しているため、第
2太陽歯車17bと一体の回転子17は、25−1=24である
から、24倍の回転数で逆転することになる。
Actually, since the entire wheel makes one revolution in the positive direction, the rotor 17 integrated with the second sun gear 17b has 25-1 = 24, and therefore rotates in reverse at 24 times the rotational speed. .

すなわち、この装置は、第1段目の遊星歯車列と第2段
目の遊星歯車列によって、24倍の増速比が得られる。
That is, in this device, a speed increasing ratio of 24 times can be obtained by the first stage planetary gear train and the second stage planetary gear train.

つぎに第6図〜第9図について第2発明の作用を説明す
る。
Next, the operation of the second invention will be described with reference to FIGS.

この第2発明は、第1発明の遊星歯車列をさらに1段増
加して3段としたものであるから、第1発明の増速率と
同程度の増速率を得るには、ハブ体4の外径を小さくす
ることができる。
In the second invention, the planetary gear train of the first invention is further increased by one stage to three stages. Therefore, in order to obtain a speed increase rate similar to that of the first invention, The outer diameter can be reduced.

本実施例では、内歯歯車4cが48Tであり、各太陽歯車18
a,24a,17cがそれぞれ24Tであるから、1段目の遊星歯車
列によって、第1太陽歯車18aは、48÷24=2であるた
め、2倍に増速される。
In this embodiment, the internal gear 4c is 48T, and each sun gear 18
Since each of a, 24a, and 17c is 24T, the first sun gear 18a is doubled in speed by 48 ÷ 24 = 2 by the first stage planetary gear train.

また2段目の遊星歯車列によって、第2太陽歯車24a
は、{(48+24)÷24}×3−1=8であるから、8倍
に増速される。
In addition, the second sun gear 24a is provided by the second stage planetary gear train.
Is {(48 + 24) ÷ 24} × 3-1 = 8, and therefore the speed is increased eight times.

さらに3段目の遊星歯車列によって、第3太陽歯車17c
は、{(48+24)÷24}×9−1=26であるから、26倍
の増速回転が得られる。
Furthermore, the 3rd stage planetary gear train allows the third sun gear 17c
Is {(48 + 24) ÷ 24} × 9-1 = 26, so that a 26-fold speed-up rotation can be obtained.

(発明の効果) 本発明は以上のように、自転車のハブ体4内に設けた回
転子17を2段または3段の遊星歯車列で増速したので、
回転子17は例えば本実施例のように、車輪の27倍または
26倍で回転し、外装式と略同等の回転周速度を得ること
ができる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the rotor 17 provided in the hub body 4 of the bicycle is accelerated by the planetary gear train having two or three stages.
The rotor 17 has, for example, 27 times as many wheels as in the present embodiment or
By rotating at 26 times, it is possible to obtain a rotating peripheral speed almost equal to that of the exterior type.

すなわち、本発明によれば、磁石17aを強くしたり、発
電コイル12の捲数を増すことなく、外装式と同等の起電
力を発生することができる。
That is, according to the present invention, it is possible to generate an electromotive force equivalent to that of the exterior type without strengthening the magnet 17a or increasing the number of windings of the magneto coil 12.

従って、従来のハブ内蔵式の発電機のような特別仕様の
部品を必要とせず、外装式と同等の大きさの磁石と発電
コイルを用いることができるので、ハブ体4の外径を非
常に小径にすることができる。
Therefore, it is possible to use a magnet and a generator coil of the same size as those of the exterior type, without requiring specially designed parts such as a conventional built-in hub type generator. Can have a small diameter.

また、車輪一回転の極数も外装式と略同等となるから、
ほとんど脈動のない滑らかな回転が得られる。
Also, since the number of poles for one rotation of the wheel is almost the same as the exterior type,
Smooth rotation with almost no pulsation can be obtained.

さらに、歯車伝導であるから、外装式のように摩擦面の
水ぬれや、車輪に対する取り付け精度等の影響を受ける
ことなく、安定して高い効率を維持することができる。
Further, because of gear conduction, stable and high efficiency can be maintained without being affected by water wetting of the friction surface and mounting accuracy with respect to the wheels unlike the exterior type.

従って、本発明によれば、従来と同等の発電性能を有し
ながらしかも効率が良くて、外観の良い小型のハブ内蔵
式発電装置を提供することができるというすぐれた効果
が得られる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an excellent effect that it is possible to provide a small-sized hub-embedded power generator that has power generation performance equivalent to that of the conventional one, is efficient, and has a good appearance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明装置の第1実施例の断面図、 第2図は発電コイル体の斜視図、 第3図は発電コイル体の分解斜視図、 第4図は第1実施例の1段目の遊星歯車列の作用説明
図、 第5図は第1実施例の2段目の遊星歯車列の作用説明
図、 第6図は本発明装置の第2実施例の断面図、 第7図は第2実施例の1段目の遊星歯車列の作用説明
図、 第8図は第2実施例の2段目の遊星歯車列の作用説明
図、 第9図は第2実施例の3段目の遊星歯車列の作用説明図
である。 1……前ホーク、2……車軸 4……ハブ体、4c……内歯歯車 5……側蓋体、8……固定筒体 12……コイル、13……第1電機子 14……第2電機子、15……発電コイル体 17……回転子、17a……磁石 17b……第2太陽歯車、17c……第3太陽歯車 18……第2遊星キャリヤ、18a……第1太陽歯車 19……第1遊星キャリヤ、20……第1遊星歯車 22……第2遊星歯車、24……第3遊星キャリヤ 25……第3遊星歯車
1 is a sectional view of a first embodiment of the device of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a power generating coil body, FIG. 3 is an exploded perspective view of the power generating coil body, and FIG. 4 is a first stage of the first embodiment. 5 is an explanatory view of the action of the second planetary gear train, FIG. 5 is an explanatory view of the action of the second stage planetary gear train of the first embodiment, FIG. 6 is a cross-sectional view of the second embodiment of the device of the present invention, and FIG. Is an explanatory view of the action of the first stage planetary gear train of the second embodiment, FIG. 8 is an explanatory diagram of the action of the second stage planetary gear train of the second embodiment, and FIG. 9 is a three stage of the second embodiment. It is an explanatory view of the action of the planetary gear train. 1 ... Front hawk, 2 ... Axle 4 ... Hub body, 4c ... Internal gear 5 ... Side lid body, 8 ... Fixed cylinder body 12 ... Coil, 13 ... First armature 14 ... Second armature, 15 ... Generator coil body 17 ... Rotor, 17a ... Magnet 17b ... Second sun gear, 17c ... Third sun gear 18 ... Second planet carrier, 18a ... First sun Gear 19 ... First planet carrier, 20 ... First planet gear 22 ... Second planet gear, 24 ... Third planet carrier 25 ... Third planet gear

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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
石と第2太陽歯車とを一体的に形成した回転子を回転自
在に設け、この回転子の外側の車軸に第1太陽歯車と一
体的に形成した第2遊星キャリヤを回転自在に設け、前
記ハブ体の内周部に内歯歯車を形成し、この内歯歯車と
前記第1太陽歯車とにそれぞれ噛合する第1遊星歯車を
前記車軸に固定した第1遊星キャリヤに枢支して設ける
と共に、前記内歯歯車と前記第2太陽歯車とにそれぞれ
噛合する第2遊星歯車を前記第2遊星キャリヤに枢支し
てなる自転車用発電装置。
1. A hub body of a wheel is rotatably fitted to an axle fixed to a frame of a bicycle, and a hollow cylindrical fixed cylinder is fixedly provided inside the hub body. The generator coil body is fixedly provided in the fixed cylindrical body, and a rotor in which a magnet and a second sun gear are integrally formed is rotatably provided, and an outer shaft of the rotor is integrally formed with the first sun gear. A second planetary carrier formed rotatably, an internal gear is formed on an inner peripheral portion of the hub body, and a first planetary gear that meshes with the internal gear and the first sun gear is provided on the axle. And a second planetary gear that meshes with the internal gear and the second sun gear, respectively, and the second planetary gear is pivotally supported on the second planetary carrier. .
【請求項2】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
石と第3太陽歯車とを一体的に形成した回転子を回転自
在に設け、この回転子の外側の車軸に第2太陽歯車と一
体的に形成した第3遊星キャリヤを回転自在に設けると
共に、その外側に第1太陽歯車と一体的に形成した第2
遊星キャリヤを回転自在に設け、さらにその外側に第1
遊星キャリヤを車軸に固定して設け、前記ハブ体の内周
部に内歯歯車を形成し、この内歯歯車と前記第1太陽歯
車とにそれぞれ噛合する第1遊星歯車を前記第1遊星キ
ャリヤに枢支して設けると共に、前記内歯歯車と前記第
2太陽歯車とにそれぞれ噛合する第2遊星歯車を前記第
2遊星キャリヤに枢支して設け、さらに前記内歯歯車と
前記第3太陽歯車にそれぞれ噛合する第3遊星歯車を前
記第3遊星キャリヤに枢支してなる自転車用発電装置。
2. A hub body of a wheel is rotatably fitted to an axle fixed to a frame of a bicycle, and a hollow cylindrical fixed cylinder is fixedly provided inside the hub body. The generator coil body is fixedly provided in the fixed cylindrical body, and a rotor in which a magnet and a third sun gear are integrally formed is rotatably provided, and an outer shaft of the rotor is integrally formed with the second sun gear. The third planetary carrier formed on the first sun gear is rotatably provided, and the second planetary carrier integrally formed with the first sun gear is formed on the outer side thereof.
A planet carrier is rotatably provided, and a first carrier is provided outside the planet carrier.
A planet carrier is fixedly provided on the axle, an internal gear is formed on an inner peripheral portion of the hub body, and a first planet gear that meshes with the internal gear and the first sun gear is the first planet carrier. A second planetary gear that is pivotally supported on the second planetary carrier and that meshes with the internal gear and the second sun gear. A power generator for a bicycle, comprising: a third planetary gear, which meshes with each gear, pivotally supported on the third planetary carrier.
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