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JPH03258673A - Hub dynamo for bicycle - Google Patents

Hub dynamo for bicycle

Info

Publication number
JPH03258673A
JPH03258673A JP5633090A JP5633090A JPH03258673A JP H03258673 A JPH03258673 A JP H03258673A JP 5633090 A JP5633090 A JP 5633090A JP 5633090 A JP5633090 A JP 5633090A JP H03258673 A JPH03258673 A JP H03258673A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
roller
planetary
elastic ring
sun roller
axle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5633090A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2583334B2 (en
Inventor
Kikuzo Takamiya
高宮 喜久三
Ritsuo Nishimura
律夫 西村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Cycle Co Ltd
Original Assignee
Bridgestone Cycle Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Cycle Co Ltd filed Critical Bridgestone Cycle Co Ltd
Priority to JP2056330A priority Critical patent/JP2583334B2/en
Priority to US07/601,639 priority patent/US5115159A/en
Priority to EP90311637A priority patent/EP0425260B1/en
Priority to DE69008303T priority patent/DE69008303T2/en
Publication of JPH03258673A publication Critical patent/JPH03258673A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2583334B2 publication Critical patent/JP2583334B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Friction Gearing (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the transmission efficiency of a planet acceleration section by forming a peripheral directional orbit on the outer peripheral surface of each planet roller in a hub built-in type dynamo provided with at least one set of planet roller device and forming the orbit, which is fitted to the peripheral directional orbit, on the rolling surface of a sun roller and elastic ring. CONSTITUTION:The hub body 4 of the font wheel is formed into a stepped hollow cylindrical shape wherein one end is opened, and in which a stepped hollow cylindrical shape barrel 8 is contained, and is fittingly fixed to a axle 2. In this fixed barrel 8, an electricity generating coil body 20 is fixed and also a rotor 22 comprising a magnet 22a and a sun roller 22b which are formed into a body is rotatably provided to the axle 2. A planet roller 26 is supported by a planet carrier 23 having a sun roller 23a in a body, and the planet roller 24 engaged to the sun roller 23a is supported by side lid body 5. At this moment, each of the planet roller 24 and 26 makes the orbit composed of projected ribs which are formed on their outer peripheries to the orbit which is composed of ring-like grooves formed on the sun roller 22b and 23b and elastic ring 10 and 11.

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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a power generation device built into a bicycle hub.

(従来の技術) 一般に、自転車では、車体または前ホークに別体の発電
機を取り付ける外装式が多く用いられている。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、タイヤとローラーの摩擦によって、車輪
の回転をローラーに伝達して駆動するものである。
(Prior Art) Generally, an external type bicycle is often used in which a separate generator is attached to the body or front fork. This external generator is driven by pressing the rollers of the generator against the side surfaces or outer peripheries of the tires, and using the friction between the tires and the rollers, the rotation of the wheels is transmitted to the rollers.

発電機が発電するためにはローラーが高速で回転するこ
とが必要であるが、外装式発電機では、大径のタイヤで
小径のローラーを回転させることによって高増速比を得
ている。しかしながらこの場合、タイヤのゴムと金属の
ローラーとの摩擦伝動であるから、機械的伝動効率が非
常に悪く、通常で約50%程度しかない。その上、この
伝動効率は、水濡れ、泥汚れなどの摩擦表面の状態や、
発電機の取りイ」け状態や、車輪の振れ具合などの接触
状態に大きく影響されてさらに低下することが多い。
In order for a generator to generate electricity, it is necessary for the rollers to rotate at high speed, but in external generators, a high speed increase ratio is obtained by rotating small diameter rollers with large diameter tires. However, in this case, the mechanical transmission efficiency is very low because it is a frictional transmission between the rubber of the tire and the metal roller, and is usually only about 50%. Furthermore, this transmission efficiency depends on the condition of the friction surface, such as water wetness or muddy dirt,
It is often greatly affected by contact conditions such as the generator's off-load condition and the degree of wheel vibration, and is often further reduced.

また外装式では発電機を別体として車体あるいは前ホー
クに取り付けるので、発電機の一部が自転車の外方に突
出する。この突出している部分は人や物と接触し・やす
く、自転車を取り扱うときに邪魔になる。また、自転車
を転倒させたりして、発電機の突出部分を物にぶつけた
場合、発電機の取り付は部が歪み、そのたびに正確な取
り付は位置に修正しなければならないため、大変面倒で
あった。
In addition, in the case of an external type, the generator is attached to the bicycle body or front fork as a separate unit, so a portion of the generator protrudes outside the bicycle. This protruding part easily comes into contact with people and objects, and becomes a hindrance when handling the bicycle. Also, if you fall over your bicycle and hit the protruding part of the generator against something, the generator installation will become distorted and you will have to adjust the installation position each time, making it very difficult. It was a hassle.

このように従来の外装式発電機は効率が悪い、邪魔にな
る、メンテナンスが面倒であるなど、欠点の多いもので
あった。そこで、効率がよく、邪魔にならず、小型軽量
の自転車用発電装置の開発が要望されていた。
As described above, conventional external generators have many drawbacks, such as being inefficient, getting in the way, and requiring troublesome maintenance. Therefore, there has been a demand for the development of a small and lightweight bicycle power generation device that is efficient, does not get in the way.

このような要望に答えて、本出願人は先に特願平1−2
02915号、202916号、202917号を出願
した。
In response to such requests, the present applicant previously filed Japanese Patent Application No. 1-2
Nos. 02915, 202916, and 202917 were filed.

この発明に係わる発電装置は、自転車車輪のハブに発電
機を内蔵したもので、ハブの内部において、車軸に固定
された発電コイル体と、磁石と一体で、車軸に回転自在
に設けた回転子と、車輪周りに増速装置として設けた遊
星歯車列を備え、この遊星歯車列により車輪の回転を増
速して回転子に伝えることにより発電するものである。
The power generation device according to the present invention has a generator built into the hub of a bicycle wheel, and inside the hub, there is a power generation coil body fixed to the axle, and a rotor integrated with a magnet and rotatably provided on the axle. A planetary gear train is provided as a speed increasing device around the wheels, and power is generated by increasing the speed of the rotation of the wheels and transmitting the speed to the rotor.

しかして、この発電装置では、遊星歯車列の増速作用に
よって、車輪の回転は約25倍になって回転子に伝わる
ので、自転車の通常走行において、回転子の回転数が約
4000rpmに達する。このように回転子が高速で回
転すると、遊星歯車列の歯車噛合部から騒音を発すると
いう問題が生した。
In this power generator, the rotation of the wheels is transmitted to the rotor approximately 25 times due to the speed increasing action of the planetary gear train, so that the rotation speed of the rotor reaches approximately 4000 rpm during normal riding of the bicycle. When the rotor rotates at such high speed, a problem arises in that noise is generated from the gear meshing portion of the planetary gear train.

また、自転車を急発進したり、急停車させた場合、回転
子の回転数が急激に変化するため、回転子の慣性質量に
よって遊星歯車装置に大きな負荷が加わり、その結果歯
車が損傷することがあった。
Additionally, when you suddenly start or stop your bicycle, the rotation speed of the rotor changes rapidly, and the inertial mass of the rotor applies a large load to the planetary gear system, which can damage the gears. Ta.

本出願人は、上述の発電装置をさらに改良するものとし
て、特願平1−275998号、特願平1−30643
3号を出願した。この改良に係わる発電装置は、前に提
案した発電装置の増速装置として、遊星歯車列の代わり
に、遊星ローラー列を用いたものである。そして、この
遊星ローラー列では、太陽ローラー、遊星ローラー及び
弾性リングの各接触点を圧接状態とし、摩擦によって回
転を伝達するようにした。
The present applicant has proposed Japanese Patent Application No. 1-275998 and Japanese Patent Application No. 1-30643 to further improve the above-mentioned power generation device.
I applied for No. 3. The power generating device according to this improvement uses a planetary roller train instead of the planetary gear train as the speed increasing device of the previously proposed power generating device. In this planetary roller array, the contact points of the sun roller, planetary roller, and elastic ring are brought into pressure contact, and rotation is transmitted by friction.

すなわら、このような遊星ローラー列では、手用なロー
ラー周面による回転伝動であるから高速回転になっても
騒音が発生することはない。また、摩擦伝動であるので
、過大な負荷に対してスリングさせることによって部品
の損壊を防ぐことができた。
In other words, in such a planetary roller array, since the rotation is transmitted by the peripheral surface of the manual roller, no noise is generated even at high speed rotation. Furthermore, since it is a friction transmission, it was possible to prevent damage to parts by slinging it against excessive loads.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上述した遊星ローラーを用いた発電装置
では、遊星増速部において、遊星キャリア及び回転子が
車軸に連設されており、それぞれ車軸に対して回転自在
であると共に、軸方向に移動可能であり、そして、遊星
ローラーの転動面は平坦であるから、回転中に軸方向に
横ずれし、遊星キャリア及び回転子等の部品の側面が互
いに接触して摺動しながら回転することがあった。その
結果、この摺動回転が摩擦損失となり、遊星増速部の効
率低下を引き起こしていた。また、その摺動回転によっ
て部品の側面が摩滅し、耐久性にも悪影響を与えるとい
う問題があった。
(Problem to be Solved by the Invention) However, in the power generation device using the planetary rollers described above, in the planetary speed increasing section, the planetary carrier and the rotor are connected to the axle, and each is rotatable with respect to the axle. Since the rolling surface of the planetary roller is flat, it may shift laterally in the axial direction during rotation, causing the side surfaces of parts such as the planetary carrier and rotor to come into contact with each other and slide. It sometimes rotated while moving. As a result, this sliding rotation resulted in friction loss, causing a decrease in the efficiency of the planetary speed increaser. In addition, there is a problem in that the sliding rotation causes the side surfaces of the parts to wear out, which adversely affects durability.

すなわち、本来摩擦ローラーによる遊星装置は極めて効
率がよいはずであるが、このような摺動回転を伴ってい
たため、遊星増速部の伝動効率が低下したり、ばらつき
を生じていた。
That is, although a planetary device using friction rollers should originally be extremely efficient, since it involved such sliding rotation, the transmission efficiency of the planetary speed increaser decreased and caused variations.

本発明は以上のような問題を解決するためになされたも
のである。
The present invention has been made to solve the above problems.

(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に本発明においては、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、この固体筒体内に発電
コイル体を固定して設けると共に、磁石と太陽ローラー
とを一体的に形威した回転子を前記車軸に回転自在に設
け、この太陽ローラーに外接する複数の遊星ローラーを
前記車軸に回転自在に設けた遊星キャリアに枢支し、前
記固定筒体の内周に内歯を刻設し、弾性リングの外周に
刻設した外歯を前記内歯に遊嵌して該弾性リングを保持
すると共に、この弾性リングに前記各遊星ローラーを内
接するようにし、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
も一組備えたハブ内蔵式発電装置において、前記各遊星
ローラーの外周面に、周方向の突条または溝からなる軌
道を形威し、これに対応する前記太陽ローラー及び弾性
リングの転動周面に、前記軌道と嵌合する溝または突条
からなる軌道を形威して自転車用ハブ発電装置を構成す
る。
(Means for Solving the Problems) 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 inside of this hub body is A hollow cylindrical fixed cylinder is fixed to the axle, a power generation coil body is fixed to the solid cylinder, and a rotor integrally formed with a magnet and a solar roller is mounted to the axle. A plurality of planetary rollers circumscribing the sun roller are rotatably mounted on a planetary carrier rotatably mounted on the axle, internal teeth are carved on the inner periphery of the fixed cylinder, and the outer periphery of the elastic ring is rotatably supported. The elastic ring is held by loosely fitting outer teeth carved into the inner teeth, and each of the planetary rollers is inscribed in this elastic ring, and the inner diameter of the elastic ring is set to the inscribed circle of each planetary roller. In a hub-built-in power generation device comprising at least one set of planetary roller devices, each of which is set to be slightly smaller than a diameter so that each of the planetary rollers comes into pressure contact with the elastic ring and the sun roller, the outer peripheral surface of each of the planetary rollers. A track consisting of circumferential protrusions or grooves is formed on the rolling surface of the sun roller and the elastic ring, and a track consisting of grooves or protrusions that engages with the said track is formed on the corresponding rolling peripheral surfaces of the sun roller and the elastic ring. to configure a bicycle hub power generation device.

また前記した遊星ローラーの周面には軌道を設けず、太
陽ローラー及び弾性リングの転動周面に、前記遊星ロー
ラーと嵌合する溝からなる軌道を形成して自転車用ハブ
発電装置を構成する。
Further, a bicycle hub power generating device is constructed by not providing a track on the circumferential surface of the planetary roller, but forming a track consisting of a groove that fits with the planetary roller on the rolling circumferential surface of the sun roller and the elastic ring. .

(作 用) 本発明は、以上のように構成したので、太陽ローラー、
遊星ローラー、弾性リングを遊星増速装置として組み立
てた場合、太陽ローラーの軌道部と遊星ローラーの軌道
部が嵌合すると共に、遊星ローラーの軌道部と弾性リン
グの軌道部が嵌合するので、上記各部品は軌道によって
整合する。そして、遊星ローラー列が回転した場合でも
、太陽ローラー、遊星ローラー、弾性リングは常に軌道
によって案内されているので、各部品が横ずれして軸方
向に移動することはない。従って、あらかじめ部品間に
隙間を設定しておけば、部品同士が接触して摺動回転す
ることはなくなる。
(Function) Since the present invention is configured as described above, the solar roller,
When the planetary roller and the elastic ring are assembled as a planetary speed increaser, the orbital part of the sun roller and the orbital part of the planetary roller fit together, and the orbital part of the planetary roller and the orbital part of the elastic ring fit together. Each part is aligned by a track. Even when the planetary roller array rotates, the sun roller, planetary roller, and elastic ring are always guided by the orbits, so each component does not shift laterally and move in the axial direction. Therefore, if a gap is set between the parts in advance, the parts will not come into contact with each other and slide and rotate.

(実施例) 以下、図面について本発明の一実施例を説明する。(Example) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

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lの端部間にかけ渡してそれぞれナツト
3により固定した車軸である。
In the figure, 1 is a front fork that is part of the frame of the bicycle, and 2 is an axle extending between the ends of the left and right front forks 1 and fixed with nuts 3, respectively.

本実施例においては、前輪のハブ体4の一端(第1図に
おける右側端)を開放した中空円筒状に形威し、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に回転自在に設置する。なおハブ体4の開放端側
は径を拡張して大径部4aを形威しである。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。
In this embodiment, the hub body 4 of the front wheel is shaped like a hollow cylinder with one end (the right end in FIG. 1) open, and the side cover body 5 is screwed to the open end, and the ball bearing 6 It is rotatably installed on the axle 2 via. Note that the diameter of the open end side of the hub body 4 is expanded to form a large diameter portion 4a. 7 are wheel spokes attached to the hub body 4, respectively.

中空円筒状の固定筒体8の一端(第1図における右側端
)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(第1図における左側端)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、その内周に内歯8bを刻設する。
One end (the right end in FIG. 1) of the hollow cylindrical fixed cylinder 8 is fitted to the axle 2 and fixed with a key 9,
The other end (the left end in FIG. 1) of the fixed cylinder 8 is opened, and the diameter of the open end side is expanded to form a large diameter part 8a, and internal teeth 8b are carved on the inner periphery thereof. .

第1弾性リング10及び第2弾性リング11の外周には
、内歯8bよりピッチ径がわずかに小さい外歯10a、
 llaを刻設する。また第1弾性リング10及び第2
弾性リング11の内周には、リングの幅のほぼ中央に全
周にわたって、断面凹状の溝からなる軌道lOb、11
b(第2図参照)を形成する。
On the outer periphery of the first elastic ring 10 and the second elastic ring 11, external teeth 10a having a slightly smaller pitch diameter than the internal teeth 8b,
lla is engraved. In addition, the first elastic ring 10 and the second
On the inner periphery of the elastic ring 11, there is a track lOb, 11 consisting of a groove with a concave cross-section, located almost in the center of the width of the ring and extending over the entire circumference.
b (see Figure 2).

そして、大径部8aの内歯8bに、外歯10a、11a
を拉嵌状態(第5.6図参照)で噛合させ、大径部8a
の内周に第1弾性リング10及び第2弾性リング11を
リング状のスペーサー12を挟んで併設する。
Then, external teeth 10a, 11a are attached to the internal teeth 8b of the large diameter portion 8a.
are engaged in a clamped state (see Fig. 5.6), and the large diameter portion 8a
A first elastic ring 10 and a second elastic ring 11 are placed side by side on the inner periphery of the ring with a ring-shaped spacer 12 in between.

13は第2弾性リング11の第1図における右側の隅部
に設けたコーナーリングであり、14は止め輪である。
13 is a corner ring provided at the right corner of the second elastic ring 11 in FIG. 1, and 14 is a retaining ring.

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
Note that 2a is a stepped portion provided on the axle 2, 2b is a lead wire take-out groove that also serves as a keyway, 15 is a washer, and 16 is a spring.

また第4図に詳細に示すように、溝付リング17a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0 板状の磁極片18aを配置すると共に、これら4木の磁
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を一体に形威し、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内に押通し
、この中心孔17cより突出した円筒部18bを外包す
る円筒部1’9bと、組み立て時に前記4本の磁極片1
8aの中間にそれぞれ位置する4本の帯板状の磁極片1
9a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第3図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18から引
き出したリード線である。
Further, as shown in detail in FIG. 4, a coil 17 is formed by winding a conducting wire 17b in the groove of a grooved ring 17a, and then strip-shaped magnetic pole pieces 18a are attached to each of the positions where the outer periphery of the cylinder is divided into four. At the same time, these four magnetic pole pieces 18a are each connected to a small-diameter cylindrical portion 18b to form the first armature 18 integrally, and the cylindrical portion 18b of the first armature 18 is connected to the center of the coil 17. A cylindrical portion 1'9b that is pushed into the hole 17c and encloses the cylindrical portion 18b that protrudes from the center hole 17c, and the four magnetic pole pieces 1 when assembled.
Four strip-shaped magnetic pole pieces 1 each located in the middle of 8a.
9a to integrally form a second armature 19, and this second armature 19 is connected to the above-described coil 17 and first armature 18.
As shown in FIG. 3, the power generating coil body 20 is integrally constructed. Note that 21 is a lead wire drawn out from the coil 18.

そして上述のように構成した発電コイル体20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21を固定筒体8に設けた孔8C及
びキー溝2bを介して外部に取り出す。
Then, as shown in FIG. 8C and the keyway 2b.

また磁石22aと第2太陽ローラー22bとを結合して
一体的に形威した回転子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。
Further, the rotor 22, which is integrally formed by combining the magnet 22a and the second sun roller 22b, is rotated with respect to the axle shaft 2 such that the magnet 22a corresponds to each of the magnetic pole pieces 18a and 19a of the generating coil body 20. Set it up freely.

また第1太陽ローラー23aと円板状の遊星キャリア2
3を一体的に形威し、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(第5図参照)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。
In addition, the first sun roller 23a and the disk-shaped planetary carrier 2
3 is integrally formed, and this planet carrier 23 is provided rotatably with respect to the axle shaft 2 between the rotor 22 and the side cover body 5 of the hub body 4, and the planet carrier 23 is provided on the outer periphery of the first sun roller 23a. Three first planetary rollers 24 (see FIG. 5) are provided on the side cover body 5 of the hub body 4 by being pivotally supported by shafts 25, respectively.

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(第6図参照)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。
Further, three second planetary rollers 26 (see FIG. 6) are installed on the outer periphery of the second sun roller 22b on the planetary carrier 23.
They are respectively pivotally supported by shafts 27.

そして前記した第1弾性リング10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
さく形威し、この小さい内径の第1弾性リング10を各
第1太陽ローラー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。
The diameter of the inner peripheral surface of the first elastic ring 10 described above is
Each of the first planetary rollers 24 has a shape slightly smaller than the diameter of the inscribed circle, and the first elastic ring 10 with this small inner diameter is press-fitted to the outside of each of the first sun rollers 24, and the first planetary rollers 24 are 1 to be in pressure contact with the sun roller 23a.

同様に前記した第2弾性リング11の内周面の直径は、
各第1太陽ローラー26が内接する円の直径よりやや小
さく形威し、この小さい内径の第2弾性リング11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。
Similarly, the diameter of the inner peripheral surface of the second elastic ring 11 described above is
Each of the first sun rollers 26 has a shape slightly smaller than the diameter of the circle inscribed therein, and the second elastic ring 11 having a smaller inner diameter is press-fitted to the outside of each of the second planetary rollers 26, so that the second planetary rollers 26 are 2 to be in pressure contact with the sun roller 22b.

以上の構成は前述した特願平1−306433号の構成
と同一であるが、本発明においては次の構成をつけ加え
るものである。
Although the above structure is the same as that of Japanese Patent Application No. 1-306433 mentioned above, the following structure is added in the present invention.

すなわち第1図および第2図は本発明の第1実施例を示
すもので、この場合第1遊星ローラー24の外周面に周
方向の角形突条よりなる軌道24aを突設し、第2遊星
ローラー26の外周面にも周方向の角形突条よりなる軌
道26aを突設する。
That is, FIGS. 1 and 2 show a first embodiment of the present invention. In this case, a track 24a consisting of a rectangular protrusion in the circumferential direction is provided on the outer circumferential surface of the first planetary roller 24, and the second planetary A track 26a consisting of a rectangular protrusion in the circumferential direction is also provided on the outer peripheral surface of the roller 26 in a protruding manner.

そして軌道24aと嵌合する角形溝からなる軌道10b
を第1弾性リング10の内周面に設けると共に、軌道2
4aと嵌合する角形溝からなる軌道23bを第1太陽ロ
ーラー23aの外周面に設ける。
And a raceway 10b made of a square groove that fits into the raceway 24a.
is provided on the inner peripheral surface of the first elastic ring 10, and the track 2
A track 23b made of a square groove that fits into the first sun roller 23a is provided on the outer peripheral surface of the first sun roller 23a.

また第2遊星ローラー26の外周面の軌道26aと嵌合
する角形溝からなる軌道11bを第2弾性リング11の
内周面に設けると共に、軌道26aと嵌合する角形溝か
らなる軌道22cを第2太陽ローラー22bの外周面に
設ける。
Further, a track 11b made of a square groove that fits with the track 26a on the outer circumferential surface of the second planetary roller 26 is provided on the inner circumferential surface of the second elastic ring 11, and a track 22c made of a square groove that fits with the track 26a is provided on the inner circumferential surface of the second elastic ring 11. 2 provided on the outer peripheral surface of the sun roller 22b.

第7図は本発明の第2実施例を示すもので、この場合は
各遊星ローラー24.26の外周面に設けた軌道24a
、 26aを角形溝に形威し、これらの軌道24a。
FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention, in which tracks 24a are provided on the outer peripheral surface of each planetary roller 24,26.
, 26a are shaped into square grooves, and these tracks 24a.

26aとそれぞれ嵌合する軌道10b、 llb、 2
3b、 22cを角形突条に形成しである。
26a and the tracks 10b, llb, 2 respectively mated with
3b and 22c are formed into square protrusions.

また第8図は本発明の第3実施例を示すもので、この場
合は各遊星ローラー24.26の外周面に設けた軌道2
4a、 26aを三角形の突条に形威し、これらの軌道
24a、 26aとそれぞれ嵌合する軌道IQb、 l
lb。
FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention, in which a track 2 provided on the outer peripheral surface of each planetary roller 24, 26 is shown.
4a, 26a are formed into triangular protrusions, and the tracks IQb, l fit into these tracks 24a, 26a, respectively.
lb.

23b、 22cを三角形の溝に形威しである。23b and 22c are shaped like triangular grooves.

また第9図は本発明の第4実施例を示すもので、この場
合は各遊星ローラー24.26の外周面に設けた軌道2
4a、 26aを半円形の突条に形成し、これらの軌道
24a、 26aとそれぞれ嵌合する軌道10b、 l
lb。
FIG. 9 shows a fourth embodiment of the present invention, in which a track 2 provided on the outer peripheral surface of each planetary roller 24, 26 is shown.
4a, 26a are formed into semicircular protrusions, and tracks 10b, l fit into these tracks 24a, 26a, respectively.
lb.

23b、’ 22cを半円形の溝に形威しである。23b and 22c are shaped like semicircular grooves.

また第1O図は本発明の第2発明の実施例を示すもので
、この場合は、第1.第2遊星ローラー24゜26の周
面には軌道を設けず、第1.第2太陽ローラー23a、
 22b及び第1.第2弾性リング10.11の3 4 転動周面に、前記遊星ローラー24.26と嵌合する凹
形の溝からなる軌道10b、 llb、 23b、 2
2cを形成しである。
Further, FIG. 1O shows an embodiment of the second invention of the present invention, and in this case, the first embodiment. No track is provided on the circumferential surface of the second planetary roller 24°26, and the first. second sun roller 23a,
22b and 1st. 3 4 of the second elastic ring 10.11 Raceway 10b, llb, 23b, 2 consisting of a concave groove that fits with the planetary roller 24.26 on the rolling peripheral surface
2c is formed.

なお第1.第2弾性リング1o、 iiは圧入の際に前
記した各軌道の凹凸が障害となるが、各弾性リングは薄
肉でばね鋼等を素材としているので容易に変形させるこ
とができる。また各遊星ローラー24、26とこれを枢
支する軸25.27とのはめあい部には適度の隙間を持
たせであるため、各遊星ロラー24.26が外周方向に
拡がることができるので組み立てに支障はない。
Note that the first thing. The second elastic rings 1o, ii can be easily deformed because they are thin and made of spring steel or the like, although the unevenness of the tracks described above becomes an obstacle when press-fitting the second elastic rings 1o, ii. In addition, since there is a suitable clearance between the fitting parts of the planetary rollers 24 and 26 and the shafts 25 and 27 that pivotally support them, each planetary roller 24 and 26 can expand in the outer circumferential direction, making it easy to assemble. There is no problem.

また組み立て後においても、第1.第2弾性リング10
.11はわずかに三角形状に変形しているが、このたわ
みは前述した大径部8aの内歯8bと、外歯LOa及び
llaの間の隙間によって吸収することができる。
Also, even after assembly, the first. Second elastic ring 10
.. 11 is slightly deformed into a triangular shape, but this deflection can be absorbed by the gap between the internal teeth 8b of the large diameter portion 8a and the external teeth LOa and lla.

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。
Next, the operation of the apparatus of the present invention constructed as described above will be explained.

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と共に第5図の矢印
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の矢印へ方向の公転と矢印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は第5図の矢印Cの方向に増速され
て回転する。
When the bicycle runs, the hub body 4, which is integrally formed with the wheel, rotates together with the side cover body 5 and the shaft 25 in the direction of arrow A in FIG. In this case, since the fixed cylinder 8 is fixed, when the first planetary rollers 24 revolve in the direction of arrow A via the shaft 25, each of the first planetary rollers 24 rotates in the direction of arrow B. . Due to the revolution of the first planetary roller 24 in the direction of the arrow and the rotation of the first planetary roller 24 in the direction of the arrow B, the first planetary roller 24 that rolls in contact with the first planetary roller 24
The sun roller 23a rotates at increased speed in the direction of arrow C in FIG.

本実施例では、固定筒体8の第1弾性リング10の内径
が64mmであり、第1太陽ローラー23aの外径が1
6mm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。
In this embodiment, the inner diameter of the first elastic ring 10 of the fixed cylinder 8 is 64 mm, and the outer diameter of the first sun roller 23a is 1.
6 mm, the rotation of the planetary carrier 23 integrated with the first sun roller 23a is (64, +16)÷16=5
Therefore, the rotation speed of the hub body 4 is increased five times.

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、第6図に示すように軸2
7も矢印Cの方向に回転するため、第2遊星ローラー2
6は矢印Cの方向に公転すると共に矢印りの方向に自転
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22bは矢印Eの方向に増速されて回転する。
Also, the planetary carrier 23 integrated with the first sun roller 23a
rotates in the direction of arrow C, axis 2 rotates as shown in Figure 6.
7 also rotates in the direction of arrow C, so the second planetary roller 2
6 revolves in the direction of arrow C and rotates in the direction of arrow C. Therefore, the second sun roller 22b that rolls in contact with the second sun roller 22b rotates at an increased speed in the direction of arrow E.

本実施例では、固定筒体8の第2弾性リング11の内径
が64mmであり、第2太陽ローラー22bの外径が1
6肝であるから、第2太陽ローラー22bと一体の回転
子22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。
In this embodiment, the inner diameter of the second elastic ring 11 of the fixed cylinder 8 is 64 mm, and the outer diameter of the second sun roller 22b is 1
Since there are six rotors, the rotation of the rotor 22 integrated with the second sun roller 22b is (64+16)÷16-5, so the rotation speed is increased five times that of the planetary carrier 23.

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、(5X 5 ) =254@の増
速回転が得られる。
That is, the increased rotation speed of (5X 5 ) =254@ is obtained by the first stage planetary roller row and the second stage planetary roller row.

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、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。
In this embodiment, two rows of planetary roller rows have been described, but the present invention can also be applied to the case of one row or three rows of planetary rollers.

また本発明においては、各弾性リング10.11と各遊
星ローラー24.26との接触面および各遊星ローラー
24.26と各太陽ローラー23a、 22bとの接触
面にそれぞれ嵌合する軌道を形成したから、上記各部品
は軌道によって整合する。したがって、遊星ローラー列
が回転した場合、太陽ローラー、遊星ローラー、弾性リ
ングは常に軌道によって案内されるので、各部品が横ず
れして軸方向に移動することはない。このため、あらか
しめ部品間に隙間を設定しておけば、部品同士が接触し
て摺動回転することはなくなる。
Furthermore, in the present invention, tracks are formed that fit into the contact surfaces between each elastic ring 10.11 and each planetary roller 24.26, and the contact surfaces between each planetary roller 24.26 and each sun roller 23a, 22b. Therefore, each of the above parts is aligned by the orbit. Therefore, when the planetary roller array rotates, the sun roller, planetary roller, and elastic ring are always guided by the orbits, so that each component does not shift laterally and move in the axial direction. For this reason, if a gap is set between the pre-tightened parts, the parts will not come into contact with each other and slide and rotate.

(発明の効果) 本発明装置は上述のように構成したので、遊星ローラー
装置において、太陽ローラーと遊星ローラー及び遊星ロ
ーラーと弾性リングの各接触部は常に圧接状態にある。
(Effects of the Invention) Since the device of the present invention is configured as described above, in the planetary roller device, the contact portions between the sun roller and the planetary roller, and between the planetary roller and the elastic ring are always in a pressure contact state.

このような遊星ローラー装置を作動させると、各接触部
に摩擦力が発生し、太陽ローラー、遊星ローラー、弾性
リングはそれぞれに前記摩擦力によって伝動することが
できる。
When such a planetary roller device is operated, a frictional force is generated at each contact portion, and the sun roller, planetary roller, and elastic ring can each be transmitted by the frictional force.

すなわち、本発明装置では、遊星ローラー列が遊星歯列
と同様の増速伝動装置として作用し、従来と同等の発電
をすることができる。
That is, in the device of the present invention, the planetary roller row acts as a speed-up transmission device similar to the planetary tooth row, and it is possible to generate electricity equivalent to the conventional device.

また、本発明装置の太陽ローラー、遊星ローラ、弾性リ
ングは常に密着状態にあり、しかも各ローラーは平滑な
周面の回転伝動であるので、高速になっても、接触部か
ら騒音が発生することはなく、自転車の高速走行時に発
電しても、静粛な7 8 回転が得られる。
In addition, the sun roller, planetary roller, and elastic ring of the device of the present invention are always in close contact, and each roller has a smooth circumferential surface that transmits rotation, so even at high speeds, noise will not be generated from the contact parts. Even if you generate electricity while riding a bicycle at high speed, you can still get a quiet 78 revolutions.

また、そのローラーの圧接によって生ずる摩擦力を、あ
らかじめ発電に要するトルクの3〜4倍に設定しておけ
ば、それ以上のトルクが加わった時にはローラーの接触
面がスリップするため、装置各部に無理な力が作用する
ことがなくなり、自転車の急発進、急停止によって増速
装置に過大な負荷が加わることはない。したがって、部
品が損傷するようなこともなくなる。
In addition, if the frictional force generated by the pressure contact of the rollers is set in advance to 3 to 4 times the torque required for power generation, the contact surface of the rollers will slip when more torque is applied, causing stress on each part of the device. This eliminates the application of excessive force, and prevents excessive loads from being applied to the speed increaser due to sudden starts and stops of the bicycle. Therefore, there is no chance of parts being damaged.

さらに、本発明では太陽ローラー、遊星ローラ、弾性リ
ングは常に軌道によって案内されているので、部品同士
が摺動回転することがなくなり、遊星増速部の機械的伝
動効率が向上し、部品の耐久性も向上する。
Furthermore, in the present invention, the sun roller, planetary roller, and elastic ring are always guided by the orbit, so the parts do not slide and rotate against each other, improving the mechanical transmission efficiency of the planetary speed increaser and improving the durability of the parts. Sexuality also improves.

このように、本発明によれば、従来の外装発電機と同等
の発電性能を有しながら、小型軽量で、取り扱いに邪魔
にならず、効率のよい、自転車用発電装置を提供するこ
とができるという効果が得られる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a bicycle power generation device that is small and lightweight, does not get in the way of handling, and is highly efficient while having power generation performance equivalent to that of a conventional exterior power generator. This effect can be obtained.

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

第1図は本発明装置の断面図、 第2図は本発明装置の要部の拡大図、 第3図は発電コイル体の斜視図、 第4図は発電コイル体の分解斜視図、 第5図は1段目の遊星ローラー列の作用説明図、第6図
は2段目の遊星ローラー列の作用説明図、第7図〜第1
0図は第2図に対応する他の実施例を示す要部の拡大図
である。 1・・・前ホーク      2・・・車軸4・・・ハ
ブ体       5・・・側蓋体8・・・固定筒体 
     8b・・・内歯10・・・第1弾性リング 
  10a・・・外歯lOb・・・軌道       
11・・・第2弾性リング11a・・・外歯     
  11b・・・軌道17・・・コイル       
18・・・第1電機子19・・・第2電機子     
20・・・発電コイル体22・・・回転子      
 22a・・・磁石22b・・・第2太陽ローラー 2
2c・・・軌道23・・・遊星キャリア 23a・・・第1太陽ローラ 24・・・第1遊星ローラー 25・・・軸 26a・・・軌道 23b・・・軌道 24a・・・軌道 26・・・第2遊星ローラー 27・・・軸
Fig. 1 is a sectional view of the device of the present invention, Fig. 2 is an enlarged view of the main parts of the device of the present invention, Fig. 3 is a perspective view of the generating coil body, Fig. 4 is an exploded perspective view of the generating coil body, and Fig. 5 The figure is an explanatory diagram of the action of the first stage planetary roller row, Fig. 6 is an action explanatory diagram of the second stage planetary roller row, and Figs.
FIG. 0 is an enlarged view of main parts showing another embodiment corresponding to FIG. 2. 1... Front fork 2... Axle 4... Hub body 5... Side cover body 8... Fixed cylinder body
8b... Internal tooth 10... First elastic ring
10a... External tooth lOb... Orbit
11... Second elastic ring 11a... External teeth
11b... Orbit 17... Coil
18...First armature 19...Second armature
20...Generating coil body 22...Rotor
22a... Magnet 22b... Second sun roller 2
2c... Orbit 23... Planet carrier 23a... First sun roller 24... First planet roller 25... Axis 26a... Orbit 23b... Orbit 24a... Orbit 26...・Second planetary roller 27...shaft

Claims (1)

【特許請求の範囲】 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、この固体筒体
内に発電コイル体を固定して設けると共に、磁石と太陽
ローラーとを一体的に形成した回転子を前記車軸に回転
自在に設け、この太陽ローラーに外接する複数の遊星ロ
ーラーを前記車軸に回転自在に設けた遊星キャリアに枢
支し、前記固定筒体の内周に内歯を刻設し、弾性リング
の外周に刻設した外歯を前記内歯に遊嵌して該弾性リン
グを保持すると共に、この弾性リングに前記各遊星ロー
ラーを内接するようにし、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ハブ内蔵式発電装置において、前
記各遊星ローラーの外周面に、周方向の突条または溝か
らなる軌道を形成し、これに対応する前記太陽ローラー
及び弾性リングの転動周面に、前記軌道と嵌合する溝ま
たは突条からなる軌道を形成したことを特徴とする自転
車用ハブ発電装置。 2、請求項1記載の遊星ローラーの周面には軌道を設け
ず、太陽ローラー及び弾性リングの転動周面に、前記遊
星ローラーと嵌合する溝からなる軌道を形成したことを
特徴とする自転車用ハブ発電装置。
[Claims] 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 fixed to the axle inside the hub body. A power generation coil body is fixedly provided in the solid cylinder, a rotor integrally formed with a magnet and a sun roller is rotatably provided on the axle, and a plurality of planetary rollers circumscribing the sun roller are provided. The ring is pivotally supported on a planetary carrier rotatably provided on the axle, internal teeth are carved on the inner periphery of the fixed cylindrical body, and external teeth carved on the outer periphery of the elastic ring are loosely fitted into the internal teeth. By holding an elastic ring, inscribing each of the planetary rollers in this elastic ring, and setting the inner diameter of the elastic ring to be slightly smaller than the inscribed circle diameter of each planetary roller, each of the planetary rollers In a hub built-in power generation device comprising at least one set of planetary roller devices that are in pressure contact with a ring and a sun roller, respectively, a track consisting of a circumferential protrusion or groove is formed on the outer peripheral surface of each of the planetary rollers, A bicycle hub power generating device characterized in that a track consisting of a groove or a protrusion that fits into the track is formed on the rolling peripheral surface of the sun roller and the elastic ring corresponding thereto. 2. A track is not provided on the circumferential surface of the planetary roller according to claim 1, but a track consisting of a groove that fits with the planetary roller is formed on the rolling circumferential surface of the sun roller and the elastic ring. Bicycle hub generator.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19632391C1 (en) * 1996-08-01 1998-02-05 Wolfgang Hill Energy converter system in a wheel hub
JP2007171513A (en) * 2005-12-21 2007-07-05 Kyocera Mita Corp Driving apparatus for use in image forming apparatus
DE4411145B4 (en) * 1993-04-05 2008-08-28 Shimano Inc., Sakai Bicycle hub with arranged therein DC generator

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