(57)【要約】変動磁場タイプの発電機を備えた、たとえば特に自転車用のリム構造物において、円周状に延びる管状体(２)を有し、該管状体から一対の対向フランジ(３)が外向きに延びてタイヤ(Ｐ)を収容するための受け座(４)を定めている。本発明によれば、前記環状体(２)が、一つの円周に沿って整列した複数の永久磁石(６)を収容できる少なくとも一つの環状周縁側部ポケット(５)を有する。スペーサー手段(７)も備えられ、該手段は前記側部ポケット(５)に挿入されて、前記永久磁石(６)を所定の間隔に保つようになっている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変動磁場タイプの発電機を備えた、たとえば特に自転車用のリム構造物であって、
円周状に延びる管状体(２)を有し、該管状体から一対の対向フランジ(３)が外向きに延びてタイヤを収容するための受け座(４)を定めるようなリム構造物において、
前記管状体(２)が、円周上に整列した複数の永久磁石(６)を収容できる少なくとも一つの環状周縁側部ポケット(５)を有し、
備えられるスペーサー手段(７)が前記環状側部ポケット(５)に挿入されて、前記永久磁石(６)を所定の間隔に保つようになっている、
ことを特徴とするリム構造物。
【請求項２】
前記所定の間隔が前記管状体(２)の全長にわたって実質的に同じであることを特徴とする請求項１に記載のリム構造物。
【請求項３】
前記側部ポケットが四辺形の断面を有し、かつ前記リムの回転軸に実質的に垂直な平面内に配置された外部側壁(８)を有することを特徴とする請求項１に記載のリム構造物。
【請求項４】
前記管状体(２)が、ピン(１１)で連結された対向する長さ方向の端(９、１０)を有することを特徴とする請求項１から３の中のいずれか１つに記載のリム構造物。
【請求項５】
前記管状体が環状に延びる主空洞(１２)を有し、前記ピン(１１)が前記対向端(９、１０)において該空洞に締りばめ挿入されることを特徴とする請求項４に記載のリム構造物。
【請求項６】
前記管状体(２)が副空洞(１２´)を有し、対応するピン(１１´)が前記長さ方向の対向端(９、１０)において該副空洞に締りばめ挿入されることを特徴とする請求項４に記載のリム構造物。
【請求項７】
前記スペーサー手段(７)が環状ストリップ(１３)を有し、該ストリップが前記側部ポケット(５)に挿入され、また該ストリップに前記永久磁石(６)が取りつけられていることを特徴とする請求項１に記載のリム構造物。
【請求項８】
前記ストリップ(１３)が、変形できる積層材料で作られており、また対応する永久磁石(６)を受けることのできる複数の成形受け座(１４)を有することを特徴とする請求項７に記載のリム構造物。
【請求項９】
前記ストリップ(１３)の基礎材料が強磁性または非磁性金属材料から選択されることを特徴とする請求項８に記載のリム構造物。
【請求項１０】
前記ストリップ(１３)の基礎材料が、適当に強化できる合成材料または複合材料から選択されることを特徴とする請求項８に記載のリム構造物。
【請求項１１】
前記成形受け座(１４)が波形断面形を与えうる横方向の交番折り目(１５)から成ることを特徴とする請求項８に記載のリム構造物。
【請求項１２】
前記スペーサー手段(７)が、前記側部ポケット(５)内に前記永久磁石(６)と交互配置された複数の非磁性インサート(１６)を有することを特徴とする請求項１に記載のリム構造物。
【請求項１３】
請求項１から１２の中のいずれか１つに記載のリム構造物を製造する方法であって、
（ａ)前記リム構造物の円周長に実質的に等しい長さを有する実質的に直線状の管状体(２)を作り、
（ｂ)複数の永久磁石(６)を作り、
（ｃ)前記永久磁石を間隔をとって配置するための手段(７)を作り、
（ｄ)前記複数の永久磁石(６)と前記スペーサー(７)とを前記管状体(２)の側部ポケット(７)に挿入して、前記永久磁石(６)が所定の間隔を保つようにし、
（ｅ)前記実質的に直線状の管状体(２)を曲げて、実質的に整列した長さ方向の端(９、１０)を有する円形となるようにし、
（ｆ)前記長さ方向の端(９、１０)を連結して、連続リム構造物(１)が得られるようにする、
各ステップから成ることを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記曲げステップ（ｅ)が、前記永久磁石(６)と前記スペーサー手段(７)とを挿入する前記ステップ（ｄ)のあとに実施されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記曲げステップ（ｅ)が、前記永久磁石(６)と前記スペーサー手段(７)とを挿入する前記ステップ（ｄ)の前に実施されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記スペーサー手段が、前記永久磁石のための複数の成形受け座(１４)を所定の間隔に配置するように塑性変形させられる積層材料のストリップ(１３)から成ることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
永久磁石(６)が締りばめによって前記対応する受け座(１４)内に取りつけられることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記永久磁石(６)を配置した前記ストリップ(１３)が、実質的に前記管状体(２)の全長に沿って前記側部ポケット(５)に挿入され、管状体(２)の長さ方向の端(９、１０)において切断されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１３から１８の中の一つ以上に記載の方法を実施するための機械装置であって、
積層材料のストリップ(１３)を連続供給する手段(１８)、
複数の永久磁石(６)を前記ストリップ(１３)に取りつける手段(１９)、
前記ストリップを前記永久磁石とともに所定長さの直線状の管状体に挿入する手段(２０、２１)、
前記管状体(２)の長さ方向の端で前記ストリップ(１３)を切断する手段、
前記管状体を曲げる手段、
前記管状体の長さ方向の端(９、１０)を連結して一体リム構造物(１)となるようにする手段、
から成ることを特徴とする機械装置。
【請求項２０】
前記取りつける手段(１９)が、前記ストリップ(１３)を変形して複数の成形受け座(１４)が所定の間隔に配置されるようにする手段(１９)と、永久磁石(６)をそれぞれの前記成形受け座(１４)の内部に装填する手段(２０)とから成ることを特徴とする請求項１９に記載の機械装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、車輪を有する乗物の分野で使用でき、特に、リム構造物たとえば特に発電機(current generator)を備えた自転車用のリム構造物、ならびに該構造物を製造する方法および機械装置、に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、たとえばヘッドライトおよびテールライトのような装置にエネルギーを与えるための電力供給が必要な自転車においては、通常“ダイナモ”と呼ばれる発電機が使用される。この発電機は、実質的に同期発電機であって、ばね手段によって自転車のタイヤの一つと接触するように配置された刻み目つきローラーによって駆動されて運動する。
【０００３】
ダイナモは、その効率を低下させ、うるさい雑音をたてる可動部分の劣化に伴う問題のほかに、発生する電圧が自転車の運動速度に依存するという重大な欠点を有する。
【０００４】
ダイナモに伴う主要な問題を克服するために、変動磁場を使用する発電機が開発された。
【０００５】
これらの発電機は、自転車の車輪のスポークに取りつけられる複数の湾曲セグメントから成り、該セグメントは複数の永久磁石を支持する。
【０００６】
誘導電流が流れる巻線を有する複数の極シュー(pole shoe)が、付随する支持体によって自転車のフォークに取りつけられると、間隔を取って配置されて交流電場を生成する磁石の通過運動により、前記電流が生成される。
【０００７】
このとき、極シューは蓄電池(electrical accumulator)に接続され、該蓄電池は、自転車が停止している場合でも、電力消費装置にエネルギーを供給することができる。
【０００８】
しかし、この解決策にもまた、特に永久磁石の並びに不連続があるということに伴う問題がある。湾曲セグメントが円周上に間隔を取ってスポークに配置されるからである。
【０００９】
さらに、磁石は保護されていない。すなわち、これらの磁石は、湾曲セグメント上に配置される、自転車の車輪の外部にある独立の部品であるため、車輪からはずれて、動き、損傷を受け、また失われることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の主目的は、変動磁場タイプの発電機を使用して自転車に電力を供給することに伴う公知の問題を排除するかまたは著しく小さくするリム構造物を提供することにより、前記欠点を克服することである。
【００１１】
一つの特定目的は、適当な発電機と組み合わせたとき、均一かつ静かに動作する構造物を提供することである。
【００１２】
もう一つの目的は、多数の永久磁石の使用ができる構造物を提供することである。
【００１３】
本発明のもう一つの目的は、永久磁石を汚れまたは偶発的損傷から保護して、使用時の前記磁石のはずれまたは効率低下を防ぐことのできる構造物を提供することである。
【００１４】
もう一つの特定目的は、公知の種類の技術を使用して低コストで製造できるという点で経済的に有利な、簡単な構造物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
これらの目的、および以下でもっとはっきり示されるその他の目的は、請求項１により、
変動磁場タイプの発電機を備えた、たとえば特に自転車用のリム構造物であって、
円周状に延びる管状体を有し、該管状体から一対の対向フランジが外向きに延びてタイヤを収容するための受け座を定めるようなリム構造物において、
前記管状体が、円周上に整列した複数の永久磁石を収容できる少なくとも一つの環状側部ポケットを有し、
スペーサー手段が前記環状側部ポケットに挿入されて、前記永久磁石を所定の間隔に保つようになっている、
ことを特徴とするリム構造物、
によって達成される。
【発明の効果】
【００１６】
この独特の構成により、多数の永久磁石を使用することができ、これらの磁石を安全かつ高信頼性のやり方で配置して、これらの磁石の望ましくない運動または振動を避けるようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明のさらなる特徴と利点とは、リム構造物のいくつかの好ましい非排他的実施形態、該リム構造物を製造する方法、および本発明によるこの方法を実施するための機械装置の詳細な説明により、よりはっきりと理解されるであろう。この説明は、非限定実施例に関して、添付の図面を参照しつつなされる。
【００１８】
前記図面には、本発明によるリム構造物が示してある。このリム構造物の全体を参照番号１で示す。
【００１９】
リム構造物１は、それ自体は公知の変動磁場タイプの発電機を備えた自転車Ｃに取りつけられる。
【００２０】
リム１は、全体を参照番号２で示す、周縁または周囲を円周状に延びる管状体から成り、該管状体からタイヤＰを収容するための受け座４を定める一対の対向フランジ３が外向きに延びている。
【００２１】
本発明においては、管状体２は少なくとも一つの環状周縁側部ポケット５を有し、該ポケットは、円周に沿って整列した複数の永久磁石を収容することができる。また、全体を参照番号７で示すスペーサー手段が備えてあり、該スペーサー手段は側部ポケット５に挿入され、永久磁石６を所定の間隔に配置し、かつ適当な向きに保つようになっている。
【００２２】
リム１が回転すると、永久磁石６が、対応する極シュー(それ自体は公知であり、ここでは図示しない)の巻線に変動電場を生成する。この極シューは、自転車Ｃのフレームに取りつけられた対応する支持体Ｓ上に配置されて、永久磁石６に対面し、側部ポケット５の湾曲輪郭に沿うようになっている。
【００２３】
図には示さないが、極シューの巻線は電圧調整・安定器ユニットに接続され、該ユニットは蓄電池(electric energy accumulator)に接続されている。このユニットおよび蓄電池それ自体はどちらも公知のタイプのものである。
【００２４】
好ましくは、永久磁石６の間隔は管状体２の全長にわたって実質的に同じにする。また、側部ポケット５は、四辺形たとえば大体台形の断面を有するようにすることができる。また、外部環状壁８は、実質的に平坦で、リム１の回転軸に対して垂直であるようにすることができる。
【００２５】
管状体２は、対向する一対の長さ方向の端９、１０を有することができ、これらの端は、ピン１１によって連結することができる。
【００２６】
管状体２は、円周状に延びる主空洞１２を有することができ、該空洞には、対向端９においてピン１１を挿入することができる。管状体２は、主空洞１２の代替物として、または該空洞に加えて、副空洞１２´を有することができ、該空洞には、第二の適当に成形されたピン１１´を挿入することができる。副空洞１２´は、側部ポケット５の反対側に配置することができる。主空洞１２に挿入されるピン１１と副空洞１２´に挿入されるピン１１´は、対応する主空洞１２と副空洞１２´の内表面に合う形の外表面を有し、またこの挿入によって締りばめができるような寸法を有する。
【００２７】
管状体２は、金属材料たとえばアルミニウム合金、または合成材料たとえばＰ  ＶＣその他のポリマー、または複合材料たとえば強化ポリマーもしくはカーボ  ンファイバーで作ることができる。
【００２８】
永久磁石６は、好ましくは、所望の電力に応じて組成比の異なるネオジム-鉄-クロム合金で作ることができる。永久磁石６には、また亜鉛またはニッケルを加えることもできる。
【００２９】
第一の好ましい実施形態においては、スペーサー手段７は側部ポケット５に挿入される変形できる積層材料の環状ストリップ１３から成るようにすることができる。永久磁石６は、ストリップ１３に取りつけることができ、このとき、これらの磁石は、該磁石を受けることのできる適当な成形受け座１４内に配置される。
【００３０】
好ましくは、成形受け座１４は、波形断面形を与えることのできる横方向折り目１５によって形作ることができる。
【００３１】
また、ストリップ１３の基礎材料は、非磁性もしくは強磁性材料または合成材料から選択することができる。
【００３２】
もう一つの好ましい実施形態においては、スペーサー手段７は複数の非磁性インサート１６から成ることができ、これらのインサートは、たとえば合成材料で作られ、側部ポケット５内に永久磁石６と交互に配置される。
【００３３】
前記のリム構造物１は、下記のステップから成る方法で首尾良く製造することができる。
【００３４】
第一のステップ（ａ)においては、前記リム構造物の円周長に実質的に等しい長さを有する直線状の管状体２を作る。
【００３５】
次のステップ（ｂ)と（ｃ)においては、複数の永久磁石６と該磁石を間隔をとって配置するのに適当な手段７とを作る。
【００３６】
第四のステップ（ｄ)においては、複数の永久磁石６とスペーサー手段７とを管状体２の側部ポケット５に挿入する。この構成により、永久磁石６は所定の間隔に保たれる。
【００３７】
第五のステップ（ｅ)においては、管状体２を曲げて、実質的に整列した長さ方向の端９、１０を有する円形となるようにする。
【００３８】
最終ステップ（ｆ)においては、前記長さ方向の端９、１０を連結して、連続リム構造物１が得られるようにする。
【００３９】
ステップ（ｅ)は、永久磁石６とスペーサー手段７とを挿入するステップ（ｄ)の前またはあとに実施することができる。
【００４０】
第一の実施形態においては、スペーサー手段７は積層材料のストリップ１３から成ることができる。このストリップは、塑性変形たとえば成形によって、永久磁石６を収容するための、折り目１５を有する所定間隔の複数の成形受け座１４が与えられるように作ることができる。
【００４１】
成形受け座１４が作られると、該受け座に締りばめによって永久磁石６を取りつけることができる。次に、ストリップ１３を、永久磁石６とともに、実質的に管状体２の全周囲長に沿って側部ポケット５に挿入することができ、管状体２の長さ方向の端９において切断することができる。
【００４２】
第二の実施形態においては、スペーサー手段７は非磁性インサート１６から成ることができる。この場合、永久磁石６を、非磁性インサート１６と交互に側部ポケット５に挿入することができる。
【００４３】
好ましくは、挿入ステップ（ｄ)を、管状体２を曲げるステップ（ｅ)のあとに実施することができる。特に、長さ方向の端９、１０は、図７に示すように管状体２を弾性変形して横方向にずらすことができ、側部ポケット５にアクセスして、永久磁石６と非磁性インサート１６とを交互挿入し、これらが側部ポケット全体に装填されるようにすることができる。
【００４４】
上でリム構造物１の第一の実施形態に関して述べた製造方法は、全体を１７で示す機械装置によって実施することができる。
【００４５】
機械装置１７は、積層材料のストリップ１３を連続供給する手段１８、複数の永久磁石６をストリップ１３に取りつける手段１９、前記ストリップを永久磁石６とともに所定長さの直線状の管状体２に挿入する手段２０、を有することができる。
【００４６】
図には示さないが、機械装置１７は、管状体２の長さ方向の端９でストリップ１３を切断する手段、管状体２を曲げる手段、前記管状体の長さ方向の端９を連結して一体リム構造物１となるようにする手段、をも有することができる。
【００４７】
また特に、前記取りつける手段１９は、前記ストリップ１３を変形して複数の成形受け座１４が所定の間隔に配置されるようにする手段と、永久磁石６をそれぞれの前記成形受け座１４の内部に装填する手段２１とを有することができる。
【００４８】
好ましくは、機械装置１７は、管状体２が曲げられる前に該管状体を貯蔵する一対の貯蔵区画２２と作業者のための制御卓２３とを有することができる。
【００４９】
以上述べたことから明らかなように、本発明によるリム構造物は、前記目的を達成しており、特に、多数の永久磁石を備えることができ、該磁石の損傷またはその特性の劣化の危険を著しく低下させることができる。
【００５０】
本発明によるリム構造物、製造方法、および機械装置には、特許請求の範囲に示す発明的アイデアを逸脱しない限り、多くの変形および変更を加えることができる。また、本発明の範囲を逸脱することなく、すべての部品は他の技術的に同等の要素で置き換えることができ、材料は要件に応じて変えることができる。
【００５１】
以上、リム構造物、製造方法、および機械装置について、添付の図面を参照して説明したが、説明と請求項とで使用した参照番号は本発明の理解を容易にするためのものであり、どのような意味でも特許請求する保護範囲を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明による構造物を有するリムを備えた自転車の側面図である。
【図２】本発明による構造物を有するリムを備えた車輪部分の側面図である。
【図３】本発明による構造物の第一の実施形態の拡大詳細斜視図である。
【図４】本発明による構造物の第一の実施形態の拡大詳細斜視図である。
【図５】本発明による構造物のもう一つの実施形態の拡大詳細斜視図である。
【図６】本発明による構造物のもう一つの実施形態の拡大詳細斜視図である。
【図７】二つの異なる状態にある本発明によるリム構造物の正面図である。
【図８】二つの異なる状態にある本発明によるリム構造物の正面図である。
【図９】図５および６に示す構造物の詳細斜視図である。
【図１０】本発明による機械装置の平面図である。
【図１１】図１０に示す機械装置の側面図である。
【図１２】本発明による製造方法のブロック図である。
【符号の説明】
【００５３】
１      リム構造物
２      管状体
３      対向フランジ
４      受け座
５      側部ポケット
６      永久磁石
７      スペーサー手段
８      外部環状壁
９      長さ方向の端
１０    長さ方向の端
１１    ピン
１１´  ピン
１２    主空洞
１２´  副空洞
１３    ストリップ
１４    成形受け座
１５    横方向折り目
１６    非磁性インサート
１７    機械装置
１８    １３を連続供給する手段
１９    ６を１３に取りつける手段
２０    １３を２に挿入する手段
２１    ６を１４内部に装填する手段
２２    ２の貯蔵区画
２３    制御卓
Ｃ      自転車
Ｐ      タイヤ
Ｓ      支持体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図１２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2005522378.tif 000011
【図９】
2005522378.tif 000012
【図１０】
2005522378.tif 000013
【図１１】
2005522378.tif 000014
【国際調査報告】
2005522378.tif 000015
2005522378.tif 000016
2005522378.tif 000017