(57)【要約】　　　（修正有）【課題】発電機の回転抵抗を可能な限り小さくし高出力を得ると共に、常時発電可能なので、走行時にも蓄電でき、且つ電力を供給することができる三相交流自転車用同期発電機及び電力供給装置を提供する。【解決手段】三相交流自転車用同期発電機であって、シャフト３０はハブ１０の内部を貫通し、中段に鉄芯３２及びコイル３３が設置され、ハブには一側の内部に内輪ギア１１と、鉄芯３２及びコイル３３と対応してリング状磁石２２が設置され、リング状磁石には磁石ケース２０が被嵌され、この磁石ケースの一側はベアリングを設けてシャフトと連結し、シャフトと同時に回転させる。磁石ケースの開口縁は主軸ギア４２を有するプレート部材４０と結合され、ギア組みは直径の異なる内輪ギアと主軸ギアと内輪ギアと主軸ギアとの間に設置され中間ギア５２とからなる。ハブカバー６０はハブの開口縁に設置されて全ての部件をハブ内に収容する。【選択図】　　　　図１
2004112965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブ１０と、シャフト３０と、ギア組みと、ハブカバー６０と、固定部材１００を備える三相交流自転車用同期発電機であって、
シャフト３０はハブ１０の内部を貫通し、中段に鉄芯３２及びコイル３３が設置され、
ハブ１０には一側の内部に内輪ギア１１が設けられると共に、鉄芯３２及びコイル３３と対応してリング状磁石２２が設置され、リング状磁石２２には磁石ケース２０が被嵌され、この磁石ケース２０の一側はベアリングを設けてシャフト３０と連結することにより、シャフト３０と同時に回転すると共に、磁石ケース２０の開口縁は主軸ギア４２を有するプレート部材４０と結合され、
ギア組みは直径の異なる内輪ギア１１と主軸ギア４２と中間ギア５２とからなり、中間ギア５２は内輪ギア１１と主軸ギア４２との間に設置され、
ハブカバー６０はハブ１０の開口縁に設置されて全ての部件をハブ１０内に収容し、
シャフト３０はその両端にねじ山３１が設置され、ナットなどの固定部材１００、ワッシャ、ベアリングなどの部材が共に螺合されることを特徴とする三相交流自転車用同期発電機。
【請求項２】
コイル３３と鉄芯３４は三相巻回方式によってなることを特徴とする請求項１に記載の三相交流自転車用同期発電機。
【請求項３】
発電された交流電流は整流基板５１によって直流電流に変換されることを特徴とする請求項２に記載の三相交流自転車用同期発電機。
【請求項４】
鉄芯３２に巻回されたコイル３３の一端はシャフト３０に沿ってハブカバー６０の外側における電流出力端７０と接続されることを特徴とする請求項１乃至３に記載の三相交流自転車用同期発電機。
【請求項５】
中間ギア５２は整流基板ケース５０の外側に設置されることを特徴とする請求項４に記載の三相交流自転車用同期発電機。
【請求項６】
コイル３３から延出したワイヤーを設けるためシャフト２０に凹溝３４が設けられることを特徴とする請求項５に記載の三相交流自転車用同期発電機。
【請求項７】
車体に設置される挟持装置７１と、基板ケース７３と、照明器具８２とを有する電力供給装置であって、
基板ケース７３内に基板７５が設置され、その基板７５はワイヤー７２によってハブ１０における電流出力端７０と接続されると共に、基板ケース７３の一側に外部出力ソケット７４が設けられ、基板ケース７３の上部には照明器具８２を収容するための取り付けケース８０が設置されることを特徴とする電力供給装置。
【請求項８】
取り付けケース８０の両側に照明器具８２を挟持するための弾性力を有する弾性プレート８１が設けられることを特徴とする請求項７に記載の電力供給装置。
【請求項９】
取り付けケース８０の内部に導電プレート８３が設置されると共に、この導電プレート８３は照明器具８２の外側における導電プレート８３との接触により導電することを特徴とする請求項７又は８に記載の電力供給装置。
【請求項１０】
基板ケース７３における基板７５により蓄電池９３を充電することを特徴とする請求項９に記載の電力供給装置。
【請求項１１】
ハブ１０と、シャフト３０と、ギア組みと、ハブカバー６０と、固定部材１００を備える三相交流自転車用同期発電機及び、車体に設置される挟持装置７１と、基板ケース７３と、照明器具８２を有する電力供給装置であって、
シャフト３０はハブ１０の内部を貫通し、中段に鉄芯３２及びコイル３３が設置され、
ハブ１０には一側の内部に内輪ギア１１が設けられると共に、鉄芯３２及びコイル３３と対応してリング状磁石２２が設置され、リング状磁石２２には磁石ケース２０が被嵌され、この磁石ケース２０の一側はベアリングを設けてシャフト３０と連結することにより、シャフト３０と同時に回転すると共に、磁石ケース２０の開口縁は主軸ギア４２を有するプレート部材４０と結合され、
ギア組みは直径の異なる内輪ギア１１と主軸ギア４２と中間ギア５２とからなり、中間ギア５２は内輪ギア１１と主軸ギア４２との間に設置され、
ハブカバー６０はハブ１０の開口縁に設置されて全ての部件をハブ１０内に収容し、
シャフト３０はその両端にねじ山３１が設置され、ナットなどの固定部材１００、ワッシャ、ベアリングなどが共に螺合され、
又、基板ケース７３内に基板７５が設置され、その基板７５はワイヤー７２によってハブ１０における電流出力端７０と接続されると共に、基板ケース７３の一側に外部出力ソケット７４が設けられ、基板ケース７３の上部には照明器具８２を収容するための取り付けケース８０が設置されることを特徴とする三相交流自転車用同期発電機及び電力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車用ハブ型の小型三相交流同期発電機において、特に低速走行時の高出力を得ると共に、蓄電池に充電し、安定電流を出力することによって所要の電力を供給できる三相交流自転車用同期発電機及び電力供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、一般に使用されている自転車用発電機は殆ど単相交流発電機であり、その照明器具は発電機と電球が直結されているのが一般的である。しかし、その方法では低速走行時に所要の電力が得られないので照明が点滅状態や、点灯しないなどの場合もあり、安定した輝度を得ることができないのが現状である。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】
前記現有の発電機は前記欠点を補うべく、低速走行時に高出力実用発電電力を得るため発電機に複数の部材を必要に応じ使用しているので、発電機の重量が重くなってしまうという欠点を有する。
【０００４】
更に、高出力を得るために、発電機部材のリング状磁石と鉄芯の吸引力を強くしている。しかし、この状態では無負荷（無灯火）での走行でも回転抵抗が発生し、走行中に、ペダリング抵抗が発生するので、運動エネルギーの損失を招いてしまい、走行により疲労を招いてしまう。
【０００５】
そこで、提案されたのが本発明であって、低速走行でも安定した出力が得られる同期発電機及び電力供給装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１の発明は、ハブ１０と、シャフト３０と、ギア組みと、ハブカバー６０と、固定部材１００を備える三相交流自転車用同期発電機であって、
シャフト３０はハブ１０の内部を貫通し、中段に鉄芯３２及びコイル３３が設置され、
ハブ１０には一側の内部に内輪ギア１１が設けられると共に、鉄芯３２及びコイル３３と対応してリング状磁石２２が設置され、リング状磁石２２には磁石ケース２０が被嵌され、この磁石ケース２０の一側はベアリングを設けてシャフト３０と連結することにより、シャフト３０と同時に回転すると共に、磁石ケース２０の開口縁は主軸ギア４２を有するプレート部材４０と結合され、
ギア組みは直径の異なる内輪ギア１１と主軸ギア４２と中間ギア５２とからなり、中間ギア５２は内輪ギア１１と主軸ギア４２との間に設置され、
ハブカバー６０はハブ１０の開口縁に設置されて全ての部件をハブ１０内に収容し、
シャフト３０はその両端にねじ山３１が設置され、ナットなどの固定部材１００、ワッシャ、ベアリングなどの部材が共に螺合されることを特徴とする三相交流自転車用同期発電機及び、
本願の請求項２の発明は、コイル３３と鉄芯３４は三相巻回方式によってなることを特徴とする請求項１に記載の三相交流自転車用同期発電機及び、
本願の請求項３の発明は、発電された交流電流は整流基板５１によって直流電流に変換されることを特徴とする請求項２に記載の三相交流自転車用同期発電機及び、
本願の請求項４の発明は、鉄芯３２に巻回されたコイル３３の一端はシャフト３０に沿ってハブカバー６０の外側における電流出力端７０と接続されることを特徴とする請求項１乃至３に記載の三相交流自転車用同期発電機及び、
本願の請求項５の発明は、中間ギア５２は整流基板ケース５０の外側に設置されることを特徴とする請求項４に記載の三相交流自転車用同期発電機及び、
本願の請求項６の発明は、コイル３３から延出したワイヤーを設けるためシャフト２０に凹溝３４が設けられることを特徴とする請求項５に記載の三相交流自転車用同期発電機及び、
本願の請求項７の発明は、車体に設置される挟持装置７１と、基板ケース７３と、照明器具８２とを有する電力供給装置であって、
基板ケース７３内に基板７５が設置され、その基板７５はワイヤー７２によってハブ１０における電流出力端７０と接続されると共に、基板ケース７３の一側に外部出力ソケット７４が設けられ、基板ケース７３の上部には照明器具８２を収容するための取り付けケース８０が設置されることを特徴とする電力供給装置及び、
本願の請求項８の発明は、取り付けケース８０の両側に照明器具８２を挟持するための弾性力を有する弾性プレート８１が設けられることを特徴とする請求項７に記載の電力供給装置及び、
本願の請求項９の発明は、取り付けケース８０の内部に導電プレート８３が設置されると共に、この導電プレート８３は照明器具８２の外側における導電プレート８３との接触により導電することを特徴とする請求項７又は８に記載の電力供給装置及び、
本願の請求項１０の発明は、基板ケース７３における基板７５により蓄電池９３を充電することを特徴とする請求項９に記載の電力供給装置及び、
本願の請求項１１の発明は、ハブ１０と、シャフト３０と、ギア組みと、ハブカバー６０と、固定部材１００を備える三相交流自転車用同期発電機及び、車体に設置される挟持装置７１と、基板ケース７３と、照明器具８２を有する電力供給装置であって、
シャフト３０はハブ１０の内部を貫通し、中段に鉄芯３２及びコイル３３が設置され、
ハブ１０には一側の内部に内輪ギア１１が設けられると共に、鉄芯３２及びコイル３３と対応してリング状磁石２２が設置され、リング状磁石２２には磁石ケース２０が被嵌され、この磁石ケース２０の一側はベアリングを設けてシャフト３０と連結することにより、シャフト３０と同時に回転すると共に、磁石ケース２０の開口縁は主軸ギア４２を有するプレート部材４０と結合され、
ギア組みは直径の異なる内輪ギア１１と主軸ギア４２と中間ギア５２とからなり、中間ギア５２は内輪ギア１１と主軸ギア４２との間に設置され、
ハブカバー６０はハブ１０の開口縁に設置されて全ての部件をハブ１０内に収容し、
シャフト３０はその両端にねじ山３１が設置され、ナットなどの固定部材１００、ワッシャ、ベアリングなどが共に螺合され、
又、基板ケース７３内に基板７５が設置され、その基板７５はワイヤー７２によってハブ１０における電流出力端７０と接続されると共に、基板ケース７３の一側に外部出力ソケット７４が設けられ、基板ケース７３の上部には照明器具８２を収容するための取り付けケース８０が設置されることを特徴とする三相交流自転車用同期発電機及び電力供給装置を提供する。
【０００７】
【作用】
本発明は上記の課題を解決するものであり、通常使用の低電圧照明器具は直流電源機器であるから当然にして当該発電機は交流から直流に整流するものである。その場合、単相交流発電の電源より三相交流の電源から直流に整流したほうがより効率的な電力を得ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【０００９】
図１は本発明に係わる三相交流自転車用同期発電機の分解斜視図であり、図２は本発明に係わる三相交流自転車用同期発電機の使用状態を示す参考図であり、図３は本発明に係わる三相交流自転車用同期発電機の縦向断面図であり、図４は本発明に係わる三相交流自転車用同期発電機の横向断面図であり、図５は本発明に係わる三相交流自転車用同期発電機のギア組みを示す参考図であり、図６は本発明に係わる電力供給装置の斜視図であり、図７は本発明に係わる電力供給装置の分解斜視図であり、図８は本発明の三相交流自転車用同期発電機及び電力供給装置の基本回路図である。
【００１０】
図１、３、４及び図５に示すように、本発明の三相交流自転車用同期発電機は自転車リムと複数のスポークが連結されたハブ１０の一側にナットなどの固定部材１００が設置されると共に、他側の内部に内輪ギア１１が設けられ、ハブ１０の内部が中央には位置決めパイプ１２が設置されると共に、中空状の磁石ケース２０が設置され、この磁石ケース２０の周縁には複数の固定プレート２１が設けられ、磁石ケース２０の内部には磁石ケース２０と同時に回転するリング状のリング状磁石２２が設置される。
【００１１】
又、両端に夫々ねじ山３１を有する円柱形のシャフト３０は一端が位置決めパイプ１２を貫通して固定部材１００と螺合され、そのシャフト３０の中段には鉄芯３２が固設されると共に、鉄芯３２にコイル３３が巻回され、シャフト３０の一端には凹溝３４が形成され、この凹溝３４には巻回されたコイル３３の一端は設けられると共に、コイル３３の一端は電流出力端７０と接続され、又、このコイル３３と鉄芯３４は三相巻回方式によって三相交流発電機に組込まれている。
【００１２】
更に、磁石ケース２０の開口縁に円形のプレート部材４０が設けられ、このプレート部材４０に磁石ケース２０における固定ブレート２１と対応する固定凹部４１が形成されると共に、固定プレート２１は弾力により固定凹部４１に固定され、プレート部材４０の外側には同期回転する主軸ギア４２が固設されている。
【００１３】
又、プレート部材４０の外側に整流基板ケース５０が設置され、整流基板ケース５０の外側に整流基板５１が設置されると共に、内側に中間ギア５２が枢設され、この中間ギア５２は夫々内輪ギア１１と主軸ギア４２とに噛合され、大直径を有する内輪ギア１１で小直径を有する中間ギア５２と主軸ギア４２を駆動させることによって比例増速回転される。これにより、低速走行しても、高出力を得ることができる。又、整流基板ケース５０とシャフト３０と互いに回転させないため、位置決めブロック５３は整流基板ケース５０とシャフト３０の凹溝３４に挿しこんでいる。
【００１４】
図２に示すように、内輪ギア１１を有するハブ１０の開口縁には円形のハブカバー６０が設けられ、ハブカバー６０の外側に前記電流出力端７０が設けられることにより、発電した電流が電力出力端７０より出力されると共に、ナットなどの固定部材１００、ワッシャ、ベアリング（符号なし）などの部材が共にシャフト３０におけるねじ山３１に螺合され、シャフト３０の末端が車体に固設されることにより、三相交流発電機を有する発電装置が組合わされる。
【００１５】
図６及び図７に示すように、車輪の回転によって交流電流を発電した後、この交流電流を図１に示す整流基板５１によって直流に整流すると共に、電流出力端７０及び車輪の外側に設けるワイヤー７２によって電力供給装置の基板ケース７３に伝導させ、この基板ケース７３は挟持装置７１によって車体に固定されると共に、一側に外部出力ソケット７４が設けられる。この外部出力ソケット７４によって充電する必要な部品に電流を出力して充電することができる。又、基板ケース７３内には基板７５が設置されている。
【００１６】
電力供給装置は取り付けケース８０を有すると共に、前記基板ケース７３上に設置され、この取り付けケース８０は両側が弾性力を有する弾性プレート８１であると共に、内部に電灯と蓄電池を有する照明器具８２が設置され、取り付けケース８０における導電プレート８３と照明器具８２における導電プレート８３とは互いに接触している。そして、前記照明器具８２は弾性プレート８１により取り付けケース８０内に挟装されている
【００１７】
図８に示すように、本発明に関する回路のデザインは整流回路９０や、電圧安定回路９１や、電流オーバー防止回路９２や、蓄電池９３を具備することにより、発電及び電力供給効果を達成している。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は以上説明したようであるから、次のような効果を得ることができる。
１．本発明の発電機は三相交流同期発電機を使用するので無負荷運転時の回転抵抗が他方式の発電機と比較し飛躍的に軽減でき、実装しての走行では全く発電機実装の抵抗を感じない。
２．本発明の発電機の内部には異なる直径を有するギアを組み込むことによって増速ギアになるため、低速走行時でも高出力の電源を得ることができる。
３．本発明は交流電流を直流電流に変換することで蓄電池に蓄電することが容易に実施できるので、その蓄電した蓄電池を介しての照明は走行速度に左右されず安定した照度の照明を得ることができる。
４．本発明は蓄電池に蓄えた電力が単に照明だけの使用でなく、外部に出力できる外部出力ソケットを有することで自走して蓄えた電気エネルギーを他の用途に、例えば携帯電話の充電などに利用できるので、とても有意義な発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる三相交流自転車用同期発電機の分解斜視図である。
【図２】本発明に係わる三相交流自転車用同期発電機の使用状態を示す参考図である。
【図３】本発明に係わる三相交流自転車用同期発電機の縦向断面図である。
【図４】本発明に係わる三相交流自転車用同期発電機の横向断面図である。
【図５】本発明に係わる三相交流自転車用同期発電機のギア組みを示す参考図である。
【図６】本発明に係わる電力供給装置の斜視図である。
【図７】本発明に係わる電力供給装置の分解斜視図である。
【図８】本発明の三相交流自転車用同期発電機及び電力供給装置の基本回路図である。
【符号の説明】
１０　　　　ハブ
１００　　　固定部材
１１　　　　内輪ギア
１２　　　　位置決めパイプ
２０　　　　磁石ケース
２１　　　　固定プレート
２２　　　　リング状磁石
３０　　　　シャフト
３１　　　　ねじ山
３２　　　　鉄芯
３３　　　　コイル
３４　　　　凹溝
４０　　　　プレート部材
４１　　　　固定凹部
４２　　　　主軸ギア
５０　　　　整流基板ケース
５１　　　　整流基板
５２　　　　中間ギア
５３　　　　位置決めブロック
６０　　　　ハブカバー
７０　　　　電流出力端
７１　　　　挟持装置
７２　　　　ワイヤー
７３　　　　基板ケース
７４　　　　外部出力ソケット
７５　　　　基板
８０　　　　取り付けケース
８１　　　　弾性プレート
８２　　　　照明器具
９０　　　　整流回路
９１　　　　電圧安定回路
９２　　　　電流オーバー防止回路
９３　　　　蓄電池
【図１】
2004112965.tif 000003
【図２】
2004112965.tif 000004
【図３】
2004112965.tif 000005
【図４】
2004112965.tif 000006
【図５】
2004112965.tif 000007
【図６】
2004112965.tif 000008
【図７】
2004112965.tif 000009
【図８】
2004112965.tif 000010