(57)【要約】【解決手段】表面外装板１にコイルユニット２を、裏面外装板３にベアリング９を介して固定部材９を、該固定部材９に前記表面外装板１を各々装着し、裏面外装板３の裏面に車輪の一部と係合し車輪の回転にともなって裏面外装板を回転させる係合部材１３を有するものであって、固定部材９は、表面外装板１及び裏面外装板３より肉厚で高い強度を有し、その突出部９ｃが表面外装板１から突出してフォーク１７と係合するダイナモ。【効果】  固定部材が高い強度をもち、表面外装板１から突出してフォーク１７と係合することから、フォークが歪んでいたりしても、取り付け可能であり、適切に発電することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面外装板と、コイルユニットと、裏面外装板と、固定部材と、係合部材とからなり、表面外装板にコイルユニットを、裏面外装板にベアリングを介して固定部材を、該固定部材に前記表面外装板を各々装着し、裏面外装板の裏面に車輪の一部と係合し車輪の回転にともなって裏面外装板を回転させる係合部材を有するものであって、
固定部材は、ベアリングと嵌合するベアリング嵌合部と、前記表面外装板との装着状態を固定する固定部と、表面外装板との装着状態で該表面外装板より突出する突出部と、からなることを特徴とするダイナモ。
【請求項２】
固定部材の固定部は、少なくとも表面外装板よりも高い強度を有することを特徴とする請求項１に記載のダイナモ。
【請求項３】
固定部材は、円板状の固定部と、この固定部の一方の側面から突出する筒状のベアリング嵌合部と、固定部のもう一方の側面に形成する突出部とからなり、固定部に表面外装板と固定するための固定孔を有することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のダイナモ。
【請求項４】
いずれも扁平な円環状である表面外装板と、コイルユニットと、裏面外装板とからなり、コイルユニットは円環状に巻回したコイルを円環状である一対の磁極板によって表裏両側から保持し、一対の磁極板に表裏両側からコイルの外周上に交互に突出する爪を形成して表面外装板と同心上に固定し、
円環状の裏面外装板の内周には、ベアリングを介して円形の固定部材を装着し、該固定部材と表面外装板を同心で一体的に固定して表面外装板に対して裏面外装板を回転自在とするとともに、一体的に固定した固定部材と表面外装板の中心位置に自転車のハブ軸を貫通させる取り付け孔を設け、
裏面外装板の外周部分にコイルユニットの外周面上に突出する外周側面を形成し、コイルユニット外周面との間に回転可能な隙間を保持して、前記外周側面の内面に磁石を固定し、裏面外装板の裏面に車輪の一部と係合し車輪の回転にともなって裏面外装板を回転させる係合部材を設けたことを特徴とする請求項１、２または３のいずれかに記載のダイナモ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主として自転車のハブ軸に装着されるダイナモであって、ハブ軸に固定されるコイルに対して車輪の回転に連動させて磁石を回転させることによって発電をするダイナモに関する発明である。自転車の他に、スポーツジムで用いられるエアロバイクといったスポーツ器具にも使用可能である。
【背景技術】
【０００２】
従来の自転車用のダイナモについて、ダイナモ全体の厚み、特にハブ軸への取り付け部分の厚みを薄く形成するとともに全体を一体として取り扱い、ハブ軸への取り付け作業を容易に行なうことができる構造があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２０００７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ダイナモをその全体の厚み、特にハブ軸への取り付け部分の厚みを薄く形成する構造とした場合、ダイナモの強度が低下してしまう。自転車を長年使用していると、フォークに歪みが生じる。また、フォークの生産時、その先端部分にバリ等が生じたりすることがあった。この歪みやバリ等により、ダイナモの取り付け時に表面外装板に傾きが生じ、ダイナモを正常に取り付けることができない状況に至ることがあった。また、このようなフォークの歪みがある場合にダイナモを取り付けることができたとしても、正常な発電ができず、異音が発生することがあった。
【０００５】
これらのフォークの歪み等に対応するために、ダイナモの強度を上げようとすると、ダイナモ自体が大型化してしまい、取り付けの容易なものでなくなってしまうこととなる。
【０００６】
よって、従来技術の欠点に鑑み、ダイナモ自体の厚みを薄く形成するものとしつつ、フォークの歪み等があったとしても、ダイナモを正常に取り付けることができるダイナモを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１記載のダイナモは、表面外装板と、コイルユニットと、裏面外装板と、固定部材と、係合部材とからなり、表面外装板にコイルユニットを、裏面外装板にベアリングを介して固定部材を、該固定部材に前記表面外装板を各々装着し、裏面外装板の裏面に車輪の一部と係合し車輪の回転にともなって裏面外装板を回転させる係合部材を有するものであって、固定部材は、ベアリングと嵌合するベアリング嵌合部と、前記表面外装板との装着状態を固定する固定部と、表面外装板との装着状態で該表面外装板より突出する突出部と、からなることを特徴とする。
【０００８】
また、固定部材の固定部は、少なくとも表面外装板よりも高い強度を有することが好ましい。
【０００９】
また、固定部材は、円板状の固定部と、この固定部の一方の側面から突出する筒状のベアリング嵌合部と、固定部のもう一方の側面に形成する突出部とからなり、固定部に表面外装板と固定するための固定孔を有することが好ましい。
【００１０】
また、いずれも扁平な円環状である表面外装板と、コイルユニットと、裏面外装板とからなり、コイルユニットは円環状に巻回したコイルを円環状である一対の磁極板によって表裏両側から保持し、一対の磁極板に表裏両側からコイルの外周上に交互に突出する爪を形成して表面外装板と同心上に固定し、円環状の裏面外装板の内周には、ベアリングを介して円形の固定部材を装着し、該固定部材と表面外装板を同心で一体的に固定して表面外装板に対して裏面外装板を回転自在とするとともに、一体的に固定した固定部材と表面外装板の中心位置に自転車のハブ軸を貫通させる取り付け孔を設け、裏面外装板の外周部分にコイルユニットの外周面上に突出する外周側面を形成し、コイルユニット外周面との間に回転可能な隙間を保持して、前記外周側面の内面に磁石を固定し、裏面外装板の裏面に車輪の一部と係合し車輪の回転にともなって裏面外装板を回転させる係合部材を設けたことが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によると、固定部材の突出部が表面外装板からも突出し、自転車のフォークと接するように位置する。これにより、自転車のフォークに歪みがあったり、バリ等があったとしても、当該突出部と係合し、ダイナモの外装板を歪めて発電効力が落ちることがない。
【００１２】
請求項２に記載の発明によると、固定部材が表面外装板や裏面外装板よりも高い強度を有することから、固定部材によりフォークの歪み等からの外力に対抗することができ、ダイナモ自体を大型化せずに強度を保持することが可能になる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によると、固定部材の固定部に固定孔を有し、ここにビス等を通して固定部材と表面外装板とをしっかりと固定することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によると、薄型で後付けをし易い自転車用ダイナモを提供することができるとともに、自転車のフォークに歪みがあった場合等に対応し、所定の強度を有する自転車用ダイナモを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に用いる固定部材であって、（ａ）はベアリング嵌合部を上側にした状態を示す斜視図であり、（ｂ）は突出部を上側にした状態を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る自転車用ダイナモを、自転車に取り付けた使用状態を示す縦断面図、
【図３】図２に示す自転車用ダイナモのみを示す縦断面図、
【図４】図２に示す自転車用ダイナモを分割して示す縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る自転車用ダイナモの実施形態を、添付の図面に基づいて説明する。
図１は、自転車用ダイナモに用いる本発明の固定部材である。図２は、本発明に係る自転車用ダイナモの使用状態を示す縦断面図、図３は、自転車用ダイナモのみの縦断面図側面図、図４は、図２に示す自転車用ダイナモを分解して示す縦断面図である。
【００１７】
図１に示すように、本発明に用いる固定部材９は、固定部９ａ、ベアリング嵌合部９ｂ、突出部９ｃとからなり、これらは一体的に形成される。表面外装板１の材質がステンレス材であり、裏面外装板３の材質はＳＰＣＣ材（冷間圧延鋼板）を用いている。固定部材９の材質は炭素鋼Ｓ４５Ｃ材を用い、表面外装板１や裏面外装板３よりも高い強度を有する。また、固定部材９における固定部９ａの厚みは２．０ｍｍであり、０．５ｍｍの表面外装板１、裏面外装板３より肉厚に形成され、この点からも固定部材が高い強度を有する。固定部材９の強度は、表面外装板１や裏面外装板３のみならず、ハブ２５よりも高い強度としており、このようにすることが好ましい。このように、固定部材９は、少なくとも表面外装板１、裏面外装板３よりも、高い強度を有するように形成される（図２参照）。
【００１８】
固定部材９の固定部９ａは、円板状に形成される。一方、表面外装板１は、円形の皿状とし、正面板１ａの中心部分に一段低く、椀状に形成した底面１ｂの中心位置に取り付け孔１１を穿設し、正面板１ａの外周部分に外周側面１ｃを形成している（図３、４参照）。この椀状の底面１ｂの内側外周面に嵌まり込むように固定部材９の固定部９ａの外周が形成される。
【００１９】
固定部材９のベアリング嵌合部９ｂは、円板状の固定部９ａの一方面から筒状に突出して形成される。円形のベアリング８の内周面にベアリング嵌合部９ｂの外周面が係合し、固定部材９にベアリング８を係合させる。
【００２０】
固定部材９の突出部９ｃは、円板状の固定部９ａの一方の面（上面）から突出するベアリング嵌合部９ｂを有するに対し、そのもう一方の面（下面）の中央部分である円形部分を一段高くして台状に形成している。表面外装板１の取り付け孔１１は、従来のものに比して大きく開けられており、固定部材９を装着した際に、固定部材９の突出部９ｃが表面外装板１から突出して露出するようにしている（図３参照）。露出した状態の突出部９ｃは、表面外装板１の底面１ｂの外面からも一段高くなる。
【００２１】
固定部材９は、その中央に貫通穴９ｄが形成される。中央に貫通して形成されることから、貫通穴９ｄは一方面にあるベアリング嵌合部９ｂ、固定部９ａ、突出部９ｃの各中央部分を通して形成される。また、固定部９ａには、所定位置に固定用のネジ１９ｂ、１９ｂを通すためのネジ穴状の固定孔９ｅ、９ｅが形成される。
【００２２】
上記固定部材９を用いた自転車用ダイナモの構造について説明する。
図２〜４から理解されるように、本発明に係る自転車用ダイナモは、全体をいずれも扁平な円環状である表面外装板１と、コイルユニット２と、裏面外装板３とで構成する。
【００２３】
コイルユニット２は円環状に巻回したコイル４を円環状である一対の磁極板５、６によって表裏両側から挟み込んで保持し、一対の磁極板５、６に表裏両側からコイル４の外周上に交互に突出する爪７、７を形成し、表面外装板１と同心上に固定して一体としている。表面外装板１とコイルユニット２は、円形上に配置した複数のリベット１９ａ、１９ａを貫通させることによって、表面外装板１と磁極板５、６の三部材をしっかりと固定している。コイルユニット２に設けられた端子２０は、表面外装板１を絶縁状態で貫通して外部に突出している。
【００２４】
外周側面３ａを形成した円環状の裏面外装板３の裏面板３ｂ中心部分には、筒状部３ｃを形成し、この筒状部３ｃにベアリング８を取り付けている。ベアリング８の内周部分に、固定部材９のベアリング嵌合部９ｂを係合させて配置し、固定部材９によって裏面外装板３と表面外装板１を同心で一体的に固定している。この構成とすることによって、表面外装板１に対して裏面外装板３は自由に回転する。
【００２５】
表面外装板１と裏面外装板３の取り付け構造は、固定部材９のベアリング嵌合部９ｂでベアリング８の内周部分を係合して支持させ、一体的に固定している。このとき、固定部材９に表面外装板１の取り付け孔１１と同心に位置するように貫通孔９ｄが形成されている。このように、固定部材９により一体化されたダイナモは、中心孔がハブ軸を貫通させる取り付け孔となる。
【００２６】
裏面外装板３の外周側面３ａは、表面外装板１の外周側面１ｃの内側に入り込んで回転可能とするとともに、コイルユニット２の外周面との間に回転可能な微小な隙間を保持して、外周側面３ａの内周面に小さくてなるべく強力な多数の磁石１２、１２を、Ｎ極とＳ極が交互に配列されるように固定している。多数の磁石を配置するために、多数の磁石１２、１２を固定したリング板を裏面外装板３の外周側面３ａ内面に固定している。
【００２７】
裏面外装板３の裏面板３ｂには、自転車の車輪の一部に係合して車輪の回転にともなって裏面外装板３を回転させるための係合部材１３を設けている。係合部材１３は、ゴム製とし雌ネジ筒であるゴムフック軸２４を裏面板３ｂに突出させておき、ゴムフック軸２４に、貫通孔を穿設したゴム製の係合部材１３を挿入し、止めネジ１７によって締め付け固定する。ゴムフック軸２４は、裏面外装板にネジで固定する他、溶着などによって固定しておくこともできる。
【００２８】
係合部材１３は、長円もしくは楕円としておくのが好ましく、車輪のスポーク１６、１６の間に隙間なくしっかりと挿入することによって、車輪の回転を裏面外装板３に確実に伝えることができる。
【００２９】
裏面外装板３の裏面には、前記係合部材１３とは別に防振ゴム１８を設けている。防振ゴム１８は、車輪のスポーク１６に側面から当接するように配置される。裏面外装板３は、係合部材１３によって一箇所において車輪のハブと係合している。このとき、なんらかの外力が作用すると、ダイナモが振動する可能性があるため、防振ゴム１８を配置してガタ付きを防止する。
【００３０】
防振ゴム１８は、一本のスポークの側面に当接するものであってもよいが、複数のスポークの側面に当接させるのが効果的である。先に述べたように、スポークの間隔は車輪によって一定しない。図示実施形態においては、防振ゴム１８を係合部材１３の対向位置に配置している。また、防振ゴムの形状は、一定角度の扇面形状としている。
【００３１】
以上述べたように、本発明に係る自転車用ダイナモは、コイル４を備えた表面外装板１と、磁石１２を備えた裏面外装板３が一体的に形成されるため、これをハブ軸１０に装着するだけで取り付けが完了する。このとき、取り付けのために必要な、ハブ軸１０の軸方向寸法は、表面外装板１と裏面外装板３の固定部分９の寸法、具体的には貫通穴９ｄの軸方向寸法だけである。
【００３２】
本発明に係る自転車用ダイナモの取り付け状態を、図２に基づいて説明する。自転車の車輪のハブ軸１０には、ハブ２５が回転自在に装着され、ロックナット２６、２６によって定位置に固定されている。この状態で、本発明に係るダイナモは、裏面外装板３をハブ方向に向けてハブ軸１０の一方の端部から挿入し、係合部材１３を車輪のスポーク１６、１６に係合させるとともに、防振ゴム１８をスポークの側面に当接させる。その状態で、フォーク２７、２７の先端部分や荷物かごのステー２８、２８の先端部分をハブ軸１０に挿入し、ワッシャ部材３０を挟んでナット２９、２９で全体を締め付け固定する。
【００３３】
上記、組立状態において自転車の車輪が回転すると、スポーク１６に係合している裏面外装板３が回転するとともに、表面外装板１は固定されている。したがって、裏面外装板３に固定されている磁石１２と表面外装板１に固定されているコイル４の相対的な回転によって発電が行なわれ、表面外装板から器外に突出している端子２０に結線することによって、ライトを点灯することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１…表面外装板、 １ａ…正面板、 １ｂ…底面、 １ｃ…外周側面、 ２…コイルユニット、 ３…裏面外装板、 ３ａ…外周側面、 ３ｂ…裏面板、 ３ｃ…筒状部、 ４…コイル、 ５、６…磁極板、 ７…爪、 ８…ベアリング、 ９…固定部材、 ９ａ…固定部、 ９ｂ…ベアリング嵌合部、９ｃ…突出部、９ｄ…貫通孔、９ｅ…固定孔 １０…ハブ軸、 １１…取り付け孔、 １２…磁石、 １３…係合部材、 １６…スポーク、 １７…止めネジ、 １８…防振ゴム、 １９ａ…リベット、１９ｂ…ネジ、 ２０…端子、２４…ゴムフック軸、 ２５…ハブ、 ２６…ロックナット、２７…フォーク、 ２８…ステー、２９…ナット、３０…ワッシャ部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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