JP3684355B2 - Generator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自転車用発電機、風力発電機等を始めとして外部回転体からの駆動力を受けて発電する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に自転車などにはタイヤに接触して発電する発電機が設けられている。この発電機は、ダイナモケース内に磁石、鉄芯、コイルボビン、および、このコイルボビンに巻き付けられたコイルなどを設けて構成されており、この磁石もしくはコイルのいずれか一方をタイヤに押し当てて従動回転させ、その磁束変化を受けてコイルに誘導起電力を発生させるようにしたものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような発電機は磁石もしくはコイルのいずれか一方のみを回転させるものであるため、磁石とコイルの相対速度を上げることができず、特に、低速回転領域では誘導起電力が低くなるためにライトに有効な照度を確保することが難しい。
【0004】
一方、この問題を解決すべく、外部回転体からの駆動を受ける側の基端部分に変速ギア等を設けて磁石もしくはコイルの回転速度を上げるようにすることも考えられるが、このように一方側のみ高速回転させた場合は、その部品に大きな遠心力が加わり、その部品に破損を生じる可能性があるばかりでなく、その高速回転に基づく固有振動によって発電機全体に故障を生じさせることにもなりかねない。
【0005】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明の発電機は上記課題を解決するために、ケース本体(2)の内部に、磁石(30)と、芯材(40)を有するコイル(5)とを有し、このケース本体(2)を外部回転体(7)に隣接して固定する固定部(25)を具備してなる発電機(1)において、外部回転体(7)に接触する回転ローラ(31)の従動回転によって磁石(30)を回転させる第一の回転機構(3)と、該外部回転体(7)の回転中心の反対側に接触する回転ローラ(41)の従動回転によって芯材(40)およびコイル(5)を前記磁石(30)の回転方向と逆方向に回転させる第二の回転機構(4)とを設けるようにしたものである。
【0006】
このように磁石とコイルとを互いに逆方向に回転させる機構を設けることによってコイルと磁石との相対速度が大きくなり、より大きな誘導起電力を発生させることができるようになる。また、磁石もしくはコイルの一方側のみを高速回転させる必要がなくなるので、遠心力や固有振動等に基づく発電機の故障も少なくすることができる。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図1乃至図2は本発明の一実施の形態を示す発電機1の断面図を示したものであり、図3はその発電機1の使用状態を示したものである。
【0007】
この発電機1は、第一のケース20と第二のケース21からなるケース本体2の内部に円形断面を有する多極性磁石30(例えば、8極性磁石)と、この多極性磁石30の回転軸と同じ回転軸上に設けられ、各磁極に対応させた磁極片40a、40bを起立させた芯材40と、この芯材40の腰部40cに巻き付けたコイル5とを具備してなるもので、外部回転体7の円盤面70に接触して磁石30を従動回転させる第一の回転機構3と、この外部回転体7の回転中心71に対して反対側の円盤面70に接触して芯材40およびコイル5からなる誘電部6を従動回転させる第二の回転機構4とを備える。そして、これら第一の回転機構3および第二の回転機構4を用いて芯材40およびコイル5からなる誘電部6と磁石30とを互いに逆方向に回転させることによって磁石30とコイル5との相対速度を大きくして、より大きな誘導起電力を発生させるようにしたものである。以下、この発電機1の構成について具体的に説明する。
【0008】
ケース本体2は、組み立て作業を容易にすべく第一のケース20と第二のケース21とに分離して設けるように構成したものであり、第一のケース20に第一の回転機構3を組み付けるとともに、第二のケース21に第二の回転機構4を組み付けてそれぞれを中央部分で接合できるようにしている。これらの第一のケース20および第二のケース21はコイル5の一端側5aのアース接続を可能にすべく導電性部材で構成され、また、コイル5の他端側5bの外部出力を可能にすべくプッシュ端子用接続部22を第二のケース21に取り付けるための孔部を設けている。このプッシュ端子用接続部22は、その上端部分に後述する導電盤45に接触するブラシ部材24を取り付けて回転するコイル5からの電気出力を可能にしており、絶縁部材23を介して孔部に取り付けられ、アース側とプッシュ端子用接続部22側に電力線を接続することによって電気を出力できるようにしている。そして、このように構成されたケース本体2は、第二のケース21に設けられた固定部25を介して外部回転体7の回転中心71近傍に固定できるようにしている。なお、この外部回転体7としては、例えば、自転車のホイール等を用いた場合、ケース本体2をフォークもしくはハブなどに固定することができる。
【0009】
第一の回転機構3は、外部回転体7の円盤面70に接触して従動する回転ローラ31と、N極とS極をそれぞれ4極ずつ円周上に配置させた多極性磁石30と、この多極性磁石30の回転中心と回転ローラ31の回転中心とを連結する軸部材32とを具備して構成され、この軸部材32を第一のケース20の開口端部20aや図示しない軸受部材などで回転可能に支持して多極性磁石30の回転を許容している。この軸部材32は、回転ローラ31を平面状の外部回転体7に接触させて用いる場合は直線状に構成し、また、自転車のホイールのように外側に向けて漸次厚み寸法が薄くなるような外部回転体7に接触させる場合は、そのホイール面に沿って回転軸を屈曲させる連結手段を設けて構成しても良い。
【0010】
また、第二の回転機構4は、外周部に溝部を設けた回転ローラ41と、前記誘電部6の回転中心と回転ローラ41とを軸支する軸部材42とを具備し、第二のケース21の開口端部21aや図示しない軸受部材などで誘電部6を回転可能に支持して構成している。この軸部材42も第一の回転機構3と同じ構成を有するもので、平面状の外部回転体7に接触させて使用する場合は軸部材42を直線状に構成し、また、自転車のホイールなどのような変形した外部回転体7に接触させて使用する場合は、その回転軸を屈曲させる連結手段を設けて構成するようにしても良い。
【0011】
一方、芯材40は、多極性磁石30の下方に略同じ回転軸上に配置されており、図2に示すように多極性磁石30の一方の磁極(例えば、N極)に対応させて下方から起立させた第一の磁極片40aと、他方の磁極(例えば、S極)に対応させて下方から起立させた第二の磁極片40bとを設けて構成される。この第一の磁極片40aは、腰部40c上端部分から多極性磁石30の外周近傍に向けて起立して設けられ、また、第二の磁極片40bは、腰部40c下端部分から第一の磁極片40aの外周部分に位置するように起立して設けられる。そして、この第二の磁極片40bの下面にはブラシ部材43を第二のケース21に対して接触可能に取り付けており、また、このブラシ部材43の内側には薄い絶縁部材44を介して円盤状の導電盤45を取り付けている。そして、この芯材40の腰部40cにコイル5が巻き付け、そのコイル5の一端側5aをブラシ部材43に接続して第二のケース21にアース接続するとともに、他端側5bを導電盤45に接続してブラシ部材24を介してプッシュ端子用接続部22から外部出力できるようにしている。
【0012】
次に、このように構成した発電機1を使用する場合について説明する。
【0013】
まず、ケース本体2の固定部25を介して外部回転体7のに隣接して設けられたフォーク等の固定部材に固定してその外部回転体7の回転中心71近傍に位置させ、第一の回転機構3側の回転ローラ31と第二の回転機構4側の回転ローラ41とを互いに外部回転体7の回転中心71の反対側に接触押圧させる。そして、この状態で外力を用いて外部回転体7を回転させた場合、第一の回転機構3と第二の回転機構4側の回転ローラ31、41が互いに外部回転体7の円盤面70に従動して逆方向に回転し、多極性磁石30のそれぞれの磁極に対応させた第一の磁極片40aおよび第二の磁極片40bに異なる種類の磁力を帯磁させる。これに伴って、芯材40の腰部40cに巻き着けられたコイル5に誘導起電力が発生し、コイル5の回転時に第二のケース21に常時接触するブラシ部材43によって一端側5aがアース接続され、また、プッシュ端子用接続部22の上部に設けられたブラシ部材24が導電盤45に常時接触することによってプッシュ端子用接続部22から誘導起電力を出力させられるようになる。
【0014】
このように上記実施形態によれば、ケース本体2の内部に、磁石30と、芯材40を有するコイル5とを有し、このケース本体2を外部回転体7に隣接して固定する固定部25を具備してなる発電機1において、外部回転体7に接触する回転ローラ31の従動回転によって磁石30を回転させる第一の回転機構3と、該外部回転体7の回転中心の反対側に接触する回転ローラ41の従動回転によって芯材40およびコイル5を磁石30の回転方向と逆方向に回転させる第二の回転機構4とを設けるようにしたので、磁石30のみを回転させる場合に比べてコイル5と磁石30の相対速度を大きくすることができ、より大きな誘導起電力を発生させることが可能となる。このため自転車などを低速走行させた場合であっても点灯に必要な有効な起電力を得ることが可能となり、また、磁石30やコイル5のいずれか一方のみを高速回転させる必要がないため、高速回転による遠心力や固有振動に基づく部品や発電機全体の故障などを防止することができるようになる。
【0015】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変更することができる。例えば、上記実施形態では磁石30と誘電部6とをそれぞれ略同一軸上に直列配置させるようにしたが、これに限らず磁石を回転中心側に設けて芯材およびコイルをその外側に配置するように構成しても良く、また、これとは逆に芯材およびコイルを回転中心側に設けてその外周に磁石を設けて、それぞれを逆方向に回転させるようにしても良い。
【0016】
更に、上記実施形態では、コイル5および芯材40をともに一体化させて回転させるようにしたが、コイルを回転させることなく芯材のみを磁石と逆方向に回転させるようにしても良い。
【発明の効果】
本発明の発電機は、ケース本体(2)の内部に、磁石(30)と、芯材(40)を有するコイル(5)とを有し、このケース本体(2)を外部回転体(7)に隣接して固定する固定部(25)を具備してなる発電機(1)において、外部回転体(7)に接触する回転 ローラ(31)の従動回転によって磁石(30)を回転させる第一の回転機構(3)と、該外部回転体(7)の回転中心の反対側に接触する回転ローラ(41)の従動回転によって芯材(40)およびコイル(5)を前記磁石(30)の回転方向と逆方向に回転させる第二の回転機構(4)とを設けるようにしたので、芯材もしくはコイルと磁石との相対速度を大きくすることができ、これに基づいて誘導起電力を大きくすることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態を示す発電機の縦断面図
【図2】 図1におけるA−A断面を示した状態図
【図3】 同形態における使用状態を示す図
【符号の説明】
1・・・発電機
2・・・ケース本体
3・・・第一の回転機構
4・・・第二の回転機構
5・・・コイル
7・・・外部回転体
25・・・固定部
30・・・磁石
40・・・芯材
40a・・・第一の磁極片
40b・・・第二の磁極片
71・・・回転中心[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for generating electric power by receiving a driving force from an external rotating body such as a bicycle generator and a wind power generator.
[0002]
[Prior art]
In general, a bicycle or the like is provided with a generator that generates power by contacting a tire. This generator is composed of a dynamo case with a magnet, iron core, coil bobbin, a coil wound around this coil bobbin, etc., and either one of this magnet or coil is pressed against the tire and driven rotation In response to the change in magnetic flux, an induced electromotive force is generated in the coil.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, such generators since they are rotating only either one of the magnets or coils, can not be increased relative velocity of the magnet and the coil, in particular, induced electromotive force is low Ku in the low-speed rotation area Therefore, it is difficult to ensure effective illuminance for the light.
[0004]
On the other hand, in order to solve this problem, it is conceivable to increase the rotational speed of the magnet or coil by providing a transmission gear or the like at the base end portion on the side receiving the drive from the external rotating body. If only the side is rotated at a high speed, a large centrifugal force will be applied to the part, which may cause damage to the part, as well as causing a failure of the entire generator due to the natural vibration based on the high speed rotation. It can be.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
Then, in order to solve the said subject, the generator of this invention has the magnet (30) and the coil (5) which has a core material (40) inside the case main body (2), and this case main body. In the generator (1) comprising a fixing part (25) for fixing (2) adjacent to the external rotating body (7), the driven rotation of the rotating roller (31) in contact with the external rotating body (7) The core (40) and the coil by the follower rotation of the first rotating mechanism (3) for rotating the magnet (30) by the rotating roller (41) contacting the opposite side of the rotation center of the external rotating body (7) A second rotation mechanism (4) for rotating (5) in a direction opposite to the rotation direction of the magnet (30) is provided .
[0006]
By providing a mechanism for rotating the magnet and the coil in opposite directions as described above, the relative speed between the coil and the magnet is increased, and a larger induced electromotive force can be generated. Further, since it is not necessary to rotate only one side of the magnet or the coil at high speed, it is possible to reduce the failure of the generator based on centrifugal force, natural vibration, or the like.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are sectional views of a
[0007]
The
[0008]
The case body 2 is configured to be separated into a
[0009]
The
[0010]
The
[0011]
On the other hand, the
[0012]
Next, the case where the
[0013]
First, it is fixed to a fixing member such as a fork provided adjacent to the external
[0014]
As described above, according to the embodiment, the case body 2 has the
[0015]
In addition, this invention can be variously changed without being limited to the said embodiment. For example, in the above-described embodiment, the
[0016]
Furthermore, in the said embodiment, although the
【The invention's effect】
The generator of the present invention has a magnet (30) and a coil (5) having a core material (40) inside a case body (2), and the case body (2) is connected to an external rotating body (7). In the generator (1) having a fixing part (25) fixed adjacent to the outer rotating body (7), the magnet (30) is rotated by the driven rotation of the rotating roller (31) in contact with the external rotating body (7) . The core material (40) and the coil (5) are moved to the magnet (30) by the driven rotation of one rotation mechanism (3) and the rotation roller (41) contacting the opposite side of the rotation center of the external rotation body (7). Since the second rotation mechanism (4) that rotates in the direction opposite to the rotation direction is provided , the relative speed between the core or the coil and the magnet can be increased, and the induced electromotive force can be increased based on this. You can make it bigger.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a generator showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a state diagram showing a cross section along line AA in FIG. 1. FIG. Description】
DESCRIPTION OF
Claims (1)
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (2)
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| JP2003235223A JP2003235223A (en) | 2003-08-22 |
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Family
ID=27776005
Family Applications (1)
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| JP (1) | JP3684355B2 (en) |
Families Citing this family (2)
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2002
- 2002-02-08 JP JP2002033076A patent/JP3684355B2/en not_active Expired - Fee Related
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