DE102016103089A1

DE102016103089A1 - Bicycle power generator

Info

Publication number: DE102016103089A1
Application number: DE102016103089.9A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Fujiwara
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2016-02-23
Publication date: 2016-08-25
Also published as: CN105914976B; TWI685181B; CN105914976A; TW201631873A; JP2016158421A; JP6445350B2

Abstract

Ein Fahrradstromgenerator, der die Energieerzeugungseffizienz verbessert, umfasst einen Träger und einen Rotor, der an dem Träger angeordnet ist. Der Rotor ist um eine Drehachse drehbar und nimmt von außen eine Drehkraft auf. Der Fahrradstromgenerator umfasst des Weiteren eine Spule, die von dem Träger getragen wird, eine Jocheinheit, die von dem Träger getragen wird, und einen ersten Magneten und einen zweiten Magneten, die um die Drehachse zusammen mit dem Rotor drehbar sind. Die Jocheinheit umfasst einen dem Magneten zugewandten Abschnitt, der sich zwischen dem ersten Magneten und dem zweiten Magneten befindet.A bicycle power generator that improves the power generation efficiency includes a carrier and a rotor disposed on the carrier. The rotor is rotatable about a rotation axis and receives a rotational force from the outside. The bicycle power generator further comprises a coil carried by the carrier, a yoke unit carried by the carrier, and a first magnet and a second magnet which are rotatable about the rotation axis together with the rotor. The yoke unit includes a magnet-facing portion located between the first magnet and the second magnet.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Fahrradstromgenerator.The present disclosure relates to a bicycle power generator.

Das japanische Patent Nr. 5357937 beschreibt ein Beispiel aus dem Stand der Technik eines Fahrradstromgenerators, der elektrische Energie erzeugt, wenn das Fahrrad gefahren wird.The Japanese Patent No. 5357937 describes a prior art example of a bicycle power generator that generates electrical energy when the bicycle is being driven.

Die Energieerzeugungseffizienz von Fahrradstromgeneratoren muss eine verbesserte Energieerzeugungseffizienz aufweisen, um der Gewichtsreduktion von Fahrrädern Rechnung zu tragen, und um einen erhöhten Energieverbrauch von motorgetriebenen Fahrradkomponenten zu bewältigen.The power generation efficiency of bicycle power generators must have improved power generation efficiency to account for the weight reduction of bicycles and to cope with increased power consumption of motor-driven bicycle components.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen Fahrradstromgenerator bereitzustellen, der die Energieerzeugungseffizienz verbessert.It is an object of the present disclosure to provide a bicycle power generator that improves the power generation efficiency.

Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Fahrradstromgenerator, der einen Träger und einen Rotor, der an dem Träger angeordnet ist, umfasst. Der Rotor ist relativ zu dem Träger um eine Drehachse drehbar und nimmt von außen eine Drehkraft auf. Eine Spule wird von dem Träger getragen. Eine Jocheinheit wird von dem Träger getragen. Ein erster Magnet und ein zweiter Magnet sind um die Drehachse zusammen mit dem Rotor drehbar. Die Jocheinheit umfasst einen dem Magneten zugewandten Abschnitt, der sich zwischen dem ersten Magneten und dem zweiten Magneten befindet.One aspect of the present disclosure is a bicycle power generator that includes a carrier and a rotor disposed on the carrier. The rotor is rotatable relative to the carrier about an axis of rotation and receives a rotational force from the outside. A spool is carried by the carrier. A yoke unit is carried by the wearer. A first magnet and a second magnet are rotatable about the axis of rotation together with the rotor. The yoke unit includes a magnet-facing portion located between the first magnet and the second magnet.

In einem Aspekt des Fahrradstromgenerators sind der erste Magnet und der zweite Magnet relativ drehfest.In one aspect of the bicycle power generator, the first magnet and the second magnet are relatively rotationally fixed.

In einem Aspekt des Fahrradstromgenerators umfasst die Jocheinheit des Weiteren einen Hauptkörper, der sich teilweise zwischen dem ersten Magneten und der Spule befindet.In one aspect of the bicycle power generator, the yoke unit further includes a main body partially located between the first magnet and the spool.

In einem Aspekt des Fahrradstromgenerators überlappt der dem Magneten zugewandte Abschnitt in einer zur Drehachse orthogonalen Richtung gesehen nicht mit der Spule.In one aspect of the bicycle power generator, the portion facing the magnet does not overlap with the coil in a direction orthogonal to the rotation axis.

In einem Aspekt des Fahrradstromgenerators befindet sich der dem Magneten zugewandte Abschnitt in der Axialrichtung von der Spule aus an einer äußeren Seite.In one aspect of the bicycle power generator, the magnet-facing portion is located on the outer side in the axial direction from the spool.

In einem Aspekt des Fahrradstromgenerators umfasst der erste Magnet eine Mehrzahl von Magnetpolen, die in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, der zweite Magnet umfasst eine Mehrzahl von Magnetpolen, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind, die Anzahl der Magnetpole im ersten Magneten ist dieselbe wie die Anzahl der Magnetpole im zweiten Magneten, und eine Phase der Magnetpole im ersten Magneten ist um einen vorgegebenen Winkel von einer Phase der Magnetpole im zweiten Magneten versetzt.In one aspect of the bicycle power generator, the first magnet includes a plurality of magnetic poles arranged in a circumferential direction, the second magnet includes a plurality of magnetic poles arranged in the circumferential direction, the number of magnetic poles in the first magnet is the same as the number of magnetic poles Magnetic poles in the second magnet, and a phase of the magnetic poles in the first magnet is offset by a predetermined angle of one phase of the magnetic poles in the second magnet.

In einem Aspekt des Fahrradstromgenerators liegt der vorgegebene Winkel im Bereich von 15% bis 30% einer Phasenbreite eines der Magnetpole im ersten Magneten und im zweiten Magneten.In one aspect of the bicycle power generator, the predetermined angle is in the range of 15% to 30% of a phase width of one of the magnetic poles in the first magnet and the second magnet.

In einem Aspekt des Fahrradstromgenerators liegt der vorgegebene Winkel im Bereich von 18% bis 20% einer Phasenbreite eines der Magnetpole im ersten Magneten und im zweiten Magneten.In one aspect of the bicycle power generator, the predetermined angle is in the range of 18% to 20% of a phase width of one of the magnetic poles in the first magnet and the second magnet.

In einem Aspekt des Fahrradstromgenerators umfasst der erste Magnet eine Mehrzahl von Magnetpolen, die in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, der zweite Magnet umfasst eine Mehrzahl von Magnetpolen, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind, die Anzahl der Magnetpole im ersten Magneten ist dieselbe wie die Anzahl der Magnetpole im zweiten Magneten, und eine Phase der Magnetpole im ersten Magneten ist im Wesentlichen übereinstimmend mit einer Phase der Magnetpole im zweiten Magneten.In one aspect of the bicycle power generator, the first magnet includes a plurality of magnetic poles arranged in a circumferential direction, the second magnet includes a plurality of magnetic poles arranged in the circumferential direction, the number of magnetic poles in the first magnet is the same as the number of magnetic poles Magnetic poles in the second magnet, and a phase of the magnetic poles in the first magnet is substantially coincident with a phase of the magnetic poles in the second magnet.

Ein Aspekt des Fahrradstromgenerators umfasst des Weiteren einen Positioniermechanismus, der Phasen des ersten Magneten und des zweiten Magneten relativ zum Rotor positioniert.An aspect of the bicycle power generator further includes a positioning mechanism that positions phases of the first magnet and the second magnet relative to the rotor.

In einem Aspekt des Fahrradstromgenerators umfasst die Jocheinheit ein erstes Joch und ein zweites Joch, das erste Joch umfasst einen ersten dem Magneten zugewandten Abschnitt, das zweite Joch umfasst einen zweiten dem Magneten zugewandten Abschnitt, und der erste dem Magneten zugewandte Abschnitt und der zweite dem Magneten zugewandte Abschnitt bilden den dem Magneten zugewandten Abschnitt.In one aspect of the bicycle power generator, the yoke unit includes a first yoke and a second yoke, the first yoke includes a first magnet facing portion, the second yoke includes a second magnet facing portion, and the first magnet facing portion and the second magnet facing portion forming the magnet facing portion.

In einem Aspekt des Fahrradstromgenerators umfasst das erste Joch eine Mehrzahl von ersten Jochstücken, und das zweite Joch umfasst eine Mehrzahl von zweiten Jochstücken.In one aspect of the bicycle power generator, the first yoke includes a plurality of first yoke pieces, and the second yoke includes a plurality of second yoke pieces.

In einem Aspekt des Fahrradstromgenerators sind die ersten Jochstücke und die zweiten Jochstücke abwechselnd in einer Umfangsrichtung angeordnet, und der erste dem Magneten zugewandte Abschnitt und der zweite dem Magneten zugewandte Abschnitt sind abwechselnd in der Umfangsrichtung angeordnet.In one aspect of the bicycle power generator, the first yoke pieces and the second yoke pieces are alternately arranged in a circumferential direction, and the first magnet-facing portion and the second magnet-facing portion are alternately arranged in the circumferential direction.

In einem Aspekt des Fahrradstromgenerators umfassen die ersten Jochstücke jeweils einen U-förmigen ersten Hauptkörper und den ersten dem Magneten zugewandten Abschnitt, der U-förmige erste Hauptkörper umfasst zwei Enden, die eine erste Öffnung dazwischen definieren, der erste dem Magneten zugewandte Abschnitt erstreckt sich von einem von zwei Enden des U-förmigen ersten Hauptkörpers und weg von der ersten Öffnung, die zweiten Jochstücke umfassen jeweils einen U-förmigen zweiten Hauptkörper und den zweiten dem Magneten zugewandten Abschnitt, der U-förmige zweite Hauptkörper umfasst zwei Enden, die eine zweite Öffnung dazwischen definieren, und der zweite dem Magneten zugewandte Abschnitt erstreckt sich von dem U-förmigen zweiten Hauptkörper an einer Stelle, die einem der beiden Enden gegenüberliegt.In one aspect of the bicycle power generator, the first yoke pieces each include a U-shaped first main body and the first magnet-facing portion, the U-shaped first main body includes two ends that are a first one Define opening therebetween, the first magnet-facing portion extends from one of two ends of the U-shaped first main body and away from the first opening, the second yoke pieces each comprise a U-shaped second main body and the second magnet facing portion U-shaped second main bodies include two ends defining a second opening therebetween, and the second magnet-facing portion extends from the U-shaped second main body at a location opposite one of the two ends.

In einem Aspekt des Fahrradstromgenerators sind die ersten Jochstücke und die zweiten Jochstücke so angeordnet, dass der U-förmige erste Hauptkörper und der U-förmige zweite Hauptkörper sich in der Axialrichtung in entgegengesetzte Richtungen öffnen.In one aspect of the bicycle power generator, the first yoke pieces and the second yoke pieces are arranged so that the U-shaped first main body and the U-shaped second main body open in opposite directions in the axial direction.

In einem Aspekt des Fahrradstromgenerators ist die Spule in dem U-förmigen ersten und zweiten Hauptkörper angeordnet, und Abschnitte des ersten Hauptkörpers und des zweiten Hauptkörpers zwischen der Spule und dem Träger sind magnetisch gekoppelt.In one aspect of the bicycle power generator, the coil is disposed in the U-shaped first and second main bodies, and portions of the first main body and the second main body between the coil and the carrier are magnetically coupled.

In einem Aspekt des Fahrradstromgenerators ist die Anzahl der Magnetpole im ersten Magneten gleich der Gesamtzahl der ersten Jochstücke und der zweiten Jochstücke, und die Anzahl der Magnetpole im zweiten Magneten ist gleich der Gesamtzahl der ersten Jochstücke und der zweiten Jochstücke.In one aspect of the bicycle power generator, the number of magnetic poles in the first magnet is equal to the total number of the first yoke pieces and the second yoke pieces, and the number of magnetic poles in the second magnet is equal to the total number of the first yoke pieces and the second yoke pieces.

In einem Aspekt des Fahrradstromgenerators sind die ersten Jochstücke und die zweiten Jochstücke so angeordnet, dass eine Oberfläche, die dem ersten Magneten zugewandt ist, und eine Oberfläche, die dem zweiten Magneten zugewandt ist, voneinander in einer Umfangsrichtung des Trägers versetzt sind.In one aspect of the bicycle power generator, the first yoke pieces and the second yoke pieces are arranged such that a surface facing the first magnet and a surface facing the second magnet are offset from each other in a circumferential direction of the carrier.

In einem Aspekt des Fahrradstromgenerators sind die ersten Jochstücke und die zweiten Jochstücke jeweils durch Stapeln von Platten aus magnetischem Material in einer Umfangsrichtung des Trägers ausgebildet.In one aspect of the bicycle power generator, the first yoke pieces and the second yoke pieces are respectively formed by stacking magnetic material plates in a circumferential direction of the carrier.

In einem Aspekt des Fahrradstromgenerators befindet sich der erste Magnet an einer radial äußeren Seite des dem Magneten zugewandten Abschnitts, und der zweite Magnet befindet sich an einer radial inneren Seite des dem Magneten zugewandten Abschnitts.In one aspect of the bicycle power generator, the first magnet is located on a radially outer side of the portion facing the magnet, and the second magnet is on a radially inner side of the portion facing the magnet.

In einem Aspekt des Fahrradstromgenerators ist der erste Magnet in der Axialrichtung länger als der zweite Magnet.In one aspect of the bicycle power generator, the first magnet is longer in the axial direction than the second magnet.

In einem Aspekt des Fahrradstromgenerators umfasst der Rotor eine Umfangswand, die als ein Außenumfang des Trägers dient, und eine Stirnwand, die sich zu einer äußeren Seite hin in der Axialrichtung von dem zweiten Magneten aus befindet. Der erste Magnet ist an einer Innenfläche der Umfangswand angeordnet. Der zweite Magnet ist an einem Sitz angeordnet, die sich zu einer Innenseite in der Axialrichtung von der Stirnwand des Rotors aus hin erstreckt.In one aspect of the bicycle power generator, the rotor includes a peripheral wall serving as an outer circumference of the carrier and an end wall located toward an outer side in the axial direction from the second magnet. The first magnet is disposed on an inner surface of the peripheral wall. The second magnet is disposed on a seat extending toward an inner side in the axial direction from the end wall of the rotor.

In einem Aspekt des Fahrradstromgenerators umfasst der Fahrradstromgenerator einen Nabendynamo.In one aspect of the bicycle power generator, the bicycle power generator includes a hub dynamo.

Der Fahrraddynamo nach den oben beschriebenen Aspekten verbessert die Energieerzeugungseffizienz. Andere Aspekte und Vorteile des Gegenstands der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden Beschreibung deutlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen genommen werden, die beispielhaft die Prinzipien des Gegenstands der vorliegenden Offenbarung darstellen.The bicycle dynamo according to the aspects described above improves the power generation efficiency. Other aspects and advantages of the subject matter of the present disclosure will become apparent from the following description when taken in conjunction with the accompanying drawings which illustrate, by way of example, the principles of the subject matter of the present disclosure.

Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung kann zusammen mit seinen Aufgaben und Vorteilen am besten durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen, zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen, verstanden werden, in denen:The object of the present disclosure, together with its objects and advantages, may best be understood by reference to the following description of the presently preferred embodiments, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:

1 eine teilweise Querschnittsansicht ist, die ein Ausführungsbeispiel eines Fahrradstromgenerators zeigt; 1 Fig. 16 is a partial cross-sectional view showing an embodiment of a bicycle power generator;

2 eine perspektivische Explosionsansicht des in 1 gezeigten Fahrradstromgenerators ist; 2 an exploded perspective view of the 1 shown bicycle power generator is;

3 eine Querschnittsansicht des in 1 gezeigten Fahrradstromgenerators ist; 3 a cross-sectional view of in 1 shown bicycle power generator is;

4 eine Querschnittsansicht des Fahrradstromgenerators entlang der Linie 4-4 in 3 ist; 4 a cross-sectional view of the bicycle power generator along the line 4-4 in 3 is;

5 eine Querschnittsansicht ist, die die Beziehung eines ersten Magneten und eines zweiten Magneten in 4 zeigt; 5 FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating the relationship of a first magnet and a second magnet in FIG 4 shows;

6 ein Graph ist, der die Drehmomentwelligkeit des in 1 gezeigten Fahrradstromgenerators zeigt; 6 a graph showing the torque ripple of the in 1 shown bicycle power generator shows;

7 eine Querschnittsansicht ist, die ein abgewandeltes Beispiel des Fahrradstromgenerators zeigt; und 7 Fig. 10 is a cross-sectional view showing a modified example of the bicycle power generator; and

8 eine Querschnittsansicht ist, die ein weiteres abgewandeltes Beispiel des Fahrradstromgenerators zeigt. 8th is a cross-sectional view showing another modified example of the bicycle power generator.

Ein Nabendynamo 10, der ein Beispiel für einen Fahrradstromgenerator ist, wird nun unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. A hub dynamo 10 which is an example of a bicycle power generator will now be described with reference to FIG 1 described.

Der Nabendynamo 10 ist ein Klauenpolstromgenerator und umfasst einen Träger 12, einen Rotor 14, eine Spule 16, einen ersten Magneten 18, einen zweiten Magneten 20 und eine Jocheinheit 22.The hub dynamo 10 is a claw pole generator and includes a carrier 12 , a rotor 14 , a coil 16 , a first magnet 18 , a second magnet 20 and a yoke unit 22 ,

Der Träger 12, der eine vordere Nabenachswelle sein kann, umfasst gegenüberliegende Enden, die drehfest an der Vorderradgabel F eines Fahrrads B montiert sind.The carrier 12 , which may be a front hub axle, comprises opposite ends which are non-rotatably mounted on the front fork F of a bicycle B.

Der Rotor 14, der ein Nabengehäuse umfasst, ist um den Außenumfang des Trägers 12 um eine Drehachse C drehbar, die die Mittelachse des Trägers 12 ist. Dementsprechend ist der Rotor 14 relativ zum Träger 12 drehbar. Der Rotor 14 umfasst einen Hauptkörper 24 und eine Kappe 26. Eines der axialen Enden des Hauptkörpers 24 ist offen. Die Kappe 26 ist am offenen axialen Ende des Hauptkörpers 24 befestigt. Der Hauptkörper 24 umfasst eine rohrförmige Umfangswand 28, eine Stirnwand 30 an der Seite der Umfangswand 28 gegenüber dem offenen axialen Ende, und Flansche 32, die sich von den beiden axialen Enden der Umfangswand 28 in der radialen Richtung des Rotors 14 erstrecken.The rotor 14 that includes a hub shell is about the outer circumference of the carrier 12 rotatable about an axis of rotation C, which is the central axis of the carrier 12 is. Accordingly, the rotor 14 relative to the carrier 12 rotatable. The rotor 14 includes a main body 24 and a cap 26 , One of the axial ends of the main body 24 is open. The cap 26 is at the open axial end of the main body 24 attached. The main body 24 includes a tubular peripheral wall 28 , a front wall 30 on the side of the peripheral wall 28 opposite the open axial end, and flanges 32 extending from the two axial ends of the peripheral wall 28 in the radial direction of the rotor 14 extend.

Die Kappe 26 und der Innenumfang der Stirnwand 30 werden jeweils durch ein Lager 34 getragen, um relativ zum Träger 12 drehbar zu sein. Der Rotor 14 umfasst einen rohrförmigen Sitz 30A, der sich zwischen dem Träger 12 und der Umfangswand 28 befindet. Der Sitz 30A erstreckt sich von der Stirnwand 30 parallel zur Drehachse C zum axial mittleren Abschnitt (der axialen Innenseite) des Rotors 14 hin. Die Flansche 32 umfassen Bolzenlöcher 32A. Speichen eines Vorderrades (nicht gezeigt) sind an die Bolzenlöcher 32A gekoppelt. Der Sitz 30A ist einstückig mit der Stirnwand 30 ausgebildet, kann aber ein separater Körper sein, der in einer drehfesten Weise an der Stirnwand 30 fixiert ist. Der Sitz 30A kann sich in diesem Fall auch von der Stirnwand 30 parallel zur Drehachse C zum axial mittleren Abschnitt des Rotors 14 hin erstrecken. Jedoch ist in einem solchen Fall ein Mechanismus nötig, der die Kappe 26 und den Hauptkörper 24 positioniert, um den ersten Magneten 18 und den zweiten Magneten 20 in der Umfangsrichtung relativ zu positionieren. Es wird somit bevorzugt, dass der Sitz 30A, der an der Stirnwand 30 angeordnet ist, einstückig mit dem Hauptkörper 24 ausgebildet ist.The cap 26 and the inner circumference of the end wall 30 are each by a warehouse 34 worn relative to the wearer 12 to be rotatable. The rotor 14 includes a tubular seat 30A that is between the wearer 12 and the peripheral wall 28 located. The seat 30A extends from the front wall 30 parallel to the axis of rotation C to the axially central portion (the axial inner side) of the rotor 14 out. The flanges 32 include bolt holes 32A , Spokes of a front wheel (not shown) are at the bolt holes 32A coupled. The seat 30A is integral with the front wall 30 formed, but may be a separate body, in a rotationally fixed manner on the end wall 30 is fixed. The seat 30A can in this case also from the front wall 30 parallel to the axis of rotation C to the axially central portion of the rotor 14 extend. However, in such a case, a mechanism is necessary that the cap 26 and the main body 24 positioned to the first magnet 18 and the second magnet 20 relative to the circumferential direction. It is thus preferred that the seat 30A standing at the front wall 30 is arranged, integral with the main body 24 is trained.

Die Spule 16 befindet sich zwischen dem Träger 12 und der Umfangswand 28 in der Radialrichtung des Rotors 14. Die Spule 16 ist um einen Spulenträger 36 gewickelt, der in 2 gezeigt wird. Die Spule 16 wird durch den Spulenträger 36 so getragen, dass sie relativ zum Träger 12 drehfest ist. 2 zeigt nicht die Zähne des Spulenträgers 36. Die Zähne befinden sich an den beiden axialen Enden des Spulenträgers 36.The sink 16 is located between the carrier 12 and the peripheral wall 28 in the radial direction of the rotor 14 , The sink 16 is a coil carrier 36 wrapped in 2 will be shown. The sink 16 is through the coil carrier 36 so worn that they are relative to the wearer 12 is rotationally fixed. 2 does not show the teeth of the spool carrier 36 , The teeth are located at the two axial ends of the bobbin 36 ,

Der erste Magnet 18, der in 1 gezeigt wird, ist um die Drehachse C zusammen mit dem Rotor 14 drehbar. Der erste Magnet 18 ist an die innere Umfangsfläche eines rohrförmigen ersten Halters 38 gekoppelt. Wie in 2 gezeigt, umfasst der erste Magnet 18 eine Mehrzahl von inneren Facetten, oder Magnetpolen 18A, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Die Anzahl der Magnetpole 18A beträgt beispielsweise zweiunddreißig.The first magnet 18 who in 1 is shown, is about the rotation axis C together with the rotor 14 rotatable. The first magnet 18 is to the inner peripheral surface of a tubular first holder 38 coupled. As in 2 shown, includes the first magnet 18 a plurality of inner facets, or magnetic poles 18A which are arranged in the circumferential direction. The number of magnetic poles 18A is for example thirty-two.

Wie in 3 zu sehen, koppelt der erste Halter 38 den ersten Magneten 18 an die Innenfläche 28A der Umfangswand 28. Der erste Halter 38 und der erste Magnet 18 sind so getragen, dass sie relativ zu der Umfangswand 28 drehfest sind. Dementsprechend ist der erste Magnet 18 mit dem Rotor 14 einstückig drehbar. Der erste Halter 38 ist beispielsweise in die Umfangswand 28 pressgepasst. Der Außenumfang des ersten Halters 38 umfasst Vorsprünge 38A, die sich parallel zur Drehachse C erstrecken. Die Vorsprünge 38A sind in Ausnehmungen 28B gepasst, die in der Innenfläche 28A ausgebildet sind, die sich parallel zu der Drehachse C erstreckt. Die Vorsprünge 38A und die Ausnehmungen 28B bilden einen Positioniermechanismus, der den ersten Magneten 18 relativ zum Rotor 14 positioniert. Der Positioniermechanismus kann auch so ausgebildet sein, dass der erste Halter 38 Ausnehmungen umfasst, und die Innenfläche 28A Vorsprünge umfasst, die mit den Ausnehmungen im Eingriff sind.As in 3 to see, the first holder couples 38 the first magnet 18 to the inner surface 28A the peripheral wall 28 , The first holder 38 and the first magnet 18 are worn so that they are relative to the peripheral wall 28 are rotationally fixed. Accordingly, the first magnet 18 with the rotor 14 rotatable in one piece. The first holder 38 is for example in the peripheral wall 28 press-fit. The outer circumference of the first holder 38 includes protrusions 38A which extend parallel to the axis of rotation C. The projections 38A are in recesses 28B fitted in the inner surface 28A are formed, which extends parallel to the rotation axis C. The projections 38A and the recesses 28B form a positioning mechanism, which is the first magnet 18 relative to the rotor 14 positioned. The positioning mechanism may also be configured such that the first holder 38 Includes recesses, and the inner surface 28A Includes projections which are engaged with the recesses.

Der zweite Magnet 20 ist um die Drehachse C zusammen mit dem Rotor 14 drehbar. Der zweite Magnet 20 ist an die äußere Umfangsfläche eines rohrförmigen zweiten Halters 40 gekoppelt. Wie in 2 gezeigt, umfasst der zweite Magnet 20 eine Mehrzahl von äußeren Facetten, oder Magnetpolen 20A, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Die Anzahl der Magnetpole 20A beträgt beispielsweise zweiunddreißig. Die Anzahl der Magnetpole 20A ist dieselbe wie die Anzahl der Magnetpole 18A im ersten Magneten 18.The second magnet 20 is about the rotation axis C together with the rotor 14 rotatable. The second magnet 20 is to the outer peripheral surface of a tubular second holder 40 coupled. As in 2 shown, the second magnet comprises 20 a plurality of outer facets, or magnetic poles 20A which are arranged in the circumferential direction. The number of magnetic poles 20A is for example thirty-two. The number of magnetic poles 20A is the same as the number of magnetic poles 18A in the first magnet 18 ,

Wie in 3 zu sehen, koppelt der zweite Halter 40 den zweiten Magneten 20 an die Außenfläche 30B des Sitzes 30A. Der zweite Halter 40 und der zweite Magnet 20 sind so getragen, dass sie relativ zu dem Sitz 30A drehfest sind. Dementsprechend ist der zweite Magnet 20 mit dem Rotor 14 einstückig drehbar. Der zweite Halter 40 ist beispielsweise in den Sitz 30A pressgepasst. Der Innenumfang des zweiten Halters 40 umfasst Ausnehmungen 40A, die sich parallel zur Drehachse C erstrecken. Die Ausnehmungen 40A sind an Vorsprünge 30C angepasst, die an der Außenfläche 30B des Sitzes 30A ausgebildet sind, die sich parallel zu der Drehachse C erstreckt. Die Ausnehmungen 40A und die Vorsprünge 30C bilden einen Positioniermechanismus, der den zweiten Magneten 20 relativ zum Rotor 14 positioniert. Der Positioniermechanismus kann auch so ausgebildet sein, dass der zweite Halter 40 Vorsprünge umfasst, und die Außenfläche 30B Ausnehmungen umfasst, die mit den Vorsprüngen im Eingriff sind. Auf diese Weise wird das relative Positionieren des ersten Magneten 18 und des zweiten Magneten 20 in der Umfangsrichtung ermöglicht.As in 3 to see, couples the second holder 40 the second magnet 20 to the outer surface 30B of the seat 30A , The second holder 40 and the second magnet 20 are worn so that they are relative to the seat 30A are rotationally fixed. Accordingly, the second magnet 20 with the rotor 14 rotatable in one piece. The second holder 40 is for example in the seat 30A press-fit. The inner circumference of the second holder 40 includes recesses 40A which extend parallel to the axis of rotation C. The recesses 40A are at tabs 30C adapted to the outside surface 30B of the seat 30A are formed, which are parallel to the axis of rotation C extends. The recesses 40A and the projections 30C form a positioning mechanism, which is the second magnet 20 relative to the rotor 14 positioned. The positioning mechanism may also be configured such that the second holder 40 Includes projections, and the outer surface 30B Includes recesses which are engaged with the projections. In this way, the relative positioning of the first magnet 18 and the second magnet 20 in the circumferential direction allows.

Wie in 1 zu sehen, ist der erste Magnet 18 in der Axialrichtung länger als der zweite Magnet 20. Die Enden des ersten Magneten 18 und des zweiten Magneten 20 auf der Seite der Stirnwand 30 befinden sich an im Wesentlichen zusammenfallenden Positionen in der Axialrichtung. Unter den Enden des ersten Magneten 18 und des zweiten Magneten 20 auf der Seite der Kappe 26 befindet sich das Ende des ersten Magneten 18 näher an der Kappe 26 als das Ende des zweiten Magneten 20 in der Axialrichtung.As in 1 to see is the first magnet 18 longer in the axial direction than the second magnet 20 , The ends of the first magnet 18 and the second magnet 20 on the side of the front wall 30 are at substantially coincident positions in the axial direction. Under the ends of the first magnet 18 and the second magnet 20 on the side of the cap 26 is the end of the first magnet 18 closer to the cap 26 as the end of the second magnet 20 in the axial direction.

Der erste Magnet 18 und der zweite Magnet 20 sind beide so getragen, dass sie relativ zu dem Rotor 14 drehfest sind. Somit sind der erste Magnet 18 und der zweite Magnet 20 relativ drehfest. Das heißt, der erste Magnet 18 und der zweite Magnet 20 sind zusammen mit dem Rotor 14 so getragen, dass sie relativ zu dem Träger 12 einstückig drehbar sind. Wie in 5 gezeigt, ist die Phase der Magnetpole 18A im ersten Magneten 18 um einen vorgegebenen Winkel D von der Phase der Magnetpole 20A im zweiten Magneten 20 versetzt. Bevorzugt liegt der vorgegebene Winkel D im Bereich von 15% bis 30% der Phasenbreite H jedes der Magnetpole 18A und 20A im ersten Magneten 18 und im zweiten Magneten 20. Bevorzugter liegt der vorgegebene Winkel D im Bereich von 18% bis 20% der Phasenbreite H jedes der Magnetpole 18A und 20A.The first magnet 18 and the second magnet 20 Both are worn so that they are relative to the rotor 14 are rotationally fixed. Thus, the first magnet 18 and the second magnet 20 relatively rotatable. That is, the first magnet 18 and the second magnet 20 are together with the rotor 14 so worn that they are relative to the wearer 12 are integrally rotatable. As in 5 shown is the phase of the magnetic poles 18A in the first magnet 18 by a predetermined angle D from the phase of the magnetic poles 20A in the second magnet 20 added. Preferably, the predetermined angle D is in the range of 15% to 30% of the phase width H of each of the magnetic poles 18A and 20A in the first magnet 18 and in the second magnet 20 , More preferably, the predetermined angle D is in the range of 18% to 20% of the phase width H of each of the magnetic poles 18A and 20A ,

Wie in 3 gezeigt, befindet sich die Jocheinheit 22 zwischen dem Träger 12 und der Umfangswand 28 in der Radialrichtung des Rotors 14. Die Jocheinheit 22 wird von dem Träger 12 in einer drehfesten Weise getragen und kann als Statorjoch bezeichnet werden. Ringförmige Positionierelemente 12A sind an den Träger 12 gekoppelt, wo sich die beiden axialen Enden der Jocheinheit 22 befinden. Die Positionierelemente 12A beschränken die Bewegung der Jocheinheit 22 in der Axialrichtung. Die Jocheinheit 22 umfasst ein Hauptkörpersegment 42 und einen dem Magneten zugewandten Abschnitt 44, der den Magneten 18 und 20 gegenüberliegt. Der dem Magneten zugewandte Abschnitt 44 befindet sich getrennt von der Spule 16, gesehen aus einer zur Drehachse C orthogonalen Richtung (z.B. einer vertikalen Richtung, wie in 3 gesehen). Der dem Magneten zugewandte Abschnitt 44 befindet sich zur äußeren Seite in der Axialrichtung hin, das heißt zur Stirnwand 30 hin, von der Spule 16 aus.As in 3 shown, is the yoke unit 22 between the carrier 12 and the peripheral wall 28 in the radial direction of the rotor 14 , The yoke unit 22 is from the carrier 12 carried in a rotationally fixed manner and may be referred to as Statorjoch. Ring-shaped positioning elements 12A are to the carrier 12 coupled where the two axial ends of the yoke unit 22 are located. The positioning elements 12A restrict the movement of the yoke unit 22 in the axial direction. The yoke unit 22 includes a main body segment 42 and a portion facing the magnet 44 that's the magnet 18 and 20 opposite. The section facing the magnet 44 is separate from the coil 16 , seen from a direction orthogonal to the rotation axis C (eg, a vertical direction, as in FIG 3 seen). The section facing the magnet 44 is located towards the outer side in the axial direction, that is to the end wall 30 down, from the coil 16 out.

Wie in 2 gezeigt, umfasst die Jocheinheit 22 ein erstes Joch 46 und ein zweites Joch 48.As in 2 shown includes the yoke unit 22 a first yoke 46 and a second yoke 48 ,

Das erste Joch 46 umfasst erste Jochstücke 50. Wie in 3 zu sehen, umfasst jedes erste Jochstück 50 einen U-förmigen ersten Hauptkörper 52 und einen ersten dem Magneten zugewandten Abschnitt 54. Der U-förmige erste Hauptkörper 52 umfasst zwei Enden, die einander in der Radialrichtung gegenüberliegen. Eine Öffnung 56 ist zwischen den beiden Enden des ersten Hauptkörpers 52 definiert. Der erste dem Magneten zugewandte Abschnitt 54 erstreckt sich von einem der beiden Enden des ersten Hauptkörpers 52 und weg von der Öffnung 56. Das erste Jochstück 50 kann ein Stapel von Platten aus magnetischem Material sein, der durch Stapeln von Platten aus magnetischem Material in der Umfangsrichtung des Trägers 12 gebildet ist.The first yoke 46 includes first yoke pieces 50 , As in 3 to see includes every first yoke piece 50 a U-shaped first main body 52 and a first portion facing the magnet 54 , The U-shaped first main body 52 includes two ends facing each other in the radial direction. An opening 56 is between the two ends of the first main body 52 Are defined. The first section facing the magnet 54 extends from one of the two ends of the first main body 52 and away from the opening 56 , The first yoke piece 50 may be a stack of magnetic material plates formed by stacking magnetic material plates in the circumferential direction of the carrier 12 is formed.

Der erste Hauptkörper 52 ist teilweise zwischen dem ersten Magneten 18 und der Spule 16 angeordnet. Der erste dem Magneten zugewandte Abschnitt 54 ist zwischen dem ersten Magneten 18 und dem zweiten Magneten 20 angeordnet. Der erste dem Magneten zugewandte Abschnitt 54 überlappt nicht mit der Spule 16, in einer zur Drehachse C orthogonalen Richtung gesehen (z.B. einer vertikalen Richtung, wie in 3 gesehen). Der erste dem Magneten zugewandte Abschnitt 54 befindet sich zur äußeren Seite in der Axialrichtung hin, das heißt zur Stirnwand 30 hin, von der Spule 16 aus.The first main body 52 is partially between the first magnet 18 and the coil 16 arranged. The first section facing the magnet 54 is between the first magnet 18 and the second magnet 20 arranged. The first section facing the magnet 54 does not overlap with the coil 16 , seen in a direction orthogonal to the rotation axis C (eg, a vertical direction, as in FIG 3 seen). The first section facing the magnet 54 is located towards the outer side in the axial direction, that is to the end wall 30 down, from the coil 16 out.

Wie in 2 gezeigt, umfasst das zweite Joch 48 zweite Jochstücke 58. Wie in 3 zu sehen, umfasst jedes zweite Jochstück 58 einen U-förmigen zweiten Hauptkörper 60 und einen zweiten dem Magneten zugewandten Abschnitt 62. Der U-förmige zweite Hauptkörper 60 umfasst zwei Enden, die einander in der Radialrichtung gegenüberliegen. Eine Öffnung 64 ist zwischen den beiden Enden des zweiten Hauptkörpers 60 definiert. Der zweite dem Magneten zugewandte Abschnitt 62 erstreckt sich von dem zweiten Hauptkörper 60 an einer Stelle, die dem einen der beiden Enden des zweiten Hauptkörpers 60 gegenüberliegt. Die Lage des zweiten Hauptkörpers 60 kann als ein Boden des zweiten Hauptkörpers 60 bezeichnet werden. Das zweite Jochstück 58 kann ein Stapel von Platten aus magnetischem Material sein, der durch Stapeln von Platten aus magnetischem Material in der Umfangsrichtung des Trägers 12 gebildet ist.As in 2 shown, includes the second yoke 48 second yoke pieces 58 , As in 3 to see includes every second yoke piece 58 a U-shaped second main body 60 and a second portion facing the magnet 62 , The U-shaped second main body 60 includes two ends facing each other in the radial direction. An opening 64 is between the two ends of the second main body 60 Are defined. The second section facing the magnet 62 extends from the second main body 60 at a location corresponding to one of the two ends of the second main body 60 opposite. The location of the second main body 60 can as a bottom of the second main body 60 be designated. The second yoke piece 58 may be a stack of magnetic material plates formed by stacking magnetic material plates in the circumferential direction of the carrier 12 is formed.

Der zweite Hauptkörper 60 ist teilweise zwischen dem ersten Magneten 18 und der Spule 18 angeordnet. Der zweite dem Magneten zugewandte Abschnitt 62 ist zwischen dem ersten Magneten 18 und dem zweiten Magneten 20 angeordnet. Der zweite dem Magneten zugewandte Abschnitt 62 überlappt nicht mit der Spule 16, in einer zur Drehachse C orthogonalen Richtung gesehen. Der zweite dem Magneten zugewandte Abschnitt 62 befindet sich zur äußeren Seite in der Axialrichtung hin, das heißt zur Stirnwand 30 hin, von der Spule 16 aus. Somit sind der zweite dem Magneten zugewandte Abschnitt 62 und der erste dem Magneten zugewandte Abschnitt 54 in der Axialrichtung an derselben Seite der Spule 16 angeordnet.The second main body 60 is partially between the first magnet 18 and the coil 18 arranged. The second section facing the magnet 62 is between the first magnet 18 and the second magnet 20 arranged. The second the magnet facing portion 62 does not overlap with the coil 16 , seen in a direction orthogonal to the rotation axis C direction. The second section facing the magnet 62 is located towards the outer side in the axial direction, that is to the end wall 30 down, from the coil 16 out. Thus, the second section facing the magnet 62 and the first portion facing the magnet 54 in the axial direction on the same side of the coil 16 arranged.

Der erste Magnet 18 befindet sich an der äußeren Seite der dem Magneten zugewandten Abschnitte 54 und 63 in der Radialrichtung des Trägers 12. Der zweite Magnet 20 befindet sich an der inneren Seite der dem Magneten zugewandten Abschnitte 54 und 63 in der Radialrichtung des Trägers 12.The first magnet 18 located on the outer side of the magnet facing portions 54 and 63 in the radial direction of the carrier 12 , The second magnet 20 located on the inner side of the magnet facing portions 54 and 63 in the radial direction of the carrier 12 ,

Bevorzugt ist die Anzahl der ersten Jochstücke 50 gleich der Anzahl der zweiten Jochstücke 58. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Anzahl der ersten Jochstücke 50 dieselbe wie die Anzahl der zweiten Jochstücke 58. Bevorzugt ist die Gesamtzahl der ersten Jochstücke 50 und der zweiten Jochstücke 58 gleich der Anzahl der Magnetpole 18A im ersten Magneten 18. Bevorzugt ist die Gesamtzahl der ersten Jochstücke 50 und der zweiten Jochstücke 58 gleich der Anzahl der Magnetpole 20A im zweiten Magneten 20.The number of first yoke pieces is preferred 50 equal to the number of second yoke pieces 58 , In the present embodiment, the number of the first yoke pieces 50 the same as the number of second yoke pieces 58 , The total number of the first yoke pieces is preferred 50 and the second yoke pieces 58 equal to the number of magnetic poles 18A in the first magnet 18 , The total number of the first yoke pieces is preferred 50 and the second yoke pieces 58 equal to the number of magnetic poles 20A in the second magnet 20 ,

Wie in 2 gezeigt, ist die Jocheinheit 22 dadurch ausgebildet, dass die ersten Jochstücke 50 und die zweiten Jochstücke 58 abwechselnd in der Umfangsrichtung angeordnet werden. Wie in 3 gezeigt ist, sind die ersten Jochstücke 50 und die zweiten Jochstücke 58 so angeordnet, das die U-förmigen ersten Hauptkörper 52 und die U-förmigen zweiten Hauptkörper 60 sich in entgegengesetzte Richtungen öffnen. Das heißt, die Öffnung 56 jedes U-förmigen ersten Hauptkörpers 52 und die Öffnung 64 des U-förmigen zweiten Hauptkörpers 60 sind entgegengesetzten Richtungen zugewandt. Die ersten Hauptkörper 52 und die zweiten Hauptkörper 60 bilden das Hauptkörpersegment 42 der Jocheinheit 22. Wie in 4 gezeigt, sind die ersten dem Magneten zugewandten Abschnitte 54 und die zweiten dem Magneten zugewandten Abschnitte 62 abwechselnd in der Umfangsrichtung angeordnet. Die ersten dem Magneten zugewandten Abschnitte 54 und die zweiten dem Magneten zugewandten Abschnitte 62 bilden den dem Magneten zugewandten Abschnitt 44 des Jochabschnitts 22.As in 2 shown is the yoke unit 22 formed by the first yoke pieces 50 and the second yoke pieces 58 be arranged alternately in the circumferential direction. As in 3 is shown, are the first Jochstücke 50 and the second yoke pieces 58 arranged so that the U-shaped first main body 52 and the U-shaped second main body 60 open in opposite directions. That is, the opening 56 each U-shaped first main body 52 and the opening 64 of the U-shaped second main body 60 are facing opposite directions. The first main body 52 and the second main body 60 make up the main body segment 42 the yoke unit 22 , As in 4 Shown are the first portions facing the magnet 54 and the second portions facing the magnet 62 alternately arranged in the circumferential direction. The first sections facing the magnet 54 and the second portions facing the magnet 62 form the section facing the magnet 44 of the yoke section 22 ,

Die Spule 16 ist in den U-förmigen ersten Hauptkörpern 52 und den U-förmigen zweiten Hauptkörpern 60 angeordnet. Die Abschnitte der ersten Hauptkörper 52 und der zweiten Hauptkörper 60 zwischen der Spule 16 und dem Träger 12 sind magnetisch miteinander gekoppelt. Eine magnetische Verbindung umfasst Situationen, in denen die ersten Hauptkörper 52 in direktem Kontakt mit den zweiten Hauptkörpern 60 sind, und Situationen, in denen ein ausreichend kleiner Luftspalt zwischen dem ersten Hauptkörper 52 und dem zweiten Hauptkörper 60 gebildet ist.The sink 16 is in the U-shaped first main bodies 52 and the U-shaped second main bodies 60 arranged. The sections of the first main body 52 and the second main body 60 between the coil 16 and the carrier 12 are magnetically coupled with each other. A magnetic connection involves situations in which the first main body 52 in direct contact with the second main bodies 60 are, and situations where there is a sufficiently small air gap between the first main body 52 and the second main body 60 is formed.

Der Betrieb des Nabendynamos 10 wird nun beschrieben.The operation of the hub dynamo 10 will now be described.

Beim Fahren des in 1 gezeigten Fahrrads B dreht die Drehung des Rotors 14 den ersten Magneten 18 an der radial äußeren Seite der dem Magneten zugewandten Abschnitte 54 und 62. Ferner dreht die Drehung des Rotors 14 den zweiten Magneten 20 an der radial inneren Seite der dem Magneten zugewandten Abschnitte 54 und 62. Die Drehung des ersten Magneten 18 und des zweiten Magneten 20 relativ zu den dem Magneten zugewandten Abschnitten 54 und 62 erhöht die Magnetkraft des magnetischen Flusses an den dem Magneten zugewandten Abschnitten 54 und 62. Der magnetische Fluss durchläuft die Spule 16 und erzeugt Strom, der durch die Spule 16 fließt. Der magnetische Fluss sowohl des ersten Magneten 18 und des zweiten Magneten 20 beeinflussen die dem Magneten zugewandten Abschnitte 54 und 62. Somit erhöht der Nabendynamo 10 die Magnetkraft, die die Spule 16 durchläuft, im Vergleich dazu, wenn es nur einen Magneten gibt. Ferner dreht die Drehung des Rotors 14 den ersten Magneten 18 relativ zum Hauptkörpersegment 42 der Jocheinheit 22. Somit durchläuft der magnetische Fluss vom ersten Magneten 18 zur Spule 16 auch das Hauptkörpersegment 42 der Jocheinheit 22.When driving the in 1 shown bicycle B rotates the rotation of the rotor 14 the first magnet 18 on the radially outer side of the magnet facing portions 54 and 62 , Further, the rotation of the rotor rotates 14 the second magnet 20 on the radially inner side of the magnet facing portions 54 and 62 , The rotation of the first magnet 18 and the second magnet 20 relative to the magnet facing portions 54 and 62 increases the magnetic force of the magnetic flux at the magnet facing portions 54 and 62 , The magnetic flux passes through the coil 16 and generates electricity through the coil 16 flows. The magnetic flux of both the first magnet 18 and the second magnet 20 affect the sections facing the magnet 54 and 62 , Thus, the hub dynamo increases 10 the magnetic force that is the coil 16 goes through, compared to when there is only one magnet. Further, the rotation of the rotor rotates 14 the first magnet 18 relative to the main body segment 42 the yoke unit 22 , Thus, the magnetic flux passes from the first magnet 18 to the coil 16 also the main body segment 42 the yoke unit 22 ,

In 6 zeigt die doppelt strichpunktierte Linie L1 die Drehmomentwelligkeit eines Nabendynamos, bei dem die Phase der Magnetpole 18A im ersten Magneten 18 mit der Phase der Magnetpole 20A im zweiten Magneten 20 übereinstimmt. Die Drehmomentwelligkeit ist größer als die eines Nabendynamos, der nur den ersten Magneten 18 umfasst (durchgezogene Linie L4 in 6), und die eines Nabendynamos, der nur den zweiten Magneten 20 umfasst (einfach strichpunktierte Linie L3 in 6).In 6 shows the double-dashed line L1, the torque ripple of a hub dynamo, in which the phase of the magnetic poles 18A in the first magnet 18 with the phase of the magnetic poles 20A in the second magnet 20 matches. The torque ripple is greater than that of a hub dynamo, which is only the first magnet 18 includes (solid line L4 in 6 ), and that of a hub dynamo, only the second magnet 20 includes (simply dash-dotted line L3 in 6 ).

Im Nabendynamo 10 ist die Phase der Magnetpole 18A im ersten Magneten 18 um einen vorgegebenen Winkel D von der Phase der Magnetpole 20A im zweiten Magneten 20 versetzt. Als Ergebnis ist die Rastmomentwellenform des ersten Magneten 18 von der Rastmomentwellenform des zweiten Magneten 20 versetzt. Dies reduziert die Drehmomentwelligkeit, wie sie durch die unterbrochene Linie L2 in 6 gezeigt ist, im Vergleich zur Drehmomentwelligkeit des Nabendynamos, die durch die doppelt strichpunktierte Linie L1 in 6 gezeigt wird, bei dem die Phase der Magnetpole 18A im ersten Magneten 18 mit der Phase der Magnetpole 20A im zweiten Magneten 20 übereinstimmt, und zur Drehmomentwelligkeit des Nabendynamos, die durch die durchgezogene Linie L4 gezeigt wird, die nur den ersten Magneten 18 umfasst.In the hub dynamo 10 is the phase of the magnetic poles 18A in the first magnet 18 by a predetermined angle D from the phase of the magnetic poles 20A in the second magnet 20 added. As a result, the cogging torque waveform of the first magnet is 18 from the cogging torque waveform of the second magnet 20 added. This reduces the torque ripple as indicated by the broken line L2 in FIG 6 is shown, in comparison to the torque ripple of the hub dynamo, by the double-dashed line L1 in 6 is shown, in which the phase of the magnetic poles 18A in the first magnet 18 with the phase of the magnetic poles 20A in the second magnet 20 coincides, and the torque ripple of the hub dynamo, by the shown by solid line L4, which is only the first magnet 18 includes.

Der Nabendynamo 10 weist die unten beschriebenen Vorteile auf.

(1) Der Nabendynamo 10 umfasst den ersten Magneten 18 und den zweiten Magneten 20, die sich an gegenüberliegenden Seiten der dem Magneten zugewandten Abschnitte 54 und 62 der Jocheinheit 22 befinden. Somit nimmt die Jocheinheit 22 den magnetischen Fluss der zwei Magnete 18 und 20 auf. Dies verbessert die Energieerzeugungseffizienz.
(2) Die Phase der Magnetpole 18A im ersten Magneten 18 ist um den vorgegebenen Winkel D von der Phase der Magnetpole 20A im zweiten Magneten 20 versetzt. Somit kann die Drehmomentwelligkeit im Vergleich mit einem Nabendynamo, bei dem die Phase der Magnetpole 18A im ersten Magneten 18 mit der Phase der Magnetpole 20A im zweiten Magneten 20 übereinstimmt, verringert werden.
(3) Der Nabendynamo 10 umfasst die Ausnehmungen 28B und die Vorsprünge 38A, die die Phase des ersten Magneten 18 relativ zum Rotor 14 positionieren, und die Vorsprünge 30C und die Ausnehmungen 40A, die die Phase des zweiten Magneten 20 relativ zum Rotor 14 positionieren. Die erleichtert das Positionieren der Phasen beim Koppeln der Magnete 18 und 20 mit dem Rotor 14 und beschränkt die Verschiebung der Phase der Magnetpole 18A im ersten Magneten 18 und die Verschiebung der Phase der Magnetpole 20A im zweiten Magneten 20.
(4) Abschnitte der ersten Hauptkörper 52 und der zweiten Hauptkörper 60 zwischen der Spule 16 und dem Träger 12 sind magnetisch miteinander gekoppelt. Dies erhöht die Energieerzeugungseffizienz, da eine große Magnetkraft auf die Spule 16 im Vergleich dazu ausgeübt wird, wenn ein großer Luftspalt zwischen den ersten Hauptkörpern 52 und den zweiten Hauptkörpern 60 gebildet ist.
(5) Die ersten Jochstücke 50 und die zweiten Jochstücke 58 sind jeweils durch Stapeln von Platten aus magnetischem Material in der Umfangsrichtung des Trägers 12 ausgebildet. Dies reduziert die Erzeugung von Wirbelstrom in den Jochstücken 50 und 58 im Vergleich mit Jochstücken, die jeweils aus einer einzigen, nicht gestapelten Platte aus magnetischem Material durch eine Presse oder dergleichen gebildet sind. Somit wird der Einfluss von Wirbelstrom, der die Energieerzeugungseffizienz senken würde, beschränkt.
(6) Der erste Magnet 18 ist in der Axialrichtung länger als der zweite Magnet 20. Somit kann ein Abschnitt des ersten Magneten 18 sich an einer Position befinden, die mit der Spule 16 in der Radialrichtung des Trägers 12 übereinstimmt, und der Abschnitt des ersten Magneten 18, der der ersten Jocheinheit 22 gegenüberliegt, kann vergrößert sein. Dies erhöht die Energieerzeugungseffizienz im Vergleich dazu, dass der erste Magnet 18 kürzer ist als der zweite Magnet 20.
(7) Die Kappe 26 ist am Hauptkörper 24 befestigt. Somit können Phasen leicht in der Kappe 26 und dem Hauptkörper 24 verschoben werden. Jedoch sind die Magnete 18 und 20 in der Nähe der Stirnwand 30 in der Axialrichtung ausgebildet, und die Umfangswand 28 und der Sitz 30A, der sich von der Stirnwand 30 erstreckt, umfassen jeweils einen Positioniermechanismus. Dies beschränkt die Phasenverschiebung des ersten Magneten 18 und des zweiten Magneten 20.

The hub dynamo 10 has the advantages described below.

(1) The hub dynamo 10 includes the first magnet 18 and the second magnet 20 located on opposite sides of the magnet facing portions 54 and 62 the yoke unit 22 are located. Thus, the yoke unit takes 22 the magnetic flux of the two magnets 18 and 20 on. This improves the power generation efficiency.
(2) The phase of magnetic poles 18A in the first magnet 18 is by the predetermined angle D of the phase of the magnetic poles 20A in the second magnet 20 added. Thus, the torque ripple in comparison with a hub dynamo, in which the phase of the magnetic poles 18A in the first magnet 18 with the phase of the magnetic poles 20A in the second magnet 20 matches.
(3) The hub dynamo 10 includes the recesses 28B and the projections 38A that is the phase of the first magnet 18 relative to the rotor 14 position, and the protrusions 30C and the recesses 40A that is the phase of the second magnet 20 relative to the rotor 14 position. This facilitates the positioning of the phases when coupling the magnets 18 and 20 with the rotor 14 and limits the shift of the phase of the magnetic poles 18A in the first magnet 18 and the shift of the phase of the magnetic poles 20A in the second magnet 20 ,
(4) Portions of the first main body 52 and the second main body 60 between the coil 16 and the carrier 12 are magnetically coupled with each other. This increases the power generation efficiency because of a large magnetic force on the coil 16 This is exercised when compared to a large air gap between the first main bodies 52 and the second main bodies 60 is formed.
(5) The first yoke pieces 50 and the second yoke pieces 58 are each by stacking plates of magnetic material in the circumferential direction of the carrier 12 educated. This reduces the generation of eddy current in the yoke pieces 50 and 58 in comparison with Jochstücken, each of which is formed from a single, non-stacked plate of magnetic material by a press or the like. Thus, the influence of eddy current that would lower the power generation efficiency is limited.
(6) The first magnet 18 is longer than the second magnet in the axial direction 20 , Thus, a portion of the first magnet 18 are in a position with the coil 16 in the radial direction of the carrier 12 matches, and the section of the first magnet 18 , the first yoke unit 22 opposite, can be enlarged. This increases the power generation efficiency compared to that of the first magnet 18 shorter than the second magnet 20 ,
(7) The cap 26 is at the main body 24 attached. Thus, phases can easily in the cap 26 and the main body 24 be moved. However, the magnets are 18 and 20 near the front wall 30 formed in the axial direction, and the peripheral wall 28 and the seat 30A that is from the front wall 30 extends, each comprising a positioning mechanism. This limits the phase shift of the first magnet 18 and the second magnet 20 ,

Die Form des Fahrradstromgenerators ist nicht auf den Nabendynamo 10 der oben beschriebenen Ausführungsform beschränkt. Der Fahrradstromgenerator kann abgewandelt werden, wie es unten beschrieben ist.The shape of the bicycle power generator is not on the hub dynamo 10 limited to the embodiment described above. The bicycle power generator may be modified as described below.

Die Phase der Magnetpole 18A im ersten Magneten 18 kann im Wesentlichen mit den Magnetpolen 20A im zweiten Magneten 20 übereinstimmend sein.The phase of the magnetic poles 18A in the first magnet 18 can essentially with the magnetic poles 20A in the second magnet 20 be consistent.

Wie in 7 gezeigt, können erste Jochstücke 66 und zweite Jochstücke 68 so ausgebildet sein, dass Oberflächen 66D und 68D, die dem ersten Magneten 18 zugewandt sind, in der Umfangsrichtung von den Oberflächen 66E und 68E, die dem zweiten Magneten 20 zugewandt sind, versetzt sind. Dies erzeugt eine Differenz in der Phasenbeziehung der Jochstücke 66 und 68 und der Magnete 18 und 20. Somit verringern die ersten Jochstücke 66 und die zweiten Jochstücke 68 die Drehmomentwelligkeit. Bei dieser Abwandlung wird bevorzugt, dass die Phase der Magnetpole 18A im ersten Magneten 18 im Wesentlichen mit der Phase der Magnetpole 20A im zweiten Magneten 20 übereinstimmend ist.As in 7 shown can be first yoke pieces 66 and second yoke pieces 68 be designed so that surfaces 66D and 68D that the first magnet 18 facing, in the circumferential direction of the surfaces 66E and 68E that the second magnet 20 facing, are offset. This produces a difference in the phase relationship of the yoke pieces 66 and 68 and the magnets 18 and 20 , Thus, the first Jochstücke reduce 66 and the second yoke pieces 68 the torque ripple. In this modification, it is preferable that the phase of the magnetic poles 18A in the first magnet 18 essentially with the phase of the magnetic poles 20A in the second magnet 20 is consistent.

Der erste Magnet 18 und der zweite Magnet 20 können dieselbe Länge in der Axialrichtung aufweisen. In diesem Fall können, wie in 8 gezeigt, der erste Hauptkörper 52 und der zweite Hauptkörper 60 in ihrer Form verändert werden, so dass die Umfänge des ersten Hauptkörpers 52 und des zweiten Hauptkörpers 60 sich näher an der Innenfläche 28A des Rotors 14 befinden. Dies vergrößert die Spalte, die in dem U-förmigen ersten Hauptkörper 52 und dem U-förmigen zweiten Hauptkörper 60 ausgebildet sind, was somit eine Erhöhung der Anzahl der Wicklungen der Spule 16 erlaubt.The first magnet 18 and the second magnet 20 may have the same length in the axial direction. In this case, as in 8th shown the first main body 52 and the second main body 60 be changed in shape so that the perimeters of the first main body 52 and the second main body 60 get closer to the inner surface 28A of the rotor 14 are located. This enlarges the gaps in the U-shaped first main body 52 and the U-shaped second main body 60 are formed, thus increasing the number of windings of the coil 16 allowed.

Die ersten Jochstücke 50 und die zweiten Jochstücke 58 können ausgebildet werden, indem sie einem Pressvorgang oder dergleichen unterzogen werden.The first yoke pieces 50 and the second yoke pieces 58 can be formed by being subjected to a pressing operation or the like.

Eine Keilverzahnung kann als der Mechanismus verwendet werden, der den zweiten Magneten 20 relativ zum Rotor 14 positioniert. Jeder Mechanismus kann eingesetzt werden, solange die Phase des zweiten Magneten 20 relativ zum Motor 14 festgelegt werden kann. Der Positioniermechanismus kann weggelassen werden, und die Phase des zweiten Magneten 20 relativ zum Rotor 14 kann durch ein visuelles Ausrichten bei der Herstellung festgelegt werden. A spline can be used as the mechanism that holds the second magnet 20 relative to the rotor 14 positioned. Each mechanism can be used as long as the phase of the second magnet 20 relative to the engine 14 can be determined. The positioning mechanism may be omitted and the phase of the second magnet 20 relative to the rotor 14 can be determined by visual alignment during manufacture.

Zumindest einer von dem ersten Magneten 18 und dem zweiten Magneten 20 kann gebildet werden, indem die Halter 38 und 40 oder der Rotor 14 magnetisiert werden.At least one of the first magnets 18 and the second magnet 20 can be formed by the holders 38 and 40 or the rotor 14 be magnetized.

Die Anzahl der Magnetpole 18A im ersten Magneten 18 kann sich von der Anzahl der Magnetpole 20A im zweiten Magneten 20 unterscheiden.The number of magnetic poles 18A in the first magnet 18 can be different from the number of magnetic poles 20A in the second magnet 20 differ.

Die dem Magneten zugewandte Abschnitte 54 und 62 können von einem von dem ersten Joch 46 und dem zweiten Joch 48 weggelassen werden.The magnet facing sections 54 and 62 can from one of the first yoke 46 and the second yoke 48 be omitted.

Die axialen Enden des ersten Magneten 18 und des zweiten Magneten 20 auf der Seite der Stirnwand 30 können sich an unterschiedlichen Positionen befinden. In diesem Fall definiert der Abschnitt der Jocheinheit 22, der sich zwischen dem ersten Magneten 18 und dem zweiten Magneten 20 in der Axialrichtung befindet, den dem Magneten zugewandten Abschnitt 44.The axial ends of the first magnet 18 and the second magnet 20 on the side of the front wall 30 can be in different positions. In this case, the section defines the yoke unit 22 that is between the first magnet 18 and the second magnet 20 located in the axial direction, the portion facing the magnet 44 ,

Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung kann auf einen Fahrradstromgenerator angewandt werden, bei dem sich der Rotor 14 an dem Innenumfang eines rohrförmigen Trägers 12 befindet. In diesem Fall kann der Fahrradstromgenerator ein Walzendynamo sein, der den Rotor 14 durch den Kontakt mit einem Reifen oder einer Felge dreht. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung kann auch auf einen Fahrradstromgenerator angewandt werden, der um eine Kurbelwelle herum gekoppelt ist, um Energie zu erzeugen, wenn die Kurbelwelle, die als ein Rotor dient, gedreht wird. Ferner kann der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung auf einen Fahrradstromgenerator angewandt werden, der Energie erzeugt, wenn ein Schaltungsrad, der als ein Rotor dient, eines hinteren Umwerfers gedreht wird.The subject matter of the present disclosure may be applied to a bicycle power generator in which the rotor 14 on the inner circumference of a tubular carrier 12 located. In this case, the bicycle power generator may be a roller dynamo that controls the rotor 14 turning by contact with a tire or rim. The subject matter of the present disclosure may also be applied to a bicycle power generator which is coupled around a crankshaft to generate power when the crankshaft serving as a rotor is rotated. Further, the subject of the present disclosure can be applied to a bicycle power generator that generates power when a shift wheel serving as a rotor of a rear derailleur is rotated.

Es sollte Fachleuten ersichtlich sein, dass der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung in vielen anderen spezifischen Formen ausgeführt sein kann, ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen. Beispielsweise können einige der Komponenten, die in den Ausführungsformen offenbart werden, weggelassen oder kombiniert werden. Daher sind die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen als erläuternd und nicht als beschränkend anzusehen, und der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf die hier angegebenen Details zu beschränken, sondern kann innerhalb des Umfangs und der Äquivalenz der beigefügten Ansprüche modifiziert werden.It should be apparent to those skilled in the art that the subject matter of the present disclosure may be embodied in many other specific forms without departing from the scope of the appended claims. For example, some of the components disclosed in the embodiments may be omitted or combined. Therefore, the present examples and embodiments are to be considered as illustrative and not restrictive, and the subject of the present disclosure should not be limited to the details given herein, but may be modified within the scope and equivalence of the appended claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

BB: Fahrradbicycle
1010: Nabendynamo hub Dynamo
1212: Träger carrier
1414: Rotor rotor
1616: Spule Kitchen sink
1818: Erster Magnet First magnet
18A18A: Magnetpol magnetic pole
2020: Zweiter Magnet Second magnet
20A20A: Magnetpol magnetic pole
2222: Jocheinheit jack unit
2828: Umfangswand peripheral wall
28A28A: Innenfläche palm
28B28B: Ausnehmung (Positioniermechanismus) Recess (positioning mechanism)
3030: Stirnwand bulkhead
30A30A: Sitz Seat
30B30B: Außenfläche outer surface
30C30C: Vorsprung (Positioniermechanismus) Projection (positioning mechanism)
38A38A: Vorsprung (Positioniermechanismus) Projection (positioning mechanism)
40A40A: Ausnehmung (Positioniermechanismus) Recess (positioning mechanism)
4242: Hauptkörpersegment Main body segment
4444: Dem Magneten zugewandter Abschnitt The magnet facing section
4646: Erstes Joch First yoke
4848: Zweites Joch Second yoke
5050: Erstes Jochstück First yoke piece
5252: Erster Hauptkörper First main body
5454: Erster dem Magneten zugewandter Abschnitt First section facing the magnet
5656: Öffnung (erste Öffnung) Opening (first opening)
5858: Zweites Jochstück Second yoke piece
6060: Zweiter Hauptkörper Second main body
6262: Zweiter dem Magneten zugewandter Abschnitt Second section facing the magnet
6464: Öffnung (zweite Öffnung) Opening (second opening)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

JP 5357937 [0002]

Claims

Bicycle power generator, comprising: a carrier; a rotor disposed on the carrier, the rotor being rotatable relative to the carrier about an axis of rotation and receiving a rotational force from outside; a spool carried by the carrier; a yoke unit carried by the wearer; and a first magnet and a second magnet which are rotatable about the axis of rotation together with the rotor, wherein the yoke unit comprises a magnet-facing portion located between the first magnet and the second magnet.

A bicycle power generator according to claim 1, wherein the first magnet and the second magnet are relatively rotationally fixed.

A bicycle power generator according to any one of claims 1 or 2, wherein the yoke unit further comprises a main body partially located between the first magnet and the coil.

A bicycle power generator according to any one of claims 1 to 3, wherein the portion facing the magnet does not overlap with the coil in a direction orthogonal to the rotation axis.

A bicycle power generator according to any one of claims 1 to 4, wherein the portion facing the magnet is located on the outer side in the axial direction from the spool.

A bicycle power generator according to any one of claims 1 to 5, wherein the first magnet comprises a plurality of magnetic poles arranged in a circumferential direction, the second magnet includes a plurality of magnetic poles arranged in the circumferential direction, the number of magnetic poles in the first magnet is the same as the number of magnetic poles in the second magnet, and a phase of the magnetic poles in the first magnet is offset by a predetermined angle from one phase of the magnetic poles in the second magnet.

A bicycle power generator according to claim 6, wherein the predetermined angle is in the range of 15% to 30% of a phase width of one of the magnetic poles in the first magnet and the second magnet.

A bicycle power generator according to any one of claims 6 or 7, wherein the predetermined angle is in the range of 18% to 20% of a phase width of one of the magnetic poles in the first magnet and the second magnet.

A bicycle power generator according to any one of claims 1 to 5, wherein the first magnet comprises a plurality of magnetic poles arranged in a circumferential direction, the second magnet includes a plurality of magnetic poles arranged in the circumferential direction, the number of magnetic poles in the first magnet is the same as the number of magnetic poles in the second magnet, and a phase of the magnetic poles in the first magnet is substantially coincident with a phase of the magnetic poles in the second magnet.

A bicycle power generator according to any one of claims 1 to 9, further comprising a positioning mechanism that positions phases of the first magnet and the second magnet relative to the rotor.

A bicycle power generator according to any one of claims 1 to 10, wherein the yoke unit comprises a first yoke and a second yoke, the first yoke comprises a first portion facing the magnet, the second yoke comprises a second portion facing the magnet, and the first portion facing the magnet and the second portion facing the magnet form the portion facing the magnet.

A bicycle power generator according to claim 11, wherein the first yoke comprises a plurality of first yoke pieces, and the second yoke comprises a plurality of second yoke pieces.

A bicycle power generator according to claim 12, wherein the first yoke pieces and the second yoke pieces are alternately arranged in a circumferential direction, and the first magnet facing portion and the second magnet facing portion are alternately arranged in the circumferential direction.

A bicycle power generator according to claim 12 or 13, wherein said first yoke pieces each comprise a U-shaped first main body and said first magnet-facing portion, said U-shaped first main body having two ends defining a first opening therebetween, said first magnet-facing portion yourself from one of two Ends of the U-shaped first main body and extending away from the first opening, the second yoke pieces each comprise a U-shaped second main body and the second facing the magnet portion, the U-shaped second main body having two ends defining a second opening therebetween and the second magnet-facing portion extends from the U-shaped second main body at a position opposite to one of the two ends.

A bicycle power generator according to claim 14, wherein the first yoke pieces and the second yoke pieces are arranged so that the U-shaped first main body and the U-shaped second main body open in the axial direction in opposite directions.

A bicycle power generator according to claim 14 or 15, wherein the coil is disposed in the U-shaped first and second main bodies, and Portions of the first main body and the second main body are magnetically coupled between the coil and the carrier.

A bicycle power generator according to any one of claims 12 to 16, wherein the number of magnetic poles in the first magnet is equal to the total number of the first yoke pieces and the second yoke pieces, and the number of magnetic poles in the second magnet is equal to the total number of the first yoke pieces and the second yoke pieces.

A bicycle power generator according to any one of claims 12 to 17, which relates to claim 9, wherein the first yoke pieces and the second yoke pieces are arranged so that a surface facing the first magnet and a surface facing the second magnet, offset from each other in a circumferential direction of the carrier.

A bicycle power generator according to any one of claims 12 to 18, wherein the first yoke pieces and the second yoke pieces are respectively formed by stacking magnetic material plates in a circumferential direction of the carrier.

A bicycle power generator according to any one of claims 1 to 19, wherein the first magnet is located on a radially outer side of the magnet facing portion, and the second magnet is located on a radially inner side of the portion facing the magnet.

A bicycle power generator according to claim 20, wherein the first magnet is longer in the axial direction than the second magnet.

A bicycle power generator according to claim 20 or 21, wherein the rotor includes a peripheral wall serving as an outer circumference of the carrier and an end wall that is toward an outer side in the axial direction from the second magnet; the first magnet is disposed on an inner surface of the peripheral wall; and the second magnet is disposed on a seat extending toward an inner side in the axial direction from the end wall of the rotor.

A bicycle power generator according to any one of claims 1 to 22, wherein the bicycle power generator comprises a hub dynamo.