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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Nabendynamo. Es wird die Priorität der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-230315 beansprucht, die am 6. November 2013 eingereicht wurde und deren Inhalt hierin durch Verweis einbezogen wird.
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Stand der Technik
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Ein Generator, der von einem Rad rotiert wird, um elektrische Energie zu erzeugen, die einem Scheinwerfer oder einer Rückleuchte eines Fahrrads zugeführt wird, ist weit verbreitet. Ein derartiger Generator kann verschiedene Strukturen haben und ein sogenannter Nabendynamo, der auf einer Nabenwelle befestigt ist, ist bekannt. Ein Einphasen-Wechselstromgenerator wird vor allem als Nabendynamo im Stand der Technik verwendet, und der Nabendynamo ist über ein oder zwei Ausgangsleitungen an eine Lampe angeschlossen.
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Die Erzeugung von elektrischer Energie durch zweiphasigen Wechselstrom oder dreiphasigen Wechselstrom ist untersucht worden, um die elektrische Energieerzeugungseffizienz zu verbessern oder um Flackern zu vermeiden für einen Fall in dem eine LED-Lampe verwendet wird. Jedoch sind in einem Fall, in dem elektrische Energie durch dreiphasigen Wechselstrom erzeugt wird, drei oder vier Ausgangsleitungen erforderlich. Wenn alle der Ausgangsleitungen aus dem Nabendynamo herausgeführt werden und mit der Lampe verbunden sind, wirkt sich eine erhöhte Anzahl von elektrischen Drähten, die in einem Fahrrad verlaufen, negativ auf das Aussehen des Fahrrades aus oder verursacht eine Kostensteigerung aufgrund der erhöhten Anzahl von elektrischen Drähten, was ein Problem ist.
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Um dieses Problem zu lösen, schlägt Patentliteratur 1 einen Nabendynamo vor, in dem eine Leiterplatte mit einer Gleichrichtungsschaltung, die erzeugten Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt, in einem Nabengehäuse (Dynamogehäuse) vorgesehen ist, so dass die Anzahl an Ausgangsleitungen, die den Nabendynamo mit einer Lampe verbinden, verringert ist. In diesem Nabendynamo ist ein Halter dazu angeordnet zu einer Statoreinheit ausgerichtet zu sein und er ist zusammen mit der Statoreinheit durch Spannmuttern an einer Nabenwelle fixiert bzw. befestigt und die Leiterplatte ist an dem Halter angebracht.
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Referenzliste
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Patentliteratur
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- [PTL 1] Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer 2012-182961
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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In dem Nabendynamo, der in Patentliteratur 1 offenbart ist, sind die Muttern zum Fixieren bzw. Befestigen der Statoreinheit und des Halters zum Befestigen der Leiterplatte als Einzelkomponenten gefertigt und daher ist die Anzahl an Komponenten erhöht, was ein Problem ist. Da die Statoreinheit und der Halter an der Nabenwelle durch die Muttern festgezogen sind, wird auch eine zum Fixieren bzw. Befestigen der Statoreinheit notwendige Anzugskraft sowohl auf die Statoreinheit als auch auf den Halter aufgebracht. Aus diesem Grund ist es notwendig, den Halter in einer Form zu formen, die in der Lage ist die zum Fixieren bzw. Befestigen der Statoreinheit notwendige Anzugskraft auszuhalten und insofern werden die Herstellungskosten erhöht, was ein Problem ist.
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Die vorliegende Erfindung sieht einen Nabendynamo vor, bei dem es möglich ist, die Anzahl der Komponenten zu verringern, die benötigt werden, um eine Leiterplatte innerhalb eines Nabengehäuses anzuordnen und zu fixieren bzw. zu befestigen und zu verhindern, dass die Herstellungskosten steigen.
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Lösung des Problems
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Nabendynamo: einen Rotor, der ein Nabengehäuse, das zusammen mit einem Rad gedreht wird und einen entlang eines inneren Umfangs eines zylindrischen Abschnitts des Nabengehäuses angeordneten Permanentmagneten aufweist; einen Stator, der an einer Nabenwelle nicht drehbar fixiert bzw. befestigt ist, die ausgebildet ist das Rad drehbar zu lagern und die an einer inneren Umfangsseite des Permanentmagneten in einem Zustand angeordnet ist, in dem der Stator innerhalb des Nabengehäuses aufgenommen ist, und der eine Spule enthält, die ausgebildet ist zusammen mit der Drehung des Rotors einen Wechselstrom auszugeben; eine Leiterplatte, die innerhalb des Nabengehäuses aufgenommen ist, und die einen Verarbeitungsschaltkreis für den von der Spule ausgegebenen Wechselstrom aufweist; und ein Fixierelement, das an der Nabenwelle fixiert bzw. befestigt ist, und das den Stator in Bezug auf die Nabenwelle positioniert und fixiert bzw. befestigt, indem es die Axialbewegung des Stators begrenzt. Die Leiterplatte ist an dem Fixierelement fixiert bzw. befestigt.
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In dieser Konfiguration dient das Fixierelement nicht nur als Element, zum Fixieren bzw. Befestigen des Stators an der Nabenwelle, sondern auch als ein Element zum Fixieren bzw. Befestigen der Leiterplatte. Somit ist es nicht notwendig wie im Stand der Technik, einen Halter lediglich zum Fixieren bzw. Befestigen der Leiterplatte vorzusehen bzw. vorzubereiten, und es ist möglich, die Anzahl an Komponenten und die Herstellungskosten zu verringern. Da eine zum Fixieren bzw. Befestigen von Statoreinheiten notwendige Fixierungs- bzw. Befestigungskraft nicht auf die Leiterplatte aufgebracht wird, ist es nicht erforderlich die Steifigkeit der Leiterplatte auf einen Wert zu erhöhen, der höher als notwendig ist und es ist möglich die Herstellungskosten weiter zu reduzieren.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, kann die Leiterplatte auf einer Seite des Fixierelements gegenüber dem Stator in dem Nabendynamo des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung fixiert bzw. befestigt sein.
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In dieser Konfiguration ist es möglich Schaden an der Leitplatte zu verhindern, da eine Kraft, die erforderlich ist, um den Stator über das Fixierelement zu fixieren bzw. zu befestigen, derart vorgesehen ist, dass sie gar nicht auf die Leiterplatte aufgebracht wird.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung, kann in dem Nabendynamo des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung ein Außengewinde auf einer äußeren Umfangsfläche der Nabenwelle vorgesehen sein, und das Fixierelement kann derart geformt sein, dass es in der Lage ist mit dem Außengewinde verschraubt zu werden. Ein Flansch ist in dem Fixierelement gebildet und bringt eine axiale Anzugskraft auf den Stator auf, indem er gegen eine Endfläche des Stators in die axiale Richtung gedrückt wird, wenn das Fixierelement angezogen wird. Eine Plattenfixierfläche ist auf einer Seitenfläche des Flanschs gegenüber dem Stator gebildet und die Leiterplatte ist an der Plattenfixierfläche fixiert bzw. befestigt.
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In dieser Konfiguration ist es möglich die Leiterplatte leicht an dem Fixierelement zu fixieren bzw. zu befestigen während die Aufbringung von unnötiger Kraft auf die Leiterplatte verhindert wird, weil die Leiterplatte an der Seitenfläche des Flanschs des Fixierelements gegenüber dem Stator fixiert bzw. befestigt ist.
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Gemäß eines vierten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann die Leiterplatte in dem Nabendynamo des dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung aus einer axialen Richtung betrachtet in einer ringförmigen Form geformt sein, die in der Mitte in einer radialen Richtung ein mittiges Loch aufweist. Ein Positionierungsabschnitt kann auf einer Seite des Flanschs des Fixierelements gegenüber dem Stator vorgesehen sein und das mittige Loch der Leiterplatte kann auf den Positionierungsabschnitt so angepasst sein, dass die Leiterplatte in der radialen Richtung positioniert ist. In diesem Fall, kann gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung das mittige Loch der Leiterplatte in dem Nabendynamo des vierten Aspekts der vorliegenden Erfindung aus der axialen Richtung betrachtet in einer kreisförmigen Form geformt sein. Der Positionierungsabschnitt kann in einer zylindrischen Form derart geformt sein, dass er in der Lage ist in das mittige Loch der Leiterplatte eingepasst zu werden.
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In dieser Konfiguration ist es möglich die Leiterplatte an dem Fixierelement zu fixieren bzw. zu befestigen während die Leiterplatte leicht in der radialen Richtung positioniert wird
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Gemäß eines sechsten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann ein Schraubenfixierabschnitt zum Fixieren bzw. Befestigen der Leiterplatte an der Plattenfixierfläche in dem Nabendynamo eines Aspekts der dritten bis fünften Aspekte der vorliegenden Erfindung in einem äußeren Umfangsabschnitt des Flanschs des Fixierelements vorgesehen sein.
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In dieser Konfiguration ist es möglich die Leiterplatte mit dem Fixierelement leicht zu montieren, da die Leiterplatte an dem Flansch des Fixierelements mit Schrauben fixiert bzw. befestigt ist. Da ein äußerer Umfangsabschnitt der Leiterplatte an dem Flansch mit Schrauben fixiert bzw. befestigt ist, ist es möglich eine Fixierungs- bzw. Befestigungsfläche der Leiterplatte in Bezug zum Flansch zu erhöhen und es ist möglich einen fixierten bzw. befestigten Zustand der Leiterplatte in Bezug auf den Flansch zu stabilisieren.
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Gemäß eines siebenten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann ein Element in dem Nabendynamo eines der Aspekte des dritten bis sechsten Aspekts der vorliegenden Erfindung, das ein Konfigurationselement des Verarbeitungsschaltkreises ist, auf der Leiterplatte befestigt werden und das Element kann näher an der Außenseite als eine äußere Umfangskante des Flanschs angeordnet sein.
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In dieser Konfiguration überlappen der Flansch und das Element nicht miteinander, da die Position des Elements so eingestellt ist, dass das Element auf der Außenseite einer äußeren Umfangskante des Flanschs angeordnet ist. Aus diesem Grund können der Flansch und die Leiterplatte in dichtem Kontakt zueinander angeordnet werden und es ist möglich die Größe des Nabendynamos in der axialen Richtung zu verringern.
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Gemäß eines achten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann ein Ende einer Ausgangsleitung in dem Nabendynamo eines Aspekts des ersten bis siebten Aspekts der vorliegenden Erfindung, mit der Leiterplatte verbunden sein und eine Nut kann an einem äußeren Umfang des Fixierelements entlang der axialen Richtung vorgesehen sein, um das andere Ende der Ausgangsleitung auf die Außenseite des Nabengehäuses zu führen.
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In dieser Konfiguration ist es möglich die Ausgangsleitung ohne irgendwelche Probleme durch die Innenseite eines Lagers in einen Zustand in dem das Lager an das Fixierelement angepasst ist, herauszuführen, da die Ausgangsleitung von der Innenseite des Nabengehäuses auf die Außenseite durch die Nut des Fixierelements herausgeführt werden kann.
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Gemäß eines neunten Aspekts der vorliegenden Erfindung können zwei oder mehr Phasenspulen zum Erzeugen von phasenverschobenen Wechselstromausgaben in dem Nabendynamo eines Aspekts des ersten bis achten Aspekts der Erfindung als die Spulen vorgesehen sein und der Verarbeitungsschaltkreis der Leiterplatte kann eine Gleichrichtungsschaltung aufweisen, die den Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt.
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In dieser Konfiguration ist der Nabendynamo dazu in der Lage phasenverschobene Wechselstromausgaben von der Spule in Gleichstrom umzuwandeln und den umgewandelten Gleichstrom auszugeben. Dementsprechend wird eine kombinierte Ausgabe nach dem Gleichrichten der Wechselspannungsausgaben nicht unter 0 V fallen, so dass, wenn die Ausgabe einer LED-Lampe zugeführt wird, es möglich ist Flackern während Lichtabgabe zu verringern.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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In dem Nabendynamo ist es nicht erforderlich einen Halter zum Fixieren bzw. Befestigen der Leiterplatte wie im Stand der Technik vorzusehen bzw. vorzubereiten und es ist möglich die Anzahl der Komponenten und Herstellungskosten zu verringern, da das Fixierelement nicht nur als Element zum Fixieren bzw. Befestigen des Stators an der Nabenwelle dient, sondern auch als Element zum Fixieren bzw. Befestigen der Leiterplatte. Da eine zum Fixieren bzw. Befestigen der Statoreinheiten notwendige Fixierungs- bzw. Befestigungskraft nicht auf die Leiterplatte aufgebracht wird, ist es nicht erforderlich die Steifigkeit der Leiterplatte auf einen Wert zu erhöhen, der höher als notwendig ist und es ist möglich die Herstellungskosten weiter zu verringern.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine schematische Ansicht, die den Befestigungszustand eines Nabendynamos in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist eine Seitenansicht des Nabendynamos in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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3 ist eine Querschnittansicht des Nabendynamos in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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4 ist eine perspektivische Ansicht eines Stators des Nabendynamos in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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5 ist eine Seitenansicht des Stators des Nabendynamos in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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6 ist eine perspektivische Ansicht des Stators des Nabendynamos in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bevor eine Leiterplatte an dem Stator befestigt wird.
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7 ist eine perspektivische Ansicht eines Mutterelements des Stators des Nabendynamos in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu den 1 bis 7 beschrieben. 1 ist eine schematische Ansicht, die den Befestigungszustand eines Nabendynamos 10 zeigt. In der folgenden Beschreibung wird ein Fall beschrieben, in dem der Nabendynamo 10 des Ausführungsbeispiels an einer Nabenwelle 11 eines Fahrrads 1 befestigt ist und elektrische Energie zu einem Scheinwerfer 4 des Fahrrads 1 zugeführt wird.
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Die Lampenart, die als Scheinwerfer 4 verwendet wird, ist keine elektrische Glühfadenlampe, sondern eine LED-Lampe. Ein Schaltkreis (Verarbeitungsschaltkreis) der ausgebildet ist Ausgaben aus dem Nabendynamo 10 gleichzurichten und zu kombinieren, ist in einen Antriebsschaltkreis der LED-Lampe eingebaut. Eine den Antriebsschaltkreis der LED-Lampe enthaltende Leiterplatte 200 (die später beschrieben wird) ist in den Nabendynamo 10 (innerhalb eines Nabengehäuses 100) eingebaut.
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(Befestigungszustand des Nabendynamos)
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Wie in 1 gezeigt, ist ein Vorderrad 5 des Fahrrads 1 von einer einen Abschnitt eines Rahmens bildenden Vorderradgabel 3 über die Nabenwelle 11 drehbar gelagert. Beide Seiten der Nabenwelle 11 sind an der Vorderradgabel 3 durch Muttern (nicht gezeigt) nicht-drehbar festgezogen und fixiert bzw. befestigt. Der Nabendynamo 10 ist auf einem Großteil eines axial mittigen Abschnitts der Nabenwelle 11 derart befestigt, dass er koaxial mit der Nabenwelle 11 ist. Der Nabendynamo 10 versorgt den auf der Seite des Vorderrads 5 angeordneten Scheinwerfer 4 mit elektrischer Energie.
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Der Nabendynamo 10 weist einen Rotor 12 (der später beschrieben wird) und einen Stator 13 (der später beschrieben wird) auf. Der Rotor 12 ist mit Speichen 2 des Vorderrads 5 verbunden und wird um die Nabenwelle 11 zusammen mit dem Vorderrad 5 gedreht. Der Stator 13 ist auf der inneren Umfangsseite des Rotors 12 positioniert und ist an der Nabenwelle 11 nicht-drehbar befestigt.
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Im Folgenden wird eine axiale Richtung einer Mittelachse O der Nabenwelle 11 vereinfacht als axiale Richtung bezeichnet. Eine Richtung senkrecht zur axialen Richtung wird als radiale Richtung bezeichnet. Eine Richtung um die Mittelachse O herum wird als Umfangsrichtung bezeichnet. Ein Außengewindeabschnitt 11a (der später beschrieben wird) ist in einem Abschnitt der Nabenwelle 11 gebildet, an einer Position, die in axialer Richtung im Vergleich zu einer Position eines Abschnitts der Nabenwelle 11 an dem der Stator 13 (der später beschrieben wird) befestigt ist, auf der äußeren Seite ist.
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(Rotor)
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2 ist eine Seitenansicht des Nabendynamos 10. 3 ist eine Querschnittansicht des Nabendynamos 10. Wie in 2 und 3 gezeigt, ist der Rotor 12 ausgebildet das Nabengehäuse 100 als Hauptkomponente aufzuweisen. Das Nabengehäuse 100 ist ausgebildet einen zylindrischen trommelartigen Abschnitt (zylindrischen Abschnitt) 60 und eine erste Endplatte 70 und eine zweite Endplatte 80 aufzuweisen, die jeweils beide axiale Endöffnungen des trommelartigen Abschnitts 60 abriegeln. Zumindest der trommelartige Abschnitt 60 ist aus einem magnetischen metallischen Material hergestellt.
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Wie in 3 gezeigt, ist die zweite Endplatte 80 in die Öffnung des trommelartigen Abschnitts 60 auf einer ersten P-Seite (die linke Seite in 3) in der axialen Richtung presseingepasst und fixiert bzw. befestigt, so dass die zweite Endplatte 80 die Öffnung abriegelt. Die erste Endplatte 70 ist in die Öffnung des trommelartigen Abschnitts 60 auf einer zweiten Q-Seite (die rechte Seite in 3) in der axialen Richtung presseingepasst und fixiert bzw. befestigt, so dass die erste Endplatte 70 die Öffnung abriegelt.
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Ein Flanschabschnitt 101 ist auf einem äußeren Umfang auf jeder der Endplatten 70 und 80 derart gebildet, dass er sich nach außen in der radialen Richtung erstreckt. Mehrere Befestigungslöchern 102 sind in jedem der Flanschabschnitte 101 derart gebildet, dass sie in der axialen Richtung durch den Flanschabschnitt 101 hindurch verlaufen und mit gleichem Abstand in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Wie in 1 gezeigt, sind innere Endabschnitte mehrerer der sich nach Innen von einer Felge 5a des Vorderrads 5 in radialer Richtung erstreckender Speichen 2 jeweils in den Befestigungslöchern 102 befestigt. Die Befestigungslöcher 102 der rechten und der linken Flanschabschnitte 101 sind derart angeordnet, dass Umlaufphasen der Befestigungslöcher 102 voneinander um eine halbe Teilung verschoben sind.
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Die erste Endplatte 70 die die Öffnung des trommelartigen Abschnitts 60 auf der zweiten Q-Seite in der axialen Richtung abriegelt, weist eine zylindrische Wand 71 auf. Ein Endabschnitt des trommelartigen Abschnitts 60 ist in einen inneren Umfang der zylindrischen Wand 71 presseingepasst und der Flanschabschnitt 101 ist in einen Endabschnitt der zylindrischen Wand 71 auf der ersten P-Seite in der axialen Richtung einstückig gebildet. Eine ringförmige Seitenwand 72 ist in einen Endabschnitt der zylindrischen Wand 71 auf der zweiten Q-Seite in der axialen Richtung derart einstückig gebildet, dass sie sich in der radialen Richtung nach innen erstreckt. Eine zylindrische Lagereinpassungswand 73 ist an einer inneren Umfangskante der ringförmigen Seitenwand 72 derart einstückig gebildet, dass sie auf die erste P-Seite zu in der axialen Richtung gebogen ist. Eine Lagerpresswand 74 ist in einen Endabschnitt der Lagereinpassungswand 73 auf der ersten P-Seite in der axialen Richtung derart einstückig gebildet, dass sie in der radialen Richtung nach innen gebogen ist.
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Die zweite Endplatte 80, die die Öffnung des trommelartigen Abschnitts 60 auf der ersten P-Seite in der axialen Richtung abriegelt, weist eine zylindrische Wand 81 auf. Ein Endabschnitt des trommelartigen Abschnitts 60 ist an einen inneren Umfang der zylindrischen Wand 81 presseingepasst und der Flanschabschnitt 101 ist in einen Endabschnitt der zylindrischen Wand 81 auf der zweiten Q-Seite in der axialen Richtung einstückig gebildet. Eine ringförmige Seitenwand 82 ist in einen Endabschnitt der zylindrischen Wand 81 auf der ersten P-Seite in der axialen Richtung derart einstückig gebildet, dass sie sich in der radialen Richtung nach innen erstreckt. Eine zylindrische Lagereinpassungswand 83 ist an einer inneren Umfangskante der Seitenwand 82 derart einstückig gebildet, dass sie auf die zweite Q-Seite zu in der axialen Richtung gebogen ist. Eine Lagerpresswand 84 ist in einen Endabschnitt der Lagereinpassungswand 83 auf der zweiten Q-Seite in der axialen Richtung derart einstückig gebildet, dass sie in der radialen Richtung nach innen gebogen ist.
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Eine Innenseite der Lagereinpassungswand 73 in der radialen Richtung der ersten Endplatte 70 und eine Innenseite der Lagereinpassungswand 83 in der radialen Richtung der zweiten Endplatte 80 sind jeweils als Durchgangslöcher 75 und 85 gebildet, die koaxial zueinander angeordnet sind. Lager 121 und 122 sind jeweils an die inneren Umfänge der Lagereinpassungswände 73 und 83 angepasst, die jeweils die Durchgangslöcher 75 und 85 definieren. Da der das Nabengehäuse 100 als Hauptkomponente enthaltende Rotor 12 von der Nabenwelle 11 über die Lager 121 und 122 drehbar gelagert ist, wird der Rotor 12 um die Nabenwelle 11 zusammen mit der Drehung des Vorderrads 5 gedreht. Das heißt, der Rotor 12 dient als eine Nabe die das Vorderrad drehbar lagert.
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Ein Permanentmagnet 19 der aus Ferrit oder dergleichen hergestellt ist, ist entlang eines inneren Umfangs des trommelartigen Abschnitts 60 des Nabengehäuses 100 angeordnet. Der Krümmungsradius einer äußeren Umfangsfläche des Permanentmagneten 19 ist eingestellt im Wesentlichen den gleichen Radius einer inneren Umfangsfläche des trommelartigen Abschnitts 60 zu haben. Der Permanentmagnet 19 ist in direktem Kontakt, nicht über ein Joch, mit dem inneren Umfang des aus einem magnetischen Material hergestellten trommelartigen Abschnitts 60 angeordnet. Der Permanentmagnet 19 ist mit dem inneren Umfang des trommelartigen Abschnitts 60 über einen Klebstoff oder dergleichen verbunden. Der Permanentmagnet 19 ist in einer zylindrischen Form entlang der inneren Umfangsfläche des trommelartigen Abschnitts 60 derart angeordnet, dass der Permanentmagnet 19 die gesamte äußere Umfangsfläche des Stators 13 bedeckt. Der Magnet 19 ist an dem inneren Umfang des trommelartigen Abschnitts 60 in einem Zustand des in eine Mehrzahl in der Umfangsrichtung geteilt seins, eingebaut.
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Innere Umfangsflächen des Permanentmagneten 19, die in einer zylindrischen Form angeordnet sind, sind entlang der Umfangsrichtung abwechselnd mit magnetischen Nordpolen (N-Polen) und magnetischen Südpolen (S-Polen) magnetisiert. Insbesondere ist die inneren Umfangsfläche des Permanentmagneten 19 derart magnetisiert, dass 10 Nordpole (N-Pole) und 10 Südpole (S-Pole), anders ausgedrückt, eine Gesamtzahl von 20 magnetischen Nord-(N-) und Südpolen (S-Polen) abwechselnd aufgereiht sind.
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(Stator)
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4 ist eine perspektivische Ansicht des Stators 13 und 5 ist eine Seitenansicht des Stators. Wie in 3 bis 5 gezeigt, ist der Stator 13 durch Zusammenfügen einer klauenpolartigen ersten Statoreinheit 20A und einer klauenpolartigen zweiten Statoreinheit 20B in der axialen Richtung der Nabenwelle 11, gebildet. Die erste Statoreinheit 20A gibt eine A-phasige Wechselspannung (Wechselstrom) aus und die zweite Statoreinheit 20B gibt eine B-phasige Wechselspannung (Wechselstrom) aus.
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Wie in 3 gezeigt, enthält jede der Statoreinheiten 20A und 20B eine Spule 24, die ringförmig um die Nabenwelle 11 über einen Spulenkörper 23 herumgewickelt ist; und einen Statorkern 26 der die Spule 24 umgibt und einen äußeren Umfangsabschnitt, der mit Zähnen 22 (22-1 und 22-2) versehen ist, die den Permanentmagneten 19 gegenüberliegen und eine Anzahl an Polen haben, die der Anzahl an magnetischen Polen entspricht.
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Der Statorkern 26 enthält ein mittiges Joch 25, das auf einem inneren Umfang der ringförmigen Spule 24 angeordnet ist; ein Paar kreisplattenförmiger Seitenjoche 21 (21-1 und 21-2), die jeweils auf einer P-Seite und der zweiten Q-Seite der ringförmigen Spule 24 in der axialen Richtung derart angeordnet sind, dass sie sich gegenüberliegen; und die Zähne 22 (22-1 und 22-2), die in dem äußeren Umfangsabschnitt des Statorkerns 26 derart angeordnet sind, dass sie der inneren Umfangsseite der Permanentmagneten 19 des Rotors 12 mit Lücken zwischen den Zähnen 22 und den Permanentmagneten 19 gegenüberliegen.
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Innere Umfangsabschnitte des Paars der Seitenjoche 21 (21-1 und 21-2) sind jeweils mit einem Ende und dem anderen Ende des mittigen Jochs 25 magnetisch gekoppelt.
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Die Zähne 22 (22-1 und 22-2) sind jeweils in den kreisplattenförmigen Seitenjochen 21 (21-1 und 21-2) einstückig gebildet. Die Zähne 22-1 (die in dem Seitenjoch 21-1 auf der ersten P-Seite in axialer Richtung einstückig gebildet sind) und die Zähne 22-2 (die in dem Seitenjoch 21-2 auf der zweiten Q-Seite in der axialen Richtung einstückig gebildet sind) sind abwechselnd in der Umfangsrichtung mit sehr kleinen Lücken zwischen den Zähnen 22-1 und den Zähnen 22-2 angeordnet. Die Seitenjoche 21-1 und 21-2 enthalten jeweils 10 Zähne 22-1 und 10 Zähne 22-2. Die Anzahl an Polen aller der Zähne 22 (22-1 und 22-2) entspricht der Anzahl an magnetischen Polen des Permanentmagneten 19.
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Das Seitenjoch 21 (21-1) auf der zweiten Q-Seite in der axialen Richtung, das die Zähne 22 (22-1) einstückig enthält, hat die gleiche Form wie die des Seitenjochs 21 (21-2) auf der ersten P-Seite in der axialen Richtung, das die Zähne 22 (22-2) einstückig enthält. Die Zähne 22-1 des Seitenjochs 21-1 auf der zweiten Q-Seite in der axialen Richtung erstrecken sich zur ersten P-Seite in der axialen Richtung und die Zähne 22-2 des Seitenjochs 21-2 auf der ersten P-Seite in der axialen Richtung erstrecken sich zur zweiten Q-Seite in der axialen Richtung. Die Zähne 22-1 und die Zähne 22-2 sind beide auf der Nabenwelle 11 miteinander zusammengefügt.
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Ein mittiges Loch 21a ist in der Mitte jedes der kreisplattenförmigen Seitenjoche 21 (21-1 und 21-2) gebildet und ein äußerer Umfang der Nabenwelle 11 ist in das mittige Loch 21a eingepasst. Der Stator 13 ist an der Nabenwelle 11 über die mittigen Löcher 21a fixiert bzw. befestigt. Ein Schlitz 21s (vgl. 6) ist in jedem der Seitenjoche 21 (21-1 und 21-2) in den äußeren Positionen in der radialen Richtung im Vergleich zum mittigen Loch 21a gebildet. Ein Ende (Ausgangsleitung 250) der Spule 24 ist nach außen durch den Schlitz 21s in der axialen Richtung herausgeführt. Das andere Ende der Spule 24 ist mit der Nabenwelle 11 verbunden und von dieser geerdet (Körpermasse).
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(Zusammenfügung erster Statoreinheit und zweiter Statoreinheit)
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Wie in 4 gezeigt, sind die erste Statoreinheit 20A und die zweite Statoreinheit 20B derart zusammengefügt, dass die Positionen der Zähne 22 der Statoreinheit 20A und der Statoreinheit 20B um einen vorbestimmten Winkel in der Umfangsrichtung zueinander verschoben sind. Dementsprechend werden zwei Phasen Wechselspannungen, d. h., A-phasige und B-phasige Wechselspannungen, deren Phasen verschoben sind, von den Spulen 24 der Statoreinheiten 20A und 20B ausgegeben.
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In dem Ausführungsbeispiel, in einem Fall, in dem die Anzahl der Pole der Zähne 22 (22-1 und 22-2) jeder der ersten Statoreinheit 20A (A-phasig) und der zweiten Statoreinheit 20B (B-phasig) und die Anzahl der magnetischen Pole der Permanentmagneten 19 als P angenommen werden, der Teilungswinkel der Zähne 22 (22-1 und 22-2) als θ angenommen wird und der Umfangsverschiebungswinkel zwischen den Zähnen 22 (22-1 und 22-2) der ersten Statoreinheit 20A und der Zähne (22-1 und 22-2) der zweiten Statoreinheit 20B als α angenommen wird, ist der Winkel α so festgelegt, dass er die folgende Formel erfüllt. α = θ/2 = (360°/P)/2 (1)
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In einem Fall, in dem der Winkel α die Formel (1) erfüllt, wenn der Rotor 12 gedreht wird, geben die Spule 24 der ersten Statoreinheit 20A und die Spule 24 der zweiten Statoreinheit 20B Wechselspannungen aus, deren Phasen zueinander um einen elektrischen Winkel von 90° verschoben sind.
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Ein Umfangspositionierungsmittel (nicht gezeigt) ist vorgesehen, um die erste Statoreinheit 20A und die zweite Statoreinheit 20B in einen Zustand zusammenzufügen, in dem Umfangsphasen zueinander um den Verschiebungswinkel α verschoben sind. Wie in 3 gezeigt, sind das Seitenjoch 21-2 der ersten Statoreinheit 20A auf der ersten P-Seite in der axialen Richtung und das Seitenjoch 21-1 der zweiten Statoreinheit 20B auf der zweiten Q-Seite in der axialen Richtung zueinander benachbart und Rücken an Rücken mit einem Abstandhalter 180 zwischen diesen angeordnet.
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(Begrenzungsabschnitt)
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Wie in 3 bis 5 gezeigt, ist ein Begrenzungsabschnitt 150 auf Abschnitten der Nabenwelle 11 vorgesehen, die jeweils auf beiden Seiten des Stators 13 in der axialen Richtung positioniert sind. Der Begrenzungsabschnitt 150 begrenzt Axialbewegung und Umfangsdrehung des Stators 13. Der Begrenzungsabschnitt 150 auf der Nabenwelle 11 enthält eine Spezialmutter (Fixierelement) 30 die auf der ersten P-Seite des Stators 13 in der axialen Richtung vorgesehen ist; ein Statorfixierelement 37, das auf der zweiten Q-Seite in der axialen Richtung vorgesehen ist; und den Abstandshalter 180 der zwischen der ersten Statoreinheit 20A und der zweiten Statoreinheit 20B angeordnet ist.
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Die erste Statoreinheit 20A und die zweite Statoreinheit 20B des Stators 13 sind fixiert bzw. befestigt, indem sie in einer vorbestimmten axialen Position durch die Spezialmutter 30, das Statorfixierelement 37 und den zwischen der ersten Statoreinheit 20A und der zweiten Statoreinheit 20B vorgesehenen Abstandshalter 180 zusammengefügt sind. Reibungswiderstand, der durch die Zusammenfügung der ersten Statoreinheit 20A und der zweiten Statoreinheit 20B verursacht wird, begrenzt auch die Umfangsdrehung der ersten Statoreinheit 20A und der zweiten Statoreinheit 20B. Eine relative Umfangspositionsbeziehung zwischen der ersten Statoreinheit 20A und der zweiten Statoreinheit 20B wird von einem anderen Mittel (nicht gezeigt) im Vorhinein eingestellt.
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(Spezialmutter)
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6 ist eine perspektivische Ansicht des Stators bevor die Leiterplatte an dem Stator befestigt wird und 7 ist eine perspektivische Ansicht der Spezialmutter (Fixierelement). Wie in 6 und 7 gezeigt, weist die Spezialmutter 30 einen Flansch 31, der auf der zweiten Q-Seite in der axialen Richtung gebildet ist; einen zylindrischen Abschnitt 32, der auf der ersten P-Seite des Flanschs 31 in der axialen Richtung gebildet ist; und einen zylindrischen Hülsenabschnitt 33 auf, der auf der ersten P-Seite des zylindrischen Abschnitts 32 in der axialen Richtung gebildet ist.
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Der Flansch 31 ist in einer kreisförmigen Plattenform mit einer vorbestimmten Dicke gebildet. Eine Seitenfläche des Flanschs 31 auf der zweiten Q-Seite in der axialen Richtung dient als eine Druckfläche 31b die eine Endfläche (Außenfläche des Seitenjochs 21 auf der ersten P-Seite in der axialen Richtung) der Statoreinheit 20B auf der ersten P-Seite in die axiale Richtung drückt. Eine Seitenfläche (Seitenfläche gegenüber den Statoreinheiten 20A und 20B) des Flanschs 31 auf der ersten P-Seite in der axialen Richtung dient als eine Plattenfixierfläche 31a, die die Leiterplatte 200 fixiert bzw. befestigt (vgl. 4). Eine äußere Umfangskante 31c des Flanschs 31 ist aus der axialen Richtung betrachtet in einer Kreisform geformt. Die Leiterplatte 200 ist an der Plattenfixierfläche 31a fixiert bzw. befestigt.
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Im Folgenden wird die Leiterplatte 200, die an der Plattenfixierfläche 31a des Flanschs 31 fixiert bzw. befestigt ist, beschrieben. Wie in 4 und 5 gezeigt, ist die Leiterplatte 200 in einer Donutform (ringförmigen Form) geformt, die einen Außendurchmesser hat, der größer ist als der des Flanschs 31 und kleiner als die der Statoreinheiten 20A und 20B. Die Leiterplatte 200 enthält ein mittiges Loch 201 mit einer aus der axialen Richtung betrachteten kreisförmigen Form und eine äußere Umfangskante 202 mit einer aus axialer Richtung betrachteten kreisförmigen Form. Die Leiterplatte 200 weist wenigstens eine Gleichrichtungsschaltung (Verarbeitungsschaltkreis) auf, die ausgebildet ist die Wechselspannungsausgabe bzw. Wechselstromausgabe von der Spule 24 des Stators 13 gleichzurichten und in Gleichspannung bzw. Gleichstrom umzuwandeln. Die Position eines Schaltkreiselements 203, das ein Konfigurationselement des Schaltkreises ist, ist derart festgelegt, dass das Schaltkreiselement 203 im Vergleich zu der äußeren Umfangskante 31c des Flanschs 31 der Spezialmutter 30 auf der Außenseite angeordnet ist.
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Der Durchmesser einer äußeren Umfangsfläche 32a des zum Flansch 31 der Spezialmutter 30 benachbarten zylindrischen Abschnitts 32 ist festgelegt derart kleiner als der Außendurchmesser des Flanschs 31 zu sein, dass das mittige Loch 201 der Leiterplatte 200 auf die äußere Umfangsfläche 32a angepasst ist. Wie in 4 gezeigt, ist das mittige Loch 201 der Leiterplatte 200 auf die äußere Umfangsfläche 32a des zylindrischen Abschnitts 32 derart angepasst, dass die Leiterplatte 200 in der radialen Richtung positioniert ist.
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Der Hülsenabschnitt 33 ist ausgebildet einen kleineren Außendurchmesser als der des zylindrischen Abschnitts 32 zu haben. Eine äußere Umfangsfläche des Hülsenabschnitts 33 ist an einen inneren Umfang eines Innenrings des Lagers 122 presseingepasst und fixiert bzw. befestigt und ein Außenring ist an die Lagereinpassungswand 83 der zweiten Endplatte 80 eingepasst. Eine auf der ersten P-Seite in der axialen Richtung positionierte Endfläche des zylindrischen Abschnitts 32 dient als eine Positionierungswand 32b, die mit dem Innenring des Lagers 122 in der axialen Richtung in Kontakt steht. Dementsprechend ist das Lager 122 derart befestigt, dass der Außenring dazu in der Lage ist um die Nabenwelle 11 gedreht zu werden.
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Ein Innengewinde 34 ist auf einem inneren Umfang eines mittigen Lochs, das durch die Spezialmutter 30 in der axialen Richtung hindurchfährt, gebildet. Das Innengewinde 34 ist in den Außengewindeabschnitt 11a der Nabenwelle 11 derart eingeschraubt, dass die Spezialmutter 30 an dem äußeren Umfang der Nabenwelle 11 fixiert bzw. befestigt ist.
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Mehrere Ösenabschnitte 35 sind in einem äußeren Umfangsabschnitt des Flanschs 31 der Spezialmutter 30 vorgesehen, wobei diese für eine gute Balance in der Umfangsrichtung verteilt sind. Jeder der Ösenabschnitte 35 ist mit einem Innengewindeloch (einem Schraubenfixierabschnitt) 36 zum Anziehen einer Fixierschraube 210, die zum Fixieren bzw. Befestigen der Leiterplatte 200 verwendet wird, versehen. Die Leiterplatte 200 ist an dem Flansch 31 durch Anziehen der Fixierschrauben 210 (vgl. 4) in die Innengewindelöcher 36 in einen Zustand, in dem eine Rückseite der Leiterplatte mit der Plattenfixierfläche 31a in Kontakt ist, verlässlich fixiert bzw. befestigt.
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Wie in 4, 6 und 7 gezeigt, ist eine Nut 137 in einer äußeren Umfangsfläche der Spezialmutter 30 (äußere Umfangsflächen des Flanschs 31, des zylindrischen Abschnitts und des Hülsenabschnitts 33) entlang der axialen Richtung vorgesehen, um die Ausgangsleitung (das eine Ende der Spule) 250, die aus der Spule 24 des Stators 13 herausgeführt ist oder eine Ausgangsleitung 251 (vgl. 4) die aus der Leiterplatte 200 herausgeführt ist, zu führen. Eine Ausgangsleitung 251 ist aus der Leiterplatte 200 herausgeführt und ist mit dem Scheinwerfer 4 verbunden. In einem Zustand, in dem die Ausgangsleitung 251 in der Nut 137 der Spezialmutter 30 eingebracht ist, ist die Ausgangsleitung 251 zur Außenseite des Nabendynamos 10 durch einen inneren Umfang des Lagers 122 geführt.
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Um die Ausgangsleitung 250 (die von der Spule 24 herausgeführt ist) in die Nut 137 einzuführen, ist die Position des in dem Seitenjoch 21 des Stators 13 gebildeten Schlitzes 21s festgelegt der Position der Nut 137 der Spezialmutter 30 zu entsprechen. Eine Erdleitung der Leiterplatte 200 ist elektrisch mit der Nabenwelle 11 über die aus einem leitenden Material hergestellte Spezialmutter 30 verbunden.
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Wie in 3 gezeigt, ist ein Anschluss 40 auf der Außenseite der zweiten Endplatte 80 vorgesehen. Ein Anschlussstückabschnitt der Ausgangsleitung 251 (vgl. 4) der auf die Außenseite des Nabendynamos 10 durch die Nut 137 der Spezialmutter 30 geführt ist, ist in den Anschluss 40 eingeführt. Der Hülsenabschnitt 33 der Spezialmutter 30 ist in einen inneren Umfangsabschnitt des Anschlusses 40 eingeführt. Der Anschluss 40 ist an der Nabenwelle 11 durch eine Mutter 46 mit einer Unterlegscheibe 45 zwischen diesen, fixiert bzw. befestigt.
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Eine Hülse 50 ist auf der Nabenwelle 11 vorgesehen im Vergleich zu dem Statorfixierelement 37 näher an der zweiten Q-Seite in der axialen Richtung zu sein. Die Hülse 50 ist ein zylindrisches Element, das ein Innengewinde auf einer inneren Umfangsfläche der Hülse 50 aufweist. Die Hülse 50 ist mit dem Außengewindeabschnitt 11a der Nabenwelle 11 der zweiten Q-Seite in der axialen Richtung verschraubt.
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Eine Endfläche der Hülse 50 auf der ersten P-Seite in der axialen Richtung ist mit einem Innenring des Lagers 121, der auf der Seite der ersten Endplatte 70 ist und an den äußeren Umfang des Statorfixierelements 37 angepasst ist, in Kontakt in der axialen Richtung. Eine Abdeckung 54 ist auf der Außenseite der ersten Endplatte 70 derart befestigt, dass sie das Lager 121 und die Hülse 50 abdeckt. Die Abdeckung 54 ist ein schalenförmiges Element und verhindert das Eindringen von Wasser, Staub oder dergleichen in das Innere des Rotors 12 von Außen. Eine Mutter 52 ist in einem inneren Umfangsabschnitt der Abdeckung 54 angeordnet und auf die Nabenwelle 11 derart aufgeschraubt, dass ein Lösen der Hülse 50 verhindert wird.
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(Energieerzeugungssystem)
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Der Nabendynamo 10 mit solch einer Konfiguration wie oben beschrieben, erzeugt elektrische Energie auf folgende Weise. Das heißt, wenn das Vorderrad 5 sich dreht, wird der Rotor 12, der mit dem Vorderrad 5 über die Speichen 2 verbunden ist, um die Nabenwelle 11 zusammen mit dem Vorderrad 5 gedreht und es wird der Permanentmagnet 19 um den Stator 13 gedreht.
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Die folgenden Zustände werden alternativ durch magnetische Flüsse der rotierenden Permanentmagneten 19 geschaltet: ein Zustand in dem die ersten Zähne 22-1 (die in dem Seitenjoch 21-1 auf der zweiten Q-Seite in der axialen Richtung vorgesehen sind) mit Nordpolen (N-Polen) magnetisiert sind und die zweiten Zähne 22-2 (die in dem Seitenjoch 21-2 auf der ersten P-Seite in der axialen Richtung vorgesehen sind) mit Südpolen (S-Polen) magnetisiert sind und ein Zustand, in dem die ersten Zähne 22-1 mit Südpolen (S-Polen) magnetisiert sind und die zweiten Zähne 22-2 mit Nordpolen (N-Polen) magnetisiert sind. Dementsprechend treten wechselnde magnetische Flüsse in dem Statorkern 26 der A-phasigen ersten Statoreinheit 20A und dem Statorkern 26 der B-phasigen zweiten Statoreinheit 20B auf. Aufgrund der wechselnden magnetischen Flüsse, fließt durch die jeweiligen Spulen 24 der ersten Statoreinheit 20A und der zweiten Statoreinheit 20B Strom derart, dass elektrische Energie erzeugt wird.
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Dementsprechend treten wechselnde magnetische Flüsse in dem Statorkern 26 der A-phasigen ersten Statoreinheit 20A und dem Statorkern 26 der B-phasigen zweiten Statoreinheit 20B auf und durch die wechselnden magnetischen Flüsse fließt durch die jeweiligen Spulen 24 der ersten Statoreinheit 20A und die zweite Statoreinheit 20B Strom derart, dass elektrische Energie erzeugt wird.
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Die Phase einer Wechselspannungsausgabe bzw. Wechselstromausgabe der Spule 24 der ersten Statoreinheit 20A ist von der einer Wechselspannungsausgabe bzw. Wechselstromausgabe der Spule 24 der zweiten Statoreinheit 20B verschoben und die Wechselspannungen fallen nicht gleichzeitig auf 0 V.
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Insbesondere, da der Umfangsverschiebungswinkel α zwischen den Zähnen 22 (22-1 und 22-2) der ersten Statoreinheit 20A und den Zähnen 22 (22-1 und 22-2) der zweiten Statoreinheit 20B auf ½ des Teilungswinkels θ der Zähne 22 eingestellt ist, ist die Phasenverschiebung zwischen Spannungsformen der zwei Phasenspulen 24, d. h., der A-phasigen Spule 24 und der B-phasigen Spule 24, exakt ein elektrischer Winkel von 90°.
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Dementsprechend geben die erste Statoreinheit 20A und die zweite Statoreinheit 20B Wechselspannungen bzw. Wechselströme mit Wellenformen aus, die um einen elektrischen Winkel von 90° phasenverschoben sind und die Gleichrichtungsschaltung auf der Leiterplatte 200 führt eine vollständige Wellengleichrichtung an allen den Wechselspannungen bzw. Wechselströmen durch, wodurch es möglich ist den Abstand zwischen dem minimalen Wert und dem maximalen Wert einer vollwellengleichgerichteten kombinierten Ausgabe zu verringern. Es ist möglich Flackern der LED-Lampe während der Lichtabgabe durch Zuführen der vollwellengleichgerichteten kombinierten Ausgabe zur LED-Lampe effektiv zu verringern.
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Zum Beispiel in einem Fall, in dem der Rotor 12 mit der gleichen Geschwindigkeit wie die einer einphasigen elektrischen Energieerzeugung aus dem Stand der Technik gedreht wird, ist es möglich Flackern der LED-Lampe um die Hälfte oder weniger zu verringern. In einem Fall, in dem das gleiche Flackerniveau wie bei einer einphasigen elektrischen Energieerzeugung aus dem Stand der Technik erlaubt ist, ist es möglich die Anzahl an Polen (die Anzahl der Zähne) des Stators 13 zu halbieren. Dadurch ist es möglich die Kosten des Nabendynamos 10 zu verringern.
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Da der Nabendynamo 10 des Ausführungsbeispiels nicht dreiphasigen Wechselstrom bzw. dreiphasige Wechselspannung sondern zweiphasigen Wechselstrom bzw. zweiphasige Wechselspannung erzeugt, wird Flackern durch die Mindestanzahl an notwendigen Konfigurationselementen verhindert. Aus diesem Grund ist es möglich die Kosten und die Größe des Nabendynamos 10 zu verringern.
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(Effekte)
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In diesem Ausführungsbeispiel dient die Spezialmutter (Fixierelement) 30 nicht nur als ein Element, das den Stator 13 an der Nabenwelle 11 fixiert bzw. befestigt, sondern auch als ein Element, dass die Leiterplatte fixiert bzw. befestigt. Aus diesem Grund ist es nicht wie im Stand der Technik notwendig einen Halter nur zum Fixieren bzw. Befestigen der Leiterplatte vorzubereiten bzw. vorzusehen und die Anzahl an Komponenten zu verringern.
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Die Leiterplatte 200 ist an der Fläche der Spezialmutter 30 auf der der Seite des Stators 13 gegenüberliegenden Seite fixiert bzw. befestigt. Aus diesem Grund kann die zum Fixieren bzw. Befestigen des Stators 13 über die Spezialmutter 30 benötigte Kraft derart eingestellt werden, dass sie überhaupt nicht auf die Leiterplatte 200 aufgebracht wird und es ist möglich Schaden an der Leiterplatte 200 zu verhindern. In anderen Worten, da die zum Fixieren bzw. Befestigen des Stators 13 notwendige Anzugskraft nicht auf die Leiterplatte 200 aufgebracht wird, ist es nicht erforderlich die Steifigkeit der Leiterplatte 200 auf einen Wert zu erhöhen, der höher als notwendig ist und es ist möglich die Herstellungskosten zu verringern.
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Die Leiterplatte 200 ist an der Seitenfläche des Flanschs 31 der Spezialmutter 30 gegenüber dem Stator 13 fixiert bzw. befestigt. Aus diesem Grund ist es möglich die Leiterplatte 200 leicht an der Spezialmutter 30 zu fixieren bzw. zu befestigen während die Aufbringung von unnötiger Kraft auf die Leiterplatte 200 verhindert wird.
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Der innere Umfang des mittigen Lochs 201 der Leiterplatte 200 ist an die äußere Umfangsfläche 32a des zylindrischen Abschnitts 32 der Spezialmutter 30 angepasst. Aus diesem Grund ist es möglich die Leiterplatte 200 an der Spezialmutter 30 zu fixieren bzw. zu befestigen, während die Leiterplatte 200 in der radialen Richtung leicht positioniert werden kann.
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Die mehreren Ösenabschnitte 35 sind in dem äußeren Umfangsabschnitt des Flanschs 31 der Spezialmutter 30 vorgesehen und für eine gute Balance in Umfangsrichtung verteilt. Jeder der Ösenabschnitte 35 ist mit einem Innengewindeloch (Schraubfixierabschnitt) 36 zum Fixieren bzw. Befestigen der Leiterplatte 200 an der Plattenfixierfläche 31a versehen. Aus diesem Grund ist es möglich die Leiterplatte 200 an der Spezialmutter 30 durch Verwenden von Fixierschrauben 210 leicht zu fixieren bzw. zu befestigen. Ein äußerer Umfangsabschnitt der Leiterplatte 200 ist an dem Flansch 31 durch Fixierschrauben 210 fixiert bzw. befestigt. Aus diesem Grund ist es möglich eine Fixierfläche der Leiterplatte 200 in Bezug zum Flansch 31 zu erhöhen. Dadurch ist es möglich einen Fixier- bzw. Befestigungszustand der Leiterplatte 200 in Bezug zum Flansch 31 zu stabilisieren.
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Die Position des Elements 203 der Leiterplatte 200 ist derart festgelegt, dass das Element 203 an der Außenseite der äußeren Umfangskante 31c des Flanschs 31 angeordnet ist und sich dadurch der Flansch 31 und das Element 203 nicht gegenseitig überlappen. Aus diesem Grund können der Flansch 31 und die Leiterplatte 200 in engem Kontakt miteinander angeordnet werden und es ist möglich die Größe des Nabendynamos 10 in der axialen Richtung zu verringern.
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Die Ausgangsleitung 251 ist aus dem Inneren des Nabengehäuses 100 zur Außenseite über die Nut 137 der Spezialmutter 30 herausgeführt. Aus diesem Grund ist es möglich die Ausgangsleitung 251 durch das Innere des Lagers 122 ohne Probleme in einen Zustand herauszuführen, in dem das Lager 122 an den Hülsenabschnitt 33 der Spezialmutter 30 angepasst ist.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt und das Ausführungsbeispiel kann auf verschiedene Arten modifiziert werden, solange die Modifikationen nicht vom Kerngedanken der vorliegenden Erfindung abweichen. In dem in dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Beispiel ist der Stator 13 ausgebildet zwei Statoreinheiten 20A und 20B aufzuweisen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt und der Stator 13 kann auch ausgebildet sein drei oder mehr Statoreinheiten aufzuweisen.
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In dem in dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Beispiel wird zweiphasiger Wechselstrom bzw. zweiphasige Wechselspannung, bei dem bzw. bei der jede Phase zu der anderen verschoben ist, ausgegeben, indem die Phasen der zwei Statoreinheiten 20A und 20B zueinander verschoben werden. Die zwei Statoreinheiten 20A und 20B sind in der Lage zweiphasigen Wechselstrom bzw. zweiphasige Wechselspannung, bei dem bzw. bei der jede Phase zu der anderen verschoben ist, auszugeben, indem die Positionen der magnetischen Pole des Permanentmagneten 19 des Rotors 12 zueinander verschoben sind. Die vorliegende Erfindung kann auf einen Nabendynamo angewendet werden, der dreiphasigen Wechselstrom bzw. dreiphasige Wechselspannung über eine dreiphasige Sternschaltung ausgibt.
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In dem in dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Beispiel ist das mittige Loch 201 der Leiterplatte 200 aus axialer Richtung betrachtet in einer kreisförmigen Form geformt und der zylindrische Abschnitt 32 ist in der Spezialmutter 30 derart geformt, dass das mittige Loch 201 der Leiterplatte 200 auf den zylindrischen Abschnitt 32 montiert werden kann. Die Leiterplatte 200 ist in der radialen Richtung von dem mittigen Loch 201 und dem zylindrischen Abschnitt 32 positioniert. Insofern wie die Leiterplatte 200 in Bezug zu der Spezialmutter 30 in der radialen Richtung positioniert werden kann, sind die Form des mittigen Lochs 201 und die Form des zylindrischen Abschnitts 32 nicht auf die in dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Formen beschränkt. Das mittige Loch 201 kann aus axialer Richtung betrachtet in einer polygonalen Form geformt sein und der zylindrische Abschnitt 32 kann in einer polygonalen Zylinderform geformt sein.
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Der Flansch 31, der zylindrische Abschnitt 32 und der Hülsenabschnitt 33 der Spezialmutter 30 können einstückig ausgebildet sein oder können individuell gebildet sein.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Im Nabendynamo dient das Fixierelement nicht nur als Element, um den Stator an der Nabenwelle zu fixieren bzw. zu befestigen, sondern auch als ein Element, um die Leiterplatte zu fixieren bzw. zu befestigen. Dadurch ist es nicht notwendig, einen Halter zum Fixieren bzw. Befestigen der Leiterplatte, wie im Stand der Technik vorzusehen bzw. vorzubereiten, und es ist möglich die Anzahl an Komponenten und die Herstellungskosten zu reduzieren.
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Bezugszeichenliste
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- 4
- Scheinwerfer (Leuchtdiode)
- 5
- Vorderrad
- 10
- Nabendynamo
- 11
- Nabenwelle
- 11a
- Außengewindeabschnitt
- 12
- Rotor
- 13
- Stator
- 19
- Permanentmagnet
- 24
- Spule
- 60
- trommelartiger Abschnitt (zylindrischer Abschnitt)
- 30
- Spezialmutter (Fixierelement)
- 31
- Flansch
- 31a
- Plattenfixierfläche
- 31c
- äußere Umfangskante
- 32
- zylindrischer Abschnitt (Positionierungsabschnitt)
- 32a
- äußere Umfangsfläche
- 36
- Schraubenmutter (Schraubenfixierabschnitt)
- 100
- Nabengehäuse
- 200
- Leiterplatte
- 201
- mittiges Loch
- 203
- Element
- 251
- Ausgangsleitung
