JP2013046538A - 自転車用発電ハブの固定子および自転車用発電ハブ - Google Patents
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Abstract
【課題】自転車用発電ハブの固定子の製造コストを下げる。
【解決手段】自転車車用発電ハブ１０の固定子１３は、環状のコイルボビン１６と、複数の第１ヨーク１８と、複数の第２ヨーク１９と、を備える。複数の第１および第２ヨーク１８，１９は、第１および第２磁極部２４ａ，２６ａと、第１および第２挿入部２４ｂ，２６ｂと、第１および第２連結部２４ｃ，２６ｃと、を有する。複数の第１および第２ヨーク１８，１９は、コイルボビン１６に対して放射状に配置される。複数の第１ヨーク１８の第１挿入部２４ｂの軸方向他端側の端部はそれぞれ、隣り合う２つの第２ヨーク１９の第２挿入部２６ｂの軸方向一端側の端部に当接される。
【選択図】図２
【解決手段】自転車車用発電ハブ１０の固定子１３は、環状のコイルボビン１６と、複数の第１ヨーク１８と、複数の第２ヨーク１９と、を備える。複数の第１および第２ヨーク１８，１９は、第１および第２磁極部２４ａ，２６ａと、第１および第２挿入部２４ｂ，２６ｂと、第１および第２連結部２４ｃ，２６ｃと、を有する。複数の第１および第２ヨーク１８，１９は、コイルボビン１６に対して放射状に配置される。複数の第１ヨーク１８の第１挿入部２４ｂの軸方向他端側の端部はそれぞれ、隣り合う２つの第２ヨーク１９の第２挿入部２６ｂの軸方向一端側の端部に当接される。
【選択図】図２
Description
本発明は、自転車の車輪のハブを構成する自転車用発電ハブの固定子および自転車用発電ハブに関する。
一般に自転車用発電ハブは、筒状の回転子とその内部に配置される固定子を備える。従来の自転車用発電ハブの固定子は、たとえば特許文献１に開示されるように、ハブ軸と、ハブ軸が貫通可能な環状部材と、環状部材の一端側に配置される第１ヨークと、環状部材の他端側に配置される第２ヨークとを備える。従来の自転車用発電ハブの固定子において、各ヨークは、環状部材に対して回転しないように設けられる。第１ヨークおよび第２ヨークは、外周側に配置される磁極部と、貫通孔内に配置される挿通部と、磁極部と挿通部とを連結する連結部と、をそれぞれ有する。磁極部は、半径方向に沿って配置される。連結部は、磁極部に対して僅かに折り曲げられており、半径方向と交差する方向に配置される。これにより、第１ヨークと第２ヨークにおいて、隣り合う挿通部の先端部同士がずれなく接触可能になる。
このように従来の自転車用ハブの固定子では、第１ヨークおよび第２ヨークを途中で折り曲げる必要がある。このため、第１ヨークおよび第２ヨークの製造工程が複雑になり、固定子の製造コストが上昇する。
本発明の課題は、自転車用発電ハブの固定子の製造コストを下げることにある。
発明１に係る自転車用発電ハブの固定子は、環状のコイルボビンと、複数の第１ヨークと、複数の第２ヨークと、を備える。複数の第１ヨークは、第１磁極部と、第１挿入部と、第１連結部と、を有する。複数の第１ヨークは、コイルボビンに対して放射状に配置される。第１磁極部は、コイルボビンの外周面側で軸方向一端側から軸方向他端側に延びる。第１挿入部と、コイルボビンの内周面側で軸方向一端側から軸方向他端側にコイルボビンの軸方向に沿って直線状に延びる。第１連結部は、コイルボビンの径方向沿って直線状に延びて第１磁極部と第１挿入部とを連結する。複数の第２ヨークは、第２磁極部と、第２挿入部と、第２連結部と、を有する。複数の第２ヨークは、コイルボビンに対して放射状に配置される。第２磁極部は、コイルボビンの外周面で軸方向他端側から軸方向一端側に延びる。第２挿入部は、コイルボビンの内周面側で軸方向他端側から軸方向一端側にコイルボビンの軸方向に直線状に延びる。第２連結部は、コイルボビンの径方向に沿って直線状に延びて第２磁極部と第２挿入部とを連結する。複数の第１ヨークの第１挿入部の軸方向他端側の端部はそれぞれ、隣り合う２つの第２ヨークの第２挿入部の軸方向一端側の端部に当接される。
この自転車用発電ハブの固定子では、コイルボビンに放射状に配置される複数の第１ヨークおよび第２ヨークがコイルボビンに放射状に配置される。第１連結部および第２連結部は、コイルボビンの径方向に沿って直線状に延びる。第１挿入部の軸方向他端側の端部は、隣り合う２つの第２挿入部の軸方向一端側の端部に当接される。ここでは、第１ヨークおよび第２ヨークがコイルボビンに径方向に沿って配置される。また、コイルボビンの内周面側に配置される第１挿入部の端部と隣り合う第２挿入部の端部とが当接して磁気的に連結され、全ての第１ヨークおよび第２ヨークが磁気的に連結される。これにより、第１ヨークおよび第２ヨークの形状が平板状になり、折り曲げる必要がなくなる。このため、たとえば、金属板を打ち抜き加工するだけで、第１ヨークおよび第２ヨークを容易に製造できる。この結果、固定子の製造工程を簡素化でき、固定子の製造コストを下げることができる。
発明２に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明１に記載の自転車用発電ハブの固定子において、第１ヨークは、複数の板状部材をコイルボビンの周方向に積層することによって構成される。
この場合には、第１ヨークが積層ヨークになるので、渦電流を低減しやすい。
発明３に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明１または２に記載の自転車用発電ハブの固定子において、第２ヨークは、複数の板状部材をコイルボビンの周方向に積層することによって構成される。
この場合には、第２ヨークが積層ヨークになるので、渦電流を低減しやすい。
発明４に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明１から３のいずれかに記載の自転車用発電ハブの固定子において、第１ヨークの第１磁極部は、コイルボビンの軸方向に沿って直線状に延びる。
この場合には、第１磁極部がコイルボビンの軸方向に沿って直線的に延びるので、第１磁極部を容易に形成できる。
発明５に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明１から４のいずれかに記載の自転車用発電ハブの固定子において、第２ヨークの第２磁極部は、コイルボビンの軸方向に沿って直線状に延びる。
この場合には、第２磁極部がコイルボビンの軸方向に沿って直線的に延びるので、第２磁極部を容易に形成できる。
発明６に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明１から５のいずれかに記載の自転車用発電ハブの固定子において、複数の第１ヨークの第１連結部と、第２ヨークの第２連結部とは、コイルボビンに当接し、コイルボビンの周方向に位置決めされる。
この場合には、コイルボビンを介して複数の第１ヨークと複数の第２ヨークとが位置決めされる。
発明７に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明６に記載の自転車用発電ハブの固定子において、ハブ軸および連結部材をさらに備える。ハブ軸は、コイルボビンを挿通し、コイルボビンの軸方向に延びる溝を有する。連結部材は、コイルボビンとハブ軸とを相対的に回転不能に連結する。連結部材は、ハブ軸の溝に係合する突起と、隣り合う２つの第１ヨークおよび隣り合う２つの第２ヨークの少なくともいずれか一方の間に配置される突出部を有する。
この場合には、連結部材によりコイルボビンがハブ軸に回転不能に連結されるので、コイルボビンに位置決めされる第１および第２ヨークをハブ軸に対して回転不能に連結できる。
発明８に係る自転車用発電ハブは、発明１から７のいずれかに記載される自転車用発電ハブの固定子を備える。
この自転車用ハブでは、発明１から７のいずれかに記載の固定子を備えることにより、自転車発電ハブの製造コストを下げることができる。
本発明によれば、第１ヨークおよび第２ヨークの形状が平板状になり、折り曲げる必要がなくなる。このため、たとえば、金属板を打ち抜き加工するだけで、第１ヨークおよび第２ヨークを容易に製造できる。この結果、固定子の製造工程を簡素化でき、固定子の製造コストを下げることができる。
図１に示すように、本発明の一実施形態による自転車用の発電ハブ（ハブダイナモ）１０は、自転車のフロントフォーク１０２に装着される。ハブ軸１５を有する発電ハブ１０は、固定子１３と、ハブ軸１５に回転自在に装着されたハブシェル１４と、を備える。ハブシェル１４の内周面には、環状の磁石１２が設けられる。磁石１２には、周方向に複数の磁極が配置される。ここで、図１から図３において、後述するコイルボビン１６の周方向が矢印Ａで示される。また、図１および図２において、コイルボビン１６の軸方向が矢印Ｂで示される。この実施形態では、ハブ軸１５、コイルボビン１６、後述する第１ヨーク１８、および第２ヨーク１９が同軸上に配置される。したがって、いずれにとっても周方向は矢印Ａ方向であり、軸方向は矢印Ｂ方向である。
＜固定子＞
固定子１３は、ハブ軸１５と、ハブ軸１５が挿通されるコイルボビン１６と、コイルボビン１６に巻回されるコイル１７と、コイルボビン１６に設けられる複数（たとえば１６個）の第１ヨーク１８および複数（たとえば１６個）の第２ヨーク１９と、を備える。また、固定子１３は、連結部材２０と、第１位置決め部材２１と、第２位置決め部材２２と、をさらに備える。連結部材２０は、コイルボビン１６の矢印Ｂ方向（図１および図２参照）他端側（図１および図２において右側）に配置され、コイルボビン１６とハブ軸１５とを相対的に回転不能に連結する。第１位置決め部材２１は、コイルボビン１６の矢印Ｂ方向（軸方向：図１および２参照）一端側（図１および図２において左側）に配置される。第２位置決め部材２２は、連結部材２０をコイルボビン１６との間に挟んで、コイルボビン１６の他端側に配置される。
固定子１３は、ハブ軸１５と、ハブ軸１５が挿通されるコイルボビン１６と、コイルボビン１６に巻回されるコイル１７と、コイルボビン１６に設けられる複数（たとえば１６個）の第１ヨーク１８および複数（たとえば１６個）の第２ヨーク１９と、を備える。また、固定子１３は、連結部材２０と、第１位置決め部材２１と、第２位置決め部材２２と、をさらに備える。連結部材２０は、コイルボビン１６の矢印Ｂ方向（図１および図２参照）他端側（図１および図２において右側）に配置され、コイルボビン１６とハブ軸１５とを相対的に回転不能に連結する。第１位置決め部材２１は、コイルボビン１６の矢印Ｂ方向（軸方向：図１および２参照）一端側（図１および図２において左側）に配置される。第２位置決め部材２２は、連結部材２０をコイルボビン１６との間に挟んで、コイルボビン１６の他端側に配置される。
＜ハブ軸＞
図１および図２に示すように、ハブ軸１５は、中空に形成され、たとえばクイックレリーズ機構１１によってフロントフォーク１０２に着脱可能に固定される。ハブ軸１５の第１端（図１左端）の外周面には、第１雄ネジ部１５ａが形成される。また、ハブ軸１５の第２端（図１右側）の外周面には、第２雄ネジ部１５ｂが形成される。さらに、ハブ軸１５の外周面には、その中央部から第２端へと延びる軸方向溝１５ｃが形成される。軸方向溝１５ｃは、コイル１７から延びる電気配線１７ａを配置するために用いられる。ハブ軸１５の外周面には、第１位置決め部材２１をかしめるための第１環状溝１５ｄおよび第２位置決め部材２２をかしめるための第２環状溝１５ｅが形成される。第２環状溝１５ｅは、軸方向溝１５ｃを横切るように形成される。軸方向溝１５ｃの深さは、電気配線１７aを配置するために、第２環状溝１５ｅの深さよりも大きい。
図１および図２に示すように、ハブ軸１５は、中空に形成され、たとえばクイックレリーズ機構１１によってフロントフォーク１０２に着脱可能に固定される。ハブ軸１５の第１端（図１左端）の外周面には、第１雄ネジ部１５ａが形成される。また、ハブ軸１５の第２端（図１右側）の外周面には、第２雄ネジ部１５ｂが形成される。さらに、ハブ軸１５の外周面には、その中央部から第２端へと延びる軸方向溝１５ｃが形成される。軸方向溝１５ｃは、コイル１７から延びる電気配線１７ａを配置するために用いられる。ハブ軸１５の外周面には、第１位置決め部材２１をかしめるための第１環状溝１５ｄおよび第２位置決め部材２２をかしめるための第２環状溝１５ｅが形成される。第２環状溝１５ｅは、軸方向溝１５ｃを横切るように形成される。軸方向溝１５ｃの深さは、電気配線１７aを配置するために、第２環状溝１５ｅの深さよりも大きい。
ハブ軸１５の第２端には、コイル１７からの電力を前照灯等の外部機器に供給するためのコネクタ２８が第２雄ネジ部１５ｂに螺合するナット部材５０により固定される。
＜コイルボビン＞
コイルボビン１６には、コイル１７が巻回されるとともに、第１ヨーク１８および第２ヨーク１９が装着（たとえば接着）される。コイルボビン１６は、磁石１２の内周面に対向するようにハブ軸１５に位置決めされる。コイルボビン１６は、コイル１７が外周面に巻回される筒状部１６ａと、筒状部１６ａの矢印Ｂ方向他端側（図１および図２において左側）に設けられる第１フランジ１６ｂと、筒状部１６ａの矢印Ｂ方向一端側（図１および図２において右側）に設けられる第２フランジ１６ｃとを有する。筒状部１６ａの貫通孔１６ｄには、ハブ軸１５が挿通される。コイルボビン１６は連結部材２０により第２フランジ１６ｃ側でハブ軸１５に回転不能に連結される。
コイルボビン１６には、コイル１７が巻回されるとともに、第１ヨーク１８および第２ヨーク１９が装着（たとえば接着）される。コイルボビン１６は、磁石１２の内周面に対向するようにハブ軸１５に位置決めされる。コイルボビン１６は、コイル１７が外周面に巻回される筒状部１６ａと、筒状部１６ａの矢印Ｂ方向他端側（図１および図２において左側）に設けられる第１フランジ１６ｂと、筒状部１６ａの矢印Ｂ方向一端側（図１および図２において右側）に設けられる第２フランジ１６ｃとを有する。筒状部１６ａの貫通孔１６ｄには、ハブ軸１５が挿通される。コイルボビン１６は連結部材２０により第２フランジ１６ｃ側でハブ軸１５に回転不能に連結される。
図２および図３に示すように、第１フランジ１６ｂの外側面には、複数の第１ヨーク１８が装着される第１溝２３ａが放射状に複数（たとえば１６個）形成される。第１溝２３ａは、貫通孔１６ｄから径方向外方に向かって延びている。第１溝２３ａの径方向外方には、第１フランジ１６ｂの外周部から切り欠かれた複数の第１切欠き部２３ｂが形成されている。隣り合う２つの第１切欠き部２３ｂの間には、第２ヨーク１９の一端側の端部である先端部が支持される複数の第２切欠き部２３ｃが第１切欠き部２３ｂより浅い深さで形成されている。
第２フランジ１６ｃの外側面には、複数の第２ヨーク１９が装着される第２溝２３ｄが放射状に複数（たとえば１６個）形成される。第２溝２３ｄは、第１溝２３ａの間に位置するように配置される。したがって、第２溝２２ｃは、第１フランジ１６ｂの第２切欠き部２３ｃと同じ矢印Ａ方向（周方向）位置に配置される。第２溝２３ｄは、貫通孔１６ｄから径方向外方に向かって延びる。第２溝２３ｄの一つには、コイル１７の両端を第２フランジ１６ｃ外に取り出すための２つの貫通孔２３ｇと、コイル１７を径方向に通すためのスリット２３ｈとが形成される。第２溝２３ｄの径方向外方には、第２フランジ１６ｃの外周部から切り欠かれた第３切欠き部２３ｅが形成される。隣り合う２つの第３切欠き部２３ｅの間には、第１ヨーク１８の他端側の端部である先端部が支持される第４切欠き部２３ｆが第３切欠き部２３ｅより浅い深さで形成される。
＜コイル＞
図１に示すように、コイル１７は、コイルボビン１６の筒状部１６ａに巻回される。コイル１７は、たとえば、銅線、アルミニウム合金線等の導電金属線材製である。コイル１７の両端部には、２本の電気配線１７ａが電気的に接続される。電気配線１７ａは、コイル１７で発生した電力を外部に出力するために設けられる。電気配線１７ａは、前述した軸方向溝１５ｃに配置される。
図１に示すように、コイル１７は、コイルボビン１６の筒状部１６ａに巻回される。コイル１７は、たとえば、銅線、アルミニウム合金線等の導電金属線材製である。コイル１７の両端部には、２本の電気配線１７ａが電気的に接続される。電気配線１７ａは、コイル１７で発生した電力を外部に出力するために設けられる。電気配線１７ａは、前述した軸方向溝１５ｃに配置される。
＜第１ヨーク＞
図２および図４に示すように、複数の第１ヨーク１８は、コイルボビン１６の矢印Ａ方向（周方向）に積層される複数（たとえば７枚）の積層片２５ａでそれぞれ構成される積層ヨークである。積層片２５ａは、たとえば、表面に酸化被膜が形成される珪素鋼板（より詳しくは無方向性珪素鋼板）で形成される。積層片２５ａは、板状部材の一例である。なお、図２では、一つの第１ヨーク２４にだけ積層片２５ａが示されるが、全ての第１ヨーク１８は積層片２５ａで構成される。矢印Ａ方向に並べられる複数の第１ヨーク１８間の隙間を小さくするために、図５に示すように、第１ヨーク１８において矢印Ａ方向一端に配置される積層片２５ａは他の積層片２５ａよりも径方向の寸法が短く設けられる。
図２および図４に示すように、複数の第１ヨーク１８は、コイルボビン１６の矢印Ａ方向（周方向）に積層される複数（たとえば７枚）の積層片２５ａでそれぞれ構成される積層ヨークである。積層片２５ａは、たとえば、表面に酸化被膜が形成される珪素鋼板（より詳しくは無方向性珪素鋼板）で形成される。積層片２５ａは、板状部材の一例である。なお、図２では、一つの第１ヨーク２４にだけ積層片２５ａが示されるが、全ての第１ヨーク１８は積層片２５ａで構成される。矢印Ａ方向に並べられる複数の第１ヨーク１８間の隙間を小さくするために、図５に示すように、第１ヨーク１８において矢印Ａ方向一端に配置される積層片２５ａは他の積層片２５ａよりも径方向の寸法が短く設けられる。
複数の第１ヨーク１８はそれぞれ、コイルボビン１６の外周面側でコイルボビン１６の矢印Ｂ方向（軸方向）一端側から他端側に直線状に延びる第１磁極部２４ａをそれぞれ有する。また、複数の第１ヨーク１８は、第１挿入部２４ｂと、第１磁極部２４ａと第１挿入部２４ｂとを連結する第１連結部２４ｃと、をさらにそれぞれ有する。
第１磁極部２４ａは、コイル１７の径方向外側でコイルボビン１６の矢印Ｂ方向（軸方向）一端側から他端側に延びる。第１磁極部２４ａは、径方向外側部分がハブ軸１５と実質的に平行に配置される。また、第１磁極部２４ａは、コイルボビン１６の矢印Ｂ方向一端側から他端側にかけて径方向内側部分が径方向外側部に対して接近するように斜めに形成され、径方向内側部分の先端部がハブ軸１５と実質的に平行に形成される。第１磁極部２４ａの一端側の端部である基端部２４ｄは、第１切欠き部２３ｂにより支持される。第１磁極部２４ａの他端側の端部である先端部２４ｅは、第４切欠き部２３ｆにより支持される。
第１挿入部２４ｂは、図１に示すように、コイルボビン１６の貫通孔１６ｄに挿入され、筒状部１６ａとハブ軸１５の外周面との間で矢印Ｂ方向にコイルボビン１６の一端側から他端側に延びる。具体的には、貫通孔１６ｄの矢印Ｂ方向中央部の近傍まで延びる。
第１連結部２４ｃは、コイルボビン１６に当接し、コイルボビン１６の周方向に位置決めされる。具体的には、第１連結部２４ｃは、第１フランジ１６ｂの第１溝２３ａに嵌め込まれてコイルボビン１６に固定される。これにより、複数の第１ヨーク１８は、コイルボビン１６に対して回転しないように設けられる。
＜第２ヨーク＞
複数の第２ヨーク１９は、この実施形態では、複数の第１ヨーク１８と同じ形状である。複数の第２ヨーク１９は、コイルボビン１６の矢印Ａ方向（周方向）に積層される複数（たとえば７枚）の積層片２５ｂでそれぞれ構成される積層ヨークである。積層片２５ｂは、たとえば、表面に酸化被膜が形成される珪素鋼板（より詳しくは無方向性珪素鋼板）で形成される。積層片２５ｂは、板状部材の一例である。なお、図２では、一つの第２ヨーク１９にだけ積層片２５ｂが示されるが、全ての第２ヨーク１９は積層片２５ｂで構成される。
複数の第２ヨーク１９は、この実施形態では、複数の第１ヨーク１８と同じ形状である。複数の第２ヨーク１９は、コイルボビン１６の矢印Ａ方向（周方向）に積層される複数（たとえば７枚）の積層片２５ｂでそれぞれ構成される積層ヨークである。積層片２５ｂは、たとえば、表面に酸化被膜が形成される珪素鋼板（より詳しくは無方向性珪素鋼板）で形成される。積層片２５ｂは、板状部材の一例である。なお、図２では、一つの第２ヨーク１９にだけ積層片２５ｂが示されるが、全ての第２ヨーク１９は積層片２５ｂで構成される。
複数の第２ヨーク２６は、コイルボビン１６の外周面側でコイルボビン１６の矢印Ｂ方向他端側から一端側に直線状に延びる第２磁極部２６ａを有する。また、第２積層ヨーク２６は、第２挿入部２６ｂと、第２磁極部２６ａと第２挿入部２６ｂとを連結する第２連結部２６ｃと、をさらに有する。矢印Ａ方向に並べられる複数の第２ヨーク１９間の隙間を小さくするために、図５に示すように、第２ヨーク１９において矢印Ａ方向一端に配置される積層片２５ｂは他の積層片２５ｂよりも径方向の寸法が短く設けられる。
第２磁極部２６ａはそれぞれ、コイル１７の径方向外方で他端側から一端側に延びる。第２磁極部２６ａは、第１磁極部２４ａと矢印Ａ方向（図２および図４参照）において交互に配置される。第２磁極部２６ａは、径方向外側部分がハブ軸１５と実質的に平行に配置される。また、第２磁極部２６ａは、コイルボビン１６の他端側から一端側にかけて径方向内側部分が径方向外側部分に対して接近するように形成され、径方向内側部部分の先端部がハブ軸１５と実質的に平行に形成される。第２磁極部２６ａの他端側の端部である基端部２６ｄは、第３切欠き部２３ｅにより支持されている。第２磁極部２６ａの一端側の端部である先端部２６ｅは、第２切欠き部２３ｃにより支持される。
第２挿入部２６ｂは、図１に示すように、コイルボビン１６の貫通孔１６ｄに挿入され、筒状部１６ａとハブ軸１５の外周面との間で矢印Ｂ方向にコイルボビン１６の他端側から一端側に延びる。具体的には、貫通孔１６ｄの矢印Ｂ方向中央部の近傍まで延びる。これにより、第２挿入部２６ｂは、第１挿入部２４ｂと磁気的に結合する。さらに、図５に示すように、複数の第１ヨーク１８の第１挿入部２４ｂの軸方向他端側の端部はそれぞれ、隣り合う２つの第２ヨークの第２挿入部の軸方向一端側の端部に当接される。したがって、複数の第２ヨーク１９の第２挿入部２６ｂの軸方向他端側の端部はそれぞれ、隣り合う２つの第１ヨーク１８の第１挿入部２４ｂの軸方向一端側の端部に当接される。
これにより、全ての第１ヨーク１８および第２ヨーク１９が第１挿入部２４ｂおよび第２挿入部２６ｂで磁気的に連結される。
第２連結部２６ｃは、コイルボビン１６に当接し、コイルボビン１６の周方向に位置決めされる。具体的には、第２連結部２６ｃは、第２フランジ１６ｃの第２溝２３ｄに嵌め込まれてコイルボビン１６に固定される。これにより、第２ヨーク１９は、コイルボビン１６に対して回転しないように設けられる。
＜連結部材＞
連結部材２０は、図２および図４に示すように、リング状の板状部材である。連結部材２０は、ハブ軸１５の軸方向溝１５ｃに係合する突起２０ａと、隣り合う第２ヨーク１９間に配置される複数（たとえば、１６個）の突出部２０ｂと、を有する。突起２０ａは、連結部材０の内周面に径方向内方に突出して形成される。複数の突出部２０ｂは、周方向に間隔を隔てて配置される。複数の突出部２０ｂは、矢印Ｂ方向に沿って突出する。複数の突出部２０ｂは、図４に二点鎖線で示すように、隣り合う第２ヨーク１９の第２連結部２６ｃの間に両者に接触して配置される。これにより、第２ヨーク１９がハブ軸１５に対して回転不能に連結される。また、第２ヨーク１９が回転不能に連結されたコイルボビン１６とハブ軸１５とが相対的に回転不能に連結される。
連結部材２０は、図２および図４に示すように、リング状の板状部材である。連結部材２０は、ハブ軸１５の軸方向溝１５ｃに係合する突起２０ａと、隣り合う第２ヨーク１９間に配置される複数（たとえば、１６個）の突出部２０ｂと、を有する。突起２０ａは、連結部材０の内周面に径方向内方に突出して形成される。複数の突出部２０ｂは、周方向に間隔を隔てて配置される。複数の突出部２０ｂは、矢印Ｂ方向に沿って突出する。複数の突出部２０ｂは、図４に二点鎖線で示すように、隣り合う第２ヨーク１９の第２連結部２６ｃの間に両者に接触して配置される。これにより、第２ヨーク１９がハブ軸１５に対して回転不能に連結される。また、第２ヨーク１９が回転不能に連結されたコイルボビン１６とハブ軸１５とが相対的に回転不能に連結される。
＜第１位置決め部材＞
図１および図２に示すように、第１位置決め部材２１は、コイルボビン１６の一端側でハブ軸１５にかしめられる。第１位置決め部材２１は、たとえば、アルミニウム合金、鉄系合金等の金属製である。第１位置決め部材２１は、図２に示すように、第１ヨーク１８に接触可能な第１鍔部２１ａと、ハブ軸１５の外周面に嵌合可能な第１筒部２１ｂと、を有する。第１筒部２１ｂは、第１鍔部２１ａが第１ヨーク１８に接触した状態で第１環状溝１５ｄと重なり合う位置に配置される。第１筒部２１ｂを第１環状溝１５ｄに向けて変形させることにより、第１位置決め部材２１がハブ軸１５にかしめられ、矢印Ｂ方向に移動不能になる。
図１および図２に示すように、第１位置決め部材２１は、コイルボビン１６の一端側でハブ軸１５にかしめられる。第１位置決め部材２１は、たとえば、アルミニウム合金、鉄系合金等の金属製である。第１位置決め部材２１は、図２に示すように、第１ヨーク１８に接触可能な第１鍔部２１ａと、ハブ軸１５の外周面に嵌合可能な第１筒部２１ｂと、を有する。第１筒部２１ｂは、第１鍔部２１ａが第１ヨーク１８に接触した状態で第１環状溝１５ｄと重なり合う位置に配置される。第１筒部２１ｂを第１環状溝１５ｄに向けて変形させることにより、第１位置決め部材２１がハブ軸１５にかしめられ、矢印Ｂ方向に移動不能になる。
＜第２位置決め部材＞
図１および図２に示すように、第２位置決め部材２２は、コイルボビン１６の他端側でハブ軸１５にかしめられる。第２位置決め部材２２は、第１位置決め部材２１と同材料からなる。第１位置決め部材２１と同様に、第２位置決め部材２２は、図２示すように、第２ヨーク１９に接触可能な第２鍔部２２ａと、ハブ軸１５の外周面に嵌合可能な第２筒部２２ｂと、を有する。第２筒部２２ｂは、第２鍔部２２ａが第２ヨーク１９に接触した状態で第２環状溝１５ｅと重なり合う位置に配置される。第２筒部２２ｂを第２環状溝１５ｅに向けて変形させることにより、第２位置決め部材２２がハブ軸１５にかしめられ、矢印Ｂ方向に移動不能になる。
図１および図２に示すように、第２位置決め部材２２は、コイルボビン１６の他端側でハブ軸１５にかしめられる。第２位置決め部材２２は、第１位置決め部材２１と同材料からなる。第１位置決め部材２１と同様に、第２位置決め部材２２は、図２示すように、第２ヨーク１９に接触可能な第２鍔部２２ａと、ハブ軸１５の外周面に嵌合可能な第２筒部２２ｂと、を有する。第２筒部２２ｂは、第２鍔部２２ａが第２ヨーク１９に接触した状態で第２環状溝１５ｅと重なり合う位置に配置される。第２筒部２２ｂを第２環状溝１５ｅに向けて変形させることにより、第２位置決め部材２２がハブ軸１５にかしめられ、矢印Ｂ方向に移動不能になる。
このように、第１位置決め部材２１および第２位置決め部材２２により、コイルボビン１６、第１ヨーク１８、第２ヨーク１９および連結部材２０が矢印Ｂ方向（軸方向）に位置決めされる。このため、たとえばナット等を用いて軸方向に位置決めする場合と比べ、第１ヨーク１８第１積層ヨーク２４および第２ヨーク１９の第２積層ヨーク２６に過大な軸方向の力が作用しなくなる。従って、第１ヨーク１８および第２ヨーク１９が変形しにくくなる。
＜ハブシェル＞
ハブシェル１４は、図１に示すように、ハブ軸１５に第１軸受３０および第２軸受３１により回転自在に支持される。第１軸受３０は、ナット部材５１により矢印Ｂ方向（軸方向）の位置が調整される。ハブシェル１４は、第１軸受３０が配置される筒状のシェル本体４０と、シェル本体４０に装着される第２軸受３１が配置される蓋部材４２と、を有する。シェル本体４０には、車輪とリムと連結される一対のハブフランジ４０ａが矢印Ｂ方向に間隔を隔てて配置される。
ハブシェル１４は、図１に示すように、ハブ軸１５に第１軸受３０および第２軸受３１により回転自在に支持される。第１軸受３０は、ナット部材５１により矢印Ｂ方向（軸方向）の位置が調整される。ハブシェル１４は、第１軸受３０が配置される筒状のシェル本体４０と、シェル本体４０に装着される第２軸受３１が配置される蓋部材４２と、を有する。シェル本体４０には、車輪とリムと連結される一対のハブフランジ４０ａが矢印Ｂ方向に間隔を隔てて配置される。
シェル本体４０の内周面には、磁石１２が固定される。磁石１２とシェル本体４０との間には、バックヨーク２７が配置される。磁石１２の内周面は、第１ヨーク１８の径方向外側部分および第２ヨーク１９の径方向外側部分と僅かな隙間をあけて配置される。
＜他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
（ａ）前記実施形態では、クイックレリーズ機構１１によってハブ軸１５をフロントフォークに固定したが、中実のハブ軸をナットによってフロントフォークに固定してもよい。
（ｂ）前記実施形態では、連結部材２０が第２ヨーク１９に連結されたが、本発明はこれに限定されない。軸方向溝が他端側から固定子を超えてハブ軸に形成されている場合は、連結部材２０が第１ヨークに連結されてもよい。また、第１ヨークおよび第２ヨークの両方に連結されてもよい。
（ｃ）前記実施形態では、第１ヨークおよび第２ヨークを積層ヨークとしてが、第１ヨークおよび第２ヨークは積層ヨークに限定されない。
（ｄ）前記実施形態では、固定子１３をハブ軸にかしめ固定される第１位置決め部材および第２位置決め部材により固定子１３を矢印Ｂ方向（軸方向）に位置決めしたが、本発明はこれに限定されない。ハブ軸の外周面に雄ネジ部を形成し、雄ネジ部に係合するナット部材により固定子の少なくとも一端側を位置決めしてもよい。また、固定子の一端側をナット部材により位置決めし、他端側をハブ軸と一体または別体で設けられる環状の突起部により位置決めしてもよい。
（ｅ）前記実施形態では、本発明を自転車のフロントフォークに固定される自転車用発電ハブに適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、自転車のフレームのリヤエンドに固定される自転車用発電ハブにも適用できる。
１０ 発電ハブ
１３ 固定子
１５ ハブ軸
１５ｃ 軸方向溝
１６ コイルボビン
１６ｄ 貫通孔
１７ コイル
１７ａ 電気配線
１８ 第１ヨーク
１９ 第２ヨーク
２０ 連結部材
２０ａ 突起
２０ｂ 突出部
２４ａ 第１磁極部
２４ｂ 第１挿入部
２４ｃ 第１連結部
２４ｄ 基端部
２４ｅ 先端部
２６ａ 第２磁極部
２６ｂ 第２挿入部
２６ｃ 第２連結部
２６ｄ 基端部
２６ｅ 先端部
１３ 固定子
１５ ハブ軸
１５ｃ 軸方向溝
１６ コイルボビン
１６ｄ 貫通孔
１７ コイル
１７ａ 電気配線
１８ 第１ヨーク
１９ 第２ヨーク
２０ 連結部材
２０ａ 突起
２０ｂ 突出部
２４ａ 第１磁極部
２４ｂ 第１挿入部
２４ｃ 第１連結部
２４ｄ 基端部
２４ｅ 先端部
２６ａ 第２磁極部
２６ｂ 第２挿入部
２６ｃ 第２連結部
２６ｄ 基端部
２６ｅ 先端部
本発明は、自転車の車輪のハブを構成する自転車用発電ハブの固定子および自転車用発電ハブに関する。
一般に自転車用発電ハブは、筒状の回転子とその内部に配置される固定子を備える。従来の自転車用発電ハブの固定子は、たとえば特許文献１に開示されるように、ハブ軸と、ハブ軸が貫通可能な環状部材と、環状部材の一端側に配置される第１ヨークと、環状部材の他端側に配置される第２ヨークとを備える。従来の自転車用発電ハブの固定子において、各ヨークは、環状部材に対して回転しないように設けられる。第１ヨークおよび第２ヨークは、外周側に配置される磁極部と、貫通孔内に配置される挿通部と、磁極部と挿通部とを連結する連結部と、をそれぞれ有する。磁極部は、半径方向に沿って配置される。連結部は、磁極部に対して僅かに折り曲げられており、半径方向と交差する方向に配置される。これにより、第１ヨークと第２ヨークにおいて、隣り合う挿通部の先端部同士がずれなく接触可能になる。
このように従来の自転車用ハブの固定子では、第１ヨークおよび第２ヨークを途中で折り曲げる必要がある。このため、第１ヨークおよび第２ヨークの製造工程が複雑になり、固定子の製造コストが上昇する。
本発明の課題は、自転車用発電ハブの固定子の製造コストを下げることにある。
発明１に係る自転車用発電ハブの固定子は、環状のコイルボビンと、複数の第１ヨークと、複数の第２ヨークと、を備える。複数の第１ヨークは、第１磁極部と、第１挿入部と、第１連結部と、を有する。複数の第１ヨークは、コイルボビンに対して放射状に配置される。第１磁極部は、コイルボビンの外周面側で軸方向一端側から軸方向他端側に延びる。第１挿入部と、コイルボビンの内周面側で軸方向一端側から軸方向他端側にコイルボビンの軸方向に沿って直線状に延びる。第１連結部は、コイルボビンの径方向沿って直線状に延びて第１磁極部と第１挿入部とを連結する。複数の第２ヨークは、第２磁極部と、第２挿入部と、第２連結部と、を有する。複数の第２ヨークは、コイルボビンに対して放射状に配置される。第２磁極部は、コイルボビンの外周面側で軸方向他端側から軸方向一端側に延びる。第２挿入部は、コイルボビンの内周面側で軸方向他端側から軸方向一端側にコイルボビンの軸方向に直線状に延びる。第２連結部は、コイルボビンの径方向に沿って直線状に延びて第２磁極部と第２挿入部とを連結する。複数の第１ヨークの第１挿入部の軸方向他端側の端部はそれぞれ、隣り合う２つの第２ヨークの第２挿入部の軸方向一端側の端部に当接される。
この自転車用発電ハブの固定子では、コイルボビンに放射状に配置される複数の第１ヨークおよび第２ヨークがコイルボビンに放射状に配置される。第１連結部および第２連結部は、コイルボビンの径方向に沿って直線状に延びる。第１挿入部の軸方向他端側の端部は、隣り合う２つの第２挿入部の軸方向一端側の端部に当接される。ここでは、第１ヨークおよび第２ヨークがコイルボビンに径方向に沿って配置される。また、コイルボビンの内周面側に配置される第１挿入部の端部と隣り合う第２挿入部の端部とが当接して磁気的に連結され、全ての第１ヨークおよび第２ヨークが磁気的に連結される。これにより、第１ヨークおよび第２ヨークの形状が平板状になり、折り曲げる必要がなくなる。このため、たとえば、金属板を打ち抜き加工するだけで、第１ヨークおよび第２ヨークを容易に製造できる。この結果、固定子の製造工程を簡素化でき、固定子の製造コストを下げることができる。
発明２に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明１に記載の自転車用発電ハブの固定子において、第１ヨークは、複数の板状部材をコイルボビンの周方向に積層することによって構成される。
この場合には、第１ヨークが積層ヨークになるので、渦電流を低減しやすい。
発明３に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明１または２に記載の自転車用発電ハブの固定子において、第２ヨークは、複数の板状部材をコイルボビンの周方向に積層することによって構成される。
この場合には、第２ヨークが積層ヨークになるので、渦電流を低減しやすい。
発明４に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明１から３のいずれかに記載の自転車用発電ハブの固定子において、第１ヨークの第１磁極部は、コイルボビンの軸方向に沿って直線状に延びる。
この場合には、第１磁極部がコイルボビンの軸方向に沿って直線的に延びるので、第１磁極部を容易に形成できる。
発明５に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明１から４のいずれかに記載の自転車用発電ハブの固定子において、第２ヨークの第２磁極部は、コイルボビンの軸方向に沿って直線状に延びる。
この場合には、第２磁極部がコイルボビンの軸方向に沿って直線的に延びるので、第２磁極部を容易に形成できる。
発明６に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明１から５のいずれかに記載の自転車用発電ハブの固定子において、複数の第１ヨークの第１連結部と、複数の第２ヨークの第２連結部とは、コイルボビンに当接し、コイルボビンの周方向に位置決めされる。
この場合には、コイルボビンを介して複数の第１ヨークと複数の第２ヨークとが位置決めされる。
発明７に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明６に記載の自転車用発電ハブの固定子において、ハブ軸および連結部材をさらに備える。ハブ軸は、コイルボビンを挿通し、コイルボビンの軸方向に延びる溝を有する。連結部材は、コイルボビンとハブ軸とを相対的に回転不能に連結する。連結部材は、ハブ軸の溝に係合する突起と、隣り合う２つの第１ヨークおよび隣り合う２つの第２ヨークの少なくともいずれか一方の間に配置される突出部を有する。
この場合には、連結部材によりコイルボビンがハブ軸に回転不能に連結されるので、コイルボビンに位置決めされる第１および第２ヨークをハブ軸に対して回転不能に連結できる。
発明８に係る自転車用発電ハブは、発明１から７のいずれかに記載される自転車用発電ハブの固定子を備える。
この自転車用ハブでは、発明１から７のいずれかに記載の固定子を備えることにより、自転車発電ハブの製造コストを下げることができる。
本発明によれば、第１ヨークおよび第２ヨークの形状が平板状になり、折り曲げる必要がなくなる。このため、たとえば、金属板を打ち抜き加工するだけで、第１ヨークおよび第２ヨークを容易に製造できる。この結果、固定子の製造工程を簡素化でき、固定子の製造コストを下げることができる。
図１に示すように、本発明の一実施形態による自転車用の発電ハブ（ハブダイナモ）１０は、自転車のフロントフォーク１０２に装着される。ハブ軸１５を有する発電ハブ１０は、固定子１３と、ハブ軸１５に回転自在に装着されたハブシェル１４と、を備える。ハブシェル１４の内周面には、環状の磁石１２が設けられる。磁石１２には、周方向に複数の磁極が配置される。ここで、図１から図３において、後述するコイルボビン１６の周方向が矢印Ａで示される。また、図１および図２において、コイルボビン１６の軸方向が矢印Ｂで示される。この実施形態では、ハブ軸１５、コイルボビン１６、後述する第１ヨーク１８、および第２ヨーク１９が同軸上に配置される。したがって、いずれにとっても周方向は矢印Ａ方向であり、軸方向は矢印Ｂ方向である。
＜固定子＞
固定子１３は、ハブ軸１５と、ハブ軸１５が挿通されるコイルボビン１６と、コイルボビン１６に巻回されるコイル１７と、コイルボビン１６に設けられる複数（たとえば１６個）の第１ヨーク１８および複数（たとえば１６個）の第２ヨーク１９と、を備える。また、固定子１３は、連結部材２０と、第１位置決め部材２１と、第２位置決め部材２２と、をさらに備える。連結部材２０は、コイルボビン１６の矢印Ｂ方向（図１および図２参照）他端側（図１および図２において右側）に配置され、コイルボビン１６とハブ軸１５とを相対的に回転不能に連結する。第１位置決め部材２１は、コイルボビン１６の矢印Ｂ方向（軸方向：図１および２参照）一端側（図１および図２において左側）に配置される。第２位置決め部材２２は、連結部材２０をコイルボビン１６との間に挟んで、コイルボビン１６の他端側に配置される。
固定子１３は、ハブ軸１５と、ハブ軸１５が挿通されるコイルボビン１６と、コイルボビン１６に巻回されるコイル１７と、コイルボビン１６に設けられる複数（たとえば１６個）の第１ヨーク１８および複数（たとえば１６個）の第２ヨーク１９と、を備える。また、固定子１３は、連結部材２０と、第１位置決め部材２１と、第２位置決め部材２２と、をさらに備える。連結部材２０は、コイルボビン１６の矢印Ｂ方向（図１および図２参照）他端側（図１および図２において右側）に配置され、コイルボビン１６とハブ軸１５とを相対的に回転不能に連結する。第１位置決め部材２１は、コイルボビン１６の矢印Ｂ方向（軸方向：図１および２参照）一端側（図１および図２において左側）に配置される。第２位置決め部材２２は、連結部材２０をコイルボビン１６との間に挟んで、コイルボビン１６の他端側に配置される。
＜ハブ軸＞
図１および図２に示すように、ハブ軸１５は、中空に形成され、たとえばクイックレリーズ機構１１によってフロントフォーク１０２に着脱可能に固定される。ハブ軸１５の第１端（図１左端）の外周面には、第１雄ネジ部１５ａが形成される。また、ハブ軸１５の第２端（図１右側）の外周面には、第２雄ネジ部１５ｂが形成される。さらに、ハブ軸１５の外周面には、その中央部から第２端へと延びる軸方向溝１５ｃが形成される。軸方向溝１５ｃは、コイル１７から延びる電気配線１７ａを配置するために用いられる。ハブ軸１５の外周面には、第１位置決め部材２１をかしめるための第１環状溝１５ｄおよび第２位置決め部材２２をかしめるための第２環状溝１５ｅが形成される。第２環状溝１５ｅは、軸方向溝１５ｃを横切るように形成される。軸方向溝１５ｃの深さは、電気配線１７aを配置するために、第２環状溝１５ｅの深さよりも大きい。
図１および図２に示すように、ハブ軸１５は、中空に形成され、たとえばクイックレリーズ機構１１によってフロントフォーク１０２に着脱可能に固定される。ハブ軸１５の第１端（図１左端）の外周面には、第１雄ネジ部１５ａが形成される。また、ハブ軸１５の第２端（図１右側）の外周面には、第２雄ネジ部１５ｂが形成される。さらに、ハブ軸１５の外周面には、その中央部から第２端へと延びる軸方向溝１５ｃが形成される。軸方向溝１５ｃは、コイル１７から延びる電気配線１７ａを配置するために用いられる。ハブ軸１５の外周面には、第１位置決め部材２１をかしめるための第１環状溝１５ｄおよび第２位置決め部材２２をかしめるための第２環状溝１５ｅが形成される。第２環状溝１５ｅは、軸方向溝１５ｃを横切るように形成される。軸方向溝１５ｃの深さは、電気配線１７aを配置するために、第２環状溝１５ｅの深さよりも大きい。
ハブ軸１５の第２端には、コイル１７からの電力を前照灯等の外部機器に供給するためのコネクタ２８が第２雄ネジ部１５ｂに螺合するナット部材５０により固定される。
＜コイルボビン＞
コイルボビン１６には、コイル１７が巻回されるとともに、第１ヨーク１８および第２ヨーク１９が装着（たとえば接着）される。コイルボビン１６は、磁石１２の内周面に対向するようにハブ軸１５に位置決めされる。コイルボビン１６は、コイル１７が外周面に巻回される筒状部１６ａと、筒状部１６ａの矢印Ｂ方向他端側（図１および図２において左側）に設けられる第１フランジ１６ｂと、筒状部１６ａの矢印Ｂ方向一端側（図１および図２において右側）に設けられる第２フランジ１６ｃとを有する。筒状部１６ａの貫通孔１６ｄには、ハブ軸１５が挿通される。コイルボビン１６は連結部材２０により第２フランジ１６ｃ側でハブ軸１５に回転不能に連結される。
コイルボビン１６には、コイル１７が巻回されるとともに、第１ヨーク１８および第２ヨーク１９が装着（たとえば接着）される。コイルボビン１６は、磁石１２の内周面に対向するようにハブ軸１５に位置決めされる。コイルボビン１６は、コイル１７が外周面に巻回される筒状部１６ａと、筒状部１６ａの矢印Ｂ方向他端側（図１および図２において左側）に設けられる第１フランジ１６ｂと、筒状部１６ａの矢印Ｂ方向一端側（図１および図２において右側）に設けられる第２フランジ１６ｃとを有する。筒状部１６ａの貫通孔１６ｄには、ハブ軸１５が挿通される。コイルボビン１６は連結部材２０により第２フランジ１６ｃ側でハブ軸１５に回転不能に連結される。
図２および図３に示すように、第１フランジ１６ｂの外側面には、複数の第１ヨーク１８が装着される第１溝２３ａが放射状に複数（たとえば１６個）形成される。第１溝２３ａは、貫通孔１６ｄから径方向外方に向かって延びている。第１溝２３ａの径方向外方には、第１フランジ１６ｂの外周部から切り欠かれた複数の第１切欠き部２３ｂが形成されている。隣り合う２つの第１切欠き部２３ｂの間には、第２ヨーク１９の一端側の端部である先端部が支持される複数の第２切欠き部２３ｃが第１切欠き部２３ｂより浅い深さで形成されている。
第２フランジ１６ｃの外側面には、複数の第２ヨーク１９が装着される第２溝２３ｄが放射状に複数（たとえば１６個）形成される。第２溝２３ｄは、第１溝２３ａの間に位置するように配置される。したがって、第２溝２３ｄは、第１フランジ１６ｂの第２切欠き部２３ｃと同じ矢印Ａ方向（周方向）位置に配置される。第２溝２３ｄは、貫通孔１６ｄから径方向外方に向かって延びる。第２溝２３ｄの一つには、コイル１７の両端を第２フランジ１６ｃ外に取り出すための２つの貫通孔２３ｇと、コイル１７を径方向に通すためのスリット２３ｈとが形成される。第２溝２３ｄの径方向外方には、第２フランジ１６ｃの外周部から切り欠かれた複数の第３切欠き部２３ｅが形成される。隣り合う２つの第３切欠き部２３ｅの間には、第１ヨーク１８の他端側の端部である先端部が支持される第４切欠き部２３ｆが第３切欠き部２３ｅより浅い深さで形成される。
＜コイル＞
図１に示すように、コイル１７は、コイルボビン１６の筒状部１６ａに巻回される。コイル１７は、たとえば、銅線、アルミニウム合金線等の導電金属線材製である。コイル１７の両端部には、２本の電気配線１７ａが電気的に接続される。電気配線１７ａは、コイル１７で発生した電力を外部に出力するために設けられる。電気配線１７ａは、前述した軸方向溝１５ｃに配置される。
図１に示すように、コイル１７は、コイルボビン１６の筒状部１６ａに巻回される。コイル１７は、たとえば、銅線、アルミニウム合金線等の導電金属線材製である。コイル１７の両端部には、２本の電気配線１７ａが電気的に接続される。電気配線１７ａは、コイル１７で発生した電力を外部に出力するために設けられる。電気配線１７ａは、前述した軸方向溝１５ｃに配置される。
＜第１ヨーク＞
図２および図４に示すように、複数の第１ヨーク１８は、コイルボビン１６の矢印Ａ方向（周方向）に積層される複数（たとえば７枚）の積層片２５ａでそれぞれ構成される積層ヨークである。積層片２５ａは、たとえば、表面に酸化被膜が形成される珪素鋼板（より詳しくは無方向性珪素鋼板）で形成される。積層片２５ａは、板状部材の一例である。なお、図２では、一つの第１ヨーク１８にだけ積層片２５ａが示されるが、全ての第１ヨーク１８は積層片２５ａで構成される。矢印Ａ方向に並べられる複数の第１ヨーク１８間の隙間を小さくするために、図５に示すように、第１ヨーク１８において矢印Ａ方向一端に配置される積層片２５ａは他の積層片２５ａよりも径方向の寸法が短く設けられる。
図２および図４に示すように、複数の第１ヨーク１８は、コイルボビン１６の矢印Ａ方向（周方向）に積層される複数（たとえば７枚）の積層片２５ａでそれぞれ構成される積層ヨークである。積層片２５ａは、たとえば、表面に酸化被膜が形成される珪素鋼板（より詳しくは無方向性珪素鋼板）で形成される。積層片２５ａは、板状部材の一例である。なお、図２では、一つの第１ヨーク１８にだけ積層片２５ａが示されるが、全ての第１ヨーク１８は積層片２５ａで構成される。矢印Ａ方向に並べられる複数の第１ヨーク１８間の隙間を小さくするために、図５に示すように、第１ヨーク１８において矢印Ａ方向一端に配置される積層片２５ａは他の積層片２５ａよりも径方向の寸法が短く設けられる。
複数の第１ヨーク１８はそれぞれ、コイルボビン１６の外周面側でコイルボビン１６の矢印Ｂ方向（軸方向）一端側から他端側に直線状に延びる第１磁極部２４ａをそれぞれ有する。また、複数の第１ヨーク１８は、第１挿入部２４ｂと、第１磁極部２４ａと第１挿入部２４ｂとを連結する第１連結部２４ｃと、をさらにそれぞれ有する。
第１磁極部２４ａは、コイル１７の径方向外側でコイルボビン１６の矢印Ｂ方向（軸方向）一端側から他端側に延びる。第１磁極部２４ａは、径方向外側部分がハブ軸１５と実質的に平行に配置される。また、第１磁極部２４ａは、コイルボビン１６の矢印Ｂ方向一端側から他端側にかけて径方向内側部分が径方向外側部に対して接近するように斜めに形成され、径方向内側部分の先端部がハブ軸１５と実質的に平行に形成される。第１磁極部２４ａの一端側の端部である基端部２４ｄは、第１切欠き部２３ｂにより支持される。第１磁極部２４ａの他端側の端部である先端部２４ｅは、第４切欠き部２３ｆにより支持される。
第１挿入部２４ｂは、図１に示すように、コイルボビン１６の貫通孔１６ｄに挿入され、筒状部１６ａとハブ軸１５の外周面との間で矢印Ｂ方向にコイルボビン１６の一端側から他端側に延びる。具体的には、貫通孔１６ｄの矢印Ｂ方向中央部の近傍まで延びる。
第１連結部２４ｃは、コイルボビン１６に当接し、コイルボビン１６の周方向に位置決めされる。具体的には、第１連結部２４ｃは、第１フランジ１６ｂの第１溝２３ａに嵌め込まれてコイルボビン１６に固定される。これにより、複数の第１ヨーク１８は、コイルボビン１６に対して回転しないように設けられる。
＜第２ヨーク＞
複数の第２ヨーク１９は、この実施形態では、複数の第１ヨーク１８と同じ形状である。複数の第２ヨーク１９は、コイルボビン１６の矢印Ａ方向（周方向）に積層される複数（たとえば７枚）の積層片２５ｂでそれぞれ構成される積層ヨークである。積層片２５ｂは、たとえば、表面に酸化被膜が形成される珪素鋼板（より詳しくは無方向性珪素鋼板）で形成される。積層片２５ｂは、板状部材の一例である。なお、図２では、一つの第２ヨーク１９にだけ積層片２５ｂが示されるが、全ての第２ヨーク１９は積層片２５ｂで構成される。
複数の第２ヨーク１９は、この実施形態では、複数の第１ヨーク１８と同じ形状である。複数の第２ヨーク１９は、コイルボビン１６の矢印Ａ方向（周方向）に積層される複数（たとえば７枚）の積層片２５ｂでそれぞれ構成される積層ヨークである。積層片２５ｂは、たとえば、表面に酸化被膜が形成される珪素鋼板（より詳しくは無方向性珪素鋼板）で形成される。積層片２５ｂは、板状部材の一例である。なお、図２では、一つの第２ヨーク１９にだけ積層片２５ｂが示されるが、全ての第２ヨーク１９は積層片２５ｂで構成される。
複数の第２ヨーク１９は、コイルボビン１６の外周面側でコイルボビン１６の矢印Ｂ方向他端側から一端側に直線状に延びる第２磁極部２６ａを有する。また、第２積層ヨーク１９は、第２挿入部２６ｂと、第２磁極部２６ａと第２挿入部２６ｂとを連結する第２連結部２６ｃと、をさらに有する。矢印Ａ方向に並べられる複数の第２ヨーク１９間の隙間を小さくするために、図５に示すように、第２ヨーク１９において矢印Ａ方向一端に配置される積層片２５ｂは他の積層片２５ｂよりも径方向の寸法が短く設けられる。
第２磁極部２６ａはそれぞれ、コイル１７の径方向外方で他端側から一端側に延びる。第２磁極部２６ａは、第１磁極部２４ａと矢印Ａ方向（図２および図４参照）において交互に配置される。第２磁極部２６ａは、径方向外側部分がハブ軸１５と実質的に平行に配置される。また、第２磁極部２６ａは、コイルボビン１６の他端側から一端側にかけて径方向内側部分が径方向外側部分に対して接近するように形成され、径方向内側部部分の先端部がハブ軸１５と実質的に平行に形成される。第２磁極部２６ａの他端側の端部である基端部２６ｄは、第３切欠き部２３ｅにより支持されている。第２磁極部２６ａの一端側の端部である先端部２６ｅは、第２切欠き部２３ｃにより支持される。
第２挿入部２６ｂは、図１に示すように、コイルボビン１６の貫通孔１６ｄに挿入され、筒状部１６ａとハブ軸１５の外周面との間で矢印Ｂ方向にコイルボビン１６の他端側から一端側に延びる。具体的には、貫通孔１６ｄの矢印Ｂ方向中央部の近傍まで延びる。これにより、第２挿入部２６ｂは、第１挿入部２４ｂと磁気的に結合する。さらに、図５に示すように、複数の第１ヨーク１８の第１挿入部２４ｂの軸方向他端側の端部はそれぞれ、隣り合う２つの第２ヨークの第２挿入部の軸方向一端側の端部に当接される。したがって、複数の第２ヨーク１９の第２挿入部２６ｂの軸方向他端側の端部はそれぞれ、隣り合う２つの第１ヨーク１８の第１挿入部２４ｂの軸方向一端側の端部に当接される。
これにより、全ての第１ヨーク１８および第２ヨーク１９が第１挿入部２４ｂおよび第２挿入部２６ｂで磁気的に連結される。
第２連結部２６ｃは、コイルボビン１６に当接し、コイルボビン１６の周方向に位置決めされる。具体的には、第２連結部２６ｃは、第２フランジ１６ｃの第２溝２３ｄに嵌め込まれてコイルボビン１６に固定される。これにより、第２ヨーク１９は、コイルボビン１６に対して回転しないように設けられる。
＜連結部材＞
連結部材２０は、図２および図４に示すように、リング状の板状部材である。連結部材２０は、ハブ軸１５の軸方向溝１５ｃに係合する突起２０ａと、隣り合う第２ヨーク１９間に配置される複数（たとえば、１６個）の突出部２０ｂと、を有する。突起２０ａは、連結部材２０の内周面に径方向内方に突出して形成される。複数の突出部２０ｂは、周方向に間隔を隔てて配置される。複数の突出部２０ｂは、矢印Ｂ方向に沿って突出する。複数の突出部２０ｂは、図４に二点鎖線で示すように、隣り合う第２ヨーク１９の第２連結部２６ｃの間に両者に接触して配置される。これにより、第２ヨーク１９がハブ軸１５に対して回転不能に連結される。また、第２ヨーク１９が回転不能に連結されたコイルボビン１６とハブ軸１５とが相対的に回転不能に連結される。
連結部材２０は、図２および図４に示すように、リング状の板状部材である。連結部材２０は、ハブ軸１５の軸方向溝１５ｃに係合する突起２０ａと、隣り合う第２ヨーク１９間に配置される複数（たとえば、１６個）の突出部２０ｂと、を有する。突起２０ａは、連結部材２０の内周面に径方向内方に突出して形成される。複数の突出部２０ｂは、周方向に間隔を隔てて配置される。複数の突出部２０ｂは、矢印Ｂ方向に沿って突出する。複数の突出部２０ｂは、図４に二点鎖線で示すように、隣り合う第２ヨーク１９の第２連結部２６ｃの間に両者に接触して配置される。これにより、第２ヨーク１９がハブ軸１５に対して回転不能に連結される。また、第２ヨーク１９が回転不能に連結されたコイルボビン１６とハブ軸１５とが相対的に回転不能に連結される。
＜第１位置決め部材＞
図１および図２に示すように、第１位置決め部材２１は、コイルボビン１６の一端側でハブ軸１５にかしめられる。第１位置決め部材２１は、たとえば、アルミニウム合金、鉄系合金等の金属製である。第１位置決め部材２１は、図２に示すように、第１ヨーク１８に接触可能な第１鍔部２１ａと、ハブ軸１５の外周面に嵌合可能な第１筒部２１ｂと、を有する。第１筒部２１ｂは、第１鍔部２１ａが第１ヨーク１８に接触した状態で第１環状溝１５ｄと重なり合う位置に配置される。第１筒部２１ｂを第１環状溝１５ｄに向けて変形させることにより、第１位置決め部材２１がハブ軸１５にかしめられ、矢印Ｂ方向に移動不能になる。
図１および図２に示すように、第１位置決め部材２１は、コイルボビン１６の一端側でハブ軸１５にかしめられる。第１位置決め部材２１は、たとえば、アルミニウム合金、鉄系合金等の金属製である。第１位置決め部材２１は、図２に示すように、第１ヨーク１８に接触可能な第１鍔部２１ａと、ハブ軸１５の外周面に嵌合可能な第１筒部２１ｂと、を有する。第１筒部２１ｂは、第１鍔部２１ａが第１ヨーク１８に接触した状態で第１環状溝１５ｄと重なり合う位置に配置される。第１筒部２１ｂを第１環状溝１５ｄに向けて変形させることにより、第１位置決め部材２１がハブ軸１５にかしめられ、矢印Ｂ方向に移動不能になる。
＜第２位置決め部材＞
図１および図２に示すように、第２位置決め部材２２は、コイルボビン１６の他端側でハブ軸１５にかしめられる。第２位置決め部材２２は、第１位置決め部材２１と同材料からなる。第１位置決め部材２１と同様に、第２位置決め部材２２は、図２示すように、第２ヨーク１９に接触可能な第２鍔部２２ａと、ハブ軸１５の外周面に嵌合可能な第２筒部２２ｂと、を有する。第２筒部２２ｂは、第２鍔部２２ａが第２ヨーク１９に接触した状態で第２環状溝１５ｅと重なり合う位置に配置される。第２筒部２２ｂを第２環状溝１５ｅに向けて変形させることにより、第２位置決め部材２２がハブ軸１５にかしめられ、矢印Ｂ方向に移動不能になる。
図１および図２に示すように、第２位置決め部材２２は、コイルボビン１６の他端側でハブ軸１５にかしめられる。第２位置決め部材２２は、第１位置決め部材２１と同材料からなる。第１位置決め部材２１と同様に、第２位置決め部材２２は、図２示すように、第２ヨーク１９に接触可能な第２鍔部２２ａと、ハブ軸１５の外周面に嵌合可能な第２筒部２２ｂと、を有する。第２筒部２２ｂは、第２鍔部２２ａが第２ヨーク１９に接触した状態で第２環状溝１５ｅと重なり合う位置に配置される。第２筒部２２ｂを第２環状溝１５ｅに向けて変形させることにより、第２位置決め部材２２がハブ軸１５にかしめられ、矢印Ｂ方向に移動不能になる。
このように、第１位置決め部材２１および第２位置決め部材２２により、コイルボビン１６、第１ヨーク１８、第２ヨーク１９および連結部材２０が矢印Ｂ方向（軸方向）に位置決めされる。このため、たとえばナット等を用いて軸方向に位置決めする場合と比べ、第１ヨーク１８の積層ヨークおよび第２ヨーク１９の積層ヨークに過大な軸方向の力が作用しなくなる。従って、第１ヨーク１８および第２ヨーク１９が変形しにくくなる。
＜ハブシェル＞
ハブシェル１４は、図１に示すように、ハブ軸１５に第１軸受３０および第２軸受３１により回転自在に支持される。第１軸受３０は、ナット部材５１により矢印Ｂ方向（軸方向）の位置が調整される。ハブシェル１４は、第１軸受３０が配置される筒状のシェル本体４０と、シェル本体４０に装着される第２軸受３１が配置される蓋部材４２と、を有する。シェル本体４０には、車輪とリムと連結される一対のハブフランジ４０ａが矢印Ｂ方向に間隔を隔てて配置される。
ハブシェル１４は、図１に示すように、ハブ軸１５に第１軸受３０および第２軸受３１により回転自在に支持される。第１軸受３０は、ナット部材５１により矢印Ｂ方向（軸方向）の位置が調整される。ハブシェル１４は、第１軸受３０が配置される筒状のシェル本体４０と、シェル本体４０に装着される第２軸受３１が配置される蓋部材４２と、を有する。シェル本体４０には、車輪とリムと連結される一対のハブフランジ４０ａが矢印Ｂ方向に間隔を隔てて配置される。
シェル本体４０の内周面には、磁石１２が固定される。磁石１２とシェル本体４０との間には、バックヨーク２７が配置される。磁石１２の内周面は、第１ヨーク１８の径方向外側部分および第２ヨーク１９の径方向外側部分と僅かな隙間をあけて配置される。
＜他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
（ａ）前記実施形態では、クイックレリーズ機構１１によってハブ軸１５をフロントフォークに固定したが、中実のハブ軸をナットによってフロントフォークに固定してもよい。
（ｂ）前記実施形態では、連結部材２０が第２ヨーク１９に連結されたが、本発明はこれに限定されない。軸方向溝が他端側から固定子を超えてハブ軸に形成されている場合は、連結部材２０が第１ヨークに連結されてもよい。また、第１ヨークおよび第２ヨークの両方に連結されてもよい。
（ｃ）前記実施形態では、第１ヨークおよび第２ヨークを積層ヨークとしてが、第１ヨークおよび第２ヨークは積層ヨークに限定されない。
（ｄ）前記実施形態では、固定子１３をハブ軸にかしめ固定される第１位置決め部材および第２位置決め部材により固定子１３を矢印Ｂ方向（軸方向）に位置決めしたが、本発明はこれに限定されない。ハブ軸の外周面に雄ネジ部を形成し、雄ネジ部に係合するナット部材により固定子の少なくとも一端側を位置決めしてもよい。また、固定子の一端側をナット部材により位置決めし、他端側をハブ軸と一体または別体で設けられる環状の突起部により位置決めしてもよい。
（ｅ）前記実施形態では、本発明を自転車のフロントフォークに固定される自転車用発電ハブに適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、自転車のフレームのリヤエンドに固定される自転車用発電ハブにも適用できる。
１０ 発電ハブ
１３ 固定子
１５ ハブ軸
１５ｃ 軸方向溝
１６ コイルボビン
１６ｄ 貫通孔
１７ コイル
１７ａ 電気配線
１８ 第１ヨーク
１９ 第２ヨーク
２０ 連結部材
２０ａ 突起
２０ｂ 突出部
２４ａ 第１磁極部
２４ｂ 第１挿入部
２４ｃ 第１連結部
２４ｄ 基端部
２４ｅ 先端部
２６ａ 第２磁極部
２６ｂ 第２挿入部
２６ｃ 第２連結部
２６ｄ 基端部
２６ｅ 先端部
１３ 固定子
１５ ハブ軸
１５ｃ 軸方向溝
１６ コイルボビン
１６ｄ 貫通孔
１７ コイル
１７ａ 電気配線
１８ 第１ヨーク
１９ 第２ヨーク
２０ 連結部材
２０ａ 突起
２０ｂ 突出部
２４ａ 第１磁極部
２４ｂ 第１挿入部
２４ｃ 第１連結部
２４ｄ 基端部
２４ｅ 先端部
２６ａ 第２磁極部
２６ｂ 第２挿入部
２６ｃ 第２連結部
２６ｄ 基端部
２６ｅ 先端部
Claims (8)
- 環状のコイルボビン、
前記コイルボビンの外周面側で軸方向一端側から軸方向他端側に延びる第１磁極部と、前記コイルボビンの内周面側で前記軸方向一端側から前記軸方向他端側に前記コイルボビンの軸方向に沿って直線状に延びる第１挿入部と、前記コイルボビンの径方向沿って直線状に延びて前記第１磁極部と前記第１挿入部とを連結する第１連結部と、を有し、コイルボビンに対して放射状に配置される複数の第１ヨーク、および
前記コイルボビンの外周面で前記軸方向他端側から前記軸方向一端側に延びる第２磁極部と、前記コイルボビンの内周面側で前記軸方向他端側から前記軸方向一端側に前記コイルボビンの軸方向に直線状に延びる第２挿入部と、前記コイルボビンの径方向に沿って直線状に延びて前記第２磁極部と前記第２挿入部とを連結する第２連結部と、を有し、コイルボビンに対して放射状に配置される複数の第２ヨークを備え、
前記複数の第１ヨークの前記第１挿入部の前記軸方向他端側の端部はそれぞれ、隣り合う２つの前記第２ヨークの前記第２挿入部の前記軸方向一端側の端部に当接される、自転車用発電ハブの固定子。 - 前記第１ヨークは、複数の板状部材を前記コイルボビンの周方向に積層することによって構成される、請求項１に記載の自転車用発電ハブの固定子。
- 前記第２ヨークは、複数の板状部材を前記コイルボビンの周方向に積層することによって構成される、請求項１または２に記載の自転車用発電ハブの固定子。
- 前記第１ヨークの前記第１磁極部は、前記コイルボビンの軸方向に沿って直線状に延びる、請求項１から３のいずれかに記載の自転車用発電ハブの固定子。
- 前記第２ヨークの前記第２磁極部は、前記コイルボビンの軸方向に沿って直線状に延びる、請求項１から４のいずれかに記載の自転車用発電ハブの固定子。
- 前記複数の第１ヨークの前記第１連結部と、前記第２ヨークの前記第２連結部とは、前記コイルボビンに当接し、前記コイルボビンの周方向に位置決めされる、請求項１から５のいずれかに記載の自転車用発電ハブの固定子。
- 前記コイルボビンを挿通し、前記コイルボビンの軸方向に延びる溝を有するハブ軸、および
前記コイルボビンと前記ハブ軸とを相対的に回転不能に連結する連結部材とをさらに備え、
前記連結部材は、前記ハブ軸の前記溝に係合する突起と、隣り合う２つの前記第１ヨークおよび隣り合う２つの前記第２ヨークの少なくともいずれかの一方の間に配置される突出部を有する、請求項６に記載の自転車用発電ハブの固定子。 - 請求項１から７のいずれかに記載される自転車用発電ハブの固定子を備える、自転車用発電ハブ。
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