JP2013132094A - ハブシェル、回転子および自転車用発電ハブ - Google Patents

Abstract

【課題】発電ハブ用のハブシェルにおいて、射出成形磁石を簡単にかつ確実に位置決めする。
【解決手段】ハブシェル１７は、自転車用の発電ハブのハブシェルである。ハブシェルは、筒状に形成されるシェル本体４０、およびシェル本体４０の内周面に設けられかつ磁石が射出成形される磁石配置部４２を備える。磁石配置部４２は、平滑部４２ａと、平滑部４２ａに対して凹状および凸状のいずれか一方に形成される非平滑部４２ｂを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハブシェル、ハブシェルを備えた回転子および自転車用発電ハブに関する。

自転車のハブシェルの内周面に磁石を配置した自転車用発電ハブが従来知られている（例えば、特許文献１参照）。通常、磁石は、接着剤によってハブシェルの内周面に固定される。

特開２００４−２４２３７４号公報

従来の接着剤による磁石の固定では、接着剤の塗布工程と磁石の固定工程が必要になり、磁石が固定されるハブシェルの磁石固定工程が複雑になる。そこで、磁石固定工程を簡素化するために、ハブシェルの内周面にインサート成形等の成形法を用いて磁石を射出成形することが考えられる。しかし、磁石をハブシェルの内周面に射出形成する場合、磁石を位置決めするのが困難であった。

本発明の課題は、発電ハブ用のハブシェルにおいて、射出成形磁石を簡単にかつ確実に位置決めすることにある。

発明１に係るハブシェルは、自転車用発電ハブのハブシェルである。ハブシェルは、筒状に形成される本体、および本体の内周面に設けられかつ磁石が射出成形される磁石配置部を備える。磁石配置部は、平滑部と、平滑部に対して凹状および凸状のいずれか一方に形成される非平滑部を含む。

このハブシェルでは、磁石が射出成形される磁石配置部が平滑部と非平滑部とを含む。これにより、非平滑部が凹状である場合、射出成形時に磁石の一部が非平滑部に入り込み、磁石を簡単にかつ確実に位置決めできる。また、非平滑部が凸状の場合、射出成形時に非平滑部が磁石に入り込み、磁石を簡単にかつ確実に位置決めできる。

発明２に係るハブシェルは、発明１に記載のハブシェルにおいて、非平滑部は、線状に形成され本体の軸方向および周方向のいずれに対しても非平行に延びる。この場合には、線状に形成される非平滑部が軸方向および周方向のいずれに対しても非平行に延びるので、軸方向および周方向への磁石の動きを規制でき、磁石を簡単にかつ確実に位置決めできる。

発明３に係るハブシェルは、発明２に記載のハブシェルにおいて、非平滑部は、螺旋状に形成される。この場合には、螺旋状の非平滑部を連続的に形成できるので、非平滑部を簡単に得ることができる。

発明４に係るハブシェルは、発明２に記載のハブシェルにおいて、非平滑部は、無端状に形成される。この場合には、無端状の非平滑部は一回の加工で形成できるので、非平滑部を簡単に得ることができる。

発明５に係るハブシェルは、発明４に記載のハブシェルにおいて、非平滑部は、複数形成される。無端状の非平滑部が複数形成されるので、磁石をより確実に位置決めできる。

発明６に係るハブシェルは、発明１に記載のハブシェルにおいて、非平滑部は、線状に形成され本体の軸方向に延びる第１非平滑部と、線状に形成され本体の周方向に延びる第２非平滑部とを含む。この場合には、単純な形状の非平滑部であるので、非平滑部を簡単に形成できる。

発明７に係るハブシェルは、発明１から６のいずれかに記載のハブシェルにおいて、非平滑部は、凹状に形成される。この場合には、凹状の非平滑部を機械加工（切削加工）等によって簡単に形成できる。

発明８に係るハブシェルは、発明１から６のいずれかに記載のハブシェルにおいて、非平滑部は、凸状に形成される。この場合には、凸状の非平滑部をハブシェルとは別部材によって簡単に形成できる。また、型成形によって非平滑部を簡単に形成できる。

発明９に係る回転子は、自転車用発電ハブの回転子である。回転子は、発明１から８のいずれかに記載のハブシェルおよびハブシェルの磁石配置部に射出成形される磁石を備える。この場合には、上記の発明１から８の作用効果を奏する回転子を得ることができる。

発明１０に係る自転車発電ハブは、発明９に記載の回転子を備える。この場合には、上記の発明１から６の作用効果を奏する自転車用発電ハブを得ることができる。

本発明によれば、ハブシェルの磁石配置部が平滑部と非平滑部とを含む。これにより、非平滑部によって、磁石を簡単にかつ確実に位置決めできる。

本発明の第１実施形態による自転車用発電ハブの半截断面図。 そのハブシェルの断面図。 第１実施形態の変形例によるハブシェルの図２に相当する図。 本発明の第２実施形態によるハブシェルの図２に相当する図。 第２実施形態の変形例によるハブシェルの図２に相当する図。 本発明の第３実施形態によるハブシェルの図２に相当する図。 本発明の第４実施形態によるハブシェルの図２に相当する図。

＜第１実施形態＞
図１に示すように、本発明の第１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。発電ハブ１０は、ハブ軸１１と、ハブ軸１１に固定される固定子１３と、固定子１３の外周側に配置された回転子１５と、回転子１５が固定されるハブシェル１７と、を備える。

ハブ軸１１は、中空に形成され、たとえばクイックレリーズ機構１２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１１の第１端（図１左端）の外周面には、第１雄ネジ部１１ａが形成される。また、ハブ軸１１の第２端（図１右側）の外周面には、第２雄ネジ部１１ｂが形成される。さらに、ハブ軸１１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１１ｃが形成される。軸方向溝１１ｃは、後述するコイル２２から延びる電気配線２２ａを配置するために用いられる。ハブ軸１１の第２端には、コイル２２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２９が第２雄ネジ部１１ｂに螺合するナット部材５０により固定される。

固定子１３は、ハブ軸１１が挿通されるコイルボビン２０と、コイルボビン２０に巻回されるコイル２２と、コイル２２の周囲を囲むようにコイルボビン２０に配置されるヨーク２５と、を有する。固定子１３は、コイルボビン２０の両端でハブ軸１１に固定された一対の固定部材２７によりハブ軸１１に回転不能に固定される。

回転子１５は、ハブシェル１７、およびハブシェル１７の内周面に固定される環状の磁石２８を有する。磁石２８には、周方向Ｙに複数のＮ極およびＳ極が交互に配置される。磁石２８は、射出成形によってハブシェル１７の内周面に固定されるボンド磁石である。ボンド磁石は、フェライト、希土類合金等の磁性粉末を合成樹脂（接着剤を含む）に混入させたものである。なお、磁性粉末の種類は特に限定されず、必要な性能が得られる任意の磁性粉末を選択すればよい。合成樹脂についても同様である。

ハブシェル１７は、両端に配置される第１軸受３０および第２軸受３２により、ハブ軸１１に回転自在に支持される。ハブシェル１７は、一端が開口する筒状に形成されるシェル本体４０と、シェル本体４０の内周面４０ａに設けられかつ磁石２８が射出成形される磁石配置部４２と、シェル本体４０の開口４０ｂを覆う蓋部材４４と、を備える。シェル本体４０は、本体の一例である。シェル本体４０の両端外周面には、１対のハブフランジ４０ｃが環状に形成される。シェル本体４０の開口４０ｂの内周面４０ａには、蓋部材４４が螺合する雌ネジ部４０ｄが形成される。シェル本体４０の開口４０ｂと逆側の端部は、第１軸受３０によりハブ軸１１に回転自在に支持される。

磁石配置部４２は、図２に示すように、平滑部４２ａと、平滑部４２ａに対して凹状（ここでは細溝状）に形成される非平滑部４２ｂと、を含む。平滑部４２ａは、螺旋状に延びる円筒面によって構成される。非平滑部４２ｂは、螺旋状かつ線状に延びる溝（細溝）によって構成される。すなわち、螺旋状かつ線状の非平滑部４２ｂは、シェル本体４０の軸方向Ｘおよび周方向Ｙのいずれに対しても非平行に延びる。磁石２８の射出成形時に、このような非平滑部４２ｂに磁石２８の一部が入り込むため、軸方向Ｘおよび周方向Ｙへの磁石２８の動きを規制でき、磁石２８を簡単にかつ確実に位置決めできる。

図１に戻って、蓋部材４４は、シェル本体４０の雌ネジ部４０ｄに螺合することにより、シェル本体４０に固定される。蓋部材４４は、雌ネジ部４０ｄに螺合する筒状部４４ａを有する。蓋部材４４は、それに装着される第２軸受３２によりハブ軸１１に回転自在に支持される。

このような構成のハブシェル１７では、シェル本体４０の少なくとも磁石配置部４２を磁石形成用の金型内に配置する。そして、磁性粉末を混入した合成樹脂の溶融体を金型内に射出して、磁石２８を形成する。このとき、溶融体の一部が螺旋状に延びる凹状の非平滑部４２ｂに入り込む。これにより、軸方向Ｘおよび周方向Ｙへの磁石２８の動きを規制でき、磁石２８を簡単にかつ確実に位置決めできる。

また、線状かつ螺旋状の非平滑部４２ｂは、機械加工等で連続的に形成できるので、簡単に得ることができる。

＜第１実施形態の変形例＞
以降の説明では、磁石配置部の形態が第１実施形態と異なるため、磁石配置部の構成を説明し、その他の構成の説明を省略する。

図３に示す、第１実施形態の変形例では、ハブシェル１１７のシェル本体４０の磁石配置部１４２の平滑部１４２ａは、螺旋状に形成される円筒面によって構成される。また非平滑部１４２ｂも螺旋状に形成される円筒面によって構成される。非平滑部１４２ｂの内径は、平滑部１４２ａの内径より大きい。第１実施形態の変形例では、平滑部１４２ａと非平滑部１４２ｂの軸方向長さが概ね同じである。しかし、平滑部と非平滑部の軸方向長さを異なるものにしてもよい。

このような構成では、前述した作用効果に加えて、磁石２８の非平滑部１４２ｂに入り込む部分が増加するので、磁石の磁力を強くすることができる。

＜第２実施形態＞
図４に示す第２実施形態では、ハブシェル２１７のシェル本体２４０の磁石配置部２４２を構成する非平滑部２４２ｂが無端状に形成される。平滑部２４２ａは、非平滑部２４２ｂの間に形成される円筒面によって構成される。非平滑部２４２ｂは、斜めに傾いて形成される楕円形の複数の溝によって構成される。したがって、第２実施形態でも、非平滑部２４２ｂは、軸方向Ｘおよび周方向Ｙのいずれに対しても非平行である。

このよう構成では、無端状の非平滑部２４２ｂは一回の加工で形成できるので、非平滑部２４２ｂを簡単に得ることができる。

なお、第２実施形態では、無端状の溝２４２ｄを複数形成したが、溝２４２ｄは少なくとも一つ形成すればよい。

＜第２実施形態の変形例＞
図５に示す第２実施形態の変形例では、ハブシェル３１７のシェル本体３４０の磁石配置部３４２に複数の無端状の非平滑部３４２ｂおよび３４２ｃが、互いにその傾く方向が異なるように設けられる。したがって、平滑部３４２ａの円筒面の軸方向長さは周方向位置に徐々に変化する。非平滑部３４２ｂおよび３４２ｃは、断面視で左右対称になる方向に傾いており、交互に配置される。このような構成でも磁石を簡単にかつ確実に位置決めできる。

なお、磁石配置部において複数の非平滑部３４２ｂが隣り合うように配置し、かつ複数の非平滑部３４２ｃが隣り合うように配置してもよい。

＜第３実施形態＞
図６に示す第３実施形態では、ハブシェル４１７のシェル本体４４０の磁石配置部４４２が、平滑部４４２ａ、複数の第１非平滑部４４２ｂおよび複数の第２非平滑部４４２ｃを含む。第１非平滑部４４２ｂは、凹状かつ線状に形成され周方向Ｙに延びる。第２非平滑部４４２は、凹状かつ線状に形成され軸方向Ｘに延びる。平滑部４４２ａは、第１非平滑部４４２ｂおよび第２非平滑部４４２ｃの間に配置される面によって構成される。なお、図６には１本の第２非平滑部４４２ｃのみが示されている。

第３実施形態では、単純な形状の第１非平滑部４４２ｂおよび第２非平滑部４４２ｃであるので、それぞれを簡単に形成できる。
＜第４実施形態＞
図７に示す第４実施形態では、ハブシェル５１７のシェル本体５４０の磁石配置部５４２が、平滑部５４２ａと、線状かつ凸状に形成される非平滑部５４２ｂとを含む。非平滑部５４２ｂは、第１実施形態の非平滑部４２ｂと同様に螺旋状に延びる。非平滑部５４２ｂが凸状であることを除いて、第１実施形態のハブシェル１７と第４実施形態のハブシェル５１７とは同様に構成されるので、ハブシェル５１７の詳しい説明を省略する。なお、第２および第３実施形態においても非平滑部を凸状に形成してもよいことは言うまでもない。

＜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。

（ａ）前記実施形態では、本体としてのシェル本体４０に磁石配置部４２を配置したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、蓋部材の筒状部の内周面に磁石配置部を設けてもよい。この場合は、蓋部材が本体の一例である。

（ｂ）前記実施形態では、前輪用の自転車用発電ハブを例示したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、後輪用の自転車用発電ハブにも本発明を適用できる。

１０ 発電ハブ
１５ 回転子
１７，１１７，２１７，３１７，４１７，５１７ ハブシェル
２８ 磁石
４０，１４０，２４０，３４０，４４０，５４０ シェル本体
４２，１４２，２４２，３４２，４４２，５４２ 磁石配置部
４２ａ，１４２ａ，２４２ａ，３４２ａ，４４２ａ，５４２ａ 平滑部
４２ｂ，１４２ｂ，２４２ｂ，３４２ｂ，５４２ｂ 非平滑部
４４２ｂ 第１非平滑部
４４２ｃ 第２非平滑部

Claims (10)

1. 自転車用発電ハブのハブシェルであって、
   筒状に形成される本体、および
   前記本体の内周面に設けられかつ磁石が射出成形される磁石配置部を備え、
   前記磁石配置部は、平滑部と、前記平滑部に対して凹状および凸状のいずれか一方に形成される非平滑部を含む、ハブシェル。
2. 前記非平滑部は、線状に形成され前記本体の軸方向および周方向のいずれに対しても非平行に延びる、請求項１に記載のハブシェル。
3. 前記非平滑部は、螺旋状に形成される、請求項２に記載のハブシェル。
4. 前記非平滑部は、無端状に形成される、請求項２に記載のハブシェル。
5. 前記非平滑部は、複数形成される、請求項４に記載のハブシェル。
6. 前記非平滑部は、線状に形成され前記本体の軸方向に延びる第１非平滑部と、線状に形成され前記本体の周方向に延びる第２非平滑部とを含む、請求項１に記載のハブシェル。
7. 前記非平滑部は、凹状に形成される、請求項１から６のいずれかに記載のハブシェル。
8. 前記非平滑部は、凸状に形成される、請求項１から６のいずれかに記載のハブシェル。
9. 自転車用発電ハブの回転子であって、
   請求項１から８のいずれかに記載のハブシェル、および
   前記ハブシェルの前記磁石配置部に射出成形される磁石を備える、回転子。
10. 請求項９に記載の回転子を備える、自転車用発電ハブ。

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