JP2014189090A - ハブダイナモ - Google Patents

Abstract

【課題】スポークが連結されるハブシェルのフランジ部の強度を十分に確保しながら、ハブシェルを鉄板でプレス加工する際の素材の厚みをできるだけ薄くし、それにより、ハブシェルの軽量化とコストダウンを図る。
【解決手段】プレス加工するハブシェル本体６０Ａの外周の２つのフランジ部６２を、金属板をＵ字状に折り曲げて重ね合わせた二重積層板構造にすることで、ハブシェル本体６０Ａの全体の厚みを薄くした。
【選択図】図３

Description

この発明は、ハブダイナモに関するものである。

自転車の前照灯や尾灯等に電力を供給するため、車輪の回転によって発電する発電機が広く普及している。このような発電機には様々な構造のものが存在するが、車輪軸に取り付けられる、いわゆるハブダイナモが知られている。

ハブダイナモは、車輪と共に回転するロータと、車輪を回転自在に支持する車輪軸に回転不能に固定されてロータの内周側に配置されたステータとを有している。ロータの主体をなすハブシェル（ダイナモケースとも呼ばれる）は、内周に永久磁石が配置される円筒状の胴部と、胴部の両端開口を塞ぐエンドプレートとからなり、ハブシェルの外周には、軸方向に間隔をあけて車輪のスポークが連結される２つのフランジ部が設けられている。そして、ロータが、両側のエンドプレートに嵌合されたベアリングを介して車輪軸に回転自在に支持されている。

従来、この種のハブダイナモにおいては、ロータの主体をなすハブシェルがアルミの削り出し部品で構成されているのが一般的であったが、主にコストの関係で、ハブシェルの大部分を鉄板のプレス加工品で構成することが提案されるようになってきた。
例えば、磁気回路を構成するヨークとして、プレス加工した鉄製のハブシェルを用い、ハブシェルにケースの役割とヨークの役割を兼用させたハブダイナモが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、スポークが連結されるフランジ部は一番応力が高くなる部分であり、必要な厚さを確保して十分な強度を持たせなくてはならない。このため、特許文献１では、ハブシェルとは別の鉄板で、このハブシェルよりも厚肉となるようにフランジ部を形成している。そして、このように構成されたフランジを、リベット等の固定部材を用いてハブシェルに結合している。

特開平９−１３２１８５号公報

しかしながら、上述の従来技術にあっては、フランジ部の肉厚を確保するために、プレス加工する際の素材である鉄板の厚みを厚くせざるを得ず、その結果として、全体の重量が増加して、コストアップに繋がるという課題があった。
また、それぞれ別体のハブシェルとフランジ部とを結合するように構成されているので、部品点数が増加すると共に、ハブシェルとフランジ部との相対位置の精度が低下してしまうという課題があった。

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、スポークが連結されるハブシェルのフランジ部の強度を十分に確保しながら、ハブシェルを鉄板でプレス加工する際の素材の厚みをできるだけ薄くして、ハブシェルの軽量化を図ると共に、コストダウンを図れるようにしたハブダイナモを提供することを目的とする。
また、部品点数の増加を抑えることができると共に、製作精度を向上させることができるハブダイナモを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係るハブダイナモは、車輪と共に回転するロータと、前記車輪を回転自在に支持する車輪軸に回転不能に固定されて前記ロータの内周側に配置されたステータとを有し、前記ロータの主体をなすハブシェルが、内周に永久磁石が配置される円筒状の胴部と、該胴部の両端開口を塞ぐエンドプレートとからなり、前記ハブシェルの外周に、該ハブシェルの軸方向に間隔をあけて前記車輪のスポークが連結される２つのフランジ部が設けられ、前記ロータが、前記エンドプレートに嵌合されたベアリングを介して車輪軸に回転自在に支持されたハブダイナモにおいて、前記胴部と前記２つのフランジ部のうちの少なくとも一方のフランジ部とを一体に有するハブシェル本体を備えており、該ハブシェル本体が、磁性金属板のプレス成形体で構成され、且つ、前記ハブシェル本体に設けられた前記フランジ部が、前記磁性金属板を折り曲げて重ね合わせた多重積層板構造とされていることを特徴とする。

このように構成することで、ハブシェル本体がプレス成形体で構成されているので、切削加工品で構成されている場合に比べてコストダウンを図ることができる。また、内周に永久磁石が配置される胴部が磁性金属板で構成されているので、胴部そのものを磁気回路を構成するヨークとして機能させることができる。従って、アルミ製のハブシェルを採用する場合のように、胴部の内周に別体のヨークを組み込む必要がなく、部品点数を低減でき、且つコストダウンが図れる。
また、ハブシェル本体を磁性金属板のプレス成形体で構成するものの、最も応力の高くなるフランジ部を、金属板の多重積層板構造としているので、素材の金属板の厚さをできるだけ薄くしながら、強度の必要なフランジ部の厚みを厚くすることができ、フランジ部に十分な強度を持たせることができる。従って、ハブシェル本体の素材の厚みを薄くできる分、軽量化を図ることができると共に、コスト低減に寄与することができる。
さらに、胴部と２つのフランジ部のうちの少なくとも一方のフランジ部とを一体に形成するので、ハブシェル全体の製作精度を向上させることができる。
そして、フランジ部を形成するために折り曲げた部分の内周側に微小な環状凹部ができるので、その環状凹部をシール材の溜まり部として利用することができ、防水・防塵に有利となる。

本発明に係るハブダイナモは、前記胴部と、該胴部の両端開口を塞ぐエンドプレートのうちの一方のエンドプレートと、前記２つのフランジ部のうちの少なくとも前記一方のエンドプレートに近い位置にあるフランジ部とが、前記ハブシェル本体に一体に形成されていることを特徴とする。

このように構成することで、ベアリングを嵌合するエンドプレートを胴部と一体に製作することができるので、胴部とベアリングの同軸度を高めることができる。

本発明に係るハブダイナモは、前記ハブシェル本体に、前記２つのフランジ部が共に形成されており、前記両フランジ部が多重積層板構造とされていることを特徴とする。

このように構成することで、両方のフランジ部を胴部と一体に製作できるので、両方のフランジ部の相互位置精度を高めることができる。

本発明によれば、スポークの連結されるフランジ部の強度を十分に確保しながら、プレス加工する際の素材の厚みをできるだけ薄くすることができる。従って、軽量化が図れると共にコストダウンが図れる。
また、胴部と２つのフランジ部のうちの少なくとも一方のフランジ部とを一体に形成するので、従来よりも部品点数を低減できると共に、ハブシェル全体の製作精度を向上させることができる。

本発明の第１実施形態におけるハブダイナモの取付概要図である。 本発明の第１実施形態におけるハブダイナモの側面図である。 本発明の第１実施形態におけるハブダイナモの断面図である。 本発明の実施形態におけるハブダイナモを構成するステータの斜視図である。 本発明の第１実施形態におけるハブダイナモのロータを構成するハブシェル本体の断面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ矢視図である。 本発明の第１実施形態におけるハブダイナモのハブシェルの構成を示す断面図である。 本発明の第２実施形態におけるハブダイナモのハブシェルの構成を示す断面図である。 本発明の第３実施形態におけるハブダイナモのハブシェルの構成を示す断面図である。 本発明の第４実施形態におけるハブダイナモのハブシェルの構成を示す断面図である。 本発明の第５実施形態におけるハブダイナモのハブシェルの構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態のハブダイナモについて図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態におけるハブダイナモの取付概要図である。なお、以下の説明では、本発明のハブダイナモ１０を自転車１の車輪軸１１に取り付け、自転車１の前照灯４に電力を供給する場合について説明する。なお、この前照灯４には、ランプとして、フィラメント式の電球ではなく、ＬＥＤ（発光ダイオード）ランプが使用されている。また、ＬＥＤランプの駆動回路には、ハブダイナモ１０の出力を整流し合成する回路が組み込まれているものとする。

（ハブダイナモの取付態様）
図１に示すように、自転車１の前輪５は、フレームの一部を構成するフロントフォーク３により車輪軸１１を介して回転可能に軸支されている。車輪軸１１は、両側がフロントフォーク３にナット（不図示）等により回転不能に締結固定されている。車輪軸１１の軸方向中央の大部分には、ハブダイナモ１０が車輪軸１１と同軸に取り付けられている。このハブダイナモ１０は、前輪５の側方に配置された前照灯４に電力を供給している。

ハブダイナモ１０は、前輪５のスポーク２に接続されて前輪５と共に車輪軸１１の周囲を回転するロータ１２と、ロータ１２の内周側に位置する状態で車輪軸１１に回転不能に取り付けられたステータ１３と、を備えている。

以下、車輪軸１１の中心軸Ｏの軸方向を単に軸方向といい、軸方向に直交する方向を径方向といい、中心軸Ｏ周りに沿った方向を周方向という。なお、車輪軸１１のうち、少なくともステータ１３が取り付けられた部分よりも軸方向外側に位置する部分には、雄ねじ部が形成されている。

図２はハブダイナモの側面図、図３はハブダイナモの断面図、図４はハブダイナモのステータの斜視図、図５はハブダイナモのロータを構成するハブシェル本体の断面図、図６は図５のＶＩ−ＶＩ矢視図、図７はハブシェルを構成する部品であるハブシェル本体と第２のエンドプレートを取り出して示す断面図である。

（ロータ）
図２及び図３に示すように、ロータ１２は、ハブシェル１００Ａを主体に構成されている。ハブシェル１００Ａは、円筒状の胴部６１と、胴部６１の軸方向両端開口を塞ぐ第１のエンドプレート７０及び第２のエンドプレート８０と、からなる。

図３に示すように、胴部６１の軸方向一方Ｐ側（図３における左側）の開口は、製作時には開放されており、その開口を塞ぐように、胴部６１と別体に製作された第２のエンドプレート８０が、所定の組立工程後に胴部６１の軸方向一方Ｐ側の端部に圧入固定されている。
胴部６１の軸方向他方Ｑ側（図３における右側）の開口は、胴部６１と一体に形成された第１のエンドプレート７０により製作時から閉塞されている。円筒状の胴部６１と、胴部６１の軸方向Ｑ側の開口を塞ぐ第１のエンドプレート７０とは、一体部品のハブシェル本体６０Ａとして製作されている。ハブシェル本体６０Ａと、それと別体の第２のエンドプレート８０は、それぞれに一定厚の磁性金属板（主に鉄板）をプレス成形することで製作されている。

図５〜図７に示すように、ハブシェル本体６０Ａの胴部６１の軸方向両端部外周には、径方向外側に向かって張り出す左右一対のフランジ部６２が形成されている。各フランジ部６２は、プレス成形の際に素材である金属板をＵ字形に折り返し、軸方向内側のフランジ板６２ａと軸方向外側のフランジ板６２ｂとを互いに密着状態で重ね合わせることで、二重積層板構造として形成されている。
ここで、このようにフランジ部６２を形成するために金属板をＵ字状に折り曲げて重ね合わせた際に、２枚のフランジ板（軸方向内側のフランジ板６２ａと軸方向外側のフランジ板６２ｂ）の重ね合わせ部分の内周側に微小な環状凹部６６ができることになる。

各フランジ部６２には、軸方向に貫通する支持孔６３が周方向に等間隔で複数形成されている。支持孔６３には、図１に示すように、前輪５のリム５ａから内径側に延在する複数のスポーク２の内側端部が係合されている。なお、左右のフランジ部６２の支持孔６３は、半ピッチ分だけ位相がずれて配置されている。

図３及び図５〜図７に示すように、胴部６１の軸方向Ｑ側の開口６１ａを閉塞する第１のエンドプレート７０は、軸方向外側（Ｑ側）に円錐形に膨らんだ環状の側壁７１と、この側壁７１の内周縁で軸方向内側（Ｐ側）に折れ曲がった円筒状のベアリング嵌合壁７３と、このベアリング嵌合壁７３の軸方向内側（Ｐ側）端で径方向内側に折れ曲がったベアリング押え壁７４と、前記側壁７１の外周縁から径方向外側に向けて連設されたフランジ部７５と、を有している。
このフランジ部７５が、胴部６１の軸方向Ｑ側のフランジ部６２の外側のフランジ板６２ｂと一体に連続していることで、胴部６１と第１のエンドプレート７０とが一体化されている。これにより、一体部品としてのハブシェル本体６０Ａが構成される。

また、図３及び図７に示すように、胴部６１の軸方向Ｐ側の開口６１ａを閉塞する第２のエンドプレート８０は、環状の側壁８１と、この側壁８１の内周縁で軸方向内側（Ｑ側）に折れ曲がった円筒状のベアリング嵌合壁８３と、このベアリング嵌合壁８３の軸方向内側（Ｑ側）端で径方向内方に折れ曲がったベアリング押え壁８４と、前記側壁８１の外周縁で軸方向内側（Ｑ側）に折れ曲がった円筒状の圧入嵌合壁８５と、を有している。
第２のエンドプレート８０は、この円筒状の圧入嵌合壁８５を、シェル本体６０の胴部６１の軸方向Ｐ側の開口の内周に圧入嵌合させることで、胴部６１に固定されている。

第１のエンドプレート７０及び第２のエンドプレート８０のベアリング嵌合壁７３、８３の径方向内側は、同軸上に位置する貫通孔７２、８２として開口しており、これら貫通孔７２、８２を画成するベアリング嵌合壁７３、８３の内周にベアリング（軸受）２１、２２の外輪がそれぞれ嵌合され、ベアリング２１、２２の外輪の側面が、ベアリング押え壁７４、８４に軸方向に当接している。そして、ハブシェル１００を主体として構成されるロータ１２は、ベアリング２１、２２を介して車輪軸１１に回転可能に支持されることで、前輪５の回転と共に車輪軸１１を中心に回転するようになっている。すなわち、ロータ１２は、前輪５を回転可能に支持するハブとして機能している。

ハブシェル本体６０Ａの胴部６１の内周には、例えばフェライト等により形成された永久磁石１９が配置されている。永久磁石１９の外周面の曲率半径は、胴部６１の内周面の半径と同等に設定されており、永久磁石１９は、ヨークを介さずに磁性材料製の胴部６１の内周に直接密着した状態で配置され、例えば接着剤等により貼付されている。永久磁石１９を、胴部６１の内周面に沿って円筒状に配置することで、永久磁石１９はステータ１３の外周面全体を覆っている。なお、永久磁石１９は、周方向に複数に分割された状態で胴部６１の内周に組み込まれている。

この円筒状に配置された永久磁石１９の内周面には、Ｎ極及びＳ極の磁極が周方向に沿って交互に着磁されている。具体的には、Ｎ極及びＳ極がそれぞれ１４極ずつ、合計２８極の磁極が交互に着磁されている。

（ステータ）
図４に示すように、ステータ１３は、クローポール型の第１のステータユニット２０Ａと第２のステータユニット２０Ｂとを車輪軸１１の軸方向に組み合わせることで構成されており、第１のステータユニット２０ＡはＡ相の交番電流・電圧を出力し、第２のステータユニット２０ＢはＢ相の交番電流・電圧を出力するようになっている。

図３に示すように、各ステータユニット２０Ａ、２０Ｂは、車輪軸１１の周りにボビン（図示略）を介して環状に巻かれたコイル２４と、コイル２４を包囲すると共に外周部に永久磁石１９と対向し且つ磁極の数に対応した極数のティース２２（２２−１、２２−２）を有したステータコア２６と、をそれぞれ備えている。

ステータコア２６は、環状のコイル２４の内周に配置された中心部ヨーク２５と、環状のコイル２４の軸方向の一方側（Ｑ側）及び他方側（Ｐ側）に互いに対向して配置されて内周部が中心部ヨーク２５の一端及び他端に磁気的に結合された一対の円板状の側部ヨーク２１（２１−１、２１−２）と、ステータコア２６の外周部に配されてロータ１２の永久磁石１９の内周側に空隙を介して対向し、各側部ヨーク２１−１、２１−２の外周部に磁気的に結合されて円周方向に交互に配置されたティース２２（２２−１、２２−２）と、からなる。

ティース２２（２２−１、２２−２）は、円板状の側部ヨーク２１（２１−１、２１−２）にそれぞれ一体に形成されている。そして、軸方向の一方側（Ｑ側）の側部ヨーク２１−１に一体に形成されたティース２２−１と、軸方向の他方側（Ｐ側）の側部ヨーク２１−２に一体に形成されたティース２２−２とが、円周方向に微小間隔を開けて交互に配列されている。なお、各側部ヨーク２１−１、２１−２は、それぞれ１４個のティース２２−１、２２−２を有し、全ティース２２（２２−１、２２−２）の極数が永久磁石１９の磁極数に対応している。

ティース２２（２２−１、２２−２）を一体に有した軸方向Ｑ側及び軸方向Ｐ側の側部ヨーク２１（２１−１、２１−２）は同形状のものである。そして、軸方向Ｑ側の側部ヨーク２１−１は、ティース２２−１を軸方向Ｐ側に向け、軸方向Ｐ側の側部ヨーク２１−２は、ティース２２−２を軸方向Ｑ側に向けて、両者は車輪軸１１上で互いに組み合わせられている。円板状の側部ヨーク２１（２１−１、２１−２）の中央には、車輪軸１１の外周に嵌合する中心孔２３が形成されており、この中心孔２３によりステータ１３は車輪軸１１に固定されている。

（第１のステータユニットと第２のステータユニット組み合わせ）
図４に示すように、第１のステータユニット２０Ａと第２のステータユニット２０Ｂは、各ステータユニット２０Ａ、２０Ｂのティース２２の位置を所定角度αだけ円周方向に相互にずらして組み合わせられており、これにより、各ステータユニット２０Ａ、２０Ｂの各コイル２４から、位相のずれたＡ相とＢ相の２相の交番電流・電圧が出力されるようになっている。

本実施形態では、第１及び第２の各ステータユニット２０Ａ（Ａ相）、２０Ｂ（Ｂ相）におけるティース２２（２２−１、２２−２）の極数をＰ、ティース２２（２２−１、２２−２）のピッチ角をθ、第１のステータユニット２０Ａのティース２２（２２−１、２２−２）と第２のステータユニット２０Ｂのティース（２２−１、２２−２）の円周方向のずれ角度をαとしたとき、角度αは、
α＝θ／２＝（３６０°／Ｐ）／２・・・（１）
を満たすように設定されている。

角度αが式（１）を満たすことにより、第１のステータユニット２０Ａのコイル２４と、第２のステータユニット２０Ｂのコイル２４とが、ロータ１２の回転に応じて、相互に電気角で９０°位相のずれた交番電流・電圧を出力する。

なお、第１のステータユニット２０Ａと第２のステータユニット２０Ｂとを、ずれ角αだけ周方向に位相ずれした関係に組み合わせるために、図示しない周方向位置決め手段が設けられている。また、図３に示すように互いに隣接する、第１のステータユニット２０Ａの軸方向Ｐ側の側部ヨーク２１−２と第２のステータユニット２０Ｂの軸方向Ｑ側の側部ヨーク２１−１とは、背中合わせに密着して配置されている。

（規制部）
図３に示すように、車輪軸１１のうち、ステータ１３の軸方向両側に位置する部分には、ステータ１３の軸方向の移動を規制する規制部が設けられている。本実施形態の規制部は、車輪軸１１のうち、ステータ１３の軸方向Ｐ側に設けられたスペシャルナット３０と、軸方向Ｑ側に設けられたステータ固定部材３７と、を備えている。ステータ１３は、車輪軸１１の外周に固定されたこれらスペシャルナット３０とステータ固定部材３７とで、軸方向の定位置に挟持固定されている。

スペシャルナット３０は、軸方向Ｐ側に形成されたスリーブ部３０ａと、軸方向Ｐ側に形成されてスリーブ部３０ａに対して外径が拡大されたフランジ部３０ｂとを備えている。そして、内周に形成されている雌ネジ部を車輪軸１１の雄ねじ部に螺着することで、車輪軸１１の外周に固定されている。

スリーブ部３０ｂの外周面は、第２のエンドプレート８０のベアリング嵌合壁８３に外輪を嵌合させたベアリング２２の内輪の内周に圧入等により固定されている。フランジ部３０ｂは外径がベアリング２２の内径よりも大径に形成され、軸方向Ｐ側に位置する端面がベアリング２２の内輪に軸方向で当接している。これにより、ベアリング２２は、外輪側が車輪軸１１周りに回転自在となるように装着されている。
一方、フランジ部３０ｂにおける軸方向Ｐ側に位置する端面は、ステータ１３の内周部に軸方向で当接している。なお、図４に示すように、スペシャルナット３０の外周面には、コイル２４を構成する導線の端部をハブダイナモ１０の外部に引き出すための溝３０ｃが形成されている。

図３に示すように、第２のエンドプレート８０の外側にはコネクタ４０が配設され、このコネクタ４０にコイル２４の導線（図示略）が導入されている。この導線の端部はスペシャルナット３０の溝３０ｃ（図４参照）内を経由してコネクタ４０の導線引出部４３に導かれ、導線引出部４３を通ってハブダイナモ１０の外部に引き出されている。コネクタ４０の内周部には、スペシャルナット３０のスリーブ部３０ａが挿通され、コネクタ４０はワッシャ４５を介して、ナット４６により車輪軸１１に固定されている。

車輪軸１１におけるステータ固定部材３７よりも軸方向Ｑ側には、スリーブ部材５０が設けられている。このスリーブ部材５０は、内周面に雌ねじ部が形成された筒状の部材であり、軸方向Ｑ側から車輪軸１１の雄ねじ部に煉着されている。具体的に、スリーブ部材５０は、軸方向Ｐ側に形成されたスリーブ本体５０ａと、軸方向Ｑ側に形成されてスリーブ本体５０ａに対して外径が拡大されたフランジ部５０ｂとを備えている。

このフランジ部５０ｂは、多角筒状に形成されており、軸方向Ｐ側の端面が、第１のエンドプレート７０側のベアリング２１の内輪に軸方向で当接している。スリーブ本体５０ａは、円筒状に形成されており、第１のエンドプレート７０側のベアリング２１の内輪の内周に内嵌されている。具体的に、スリーブ本体５０ａは、外径がベアリング２１の内径と同等か若干大径に設定されており、ベアリング２１の内輪の内周に圧入等により固定されている。

第１のエンドプレート７０の外側には、ベアリング２１及びスリーブ５０を覆うようにカバー５４が装着されている。カバー５４は、椀形状に形成された部材であり、外部からロータ１２の内部に水や塵浜等が浸入するのを防止している。カバー５４の内周部には、スリーブ５０を緩み止めするために車輪軸１１に螺着されたナット５２が配置されている。

（発電の仕組み）
このように構成されたハブダイナモの発電は、以下の要領で行われる。
すなわち、前輪５が回転すると、スポーク２により前輪５に接続されたロータ１２が前輪５と共に車輪軸１１周りに回転し、永久磁石１９がステータ１３周りを回転する。

回転する永久磁石１９の磁束により、軸方向Ｑ側の側部ヨーク２１−１に設けられた第１のティース２２−１がＮ極、軸方向Ｐ側の側部ヨーク２１−２に設けられた第２のティース２２−２がＳ極となる状態と、第１のティ−ス２２−１がＳ極、第２のティース２２−２がＮ極となる状態と、が交互に繰り返される。これにより、Ａ相の第１のステータユニット２０Ａのステータコア２６とＢ相の第２のステータユニット２０Ｂのステータコア２６に交番磁束が発生し、この交番磁束により、第１及び第２のステータユニット２０Ａ、２０Ｂの各コイル２４に電流が流れて発電が行われる。

この際、第１のステータユニット２０Ａのコイル２４から出力される交番電流・電圧と、第２のステータユニット２０Ｂのコイル２４から出力される交番電流・電圧とは、位相がずれており、同時に交番電圧が０Ｖに落ちる点がない。
特に第１のステータユニット２０Ａのティース２２（２２−１、２２−２）と第２のステータユニット２０Ｂのティース２２（２２−１、２２−２）の円周方向のずれ角度αがティース２２のピッチ角θの１／２に設定されていることにより、Ａ相とＢ相の２相のコイル２４の電圧波形の位相ずれがちょうど電気角で９０°になる。
なお、９０°位相のずれた電圧波形を全波整流した後の合成出力の最小値と最大値の開きを小さくすることができ、全波整流後の合成出力をＬＥＤに供給することで、ＬＥＤの発光時のちらつきが効果的に抑制される。

（効果）
したがって、上述の第１実施形態によれば、ハブダイナモ１０において、ハブシェル本体６０Ａがプレス成形体で構成されているので、切削加工を施す必要がない。このため、切削加工品で構成されている場合に比べて、加工時間を短縮することができ、コストダウンを図ることができる。また、内周に永久磁石１９が配置される胴部６１が磁性金属板（例えば鉄板）で構成されているので、胴部６１そのものを磁気回路を構成するヨークとして機能させることができる。従って、アルミ製のハブシェルを採用する場合のように、胴部の内周に別体のヨークを組み込む必要がなく、部品点数を低減でき、且つコストダウンが図れる。

また、ハブシェル本体６０Ａを磁性金属板のプレス成形体で構成するものの、最も応力の高くなるフランジ部６２を、金属板の二重積層板構造としているので、素材の金属板の厚さをできるだけ薄くしながら、強度の必要なフランジ部６２の厚みを厚くすることができ、フランジ部６２に十分な強度を持たせることができる。従って、ハブシェル本体６０Ａの素材の厚みを薄くできる分だけ、軽量化を図ることができると共にコスト低減に寄与することができる。

また、フランジ部６２を形成するために折り曲げた部分の内周側に微小な環状凹部６６（図７参照）ができるので、その環状凹部６６をシール材の溜まり部としながら、第２のエンドプレート８０を胴部６１の開口６１ａの内周に圧入することができる。従って、第２のエンドプレート８０の圧入嵌合部のシール性を高めることができて、防水・防塵の向上が図れる。

さらに、ハブシェル本体６０Ａには、ベアリング２１を嵌合する第１のエンドプレート７０を胴部６１と一体に形成しているので、胴部６１とベアリング２１の同軸度を高めることができて、ロータ１２とステータ１３の径方向位置精度の向上に寄与することもできる。
そして、ハブシェル本体６０Ａの胴部６１の外周に左右両側のフランジ部６２を一体に形成しているので、リベットが不要となる。このため、外観上にリベットが現れず、美観の向上が図られる。さらに、鉄製のハブシェルを用いているにもかかわらず、胴体部とサイドパネル（ベアリング受け部）が一体で形成されている。このため、ハブシェル１００Ａの部品点数を低減できると共に、両フランジ部６２の相互位置精度を高めることもできる。

（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態を図８に基づいて説明する。尚、第１実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明する（以下の実施形態についても同様）。
図８は、第２実施形態におけるハブダイナモのハブシェルの構成を示す断面図である。
同図に示すように、この第２実施形態のハブシェル１００Ｂでは、ハブシェル本体６０Ｂにおける、第２のエンドプレート８０Ｂを圧入嵌合する側の胴部６１の開口６１ａの円筒状の周壁部６４が二重壁構造とされている。

つまり、胴部６１の開口６１ａの周壁の先端を内方にＵ字状に折り曲げて、折り曲げた内側の周壁６４ａを外側の周壁６４ｂに重ね合わせることで、二重壁構造の周壁部６４とされている。第２のエンドプレート８０Ｂに近い方のフランジ部６２は、開口６１ａが設定された周壁部６４の端部より僅かに距離をおいた位置に配置されている。
また、第２のエンドプレート８０Ｂの圧入嵌合壁８５は、二重壁構造の周壁部６４の内周に嵌まるように外径が設定されている。その他の構成は第１実施形態と同様である。

（効果）
したがって、上述の第２実施形態によれば、第２のエンドプレート８０Ｂを圧入嵌合する側の胴部６１の開口６１ａの周壁部６４が二重壁構造とされていることにより、当該周壁部６４の強度を格段に高めることができる。従って、第２のエンドプレート８０Ｂを圧入嵌合する際の開口６１ａの周壁部６４の変形を小さくすることができる。よって、ハブシェル本体６０Ｂと第２のエンドプレート８０を組み合わせた際の組立精度を高めることができて、反対側の第１のエンドプレート７０と第２のエンドプレート８０の同軸度の向上が図れる。
また、開口部６１ａの周壁部６４の剛性を高めることができるので、第２のエンドプレート８０を圧入嵌合した際の胴部６１と第２のエンドプレート８０の間のシール性を高めることができる。

なお、図８に示すように、二重壁構造をなす内側の周壁６４ａを、フランジ部６２の内周を覆う位置まで延ばすことで、フランジ部６２の強度アップにも貢献することができる。但し、内側の周壁６４ａは、必ずしもフランジ部６２の内周を覆う位置まで延ばさなくてもよい。

（第３実施形態）
次に、この発明の第３実施形態を図９に基づいて説明する。
図９は、第３実施形態におけるハブダイナモのハブシェルの構成を示す断面図である。
同図に示すように、この第３実施形態のハブシェル１００Ｃでは、ハブシェル本体６０Ｃにおける、第２のエンドプレート８０Ｂを圧入嵌合する側の胴部６１の開口６１ａの位置が、フランジ部６２の軸方向外端面の位置に設定されている。つまり、図８の第２実施形態における円筒状の周壁部６４を省略している。

この場合は、フランジ部６２の外側のフランジ板６２ｂの内周端を軸方向内方にＬ字形に折り曲げて内側の周壁６２ｃとしている。そして、その内側の周壁６２ｃを、フランジ部６２の内周を覆う位置から胴部６１の内周にかかる位置まで延ばして、胴部６１の周壁の内面に重ねることで、内側の周壁６２ｃを重ねた部分が二重壁構造とされている。また、第２のエンドプレート８０Ｃの圧入嵌合壁８５は、二重壁構造の内側の周壁６２ｃの内周に嵌まるように外径が設定されている。その他の構成は第２実施形態と同様である。

したがって、上述の第３実施形態によれば、第２のエンドプレート８０Ｂを圧入嵌合する側の胴部６１の開口６１ａ側が二重壁構造とされていることにより、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第４実施形態）
次に、この発明の第４実施形態を図１０に基づいて説明する。
図１０は、第４実施形態におけるハブダイナモのハブシェルの構成を示す断面図である。
同図に示すように、この第４実施形態のハブシェル１００Ｄでは、ハブシェル本体６０Ｄにおける、第２のエンドプレート８０Ｂを圧入嵌合する側の胴部６１の開口６１ａの周壁がフラットな円筒状に形成されており、フランジ部６２が省略されている。代わりに、第２のエンドプレート８０Ｄ側にフランジ部８７が設けられている。

このフランジ部８７は、圧入嵌合壁８５の圧入側の軸方向端で径方向外側に金属板をＬ字形に折り曲げることで形成されている。図示例のフランジ部８７は、一重壁のものであるが、第１実施形態のフランジ部６２のように、二重壁（二重積層板構造）として形成してもよい。その他の構成は第１実施形態と同様である。

したがって、上述の第４実施形態によれば、ハブシェル本体６０Ｄに、２つのフランジ部のうちの片方のフランジ部６２だけを一体に設け、もう一つのフランジ部８７は、ハブシェル本体６０Ｄと別体に製作する第２のエンドプレート８０Ｄ側に設けたので、ハブシェル本体６０Ｄの構成を単純化することができて加工の容易化を図ることができる。

なお、第２のエンドプレート８０Ｄは、ハブシェル本体６０Ｄよりも厚い金属板でプレス加工することで、一重壁のフランジ部８７の強度を高めてもよい。また、第２のエンドプレート８０Ｄを削り出しで加工してもよい。

（第５実施形態）
図１１は、第５実施形態におけるハブダイナモのハブシェルの構成を示す断面図である。
同図に示すように、この第５実施形態のハブシェル１００Ｅでは、ハブシェル本体６０Ｅには、第１のエンドプレート７０Ｅも第２のエンドプレート８０Ｅも一体に設けられていず、第１のエンドプレート７０Ｅ及び第２のエンドプレート８０Ｅは、ハブシェル本体６０Ｅと独立した部品として製作されている。

すなわち、ハブシェル本体６０Ｅには、円筒状の胴部６１と、胴部６１の軸方向両端外周の２つの二重積層板構造のフランジ部６２だけが設けられており、胴部６１の軸方向両端の開口６１ａは共に開放された状態になっている。そして、両側のエンドプレート７０Ｅ、８０Ｅの側板７１、８１の径方向外側に、胴部６１の軸方向両端の開口６１ａの内周に圧入嵌合する円筒状の圧入嵌合部７６、８６が連設されている。

このように、両方のエンドプレート７０Ｅ、８０Ｅを、胴部６１とフランジ部６２を有するハブシェル本体６０Ｅと別体に製作することにより、フランジ部６２を有するハブシェル本体６０Ｅのプレス加工の簡略化を図ることができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、スポークを連結するフランジ部６２を二重積層板構造にした場合を示したが、三重以上に金属板を折り曲げて重ね合わせた多層積層板構造にしてもよい。

また、上記に述べた実施形態以外に、本発明は、ハブシェル本体に、胴部６１と、２つのフランジ部６２のうちの少なくとも一方のフランジ部とを一体に設け、ハブシェル本体に設けたフランジ部を、磁性金属板を折り曲げて重ね合わせた多重積層板構造として構成してあればよい。すなわち、図１０に示した第４実施形態のハブシェル１００Ｄでは、第１のエンドプレート７０をハブシェル本体６０Ｅに一体的に設けていたが、第１のエンドプレートを、図１１に示す第５実施形態のように別体に形成して、後からハブシェル本体に組み合わせるようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、本発明のハブダイナモによって自転車１の前照灯４に電力を供給する場合について説明したが、これに限らず、ロータ１２が車輪軸１１に対して回転する構成であれば、自転車１の尾灯等にも採用できる。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した変形例を適宜組み合わせてもよい。

２ スポーク
５ 前輪
１０ ハブダイナモ
１１ 車輪軸
１２ ロータ
１３ ステータ
１９ 永久磁石
２１，２２ ベアリング
６０Ａ〜６０Ｅ ハブシェル本体
６１ 胴部
６１ａ 開口
６２ フランジ部
７０ 第１のエンドプレート
８０ 第２のエンドプレート
１００Ａ〜１００Ｅ ハブシェル

Claims (3)

1. 車輪と共に回転するロータと、
   前記車輪を回転自在に支持する車輪軸に回転不能に固定され、前記ロータの内周側に配置されたステータとを有し、
   前記ロータの主体をなすハブシェルが、内周に永久磁石が配置される円筒状の胴部と、該胴部の両端開口を塞ぐエンドプレートとからなり、
   前記ハブシェルの外周に、該ハブシェルの軸方向に間隔をあけて前記車輪のスポークが連結される２つのフランジ部が設けられ、
   前記ロータが、前記エンドプレートに嵌合されたベアリングを介して車輪軸に回転自在に支持されたハブダイナモにおいて、
   前記胴部と前記２つのフランジ部のうちの少なくとも一方のフランジ部とを一体に有するハブシェル本体を備えており、
   該ハブシェル本体が、磁性金属板のプレス成形体で構成され、且つ、前記ハブシェル本体に設けられた前記フランジ部が、前記磁性金属板を折り返して重ね合わせた多重積層板構造とされていることを特徴とするハブダイナモ。
2. 前記胴部と、該胴部の両端開口を塞ぐエンドプレートのうちの一方のエンドプレートと、前記２つのフランジ部のうちの少なくとも前記一方のエンドプレートに近い位置にあるフランジ部とが、前記ハブシェル本体に一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のハブダイナモ。
3. 前記ハブシェル本体に、前記２つのフランジ部が共に一体に形成されており、前記両フランジ部が多重積層板構造とされていることを特徴とする請求項１または２に記載のハブダイナモ。

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