JP3043710U - ハブ発電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動によるショートカット現象を発生しな
い、ハブ発電機の提供。 【解決手段】 車輪のシャフトに固定され、ハブ発電機
の固定子、ケース、及び中心の枢軸部を有する固定ユニ
ットと回転ユニットとを含み、該回転ユニットはハブ発
電機の駆動部と回転子部を含み、該回転ユニットは該固
定ユニットの枢軸上に設けられ、該駆動部によりホイー
ルアームの回転を回転子部を駆動するのに用い、駆動部
と回転子部の間に一つの緩衝リングが、ホイールアーム
より回転子部に伝えられる振動の影響を低減するために
設けられた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は一種のハブ発電機に関し、特に一種の二輪車のハブとシャフトに取り 付けられる発電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】

周知の二輪車用のハブ発電機は、その取付け位置がハブの外側面或いはハブ内 であるかの違いがあっても、その駆動方式はハブで発電機の回転子部を駆動して 発電機の固定子部をハブのシャフトに固定するのに変わりなかった。

【０００３】 但し、一般の二輪車、例えば自転車及びオートバイは、その構造が簡単で製造 コストも低くなければならず、その防振システムの設計は簡略な構造とされ、ゆ えに該車両が凹凸のある路面を走行する時には、ほとんどの振動が車体に伝わり 、一方、発電機の回転子部と固定子部はそれぞれ車体の異なる部品に取り付けら れて、それらの部品の位置は接近しているとはいえ、その振動特性（Ｖｉｂｒａ ｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ）には極めて大きな違いがあった。

【０００４】 明らかに、該シャフトは両端が支持された実心軸構造（Ｓｏｌｉｄ ｓｈａｆ ｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）とされているため、その剛性は比較的的大きく、振動 表現も比較的単純である。反対に、ハブはシェル構造（Ｓｈｅｌｌ ｓｔｒｕｃ ｔｕｒｅ）とされ、その円周上に複数のアームを具え、各アームは一端が連接さ れ、もう一端がビーム構造（Ｂｅａｍ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）に固定され、全体 的には、該ハブに加えられる振動源は、各一つのアームの連接点であり、各アー ムの位置及び受ける力は場合により異なり、その外界の振動が激化した場合のア ームの反応も同じでなく、ゆえにハブの受力状況及び振動表現は比較的複雑であ る。

【０００５】 ゆえに、ハブ発電機の回転子部と固定子部がハブ及びシャフトの振動反応によ って発生する振動表現には振動周波数（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、振幅（Ａｍｐｌ ｉｔｕｄｅ）、及び位相（Ｐｈａｓｅ）の違いがありえて、この違いは、特に激 化した高周波振動で大きくなる。しかし、ハブ発電機中、回転子と固定子の間の 間隙の存在は極めて重要で、もし回転子と固定子の異なる振動反応によって両者 間の間隙が消失すれば、ショートカット（Ｓｈｏｒｔ ｃｕｔ）の現象は免れな い。周知のハブ発電機を全体としてみると、このような振動の問題に対してはな んら有効な防止の方法がなかった。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上述の問題を解決するために、本考案のハブ発電機は生まれ、本考案では一つ の緩衝材料で製造した装置を利用し、それにより有効にアームより伝えられる高 周波振動を除去し、且つこの緩衝材料を通常は一つの圧縮性の良好な材質として 、本考案のハブ発電機の回転子の回転時の可調整空間提供し、また、有効に該回 転子の真円回転を補助し、有効に周知のハブ発電機のショートカット現象を解決 しようとした。

【０００７】 ゆえに、本考案の主要な目的は、一種の改良したハブ発電機を提供し、該ハブ 発電機を取り付けた車両の電器に、車輪の回転下で、電源を必要時に即刻提供で きるようにすることにある。

【０００８】 上記本考案の主要な目的を解決するための技術手段は以下のようである。即ち 、本考案のハブ発電機は、アームを有するハブ及びシャフト上に設けられて車両 が使用する電器の電源を提供するものとされ、該ハブ発電機は、以下のものを含 む、即ち、 一つの固定ユニットとされ、該固定ユニットは一つの外壁と、該外壁と一つの 環状穴を形成するケースと、該環状穴内に位置して中心枢軸とされる一つのブシ ュと、該環状穴内に固定された少なくとも一つの固定子とを含み、該ブシュによ り該シャフト上に固定されたもの、及び、 一つの回転ユニットとされ、該回転ユニットは一つの駆動リング、一つの磁環 固定座、一つの磁環及び一つの緩衝リングを含み、該駆動リングは固定ユニット の外壁外に延伸されてホイールリムと結合して連動状態を成し、該緩衝リング、 磁環固定座、及び該磁環は固定ユニットの環状穴内に位置し、磁環固定座は固定 ユニットのブシュ外周に回転自在に設けられ、緩衝リングにより駆動リングと連 動しその外周に結合している磁環を駆動するもの、以上である。

【０００９】 該磁環は固定ユニットの固定子間に設けられ、且つ固定子との間に一つの適当 な間隙があり、該一つの間隙は固定子が磁環の磁力線範囲内にあるよう設けられ 、フレミングの発電機の原理により、車輪が回転時に、該固定子が電流を発生で きるものとされる。

【００１０】 本考案のもう一つの目的は、一種のハブ発電機を提供し、それを車輪の振動の ハブ発電機に対する影響を低減するのに用い、上記駆動リングと磁環固定座の間 の連結に用いられる緩衝リングを吸振材料で製造することで、駆動リングより磁 環固定座に伝わる振動の影響を低減し、特に最良の高周波振幅の振動波の隔絶効 果を得られるようにすることにある。

【００１１】 本考案のさらにもう一つの目的は、一種のハブ発電機を提供し、吸振材料の緩 衝リングにより有効に磁環回転時の揺動現象を防止し、磁環と固定子間のショー トカット現象を防止することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

請求項１の考案は、アームを具えたハブ及びシャフト上に設けられて車両が使 用する電器の電源を提供するハブ発電機であって、 一つの固定ユニットとされ、一つの枢軸で車輪のシャフト上に固定されるもの と、 一つの回転ユニットとされ、該固定ユニットの枢軸上に連接され、一つの駆動 部によりアームの回転をハブ発電機の回転子部を駆動するのに用い、該駆動部と 該回転子部間に、該アームより該回転子部に伝わる振動の影響を低減するための 一つの緩衝装置を有し、該回転ユニットの駆動部は該固定ユニットのケース外に 延伸され、該回転ユニットの回転子部は該固定ユニットのケース内に位置し、該 回転ユニットの回転子部と該固定ユニットの固定子の間に適当な間隙が設けられ 、該間隙は該回転子部と該固定子がいずれもハブ発電機の磁力線範囲内にあるよ うに設けられるものとを含む、 以上の構成よりなるハブ発電機としている。

【００１３】 請求項２の考案は、前記固定ユニットは枢軸を中心としてシャフトに固定され るほか、以下を含む、 一つの外壁とされ、ディスク形とされ、該ディスク形の中心に一つの貫通穴が 設けられているもの、 一つのケースとされ、中心貫通穴を有するカバー体とされて外壁に結合し、該 外壁とケースの間に一つの環状穴が設けられて、該環状穴にハブ発電機の回転子 と固定子が収容されるもの、 一つのブシュとされ、中心軸穴を有する階段状円柱体とされて、固定ユニット をシャフトに固定するのに用いられ、その中心軸穴にシャフトが緊密に組み合わ され、一端面とケースが固定され、該ブシュのもう一端の柱体は、回転ユニット のハブ発電機外壁とケース間における環状穴内の枢軸とされているもの、 少なくとも一つの固定子とされ、コイル固定子とされ、該外壁と該ケースの間 の環状穴内に設けられ、その第１固定子が外壁に固定され、該第２固定子が該ケ ースに固定されているもの、 以上の構成よりなる請求項１に記載のハブ発電機としている。

【００１４】 請求項３の考案は、前記回転ユニットがアームにより回転駆動されるほか、以 下のものを含む、 一つの駆動リングとされ、それは中心軸穴を有する薄壁階段状柱体とされて、 回転ユニットの駆動部とされ、その一端の柱体は固定ユニット外でアームと噛み 合わされて固定されて一体に連動する状態を呈し、そのもう一端の柱体は延伸さ れて該固定ユニットのケース内に至り、且つ端面上に嵌め歯状フランジが設けら れているもの、 一つの磁環固定座とされ、固定ユニットのケース内に設けられ、該固定ユニッ トの枢軸を中心とする一つの環状体とされ、その外周面がその結合面とされ、該 磁環固定座の該駆動リングに対向する面に嵌め歯状フランジが設けられているも の、 一つの磁環とされ、複数の磁極を有する永久磁石で構成される環体であって、 ハブ発電機の回転子とされ、該環体の内周面が磁環固定座の外周面に固定されて 連動する状態を呈し、該磁環の二つの環状面は固定ユニットの固定子との間に間 隙が設けられ、該間隙は、該固定子が該磁環の磁力線範囲にあるように設けられ たもの、 一つの緩衝リングとされ、吸振材料で構成された一つの環状緩衝装置とされ、 固定ユニットのケース内に設けられて、該駆動リングと該磁環固定座の間に位置 し、該駆動リングの嵌め歯状フランジと該磁環固定座の嵌め歯状フランジによっ て噛み合い式に固定され、該駆動リング、該緩衝リング、及び該磁環固定座が連 動状態を呈し、該駆動リングより該磁環に伝えられる振動の影響を低減するのに 用いられるもの、 以上の構成よりなる、請求項１に記載のハブ発電機としている。

【００１５】 請求項４の考案は、前記回転ユニットの駆動部と固定ユニットの嵌め接ぎ部分 に一つのＯ形リングが設けられて、ハブ発電機のケース内の防水、防塵装置とさ れた、請求項１に記載のハブ発電機としている。

【００１６】

【考案の実施の形態】

図１及び図２はそれぞれ本考案のハブ発電機の結合断面図及び分解斜視図であ る。

【００１７】 本考案のハブ発電機２０は、アーム１１を具えたハブ１及びシャフト２上に取 り付けられて車両が使用する電器の電源を提供するのに用いられ、それは一つの 固定ユニットと一つの回転ユニットを含む。

【００１８】 該固定ユニットは、車輪のシャフト２上に一つの枢軸で固定され、本考案の望 ましい実施例では、該固定ユニットは一つの外壁２９と、一つのケース２１、一 つのブシュ２２、及び少なくとも一つの固定子（図では二つの固定子、即ち第１ 固定子２６と第２固定子２３が設けられている）を含む。

【００１９】 該回転ユニットは、固定ユニットの枢軸上に回転自在に設けられ、一つの駆動 部でアーム１１の回転を、ハブ発電機２０の回転子部を駆動するのに用い、駆動 部と回転子部の間に一つの緩衝装置を設けてあり、アーム１１より回転子に伝え られる振動の影響を低減するのに用い、回転ユニットの駆動部は固定ユニットの ケース外に延伸され、回転ユニットの回転子部は固定ユニットのケース内に位置 し、且つ回転ユニットの回転子と固定ユニットの固定子間が隔てられて一つの間 隙があり、該間隙は回転子と固定子のいずれもがハブ発電機２０の磁力線範囲内 にあるよう設けられる。

【００２０】 本考案の最良の実施例では、該回転ユニットは、一つの駆動リング２８、一つ の磁環固定座２４、一つの磁環２５及び一つの緩衝リング２７を含む。

【００２１】 上述の固定ユニットの外壁２９は一つのディスク形とされ、該ディスク形の中 心に一つの貫通穴が設けられ、該貫通穴は回転ユニットの駆動リング２８を固定 ユニットのケース２１内の回転子部と接合するのに用いられる。

【００２２】 該固定ユニットのケース２１は、中心貫通穴を有するカバー体とされて複数の ネジで外壁２９と結合し、並びに該外壁２９とケース２１の間に一つの環状穴が 設けられて、該環状穴がハブ発電機２０の回転子部と固定子部を収容している。

【００２３】 該固定ユニットのブシュ２２は、中心軸穴を有する階段状円柱体とされて、固 定ユニットをシャフト２にもとからついている第１ナット１２と第２ナット１３ の間に固定するのに用いられ、その中心軸穴にシャフト２が緊密に組み合わされ 、その一端面の外縁部分が複数のネジでケース２１の中心貫通穴部分に固定され 、並びにケース２１と結合する外壁２９をシャフト２と連結した固定状態となし 、ブシュ２２のもう一端の柱体は回転ユニットのハブ発電機２０外壁２９とケー ス２１間の環状穴内での枢軸とされる。

【００２４】 図２の如く、該二つの固定子、即ち第１固定子２６と第２固定子２３は、同じ 形態のコイル固定子とされ、外壁２９とケース２１間の環状穴内に設けられ、該 第１固定子２６は複数のネジで外壁２９上に固定され、該第２固定子２３もまた 複数のネジでケース２１に固定されている。

【００２５】 該回転ユニットの駆動リング２８は中心軸穴を有する薄壁階段状柱体とされて 、回転ユニットの駆動部とされ、その一端の柱体は固定ユニット外でアーム１１ と嵌め止めされて一体に連動する状態を呈し、そのもう一端の柱体は延伸されて 固定ユニットの外壁２９とシャフト２の第１ナット１２間の間隙を貫通し、端面 上に設けられた嵌め歯状フランジと緩衝リング２７が嵌合している。

【００２６】 該回転ユニットの磁環固定座２４は、固定ユニットの環状穴内に設けられ、且 つ固定ユニットのブシュ２２を枢軸とする一つの環状体とされ、その外周面が磁 環２５との結合面とされ、磁環固定座２４の駆動リング２８に対向する面に嵌め 歯状フランジが設けられている。

【００２７】 該回転ユニットの磁環２５は複数の磁極を有する永久磁石で構成される環体と され、ハブ発電機２０の回転子部とされ、該環体は内周面が緊密に磁環固定座２ ４の外周面に固定されてそれと連動する状態を呈し、磁環２５の二つの環状面は 固定ユニットの第１固定子２６及び第２固定子２３の間に位置し、並びにそれと の間に第１間隙ｈ１と第２間隙ｈ２を有し、これら二つの間隙ｈ１とｈ２の間隙 量は、二つの固定子が磁環２５の磁力線範囲にあることを基準に決定される。

【００２８】 該回転ユニットの緩衝リング２７は、吸振材料で構成された一つの環体とされ 、駆動リング２８と磁環固定座２４の間に設けられ、それは駆動リング２８の嵌 め歯状フランジと磁環固定座２４の嵌め歯状フランジに嵌め止めされ、駆動リン グ２８と緩衝リング２７と磁環固定座２４は連動状態を呈する。

【００２９】 図１のように、本考案のハブ発電機２０はさらに一つのＯ形リング３０を具え 、該Ｏ形リング３０は回転ユニットの駆動部と固定ユニットの連接部分に設けら れ、即ち駆動リング２８外側と外壁２９内端の貫通穴の間に設けられ、ハブ発電 機２０のケース内の防水及び防塵装置とされる。

【００３０】

【考案の効果】

本考案のハブ発電機２０は応用時、回転ユニットの駆動リング２８がアーム１ １に伴い回転し、並びに緩衝リング２７と磁環固定座２４により、固定ユニット の環状穴内に位置する、第１固定子２６と第２固定子２３の間の磁環２５を回転 させる。固定ユニットはブシュで不動のシャフト２に固定され、ゆえに、ブシュ ２２、ケース２１、外壁２９、第１固定子２６、第２固定子２３に巻かれたコイ ルは、磁環２５の磁力線を切断する効果を有し、フレミングの発電機の原理によ り、電荷が第１固定子２６と第２固定子２３のコイルを流れる（即ち電流）。

【００３１】 緩衝リング２７の応用は、駆動リング２８と磁環固定座２４を連結させるほか 、それが応用している吸振材料が駆動リングより磁環固定座に伝わる振動の影響 を低減し、特に高周波低振幅の振動波の隔絶に非常に優れた効果を提供する。該 吸振材料の緩衝リング２７は、回転時に有効に磁環の偏った揺れ現象を防止でき 、有効に第１間隙ｈ１と第２間隙ｈ２を維持し、振動の激化により磁環２５と第 １固定子２６及び第２固定子２３の間にショートカット現象が発生するのを防止 する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のハブ発電機の結合断面図である。

【図２】本考案のハブ発電機の分解斜視図である。

【符号の説明】

１ ハブ ２ シャフト １１ ホイールリム １２ 第１ナット １３ 第２ナット ２０ ハブ発電機 ２１ ケース ２２ ブシュ ２３ 第１固定子 ２４ 磁環固定座 ２５ 磁環 ２６ 第２固定子 ２７ 緩衝リング ２８ 駆動リング ２９ 外壁 ３０ Ｏ形リング ｈ１ 第１間隙 ｈ２ 第２間隙

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 アームを具えたハブ及びシャフト上に設
   けられて車両が使用する電器の電源を提供するハブ発電
   機であって、以下のものを含む、 一つの固定ユニットとされ、一つの枢軸で車輪のシャフ
   ト上に固定されるもの、 一つの回転ユニットとされ、該固定ユニットの枢軸上に
   連接され、一つの駆動部によりアームの回転をハブ発電
   機の回転子部を駆動するのに用い、該駆動部と該回転子
   部間に、該アームより該回転子部に伝わる振動の影響を
   低減するための一つの緩衝装置を有し、該回転ユニット
   の駆動部は該固定ユニットのケース外に延伸され、該回
   転ユニットの回転子部は該固定ユニットのケース内に位
   置し、該回転ユニットの回転子部と該固定ユニットの固
   定子の間に適当な間隙が設けられ、該間隙は該回転子部
   と該固定子がいずれもハブ発電機の磁力線範囲内にある
   ように設けられるもの、 以上の構成よりなるハブ発電機。
2. 【請求項２】 前記固定ユニットは枢軸を中心としてシ
   ャフトに固定されるほか、以下のものを含む、 一つの外壁とされ、ディスク形とされ、該ディスク形の
   中心に一つの貫通穴が設けられているもの、 一つのケースとされ、中心貫通穴を有するカバー体とさ
   れて外壁に結合し、該外壁とケースの間に一つの環状穴
   が設けられて、該環状穴にハブ発電機の回転子と固定子
   が収容されるもの、 一つのブシュとされ、中心軸穴を有する階段状円柱体と
   されて、固定ユニットをシャフトに固定するのに用いら
   れ、その中心軸穴にシャフトが緊密に組み合わされ、一
   端面とケースが固定され、該ブシュのもう一端の柱体
   は、回転ユニットのハブ発電機外壁とケース間における
   環状穴内の枢軸とされているもの、 少なくとも一つの固定子とされ、コイル固定子とされ、
   該外壁と該ケースの間の環状穴内に設けられ、その第１
   固定子が外壁に固定され、該第２固定子が該ケースに固
   定されているもの、 以上の構成よりなる請求項１に記載のハブ発電機。
3. 【請求項３】 前記回転ユニットはアームにより回転駆
   動されるほか、以下のものを含む、 一つの駆動リングとされ、それは中心軸穴を有する薄壁
   階段状柱体とされて、回転ユニットの駆動部とされ、そ
   の一端の柱体は固定ユニット外でアームと噛み合わされ
   て固定されて一体に連動する状態を呈し、そのもう一端
   の柱体は延伸されて該固定ユニットのケース内に至り、
   且つ端面上に嵌め歯状フランジが設けられているもの、 一つの磁環固定座とされ、固定ユニットのケース内に設
   けられ、該固定ユニットの枢軸を中心とする一つの環状
   体とされ、その外周面がその結合面とされ、該磁環固定
   座の該駆動リングに対向する面に嵌め歯状フランジが設
   けられているもの、 一つの磁環とされ、複数の磁極を有する永久磁石で構成
   される環体であって、ハブ発電機の回転子とされ、該環
   体の内周面が磁環固定座の外周面に固定されて連動する
   状態を呈し、該磁環の二つの環状面は固定ユニットの固
   定子との間に間隙が設けられ、該間隙は、該固定子が該
   磁環の磁力線範囲にあるように設けられたもの、 一つの緩衝リングとされ、吸振材料で構成された一つの
   環状緩衝装置とされ、固定ユニットのケース内に設けら
   れて、該駆動リングと該磁環固定座の間に位置し、該駆
   動リングの嵌め歯状フランジと該磁環固定座の嵌め歯状
   フランジによって噛み合い式に固定され、該駆動リン
   グ、該緩衝リング、及び該磁環固定座が連動状態を呈
   し、該駆動リングより該磁環に伝えられる振動の影響を
   低減するのに用いられるもの、 以上の構成よりなる、請求項１に記載のハブ発電機。
4. 【請求項４】 前記回転ユニットの駆動部と固定ユニッ
   トの嵌め接ぎ部分に一つのＯ形リングが設けられて、ハ
   ブ発電機のケース内の防水、防塵装置とされた、請求項
   １に記載のハブ発電機。