JP6974036B2 - 自転車用発電装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自転車用発電装置に関する。
従来より、自転車に搭載されて自転車の駆動にともなって発電する自転車用発電装置が知られている。特許文献１の自転車用発電装置は、それぞれのヨーク片が交互になるように噛み合わせられた２つのヨークを備える電機子と、これらヨークに対向する界磁とを備える。
特開２０１３−４６５３８号公報
自転車用発電装置は、装置の径方向のサイズの小型化が求められる。
本発明の目的は、径方向のサイズを小型化できる自転車用発電装置を提供することである。
本発明の第１側面に従う自転車用発電装置の一形態は、軸部材と、前記軸部材と同軸を有し、前記軸部材と相対回転可能な回転体と、少なくとも１つの第１ヨーク片を含む第１ヨーク、少なくとも１つの第２ヨーク片を含む第２ヨーク、および、コイルを有し、前記軸部材および前記回転体の一方に設けられる電機子と、前記電機子と相対回転可能に前記軸部材および前記回転体の他方に設けられ、極が周方向に並ぶ磁石と、を備え、前記第１ヨーク片および前記第２ヨーク片は、前記軸部材の周方向にそれぞれが重複しないように前記軸部材の中心軸と平行な方向に並べられ、前記磁石は、前記軸部材の径方向において前記第１ヨーク片と対向可能な第１磁石、および、前記軸部材の径方向において前記第２ヨーク片と対向可能な第２磁石を有する。
上記構成によれば、それぞれ磁石と対向する第１ヨーク片および第２ヨーク片が、軸部材の周方向にそれぞれが重複しないように軸部材の中心軸と平行な方向に並べられる。このため、周方向における第１ヨーク片と第２ヨーク片との間の間隔を小さくできる。このため、自転車用発電装置の径方向のサイズを小型化できる。
本発明の第２側面に従う自転車用発電装置の一形態は、軸部材と、前記軸部材と同軸を有し、前記軸部材と相対回転可能な回転体と、１または複数の第１ヨーク片を含む第１ヨーク、１または複数の第２ヨーク片を含む第２ヨーク、および、コイルを有し、前記軸部材および前記回転体の一方に設けられる電機子と、前記電機子に対して相対回転可能に前記軸部材および前記回転体の他方に設けられ、極が周方向に並ぶ磁石と、を備え、前記第１ヨーク片および前記第２ヨーク片は、前記軸部材の中心軸と平行な方向に並べられ、前記磁石は、前記軸部材の径方向において前記第１ヨーク片と対向可能な第１磁石、および、前記軸部材の径方向において前記第２ヨーク片と対向可能な第２磁石を有し、前記第１磁石および前記第２磁石は、前記第１磁石の極と前記第２磁石の極とが前記軸部材の周方向においてずれるように配置される。
上記構成によれば、それぞれ磁石と対向する第１ヨーク片および第２ヨーク片が、軸部材の中心軸と平行な方向に並べられる。このため、第１ヨーク片および第２ヨーク片が軸部材の周方向にそれぞれ重複しない部分において周方向における第１ヨーク片と第２ヨーク片との間の間隔を小さくできる。このため、径方向のサイズを小型化できる。
前記第２側面に従う第３側面の自転車用発電装置において、前記第１ヨーク片および前記第２ヨーク片は、前記軸部材の周方向にそれぞれが重複しないように前記軸部材の中心軸と平行な方向に並べられる。
上記構成によれば、自転車用発電装置の径方向のサイズをさらに小型化できる。
前記第１〜３側面のいずれか１つに従う第４側面の自転車用発電装置において、前記第１磁石および前記第２磁石は、前記軸部材の周方向においてそれぞれのＳ極とＮ極とが互い違いになるように配置される。
上記構成によれば、発電量を増加できる。
前記第１〜第４側面のいずれか１つに従う第５側面の自転車用発電装置において、前記第１ヨーク片の数および前記第１磁石の極の数は等しく、前記第２ヨーク片の数および前記第２磁石の極の数は等しい。
上記構成によれば、発電量を増加できる。
前記第１〜第５側面のいずれか１つに従う第６側面の自転車用発電装置において、前記第１ヨーク片の数および前記第２ヨーク片の数は等しく、前記第１磁石の極の数および前記第２磁石の極の数は等しい。
上記構成によれば、第１ヨークおよび第２ヨークの構造を共通化できる。また、第１磁石および第２磁石の構造を共通化できる。このため、自転車用発電装置の製造が容易になる。
前記第１〜第６側面のいずれか１つに従う第７側面の自転車用発電装置において、前記第１ヨーク片および前記第２ヨーク片は、前記軸部材の周方向において同一の位相に配置される。
上記構成によれば、周方向における第１ヨーク片および第２ヨーク片の間隔を小さくすることができるため、第１ヨーク片および第２ヨーク片の数を増やすことができる。このため、発電効率を向上できる。また、自転車用発電装置の径方向のサイズをさらに小型化できる。
前記第１〜第７側面のいずれか１つに従う第８側面の自転車用発電装置において、前記第１ヨーク片は、前記軸部材の中心軸と平行な方向に延びる第１部分、前記軸部材の中心軸と平行な方向に延び、前記第１部分よりも前記軸部材の径方向の外側に配置される第２部分、および、前記軸部材の径方向に延びて前記第１部分の一方の端部と前記第２部分の一方の端部とを接続する第３部分を備え、前記第１部分、前記第２部分、および、前記第３部分に囲まれた部分に前記コイルが配置される。
上記構成によれば、第１ヨーク片によって形成される空間を有効に利用できる。また、コイルを第１ヨーク片から軸方向においてずれた場所に配置する場合と比較して、自転車用発電装置の軸方向のサイズを小型化できる。
前記第８側面に従う第９側面の自転車用発電装置において、前記第２ヨーク片は、前記軸部材の中心軸と平行な方向に延びる第４部分、前記軸部材の中心軸と平行な方向に延び、前記第４部分よりも前記軸部材の径方向の外側に配置される第５部分、および、前記軸部材の径方向に延びて前記第４部分の一方の端部と前記第５部分の一方の端部とを接続する第６部分を備え、前記第４部分、前記第５部分、および、前記第６部分に囲まれた部分に前記コイルが配置され、前記第１ヨーク片および前記第２ヨーク片は、前記第１ヨーク片の前記第２部分の他方の端部と、前記第２ヨーク片の前記第５部分の他方の端部とが、前記軸部材の中心軸と平行な方向において並ぶ。
上記構成によれば、第２ヨーク片によって形成される空間を有効に利用できる。また、コイルを第２ヨーク片から軸方向においてずれた場所に配置する場合と比較して、自転車用発電装置の軸方向のサイズを小型化できる。
前記第９側面に従う第１０側面の自転車用発電装置において、前記第１ヨーク片の前記第２部分の他方の端部と、前記第２ヨーク片の前記第５部分の他方の端部とは、電気的に絶縁される。
上記構成によれば、安定して発電できる。
前記第１０側面に従う第１１側面の自転車用発電装置において、前記第１ヨーク片の前記第２部分の他方の端部と、前記第２ヨーク片の前記第５部分の他方の端部とは、空隙によって絶縁される。
上記構成によれば、部品点数の削減に貢献できる。また、製造が簡単になる。
前記第９〜第１１側面に従う第１２側面の自転車用発電装置において、前記第１ヨーク片は、前記第２ヨーク片とは別体に形成され、前記第１ヨーク片の前記第１部分の他方の端部と、前記第２ヨーク片の前記第４部分の他方の端部とは、互いに接触する。
上記構成によれば、第１ヨーク片と第２ヨーク片との間での磁力の伝達効率の低下を抑制できる。
前記第９〜第１２側面のいずれか１つに従う第１３側面の自転車用発電装置において、前記第２ヨークは、前記軸部材の周方向に並ぶ２つ以上の前記第２ヨーク片を含み、隣り合う２つの前記第２ヨーク片の前記第５部分の間の距離は、前記第１ヨーク片の前記軸部材の周方向の幅よりも大きい。
上記構成によれば、隣り合う第２ヨーク片の第５部分が接触しにくいため、自転車用発電装置の製造が容易になる。また、第２ヨーク片の周方向の幅を小さくできるため、第２ヨーク片の数を増やすことができる。このため、発電効率を向上できる。
前記第８〜第１３側面のいずれか１つに従う第１４側面の自転車用発電装置において、前記第１ヨークは、前記軸部材の周方向に並ぶ２つ以上の前記第１ヨーク片を含み、隣り合う２つの前記第１ヨーク片の前記第２部分の間の距離は、前記第２ヨーク片の前記軸部材の周方向の幅よりも大きい。
上記構成によれば、隣り合う第１ヨーク片の第２部分が接触しにくいため、自転車用発電装置の製造が容易になる。また、第１ヨーク片の周方向の幅を小さくできるため、第１ヨーク片の数を増やすことができる。このため、発電効率を向上できる。
前記第１〜第１４側面のいずれか１つに従う第１５側面の自転車用発電装置において、前記電機子は、前記軸部材に設けられ、前記磁石は、前記回転体に設けられる。
上記構成によれば、電機子と接続される配線の構成を簡便なものにすることができる。
前記第１〜第１５側面のいずれか１つに従う第１６側面の自転車用発電装置において、前記軸部材は、ハブ軸であり、前記回転体は、ハブシェルである。
上記構成によれば、ハブに設けられる自転車用発電装置の径方向のサイズを小型化できる。
本自転車用発電装置は、径方向のサイズを小型化できる。
実施形態の自転車用発電装置の部分断面図。 図１の磁石および電機子の分解斜視図。 図１の電機子の平面図。 図１の一部を拡大して示す断面図。 図１の磁石の斜視図。 図１の６−６線に沿う断面図。 図１の７−７線に沿う断面図。 変形例の電機子の平面図。 図８の絶縁部材の斜視図。
図１〜図７を参照して、ハブダイナモとして構成される自転車用発電装置について説明する。
図１に示されるとおり、自転車用発電装置１０は、いわゆるクローポール型の発電機である。自転車用発電装置１０は、軸部材１２と、回転体１４と、電機子１６と、磁石１８とを備える。自転車用発電装置１０は、第１軸受２０、第２軸受２２、第１位置決部材２４、および、第２位置決部材２６をさらに備える。
軸部材１２は、ハブ軸である。軸部材１２は、軸方向の両端部が自転車のフレームＦに回転不能に支持される。回転体１４は、ハブシェルである。回転体１４は、軸部材１２と同軸を有し、軸部材１２と相対回転可能である。回転体１４は、外周部に前輪のスポーク（図示略）と連結するためのフランジ１４Ａを備える。回転体１４は、円筒形状を有する。第１軸受２０および第２軸受２２は、回転体１４の内周部と軸部材１２の外周部との間に設けられる。第１軸受２０は、軸部材１２の軸方向における一方の端部に設けられる。第２軸受２２は、軸部材１２の軸方向における他方の端部に設けられる。第１軸受２０および第２軸受２２は、回転体１４を軸部材１２に対して回転可能に支持する。
電機子１６は、軸部材１２および回転体１４の一方に設けられる。図１に示す自転車用発電装置１０では、電機子１６は、軸部材１２に設けられる。電機子１６は、軸部材１２の外周部に、軸部材１２に対して相対回転不能に設けられる。電機子１６は、第１ヨーク２８、第２ヨーク３０、および、コイル３２を有する。電機子１６は、コイル３２が巻き付けられるボビン３４をさらに有する。
図２に示されるとおり、第１ヨーク２８は、少なくとも１つの第１ヨーク片３６を含む。第１ヨーク２８は、軸部材１２の周方向に並ぶ２つ以上の第１ヨーク片３６を含む。一例では、第１ヨーク２８は、１８個の第１ヨーク片３６を含む。第１ヨーク片３６は、軸部材１２の周方向に等間隔に配置される。図３に示されるとおり、第１ヨーク片３６は、ボビン３４の凹部３４Ａに嵌め込まれることによって互いの位置関係が保持される。
図４に示されるとおり、第１ヨーク片３６はＵ字形状に形成される。第１ヨーク片３６は、第１部分３６Ａ、第２部分３６Ｂ、および、第３部分３６Ｃを備える。第１部分３６Ａは、軸部材１２の中心軸Ｃと平行な方向に延びる。第２部分３６Ｂは、軸部材１２の中心軸Ｃと平行な方向に延び、第１部分３６Ａよりも軸部材１２の径方向の外側に配置される。第２部分３６Ｂは、Ｕ字形状の底部側の端部から開口部側の端部に向かうにつれて細くなる。第３部分３６Ｃは、軸部材１２の径方向に延びて第１部分３６Ａの一方の端部と第２部分３６Ｂの一方の端部とを接続する。第１部分３６Ａ、第２部分３６Ｂ、および、第３部分３６Ｃは、一体に形成されることが好ましい。第１ヨーク片３６は、積層された磁性体によって形成されることが好ましい。図３に示されるとおり、隣り合う２つの第１ヨーク片３６の第２部分３６Ｂの間の距離ＬＡ１は、第１ヨーク片３６の軸部材１２の周方向の幅ＬＡ２よりも大きい。
図２に示されるとおり、第２ヨーク３０は、少なくとも１つの第２ヨーク片３８を含む。第２ヨーク３０は、軸部材１２の周方向に並ぶ２つ以上の第２ヨーク片３８を含む。一例では、第２ヨーク３０は、１８個の第２ヨーク片３８を含む。第１ヨーク片３６は、第２ヨーク片３８とは別体に形成される。第１ヨーク片３６の材料と第２ヨーク片３８の材料とは、同一であることが好ましい。第１ヨーク片３６および第２ヨーク片３８は、同一の形状を有することが好ましい。第１ヨーク片３６の数および第２ヨーク片３８の数は等しい。第２ヨーク片３８は、軸部材１２の周方向に等間隔に配置される。図３に示されるとおり、第２ヨーク片３８は、ボビン３４の凹部３４Ａに嵌め込まれることによって互いの位置関係が保持される。
図４に示されるとおり、第２ヨーク片３８はＵ字形状に形成される。第２ヨーク片３８は、第４部分３８Ａ、第５部分３８Ｂ、および、第６部分３８Ｃを備える。第４部分３８Ａは、軸部材１２の中心軸Ｃと平行な方向に延びる。第５部分３８Ｂは、軸部材１２の中心軸Ｃと平行な方向に延び、第４部分３８Ａよりも軸部材１２の径方向の外側に配置される。第５部分３８Ｂは、Ｕ字形状の底部側の端部から開口部側の端部に向かうにつれて細くなる。第６部分３８Ｃは、軸部材１２の径方向に延びて第４部分３８Ａの一方の端部と第５部分３８Ｂの一方の端部とを接続する。第４部分３８Ａ、第５部分３８Ｂ、および、第６部分３８Ｃは、一体に形成されることが好ましい。第２ヨーク片３８は、積層された磁性体によって形成されることが好ましい。図３に示されるとおり、隣り合う２つの第２ヨーク片３８の第５部分３８Ｂの間の距離ＬＢ１は、第２ヨーク片３８の軸部材１２の周方向の幅ＬＢ２よりも大きい。
図３に示されるとおり、第１ヨーク片３６および第２ヨーク片３８は、軸部材１２の中心軸Ｃと平行な方向に並べられる。第１ヨーク片３６および第２ヨーク片３８は、軸部材１２の周方向にそれぞれが重複しないように軸部材１２の中心軸Ｃと平行な方向に並べられる。第１ヨーク片３６および第２ヨーク片３８は、軸部材１２の周方向において同一の位相に配置される。第１ヨーク片３６および第２ヨーク片３８は、互いのＵ字形状の開口部が対向するように軸方向に対称にボビン３４に保持される。
図４に示されるとおり、第１ヨーク片３６および第２ヨーク片３８は、第１ヨーク片３６の第２部分３６Ｂの他方の端部と、第２ヨーク片３８の第５部分３８Ｂの他方の端部とが、軸部材１２の中心軸Ｃと平行な方向において並ぶ。第１ヨーク片３６の第２部分３６Ｂの他方の端部と、第２ヨーク片３８の第５部分３８Ｂの他方の端部とは、電気的に絶縁される。第１ヨーク片３６の第２部分３６Ｂの他方の端部と、第２ヨーク片３８の第５部分３８Ｂの他方の端部とは、空隙Ｓによって絶縁される。第１ヨーク片３６の第１部分３６Ａの他方の端部と、第２ヨーク片３８の第４部分３８Ａの他方の端部とは、互いに接触する。このため、第１ヨーク片３６の第１部分３６Ａと第２ヨーク片３８の第４部分３８Ａとは連続する。
コイル３２は、第１部分３６Ａ、第２部分３６Ｂ、および、第３部分３６Ｃに囲まれた部分に配置される。コイル３２は、第４部分３８Ａ、第５部分３８Ｂ、および、第６部分３８Ｃに囲まれた部分に配置される。具体的には、コイル３２は、ボビン３４の外周部と第１ヨーク片３６の第２部分３６Ｂおよび第２ヨーク片３８の第５部分３８Ｂとの間に配置される。コイル３２は、ボビン３４の外周部に巻き付けられている。
図１に示す第１位置決部材２４は、環状に形成される。第１位置決部材２４は、軸部材１２に嵌め込まれる。第１位置決部材２４は、電機子１６の一方の端部に取り付けられて、電機子１６の軸方向の移動を規制する。第２位置決部材２６は、軸部材１２に嵌め込まれる。第２位置決部材２６は、電機子１６の他方の端部に取り付けられて、電機子１６の軸方向の移動を規制する。
図１および図２に示されるとおり、磁石１８は、電機子１６と相対回転可能に軸部材１２および回転体１４の他方に設けられ、極が周方向に並ぶ。図１に示す自転車用発電装置１０では、磁石１８は、回転体１４に設けられる。磁石１８は、回転体１４に対して相対回転不能に回転体１４の内周部に設けられる。
図５に示されるとおり、磁石１８は、第１磁石４０および第２磁石４２を有する。
第１磁石４０は、円筒形状の第１支持部材４４の内周部に複数の磁石４０Ａが取り付けられることによって形成される。第１支持部材４４は、マーカ４４Ａを含む。マーカ４４Ａは、例えば第１支持部材４４の縁に形成される切欠である。第１磁石４０の軸部材１２の軸方向の長さは、第１ヨーク片３６の第２部分３６Ｂの軸方向の長さ以上であることが好ましい。第１磁石４０は、ネオジウム磁石であることが好ましい。第１磁石４０は、焼結磁石であることが好ましいが、ボンド磁石であってもよい。
第２磁石４２は、円筒形状の第２支持部材４６の内周部に複数の磁石４２Ａが取り付けられることによって形成される。第２支持部材４６は、マーカ４６Ａを含む。マーカ４６Ａは、例えば第２支持部材４６の縁に形成される切欠である。第２磁石４２の軸部材１２の軸方向の長さは、第２ヨーク片３８の第５部分３８Ｂの軸方向の長さ以上であることが好ましい。第２磁石４２は、ネオジウム磁石であることが好ましい。第２磁石４２は、焼結磁石であることが好ましいが、ボンド磁石であってもよい。
図５に示されるとおり、第１磁石４０および第２磁石４２は、第１磁石４０の極と第２磁石４２の極とが軸部材１２の周方向においてずれるように配置される。第１磁石４０および第２磁石４２は、軸部材１２の周方向においてそれぞれのＳ極とＮ極とが互い違いになるように配置される。このため、軸部材１２の軸方向において、第１磁石４０のＳ極と第２磁石４２のＳ極とは並ばず、第１磁石４０のＮ極と第２磁石４２のＮ極とは並ばない。第１磁石４０および第２磁石４２は、回転体１４への組み付け時に、第１支持部材４４のマーカ４４Ａと第２支持部材４６のマーカ４６Ａとが同一の位相に合わせられる。これによって、軸部材１２の周方向においてそれぞれのＳ極とＮ極とが互い違いになるように配置される。
図６に示されるとおり、第１磁石４０は、軸部材１２の径方向において第１ヨーク片３６と対向可能である。第１ヨーク片３６の数および第１磁石４０の極の数は等しい。図７に示されるとおり、第２磁石４２は、軸部材１２の径方向において第２ヨーク片３８と対向可能である。第２ヨーク片３８の数および第２磁石４２の極の数は等しい。第１磁石４０の極の数および第２磁石４２の極の数は等しい。
図４の矢印は、自転車用発電装置１０に生じる磁界を示す。図４に示す第１ヨーク片３６および第２ヨーク片３８の磁力線は、第１磁石４０のＮ極から第１ヨーク片３６の第２部分３６Ｂ、第３部分３６Ｃ、第１部分３６Ａ、第２ヨーク片３８の第４部分３８Ａ、第６部分３８Ｃ、第５部分３８Ｂ、および、第２磁石４２のＳ極に伝達される。図４に示す第１ヨーク片３６および第２ヨーク片３８と周方向において隣り合う第１ヨーク片３６および第２ヨーク片３８の磁力線の方向は、図４に示す第１ヨーク片３６および第２ヨーク片３８の磁力線と反対になる。第１ヨーク片３６および第２ヨーク片３８は、軸部材１２の軸方向に並んで配置されるため、自転車用発電装置１０に生じる磁界は、軸部材１２の軸方向と平行する平面においてループする磁力線を形成することができる。
図３を参照して、自転車用発電装置１０の作用について説明する。
自転車用発電装置１０は、周方向において第１ヨーク片３６および第２ヨーク片３８が軸部材１２の周方向にそれぞれが重複しないように軸部材１２の中心軸Ｃと平行な方向に並べられるため、周方向における第１ヨーク片３６の間隔、および、周方向における第２ヨーク片３８の間隔を小さくすることができる。このため、第１ヨーク片３６および第２ヨーク片３８が周方向において互い違いに配置される構成と比較して、第１ヨーク片３６および第２ヨーク片３８の数、および、磁石１８の極数を増やすことができる。このため、自転車用発電装置１０の径方向のサイズを小さくしても発電量が低下することを抑制できる。
（変形例）
上記実施形態に関する説明は、本発明に従う自転車用発電装置が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に従う自転車用発電装置は、例えば以下に示される上記実施形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも２つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。以下の変形例において、実施形態の形態と共通する部分については、実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
・第１ヨーク片３６の第２部分３６Ｂの他方の端部と、第２ヨーク片３８の第５部分３８Ｂの他方の端部とを絶縁体で絶縁することもできる。図８に示す電機子１６Ａは、２つ以上の絶縁部材４８をさらに備える。各絶縁部材４８は、絶縁体によって形成される。各絶縁部材４８は、例えば樹脂材料を含む。各絶縁部材４８は、第１ヨーク部分４８Ａ、第２ヨーク部分４８Ｂ、および、中間部分４８Ｃを備える。第１ヨーク部分４８Ａは、周方向において隣り合う第１ヨーク片３６の第２部分３６Ｂの間に嵌め込まれる。第２ヨーク部分４８Ｂは、周方向において隣り合う第２ヨーク片３８の第５部分３８Ｂの間に嵌め込まれる。中間部分４８Ｃは、第１ヨーク片３６の第２部分３６Ｂと第２ヨーク片３８の第５部分３８Ｂとの間に嵌め込まれる。図９に示されるとおり、中間部分４８Ｃは、複数の第１ヨーク部分４８Ａおよび複数の第２ヨーク部分４８Ｂを接続する。２つ以上の絶縁部材４８が第１ヨーク片３６と第２ヨーク片３８との間に嵌め込まれることによって電機子１６Ａの全周において第１ヨーク片３６の第２部分３６Ｂの他方の端部と、第２ヨーク片３８の第５部分３８Ｂの他方の端部とが絶縁体で絶縁される。
・ボビン３４に肉抜きを設けてもよい。図８に示されるボビン３４は、軸方向の端部に肉抜き３４Ｂが設けられる。肉抜き３４Ｂは、隣り合う凹部３４Ａの間の部分に設けられる。肉抜き３４Ｂは、隣り合う凹部３４Ａの間の部分の全てに設けられてもよく、一部のみに設けられてもよい。
・第１磁石４０の極の数と第１ヨーク片３６の数とを異ならせてもよい。また、第２磁石４２の極の数と第２ヨーク片３８の数とを異ならせてもよい。
・第１ヨーク片３６の数と第２ヨーク片３８の数とを異ならせてもよい。この場合、第１磁石４０の極の数を第１ヨーク片３６の数と等しくし、第２磁石４２の極の数を第２ヨーク片３８の数と等しくし、第１磁石４０の極の数と第２磁石４２の極の数とを異ならせてもよい。
・隣り合う２つの第１ヨーク片３６の第２部分３６Ｂの間の距離ＬＡ１は、第１ヨーク片３６の軸部材１２の周方向の幅ＬＡ２以下にしてもよい。
・隣り合う２つの第２ヨーク片３８の第５部分３８Ｂの間の距離ＬＢ１は、第２ヨーク片３８の軸部材１２の周方向の幅ＬＢ２以下にしてもよい。
・第１ヨーク片３６および第２ヨーク片３８を一体に形成してもよい。
・第１ヨーク片３６および第２ヨーク片３８を、軸部材１２の周方向においてずらして配置してもよい。
・軸部材１２の軸方向において向かい合う第１ヨーク片３６と第２ヨーク片３８とが接触するのではなく、軸部材１２の周方向においてずれて配置される第１ヨーク片３６と第２ヨーク片３８とが接触してもよい。例えば、軸部材１２の周方向において１ピッチずれた第１ヨーク片３６の第２部分３６Ｂおよび第２ヨーク片３８の第５部分３８Ｂを有する第１ヨーク片３６および第２ヨーク片３８が接触する。具体的には、第１ヨーク片３６の第１部分３６Ａが、第３部分３６Ｃから第２ヨーク片３８に向かうにつれて周方向の一方向に傾斜するように配置される。また、第２ヨーク片３８の第４部分３８Ａが、第６部分３８Ｃから第１ヨーク片３６に向かうにつれて周方向の他方向に傾斜するように配置される。この場合、第１磁石４０の極および第２磁石４２の極は、軸部材１２の周方向においてそれぞれのＳ極とＮ極とが全部重複するように配置することができる。この場合、第１磁石４０と第２磁石４２とを一体に形成することもできる。
・第１ヨーク片３６および第２ヨーク片３８は、軸部材１２の周方向にそれぞれが一部重複するように軸部材１２の中心軸Ｃと平行な方向に並べられてもよい。この場合、例えば、一部の第１ヨーク片３６の第２部分３６Ｂの他方の端部が、一部の第２ヨーク片３８の第５部分３８Ｂの他方の端部よりも第２ヨーク片３８の第６部分３８Ｃ側に位置する。
・第１磁石４０の極および第２磁石４２の極は、軸部材１２の周方向においてそれぞれのＳ極とＮ極とが一部または全部重複するように配置されてもよい。また、第１磁石４０の各磁石４０Ａの周方向の幅および第２磁石４２の各磁石４２Ａの周方向の幅の少なくとも一方を小さくし、各磁石４０Ａ，４２Ａを周方向において離して配置することもできる。
・第１磁石４０および第２磁石４２の少なくとも一方は、支持部材４４，４６、または、回転体１４の内周部に着磁することによって形成されてもよい。また、第１磁石４０および第２磁石４２の少なくとも一方は、支持部材４４，４６を省略し、回転体１４に直接的に取り付けられてもよい。
・支持部材４４，４６のマーカ４４Ａ，４６Ａは、支持部材４４，４６の外周部から径方向の外側に突出する凸部および凹部の一方であってもよい。この場合、回転体１４の内周部に凸部および凹部の一方が嵌め込まれる凹部および凸部の他方が形成される。
・電機子１６を回転体１４に設け、磁石１８を軸部材１２に設けることもできる。この場合、電機子１６に生じた電流は、スリップリングを介して外部に出力するようにしてもよい。
・自転車用発電装置１０は、後輪のハブに設けられてもよい。また、クランク軸、変速機に設けられてもよい。要するに、軸部材と回転体とを備える自転車のコンポーネントであれば、いずれのコンポーネントにも本発明を適用することができる。
１０…自転車用発電装置、１２…軸部材、１４…回転体、１６…電機子、１８…磁石、２８…第１ヨーク、３０…第２ヨーク、３２…コイル、３６…第１ヨーク片、３６Ａ…第１部分、３６Ｂ…第２部分、３６Ｃ…第３部分、３８…第２ヨーク片、３８Ａ…第４部分、３８Ｂ…第５部分、３８Ｃ…第６部分、４０…第１磁石、４２…第２磁石、Ｓ…空隙。

Claims (17)

  1. 軸部材と、
    前記軸部材と同軸を有し、前記軸部材と相対回転可能な回転体と、
    複数の第１ヨーク片を含む第１ヨーク、複数の第２ヨーク片を含む第２ヨーク、および、コイルを有し、前記軸部材および前記回転体の一方に設けられる電機子と、
    前記電機子と相対回転可能に前記軸部材および前記回転体の他方に設けられ、極が周方向に並ぶ磁石と、を備え、
    前記第１ヨーク片および前記第２ヨーク片は、開口部が対向し、前記軸部材の周方向にそれぞれが重複しないように前記軸部材の中心軸と平行な方向に並べられ、
    前記磁石は、前記軸部材の径方向において前記第１ヨーク片と対向可能な第１磁石、および、前記軸部材の径方向において前記第２ヨーク片と対向可能な第２磁石を有する、自転車用発電装置。
  2. 軸部材と、
    前記軸部材と同軸を有し、前記軸部材と相対回転可能な回転体と、
    少なくとも１つの第１ヨーク片を含む第１ヨーク、少なくとも１つの第２ヨーク片を含む第２ヨーク、および、コイルを有し、前記軸部材および前記回転体の一方に設けられる電機子と、
    前記電機子と相対回転可能に前記軸部材および前記回転体の他方に設けられ、極が周方向に並ぶ磁石と、を備え、
    前記第１ヨーク片および前記第２ヨーク片は、開口部が対向し、前記軸部材の周方向にそれぞれが重複しないように前記軸部材の中心軸と平行な方向に並べられ、
    前記磁石は、前記軸部材の径方向において前記第１ヨーク片と対向可能な第１磁石、および、前記軸部材の径方向において前記第２ヨーク片と対向可能な第２磁石を有し、
    前記第１ヨーク片のそれぞれの少なくとも一部は、前記軸部材の径方向において前記第１磁石と前記コイルとの間に設けられ、
    前記第２ヨーク片のそれぞれの少なくとも一部は、前記軸部材の径方向において前記第２磁石と前記コイルとの間に設けられる、自転車用発電装置。
  3. 軸部材と、
    前記軸部材と同軸を有し、前記軸部材と相対回転可能な回転体と、
    １または複数の第１ヨーク片を含む第１ヨーク、１または複数の第２ヨーク片を含む第２ヨーク、および、コイルを有し、前記軸部材および前記回転体の一方に設けられる電機子と、
    前記電機子に対して相対回転可能に前記軸部材および前記回転体の他方に設けられ、極が周方向に並ぶ磁石と、を備え、
    前記第１ヨーク片および前記第２ヨーク片は、前記軸部材の中心軸と平行な方向に並べられ、
    前記磁石は、前記軸部材の径方向において前記第１ヨーク片と対向可能な第１磁石、および、前記軸部材の径方向において前記第２ヨーク片と対向可能な第２磁石を有し、
    前記第１磁石および前記第２磁石は、前記第１磁石の極と前記第２磁石の極とが同じ極が隣接しないように、前記軸部材の中心軸と平行な方向に隣接して配置される、自転車用発電装置。
  4. 前記第１ヨーク片および前記第２ヨーク片は、前記軸部材の周方向にそれぞれが重複しないように前記軸部材の中心軸と平行な方向に並べられる、請求項３に記載の自転車用発電装置。
  5. 前記第１磁石および前記第２磁石は、前記軸部材の周方向においてそれぞれのＳ極とＮ極とが互い違いになるように配置される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の自転車用発電装置。
  6. 前記第１ヨーク片の数および前記第１磁石の極の数は等しく、
    前記第２ヨーク片の数および前記第２磁石の極の数は等しい、請求項１〜５のいずれか一項に記載の自転車用発電装置。
  7. 前記第１ヨーク片の数および前記第２ヨーク片の数は等しく、
    前記第１磁石の極の数および前記第２磁石の極の数は等しい、請求項１〜６のいずれか一項に記載の自転車用発電装置。
  8. 前記第１ヨーク片および前記第２ヨーク片は、前記軸部材の周方向において同一の位相に配置される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の自転車用発電装置。
  9. 前記第１ヨーク片は、前記軸部材の中心軸と平行な方向に延びる第１部分、前記軸部材の中心軸と平行な方向に延び、前記第１部分よりも前記軸部材の径方向の外側に配置される第２部分、および、前記軸部材の径方向に延びて前記第１部分の一方の端部と前記第２部分の一方の端部とを接続する第３部分を備え、
    前記第１部分、前記第２部分、および、前記第３部分に囲まれた部分に前記コイルが配置される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の自転車用発電装置。
  10. 前記第２ヨーク片は、前記軸部材の中心軸と平行な方向に延びる第４部分、前記軸部材の中心軸と平行な方向に延び、前記第４部分よりも前記軸部材の径方向の外側に配置される第５部分、および、前記軸部材の径方向に延びて前記第４部分の一方の端部と前記第５部分の一方の端部とを接続する第６部分を備え、
    前記第４部分、前記第５部分、および、前記第６部分に囲まれた部分に前記コイルが配置され、
    前記第１ヨーク片および前記第２ヨーク片は、前記第１ヨーク片の前記第２部分の他方の端部と、前記第２ヨーク片の前記第５部分の他方の端部とが、前記軸部材の中心軸と平行な方向において並ぶ、請求項９に記載の自転車用発電装置。
  11. 前記第１ヨーク片の前記第２部分の他方の端部と、前記第２ヨーク片の前記第５部分の他方の端部とは、電気的に絶縁される、請求項１０に記載の自転車用発電装置。
  12. 前記第１ヨーク片の前記第２部分の他方の端部と、前記第２ヨーク片の前記第５部分の他方の端部とは、空隙によって絶縁される、請求項１１に記載の自転車用発電装置。
  13. 前記第１ヨーク片は、前記第２ヨーク片とは別体に形成され、
    前記第１ヨーク片の前記第１部分の他方の端部と、前記第２ヨーク片の前記第４部分の他方の端部とは、互いに接触する、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の自転車用発電装置。
  14. 前記第２ヨークは、前記軸部材の周方向に並ぶ２つ以上の前記第２ヨーク片を含み、
    隣り合う２つの前記第２ヨーク片の前記第５部分の間の距離は、前記第２ヨーク片の前記軸部材の周方向の幅よりも大きい、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の自転車用発電装置。
  15. 前記第１ヨークは、前記軸部材の周方向に並ぶ２つ以上の前記第１ヨーク片を含み、
    隣り合う２つの前記第１ヨーク片の前記第２部分の間の距離は、前記第１ヨーク片の前記軸部材の周方向の幅よりも大きい、請求項９〜１４のいずれか一項に記載の自転車用発電装置。
  16. 前記電機子は、前記軸部材に設けられ、
    前記磁石は、前記回転体に設けられる、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の自転車用発電装置。
  17. 前記軸部材は、ハブ軸であり、
    前記回転体は、ハブシェルである、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の自転車用発電装置。
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