JPH1134954A - 自転車用ダイナモ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハブの径を大きくしなくても多極化すること
ができる自転車用ダイナモを提供することを目的とす
る。 【解決手段】 車輪と一体に回転するマグネット５とス
テータのうち、ステータを、コイル３の磁極に近接して
配置された円盤状の磁性体で外周部に多数の磁極が形成
された側板８ａと、板状の磁性体で基端部が側板の前記
磁極と磁気結合して先端が他方の磁極に向かって延設さ
れたティース板１８とで構成し、板厚方向が前記ハブ１
の回転方向と交差する方向にティース板１８を配設した
ことを特徴とし、ハブの周方向のティースの密度を上げ
ることができ、ハブを大径化しなくても多極化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自転車フレームの
ホークに取り付けられるハブ内蔵型自転車用ダイナモに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９〜図１１は従来のハブ内蔵型自転車
用ダイナモを示す。特開平６−３０５４６６号公報など
に見られるこの種の自転車用ダイナモは、図９と図１０
に示すように、自転車フレームのホークに取り付けられ
るハブ１の内部に、ハブ１の固定側としての車軸２に取
り付けられたコイル３と、コイル３の一端から他端に向
かって延設されたティース部を有するステータ４と、ハ
ブ１の回転側に設けられステータ４のティース部と対向
して回転自在のマグネット５などを内蔵させて構成され
ている。

【０００３】具体的には、ステータ４は図１０と図１１
に示すように、磁性板をプレス加工で所定の形状に打ち
抜き処理し、打ち抜かれたステータ板の外周のティース
部４ａ，４ｂを図１１に示すように内側に折り曲げ加工
されている。

【０００４】組み立ての際には、この図１１に示す形状
の一対のステータ４でコイル３を中央にして、図１１に
示すように一方のステータ４のティース４ａとティース
４ａの間に他方のステータ４のティース４ｂが位置する
ように組み合わされている。

【０００５】このように一対のステータ４を組み合わせ
ることによって、コイル３の外周部に多くのティース部
４ａ，４ｂを配列することができ、自転車の車輪が回転
してマグネット５が回転して、マグネット５の磁束をテ
ィース部４ａ，４ｂが切って、コイル３の端子間に電圧
が発生する。

【０００６】このようなハブ内蔵型自転車用ダイナモ
は、タイヤドライブ式のダイナモに比べて騒音や振動が
少なく使用感が良好である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、タイヤ
ドライブ式のダイナモに比べてハブ内蔵型自転車用ダイ
ナモは、回転側の回転数が低くく、目的とする電力量を
得るためには、特公平６−８８５４５号公報に見られる
ように増速機構を設けて回転数を上げるか、または特開
平７−２９１１６６号公報に見られるようにティースの
数を増やす（多極化）が必要である。

【０００８】増速機構を設けて回転数を上げた場合に
は、増速機構の耐久性によってダイナモの耐久性が著し
く低下するとともに、回転抵抗と騒音が大きくなって、
ハブ内蔵型自転車用ダイナモの有効な部分が損なわれる
問題がある。

【０００９】これに対してティースの多極化は有効であ
るが、多極化のためにティースの幅を狭くすると強度が
低下するので、ティースの幅には強度面の制約があり、
ティースの多極化を実施するとハブ１の径が大きくなる
と云う問題がある。

【００１０】本発明は、ハブ１の径を大きくしなくても
多極化することができる自転車用ダイナモを提供するこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の自転車用ダイナ
モは、ステータを、コイルの磁極に近接して配置された
円盤状の磁性体で外周部に多数の磁極が形成された側板
に対して、板状の磁性体のティース板をその板厚方向が
ハブの回転方向と交差する方向に配設したことを特徴と
する。

【００１２】この本発明によると、ハブの径を大きくし
なくても多極化した自転車用ダイナモを実現できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】請求項１記載の自転車用ダイナモ
は、ステータを、コイルの磁極に近接して配置された円
盤状の磁性体で外周部に多数の磁極が形成された側板
と、板状の磁性体で基端部が側板の前記磁極と磁気結合
して先端が他方の磁極に向かって延設されたティース板
とで構成し、板厚方向が前記ハブの回転方向と交差する
方向に前記ティース板を配設したことを特徴とする。

【００１４】請求項２記載の自転車用ダイナモは、請求
項１において、円盤状の非磁性体で外周部に前記ティー
ス板の板厚に応じた多数のスリットが形成されており、
前記ティース板を収容して隣接するティース板の間隔保
持を行う絶縁板を設けたことを特徴とする。

【００１５】請求項３記載の自転車用ダイナモは、請求
項２において、側板の外周には絶縁板のスリットのピッ
チの２倍のピッチで磁極を形成し、側板の磁極の位置と
磁極と磁極の中間位置に前記絶縁板のスリットが位置す
るように、側板と絶縁板とを重ねてハブの車軸に装着し
たことを特徴とする。

【００１６】請求項４記載の自転車用ダイナモは、請求
項３において、ハブの車軸の周面には、絶縁板の内周部
に形成された突起に係合する溝を前記車軸の長手方向に
沿って設け、重ねてハブの車軸に装着される絶縁板と側
板の互いの当接面には、側板の磁極の位置と磁極と磁極
の中間位置に前記絶縁板のスリットが位置する状態で係
合する凹部と凸部を形成したことを特徴とする。

【００１７】請求項５記載の自転車用ダイナモは、請求
項４において、ハブの車軸の周面に車軸の長手方向に絶
縁板の位置決め用の溝を形成し、前記の車軸に間隔をあ
けて装着した２枚の絶縁板を状態で互いの絶縁板のピッ
チが揃うように互いの絶縁板の内周面には同一位置に前
記溝に係合する凸部を形成し、重ねてハブの車軸に装着
される前記絶縁板と側板の互いの当接面のうちの絶縁板
の端面に凸部を設け、側板の端面に前記凸部に係合する
貫通穴を形成し、かつ、前記側板に設けた前記貫通穴の
位置を、絶縁板の前記凸部に対して周方向にスリットの
１／２ピッチだけずらせて形成してあることを特徴とす
る。

【００１８】請求項６記載の自転車用ダイナモは、自転
車フレームのホークに取り付けられるハブの固定側に設
けられたコイルと、前記ハブの固定側に設けられ前記コ
イルの一方の磁極から他方の磁極に向かって延設された
ティースを有するステータと、前記ハブの回転側に設け
られステータの前記ティースと対向して回転自在のマグ
ネットとを有するハブ内蔵型自転車用ダイナモにおい
て、前記ステータを、前記コイルの両磁極に近接して配
置された円盤状の磁性体で外周部に多数の磁極が形成さ
れた一対の側板と、前記テイース板の基端部を前記一対
の側板の内の一方の側板と磁気結合させ、前記テイース
板の先端部を前記絶縁板のスリットに係合して保持した
ことを特徴とする。

【００１９】以下、本発明の各実施の形態を図１〜図８
に基づいて説明する。 （実施の形態１）図１〜図７は（実施の形態１）を示
す。

【００２０】図１に示すように自転車フレームのホーク
６の間に取り付けられるハブ１の車軸２には、中央にコ
イル３が設けられている。コイル３は分割し、並列巻
き、直列巻きの何れでもよい。

【００２１】コイル３の両側には、非磁性体の例えば樹
脂製の絶縁板７ａ，７ｂを介して、磁性体からなる側板
８ａ，８ｂが組み付けられている。絶縁板７ａ，７ｂと
側板８ａ，８ｂは共に円盤状で、絶縁板７ａ，７ｂの外
周部には図２と図３に示すように定ピッチで多数のスリ
ット９が形成されている。側板８ａ，８ｂの外周部には
図２と図４に示すように定ピッチで多数の脚部１０が形
成されている。

【００２２】絶縁板７ａ，７ｂの中央には車軸２が貫通
する中心孔１１が穿設されており、中心孔１１には車軸
２の周面に軸芯方向に形成された２本の溝１２に係合す
る突起１３ａ，１３ｂが形成されており、車軸２にセッ
トした状態で絶縁板７ａ，７ｂの前記スリット９の車軸
２の周方向の位置は一致する。

【００２３】側板８ａ，８ｂの中央には車軸２が貫通す
る中心孔１４が穿設されているが、絶縁板７ａ，７ｂの
ように車軸２の溝１２に係合する突起１３ａ，１３ｂに
相当する突起は形成されていないが、絶縁板７ａ，７ｂ
の端面に形成された凸部１５ａ，１５ｂに係合する貫通
孔１６ａ，１６ｂが穿設されている。

【００２４】具体的には、絶縁板７ａ，７ｂの端面に
は、図３に示すように突起１３ａの位置に対応して凸部
１５ａが形成され、突起１３ｂの位置に対してスリット
９のピッチの１／２ピッチの角度（１／２）θだけずれ
た位置に凸部１５ｂが形成されている。側板８ａ，８ｂ
には、同様に角度（１／２）θだけずれた位置に貫通孔
１６ａ，１６ｂが形成されている。

【００２５】従って、図１に示すコイル３の左側の絶縁
板７ａと側板８ａを重ね合わせて車軸２に装着すること
によって、図５の（ａ）に示す絶縁板７ａのスリット９
と側板８ａの脚部１０の位置関係は、図５の（ｂ）に示
すようになる。

【００２６】コイル３の右側の絶縁板７ｂと側板８ｂを
重ね合わせて車軸２に装着することによって、図５の
（ｃ）に示す絶縁板７ｂのスリット９と側板８ｂの脚部
１０の位置関係は、図５の（ｄ）に示すようになる。

【００２７】この図５の（ｃ）（ｄ）を比較して分かる
ように、コイル３の左側と右側とでスリット９と脚部１
０とが一致する角度が異なっており、左側の絶縁板７ａ
と側板８ａでスリット９と脚部１０とが一致している角
度では、その右側の絶縁板７ｂと側板８ｂのスリット９
と脚部１０とは一致していない。右側の絶縁板７ｂと側
板８ｂでスリット９と脚部１０とが一致している角度で
は、その左側の絶縁板７ａと側板８ａのスリット９と脚
部１０とは一致していない。

【００２８】換言すると、スリット９と脚部１０とが一
致している反対側では、その角度ではスリット９の位置
が脚部１０と脚部１０の間の凹部１７の位置になってい
るように位置決めされている。

【００２９】この絶縁板７ａ，７ｂのスリット９には、
図６に示すように磁性体からなる板状のティース板１８
が、隣接するスリットごとにティース板１８の向きを左
右入れ替えて絶縁板７ａ，７ｂの全周にわたって挿入さ
れている。

【００３０】ティース板１８の形状は、スリット９に挿
入された状態で一方の側板の端面に接して磁気抵抗の少
ない磁路を形成する脚１８ａが形成されており、ここで
は図６に示すようにティース板１８の脚１８ａが側板８
ａ，８ｂに当接するように組み立てられている。

【００３１】ここでは図６に示すようにティース板１８
の脚１８ａが側板８ａ，８ｂに当接するように組み立て
られている。なお、上記のように組み付けられた多数の
ティース板１８の端部は、図１と図２に示すように非磁
性体のリング１９をティース板１８の連結突起１８ｂに
差し込んで位置決めされている。

【００３２】車軸２には、側板８ａ，８ｂの外側にベア
リング２０ａ，２０ｂを介してハブ鍔２１ａ，２１ｂが
取り付けられている。ハブ鍔２１ａとハブ鍔２１ｂの間
は、前記ティース板１８の外側で筒体２２によって連結
されている。２３はスポークである。

【００３３】筒体２２の内側には、非磁性体のシート２
４を介してマグネット５が取り付けられており、車輪が
回転することによって多数のティース板１８の外側で、
このティース板に近接した位置をマグネット５が回転す
ることになり、ティース板１８がマグネット５の磁束を
切ることによってコイル３に起電力が発生する。

【００３４】コイル３の起電力は、車軸２の溝１２に沿
って敷設されたリード線２５によってリムの外部に引き
出されて電気負荷に給電される。なお、磁路の磁気抵抗
を必要な程度に減少できない場合には、ティース板１８
の脚１８ａと側板８ａ，８ｂとの当接している部分を溶
接などで繋いだりしてティース板１８の脚１８ａと側板
８ａ，８ｂとの当接箇所の磁気抵抗を低減したり、図７
に示すように図１に示した車軸２に形成されたネジ部２
ａに磁性体のナット２５を締め込んで側板８ａ，８ｂと
車軸２との間の磁気抵抗を低減することができる。

【００３５】このように、ティース板１８は前記ハブの
回転方向と交差する方向に板厚方向が揃うように絶縁板
７ａ，７ｂのスリット９に差し込んで構成しているた
め、ティースの長さを長く延ばしても強度の低下が少な
く、性能が向上するとともに、従来に比べて多極の自転
車用ダイナモを小径にして実現できる。

【００３６】図５を見てわかるように絶縁板７ａと側板
８ａ、絶縁板７ｂと側板８ｂとの位置合わせのための凸
部１５ａ，１５ｂと貫通孔１６ａ，１６ｂの位置を、１
８０°の位相差ではなく、（１／２）θだけ故意にずら
せて形成したので、左右の側板８ａ，８ｂの位置合わせ
が容易で、しかも、絶縁板７ａと絶縁板７ｂ、および側
板８ａと側板８ｂとは同一形状の部品で済むため、部品
種類の削減を実現できる。

【００３７】具体的には、図５の（ｂ）に示す左側の絶
縁板７ａの凸部１５ａには側板８ａの貫通孔１６ａが係
合し、凸部１５ｂには側板８ａの貫通孔１６ｂが係合し
ているのに対して、図５の（ｄ）に示す右側では、絶縁
板７ｂに対して側板８ｂを裏返しにするとともに、絶縁
板７ｂの凸部１５ａに側板８ｂの貫通孔１６ｂを係合さ
せ、絶縁板７ｂの凸部１５ｂに側板８ｂの貫通孔１６ａ
を係合させるだけで、左右の側板８ａ，８ｂの位置合わ
せが完了し、また、図６に示したようにコイル３の左側
から右側に向かって延びるティース板１８と、コイル３
の右側から左側に向かって延びるティース板１８とを交
互にスリット９に挿入できる目的の形状を少ない部品種
類で実現している。

【００３８】（実施の形態２）図８は（実施の形態２）
を示す。上記の（実施の形態１）では、絶縁板７ａ，７
ｂのスリット９に挿入して保持すると共にティース板１
８の両端にリング１９，１９を取り付けて多数のティー
ス板１８の車軸２の側への取り付けを確実にしていた
が、この（実施の形態２）では、ティース板１８の中央
付近に凹２６を形成しておき、各ティース板１８をセッ
トした後に環状のコイルスプリング２７を、磁性的に絶
縁体の絶縁テープ２８を介在させてティース板１８の相
互を締め付けることもできる。この場合にもリング１
９，１９を併用することもできる。

【００３９】

【発明の効果】以上のように本発明の自転車用ダイナモ
によれば、ステータを、コイルの磁極に近接して配置さ
れた円盤状の磁性体で外周部に多数の磁極が形成された
側板と、板状の磁性体で基端部が側板の前記磁極と磁気
結合して先端が他方の磁極に向かって延設されたティー
ス板とで構成し、板厚方向が前記ハブの回転方向と交差
する方向に前記ティース板を配設したことを特徴とし、
ハブの周方向のティースの密度を上げることができ、ハ
ブを大径化しなくても多極化することができる。

【００４０】また、円盤状の非磁性体で外周部に前記テ
ィース板の板厚に応じた多数のスリットが形成されてお
り、前記ティース板を収容して隣接するティース板の間
隔保持を行う絶縁板を設けた場合には、前記ティース板
を目的とする姿勢に確実に保持できる。

【００４１】また、側板の外周には絶縁板のスリットの
ピッチの２倍のピッチで磁極を形成し、側板の磁極の位
置と磁極と磁極の中間位置に前記絶縁板のスリットが位
置するように、側板と絶縁板とを重ねてハブの車軸に装
着することによって、コイルの一端から他端に延びる前
記ティース板を目的とする姿勢に確実に保持できる。

【００４２】また、ハブの車軸の周面には、絶縁板の内
周部に形成された突起に係合する溝を前記車軸の長手方
向に沿って設け、重ねてハブの車軸に装着される絶縁板
と側板の互いの当接面には、側板の磁極の位置と磁極と
磁極の中間位置に前記絶縁板のスリットが位置する状態
で係合する凹部と凸部を形成した場合には、車軸と絶縁
板と側板の相互の位置合わせが完了する。

【００４３】さらに、ハブの車軸の周面に車軸の長手方
向に絶縁板の位置決め用の溝を形成し、前記の車軸に間
隔をあけて装着した２枚の絶縁板を状態で互いの絶縁板
のピッチが揃うように互いの絶縁板の内周面には同一位
置に前記溝に係合する凸部を形成し、重ねてハブの車軸
に装着される前記絶縁板と側板の互いの当接面のうちの
絶縁板の端面に凸部を設け、側板の端面に前記凸部に係
合する貫通穴を形成し、かつ、前記側板に設けた前記貫
通穴の位置を、絶縁板の前記凸部に対して周方向にスリ
ットの１／２ピッチだけずらせて形成することによっ
て、車軸の左右の絶縁板と側板として同一の形状の部品
を使用することができ、部品種類の削減を達成すること
ができる。

【００４４】また、円盤状の非磁性体で外周部に多数の
スリットが形成された絶縁板を設け、前記テイース板の
基端部を前記一対の側板の内の一方の側板と磁気結合さ
せ、前記テイース板の先端部を前記絶縁板のスリットに
係合して保持することによって、細長いテイース板を安
定に支持して多極化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の（実施の形態１）の自転車用ダイナモ
の要部断面図

【図２】同実施の形態の要部の分解斜視図

【図３】同実施の形態の絶縁板の平面図

【図４】同実施の形態の側板の平面図

【図５】同実施の形態の左右の絶縁板と側板との重ね合
わせの説明図

【図６】同実施の形態のティース板の挿入工程を示す斜
視図

【図７】同実施の形態の組み立ての別の例を示す断面図

【図８】（実施の形態２）の要部を示す斜視図

【図９】従来の自転車用ダイナモの断面図

【図１０】同従来例の横断面図

【図１１】同従来例のステータの断面図

【符号の説明】

６ 自転車フレームのホーク １ ハブ ２ 車軸 ３ コイル ７ａ，７ｂ 非磁性体の絶縁板 ８ａ，８ｂ 磁性体からなる側板 ９ 絶縁板のスリット １０ 側板の脚部 １２ 車軸の溝 １３ａ，１３ｂ 絶縁板の突起 １５ａ，１５ｂ 絶縁板の端面に形成された凸部 １６ａ，１６ｂ 側板の貫通孔 １８ 磁性体からなる板状のティース板

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自転車フレームのホークに取り付けられる
   ハブの固定側に設けられたコイルと、 前記ハブの固定側に設けられ前記コイルの一方の磁極か
   ら他方の磁極に向かって延設されたティースを有するス
   テータと、 前記ハブの回転側に設けられステータの前記ティースと
   対向して回転自在のマグネットとを有するハブ内蔵型自
   転車用ダイナモにおいて、 前記ステータを、 前記コイルの磁極に近接して配置された円盤状の磁性体
   で外周部に多数の磁極が形成された側板と、 板状の磁性体で基端部が側板の前記磁極と磁気結合して
   先端が他方の磁極に向かって延設されたティース板とで
   構成し、 板厚方向が前記ハブの回転方向と交差する方向に前記テ
   ィース板を配設した自転車用ダイナモ。
2. 【請求項２】円盤状の非磁性体で外周部に前記ティース
   板の板厚に応じた多数のスリットが形成されており、前
   記ティース板を収容して隣接するティース板の間隔保持
   を行う絶縁板を設けた請求項１記載の自転車用ダイナ
   モ。
3. 【請求項３】側板の外周には絶縁板のスリットのピッチ
   の２倍のピッチで磁極を形成し、 側板の磁極の位置と磁極と磁極の中間位置に前記絶縁板
   のスリットが位置するように、側板と絶縁板とを重ねて
   ハブの車軸に装着した請求項２記載の自転車用ダイナ
   モ。
4. 【請求項４】ハブの車軸の周面には、絶縁板の内周部に
   形成された突起に係合する溝を前記車軸の長手方向に沿
   って設け、 重ねてハブの車軸に装着される絶縁板と側板の互いの当
   接面には、側板の磁極の位置と磁極と磁極の中間位置に
   前記絶縁板のスリットが位置する状態で係合する凹部と
   凸部を形成した請求項３記載の自転車用ダイナモ。
5. 【請求項５】ハブの車軸の周面に車軸の長手方向に絶縁
   板の位置決め用の溝を形成し、 前記の車軸に間隔をあけて装着した２枚の絶縁板を状態
   で互いの絶縁板のピッチが揃うように互いの絶縁板の内
   周面には同一位置に前記溝に係合する凸部を形成し、 重ねてハブの車軸に装着される前記絶縁板と側板の互い
   の当接面のうちの絶縁板の端面に凸部を設け、側板の端
   面に前記凸部に係合する貫通穴を形成し、かつ、前記側
   板に設けた前記貫通穴の位置を、絶縁板の前記凸部に対
   して周方向にスリットの１／２ピッチだけずらせて形成
   してある請求項４記載の自転車用ダイナモ。
6. 【請求項６】自転車フレームのホークに取り付けられる
   ハブの固定側に設けられたコイルと、 前記ハブの固定側に設けられ前記コイルの一方の磁極か
   ら他方の磁極に向かって延設されたティースを有するス
   テータと、 前記ハブの回転側に設けられステータの前記ティースと
   対向して回転自在のマグネットとを有するハブ内蔵型自
   転車用ダイナモにおいて、 前記ステータを、 前記コイルの両磁極に近接して配置された円盤状の磁性
   体で外周部に多数の磁極が形成された一対の側板と、 板状の磁性体で基端部が側板の前記磁極と磁気結合して
   先端が他方の磁極に向かって延設されたティース板と、 円盤状の非磁性体で外周部に多数のスリットが形成され
   た絶縁板を設け、前記テイース板の基端部を前記一対の
   側板の内の一方の側板と磁気結合させ、前記テイース板
   の先端部を前記絶縁板のスリットに係合して保持した自
   転車用ダイナモ。