WO2018116758A1 - ハブダイナモ - Google Patents

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WO2018116758A1
WO2018116758A1 PCT/JP2017/042590 JP2017042590W WO2018116758A1 WO 2018116758 A1 WO2018116758 A1 WO 2018116758A1 JP 2017042590 W JP2017042590 W JP 2017042590W WO 2018116758 A1 WO2018116758 A1 WO 2018116758A1
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yoke
magnetic pole
coil
outer peripheral
inner peripheral
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PCT/JP2017/042590
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English (en)
French (fr)
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真 力石
高瀬　淳一
中西　隆
拓人 田邉
Original Assignee
株式会社ミツバ
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/22—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating around the armatures, e.g. flywheel magnetos
    • H02K21/227—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating around the armatures, e.g. flywheel magnetos having an annular armature coil
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J6/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices on cycles; Mounting or supporting thereof; Circuits therefor
    • B62J6/06—Arrangement of lighting dynamos or drives therefor
    • B62J6/12—Dynamos arranged in the wheel hub
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
    • H02K1/145—Stator cores with salient poles having an annular coil, e.g. of the claw-pole type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807—Rotary generators
    • H02K7/1846—Rotary generators structurally associated with wheels or associated parts

Definitions

  • the present invention relates to a hub dynamo.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2016-248242 filed in Japan on December 21, 2016, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • a hub dynamo that is attached to a hub shaft.
  • a hub dynamo is provided with a rotor provided with permanent magnets on the wheel side. Then, the rotor rotates around the stator provided on the hub shaft side, thereby generating power with a coil provided in the stator.
  • stator in this hub dynamo a stator in which a plurality of first yokes and a plurality of second yokes are arranged on one side and the other side in the axial direction of a coil bobbin around which a coil is wound is known.
  • the first yoke and the second yoke are arranged on the coil bobbin so that the outer peripheral side magnetic pole portion (tooth portion) of the first yoke and the outer peripheral side magnetic pole portion (tooth portion) of the second yoke are alternately arranged in the circumferential direction.
  • the assembled claw pole type is known.
  • each yoke of the first yoke and the second yoke is a laminated yoke in which a plurality of flat plate members made of a magnetic material are laminated in a direction perpendicular to the radial direction of the coil. It is configured.
  • Each yoke has a C-shape when viewed from the side. That is, the first yoke has a C-shape in a side view including an outer peripheral side magnetic pole part, an inner peripheral side magnetic pole part, and a connecting part.
  • the outer peripheral side magnetic pole portion is located on the outer peripheral side of the coil and extends from the one end side in the axial direction of the coil to the other end side in the axial direction.
  • the inner circumferential magnetic pole portion is positioned on the inner circumferential side of the coil and extends from the one end side in the axial direction of the coil to an intermediate position toward the other end side in the axial direction.
  • the connecting portion extends linearly along the radial direction to one axial end side of the coil, and connects the base ends of the outer peripheral side magnetic pole portion and the inner peripheral side magnetic pole portion.
  • the second yoke has a C-shape in a side view including an outer peripheral side magnetic pole part, an inner peripheral side magnetic pole part, and a connecting part.
  • the outer peripheral side magnetic pole portion is located on the outer peripheral side of the coil and extends from the other end side in the axial direction of the coil to one end side in the axial direction.
  • the inner circumferential magnetic pole portion is located on the inner circumferential side of the coil and extends from the other end in the axial direction of the coil to an intermediate position toward the one end in the axial direction.
  • the connecting portion extends linearly along the radial direction to the other axial end side of the coil, and connects the base ends of the outer peripheral side magnetic pole portion and the inner peripheral side magnetic pole portion.
  • the first yoke and the second yoke are alternately arranged in the circumferential direction and are arranged radially along the radial direction when viewed from the center of the coil. Therefore, the positions of the inner peripheral magnetic pole portions of the adjacent first yoke and second yoke are shifted in the circumferential direction. For this reason, even when the inner peripheral magnetic pole portions of the first yoke and the second yoke are densely arranged in the circumferential direction, the tips of the inner peripheral magnetic pole portions of one first yoke are adjacent to each other. The two yokes come into contact with each other across the tips of the inner peripheral side magnetic pole portions.
  • the tip of the inner peripheral side magnetic pole part of one second yoke is in contact with the tip of the inner peripheral side magnetic pole part of two adjacent first yokes. That is, the inner peripheral side magnetic pole part of the first yoke and the inner peripheral side magnetic pole part of the second yoke are in contact with each other in a one-to-two relationship.
  • the first yoke is inserted into the coil bobbin from one side in the axial direction, and the second yoke is inserted from the other side in the axial direction.
  • the insertion direction dimension of the inner peripheral side magnetic pole portion of one second yoke is the other.
  • the tip of the inner peripheral side magnetic pole part of the first yoke abuts only on the tip of the inner peripheral side magnetic pole part of one second yoke having a long dimension in the insertion direction, and the tip of the other second yoke inner peripheral side magnetic pole part. Without contact with each other, a gap may be formed between the tip of the inner peripheral magnetic pole portion of the first yoke and the tip of the other second yoke inner peripheral magnetic pole portion.
  • the iron loss of the yoke may increase, and the performance may be deteriorated.
  • the present invention provides a hub dynamo capable of absorbing the dimensional variation of the yokes and preventing the gaps from being formed on the contact surfaces of the yokes, thereby improving the performance.
  • the hub dynamo supports a hub shell that rotates together with the wheel, a rotor having permanent magnets arranged circumferentially on the inner periphery of the body of the hub shell, and the wheel rotatably.
  • a stator having a ring-shaped coil that is fixed to the hub shaft so as not to rotate, is disposed on the inner peripheral side of the permanent magnet while being housed in the hub shell, and outputs an alternating current by the rotation of the rotor.
  • the stator is disposed on one side in the axial direction and on the other side in the axial direction so as to surround the ring-shaped coil as a stator core, and is spaced apart in the circumferential direction.
  • An outer peripheral side magnetic pole portion extending from one end side in the axial direction of the coil to the other end side in the axial direction, and located on the inner peripheral side of the coil from the one end side in the axial direction toward the other end side in the axial direction of the coil
  • An inner circumferential magnetic pole portion having a distal end extended to an intermediate position, and a connecting portion that extends linearly to one axial end of the coil and connects the outer circumferential magnetic pole portion and the proximal ends of the inner circumferential magnetic pole portions.
  • the second yoke is located on the outer peripheral side of the coil and has an outer peripheral side magnetic pole portion extending from the other end in the axial direction to the one end in the axial direction of the coil, and the inner peripheral side of the coil An inner peripheral side magnetic pole portion extending from the other end in the axial direction of the coil to an intermediate position toward the one end in the axial direction, and extending linearly to the other end in the axial direction of the coil An outer peripheral side magnetic pole part and a connecting part for connecting base ends of the inner peripheral side magnetic pole part, and the first yoke And the second yoke is configured as a laminated yoke in which a plurality of flat plate-like members made of a magnetic material are stacked.
  • the second yoke is disposed on the outer peripheral surface of the stator in the circumferential direction.
  • the arrangement position of the first yoke and the arrangement position of the second yoke are alternately set at intervals, and the center axis in the circumferential direction on the outer peripheral surface side of the central axis of the hub shaft and the outer magnetic pole portion of the first yoke And a plane inclined to one side in the circumferential direction with respect to the arrangement reference surface of the first yoke is set as an actual arrangement surface of the first yoke.
  • the first yoke is arranged on the actual arrangement surface of the first yoke, and includes the central axis of the hub shaft and the circumferential center on the outer circumferential surface side of the outer circumferential magnetic pole portion of the second yoke.
  • the plane is the above
  • a plane inclined to the other side in the circumferential direction with respect to the arrangement reference plane of the second yoke is set as the arrangement reference plane of the second yoke, and is thus set as the actual arrangement plane of the second yoke.
  • the second yoke is arranged on the actual arrangement surface of the two yokes, and the inner peripheral side magnetic pole portion of the first yoke is on the intersection line between the actual arrangement surface of the first yoke and the actual arrangement surface of the second yoke. And the tip of the inner peripheral magnetic pole portion of the second yoke are in contact with each other.
  • the yoke is arranged not on a plane along the radial direction but on a plane inclined with respect to the radial direction (actual arrangement plane of the yoke). For this reason, the inner peripheral side magnetic pole part of the first yoke and the inner peripheral side magnetic pole part of the second yoke can be brought into contact with each other in a one-to-one relationship. Therefore, it is possible to eliminate the occurrence of a gap in the contact surfaces of the first yoke and the second yoke due to variations due to dimensional tolerances of the yoke, and to increase the contact degree of the contact surfaces. As a result, the magnetic connection of the yoke can be stabilized and the iron loss can be reduced.
  • connection between the first yoke and the second yoke can be made in a one-to-one relationship, when the output is adjusted downward from, for example, 75%, 50%, and 25%, the first yoke and the second yoke are connected. It is sufficient to reduce the number of two yokes by the same number. For this reason, the required number of yokes can be reduced.
  • the stator has a coil bobbin made of a non-magnetic material, and the coil bobbin is wound with the coil.
  • a cylindrical body portion, and a first flange and a second flange provided on the outer periphery of both end portions in the axial direction of the body portion, and one end portion in the axial direction of the first yoke is provided on the first flange.
  • a guide portion for positioning the first yoke on the actual arrangement surface of the first yoke by being engaged is provided, and the other axial end portion of the second yoke is engaged with the second flange. Accordingly, a guide portion for positioning the second yoke on the actual arrangement surface of the second yoke is provided.
  • the first yoke can be positioned on the actual arrangement surface of the first yoke by engaging one end of the first yoke in the axial direction with the guide portion of the first flange of the coil bobbin. Further, by engaging one end portion of the second yoke in the axial direction with the guide portion of the second flange of the coil bobbin, the second yoke can be positioned on the actual arrangement surface of the second yoke. Therefore, the positional relationship between the coil wound around the coil bobbin and the yoke can be appropriately determined by assembling the first yoke and the second yoke to the coil bobbin.
  • a hub dynamo according to the second aspect of the present invention, wherein the guide portion is provided at an axial end portion of the first flange, and the first yoke includes the first dynamo.
  • a second yoke connecting portion guide groove for positioning the second yoke on the actual arrangement surface of the second yoke by fitting the connecting portion.
  • the coil bobbin can be positioned while properly positioning the yoke by fitting the connecting portion of each yoke into each of the first yoke connecting portion guide groove and the second yoke connecting portion guide groove provided at the axial end portion of the coil bobbin. Can be assembled.
  • the guide portion is provided on an outer peripheral surface of the first flange, and A first yoke outer circumferential guide groove for positioning the first yoke on an actual arrangement surface of the first yoke by fitting the outer circumferential magnetic pole portion of the yoke; and an outer circumferential surface of the second flange, A second yoke outer circumferential guide groove for positioning the second yoke on an actual arrangement surface of the second yoke by fitting the outer circumferential magnetic pole portion of the second yoke;
  • the coil bobbin is properly positioned while the yoke is properly positioned by fitting the outer peripheral side magnetic pole portion of each yoke into the first yoke outer peripheral guide groove and the second yoke outer peripheral guide groove provided on the outer peripheral surface of the coil bobbin. Can be assembled.
  • a hub dynamo according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein the first yoke is actually mounted with respect to an arrangement reference plane of the first yoke.
  • the inclination direction of the arrangement plane and the inclination direction of the actual arrangement plane of the second yoke with respect to the arrangement reference plane of the second yoke are respectively the inclination directions of the yokes, the inclination of the first yoke and the second yoke
  • the diameter of the laminated plate-like member located on the front side in the inclination direction of the first yoke and the second yoke is the position of the radially outer peripheral end of the laminated plate-like member located on the rear side in the direction. It protrudes radially outward with respect to the position of the outer circumferential end.
  • a gap (air gap) between the outer peripheral edge of the first yoke and the second yoke (the outer peripheral edge of the magnetic pole portion on the outer periphery of each yoke) and the inner peripheral surface of the permanent magnet, each of which is a laminate of a plurality of plate-like members. Can contribute to the homogenization.
  • the laminated plate shape is located on the rear side in the inclination direction of the yoke from the position of the radial outer peripheral end of the laminated plate member located on the front side in the inclination direction.
  • the position of the outer peripheral end of the member in the radial direction is a shape retracted inward in the radial direction. That is, the diameter of the laminated plate-like member at the position on the rear side in the inclined direction from the gap (air gap) between the radially outer peripheral end of the laminated plate-like member at the position on the front side in the inclined direction and the inner periphery of the permanent magnet.
  • the gap (air gap) between the outer peripheral end in the direction and the inner periphery of the permanent magnet becomes larger, and the air gap is biased.
  • the position of the outer peripheral end in the direction is projected outward in the radial direction. That is, the dimension of the outer peripheral edge of the yoke on the surface facing the permanent magnet is adjusted.
  • the gap (air gap) between the outer peripheral edge of each yoke and the inner peripheral surface of the permanent magnet can be made uniform. As a result, power generation efficiency can be increased.
  • the position of the radially outer peripheral end of the laminated plate-like member located on the rear side in the inclined direction of the yoke is the diameter of the radially outer peripheral end of the laminated plate-like member located on the front side of the inclined direction of each yoke.
  • a method of projecting outward in the direction it is possible to adopt a method in which the dimensions of the plate-like members stacked on the front side and the rear side in the inclined direction are made different.
  • a method of shifting the stacking positions of the plate-like members stacked on the front side and the rear side in the tilt direction can be employed.
  • a hub dynamo according to any one of the first to fifth aspects of the present invention, wherein the hub dynamo is arranged around the inner peripheral ends of the first yoke and the second yoke. At least one of the one end side or the other end side in the direction is provided with a notch that avoids interference between the inner peripheral ends of the other first yoke and the second yoke adjacent in the circumferential direction.
  • the yoke is arranged not on a plane along the radial direction but on a plane inclined with respect to the radial direction (actual arrangement plane of the yoke). For this reason, the inner peripheral side magnetic pole part of the first yoke and the inner peripheral side magnetic pole part of the second yoke can be brought into contact with each other in a one-to-one relationship. Therefore, it is possible to eliminate the occurrence of a gap in the contact surfaces of the first yoke and the second yoke due to variations due to dimensional tolerances of the yoke, and to increase the contact degree of the contact surfaces.
  • the magnetic connection of the yoke can be stabilized and the iron loss can be reduced.
  • the connection between the first yoke and the second yoke can be made in a one-to-one relationship, when the output is adjusted downward from 100% to 75%, 50%, and 25%, the first yoke and the second yoke are connected. It is only necessary to reduce the number of yokes by the same number, and the number of yokes required can be reduced. For this reason, it can contribute to the weight reduction and cost reduction of a hub dynamo.
  • the hub dynamo attachment schematic diagram in the embodiment of the present invention The side view of the hub dynamo in the embodiment of the present invention. Sectional drawing of the hub dynamo in embodiment of this invention.
  • the perspective view which shows the state which wound the coil around the coil bobbin of the stator which comprises the hub dynamo in embodiment of this invention.
  • the figure of one set of yoke and coil bobbin seen from the axial direction for demonstrating the arrangement
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of the number of arranged yokes of the hub dynamo in the embodiment of the present invention, and shows a state at 75% output in which the first yoke and the second yoke are thinned by 25%.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of the number of arranged yokes of the hub dynamo according to the embodiment of the present invention, and shows a state at 50% output in which the first yoke and the second yoke are thinned out by 50%. It is explanatory drawing which shows the effect of the hub dynamo in embodiment of this invention compared with a comparative example, and is a figure which shows the required number of yokes in the case of 50% output. It is explanatory drawing which shows the effect of the hub dynamo in embodiment of this invention compared with a comparative example, and is a figure which shows the required number of yokes in the case of a comparative example at the time of 50% output.
  • FIG. 1 is an installation schematic diagram of the hub dynamo 10.
  • the headlamp 4 uses an LED lamp as a lamp, not a filament type bulb.
  • FIG. 1 the front wheel 5 of the bicycle 1 is rotatably supported via a hub shaft 11 by a front fork 3 that constitutes a part of the frame. Both sides of the hub shaft 11 are fastened and fixed to the front fork 3 by a nut (not shown) or the like so as not to rotate.
  • a hub dynamo 10 is attached coaxially to the hub shaft 11 at most of the axial center of the hub shaft 11. The hub dynamo 10 is provided to supply power to the headlamp 4 disposed on the side of the front wheel 5.
  • the hub dynamo 10 includes a rotor 20 (described later) and a stator 101 (described later).
  • the rotor 20 is connected to the spoke 2 of the front wheel 5 and rotates around the hub axle 11 together with the front wheel 5.
  • the stator 101 is non-rotatably attached to the hub shaft 11 while being positioned on the inner peripheral side of the rotor 20.
  • the axial direction of the central axis O of the hub shaft 11 is simply referred to as the axial direction
  • the direction orthogonal to the axial direction is referred to as the radial direction
  • the direction along the central axis O is referred to as the circumferential direction.
  • a male screw portion (not shown) for fixing the hub dynamo 10 to the front fork 3 is formed in a portion of the hub shaft 11 that is positioned at least on the axially outer side than a portion to which a stator 101 (described later) is attached. ing.
  • FIG. 2 is a side view of the hub dynamo 10.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the hub dynamo 10.
  • the rotor 20 is configured mainly with a hub shell 30.
  • the hub shell 30 includes a second end plate 33 and a first end plate 32.
  • the second end plate 33 is disposed on the cylindrical barrel portion (tubular portion) 31 integrally formed in a substantially bottomed cylindrical shape and on the other axial side Q side (right side in FIG. 3) of the barrel portion 31.
  • the first end plate 32 closes the opening on the one axial P side (left side in FIG. 3) of the body portion 31.
  • the first end plate 32 is press-fitted and fixed to the body portion 31.
  • a flange portion 34 is formed on the outer periphery of the hub shell 30 on the one side P side in the axial direction and the other side Q side in the axial direction.
  • a plurality of support holes 34a penetrating in the axial direction are formed at equal intervals in the circumferential direction.
  • the support holes 34 a are engaged with inner ends of a plurality of spokes 2 extending from the rim 5 a of the front wheel 5 toward the inner diameter side.
  • the support holes 34a of the left and right flange portions 34 are arranged with a phase shifted in the circumferential direction by a half pitch.
  • the outer rings of bearings (bearings) 35 and 36 are fitted to the inner circumferences of the first end plate 32 and the second end plate 33, respectively.
  • the rotor 20 composed mainly of the hub shell 30 is rotatably supported by the hub shaft 11 via bearings 35 and 36. By doing so, it rotates around the hub axle 11 as the front wheel 5 rotates. That is, the rotor 20 functions as a hub that rotatably supports the front wheel 5.
  • a permanent magnet 22 made of, for example, ferrite is disposed on the inner periphery of the body portion 31 of the hub shell 30 via a cylindrical ring yoke 21.
  • the ring yoke 21 is made of a magnetic metal material (for example, iron). By making the ring yoke 21 made of, for example, iron, the hub shell 30 can be made of aluminum to reduce the weight.
  • the permanent magnet 22 is disposed in close contact with the inner periphery of the ring yoke 21.
  • the permanent magnet 22 is affixed with an adhesive or the like. By arranging the permanent magnet 22 in a cylindrical shape along the inner peripheral surface of the body portion 31, the permanent magnet 22 covers the entire outer peripheral surface of the stator 101.
  • the permanent magnet 22 is incorporated into the inner periphery of the body portion 31 of the hub shell 30 in a state of being divided into a plurality of portions in the circumferential direction. N-pole and S-pole magnetic poles are alternately magnetized along the circumferential direction at equal intervals on the inner circumferential surface of the permanent magnet 22 arranged in a cylindrical shape.
  • the permanent magnet 22 is opposed to the outer peripheral portions of a first yoke 120A and a second yoke 120B described later.
  • a large-diameter portion is formed in the middle portion of the hub shaft 11 in the axial direction.
  • a stator 101 is attached to the outer periphery of the large diameter portion. As shown in FIGS. 3 to 5, the stator 101 is positioned and fixed to the hub shaft 11 by means of a sleeve nut 42 and a tightening nut 44 via plate members 41 and 43 disposed at both ends in the axial direction.
  • the hub unit 11 and the stator 101 constitute a stator unit 100.
  • the inner ring of one bearing 35 is fitted to the outer periphery of the sleeve nut 42 arranged on the one P side in the axial direction of the stator unit 100.
  • a connector 50 is provided outside the bearing 35 in the axial direction.
  • a nut 51 is disposed outside the connector 50 in the axial direction.
  • Another sleeve nut 45 is disposed on the other Q side of the hub shaft 11 in the axial direction.
  • the inner ring of the other bearing 36 is fitted to the outer periphery of the sleeve nut 45.
  • a cover 46 is provided outside the bearing 36 in the axial direction.
  • a nut 47 is disposed on the inner peripheral portion of the cover 46.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating a configuration of the stator 101.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view showing the configuration of the stator 101.
  • the stator 101 includes a cylindrical coil bobbin 110, a ring-shaped coil 140, and a claw pole type stator core 120.
  • the coil bobbin 110 is made of synthetic resin (made of non-magnetic material) through which the hub shaft 11 is inserted.
  • the coil 140 is wound around the ilbobbin 110.
  • the stator core 120 is assembled so as to surround the coil 140 inside.
  • the hub shaft 11, the coil bobbin 110, the first yoke 120A and the second yoke 120B are arranged coaxially.
  • a plurality of first yokes 120A are arranged on the one P side in the axial direction.
  • a plurality of second yokes 120B is disposed on the other Q side in the axial direction.
  • the plurality of first yokes 120A and the plurality of second yokes 120B are arranged radially at regular intervals in the circumferential direction and are arranged alternately in the circumferential direction.
  • the outer peripheral part of each yoke 120A, 120B is comprised so that the clearance gap (air gap) may be opened and the inner peripheral surface 22a (refer FIG. 3) of the permanent magnet 22 may be opposed.
  • the number (number of poles) of the yokes 120A and 120B is set in relation to the number of magnetic poles of the permanent magnet 22. In the present embodiment, a total of 32 first yokes 120A and 16 second yokes 120B are provided at regular intervals. Although not shown, wiring is connected to the coil 140. The wiring is drawn out along the hub shaft 11.
  • FIG. 8 is a perspective view of a coil bobbin.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a state where a coil is wound around a coil bobbin.
  • the coil bobbin 110 has a body 111, and a first flange 112 ⁇ / b> A and a second flange 112 ⁇ / b> B.
  • the body portion 111 has a coil 140 wound around the outer periphery.
  • the first flange 112 ⁇ / b> A and the second flange 112 ⁇ / b> B are provided so as to project outward in the radial direction on the outer periphery of the end of the body 111 on the one axial P side and the other axial Q side.
  • a guide groove 113A is provided on the axially outer end surface of the first flange 112A.
  • an engagement groove 114A communicating with the guide groove 113A is provided at a position corresponding to the guide groove 113A.
  • the guide groove 113A and the engagement groove 114A are for positioning and attaching the first yoke 120A to the coil bobbin 110.
  • a guide groove 113B is provided on the axially outer end face of the second flange 112B.
  • an engaging groove 114B communicating with the guide groove 113B is provided at a position corresponding to the guide groove 113B.
  • the guide groove 113B and the engagement groove 114B are for positioning and attaching the second yoke 120B to the coil bobbin 110.
  • the outer peripheral surface of the first flange 112A and the outer peripheral surface of the second flange 112B are positioned in the middle in the circumferential direction of the engaging grooves 114A and 114B, respectively, and the tips of the second yoke 120B and the first yoke 120A on the mating side Support grooves 115A and 115B are provided to support. That is, since the first yoke 120A and the second yoke 120B are alternately arranged at a constant interval in the circumferential direction, the circumferential position of the engagement groove 114A of the first flange 112A and the support groove 115B of the second flange 112B.
  • the circumferential position matches, and the circumferential position of the engaging groove 114B of the second flange 112B matches the circumferential position of the support groove 115A of the first flange 112A. Details of the guide grooves 113A and 113B, the engagement grooves 114A and 114B, and the support grooves 115A and 115B will be described later.
  • FIG. 10 is a perspective half sectional view of the stator.
  • FIG. 11A is a view as seen from the axial direction of the stator, and is a view taken along arrow EA in FIG. 6.
  • FIG. 11B is a view as seen from the axial direction of the stator, and is a view taken along arrow EB in FIG. 6.
  • FIG. 12 is a diagram of a set of yokes and coil bobbins as seen from the axial direction for explaining the arrangement angles of the first yoke and the second yoke of the stator.
  • FIG. 11A is a view as seen from the axial direction of the stator, and is a view taken along arrow EA in FIG. 6.
  • FIG. 11B is a view as seen from the axial direction of the stator, and is a view taken along arrow EB in FIG. 6.
  • FIG. 12 is a diagram of a set of yokes and coil bobbins as seen from the axial direction for explaining the arrangement
  • FIG. 13A is a perspective view illustrating the arrangement angle between the first yoke and the second yoke, and shows a state before the first yoke and the second yoke are combined.
  • FIG. 13B is a diagram for explaining an arrangement angle between the first yoke and the second yoke, and is a perspective view showing a state after the first yoke and the second yoke are combined.
  • FIG. 13C is a diagram for explaining an arrangement angle between the first yoke and the second yoke, and is a view taken along arrow F in FIG. 13B.
  • FIG. 14A is a diagram for explaining the configuration of each yoke, and is a perspective view of one plate-like member constituting the yoke.
  • FIG. 14B is a diagram for explaining the configuration of each yoke, and is a perspective view of the yoke formed by laminating plate-like members.
  • FIG. 14C is a diagram for explaining the configuration of each yoke, and is a perspective view of the yoke as viewed from the connecting portion side.
  • FIGS. 13A to 13C a combination example of a pair of first yoke 120A and second yoke 120B is taken out and shown, the first yoke 120A and the second yoke 120B are only reversely assembled to the coil bobbin 110. And it is the thing of the same structure, and has comprised C shape in the side view.
  • the first yoke 120A has an outer peripheral side magnetic pole part 121, an inner peripheral side magnetic pole part 123, and a connecting part 122.
  • the outer peripheral side magnetic pole portion 121 is positioned on the outer peripheral side of the coil 140 and extends from the one end side (P side) in the axial direction of the coil 140 to the other end side (Q side) in the axial direction.
  • the inner peripheral side magnetic pole portion 123 is located on the inner peripheral side of the coil 140 and extends the tip 123a from the axial end of the coil 140 toward the intermediate position from the one end side (P side) to the other end side in the axial direction (Q side).
  • the connecting portion 122 extends linearly along the radial direction on one axial end side (P side) of the coil 140 and connects the base ends of the outer peripheral side magnetic pole portion 121 and the inner peripheral side magnetic pole portion 123 to each other.
  • the second yoke 120B has an outer peripheral side magnetic pole part 121, an inner peripheral side magnetic pole part 123, and a connecting part 122.
  • the outer peripheral side magnetic pole portion 121 is located on the outer peripheral side of the coil 140 and extends from the other end side in the axial direction (Q side) of the coil 140 to one end side in the axial direction (P side).
  • the inner peripheral side magnetic pole portion 123 is located on the inner peripheral side of the coil 140 and extends from the other end side in the axial direction (Q side) of the coil 140 to an intermediate position from the other end side in the axial direction (P side).
  • the connecting portion 122 extends linearly along the radial direction to the other axial end side (Q side) of the coil 140, and connects the base ends of the outer peripheral side magnetic pole portion 121 and the inner peripheral side magnetic pole portion 123.
  • the radially outer peripheral edge of the outer peripheral side magnetic pole portion 121 is disposed substantially parallel to the hub shaft 11.
  • the outer peripheral side magnetic pole portion 121 is formed in a tapered shape so that the radially inner peripheral edge approaches the radially outer peripheral edge as it goes to the tip.
  • the radially inner periphery and the radially outer periphery are parallel to each other. That is, the radially inner peripheral edge of the outer peripheral side magnetic pole portion 121 is formed obliquely from the proximal end to the middle of the distal end, and is formed parallel to the radially outer peripheral edge at the distal end portion.
  • the inner circumferential edge and the outer circumferential edge of the inner circumferential magnetic pole portion 123 are formed in parallel with the outer circumferential edge of the outer circumferential magnetic pole portion 121.
  • the inner peripheral side magnetic pole portion 123 of each of the yokes 120 ⁇ / b> A and 120 ⁇ / b> B is inserted into the inner periphery of the coil bobbin 110 so as to be positioned on the inner peripheral side of the coil 140. It is located between the surface and the outer peripheral surface of the hub shaft 11.
  • the hub shaft 11 is penetrated and fixed in the stator center hole 150 (see FIG. 11) surrounded by the inner peripheral side magnetic pole portions 123 of the yokes 120A and 120B densely arranged in the circumferential direction (see FIG. 4).
  • each of the first yoke 120A and the second yoke 120B includes a plurality of flat plate-like members 130 made of a magnetic material such as iron in the plate thickness direction (perpendicular to the radial direction of the coil 140).
  • a laminated yoke laminated body
  • a silicon steel plate more specifically, a non-oriented silicon steel plate having an oxide film formed on its surface is employed.
  • These plate-like members 130 are formed by punching a plate material with a press or the like. The plate-shaped member 130 is not bent when forming the yokes 120A and 120B, and is configured as a flat plate.
  • Each plate-like member 130 is a substantially C-shaped iron piece as shown in FIG. 14A.
  • the plate-like member 130 has an outer peripheral side magnetic pole part 131 and an inner peripheral side magnetic pole part 133 that form two corresponding sides, and a connecting part 132 that is one side connecting them.
  • the basic shape of each plate member 130 is the same.
  • the outer peripheral side magnetic pole portion 121 of the yokes 120 ⁇ / b> A and 120 ⁇ / b> B is constituted by the outer peripheral magnetic pole portion 131 of the plate member 130 by laminating a predetermined number of the plate members 130 in the thickness direction. Has been.
  • the inner circumferential magnetic pole portion 133 of the plate member 130 constitutes the inner circumferential magnetic pole portion 123 of the yokes 120A and 120B.
  • the connecting portion 132 of the plate-like member 130 constitutes the connecting portion 122 of the yokes 120A and 120B.
  • each of the yokes 120A and 120B is configured by laminating seven plate members 130.
  • the first yokes 120A and 120B are assembled radially to the coil bobbin 110 so that the outer peripheral side magnetic pole portion 121 comes to the outer diameter side.
  • the yokes 120A and 120B are not simply arranged on a plane along the radial direction, but on a plane inclined with respect to the radial direction ( It is arrange
  • the first yoke 120A and the second yoke 120B are alternately arranged in the circumferential direction and are arranged radially when viewed from the center of the coil 140. Accordingly, when the first yoke 120A and the second yoke 120B are simply arranged on a plane along the radial direction, the positions of the inner peripheral side magnetic pole portions 123 of the adjacent first yoke 120A and second yoke 120B are circular. It will shift in the circumferential direction. If it does so, the inner peripheral side magnetic pole part 123 of the adjacent 1st yoke 120A and the 2nd yoke 120B cannot be magnetically connected on a one-to-one basis.
  • the central axis O of the hub shaft and the circumferential center QA of the outer circumferential surface of the outer circumferential magnetic pole portion 121 of the first yoke 120A (hereinafter referred to as the first yoke arrangement position QA). ) Is set as the first yoke arrangement reference surface SA0.
  • a plane that includes the first yoke arrangement position QA is parallel to the central axis O of the hub shaft, and is inclined by an angle ⁇ A in the circumferential one side RA with respect to the first yoke arrangement reference surface SA0. It is set as an actual arrangement surface SA1 of one yoke.
  • the first yoke 120A is arranged on the actual arrangement surface SA1 of the first yoke.
  • the center axis O of the hub shaft, the circumferential center QB of the outer peripheral surface of the outer peripheral side magnetic pole portion 121 of the second yoke 120B (hereinafter referred to as the second yoke arrangement position QB), Is set as the second yoke arrangement reference plane SB0.
  • a plane that includes the second yoke arrangement position QB is parallel to the central axis O of the hub shaft, and is inclined by the angle ⁇ B to the other circumferential side RB with respect to the second yoke arrangement reference surface SB0. It is set as an actual arrangement surface SB1 of two yokes.
  • the second yoke 120B is arranged on the actual arrangement surface SB1 of the second yoke.
  • FIG. 13B and FIG. 13B are combined on the intersection line SC (see FIG. 12) between the actual arrangement surface SA1 of the first yoke and the actual arrangement surface SB1 of the second yoke as shown by the arrows FP and FQ in FIG. 13A.
  • tip 123a of the inner peripheral side magnetic pole part 123 of the 2nd yoke 120B are mutually contact
  • the inner peripheral side magnetic pole part 123 of the first yoke 120A and the inner peripheral side magnetic pole part 123 of the second yoke 120B are magnetically connected in a one-to-one relationship.
  • each yoke 120A, 120B is arranged on a plane (actual arrangement surfaces SA1, SB1 of the yoke) inclined with respect to the radial direction. That is, as shown in FIG. 11 and FIG. 12, the guide grooves 113A and 113B of the first flange 112A and the second flange 112B of the coil bobbin 110 are also inclined at the same inclination angle ⁇ A with respect to the radial direction. It is formed to have ⁇ B.
  • the engaging grooves 114A and 114B are formed so as to follow the inclination of the guide grooves 113A and 113B.
  • the support grooves 115A and 115B for accommodating and supporting the tips of the outer peripheral side magnetic pole portions 121 of the counterpart yokes 120A and 120B the dimensional accuracy of the engagement grooves 114B and 114A corresponding to the positions in the circumferential direction is slightly increased. It is formed with a margin.
  • the first yoke 120A and the second yoke 120B are alternately inserted into the coil bobbin 110 from one axial P side and the other axial Q side. That is, the connecting portion 122 of each yoke 120A, 120B is fitted into each guide groove 113A, 113B of the first flange 112A and the second flange 112B of the coil bobbin 110.
  • the base ends of the outer peripheral side magnetic pole portions 121 of the respective yokes 120A and 120B are fitted into the respective engaging grooves 114A and 114B of the first flange 112A and the second flange 112B of the coil bobbin 110.
  • the tips of the outer magnetic pole portions 121 of the yokes 120A and 120B are accommodated in the engaging grooves 114A and 114B of the second flange 112B and the first flange 112A on the mating side of the coil bobbin 110, respectively.
  • the inner peripheral side magnetic pole portion 123 of each yoke 120 ⁇ / b> A, 120 ⁇ / b> B is inserted along the inner peripheral surface of the coil bobbin 110.
  • the tips of the inner peripheral side magnetic pole portions 123 of the yokes 120A and 120B are brought into contact with each other and brought into contact with each other.
  • the yokes 120A and 120B are mounted so as to surround the coil 140.
  • the outer peripheral side magnetic pole part 121 of the first yoke 120A and the outer peripheral side magnetic pole part 121 of the second yoke 120B are wound on the body 111 of the coil bobbin 110. On the outer peripheral side, they are alternately arranged at intervals in the circumferential direction. Further, the inner peripheral side magnetic pole part 123 of the first yoke 120A and the inner peripheral side magnetic pole part 123 of the second yoke 120B are arranged on the inner peripheral side of the ring-shaped coil 140 wound around the body part of the coil bobbin 110.
  • the guide groove 113A of the first flange 112A of the coil bobbin 110 serves to position the first yoke 120A on the actual arrangement surface SA1 of the first yoke.
  • the guide groove 113B of the second flange 112B serves to position the second yoke 120B on the actual arrangement surface SB1 of the second yoke.
  • the plurality of yokes 120 ⁇ / b> A and 120 ⁇ / b> B are held so as not to rotate with respect to the coil bobbin 110.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining a problem of interference between adjacent yokes.
  • FIG. 16A is a diagram for explaining the problem of the air gap between the outer peripheral edge of each yoke and the inner peripheral surface of the permanent magnet, and illustrates that the air gap varies due to the yoke being disposed obliquely. Figure to do.
  • FIG. 16B is a view for explaining the problem of the air gap between the outer peripheral edge of each yoke and the inner peripheral surface of the permanent magnet.
  • FIG. 16B shows the plate-like members constituting the yoke in order to make the air gap uniform. The figure which shows the state which adjusted the position of the outer periphery.
  • the notch part 135 which avoids interference of the inner peripheral ends of adjacent yoke 120A is provided in at least one of the circumferential direction one end side or the other end side of the inner peripheral magnetic pole part 123. The same applies to the other yoke 120B.
  • the inclination direction of the actual arrangement surface SA1 of the first yoke with respect to the arrangement reference surface SA0 of the first yoke 120A and the inclination direction of the actual arrangement surface SB1 of the second yoke with respect to the arrangement reference surface SB0 of the second yoke 120B are as follows. It is defined as the yoke tilt direction. Further, the seven laminated plate-like members 130 are denoted by reference numerals 130-1 to 130-7 that are distinguished from the front side to the rear side in the tilt direction.
  • the position of the radially inner peripheral end of the laminated plate member (for example, plate member 130-1) located on the front side in the inclination direction of the yoke 120A (120B) is the position in the inclination direction of the yoke 120A (120B).
  • the dimensions of the laminated plate members 130 are determined so that they are radially outward from the position of the radially inner peripheral edge of the laminated plate member (eg, plate member 130-7) located on the rear side. ing.
  • the radial dimension K1 of the plate member 130-1 located at the front end in the inclination direction of the first yoke 120A (120B) is positioned next to the plate member 130-1 next to the front side.
  • the dimension K3 is set to be smaller than the radial dimension K2 of the plate member 130-2.
  • the radial dimension K2 of the plate member 130-2 is larger than the radial dimension K4 of the plate members 130-3 to 130-7 located behind the plate member 130-2 in the inclination direction. Only small is set.
  • the adjacent yoke 120A (120B) has a front end in the inclination direction of the inner peripheral end of the inner magnetic pole portion 123 of the yoke 120A (120B).
  • a notch 135 that avoids interference with the inner peripheral end of the inner peripheral magnetic pole portion 123 is secured.
  • the radial dimensions of the plate-like members 130-2 to 130-7 are set to be the same, and the radial dimension of the plate-like member 130-1 located at the foremost end in the inclined direction is set. Only K1 may be set shorter than the radial dimension of the other plate-like members 130-2 to 130-7.
  • the radial dimension after the third plate member 130-3 from the plate member 130-1 at the foremost end in the tilt direction is also the plate members 130-3 to 130-7 located at the rear in the tilt direction. You may set so that a radial direction dimension may become long so that.
  • the problem of the outer peripheral ends of the yokes 120A and 120B will be described.
  • the laminated plate-like member for example, the plate-like member 130-1
  • the position of the radially outer end of the laminated plate member (for example, the plate member 130-7) located on the rear side in the inclination direction of the yokes 120A and 120B is more radially inward than the position of the radially outer end of It will be in the shape of being retracted.
  • the air gaps d1 to d7 are biased.
  • the gaps (air gaps) d1 to d7 between the outer peripheral ends of the plate-like members 130-1 to 130-7 and the inner peripheral surface 22a of the permanent magnet 22 are d1 ⁇ d2 ⁇ d3 ⁇ d4 ⁇ d5. ⁇ D6 ⁇ d7.
  • the position of the radially outer peripheral end of the laminated plate member (for example, the plate member 130-1) located on the front side in the inclination direction of each yoke 120A, 120B. Accordingly, the position of the radially outer end of the laminated plate member (for example, plate member 130-7) located on the rear side in the inclination direction of the yokes 120A and 120B is set to protrude radially outward. is doing.
  • the protruding dimension of the outer peripheral edge of the outer peripheral side magnetic pole portion 121 of each yoke 120A, 120B toward the outer diameter side is a laminated plate member 130- positioned at the front end in the inclination direction of each yoke 120A, 120B. From the minimum value m1 of 1 to the maximum value m2 of the stacked plate-like members 130-7 positioned at the rear end in the inclination direction of the yokes 120A and 120B, it is changed stepwise in accordance with the stacking order. By doing so, the gaps (air gaps) d1 to d7 between the outer peripheral edge of each of the yokes 120A and 120B and the inner periphery of the permanent magnet 22 can be made uniform.
  • the following method can also be adopted. That is, it is possible to adopt a method in which the dimensions of the plate-like member 130 laminated on the front side and the rear side in the tilt direction are made different.
  • a method of shifting the stacking positions of the plate-like members 130 stacked on the front side and the rear side in the tilt direction can be employed.
  • the power generation of the hub dynamo 10 configured as described above is performed in the following manner. That is, when the front wheel 5 rotates, the rotor 20 connected to the front wheel 5 by the spoke 2 rotates around the hub shaft 11 together with the front wheel 5. Then, the permanent magnet 22 rotates around the stator 101.
  • the outer peripheral side magnetic pole part 121 of the first yoke 120A on the one axial side P side becomes the N pole
  • the outer peripheral side magnetic pole part 121 of the second yoke 120B on the other axial side Q side becomes the S pole.
  • the state and the state where the outer peripheral side magnetic pole part 121 of the first yoke 120A on the one side P in the axial direction is the S pole and the outer side magnetic pole part 121 of the second yoke 120B on the other side in the axial direction are the N poles alternately. Repeated.
  • an alternating magnetic flux is generated in the inner peripheral side magnetic pole portion 123 of both yokes 120A and 120B that magnetically couple them. Due to the alternating magnetic flux generated on the inner peripheral side of the coil, a current flows through the coil 140 of the stator 101 to generate power.
  • each yoke 120A, 120B is a laminated body of a plurality of plate-like members 130, so that generation of eddy current can be suppressed. it can.
  • the first yoke 120A and the second yoke 120B are not flat on the plane along the radial direction (yoke arrangement reference planes SA0, SB0), but on the plane inclined with respect to the radial direction (actual yoke). Arranged on the arrangement surfaces SA1, SAB1). For this reason, the inner peripheral side magnetic pole part 123 of the first yoke 120A and the inner peripheral side magnetic pole part 123 of the second yoke 120B can be brought into contact with each other in a one-to-one relationship.
  • a gap G as shown in FIG. 17B is generated on the contact surface between the first yoke 120A and the second yoke 120B due to variations due to dimensional tolerances of the yokes 120A and 120B. Can be eliminated, and the adhesion degree of the contact surface can be increased. As a result, the magnetic connection between the yokes 120A and 120B can be stabilized and the iron loss can be reduced, and the efficiency can be improved.
  • the first yoke 120A and the second yoke 120B can be connected one-to-one. For this reason, the required number of yokes 120A and 120B can be reduced. For example, when the output is reduced to 75% from the state of 100% output shown in FIG. 18, the number of yokes 120A and 120B may be simply reduced to 3/4 as shown in FIG. When the output is reduced to 50%, as shown in FIG. 20, the number of yokes 120A and 120B used may be simply reduced to 1 ⁇ 2.
  • the first yoke 120A and the second yoke 120B can be connected in a one-to-one relationship. For this reason, when the output is adjusted downward from 100% to 50% and 25%, for example, as shown in FIGS. 21A and 21C, if the first yoke 120A and the second yoke 120B are reduced by the same number, The necessary number of yokes 120A and 120B can be reduced.
  • the comparative example example of the conventional publication
  • one yoke for example, the second yoke 120B
  • the output is 25%.
  • half of the total number of both yokes 120A and 120B must be used.
  • the necessary number of yokes can be reduced during output adjustment, which is advantageous in terms of cost and weight.
  • the axial ends of the yokes 120A and 120B are engaged with the guide grooves 113A and 113B of the flanges 112A and 112B of the coil bobbin 110 and the engagement grooves 114A and 114B.
  • the yoke can be positioned on a plane (actual arrangement surfaces SA1 and SB1 of the yoke) inclined with respect to the radial direction. Therefore, by assembling the yokes 120A and 120B to the coil bobbin 110, the positional relationship between the coil 140 wound around the coil bobbin 110 and the yokes 120A and 120B can be appropriately determined.
  • the laminated yokes (the first yoke 120A and the second yoke 120B) are inclined with respect to the radial direction, the outer peripheral edges of the yokes 120A and 120B Peripheral edge) and the inner peripheral surface 22a of the permanent magnet 22 can contribute to the uniformization of the gap (air gap). As a result, power generation efficiency can be increased.
  • each yoke 120A, 120B is provided with a notch 135 that avoids interference between the inner peripheral ends of adjacent yokes. For this reason, interference between the inner peripheral portions of the adjacent yokes 120A and 120B can be avoided, and the yokes 120A and 120B can be densely arranged in the circumferential direction. Therefore, the number of yokes can be increased.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
  • the number of stacked plate members 130 when forming the yokes 120A and 120B may be arbitrarily determined.
  • the number of yokes 120A and 120B at 100% output is not limited to 32.
  • the number of stators 101 is not limited to one, and two or three stators 101 may be arranged on the hub shaft 11.
  • stator unit 100 is configured by one stator 101 .
  • the present invention is not limited to this, and the stator unit 100 may be configured by arranging two or more stators 101 side by side with the hub shaft 11. In this case, an alternating current having a phase shift can be generated by shifting the phases of the two stators 101.

Landscapes

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Abstract

第１ヨーク（１２０Ａ）と第２ヨーク（１２０Ｂ）を半径方向に対して傾斜した平面上に配置し、第１ヨークの実配置面（ＳＡ１）と第２ヨークの実配置面（ＳＢ１）との交差線（ＳＣ）上に、第１ヨークの内周側磁極部（１２３）の先端（１２３ａ）と第２ヨークの内周側磁極部（１２３）の先端（１２３ａ）とを当接させた。

Description

ハブダイナモ
　本発明は、ハブダイナモに関するものである。
　本願は、２０１６年１２月２１日に、日本に出願された特願２０１６－２４８２４２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　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、ハブ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。
　一般に、ハブダイナモは、車輪側に永久磁石を備えたロータを配設している。そして、そのロータが、ハブ軸側に設けたステータの周囲にて回転することで、ステータに備わるコイルで発電する。
　このハブダイナモにおけるステータとして、コイルが巻回されたコイルボビンの軸方向一方側と他方側に複数の第１ヨークと複数の第２ヨークとを配置しているものが知られている。ステータとして、第１ヨークの外周側磁極部（ティース部）と第２ヨークの外周側磁極部（ティース部）とが円周方向に交互に並ぶように、第１ヨークおよび第２ヨークをコイルボビンに組み付けたクローポール型が知られている。
　例えば、特許文献１に記載のハブダイナモでは、第１ヨークおよび第２ヨークの各ヨークが、磁性体からなる複数の平坦な板状部材をコイルの半径方向と直交する方向に積層した積層ヨークとして構成されている。各ヨークは、それぞれ側面視Ｃ字状をなしている。
　すなわち、第１ヨークは、外周側磁極部と、内周側磁極部と、連結部と、を有する側面視Ｃ字形をなしている。外周側磁極部は、コイルの外周側に位置してコイルの軸方向一端側から軸方向他端側に先端を延ばしている。内周側磁極部は、コイルの内周側に位置してコイルの軸方向一端側から軸方向他端側に向けた中間位置まで先端を延ばしている。連結部は、コイルの軸方向一端側に半径方向に沿って直線状に延在し外周側磁極部と内周側磁極部の基端同士を連結する。
　また、第２ヨークは、外周側磁極部と、内周側磁極部と、連結部と、を有する側面視Ｃ字形をなしている。外周側磁極部は、コイルの外周側に位置してコイルの軸方向他端側から軸方向一端側に先端を延ばしている。内周側磁極部は、コイルの内周側に位置してコイルの軸方向他端側から軸方向一端側に向けた中間位置まで先端を延ばしている。連結部は、コイルの軸方向他端側に半径方向に沿って直線状に延在し外周側磁極部と前記内周側磁極部の基端同士を連結する。
　そして、コイルの内周側に、第１ヨークの内周側磁極部の先端と第２ヨークの内周側磁極部の先端とを当接させる。それにより、第１ヨークと第２ヨークとが磁気的に接続されている。
　上記の第１ヨークおよび第２ヨークは、円周方向に交互に並ぶと共に、コイルの中心から見て放射状に半径方向に沿って配置されている。従って、隣接する第１ヨークと第２ヨークの内周側磁極部の位置は、円周方向にずれている。このため、第１ヨークと第２ヨークの内周側磁極部が周方向に密に配列されている場合であっても、１つの第１ヨークの内周側磁極部の先端は、隣接する２つの第２ヨークの内周側磁極部の先端に跨がって当接することになる。同様に、１つの第２ヨークの内周側磁極部の先端は、隣接する２つの第１ヨークの内周側磁極部の先端に跨がって当接することになる。つまり、第１ヨークの内周側磁極部と第２ヨークの内周側磁極部は、１対２の関係で互いに当接することになる。
特許第５３５７９３７号公報
　上記のハブダイナモのステータを実際に組み立てる場合、コイルボビンに対して、軸方向一方側から第１ヨークを挿入し、軸方向他方側から第２ヨークを挿入する。その際、例えば、第１ヨークの内周側磁極部の先端が当接する２つの第２ヨークの内周側磁極部のうち、一方の第２ヨークの内周側磁極部の挿入方向寸法が他方の第２ヨークの内周側磁極部の挿入方向寸法より短い場合（つまり、隣接する２つの第２ヨークの内周側磁極部の挿入方向寸法にバラツキがある場合）、以下のようなことがある。
　すなわち、第１ヨークの内周側磁極部の先端は、挿入方向寸法の長い一方の第２ヨークの内周側磁極部の先端にのみ当接し、他方の第２ヨーク内周側磁極部の先端には当接せずに、第１ヨークの内周側磁極部の先端と他方の第２ヨーク内周側磁極部の先端との間に隙間が生じることがある。このように、寸法公差等による当接面のバラツキにより、ヨーク同士の突き合せ部に隙間が生じると、ヨークの鉄損が大きくなり、性能が低下する可能性がある。
　本発明は、ヨークの寸法的なバラツキを吸収することができて、ヨーク同士の当接面に隙間が生じないようにして、性能の向上が図れるようにしたハブダイナモを提供する。
　本発明の第１の態様によれば、ハブダイナモは、車輪と共に回転するハブシェルおよび該ハブシェルの胴部内周に円周状に配置された永久磁石を有するロータと、前記車輪を回転自在に支持するハブ軸に回転不能に固定されると共に、前記ハブシェルの内部に収容された状態で前記永久磁石の内周側に配置され、前記ロータの回転により交番電流を出力するリング状のコイルを有したステータと、を具備するハブダイナモであって、前記ステータは、ステータコアとして、前記リング状のコイルを包囲するように軸方向一方側と軸方向他方側に配置され、且つ、周方向に間隔をあけて放射状に配置されると共に周方向に交互に配置された複数の第１ヨークおよび複数の第２ヨークを有し、前記第１ヨークは、前記コイルの外周側に位置して前記コイルの軸方向一端側から軸方向他端側に先端を延ばした外周側磁極部と、前記コイルの内周側に位置して前記コイルの軸方向一端側から軸方向他端側に向けた中間位置まで先端を延ばした内周側磁極部と、前記コイルの軸方向一端側に直線状に延在し前記外周側磁極部と前記内周側磁極部の基端同士を連結する連結部と、を有し、前記第２ヨークは、前記コイルの外周側に位置して前記コイルの軸方向他端側から軸方向一端側に先端を延ばした外周側磁極部と、前記コイルの内周側に位置して前記コイルの軸方向他端側から軸方向一端側に向けた中間位置まで先端を延ばした内周側磁極部と、前記コイルの軸方向他端側に直線状に延在し前記外周側磁極部と前記内周側磁極部の基端同士を連結する連結部と、を有し、前記第１ヨークおよび前記第２ヨークは、磁性体からなる複数の平坦な板状部材を積層した積層ヨークとして構成され、前記第１ヨークおよび前記第２ヨークの配置に際し、前記ステータの外周面上に、周方向に間隔をおいて交互に前記第１ヨークの配置位置および第２ヨークの配置位置が設定され、前記ハブ軸の中心軸線と前記第１ヨークの前記外周側磁極部における外周面側の周方向中央とを含む平面が前記第１ヨークの配置基準面として設定されると共に、前記第１ヨークの配置基準面に対して周方向一方側に傾斜した平面が前記第１ヨークの実配置面として設定されることにより、前記第１ヨークの実配置面上に前記第１ヨークが配置され、前記ハブ軸の中心軸線と前記第２ヨークの前記外周側磁極部における外周面側の周方向中央とを含む平面が前記第２ヨークの配置基準面として設定されると共に、前記第２ヨークの配置基準面に対して周方向他方側に傾斜した平面が前記第２ヨークの実配置面として設定されることにより、前記第２ヨークの実配置面上に前記第２ヨークが配置され、前記第１ヨークの実配置面と前記第２ヨークの実配置面との交差線上に、前記第１ヨークの前記内周側磁極部の先端と前記第２ヨークの前記内周側磁極部の先端とが当接している。
　この場合、半径方向に沿った平面上ではなく、半径方向に対して傾斜した平面（ヨークの実配置面）上にヨークを配置している。このため、第１ヨークの内周側磁極部と第２ヨークの内周側磁極部とを１対１の関係で当接させることができる。従って、ヨークの寸法公差等によるバラツキにより第１ヨークと第２ヨークの当接面に隙間が生じるのを無くすことができ、当接面の密着度を高めることができる。その結果、ヨークの磁気的接続を安定させて鉄損を減少することができる。また、第１ヨークと第２ヨークの接続が１対１の関係でできることにより、出力を１００％の状態から例えば７５％、５０％、２５％と下方に調整する際に、第１ヨークと第２ヨークを同じ個数だけ減らせばよくなる。このため、ヨークの必要本数を少なく済ませることができる。
　本発明の第２の態様によれば、本発明の第１の態様に係るハブダイナモであって、前記ステータは、非磁性材料よりなるコイルボビンを有し、該コイルボビンは、前記コイルが巻回された円筒状の胴部と、該胴部の軸線方向両端部外周に設けられた第１フランジおよび第２フランジと、を有し、前記第１フランジに、前記第１ヨークの軸方向一端部が係合されることにより前記第１ヨークを前記第１ヨークの実配置面上に位置決めするガイド部が設けられ、前記第２フランジに、前記第２ヨークの軸方向他端部が係合されることにより前記第２ヨークを前記第２ヨークの実配置面上に位置決めするガイド部が設けられている。
　この場合、コイルボビンの第１フランジのガイド部に第１ヨークの軸方向一端部を係合させることにより、第１ヨークを第１ヨークの実配置面上に位置決めすることができる。また、コイルボビンの第２フランジのガイド部に第２ヨークの軸方向一端部を係合させることにより、第２ヨークを第２ヨークの実配置面上に位置決めすることができる。従って、第１ヨークおよび第２ヨークをコイルボビンに組み付けることで、コイルボビンに巻回されたコイルとヨークの位置関係を適正に定めることができる。
　本発明の第３の態様によれば、本発明の第２の態様に係るハブダイナモであって、前記ガイド部は、前記第１フランジの軸方向端部に設けられ、前記第１ヨークの前記連結部が嵌まることにより前記第１ヨークを前記第１ヨークの実配置面上に位置決めする第１ヨーク連結部ガイド溝と、前記第２フランジの軸方向端部に設けられ、前記第２ヨークの前記連結部が嵌まることにより前記第２ヨークを前記第２ヨークの実配置面上に位置決めする第２ヨーク連結部ガイド溝と、を有する。
　この場合、コイルボビンの軸方向端部に設けられた第１ヨーク連結部ガイド溝および第２ヨーク連結部ガイド溝のそれぞれに、各ヨークの連結部を嵌めることにより、ヨークを適正に位置決めしながらコイルボビンに組み付けることができる。
　本発明の第４の態様によれば、本発明の第２の態様または第３の態様に係るハブダイナモであって、前記ガイド部は、前記第１フランジの外周面に設けられ、前記第１ヨークの前記外周側磁極部が嵌まることにより前記第１ヨークを前記第１ヨークの実配置面上に位置決めする第１ヨーク外周側ガイド溝と、前記第２フランジの外周面に設けられ、前記第２ヨークの前記外周側磁極部が嵌まることにより前記第２ヨークを前記第２ヨークの実配置面上に位置決めする第２ヨーク外周側ガイド溝と、を有する。
　この場合、コイルボビンの外周面に設けられた第１ヨーク外周側ガイド溝および第２ヨーク外周側ガイド溝のそれぞれに、各ヨークの外周側磁極部を嵌めることにより、ヨークを適正に位置決めしながらコイルボビンに組み付けることができる。
　本発明の第５の態様によれば、本発明の第１の態様から第４の態様のいずれか一の態様に係るハブダイナモは、前記第１ヨークの配置基準面に対する前記第１ヨークの実配置面の傾斜方向、および前記第２ヨークの配置基準面に対する前記第２ヨークの実配置面の傾斜方向を、それぞれ各ヨークの傾斜方向とするとき、前記第１ヨークおよび前記第２ヨークの傾斜方向の後方側に位置する積層された前記板状部材の径方向外周端の位置が、前記第１ヨークおよび前記第２ヨークの傾斜方向の前方側に位置する積層された前記板状部材の径方向外周端の位置に対し、径方向外方に突出している。
　この場合、複数枚の板状部材を積層した第１ヨークおよび第２ヨークの外周縁（各ヨークの外周側磁極部の外周縁）と永久磁石の内周面との間の隙間（エアギャップ）の均一化に貢献することができる。
　すなわち、ヨークを半径方向に対して傾斜して配置すると、傾斜方向の前方側に位置する積層板状部材の径方向外周端の位置より、前記ヨークの傾斜方向の後方側に位置する積層板状部材の径方向外周端の位置の方が径方向内方に引っ込んだ形になる。つまり、傾斜方向の前方側の位置における積層板状部材の径方向外周端と永久磁石の内周との間の隙間（エアギャップ）より、傾斜方向の後方側の位置における積層板状部材の径方向外周端と永久磁石の内周との間の隙間（エアギャップ）の方が大きくなり、エアギャップに偏りが生じる。
　このため、上記のように、各ヨークの傾斜方向の前方側に位置する積層板状部材の径方向外周端の位置に対し、ヨークの傾斜方向の後方側に位置する前記積層板状部材の径方向外周端の位置を、径方向外方に突出させる。つまり、永久磁石に対向する面のヨークの外周縁の寸法を調整する。そうすることにより、各ヨークの外周縁と永久磁石の内周面との間の隙間（エアギャップ）の均一化を図ることができる。その結果、発電効率を高めることができる。
　各ヨークの傾斜方向の前方側に位置する積層板状部材の径方向外周端の位置に対し、ヨークの傾斜方向の後方側に位置する前記積層板状部材の径方向外周端の位置を、径方向外方に突出させる方法としては、傾斜方向の前方側と後方側に積層する板状部材の寸法を異ならせる方法を採用することができる。その他に、傾斜方向の前方側と後方側に積層する板状部材の積層位置をずらす方法を採用することができる。
　本発明の第６の態様によれば、本発明の第１の態様から第５の態様のいずれか一の態様に係るハブダイナモは、前記第１ヨークおよび前記第２ヨークの内周端の周方向一端側または他端側の少なくとも一方に、周方向で隣接する他の第１ヨークおよび第２ヨークの内周端同士の干渉を避ける切欠部が設けられている。
　この場合、隣接するヨークの内周部同士の干渉を避けることができて、ヨークを円周方向に密に配置することが可能になる。すなわち、放射状にヨークを配置した場合、隣接するヨークの内周部が干渉することにより、ヨークの配置個数に制限が生じることがある。このため、上記のように干渉を避ける切欠部を設けることにより、ヨークの配置個数を増やせるようになる。
　本発明に係るハブダイナモによれば、半径方向に沿った平面上ではなく、半径方向に対して傾斜した平面（ヨークの実配置面）上にヨークを配置している。このため、第１ヨークの内周側磁極部と第２ヨークの内周側磁極部とを１対１の関係で当接させることができる。従って、ヨークの寸法公差等によるバラツキにより第１ヨークと第２ヨークの当接面に隙間が生じるのを無くすことができ、当接面の密着度を高めることができる。その結果、ヨークの磁気的接続を安定させて鉄損を減少することができる。また、第１ヨークと第２ヨークの接続が１対１の関係でできることにより、出力を１００％の状態から７５％、５０％、２５％と下方に調整する際に、第１ヨークと第２ヨークを同じ個数だけ減らせばよくなり、ヨークの必要本数を少なく済ませることができる。このため、ハブダイナモの軽量化およびコストダウンに寄与することができる。
本発明の実施形態におけるハブダイナモの取付概要図。 本発明の実施形態におけるハブダイナモの側面図。 本発明の実施形態におけるハブダイナモの断面図。 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ユニットの斜視図。 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ユニットの側面図。 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。 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分解斜視図。 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コイルボビンの斜視図。 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コイルボビンにコイルを巻いた状態を示す斜視図。 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半断面図。 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軸方向から見た図であり、図６のＥＡ矢視図。 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軸方向から見た図であり、図６のＥＢ矢視図。 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第１ヨークと第２ヨークの配置角度を説明するための軸方向から見た１組のヨークとコイルボビンの図。 本発明の実施形態における第１ヨークと第２ヨークを組み合わせる前の状態を示す斜視図。 本発明の実施形態における第１ヨークと第２ヨークを組み合わせた後の状態を示す斜視図。 図１３（ｂ）のＦ矢視図。 本発明の実施形態におけるヨークを構成する１枚の板状部材の斜視図。 本発明の実施形態における板状部材を積層して構成したヨークの斜視図。 本発明の実施形態における連結部側から見たヨークの斜視図。 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隣接ヨーク間の干渉の問題を説明するための図。 本発明の実施形態におけるヨークが斜めに配置されることでエアギャップにバラツキが生じることを説明するための図。 本発明の実施形態におけるエアギャップの均一化を図るためにヨークを構成する各板状部材の外周縁の位置を調節した状態を示す図。 本発明の実施形態における第１ヨークと第２ヨークが１対１の関係で当接していることにより当接面に隙間が生じない例を示す図。 本発明の実施形態における第１ヨークと第２ヨークが１対２の関係で当接していることにより当接面に隙間が生じる可能性があることを示す比較例を示す図。 本発明の実施形態におけるハブダイナモのヨークの配置個数の説明図で、第１ヨークと第２ヨークを全数配備した１００％出力時の状態を示す図。 本発明の実施形態におけるハブダイナモのヨークの配置個数の説明図で、第１ヨークと第２ヨークを２５％間引きした７５％出力時の状態を示す図。 本発明の実施形態におけるハブダイナモのヨークの配置個数の説明図で、第１ヨークと第２ヨークを５０％間引きした５０％出力時の状態を示す図。 本発明の実施形態におけるハブダイナモの効果を比較例と比べて示す説明図であり、５０％出力時の場合のヨークの必要個数を示す図。 本発明の実施形態におけるハブダイナモの効果を比較例と比べて示す説明図であり、５０％出力時の比較例の場合のヨークの必要個数を示す図。 本発明の実施形態におけるハブダイナモの効果を比較例と比べて示す説明図であり、２５％出力時の場合のヨークの必要個数を示す図。 本発明の実施形態におけるハブダイナモの効果を比較例と比べて示す説明図であり、２５％出力時の比較例の場合のヨークの必要個数を示す図。
　次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
　図１は、ハブダイナモ１０の取付概要図。以下の説明では、本発明に係るハブダイナモ１０を自転車１のハブ軸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。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ランプが使用されている。
（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によりハブ軸１１を介して回転可能に軸支されている。ハブ軸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。ハブ軸１１の軸方向中央の大部分には、ハブダイナモ１０が、ハブ軸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に電力を供給するものとして設けられている。
　ハブダイナモ１０は、ロータ２０（後述）と、ステータ１０１（後述）と、を備えている。ロータ２０は、前輪５のスポーク２に接続されて前輪５と共に、ハブ軸１１の周囲を回転する。ステータ１０１は、ロータ２０の内周側に位置する状態でハブ軸１１に回転不能に取り付けられている。
　以下、ハブ軸１１の中心軸線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、中心軸線Ｏ周りに沿った方向を周方向という。ハブ軸１１のうち、少なくともステータ１０１（後述）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、フロントフォーク３にハブダイナモ１０を固定するための雄ねじ部（不図示）が形成されている。
（ロータ）
　図２は、ハブダイナモ１０の側面図である。図３は、ハブダイナモ１０の断面図。
　図２、図３に示すように、ロータ２０は、ハブシェル３０を主体に構成されている。ハブシェル３０は、第２のエンドプレート３３と、第１のエンドプレート３２と、からなる。第２のエンドプレート３３は、略有底円筒状に一体成形された円筒状の胴部（筒部）３１および胴部３１の軸方向他方Ｑ側（図３における右側）に配置されている。第１のエンドプレート３２は、胴部３１の軸方向一方Ｐ側（図３における左側）の開口を塞いでいる。第１のエンドプレート３２は、胴部３１に圧入固定されている。
　ハブシェル３０の軸方向一方Ｐ側および軸方向他方Ｑ側の外周には、径方向外側に向かって張り出すフランジ部３４が形成されている。各フランジ部３４には、軸方向に貫通する支持孔３４ａが周方向に等間隔で複数形成されている。支持孔３４ａ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。左右のフランジ部３４の支持孔３４ａは、半ピッチ分だけ周方向に位相がずれて配置されている。
　第１のエンドプレート３２および第２のエンドプレート３３の内周には、それぞれベアリング（軸受）３５、３６の外輪が嵌合されている。ハブシェル３０を主体として構成されるロータ２０は、ベアリング３５、３６を介してハブ軸１１に回転可能に支持される。そうすることで、前輪５の回転と共にハブ軸１１を中心に回転する。すなわち、ロータ２０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３０の胴部３１の内周には、円筒状のリングヨーク２１を介して、例えばフェライト等により形成された永久磁石２２が配置されている。リングヨーク２１は、磁性金属材料（例えば、鉄）よりなる。リングヨーク２１を例えば鉄製にすることにより、ハブシェル３０をアルミ製として軽量化できる。永久磁石２２は、リングヨーク２１の内周に密着した状態で配置されている。永久磁石２２は、接着剤等により貼付されている。永久磁石２２を、胴部３１の内周面に沿って円筒状に配置することにより、永久磁石２２は、ステータ１０１の外周面全体を覆っている。
　永久磁石２２は、周方向に複数に分割された状態でハブシェル３０の胴部３１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２２の内周面には、等間隔でＮ極およびＳ極の磁極が周方向に沿って交互に着磁されている。永久磁石２２は、後述する第１ヨーク１２０Ａおよび第２ヨーク１２０Ｂの外周部と対向している。
　ハブ軸１１の軸方向中間部には大径部が形成されている。その大径部の外周に、ステータ１０１が取り付けられている。図３～図５に示すように、ステータ１０１は、その軸方向両端部に配したプレート部材４１、４３を介してスリーブナット４２および締付ナット４４によりハブ軸１１に位置決め固定されている。これらハブ軸１１およびステータ１０１などにより、ステータユニット１００が構成されている。
　ステータユニット１００の軸方向一方Ｐ側に配置されたスリーブナット４２の外周には、一方のベアリング３５の内輪が嵌合されている。このベアリング３５よりも軸方向外側にはコネクタ５０が設けられている。コネクタ５０の軸方向外側には、ナット５１が配置されている。このナット５１がハブ軸１１に螺合されることで、コネクタ５０がハブ軸１１に固定されると共に、ベアリング３５を介してハブ軸１１にハブシェル３０の一端側が回転自在に支持されている。
　ハブ軸１１の軸方向他方Ｑ側には、別のスリーブナット４５が配置されている。このスリーブナット４５の外周には、他方のベアリング３６の内輪が嵌合されている。このベアリング３６より軸方向外側には、カバー４６が設けられている。カバー４６の内周部には、ナット４７が配置されている。このナット４７がハブ軸１１に螺合されることで、カバー４６がハブ軸１１に固定されると共に、ベアリング３６を介してハブ軸１１にハブシェル３０の他端側が回転自在に支持されている。
（ステータ）
　次にステータ１０１の詳細について説明する。
　図６は、ステータ１０１の構成を示す斜視図。図７は、ステータ１０１の構成を示す分解斜視図。
　図６および図７に示すように、ステータ１０１は、筒状のコイルボビン１１０と、リング状のコイル１４０と、クローポール型のステータコア１２０と、により構成されている。コイルボビン１１０は、ハブ軸１１が挿通される合成樹脂製（非磁性材料製）である。コイル１４０は、イルボビン１１０に巻かれている。ステータコア１２０は、コイル１４０を内側に包囲するように組み立てられている。これらハブ軸１１、コイルボビン１１０、第１ヨーク１２０Ａおよび第２ヨーク１２０Ｂは、同軸上に配置されている。
　ここでは、クローポール型のステータコア１２０を構成する要素として、軸方向一方Ｐ側に、複数の第１ヨーク１２０Ａが配設されている。軸方向他方Ｑ側に、複数の第２ヨーク１２０Ｂが配設されている。これら複数の第１ヨーク１２０Ａおよび複数の第２ヨーク１２０Ｂは、周方向に一定間隔をあけて放射状に配置されると共に、周方向に交互に並ぶように配置されている。そして、各ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの外周部が、若干の間隙（エアギャップ）をあけて、永久磁石２２の内周面２２ａ（図３参照）と対向するように構成されている。
　ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの個数（極数）は、永久磁石２２の磁極数に関連して設定されている。本実施形態では、第１ヨーク１２０Ａが１６個、第２ヨーク１２０Ｂが１６個の合計３２個が一定間隔で設けられている。図示しないが、コイル１４０には配線が接続されている。配線は、ハブ軸１１に沿って外部へと引き出されている。
（コイルボビン）
　図８は、コイルボビンの斜視図。図９は、コイルボビンにコイルを巻いた状態を示す斜視図。
　図８および図９に示すように、コイルボビン１１０は、胴部１１１と、第１フランジ１１２Ａおよび第２フランジ１１２Ｂと、を有している。胴部１１１は、外周にコイル１４０が巻回される。第１フランジ１１２Ａおよび第２フランジ１１２Ｂは、胴部１１１の軸方向一方Ｐ側および軸方向他方Ｑ側の端部外周に径方向外方に張り出すように設けられている。
　第１フランジ１１２Ａの軸方向外側端面には、ガイド溝１１３Ａが設けられている。第１フランジ１１２Ａの外周面には、ガイド溝１１３Ａに対応する位置に、このガイド溝１１３Ａに連通する係合溝１１４Ａが設けられている。これらガイド溝１１３Ａおよび係合溝１１４Ａは、コイルボビン１１０に、第１ヨーク１２０Ａを位置決めして取り付けるためのものである。
　第２フランジ１１２Ｂの軸方向外側端面には、ガイド溝１１３Ｂが設けられている。第２フランジ１１２Ｂの外周面には、ガイド溝１１３Ｂに対応する位置に、このガイド溝１１３Ｂに連通する係合溝１１４Ｂが設けられている。これらガイド溝１１３Ｂおよび係合溝１１４Ｂは、コイルボビン１１０に、第２ヨーク１２０Ｂを位置決めして取り付けるためのものである。
　第１フランジ１１２Ａの外周面および第２フランジ１１２Ｂの外周面には、それぞれ各係合溝１１４Ａ、１１４Ｂの周方向の中間に位置させて、相手側の第２ヨーク１２０Ｂおよび第１ヨーク１２０Ａの先端を支持する支持溝１１５Ａ、１１５Ｂが設けられている。すなわち、第１ヨーク１２０Ａと第２ヨーク１２０Ｂが周方向に一定間隔で交互に配置されることから、第１フランジ１１２Ａの係合溝１１４Ａの周方向の位置と第２フランジ１１２Ｂの支持溝１１５Ｂの周方向の位置とが合致し、第２フランジ１１２Ｂの係合溝１１４Ｂの周方向の位置と第１フランジ１１２Ａの支持溝１１５Ａの周方向の位置とが合致している。これらガイド溝１１３Ａ、１１３Ｂ、係合溝１１４Ａ、１１４Ｂ、支持溝１１５Ａ、１１５Ｂの詳細については後述する。
（ヨーク）
　図１０は、ステータの斜視半断面図。図１１Ａは、ステータの軸方向から見た図であり、図６のＥＡ矢視図。図１１Ｂは、ステータの軸方向から見た図であり、図６のＥＢ矢視図。図１２は、ステータの第１ヨークと第２ヨークの配置角度を説明するための軸方向から見た１組のヨークとコイルボビンの図。図１３Ａは、第１ヨークと第２ヨークの配置角度を説明するための図で、第１ヨークと第２ヨークを組み合わせる前の状態を示す斜視図。図１３Ｂは、、第１ヨークと第２ヨークの配置角度を説明するための図で、第１ヨークと第２ヨークを組み合わせた後の状態を示す斜視図。図１３Ｃは、第１ヨークと第２ヨークの配置角度を説明するための図で、図１３ＢのＦ矢視図。図１４Ａは、各ヨークの構成を説明するための図で、ヨークを構成する１枚の板状部材の斜視図。図１４Ｂは、各ヨークの構成を説明するための図で、板状部材を積層して構成したヨークの斜視図。図１４Ｃは、各ヨークの構成を説明するための図で、連結部側から見たヨークの斜視図。
　図１３Ａ～図１３Ｃに１組の第１ヨーク１２０Ａおよび第２ヨーク１２０Ｂの組み合わせ例を取り出して示すように、第１ヨーク１２０Ａと第２ヨーク１２０Ｂは、コイルボビン１１０に組み付けられる向きが逆であるだけで、同じ構造のものであり、側面視Ｃ字形をなしている。
　すなわち、図１３Ａ～図１３Ｃおよび図７に示すように、第１ヨーク１２０Ａは、外周側磁極部１２１と、内周側磁極部１２３と、連結部１２２と、を有している。外周側磁極部１２１は、コイル１４０の外周側に位置してコイル１４０の軸方向一端側（Ｐ側）から軸方向他端側（Ｑ側）に先端を延ばしている。内周側磁極部１２３は、コイル１４０の内周側に位置してコイル１４０の軸方向一端側（Ｐ側）から軸方向他端側（Ｑ側）に向けた中間位置まで先端１２３ａを延ばしている。連結部１２２は、コイル１４０の軸方向一端側（Ｐ側）に半径方向に沿って直線状に延在し外周側磁極部１２１と内周側磁極部１２３の基端同士を連結する。
　第２ヨーク１２０Ｂは、外周側磁極部１２１と、内周側磁極部１２３と、連結部１２２と、を有している。外周側磁極部１２１は、コイル１４０の外周側に位置してコイル１４０の軸方向他端側（Ｑ側）から軸方向一端側（Ｐ側）に先端を延ばしている。内周側磁極部１２３は、コイル１４０の内周側に位置してコイル１４０の軸方向他端側（Ｑ側）から軸方向一端側（Ｐ側）に向けた中間位置まで先端を延ばしている。連結部１２２は、コイル１４０の軸方向他端側（Ｑ側）に半径方向に沿って直線状に延在し外周側磁極部１２１と内周側磁極部１２３の基端同士を連結する。
　外周側磁極部１２１の径方向外周縁は、ハブ軸１１と実質的に平行に配置されている。外周側磁極部１２１は、その径方向内周縁が先端に行くほど径方向外周縁に近づくように先窄まり形状に形成されている。外周側磁極部１２１の先端部では、径方向内周縁と径方向外周縁とが互いに平行になる。つまり、外周側磁極部１２１の径方向内周縁は、基端から先端に行く途中まで斜めに形成され、先端部で径方向外周縁に平行に形成されている。内周側磁極部１２３の径方向内周縁および径方向外周縁は、外周側磁極部１２１の外周縁と平行に形成されている。
　図１０に示すように、各ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの内周側磁極部１２３は、コイル１４０の内周側に位置するようにコイルボビン１１０の内周に挿入され、コイルボビン１１０の胴部１１１の内周面とハブ軸１１の外周面との間に位置している。そして、周方向に密に配列された各ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの内周側磁極部１２３によって囲まれるステータ中心孔１５０（図１１参照）にハブ軸１１が貫通固定されている（図４参照）。
（板状部材）
　図１４Ａ～図１４Ｃに示すように、第１ヨーク１２０Ａおよび第２ヨーク１２０Ｂの各々は、鉄等の磁性体からなる複数の平坦な板状部材１３０を板厚方向（コイル１４０の半径方向と直交する方向）に積層した積層ヨーク（積層体）として構成されている。板状部材１３０（積層板状部材とも言う）の材料としては、例えば、表面に酸化被膜が形成された珪素鋼板（より詳しくは無方向性珪素鋼板）が採用されている。これら板状部材１３０は、プレス等にて板材を打ち抜き成形したものである。板状部材１３０は、ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの形成に際して曲げ加工は施されておらず、平坦な板体として構成されている。
　個々の板状部材１３０は、図１４Ａに示すように、略Ｃの字型の鉄片である。板状部材１３０は、対応する二辺をなす外周側磁極部１３１および内周側磁極部１３３と、それらを連結する一辺となる連結部１３２と、を有している。
　各板状部材１３０の基本的な形状は同じである。図１４Ｂおよび図１４Ｃに示すように、所定枚数の板状部材１３０を板厚方向に積層することにより、板状部材１３０の外周側磁極部１３１によりヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの外周側磁極部１２１が構成されている。板状部材１３０の内周側磁極部１３３により、ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの内周側磁極部１２３が構成されている。板状部材１３０の連結部１３２によりヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの連結部１２２が構成されている。本例では、各ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂは、７枚の板状部材１３０を積層することで構成されている。
　第１ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂは、図７に示すように、外周側磁極部１２１が外径側に来るようにコイルボビン１１０に、軸方向から見て放射状に組み付けられている。第１ヨーク１２０Ａおよび第２ヨーク１２０Ｂは、周方向に一定の間隔（本例では、中心角＝３６０°／３２）をおいて交互に並ぶように配設されている。
　ここで重要なことは、図１１～図１３に示すように、各ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂが、単に半径方向に沿った平面上に配設されるのではなく、半径方向に対して傾斜した平面（後述するヨークの実配置面）上に配置されていることである。
　前述したように、第１ヨーク１２０Ａおよび第２ヨーク１２０Ｂは、円周方向に交互に並ぶと共にコイル１４０の中心から見て放射状に配置されている。従って、第１ヨーク１２０Ａおよび第２ヨーク１２０Ｂが単に半径方向に沿った平面上に配設されていると、隣接する第１ヨーク１２０Ａと第２ヨーク１２０Ｂの内周側磁極部１２３の位置は円周方向にずれることになる。そうすると、隣接する第１ヨーク１２０Ａと第２ヨーク１２０Ｂの内周側磁極部１２３を、１対１で磁気的に接続することはできない。
　このため、第１ヨーク１２０Ａおよび第２ヨーク１２０Ｂが、半径方向に対して傾斜した平面上に配置されている。すなわち、図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１２に示すように、まず、各ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの配置に際して、ステータ１０１の外周面上に、周方向に間隔（θ＝１１．２５°＝３６０°／３２）をおいて、交互に第１ヨークの配置位置ＱＡおよび第２ヨークの配置位置ＱＢが設定されている。
　次に、図１１Ａおよび図１２に示すように、ハブ軸の中心軸線Ｏと、第１ヨーク１２０Ａの外周側磁極部１２１における外周面の周方向中央ＱＡ（以下、第１ヨークの配置位置ＱＡという）と、を含む平面が第１ヨークの配置基準面ＳＡ０として設定される。これに加え、第１ヨークの配置位置ＱＡを含みハブ軸の中心軸線Ｏに平行で、且つ第１ヨークの配置基準面ＳＡ０に対して周方向一方側ＲＡに角度αＡだけ傾斜した平面が、第１ヨークの実配置面ＳＡ１として設定されている。そして、第１ヨークの実配置面ＳＡ１上に、第１ヨーク１２０Ａが配置されている。
　図１１Ｂおよび図１２に示すように、ハブ軸の中心軸線Ｏと、第２ヨーク１２０Ｂの外周側磁極部１２１における外周面の周方向中央ＱＢ（以下、第２ヨークの配置位置ＱＢという）と、を含む平面が、第２ヨークの配置基準面ＳＢ０として設定される。これに加え、第２ヨークの配置位置ＱＢを含みハブ軸の中心軸線Ｏに平行で、且つ第２ヨークの配置基準面ＳＢ０に対して周方向他方側ＲＢに角度αＢだけ傾斜した平面が、第２ヨークの実配置面ＳＢ１として設定されている。第２ヨークの実配置面ＳＢ１上に、第２ヨーク１２０Ｂが配置されている。
　この場合、隣接する第１ヨーク１２０Ａの配置位置ＱＡと第２ヨーク１２０Ｂの配置位置ＱＢとの間隔はθ＝１１．２５°（＝３６０°／３２）であるから、第１ヨークの実配置面ＳＡ１および第２ヨークの実配置面ＳＢ１の、各配置基準面ＳＡ０、ＳＢ０に対する傾斜角度αＡ、αＢは、αＡ＝αＢ＝５．６２５°（＝１１．２５°／２）よりも小さい、例えば５°に設定されている。
　そして、第１ヨークの実配置面ＳＡ１と第２ヨークの実配置面ＳＢ１との交差線ＳＣ（図１２参照）上に、図１３Ａの矢印ＦＰ、ＦＱのように組み合わせることにより、図１３Ｂ、図１３Ｃに示すように、第１ヨーク１２０Ａの内周側磁極部１２３の先端１２３ａと第２ヨーク１２０Ｂの内周側磁極部１２３の先端１２３ａとが互いに当接させられている。これにより、第１ヨーク１２０Ａの内周側磁極部１２３と第２ヨーク１２０Ｂの内周側磁極部１２３とが、１対１の関係で磁気的に接続される。
　各ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂが、半径方向に対して傾斜した平面（ヨークの実配置面ＳＡ１、ＳＢ１）上に配置される関係から、以下のようなことがいえる。
　すなわち、図１１および図１２に示すように、コイルボビン１１０の第１フランジ１１２Ａおよび第２フランジ１１２Ｂの各ガイド溝１１３Ａ、１１３Ｂも、それらの延在方向が半径方向に対して同様の傾斜角度αＡ、αＢを持つように形成されている。
　また、係合溝１１４Ａ、１１４Ｂは、ガイド溝１１３Ａ、１１３Ｂの傾斜に倣うように形成されている。相手側のヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの外周側磁極部１２１の先端を収容支持する支持溝１１５Ａ、１１５Ｂについては、周方向に位置が対応する係合溝１１４Ｂ、１１４Ａの寸法精度を優先するように若干の余裕をもって形成されている。
　組み付けの際には、図７に示すように、第１ヨーク１２０Ａおよび第２ヨーク１２０Ｂを、軸方向一方Ｐ側及び軸方向他方Ｑ側から交互にコイルボビン１１０に挿入する。すなわち、各ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの連結部１２２を、コイルボビン１１０の第１フランジ１１２Ａおよび第２フランジ１１２Ｂの各ガイド溝１１３Ａ、１１３Ｂに嵌める。各ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの外周側磁極部１２１の基端を、コイルボビン１１０の第１フランジ１１２Ａおよび第２フランジ１１２Ｂの各係合溝１１４Ａ、１１４Ｂに嵌める。
　各ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの外周側磁極部１２１の先端を、コイルボビン１１０の相手側の第２フランジ１１２Ｂおよび第１フランジ１１２Ａの各係合溝１１４Ａ、１１４Ｂに収容する。各ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの内周側磁極部１２３を、コイルボビン１１０の内周面に沿って挿入する。各ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの内周側磁極部１２３の先端同士を突き合わせて当接させる。これにより、コイル１４０を包囲するようにヨーク１２０Ａ、１２０Ｂが装着される。
　以上のように組み付けられることにより、第１ヨーク１２０Ａの外周側磁極部１２１と第２ヨーク１２０Ｂの外周側磁極部１２１とが、コイルボビン１１０の胴部１１１に巻回されたリング状のコイル１４０の外周側に、円周方向に間隔をあけて交互に配置される。また、第１ヨーク１２０Ａの内周側磁極部１２３と第２ヨーク１２０Ｂの内周側磁極部１２３とが、コイルボビン１１０の胴部に巻回されたリング状のコイル１４０の内周側に配置される。
　その際、コイルボビン１１０の第１フランジ１１２Ａのガイド溝１１３Ａは、第１ヨーク１２０Ａを第１ヨークの実配置面ＳＡ１上に位置決めする役目を果たす。また、第２フランジ１１２Ｂのガイド溝１１３Ｂは、第２ヨーク１２０Ｂを第２ヨークの実配置面ＳＢ１上に位置決めする役目を果たす。そして、複数のヨーク１２０Ａ、１２０Ｂは、コイルボビン１１０に対して回転しないように保持される。
　次に、各ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの細部について述べる。
　図１５は、隣接ヨーク間の干渉の問題を説明するための図。図１６Ａは、各ヨークの外周縁と永久磁石の内周面との間のエアギャップの問題を説明するための図で、ヨークが斜めに配置されることでエアギャップにバラツキが生じることを説明するための図。図１６Ｂは、各ヨークの外周縁と永久磁石の内周面との間のエアギャップの問題を説明するための図で、エアギャップの均一化を図るためにヨークを構成する各板状部材の外周縁の位置を調節した状態を示す図。
（隣接するヨークの内周端の干渉回避）
　図１５に示すように、ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂを円周方向に間隔をおいて軸方向から見て放射状に配列すると、隣接するヨーク１２０Ａの内周側磁極部１２３が密に並ぶことになり、互いに干渉する可能性が出てくる。このため、本実施形態では、内周側磁極部１２３の周方向一端側または他端側の少なくとも一方に、隣接するヨーク１２０Ａの内周端同士の干渉を避ける切欠部１３５が設けられている。他方のヨーク１２０Ｂについても同様である。
　ここでは、第１ヨーク１２０Ａの配置基準面ＳＡ０に対する第１ヨークの実配置面ＳＡ１の傾斜方向、および第２ヨーク１２０Ｂの配置基準面ＳＢ０に対する第２ヨークの実配置面ＳＢ１の傾斜方向を、各ヨークの傾斜方向と定義する。また、積層した７枚の板状部材１３０を、傾斜方向の前方側から後方側にそれぞれ区別した符号１３０－１～１３０－７で示すことにする。
　そうした場合、ヨーク１２０Ａ（１２０Ｂ）の傾斜方向の前方側に位置する積層板状部材（例えば、板状部材１３０－１）の径方向内周端の位置が、ヨーク１２０Ａ（１２０Ｂ）の傾斜方向の後方側に位置する積層板状部材（例えば、板状部材１３０－７）の径方向内周端の位置よりも径方向外方にあるように、積層された板状部材１３０の寸法が決められている。
　すなわち、図１４Ｃに示すように、第１ヨーク１２０Ａ（１２０Ｂ）の傾斜方向の前端に位置する板状部材１３０－１の径方向寸法Ｋ１は、この板状部材１３０－１の次に前側に位置する板状部材１３０－２の径方向寸法Ｋ２よりも、寸法Ｋ３だけ小さく設定されている。また、板状部材１３０－２の径方向寸法Ｋ２は、この板状部材１３０－２よりも傾斜方向後方に位置する板状部材１３０－３～１３０－７の径方向寸法Ｋ４よりも、寸法Ｋ５だけ小さく設定されている。
　これにより、板状部材１３０－１～１３０－７を積層した際に、ヨーク１２０Ａ（１２０Ｂ）の内周側磁極部１２３の内周端の傾斜方向の前端に、隣のヨーク１２０Ａ（１２０Ｂ）の内周側磁極部１２３の内周端との干渉を避ける切欠部１３５が確保される。
　なお、干渉の可能性の程度によっては、板状部材１３０－２～１３０－７の径方向寸法を同一に設定し、傾斜方向の最前端に位置する板状部材１３０－１の径方向の寸法Ｋ１のみ、他の板状部材１３０－２～１３０－７の径方向寸法よりも短く設定してもよい。また、例えば、傾斜方向の最前端の板状部材１３０－１から３番目の板状部材１３０－３以降の径方向寸法も、傾斜方向の後方に位置する板状部材１３０－３～１３０－７ほど、径方向寸法が長くなるように設定してもよい。
　このように、ヨーク１２０Ａ（１２０Ｂ）の傾斜方向前側の内周端に切欠部１３５が設けられることにより、周方向に並べられる複数のヨーク１２０Ａ（１２０Ｂ）間の間隔を密にしても干渉を避けることができる。言い換えると、ヨーク１２０Ａ（１２０Ｂ）の配置間隔を小さくして多数個のヨーク１２０Ａ（１２０Ｂ）を配設することができる。
（ヨークの外周端の問題回避）
　次に、各ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの外周端の問題について述べる。
　前述したように、ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂを半径方向に対して傾斜して配置すると、図１６Ａに示すように、傾斜方向の前方側に位置する積層板状部材（例えば、板状部材１３０－１）の径方向外周端の位置より、ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの傾斜方向の後方側に位置する積層板状部材（例えば、板状部材１３０－７）の径方向外周端の位置の方が径方向内方に引っ込んだ形になる。つまり、傾斜方向の前方側の位置における積層板状部材（例えば、前端の板状部材１３０－１）の径方向外周端と永久磁石２２の内周面２２ａとの間の隙間（エアギャップ）ｄ１より、傾斜方向の後方側の位置における積層板状部材（例えば、後端の板状部材１３０－７）の径方向外周端と永久磁石２２の内周面２２ａとの間の隙間（エアギャップ）ｄ７の方が大きくなる。この結果、エアギャップｄ１～ｄ７に偏りが生じる。実際には、各板状部材１３０－１～１３０－７の外周端と永久磁石２２の内周面２２ａとの間の隙間（エアギャップ）ｄ１～ｄ７は、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３＜ｄ４＜ｄ５＜ｄ６＜ｄ７となる。
　このため、本実施形態では、図１６Ｂに示すように、各ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの傾斜方向の前方側に位置する積層板状部材（例えば、板状部材１３０－１）の径方向外周端の位置より、ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの傾斜方向の後方側に位置する積層板状部材（例えば、板状部材１３０－７）の径方向外周端の位置の方が、径方向外方に突出するように設定している。具体的には、各ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの外周側磁極部１２１の外周縁の外径側への突出寸法を、各ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの傾斜方向の前端に位置する積層された板状部材１３０－１の最小値ｍ１から、各ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの傾斜方向の後端に位置する積層された板状部材１３０－７の最大値ｍ２まで、積層順番に従って段階的に変化させていく。そうすることにより、各ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの外周縁と永久磁石２２の内周との間の間隙（エアギャップ）ｄ１～ｄ７を均一化することができる。
　なお、各ヨーク１２０Ａ，１２０Ｂの傾斜方向の前方側に位置する積層された板状部材１３０の径方向外周端の位置より、ヨーク１２０Ａ，１２０Ｂの傾斜方向の後方側に位置する積層板状部材の径方向外周端の位置を、径方向外方に突出させる方法としては、以下の方法も採用できる。すなわち、傾斜方向の前方側と後方側に積層する板状部材１３０の寸法を異ならせる方法を採用することができる。傾斜方向の前方側と後方側に積層する板状部材１３０の積層位置をずらしたりする方法を採用することができる。
　次に作用について述べる。
（発電の仕組み）
　このように構成されたハブダイナモ１０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２０が前輪５と共にハブ軸１１周りに回転する。すると、永久磁石２２が、ステータ１０１周りを回転する。
　回転する永久磁石２２の磁束により、軸方向一方Ｐ側の第１ヨーク１２０Ａの外周側磁極部１２１がＮ極、軸方向他方Ｑ側の第２ヨーク１２０Ｂの外周側磁極部１２１がＳ極となる状態と、軸方向一方Ｐ側の第１ヨーク１２０Ａの外周側磁極部１２１がＳ極、軸方向他方Ｑ側の第２ヨーク１２０Ｂの外周側磁極部１２１がＮ極となる状態と、が交互に繰り返される。これにより、両者を磁気的に連結している両ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの内周側磁極部１２３に交番磁束が発生する。このコイルの内周側に発生する交番磁束によって、ステータ１０１のコイル１４０に電流が流れて発電が行われる。
　この発電時には、交番磁束に加えて、渦電流も発生する。この渦電流は発電効率を低下させるものであるが、本ハブダイナモ１０は、各ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂを複数の板状部材１３０の積層体として構成しているので、渦電流の発生を抑えることができる。
　本実施形態のハブダイナモは、第１ヨーク１２０Ａおよび第２ヨーク１２０Ｂを半径方向に沿った平面（ヨークの配置基準面ＳＡ０、ＳＢ０）上ではなく、半径方向に対して傾斜した平面（ヨークの実配置面ＳＡ１、ＳＡＢ１）上に配置している。このため、第１ヨーク１２０Ａの内周側磁極部１２３と第２ヨーク１２０Ｂの内周側磁極部１２３とを１対１の関係で当接させることができる。
　従って、図１７Ａに模式化して示すように、ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの寸法公差等によるバラツキにより、第１ヨーク１２０Ａと第２ヨーク１２０Ｂの当接面に、図１７Ｂに示すような隙間Ｇが生じるのを無くすことができ、当接面の密着度を高めることができる。その結果、ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの磁気的接続を安定させて鉄損を減少することができ、効率を向上することが可能になる。
　３２極のヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの全数を使用した、図１８に示す１００％の出力状態から出力を下方側に調整する場合、第１ヨーク１２０Ａと第２ヨーク１２０Ｂを１対１で接続できる。このため、ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの必要個数を減らすことができる。例えば、図１８に示す１００％出力の状態から、７５％に出力をダウンさせる場合、図１９に示すように、ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの個数を３／４に単純に減らせばよい。５０％に出力をダウンさせる場合、図２０に示すように、ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの使用個数を１／２に単純に減らせばよい。
　実施形態の場合、第１ヨーク１２０Ａと第２ヨーク１２０Ｂの接続が１対１の関係でできる。このため、出力を１００％の状態から例えば５０％、２５％と下方に調整する際に、図２１Ａおよび図２１Ｃに示すように、第１ヨーク１２０Ａと第２ヨーク１２０Ｂとを同じ個数だけ減らせばよく、ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの必要本数を少なく済ませることができる。これに対して比較例（従来公報の例）の場合は、５０％出力にする場合でも、一方のヨーク（例えば、第２ヨーク１２０Ｂ）は全数使用せざるを得ないし、２５％出力にする場合でも、両ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂを全数の半分を使用せざるを得ない。このように、出力調整の際にヨークの必要本数を減らせるので、それだけコスト面や重量面で有利になる。
　本実施形態では、コイルボビン１１０のフランジ１１２Ａ、１１２Ｂのガイド溝１１３Ａ、１１３Ｂや係合溝１１４Ａ、１１４Ｂにヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの軸方向端部を係合させる。このため、ヨークを半径方向に対して傾斜した平面（ヨークの実配置面ＳＡ１、ＳＢ１）上に位置決めすることができる。従って、ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂをコイルボビン１１０に組み付けることで、コイルボビン１１０に巻回したコイル１４０とヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの位置関係を適正に定めることができる。
　本実施形態では、積層ヨーク（第１ヨーク１２０Ａおよび第２ヨーク１２０Ｂ）を半径方向に対し傾斜して配置した場合にも、ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの外周縁（各ヨークの外周側磁極部１２１の外周縁）と永久磁石２２の内周面２２ａとの間の隙間（エアギャップ）の均一化に貢献することができる。その結果、発電効率を高めることができる。
　本実施形態では、各ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの内周端の周方向一端側または他端側の少なくとも一方に、隣接するヨークの内周端同士の干渉を避ける切欠部１３５が設けられている。このため、隣接するヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの内周部同士の干渉を避けることができ、ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂを円周方向に密に配置することが可能になる。よって、ヨークの配置個数を増やせるようになる。
　本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
　例えば、ヨーク１２０Ａ、１２０Ｂを構成する際の板状部材１３０の積層枚数は任意に定めてよい。１００％出力時のヨーク１２０Ａ、１２０Ｂの個数も、３２個に限られるものではない。また、ステータ１０１の個数も１つに限定されず、２つあるいは３つをハブ軸１１上に配置してもよい。
　上述の実施形態では、ステータユニット１００は、１つのステータ１０１により構成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、２つ以上のステータ１０１をハブ軸１１並べて配置してステータユニット１００を構成してもよい。この場合、２つのステータ１０１の位相をずらすことにより、位相のずれた交番電流を生成できる。
４…前照灯（発光ダイオード）
５…前輪（車輪）
１０…ハブダイナモ
１１…ハブ軸
２０…ロータ
２２…永久磁石
３０…ハブシェル
３１…胴部
１０１…ステータ
１１０…コイルボビン
１１１…胴部
１１２Ａ…第１フランジ
１１２Ｂ…第２フランジ
１１３Ａ…ガイド溝（第１ヨーク連結部ガイド溝）
１１３Ｂ…ガイド溝（第２ヨーク連結部ガイド溝）
１１４Ａ…係合溝（第１ヨーク外周側ガイド溝）
１１４Ｂ…係合溝（第２ヨーク外周側ガイド溝）
１２０…ステータコア
１２０Ａ…第１ヨーク
１２０Ｂ…第２ヨーク
１２１…外周側磁極部
１２２…連結部
１２３…内周側磁極部
１２３ａ…先端
１３０，１３０－１～１３０－７…板状部材
１３５…切欠部
１４０…コイル
ＱＡ…周方向中央（第１ヨークの配置位置）
ＱＢ…周方向中央（第２ヨークの配置位置）
ＳＡ０…第１ヨークの配置基準面
ＳＡ１…第１ヨークの実配置面
ＳＢ０…第２ヨークの配置基準面
ＳＢ１…第２ヨークの実配置面
ＳＣ…交差線

Claims (6)

  1. 　車輪と共に回転するハブシェルおよび該ハブシェルの胴部内周に円周状に配置された永久磁石を有するロータと、
    　前記車輪を回転自在に支持するハブ軸に回転不能に固定されると共に、前記ハブシェルの内部に収容された状態で前記永久磁石の内周側に配置され、前記ロータの回転により交番電流を出力するリング状のコイルを有したステータと、を具備するハブダイナモであって、
    　前記ステータは、ステータコアとして、前記リング状のコイルを包囲するように軸方向一方側と軸方向他方側に配置され、且つ、周方向に間隔をあけて放射状に配置されると共に周方向に交互に配置された複数の第１ヨークおよび複数の第２ヨークを有し、
    　前記第１ヨークは、
    　　前記コイルの外周側に位置して前記コイルの軸方向一端側から軸方向他端側に先端を延ばした外周側磁極部と、
    　　前記コイルの内周側に位置して前記コイルの軸方向一端側から軸方向他端側に向けた中間位置まで先端を延ばした内周側磁極部と、
    　　前記コイルの軸方向一端側に直線状に延在し前記外周側磁極部と前記内周側磁極部の基端同士を連結する連結部と、
    　を有し、
    　前記第２ヨークは、
    　　前記コイルの外周側に位置して前記コイルの軸方向他端側から軸方向一端側に先端を延ばした外周側磁極部と、
    　　前記コイルの内周側に位置して前記コイルの軸方向他端側から軸方向一端側に向けた中間位置まで先端を延ばした内周側磁極部と、
    　　前記コイルの軸方向他端側に直線状に延在し前記外周側磁極部と前記内周側磁極部の基端同士を連結する連結部と、
    　を有し、
    　前記第１ヨークおよび前記第２ヨークは、磁性体からなる複数の平坦な板状部材を積層した積層ヨークとして構成され、
    　前記第１ヨークおよび前記第２ヨークの配置に際し、前記ステータの外周面上に、周方向に間隔をおいて交互に前記第１ヨークの配置位置および第２ヨークの配置位置が設定され、
    　前記ハブ軸の中心軸線と前記第１ヨークの前記外周側磁極部における外周面側の周方向中央とを含む平面が前記第１ヨークの配置基準面として設定されると共に、前記第１ヨークの配置基準面に対して周方向一方側に傾斜した平面が前記第１ヨークの実配置面として設定されることにより、前記第１ヨークの実配置面上に前記第１ヨークが配置され、
    　前記ハブ軸の中心軸線と前記第２ヨークの前記外周側磁極部における外周面側の周方向中央とを含む平面が前記第２ヨークの配置基準面として設定されると共に、前記第２ヨークの配置基準面に対して周方向他方側に傾斜した平面が前記第２ヨークの実配置面として設定されることにより、前記第２ヨークの実配置面上に前記第２ヨークが配置され、
    　前記第１ヨークの実配置面と前記第２ヨークの実配置面との交差線上に、前記第１ヨークの前記内周側磁極部の先端と前記第２ヨークの前記内周側磁極部の先端とが当接している
    　ハブダイナモ。
  2. 　前記ステータは、非磁性材料よりなるコイルボビンを有し、
    　該コイルボビンは、
    　　前記コイルが巻回された円筒状の胴部と、
    　　該胴部の軸方向両端部外周に設けられた第１フランジおよび第２フランジと、
    　を有し、
    　前記第１フランジに、前記第１ヨークの軸方向一端部が係合されることにより前記第１ヨークを前記第１ヨークの実配置面上に位置決めするガイド部が設けられ、
    　前記第２フランジに、前記第２ヨークの軸方向他端部が係合されることにより前記第２ヨークを前記第２ヨークの実配置面上に位置決めするガイド部が設けられている
    　請求項１に記載のハブダイナモ。
  3. 　前記ガイド部は、
    　前記第１フランジの軸方向端部に設けられ、前記第１ヨークの前記連結部が嵌まることにより前記第１ヨークを前記第１ヨークの実配置面上に位置決めする第１ヨーク連結部ガイド溝と、
    　前記第２フランジの軸方向端部に設けられ、前記第２ヨークの前記連結部が嵌まることにより前記第２ヨークを前記第２ヨークの実配置面上に位置決めする第２ヨーク連結部ガイド溝と、
    　を有する請求項２に記載のハブダイナモ。
  4. 　前記ガイド部は、
    　前記第１フランジの外周面に設けられ、前記第１ヨークの前記外周側磁極部が嵌まることにより前記第１ヨークを前記第１ヨークの実配置面上に位置決めする第１ヨーク外周側ガイド溝と、
    　前記第２フランジの外周面に設けられ、前記第２ヨークの前記外周側磁極部が嵌まることにより前記第２ヨークを前記第２ヨークの実配置面上に位置決めする第２ヨーク外周側ガイド溝と、
    　を有する請求項２または３に記載のハブダイナモ。
  5. 　前記第１ヨークの配置基準面に対する前記第１ヨークの実配置面の傾斜方向、および前記第２ヨークの配置基準面に対する前記第２ヨークの実配置面の傾斜方向を、それぞれ各ヨークの傾斜方向とするとき、
    　前記第１ヨークおよび前記第２ヨークの傾斜方向の後方側に位置する積層された前記板状部材の径方向外周端の位置が、
    　前記第１ヨークおよび前記第２ヨークの傾斜方向の前方側に位置する積層された前記板状部材の径方向外周端の位置に対し、径方向外方に突出している
    　請求項１～４のいずれか１項に記載のハブダイナモ。
  6. 　前記第１ヨークおよび前記第２ヨークの内周端の周方向一端側または他端側の少なくとも一方に、周方向で隣接する他の第１ヨークおよび第２ヨークの内周端同士の干渉を避ける切欠部が設けられている
    　請求項１～５のいずれか１項に記載のハブダイナモ。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003333777A (ja) * 2002-05-09 2003-11-21 Shimano Inc クローポール形発電機及び自転車用ハブダイナモ
JP2004260921A (ja) * 2003-02-26 2004-09-16 Ichinomiya Denki:Kk 自転車用ハブダイナモ
JP5357937B2 (ja) 2011-08-26 2013-12-04 株式会社シマノ 自転車用発電ハブの固定子および自転車用発電ハブ

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6133669A (en) * 1997-12-31 2000-10-17 Tupper; Christopher N. Low-loss magnet core for high frequency claw-pole-type alternator
JP3740555B2 (ja) * 2003-01-22 2006-02-01 株式会社一宮電機 クローポール型発電機
JP3752492B2 (ja) * 2003-03-28 2006-03-08 株式会社シマノ 自転車用ハブ
JP2005041428A (ja) * 2003-07-25 2005-02-17 Mitsuba Corp ハブダイナモ
CN2696969Y (zh) * 2004-04-02 2005-05-04 蔡明达 自行车发电花毂
JP4164071B2 (ja) * 2005-02-04 2008-10-08 シマノ シンガポール ピーティーイー．リミテッド． クローポール形発電機及び自転車用発電ハブ
JP2008141893A (ja) * 2006-12-04 2008-06-19 Shimano Inc 人力駆動車用発電機構のコイル組立体及び人力駆動車用発電ハブ
JP5382686B2 (ja) * 2008-11-12 2014-01-08 株式会社シマノ クローポール形発電機及び自転車用発電ハブ
CN203166720U (zh) * 2011-12-23 2013-08-28 宁波韵升股份有限公司 一种车辆用交流发电机

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003333777A (ja) * 2002-05-09 2003-11-21 Shimano Inc クローポール形発電機及び自転車用ハブダイナモ
JP2004260921A (ja) * 2003-02-26 2004-09-16 Ichinomiya Denki:Kk 自転車用ハブダイナモ
JP5357937B2 (ja) 2011-08-26 2013-12-04 株式会社シマノ 自転車用発電ハブの固定子および自転車用発電ハブ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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