自転車用発電ハブの固定子及び自転車用発電ハブ
【課題】自転車用発電ハブにおいて、構成を簡素にする。
【解決手段】自転車車用発電ハブ１０の固定子１３は、ハブ軸１５と、環状部材１６と、第１ヨーク１８と、第２ヨーク１９と、第３ヨーク２０と、を備える。環状部材１６は、ハブ軸１５が挿通される貫通孔１６ｄを有する。第１ヨーク１８は、環状部材１６の矢印Ｂ方向（軸方向）一端側から他端側に延びる第１延出部２４ａを有し、環状部材１６に対して回転しないように設けられる。第２ヨーク１９は、環状部材１６の矢印Ｂ方向他端側から一端側に延びる第２延出部２６ａを有し、環状部材１６に対して回転しないように設けられる。第３ヨーク２０は、貫通孔１６ｄに配置され、第１ヨーク１８と第２ヨーク１９とを磁気的に結合し、環状部材１６及びハブ軸１５の双方に回転不能に連結される。
【解決手段】自転車車用発電ハブ１０の固定子１３は、ハブ軸１５と、環状部材１６と、第１ヨーク１８と、第２ヨーク１９と、第３ヨーク２０と、を備える。環状部材１６は、ハブ軸１５が挿通される貫通孔１６ｄを有する。第１ヨーク１８は、環状部材１６の矢印Ｂ方向（軸方向）一端側から他端側に延びる第１延出部２４ａを有し、環状部材１６に対して回転しないように設けられる。第２ヨーク１９は、環状部材１６の矢印Ｂ方向他端側から一端側に延びる第２延出部２６ａを有し、環状部材１６に対して回転しないように設けられる。第３ヨーク２０は、貫通孔１６ｄに配置され、第１ヨーク１８と第２ヨーク１９とを磁気的に結合し、環状部材１６及びハブ軸１５の双方に回転不能に連結される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車の車輪のハブを構成する自転車用発電ハブの固定子及び自転車用発電ハブに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に自転車用発電ハブは、筒状の回転子とその内部に配置される固定子を備える。従来の自転車用発電ハブの固定子は、たとえば特許文献１に開示されるように、ハブ軸と、環状部材と、環状部材の一端側に配置される第１ヨークと、環状部材の他端側に配置される第２ヨークと、環状部材の貫通孔内に配置される第３ヨークとを備える。従来の自転車用発電ハブの固定子において、各ヨークは、環状部材に回転しないように設けられる。各ヨークが設けられた環状部材の軸方向の両端には、ワッシャが配置される。従来、このワッシャを環状部材及びハブ軸に回転不能にすることにより、環状部材をハブ軸に対して周方向に位置決めしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４２３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように前記従来の自転車用ハブの固定子では、環状部材及びヨークをハブ軸に対して周方向に位置決めするために２つの位置決め部材（ワッシャ）が必要であったので、その構成が複雑であった。
【０００５】
本発明の課題は、自転車用発電ハブにおいて、構成を簡素にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明１に係る自転車用発電ハブの固定子は、ハブ軸と、環状部材と、第１ヨークと、第２ヨークと、第３ヨークと、を備えている。環状部材は、ハブ軸が挿通される貫通孔を有する。第１ヨークは、環状部材の軸方向一端側から軸方向他端側に延びる第１延出部を有し、環状部材に対して回転しないように設けられる。第２ヨークは、環状部材の軸方向他端側から軸方向一端側に延びる第２延出部を有し、環状部材に対して回転しないように設けられる。第３ヨークは、貫通孔に配置され、第１ヨークと第２ヨークとを磁気的に結合し、環状部材及びハブ軸の双方に回転不能に連結される。
【０００７】
この自転車用発電ハブの固定子では、環状部材の貫通孔に配置されかつ第１ヨークと第２ヨークとを磁気的に結合する第３ヨークが、環状部材及びハブ軸の双方に回転不能に連結される。これにより、環状部材と第１及び第２ヨークとが、第３ヨークを介してハブ軸に対して回転不能に連結され、ハブ軸に対して環状部材の周方向（ハブ軸の周方向）に位置決めされる。従って、環状部材をハブ軸の周方向に対して位置決めするために、環状部材の軸方向両側にワッシャ等の位置決め部材を設ける必要がなく、構成を簡素にできる。
【０００８】
発明２に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明１に係る自転車用発電ハブの固定子において、第３ヨークは、貫通孔内で環状部材に回転不能に連結される。
【０００９】
この場合には、第３ヨークが貫通孔内で環状部材に回転不能に連結されるので、第３ヨークを環状部材に連結しても、環状部材の軸方向の長さがコンパクトになる。
【００１０】
発明３に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明１又は２に係る自転車用発電ハブの固定子において、環状部材及び第３ヨークの一方は第１凸部を有し、環状部材及び第３ヨークの他方は第１凹部を有する。第３ヨークは、第１凸部と第１凹部とが係合することによって環状部材に回転不能に連結される。
【００１１】
この場合には、環状部材と第３ヨークとが凹凸係合により回転不能に連結されるので、連結構造が簡素になる。
【００１２】
発明４に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明１から３のいずれかに係る自転車用発電ハブの固定子において、ハブ軸及び第３ヨークの一方は第２凸部を有し、ハブ軸及び第３ヨークの他方は第２凹部を有し、第３ヨークは、第２凸部と第２凹部とが係合することによってハブ軸に回転不能に連結される。
【００１３】
この場合には、第３ヨークとハブ軸とが凹凸係合により回転不能に連結されるので、連結構造が簡素になる。
【００１４】
発明５に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明４に係る自転車用発電ハブの固定子において、第２凸部および第２凹部はそれぞれ、貫通孔内に配置される。
【００１５】
この場合には、ハブ軸と第３ヨークとが貫通孔内で回転不能に連結されるので、第３ヨークをハブ軸に連結しても、第３ヨークの軸方向の長さがコンパクトになる。
【００１６】
発明６に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明５に係る自転車用発電ハブの固定子において、第２凹部は、ハブ軸の外周面に形成され、ハブ軸の一端から軸方向に延びる。
【００１７】
この場合には、ハブ軸の外周面に配線を通すために軸方向に延びる溝を第２凹部と兼用できる。
【００１８】
発明７に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明１から６のいずれかに係る自転車用発電ハブの固定子において、第３ヨークは、環状に形成される。
【００１９】
この場合には、第３ヨークが環状であるので貫通孔に配置しやすい。
【００２０】
発明８に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明１から７のいずれかに係る自転車用発電ハブの固定子において、第１ヨーク及び第２ヨークは、それぞれ環状部材に固定される。
【００２１】
この場合には、第１ヨーク及び第２ヨークが環状部材に固定されるので、環状部材及び第３ヨークを介して、第１ヨーク及び第２ヨークをハブ軸に対して回転不能に連結できる。
【００２２】
発明９に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明１から８のいずれかに係る自転車用発電ハブの固定子において、環状部材並びに前記第１、第２及び第３ヨークをハブ軸に対して環状部材の軸方向（ハブ軸の軸方向）に位置決めするために環状部材の軸方向一端側でハブ軸にかしめられる第１位置決め部材をさらに備える。
【００２３】
この場合には、第１位置決め部材がかしめることによりハブ軸に固定されるので、たとえばナットで位置決めする場合に比べて、環状部材の軸方向一端側で第１ヨークに過度な力が作用しない。
【００２４】
発明１０に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明９に係る自転車用発電ハブの固定子において、環状部材並びに第１、第２及び第３ヨークを位置決めするために環状部材の軸方向他端側でハブ軸にかしめられる第２位置決め部材をさらに備える。
【００２５】
この場合には、第２位置決め部材がかしめることによりハブ軸に固定されるので、たとえばナットで位置決めする場合に比べて、環状部材の軸方向他端側で第２ヨークに過度な力が作用しない。
【００２６】
発明１１に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明１から１０のいずれかに係る自転車用発電ハブの固定子において、環状部材は、軸方向一端側に設けられる第１フランジと、軸方向他端側に設けられる第２フランジとを有する。第１の軸方向他端側の端部は、第２フランジに支持され、第２延出部の軸方向一端側の端部は、第１フランジに支持される。
【００２７】
この場合には、一端部から延びる第１延出部の他端部側の端部が第２フランジに支持され、他端部から延びる第２延出部の一端部側の端部が第１フランジに支持されるので、第１延出部及び第２延出部を安定して保持できる。
【００２８】
発明１２に係る自転車用発電ハブは、発明１から１０のいずれかに係る固定子を備える。
【００２９】
この自転車用発電ハブでは、発明１から１０のいずれかに係る固定子を備えることによって構成を簡素にできる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、環状部材並びに第１及び第２ヨークが、第３ヨークを介してハブ軸に対して回転不能に連結され、周方向に位置決めされる。従って、従来の自転車用発電ハブの固定子ひいては自転車用発電ハブよりも構成を簡素にできる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態による自転車用発電ハブの半栽断面図。
【図２】その固定子の分解斜視図。
【図３】第１ヨーク及び第２ヨークを外した状態の固定子の側面図。
【図４】他の実施形態の図１に相当する図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１に示すように、本発明の一実施形態による自転車用の発電ハブ（ハブダイナモ）１０は、自転車のフロントフォーク１０２に装着される。ハブ軸１５を有する発電ハブ１０は、固定子１３と、ハブ軸１５に回転自在に装着されたハブシェル１４と、を備える。ハブシェル１４の内周面には、環状の磁石１２が設けられる。磁石１２には、周方向に複数の磁極が配置される。ここで、図１から図３において、後述する環状部材１６の周方向が矢印Ａで示される。また、図１及び図２において、環状部材１６の軸方向が矢印Ｂで示される。この実施形態では、ハブ軸１５、環状部材１６、後述する第１ヨーク１８、第２ヨーク１９及び第３ヨーク２０が同軸上に配置される。したがって、いずれにとっても周方向は矢印Ａ方向であり、軸方向は矢印Ｂ方向である。
【００３３】
＜固定子＞
固定子１３は、ハブ軸１５と、ハブ軸１５が挿通される環状部材１６と、環状部材１６に巻回されるコイル１７と、環状部材１６に設けられる第１ヨーク１８及び第２ヨーク１９と、第１ヨーク１８及び第２ヨーク１９を磁気的に結合する第３ヨーク２０と、を備える。第３ヨーク２０は、ハブ軸１５と環状部材１６とに回転不能に連結される。また、固定子１３は、環状部材１６の矢印Ｂ方向（軸方向：図１及び２参照）一端側（図１及び図２において左側）に配置される第１位置決め部材２１と、環状部材１６の矢印Ｂ方向（図１及び図２参照）他端側（図１及び図２において右側）に配置される第２位置決め部材２２と、をさらに備える。
【００３４】
＜ハブ軸＞
図１及び図２に示すように、ハブ軸１５は、中空に形成され、たとえばクイックレリーズ機構１１によってフロントフォーク１０２に着脱可能に固定される。ハブ軸１５の第１端（図１左端）の外周面には、第１雄ネジ部１５ａが形成される。また、ハブ軸１５の第２端（図１右側）の外周面には、第２雄ネジ部１５ｂが形成される。さらに、ハブ軸１５の外周面には、その中央部から第２端へと延びる軸方向溝１５ｃが形成される。軸方向溝１５ｃは、コイル１７から延びる電気配線１７ａを配置するために用いられる。軸方向溝１５ｃは、第２凹部の一例である。ハブ軸１５の外周面には、第１位置決め部材２１をかしめるための第１環状溝１５ｄ及び第２位置決め部材２２をかしめるための第２環状溝１５ｅが形成される。第２環状溝１５ｅは、軸方向溝１５ｃを横切るように形成される。軸方向溝１５ｃの深さは、電気配線１７aを配置するために、第２環状溝１５ｅの深さよりも大きい。
【００３５】
ハブ軸１５の第２端には、コイル１７からの電力を前照灯等の外部機器に供給するためのコネクタ２８が第２雄ネジ部１５ｂに螺合するナット部材５０により固定される。
【００３６】
＜環状部材＞
環状部材（ボビン）１６には、コイル１７が巻回されるとともに、第１ヨーク１８及び第２ヨーク１９が装着（たとえば接着）される。環状部材１６は、磁石１２の内周面に対向するようにハブ軸１５に位置決めされる。環状部材１６は、コイル１７が外周面に巻回される筒状部１６ａと、筒状部１６ａの矢印Ｂ方向一端側（図１及び図２において左側）に設けられる第１フランジ１６ｂと、筒状部１６ａの矢印Ｂ方向他端側（図１及び図２において右側）に設けられる第２フランジ１６ｃとを有する。筒状部１６ａの貫通孔１６ｄには、ハブ軸１５が挿通される。環状部材１６は貫通孔１６ｄ内で第３ヨーク２０に回転不能に連結される。環状部材１６は、貫通孔１６ｄ内でその径方向内側に突出する少なくとも一つの第１凸部１６ｅを有する。図３に示すように、この実施形態では、４つの第１凸部１６ｅが等間隔に貫通孔１６ｄ内に形成される。また、図２に示すように、第１凸部１６ｅは、貫通孔１６ｄ内で矢印Ｂ方向中央部に形成される。
【００３７】
図２に示すように、第１フランジ１６ｂの外側面には、第１ヨーク１８が装着される第１溝２３ａが放射状に複数（たとえば１６個）形成される。第１溝２３ａは、貫通孔１６ｄから径方向外方に向かって延びている。第１溝２３ａの径方向外方には、第１フランジ１６ｂの外周部から切り欠かれた複数の第１切欠き部２３ｂが形成されている。第１切欠き部２３ｂの間には、第２ヨーク１９の一端側の端部である先端部が支持される複数の第２切欠き部２３ｃが第１切欠き部２３ｂより浅い深さで形成されている。
【００３８】
第２フランジ１６ｃの外側面には、第２ヨーク１９が装着される第２溝２３ｄが放射状に複数（たとえば１６個）形成される。第２溝２３ｄは、第１溝２３ａの間に位置するように配置される。したがって、第２溝２２ｃは、第１フランジ１６ｂの第２切欠き部２３ｃと同じ矢印Ａ方向（周方向）位置に配置される。第２溝２３ｄは、貫通孔１６ｄから径方向外方に向かって延びる。第２溝２３ｄの一つには、コイル１７の両端を第２フランジ１６ｃ外に取り出すための２つの貫通孔２３ｇと、コイル１７を径方向に通すためのスリット２３ｈとが形成される。第２溝２３ｄの径方向外方には、第２フランジ１６ｃの外周部から切り欠かれた第３切欠き部２３ｅが形成される。第３切欠き部２３ｅの間には、第１ヨーク１８の他端側の端部である先端部が支持される第４切欠き部２３ｆが第３切欠き部２３ｅより浅い深さで形成される。
【００３９】
＜コイル＞
図１に示すように、コイル１７は、環状部材１６の筒状部１６ａに巻回される。コイル１７は、たとえば、銅線、アルミニウム合金線等の導電金属線材製である。コイル１７の両端部には、２本の電気配線１７ａが電気的に接続される。電気配線１７ａは、コイル１７で発生した電力を外部に出力するために設けられる。電気配線１７ａは、前述した軸方向溝１５ｃに配置される。
【００４０】
＜第１ヨーク＞
図２に示すように、第１ヨーク１８は、複数（たとえば１６個）の第１積層ヨーク２４を有する。第１積層ヨーク２４は、たとえば、表面に酸化被膜が形成される珪素鋼板（より詳しくは無方向性珪素鋼板）で形成された複数枚の積層片２５ａで構成される。なお、図２では、一つの第１積層ヨーク２４にだけ積層片２５ａが示されるが、全ての第１積層ヨーク２４は積層片２５ａで構成される。第１積層ヨーク２４は、環状部材１６の矢印Ｂ方向一端側から他端側に延びる第１延出部２４ａを有する。また、第１積層ヨーク２４は、第１挿入部２４ｂと、第１延出部２４ａと第１挿入部２４ｂとを連結する第１外側部２４ｃと、をさらに有する。第１延出部２４ａは、コイル１７の径方向外側で環状部材１６の一端側から他端側に延びる。第１延出部２４ａは、径方向外側部分がハブ軸１５と実質的に平行に配置される。また、第１延出部２４ａは、環状部材１６の一端側から他端側にかけて径方向内側部分が径方向外側部に対して接近するように斜めに形成され、径方向内側部分の先端部がハブ軸１５と実質的に平行に形成される。第１延出部２４ａの一端側の端部である基端部２４ｄは、第１切欠き部２３ｂにより支持される。第１延出部２４ａの他端側の端部である先端部２４ｅは、第４切欠き部２３ｆにより支持される。第１挿入部２４ｂは、環状部材１６の貫通孔１６ｄに挿入され、筒状部１６ａとハブ軸１５の外周面との間で矢印Ｂ方向に環状部材１６の一端側から他端側に延びる。具体的には、貫通孔１６ｄの矢印Ｂ方向中央部の近傍まで延びる。第１外側部２４ｃは、第１フランジ１６ｂの第１溝２３ａに嵌め込まれて環状部材１６に固定される。これにより、第１ヨーク１８は、環状部材１６に対して回転しないように設けられる。
【００４１】
＜第２ヨーク＞
第２ヨーク１９は、複数（たとえば１６個）の第２積層ヨーク２６を有する。この実施形態では、第２積層ヨーク２６は、第１積層ヨーク２４と同じ形状である。第２積層ヨーク２６は、たとえば、表面に酸化被膜が形成される珪素鋼板（より詳しくは無方向性珪素鋼板）で形成された複数の積層片２５ｂで構成されている。なお、図２では、一つの第２積層ヨーク２６にだけ積層片２５ｂが示されるが、全ての第２積層ヨーク２６は積層片２５ｂで構成される。第２積層ヨーク２６は、環状部材１６の矢印Ｂ方向他端側から一端側に延びる第２延出部２６ａを有する。また、第２積層ヨーク２６は、第２挿入部２６ｂと、第２延出部２６ａと第２挿入部２６ｂとを連結する第２外側部２６ｃと、をさらに有する。第２延出部２６ａは、コイル１７の径方向外方で他端側から一端側に延びる。第２延出部２６ａは、第１延出部２４ａと矢印Ａ方向（図２参照）において交互に配置される。第２延出部２６ａは、径方向外側部分がハブ軸１５と実質的に平行に配置される。また、第２延出部２６ａは、環状部材１６の他端側から一端側にかけて径方向内側部分が径方向外側部分に対して接近するように形成され、径方向内側部部分の先端部がハブ軸１５と実質的に平行に形成される。第２延出部２６ａの他端側の端部である基端部２６ｄは、第３切欠き部２３ｅにより支持されている。第２延出部２６ａの一端側の端部である先端部２６ｅは、第２切欠き部２３ｃにより支持される。第２挿入部２６ｂは、環状部材１６の貫通孔１６ｄに挿入され、筒状部１６ａとハブ軸１５の外周面との間で矢印Ｂ方向に環状部材１６の他端側から一端側に延びる。具体的には、貫通孔１６ｄの矢印Ｂ方向中央部の近傍まで延びる。第２外側部２６ｃは、第２フランジ１６ｃの第２溝２３ｄに嵌め込まれて環状部材１６に固定される。これにより、第２ヨーク１９は、環状部材１６に対して回転しないように設けられる。
【００４２】
＜第３ヨーク＞
第３ヨーク２０は、図２及び図３に示すように、たとえば珪素鋼製の環状の部材である。第３ヨーク２０は、環状部材１６とハブ軸１５の双方に回転不能に連結される。第３ヨーク２０は、第１積層ヨーク２４の第１挿入部２４ｂの先端と、第２積層ヨーク２６の第２挿入部２６ｂの先端と、に接触するように貫通孔１６ｄ内で筒状部１６ａとハブ軸１５の外周面との間に配置される。これにより、第３ヨーク２０は、第１ヨーク１８と第２ヨークとを磁気的に結合でき、コイル１７の周囲に磁気回路が構成される。
【００４３】
第３ヨーク２０は、環状部材１６の第１凸部１６ｅに係合する少なくとも一つの第１凹部２０ａを外周面に有する。この実施形態では、４つの第１凸部１６ｅに対応して４つの第１凹部２０ａが設けられる。第３ヨークは、ハブ軸１５の第２凹部としての軸方向溝１５ｃに貫通孔１６ｄ内で係合する第２凸部２０ｂを内周面に有する。第２凸部２０ｂにより、第３ヨーク２０とハブ軸１５とが回転不能に連結される。すなわち、第１ヨーク１８及び第２ヨーク１９が装着された環状部材１６が、第３ヨーク２０を介してハブ軸１５に対して回転不能に連結され、ハブ軸１５に対して環状部材１６の矢印Ａ方向に位置決めされる。
【００４４】
＜第１位置決め部材＞
図１及び図２に示すように、第１位置決め部材２１は、環状部材１６の一端側でハブ軸１５にかしめられる。第１位置決め部材２１は、たとえば、アルミニウム合金、鉄系合金等の金属製である。第１位置決め部材２１は、図２に示すように、第１ヨーク１８に接触可能な第１鍔部２１ａと、ハブ軸１５の外周面に嵌合可能な第１筒部２１ｂと、を有する。第１筒部２１ｂは、第１鍔部２１ａが第１ヨーク１８に接触した状態で第１環状溝１５ｄと重なり合う位置に配置される。第１筒部２１ｂを第１環状溝１５ｄに向けて変形させることにより、第１位置決め部材２１がハブ軸１５にかしめられ、矢印Ｂ方向に移動不能になる。
【００４５】
＜第２位置決め部材＞
図１及び図２に示すように、第２位置決め部材２２は、環状部材１６の他端側でハブ軸１５にかしめられる。第２位置決め部材２２は、第１位置決め部材２１と同材料からなる。第１位置決め部材２１と同様に、第２位置決め部材２２は、図２示すように、第２ヨーク１９に接触可能な第２鍔部２２ａと、ハブ軸１５の外周面に嵌合可能な第２筒部２２ｂと、を有する。第２筒部２２ｂは、第２鍔部２２ａが第２ヨーク１９に接触した状態で第２環状溝１５ｅと重なり合う位置に配置される。第２筒部２２ｂを第２環状溝１５ｅに向けて変形させることにより、第２位置決め部材２２がハブ軸１５にかしめられ、矢印Ｂ方向に移動不能になる。
【００４６】
このように、第１位置決め部材２１及び第２位置決め部材２２により、環状部材１６、第１ヨーク１８、第２ヨーク１９及び第３ヨーク２０が矢印Ｂ方向（軸方向）に位置決めされる。このため、たとえばナット等を用いて軸方向に位置決めする場合と比べ、第１ヨーク１８第１積層ヨーク２４及び第２ヨーク１９の第２積層ヨーク２６に過大な軸方向の力が作用しなくなる。従って、第１ヨーク１８及び第２ヨーク１９が変形しにくくなる。
【００４７】
＜ハブシェル＞
ハブシェル１４は、図１に示すように、ハブ軸１５に第１軸受３０及び第２軸受３１により回転自在に支持される。第１軸受３０は、ナット部材５１により矢印Ｂ方向（軸方向）の位置が調整される。ハブシェル１４は、第１軸受３０が配置される筒状のシェル本体４０と、シェル本体４０に装着される第２軸受３１が配置される蓋部材４２と、を有する。シェル本体４０には、車輪とリムと連結される一対のハブフランジ４０ａが矢印Ｂ方向に間隔を隔てて配置される。
【００４８】
シェル本体４０の内周面には、磁石１２が固定される。磁石１２とシェル本体４０との間には、バックヨーク２７が配置される。磁石１２の内周面は、第１ヨーク１８の径方向外側部分及び第２ヨーク１９の径方向外側部分と僅かな隙間をあけて配置される。
【００４９】
＜固定子の組立手順＞
固定子１３を組み立てる際には、環状部材１６の筒状部１６ａにコイル１７を巻回する。コイル１７を巻き終わると、第１積層ヨーク２４の第１挿入部２４ｂを貫通孔１６ｄに配置し、第１延出部２４ａを第１切欠き部２３ｂに配置した状態で、第１外側部２４ｃを第１溝２３ａに嵌め込む。つぎに、貫通孔１６ｄの内部に第３ヨーク２０を装着する。このとき、環状部材１６の第１凸部１６ｅに第３ヨーク２０の第１凹部２０ａが係合するように装着する。第３ヨーク２０の装着が終わると、第１ヨーク１８と同様に、第２積層ヨーク２６の第２挿入部２６ｂを貫通孔１６ｄに配置し、第２延出部２６ａを第３切欠き部２３ｅに配置した状態で、第２外側部２６ｃを第２溝２３ｄに嵌め込む。これにより、第１ヨーク１８の第１延出部２４ａと第２ヨーク１９の第２延出部２６ａが矢印Ａ方向（周方向：図２参照）に交互に配置される。また、第１ヨーク１８と第２ヨーク１９とが第３ヨーク２０により磁気的に結合可能になる。
【００５０】
これらの作業が終わると、第１ヨーク１８の第１挿入部２４ｂにハブ軸１５を環状部材１６の一端側から挿入する。このとき、第３ヨーク２０の第２凸部２０ｂがハブ軸１５の軸方向溝１５ｃに係合するように装着する。これにより、環状部材１６並びに第１ヨーク１８及び第２ヨーク１９が、第３ヨーク２０を介してハブ軸１５に対して回転不能に連結され、矢印Ａ方向に位置決めされる。従って、従来の自転車用発電ハブの固定子ひいては自転車用発電ハブよりも構成を簡素にできる。
【００５１】
ハブ軸１５を装着すると、たとえば治具等を利用して環状部材１６をハブ軸１５の矢印Ｂ方向（図１及び図２参照）の所定位置、すなわち、コイル１７が磁石１２に対向可能な位置に配置する。環状部材１６を所定位置に配置すると、第１位置決め部材２１及び第２位置決め部材２２をハブ軸１５に一端側及び他端側から装着し、第１鍔部２１ａ及び第２鍔部２２ａを第１ヨーク１８及び第２ヨーク１９に接触させる。第１鍔部２１ａ及び第２鍔部２２ａを第１ヨーク１８及び第２ヨーク１９に接触させた状態で、適宜のかしめ治具により第１環状溝１５ｄ及び第２環状溝１５ｅに向けて第１筒部２１ｂ及び第２筒部２２ｂの外周面を押圧して変形させるかしめ作業を行う。これにより、環状部材１６、第１ヨーク１８，第２ヨーク１９及び第３ヨーク２０が矢印Ｂ方向に位置決めされる。環状部材１６並びに第１ヨーク１８及び第２ヨーク１９が第３ヨーク２０を介してハブ軸１５に回転不能に連結されるため、矢印Ｂ方向の位置決め時に第１位置決め部材２１及び第２位置決め部材２２を第１ヨーク１８及び第２ヨーク１９に接触させるだけでよく、きつく押圧する必要がない。このため、第１ヨーク１８及び第２ヨーク１９の変形を抑えることができる。
【００５２】
＜他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００５３】
（ａ）前記実施形態では、クイックレリーズ機構１１によってハブ軸１５をフロントフォークに固定したが、中実のハブ軸をナットによってフロントフォークに固定してもよい。
【００５４】
（ｂ）前記実施形態では、環状部材１６が第１凸部１６ｅを有し、第３ヨーク２０が第１凹部２０ａを有していたが、逆でもよい。すなわち、環状部材が第１凹部を有し、第３ヨークが第１凸部を有してもよい。
【００５５】
（ｃ）前記実施形態では、第３ヨーク２０が第２凸部２０ｂを有し、ハブ軸１５が第２凹部としての軸方向溝１５ｃを有していたが、逆でもよい。すなわち、第３ヨークが第２凹部を有し、ハブ軸が第２凸部を有してもよい。この場合、ハブ軸に凸部が形成されるため、凸部をハブ軸と一体ではなく別体で設けるのが好ましい。
【００５６】
（ｄ）前記実施形態では、第３ヨーク２０が貫通孔１６ｄ内だけに配置されていたが、本発明はこれに限定されない。
【００５７】
図４において、発電ハブ１１０は装着部５２を有し、装着部５２にはたとえばディスクブレーキ装置のロータ又はローラブレーキ装置のドラムを装着可能である。なお、下記に説明する以外の構成は、前記実施形態と同様な構成である。
【００５８】
発電ハブ１１０の第３ヨーク１２０は、環状部材１１６の両端から突出する突出部１２０ｃを両端部に有する。環状部材１１６の貫通孔１１６ｄの内周面には、第１凹部１１６ｅが形成される。第１凹部１１６ｅは、貫通孔１１６ｄの矢印Ｂ方向（軸方向）中央部から一端側に向かって延びる溝形状に形成される。第３ヨーク１２０の外周面には、第１凹部１１６ｅに係合する第１凸部１２０ａが、貫通孔１１６ｄの矢印Ｂ方向中央部に径方向に突出して形成される。第１ヨーク１１８及び第２ヨーク１１９は、第１挿入部及び第２挿入部を有しておらず、第１延出部１２４ａ及び第２延出部１２６ａと、第３ヨーク１２０の突出部１２０ｃに磁気的に結合する第１外側部１２４ｃ及び第２外側部１２６ｃと、を有する。このような構成であっても、前記実施形態と同様な作用効果を有する。
【００５９】
（ｅ）前記実施形では、第３ヨーク２０が貫通孔１６ｄ内で環状部材１６に回転不能に連結されていたが、本発明はこれに限定されない。第３ヨークは、貫通孔の外部で環状部材と回転不能に連結されていてもよい。
【００６０】
（ｆ）前記実施形態では、本発明を自転車のフロントフォークに固定される自転車用発電ハブに適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、自転車のフレームのリヤエンドに固定される自転車用発電ハブにも適用できる。
【符号の説明】
【００６１】
１０ 発電ハブ
１３ 固定子
１４ ハブシェル
１５ ハブ軸
１５ｃ 軸方向溝
１６ 環状部材
１６ｂ 第１フランジ
１６ｃ 第２フランジ
１６ｄ 貫通孔
１６ｅ 第１凸部
１８ 第１ヨーク
１９ 第２ヨーク
２０ 第３ヨーク
２０ａ 第１凹部
２０ｂ 第２凸部
２１ 第１位置決め部材
２２ 第２位置決め部材
２４ａ 第１延出部
２６ａ 第２延出部
１１６ 環状部材
１１６ｅ 第１凹部
１１８ 第１ヨーク
１１９ 第２ヨーク
１２０ 第３ヨーク
１２０ａ 第１凸部
１２４ａ 第１延出部
１２６ａ 第２延出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車の車輪のハブを構成する自転車用発電ハブの固定子及び自転車用発電ハブに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に自転車用発電ハブは、筒状の回転子とその内部に配置される固定子を備える。従来の自転車用発電ハブの固定子は、たとえば特許文献１に開示されるように、ハブ軸と、環状部材と、環状部材の一端側に配置される第１ヨークと、環状部材の他端側に配置される第２ヨークと、環状部材の貫通孔内に配置される第３ヨークとを備える。従来の自転車用発電ハブの固定子において、各ヨークは、環状部材に回転しないように設けられる。各ヨークが設けられた環状部材の軸方向の両端には、ワッシャが配置される。従来、このワッシャを環状部材及びハブ軸に回転不能にすることにより、環状部材をハブ軸に対して周方向に位置決めしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４２３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように前記従来の自転車用ハブの固定子では、環状部材及びヨークをハブ軸に対して周方向に位置決めするために２つの位置決め部材（ワッシャ）が必要であったので、その構成が複雑であった。
【０００５】
本発明の課題は、自転車用発電ハブにおいて、構成を簡素にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明１に係る自転車用発電ハブの固定子は、ハブ軸と、環状部材と、第１ヨークと、第２ヨークと、第３ヨークと、を備えている。環状部材は、ハブ軸が挿通される貫通孔を有する。第１ヨークは、環状部材の軸方向一端側から軸方向他端側に延びる第１延出部を有し、環状部材に対して回転しないように設けられる。第２ヨークは、環状部材の軸方向他端側から軸方向一端側に延びる第２延出部を有し、環状部材に対して回転しないように設けられる。第３ヨークは、貫通孔に配置され、第１ヨークと第２ヨークとを磁気的に結合し、環状部材及びハブ軸の双方に回転不能に連結される。
【０００７】
この自転車用発電ハブの固定子では、環状部材の貫通孔に配置されかつ第１ヨークと第２ヨークとを磁気的に結合する第３ヨークが、環状部材及びハブ軸の双方に回転不能に連結される。これにより、環状部材と第１及び第２ヨークとが、第３ヨークを介してハブ軸に対して回転不能に連結され、ハブ軸に対して環状部材の周方向（ハブ軸の周方向）に位置決めされる。従って、環状部材をハブ軸の周方向に対して位置決めするために、環状部材の軸方向両側にワッシャ等の位置決め部材を設ける必要がなく、構成を簡素にできる。
【０００８】
発明２に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明１に係る自転車用発電ハブの固定子において、第３ヨークは、貫通孔内で環状部材に回転不能に連結される。
【０００９】
この場合には、第３ヨークが貫通孔内で環状部材に回転不能に連結されるので、第３ヨークを環状部材に連結しても、環状部材の軸方向の長さがコンパクトになる。
【００１０】
発明３に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明１又は２に係る自転車用発電ハブの固定子において、環状部材及び第３ヨークの一方は第１凸部を有し、環状部材及び第３ヨークの他方は第１凹部を有する。第３ヨークは、第１凸部と第１凹部とが係合することによって環状部材に回転不能に連結される。
【００１１】
この場合には、環状部材と第３ヨークとが凹凸係合により回転不能に連結されるので、連結構造が簡素になる。
【００１２】
発明４に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明１から３のいずれかに係る自転車用発電ハブの固定子において、ハブ軸及び第３ヨークの一方は第２凸部を有し、ハブ軸及び第３ヨークの他方は第２凹部を有し、第３ヨークは、第２凸部と第２凹部とが係合することによってハブ軸に回転不能に連結される。
【００１３】
この場合には、第３ヨークとハブ軸とが凹凸係合により回転不能に連結されるので、連結構造が簡素になる。
【００１４】
発明５に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明４に係る自転車用発電ハブの固定子において、第２凸部および第２凹部はそれぞれ、貫通孔内に配置される。
【００１５】
この場合には、ハブ軸と第３ヨークとが貫通孔内で回転不能に連結されるので、第３ヨークをハブ軸に連結しても、第３ヨークの軸方向の長さがコンパクトになる。
【００１６】
発明６に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明５に係る自転車用発電ハブの固定子において、第２凹部は、ハブ軸の外周面に形成され、ハブ軸の一端から軸方向に延びる。
【００１７】
この場合には、ハブ軸の外周面に配線を通すために軸方向に延びる溝を第２凹部と兼用できる。
【００１８】
発明７に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明１から６のいずれかに係る自転車用発電ハブの固定子において、第３ヨークは、環状に形成される。
【００１９】
この場合には、第３ヨークが環状であるので貫通孔に配置しやすい。
【００２０】
発明８に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明１から７のいずれかに係る自転車用発電ハブの固定子において、第１ヨーク及び第２ヨークは、それぞれ環状部材に固定される。
【００２１】
この場合には、第１ヨーク及び第２ヨークが環状部材に固定されるので、環状部材及び第３ヨークを介して、第１ヨーク及び第２ヨークをハブ軸に対して回転不能に連結できる。
【００２２】
発明９に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明１から８のいずれかに係る自転車用発電ハブの固定子において、環状部材並びに前記第１、第２及び第３ヨークをハブ軸に対して環状部材の軸方向（ハブ軸の軸方向）に位置決めするために環状部材の軸方向一端側でハブ軸にかしめられる第１位置決め部材をさらに備える。
【００２３】
この場合には、第１位置決め部材がかしめることによりハブ軸に固定されるので、たとえばナットで位置決めする場合に比べて、環状部材の軸方向一端側で第１ヨークに過度な力が作用しない。
【００２４】
発明１０に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明９に係る自転車用発電ハブの固定子において、環状部材並びに第１、第２及び第３ヨークを位置決めするために環状部材の軸方向他端側でハブ軸にかしめられる第２位置決め部材をさらに備える。
【００２５】
この場合には、第２位置決め部材がかしめることによりハブ軸に固定されるので、たとえばナットで位置決めする場合に比べて、環状部材の軸方向他端側で第２ヨークに過度な力が作用しない。
【００２６】
発明１１に係る自転車用発電ハブの固定子は、発明１から１０のいずれかに係る自転車用発電ハブの固定子において、環状部材は、軸方向一端側に設けられる第１フランジと、軸方向他端側に設けられる第２フランジとを有する。第１の軸方向他端側の端部は、第２フランジに支持され、第２延出部の軸方向一端側の端部は、第１フランジに支持される。
【００２７】
この場合には、一端部から延びる第１延出部の他端部側の端部が第２フランジに支持され、他端部から延びる第２延出部の一端部側の端部が第１フランジに支持されるので、第１延出部及び第２延出部を安定して保持できる。
【００２８】
発明１２に係る自転車用発電ハブは、発明１から１０のいずれかに係る固定子を備える。
【００２９】
この自転車用発電ハブでは、発明１から１０のいずれかに係る固定子を備えることによって構成を簡素にできる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、環状部材並びに第１及び第２ヨークが、第３ヨークを介してハブ軸に対して回転不能に連結され、周方向に位置決めされる。従って、従来の自転車用発電ハブの固定子ひいては自転車用発電ハブよりも構成を簡素にできる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態による自転車用発電ハブの半栽断面図。
【図２】その固定子の分解斜視図。
【図３】第１ヨーク及び第２ヨークを外した状態の固定子の側面図。
【図４】他の実施形態の図１に相当する図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１に示すように、本発明の一実施形態による自転車用の発電ハブ（ハブダイナモ）１０は、自転車のフロントフォーク１０２に装着される。ハブ軸１５を有する発電ハブ１０は、固定子１３と、ハブ軸１５に回転自在に装着されたハブシェル１４と、を備える。ハブシェル１４の内周面には、環状の磁石１２が設けられる。磁石１２には、周方向に複数の磁極が配置される。ここで、図１から図３において、後述する環状部材１６の周方向が矢印Ａで示される。また、図１及び図２において、環状部材１６の軸方向が矢印Ｂで示される。この実施形態では、ハブ軸１５、環状部材１６、後述する第１ヨーク１８、第２ヨーク１９及び第３ヨーク２０が同軸上に配置される。したがって、いずれにとっても周方向は矢印Ａ方向であり、軸方向は矢印Ｂ方向である。
【００３３】
＜固定子＞
固定子１３は、ハブ軸１５と、ハブ軸１５が挿通される環状部材１６と、環状部材１６に巻回されるコイル１７と、環状部材１６に設けられる第１ヨーク１８及び第２ヨーク１９と、第１ヨーク１８及び第２ヨーク１９を磁気的に結合する第３ヨーク２０と、を備える。第３ヨーク２０は、ハブ軸１５と環状部材１６とに回転不能に連結される。また、固定子１３は、環状部材１６の矢印Ｂ方向（軸方向：図１及び２参照）一端側（図１及び図２において左側）に配置される第１位置決め部材２１と、環状部材１６の矢印Ｂ方向（図１及び図２参照）他端側（図１及び図２において右側）に配置される第２位置決め部材２２と、をさらに備える。
【００３４】
＜ハブ軸＞
図１及び図２に示すように、ハブ軸１５は、中空に形成され、たとえばクイックレリーズ機構１１によってフロントフォーク１０２に着脱可能に固定される。ハブ軸１５の第１端（図１左端）の外周面には、第１雄ネジ部１５ａが形成される。また、ハブ軸１５の第２端（図１右側）の外周面には、第２雄ネジ部１５ｂが形成される。さらに、ハブ軸１５の外周面には、その中央部から第２端へと延びる軸方向溝１５ｃが形成される。軸方向溝１５ｃは、コイル１７から延びる電気配線１７ａを配置するために用いられる。軸方向溝１５ｃは、第２凹部の一例である。ハブ軸１５の外周面には、第１位置決め部材２１をかしめるための第１環状溝１５ｄ及び第２位置決め部材２２をかしめるための第２環状溝１５ｅが形成される。第２環状溝１５ｅは、軸方向溝１５ｃを横切るように形成される。軸方向溝１５ｃの深さは、電気配線１７aを配置するために、第２環状溝１５ｅの深さよりも大きい。
【００３５】
ハブ軸１５の第２端には、コイル１７からの電力を前照灯等の外部機器に供給するためのコネクタ２８が第２雄ネジ部１５ｂに螺合するナット部材５０により固定される。
【００３６】
＜環状部材＞
環状部材（ボビン）１６には、コイル１７が巻回されるとともに、第１ヨーク１８及び第２ヨーク１９が装着（たとえば接着）される。環状部材１６は、磁石１２の内周面に対向するようにハブ軸１５に位置決めされる。環状部材１６は、コイル１７が外周面に巻回される筒状部１６ａと、筒状部１６ａの矢印Ｂ方向一端側（図１及び図２において左側）に設けられる第１フランジ１６ｂと、筒状部１６ａの矢印Ｂ方向他端側（図１及び図２において右側）に設けられる第２フランジ１６ｃとを有する。筒状部１６ａの貫通孔１６ｄには、ハブ軸１５が挿通される。環状部材１６は貫通孔１６ｄ内で第３ヨーク２０に回転不能に連結される。環状部材１６は、貫通孔１６ｄ内でその径方向内側に突出する少なくとも一つの第１凸部１６ｅを有する。図３に示すように、この実施形態では、４つの第１凸部１６ｅが等間隔に貫通孔１６ｄ内に形成される。また、図２に示すように、第１凸部１６ｅは、貫通孔１６ｄ内で矢印Ｂ方向中央部に形成される。
【００３７】
図２に示すように、第１フランジ１６ｂの外側面には、第１ヨーク１８が装着される第１溝２３ａが放射状に複数（たとえば１６個）形成される。第１溝２３ａは、貫通孔１６ｄから径方向外方に向かって延びている。第１溝２３ａの径方向外方には、第１フランジ１６ｂの外周部から切り欠かれた複数の第１切欠き部２３ｂが形成されている。第１切欠き部２３ｂの間には、第２ヨーク１９の一端側の端部である先端部が支持される複数の第２切欠き部２３ｃが第１切欠き部２３ｂより浅い深さで形成されている。
【００３８】
第２フランジ１６ｃの外側面には、第２ヨーク１９が装着される第２溝２３ｄが放射状に複数（たとえば１６個）形成される。第２溝２３ｄは、第１溝２３ａの間に位置するように配置される。したがって、第２溝２２ｃは、第１フランジ１６ｂの第２切欠き部２３ｃと同じ矢印Ａ方向（周方向）位置に配置される。第２溝２３ｄは、貫通孔１６ｄから径方向外方に向かって延びる。第２溝２３ｄの一つには、コイル１７の両端を第２フランジ１６ｃ外に取り出すための２つの貫通孔２３ｇと、コイル１７を径方向に通すためのスリット２３ｈとが形成される。第２溝２３ｄの径方向外方には、第２フランジ１６ｃの外周部から切り欠かれた第３切欠き部２３ｅが形成される。第３切欠き部２３ｅの間には、第１ヨーク１８の他端側の端部である先端部が支持される第４切欠き部２３ｆが第３切欠き部２３ｅより浅い深さで形成される。
【００３９】
＜コイル＞
図１に示すように、コイル１７は、環状部材１６の筒状部１６ａに巻回される。コイル１７は、たとえば、銅線、アルミニウム合金線等の導電金属線材製である。コイル１７の両端部には、２本の電気配線１７ａが電気的に接続される。電気配線１７ａは、コイル１７で発生した電力を外部に出力するために設けられる。電気配線１７ａは、前述した軸方向溝１５ｃに配置される。
【００４０】
＜第１ヨーク＞
図２に示すように、第１ヨーク１８は、複数（たとえば１６個）の第１積層ヨーク２４を有する。第１積層ヨーク２４は、たとえば、表面に酸化被膜が形成される珪素鋼板（より詳しくは無方向性珪素鋼板）で形成された複数枚の積層片２５ａで構成される。なお、図２では、一つの第１積層ヨーク２４にだけ積層片２５ａが示されるが、全ての第１積層ヨーク２４は積層片２５ａで構成される。第１積層ヨーク２４は、環状部材１６の矢印Ｂ方向一端側から他端側に延びる第１延出部２４ａを有する。また、第１積層ヨーク２４は、第１挿入部２４ｂと、第１延出部２４ａと第１挿入部２４ｂとを連結する第１外側部２４ｃと、をさらに有する。第１延出部２４ａは、コイル１７の径方向外側で環状部材１６の一端側から他端側に延びる。第１延出部２４ａは、径方向外側部分がハブ軸１５と実質的に平行に配置される。また、第１延出部２４ａは、環状部材１６の一端側から他端側にかけて径方向内側部分が径方向外側部に対して接近するように斜めに形成され、径方向内側部分の先端部がハブ軸１５と実質的に平行に形成される。第１延出部２４ａの一端側の端部である基端部２４ｄは、第１切欠き部２３ｂにより支持される。第１延出部２４ａの他端側の端部である先端部２４ｅは、第４切欠き部２３ｆにより支持される。第１挿入部２４ｂは、環状部材１６の貫通孔１６ｄに挿入され、筒状部１６ａとハブ軸１５の外周面との間で矢印Ｂ方向に環状部材１６の一端側から他端側に延びる。具体的には、貫通孔１６ｄの矢印Ｂ方向中央部の近傍まで延びる。第１外側部２４ｃは、第１フランジ１６ｂの第１溝２３ａに嵌め込まれて環状部材１６に固定される。これにより、第１ヨーク１８は、環状部材１６に対して回転しないように設けられる。
【００４１】
＜第２ヨーク＞
第２ヨーク１９は、複数（たとえば１６個）の第２積層ヨーク２６を有する。この実施形態では、第２積層ヨーク２６は、第１積層ヨーク２４と同じ形状である。第２積層ヨーク２６は、たとえば、表面に酸化被膜が形成される珪素鋼板（より詳しくは無方向性珪素鋼板）で形成された複数の積層片２５ｂで構成されている。なお、図２では、一つの第２積層ヨーク２６にだけ積層片２５ｂが示されるが、全ての第２積層ヨーク２６は積層片２５ｂで構成される。第２積層ヨーク２６は、環状部材１６の矢印Ｂ方向他端側から一端側に延びる第２延出部２６ａを有する。また、第２積層ヨーク２６は、第２挿入部２６ｂと、第２延出部２６ａと第２挿入部２６ｂとを連結する第２外側部２６ｃと、をさらに有する。第２延出部２６ａは、コイル１７の径方向外方で他端側から一端側に延びる。第２延出部２６ａは、第１延出部２４ａと矢印Ａ方向（図２参照）において交互に配置される。第２延出部２６ａは、径方向外側部分がハブ軸１５と実質的に平行に配置される。また、第２延出部２６ａは、環状部材１６の他端側から一端側にかけて径方向内側部分が径方向外側部分に対して接近するように形成され、径方向内側部部分の先端部がハブ軸１５と実質的に平行に形成される。第２延出部２６ａの他端側の端部である基端部２６ｄは、第３切欠き部２３ｅにより支持されている。第２延出部２６ａの一端側の端部である先端部２６ｅは、第２切欠き部２３ｃにより支持される。第２挿入部２６ｂは、環状部材１６の貫通孔１６ｄに挿入され、筒状部１６ａとハブ軸１５の外周面との間で矢印Ｂ方向に環状部材１６の他端側から一端側に延びる。具体的には、貫通孔１６ｄの矢印Ｂ方向中央部の近傍まで延びる。第２外側部２６ｃは、第２フランジ１６ｃの第２溝２３ｄに嵌め込まれて環状部材１６に固定される。これにより、第２ヨーク１９は、環状部材１６に対して回転しないように設けられる。
【００４２】
＜第３ヨーク＞
第３ヨーク２０は、図２及び図３に示すように、たとえば珪素鋼製の環状の部材である。第３ヨーク２０は、環状部材１６とハブ軸１５の双方に回転不能に連結される。第３ヨーク２０は、第１積層ヨーク２４の第１挿入部２４ｂの先端と、第２積層ヨーク２６の第２挿入部２６ｂの先端と、に接触するように貫通孔１６ｄ内で筒状部１６ａとハブ軸１５の外周面との間に配置される。これにより、第３ヨーク２０は、第１ヨーク１８と第２ヨークとを磁気的に結合でき、コイル１７の周囲に磁気回路が構成される。
【００４３】
第３ヨーク２０は、環状部材１６の第１凸部１６ｅに係合する少なくとも一つの第１凹部２０ａを外周面に有する。この実施形態では、４つの第１凸部１６ｅに対応して４つの第１凹部２０ａが設けられる。第３ヨークは、ハブ軸１５の第２凹部としての軸方向溝１５ｃに貫通孔１６ｄ内で係合する第２凸部２０ｂを内周面に有する。第２凸部２０ｂにより、第３ヨーク２０とハブ軸１５とが回転不能に連結される。すなわち、第１ヨーク１８及び第２ヨーク１９が装着された環状部材１６が、第３ヨーク２０を介してハブ軸１５に対して回転不能に連結され、ハブ軸１５に対して環状部材１６の矢印Ａ方向に位置決めされる。
【００４４】
＜第１位置決め部材＞
図１及び図２に示すように、第１位置決め部材２１は、環状部材１６の一端側でハブ軸１５にかしめられる。第１位置決め部材２１は、たとえば、アルミニウム合金、鉄系合金等の金属製である。第１位置決め部材２１は、図２に示すように、第１ヨーク１８に接触可能な第１鍔部２１ａと、ハブ軸１５の外周面に嵌合可能な第１筒部２１ｂと、を有する。第１筒部２１ｂは、第１鍔部２１ａが第１ヨーク１８に接触した状態で第１環状溝１５ｄと重なり合う位置に配置される。第１筒部２１ｂを第１環状溝１５ｄに向けて変形させることにより、第１位置決め部材２１がハブ軸１５にかしめられ、矢印Ｂ方向に移動不能になる。
【００４５】
＜第２位置決め部材＞
図１及び図２に示すように、第２位置決め部材２２は、環状部材１６の他端側でハブ軸１５にかしめられる。第２位置決め部材２２は、第１位置決め部材２１と同材料からなる。第１位置決め部材２１と同様に、第２位置決め部材２２は、図２示すように、第２ヨーク１９に接触可能な第２鍔部２２ａと、ハブ軸１５の外周面に嵌合可能な第２筒部２２ｂと、を有する。第２筒部２２ｂは、第２鍔部２２ａが第２ヨーク１９に接触した状態で第２環状溝１５ｅと重なり合う位置に配置される。第２筒部２２ｂを第２環状溝１５ｅに向けて変形させることにより、第２位置決め部材２２がハブ軸１５にかしめられ、矢印Ｂ方向に移動不能になる。
【００４６】
このように、第１位置決め部材２１及び第２位置決め部材２２により、環状部材１６、第１ヨーク１８、第２ヨーク１９及び第３ヨーク２０が矢印Ｂ方向（軸方向）に位置決めされる。このため、たとえばナット等を用いて軸方向に位置決めする場合と比べ、第１ヨーク１８第１積層ヨーク２４及び第２ヨーク１９の第２積層ヨーク２６に過大な軸方向の力が作用しなくなる。従って、第１ヨーク１８及び第２ヨーク１９が変形しにくくなる。
【００４７】
＜ハブシェル＞
ハブシェル１４は、図１に示すように、ハブ軸１５に第１軸受３０及び第２軸受３１により回転自在に支持される。第１軸受３０は、ナット部材５１により矢印Ｂ方向（軸方向）の位置が調整される。ハブシェル１４は、第１軸受３０が配置される筒状のシェル本体４０と、シェル本体４０に装着される第２軸受３１が配置される蓋部材４２と、を有する。シェル本体４０には、車輪とリムと連結される一対のハブフランジ４０ａが矢印Ｂ方向に間隔を隔てて配置される。
【００４８】
シェル本体４０の内周面には、磁石１２が固定される。磁石１２とシェル本体４０との間には、バックヨーク２７が配置される。磁石１２の内周面は、第１ヨーク１８の径方向外側部分及び第２ヨーク１９の径方向外側部分と僅かな隙間をあけて配置される。
【００４９】
＜固定子の組立手順＞
固定子１３を組み立てる際には、環状部材１６の筒状部１６ａにコイル１７を巻回する。コイル１７を巻き終わると、第１積層ヨーク２４の第１挿入部２４ｂを貫通孔１６ｄに配置し、第１延出部２４ａを第１切欠き部２３ｂに配置した状態で、第１外側部２４ｃを第１溝２３ａに嵌め込む。つぎに、貫通孔１６ｄの内部に第３ヨーク２０を装着する。このとき、環状部材１６の第１凸部１６ｅに第３ヨーク２０の第１凹部２０ａが係合するように装着する。第３ヨーク２０の装着が終わると、第１ヨーク１８と同様に、第２積層ヨーク２６の第２挿入部２６ｂを貫通孔１６ｄに配置し、第２延出部２６ａを第３切欠き部２３ｅに配置した状態で、第２外側部２６ｃを第２溝２３ｄに嵌め込む。これにより、第１ヨーク１８の第１延出部２４ａと第２ヨーク１９の第２延出部２６ａが矢印Ａ方向（周方向：図２参照）に交互に配置される。また、第１ヨーク１８と第２ヨーク１９とが第３ヨーク２０により磁気的に結合可能になる。
【００５０】
これらの作業が終わると、第１ヨーク１８の第１挿入部２４ｂにハブ軸１５を環状部材１６の一端側から挿入する。このとき、第３ヨーク２０の第２凸部２０ｂがハブ軸１５の軸方向溝１５ｃに係合するように装着する。これにより、環状部材１６並びに第１ヨーク１８及び第２ヨーク１９が、第３ヨーク２０を介してハブ軸１５に対して回転不能に連結され、矢印Ａ方向に位置決めされる。従って、従来の自転車用発電ハブの固定子ひいては自転車用発電ハブよりも構成を簡素にできる。
【００５１】
ハブ軸１５を装着すると、たとえば治具等を利用して環状部材１６をハブ軸１５の矢印Ｂ方向（図１及び図２参照）の所定位置、すなわち、コイル１７が磁石１２に対向可能な位置に配置する。環状部材１６を所定位置に配置すると、第１位置決め部材２１及び第２位置決め部材２２をハブ軸１５に一端側及び他端側から装着し、第１鍔部２１ａ及び第２鍔部２２ａを第１ヨーク１８及び第２ヨーク１９に接触させる。第１鍔部２１ａ及び第２鍔部２２ａを第１ヨーク１８及び第２ヨーク１９に接触させた状態で、適宜のかしめ治具により第１環状溝１５ｄ及び第２環状溝１５ｅに向けて第１筒部２１ｂ及び第２筒部２２ｂの外周面を押圧して変形させるかしめ作業を行う。これにより、環状部材１６、第１ヨーク１８，第２ヨーク１９及び第３ヨーク２０が矢印Ｂ方向に位置決めされる。環状部材１６並びに第１ヨーク１８及び第２ヨーク１９が第３ヨーク２０を介してハブ軸１５に回転不能に連結されるため、矢印Ｂ方向の位置決め時に第１位置決め部材２１及び第２位置決め部材２２を第１ヨーク１８及び第２ヨーク１９に接触させるだけでよく、きつく押圧する必要がない。このため、第１ヨーク１８及び第２ヨーク１９の変形を抑えることができる。
【００５２】
＜他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００５３】
（ａ）前記実施形態では、クイックレリーズ機構１１によってハブ軸１５をフロントフォークに固定したが、中実のハブ軸をナットによってフロントフォークに固定してもよい。
【００５４】
（ｂ）前記実施形態では、環状部材１６が第１凸部１６ｅを有し、第３ヨーク２０が第１凹部２０ａを有していたが、逆でもよい。すなわち、環状部材が第１凹部を有し、第３ヨークが第１凸部を有してもよい。
【００５５】
（ｃ）前記実施形態では、第３ヨーク２０が第２凸部２０ｂを有し、ハブ軸１５が第２凹部としての軸方向溝１５ｃを有していたが、逆でもよい。すなわち、第３ヨークが第２凹部を有し、ハブ軸が第２凸部を有してもよい。この場合、ハブ軸に凸部が形成されるため、凸部をハブ軸と一体ではなく別体で設けるのが好ましい。
【００５６】
（ｄ）前記実施形態では、第３ヨーク２０が貫通孔１６ｄ内だけに配置されていたが、本発明はこれに限定されない。
【００５７】
図４において、発電ハブ１１０は装着部５２を有し、装着部５２にはたとえばディスクブレーキ装置のロータ又はローラブレーキ装置のドラムを装着可能である。なお、下記に説明する以外の構成は、前記実施形態と同様な構成である。
【００５８】
発電ハブ１１０の第３ヨーク１２０は、環状部材１１６の両端から突出する突出部１２０ｃを両端部に有する。環状部材１１６の貫通孔１１６ｄの内周面には、第１凹部１１６ｅが形成される。第１凹部１１６ｅは、貫通孔１１６ｄの矢印Ｂ方向（軸方向）中央部から一端側に向かって延びる溝形状に形成される。第３ヨーク１２０の外周面には、第１凹部１１６ｅに係合する第１凸部１２０ａが、貫通孔１１６ｄの矢印Ｂ方向中央部に径方向に突出して形成される。第１ヨーク１１８及び第２ヨーク１１９は、第１挿入部及び第２挿入部を有しておらず、第１延出部１２４ａ及び第２延出部１２６ａと、第３ヨーク１２０の突出部１２０ｃに磁気的に結合する第１外側部１２４ｃ及び第２外側部１２６ｃと、を有する。このような構成であっても、前記実施形態と同様な作用効果を有する。
【００５９】
（ｅ）前記実施形では、第３ヨーク２０が貫通孔１６ｄ内で環状部材１６に回転不能に連結されていたが、本発明はこれに限定されない。第３ヨークは、貫通孔の外部で環状部材と回転不能に連結されていてもよい。
【００６０】
（ｆ）前記実施形態では、本発明を自転車のフロントフォークに固定される自転車用発電ハブに適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、自転車のフレームのリヤエンドに固定される自転車用発電ハブにも適用できる。
【符号の説明】
【００６１】
１０ 発電ハブ
１３ 固定子
１４ ハブシェル
１５ ハブ軸
１５ｃ 軸方向溝
１６ 環状部材
１６ｂ 第１フランジ
１６ｃ 第２フランジ
１６ｄ 貫通孔
１６ｅ 第１凸部
１８ 第１ヨーク
１９ 第２ヨーク
２０ 第３ヨーク
２０ａ 第１凹部
２０ｂ 第２凸部
２１ 第１位置決め部材
２２ 第２位置決め部材
２４ａ 第１延出部
２６ａ 第２延出部
１１６ 環状部材
１１６ｅ 第１凹部
１１８ 第１ヨーク
１１９ 第２ヨーク
１２０ 第３ヨーク
１２０ａ 第１凸部
１２４ａ 第１延出部
１２６ａ 第２延出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブ軸と、
前記ハブ軸が挿通される貫通孔を有する環状部材と、
前記環状部材の軸方向一端側から軸方向他端側に延びる第１延出部を有し、前記環状部材に対して回転しないように設けられる第１ヨークと、
前記環状部材の軸方向他端側から前記軸方向一端側に延びる第２延出部を有し、前記環状部材に対して回転しないように設けられる第２ヨークと、
前記貫通孔に配置され、前記第１ヨークと前記第２ヨークとを磁気的に結合し、前記環状部材及び前記ハブ軸の双方に回転不能に連結される第３ヨークと、
を備える自転車用発電ハブの固定子。
【請求項２】
前記第３ヨークは、前記貫通孔内で前記環状部材に回転不能に連結される、請求項１に記載の自転車用発電ハブの固定子。
【請求項３】
前記環状部材及び前記第３ヨークの一方は第１凸部を有し、前記環状部材及び前記第３ヨークの他方は第１凹部を有し、前記第３ヨークは、前記第１凸部と前記第１凹部とが係合することによって前記環状部材に回転不能に連結される、請求項１又は２に記載の自転車用発電ハブの固定子。
【請求項４】
前記ハブ軸及び前記第３ヨークの一方は第２凸部を有し、前記ハブ軸及び前記第３ヨークの他方は第２凹部を有し、前記第３ヨークは、前記第２凸部と前記第２凹部とが係合することによって前記ハブ軸に回転不能に連結される、請求項１から３のいずれか１項に記載の自転車用発電ハブの固定子。
【請求項５】
前記第２凸部および前記第２凹部はそれぞれ、前記貫通孔内に配置される、請求項４に記載の自転車用発電ハブの固定子。
【請求項６】
前記第２凹部は、前記ハブ軸の外周面に形成され、前記ハブ軸の一端から軸方向に延びる、請求項５に記載の自転車用発電ハブの固定子。
【請求項７】
前記第３ヨークは、環状に形成される、請求項１から６のいずれか１項に記載の自転車用発電ハブの固定子。
【請求項８】
前記第１ヨーク及び前記第２ヨークは、それぞれ前記環状部材に固定される、請求項１から７のいずれか１項に記載の自転車用発電ハブの固定子。
【請求項９】
前記環状部材並びに前記第１、第２及び第３ヨークを前記環状部材の軸方向に位置決めするために前記環状部材の前記軸方向一端側で前記ハブ軸にかしめられる第１位置決め部材をさらに備える、請求項１から８のいずれか１項に記載の自転車用発電ハブの固定子。
【請求項１０】
前記環状部材並びに前記第１、第２及び第３ヨークを前記環状部材の前記軸方向に位置決めするために前記環状部材の前記軸方向他端側で前記ハブ軸にかしめられる第２位置決め部材をさらに備える、請求項９に記載の自転車用発電ハブの固定子。
【請求項１１】
前記環状部材は、前記軸方向一端側に設けられる第１フランジと、前記軸方向他端側に設けられる第２フランジとを有し、
前記第１延出部の前記軸方向他端側の端部は、前記第２フランジに支持され、前記第２延出部の前記軸方向一端側の端部は、前記第１フランジに支持される、請求項１から１０のいずれか１項に記載の自転車用発電ハブの固定子。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載される自転車用発電ハブの固定子を備える自転車用発電ハブ。
【請求項１】
ハブ軸と、
前記ハブ軸が挿通される貫通孔を有する環状部材と、
前記環状部材の軸方向一端側から軸方向他端側に延びる第１延出部を有し、前記環状部材に対して回転しないように設けられる第１ヨークと、
前記環状部材の軸方向他端側から前記軸方向一端側に延びる第２延出部を有し、前記環状部材に対して回転しないように設けられる第２ヨークと、
前記貫通孔に配置され、前記第１ヨークと前記第２ヨークとを磁気的に結合し、前記環状部材及び前記ハブ軸の双方に回転不能に連結される第３ヨークと、
を備える自転車用発電ハブの固定子。
【請求項２】
前記第３ヨークは、前記貫通孔内で前記環状部材に回転不能に連結される、請求項１に記載の自転車用発電ハブの固定子。
【請求項３】
前記環状部材及び前記第３ヨークの一方は第１凸部を有し、前記環状部材及び前記第３ヨークの他方は第１凹部を有し、前記第３ヨークは、前記第１凸部と前記第１凹部とが係合することによって前記環状部材に回転不能に連結される、請求項１又は２に記載の自転車用発電ハブの固定子。
【請求項４】
前記ハブ軸及び前記第３ヨークの一方は第２凸部を有し、前記ハブ軸及び前記第３ヨークの他方は第２凹部を有し、前記第３ヨークは、前記第２凸部と前記第２凹部とが係合することによって前記ハブ軸に回転不能に連結される、請求項１から３のいずれか１項に記載の自転車用発電ハブの固定子。
【請求項５】
前記第２凸部および前記第２凹部はそれぞれ、前記貫通孔内に配置される、請求項４に記載の自転車用発電ハブの固定子。
【請求項６】
前記第２凹部は、前記ハブ軸の外周面に形成され、前記ハブ軸の一端から軸方向に延びる、請求項５に記載の自転車用発電ハブの固定子。
【請求項７】
前記第３ヨークは、環状に形成される、請求項１から６のいずれか１項に記載の自転車用発電ハブの固定子。
【請求項８】
前記第１ヨーク及び前記第２ヨークは、それぞれ前記環状部材に固定される、請求項１から７のいずれか１項に記載の自転車用発電ハブの固定子。
【請求項９】
前記環状部材並びに前記第１、第２及び第３ヨークを前記環状部材の軸方向に位置決めするために前記環状部材の前記軸方向一端側で前記ハブ軸にかしめられる第１位置決め部材をさらに備える、請求項１から８のいずれか１項に記載の自転車用発電ハブの固定子。
【請求項１０】
前記環状部材並びに前記第１、第２及び第３ヨークを前記環状部材の前記軸方向に位置決めするために前記環状部材の前記軸方向他端側で前記ハブ軸にかしめられる第２位置決め部材をさらに備える、請求項９に記載の自転車用発電ハブの固定子。
【請求項１１】
前記環状部材は、前記軸方向一端側に設けられる第１フランジと、前記軸方向他端側に設けられる第２フランジとを有し、
前記第１延出部の前記軸方向他端側の端部は、前記第２フランジに支持され、前記第２延出部の前記軸方向一端側の端部は、前記第１フランジに支持される、請求項１から１０のいずれか１項に記載の自転車用発電ハブの固定子。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載される自転車用発電ハブの固定子を備える自転車用発電ハブ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１３８９９２（Ｐ２０１２−１３８９９２Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８８２６０（Ｐ２０１０−２８８２６０）
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００００２４３９）株式会社シマノ (1,038)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００００２４３９）株式会社シマノ (1,038)
【Ｆターム（参考）】
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