(57)【要約】【課題】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する。【解決手段】第１ヨーク１２０Ａと第２ヨーク１２０Ｂを半径方向（ヨークの配置基準面ＳＡ０、ＳＢ０）に対して傾斜した平面（ヨークの実配置面ＳＡ１、ＳＢ１）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上において、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。【選択図】図１２
2018102094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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において、
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おいて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おいて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おいて、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
ことを特徴とするハブダイナモ。
【請求項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
ことを特徴とする請求項１に記載のハブダイナモ。
【請求項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、
を有することを特徴とする請求項２に記載のハブダイナモ。
【請求項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、
を有することを特徴とする請求項２または３に記載のハブダイナモ。
【請求項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
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のハブダイナモ。
【請求項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
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のハブダイナモ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハブダイナモに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、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。
【０００３】
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ヨークを配置し、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のものが知られている。
【０００４】
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おり、それぞれ側面視コ字状をなしている。
すなわち、第１ヨークは、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た外周側磁極部と、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た内周側磁極部と、コイルの軸方向一端側において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連結部と、を有する側面視コ字形をなしている。
【０００５】
また、第２ヨークは、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た外周側磁極部と、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た内周側磁極部と、コイルの軸方向他端側において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連結部と、を有する側面視コ字形をなしている。
そして、コイルの内周側において、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、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。
【０００６】
ところで、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５３５７９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、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ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係るハブダイナモは、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において、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おいて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おいて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おいて、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とを特徴とする。
【００１２】
この構成においては、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ので、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り、ヨークの必要本数を少なく済ませることができる。
【００１３】
本発明に係るハブダイナモにおいて、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とを特徴とする。
【００１４】
この構成においては、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。
【００１５】
本発明に係るハブダイナモにおいて、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、を有することを特徴とする。
【００１６】
この構成においては、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。
【００１７】
本発明に係るハブダイナモにおいて、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、を有することを特徴とする。
【００１８】
この構成においては、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。
【００１９】
本発明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とを特徴とする。
【００２０】
この構成においては、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。
【００２１】
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。
【００２２】
そこで、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、その結果、発電効率を高めることができる。
なお、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たり、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したりする方法を採用することができる。
【００２３】
本発明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とを特徴とする。
【００２４】
この構成においては、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。そこで、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。
【発明の効果】
【００２５】
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ので、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、軽量化およびコストダウンに寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態におけるハブダイナモの取付概要図である。
【図２】本発明の実施形態におけるハブダイナモの側面図である。
【図３】本発明の実施形態におけるハブダイナモの断面図である。
【図４】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である。
【図５】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である。
【図６】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である。
【図７】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である。
【図８】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である。
【図９】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である。
【図１０】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である。
【図１１】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、（ａ）は図６のＥＡ矢視図、（ｂ）は図６のＥＢ矢視図である。
【図１２】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である。
【図１３】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図で、（ａ）は第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、（ｂ）は第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、（ｃ）は図１３（ｂ）のＦ矢視図である。
【図１４】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各ヨークの構成を説明するための図で、（ａ）はヨークを構成する１枚の板状部材の斜視図、（ｂ）は板状部材を積層して構成したヨークの斜視図、（ｃ）は連結部側から見たヨークの斜視図である。
【図１５】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である。
【図１６】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、（ａ）は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、（ｂ）は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である。
【図１７】本発明の実施形態におけるハブダイナモの効果の説明図で、（ａ）は第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本実施形態の例を示す図、（ｂ）は第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である。
【図１８】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である。
【図１９】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である。
【図２０】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である。
【図２１】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、（ａ）は５０％出力時の実施形態の場合のヨークの必要個数を示す図、（ｂ）は５０％出力時の比較例の場合のヨークの必要個数を示す図、（ｃ）は２５％出力時の実施形態の場合のヨークの必要個数を示す図、（ｄ）は２５％出力時の比較例の場合のヨークの必要個数を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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の取付概要図である。なお、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。
【００２８】
（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。
【００２９】
ハブダイナモ１０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の周囲を回転するロータ２０（後述）と、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たステータ１０１（後述）と、を備えている。
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。なお、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。
【００３０】
（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の断面図である。
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、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）の第２のエンドプレート３３と、胴部３１の軸方向一方Ｐ側（図３における左側）の開口を塞ぐ第１のエンドプレート３２と、からなる。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。
【００３１】
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。なお、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。
【００３２】
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。そして、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ことで、前輪５の回転と共にハブ軸１１を中心に回転するようになっている。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。
【００３３】
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、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。
【００３４】
なお、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おり、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。
【００３５】
ハブ軸１１の軸方向中間部には大径部が形成されており、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。
【００３６】
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、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。
【００３７】
また、ハブ軸１１の軸方向他方Ｑ側には、別のスリーブナット４５が配置されており、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、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。
【００３８】
（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である。図７は、ステータ１０１の構成を示す分解斜視図である。
図６および図７に示すように、ステータ１０１は、ハブ軸１１が挿通される合成樹脂製（非磁性材料製）の筒状のコイルボビン１１０と、コイルボビン１１０に巻かれたリング状のコイル１４０と、コイル１４０を内側に包囲するように組み立てられた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。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。
【００３９】
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、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。
【００４０】
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おり、配線はハブ軸１１に沿って外部へと引き出されている。
【００４１】
（コイルボビン）
図８は、コイルボビンの斜視図である。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である。
図８および図９に示すように、コイルボビン１１０は、外周にコイル１４０が巻回される円筒状の胴部１１１と、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た第１フランジ１１２Ａおよび第２フランジ１１２Ｂと、を有している。
【００４２】
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。
また、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。
【００４３】
さらに、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。
【００４４】
（ヨーク）
図１０は、ステータの斜視半断面図、図１１は、ステータの軸方向から見た図であり、（ａ）は、図６のＥＡ矢視図、（ｂ）は、図６のＥＢ矢視図である。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である。図１３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、（ａ）は、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、（ｂ）は、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、（ｃ）は、図１３（ｂ）のＦ矢視図である。図１４は、各ヨークの構成を説明するための図で、（ａ）は、ヨークを構成する１枚の板状部材の斜視図、（ｂ）は、板状部材を積層して構成したヨークの斜視図、（ｃ）は、連結部側から見たヨークの斜視図である。
【００４５】
図１３（ａ）〜図１３（ｃ）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、側面視コ字形をなしている。
【００４６】
すなわち、図１３（ａ）〜図１３（ｃ）および図７に示すように、第１ヨーク１２０Ａ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）に先端を延ばした外周側磁極部１２１と、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を延ばした内周側磁極部１２３と、コイル１４０の軸方向一端側（Ｐ側）において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連結部１２２と、を有している。
【００４７】
同様に、第２ヨーク１２０Ｂ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）に先端を延ばした外周側磁極部１２１と、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た内周側磁極部１２３と、コイル１４０の軸方向他端側（Ｑ側）において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連結部１２２と、を有している。
【００４８】
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っている。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。
【００４９】
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）。
【００５０】
（板状部材）
ここで、図１４（ａ）〜図１４（ｃ）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り、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。
【００５１】
個々の板状部材１３０は、図１４（ａ）に示すように、略コの字型の鉄片であり、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り、図１４（ｂ）および図１４（ｃ）に示すように、これら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。また、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。さらに、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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
そこで、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１１（ａ）、図１１（ｂ）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。
【００５６】
次に、図１１（ａ）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。
【００５７】
また、図１１（ｂ）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。そして、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。
【００５８】
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。
【００５９】
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）上において、図１３（ａ）の矢印ＦＰ、ＦＱのように組み合わせることにより、図１３（ｂ）、（ｃ）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。
【００６０】
上述のように各ヨーク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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。また、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。
【００６３】
さらに、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の各各係合溝１１４Ａ、１１４Ｂに収容する。また、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し、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。
【００６４】
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の外周側において、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。
【００６５】
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。
【００６６】
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である。図１６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、（ａ）は、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、（ｂ）は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である。
【００６７】
（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。そこで、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。
【００６８】
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。
【００６９】
すなわち、図１４（ｃ）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。
【００７０】
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。
【００７１】
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ようになる。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ようになる。
【００７２】
（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１６（ａ）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。
【００７３】
そこで、本実施形態では、図１６（ｂ）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。
【００７４】
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の寸法を異ならせたり、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。
【００７５】
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周りに回転し、永久磁石２２がステータ１０１周りを回転する。
【００７６】
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。
【００７７】
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においては、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。
【００７８】
本実施形態のハブダイナモにおいては、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。
【００７９】
従って、図１７（ａ）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１７（ｂ）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。
【００８０】
また、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で接続できることから、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。また、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。
【００８１】
因みに、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の関係でできることから、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２１（ａ）および（ｃ）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。
【００８２】
また、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とにより、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。
【００８３】
また、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。
【００８４】
また、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。
【００８５】
なお、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し、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。
【００８６】
また、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。
【符号の説明】
【００８７】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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