(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブ体の内側に永久磁石が配置され、ハブ軸には、該永久磁石の磁極と対向する複数の極片を周上に設けたステータコアと、該ステータコア間に配されたコイルボビンに巻回されたコイルとを備え、ハブ体の左右には、ハブ体をハブ軸に対して回転自在に支持する軸受を具えた自転車用ハブダイナモにおいて、
ハブ体の一端開口部の内縁側には、前記一方の軸受を有するキャップの外周縁が圧入固定され、ハブ軸には、前記一方の軸受と内接する軸受スリーブが固定されると共に、ハブ軸のステータコアを挟んで前記キャップと反対側には、ステータコア固定用のナットと兼用の軸受スリーブが固定され、該ナットと兼用の軸受スリーブが前記他方の軸受と内接することを特徴とする自転車用ハブダイナモ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自転車用の発電機である自転車用ハブダイナモに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自転車の発電用のハブダイナモを搭載した自転車の前輪部分の拡大図を図４に示している。ハブダイナモ３０は、自転車の前輪部分又は後輪部分に搭載される。ここでは、前輪側にハブダイナモ３０を搭載した例を示している。自転車は、前輪を回転自在に支持するハブ軸５にハブダイナモ３０が組み込まれ、かつハブ軸５はフロントフオーク２５に取り付けられており、前輪の横側に配備された前照灯３１や後輪側に配備された尾灯（図示せず）などに電力を供給する。フロントフオーク２５は本体フレーム３４に支持されており、フロントフオーク２５の上端にはハンドル３２や前かご３３が取り付けられている。
【０００３】
従来の自転車の発電用ハブダイナモは、そのハブ体を非磁性体であるアルミ合金を用いて形成されたものがある。そこで、ハブ体をアルミ合金で形成したハブダイナモを図５〜図７を参照して説明する。
【０００４】
図５は発電用ハブダイナモの正面断面図であって、ハブダイナモのハブ体（胴）１はアルミ合金で形成されている。前輪のタイヤのリムと連結された右側のスポーク（図示せず）は、ハブ体１の一部であるアルミ製の円形のつば３と連結され、左側のスポーク（図示せず）もハブ体１の一部であるアルミ製の円形のつば２と連結されている。ハブ体１の左側開口部は、アルミ製のキャップ４で塞がれている。
【０００５】
また、ハブ体１の内周面には環状ヨーク１９とマグネット１０が固着・配置されてハブダイナモの回転側ロータを構成している。ハブ軸５の外周面には、ハブダイナモの固定側ステータのコイルボビンに巻回されたコイル１５、鉄製の左右一対のステータコア１２、１３及び該コア１２、１３の中央部分を磁気的に結合するステータコア１４が固着されてハブダイナモの固定側ステータを構成している。ステータコアの周上に設けられた複数の極片はマグネット１０の磁極と対向配置される。尚、ハブ軸５の外周面には雄ネジが螺設されている。
【０００６】
ハブ体１の左右の中心凹部には、ベアリングが内包された軸受６、１６が夫々圧入されると共に、軸受スリーブ７，１７がハブ軸５に固定され、左右の軸受スリーブはハブ軸５から抜け落ちないように構成される。そして、右側の軸受６には軸受スリーブ７が固定されたハブ軸５がハブナット８で支持・締結される。
【０００７】
左側の軸受１６は、アルミ合金で形成された円形のキャップ４の中心凹部に軸受スリーブ１７と内接して圧入・固定されている。キャップ４の周緑部はハブ体１に圧入され固定され、ハブダイナモの出力を取り出す端子２０が設けられた絶縁性の端子板を介在して、ハブナット１８で挟持される。
【０００８】
図５の発電用ハブダイナモの各部構成と組立図を図６、図７に示す。図６において、軸受１６は、アルミ合金で形成された円形のキャップ４の中心凹部に、ハブ軸５に螺合された軸受スリーブ１７と内接し、ハブダイナモの出力を取り出す端子２０が設けられた絶縁性の端子板を介在させてハブナット１８を締結することにより、軸受スリーブ１７が軸受１６からずれないように保持する。
【０００９】
また、ハブ軸５には、固定側ステータを構成するコイルボビンに巻回されたコイル１５、左右一対のステータコア１２、１３及び該コア１２、１３の中央部分を磁気的に結合するステータコア１４が、軸受スリーブ１７とハブ軸５に螺合されたハブナット９との間にワッシャ１１を介して挟持されている。
【００１０】
ハブ体１の内周面には環状ヨーク１９とマグネット１０が固着・配置され、ハブ体１の中心凹部に軸受６が圧入されてハブダイナモの回転側ロータを構成している。そして、軸受６にハブ軸５が支持されるように軸受スリーブ７とハブナット８が用意される。
【００１１】
次に、図７に示すように、キャップ４を組み合わせた上記構成の固定側ステータ部を、キャップ４の周緑部を回転側ロータとなるハブ体１の内縁側に圧入しながら、ハブ軸の他端をハブ体１内に固定された軸受６の内径に通した後、ハブ体軸受６の内側にハブ軸５を介在して軸受スリーブ７をネジ込んで、最後にハブナット８によって固着・締結して、図５に示すハブダイナモが構成される。
【００１２】
このように構成されたハブダイナモは、自転車の車輪の回転によってマグネット１０が固着されたハブ体１が回転し、マグネット１０の磁界と固定しているコイルボビンのコイル１５との電磁誘導作用により発電する。この時の磁気回路は、ハブ体１がアルミ製であるために、マグネット１０、環状ヨーク１９、コイル１５及びステータコア１２、１３、１４で形成される。
【００１３】
しかし、固定側ステータ部をハブ体１に圧入する際、手順上、ハブ体軸受６の内側にハブ軸５を挿入し、その後に、軸受スリーブ７が軸受６の内側にネジ込まれるため、ハブ体１の軸受６の内側にはまだ軸受スリーブ７が存在していない。
それ故、固定側ステータ部のハブ軸５とハブ体１の軸受６の内径の中心が合致しない場合が生じる。
【００１４】
例えば、ハブ軸５の外径は８mm、軸受６の内径は１２mmであるので、ハブ軸外径と軸受の内径には２mmの隙間を設けて組立てなければならない。しかし、実際はそのように正確な位置決めができない場合があり、その状態ではハブ軸５と軸受６の内径の中心が合致せず、軸受スリーブ７をネジ込むことができなくなる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の自転車用ハブダイナモでは、上記したように、固定側ステータ部をハブ体に圧入する際、ハブ体の軸受の内側には軸受スリーブが存在しないので、固定側ステータ部のハブ軸とハブ体の軸受の内径の中心が合致しない場合が生じ、軸受スリーブをネジ込むことができなくなる問題があった。そこで本発明は、軸受スリーブの挿入を確実、容易にし、組立作業性の改善と、組立精度の向上及びコストダウンが図られる自転車用ハブダイナモを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するために手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る自転車用ハブダイナモは、ハブ体の内側に永久磁石が配置され、ハブ軸には、該永久磁石の磁極と対向する複数の極片を周上に設けたステータコアと、該ステータコア間に配されたコイルボビンに巻回されたコイルとを備え、ハブ体の左右には、ハブ体をハブ軸に対して回転自在に支持する軸受を具えた自転車用ハブダイナモにおいて、
ハブ体の一端開口部の内縁側には、前記一方の軸受を有するキャップの外周縁が圧入固定され、ハブ軸には、前記一方の軸受と内接する軸受スリーブが固定されると共に、ハブ軸のステータコアを挟んで前記キャップと反対側には、ステータコア固定用のナットと兼用の軸受スリーブが固定され、該ナットと兼用の軸受スリーブが前記他方の軸受と内接する構成とした。
【００１９】
こうして、キャップを組合わせた固定側ステータ部のキャップの外周縁がハブ体の内縁側に圧入される際に、固定側ステータの固定用ナットの一部に形成された軸受スリーブがハブ体に圧入された軸受の内側に挿入されるので、固定側ステータのハブ軸と軸受の内径の中心およびキャップとハブ体の中心が合わせ易くなり、軸受スリーブの挿入を確実、容易にする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の自転車用ハブダイナモの実施形態を図１〜図３を参照して説明する。
図において、図５〜図７のものと実質的に同一物には同じ符号を付した。自転車の発電用ハブダイナモは、そのハブ体を非磁性体であるアルミ合金を用いて形成されたものを例にして説明する。
【００２１】
図１は発電用ハブダイナモの正面断面図であって、ハブダイナモのハブ体（胴）１はアルミ合金で形成されている。前輪のタイヤのリムと連結された右側のスポーク（図示せず）は、ハブ体１の一部であるアルミ製の円形のつば３と連結され、左側のスポーク（図示せず）もアルミ製の円形のつば２と連結されている。
【００２２】
また、ハブ体１の内周面には環状ヨーク１９とマグネット１０が固着・配置され、ハブダイナモの回転側ロータを構成している。ハブ軸５の外周面には、ハブダイナモの固定側ステータのコイルボビンに巻回されたコイル１５、鉄製の左右一対のステータコア１２、１３及び該コア１２、１３の中央部分を磁気的に結合するステータコア１４が固着され、ハブダイナモの固定側ステータを構成している。そして、ステータコアの周上に設けられた複数の極片はマグネット１０の磁極と対向配置される。
【００２３】
ハブ体１の左右の中心凹部には、ベアリングが内包された軸受６、１６が夫々圧入されると共にハブ軸５から抜け落ちないように構成される。そして右側の軸受６には、ハブ軸５にステータコアを固定する時に用いるステータコア固定用のナットの一部に形成された軸受用スリーブ７、即ち、ステータコア固定用のナットと兼用の軸受スリーブ７が内接され、ハブ軸５がハブ体１にハブナット８、９で支持・締結されている。
【００２４】
左側の軸受１６は、アルミ合金で形成された円形のキャップ４の中心凹部に軸受スリーブ１７と内接して圧入・固定されている。キャップ４の周緑部はハブ体１に圧入され固定され、ワッシャとハブダイナモの出力を取り出す端子２０が設けられた絶縁性の端子板を介在して、ハブナット１８で挟持・固着される。
【００２５】
図１の本発明の発電用ハブダイナモの各部構成と組立図を図２、図３に示す。
図２において、軸受１６は、アルミ合金で形成された円形のキャップ４の中心凹部に、ハブ軸５に螺合された軸受スリーブ１７と内接し、ハブダイナモの出力を取り出す端子２０が設けられた絶縁性の端子板を介在させてハブナット１８を締結することにより、軸受スリーブ１７が軸受１６からずれないように保持する。
【００２６】
また、ハブ軸５には、固定側ステータを構成するコイルボビンに巻回されたコイル１５、左右一対のステータコア１２、１３及び該コア１２、１３の中央部分を磁気的に結合するステータコア１４が、軸受スリーブ１７とステータコア固定用のナットと兼用の軸受スリーブ７のナット部との間にワッシャ１１を介して挟持・固定されている。このように、軸受スリーブ７はステータコア固定用のナットの一部に延設して形成されている。
【００２７】
ハブ体１の内周面には環状ヨーク１９とマグネット１０が固着・配置され、ハブ体１の中心凹部に軸受６が圧入されてハブダイナモの回転側ロータを構成している。そして、軸受６にハブ軸５が支持されるようにハブナット８、９が用意される。
【００２８】
次に、図３に示すように、上記構成のキャップ４を組み合わせた固定側ステータ部のキャップ４の外周縁がハブ体１の内縁側に圧入される際に、固定側ステータコアの固定用ナットの一部に形成された軸受スリーブ７が、ハブ体１に圧入された軸受６の内側に挿入される。続いて、ハブナット８、９によって固着・締結して、図１に示すハブダイナモが構成される。
【００２９】
このように構成された本発明のハブダイナモは、自転車の車輪の回転によってマグネット１０が固着されたハブ体１が回転し、マグネット１０の磁界と固定しているコイルボビンのコイル１５との電磁誘導作用により発電する。この時の磁気回路は、ハブ体１がアルミ製であるために、マグネット１０、環状ヨーク１９、コイル１５及びステータコア１２、１３、１４で形成される。
【００３０】
本発明のハブダイナモでは、軸受６の内径に圧入される軸受スリーブ７が、ステータコアの固定用のナットの一部に形成されているので、キャップ４を組合わせた固定側ステータ部は、軸受スリーブ７がハブ体１に圧入された軸受６の内径に挿入されながら、ハブ体１の内縁側にキャップ４の外周縁が圧入されるので、固定側ステータのハブ軸５と軸受６の内径の中心およびキャップ４とハブ体１の中心が合わせ易くなり、軸受スリーブの挿入を確実、容易にし、組立作業性の改善と、組立精度の向上と組立作業のスピードアップによりコストダウンを図ることができる。
【００３１】
上記実施態様では、ハブ体をアルミ合金の材料で形成したタイプのハブダイナモについて説明したが、ハブ体はアルミ合金の材料のものに限ることなく、本発明はプレス加工及び鍛造加工などで加工されたハブダイナモにも適用できるものである。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の自転車用ハブダイナモは、キャップを組合わせた固定側ステータ部のキャップの外周縁がハブ体の内縁側に圧入される際に、固定側ステータコアの固定用ナットの一部に形成された軸受スリーブがハブ体に圧入された軸受の内側に挿入されるので、固定側ステータのハブ軸と軸受の内径の中心およびキャップとハブ体の中心が合わせ易くなり、軸受スリーブの挿入を確実、容易にし、組立作業性の改善が図られ、組立精度の向上と組立作業のスピードアップによりコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自転車用ハブダイナモの正面断面図。
【図２】本発明のハブダイナモの構成図。
【図３】本発明のハブダイナモの組立状態図。
【図４】ハブダイナモを搭載した自転車の前輪部分の拡大図。
【図５】従来の自転車用ハブダイナモの正面断面図。
【図６】従来のハブダイナモの構成図。
【図７】従来のハブダイナモの組立状態図。
【符号の説明】
１                ハブ体（胴）
２，３            つば
４                キャップ
５                ハブ軸
６，１６          軸受
７，１７          軸受スリーブ
８，９，１８      ハブナット
１０              マグネット
１１              ワッシャ
１２，１３，１４  ステータコア
１５              コイル
１９              円環状ヨーク
２０              端子
２５              フオーク
３０              ハブダイナモ
３１              前照灯
３２              ハンドル
３３              前かご
３４              本体フレーム
【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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