JP2991705B1 - クローポール形発電機及び自転車 - Google Patents
クローポール形発電機及び自転車Info
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- yoke
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- claw
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- 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
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- 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
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
- H02K2201/12—Transversal flux machines
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
【要約】
【課題】 クローポール形発電機において、発電時に発
生する渦電流を抑え、発電効率を向上させる。 【解決手段】 ハブダイナモは、外側回転子組立体と、
ステータヨーク３１，３２と、両ステータヨーク３１，
３２を磁気的に結合する筒状コアヨークと、コイルとを
備える。外側回転子組立体は、永久磁石を有する。ステ
ータヨーク３１／３２は、円孔３１ｃ／３２ｃから径方
向外方に延びる複数のスリット３１ｄ／３２ｄ，３１ｅ
３２ｅが形成される円盤部３１ａ／３２ａと、複数のク
ロー３１ｂ／３２ｂとを有する。クロー３１ｂ／３２ｂ
は、円盤部３１ａ／３２ａから軸方向に延び、永久磁石
と対向する。また、２つのステータヨーク３１，３２
は、互いのクロー３１ｂ，３２ｂが隣接するように配置
される。
生する渦電流を抑え、発電効率を向上させる。 【解決手段】 ハブダイナモは、外側回転子組立体と、
ステータヨーク３１，３２と、両ステータヨーク３１，
３２を磁気的に結合する筒状コアヨークと、コイルとを
備える。外側回転子組立体は、永久磁石を有する。ステ
ータヨーク３１／３２は、円孔３１ｃ／３２ｃから径方
向外方に延びる複数のスリット３１ｄ／３２ｄ，３１ｅ
３２ｅが形成される円盤部３１ａ／３２ａと、複数のク
ロー３１ｂ／３２ｂとを有する。クロー３１ｂ／３２ｂ
は、円盤部３１ａ／３２ａから軸方向に延び、永久磁石
と対向する。また、２つのステータヨーク３１，３２
は、互いのクロー３１ｂ，３２ｂが隣接するように配置
される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、クローポール形発
電機及び自転車、特に自転車用のクローポール形発電機
及びこの発電機を備えた自転車に関する。
電機及び自転車、特に自転車用のクローポール形発電機
及びこの発電機を備えた自転車に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のクローポール形発電機の一例が、
特開平８−１９２７８４号公報に記載されている。ここ
に記載されている発電機１０では、２つの鉄芯部材１５
同士が、それぞれの外周部の磁極片１５ａ，１５ｂが隣
接するように組み合わされている。これらの鉄芯部材１
５は、この公報の図２に示されているように中心部が絞
り加工されており、組み合わされる両鉄芯部材１５の内
周端同士が接触している。これにより、リング状のコイ
ル１４の内部に位置する鉄芯部材の内周部に磁束が通
り、ここに発生する交番磁束によりコイル１４に電流が
流れる。
特開平８−１９２７８４号公報に記載されている。ここ
に記載されている発電機１０では、２つの鉄芯部材１５
同士が、それぞれの外周部の磁極片１５ａ，１５ｂが隣
接するように組み合わされている。これらの鉄芯部材１
５は、この公報の図２に示されているように中心部が絞
り加工されており、組み合わされる両鉄芯部材１５の内
周端同士が接触している。これにより、リング状のコイ
ル１４の内部に位置する鉄芯部材の内周部に磁束が通
り、ここに発生する交番磁束によりコイル１４に電流が
流れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、２つの
鉄芯部材の内周部を絞って両鉄芯部材を接触させ両鉄芯
部材を磁気的に連結する場合、鉄芯部材の中には軸方向
の交番磁束によって大きな渦電流が発生する。このた
め、せっかく発電した電力の多くは鉄損として消費さ
れ、外部に取り出される電力が減少している。
鉄芯部材の内周部を絞って両鉄芯部材を接触させ両鉄芯
部材を磁気的に連結する場合、鉄芯部材の中には軸方向
の交番磁束によって大きな渦電流が発生する。このた
め、せっかく発電した電力の多くは鉄損として消費さ
れ、外部に取り出される電力が減少している。
【０００４】この鉄損を減らすための構造として、両鉄
芯部材の内周部同士を別部材で連結することが考えられ
る。しかしながら、このような構造としても、各鉄芯部
材内及び別部材内において渦電流が発生し、発電の効率
はなお低いものとなる。特に、自転車のランプ用の電源
や家庭用の風力発電機のように入力される回転が低速回
転である発電機においては、発電効率が悪ければ、発電
機が大型化したり発電に要する回転力が大きくなったり
する不具合が出る。
芯部材の内周部同士を別部材で連結することが考えられ
る。しかしながら、このような構造としても、各鉄芯部
材内及び別部材内において渦電流が発生し、発電の効率
はなお低いものとなる。特に、自転車のランプ用の電源
や家庭用の風力発電機のように入力される回転が低速回
転である発電機においては、発電効率が悪ければ、発電
機が大型化したり発電に要する回転力が大きくなったり
する不具合が出る。
【０００５】本発明の課題は、クローポール形発電機に
おいて、発電時に発生する渦電流を抑え、発電効率を向
上させることにある。
おいて、発電時に発生する渦電流を抑え、発電効率を向
上させることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】発明１に係るクローポー
ル形発電機は、筒体と、２つのステータヨークと、コア
ヨークと、リング状のコイルとを備えている。筒体は、
永久磁石を有している。ステータヨークは、それぞれ、
円盤部と、複数の磁極片とを有している。磁極片は、円
盤部から軸方向に延びており、筒体の永久磁石と対向す
る。また、２つのステータヨークは、筒体と同軸に、互
いの磁極片が隣接するように配置される。コアヨーク
は、両ステータヨークを磁気的に結合しており、軸方向
に磁束を通す。コイルは、コアヨークの周囲に配置され
る。また、ステータヨークの円盤部には、中央に開けら
れる孔と、孔から径方向外方に延びる複数のスリットと
が形成されている。
ル形発電機は、筒体と、２つのステータヨークと、コア
ヨークと、リング状のコイルとを備えている。筒体は、
永久磁石を有している。ステータヨークは、それぞれ、
円盤部と、複数の磁極片とを有している。磁極片は、円
盤部から軸方向に延びており、筒体の永久磁石と対向す
る。また、２つのステータヨークは、筒体と同軸に、互
いの磁極片が隣接するように配置される。コアヨーク
は、両ステータヨークを磁気的に結合しており、軸方向
に磁束を通す。コイルは、コアヨークの周囲に配置され
る。また、ステータヨークの円盤部には、中央に開けら
れる孔と、孔から径方向外方に延びる複数のスリットと
が形成されている。
【０００７】本発電機では、筒体の永久磁石とステータ
ヨークの磁極片とが対向しており、筒体とステータヨー
クとが相対回転することによって、両ステータヨークを
結合しているコアヨークに軸方向の交番磁束が発生す
る。これによりコイルに電流が流れて発電される。具体
的には、一方のステータヨークがＮ極となり他方のステ
ータヨークがＳ極となる状態と、一方のステータヨーク
がＳ極となり他方のステータヨークがＮ極となる状態と
を交互に入れ替えて交番磁束を発生させている。この発
電時には、交番磁束に加えて、渦電流も発生する。
ヨークの磁極片とが対向しており、筒体とステータヨー
クとが相対回転することによって、両ステータヨークを
結合しているコアヨークに軸方向の交番磁束が発生す
る。これによりコイルに電流が流れて発電される。具体
的には、一方のステータヨークがＮ極となり他方のステ
ータヨークがＳ極となる状態と、一方のステータヨーク
がＳ極となり他方のステータヨークがＮ極となる状態と
を交互に入れ替えて交番磁束を発生させている。この発
電時には、交番磁束に加えて、渦電流も発生する。
【０００８】この渦電流は発電効率を低下させるもので
あるが、本発電機においてはステータヨークの円盤部に
スリットを形成しているため、これを抑えることができ
る。すなわち、ステータヨークの円盤部に円周方向に沿
って渦電流が発生するが、中央の孔から径方向外方に延
びるスリットが存在するため、円盤部内を渦電流が円周
方向に沿って流れ難くなる。このため、渦電流が小さく
なり発電効率が向上する。特に、ここでは、渦電流が多
く流れる円盤部の内周部分に孔から径方向外方へと延び
るスリットを形成しているため、スリットによる渦電流
低減の効果が高い。さらに、スリットを複数形成してい
るため、円盤部に発生する渦電流がより効果的に低減さ
れる。
あるが、本発電機においてはステータヨークの円盤部に
スリットを形成しているため、これを抑えることができ
る。すなわち、ステータヨークの円盤部に円周方向に沿
って渦電流が発生するが、中央の孔から径方向外方に延
びるスリットが存在するため、円盤部内を渦電流が円周
方向に沿って流れ難くなる。このため、渦電流が小さく
なり発電効率が向上する。特に、ここでは、渦電流が多
く流れる円盤部の内周部分に孔から径方向外方へと延び
るスリットを形成しているため、スリットによる渦電流
低減の効果が高い。さらに、スリットを複数形成してい
るため、円盤部に発生する渦電流がより効果的に低減さ
れる。
【０００９】発明２に係るクローポール形発電機は、請
求項１に記載の発電機において、筒体は、内側に永久磁
石を有する外側回転子である。また、ステータヨークと
コアヨークとコイルとは、内側固定子を構成しており、
筒体と同軸に筒体の内部に配置されている。ステータヨ
ークの磁極片は、円盤部の外周端から軸方向に延びてい
る。コアヨークは、両ステータヨークの円盤部の内周部
分を磁気的に結合している。
求項１に記載の発電機において、筒体は、内側に永久磁
石を有する外側回転子である。また、ステータヨークと
コアヨークとコイルとは、内側固定子を構成しており、
筒体と同軸に筒体の内部に配置されている。ステータヨ
ークの磁極片は、円盤部の外周端から軸方向に延びてい
る。コアヨークは、両ステータヨークの円盤部の内周部
分を磁気的に結合している。
【００１０】本発電機では、内側固定子の回りを外側回
転子が回ることによって、両ステータヨークの円盤部の
内周部分を結ぶコアヨークに軸方向の交番磁束が発生
し、コイルに電流が流れ発電がされる。このときに、磁
束はステータヨークの磁極片から円盤部の外周部分を通
り円盤部の内周部分からコアヨークに流れる。コアヨー
クに交番磁束が発生することによってステータヨークの
円盤部に渦電流が流れるが、この渦電流は複数のスリッ
トの存在により小さく抑えられる。
転子が回ることによって、両ステータヨークの円盤部の
内周部分を結ぶコアヨークに軸方向の交番磁束が発生
し、コイルに電流が流れ発電がされる。このときに、磁
束はステータヨークの磁極片から円盤部の外周部分を通
り円盤部の内周部分からコアヨークに流れる。コアヨー
クに交番磁束が発生することによってステータヨークの
円盤部に渦電流が流れるが、この渦電流は複数のスリッ
トの存在により小さく抑えられる。
【００１１】発明３に係るクローポール形発電機は、請
求項２に記載の発電機であって、自転車用の発電機であ
る。内側固定子は、自転車の車輪のハブ軸に固定され
る。外側回転子は、自転車の車輪の回転部分に連結され
る。
求項２に記載の発電機であって、自転車用の発電機であ
る。内側固定子は、自転車の車輪のハブ軸に固定され
る。外側回転子は、自転車の車輪の回転部分に連結され
る。
【００１２】ここでは発明２に係る発電機を自転車に装
着しているが、この発電機はステータヨークに設けた複
数のスリットにより渦電流が抑えられ発電効率が向上し
ている。このため、発電機の小型化あるいは軽量化を図
った場合にも、自転車の車輪の小さな回転数で発電機に
所定の出力を出させることができる。
着しているが、この発電機はステータヨークに設けた複
数のスリットにより渦電流が抑えられ発電効率が向上し
ている。このため、発電機の小型化あるいは軽量化を図
った場合にも、自転車の車輪の小さな回転数で発電機に
所定の出力を出させることができる。
【００１３】発明４に係るクローポール形発電機は、請
求項１から３のいずれかに記載の発電機において、ステ
ータヨークの円盤部に形成される複数のスリットのう
ち、１つが円盤部の外周端に達しており、残りが孔と円
盤部の外周端との中間部分まで延びている。
求項１から３のいずれかに記載の発電機において、ステ
ータヨークの円盤部に形成される複数のスリットのう
ち、１つが円盤部の外周端に達しており、残りが孔と円
盤部の外周端との中間部分まで延びている。
【００１４】ここでは、ステータヨークの円盤部に１本
のスリットが孔から外周端まで通っているため、円盤部
に発生する渦電流の流れの多くを遮断することができ
る。これにより、発生する渦電流がより抑えられ、発電
効率が向上する。
のスリットが孔から外周端まで通っているため、円盤部
に発生する渦電流の流れの多くを遮断することができ
る。これにより、発生する渦電流がより抑えられ、発電
効率が向上する。
【００１５】発明５に係るクローポール形発電機は、請
求項１から４のいずれかに記載の発電機において、ステ
ータヨークは純鉄系の電磁鋼板で製作されている。ここ
では、ステータヨークを珪素系に較べて加工性の良い純
鉄系の電磁鋼板で製作しているため、円盤部と磁極片と
の曲がり部を成形し易く、発電機の製作費が抑えられ
る。このようにステータヨークを純鉄系電磁鋼板で製作
すると、純鉄系電磁鋼板は珪素系電磁鋼板の較べて電気
抵抗が小さく渦電流による鉄損が大きくなるが、ここで
は円盤部に複数のスリットを設けているため、渦電流が
抑えられ所定の発電効率を確保することができる。
求項１から４のいずれかに記載の発電機において、ステ
ータヨークは純鉄系の電磁鋼板で製作されている。ここ
では、ステータヨークを珪素系に較べて加工性の良い純
鉄系の電磁鋼板で製作しているため、円盤部と磁極片と
の曲がり部を成形し易く、発電機の製作費が抑えられ
る。このようにステータヨークを純鉄系電磁鋼板で製作
すると、純鉄系電磁鋼板は珪素系電磁鋼板の較べて電気
抵抗が小さく渦電流による鉄損が大きくなるが、ここで
は円盤部に複数のスリットを設けているため、渦電流が
抑えられ所定の発電効率を確保することができる。
【００１６】発明６に係るクローポール形発電機は、筒
体と、２つのステータヨークと、コアヨークと、リング
状のコイルと、隔離板とを備えている。筒体は、永久磁
石を有している。ステータヨークは、それぞれ、円盤部
と、複数の磁極片とを有している。磁極片は、円盤部か
ら軸方向に延びており、筒体の永久磁石と対向する。ま
た、２つのステータヨークは、筒体と同軸に、互いの磁
極片が隣接するように配置される。コアヨークは、両ス
テータヨークを磁気的に結合しており、軸方向に磁束を
通す。コイルは、コアヨークの周囲に配置される。隔離
板は、珪素系電磁鋼板から成るものであり、ステータヨ
ークとコアヨークとの間に配置される。
体と、２つのステータヨークと、コアヨークと、リング
状のコイルと、隔離板とを備えている。筒体は、永久磁
石を有している。ステータヨークは、それぞれ、円盤部
と、複数の磁極片とを有している。磁極片は、円盤部か
ら軸方向に延びており、筒体の永久磁石と対向する。ま
た、２つのステータヨークは、筒体と同軸に、互いの磁
極片が隣接するように配置される。コアヨークは、両ス
テータヨークを磁気的に結合しており、軸方向に磁束を
通す。コイルは、コアヨークの周囲に配置される。隔離
板は、珪素系電磁鋼板から成るものであり、ステータヨ
ークとコアヨークとの間に配置される。
【００１７】本発電機では、筒体の永久磁石とステータ
ヨークの磁極片とが対向しており、筒体とステータヨー
クとが相対回転することによって、両ステータヨークを
結合しているコアヨークに軸方向の交番磁束が発生す
る。これによりコイルに電流が流れて発電される。具体
的には、一方のステータヨークがＮ極となり他方のステ
ータヨークがＳ極となる状態と、一方のステータヨーク
がＳ極となり他方のステータヨークがＮ極となる状態と
を交互に入れ替えて交番磁束を発生させている。この発
電時には、交番磁束に加えて、渦電流も発生する。
ヨークの磁極片とが対向しており、筒体とステータヨー
クとが相対回転することによって、両ステータヨークを
結合しているコアヨークに軸方向の交番磁束が発生す
る。これによりコイルに電流が流れて発電される。具体
的には、一方のステータヨークがＮ極となり他方のステ
ータヨークがＳ極となる状態と、一方のステータヨーク
がＳ極となり他方のステータヨークがＮ極となる状態と
を交互に入れ替えて交番磁束を発生させている。この発
電時には、交番磁束に加えて、渦電流も発生する。
【００１８】この渦電流は発電効率を低下させるもので
あるが、本発電機においてはステータヨークとコアヨー
クとの間に珪素系電磁鋼板から成る隔離板を配置してい
るため、これを抑えることができる。すなわち、ステー
タヨーク及びコアヨークに渦電流が発生するが、これら
の間に珪素系電磁鋼板から成る隔離板を挿入しているた
め、発生する渦電流が小さくなり発電効率が向上する。
あるが、本発電機においてはステータヨークとコアヨー
クとの間に珪素系電磁鋼板から成る隔離板を配置してい
るため、これを抑えることができる。すなわち、ステー
タヨーク及びコアヨークに渦電流が発生するが、これら
の間に珪素系電磁鋼板から成る隔離板を挿入しているた
め、発生する渦電流が小さくなり発電効率が向上する。
【００１９】発明７に係るクローポール形発電機は、筒
体と、２つのステータヨークと、コアヨークと、リング
状のコイルと、隔離板とを備えている。筒体は、永久磁
石を有している。ステータヨークは、それぞれ、円盤部
と、複数の磁極片とを有している。磁極片は、円盤部か
ら軸方向に延びており、筒体の永久磁石と対向する。ま
た、２つのステータヨークは、筒体と同軸に、互いの磁
極片が隣接するように配置される。コアヨークは、両ス
テータヨークを磁気的に結合しており、軸方向に磁束を
通す。コイルは、コアヨークの周囲に配置される。隔離
板は、ステータヨークとコアヨークとの間に配置され
る。また、隔離板には、中央に開けられる孔と、孔から
径方向外方に延びるスリットとが形成されている。
体と、２つのステータヨークと、コアヨークと、リング
状のコイルと、隔離板とを備えている。筒体は、永久磁
石を有している。ステータヨークは、それぞれ、円盤部
と、複数の磁極片とを有している。磁極片は、円盤部か
ら軸方向に延びており、筒体の永久磁石と対向する。ま
た、２つのステータヨークは、筒体と同軸に、互いの磁
極片が隣接するように配置される。コアヨークは、両ス
テータヨークを磁気的に結合しており、軸方向に磁束を
通す。コイルは、コアヨークの周囲に配置される。隔離
板は、ステータヨークとコアヨークとの間に配置され
る。また、隔離板には、中央に開けられる孔と、孔から
径方向外方に延びるスリットとが形成されている。
【００２０】ここでは、発電時においてステータヨーク
及びコアヨーク間に渦電流が発生するが、これらの間に
中央の孔から外方に延びるスリットが形成された隔離板
を挿入しているため、発生する渦電流が小さくなり発電
効率が向上する。
及びコアヨーク間に渦電流が発生するが、これらの間に
中央の孔から外方に延びるスリットが形成された隔離板
を挿入しているため、発生する渦電流が小さくなり発電
効率が向上する。
【００２１】発明８に係るクローポール形発電機は、請
求項６又は７に記載の発電機において、筒体は、内側に
永久磁石を有する外側回転子である。また、ステータヨ
ークとコアヨークとコイルと隔離板とは、内側固定子を
構成しており、筒体と同軸に筒体の内部に配置されてい
る。ステータヨークの磁極片は、円盤部の外周端から軸
方向に延びている。コアヨークは、両ステータヨークの
円盤部の内周部分を磁気的に結合している。
求項６又は７に記載の発電機において、筒体は、内側に
永久磁石を有する外側回転子である。また、ステータヨ
ークとコアヨークとコイルと隔離板とは、内側固定子を
構成しており、筒体と同軸に筒体の内部に配置されてい
る。ステータヨークの磁極片は、円盤部の外周端から軸
方向に延びている。コアヨークは、両ステータヨークの
円盤部の内周部分を磁気的に結合している。
【００２２】本発電機では、内側固定子の回りを外側回
転子が回ることによって、両ステータヨークの円盤部の
内周部分を結ぶコアヨークに軸方向の交番磁束が発生
し、コイルに電流が流れ発電がされる。このときに、磁
束はステータヨークの磁極片から円盤部の外周部分を通
り円盤部の内周部分からコアヨークに流れる。コアヨー
クに交番磁束が発生することによってステータヨークや
コアヨークに渦電流が流れるが、この渦電流は隔離板の
存在により小さく抑えられる。
転子が回ることによって、両ステータヨークの円盤部の
内周部分を結ぶコアヨークに軸方向の交番磁束が発生
し、コイルに電流が流れ発電がされる。このときに、磁
束はステータヨークの磁極片から円盤部の外周部分を通
り円盤部の内周部分からコアヨークに流れる。コアヨー
クに交番磁束が発生することによってステータヨークや
コアヨークに渦電流が流れるが、この渦電流は隔離板の
存在により小さく抑えられる。
【００２３】発明９に係るクローポール形発電機は、請
求項８に記載の発電機であって、自転車用の発電機であ
る。内側固定子は、自転車の車輪のハブ軸に固定され
る。外側回転子は、自転車の車輪の回転部分に連結され
る。
求項８に記載の発電機であって、自転車用の発電機であ
る。内側固定子は、自転車の車輪のハブ軸に固定され
る。外側回転子は、自転車の車輪の回転部分に連結され
る。
【００２４】ここでは発明８に係る発電機を自転車に装
着しているが、この発電機は隔離板により渦電流が抑え
られ発電効率が向上している。このため、発電機の小型
化あるいは軽量化を図った場合にも、自転車の車輪の小
さな回転数で発電機に所定の出力を出させることができ
る。
着しているが、この発電機は隔離板により渦電流が抑え
られ発電効率が向上している。このため、発電機の小型
化あるいは軽量化を図った場合にも、自転車の車輪の小
さな回転数で発電機に所定の出力を出させることができ
る。
【００２５】発明１０に係るクローポール形発電機は、
請求項９に記載の発電機において、隔離板は、円盤状の
ものであって、内周部分から外周端に達するスリットを
有している。
請求項９に記載の発電機において、隔離板は、円盤状の
ものであって、内周部分から外周端に達するスリットを
有している。
【００２６】ここでは、内周部分から外周端まで通って
いるスリットが隔離板に存在するため、隔離板内の円周
方向に沿った渦電流の流れの多くが遮断される。これに
より、渦電流がより抑えられ、発電効率が向上する。
いるスリットが隔離板に存在するため、隔離板内の円周
方向に沿った渦電流の流れの多くが遮断される。これに
より、渦電流がより抑えられ、発電効率が向上する。
【００２７】発明１１に係るクローポール形発電機は、
筒体と、２つのステータヨークと、コアヨークと、リン
グ状のコイルとを備えている。筒体は、永久磁石を有し
ている。ステータヨークは、それぞれ、円盤部と、複数
の磁極片とを有している。磁極片は、円盤部から軸方向
に延びており、筒体の永久磁石と対向する。また、２つ
のステータヨークは、筒体と同軸に、互いの磁極片が隣
接するように配置される。コアヨークは、両ステータヨ
ークを磁気的に結合しており、軸方向に磁束を通す。ま
た、コアヨークは、複数の分割片から構成されている。
これらの分割片は、円周方向に異なった位置に配置され
ている。コイルは、コアヨークの周囲に配置される。
筒体と、２つのステータヨークと、コアヨークと、リン
グ状のコイルとを備えている。筒体は、永久磁石を有し
ている。ステータヨークは、それぞれ、円盤部と、複数
の磁極片とを有している。磁極片は、円盤部から軸方向
に延びており、筒体の永久磁石と対向する。また、２つ
のステータヨークは、筒体と同軸に、互いの磁極片が隣
接するように配置される。コアヨークは、両ステータヨ
ークを磁気的に結合しており、軸方向に磁束を通す。ま
た、コアヨークは、複数の分割片から構成されている。
これらの分割片は、円周方向に異なった位置に配置され
ている。コイルは、コアヨークの周囲に配置される。
【００２８】本発電機では、筒体の永久磁石とステータ
ヨークの磁極片とが対向しており、筒体とステータヨー
クとが相対回転することによって、両ステータヨークを
結合しているコアヨークに軸方向の交番磁束が発生す
る。これによりコイルに電流が流れて発電される。具体
的には、一方のステータヨークがＮ極となり他方のステ
ータヨークがＳ極となる状態と、一方のステータヨーク
がＳ極となり他方のステータヨークがＮ極となる状態と
を交互に入れ替えて交番磁束を発生させている。この発
電時には、交番磁束に加えて、渦電流も発生する。
ヨークの磁極片とが対向しており、筒体とステータヨー
クとが相対回転することによって、両ステータヨークを
結合しているコアヨークに軸方向の交番磁束が発生す
る。これによりコイルに電流が流れて発電される。具体
的には、一方のステータヨークがＮ極となり他方のステ
ータヨークがＳ極となる状態と、一方のステータヨーク
がＳ極となり他方のステータヨークがＮ極となる状態と
を交互に入れ替えて交番磁束を発生させている。この発
電時には、交番磁束に加えて、渦電流も発生する。
【００２９】この渦電流は発電効率を低下させるもので
あるが、本発電機においてはコアヨークを複数の分割片
から構成しているため、これを抑えることができる。す
なわち、コアヨーク内に渦電流が発生するが、分割片が
円周方向に異なった位置に配置されているため、渦電流
が円周方向に沿って流れ難くい。このため、渦電流が小
さくなり発電効率が向上する。
あるが、本発電機においてはコアヨークを複数の分割片
から構成しているため、これを抑えることができる。す
なわち、コアヨーク内に渦電流が発生するが、分割片が
円周方向に異なった位置に配置されているため、渦電流
が円周方向に沿って流れ難くい。このため、渦電流が小
さくなり発電効率が向上する。
【００３０】発明１２に係るクローポール形発電機は、
請求項１１に記載の発電機において、筒体は、内側に永
久磁石を有する外側回転子である。また、ステータヨー
クとコアヨークとコイルとは、内側固定子を構成してお
り、筒体と同軸に筒体の内部に配置されている。ステー
タヨークの磁極片は、円盤部の外周端から軸方向に延び
ている。コアヨークは、両ステータヨークの円盤部の内
周部分を磁気的に結合している。
請求項１１に記載の発電機において、筒体は、内側に永
久磁石を有する外側回転子である。また、ステータヨー
クとコアヨークとコイルとは、内側固定子を構成してお
り、筒体と同軸に筒体の内部に配置されている。ステー
タヨークの磁極片は、円盤部の外周端から軸方向に延び
ている。コアヨークは、両ステータヨークの円盤部の内
周部分を磁気的に結合している。
【００３１】本発電機では、内側固定子の回りを外側回
転子が回ることによって、両ステータヨークの円盤部の
内周部分を結ぶコアヨークに軸方向の交番磁束が発生
し、コイルに電流が流れ発電がされる。このときに、磁
束はステータヨークの磁極片から円盤部の外周部分を通
り円盤部の内周部分からコアヨークに流れる。コアヨー
クに交番磁束が発生することによってコアヨークに渦電
流が流れるが、コアヨークが複数の分割片によって構成
されていることから、この渦電流が小さく抑えられる。
転子が回ることによって、両ステータヨークの円盤部の
内周部分を結ぶコアヨークに軸方向の交番磁束が発生
し、コイルに電流が流れ発電がされる。このときに、磁
束はステータヨークの磁極片から円盤部の外周部分を通
り円盤部の内周部分からコアヨークに流れる。コアヨー
クに交番磁束が発生することによってコアヨークに渦電
流が流れるが、コアヨークが複数の分割片によって構成
されていることから、この渦電流が小さく抑えられる。
【００３２】発明１３に係るクローポール形発電機は、
請求項１２に記載の発電機であって、自転車用の発電機
である。内側固定子は、自転車の車輪のハブ軸に固定さ
れる。外側回転子は、自転車の車輪の回転部分に連結さ
れる。
請求項１２に記載の発電機であって、自転車用の発電機
である。内側固定子は、自転車の車輪のハブ軸に固定さ
れる。外側回転子は、自転車の車輪の回転部分に連結さ
れる。
【００３３】ここでは発明１２に係る発電機を自転車に
装着しているが、この発電機は、コアヨークが複数の分
割片によって構成されていることから、渦電流が抑えら
れ発電効率が向上している。このため、発電機の小型化
あるいは軽量化を図った場合にも、自転車の車輪の小さ
な回転数で発電機に所定の出力を出させることができ
る。
装着しているが、この発電機は、コアヨークが複数の分
割片によって構成されていることから、渦電流が抑えら
れ発電効率が向上している。このため、発電機の小型化
あるいは軽量化を図った場合にも、自転車の車輪の小さ
な回転数で発電機に所定の出力を出させることができ
る。
【００３４】発明１４に係るクローポール形発電機は、
請求項１１から１３のいずれかに記載の発電機におい
て、コアヨークを構成する複数の分割片は、珪素系の電
磁鋼板により製作されている。
請求項１１から１３のいずれかに記載の発電機におい
て、コアヨークを構成する複数の分割片は、珪素系の電
磁鋼板により製作されている。
【００３５】ここでは、コアヨークを構成する各分割片
を、珪素系の電磁鋼板により製作している。珪素系の電
磁鋼板は、磁束を通しながら、珪素が含有されているこ
とから電気抵抗が大きいという特徴を有している。この
ため、交番磁束によりコアヨークに発生する渦電流がよ
り抑えられ、発電効率が向上する。
を、珪素系の電磁鋼板により製作している。珪素系の電
磁鋼板は、磁束を通しながら、珪素が含有されているこ
とから電気抵抗が大きいという特徴を有している。この
ため、交番磁束によりコアヨークに発生する渦電流がよ
り抑えられ、発電効率が向上する。
【００３６】発明１５に係るクローポール形発電機は、
請求項１１から１４のいずれかに記載の発電機におい
て、コアヨークを構成する複数の分割片は、軸方向に平
行に積層される板状部材である。
請求項１１から１４のいずれかに記載の発電機におい
て、コアヨークを構成する複数の分割片は、軸方向に平
行に積層される板状部材である。
【００３７】ここでは、加工の容易な板状部材を積層す
ることによってコアヨークを構成している。このため、
特に加工性に難のある珪素系の電磁鋼板により分割片を
製作する場合には、加工費等の製作費を抑えることがで
きる。
ることによってコアヨークを構成している。このため、
特に加工性に難のある珪素系の電磁鋼板により分割片を
製作する場合には、加工費等の製作費を抑えることがで
きる。
【００３８】発明１６に係るクローポール形発電機は、
請求項１５に記載の発電機において、コアヨークは、複
数の分割片組立体から構成されている。これらの分割片
組立体は、それぞれ、分割片が複数重ねられ一体化され
ているものである。
請求項１５に記載の発電機において、コアヨークは、複
数の分割片組立体から構成されている。これらの分割片
組立体は、それぞれ、分割片が複数重ねられ一体化され
ているものである。
【００３９】ここでは、予め板状部材の分割片を複数重
ねて一体化した分割片組立体によって、コアヨークを構
成している。これにより、最終的に発電機を組み立てる
際に、組立が容易になるとともに確実に組み付けること
ができるようになる。
ねて一体化した分割片組立体によって、コアヨークを構
成している。これにより、最終的に発電機を組み立てる
際に、組立が容易になるとともに確実に組み付けること
ができるようになる。
【００４０】発明１７に係るクローポール形発電機は、
請求項１６に記載の発電機において、分割片には、凹部
及び凸部、あるいは凸部に係合する孔が形成されてい
る。そして、分割片組立体は、分割片の凸部が凹部に、
あるいは分割片の凸部が孔にはめられることによって一
体化されている。
請求項１６に記載の発電機において、分割片には、凹部
及び凸部、あるいは凸部に係合する孔が形成されてい
る。そして、分割片組立体は、分割片の凸部が凹部に、
あるいは分割片の凸部が孔にはめられることによって一
体化されている。
【００４１】ここでは、分割片に凹部，凸部，孔を形成
し、これを利用して分割片組立体に組み立てているた
め、分割片同士の位置ずれが起こりにくい。発明１８に
係るクローポール形発電機は、請求項１６又は１７に記
載の発電機において、ボビンをさらに備えている。ボビ
ンは、コイルが巻回される部材である。このボビンの内
周部には切欠きが形成されており、これらの切欠きには
分割片組立体が係合する。
し、これを利用して分割片組立体に組み立てているた
め、分割片同士の位置ずれが起こりにくい。発明１８に
係るクローポール形発電機は、請求項１６又は１７に記
載の発電機において、ボビンをさらに備えている。ボビ
ンは、コイルが巻回される部材である。このボビンの内
周部には切欠きが形成されており、これらの切欠きには
分割片組立体が係合する。
【００４２】本発電機では、コイルが巻回されるボビン
の内方に分割片組立体から成るコアヨークを係合させて
おり、コアヨークに交番磁束が発生することによりコイ
ルに電流が流れ発電がされる。ここでは、ボビンの内周
部に形成される切欠きに各分割片組立体が係合すること
でコアヨークが形成される。
の内方に分割片組立体から成るコアヨークを係合させて
おり、コアヨークに交番磁束が発生することによりコイ
ルに電流が流れ発電がされる。ここでは、ボビンの内周
部に形成される切欠きに各分割片組立体が係合すること
でコアヨークが形成される。
【００４３】発明１９に係るクローポール形発電機は、
請求項１１から１４のいずれかに記載の発電機におい
て、コアヨークを構成する複数の分割片は、放射状に延
びる板状部材あるいはブロック状部材である。
請求項１１から１４のいずれかに記載の発電機におい
て、コアヨークを構成する複数の分割片は、放射状に延
びる板状部材あるいはブロック状部材である。
【００４４】ここでは、放射状に延びる板状部材あるい
はブロック状部材が集まってコアヨークを構成してお
り、分割片同士の分かれ目が渦電流の円周方向の流れを
阻害するため、コアヨークに流れる渦電流が抑えられ
る。
はブロック状部材が集まってコアヨークを構成してお
り、分割片同士の分かれ目が渦電流の円周方向の流れを
阻害するため、コアヨークに流れる渦電流が抑えられ
る。
【００４５】発明２０に係るクローポール形発電機は、
請求項１１から１４のいずれかに記載の発電機におい
て、コアヨークを構成する複数の分割片は、軸方向に延
びる棒状部材である。
請求項１１から１４のいずれかに記載の発電機におい
て、コアヨークを構成する複数の分割片は、軸方向に延
びる棒状部材である。
【００４６】ここでは、発電機の軸方向に延びる棒状部
材を束ねてコアヨークを構成している。したがって、軸
方向に磁束は通りやすいが、コアヨークの円周方向には
渦電流が流れ難くなる。
材を束ねてコアヨークを構成している。したがって、軸
方向に磁束は通りやすいが、コアヨークの円周方向には
渦電流が流れ難くなる。
【００４７】発明２１に係る自転車は、本体と、車輪
と、クローポール形発電機とを備えている。本体は、車
輪用フォークを有している。車輪は、車輪用フォークに
回転可能に支持される。クローポール形発電機は、請求
項１から２０のいずれかに記載の発電機であって、車輪
用フォークと車輪との相対回転によって発電する。
と、クローポール形発電機とを備えている。本体は、車
輪用フォークを有している。車輪は、車輪用フォークに
回転可能に支持される。クローポール形発電機は、請求
項１から２０のいずれかに記載の発電機であって、車輪
用フォークと車輪との相対回転によって発電する。
【００４８】ここでは、上記のように発電効率の良いク
ローポール形発電機を配備しているため、発電機の軽量
化を図ることができるとともに発電に必要なトルクを低
減することもでき、自転車の軽量化や車輪を回転させる
ための踏み力等の力の軽減を図ることができる。
ローポール形発電機を配備しているため、発電機の軽量
化を図ることができるとともに発電に必要なトルクを低
減することもでき、自転車の軽量化や車輪を回転させる
ための踏み力等の力の軽減を図ることができる。
【００４９】
【発明の実施の形態】［第１実施形態］ ＜全体構成＞ 本発明の一実施形態であるハブダイナモ（クローポール
形発電機）を図１及び図２に示す。このハブダイナモ１
は、図１５に示すような自転車１０１に装着することが
できるものである。自転車１０１は、前輪用フォーク９
８を有するフレーム（本体）１０２と、ハンドル１０４
と、チェーンやペダル等から成る駆動部１０５と、スポ
ーク９９を有する前輪（車輪）１０６と、後輪１０７と
を備えている。この自転車１０１に図１に示すようにハ
ブダイナモ１を組み込めば、前照灯や尾灯などに発電し
た電力を供給することができる。
形発電機）を図１及び図２に示す。このハブダイナモ１
は、図１５に示すような自転車１０１に装着することが
できるものである。自転車１０１は、前輪用フォーク９
８を有するフレーム（本体）１０２と、ハンドル１０４
と、チェーンやペダル等から成る駆動部１０５と、スポ
ーク９９を有する前輪（車輪）１０６と、後輪１０７と
を備えている。この自転車１０１に図１に示すようにハ
ブダイナモ１を組み込めば、前照灯や尾灯などに発電し
た電力を供給することができる。
【００５０】図１はハブダイナモ１の片側縦断面図であ
り、図２は図１のII−II矢視図である。図１に示すハブ
ダイナモ１は、自転車１０１の前輪１０６のハブに発電
機を組み込んだものであって、ハブ軸２０の両端部が左
右両方の前輪用フォーク９８に固定され、外側回転子組
立体の両フランジ１１ａ，１１ｂにスポーク９９が固定
される。なお、図１に示す軸Ｏ−Ｏは自転車の前輪１０
６の回転軸であり、外側回転子組立体は軸Ｏ−Ｏを回転
中心として前輪１０６とともに回転する。
り、図２は図１のII−II矢視図である。図１に示すハブ
ダイナモ１は、自転車１０１の前輪１０６のハブに発電
機を組み込んだものであって、ハブ軸２０の両端部が左
右両方の前輪用フォーク９８に固定され、外側回転子組
立体の両フランジ１１ａ，１１ｂにスポーク９９が固定
される。なお、図１に示す軸Ｏ−Ｏは自転車の前輪１０
６の回転軸であり、外側回転子組立体は軸Ｏ−Ｏを回転
中心として前輪１０６とともに回転する。
【００５１】ハブダイナモ１は、図１に示すように、部
材１１，１２，１３から成る外側回転子組立体と、部材
２０，３１，３２，４１，５０，６１，６２等から成る
内側固定子組立体とから構成されている。
材１１，１２，１３から成る外側回転子組立体と、部材
２０，３１，３２，４１，５０，６１，６２等から成る
内側固定子組立体とから構成されている。
【００５２】＜内側固定子組立体＞ 内側固定子組立体（内側固定子）は、図１に示すよう
に、ハブ軸２０と、２つのステータヨーク３１，３２
と、コイル４０が巻かれたボビン４１と、筒状コアヨー
ク５０と、２枚の隔離ディスク６１，６２（図８参照）
とを備えている。ハブ軸２０、ステータヨーク３１，３
２、ボビン４１，筒状コアヨーク５０，及び隔離ディス
ク６１，６２は、組み付けられると一体となって内側固
定子を構成する。この内側固定子は、ハブ軸２０により
前輪用フォーク９８に固定される。この内側固定子組立
体を構成する各部材については、後に詳述する。
に、ハブ軸２０と、２つのステータヨーク３１，３２
と、コイル４０が巻かれたボビン４１と、筒状コアヨー
ク５０と、２枚の隔離ディスク６１，６２（図８参照）
とを備えている。ハブ軸２０、ステータヨーク３１，３
２、ボビン４１，筒状コアヨーク５０，及び隔離ディス
ク６１，６２は、組み付けられると一体となって内側固
定子を構成する。この内側固定子は、ハブ軸２０により
前輪用フォーク９８に固定される。この内側固定子組立
体を構成する各部材については、後に詳述する。
【００５３】＜外側回転子組立体＞ 外側回転子組立体（外側回転子）は、第１本体１１と、
第２本体１２と、キャップ１３とから構成される。第１
本体１１及びキャップ１３が第２本体１２に装着される
と、３つの部材１１，１２，１３は図１のように一体化
される。この一体化された外側回転子組立体は、ベアリ
ング２１，２２により、ハブ軸２０に対して回転自在に
固定される。また、第１本体１１の外周部に形成されて
いるフランジ１１ａ及び第２本体１２の外周部に形成さ
れているフランジ１２ａには、前輪１０６の複数のスポ
ーク９９が固定される。また、キャップ１３には、図１
に示すように、円周方向に等間隔に分割された４個の磁
石体から成る永久磁石１４が固着されている。この永久
磁石１４には、等間隔で交互にＮ極とＳ極とが着磁され
ており、合計２８極のそれぞれが後述するステータヨー
ク３１，３２のクロー（磁極片）３１ｂ，３２ｂと対向
している（図１１参照）。
第２本体１２と、キャップ１３とから構成される。第１
本体１１及びキャップ１３が第２本体１２に装着される
と、３つの部材１１，１２，１３は図１のように一体化
される。この一体化された外側回転子組立体は、ベアリ
ング２１，２２により、ハブ軸２０に対して回転自在に
固定される。また、第１本体１１の外周部に形成されて
いるフランジ１１ａ及び第２本体１２の外周部に形成さ
れているフランジ１２ａには、前輪１０６の複数のスポ
ーク９９が固定される。また、キャップ１３には、図１
に示すように、円周方向に等間隔に分割された４個の磁
石体から成る永久磁石１４が固着されている。この永久
磁石１４には、等間隔で交互にＮ極とＳ極とが着磁され
ており、合計２８極のそれぞれが後述するステータヨー
ク３１，３２のクロー（磁極片）３１ｂ，３２ｂと対向
している（図１１参照）。
【００５４】＜ハブ軸＞ ハブ軸２０は、その両端が取付ナット２やロックナット
３によって前輪用フォーク９８に固定されるもので、こ
のハブ軸２０には、後述するステータヨーク３１，３
２、筒状コアヨーク５０、及び隔離ディスク６１，６２
が固定される。
３によって前輪用フォーク９８に固定されるもので、こ
のハブ軸２０には、後述するステータヨーク３１，３
２、筒状コアヨーク５０、及び隔離ディスク６１，６２
が固定される。
【００５５】＜ステータヨーク＞ ステータヨーク３１／３２の平面図を図３に、断面図を
図４に示す。これらに示すように、ステータヨーク３１
／３２は、円盤部３１ａ／３２ａと、クロー３１ｂ／３
２ｂとから構成されている。
図４に示す。これらに示すように、ステータヨーク３１
／３２は、円盤部３１ａ／３２ａと、クロー３１ｂ／３
２ｂとから構成されている。
【００５６】クロー３１ｂ／３２ｂは、円周方向に等間
隔に１４本形成されており、それぞれ円盤部３１ａ／３
２ａの外周端から軸Ｏ−Ｏ方向に沿って延びている。各
クロー３１ｂ／３２ｂ間の隙間の円周方向に沿った寸法
は各クロー３１ｂ／３２ｂの円周方向に沿った寸法より
も若干大きく設定されており、図１１に示すように、両
ステータヨーク３１／３２が組み付けられたときのクロ
ー３１ｂとクロー３２ｂとは等しい隙間を開けた状態で
円周方向に等間隔で並ぶ。また、図１１に示すように、
各クロー３１ｂ，３２ｂの径方向外方には、永久磁石１
４が対向するように配置されている。
隔に１４本形成されており、それぞれ円盤部３１ａ／３
２ａの外周端から軸Ｏ−Ｏ方向に沿って延びている。各
クロー３１ｂ／３２ｂ間の隙間の円周方向に沿った寸法
は各クロー３１ｂ／３２ｂの円周方向に沿った寸法より
も若干大きく設定されており、図１１に示すように、両
ステータヨーク３１／３２が組み付けられたときのクロ
ー３１ｂとクロー３２ｂとは等しい隙間を開けた状態で
円周方向に等間隔で並ぶ。また、図１１に示すように、
各クロー３１ｂ，３２ｂの径方向外方には、永久磁石１
４が対向するように配置されている。
【００５７】また、円盤部３１ａ／３２ａには、図３に
示すように、ハブ軸２０を通すための円孔３１ｃ／３２
ｃと、スリット３１ｄ／３２ｄ，３１ｅ／３２ｅとが形
成されている。円孔３１ｃ／３２ｃは、円盤部３１ａ／
３２ａの中央に開けられている。スリット３１ｄ／３２
ｄは、円孔３１ｃ／３２ｃから径方向外側に向かって円
盤部３１ａ／３２ａの外周端と円孔３１ｃ／３２ｃとの
中間部分まで延びている。スリット３１ｅ／３２ｅは、
円孔３１ｃ／３２ｃから径方向外側に向かって延びてお
り、円盤部３１ａ／３２ａの外周端まで達している。こ
れらの７つのスリット３１ｄ／３２ｄ及び１つのスリッ
ト３１ｅ／３２ｅは、円周方向に等間隔に配置されてい
る。
示すように、ハブ軸２０を通すための円孔３１ｃ／３２
ｃと、スリット３１ｄ／３２ｄ，３１ｅ／３２ｅとが形
成されている。円孔３１ｃ／３２ｃは、円盤部３１ａ／
３２ａの中央に開けられている。スリット３１ｄ／３２
ｄは、円孔３１ｃ／３２ｃから径方向外側に向かって円
盤部３１ａ／３２ａの外周端と円孔３１ｃ／３２ｃとの
中間部分まで延びている。スリット３１ｅ／３２ｅは、
円孔３１ｃ／３２ｃから径方向外側に向かって延びてお
り、円盤部３１ａ／３２ａの外周端まで達している。こ
れらの７つのスリット３１ｄ／３２ｄ及び１つのスリッ
ト３１ｅ／３２ｅは、円周方向に等間隔に配置されてい
る。
【００５８】なお、ステータヨーク３１／３２は、加工
性の良い純鉄系の電磁鋼板（電磁軟鉄）により製作され
ている。 ＜ボビン＞ コイル４０が巻かれ筒状コアヨーク５０が装着されるボ
ビン４１の正面図を図５に、断面図を図６に示す。ボビ
ン４１は、環状の樹脂製部材であって、外周部にはコイ
ル４０を巻回して保持する溝４１ａが形成されており、
内周部には筒状コアヨーク５０に係合する段差を有する
切欠き４１ｂが形成されている。溝４１ａに巻かれたコ
イル４０の両端は、図５に示す孔４１ｃ及び図５の向こ
う側に配置される図示しない孔から引き出される。
性の良い純鉄系の電磁鋼板（電磁軟鉄）により製作され
ている。 ＜ボビン＞ コイル４０が巻かれ筒状コアヨーク５０が装着されるボ
ビン４１の正面図を図５に、断面図を図６に示す。ボビ
ン４１は、環状の樹脂製部材であって、外周部にはコイ
ル４０を巻回して保持する溝４１ａが形成されており、
内周部には筒状コアヨーク５０に係合する段差を有する
切欠き４１ｂが形成されている。溝４１ａに巻かれたコ
イル４０の両端は、図５に示す孔４１ｃ及び図５の向こ
う側に配置される図示しない孔から引き出される。
【００５９】＜筒状コアヨーク＞ 筒状コアヨーク５０は、図５及び図６に示すように、１
２個の分割片組立体５１から構成されるものであって、
ボビン４１の切欠き４１ｂに係合してボビン４１の内側
に装着される。
２個の分割片組立体５１から構成されるものであって、
ボビン４１の切欠き４１ｂに係合してボビン４１の内側
に装着される。
【００６０】各分割片組立体５１は、図７及び図８に示
すように、長方形の薄板である分割片を４枚はめ合わせ
たものである。１つの分割片組立体５１は、３枚の分割
片５２と１枚の分割片５３とから成っている。分割片５
２には４つの凹部５２ａ及び凸部５２ｂが形成されてお
り、分割片５３には４つの円孔５３ａが形成されてい
る。そして、凹部５２ａと凸部５２ｂ、円孔５３ａと凸
部５２ｂとを係合させて、分割片組立体５１が組み立て
られる（図８参照）。各分割片５２，５３は、１ｍｍ以
下の薄さの珪素鋼板から製作される。
すように、長方形の薄板である分割片を４枚はめ合わせ
たものである。１つの分割片組立体５１は、３枚の分割
片５２と１枚の分割片５３とから成っている。分割片５
２には４つの凹部５２ａ及び凸部５２ｂが形成されてお
り、分割片５３には４つの円孔５３ａが形成されてい
る。そして、凹部５２ａと凸部５２ｂ、円孔５３ａと凸
部５２ｂとを係合させて、分割片組立体５１が組み立て
られる（図８参照）。各分割片５２，５３は、１ｍｍ以
下の薄さの珪素鋼板から製作される。
【００６１】このような分割片組立体５１を図５に示す
ようにボビン４１の切欠き４１ｂにはめると、これらの
１２個の分割片組立体５１により、中央にハブ軸２０が
入る正方形断面の空間を内部に有する筒状コアヨーク５
０が構成される。この筒状コアヨーク５０は、軸Ｏ−Ｏ
方向に平行に分割片５２，５３が積層されたものとな
る。また、図６に示すように、筒状コアヨーク５０の軸
Ｏ−Ｏ方向の長さがボビン４１の軸Ｏ−Ｏ方向の長さよ
りも長く、筒状コアヨーク５０の両端面はボビン４１の
両端面から若干はみ出た状態となる。
ようにボビン４１の切欠き４１ｂにはめると、これらの
１２個の分割片組立体５１により、中央にハブ軸２０が
入る正方形断面の空間を内部に有する筒状コアヨーク５
０が構成される。この筒状コアヨーク５０は、軸Ｏ−Ｏ
方向に平行に分割片５２，５３が積層されたものとな
る。また、図６に示すように、筒状コアヨーク５０の軸
Ｏ−Ｏ方向の長さがボビン４１の軸Ｏ−Ｏ方向の長さよ
りも長く、筒状コアヨーク５０の両端面はボビン４１の
両端面から若干はみ出た状態となる。
【００６２】＜隔離ディスク＞ 隔離ディスク６１／６２は、分割片５２，５３と同様の
厚さの珪素鋼板から製作されるもので、図９に示すよう
な円形のディスクである。この隔離ディスク６１／６２
には、ハブ軸２０を通すための円孔６１ｂ／６２ｂと、
スリット６１ｃ／６２ｃ，６１ｄ／６２ｄとが形成され
ている。円孔６１ｂ／６２ｂは、中央に開けられてお
り、ステータヨーク３１／３２の円孔３１ｃ／３２ｃと
ほぼ同じ径となっている。スリット６１ｃ／６２ｃは、
円孔６１ｂ／６２ｂから径方向外側に向かって外周端近
傍まで延びている。スリット６１ｄ／６２ｄは、円孔６
１ｂ／６２ｂから径方向外側に向かって延びており、外
周端まで達している。これらの７つのスリット６１ｃ／
６２ｃ及び１つのスリット６１ｄ／６２ｄは、円周方向
に等間隔に配置されている。
厚さの珪素鋼板から製作されるもので、図９に示すよう
な円形のディスクである。この隔離ディスク６１／６２
には、ハブ軸２０を通すための円孔６１ｂ／６２ｂと、
スリット６１ｃ／６２ｃ，６１ｄ／６２ｄとが形成され
ている。円孔６１ｂ／６２ｂは、中央に開けられてお
り、ステータヨーク３１／３２の円孔３１ｃ／３２ｃと
ほぼ同じ径となっている。スリット６１ｃ／６２ｃは、
円孔６１ｂ／６２ｂから径方向外側に向かって外周端近
傍まで延びている。スリット６１ｄ／６２ｄは、円孔６
１ｂ／６２ｂから径方向外側に向かって延びており、外
周端まで達している。これらの７つのスリット６１ｃ／
６２ｃ及び１つのスリット６１ｄ／６２ｄは、円周方向
に等間隔に配置されている。
【００６３】この隔離ディスク６１／６２は、図１０に
示すように、ステータヨーク３１／３２とボビン４１及
び筒状コアヨーク５０との間に配置され、これらによっ
て挟持される。そして、図１のように組み立てられた状
態において、隔離ディスク６１／６２は、ステータヨー
ク３１／３２の円盤部３１ａ／３２ａと筒状コアヨーク
５０とに接触しながら、両者が直接接触しないように隔
離する。但し、珪素鋼板は磁束を通すため、組み立てら
れると、両ステータヨーク３１，３２は、互いの内周部
が隔離ディスク６１，６２及び筒状コアヨーク５０を介
して磁気的に連結された状態となる。また、スリット６
１ｃ／６２ｃ，６１ｄ／６２ｄの幅は、ステータヨーク
３１／３２のスリット３１ｄ／３２ｄ，３１ｅ／３２ｅ
の幅よりも小さく設定されており、ステータヨーク３１
／３２と筒状コアヨーク５０とがより確実に隔離される
ようになっている。なお、図６及び図１０に示すように
筒状コアヨーク５０の両端面がボビン４１の両端面から
若干はみ出ているため、隔離ディスク６１，６２とボビ
ン４１との間には僅かな隙間が存在する。
示すように、ステータヨーク３１／３２とボビン４１及
び筒状コアヨーク５０との間に配置され、これらによっ
て挟持される。そして、図１のように組み立てられた状
態において、隔離ディスク６１／６２は、ステータヨー
ク３１／３２の円盤部３１ａ／３２ａと筒状コアヨーク
５０とに接触しながら、両者が直接接触しないように隔
離する。但し、珪素鋼板は磁束を通すため、組み立てら
れると、両ステータヨーク３１，３２は、互いの内周部
が隔離ディスク６１，６２及び筒状コアヨーク５０を介
して磁気的に連結された状態となる。また、スリット６
１ｃ／６２ｃ，６１ｄ／６２ｄの幅は、ステータヨーク
３１／３２のスリット３１ｄ／３２ｄ，３１ｅ／３２ｅ
の幅よりも小さく設定されており、ステータヨーク３１
／３２と筒状コアヨーク５０とがより確実に隔離される
ようになっている。なお、図６及び図１０に示すように
筒状コアヨーク５０の両端面がボビン４１の両端面から
若干はみ出ているため、隔離ディスク６１，６２とボビ
ン４１との間には僅かな隙間が存在する。
【００６４】＜ハブダイナモの発電＞ 次に、ハブダイナモ１による発電について説明する。自
転車１０１の走行にしたがって、前輪用フォーク９８に
対してスポーク９９が回転すると、前輪用フォーク９８
に固定されている内側固定子組立体に対して、スポーク
９９に固定されベアリング２１，２２により内側固定子
組立体に対し回転自在である外側回転子組立体が回転す
る。すると、ステータヨーク３１，３２のクロー３１
ｂ，３２ｂの外側を永久磁石１４が回転する（図１１参
照）。
転車１０１の走行にしたがって、前輪用フォーク９８に
対してスポーク９９が回転すると、前輪用フォーク９８
に固定されている内側固定子組立体に対して、スポーク
９９に固定されベアリング２１，２２により内側固定子
組立体に対し回転自在である外側回転子組立体が回転す
る。すると、ステータヨーク３１，３２のクロー３１
ｂ，３２ｂの外側を永久磁石１４が回転する（図１１参
照）。
【００６５】これにより、クロー３１ｂとクロー３２ｂ
とは、一方が永久磁石１４からＮ極の磁束供給を受ける
ときには他方がＳ極の磁束供給を受け、一方が永久磁石
１４からＳ極の磁束供給を受けるときには他方がＮ極の
磁束供給を受ける。すなわち、クロー３１ｂ，３２ｂの
外側を永久磁石１４が回転することにより、ステータヨ
ーク３１がＮ極でステータヨーク３２がＳ極である第１
状態、及びステータヨーク３１がＳ極でステータヨーク
３２がＮ極である第２状態が繰り返されて、両者３１，
３２を磁気的に連結している筒状コアヨーク５０に軸Ｏ
−Ｏ方向の交番磁束が発生する。このコイル４０の内側
に発生する交番磁束によって、コイル４０に電流が発生
し、発電がされる。
とは、一方が永久磁石１４からＮ極の磁束供給を受ける
ときには他方がＳ極の磁束供給を受け、一方が永久磁石
１４からＳ極の磁束供給を受けるときには他方がＮ極の
磁束供給を受ける。すなわち、クロー３１ｂ，３２ｂの
外側を永久磁石１４が回転することにより、ステータヨ
ーク３１がＮ極でステータヨーク３２がＳ極である第１
状態、及びステータヨーク３１がＳ極でステータヨーク
３２がＮ極である第２状態が繰り返されて、両者３１，
３２を磁気的に連結している筒状コアヨーク５０に軸Ｏ
−Ｏ方向の交番磁束が発生する。このコイル４０の内側
に発生する交番磁束によって、コイル４０に電流が発生
し、発電がされる。
【００６６】＜本ハブダイナモの特徴＞ （１）本ハブダイナモ１では、両ステータヨーク３１，
３２を結びコイル４０の内側に配置される筒状コアヨー
ク５０に交番磁束を発生させて発電を行っているが、こ
の発電時には、交番磁束に加えて、渦電流も発生する。
３２を結びコイル４０の内側に配置される筒状コアヨー
ク５０に交番磁束を発生させて発電を行っているが、こ
の発電時には、交番磁束に加えて、渦電流も発生する。
【００６７】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１においてはステータヨーク３
１／３２の円盤部３１ａ／３２ａにスリット３１ｄ／３
２ｄ，３１ｅ／３２ｅを形成しているため、これを抑え
ることができる。すなわち、円盤部３１ａ／３２ａには
円周方向に沿って渦電流が発生するが、円孔６１ｂ／６
２ｂから径方向外方に延びるスリット３１ｄ／３２ｄ，
３１ｅ／３２ｅが存在するため、渦電流の主な通路が遮
断され、円盤部３１ａ／３２ａを渦電流が円周方向に沿
って流れ難くなる。このため、渦電流が小さくなり発電
効率が向上している。
あるが、本ハブダイナモ１においてはステータヨーク３
１／３２の円盤部３１ａ／３２ａにスリット３１ｄ／３
２ｄ，３１ｅ／３２ｅを形成しているため、これを抑え
ることができる。すなわち、円盤部３１ａ／３２ａには
円周方向に沿って渦電流が発生するが、円孔６１ｂ／６
２ｂから径方向外方に延びるスリット３１ｄ／３２ｄ，
３１ｅ／３２ｅが存在するため、渦電流の主な通路が遮
断され、円盤部３１ａ／３２ａを渦電流が円周方向に沿
って流れ難くなる。このため、渦電流が小さくなり発電
効率が向上している。
【００６８】特に、ここでは、渦電流が多く流れる円盤
部３１ａ／３２ａの内周部を中心にスリット３１ｄ／３
２ｄ，３１ｅ／３２ｅを配置しているため、渦電流低減
の効果が高い。さらに、スリット３１ｄ／３２ｄを複数
形成しているため、渦電流がより効果的に低減してい
る。
部３１ａ／３２ａの内周部を中心にスリット３１ｄ／３
２ｄ，３１ｅ／３２ｅを配置しているため、渦電流低減
の効果が高い。さらに、スリット３１ｄ／３２ｄを複数
形成しているため、渦電流がより効果的に低減してい
る。
【００６９】なお、自転車１０１の速度１５ｋｍ／ｈに
相当する１１０ｒｐｍで外側回転子組立体と内側固定子
組立体とを相対回転させたときに得られる発電出力を実
験により比較すると、本ハブダイナモ１の発電出力は、
スリット３１ｄ／３２ｄ，３１ｅ／３２ｅを設けていな
いものよりも約２６％出力が上がっており、スリット３
１ｅ／３２ｅだけを設けスリット３１ｄ／３２ｄを設け
ていないものよりも約６％出力が上がっている。 （２）本ハブダイナモ１では、スリット３１ｅ／３２ｅ
を設けることによって円盤部３１ａ／３２ａが円周方向
に直接つながらないようにしているため（図３参照）、
円盤部３１ａ，３２ａに発生する渦電流の流れの多くが
遮断される。これにより、より発電効率が向上してい
る。 （３）本ハブダイナモ１では、ステータヨーク３１／３
２を珪素系に較べて加工性の良い純鉄系の電磁鋼板で製
作しているため、円盤部３１ａ／３２ａとクロー３１ｂ
／３２ｂとの湾曲部分が成形し易く、製作費用が抑えら
れている。一方、このようにステータヨーク３１／３２
を純鉄系電磁鋼板で製作しているため、電気抵抗が小さ
くなり渦電流による鉄損が大きくなるが、円盤部３１ａ
／３２ａにスリット３１ｄ／３２ｄ，３１ｅ／３２ｅを
設けているため、渦電流を抑え所定の発電効率が確保で
きている。 （４）本ハブダイナモ１では、ステータヨーク３１／３
２と筒状コアヨーク５０との間に隔離ディスク６１／６
２を配置しているため、発電時に発生する渦電流が抑え
られ発電効率が向上している。すなわち、交番磁束の発
生によりステータヨーク３１／３２及び筒状コアヨーク
５０に渦電流が発生するが、これらの間に電気抵抗の大
きな珪素系電磁鋼板製の隔離ディスク６１／６２を挿入
しているため、ステータヨーク３１／３２と筒状コアヨ
ーク５０との間の部分に発生する渦電流が少なくなって
いる。このため、渦電流が小さくなり発電効率が向上し
ている。
相当する１１０ｒｐｍで外側回転子組立体と内側固定子
組立体とを相対回転させたときに得られる発電出力を実
験により比較すると、本ハブダイナモ１の発電出力は、
スリット３１ｄ／３２ｄ，３１ｅ／３２ｅを設けていな
いものよりも約２６％出力が上がっており、スリット３
１ｅ／３２ｅだけを設けスリット３１ｄ／３２ｄを設け
ていないものよりも約６％出力が上がっている。 （２）本ハブダイナモ１では、スリット３１ｅ／３２ｅ
を設けることによって円盤部３１ａ／３２ａが円周方向
に直接つながらないようにしているため（図３参照）、
円盤部３１ａ，３２ａに発生する渦電流の流れの多くが
遮断される。これにより、より発電効率が向上してい
る。 （３）本ハブダイナモ１では、ステータヨーク３１／３
２を珪素系に較べて加工性の良い純鉄系の電磁鋼板で製
作しているため、円盤部３１ａ／３２ａとクロー３１ｂ
／３２ｂとの湾曲部分が成形し易く、製作費用が抑えら
れている。一方、このようにステータヨーク３１／３２
を純鉄系電磁鋼板で製作しているため、電気抵抗が小さ
くなり渦電流による鉄損が大きくなるが、円盤部３１ａ
／３２ａにスリット３１ｄ／３２ｄ，３１ｅ／３２ｅを
設けているため、渦電流を抑え所定の発電効率が確保で
きている。 （４）本ハブダイナモ１では、ステータヨーク３１／３
２と筒状コアヨーク５０との間に隔離ディスク６１／６
２を配置しているため、発電時に発生する渦電流が抑え
られ発電効率が向上している。すなわち、交番磁束の発
生によりステータヨーク３１／３２及び筒状コアヨーク
５０に渦電流が発生するが、これらの間に電気抵抗の大
きな珪素系電磁鋼板製の隔離ディスク６１／６２を挿入
しているため、ステータヨーク３１／３２と筒状コアヨ
ーク５０との間の部分に発生する渦電流が少なくなって
いる。このため、渦電流が小さくなり発電効率が向上し
ている。
【００７０】また、隔離ディスク６１／６２にスリット
６１ｃ／６２ｃ，６１ｄ／６２ｄを形成しているため、
隔離ディスク６１／６２に渦電流が流れにくくなってい
る。これにより、より渦電流が小さくなり発電効率が向
上している。
６１ｃ／６２ｃ，６１ｄ／６２ｄを形成しているため、
隔離ディスク６１／６２に渦電流が流れにくくなってい
る。これにより、より渦電流が小さくなり発電効率が向
上している。
【００７１】なお、自転車１０１の速度１５ｋｍ／ｈに
相当する１２０ｒｐｍで外側回転子組立体と内側固定子
組立体とを相対回転させたときに得られる発電出力を実
験により比較すると、本ハブダイナモ１の発電出力は、
隔離ディスク６１，６２を設けていないものよりも約６
％出力が上がっている。 （５）本ハブダイナモ１では、筒状コアヨーク５０を複
数の分割片５２，５３から構成しているため、渦電流が
抑えられ発電効率が向上している。すなわち、交番磁束
の発生によって筒状コアヨーク５０に渦電流が発生する
が、分割片５２，５３が円周方向に異なった位置に配置
され円周方向に流れる渦電流を遮断するようにこれらの
分割片５２，５３の分かれ目が入っているため、渦電流
の大きさが抑えられている。このため、筒状コアヨーク
５０においては渦電流が円周方向に沿って流れ難くな
り、渦電流が小さくなって発電効率が向上している。
相当する１２０ｒｐｍで外側回転子組立体と内側固定子
組立体とを相対回転させたときに得られる発電出力を実
験により比較すると、本ハブダイナモ１の発電出力は、
隔離ディスク６１，６２を設けていないものよりも約６
％出力が上がっている。 （５）本ハブダイナモ１では、筒状コアヨーク５０を複
数の分割片５２，５３から構成しているため、渦電流が
抑えられ発電効率が向上している。すなわち、交番磁束
の発生によって筒状コアヨーク５０に渦電流が発生する
が、分割片５２，５３が円周方向に異なった位置に配置
され円周方向に流れる渦電流を遮断するようにこれらの
分割片５２，５３の分かれ目が入っているため、渦電流
の大きさが抑えられている。このため、筒状コアヨーク
５０においては渦電流が円周方向に沿って流れ難くな
り、渦電流が小さくなって発電効率が向上している。
【００７２】また、筒状コアヨーク５０を構成する各分
割片５２，５３が珪素系の電磁鋼板から製作されている
ため、筒状コアヨーク５０の電気抵抗が大きくなり、筒
状コアヨーク５０に発生する渦電流がより抑えられてい
る。
割片５２，５３が珪素系の電磁鋼板から製作されている
ため、筒状コアヨーク５０の電気抵抗が大きくなり、筒
状コアヨーク５０に発生する渦電流がより抑えられてい
る。
【００７３】なお、自転車１０１の速度１５ｋｍ／ｈに
相当する１２０ｒｐｍで外側回転子組立体と内側固定子
組立体とを相対回転させたときに得られる発電出力を実
験により比較すると、本ハブダイナモ１の発電出力は、
筒状コアヨーク５０を分割のない円筒状の電磁軟鉄（純
鉄系の電磁鋼板）で構成したものよりも約３３％出力が
上がっている。 （６）本ハブダイナモ１では、予め薄板の分割片５２，
５３を４枚重ねて一体化した分割片組立体５１によって
筒状コアヨーク５０を構成している。これにより、最終
的にハブダイナモ１を組み立てる際に、組立が容易にな
るとともに確実に組み付けることができるようになって
いる。
相当する１２０ｒｐｍで外側回転子組立体と内側固定子
組立体とを相対回転させたときに得られる発電出力を実
験により比較すると、本ハブダイナモ１の発電出力は、
筒状コアヨーク５０を分割のない円筒状の電磁軟鉄（純
鉄系の電磁鋼板）で構成したものよりも約３３％出力が
上がっている。 （６）本ハブダイナモ１では、予め薄板の分割片５２，
５３を４枚重ねて一体化した分割片組立体５１によって
筒状コアヨーク５０を構成している。これにより、最終
的にハブダイナモ１を組み立てる際に、組立が容易にな
るとともに確実に組み付けることができるようになって
いる。
【００７４】また、分割片５２に凹部５２ａ及び凸部５
２ｂ、分割片５３に円孔５３ａを形成し、これらを利用
して分割片組立体５１に組み立てているため、分割片５
２，５３同士の位置ずれが起こり難くなっている。
２ｂ、分割片５３に円孔５３ａを形成し、これらを利用
して分割片組立体５１に組み立てているため、分割片５
２，５３同士の位置ずれが起こり難くなっている。
【００７５】［第２実施形態］ 上記第１実施形態においては複数の分割片５２，５３か
ら成る分割片組立体５１を軸Ｏ−Ｏ方向に平行に積層し
て筒状コアヨーク５０を構成しているが、この筒状コア
ヨーク５０に代えて図１２に示すような筒状コアヨーク
７０を使用しても良い。
ら成る分割片組立体５１を軸Ｏ−Ｏ方向に平行に積層し
て筒状コアヨーク５０を構成しているが、この筒状コア
ヨーク５０に代えて図１２に示すような筒状コアヨーク
７０を使用しても良い。
【００７６】筒状コアヨーク７０は、図１２に示すよう
に、１９０枚の珪素鋼板の薄板（分割片）７２を円周方
向に並べたものである（図１２においては視認し易いよ
うに枚数を減らしたものを記載している）。これらをボ
ビン４２の内側に配置すると、中央にはハブ軸２０が通
る空間が形成される。
に、１９０枚の珪素鋼板の薄板（分割片）７２を円周方
向に並べたものである（図１２においては視認し易いよ
うに枚数を減らしたものを記載している）。これらをボ
ビン４２の内側に配置すると、中央にはハブ軸２０が通
る空間が形成される。
【００７７】なお、コイル４０が巻かれるボビン４２
は、筒状コアヨーク７０に係合するように、内周部に円
周面４２ｂで囲まれる円筒状の空間が形成されている。
筒状コアヨーク７０の外周面は、このボビン４２の内周
面４２ｂに係合する。コイル４０は、ボビン４２の外周
部に形成されている溝４２ａ内に巻回される。
は、筒状コアヨーク７０に係合するように、内周部に円
周面４２ｂで囲まれる円筒状の空間が形成されている。
筒状コアヨーク７０の外周面は、このボビン４２の内周
面４２ｂに係合する。コイル４０は、ボビン４２の外周
部に形成されている溝４２ａ内に巻回される。
【００７８】本実施形態のハブダイナモでは、薄板７２
が放射状に延びているため、薄板７２同士の分かれ目が
筒状コアヨーク７０内で円周方向に流れる渦電流の円周
方向の流れを阻害する。このため、筒状コアヨーク７０
に流れる渦電流が抑えられ、発電効率が向上している。
この発電効率の向上の度合いは、上記第１実施形態のハ
ブダイナモ１と同等である。
が放射状に延びているため、薄板７２同士の分かれ目が
筒状コアヨーク７０内で円周方向に流れる渦電流の円周
方向の流れを阻害する。このため、筒状コアヨーク７０
に流れる渦電流が抑えられ、発電効率が向上している。
この発電効率の向上の度合いは、上記第１実施形態のハ
ブダイナモ１と同等である。
【００７９】［第３実施形態］ 上記第１実施形態においては複数の分割片５２，５３か
ら成る分割片組立体５１を軸Ｏ−Ｏ方向に平行に積層し
て筒状コアヨーク５０を構成しているが、この筒状コア
ヨーク５０に代えて図１３に示すような筒状コアヨーク
８０を使用しても良い。
ら成る分割片組立体５１を軸Ｏ−Ｏ方向に平行に積層し
て筒状コアヨーク５０を構成しているが、この筒状コア
ヨーク５０に代えて図１３に示すような筒状コアヨーク
８０を使用しても良い。
【００８０】筒状コアヨーク８０は、図１３に示すよう
に、１６個の電磁軟鉄のブロック８２を円周方向に並べ
たものである。これらをボビン４２の内側に配置する
と、中央にはハブ軸２０が通る空間が形成される。
に、１６個の電磁軟鉄のブロック８２を円周方向に並べ
たものである。これらをボビン４２の内側に配置する
と、中央にはハブ軸２０が通る空間が形成される。
【００８１】なお、コイル４０が巻かれるボビン４２
は、筒状コアヨーク８０に係合するように、内周部に円
周面４２ｂで囲まれる円筒状の空間が形成されている。
筒状コアヨーク８０の外周面は、このボビン４２の内周
面４２ｂに係合する。コイル４０は、ボビン４２の外周
部に形成されている溝４２ａ内に巻回される。
は、筒状コアヨーク８０に係合するように、内周部に円
周面４２ｂで囲まれる円筒状の空間が形成されている。
筒状コアヨーク８０の外周面は、このボビン４２の内周
面４２ｂに係合する。コイル４０は、ボビン４２の外周
部に形成されている溝４２ａ内に巻回される。
【００８２】本実施形態のハブダイナモでは、図１３に
示すようにブロック８２同士の分かれ目が放射線状に延
び筒状コアヨーク８０内で円周方向に流れる渦電流の円
周方向の流れを阻害する。このため、筒状コアヨーク８
０に流れる渦電流が抑えられ、発電効率が向上してい
る。
示すようにブロック８２同士の分かれ目が放射線状に延
び筒状コアヨーク８０内で円周方向に流れる渦電流の円
周方向の流れを阻害する。このため、筒状コアヨーク８
０に流れる渦電流が抑えられ、発電効率が向上してい
る。
【００８３】なお、自転車１０１の速度１５ｋｍ／ｈに
相当する１２０ｒｐｍで外側回転子組立体と内側固定子
組立体とを相対回転させたときに得られる発電出力を実
験により比較すると、本ハブダイナモの発電出力は、筒
状コアヨーク８０を分割のない円筒状の電磁軟鉄（純鉄
系の電磁鋼板）で構成したものよりも約２９％出力が上
がっている。
相当する１２０ｒｐｍで外側回転子組立体と内側固定子
組立体とを相対回転させたときに得られる発電出力を実
験により比較すると、本ハブダイナモの発電出力は、筒
状コアヨーク８０を分割のない円筒状の電磁軟鉄（純鉄
系の電磁鋼板）で構成したものよりも約２９％出力が上
がっている。
【００８４】［第４実施形態］ 上記第１実施形態においては複数の分割片５２，５３か
ら成る分割片組立体５１を軸Ｏ−Ｏ方向に平行に積層し
て筒状コアヨーク５０を構成しているが、この筒状コア
ヨーク５０に代えて図１４に示すような筒状コアヨーク
９０を使用しても良い。
ら成る分割片組立体５１を軸Ｏ−Ｏ方向に平行に積層し
て筒状コアヨーク５０を構成しているが、この筒状コア
ヨーク５０に代えて図１４に示すような筒状コアヨーク
９０を使用しても良い。
【００８５】筒状コアヨーク９０は、図１４に示すよう
に、軸Ｏ−Ｏ方向に延びる約１００本の電磁軟鉄の丸棒
９２を円周方向に束ねたものである。これらをボビン４
２の内側に配置すると、中央にはハブ軸２０が通る空間
が形成される。
に、軸Ｏ−Ｏ方向に延びる約１００本の電磁軟鉄の丸棒
９２を円周方向に束ねたものである。これらをボビン４
２の内側に配置すると、中央にはハブ軸２０が通る空間
が形成される。
【００８６】なお、コイル４０が巻かれるボビン４２
は、筒状コアヨーク９０に係合するように、内周部に円
周面４２ｂで囲まれる円筒状の空間が形成されている。
筒状コアヨーク９０の外面は、このボビン４２の内周面
４２ｂに係合する。コイル４０は、ボビン４２の外周部
に形成されている溝４２ａ内に巻回される。
は、筒状コアヨーク９０に係合するように、内周部に円
周面４２ｂで囲まれる円筒状の空間が形成されている。
筒状コアヨーク９０の外面は、このボビン４２の内周面
４２ｂに係合する。コイル４０は、ボビン４２の外周部
に形成されている溝４２ａ内に巻回される。
【００８７】本実施形態のハブダイナモでは、筒状コア
ヨーク９０の構成から、軸Ｏ−Ｏ方向には磁束が通りや
すいが、円周方向には渦電流が流れ難くなっている。こ
のため、筒状コアヨーク９０に流れる渦電流が抑えら
れ、発電効率が向上している。
ヨーク９０の構成から、軸Ｏ−Ｏ方向には磁束が通りや
すいが、円周方向には渦電流が流れ難くなっている。こ
のため、筒状コアヨーク９０に流れる渦電流が抑えら
れ、発電効率が向上している。
【００８８】なお、自転車１０１の速度１５ｋｍ／ｈに
相当する１２０ｒｐｍで外側回転子組立体と内側固定子
組立体とを相対回転させたときに得られる発電出力を実
験により比較すると、本ハブダイナモの発電出力は、筒
状コアヨーク９０を分割のない円筒状の電磁軟鉄（純鉄
系の電磁鋼板）で構成したものよりも約１８％出力が上
がっている。
相当する１２０ｒｐｍで外側回転子組立体と内側固定子
組立体とを相対回転させたときに得られる発電出力を実
験により比較すると、本ハブダイナモの発電出力は、筒
状コアヨーク９０を分割のない円筒状の電磁軟鉄（純鉄
系の電磁鋼板）で構成したものよりも約１８％出力が上
がっている。
【００８９】
【発明の効果】本発明の発電機では、ステータヨークの
円盤部に複数のスリットを形成しているため、渦電流を
抑えることができ、発電効率が向上する。
円盤部に複数のスリットを形成しているため、渦電流を
抑えることができ、発電効率が向上する。
【００９０】また、別の本発明の発電機では、ステータ
ヨークとコアヨークとの間に電気抵抗の大きな珪素系電
磁鋼板製の隔離板を配置しているため、渦電流を抑える
ことができ、発電効率が向上する。
ヨークとコアヨークとの間に電気抵抗の大きな珪素系電
磁鋼板製の隔離板を配置しているため、渦電流を抑える
ことができ、発電効率が向上する。
【００９１】また、別の本発明の発電機では、コアヨー
クを円周方向に異なった位置に配置される複数の分割片
から構成しているため、渦電流を抑えることができ、発
電効率が向上する。
クを円周方向に異なった位置に配置される複数の分割片
から構成しているため、渦電流を抑えることができ、発
電効率が向上する。
【図１】本発明の一実施形態であるハブダイナモの片側
縦断面図。
縦断面図。
【図２】図１のII−II矢視図。
【図３】ステータヨーク３１の平面図。
【図４】図３のIV−IV矢視断面図。
【図５】ボビン及び筒状コアヨークの平面図。
【図６】図５のVI−VI矢視断面図。
【図７】分割片組立体の平面図。
【図８】図７のVIII−VIII矢視断面図。
【図９】隔離ディスクの平面図。
【図１０】ステータヨーク，筒状コアヨーク，隔離ディ
スクの分解組立図。
スクの分解組立図。
【図１１】永久磁石及びクローの横断面配置図。
【図１２】第２実施形態のボビン及び筒状コアヨークの
平面図。
平面図。
【図１３】第３実施形態のボビン及び筒状コアヨークの
平面図。
平面図。
【図１４】第４実施形態のボビン及び筒状コアヨークの
平面図。
平面図。
【図１５】本発明の一実施形態のハブダイナモを組み込
む自転車の側面図。
む自転車の側面図。
１ ハブダイナモ（クローポール形発電機） １４ 永久磁石 ２０ ハブ軸 ３１，３２ ステータヨーク ３１ａ，３２ａ 円盤部 ３１ｂ，３２ｂ クロー（磁極片） ３１ｄ，３２ｄ スリット ３１ｅ，３２ｅ スリット ４０ コイル ４１ ボビン ５０，６０，７０，８０ 筒状コアヨーク（コアヨー
ク） ５１ 分割片組立体 ５２，５３ 分割片 ５２ａ 凹部 ５２ｂ 凸部 ５３ａ 円孔（孔） ６１，６２ 隔離ディスク ６１ｃ，６２ｃ スリット ６１ｄ，６２ｄ スリット ７２ 薄板（板状部材） ８２ ブロック ９２ 丸棒（棒状部材） ９８ 前輪用フォーク（車輪用フォーク） ９９ スポーク １０１ 自転車 １０２ フレーム（本体） １０６ 前輪（車輪）
ク） ５１ 分割片組立体 ５２，５３ 分割片 ５２ａ 凹部 ５２ｂ 凸部 ５３ａ 円孔（孔） ６１，６２ 隔離ディスク ６１ｃ，６２ｃ スリット ６１ｄ，６２ｄ スリット ７２ 薄板（板状部材） ８２ ブロック ９２ 丸棒（棒状部材） ９８ 前輪用フォーク（車輪用フォーク） ９９ スポーク １０１ 自転車 １０２ フレーム（本体） １０６ 前輪（車輪）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02K 21/00 H02K 29/00 H02K 19/00
Claims (21)
- 【請求項１】永久磁石を有する筒体と、 円盤部と前記円盤部から軸方向に延び前記永久磁石と対
向する複数の磁極片とを有し、前記筒体と同軸に互いの
前記磁極片が隣接するように配置される２つのステータ
ヨークと、 前記両ステータヨークを磁気的に結合して軸方向に磁束
を通すコアヨークと、 前記コアヨークの周囲に配置されるリング状のコイル
と、 を備え、 前記ステータヨークの円盤部には、中央に開けられる孔
と、前記孔から径方向外方に延びる複数のスリットとが
形成されている、クローポール形発電機。 - 【請求項２】前記筒体は、内側に前記永久磁石を有する
外側回転子であり、 前記ステータヨークと前記コアヨークと前記コイルと
は、内側固定子を構成し、前記筒体と同軸に前記筒体の
内部に配置され、 前記磁極片は、前記円盤部の外周端から軸方向に延び、 前記コアヨークは、前記両ステータヨークの円盤部の内
周部分を磁気的に結合する、 請求項１に記載のクローポール形発電機。 - 【請求項３】前記内側固定子が車輪のハブ軸に固定さ
れ、 前記外側回転子が車輪の回転部分に連結される、 請求項２に記載の自転車用のクローポール形発電機。 - 【請求項４】前記ステータヨークの円盤部に形成される
複数のスリットのうち、１つが前記円盤部の外周端に達
しており、残りが前記孔と前記円盤部の外周端との中間
部分まで延びている、請求項１から３のいずれかに記載
のクローポール形発電機。 - 【請求項５】前記ステータヨークは、純鉄系電磁鋼板で
製作される、請求項１から４のいずれかに記載のクロー
ポール形発電機。 - 【請求項６】永久磁石を有する筒体と、 円盤部と前記円盤部から軸方向に延び前記永久磁石と対
向する複数の磁極片とを有し、前記筒体と同軸に互いの
前記磁極片が隣接するように配置される２つのステータ
ヨークと、 前記両ステータヨークを磁気的に結合して軸方向に磁束
を通すコアヨークと、 前記コアヨークの周囲に配置されるリング状のコイル
と、 前記ステータヨークと前記コアヨークとの間に配置され
る珪素系電磁鋼板から成る隔離板と、 を備えたクローポール形発電機。 - 【請求項７】永久磁石を有する筒体と、 円盤部と前記円盤部から軸方向に延び前記永久磁石と対
向する複数の磁極片とを有し、前記筒体と同軸に互いの
前記磁極片が隣接するように配置される２つのステータ
ヨークと、 前記両ステータヨークを磁気的に結合して軸方向に磁束
を通すコアヨークと、 前記コアヨークの周囲に配置されるリング状のコイル
と、 前記ステータヨークと前記コアヨークとの間に配置され
る隔離板と、 を備え、 前記隔離板には、中央に開けられる孔と、前記孔から径
方向外方に延びるスリットとが形成されている、クロー
ポール形発電機。 - 【請求項８】前記筒体は、内側に前記永久磁石を有する
外側回転子であり、 前記ステータヨークと前記コアヨークと前記コイルと前
記隔離板とは、内側固定子を構成し、前記筒体と同軸に
前記筒体の内部に配置され、 前記磁極片は、前記円盤部の外周端から軸方向に延び、 前記コアヨークは、前記両ステータヨークの円盤部の内
周部分を磁気的に結合する、 請求項６又は７に記載のクローポール形発電機。 - 【請求項９】前記内側固定子が車輪のハブ軸に固定さ
れ、 前記外側回転子が車輪の回転部分に連結される、 請求項８に記載の自転車用のクローポール形発電機。 - 【請求項１０】前記隔離板は、円盤状であり、内周部分
から外周端に達するスリットを有している、請求項９に
記載のクローポール形発電機。 - 【請求項１１】永久磁石を有する筒体と、 円盤部と前記円盤部から軸方向に延び前記永久磁石と対
向する複数の磁極片とを有し、前記筒体と同軸に互いの
前記磁極片が隣接するように配置される２つのステータ
ヨークと、 前記両ステータヨークを磁気的に結合して軸方向に磁束
を通すコアヨークと、 前記コアヨークの周囲に配置されるリング状のコイル
と、 を備え、 前記コアヨークは、円周方向に異なった位置に配置され
る複数の分割片から構成されている、クローポール形発
電機。 - 【請求項１２】前記筒体は、内側に前記永久磁石を有す
る外側回転子であり、 前記ステータヨークと前記コアヨークと前記コイルと
は、内側固定子を構成し、前記筒体と同軸に前記筒体の
内部に配置され、 前記磁極片は、前記円盤部の外周端から軸方向に延び、 前記コアヨークは、前記両ステータヨークの円盤部の内
周部分を磁気的に結合する、 請求項１１に記載のクローポール形発電機。 - 【請求項１３】前記内側固定子が車輪のハブ軸に固定さ
れ、 前記外側回転子が車輪の回転部分に連結される、 請求項１２に記載の自転車用のクローポール形発電機。 - 【請求項１４】前記コアヨークを構成する複数の分割片
は、珪素系電磁鋼板で製作される、請求項１１から１３
のいずれかに記載のクローポール形発電機。 - 【請求項１５】前記コアヨークを構成する複数の分割片
は、軸方向に平行に積層される板状部材である、請求項
１１から１４のいずれかに記載のクローポール形発電
機。 - 【請求項１６】前記コアヨークは、それぞれ前記分割片
が複数重ねられ一体化されている複数の分割片組立体か
ら構成される、請求項１５に記載のクローポール形発電
機。 - 【請求項１７】前記分割片には、凹部及び凸部、あるい
は前記凸部に係合する孔が形成されており、 前記分割片組立体は、前記分割片の前記凸部が前記凹部
に、あるいは前記凸部が前記孔にはめられることによっ
て一体化されている、 請求項１６に記載のクローポール形発電機。 - 【請求項１８】前記コイルが巻回されるボビンをさらに
備え、 前記分割片組立体は、前記ボビンの内周部に形成される
切欠きに係合する、 請求項１６又は１７に記載のクローポール形発電機。 - 【請求項１９】前記コアヨークを構成する複数の分割片
は、放射状に延びる板状部材あるいはブロック状部材で
ある、請求項１１から１４のいずれかに記載のクローポ
ール形発電機。 - 【請求項２０】前記コアヨークを構成する複数の分割片
は、軸方向に延びる棒状部材である、請求項１１から１
４のいずれかに記載のクローポール形発電機。 - 【請求項２１】車輪用フォークを有する本体と、 前記車輪用フォークに回転可能に支持される車輪と、 前記車輪用フォークと前記車輪との相対回転によって発
電する請求項１から２０のいずれかに記載のクローポー
ル形発電機と、 を備えた自転車。
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|---|---|---|---|
| JP10235058A JP2991705B1 (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | クローポール形発電機及び自転車 |
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| EP99306317A EP0982834B1 (en) | 1998-08-21 | 1999-08-10 | Claw-pole dynamo and bicycle |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10235058A JP2991705B1 (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | クローポール形発電機及び自転車 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP2000069731A JP2000069731A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=16980464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10235058A Expired - Fee Related JP2991705B1 (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | クローポール形発電機及び自転車 |
Country Status (6)
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|---|---|
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| EP (1) | EP0982834B1 (ja) |
| JP (1) | JP2991705B1 (ja) |
| CN (1) | CN1088938C (ja) |
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| TW (1) | TW509427U (ja) |
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