JP2018201314A - 自転車用発電装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の目的は、径方向のサイズを小型化できる自転車用発電装置を提供することである。
上記構成によれば、それぞれ磁石と対向する第1ヨーク片および第2ヨーク片が、軸部材の周方向にそれぞれが重複しないように軸部材の中心軸と平行な方向に並べられる。このため、周方向における第1ヨーク片と第2ヨーク片との間の間隔を小さくできる。このため、自転車用発電装置の径方向のサイズを小型化できる。
上記構成によれば、それぞれ磁石と対向する第1ヨーク片および第2ヨーク片が、軸部材の中心軸と平行な方向に並べられる。このため、第1ヨーク片および第2ヨーク片が軸部材の周方向にそれぞれ重複しない部分において周方向における第1ヨーク片と第2ヨーク片との間の間隔を小さくできる。このため、径方向のサイズを小型化できる。
上記構成によれば、自転車用発電装置の径方向のサイズをさらに小型化できる。
上記構成によれば、発電量を増加できる。
上記構成によれば、発電量を増加できる。
上記構成によれば、第1ヨークおよび第2ヨークの構造を共通化できる。また、第1磁石および第2磁石の構造を共通化できる。このため、自転車用発電装置の製造が容易になる。
上記構成によれば、周方向における第1ヨーク片および第2ヨーク片の間隔を小さくすることができるため、第1ヨーク片および第2ヨーク片の数を増やすことができる。このため、発電効率を向上できる。また、自転車用発電装置の径方向のサイズをさらに小型化できる。
上記構成によれば、第1ヨーク片によって形成される空間を有効に利用できる。また、コイルを第1ヨーク片から軸方向においてずれた場所に配置する場合と比較して、自転車用発電装置の軸方向のサイズを小型化できる。
上記構成によれば、第2ヨーク片によって形成される空間を有効に利用できる。また、コイルを第2ヨーク片から軸方向においてずれた場所に配置する場合と比較して、自転車用発電装置の軸方向のサイズを小型化できる。
上記構成によれば、安定して発電できる。
上記構成によれば、部品点数の削減に貢献できる。また、製造が簡単になる。
上記構成によれば、第1ヨーク片と第2ヨーク片との間での磁力の伝達効率の低下を抑制できる。
上記構成によれば、隣り合う第1ヨーク片の第2部分が接触しにくいため、自転車用発電装置の製造が容易になる。また、第1ヨーク片の周方向の幅を小さくできるため、第1ヨーク片の数を増やすことができる。このため、発電効率を向上できる。
上記構成によれば、隣り合う第2ヨーク片の第5部分が接触しにくいため、自転車用発電装置の製造が容易になる。また、第2ヨーク片の周方向の幅を小さくできるため、第2ヨーク片の数を増やすことができる。このため、発電効率を向上できる。
上記構成によれば、電機子と接続される配線の構成を簡便なものにすることができる。
上記構成によれば、ハブに設けられる自転車用発電装置の径方向のサイズを小型化できる。
図1に示されるとおり、自転車用発電装置10は、いわゆるクローポール型の発電機である。自転車用発電装置10は、軸部材12と、回転体14と、電機子16と、磁石18とを備える。自転車用発電装置10は、第1軸受20、第2軸受22、第1位置決部材24、および、第2位置決部材26をさらに備える。
第1磁石40は、円筒形状の第1支持部材44の内周部に複数の磁石40Aが取り付けられることによって形成される。第1支持部材44は、マーカ44Aを含む。マーカ44Aは、例えば第1支持部材44の縁に形成される切欠である。第1磁石40の軸部材12の軸方向の長さは、第1ヨーク片36の第2部分36Bの軸方向の長さ以上であることが好ましい。第1磁石40は、ネオジウム磁石であることが好ましい。第1磁石40は、焼結磁石であることが好ましいが、ボンド磁石であってもよい。
自転車用発電装置10は、周方向において第1ヨーク片36および第2ヨーク片38が軸部材12の周方向にそれぞれが重複しないように軸部材12の中心軸Cと平行な方向に並べられるため、周方向における第1ヨーク片36の間隔、および、周方向における第2ヨーク片38の間隔を小さくすることができる。このため、第1ヨーク片36および第2ヨーク片38が周方向において互い違いに配置される構成と比較して、第1ヨーク片36および第2ヨーク片38の数、および、磁石18の極数を増やすことができる。このため、自転車用発電装置10の径方向のサイズを小さくしても発電量が低下することを抑制できる。
上記実施形態に関する説明は、本発明に従う自転車用発電装置が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に従う自転車用発電装置は、例えば以下に示される上記実施形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも2つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。以下の変形例において、実施形態の形態と共通する部分については、実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
・第1ヨーク片36の数と第2ヨーク片38の数とを異ならせてもよい。この場合、第1磁石40の極の数を第1ヨーク片36の数と等しくし、第2磁石42の極の数を第2ヨーク片38の数と等しくし、第1磁石40の極の数と第2磁石42の極の数とを異ならせてもよい。
・隣り合う2つの第2ヨーク片38の第5部分38Bの間の距離LB1は、第2ヨーク片38の軸部材12の周方向の幅LB2以下にしてもよい。
・第1ヨーク片36および第2ヨーク片38を、軸部材12の周方向においてずらして配置してもよい。
・軸部材12の軸方向において向かい合う第1ヨーク片36と第2ヨーク片38とが接触するのではなく、軸部材12の周方向においてずれて配置される第1ヨーク片36と第2ヨーク片38とが接触してもよい。例えば、軸部材12の周方向において1ピッチずれた第1ヨーク片36の第2部分36Bおよび第2ヨーク片38の第5部分38Bを有する第1ヨーク片36および第2ヨーク片38が接触する。具体的には、第1ヨーク片36の第1部分36Aが、第3部分36Cから第2ヨーク片38に向かうにつれて周方向の一方向に傾斜するように配置される。また、第2ヨーク片38の第4部分38Aが、第6部分38Cから第1ヨーク片36に向かうにつれて周方向の他方向に傾斜するように配置される。この場合、第1磁石40の極および第2磁石42の極は、軸部材12の周方向においてそれぞれのS極とN極とが全部重複するように配置することができる。この場合、第1磁石40と第2磁石42とを一体に形成することもできる。
Claims (16)
- 軸部材と、
前記軸部材と同軸を有し、前記軸部材と相対回転可能な回転体と、
少なくとも1つの第1ヨーク片を含む第1ヨーク、少なくとも1つの第2ヨーク片を含む第2ヨーク、および、コイルを有し、前記軸部材および前記回転体の一方に設けられる電機子と、
前記電機子と相対回転可能に前記軸部材および前記回転体の他方に設けられ、極が周方向に並ぶ磁石と、を備え、
前記第1ヨーク片および前記第2ヨーク片は、前記軸部材の周方向にそれぞれが重複しないように前記軸部材の中心軸と平行な方向に並べられ、
前記磁石は、前記軸部材の径方向において前記第1ヨーク片と対向可能な第1磁石、および、前記軸部材の径方向において前記第2ヨーク片と対向可能な第2磁石を有する、自転車用発電装置。 - 軸部材と、
前記軸部材と同軸を有し、前記軸部材と相対回転可能な回転体と、
1または複数の第1ヨーク片を含む第1ヨーク、1または複数の第2ヨーク片を含む第2ヨーク、および、コイルを有し、前記軸部材および前記回転体の一方に設けられる電機子と、
前記電機子に対して相対回転可能に前記軸部材および前記回転体の他方に設けられ、極が周方向に並ぶ磁石と、を備え、
前記第1ヨーク片および前記第2ヨーク片は、前記軸部材の中心軸と平行な方向に並べられ、
前記磁石は、前記軸部材の径方向において前記第1ヨーク片と対向可能な第1磁石、および、前記軸部材の径方向において前記第2ヨーク片と対向可能な第2磁石を有し、
前記第1磁石および前記第2磁石は、前記第1磁石の極と前記第2磁石の極とが前記軸部材の周方向においてずれるように配置される、自転車用発電装置。 - 前記第1ヨーク片および前記第2ヨーク片は、前記軸部材の周方向にそれぞれが重複しないように前記軸部材の中心軸と平行な方向に並べられる、請求項2に記載の自転車用発電装置。
- 前記第1磁石および前記第2磁石は、前記軸部材の周方向においてそれぞれのS極とN極とが互い違いになるように配置される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の自転車用発電装置。
- 前記第1ヨーク片の数および前記第1磁石の極の数は等しく、
前記第2ヨーク片の数および前記第2磁石の極の数は等しい、請求項1〜4のいずれか一項に記載の自転車用発電装置。 - 前記第1ヨーク片の数および前記第2ヨーク片の数は等しく、
前記第1磁石の極の数および前記第2磁石の極の数は等しい、請求項1〜5のいずれか一項に記載の自転車用発電装置。 - 前記第1ヨーク片および前記第2ヨーク片は、前記軸部材の周方向において同一の位相に配置される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の自転車用発電装置。
- 前記第1ヨーク片は、前記軸部材の中心軸と平行な方向に延びる第1部分、前記軸部材の中心軸と平行な方向に延び、前記第1部分よりも前記軸部材の径方向の外側に配置される第2部分、および、前記軸部材の径方向に延びて前記第1部分の一方の端部と前記第2部分の一方の端部とを接続する第3部分を備え、
前記第1部分、前記第2部分、および、前記第3部分に囲まれた部分に前記コイルが配置される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の自転車用発電装置。 - 前記第2ヨーク片は、前記軸部材の中心軸と平行な方向に延びる第4部分、前記軸部材の中心軸と平行な方向に延び、前記第4部分よりも前記軸部材の径方向の外側に配置される第5部分、および、前記軸部材の径方向に延びて前記第4部分の一方の端部と前記第5部分の一方の端部とを接続する第6部分を備え、
前記第4部分、前記第5部分、および、前記第6部分に囲まれた部分に前記コイルが配置され、
前記第1ヨーク片および前記第2ヨーク片は、前記第1ヨーク片の前記第2部分の他方の端部と、前記第2ヨーク片の前記第5部分の他方の端部とが、前記軸部材の中心軸と平行な方向において並ぶ、請求項8に記載の自転車用発電装置。 - 前記第1ヨーク片の前記第2部分の他方の端部と、前記第2ヨーク片の前記第5部分の他方の端部とは、電気的に絶縁される、請求項9に記載の自転車用発電装置。
- 前記第1ヨーク片の前記第2部分の他方の端部と、前記第2ヨーク片の前記第5部分の他方の端部とは、空隙によって絶縁される、請求項10に記載の自転車用発電装置。
- 前記第1ヨーク片は、前記第2ヨーク片とは別体に形成され、
前記第1ヨーク片の前記第1部分の他方の端部と、前記第2ヨーク片の前記第4部分の他方の端部とは、互いに接触する、請求項9〜11のいずれか一項に記載の自転車用発電装置。 - 前記第2ヨークは、前記軸部材の周方向に並ぶ2つ以上の前記第2ヨーク片を含み、
隣り合う2つの前記第2ヨーク片の前記第5部分の間の距離は、前記第2ヨーク片の前記軸部材の周方向の幅よりも大きい、請求項9〜12のいずれか一項に記載の自転車用発電装置。 - 前記第1ヨークは、前記軸部材の周方向に並ぶ2つ以上の前記第1ヨーク片を含み、
隣り合う2つの前記第1ヨーク片の前記第2部分の間の距離は、前記第1ヨーク片の前記軸部材の周方向の幅よりも大きい、請求項8〜13のいずれか一項に記載の自転車用発電装置。 - 前記電機子は、前記軸部材に設けられ、
前記磁石は、前記回転体に設けられる、請求項1〜14のいずれか一項に記載の自転車用発電装置。 - 前記軸部材は、ハブ軸であり、
前記回転体は、ハブシェルである、請求項1〜15のいずれか一項に記載の自転車用発電装置。
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