JP2004291932A - 自転車用ハブ - Google Patents
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Abstract
【課題】発電機構を有する自転車用ハブにおいて、ランプへの配線に係わる不具合を生じにくくする。
【解決手段】フロントハブ１は、自転車の前輪を回転自在にフロントフォーク９８に装着するためのハブであって、ハブ軸１０と、ハブシェル１１と、軸受１４，１５と、ダイナモ３０と、第１及び第２ランプユニット４０，４１とを備えている。ハブ軸１０は、フロントフォーク９８に回転不能に装着される軸である。ハブシェル１１は、ハブ軸１０の外周側に配置されハブ軸１０に対して回転自在なものである。軸受１４，１５は、ハブシェル１１とハブ軸１０との間に配置されるものである。ダイナモ３０は、ハブシェル１１内部に配置され、ハブ軸１０とハブシェル１１との相対回転により発電を行う。第１及び第２ランプユニット４０，４１は、ハブシェルの両端に配置されダイナモ３０からの電力により点灯する。
【選択図】 図２
【解決手段】フロントハブ１は、自転車の前輪を回転自在にフロントフォーク９８に装着するためのハブであって、ハブ軸１０と、ハブシェル１１と、軸受１４，１５と、ダイナモ３０と、第１及び第２ランプユニット４０，４１とを備えている。ハブ軸１０は、フロントフォーク９８に回転不能に装着される軸である。ハブシェル１１は、ハブ軸１０の外周側に配置されハブ軸１０に対して回転自在なものである。軸受１４，１５は、ハブシェル１１とハブ軸１０との間に配置されるものである。ダイナモ３０は、ハブシェル１１内部に配置され、ハブ軸１０とハブシェル１１との相対回転により発電を行う。第１及び第２ランプユニット４０，４１は、ハブシェルの両端に配置されダイナモ３０からの電力により点灯する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車用ハブ、特に、自転車の車輪を回転自在にフレームに装着するための自転車用ハブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自転車の車軸であるハブは、自転車のフォーク（フレーム）に着脱自在かつ回転不能に装着されるハブ軸と、ハブ軸に回転自在に装着される筒状のハブシェルと、ハブシェルをハブ軸に対して回転自在に支持する軸受とを備えている。
【０００３】
このように構成された自転車用ハブにおいて、ハブシェル内部に、たとえば前照灯用の電源としての発電機構を組み込んだものが知られている（特許文献１参照）。このように発電機構をハブシェル内部に組み込むと、車輪のリム（タイヤを固定する金属製の環状部分）に接触するタイプの発電装置による発電に比べ、発電効率が向上し、車輪の回転ロスが減少する。
【０００４】
前記従来の公報に開示された自転車用ハブでは、前照灯はフロントフォークに設けられたランプスティに装着されている。このため、車輪のハブ軸から配線を取り出して、フロントフォークに取り付けられた前照灯に接続している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−６９７３１号公報。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の自転車用ハブでは、自転車を組み立てる工場で自転車用ハブ内に組み込まれた発電機構からランプへ配線を行う必要があり、配線作業が煩わしい。しかも、ランプへの配線が外部に露出するため、配線がものに引っ掛かったり配線切れしたりするおそれがある。また車輪を交換する際には、車輪を外すときに配線を自転車用ハブ又はランプから外してさらに車輪を取り付ける際に配線を自転車用ハブ又はランプに接続しなければならず、配線のために車輪の交換が煩わしい作業になる。このように従来の自転車用ハブでは、自転車用ハブからランプへ配線しなければならないとともに配線が外部に露出するので、配線に係わる不具合が生じるおそれがある。
【０００７】
本発明の課題は、発電機構を有する自転車用ハブにおいて、ランプへの配線に係わる不具合を生じにくくすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
発明１に係る自転車用ハブは、自転車の車輪を回転自在にフレームに装着するためのハブであって、ハブ軸と、ハブシェルと、軸受と、発電機構と、１又は複数のランプとを備えている。ハブ軸は、フレームに回転不能に装着される軸である。ハブシェルは、ハブ軸の外周側に配置されハブ軸に対して回転自在なものである。軸受は、ハブシェルとハブ軸との間に配置されるものである。発電機構は、ハブシェル内部に配置され、ハブ軸とハブシェルとの相対回転により発電を行う機構である。１又は複数のランプは、ハブシェルの少なくとも一端側に配置され発電機構からの電力により点灯するものである。
【０００９】
この自転車用ハブでは、車輪が回転してハブシェルがハブ軸に対して相対回転すると、発電機構が発電する。この電力がハブシェルの少なくとも一端側に配置されたランプに供給されランプが点灯する。ここでは、ランプをハブシェルの少なくとも一端側に配置したので、発電機構からランプへの配線がハブ外に露出しにくくなる。このため、配線の露出による不具合を解消できる。また、配線を自転車の組み立て工場ではなく、自転車用ハブの製造工場で行えるので、自転車の組み立て工場では、自転車用ハブを使用して車輪を組み立てるだけでよくランプへの配線作業を必要としない。このため、配線作業に係わる不具合を解消できる。さらに、車輪の交換の際にはランプとともに交換できる。このため、車輪交換における配線に係わる不具合も解消できる。しかも、自転車用ハブを自転車のフレームに組み込むだけで、ランプも装着できるので、ランプの自転車への装着作業も不要になる。
【００１０】
発明２に係る自転車用ハブは、発明１に記載のハブにおいて、ランプは、ハブ軸に回転不能に装着されている。この場合には、ランプがハブ軸に回転不能に装着されているので、ハブ軸をフレームに対して回り止めすればランプの照射角度の調整が不要になる。
発明３に係る自転車用ハブは、発明１又は２に記載のハブにおいて、ランプは２つありハブシェルの両端にそれぞれ配置されている。この場合には、ランプで前方を照射した場合に車輪のリムにより生じる影を打ち消すことができる。
【００１１】
発明４に係る自転車用ハブは、発明３に記載のハブにおいて、２つのランプは、ハブシェルの両端とフレームとの間に配置されている。この場合には、ランプとハブシェルとの間にフレームのたとえばフロントフォークが配置されないので、ハブシェルとランプとを一体化しやすい。
発明５に係る自転車用ハブは、発明３又は４に記載のハブにおいて、２つのランプは発電機構に対して直列接続されている。この場合には、１つのスイッチで２つのランプをオンオフできるので、スイッチ回路が簡素になるとともにスイッチ操作が容易になる。
【００１２】
発明６に係る自転車用ハブは、発明３又は４に記載のハブにおいて、２つのランプは発電機構に対して並列接続されている。この場合には、２つのランプを個別にオンオフできるので、明るさに応じて照度を二段階に変更できる。また、いずれかのランプが切れても点灯しつづけることができる。
発明７に係る自転車用ハブは、発明１から６のいずれかに記載のハブにおいて、発電機構からランプに至る回路に配置されランプを点灯・消灯するための少なくともひとつのスイッチをさらに備える。この場合には、スイッチによりランプをオンオフすることができる。
【００１３】
発明８に係る自転車用ハブは、発明７に記載のハブにおいて、スイッチは手動操作によりオンオフする。この場合には、スイッチが手動操作によりオンオフするので、スイッチ回路が安価になる。
発明９に係る自転車用ハブは、発明７に記載のハブにおいて、自転車の周囲の明るさを検出する照度センサをさらに備え、スイッチは、照度センサの出力に応じてオンオフする。この場合には、周囲の照度に応じてランプが自動的にオフオフするので、煩わしい点灯・消灯操作が不要になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
＜全体構成＞
図１において、本発明の一実施形態を採用した自転車１０１は、前輪用のフロントフォーク９８を含むフレーム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１０６及び後輪１０７とを備えている。
【００１５】
フロントフォーク９８の先端には、本発明の一実施形態によるフロントハブ（自転車用ハブの一例）１が装着されている。このフロントハブ１は、図２に示すように、発電機能及び前照灯機能を兼ね備えたハブである。自転車１０１の前輪１０６及びフロントフォーク９８にフロントハブ１を組み込むと発電した電力を外部で配線することなく前照灯に供給することができるようになる。
【００１６】
図２に示すように、フロントハブ１は、ハブ軸１０の両端部が左右両方のフロントフォーク９８に固定され、両ハブフランジ１２ａ，１３ａにスポーク９９が固定される。なお、図２に示す軸Ｘは自転車の前輪１０６の回転軸である。
フロントハブ１は、図２に示すように、ハブ軸１０と、第１及び第２筒状部材１２，１３を有するハブシェル１１と、２つの軸受１４，１５と、ダイナモ（発電機構）３０と、第１及び第２ランプユニット４０，４１とを備えている。
【００１７】
ハブ軸１０は、その両端が調整ナット２やカムレバー３によってフロントフォーク９８の先端部に固定される。このハブ軸１０には、後述するダイナモ３０のステータヨーク３３ａ，３３ｂや筒状コアヨーク３５が固定される。また、ハブ軸１０には、ダイナモ３０からの配線３９及び両ランプユニット４０，４１を接続するための配線７０（図３）を通すための配線溝１０ａ，１０ｂが外周面に軸方向に沿って配置されている。配線溝１０ａは、ダイナモ３０からの配線３９を通すための溝であり、この実施形態では、ダイナモ３０の装着部分からハブ軸１０の図２右端に向けて形成されている。配線溝１０ｂは、両ランプユニット４０，４１を接続する配線７０を通すための溝であり、この実施形態では、ハブ軸１０の全長にわたり形成されている。またダイナモ３０を装着する部分を除く外周面には雄ねじ部１０ｃが形成されている。
【００１８】
ハブシェル１１の第１筒状部材１２は、ダイナモ３０の周囲を覆うように配置される部材であって、たとえばアルミニウム合金製である。第１筒状部材１２は、環状の第１ハブフランジ１２ａと、第１円筒部１２ｂと、環状傾斜部１２ｃと、係合筒部１２ｄとから構成されている。
第１ハブフランジ１２ａには、円周方向に等間隔に、スポーク９９の直径に対応するスポーク係止孔１２ｅが複数形成されている。このスポーク係止孔１２ｅには、スポーク９９が係止される。第１円筒部１２ｂは、第１ハブフランジ１２ａの内周端から図２左側に延びる円筒状の部分である。この第１円筒部１２ｂの内周面にはダイナモ３０のキャップ３６が装着される。環状傾斜部１２ｃは、第１円筒部１２ｂの背面視左側端から内方左側に向かって延びている。そして、その環状傾斜部１２ｃの内周端から左側に向かって、円筒状の係合筒部１２ｄが延びている。
【００１９】
第２筒状部材１３は、たとえば、アルミニウム合金製である。第２筒状部材１３は、環状の第２ハブフランジ１３ａと、第２ハブフランジ１３ａの内周端から背面視右側に延びる第２円筒部１３ｂとから構成されている。第２ハブフランジ１３ａの外周部には、円周方向に等間隔に、スポーク９９の直径に対応するスポーク係止孔１３ｃが形成されている。スポーク係止孔１３ｃは、スポーク係止孔１２ｅと半ピッチずれて形成されている。このスポーク係止孔１３ｃにスポーク９９が係止されている。第２円筒部１３ｂは、第２ハブフランジ１３ａの内周端から図２右側に延びる円筒状の部分である。第２円筒部１３ｂの右側の部分は係合筒部１３ｄとなっており、この係合筒部１３ｄの内周面が第１筒状部材１２の係合筒部１２ｄの外周面とカシメ固定することによって、両筒状部材１２，１３が回転不能に連結されている。
【００２０】
軸受１４は、複数の玉１４ａと、これらの玉１４ａを保持する玉押し１４ｂ及び玉受け１４ｃとから構成されている。玉押し１４ｂはハブ軸１０の雄ねじ部１０ｃにねじ込み固定され、玉受け１４ｃは後述するダイナモ３０のキャップ３６の内周部に固定される。これにより、軸受１４は、ダイナモ３０のキャップ３６及びキャップ３６に装着される第１筒状部材１２をハブ軸１０に対して回転自在に支持することになる。
【００２１】
軸受１５は、複数の玉１５ａと、これらの玉１５ａを保持する玉押し１５ｂ及び玉受け１５ｃとから構成されている。玉押し１５ｂはハブ軸１０の雄ねじ部１０ｃにねじ込み固定され、玉受け１５ｃは、第２筒状部材の左端内周部に固定されている。軸受１５は、第２筒状部材１３をハブ軸１０に対して回転自在に支持している。
【００２２】
ダイナモ３０は、主として、内側固定子３１と、外側回転子３２とから構成されている。このダイナモ３０により発電された電力は、配線３９によりランプユニット４０，４１に供給される。また、外部に取り出して電源として使用することも可能である。
内側固定子３１は、主として、クロー型の２つのステータヨーク３３ａ，３３ｂと、コイルが巻かれたボビン３４と、筒状コアヨーク３５とから構成されている。ステータヨーク３３ａ，３３ｂ、ボビン３４、及び筒状コアヨーク３５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３１は、ハブ軸１０の雄ねじ部１０ｃにねじ込まれた１対のフランジ部材３８ａ，３８ｂにより挟持されて回転不能に固定されている。
【００２３】
外側回転子３２は、主として、キャップ３６に円周方向に等間隔に分割して装着された永久磁石３７を有している。この永久磁石３７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極のそれぞれがステータヨーク３３ａ，３３ｂのクローと対向している。
第１及び第２ランプユニット４０，４１は、ハブシェル１１の両端に配置されている。第１ランプユニット４０は、図３及び図４に示すように、ハブ軸１０に回転不能に固定される取付ブラケット５０と、取付ブラケット５０にねじ止め固定される第１ケース部材５１と、第１ケース部材５１にねじ止め固定される第２ケース部材５２とを有している。また、ランプユニット４０は、両ケース部材５１，５２に挟まれた状態で装着されるレンズ５４と、レンズ５４に装着されるリフレクタ５５と、リフレクタ５５に係止される電球装着部５６と、電球装着部５６に着脱自在に装着される電球５７とを有している。
【００２４】
取付ブラケット５０は、金属製の部材であり、ハブ軸１０の雄ねじ部１０ｃに螺合するナット５９によりハブ軸１０に玉押し１４ｂ（図２）に接触した状態で回転不能に固定されている。取付ブラケット５０は、ハブ軸１０に装着される筒状部６０と、筒状部６０に固着された板状部６１とを有している。
筒状部６０の内周面にはハブ軸１０の配線溝１０ｂに係合する係止突起６０ａが形成されている。これにより筒状部６０は、ハブ軸１０に対して回転不能に係止される。
【００２５】
板状部６１は、小径部分と大径部分とが略半円状に形成された部材である。板状部６１には、ダイナモ３０からの配線３９及びランプユニット４０，４１を連結する配線７０を通すための配線スリット６１ａが配線溝１０ａ．１０ｂに対向する位置に形成されている。配線スリット６１ａは、筒状部６０の外径より径方向外方まで直径に沿って形成され、筒状部６０の外周部を通って配線溝１０ａ，１０ｂに向かって配線３９，７０が通れるようになっている。板状部６１には、第１ケース部材５１を取り付けるための２つのねじ孔６１ｂが形成されている。
【００２６】
なお、図２では、説明の便宜のために配線溝１０ａ，１０ｂとねじ孔６１ｂとを同じ断面で図示しているが、図３に示すように、実際には両者は９０度ずれて配置されている。このねじ孔に取付ボルト７１をねじ込んで第１ケース部材５１を取付ブラケット５０に固定している。
第１ケース部材５１は、たとえば合成樹脂製の部材であり、取付ブラケット５０を覆うように配置されている。第１ケース部材は、取付ブラケット５０を覆うカバー部６２と、カバー部６２と一体形成され、内部にレンズ５４及びリフレクタ５５の一部や後述するスイッチ５８の一部を収納する空間が形成された収納部６３とを有している。カバー部６２には、ナット５９を配置可能な貫通孔６２ａが形成されている。貫通孔６２ａの両側には、２本の取付ボルト７１がそれぞれ貫通するボルト装着孔６２ｂが形成されている。ボルト装着孔６２ｂは段付き孔であり、段部に取付ボルト７１の頭部が係止される。収納部６３の前部内側面には、収納されるレンズ５４を抜け止めする第１係止溝６３ａがレンズ５４の周囲の一部を覆うように形成されている。収納部６３の外側面には、第２ケース部材５２を取り付けるための取付ビス７２がねじ込まれる３つのねじ穴６３ｂが収納空間の周囲に形成されている。
【００２７】
第２ケース部材５２は、第１ケース部材５１の収納部６３とでレンズ５４やリフレクタ５５を収納するように構成されている。第２ケース部材５２の前部内側面にも第１係止溝６３ａに連続してレンズ５４の周囲を係止する第２係止溝５２ａが形成されている。第２ケース部材５２の後部には、スイッチ５８が装着されている。スイッチ５８は、たとえば手動操作によりオンオフする２位置のトグルスイッチであり、電球５７をオンオフするために設けられている。第２ケース部材５２の周囲には、取付ビス７２が貫通する３つの取付座５２ｂが形成されている。
【００２８】
レンズ５４は、後部が開口するやや先細りの透明樹脂製の箱状部材である。レンズ５４の先端には、図２に示すように中心が脹らんだ凸レンズ部５４ａが形成されている。レンズ５４の周囲には他の部分から突出した帯状の抜け止め突起５４ｂが周囲を囲むように形成されている。この抜け止め突起５４ｂが第１及び第２係止溝６３ａ，５２ａに係合することにより、レンズ５４が抜け止めされた状態で両ケース部材５１，５２に装着される。
【００２９】
リフレクタ５５は、たとえば合成樹脂製の部材であり、レンズ５４の後部の開口部分にはまり込む形状である。リフレクタ５５の前面には、表面がめっき処理された中心が凹んだ湾曲面５５ａが形成されている。リフレクタ５５の中心には、電球が貫通する電球装着孔５５ｂが形成されている。リフレクタ５５の後部外周面には、レンズ５４の後端面に当接する突起部５５ｃが形成されている。突起部５５ｃの外周面はレンズ５４の外周面と面一になるように形成されている。
【００３０】
電球装着部５６は、電球５７が固定されるソケットである。電球装着部５６は、リフレクタ５５の後面に着脱自在に係止されている。電球装着部５６には、電球に電気的に接続される２つの端子（図示せず）が設けられており、配線３９と、スイッチ５８を介して配線７０が接続されている。
第２ランプユニット４１は、スイッチ５８を有していない点を除いて実質的に第１ランプユニット４０と同様な構成である。第２ランプユニット４１は、図５に示すように、取付ブラケット８０と、第１ケース部材８１と、第２ケース部材８２とを有している。また、第２ランプユニット４１は、レンズ８４と、リフレクタ８５と、電球装着部８６と、電球８７とを有している。取付ブラケット８０は、取付ブラケット５０と鏡像関係の形状の部材である。第１及び第２ケース部材８１，８２は、スイッチ５８を収納する部分がないことを除いて第１ケース部材５１と実質的に同様な形状である。レンズ８４、リフレクタ８５、電球装着部８６及び電球８７は、第１ランプユニット４０のものと同様な形状である。
【００３１】
次に、第１及び第２ランプユニット４０，４１とダイナモ３０との間の配線について説明する。
この実施形態では、図６に示すように、２つの電球５７，８７は配線溝１０ｂに配置された配線７０により直列に接続されており、スイッチ５８は、たとえばダイナモ３０と電球５７との間に配置されている。なお、スイッチ５８の位置は電球５７と電球８７との間でも、電球８７と接地との間でもよく、さらに第２ランプユニット４１側に設けてもよい。このように直列接続すると１つのスイッチ５８で２つのランプユニット４０，４１を同時にオンオフできる。
【００３２】
次に、フロントハブ１内のダイナモ３０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、フロントフォーク９８に対してスポーク９９が回転すると、フロントフォーク９８に固定されている内側固定子３１に対して、スポーク９９に固定され軸受１４により内側固定子３１に対し回転自在とされている外側回転子３２が回転する。すると、ステータヨーク３３ａ，３３ｂの外側を永久磁石３７が回転する。
【００３３】
これにより、ステータヨーク３３ａ，３３ｂは、一方が永久磁石３７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３７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、ステータヨーク３３ａ，３３ｂの外側を永久磁石３７が回転することにより、ステータヨーク３３ａがＮ極でステータヨーク３３ｂがＳ極である第１状態、及びステータヨーク３３ａがＳ極でステータヨーク３３ｂがＮ極である第２状態が繰り返されて、両ステータヨーク３３ａ，３３ｂを磁気的に連結している筒状コアヨーク３５に軸Ｘ方向の交番磁束が発生する。このボビン３４の内側に発生する交番磁束によって、ボビン３４のコイルに電流が発生し発電がなされる。
【００３４】
スイッチ５８をオンした状態で走行して発電がなされると、その電力が配線３９及びスイッチ５８を通って電球５７に供給されるとともに、配線７０を通って電球８７に供給され、第１及び第２ランプユニット４０，４１がオンする。
ここでは、第１及び第２ランプユニット４０，４１をハブシェル１１の両側に設けたので、ダイナモ３０からランプユニット４０，４１への配線３９，７０がフロントハブ１外に露出しにくくなる。このため、配線の露出による不具合を解消できる。また、配線３９，７０を自転車の組み立て工場ではなく、フロントハブ１の製造工場で行えるので、自転車の組み立て工場では、フロントハブ１を使用して前輪１０６を組み立てるだけでよくランプユニット４０，４１への配線作業を必要としない。このため、配線作業に係わる不具合を解消できる。さらに、前輪１０６の交換の際にはランプユニット４０，４１とともに交換できる。このため、車輪交換における配線に係わる不具合も解消できる。しかも、フロントハブ１を自転車のフレームに組み込むだけで、ランプユニット４０，４１も装着できるので、ランプユニット４０，４１の装着作業も不要になる。
【００３５】
また、ランプユニット４０，４１をハブシェル１１の両側に配置したので、前方を照射した場合に前輪１０６により生じる影を打ち消すことができる。
［他の実施形態］
（ａ）前記実施形態に加えて、たとえば図７に示すように、第２ランプユニット４１側の電球８７と並列にスイッチ１２０を設け、電球８７を短絡するような回路を追加してもよい。この場合、スイッチ５８をオンした状態でスイッチ１２０をオンオフすると、電球８７をオンオフすることができる。また、スイッチ１２０をオフした状態でスイッチ５８をオンオフすると電球５７，８７を同時にオンオフすることができる。また、電球８７が切れても電球５７をオンオフすることができる。
【００３６】
なお、２つのスイッチ５８，１２０を用いる代わりに、オフ位置と２つのオン位置とを有する３位置のスイッチを用いて、ひとつのスイッチで上記と同様な切換動作を行うこともできる。すなわち、図７においてスイッチ１２０を３位置のスイッチとして、配線７０のオン、短絡回路のオン及び両者のオフを行えるようにすることにより、１つのスイッチで上記と同様な切換動作を行える。
【００３７】
（ｂ）２つの電球５７，８７を直列接続する構成に変えて並列接続してもよい。この場合、図８に示すように配線３９を左右に分岐させ、スイッチ１２１，１２２を介して電球５７，８７に接続させればよい。この場合、両ランプユニット４０，４１にスイッチ１２１，１２２を設ける必要がある。この構成では１本の配線３９で済むので、配線溝１０ａだけをハブ軸１０の両端にわたり形成すればよい。また、それぞれのランプユニット４０，４１にスイッチ１２１，１２２に設けることにより個別にランプユニット４０，４１をオンオフできる。また、ひとつのランプが切れても他のランプをオンすることができる。
【００３８】
なお、並列接続の場合にもスイッチを分岐前に配置することにより１つのスイッチで２つのランプユニット４０，４１を同時にオンオフすることもできる。この場合、スイッチまでの配線と、スイッチから分岐して両電球５７，８７に接続する配線との２本の配線が必要になり、ハブ軸に配線溝が２つ必要になる。
（ｃ）前記実施形態では、手動操作のスイッチでランプユニット４０，４１をオンオフさせたが、図９〜図１２に示すように、周囲の光の照度に応じて２つのランプユニット４０，４１を自動的にオンオフするように構成してもよい。
【００３９】
図９では、ランプユニット４０，４１の電球５７，８７を直列接続しており、ダイナモ３０と電球５７との間に自動オンオフ回路１２４を配置している。自動オンオフ回路１２４には、光センサ１２５が接続されており、光センサ１２５からの出力により所定未満の照度になると、自動オンオフ回路１２４は内部のスイッチ回路をオンし、所定以上の照度ではオフする。
【００４０】
図１０及び図１１では２つの電球５７，８７を並列接続している。図１０では、自動オンオフ回路１２４で２つの電球５７，８７を同時にオンオフしている。また、図１１では、自動オンオフ回路１２４内に２つのスイッチ回路を設け、それぞれの電球５７，８７を個別にオンオフできるように構成している。この場合、光センサ１２５の照度により夕暮れなどの比較的明るいうちはいずれかひとつの電球をオンし、暗くなると両方の電球５７，８７をオンしてもよい。
【００４１】
また、自動オンオフ回路１２４で、たとえば、速度センサからの信号やダイナモ３０から自転車の走行速度に応じて抽出された信号を用い、速度に応じて２つの電球５７，８７のオンオフを制御してもよい。たとえば、たとえば１５ｋｍ／ｈ未満の低速走行時には、いずれかひとつの電球をオンし、それより高速になると両方の電球５７，８７をオンしてもよい。
【００４２】
図１２では、直列に接続された電球５７，８７を接続する配線７０に配置された３位置のスイッチ１２６を有する自動オンオフ回路１２４を設けている。このスイッチ１２６は、図７に示した２つのスイッチ５８，１２０で構成した回路を１つのスイッチで実現したものである。具体的には、両電球５７，８７をオンするために配線７０をオンする位置と、電球８７をオフするために配線７０を接地する短絡回路をオンする位置と、両電球５７，８７をオフするための中間位置（図１２に示す位置）との３位置を有するスイッチである。このスイッチを光センサ１２５の出力に応じてオンオフする。また、上述したものと同様に、たとえば、速度センサからの信号やダイナモ３０から自転車の走行速度に応じて抽出された信号を用い、照度に加えて速度に応じて２つの電球５７，８７のオンオフを制御してもよい。たとえば、所定未満の照度になると、１５ｋｍ／ｈ未満の低速走行時には短絡回路をオンする位置にスイッチ１２６を切り換えて電球５７だけをオンし、それより高速になると配線７０をオンする位置に切り換えて両方の電球５７，８７をオンしてもよい。
【００４３】
（ｄ）前記実施形態では、自転車用ハブとしてフロントハブ１を例示したが、本発明はリアハブにも適用できる。その場合、ランプユニットを尾灯や方向指示器として使用できる。
（ｅ）前記実施形態では、ランプユニットを２つ設けたが、ランプユニットの数は２つに限定されず、ひとつでも３つ以上でもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、ランプをハブシェルの少なくとも一端に設けたので、発電機構からランプへの配線がハブ外に露出しにくくなる。このため、配線の露出による不具合を解消できる。また、配線を自転車の組み立て工場ではなく、自転車用ハブの製造工場で行えるので、自転車の組み立て工場では、自転車用ハブを使用して車輪を組み立てるだけでよくランプへの配線作業を必要としない。このため、配線作業に係わる不具合を解消できる。さらに、車輪の交換の際にはランプ毎交換できる。このため、車輪交換における配線に係わる不具合も解消できる。しかも、自転車用ハブを自転車のフレームに組み込むだけで、ランプも装着できるので、ランプの装着作業も不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るフロントハブが装着される自転車の概略図。
【図２】フロントハブの断面図。
【図３】第１ランプユニットの分解斜視図。
【図４】第１ランプユニットの側面図。
【図５】第２ランプユニットの側面図。
【図６】両ランプユニットの配線図。
【図７】他の実施形態の図６に相当する図。
【図８】他の実施形態の図６に相当する図。
【図９】他の実施形態の図６に相当する図。
【図１０】他の実施形態の図６に相当する図。
【図１１】他の実施形態の図６に相当する図。
【図１２】他の実施形態の図６に相当する図。
【符号の説明】
１ フロントハブ（自転車用ハブ）
１０ ハブ軸
１１ ハブシェル
１３，１４ 軸受
３０ ダイナモ（発電機構）
４０，４１ 第１及び第２ランプユニット
５７，８７ 電球
５８，１２０，１２１，１２２，１２６ スイッチ
９８ フロントフォーク（フレーム）
１０１ 自転車
１０６ 前輪（車輪）
１２４ 自動オンオフ回路
１２５ 光センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車用ハブ、特に、自転車の車輪を回転自在にフレームに装着するための自転車用ハブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自転車の車軸であるハブは、自転車のフォーク（フレーム）に着脱自在かつ回転不能に装着されるハブ軸と、ハブ軸に回転自在に装着される筒状のハブシェルと、ハブシェルをハブ軸に対して回転自在に支持する軸受とを備えている。
【０００３】
このように構成された自転車用ハブにおいて、ハブシェル内部に、たとえば前照灯用の電源としての発電機構を組み込んだものが知られている（特許文献１参照）。このように発電機構をハブシェル内部に組み込むと、車輪のリム（タイヤを固定する金属製の環状部分）に接触するタイプの発電装置による発電に比べ、発電効率が向上し、車輪の回転ロスが減少する。
【０００４】
前記従来の公報に開示された自転車用ハブでは、前照灯はフロントフォークに設けられたランプスティに装着されている。このため、車輪のハブ軸から配線を取り出して、フロントフォークに取り付けられた前照灯に接続している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−６９７３１号公報。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の自転車用ハブでは、自転車を組み立てる工場で自転車用ハブ内に組み込まれた発電機構からランプへ配線を行う必要があり、配線作業が煩わしい。しかも、ランプへの配線が外部に露出するため、配線がものに引っ掛かったり配線切れしたりするおそれがある。また車輪を交換する際には、車輪を外すときに配線を自転車用ハブ又はランプから外してさらに車輪を取り付ける際に配線を自転車用ハブ又はランプに接続しなければならず、配線のために車輪の交換が煩わしい作業になる。このように従来の自転車用ハブでは、自転車用ハブからランプへ配線しなければならないとともに配線が外部に露出するので、配線に係わる不具合が生じるおそれがある。
【０００７】
本発明の課題は、発電機構を有する自転車用ハブにおいて、ランプへの配線に係わる不具合を生じにくくすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
発明１に係る自転車用ハブは、自転車の車輪を回転自在にフレームに装着するためのハブであって、ハブ軸と、ハブシェルと、軸受と、発電機構と、１又は複数のランプとを備えている。ハブ軸は、フレームに回転不能に装着される軸である。ハブシェルは、ハブ軸の外周側に配置されハブ軸に対して回転自在なものである。軸受は、ハブシェルとハブ軸との間に配置されるものである。発電機構は、ハブシェル内部に配置され、ハブ軸とハブシェルとの相対回転により発電を行う機構である。１又は複数のランプは、ハブシェルの少なくとも一端側に配置され発電機構からの電力により点灯するものである。
【０００９】
この自転車用ハブでは、車輪が回転してハブシェルがハブ軸に対して相対回転すると、発電機構が発電する。この電力がハブシェルの少なくとも一端側に配置されたランプに供給されランプが点灯する。ここでは、ランプをハブシェルの少なくとも一端側に配置したので、発電機構からランプへの配線がハブ外に露出しにくくなる。このため、配線の露出による不具合を解消できる。また、配線を自転車の組み立て工場ではなく、自転車用ハブの製造工場で行えるので、自転車の組み立て工場では、自転車用ハブを使用して車輪を組み立てるだけでよくランプへの配線作業を必要としない。このため、配線作業に係わる不具合を解消できる。さらに、車輪の交換の際にはランプとともに交換できる。このため、車輪交換における配線に係わる不具合も解消できる。しかも、自転車用ハブを自転車のフレームに組み込むだけで、ランプも装着できるので、ランプの自転車への装着作業も不要になる。
【００１０】
発明２に係る自転車用ハブは、発明１に記載のハブにおいて、ランプは、ハブ軸に回転不能に装着されている。この場合には、ランプがハブ軸に回転不能に装着されているので、ハブ軸をフレームに対して回り止めすればランプの照射角度の調整が不要になる。
発明３に係る自転車用ハブは、発明１又は２に記載のハブにおいて、ランプは２つありハブシェルの両端にそれぞれ配置されている。この場合には、ランプで前方を照射した場合に車輪のリムにより生じる影を打ち消すことができる。
【００１１】
発明４に係る自転車用ハブは、発明３に記載のハブにおいて、２つのランプは、ハブシェルの両端とフレームとの間に配置されている。この場合には、ランプとハブシェルとの間にフレームのたとえばフロントフォークが配置されないので、ハブシェルとランプとを一体化しやすい。
発明５に係る自転車用ハブは、発明３又は４に記載のハブにおいて、２つのランプは発電機構に対して直列接続されている。この場合には、１つのスイッチで２つのランプをオンオフできるので、スイッチ回路が簡素になるとともにスイッチ操作が容易になる。
【００１２】
発明６に係る自転車用ハブは、発明３又は４に記載のハブにおいて、２つのランプは発電機構に対して並列接続されている。この場合には、２つのランプを個別にオンオフできるので、明るさに応じて照度を二段階に変更できる。また、いずれかのランプが切れても点灯しつづけることができる。
発明７に係る自転車用ハブは、発明１から６のいずれかに記載のハブにおいて、発電機構からランプに至る回路に配置されランプを点灯・消灯するための少なくともひとつのスイッチをさらに備える。この場合には、スイッチによりランプをオンオフすることができる。
【００１３】
発明８に係る自転車用ハブは、発明７に記載のハブにおいて、スイッチは手動操作によりオンオフする。この場合には、スイッチが手動操作によりオンオフするので、スイッチ回路が安価になる。
発明９に係る自転車用ハブは、発明７に記載のハブにおいて、自転車の周囲の明るさを検出する照度センサをさらに備え、スイッチは、照度センサの出力に応じてオンオフする。この場合には、周囲の照度に応じてランプが自動的にオフオフするので、煩わしい点灯・消灯操作が不要になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
＜全体構成＞
図１において、本発明の一実施形態を採用した自転車１０１は、前輪用のフロントフォーク９８を含むフレーム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１０６及び後輪１０７とを備えている。
【００１５】
フロントフォーク９８の先端には、本発明の一実施形態によるフロントハブ（自転車用ハブの一例）１が装着されている。このフロントハブ１は、図２に示すように、発電機能及び前照灯機能を兼ね備えたハブである。自転車１０１の前輪１０６及びフロントフォーク９８にフロントハブ１を組み込むと発電した電力を外部で配線することなく前照灯に供給することができるようになる。
【００１６】
図２に示すように、フロントハブ１は、ハブ軸１０の両端部が左右両方のフロントフォーク９８に固定され、両ハブフランジ１２ａ，１３ａにスポーク９９が固定される。なお、図２に示す軸Ｘは自転車の前輪１０６の回転軸である。
フロントハブ１は、図２に示すように、ハブ軸１０と、第１及び第２筒状部材１２，１３を有するハブシェル１１と、２つの軸受１４，１５と、ダイナモ（発電機構）３０と、第１及び第２ランプユニット４０，４１とを備えている。
【００１７】
ハブ軸１０は、その両端が調整ナット２やカムレバー３によってフロントフォーク９８の先端部に固定される。このハブ軸１０には、後述するダイナモ３０のステータヨーク３３ａ，３３ｂや筒状コアヨーク３５が固定される。また、ハブ軸１０には、ダイナモ３０からの配線３９及び両ランプユニット４０，４１を接続するための配線７０（図３）を通すための配線溝１０ａ，１０ｂが外周面に軸方向に沿って配置されている。配線溝１０ａは、ダイナモ３０からの配線３９を通すための溝であり、この実施形態では、ダイナモ３０の装着部分からハブ軸１０の図２右端に向けて形成されている。配線溝１０ｂは、両ランプユニット４０，４１を接続する配線７０を通すための溝であり、この実施形態では、ハブ軸１０の全長にわたり形成されている。またダイナモ３０を装着する部分を除く外周面には雄ねじ部１０ｃが形成されている。
【００１８】
ハブシェル１１の第１筒状部材１２は、ダイナモ３０の周囲を覆うように配置される部材であって、たとえばアルミニウム合金製である。第１筒状部材１２は、環状の第１ハブフランジ１２ａと、第１円筒部１２ｂと、環状傾斜部１２ｃと、係合筒部１２ｄとから構成されている。
第１ハブフランジ１２ａには、円周方向に等間隔に、スポーク９９の直径に対応するスポーク係止孔１２ｅが複数形成されている。このスポーク係止孔１２ｅには、スポーク９９が係止される。第１円筒部１２ｂは、第１ハブフランジ１２ａの内周端から図２左側に延びる円筒状の部分である。この第１円筒部１２ｂの内周面にはダイナモ３０のキャップ３６が装着される。環状傾斜部１２ｃは、第１円筒部１２ｂの背面視左側端から内方左側に向かって延びている。そして、その環状傾斜部１２ｃの内周端から左側に向かって、円筒状の係合筒部１２ｄが延びている。
【００１９】
第２筒状部材１３は、たとえば、アルミニウム合金製である。第２筒状部材１３は、環状の第２ハブフランジ１３ａと、第２ハブフランジ１３ａの内周端から背面視右側に延びる第２円筒部１３ｂとから構成されている。第２ハブフランジ１３ａの外周部には、円周方向に等間隔に、スポーク９９の直径に対応するスポーク係止孔１３ｃが形成されている。スポーク係止孔１３ｃは、スポーク係止孔１２ｅと半ピッチずれて形成されている。このスポーク係止孔１３ｃにスポーク９９が係止されている。第２円筒部１３ｂは、第２ハブフランジ１３ａの内周端から図２右側に延びる円筒状の部分である。第２円筒部１３ｂの右側の部分は係合筒部１３ｄとなっており、この係合筒部１３ｄの内周面が第１筒状部材１２の係合筒部１２ｄの外周面とカシメ固定することによって、両筒状部材１２，１３が回転不能に連結されている。
【００２０】
軸受１４は、複数の玉１４ａと、これらの玉１４ａを保持する玉押し１４ｂ及び玉受け１４ｃとから構成されている。玉押し１４ｂはハブ軸１０の雄ねじ部１０ｃにねじ込み固定され、玉受け１４ｃは後述するダイナモ３０のキャップ３６の内周部に固定される。これにより、軸受１４は、ダイナモ３０のキャップ３６及びキャップ３６に装着される第１筒状部材１２をハブ軸１０に対して回転自在に支持することになる。
【００２１】
軸受１５は、複数の玉１５ａと、これらの玉１５ａを保持する玉押し１５ｂ及び玉受け１５ｃとから構成されている。玉押し１５ｂはハブ軸１０の雄ねじ部１０ｃにねじ込み固定され、玉受け１５ｃは、第２筒状部材の左端内周部に固定されている。軸受１５は、第２筒状部材１３をハブ軸１０に対して回転自在に支持している。
【００２２】
ダイナモ３０は、主として、内側固定子３１と、外側回転子３２とから構成されている。このダイナモ３０により発電された電力は、配線３９によりランプユニット４０，４１に供給される。また、外部に取り出して電源として使用することも可能である。
内側固定子３１は、主として、クロー型の２つのステータヨーク３３ａ，３３ｂと、コイルが巻かれたボビン３４と、筒状コアヨーク３５とから構成されている。ステータヨーク３３ａ，３３ｂ、ボビン３４、及び筒状コアヨーク３５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３１は、ハブ軸１０の雄ねじ部１０ｃにねじ込まれた１対のフランジ部材３８ａ，３８ｂにより挟持されて回転不能に固定されている。
【００２３】
外側回転子３２は、主として、キャップ３６に円周方向に等間隔に分割して装着された永久磁石３７を有している。この永久磁石３７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極のそれぞれがステータヨーク３３ａ，３３ｂのクローと対向している。
第１及び第２ランプユニット４０，４１は、ハブシェル１１の両端に配置されている。第１ランプユニット４０は、図３及び図４に示すように、ハブ軸１０に回転不能に固定される取付ブラケット５０と、取付ブラケット５０にねじ止め固定される第１ケース部材５１と、第１ケース部材５１にねじ止め固定される第２ケース部材５２とを有している。また、ランプユニット４０は、両ケース部材５１，５２に挟まれた状態で装着されるレンズ５４と、レンズ５４に装着されるリフレクタ５５と、リフレクタ５５に係止される電球装着部５６と、電球装着部５６に着脱自在に装着される電球５７とを有している。
【００２４】
取付ブラケット５０は、金属製の部材であり、ハブ軸１０の雄ねじ部１０ｃに螺合するナット５９によりハブ軸１０に玉押し１４ｂ（図２）に接触した状態で回転不能に固定されている。取付ブラケット５０は、ハブ軸１０に装着される筒状部６０と、筒状部６０に固着された板状部６１とを有している。
筒状部６０の内周面にはハブ軸１０の配線溝１０ｂに係合する係止突起６０ａが形成されている。これにより筒状部６０は、ハブ軸１０に対して回転不能に係止される。
【００２５】
板状部６１は、小径部分と大径部分とが略半円状に形成された部材である。板状部６１には、ダイナモ３０からの配線３９及びランプユニット４０，４１を連結する配線７０を通すための配線スリット６１ａが配線溝１０ａ．１０ｂに対向する位置に形成されている。配線スリット６１ａは、筒状部６０の外径より径方向外方まで直径に沿って形成され、筒状部６０の外周部を通って配線溝１０ａ，１０ｂに向かって配線３９，７０が通れるようになっている。板状部６１には、第１ケース部材５１を取り付けるための２つのねじ孔６１ｂが形成されている。
【００２６】
なお、図２では、説明の便宜のために配線溝１０ａ，１０ｂとねじ孔６１ｂとを同じ断面で図示しているが、図３に示すように、実際には両者は９０度ずれて配置されている。このねじ孔に取付ボルト７１をねじ込んで第１ケース部材５１を取付ブラケット５０に固定している。
第１ケース部材５１は、たとえば合成樹脂製の部材であり、取付ブラケット５０を覆うように配置されている。第１ケース部材は、取付ブラケット５０を覆うカバー部６２と、カバー部６２と一体形成され、内部にレンズ５４及びリフレクタ５５の一部や後述するスイッチ５８の一部を収納する空間が形成された収納部６３とを有している。カバー部６２には、ナット５９を配置可能な貫通孔６２ａが形成されている。貫通孔６２ａの両側には、２本の取付ボルト７１がそれぞれ貫通するボルト装着孔６２ｂが形成されている。ボルト装着孔６２ｂは段付き孔であり、段部に取付ボルト７１の頭部が係止される。収納部６３の前部内側面には、収納されるレンズ５４を抜け止めする第１係止溝６３ａがレンズ５４の周囲の一部を覆うように形成されている。収納部６３の外側面には、第２ケース部材５２を取り付けるための取付ビス７２がねじ込まれる３つのねじ穴６３ｂが収納空間の周囲に形成されている。
【００２７】
第２ケース部材５２は、第１ケース部材５１の収納部６３とでレンズ５４やリフレクタ５５を収納するように構成されている。第２ケース部材５２の前部内側面にも第１係止溝６３ａに連続してレンズ５４の周囲を係止する第２係止溝５２ａが形成されている。第２ケース部材５２の後部には、スイッチ５８が装着されている。スイッチ５８は、たとえば手動操作によりオンオフする２位置のトグルスイッチであり、電球５７をオンオフするために設けられている。第２ケース部材５２の周囲には、取付ビス７２が貫通する３つの取付座５２ｂが形成されている。
【００２８】
レンズ５４は、後部が開口するやや先細りの透明樹脂製の箱状部材である。レンズ５４の先端には、図２に示すように中心が脹らんだ凸レンズ部５４ａが形成されている。レンズ５４の周囲には他の部分から突出した帯状の抜け止め突起５４ｂが周囲を囲むように形成されている。この抜け止め突起５４ｂが第１及び第２係止溝６３ａ，５２ａに係合することにより、レンズ５４が抜け止めされた状態で両ケース部材５１，５２に装着される。
【００２９】
リフレクタ５５は、たとえば合成樹脂製の部材であり、レンズ５４の後部の開口部分にはまり込む形状である。リフレクタ５５の前面には、表面がめっき処理された中心が凹んだ湾曲面５５ａが形成されている。リフレクタ５５の中心には、電球が貫通する電球装着孔５５ｂが形成されている。リフレクタ５５の後部外周面には、レンズ５４の後端面に当接する突起部５５ｃが形成されている。突起部５５ｃの外周面はレンズ５４の外周面と面一になるように形成されている。
【００３０】
電球装着部５６は、電球５７が固定されるソケットである。電球装着部５６は、リフレクタ５５の後面に着脱自在に係止されている。電球装着部５６には、電球に電気的に接続される２つの端子（図示せず）が設けられており、配線３９と、スイッチ５８を介して配線７０が接続されている。
第２ランプユニット４１は、スイッチ５８を有していない点を除いて実質的に第１ランプユニット４０と同様な構成である。第２ランプユニット４１は、図５に示すように、取付ブラケット８０と、第１ケース部材８１と、第２ケース部材８２とを有している。また、第２ランプユニット４１は、レンズ８４と、リフレクタ８５と、電球装着部８６と、電球８７とを有している。取付ブラケット８０は、取付ブラケット５０と鏡像関係の形状の部材である。第１及び第２ケース部材８１，８２は、スイッチ５８を収納する部分がないことを除いて第１ケース部材５１と実質的に同様な形状である。レンズ８４、リフレクタ８５、電球装着部８６及び電球８７は、第１ランプユニット４０のものと同様な形状である。
【００３１】
次に、第１及び第２ランプユニット４０，４１とダイナモ３０との間の配線について説明する。
この実施形態では、図６に示すように、２つの電球５７，８７は配線溝１０ｂに配置された配線７０により直列に接続されており、スイッチ５８は、たとえばダイナモ３０と電球５７との間に配置されている。なお、スイッチ５８の位置は電球５７と電球８７との間でも、電球８７と接地との間でもよく、さらに第２ランプユニット４１側に設けてもよい。このように直列接続すると１つのスイッチ５８で２つのランプユニット４０，４１を同時にオンオフできる。
【００３２】
次に、フロントハブ１内のダイナモ３０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、フロントフォーク９８に対してスポーク９９が回転すると、フロントフォーク９８に固定されている内側固定子３１に対して、スポーク９９に固定され軸受１４により内側固定子３１に対し回転自在とされている外側回転子３２が回転する。すると、ステータヨーク３３ａ，３３ｂの外側を永久磁石３７が回転する。
【００３３】
これにより、ステータヨーク３３ａ，３３ｂは、一方が永久磁石３７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３７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、ステータヨーク３３ａ，３３ｂの外側を永久磁石３７が回転することにより、ステータヨーク３３ａがＮ極でステータヨーク３３ｂがＳ極である第１状態、及びステータヨーク３３ａがＳ極でステータヨーク３３ｂがＮ極である第２状態が繰り返されて、両ステータヨーク３３ａ，３３ｂを磁気的に連結している筒状コアヨーク３５に軸Ｘ方向の交番磁束が発生する。このボビン３４の内側に発生する交番磁束によって、ボビン３４のコイルに電流が発生し発電がなされる。
【００３４】
スイッチ５８をオンした状態で走行して発電がなされると、その電力が配線３９及びスイッチ５８を通って電球５７に供給されるとともに、配線７０を通って電球８７に供給され、第１及び第２ランプユニット４０，４１がオンする。
ここでは、第１及び第２ランプユニット４０，４１をハブシェル１１の両側に設けたので、ダイナモ３０からランプユニット４０，４１への配線３９，７０がフロントハブ１外に露出しにくくなる。このため、配線の露出による不具合を解消できる。また、配線３９，７０を自転車の組み立て工場ではなく、フロントハブ１の製造工場で行えるので、自転車の組み立て工場では、フロントハブ１を使用して前輪１０６を組み立てるだけでよくランプユニット４０，４１への配線作業を必要としない。このため、配線作業に係わる不具合を解消できる。さらに、前輪１０６の交換の際にはランプユニット４０，４１とともに交換できる。このため、車輪交換における配線に係わる不具合も解消できる。しかも、フロントハブ１を自転車のフレームに組み込むだけで、ランプユニット４０，４１も装着できるので、ランプユニット４０，４１の装着作業も不要になる。
【００３５】
また、ランプユニット４０，４１をハブシェル１１の両側に配置したので、前方を照射した場合に前輪１０６により生じる影を打ち消すことができる。
［他の実施形態］
（ａ）前記実施形態に加えて、たとえば図７に示すように、第２ランプユニット４１側の電球８７と並列にスイッチ１２０を設け、電球８７を短絡するような回路を追加してもよい。この場合、スイッチ５８をオンした状態でスイッチ１２０をオンオフすると、電球８７をオンオフすることができる。また、スイッチ１２０をオフした状態でスイッチ５８をオンオフすると電球５７，８７を同時にオンオフすることができる。また、電球８７が切れても電球５７をオンオフすることができる。
【００３６】
なお、２つのスイッチ５８，１２０を用いる代わりに、オフ位置と２つのオン位置とを有する３位置のスイッチを用いて、ひとつのスイッチで上記と同様な切換動作を行うこともできる。すなわち、図７においてスイッチ１２０を３位置のスイッチとして、配線７０のオン、短絡回路のオン及び両者のオフを行えるようにすることにより、１つのスイッチで上記と同様な切換動作を行える。
【００３７】
（ｂ）２つの電球５７，８７を直列接続する構成に変えて並列接続してもよい。この場合、図８に示すように配線３９を左右に分岐させ、スイッチ１２１，１２２を介して電球５７，８７に接続させればよい。この場合、両ランプユニット４０，４１にスイッチ１２１，１２２を設ける必要がある。この構成では１本の配線３９で済むので、配線溝１０ａだけをハブ軸１０の両端にわたり形成すればよい。また、それぞれのランプユニット４０，４１にスイッチ１２１，１２２に設けることにより個別にランプユニット４０，４１をオンオフできる。また、ひとつのランプが切れても他のランプをオンすることができる。
【００３８】
なお、並列接続の場合にもスイッチを分岐前に配置することにより１つのスイッチで２つのランプユニット４０，４１を同時にオンオフすることもできる。この場合、スイッチまでの配線と、スイッチから分岐して両電球５７，８７に接続する配線との２本の配線が必要になり、ハブ軸に配線溝が２つ必要になる。
（ｃ）前記実施形態では、手動操作のスイッチでランプユニット４０，４１をオンオフさせたが、図９〜図１２に示すように、周囲の光の照度に応じて２つのランプユニット４０，４１を自動的にオンオフするように構成してもよい。
【００３９】
図９では、ランプユニット４０，４１の電球５７，８７を直列接続しており、ダイナモ３０と電球５７との間に自動オンオフ回路１２４を配置している。自動オンオフ回路１２４には、光センサ１２５が接続されており、光センサ１２５からの出力により所定未満の照度になると、自動オンオフ回路１２４は内部のスイッチ回路をオンし、所定以上の照度ではオフする。
【００４０】
図１０及び図１１では２つの電球５７，８７を並列接続している。図１０では、自動オンオフ回路１２４で２つの電球５７，８７を同時にオンオフしている。また、図１１では、自動オンオフ回路１２４内に２つのスイッチ回路を設け、それぞれの電球５７，８７を個別にオンオフできるように構成している。この場合、光センサ１２５の照度により夕暮れなどの比較的明るいうちはいずれかひとつの電球をオンし、暗くなると両方の電球５７，８７をオンしてもよい。
【００４１】
また、自動オンオフ回路１２４で、たとえば、速度センサからの信号やダイナモ３０から自転車の走行速度に応じて抽出された信号を用い、速度に応じて２つの電球５７，８７のオンオフを制御してもよい。たとえば、たとえば１５ｋｍ／ｈ未満の低速走行時には、いずれかひとつの電球をオンし、それより高速になると両方の電球５７，８７をオンしてもよい。
【００４２】
図１２では、直列に接続された電球５７，８７を接続する配線７０に配置された３位置のスイッチ１２６を有する自動オンオフ回路１２４を設けている。このスイッチ１２６は、図７に示した２つのスイッチ５８，１２０で構成した回路を１つのスイッチで実現したものである。具体的には、両電球５７，８７をオンするために配線７０をオンする位置と、電球８７をオフするために配線７０を接地する短絡回路をオンする位置と、両電球５７，８７をオフするための中間位置（図１２に示す位置）との３位置を有するスイッチである。このスイッチを光センサ１２５の出力に応じてオンオフする。また、上述したものと同様に、たとえば、速度センサからの信号やダイナモ３０から自転車の走行速度に応じて抽出された信号を用い、照度に加えて速度に応じて２つの電球５７，８７のオンオフを制御してもよい。たとえば、所定未満の照度になると、１５ｋｍ／ｈ未満の低速走行時には短絡回路をオンする位置にスイッチ１２６を切り換えて電球５７だけをオンし、それより高速になると配線７０をオンする位置に切り換えて両方の電球５７，８７をオンしてもよい。
【００４３】
（ｄ）前記実施形態では、自転車用ハブとしてフロントハブ１を例示したが、本発明はリアハブにも適用できる。その場合、ランプユニットを尾灯や方向指示器として使用できる。
（ｅ）前記実施形態では、ランプユニットを２つ設けたが、ランプユニットの数は２つに限定されず、ひとつでも３つ以上でもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、ランプをハブシェルの少なくとも一端に設けたので、発電機構からランプへの配線がハブ外に露出しにくくなる。このため、配線の露出による不具合を解消できる。また、配線を自転車の組み立て工場ではなく、自転車用ハブの製造工場で行えるので、自転車の組み立て工場では、自転車用ハブを使用して車輪を組み立てるだけでよくランプへの配線作業を必要としない。このため、配線作業に係わる不具合を解消できる。さらに、車輪の交換の際にはランプ毎交換できる。このため、車輪交換における配線に係わる不具合も解消できる。しかも、自転車用ハブを自転車のフレームに組み込むだけで、ランプも装着できるので、ランプの装着作業も不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るフロントハブが装着される自転車の概略図。
【図２】フロントハブの断面図。
【図３】第１ランプユニットの分解斜視図。
【図４】第１ランプユニットの側面図。
【図５】第２ランプユニットの側面図。
【図６】両ランプユニットの配線図。
【図７】他の実施形態の図６に相当する図。
【図８】他の実施形態の図６に相当する図。
【図９】他の実施形態の図６に相当する図。
【図１０】他の実施形態の図６に相当する図。
【図１１】他の実施形態の図６に相当する図。
【図１２】他の実施形態の図６に相当する図。
【符号の説明】
１ フロントハブ（自転車用ハブ）
１０ ハブ軸
１１ ハブシェル
１３，１４ 軸受
３０ ダイナモ（発電機構）
４０，４１ 第１及び第２ランプユニット
５７，８７ 電球
５８，１２０，１２１，１２２，１２６ スイッチ
９８ フロントフォーク（フレーム）
１０１ 自転車
１０６ 前輪（車輪）
１２４ 自動オンオフ回路
１２５ 光センサ
Claims (9)
- 自転車の車輪を回転自在にフレームに装着するための自転車用ハブであって、
前記フレームに回転不能に装着されるハブ軸と、
前記ハブ軸の外周側に配置され前記ハブ軸に対して回転自在なハブシェルと、
前記ハブシェルと前記ハブ軸との間に配置される軸受と、
前記ハブシェル内部に配置され、前記ハブ軸と前記ハブシェルとの相対回転により発電を行う発電機構と、
前記ハブシェルの少なくとも一端側に配置され前記発電機構からの電力により点灯する１又は複数のランプと、
を備えた自転車用ハブ。 - 前記ランプは、前記ハブ軸に回転不能に装着されている、請求項１に記載の自転車用ハブ。
- 前記ランプは２つあり前記ハブシェルの両端にそれぞれ配置されている、請求項１又は２に記載の自転車用ハブ。
- 前記２つのランプは、前記ハブシェルの両端と前記フレームとの間に配置されている、請求項３に記載の自転車用ハブ。
- 前記２つのランプは前記発電機構に対して直列接続されている、請求項３又は４に記載の自転車用ハブ。
- 前記２つのランプは前記発電機構に対して並列接続されている、請求項３又は４に記載の自転車用ハブ。
- 前記発電機構から前記ランプに至る回路に配置され前記ランプを点灯・消灯するための少なくともひとつのスイッチをさらに備える、請求項１から６のいずれかに記載の自転車用ハブ。
- 前記スイッチは手動操作によりオンオフする、請求項７に記載の自転車用ハブ
- 前記自転車の周囲の明るさを検出する照度センサをさらに備え、
前記スイッチは、前記照度センサの出力に応じてオンオフする、請求項７に記載の自転車用ハブ。
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