JP4111966B2 - Bicycle dynamo and bicycle lighting device equipped with the bicycle dynamo - Google Patents

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    • B62J6/00Arrangement of optical signalling or lighting devices on cycles; Mounting or supporting thereof; Circuits therefor
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Description

本発明は、自転車のダイナモにおいて、ダイナモの出力電圧を抑制する電圧抑制素子を装着した構造のものに関する。またかかるダイナモを用いた自転車用照明装置に関する。   The present invention relates to a bicycle dynamo having a structure in which a voltage suppression element for suppressing an output voltage of a dynamo is mounted. The present invention also relates to a bicycle lighting device using such a dynamo.

自転車のダイナモは、自転車の車輪の回転に連動して回転する永久磁石を含むロータと、永久磁石の磁極と対向する極片を具えるステータコア及び永久磁石の磁力線が前記極片を介して通過する位置に配置されたコイルを含むステータとを有するもので、車輪の回転で発電し、電力が得られる構造になっている。自転車の速度が速くなると車輪の回転数も多くなるので出力電圧は高くなる。ダイナモの電力は、前照灯の電球に供給されるが、電球には断線する電圧があるので、ダイナモの電圧は電球の断線電圧以下に抑えなければならない。   A bicycle dynamo has a rotor including a permanent magnet rotating in conjunction with rotation of a bicycle wheel, a stator core having a pole piece opposed to the magnetic pole of the permanent magnet, and magnetic lines of force of the permanent magnet pass through the pole piece. And a stator including a coil arranged at a position, and has a structure in which electric power is obtained by generating electric power by rotating a wheel. As the speed of the bicycle increases, the number of rotations of the wheels also increases, so the output voltage increases. Dynamo power is supplied to the headlight bulb, but since the bulb has a voltage that breaks, the dynamo voltage must be kept below the bulb's break voltage.

そのため、バリスタ等の電圧抑制素子を用いて、自転車の速度が速くなってもダイナモの出力電圧を前照灯の電球の断線電圧以下に抑制することが知られている。(特許文献1)
特開平1−283039号公報
For this reason, it is known to use a voltage suppression element such as a varistor to suppress the output voltage of the dynamo below the disconnection voltage of the headlight bulb even when the speed of the bicycle increases. (Patent Document 1)
Japanese Patent Laid-Open No. 1-283039

バリスタ等の電圧抑制素子は、発熱するため冷却する必要がある。特許文献1に記載のものでは、ダイナモ本体を支持するアルミダイカスト等の熱導伝体で形成されたダイナモ支持体に電圧抑制素子を取り付けて、電圧抑制素子の発熱をダイナモ支持体へ放熱させて冷却するようになっている。ここでダイナモ本体とは、ロータ、ステータ、コイル等を含むものである。     Voltage suppression elements such as varistors need to be cooled because they generate heat. In the thing of patent document 1, a voltage suppression element is attached to the dynamo support body formed with heat conductors, such as the aluminum die-casting which supports a dynamo body, and heat_generation | fever of a voltage suppression element is radiated to a dynamo support body It is designed to cool. Here, the dynamo body includes a rotor, a stator, a coil, and the like.

特許文献1では、ダイナモ本体から離れたダイナモ支持体に電圧抑制素子を取り付けているので、配線処理が面倒であり、組み立て性が悪い。     In patent document 1, since the voltage suppression element is attached to the dynamo support body away from the dynamo body, the wiring process is troublesome and the assemblability is poor.

本発明の目的は、自転車が高速になってもダイナモの出力電圧を抑えることができると共に、電圧抑制素子の発熱を冷却するために、配線処理が面倒になることなく、組み立て性の優れたダイナモを提供することである。     An object of the present invention is to suppress the output voltage of the dynamo even when the bicycle becomes high speed, and to cool the heat generated by the voltage suppressing element, the dynamo is excellent in assembling without troublesome wiring processing. Is to provide.

また、前照灯と共に尾灯をダイナモの出力により点灯するようにしたもので、前照灯の電球が寿命等で断線した場合でも、尾灯は保護できる自転車用照明装置を提供することである。     Another object of the present invention is to provide a bicycle lighting device that can protect a taillight even when the headlight is disconnected due to the life of the headlight.

上記課題を解決するために、本発明の自転車用ダイナモは、
自転車のハブ体の内側に配置され、車輪の回転に連動して回転する永久磁石を含むロータと、ハブ軸に配置され、永久磁石の磁極と対向する極片を具えるステータコア及び永久磁石の磁力線が前記極片を介して通過する位置に配置されたコイルを含むステータとを有するものにおいて、
ステータコアは、左右一対あってその中に前記コイルが収容されると共に、各ステータコアは円盤体と円盤体の外周に内向きに等間隔に屈曲された前記極片からなり、
ステータコアの円盤体の外側面に、ダイナモの出力電圧を抑制する電圧抑制素子を、コイルの一端を車体アースするためのアースリード板を介して装着し、該アースリード板には、電圧抑制素子を抱くように保持するホルダーを一体形成してなり、電圧抑制素子からの発熱をステータコアへ放熱して、電圧抑制素子の温度上昇を抑えるようにしたものである。
In order to solve the above problems, the dynamo for bicycles of the present invention is
A rotor core including a permanent magnet disposed inside a hub body of a bicycle and rotating in conjunction with rotation of a wheel, a stator core disposed on a hub shaft and having a pole piece facing the magnetic pole of the permanent magnet, and magnetic lines of the permanent magnet Having a stator including a coil disposed at a position passing through the pole piece,
The stator core is a pair of left and right, and the coil is accommodated therein, and each stator core is composed of a disk body and the pole pieces bent inwardly at equal intervals on the outer periphery of the disk body,
A voltage suppression element for suppressing the output voltage of the dynamo is attached to the outer surface of the stator core disk body via an earth lead plate for grounding one end of the coil, and the voltage suppression element is attached to the ground lead plate. A holder that is held so as to be held is integrally formed, and heat generated from the voltage suppression element is radiated to the stator core to suppress a temperature rise of the voltage suppression element.

また電圧抑制素子と直列に抵抗を接続して電圧抑制回路を形成し、前記アースリード板には、電圧抑制回路を抱くように保持するホルダーを一体形成して、電圧抑制回路をアースリード板に装着することもできる。 A voltage suppression circuit is formed by connecting a resistor in series with the voltage suppression element, and a holder for holding the voltage suppression circuit is integrally formed on the ground lead plate, and the voltage suppression circuit is formed on the ground lead plate. It can also be installed.

電圧抑制素子としては、上記の特許文献1のようにバリスタの他に、ツェナーダイオードを例示できる。     As the voltage suppression element, a Zener diode can be exemplified in addition to the varistor as in Patent Document 1 described above.

上記課題を解決するために、本発明の自転車用照明装置は、上記の自転車用ダイナモの電力を、自転車の前照灯と尾灯に供給するようにしたものである。     In order to solve the above-mentioned problems, a bicycle lighting device according to the present invention is configured to supply the power of the bicycle dynamo to the headlight and taillight of the bicycle.

本発明の自転車用ダイナモによれば、ステータコアに電圧抑制素子を装着し、電圧抑制素子からの発熱をステータコアへ放熱して温度上昇を抑えるようにしており、コイルに近い位置に電圧抑制素子は取り付けられるため、配線処理が容易になり、また、ステータ、ロータを含むダイナモ本体にあらかじめ電圧抑制素子を組み込んで立てユニット化することができ、組み立て性を向上できる。     According to the bicycle dynamo of the present invention, the voltage suppression element is attached to the stator core, and heat generated from the voltage suppression element is radiated to the stator core to suppress the temperature rise, and the voltage suppression element is attached to a position close to the coil. Therefore, the wiring process is facilitated, and the dynamo main body including the stator and the rotor can be assembled in advance by forming a voltage suppressing element into a unit, thereby improving the assemblability.

また、電圧抑制素子のステータコアへの装着は、コイルの一端を車体アースするためのアースリード板を介して行うことにより、アースリード板という既存の部品を電圧抑制素子の取り付けに有効に活用することができる。そしてアースリード板に、電圧抑制素子を抱くように保持するためのホルダーを一体形成すれば、部品点数を増やすことなく、電圧抑制素子を取り付けることができる。 In addition, the voltage suppression element is attached to the stator core through an earth lead plate for grounding one end of the coil, so that an existing component called an earth lead plate can be effectively used for mounting the voltage suppression element. Can do. If the holder for holding the voltage suppression element is integrally formed on the ground lead plate, the voltage suppression element can be attached without increasing the number of parts.

また電圧抑制素子と直列に抵抗を接続して電圧抑制回路を形成し、この回路をアースリード板に装着すれば、抵抗でも電力を消費できてその分電圧抑制素子で消費される電力を少なくして電圧抑制素子の発熱を抑えることができる。     Also, if a resistor is connected in series with the voltage suppression element to form a voltage suppression circuit, and this circuit is attached to the ground lead plate, the resistor can also consume power, and the power consumed by the voltage suppression element can be reduced accordingly. Thus, heat generation of the voltage suppression element can be suppressed.

また本発明の自転車用照明装置によれば、前照灯の電球が寿命等で断線して、ダイナモの負荷が尾灯だけになったとしても、電圧抑制素子により電圧の上昇が抑えられ、尾灯を保護することができる。     Further, according to the bicycle lighting device of the present invention, even if the bulb of the headlight is disconnected due to its life or the like, and the load of the dynamo becomes only the taillight, the voltage suppression element suppresses the increase in voltage, Can be protected.

本発明の自転車用ダイナモを、ハブダイナモ(10)を例に説明する。図1は、ハブダイナモ(10)を自転車(40)の前輪部分に搭載した状態を示している。     The bicycle dynamo of the present invention will be described by taking the hub dynamo (10) as an example. FIG. 1 shows a state in which the hub dynamo (10) is mounted on the front wheel portion of the bicycle (40).

自転車(40)は、前輪(42)を回転自在に支持するハブ軸(11)が、フロントフォーク(44)に取り付けられており、ハブダイナモ(10)は、前輪(42)の横側に配備された前照灯(46)や後輪側に配備された尾灯(90)(図9参照)などに電力を供給する。フロントフォーク(44)は、本体フレーム(48)に支持されており、フロントフォーク(44)の上端には、ハンドル(50)や前かご(52)が取り付けられている。   In the bicycle (40), the hub axle (11) that rotatably supports the front wheel (42) is attached to the front fork (44), and the hub dynamo (10) is arranged on the side of the front wheel (42). Electric power is supplied to the headlight (46) and the taillight (90) arranged on the rear wheel side (see FIG. 9). The front fork (44) is supported by the main body frame (48), and a handle (50) and a front basket (52) are attached to the upper end of the front fork (44).

ハブ軸(11)の外周は雄ネジが螺設され、図2に示す様に、ハブ軸(11)は、両側がフロントフォーク(44)(44)にナット(45)(45)で締め付け固定されており、ハブ軸(11)には、ベアリング(54)(54)を介して筒状のハブ体(12)が回転自在に配備されている。ハブ体(12)には、スポーク(56)が複数取り付けられており、該スポーク(56)の外周には、図1に示す様に、リム(58)を介してタイヤ(60)が取り付けられている。   The outer periphery of the hub axle (11) is threaded with a male screw. As shown in Fig. 2, the hub axle (11) is fastened to the front forks (44) (44) with nuts (45) (45) on both sides. A cylindrical hub body (12) is rotatably disposed on the hub shaft (11) via bearings (54) and (54). A plurality of spokes (56) are attached to the hub body (12), and a tire (60) is attached to the outer periphery of the spoke (56) via a rim (58) as shown in FIG. ing.

ハブ軸(11)にはステータが配備される。ステータは、図2に示す様に、厚肉筒状のコア(18)と、巻回コイル(22)及び一対のステータコア(16)(17)から構成される。   A stator is provided on the hub shaft (11). As shown in FIG. 2, the stator includes a thick cylindrical core (18), a winding coil (22), and a pair of stator cores (16) and (17).

コア(18)は、図4に示す様に、軸方向の全長に亘って外周面から内向きにスリット(24)(26)を複数開設して構成される。コア(18)の磁気抵抗を小さくするために、コア(18)は、フェライト等の粉末焼結材や、純鉄系電磁軟鉄材から形成することが望ましい。コア(18)に開設されるスリットの1つのスリット(26)は、筒内面まで到達するよう開設して、周方向に電気的に絶縁することが望ましい。これはコア(18)を通る交番磁束によって、コア(18)に渦電流が発生しようとするのを、上記スリット(24)(26)によって、コア(18)の周方向への電流の流れを遮断して、コア(18)の周方向に渦電流が生じることを抑制でき、渦電流による発電効率の低下を防止する効果があるためである。   As shown in FIG. 4, the core (18) is configured by opening a plurality of slits (24) and (26) inward from the outer peripheral surface over the entire length in the axial direction. In order to reduce the magnetic resistance of the core (18), the core (18) is preferably formed of a powder sintered material such as ferrite or a pure iron-based electromagnetic soft iron material. It is desirable that one slit (26) of the slit opened in the core (18) is opened so as to reach the inner surface of the cylinder and is electrically insulated in the circumferential direction. This is because eddy currents are generated in the core (18) by the alternating magnetic flux passing through the core (18), and the current flow in the circumferential direction of the core (18) is caused by the slits (24) and (26). This is because it is possible to suppress the generation of eddy currents in the circumferential direction of the core (18) and to prevent a decrease in power generation efficiency due to eddy currents.

コア(18)の外周には、コイル(22)を巻回したコイルボビン(20)が嵌められている。図7、図8に示すように、巻回コイル(22)の一端はリード線(22b)、リード線(22d)を介して出力端子(22c)に導かれ、出力端子(22c)から前照灯(46)と尾灯(90)の一端に接続され、該コイル(22)の他端(22a)は、後記の如く、アースリード板(38)を介してハブ軸(11)に接続され、フロントフォーク(44)を介して前照灯(46)と尾灯(90)の他端に電気的に接続されている。   A coil bobbin (20) around which a coil (22) is wound is fitted on the outer periphery of the core (18). As shown in FIG. 7 and FIG. 8, one end of the winding coil (22) is led to the output terminal (22c) via the lead wire (22b) and the lead wire (22d), and from the output terminal (22c) to the head Connected to one end of the lamp (46) and tail lamp (90), the other end (22a) of the coil (22) is connected to the hub shaft (11) via the ground lead plate (38), as described later, It is electrically connected to the other end of the headlight (46) and the taillight (90) via the front fork (44).

コイルボビン(20)は合成樹脂にて形成され、図2に示す様に、外周に向かって開口した断面がコ字状の環状体を呈している。コイルボビン(20)の内周面には、図4に示す様に、リブ(28)が1又は複数突設されており、各リブ(28)は、コア(18)のスリット(24)及び/又はスリット(26)と嵌合し、コア(18)が回り止め及び位置決めされている。   The coil bobbin (20) is formed of a synthetic resin, and as shown in FIG. 2, the cross section opened toward the outer periphery has a U-shaped annular body. As shown in FIG. 4, one or a plurality of ribs (28) are provided on the inner peripheral surface of the coil bobbin (20), and each rib (28) has a slit (24) and / or a core (18). Or it fits into the slit (26), and the core (18) is detented and positioned.

コア(18)の左右両側には、ステータコア(16)(17)が配備されている。ステータコア(16)(17)は、図5、図6、図7に示す様に、円盤体(78)の外周に、内向きに屈曲した磁極片(74)(75)を周方向に等間隔に突設したものである。一方のステータコア(16)の極片(74)は、対向する相手ステータコア(17)の極片(75)(75)間に嵌まり込む様に形成されている。ステータコア(16)(17)は、一般構造用圧延鋼材から構成することができる。   Stator cores (16) and (17) are disposed on the left and right sides of the core (18). As shown in FIGS. 5, 6, and 7, the stator cores (16) and (17) have pole pieces (74) and (75) bent inwardly on the outer periphery of the disc body (78) at equal intervals in the circumferential direction. Projected to The pole piece (74) of one stator core (16) is formed so as to fit between the pole pieces (75) and (75) of the opposing stator core (17). The stator cores (16) and (17) can be made of general structural rolled steel.

図5乃び図7に示す如く、ステータコア(16)(17)の円盤体(78)には、ハブ軸(11)が貫通する中心孔(13)から外周縁に抜ける溝孔(15)が開設されている。巻回コイル(22)の一端と接続されたリード線(22b)が、一方のステータコア(16)の溝孔(15)を通って外側に引き出されている。(図7参照)
上記ステータは、ステータコア(16)(17)間にコア(18)及び巻回コイル(22)を収容したコイルボビン(20)を挟み、ハブ軸(11)上のハブ軸と螺合するナット(30)(31)によってハブ軸(11)上に位置決め固定されている。一方の(図2において右側の)ナット(30)には、前記一方のベアリング(54)と摺接するスリーブ(32)が一体に形成されている。他方のナット(31)にも、他方のベアリング(54)と摺接するスリーブ(33)が一体に形成されている。ナット(31)とステータコア(17)間には、ワッシャー(36)が介在され、ナット(30)とステータコア(16)間には、前記アースリード板(38)が介在されている。
As shown in FIGS. 5 and 7, the disc body (78) of the stator cores (16) and (17) has a groove hole (15) extending from the center hole (13) through which the hub shaft (11) passes to the outer peripheral edge. It has been established. A lead wire (22b) connected to one end of the winding coil (22) is drawn out through the slot (15) of one stator core (16). (See Figure 7)
The stator includes a coil bobbin (20) containing a core (18) and a wound coil (22) between stator cores (16) and (17), and a nut (30 which is screwed with a hub shaft on the hub shaft (11). ) (31) is positioned and fixed on the hub shaft (11). One nut (30) (on the right side in FIG. 2) is integrally formed with a sleeve (32) that is in sliding contact with the one bearing (54). The other nut (31) is also integrally formed with a sleeve (33) in sliding contact with the other bearing (54). A washer (36) is interposed between the nut (31) and the stator core (17), and the ground lead plate (38) is interposed between the nut (30) and the stator core (16).

ステータコア(16)の円盤体(78)とアースリード板(38)の間、及びステータコア(17)の円盤体(78)とワッシャー(36)の間には、夫々絶縁シート(図示せず)が介在されている。これは、円盤体(78)に設けた溝孔(15)により、ステータコア(16)(17)の円盤体(78)に渦電流が発生するのを抑制しようとしているが、このとき、アースリード板(38)やワッシャー(36)が溝孔(15)を短絡して、渦電流の抑制を阻害することのないようにするためである。   There are insulating sheets (not shown) between the disk body (78) of the stator core (16) and the earth lead plate (38) and between the disk body (78) of the stator core (17) and the washer (36), respectively. Intervened. This is intended to suppress the generation of eddy currents in the disk body (78) of the stator core (16) (17) by the slot (15) provided in the disk body (78). This is to prevent the plate (38) and the washer (36) from short-circuiting the slot (15) and inhibiting the suppression of eddy currents.

アースリード板(38)は、導電性金属板よりなり、図7、図8に示すように、ハブ軸方向に折曲されたアース端子(37)に、コイル(22)のアース側となる他端(22a)が接続される。このアースリード板(38)に、ナット(30)が当接し、ナット(30)からハブ軸(11)、金属フロントフォーク(44)を介して車体アースされる。   The ground lead plate (38) is made of a conductive metal plate. As shown in FIGS. 7 and 8, the ground terminal (37) bent in the hub axial direction is connected to the ground side of the coil (22). The end (22a) is connected. A nut (30) abuts on the ground lead plate (38), and the vehicle body is grounded from the nut (30) through the hub shaft (11) and the metal front fork (44).

アース端子(37)には、電圧抑制素子となる交流用ツェナーダイオード(66)と抵抗(61)の直列回路から構成される電圧抑制回路(62)の一端(63)が接続される。ツェナーダイオード(66)と抵抗(61)は、接続金具(64)を介して接続される。電圧抑制回路(62)の他端で抵抗(61)の反接続金具(64)側には、コイル(22)の出力側がリード線(22b)を介して接続される。電圧抑制回路(62)の他端は、さらに接続金具(65)、リード線(22d)を介して出力端子(22c)へ接続される。アースリード板(38)に当接するナット(30)には、リード線(22d)を出力端子(22c)へ導くための通路となる溝(39)が形成されている。   The ground terminal (37) is connected to one end (63) of a voltage suppression circuit (62) constituted by a series circuit of an AC Zener diode (66) serving as a voltage suppression element and a resistor (61). The Zener diode (66) and the resistor (61) are connected via the connection fitting (64). At the other end of the voltage suppression circuit (62), the output side of the coil (22) is connected to the anti-connector (64) side of the resistor (61) via a lead wire (22b). The other end of the voltage suppression circuit (62) is further connected to the output terminal (22c) via the connection fitting (65) and the lead wire (22d). A groove (39) serving as a passage for guiding the lead wire (22d) to the output terminal (22c) is formed in the nut (30) in contact with the ground lead plate (38).

アースリード板(38)にはツェナーダイオード(66)を保持するホルダー(67)が立設されている。ホルダー(67)は、図8の如く内側へ湾曲され、この中に、ツェナーダイオード(66)を抱くようにして保持する。ツェナーダイオード(66)は合成樹脂でモールドされ、アースリード板(38)とは絶縁されている。   A holder (67) for holding a Zener diode (66) is erected on the ground lead plate (38). The holder (67) is bent inward as shown in FIG. 8, and holds the zener diode (66) so as to be held therein. The Zener diode (66) is molded from a synthetic resin and insulated from the ground lead plate (38).

前記抵抗(61)と両接続金具(64)(65)は絶縁チューブ(68)内に通される。この絶縁チューブ(68)の外側は、アースリード板(38)に立設された2本のホルダー(69)(69)にて、ツェナーダイオード(66)と同様に抱かれるようにして保持される。図8の2本のホルダー(69)(69)は、湾曲する前の状態を示し、実際には、ホルダー(67)と同様に湾曲されて絶縁チューブ(68)を保持する。なお、図8では、絶縁チューブ(68)の内部を透視して表している。     The resistor (61) and the connection fittings (64) (65) are passed through the insulating tube (68). The outside of the insulating tube (68) is held by two holders (69) (69) standing on the ground lead plate (38) so as to be held in the same manner as the Zener diode (66). . The two holders (69) and (69) in FIG. 8 show a state before bending, and actually, the holders (68) are bent in the same manner as the holder (67) to hold the insulating tube (68). In FIG. 8, the inside of the insulating tube (68) is shown through.

アースリード板(38)と当接するステータコア(16)の円盤体(78)には、六角ナット(30)の外周と当接する4個の円柱状突部(80)が形成されている。アースリード板(38)には、これらの突部(80)を逃がすための長孔(81)と丸穴(82)と切欠(83)が形成されている。     Four cylindrical protrusions (80) that contact the outer periphery of the hexagon nut (30) are formed on the disk body (78) of the stator core (16) that contacts the ground lead plate (38). The ground lead plate (38) is formed with a long hole (81), a round hole (82), and a notch (83) for allowing the protrusions (80) to escape.

ハブ軸(11)にステータを組み立てる方法を説明する。はじめにナット(30)をハブ軸(11)の所定位置にセットする。出力端子(22c)の上方に位置する前照灯(46)へ給電するのに都合がよいように、出力端子(22c)は上方向に向いている。そのため、ナット(30)のリード線(22d)を出力端子(22c)へ導くための通路となる前記溝(39)の位置も自ずと一定の決まった方向になるので、ナット(30)は、決まった所定位置となるようハブ軸(11)に取り付けられる。     A method of assembling the stator on the hub shaft (11) will be described. First, the nut (30) is set at a predetermined position on the hub axle (11). The output terminal (22c) faces upward so that it is convenient to supply power to the headlamp (46) located above the output terminal (22c). Therefore, the position of the groove (39), which is a passage for guiding the lead wire (22d) of the nut (30) to the output terminal (22c), is also in a fixed direction, so the nut (30) is determined. It is attached to the hub shaft (11) so as to be in the predetermined position.

然る後、内部にコア(18)や巻回コイル(22)をセットした一対のステータコア(16)(17)(ステータコア(16)には、電圧抑制回路(62)を保持したアースリード板(38)を当接させている)を、ナット(30)とは反対側から図6の矢印Fの如くハブ軸(11)に通し、ステータコア(16)に形成した4個の円柱状突部(80)が六角ナット(30)の外周に図7の如く当るようにする。     Thereafter, a pair of stator cores (16), (17) having a core (18) and a winding coil (22) set therein (the ground lead plate holding the voltage suppression circuit (62) (the stator core (16)) 38) is passed from the opposite side of the nut (30) through the hub shaft (11) as indicated by the arrow F in FIG. 6, and four cylindrical projections (formed on the stator core (16)) 80) is brought into contact with the outer periphery of the hex nut 30 as shown in FIG.

その後、ナット(31)をワッシャー(36)を介して締め付けていき、前記ステータコア(16)(17)を所定の位置に固定する。この、ナット(31)を締め付けるとき、前記ステータコア(16)(17)は、円柱状突部(80)が六角ナット(30)の外周に当ることにより回り止めされる。     Thereafter, the nut (31) is tightened through the washer (36) to fix the stator core (16) (17) in a predetermined position. When the nut (31) is tightened, the stator core (16) (17) is prevented from rotating by the cylindrical protrusion (80) hitting the outer periphery of the hexagon nut (30).

ハブ体(12)の内側には、図2や図4に示す如く、ヨーク(85)を介してロータを構成する永久磁石(14)が装着されている。永久磁石(14)は、ステータコア(16)(17)の各極片(74)(75)と対向するように、N極とS極が交互に着磁されている。     Inside the hub body (12), as shown in FIGS. 2 and 4, a permanent magnet (14) constituting a rotor is mounted via a yoke (85). The permanent magnet (14) is alternately magnetized with N and S poles so as to face the pole pieces (74) and (75) of the stator cores (16) and (17).

然して、自転車(40)を走行させて、車輪(前輪(42))を回転させると、ハブダイナモ(10)のステータに対して、ロータが回転する。その結果、ステータコア(16)(17)の極片(74)(75)の外側を永久磁石(14)が回転移動する。     However, when the bicycle (40) is run and the wheel (front wheel (42)) is rotated, the rotor rotates relative to the stator of the hub dynamo (10). As a result, the permanent magnet (14) rotates and moves outside the pole pieces (74) and (75) of the stator cores (16) and (17).

一方のステータコア(16)の極片(74)が、永久磁石(14)のN極と対向したときには、他方のステータコア(17)の極片(75)は、永久磁石(14)のS極と対向し、一方のステータコア(16)の極片(74)→円盤体(78)→コア(18)→対向する他方のステータコア(17)の円盤体(78)→極片(75)を通る磁束が発生する。さらに前輪(42)が回転して、一方のステータコア(16)の極片(74)がS極と対向し、他方のステータコア(17)の極片(75)がN極と対向すると、上記とは逆に、ステータコア(17)の極片(75)→円盤体(78)→コア(18)→対向するステータコア(16)の円盤体(78)→極片(74)を通る磁束が発生する。     When the pole piece (74) of one stator core (16) is opposed to the N pole of the permanent magnet (14), the pole piece (75) of the other stator core (17) is the S pole of the permanent magnet (14). Magnetic flux passing through the pole piece (74) of one stator core (16), the disk body (78), the core (18), the disk body (78) of the other stator core (17), and the pole piece (75) facing each other. Will occur. Further, when the front wheel (42) rotates, the pole piece (74) of one stator core (16) faces the S pole, and the pole piece (75) of the other stator core (17) faces the N pole. On the contrary, the magnetic flux is generated through the pole piece (75) of the stator core (17) → the disk body (78) → the core (18) → the disk body (78) of the opposing stator core (16) → the pole piece (74). .

前輪(42)の回転に伴って、ステータコア(16)(17)の極片(74)(75)と対向する永久磁石(14)の極が変化することにより、上記磁束が交互に発生し、交番磁束となる。 ステータコア(16)(17)とコア(18)を通る交番磁束によって、巻回コイル(22)に電流が発生し、発電が行なわれる。     As the front wheels (42) rotate, the poles of the permanent magnets (14) facing the pole pieces (74), (75) of the stator cores (16), (17) change, and the magnetic flux is generated alternately. It becomes an alternating magnetic flux. Current is generated in the winding coil (22) by the alternating magnetic flux passing through the stator cores (16), (17) and the core (18), and electric power is generated.

発電された電力は、前照灯(46)と尾灯(90)に供給される。図9は電気回路を示す。ハブダイナモ(10)としては、6[V]、3[W]のものを、前照灯(46)としては、6[V]、2.4[W]の電球のものを、尾灯としては、6[V]、0.6[W]の電球のものを夫々使用している。またハブダイナモ(10)と並列に、交流用ツェナーダイオード(66)と抵抗(61)の直列回路から構成される電圧抑制回路(62)が接続されている。図10は図9における等価回路を示す。     The generated electric power is supplied to the headlight (46) and the taillight (90). FIG. 9 shows an electrical circuit. The hub dynamo (10) has 6 [V] and 3 [W], the headlight (46) has 6 [V] and 2.4 [W], and the taillight has 6 [V] and 0.6 [W] bulbs are used. In parallel with the hub dynamo (10), a voltage suppression circuit (62) composed of a series circuit of an alternating current zener diode (66) and a resistor (61) is connected. FIG. 10 shows an equivalent circuit in FIG.

自転車の速度が速くなると発電電圧も高くなるが、ハブダイナモ(10)のコイル(22)の巻き数を調整することにより、図11の曲線Aの如く、速度が上昇しても発電電圧は抑えられ、前照灯(46)や尾灯(90)の電球が玉切れしないように保護している。     As the bicycle speed increases, the generated voltage also increases. However, by adjusting the number of turns of the coil (22) of the hub dynamo (10), the generated voltage is suppressed even if the speed increases as shown by curve A in FIG. The bulbs of the headlight (46) and taillight (90) are protected from being blown out.

ところが、長時間使用していると、前照灯(46)の電球は、寿命等で玉切れしてしまう。図12は、前照灯(46)の電球が玉切れして、負荷として尾灯(90)のみになった場合を示す。図13はその等価回路である。この場合、電圧抑制回路(62)の働きにより、図11の曲線Bの如く、速度が上昇しても発電電圧は抑えられ、尾灯(90)の電球が玉切れしないように保護している。     However, if the lamp is used for a long time, the bulb of the headlamp (46) will run out due to its life. FIG. 12 shows a case where the bulb of the headlamp (46) is blown and only the tail lamp (90) is used as a load. FIG. 13 shows an equivalent circuit thereof. In this case, the function of the voltage suppression circuit (62) suppresses the generated voltage even when the speed increases, as shown by curve B in FIG. 11, and protects the light bulb of the tail lamp (90) from being blown out.

図14は、電圧抑制回路(62)のない場合の特性で、曲線Aは、前照灯(46)と尾灯(90)が共に正常に点灯している場合で、ハブダイナモ(10)のコイル(22)の巻き数を調整することにより、速度が上昇しても発電電圧は抑えられている様子を示す。ところが、前照灯(46)の電球が玉切れすると、負荷は尾灯(90)だけとなり、曲線Bの如く、速度の上昇に連れて出力電圧はどんどん上昇して、尾灯(90)の断線電圧以上になり、尾灯(90)までもが断線する様子を示している。     FIG. 14 shows the characteristics when the voltage suppression circuit (62) is not provided. The curve A shows the coil of the hub dynamo (10) when both the headlight (46) and the taillight (90) are normally lit. By adjusting the number of turns in (22), the generated voltage is suppressed even if the speed increases. However, when the bulb of the headlight (46) is blown out, the load is only the taillight (90), and as shown by curve B, the output voltage increases steadily as the speed increases, and the disconnection voltage of the taillight (90) This shows the state where the taillight (90) is broken.

本発明では、電圧抑制回路(62)の特に交流用ツェナーダイオード(66)の作用により、出力電圧を抑制して、尾灯(90)を保護しているが、ツェナーダイオード(66)は発熱する。ツェナーダイオード(66)が発熱して温度が高くなりすぎると、電圧抑制特性に影響がでてくるので、冷却する必要がある。     In the present invention, the output voltage is suppressed and the tail lamp (90) is protected by the action of the voltage suppression circuit (62), particularly the AC Zener diode (66), but the Zener diode (66) generates heat. If the Zener diode (66) generates heat and the temperature becomes too high, the voltage suppression characteristics will be affected and must be cooled.

そこで本発明では、ツェナーダイオード(66)を前述の如く導電性のアースリード板(38)を介して、ステータコア(16)に取り付けているので、ツェナーダイオード(66)の発熱は、アースリード板(38)を通してステータコア(16)に伝導されることにより冷却され、温度上昇が抑えられ保護される。     Therefore, in the present invention, since the Zener diode (66) is attached to the stator core (16) via the conductive ground lead plate (38) as described above, the heat generated by the Zener diode (66) It is cooled by being conducted to the stator core (16) through 38), and the temperature rise is suppressed and protected.

また電圧抑制回路(62)はツェナーダイオード(66)だけでなく抵抗(61)と組み合わせて構成されているので、抵抗(61)でも電力を消費して、ツェナーダイオード(66)で消費される電力を抑え、ツェナーダイオード(66)の発熱を少しでも抑えている。     In addition, the voltage suppression circuit (62) is configured not only with the Zener diode (66) but also with the resistor (61), so the resistor (61) consumes power and the power consumed by the Zener diode (66). And the heat generation of the Zener diode (66) is suppressed as much as possible.

ツェナーダイオード(66)や抵抗(61)からなる電圧抑制回路(62)は、コイル(22)に近いステータコア(16)にアースリード板(38)を介して取り付けられるので、配線処理が容易になる。また組み立てにおいては、ステータ、ロータを含むダイナモ本体にあらかじめ電圧抑制回路(62)を組み立てておき、ユニット化することができ、組み立て性を向上できる。     The voltage suppression circuit (62) composed of the Zener diode (66) and the resistor (61) is attached to the stator core (16) close to the coil (22) via the ground lead plate (38), so that the wiring process is facilitated. . In the assembly, the voltage suppression circuit (62) can be assembled in advance to the dynamo body including the stator and the rotor to form a unit, and the assemblability can be improved.

また電圧抑制回路(62)をステータコア(16)に取り付けるのに、既存のアースリード板(38)を用いているので、既存の部品を有効に活用することができる。そしてアースリード板(38)に、ツェナーダイオード(66)等の電圧抑制回路(62)を保持するたホルダー(67)(69)(69)を形成しているので、部品点数を増やすことなく、簡単に電圧抑制回路(62)を取り付けることができる。     Further, since the existing ground lead plate (38) is used to attach the voltage suppression circuit (62) to the stator core (16), existing components can be used effectively. And since the holder (67) (69) (69) for holding the voltage suppression circuit (62) such as the Zener diode (66) is formed on the ground lead plate (38), without increasing the number of parts, The voltage suppression circuit (62) can be easily attached.

本発明のダイナモ(ハブダイナモ)を搭載した自転車の前輪部分の拡大図である。It is an enlarged view of the front-wheel part of the bicycle carrying the dynamo (hub dynamo) of this invention. 同ハブダイナモをハブ軸の軸芯から半分を断面で表した図である。It is the figure which represented the hub dynamo in the cross section by half from the axial center of the hub axis | shaft. 同ハブダイナモの、図2において右側から視た側面図である。It is the side view seen from the right side in FIG. 2 of the hub dynamo. 同ハブダイナモの軸芯と直交する断面図である。It is sectional drawing orthogonal to the axial center of the hub dynamo. 同ハブダイナモのステータの左(図2における左側)側面図である。It is the left (left side in FIG. 2) side view of the stator of the same hub dynamo. 同ハブダイナモのハブ軸上にステータを取り付けた状態の正面図である。It is a front view of the state which attached the stator on the hub axis | shaft of the same hub dynamo. 同ハブダイナモの図6において右側から視た側面図である。It is the side view seen from the right side in FIG. 6 of the hub dynamo. 同ハブダイナモのアースリード板と電圧抑制回路の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the earth lead board and voltage suppression circuit of the same hub dynamo. 本発明の自転車用照明装置の電気回路図である。It is an electric circuit diagram of the lighting device for bicycles of the present invention. 同照明装置の等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram of the illumination device. 同照明装置の出力電圧特性図である。It is an output voltage characteristic view of the illumination device. 同照明装置の前照灯が玉切れした状態の電気回路図である。It is an electric circuit diagram of the state where the headlamp of the lighting device is blown out. 図12の状態の等価回路である。It is an equivalent circuit of the state of FIG. 従来の自転車用照明装置の出力電圧特性図である。It is an output voltage characteristic view of a conventional bicycle lighting device.

符号の説明Explanation of symbols

10 ハブダイナモ
14 永久磁石
74 極片
75 極片
16 ステータコア
17 ステータコア
22 コイル
66 ツェナーダイオード(電圧抑制素子)
12 ハブ体
11 ハブ軸
38 アースリード板
67 ホルダー
69 ホルダー
61 抵抗
62 電圧抑制回路
46 前照灯
90 尾灯
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Hub dynamo 14 Permanent magnet 74 Pole piece 75 Pole piece 16 Stator core 17 Stator core 22 Coil 66 Zener diode (voltage suppression element)
12 Hub body 11 Hub shaft 38 Ground lead plate 67 Holder 69 Holder 61 Resistor 62 Voltage suppression circuit 46 Headlight 90 Taillight

Claims (3)

自転車のハブ体の内側に配置され、車輪の回転に連動して回転する永久磁石を含むロータと、ハブ軸に配置され、永久磁石の磁極と対向する極片を具えるステータコア及び永久磁石の磁力線が前記極片を介して通過する位置に配置されたコイルを含むステータとを有する自転車用ダイナモにおいて、
前記ステータコアは、左右一対あってその中に前記コイルが収容されると共に、各ステータコアは円盤体と円盤体の外周に内向きに等間隔に屈曲された前記極片からなり、
前記ステータコアの円盤体の外側面に、ダイナモの出力電圧を抑制する電圧抑制素子を、前記コイルの一端を車体アースするためのアースリード板を介して装着し、該アースリード板には、前記電圧抑制素子を抱くように保持するホルダーを一体形成してなり、電圧抑制素子からの発熱をステータコアへ放熱して、電圧抑制素子の温度上昇を抑えるようにした自転車用ダイナモ。
A rotor core including a permanent magnet disposed inside a hub body of a bicycle and rotating in conjunction with rotation of a wheel, a stator core disposed on a hub shaft and having a pole piece facing the magnetic pole of the permanent magnet, and magnetic lines of the permanent magnet A dynamo for a bicycle having a stator including a coil disposed at a position passing through the pole piece,
The stator core is a pair of left and right and the coil is housed therein, and each stator core is composed of a disk body and the pole pieces bent inwardly at equal intervals on the outer periphery of the disk body,
A voltage suppression element that suppresses the output voltage of the dynamo is attached to the outer surface of the stator core disk body through an earth lead plate for grounding one end of the coil on the vehicle body. A bicycle dynamo in which a holder for holding a suppression element is integrally formed, and heat generated from the voltage suppression element is radiated to a stator core to suppress a temperature rise of the voltage suppression element.
前記電圧抑制素子と直列に抵抗を接続して電圧抑制回路を形成し、前記アースリード板には、電圧抑制回路を抱くように保持するホルダーを一体形成してなる請求項1に記載の自転車用ダイナモ。 2. A bicycle according to claim 1 , wherein a resistor is connected in series with the voltage suppression element to form a voltage suppression circuit, and a holder for holding the voltage suppression circuit is integrally formed on the ground lead plate . Dynamo. 請求項1又は請求項2いずれかに記載の自転車用ダイナモの電力を、自転車の前照灯と尾灯に供給するようにした自転車用照明装置A bicycle lighting device that supplies the power of the bicycle dynamo according to claim 1 to a headlight and a taillight of the bicycle.
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