JP6698080B2 - Bicycle lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、自転車用照明装置に関する。
本願は、2015年6月12日に、日本に出願された特願2015−119217号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。The present invention relates to a bicycle lighting device.
The present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2015-119217 filed in Japan on June 12, 2015, and the content thereof is incorporated herein.
従来の自転車用照明装置は、図9に示すように、ダイナモ800と自転車のフレームの前部(走行方向に対して)に設けた前照灯900とを有する。前照灯900は、ダイナモ800により発電した電力を整流する整流回路910と整流回路910で整流した電圧により点灯する発光体920を備えている。
ダイナモ800の一方の出力端子801は、ケーブルを介して整流回路910のダイオードD1のアノードに接続されている。ダイナモ800の他方の出力端子802は、自転車のフレームに接続されている。また、発光体920の負極端子(カソード)も同様に自転車のフレームに接続されている。したがって、ダイナモ800と前照灯900との接続は、1本のケーブル(1線式)と自転車のフレームとにより電気的に接続されている。As shown in FIG. 9, a conventional bicycle lighting device includes a
One
上記従来の自転車用照明装置において、自転車の低速走行時ではダイナモ800の出力電圧が低いため、発光体920の照度(明るさ)が十分でない場合があった。したがって、従来の自転車用照明装置に倍電圧整流回路を備えることでダイナモの出力電圧を昇圧することが提案されている(特許文献1参照)。
In the conventional bicycle lighting device described above, the output voltage of the
しかしながら、従来の自転車用照明装置では、倍電圧整流回路を用いる場合、ダイナモの出力端子802と発光体920の負極端子との電圧が一致しない。そのため、従来のように自転車のフレームに発光体920の負極端子を接続すると、ダイナモの出力端子802を上記倍電圧整流回路に対して接続させるために新たにケーブルが必要となり、従来と比べて高コストとなる。
However, in the conventional bicycle lighting device, when the voltage doubler rectifier circuit is used, the voltage between the
本発明は、倍電圧整流回路を備えた場合においても、ダイナモと前照灯とを1線式で接続する自転車用照明装置を提供する。 The present invention provides a bicycle lighting device in which a dynamo and a headlight are connected by a one-wire system even when a voltage doubler rectifier circuit is provided.
本発明の一態様は、自転車の走行に応じて発電する電源部と、前記電源部の発電により発光する発光体と、前記電源部の一方の出力端子に電気的に接続され、前記電源部により発電される交流電圧をN倍にするとともに整流する倍電圧整流回路と、前記電源部の他方の出力端子に電気的に接続される、前記倍電圧整流回路の中間電圧点と、を有し、前記倍電圧整流回路と前記電源部の一方の出力端子との電気的接続及び前記倍電圧整流回路の中間電圧点と前記電源部の他方の出力端子との電気的接続のうち、何れかが前記自転車のフレームを介して電気的に接続される自転車用照明装置である。 According to one embodiment of the present invention, a power source portion that generates power in response to running of a bicycle, a light-emitting body that emits light by power generation of the power source portion, and one output terminal of the power source portion that is electrically connected to the power source portion A voltage doubler rectifier circuit that rectifies the AC voltage that is generated N times and rectifies it, and an intermediate voltage point of the voltage doubler rectifier circuit that is electrically connected to the other output terminal of the power supply unit, Any one of the electrical connection between the voltage doubler rectifier circuit and one output terminal of the power source unit and the electrical connection between the intermediate voltage point of the voltage doubler rectifier circuit and the other output terminal of the power source unit is either The lighting device for a bicycle is electrically connected via a frame of the bicycle.
また、本発明の一態様は、上述の自転車用照明装置であって、前記倍電圧整流回路の中間電圧点と前記電源部の他方の出力端子との電気的に接続することで前記フレームの電位を前記中間電圧点の電位にする。 Further, one embodiment of the present invention is the bicycle lighting device described above, in which the potential of the frame is obtained by electrically connecting the intermediate voltage point of the voltage doubler rectifier circuit and the other output terminal of the power supply unit. To the potential of the intermediate voltage point .
また、本発明の一態様は、上述の自転車用照明装置であって、前記倍電圧整流回路は、アノードが前記電源部の一方の出力端子に接続された第1ダイオードと、カソードが前記第1ダイオードのアノードに接続された第2ダイオードと、一端が前記第1ダイオードのカソードに接続された第1コンデンサと、一端が前記第1コンデンサの他端に接続され、他端が前記第2ダイオードのアノードに接続された第2コンデンサと、を有し、前記発光体は、正端子が前記第1コンデンサの一端に接続され、負端子が第2コンデンサの他端に接続され、前記中間電圧点は、前記第1コンデンサの他端と前記第2コンデンサの一端との接続点である。 One aspect of the present invention is the bicycle lighting device described above, wherein the voltage doubler rectifier circuit has a first diode whose anode is connected to one output terminal of the power supply unit and a cathode which is the first diode. A second diode connected to the anode of the diode, a first capacitor having one end connected to the cathode of the first diode, one end connected to the other end of the first capacitor, and the other end of the second diode A second capacitor connected to the anode, and the light emitter has a positive terminal connected to one end of the first capacitor, a negative terminal connected to the other end of the second capacitor, and the intermediate voltage point is , A connection point between the other end of the first capacitor and one end of the second capacitor .
また、本発明の一態様は、上述の自転車用照明装置であって、前記電源部は、ハブダイナモであり、前記ハブダイナモは、車輪と共に回転するロータと、前記車輪を回転自在に支持する車輪軸に回転不能に固定され、前記ロータの内周側に配置されたステータと、を有し、前記ロータの回転により、前記ステータのコイルから出力される交番電流を整流して前記発光体に供給するように構成され、前記ステータに、位相のずれた交番電流を出力する2相のコイルが設けられている。 Moreover, 1 aspect of this invention is the above-mentioned bicycle lighting device, Comprising: The said power supply part is a hub dynamo, The said hub dynamo is a rotor which rotates with a wheel, and the wheel which supports the said wheel rotatably. A stator that is non-rotatably fixed to a shaft and that is disposed on the inner peripheral side of the rotor, and that rotates the rotor to rectify an alternating current output from a coil of the stator and supply the alternating current to the light emitter. The stator is provided with a two-phase coil that outputs an alternating current having a phase shift.
上記の自転車用照明装置は、倍電圧整流回路を備えた場合においても、ダイナモと発光体とを1線式で接続することができる。 In the bicycle lighting device described above, the dynamo and the light emitter can be connected in a one-wire system even when the double lighting rectifier circuit is provided.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施形態における自転車用照明装置150を用いた自転車の側面図である。自転車用照明装置150は、自転車の走行に応じて発電する電源として例えばハブダイナモ10と、前照灯4とを備えている。以下の説明では、ハブダイナモ10を自転車1の車輪軸11に取り付け、自転車1の前照灯4に電力を供給する場合について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view of a bicycle using a
(自転車用照明装置150の取付態様)
自転車1の前輪5は、フレームの一部を構成するフロントフォーク3により車輪軸11を介して回転可能に軸支されている。車輪軸11は、両側がフロントフォーク3にナット(不図示)等により回転不能に締結固定されている。車輪軸11の軸方向中央の大部分には、ハブダイナモ10が車輪軸11と同軸に取り付けられている。このハブダイナモ10は、前輪5の側方に配置された前照灯4に電力を供給している。
前照灯4は、ライトステー6を有し、そのライトステー6がフロントフォーク3に取り付けられている固定具7にねじで固定されている。なお、フロントフォーク3、固定具7及びライトステー6は、金属で構成されており、互いに電気的に接続されている。(Attachment Mode of Bicycle Lighting Device 150)
A
The headlamp 4 has a
ハブダイナモ10は、前輪5のスポーク2に接続されて前輪5と共に車輪軸11の周囲を回転するロータ12と、ロータ12の内周側に位置する状態で車輪軸11に回転不能に取り付けられたステータ13と、を備えている。
The hub dynamo 10 is non-rotatably attached to the
以下、車輪軸11の中心軸Oの軸方向を単に軸方向といい、軸方向に直交する方向を径方向といい、中心軸O周りに沿った方向を周方向という。なお、車輪軸11のうち、少なくともステータ13が取り付けられた部分よりも軸方向外側に位置する部分には、雄ねじ部が形成されている。
Hereinafter, the axial direction of the central axis O of the
(ロータ)
図2はハブダイナモ10の側面図であり、図3はハブダイナモ10の断面図である。
図2及び図3に示すように、ロータ12は、ハブシェル100を主体に構成されている。ハブシェル100は、円筒状の胴部61と、胴部61の軸方向両端開口を塞ぐ第1のエンドプレート70及び第2のエンドプレート80と、を備えている。(Rotor)
FIG. 2 is a side view of the hub dynamo 10, and FIG. 3 is a sectional view of the hub dynamo 10.
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図2に示すように、胴部61の軸方向一方P側(図2における左側)の開口は、製作時には開放されており、その開口を塞ぐように、胴部61と別体に製作された第2のエンドプレート80が、所定の組立工程後に胴部61の軸方向一方P側の端部に圧入固定されている。
As shown in FIG. 2, the opening on the one side P side (the left side in FIG. 2) in the axial direction of the
胴部61の軸方向他方Q側(図2における右側)の開口は、胴部61と一体に形成された第1のエンドプレート70により製作時から閉塞されている。円筒状の胴部61と、胴部61の軸方向Q側の開口を塞ぐ第1のエンドプレート70とは、一体部品のハブシェル本体60として製作されている。ハブシェル本体60と、それと別体の第2のエンドプレート80は、それぞれに一定厚の磁性金属板(主に鉄板)をプレス成形することで製作されている。
An opening on the other axial Q side (right side in FIG. 2) of the
ハブシェル本体60の胴部61の軸方向両端部外周には、径方向外側に向かって張り出す左右一対のフランジ部62が形成されている。各フランジ部62は、プレス成形の際に素材である金属板をU字形に折り返し、軸方向内側のフランジ板62aと軸方向外側のフランジ板62bとを互いに密着状態で重ね合わせることで形成されている。各フランジ部62には、軸方向に貫通する支持孔63が周方向に等間隔で複数形成されている。
A pair of left and
支持孔63には、図1に示すように、前輪5のリム5aから内径側に延在する複数のスポーク2の内側端部が係合されている。なお、左右のフランジ部62の支持孔63は、半ピッチ分だけ位相がずれて配置されている。
As shown in FIG. 1, the
胴部61の軸方向Q側の開口を閉塞する第1のエンドプレート70は、軸方向外側(Q側)に円錐形に膨らんだ環状の側壁71と、この側壁71の内周縁で軸方向内側(P側)に折れ曲がった円筒状のベアリング嵌合壁73と、このベアリング嵌合壁73の軸方向内側(P側)端で径方向内側に折れ曲がったベアリング押え壁74と、前記側壁71の外周縁から径方向外側に向けて連設されたフランジ部75と、を有している。
このフランジ部75が、胴部61の軸方向Q側のフランジ部62の外側のフランジ板62bと一体に連続していることで、胴部61と第1のエンドプレート70とが一体化されている。これにより、一体部品としてのハブシェル本体60が構成される。The
Since the
また、胴部61の軸方向P側の開口を閉塞する第2のエンドプレート80は、環状の側壁81と、この側壁81の内周縁で軸方向内側(Q側)に折れ曲がった円筒状のベアリング嵌合壁83と、このベアリング嵌合壁83の軸方向内側(Q側)端で径方向内方に折れ曲がったベアリング押え壁84と、前記側壁81の外周縁で軸方向内側(Q側)に折れ曲がった円筒状の圧入嵌合壁85と、を有している。
第2のエンドプレート80は、この円筒状の圧入嵌合壁85を、ハブシェル本体60の胴部61の軸方向P側の開口の内周に圧入嵌合させることで、胴部61に固定されている。The
The
第1のエンドプレート70及び第2のエンドプレート80のベアリング嵌合壁73、83の径方向内側は、同軸上に位置する貫通孔72、82として開口しており、これら貫通孔72、82を画成するベアリング嵌合壁73、83の内周に、ベアリング(軸受)21、22がそれぞれ嵌合されている。そして、ハブシェル100を主体として構成されるロータ12は、ベアリング21、22を介して車輪軸11に回転可能に支持されることで、前輪5の回転と共に車輪軸11を中心に回転するようになっている。すなわち、ロータ12は、前輪5を回転可能に支持するハブとして機能している。
Radial inner sides of the
ハブシェル本体60の胴部61の内周には、例えばフェライト等により形成された永久磁石19が配置されている。永久磁石19の外周面の曲率半径は、胴部61の内周面の半径と同等に設定されており、永久磁石19は、ヨークを介さずに磁性材料製の胴部61の内周に直接密着した状態で配置され、例えば接着剤等により貼付されている。永久磁石19を、胴部61の内周面に沿って円筒状に配置することで、永久磁石19はステータ13の外周面全体を覆っている。なお、永久磁石19は、周方向に複数に分割された状態で胴部61の内周に組み込まれている。
A
この円筒状に配置された永久磁石19の内周面には、N極及びS極の磁極が周方向に沿って交互に着磁されている。具体的には、N極及びS極がそれぞれ14極ずつ、合計28極の磁極が交互にN極及びS極が並ぶように着磁されている。
Magnetic poles of N and S poles are alternately magnetized along the circumferential direction on the inner peripheral surface of the cylindrically arranged
(ステータ)
図4はハブダイナモ10を構成するステータの斜視図である。
図4に示すように、ステータ13は、クローポール型の第1のステータユニット20Aと第2のステータユニット20Bとを車輪軸11の軸方向に組み合わせることで構成されており、第1のステータユニット20AはA相の交番電流・電圧を出力し、第2のステータユニット20BはB相の交番電流・電圧を出力するようになっている。(Stator)
FIG. 4 is a perspective view of a stator forming the
As shown in FIG. 4, the
図3に示すように、各ステータユニット20A、20Bは、車輪軸11の周りにボビン(図示略)を介して環状に巻かれたコイル24と、コイル24を包囲すると共に外周部に永久磁石19と対向し且つ磁極の数に対応した極数のティース22(22−1、22−2)を有したステータコア26と、をそれぞれ備えている。
As shown in FIG. 3, each
ステータコア26は、環状のコイル24の内周に配置された中心部ヨーク25と、環状のコイル24の軸方向の一方側(Q側)及び他方側(P側)に互いに対向して配置されて内周部が中心部ヨーク25の一端及び他端に磁気的に結合された一対の円板状の側部ヨーク21(21−1、21−2)と、ステータコア26の外周部に配されてロータ12の永久磁石19の内周側に空隙を介して対向し、各側部ヨーク21−1、21−2の外周部に磁気的に結合されて円周方向に交互に配置されたティース22(22−1、22−2)と、からなる。
The
ティース22(22−1、22−2)は、円板状の側部ヨーク21(21−1、21−2)にそれぞれ一体に形成されている。そして、軸方向の一方側(Q側)の側部ヨーク21−1に一体に形成されたティース22−1と、軸方向の他方側(P側)の側部ヨーク21−2に一体に形成されたティース22−2とが、円周方向に微小間隔を開けて交互に配列されている。なお、各側部ヨーク21−1、21−2は、それぞれ14個のティース22−1、22−2を有し、全ティース22(22−1、22−2)の極数が永久磁石19の磁極数に対応している。
The teeth 22 (22-1, 22-2) are integrally formed with the disk-shaped side yokes 21 (21-1, 21-2), respectively. Then, the teeth 22-1 are integrally formed on the side yoke 21-1 on one side (Q side) in the axial direction and the teeth 22-1 are integrally formed on the side yoke 21-2 on the other side (P side) in the axial direction. The formed teeth 22-2 are arranged alternately with a minute interval in the circumferential direction. Each side yoke 21-1 and 21-2 has 14 teeth 22-1 and 22-2, respectively, and the number of poles of all teeth 22 (22-1, 22-2) is the
ティース22(22−1、22−2)を一体に有した軸方向Q側及び軸方向P側の側部ヨーク21(21−1、21−2)は同形状のものである。そして、軸方向Q側の側部ヨーク21−1は、ティース22−1を軸方向P側に向け、軸方向P側の側部ヨーク21−2は、ティース22−2を軸方向Q側に向けて、両者は車輪軸11上で互いに組み合わせられている。円板状の側部ヨーク21(21−1、21−2)の中央には、車輪軸11の外周に嵌合する中心孔23が形成されており、この中心孔23によりステータ13は車輪軸11に固定されている。
The side yokes 21 (21-1, 21-2) on the axial direction Q side and the axial direction P side that integrally have the teeth 22 (22-1, 22-2) have the same shape. The side yoke 21-1 on the axial Q side faces the teeth 22-1 toward the axial direction P side, and the side yoke 21-2 on the axial direction P side moves the teeth 22-2 toward the axial direction Q side. Both are combined with one another on the
(第1のステータユニットと第2のステータユニット組み合わせ)
図4に示すように、第1のステータユニット20Aと第2のステータユニット20Bは、各ステータユニット20A、20Bのティース22の位置を所定角度αだけ円周方向に相互にずらして組み合わせられており、これにより、各ステータユニット20A、20Bの各コイル24から、位相のずれたA相とB相の2相の交番電流・電圧が出力されるようになっている。(A combination of the first stator unit and the second stator unit)
As shown in FIG. 4, the
本実施形態では、第1及び第2の各ステータユニット20A(A相)、20B(B相)におけるティース22(22−1、22−2)の極数をP、ティース22(22−1、22−2)のピッチ角をθ、第1のステータユニット20Aのティース22(22−1、22−2)と第2のステータユニット20Bのティース(22−1、22−2)の円周方向のずれ角度をαとしたとき、角度αは、以下の式を満たすように設定されている。
α=θ/2=(360°/P)/2・・・(1)In the present embodiment, the number of poles of the teeth 22 (22-1, 22-2) in the first and
α=θ/2=(360°/P)/2 (1)
図5に示すように、角度αが式(1)を満たすことにより、第1のステータユニット20Aのコイル24と、第2のステータユニット20Bのコイル24とが、ロータ12の回転に応じて、相互に電気角で90°位相のずれた交番電流・電圧を出力する。
As shown in FIG. 5, when the angle α satisfies the expression (1), the
なお、第1のステータユニット20Aと第2のステータユニット20Bとを、ずれ角αだけ周方向に位相ずれした関係に組み合わせるために、図示しない周方向位置決め手段が設けられている。また、図3に示すように互いに隣接する、第1のステータユニット20Aの軸方向P側の側部ヨーク21−2と第2のステータユニット20Bの軸方向Q側の側部ヨーク21−1とは、背中合わせに配置されている。
In addition, in order to combine the
(規制部)
図3に示すように、車輪軸11のうち、ステータ13の軸方向両側に位置する部分には、ステータ13の軸方向の移動を規制する規制部が設けられている。本実施形態の規制部は、車輪軸11のうち、ステータ13の軸方向P側に設けられたスペシャルナット30と、軸方向Q側に設けられたステータ固定部材37と、を備えている。ステータ13は、車輪軸11の外周に固定されたこれらスペシャルナット30とステータ固定部材37とで、軸方向の定位置に挟持固定されている。(Regulatory Department)
As shown in FIG. 3, the
スペシャルナット30は、軸方向P側に形成されたスリーブ部30aと、軸方向P側に形成されてスリーブ部30aに対して外径が拡大されたフランジ部30bとを備えている。そして、内周に形成されている雌ネジ部を車輪軸11の雄ねじ部に螺着することで、車輪軸11の外周に固定されている。
The
スリーブ部30aの外周面は、第2のエンドプレート80のベアリング嵌合壁83に外輪を嵌合させたベアリング22の内輪の内周に、圧入等により固定されている。フランジ部30bは外径がベアリング22の内径よりも大径に形成され、軸方向P側に位置する端面がベアリング22の内輪に軸方向で当接している。これにより、ベアリング22は、外輪側が車輪軸11周りに回転自在となるように装着されている。
一方、フランジ部30bにおける軸方向P側に位置する端面は、ステータ13の内周部に軸方向で当接している。なお、図4に示すように、スペシャルナット30の外周面には、コイル24を構成する導線の端部をハブダイナモ10の外部に引き出すための溝30cが形成されている。The outer peripheral surface of the
On the other hand, the end surface of the
図3に示すように、第2のエンドプレート80の外側にはコネクタ40が配設され、このコネクタ40にコイル24の導線(図示略)が導入されている。この導線の端部は、スペシャルナット30の溝30c(図4参照)内を経由してコネクタ40の導線引出部43に導かれ、導線引出部43を通ってハブダイナモ10の外部に引き出されている。コネクタ40の内周部には、スペシャルナット30のスリーブ部30aが挿通され、コネクタ40はワッシャ45を介して、ナット46により車輪軸11に固定されている。
As shown in FIG. 3, a
車輪軸11におけるステータ固定部材37よりも軸方向Q側には、スリーブ部材50が設けられている。このスリーブ部材50は、内周面に雌ねじ部が形成された筒状の部材であり、軸方向Q側から車輪軸11の雄ねじ部に煉着されている。具体的に、スリーブ部材50は、軸方向P側に形成されたスリーブ本体50aと、軸方向Q側に形成されてスリーブ本体50aに対して外径が拡大されたフランジ部50bとを備えている。
A
このフランジ部50bは、多角筒状に形成されており、軸方向P側の端面が、第1のエンドプレート70側のベアリング21の内輪に軸方向で当接している。スリーブ本体50aは、円筒状に形成されており、第1のエンドプレート70側のベアリング21の内輪の内周に内嵌されている。具体的に、スリーブ本体50aは、外径がベアリング21の内径と同等か若干大径に設定されており、ベアリング21の内輪の内周に圧入等により固定されている。
The
第1のエンドプレート70の外側には、ベアリング21及びスリーブ部材50を覆うようにカバー54が装着されている。カバー54は、椀形状に形成された部材であり、外部からロータ12の内部に水や塵浜等が浸入するのを防止している。カバー54の内周部には、スリーブ50を緩み止めするために車輪軸11に螺着されたナット52が配置されている。
A
(発電の仕組み)
以下に、ハブダイナモ10の発電方法を説明する。
前輪5が回転すると、スポーク2により前輪5に接続されたロータ12が前輪5と共に車輪軸11周りに回転し、永久磁石19がステータ13周りを回転する。(Power generation mechanism)
The power generation method of the
When the
回転する永久磁石19の磁束により、軸方向Q側の側部ヨーク21−1に設けられた第1のティース22−1がN極、軸方向P側の側部ヨーク21−2に設けられた第2のティース22−2がS極となる状態と、第1のティ−ス22−1がS極、第2のティース22−2がN極となる状態と、が交互に繰り返される。これにより、A相の第1のステータユニット20Aのステータコア26とB相の第2のステータユニット20Bのステータコア26に交番磁束が発生し、この交番磁束により、第1及び第2のステータユニット20A、20Bの各コイル24に電流が流れて発電が行われる。
Due to the magnetic flux of the rotating
この発電動作において、第1のステータユニット20Aのコイル24から出力される交番電流・電圧と、第2のステータユニット20Bのコイル24から出力される交番電流・電圧とは、位相がずれており、同時に交番電圧が0Vに落ちる点がない。
In this power generation operation, the alternating current/voltage output from the
特に、第1のステータユニット20Aのティース22(22−1、22−2)と第2のステータユニット20Bのティース22(22−1、22−2)の円周方向のずれ角度αがティース22のピッチ角θの1/2に設定されていることにより、図5に示すように、A相とB相の2相のコイル24の電圧波形の位相ずれがちょうど電気角で90°になる。
In particular, the circumferential deviation angle α between the teeth 22 (22-1, 22-2) of the
(前照灯の説明)
図6は前照灯の平面図を示す図である。
図6に示されるように、前照灯4は、ライトステー6、ヘッドケース107、前面レンズ103、反射鏡102、発光体600支持基板104及び制御基板105を備えている。(Explanation of headlight)
FIG. 6 is a diagram showing a plan view of the headlight.
As shown in FIG. 6, the headlamp 4 includes a
反射鏡102は、ヘッドケース107の内面に設けられている。反射鏡102の中心部には発光体600が配置されている。よって、反射鏡102は、発光体600で発光した光を反射して、前面レンズ103により集光して前方を照明する。
The reflecting
前面レンズ103は、ヘッドケース107の前面の開口部を封止している。前面レンズ103は、発光体600の光軸Mを軸芯とする円形状に形成され、且つ前方に突出する曲面となって集光レンズとしての機能を備えた構成である。
The
発光体600は、制御基板105から供給される電気により点灯する。発光体600は、例えば、LED(Light Emitting Diode)もしくフィラメント発光体である。
発光体600は、反射鏡102の略中央部に配置され、支持基板104により固定されている。発光体600は、支持基板104を介して制御基板105と電気的に接続されている。制御基板105と発光体600との接続は、例えば、リード線やプリント基板、フレキシブル基板等を介して、電気的に接続されていればよい。The
The light-emitting
制御基板105は、ハブダイナモ10の一端の出力端子110とケーブル20を介して接続されている。制御基板105は、ケーブル20を介してハブダイナモ10が発電した電力を取得する。制御基板105は、倍電圧整流回路200(後述する)を有し、その倍電圧整流回路200によりハブダイナモ10から供給された電圧をN倍にして発光体600に出力する。また、倍電圧整流回路200には、ライトステー6が接続されている。
The
制御基板105は、ライトステー6に電気的に接続されている。発光体600のカソードとライトステー6との接続方法は、リード線やプリント基板、フレキシブル基板等を介して接続されてもよいし、制御基板105のパターンを介して接続されてよい。
制御基板105は、ケーブル20を介して、電源部となるハブダイナモ10の一方の出力端子110と電気的に接続されている。The
The
以下に、自転車用照明装置150について、説明する。
図7は、本実施形態における自転車用照明装置150の概略構成の一例を示す図である。The
FIG. 7 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the
自転車用照明装置150は、ハブダイナモ10、制御部300、発光体600を備えている。制御部300は、制御基板105に設けられ、発光体600は、支持基板104に設けられている。
The
図7に示すように、ハブダイナモ10は、一方の出力端子110がケーブル20を介して制御部300に接続されている。また、ハブダイナモ10は、他方の出力端子120が自転車1のフレームの一部であるフロントフォーク3に接続されている。
制御部300は、倍電圧整流回路200、ダイオード205及びダイオード205を備えている。倍電圧整流回路200は、出力端子110に電気的に接続され、ハブダイナモ10により発電される交流電圧を直流に変換する。
倍電圧整流回路200は、ダイオード201、ダイオード202、コンデンサ203及びコンデンサ204を備えている。
ダイオード201は、アノードがダイオード202のカソードに接続されている。また、ダイオード201のアノードとダイオード202のカソードの接続点には、ケーブル20が接続されている。As shown in FIG. 7, the
The
The voltage
The anode of the
コンデンサ203は、一端がダイオード201のカソードに接続され、他端がコンデンサ204の一端に接続されている。
コンデンサ204は、他端がダイオード202のアノードに接続されている。コンデンサ203の他端とコンデンサ204の一端との接続点250は、ライトステー6に接続されている。ライトステー6とフロントフォーク3とは、電気的に接続されている。すなわち、ハブダイナモ10の出力端子120と接続点250とは、ライトステー6及びフロントフォーク3を介して電気的に接続されている。すなわち、倍電圧整流回路200の中間電圧点とハブダイナモ10の出力端子120とが自転車1のフレームを介して電気的に接続される。なお、接続点250は、倍電圧整流回路200の出力電圧の中間電圧となる。また、接続点250は、倍電圧整流回路200の中間電圧点となる。The
The other end of the
ダイオード205は、カソードがコンデンサ203の一端に接続され、アノードがダイオード206のカソードに接続されている。
ダイオード206は、カソードがダイオード205のアノードに接続され、アノードがコンデンサ204の他端に接続されている。ダイオード206のカソードとダイオード205のアノードとの接続点400は、接続点250に接続されている。
発光体600は、正端子(例えば、アノード)がコンデンサ203の一端に接続され、負端子(例えば、カソード)がコンデンサ204の他端に接続されている。The cathode of the
The
The light-emitting
次に、自転車用照明装置150の動作について説明する。
ハブダイナモ10は、図5に示す交番電圧Aを制御部300に出力する。
ダイオード201は、交番電圧A(又は交番電圧B)の一方の半周期(正極性)を整流し、その整流した出力である正整流出力をコンデンサ203に供給する。コンデンサ203は、ダイオード201から供給された正整流出力により充電される。
ダイオード202は、交番電圧A(又は交番電圧B)の他方の半周期(負極性)を整流し、その整流した出力である負整流出力をコンデンサ204に供給する。コンデンサ204は、ダイオード202から供給された負整流出力により充電される。Next, the operation of the
The
The
The
倍電圧整流回路200の出力電圧は、コンデンサ203及びコンデンサ204が直列接続されているため、交番電圧A(又は交番電圧B)の波高値の約2倍の直流電圧が得られる。すなわち、発光体600は、交番電圧(又は交番電圧B)の波高値の約2倍の直流電圧が印加されることになる。なお、ダイオード205及びダイオード206は、コンデンサ203及びコンデンサ204の逆電圧防止用のダイオードである。
Since the
上述したように、本実施形態の自転車用照明装置150は、倍電圧整流回路200を有し、その倍電圧整流回路200の中間電圧点をライトステー6に接続する。また。自転車用照明装置150は、ハブダイナモ10の一方の出力端子110がケーブル20を介して倍電圧整流回路200に接続されるとともに、他方の出力端子120がハブダイナモ10に近傍のフレーム、例えばフロントフォーク3に電気的に接続される。これにより、倍電圧整流回路200を備えた場合においても、ハブダイナモ10と前照灯4とを1線式で接続することができる。また、本実施形態の自転車用照明装置150は、従来と同じ1線式でハブダイナモ10と前照灯4とを接続している。そのため、従来の自転車用照明装置に倍電圧整流回路を追加する場合において、前照灯4の回路変更のみで対応でき、コネクタ部の金型費やケーブル費等が削減できる。
As described above, the
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment described with reference to the drawings, and various modifications can be considered within the technical scope thereof.
以下に、本実施形態の自転車用照明装置150の変形例について、説明する。図8は、本変形例の自転車用照明装置150の概略構成の一例を示す図である。
本変形例の自転車用照明装置150において、ハブダイナモ10は、一方の出力端子110がフロントフォーク3に接続されている。また、ハブダイナモ10は、他方の出力端子120がケーブル20を介して接続点250及び接続点400に接続されている。
また、ダイオード201のアノードとダイオード202のカソードの接続点には、ライトステー6が接続されている。
このように、本変形例の自転車用照明装置150は、倍電圧整流回路200と、電源部であるハブダイナモ10の一方の出力端子110とが、自転車1のフレームを介して電気的に接続される。これにより、倍電圧整流回路200を備えた場合においても、ハブダイナモ10と前照灯4とを1線式で接続することができる。Hereinafter, a modified example of the
In the
The
As described above, in the
また、上述の実施形態では、倍電圧整流回路200の出力を発光体600に接続したが、これに限定されない。例えば、倍電圧整流回路200の出力と発光体600との間に、倍電圧整流回路200の出力電圧を制限する電圧制御部を設けてもよい。電圧制御部は、例えば、リミッタ回路や過電圧保護回路である。また、例えば、倍電圧整流回路200の出力と発光体600との間に、外部照度検出回路を設けてもよい。外部照度検出回路は、外部の照度を光センサ等で測定し、その照度に基づいて発光体600に電力を供給する。
Further, in the above-described embodiment, the output of the voltage
また、上述の実施形態では、倍電圧整流回路200の出力をハブダイナモ10の出力の約2倍としたが、これに限定されない。例えば、倍電圧整流回路200のダイオード及びコンデンサをさらに追加し、倍電圧整流回路200の出力をハブダイナモ10の出力のN(Nは、正の整数)倍の電圧に昇圧してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the output of the voltage
また、上述の実施形態では、ハブダイナモ10は、出力端子120をフロントフォーク3に接続したが、これに限定されない。すなわち、ハブダイナモ10は、出力端子120がフレームに接続されていればよく、フレームにおける接続箇所は特に限定されない。
Further, in the above-described embodiment, the
また、上述の実施形態では、倍電圧整流回路200の中間電圧点(接続点250)をライトステー6に接続したが、これに限定されない。すなわち、ハブダイナモ10は、倍電圧整流回路200の中間電圧点(接続点250)がフレームに接続されていればよい。
Further, in the above-described embodiment, the intermediate voltage point (connection point 250) of the voltage
上記の自転車用照明装置は、倍電圧整流回路を備えた場合においても、ダイナモと発光体とを1線式で接続することができる。 In the bicycle lighting device described above, the dynamo and the light emitter can be connected in a one-wire system even when the double lighting rectifier circuit is provided.
1 自転車
2 スポーク
3 フロントフォーク
4 前照灯
5 前輪
6 ライトステー
7 固定具
10 ハブダイナモ
11 車輪軸
12 ロータ
13 ステータ
19 永久磁石
20A 第1のステータユニット
20B 第2のステータユニット
21、22 ベアリング
21−1、21−2 ヨーク
22−1、22−2 ティース
23 中心孔
24 コイル
25 中心部ヨーク
26 ステータコア
30 スペシャルナット
30a、50a スリーブ部
30b、50b、62、75 フランジ部
30c 溝
37 ステータ固定部材
40 コネクタ
43 導線引出部
45 ワッシャ
46、52 ナット
50 スリーブ部材
54 カバー
60 ハブシェル本体
62、75 フランジ部
61 胴部
62a 軸方向内側のフランジ板
62b 軸方向外側のフランジ板
70 第1のエンドプレート
71、81 側壁
72、82 貫通孔
73、83 ベアリング嵌合壁
80 第2のエンドプレート
84 ベアリング押え壁
100 ハブシェル
107 ヘッドケース
103 前面レンズ
102 反射鏡
104 支持基板
105 制御基板
200 倍電圧整流回路
300 制御部
201、202、205、206 ダイオード
203、204 コンデンサ
600 発光体1
Claims (4)
前記電源部の発電により発光する発光体と、
前記電源部の一方の出力端子に電気的に接続され、前記電源部により発電される交流電圧をN倍にするとともに整流する倍電圧整流回路と、
前記電源部の他方の出力端子に電気的に接続される、前記倍電圧整流回路の中間電圧点と、
を有し、
前記倍電圧整流回路と前記電源部の一方の出力端子との電気的接続及び前記倍電圧整流回路の中間電圧点と前記電源部の他方の出力端子との電気的接続のうち、何れかが前記自転車のフレームを介して電気的に接続される自転車用照明装置。 A power supply that generates power according to the running of the bicycle,
A light-emitting body that emits light by power generation of the power supply unit,
A voltage doubler rectifier circuit that is electrically connected to one output terminal of the power supply unit and that multiplexes and rectifies the AC voltage generated by the power supply unit.
An intermediate voltage point of the voltage doubler rectifier circuit, which is electrically connected to the other output terminal of the power supply unit,
Have
Any one of the electrical connection between the voltage doubler rectifier circuit and one output terminal of the power source unit and the electrical connection between the intermediate voltage point of the voltage doubler rectifier circuit and the other output terminal of the power source unit is either A lighting device for a bicycle that is electrically connected through a bicycle frame.
請求項1に記載の自転車用照明装置。 The potential of the frame is set to the potential of the intermediate voltage point by electrically connecting the intermediate voltage point of the voltage doubler rectifier circuit and the other output terminal of the power supply unit.
The bicycle lighting device according to claim 1.
アノードが前記電源部の一方の出力端子に接続された第1ダイオードと、
カソードが前記第1ダイオードのアノードに接続された第2ダイオードと、
一端が前記第1ダイオードのカソードに接続された第1コンデンサと、
一端が前記第1コンデンサの他端に接続され、他端が前記第2ダイオードのアノードに接続された第2コンデンサと、
を有し、
前記発光体は、正端子が前記第1コンデンサの一端に接続され、負端子が第2コンデンサの他端に接続され、
前記中間電圧点は、前記第1コンデンサの他端と前記第2コンデンサの一端との接続点である、
請求項1又は請求項2に記載の自転車用照明装置。 The voltage doubler rectifier circuit,
A first diode whose anode is connected to one output terminal of the power supply section;
A second diode whose cathode is connected to the anode of said first diode;
A first capacitor whose one end is connected to the cathode of the first diode;
A second capacitor having one end connected to the other end of the first capacitor and the other end connected to the anode of the second diode;
Have
The light emitter has a positive terminal connected to one end of the first capacitor and a negative terminal connected to the other end of the second capacitor,
The intermediate voltage point is a connection point between the other end of the first capacitor and one end of the second capacitor,
The bicycle lighting device according to claim 1 or 2.
前記ハブダイナモは、車輪と共に回転するロータと、
前記車輪を回転自在に支持する車輪軸に回転不能に固定され、前記ロータの内周側に配置されたステータと、を有し、
前記ロータの回転により、前記ステータのコイルから出力される交番電流を整流して前記発光体に供給するように構成され、
前記ステータに、位相のずれた交番電流を出力する2相のコイルが設けられている請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の自転車用照明装置。 The power supply unit is a hub dynamo,
The hub dynamo is a rotor that rotates with wheels,
A non-rotatably fixed to a wheel shaft that rotatably supports the wheel, and a stator disposed on the inner peripheral side of the rotor,
The rotation of the rotor is configured to rectify an alternating current output from the coil of the stator and supply the alternating current to the light emitter,
The bicycle lighting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the stator is provided with a two-phase coil that outputs an alternating current having a phase shift.
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