JPWO2016199810A1 - 自転車用照明装置 - Google Patents

Abstract

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直流に変換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。

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。

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。

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）。

特開２００３−２１２１７２号公報

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。

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。

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直流に変換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。

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、ハブダイナモである。

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、前記発光体は、ＬＥＤである。

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。

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。

本発明の実施形態における自転車用照明装置１５０を取り付けた自転車の側面図である。 本発明の実施形態におけるハブダイナモ１０の側面図である。 本発明の実施形態におけるハブダイナモ１０の断面図である。 本発明の実施形態におけるハブダイナモ１０を構成するステータの斜視図である。 本発明の実施形態におけるハブダイナモ１０の出力する電圧波形を示す図である。 本発明の実施形態における前照灯の平面図を示す図である。 本発明の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。 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。 従来の自転車用照明装置の回路構成の一例を示す図である。

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。

（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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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）

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (4)

1. 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直流に変換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。
2. 前記電源部は、ハブダイナモである請求項１に記載の自転車用照明装置。
3. 前記発光体は、ＬＥＤ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。
4. 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２に記載の自転車用照明装置。

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