WO2016199810A1 - 自転車用照明装置 - Google Patents

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WO2016199810A1
WO2016199810A1 PCT/JP2016/067051 JP2016067051W WO2016199810A1 WO 2016199810 A1 WO2016199810 A1 WO 2016199810A1 JP 2016067051 W JP2016067051 W JP 2016067051W WO 2016199810 A1 WO2016199810 A1 WO 2016199810A1
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WO
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voltage
rectifier circuit
doubler rectifier
bicycle
output terminal
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PCT/JP2016/067051
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English (en)
French (fr)
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真 力石
渡辺　知幸
拓人 田邉
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Mitsuba Corp
Original Assignee
Mitsuba Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J6/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices on cycles; Mounting or supporting thereof; Circuits therefor
    • B62J6/06—Arrangement of lighting dynamos or drives therefor
    • B62J6/12—Dynamos arranged in the wheel hub
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J6/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices on cycles; Mounting or supporting thereof; Circuits therefor
    • B62J6/01—Electric circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J6/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices on cycles; Mounting or supporting thereof; Circuits therefor
    • B62J6/02—Headlights
    • B62J6/028—Headlights specially adapted for rider-propelled cycles with or without additional source of power

Definitions

  • the present invention relates to a bicycle lighting device.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2015-119217 for which it applied to Japan on June 12, 2015, and uses the content here.
  • a conventional bicycle lighting device includes a dynamo 800 and a headlamp 900 provided at the front portion (with respect to the traveling direction) of the bicycle frame.
  • the headlamp 900 includes a rectifier circuit 910 that rectifies the power generated by the dynamo 800 and a light emitter 920 that is lit by a voltage rectified by the rectifier circuit 910.
  • One output terminal 801 of the dynamo 800 is connected to the anode of the diode D1 of the rectifier circuit 910 via a cable.
  • the other output terminal 802 of the dynamo 800 is connected to the bicycle frame.
  • the negative terminal (cathode) of the light emitter 920 is also connected to the bicycle frame. Therefore, the connection between the dynamo 800 and the headlamp 900 is electrically connected by one cable (one-wire type) and the bicycle frame.
  • the illuminance (brightness) of the light emitter 920 may not be sufficient because the output voltage of the dynamo 800 is low when the bicycle is traveling at a low speed. Accordingly, it has been proposed to boost the output voltage of a dynamo by providing a conventional bicycle lighting device with a voltage doubler rectifier circuit (see Patent Document 1).
  • the present invention provides a bicycle lighting device that connects a dynamo and a headlamp with a one-wire system even when a voltage doubler rectifier circuit is provided.
  • a power source that generates electricity in accordance with the traveling of a bicycle, a light emitter that emits light by power generation of the power source, and one output terminal of the power source are electrically connected to the power source.
  • a voltage doubler rectifier circuit that converts an AC voltage to be generated into a direct current; 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 an electrical connection between the rectifier circuit and one output terminal of the power supply unit and an electrical connection between the intermediate voltage point of the voltage doubler rectifier circuit and the other output terminal of the power supply unit is the frame of the bicycle It is the illuminating device for bicycles electrically connected via.
  • one embodiment of the present invention is the bicycle lighting device described above, wherein the power supply unit is a hub dynamo.
  • one embodiment of the present invention is the above-described bicycle lighting device, and the light emitter is an LED.
  • Another aspect of the present invention is the above-described bicycle lighting device, wherein the hub dynamo is fixed to a rotor that rotates together with a wheel and a wheel shaft that rotatably supports the wheel.
  • a stator disposed on the inner peripheral side of the rotor, and configured to rectify an alternating current output from a coil of the stator by rotation of the rotor and supply the alternating current to the light emitter.
  • a two-phase coil that outputs an alternating current out of phase is provided.
  • the above bicycle lighting device can connect the dynamo and the light emitter in a one-wire system even when the voltage doubler rectifier circuit is provided.
  • FIG. 1 It is a side view of the bicycle which attached the illuminating device 150 for bicycles in embodiment of this invention. It is a side view of the hub dynamo 10 in the embodiment of the present invention. It is sectional drawing of the hub dynamo 10 in embodiment of this invention. It is a perspective view of the stator which comprises the hub dynamo 10 in embodiment of this invention. It is a figure which shows the voltage waveform which the hub dynamo 10 in embodiment of this invention outputs. It is a figure which shows the top view of the headlamp in embodiment of this invention. It is a figure which shows an example of schematic structure of the illuminating device 150 for bicycles in embodiment of this invention. It is a figure which shows an example of schematic structure of the illuminating device 150 for bicycles of this modification. It is a figure which shows an example of the circuit structure of the conventional bicycle illuminating device.
  • FIG. 1 is a side view of a bicycle using a bicycle lighting device 150 according to an embodiment of the present invention.
  • the bicycle lighting device 150 includes, for example, the hub dynamo 10 and the headlamp 4 as a power source that generates electricity in accordance with the traveling of the bicycle.
  • the hub dynamo 10 is attached to the wheel shaft 11 of the bicycle 1 and electric power is supplied to the headlamp 4 of the bicycle 1 will be described.
  • the front wheel 5 of the bicycle 1 is rotatably supported via a wheel shaft 11 by a front fork 3 constituting a part of the frame. Both sides of the wheel shaft 11 are fastened and fixed to the front fork 3 by a nut (not shown) or the like so as not to rotate.
  • a hub dynamo 10 is attached coaxially to the wheel shaft 11 at most of the axial center of the wheel shaft 11. The hub dynamo 10 supplies electric power to the headlamp 4 disposed on the side of the front wheel 5.
  • the headlamp 4 has a light stay 6, and the light stay 6 is fixed to a fixture 7 attached to the front fork 3 with screws.
  • the front fork 3, the fixture 7 and the light stay 6 are made of metal and are electrically connected to each other.
  • the hub dynamo 10 is connected to the spoke 2 of the front wheel 5 and rotates around the wheel shaft 11 together with the front wheel 5, and is mounted on the wheel shaft 11 in a non-rotatable manner while being positioned on the inner peripheral side of the rotor 12. And a stator 13.
  • the axial direction of the central axis O of the wheel shaft 11 is simply referred to as the axial direction
  • the direction orthogonal to the axial direction is referred to as the radial direction
  • the direction along the central axis O is referred to as the circumferential direction.
  • a male screw portion is formed in a portion of the wheel shaft 11 that is located at least on the axially outer side than the portion to which the stator 13 is attached.
  • FIG. 2 is a side view of the hub dynamo 10
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the hub dynamo 10.
  • the rotor 12 is mainly composed of a hub shell 100.
  • the hub shell 100 includes a cylindrical body portion 61, and a first end plate 70 and a second end plate 80 that block both axial end openings of the body portion 61.
  • the opening on the one axial P side (left side in FIG. 2) of the body 61 is open at the time of manufacture, and is manufactured separately from the body 61 so as to close the opening.
  • the second end plate 80 is press-fitted and fixed to the end portion on the one axial side P side of the body portion 61 after a predetermined assembly process.
  • the opening on the other Q side (right side in FIG. 2) of the barrel portion 61 in the axial direction is closed from the time of manufacture by the first end plate 70 formed integrally with the barrel portion 61.
  • the cylindrical body portion 61 and the first end plate 70 that closes the opening on the axial direction Q side of the body portion 61 are manufactured as a hub shell body 60 that is an integral part.
  • the hub shell main body 60 and the second end plate 80 that is separate from the hub shell main body 60 are manufactured by press-molding a magnetic metal plate (mainly an iron plate) having a certain thickness.
  • a pair of left and right flange portions 62 projecting outward in the radial direction is formed on the outer periphery of both end portions in the axial direction of the body portion 61 of the hub shell body 60.
  • Each flange portion 62 is formed by folding a metal plate, which is a raw material, into a U-shape at the time of press molding, and overlapping the axially inner flange plate 62a and the axially outer flange plate 62b in close contact with each other. Yes.
  • a plurality of support holes 63 penetrating in the axial direction are formed in each flange portion 62 at equal intervals in the circumferential direction.
  • the first end plate 70 that closes the opening in the axial direction Q side of the body portion 61 includes an annular side wall 71 that swells in a conical shape on the outer side (Q side) in the axial direction, and an inner side in the axial direction at the inner peripheral edge of the side wall 71.
  • a flange portion 75 provided continuously from the periphery toward the outside in the radial direction.
  • the flange portion 75 is continuous with the flange plate 62b on the outer side of the flange portion 62 on the axial direction Q side of the barrel portion 61, so that the barrel portion 61 and the first end plate 70 are integrated. Yes. Thereby, the hub shell main body 60 as an integral part is configured.
  • the second end plate 80 that closes the opening on the axial direction P side of the body portion 61 includes an annular side wall 81 and a cylindrical bearing that is bent axially inward (Q side) at the inner peripheral edge of the side wall 81.
  • the second end plate 80 is fixed to the body 61 by press-fitting the cylindrical press-fitting fitting wall 85 to the inner periphery of the opening on the axial direction P side of the body 61 of the hub shell body 60. ing.
  • the radially inner sides of the bearing fitting walls 73 and 83 of the first end plate 70 and the second end plate 80 are opened as coaxially located through holes 72 and 82, and these through holes 72 and 82 are opened.
  • Bearings (bearings) 21 and 22 are fitted to the inner peripheries of the defining bearing fitting walls 73 and 83, respectively.
  • the rotor 12 mainly composed of the hub shell 100 is rotatably supported by the wheel shaft 11 via the bearings 21 and 22 so that the rotor 12 rotates about the wheel shaft 11 as the front wheel 5 rotates. ing. That is, the rotor 12 functions as a hub that rotatably supports the front wheel 5.
  • a permanent magnet 19 formed of, for example, ferrite is disposed on the inner periphery of the body 61 of the hub shell main body 60.
  • the radius of curvature of the outer peripheral surface of the permanent magnet 19 is set to be equal to the radius of the inner peripheral surface of the body 61, and the permanent magnet 19 is directly connected to the inner periphery of the body 61 made of a magnetic material without a yoke. It arrange
  • the permanent magnet 19 covers the entire outer peripheral surface of the stator 13 by arranging the permanent magnet 19 in a cylindrical shape along the inner peripheral surface of the body portion 61.
  • the permanent magnet 19 is incorporated in the inner periphery of the body 61 in a state of being divided into a plurality in the circumferential direction.
  • the N-pole and S-pole magnetic poles are alternately magnetized along the circumferential direction on the inner circumferential surface of the permanent magnet 19 arranged in a cylindrical shape. Specifically, each of the N poles and the S poles is 14 poles, and a total of 28 poles are magnetized so that the N poles and the S poles are alternately arranged.
  • FIG. 4 is a perspective view of a stator constituting the hub dynamo 10.
  • the stator 13 is configured by combining a claw pole type first stator unit 20 ⁇ / b> A and a second stator unit 20 ⁇ / b> B in the axial direction of the wheel shaft 11.
  • 20A outputs an A-phase alternating current / voltage
  • the second stator unit 20B outputs a B-phase alternating current / voltage.
  • each of the stator units 20A and 20B includes a coil 24 wound around the wheel shaft 11 via a bobbin (not shown), a coil 24 surrounding the coil 24, and a permanent magnet 19 on the outer periphery.
  • stator cores 26 having teeth 22 (22-1 and 22-2) having the number of poles corresponding to the number of magnetic poles.
  • the stator core 26 is disposed opposite to the central yoke 25 disposed on the inner periphery of the annular coil 24 and to one side (Q side) and the other side (P side) of the annular coil 24 in the axial direction.
  • An inner peripheral portion is arranged on a pair of disk-shaped side yokes 21 (21-1, 21-2) magnetically coupled to one end and the other end of the central yoke 25, and an outer peripheral portion of the stator core 26.
  • Teeth 22 opposed to the inner peripheral side of the permanent magnet 19 of the rotor 12 via a gap, and magnetically coupled to the outer peripheral portions of the side yokes 21-1 and 21-2 and arranged alternately in the circumferential direction. (22-1 and 22-2).
  • the teeth 22 (22-1 and 22-2) are formed integrally with the disk-shaped side yoke 21 (21-1 and 21-2), respectively. Then, the tooth 22-1 formed integrally with the side yoke 21-1 on one side (Q side) in the axial direction and the side yoke 21-2 on the other side (P side) in the axial direction are formed integrally.
  • the teeth 22-2 are alternately arranged with a minute interval in the circumferential direction.
  • Each side yoke 21-1, 21-2 has 14 teeth 22-1 and 22-2, and the number of poles of all teeth 22 (22-1 and 22-2) is the permanent magnet 19. Corresponds to the number of magnetic poles.
  • the side yokes 21 (21-1, 21-2) on the side of the axial direction Q and the side in the axial direction P having the teeth 22 (22-1 and 22-2) integrally have the same shape.
  • the side yoke 21-1 on the axial direction Q side faces the teeth 22-1 toward the axial direction P, and the side yoke 21-2 on the axial direction P side places the teeth 22-2 in the axial direction Q side. Toward, they are combined with each other on the wheel shaft 11.
  • a central hole 23 is formed in the center of the disk-shaped side yoke 21 (21-1, 21-2) to be fitted to the outer periphery of the wheel shaft 11. The center hole 23 allows the stator 13 to be connected to the wheel shaft. 11 is fixed.
  • first stator unit 20A and the second stator unit 20B are combined such that the positions of the teeth 22 of the stator units 20A and 20B are shifted from each other in the circumferential direction by a predetermined angle ⁇ .
  • two-phase alternating currents and voltages of phase A and phase B are output from the coils 24 of the stator units 20A and 20B.
  • the number of poles of the teeth 22 (22-1 and 22-2) in the first and second stator units 20A (A phase) and 20B (B phase) is P, and the teeth 22 (22-1 and 22-1).
  • the pitch angle of 22-2) is ⁇ , and the circumferential direction of the teeth 22 (22-1 and 22-2) of the first stator unit 20A and the teeth (22-1 and 22-2) of the second stator unit 20B
  • the angle ⁇ is set so as to satisfy the following expression.
  • circumferential positioning means (not shown) is provided.
  • the side yoke 21-2 on the axial direction P side of the first stator unit 20A and the side yoke 21-1 on the axial direction Q side of the second stator unit 20B are adjacent to each other. Are arranged back to back.
  • a restricting portion that restricts the movement of the stator 13 in the axial direction is provided on portions of the wheel shaft 11 that are located on both sides in the axial direction of the stator 13.
  • the restricting portion of the present embodiment includes a special nut 30 provided on the axial direction P side of the stator 13 in the wheel shaft 11 and a stator fixing member 37 provided on the axial direction Q side.
  • the stator 13 is sandwiched and fixed at a fixed position in the axial direction by the special nut 30 and the stator fixing member 37 fixed to the outer periphery of the wheel shaft 11.
  • the special nut 30 includes a sleeve portion 30a formed on the axial direction P side, and a flange portion 30b formed on the axial direction P side and having an outer diameter enlarged with respect to the sleeve portion 30a. Then, the internal thread portion is fixed to the outer periphery of the wheel shaft 11 by screwing the internal thread portion formed on the inner periphery to the external thread portion of the wheel shaft 11.
  • the outer peripheral surface of the sleeve portion 30a is fixed to the inner periphery of the inner ring of the bearing 22 in which the outer ring is fitted to the bearing fitting wall 83 of the second end plate 80 by press fitting or the like.
  • the flange portion 30b has an outer diameter larger than the inner diameter of the bearing 22, and an end face located on the axial direction P side is in contact with the inner ring of the bearing 22 in the axial direction.
  • the bearing 22 is mounted so that the outer ring side is rotatable around the wheel shaft 11.
  • the end face located on the axial direction P side in the flange portion 30 b is in contact with the inner peripheral portion of the stator 13 in the axial direction.
  • a groove 30 c is formed on the outer peripheral surface of the special nut 30 for drawing the end of the conductive wire constituting the coil 24 to the outside of the hub dynamo 10.
  • a connector 40 is disposed outside the second end plate 80, and a conductive wire (not shown) of the coil 24 is introduced into the connector 40.
  • the end portion of the conducting wire is led to the conducting wire lead-out portion 43 of the connector 40 through the groove 30c (see FIG. 4) of the special nut 30, and is led out of the hub dynamo 10 through the conducting wire lead-out portion 43.
  • a sleeve portion 30 a of a special nut 30 is inserted through the inner peripheral portion of the connector 40, and the connector 40 is fixed to the wheel shaft 11 by a nut 46 via a washer 45.
  • a sleeve member 50 is provided on the wheel shaft 11 on the axial direction Q side of the stator fixing member 37.
  • the sleeve member 50 is a cylindrical member having an internal thread portion formed on the inner peripheral surface, and is attached to the external thread portion of the wheel shaft 11 from the axial direction Q side.
  • the sleeve member 50 includes a sleeve main body 50a formed on the axial direction P side, and a flange portion 50b formed on the axial direction Q side and having an outer diameter enlarged relative to the sleeve main body 50a.
  • the flange portion 50b is formed in a polygonal cylindrical shape, and the end surface on the axial direction P side is in contact with the inner ring of the bearing 21 on the first end plate 70 side in the axial direction.
  • the sleeve main body 50a is formed in a cylindrical shape, and is fitted into the inner periphery of the inner ring of the bearing 21 on the first end plate 70 side.
  • the sleeve main body 50 a has an outer diameter set to be equal to or slightly larger than the inner diameter of the bearing 21, and is fixed to the inner periphery of the inner ring of the bearing 21 by press fitting or the like.
  • a cover 54 is attached to the outside of the first end plate 70 so as to cover the bearing 21 and the sleeve member 50.
  • the cover 54 is a member formed in a bowl shape, and prevents water, dust beach, and the like from entering the rotor 12 from the outside.
  • a nut 52 screwed to the wheel shaft 11 is arranged on the inner peripheral portion of the cover 54 to prevent the sleeve 50 from loosening.
  • the first teeth 22-1 provided on the side yoke 21-1 on the axial direction Q side are provided on the side yoke 21-2 on the N pole and axial direction P side by the magnetic flux of the rotating permanent magnet 19.
  • the state where the second tooth 22-2 is the S pole and the state where the first tooth 22-1 is the S pole and the second tooth 22-2 is the N pole are alternately repeated. Thereby, an alternating magnetic flux is generated in the stator core 26 of the A-phase first stator unit 20A and the stator core 26 of the B-phase second stator unit 20B, and this alternating magnetic flux causes the first and second stator units 20A, A current flows through each coil 24 of 20B to generate power.
  • the alternating current / voltage output from the coil 24 of the first stator unit 20A is out of phase with the alternating current / voltage output from the coil 24 of the second stator unit 20B. At the same time, there is no point where the alternating voltage drops to 0V.
  • the circumferential shift angle ⁇ between the teeth 22 (22-1 and 22-2) of the first stator unit 20A and the teeth 22 (22-1 and 22-2) of the second stator unit 20B is the teeth 22. Therefore, as shown in FIG. 5, the phase shift of the voltage waveform of the two-phase coil 24 of the A phase and the B phase is exactly 90 ° in electrical angle.
  • FIG. 6 is a diagram showing a plan view of the headlamp.
  • the headlamp 4 includes a light stay 6, a head case 107, a front lens 103, a reflecting mirror 102, a light emitter 600 support substrate 104, and a control substrate 105.
  • the reflecting mirror 102 is provided on the inner surface of the head case 107.
  • a light emitter 600 is disposed at the center of the reflecting mirror 102. Therefore, the reflecting mirror 102 reflects the light emitted from the light emitter 600, collects it with the front lens 103, and illuminates the front.
  • the front lens 103 seals the opening on the front surface of the head case 107.
  • the front lens 103 is formed in a circular shape having the optical axis M of the light-emitting body 600 as an axis, and has a curved surface protruding forward and has a function as a condenser lens.
  • the light emitter 600 is turned on by electricity supplied from the control board 105.
  • the light emitter 600 is, for example, an LED (Light Emitting Diode) or a filament light emitter.
  • the light emitter 600 is disposed at a substantially central portion of the reflecting mirror 102 and is fixed by the support substrate 104.
  • the light emitter 600 is electrically connected to the control substrate 105 via the support substrate 104.
  • the connection between the control board 105 and the light emitter 600 may be electrically connected via, for example, a lead wire, a printed board, a flexible board, or the like.
  • the control board 105 is connected to the output terminal 110 at one end of the hub dynamo 10 via the cable 20.
  • the control board 105 acquires the power generated by the hub dynamo 10 via the cable 20.
  • the control board 105 has a voltage doubler rectifier circuit 200 (described later).
  • the voltage supplied from the hub dynamo 10 by the voltage doubler rectifier circuit 200 is multiplied by N and output to the light emitter 600.
  • the light stay 6 is connected to the voltage doubler rectifier circuit 200.
  • the control board 105 is electrically connected to the light stay 6.
  • the connection method between the cathode of the light emitter 600 and the light stay 6 may be connected via a lead wire, a printed board, a flexible board, or the like, or may be connected via a pattern on the control board 105.
  • the control board 105 is electrically connected to one output terminal 110 of the hub dynamo 10 serving as a power supply unit via the cable 20.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of the bicycle lighting device 150 according to the present embodiment.
  • the bicycle lighting device 150 includes a hub dynamo 10, a control unit 300, and a light emitter 600.
  • the control unit 300 is provided on the control substrate 105
  • the light emitter 600 is provided on the support substrate 104.
  • the hub dynamo 10 has one output terminal 110 connected to the control unit 300 via the cable 20.
  • the hub dynamo 10 has the other output terminal 120 connected to the front fork 3 which is a part of the frame of the bicycle 1.
  • the control unit 300 includes a voltage doubler rectifier circuit 200, a diode 205, and a diode 205.
  • the voltage doubler rectifier circuit 200 is electrically connected to the output terminal 110 and converts the AC voltage generated by the hub dynamo 10 into DC.
  • the voltage doubler rectifier circuit 200 includes a diode 201, a diode 202, a capacitor 203 and a capacitor 204.
  • the diode 201 has an anode connected to the cathode of the diode 202.
  • the cable 20 is connected to a connection point between the anode of the diode 201 and the cathode of the diode 202.
  • the capacitor 203 has one end connected to the cathode of the diode 201 and the other end connected to one end of the capacitor 204.
  • the other end of the capacitor 204 is connected to the anode of the diode 202.
  • a connection point 250 between the other end of the capacitor 203 and one end of the capacitor 204 is connected to the light stay 6.
  • the light stay 6 and the front fork 3 are electrically connected. That is, the output terminal 120 of the hub dynamo 10 and the connection point 250 are electrically connected via the light stay 6 and the front fork 3. That is, the intermediate voltage point of the voltage doubler rectifier circuit 200 and the output terminal 120 of the hub dynamo 10 are electrically connected via the frame of the bicycle 1.
  • the connection point 250 is an intermediate voltage of the output voltage of the voltage doubler rectifier circuit 200. Further, the connection point 250 becomes an intermediate voltage point of the voltage doubler rectifier circuit 200.
  • the diode 205 has a cathode connected to one end of the capacitor 203 and an anode connected to the cathode of the diode 206.
  • the diode 206 has a cathode connected to the anode of the diode 205 and an anode connected to the other end of the capacitor 204.
  • a connection point 400 between the cathode of the diode 206 and the anode of the diode 205 is connected to the connection point 250.
  • the light emitter 600 has a positive terminal (eg, anode) connected to one end of the capacitor 203 and a negative terminal (eg, cathode) connected to the other end of the capacitor 204.
  • Hub dynamo 10 outputs alternating voltage A shown in FIG.
  • the diode 201 rectifies one half cycle (positive polarity) of the alternating voltage A (or alternating voltage B), and supplies a positive rectified output, which is the rectified output, to the capacitor 203.
  • the capacitor 203 is charged by the positive rectified output supplied from the diode 201.
  • the diode 202 rectifies the other half cycle (negative polarity) of the alternating voltage A (or alternating voltage B), and supplies a negative rectified output, which is the rectified output, to the capacitor 204.
  • the capacitor 204 is charged by the negative rectified output supplied from the diode 202.
  • the capacitor 203 and the capacitor 204 are connected in series, so that a DC voltage approximately twice the peak value of the alternating voltage A (or the alternating voltage B) is obtained. That is, the luminous body 600 is applied with a DC voltage that is about twice the peak value of the alternating voltage (or alternating voltage B).
  • the diode 205 and the diode 206 are diodes for preventing reverse voltage of the capacitor 203 and the capacitor 204.
  • the bicycle lighting device 150 of the present embodiment includes the voltage doubler rectifier circuit 200 and connects the intermediate voltage point of the voltage doubler rectifier circuit 200 to the light stay 6. Also.
  • one output terminal 110 of the hub dynamo 10 is connected to the voltage doubler rectifier circuit 200 via the cable 20, and the other output terminal 120 has a frame near the hub dynamo 10, such as a front fork. 3 is electrically connected.
  • the bicycle lighting device 150 of the present embodiment connects the hub dynamo 10 and the headlamp 4 with the same one-wire system as in the prior art. Therefore, when a voltage doubler rectifier circuit is added to the conventional bicycle lighting device, it can be dealt with only by changing the circuit of the headlamp 4, and the die cost and cable cost of the connector portion can be reduced.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of the bicycle lighting device 150 according to the present modification.
  • the hub dynamo 10 has one output terminal 110 connected to the front fork 3.
  • the other output terminal 120 is connected to the connection point 250 and the connection point 400 via the cable 20.
  • a light stay 6 is connected to a connection point between the anode of the diode 201 and the cathode of the diode 202.
  • the voltage doubler rectifier circuit 200 and one output terminal 110 of the hub dynamo 10 that is a power supply unit are electrically connected via the frame of the bicycle 1. The Thereby, even when the voltage doubler rectifier circuit 200 is provided, the hub dynamo 10 and the headlamp 4 can be connected in a one-wire system.
  • the output of the voltage doubler rectifier circuit 200 is connected to the light emitter 600.
  • a voltage control unit that limits the output voltage of the voltage doubler rectifier circuit 200 may be provided between the output of the voltage doubler rectifier circuit 200 and the light emitter 600.
  • the voltage control unit is, for example, a limiter circuit or an overvoltage protection circuit.
  • an external illuminance detection circuit may be provided between the output of the voltage doubler rectifier circuit 200 and the light emitter 600. The external illuminance detection circuit measures external illuminance with an optical sensor or the like, and supplies power to the light emitter 600 based on the illuminance.
  • the output of the voltage doubler rectifier circuit 200 is about twice that of the hub dynamo 10, but the present invention is not limited to this.
  • a diode and a capacitor of the voltage doubler rectifier circuit 200 may be further added, and the output of the voltage doubler rectifier circuit 200 may be boosted to a voltage N (N is a positive integer) times the output of the hub dynamo 10.
  • the hub dynamo 10 connects the output terminal 120 to the front fork 3, but is not limited thereto. That is, the hub dynamo 10 only needs to have the output terminal 120 connected to the frame, and the connection location in the frame is not particularly limited.
  • the intermediate voltage point (connection point 250) of the voltage doubler rectifier circuit 200 is connected to the light stay 6.
  • the present invention is not limited to this. That is, the hub dynamo 10 only needs to connect the intermediate voltage point (connection point 250) of the voltage doubler rectifier circuit 200 to the frame.
  • the above bicycle lighting device can connect the dynamo and the light emitter in a one-wire system even when the voltage doubler rectifier circuit is provided.

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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

自転車用照明装置
　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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