(57)【要約】【課題】自転車のフロント部分に配置された電装品及び発電機構を連結する導線の接続不良のおそれを低減して、電装品に確実に電力を供給することにある。【解決手段】このフロントフォーク１１は、第１及び第２フォークブレード１３，１５と、フォーククラウン１７と、フォークステム１９とを備えている。第１及び第２フォークブレード１３，１５は、第１及び第２電極とそれぞれ導通可能である。フォーククラウン１７は、前照灯１０９が装着可能であり、第１フォークブレード１３と第２フォークブレード１５とを絶縁可能なスペーサ２１を有している。フォークステム１９は、自転車１のフレーム１０２に回動自在に支持される。また、第１フォークブレード１３は、フォーククラウン１７に装着された自転車用電装品から延びるケーブル１１０の先端部１１０ａが取り付け可能な取付孔１３ｃを有している。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２電極を有する発電機構を備えた自転車用ハブの軸方向両端部に連結される自転車用フロントフォークであって、
先端部が前記自転車用ハブの軸方向両端部にそれぞれ固定され、前記第１及び第２電極とそれぞれ導通可能な第１及び第２フォークブレードと、
自転車用電装品が装着可能であり、前記第１及び第２フォークブレードの各先端部と逆側の起端部がそれぞれ連結される第１及び第２連結部を有するとともに、
前記第１フォークブレードと第２フォークブレードとを絶縁可能なフォーククラウンと、
前記フォーククラウンに連結され、前記自転車のフレームに回動自在に支持されるフォークステムとを備え、
前記第１フォークブレードは、前記フォーククラウンに装着された自転車用電装品から延びる導線の先端部が取り付け可能な取付部を有している、
自転車用フロントフォーク。
【請求項２】
前記フォーククラウンは、前記第１フォークブレードと前記第１連結部との間に配置されかつ絶縁性を有する材質で構成されたスペーサをさらに有している、請求項１に記載の自転車用フロントフォーク。
【請求項３】
第１及び第２フォークブレードを有する自転車用フロントフォークに装着される自転車用ハブであって、
軸方向両端部がそれぞれ前記第１及び第２フォークブレードの先端部に固定されるハブ軸と、
自転車の前輪に連結されるとともに前記ハブ軸回りに回転自在に装着される筒状部材と、
前記ハブ軸と前記筒状部材との間に配置され、第１及び第２電極を有し、前記第１電極が前記第１フォークブレードに導通可能な発電機構とを備え、
前記ハブ軸は、前記第１フォークブレードから前記第２フォークブレードまで延びて配置され前記第２電極と導通可能な軸部と、前記軸部に装着され前記軸部と前記第１フォークブレードとを絶縁するための絶縁部とを有している、自転車用ハブ。
【請求項４】
前記筒状部材は、前記第１フォークブレード側の端部に形成された第１フランジ部と、前記第２フォークブレード側の端部に形成された第２フランジ部とを有し、
前記ハブ軸の絶縁部は、前記第１フランジ部と前記第１フォークブレードとの間に配置され、前記軸部が軸方向に貫通して挿通可能であるとともに、前記第２フォークブレード側の端部で外周側に突出する鍔部と、前記鍔部から前記第１フォークブレード側の端部にかけて延びる胴部とを有し、
前記絶縁部の胴部に挿通され、前記発電機構の第１電極に導線を介して接続されるとともに前記第１フォークブレードに当接可能な環状の導通部材をさらに備えた、請求項３に記載の自転車用ハブ。
【請求項５】
請求項１または２に記載の自転車用フロントフォークと、
請求項３または４に記載の自転車用ハブとを備え、
前記発電機構の第１電極は、前記第１フォークブレード及び前記自転車用電装品から延びる導線を介して前記自転車用電装品と導通され、
前記発電機構の第２電極は、前記軸部、前記第２フォークブレード及び前記フォーククラウンを介して前記自転車用電装品と導通されている、自転車用電力供給システム。
【請求項６】
前記自転車用電装品は、前記フォーククラウンに装着され、
前記第１フォークブレードの取付部は、前記第１フォークブレードの起端部に設けられている、請求項５に記載の自転車用電力供給システム。
【請求項７】
前記自転車用電装品は、自転車用前照灯であり、
前記第１フォークブレードは前記自転車用電装品から延びる導線を介して、前記第２フォークブレードは前記フォーククラウンを介して、それぞれ前記自転車用前照灯と導通可能である、請求項５または６に記載の自転車用電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車用フロントフォーク、特に、第１及び第２電極を有する発電機構を備えた自転車用ハブの軸方向両端部に連結される自転車用フロントフォークに関する。
【０００２】
また、本発明は、自転車用ハブ、特に、第１及び第２フォークブレードを有する自転車用フロントフォークに装着される自転車用ハブに関する。
さらに、本発明は、これら自転車用フロントフォーク及び自転車用ハブを備えた自転車用電力供給システムに関する。
【０００３】
【従来の技術】
自転車は、一般に、車体の骨格をなすフレームと、フレームの前端部に回動自在に連結されたフロントフォークとを備えている。フロントフォークは、１対のフォークブレードと、フォーククラウンと、フォークステムとを備えている。１対のフォークブレードは、前輪の両側に配置され、各先端部は前輪の回転中心に配置されたフロントハブに連結されている。フォーククラウンは、フォークブレードの先端部と逆側の起端部が連結されるとともに、上方に延びて配置されるフォークステムが連結される。フォークステムは、フレームの前端部に回動自在に支持される。
【０００４】
このような従来の自転車として、フロントフォークに前照灯等の電装品が装着されるとともに、電装品に対し電力を供給するための発電機構をフロントハブに備えたものがある。この種の自転車では、通常、発電機構から電装品にかけてフロントフォークに沿って延び、導線を内装したケーブルが配置されている。このような自転車では、前輪の回転により発電機構が発電すると、導線を通じて電装品に電力が供給される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、この種の自転車では、発電機構は、２つの電極を有しており、導線は一方の電極から延びて電装品の一方の電極に接続されており、他方の電極は、フロントハブ及びフロントフォークを介して電装品の他方の電極に接続されており、アースとして機能する。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２１３１０４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の自転車では、導線は、発電機構から電装品までの比較的長い距離にわたり、外部に露出した状態で配置されている。このため、例えば、何らかの物体に引っかかって断線したり、或いは、水分が進入することによって接続不良が生じたりして、電装品に電力が供給されないおそれが高くなる。
【０００８】
本発明の目的は、自転車のフロント部分に配置された電装品及び発電機構を連結する導線の接続不良のおそれを低減して、電装品に確実に電力を供給することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
発明１に係る自転車用フロントフォークは、第１及び第２電極を有する発電機構を備えた自転車用ハブの軸方向両端部に連結されるものであって、第１及び第２フォークブレードと、フォーククラウンと、フォークステムとを備えている。第１及び第２フォークブレードは、先端部が自転車用ハブの軸方向両端部にそれぞれ固定され、第１及び第２電極とそれぞれ導通可能である。フォーククラウンは、自転車用電装品が装着可能であり、第１及び第２フォークブレードの各先端部と逆側の起端部がそれぞれ連結される第１及び第２連結部を有するとともに、第１フォークブレードと第２フォークブレードとを絶縁可能である。フォークステムは、フォーククラウンに連結され、自転車のフレームに回動自在に支持される。また、第１フォークブレードは、フォーククラウンに装着された自転車用電装品から延びる導線の先端部が取り付け可能な取付部を有している。
【００１０】
この自転車用フロントフォークでは、第１電極は、第１フォークブレード及びフォークステムを介して自転車用電装品と導通しており、第２電極は、第２フォークブレード及び導線を介して自転車用電装品と導通している。そして、２本のフォークブレードは、フォークステムによって絶縁されている。したがって、発電機構により発電されると、第１及び第２電極からの電力は、互いに絶縁された２つのフォークブレードを通じて自転車用電装品に供給される。
【００１１】
ここでは、２つのフォークブレードを導線の代わりとして用いることができ、自転車用電装品からの導線の長さを短縮することができる。したがって、ここでは、導線の接続不良のおそれを低減して、電装品への電力供給をより確実に行うことができる。
【００１２】
発明２に係る自転車用フロントフォークは、請求項３の自転車用フロントフォークにおいて、スペーサをさらに備えている。スペーサは、フォーククラウンは、第１フォークブレードと第１連結部との間に配置されかつ絶縁性を有する材質で構成されている。
【００１３】
この自転車用フロントフォークでは、具体的に、絶縁性を有するスペーサにより、２つのフォークブレードが絶縁される。
発明３に係る自転車用ハブは、第１及び第２フォークブレードを有する自転車用フロントフォークに装着されるものであって、ハブ軸と、筒状部材と、発電機構とを備えている。ハブ軸は、軸方向両端部がそれぞれ第１及び第２フォークブレードの先端部に固定される。筒状部材は、自転車の前輪に連結されるとともにハブ軸回りに回転自在に装着される。発電機構は、ハブ軸と筒状部材との間に配置され、第１及び第２電極を有し、第１電極が第１フォークブレードに導通可能である。また、ハブ軸は、軸部と、絶縁部とを有している。軸部は、第１フォークブレードから第２フォークブレードまで延びて配置され、第２電極と導通可能である。絶縁部は、軸部に装着され、軸部と第１フォークブレードとを絶縁する。
【００１４】
この自転車用ハブでは、筒状部材が前輪と一体に回転することにより、筒状部材とハブ軸とが相対回転して発電機構により発電される。このとき、第１電極は第１フォークブレードと導通し、第２電極は軸部を通じて第２フォークブレードと導通している。そして、絶縁部により第１フォークブレードと軸部とは絶縁されている。このため、発電機構によって発電された電力は、互いに絶縁された２つのフォークブレードを介してフロントフォークに装着された電装品等に供給される。
【００１５】
ここでは、発電機構と電装品とをフォークブレードによって電気的に接続できるので、電装品からの導線の長さを短縮することができる。
発明４に係る自転車用ハブは、請求項１の自転車用ハブにおいて、筒状部材は、第１フランジ部と、第２フランジ部とを有している。第１フランジ部は、第１フォークブレード側の端部に形成されている。第２フランジ部は、第２フォークブレード側の端部に形成されている。また、ハブ軸の絶縁部は、第１フランジ部と第１フォークブレードとの間に配置され、軸部が軸方向に貫通して挿通可能であるとともに、鍔部と、胴部とを有している。鍔部は、第２フォークブレード側の端部で外周側に突出する部分である。胴部は、鍔部から第１フォークブレード側の端部にかけて延びる部分である。さらに、この自転車用ハブは、導通部材をさらに備えている。導通部材は、絶縁部の胴部に挿通され、発電機構の第１電極に導線を介して接続されるとともに第１フォークブレードに当接可能な環状の部材である。
【００１６】
この自転車用ハブでは、具体的に、第１電極は導通部材を介して第１フォークブレードに導通されるが、この導通部材が絶縁部の鍔部に当接することで軸部との接触が断たれているため、第１及び第２電極が絶縁される。
【００１７】
発明５に係る自転車用電力供給システムは、自転車用ハブと、自転車用フロントフォークとを備えている。自転車用ハブは、請求項１または２に記載のものである。自転車用フロントフォークは、請求項３または４に記載のものである。そして、発電機構の第１電極は、第１フォークブレード及び自転車用電装品から延びる導線を介して自転車用電装品と導通されている。また、発電機構の第２電極は、軸部、第２フォークブレード及びフォーククラウンを介して前記自転車用電装品と導通されている。
【００１８】
この自転車用電力供給システムでは、発電機構により発電された電力は、互いに絶縁された２本のフォークブレードを介して自転車用電装品に供給される。
ここでは、２本のフォークブレードを導線の代わりとして用いることができ、これにより、導線の長さを短縮することができる。したがって、ここでは、接続不良等の生じるおそれが低減して、電装品に確実に電力供給を行うことができる。
【００１９】
発明６に係る自転車用電力供給システムは、請求項５の自転車用電力供給システムにおいて、自転車用電装品は、フォーククラウンに装着されている。また、第１フォークブレードの取付部は、第１フォークブレードの起端部に設けられている。
【００２０】
この自転車用電力供給システムでは、第１フォークブレードの取付部は、フォーククラウンに隣接する起端部に設けられているため、導線の長さを最小限に抑えることができる。
【００２１】
発明７に係る自転車用電力供給システムは、請求項５または６の自転車用電力教師ステムにおいて、自転車用電装品は、自転車用前照灯である。また、第１フォークブレードは自転車用電装品から延びる導線を介して、第２フォークブレードはフォーククラウンを介して、それぞれ自転車用前照灯と導通可能である。
【００２２】
この自転車用電力供給システムでは、特に、自転車用電装品が自転車用前照灯である場合において、導線の長さを短縮して、接続不良等のおそれを低減する様にしている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
［自転車の全体構成］
図１に、本発明の一実施形態が採用された電力供給システム１０８を備えた自転車１を示す。
【００２４】
自転車１は、フレーム１０２と、ハンドル１０４と、チェーン、ペダル等からなる駆動部１０５と、スポーク９９をそれぞれ有する前輪１０６及び後輪１０７と、前照灯１０９と、前照灯に電力を供給するための電力供給システム１０８とを備えている。
【００２５】
前照灯１０９は、電力供給システム１０８のフロントフォーク１１（後述）に装着されている。また、前照灯１０９は２つの電極を有しており、一方の電極からは、図２に示すように、ダイナモ３９の第１電極からの電力を受け取るための導線を内装したケーブル１１０が延びており、その先端部は、導電性部分が外部に露出した端子１１０ａとして形成されている。一方、前照灯１０９の他方の電極は、フロントフォーク１１のフォーククラウン１７（後述）と導通され、接地されている。
【００２６】
電力供給システム１０８は、図２及び図３に示すように、フレーム１０２の前端部に回動自在に連結されるフロントフォーク１１と、フロントフォーク１１に連結され前輪１０６のスポーク９９が連結されるフロントハブ３１とを備えている。
【００２７】
［フロントフォーク］
このフロントフォーク１１は、第１及び第２フォークブレード１３，１５と、フォーククラウン１７と、フォークステム１９とを備えている。
【００２８】
第１及び第２フォークブレード１３，１５は、金属等の導電性材料からなり、前輪１０６の両側に配置されている。両フォークブレード１３，１５の先端部１３ａ，１５ａには、フロントハブ３１のハブ軸３３（後述）の軸方向両端部が装着される取付用開口１３ｄ，１５ｄが形成されている。
【００２９】
第１フォークブレード１３の取付用開口１３ｄには、フロントハブ３１の軸部３４（後述）と第１フォークブレード１３との導通を遮断するための絶縁部材１４が装着されている。第１フォークブレード１３の起端部１３ｂは、フォーククラウン１７のスペーサ２１（後述）を介して第１連結部１７ａ（後述）に接着剤等によって固定的に連結される。また、第１フォークブレード１３の起端部１３ｂには、ケーブル１１０の端子１１０ｃをビス１１２により取り付けるための取付孔１３ｃが形成されている。
【００３０】
第２フォークブレード１５の起端部１５ｂは、フォーククラウン１７の第２連結部１７ｂに接着剤を介して固定的に連結されている。
フォーククラウン１７は、後述するスペーサ２１を除いて金属等の導電性材料からなり、第１乃至第３連結部１７ａ〜１７ｃと、装着孔１８とを有している。第１及び第２連結部１７ａ，１７ｂには、第１及び第２フォークブレード１３，１５の起端部１３ｂ，１５ｂがそれぞれ連結される。第３連結部１７ｃには、フォークステム１９が連結される。装着孔１８は、前照灯１０９をフォーククラウン１７に装着するためのビス１１３が挿入される孔である。また、フォーククラウン１７は、別体のスペーサ２１をさらに有している。スペーサ２１は、セラミックス等の絶縁性材料からなる部材であって、フォーククラウン１７の第１連結部１７ｂと第１フォークブレード１３の起端部１３ｂとに嵌合可能である。スペーサ２１は、外周側に突出する鍔部２１ａを有しており、これにより、第１フォークブレード１３とフォーククラウン１７と間での導通を遮断することができる。
【００３１】
フォークステム１９は、金属等の導電性材料からなり、上下方向に延びて配置される。フォークステム１９は、下端部がフォーククラウン１７に連結され、上端部がハンドル１０４に連結され、これらの中間部分がフレーム１０２の前端部に回動自在に連結されている。
【００３２】
［フロントハブ］
フロントハブ３１は、図４に示すように、ハブ軸３３と、筒状部材３７と、ダイナモ３９と、導通部材４１とを備えている。
【００３３】
ハブ軸３３は、軸部３４と、第１フォークブレード１３側に配置された絶縁部材３５とを有している。
軸部３４は、導電性材料からなり、軸方向両端部がそれぞれ各フォークブレード１３，１５の外側に配置されるよう延びており、各取付用開口１３ｄ，１５ｄにそれぞれナット５１，５３により固定される。これらナット５１，５３は導電性材料からなる。軸部３４は、ケーブル４３を介してダイナモ３９の第２電極に接続されている。また、軸部３４には、筒状部材３７とハブ軸３３との間に配置された２つのベアリング３８のボール３８ａを押さえるための玉押しナット４５，ワッシャ４６及び回り止めナット４７が２箇所に１つずつ装着されている。これらの部材４５〜４７もまた、いずれも導電性材料からなる。また、ハブ軸３４には、ダイナモ３９のケーブル４４が配置されるケーブルガイド用孔３４ａ（後述）が形成されている。
【００３４】
絶縁部材３５は、セラミックス等の絶縁性材料からなる。絶縁部材３５は、第１フォークブレード１３側の端部に外周側に突出して形成された鍔部３５ａと、鍔部３５ａから第１フォークブレード１３側に延びる筒状の胴部３５ｂとを有している。鍔部３５ａは、回り止めナット４７と導通部材４１との導通を遮断するための部分である。胴部３５ｂの内部には、軸部３４が挿通可能に軸方向に貫通している。
【００３５】
筒状部材３７は、ハブ軸３３回りに回転自在に装着された部材であり、軸方向両端部に、外周側に突出する第１及び第２フランジ部３７ａ，３７ｂを有している。各フランジ部３７ａ，３７ｂには、前輪１０６のスポーク９９の内周側の端部が取り付けられる複数の取付孔３７ｃが形成されている。
【００３６】
ダイナモ３９は、筒状部材３７の内側に配置されており、ハブ軸３３に固定された内側固定子６１と、内側固定子６１に対向して筒状部材３７に固定された外側回転子６３とを有している。内側固定子６１は、コイル（図示せず）が巻き付けられたボビン６５を有しており、ボビン６５から軸方向両側に取り出されたコイルの２つの端部（第１及び第２電極）がそれぞれケーブル４４，４３に接続されている。外側回転子６３は、主に、円周方向に並べて配置された複数の永久磁石（図示せず）から構成されている。
【００３７】
導通部材４１は、導電性材料からなり、絶縁部材３５の胴部３５ｂ
が内部に挿通可能な環状の部材である。導通部材４１は、絶縁部材４１と第１フォークブレード１３の外周面との間に挟持されるよう配置されており、絶縁部材４１の胴部３５ｂに対し、接着剤を用いて、或いは、圧入またはネジ止めにより、その他周知の方法により固定されている。導通部材４１は、内周部にケーブル４４の一方の端部が接続されており、ケーブル４４を介してダイナモ３９の第１電極と導通されている。
【００３８】
このように構成された電力供給システム１０８では、ダイナモ３９の第１電極がケーブル４４、導通部材４１、第１フォークブレード１３及びケーブル１１０を介して前照灯１０９と導通され、一方、第２電極がケーブル４３、軸部３４、第２フォークブレード１５及びフォーククラウン１７を介して前照灯１０９と導通されている。そして、２本のフォークブレード１３，１５は、フロントフォーク１１では、スペーサ２１により第１フォークブレード１３とフォーククラ
ウン１７との導通が遮断されている。フロントハブ３１では、絶縁部材１４により第１フォークブレード１３とナット５１との導通が遮断され、絶縁部材３５により回り止めナット４７と導通部材４１との導通が遮断されている。
【００３９】
このようなシステム１０８では、フロントハブ３１において、前輪１０６が回転することにより筒状部材３７が前輪１０８と一体に回転し、ダイナモ３９の外側回転子６３と内側固定子６１とが相対回転して発電する。そして、ダイナモ３９の第１及び第２電極からは、互いに絶縁された２本のフォークブレード１３，１５を辿って前照灯１０９に電力が供給される。なお、第２電極からの電力は、ここでは、アースとして機能する。
【００４０】
したがって、このシステム１０８では、２つのフォークブレード１３，１５が導線の代わりとして用いられ、ケーブル１１０の長さが短縮されている。したがって、このシステム１８によれば、ケーブル１１０の接続不良のおそれを低減して、前照灯１０９への電力供給をより確実に行うことができる。
【００４１】
特に、このシステム１０８では、ケーブル１１０の取付孔１３ｃは、前照灯１０９が装着されたフォーククラウン１７に隣接して設けられているため、ケーブル１１０の長さは最小限に抑えられている。
【００４２】
また、このシステム１０８では、既に自転車１の構成部品として用いられている２つのフォークブレード１３，１５を導線として用いていることから、導線の代わりとなる新たな部品を別途用意せずに済む。
【００４３】
［他の実施形態］
（ａ）本発明の自転車用電力給システムは、前照灯に限定されず、例えば、ディスプレイを有するギアインジケータ等他の電装品にも適用し得る。
【００４４】
（ｂ）フォーククラウンは、別体のスペーサを有するものに限定されず、絶縁性を有する部分が導電性を有する部分と一体に形成されたものであってもよい。（ｃ）自転車用ハブは、上記のようなナット式のものに限定されず、クイックレリーズ式のものであってもよい。この場合、ハブ軸の軸部も、軸方向に貫通される中空部材として形成される。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、自転車の前方部分において、互いに絶縁された２本のフォークブレードが形成されることから、２つのフォークブレードを導線の代わりとして用いることができ、自転車用電装品からの導線の長さを短縮することができる。したがって、ここでは、導線の接続不良のおそれを低減して、電装品への電力供給をより確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態が採用された自転車用電力供給システムを備えた自転車を示す側面図。
【図２】前記自転車用電力供給システムの自転車用フロントフォークを示す斜視図。
【図３】前記フロントフォークの分解斜視図。
【図４】前記自転車用電力供給システムのフロントハブを示す部分断面図。
【符号の説明】
１  自転車
１１  フロントフォーク
１３  第１フォークブレード
１３ａ  第１フォークブレードの先端部
１３ｂ  第１フォークブレードの起端部
１３ｃ  取付孔
１５  第２フォークブレード
１５ａ  第２フォークブレードの先端部
１５ｂ  第２フォークブレードの起端部
１７  フォーククラウン
１７ａ  第１連結部
１７ｂ  第２連結部
１９  フォークステム
２１  スペーサ
３１  フロントハブ
３３  ハブ軸
３４  軸部
３５  絶縁部材
３７  筒状部材
３７ａ  第１フランジ
３７ｂ  第２フランジ
３９  ダイナモ（発電機構）
４１  導通部材
１０８  電力供給システム
１０９  前照灯
１１０  ケーブル
【図１】
2005014834.tif 000003
【図２】
2005014834.tif 000004
【図３】
2005014834.tif 000005
【図４】
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