(57)【要約】【課題】  別途配線を必要とすることなく、自転車の車体に取り付けられた電力消費部に電源を供給できる自転車用発電ユニットを提供する。【解決手段】  被動輪が自転車90の車輪に当接及び離間するよう支持された発電機20と、被動輪を自転車90の車輪に当接するように付勢する付勢手段34と、自転車の車体に取り付けられた操作部40と、一端が発電機20に接続され、他端が操作部に接続されたワイヤー70とを具え、操作部40によってワイヤー70を引っ張り、発電機20を付勢手段34の付勢力に抗して移動させ、被動輪を自転車90の車輪から離間させる自転車用発電ユニットにおいて、自転車の車体に電力消費部80を具え、発電機20は、アース側の出力部が自転車90のフレーム92を経由して、電力消費部80に電気的に接続され、プラス側の出力部31が、前記ワイヤー70と電気的に接続され、ワイヤー70の他端は、電力消費部80に電気的に接続した。【選択図】  図４
2007030755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被動輪が自転車の車輪に当接及び離間するよう支持された発電機と、
該発電機を被動輪が自転車の車輪に当接するように付勢する付勢手段と、
自転車の車体に取り付けられ、使用者が操作する操作部と、
一端が発電機に接続され、他端が操作部に接続されたワイヤーと、を具え、
操作部の操作によってワイヤーを引っ張り、発電機を付勢手段の付勢力に抗して移動させ、被動輪を自転車の車輪から離間させることができる自転車用発電ユニットにおいて、
自転車の車体に取り付けられる電力消費部を具え、
発電機は、アース側の出力部が自転車のフレームを経由して、電力消費部に電気的に接続され、プラス側の出力部が、前記ワイヤーと電気的に接続され、ワイヤーの他端は、電力消費部に電気的に接続されていることを特徴とする自転車用発電ユニット。
【請求項２】
操作部と電力消費部が取り付けられる自転車の車体とは、自転車のハンドルである請求項１に記載の自転車用発電ユニット。
【請求項３】
電力消費部は、操作部と一体に設けられている請求項１又は請求項２に記載の自転車用発電ユニット。
【請求項４】
電力消費部は、操作部とは別個に設けられている請求項１請求項２に記載の自転車用発電ユニット。
【請求項５】
電力消費部は、ライト又はブザーである請求項１乃至請求項４の何れかに記載の自転車用発電ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車の発電機のＯＮ、ＯＦＦ制御を自転車の車体に取り付けられた操作部から行なうことのできる自転車用発電ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自転車用発電機の被動輪を自転車の車輪に当接、離間させる動作を、直接発電機に触れることなく、自転車の車体、例えば、ハンドルに取り付けられた操作部から行なうことができる自転車用発電ユニットが提案されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−４１４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ハンドルは、操作部の他に、手元を照らしたり、被視認性を高めるためにライトが取り付けられることがある。この場合、ライトの電源を電池式とすると、装置が大型化し、電池交換が必要となるなどの問題がある。そこで、前照灯の電源である発電機から電力の供給を受けて、ライトを点灯できるようにしたものもある。ライトと発電機は、アース側は自転車のフレームを介して電気的に接続し、プラス側は、ハーネスを引き出して電気的に接続されている。
しかしながら、ハーネスによって発電機とライトを接続した場合、配線処理に手間が掛かり、また、見栄えが悪くなる。さらに、一般的にハーネスは細い導線であるから、ハンドルを操作したときに、ハーネスが断線し、ライトへ電力供給できなくなってしまうおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、別途配線を必要とすることなく、自転車の車体に取り付けられた電力消費部に電源を供給することができる自転車用発電ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の自転車用発電ユニットは、
被動輪が自転車の車輪に当接及び離間するよう支持された発電機と、
該発電機を被動輪が自転車の車輪に当接するように付勢する付勢手段と、
自転車の車体に取り付けられ、使用者が操作する操作部と、
一端が発電機に接続され、他端が操作部に接続されたワイヤーと、を具え、
操作部の操作によってワイヤーを引っ張り、発電機を付勢手段の付勢力に抗して移動させ、被動輪を自転車の車輪から離間させることができる自転車用発電ユニットにおいて、
自転車の車体に取り付けられる電力消費部を具え、
発電機は、アース側の出力部が自転車のフレームを経由して、電力消費部に電気的に接続され、プラス側の出力部が、前記ワイヤーと電気的に接続され、ワイヤーの他端は、電力消費部に電気的に接続した。
【発明の効果】
【０００７】
電力消費部への電源供給を、アース側はフレームを経由して行ない、プラス側は、発電機をＯＮ、ＯＦＦ制御するためのワイヤーを利用したことによって、電源供給のために別途ハーネス等の配線は不要である。従って、配線処理の簡素化を図ることができ、見栄えを損なうこともない。また、ワイヤーは、一般的なハーネスよりも太い撚線であるから、断線に強く、断線に伴う電源供給の遮断が生ずることもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
自転車(90)の前部は、図１に示すように、前輪(91)を回動自在に支持する前輪ホーク(93)と、該前輪ホーク(93)の上端のハンドルステー(94)、ハンドルステー(94)の上端の使用者が掴むハンドル(95)を連結して構成される。本発明では、前輪ホーク(93)、ハンドルステー(94)及びハンドル(95)を単に「フレーム(92)」と称する。
【０００９】
本発明の自転車用発電ユニット(10)は、図１に示すように、前輪ホーク(93)に取り付けられた発電機(20)と、図２に示すように、ハンドル(95)に取り付けられた操作部(40)及び電力消費部(80)とを有する。操作部(40)は、発電機(20)とワイヤー(70)(インナーワイヤー(71)とアウターワイヤー(72))を介して接続されており、発電機(20)を自転車(90)の前輪(91)に押し付ける操作と、押し付けられた発電機(20)を前輪(91)から離す動作を行ない、発電のＯＮ、ＯＦＦを制御する装置である。
【００１０】
本発明の特徴は、発電機(20)を自転車(90)の前輪(91)に対して接触、離間させる操作を自転車(90)の車体、例えば、ハンドル(95)に配備された操作部(40)からワイヤー(70)を経由して行なう自転車用発電ユニット(10)において、操作部(40)又は操作部(40)の近傍にライト等の電力消費部(80)を設け、該電力消費部(80)への電源の供給をプラス側は、発電機(20)と操作部(40)とを接続するワイヤー(70)、アース側は、自転車(90)のフレーム(92)を経由して行なうようにしたことにある。
従って、自転車(90)、発電機(20)、操作部(40)及び電力消費部(80)の構造、発電機(20)及び操作部(40)のＯＮ、ＯＦＦ制御方法は、以下に説明する実施例に限定されるものではない。
【００１１】
図３は、本発明の自転車用発電ユニット(10)の回路図を示している。図に示すように、発電機(20)は、後述するダイナモ(21)のプラス側出力端子(22)とアース側出力端子(23)を有している。発電機(20)のプラス側出力端子(22)は、導電性のインナーワイヤー(71)によって操作部(40)に電気的に接続されており、操作部(40)と電力消費部(80)は、電源コード(81)で電気的に接続されている。また、発電機(20)のアース側は、自転車のフレーム(92)等を通じて電力消費部(80)に接続されている。
図示の実施例では、発電機(20)には、さらに、前照灯(12)が並列に接続されている。
【００１２】
発電機(20)は、図１に示すように、自転車(90)の前輪ホーク(93)から前方に突設された取付部(96)にその取付フレーム(92')がネジ止めされる。
発電機(20)は、図４に示すような公知のロータ(図示せず)やステータ(25)からなるダイナモ(21)が内装されたダイナモケース(26)と、ロータの回転軸に連結され、ダイナモケース(26)の上端から露出する被動輪(図示せず)を具える。図示の発電機(20)は、ダイナモケース(26)及び被動輪の外側面を化粧カバー(28)で覆っている。
ダイナモケース(26)は、プラスチック等の非導電性材料から構成される。ダイナモケース(26)の下端中央には、ダイナモ(21)のプラス側出力部(31)と電気的に接続されたプラス側出力端子(22)を構成する金属製プレート(32)が設けられている。
ダイナモケース(26)は、取付フレーム(92')から上向きに突設された支持軸(33)に回動自在に支持されている。支持軸(33)には、スプリング等の付勢手段(34)が嵌まっており、該付勢手段(34)は、被動輪が車輪のタイヤ(97)又はリム(98)に当接するように、ダイナモケース(26)を前輪(91)側に向けて付勢している。
【００１３】
ダイナモケース(26)の下面周縁には、前記支持軸(33)の軸心から外れた位置に後述するインナーワイヤー(71)がネジ(35)止めされている。ネジ(35)は、ダイナモケース(26)の内部で、金属製プレート(32)と接触して、プラス側出力端子(22)と電気的に接続されている。これにより、ダイナモ(21)のプラス側出力部(31)とインナーワイヤー(71)は、プレート(32)、ネジ(35)等を介して電気的に接続される。
ダイナモ(21)のアース側出力部は、導電性プレート(37)を経由して、取付フレーム(92')に電気的に接続されている。
【００１４】
前記取付部(96)の前端には、取付ブラケット(15)を介して公知の前照灯(12)がネジ等により取り付けられている。前照灯(12)のプラス側入力は、ダイナモ(21)のプラス側出力端子(22)と配線(38)によって接続されており、マイナス側入力は、取付ブラケット(15)、取付部(96)を介してフレーム(92)にアースされている。このため、前照灯(12)は、ダイナモ(21)の発電により電源の供給を受けて点灯する。
【００１５】
発電機(20)と操作部(40)を接続するワイヤー(70)は、一端がダイナモケース(26)に連結され、他端が操作部(40)の後述するレバー回転体(42)に接続されたたインナーワイヤー(71)と、インナーワイヤー(71)が内部を挿通するアウターワイヤー(72)から構成される。インナーワイヤー(71)は、金属等の導電性材料から構成される。強度を高めるために、金属線を複数撚り合わせたものを用いることが望ましい。アウターワイヤー(72)は、中空筒状の可撓性非導電性材料から構成される。
取付ブラケット(15)は、取付フレーム(92')と共に取付部(96)にネジ止め固定されている。取付ブラケット(15)の基端は折曲され、この折曲部(74)にアウターワイヤー(72)を取り付ける非導電性の筒部材(73)が装着される。筒部材(73)の図４における左側面に形成した凹所にアウターワイヤー(72)が嵌まっている。筒部材(73)の外周には、ネジが螺設され、折曲部(74)を貫通した状態で、ナット(76)で折曲部(74)に取り付けられる。
インナーワイヤー(71)は、上述のようにダイナモ(21)のプラス側出力部(31)と接続されているため、取付ブラケット(15)や取付フレーム(92')等のアース側の導電性部材とショートしないように、上記の如く、筒部材(73)は非導電性材料で作製されている。筒部材(73)が導電性の場合は、筒部材(73)とインナーワイヤー(71)との間に絶縁体(77)を介在させてもよい。
【００１６】
図５及び図６に示すように、操作部(40)は、ハンドル(95)に着脱自在に装着されるブラケット(43)と、該ブラケット(43)に取り付けられたケーシング(41)を有しており、ケーシング(41)には、発電機(20)のＯＮ、ＯＦＦ操作のためのレバー回転体(42)が突設されている。
なお、図６は、レバー回転体(42)を「ＯＮ」の位置まで回した状態(図５中、二点鎖線で示す)の断面図である。
【００１７】
ブラケット(43)は、一部が切断された環状体であり、ブラケット取付ネジ(44)とナット(45)によって、自転車(90)のハンドル(95)に装着される。
ブラケット(43)の下面には、ケーシング(41)を取り付けるネジ(58)を通すネジ孔(46)が開設されている。該ネジ孔(46)には、ネジ(58)と螺合するナット(49)を挿入する開口(47)が設けられており、ナット(49)がネジ孔(46)と位置合わせされた状態で挿入されている。ネジ孔(46)には、さらに、ナット(49)に電気的に接続され、開口(47)を通じて延出する電力消費部(80)への接続端子(48)が配備されている。
【００１８】
ケーシング(41)は、ブラケット(43)に後述する接続プレート(55)と共にネジ(58)止めされる上板(51)と、該上板(51)の周縁から下方に向けて突設された周板(52)を具え、図６に示すように、内部に導電性の接続プレート(55)、レバー回転体(42)が収容され、下端が蓋体(54)によって閉じられている。
周板(52)には、図５において、レバー回転体(42)がＯＮ位置からＯＦＦ位置まで回転できるように、切欠き(53)が形成されている。
また、周板(52)には、図５及び図６に示すように、ワイヤー(70)を連結するためのワイヤー取付部(56)が突設されている。ワイヤー取付部(56)には、アウターワイヤー(72)の端部が当たっており、ワイヤー取付部(56)の中央に開設されたワイヤー挿入口(57)からインナーワイヤー(71)がケーシング(41)の内部に進入している。
【００１９】
ケーシング(41)の内上面には、接続プレート(55)が配備されており、該接続プレート(55)は、ケーシング(41)と共にブラケット(43)にネジ(58)止めされる。
接続プレート(55)は、導電性材料から形成されており、ケーシング(41)の内上面形状に沿って、中央が下向きに凹んでおり、中央にネジ(58)が貫通する。
【００２０】
レバー回転体(42)は、ケーシング(41)の内部に収容される下面が開口した円筒形状であり、中央は、接続プレート(55)の形状に合わせて凹んでおり、接続プレート(55)に遊嵌している。
レバー回転体(42)の周面には、図５及び図６に示すように、ケーシング(41)の切欠き(53)から外向きに突出したレバー(63)が形成されている。レバー回転体(42)は、レバー(63)を略９０度(図４において「ＯＮ」位置から「ＯＦＦ」位置まで)回転させたときに、インナーワイヤー(71)がレバー回転体(42)と衝突しないように、凹み(64)がワイヤー挿入口(57)に対応した位置に形成されている。
【００２１】
インナーワイヤー(71)の先端には、図６に示すように、導電性材料からなる抜止め(65)が配備されている。抜止め(65)は、インナーワイヤー(71)の先端が固定されたワイヤー把持部(66)と、接続プレート(55)に当接するヘッド部(67)を有しており、ワイヤー把持部(66)とヘッド部(67)との間は、ヘッド部(67)を接続プレート(55)に向けて押し付けるバネ等の付勢手段(68)で連繋されている。抜止め(65)は、レバー回転体(42)の内部に凹設されたワイヤー固定部(69)に嵌められる。
抜止め(65)、即ちワイヤー把持部(66)、付勢手段(68)及びヘッド部(67)は、何れも導電性材料から構成されており、抜止め(65)をワイヤー固定部(69)に嵌めることにより、インナーワイヤー(71)と接続プレート(55)が抜止め(65)を介して電気的に接続される。
【００２２】
操作部(40)の組立ては、次の手順で行なうことができる。まず、ケーシング(41)に、接続プレート(55)及びレバー回転体(42)を収容する。次に、ネジ(58)にワッシャ(59)を嵌めて、接続プレート(55)、ケーシング(41)に通して、ブラケット(43)のネジ孔(46)に挿入し、ネジ孔(46)内のナット(49)に螺合する。
この状態で、インナーワイヤー(71)の先端に取り付けられた抜止め(65)をレバー回転体(42)のワイヤー固定部(69)にヘッド部(67)が接続プレート(55)側に向くように挿入し、ケーシング(41)の下部開口を蓋体(54)で閉じることにより、操作部(40)が組み立てられる。
操作部(40)は、組み立てられた状態で、発電機(20)のプラス側出力に電気的に接続されたインナーワイヤー(71)が、把持部(66)、付勢手段(68)及びヘッド部(67)を介して接続プレート(55)に電気的に接続され、さらに、接続プレート(55)がワッシャ(59)、ネジ(58)及びナット(49)を介して接続端子(48)に電気的に接続される。
【００２３】
電力消費部(80)は、図１に示すように、ハンドル(95)等の自転車の車体に配備される。電力消費部(80)は、手元を照らしたり、被視認性を高めるためのライトを例示できる。ライトは、電球、ＬＥＤ等から構成することができる。ライトには、図３及び図６に示す操作部(40)の接続端子(48)に接続された電源コード(81)がプラス側入力として接続され、マイナス側は、自転車(90)のハンドル(95)にアースされている。
電力消費部(80)は、ハンドル(95)に固定するための取付部材(図示せず)を有しており、ハンドル(95)に取り付けられる。
【００２４】
電力消費部(80)にライトとしてＬＥＤを用いるには、基板等が必要となる。なお、電力消費部(80)は、ブザー、スピードメーターやサイクルコンピュータ等、電力を消費する装置であればライトに限定されるものではない。
【００２５】
上記構成の自転車用発電ユニット(10)は、発電機(20)が自転車(90)の前輪ホーク(93)の取付部(96)に取り付けられ、操作部(40)及び電力消費部(80)が、自転車(90)のハンドル(95)に取り付けられる。
使用者が、操作部(40)のレバー回転体(42)を「ＯＦＦ」位置から「ＯＮ」位置、又は「ＯＮ」位置から「ＯＦＦ」位置まで回転させると、ケーシング(41)内でインナーワイヤー(71)が緩む方向又は引っ張る方向に移動して、インナーワイヤー(71)がアウターワイヤー(72)の内部でスライドする。
レバー回転体(42)を「ＯＮ」位置から「ＯＦＦ」位置に回転させると、レバー回転体(42)によってインナーワイヤー(71)が引っ張られ、取付フレーム(92')に固定されたダイナモ(21)が付勢手段(34)の付勢力に抗して回転し、自転車(90)のタイヤ(97)又はリム(98)に当接している状態から、離れた状態となり、発電が停止する(ＯＦＦ状態)。逆に、レバー回転体(42)を「ＯＦＦ」位置から「ＯＮ」位置に回転させて、インナーワイヤー(71)を緩めると、付勢手段(34)の付勢力によって回転し、自転車(90)のタイヤ(97)又はリム(98)に当接し、発電可能となる(ＯＮ状態)。
【００２６】
上記ＯＮ状態において、ダイナモ(21)の起電力は、前照灯(12)に供給されて、前照灯(12)を点灯させると共に、電力消費部(80)に供給される。電力消費部(80)には、図３に示すように、プラス側がインナーワイヤー(71)、操作部(40)及び電源コード(81)、アース側は、自転車(90)のフレーム(92)、即ち、前輪ホーク(93)、ハンドルステー(94)及びハンドル(95)を介して通電が行なわれる。
電力消費部(80)に電力が供給されることによって、電力消費部(80)に配備されたライト等を点灯、作動させることができる。
【００２７】
＜異なる実施例＞
上記実施例では、操作部(40)と電力消費部(80)を別個に形成しているが、操作部(40)に電力消費部(80)を一体に形成してもよい。
図７は、操作部(40)と電力消費部(80)を一体に形成した実施例を示す断面図である。
ケーシング(41)の前端には、開口が形成されており、該開口には、ＬＥＤ(82)が収容されている。ＬＥＤ(82)は、基板(83)に電気的に接続されており、アース側は、上記実施例とは異なり、基板(83)のアース側に接続されたアースコード(85)を、ワッシャ(59)に電気的に接続しており、ワッシャ(59)、ネジ(58)、ナット(49)を経由して、アース板(84)からハンドル(95)に接続するようにしている。
プラス側は、インナーワイヤー(71)から抜止め(65)及び接続プレート(55)に接続されているが、接続プレート(55)は、直接基板(83)のプラス側入力部に接続している。
このように、上記実施例と電気的な接続経路を変えたのは、接続経路の簡略化を図るためであり、省スペース化、部品点数の削減を達成するためである。
【００２８】
本実施例においても、上記実施例と同様に、使用者がレバー回転体(42)を操作することにより、発電機(20)がＯＮ、ＯＦＦ制御され、ＯＮ状態のときに電力消費部(80)に電力が供給されて、ＬＥＤ(82)が点灯する。
【００２９】
なお、操作部(40)と電力消費部(80)は、ハンドル(95)以外の箇所(例えばハンドルステー)に取り付けることもできる。また、発電機(20)は、後輪側に設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、別途配線を必要とすることなく、ハンドル等に取り付けられた電力消費部に電源を供給することができる自転車用発電ユニットとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の自転車用発電ユニットを自転車に取り付けた状態を示す自転車の前部の拡大図である。
【図２】操作部と電力消費部を取り付けたハンドルの平面図である。
【図３】本発明の自転車用発電ユニットの回路図である。
【図４】発電機の一部断面図である。
【図５】操作部の平面図である。
【図６】操作部の断面図である。
【図７】操作部と電力消費部を一体に形成した実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
(10)  自転車用発電ユニット
(20)  発電機
(40)  操作部
(80)  電力消費部
(70)  ワイヤー
(71)  インナーワイヤー
(72)  アウターワイヤー
(90)  自転車
(92)  フレーム
【図１】
2007030755.tif 000003
【図２】
2007030755.tif 000004
【図３】
2007030755.tif 000005
【図４】
2007030755.tif 000006
【図５】
2007030755.tif 000007
【図６】
2007030755.tif 000008
【図７】
2007030755.tif 000009