(57)【要約】      （修正有）【課題】ハブ軸またはフォーク部に固定されるステータユニットと車輪に固定されるロータユニットを備えた自転車用ダイナモにおいて、使用感の向上と取付作業容易化を図る。【解決手段】ダイナモ１０Ａは、ハブ軸９に固定されるステータユニット２０と、前輪に固定されるロータユニット３０を備える。ステータユニット２０は鉄芯２４とコイル２６を含み、ロータユニット３０はマグネット３３を含む。ロータユニット３０は、前輪の外側に配置される非磁性体製のマグネットケース３１を有する。マグネットケース３１は、リング状のマグネットヨーク３２と、マグネットヨーク３２に片面を密着させる形で環状に並べられた複数の単体マグネット３３を保持する。単体マグネット３３は円板状であって、Ｓ極をマグネットヨーク３２に密着させた単体マグネット３３とＮ極をマグネットヨーク３２に密着させた単体マグネット３３が交互に配置される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪のハブ軸または当該ハブ軸を支持するフォーク部に固定されるステータユニットと、前記車輪に固定されるロータユニットを備え、前記ステータユニットは鉄芯及びそれに巻かれたコイルを含み、前記ロータユニットはマグネットを含み、前記車輪が回転することにより前記マグネットの磁束が前記鉄芯を横切り、前記コイルに交流電流が発生する仕組みの自転車用ダイナモにおいて、
前記ロータユニットは、前記車輪の外側に配置される非磁性体製のマグネットケースを有し、前記マグネットケースは、リング状のマグネットヨークと、前記マグネットヨークに片面を密着させる形で環状に並べられた複数の単体マグネットを保持するものであり、前記単体マグネットはいずれも円板状であって、両面が異極に着磁され、Ｓ極を前記マグネットヨークに密着させた単体マグネットとＮ極を前記マグネットヨークに密着させた単体マグネットが交互に配置されることを特徴とする自転車用ダイナモ。
【請求項２】
前記車輪のスポークを隔てて前記マグネットケースに相対するナットプレートが設けられ、前記マグネットケースと前記ナットプレートをねじ止めすることにより、前記ロータユニットは前記車輪に固定されることを特徴とする請求項１に記載の自転車用ダイナモ。
【請求項３】
前記ナットプレートはリング状であり、１箇所に前記車輪のハブを通す切り通し部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の自転車用ダイナモ。
【請求項４】
前記マグネットケースには、前記車輪のハブに係合する位置決めピンが形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の自転車用ダイナモ。
【請求項５】
前記マグネットケースは、非磁性体製の一対のディスクを合わせて構成されるものであり、前記一対のディスクの間に前記マグネットヨークと前記単体マグネットが密封されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に自転車用ダイナモ。
【請求項６】
前記鉄芯は２個の極片を有するコ字形状とされ、前記２個の極片のそれぞれにコイルボビンを介して前記コイルが巻かれることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の自転車用ダイナモ。
【請求項７】
前記鉄芯は前記コイルを挟む一対の鉄芯ディスクにより構成されるものであり、前記一対の鉄芯ディスクの周縁部には前記ロータユニットのマグネットに対峙する極片が複数個ずつ放射状に形成され、前記極片は一方の鉄芯ディスクに属するものと他方の鉄芯ディスクに属するものが交互に配置されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の自転車用ダイナモ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自転車用ダイナモに関する。
【背景技術】
【０００２】
日常使用する自転車には、ヘッドランプなどで消費する電力を供給するためのダイナモが装備されているものが多い。従来一般的であった自転車用ダイナモは、タイヤの側面にローラを接触させて発電を行う方式を採用していた。しかしながらこの方式は、タイヤとローラの接触箇所で大きな騒音が発生する。またダイナモを駆動するために大きなトルクを必要とし、自転車の搭乗者にとり負荷が大きい。
【０００３】
そこで近年では、車輪のハブに組み込まれるハブダイナモを用いることが一般的になっている。ハブダイナモは騒音が小さく、駆動トルクも比較的小さくて済む。しかしながらハブダイナモには、それを交換する必要が生じたとき、車輪全体を交換しなければならないという問題がある。
【０００４】
特許文献１、２には、タイヤにローラを接触させる方式でもなく、ハブダイナモでもない、第三の方式の自転車用ダイナモが開示されている。すなわち、鉄芯及びそれに巻かれたコイルを含むステータユニットをハブ軸やそれを支持するフォーク部に固定し、マグネットを含むロータユニットは車輪側に固定する、というものである。この方式は、ステータユニットに不具合が生じたときはステータユニットのみを交換すればよく、ロータユニットに不具合が生じたときはロータユニットのみを交換すればよい、という利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３１４７６１０号公報（国際特許分類：Ｈ０２Ｋ２１／２４、Ｂ６２Ｊ６／０６）
【特許文献２】特許第４１４５８７２号公報（国際特許分類：Ｂ６２Ｊ６／０６、Ｂ６０Ｑ１／０２、Ｂ６２Ｊ６／０２、Ｆ２１Ｓ８／１０、Ｆ２１Ｖ５／００）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記第三の方式の自転車用ダイナモにおいて、使用感の向上と、取付作業容易化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の好ましい実施形態によれば、自転車用ダイナモは、車輪のハブ軸または当該ハブ軸を支持するフォーク部に固定されるステータユニットと、前記車輪に固定されるロータユニットを備え、前記ステータユニットは鉄芯及びそれに巻かれたコイルを含み、前記ロータユニットはマグネットを含み、前記車輪が回転することにより前記マグネットの磁束が前記鉄芯を横切り、前記コイルに交流電流が発生する仕組みのものであって、前記ロータユニットは、前記車輪の外側に配置される非磁性体製のマグネットケースを有し、前記マグネットケースは、リング状のマグネットヨークと、前記マグネットヨークに片面を密着させる形で環状に並べられた複数の単体マグネットを保持するものであり、前記単体マグネットはいずれも円板状であって、両面が異極に着磁され、Ｓ極を前記マグネットヨークに密着させた単体マグネットとＮ極を前記マグネットヨークに密着させた単体マグネットが交互に配置される。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の自転車用ダイナモにおいて、前記車輪のスポークを隔てて前記マグネットケースに相対するナットプレートが設けられ、前記マグネットケースと前記ナットプレートをねじ止めすることにより、前記ロータユニットは前記車輪に固定される。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の自転車用ダイナモにおいて、前記ナットプレートはリング状であり、１箇所に前記車輪のハブを通す切り通し部が形成されている。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の自転車用ダイナモにおいて、前記マグネットケースには、前記車輪のハブに係合する位置決めピンが形成されている。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の自転車用ダイナモにおいて、前記マグネットケースは、非磁性体製の一対のディスクを合わせて構成されるものであり、前記一対のディスクの間に前記マグネットヨークと前記単体マグネットが密封される。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の自転車用ダイナモにおいて、前記鉄芯は２個の極片を有するコ字形状とされ、前記２個の極片のそれぞれにコイルボビンを介して前記コイルが巻かれる。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の自転車用ダイナモにおいて、前記鉄芯は前記コイルを挟む一対の鉄芯ディスクにより構成されるものであり、前記一対の鉄芯ディスクの周縁部には前記ロータユニットのマグネットに対峙する極片が複数個ずつ放射状に形成され、前記極片は一方の鉄芯ディスクに属するものと他方の鉄芯ディスクに属するものが交互に配置される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、リング状のマグネットヨークに円板状の単体マグネットを複数個配置したものであるから、発電を連続して行え、発電電流が安定している。単体マグネットは形状が円形であり、その両面を異極に着磁すれば良いので、成型と着磁が容易である。また形状が円形であることから、単体マグネットがステータユニットにもたらす磁束密度の変化は、低密度から高密度へ、そして再び低密度へと、段階的に変化し、特許文献１、２に開示された角形の単体マグネットのように、磁束密度が急激に変化することがない。この結果、コギングトルクが減少し、車輪の回転がスムーズに感じられることになり、使用感が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るダイナモを備えた自転車の部分側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るダイナモの正面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るダイナモの断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るダイナモのステータユニットの正面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るダイナモのステータユニットの背面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るダイナモのステータユニットの断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係るダイナモを図３の矢印Ａ方向に見た図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係るダイナモのロータユニットの断面図である。
【図９】ダイナモの発電原理を示す図である。
【図１０】図９の原理を本発明の第１実施形態に係るダイナモに敷衍した説明図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るダイナモを備えた自転車の部分側面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係るダイナモの正面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係るダイナモの断面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係るダイナモを図１３の矢印Ｂ方向に見た図である。
【図１５】本発明の第２実施形態に係るダイナモのステータユニットに含まれる鉄芯／コイルアセンブリの断面図である。
【図１６】本発明の第２実施形態に係るダイナモのステータユニットに含まれる鉄芯／コイルアセンブリの正面図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に係るダイナモのステータユニットに含まれる鉄芯／コイルアセンブリの背面図である。
【図１８】テールランプ用ダイナモを備えた自転車の側面図である。
【図１９】テールランプ用ダイナモのステータユニットの正面図である。
【図２０】テールランプ用ダイナモのステータユニットの側面図である。
【図２１】テールランプ用ダイナモのステータユニットの断面図である。
【図２２】テールランプ用ダイナモのロータユニットの正面図である。
【図２３】テールランプ用ダイナモのロータユニットの側面図である。
【図２４】テールランプ用ダイナモのロータユニットの断面図である。
【図２５】テールランプ用ダイナモのステータユニットに含まれる鉄芯／コイルアセンブリの正面図である。
【図２６】テールランプ用ダイナモの鉄芯／コイルアセンブリとマグネットの組み合わせを示す図である。
【図２７】テールランプ用ダイナモの発電原理を示す第１の図である。
【図２８】テールランプ用ダイナモの発電原理を示す第２の図である。
【図２９】テールランプの側面図である。
【図３０】テールランプの正面図である。
【図３１】テールランプの断面図である。
【図３２】テールランプの回路構成図である。
【図３３】ダイナモのロータユニットの他の構成例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１には、本発明の第１実施形態に係るダイナモ１０Ａが、自転車１の前輪２に配備された状況が描かれている。前輪２はタイヤ３を取り付けたリム４とハブ５（図３参照）を複数のスポーク６で連結した構造であり、ハンドル７に連結したフロントフォーク８に、ハブ軸９で支持される。
【００１７】
フロントフォーク８にはダイナモ１０Ａから電力の供給を受けるヘッドランプ１１が取り付けられる。フロントフォーク８とハブ軸９によってフロントフェンダー１２が支持され、ハンドル７を支持するヘッドチューブ１３とハブ軸９によって前かご１４が支持されている。
【００１８】
ダイナモ１０Ａはステータユニット２０とロータユニット３０を備える。ステータユニット２０は、ハブ軸９をフロントフォーク８に締め付け固定するナット１５によって、ハブ軸９と共にフロントフォーク８に締め付け固定される。ロータユニット３０は後述する取付手段によって前輪２に固定される。
【００１９】
ステータユニット２０は、ステンレススチール等の非磁性体よりなる金属板をプレス成型したコイルホルダ２１と、コイルホルダ２１に２個のビス２２で固定されたケーシング２３と、ケーシング２３の内部に挿入されたコ字形の鉄芯２４を含む。コイルホルダ２１にはハブ軸９を通す貫通穴２１ａが形成されている。ケーシング２３は非磁性体、例えば合成樹脂により形成される。
【００２０】
鉄芯２４は電磁鋼板が積層された積層鉄芯からなり、コの字の両端をなす２個の極片２４ａに、それぞれ絶縁物質製のコイルボビン２５を介してコイル２６が巻かれている。２個の極片２４ａは、ロータユニット３０のマグネットが通過する方向に沿って並ぶ。このように、２個の極片２４ａのそれぞれにコイルボビン２５を介してコイル２６を巻くことにより、大電流を取り出すことができる。
【００２１】
コイル２６の一端はコイルホルダ２１に電気的に接続される。コイルホルダ２１はナット１５の締め付けによってフロントフォーク８に電気的に接続した状態にあり、従って、自転車１全体がコイル２６のグラウンドとして機能する。コイル２６の他端は図２に示すリード線２７を経由してヘッドランプ１１に接続される。
【００２２】
ロータユニット３０は、前輪２の外側に配置されるマグネットケース３１を有する。この場合の「外側」とは、ハブ軸９の軸線方向における外側という意味である。マグネットケース３１は、いずれも非磁性体製の一対のディスク３１ａ、３１ｂを合わせて構成される。ディスク３１ｂはディスク３１ａよりも直径が小さく、ディスク３１ａの中にぴったりとはまり込む形になっている。
【００２３】
ディスク３１ａ、３１ｂの間には、軟鋼等の板をプレス成型して形成されたリング状のマグネットヨーク３２と、マグネットヨーク３２に片面を密着させる形で環状に並べられた複数（第１実施形態では１２個となっているが、この数に限定されるものではない）の単体マグネット３３が配置される。単体マグネット３３はステータユニット２０に対面するディスク３１ａの側に配置され、マグネットヨーク３２はステータユニット２０に対面しないディスク３１ｂの側に配置される。
【００２４】
単体マグネット３３はいずれも円板状であって、両面が異極に着磁され、Ｓ極をマグネットヨーク３２に密着させた単体マグネット３３と、Ｎ極をマグネットヨーク３２に密着させた単体マグネット３３が交互に配置される（図８参照）。単体マグネット３３のマグネットヨーク３２への固定、及びマグネットヨーク３２のマグネットケース３１への固定は、いずれも接着剤による。
【００２５】
ディスク３１ａと、その中にはまり込むディスク３１ｂの間にマグネットヨーク３２と単体マグネット３３が配置されるため、マグネットヨーク３２と単体マグネット３３はマグネットケース３１の中に密封された形になる。このため、マグネットヨーク３２と単体マグネット３３は塵埃や水滴から保護される。
【００２６】
マグネットケース３１はハブ５を通す貫通穴３１ｃを中心に有し、前輪２の外側、すなわちスポーク６で囲まれる空間の外側に配置される。スポーク６で囲まれる空間の内側には、金属板をプレス成型してリング状に形成したナットプレート３４が配置される。
【００２７】
ナットプレート３４には１２０°間隔で３箇所にスエージング部３４ｂが形成され、スエージング部３４ｂの内面には雌ねじが形成されている。マグネットケース３１の中で、スエージング部３４ｂに対応する位置に形成された貫通穴３１ｄにビス３５を通し、スエージング部３４ｂにねじ込んで締め付けると、マグネットケース３１とナットプレート３４がスポーク６を挟みつける。このような簡単な作業により、ロータユニット３０は前輪２にしっかりと固定される。
【００２８】
図７に示す通り、ナットプレート３４には１箇所にハブ５を通す切り通し部３４ａが形成されている。切り通し部３４ａが存在することにより、リム４、ハブ５、及びスポーク６を組み上げてしまった後でも、スポーク６に囲まれる空間の中にスポーク６の隙間からナットプレート３４を入れ、その後切り通し部３４ａにハブ５を通すという手順を踏んで、ナットプレート３４を図３及び図７に示す位置に配置することができる。従って、ロータユニット３０を車輪に、この場合は前輪２に、組み付ける作業を容易に行える。
【００２９】
図７に示す通り、ディスク３１ｂの外面には複数の位置決めピン３６が環状をなす形で形成されている。マグネットケース３１を前輪２の外側に重ねると、スポーク６を取り付けるべくハブ５に形成されたフランジ５ａの外周に位置決めピン３６が接触し、マグネットケース３１は前輪２の半径方向に動き得なくなる。また位置決めピン３６はスポーク６同士の交差部に入り込むので、マグネットケース３１が前輪２に対し相対回転することもなくなる。
【００３０】
図９に示す通り、極片２４ａにコイル２６が巻かれた鉄芯２４に対し、マグネットヨーク３２と単体マグネット３３が相対移動すると、マグネット３３とマグネットヨーク３２が形成する磁束が極片２４ａを次々と横切って行く。磁束は鉄芯２４を通ってコイル２６の周囲を通過する。これによりコイル２６に交流電流が発生する。その電流をリード線２７経由で取り出し、ヘッドランプ１１の点灯などに利用する。
【００３１】
位置決めピン３６がハブ５に係合することにより、ロータユニット３０は前輪２に対し正しく位置決めされ、マグネットヨーク３２と単体マグネット３３はステータユニット２０に対しぶれの少ない周回軌道を描く。この結果、前輪２の回転エネルギーを効率良く電力に転換できる。
【００３２】
ロータユニット３０は、リング状のマグネットヨーク３２に円板状の単体マグネット３３を複数個配置しているから、発電を連続して行え、発電電流が安定している。単体マグネット３３は形状が円形であり、その両面を異極に着磁すれば良いので、成型と着磁が容易である。また形状が円形であることから、単体マグネット３３がステータユニット２０の極片２４ａにもたらす磁束密度の変化は、低密度から高密度へ、そして再び低密度へと、段階的に変化し、磁束密度が急激に変化することがない。この結果、コギングトルクが減少し、前輪２の回転がスムーズに感じられることになり、使用感が向上する。
【００３３】
続いて、本発明の第２実施形態に係るダイナモ１０Ｂの構造を、図１１から図１７までの図に基づき説明する。なお第１実施形態と同一、ないしは機能的に共通する構成要素には、第１実施形態の説明で用いたのと同じ符号を付し、説明は省略する。
【００３４】
ダイナモ１０Ｂのステータユニット２０はディスク状のコイルケース４０を備える。コイルケース４０は非磁性体で形成される。コイルケース４０は、鉄芯４１と、絶縁物質製のコイルボビン４２に巻かれたコイル４３を保持する。鉄芯４１は、軟鋼等の板をプレス成型して形成される一対の鉄芯ディスク４４、４５を合わせて構成されるものであり、鉄芯ディスク４４、４５の間にコイルボビン４２とコイル４３が挟まれる。鉄芯４１、コイルボビン４２、及びコイル４３からなる鉄芯／コイルアセンブリは、複数のビス４６（図１２参照）でコイルケース４０に固定される。
【００３５】
鉄芯ディスク４４、４５の中心には、図１５に示す通り、ハブ軸９を通す貫通穴４４ａ、４５ａが形成されている。また鉄芯ディスク４４、４５の周縁には、ロータユニット３０のマグネットに対峙する極片４４ｂ、４５ｂがそれぞれ複数ずつ、放射状に形成され、その結果鉄芯ディスク４４、４５は風車やタービンに類似した形状を備えることとなっている。
【００３６】
極片４４ｂ、４５ｂの個数は同じであり、鉄芯ディスク４４に属する極片４４ｂと鉄芯ディスク４５に属する極片４５ｂが交互に並ぶように、鉄芯ディスク４４、４５は角度をずらして配置される。
【００３７】
コイル４３の巻線の一端は鉄芯ディスク４４、４５に挟み込まれる。鉄芯ディスク４４、４５はハブ軸９と電気的に接続しているので、自転車１全体がコイル４３のグラウンドとして機能することになる。
【００３８】
コイル４３の巻線の他端は導電性の良い金属からなるコネクタプラグ４７に接続される。コネクタプラグ４７は、コイルボビン４２に形成された突出部４２ａ（図１５参照）にビス４８で固定されている。突出部４２ａは鉄芯ディスク４４の外に突き出しており、コネクタプラグ４７はコイルケース４０に形成されたポケット部４０ａ（図１３参照）に収容され、ポケット部４０ａの下向きの開口部を通じて外部に露出する。コネクタプラグ４７と対をなすコネクタソケットをリード線２７（第１実施形態の説明で登場）に取り付け、そのコネクタソケットをコネクタプラグ４７に接続することにより、ヘッドランプ１１に対する配線が完了することになる。
【００３９】
ロータユニット３０は、一対のディスクを合わせて構成されるマグネットケースではなく、単一のディスクからなるマグネットケース５０を備えている。マグネットケース５０にマグネットヨーク３２と単体マグネット３３（第１実施形態の単体マグネット３３よりも厚みがある）が保持される。単体マグネット３３は、第１実施形態のダイナモ１０Ａのようにディスク３１ａを隔てて鉄芯２４の極片２４ａに対峙するのではなく、鉄芯ディスク４４、４５の極片４４ｂ、４５ｂに直接対峙する。マグネットケース５０には、第１実施形態のダイナモ１０Ａでディスク３１ｂが備えていた位置決めピン３６と同じ機能の位置決めピン５１が形成されている。
【００４０】
コイルケース４０の周縁部はマグネットケース５０の周囲を取り巻いており、いわゆる印籠嵌合が形成されている。これにより、極片４４ｂ、４５ｂと単体マグネット３３の対峙部に塵埃や水滴が入り込みにくくなっている。また、回転しないコイルケース４０が回転するマグネットケース５０を取り囲んでいるから、回転するマグネットケース５０に物が巻き込まれる危険性も減少している。
【００４１】
第２実施形態のダイナモ１０Ｂでは、積層鉄芯を単体マグネット３３に対峙させるのでなく、薄い極片４４ｂ、４５ｂを単体マグネット３３に対峙させるものであるから、全体の薄型化が可能であり、フロントフォーク８と前輪２の間への設置がより容易である。また３６０°をカバーするように配置された複数の極片４４ｂ、４５ｂが磁束を捕捉するので、発電効率が良い。
【００４２】
第２実施形態のダイナモ１０Ｂのロータユニット３０に使用されるマグネットは、第１実施形態で使用された円板状の単体マグネット３３であるが、コギングトルクが若干上昇する点に目をつぶれば、矩形状の単体マグネットにすることもできる。又、複数の単体マグネットを環状に並べる代わりに、図３３に示すような、１個のドーナツ状マグネット３８であって、Ｎ極とＳ極が交互に着磁されたものを使用することもできる。この方が、マグネットが１個で済むので組立が簡単になる。ここで述べたマグネットの変形態様のいずれを採用したにせよ、第２実施形態のダイナモ１０Ｂと同様、薄型化が可能である。
【００４３】
自転車のテールランプに対し、ダイナモ１０Ａ、１０Ｂと同様の発電原理で発電を行う専用のダイナモを設けることもできる。そのようにした自転車の構成例を図１８から図３２に示す。
【００４４】
図１８に示す自転車１００のフレーム１１０は、前端のヘッドチューブ１１１と、搭乗者の騎乗位置に配置されるシートチューブ１１２をトップチューブ１１３とダウンチューブ１１４で連結した構造を有する。シートチューブ１１２には上端にサドル１１５を有するシートポスト１１６が上下位置調整可能に挿入される。ヘッドチューブ１１１はハンドル１１７のハンドルステム１１８を回転自在に保持する。
【００４５】
前輪１１９は、ハンドルステム１１８に回転不能に連結するフロントフォーク１２０に支持される。後輪１２１は、シートチューブ１１２の上端から後方に延び出すシートステー１２３ａと、シートチューブ１１２の下端から後方に延び出すチェーンステー１２３ｂによって構成されるリヤフォーク１２２に支持される。
【００４６】
シートチューブ１１２、ダウンチューブ１１４、及びチェーンステー１２３ｂが集合する箇所に、ペダル１２４を備えたクランク１２５が配置される。クランク１２５の回転力はチェーン１２６により後輪１２１に伝達される。
【００４７】
リヤフォーク１２２はリヤフェンダー１２７を支持するものであり、リヤフェンダー１２７にテールランプ１３０が取り付けられる。テールランプ１３０には専用のダイナモ１４０が設けられる。ダイナモ１４０はステータユニット１５０とロータユニット１６０を備える。ステータユニット１５０はシートステー１２３ａに固定され、ロータユニット１６０は後輪１２１のスポーク１２８に固定される。以下、ステータユニット１５０とロータユニット１６０の構造を図１９から図２８までの図に基づき説明する。
【００４８】
ステータユニット１５０は、非磁性体のケーシング１５１と、ケーシング１５１をシートステー１２３ａに固定するホルダ１５２を備える。ホルダ１５２は二股部でシートステー１２３ａを挟みつけるものであり、二股部をビス１５３で締め付けることでシートステー１２３ａを把持して固定される。
【００４９】
ケーシング１５１は４本のビス１５４でホルダ１５２に固定される。ケーシング１５１の内部には鉄芯１５５が収容されている。鉄芯１５５はＥ字形の電磁鋼板を積層した積層鉄芯であって、中央の極片１５５ａに、絶縁物質製のコイルボビン１５６を介してコイル１５７が巻かれている。コイル１５７で発電された交流電流は、ケーシング１５１の外部に導出されたリード線１５８を通じてテールランプ１３０に供給される。
【００５０】
ロータユニット１６０は、２本のスポーク１２８の間に取り付けられるマグネットケース１６１を有する。マグネットケース１６１は、いずれも非磁性体からなるケース本体１６１ａとケース蓋１６１ｂを合わせて構成される。ケース本体１６１ａには２個の単体マグネット１６２が接着剤で固定されている。２個の単体マグネット１６２は、後輪１２１と中心を同じくする円周上に横並びで配置されている。
【００５１】
２個の単体マグネット１６２の片面に、軟鋼等からなるマグネットヨーク１６３が密着する。図２７に示す通り、２個の単体マグネット１６２のうち１個はＮ極をステータユニット１５０の方に向け、残りの１個はＳ極をステータ１５０の方に向ける形で配置されている。
【００５２】
ケース本体１６１ａとケース蓋１６１ｂの両端同士で２本のスポーク１２８を挟み、ケース蓋１６１ｂの側からケース本体１６1ａに螺合する２本のビス１６４を締め付けることにより、マグネットケース１６１は後輪１２１にしっかりと固定される。単体マグネット１６２とマグネットヨーク１６３はケース本体１６１ａとケース蓋１６１ｂの間の空間に密封され、塵埃や水滴から保護されることになる。
【００５３】
後輪１２１が回転すると、１回転につき１度、ロータユニット１６０がステータユニット１５０の傍らを通過する。図２７に示す通り、２個の単体マグネット１６２のうち、左側に位置する単体マグネット１６２が鉄芯１５５の中央の極片１５５ａに対向し、右側に位置する単体マグネット１６２が鉄芯１５５の右端の極片１５５ｂに対向するとき、単体マグネット１６２とマグネットヨーク１６３、及び鉄芯１５５によって形成される磁界がコイル１５７の右側部分の周囲を通過する。そこからロータユニット１６０が左側に移動すると、図２８に示す通り、左側に位置する単体マグネット１６２が鉄芯１５５の左端の極片１５５ｃに対向し、右側に位置する単体マグネット１６２が鉄芯１５５の中央の極片１５５ａに対向する。このときは単体マグネット１６２とマグネットヨーク１６３、及び鉄芯１５５によって形成される磁界がコイル１５７の左側部分の周囲を通過する。図２７と図２８とでは鉄芯１５５に流れる磁束の方向が異なり、コイル１５７には異なる方向の電流が流れることになる。
【００５４】
図２９から図３２までの図に基づきテールランプ１３０の構造を説明する。リヤフェンダー１２７に取り付けられるテールランプ１３０はランプケース１３１を有する。ランプケース１３１はケース本体１３１ａとドーム形のレンズ１３１ｂを備える。ケース本体１３１ｂは不透明な合成樹脂、レンズ１３１ｂは透明な合成樹脂で成型され、超音波溶着等で固定される。
【００５５】
ケース本体１３１ａは、リヤフェンダー１２７の裏側に配置されたナットプレート１３２（図３１参照）に表側から２本のビス１３３をねじ込むことにより、リヤフェンダー１２７に固定される。この時、ケース本体１３１ａはリヤフェンダー１２７を支持するフェンダーステー１３４を抱き込む形とされるので、ランプケース１３１の位置決めは一層確実なものとなる。
【００５６】
レンズ１３１ｂは後方に向かって突き出し、その内部空間に２個のＬＥＤ１３５が左右横並びで配置されている。ＬＥＤ１３５はステータユニット１５０から導出されたリード線１５８に接続される。リード線１５８はシートステー１２３ａとフェンダーステー１３４に沿わせることができるので、配線が容易である。
【００５７】
図３２に示す通り、２個のＬＥＤ１３５はダイナモ１４０に並列接続されるが、その接続方向が互いに逆向きになっている。このため、図２７の状態でコイル１５７に流れる電流は一方のＬＥＤ１３５のみを通り、このＬＥＤ１３５を発光させる。図２８の状態でコイル１５７に流れる電流は他方のＬＥＤ１３５のみを通り、このＬＥＤ１３５を発光させる。つまり、ロータユニット１６０がステータユニット１５０を１回横切る毎に２個のＬＥＤ１３５が１回ずつ点灯することになる。このように２個のＬＥＤ１３５が点滅することにより、テールランプ１３０の被視認性が高まり、搭乗者の安全を確保できる。
【００５８】
なお、２個のＬＥＤ１３５を、例えば赤と緑といった具合に色違いにしておくのも、被視認性を高める上で効果がある。
【００５９】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は自転車用ダイナモに広く利用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１    自転車
２    前輪
８    フロントフォーク
９    ハブ軸
１０Ａ  ダイナモ
２０  ステータユニット
２４  鉄芯
２５  コイルボビン
２６  コイル
３０  ロータユニット
３１  マグネットケース
３１ａ、３１ｂ  ディスク
３２  マグネットヨーク
３３  単体マグネット
３４  ナットプレート
３４ａ  切り通し部
３６  位置決めピン
１０Ｂ  ダイナモ
４０  コイルケース
４１  鉄芯
４２  コイルボビン
４３  コイル
４４、４５  鉄芯ディスク
４４ｂ、４５ｂ  極片
５０  マグネットケース
５１  位置決めピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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