JPH04143132A - 自転車用照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自転車に搭載されたランプを点灯させる自転
車用照明装置に関する。

（従来の技術） 従来、自転車の前照灯等のランプは夜間走行時にダイナ
モ等の発電機による発電や乾電池によって電流を供給し
て点灯している。

また、バイツ等のように昼間走行時に前照灯を点灯させ
れば、自転車の走行を他の自転車や車の運転者、あるい
は歩行者等の他人に知らせて、走行時の安全を図ること
もできる。

（発明が解決しようとする課題） しかし、通常の発電機式の場合には発電機の回転子をタ
イヤとの摩擦によって回転させて発電し常時ランプを点
灯していたため、その発電に多大な労力を必要としてい
た。

また、電池式でも常時ランプを点灯していたため、すぐ
に電池が消耗してしまい、ランニングコストがかるとい
う問題があった。

そこで、請求項１ないし３に記載の発明は上記問題点に
鑑みてなされたもので、その目的は、少ない労力でしか
もランニングコストを減少させて、走行時の安全を確保
できる自転車用照明装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、自転
車に搭載されたランプを点灯させる自転車用照明装置に
おいて、タイヤやペダル等の回転部分で小電力を発生す
る小勢力ダイナモ等の小電力発生手段と、上記小電力発
電手段が発生した電力を充放電するコンデンサと、上記
コンデンサの充放電周期を設定し、その充放電周期に基
づいて当該コンデンサを充放電させるマルチバイブレタ
と、上記マルチバイブレータにより設定された充放電周
期に応じて、上記コンデンサと上記ランプとの間を導通
状態あるいは遮断状態に切り換える切換手段とを設けた
ことを特徴とするものである。

また、上記課題を解決するため請求項２に記載の発明は
、請求項１に記載の自転車用照明装置において、上記小
電力発生手段が太陽電池であることを特徴とするもので
ある。

さらに、上記課題を解決するため請求項３に記載の発明
は、請求項１に記載の自転車用照明装置において、上記
小電力発生手段が乾電池であることを特徴とするもので
ある。

（作用） 上記請求項１に記載の発明では、まず小勢力ダイナモ等
の小電力発生手段により発生された電力をコンデンサが
充電する。そして、このコンデンサはマルチバイブレー
タにより設定された充放電周期により充放電を繰り返す
。

その際、切換手段がマルチバイブレータにより設定され
た充放電周期に基づいて、上記コンデンサと上記ランプ
との間を導通状態あるいは遮断状態に切り換える。

つまり、コンデンサの放電時には上記コンデンサと上記
ランプとの間を導通状態とし、その充電時には上記コン
デンサと上記ランプとの間を遮断状態になる。

このため、上記ランプはコンデンサの充放電と同期して
間欠的に点灯・消灯を繰り返す。

また、請求項２および請求項３に記載の発明では、それ
ぞれ小電力発生手段としての太陽電池および乾電池が発
生した電力をコンデンサが充放電し、請求項１に記載の
発明と同様に、コンデンサの充放電と同期してランプが
間欠的に点灯・消灯を繰り返す。

〈実施例） 以下、本発明に係る自転車用照明装置の一実施例として
前照灯（以下、ヘッドランプという）を使用したものを
説明する。

第１図は本装置の構成を示す回路図であって、本装置は
小電力発生手段として小さな労力で発電可能であるが、
発電能力が低くごく最近開発されたいわゆる小勢力ダイ
ナモ１を用いることを前提とするもので、このような小
勢力ダイナモ１と、この小勢力ダイナモ１によって発電
された電力により点灯し前方を照らす高輝度型のヘッド
ランプ２と、小勢力ダイナモ１とヘッドランプ２との間
に介在し、小勢力ダイナモ１からヘッドランプ２への電
力供給を制御する電力制御回路３とを有する。

小勢力ダイナモ１は交流電流を発電するもので、発電電
圧が約６ｖ　程度となるように比較的内部抵抗が高い抵
抗ＲＤを有する。

また、電力制御回路３は同図に示すように小勢力ダイナ
モ１によって発電されて入力する交流電流を整流する整
流回路（ＲＦＣ）３１と、この整流回路３１で整流され
て出力された電流を充放電するコンデンサ３２と、この
コンデンサ３２に充電された電力の充放電周期をパルス
信号により設定するマルチバイブレータ３３と、このマ
ルチバイブレータ３３から出力されたパルス信号に同期
してコンデンサ３２とヘッドライト２の間を導通状態あ
るいは遮断（非導通）状態に切り換える切換手段として
のスイッチング回路３４とを有する。

全波整流回路３１は同図に示すようにダイオドＤＩ−Ｄ
４の４台を使用したブリッジ式のものである。

また、マルチバイブレータ３３は同図に示すように結合
素子としてコンデンサＣ１ｌ、　　Ｃ２１を使用した無
安定（非安定）マルチバイブレータで、この回路の作動
電圧としてコンデンサ３２両端の電圧が印加され、自動
的に所定周期のパルス信号を出力するように構成されて
いる。

すなわち、このマルチバイブレータ３３はコンデンサＣ
１ｌ、　Ｃ２１と共に、ｐｎｐ形のトランジスタＴｒｉ
、Ｔｒ２を有し、トランジスタＴｒｌのベースがコンデ
ンサＣ２１と接続される一方、抵抗Ｒ１３を介して接地
されている。また、トランジスタＴｒｉのコレクタも同
様に接地されており、エミッタは抵抗Ｒ１２を介してコ
ンデンサＣ１ｌと接続される一方、抵抗Ｒ１１を介して
コンデンサ３２の正側と接続されている。

一方、トランジスタＴｒ２はベースが抵抗Ｒ２３を介し
て接地されていると共にコンデンサＣ１ｌと接続され、
コレクタも接地されている。また、トランジスタＴｒ２
のエミッタは抵抗Ｒ２２を介してコンデンサＣ２１と接
続される一方、抵抗Ｒ２１を介してコンデンサ３２の正
側と接続されて構成されている。

また、スイッチング回路３４はマルチバイブレータ３３
から出力されるパルス信号に応じて、小勢力ダイナモ１
およびコンデンサ３２の電源側と、ヘッドランプ２との
間を導通状態あるいは遮断状態、すなわちオン状態ある
いはオフ状態に切換えるサイリスタＳＣＲを有する。

つまり、このスイッチング回路３４は上記電源側とヘッ
ドランプ２側との間をサイリスタＳＣＲのアノードとカ
ソードとにより接続している一方、サイリスタＳＣＲの
ゲートにマルチバイブレーク３３からのパルス信号に応
じた作動開始および停止のトリガパルスが抵抗Ｒ３１，
Ｒ３２により分圧されて人力するようにコンデンサＣ３
１を設けている。

ただし、コンデンサＣ３１でトリガパルスが発生できる
ように、コンデンサＣ３１の容量をコンデンサＣ２１の
容量よりかなり小さくしておく。

次に、上記のように構成された自転者用照明装置の動作
を、図面を参照して説明する。

まず、小勢力ダイナモ１が例えばタイヤの回転により交
流電流を発電する。

この交流電流は電力供給回路３の整流回路３１に入力す
る。

整流回路３１はダイオードＤｉ−Ｄ４を使用したブリッ
ジ式であるので、交流電流の正および負の両方の波を整
流した全波整流された電流が出力される。

このため、コンデンサ３２には余波整流された出力電流
が充電される。尚、その際にはコンデンサ３２では充放
電による平滑作用によりリプル分の少ない、はぼ直流電
圧の形で充電される。

また、それと同時にこのコンデンサ３２の充電電圧を作
動電圧としてマルチバイブレータ３３が発振し、このマ
ルチバイブレータ３３からパルス信号が出力される。

そして、このマルチバイブレータ３３から出力され、ス
イッチング回路３４に入力するパルス信号は、第４図（
ａ）に示すようにパルス幅τ■、周期Ｔがそれぞれ、 τ１＝ｃ２１−Ｒ２２ Ｔ＝　（Ｃ２１・Ｒ２２＋　Ｃ１１ΦＲ１２）となる。

次に、このパルス信号がスイッチング回路３４のコンデ
ンサＣ３１に人力し、コンデンサＣ３１はそのパルス信
号に応じて、微分回路のようにハ／Ｌ／ス信号の立上が
り時には急激に上がる正のトリガパルスを発生し、パル
ス信号の立ち下がり時には急激に立ち下がる負のトリガ
パルスを発生する。

そして、この正・負のトリガパルスが抵抗Ｒ３１゜Ｒ３
２により分圧されてサイリスタＳＣＨのゲートとカソー
ド間に印加され、サイリスタＳＣＲが導通あるいは非導
通を繰り返し、コンデンサ３２とヘッドランプ２との間
を導通状態あるいは遮断状態に切り換えてヘッドランプ
２を点灯および消灯させる。

つまり、サイリスタＳＣＲは正のトリガパルスが人力し
てゲート電流１ｇが流れると、アノード側からカソード
側に順電流Ｉｔが流れて導通し、ヘッドランプ２とコン
デンサ３２との間を導通状態に切り換える。

そして、サイリスタＳＣＲは正のトリガパルスが入力し
た後、次に負のトリガパルスが入力するまで、つまりマ
ルチバイブレータ３３から出力されたパルス信号のｈ１
ｇｈレベル時は導通状態を保持する。

このため、この導通状態の間コンデンサ３２はヘッドラ
ンプ２と接続されて、第３図に示すような放電特性で放
電しヘッドランプ２を点灯させる。

また、このサイリスタＳＣＲは負のトリガパルスが人力
し、逆方向のゲート電流Ｉｇが流れると非導通状態にな
り、ヘッドランプ２とコンデンサ３２との間を非導通状
態に切り換える。

そして、ヘッドランプ２とコンデンサ３２との間の非導
通状態は、次の正のトリガパルスの入力時まで、つまり
マルチバイブレータ３３から出力されたパルス信号がｌ
ｏｗレベルの間保持される。

このため、ヘッドランプ２は消灯する一方、コンデンサ
３２は放電せずに、第２図に示すような充電特性で小勢
力ダイナモ１で発電され整流回路３１により整流された
電力を充電する。

従って、マルチバイブレータ３３から出力された第４図
（ａ）に示すようなパルス信号に同期して、コンデンサ
３２が第４図（ｂ）に示すように充放電を繰り返す一方
、サイリスタＳＣＲが導通・非導通状態を繰り返して、
ヘッドランプ２は第４図（Ｃ）に示すようにコンデンサ
３２の放電時ｔ１には点灯し、充電時ｔ２には消灯して
、間欠的に微少時間間隔で点灯・消灯を繰り返すことが
できる。

その結果、本装置によれば点灯時には十分な輝度が得ら
れる共に、消灯時には第４図（ｃ）に示すようにヘッド
ランプ２で電力が消費されないのに、点灯時の残像現象
により車の運転者、あるいは歩行者等の他の通行人側か
らは明るく見えて連続した輝度が得られるため、小労力
にもかかわらず夜間走行時の安全性を従来と同等に保持
することができる。

また、マルチバイブレータ３３を構成するコンデンサＣ
１ｌ、　　Ｃ２１の容量や抵抗Ｒ２２，Ｒ１２等の値を
変えて、パルス信号におけるパルス幅の割合（ｄｕｔｙ
　　ｃｙｃｌｅ　）を変え、その小勢力ダイナモ１の発
電能力に最適な点灯時間ｔｌと消灯時間ｔ２との比を得
ることができる。

つまり、このヘッドランプ２の点灯時間ｔ１と消灯時間
ｔ２との比は、 ｔｌ　　：　　ｔ２　　＝Ｃ２１争Ｒ２２二　Ｃｌｌ　
−Ｒ１２であるので、例えばＲ１２＝Ｒ２２とすると、
ｔｌ　　：　ｔ２　＝Ｃ２１：　ｃｕ となり、小勢力ダイナモ１の発電能力に応じてコンデン
サＣ２１，Ｃ１ｌの容量を変えることにより、点灯時間
１１と消灯時間ｔ２との比を最適なものに変えることが
できる。

また、第１図において小勢力ダイナモ１の代わりに一般
的に発電能力が低い太陽電池を使用し、その発電能力に
適合するようにマルチバイブレータ３３を構成する抵抗
やコンデンサにより点灯時間と消灯時間との比を最適な
ものに変えれば、労力が不要で且つランニングコストの
かからない自転車用照明装置を構成できる。

このため、太陽が現れている昼間走行時においてこの太
陽電池を使用した自転車用照明装置を使用すれば、ヘッ
ドランプ２が点灯・消灯を微小時間間隔で自動的に繰り
返すので、労力が不要で且つランニングコストがかから
ずに自転車の走行を他の通行者や歩行者等の他人に知ら
せることができ、昼間走行時の安全確保に最適である。

また、昼間時に太陽電池により発電した電力を蓄電池等
に充電しておき、夜間走行時にその蓄電池からの電力を
コンデンサ３２で充放電させるようにすれば、ヘッドラ
ンプ２が点灯・消灯を繰り返すので、夜間走行時の安全
も確保することができる。

さらに、第１図において小勢力ダイナモ１の代わりに乾
電池を使用しても、乾電池から供給される電力をいった
んコンデンサ３２に充放電し、ヘッドランプ２が点灯・
消灯を繰り返すので、第４図（Ｃ）に示すように従来よ
り平均消費電力が減少して、乾電池の寿命が増大、つま
りランニングコストが減少して走行時の安全を確保する
ことができる。

尚、本実施例ではヘッドランプを例にとり説明したが、
自転車の後方や側方に設けられるランプであっても勿論
よい。

さらに、本実施例ではマルチバイブレータ３３をｐｎｐ
型のトランジスタＴＲＩ　５ＴＲ２により説明他が、本
発明ではマルチバイブレータの形式は何でもよく、単安
定、双安定マルチバイブレータでも、無安定マルチバイ
ブレータでｐｎｐ型のトランジスタを用いても、トラン
ジスタＴＲ２にサイリスタ等を用いてもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項１に記載の発明では発電能
力が低い小勢力ダイナモ等の小電力発生手段により発電
して、その電力をコンデンサに充電させると共に、マル
チバイブレータにより設定された充放電周期でそのコン
デンサを充放電させ、ランプがその充放電周期で点灯・
消灯を繰り返して、残像現象により連続した輝度が得ら
れるように構成したので、小労力にもかかわらず従来と
同等あるいはそれ以上の輝度を得ることができ、交通安
全上きわめて有益である。

また、請求項２に記載の発明では小電力発生手段として
一般的に発電能力が低い太陽電池を使用しているが、そ
の発電能力に適合するようにマルチバイブレータにより
点灯時間と消灯時間との比を最適なものに変え、ランプ
に点灯・消灯を繰り返させることにより、労力不要で且
つランニングコストもかからずに自転車の昼間時の走行
を他の通行者や歩行者等の他人に知らせることができ、
安全を確保することができる。

さらに、請求項３に記載の発明では小電力発生手段とし
て乾電池を使用し、乾電池から供給される電力をコンデ
ンサがマルチバイブレータにより設定された充放電周期
で充放電して、ヘッドランプ２が点灯・消灯を繰り返す
ので、従来より平均消費電力が減少し、乾電池の寿命を
増大、つまりランニングコストを減少させて、走行時の
安全を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自転者用照明装置の一実施例を示
す回路図、第２図は本実施例で用いたコンデンサの充電
特性を示す特性図、第３図は同コンデンサの放電特性を
示す特性図、第４図（ａ）はマルチバイブレータから出
力されるパルス信号を示す波形図、同図（ｂ）はコンデ
ンサの充放電特性を示す特性図、同図（ｃ）はヘッドラ
ンプにおける消費電力を示す特性図である。 １・・・小勢力ダイナモ（小電力発生手段）２・・・ヘ
ッドランプ（ランプ） ３２・・・コンデンサ ３３・・・マルチバイブレータ ３４・・・スイッチング回路（切換手段）特許出願人　
　　　　高谷　正次 代　理　人　弁理士　和１）成則 第 図 （本実ｆｆ１８！’＋　７″用い代コン丁ンリの充ｔｎ
ａｘホｉ吟社圓）第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、自転車に搭載されたランプを点灯させる自転車用照
   明装置において、 タイヤやペダル等の回転部分で小電力を発生する小勢力
   ダイナモ等の小電力発生手段と、上記小電力発電手段が
   発生した電力を充放電するコンデンサと、 上記コンデンサの充放電周期を設定し、その充放電周期
   に基づいて当該コンデンサを充放電させるマルチバイブ
   レータと、 上記マルチバイブレータにより設定された充放電周期に
   応じて、上記コンデンサと上記ランプとの間を導通状態
   あるいは遮断状態に切り換える切換手段とを設けたこと
   を特徴とする自転車用照明装置。 ２、上記小電力発生手段が太陽電池であることを特徴と
   する請求項１に記載の自転車用照明装置。 ３、上記小電力発生手段が乾電池であることを特徴とす
   る請求項１に記載の自転車用照明装置。