JPS5816432Y2 - 自転車前照灯装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は自転車前照灯装置に関し、特に発電機の出力
電圧の変化に応じて定格値の異なる前照灯負荷を選択切
替し、さらにこの切替時に光束が大きく変化するのを防
止するようにした前照灯装置の改良に関する。

従来より自転車の前照灯用に用いられる発電機は、車輪
に接して回転される回転子の回転数が低下すると急速に
発電々正値が低下し、前照灯の明るさもこれに応じて暗
くなる特性をもっている。

このため例えば坂道の昇りなどの低速走行時には前照灯
の明るさが不足し、走行に危険を伴う。

方、低速走行時の発電機出力電圧値に見合うような前照
灯を使用しておけばこの場合適当な明るさを得ることが
できるが、逆に高速走行時に前照灯に過大な電圧が印加
されて前照灯の寿命を著るしく低下してしまうことにな
る。

上述の問題の解決策の一つとして高速用と低速用の二つ
の前照灯負荷を設けてこれを同一発電機よりスイッチ切
換えによって状況に応じて使い分ける方式が考えられて
いる。

第１図はその一例で、１は一般的な磁石式交流発電機、
２ａは低速用前照灯、２ｂは高速用前照灯、３は手動切
換スイッチである。

この方式は簡便な一方、人為的にスイッチ３を切換える
必要があるため、走行中の運転の都合上などでスイッチ
３の切換えを行なえない場合があり、例えば急坂の下り
時など前照灯の使用定格に合わない状況にあっては電球
の寿命を著るしく低下させる点の解決策として充分でな
い。

この考案は上述の欠点を除去して発電機の出力電圧値の
変化により自動的に前照灯負荷を切替え、常に発電機出
力に合った定格値の前照灯を発電機に接続すると共に、
上記の切替時に光束変化が少なく、明るさが変らないよ
うにした自動切替器付きの前照灯装置を提供することを
目的としている。

すなわち第２図はこの考案の一実施例を示すもので、第
１図と同符号のものは同一部分を示し、スイッチ３の代
りに自動切替器４が接続されている。

自動切替器４は４ａ 、４ｂ 、４ｃ 、４ｄの４つの
端子をもち、端子４ａには低速用の使用定格電圧値が比
較的低い前照灯負荷２ａが接続され、端子４ｂには高速
用の使用定格電圧値が比較的高い前照灯負荷２ｂが接続
され、端子４ｃには発電機が接続され、端子４ｄは車体
へ接地されて発電機１および両前照灯負荷２ａ、２ｂの
車体接地端と車体金属部を介して接続されている。

端子４ｃ。４ａ間、すなわち発電機１の出力の両端間に
はダイオードブリッジ整流回路５を介して平滑コンデン
サ６が接続され、コンデンサ６０両端に発電機１の出力
電圧が直流化されて現われるようになっている。

コンデンサ６両端にはリレー７とトランジスタ８との直
列回路からなる電圧検出スイッチング回路が並列接続さ
れ、コンデンサ６の一端とトランジスタ８０ベース間に
はツェナーダイオード９が挿入されている。

リレー７の接点７ａ。７ｂ 、７ｃは、リレー７が消勢
時では接点７ａ。

Ｉｃ間が導通して接点７ｂ 、７ｃ間が開放しており、
リレー７が付勢されると接点７ｃが７ａから７ｂに切替
るものである。

上記接点７ａは端子４ａを介して低速用前照灯負荷２ａ
に、また接点７ｂは端子４ｂを介して高速用前照灯負荷
２ｂに、そして接点７ｃは端子４ｃを介して発電機１の
出力端に接続されている。

１０は使用定格電圧が低いほうの前照灯負荷２ａに並列
接続された定電圧素子例えばバリスタである。

さて、第３図も合わせて以下に本考案の作動を説明する
と、発電機１の出力特性は、コンデンサ６の端子電圧Ｖ
Ｄを縦軸に、発電機の回転子の回転数を横軸にとって示
すと第３図の如くとなる。

第２図において、コンデンサ６の端子電圧■。

がツェナーダイオード９のツェナー電圧ｖｚとトランジ
スタ８０ベース飽和電圧ＶＢＥとの和を超えない範囲の
低速時（第３図で回転数ｎ１以下）にはトランジスタ８
は遮断しており、リレー７は消勢状態にあってその接点
７ｃが接点７ａに接続され、従って発電機１の交流出力
は低速用前照灯２ａだけに供給される。

速度が上昇して発電機１０回転数が第３図のｎ、を超え
、従ってコンデンサ６の端子電圧ＶＤがＶＢＥと■２と
の和より大きくなると、ツェナーダイオード９が導通し
てトランジスタ８に充分なベース電流が流れ、トランジ
スタ８が導通してリレー７が付勢され、接点７ｃが７ａ
から７ｂへ切替る。

この結果発電機１の交流出力は高速用前照灯負荷２ｂに
切替わって印加され、低速用前照灯負荷２ａに過大な電
圧が印加されるのが阻止される。

さて上記の前照灯負荷の切替時において両前照灯負荷の
定格の違いから生じる光束の段階的変化を問題にする必
要がある。

すなわち第４図は発電機１に前照灯負荷を接続したとき
の光束Ｆ（ｔｍ）と発電機回転数ｎ（ｒｐｍ）との関係
を示しており、曲線１１ａは定電圧素子１０を接続しな
い場合の前照灯負荷２ａの特性、１１ｂは前照灯負荷２
ｂの特性である。

すなわち、第２図の定電圧素子１０がない場合、低速走
行時で点灯している前照灯負荷２ａの光束は発電機回転
数ｎの上昇に従って特性曲線１１ａに沿って増加し、回
転数ｎ１の点１２においてＦｌ （７ｍ）に達するが、
このときリレー７が動作してその接点７ｃが接点７ａか
ら７ｂに切替るので他方の前照灯負荷２ｂが代って点灯
し、第４図において点１２から点１３に移行することに
なる。

このとき光束は前照灯負荷２ｂの特性曲線１１ｂからＦ
２ （Ａｍ ）へと低下し、その後は発電機回転数の
上昇につれて曲線１１ｂに沿った光束の増加となる。

また逆に回転数ｎの低下によって前照灯負荷２ｂから２
ａへ切替るときはＦ ２ （ｔｍ ）からＦ １ （Ａ
ｍ ）へと急に光束が増すことになり、いずれにせよ明
るさの階段的な急変が生じてしまう。

この考案においては端子４ａと接地間に定電圧素子１０
を接続し、定格電圧の低いほうの前照灯負荷２ａと定電
圧素子１０が並列になるようにして上述の明るさの急変
を防止するようにしである。

すなわち発電機１の出力電圧が上昇すると定電圧素子１
０が持つ定電圧領域で定電圧素子１０に流入する電流が
増加し、発電機１の内部インピーダンスによる出力電圧
の規制作用で前照灯負荷２に印加される電圧が抑えられ
、従って定電圧素子１０を並列に接続したときの前照灯
負荷２ａの光束曲線は第４図の特性曲線１６のような飽
和特性曲線となる。

この場合定電圧素子１０はリレー７の消勢時において発
電機１の出力端に接続されることになり、従って該定電
圧素子１０の定電圧特性の安定度によってトランジスタ
８の導通が前記回転数ｎ１より多少高回転数のｎ２にお
いて果される。

第４図において曲線１６上の点１５は回転数ｎ２で光束
Ｆ１ （ｔｍ）の点であり、このときリレーが動作して
前照灯負荷が２ａから２ｂに切替っても殆んど光束の変
化はないことが判る。

すなわち、ＦｌとＦ２との光束の変化に対し、定電圧素
子１０の特性を例えば直列抵抗の挿入などによって適当
に選ぶことにより、無段光束変化曲線を得ることができ
るものであり、これにより運転者への明るさの変化によ
る眩惑が防止可能で安全な走行と前照灯寿命の向上とを
同時に果すことができるものである。

尚、上述において定電圧素子１０をバリスタなどの素子
として説明したが、勿論他の電圧非直線性素子や複合回
路、或いは電子回路的な方法による定電圧回路などを用
いてもよく、またその取付けも自動切替器４内に内蔵さ
せたり、或いは外付げにしたり、いずれでもよい。

以上のようにこの考案によれば、自転車の走行速度に対
応した発電機出力電圧の変化に対して切替操作を必要と
することなく前照灯負荷を自動的に選択し、切替時に明
るさの変化もなく、常に適当な明るさでしかも前照灯負
荷に過大な電圧印加をせずに済むものであり、登板走行
時などの低速走行の際の照度不足を解消し、同時に急な
下り坂走行時のような高速走行の際の過大電圧の印加に
よる電球切れや寿命低下、および切替り時の明るさの急
変による眩惑も防止されるものである。

尚、前述の実施例において前照灯負荷２ａ、２ｂを各々
別々の独立した電球であるかのように図示したが、これ
は例えばひとつの電球内に定格の異なる二つのフィラメ
ントを封入したものと理解してもよく、また同一定格の
電球又はフィラメントを二つ用いてその一方に抵抗を直
列に挿入したり、或いは同一定格のものの直列体を高速
用前照灯負荷とするなど、種々の変形も含むものであり
、さらにリレー７として有接点リレーの代りに無接点半
導体リレーを用いたり、電圧検出スイッチング回路に用
いたツェナーダイオード９０代りに他の飛躍電圧−電流
特性をもつ素子を用いたりしてもよいことは述べるまで
もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は手動切替方式の前照灯装置の例を示す回路図、
第２図はこの考案の一実施例を示す回路図、第３図は発
電機の出力特性を例示する線図、第４図は発電機回転数
と前照灯負荷の光束の関係を示す線図である。 １・・・・・・発電機、２ａ・・・・・・低速用前照灯
負荷、２ｂ・・・・・・高速用前照灯負荷、４・・・・
・・自動切替回路、４ａ 、４ｂ 、４ｃ 、４ｄ・・
・・・・端子、５・・・・・・ダイオードブリッジ整流
回路、６・・・・・・平滑コンデンサ、７・・・・・・
リレー、７ａ、７ｂ、７ｃ・・・・・・リレー接点、８
・・・・・・スイッチングトランジスタ、９・・・・・
・ツェナーダイオード、１０・・・・・・定電圧素子又
は回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 車輪回転速度に応じた電圧の出力を生じる発電機と、使
   用電圧定格値が互いに異なる二つの前照灯負荷と、消勢
   時には定格電圧値が低いほうの上記前照灯負荷を上記発
   電機に接続し付勢時には定格電圧値が高いほうの上記前
   照灯負荷を発電機に切替接続するリレーおよび発電機の
   出力電圧が予じめ定められた所定電圧値に達するまでは
   上記リレーを消勢状態に保ち、該出力電圧が上記所定電
   圧値を超えたときは上記リレーを仕勢する電圧検出スイ
   ッチング回路を含む自動切替器と、該自動切替器の動作
   による前照灯負荷切替接続時に両前照灯負荷の光束変化
   が少なくなるように上記定格電圧が低いほうの前照灯負
   荷に並列接続された定電圧素子とを備えてなることを特
   徴とする自転車前照灯装置。