JPH0726292U - 自転車用照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 自転車用発電機１で発生した電力を整流器２
と平滑コンデンサ３とによって整流・平滑し、この整流
・平滑された電力を定電圧制御装置４により定電圧化し
た電力とし、この定電圧化された電力を蓄電池８に印加
すると共に、照明ランプ１０に供給するようにしてな
る。 【効果】 蓄電池を保護して効率的に充電する事が出来
る。また自転車の低速走行時には充分に充電された蓄電
池によって照明ランプを駆動することができるため、従
来より長時間に亘り充分な照明を行うことが可能にな
る。高速時にも照明ランプに過電圧が加わる事がなく、
照明ランプの寿命が短くなることも無い。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は自転車用照明装置に関し、詳しくは自転車用照明ランプのための発電 式照明装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】

従来のこの種照明装置は発電機と照明ランプとを１対１で直結的に組合わせた ものが古くから採用されているが、最近では図３に示すように自転車用発電機１ で発電した電力を蓄電池に蓄積しておき低速走行時等に蓄電池からの電力を使用 する方式が採用されている。古くから使用されている発電機と照明ランプとの１ 対１の直結的組合せでは、発電機で発電した電力を照明ランプに供給する一般的 で単純な装置である。また図３に示す装置では、自転車用発電機１と照明ランプ １０と整流器２と平滑コンデンサ３と蓄電池８と充電制御抵抗１１と整流器７と 点灯スイッチ９とにより構成し、照明が不必要の時には、点灯スイッチ９をオフ にして自転車用発電機１の出力を整流器２と電解コンデンサ３とにより整流平滑 して直流電圧に変換して蓄電池８に蓄積しておき、照明が必要なときには、点灯 スイッチ９をオンにして自転車用発電機１の出力を整流器２と電解コンデンサ３ とにより整流平滑して直流電圧に変換して照明ランプ１０を点灯させると共に、 発電電力に余裕があるときには蓄電池８に充電して蓄積しておく。他方、自転車 用発電機１の電圧が蓄電池の端子電圧以下になった場合には蓄電池８よりダイオ −ド７を経由して照明ランプ１０を点灯させるようになっている。

【０００３】 自転車用発電機１の出力電圧は自転車の走行速度が関与しているため走行速度 により大きく変化する。従って、古くからの自転車用発電機１と照明用ランプ１ ０との１対１の直結的組合せの場合には、発生電圧が走行速度に余り関係しない ようにさまざまな工夫がなされているが、いずれにせよ規定速度以上では或程度 満足できるものであるが低速走行時には充分な照明を確保することが不可能であ る。また図３に示す装置では、点灯スイッチ９がオフの場合には、自転車用発電 機１の出力電圧が高い時には蓄電池８への充電電流が過大になるのを防止するた めに充電制御抵抗１１を大きくして充電電流の過電流を防止している。この充電 制御抵抗１１を大きくした場合に速度が低下すると、自転車用発電機１の出力電 圧が低いため、蓄電池８への充電電流が減少し、充分に充電を行うことが出来ず 、結果的に蓄電池８への充電効率を低下させて、充分な照明を確保することが困 難になっている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上述のように、自転車用発電機１の出力電圧は自転車の走行速度等の変化によ り大きく変化するため、自転車用発電機１と照明ランプ１０との１対１で直結的 に対応する装置では、自転車の走行速度が変化すると、出力電圧をできるだけ１ 定値になるように機械的方法や磁気回路等によりさまざまな工夫されているが、 実現できる走行速度範囲に限界があり、特に低速走行時には照明機能を充分に発 揮することができない。また、図２に示す装置では、自転車の走行速度と発電機 の出力電圧との関係は比較的緩和されているが、高速走行時に発生する高電圧に よる蓄電池８への充電電流の過剰電流を防止するために、充電制御抵抗１１を大 きい抵抗値にする必要がある。従って、常に最高速度で走行するのでなく、それ 以下の速度で走行することが多い場合には、蓄電池８への充電電流が所定の充電 電流より低くなり、蓄電池８を充分に充電することが不可能になり、結果的に蓄 電池８の能力を低下させて、自転車の低速時の照明が不十分な場合が多々発生し ている。また上記従来装置では、高速走行時に高電圧が照明ランプ１０に掛かる ため照明ランプ１０の寿命が極端に短くなるという致命的な欠点がある。

【０００５】 以上のように、従来装置では自転車の低速走行時の照明が不十分であると共に 、高速走行時には照明ランプ１０の寿命を極端に短くしている。本考案はこれら の欠点を除去するために自転車の広範囲の走行速度範囲に亘り自転車用発電機１ の出力電圧が広範囲に変化しても、自転車用発電機１によって得られる直流電圧 が常に一定値になるようにすること、即ち、自転車用発電機１の発電電圧が変化 しても、常に定電圧を蓄電池８と照明ランプ１０に供給できるようにして、自転 車の低速走行時にも十分な照明を行うことができるようにすると共に、高速走行 時になっても照明ランプ１０の寿命が短くならないようにすることを解決課題と する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために請求項１に記載の考案によれば、参照符号を付して 示せば、自転車用発電機１で発生した電力を整流器２と平滑コンデンサ３とによ って整流・平滑し、この整流・平滑された電力を定電圧制御装置４により定電圧 化した電力とし、この定電圧化された電力を蓄電池８に印加すると共に、照明ラ ンプ１０に供給するようにした構成を採用するものである。

【０００７】 また請求項２に係る考案によれば、前記定電圧制御装置４は、定電圧ＤＣ−Ｄ Ｃコンバ−タからなる請求項１記載の構成を採用するものである。

【０００８】 また請求項３によれば、前記照明ランプ１０に至る回路に照度検知手段１２を 設けてなる請求項１または２記載の構成を採用するものである。

【０００９】

【作用】

請求項１に記載の考案によれば、自転車用発電機１の出力電圧を整流器１と平 滑コンデンサ２によって直流に変換し、該直流電圧を定電圧制御装置４によって 定電圧化して、この電力を蓄電池８に印加して該電力を充電するようにすると共 に、この定電圧化された電力を照明ランプ１０に供給するようになっているため 、自転車の広範囲の走行速度範囲に亘り自転車用発電機１の出力電圧が変化して も、蓄電池８、及び照明ランプ１０に定電圧で供給できるようになる。従って、 蓄電池８への充電は適正な電流値で充電する事ができ、また自転車の低速走行時 には充分に充電された蓄電池８から照明ランプ１０へ電力が供給されるため、充 分な照明が可能であり、しかも、高速時にも照明ランプ１０に過電圧が加わる事 がなく、照明ランプ１０の寿命が短くなることが無くなる。

【００１０】 また請求項２に係る考案によれば、定電圧制御装置４には、トランジスタの電 流変化、即ち等価的な抵抗変化を使用した方法、定電圧ＤＣ−ＤＣコンバ−タを 含むトランジスタや制御整流器を使用してオンオフ制御により出力電圧を定電圧 に保持する方法があるが、発電した電気の有効利用としてはトランジスタや制御 整流器を使用した定電圧ＤＣ−ＤＣコンバ−タの様に規定電圧値からの電圧差に 比例した回数で能動素子をオンオフさせる方式の方が熱の発生等から優れた利点 がある。

【００１１】 また請求項３によれば、照度を検知して自動的に装置の作動を行うようになっ ているため、無駄な電力の消耗を避けることができる。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の一実施例について図面を参照して説明する。第１図は本考案の 一実施例をブロック図で示す。１は自転車用発電機であり、２は整流器であり、 自転車用発電機１で発電された交流電圧を直流に変換するものである。３は整流 器２により発生する脈流を平滑するための平滑コンデンサである。４は電子回路 により構成した定電圧制御装置であり、自転車用発電機１により発電された交流 電圧を整流器２と平滑コンデンサ３とにより整流平滑された変化する直流電圧が 定電圧制御装置４の入力端子４１と４２に供給されても、定電圧になるように制 御して出力端子４３と４４から直流定電圧を取り出す装置である。出力端子４３ と４４には逆流防止用ダイオ−ド５を経由して蓄電池８と照明ランプ１０とが接 続されている。蓄電池８には充電抵抗６とダイオ−ド７との並列回路が直列に接 続されており、照明ランプ１０には照度検知手段１２が直列に接続されている。 逆流防止用ダイオ−ド５は蓄電池８から定電圧制御装置４への逆流、即ち、蓄電 池８から定電圧制御装置４への逆流による蓄電池８の放電を防止するためのダイ オ−ドである。充電抵抗６は充電電流の過剰電流を防止して電池を保護するため の抵抗であるが、充電電圧が所定値以上にならないため小さい抵抗値で充分であ る。照度検知手段１２は照明ランプ１０を点灯させるためのスイッチである。照 度検知手段１２は周囲の照度が一定値以上の場合にオフとなり、周囲の照度が一 定値以下の場合にはオンとなるようになっている。

【００１３】 例えば、日中の走行時のように照明ランプ１０を点灯する必要が無い場合には 、照度検知手段１２はオフとなり、自転車用発電機１で発生した電力は自転車の 走行速度が広範囲に変化しても、整流器２と平滑コンデンサ３、及び定電圧制御 装置４により所定の直流電圧に保持され、逆流防止用ダイオ−ド５と充電抵抗６ を経由して蓄電池８に所定の電流で充電される。また、夜間等で照明ランプ１０ を点灯させる必要があるときには、照度検知手段１２はオンとなる。そして自転 車走行中で自転車用発電機１によって発生した電圧による定電圧制御装置４の出 力端子４３−４４の電圧が蓄電池８の端子電圧より高いときには、主として逆流 防止用ダイオ−ド５を経由して電力が照明ランプ１０に供給されると共に、蓄電 池８にも充電電流が供給印加される。しかし、自転車の走行速度が遅くなり、自 転車用発電機１で発生した電圧による定電圧制御装置４の出力端子４３−４４の 電圧が蓄電池８の端子電圧より低いときには、蓄電池８からダイオ−ド７を経由 して照明ランプ１０に電力が供給され照明ランプ１０を点灯させる。また夜間停 止中はランプ点灯による蓄電池８の消耗を防ぐため別に点灯スイッチを設けるこ とが好ましい。ダイオ−ド７は蓄電池８から照明ランプ１０に供給するとき、充 電抵抗６による電圧低下を防止するためのバイパス用のダイオ−ドである。

【００１４】 図２は、定電圧制御装置４の一例としての定電圧ＤＣ−ＤＣコンバータの一実 施例である。定電圧ＤＣ−ＤＣコンバータ４の入力端子４１−４２に自転車用発 電機１によって発生した直流電圧が供給される。最初に抵抗Ｒ１を経由してＴ２ のベースに電流が供給され、Ｔ２がオンするとＴ１がオンとなりパルストランス ＰＴ１を経由して出力端子４３−４４に電圧が供給される。出力端子の電圧が規 定値以上となるとツェナーダイオードＺＤ１がオンとなり、抵抗Ｒ２に電流が流 れる。

【００１５】 これによりトランジスタＴ３のベース電圧が上昇し、トランジスタＴ３がオン となる。トランジスタＴ３がオンとなると、トランジスタＴ２のベースへの電流 供給が中止され、トランジスタＴ２，Ｔ１はオフとなる。そしてパルストランス ＰＴ１へ蓄えられたエネルギーがダイオードＤ１を経由して出力端子４３−４４ へ供給される。出力端子電圧４３−４４の電圧がツェナーダイオードＺＤ１によ り設定された値より低下するとツェナーダイオードＺＤ１、トランジスタＴ３が オフとなるとこによりトランジスタＴ２，Ｔ１がオンとなり再び出力端子４３− ４４へ電圧が供給される。定電圧制御機能はツェナーダイオードＺＤ１で基準電 圧を発生させ、トランジスタＴ３のオンオフによりトランジスタＴ１をオンオフ させている。定電圧ＤＣ−ＤＣコンバータ４の出力電圧に応じてこのオンオフ回 数を変化させることにより定電圧を保持することができる。又、簡易な方法とし ては、パルストランスＰＴ１、ダイオードＤ１を使用せず、ツェナーダイオード ＺＤ１の基準電圧によりＴ１をオンオフさせ、制御する方法もあるが、この場合 には定電圧の性能が悪くなる。

【００１６】 なお、一般的に電子回路での定電圧制御装置４としては、トランジスタをリニ ア素子として使用するアナログ方式と、トランジスタや制御整流器等をオンオフ させて制御するデジタル方式とがある。これらの両方式は採用することが可能で あるが、アナログ方式では制御素子であるトランジスタでの損失が大きくなり好 ましくない場合が多い。これに対して、デジタル式では制御素子をオンオフさせ るために制御素子を含めて損失が少ないためにアナログ方式に比して優れた特性 である場合が多い。

【００１７】

【考案の効果】

以上のように、請求項１に係る考案によれば、自転車の広範囲の走行速度範囲 に亘り自転車用発電機１の出力電圧が変化しても、電子回路により構成した定電 圧制御装置４によって、蓄電池８及び照明ランプ１０に定電圧で供給できること になる。従って、自転車用発電機１で発電される出力電圧が変化しても、所定の 出力電圧以上では定電圧で使用することができるため、蓄電池８への充電は広範 囲の走行速度範囲内で常に適正な電流値で充電することができるようになり、過 剰な充電電流から蓄電池８を保護して効率的に充電する事が出来る。

【００１８】 また自転車の低速走行時には充分に充電された蓄電池８によって照明ランプ１ ０を駆動することができるため、従来より長時間に亘り充分な照明を行うことが 可能になる。しかも、高速時にも照明ランプ１０に過電圧が加わる事がなく、照 明ランプ１０の寿命が短くなることも無い。

【００１９】 さらには従来既存の自転車用発電機に対しても適用することができ、再利用に も連がり省資源に貢献することになる。

【００２０】 また請求項２に係る考案によれば、定電圧制御装置４は、定電圧ＤＣーＣＤコ ンバータからなるため、安価に製造することができ実用的である。

【００２１】 さらに請求項３に係る考案によれば、昼間などにおいては自動的に照明ランプ が消灯状態になるため、いちいちスイッチ操作を必要とせず、また無駄な電力の 消耗を避けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例のブロック図である。

【図２】本考案の要部の定電圧制御装置４である定電圧
ＤＣ−ＤＣコンバ−タの１実施例のブロック図である。

【図３】従来の実施例のブロック図である。

【符号の説明】

１ 自転車用発電機 ２ 整流器（ブリッジダイオ−ド） ３ 平滑コンデンサ ４ 定電圧制御装置（定電圧ＤＣ−ＤＣコンバ−タ） ５ 逆流防止用ダイオ−ド ６ 充電抵抗 ７ ダイオ−ド ８ 蓄電池 ９ 点灯スイッチ １０ 照明ランプ １１ 充電制御抵抗 １２ 照度検知手段 ４１、４２ 定電圧制御装置の入力端子 ４３、４４ 定電圧制御装置の出力端子

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 自転車用発電機で発生した電力を整流器
   と平滑コンデンサとによって整流・平滑し、この整流・
   平滑された電力を定電圧制御装置により定電圧化した電
   力とし、この定電圧化された電力を蓄電池に印加すると
   共に、照明ランプに供給するようにした自転車用照明装
   置。
2. 【請求項２】 前記定電圧制御装置は、定電圧ＤＣ−Ｄ
   Ｃコンバ−タからなる請求項１記載の自転車用照明装
   置。
3. 【請求項３】 前記照明ランプに至る回路に照度検知手
   段を設けてなる請求項１または２記載の自転車用照明装
   置。