JPH11297101A - 可搬式ライト - Google Patents
可搬式ライトInfo
- Publication number
- JPH11297101A JPH11297101A JP9735898A JP9735898A JPH11297101A JP H11297101 A JPH11297101 A JP H11297101A JP 9735898 A JP9735898 A JP 9735898A JP 9735898 A JP9735898 A JP 9735898A JP H11297101 A JPH11297101 A JP H11297101A
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- JP
- Japan
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- generator
- light
- light emitting
- dynamo
- capacitor
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- Pending
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- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高効率で発光する可搬式ライトを提供する。
【解決手段】 発電機の回転部の慣性を小さくし、高速
度で発電機を回転させると共に、交流発電機と発光素子
の間に、整流器と蓄電器を挿入して高効率で発光するよ
う構成する。
度で発電機を回転させると共に、交流発電機と発光素子
の間に、整流器と蓄電器を挿入して高効率で発光するよ
う構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、手動又は自転車のリ
ム、更には門扉の開閉操作などによって、エネルギーを
供給するようにした発光器に関する。
ム、更には門扉の開閉操作などによって、エネルギーを
供給するようにした発光器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来は、交流のまま電球などの発光素子
と接続していたので能率が低く、長時間の利用が困難で
あった。即ち、発光のため2.5V、200 mA、即ち0.5W程度
の出力を要するのに対し、0.8 〜１W 程度の機械入力を
必要とし、特に手操作式のものは操作に相当の握力を要
していた。
と接続していたので能率が低く、長時間の利用が困難で
あった。即ち、発光のため2.5V、200 mA、即ち0.5W程度
の出力を要するのに対し、0.8 〜１W 程度の機械入力を
必要とし、特に手操作式のものは操作に相当の握力を要
していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】軽量で、軽快に操作で
き、高効率で発光する可搬式ライトを提供する。
き、高効率で発光する可搬式ライトを提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】発電機を駆動する装置と
して、高効率、低摩擦樹脂製のギヤを用い、特に手動型
のものにあっては、増速ギヤの段数を４段程度とし、回
転駆動速度を50倍〜100 倍程度に増大させると共に、例
えばボール型とかローラ型の高効率のワンウェークラッ
チを用いて、高速度で発電機を回転させると共に、交流
発電機と発光素子の間に、整流器と蓄電器を直列に挿入
して高効率で発光するよう構成する。即ち、発電機を高
速で回転させ、高周波交流を発電し、その出力を整流し
てから充分に蓄電器に充電する回路を設ける。
して、高効率、低摩擦樹脂製のギヤを用い、特に手動型
のものにあっては、増速ギヤの段数を４段程度とし、回
転駆動速度を50倍〜100 倍程度に増大させると共に、例
えばボール型とかローラ型の高効率のワンウェークラッ
チを用いて、高速度で発電機を回転させると共に、交流
発電機と発光素子の間に、整流器と蓄電器を直列に挿入
して高効率で発光するよう構成する。即ち、発電機を高
速で回転させ、高周波交流を発電し、その出力を整流し
てから充分に蓄電器に充電する回路を設ける。
【０００５】
【作用】従来方式の機械的な発電機回転子を含む質量を
Ｍとしたとき、機械的な回転運動体のエネルギーの総和
は、
Ｍとしたとき、機械的な回転運動体のエネルギーの総和
は、
【数１】 ここで、ω：角速度、 Ｉ：慣性能率（質量ＭがＺ軸よりＬなる距離のとき Ｉ
＝ＭＬ2 ） θ：剛体の回転角
＝ＭＬ2 ） θ：剛体の回転角
【０００６】即ち、角速度と慣性モーメントでエネルギ
ーを蓄えるものである。このときエネルギーを大きくす
るために回転部の質量Ｍを大きくする必要があり、フラ
イホイールを設けるなどのため、重量が重くなってい
た。一方、電気的に蓄えられるエネルギーをＥe とすれ
ば、
ーを蓄えるものである。このときエネルギーを大きくす
るために回転部の質量Ｍを大きくする必要があり、フラ
イホイールを設けるなどのため、重量が重くなってい
た。一方、電気的に蓄えられるエネルギーをＥe とすれ
ば、
【数２】 ここで、Ｃ：静電容量、Ｖ：蓄電器充電電圧
【０００７】指などによる入力エネルギーをどのように
蓄えるかという点に関しては、式１相当の機械的なエネ
ルギーで蓄えても、電気的エネルギーとして式２で蓄え
ても同じ結果である。然しながら、電気的にエネルギー
を蓄えたときは、機械的にエネルギーを蓄えるときより
も装置が軽く、しかも瞬発力を利用することが容易とな
るばかりでなく、急速回転したときも安全にエネルギー
を蓄えられ、発光器に対しても過電流等の抑制が容易に
なるという効果もある。又、高性能磁石を利用して、発
電機を小型化し、その慣性能率を小さくしてもエネルギ
ーの貯蓄には支障がなく、然も発電機を高速回転せしめ
得るようになるので、発光効率が向上する。
蓄えるかという点に関しては、式１相当の機械的なエネ
ルギーで蓄えても、電気的エネルギーとして式２で蓄え
ても同じ結果である。然しながら、電気的にエネルギー
を蓄えたときは、機械的にエネルギーを蓄えるときより
も装置が軽く、しかも瞬発力を利用することが容易とな
るばかりでなく、急速回転したときも安全にエネルギー
を蓄えられ、発光器に対しても過電流等の抑制が容易に
なるという効果もある。又、高性能磁石を利用して、発
電機を小型化し、その慣性能率を小さくしてもエネルギ
ーの貯蓄には支障がなく、然も発電機を高速回転せしめ
得るようになるので、発光効率が向上する。
【０００８】本発明によれば、 （１） 軽量化が計れる。 （２） 高性能磁石を利用するため発電機が小型にな
り、装置もコンパクトにできる。 （３） 光源として一定パワー特性のものを用いるの
で、高効率となり、装置全体の効率が向上する。一定光
度としたとき、約10倍の効率向上となった。
り、装置もコンパクトにできる。 （３） 光源として一定パワー特性のものを用いるの
で、高効率となり、装置全体の効率が向上する。一定光
度としたとき、約10倍の効率向上となった。
【０００９】特に前（３）項について言えば、光源とし
て半導体発光素子を用いたとき、その半導体発光エレメ
ントの端面の反射率を少なくとも10〜５程度％まで低く
し、傾斜ストライブ構造や端面部に電流を注入しない
で、端面において光を吸収するようにして、低コヒーレ
ンス性で発振（発光）させるようにすることが重要とな
る。光パワーと入力電流との比において、計算によれば
550 nm波長で60mAの電流により1.5 mWの出力が得られ
た。更に、100 mAの電流で４mWの光出力となる。
て半導体発光素子を用いたとき、その半導体発光エレメ
ントの端面の反射率を少なくとも10〜５程度％まで低く
し、傾斜ストライブ構造や端面部に電流を注入しない
で、端面において光を吸収するようにして、低コヒーレ
ンス性で発振（発光）させるようにすることが重要とな
る。光パワーと入力電流との比において、計算によれば
550 nm波長で60mAの電流により1.5 mWの出力が得られ
た。更に、100 mAの電流で４mWの光出力となる。
【００１０】即ち、発光させて光増幅作用を行うように
したもので、GaAs、GaAlAsのｎとｐとWindow regionを
組み合わせたものを利用することができる。更にまた、
焼結樹脂マグネットについては、主として希土類系のも
のを用いることが推奨される。即ち、SmCo5 系、Sm2Co
17 系更にNdPd系、NdFdＢ系等の磁石基材が用いられ、
それらを結合する樹脂としてはナイロン6 、ナイロン6
6、ポリエチレン、ポリエチレンテフタレート、エポキ
シ、ポリエステル、ポリフェニレン等々が用いられ、こ
れらは混合して150 ℃〜200 ℃の温度で成形する。
したもので、GaAs、GaAlAsのｎとｐとWindow regionを
組み合わせたものを利用することができる。更にまた、
焼結樹脂マグネットについては、主として希土類系のも
のを用いることが推奨される。即ち、SmCo5 系、Sm2Co
17 系更にNdPd系、NdFdＢ系等の磁石基材が用いられ、
それらを結合する樹脂としてはナイロン6 、ナイロン6
6、ポリエチレン、ポリエチレンテフタレート、エポキ
シ、ポリエステル、ポリフェニレン等々が用いられ、こ
れらは混合して150 ℃〜200 ℃の温度で成形する。
【００１１】樹脂混合率は重量比で８〜12％程度、容積
比で30〜50％することが望まし。また、成形時に縦磁界
を印加したとき、12〜14 MGO、横磁界の場合、14〜16 M
GO程度のエネルギープロダクツとなり、従来のフェライ
ト系の１〜４ MGOに比べて極めて有利で、1/3 程度にロ
ーターを小型化することができる。同方性無磁界成形で
得られるものは、7 〜10 MGO程度である。
比で30〜50％することが望まし。また、成形時に縦磁界
を印加したとき、12〜14 MGO、横磁界の場合、14〜16 M
GO程度のエネルギープロダクツとなり、従来のフェライ
ト系の１〜４ MGOに比べて極めて有利で、1/3 程度にロ
ーターを小型化することができる。同方性無磁界成形で
得られるものは、7 〜10 MGO程度である。
【００１２】以下、図面により本発明の実施例に就いて
説明する。図１は、波長560 nmで、光度２cdを得るため
の、異なった３種の発光素子の所要電力比を示すグラフ
であり、図２は本発明の係る手動式ライトの全体構成を
示す説明図、図３はその回路図である。図１に於いて、
横軸は点灯後の経過時間、縦軸は所要電力を示す。MGO
3.6で800Gのバリウムフェライト系磁石を有する発電機
を、通常のハンド駆動より駆動した（１Hz）。発電機の
回転数は 500〜1000 rpmとなり、20〜50Hzの交流出力が
得られた。蓄電器は5.5V、2000μF の容量のものを用い
て、３種のランプをテストしたところ、図１の特性が得
られた。而して、図中の曲線Ａ、Ｂ及びＣは以下のラン
プの特性を示すものである。 Ａ：冷陰極放電管 Ｂ：白熱ランプ Ｃ：550 nmを中心とするガウス分布特性を有するGaAs系
半導体 但し、本発明ではランプの種類は限定されるものではな
い。
説明する。図１は、波長560 nmで、光度２cdを得るため
の、異なった３種の発光素子の所要電力比を示すグラフ
であり、図２は本発明の係る手動式ライトの全体構成を
示す説明図、図３はその回路図である。図１に於いて、
横軸は点灯後の経過時間、縦軸は所要電力を示す。MGO
3.6で800Gのバリウムフェライト系磁石を有する発電機
を、通常のハンド駆動より駆動した（１Hz）。発電機の
回転数は 500〜1000 rpmとなり、20〜50Hzの交流出力が
得られた。蓄電器は5.5V、2000μF の容量のものを用い
て、３種のランプをテストしたところ、図１の特性が得
られた。而して、図中の曲線Ａ、Ｂ及びＣは以下のラン
プの特性を示すものである。 Ａ：冷陰極放電管 Ｂ：白熱ランプ Ｃ：550 nmを中心とするガウス分布特性を有するGaAs系
半導体 但し、本発明ではランプの種類は限定されるものではな
い。
【００１３】図２はレバー操作式の手持ランプの構成を
示す図、図３はその回路図であり、図中、Ａは出力回
路、Ｂは発電機、Ｃはケースであり、更に、１は豆電
球、１ａは豆電球１の入力端子、２は集光レンズ、３は
発電機Ｂのステーターコイル、、３ａは共振用蓄電器、
３ｂは整流器、３ｃは電力蓄積用の蓄電器、４は発電機
のローター、即ち回転発電磁石、５は発電機３の出力軸
に同軸に設けられたピニオンギア、６は発電機３の出力
軸とピニオンギア５の間に設けられるワンウェイクッラ
チ、７は反射鏡、８は駆動用レバー、８ａはａレバー８
に取り付けられたセグメント、９はレバー復帰バネ、10
は枢軸、11は電気制御部、12はスイッチング回路であ
る。
示す図、図３はその回路図であり、図中、Ａは出力回
路、Ｂは発電機、Ｃはケースであり、更に、１は豆電
球、１ａは豆電球１の入力端子、２は集光レンズ、３は
発電機Ｂのステーターコイル、、３ａは共振用蓄電器、
３ｂは整流器、３ｃは電力蓄積用の蓄電器、４は発電機
のローター、即ち回転発電磁石、５は発電機３の出力軸
に同軸に設けられたピニオンギア、６は発電機３の出力
軸とピニオンギア５の間に設けられるワンウェイクッラ
チ、７は反射鏡、８は駆動用レバー、８ａはａレバー８
に取り付けられたセグメント、９はレバー復帰バネ、10
は枢軸、11は電気制御部、12はスイッチング回路であ
る。
【００１４】このライトを点灯するときは、ケースＣを
手に持ち、レバー８に指を掛け、レバー８を往復回動さ
せ、ピニオンギア５を回転させる。レバー８が手指に押
され、レバー復帰バネ９の弾性力に抗して図中反時計方
向に回転するときは、ピニオンギア５の回転はワンウェ
イクッラチ６を介して発電機Ｂのローター４に伝達さ
れ、それを回転させる。レバー８が一方の移動終端に達
し、解放されると、レバー８は、レバー復帰バネ９の弾
性力により押し戻され、時計方向に回動するが、このと
きのピニオンギア５の回転トルクは、ローター４には伝
達されない。ローター４は慣性によって回転を続け、再
びレバー８が押され、図中反時計方向に回転するとき、
加速されることになる。
手に持ち、レバー８に指を掛け、レバー８を往復回動さ
せ、ピニオンギア５を回転させる。レバー８が手指に押
され、レバー復帰バネ９の弾性力に抗して図中反時計方
向に回転するときは、ピニオンギア５の回転はワンウェ
イクッラチ６を介して発電機Ｂのローター４に伝達さ
れ、それを回転させる。レバー８が一方の移動終端に達
し、解放されると、レバー８は、レバー復帰バネ９の弾
性力により押し戻され、時計方向に回動するが、このと
きのピニオンギア５の回転トルクは、ローター４には伝
達されない。ローター４は慣性によって回転を続け、再
びレバー８が押され、図中反時計方向に回転するとき、
加速されることになる。
【００１５】発電機Ｂのステーターコイル３には、共振
用蓄電器３ａが直列に接続されており、このため発電機
Ｂからは高電圧電流が得られる。この出力電流は整流器
３ｂにより直流に変換され、電力蓄積用の蓄電器３ｃは
この整流器３ｂの出力電流により充電される。スイッチ
ング回路12がオンとされると、豆電球１は点灯される。
スイッチング回路12には、蓄電器３ｃの電圧に対応して
出力電流を一定に保つチョッパー回路を設けておくこと
が望ましい。そのようにしておくと、豆電球１が常に一
定の定格電流で点灯されることになるので、常時定格の
光度が得られると共に、過電流が流れなくなるので、豆
電球１が規定された一定の使用時間確実に使用できるよ
うになり、好都合である。
用蓄電器３ａが直列に接続されており、このため発電機
Ｂからは高電圧電流が得られる。この出力電流は整流器
３ｂにより直流に変換され、電力蓄積用の蓄電器３ｃは
この整流器３ｂの出力電流により充電される。スイッチ
ング回路12がオンとされると、豆電球１は点灯される。
スイッチング回路12には、蓄電器３ｃの電圧に対応して
出力電流を一定に保つチョッパー回路を設けておくこと
が望ましい。そのようにしておくと、豆電球１が常に一
定の定格電流で点灯されることになるので、常時定格の
光度が得られると共に、過電流が流れなくなるので、豆
電球１が規定された一定の使用時間確実に使用できるよ
うになり、好都合である。
【００１６】
【実施例１】上記図１に示したデータを得るため用いた
発電機Ｂのステーターコイル３の出力側に共振用蓄電池
として0.48μF50V耐圧フィルムコンデンサを挿入したと
き、出力電圧は6.5Vとなり、共振用コンデンサを使用し
ない場合の約２倍に上昇させることができた。蓄積エネ
ルギーは４倍となった。
発電機Ｂのステーターコイル３の出力側に共振用蓄電池
として0.48μF50V耐圧フィルムコンデンサを挿入したと
き、出力電圧は6.5Vとなり、共振用コンデンサを使用し
ない場合の約２倍に上昇させることができた。蓄積エネ
ルギーは４倍となった。
【００１７】
【実施例２】見掛けの容積百分比で、＃100 のポリエチ
レン樹脂パウダー33％と、＃800 のSmCo5 パウダー67％
とを混合し、180 ℃で放電焼結して４極磁石を得、これ
により発電機を組み立てたところ、同一出力のバリウム
フェライト系磁石を用いた発電機に比して約1/2.5 の体
積とすることができた。このとき、この磁気エネルギー
は12MGO であった。
レン樹脂パウダー33％と、＃800 のSmCo5 パウダー67％
とを混合し、180 ℃で放電焼結して４極磁石を得、これ
により発電機を組み立てたところ、同一出力のバリウム
フェライト系磁石を用いた発電機に比して約1/2.5 の体
積とすることができた。このとき、この磁気エネルギー
は12MGO であった。
【００１８】本発明は叙上の如く構成されるから、本発
明によるときは、極めて軽量で効率の良い可搬式ライト
を提供できるものである。尚、本発明の構成は、叙上の
実施例に限定されるものでなく、その用途も、例えば、
門扉の開閉などに応じて点灯するようにしたり、各種の
インテリア、エクステリア用の光源とすることができ、
又、手動以外の力を利用し、多数の発光素子を並列化し
て大光源とする方式にも利用することができ、発電機や
その駆動方法、整流器やコンデンサー、光源、スイッチ
等は公知のものを採用して自由に設計変更し得るもので
あって、本発明はそれらの総てを包摂するものである。
明によるときは、極めて軽量で効率の良い可搬式ライト
を提供できるものである。尚、本発明の構成は、叙上の
実施例に限定されるものでなく、その用途も、例えば、
門扉の開閉などに応じて点灯するようにしたり、各種の
インテリア、エクステリア用の光源とすることができ、
又、手動以外の力を利用し、多数の発光素子を並列化し
て大光源とする方式にも利用することができ、発電機や
その駆動方法、整流器やコンデンサー、光源、スイッチ
等は公知のものを採用して自由に設計変更し得るもので
あって、本発明はそれらの総てを包摂するものである。
【図１】図１は、波長560 nmで、光度２cdを得るため
の、異なった３種の発光素子の所要電力比を示すグラフ
である。
の、異なった３種の発光素子の所要電力比を示すグラフ
である。
【図２】図２は本発明の係る手動式ライトの全体構成を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図３】図３は、図２に示した手動式ライトの回路図で
ある。
ある。
Ａ 出力回路 Ｂ 発電機 Ｃ ケース １ 豆電球 １ａ 入力端子 ２ 集光レンズ ３ ステーターコイル ３ａ 共振用蓄電器 ３ｂ 整流器 ３ｃ 電力蓄積用蓄電器 ４ ローター ５ ピニオンギヤ ６ ワンウェイクラッチ ７ 反射鏡 ８ 駆動用レバー ８ａ セグメント ９ レバー復帰バネ 10 枢軸 11 電気制御部 12 スイッチング回路
Claims (6)
- 【請求項１】 交流発電機と、その回転駆動装置と、発
光素子とを備えた可搬式ライトに於いて、交流発電機と
発光素子の間に、整流器と蓄電器を直列に挿入して成る
上記の可搬式ライト。 - 【請求項２】 手動発電式の手持型ライトであり、か
つ、その交流発電機の回転駆動装置が、枢軸により一定
の角度範囲内で往復回動自在に支承された手動式の駆動
レバーと、駆動レバーに駆動回転方向とは逆方向の回転
トルクを与えるスプリングと、駆動レバーに設けられた
セグメントと、セグメントと噛み合い回転駆動されるピ
ニオンギヤと、ピニオンギヤと交流発電機の駆動軸の間
に設けられるワンウエイクラッチとから成る、請求項１
に記載の可搬式ライト。 - 【請求項３】 自転車用のライトであり、かつ、その交
流発電機の回転駆動装置が、発電機の主軸に取り付けら
れ、自転車のリムに接触し回転駆動される摩擦輪である
請求項１に記載の可搬式ライト。 - 【請求項４】 発光素子が豆電球である、請求項１ない
し３の何れか一に記載の可搬式ライト。 - 【請求項５】 発光素子が半導体発光素子である、請求
項１ないし３の何れか一に記載の可搬式ライト。 - 【請求項６】 発電機に希土類磁石や希土類系磁石の合
成樹脂固化磁石、あるいは高エネルギーバリュームフェ
ライト等の多極磁石を用いた請求項１ないし５の何れか
一に記載の可搬式ライト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9735898A JPH11297101A (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 可搬式ライト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9735898A JPH11297101A (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 可搬式ライト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11297101A true JPH11297101A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14190285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9735898A Pending JPH11297101A (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 可搬式ライト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11297101A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030002854A (ko) * | 2001-06-29 | 2003-01-09 | 조안순 | 발전수단이 구비된 손전등 |
| JP2007115567A (ja) * | 2005-10-21 | 2007-05-10 | Skg:Kk | 照射器具 |
| US7893551B2 (en) * | 2007-08-03 | 2011-02-22 | Daniel Tai | Hand squeeze generator |
| JP2014001919A (ja) * | 2012-05-22 | 2014-01-09 | Toyotomi Co Ltd | 石油燃焼器の点火装置 |
| KR101454305B1 (ko) * | 2013-03-26 | 2014-10-30 | 한국전기연구원 | 야전삽을 크랭크로 이용하는 휴대용 자가 발전기 |
| CN107255250A (zh) * | 2017-06-20 | 2017-10-17 | 嘉兴学院 | 一种新型环保节能灯具 |
-
1998
- 1998-04-09 JP JP9735898A patent/JPH11297101A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030002854A (ko) * | 2001-06-29 | 2003-01-09 | 조안순 | 발전수단이 구비된 손전등 |
| JP2007115567A (ja) * | 2005-10-21 | 2007-05-10 | Skg:Kk | 照射器具 |
| JP4551858B2 (ja) * | 2005-10-21 | 2010-09-29 | 株式会社エス・ケー・ジー | 照射器具 |
| US7893551B2 (en) * | 2007-08-03 | 2011-02-22 | Daniel Tai | Hand squeeze generator |
| JP2014001919A (ja) * | 2012-05-22 | 2014-01-09 | Toyotomi Co Ltd | 石油燃焼器の点火装置 |
| KR101454305B1 (ko) * | 2013-03-26 | 2014-10-30 | 한국전기연구원 | 야전삽을 크랭크로 이용하는 휴대용 자가 발전기 |
| CN107255250A (zh) * | 2017-06-20 | 2017-10-17 | 嘉兴学院 | 一种新型环保节能灯具 |
| CN107255250B (zh) * | 2017-06-20 | 2019-08-13 | 嘉兴学院 | 一种新型环保节能灯具 |
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