JP2001035673A

JP2001035673A - 自転車用点灯装置

Info

Publication number: JP2001035673A
Application number: JP2000063590A
Authority: JP
Inventors: Makoto Uchida; 誠内田; Yasuhiro Tsukui; 康宏津久井; Masayoshi Kano; 正芳狩野
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 1999-05-18
Filing date: 2000-03-08
Publication date: 2001-02-09

Abstract

(57)【要約】【課題】自転車用点灯装置を、走行初期状態でハブダ
イナモの電圧が低い状態であっても、ランプの明るさが
充分なものになるように構成する。【解決手段】自転車用点灯制御回路５を、ハブダイナ
モ３の電圧検知をするべく所定電圧で励磁するリレーコ
イル８ａを用いた電圧検知回路７と、該電圧検知回路７
と並列となる関係のランプ点灯選択回路１１と、メイン
ランプ点灯規制回路９とを備えて構成し、ハブダイナモ
３が予め設定される電圧以上となり、周囲の照度が暗く
なることに基づいてリレーコイル８ａを励磁させ、これ
に伴い、ランプ点灯選択回路１１のスイッチ接点８ｂが
第一端子１から第二端子Ｎ２に切換わってメインランプ
１が点灯する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自転車に設けられ
たダイナモの発電に伴い点灯する自転車用点灯装置の技
術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種自転車用点灯装置は、自
転車の前部に設けたランプをダイナモにより発電した電
力を用いて点灯するようにしている。ところでこのもの
では、自転車の低速走行時ではダイナモ電源の電圧が小
さく、このためどうしてもランプの照度（明るさ）が充
分でなく、低速時におけるランプの照度向上が問題とな
っている。そこで、従来、昼間のダイナモの発電エネル
ギーを充電池に充電させる一方、該充電池にサブランプ
を接続して点灯させ、照度が低下する低速時の照度補助
をするようにしたもの、あるいは、ダイナモの他に補助
電池を搭載し、車速が所定の速度に達してダイナモ電源
の電圧が所定値に達するまでのあいだは補助電池からの
電源でランプを点灯し、これによって必要な照度を得る
ようにしたものが提唱されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、前者のもの
は、ダイナモ電源を受けて充電するように配線した充電
池と、該充電池からの電源を受けてサブランプが点灯す
るように設定した制御回路とを設ける必要があり、この
ため点灯装置自体が大型化するうえコストアップすると
いう問題がある。一方、後者のものも、補助電池と、該
補助電池の消耗を可及的に小さくするための制御回路と
が必要となって、この場合においても点灯装置の大型
化、コストアップ等の問題が避けられない。さらに後者
の補助電池搭載式のものでは、補助電池の電池切れとい
う問題もあり、この場合ではメンテナンスが面倒になる
という不都合が生じ、これらに本発明が解決しようとす
る課題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創
作されたものであって、メインランプと、低電圧状態で
は前記メインランプよりも明るいサブランプと、ダイナ
モ電源の電圧検知をする電圧検知回路と、該検知された
電圧が予め設定される設定電圧以上ではメインランプを
点灯させ、設定電圧以下ではサブランプを点灯させるべ
くランプの点灯を選択をするランプ点灯選択回路とを備
えて構成したものである。そして、このようにすること
によって、予め設定される電圧以下の定電圧状態では、
メインランプより明るいサブランプが点灯して低速時に
おける照度を充分に確保できるものでありながら、充電
池や補助電池等を不要にできる。このものにおいて、本
発明の電圧検知回路は、予め設定される電圧に達したこ
とに基づいて励磁する感動型のリレースイッチにより構
成されているものとすることができる。また、本発明は
メインランプと、低車速状態では前記メインランプより
も明るいサブランプと、車速を検知する車速検知回路
と、該検知された車速が予め設定される設定車速以上で
はメインランプを点灯させ、設定車速以下ではサブラン
プを点灯させるべくランプの点灯を選択するランプ点灯
選択回路とを備えて構成したものであり、このようにし
ても、低速状態でより明るいサブランプを点灯できて、
低速時における照度の改善ができる。このものにおい
て、周囲の照度を検知し、該検知照度が予め設定される
設定照度より明るいときにはメインランプの点灯を規制
するメインランプ点灯規制回路とをさらに備えて構成さ
れているものとすることができる。さらにこのものにお
いて、本発明のメインランプとサブランプとは等しい定
格電圧を有したものとすることができる。またこのもの
において、本発明のメインランプとサブランプとは異な
る定格電圧を有したものであるものとすることができ
る。さらにまたこのものにおいて、本発明のランプ点灯
選択回路にはサブランプに過電流が流れるのを保護する
ためのランプ保護回路が設けられているものとすること
ができる。さらにこのものにおいて、本発明のランプ保
護回路はメインランプも保護するように配線されている
ものとすることができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の第一の実施の形態
を図１〜図３の図面に基づいて説明する。図面におい
て、１は自転車の前部に設けられるメインランプであっ
て、該メインランプ１は、ここでは定格電圧が６Ｖ、消
費電力が２．４Ｗ（０．４Ａ）のものに設定されてい
る。一方、２はメインランプ１の近傍に設けられたサブ
ランプであって、該サブランプ２は、定格電圧が３．８
Ｖ、消費電力が１．１４Ｗ（０．３Ａ）に設定されてお
り、このように電圧、消費電力を小さいものにして、後
述するようにサブランプ２の低電圧時における照度を、
同電圧下のメインランプ１よりも高い（明るい）状態と
するように設定されている。

【０００６】３は自転車の車輪４に設けられたハブダイ
ナモであって、該ハブダイナモ３は、そのロータが車輪
の回転に伴い回転することで発電される設定となってお
り、その構成は従来汎用されているものが用いられてい
るのでここではその詳細については省略する。そして、
該ハブダイナモ３と前記メインランプ１、サブランプ２
とが自転車用点灯制御回路５を介して接続されている。

【０００７】さて、前記自転車用点灯制御回路５の第一
の実施の形態について図２の回路図に基づいて説明す
る。ハブダイナモ３にはブリッジ型全波整流器Ｒｅｃが
接続され、該ブリッジ型全波整流器Ｒｅｃにより整流さ
れた電源に、コンデンサＣからなる平滑回路６と電圧検
知回路７とが互いに並列となる関係で接続されている。
前記電圧検知回路７は、ブリッジ型全波整流器Ｒｅｃの
＋ラインと−ラインのあいだに接続され、後述するリレ
ースイッチ８を構成するリレーコイル８ａを感動型にす
ることにより構成されている。つまり、リレーコイル８
ａは、リレーコイル８ａを流れる電圧が予め設定される
電圧に達したことに基づいて励磁する感動型のものに構
成されており、具体的には、ハブダイナモ３の電圧が略
３．５Ｖを越える状態となることに基づいて励磁するよ
うに設定されている。このため、ハブダイナモ３の電圧
が３．５Ｖに達するまではリレーコイル８ａへの通電が
あったとしても励磁することはない。因みに、ハブダイ
ナモ３の発電電圧が前記設定電圧である３．５Ｖになる
状態とは、自転車の速度が時速７キロ（７ｋｍ／ｈ）に
達したときに略相当するものとなっている。

【０００８】さらに、この電圧検知回路７には、リレー
コイル８ａに対しメインランプ点灯規制回路９が接続さ
れ、リレーコイル８ａへの通電は、該リレーコイル８ａ
に流れる電流が３．５Ｖ以上であり、かつ、周囲が暗い
ときにのみなされるように設定されている。つまり、メ
インランプ点灯規制回路９は所謂照度検知回路で構成さ
れ、ブリッジ型全波整流器Ｒｅｃの＋ラインとブリッジ
型全波整流器Ｒｅｃの−ラインとのあいだに直列接続さ
れる硫化カドミウムセルＣｄＳ（照度検知手段）および
第三抵抗Ｒ３、これらに対して並列する関係で直列接続
されている第四抵抗Ｒ４および第五抵抗Ｒ５が設けられ
ている。さらに、硫化カドミウムセルＣｄＳと第三抵抗
Ｒ３とのあいだの電位と、第四抵抗Ｒ４と第五抵抗Ｒ５
とのあいだの電位が入力されるコンパレータＩＣ、該コ
ンパレータＩＣの入出力間に配線される第六抵抗Ｒ６を
備え、そして、コンパレータＩＣの出力ラインとブリッ
ジ型全波整流器Ｒｅｃの＋ラインとのあいだに前記リレ
ーコイル８ａが配線される設定となっている。

【０００９】そして、周囲の照度の低下に伴い硫化カド
ミウムセルＣｄＳの抵抗値が高くなった場合に、硫化カ
ドミウムセルＣｄＳと第三抵抗Ｒ３とのあいだの電位
が、第四抵抗Ｒ４と第五抵抗Ｒ５とのあいだの電位を下
回り、これによってコンパレータＩＣの出力が低下して
前記リレーコイル８ａに電流が流れる（通電がなされ
る）が、該リレーコイル８ａに流れた電流の電圧が、前
記所定電圧である３．５Ｖを越えると、リレーコイル８
ａが励磁するように設定されている。これによって、ハ
ブダイナモ３からの電圧が予め設定される設定電圧以上
で、かつ予め設定される設定照度よりも暗い状態でリレ
ーコイル８ａの励磁がなされるように設定され、而し
て、ハブダイナモ３からの電圧が予め設定される設定電
圧以上であっても、周囲が明るい状態ではリレーコイル
８ａの励磁がなく、この状態では後述するようにランプ
点灯の規制がなされるように設定されている。

【００１０】ところで、リレーコイル８ａを感動型にし
た場合、感度の高いものが採用される結果、耐久性が重
要となるが、リレーコイル８ａに過電圧がかかると耐久
性が低下する惧れがある。そこで、本実施の形態の平滑
回路６と電圧検知回路７とのあいだにはリレー保護回路
１０が並列する関係で接続され、平滑回路６からの電流
がリレー保護回路１０を経由して電圧検知回路７に流れ
ることにより、電圧検知回路７にかかる電圧が予め設定
される所定電圧を越えることがなく、これによって、リ
レーコイル８ａの保護が計れるようになっている。この
リレー保護回路１０は、平滑回路６と電圧検知回路７と
のあいだに配される第一トランジスタＴｒ１、第一トラ
ンジスタＴｒ１に直列接続される第一抵抗Ｒ１、第一抵
抗Ｒ１および第一トランジスタＴＲ１にに並列となる状
態で接続される第一ツェナーダイオードＺＤ１、第一ツ
ェナーダイオードＺＤ１および第一トランジスタＴｒ１
とにそれぞれ直列に接続される第二抵抗Ｒ２とを備えて
構成され、ハブダイナモ３からの電圧が前記所定電圧ま
でのあいだは電流を第一抵抗Ｒ１、第一トランジスタＴ
ｒ１を経由して電圧検知回路７側に流すが、所定電圧を
越えると、該越えた分を第一ツェナーダイオードＺＤ１
を経由して第二抵抗Ｒ２、ブリッジ型全波整流器Ｒｅｃ
の−ライン側に流し、電圧検知回路７側（リレーコイル
８ａ）には所定電圧以内の電圧を供給するように設定さ
れている。

【００１１】一方、前記ランプ点灯選択回路１１は、ブ
リッジ型全波整流器Ｒｅｃの＋、−側ラインに、前記平
滑回路６、電圧検知回路７、メインランプ点灯規制回路
１０と並列する関係で接続されている。このランプ点灯
選択回路１１は、ブリッジ型全波整流器Ｒｅｃの＋ライ
ン側のＣＯＭ端子に前記リレースイッチ８を構成するス
イッチ接点８ｂの基端部が接続され、該スイッチ接点８
ｂが、前記リレーコイル８ａの励磁−非励磁に伴い第
一、第二端子Ｎ１、Ｎ２の導通を切換えるように設定さ
れている。そして、前記第一端子Ｎ１側にはメインラン
プ１が、第二端子Ｎ２側にはサブランプ２がそれぞれ接
続されている。さらに、リレーコイル８ａが励磁されて
いない状態では、スイッチ接点８ｂが第二端子Ｎ２側に
導通してサブランプ２に通電がなされるように設定され
る一方、リレーコイル８ａが励磁された状態では、スイ
ッチ接点８ｂが第一端子Ｎ１側に導通してメインランプ
１に通電がなされるように設定されている。

【００１２】さらに、前記第二端子Ｎ２とサブランプ２
とのあいだにはランプ保護回路１２が接続されており、
ブリッジ型全波整流器Ｒｅｃの＋ラインからの電流がラ
ンプ保護回路１２を経由してサブランプ２に流れるよう
に設定されている。前記ランプ保護回路１２は、第二端
子Ｎ２とサブランプ２とのあいだに接続される第二トラ
ンジスタＴｒ２、第二トランジスタＴｒ２に並列する関
係で接続される第七抵抗Ｒ７、第７抵抗Ｒ７に対して直
列で、サブランプ２に対して並列する関係で接続される
第二ツェナーダイオードＺＤ２を備えて構成され、ＣＯ
Ｍ端子側から第二端子Ｎ２を経由して流れる電流が所定
電圧以内である場合はサブランプ２側に流すが、所定電
圧を越える場合は、該越えた分を第二ツェナーダイオー
ドＺＤ２を経由してブリッジ型全波整流器Ｒｅｃの−ラ
イン側に流し、サブランプ２側には所定電圧以内の電圧
を供給するように設定されている。因みに、メインラン
プ１はハブダイナモ３の最大出力とバランスするように
設定されており、これによって出力電圧の飽和が計れる
ようになっている。一方、サブランプ２の定格電圧はメ
インランプ１の定格電圧よりも低く、このため、ランプ
保護回路１１の第二ツェナーダイオードＺＤ２により設
定される電圧はハブダイナモ３の最大出力よりは小さ
く、サブランプ２の定格電圧とバランスするものに設定
されている。

【００１３】このように構成された自転車用点灯装置に
おいて、自転車が走行するとハブダイナモ３が発電さ
れ、これに基づいて各ランプ１、２が選択的に点灯制御
されることになる。つまり、自転車の走行初期状態であ
ってハブダイナモ３の電圧が略３．５Ｖを越えない低電
圧時（車速が７ｋｍ／ｈ未満の低速時）では、前述した
ように感動型のリレーコイル８ａが励磁することはな
く、リレースイッチ８のスイッチ接点８ｂは第二端子Ｎ
２側が導通する状態となっていてサブランプ２が点灯す
る。一方、自転車の速度が高速となってハブダイナモ３
の電圧が略３．５Ｖを越える高電圧時（車速が７ｋｍ／
ｈ以上の高速時）では励磁は可能となるが、この場合
に、周囲が明るい昼間の状態ではメインランプ点灯規制
回路９によりリレーコイル８ａへの通電がなされること
はなく、この結果、スイッチ接点８ｂは第二端子Ｎ２側
に切換えられたままとなってメインランプ１の点灯規制
がなされ、サブランプ２の点灯が継続される。このと
き、自転車速度の高速化に伴いハブダイナモ３の電圧は
高まるが、サブランプ２はランプ保護回路１２による保
護を受ける状態で点灯を続ける。さらに、前記高速状態
において周囲が暗くなった場合では、メインランプ点灯
規制回路９が照度検知をしてリレーコイル８ａへの通電
を許容し、これによって、リレーコイル８ａの励磁がな
されて、ランプ点灯選択回路１１のスイッチ接点８ｂが
第二端子Ｎ２から第一端子Ｎ１側に切換えられるように
なっており、このようにしてメインランプ１の点灯がな
される設定となっている。ここで、メイン、サブの各ラ
ンプ１、２をそれぞれハブダイナモ３で点灯させたとき
の照度の関係を図３のグラフ図に示す。このものにおい
て、各ランプ１、２の同速度における対比において、低
速状態（低電圧状態）では、サブランプ２は、メインラ
ンプ１よりも定格電力が小さいため照度が高く（明る
く）なる特性が示されており、この照度差が低速時にお
ける照度の改善を計る要因となっている。

【００１４】叙述の如く構成された本発明の実施の形態
において、自転車を走行した場合において、走行速度が
遅く、時速略７ｋｍ以下である場合には、リレースイッ
チ８が第二端子Ｎ２側に切換えられていて消費電力の小
さいサブランプ２が点灯する。一方、速度が時速略７ｋ
ｍ以上に達した高速時になり、かつ、メインランプ点灯
規制回路９の硫化カドミウムセルＣｄＳによる照度検知
が予め設定されるものよりも暗いと判断された場合に、
前述したようにリレースイッチ８のリレーコイル８ａが
励磁されスイッチ接点８ｂが第一端子Ｎ１側に自動的に
切換わり、しかしてサブランプ２が消灯してメインラン
プ１が点灯する。従って、周囲が暗い状態では、自転車
の低速時で電圧が充分でないときは、消費電力が小さく
低電圧でも明るいサブランプ２が点灯し、電圧が充分に
確保される高速時になるとメインランプ１が点灯する。
この結果、自転車の速度に応じてランプ１、２の選択点
灯が好適になされ、照度の改善を図ることができる。

【００１５】しかもこのものでは、電圧検知、照度検知
に連動してメインランプ１とサブランプ２との選択切換
えがなされるが、サブランプ２は、従来の照度検知機構
を備え、照度が明るい昼間ではランプ点灯をやめるべく
接点切換えがなされるアース側回路に接続することでよ
い結果、電源としてはハブダイナモ３だけでよく、従来
のもののように充電器や電池を別途設けたりする必要が
なく、点灯装置自体のコンパクト化および回路の簡略化
を妨げることはない。

【００１６】さらにこのものでは、サブランプ２は昼間
において、自転車の速度が高速、低速にかかわらず点灯
し続けることになるが、この場合に、サブランプ２には
ランプ保護回路１２が接続されているため、自転車が高
速となって、サブランプ２の定格電圧を越える電圧がラ
ンプ点灯選択回路１１にかかったとしても、サブランプ
２にかかる電圧は、ランプ保護回路１２における設定電
圧であるサブランプ２にバランスされたものとなり、サ
ブランプ２に過電流が流れてしまうような不具合が防止
される。

【００１７】尚、本発明は前記実施の形態に限定される
ことは勿論なく、メインランプ点灯規制回路を取り除く
ことで、ハブダイナモ３の出力が高電圧時（自転車の速
度が高速時）にはメインランプを、ハブダイナモの出力
が低電圧時（自転車の速度が低速時）にはサブランプ
を、昼夜を問わず点灯させるように構成してもよい。さ
らにつぎに、図４の回路図に基づいて第二の実施の形態
について説明する。このものは、定格電圧が等しいメイ
ンランプ１３（６．０Ｖ、２．４Ｗ）とサブランプ１４
（６．０Ｖ、１．２Ｗ）とを用いたものである。そして
このものにおいても、電圧検知回路７として感動型のリ
レーコイル８ａが用いられており、ハブダイナモ３から
の電圧が所定電圧（３．５Ｖ）に達するまでの低電圧状
態ではリレーコイル８ａが励磁することはないこと、メ
インランプ１よりもサブランプ１３の方が明るいもので
あることは前記第一の実施の形態と同様である。そし
て、このものではランプ点灯選択回路１５に設けられる
ランプ保護回路１６が、ランプ点灯選択回路１５に並列
となる関係で接続された構成となっていること以外は、
前記第一の実施の形態と同様の回路構成であり、このよ
うに構成することで同様のランプ点灯制御が行える。そ
してこの場合、ランプ保護回路１６は、定格電圧が等し
いメインランプ１２とサブランプ１３との両ランプを保
護することができる。

【００１８】さらに、前記第一、二の実施の形態では、
ハブダイナモの電圧検知をする電圧検知回路の検知（定
電圧回路による電圧検知）に基づいてメインランプ、サ
ブランプの切換えを行う構成としたが、これを車速を検
知する車速検知回路に基づいて切換えるように構成して
もよく、この場合に例えば、車輪に設けた車速検知装置
で検知した車速とダイナモの出力電圧との関係を予め求
めておき、そして車速がダイナモ電圧を所定の電圧
（３．５Ｖ）にさせる車速となったことに伴いランプ点
灯選択回路を切換える構成とすることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自転車の要部拡大側面図である。

【図２】第一の実施の形態の自転車用点灯制御回路図で
ある。

【図３】メイン、サブランプの自転車速度に対する照度
を比較するグラフ図である。

【図４】第二の実施の形態の自転車用点灯制御回路図で
ある。

【符号の説明】

１メインランプ２サブランプ３ハブダイナモ５自転車用点灯制御回路７電圧検知回路８リレースイッチ９メインランプ点灯規制回路１０リレー保護回路１１ランプ点灯選択回路１２ランプ保護回路ＣｄＳ硫化カドミウムセルＴｒ１第一トランジスタＺＤ１第一ツェナーダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｐ 9/48 Ｈ０２Ｐ 9/48 Ｚ (72)発明者狩野正芳群馬県桐生市広沢町一丁目二六八一番地株式会社ミツバ内Ｆターム(参考） 3K039 AA03 BA01 DA02 DB02 DC02 MA01 MB01 3K073 AA00 AA21 AA92 AB04 BA00 BA01 BA28 CF12 CF13 CF18 CG02 CG28 CJ12 CJ14 CJ19 CJ22 CL00 CL15 5H590 AA08 AB01 AB02 CA18 CD01 CE08 FB01 FC12 FC17 FC21 FC22 FC25 FC26 GA02 HA02 JB10 5H607 BB02 CC01 CC05 CC07 DD17 FF31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】メインランプと、低電圧状態では前記メ
インランプよりも明るいサブランプと、ダイナモ電源の
電圧検知をする電圧検知回路と、該検知された電圧が予
め設定される設定電圧以上ではメインランプを点灯さ
せ、設定電圧以下ではサブランプを点灯させるべくラン
プの点灯を選択をするランプ点灯選択回路とを備えて構
成した自転車用点灯装置。
【請求項２】請求項１において電圧検知回路は、予め
設定される電圧に達したことに基づいて励磁する感動型
のリレースイッチにより構成されている自転車用点灯装
置。
【請求項３】メインランプと、低車速状態では前記メ
インランプよりも明るいサブランプと、車速を検知する
車速検知回路と、該検知された車速が予め設定される設
定車速以上ではメインランプを点灯させ、設定車速以下
ではサブランプを点灯させるべくランプの点灯を選択す
るランプ点灯選択回路とを備えて構成した自転車用点灯
装置。
【請求項４】請求項１または３において、周囲の照度
を検知し、該検知照度が予め設定される設定照度より明
るいときにはメインランプの点灯を規制するメインラン
プ点灯規制回路とをさらに備えて構成されている自転車
用点灯装置。
【請求項５】請求項１、２、３または４において、メ
インランプとサブランプとは等しい定格電圧を有したも
のである自転車用点灯装置。
【請求項６】請求項１、２、３または４において、メ
インランプとサブランプとは異なる定格電圧を有したも
のである自転車用点灯装置。
【請求項７】請求項１、２、３、４、５または６にお
いて、ランプ点灯選択回路にはサブランプに過電流が流
れるのを保護するためのランプ保護回路が設けられてい
る自転車用点灯装置。
【請求項８】請求項５および７において、ランプ保護
回路はメインランプも保護するように配線されている自
転車用点灯装置。