JP2001253377A - 点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小さなペダル踏力でも十分な照度が得られるよ
うにする。 【解決手段】ブロックダイナモ１０の磁性体（図示せ
ず）の着磁量が従来より少ないのでローター（図示せ
ず）の回転負荷が低減される。また、電圧比較部４４
は、予め設定した電圧値Ｖｓと半波整流電圧のピーク値
とを比較し、このピーク値がＶｓ未満の場合には、スイ
ッチ４６を閉状態として電気エネルギを用いたエネルギ
補償制御を行なう。したがって、小さなペダル踏力でも
十分な照度が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自転車に搭載可能
なブロックダイナモを用いて構成した点灯装置の改良に
関する。

【０００２】

【従来の技術】自転車の点灯装置としては、ブロックダ
イナモを発電機として利用したものがある。この種の点
灯装置にあっては、まず、ブロックダイナモ筐体部に設
けられたレバーを押し込み操作し、ブロックダイナモの
ローターを自転車車輪に接触させて車輪回転に応じてロ
ーターが回転するように設定する。そして、このロータ
ー回転が行なわれると、ブロックダイナモを構成するコ
イルに対して磁性体が相対運動を行なうことによって発
電動作が行なわれ、この発電エネルギがランプに供給さ
れると照明動作が行なわれる。

【０００３】また、ランプに供給されるエネルギを所望
値とするために、即ち、ランプの照度を所望値とするた
めに、制御回路が、別に設けた１次電池からの電気エネ
ルギと上記発電エネルギとを制御回路が入力し、発電エ
ネルギが不足している場合には、１次電池の電気エネル
ギでその分エネルギ補償する等の工夫もなされている。

【発明が解決しようとする課題】ところで、これらの点
灯装置にあっては、ローターを車輪に接触させ回転させ
ると回転負荷が生じる。この回転負荷は、例えばロータ
ーの回転に応じて回転する磁性体が、それを取り巻く電
極との間で吸引磁力を発生させるために生じるものであ
る。この回転負荷のため、所望の明るさの照明動作が行
なわれるようにするためには、自転車の搭乗者がぺダル
踏力を一層強くすることが必要となり、乗車時の負担に
なっていた。

【０００４】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、小さなペダル踏力でも十分な
照度が得られるようにした点灯装置を提供することを目
的とする。

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の内の請求項１に係る発明は、回転する車輪
に接触したローターが回転されることによって、コイル
に対する磁性体の相対運動が生じて発電動作を行なうブ
ロックダイナモと、該ブロックダイナモからの発電エネ
ルギの供給を受けて照明動作を行なう照明手段と、電気
エネルギの供給を行なう電気エネルギ供給手段と、前記
照明手段に供給されるエネルギが所望値となるように、
前記電気エネルギ供給手段からの電気エネルギを用いて
前記発電エネルギのエネルギ補償制御を行なう制御手段
とを備えた点灯装置において、前記ブロックダイナモを
構成する磁性体は、それが着磁可能な最大着磁量に満た
ない着磁量で着磁されているものである、ことを特徴と
するようにした。

【０００５】この請求項１に係る発明においては、ブロ
ックダイナモを構成する磁性体は、それが着磁可能な最
大着磁量に満たない着磁量で着磁されているものである
ようにした。したがって、従来の磁性体にあっては可能
な限り最大着磁量となるようにしていたため、その磁力
が大きくて例えば電極との間の吸引磁力が大きくロータ
ーの回転負荷が大きかったが、この発明によれば、磁性
体の着磁量が従来より少なくなるため磁力が弱まりその
分ローターの回転負荷が小さくなり、しかも、電気エネ
ルギを用いたエネルギ補償制御も行なわれるので、小さ
なペダル踏力でも十分な照度が得られるようになる。

【０００６】また、請求項２に係る発明は、請求項１に
記載の点灯装置において、周囲の照度を検出する照度検
出手段を更に備え、前記制御手段は、更に、前記照度検
出手段が検出した照度に応じて、前記照明手段へのエネ
ルギの供給制御を行なう手段であることを特徴とする。

【０００７】この請求項２に係る発明においては、制御
手段は、照度検出手段が検出した照度に応じて、照明手
段へのエネルギの供給制御を行なう。したがって、例え
ば、制御手段が、周囲照度が小さくなった時にのみ照明
手段へのエネルギ供給を行なうようにすれば、ローター
を常時車輪に接触させた状態にしておいても、昼間等の
照度の大きなときには照明動作が行なわれず、一方、夜
間等の照度が小さなときには照明動作が行なわれる。よ
って、ブロックダイナモのローターを車輪に接触させる
ためのレバー操作が不要になると共に、ブロックダイナ
モの取り付け位置自由度が増す。

【０００８】また、請求項３に係る発明は、請求項１お
よび２の内のいずれか一項に記載の点灯装置において、
前記制御手段は、前記ブロックダイナモからの発電エネ
ルギが所定値以上となった場合、前記電気エネルギ供給
手段からの電気エネルギを用いたエネルギ補償制御を停
止する手段であることを特徴とする。

【０００９】この請求項３に係る発明においては、制御
手段は、ブロックダイナモからの発電エネルギが所定値
以上となった場合、電気エネルギ供給手段からの電気エ
ネルギを用いたエネルギ補償制御を停止するので、必要
な時以外には電気エネルギの供給を停止して電気エネル
ギの節約が可能になる。

【００１０】また、請求項４に係る発明は、請求項１、
２および３のいずれか一項に記載の点灯装置において、
前記照度検出手段は、ＣｄＳ素子と抵抗とを直列に接続
したものの一方の端子を接地点に接続すると共に、他方
の端子を定電圧源に接続したもので成ることを特徴とす
る。

【００１１】この請求項４に係る発明においては、Ｃｄ
Ｓ素子が照度によってその抵抗値が変化するので、Ｃｄ
Ｓ素子と抵抗との接続点の電圧を監視すれば、周囲の照
度を検出する照度検出手段を簡易な構成で実現できる。

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。

【００１２】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施形態の点灯装置２００のブロック構成図であ
る。この点灯装置２００は、ブロックダイナモ１０と、
電気エネルギ供給部２０と、ランプ３０と、制御部４０
とを有して構成され、この点灯装置２００は自転車の所
望の箇所、例えば前ホーク部に固定部材で固定されるよ
うになっている。

【００１３】電気エネルギ供給部２０は、例えば、１次
電池を所定数だけ直列に接続したものを筐体に収納する
ことによって構成され、１次電池を直列接続したものの
両端の端子に接続される電線が制御部４０に電気的に接
続される。より具体的には、例えば１．５（Ｖ）の１次
電池を４本直列に接続して６（Ｖ）の電圧源を構成す
る。

【００１４】制御部４０は、半波整流部４２と、スイッ
チ４６と、電圧比較器４４とを備えている。半波整流部
４２は、ブロックダイナモ４２からの発電交流電圧（図
５（ａ）参照）を半波整流出力する（図５（ｂ）参
照）。電圧比較部４４は、予め設定した電圧値Ｖｓと半
波整流電圧のピーク値とを比較し、このピーク値がＶｓ
未満の場合には、スイッチ４６を閉状態（ＯＮ状態）と
し、一方、このピーク値がＶｓ以上の場合には、スイッ
チ４６を開状態（ＯＦＦ状態）とする。

【００１５】制御部４０は、スイッチ４６が閉状態の時
には、電気エネルギ供給部２０からの６（Ｖ）電圧を用
いてブロックダイナモ１０からの発電エネルギを補償し
て、ランプ３０に所定エネルギ（例えば２．４Ｗ）を供
給して一定の照度での照明動作が行なわれるようにして
いる。なお、半波整流部４２の出力端子にダイオード４
７を接続して、電流がブロックダイナモ１０側に流入す
るのを防止している。このような制御部４０は、ＲＯＭ
に記録されたプログラムで動作するＣＰＵや、ロジック
回路の組合わせ回路等で実現できる。

【００１６】次に、図２のブロックダイナモ１０の内部
構成図を参照してその構成や動作を説明する。ブロック
ダイナモ１０の図示しない外部筐体に設けられたレバー
に所定以上の押圧力を加えると、ローター１００が車輪
に接触して、車輪回転に応じてローター１００が回転動
作を行なう。このローター１００は、主軸１０２の一端
に固定されていると共に、その他端には磁性体１０４
（例えば上面側がＮ極で下面側がＳ極のフェライト）が
固定されている。さらに、磁性体１０４の外周部には、
間隙を設けて電極１０６が設けられていると共に、その
下方には電線が所定回数巻回されてコイル１０８が形成
され、そのコイルの両端部は半波整流部４２に電気的に
接続されている。

【００１７】したがって、ローター１００が回転すると
主軸１０２が回転し、磁性体１０４も回転するので、コ
イル１０８を切る磁束が変化して発電動作が行なわれ
る。なお、この際、磁性体１０４と電極１０６との間に
作用する吸引磁力がローター１００の回転負荷となる。

【００１８】そして、この磁性体１０４を着磁ヨーク等
の着磁治具で着磁する際、従来ではその着磁量が最大
（例えばその磁束密度が最大となるようにする）となる
ように着磁して発電効率を高めていたが、本発明では、
磁性体１０４は、それが着磁可能な最大着磁量に満たな
い着磁量（例えば、最大でＢｍａｘの磁束密度を持たせ
ることが可能であっても、敢えてその６０〜８０％程度
とする）で着磁されているものであるようにした。これ
は、着磁ヨークを構成するコイルの印加電圧を従来より
も低電圧にすることにより実現できる。

【００１９】したがって、従来の磁性体にあっては可能
な限り最大着磁量となるようにしていたため、その磁力
が大きくて例えば電極１０６との間の吸引磁力が大きく
てローター１００の回転負荷が大きかったが、この発明
によれば、磁性体１０４の着磁量が従来より少なくなる
ため磁力が弱まりその分ローター１００の回転負荷が小
さくなりペダル踏力が小さくなる。

【００２０】図３は、本発明の制御概要を説明する図面
であり、これを参照すれば分かるように、符号Ａで示す
従来のブロックダイナモを用いた場合では、所望照度
（例えばＪＩＳでの規格値）を確保するための発電量を
得るための自転車速度がａ（ｋｍ／ｈ）であったが、符
号Ｂで示す本発明のブロックダイナモ１０を用いた場合
では、同じ発電量を得るために自転車速度をｂ（ｋｍ／
ｈ）までとすることができる。なお、図中の斜線部は従
来装置における電気エネルギの補償分を表し、また図中
の縦線部はさらに今回の電気エネルギの補償分を示して
いる。

【００２１】次に、点灯装置２００の動作説明をする。
ブロックダイナモ１０の図示しない外部筐体のレバー操
作によってそのローター１００が自転車車輪に接触する
ように設定されると、車輪回転に応じてローター１００
の回転が行なわれてブロックダイナモ１０にて発電動作
が行なわれて、その発電交流電圧が制御部４０に入力さ
れる。制御部４０の半波整流部４２は、この発電交流電
圧を半波整流する。この時、電圧比較部４４は、予め設
定した電圧値Ｖｓと半波整流電圧のピーク値とを比較
し、このピーク値がＶｓ未満の場合には、スイッチ４６
を閉状態（ＯＮ状態）とし、一方、このピーク値がＶｓ
以上の場合には、スイッチ４６を開状態（ＯＦＦ状態）
とする。

【００２２】スイッチ４６が閉状態の時には、電気エネ
ルギ供給部２０からの電気エネルギを用いてブロックダ
イナモ１０からの発電エネルギを補償して、ランプ３０
に所定エネルギ（例えば２．４Ｗ）を供給して一定の照
度での照明動作が行なわれるようにしている。一方、ス
イッチ４６が開状態の時には、エネルギ補償不要と判断
して、電気エネルギ供給部２０からの電気エネルギの供
給を停止させる。したがって、制御部４０は、半波整流
部４２からの出力のピーク値がＶｓ以上となった場合、
電気エネルギ供給手段２０からの電気エネルギを用いた
エネルギ補償制御を停止するので、必要な時以外には電
気エネルギの供給を停止して電気エネルギの節約が可能
になる。以上のようにしてエネルギ補償制御を行なえ
ば、磁性体１０４の着磁量が従来より少なくなるため磁
力が弱まりその分ローター１００の回転負荷が小さくな
り、しかも、電気エネルギを用いたエネルギ補償制御も
行なわれるので、小さなペダル踏力でも十分な照度が得
られるようになる。

【００２３】（第２の実施の形態）この実施の形態は、
周囲照度を検出して所定時、例えば夜間等の照度が小さ
い時のみランプ３０の点灯を行なうようした点に特徴が
ある。図４は、この実施の形態の点灯装置２０１のブロ
ック構成図である。図１と同一符号のものは同一の構成
である。周囲の照度を検出する照度検出部５０と、この
照度検出部５０の検出照度に応じて開閉制御を行なうス
イッチ６０とを新たに備えている。

【００２４】図６は、照度検出部５０の構成例であり、
抵抗ＲとＣｄＳ素子７０とを直列接続したものの一端
（抵抗Ｒの一端）を定電圧源に接続すると共に、他端
（ＣｄＳ素子の一端）を接地点に接続し、抵抗ＲとＣｄ
Ｓ素子７０の接続点から引き出した端子７１を備えてい
る。ＣｄＳ素子７０は、昼間のように光量が多いと抵抗
値が小さく、その反面、夜間のように光量が少ないと抵
抗値が大きくなるので、端子７１からの電圧が、周囲照
度に応じて変化する。したがって、このような簡易な構
成で照度検出部５０を実現できる。なお、図６に示す構
成において、抵抗ＲとＣｄＳ７０の位置を交換したも
の、即ち、ＣｄＳ素子の一端に定電圧源を接続すると共
に、抵抗Ｒの一端を接地するものも考えられる。

【００２５】制御部４０が行なう電気エネルギ供給制御
やエネルギ補償動作は図１に示すものと変わる所がない
ため、次に特徴的な動作の説明のみを行なう。さて、照
度検出部５０からの検出信号が、周囲照度が所定値以下
になったものである場合（例えば夜間のように暗い時）
に、スイッチ６０を閉状態（ＯＮ状態）とし、ランプ３
０を点灯するように制御を行なう。これ以外の場合、即
ち周囲照度が所定値を越える場合（例えば昼間のように
明るい時）には、スイッチ６０が開状態（ＯＦＦ状態）
となって、ランプ３０の点灯は行なわれない。

【００２６】したがって、この実施の形態によれば、制
御部４０が、周囲照度が小さくなった時にのみランプ３
０へのエネルギ供給を行なうよう制御動作を行なうの
で、ローター１００を常時車輪に接触させた状態にして
おいても、昼間等の照度の大きなときには照明動作が行
なわれず、一方、夜間等の照度が小さなときには照明動
作が行なわれる。よって、ブロックダイナモ１０のロー
ター１００を車輪に接触させるためのレバー操作が不要
になると共に、ブロックダイナモ１０の取り付け位置自
由度が増す。これらは、本発明による回転負荷の低減に
よって実現できる。

【００２７】以上、本発明の実施の形態について説明し
てきたが、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で上記実施
形態に対する種々の変形や変更を施し得ることは言うま
でも無く、例えば、電気エネルギでのエネルギ補償制御
を行なっている場合と行なっていない場合とを通知する
ための表示を行なう表示手段を自転車に搭載すること
や、照度検出部５０として、フォトダイオードを用いる
こと等が考えられる。また、本発明の点灯装置は、一般
自転車にはもちろんのこと、幼児自転車や特殊自転車に
も適用可能である。

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、磁性体の着磁量が従来より少なくなるため磁力が弱
まりその分ローターの回転負荷が小さくなり、しかも、
電気エネルギを用いたエネルギ補償制御も行なわれるの
で、小さなペダル踏力でも十分な照度が得られるように
なるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の点灯装置のブロック
構成図である。

【図２】ブロックダイナモの模式的構成図である。

【図３】本発明の制御概要の説明図である。

【図４】本発明の第２の実施形態の点灯装置のブロック
構成図である。

【図５】動作波形の説明図である。

【図６】照度検出部５０の構成例である。

【符号の説明】

１０ ブロックダイナモ ２０ 電気エネルギ供給部 ３０ ランプ ４０ 制御部 ４２ 半波整流部 ４４ 電圧比較部 ４６ スイッチ ４７ ダイオード ５０ 照度検出部 ６０ スイッチ ７０ ＣｄＳ素子 ７１ 端子 １００ ローター １０２ 主軸 １０４ 磁石 １０６ 電極 １０８ コイル ２００ 点灯装置 ２０１ 点灯装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転する車輪に接触したローターが回転
   されることによって、コイルに対する磁性体の相対運動
   が生じて発電動作を行なうブロックダイナモと、該ブロ
   ックダイナモからの発電エネルギの供給を受けて照明動
   作を行なう照明手段と、電気エネルギの供給を行なう電
   気エネルギ供給手段と、前記照明手段に供給されるエネ
   ルギが所望値となるように、前記電気エネルギ供給手段
   からの電気エネルギを用いて前記発電エネルギのエネル
   ギ補償制御を行なう制御手段とを備えた点灯装置におい
   て、 前記ブロックダイナモを構成する磁性体は、それが着磁
   可能な最大着磁量に満たない着磁量で着磁されているも
   のである、ことを特徴とする点灯装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の点灯装置において、 周囲の照度を検出する照度検出手段を更に備え、 前記制御手段は、更に、 前記照度検出手段が検出した照度に応じて、前記照明手
   段へのエネルギの供給制御を行なう手段であることを特
   徴とする点灯装置。
3. 【請求項３】 請求項１および２の内のいずれか一項に
   記載の点灯装置において、 前記制御手段は、 前記ブロックダイナモからの発電エネルギが所定値以上
   となった場合、前記電気エネルギ供給手段からの電気エ
   ネルギを用いたエネルギ補償制御を停止する手段である
   ことを特徴とする点灯装置。
4. 【請求項４】 請求項２および３の内のいずれか一項に
   記載の点灯装置において、 前記照度検出手段は、 ＣｄＳ素子と抵抗とを直列に接続したものの一方の端子
   を接地点に接続すると共に、他方の端子を定電圧源に接
   続したもので成ることを特徴とする点灯装置。