JP2003341576A - 自転車用スピードメーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 速度表示をより明瞭で明るく、色彩感覚にて
も把握することを可能にするとともに、表示に多機能表
示を可能にし、速度信号の取出しを安定して行える自転
車用スピードメーターを提供することを目的とする。 【解決手段】 車輪の回転により駆動される発電機１か
らの出力の一部を速度信号および制御電力として取り入
れるように構成した自転車用スピードメーターにおい
て、前記制御電力の一部をスピードメーターの表示部９
の照明（バックライト等ＬＥＤ１、ＬＥＤ２）として利
用するように構成したことを特徴とするもので、車輪の
回転により駆動される発電機１からの出力を取り出し
て、バックライト等の照明に潤沢に使用して速度表示を
より明瞭で明るく見易いものにできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車輪の回転により
駆動される発電機からの出力の一部を速度信号および制
御電力として取り入れるように構成した自転車用スピー
ドメーターに関する。

【０００２】

【従来の技術】自転車の走行速度を検出して表示するも
のとして自転車用スピードメーターがある。従来、自転
車のスピードメーターとしては、車輪のスポークと関連
付けて回転数を検出するギヤユニットとフレキシブルワ
イヤを組み合わせた機械的な指針式のアナログタイプの
ものや、車輪の回転数を検出する手段として、回転する
車輪に磁石を取り付け、チェーンステー等の静止側にリ
ードスイッチや、ホール素子等のセンサーを取り付けて
固定することで、車輪１回転毎に磁石とリードスイッチ
とが近接することで発生するパルスをカウントし、単位
時間毎のパルス数から車輪の回転速度すなわち走行速度
を算出して、これをスピードメーターにて表示するデジ
タルタイプのものがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなスピードメ
ーターにおいて、前者の機械的なアナログタイプのもの
では、部品点数が多く、故障の頻度も高くなりがちであ
る上に、各部品間の間隔に高精度が要求された。また、
後者のデジタルタイプのものでも、スピードメータの電
源としては、電池あるいは、電池と太陽電池を併用した
もの等が採用されているが、このような従来のもので
は、デジタル表示の視認性が乏しく、電源を電池のみに
頼っており、消耗が激しいものであった。また、磁石を
用いたものでは速度検出精度および応答性が不充分であ
った。このようなことから、本件出願人は、車輪の回転
を利用して発電する発電機を備えた自転車において、発
電機と整流器と波形整形回路と演算制御部と表示部から
構成され、前記発電機の出力を電源として利用するとと
もに、当該発電機の出力波形から速度を検出する検出手
段とから構成された自転車用スピードメーターを提案し
た（特開平６−１８５３７号公報）。これによって、高
精度で見易く故障の少ない自転車用スピードメーターが
実現した。

【０００４】そこで、本発明は、前記本件出願人提案の
自転車用スピードメーターをさらに改良して、速度表示
をより明瞭で明るく、色彩感覚にても把握することを可
能にするとともに、表示に多機能表示を可能にし、速度
信号の取出しを安定して行える自転車用スピードメータ
ーを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、車輪
の回転により駆動される発電機からの出力の一部を速度
信号および制御電力として取り入れるように構成した自
転車用スピードメーターにおいて、前記制御電力の一部
をスピードメーターの表示部の照明として利用するよう
に構成したことを特徴とする。また本発明は、前記スピ
ードメーターの表示部の照明として発光体を配設すると
ともに、速度に応じてこの発光体の点灯時間を制御する
ことで、前記スピードメーターの表示部の照明の色を速
度に応じて変化させるように構成したことを特徴とす
る。また本発明は、前記発電機からの出力に基づいて算
出された速度から推定される塔乗者の消費エネルギーを
スピードメーターの表示部に切換え表示するように構成
したことを特徴とする。また本発明は、前記発電機から
の出力を波形成型して速度信号として演算制御部に入力
するに際して、所定の分周率で分周することにより、車
輪１回転につき１ないし数パルスを取り出すように構成
したことを特徴とする。

【０００６】このような解決手段によって、車輪の回転
により駆動される発電機からの出力を取り出して、バッ
クライト等の照明に使用することにより速度表示をより
明瞭で明るく見易いものにでき、しかも、速度に応じて
バックライト等の照明の色を変更させて、速度を色彩感
覚にても把握することを可能にする。特に、軽快な発電
性能を有するハブダイナモが採用されると、さらに有利
である。さらに、表示に多機能表示を可能にして搭乗者
の健康の維持にも大きく貢献できるうえ、余分な信号を
拾い出すことなく、速度信号の安定した取出しにより高
い精度で各種データの表示が可能となる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下本発明の自転車用スピードメ
ーターの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図７は本発明の自転車用スピードメーターの１実
施の形態を示すもので、図１は自転車用スピードメータ
ーの全体ブロック構成図、図２（Ａ）は自転車用スピー
ドメーターを取り付けた自転車の全体側面図、図３は図
１に相当する自転車用スピードメーターの回路例図、図
４はバックライト等の照明の点灯制御例を示す説明図、
図５は速度と消費エネルギーの関係図、図６はスピード
メーター部の説明図、図７は液晶等によるスピードメー
ター部の表示例を示す図である。本発明の基本的な構成
は、図１に示すように、車輪の回転により駆動される発
電機１からの出力の一部を速度信号および制御電力とし
て取り入れるように構成した自転車用スピードメーター
において、前記制御電力の一部をスピードメーターの表
示部９の照明（バックライトＬＥＤ１、ＬＥＤ２等）１
１として利用するように構成したことを特徴とする。

【０００８】以下に詳述する。本発明の自転車用スピー
ドメーターは、好適には搭乗者のペダリングによる発電
時の負担が少ない、ハブダイナモタイプの発電機と組み
合わされるが、従来の例えばリム発電機等との組合せを
排除するものではない。図２に示すように、前輪ハブ部
に配設されたハブダイナモ発電機１からの出力を送出す
る出力ケーブル１４が、前輪ホークに取り付けられた前
照灯３と、ハンドルに取り付けられたスピードメーター
部２とに接続されて、本発明の自転車用スピードメータ
が構成される。図１は自転車用スピードメータを全体ブ
ロック構成図として示したもので、発電機１からの出力
ケーブル１４が前照灯３と一点鎖線で囲まれたスピード
メータ部２とに分岐接続された状態が明瞭に理解され
る。

【０００９】図１において、スピードメータ部２は、車
輪の回転により駆動される発電機１からの出力の一部は
前照灯３の電力として供給される。通常、前照灯３は夜
間を検知して点灯されるが、その制御回路については詳
述しない。前照灯３の点灯に使用された出力の残りが、
速度信号および制御電力としてスピードメータ部２に導
入される。発電機１の出力波形は波形成型部５にてパル
ス波形に整形され、分周部６にて所定の分周率にて分周
することにより、車輪１回転につき１ないし数パルスを
取り出して速度信号とし、これを演算制御部を構成する
マイコン７に入力する。マイコン７にて処理された速
度、積算距離、消費エネルギー（カロリー）情報が液晶
表示部９に表示されるとともに、適宜、スピーカー等に
より音声情報としても報知することができる。

【００１０】スピードメータ部２に導入された制御電力
は、電源回路部４にて整流されて、液晶表示部９のバッ
クライトとして機能する複数の異なった色を発色するＬ
ＥＤ１およびＬＥＤ２の点灯に使用される。前記マイコ
ン７には液晶表示部９における多機能表示を選択する選
択スイッチ１２が接続されている。また、前記液晶表示
部９の情報をリセットするリセットスイッチ１３も接続
される。なお、リセットスイッチ１３の投入により、液
晶表示部９の数字が全て０にになるが、積算距離情報の
みはリセットされないように構成することもできる。ま
た、液晶表示部９における数字情報は交換可能な電池１
０を電源とするが、発電機１の電力の一部を蓄電する二
次電池を設置して、これを液晶表示部９における数字情
報の電源としてもよい。

【００１１】図３は図１に相当する自転車用スピードメ
ーターの回路例図で、発電機であるハブダイナモ１から
の電力はダイオードＤ１で半波整流され、平滑用コンデ
ンサーＣ１とトランジスターＴｒ１・ツェナーダイオー
ドＤ３・コンデンサーＣ２・抵抗Ｒ４で構成された定電
圧回路が電源回路４となり、図面右側の２つの発光ダイ
オードＬＥＤ１、ＬＥＤ２を点灯させる電源として供給
される。同時に本実施の形態では、２８極のハブダイナ
モ１を使用するため、ハブダイナモ１の電力はダイオー
ドＤ２に半波整流され、その発電波形に応じてトランジ
スタＴｒ２をオン・オフさせ、車輪１回転につき１４パ
ルスを発生する信号取出部１５となる。これをシュミッ
トインバータで波形成型し、次段のバイナリカウンター
とダイオードＤ６、７、８、抵抗Ｒ５、シュミットイン
バータで７分周し、さらに次段のバイナリカウンターで
２分周して、計１４分周となる分周部６を構成する。こ
れにより、車輪１回転につき１パルスが発生する。これ
を速度信号としてマイコン７に送出する。

【００１２】図４はバックライト等の照明の点灯制御例
のタイムテーブルで、速度に応じて複数の（図示の例で
は２つ）異なった発色にて点灯する発光ダイオードＬＥ
Ｄ１（例えば緑色）およびＬＥＤ２（例えば赤色）の点
灯時間が各別にＰＷＭ制御される。横軸に時間経過を採
ったものである。図面下部の分周されたパルスは時間経
過とともに密になっていることから、自転車の速度が徐
々に増大していることを示す。緑色の発光ダイオードＬ
ＥＤ１は時刻Ｔ２まで比較的長い点灯時間にて点滅を繰
り返す。そして時刻Ｔ２からＴ４までは緑色の発光ダイ
オードＬＥＤ１の点灯時間が徐々に短くなるように点滅
し、時刻Ｔ４で緑色の点灯が消滅する。一方、赤色の発
光ダイオードＬＥＤ２は時刻Ｔ１までは点灯しないが、
時刻Ｔ１からＴ３までは赤色の発光ダイオードＬＥＤ２
の点灯時間が徐々に長くなるように点滅し、時刻Ｔ３で
赤色の点灯が継続する。つまり、時刻Ｔ１からＴ４の間
に速度が増大するにしたがい、緑色が減じて赤色が濃く
なっていくことにより、速度を色彩感覚で把握すること
ができる。

【００１３】図５は自転車の速度から搭乗者の消費エネ
ルギー（１時間あたりの）を推定した速度と消費エネル
ギーとの関係図で、複数の搭乗者個体による速度と消費
エネルギーとの関係（プロット）から一般式（実線）を
導き出したものである。該一般式による関係に基づき、
ダイナモ１からの速度信号から塔乗者の消費エネルギー
を推定して、スピードメーターの表示部に消費カロリー
を前期液晶表示部９に切換え表示するものである。

【００１４】図６はスピードメーター部の説明図で、図
７は液晶等によるスピードメーター部の表示例を示す図
である。図６（Ａ）（Ｂ）はハンドルバーの中央部に設
置されたスピードメーター部２の正面図および側面図
で、図６（Ａ）に示すように、手前正面に液晶表示部９
が配設され、該液晶表示部９の下部に表示選択スイッチ
１２が配設される。図６（Ｃ）（Ｄ）は一部透視のスピ
ードメーター部２の内部正面図および内部側面図で、ハ
ンドルバーへの取付状態が理解される。また、図６
（Ｃ）に内部側面図に示すように、スピードメーター部
２の頭部には、液晶表示部９における数字表示部の電源
用の交換電池１０が収納される。図６（Ｅ）（Ｆ）はス
ピードメーター部２の平面図および底面図である。

【００１５】図７に表示部（好適には液晶表示が採用さ
れるが、その他の適宜の表示手段も採用され得る）の表
示例を示す。図７（Ａ）は全ての表示素子が点灯した初
期状態を示している。図７（Ｂ）では自転車の速度３５
ｋｍ／ｈと現在の時刻１２：０６を表示している。前記
図６における表示選択スイッチ１２の選択的押圧によっ
て、図７（Ｃ）では時刻に代えて、速度から換算推定し
て前記図５の関係式から導き出した搭乗者の現在の消費
カロリー２７４．９ｋｃａｌを表示している。同様に、
表示選択スイッチ１２の選択的押圧によって、図７
（Ｄ）では時刻に代えて設定時（トリップメーターに相
当）からの走行距離８３６．１ｋｍを、図７（Ｅ）では
積算総走行距離３２６９．０ｋｍをそれぞれ表示してい
る。

【００１６】以上本発明の実施の形態について説明して
きたが、本発明の趣旨の範囲内で、発電機の形状、形式
（好適にはハブダイナモ）および配設位置、該発電機出
力の速度信号の処理形態（波形成型形態、分周の分周率
等）、制御電力としての取入れ形態、表示部の照明形態
（好適には発光ダイオードが採用されるが、バックライ
トとしての適宜の照明形態，ＥＬ等も採用され得る）、
表示部の照明の色の変化の制御形態（速度に応じて、異
なった発光体の発光色の点灯時間を各別に制御して、全
体として表示部の照明の色を変化させる他に、速度に応
じて、所定の組合せの発光色のダイオード群の数を増減
させてもよい）、消費エネルギーの推定形態（搭乗者の
体型や、上り坂、下り坂、悪路等の条件により補正表示
するように構成することもできる）等については適宜採
用できる。

【００１７】

【発明の効果】以上詳細に説明してきたように、本発明
によれば、車輪の回転により駆動される発電機からの出
力の一部を速度信号および制御電力として取り入れるよ
うに構成した自転車用スピードメーターにおいて、前記
制御電力の一部をスピードメーターの表示部の照明とし
て利用するように構成したことにより、車輪の回転によ
り駆動される発電機からの出力を取り出して、バックラ
イト等の照明に使用することにより速度表示をより明瞭
で明るく見易いものにできる。

【００１８】また、前記スピードメーターの表示部の照
明として発光体を配設するとともに、速度に応じてこの
発光体の点灯時間を制御することで、前記スピードメー
ターの表示部の照明の色を速度に応じて変化させるよう
に構成した場合は、発電機からの電力供給を受けて潤沢
なエネルギーのもとに、最小限の数のバックライト等の
発光体を準備するだけで、鮮やかで明瞭な表示部の色を
円滑に変化させることができ、速度を色彩感覚にても把
握することを可能にする。さらに、前記発電機からの出
力に基づいて算出された速度から推定される塔乗者の消
費エネルギーをスピードメーターの表示部に切換え表示
するように構成した場合は、表示に多機能表示を可能に
して搭乗者の健康の維持にも大きく貢献できることとな
る。

【００１９】さらにまた、前記発電機からの出力を波形
成型して速度信号として演算制御部に入力するに際し
て、所定の分周率で分周することにより、車輪１回転に
つき１ないし数パルスを取り出すように構成した場合
は、余分な信号を拾い出すことなく、速度信号の安定し
た取出しにより高い精度で各種データの表示が可能とな
る。かくして、速度表示をより明瞭で明るく、色彩感覚
にても把握することを可能にするとともに、表示に多機
能表示を可能にし、速度信号の取出しを安定して行える
自転車用スピードメーターが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自転車用スピードメーターの１実施の
形態を示すもので、全体ブロック構成図である。

【図２】同、自転車用スピードメーターを取り付けた自
転車の全体側面図である。

【図３】同、図１に相当する自転車用スピードメーター
の回路例図である。

【図４】同、バックライト等の照明の点灯制御例を示す
説明図である。

【図５】同、速度と消費エネルギーの関係図である。

【図６】同、スピードメーター部の説明図である。

【図７】同、液晶等によるスピードメーター部の表示例
を示す図である。

【符号の説明】

１ 発電機 ２ スピードメーター部 ３ 前照灯 ４ 電源回路部 ５ 波形成型部 ６ 分周部 ７ マイコン（演算制御部） ８ スピーカー ９ 液晶表示部 １０ 電池（数字表示用） １１ バックライト（ＬＥＤ） １２ 表示選択スイッチ １３ リセットスイッチ １４ 出力ケーブル １５ 信号取付部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 春日 伸敏 埼玉県上尾市中妻 ３−１−１ ブリヂス トンサイクル株式会社内 (72)発明者 藤川 大 埼玉県上尾市中妻 ３−１−１ ブリヂス トンサイクル株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪の回転により駆動される発電機から
   の出力の一部を速度信号および制御電力として取り入れ
   るように構成した自転車用スピードメーターにおいて、
   前記制御電力の一部をスピードメーターの表示部の照明
   として利用するように構成したことを特徴とする自転車
   用スピードメーター。
2. 【請求項２】 前記スピードメーターの表示部の照明と
   して発光体を配設するとともに、速度に応じてこの発光
   体の点灯時間を制御することで、前記スピードメーター
   の表示部の照明の色を速度に応じて変化させるように構
   成したことを特徴とする請求項１に記載の自転車用スピ
   ードメーター。
3. 【請求項３】 前記発電機からの出力に基づいて算出さ
   れた速度から推定される塔乗者の消費エネルギーをスピ
   ードメーターの表示部に切換え表示するように構成した
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の自転車用ス
   ピードメーター。
4. 【請求項４】 前記発電機からの出力を波形成型して速
   度信号として演算制御部に入力するに際して、所定の分
   周率で分周することにより、車輪１回転につき１ないし
   数パルスを取り出すように構成したことを特徴とする請
   求項１から３のいずれかに記載の自転車用スピードメー
   ター。