JP3144585U - 自転車用ｌｅｄヘッドランプ - Google Patents

Abstract

【課題】充分な照射照度と、他者から高い視認とが得られる自転車用ＬＥＤヘッドランプを提供する。
【解決手段】通常のＬＥＤの単体に、そのＬＥＤの定格電圧の所要倍に発電ダイナモの電源を整流平滑回路、電圧制限回路、電圧をアップする電圧昇圧回路を経て、その昇圧電圧を、少なくとも光センサーを具えて使用時を認識し自動的に点灯する自動点灯制御回路を介して接続し、通常のＬＥＤの単体を高出力超高輝度駆動し、通常のＬＥＤの照射面に対面して拡散集光レンズを配備し、通常のＬＥＤの高出力超高輝度の発光光線を所要面積に拡散し、投射光を緩やかな拡散方向に集光して所要前方距離に所要照度に投光してなる自転車用ＬＥＤヘッドランプ。
【選択図】図４

Description

この考案は、充分な照射照度と、他者から高い視認とが得られる自転車用ＬＥＤヘッドランプに関するものである。

従来、自転車用ヘッドランプには、フィラメント電球（キセノン、クリプトン、ハロゲン等を含む）型と、複数個のＬＥＤを搭載する複数個配列ＬＥＤ型とがある。

従来のフィラメント電球（キセノン、クリプトン、ハロゲン等を含む）を光源としたダイナモ発電式自転車用ヘッドランプは、要求される照度規格を満足するためには、電球の定格電力が２．４Ｗと大きいため、発電の際に発生するダイナモ回転軸の回転抵抗およびそれを駆動する車輪の回転抵抗が大きくなり、ライダーへの負担が大きかった。

同じく、従来のフィラメント電球を光源としたダイナモ発電式自転車用ヘッドランプは、電球の定格電圧（定格照度で点灯できる電圧）が６Ｖであるため、自転車用ヘッドランプの照度規格値で電球を点灯させるには、自転車を約１５ｋｍ／ｈの速度で、走行させる必要があった。これは、１５ｋｍ／ｈ未満の速度では充分なランプ照度が得られず、自転車の一般的な常用速度１１〜１３ｋｍ／ｈでは照度不足で危険な走行を強いられていた。

従来のＬＥＤ式ヘッドランプは、ＬＥＤ素子当たりの照度は極めて低いため、一つのランプの中に複数個（３個〜６個）のＬＥＤを搭載してその照度不足を補っていたが、自転車用ヘッドランプの照度規格を満すには至っていなかった。

従来のＬＥＤ式ヘッドランプは、ＬＥＤの消費電流が３０ｍＡと小さいため、マンガン乾電池やアルカリ乾電池を電源としていたが、充分な照度を得るためには消費電流が３５０ｍＡと大きくなるため、上記乾電池を電源とした場合、消費寿命が１時間から２時間程度と極めて短くなり、実用化が困難であった。

この考案は、これらの欠点を解消し、さらに自転車用ヘッドランプとして画期的機能、効果を付加することを目的になされたものである

高出力ＬＥＤの単体と電源とを、少なくとも光センサーを具えて使用時を認識し自動的に点灯する自動点灯制御回路を介して接続してなる自転車用ＬＥＤヘッドランプにある。

前記電源は電池で、自動点灯制御回路には、振動センサーを付加してもよいものである。

前記電源は発電ダイナモで、整流平滑回路、電圧制限回路を経て自動点灯制御回路に接続してもよいものである。

通常のＬＥＤの単体に、そのＬＥＤの定格電圧の所要倍に電源の電圧をアップする電圧昇圧回路を経て、その昇圧電圧を、少なくとも光センサーを具えて使用時を認識し自動的に点灯する自動点灯制御回路を介して接続し、通常のＬＥＤの単体を高出力超高輝度に駆動して点灯してなる自転車用ＬＥＤヘッドランプにある。

通常のＬＥＤの単体の前記電源は電池で、自動点灯制御回路には、振動センサーを付加してもよいものである。

通常のＬＥＤの単体の前記電源は発電ダイナモでもよいものである。

前記高出力ＬＥＤまたは通常のＬＥＤの照射面に対面して拡散集光レンズを配備し、高出力ＬＥＤの照射光または通常のＬＥＤの高出力超高輝度の照射光を所要面積に拡散し、照射光を緩やかな拡散方向に集光して所要前方距離に所要照度に投光してもよいものである。

前記拡散集光レンズにより照射光を、一定距離に設けたスクリーンの投射光を円形から上半が中心垂線を中心とする所要縦幅に集中してもよいものである。

前記拡散集光レンズにより照射光を、一定距離に設けたスクリーンに十字ラインに集中する照射パターンとしてもよいものである。

この考案の自転車用ＬＥＤヘッドランプは、以上のように構成されるから、１個のＬＥＤ素子により、自転車用ヘッドランプの照度規格値を満足することができ、自転車用ＬＥＤヘッドランプを始めて実用化するものである。

この考案の自転車用ＬＥＤヘッドランプは、ＬＥＤ素子１個を光源とし、定格電圧が３．３ボルトと低いため、自転車用発電ダイナモと組み合わせて、点灯した場合、速度７ｋｍ／ｈの前後で自転車用ヘッドランプの照度規格値に達する照度を得て、低速走行から明るく点灯することができ、極めて低速走行時から安全な走行が可能となり、従来のフィラメント電球（キセノン、クリプトン、ハロゲン等）を光源としたダイナモ発電式自転車用ヘッドランプ時に比較してライダーの負担が大幅に軽減されるものである。

また、この考案の自転車用ＬＥＤヘッドランプは、ＬＥＤ素子１個のＬＥＤを光源とするから、定格電力が１Ｗもしくは２Ｗと低いため、従来の自転車用発電ダイナモを使用してもダイナモ回転軸および車輪の回転抵抗が小さくなり、ライダーの負担を軽減することができる。

また、ダイナモ回転軸に取付けられているローラーの外径が従来のものより大きく、軽く回すことができる出力電力の小さいダイナモと組み合わせても、充分な照度得ることができ、ライダーへの負担が軽減され軽快に走行ができるものである。

また、この考案の自転車用ＬＥＤヘッドランプは、ＬＥＤ素子１個のＬＥＤでは消費電流が３５０ｍＡと大きいが電源を自転車用発電ダイナモとすることで実用化したものである。

ＬＥＤ素子には指向性が強く、光源後方への照射がほとんどないため、従来のフィラメント電球（キセノン、クリプトン、ハロゲン等）を光源としたヘッドランプで使用されていた光源後方の反射鏡を使用せずに、充分な前方照射を得ることができ、この考案の自転車用ＬＥＤヘッドランプは、部品点数の削減およびコストの低減を実現した。

従来のフィラメント電球（キセノン、クリプトン、ハロゲン等）を光源としたヘッドランプでは、電球の寿命が６０時間であったが、この考案の自転車用ＬＥＤヘッドランプは、当該通常のＬＥＤは、寿命が１０万時間と長いため実用的には交換を不要にできる。また、通常のＬＥＤを高出力超高輝度に駆動して発光しても、自転車の耐久期間において、自転車のライトの点灯時間は、トータルでも何百時間であるので全く問題がない。

ＬＥＤ素子は発熱が少ないためランプ内の放熱スペースが小さくなり、寸法も小型であることから、この考案の自転車用ＬＥＤヘッドランプは、ヘッドランプ全体の寸法を従来のフィラメント電球（キセノン、クリプトン、ハロゲン等）を光源としたヘッドランプより小型にすることができる。これにより、ヘッドランプのデザイン自由度が大幅に広がる。また、ヘッドランプの角度調整範囲も大幅に広がる。

ＬＥＤ素子による照射光は、視認性に優れているので、容易に発見されて交通安全に寄与するものである。

通常のＬＥＤの単体に、そのＬＥＤの定格電圧の所要倍に発電ダイナモの電源を整流平滑回路、電圧制限回路、電圧をアップする電圧昇圧回路を経て、その昇圧電圧を、少なくとも光センサーを具えて使用時を認識し自動的に点灯する自動点灯制御回路を介して接続し、通常のＬＥＤの単体を高出力超高輝度に駆動し、通常のＬＥＤの照射面に対面して拡散集光レンズを配備し、通常のＬＥＤの高出力超高輝度の照射光を所要面積に拡散し、投射光を緩やかな拡散方向に集光して所要前方距離に所要照度に照射してなる自転車用ＬＥＤヘッドランプ。

以下、この考案の自転車用ＬＥＤヘッドランプを実施例を示す図面により説明すると、図１は、第１実施例の自転車用ＬＥＤヘッドランプ１であって、高出力ＬＥＤ２の単体に、電池３を電源とし、光センサー４および振動センサー５を具えて使用時を認識し、自動的に点灯する自動点灯制御回路６を接続してなるものである。

次に、図２は、第２実施例の自転車用ＬＥＤヘッドランプ７であって、高出力ＬＥＤ２の単体に、発電ダイナモ８を電源とし、整流平滑回路９、電圧制限回路１０、光センサー４を具えた自動点灯制御回路１１を接続してなるものである。

次に、図３は、第３実施例の自転車用ＬＥＤヘッドランプ１２であって、通常のＬＥＤ１３の単体に、電池３を電源とし、電圧昇圧回路１４を具え、かつ、光センサー４および振動センサー５を具えて使用時を認識し、昇圧電圧を自動的に給電し、高出力超高輝度に駆動する自動点灯制御回路１５を接続してなるものである。

次に、図４は、第４実施例の自転車用ＬＥＤヘッドランプ１６であって、通常のＬＥＤ１３の単体を、発電ダイナモ８を電源とし、整流平滑回路９、電圧制限回路１０、電圧昇圧回路１７を具え、かつ、光センサー４を具えて使用時を認識し、昇圧電圧を自動的に給電し、高出力超高輝度に駆動する自動点灯制御回路１８を接続してなるものである。

前記高出力ＬＥＤ２および通常のＬＥＤ１３のいずれのＬＥＤ素子も小型であるため、照射光を所要面積に拡散し、所要前方距離に到達して所要面積に所要の照度を得るために投射光を緩やかな拡散方向に集光する必要があるため、前記第１、第２実施例の高出力ＬＥＤ２および第３、第４実施例の通常のＬＥＤ１３の直近に特別に設計した拡散集光レンズ１９をそれぞれ対置している。

前記拡散集光レンズ１９により照射光は、図６に示すように、一定距離に設けたスクリーン上で円形照射パターン２０になる。そして、自転車用ヘッドランプの照度規格値（ＪＩＳ Ｃ ９５０２ ５．１．１（ｂ）では、５ｍ前方のスクリーンに照射させたとき、Ａの照度は４００ｃｄ以上、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの照度は平均１００ｃｄ以上となっており、これらを満足できる。

前記拡散集光レンズ１９を工夫することにより、図７に示すように、照射光の上半を、その中心垂線に沿って所要幅に集中し、道路面を優先して高照度に照射する下半優先照射パターン２１を得ることができる。

また、同じく、図９に示すように、中心垂線と中心水平線の十字ライン付近に限定した十字照射パターン２２としてもよく、いずれも照射光の照射範囲を集中して、照射光の照度をさらにあげることができる。

図１０は、自転車の走行速度と発電ダイナモ出力電圧の表示図面である。この発電特性から高出力ＬＥＤ２および通常のＬＥＤ１３を高出力超高輝度に点灯する出力電圧３Ｖの電力を時速７ｋｍから得ることができることがわかる。

この考案の自転車用ＬＥＤヘッドランプの電源は、ハブダイナモ（自転車ハブに内臓された発電ダイナモ）およびブロックダイナモ（自転車のタイヤまたはリムでローラーを駆動する発電ダイナモ）等のあらゆる種類の自転車用発電ダナモを使用することができる。

この考案の自転車用ＬＥＤヘッドランプに高出力ＬＥＤの単体を電池により点灯する第１実施例を示す点灯制御ブロック回路である。 同じく、高出力ＬＥＤの単体を発電ダイナモにより点灯する第２実施例を示す点灯制御ブロック回路である。 この考案の自転車用ＬＥＤヘッドランプに通常のＬＥＤの高出力超高輝度点灯ＬＥＤの単体を電池により点灯する第３実施例を示す点灯制御ブロック回路である。 同じく、通常のＬＥＤの高出力超高輝度点灯のＬＥＤの単体を発電ダイナモにより点灯する第４実施例を示す点灯制御ブロック回路である。 短焦点レンズを高出力ＬＥＤおよび通常のＬＥＤの高出力超高輝度点灯のＬＥＤに組み合わせて照射光を拡散および集光する実施例を示す側面図である。 短焦点レンズを高出力ＬＥＤおよび通常のＬＥＤの高出力超高輝度点灯のＬＥＤに組み合わせて照射光を拡散および集光する実施例の第１配光例図である。 同じく、第２配光例図である。 同じく、第３配光例図である。 この考案の自転車用ＬＥＤヘッドランプの具体的実施例を一部切欠き断面側面図である。 自転車の走行速度と発電ダイナモ出力電圧の特性を示す図面である。

符号の説明

１ 自転車用ＬＥＤヘッドランプ
２ 高出力ＬＥＤ
３ 電池
４ 光センサー
５ 振動センサー
６ 自動点灯制御回路
７ 自転車用ＬＥＤヘッドランプ
８ 発電ダイナモ
９ 整流平滑回路
１０ 電圧制限回路
１１ 自動点灯制御回路
１２ 自転車用ＬＥＤヘッドランプ
１３ 通常のＬＥＤ
１４ 電圧昇圧回路
１５ 自動点灯制御回路
１６ 自転車用ＬＥＤヘッドランプ
１７ 電圧昇圧回路
１８ 自動点灯制御回路
１９ 拡散集光レンズ
２０ 円形照射パターン
２１ 下半優先照射パターン
２２ 十字形照射パターン

Claims (10)

1. 高出力ＬＥＤの単体と電源とを、少なくとも光センサーを具えて使用時を認識し自動的に点灯する自動点灯制御回路を介して接続してなる自転車用ＬＥＤヘッドランプ。
2. 電源が電池で、自動点灯制御回路には、振動センサーを付加してなる請求項１の自転車用ＬＥＤヘッドランプ。
3. 電源が発電ダイナモで、整流平滑回路、電圧制限回路を経て自動点灯制御回路に接続してなる請求項１の自転車用ＬＥＤヘッドランプ。
4. 通常のＬＥＤの単体に、そのＬＥＤの定格電圧の所要倍に電源の電圧をアップする電圧昇圧回路を経て、その昇圧電圧を、少なくとも光センサーを具えて使用時を認識し自動的に点灯する自動点灯制御回路を介して接続し、通常のＬＥＤの単体を高出力超高輝度に駆動して点灯してなる自転車用ＬＥＤヘッドランプ。
5. 電源が電池で、自動点灯制御回路には、振動センサーを付加してなる請求項４の自転車用ＬＥＤヘッドランプ。
6. 電源が発電ダイナモである請求項４の自転車用ＬＥＤヘッドランプ。
7. 前記高出力ＬＥＤの照射面に対面して拡散集光レンズを配備し、高出力ＬＥＤの発光光線の照射光を所要面積に拡散し、投射光を緩やかな拡散方向に集光して所要前方距離に所要照度に投光してなる請求項１、請求項２または請求項３の自転車用ＬＥＤヘッドランプ。
8. 前記通常のＬＥＤの照射面に対面して拡散集光レンズを配備し、通常のＬＥＤの高出力超高輝度の照射光を所要面積に拡散し、投射光を緩やかな拡散方向に集光して所要前方距離に所要照度に投光してなる請求項４、請求項５または請求項６の自転車用ＬＥＤヘッドランプ。
9. 前記拡散集光レンズにより照射光を、一定距離に設けたスクリーンの投射光を円形から上半が中心垂線を中心とする所要縦幅に集中してなる請求項７または請求項８の自転車用ＬＥＤヘッドランプ。
10. 前記拡散集光レンズにより照射光を、一定距離に設けたスクリーンに十字ラインに集中する照射パターンとしてなる請求項７または請求項８の自転車用ＬＥＤヘッドランプ。

Images