JP4089029B2

JP4089029B2 - ライト

Info

Publication number: JP4089029B2
Application number: JP25614298A
Authority: JP
Inventors: 忠信岩佐; 隆夫向川; 洋杉原
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1998-09-10
Filing date: 1998-09-10
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2018-09-10
Also published as: JP2000090704A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、発光ダイオード（以下、ＬＥＤとする）を利用した携帯用のライトに関する。詳しくは、発電及び充電機能を有する小型で携帯に便利なライトに関し、夜間、若しくは緊急時に外部電源、電池等を使用することなく明かりを得ることができるライトを提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯用のライトとして電池式のものが使用されている。かかる従来の方式では一般に乾電池あるいは二次電池等を電源とし、電源のＯＮ、ＯＦＦの切替により電球を点灯させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の方式では電池を用意する必要があり、電池の消耗に伴い電池の交換が必要である。また、一般の電球を用いる場合には消費電力が大きく、電池の消耗が激しい。そのため、短時間の使用により電池は消耗し、ライトの光量が減少してしまう。災害時等の緊急時における使用を目的とする場合には、いざ必要なときに電地が消耗しており使用できないということも考えられる。さらには、長時間使用しなかった場合は電池からの液漏れ発生により、必要なときに使用できないことも考えられる。緊急時の使用においては、長時間ライトを使用する場合も予想されるため、電池の消耗を気にすることなくライトを使用できることが望ましい。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、即ち携帯用のライトであって、電池を使用することなく、必要なときに明かりを得ることができる携帯用のライトを提供することを目的とする。また、消費電力が小さく、少量の充電により長時間点灯可能なライトを提供することを目的とする。そして、その構成は次の通りである。
回転子を回転させることにより発電する発電機と、
該発電機からの電流を充電する充電器と、
該充電器から放電された電流により点灯するＬＥＤと、
を備えてなるライト。
【０００５】
かかる構成によれば、発電機の回転子を回転させることにより容易に発電できるため、電池を別途用意することなく必要なときに明かりを得ることができる。また、充電器により連続的な点灯が可能となる。さらに、ＬＥＤの消費電力が小さいため、一度の充電により長時間ＬＥＤを点灯させることが可能である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各要素について説明する。本発明のライトは発電機、充電器、及びＬＥＤを備え、それらが適当な筐体に収納されている。
【０００７】
筐体の形状は特に限定されないが、好ましくは携帯に便利なようにスティック状とする。筐体の材料も特に限定はされない。但し、携帯性に優れ、衝撃に強い材料により形成することが好ましい。例えば、アルミ又はＭｇ合金を用いる。
【０００８】
発電機は回転子を回転することにより発電することができるものである。手動により発電できるものが望ましく、回転子に取付けられたハンドル等により容易に発電できるものがよい。例えば、市販のギヤードモータを利用できる。その他、摺動型の発電機を用いることもできる。
【０００９】
発電機により生じた電流は充電器に一時的に蓄えられる。充電器は、電流を電荷として蓄えることができ、且つ放電できるものである。例えば、キャパシタを好適に用いることができる。尚、発電機により生じた電荷のすべてが一度充電器に蓄えられる必要は必ずしもなく、その一部は後述のＬＥＤの点灯に直接使われてもよい。
【００１０】
充電器としてキャパシタを用いた場合の充電容量は特に限定はされないが、０．０２〜１Ｆのものを用いることができる。好ましくは、０．２〜０．４Ｆのものを用いる。また、充電器として、キャパシタの複数個を直列又は並列に接続して用いることもできる。
【００１１】
回転子の回転方向によって異なる方向の電流を発電できる場合においては、整流回路を設けることにより、各方向の回転により生じた電流を一の方向へ整流することができる。これにより、いずれの方向に回転した場合であっても同一の充電器に電荷を蓄えることが可能となる。また、各方向の回転により生じた電流を別々の充電器に蓄えることもできる。
【００１２】
充電器にはＬＥＤが接続される。ＬＥＤは照明を目的とする場合には特に白色光を発光するものを用いるのがよい。一の充電器に対して接続されるＬＥＤの数は限定されず複数のＬＥＤを用いることもできる。また、充電器を複数用いる場合にはそれぞれの充電器に対して一又は複数のＬＥＤを接続する。但し、ＬＥＤの発光色は白色光には限られず、青色若しくは緑色でも良い。
【００１３】
上記の様に回転子の回転方向に対応した２つの充電器を用いた場合には、回転子の回転方向を選択することにより２つの充電器のいずれかに充電でき、その結果、当該充電された充電器に接続されたＬＥＤを選択的に点灯することができる。かかる場合に、各充電器に対して異なる種類のＬＥＤを用いれば、回転子の回転方向を選択することにより２種の異なるＬＥＤを選択的に点灯できる。例えば、一方を照明の目的で用いる白色ＬＥＤとし、他方をシグナルとして用いる赤色ＬＥＤとする。ＬＥＤは目的に応じて任意の色のものを用いることができる。
【００１４】
充電器に接続されたＬＥＤは充電器に蓄えられた電荷により連続的に点灯する。ＬＥＤの消費電力が少ないために、少量の電荷により長時間ＬＥＤを点灯することができる。尚、ＬＥＤに一定量の電流を供給するために定電流ダイオードをＬＥＤに直列に接続して用いることが望ましい。
【００１５】
ＬＥＤの点灯状態を制御するＩＣ、即ち、ＬＥＤの点滅手段を用いて、ＬＥＤを点滅させることもできる。ＬＥＤを複数用いる場合には、各ＬＥＤの点灯状態をＩＣにより制御することができる。勿論、特定のＬＥＤのみの制御をすることもできる。例えば、シグナル用に赤色ＬＥＤを用いた場合に当該ＬＥＤを点滅させる。ＬＥＤの点灯状態を制御することにより、本発明であるライトの点灯モードのバリエーションが増え、使用目的の幅が拡がる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明のライトについて実施例によりさらに詳細に説明する。
（第１実施例）
図１は本発明の一の実施例であるライト１の斜視図である。ライト１は本体１０とハンドル２０より大略構成される。
本体１０は図２に示されるように筐体１１、ハンドル２０がその回転子に接続される発電機１２、キャパシタ１３、回路基板１４、及びＬＥＤ１５から構成される。筐体１１はアルミ製とした。筐体１１は円筒状であって、ＬＥＤ１５用の穴がその一端部に設けられている。発電機１２、キャパシタ１３、及びＬＥＤ１５にはそれぞれギヤードモータ、電気二重層コンデンサ、及び白色ＬＥＤを使用した。回路基板１４には、図示しない整流回路、定電流ダイオードが取り付けられている。
【００１７】
ハンドル２０は、図３に示されるように、屈曲部２１及び２２で折れ曲がり、筐体１１の軸を中心にして容易に手動で回転させることができる。
【００１８】
次にライト１の動作について図４のライト１の回路図を参照しながら説明する。
まず、手動によりハンドル２０を回転させると、発電機１２の回転子が回転し、電流ｉ_１又はｉ_２が誘導される。電流ｉ_１又はｉ_２は整流回路１６を通ることにより同一方向の電流ｉ_３に整流される。即ち、整流回路１６を設けることにより、ハンドル２０の回転方向に関係なく電流ｉ_３が流れる。電流ｉ_３の一部の電流ｉ_４は直接ＬＥＤ１５に供給されＬＥＤ１５を点灯させる。残りの電流ｉ_５はキャパシタ１３に供給され、キャパシタ１３に充電される。ハンドル２０を回転させている間、ＬＥＤ１５への電流の供給、及びキャパシタ１３の充電が継続される。ハンドル２０の回転を中止すると、発電機１２において電流は発生しなくなり、発電機１２からＬＥＤ１５への電流の供給、及びキャパシタ１３の充電はされなくなる。一方、キャパシタ１３に充電された電荷は放電を開始し、放電した電荷は電流ｉ_６となってＬＥＤ１５を点灯させる。尚、並列の定電流ダイオード１７，１８がＬＥＤ１５に直列に接続されており、ＬＥＤ１５には一定量以上の電流は流れない。尚、定電流ダイオードは、１つでも良い。
【００１９】
以上の動作により、ハンドル２０を回転させている間及び回転を中止後一定時間ＬＥＤ１５が継続的に点灯する。ＬＥＤ１５の消費電力が非常に小さいため、ハンドル２０を数回回転させることにより、長時間ＬＥＤ１５を点灯させることができる。本発明者らの試験によれば、携帯用ライト１を用いてハンドル２０を約１２０ｒｐｍで５０回回転させたときに約３分間ＬＥＤ１５を連続点灯することができた。
【００２０】
（第２実施例）
図５及び図６は本発明の他の実施例であるライト２の斜視図及び断面図である。本発明の第１実施例であるライト１と同一の部材には同一の符号を附してその説明を省略する。
【００２１】
ライト２は本体１００とハンドル２０より大略構成される。
本体１００は発電機１２、キャパシタ１３、回路基板１４０、ＬＥＤ１５、ＬＥＤ１５１及びＬＥＤ１５２から構成される。筐体１１０にはＬＥＤ１５用の穴が一端部に設けられ、ＬＥＤ１５１及びＬＥＤ１５２用の穴が側面部に２カ所設けられている。その他の筐体１１０の形状及び素材は上記ライト１の筐体１１の場合と同様である。
ライト２ではキャパシタを２つ用いる。キャパシタ１３０及び１３１にはともに電気二重層コンデンサを使用した。また、ＬＥＤ１５の他にＬＥＤ１５１及びＬＥＤ１５２の合計３つのＬＥＤを使用した。ＬＥＤ１５１、１５２はともに赤色ＬＥＤである。ＬＥＤ１５はキャパシタ１３０に接続され、キャパシタ１３０から放電される電荷により点灯する。他方、ＬＥＤ１５１、１５２はともにキャパシタ１３１に接続されキャパシタ１３１から放電される電荷により点灯する。回路基板１４０には、図７の回路を構成する素子が装着されている。
【００２２】
次にライト２の動作について図７に示されるライト２の回路図を参照しながら説明する。
まず、手動によりハンドル２０を時計回りに回転させると、発電機１２に電流Ｉ_１が生ずる。電流Ｉ_１は整流回路であるダイオード１６０を通った後、その一部の電流Ｉ_２は直接ＬＥＤ１５を流れ、残りの電流Ｉ_３はキャパシタ１３０に供給される。これにより、ＬＥＤ１５が点灯し、キャパシタ１３０が充電される。ハンドル２０を時計回りに回転させている間、ＬＥＤ１５への電流の供給、及びキャパシタ１３０の充電が継続される。尚、ダイオード１６１によりキャパシタ１３１は充電されず、またＬＥＤ１５１及びＬＥＤ１５２に電流は流れない。ハンドル２０の回転を中止することにより、発電機１２において電流は発生しなくなり、発電機１２からＬＥＤ１５への電流の供給、及びキャパシタ１３０の充電はされなくなる。一方、キャパシタ１３０に充電された電荷は放電を開始し、放電した電荷は電流Ｉ_４となってＬＥＤ１５を点灯させる。尚、並列の定電流ダイオード１７０，１７１がＬＥＤ１５に直列に接続されており、ＬＥＤ１５には一定量以上の電流は流れない。尚、定電流ダイオードは１つでも良い。
【００２３】
以上の動作により、ハンドル２０を時計回りに回転させている間及び回転を中止後一定時間ＬＥＤ１５が継続的に点灯することとなる。本発明者らの試験によれば、携帯用ライト２を用いてハンドル２０を約１２０ｒｐｍで５０回回転させたときに約３分間ＬＥＤ１５を連続点灯することができた。
【００２４】
一方、ハンドル２０を反時計回りに回転させると、発電機１２に電流Ｉ_５が生ずる。電流Ｉ_５の一部の電流Ｉ_６は直接ＬＥＤ１５１、ＬＥＤ１５２を流れ、残りの電流Ｉ_７はキャパシタ１３１に供給される。これにより、ＬＥＤ１５１、１５２が点灯し、キャパシタ１３１が充電される。ＬＥＤ１５１、１５２を流れる電流はタイマＩＣ１９０によって制御される。尚、ＩＣ１９０はオペアンプ、シュミットインバータ当でも代用できる。この実施例においては当該電流が断続的に流れるものとし、もってＬＥＤ１５１、１５２を点滅させる。ハンドル２０を反時計回りに回転させている間、ＬＥＤ１５１、１５２への電流の供給、及びキャパシタ１３１の充電が継続される。ハンドル２０の回転を中止することにより、発電機１２において電流は発生しなくなり、発電機１２からＬＥＤ１５１、１５２への電流の供給、及びキャパシタ１３１の充電はされなくなる。一方、キャパシタ１３１に充電された電荷は放電を開始し、放電した電荷は電流Ｉ_８となってＬＥＤ１５１、１５２を点滅させる。尚、ＬＥＤ１５１，１５２には定電流ダイオード１７２，１７３が直列に接続されており、ＬＥＤ１５１、１５２には一定量以上の電流は流れない。
【００２５】
以上の動作により、ハンドル２０を反時計回りに回転させている間及び回転を中止後一定時間ＬＥＤ１５１，１５２が点滅することとなる。即ちライト２の側面部２カ所から赤色のライトが点滅することになる。
【００２６】
以上のように、ライト２ではハンドル２０の回転方向を変化させることにより異なるＬＥＤを点灯させることができる。即ち、ハンドルを時計回りに回転させた場合には白色ＬＥＤを点灯することができ、照明用に使用できる。他方、ハンドルを反時計回りに回転させた場合には赤色ＬＥＤを点滅させることができ、周囲へのシグナルとして使用できる。ライト２をシグナルとして使用する場合には、例えば赤色ＬＥＤが点滅している状態のライト２を、バッグ、衣服等に取り付けて使用する。
【００２７】
この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
【００２８】
以下、次の事項を開示する。
（１０）前記ＬＥＤの点灯状態を制御する制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のライト。
（１１）前記発電機からの電流を整流し前記充電器に供給する整流手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３及び（１０）の中のいずれかに記載のライト。
（１２）前記ＬＥＤに流れる電流の量を調整する定電流ダイオードをさらに備えることを特徴とする請求項１〜３、（１０）及び（１１）の中のいずれかに記載のライト。
（２０）ハンドルと、
該ハンドルの回転により発電するモータと、
該モータからの電荷を整流する整流用ダイオードと、
該整流用ダイオードにより整流された電荷を充電し、且つ放電することが可能なキャパシタと、
該キャパシタから放電された電荷により点灯する白色ＬＥＤと、
該ＬＥＤに流れる電荷の量を調整する定電流ダイオードと、
を備えてなるライト。
（３０）ハンドルと、
該ハンドルの順方向の回転により第１の方向の電流を発生し、該ハンドルの逆方向の回転により第２の方向の電流を発生するモータと、
該第１及び該第２の電流をそれぞれ整流する第１及び第２の整流用ダイオードと、
該第１及び該第２の整流用ダイオードにより整流された電荷をそれぞれ充電し、且つ放電することが可能な第１及び第２のキャパシタと、
該第１のキャパシタから放電された電荷により点灯する第１の白色ＬＥＤと、
該第２のキャパシタから放電された電荷により点灯する第２の赤色ＬＥＤと、
該第１及び第２のＬＥＤに流れる電荷の量をそれぞれ調整する第１及び第２の定電流ダイオードと、
該第１及び第２のＬＥＤの点灯状態を制御するＩＣと、
を備えてなるライト。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例であるライト１の斜視図である。
【図２】同じくライト１の断面図である。
【図３】同じくライト１をの使用状態を表す図である。
【図４】同じくライト１の回路図である。
【図５】本発明の他の実施例であるライト２の斜視図である。
【図６】同じくライト２の断面図である。
【図７】同じくライト２の回路図である。
【符号の説明】
１２ライト
１２発電機
１３１３０１３１キャパシタ
１４１４０回路基板
１５白色ＬＥＤ
１５１１５２赤色 LED
１９０タイマＩＣ

Claims

ハンドルと、
該ハンドルの順方向の回転により第１の方向の電流を発生させ、該ハンドルの逆方向の回転により第２の方向の電流を発生させる発電機と、
前記第１の方向の電流を整流する第１の整流用ダイオードと、
前記第２の方向の電流を整流する第２の整流用ダイオードと、
前記第１の整流用ダイオードにより整流された電荷を充電し、且つ放電することが可能な第１のキャパシタと、
前記第２の整流用ダイオードにより整流された電荷を充電し、且つ放電することが可能な第２のキャパシタと、
前記第１のキャパシタから放電された電荷により点灯する第１のＬＥＤと、
前記第２のキャパシタから放電された電荷により点灯する第２のＬＥＤと、
前記第１のＬＥＤに直列に接続される第１の定電流ダイオードと、
前記第２のＬＥＤに直列に接続される第２の定電流ダイオードと、
を備えてなるライト。
筒状の筐体の一端側に前記発電機が備えられ、前記筐体の他端側に前記第１のＬＥＤが備えられ、該他端側の周壁に前記第２のＬＥＤが備えられ、前記第１と第２のキャパシタは前記発電機と前記第１及び第２のＬＥＤとの間に配置される、ことを特徴とする請求項１に記載のライト。
前記第２のＬＥＤは点滅する、ことを特徴とする請求項２に記載のライト。
前記第１のＬＥＤは白色光を発光し、前記第２のＬＥＤは赤色光を発光する、ことを特徴とする請求項３に記載のライト。