JP4136426B2 - Bicycle headlight - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電源として電池を用いる白色LEDを光源とする自転車用前照灯に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、自転車用前照灯には、最も初歩的なものとして、1次電池を電源とし、暗くなったらスイッチにより電球に電流供給して前照するものや、ダイナモを自転車の車輪に臨まして配置し、車輪の回転により発電して、電球に電流供給して前照するものが一般的であった。
【0003】
また、太陽電池で充電される2次電池と、それと別に併設したバックアップ用の1次電池を電源として電球を点灯させて前照する構造の自転車用前照灯がある。図7にそのための制御回路を示す。図において、太陽電池の発電量は並列接続の2次電池に充電する。また、別にバックアップ用の1次電池も用意されている。前照灯の電球はスイッチでオン・オフ動作され、スイッチを介して2次電池のみから電流供給される場合、また、2次電池および1次電池が並列に接続されて両電源から電流供給される場合が選択されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
太陽電池で2次電池を充電し、電源とするものは、電球の消費電流が大きいので、曇りの日などでは太陽電池の発電量が少なくなり、十分な電流を供給できず、最悪の場合は電球を点灯することができなくなり、自転車の被視認性が悪く、安全上の問題があった。また、バックアップ用の1次電池をもつものは前照灯全体の形状が大きくなった。そこで、本発明は自転車の夜間走行の安全面から、光源に寿命が半永久的な白色LED(発光ダイオード)を用いて自転車の被視認性の向上を図った自転車用前照灯を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係る自転車用前照灯は、前照灯の光源に白色LEDを使用し、該白色LEDの電源電池である太陽電池で充電される2次電池の蓄電量に応じて、白色LEDの点灯動作または点滅動作を切替える自転車用前照灯であって、該2次電池を外部電源から充電可能にする手段を備える構成とした。
【0017】
こうして、自転車用前照灯は屋外で使用するため何らかの原因で太陽電池が損壊する場合が想定されるので、2次電池を外部電源より充電できるように、ACアダプターと、それに接続可能な充電端子とプラグコンセントを備え、必要に応じて人為的の充電を可能にした。
【0020】
【発明の実施の形態】
本発明の自転車用前照灯の実施形態の構成を、電源として太陽電池で充電される2次電池を用いる例について、図を用いて説明する。図1(A)は本発明の前照灯の側面断面図、図1(B)は正面断面図を示し、図2(A)は本発明の前照灯の平面図、図2(B)は側面図を示す。
【0021】
図において、1はバッテリー上ケース、2はバッテリー下ケース、3はヘッドキャップ、4は白色の発光ダイオード(以下、白色LEDという)、5は前方リフレクタ、6はヘッドキャップセットスクリュー、7は透明な太陽電池カバー、8は前照灯の上面に位置する太陽電池である。ここで、前照灯の光源として白色LEDを用いる理由は、電球に比して消費電流が1/10以下であるからである。
【0022】
9は太陽電池の発電量を充電する3個の2次電池、10はプリント基板、11は点滅回路を含む制御回路、12はブラケットホルダー、13はハンドル取付ブラケット、14はスイッチボタン、15はスイッチボタン14により操作されるスイッチである。
【0023】
バッテリー上ケース1とバッテリー下ケース2で囲まれる内部には2次電池9が収納され、バッテリー上ケース1の上部には太陽電池8が配置されている。そしてバッテリーケースの前部には、前方リフレクタ5内に収納された3個の白色LED4が配置されている。
【0024】
また、スイッチボタン14は運転者が走行中でも容易にスイッチ操作がなされるように前照灯の側部に配置されている。そして、バッテリー下ケース2はブラケットホルダー12で保持され、ハンドル取付ブラケット13により自転車のハンドル(図示なし)に挟着保持される。
【0025】
次に、前照灯の制御回路を参照して、自転車用前照灯の点灯制御について説明する。図3は制御回路の一つの実施形態であり、電源として太陽電池で充電される2次電池を用い、白色LEDを手動操作で点灯動作と点滅動作を切替えるタイプを示す。ここで図1、図2と同一物には同じ符号を付している。11は点滅回路である無安定マルチバイブレータ(以下、無安定回路という)であり、抵抗、コンデンサで定まる時定数によりオン、オフを交互に繰り返し発振する。
【0026】
本発明の自転車用前照灯は、自転車が駐輪中あるいは走行中に太陽光に照射されている間に、バッテリー上ケース1の上部に配置した太陽電池8が光を受けて発電し、前照灯に内蔵された2次電池9に充電される。
【0027】
まず、日中で環境が明るいため、前照灯の側部に設けられたスイッチボタン14がOFFの位置、即ちスイッチ15がOFF接点にある時、3個の白色LED4には2次電池9から電流が供給されないと共に、無安定回路11にも2次電池9から電流が供給されないので、白色LED4は点灯あるいは点滅することはない。
【0028】
次に、周囲が薄暗くなり、白色LED4を点灯する時、スイッチボタン14をONの位置に操作すると、即ちスイッチ15がON接点に切替わると、白色LED4には2次電池9から電流が供給され、白色LED4は点灯する。一方、無安定回路11には2次電池9から電流が供給されないので、無安定回路11は動作しない。
【0029】
そして、白色LED4の点灯光は前方リフレクタ5に反射されて前方に光を照射するので、白色LED4はかなりの明るさで前照することができ、自転車の被視認性を確保することができる。
【0030】
次に、2次電池9の蓄電量が少なくなり、照度が低下してきたら、自転車の安全の確保のために白色LED4を点滅動作に切替えるために、スイッチボタン14をBLINKの位置に操作すると、即ちスイッチ15がBLINK接点に切替わると、白色LED4には2次電池9から電流が直接供給されないが、無安定回路11には2次電池9から電流が供給されるので、点滅回路の無安定回路11が動作し、この無安定回路11を介して3個の白色LED4に電流が供給され点滅動作する。
【0031】
そして、白色LED4の光は前方リフレクタ5に反射されて前方に光を照射すると共に、太陽電池8の発電により充電された2次電池9により、電球に比べて消費電流が1/10以下の白色LED4を点滅させ、電池寿命を延長することができる。曇りの日など太陽電池10の発電量が少ない時でもLED4は点滅することができるので、自転車の被視認性を確保することができる。
【0032】
このように、太陽電池8の発電、2次電池9の蓄電量に応じて白色LED4の点灯、点滅を使い分けることにより、夜間に自転車走行時、白色LED4の点灯または点滅を確保することができるので、自転車の夜間の被視認性を向上を図ることができる。
【0033】
次に、図4に示す制御回路は自動操作で点灯動作と点滅動作を切替えるタイプの実施形態であり、電源電池の種類に関係なく適用できるが、ここでは電源として太陽電池で充電される2次電池を用いたタイプの実施形態を説明する。ここで図3と同一物には同じ符号を付している。17は比較器、18は基準電圧の発生源となるツェナーダイオード、19はオンオフ動作のトランジスタである。
【0034】
まず、日中で環境が明るいため、前照灯の側部に設けられたスイッチボタン14がOFFの位置、即ちスイッチ15がOFF接点にある時、3個の白色LED4には2次電池9から電流が供給されないと共に、無安定回路11にも2次電池9から電流が供給されないので、白色LED4は点灯あるいは点滅することはない。
【0035】
次に、周囲が薄暗くなり、白色LED4を点灯する時、スイッチボタン14をONの位置に操作すると、即ちスイッチ15がON接点に切替わると、白色LED4には、後述するように、2次電池9から電流が直接に又は無安定回路11を介して供給され、白色LED4は点灯又は点滅する。一方、無安定回路11にも2次電池9から電流が供給されるので、無安定回路11は動作を開始する。
【0036】
詳述するとこの状態では、2次電池9の端子電圧、即ち蓄電量に比例した量が抵抗により分圧されて電圧V1として、比較器17の一端子に入力される。他方、比較器17の他の端子にはツェナーダイオード18で得られた基準電圧Vrが供給されて比較される。
【0037】
図5(A)に比較電圧と電池寿命の関係を示す。電圧V1が基準電圧Vrを上回る状態、即ち、時間T1まではV1>Vrとなるので、比較器17から正の信号が出力され、トランジスタ19はオン動作して3個の白色LED4に2次電池9から電流が直接供給される。従って、無安定回路16の動作に関係なく、白色LED4は点灯動作を継続する。
【0038】
そして、白色LED4の点灯光は前方リフレクタ5に反射されて前方に光を照射するので、白色LED4はかなりの明るさで前照することができ、自転車の被視認性を確保することができる。
【0039】
次に、2次電池9の蓄電量が少なくなり、通常の電池寿命T1に至ると、V1<Vrとなるので、比較器17から負の信号が出力され、トランジスタ19はオフ動作して3個の白色LED4に2次電池9からの直接の電流供給が遮断される。代わって、無安定回路11が動作しているので、白色LED4は無安定回路11を介して電流供給され、点滅動作に切替えられる。
【0040】
図5(B)の電池電圧と電池寿命との関係を参照すると、時間T1に対応する2次電池9の電圧Vpまでは3個の白色LED4が点灯動作を継続しているが、時間T1以降は白色LED4が点滅動作に切替えられるので、電池の消費が節約される結果、点灯動作を継続したら実線で示す時間T2の電池の終止電圧Veで白色LED4の点灯が終了するところを、電池寿命が点線で示すように電池の終止電圧Veに至るまでの時間T3まで延長されることになる。
【0041】
次に、自転車の安全の確保のために白色LED4を点滅動作せるため、最初から点滅動作を選択するならば、スイッチボタン14をBLINKの位置に操作すると、即ちスイッチ15がBLINK接点に切り替わると、白色LED4には2次電池9から電流が直接供給されないが、無安定回路11には2次電池9から電流が供給されるので、点滅回路の無安定回路11が動作し、白色LED4に電流が供給され常に点滅動作する。
【0042】
こうして、白色LED4の光は前方リフレクタ5に反射されて前方に光を照射すると共に、太陽電池8の発電により充電された2次電池9により、電球に比べて消費電流が1/10以下の白色LED4を点滅させ、電池寿命を延長することができる。曇りの日など太陽電池10の発電量が少ない時でもLED4は点滅することができるので、自転車の被視認性を確保することができる。
【0043】
このように、太陽電池8の発電、2次電池9の蓄電量に応じて白色LED4の点灯、点滅を自動的に使い分けることにより、夜間に自転車走行時、白色LED4の点灯または点滅を確保することができるので、自転車の夜間の被視認性を向上を図ることができる。また、自動的に点灯動作から点滅に切替わるので、2次電池の消耗具合を判断することができる。
【0044】
図6には太陽電池が損壊した場合に備えた制御回路の実施形態を示す。20はACアダプター、21は充電端子とプラグである。自動操作で点灯動作と点滅動作を切替える回路構成は図4の実施形態と同じであるので説明は省略する。自転車用前照灯は屋外で使用するため何らかの原因で太陽電池が損壊する場合が想定される。その時に備えて、2次電池を外部電源より充電できるように、ACアダプター20と、それに接続可能な充電端子とプラグコンセント21が装備され、必要に応じて人為的の充電を可能にしている。
【0045】
【発明の効果】
以上のように本発明の自転車用前照灯は、電球に比べて消費電流が1/10以下で寿命が半永久的な白色LEDを光源とし、太陽電池で充電された2次電池で白色LEDを点灯または点滅させるもので、2次電池の蓄電量に応じて白色LEDの点灯動作または点滅動作を選択的に行なうので、電池寿命が伸びると共に、曇りの日など太陽電池の発電量が少ないときでも白色LEDは点滅することができ、自転車の被視認性の向上を図ることができる。
また自転車用前照灯は屋外で使用するため何らかの原因で太陽電池が損壊する場合が想定されるが、2次電池を外部電源より充電できるようにしているので、太陽電池が破損しても、人為的な充電が可能になり、太陽電池に関係なくいつまでも使用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の前照灯の側面と正面の断面図。
【図2】 本発明の前照灯の平面図と側面図。
【図3】 前照灯の制御回路図。
【図4】 前照灯の他の制御回路図。
【図5】 比較電圧と電池寿命および電池電圧と電池寿命の関係図。
【図6】 本発明の前照灯の制御回路図。
【図7】 従来の前照灯の制御回路図。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bicycle headlamp using a white LED using a battery as a power source and having a light source as a light source.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, bicycle headlights are the most rudimentary ones, with a primary battery as the power source, and when the light gets dark, a current is supplied to the light bulb by a switch, or a dynamo is placed facing the bicycle wheel. However, it is common to generate electricity by rotating the wheel and to supply electric current to the light bulb for heading.
[0003]
In addition, there is a bicycle headlamp having a structure in which a secondary battery that is charged by a solar battery and a backup primary battery that is provided separately from the secondary battery are used as a power source to turn on a light bulb. FIG. 7 shows a control circuit for this purpose. In the figure, the amount of power generated by the solar battery is charged in a secondary battery connected in parallel. Separately, a primary battery for backup is also prepared. The bulb of the headlight is turned on / off by a switch, and when current is supplied only from the secondary battery through the switch, the secondary battery and the primary battery are connected in parallel and supplied with current from both power sources. Is selected.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
A battery that uses a solar battery to charge a secondary battery and uses it as a power source consumes a large amount of electric current. The light bulb could not be turned on, the visibility of the bicycle was poor, and there were safety issues. Moreover, the shape of the whole headlamp was large in the case of having a primary battery for backup. Accordingly, the present invention provides a bicycle headlamp that improves the visibility of a bicycle by using a white LED (light-emitting diode) that has a semi-permanent life as a light source from the viewpoint of safety during night driving of the bicycle. Objective.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The bicycle headlamp according to claim 1 of the present invention uses a white LED as a light source of the headlamp, and according to a storage amount of a secondary battery charged by a solar battery that is a power battery of the white LED. A bicycle headlamp that switches between the lighting operation or the blinking operation of the white LED, and includes a unit that enables the secondary battery to be charged from an external power source.
[0017]
In this way, since the bicycle headlight is used outdoors, it is assumed that the solar cell may be damaged for some reason. Therefore, the AC adapter and the charging terminal that can be connected to the secondary battery can be charged from the external power source. And plug outlets, allowing artificial charging when necessary.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The configuration of the embodiment of the bicycle headlamp according to the present invention will be described with reference to the drawings using an example in which a secondary battery charged with a solar battery is used as a power source. 1A is a side sectional view of the headlamp of the present invention, FIG. 1B is a front sectional view, FIG. 2A is a plan view of the headlamp of the present invention, and FIG. Shows a side view.
[0021]
In the figure, 1 is a battery upper case, 2 is a battery lower case, 3 is a head cap, 4 is a white light emitting diode (hereinafter referred to as white LED), 5 is a front reflector, 6 is a head cap set screw, and 7 is transparent. A
[0022]
9 is three secondary batteries that charge the amount of power generated by the solar battery, 10 is a printed circuit board, 11 is a control circuit including a flashing circuit, 12 is a bracket holder, 13 is a handle mounting bracket, 14 is a switch button, and 15 is a switch. A switch operated by the
[0023]
A
[0024]
The
[0025]
Next, the lighting control of the bicycle headlamp will be described with reference to the headlamp control circuit. FIG. 3 shows an embodiment of a control circuit, which shows a type in which a secondary battery charged with a solar battery is used as a power source, and a white LED is manually switched between a lighting operation and a blinking operation. Here, the same components as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.
[0026]
The bicycle headlamp of the present invention generates power by receiving light from the
[0027]
First, because the environment is bright during the day, when the
[0028]
Next, when the surroundings become dim and the white LED 4 is lit, when the
[0029]
And since the lighting light of white LED4 is reflected by the
[0030]
Next, when the charged amount of the
[0031]
Then, the light of the white LED 4 is reflected by the
[0032]
As described above, the white LED 4 can be lit or blinked at night when riding a bicycle by properly using lighting or blinking of the white LED 4 according to the amount of power generated by the
[0033]
Next, the control circuit shown in FIG. 4 is an embodiment of a type in which the lighting operation and the blinking operation are switched automatically, and can be applied regardless of the type of the power supply battery. An embodiment using a battery will be described. Here, the same components as those in FIG.
[0034]
First, because the environment is bright during the day, when the
[0035]
Next, when the surroundings become dim and the white LED 4 is lit, when the
[0036]
More specifically, in this state, the terminal voltage of the
[0037]
FIG. 5A shows the relationship between the comparative voltage and the battery life. Since the voltage V1 exceeds the reference voltage Vr, that is, V1> Vr until time T1, the positive signal is output from the
[0038]
And since the lighting light of white LED4 is reflected by the
[0039]
Next, when the storage amount of the
[0040]
Referring to the relationship between the battery voltage and the battery life in FIG. 5B, the three white LEDs 4 continue to light up to the voltage Vp of the
[0041]
Next, in order to make the white LED 4 blink to ensure the safety of the bicycle, if the blink operation is selected from the beginning, when the
[0042]
In this way, the light of the white LED 4 is reflected by the
[0043]
As described above, the lighting and blinking of the white LED 4 are automatically used properly according to the power generation of the
[0044]
FIG. 6 shows an embodiment of a control circuit provided when a solar cell is damaged. 20 is an AC adapter, and 21 is a charging terminal and a plug. The circuit configuration for switching between the lighting operation and the blinking operation by automatic operation is the same as that in the embodiment of FIG. Bicycle headlights are used outdoors, and it is assumed that solar cells may be damaged for some reason. In preparation for that time, an AC adapter 20, a charging terminal connectable to the AC adapter 20, and a
[0045]
【The invention's effect】
Or bicycle headlamp of the present invention as described above, current consumption is life than 1/10 as a light source the semi-permanent white LED as compared with light bulbs, white with a secondary battery that is charged by solar cells LED in which light or blink, because the lighting operation or blinking of the white LED according to the storage amount of the secondary battery to the selected択的, the battery life is extended, the amount of power generated by solar cell such as a cloudy day Even when there are few, white LED can blink, and the visibility of a bicycle can be improved.
Bicycle headlights are used outdoors, and it is assumed that the solar battery may be damaged for some reason. However, since the secondary battery can be charged from an external power source, Artificial charging becomes possible, and it can be used indefinitely regardless of solar cells.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of the side and front of a headlamp according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view and a side view of the headlamp of the present invention.
FIG. 3 is a control circuit diagram of the headlamp .
FIG. 4 is another control circuit diagram of the headlamp .
FIG. 5 is a relationship diagram between a comparison voltage and a battery life, and a battery voltage and a battery life.
FIG. 6 is a control circuit diagram of the headlamp of the present invention.
FIG. 7 is a control circuit diagram of a conventional headlamp.
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