JP4445502B2

JP4445502B2 - 自転車用照明装置

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Publication number: JP4445502B2
Application number: JP2006293923A
Authority: JP
Inventors: 智北村
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2006-10-30
Filing date: 2006-10-30
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2026-10-30
Also published as: CN100564142C; CN101172496A; DE102007030318B4; DE102007030318A1; JP2008110645A

Description

本発明は照明装置、特に、自転車に搭載可能な自転車用照明装置に関する。

自転車の照明装置は、従来、電池を電源とするものはオンオフスイッチにより照明装置をオンオフし、リムダイナモを電源とするものは、リムダイナモを車輪に接触させたり車輪から離したりして照明装置をオンオフしている。

スイッチやダイナモのオンオフ操作の煩わしさをなくすため、ハブダイナモを電源とするものでは、自転車の周囲の明暗の別を照度センサにより検出し、昼間のように明状態のときにはオフし、夜間のように暗状態のいときにのみオンするようにしている（たとえば、特許文献１参照）。さらに、従来の照明装置では、夕暮れ時などの薄暮状態では自動車のドライバーから自転車が見えにくいため、点滅させるようにしている。
特開平８−３０１１６２号公報

前記従来の技術では、薄暮状態で照明装置が点滅するので、ドライバーからの視認性が向上する。しかし、昼間では点灯していないので、明状態の視認性は依然として改善されない。そこで、自動二輪車のように照明装置を常時点灯することが考えられる。しかし、常時点灯しても昼間は太陽光があるため、とくに、自転車のようにダイナモにより点灯する場合、太陽光に向かって走行するドライバーからの視認性は昼間であっても改善しないおそれがある。

本発明の課題は、自転車用照明装置において、周囲が明状態の時の自転車の視認性を向上させることにある。

発明１に係る自転車用照明装置は、ランプケースと、光源と、カバー部材と、照度検出部と、点灯制御部と、を備えている。ランプケースは、自転車に装着可能なものである。光源は、第１色と第１色と異なる第２色との２つの色のいずれかで発光可能ものである。カバー部材は、ランプケースの光源の照射方向に配置されたものである。照度検出部は、自転車の周囲の照度を検出するものである。点灯制御部は、照度検出部が所定照度以上の照度を検出した明状態とき光源を第１色で点灯させ、所定照度未満の照度を検出した暗状態のとき第２色で光源を点灯させるものである。光源は、第２色で発光する発光体を有し、発光体の照射方向を第１照射方向と第１照射方向に対して下向きの第２照射方向とに切換可能な照射方向切換部をさらに備え、点灯制御部は、照射方向切換部を制御して明状態のとき第１照射方向に切り換えて光源を前記第１色で点灯させ、暗状態のとき第２照射方向に切り換えて光源を第２色で点灯させ、照射方向切換部は、カバー部材の内側面の第１照射方向を含むように形成され、第２色を第１色に変換するための色フィルタを有する。

この照明装置では、照度検出部が所定照度以上の照度を検出すると、点灯制御部は、光源を第１色で点灯させ、所定照度未満の照度を検出すると第２色で点灯させる。ここでは、昼間のように照度が高い明状態のときと夜間のように照度が低い暗状態のときとで、光源から発光する色を変えて点灯しているので、第１色を明状態でも目立つ色（たとえば、白色光と異なる黄色）にすることにより、周囲が明状態であっても自転車の視認性を向上させることができる。

また、第１照射方向に、第２色を第１色に変換可能な色フィルタを配置し、照射方向を切り換えることにより、一つの発光体でも複数色を照射できる。

発明２に係る自転車用照明装置は、発明１に記載の装置において、光源は、発光体の周囲に配置され、発光体の照射方向を揃える反射鏡をさらに備え、照射方向切換部は、反射鏡の位置を第１照射方向に揃える第１位置と第２照射方向に揃える第２位置とに切り換え可能である。この場合には、光源の発光体の周囲に配置される配線が不要な反射鏡を移動させることにより照射方向に切り換えているので、移動が容易である。

発明３に係る自転車用照明装置は、発明１に記載の装置において、照射方向切換部は、発光体の位置を第１照射方向に揃える第１位置と第２照射方向に揃える第２位置とに切り換え可能である、この場合には、発光体をじかに移動させているので、照射方向の精度が高くなる。

本発明によれば、昼間のように照度が高い明状態のときと夜間のように照度が低い暗状態のときとで、光源から発光する色を変えて点灯しているので、第１色を明状態でも目立つ色（たとえば、白色光と異なる黄色）にすることにより、周囲が明状態であっても自転車の視認性を向上させることができる。

図１において、本発明の一実施形態が採用された自転車は、マウンテンバイクと呼ばれる不整地走行が可能なものである。自転車は、ダイヤモンド形のフレーム体２とフロントフォーク３とを有するフレーム１と、ハンドル部４と、駆動部５と、ハブダイナモ８が装着された前輪６と、後輪７と、前後のブレーキ装置９ｆ，９ｒとを備えている。ハンドル部４には、自転車の前方を照射するためのヘッドランプ（自転車用照明装置の一例）１０が装着されている。また、ヘッドランプ１０の横には、速度や走行距離などの走行状態を表示するサイクルコンピュータ（図示せず）が着脱自在に装着されている。

フレーム１のフレーム体２は、パイプを溶接して製作されたものである。フレーム体２には、サドル１３や駆動部５を含む各部が取り付けられている。フロントフォーク３は、フレーム体２の前部に斜めに傾いた軸回りに揺動自在に装着されている。

ハンドル部４は、フロントフォーク３の上部に固定されたハンドルステム１４と、ハンドルステム１４に固定されたハンドルバー１５とを有している。ハンドルバー１５の両端には前後のブレーキ装置９ｆ，９ｒを操作するためのブレーキレバー１６とグリップ１７とが装着されている。左右のブレーキレバー１６には外装変速装置３９ｆ，３９ｒ（後述）を変速操作するための変速レバー（図示せず）が一体又は別体で設けられている。

駆動部５は、フレーム体２の下部（ハンガー部）に設けられたギアクランク３７と、ギアクランク３７に掛け渡されたチェーン３８と、前後の外装変速装置３９ｆ，３９ｒとを有している。

フロントフォーク３の先端に固定された前輪６のハブダイナモ８は、内部に前輪６の回転により発電する交流発電機１９（図３参照）を有している。

＜ヘッドランプの構成＞
ヘッドランプ１０は、図２及び図３に示すように、ハンドルバー１５に着脱自在に装着可能なものである。ヘッドランプ１０は、第１色（たとえば黄色）と第１色と異なる第２色（たとえば白色）との２つの色のいずれかで発光可能な光源４０と、自転車の周囲の照度を検出する照度検出部４２と、照度検出結果に応じて光源４０を制御する点灯制御部４１とを備えている。

これらの各部は、ハンドルバー１５に着脱自在なランプケース５０の内部に収納されている。ランプケース５０は、内部に各部を収納する空間を有している。照度検出部４２が収納された位置において、ランプケース５０には、透明な蓋部材（図示せず）でカバーされた光検出孔が形成されている。ランプケース５０の前部には、透明なカバー部材５１が配置されている。このカバー部材５１の厚みを変化させて集光機能を設けてもよい。

ランプケース５０の下部には、ハンドルバー１５に取り付けるためのスリット５２ａ付きのバー取付部５２が形成されている。このスリット５２ａの隙間をクランプボルト７０により縮めることにより、ヘッドランプ１０がハンドルバー１５に固定される。

光源４０は、極性が異なるように並列接続された２つの発光ダイオード（発光体の一例）４５，４６を有している。２つの発光ダイオード４５，４６は、たとえば、３Ｗ，７００ｍＡ程度の高輝度型の白色発光するものである。２つの発光ダイオード４５，４６は、ハンドルバー１５に装着された状態で、たとえば左右に並ぶように配置されている。交流発電機１９からの交流出力により、発光ダイオード４５，４６のいずれか一方が発光する。このように、極性が逆になるように２つの発光ダイオード４５，４６を並べて配置することにより、交流出力により発光させても整流回路が不要になる。発光ダイオード４５，４６は、ランプケース５０に固定された支持部材５４に固定されている。光源４０は、２つの発光ダイオード４５，４６に加えて、発光ダイオード４５，４６の照射方向を揃える反射鏡４７をさらに有している。反射鏡４７は、発光ダイオード４５，４６の周囲に配置され、内面にたとえばアルミニウム蒸着膜を有している。反射鏡４７は、ランプケース５０に固定された取付ブラケット５３により、図２に実線で示す第１位置と、二点鎖線で示す第２位置との間で揺動軸５３ａ回りに揺動可能である。

また、ヘッドランプ１０は、発光ダイオード４５，４６の照射方向を第１照射方向Ｘ１と第２照射方向Ｘ２とに切換可能な照射方向切換部４３をさらに備えている。この実施形態では、第１照射方向Ｘ１は、第２照射方向Ｘ２に対して上向きである。照射方向切換部４３は、反射鏡４７の位置を第１照射方向Ｘ１に揃える第１位置と第２照射方向Ｘ２に揃える第２位置とに切り換え可能である。

照射方向切換部４３は、反射鏡４７に設けられた揺動アーム４７ａを押圧可能な方向に進退するソレノイド６０と、ソレノイド６０の下方に配置された、コイルばねの形態の引張ばね６１とを有している。また、照射方向切換部４３は、カバー部材５１の内側面において、図２上部側には、第１照射方向Ｘ１を含むように形成され、第２色を第１色に変換するための色フィルタ６２をさらに有している。

ソレノイド６０は、ランプケース５０に固定された支持部材５４に固定され、揺動アーム４７ａの途中に当接可能に進退するスプール６０ａを有している。引張ばね６１は、揺動アーム４７ａの先端と支持部材５４のばね係止部５４ａとに伸長した状態で係止されている。色フィルタ６２は、たとえば、透光性を有する黄色のシートをカバー部材５１の内側面に貼り付けたり黄色の液体の塗布後に乾燥させたりして形成されている。

この照射方向切換部４３では、ソレノイド６０がオンすると、反射鏡４７が引張ばね６１の引張力に抗して第１位置に配置され、オフすると引張ばね６１により引っ張られて第２位置に配置される。

第１照射方向Ｘ１に応じた第１位置に反射鏡４７が配置されると、発光ダイオード４５，４６から照射された白色光は、色フィルタ６２により黄色に変換される。したがって、ヘッドランプ１０からは黄色光が照射される。一方、第１照射方向Ｘ１に応じた第１位置に反射鏡４７が配置されると、発光ダイオード４５，４６から照射された白色光がそのまま照射される。

点灯制御部４１及び照度検出部４２は、図２に示す回路基板４８に装着されている。回路基板４８には、図３に示すように、回路電源部４４も設けられている。回路電源部４４は、交流発電機１９からの出力を直流に変換し、かつ、たとえば、３〜５ボルト程度に定電圧化して点灯制御部４１に供給する。点灯制御部４１は、たとえばマイクロコンピュータを有しており、ソレノイド６０に接続されている。点灯制御部４１は、照度検出部４２らかの出力に応じてソレノイド６０をオンオフする。

次に点灯制御部４１の制御手順について図４を用いて説明する。

図４において、自転車が走行して交流発電機１９から点灯制御部４１に動作可能な電力が供給されると、ステップＳ１では、ソレノイド６０をオフする等の初期設定がなされる。ステップＳ２では、照度検出部４２からの照度Ｌを取り込む。ステップＳ３では、検出された照度Ｌが所定照度Ｌｒ（たとえば、２０ルクス程度）以上の明状態か所定照度未満の暗状態かを判断する。明状態ときは、ステップＳ５に移行してソレノイド６０をオンする。これにより、反射鏡４７が第１照射方向Ｘ１に光を揃える第１位置に配置され、色フィルタ６２を通った黄色光がヘッドランプ１０から照射される。暗状態の時は、ステップＳ３からステップＳ４に移行してソレノイド６０をオフする。これにより、反射鏡４７が第２照射方向Ｘ２に光を揃える第２位置に配置され、色フィルタ６２を通らない白色光がヘッドランプ１０から照射される。これらの処理が終わるとステップＳ２に戻る。

ここでは、昼間のように照度が高い明状態のときと夜間のように照度が低い暗状態のときとで、光源４０から発光する色を変えて点灯しているので、第１色を明状態でも目立つ色（たとえば、白色光と異なる黄色）にすることにより、周囲が明状態であっても自転車の視認性を向上させることができる。

＜参考例＞
前記実施形態では、光源４０の反射鏡を２つの位置に揺動させることにより２つの異なる色を発光したが、参考例では、図５に示すように、第１色と第２色とを別々に発光する２つの発光ダイオード１４５，１４６を光源１４０に設けている。

図５において、光源１４０は、２つの発光ダイオード（発光体の一例）１４５，１４６と２つの発光ダイオード１４５，１４６に各別に設けられた２つの反射鏡（図示せず）とを有している。２つの発光ダイオード１４５，１４６は、左右又は上下に並べて配置されている。発光ダイオード１４５は、たとえば黄色光を発光するものであり、発光ダイオード１４６は白色光を発光するものである。

また、参考例では、交流発電機１９からの交流電力を直流にする全波整流回路１６７が設けられている。したがって、一つの発光ダイオードであっても光を持続的に発することができる。また、回路電源部１４４には整流機能はなく定電圧化機能だけを有している。点灯制御部１４１には、発光ダイオード１４５をオンオフする第１スイッチ部１６５と、発光ダイオード１４６をオンオフする第２スイッチ部１６６と、が接続されている。点灯制御部１４１は、照度検出部１４２の検出結果に応じて第１及び第２スイッチ部１６５，１６６をオンオフ制御する。

次に点灯制御部１４１の制御手順について図６を用いて説明する。

図６において、自転車が走行して交流発電機１９から点灯制御部１４１に動作可能な電力が供給されると、ステップＳ１１では、第１スイッチ部１６５をオンして第２スイッチ部１６６をオフする等の初期設定がなされる。ステップＳ１２では、照度検出部１４２からの照度Ｌを取り込む。ステップＳ１３では、検出された照度Ｌが所定照度Ｌｒ以上の明状態か所定照度未満の暗状態かを判断する。明状態ときは、ステップＳ１４に移行して第２スイッチ部１６６をオンして第２スイッチ部１６５をオフする。これにより、第１発光ダイオード１４５が点灯して黄色光がヘッドランプ１０から照射される。暗状態の時は、ステップＳ３からステップＳ１５に移行して第２スイッチ部１６６をオンして第１スイッチ部１６５をオフする。これにより、第２発光ダイオード１４６が点灯して白色光がヘッドランプ１０から照射される。これらの処理が終わるとステップＳ１２に戻る。

ここでも、昼間のように照度が高い明状態のときと夜間のように照度が低い暗状態のときとで、光源４０から発光する色を変えて点灯しているので、第１色を明状態でも目立つ色（たとえば、白色光と異なる黄色）にすることにより、周囲が明状態であっても自転車の視認性を向上させることができる。

＜他の実施形態＞
（ａ）前記実施形態では、光源の発光体として長寿命の発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いたが、発光体としては電球や蛍光灯など光を照射するものであればどのようなものでもよい。

（ｂ）前記実施形態では、交流発電機１９からの電力によりヘッドランプ１０を点灯させるようにしたが、ランプケース内に電池を装着可能な電池装着部を設け、電池装着部に装着された電池からの電力によりヘッドライブを点灯させるようにしてもよい。

（ｃ）前記実施形態では、自転車が停車するとヘッドランプ１０が消えるが、交流配電機からの電力を蓄える蓄電素子を設け、停車中にもヘッドランプ１０が消えないようにしてもよい。

（ｄ）前記実施形態では、自転車用照明装置としてヘッドランプを例示したが、自転車の位置を点滅して示すなどのポジションランプやテールランプにも本発明を適用できる。

（ｅ）前記実施形態では、ハンドルバー１５に装着されたヘッドランプ（照明装置の一例）を例示したが、照明装置としては、自転車に装着可能なものであればどのような部位に装着されるものでもよい。

（ｆ）前記実施形態では、照射方向切換部は、反射鏡を第１照射方向に応じた第１位置と、第２照射方向に応じた第２位置とに切換可能であったが、図７に示すように、ヘッドランプ２１０の光源２４０の発光ダイオード（発光体の一例）２４５，２４６を反射鏡２４７とともに第１位置と第２位置とに切り換え可能に構成してもよい。この場合、発光ダイオード２４５，２４６は、支持部材ではなく反射鏡２４７に固定されている。また、発光体だけを第１位置と第２位置とに切り換えてもよい。その他の構成は前記実施形態と同様である。

（ｇ）前記実施形態では、昼間用の第１色を黄色、夜間用の第２色を白色としたが、第１色及び第２色はこれらに限定されず、第１色は昼間に目立つ色、第２色は夜間にものを視認しやすい色であればどのような色でもよい。たとえば、昼間に青や橙を用い、夜間に黄色を用いてもよい。

本発明の第１実施形態が採用された自転車の側面図。本発明の第１実施形態によるヘッドランプ（照明装置）の側面断面図。その制御ブロック図。その制御フローチャート。参考例の図３に相当する図。その制御フローチャート。他の実施形態の図２に相当する図。

１０，２１０ヘッドランプ（自転車用照明装置の一例）
１５ハンドルバー
４０，１４０，２４０光源
４１，１４１点灯制御部
４２，１４２照度検出部
４３照射方向切換部
４５，４６，１４５，１４６，２４５，２４６発光ダイオード（発光体の一例）

Claims

自転車に装着可能なランプケースと、
前記ランプケース内に収納され、第１色と前記第１色と異なる第２色との２つの色のいずれかで発光可能な光源と、
前記ランプケースの前記光源の照射方向に配置されたカバー部材と、
前記自転車の周囲の照度を検出する照度検出部と、
前記照度検出部が所定照度以上の照度を検出した明状態とき前記光源を前記第１色で点灯させ、所定照度未満の照度を検出した暗状態のとき前記第２色で前記光源を点灯させる点灯制御部と、を備え、
前記光源は、前記第２色で発光する発光体を有し、
前記発光体の照射方向を第１照射方向と前記第１照射方向に対して下向きの第２照射方向とに切換可能な照射方向切換部をさらに備え、
前記点灯制御部は、前記照射方向切換部を制御して前記明状態のとき前記第１照射方向に切り換えて前記光源を前記第１色で点灯させ、前記暗状態のとき前記第２照射方向に切り換えて前記光源を前記第２色で点灯させ、
前記照射方向切換部は、前記カバー部材の内側面の前記第１照射方向を含むように形成され、前記第２色を前記第１色に変換するための色フィルタを有する、
自転車用照明装置。
前記光源は、前記発光体の周囲に配置され、前記発光体の照射方向を揃える反射鏡をさらに備え、
前記照射方向切換部は、前記反射鏡の位置を前記第１照射方向に揃える第１位置と前記第２照射方向に揃える第２位置とに切り換え可能である、請求項１に記載の自転車用照明装置。
前記照射方向切換部は、前記発光体の位置を前記第１照射方向に揃える第１位置と前記第２照射方向に揃える第２位置とに切り換え可能である、請求項１に記載の自転車照明装置。