JP6082863B2 - 自転車用ライト装置 - Google Patents

Description

本発明は、自転車に設置されて発光する自転車用ライト装置に関する。

従来、自転車は、昼夜問わず、走行時に自転車用ライト装置を点灯し、その光で歩行者や車両等に自らの存在を知らせて事故を回避している。そのため、安全法規上も、夜間のライト点灯は義務づけられている。
例えば、特許文献１に記載の自転車用ライト装置は、ハンドルに取り付けるタイプのものである。

特開２００１−２３３２６４号公報

ところで、自転車用ライト装置を点灯するには、その電源が必要となる。従来、主な電源としては、ダイナモ発電機や電池が用いられてきた。しかし、ダイナモ発電機を用いたのでは発電時に運転者のペダル負荷が大きくなり、電池を用いたのでは寿命が短く交換が必要でランニングコストがかかるという負担が生じる。
この負担のため、多くの運転者が自転車用ライト装置の使用を怠り、無灯火の自転車が多数走行しているのが実情である。無灯火の自転車は、通行する自動車からも目視が困難であり、不慮の事故を引き起こすおそれがある。
本発明は、上記の事情に鑑み、自転車の運転者に給電負担の少ない自転車用ライト装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の自転車用ライト装置は、自転車のサドルに組み込む自転車用ライト装置であって、前記サドルに備えられ、前記サドルに座る運転者の運動により発電する圧電素子フィルムと、前記圧電素子フィルムに接続されたライトとを備える。

また、上記の課題を解決するため、本発明の自転車用ライト装置では、前記自転車の動作に伴って、前記圧電素子フィルムの振動を増幅する振動増幅部材を備える。

また、上記の課題を解決するため、前記振動増幅部材は、ばねである。

また、上記の課題を解決するため、本発明の自転車用ライト装置では、前記ライトがＬＥＤである。

また、上記の課題を解決するため、本発明の自転車用ライト装置では、前記ライトは、サドル前部とサドル後部との両方に備えられる。

本発明によれば、自転車の運転者に給電負担の少ない自転車用ライト装置を提供することができる。

本発明の自転車用ライト装置を自転車サドルに搭載する様子を示した図である。 自転車に本発明の自転車用ライト装置を搭載した外観を示す図である。 自転車サドルの前部に取り付けたＬＥＤライトの図である。 自転車サドルの後部に取り付けたＬＥＤライトの図である。 本発明の自転車用ライト装置を自転車サドルに搭載する様子を示した図である。 自転車サドルに振動増幅部材を取り付けた様子を示した図である。 自転車サドルに振動増幅部材を取り付けた様子を示した図である。

（１．基本原理）
本発明の自転車用ライト装置は、自転車のサドルに組み込む自転車用ライト装置である。本発明の自転車用ライト装置は、サドルに備えられ、サドルに座る運転者の運動により発電する圧電素子フィルムと、圧電素子フィルムに接続されたライトとを備える。
圧電素子フィルムは、フィルム状の圧電体に加えられた力を電圧に変換する圧電効果を備えた公知のフィルムで、ピエゾフィルムとも称される。圧電素子フィルムは、例えば、圧電効果を有するプラスチックＰＶＤＦから構成される。

本発明の自転車用ライト装置では、この圧電素子フィルムを、自転車のサドルの内部またはサドルの上面に備える。運転者が自転車を運転するためにペダルを漕ぐと、ペダルを漕ぐときの姿勢変化ないし体重移動に起因して、運転者の臀部から律動的あるいは不規則に加えられる圧力によって、サドルに備えた圧電素子フィルムが起電力を生じる。
なお、圧電素子フィルムに加えられる圧力の原因は、運転者のペダル操作に起因するものに限らず、路面の凸凹状態に起因する自転車の振動など任意の圧力であってよい。
本発明の自転車用ライト装置では、この起電力によってライトを発光させる。ライトは、その種類を限定されないが、圧電素子フィルムの起電力によって十分な光量を得るために、低消費電力タイプの発光素子、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）から構成されることが好ましい。

それゆえ、本発明の自転車用ライト装置によれば、自転車の自然な運転により、ダイナモ発電機や電池を用いずともライトを発光させることができる。これにより、自転車の運転者に給電負担の少ない自転車用ライト装置を提供することができる。

（２．適用例）
図１を用いて、本発明の自転車用ライト装置について説明する。
ライトユニット２０（自転車用ライト装置）は、圧電素子フィルム１２，導線１３，前方用ＬＥＤ１４，後方用ＬＥＤ１５によって構成される。圧電素子フィルム１２は、起電力の高い材質のものを用いることが好ましい。導線１３は、好ましくは抵抗の低い接続線であれば、銅線など任意のものを採用することができる。前方用ＬＥＤ１４は、単灯の白色ＬＥＤで、自転車（サドル）の前方を照らすものである。後方用ＬＥＤ１５は、三連の赤色ＬＥＤで、自転車（サドル）の後方を照らすものである。

図１は、ライトユニット２０を自転車のサドル１７に搭載ないし実装する際の要領を示す分解図である。まず、サドル１７上に緩衝用のウレタンシート１６を重ね、その上にライトユニット２０を設置する。さらに、緩衝用のウレタンシート１１を重ねて、ライトユニット２０を挟み込む。その上にカバー１０を覆うようにして重ねる。
このように実装すると、図２に示すように、ライトユニット２０は、自転車のサドルから前方用ＬＥＤ２１（前方用ＬＥＤ１４と同じ）と後方用ＬＥＤ２２（後方用ＬＥＤ１５と同じ）とを露出した状態で設置される。
すなわち、本適用例では、ライトであるＬＥＤは、サドル前部とサドル後部との両方に備えられる。サドル前部とは、自転車の走行方向に対応する側のサドルの部分で、サドル後部とは、自転車の走行方向の逆方向に対応する側のサドルの部分である。

図３は、ライトユニット２０を実装したサドル部３０の前部を拡大したものである。同図においては、前方用ＬＥＤ２１が自転車及びサドルの前方を照らす様子を示している。サドル３０の前部とは、自転車の走行方向に対応する側で、前方用ＬＥＤ２１は、自転車の前方（走行方向）を照らすライトとなる。
この前方用ＬＥＤ２１は、自転車の正面を照らし、自転車の前側の車両や通行人に注意を喚起するとともに、運転者の前方確認を容易とし、自転車の安全な走行に寄与する役目を果たす。本適用例では、運転者の前方確認を容易とするために、前方用ＬＥＤ２１の光色を白色としている。

図４は、ライトユニット２０を実装したサドル部３０の後部を拡大したものである。同図においては、後方用ＬＥＤ２２が自転車及びサドルの後方を照らす様子を示している。サドル３０の前部とは、自転車の走行方向の逆方向に対応する側で、後方用ＬＥＤ２２は、自転車の後方を照らすライトとなる。
この後方用ＬＥＤ２２は、主に自転車の後側の車両や通行人に注意を喚起する役目を果たす。本適用例では、注意喚起の役割を重視して、後方用ＬＥＤ２２の光色を赤色とし、そのＬＥＤ数を３としている。

前方用ＬＥＤ２１は、自転車の正面を照らし、周囲の注意喚起だけでなく、運転者の前方確認を容易とするものであるから、その光量は、注意喚起を主目的とする後方用ＬＥＤ２２の光量より大きく設計することが好ましい。

（３．起電力を高めるための工夫）

圧電素子フィルム１２の起電力を高めるために、圧電素子フィルム１２を複数備え、これらを重ねた状態でサドルに実装することも好ましい。複数の圧電素子フィルムを直列に接続すれば、その分、起電力は高まる。また、圧電素子フィルム１２の面積を大きく設計するほど、その起電力は高まる。

また、圧電素子フィルム１２の起電力を高めるために、図５に示すように、圧電素子フィルム１２を挟む緩衝用のウレタンシート１１‘とウレタンシート１６‘の圧電素子フィルム１２と接する側の面を波形形状または山形形状とすることも好ましい。図５では見えないが、ウレタンシート１１‘の図中裏面側には表面が波形形状または山形形状となるように加工が施されている。このようにすれば、自転車の運転時、ウレタンシート１１‘とウレタンシート１６‘が圧電素子フィルム１２と接するときのしなり圧力が高まり、圧電素子フィルム１２の起電力が高くなる。

また、圧電素子フィルム１２の起電力を高めるために、自転車の動作に伴って、圧電素子フィルム１２の振動を増幅する振動増幅部材を備えることも好ましい。図６は、サドル３０に振動増幅部材として振動ばね４０を取り付けた様子をサドル後方向からみた図である。振動ばね４０は、サドル３０に振動を伝えることのできる状態で取り付けられる。ばね３１とばね３２は、サドルのクッションを司るクッションばねである。図７は、サドル３０に振動増幅部材として振動ばね４０を取り付けた様子をサドル横方向からみた図である。

このような振動ばね４０をサドル３０に取り付ければ、自転車を運転する際に、重力に従ってぶら下がった振動ばね４０が上下方向に伸縮し、圧電素子フィルム１２にかかる圧力が高まる。この結果、圧電素子フィルム１２の起電力は大きくなる。

圧電素子フィルム１２に大きな圧力をかけるためには、振動ばね４０は、ある程度重量が大きい方が好ましい。なお、振動増幅部材の種類は、自転車の運転に従ってサドルないし圧電素子フィルム１２の振動を増幅するものであればよく、振動ばねに限られたものではない。例えば、単なる重りによって振動増幅部材を構成することもできる。

また、振動増幅部材は、最終的に圧電素子フィルム１２に振動力を加える形態でさえあれば、サドル本体に取り付けてもよく、圧電素子フィルム１２やウレタンシート１６（１６‘）に取り付けてもよい。

上記のような起電力を高めるための工夫は、単一で用いられてもよいし、複数組み合わせられてもよい。

（４．変形例）
上述した実施例は本発明の技術的思想の範囲内において様々に変形可能である。以下にそのような変形の例を示す。

上記の説明においては、単に、圧電素子フィルム１２と、前方用ＬＥＤ２１及び後方用ＬＥＤ２２とを直接に接続した例を示した。しかし、変動する圧電素子フィルム１２の起電力を前方用ＬＥＤ２１及び後方用ＬＥＤ２２に安定して供給できるように、圧電素子フィルム１２の起電力によって充電する蓄電部を更に設けてもよい。
この形態においては、圧電素子フィルム１２の起電力によってまず蓄電部が充電され、この蓄電部から起電力が前方用ＬＥＤ２１及び後方用ＬＥＤ２２に安定供給される。この形態によれば、運転者の臀部から受ける圧力やここれによる圧電素子フィルム１２の起電力が経時的に変動したとしても、前方用ＬＥＤ２１及び後方用ＬＥＤ２２の光量を安定したものとすることができる。

また、上記の説明においては、図１を用いて、既成のサドル１７にライトユニット２０を搭載する例を示した。しかし、本発明のライトユニット２０は、サドル製造時にその内部に組み込まれてもよい。

また、上記の説明においては、図１を用いて、サドル１７にライトユニット２０を搭載する例を示した。しかし、ライトユニット２０の一部としての前方用ＬＥＤや後方用ＬＥＤは、自転車のヘッドランプまたはテールランプに組み込まれてもよい。

また、上記の説明においては、図１を用いて、サドル前方や後方を照らすＬＥＤを示したが、ＬＥＤの照射方向はこれに限定されず、例えば下方向に向けてもよいし、必要であれば横方向に向けてもよい。

上述した例において示した構成等はあくまで本発明を説明するための例示であって、本発明はそれらの具体的内容により限定されない。

本発明は、自転車に設置されて発光する自転車用ライト装置において広く利用可能である。

１０…カバー
１１…ウレタンシート
１２…圧電素子フィルム
１３…導線
１４…前方用ＬＥＤ
１５…後方用ＬＥＤ
１６…ウレタンシート
１７…サドル
２０…ライトユニット

Claims (3)

1. 自転車のサドルに組み込む自転車用ライト装置であって、
   前記サドルに備えられ、前記サドルに座る運転者の運動により発電する圧電素子フィルムと、
   前記圧電素子フィルムに接続されたライトとを備え、
   前記サドルに、前記サドルのクッションを司るクッションばねとは別に、重力に従ってぶら下がった振動ばねを前記圧電素子フィルムの下側に前記圧電素子フィルムの振動を増幅する振動増幅部材として取り付けることを特徴とする自転車用ライト装置。
2. 前記ライトはＬＥＤであることを特徴とする請求項１に記載の自転車用ライト装置。
3. 前記ライトは、前記サドル前部と前記サドル後部との両方に備えられることを特徴とする請求項１または２に記載の自転車用ライト装置。

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