JPH05319333A

JPH05319333A - 自転車用灯具

Info

Publication number: JPH05319333A
Application number: JP3236969A
Authority: JP
Inventors: Toshio Hori; 敏夫堀; Kenji Furuhashi; 憲治古橋; Kazuo Ueda; 一夫植田; Kazuro Goto; 和朗後藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-08-23
Filing date: 1991-08-23
Publication date: 1993-12-03

Abstract

(57)【要約】【目的】自転車の走行を周囲に知らせるため、車輪の
回転を利用して発光ダイオードを発光させる。【構成】磁石と鉄心入りコイルの一方を車輪に取り付
け、他方をフレームに取り付ける。車輪が回転して磁石
と鉄心入りコイルが相互に接近、通過する時にコイルに
誘起する電力により発光ダイオードを点灯させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自転車用の灯具に関す
る。特に自転車の走行を周囲に知らせるため車輪の回転
を利用して発光ダイオードを発光させることを特徴とす
る自転車の灯具に関する。

【０００２】

【従来の技術】自転車の交通安全、特に夜間の事故防止
のためには前照灯に加えて尾灯を設けることが有効なこ
とは明らかである。その反映として自転車用の灯具に関
する発明がすでにいくつか提案されており、実用化が試
みられている。

【０００３】まず、電源部に関しては車輪で駆動される
発電機が従来から前照灯用の主流となっている。しか
し、最近では電池を用いるものや、さらに太陽電池によ
る充電機能を加えて電力消費を補うものも実用化されて
きた。

【０００４】一方尾灯については前照灯程大きい光度、
従って電力を必要としないので電源を１次電池とした
り、２次電池と太陽電池の組み合わせとしても電力の収
支が成り立つ。また、光源についても従来の小型電球の
代わりに発光ダイオードを使うことができ、高輝度発光
ダイオードの出現によって充分な視認姓を確保すること
も可能になった。

【０００５】特開平１−１１９４８９では複数の発光ダ
イオードを１次電池で間欠的に発光させる尾灯が提案さ
れている。また、実開昭５９−１９０６８７は発電機ま
たは電池を電源としてストロボ閃光ランプを発光させる
案である。実開昭６０−１７０２３７では発電機によっ
てエレクトロルミネセンス（ＥＬ）板を光らせる案が、
実開昭６２−４１２４２でも同じくＥＬ板を光源とする
案がそれぞれ開示されている。

【０００６】一方、特開昭５９−２２３５３２および実
開平１−９０６８１では２次電池と太陽電池の組み合わ
せを電源とする尾灯の案が示されている。これらの提案
では上記の電源方式のほかに光センサおよび座席に感圧
スイッチが設けられ、夜間、運転者が座席に座った場合
にのみ光源が発光するようになっている。

【０００７】特開昭６１−１１０６８２および特開昭６
２−１５１８１では電源が発電機および２次電池と太陽
電池の組み合わせの両方で構成された例である。両者を
光源に対して並列に接続することおよび点灯を制御する
スイッチ回路の工夫によって前照灯と尾灯を自転車の停
止中にも点灯できるようにし、かつ、ペダリングを軽く
することを狙っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述のように前照灯用
の電源としては車輪駆動の発電機方式が主流であるがこ
の方式には発電時にペダリングが重くなること、また、
騒音が出ることなどの問題があり解決が望まれている。
しかし、電源を１次電池とする場合は定期的に電池交換
を要するという不便さが残る。これに対して電源を２次
電池と太陽電池で構成するならば２次電池での電力消費
分は昼間、太陽電池によって補われるから電池切れの心
配はなくなり、尾灯用の電源として利用できる。しか
し、その代わり、発光を夜間に限るための昼夜センサ系
統が必須となり、さらに運行時にのみ自動的に点灯する
ように運転者の乗り降り、あるいは走行状態を検知する
手段を加えることが望ましい。従って、発光の制御系統
が複雑になり、信頼性の確保とコストアップ対策を解決
せねばならない。

【０００９】一般に自転車についてはほとんど保守が行
なわれないのが普通であるから、自転車の灯火系統は十
分簡潔な方式でなければならない。その点から見ると前
記の各提案は必ずしも充分実用的でなく、改善の余地が
残されている。従って、より単純で保守が不要であり、
かつ、充分な視認効果があるような方式を求めることが
本発明の課題である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め本発明では次のように実施する。電源部は磁石と鉄心
入りコイルで構成し、一方を車輪のスポークまたはリム
に取り付け、他方を車体のフレームに取り付ける。さら
に、両者の相対位置を車輪が回転したとき、磁石と鉄心
入りコイルとが接近、通過するようにし、前記の接近、
通過時、磁石と鉄心の間に磁束が通り、その磁束数が変
化するよう配置する。

【００１１】光源には単数または複数の発光ダイオード
（ＬＥＤ）を用い、これをコイルの負荷として接続す
る。この構成によればコイルには車輪の回転に伴ってパ
ルス電圧が発生する。かつ、発光ダイオードは小さな電
力でも発光するので実施例で示すように磁石とコイルの
大きさを実用的な範囲にとどめても車輪の回転によって
発光ダイオードを間欠的に発光させることができる。

【００１２】

【作用】前記の磁石、鉄心入りコイルおよび発光ダイオ
ードの構成と配置によって、磁石と鉄心入りコイルの接
近、通過時、コイルに電力が発生し車輪の１回転毎に発
光ダイオードを間欠的に発光させることができる。

【００１３】

【実施例１：基本形】以下、本特許の実施例について
説明する。図１は実施例１の灯具を装着した自転車の側
面図である。本特許の灯具はコイル部（２）と磁石部
（３）とで構成する。コイル部（２）は自転車のフレー
ム（４）に取り付け固定する。磁石部（３）は車輪のス
ポーク（１２）に取り付け、車輪の回転と共に回転す
る。図１のスポーク（１２）は磁石部（３）の取り付け
部分以外は省略してある。図２は自転車の後方から見た
コイル部（２）の正面図である。コイル部（２）の正面
には、通常、自転車に装備されている再帰反射板（７）
が取り付けてある。再帰反射板（７）は自転車の後方か
ら自動車などの灯火で照らされたとき、その光を再帰反
射させて自転車の存在を自動車の運転者などに知らしめ
るためのパッシブレフレクタである。本例ではこの再帰
反射板に２個の発光ダイオードを取り付けて、これを点
灯させる。

【００１４】図３はコイル部（２）の拡大側面図であ
り、図４は磁石部（３）の拡大側面図である。図５は図
３のＡ−Ａ面断面図であり、図６はコイル部（２）と磁
石部（３）とが最も接近した相互位置にある時の図４の
Ｂ−Ｂ面断面図である。また、図７は同じく図４のＣ−
Ｃ面断面図において、鉄心入りコイル（６）と磁石
（９）のみをを取り出して示した図である。鉄心入りコ
イル（６）は再帰反射板（７）を持つケース（１５）に
固定されており、ケース（１５）はフレーム（４）に取
付金具（８）により固定されている。磁石（９）は磁石
取付具（１４）に接着などの手段で固定されており、磁
石取付具（１４）はスポーク押え（２１）によって車輪
のスポーク（１２）に固定されている。従って磁石
（９）は車輪の回転と共に回転する。鉄心入りコイル
（６）では、Ｅ型をした鉄心（１７）の中央部に同心に
コイル（１６）が巻かれている。鉄心（１７）と磁石
（９）とは車輪の回転によって相互に接触しない間隔を
保って取り付けられており、車輪の回転に伴って磁石
（９）が矢印（１８）の方向に移動する。図７において
磁石（９）と鉄心（１７）には磁気回路が形成され、空
隙（２０）を縦断するように磁束が通る。さらに磁石
（９）が移動すると磁束数が変化するから、フレミンク
゛の右手の法則により、

【数１】に示される電圧がコイル（１６）の両端に誘起される。

【００１５】図８は回路接続図である。鉄心入りコイル
（６）の両端に２個の発光ダイオード（５）を極性を逆
にして並列に接続する。２個の発光ダイオード（５）は
磁石（９）が鉄心入りコイル（６）を通過する度に短時
間点灯し、かつ、若干、時刻がずれて１個づつ点灯す
る。即ち、磁石（９）が鉄心入りコイル（６）に接近す
る時１個が点灯し、遠ざかる時、他の１個が点灯する。
ただし、通常、発光ダイオードは

【数１】に示される電圧が１．５ボルト程度を超えない
と点灯しない。

【数１】に示される電圧は、磁束密度が高い程、コイル
の巻き数が多い程、また磁石（９）が鉄心入りコイル
（６）を通過する時の相対速度が大きい程、高くなる。

【００１６】次に実験結果のデータについて説明する。
図９は鉄心入りコイル（６）の両端の電圧波形を示す。
図中の点線の波形は２個の発光ダイオードを接続しない
場合の波形である。図１０は発光ダイオードに流れる電
流波形である。波形の負側および正側のそれぞれが各々
の発光ダイオードに流れる電流である。これらの実験
は、２８＊２０（ｍｍ）で厚さ１０（ｍｍ）の積層珪素
鋼坂のＥ型鉄心に約２０００回の巻き線をした鉄心入り
コイル（６）に、２０＊１０（ｍｍ）で厚さ５（ｍｍ）
のアルニコ磁石を約３ｍｍの空隙を保って、約８０ｃｍ
／Ｓの相対速度で通過させた時に得られたものである。
前記相対速度はコイル部（６）を車輪中心から２５ｃｍ
の位置でフレーム（４）に取り付けた場合、車速約８Ｋ
ｍ／ｈに相当する。高輝度型発光ダイオードは１ｍＡ程
度の電流で明るく点灯する。本実験結果では約１２ｍＡ
の電流が得られているので前記速度よりもっと低速域ま
で発光ダイオード（５）を点灯させることができる。逆
に、自転車の高速走行時、発光ダイオ−ドに電流が流れ
過ぎるかもしれないとの心配については、本特許の場合
は点灯時間が瞬時、即ち、デューティレイトが小さいの
でその心配はほとんどない。もし、高速走行時の過大電
流が懸念される場合には鉄心入りコイル（６）のコイル
の巻き数を減ずるか、空隙（２０）を増加すればよい。
また、図８の点線で示されるようにコンデンサ（２２）
を発光ダイオード（５）に並列に接続することによっ
て、発光ダイオードに流れる電流のピーク値を低下させ
ると共に点灯時間を長引かせることができる。

【００１７】前記例では発光ダイオード（５）の数を２
個としたが、図１１に示されるような回路として発光ダ
イオード（５）の数を１個とすることもできる。整流用
ダイオード（２３）は発光ダイオード（５）に加わる逆
電圧を避けるために使用する。鉄心入りコイル（６）の
発生電圧が発光ダイオ−ド（５）の逆耐圧値より低い時
には、整流用ダイオ−ド（２３）は省略することができ
る。

【００１８】また前記例では磁石部（３）は１個であっ
たがこの数を複数個とし、車輪の１回転中に発光ダイオ
ードを複数回点灯させることもできる。

【００１９】さらに、前記例では自転車（１）の後輪に
装備して尾灯として利用したが、これを前輪に装備して
前照灯とすることもできる。照明効果は期待できない
が、自転車の存在を知らしめるには効果がある。なお、
この場合には赤色は尾灯との通念があるので発光ダイオ
ードの色は黄色または緑色などにするのがよい。

【００２０】前記例では鉄心の形状はＥ形としたが、前
記の如く磁気回路が形成されさえすればどのような形状
の鉄心を使用してもよいことは勿論である。鉄心入りコ
イル（６）に接続する発光ダイオード（５）の数は前記
例では１ないし２個であったがコイルに誘起される電力
に余裕があれば３個以上に増加させてもよい。

【００２１】

【実施例２：コイル回転型】図１２は実施例２の灯具
を装着した自転車（１）の側面図である。実施例２では
磁石部（３Ａ）がフレーム（４）に取り付けて固定され
ており、コイル部（２Ａ）が車輪のスポークに取り付け
られて車輪と共に回転する。実施例１にくらべて磁石部
とコイル部の取付の位置関係が逆であること以外は同様
である。図１３は磁石部（３Ａ）の拡大側面図であり、
図１４はコイル部（２Ａ）の拡大側面図である。また、
図１５はコイル部（２Ａ）と磁石部（３Ａ）とが最も接
近した相互位置にある時の図１４のＤ−Ｄ面断面図であ
る。磁石部（３Ａ）には再帰反射板（７）が自転車
（１）の後方に向けて取り付けてあり、磁石部（３Ａ）
はフレーム（４）に取り付け固定されている。コイル部
（２Ａ）には鉄心入りコイル（６）と２個の発光ダイオ
ード（５）が内蔵されている。２個の発光ダイオード
（５）は自転車（１）の側方に発光するように取り付け
てあり、コイル部（２Ａ）が磁石部（３Ａ）に接近した
時、回転しながら発光する。勿論、発光ダイオード
（５）の発光方向は自転車（１）の側方に限られるもの
ではなく、後方や前方など、好みの方向にできる。実施
例２の回路接続図は実施例１の図８と同じである。

【００２２】また、図１１の回路によって発光ダイオー
ド（５）の数を１個とすることもできる。前記例ではコ
イル部（２）は１個であったがこの数を複数個とし、車
輪の１回転中に複数のコイル部（２）の発光ダイオード
（５）を順次点灯させることもできる。また、前記例で
は自転車（１）の後輪に本灯具を装備したが、前輪に装
備することもできる。

【００２３】

【発明の効果】磁石を車輪のスポークまたはリムに取り
付け、鉄心入りコイルとこれに接続された単数または複
数の発光ダイオードを車体のフレームに取り付け、か
つ、車輪が回転した時、磁石の磁束が鉄心入りコイルの
鉄心を通るように両者の相対位置を調整することによっ
て磁石と鉄心入りコイルの接近、通過毎に発光ダイオー
ドが間欠的に発光するので本灯具を自転車用灯具として
用いることができる。発光ダイオードの発光は間欠的で
あるが周囲からの視認性を高めるにはむしろ効果があ
る。磁石とコイルの配置を上記と反対にし、磁石をフレ
ームに、コイルをスポークに取り付けるならば発光ダイ
オードの発光を自転車の側面から見えるようにすること
もできる。発電は一対の磁石とコイルの接近、通過毎に
１回しか起こらず、その電力は微小であるから本灯具の
取付によってぺダリングが重くなることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の灯具を装着した自転車（１）の側面
図である。

【図２】自転車（１）の後方から見たコイル部（２）の
正面図である。

【図３】コイル部（２）の拡大側面図である。

【図４】磁石（３）の拡大側面図でおる。

【図５】図３のＡ−Ａ面断面図である。

【図６】コイル部（２）と磁石部（３）とが最も接近し
た相互位置にある時の図４のＢ−Ｂ面断面図である。

【図７】コイル部（２）と磁石部（３）とが最も接近し
た相互位置にある時の図４のＣ−Ｃ面断面図において、
鉄心入りコイル（６）と磁石（９）のみを取り出して示
した図である。

【図８】回路接続図である

【図９】実験結果のデータであり、鉄心入りコイル
（６）の両端の電圧波形を示す。

【図１０】実験結果のデータであり、発光ダイオード
（５）に流れる電流波形である。

【図１１】鉄心入りコイル（６）に接続する発光ダイオ
ード（５）の数を１個とする場合の回路接続図である。

【図１２】実施例２の灯具を装着した自転車（１）の側
面図である。

【図１３】磁石部（３Ａ）の拡大側面図である。

【図１４】コイル部（２Ａ）の拡大側面図である。

【図１５】コイル部（２Ａ）と磁石部（３Ａ）が最も接
近した相互位置にある時の図１４のＤ−Ｄ面断面図であ
る。

【符号の説明】

１自転車２，２Ａコイル部３，３Ａ磁石部４フレーム５発光ダイオード６鉄心入りコイル７再帰反射板８取付金具９磁石１０コイルケース１１タイヤ１２スポーク１３リム１４磁石取付具１５ケース１６コイル１７鉄心１８矢印１９タイヤカバー２０空隙２１スポーク押え２２コンデンサ２３整流用ダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者植田一夫岐阜県各務原市蘇原清住町４丁目89番地 (72)発明者後藤和朗岐阜県安八郡神戸町柳瀬993の１番地

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ア）自転車（１）のフレ−ムに固定され
た鉄心入りコイル（６）と、（イ）鉄心入りコイル
（６）の両端に接続された単数または複数の発光ダイオ
ード（５）と、（ウ）自転車（１）の車輪に固定された
磁石（９）、から構成され、前記車輪の回転に伴って、
鉄心入りコイル（６）に磁石（９）が接近して通過し、
その際に、鉄心入りコイル（６）と磁石（９）との間に
磁気回路が形成される構造をもち、鉄心入りコイル
（６）と磁石（９）とが接近、通過する瞬間に、鉄心入
りコイル（６）に誘起される電力によって発光ダイオー
ド（５）を発光させることを特徴とする自転車用灯具。
【請求項２】請求項１において、鉄心入りコイル
（６）と単数または複数の発光ダイオード（５）の組み
合わせは自転車（１）の車輪に固定され、磁石（９）は
自転車（１）のフレ−ムに固定された自転車用灯具。
【請求項３】請求項１において、磁石（９）を複数と
し、自転車（１）の車輪の１回転中に複数の磁石（９）
が順次、鉄心入りコイル（６）に接近、通過し、前記接
近、通過の度毎に発光ダイオート゛（５）を発光させる
ようにした自転車用灯具。
【請求項４】請求項２において、鉄心入りコイル
（６）と単数または複数の発光ダイオード（５）との組
み合わせを複数とし、自転車（１）の車輪の１回転中に
複数の前記組み合わせが順次、磁石（９）に接近、通過
し、前記接近、通過の度毎に発光ダイオード（５）を発
光させるようにした自転車用灯具。