JPH07229909A - 自転車のスピードメーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特別なセンサーを必要とせず、且つ正確に走
行速度の計測が行える自転車のスピードメーターを提供
することを目的とする。 【構成】 自転車の走行速度をディジタル表示するよう
に構成された自転車のスピードメーターにおいて、自転
車に取り付けられるランプ１０点灯用のハブダイナモ１
から出力される交流電流の交流波形を、保護回路１２及
び波形成形回路１３によってパルス波に変換し、このパ
ルス波のパルス間隔と予め内部ＲＡＭに格納してある車
輪周長とに基づいてマイクロコンピューター１４によっ
て自転車の走行速度を計測するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自転車のスピードメー
ターに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の自転車のスピードメーターでは、
走行速度算出に必要となる車輪の回転に対応した信号を
磁気センサー等によって検出している。図８は、従来の
自転車のスピードメーターにおけるセンサー部を示した
図である。車輪５０のスポーク５１にはビス等によりマ
グネット５２を取り付け、自転車のフォーク５３にはリ
ードスイッチ５４を取り付けている。車輪５０が一回転
するごとに、マグネット５２がリードスイッチ５４の前
を横切り、このときにリードスイッチ５４がＯＮ／ＯＦ
Ｆし、このＯＮ／ＯＦＦ信号が図示しない波形成形部に
より成形されてマイクロコンピューターに入力される。
マイクロコンピューターは、内部発振器からの駆動クロ
ックに基づいて上記のＯＮ／ＯＦＦ信号から自転車の走
行速度を算出し、これを表示部にディジタル表示させ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の自転車のスピードメーターでは、マグネット５２の
取り付けが正確に行われていない場合には感度不良を生
じ、リードスイッチ５４のＯＮ／ＯＦＦが確実に行われ
ないことがある。特に、走行時の振動や転倒時の衝撃な
どでマグネット５２の取り付け位置がずれやすいため
に、感度不良もそれだけ生じやすいという欠点がある。

【０００４】また、車輪５０が一回転する間に一回のス
イッチ動作しか行われないため、低速走行時には、マイ
クロコンピューターにおける検出タイミングとの関係
で、走行速度の演算結果に誤差が生じやすいという欠点
も有している。

【０００５】本発明は、上記の事情に鑑み、特別なセン
サーを必要とせず、且つ正確に走行速度の計測が行える
自転車のスピードメーターを提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の自転車のスピー
ドメーターは、上記の課題を解決するために、自転車の
走行速度をディジタル表示するように構成された自転車
のスピードメーターにおいて、自転車に取り付けられる
発電機から出力される交流電流の交流波形に基づいてそ
の周波数に応じたパルス波を生成する手段と、上記パル
ス波に基づいて走行速度を演算する手段とを備えたこと
を特徴とする。

【０００７】

【作用】発電機から出力される交流電流の交流波形は、
車輪の回転速度によって変化するので、この交流波形の
変化（周波数変化）に基づくパルス波の変化から自転車
の走行速度を計測することが可能である。そして、発電
機は、一般には自転車に既設されているものであるか
ら、従来のごとく、マグネットとリードスイッチから成
るセンサーを別に必要としない分、価格が割安になる。
更に、発電機から出力される交流電流の交流波形は、通
常は車輪の一回転で１Ｈｚより高い周波数が得られるの
で、車輪が一回転する間に一回のスイッチ動作しか行わ
れない従来の自転車のスピードメーターに比べ、低速時
の走行速度の計測が正確に行えることになる。

【０００８】なお、発電機の電圧値に基づいて速度計測
を行うとした場合、自転車の走行速度をディジタル表示
するためには、上記電圧値をディジタル化するＡ／Ｄ変
換回路が必要となり、価格が割高になる。本発明では、
Ａ／Ｄ変換器は必要としないため、低価格が実現でき
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図に基づい
て説明する。

【００１０】図１（ａ）は、自転車に取り付けられるラ
ンプ用発電機としてのハブダイナモ１を示した断面図、
同図（ｂ）はハブダイナモを構成しているローター２及
びステータ３を示す断面図、同図（ｃ）は同じくロータ
ー２及びステータ３を示す正面図である。

【００１１】ハブ軸（車軸）４は自転車のフォーク５に
固定状態に取り付けられており、このハブ軸４に前記の
ステータ３を固着してある。ステータ３は、ステータコ
ア３ａの内部に発電コイル３ｂを嵌装して成るものであ
る。一方、ハブ体６は、一対のベアリング７，８を介し
て前記ハブ軸４に対して回転自在に設けられたものであ
り、車輪とともに回転する。ハブ体６には、前記のステ
ータ３の配置に対応して大径部６ａが形成されており、
この大径部６ａに前記のローター２が固設されている。
このローター２は、上記の大径部６ａの内周面に配置さ
れた環状のヨーク２ａと、このヨーク２ａの内周面に接
着剤などで固着された４つのマグネット２ｂ…とから成
る。各マグネット２ｂはＮ極とＳ極とを交互に合計で８
極有し、４つのマグネット２ｂ…全体では３２極が形成
される。従って、車輪が１秒間に１回転すれば１６Ｈｚ
の交流電流が得られるようになっている。なお、本実施
例では、６Ｖ−２．４Ｗ仕様のものを用いている。

【００１２】図２は、ハブダイナモ１を電源として点灯
されるランプ１０、このランプ１０の点灯をＯＮ／ＯＦ
Ｆするスイッチ１１、ハブダイナモ１を電源として駆動
される警報ブザー装置１８、この警報ブザー装置１８の
駆動をＯＮ／ＯＦＦするスイッチ１９、及びハブダイナ
モ１をセンサーとして走行速度を演算するように構成さ
れた自転車のスピードメーター１７の回路構成を示した
ブロック図である。

【００１３】ハブダイナモ１からは、図３の（ａ）に示
すように、走行速度によって周波数の異なる交流電流が
出力される。そして、この出力が保護回路１２に通され
ることにより、同図の（ｂ）に示すように、半波整流お
よび電圧レベル規制がなされた信号が得られる。更に、
この信号が波形成形回路１２に入力されることにより、
同図（ｃ）に示すように、交流電流の周波数に対応した
パルス波が生成され、マイクロコンピューター１４に入
力される。

【００１４】マイクロコンピューター１４は、上記のパ
ルス波の周期（パルス間隔）と予め内部ＲＡＭに記憶さ
せている車輪周長とに基づいて走行速度計算を行う。マ
イクロコンピューター１７により計算された走行速度
は、上記の液晶表示部１５上にｋｍ／ｈ単位或いはｍｉ
ｌｅ／ｈ単位でディジタル表示される。

【００１５】図４の（ａ）は、自転車のスピードメータ
ー１７の外観を示す平面図であり、同図の（ｂ）はスピ
ードメーター１７が取付台座２０に装着されている状態
での断面図である。スピードメーター１７の外観表面に
は、前述の液晶表示部１５、及びモード切り替え部１６
におけるモードキー１６ａやＳＴ／ＳＴＯＰキー１６ｂ
が配置されている。なお、モードキー１６ａのキー操作
により、現在時刻、走行距離、走行積算距離等に表示を
切り替え得るようになっている。

【００１６】以上のように、上記の自転車のスピードメ
ーター１７は、ランプ用等として一般に既設されている
ハブダイナモ１を速度センサーとして用いものであり、
従来のごとく、マグネットとリードスイッチから成るセ
ンサーを別に必要としない分、価格が割安になる。更
に、ハブダイナモ１には磁極が３２極設けられており、
車輪が１秒間に１回転すれば１６Ｈｚの交流電流（パル
ス）が得られることになるので、車輪が一回転する間に
一回のスイッチ動作しか行われない従来の自転車のスピ
ードメーターに比べ、低速時の速度計測が正確に行える
ことになる。

【００１７】次に、警報ブザー装置１８について説明す
る。図５は警報ブザー装置１８の設置位置を示した自転
車前部の外観図であり、図６の（ａ）は警報ブザー装置
１８の側面断面図、同図の（ｂ）は平面図である。これ
らの図に示されるように、警報ブザー装置１８はその側
面部に設けられたハンドル取付ベルト１８ａによって自
転車のハンドル２１に取り付けられる。

【００１８】また、図６は警報ブザー装置１８の回路構
成図である。この警報ブザー装置１８は、ハブダイナモ
１からの交流電流を直流化するためのダイオード２５…
及び平滑コンデンサ２６からなる整流部、抵抗２７とツ
ェナーダイオード２８から成る保護回路部、及び、ブザ
ー（電磁ブザー或いは圧電ブザーなどが用いられる）２
９から成る。

【００１９】上記の警報ブザー装置１８では、その駆動
電力をハブダイナモ１から得るようにしているので、ブ
ザー用の乾電池は不要になる。通常、警報は走行時にお
いて鳴らされるものであるから、走行時にのみ発電する
ハブダイナモ１を駆動電力源としても特に不都合は生じ
ない。更に、走行時にブザーを鳴らすときには、これと
同時にブレーキをかけて減速することが多いが、ブザー
駆動時には、ハブダイナモ１にて発生された電力を消費
するので、ハブダイナモ１による車輪への制動力が生じ
ることになり、減速が容易に行えるという利点も有す
る。

【００２０】なお、コンデンサ２６の容量を大きくして
これを蓄電用に用いることもでき、このようにすれば、
停止時においても数十秒程度間はブザーを鳴らすことが
可能となる。

【００２１】また、上記のごとくハブダイナモ１からの
交流電流を直流化してブザー２９を駆動したが、ハブダ
イナモ１からの交流電流の周波数を人の可聴域に対応す
る周波数に高める（例えば、ハブダイナモ１の磁極数を
より多くする）ようにすれば、ハブダイナモ１からの交
流電流を直接利用して圧電振動子等を駆動して警報音を
出力させることも可能である。

【００２２】また、車輪の側面に回転軸を必要に応じて
当接させて発電するブロック型のダイナモを用いてもよ
いが、走行状態では常に発電することになるハブダイナ
モ１を用いる方が望ましいといえる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、発電機
（ダイナモ）をセンサーとして用いてその交流波形に基
づいて速度計測を行うようにしたので、別にセンサーを
設けることが不要になりコストの低減が図れるととも
に、低速走行時の速度計測が正確に行えるという効果も
併せて奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】同図（ａ）はハブダイナモの断面図、同図
（ｂ）はハブダイナモを構成しているローター及びステ
ータを示す断面図、同図（ｃ）はローター及びステータ
を示す正面図である。

【図２】本発明の自転車のスピードメーターの回路構成
を中心に示したブロック図である。

【図３】図２における各部の出力波形を示したグラフで
ある。

【図４】同図（ａ）は、自転車のスピードメーターの外
観を示す平面図、同図の（ｂ）はスピードメーターが取
付台座に装着されている状態での断面図である。

【図５】警報ブザー装置の設置位置を示した自転車前部
の外観図である。

【図６】同図の（ａ）は警報ブザー装置の側面断面図、
同図の（ｂ）はその平面図である。

【図７】警報ブザー装置の回路構成を示した回路図であ
る。

【図８】従来の自転車のスピードメーターのセンサー部
の取付状態を示した自転車前部の側面図である。

【符号の説明】 １ ハブダイナモ（発電機） １２ 保護回路 １３ 波形成形回路 １４ マイクロコンピューター １５ 液晶表示部 １６ モード切り替え部 １７ 自転車のスピードメーター １８ 警報ブザー装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自転車の走行速度をディジタル表示する
   ように構成された自転車のスピードメーターにおいて、
   自転車に取り付けられる発電機から出力される交流電流
   の交流波形に基づいてその周波数に応じたパルス波を生
   成する手段と、上記パルス波に基づいて走行速度を演算
   する手段とを備えたことを特徴とする自転車のスピード
   メーター。