JPH07329851A

JPH07329851A - 自転車用自動点灯照明装置

Info

Publication number: JPH07329851A
Application number: JP12277894A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Miyaji; 純郎宮路; Ko Ozawa; 香小澤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1994-06-03
Filing date: 1994-06-03
Publication date: 1995-12-19

Abstract

(57)【要約】【目的】発電電力の無用な消費を防止する。また低速と
高速との双方の走行時の充分な光量の確保とランプ切れ
の発生防止とを行う。【構成】ハブに内蔵されたハブダイナモ１、定格電圧の
低い低速用ランプ９、定格電圧の高い高速用ランプ１０
を備え、前記２種の定格電圧に対応して定まる設定電圧
とハブダイナモ１の発電電圧との比較を行い、比較結果
を出力する電圧判定部８を備える。また発電電圧が設定
電圧より低いことを比較結果が示す場合には、ハブダイ
ナモ１の発電電力を低速用ランプ９に供給し、発電電圧
が設定電圧より高いことを比較結果が示す場合には、発
電電力を高速用ランプ１０に供給するランプ切換部７
と、周囲の照度が予め設定された照度より明るい場合に
は、低速用ランプ９と高速用ランプ１０とを消灯させる
点消灯制御部６とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハブダイナモが発電す
る電力を用いてランプを点灯すると共に、自転車の周囲
の明るさに従ってランプの点灯を制御する自転車用自動
点灯照明装置に係り、より詳細には、低速走行時には低
速用ランプを点灯し、高速走行時には高速用ランプを点
灯する自転車用自動点灯照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】照明装置の点灯を自動制御することによ
り、自転車の走行の安全を図る従来技術として、特開平
５−７７７７４号なる従来技術（第１の従来技術）と特
開平５−９６９８７号なる従来技術（第２の従来技術）
とが提案されており、以下に、これらの従来技術を示
す。

【０００３】第１の従来技術では、自転車の周囲の明る
さを光センサを用いて検出し、周囲の明るさが所定の明
るさより暗くなった場合には、ハブダイナモが発電した
電力をランプに供給する構成としている。また、より高
い安全性を確保する目的から、走行の開始時あるいは走
行の停止直後には、電池の電力でランプを点灯させる構
成としている。

【０００４】また第２の従来技術では、ランプ切れによ
って生じた発電電圧の上昇を抑制することにより、点灯
制御回路の破損を防止する構成となっている。そのため
ダイナモの発電電圧が所定値を超えた場合には、電流吸
込み手段を用いて、ダイナモから供給される電流を吸い
込み、発電電圧を一定値以下に抑制する構成としてい
る。また電流の吸い込み開始電圧を適切に設定したとき
には、ランプに供給される電圧が一定値以下に抑制され
ることになり、高速走行を行ったときの過大電圧の発生
が防止されるので、ランプ切れの発生が防止されるよう
になっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら第１の従
来技術では、規定速度で走行するときに充分な光量を確
保できるランプを使用した場合、ハブダイナモの出力が
直接にランプに供給されているため、高速走行を行った
ときには、過大電圧がランプに供給されることとなり、
ランプ切れが生じるという問題がある。またランプの定
格電圧を高くした場合には、低速走行時の光量が不足す
るという問題を生じる。

【０００６】また第２の従来技術では、発電電圧が過大
となることを防止し、ランプ切れを防ぐため、ダイナモ
の発電電力を吸い込んでいる。そのため高速走行を行っ
たときには、電流吸込み手段は大きな電力を吸い込むこ
ととなり、従って発熱量が多くなる。このため電流吸込
み手段には、吸い込み電力に対応する素子の使用と、適
切な放熱手段とが必要となり、形状の大型化と重量の増
加を招く。またダイナモの電力が無用に消費されること
となり、走行時の負荷が増加するという問題を生じる。

【０００７】本発明は上記課題を解決するため創案され
たものであって、請求項１記載の発明の目的は、ハブダ
イナモの発電電圧に対応して、定格電圧の異なる２種の
ランプを適宜点灯させることにより、発電電力の無用な
消費を防止すると共に、低速走行時と高速走行時との双
方における充分な光量の確保とランプ切れの発生防止と
を行うことのできる自転車用自動点灯照明装置を提供す
ることにある。

【０００８】また請求項２記載の発明の目的は、低速用
ランプと高速用ランプとの点灯の切り換え時に生じる光
量変化を防止することのできる自転車用自動点灯照明装
置を提供することにある。

【０００９】また請求項３記載の発明の目的は、低速用
ランプと高速用ランプとの点灯切り換え時の光量変化を
防止するため、低速用ランプの光量を抑制したときに
も、ハブダイナモの発電電圧が低い場合には、低速用ラ
ンプに供給される電圧が抑制されることを防止すること
のできる自転車用自動点灯照明装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１記載の発明に係る自転車用自動点灯照明装置
は、自転車のハブに内蔵されたハブダイナモと、定格電
圧の低い低速用ランプと、定格電圧の高い高速用ランプ
と、前記２種の定格電圧に対応して定まる設定電圧とハ
ブダイナモの発電電圧との比較を行い、比較結果を出力
する電圧判定部と、発電電圧が設定電圧より低いことを
比較結果が示す場合には、ハブダイナモの発電電力を低
速用ランプに供給し、発電電圧が設定電圧より高いこと
を比較結果が示す場合には、発電電力を高速用ランプに
供給するランプ切換部と、自転車の周囲の照度が予め設
定された照度より明るい場合には、低速用ランプと高速
用ランプとを消灯させる点消灯制御部とを備えた構成と
している。

【００１１】また請求項２記載の発明に係る自転車用自
動点灯照明装置は、低速用ランプとハブダイナモとの間
に形成される閉回路に挿入されたインダクタと、発電電
圧が設定電圧より低いことを比較結果が示す場合には、
低速用ランプに供給される発電電力のスイッチングを行
うと共に発電電圧の上昇に対応してスイッチングの周波
数を高くするスイッチング部とを備えた構成としてい
る。

【００１２】また請求項３記載の発明に係る自転車用自
動点灯照明装置は、スイッチング部を、発電電圧が予め
設定された電圧を越えたとき、スイッチングを開始する
構成としている。

【００１３】

【作用】請求項１記載の発明の作用を以下に示す。

【００１４】点消灯制御部は、自転車の周囲の照度が予
め設定された照度より明るい場合には、低速用ランプと
高速用ランプとを消灯させるので、自転車が明るいとこ
ろを走行しているときには、ランプは点灯されない。

【００１５】一方、自転車が暗いところを走行する場
合、ランプ切換部は、発電電圧が設定電圧より低い場
合、低速用ランプに発電電力を供給する。また発電電圧
が設定電圧より高い場合、高速用ランプに発電電力を供
給する。そのため低速用ランプは、低い発電電圧の領域
において充分な光量を発生する。また低速用ランプに
は、ランプ切れを発生させる発電電圧が印加されない。
そして高速用ランプには、充分な光量を発生するのに必
要とする高い発電電圧が供給される。また、この高い発
電電圧は、定格電圧が高い高速用ランプにとっては、ラ
ンプ切れを生じさせる電圧とはならない。

【００１６】請求項２記載の発明の作用を以下に示す。

【００１７】低速用ランプには、低速用ランプの内部抵
抗とインダクタのインピーダンスとによって分圧された
電圧が印加される。またスイッチング部は、発電電圧の
上昇に対応してスイッチングの周波数を高くする。この
ことは、発電電圧が上昇するとインダクタのインピーダ
ンスが増加することを意味し、インダクタの端子間電圧
が上昇する。このため低速用ランプの光量は、発電電圧
の上昇に対応した増加を示さず、光量の増加が抑制され
る。

【００１８】またスイッチング周波数によって低速用ラ
ンプの光量の制御量が決定されるので、スイッチング周
波数を、インダクタと低速用ランプと高速用ランプとの
各特性に対応する適切な周波数に設定すると、低速用ラ
ンプの点灯から高速用ランプの点灯への切り換え時にお
いて、低速用ランプと高速用ランプとは等しい光量を発
生することとなる。

【００１９】請求項３記載の発明の作用を以下に示す。

【００２０】スイッチング部がスイッチングを行わない
場合には、低速用ランプに与えられる電圧は、発電電圧
に略一致した電圧となる。つまりハブダイナモの発電電
圧が低い領域では、低速用ランプの光量は抑制されな
い。

【００２１】

【実施例】以下に、本発明の一実施例について図面を参
照しつつ説明する。

【００２２】図１は、本発明に係る自転車用自動点灯照
明装置の第１の実施例の電気的接続を示す回路図であ
る。

【００２３】図において、ハブダイナモ１は、自転車
（図示されていない）のハブに内蔵された小型の交流発
電機であり、低速用ランプ９は、自転車の走行速度が、
例えば１０Ｋｍ／ｈと比較的遅いとき、ハブダイナモ１
が発電する低い電圧に等しい定格電圧のランプである。
また高速用ランプ１０は、自転車が、例えば２０Ｋｍ／
ｈ等の、比較的速い速度で走行するとき、ハブダイナモ
１が発電する高い電圧に等しい定格電圧のランプであ
る。

【００２４】ハブダイナモ１の出力が導かれた整流平滑
回路４は、ハブダイナモ１が発生する交流の発電電力を
整流、平滑するブロックとなっており、整流を行うダイ
オードＤ１と、平滑を行うコンデンサＣ１とにより構成
されている。このため整流平滑回路４の出力電圧は、ハ
ブダイナモ１の発電電圧に従って変化する。

【００２５】整流平滑回路４の出力が導かれた定電圧回
路５は、整流平滑回路４によって整流、平滑された直流
を定電圧化するブロックとなっており、定電圧化された
出力は、同図では、グランドレベルＧおよびプラス電源
Ｐとして示されている。

【００２６】詳細には、ベース電圧を安定化するための
ツェナーダイオードＤ２、ツェナーダイオードＤ２の動
作電流とベース電流との供給を行う抵抗Ｒ１、およびツ
ェナーダイオードＤ２により安定化されたベース電圧に
基づく電圧をエミッタに出力するトランジスタＱ１によ
って構成されている。

【００２７】点消灯制御部６は、ランプ切換部７の動作
を制御することにより、自転車（図示されていない）の
周囲の照度が予め設定された照度より明るい場合、低速
用ランプ９と高速用ランプ１０とを消灯させるためのブ
ロックとなっている。

【００２８】詳細には、比較器３１と、自転車周囲の照
度変化を抵抗値の変化によって示すＣＤＳ３０と抵抗Ｒ
２との分圧出力を比較器３１のマイナス入力に送出する
分圧回路と、抵抗Ｒ３，Ｒ４の分圧出力を比較器３１の
プラス入力に送出する分圧回路と、比較器３１にヒステ
リシスを与える抵抗Ｒ５とによって構成されている。

【００２９】そして自転車の周囲の照度が明るくなった
ときには、ＣＤＳ３０の抵抗値が小さくなり、マイナス
入力のレベルがプラス入力のレベルより低くなるため、
比較器３１の出力はＨレベル（オフ）となる。また照度
が暗くなったときには、マイナス入力のレベルがプラス
入力のレベルより高くなり、比較器３１の出力はＬレベ
ル（オン）となる。

【００３０】電圧判定部８は、低速用ランプ９と高速用
ランプ１０との各々の定格電圧に対応して定まる設定電
圧とハブダイナモ１の発電電圧との比較を行い、比較結
果をランプ切換部７に出力するブロックとなっている。

【００３１】詳細には、比較器３２と、抵抗Ｒ１３およ
びツェナーダイオードＤ３によって構成され、ツェナー
ダイオードＤ３によって定まる電圧を比較器３２のマイ
ナス入力に送出する定電圧回路と、抵抗Ｒ１４，Ｒ１５
によって構成され、分圧電圧を比較器３２のプラス入力
に送出する分圧回路と、比較器３２にヒステリシスを与
える抵抗Ｒ１６と、比較器３２の出力をプルアップする
抵抗Ｒ１７とによって構成されている。

【００３２】そのため比較器３２のマイナス入力のレベ
ルは、整流平滑回路４の出力電圧が変化した場合にも一
定の電圧に留まり、変化しない。一方、比較器３２のプ
ラス入力のレベルは、整流平滑回路４の出力電圧を分圧
した電圧であるので、整流平滑回路４の出力電圧の変化
に従って変化する。このため整流平滑回路４の出力電圧
が、ツェナーダイオードＤ３のツェナー電圧と、抵抗Ｒ
１４，Ｒ１５の分圧回路の分圧比との関係によって定ま
る設定電圧を超えた場合、比較器３２の出力（比較結
果）はＨレベルとなる。また整流平滑回路４の出力電圧
が設定電圧を超えたい場合、比較器３２の出力（比較結
果）はＬレベルとなる。

【００３３】すなわち、電圧判定部８は、比較器３２の
出力である比較結果をＨレベルとすることによって、ハ
ブダイナモ１の発電電圧が設定電圧より高いことを示
し、比較結果をＬレベルとすることによって、ハブダイ
ナモ１の発電電圧が設定電圧より低いことを示す。

【００３４】ランプ切換部７は、電圧判定部８の出力で
ある比較結果に基づき、ハブダイナモ１の発電電圧が設
定電圧より低い場合には、ハブダイナモ１の発電電力を
低速用ランプ９に供給する。またハブダイナモ１の発電
電圧が設定電圧より高い場合、ハブダイナモ１の発電電
力を高速用ランプ１０に供給するブロックとなってい
る。

【００３５】詳細には、高速用ランプ１０とハブダイナ
モ１との間に形成される閉回路の開閉を行う光結合のＳ
ＳＲ３３、低速用ランプ９とハブダイナモ１との間に形
成される閉回路の開閉を行う光結合のＳＳＲ３４、ＳＳ
Ｒ３３の導通を制御するトランジスタＱ５、ＳＳＲ３４
の導通を制御するトランジスタＱ４、トランジスタＱ４
のベースに与えられる論理の反転を行うトランジスタＱ
３、およびＳＳＲ３３，３４を導通させるための駆動電
流の供給を断続するトランジスタＱ２によって構成され
ている。

【００３６】そしてトランジスタＱ２は、点消灯制御部
６の出力（比較器３１の出力）によって動作が制御さ
れ、比較器３１の出力がＬレベルであるときオンとなっ
て、駆動電流の供給を行う。またトランジスタＱ５は、
比較結果（比較器３２の出力）がＨレベルであるときオ
ンとなり、ＳＳＲ３３を導通させる。またトランジスタ
Ｑ４は、比較結果（比較器３２の出力）がＬレベルであ
るときはオンとなり、ＳＳＲ３４を導通させる。

【００３７】なお、抵抗Ｒ６は、トランジスタＱ２のベ
ース電流の制限抵抗、抵抗Ｒ７は、トランジスタＱ２の
オフ時のベース電位を確保する抵抗、抵抗Ｒ８は、トラ
ンジスタＱ３のコレクタのプルアップ抵抗、抵抗Ｒ９，
Ｒ１０のそれぞれは、ＳＳＲ３３，３４のＬＥＤの電流
を制限する抵抗、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２のそれぞれは、ト
ランジスタＱ３，Ｑ５のベース電流を制限する抵抗であ
る。

【００３８】上記構成からなる第１の実施例の動作を以
下に説明する。

【００３９】昼間等の明るい状態において自転車が走行
するときには、ＣＤＳ３０の抵抗値が低く、従って比較
器３１の出力はＨレベルとなる。このためトランジスタ
Ｑ２はオフとなり、ランプ切換部７には駆動電流が供給
されない。このためＳＳＲ３３，３４は共に導通状態と
はならず、低速用ランプ９と高速用ランプ１０との双方
のランプは点灯されない。

【００４０】一方、夜間等の暗い状態において自転車が
走行するときには、ＣＤＳ３０の抵抗値が高く、従って
比較器３１の出力はＬレベルとなる。このためトランジ
スタＱ２はオンとなり、ランプ切換部７には駆動電流が
供給される。また自転車が低速走行をしているため、ハ
ブダイナモ１の発電電圧が設定電圧より低い場合、電圧
判定部８から送出される比較結果は、比較器３２のプラ
ス入力のレベルがマイナス入力のレベルより低いことか
ら、Ｌレベルとなる。このためトランジスタＱ３がオフ
となり、トランジスタＱ４には、抵抗Ｒ８を介してベー
ス電流が流れることから、ＳＳＲ３４が導通する。この
結果、ハブダイナモ１と低速用ランプ９との間に閉回路
が形成され、低速用ランプ９が点灯する。

【００４１】そして自転車の走行速度が、例えば１５Ｋ
ｍ／ｈを超えたため、ハブダイナモ１の発電電圧が設定
電圧を超える場合、比較器３２の出力である比較結果は
Ｈレベルとなる。このためトランジスタＱ３がオン、ト
ランジスタＱ４がオフとなることから、ＳＳＲ３４が非
導通となって、低速用ランプ９が消灯する。一方、トラ
ンジスタＱ５には、抵抗Ｒ１２を介してベース電流が流
れることになるので、ＳＳＲ３３が導通し、高速用ラン
プ１０とハブダイナモ１との間に閉回路が形成される。
このため高速用ランプ１０が点灯することとなる。

【００４２】すなわち、低速走行時では、低速走行時の
ハブダイナモ１の発電電圧に適した低速用ランプ９が点
灯され、充分な光量が確保される。また高速走行時に
は、高速走行時のハブダイナモ１の発電電圧に適した高
速用ランプ１０が点灯され、低速用ランプ９が消灯とな
る。このため低速用ランプ９のランプ切れが防止される
と共に、高速用ランプ１０により充分な光量が確保され
る。

【００４３】図２は、本発明に係る自転車用自動点灯照
明装置の第２の実施例の電気的構成を示すブロック図で
ある。なお、図１に示すブロックと構成が同一であるブ
ロックには、図１における符号と同一符号を付与してい
る。また駆動制御部２１，２３、周期判定部２５、およ
びパルス生成部２７は、マイクロコンピュータによって
実行されるソフトウエアを主要部として構成されてお
り、このマイクロコンピュータは、定電圧回路５から出
力されるプラス電源Ｐによって動作する。

【００４４】ハブダイナモ１の発電電力の一部は、整流
平滑回路４、定電圧回路５を介することによって定電圧
化され、必要とするブロックに供給される。また点消灯
制御部６は、駆動制御部２１，２３に、自転車の周囲が
明るい場合にはＨレベル、暗い場合にはＬレベルを送出
する。また低速用ランプ９と高速用ランプ１０とは、そ
れぞれの定格電圧が異なるランプとなっている。

【００４５】ハブダイナモ１の出力Ａが導かれた電圧判
定部１１は、低速用ランプ９と高速用ランプ１０とのそ
れぞれの定格電圧に対応して定まる設定電圧とハブダイ
ナモ１の発電電圧との比較を行い、比較結果１１１を出
力するブロックであり、波形検出部２６と周期判定部２
５との２つのブロックによって構成されている。

【００４６】詳細には、ハブダイナモ１の発電電圧は、
自転車の走行速度に対応しており、従ってハブダイナモ
１が発電する交流の周期に対応することから、この周期
に基づいてハブダイナモ１の発電電圧の判定を行う。

【００４７】具体的には、波形検出部２６は、図３に示
すように、ハブダイナモ１の出力Ａが、抵抗Ｒ１９を介
して導かれるＬＥＤと、コレクタが抵抗Ｒ２０によって
プルアップされたフォトトランジスタとからなるフォト
カップラ３６とによって構成されており、ハブダイナモ
１の出力波形が所定レベルを超えるときには、出力２６
１にＬレベルを送出する。なお、ダイオードＤ２０は、
フォトカップラ３６内のＬＥＤの逆耐圧電圧の補償を行
う素子である。

【００４８】また周期判定部２５は、波形検出部２６の
出力２６１に現れるＬレベルの周期が、予め設定された
周期より長い場合には、ハブダイナモ１の回転速度が遅
く、従って発電電圧が設定電圧より低いと判定する。ま
た周期が、予め設定された周期より短い場合には、ハブ
ダイナモ１の回転速度が速く、発電電圧は設定電圧より
高いと判定する。そして比較結果１１１を駆動制御部２
１，２３とパルス生成部２７とに送出する。

【００４９】スイッチング部１２は、波形検出部２６と
パルス生成部２７とによって構成され、ハブダイナモ１
の発電電圧が設定電圧より低いことを比較結果１１１が
示す場合には、低速用ランプ９に供給される発電電力の
スイッチングを行うブロックとなっている。また発電電
圧が上昇したときには、この上昇に対応してスイッチン
グの周波数を高くする。なお、スイッチングは、発電電
圧が予め設定された電圧を超えたとき、開始される。

【００５０】すなわち、パルス生成部２７は、波形検出
部２６の出力２６１に現れるＬレベルの周期に基づいて
ハブダイナモ１の発電電圧の検出を行い、この周期が所
定周期より短くなったとき、発電電圧が、スイッチング
の開始を指示する設定電圧を超えたとして、低い周波数
のスイッチングパルスの生成を開始する。そして周期が
短くなるのに対応して、スイッチングパルスのスイッチ
ング周波数を高くする。そして生成されたスイッチング
パルスは、駆動制御部２３に送出される。

【００５１】駆動制御部２１は、点消灯制御部６の出力
が、周囲が暗いことを示すＬレベルとなり、かつ比較結
果１１１が、発電電圧が設定電圧より高いことを示すと
き、駆動回路２２を導通させるブロックとなっている。

【００５２】駆動制御部２３は、点消灯制御部６の出力
が、周囲が暗いことを示すＬレベルとなり、かつ比較結
果１１１が、発電電圧が設定電圧より低いことを示すと
き、パルス生成部２７が送出するスイッチングパルスに
従って駆動回路２４を導通させるブロックとなってい
る。

【００５３】駆動回路２２，２４は、共に同一回路とな
っており、それぞれに対応する駆動制御部２１，２３の
出力に従って、低速用ランプ９とハブダイナモ１との
間、高速用ランプ１０とハブダイナモ１との間の各々に
閉回路を形成するブロックであり、低速用ランプ９の閉
回路には、インダクタＬが挿入されている。

【００５４】なお、インダクタＬについては、駆動回路
２４と低速用ランプ９との間に挿入されているが、グラ
ンドレベルの変位等の、回路構成上の不都合が生じない
限りでは、低速用ランプ９とハブダイナモ１との間に形
成される閉回路の任意の箇所に挿入することが可能であ
る。

【００５５】図４は、駆動回路２４の詳細な電気的接続
を示しており、出力２４１からグランドレベルＧの方向
への電流経路を形成するトランジスタＱ２１、グランド
レベルＧから出力２４１に向かう方向の電流経路を形成
するトランジスタＱ２２を主要部として構成されている
（ダイオードＤ２１，Ｄ２２は、逆電圧からトランジス
タＱ２１，Ｑ２２を保護するためのダイオードであ
る）。そしてトランジスタＱ２１，Ｑ２２は、フォトカ
ップラ３７，３８によって、オンとオフとが制御され
る。すなわち、駆動制御部２３の出力２３１がＬレベル
であるときには、トランジスタＱ２１，Ｑ２２にベース
電流が流れ、ハブダイナモ１と低速用ランプ９との間
に、交流が流れる閉回路が形成される。

【００５６】なおフォトカップラ３７，３８のＬＥＤの
電流を制限する抵抗Ｒ２１，Ｒ２２は、駆動回路２２と
駆動回路２４とで共有されている。それは、駆動回路２
２内のフォトカップラのＬＥＤに電流が流れるときに
は、駆動回路２４内のＬＥＤには電流が流れないように
制御されるため、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２のそれぞれには、
常に１つのＬＥＤの電流しか流れないためである。

【００５７】またトランジスタＱ２１，Ｑ２２のベース
電流を制限する抵抗Ｒ２３も、駆動回路２２と駆動回路
２４とで共用となっている。これも上記と同様の理由に
よるものであり、駆動回路２２内のトランジスタ（トラ
ンジスタＱ２１，Ｑ２２に対応するトランジスタ）のベ
ースに電流が流れるときには、駆動回路２４内のトラン
ジスタＱ２１，Ｑ２２のベースには電流が流れず、駆動
回路２４内のトランジスタＱ２１，Ｑ２２のベースに電
流が流れるときには、駆動回路２２内のトランジスタに
電流が流れないからである。またトランジスタＱ２１と
トランジスタＱ２２とで抵抗Ｒ２３が共用されているの
は、ハブダイナモ１の出力Ａが交流であり、グランドレ
ベルＧに対して、出力Ａがプラスであるときには、抵抗
Ｒ２３にはトランジスタＱ２１のベース電流のみが流
れ、出力Ａがマイナスであるときには、トランジスタＱ
２２のベース電流のみが流れるからである。

【００５８】すなわち、本実施例では、駆動回路２２内
の２つのトランジスタ（トランジスタＱ２１，Ｑ２２に
対応するトランジスタ）と駆動回路２４内の２つのトラ
ンジスタＱ２１，Ｑ２２との４つのトランジスタを、各
トランジスタに対応して設けられたフォトカップラ３
７，３８，・・・を介して制御するに際し、４つのフォ
トカップラ３７，３８，・・・に対して２つの抵抗Ｒ２
１，Ｒ２２、４つのトランジスタＱ２１，Ｑ２２，・・
・に対して１つの抵抗Ｒ２３のみを用いた構成となって
いる。そのため動作の不具合を招くことなく、部品点数
を削減することが可能となっている。

【００５９】また本実施例では、駆動回路２２，２４に
おける損失を減少させ、電力損失を減少させるため、ト
ランジスタＱ２１，Ｑ２２，・・・には、コレクタ・エ
ミッタ間の飽和電圧が低い素子が使用されている。また
ダイオードＤ２１，Ｄ２２，・・・には、順方向電圧が
低いダイオードを用いており、具体的には、ダイオード
Ｄ２１，Ｄ２２，・・・をショットキーバリア・ダイオ
ードとしている。なお、その他のダイオードとしては、
ゲルマニウム・ダイオード等を使用することが可能であ
る。

【００６０】上記構成からなる第２の実施例の動作を以
下に説明する。

【００６１】夜間において自転車が低速走行をするとき
には、点消灯制御部６の出力はＬレベルであり、ハブダ
イナモ１が発電する交流の周期が長い（発電電圧が設定
電圧以下）。このため駆動制御部２３は、周期判定部２
５の出力に従い、駆動回路２４を導通させることとな
る。その結果、低速用ランプ９には、低速用ランプ９の
内部抵抗とインダクタＬのインピーダンスとによって分
圧された電圧が印加されることとなる。

【００６２】一方、スイッチング部１２は、ハブダイナ
モ１の発電電圧が、図６に示す電圧Ｖ１以下である場
合、スイッチングパルスを生成しない。このためハブダ
イナモ１が発電する交流は、スイッチングされることな
く閉回路に供給されるので、インダクタＬによる電圧降
下は極めて微小である。そのため低速用ランプ９には、
ハブダイナモ１の発電電圧に略一致する電圧が供給され
る。従って、低速用ランプ９の明るさは、ハブダイナモ
１の発電電圧に対応して変化する（図６において符号５
１により示す）。

【００６３】自転車の走行速度が速まり、発電電圧が、
低速用ランプ９が充分な明るさＫ１を発生するのに必要
とする電圧Ｖ１を超えたとき、スイッチング部１２は、
低い周波数のスイッチングパルスを生成し、駆動制御部
２３に送出する。このため駆動制御部２３は、スイッチ
ングパルスに対応して駆動回路２４の導通を制御する。
またスイッチング部１２は、走行速度が速まるのに対応
して、スイッチングパルスの周波数を高くする。このた
め駆動回路２４のスイッチング速度が速くなる。図５に
おいて符号４１により示す波形は、スイッチング時の電
圧波形を示している（波形４０は、ハブダイナモ１が発
電する交流波形を示している）。

【００６４】以上の結果、ハブダイナモ１、駆動回路２
４、インダクタＬ、低速用ランプ９からなる閉回路に
は、スイッチング部１２が送出するスイッチングパルス
に従ってスイッチングされた電流が流れる。このため、
発電電圧が電圧Ｖ１を超えて上昇するときには、インダ
クタＬのインピーダンスは増加を示し、インダクタＬの
端子間電圧が上昇する。

【００６５】本実施例では、インダクタＬの端子間電圧
の増加分が発電電圧の増加分と略一致するように、スイ
ッチングパルスの周波数が変化する構成となっている。
このためハブダイナモ１の発電電圧が電圧Ｖ１を超えて
上昇したときにも、低速用ランプ９が発生する明るさ
は、一定の明るさＫ１となるように制御される（図６に
おいて符号５２により示す）。

【００６６】上記制御の結果、発電電圧が、低速用ラン
プ９にランプ切れを生じせる電圧Ｖ３となったときに
も、低速用ランプ９に印加される電圧は抑制されてお
り、低速用ランプ９はＫ１により示される明るさを発生
する（Ｋ２は、ランプ切れを発生させる明るさを示して
いる）。

【００６７】そして発電電圧が電圧Ｖ２となったときに
は、周期判定部２５の比較結果１１１の反転に対応し
て、駆動制御部２３は駆動回路２４を導通させる制御を
停止する。またパルス生成部２７は、スイッチングパル
スの生成を停止する。これら一連の動作と並行して、駆
動制御部２１は、駆動回路２２を導通させる制御を開始
する。この導通制御により、高速用ランプ１０とハブダ
イナモ１との間に閉回路が形成され、高速用ランプ１０
が点灯する。この高速用ランプ１０の明るさと発電電圧
との関係は、図６において符号５３により示されてい
る。

【００６８】以下に、上記動作を得るために必要とする
各ランプ９，１０の定格電圧、ハブダイナモ１の発電電
圧、スイッチング部１２のスイッチング周波数の関係に
ついて説明する。

【００６９】いま、ハブダイナモ１の発電電圧が電圧Ｖ
２を挟んで変化するときの状態に注目すると、電圧Ｖ２
における高速用ランプ１０の明るさは、電圧Ｖ２の具体
的値と高速用ランプ１０の定格電圧とによって決定され
る。そのため電圧Ｖ２と高速用ランプ１０の定格電圧と
を決定すると、明るさＫ１が決定される。そして明るさ
Ｋ１を決定した場合には、低速用ランプ９の定格電圧に
基づいて、電圧Ｖ２におけるインダクタＬの端子間電圧
が決定される。そしてインダクタＬの端子間電圧が決定
されたときには、インダクタＬの値に基づいて、発電電
圧が電圧Ｖ２となったときのスイッチング周波数が決定
される。

【００７０】つまり、点灯が低速用ランプ９から高速用
ランプ１０に移行する電圧Ｖ２において、低速用ランプ
９と高速用ランプ１０との各定格電圧とインダクタＬの
値とが定まっている場合、これらの値から、スイッチン
グの周波数が決定されることを意味する。このため本実
施例におけるスイッチング部１２は、ハブダイナモ１が
発電する交流の周期に基づいて発電電圧の検出を行い、
検出した電圧が電圧Ｖ２となるときには、上記関係を満
たす周波数のスイッチングパルスを生成するように構成
される。

【００７１】また本実施例では、発電電圧が一定値以上
となったときには、低速用ランプ９の明るさを一定とす
る構成としているので、明るさＫ１が決定されると、低
速用ランプ９の定格電圧に基づき、低速用ランプ９の発
生する明るさがＫ１に達する電圧Ｖ１が決定される。そ
のためスイッチング部１２は、発電電圧が電圧Ｖ１とな
ったとき、スイッチングパルスの生成を開始するように
構成される。そして、発電電圧が上昇したときには、こ
の上昇に対応してスイッチング周波数を高め、発電電圧
が電圧Ｖ２となったときには、上記方法によって決定さ
れた周波数でもってスイッチングを行うように構成され
る。

【００７２】なお、発電電圧が電圧Ｖ１〜Ｖ２の範囲に
あるときには、インダクタＬには端子間電圧が発生する
のであるが、この端子間電圧は、インダクタＬの端子間
電圧であるので、電力の消費を伴わない。すなわち、ハ
ブダイナモ１の負担が増加しない。このため低速走行時
には、低速用ランプ９の明るさを一定に維持する構成と
しているにもかかわらず、無用に電力が消費されること
が回避されており、従って自転車の走行における走行負
荷の無用な増加を防止することが可能となっている。

【００７３】

【発明の効果】請求項１記載の発明に係る自転車用自動
点灯照明装置は、自転車のハブに内蔵されたハブダイナ
モと、定格電圧の低い低速用ランプと、定格電圧の高い
高速用ランプとを備えている。また前記２種の定格電圧
に対応して定まる設定電圧とハブダイナモの発電電圧と
の比較を行い、比較結果を出力する電圧判定部を備える
と共に、発電電圧が設定電圧より低いことを比較結果が
示す場合には、ハブダイナモの発電電力を低速用ランプ
に供給し、発電電圧が設定電圧より高いことを比較結果
が示す場合には、発電電力を高速用ランプに供給するラ
ンプ切換部を備えている。また自転車の周囲の照度が予
め設定された照度より明るい場合には、低速用ランプと
高速用ランプとを消灯させる点消灯制御部を備えてい
る。

【００７４】そのため発電電圧が設定電圧より低い場
合、低速用ランプに発電電力が供給され、低速用ランプ
は、低い発電電圧の領域において、充分な光量を発生す
る。また発電電圧が設定電圧より高い場合、定格電圧の
高い高速用ランプに発電電力が供給され、低速用ランプ
には、高い発電電圧が印加されない。またハブダイナモ
が発電した電力は全てがランプに供給される。このため
発電電力の無用な消費が防止されると共に、低速走行時
と高速走行時との双方における充分な光量の確保とラン
プ切れの発生防止とが可能となっている。

【００７５】また請求項２記載の発明に係る自転車用自
動点灯照明装置は、低速用ランプとハブダイナモとの間
に形成される閉回路に挿入されたインダクタと、発電電
圧が設定電圧より低いことを比較結果が示す場合には、
低速用ランプに供給される発電電力のスイッチングを行
うと共に発電電圧の上昇に対応してスイッチングの周波
数を高くするスイッチング部とを備えている。このた
め、低速用ランプの光量は、発電電圧の上昇に対応した
増加を示さず、光量の増加は抑制されるため、低速用ラ
ンプと高速用ランプとの点灯の切り換え時に生じる光量
変化を防止することが可能となっている。

【００７６】また請求項３記載の発明に係る自転車用自
動点灯照明装置は、スイッチング部を、発電電圧が予め
設定された電圧を超えたとき、スイッチングを開始する
構成としている。このため発電電圧が低い場合、低速用
ランプに与えられる電圧は、発電電圧に略一致した電圧
となるので、低速用ランプと高速用ランプとの点灯切り
換え時の光量変化を防止するため、低速用ランプの光量
を抑制したときにも、ハブダイナモの発電電圧が低い場
合、低速用ランプに供給される電圧が抑制されることの
防止が可能となっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自転車用自動点灯照明装置の第１
の実施例の電気的接続を示す回路図である。

【図２】本発明に係る自転車用自動点灯照明装置の第２
の実施例の電気的構成を示すブロック図である。

【図３】波形検出部２６の詳細な電気的接続を示す回路
図である。

【図４】駆動回路２４の詳細な電気的接続を示す回路図
である。

【図５】スイッチング時の電圧波形を示す説明図であ
る。

【図６】ハブダイナモの発電電圧とランプの明るさとの
関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１ハブダイナモ４整流平滑回路５定電圧回路６点消灯制御部７ランプ切換部８電圧判定部９低速用ランプ１０高速用ランプ１１電圧判定部１２スイッチング部１３ランプ切換部Ｌインダクタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自転車のハブに内蔵されたハブダイナモ
と、定格電圧の低い低速用ランプと、定格電圧の高い高速用ランプと、前記２種の定格電圧に対応して定まる設定電圧と前記ハ
ブダイナモの発電電圧との比較を行い、比較結果を出力
する電圧判定部と、前記発電電圧が前記設定電圧より低いことを前記比較結
果が示す場合には、前記ハブダイナモの発電電力を前記
低速用ランプに供給し、前記発電電圧が前記設定電圧よ
り高いことを前記比較結果が示す場合には、前記発電電
力を前記高速用ランプに供給するランプ切換部と、前記自転車の周囲の照度が予め設定された照度より明る
い場合には、前記低速用ランプと前記高速用ランプとを
消灯させる点消灯制御部とを備えたことを特徴とする自
転車用自動点灯照明装置。
【請求項２】前記低速用ランプと前記ハブダイナモと
の間に形成される閉回路に挿入されたインダクタと、前記発電電圧が前記設定電圧より低いことを前記比較結
果が示す場合には、前記低速用ランプに供給される前記
発電電力のスイッチングを行うと共に前記発電電圧の上
昇に対応して前記スイッチングの周波数を高くするスイ
ッチング部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の
自転車用自動点灯照明装置。
【請求項３】前記スイッチング部は、前記発電電圧が
予め設定された電圧を超えたとき、前記スイッチングを
開始することを特徴とする請求項２記載の自転車用自動
点灯照明装置。