JPH1067357A - 自転車用尾灯装置 - Google Patents

自転車用尾灯装置

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JPH1067357A
JPH1067357A JP8226244A JP22624496A JPH1067357A JP H1067357 A JPH1067357 A JP H1067357A JP 8226244 A JP8226244 A JP 8226244A JP 22624496 A JP22624496 A JP 22624496A JP H1067357 A JPH1067357 A JP H1067357A
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lamp
power generation
coil
bicycle
power
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JP8226244A
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Toshio Hori
敏夫 堀
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 自転車の走行中および一時停車中に、夜間、
後方に向けてランプを点滅させることで自転車の識別手
段とする。 【構成】 対向する2個の発電コイルを内蔵したコイル
組立を、車輪をまたいでリアフォークに取付け、一方、
対向する2個の磁石からなる磁石組立を後車輪のリムに
取付ける。車輪が回転したとき磁石組立がコイル組立の
近くを接近、通過するように両者を配置して発電させ、
ランプを点滅させる。また、点灯制御回路を設けて一時
停車中にもランプの点滅を継続させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は夜間、後方からの自転車
の識別を容易にするために装着する自転車用尾灯装置に
関する。特に前照灯とは独立して作動する装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】自転車用の尾灯を点灯する手段としては
前照灯用発電機からの給電によって点灯する方法がすで
に実用されている。しかし、この方法は前照灯の点灯を
忘れると尾灯も点灯しないという欠点があり、かつ、車
体の後方までの配線も行なわねばならない。従って、自
転車の尾灯用としては前照灯とは独立しており、かつ、
走行開始と共に、自動的に作動する装置であることが望
ましい。これに対応して従来の自転車用発電機とは異な
った簡易な発電方式が提案されている。すなわち、発電
コイルを車体側に、磁石を車輪側に取付け、車輪が回転
して磁石が発電コイルの近くを通過するときに発電コイ
ルに発生するパルス状の電力でランプを点灯させるとい
う発電子分離方式の発想である。これに関連して次のよ
うな構想が開示されている。すなわち、実開昭60−6
2872、実開昭63−89889、実開昭63−10
7446、実開昭63−279982、特開平2−29
3228、特開平4−78677、特開平5−3193
33、実開平5−55774、特開平7−25372、
実開平7−35278などに関連の構想を見ることがで
きる。この方式では一般に発生電力が極めて小さいので
白熱電球を点灯するには適当でないが、自転車用尾灯な
どのように所要電力が発光ダイオードを点滅させる程度
でよい場合には充分、実用可能である。
【0003】一方、夜間の識別性をさらに高める立場か
らは、尾灯の点滅が走行中だけでなく、信号待ちなど一
時停車中にも継続されることが望ましい。しかし、上記
の発電方式では停車中に発電が途絶えてしまうから、蓄
電手段を追加すると共に、自転車の停車後もランプへの
給電を自動的に継続する制御手段が必要である。これに
対して参考となる先行技術は次のものが開示されてい
る。すなわち、前照灯および尾灯あるいは補助灯からな
る灯火系統に関するものとして、実開昭56−1700
85、特開昭61−110635、特開昭61−110
682、特開昭61−291240、特開昭62−15
181、実開昭62−19483、および実開昭63−
77880がある。また、尾灯専用として走行中は定常
点灯、停車時またはブレーキ時にこれを点滅させる案
が、実開昭59−129642、特開平3−5408
3、および特開平3−54084で開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の発電方式によっ
て尾灯装置を実用化するには、なお、次の課題を解決せ
ねばならない。発電コイルを車体側に、磁石を車輪側に
取付け、車輪の回転に伴う両者の接近、通過によって発
電しようとする本方式においては、コイルや磁石の小型
化の他に、両者の取付け方法や最接近時の両者の間げ
き、すなわち、コイルギャップの設定が極めて重要であ
る。この方式の実際的な装着形態としては、発電コイル
を車体のリアフォークに、磁石を後車輪のスポークに取
付けることが望ましく、かつ、コイルギャップは5ミリ
程度以下に保つことが必要となる。すなわち、自転車の
走行中には高速で回転する磁石が5ミリ以下の小さな間
げきをもって発電コイルの近くを通過せねばならず、当
然、両者が接触するようなことがあってはならない。も
し、何らかの原因で走行中に両者が接触した場合には、
夫々が損傷するだけでなく、場合によっては、接触に誘
発されて発電コイル側の本体が回転するスポークの間に
噛み込まれてしまう事故も起り得る。この場合は後車輪
が急停止する結果、自転車が不意に転倒するので深刻な
人身事故となる可能性が予想される。
【0005】さらに、この方式の尾灯は現実には、装置
が自転車の製造工場で装着されて出荷されるのでなく、
ユーザーがキット部品を購入して自身で取付けを行なう
のが普通であるから、ユーザーの作業にミスがあった
り、保守、点検が必ずしも充分でないことも予想せねば
ならない。従って、仮にユーザーの作業にミスがあった
としても、少なくとも、上記の噛み込み事故は起こらな
いような対策が必要である。また、コイルギャップにつ
いてもユーザーの調整にまかせるのでなく、取付け時に
自動的に設定されるような方式とすることが望ましい。
それによって接触事故の可能性を、ほとんど、なくすこ
とができる。
【0006】尾灯の点滅を一時停車中にも、しばらく継
続する手段については前記の先行技術は全て前照灯から
の給電を前提としているので、これらの構想をそのま
ま、本発明に適用することはできない。さらに、本発明
では発生可能な電力が極めて小さいので、それに対応し
た工夫も必要である。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の課題に対して本装
置では次のような手段によって解決を図る。発電装置は
次のように構成する。全体は車輪に取付ける2個の磁石
と、車体のリアフォークに取付ける2個の発電コイルか
ら構成する。すなわち、磁石は同一形状のもの2個をク
リップ金具に取付けて磁石組立とし、クリップ金具をリ
ムにはめ込んで車輪に取付ける。また、磁石の位置は回
転面に対して左右対称、かつ、磁極が同一方向に向くよ
うに配置する。さらに、磁石組立の幅、すなわち、左右
磁石の間隔は夫々の外側面がリムの面と、ほぼ、一致す
るように設定する。
【0008】2個の発電コイルはアーチ形をしたアーチ
金具の先端に対向して取付けてコイル組立とし、アーチ
金具に車輪をまたがせてリアフォークに取付ける。その
とき、左右の発電コイルの間隔は、あらかじめ、磁石組
立の幅より若干、大きく設定しておく。このような寸法
設定によれば、車輪が回転したとき、2個の磁石は左右
の発電コイルの内側を、これに接触することなく、設定
されたコイルギャップをもって接近、通過することがで
きる。従って、車輪が回転し、磁石が発電コイルの近く
を通過する度に、発電コイルにパルス状の電圧が発生す
るからその電力でランプを点灯することができる。
【0009】さらに、左右の発電コイルは直列に接続す
る。こうすれば、コイル組立を取付けたのち、左右のコ
イルギャップに不揃いが生じても発生電圧の合計は、ほ
ぼ、一定に保たれるから、取付けの際にコイルギャップ
の調整を行なう必要がなくなる。また、発電コイルの位
置は車輪のスポークから充分、離れているので、もし、
取付けがゆるんだとしても、発電コイルがスポークに噛
み込まれるおそれは全くない。
【0010】ランプの光源には発光ダイオードを用い、
必要に応じて光源像を拡大するためのレンズ、あるいは
反射鏡を取付ける。ランプ組立は車体後部のどの部位に
取付けてもよいが、コイル組立と一体化すれば装置の取
付けが簡単になる。また、この形態はランプを車体の両
側面に設けるのに適している。
【0011】次に、一時停車中にも尾灯の点滅を継続さ
せる手段としては走行中に充電される2次電池と、ラン
プへの給電を断続する制御回路を設ける。ランプへの給
電は2次電池とスッチ回路を経由して行ない、その制御
は走行と停車に対応する信号をタイマ回路からスイッチ
回路へ送ってランプへの給電を断続する。すなわち、走
行中は発電コイルでの発電が継続するが、停車後はそれ
が途絶えることを利用してタイマ・コンデンサを充、放
電させ、その放電時間をもって停車後のランプの作動継
続時間とし、放電終了をもって作動停止信号としてスイ
ッチ回路を作動させる。なお、2次電池の充電機会をふ
やすためにランプの点灯を夜間のみに限ることが望まし
いが、その手段としてタイマ回路の中に光センサを加え
る。また小型化のため2次電池には小容量型を用いるこ
とが望ましいが、その場合、発電コイルからの充電機会
が少ないと2次電池が電力低下することが起り得る。そ
れを防ぐ手段として小型の太陽電池を2次電池に接続
し、補助的な充電を行なう。
【0012】
【作用】本尾灯装置を装着した自転車では走行時に、2
個の磁石および直列接続された2個の発電コイルによっ
て発電が行なわれ、発光ダイオードのランプが点滅す
る。本装置を装着する際、ユーザーが発電コイルと磁石
との間のコイルギャップを調整する必要はない。また、
本発明の別の態様では、上記の発電装置での発生電力が
2次電池に蓄電され、点灯制御回路での給電制御によっ
て、停車後も所定時間、ランプの点滅が継続される。さ
らに別の態様では、光センサの制御によってランプの点
滅が夜間のみに限られる。
【0013】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。本装置はコイル組立(1)、磁石組立(2)、ラン
プ組立(14)および点灯制御回路で構成する。図1は
本装置を取付けた自転車の後輪部の右側面図である。コ
イル組立(1)は後車輪のフェンダー(18)をまたい
でリアフォーク(16)に取付け、磁石組立(2)は後
車輪のリム(17)にはめ込んで取付ける。ランプ組立
(14)はコイル組立(1)と一体化してもよいし、別
の部位に取付けてもよい。点灯制御回路はランプ組立の
中に収納する。
【0014】図2はコイル組立(1)の斜視図である。
2個の発電コイル(3)は夫々、対向する2個のコイル
ケース(4)に収納されてアーチ金具(5)の先端に取
付けられ、かつ回路が直列に接続される。発電コイルに
は発生電圧を高めるため必要に応じて鉄心を加える。対
向する2個の発電コイルの間隔は後述のように、車輪の
リムの幅より、若干、大きく設定する。コイル組立
(1)はアーチ金具に車輪をまたがせ、取付パッド(1
5)を介してクランプ状の取付具でリアフォークに取付
ける。
【0015】図3は磁石組立(2)の斜視図である。磁
石(6)は同一形状のもの、2個を一対にして用い、車
輪の回転面に左右対称、かつ、磁極が同一方向を向くよ
うに配置してクリップ金具(7)に取付ける。クリップ
金具(7)の形状は取付け後、自身の弾性力によって車
輪のリム(17)の表面に密着するように形成する。従
って、車輪への取付け方法はクリップ金具をリムにはめ
込むだけでよい。そのとき、対向する2個の磁石(6)
の間隔は外側面がリムの幅と、ほぼ、一致するように決
める。このような寸法決めによって後述のように発電コ
イルと磁石との間のコイルギャップは自動的に設定され
る。磁石組立(2)は発生電力の所要に応じて複数個を
取付けてもよい。
【0016】図4は図1のA−A視断面図である。か
つ、磁石(6)が発電コイル(3)に最接近した状態で
の断面図である。本装置では発電が次のように行なわれ
る。車輪が回転して磁石(6)が対向する発電コイル
(3)の近くを接近、通過するとコイルを通る磁力線が
変化するので、それに応じてコイルにパルス状の電圧が
発生する。この電圧発生は2個のコイルで同時に起る
が、発電コイルが直列に接続されているので電圧が加え
合わされてランプ回路に加えられる。これによって、以
下のように、取付けの際、コイルギャップの調整を不要
にすることができる。
【0017】すなわち、コイルギャップは次のように決
められる。まず、2つの磁石の間隔は外側面がリムの幅
とほぼ一致するように決める。一方、2つの発電コイル
の間隔はこの磁石間隔より、若干、大きく設定してアー
チ金具に固定する。このような寸法設定によれば、コイ
ル間隔と磁石間隔との差が取付け後の、左右のコイルギ
ャップの和を与えることになる。実際には、接触に対す
る安全性確保のため、夫々のコイルギャップは5ミリ程
度が望ましく、従って、発電コイルの間隔は磁石間隔よ
り10ミリ程度大きく設定するのが実際的である。
【0018】このように車輪のリム幅を基準にして寸法
設定された磁石組立とコイル組立を夫々、車輪とリアフ
ォークに取付ければコイルギャップの大きさは自動的に
決まってしまう。ただしそのとき、製造公差のため、左
右のコイルギャップは等しくならず、不ぞろいになるこ
とはあり得る。しかし、この不ぞろいを是正する必要は
ない。2つの発電コイルは直列に接続されているから、
一方のコイルギャップが大きくなって発生電圧が下がっ
ても、他方のコイルギャップが小さくなって発生電圧が
上がり、両者の合計電圧はほぼ一定に保たれるからであ
る。従って、取付け後のコイルギャップ調整は不要であ
り、コイルと磁石の接触が起らないことを確認するだけ
で充分である。
【0019】次に、コイルと磁石の接触やスポークへの
噛み込み事故に対する安全性は次のように確保される。
まず、本装置では発電コイルがアーチ金具と一体化され
ており、アーチ金具がフェンダーをまたいでリアフォー
クに取付けられているが、この方式が噛み込み事故を防
いでいる。すなわち、アーチ金具の一方の取付けがゆる
んだとしてもアーチ金具は脱落しない。また、仮に、左
右の取付けが同時にゆるんだとしても、アーチ金具はフ
ェンダーに受け止められてそれ以上脱落しない。さら
に、そのとき発電コイルが左右に振れて車輪との接触が
起きたとしても、接触は発電コイルとリムの間で起き、
発電コイルがスポークまで届くことはない。従って、本
装置ではスポークへの噛み込み事故は構造的に起り得な
い。
【0020】次の可能性として発電コイルと磁石が何ら
かの原因で接触した場合にも、大きな被害は起らない。
磁石組立はクリップ金具でリムにはめ込まれているに過
ぎないから、接触時の衝撃が大きければ、その反力によ
って磁石組立がリムから抜け落ちてしまうからである。
このように、本装置では、仮に、取付け作業にミスがあ
っても大きな被害にならず、安全性が確保される。
【0021】図5は発電コイル(3)とランプ(8)と
の接続回路図である。ランプ(8)は2個の発光ダイオ
ードで構成し、互いに極性を逆にして発電コイルと並列
に接続する。発電コイルに発生するパルス電圧は、磁石
が通過する前後に極性が反転するから、順方向の発光ダ
イオードが1個ずつ点灯するが、実際には同時に点灯す
るように見える。
【0022】ランプ組立(14)には必要に応じて光源
像拡大のためのレンズや反射鏡を取付ける。また、ラン
プ組立は車体後部のどの部位に取付けてもよいが、コイ
ル組立(1)と一体化すれば装置の取付けが簡単にな
り、かつ、ランプを車体の両側面に設けるためにも都合
がよい。
【0023】次に、本発明の別の態様として、一時停車
中にもランプの点滅を継続する機能を次の手段で実行す
る。図6はそれを実行する点灯制御系統の機能ブロック
図である。図6において、発電コイル(3)での発生電
力は整流回路(9)で整流されて2次電池(10)に蓄
電される。スイッチ回路(11)は一定のサイクルでラ
ンプ(8)を点滅させるための回路である。タイマ回路
(12)は自転車が走行して発電コイルにパルス電圧が
発生したときにスイッチ回路の作動を開始させ、自転車
が停車してパルス電圧の発生が止まり、かつ、所定時間
を経過したのちにスイッチ回路の作動を停止させる。従
って、ランプ(8)は自転車の走行中、および停車後も
所定時間中は点滅を継続する。
【0024】図7は上記の点灯制御系統の回路図であ
り、次のように作動する。発電コイル(3)で発生した
電力は整流回路(9)で整流され2次電池(10)に蓄
電される。一方、整流回路の出力はダイオード(D1)
を経由してコンデンサ(C1)と抵抗(R2)からなる
タイマ回路に加えられる。その結果、自転車の走行中は
(C1)が絶えず充電されてタイマ回路の出力レベルが
高(ハイ)状態に保たれているが、停車すると(C1)
の放電が始まって放電終了後は、タイマ回路の出力レベ
ルは低(ロー)に下がる。すなわち、タイマ回路の出力
は自転車の走行と停止後、かつ、コンデンサの放電終了
後とに対応してハイからローへ変わるのでこれをスイッ
チ回路の入力としてランプへの給電を制御することがで
きる。停車中の点滅継続時間は(C1)と(R2)によ
る時定数で決められる。
【0025】スイッチ回路の構成要素、(IC1)乃至
(IC4)はNOR型論理素子集積回路である。(IC
1)はタイマ信号の入力部であり、(IC2)、(IC
3)および(IC4)はコンデンサ(C2)と抵抗(R
3)、(R4)と共にCR発振器を形成してランプを一
定サイクルで点滅させる。これらのNOR素子は上、下
2つの入力が共にローレベルになった時にのみ出力がハ
イレベル(ON状態)になり、それ以外の入力ではロー
レベル(OFF状態)を保つから、入力信号のレベルに
従ってスイッチ機能をもたせることができる。
【0026】自転車が走り出すと(C1)が充電されて
電圧が上がる。その結果、(IC1)の上方入力が上が
って(IC1)がOFF、(IC2)がON、(IC
3)がOFF、(IC4)がONになってランプが点灯
し、同時にコンデンサ(C2)が充電される。(C2)
の電圧が上がると(IC2)の下方入力がハイになって
(IC2)がOFF、従って、(IC4)がOFFにな
り、ランプが消灯する。そうすると(C2)の放電が始
まり、(IC2)の下方入力がローに下がって(IC
2)がON、従って(IC4)がONになって再びラン
プが点灯する。このように走行中はCR発振器の時定数
に従ってランプの点滅が繰返される。自転車が停ると、
(C1)の放電が始まり、放電が終了すると(IC1)
の上方入力がローになる。その結果、(IC1)がO
N、従って、(IC4)がOFFになってランプが消灯
する。このようにランプは停車後も、しばらく点滅を繰
返すが、(C1)の放電が終れば自動的に消灯する。
【0027】図8はランプの点灯を夜間のみに限るため
の手段を示す部分回路図であり、カドミュウム・セル
(CdS)光センサ(13)をタイマ回路の出力部に加
える。カドミュウムセルの抵抗は昼間は数百オーム程度
であるが、夜間には数メグオームまで高抵抗化する。従
って、昼間はコンデンサ(C1)のチャージがバイパス
され、(IC1)の上方入力がローに保たれるのでラン
プは点灯しない。しかし夜間にはカドミュウムセルが高
抵抗化するのでバイパス機能が停止し、タイマ回路の信
号が(IC1)に伝えられて点灯制御が行なわれる。ラ
ンプの点灯を夜間に限ることで昼間に2次電池を充電す
る機会をふやすことができる。
【0028】図9は発電コイルからの充電の他に2次電
池を補助的に充電する手段を示す部分回路図であり、小
型の太陽電池(19)をダイオード(D3)を介して2
次電池(10)に接続する。自転車の長期間放置やその
他の原因で発電コイルからの充電機会が少ないと、2次
電池の電力低下が起り得るので、それを防ぐ手段として
太陽電池からの充電が有効である。太陽電池の出力は日
陰の状態でも10平方センチで1ミリワット程度が期待
できるから所要の寸法は充分小型化できる。
【0029】上記の点灯制御系統においては、2次電池
(10)の代わりに、小型で容量が大きいコンデンサを
使うこともできる。電気二重層型のコンデンサには容量
的に本装置に適合するものが実用されており、充放電回
数が無制限というメリットがある。2次電池または、こ
れに代えて利用するコンデンサをあわせて蓄電手段と総
称する。
【0030】
【発明の効果】本装置を装着した自転車が走行すれば発
光ダイオードを光源とするランプが自動的に点滅する。
また、点灯制御回路を装備すれば、停車後も所定時間、
ランプの点滅が継続される。従って、夜間、自転車の走
行や一時停車を後方から容易に識別することができる。
【0031】ランプを点、消灯するための手動スイッチ
は要らない。また、前照灯からの配線も必要ない。
【0032】本装置の装着は極めて容易であり、コイル
ギャップの調整も不要である。取付けミスなどのために
発電コイルと磁石が接触したとしても大きな損傷になら
ない。さらに、発電コイルが車輪のスポークに噛み込む
ような事故は構造的に、起り得ない。従って、極めて安
全性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本装置を取付けた自転車の後輪部の右側面図で
ある。
【図2】コイル組立(1)の斜視図である。
【図3】磁石組立(2)の斜視図である。
【図4】図1のA−A視断面図である。かつ、磁石が発
電コイルに最接近したときの断面図である。
【図5】発電コイル(3)とランプ(8)との接続回路
図である。
【図6】点灯制御系統の機能ブロック図である。
【図7】点灯制御系統の回路図である。
【図8】点灯制御回路の部分回路図である。
【図9】点灯制御回路の部分回路図である。
【符号の説明】
1 コイル組立 2 磁石組立 3 発電コイル 4 コイルケース 5 アーチ金具 6 磁石 7 クリップ金具 8 ランプ 9 整流回路 10 2次電池 11 スイッチ回路 12 タイマ回路 13 光センサ 14 ランプ組立 15 取付パッド 16 リアフォーク 17 リム 18 フェンダー 19 太陽電池 C1 C2 コンデンサ D1 D2 D3 ダイオード R1 R2 R3 R4 R5 抵抗 IC1 IC2 IC3 IC4 NOR論理素子集積
回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光ダイオードを光源とするランプ
    (8)をもち、発電手段として、(ア)アーチ金具
    (5)と、その先端に対向して取付けられた同一形状
    で、かつ、直列に接続された2個の発電コイル(3)か
    らなるコイル組立(1)と、(イ)車輪のリムにはめ込
    まれたクリップ金具(7)および、これに取付けられた
    同一形状の2個の磁石(6)からなる磁石組立(2)か
    ら構成され、これら部材の車輪に対する位置関係とし
    て、(イ)項の2個の磁石については回転面に対して左
    右対称、かつ、磁極が同一方向に向くように配置し、
    (ア)項のコイル組立についてはアーチ部が車輪をまた
    ぐようにして車体のリアフォークに取付け、かつ、車輪
    が回転したときに磁石が左右の発電コイルの内側近く
    を、これに接触することなく接近、通過するように発電
    コイルの間隔を設定することによって、車輪が回転する
    度に発電コイルに電力が発生するようにした発電装置が
    形成され、その電力でランプを点滅させることを特徴と
    する自転車用尾灯装置。
  2. 【請求項2】 請求項1の自転車用尾灯装置に加えて、
    自転車の走行中はランプの一定サイクル点滅を、また、
    停車直後にも所定時間、ランプの点滅を継続する手段と
    して、(ウ)発電コイル(3)で発生した電力を蓄電す
    る蓄電手段と、(エ)ランプ(8)の点滅を制御するス
    イッチ回路(11)と、(オ)発電コイル(3)の発電
    開始と発電停止を検知することでスイッチ回路(11)
    に、走行中および停車後、所定時間中は作動継続信号
    を、また、停車後、かつ、所定時間以後は作動停止信号
    を出力するタイマ回路(12)、から構成されるランプ
    の点灯制御回路を備えることを特徴とする自転車用尾灯
    装置。
  3. 【請求項3】 請求項2の点灯制御回路に加えて、タイ
    マ回路(12)に光センサ(13)を加えることによっ
    て、ランプ(8)の点滅を夜間のみに限るようにした自
    転車用尾灯装置。
  4. 【請求項4】 請求項2の点灯制御回路に加えて、
    (ウ)項の蓄電手段に太陽電池(19)を接続すること
    によって発電コイルからの充電機会が少ない場合にも蓄
    電手段に電力低下が起らないようにした自転車用尾灯装
    置。
JP8226244A 1996-08-28 1996-08-28 自転車用尾灯装置 Pending JPH1067357A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050102218A (ko) * 2004-04-21 2005-10-26 이동민 자전거의 발전기
CN103318315A (zh) * 2013-06-29 2013-09-25 余德锐 户外运动骑行投影激光尾灯的连接组件
CN113622156A (zh) * 2020-05-09 2021-11-09 青岛海尔滚筒洗衣机有限公司 滚筒洗衣机

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