專利名稱：自行車用照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明裝置，特別是涉及能夠連接到根據(jù)自行車的行進而 發(fā)電的發(fā)電機上的自行車用照明裝置。
背景技術(shù)：
在自行車的前燈或尾燈等的自行車用照明裝置中，公知有為了減少 燈泡燒毀的故障等而使用發(fā)光二極管的照明裝置(例如，參照專利文獻 1)。在以往的照明裝置中，通過由配置在車輪中的輪轂發(fā)電設(shè)備發(fā)出的 電力來點亮發(fā)光二極管。發(fā)光二極管設(shè)置有兩個，以相互反向的方式并 聯(lián)連接。由此，無需對從輪轂發(fā)電設(shè)備輸出的交流電力進行整流就可進 行使用。
專利文獻l:特開2005-329737號公報
在燈泡這樣的電阻負(fù)載時， 一般而言，按照歐姆定律，在燈泡中流 過的電流與電壓成比例。但是，在發(fā)光二極管負(fù)載時，在2-4伏特左右 的電壓下電流急劇地流出。此外，在發(fā)光二極管為一個時，在旋轉(zhuǎn)速度 低的狀態(tài)下可以得到一定程度的輸出，但若旋轉(zhuǎn)速度變高，則中途的輸 出的上升比例降低，存在幾乎達(dá)到極限的問題。因此，存在高速行進時 輸出不充分的問題。
為了消除這樣的問題而考慮串聯(lián)連接多個發(fā)光二極管。在串聯(lián)連接 發(fā)光二極管時，隨著自行車的速度變快、即發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)速度變快，與 發(fā)光二極管匹配的電壓(以下，稱為匹配電壓)升高，所以連接的發(fā)光 二極管的數(shù)量越多，其輸出越大。但是，隨著旋轉(zhuǎn)速度的降低，匹配電 壓降低。因此，若令串聯(lián)連接多個發(fā)光二極管的裝置動作，則可能在發(fā) 電電壓較低的低速行進時無法得到充分的輸出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題為，在具有多個發(fā)光二極管的自行車用照明裝置 中，可根據(jù)發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)而得到最合適的輸出。
技術(shù)方案1的自行車用照明裝置，是能夠與根據(jù)自行車的行進而
發(fā)電的發(fā)電機連接的裝置，包括多個光源和控制部。多個光源，分別 具有借助發(fā)電機的輸出而發(fā)光的至少一個發(fā)光二極管?？刂撇浚鶕?jù) 發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)而切換控制發(fā)電機和多個光源之間的連接狀態(tài)。
在該照明裝置中，根據(jù)發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)而切換控制發(fā)電機和多 個光源的連接狀態(tài)。例如，在發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)為較低的低速時，僅 接通一個光源，并隨著旋轉(zhuǎn)狀態(tài)變快而增加接通的光源。由此，可在 匹配電壓較低的低速時確保充分的輸出，并且在匹配電壓較高的高速 時也得到充分的輸出。在此，由于構(gòu)成為根據(jù)發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)而切 換控制多個光源的連接狀態(tài)，所以可根據(jù)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)增減點亮的光源的 數(shù)量。因此，可根據(jù)發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)得到最合適的輸出。
技術(shù)方案2的自行車用照明裝置，在技術(shù)方案1所述的裝置中， 還包括能夠接通斷開多個光源的多個開關(guān)部、和檢測發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)狀 態(tài)的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部，控制部，根據(jù)由旋轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部檢測出的旋轉(zhuǎn) 狀態(tài)使多個開關(guān)部接通斷開，由此切換控制發(fā)電機和多個光源之間的 連接狀態(tài)。此時，由于檢測旋轉(zhuǎn)狀態(tài)并根據(jù)該檢測結(jié)果而接通斷開開 關(guān)部，從而切換控制發(fā)電機和光源的連接狀態(tài)，所以控制的精度變高， 可根據(jù)發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)而得到更合適的輸出。
技術(shù)方案3的自行車用照明裝置，在技術(shù)方案1或2所述的裝置 中，多個光源分別具有以極性不同的方式并聯(lián)連接的兩個發(fā)光二極 管。此時，由于構(gòu)成一個光源的兩個發(fā)光二極管以極性不同的方式并 聯(lián)連接，所以兩個發(fā)光二極管配置為相互成為反向。因此，即便從發(fā) 電機輸出交流電，無需對該交流電力進行整流就可進行使用。
技術(shù)方案4的自行車用照明裝置，在技術(shù)方案1或2所述的裝置 中，還具有對交流發(fā)電機的交流電力進行整流的整流電路，多個光源 分別具有一個發(fā)光二極管，在整流后的電力作用下動作。此時，由于 可通過一個發(fā)光二極管構(gòu)成光源，所以光源的構(gòu)成變得簡單，可實現(xiàn)
照明裝置的小型化。
技術(shù)方案5的自行車照明用裝置，在技術(shù)方案2至4中的任一項 所述的裝置中，控制部以下述方式控制開關(guān)部與從由旋轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測 部檢測的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)得到的自行車速度的增加相對應(yīng)，從一個光源開始 依次增加接通的發(fā)光二極管。此時，由于與自行車的速度對應(yīng)，光源 的發(fā)光二極管依次接通而增加點亮的發(fā)光二極管，所以可根據(jù)速度而
得到最合適的輸出。
技術(shù)方案6的自行車用照明裝置，在技術(shù)方案5所述的裝置中， 控制部以下述方式控制開關(guān)部根據(jù)檢測出的速度的增加，逐一依次 接通多個光源。此時，若速度增加，則點亮的光源一個個地增加，所 以可抑制無用的電力的消耗。
根據(jù)本發(fā)明，由于構(gòu)成為根據(jù)發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)而切換控制多個 光源的連接狀態(tài)，所以可根據(jù)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)增減點亮的光源的數(shù)量。因此， 可根據(jù)發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)得到最合適的輸出。


圖l是采用了本發(fā)明的第1實施方式的自行車的側(cè)視圖。 圖2是其控制框圖。 圖3是其控制流程圖。
圖4是表示串聯(lián)連接的發(fā)光二極管的輸出曲線的圖表。 圖5是表示本發(fā)明的照明裝置的輸出曲線的圖表。 圖6是第2實施方式的相當(dāng)于圖2的圖。
附圖標(biāo)記i兌明
14、 114前燈(自行車用照明裝置的一例) 19 發(fā)電機
20a~20d， 120a-120d 光源(多個光源的一例) 21切換控制部(控制部的一例)
22a 22d， 122a~122d 第1 ~第4開關(guān)(多個開關(guān)部的一例) 31a~31d， 32a 32d, 131 發(fā)光二極管 23 旋轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部 101自行車
具體實施方式
<第1實施方式〉
在圖1中，采用本發(fā)明的第1實施方式的自行車101包括具有前 叉102a的車架102、把手104、由鏈條和踏板等構(gòu)成的驅(qū)動部105、具 有輻條99的前輪(車輪)106、后輪107。該自行車101的前輪106中
裝入在內(nèi)部具有交流輸出的發(fā)電機19 (圖2)的輪^JC電設(shè)備10，發(fā)出 的電力經(jīng)由電源線13供給到前燈(自行車用照明裝置的一例)14。
作為本發(fā)明的第1實施方式的自行車用照明裝置的前燈14，固定在 設(shè)置于前叉102a上的燈架102b上。前燈14在前部具有透鏡15a，且具 有固定在燈架102b上的燈殼15。
此外，前燈14，如圖2所示，具有收納在燈殼15內(nèi)的多個(例如4 個)光源20a~20d、和根據(jù)發(fā)電機19的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)而切換控制發(fā)電機19 和多個光源20a 20d之間的連接狀態(tài)的切換控制部(控制部的一例)21。 前燈14，還具有可接通斷開多個光源的第1~第4開關(guān)(多個的開關(guān)部 的一例)22a-22d、檢測發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部23、向切 換控制部21供給既定電壓的直流電的電路電源部24、根據(jù)自行車101 的周圍的亮度(照度)而統(tǒng)一接通斷開光源20a 20d的照度控制部25。
照度控制部25，配置在發(fā)電機19和光源20a 20d之間，在周圍為 亮的例如白天這樣的亮狀態(tài)時，斷開光源20a-20d，在周圍為暗的例如 夜間這樣的暗狀態(tài)時，接通光源20a-20d。
多個光源20a ~ 20d串聯(lián)連接，各光源20a ~ 20d具有借助發(fā)電機19 的交流輸出而發(fā)光的兩個發(fā)光二極管31a-31d、 32a~32d。各發(fā)光二極 管31a-31d， 32a ~ 32d是例如3W、 700mA左右的高亮度型的白色發(fā)光二 極管。兩個發(fā)光二極管31a~31d， 32a~ 32d以極性不同的方式并聯(lián)連接。 即，將一方的發(fā)光二極管31a~31d的陽極與另一方的發(fā)光二極管32a ~ 32d的陰極連接，并將一方的發(fā)光二極管31a~31d的陰極與另一方的發(fā) 光二極管32a ~ 32d的陽極連接，將兩個發(fā)光二極管31a ~ 31d， 32a ~ 32d 配置為相互成為反向。由此，無需將來自發(fā)電機19的交流輸出整流為直 流就可進行使用。
切換控制部21，包括具有例如CPU、 RAM、 ROM或輸入輸出I/F的微 型計算機。切換控制部21，根據(jù)由旋轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部23檢測出的旋轉(zhuǎn)狀 態(tài)來接通斷開第1 ~第4開關(guān)22a ~ 22d，由此切換控制發(fā)電機19和光源 20a ~ 20d之間的連接狀態(tài)。
第1 ~第4開關(guān)22a ~ 22d，配置在照度控制部25和各光源20a ~ 20d 之間。具體而言，第1開關(guān)22a連接在光源20a和光源20b之間，第2 開關(guān)22b連接在光源20b和光源20c之間，第3開關(guān)22c連接在光源20c 和光源20d之間，第4開關(guān)22d與光源20d的端部連接。照度控制部25， 與發(fā)電機19的一端連接，光源20a的端部與發(fā)電機19的另一端連接。 第1 ~第4開關(guān)22a ~ 22d由切換控制部21進行接通斷開的控制。在此， 若僅第1開關(guān)22a接通，則光源20a點亮，若僅第2開關(guān)22b接通則光 源20a、 20b點亮，若僅第3開關(guān)22c接通則光源20a~20c點亮，若僅 第4開關(guān)22d接通，則全部的光源20a-20d點亮。
旋轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部23與發(fā)電機19的一端連接，根據(jù)發(fā)電機19的輸出， 發(fā)電機19每旋轉(zhuǎn)一團，旋轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部23生成具有多個脈沖的脈沖信 號并輸出到切換控制部21。在切換控制部21中，才艮據(jù)該多個脈沖信號 計算出自行車101的速度。
電路電源部24，與發(fā)電機19的一端連接，將發(fā)電機19的交流輸出 整流為直流，并且定電壓化為例如3-5伏特左右的既定直流電壓而輸出 到切換控制部21。
在此，在圖4中表示發(fā)光二極管31a ~ 31d或32a ~ 32d的輸出曲線， 其中以令光源20a~20d的連接數(shù)變化時的發(fā)光二極管31a~31d或者 32a 32d的輸出(W)作為縱軸、以自行車101的時速(km/h)作為橫 軸。在此，在圖4中，黑菱形的長虛線表示僅將一個光源連接在發(fā)電機 19上時的輸出曲線，黑方形的雙點劃線表示將串聯(lián)連接的兩個光源連接 在發(fā)電機19上時的輸出曲線。此外，黑三角的短虛線表示將串聯(lián)連接的 3個光源連接在發(fā)電機19上時的輸出曲線，X的點劃線表示將串聯(lián)連接 的4個光源連接在發(fā)電機19上時的輸出曲線。
如圖4所示，隨著串聯(lián)連接的發(fā)光二極管的數(shù)量的增加，高速時的 輸出逐漸增大。但是，相反，低速時的輸出逐漸減小。因此，在本實施 方式中，在基于光源的個數(shù)的輸出曲線交叉的位置附近的速度V1~V3 處，通過切換控制部21切換控制點亮的光源20a~20d的數(shù)量，由此可 得到與速度對應(yīng)的最合適的輸出。
接著，根據(jù)圖3所示的控制流程圖對切換控制部21的切換控制動作 進行說明。
若自行車101行進而使切換控制部21通電，則在步驟Sl進行初始 設(shè)定。在步驟S1中，設(shè)定例如車輪的周長數(shù)據(jù)或上述切換用的速度V1-V3等的數(shù)據(jù)。在步驟S2中，從由旋轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部23輸出的脈沖信號的 旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的數(shù)據(jù)計算出自行車101的速度V。在步驟S3中，判斷速度V 是否小于速度VI、即一個發(fā)光二極管和兩個發(fā)光二極管的輸出曲線交叉
處附近的速度。在步驟S4中，判斷速度V是否在速度V1以上且小于速 度V2、即兩個發(fā)光二極管和3個發(fā)光二極管的輸出曲線交叉處附近的速 度。在步驟S5中，判斷速度V是否在速度V2以上且小于速度V3、即3 個發(fā)光二極管和4個發(fā)光二極管的輸出曲線交叉處附近的速度。
在速度V小于速度VI時，從步驟S3轉(zhuǎn)移到步驟SIO。在步驟S10 中，僅接通第1開關(guān)22a,并斷開其他的第2~第4開關(guān)22b-22d，回 到步驟S2。由此，僅光源20a點亮。在速度V為速度VI以上且小于速 度V2時，從步驟S4轉(zhuǎn)移到步驟S11。在步驟S11中，僅接通第2開關(guān)22b， 并關(guān)閉其他的第1、第3、第4開關(guān)22a、 22c、 22d，并回到步驟S2。由 此，兩個光源20a、 20b點亮。
在速度V在速度V2以上且小于速度V3時，從步驟S5轉(zhuǎn)移到步驟 S12。在步驟S12中，僅接通第3開關(guān)22c，并斷開其他的第1、第2、 第4開關(guān)22a、 22b、 22d，并回到步驟S2。由此，3個光源20a-20c點 亮。在速度V為速度V3以上時，從步驟S5轉(zhuǎn)移到步驟S6。在步驟S6 中，僅接通第4開關(guān)22d，斷開其他的第1~第3的開關(guān)22a~22c。由 此，4個光源20a 20d全部點亮而回到步驟S2。
圖5表示這樣切換控制光源20a-20d時的輸出曲線。在圖5中，黑 菱形的實線表示切換控制時的輸出曲線，*的雙點劃線表示使用15Q負(fù) 載的燈泡時的輸出曲線。
從圖4和圖5的比較可知，與發(fā)光二極管為一個時相比，高速側(cè)的 輸出變高，與發(fā)光二極管為兩個時相比高速側(cè)以及低速側(cè)的輸出變高， 與發(fā)光二極管為3個時相比高速側(cè)以及低速側(cè)的輸出變高，與發(fā)光二極 管為四個時相比低速側(cè)的輸出變高。
在該前燈14中，在發(fā)電機19的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)為較低的低速時，僅接通 一個光源20a，并隨著旋轉(zhuǎn)狀態(tài)變快而逐漸增加接通的光源。由此，可 在匹配電壓較低的低速時確保充分的輸出，并且在匹配電壓較高的高速 時也得到充分的輸出。在此，由于構(gòu)成為根據(jù)發(fā)電機19的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)而切 換控制多個光源20a-20d的連接狀態(tài)，所以可根據(jù)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)增減點亮的 光源20a~20d的數(shù)量。因此，可才艮據(jù)發(fā)電機19的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)而得到最佳 的輸出。
<第2實施方式>
在上述第1實施方式中，在光源20a-20d上分別設(shè)置以極性不同的
方式并聯(lián)連接的兩個發(fā)光二極管，原樣使用發(fā)電機19的交流輸出而令光 源20a 20d點亮，但在第2實施方式中，如圖6所示，在前燈114中設(shè) 置有將交流電力整流為直流的整流電路126。
整流電路126，配置在發(fā)電機19的一端和照度控制部25之間。整 流電路126，由橋接4個二極管的全波整流電路構(gòu)成。此外，電路電源 部124沒有整流功能，具有將直流既定電壓化的定電壓功能。
串聯(lián)連接的光源120a~120d，分別由一個發(fā)光二極管131a~131d 構(gòu)成。該發(fā)光二極管131a ~ 131d的陽極與各開關(guān)22a ~ 22d連接。
切換控制部21，進行與第1實施方式相同的控制。即，在速度V小 于速度VI時僅接通第1開關(guān)22a，在速度VI以上且小于速度V2時僅接 通第2開關(guān)22b，在速度V2以上且小于速度V3時僅接通第3開關(guān)22c， 在速度V3以上時僅接通第4開關(guān)22d。由此，從光源120a開始，與各 速度對應(yīng)地依次增加接通的光源。
此時，由于通過一個的發(fā)光二極管131a-131d構(gòu)成各自的光源 120a~120d，所以光源120a-120d的結(jié)構(gòu)簡單，可實現(xiàn)前燈114的小型 化。
<其他實施方式>
(a) 在上述兩實施方式中，構(gòu)成為設(shè)置照度控制部而根據(jù)照度接通 斷開光源，但也可構(gòu)成為不設(shè)置照度控制部而始終點亮。此外，也可將 照度傳感器與切換控制部連接，并通過切換控制部進行與照度對應(yīng)的接 通斷開控制。
(b) 在上述兩實施方式中，從旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的檢測結(jié)果計算出自行車的 速度而進行切換控制，但也可使用發(fā)電機19的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)即發(fā)電機19的 旋轉(zhuǎn)速度來進行切換控制。此外，也可另外設(shè)置檢測自行車的速度的速 度傳感器，并以其檢測輸出作為發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)來進行切換控制。
(c) 在上述兩實施方式中，作為自行車用照明裝置來說例示了前燈， 但也可將本發(fā)明應(yīng)用在閃爍地表示自行車的位置等的指示燈或尾燈上。
(d) 在上述兩實施方式中，例示了安裝在前叉102a上的前燈，但 作為自行車的照明裝置，只要可安裝在自行車上，則安裝在任意部位都 可以。
(e) 在上述兩實施方式中，作為發(fā)電機19例示了搭載在輪轂發(fā)電 設(shè)備10上的發(fā)電機，但連接在本發(fā)明上的發(fā)電機不限定于此，也可與輪
緣發(fā)電設(shè)備、或配置在車輪的輻條和車架之間的發(fā)電機、或配置在車輪 的輻條的外側(cè)的發(fā)電機連接。
(f) 光源的個數(shù)不限定為4個，只要為多個，則可為任意個。此外， 開關(guān)數(shù)也不限定為4個，可與光源的個數(shù)或連接方式對應(yīng)而任意地設(shè)定。
(g) 在上述實施方式中，串聯(lián)連接光源，但在使用4個光源時，也 可構(gòu)成為例如在并聯(lián)連接4個光源的構(gòu)成、將并聯(lián)連接的兩個光源串聯(lián) 連接的構(gòu)成、串聯(lián)連接4個光源的構(gòu)成之間進行切換控制。此時，與串 聯(lián)連接光源的后者的構(gòu)成相比，在增加了并聯(lián)連接的前者的兩種情況中， 具有大幅減少在各發(fā)光二極管中流過的電流的效果。
權(quán)利要求
1.一種自行車用照明裝置，能夠與根據(jù)自行車的行進而發(fā)電的發(fā)電機連接，包括多個光源，分別具有借助上述發(fā)電機的輸出而發(fā)光的至少一個發(fā)光二極管，控制部，根據(jù)上述發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)而切換控制上述發(fā)電機和上述多個光源之間的連接狀態(tài)。
2. 如權(quán)利要求l所述的自行車用照明裝置，其特征在于， 還包括能夠接通斷開上述多個光源的多個開關(guān)部、和檢測上述發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部，上述控制部，根據(jù)由上述旋轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測部檢測出的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)使上 述多個開關(guān)部接通斷開，由此切換控制上述發(fā)電機和上述多個光源之 間的連接狀態(tài)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的自行車用照明裝置，其特征在于，上 述多個光源分別具有以極性不同的方式并聯(lián)連接的兩個發(fā)光二極管。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的自行車用照明裝置，其特征在于， 還包括對上述交流發(fā)電機的交流電力進行整流的整流電路， 上述多個光源分別具有一個發(fā)光二極管，并在整流后的電力作用下動作。
5. 如權(quán)利要求2至4中的任一項所述的自行車用照明裝置，其特 征在于，上述控制部以下述方式控制上述開關(guān)部與從由上述旋轉(zhuǎn)狀 態(tài)檢測部檢測的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)得到的自行車速度的增加相對應(yīng)，從一個光 源開始依次增加接通的發(fā)光二極管。
6. 如權(quán)利要求5所述的自行車用照明裝置，其特征在于，上述控 制部以下述方式控制上述開關(guān)部根據(jù)檢測出的上述旋轉(zhuǎn)速度的增 加，逐一依次接通上述多個光源。
全文摘要
在具有多個發(fā)光二極管的自行車用照明裝置中，能夠與發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)對應(yīng)而得到最合適的輸出。前燈(14)是可與根據(jù)自行車的行進而發(fā)電的發(fā)電機(19)連接的裝置，具有多個光源(20a～20d)和切換控制部(21)。多個光源分別具有借助發(fā)電機的輸出而發(fā)光的發(fā)光二極管(31，32)?？刂撇扛鶕?jù)發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)而切換控制發(fā)電機和多個光源之間的連接狀態(tài)。
文檔編號B62J6/02GK101172497SQ200710102369
公開日2008年5月7日 申請日期2007年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月30日
發(fā)明者北村智 申請人:株式會社島野