(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧が印加されることによって発光する発光手段と、
前記発光手段に電圧を印加するためのバッテリと、
前記発光手段による発光が連続的な発光として視認できる範囲で、前記バッテリからの電圧の印加を断続させる制御手段とを備えた、自転車用照明装置。
【請求項２】
前記制御手段によって制御される電圧の印加期間と電圧の非印加期間との比率を調節する調節手段をさらに備えた、請求項１記載の自転車用照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は自転車のヘッドランプや安全灯などに用いられるバッテリを用いた照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来のバッテリを用いた自転車用照明装置の回路図である。
【０００３】
図７を参照して、従来の自転車用照明装置では電源ＥとスイッチＳＷと、電球Ｌと抵抗Ｒとが直列に接続されている。抵抗Ｒは回路を流れる電流を制限し、電池の寿命を延ばすために接続されている。スイッチＳＷのオン／オフに応じ、電球Ｌは点灯／消灯する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の自転車用照明装置では抵抗Ｒにより消費される電力が大きいため、消費電力の割りには電球の発光量が少ないという問題点があった。
【０００５】
たとえば６Ｖの電源を用い、３３０ｍＡの電流で、４．８Ｖ−０．５Ａのハロゲンランプを点灯させるためには、抵抗Ｒとして１２．７Ωの抵抗器が用いられる。このときハロゲンランプは電圧１．６Ｖで点灯し、０．５３Ｗの電力を消費するのに対し、抵抗器には電圧４．４Ｖが印加され、ハロゲンランプよりも多い１．４５Ｗの電力を消費することとなる。
【０００６】
それゆえにこの発明は回路全体の消費電力が少なく、かつ明るい発光が可能な自転車用照明装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の自転車用照明装置は、電圧が印加されることによって発光する発光手段と、発光手段に電圧を印加するためのバッテリと、発光手段による発光が連続的な発光として視認できる範囲で、バッテリからの電圧の印加を断続させる制御手段とを備えたものである。
【０００８】
請求項２記載の自転車用照明装置は、請求項１記載の自転車用照明装置であって、制御手段によって制御される電圧の印加期間と電圧の非印加期間との比率を調節する調節手段をさらに備えたものである。
【０００９】
【作用】
請求項１記載の自転車用照明装置は、発光手段による発光が連続的な発光として視認できる範囲で、発光手段に印加される電圧を断続させる。
【００１０】
請求項２記載の自転車用照明装置は、請求項１記載の自転車用照明装置の作用に加え、電圧の印加期間と電圧の非印加期間との比率を調節する。
【００１１】
【実施例】
図１は本発明の第１の実施例における自転車用照明装置の回路図である。
【００１２】
図１を参照して自転車用照明装置は、半導体集積回路ＩＣ、ハロゲンランプＬ、電源Ｅ、連動するスイッチＳＷ−ａ，ｂ、バイポーラトランジスタＴ1 ，Ｔ2 、抵抗Ｒ1 〜Ｒ4 、コンデンサＣ1 ，Ｃ2 を含む。
【００１３】
半導体集積回路ＩＣとは、テキサスインスツルメンツ社発行、「リニアサーキットデータブック１９９０」１０−４７に記載されている汎用タイマＩＣ、ＳＥ・ＳＡ・ＮＥ・５５５／５５６を示す。
【００１４】
図１を参照して、電源Ｅの＋端子はスイッチＳＷ−ａの端子Ａに接続され、電源Ｅの−端子はスイッチＳＷ−ｂの端子Ａに接続される。使用状態に応じてスイッチＳＷ−ａ，ｂの各々の端子ＡはスイッチＳＷ−ａ，ｂの各々のＯＦＦ端子、ＬＯＷ端子、ＨＩ端子のいずれかと導通する。なおスイッチＳＷ−ａ，ｂは連動するスイッチであり、スイッチＳＷ−ａおよびスイッチＳＷ−ｂのＯＦＦ状態、ＨＩ状態、ＬＯＷ状態は常に一致する。
【００１５】
スイッチＳＷ−ａのＨＩ端子とＬＯＷ端子はともに半導体集積回路ＩＣの８番ピンに接続される。スイッチＳＷ−ｂのＨＩ端子はバイポーラトランジスタＴ2 のコレクタ電極Ｃに、ＬＯＷ端子は半導体集積回路ＩＣの１番ピンにそれぞれ接続される。半導体集積回路ＩＣの４番ピンと８番ピンと、および２番ピンと６番ピンとはそれぞれ接続される。半導体集積回路ＩＣの７番ピンと８番ピンとは抵抗Ｒ1 を介して接続される。半導体集積回路ＩＣの６番ピンと７番ピンとは抵抗Ｒ2 を介して接続される。半導体集積回路ＩＣの４番ピンとバイポーラトランジスタＴ1 のコレクタ電極Ｃとは抵抗Ｒ3 を介して接続される。半導体集積回路ＩＣの３番ピンとバイポーラトランジスタＴ1 のベース電極Ｂとは抵抗Ｒ4 を介して接続される。半導体集積回路ＩＣの６番ピンとバイポーラトランジスタＴ2 のエミッタ電極ＥとはコンデンサＣ1 を介して接続される。半導体集積回路ＩＣの５番ピンとバイポーラトランジスタＴ2 のエミッタ電極ＥとはコンデンサＣ2 を介して接続される。バイポーラトランジスタＴ1 のエミッタ電極ＥとバイポーラトランジスタＴ2 のベース電極Ｂは接続される。半導体集積回路ＩＣの４番ピンとバイポーラトランジスタＴ2 のコレクタ電極ＣとはハロゲンランプＬを介して接続される。
【００１６】
次に図１の回路の動作について説明する。
連動するスイッチＳＷ−ａ，ｂがＯＦＦ状態のときは、ハロゲンランプＬは電圧が印加されないので点灯しない。
【００１７】
連動するスイッチＳＷ−ａ，ｂがＨＩ状態のときは、電源ＥとハロゲンランプＬとを直列に結ぶ回路が形成され、ハロゲンランプＬは電源Ｅの電圧で点灯する。
【００１８】
連動するスイッチＳＷ−ａ，ｂがＬＯＷ状態のときは、半導体集積回路ＩＣは無安定マルチバイブレータとして動作し、抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 およびコンデンサＣ1 によって定まる周期を持つパルスが３番ピンより出力される。このパルスはバイポーラトランジスタＴ1 ，Ｔ2 により増幅されハロゲンランプＬを点灯させる。パルスの周期は短いのでハロゲンランプＬによる発光は連続的な発光として視認される。
【００１９】
図２は図１の半導体集積回路ＩＣの３番ピンの出力を示すタイムチャートである。
【００２０】
半導体集積回路ＩＣの３番ピンの出力が“１”である時間ｔONと、“０”である時間ｔOFF とは、図１の回路図の抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 の抵抗値とコンデンサＣ1 の容量とにより（１），（２）式のように決定される。
【００２１】
ｔON＝０．６９３・（Ｒ1 ＋Ｒ2 ）・Ｃ1                       …（１）
ｔOFF ＝０．６９３・Ｒ2 ・Ｃ1                               …（２）
またｔON＋ｔOFF ＝周期Ｔであるため、（１），（２）式を用いてデューティ比Ｄ（周期Ｔの中でのｔONの割合）は（３）式で表される。
【００２２】
Ｄ＝ｔON／（ｔON＋ｔOFF ）＝（Ｒ1 ＋Ｒ2 ）／（Ｒ1 ＋２・Ｒ2 ）…（３）以上のように本実施例の回路ではＲ1 ，Ｒ2 を適当な値に変えることにより５０〜１００％程度の範囲でデューティ比を変化させることができる。
【００２３】
たとえば、Ｒ1 ＝３．３Ｋ［Ω］、Ｒ2 ＝１Ｍ［Ω］、Ｃ1 ＝０．００１μ［Ｆ］と設定した場合、本実施例の回路はパルスの周波数ｆ≒７００Ｈｚ、周期Ｔ≒１．４２ｍＳ、ｔOFF ≒０．７３ｍＳ、デューティ比Ｄ＝４８％、回路を流れる平均電流Ｉ≒３３０ｍＡで作動する。
【００２４】
表１はハロゲンランプＬを異なる電圧、電流で点灯させたときの光度（単位ｃｄ）を示す表であり、図３は表１をグラフ化したものである。
【００２５】
図中、直結時の光度とは電源にハロゲンランプＬを直結した状態（たとえば図１の回路でのＨＩ状態）での光度を示し、３３０ｍＡでの光度とは、図１の回路でのＬＯＷ状態を用いて電源電圧が６Ｖのとき平均電流３３０ｍＡでハロゲンランプを点灯させた場合の明るさを示し、３５０ｍＡでの光度とは図１の回路のＬＯＷ状態を用い抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 の値を任意に設定し、電源電圧が６Ｖのとき平均電流３５０ｍＡでハロゲンランプを点灯させた場合の光度を示す。
【００２６】
また抵抗による３３０ｍＡでの明るさとは、図８に示される従来の照明装置の回路を用いて３３０ｍＡの電流でハロゲンランプを点灯させた場合の明るさを示す（この場合抵抗Ｒとして１２．７Ωの抵抗器を用いる必要がある）。
【００２７】
表１を参照して６Ｖの電源を用い３３０ｍＡの電流でハロゲンランプを点灯させた場合、従来の回路では１８（ｃｄ）の光度しか得られないのに対し、本発明の一実施例による回路では６８０（ｃｄ）の光度を得ることができる。
【００２８】
【表１】
0003648639.tif 000002
【００２９】
図４はバッテリにハロゲンランプを直結させたときと本発明の一実施例による回路を用いたときの電池の寿命を比較したグラフである。
【００３０】
（ａ）は直列に繋いだ４本の１．５ｖ単三電池にハロゲンランプを直結したときの時間に応じた電圧と電流の降下について示したグラフである。この場合電池の寿命（電圧電流が激減する点）は約３．５時間である。
【００３１】
（ｂ）は１．５Ｖ単三電池を４本用い、図１の回路のＬＯＷ状態を用い、平均電流３３０ｍＡでハロゲンランプを点灯させたときの電圧と電流の降下について示したグラフである。この場合電池の寿命は約６時間となる。
【００３２】
このように本発明の回路を用いることによりハロゲンランプを直結させたときよりも電池の寿命を長くすることができる。
【００３３】
図５は本発明の第２の実施例における自転車用照明装置の回路図である。
本実施例における回路は図１に示される回路に加え、半導体集積回路ＩＣの５番ピンにパルスデューティ・コントロール電圧を加える可変抵抗器ＶＲを含む。
【００３４】
本実施例における照明装置では、可変抵抗ＶＲの抵抗値を変化させることにより半導体集積回路ＩＣの３番ピンから出力されるパルスのデューティ比を変化させることができるため、明るさのコントロールを行なうことができる。
【００３５】
図６は本発明の第２の実施例で半導体集積回路ＩＣの５番ピンに入力されるコントロール電圧Ｖc と半導体集積回路ＩＣの３番ピンから出力されるパルスのデューティ比Ｄを示したグラフである。
【００３６】
このグラフにおける条件は、Ｒ1 ＝８１Ｋ［Ω］、Ｒ2 ＝３２０Ｋ［Ω］、ＶＲ＝１０Ｋ［Ω］、Ｃ1 ＝０．００１μ［Ｆ］である。
【００３７】
可変抵抗ＶＲの値を変化させることにより、コントロール電圧も変化しそれに応じてパルスの周波数ｆは９２６〜３７００Ｈｚの間で、ｔONは４０μ〜８８０μｓｅｃの間で、デューティ比Ｄは７．２％〜８１．５％の間で変化する。このようにこの実施例ではパルスデューティの変化によりハロゲンランプの明るさを調節することができる。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１記載の自転車用照明装置は、従来よりも明るい発光が可能でかつ回路全体の消費電力が少ない。
【００３９】
請求項２記載の自転車用照明装置は、請求項１記載の自転車用照明装置の効果に加え、発光体の明るさの調節が可能となり使い勝手が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における自転車用照明装置の回路図である。
【図２】図１の半導体集積回路ＩＣの３番ピンの出力を示すタイムチャートである。
【図３】表１のグラフである。
【図４】バッテリにハロゲンランプを直結させたときと、本発明の一実施例による回路を用いたときの電池の寿命を比較したグラフである。
【図５】本発明の第２の実施例における自転車用照明装置の回路図である。
【図６】本発明の第２の実施例で半導体集積回路ＩＣの５番ピンに入力されるコントロール電圧Ｖc と半導体集積回路ＩＣの３番ピンから出力されるパルスのデューティ比Ｄとの関係を示したグラフである。
【図７】従来のバッテリを用いた自転車用照明装置の回路図である。
【符号の説明】
Ｌ  ハロゲンランプ
ＳＷ  スイッチ
Ｅ  バッテリ
Ｒ  抵抗器
ＩＣ  半導体集積回路
Ｔ  バイポーラトランジスタ
Ｃ  コンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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