(57)【要約】【課題】市販の自転車に不足する夜間走行における後続車輌から認知される度合を飛躍的に高め、自転車の関係する事故を減少させ、交通安全に寄与することを目的とする。【解決手段】市販の自転車前照灯の電源として、ローラ型発電機、ハブ内蔵型発電機が広く利用されている。本申請のブレーキ灯付き尾灯は、既設の前照灯に並列に接続するのみで、前後の機械的ブレーキ系統に手を加えることを一切不用とし、加速度検出器を用いて、ブレーキ操作による自転車の減速状況を検出し、ブレーキ灯を点灯させ、尾灯（テールライト）の点灯と相まって、後続車輌から認知される度合をより向上させ、特に自転車の夜間走行時の安全性を高める。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
市販の自転車のローラ型発電機またはハブ内蔵型発電機で点灯されている前照灯に、並列に接続する作業のみで、他に一切前後のブレーキ系統に手を加えることを不要とし、前後のブレーキ操作による自転車の減速を検出する手段に、加速度検出ＩＣまたは加速度検出モジュールを利用して、ブレーキ灯を点灯させることを特徴とする自転車用ブレーキ灯付き尾灯。
【請求項２】
自転車搭乗者の前後のブレーキ操作による減速中および信号待ちによる停止中においても、本システムを走行中と変わらない状態で働作させるための電源として、電気二重層コンデンサなどの大容量コンデンサを用い、このコンデンサの充電方法として、無安定マルチバイブレータなどの発振回路を用い、コンデンサへの充電とＬＥＤの点灯を適切な周期で交互に行い、コンデンサの端子電圧が予め指定した電圧に到達した時点で充電を停止し、ＬＥＤのみに電源を供給し、ＬＥＤ点灯により指定電圧よりコンデンサの端子電圧が低下した時点で、再び繰り返し充電を行う充電回路を用いる自転車用ブレーキ灯付き尾灯。
【請求項３】
ブレーキ灯のＬＥＤの点灯にパワーＭＯＳＦＥＴを用い、ゲート電極とソース電極間に電荷蓄積用コンデンサ、並列に放電用抵抗器、ゲート電極と加速度検出回路の出力端子間に制御兼充電用抵抗器を挿入し、コンデンサを充電する時間と放電する時間を調整して、自転車の減速状況に合わせて、点灯開始時間とブレーキ灯の点灯持続時間を決定することができる自転車用ブレーキ灯付き尾灯。
【請求項４】
電気二重層コンデンサなどの大容量コンデンサを時分割での充電を制御する発振回路を自転車の走行開始時においても正しく動作させるため、主電源用整流回路のほかにもう一組の整流回路と平滑回路を用意し、走行開始時に対応させ、それ以降は主電源を合わせて利用する自転車用ブレーキ灯付き尾灯。
【請求項５】
尾灯を構成するＬＥＤ、ブレーキ灯を構成するＬＥＤの保護と電流制限を目的として、直列接続したＬＥＤで構成した各アームに、繰り返し電流遮断状態を再現可能なＰＴＣサーミスタを直列に挿入したＬＥＤ点灯回路を用いた自転車用ブレーキ灯付き尾灯。
【発明の詳細な説明】
【技術の分野】
【０００１】  自転車の照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  自転車は、現行の道路交通法では例外を除いて車道の左側を一般車輌と一緒に走行することになっている。歩道の走行が許される場合においても歩行者優先で、歩道の車道側を徐行することになっている。しかし、市販の自転車での車道走行、特に、夜間においては装備の面で不安な要素が多い。前方からの認知の度合は改善傾向にあるが、後方については、小さな反射板のみを装備したものが大部分であり、尾灯まで備えた自転車は極めて少ないのが現状である。そのため、自転車の走行を少しでも安全にするため、尾灯の役目としても、ブレーキ灯の役目としても、十分な明るさを有し、後続車輌からの認知される度合の高い、ブレーキ灯付き尾灯を提案することにした。
【先行技術文献】
【０００３】
【特許文献】
【特許文献】特開２０１４−２０１２１６  この文献はブレーキランプを点滅するためのスイッチの作動はブレーキレバーの動きを利用し、電源にバッテリ、乾電池を利用したものであり、本申請とは異なるものである。【０００４】
【特許文献】特開２０１１−３７３１１Ａ  この文献はブレーキランプを点滅するためのスイッチの作動はブレーキ操作を機械的に検出して利用、電源に乾電池を利用したものであり、本申請とは異なるものである。【０００５】  実開平０３−０８５２８７
この文献はブレーキランプを点滅するためのスイッチの作動はブレーキ操作を機械的に検出して利用、電源に電池を利用したものであり、本申請とは異なるものである。【０００６】  実開平０１−０８９２８７
この文献はブレーキランプを点滅するためのスイッチの作動はブレーキ操作を機械的に検出して利用、電源には既設の発電機を利用しているが、本申請とは異なるものである。【０００７】  実登３１９６４３４
この文献はブレーキランプを点滅するためのスイッチとして手動の押しボタンスイッチを利用、電源に電池を利用したものであり、本申請とは異なるものである。【０００８】  実登３１７８７４６
この文献はブレーキランプを点滅する方法として、ブレーキ操作によって動く永久磁石を用いて、磁気近接スイッチを動作させる方法を用い、電源に電池を利用したものであり、本申請とは異なるものである。【０００９】  実登３１７５７９４
この文献はブレーキランプを点滅するため、ブレーキワイヤの移動を利用して、機械的スイッチを作動させている。また、電源には乾電池を利用したものであり、本申請とは異なるものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  自転車は現行の道路交通法では軽車両に分類され、例外を除いて車道の左側を走行しなければならないと決められている。しかし、市販の自転車での、気象条件の悪い日の走行においては、後続車から認知される度合は高いとは言えない。また、交通事故における自転車が関係する事故の占める割合も約２０％と言われており危険性も高い。本発明は自転車を昼夜に関係なく、後方から認知され易く、出来るだけ目立つ存在にして、安全な走行を実現することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  本申請のブレーキ灯付き尾灯は昼夜に関わらず、後方からの認知される度合を高めるため、自転車に装備された発電機が動作中は常時点灯可能な尾灯と自転車の減速、停止を検出して、点灯するブレーキ灯を搭載した。
最大の特徴は、自転車の前後の機械的ブレーキ系統に手を加えることを一切不要にして、本器を現在使用中の発電機に前照灯と並列に接続する作業のみで、即座に利用出来る点である。
【発明の効果】
【００１２】  本申請のブレーキ灯付き尾灯は、ローラ型、ハブ内蔵型発電ランプの付いた自転車であれば、簡単に取り付けが可能であり、昼夜を問わず、後方からの認知される度合が高まり、自転車の安全走行に効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】  自転車用ブレーキ灯付き尾灯本体
【図２】  加速度検出部の物理的モデル
【図３】  加速度検出部の等化回路
【図４】  加速度検出ＩＣのブロック図
【図５】  自転車用ブレーキ灯付き尾灯制御回路の接続図
【図６】  ブレーキ灯付き尾灯の自転車への取り付け状態
【図７】  既設発電機への接続状態
【発明を実施するための形態】
【００１４】  図１に示す１自転車用ブレーキ灯付き尾灯の取り付け場所は図６に示すように荷台の下部、サドル、後輪泥よけなどに取り付け可能な大きさとし、ＬＥＤは上部横一列に６尾灯用ＬＥＤ、下部横一列に８ブレーキ灯用ＬＥＤを配置し、１４加速度検出ＩＣを含む図５に示す制御回路のプリント基板を内蔵させた。
【００１５】  自転車の減速を検知する手段の基となる加速度検出部の物理的モデルは図２に示され、左右の固定ビームに挟まれ、加速度を受けることによって移動可能なビームから構成され、等化回路は図３で示され直列接続された中間タップ付きの２個のコンデンサの差動的な容量の変化から検出する。この検出部を組み込んだ１４加速度検出ＩＣのブロック図は図４に示され、１５検出部は通常２次元、３次元の測定に対応させた２軸、３軸となっていて、各軸とも１６交流増幅回路で増幅されたのち、１７復調回路で復調後、１８，１９，２０各軸出力増幅部で増幅され、加速度に比例した直流電圧を出力する。なお、出力増幅部の動作帯域は、出力抵抗と４５外付けコンデンサで決められ、適切な応答速度が得られている。本器においてはアナログ方式出力方式を利用しているが、ディジタル方式のＩＣとその処理回路を用いて良いのは当然である。
【００１６】  制御回路の接続図を図５に示す。ブレーキレバーの操作によるブレーキ灯の点灯は前述の１４加速度検出ＩＣの直流出力電圧の変化を３８比較増幅回路を用い、加速度ゼロの時の加速度検出ＩＣの出力を参照した電圧を３７半固定抵抗器で設定し、この電圧と比較を行い、設定電圧を越えた時ブレーキ灯を点灯するための信号を発生する。
【００１７】  しかし、このブレーキ灯点灯信号で直接７ブレーキ灯用ＬＥＤを点灯させた場合、自転車の減速状態に比べ点灯時間が短くなる傾向になる。この問題を解決するため、図５に示すように、スイッチ素子として、入力インピーダンスの高い４１パワーＭＯＳＦＥＴを用い、ゲート電極とソース電極間に電荷蓄積用の４０コンデンサを取り付け、これと並列に３９放電用抵抗器を接続し、ゲート電極から比較増幅回路の出力端子間に接続された４４制御兼充電用抵抗器を利用して、７ブレーキ灯の点灯開始時間と点灯持続時間を調整し、ブレーキ操作による減速状況に合わせて、後方からの認知される度合を向上させた。
【００１８】  さらに、ブレーキ操作による減速中、信号待ちによる停止中においても安定に動作させるための電源として、２９電気二重層コンデンサなどの大容量コンデンサを用い、このコンデンサの充電方法として、３３無安定マルチバイブレータなどの発振回路を使用し、２８パワーＭＯＳＦＥＴを介して２９大容量コンデンサへの充電と７ブレーキ灯および６尾灯の点灯を交互に行い、コンデンサの端子電圧が３１指定電圧発生回路の電圧に到達した時点で、３２発振停止回路を動作させ２８パワーＭＯＳＦＥＴをオフにして充電を停止させ、７ブレーキ灯と６尾灯の点灯のみに使用し、ＬＥＤの点灯により指定電圧より低下した時、再び充電を繰り返して常に安定した電源を得ている。２７ダイオードは２９コンデンサに蓄えた電力を主電源に供給するためのダイオードであり、２５ブリッジダイオードは２２既設の自転車の発電機で発電した交流電圧を整流するためのものである。
【００１９】  図５に示すように、６尾灯用ＬＥＤおよび７ブレーキ灯用ＬＥＤの各アームには、ＬＥＤ素子の保護と電流制限を目的に、繰り返し遮断状態を再現出来る４３、４２ＰＴＣサーミスタを用いて、回路の信頼性を向上させた。
【産業上の利用可能性】
【００２０】  ブレーキ灯付き尾灯において、利用した加速度検出ＩＣ、パワーＭＯＳＦＥＴを用いたブレーキ灯ＬＥＤの制御方法、自転車の減速時および信号待ちの時間の電力を賄う大容量コンデンサへの充電方法、ＰＴＣサーミスタを使ったブレーキ灯ＬＥＤと尾灯ＬＥＤの駆動方法などは他の産業の分野においても利用が可能である。
【符号の説明】
【００２１】  １      自転車用ブレーキ灯付き尾灯本体
２      左側取り付け用金具
３      左側取り付け用螺子
４      右側取り付け用金具
５      右側取り付け用螺子
６      尾灯ＬＥＤ
７      ブレーキ灯ＬＥＤ
８      ブレーキ灯ＬＥＤ点灯レベル調整用孔
９      左側固定ビーム
１０      移動ビーム
１１      右側固定ビーム
１２      左側固定ビームと移動ビーム間の等化容量
１３      右側固定ビームと移動ビーム間の等化容量
１４      加速度検出ＩＣ
１５      加速度検出部
１６      交流増幅回路
１７      復調回路
１８      Ｘ軸出力回路
１９      Ｙ軸出力回路
２０      Ｚ軸出力回路
２１      接続線
２２      自転車既設発電機
２３      自転車既設前照灯
２４      発振回路電源用整流ダイオード
２５      主電源用ブリッジダイオード
２６      発振回路電源供給用ダイオード
２７      主電源供給用ダイオード
２８      充電制御用パワーＭＯＳＦＥＴトランジスタ
２９      大容量コンデンサ
３０      電圧制限用ツェナーダイオード
３１      指定電圧設定回路
３２      発振停止回路
３３      発振回路
３４      発振回路電源用平滑コンデンサ
３５      定電圧回路
３６      定電圧回路動作安定用コンデンサ
３７      比較電圧設定用半固定抵抗器
３８      比較増幅回路
３９      放電抵抗器
４０      電荷蓄積用コンデンサ
４１      ブレーキ灯点灯制御用パワーＭＯＳＦＥＴトランジスタ
４２      ブレーキ灯ＬＥＤ保護用ＰＴＣサーミスタ
４３      尾灯ＬＥＤ保護用ＰＴＣサーミスタ
４４      制御兼放電用抵抗器
４５      外付けコンデンサ
【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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