(57)【要約】自転車の前照灯１は、自転車９の回転部のリールスポーク９１の円周上に、数個のマグネット３１，３１，…をＮ極Ｓ極交互に扇状に等間隔に配列した所定円の一部円弧部分の形状を有するマグネット配列板３３を複数個取付けてなる回転子３と、回転子３のマグネット配列板３３の磁極面に対面する位置に固定された鉄心及びコイルから構成される発電コイル５３からなる固定子５と、固定子５の発電コイル５３及び発電コイル５３に直列接続させたコンデンサにより前記各マグネットの所定の相対速度に同期させた周波数に共振させ、発電コイル５３から取り出した電力を整流平滑して出力できる前照灯電気回路７１、前照灯電気回路７１から供給される電力により点灯する発光ダイオード７３、発光ダイオード７３の光を自転車前面に集光して路面を照射させる集光レンズ７５を少なくとも収納するケース本体７とから構成されている。
2003104069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車回転部のリールスポークの円周上に、数個のマグネットをＮ極Ｓ極交互に扇状に等間隔に配列した所定円の一部円弧部分の形状を有するマグネット配列板を複数個取付けてなる回転子と、この回転子のマグネット配列板の磁極面に対面する位置に固定された鉄心及びコイルから構成される発電コイルからなる固定子と、前記固定子の発電コイル及びこの発電コイルに直列接続させたコンデンサにより前記各マグネットの所定の相対速度に同期させた周波数に共振させ、当該発電コイルから取り出した電力を整流平滑して出力できる前照灯電気回路、前記前照灯電気回路から供給される電力により点灯する発光ダイオード、前記発光ダイオードの光を自転車前面に集光して路面を照射させる集光レンズを少なくとも収納するケース本体と、を備えたことを特徴とする自転車の前照灯。
【請求項２】
前記固定子は、自転車回転部のリールスポークの円周上に、前記マグネット配列板を、ドーナツ状配置または分割状配置してなることを特徴とする請求の範囲１記載の自転車の前照灯。
【請求項３】
前記発光ダイオードは少なくとも２カンデラ以上の光度を持つ白色発光ダイオードを設け、前記レンズは所定の距離で一定の照度を確保する焦点距離に設定してなることを特徴とする請求の範囲１記載の自転車の前照灯。
【請求項４】
前記発光ダイオードは数個使用し、前記レンズは各発光ダイオードに対して半球面状レンズをそれぞれ配置し、前記各半球面状レンズは、規定距離の規定円内に光を集光することで所定の照度を得るため、球面のＲ、直径φ、及び厚さｔを算出し、かつ、前記レンズ上部の平面板部分には乱反射する加工を施して乱反射板を構成させて前方からの自転車の存在が確認できる構成としたことを特徴とする請求の範囲４記載の自転車の前照灯。
【請求項５】
前記発電コイルを含む固定子と、前記前照灯電気回路と、前記発光ダイオードと、前記集光レンズとをケース本体に内蔵して一体化したことを特徴とする請求の範囲１、２、３または４記載の自転車の前照灯。
【請求項６】
照灯電気回路と、前記発光ダイオードと、前記集光レンズとを前記ケース本体に内蔵し、前記発電コイルを含む固定子をケース本体の外部に分離して設けてなることを特徴とする請求の範囲１、２、３または４記載の自転車の前照灯。
【請求項７】
前記固定子の発電コイル及びこの発電コイルに直列接続させたコンデンサにより構成され、前記各マグネットの所定の相対速度に同期させた周波数に共振する共振回路と、前記共振回路の前記発電コイルから取り出した電力を整流平滑して前記発光ダイオードに供給できる整流平滑回路とからなることを特徴とする前照灯電気回路。
【請求項８】
前記整流平滑回路は、前記共振回路の前記発電コイルから取り出した電力をダイオードで整流しかつ平滑コンデンサで平滑する直流変換回路と、少なくとも二つのトランジスタ、二つの抵抗及びコンデンサで構成され、前記直流変換回路からの直流電流を前記発光ダイオードに一定電流値にして供給する定電流回路とを備えたことを特徴とする請求の範囲７記載の前照灯電気回路。
【請求項９】
前記定電流回路には光検出センサー及び／または手動スイッチが接続されており、かつ、前記定電流回路は、前記光検知センサーによる検知信号を基に前記発光ダイオードに電流を供給・不供給制御する回路構成とし、あるいは、前記手動スイッチからのオン・オフ信号を基に前記発光ダイオードに電流を供給・不供給制御する回路構成とし、あるいは、前記光検知センサー及び手動スイッチの一方または双方の信号を基に前記発光ダイオードに電流を供給・不供給制御する回路構成にしたことを特徴とする請求の範囲７記載の前照灯電気回路。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、自転車回転部のリールスポークに取付けたマグネットからなる回転子と、その対面に取付けた発電コイルを含む固定子と、前照灯電気回路、発光ダイオード及び集光レンズとを少なくとも備え、自転車が走行することで発電して前記発光ダイオードを点灯させる自転車前照灯及びその電気回路に関するものである。
背景技術
従来の自転車の前照灯は白熱灯のため夜間走行する場合、必要な照度の電力を得るために回転式の発電機を使用し、回転運動の伝達にタイヤ側面にローラーを圧接する方法がとられている。この方法だと回転運動に対して大きな摩擦抵抗が生じペダルが重くなる。夜間、自転車を利用する場合無駄な労力を消費していた。前記した従来の方式のタイヤ側面ローラー圧接では、発電機をセットする際、手作業のため面倒で簡単な装置の開発が望まれていた。
前記従来の技術においては、タイヤ側面にローラー圧接方法のために、次の欠点があった。第一点として、夜間点灯走行の場合にタイヤの側面をローラーで圧接すると、回転運動に対し摩擦抵抗が生じペダルが重くなる。
第二点として、路面の泥濘（むかるみ）状態時タイヤとローラー間、泥土によるスリップにより照度が落ちる欠点がある。
第三点として、夜間走行の際の発電機セットのＯＮ、ＯＦＦが手作業のために面倒である。
本発明は上記技術の問題点を除き、新しい技術の知得によって、非接触型軽負荷自転車の前照灯及び前照灯電気回路を提供するために発明したものである。
発明の開示
上記目的を達成するために、請求の範囲１記載の発明に係る自転車の前照灯は、自転車回転部のリールスポークの円周上に、数個のマグネットをＮ極Ｓ極交互に扇状に等間隔に配列した所定円の一部円弧部分の形状を有するマグネット配列板を複数個取付けてなる回転子と、この回転子のマグネット配列板の磁極面に対面する位置に固定された鉄心及びコイルから構成される発電コイルからなる固定子と、前記固定子の発電コイル及びこの発電コイルに直列接続させたコンデンサにより前記各マグネットの所定の相対速度に同期させた周波数に共振させ、当該発電コイルから取り出した電力を整流平滑して出力できる前照灯電気回路、前記前照灯電気回路から供給される電力により点灯する発光ダイオード、前記発光ダイオードの光を自転車前面に集光して路面を照射させる集光レンズを少なくとも収納するケース本体とを備えたことを特徴とするものである。
請求の範囲２記載の発明では、請求の範囲１記載の自転車の前照灯において、前記固定子は、自転車回転部のリールスポークの円周上に、前記マグネット配列板を、ドーナツ状配置または分割状配置してなることを特徴とするものである。
請求の範囲３記載の発明では、請求の範囲１記載の自転車の前照灯において、前記発光ダイオードは少なくとも２カンデラ以上の光度を持つ白色発光ダイオードを設け、前記レンズは所定の距離で一定の照度を確保する焦点距離に設定してなることを特徴とするものである。
請求の範囲４記載の発明では、請求の範囲３記載の自転車の前照灯において、前記発光ダイオードは数個使用し、前記レンズは各発光ダイオードに対して半球面状レンズをそれぞれ配置し、前記各半球面状レンズは、規定距離の規定円内に光を集光することで所定の照度を得るため、球面のＲ、直径φ、及び厚さｔを算出し、かつ、前記レンズ上部の平面板部分には乱反射する加工を施して乱反射板を構成させて前方からの自転車の存在が確認できる構成としたことを特徴とするものである。
請求の範囲５記載の発明では、請求の範囲１、２、３または４記載の自転車の前照灯において、前記発電コイルを含む固定子と、前記前照灯電気回路と、前記発光ダイオードと、前記集光レンズとをケース本体に内蔵して一体化したことを特徴とするものである。
請求の範囲６記載の発明では、請求の範囲１、２、３または４記載の自転車の前照灯において、照灯電気回路と、前記発光ダイオードと、前記集光レンズとを前記ケース本体に内蔵し、前記発電コイルを含む固定子をケース本体の外部に分離して設けてなることを特徴とするものである。
上記目的を達成するために、請求の範囲７記載の発明に係る前照灯電気回路は、前記固定子の発電コイル及びこの発電コイルに直列接続させたコンデンサにより構成され、前記各マグネットの所定の相対速度に同期させた周波数に共振する共振回路と、前記共振回路の前記発電コイルから取り出した電力を整流平滑して前記発光ダイオードに供給できる整流平滑回路とからなることを特徴とするものである。
請求の範囲８記載の発明では、請求の範囲７記載の前照灯電気回路において、前記整流平滑回路は、前記共振回路の前記発電コイルから取り出した電力をダイオードで整流しかつ平滑コンデンサで平滑する直流変換回路と、少なくとも二つのトランジスタ、二つの抵抗及びコンデンサで構成され、前記直流変換回路からの直流電流を前記発光ダイオードに一定電流値にして供給する定電流回路とを備えたことを特徴とするものである。
請求の範囲９記載の発明では、請求の範囲７記載の前照灯電気回路において、前記定電流回路には光検出センサー及び／または手動スイッチが接続されており、かつ、前記定電流回路は、前記光検知センサーによる検知信号を基に前記発光ダイオードに電流を供給・不供給制御する回路構成とし、あるいは、前記手動スイッチからのオン・オフ信号を基に前記発光ダイオードに電流を供給・不供給制御する回路構成とし、あるいは、前記光検知センサー及び手動スイッチの一方または双方の信号を基に前記発光ダイオードに電流を供給・不供給制御する回路構成にしたことを特徴とするものである。
発明を実施するための最良の形態
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
第１図ないし第１７図は本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯及び前照灯電気回路を説明するための図である。
ここに、第１図は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯を示す図であって、自転車のリールスポークにマグネット配列板を間欠的に配置した例を示す側面図である。
第２図は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯であって、請求項７の実施例で発電コイルを含む固定子とケース本体部分とを分離した状態を示す斜視図である。
第３図は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯において、固定子及び回転子を示す実施の形態の拡大斜視図である。
第４図は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯の回転子部分を拡大して示す図であって、第４図（ａ）は同回転子のマグネット配列板を拡大して示す正面図、第４図（ｂ）は同回転子のマグネット配列板を拡大して示す側面図である。
第５図は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯の回転子のマグネット配列板に取り付けられたマグネットを拡大して示す図であって、第５図（ａ）は同回転子のマグネット配列板に取り付けられたマグネットを示す斜視図、第５図（ｂ）は同回転子のマグネット配列板に取り付けられたマグネットを示す正面図、第５図（ｃ）は同回転子のマグネット配列板に取り付けられたマグネットを拡大して示す正面図である。
第６図は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯の固定子の発電コイルを拡大して示す図であって、第６図（ａ）は同固定子の発電コイルを示す正面図、第５図（ｂ）は同固定子の発電コイルを示す側面図である。
第７図は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯の固定子の発電コイルの歯と、前記回転子のマグネット配列板の各マグネットとの位置関係を示す説明図である。
第８図は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯において、前記自転車のリールスポークに取り付けた回転子位置と、自転車速度と、発電周波数との関係を説明するための図である。
第９図は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯において、前照灯のレンズ部分の構造及び光照射の状態を説明するために示す斜視図である。
第１０図は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯において、発光ダイオードと集光レンズの配置関係を示す図である。
第１１図は、本発明の第１の実形態に係る自転車の前照灯に使用する集光レンズの構成を説明するためのもので、第１１図（ａ）が集光レンズの側面図を、第１１図（ｂ）が集光レンズの裏面図を、第１１図（ｃ）が集光レンズの前面図を、それぞれ示したものである。
本発明の実施の形態に係る自転車の前照灯１は、第１図及び第２図に示すように、大別して、回転子３と、固定子５と、ケース本体７とから構成されている。また、前記ケース本体７には、詳細は後述するが、前照灯電気回路７１と、発光ダイオード７３と、集光レンズ７５と、反射板７７とが少なくとも内蔵されている。
さらに説明すると、前記回転子３は、第１図及び第３図に示すように自転車９の回転部のリールスポーク９１の円周上に、数個のマグネット３１，３１，…をＮ極Ｓ極交互に扇状に等間隔に配列した所定円の一部円弧部分の形状を有するマグネット配列板３３を複数個間欠的に配置して構成したものである。
前記マグネット配列板３３は、第４図（ａ）及び第４図（ｂ）に示すように、鉄などの高透磁率素材により、望ましくは高透磁率のケイ素鋼によって所定の半径ｒの円の円弧の一部分の形状を有する基平板３３ａと、この基平板３３ａの上にＮ極Ｓ極交互に扇状に等間隔ｐに配置したマグネット３１，３１，…と、前記基平板３３ａの末端側に設けた取付孔３３ｂ，３３ｂとから構成されている。また、前記マグネット配列板３３に取り付けたマグネット３１は、第５図（ａ）ないし第５図（ｃ）に示すように、例えば長さが１５［ｍｍ］、幅が例えば６［ｍｍ］、厚みが例えば４［ｍｍ］からなり、ＮＳ極性が厚み方向に形成されている。本実施の形態においては、マグネット３１として、３２００〜３５００（Ｇ（Ｇａｕｓｓ））の保磁力を有するネオジウム４０を使用した。
これらマグネット配列板３３，３３，…は、第１図に示すように前記自転車９のリールスポーク９１に複数個間欠的に取り付け配置したことにより、回転子３と固定子５とで間欠的な発電が可能になる。
前記固定子５は、第２図に示すように、取付部５１ａを有する発電部ケース５１と、この発電部ケース５１の内部に設けた発電コイル５３とから構成されている。前記固定子５は、第１図に示すように発電部ケース５１の取付部５１ａを前記自転車９の前輪フォーク９３の固定片９３ａに固定することにより、前記固定子５の発電コイル５３が第３図に示すように前記回転子３のマグネット配列板３３のマグネット３１，３１，…の磁極面に対面する位置に固定されている。
前記固定子５の発電コイル５３は、第２図、第３図、第６図（ａ）及び第６図（ｂ）に示すように、アモルファスや珪素鋼板などの素材で略Ｅ字形状に構成した鉄心５３ａと、前記鉄心５３ａの略Ｅ字形状の真ん中の鉄心部に捲回されたコイル５３ｂとから構成されている。
また、上記回転子３のマグネット配列板３３上のマグネット３１，３１，…と、前記固定子５の発電コイル５３の鉄心５３ａの歯との位置関係は、図７に示すように、各マグネット３１，３１，…の間隔と、各鉄心５３ａの歯の間隔とがほぼ同一に形成されている。また、前記回転子３のマグネット配列板３３のマグネット３１，３１，…の表面と、前記固定子５の発電コイル５３の鉄心５３ａの歯の表面との間隔は、第７図に示すように、例えば５［ｍｍ］に保たれるようにしてある。
さらに、前記回転子３のマグネット配列板３３のマグネット３１，３１，…と、前記固定子５の発電コイル５３の鉄心５３ａの歯との位置関係があるものとした場合に、前記回転子３のマグネット配列板３３を前記自転車９のリールスポーク９１に所定の位置関係で取り付けたときの発電周波数について検討する。
まず、自転車９の型式（インチ数で表す）をＸ［インチ］とすると、
当該自転車９の車輪の半径ｒ１［ｍｍ］は、
ｒ１＝Ｘ／２×２５．４              …（１）
で与えられる。また、マグネット配列板３３の自転車９のリールスポーク９１の取付位置をｒ２［ｍｍ］とし、車輪外周からマグネット配列板３３の取付位置までの距離をｄ［ｍｍ］とすると、
ｒ２＝ｒ１−ｄ                      …（２）
となる。そこで、ｄ＝１３５（既存の自転車のローラ式発電機取付孔位置）とし、マグネット３１，３１，…のピッチをＰ［ｍｍ］とし、自転車９の速度をＶ［ｋｍ／ｈ］とすると、発電周波数ｆ［Ｈｚ］は、
ｆ＝（Ｖ×１０６×２π×ｒ２）／（７２００π×ｒ１×２ｐ）…（３）
で与えられる。
この数式３を用い、２４インチ、２６インチ及び２８インチの自転車９について距離ｒ１、距離ｒ２の値を与えたときの発電周波数ｆは、次のようになる。例えば２４インチ自転車９については、ｒ１が３０５［ｍｍ］、ｒ２が１７０［ｍｍ］であって、自転車速度が標準速度（１５［ｋｍ／ｈ］、以下同じ）のときに、発電周波数ｆは６６．４［Ｈｚ］となる。また、例えば２６インチ自転車９については、ｒ１が３３０［ｍｍ］、ｒ２が１９５［ｍｍ］であって、自転車速度が標準速度のときに、発電周波数ｆは７０．３［Ｈｚ］となる。さらに、例えば２８インチ自転車９については、ｒ１が３３５［ｍｍ］、ｒ２が２２０［ｍｍ］であって、自転車速度が標準速度のときに、発電周波数ｆは７３．９［Ｈｚ］となる。このように、前記回転子３のマグネット配列板３３のマグネット３１，３１，…と、前記固定子５の発電コイル５３の鉄心５３ａの歯との位置関係にあるときに、自転車９が標準速度によって、概ね上述した発電周波数ｆになる。
次に、ケース本体７について説明する。前記ケース本体７には、第２図に示すように、前記固定子５の発電コイル５３及びこの発電コイル５３に直列接続させたコンデンサ（後述する）により前記回転子３の各マグネット３１，３１，…の所定の相対速度に同期させた周波数に共振させ、当該発電コイル５３から取り出した電力を整流平滑して出力できる前照灯電気回路７１と、前記前照灯電気回路７１から供給される電力により点灯する発光ダイオード７３と、前記発光ダイオード７３の光を自転車９の前面に集光して自転車９の前面の路面を照射させる集光レンズ７５とが少なくとも収納されている。
また、第２図に示すように、前記ケース本体７の前照灯電気回路７１と前記固定子５の発電コイル５３とは、電気接続線１１で相互に接続されている。
また、前記ケース本体７において、前記発光ダイオード７３は少なくとも２［カンデラ（ｃｄ）］以上の光度性能（日亜化学工業株式会社製、品名ＮＳＰＷ３１２ＢＳ、ＮＳＰＷ３００ＢＳ）のある砲弾型白色発光ダイオードを通常の使用条件で使用することが望ましく、好ましくは６［カンデラ（ｃｄ）］以上の光度性能（日亜化学工業株式会社製、品名ＮＳＰＷ５００ＢＳ）のある砲弾型白色光ダイオードを通常の電圧・電流値の使用条件で使用し、前記集光レンズ７５は所定の距離で一定の照度を確保できる焦点距離に設定してなる。
さらに詳細には、第１０図及び第１１図に示すように、前記発光ダイオード７３は本実施の形態では２個（数個）使用し、前記集光レンズ７５は二つ半球面状レンズに形成し、前記半球面状レンズの集光レンズ７５は各発光ダイオード７３に対してそれぞれ配置している。
また、前記各半球面状レンズの集光レンズ７５は、第９図に示すように規定距離の規定円内に光を集光することで所定の照度を得るため、第１０図及び第１１図のように形成されたレンズの球面のＲ、直径φ、及び厚さｔを算出している。さらに前記集光レンズ７５の上部の平面板部分には、第９図、第１１図（ａ）及び第１１図（ｂ）に示すように、レンズ構成部材に乱反射する加工を施して乱反射板７７を構成させて前方からの自転車の存在が確認できる構成としている。具体的には、各発光ダイオード７３，７３の光軸上に前記集光レンズ７５，７５の各半球面状レンズの中心軸を位置させて、光を有効に集束する構成としてある。
本発明の実施の形態に係る自転車の前照灯１では、自転車標準速度時、自転車の前方５［ｍ］の距離において半径３０［ｃｍ］の円内で５［ルックス（ＬＸ）］以上の照度が得られるようにしている。また、１０［ｍ］の距離において１０［ｃｍ］程度の物体の確認が充分得られるレンズ形状とした。これは、自転車の前照灯に対する日本工業規格（ＪＩＳ）の規定にも合致している。このような性能を得るため、前記集光レンズ７５は、厚さｔ＝例えば略１０［ｍｍ］、球面のＲ＝例えば略１３．８、直径φ＝例えば２４．５［ｍｍ］としている。また、第９図に示すように、集光レンズ７５の二つの半球レンズの中心軸同士の距離ｗと、これら半球レンズから投射され所定の距離（例えば５［ｍ］）にできる二つの光輪の中心軸の距離Ｗとの関係を、ｗ＝Ｗとしている。
なお、前記集光レンズ７５の上部には、既に説明したように、第９図、第１１図（ａ）及び第１１図（ｂ）に示すようにレンズを構成している板材に乱反射加工を施して乱反射板７７を構成させている。この乱反射板７７によって、当該自転車９の存在が前方向より容易に確認ができるようになる。
次に、上述した自転車の前照灯１では、既に説明したように、共振型整流回路を採用している。この点について、他の整流回路との比較をしてみることにする。
第１２図は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯１で採用した共振型整流回路を含む試験回路を示す図である。この第１２図に示す試験回路は、次のような構成となっている。すなわち、符号３は回転子、符号３１はマグネット、符号３３はマグネット配列板である。また、符号５３は発電コイル、符号５３ａは鉄心、符号５３ｂはコイルである。また、コンデンサＣ０は、図１２に示すようにダイオードＤ２と直列接続されてコイル５３ｂの両端に接続されている。また、ダイオードＤ２のカソードにダイオードＤ１のアノードを接続し、ダイオードＤ１のカソードを負荷と平滑コンデンサＣ１の並列回路の一端に接続し、当該負荷と平滑コンデンサＣ１の並列回路の他端をダイオードＤ２のアノードに接続している。なお、負荷は、１５［Ω］の抵抗と本発明で使用する発光ダイオード２個を直列接続した回路を、負荷として順方向に接続した状態で使用した。
図１３は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯１で採用した共振型整流回路による試験回路と、従来の倍電圧整流回路による試験回路と、従来の全波整流回路による試験回路のそれぞれの結果を示す特性図であって、第１３図（ａ）は共振型整流回路による試験回路で得た特性を、第１３図（ｂ）は、倍電圧整流回路による試験回路で得た特性を、第１３図（ｃ）は従来の全波整流回路による試験回路で得た特性を、それぞれ示したものである。
第１３図（ａ）では電流Ｉの平均値が大きい。第１３図（ｂ）及び第１３図（ｃ）では電流Ｉの平均値が小さい。
前述したように得られる電流に対する自転車９の速度との関係を示したものが第１４図の速度に対する電流の特性図であって、横軸に速度［ｋｍ／ｈ］を、縦軸に負荷に流れる電流値を示したものである。
この全波整流型回路では、第１４図の「全波整流型」に示すように、速度の遅いときには、電流値が小さいが速度を速くなってゆくと速度に比例した大きな電流値が得られることがわかる。
また、倍電圧整流回路では、第１４図の「倍電圧整流型」に示すように、速度の遅いときには、全波整流型や共振型よりも電流値を大きくとれるが、速度が速くなるに従って他のものよりもあまり電流値をとれなくなることがわかる。
一方、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯で採用した共振型整流回路によれば、第１４図の「共振型」で示すように、速度の遅いときには倍電圧整流型の電流値よりは小さいものの、一定速度（例えば図では略１１［ｋｍ／ｈ］）を超えると電流値が速度に従って増加して倍電圧整流型を抜き、かつ、一定速度（例えば図では略２６［ｋｍ／ｈ］）を超えると、電流値が一定値以上にならない特性となっている。これにより、速度が所定の値よりも速くなっても、発電電力が大きくならないため、負荷に過大な電流を流すことがないという利点がある。
これにより、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯１で採用した共振型整流回路が有効なことが理解できる。
また、このような共振型整流回路を採用した自転車の前照灯及び前照灯電気回路において、上述したように、前記回転子３のマグネット配列板３３が自転車９のリールスポーク９１に間欠的に配置されているため、発電が間欠的な発電となることが容易に想像される。そこで、本発明の第２の実施の形態に係る前照灯電気回路では、上述した間欠発電であっても確実に平滑をしてリップルの著しく少ない直流電力を供給できるようにしたものである。以下に、その構成、作用効果を説明する。
第１５図ないし第１９図は、本発明の第２の実施の形態に係る前照灯電気回路を説明するための図である。
ここに、第１５図は、本発明の第２の実施の形態に係る前照灯電気回路を示す回路図である。第１６図は、本発明の第２の実施の形態に係る前照灯電気回路における共振回路及び整流平滑回路の直流変換回路を示す回路図である。第１７図は、本発明の第２の実施の形態に係る前照灯電気回路における定電流回路を示す回路図である。
本発明の第２の実施の形態に係る前照灯電気回路７１は、大別すると、第１５図、第１６図及び第１７図に示すように、共振回路７１１と、整流平滑回路７１３とからなる。前記整流平滑回路７１３は、第１６図及び第１７図に示すように、直流変換回路７１３ａと、定電流回路７１３ｂとに分けられる。
前記共振回路７１１は、前記固定子５の発電コイル５３及びこの発電コイル５３に直列接続させたコンデンサＣ０により構成されており、前記発電コイル５３のコイル５３ｂと前記コンデンサＣ０によって、前記各マグネット３１，３１，…の図示マグネット移動方向に所定の相対速度で移動でした際の移動速度（第８図に関連して既に説明した）に同期させた周波数に共振するようになっている。
前記整流平滑回路７１３は、前記共振回路７１１の前記発電コイル５３から取り出した電力を整流平滑して前記発光ダイオード７３に供給できるように回路構成されている。
さらに説明すると、前記整流平滑回路７１３の直流変換回路７１３ａは、前記共振回路７１１の前記発電コイル５３から取り出した電力をダイオードＤ１．Ｄ２で整流しかつ平滑コンデンサＣ１で平滑する回路構成となっている。
また、前記整流平滑回路７１３の定電流回路７１３ｂは、少なくとも二つのトランジスタＴＲ１，ＴＲ２と、二つの抵抗Ｒ１，Ｒ２と、コンデンサＣ２とで構成されており、前記直流変換回路７１３ａからの直流電流を前記発光ダイオード７３に一定電流値にして供給する回路構成となっている。
前記共振回路７１１と直流変換回路７１３ａの具体的回路構成を説明すると、第１５図及び第１６図に示すように発電コイル５３に直列にコンデンサＣ０を接続し直列共振回路を構成する。この直列に接続された発電コイル５３の一端にダイオードＤ１のアノードＡ側を接続する。一方、直列に接続されたコンデンサＣ０の一端はダイオードＤ２のアノードＡ側に、ダイオードＤ２のカソードＫ側はダイオードＤ１のアノードＡ側に接続する。ダイオードＤ１のカソードＫ側に平滑コンデンサＣ１のプラス（＋）側を、マイナス（−）側はダイオードＤ２のアノードＡ側に接続する。
この回路構成により、回転子３のマグネット配列板３３が回転すると発電コイル５３に交流起電力が誘起され、この発電コイル５３で誘起された交流起電力はマグネット配列板３３のマグネット間隔と回転数によって定まる周波数にＬＣの共振周波数を一致させておくとＬＣの共振現象により効率の良い出力が得られる。
したがってこのコンデンサＣ０の静電容量と発電コイル５３のインダクタンスの値を標準速度近辺に選定することで、それ以上の高速時における速度においては過電流を抑制することができる。前記技術構成の技術手段が発電コイルによる発電効率を高めるための直列共振回路を提供する。
次に、定電流回路７１３ｂの回路構成を説明する。前記平滑コンデンサＣ１のプラス（＋）側は、抵抗Ｒ１を介してＮＰＮ型トランジスタＴＲ１のコレクタ（Ｃ）と、ＮＰＮ型トランジスタＴＲ２のベース（Ｂ）と、コンデンサＣ２のプラス（＋）端子に接続されている。前記平滑コンデンサＣ１のマイナス（−）側は、コンデンサＣ２のマイナス（−）端子と、トランジスタＴＲ１のエミッタ（Ｅ）と、抵抗Ｒ２の一端に接続されている。前記トランジスタＴＲ１のベース（Ｂ）と、前記トランジスタＴＲ２のエミッタ（Ｅ）と、抵抗Ｒ２の他端に接続されている。なお、前記定電流回路７１３ｂの出力端子としては、一方の出力端子を平滑コンデンサＣ１のプラス（＋）側とし、他方の出力端子をトランジスタＴＲ２のコレクタ（Ｃ）としている。
このような構成された本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯１及び同第２の実施の形態に係る前照灯電気回路７１の作用について第１図ないし第１１図、第１５図ないし第１７図を基に、第１８図ないし第２０図を参照して説明する。
第１８図は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯及び同第２の実施の形態に係る前照灯電気回路において採用して共振形発電特性と、従来の非共振形発電特性との比較をした発電特性図であって、横軸に回転数を、縦軸に起電力を、それぞれとったものである。
第１９図は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯に使用される第２の実施の形態に係る前照灯電気回路における各部の電圧波形を示す波形図であって、横軸に時間を、縦軸に各部の電圧を、それぞれとったものである。
第２０図は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯の有効線を説明するための図である。
自転車９が移動して車輪が回転し、リールスポーク９１に分割配置したマグネット配列板３３，３３，…からなる回転子３が回転すると、前記固定子５の発電コイル５３には、間欠的に誘起電力が発生する（前記回転子３のマグネット配列板３３が前記固定子５の発電コイル５３部分に位置して通過しているときには発電し、前記回転子３のマグネット配列板３３の無い部分が前記固定子５の発電コイル５３部分を通過しているときには発電しない状態になる）。
本発明に係る自転車の前照灯１及び前照灯電気回路７１では、前記固定子５の発電コイル５３と、前記発電コイル５３と前記コンデンサＣ０とによる共振回路７１１で前記自転車９の標準速度で直列共振をさせるように構成してあるため、前記発電コイル５３で発生した誘起電力は、第１８図の符号ａに示す特性のように、低速から標準速度までは急激に上昇し、標準速度を超えるとなだらかな起電力特性となる。
これに対して、従来の自転車の前照灯の場合では、周知のとおり、第１８図の符号ｂに示すように速度に比例して起電力が増加してゆく。
このような前記固定子５の発電コイル５３で誘起された起電力は、ダイオードＤ１及びコンデンサＣ０と、ダイオードＤ２及び平滑コンデンサＣ１の作用により平滑コンデンサＣ１に蓄電される。この平滑コンデンサＣ１の両端電圧Ｖ１は、第１９図の符号Ｖ１で示すような特性となっている。
このように平滑コンデンサＣ１の直流出力は、第１９図の符号Ｖ１に示すようにリップルが多く含まれた電圧のため、平滑コンデンサＣ１の両端の直流出力の（＋）側から抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ２のプラス（＋）端子と、トランジスタＴＲ１のコレクタ（Ｃ）と、トランジスタＴＲ２のベース（Ｂ）とに供給し、かつ、トランジスタＴＲ１のエミッタ（Ｅ）と、コンデンサＣ２のマイナス（−）端子と、抵抗Ｒ２の他方の端子とから平滑コンデンサＣ２のマイナス（−）側に戻している。
そして、直流出力にリップルの多く含まれている電圧Ｖ１は、抵抗Ｒ１を介して小容量のコンデンサＣ２にて積分位相を遅らせ、逆位相のリップル電圧Ｖ２（第１９図の符号Ｖ２参照）をトランジスタＴＲ２のベース（Ｂ）に与えることにより、トランジスタＴＲ２のコレクタ（Ｃ）・エミッタ（Ｅ）の間を流れる電流を制御する。
この電流制御は、トランジスタＴＲ２のコレクタ（Ｃ）に接続されている直列接続の発光ダイオード７３，７３の両端のリップル電圧と逆位相で電流を制御するため、直列接続の発光ダイオード７３，７３に流れる電流Ｉは第１９図の符号Ｉに示すように大幅にリップルが軽減されることになる。また、トランジスタＴＲ２のエミッタ（Ｅ）と平滑コンデンサＣ１のマイナス（−）側との間に接続されている抵抗Ｒ２によりネガティブ・フィード・バッグ（負帰還）がかかり、さらなるリップルの軽減が計られる。
トランジスタＴＲ２の電流が増加し、抵抗Ｒ２の両端に発生する電圧Ｖ３がトランジスタＴＲ１のカットオフ電圧以上になると、トランジスタＴＲ１に電流が流れ、抵抗Ｒ１によりトランジスタＴＲ２のベース電圧（Ｖ３）が下がり、トランジスタＴＲ２の電流を減少させ、発光ダイオード７３，７３に流れる電流を制限するので、直列発光ダイオード７３，７３を過電流に対して保護することができる。
このような本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯１が、日本工業規格（ＪＩＳ）の自転車の前照灯に要するとされている規格を満足するか検証してみる。この試験に使用した試験装置は、ＪＩＳ  Ｃ  ９５０２に準拠する試験機器として、直流定電流電源、照度計を使用した。また、当該自転車の前照灯１の発光ダイオード７３，７３に前照灯電気回路７１から与えられると同じ電圧・電流を試験用直流定電流電源から供給し、かつ、第２０図に示す位置関係において試験用照度計で照度を測定した。すなわち、第２０図において、位置Ａはレンズの中心軸の延長線上であり、位置Ｂないし位置Ｅは位置Ａを基点にそれぞれ３０［ｃｍ］離れた位置であり、当該位置Ａないし位置Ｅにおいて試験用照度計を置いて照度を測定した。
その試験結果は、発光ダイオード７３に２５［ｍＡ］を流したときに、Ａ点が１３５［ｃｄ］、Ｂ点が９２．３［ｃｄ］、Ｃ点が１１９［ｃｄ］、Ｄ点が１２４［ｃｄ］、Ｅ点が１２１［ｃｄ］であった。これらＢ点ないしＥ点の平均照度は１１４［ｃｄ］であった。
また、前記発光ダイオード７３に３０［ｍＡ］を流したときには、Ａ点が１５５［ｃｄ］、Ｂ点が１０４［ｃｄ］、Ｃ点が１３６［ｃｄ］、Ｄ点が１４１［ｃｄ］、Ｅ点が１３８［ｃｄ］であった。これらＢ点ないしＥ点の平均照度は１３０［ｃｄ］であった。
なお、上記位置Ａないし位置Ｅの位置関係において、ＪＩＳでは、Ａ点が４００［ｃｄ］以上であり、かつ、Ｂ点〜Ｅ点の平均値が１００［ｃｄ］以上必要であることになっている。したがって、平均値については合格となっていることがわかる。
また、自転車の前照灯１から放射される光の色は、ＪＩＳでは、白色または黄淡色光であって、ＪＩＳで与えられる表のとおりとなっている必要があるが、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯から放射される光の色は白色であり当該規格に合致している。
このように本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯１及び同第２の実施の形態に係る前照灯電気回路７１によれば、次のような利点がある。
（１）発電機を従来のローラー式ダイナモ発電機と比べ非接触としたことで摩擦抵抗が無く発電することができ、走行時の労力が大幅に軽減できる。
（２）発電コイル５３に直列にコンデンサＣ０を接続し、自転車９の標準走行速度に直列共振できるようにしたことにより、従来の非共振型の自転車の前照灯と比べて、本発明に係る自転車の前照灯は５０％増の発電効果が得られる。
（３）共振周波数の定数を標準速度に選定することで、自転車の過速度時の発電電力が押さえられることに応じて電流が抑制され発光ダイオード７３を保護することができる。
（４）前記整流平滑回路を、コンデンサＣ１の容量を増幅するような作用をするように構成したので、およそ１／１０以下の容量で済み、かつ、フィードバック回路を設けたので、電流の制限が設定できる。
（５）前記自転車の前照灯１によれば、集光レンズを半球面状レンズで構成して発光ダイオードの光軸上に位置させて光を有効に集束することにより、自転車標準速度時、前方５［ｍ］の距離で半径３０［ｃｍ］の円内において５［ＬＸ］以上の照度を得ることができる。
さらに、本発明の自転車の前照灯によれば、１０［ｍ］の距離で１０［ｃｍ］程度の物体の確認が充分得られる照度を得ることができるほか、集光レンズ７５の上部に乱反射加工を施して乱反射板７７を構成することで自転車９の存在が前方向より容易に確認可能とし、交通事故の防止を図る上で効果がある。
（６）上記第１の実施の形態に係る自転車の前照灯１では、前記固定子５と、ケース本体７とを分離したことにより、前記ケース本体７部分を任意の位置、例えばハンドル位置等に取付けができる。
第２１図は、本発明の第３の実施の形態に係る前照灯電気回路において、光検知センサーあるいは手動スイッチを付加して点灯・消灯を制御できる回路構成を示す回路図である。
第２１図において、前記整流平滑回路７１３の定電流回路７１３ｂには光検出センサー１３及び／または手動スイッチ１５が付加されている。
すなわち、前記定電流回路７１３ｂでは、前記トランジスタＴＲ２のベース（Ｂ）と、前記抵抗Ｒ２を介して接続されている前記トランジスタＴＲ１のエミッタ（Ｅ）との間すなわちＴＲ１のコレクタ（Ｃ）とエミッタ（Ｅ）間に光検出センサー１３を接続している。これにより、前記トランジスタＴＲ２は、前記光検知センサーによる検知信号を基にオン・オフし、これに伴って前記発光ダイオード７３，７３に電流を供給し・不供給とする制御をする。
同様に、前記定電流回路７１３ｂでは、前記トランジスタＴＲ２のベース（Ｂ）と、前記抵抗Ｒ２を介して接続されている前記トランジスタＴＲ１のエミッタ（Ｅ）との間すなわちＴＲ１のコレクタ（Ｃ）とエミッタ（Ｅ）間に手動スイッチ１５を接続し、前記手動スイッチからのオン・オフ信号を基に前記トランジスタＴＲ２をオン・オフし、これに伴って前記発光ダイオードに電流を供給し・不供給とする制御をしている。
さらに、同様に、前記定電流回路７１３ｂでは、前記トランジスタＴＲ２のベース（Ｂ）と、前記抵抗Ｒ２を介して接続されている前記トランジスタＴＲ１のエミッタ（Ｅ）との間すなわちＴＲ１のコレクタ（Ｃ）とエミッタ（Ｅ）間に、光検出センサー１３、手動スイッチ１５の双方を直列接続あるいは並列接続し、前記光検知センサー及び手動スイッチの一方または双方の信号を基に前記トランジスタＴＲ２をオン・オフ制御し、前記発光ダイオード７３，７３に電流を供給し・不供給とする制御をしている。
このような第３の実施の形態に係る前照灯電気回路によれば、周囲の明るさにより自動的に点灯、消灯することができ、また、点灯、消灯したいときに手動スイッチ１５によるオン・オフ制御ができる。これにより、一々、発電のための操作をする必要がない。
第２２図は、本発明の第４の実施の形態に係る自転車の前照灯において、マグネット配列板をドーナツ状に取付けた状態及び前照灯の取付け状態を示す側面図である。
この第２１図に示す第４の実施の形態においても、第１ないし第３の実施の形態と同一部材には同一の符号を付して説明をする。
本発明の第４の実施の形態に係る自転車の前照灯では、前記回転子３は、自転車９の回転部のリールスポーク９１の円周上に、前記マグネット配列板３３を、第２２図に示すようにドーナツ形状に配置してなるものである。
この場合には、前記固定子５の発電コイル５３には、連続的に誘起電力が発生する連続発電となり、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯１及び第２の実施の形態に係る前照灯電気回路７１によれば、さらに確実に平均化することができ、前記発光ダイオード７３，７３は連続点灯できることになる。
第２３図は、本発明の第５の実施の形態に係る自転車の前照灯を示す斜視図である。
この第２３図において、本発明の第５の実施の形態に係る自転車の前照灯１Ａでは、前記固定子５とケース本体７とを一体構造にしたものである。すなわち、前記発電コイル５３を含む固定子５と、前記前照灯電気回路７１と、前記発光ダイオード７３，７３と、前記集光レンズ７５と、前記乱反射板７７とを、ケース本体７に内蔵して一体化したものである。なお、符号７ａは自転車９３ａへの取付片である。
このような一体型の自転車の前照灯１Ａによれば、前記固定子５と前記ケース本体７とを一体構造にしたことで、既存の自転車の前照灯位置に取付け出きるので取替が簡単である。
産業上の利用可能性
本発明によれば、上記構成作用によって、発電機を従来のローラー式ダイナモ発電機と比べ、非接触としたことで摩擦抵抗が無く発電することができ、走行時の労力が大幅に軽減される効果がある。
本発明によれば、発電効率を高めるため、発電コイルに直列にコンデンサを接続して直列共振させることにより、従来の非共振型の自転車の前照灯と比べ５０％増の発電効果を得ることができる。
本発明によれば、共振周波数の定数を標準速度に選定することで、自転車の過速度時の電流が抑制され発光ダイオードを保護できる効果がある。
本発明によれば、定電流回路をコンデンサの静電容量を増幅できる回路構成としたので、大きなリップルを含んでいても確実に平滑でき、しかも電流の制限が設定できる一石二鳥の効果がある。
本発明によれば、周囲の明るさにより自動的に点灯、消灯でき、あるいは、点灯、消灯したいときに点灯・消灯を簡単な操作で行うことができる効果がある。
本発明によれば、レンズを半球面状レンズとし、各発光ダイオードの光軸上に位置し光を有効に集束することで、自転車標準速度時、所定の距離における円内に所定の照度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯を示す図であって、自転車のリールスポークにマグネット配列板を間欠的に配置した例を示す側面図である。
第２図は、本発明の第１の実施の形態に係る非接触型軽負荷自転車の前照灯を示す斜視図である。
第３図は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯の回転子及び固定子の部分を拡大して示す斜視図である。
第４図は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯の回転子部分を拡大して示す図であって、第４図（ａ）は同回転子のマグネット配列板を拡大して示す正面図、第４図（ｂ）は同回転子のマグネット配列板を拡大して示す側面図である。
第５図は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯の回転子のマグネット配列板に取り付けられたマグネットを拡大して示す図であって、第５図（ａ）は同回転子のマグネット配列板に取り付けられたマグネットを示す斜視図、第５図（ｂ）は同回転子のマグネット配列板に取り付けられたマグネットを示す正面図、第５図（ｃ）は同回転子のマグネット配列板に取り付けられたマグネットを拡大して示す正面図である。
第６図は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯の固定子の発電コイルを拡大して示す図であって、第６図（ａ）は同固定子の発電コイルを示す正面図、第６図（ｂ）は同固定子の発電コイルを示す側面図である。
第７図は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯の固定子の発電コイルの歯と、前記回転子のマグネット配列板の各マグネットとの位置関係を示す説明図である。
第８図は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯において、前記自転車のリールスポークに取り付けた回転子位置と、自転車速度と、発電周波数との関係を説明するための図である。
第９図は、本発明の第１の実形態に係る自転車の前照灯において、前照灯の構造及び光照射の状態を説明するために示す斜視図である。
第１０図は、本発明の第１の実形態に係る自転車の前照灯において、発光ダイオードと集光レンズの配置関係を示す図である。
第１１図は、本発明の第１の実形態に係る自転車の前照灯に使用する集光レンズの構成を説明するためのもので、第１１図（ａ）が集光レンズの側面図を、第１１図（ｂ）が集光レンズの裏面図を、第１１図（ｃ）が集光レンズの前面図を、それぞれ示したものである。
第１２図は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯１で採用した共振型整流回路を含む試験回路を示す図である。
第１３図は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯１で採用した共振型整流回路による試験回路で得た結果と、従来の倍電圧整流回路による試験回路で得た結果と、従来の全波整流回路による試験回路得た結果のそれぞれを示す特性図であって、第１３図（ａ）は共振型整流回路による試験回路で得た特性を、第１３図（ｂ）は、倍電圧整流回路による試験回路で得た特性を、第１３図（ｃ）は従来の全波整流回路による試験回路で得た特性を、それぞれ示したものである。
第１４図は、第１３図で得られる電流に対する自転車の速度との関係を示した速度電流特性図である。
第１５図は、本発明の第２の実施の形態に係る前照灯電気回路を示す回路図である。
第１６図は、本発明の第２の実施の形態に係る前照灯電気回路における共振回路及び整流平滑回路の直流変換回路を示す回路図である。
第１７図は、本発明の第２の実施の形態に係る前照灯電気回路における定電流回路を示す回路図である。
第１８図は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯及び同第２の実施の形態に係る前照灯電気回路において採用して共振形発電特性と、従来の非共振形発電特性との比較をした発電特性図であって、横軸に回転数を、縦軸に起電力を、それぞれとったものである。
第１９図は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯に使用される第２の実施の形態に係る前照灯電気回路における各部の電圧波形を示す波形図であって、横軸に時間を、縦軸に各部の電圧を、それぞれとったものである。
第２０図は、本発明の第１の実施の形態に係る自転車の前照灯の有効線を説明するための図である。
第２１図は、本発明の第３の実施の形態に係る前照灯電気回路において、光検知センサーあるいは手動スイッチを付加して点灯・消灯を制御できる回路構成を示す回路図である。
第２２図は、本発明の第４の実施の形態に係る自転車の前照灯において、マグネット配列板をドーナツ状に取付けた状態及び前照灯の取付け状態を示す側面図である。
第２３図は、本発明の第５の実施の形態に係る自転車の前照灯を示す斜視図である。
【図１】
2003104069.tif 000003
【図２】
2003104069.tif 000004
【図３】
2003104069.tif 000005
【図４】
2003104069.tif 000006
【図５】
2003104069.tif 000007
【図８】
2003104069.tif 000008
【図９】
2003104069.tif 000009
【図１０】
2003104069.tif 000010
【図１１】
2003104069.tif 000011
【図１２】
2003104069.tif 000012
2003104069.tif 000013
2003104069.tif 000014
2003104069.tif 000015
【図１４】
2003104069.tif 000016
【図１５】
2003104069.tif 000017
【図１６】
2003104069.tif 000018
【図１７】
2003104069.tif 000019
【図１８】
2003104069.tif 000020
【図１９】
2003104069.tif 000021
【図２０】
2003104069.tif 000022
【図２１】
2003104069.tif 000023
【図２２】
2003104069.tif 000024
【図２３】
2003104069.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成15年10月14日(2003.10.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（補正後）自転車回転部のリールスポークの円周上に、数個のマグネットをＮ極Ｓ極交互に扇状に等間隔に配列した所定円の一部円弧部分の形状を有するマグネット配列板を複数個取付けてなる回転子と、この回転子のマグネット配列板の磁極面に対面する位置に固定された鉄心及びコイルから構成される発電コイルからなる固定子と、前記固定子とは別体あるいは前記固定子の一部を収納するケース本体とを備え、前記ケース本体には、前記固定子の発電コイル及びこの発電コイルに直列接続させたコンデンサにより構成され、前記各マグネットの所定の相対速度に同期させた周波数に共振する共振回路、および、前記共振回路の前記発電コイルから取り出した電力を整流平滑して出力できる直流電源回路からなる前照灯電気回路と、前記前照灯電気回路から供給される電力により点灯する発光ダイオードと、
前記発光ダイオードの光を自転車前面に集光して路面を照射させる集光レンズとを少なくとも収納してなることを特徴とする自転車の前照灯。
【請求項２】
前記固定子は、自転車回転部のリールスポークの円周上に、前記マグネット配列板を、ドーナツ状配置または分割状配置してなることを特徴とする請求の範囲１記載の自転車の前照灯。
【請求項３】
前記発光ダイオードは少なくとも２カンデラ以上の光度を持つ白色発光ダイオードを設け、前記レンズは所定の距離で一定の照度を確保する焦点距離に設定してなることを特徴とする請求の範囲１記載の自転車の前照灯。
【請求項４】
前記発光ダイオードは数個使用し、前記レンズは各発光ダイオードに対して半球面状レンズをそれぞれ配置し、前記各半球面状レンズは、規定距離の規定円内に光を集光することで所定の照度を得るため、球面のＲ、直径φ、及び厚さｔを算出し、かつ、前記レンズ上部の平面板部分には乱反射する加工を施して乱反射板を構成させて前方からの自転車の存在が確認できる構成としたことを特徴とする請求の範囲４記載の自転車の前照灯。
【請求項５】
前記発電コイルを含む固定子と、前記前照灯電気回路と、前記発光ダイオードと、前記集光レンズとをケース本体に内蔵して一体化したことを特徴とする請求の範囲１、２、３または４記載の自転車の前照灯。
【請求項６】
照灯電気回路と、前記発光ダイオードと、前記集光レンズとを前記ケース本体に内蔵し、前記発電コイルを含む固定子をケース本体の外部に分離して設けてなることを特徴とする請求の範囲１、２、３または４記載の自転車の前照灯。
【請求項７】
（補正後）前記固定子の発電コイル及びこの発電コイルに直列接続させたコンデンサにより構成され、自転車を所定の標準速度で走行させたときに前記固定子の発電コイルと前記各マグネットとの所定の相対速度に同期させた周波数に共振する共振回路と、前記共振回路の前記発電コイルから取り出した電力を倍電圧整流して平滑し前記発光ダイオードに供給できる直流電源回路とからなることを特徴とする前照灯電気回路。
【請求項８】
前記整流平滑回路は、前記共振回路の前記発電コイルから取り出した電力をダイオードで整流しかつ平滑コンデンサで平滑する直流変換回路と、少なくとも二つのトランジスタ、二つの抵抗及びコンデンサで構成され、前記直流変換回路からの直流電流を前記発光ダイオードに一定電流値にして供給する定電流回路とを備えたことを特徴とする請求の範囲７記載の前照灯電気回路。
【請求項９】
前記定電流回路には光検出センサー及び／または手動スイッチが接続されており、かつ、前記定電流回路は、前記光検知センサーによる検知信号を基に前記発光ダイオードに電流を供給・不供給制御する回路構成とし、あるいは、前記手動スイッチからのオン・オフ信号を基に前記発光ダイオードに電流を供給・不供給制御する回路構成とし、あるいは、前記光検知センサー及び手動スイッチの一方または双方の信号を基に前記発光ダイオードに電流を供給・不供給制御する回路構成にしたことを特徴とする請求の範囲７記載の前照灯電気回路。
【国際調査報告】
2003104069.tif 000026
2003104069.tif 000027
2003104069.tif 000028
2003104069.tif 000029