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)明涉及自行車用照明裝置，特別是涉及通過(guò)自行車用發(fā)電機(jī)而點(diǎn)亮的自行車用照明裝置。
背景技術(shù)：
作為自行車用的照明裝置，特別是前照燈，以往提出了如特開(kāi)2003-291870號(hào)公報(bào)所示的裝置。該裝置構(gòu)成為發(fā)光二極管(LED)及燈泡內(nèi)置在前照燈內(nèi)，LED以用太陽(yáng)能電池充電的二次電池為電源來(lái)進(jìn)行點(diǎn)亮或熄滅。
此外，還提出了利用發(fā)電機(jī)來(lái)點(diǎn)亮前照燈的自行車(例如特開(kāi)2003-230300號(hào)公報(bào))。在這種利用發(fā)電機(jī)的輸出來(lái)點(diǎn)亮自行車的前照燈或驅(qū)動(dòng)其他電氣零件的情況下，若自行車處于高速度，則發(fā)電電壓也變?yōu)楦唠妷?，因此設(shè)有針對(duì)這種情況的保護(hù)電路。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)2003-291870號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開(kāi)2003-230300號(hào)公報(bào)在前述的第一個(gè)公報(bào)所述的裝置中，驅(qū)動(dòng)LED時(shí)使用的是電池。這是因?yàn)樵诶冒l(fā)電機(jī)的輸出進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的情況下，如前所述，發(fā)電機(jī)輸出根據(jù)自行車的速度而變化，會(huì)產(chǎn)生LED不能被點(diǎn)亮、或由于流過(guò)過(guò)大的電流而導(dǎo)致LED被破壞的情況。
因此，在利用發(fā)電機(jī)的輸出來(lái)驅(qū)動(dòng)LED的情況下，需要利用由電阻元件和穩(wěn)壓二極管構(gòu)成的保護(hù)電路來(lái)限制外加于LED電路上的電壓或限制流過(guò)LED的電流。在使用這樣構(gòu)成的保護(hù)電路的情況下，為了在高速度區(qū)域中也能夠應(yīng)對(duì)，即為了避免發(fā)熱等，需要增大電阻元件的電阻值?？墒?，若增大電阻元件的電阻值，則在低速度區(qū)域中由該電阻元件產(chǎn)生的損耗變大，在低速度區(qū)域中不能驅(qū)動(dòng)(點(diǎn)亮)LED。
于是，考慮采用使用晶體管來(lái)使電阻值根據(jù)輸入的電壓值而不同的線性電壓調(diào)節(jié)方式、即電流限制方式的電路來(lái)保護(hù)LED。但是，在使用這種電路的情況下，電路產(chǎn)生的電壓下降(電路損耗)變大，與前述同樣地，在低速度區(qū)域中不能驅(qū)動(dòng)LED。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于能夠抑制發(fā)電機(jī)和作為照明裝置的LED之間的電路損耗、并能有效地點(diǎn)亮LED。
技術(shù)方案1的自行車用照明裝置是通過(guò)自行車用發(fā)電機(jī)點(diǎn)亮的裝置，具有發(fā)光二極管單元和保護(hù)機(jī)構(gòu)。發(fā)光二極管單元具有至少一個(gè)發(fā)光二極管。保護(hù)機(jī)構(gòu)利用發(fā)電機(jī)的內(nèi)部電阻和發(fā)光二極管單元的定電壓特性構(gòu)成，對(duì)流過(guò)構(gòu)成發(fā)光二極管單元的各發(fā)光二極管的電流進(jìn)行限制。
這里，裝配在自行車上的發(fā)電機(jī)具有內(nèi)部電阻成分，通過(guò)使該內(nèi)部電阻成分和作為發(fā)電機(jī)的負(fù)載的發(fā)光二極管單元的定電壓特性平衡，可以有效地將發(fā)電機(jī)的輸出作用在發(fā)光二極管上，并且可以構(gòu)成利用發(fā)電機(jī)的內(nèi)部電阻和發(fā)光二極管單元的定電壓特性而構(gòu)成的保護(hù)機(jī)構(gòu)。因此，在該裝置中，不需要在以往裝置中設(shè)于發(fā)電機(jī)和照明裝置之間的由元件或者電路所形成的保護(hù)電路。因此，抑制了電路損耗，可以有效地將發(fā)電機(jī)的輸出供給到發(fā)光二極管單元，從而可以從比較低的速度區(qū)域開(kāi)始進(jìn)行發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)。
技術(shù)方案2的自行車用照明裝置是在技術(shù)方案1的裝置中，發(fā)光二極管單元通過(guò)串聯(lián)連接多個(gè)發(fā)光二極管而構(gòu)成。該情況下，可以增大發(fā)光二極管單元的正向電壓，從而使作用在發(fā)光二極管上的能量更大。
技術(shù)方案3的自行車用照明裝置是在技術(shù)方案1或2的裝置中，發(fā)光二極管單元通過(guò)并聯(lián)連接多個(gè)發(fā)光二極管而構(gòu)成。該情況下，可以抑制流過(guò)構(gòu)成發(fā)光二極管單元的各發(fā)光二極管的電流。
技術(shù)方案4的自行車用照明裝置是在技術(shù)方案1至3中的任一項(xiàng)的裝置中，在發(fā)電機(jī)和發(fā)光二極管單元之間，沒(méi)有設(shè)置由電氣元件或者電路構(gòu)成的發(fā)光二極管保護(hù)用的電路。這樣，可以抑制電路損耗，可以從低速度區(qū)域開(kāi)始驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管。
技術(shù)方案5的自行車用照明裝置是在技術(shù)方案1至4中的任一項(xiàng)的裝置中，還備有設(shè)于發(fā)電機(jī)和發(fā)光二極管單元之間的整流電路。
技術(shù)方案6的自行車用照明裝置是在技術(shù)方案1至5中的任一項(xiàng)的裝置中，發(fā)光二極管單元用作自行車的前照燈。
技術(shù)方案7的自行車用照明裝置是在技術(shù)方案1至6中的任一項(xiàng)的裝置中，還備有輔助發(fā)光二極管單元，所述輔助發(fā)光二極管單元與發(fā)光二極管單元并聯(lián)連接，具有至少一個(gè)發(fā)光二極管并具有比發(fā)光二極管單元的正向電壓低的正向電壓。
如前所述，如果通過(guò)串聯(lián)連接多個(gè)發(fā)光二極管而構(gòu)成發(fā)光二極管單元，則正向電壓變高，可以使發(fā)光二極管單元更加明亮。但是，該情況反過(guò)來(lái)會(huì)增大不能驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管的不能點(diǎn)亮電壓范圍，從而不能在低速度區(qū)域中點(diǎn)亮發(fā)光二極管。
因此在技術(shù)方案6的裝置中，與發(fā)光二極管單元并聯(lián)地連接有具有比發(fā)光二極管單元的正向電壓低的正向電壓的輔助發(fā)光二極管單元。由此，即使在較低的速度區(qū)域中也可以驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管，從而可以減小不能點(diǎn)亮電壓范圍。
根據(jù)上述本發(fā)明，可以在沒(méi)有特別的保護(hù)電路的情況下保護(hù)發(fā)光二極管，而且可以在低速度區(qū)域中有效地點(diǎn)亮發(fā)光二極管。


圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的照明裝置的電路圖。
圖2是使用了以往的保護(hù)電路的照明裝置的電路圖。
圖3是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的變形例的照明裝置的電路圖。
圖4是表示發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出電流的關(guān)系的圖。
圖5是表示發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和電路的總損耗的關(guān)系的圖。
圖6是表示發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和LED損耗的關(guān)系的圖。
圖7是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的電燈裝置的電路圖。
圖8是本發(fā)明的第3實(shí)施方式的照明裝置的電路圖。
圖9是本發(fā)明的第4實(shí)施方式的照明裝置的電路圖。
具體實(shí)施例方式
第1實(shí)施方式圖1中示出了本發(fā)明的第1實(shí)施方式的自行車用照明裝置1。該照明裝置1用作自行車的前照燈，與設(shè)于自行車的輪轂上的發(fā)電機(jī)2連接。另外，該照明裝置1具有全波整流電路3、在全波整流電路3的輸出側(cè)與發(fā)電機(jī)2串聯(lián)連接的作為發(fā)光二極管單元的LED4。全波整流電路3是將4個(gè)二極管D1、D2、D3、D4連接起來(lái)構(gòu)成的橋式整流電路。
這里，將以往的一般的保護(hù)電路應(yīng)用于本發(fā)明的照明裝置時(shí)的構(gòu)成示于圖2。如圖2所示，LED經(jīng)由橋式整流電路與發(fā)電機(jī)連接，作為L(zhǎng)ED的保護(hù)電路，一般設(shè)有電流限制用的電阻元件R1、電壓限制用的電阻元件R2以及穩(wěn)壓二極管D5。如前所述，在使用這種以往的保護(hù)電路的情況下，為了抑制電阻元件R2在高速度區(qū)域內(nèi)的發(fā)熱，需要準(zhǔn)備電容較大的電阻元件R2。但是，如果增大電阻元件R2的電阻值，則該部分的損耗變大，從而在的速度區(qū)域內(nèi)不能點(diǎn)亮LED。
本實(shí)施方式的照明裝置1具有利用發(fā)電機(jī)2的內(nèi)部電阻成分和LED4的特性而起作用的保護(hù)電路。即、發(fā)電機(jī)2具有由電阻成分以及線圈成分構(gòu)成的內(nèi)部電阻R0，LED4具有定電壓特性。因此，利用發(fā)電機(jī)2的內(nèi)部電阻R0取代圖2中的電阻元件R2，利用LED4的定電壓特性取代圖2中的穩(wěn)壓二極管D5，由此完全不必設(shè)計(jì)以往的保護(hù)電路就可以構(gòu)成LED4的保護(hù)電路。
這里，通過(guò)恰當(dāng)?shù)仄胶獍l(fā)電機(jī)2的內(nèi)部電阻和負(fù)載，可以有效地將發(fā)電機(jī)2的輸出作用在LED4上，并且可以構(gòu)成前述那樣的保護(hù)電路，但通常，作為負(fù)載，不是如圖1所示那樣使用1個(gè)LED4，而需要串聯(lián)連接或者并聯(lián)連接多個(gè)LED來(lái)構(gòu)成一個(gè)單元。圖3所示的照明裝置1為了使作用在LED上的能量更大而增大了作為負(fù)載的LED單元的正向電壓。這里，LED單元通過(guò)串聯(lián)連接2個(gè)LED5a、5b而構(gòu)成。另外，為了抑制流過(guò)各LED的電流，也可以通過(guò)并聯(lián)連接多個(gè)LED來(lái)構(gòu)成LED單元。
下面，舉出發(fā)電機(jī)2和作為負(fù)載的LED單元的選擇方法的一個(gè)具體例子。
首先，圖4中示出了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出電流的關(guān)系，圖5中示出了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和電路的總損耗的關(guān)系，圖6中示出了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和LED損耗的關(guān)系。在圖5及圖6中，“其1”表示由橋式整流電路和1個(gè)LED構(gòu)成的電路的損耗特性，“其2”表示由橋式整流電路和2個(gè)串聯(lián)連接的LED構(gòu)成的電路的損耗特性，“其3”表示由橋式整流電路和調(diào)節(jié)電路構(gòu)成的電路的損耗特性。另外，圖6中所示的LED損耗表示由LED單元產(chǎn)生的損耗，該損耗越大，表明越亮。
從這些圖中可知，如果相對(duì)于某個(gè)特定的發(fā)電機(jī)改變作為負(fù)載的LED單元的構(gòu)成，則電路損耗、LED損耗會(huì)發(fā)生變化。
參照?qǐng)D6，例如如果優(yōu)先考慮“亮度”，則可以選擇“其2”的構(gòu)成。不過(guò)，該情況下，在低速度區(qū)域中不能驅(qū)動(dòng)LED。另一方面，如果優(yōu)先考慮“能從更低的速度區(qū)域開(kāi)始點(diǎn)亮”，則可以選擇“其1”的構(gòu)成。不過(guò)，該情況下，與前面的例子相反地，犧牲了亮度。
一般地，考慮LED的亮度的絕對(duì)值在重要的(有必要的)速度區(qū)域內(nèi)是否為必要值以上、以及在能夠點(diǎn)亮LED的最低速度區(qū)域內(nèi)亮度的絕對(duì)值的最高值，來(lái)決定LED的串聯(lián)連接數(shù)量(正向電壓)，并考慮最大容許電流值來(lái)決定LED并聯(lián)連接數(shù)量。
其次，對(duì)動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
利用該裝置，在發(fā)電機(jī)2通過(guò)自行車的行駛而旋轉(zhuǎn)時(shí)，就會(huì)輸出交流電壓。在該交流電壓的正半周期(二極管D1側(cè)為“+”)中，從發(fā)電機(jī)2的第1端子輸出的電流在通過(guò)二極管D1之后供給至LED4。此時(shí)，在產(chǎn)生LED4的正向電壓以上的電壓的速度區(qū)域內(nèi)，LED4被驅(qū)動(dòng)而發(fā)光。通過(guò)了LED4的電流通過(guò)二極管D4回到發(fā)電機(jī)2的第2端子。
接著，在極性發(fā)生逆轉(zhuǎn)的交流電壓的負(fù)半周期內(nèi)，從發(fā)電機(jī)2的第2端子輸出的電流在通過(guò)二極管D2之后供給至LED4，LED被驅(qū)動(dòng)而發(fā)光。通過(guò)了LED4的電流通過(guò)二極管D3回到發(fā)電機(jī)2的第1端子。
通過(guò)重復(fù)以上的動(dòng)作，LED4在整個(gè)周期中、在產(chǎn)生LED4的正向電壓以上的電壓的速度區(qū)域內(nèi)發(fā)光。
這里，即使在變?yōu)楦咚俣葏^(qū)域時(shí)，由于是如前所述那樣決定的發(fā)電機(jī)和LED，使得在假想的速度區(qū)域內(nèi)，流過(guò)LED的電流的最高值、平均值等都處于LED的容許范圍之內(nèi)，所以可以避免LED的損傷。
第2實(shí)施方式在以上所述的第1實(shí)施方式中，如果通過(guò)串聯(lián)連接多個(gè)LED來(lái)構(gòu)成LED單元，則單元的正向電壓變高，不能點(diǎn)亮LED的電壓范圍成為更高的速度區(qū)域。即，不達(dá)到更高的速度區(qū)域則不能點(diǎn)亮LED。
用于解決上述問(wèn)題的第2實(shí)施方式示于圖7中。該第2實(shí)施方式具有由2個(gè)串聯(lián)連接的LED10a、10b構(gòu)成的LED單元10，進(jìn)而，相對(duì)于該LED單元10并聯(lián)連接有輔助LED單元11。該輔助LED單元11通過(guò)串聯(lián)連接連接LED11a和電阻元件11b而成。其他構(gòu)成與前述第1實(shí)施方式相同。
這里，輔助LED單元11的正向電壓比LED單元10的正向電壓低。因此，在比能夠驅(qū)動(dòng)(點(diǎn)亮)LED單元10的速度區(qū)域低的速度區(qū)域中，可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)、點(diǎn)亮該輔助LED單元11。
另外，因?yàn)長(zhǎng)ED單元10具有定電壓特性而使得外加在輔助LED單元11上的電壓不會(huì)超過(guò)外加在LED單元10上的電壓，所以不需要用于保護(hù)輔助LED單元11的特別的元件或者電路。
進(jìn)而，通過(guò)調(diào)整構(gòu)成輔助LED單元11的電阻元件11b的電阻值、或者設(shè)置多列電阻元件11b和LED11a，可以抑制在高速度區(qū)域中過(guò)大的能量作用在LED單元10上。
第3實(shí)施方式圖8中示出了第3實(shí)施方式。該實(shí)施方式3除第2實(shí)施方式的構(gòu)成之外，與輔助LED單元11并聯(lián)連接有平滑電容器12。根據(jù)這樣的構(gòu)成，可以利用平滑電容器12的作用來(lái)抑制LED11a的閃爍。另外，由于與前述同樣的理由，在平滑電容器12上不會(huì)外加超過(guò)LED單元10的正向電壓的電壓，所以可以使用耐壓較小的小型電容器作為平滑電容器12。
第4實(shí)施方式在前述各實(shí)施方式中，在發(fā)電機(jī)和LED之間設(shè)有整流電路，但也可以通過(guò)構(gòu)成如圖9所示那樣的電路，來(lái)省略前述各實(shí)施方式中所示的整流電路。該圖9所示的裝置以各自的正向相反的方式并聯(lián)連接有一對(duì)LED15a、15b。
該情況下，在發(fā)電機(jī)2的各半個(gè)周期內(nèi)，分別對(duì)一對(duì)LED15a、15b進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，盡管與前述各實(shí)施方式相比會(huì)產(chǎn)生閃爍，但可以用比較簡(jiǎn)單的電路構(gòu)成實(shí)現(xiàn)前照燈裝置。
權(quán)利要求
1.一種自行車用照明裝置，通過(guò)自行車用發(fā)電機(jī)而點(diǎn)亮，備有發(fā)光二極管單元，具有至少一個(gè)發(fā)光二極管；保護(hù)電路，利用前述發(fā)電機(jī)的內(nèi)部電阻成分和前述發(fā)光二極管單元的定電壓特性構(gòu)成，對(duì)流過(guò)構(gòu)成前述發(fā)光二極管單元的各發(fā)光二極管的電流進(jìn)行限制。
2.如權(quán)利要求1所述的自行車用照明裝置，前述發(fā)光二極管單元通過(guò)串聯(lián)連接多個(gè)發(fā)光二極管而構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的自行車用照明裝置，前述發(fā)光二極管單元通過(guò)并聯(lián)連接多個(gè)發(fā)光二極管而構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的自行車用照明裝置，在前述發(fā)電機(jī)和發(fā)光二極管單元之間，沒(méi)有設(shè)置由電氣元件或者電路構(gòu)成的發(fā)光二極管保護(hù)用的電路。
5.如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的自行車用照明裝置，還備有設(shè)于前述發(fā)電機(jī)和發(fā)光二極管單元之間的整流電路。
6.如權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的自行車用照明裝置，前述發(fā)光二極管單元用作自行車的前照燈。
7.如權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的自行車用照明裝置，還備有輔助發(fā)光二極管單元，所述輔助發(fā)光二極管單元與前述發(fā)光二極管單元并聯(lián)連接，具有至少一個(gè)發(fā)光二極管并具有比前述發(fā)光二極管單元的正向電壓低的正向電壓。
全文摘要
本發(fā)明目的在于提供一種能夠抑制發(fā)電機(jī)和LED之間的電路損耗、并能有效地點(diǎn)亮LED的自行車用照明裝置。該裝置是通過(guò)發(fā)電機(jī)(2)點(diǎn)亮的裝置，具有LED單元和保護(hù)機(jī)構(gòu)。LED單元具有至少一個(gè)LED(4)。保護(hù)機(jī)構(gòu)利用發(fā)電機(jī)(2)的內(nèi)部電阻成分(R0)和LED單元的定電壓特性構(gòu)成，對(duì)流過(guò)構(gòu)成LED單元的各LED的電流進(jìn)行限制。
文檔編號(hào)B62J6/02GK1640752SQ200510004550
公開(kāi)日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2005年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月16日
發(fā)明者宇野公二 申請(qǐng)人:株式會(huì)社島野