專利名稱：自行車照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明系統(tǒng)，尤其涉及利用自行車發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能的自行車照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
自行車有安裝的電氣裝置作為照明設(shè)備，例如，前燈或尾燈。通常，大多數(shù)前燈是由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電點(diǎn)亮的。一般地說，發(fā)電機(jī)輸出電壓的增大是與自行車速度(車輪轉(zhuǎn)動(dòng))成正比，在高速的情況下，在照明設(shè)備關(guān)斷時(shí)發(fā)電機(jī)兩個(gè)端子之間的輸出電壓超過100V。因此，利用發(fā)電機(jī)的輸出電壓接通照明設(shè)備時(shí)，電氣裝置必須承受這種高的電壓。然而，可以承受高電壓的部件通常缺乏通用性，且它的價(jià)格是昂貴的。
最近以來，諸如電動(dòng)變速系統(tǒng)的電氣裝置已安裝在自行車上，其中一些電氣裝置是利用發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能作為電氣裝置的電源。為了利用發(fā)電機(jī)的電能，這種電氣裝置也必須承受高的電壓。
此外，為了運(yùn)行每個(gè)電氣裝置，例如，在電動(dòng)變速系統(tǒng)的情況下，大部分電能用在速度變化的時(shí)刻，所以，發(fā)電機(jī)在那個(gè)時(shí)刻產(chǎn)生的電能是不夠的，因此，電動(dòng)變速系統(tǒng)的運(yùn)行有時(shí)變得不穩(wěn)定。所以，為了穩(wěn)定運(yùn)行，一些電氣裝置配置電存儲(chǔ)元件，用于存儲(chǔ)發(fā)電機(jī)的電能供未來使用。
為了能夠在自行車停止時(shí)利用每種電氣裝置，一些電氣裝置配置存儲(chǔ)元件作為存儲(chǔ)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能的電氣裝置(例如，參照專利文件1)。
Japanese Unexamined Patent ApplicationPublication H2003-11879

發(fā)明內(nèi)容
按照所述常規(guī)的配置，為了能夠利用通用的電氣裝置，每個(gè)電氣裝置需要一種用于控制電壓的設(shè)備，例如，保護(hù)電路，可以鉗制發(fā)電機(jī)的輸出電壓到某個(gè)范圍，或電壓調(diào)整電路，可以調(diào)整電壓到某個(gè)數(shù)值。具體地說，為了利用存儲(chǔ)元件，需要控制加到存儲(chǔ)元件上的電壓以保護(hù)該存儲(chǔ)元件。
本發(fā)明解決的問題是簡化用于控制自行車照明系統(tǒng)中電壓的設(shè)備，該系統(tǒng)使用包括前燈在內(nèi)的多個(gè)電氣裝置。
按照本發(fā)明1的自行車照明系統(tǒng)配置照明電路和工作部分。該照明系統(tǒng)包括整流電路，用于把自行車發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力整流為直流電；和主發(fā)光電路，該電路連接到所述整流電路，并至少有一個(gè)總是接通(點(diǎn)亮)的第一發(fā)光二極管，這是由于所述整流電路的輸出。與自行車發(fā)電機(jī)的照明電路并聯(lián)連接的工作部分是利用發(fā)電機(jī)的電能運(yùn)行。
按照本發(fā)明1的自行車照明系統(tǒng)配置照明電路和工作部分。該照明系統(tǒng)包括整流電路，用于把自行車發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力整流為直流電；和主發(fā)光電路，該電路連接到所述整流電路，并至少有一個(gè)總是接通(點(diǎn)亮)的第一發(fā)光二極管，這是由于所述整流電路的輸出。與自行車發(fā)電機(jī)的照明電路并聯(lián)連接的工作部分是利用發(fā)電機(jī)的電能運(yùn)行。
按照這種照明系統(tǒng)，當(dāng)自行車運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電壓，該電壓在整流電路中被整流，并提供給照明電路中的第一發(fā)光二極管，例如，它的功能是前燈。在電壓增大到正向電壓之前，第一發(fā)光二極管是不接通的，而當(dāng)電壓增大到正向電壓時(shí)，第一發(fā)光二極管就接通點(diǎn)亮。當(dāng)?shù)谝话l(fā)光二極管接通時(shí)，即使輸出電壓開始增大到超過多個(gè)二極管中正向電壓和第一發(fā)光二極管中的正向電壓確定的箝位電壓，其中整流電路內(nèi)的電流流過這多個(gè)二極管，多余的電流流過第一發(fā)光二極管，被箝制在箝位電壓的輸出電壓不可能增大到超過箝位電壓。此處，因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)中的電壓被箝制到用于照明的第一發(fā)光二極管，就不需要對每個(gè)動(dòng)作提供電壓控制電路。因此，在自行車照明系統(tǒng)中，可以簡化用于控制電壓的設(shè)備。
按照本發(fā)明2的自行車照明系統(tǒng)是本發(fā)明1描述的系統(tǒng)中的輔助發(fā)光電路，其中工作部分包括第二發(fā)光二極管，其正向電壓低于第一發(fā)光二極管的正向電壓。在這種情況下，若流入第二發(fā)光二極管的電壓由于電阻而降低，則可以接通在輔助發(fā)光電路中使用的第二發(fā)光二極管，其中借助于通過第一發(fā)光二極管的箝位電壓，其光強(qiáng)低于前燈的光強(qiáng)，例如，位置燈。
按照本發(fā)明3的自行車照明系統(tǒng)是本發(fā)明1或本發(fā)明2的電動(dòng)變速系統(tǒng)，其中工作部分控制自行車中的電動(dòng)變速系統(tǒng)。在這種情況下，電動(dòng)變速系統(tǒng)配置存儲(chǔ)元件，例如，配置電容器，但是發(fā)電機(jī)的輸出電壓保持在箝位電壓內(nèi)，因此，在這個(gè)電動(dòng)變速系統(tǒng)中不需要配置電壓控制電路。
按照本發(fā)明4的自行車照明系統(tǒng)包括按照權(quán)利要求3描述的系統(tǒng)中的存儲(chǔ)元件，其中電動(dòng)變速系統(tǒng)存儲(chǔ)整流電。在這種情況下，利用簡單的配置，存儲(chǔ)元件中所加的電壓可以保持在某個(gè)范圍內(nèi)。
按照本發(fā)明5的自行車照明系統(tǒng)是按照本發(fā)明1至4中任何一個(gè)描述的系統(tǒng)中的尾燈，其中工作部分固定在包含第三發(fā)光二極管的自行車后部，第三發(fā)光二極管的正向電壓低于第一發(fā)光二極管的正向電壓。在這種情況下，若流入第三發(fā)光二極管的電壓因電阻而降低，則可以接通可用作尾燈的第三發(fā)光二極管，例如，由于通過第一發(fā)光二極管的箝位電壓，尾燈的光強(qiáng)低于前燈的光強(qiáng)。
按照本發(fā)明，因?yàn)榭偟碾妷罕惑橹频接糜诎l(fā)光的第一發(fā)光二極管，就不需要對每個(gè)動(dòng)作提供電壓控制電路。因此，在自行車照明系統(tǒng)中，可以簡化用于控制電壓的設(shè)備。


圖1表示用于說明自行車照明系統(tǒng)配置的方框圖，其中采用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
圖2表示用于說明其照明電路配置的電路圖。
圖3表示用于說明電動(dòng)變速系統(tǒng)配置的方框圖。
40 輪轂發(fā)電機(jī)(自行車發(fā)電機(jī)的一個(gè)例子)41 照明電路42 電動(dòng)變速系統(tǒng)(工作部分的一個(gè)例子)43 尾燈(工作部分的一個(gè)例子)50 整流電路51 主發(fā)光電路52 位置燈(輔助發(fā)光電路的一個(gè)例子)LED 1-3第一發(fā)光二極管至第三發(fā)光二極管具體實(shí)施方式
在圖1中，采用本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的自行車照明系統(tǒng)10包括安裝在自行車輪轂軸上的輪轂發(fā)電機(jī)40，具有前燈功能的照明電路41，作為工作部分的電動(dòng)變速系統(tǒng)42，它與照明電路41并聯(lián)連接用于輪轂發(fā)電機(jī)40，和作為工作部分的尾燈43。在自行車運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上，輪轂發(fā)電機(jī)40輸出交流電壓，它可以提供電能給自行車上的照明電路41，電動(dòng)變速系統(tǒng)42，和尾燈43。
照明電路41包括燈罩41a，它可以固定在自行車前叉的燈柱上。如圖1和2所示，燈罩41a包含整流電路50，其中從輪轂發(fā)電機(jī)40輸出的交流電壓經(jīng)受全波整流，和主發(fā)光電路51，它是至少利用一個(gè)總是接通(發(fā)光)的第一發(fā)光二極管LED 1的前燈，這是由于整流電路50的輸出。此外，燈罩41a包含作為工作部分的位置燈(輔助照明電路的一個(gè)例子)52。
整流電路50包含橋路連接的四個(gè)二極管D1-D4，這些二極管有正端和負(fù)端。
主發(fā)光電路51包括電阻R1，用于調(diào)整連接到整流電路50中正端的電壓和電流，和第一發(fā)光二極管LED1，其中電阻R1連接到陽極。第一發(fā)光二極管LED1中的陰極連接到整流電路50中的正端。第一發(fā)光二極管LED1是功率LED，例如，可以輻射約3W的白光輸出，其正向電壓是3.5V。第一發(fā)光二極管LED1和整流電路50能夠使輪轂發(fā)電機(jī)40輸出的電壓被箝制在照明系統(tǒng)10中的箝位電壓VC。在箝位電壓VC下，其中每個(gè)二極管D1-D4的正向電壓是Vd，和第一發(fā)光二極管LED1的正向電壓是Ved，箝位電壓VC可以表示如下VC＝2×Vd+Ved此處，若每個(gè)二極管D1-D4的正向電壓是0.6V，則箝位電壓VC是4.7V。
所以，在這個(gè)照明系統(tǒng)10中，輪轂發(fā)電機(jī)40的輸出電壓總是在4.7V內(nèi)，它絕不增大到超過箝位電壓VC。
位置燈52是與主發(fā)光電路51并聯(lián)連接。位置燈52包括用于調(diào)整電壓和電流的電阻R2，它連接到整流電路50中的正端和第二發(fā)光二極管LED2，其中電阻R2連接到陽極。第二發(fā)光二極管LED2的陰極連接到整流電路50中的正端。第二發(fā)光二極管LED2的正向電壓低于第一發(fā)光二極管LED1的正向電壓(例如，3.5V)，約為2V。第二發(fā)光二極管LED2是功率LED，用于輻射約為0.01-1.0W的白光輸出。電阻R2的電阻值大于電阻R1的電阻值，因此，通過安排約為2V的正向電壓，箝位電壓VC不會(huì)因第二半導(dǎo)體二極管LED2而降低。
圖3所示的電動(dòng)變速系統(tǒng)42包括由大容量電容器構(gòu)成的存儲(chǔ)元件60，例如，電雙層電容器，可以在停止時(shí)控制電壓的起伏；電機(jī)驅(qū)動(dòng)器61，它是由存儲(chǔ)元件60提供的電能運(yùn)行；用于控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器61的變速控制部分62；和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器61操作的變速電機(jī)63。變速控制部分62輸出電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)到電機(jī)驅(qū)動(dòng)器61，其中變速信號(hào)是由自行車把手上的變速開關(guān)提供。通常，在這種電動(dòng)變速系統(tǒng)中，提供諸如調(diào)節(jié)器的電壓控制電路，用于保持該設(shè)備輸入端的電壓。然而，在這個(gè)實(shí)施例中，第一發(fā)光二極管LED1總是接通(點(diǎn)亮)的，或整流電路50箝制輪轂發(fā)電機(jī)40的輸出電壓，從而控制該電壓在箝位電壓內(nèi)，因此，在電動(dòng)變速系統(tǒng)42中不需要這種電壓控制電路。
如圖2和圖3所示，尾燈43包含可以固定在自行車后部的尾燈殼43a。此外，尾燈43包含用于調(diào)整電壓和電流的電阻R3，它連接到尾燈殼43a中包含的整流電路50正端和第三光二極管LED3，其中電阻R3連接到陽極。第三發(fā)光二極管LED3是功率LED，用于輻射約0.01-1.0W的紅光輸出。第三發(fā)光二極管LED3的正向電壓也是約2V，和低于第一發(fā)光二極管LED1的正向電壓。
在按照這種方式配置的照明系統(tǒng)10中，若整流電路50中電流的電勢超過第二發(fā)光二極管LED2和第三發(fā)光二極管LED3的正向電壓(例如，2V)，則位置燈52和尾燈53就點(diǎn)亮。然而，電流沒有流入到照明電路41中的第一發(fā)光二極管LED1，因此，第一發(fā)光二極管LED1不點(diǎn)亮。此外，若整流電路50中電流的電勢超過第一發(fā)光二極管LED1的正向電壓，則第一發(fā)光二極管LED1就點(diǎn)亮，它作為照明電路41中主發(fā)光電路51的前燈。若電流流入到第一發(fā)光二極管LED1。則電流在照明電路41中流動(dòng)，所以，輪轂發(fā)電機(jī)40的輸出電壓被箝制到箝位電壓VC，與此同時(shí)，第一發(fā)光二極管LED1就接通(點(diǎn)亮)，因?yàn)橹靼l(fā)光電路51總是接通的。所以，輪轂發(fā)電機(jī)40的輸出電壓在高速下不可能增大到超過箝位電壓VC，因此，過高的電壓不可能加到位置燈52，電動(dòng)變速系統(tǒng)42，或尾燈43。
此處，因?yàn)樵谡麄€(gè)照明系統(tǒng)10中的電壓被箝制到用于照明的第一發(fā)光二極管LED1，從而不需要給每個(gè)動(dòng)作部分提供電壓控制電路。因此，在自行車照明系統(tǒng)10中，可以簡化用于控制電壓的設(shè)備。
其他的實(shí)施例(a)在以上的實(shí)施例中，發(fā)光二極管用于作為工作部分的位置燈52或尾燈43，但是也可以使用普通的燈泡。
(b)在以上的實(shí)施例中，位置燈52，電動(dòng)變速系統(tǒng)42，和尾燈43描述為工作部分，但是工作部分可以包括利用發(fā)電機(jī)電能運(yùn)行的所有電氣裝置。
權(quán)利要求
1.一種自行車照明系統(tǒng)，包括整流電路，用于把自行車發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力整流為直流電；照明電路，包含連接到所述整流電路的主發(fā)光電路，由于所述整流電路的輸出，所述主發(fā)光電路至少有一個(gè)總是保持接通(點(diǎn)亮)的第一發(fā)光二極管；和與所述自行車發(fā)電機(jī)的所述照明電路并聯(lián)連接的工作部分，它的運(yùn)行借助于所述自行車發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能。
2.按照權(quán)利要求1的自行車照明系統(tǒng)，其中所述工作部分是包括第二發(fā)光二極管的輔助發(fā)光電路，其正向電壓低于所述第一發(fā)光二極管的正向電壓。
3.按照權(quán)利要求1或2的自行車照明系統(tǒng)，其中所述工作部分是電動(dòng)變速控制系統(tǒng)，用于控制自行車的電動(dòng)變速設(shè)備。
4.按照權(quán)利要求3的自行車照明系統(tǒng)，其中所述電動(dòng)變速系統(tǒng)包括用于存儲(chǔ)整流電的存儲(chǔ)元件。
5.按照權(quán)利要求1至4中任何一個(gè)的自行車照明系統(tǒng)，其中所述工作部分是包括第三發(fā)光二極管的尾燈，它與自行車的后部連接，其正向電壓低于所述第一發(fā)光二極管的正向電壓。
全文摘要
在利用包括前燈的多個(gè)電氣裝置的自行車照明系統(tǒng)中，可以簡化用于控制電壓的設(shè)備。一種自行車照明系統(tǒng)10包括照明電路41，電動(dòng)變速系統(tǒng)42，和尾燈43。照明系統(tǒng)41包括整流電路50，用于整流輪轂發(fā)電機(jī)40產(chǎn)生的交流電壓，和主發(fā)光電路51，它連接到所述整流電路50，并至少有一個(gè)第一發(fā)光二極管，由于所述整流電路50的輸出，第一發(fā)光二極管總是接通(發(fā)光)的。電動(dòng)變速系統(tǒng)42和尾燈43是與輪轂發(fā)電機(jī)40的照明電路41并聯(lián)連接，它們的運(yùn)行是借助于輪轂發(fā)電機(jī)40產(chǎn)生的電能。
文檔編號(hào)B62J6/00GK101062698SQ20061017170
公開日2007年10月31日 申請日期2006年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者北村智, 長江真義 申請人:株式會(huì)社島野