专利名称：刹车灯系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种刹车灯系统，尤其涉及一种用于人力车辆的自供电的共形的刹车灯系统。
背景技术：
视觉信号装置已被广泛地运用于机动车辆以增进能见度，从而提高行进安全，其中电力照明设备是尤为有效的视觉信号源。由于一般机动车辆大多自备有能够提供充足电力予照明装置的电源供应设备，因此已开发各样的照明设备并运用到机动车辆上。相反地， 例如踏板式自行车或三轮车等人力车辆，往往无自备发电设备。因此，这些车辆传统上大多仰赖设置于其上的反光元件来充当警示信号装置。然而，此等环保的运输工具必须与其他机动车辆共享路权，故在此等环保的运输工具上增设适当的主动照明装置，将大幅增进其驾驶及乘客的安全。在众多形式的警示信号中，刹车灯是最基本且重要的安全信号之一。车辆的刹车系统经触发的同时即表示驾驶者欲意减速。现有的自行车刹车灯设计通常是将致动开关直接放置于刹车块上，例如Kovacic的美国专利第3，878，387号所揭示的内容。较新的设计采用了由刹车线来触发微型开关的刹车灯。Drake的美国专利第5，739，750号及Wisniewski 的美国专利第4，833，444号即为此类刹车灯的经典实例。现有的设计直观式地利用刹车线张力的改变或刹车块的运动作为致动刹车灯开关的来源，然而此等固有的致动配置往往不能回应刹车系统的疲乏及耗损，因而难以使刹车灯系统维持于最佳运作状态。此外，大多数传统刹车灯系统需要独立的电源供应器(最常见者为干电池组)。因此，使用者必须仔细监控电池电量以确保传统刹车灯装置的正常运作。Tao的中国专利第CN200820239332. 5号揭露一种自供电式的自行车刹车灯配置。 具体而言，该专利教示一种借由附接于自行车刹车块上的齿轮组所驱动的发电器。然而，本领域技术人员可轻易地指出此配置的结构性缺点及操作上的不实用性。并且，暴露的发电器不仅影响单元的外部美观，亦使该装置易受到诸如灰尘、泥浆或水等周遭的危害因素的损坏。因此，有必要提供一种特别适用于人力车辆的自供电、结构可靠、且与刹车系统共形的美观的刹车灯系统。
发明内容本实用新型的一目的在于提供一种自供电的刹车灯系统。本实用新型提出一种配置于人力车辆刹车系统的臂部的刹车灯系统，包含用以在所述刹车系统臂部装配该刹车灯系统的一安装机构；装设于该安装机构上的一发电单元， 该发电机构包括用于与该人力车辆的一车轮发生摩擦接触的一滚动件；以及安置于该臂部上并由该发电单元供电的一发光单元。在本实用新型一实施例中，该安装机构包含用于安装该发电单元至该刹车系统的该臂部上而与该臂部形成一体的一安装构件；设置于该臂部及该安装构件一侧上且靠近该滚动件的一张力构件；以及设置于该臂部且位于该安装构件另一侧上用于调整该发电单元与该车轮的相对位置的一微调整单元。在本实用新型一实施例中，该发电单元枢接安装于该安装构件上。在本实用新型一实施例中，该张力构件为用以提供张力予该发电单元以促使该滚动件于剎车时能与该车轮发生稳定且持续的摩擦接触的张力构件。在本实用新型一实施例中，该张力构件包括螺簧。在本实用新型一实施例中，该微调整单元包括螺钉组。在本实用新型一实施例中，该系统还包含安置于该臂部上并覆盖该发电单元的一共形(conformal)发电机遮盖。在本实用新型一实施例中，该发光单元一体地安置于该人力车辆的该臂部上。在本实用新型一实施例中，该系统还包含安置于该臂部上用以覆盖该发光单元的一共形保护构件。在本实用新型一实施例中，该滚动件呈桶形，且于该滚动件侧面具有至少一个沟槽。本发明另提出一种用于具有框架及至少两车轮的人力车辆的自行车刹车灯系统， 包含安装于该框架上的一刹车臂；安装于该刹车臂上的一发电单元，该发电单元包括用于与该车轮发生摩擦接触的一滚动件；以及安置于该刹车臂上并由该发电单元供电的一发光单元。在本实用新型一实施例中，该发电单元借由一安装机构装设于该刹车臂上而与该刹车臂形成一体，该安装机构包含设置于该刹车臂上且面向该车轮的一安装构件；以及设置于该刹车臂及该安装构件一侧上且靠近该滚动件的一张力构件。在本实用新型一实施例中，该张力构件为用以提供张力予该发电单元以促使该滚动件于剎车时能与该车轮发生稳定且持续的摩擦接触的张力构件。在本实用新型一实施例中，该安装机构还包含一安装于该刹车臂且用于调整该发电单元与该车轮的相对位置的微调整(sub-trim)单元。在本实用新型一实施例中，该系统还包含设置于该刹车臂上以覆盖该发电单元的一共形发电机遮盖。在本实用新型一实施例中，该发光单元一体地安置于该刹车臂上，且该系统还包含设置于该刹车臂上以覆盖该发光单元的一共形保护构件。在本实用新型一实施例中，该滚动件呈桶形，且于其侧面具有至少一个沟槽。本实用新型的自行车刹车灯系统适用于人力车辆的自供电、结构可靠、且与刹车系统共形且外表美观。
图1显示根据本实用新型的刹车灯系统的具体实施例的立体图。图2显示根据本实用新型的刹车灯系统安装于自行车的框架上的具体实施例的立体图。图3显示根据本实用新型的刹车灯系统的发电单元经拆离的具体实施例的分解示意图。 图4显示根据本实用新型的刹车灯系统的发电单元经定位安装于自行车的框架上的具体实施例的部分分解示意图。图5显示根据本实用新型的刹车灯系统致动的图解说明。[0030]其中，附图标记说明如下[0031]Ia刹车臂[0032]Ib刹车臂[0033]2发电单元[0034]3安装机构[0035]4发光单元[0036]Ila枢轴螺栓[0037]lib枢轴螺栓[0038]12刹车线[0039]13臂连结件[0040]14挠性伸缩软管[0041]1 刹车块[0042]15b刹车块[0043]21滚动件[0044]23发电机遮盖[0045]24缆线[0046]31安装构件[0047]32张力构件[0048]33微调整(sub-trim)单元[0049]41a刹车灯模块[0050]41b刹车灯模块[0051]4 保护构件[0052]42b保护构件[0053]F框架[0054]W车轮
具体实施方式
前述说明及实施方式为例示性并用于进一步阐明本实用新型的范围。于下述说明及附图中将阐述关于本实用新型的其他目的及优点。请参照图1及2，图1显示本实用新型的刹车灯系统的具体实施例的立体图，而图 2阐述将本实用新型的刹车灯系统安装于诸如自行车的踏板驱动式车辆车架上的立体图。 要注意的是，为了让本实用新型的刹车灯系统能更清晰可见，图2仅显示部分的自行车框架F及一个车轮W视图。作为例示性具体实施例，所示的本实用新型的刹车灯系统适配于普通常见的直拉式(direct-pull)悬臂刹车系统的一对分离的刹车臂la、Ib上。此类型的刹车系统(俗称为V-brakeK)的优势在于其采用能提供较大刹车力量的较长的悬吊臂及仅需单一缆线(cable)即可拉动两个刹车臂的较简单的刹车触发机构。本实施例将本实用新型的刹车灯系统安装于直拉式(direct-pull)悬臂刹车系统，该刹车系统包含刹车臂Ia和lb、一刹车线12、一臂连结件13、一挠性伸缩软管14、一对刹车块1 和15b。各刹车臂la、lb分别借由枢轴螺栓IlaUlb而可枢接地安装于自行车框架F上。刹车线12 (例如Bowden缆线)一端连接于刹车臂，另一端连接于刹车杆(未显示于图)，用以传输来自车辆驾驶者所施加于刹车杆的力。刹车线12的弯曲硬壳外管(周知的“noodle”)牢靠地与刹车臂之一 Ia所连接的臂连结件13连接，而未被弯曲硬壳外管包覆的刹车线12的内缆线固定于另一刹车臂lb。另外，设置挠性伸缩软管14(周知的 “boot”)以覆盖暴露的刹车线12的内缆线。再者，一对刹车块15a、Mb分别安置于刹车臂 IaUb上，并与车轮W的适当部位对齐。值得注意的是，尽管所示的刹车灯系统用于直拉式悬臂刹车，本领域普通技术人员能了解本实用新型所揭露的内容同样地适配于其他类型的刹车设计，只要刹车系统使用的刹车臂具有充分长度及余隙。值得一提，本实用新型的刹车系统可适配于卡钳型刹车系统的臂部上。本实用新型的刹车灯系统包含，安装于自行车刹车系统的刹车臂Ia上的发电单元2以及由发电单元2供电的发光单元4。发电单元2包括滚动件21，通过刹车臂Ia的致动，滚动件21可与自行车轮W发生摩擦接触，以利用旋转中的自行车轮的动能来发电，从而供电予发光单元4。具体地，当刹车系统未经触发时，发电单元2的滚动件21与自行车的车轮具充分余隙而不相互接触。但当致动刹车系统使刹车臂la、Ib朝向自行车轮的边缘移动时，安装于刹车臂上的发电单元2其上的滚动件21 (随刹车臂作动)与自行车轮W(例如轮的侧壁)发生摩擦接触。因而，当移动的车辆于减速过程中启动刹车系统时，旋转中的车轮 W的侧壁与滚动件21间的摩擦将驱动发电单元2产生电流以供电予发光单元4。故发电单元2同时扮演发光单元4的电源及其致动开关。此外，本实用新型的刹车系统可包括电压调节装置以保护系统免于动力突波，借此增加操作上的可靠度。另外，刹车系统可使用诸如电容的电荷储存装置，以于自行车轮完全停止之际，延长发光单元4的发光效果。请参考图3，其为本实用新型的刹车灯系统的发电单元经拆离的具体实施例分解示意图。发电单元2包括旋转发电机(例如发电机(dynamo))，其旋转轴上设置有滚动件 21。发电单元2较佳通过安装构件31以枢接方式安装于刹车系统的刹车臂la、lb上。如图3所示，发电单元2具有小尺寸(lowprofile)且可枢接地安装于刹车臂Ia上安装构件 31的壳体构件。发电单元2用以利用旋转中的自行车轮的动能，并且将该机械能转换成电流以供电予发光单元4。发光单元4可为安置于自行车上的适当位置且对周遭交通环境为可见的实质上独立的单元，其较佳朝向自行车框架F的后部。然而，本具体实施例采用的是与刹车系统共形(conformal)的发光单元4 (其具有刹车灯模块41a、41b)。详言之，刹车灯模块41a、41b—体地安置于刹车臂la、Ib上，且分别由保护构件42a、^b所包覆。此外，保护构件42a、42b采用适形设计以融入刹车臂la、lb的外形结构。本实用新型的刹车灯模块 41a、41b采用共形且一体性设置于刹车臂la、lb上的设计不仅缩短发光单元4与发电单元 2之间的距离(因此降低所需配线长度及配线复杂度)，且亦使本实用新型的刹车灯系统具有干净并整洁的外观，进而增进刹车灯系统的整体美观性。发光单元4较佳采用具小型特征的节能照明元件，诸如发光二极管(LED)的半导体光源，其因节能效果好、重量轻且体积小而为适合的选择。具体地，本实施例使用多个LED
7于刹车灯模块41a、41b中以提高能见度并产生一致的视觉效果。发光单元4的颜色较佳采用与现有车辆刹车灯颜色相同的红色。发电单元2借由安装机构3设置于刹车臂Ia上，而安装机构3包含安装构件31 及张力构件(tensioning member) 320安装构件31牢固地设置于刹车臂Ia上，以提供发电单元2以枢接方式装设于刹车臂Ia上。张力构件32亦牢固地设置于刹车臂Ia上，以提供张力予发电单元2。较佳地，安装构件31可以提供发电单元2与刹车臂Ia之间稳固但非刚性的耦接。而张力构件32的设置可以使发电单元2的滚动件21朝自行车轮的接触表面偏向(bias)。于刹车时，发电单元2与刹车臂Ia之间稳固但非刚性的连结促使滚动件21 与自行车轮之间可发生稳定并连续的摩擦接触，但又不会于刹车系统运作期间干扰刹车臂的内夹作动。另外，安装机构3的张力构件32可提供结构上的弹性以应付突发的冲撞及车辆行进中可能发生的车轮的瞬间变形。一方面，本具体实施例使用安装机构3让发电单元 2可枢接地安装至刹车臂la，且于刹车系统运作期间提供滚动件21固定并连续的与自行车轮接触以促使滚动件21的顺畅的旋转，借此增进能量转换效能。另一方面，通过精心设计滚动件21的形状可进一步增进由旋转中的自行车轮至发电单元2的能量转换效能。如图 2所示，本实施例使用了具有类似蜂蜜汲取器(honey dipper)形状的滚动件21以与车轮W 发生较佳的摩擦接触。值得一提的是，因发电单元2是以枢接方式安置于刹车臂之一(Ia) 上，故滚动件21与车轮W的初始接触角度并不总是相同。不同宽度及半径的车轮亦可能影响其与滚动件21的接触角度。呈桶形的滚动件21有助于提供与自行车轮W的较佳的正切接触，因而使得滚动件21与车轮W之间在较大角度范围下仍能具有恰当的接触，并且可降低经常针对发电单元2的角度调整的需求。进一步地，滚动件21侧壁上的沟槽可用于将水或其他液体引导离开接触表面而减低滑水(hydroplaning)作用，从而增加滚动件2 1对自行车轮W的摩擦接触力。要注意的是，滚动件21的侧表面上的特殊沟槽图案取决于特定运作需求，但沟槽图案不应限定于本实用新型附图所示的实施例。例如，亦可使用实质上沿滚动件21的旋转方向安置的多个几近平行旋转轴的纵向沟槽，以在维持导水性能之际提供较大接触面积。张力构件32可为一弹性元件，其相应于安装构件31而设置并发挥协力作用，以对发电单元2的壳体施加偏向力。本具体实施例的张力构件32使用螺簧作为弹性元件。然而，弹性元件的选择不应受到本文提供的具体实施例的限制。举例来说，取决于特定设计配置及/或特殊运作需求，诸如V形簧或片形簧(簧片)的其他类型弹簧或甚至是橡胶、聚胺基甲酸酯衬套亦可为用于张力构件32的适当选择。安装机构3可进一步包括微调整(sub-trim)单元33，其用以调整发电单元2相对于自行车轮的位置。请参考图4，其为本实用新型的刹车灯系统的发电单元2经定位安装的部分分解示意图。由本附图的特殊角度观看，发电单元2枢接地安装于刹车臂Ia上，而其上的滚动件21借由安置于安装构件31的一侧的张力构件32而偏向自行车轮。突出的微调整单元33安置于安装构件31的另一侧并且作为供发电单元2的可调整的止动块。微调整单元33可用于在滚动件21与自行车轮侧壁间设定恰当的余隙。例如，设置较不突出的微调整单元33，将使滚动件21更为接近自行车轮；反之，设置较突出的微调整单元33则推抵发电单元2壳体间接使滚轮件21远离自行车轮的接触表面。此外，微调整单元33可用以微调滚轮件21相应于其他刹车组件(尤指刹车块)的相对位置。微调整单元33的优点为增进调整滚动件21相应于刹车块的位置的便利性(微调以保持滚动件21稍微位于刹车块前方更靠近自行车轮处)，进而补偿刹车垫的耗损。为使结构简明，本实施例使用螺钉组来调整发电单元2相应于刹车系统臂部的位置，但此微调单元实际的结构安排不应以此例为限。另外，本实施例更包含一发电机遮盖23，用以保护发电单元2免于诸如水、灰尘或泥浆等周遭的危害因素的损坏。详言之，本实施例采用融入刹车臂外形的共形的遮盖单元， 其遮蔽发电单元2但露出滚动件21，使之可以与自行车轮W产生摩擦接触。如本实用新型附图所示，本具体实施例以不对称方式于其中一个刹车臂(Ia)上采用单一发电单元2。缆线M用以传导电力至对向刹车臂(Ib)上的发光单元4的刹车灯模块41b。详言之，缆线M沿刹车线12横越刹车臂la、Ib设置。该缆线M在被收容于挠性伸缩软管14之前，部分缆线M盘绕刹车线12。此安排使缆线M具足够的松弛段以因应两刹车臂在剎车时的相对运动。本具体实施例仅采用单一发电单元2来供电予一个以上的刹车灯模块。此种不对称设计以较复杂的缆线配置为代价来节省装置部件的成本。相对地， 设计上亦可采用一对较小型且较低功率的发电单元，并将其分别地安置于各刹车臂上以供电予各自对应的刹车灯模块。此设计可免去缆线M横越两刹车臂，因此可降低肇因于缆线对断裂的潜在可靠度问题。另外，若成本为主要的考量，本实用新型的刹车灯系统也可仅适配一个发电单元及一个刹车灯模块于单一刹车臂上，在保持合理能见度及美观的情况下进一步简化结构复杂度。最后，请参考图5，其为本实用新型的刹车灯系统致动的图解说明。当驾驶者于自行车运行中拉动刹车柄以操作刹车系统之际，所施加的力量是通过刹车线12而传送至分别的刹车单元(本发明中为后刹车单元)，借此拉动刹车臂la、lb朝向自行车轮。本实用新型的刹车灯系统的安排使得发电单元2的滚动件21与自行车轮W发生摩擦接触的同时，刹车块15a、15b的刹车垫即触碰车轮，较佳为滚动件21比刹车块15a、15b的刹车垫先与自行车轮W发生摩擦接触。滚动中的车轮与滚动件21间的摩擦驱动发电单元2，使其进而将滚动中的车轮的动能转变为供电予发光单元4的电流。本实施例采用节能LED作为刹车灯单元，其仅需要少量驱动电流(通常为约5mA)来启动。因此，本实用新型提供一种用于人力车辆的自供电予刹车灯或其他视觉指示装置的结构可靠且自持式的方案。虽仅以有限数量的具体实施例来揭示本实用新型，然本领域普通技术人员将明了针对本实用新型的各种修饰及变化。因此，下述权利要求范围欲意涵概落于本实用新型的精神与范围内的所有此等修饰及变化。
权利要求1.一种刹车灯系统，配置于人力车辆的刹车系统的臂部，其特征在于，该刹车灯系统包含用以在该刹车系统臂部装配该刹车灯系统的一安装机构；装设于该安装机构上的一发电单元，该发电单元包括用于与该人力车辆的一车轮发生摩擦接触的一滚动件；以及安置于该臂部上并由该发电单元供电的一发光单元。
2.如权利要求1所述的刹车灯系统，其特征在于，该安装机构包含用于安装该发电单元至该刹车系统的该臂部上而与该臂部形成一体的一安装构件； 设置于该臂部及该安装构件一侧上且靠近该滚动件的一张力构件；以及设置于该臂部且位于该安装构件另一侧上用于调整该发电单元与该车轮的相对位置的一微调整单元。
3.如权利要求2所述的刹车灯系统，其特征在于，该发电单元枢接安装于该安装构件上。
4.如权利要求2所述的刹车灯系统，其特征在于，该张力构件为用以提供张力予该发电单元以促使该滚动件于剎车时能与该车轮发生稳定且持续的摩擦接触的张力构件。
5.如权利要求2所述的刹车灯系统，其特征在于，该张力构件包括螺簧。
6.如权利要求2所述的刹车灯系统，其特征在于，该微调整单元包括螺钉组。
7.如权利要求1所述的刹车灯系统，其特征在于，该系统还包含安置于该臂部上并覆盖该发电单元的一共形发电机遮盖。
8.如权利要求1所述的刹车灯系统，其特征在于，该发光单元一体地安置于该人力车辆的该臂部上。
9.如权利要求8所述的刹车灯系统，其特征在于，该刹车灯系统还包含安置于该臂部上用以覆盖该发光单元的一共形保护构件。
10.如权利要求1所述的刹车灯系统，其特征在于，该滚动件呈桶形，且于该滚动件侧面具有至少一个沟槽。
11.一种刹车灯系统，用于具有框架及至少两车轮的人力车辆，其特征在于，该刹车灯系统包含安装于该框架上的一刹车臂；安装于该刹车臂上的一发电单元，该发电单元包括用于与该车轮发生摩擦接触的一滚动件；以及安置于该刹车臂上并由该发电单元供电的一发光单元。
12.如权利要求11所述的刹车灯系统，其特征在于，该发电单元借由一安装机构装设于该刹车臂上而与该刹车臂形成一体，该安装机构包含设置于该刹车臂上且面向该车轮的一安装构件；以及设置于该刹车臂及该安装构件一侧上且靠近该滚动件的一张力构件。
13.如权利要求12所述的刹车灯系统，其特征在于，该张力构件为用以提供张力予该发电单元以促使该滚动件于剎车时能与该车轮发生稳定且持续的摩擦接触的张力构件。
14.如权利要求12所述的刹车灯系统，其特征在于，该安装机构还包含一安装于该刹车臂且用于调整该发电单元与该车轮的相对位置的微调整单元。
15.如权利要求11所述的刹车灯系统，其特征在于，该刹车灯系统还包含设置于该刹车臂上以覆盖该发电单元的一共形发电机遮盖。
16.如权利要求11所述的刹车灯系统，其特征在于，该发光单元一体地安置于该刹车臂上，且该系统还包含设置于该刹车臂上以覆盖该发光单元的一共形保护构件。
17.如权利要求11所述的刹车灯系统，其特征在于，该滚动件呈桶形，且于其侧面具有至少一个沟槽。
专利摘要本实用新型提供一种适用于自行车的刹车灯系统。该刹车灯系统包含设置于自行车框架上的刹车臂，安装于该刹车臂上的发电单元，及由该发电单元供电的刹车灯单元。具体地，该发电单元包括用于与车轮发生摩擦接触的滚动件。该发电单元以枢接方式可调整地安装于该刹车臂上。该刹车灯单元包括至少一个发光单元，且该刹车灯单元较佳以共形方式一体地安置于该刹车臂上。本实用新型的自行车刹车灯系统适用于人力车辆的自供电、结构可靠、且与刹车系统共形且外表美观。
文档编号B62J6/06GK202098493SQ20112017657
公开日2012年1月4日 申请日期2011年5月25日 优先权日2011年4月1日
发明者王宏智, 简史都 申请人:光宝科技股份有限公司