自転車照明

自転車照明は、周囲の照明が不十分な状況で他の道路利用者に対する自転車とそのライダーの視認性を向上させるために、何よりも反射器とともに自転車に取り付けられる照明です。二次的な目的は、猫の目や交通標識などの反射素材を照らすことです。 3つ目の目的は、ライダーが前方の道を見ることができるように道路を照らすことです。後者の目的を果たすには、より多くの光束、したがってより多くの電力が必要です。

多くの管轄区域では、夜間に乗る自転車に1つ以上の自転車用ライトを取り付ける必要があります。一般的には、前面に白色のライト、背面に赤色のライトがあります。

歴史

最も初期の自転車用ランプはオイル駆動で、1876年に通常の（高自転車）三輪車用に製造が開始されました。 1896年から自転車用のアセチレンガス照明が導入され始め、1899年には自動車用のアセチレンガスランプが普及しました。彼らのカーバイドランプは、カルシウムのカーバイドと水を組み合わせて製造されたアセチレンガスで駆動されていました。与えられた光は非常に明るく、しばしば人工日光と呼ばれていましたが、ランプは定期的なメンテナンスが必要でした。

早くも1888年から電動自転車用ランプが製造されていましたが、1898年まで実行可能な提案にはなりませんでした。それらは白熱電球と鉛蓄電池または発電機で構成されていました。鉛蓄電池は乾電池に置き換えられ、後にアルカリ電池に置き換えられました。 Dynamosは効率と信頼性が向上し、最近ではホイールハブなどに組み込まれています。プラスチックの成形技術も改善され、レンズの光学系が改善され、コストが削減されました。白熱電球は、最初に密閉型ハロゲンランプに、次に高出力発光ダイオードに置き換えられました。

照明装置

電気系統

充電式または使い捨てのバッテリーは、電動自転車の照明によく使用されます。バッテリーが不要な場合は、マグネトーが使用されます。サイクリングサークルでは、デバイスに整流子がない場合でも、デバイスはダイナモと呼ばれます。詳細については、セクションDynamoシステムを参照してください。

電圧

3ボルト：多くの場合、2つのAAまたはC / Dセルバッテリーから供給されます。

6ボルト：時々4本の単三電池が使用されます。ボトル型バッテリーまたはハブダイナモ、および鉛蓄電池からも供給

9ボルト：PP3バッテリーから供給される場合があります

12ボルト：主に密閉型鉛蓄電池から供給されます。この電圧の主な利点は、シガーライターレセプタクルで携帯電話のバッテリーを充電する機能などの電気システムの汎用性です。これは、携帯電話がユーザーの間でますます普及しているためです。。また、電動エアコンプレッサーでタイヤを膨らませることができます。いくつかの12ボルトダイナモも利用できますが、ワット定格は中〜高ワットのアプリケーションには不十分です。

光源

最も単純な自転車のヘッドライトは、タングステンフィラメント白熱灯またはハロゲン白熱灯を使用します。 LEDと高輝度放電灯も使用されます。

法的要件

国連の道路交通に関する国際ウィーン条約（1968）では、自転車は乗り物です。条約の第44条は、「国際交通におけるエンジンのない自転車は、次のことを行うものとする。（c）後部に赤い反射装置と、自転車が前方に白色または選択的黄色の光を表示できる装置を装備する後部に赤信号があります。」フランスなど一部の国では、法律に準拠した照明システムを装備していない自転車を販売することさえ違法となる場合があります。ドイツでは、11 kgを超えるすべての自転車に準拠したダイナモ照明システムを装着する必要がありますが、軽量の自転車であっても、レース時を除いてライト（バッテリー駆動ライトを使用可能）を装着する必要があります。ただし、すべての国がサイクリストにこの要件を課しているわけではありません。

多くの管轄区域では、販売時点で自転車にリフレクターを取り付ける必要があります。米国では、これは消費者製品安全委員会によって規制されています。 CPSC準拠のリフレクター（他の市場でも一般的に使用されている）には、30°の角度で配置された3つの再帰反射パネルがあります。この規格では、自転車の前面に前向きの白い反射板、各車輪に横向きの白い反射板、背面に取り付けられた赤い反射板、各ペダルの前面と背面に取り付けられた黄色の反射板が必要です。一部の人は、これをリフレクターのみの夜間サイクリングの支持と解釈しています。

多くの管轄区域では、暗くなった後、ヘッドライトとリアライトまたはリフレクターを使用する必要があります。ほとんどのヨーロッパ諸国と米国の一部の州では、夜間にフロントライトとリアライトが必要ですが、他の地域ではリフレクターをリアでのみ使用できます。一部の司法管轄区では、光出力と、ランプおよび反射レンズのサイズに要件を課しています。サードパーティによって定義された標準への準拠が必要なものもあります。照明装置が見える最小距離を規定するものもあります。ドイツやオランダなどの一部の管轄区域では、赤色のテールライトの点滅は違法であり、他の管轄区域では許可されています。

英国では、自転車の照明を管理する規制は、1989年の道路車両照明規制とその後の改正で定められており、ハイウェイコードにまとめられています。規制では、両方のペダルの前後に白色のフロントライト、赤色のリアライト、赤色のリアリフレクター、およびアンバー/イエローのペダルリフレクターが必要です。リフレクターはBS 6102/2または同等のヨーロッパ規格に準拠する必要があります。ライトの状況はより複雑です：

定常モードのライトは、BS 6102/3または同等の欧州規格に準拠している場合にのみ承認済みと見なされます。
定常モードのないライトは、毎分60から240フラッシュの一定速度で点滅し、少なくとも4カンデラの光度を持っている場合にのみ承認されたと見なされます。

使用可能なLEDライトの大部分は、BS 6102/3に準拠しない安定したモードがあるため、英国での使用は承認されていません。ただし、正しい色であり、他の道路利用者を眩惑させず、点滅する場合は1分あたり60〜240回の一定の速度で点滅することを条件に、追加の照明を取り付けることは合法です。

LAB（米国）やCTC（英国）などの国立サイクリストの組織は、照明情報のソースです。

安全性

夜間のライディングにライトを使用することは、一般的に、都市部の照明が明るい場合でも、基本的な安全上の予防措置として当局によって推奨または要求されています。研究では、日中であっても衝突と照明の使用の失敗との相関関係が示されています。

米国で夜間に使用される自転車の75％は、照明に関する法的要件を満たしていないと推定されています。オランダやスカンジナビアなど、通勤や短期旅行に自転車が広く使用されている国では、当局によって自転車のヘッドライトとテールライトの規制が厳しく実施されています。ただし、2013年の調査では、さまざまな照明規制が自転車事故率にほとんど影響を与えていないように思われ、自転車照明の安全上の利点に関する研究が不足していることが指摘されています。

フロント照明

LEDランプ

白色LEDはハロゲンライトよりも高い発光効率を持ち、自転車のフロントライトを提供するのに十分強力です。数ルーメンから高出力ユニットまでの出力を備えたモデルが用意されており、自動車のヘッドランプと同じくらいの光を生成し、照明のないトレイルでの高速使用に適しています。

多くの場合、LEDシステムには、LEDを暗くしたり、点滅するオプションがあります。

使い捨ての一次電池は断続的に使用するための低コストのオプションかもしれませんが、通常の自転車通勤者はおそらく充電式電池を使用する方が費用効果が高いと思うでしょう。比較的明るいヘッドランプの中には、リチウムイオン充電式バッテリーパックを使用するものがあり、これはUSBポートから充電できます。

低電力LEDライトは、主に見られるため、または緊急時のバックアップとして使用され、背面ライトの主な選択肢です。カラーLEDは、電球が生成する可視エネルギーの多くを吸収するフィルターを備えた白熱電球よりも多くの光を提供します。背面のマーカーLEDランプは、使い捨てのコインサイズのセルで動作します。

低コストのバッテリーライト

低コストのバッテリーライトは、時折使用するのに適した選択肢であり、通常は法的要件を満たしています。

懐中電灯

再充電可能なリチウムイオン電池を備えたいくつかの高出力懐中電灯があります。自転車用に特別に設計されたものではありませんが、これらは充電式ハロゲンライトの実行可能な代替品です。ロックブロックなどのさまざまな取り付けデバイスを使用して、自転車のハンドルバーに固定できます。汎用懐中電灯の丸い光パターンは、道路を照らし、対向車に過度のまぶしさを与えないように適切に成形された自転車のヘッドランプのビームよりも劣っています。

ハロゲンライト

これらのライトは元々オフロード用に設計されていましたが、ほとんど普遍的でしたが、充電式ハロゲンライトは通勤サイクリストに人気がありました。

ほとんどのハロゲン充電式システムで使用されるライトは安価で、明るくシンプルですが、オフロードでの使用には適していますが、対向車を眩惑させる可能性があるため、道路での使用には適していません。道路利用者。これが、一部の管轄区域で充電式ハロゲンライトが法的要件を満たしていない理由です。

多くのシステムは、標準の市販のプリフォーカス光学系を使用しており、幅広いパワーとビーム幅の組み合わせを利用できます。ほとんどのシステムでは、異なるランプを同時に接続できます。たとえば、オフロード走行用の幅の広いビームと狭いビーム、またはロード走行用の高出力と低出力のビームです。

HIDライト

高輝度放電（HID）ライトは、最近LEDライトの進歩に食われるまで、自転車で利用できる最も明るいライトでした。彼らは非常に効率的で、非常に明るいが、高価です。また、消費電力が高い傾向があります（ただし、高出力のためにハロゲンよりも少ない電力を使用します）ので、燃焼時間が比較的限られています。それ以外の場合、充電式ハロゲンシステムと同じ長所と短所があり、ハロゲンシステムと同様に、主にオフロード用に設計されており、回転対称のビームが上下に光を放ちます。ハロゲンまたはLEDライトと比較した追加の欠点は、HIDランプが繰り返される打撃に耐えられず、多くの場合、シャットダウン後すぐに再点灯しないことです。同様に、バッテリーレベルが下がりすぎると、ランプは暗くなるのではなくシャットダウンします。しかし、ハロゲンよりも長いバッテリー寿命は、多くのライダーが単にライトをオンにし、走行中ずっと点灯したままにするため、これらの問題を無効にする傾向があります。

道路でHID照明システムを使用する場合は、対向車の眩惑を避けるために照明を調整する必要があります。

背面照明

フィラメントランプ

これらの唯一の本当の利点は、それらがしばしば全方向性であるということです。これは、非常に広いアークを通して見える必要があるランニングライトに有用な品質です。新しいLEDライトにはこの機能があり、この最終的な利点さえも除去されます。エナジャイザーはかつて2.4Wハロゲンリアランプを作りました。これは本質的に赤いレンズを備えたヘッドランプでしたが、ほとんどのリアライトは0.5W程度で十分です。

LED

ほとんどのLEDライトは、点滅モードまたは定常モードで動作します。一部のLEDライトには複数のLEDバンクがあり、一度に点滅と安定したライトの両方が可能です。これは、1つの点滅ライトと1つの安定したライトを使用することでも実現できます。

多くの国では、LEDフラッシャーがリアライトの標準です。ドイツやオランダなどの他の国では、フラッシュライトは法律で禁止されています。英国では、現在の道路車両照明規制の要件にライトが適合している場合、点滅LED（フロントおよびリア）は2005年10月から合法です。多くのベンダーはEUのコンプライアンスを主張していますが、これはEU全体で一貫した安全性または法的価値を提供していません。

背面LEDの最も一般的な電源は、アルカリ電池と充電式電池のセットです。どちらの場合も、バッテリーはすぐに故障する傾向があります。バッテリーが途中で故障した場合に備えて、2つの背面ライトを装備することをお勧めします。

LEDリアライトの利点

白熱灯と比較して、無限に近い耐用年数
明るい
高い発光効率
安いです
通常、点滅または安定の選択

キセノンストロボ

キセノンストロボは、自転車照明の革新であり、産業用途では一般的ですが、LEDよりも明るく、一部の人はリアライトとして使用しています。

キセノンストロボの利点

すごく明るい

欠点

比較的高価
高電力消費（短いバッテリー寿命）
ランプはかなり頻繁に交換する必要があります
強い光は、他の道路利用者にとって深刻な刺激になる可能性があります
暗闇が続く短い閃光は、暗視を妨げ、サイクリストの位置の判断を困難にする可能性があります。

電源

バッテリー

2005年に低自己放電NiMHバッテリー（LSD-NiMH）が導入されたことにより、充電式の単三および単4電池がLED自転車のライトに電力を供給できるようになりました。以前は、NiCADおよびNiMHバッテリーの自己放電効果により、使用していないときでも、数週間または数か月にわたってバッテリーが消耗していました。これは、低出力のLEDライト、および自転車のライトをときどきしか使用しないユーザーにとって特に問題でした。 LSD-NiMHバッテリーは自己放電効果を大幅に低減し、バッテリーが1年以上充電を維持できるようにしました。

高出力のライトには、12V VRLAバッテリーの外部バッテリーパックが必要になることがよくあります。これらのバッテリーパックは、通常、フレームのトップチューブにストラップで固定されるか、水筒ケージに収まる形状になっているか、バスケットに入れることができます。ケーブルでバッテリーパックをライトに接続します。バッテリー電源（特に12ボルト）のもう1つの利点は、スプライシングからのワイヤスパゲッティが後退する可能性がありますが、照明以外の他のコンポーネントに電力を供給できることです。電気システムの複雑さについて。

あるいは、Li-ionおよびLiPoバッテリーは、従来のバッテリーと比較して容量が大きく、重量が軽いため、自転車に乗る人に人気があります。より具体的には、18650バッテリーは（同じ理由で）電気自動車メーカーに人気があり、ノートパソコンや懐中電灯によく見られます。

ダイナモシステム

Dynamoシステムはバッテリーを必要とせず、自転車に恒久的に取り付けることができます。

自転車ダイナモは実際には磁石であり、交流電流を生成します。

タイプ

主に3つのタイプがあります。

ハブダイナモは、前輪または後輪のハブに組み込まれています。これらは通常、3つのタイプの中で最も信頼性が高く、最も効率的です。
ボトルダイナモ （またはサイドウォールダイナモ ）は、シートステーまたはフォークに取り付けられ、タイヤのサイドウォールに接触する小さなホイールによって回転します。これらはハブダイナモよりも簡単に改造できますが、特に濡れた状態では滑りやすくなります。
ボトムブラケットダイナモは、ボトムブラケットの後ろのチェーンステーの間に取り付けられており、リムに対するローラーによって駆動されます。これらはフィットしやすく、タイヤのサイドウォールを摩耗させません。

他の種類のダイナモも存在しますが、あまり一般的ではありません。たとえば、フォークに取り付けられ、ホイールのスポークによって駆動されるダイナモがあります。

出力と光学

通常、ダイナモの出力電力は約3 Wに制限されていますが、最高の12 Vハブダイナモは速度で6 Wを生成できますが、ボトルダイナモは公称電力の2倍で動作するとスリップする可能性がありますが、ハブダイナモにはこの問題はありません。

速度では、発電機がランプを圧倒し、故障の原因となる可能性があります。歴史的にこれは厄介でしたが、現代のランプとダイナモは過電圧を防ぐためにツェナーダイオードを組み込むことが多く、ダイナモはランプを保護するために特定の電圧を超えて飽和するように設計できます。

優れたダイナモは、最大70％の効率を達成し（つまり、ライダーの出力の5 W未満が3 Wの電力を生成するために流用されます）、低速で優れた光出力を提供します。

自転車が静止しているときに光を生成するために、いくつかのダイナモライトにはスタンドライト機能があります。通常は、約5分間動作するコンデンサで駆動される単一の青白（フロントライト）または赤（リアライト）LEDです。

ダイナモ照明の利点

バッテリー寿命に制限されない使用時間
充電や電池交換は不要
バッテリー駆動のライトよりも環境に優しく、安価に実行できます
通常、自転車を駐車するときに取り外す必要はありません

欠点

自転車が非常にゆっくり動いているとき、または停止しているときは、システムにコンデンサーまたはバックアップバッテリーが装備されていない限り、照明を提供しない
取得可能な最大出力は、バッテリーの場合よりも低くなります
盗難や破壊行為を防ぐため、または複数の自転車でそれらを使用するために必要な場合、所有者が取り外すのは難しい
（ランプと電源が分離されているため）取り付けがより難しいため、自転車の改造はより困難です
安価なダイナモまたは不十分に配置されたダイナモは顕著なドラッグを生成
古いダイナモとランプは出力電圧を制限しなかったため、ランプの白熱電球が早期に故障しました。最新のランプとダイナモには、この問題を解決するための電圧リミッターが含まれています。
車載バッテリーを充電するように設計されていない限り、照明以外の高出力アプリケーションには適していません。
ボトルダイナモはうるさく、調整が難しく、濡れた状態で滑ってしまい、タイヤのサイドウォールが摩耗する可能性があります

磁気ライト

ライトは電磁誘導により自己給電できるため、バッテリーや発電機システムが不要です。利点は、ダイナモ照明の利点に似ています。最も一般的な設計には、ホイールのスポークに磁石があり、自転車のフレームまたはフォークに取り付けられたコイルが付いたライトがあります。よりエキゾチックなデザインも存在します。いくつかは、渦電流を利用して、フレームに取り付けられた磁石とホイールに取り付けられたライト、または1つのケーシングに磁石とインダクタを持っています。

補助照明と可視性

ヘッドランプ

ヘッドランプは、自転車のライトの便利な付属品です。自転車を操縦せずにポイントすることができ、特に貧しい道路や非常に暗い道路で有用なフィルイン照明を提供します。彼らは、視認性を高めるために、サイクリストのより高い位置にライトを配置する安全性の利点を追加しています。また、着用者は、高い標識に置かれた道路標識や方向標識を読むことができます。ただし、光の位置が高いため、グレアは対向車を眩惑させる可能性があります。

一部の充電式システムでは、メインバッテリーパックから電力供給されるヘッドランプオプションを提供しています。

反射性と視認性の高い素材

固定反射板、反射テープ、反射服の形をした再帰反射素材は、他の道路利用者に自転車を見えるようにするのに役立ちます。反射材は、自転車、ライダー、または荷物に適用できます。また、反射性サイドウォールを備えたタイヤも利用できます。反射体は、ヘッドライトのビーム内にある場合にのみ表示され、それでも狭い軌跡内でのみ表示されます。重要なことは、道路を照らすために何もしないことです。リフレクターはライトの代替品ではありませんが、ポータブル照明の重要なサプリメントです。

自転車で

リフレクターと反射テープは、特に自転車の可動部品に適用される場合に、視認性を高め、多くの管轄区域で必須です。特に、ペダルリフレクターは、トラフィックが上下に移動するときに後続のトラフィックに非常に見えます。残念ながら、ほとんどのクリップレスペダルシステムとは互換性がありませんが、一部のアダプター（主に古いSPDモデル）でアダプターを使用できます。また、組み込みリフレクターを使用した片面デザインもいくつかあります。英国では、暗闇の後にフロントとリアのペダルリフレクターが義務付けられているため、クリップレスペダルを持つほとんどのサイクリストは違法に乗っています。法律が施行されることはめったにありませんが、サイクリストが別の乗り物に襲われた場合、金銭的補償を減らすために法廷で使用される可能性があります。 CTCは、サイクリストが追加のリアリフレクターまたは照明を取り付ける場合、要件を免除することを提案していますが、これは英国の自動車照明法の最後の改正（LEDの点滅を許可）で変更されませんでした。リカンベント自転車のライダーは、リフレクターは使用中に真っ直ぐ上下を指し、他の車両からは見えないため、ペダルリフレクターの要件は無意味であると指摘しています。 2008年現在、カリフォルニア州の法律では、ペダルリフレクターの代わりに、白または黄色の靴のリフレクター（前面と背面）、または反射性の足首バンドが許可されています。

衣類

暗い道路では、3Mのスコッチライトなどの再帰反射素材が車のヘッドライトに大胆に表示されます。

照明の色は、ライダーの周囲で確認する必要があります。単一の単色は、人工光、特に黄色のナトリウム蒸気照明の下で消えることがあり、色覚異常は一般的です。赤/緑の色覚異常は、緑の背景（生垣または草）に対して黄色の蛍光を消すことができますが、赤/緑の色覚異常を持つ人々はこれに異議を唱えます。黄色とオレンジ色の両方の蛍光エリアに加えて、反射の広いストリップを備えたベストが最善の解決策かもしれません。

最近では、LED照明付きのアームバンドやヘルメットのまばたきの既存の配列に追加するために、エレクトロルミネセント服が利用できるようになりました。

ホイール取り付け式ライト

車輪に取り付けられたライトは、側面からの自転車の視認性を向上させるために使用されます。視界が持続するため、移動する自転車のホイールスポークに取り付けられた個々のライトは、輝く弧または円として認識されます。カラフルなパターンやアニメーションをレンダリングできるMCUで制御されるライトがあります。輝くリムまたはホイールは、自転車を街の明かりの視覚的なノイズから隔離し、ドライバーがサイクリストを見てすぐに認識できるようにします。このようなライトは主にバッテリー駆動ですが、バッテリー不要の設計も存在します。

光出力の測定

市販の照明装置の光出力を記述するために、4つのユニットが一般的に使用されます。

電力（ワット）ですが、実際の光出力ではなく消費量を報告するため、これは不十分な測定です。
カンデラでの特定の方向のビームの光度は、集束ビームの光出力のより良い尺度です。
ルーメン内の全方向に放出される全光束は、無指向性光の光出力のより良い尺度です。
特定の距離で道路に提供される照度は、光が道路をどれだけ照らすかの尺度です。

ワット単位の電力消費

ワット（W）は電力の単位であり、通常は光の出力ではなく、電力の入力を示しています。電力は、電圧と電流の積です（ワット=ボルト×アンペア）。入力電力は、同様の技術の照明を比較する場合にのみ役立ちます。 3 Wハロゲンダイナモヘッドライトは、約7〜10 Wの充電式ライトとほぼ同じ程度に道路を照らしますが、充電式は通常、側面にはるかに多くの光を出力します。利用可能）。 3 W LEDはハロゲンランプよりも多少明るくなりますが、一般に焦点が合っていません。 HIDライトは大量の光を消し、80 Wハロゲン相当のような用語で引用されることがよくあります。

カンデラの特定の方向の光度

カンデラ（cd）は、光度のSI単位、つまり、さまざまな色の光に対する人間の目の感度に応じて重み付けされた、特定の方向の単位立体角あたりのパワーです。典型的なキャンドルは、全方向に約1カンデラの光度の光を生成します。ランプは、より多くの光を生成するか、より厳密に焦点を合わせることにより、より高い光度を生成できます。光の光度は、光の色やその色に対する目の感度、関連する光学系、反射器、レンズなど、多くの要因に依存します。その複雑さにもかかわらず、それはワットよりも有用な尺度です。これは、特定の場所で使用できる光の量を定義するためです。道路用に設計され、道路を見るために焦点を合わせたダイナモヘッドライトは、ランプの電力をより効率的に使用します回転対称光学系を使用したライトよりも。

ルーメン単位の全光束

ルーメン（lm）は、光源の全光量である光束のSI単位であり、さまざまな色の光に対する人間の目の感度に応じて重み付けされます。ワットあたりのルーメンは、光源の有効性の一般的な尺度です。指向性の重要性により、光束は自転車の照明にはあまり価値がありません。発光強度ははるかに便利ですが、ワットあたりのルーメンは、他の点では同様のライトの出力を比較するための便利な方法です。

特定の距離でのルクスの照度

ルクス（lx）は照度のこのSI単位です。つまり、人間の感度に応じて重み付けされた、特定のポイントでの単位面積あたりの表面（自転車ライトの場合は道路）を照らす光の量です。さまざまな色の光に目を向ける。一部のメーカーは、フロントライトが自転車の正面の標準距離にある地点で道路に提供する照度を示しています。