JP2014013663A - 車両のled灯火器 - Google Patents

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Abstract

【課題】別個独立したロービーム用LEDおよびハイビーム用LEDを設けつつ、LED装置からの発熱を効率よく冷却できる自動二輪車の灯火器を提供する。
【解決手段】光源としてのLED装置60,70が実装される2つの板状部材31,41と、LED装置60,70を覆うように配置されてその照射光を車体前方に反射するリフレクタ34,44とを備え、2つの板状部材31,41をLED装置60,70の実装面31b,41bが外側に指向するように空間50を設けつつ対向配置した車両用LED灯火器2において、2つの板状部材31,41に、空間50に向かって対向して延出する冷却フィン35,45を設ける。冷却フィン35,45を、その長手方向を2つの板状部材31,41の長手方向と直交する向きにして配設する。板状部材31,41とリフレクタ34,44とを別体式とする。
【選択図】図4

Description

本発明は、車両のLED灯火器に係り、特に、光源としての発光ダイオードおよびその基板を効率よく冷却できる車両のLED灯火器に関する。
従来から、発光ダイオード(LED)を光源に用いた自動二輪車の灯火器が知られている。LEDは、白熱電球に比して小さく灯火器の小型化を推進できる一方、電子基板の表面に実装される電子部品であると共に光量の増大に伴って放熱対策の重要度が高まることから、配置構造に関して白熱電球とは異なる工夫が必要になることがある。
特許文献1には、ロービーム用およびハイビーム用の2種のリフレクタを有し、LEDの照射方向をアクチュエータで変更することによって、ロービームとハイビームとが切り替わるようにしたLED灯火器が開示されている。この灯火器では、アクチュエータで回転移動するLED基板の側部に冷却機構としてのヒートシンクが設けられている。
また、特許文献2には、ロービーム用LEDが実装された基板とハイビーム用LEDが実装された基板とを、それぞれのLED実装面が上下方向に指向するように互いに離間して配設するようにした車両のLED灯火器が開示されている。
特開2008−192313号公報 特開2004−342574号公報
上記特許文献2に記載されたLED灯火器によれば、特許文献1のようにアクチュエータを用いることなく、簡単な構造によってロービームおよびハイビームを設けることが可能であるが、いずれも特許文献1に記載されたヒートシンクのような冷却機構が設けられておらず、放熱対策に工夫の余地があった。
一方、特許文献1に記載されたヒートシンクの形状および配置では大きな容量を確保することが難しく、また、ヒートシンクが灯火器の外方から視認可能であるために灯火器の外観性が悪化するという課題があった。
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、別個独立したロービーム用LEDおよびハイビーム用LEDを設けつつ、LED装置からの発熱を効率よく冷却できる自動二輪車の灯火器を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明は、光源としてのLED装置(60,70)が実装される2つの板状部材(31,41)と、前記LED装置(60,70)を覆うように配置されてその照射光を車体前方に反射するリフレクタ(34,44)とを備え、前記2つの板状部材(31,41)を前記LED装置(60,70)の実装面(31b,41b)が外側に指向するように空間(50)を設けつつ対向配置した車両用LED灯火器(2)において、前記2つの板状部材(31,41)に、前記空間(50)に向かって対向して延出する冷却フィン(35,45)が設けられている点に第1の特徴がある。
前記冷却フィン(35,45)が、その長手方向を前記2つの板状部材(31,41)の長手方向と直交する向きにして配設されている点に第2の特徴がある。
また、前記板状部材(31,41)と前記リフレクタ(34,44)とが別体式である点に第3の特徴がある。
また、前記2つの板状部材(31,41)の一方がハイビームを構成すると共に、他方がロービームを構成する点に第4の特徴がある。
また、前記リフレクタ(34,44)の背面側かつ前記板状部材(31,41)の一端部に、前記LED装置(60,70)の実装面(31b,41b)と略垂直な面を有する立設部(31a,41a)が形成されており、該立設部(31a,41a)に第2冷却フィン(38,39)が設けられている点に第5の特徴がある。
また、前記第2冷却フィン(38,39)は、前記立設部(31a,41a)の両面に形成されており、前記リフレクタ(34,44)の背面側では、該リフレクタ(34,44)の形状に沿って近接する位置まで延出して形成されている点に第6の特徴がある。
また、前記2つの板状部材(31,41)が、スペーサ(52)を介することで互いに離間して固定されており、前記冷却フィン(35,45)が、その高さ方向で他部材に接触しないように配設されている点に第7の特徴がある。
また、前記2つの板状部材(31,41)が互いに同一形状とされる点に第8の特徴がある。
さらに、前記冷却フィン(35,45)が、前記2つの板状部材(31,41)を固定したときに互いに接触することなく高さ方向でオーバーラップするように形成されている点に第9の特徴がある。
第1の特徴によれば、2つの板状部材に、空間に向かって対向して延出する冷却フィンが設けられているので、光源としてのLEDから発生した熱を実装面の裏側から放熱することが可能となる。また、板状部材の大きさの分だけ放熱部を確保できるので、放熱面積を多くとることができる。さらに、ヒートシンクを構成する冷却フィンが外部から視認されにくい位置に配設されることとなるため、LED灯火器の外観性を損なうことがない。
第2の特徴によれば、冷却フィンが、その長手方向を2つの板状部材の長手方向と直交する向きにして配設されているので、冷却フィンの本数を多くすることができ、板状部材の熱を効果的に逃がすことができる。
第3の特徴によれば、板状部材とリフレクタとが別体式であるので、板状部材の形状がリフレクタの形状に影響されにくく、板状部材形状の自由度が上がるだけでなく、冷却フィンの配置スペースを大きくすることができる。また、リフレクタのみを変えるだけで多様なLED灯火器を構成できる。
第4の特徴によれば、2つの板状部材の一方がハイビームを構成すると共に、他方がロービームを構成するので、板状部材の形状を複雑にすることがなく冷却フィンを形成することができ、ハイローそれぞれの板状部材の間のスペースのレイアウトを冷却フィンの配置スペースとして有効に活用することができる。
第5の特徴によれば、リフレクタの背面側かつ板状部材の一端部に、LED装置の実装面と略垂直な面を有する立設部が形成されており、該立設部に第2冷却フィンが設けられているので、立設部が設けられることで冷却フィンの配置スペースを拡大して冷却性能を高めることができる。
第6の特徴によれば、第2冷却フィンは、立設部の両面に形成されており、リフレクタの背面側では、該リフレクタの形状に沿って近接する位置まで延出して形成されているので、冷却フィンの配置スペースをさらに拡大できるだけでなく、リフレクタの形状に沿って配設されるために冷却フィンを最大限大きくすることができる。
第7の特徴によれば、2つの板状部材が、スペーサを介することで互いに離間して固定されており、冷却フィンが、その高さ方向で他部材に接触しないように配設されているので、組み立て性が良好となり、LED等の冷却性も向上させることができる。
第8の特徴によれば、2つの板状部材が互いに同一形状とされるので、型を共通に製造することで生産性を向上させることが可能となる。
第9の特徴によれば、冷却フィンが、2つの板状部材を固定したときに互いに接触することなく高さ方向でオーバーラップするように形成されているので、冷却フィンの高さ寸法を大きくすることが可能となる。
本実施形態に係るLED灯火器を適用した自動二輪車の正面図である。 車両用LED灯火器の正面図である。 アウタレンズおよびエクステンションを取り外した状態のLED灯火器の正面図である。 LEDユニットの斜視図である。 本実施形態の変形例に係る車両用LED灯火器の斜視図である。 本実施形態の第2変形例に係るLEDユニットの斜視図である。 同一構造のLEDユニットを左右2灯式の前照灯に使用した例を示す正面図である。
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るLED灯火器2を適用した自動二輪車1の正面図である。自動二輪車1の前輪WFは、車幅方向に一対のフロントフォーク7によって車体フレーム(不図示)に支持されている。フロントフォーク7の上部には、前輪WFを操舵する操向ハンドル9が取り付けられており、操向ハンドル9には左右一対のバックミラー8が固定されている。前輪WFと後輪WRとの間で車体前後方向の略中央にはエンジン17が配設されている。また、エンジン17の下部には左右一対の足乗せステップ19が取り付けられ、エンジン17の車体後方側には同乗者用足乗せステップ12が取り付けられている。
フロントフォーク7の上部は、車幅方向に一対の外装部品としてのカウリング14で覆われており、その上方には、ウインカ装置10が取り付けられている。カウリング14の上部で操向ハンドル9の車体前方には、フロントカウル11が取り付けられている。本発明に係る車両用LED灯火器2(以下、単にLED灯火器と示すこともある)は、このフロントカウル11の裏面側から取り付けられている。LED灯火器2は、発光ダイオードを光源とする前照灯であり、アウタレンズ4の内側に配設されるエクステンション(図3参照)に、照射光を車体前方に反射するリフレクタがのぞく貫通孔3が設けられている。
図2は、LED灯火器2の正面図である。また、図3は、アウタレンズ4およびエクステンション23を取り外した状態のLED灯火器2の正面図である。LED灯火器2は、車体側への取付部であるベース部材20にLEDユニット30を取り付けた後、このLEDユニット30を覆うようにエクステンション23を取り付け、さらに、ベース部材20の外郭形状に沿った形状のアウタレンズ4が取り付けられて構成される。エクステンション23およびアウタレンズ4は、ベース部材20にそれぞれ固定されている。
黒色等の樹脂で形成されたベース部材20の周縁部には、LED灯火器2をフロントカウル14に取り付けるための4つの取付ステー21が設けられている。LED灯火器2は、取付ステー21に形成されたネジ穴22を用いてフロントカウル14の裏面側に取り付けた際に、図示点描部分より内側のレンズ面のみがフロントカウル14の開口部から車体前方にのぞくように構成されている。
LEDユニット30には、LED32a,43aと該LED32a,43aを支持する基板32,42とからなるLED装置60,70が設けられている。LEDユニット30は、ベース部材20に対して車幅方向左側下部の支持軸47を中心として揺動可能に支持されており、車幅方向左側上部に設けられた調整機構37によって縦方向の光軸調整が可能に構成されると共に、車幅方向右側下部に設けられた調整機構58によって横方向の光軸調整が可能に構成されている。
エクステンション23は、例えば、スモーク色の有色透明の樹脂で形成されており、光源の照射光を車体前方に反射するリフレクタ34,44のみを貫通孔3から前方に露出させると共に、リフレクタ34,44より外側部分が外方から視認されないように隠す機能を有する。
図4を併せて参照する。図4は、LEDユニット30の斜視図である。LEDユニット30は、ロービーム用LED装置60が実装されたロービーム用板状部材31(車体上方側)と、ハイビーム用LED装置70が実装されたハイビーム用板状部材41(車体下方側)とを結合することで構成されている。ロービーム用LED装置60およびハイビーム用LED装置70は、それぞれ、2本のビス57によってロービーム用板状部材31およびハイビーム用板状部材41に取り付けられている。本実施形態では、ロービーム用板状部材31およびハイビーム用板状部材41がほぼ同じ構造とされているため、以下では、構造が同じ部分に関してはロービーム用板状部材31を代表として説明を行う。
ロービーム用板状部材31(ハイビーム用板状部材41)において、ロービーム用LED装置60(ハイビーム用LED装置70)の実装面31bは略水平方向に指向しており、該実装面31bに、ロービーム用LED装置60の上方(ハイビーム用LED装置70の下方)から覆うように湾曲したロービーム用リフレクタ34(ハイビーム用リフレクタ44)が取付ネジ54を用いて固定されている。リフレクタ34,44は、板状部材31,41と別部品で構成されているので、板状部材31,41を放熱性に優れた金属で形成すると共に、各リフレクタ34,44は、金属蒸着やメッキを施した合成樹脂等で形成することができる。これにより、低コストで軽量かつ放熱性のよい灯火器を形成することができる。
なお、本実施形態では、ロービーム選択時にはロービーム用LED32aのみが点灯し、ハイビーム選択時にはハイビーム用LED42aのみが点灯するように構成されているが、例えば、ハイビーム選択時に両LED32a,42aが同時点灯するように構成してもよい。さらに、各LED装置60,70の光量を互いに異ならせたり、各リフレクタ34,44の形状を互いに異ならせてもよい。
そして、本実施形態に係るLED灯火器2では、ロービーム用板状部材31およびハイビーム用板状部材41を、両者の間に所定の空間50を確保した状態で互いに固定することで、両LED装置60,70の高い冷却性能と、LEDユニット30の小型化との両立が図られている点に特徴がある。
ロービーム用板状部材31とハイビーム用板状部材41とは、その長手方向両端部において、両端部円柱状のスペーサ52を介してボルト51によって固定されている。そして、スペーサ52によって確保された冷却用の空間50に、ロービーム用板状部材31の下面に設けられた複数の冷却フィン35、および、ハイビーム用板状部材41の下面に設けられた複数の冷却フィン45が、互いに向かい合わせとなるように延出している。換言すれば、冷却フィン35,45は、その長手方向を板状部材31,41の長手方向と直交する向きにして配設されている。この構成によれば、上下の板状部材31,41の間のスペースを有効活用して、両LED装置60,70および板状部材31,41の冷却性能を高めることができる。
上記した構成によれば、板状部材31,41が、スペーサ52を介することで互いに離間して固定されており、冷却フィン35,45が、その高さ方向で他部材に接触しないように配設されているので、組み立て性が良好となり、LED等の冷却性も向上させることができる。なお、板状部材31,41は樹脂や金属等で形成することができ、冷却フィン35,45は、アルミ等の金属で形成して板状部材31,41に対して接着剤や締結部材等で固定することができる。
空間50を通った空気は、冷却フィン35,45の形成方向に沿って車体前後方向に流れるほか、冷却フィン35,45の長手方向の端部に形成される隙間52aを通って車幅方向にも抜けることとなる。
また、ロービーム用板状部材31の車体後方側の端部には、鉛直方向上方に指向する立設部31aが設けられており、ハイビーム用板状部材41の車体後方側の端部には、鉛直方向下方に指向する立設部41aが設けられている。立設部31a,41aは、LED装置60,70の実装面31b、41bに対して略垂直をなす他の平面を構成する。また、本実施形態では、板状部材31,41と立設部31a,41aとがそれぞれ一体に形成されており、板状部材全体で略L字状断面を有することとなる。
車体上方側の立設部31aには、その車幅方向左端部に調整機構37が取り付けられる板状の取付ステー36が固定されている。また、車体下方側の立設部41aには、その車幅方向左端部に支持軸(エイミングピボット)47が取り付けられる取付ステー46が固定され、車幅方向右端部に調整機構58が取り付けられる取付ステー55が、それぞれ、貫通孔56を通る固定ネジ56aによって固定されている。取付ステー36,55には、調整機構37,58が係合する切欠きがそれぞれ設けられており、取付ステー46には、支持軸47が係合する貫通孔46aが設けられている。なお、ベース部材20の構造に応じて、立設部31aの車幅方向右側の貫通孔56を用いて取付ステーを固定することもできる。
立設部31a,41aにおいて、取付ステー36,46,55が固定される車体後方側の面には、複数の冷却フィンを有する第2冷却フィン38が設けられている。これにより、冷却フィンの熱容量がさらに拡大され、LED装置60,70の発熱量が多くなる場合でも十分に対処することが可能となる。本実施形態では、板状部材31,41および冷却フィン35,45、そして、立設部31a,41aによってヒートシンクが構成される。
図5は、本実施形態の変形例に係る灯火器に適用されるLEDユニット30aの斜視図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。本変形例では、板状部材31の立設部31aの車体後方側の面に設けられた第2冷却フィン38のみならず、車体前方側の面にも複数の第2冷却フィン39が設けられている点に特徴がある。冷却フィン39は、リフレクタ34の背面形状に沿ってこれに近接した位置まで車体前方側に延出しており、冷却効果がより一層高められる。冷却フィン39とリフレクタ34との間には空間が設けられているため、冷却フィン39の熱がリフレクタ34に伝わりにくくなっている。なお、リフレクタ34を板状部材31に固定するボルト54も、この空間に面することで放熱機能を有することとなる。
図6は、本実施形態の第2変形例に係る車両用LEDユニット130の斜視図である。LEDユニット130においては、板状部材に立設する冷却フィンが上下方向で互いにオーバーラップするように構成されている点に特徴がある。この構成によれば、板状部材に多数の冷却フィンを設けつつ、冷却フィンの高さ方向の寸法を増したり、LEDユニット130の高さ方向の寸法を低減することができる。LEDユニット130の基本構造は、前記実施形態に示したLEDユニット30と同様であり、本変形例では、冷却フィン135,145がボルト151の貫通孔に対してオフセットして形成されることにより、お互いを対向させた際に互いの冷却フィン同士が接触することなく高さ方向でオーバーラップするように構成されている点が異なる。
同一形状とされるロービーム用板状部材131とハイビーム用板状部材141とは、隙間150を有するように4つのスペーサ152を介してボルト151で固定されている。ロービーム用板状部材131およびハイビーム用板状部材141には、それぞれ、LED装置160,170が実装されている。板状部材131,141には、それぞれ、複数の冷却フィン135,145が形成されている。
以下、ロービーム用板状部材131を代表として説明すると、ロービーム用板状部材131には、ロービーム用のLED装置160がネジ157によって固定されると共に、湾曲したリフレクタ134がネジ154によって固定されている。LED装置160は、基板132およびLED132aからなり、立設部131a,141aの車幅方向左端部には、取付ステー136,146が固定されている。両板状部材31,41は、互いにスペーサ52を介してボルト51で固定されており、スペーサ52によって確保された冷却用の空間150に、ロービーム用板状部材131の下面に設けられた複数の冷却フィン135、および、ハイビーム用板状部材141の下面に設けられた複数の冷却フィン145が、横方向で互い違いにかつ高さ方向にオーバーラップするように延出している。これにより、冷却フィン135,145の高さ寸法を大きくすることが可能となる。
図7は、同一構造のLEDユニット80L,80Rを左右2灯式の前照灯80L,80Rに使用した例を示す正面図である。本実施形態に係るLEDユニットは、ハイビーム用およびロービーム用の板状部材を同一形状とすることにより、鋳造や射出成型の型を共通にして生産性が向上するように構成されている。これを利用して、例えば、左右2灯式の前照灯80L,80Rを、共通の板状部材91によって構成することが可能となる。
左側用灯火器80Lは、車体への取付フランジ81を有する左側用ハウジング81Lに左側用LEDユニット90Lを取り付けて構成される。同様に、右側用灯火器80Rは、車体への取付フランジ81を有する右側用ハウジング81Rに右側用LEDユニット90Rを取り付けて構成される。このとき、左右のLEDユニット90L,90Rは、冷却フィン92が形成された板状部材91、LED装置93、リフレクタ94および立設部95を共通とし、立設部95に固定される取付ステー96L,96Rの換装のみで左右いずれのハウジング81L,81Rにも対応することができる。さらに、左右2灯式の前照灯において、LED装置93やリフレクタ94のみを異ならせて左右でハイビームとロービームの役割を分担する構造にも対応することができる。
上記したように、本発明に係る車両用LED灯火器によれば、光源としてのLED装置が実装される2つの板状部材と、LED装置を覆うように配置されてその照射光を車体前方に反射するリフレクタとを備え、2つの板状部材をLED装置の実装面が外側に指向するように空間を設けつつ対向配置した車両用LED灯火器において、2つの板状部材に空間に向かって対向して延出する冷却フィンが設けられているので、2つの板状部材の間のスペースを有効活用してLEDの発光熱を実装面の裏側から放熱することが可能となる。
なお、LED灯火器のハウジングやレンズの形状や構造、LED装置や板状部材の形状や構造、冷却フィンの形状や数、エクステンションの形状や着色濃度、リフレクタの形状や構造、光軸調整機構の構造等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。例えば、2つの板状部材は、上側をハイビーム、下側がロービームとなるように配置してもよい。また、板状部材とリフレクタとを一体に形成したり、板状部材と立設部とを別体に構成して互いに締結部材で固定してもよい。本発明に係る車両用LED灯火器は、自動二輪車に限られず、鞍乗型の三/四輪車等の各種車両に適用することが可能である。
1…自動二輪車(車両)、2…車両用LED灯火器(LED灯火器)、31,41…板状部材、31b,41b…実装面、32,42…基板、32a,42a…LED(光源)、34,44…リフレクタ、31a,41a…立設部(他の平面)、35,45…冷却フィン、38,39…第2冷却フィン、50…空間、52…スペーサ、52a…隙間、60,70…LED装置

Claims (9)

  1. 光源としてのLED装置(60,70)が実装される2つの板状部材(31,41)と、前記LED装置(60,70)を覆うように配置されてその照射光を車体前方に反射するリフレクタ(34,44)とを備え、前記2つの板状部材(31,41)を前記LED装置(60,70)の実装面(31b,41b)が外側に指向するように空間(50)を設けつつ対向配置した車両用LED灯火器(2)において、
    前記2つの板状部材(31,41)に、前記空間(50)に向かって対向して延出する冷却フィン(35,45)が設けられていることを特徴とする車両用LED灯火器。
  2. 前記冷却フィン(35,45)が、その長手方向を前記2つの板状部材(31,41)の長手方向と直交する向きにして配設されていることを特徴とする請求項1に記載の車両用LED灯火器。
  3. 前記板状部材(31,41)と前記リフレクタ(34,44)とが別体式であることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用LED灯火器。
  4. 前記2つの板状部材(31,41)の一方がハイビームを構成すると共に、他方がロービームを構成することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の車両用LED灯火器。
  5. 前記リフレクタ(34,44)の背面側かつ前記板状部材(31,41)の一端部に、前記LED装置(60,70)の実装面(31b,41b)と略垂直な面を有する立設部(31a,41a)が形成されており、該立設部(31a,41a)に第2冷却フィン(38,39)が設けられていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の車両用LED灯火器。
  6. 前記第2冷却フィン(38,39)は、前記立設部(31a,41a)の両面に形成されており、前記リフレクタ(34,44)の背面側では、該リフレクタ(34,44)の形状に沿って近接する位置まで延出して形成されていることを特徴とする請求項5に記載の車両用LED灯火器。
  7. 前記2つの板状部材(31,41)が、スペーサ(52)を介することで互いに離間して固定されており、
    前記冷却フィン(35,45)が、その高さ方向で他部材に接触しないように配設されていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の車両用LED灯火器。
  8. 前記2つの板状部材(31,41)が互いに同一形状とされることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の車両用LED灯火器。
  9. 前記冷却フィン(35,45)が、前記2つの板状部材(31,41)を固定したときに互いに接触することなく高さ方向でオーバーラップするように形成されていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の車両用LED灯火器。
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