JP5087350B2

JP5087350B2 - 二輪車用前照灯

Info

Publication number: JP5087350B2
Application number: JP2007235466A
Authority: JP
Inventors: 克司大野
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2007-09-11
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2027-09-11
Also published as: JP2009067134A

Description

本発明は、二輪車用前照灯に関するものであり、詳しくは、ＬＥＤ光源で発生した熱を放熱するヒートシンクを備えた二輪車用前照灯に関する。

従来の二輪車用前照灯は、図５に示すようにヘッドパイプ５０に上下一対のブラケット（図５では上側ブラケット５１のみを記載）を介して左右一対のフロントフォーク５２が固定され、フロントフォーク５２の下端に前輪（図示せず）が回動自在に支持されている。

また、ヘッドパイプ５０にはカウリングブレース５３を介してヘッドランプ５４が固定され、ヘッドランプ５４にカウリング５５が固定されている。カウリングブレース５３にはメータ５６が取り付けられている。（例えば、特許文献１参照。）
特開２００１−１４９１５号公報

ところで上述のヘッドランプは二輪車両の上部位置に取り付けられているため、二輪車両の重心が高くなって安定性が低下すると共に、走行時の衝撃や振動が増大してヘッドランプの信頼性が低下することになる。

特に、光源にＬＥＤを使用する場合は、ヘッドランプにヒートシンクを装着してＬＥＤで発生した熱をヒートシンクで放熱することが考えられるが、ヒートシンクを装着したヘッドランプは重量が増加するために二輪車両の安定性およびヘッドライトの信頼性がさらに低下する。

そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、二輪車両の安定性が良好で、且つ走行時の衝撃や振動の影響を抑制して信頼性を確保した二輪車用前照灯を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、
少なくともレンズとハウジングによって形成された灯室の内部に、
ＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源が実装された基板と、
前記基板が取り付けられたヒートシンクと、
前記ＬＥＤ光源からの光を反射させる第１の反射面を有する第１のリフレクタと、
前記第１の反射面からの反射光を反射させる第２の反射面を有する第２のリフレクタと、
前記第２の反射面からの反射光を透過して灯具の前方に向けて出射させるレンズと、を備えた二輪車用前照灯であって、
前記ヒートシンクは、前記第２のリフレクタの前記第２の反射面と反対面側の近傍に位置することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記第１の反射面は前記光源の位置を第１の焦点とする楕円系反射面であり、前記第２の反射面は前記楕円系反射面の第２の焦点を焦点とする放物系反射面であることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項２において、前記第１のリフレクタと前記第２のリフレクタはそれぞれ、前記第１の焦点と前記第２の焦点を結ぶ直線を含む平面を挟んだ異なる側に位置することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれか１項において、前記二輪車用前照灯は二輪車両の前後方向で該二輪車両の前輪回転中心からフロントフォーク上端の範囲に取り付けられることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項５に記載された発明は、
少なくともレンズとハウジングによって形成された灯室の内部に、
ＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源が実装された基板と、
前記基板が取り付けられたマウントプレートと、
前記マウントプレートに一体に取り付けられたヒートシンクと、
前記ＬＥＤ光源からの光を反射させる反射面を有するリフレクタと、
前記反射面からの反射光の一部を遮蔽する遮蔽体と、
前記遮蔽体を通過した前記反射光を透過して灯具の前方に向けて出射させる、レンズホルダに保持された投影レンズと、を備えた二輪車用前照灯であって、
前記マウントプレートは前記リフレクタ内から灯具ユニットの外部に延びており、
前記ヒートシンクは、灯具ユニット外部の前記マウントプレートのうち、前記リフレクタの前記反射面と反対面側の近傍に位置することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項６に記載された発明は、請求項５において、前記二輪車用前照灯は二輪車両の前後方向で該二輪車両の前輪回転中心からフロントフォーク上端の範囲に取り付けられることを特徴とするものである。

本発明の二輪車用前照灯は、ヒートシンクにＬＥＤ光源を搭載して光源の温度上昇を抑制すると共に、該ヒートシンクを重量が大きいリフレクタの外側近傍の光路を遮らない位置に配置するようにした。

その結果、灯具はヒートシンクとリフレクタの重量同士の集中化が図られ、外部からの衝撃や振動に対する耐衝撃性および耐振動性が向上して信頼性の高い二輪車用前照灯となった。

また、前照灯を二輪車両の前後方向で該二輪車両の前輪回転中心からフロントフォーク上端の範囲に取り付けるようにした。そのため、走行中のハンドリングの軽快性が向上すると共に、安全走行や快適走行に寄与するものとなった。

更に、二輪車両の走行時にヒートシンクの表面を走行風による対流が通過し、ヒートシンクの表面の熱を強制的に放散して放熱効率を向上させることとなった。

以下、この発明の好適な実施形態を図１から図４を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。

図１は本発明の実施形態に係わる実施例１の部分断面図である。本実施例はＬＥＤを光源１とし、２つのリフレクタ（サブリフレクタ２とメインリフレクタ３）およびレンズ４で光学系が形成されている。

サブリフレクタ２は光源１の位置を一方の焦点Ｐ１とする楕円系面２ａを有しており、メインリフレクタ３はサブリフレクタ２の楕円系面２ａの他方の焦点Ｐ２の位置を焦点とする放物系面３ａを有している。

更に、楕円系面２ａの長軸Ｘを含む仮想平面を想定したときに該平面の一方の面側に楕円系面２ａが位置し、他方の面側に放物系面３ａが位置する。

楕円系面２ａおよび放物系面３ａはいずれも高反射率の反射面を形成しており、夫々楕円系反射面２ｂおよび放物系反射面３ｂとなっている。

レンズ４は透光性材料からなり、メインリフレクタ３の放物系反射面３ｂと対向する位置に配設されている。

光源１は回路基板５に実装され、光源１が実装された回路基板５は光源１の主光出射面１ａがサブリフレクタ２の楕円系反射面２ｂと対向する状態でヒートシンク６に取り付けられている。当然、ヒートシンク６が取り付けられた位置は光路を遮らない場所である。

上記構成の光学系において、焦点Ｐ１に位置する光源１の主光出射面１ａからサブリフレクタ２の楕円系反射面２ｂに向かって出射された光は楕円系反射面２ｂで反射されて反射光が焦点Ｐ２に集束され、焦点Ｐ２の位置を仮想光源としてメインリフレクタ３の放物系反射面３ｂに向かい、放物系反射面３ｂで反射されて反射光が平行光となってレンズ４に向かう。レンズ４に至った光はレンズ４内を導光されてレンズ４から前照灯８の照射方向に放出される。

次に、本実施例の放熱系について説明する。ＬＥＤは灯具の光源として使用する場合、光量を確保するために大電流駆動が行なわれるが、その際大量の熱が発生して発光効率が低下し、供給した電力に見合った光量が得られなくなる。

そこで、大電流駆動においても発光効率の低下を抑制するためにＬＥＤの放熱が必要となる。本実施例では、ＬＥＤ光源１を実装した回路基板５をヒートシンク６に取り付け、ＬＥＤ光源１の発光時の発熱が回路基板５を介してヒートシンク６に移動し、ヒートシンク６から大気中に放散されるようにしている。

この場合、光源１から出射された光がサブリフレクタ２の楕円系反射面２ｂとメインリフレクタ３の放物系反射面３ｂの２つの反射面による２回反射で灯具の照射方向に向かうようにすることによってヒートシンク６をメインリフレクタ３の後方に位置させるようにしている。

そのため、メインリフレクタ３とヒートシンク６が互いに接近して配置されることによって互いの重量同士の集中化が図られ、外部からの振動に対する耐振動性が向上された構造となると共に、前照灯８の奥行き方向の薄型化が実現している。

図２は本実施例の前照灯８を二輪車両に取り付けたときの説明図である。前照灯８は光源１、サブリフレクタ２およびメインリフレクタ３がレンズ４とハウジング７で形成された灯室１８内に収容され、灯室１８外に灯室１８内から延びるヒートシンク６が位置している。なお、光源１、サブリフレクタ２およびメインリフレクタ３は図示されていない。

そして、前照灯８が二輪車両の前後方向で該二輪車両の前輪回転中心からフロントフォーク９上端の範囲に取り付けられている。

このとき、ヒートシンク６は重量が大きく、ヒートシンク６を備えた前照灯８の全体重量は更に大きくなる。このような重量の大きい前照灯８を特に二輪車両の重心位置に近づけることにより、二輪車両の回転モーメントを小さくし、ハンドリングの軽快性が向上すると共に、安全走行や快適走行に寄与するものとなった。

更に、前照灯８を二輪車両に対してヒートシンク６の長手方向がフロントフォーク９とほぼ平行となるように取り付ける。これにより、薄型化された前照灯８の重心をフロントフォーク９の回転中心軸に近づけることが可能となり、回転モーメントが小さくなってハンドリング、操縦性、安定性等の向上が図られる。

また、上述したように前照灯８はメインリフレクタ３とヒートシンク６の重量の集中化を図ることによって二輪車両の走行中の衝撃や振動に対する耐衝撃性および耐振動性が高められており、衝撃や振動による不具合の発生が抑制された信頼性の高い前照灯８となっている。

更に、ヒートシンク６は灯室１８内から延びて灯室１８外にも位置しており、二輪車両の走行時にヒートシンク６の灯室１８外に位置する部分の表面を走行風による対流が通過し、ヒートシンク６の表面の熱を強制的に放散して放熱効率を向上させる。

図３は本発明の実施形態に係わる実施例２の断面図である。本実施例の前照灯８はレンズ４とハウジング７によって形成された灯室１８の内部に灯具ユニット２０が収容され、灯具ユニット２０はＬＥＤを光源１とし、光源１が実装されたマウントプレート１２と、リフレクタ１３と、遮蔽体１４と、レンズホルダ１５と、投影レンズ１６で光学系が形成されている。

リフレクタ１３の内周面は非球面を呈する高反射率の反射面を形成しており、非球面反射面１７となっている。リフレクタ１３の前方には遮蔽体１４およびレンズホルダ１５が配置され、レンズホルダ１５の開口部を塞ぐように投影レンズ１６が配置されている。

マウントプレート１２はリフレクタ１３内から灯具ユニット２０の外部に延びており、外部に位置する部分にヒートシンク６が取り付けられている。当然、ヒートシンク６が取り付けられた位置は光路を遮らない場所である。

上記構成の光学系において、ＬＥＤ光源１からリフレクタ１３の非球面反射面１７に向かって出射された光は非球面反射面１７で反射されて反射光が遮蔽体１４方向に向かい、遮蔽体１４を通過した光がレンズホルダ１５内を伝搬されて投影レンズ１６に至る。投影レンズ１６に至った光は投影レンズ１６内を導光されて集光され、集光された光がスポット光となって投影レンズ１６から前照灯８の照射方向に放出される。

本実施例の放熱系は、ＬＥＤ光源１の発光時の発熱が該ＬＥＤ光源１を実装したマウントプレート１２を介してヒートシンク６に移動し、ヒートシンク６から大気中に放散されるようにしている。

この場合、上記実施例１と同様にリフレクタ１３とヒートシンク６が互いに接近して配置されることによって互いの重量同士の集中化が図られ、外部からの振動に対する耐振動性が向上された構造となると共に、前照灯８の奥行き方向の薄型化が実現している。

図４は本実施例の前照灯８を二輪車両に取り付けたときの説明図である。この場合も上記実施例１と同様に前照灯８が二輪車両の前後方向で該二輪車両の前輪回転中心からフロントフォーク９上端の範囲に取り付けられている。

それと同時に、走行中のハンドリングの軽快性が向上し、安全走行や快適走行に寄与するものとなる。

また、リフレクタ１３とヒートシンク６の重量の集中化を図ることによって二輪車両の走行中の衝撃や振動に対する耐衝撃性および耐振動性が高められており、衝撃や振動による不具合の発生が抑制された信頼性の高い前照灯８となっている。

更に、ヒートシンク６はリフレクタ１３の外部に位置しており、二輪車両の走行時にヒートシンク６表面を走行風による対流が通過し、ヒートシンク６の表面の熱を強制的に放散して放熱効率を向上させる。

本発明に係わる実施例１の部分断面図である。本発明に係わる実施例１を二輪車両に取り付けた状態を示す説明図である。本発明に係わる実施例２の断面図である。本発明に係わる実施例２を二輪車両に取り付けた状態を示す説明図である。従来例の概略構成を示す側面図である。

符号の説明

１光源
１ａ主光出射面
２サブリフレクタ
２ａ楕円系面
２ｂ楕円系反射面
３メインリフレクタ
３ａ放物系面
３ｂ放物系反射面
４レンズ
５回路基板
６ヒートシンク
７ハウジング
８前照灯
９フロントフォーク
１０フェンダ
１１前照灯支持部材
１２マウントプレート
１３リフレクタ
１４遮蔽体
１５レンズホルダ
１６投影レンズ
１７非球面反射面
１８灯室
１９車輪
２０灯具ユニット

Claims

少なくともレンズとハウジングによって形成された灯室の内部に、
ＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源が実装された基板と、
前記基板が取り付けられたヒートシンクと、
前記ＬＥＤ光源からの光を反射させる第１の反射面を有する第１のリフレクタと、
前記第１の反射面からの反射光を反射させる第２の反射面を有する第２のリフレクタと、
前記第２の反射面からの反射光を透過して灯具の前方に向けて出射させるレンズと、を備えた二輪車用前照灯であって、
前記ヒートシンクは、前記第２のリフレクタの前記第２の反射面と反対面側の近傍に位置することを特徴とする二輪車用前照灯。
前記第１の反射面は前記光源の位置を第１の焦点とする楕円系反射面であり、前記第２の反射面は前記楕円系反射面の第２の焦点を焦点とする放物系反射面であることを特徴とする請求項１に記載の二輪車用前照灯。
前記第１のリフレクタと前記第２のリフレクタはそれぞれ、前記第１の焦点と前記第２の焦点を結ぶ直線を含む平面を挟んだ異なる側に位置することを特徴とする請求項２に記載の二輪車用前照灯。
前記二輪車用前照灯は二輪車両の前後方向で該二輪車両の前輪回転中心からフロントフォーク上端の範囲に取り付けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の二輪車用前照灯。
少なくともレンズとハウジングによって形成された灯室の内部に、
ＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源が実装された基板と、
前記基板が取り付けられたマウントプレートと、
前記マウントプレートに一体に取り付けられたヒートシンクと、
前記ＬＥＤ光源からの光を反射させる反射面を有するリフレクタと、
前記反射面からの反射光の一部を遮蔽する遮蔽体と、
前記遮蔽体を通過した前記反射光を透過して灯具の前方に向けて出射させる、レンズホルダに保持された投影レンズと、を備えた二輪車用前照灯であって、
前記マウントプレートは前記リフレクタ内から灯具ユニットの外部に延びており、
前記ヒートシンクは、灯具ユニット外部の前記マウントプレートのうち、前記リフレクタの前記反射面と反対面側の近傍に位置することを特徴とする二輪車用前照灯。
前記二輪車用前照灯は二輪車両の前後方向で該二輪車両の前輪回転中心からフロントフォーク上端の範囲に取り付けられることを特徴とする請求項５に記載の二輪車用前照灯。