(57)【要約】【課題】  自転車用の前照灯を、効率よく照度を向上させ、一層性能のよいものに構成する。【解決手段】  光源となる発光ダイオード３の背後から前方を覆うように設けられる反射鏡５を、所定の焦点距離Ｌ１を有した放物面で構成される下半部６に対し、上半部７を、下半部６の放物面の光軸Ｍおよび焦点Ｏを共有し、かつ、下半部６の焦点距離Ｌ１よりは小さい焦点距離Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５を有し、周回り方向適角度で分割した第一、第二、第三、第四放物面７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄにより形成する構成とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源を背後から覆って前方に向けて反射する反射鏡と、該反射鏡の前方を覆蓋するフロントガラスとを備えてなる自転車用前照灯において、前記反射鏡を、光源配設位置を焦点とし、該焦点から任意の焦点距離を存した放物曲面により構成するにあたり、反射鏡の上半部を構成する放物曲面は、下半部を構成する放物曲面と光軸および焦点を共有し、かつ、焦点距離が下半部よりも小さく設定されている自転車用前照灯。
【請求項２】
請求項１において、上半部の放物曲面は、光軸および焦点を共有する焦点距離の異なる複数の放物曲面を放射方向に分割して連結したものとし、各放物曲面の焦点距離は、周回り方向中央部のものを最小とし、下半部側ほど大きくなるように設定されている自転車用前照灯。
【請求項３】
請求項２において、上半部に形成される複数の放物曲面は、周回り方向中央部を基準とし、下半部側の放物曲面ほど面積が大きくなるように構成されている自転車用前照灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車用前照灯の技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自転車には、夜間の安全走行を目的として自転車用の前照灯が設けられているが、該前照灯のなかには、光源と、該光源の背後に設けられて光源から発せられた拡散光を反射し、平行光束にするパラボラ形状の（放物曲面で構成される）反射鏡を備えて構成したものがある。このものでは、光源から発せられる光束のうち、反射鏡により反射される光束は集光されて水平方向を向く光束（スポット光）となって前方を明るく照射するが、反射鏡に集光されず、反射鏡の前方に設けられたフロントガラス側に向けて発せられた光束は、そのまま拡散されてフロントガラスから前方を広く照射する拡散光となっており、前方の下方部位だけでなく、照射する必要のない上方部位までをも照射してしまい、光の有効利用が図れないという問題がある。
【０００３】
この改善策として、フロントガラスの光源対向部位を集光レンズ（凸レンズ）とし、光を前方に集光してスポット光とすることが提唱されるが、反射鏡により集光した平行光束も前記集光レンズ（凸レンズ）の影響を受けて平行光でなくなってしまうという欠点があった。さらに、集光レンズで集光した光を有効な光とするため、下記特許文献１のように、集光レンズに照射方向を異ならしめるカットを入れて、反射鏡により集光されるスポット光と、集光レンズにより集光されるスポット光とが前後方向に位置ズレして形成され、照射領域が拡大して光の有効利用ができるように構成したものが提唱されている。
【特許文献１】特開２００１−１０６１４０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前記従来のものは、集光レンズに照射される光については、前方の下方部位を照射して有効利用を図ることができるが、集光レンズの外周に照射される光束については、依然としてフロントガラス前方の上下左右を含む全域に拡散して照射される。これらの拡散される光束のうち、下方部位に拡散した光束は、自転車の走行過程で有効な光束となるが、上方部位に拡散した光束は有効となることはなく、該上方部位に拡散する光束を下方に向くようにして有効利用を図ることが要望され、このためには、フロントガラスの集光レンズの外周部位をカットすることにより対応できると考えられるが、このようにする場合、カットが複雑になって生産性に劣るばかりでなく、コストアップを招来するという問題があり、ここに本発明の解決すべき課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、光源と、該光源を背後から覆って前方に向けて反射する反射鏡と、該反射鏡の前方を覆蓋するフロントガラスとを備えてなる自転車用前照灯において、前記反射鏡を、光源配設位置を焦点とし、該焦点から任意の焦点距離を存した放物曲面により構成するにあたり、反射鏡の上半部を構成する放物曲面は、下半部を構成する放物曲面と光軸および焦点を共有し、かつ、焦点距離が下半部よりも小さく設定されているものである。
請求項２の発明は、請求項１において、上半部の放物曲面は、光軸および焦点を共有する焦点距離の異なる複数の放物曲面を放射方向に分割して連結したものとし、各放物曲面の焦点距離は、周回り方向中央部のものを最小とし、下半部側ほど大きくなるように設定されているものである。
請求項３の発明は、請求項２において、上半部に形成される複数の放物曲面は、周回り方向中央部を基準とし、下半部側の放物曲面ほど面積が大きくなるように構成されているものである。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明とすることにより、フロントガラスの上部から上方に拡散する無効な光束を低減し、その分をスポット光として反射することができて光の有効利用が図れ、しかも、低コストとすることができる。
請求項２の発明とすることにより、光の有効利用が図れるものでありながら、反射面積を大きく確保して照度低下とならないようにすることができる。
請求項３とすることにより、反射面積を大きく確保できて、一層の照度向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
つぎに、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図面において、１は自転車用の前照灯であって、該前照灯１を構成するケーシング２は、前方が開放する有底筒状のボディ本体２ａと、該ボディ本体２ａの筒底側から後方に延出して設けられ、前照灯１を自転車の前部に取り付けるための取り付け片２ｂと、前方が開放し、該開放部がボディ本体２ａの後方に嵌着する有底筒状のカバー２ｃとを備えて構成されている。そして、ボディ本体２ａの筒底辺２ｄには、光源となる発光ダイオード３への電気的な接続をするための貫通孔２ｅが開設されており、該貫通孔２ｅ形成部位の前方に、後述する発光ダイオード３が設けられている。尚、ボディ本体筒底辺２ｄの後面には、前記発光ダイオード３に接続される各種電機部品が設けられている。
【０００８】
４は、ケーシング２前方のボディ本体２ａの開口端部を封止するフロントガラスであって、該フロントガラス４は、発光ダイオード３の光軸Ｍを軸芯とする円形状に形成され、かつ、前方に突出する曲面となって集光レンズとしての機能を備えた構成となるように形成されている。そして、フロントガラス４により覆蓋されるボディ本体２ａの筒内空間に、本発明が実施された反射鏡５が設けられている。
前記反射鏡５は、樹脂材により一体型成形して、外形状をお椀型とし、前方に開口部が形成された有底筒状に形成されており、開口端部に折返し状に形成された縁部５ａを、前記フロントガラス４の内周部に内嵌させる状態で固定されている。そして、底部５ｂの中央部であって、ボディ本体貫通孔２ｅ対向部位に発光ダイオード３が設けられている。そして、反射鏡５は、底部５ｂと、該底部５ｂから前方に延出する筒部５ｃとの内周面にアルミ蒸着を実施することにより鏡面５ｄが形成され、発光ダイオード３を背後から前方に至る部位を覆って、光を反射するように設定されている。尚、筒部５ｃの先端部はフロントガラス４に近接する寸法設定となっている。
ここで、前記筒部５ｃは、前述したように、外形については、発光ダイオード３の軸芯Ｍと同芯状のお椀型形状に形成されるが、後述するように、内周は下半部６と上半部７とでそれぞれ形状を異にし、異なる形状の下半部６と上半部７とにアルミ蒸着がなされて上下で異形の鏡面５ｄが形成されている。これによって、発光ダイオード３により発生する光束を、上方に拡散するものを低減して、前方に形成されるスポット光の照度を高めるように構成されている。
【０００９】
つまり、筒部５ｃの内周面は、光源となる発光ダイオード３からの入射光を平行光として反射して前方にスポット光を形成するための放物曲面を備えて構成されている。
ここで、放物曲面とは、径方向の長さをＹ、光軸方向の長さをＸ、光源までの距離（焦点距離）をＦとしたとき、光軸Ｍを含む断面が、
Ｙ２＝４ＦＸ
で示される式に基づく曲線を描く面であり、このような曲面を供えた反射鏡５とすることにより、前述したように、発光ダイオード３（光源）から入射された光束を平行光として反射するように設定されている。
【００１０】
そして、本実施の形態の反射鏡５の下半部６の形状は、発光ダイオード３の配設位置（光源）を焦点Ｏとしたとき、該焦点Ｏから後方に予め設定される距離（焦点距離）Ｌ１を有した放物曲面として形成されており、該放物曲面は、発光ダイオード３の配設位置（焦点Ｏ）を基準とし、該発光ダイオード３の光軸Ｍを含む断面が、
Ｙ２＝４（Ｌ１）Ｘ
で示される式に基づく曲線を描く曲面となっている（図４（Ｂ）のＡ−Ｏ断面）。
【００１１】
一方、反射鏡５の上半部７は、周回り方向中央部に、前記下半部６を構成する放物曲面の基準線となる光軸Ｍおよび焦点Ｏを共有し、かつ、焦点Ｏまでの距離である焦点距離Ｌ２が、下半部６の放物曲面を設定する焦点距離Ｌ１よりも小さい（Ｌ１＞Ｌ２）第一放物曲面７ａが形成されている。さらに、第一放物曲面７ａの周回り方向両側部には、前記光軸Ｍおよび焦点Ｏを共有し、焦点Ｏまでの焦点距離が異なる複数の放物曲面を、所定の分割角度を存して放射方向に分割した第二、第三、第四の各放物曲面７ｂ、７ｃ、７ｄが周回り方向に連続する状態で形成されている。
このとき、前記第二、第三、第四放物曲面７ｂ、７ｃ、７ｄは、それぞれ焦点距離Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５を有した放物曲面に設定されており、該焦点距離Ｌ３は、前記下半部の放物曲面の焦点距離Ｌ１よりは小さいが、第一放物曲面７ａの焦点距離よりは大きく設定されている。また、第三、第四放物曲面７ｃ、７ｄの焦点距離Ｌ４、Ｌ５は、第二放物曲面７ｂの焦点距離Ｌ２よりも次第に大きくなるが、下半部６の放物曲面の焦点距離Ｌ１よりは小さくなる（Ｌ１＞Ｌ５＞Ｌ４＞Ｌ３＞Ｌ２）ように設定されている。即ち、第一、第二、第三、第四放物曲面７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの光軸Ｍを含む断面は、
Ｙ２＝４（Ｌ２）Ｘ、
Ｙ２＝４（Ｌ３）Ｘ、
Ｙ２＝４（Ｌ４）Ｘ、
Ｙ２＝４（Ｌ５）Ｘ、
の各式に基づく曲線を描く面となっている（図４（Ｂ）のＯ−Ｂ断面、Ｏ−Ｃ断面、Ｏ−Ｄ断面、Ｏ−Ｅ断面）。
【００１２】
そして、これら第一、第二、第三、第四の放物曲面７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄとは、発光ダイオード３からの光の照射方向、即ち、放射方向を向いて発光ダイオード３の光を反射しない第一、第二、第三、第四放射方向面７ｅ、７ｆ、７ｇ、７ｈを介してそれぞれ連続的な連結がなされており、左右の第四放射方向面７ｈの外径側端縁部と、下半部６の左右の上端縁部とを連続させることにより、リング状（筒状）の反射鏡５に構成されている。
さらに、第一、第二、第三、第四放物曲面７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの各放物曲面は、それぞれ第一放物曲面７ａを中心として左右対称状に形成されており、さらには、第二、第三、第四放物曲面７ｂ、７ｃ、７ｄの面積が次第に大きくなるように形成されている。
【００１３】
このように、上半部７を、図４（Ａ）に示すように、周回り方向中央部に位置し、光軸Ｍに近接する第一放物曲面７ａを基準として、焦点距離が次第に大きくなるが、下半部６の放物曲面の焦点距離Ｌ１よりは小さい焦点距離Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を有した第二、第三、第四放物曲面７ｂ、７ｃ、７ｄが周回り方向両側に連続して形成することにより、上半部７の径が下半部６の径よりも小径となり、反射鏡５の上部が押し潰されたような形状となるように構成されている。これによって、図２に示すように、フロントガラス４の上側外径部を介して上方に向けて照射（拡散）する光束（例えば矢印Ｐ）を少なくし、その分の光束を、上半部７の何れかの放物曲面７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄにより反射して、光軸Ｍに沿う平行光（仮想線）として前方を照射して、スポット光の照度を向上させることができるように構成されている。
また、第一、第二、第三、第四放物曲面７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、水平方向に近付く放物曲面ほど放射方向に分割する分割角度が大きくなるように設定されており、これによって、第一、第二、第三、第四放物曲面７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの順に次第に面積が大きくなるように形成され、もって、上半部７の全反射面積がなるべく大きくなるようにして、反射効率のよい前照灯１となるように構成されている。
【００１４】
叙述の如く構成された本形態において、自転車用の前照灯１は、図示しないダイナモで発電された電力、あるいは、搭載されているバッテリからの電力を受けて発光ダイオード３が点灯し、該発光ダイオード３の光は、反射鏡５により反射したものがフロントガラス４を介して前方にスポット光を形成するとともに、その周囲を照射する。この場合に、反射鏡５の上半部７は、下半部６に対して焦点距離が短く、しかも、複数の焦点距離の異なる第一〜第四放物曲面７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを放射方向に分割し、各分割されたものを周回り方向に連続させる状態で形成されている。このため、反射鏡５の上半部７における上下方向の径を小さくして、上側を押し潰したような形状とすることができ、集光レンズで構成されるフロントガラス４の外周から下方に拡散して、走行に必要な下方を照射する光束の量については変化がなく、従来通りの照射を確保することができ、しかも、上方に拡散する光束を少なくすることができ、その分を、反射鏡５を介した平行光となって前方のスポット光部位を照射することができる。この結果、スポット光の照度を向上させることができて、光の有効利用が図れる。しかも、このものでは、フロントガラス４は従来通りのままで、反射鏡５の形状を変える構成であるので、フロントガラスに複雑なカットをする等のことが不要になって、光の有効利用を安価に実現することができる。
【００１５】
このように、本発明が実施されたものにあっては、前照灯１の上方に拡散する光束を少なくして、前方のスポット光の照度を高めるものであるが、この場合に、反射鏡５の上半部７には、複数の焦点距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４がそれぞれ異なる第一〜第四放物曲面７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを形成することにより、上半部７における反射面積を大きく確保するようにしているため、照度が低下してしまうことはない。
【００１６】
しかも、各第一〜第四放物曲面７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、上半部７の周回り方向中央部に位置する第一放物曲面７ａを基準として、周回り方向両側に位置するものほど次第に反射面積が大きくなるようにして形成されているので、上半部７の上下方向の径を小さくするものでありながら、反射面積の低減を一層抑制することができ、一層の照度向上ができ、もって、光の有効利用を果すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ前照灯の断面側面図、正面図である。
【図２】反射鏡による反射状態を説明する側面図である。
【図３】図３（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ反射鏡の縦断面図、横断面図である。
【図４】図４（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ反射鏡の正面図、各放物曲面を説明するパターン図である。
【符号の説明】
【００１８】
１    前照灯
２    ケーシング
３    発光ダイオード
４    フロントガラス
５    反射鏡
６    下半部
７    上半部
７ａ    第一放物曲面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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