JP3152780U - 自転車用ライト - Google Patents

Abstract

【課題】法規に適合することができる自転車用ライトを提供する。【解決手段】本考案は、ライト本体と、前記ライト本体に取り付けられた光源１０と、を備えた自転車用ライトであって、前記光源１０の近傍には光学構造２０を取り付け、前記光学構造２０は、一つのレンズ３０と、前記レンズの上方に位置される反射面４０と、を含み、前記レンズ３０は、路面に光を照射させることができるレンズ曲率を有し、前記反射面４０は、柱状曲面であって、放物線に近似する曲線を呈することを特徴とする。前記光源による照射光が近くから遠くまで均一且つ水平に延伸して形成され、且つ、垂直方向に良好なコントラスト効果が得られる。【選択図】図４

Description

本考案は自転車などの交通手段用照明装置に係り、特に法規に適合することができる自転車用ライトに関する。

近年は、地球規模の環境保全と省エネという問題が重視されており、加えて米国発の世界的金融危機の嵐が個々の実体経済にまで猛威をふるい始めている。このため、家計がその影響を深く受け、個人の負担が重くなっている。したがって、自転車は、汚染することがなく、且つ健康的であるため、世間から高い人気を得て、ますます流行しつつある。

自転車に関しては、利用者の安全性を保証するにあたって、車体構造の丈夫さと照明システムの高光度が自然に重視されている。例えば、図１に示すように、台湾（国レベル）法規による自転車用ライトの検査では、測量距離を１０メートルとし、少なくとも測定点ＨＶ、Ｌ１、Ｒ１及び受光面積の照度を測定する必要がある。

ところで、上記の厳格な検査をクリアできる製品が極僅かであり、大半の既製品が透過反射光カバーや拡散光学部材という補助部品を使っても、上記検査をクリアできないのが現状である。検査をクリアできない現象の一つは、ゾーン１の光度が高すぎ、眩光をもたらし、対向車の走行安全に大きな影響を及ぼすことである。その他、測定点ＨＶは、自転車に乗る人が最も注意する範囲であるため、その照度が１０ルクス以上であり、且つ下方領域の照度が１．５ルクス以下を下回らないことが必須である。一旦、自転車用ライトが上記検査をクリアできないと、国外市場への販売・流通等が余儀なく阻止されるようになる。
本考案は、従来の自転車用ライトの上記した欠点に鑑みてなされたものである。

本考案の主な課題は、検査法規に適合することができ、特に照明効果が国際検査規範を満たすことができる自転車用ライトを提供することである。

上記課題を解決するため、ライト本体と、前記ライト本体に取り付けられた光源と、を備えた自転車用ライトであって、前記光源を通過する水平方向、垂直方向をＸ軸、Ｙ軸とし、Ｘ軸とＹ軸が直交する所に垂直する方向をＺ軸とし、前記光源の近傍には光学構造を取り付け、前記光学構造は、垂直（Ｙ軸）方向に良好なコントラスト効果が得られるとともに、前記光源による照射光が照射（Ｚ軸）方向に水平に延伸して形成されるように構成したことを特徴とするものである。

前記光学構造は、一つのレンズと、前記レンズの上方に位置される反射面と、を含み、前記レンズは、路面に光を照射させることができるレンズ曲率を有し、前記反射面は、Ｘ軸方向に沿って延伸される柱状曲面を呈し、ＹＺ平面において放物線に近似する曲線を呈する。

本考案は、上記構造を有するものであるため、前記光源が照射する路面において照射光が近くから遠くまで均一且つ水平に延伸して形成され、且つ、垂直方向に良好なコントラスト効果が得られるという効果を奏する。

測定距離を１０メートルとする、台湾の自転車用ライトの検査法規の模式図である。 図１における検査法による規格の照度分布図である。 図１における検査法による規格の道路照明分布図である。 本考案に係る自転車用ライトの実施例１の模式図である。 本考案に係る自転車用ライトの実施例２の模式図である。 図５のレンズの平面図である。 図５の反射片の概略立体模式図である。 図５の反射片の別の角度から見た概略立体模式図である。 本考案に係る自転車用ライトの実施例３の模式図である。

以下に図面を参照しながら本考案を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
図２に示すように、国際検査規範によれば、自転車用ライト（以下、車灯と呼ぶ）の照度は、カットオフ領域Ａ、一番明るい領域Ｂ、二番目明るい領域Ｃに大きく分けられ、且つ、カットオフ領域Ａと一番明るい領域Ｂとの間には、一つのコントラスト領域ａが細分化されている。前記カットオフ領域Ａは、照度が２ルクスより小さくなっており、且つ、コントラスト領域ａが良好な明暗コントラストを形成することができる。

また、前記国際検査規範には、道路の照明分布についても関連規定を設けてある。例えば、図３に示すように、自転車の走行方向をFとし、自転車用ライト又は車灯１００からの前方距離Ｓ以内の領域を近光領域Ｄと呼び、前方距離Ｓを超える照明領域を遠光領域Ｅと呼ぶ。前記近光領域Ｄは、前方距離Ｓが２メートル以下である照明領域とし、前方距離が１０メートルに達するラインを遠光領域Ｅの境界線とする。

そこで、本考案は、近光領域Ｄにおいて最も明るい領域Ｂの照度が得られるとともに、遠光領域Ｅにおいて照度が２ルクス以下であり、対向車の走行安全に悪影響を及ぼす眩光を発生せずに、照明効果が国際法規による照度の検査標準値を満たすことができる自転車用ライトを提供することを目的とする。

上記目的を達するために、本考案の自転車用ライトは、ライト本体に光源を取り付け、前記光源を三次元直交座標軸の原点とし、前記光源を通過する水平方向をＸ軸とし、前記光源を通過する垂直方向をＹ軸とし、Ｘ軸とＹ軸が交す所に垂直する方向をＺ軸とし、さらに前記光源に光学構造を取り付けることを特徴とする。

前記光源は、光が発する照明であってよく、例えば、電球、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤと簡略）、又はＬＥＤモジュールを採用してもよい。電球又はＬＥＤは電力の入力によって、発光することができる。前記光源は車灯の内部に、例えば、光学反射効果を備えるカップカバーの中間位置に取り付けることができる。前記カップカバーを車灯の内部に固定してもよいし、又は変位運動できるように取り付けてもよい。

本考案に係る光学構造は、一つのレンズと、前記レンズの上方に位置される反射面と、を含む。前記レンズは、路面に光を照射させることができるレンズ曲率を有する。前記反射面は、Ｘ軸方向に沿って延伸される柱状曲面を呈し、ＹＺ平面において放物線に近似する曲線を呈する。これにより、前記光源が照射する路面において照射光束が近くから遠くまで均一且つ水平に延伸して形成され、且つ、垂直方向に良好なコントラスト効果が得られる。

前記光源に電気エネルギーを入力して光線を発生すると、放射状に発された光波が前記反射面において反射光を形成するとともに、遠方の目標領域まで均一且つ水平な光束を形成するようになる。これにより、国際検査規範による最も明るい領域の標準値を満たすことができる。これと同時に、反射光により照射されない領域が相当暗くなっており、垂直方向において反射光の照射領域に対して強烈な明暗コントラストを形成することができる。これにより、国際検査規範に規定されるコントラスト領域をクリアすることができ、良好なコントラスト効果が得られる照明効果を達成することができる。

最も明るい領域の標準値を満たす反射光は、前記近光領域において良好な路面の照明効果を提供することができる。光源の放射による光線に関しては、レンズの曲率の屈折によって、遠光領域の路面に至る。この遠光領域の照明効果は近光領域に比べて劣るが、国際検査規範に規定される二番目明るい領域での対象物に必要な照明要求を満たすことができる。

本考案では、光学構造をより繊細に設計し、例えば、前記レンズは体積が２分の１に切断された正レンズである。正レンズは、所定の屈折率であるために、厚さが相当大きい。屈折率に影響を及ぼさないように、レンズの厚さを適当に設定することにより、製造コストを低減することができる。本考案では、正レンズの中心領域を外側から内側へ凹設し、多段の曲面を形成することにより、レンズの厚さを薄くし、かつ正レンズの集光能力に影響を及ぼさないようにする。また、遠くの路面までに光を反射させることができる曲面によって、レンズを代替することもできる。

反射面は反射片の表面に設置され、前記反射片はＸ軸方向にその中心に向かって多段に偏向して集光し、輝度の強化を図る。勿論、成型手段又は湾曲手段により、さらに反射片を若干の反射ゾーンに形成し、このように形成した第１ゾーンと第３ゾーンはＸ軸方向に沿って延伸される柱状曲面を呈し、前記光源が照射する路面において照射光が近くから遠くまで均一且つ水平に延伸して形成され、且つ、垂直方向に良好なコントラスト効果が得られ、第２ゾーンと第４ゾーンは、近光領域（又は光源に近いゾーン）の照射効果を補強する。

その他、前記反射面（又は反射片）と前記レンズ（又は曲面）との間には、反射部材を取り付け、前記反射部材は平面又は柱状曲面を呈し、光線を前記反射面（又は反射片）へ入射させることができる。

本考案の実施例１による自転車用ライトでは、図４に示すように、光源１０はライト本体の内部に取り付けられたＬＥＤであり、前記光源１０に隣接する光学構造２０が取り付けられてある。前記光学構造２０は、一つのレンズ３０と、前記レンズ３０の上方に位置される反射面４０とを含んでなる。

レンズ３０は、体積が２分の１に切断された正レンズであり、遠方の路面に光を照射させることができるレンズ曲率を有する。光源１０に電気エネルギーを入力して光線を発生させると、光線がレンズ３０に入射し透過し、レンズ曲率によって、所定の屈折光３１が得られ、図３に示す車灯１００前方の近光領域Ｄと遠光領域Ｅの路面までに照射するようになる。遠光領域Ｅの路面の照明需要は、図２に示す二番目明るい領域Ｃの照明効果に相当する。そのため、レンズ曲率による屈折光は遠方の路面まで照射することができ、良好な照明効果を達成することができる。

前記反射面４０の技術的特徴をより明らかにするために、光源１０を三次元直交座標軸の原点とし、光源１０を通過する水平方向のラインをＸ軸とし、光源１０を通過する垂直方向のラインをＹ軸とし、Ｘ軸とＹ軸が交す所に垂直する方向のラインをＺ軸とし、これにより、光源１０周囲の空間座標を描くことができる。

前記反射面４０は、Ｘ軸方向に沿って延伸される柱状曲面を呈し、ＹＺ平面において放物線に近似する曲線を呈する。これにより、光源１０の光線を遠方の目標領域までに均一且つ水平に投射することができ、垂直方向においても良好なコントラスト効果を達成することができる。簡単に言えば、光源１０により発された光線が、ある入射角で反射面４０に照射され、反射面４０を経て、反射光４１が発生されるようになる。反射光４１は前記屈折光３１と合わせて、図２に示す最も明るい領域Ｂの光束を形成し、良好な明暗コントラスト効果を達成する他、図３に示す車灯１００前方の近光領域Ｄに国際検査規範の照明効果を提供することができる。

本考案の実施例２による自転車用ライトでは、図５と図６に示すように、ＬＥＤを光源１０’とする他、光学構造２０’をより繊細に構成する。前記光学構造２０’は、レンズ３０’を含み、このレンズ３０’も体積が２分の１に切断された正レンズであり、その凸レンズ面の中心領域３２’において内側に内縮する多段の曲面３３’が形成される。これにより、レンズ３０’の厚さを縮小することができるが、集光能力に及ぼす影響はない。また、レンズ３０’に光線を入射することにより、所定の屈折光３１’を集めることができる。

図５を再度参照すると、レンズ３０’に対向する側の反射片の表面を反射面４０’とし、その反対側の表面を背光面４２’とし、且つ前記反射面４０’には、複数の反射ゾーンを形成する。前記複数の反射ゾーンは、成型手段又は湾曲手段によって、反射片５０又は反射面４０’に設置される。図７と図８に示すように、前記反射面４０’には、お互いに隣り合う第１ゾーン５１、第２ゾーン５２、第３ゾーン５３及び第４ゾーン５４が分割して設けられてある。また、図８に示すように、Ｘ軸（図５を参照）に沿って、前記反射片５０を中心（Ｚ軸方向）にて折って多段（又は２段）反射片５５、５６を形成する。これにより、反射ゾーンの個数を４個から８個へと増すことができる。

図５は、多段で中心にて折った反射片５０を示すものである。この反射片５０により、光を光束の中心領域に重複して集めることができ、中心照度を高めることができる。前記反射片５０の第１ゾーン５１と第３ゾーン５３は、Ｘ軸方向に沿って延伸される柱状曲面を呈し、これにより、反射光４１’が遠方の目標領域において均一且つ水平に延伸して形成され、且つ、垂直方向に良好なコントラスト効果が得られる。また、反射片５０の第２ゾーン５２と第４ゾーン５４は、光源に比較近い路面の照射を補強するように構成される。これにより、図３に示す近光領域Ｄの路面に光線の一部を直接照射する他、さらに車灯１００直下から遠光領域Ｅまでの路面を照射することもでき、国際標準道路の照明効果を達成することができる。

本実施例では、反射面４０’（又は反射片５０）とレンズ３０’との間に反射部材６０が取り付けられ、前記反射部材６０は、平面又は柱状曲面を呈する。これにより、入射光は、反射部材６０を透過し、上方の反射片５０の第１ゾーン５１へ反射されることにより、近く又は遠くの目標路面を照射することができる。

本考案の実施例３による自転車用ライトは、図９に示すように、図５に示す実施例２の構成と近似し、その差異は、反射曲面７０が半分のレンズを代替することにある。同図に示すように、反射曲面７０は半分に切断された状態で反射片５０’の下方に位置される。入射光が反射曲面７０を経て近くの路面へ反射され、さらに遠くの路面へ延伸され照明を強めることができる。

１００ 車灯
１０ 光源
１０’ 光源
２０ 光学構造
２０’ 光学構造
３０ レンズ
３０’ レンズ
３１ 屈折光
３２’ 中心領域
３３’ 曲面
４０ 反射面
４０’ 反射面
４１ 反射光
４１’ 反射光
４２ 背光面
５０ 反射片
５１ 第１ゾーン
５２ 第２ゾーン
５３ 第３ゾーン
５４ 第４ゾーン
５５ 多段反射片
５６ 多段反射片
６０ 反射部材
７０ 反射曲面

Claims (12)

1. ライト本体と、前記ライト本体に取り付けられた光源と、を備えた自転車用ライトであって、
   前記光源を通過する水平方向、垂直方向をＸ軸、Ｙ軸とし、Ｘ軸とＹ軸が直交する所に垂直する方向をＺ軸とし、
   前記光源の近傍には光学構造を取り付け、前記光学構造は、垂直（Ｙ軸）方向に良好なコントラスト効果が得られるとともに、前記光源による照射光が照射（Ｚ軸）方向に水平に延伸して形成されるように構成したことを特徴とする、自転車用ライト。
2. 前記光学構造は、一つのレンズと、前記レンズの上方に位置される反射面と、を含み、
   前記レンズは、路面に光を照射させることができるレンズ曲率を有し、
   前記反射面は、Ｘ軸方向に沿って延伸される柱状曲面を呈し、ＹＺ平面において放物線に近似する曲線を呈し、
   前記光源が照射する路面において照射光が近くから遠くまで均一且つ水平に延伸して形成され、且つ、垂直方向に良好なコントラスト効果が得られることを特徴とする、請求項１に記載の自転車用ライト。
3. 前記レンズは、体積が２分の１に切断された正レンズであることを特徴とする、請求項２に記載の自転車用ライト。
4. さらに反射片を備え、前記反射片の表面には、前記反射面を設置するとともに、前記反射片はＸ軸方向に沿ってＺ軸方向の中心にて折って多段に形成され、これにより、集光と輝度を強めることを特徴とする、請求項２に記載の自転車用ライト。
5. 前記光学構造は、一つのレンズと、前記レンズの上方に位置される反射片と、を含み、
   前記レンズは、体積が２分の１に切断された正レンズであって、路面に光を照射させることができるレンズ曲率を有し、
   前記反射片は、前記光源が照射する路面において照射光が近くから遠くまで均一且つ水平に延伸して形成される反射面を有し、前記反射面はＸ軸方向に沿って延伸される柱状曲面を呈し、ＹＺ平面において放物線に近似する曲線を呈することを特徴とする、請求項１に記載の自転車用ライト。
6. 前記光学構造は、一つのレンズと、前記レンズの上方に位置される反射片と、反射部材と、を含み、
   前記レンズは、路面に光を照射させることができるレンズ曲率を有し、
   前記反射片は、お互いに隣り合う第1ゾーン、第２ゾーン、第３ゾーン、第４ゾーンを有し、前記第１ゾーンと前記第３ゾーンはＸ軸方向に沿って延伸される柱状曲面を呈し、前記光源が照射する路面において照射光が近くから遠くまで均一且つ水平に延伸して形成され、且つ、垂直方向に良好なコントラスト効果が得られ、前記第２ゾーンと前記第４ゾーンは、光源に近い近光領域の照射効果を補強し、
   前記反射部材は、前記反射片と前記レンズとの間に位置され、前記反射片に光を反射させることを特徴とする、請求項１に記載の自転車用ライト。
7. 前記レンズは、体積が２分の１に切断された正レンズであり、前記レンズの中心領域に内側へ内縮する曲面が多段に形成され、これにより、前記レンズの厚さを縮小するとともに、集光能力に影響を与えないように構成されたことを特徴とする、請求項６に記載の自転車用ライト。
8. 前記反射片は、Ｘ軸方向に沿ってＺ軸方向の中心にて折って多段に形成され、これにより、集光と輝度を強めることを特徴とする、請求項６に記載の自転車用ライト。
9. 前記光学構造は、一つのレンズと、前記レンズの上方に位置される反射片と、反射部材と、を含み、
   前記レンズは、体積が２分の１に切断された正レンズであり、路面に光を照射させることができるレンズ曲率を有し、
   前記反射片は、Ｘ軸方向に沿って延伸される柱状曲面を呈する第1ゾーンと、光源に近い近光領域の照射効果を補強する第２ゾーンと、Ｘ軸方向に沿って延伸される柱状曲面を呈する第３ゾーンと、光源に近い近光領域の照射効果を補強する第４ゾーンと、を有するとともに、Ｘ軸方向に沿ってＺ軸方向の中心にて折って多段に形成され、集光と輝度を強め、
   前記反射部材は、前記反射片と前記レンズとの間に位置され、前記反射片に光を反射させることを特徴とする、請求項１に記載の自転車用ライト。
10. 前記レンズは、体積が２分の１に切断された正レンズであり、前記レンズの中心領域に内側へ内縮する曲面が多段に形成され、これにより、前記レンズの厚さを縮小するとともに、集光能力に影響を与えないように構成されたことを特徴とする、請求項９に記載の自転車用ライト。
11. 前記光学構造は、反射曲面と、前記反射曲面の上方に位置される反射片と、反射部材と、を含み、
    前記曲面は、路面に光を照射させることができ、
    前記反射片は、お互いに隣り合う第1ゾーン、第２ゾーン、第３ゾーン、第４ゾーンを有し、前記第１ゾーンと前記第３ゾーンはＸ軸方向に沿って延伸される柱状曲面を呈し、前記光源が照射する路面において照射光が近くから遠くまで均一且つ水平に延伸して形成され、且つ、垂直方向に良好なコントラスト効果が得られ、かつ前記第２ゾーンと前記第４ゾーンは、光源に近い近光領域の照射効果を補強し、
    前記反射部材は、前記反射片と前記反射曲面との間に位置され、前記反射片に光を反射させることを特徴とする、請求項１に記載の自転車用ライト。
12. 前記反射片は、Ｘ軸方向に沿ってＺ軸方向の中心にて折って多段に形成され、これにより、集光と輝度を強めることを特徴とする、請求項１１に記載の自転車用ライト。