JP2005302603A - 車両用前照灯ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 車両用前照灯としての適合性および多機能化を備えること。
【解決手段】 第１反射面２と、発光部１ａを第１反射面２に対向させると共にその第１焦点位置Ｆ１に位置させて配置されるＬＥＤ１と、ＬＥＤ１の光Ｌの第１反射面２による反射光Ｌ１を受けて灯具Ａ前方へ反射させる第２反射面３と、両反射面２、３の間に反射光Ｌ１の一部を遮蔽可能に設けられるシェード機構４とを備え、シェード機構４は、第１反射面２の第２焦点位置Ｆ２で切り替わる、配光パターンＬＰ１のカットラインＣＬに相似した形状の段付上端部５ａを有する第１シェード５と、他の配光パターンＬＰ２のカットラインＦＬを形成する水平上端部６ａを有する第２シェード６とを備えて構成されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ランプハウジング内に、１個あるいは複数個を組み付けることによりヘッドランプを構成することができる、光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた車両用前照灯ユニットに関する。

図７は、この種の車両用前照灯ユニット１００を示す（例えば、特許文献１参照）。この車両用前照灯ユニット１００は、光源としてのＬＥＤが、高輝度で点状に見えると共に反射面がきれいに光って見えないこと、および大きな発光面を構成することが困難であることを解消するためになされたもので、プリント基板１０４上に実装されたＬＥＤ１と、ＬＥＤ１の前方を包囲するように配置された第１の反射部材１０１と、第１の反射部材１０１に対向して配置された第２の反射部材１０２と、第２の反射部材１０２の前方に配置された配光制御レンズ１０３とから構成されている。第１の反射部材１０１の反射膜１０１ａは、ＬＥＤ１の発光部１ａ付近に位置する第１焦点位置Ｆ１と、光軸Ｚからずれて、図示の場合ＬＥＤ１の発光部１ａから斜め前方に位置する第２焦点位置Ｆ２とを有して形成されている。なお、図７（ｂ）中、符号１０５は、透光性材料からなるカバーである。

この車両用前照灯ユニット１００によれば、ＬＥＤ１の点灯時にはその光が、第１の反射部材１０１の反射膜１０１ａにより反射されて、その第２焦点位置Ｆ２に向かって集束し、第２焦点位置Ｆ２に集束した光が、その後第２の反射部材１０２の反射膜１０２ａにより反射され、平行光束となって前方に向かって進むことになる。そしてこの平行光束は、配光制御レンズ１０３に入射することにより、エイミングされかつ配光制御されることにより、前方に向かって照射されることになり、これにより当初の目的を達成することができる。図７（ａ）中、発光部分を斜線を付して示している。
特開２００３−２２９００６公報

しかしながら、車両用前照灯ユニット１００は、得られる配光パターンが、カットラインを有しないものであるから、車両用前照灯としての適合性に欠ける、という課題を有している。

その上、車両用前照灯ユニット１００は、ただ１種類の配光パターンしか示さないので多機能化に欠ける、という課題を有している。

さらに、車両用前照灯ユニット１００は、配光制御レンズ１０３を用いているので、光軸方向の長さが長くなる傾向があって、灯具全体のコンパクト化が図りにくい、という課題をも有している。

そこで、本発明は、車両用前照灯としての適合性および多機能化を備えることができ、かつ灯具全体のコンパクト化が可能な車両用前照灯ユニットを提供することを目的としている。

前記した目的を達成するため、請求項１記載の発明は、回転楕円曲面あるいは回転楕円を基本にした自由曲面として形成される第１反射面と、発光部を前記第１反射面に対向させると共にその第１焦点位置の近傍に位置させて配置されるＬＥＤと、前記ＬＥＤの光の前記第１反射面による反射光を受けて灯具前方へ反射させる第２反射面と、前記第１反射面と前記第２反射面との間に前記第１反射面の反射光の一部を遮蔽可能に設けられるシェード機構とを備えており、
前記シェード機構は、前記第１反射面の第２焦点位置の近傍で切り替わる、配光パターンのカットラインに相似した形状の段付上端部を有する第１シェードと、他の配光パターンのカットラインを形成する水平上端部を有する第２シェードとを備えて構成されていることを特徴とする。

このため、請求項１記載の発明では、ＬＥＤの発光部からの出射光は、第１反射面に向かって出射されると共に第１反射面で反射されて第１反射面の第２焦点位置に集束し、この第２焦点位置で反射光の一部がシェード機構により遮蔽されて残余の反射光が第２反射面に到達し、その後第２反射面で反射されて灯具前方にそのまま出射する。

このときシェード機構のシェードが第１シェードであるときは、すれ違いビームとして好適なカットラインを有する配光パターンとなり、第２シェードであるときは、ハイビーム又は高速走行用の配光として好適なカットラインを有する配光パターンとなる。このようにシェード機構のシェードを切り替えることにより、配光パターンの切替を行うことができる。

また、車両用前照灯ユニットは、第１反射面の反射光を一度集束させてから第２反射面で反射させて拡散光へ変換するようにしたこと、および第２反射面で反射された拡散光をレンズを介することなくそのまま出射してレンズに要する光路を不要としたこと、により光軸方向の長さを短くして全体構成することができる。

また、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の車両用前照灯ユニットであって、
前記第１シェードと前記第２シェードとは、一方が他方に対して出没可能に設けられると共に、一方を他方より突出させて前記第１反射面の反射光の一部を一方で遮蔽するようにすると共に、他方を一方より突出させて前記第１反射面の反射光の一部を他方で遮蔽するようにしたことを特徴とする。

このため、請求項２記載の発明では、第１シェードと第２シェードとは、一方が他方に対して出没可能に設けられているので、第１シェードが第２シェードよりも突出することにより、すれ違いビームとして好適なカットラインを有する配光パターンが得られ、他方第２シェードが第１シェードよりも突出することにより、ハイビーム又は高速走行用の配光として好適なカットラインを有する配光パターンが得られる。

また、請求項３記載の発明は、請求項２に記載の車両用前照灯ユニットであって、
前記第１シェードが、並列した複数個の車両用前照灯ユニットに適合するように前記段付上端部を複数個設けて長尺の板状体に形成されており、前記第２シェードが、前記第１シェードの長さに相応して長尺の板状体に形成されており、かつ前記第１シェードおよび第２シェードのいずれか一方が固定的に設けられると共に、他方が１個の駆動手段により前記一方に対して出没するように設けられていることを特徴とする。

このため、請求項３記載の発明では、並列した複数個の車両用前照灯ユニットの配光パターンの切替を１個の駆動手段により同時に行うことができる。

請求項１記載の発明によれば、すれ違いビームとして好適なカットラインを有する配光パターンとハイビーム又は高速走行用の配光として好適なカットラインを有する配光パターンとの切替が可能であることにより、車両用前照灯としての適合性および多機能化を備えた車両用前照灯ユニットを提供することができる。

その上、請求項１記載の発明によれば、第１反射面の反射光を一度集束させた後拡散光へ変換するようにしたこと、および第２反射面で反射された拡散光をレンズを介することなくそのまま出射してレンズに要する光路を不要としたこと、により光軸方向の長さを短くして全体構成することができ、これによりユニット全体のコンパクト化を図ることができる。

また、請求項２記載の発明によれば、シェード機構を、第１シェードと第２シェードの、一方を他方に対して出没可能に設けることによって構成したので、請求項１の発明の効果に加えて、構成簡単で組立容易な車両用前照灯ユニットを提供することができる。

また、請求項３記載の発明によれば、並列した複数個の車両用前照灯ユニットの配光パターンの切替を、１個の駆動手段で行うように構成したので、請求項２の発明の効果に加えて、より一層構成簡単で組立容易な車両用前照灯ユニットを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図７に開示したものと同一機能を奏する構成要素は、同一符号を付して説明する。

図１は、本発明の第１実施形態としての車両用前照灯ユニット１０を複数個組み付けて構成した車両用前照灯Ａを示す。この車両用前照灯Ａは、３個の車両用前照灯ユニット１０で構成した主光源部と、クリアランスランプ１１およびフロントターンランプ１２とからなる補助光源部とを有して全体構成されている。これら主光源部および補助光源部は、前部を開口したランプハウジング１３内に設けられており、ランプハウジング１３の前部開口部は、素通しガラス１４で覆われている。３個の車両用前照灯ユニット１０は、ピボット構造やエイミングスクリュウ等を備えた適宜の取付具（図示せず）を介して光軸調整可能にランプハウジング１３に組み付けられている。

図２、図３は、車両用前照灯ユニット１０を示す。この車両用前照灯ユニット１０は、回転楕円曲面あるいは回転楕円を基本にした自由曲面として形成される第１反射面２と、発光部１ａを第１反射面２に対向させると共にその第１焦点位置Ｆ１の近傍に位置させて配置されるＬＥＤ１と、ＬＥＤ１の光Ｌの第１反射面２による反射光Ｌ１を受けて灯具前方へ反射させる第２反射面３と、第１反射面２と第２反射面３との間に第１反射面２の反射光Ｌ１の一部を遮蔽可能に設けられるシェード機構４とを備えて大略構成されている。

シェード機構４は、第１反射面２の第２焦点位置Ｆ２の近傍で切り替わる、配光パターンＬＰ１（図５（ａ）参照）のカットラインＣＬに相似した形状の段付上端部５ａを有する第１シェード５と、他の配光パターンＬＰ２（図５（ｂ）参照）のカットラインＦＬを形成する水平上端部６ａを有する第２シェード６とを備えて構成されている。

本実施形態では、図３に示すように、第１反射面２は、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂材を用いて、内側部分が回転楕円曲面あるいは回転楕円を基本にした自由曲面の一部である半円形断面の凹面として形成される第１反射部材１５であって、この第１反射部材１５の凹面にアルミ蒸着等の反射処理を施して形成されている。

第１反射部材１５は、その上端が第２反射面３で反射された拡散光Ｌ２と干渉しないように中途で切断されて形成されており、その下端がＬＥＤ１を組み付ける底板１６を延設して全体構成されている。

また、ＬＥＤ１は、図４に示すように、取付板９に固着されてサブアッシされており、取付板９を底板１６にねじ２４で結合することにより、その発光部１ａを第１焦点位置Ｆ１に位置させると共に第１反射面２に対向させて取り付けられる。図４中、符号２５は４本のリード線で、内２本がＬＥＤ１のリード線で、他の２本が冷却素子用である。

また、第２反射面３は、図３に示すように、反射面２に対して斜め上側位置で対向する位置関係を維持して形成されている。すなわち、第２反射面３は、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂材を用いて、内側部分が自由曲面の一部である半円形断面の凹面として形成される第２反射部材１７であって、この第２反射部材１７の凹面にアルミ蒸着等の反射処理を施して形成されている。

第２反射部材１７は、その上下方向の高さが第１反射部材１５よりも充分高く形成されており、その内側全面に形成される第２反射面３により、第１反射面２による反射光Ｌ２およびＬＥＤ１の残余の光をもれなく灯具Ａの前方へ照射することができるようになっている。第２反射部材１７は、その下端部を底板１６に固着させて立設されている。

また、シェード機構４は、第１シェード５の段付上端部５ａと第２シェード６のＬＥＤ１の水平上端部６ａとが、第１反射面２の第２焦点位置Ｆ２の近傍で切り替わるように位置付けして、ＬＥＤ１の固着部位と第２反射部材１７の下端部との間の底板１６に設けられる。

車両用前照灯ユニット１０は、以上のようにして構成され、第１反射部材１５の外側面および第２反射面３を、素通しガラス１４に対向するように配置してランプハウジング１３内に組み付けられ、これにより車両用前照灯Ａを構成することができる。車両用前照灯Ａでは、３個の車両用前照灯ユニット１０を、それぞれ正三角形の各頂点に位置するように配置して組み込まれている。

この車両用前照灯ユニット１０によれば、ＬＥＤ１の発光部１ａからの出射光Ｌは、第１反射面２に向かって出射されると共に第１反射面２で反射（反射光Ｌ１）されて第１反射面２の第２焦点位置Ｆ２に集束し、この第２焦点位置Ｆ２で反射光Ｌ１の一部がシェード機構４により遮蔽されて残余の反射光Ｌ１が第２反射面３に到達し、その後第２反射面３で反射されて拡散光Ｌ２として灯具Ａの前方にそのまま出射する。

このときシェード機構４のシェードが第１シェード５であるときは、すれ違いビームとして好適なカットラインＣＬを有する配光パターンＬＰ１（図５（ａ）の斜線部分参照）となり、第２シェード６であるときは、ハイビーム又は高速走行用の配光として好適なカットラインＦＬを有する配光パターンＬＰ２（図５（ｂ）の斜線部分参照）となる。このようにシェード機構４のシェード５／６を切り替えることにより、配光パターンＬＰ１／ＬＰ２の切替を行うことができる。

また、車両用前照灯ユニット１０は、第１反射面２の反射光Ｌ１を一度集束させてから第２反射面３で反射させて拡散光Ｌ２へ変換するようにしたこと、および第２反射面３で反射された拡散光Ｌ２をレンズを介することなくそのまま出射してレンズに要する光路を不要としたこと、により光軸Ｚ（図３参照）方向の長さを短くして全体構成することができる。

また好ましくは、第１シェード５と第２シェード６とは、一方が他方に対して出没可能に設けられると共に、一方を他方より突出させて第１反射面２の反射光Ｌ１の一部を一方で遮蔽するようにすると共に、他方を一方より突出させて第１反射面２の反射光Ｌ１の一部を他方で遮蔽するように構成することができる。

本実施形態では、シェード機構４は、底板１６に固定的に設けられるＵ字形状断面のガイドケース７と、このガイドケース７にガイドされて往復動（図３中、矢印ａで示す）する板状体として形成される第１シェード５と、この第１シェード５の往復動を起動するソレノイド８とから構成されており、ガイドケース７のＬＥＤ１側のガイド壁の上側部分が、水平上端部６ａを有する第２シェード６を構成している。このように第２シェード６は、固定的に設けられており、第１シェード５は、第２シェード６に対して出没可能に設けられている。

この構成では、第１シェード５が第２シェード６よりも突出することにより、すれ違いビームとして好適なカットラインＣＬを有する配光パターンＬＰ１（図５（ａ）の斜線部分）が得られ、他方第２シェード６が第１シェード５の没入により第１シェード５よりも突出することにより、ハイビーム又は高速走行用の配光として好適なカットラインＦＬを有する配光パターンＬＰ２（図５（ｂ）の斜線部分）が得られる。

図６は、本発明の第２実施形態としての車両用前照灯ユニット２０を組み付けて構成した車両用前照灯Ｂを示す。この車両用前照灯Ｂは、主光源部を車両用前照灯ユニット２０で構成した点が異なるだけで、他の構成は車両用前照灯Ａと同様に構成されている。

また、車両用前照灯ユニット２０は、シェード機構４を介して３個の車両用前照灯ユニット１０ａ、１０ｂ、１０ｃを並列に連合させた点が異なるだけで、各車両用前照灯ユニット１０ａ、１０ｂ、１０ｃの構成は前述した車両用前照灯ユニット１０と同様に構成されている。

すなわち、車両用前照灯ユニット２０におけるシェード機構４では、第１シェード２１が、並列した３個の車両用前照灯ユニット１０ａ、１０ｂ、１０ｃに適合するように３個の段付上端部２１ａ、２１ｂ、２１ｃを設けた長尺の板状体として形成されており、第２シェード２２が、第１シェード２１の長さに相応して長尺の板状体に形成されており、かつ第１シェード２１および第２シェード２２のいずれか一方が固定的に設けられると共に、他方が１個の駆動手段により前記一方に対して出没するように設けられている。

本実施形態のシェード機構４では、車両用前照灯ユニット１０のガイドケース７が３個の車両用前照灯ユニット１０ａ、１０ｂ、１０ｃに亘って長尺に形成されており、第２シェード２２が、車両用前照灯ユニット１０と同様に、水平上端部２２ａを有するガイド壁の上側部分として固定的に形成されており、第１シェード２１が、１個の車両用前照灯ユニット１０と同様に、１個の駆動手段（図示せず、図３のソレノイド８参照）を用いて、第２シェード２２に対して出没可能に設けられている。

このように構成された車両用前照灯ユニット２０は、並列した３個の車両用前照灯ユニット１０ａ、１０ｂ、１０ｃの配光パターンの切替を１個の駆動手段により同時に行うことができる。

すなわち車両用前照灯ユニット２０は、第１シェード２１が第２シェード２２よりも突出することにより、すれ違いビームとして好適なカットラインＣＬを有する配光パターンＬＰ１（図５（ａ）の斜線部分）が得られ、他方第２シェード２２が第１シェード２１の没入により第１シェード２１よりも突出することにより、ハイビーム又は高速走行用の配光として好適なカットラインＦＬを有する配光パターンＬＰ２（図５（ｂ）の斜線部分）が得られる。

また、本発明は、以上述べた実施形態に限定されるものではなく次のような変形例をも含むものであることは勿論である。

すなわち、第１シェードを固定的に設けると共に、第２シェードを第１シェードに対して出没可能に設けても良く、あるいは第１シェードおよび第２シェードを相互に相対移動するように設けても良い。

本発明の第１実施形態としての車両用前照灯ユニットを適用した車両用前照灯の正面図である。 本発明の第１実施形態としての車両用前照灯ユニットで、（ａ）は正面図、（ｂ）は光路を記入した斜視図である。 図１の車両用前照灯の取付具等を省略した概略部分断面図である。 本発明の第１実施形態としての車両用前照灯ユニットの光源に適用されるＬＥＤのサブアッシの斜視図である。 本発明の第１実施形態としての車両用前照灯ユニットの配光パターンを示すグラフで、（ａ）はすれ違いビームとして好適なカットラインを有する配光パターン、（ｂ）はハイビーム又は高速走行用の配光として好適なカットラインを有する配光パターンを示す。 本発明の第２実施形態としての車両用前照灯ユニットを適用した車両用前照灯の正面図である。 従来の車両用前照灯ユニットで、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断側面図である。

符号の説明

１ ＬＥＤ
１ａ 発光部（ＬＥＤの）
２ 第１反射面
３ 第２反射面
４ シェード機構
５、２１ 第１シェード
５ａ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ 段付上端部
６、２２ 第２シェード
６ａ、２２ａ 水平上端部
８ ソレノイド（駆動手段）
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、２０ 車両用前照灯ユニット
Ａ、Ｂ 車両用前照灯
ＣＬ カットライン
Ｆ１ 第１焦点（第１反射面の）
Ｆ２ 第２焦点（第１反射面の）
ＦＬ カットライン
Ｌ 出射光（ＬＥＤの）
Ｌ１ 反射光
Ｌ２ 拡散光
ＬＰ１、ＬＰ２ 配光パターン

Claims (3)

1. 回転楕円曲面あるいは回転楕円を基本にした自由曲面として形成される第１反射面と、発光部を前記第１反射面に対向させると共にその第１焦点位置の近傍に位置させて配置されるＬＥＤと、前記ＬＥＤの光の前記第１反射面による反射光を受けて灯具前方へ反射させる第２反射面と、前記第１反射面と前記第２反射面との間に前記第１反射面の反射光の一部を遮蔽可能に設けられるシェード機構とを備えており、
   前記シェード機構は、前記第１反射面の第２焦点位置の近傍で切り替わる、配光パターンのカットラインに相似した形状の段付上端部を有する第１シェードと、他の配光パターンのカットラインを形成する水平上端部を有する第２シェードとを備えて構成されていることを特徴とする車両用前照灯ユニット。
2. 請求項１に記載の車両用前照灯ユニットであって、
   前記第１シェードと前記第２シェードとは、一方が他方に対して出没可能に設けられると共に、一方を他方より突出させて前記第１反射面の反射光の一部を一方で遮蔽するようにすると共に、他方を一方より突出させて前記第１反射面の反射光の一部を他方で遮蔽するようにしたことを特徴とする車両用前照灯ユニット。
3. 請求項２に記載の車両用前照灯ユニットであって、
   前記第１シェードが、並列した複数個の車両用前照灯ユニットに適合するように前記段付上端部を複数個設けて長尺の板状体に形成されており、前記第２シェードが、前記第１シェードの長さに相応して長尺の板状体に形成されており、かつ前記第１シェードおよび第２シェードのいずれか一方が固定的に設けられると共に、他方が１個の駆動手段により前記一方に対して出没するように設けられていることを特徴とする車両用前照灯ユニット。

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