JP2007157624A - 車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子を光源とする光源ユニットを備えた灯具で、従来のインサート成形に代え溶着で樹脂レンズと樹脂レンズ取着部とを簡単に精度よく一体化できる光源ユニットを備えた車両用灯具を提供する。
【解決手段】投影レンズ52外周の鍔部53背面に光軸Ｌ1を挟んで複数の延出突起536を設け、レンズ取着部550先端に鍔部53に対応する面当て部552を設け、該面当て部552外周側に突起536と軸方向に係合しかつ該突起536の内側に沿った立て壁556bとなる段差部556を設け、鍔部53と面当て部552とを前後方向に当接するように突起536と段差部556とを超音波溶着して、レンズの光軸Ｌ1とレンズ取着部の前後軸Ｌ2を平行にする。突起536と段差部556間の超音波溶着は容易で、段差部556内周側の立て壁556bが、溶着工程の際の溶融樹脂の光軸Ｌ1側への流動を阻止し、溶着部のバリが配光に悪影響を与えず、投影レンズを通してバリが見えることもない。
【選択図】図３

Description

本願発明は、少なくとも光源である発光素子と光源光を前方に配光する配光制御部材である投影レンズとを備えた光源ユニットが灯室内に設けられた車両用灯具に係り、特に、灯室内に設けられた複数の光源ユニットからの光照射パターンを合成することで所定の配光パターンを形成する車両用灯具に関する。

一般に車両用前照灯では、上端縁にカットオフラインを有するロービーム用配光パターンを形成し得る構成となっており、これにより対向車ドライバ等にグレアを与えないようにしつつ、自車ドライバの前方視認性をできるだけ確保するように構成されている。

そして、近年では、発光素子を光源とする車両用前照灯の開発が盛ん行われており、下記特許文献１には、発光素子を光源とする複数の光源ユニットが灯室内に設けられ、各光源ユニットが形成する光照射パターンを重ね合わせることで、ロービーム用配光パターンを形成する車両用前照灯が提案されている。

各光源ユニットは、図１２に示すように、光源である発光素子２と、配光制御部材であるリフレクター７と、配光制御部材であるカットオフライン形成用のシェード６と、配光制御部材である投影レンズ４とが、ユニット支持部材であるブラケット１の前面側に取着一体化されて構成されている。

光源として用いる発光素子２の光は熱が少ないため、投影レンズ４やカットオフライン形成用のシェード６については、軽量化する等の目的で合成樹脂で構成し、発光素子２が取着されるユニット支持部材であるブラケット１については、発光素子２の光束の減少や発光色の変化といった寿命低下につながる温度上昇を抑制するために、熱伝導性のよい金属ダイカスト鋳造品で構成するようになっている。

具体的には、アクリル樹脂製レンズ４とポリカーボネイト樹脂製シェード６がインサート成形により一体化されるとともに、樹脂製シェード６と金属製ブラケット１が金属製の締結ねじ８によって締結（締結ねじ８によってリフレクター７のブラケット７ａとシェード６のブラケット６ａが共締め）されている。

また、特許文献１のように、投影レンズによって投射配光する投射型の灯具ではないが、光源光をリフレクターで反射して所定の配光を形成する反射型の前照灯である特許文献２には、樹脂製ハウジングの前面開口部に組み付ける樹脂製アウターレンズを、超音波溶着により樹脂製ハウジングに固定するという灯具構造が開示されている。

特開２００５−１６６５８８号公報 特開２０００−１００２１４号公報

複数の光源ユニットが形成する光照射パターンを重ね合わせてロービーム用配光パターンを形成する特許文献１に示すような車両用前照灯では、配光制御部材である樹脂製レンズ４とシェード６間の位置精度（各光源ユニット毎の配光精度）が要求されることは勿論、配光制御部材（レンズ４およびシェード６）のブラケット１に対する位置精度も要求される、即ち、各光源ユニットの光軸が揃っていることも必要である。このため、シェード６のブラケット１との当たり面には複数の位置決め突起６ｂを設けて、配光制御部材（レンズ４およびシェード６）のブラケット１に対する位置精度を確保する構造となっている。

しかし、特許文献１では、配光制御部材である樹脂製レンズ４と樹脂製シェード６とがインサート成形により一体化されており、両者４，６を一体成形するための金型が複雑となる上に、成形設備が大型化し、コストも嵩むという問題がある。

そこで、発明者は、樹脂製投影レンズ４と樹脂製シェード６を特許文献２に示すように、超音波溶着などの溶着によって一体化すれば、両者４，６を一体成形するための複雑な金型が不要な上に、成形設備が大型化することもないし、コストもかからないと考えた。

しかし、樹脂製レンズ４と樹脂製シェード６を溶着によって一体化すると、溶着部に生じたバリがレンズ４の光軸側に突出（露出）して、配光に悪影響を与えたり、レンズ４を通してバリが見えて、非点灯時の見栄えが悪いという新たな問題が生じた。

そこで、発明者は、樹脂製レンズ４の背面側に突起を形成し、一方、レンズ当接部である樹脂製シェード６先端部の外周にレンズ４側の突起が前後方向に係合する段差部を形成し、レンズ４側の突起とシェード６側の段差部とを溶着一体化するが、溶着する際に生じる溶融樹脂がレンズ４の光軸側に流出することを阻止する障壁としての機能をシェード６の段差部内周側にもたせれば、溶着の際に溶融樹脂がレンズ４の光軸側にはみ出ず、バリの突出（露出）を回避できると考えた。そして、この構成を試作し、効果を検証したところ、有効であることが確認されたので、このたびの出願に至ったものである。

本願発明は、前記した従来技術の問題点および発明者の知見に基づいてなされたもので、その目的は、従来使用されてきたインサート成形に代えて溶着により配光制御部材である樹脂製レンズと樹脂製レンズ取着部とを簡単にしかも精度よく一体化できるとともに、溶着部に生じたバリがレンズの光軸側に突出（露出）するという不具合も発生しない光源ユニットを備えた車両用灯具を提供することにある。

前記目的を達成するために、請求項１に係る車両用灯具においては、少なくとも光源である発光素子と前記光源光を前方に配光する配光制御部材である投影レンズとを備えた光源ユニットが灯室内に設けられ、
前記発光素子の前方に延出する樹脂製レンズ取着部に樹脂製の前記投影レンズが取着された車両用灯具において、
前記レンズ取着部の先端には、前記投影レンズの外周に形成された鍔部の背面に対応する面当て部を形成し、前記鍔部の背面と前記面当て部のいずれか一方の外周側には、他方に溶着固定される複数の延出突起を設け、他方の外周側には、前記投影レンズの光軸と前記レンズ取着部の前後軸とを概略一致させて前記延出突起と軸方向にそれぞれ係合するとともに、前記延出突起の内側に沿った立て壁となる複数の段差部を形成し、
前記鍔部の背面と前記面当て部とが前後方向に当接するように前記延出突起と段差部とを溶着するように構成した。

（作用）投影レンズの鍔部とレンズ取着部の面当て部とが軸方向（前後方向）に当接するように延出突起と段差部とを溶着するための設備は、投影レンズとレンズ取着部をインサート成形するための複雑かつ大型の金型設備に比べると、簡潔かつ小型で、コスト的にも安価となる。

投影レンズの外周に形成されている鍔部背面（例えば、投影レンズの光軸に対し垂直であるレンズ側の当接基準面である鍔部裏面）と、レンズ取着部先端に形成されている面当て部（レンズ取着部側の前後軸に対し垂直な当接基準面）とが前後方向に当接することで、第１には、投影レンズの光軸とレンズ取着部の前後軸（例えば、レンズ取着部に楕円反射面をもつ配光制御部材であるリフレクターおよび配光制御部材であるすれ違いビーム形成用シェードが一体化されている場合には、リフレクターの第１，第２焦点を通る前後軸）とが平行に位置決めされる。

第２に、投影レンズの焦点と、レンズ取着部側の所定位置（例えば、レンズ取着部に楕円反射面をもつ配光制御部材であるリフレクターおよび配光制御部材であるすれ違いピーム形成用シェードが一体化されている場合には、リフレクターの第２焦点およびすれ違いピーム形成用シェードの遮光部）とが前後方向に一致し、光源ユニットによって所望の配光（例えば、すれ違いピーム形成用シェードに対応する鮮明なカットラインをもつ配光）が得られる。

なお、投影レンズ（またはレンズ取着部）側の複数の延出突起とレンズ取着部（または投影レンズ）側の対応する段差部とを軸方向にそれぞれ係合させることで、投影レンズの焦点とレンズ取着部側の所定位置（例えば、リフレクターの第２焦点およびすれ違いピーム形成用シェードの遮光部）とを上下左右方向に概略一致させることができるものの、正確に一致するとは限らないが、光源ユニットによって望ましい配光（例えば、すれ違いピーム形成用シェードに対応する鮮明なカットラインをもつ配光）を形成する上では、少なくとも、投影レンズの光軸とレンズ取着部の前後軸（リフレクターの第１，第２焦点を通る前後軸）が平行であって、投影レンズの焦点とレンズ取着部側の所定位置（例えば、リフレクターの第２焦点およびすれ違いピーム形成用シェードの遮光部）とが前後方向に一致さえしていれば、投影レンズの焦点とレンズ取着部側の所定位置（例えば、リフレクターの第２焦点およびすれ違いピーム形成用シェードの遮光部）とが上下左右方向に多少ずれていてもそれほど問題となるものではない。しかし、投影レンズの焦点とレンズ取着部側の所定位置とが上下左右方向に一致するに越したことはないので、複数の延出突起および対応する段差部をレンズの光軸（レンズ取着部の前後軸）を挟んで配置することで、投影レンズの焦点とレンズ取着部側の所定位置とを上下左右方向に概略一致させることがより確実となる。

また、レンズ取着部（または投影レンズ）側の段差部に形成されている立て壁は、レンズ（またはレンズ取着部）側の延出突起の内側に沿って延在し、レンズ（またはレンズ取着部）側の延出突起を段差部に溶着する際に溶融した樹脂が投影レンズの光軸側に流出することを阻止する障壁として作用し、溶着部に生じるバリの投影レンズ光軸側への突出（露出）が防止（回避）されて、溶着部のバリが配光に悪影響を与えたり、投影レンズを通して溶着部のバリが見えるという不具合がない。

請求項２においては、請求項１に記載の車両用灯具において、前記延出突起と前記段差部をそれぞれ前記投影レンズの周方向ほぼ等間隔となるように配置した。

（作用）投影レンズとレンズ取着部がそれぞれ周方向ほぼ等間隔の複数箇所で溶着固定されるので、投影レンズとレンズ取着部間の固定が確実となる。

特に、延出突起と段差部をそれぞれ周方向ほぼ等間隔の３箇所に配置すれば、投影レンズとレンズ取着部間の固定がいっそう確実となる。また、周方向ほぼ等分３箇所において延出突起と段差部が溶着されるとともに、溶着部近傍の３箇所の鍔部と面当て部との当接点によって、投影レンズの光軸とレンズ取着部の前後軸との平行度がいっそう確保されるとともに、投影レンズの焦点とレンズ取着部側の所定位置との前後方向の位置決めがいっそう確保されて、光源ユニットによっていっそう望ましい配光（例えば、すれ違いピーム形成用シェードに対応する鮮明なカットラインをもつ配光）が得られる。

請求項３においては、請求項１または２に記載の車両用灯具において、前記鍔部の背面と前記面当て部間には、一方の側に設けた軸方向に延出する一対の突出ピンと、他方の側に設けた前記突出ピン係合用の一対のピン係合孔とを、前記投影レンズの光軸または前記レンズ取着部の前後軸をそれぞれ挟む略直径方向に配置した、上下左右方向位置決め手段を設けるように構成した。

（作用）例えば、鍔部背面側に設けた一対の突出ピンと面当て部側に設けた一対のピン係合孔によって、投影レンズのレンズ取着部に対する上下左右方向位置決め手段が構成されており、一対の突出ピンを対応するピン係合孔に係合させると、投影レンズのレンズ取着部に対する上下左右方向の位置決めが自動的に行われる、即ち、投影レンズの光軸とレンズ取着部の前後軸が一致する。

また、上下左右方向位置決め手段を構成する一対の突出ピンと一対のピン係合孔は、投影レンズの光軸とレンズ取着部の前後軸をそれぞれを挟んだ反対側に直線状に配置されているので、投影レンズのレンズ取着部に対する上下左右方向の位置決めが高精度となる。

特に、一対の突出ピンと一対のピン係合孔を設ける場合は、突出ピンとピン係合孔の位置が僅かにズレているだけでも両者を係合させることができないので、投影レンズの光軸を挟んだピン突出位置とレンズ取着部の前後軸を挟んだピン係合孔形成位置として高い寸法精度が要求されるが、一対のピン係合孔の一方を放射状方向に延びる長孔またはスリットで構成した場合は、ピンと長孔またはスリットを係合する際に、ピンと長孔またはスリットは投影レンズの放射状方向に相対スライド可能なため、ピンとピン係合孔（長孔またはスリット）を係合させ易い上に、投影レンズの放射状方向におけるピン突出位置とピン係合孔形成位置間の寸法誤差が吸収されるので、ピン突出位置とピン係合孔形成位置に要求される寸法精度が緩和されることになる。

請求項４においては、請求項１〜３のいずれかに記載の車両用灯具において、前記延出突起と前記段差部とを軸方向に超音波振動溶着するようにしたもので、溶着工程では、前記段差部の前後長さより僅かに長く形成された前記延出突起と前記段差部の被溶着面とを軸方向に圧接保持した形態で、前記鍔部と前記面当て部が当接する位置となるまで超音波振動溶着を行うように構成した。

（作用）投影レンズ（またはレンズ取着部）側の延出突起がレンズ取着部（または投影レンズ）側の段差部の被溶着面に圧接保持された形態（投影レンズとレンズ取着部が前後に接近する方向に押圧保持された形態）で、延出突起と段差部の被溶着面間の圧接部に振動伝達部材（ホーン）および投影レンズの鍔部を介して超音波振動が伝達されると、超音波振動エネルギーを受けた延出突起と段差部の被溶着面間の圧接部が溶融し、溶融した延出突起先端部が同じく溶融した段差部の被溶着面に融合して溶着されるが、鍔部と面当て部が当接する位置となるまで投影レンズ側の延出突起と段差部の被溶着面とが押圧されるので、投影レンズとレンズ取着部とを短時間で軸方向に位置精度よく溶着一体化される。

請求項１に係る車両用灯具によれば、レンズ取着部または投影レンズの段差部に形成されている立て壁によって、溶着工程の溶着部に生じるバリの投影レンズ光軸側への突出（露出）が防止（回避）されるので、溶着部のバリの影響を受けることのない適正な配光が得られるとともに、非点灯時の見栄えも良好な車両用灯具が提供される。

請求項２によれば、投影レンズとレンズ取着部間の固定がより確保されるので、それだけ投影レンズとレンズ取着部間の取り付け強度が高いものとなる。
請求項３によれば、投影レンズ（の光軸）とレンズ取着部（の前後軸）とが上下左右方向に一致するように高精度に位置決めされた状態で溶着固定されているので、光源ユニットによる適正な配光が得られる車両用灯具を提供できる。特に、車両用灯具が複数の光源ユニットを備え、複数の光源ユニットによってすれ違いビーム用の所定の配光パターンを合成して形成する自動車用前照灯灯具において、有意義である。

請求項４によれば、投影レンズとレンズ取着部とを軸方向に位置精度よく短時間で溶着一体化できるので、溶着部のバリの影響を受けることのない適正な配光が得られ、かつ非点灯時の見栄えも良好な車両用灯具をより安価に提供できる。

以下、本願発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。

図１〜図１０は本発明の一実施例である自動車用前照灯を示し、図１は同前照灯の正面図、図２は同前照灯の斜視図、図３は同前照灯の縦断面図（図１に示す線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断面図）、図４はロービームランプを構成する光源ユニットの拡大縦断面図、図４（ａ）は同光源ユニットを構成する配光制御部材であるリフレクター一体型シェードの前端側を一部省略した背面斜視図、図５は同光源ユニットの拡大分解斜視図、図６は同光源ユニットを構成する配光制御部材である投影レンズの背面斜視図、図７は同投影レンズを示し、（ａ）は同投影レンズの縦断面図（図７（ｂ）に示す線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿う断面図）、（ｂ）は同投影レンズの背面図、図８は同光源ユニットを構成する配光制御部材であるリフレクター一体型シェードの正面図、図９はリフレクター一体型シェードのレンズ取着部外周側に形成された段差部を示す拡大斜視図、図１０は投影レンズをレンズ取着部に溶着する工程を示す説明図で、（ａ）は超音波振動溶着工程開始直前の後方延出突起と段差部間係合部の拡大断面図、（ｂ）は超音波振動溶着工程終了時の後方延出突起と段差部間係合部の拡大断面図である。

これらの図において、車両用前照灯１０は、車両前端部右側（運転席から見て右側）に設けられる灯具であって、ランプボディ１２とその前端開口部に取り付けられた素通し状の透光カバー１４とで形成される灯室Ｓ内に、車両幅方向内側からハイビームランプＡ，ロービームランプＢおよびベンディングランプＣの順に収容された構成となっている。ハイビームランプＡは、発光素子３４を光源とする上下２段に配置された合計５つの光源ユニット３０で構成され、各光源ユニット３０の照射光パターンが合成されてハイビーム用配光パターンが形成される。ロービームランプＢは、発光素子５４を光源とする環状に配置された合計５つの光源ユニット５０で構成され、各光源ユニット５０の照射光パターンが合成されてロービーム用配光パターンが形成される。ベンディングランプＣは、光源である発光素子７４，７４を装着したリフレクター７６（７６Ａ，７６Ｂ）が上下に配置された２つの光源ユニット７０（７０Ａ，７０Ｂ）で構成され、各光源ユニット７０Ａ，７０Ｂの照射光パターンが合成されて路肩ビーム用配光パターンが形成される。

上記灯室Ｓ内の各光源ユニット３０、５０、７０の前面側には、図３に示すように、それぞれ投影レンズ３２，５２およびリフレクター７６に対応する開口部１６ａが形成されたエクステンションリフレクター１６が透光カバー１４に沿って設けられて、各光源ユニット３０、５０、７０の周りを隠すとともに、灯室Ｓ内全体を鏡面色に見せている。なお、図１，２では、エクステンションリフレクター１６の図示が省略されている。

ハイビームランプＡを構成する光源ユニット３０およびロービームランプＢを構成する光源ユニット５０は、前端部にそれぞれ光原光を投射する投影レンズ３２，５２を備えた投射型の光照射ユニットとして構成されており、ベンディングランプＣを構成する２つの光源ユニット７０（上側の光源ユニット７０Ａ，下側の光源ユニット７０Ｂ）は、いずれも光源光をリフレクター７６で反射させて配光する反射型の光照射ユニットとして構成されている。

ロービームランプＢを構成する光源ユニット５０が取着一体化されているアルミダイカスト製のロービームランプブラケット２０は、矩形フレーム状のアルミダイカスト製のランプハウジング１８に対し水平方向に回転可能に支承されている。ランプハウジング１８は、ハイビームランプＡのランプブラケット１８ＡおよびベンディングランプＣのランプブラケット１８Ｃを側方に一体的に形成したアルミダイカスト鋳造品として構成されており、図示しないエイミング機構（エイミングスクリューやピボット支点）によってランプボディ１２に対し上下方向および左右方向に傾動調整可能に支持されている。

ランプハウジング１８の下面壁１８ａ（図３参照）には、スイブルモータＭが配置されるとともに、モータＭの出力軸がロービームランプブラケット２０の下部に連結されて、ロービームランプＢ（光源ユニット５０を取着一体化したロービームランプブラケット２０）がスイブル軸（鉛直軸）Ｌｚ周りにスイブル（揺動）できるように構成されている。例えば、モータＭの駆動は、図示しないモータ駆動制御回路によってハンドル操舵角に対応するように制御されて、ハンドル操舵角に連係してロービームランプＢの光軸（ロービームランプＢの照射方向）が水平方向に向きを変えて、車両曲進時の視認性が良好となるように構成されている。

光源ユニット３０が取着一体化されているアルミダイカスト製のハイビームランプブラケット１８Ａおよび光源ユニッ７０が取着一体化されているアルミダイカスト製のベンディングランプブラケット１８Ｃは、光源ユニット５０を取着一体化したロービームランプブラケット２０を回転可能に支持するハウジング１８の側方に一体的に形成されている。

ロービームランプブラケット２０は、図３に示すように、鉛直パネル部２０Ａと、この鉛直パネル部２０Ａから周方向等分５箇所において前方へ棚状に延びるユニット取付部２０Ｂと、鉛直パネル部２０Ａの背面側に上下に延びる複数の放熱フィン２１からなるヒートシンク部２０Ｃとを備えている。さらに、ハイビームランプブラケット１８Ａおよびベンディングランプブラケット１８Ｃ（図１，２参照）にも放熱フィンからなるヒートシンク部（図示せず）が設けられている。

すなわち、各光源ユニット３０、５０、７０の発光素子３４、５４、７４は、合成樹脂製のアッシーケース内に白色発光ダイオードを収容したＬＥＤアッシーとして構成されており、いずれも点灯に伴って発熱するが、これら各発光素子３４、５４、７４はアルミダイカスト鋳造品で構成されたブラケット１８Ａ，ブラケット２０，ブラケット１８Ｃにそれぞれ取り付けられているので、各発光素子３４、５４、７４で発生した熱を熱伝導作用により大きな熱容量を有するブラケット１８Ａ，ブラケット２０，ブラケット１８Ｃに速やかに移動させることができ、さらに放熱フィン２１により灯室空間への放熱を促進して、発光素子３４、５４、７４の温度上昇を抑制することができる。そしてこれにより、発光素子３４、５４、７４の光源光束が減少したり発光色が変化してしまうのを効果的に抑制することができる。

また、ランプボディ１２の下面には、各ランプＡ，Ｂ，Ｃにおける発光素子３４、５４、７４の点灯を制御する回路を収容一体化した点灯回路ユニット１３が設けられ、点灯回路ユニット１３（図３参照）から灯室Ｓ内に導出した給電用コード１５は、各ランプＡ，Ｂ，Ｃの発光素子３４、５４、７４に延びている。特に、ロービームランプＢにおける発光素子５４に延びるコード１５は、図３に示すように、ハウジング１８の下面壁１８ａにおけるスイブル軸Ｌｚの近傍に設けられたコードクランプ１５ａにより支持されているため、ロービームランプＢ（光源ユニット５０を取着一体化したロービームランプブラケット２０）のスイブル（揺動）によってコードが他部材と干渉するおそれがない。

次に、光源ユニット５０の具体的構成について説明する。

図３，４に示すように、光源ユニット５０は、光軸Ａｘ上に配置された配光制御部材である樹脂製の投影レンズ５２と、この投影レンズ５２の後方に上向きに配置された光源である発光素子（白色発光ダイオード）５４と、この発光素子５４の上方を覆うように配置された配光制御部材である樹脂製のリフレクタ５６と、発光素子５４と投影レンズ５２との間に配置された配光制御部材である樹脂製のカットオフライン形成用シェード部材５８とを備え、ユニット取付け部２０Ｂに取着一体化されている。

リフレクタ５６とシェード部材５８とは、ポリカーボネイト樹脂またはアクリル樹脂の一体成形品であるリフレクター一体型シェード５５として構成されており、楕円反射面で構成したリフレクター５６の第１焦点Ｆ１には発光素子５４が配置されるように構成されるとともに、リフレクター５６の第２焦点Ｆ２位置にはシェード部材５８のカットオフライン形成用の上側縁部５８ａが位置している。

リフレクター一体型シェード５５の背面側には、図４，４（ａ）に示すように、左右両側上方に２箇所および左右中央部下方に１箇所の計３箇所に位置決め突起６０が設けられて、シェード５５側の鉛直基準面（平面）が設定されている。また、３箇所の位置決め突起６０のほぼ中央部には、雌ねじ部６２を設けたボス６３が突出形成されている。一方、ロービームランプブラケット２０の鉛直パネル部２０Ａから前方に筒状に延出するユニット取付け部２０Ｂの鉛直前端壁面には、ねじ挿通孔４２が設けられている。そして、図４に示すように、ユニット取付け部２０Ｂの背面側から挿通した締結ねじ４０をボス６３の雌ねじ部６２に螺合させることで、シェード５５（シェード部材５８）背面側の３個の位置決め突起６０がユニット取付け部２０Ｂの対応する３個所の鉛直前端当接面２０Ｂ１に圧接し、光源ユニット５０の光軸Ａｘ（リフレクター一体型シェード５５の前後軸Ｌ２）が鉛直前端当接面２０Ｂ１（鉛直パネル部２０Ａ）に直交する形態に締結されている。

また、鉛直パネル部２０Ａのユニット取付け部２０Ｂ上面には、ＬＥＤアッシー収容室２０Ｂ２が形成され、鉛直パネル部２０ＡのＬＥＤアッシー収容室２０Ｂ２に望む位置には、ＬＥＤアッシー装脱着用の開口２０Ｂ３が設けられている。そして、ＬＥＤアッシーを、鉛直パネル部２０Ａの背面側からＬＥＤアッシー収容室２０Ｂ２に収容すると、発光素子５４はリフレクターの第１焦点Ｆ１位置に位置決めされる。

また、投影レンズ５２は、アクリル樹脂で構成されるとともに、ポリカーボネイト樹脂またはアクリル樹脂で構成されたリフレクター一体型シェード５５の前端部（以下、レンズ取着部という）５５０に超音波振動溶着によって固定一体化されており、図５に示すように、投影レンズ５２の光軸Ｌ１とリフレクター一体型シェード５５の前後軸Ｌ２とが正確に一致するように位置決めされている（投影レンズ５２とリフレクター一体型シェード５５が上下左右方向に位置決めされている）。

即ち、投影レンズ５２外周の光軸Ｌ１を挟んだ上下２箇所には、図５，６，７に示すように、円弧状の鍔部５３が形成され、この鍔部５３の裏面が光軸Ｌ１に対し垂直なレンズ５２側の当接基準面を構成している。一方、レンズ取着部５５０先端には、図５，８に示すように、鍔部５３に対応する円弧状の面当て部５５２が形成され、この面当て部５５２が前後軸Ｌ２に対し垂直なシェード５５側の当接基準面を構成している。したがって、投影レンズ５２の鍔部５３裏面（レンズ５２側の当接基準面）とレンズ取着部５５０の面当て部５５２（シェード５５側の当接基準面）が当接することで、投影レンズ５２の光軸Ｌ１とリフレクター一体型シェード５５の前後軸Ｌ２とが平行に位置決めされている。

また、レンズ取着部５５０の面当て部５５２における前後軸Ｌ２を挟んだ直径方向反対側には、図５，８に示すように、一対の突出ピン５５４，５５４が設けられ、一方、投影レンズ５２の鍔部５３裏面の光軸Ｌ１を挟んだ直径方向反対側には、図６，７に示すように、一対の突出ピン５５４に対応するピン係合孔５３２とスリット５３３が設けられている。この一対のピン５５４，５５４とピン係合孔５３２，スリット５３３は、投影レンズ５２の光軸Ｌ１とリフレクター一体型シェード５５の前後軸Ｌ２を一致させるための位置決め手段である。即ち、一対のピン５５４，５５４がピン係合孔５３２，スリット５３３にそれぞれ係合されることで、投影レンズ５２の光軸Ｌ１とリフレクター一体型シェード５５の前後軸Ｌ２が正確に一致し、協働して光源ユニット５０の光軸Ａｘを構成している。

なお、投影レンズ５２の光軸Ｌ１とリフレクター一体型シェード５５の前後軸Ｌ２を一致させるための位置決め手段を、一対の突出ピン５５４，５５４と一対のピン係合孔５３２，５３２で構成することも可能であるが、そのようにした場合は、突出ピンとピン係合孔の位置が僅かでもズレていると両者を係合させることができないので、投影レンズ５２の光軸Ｌ１を挟んだピン突出位置とレンズ取着部５５０の前後軸Ｌ２を挟んだピン係合孔５３２形成位置についての高い寸法精度が要求されて、投影レンズ５２およびリフレクター一体型シェード５５の製造条件が厳しくなる。一方、本実施例（一対の突出ピン５５４の係合する係合孔の一方を放射状方向に延びるスリット５３３で構成した場合）では、突出ピン５５４とスリット５３３を係合する際に、ピン５５４とスリット５３３は投影レンズ５２の放射状方向に相対スライド可能なため、ピン５５４とピン係合孔５３２（スリット５３３）を係合させ易い上に、投影レンズ５２の放射状方向におけるピン５５４突出位置およびピン係合孔５３２（スリット５３３）形成位置の寸法誤差が吸収されるので、ピン突出位置とピン係合孔形成位置として要求される寸法精度が緩和されている。

また、投影レンズ５２の上方および下方の鍔部５３それぞれの裏面外周寄りには、図６，７に示すように、鍔部５３の外周に沿って円弧状に延在する後方延出突起５３６が設けられ、一方、レンズ取着部５５０外周のレンズ５２側の後方延出突起５３６に対応する位置には、図５，８，９に示すように、後方延出突起５３６が軸方向に係合できる段差部５５６が設けられている。段差部５５６は、図１０（ａ）に示すように、レンズ５２側の後方延出突起５３６の厚さｔよりも幾分大きめの幅ｄで、後方延出突起５３６の前後長さｈよりも幾分浅い深さ（前後方向の長さ）Ｈに形成されている。このため、後方延出突起５３６を段差部５５６に係合させた形態では、後方延出突起５３６の周り、特に立て壁５５６ｂとの間には隙間が形成される。

また、突出ピン５５４の長さは、後方延出突起５３６の前後長さｈと段差部５５６の深さ（前後長さ）Ｈの差（ｈ−Ｈ）よりも幾分大きく形成されて、後方延出突起５３６と段差部５５６を係合させたときに、突出ピン５５４，５５４先端部をピン係合孔５３２，スリット５３３に係合できるように構成されている。なお、突出ピン５５４，５５４先端部をピン係合孔５３２，スリット５３３に係合させると、後方延出突起５３６と段差部５５６が自動的に係合する。

そして、後に詳しく説明するが、投影レンズ５２の鍔部５３の裏面がレンズ取着部５５０の面当て部５５２に当接するように、後方延出突起５３６を段差部５５６の被溶着面５５６ａに超音波振動溶着することで、投影レンズ５２の焦点ｆがリフレクター一体型シェード５５（リフレクター５６）の第２焦点Ｆ２に一致するようになっている。

また、レンズ取着部５５０の段差部５５６における内周壁である立て壁５５６ｂは、図９，１０（ａ）に示すように、レンズ５２側の後方延出突起５３６の内側に沿って延在し、レンズ５０側の後方延出突起５３６を段差部５５６に溶着する際に溶融した樹脂が投影レンズ５２の光軸Ｌ１側に流出することを阻止する障壁として作用し、後方延出突起５３６と段差部５５６間の溶着部に生じるバリの投影レンズ５２光軸側への突出（露出）が防止（回避）されて、溶着部のバリが配光に悪影響を与えたり、投影レンズ５２を通して溶着部のバリが見えるという不具合がない。

次に、投影レンズ５２をリフレクター一体型シェード５５に溶着固定する工程を、図１０に基づいて説明する。

まず、レンズ取着部５５０が上方を向くようにリフレクター一体型シェード５５を治具（図示せず）上にセットする。そして、レンズ取着部５５０側の突出ピン５５４，５５４先端部にレンズ５２側のピン係合孔５３２，スリット５３３が係合するように、レンズ取着部５５０に投影レンズ５２を組み付ける。このとき、図１０（ａ）に示すように、レンズ５２側の後方延出突起５３６はレンズ取着部５５０側の段差部５５６に係合して、後方延出突起５３６の先端は段差部５５６の被溶着面５５６ａに当接した形態となる。次いで、投影レンズ５２の上方からカップ型のホーン１００を下降させて、ホーン１００の円環状の下端部が投影レンズ５２の鍔部５３を押圧し、後方延出突起５３６が段差部５５６の被溶着面５５６ａに圧接された形態に保持する。そして、ホーン１００を介して、後方延出突起５３６を段差部５５６の被溶着面５５６ａに押圧しつつ超音波振動を伝達する。超音波振動エネルギーを受けた後方延出突起５３６と段差部５５６の被溶着面５５６ａ間の圧接部が溶融し、溶融した後方延出突起５３６先端部が同じく溶融した段差部５５６の被溶着面５５６ａに融合して溶着されるが、図１０（ｂ）に示すように、鍔部５３裏面と面当て部５５２が当接する位置となるまで投影レンズ５２側の後方延出突起５３６と段差部５５６の被溶着面５５６ａとが押圧保持されるので、投影レンズ５２とレンズ取着部５５０（リフレクター一体型シェード５５）とは短時間で軸方向（前後方向）に位置精度よく溶着一体化される。このレンズ５２側の延出突起５３６が段差部５５６に溶着される過程で、延出突起５３６の内側に沿って延在する段差部５５６における立て壁５５６ｂが、溶融した樹脂が投影レンズ５２の光軸Ｌ１側に流出することを阻止する障壁として作用し、延出突起５３６と段差部５５６間の溶着部に生じるバリの投影レンズ５２光軸側への突出（露出）が防止（回避）される。

また、ベンディングランプＣを構成する上下２箇所の光源ユニット７０のうち、上側の光源ユニット７０Ａは、その光軸が車両幅方向外側に僅かに傾斜して、車両の斜め前側方を広範囲に照明する配光パターンを形成し、下側の光源ユニット７０Ｂは、その光軸が車両幅方向外側に大きく傾斜して、車両のより斜め前側方の限られた範囲だけを照明する配光パターンを形成する。

また、ハイビームランプＡを構成する光源ユニット３０は、図１，２に示すように、光軸Ａｘ’上に配置された配光制御部材である樹脂製の投影レンズ３２と、ブラケット１８Ａに設けたユニット取付け部に上向きに配置された光源である発光素子（白色発光ダイオード）３４と、この発光素子３４を上方側から覆うように配置された配光制御部材である樹脂製のリフレクター３６と、発光素子３４と投影レンズ３２との間に配置された樹脂製のレンズホルダ３８とを備えている。

この光源ユニット３０を構成するレンズホルダ３８についても、光源ユニット５０を構成するリフレクター一体型シェード５５と同様に、リフレクター３６とレンズホルダ３８がポリカーボネイト樹脂またはアクリル樹脂の一体成形品であるリフレクター一体型レンズホルダ３５として構成されている。また、リフレクター一体型レンズホルダ３５の先端部とアクリル樹脂製の投影レンズ３２の鍔部間には、光源ユニット５０のリフレクター一体型シェード５５と投影レンズ５２間に設けられたと同様の位置決め手段（投影レンズ側のピン係合孔および後方延出突起とレンズホルダ３５側の突出ピンおよび段差部）が設けられるとともに、リフレクター一体型レンズホルダ３５の先端にアクリル樹脂製の投影レンズ３２が超音波振動溶着によって一体化されている。

なお、前記した実施例では、投影レンズ５２とリフレクター一体型シェード５５間の上下左右方向位置決め手段として、レンズ取着部５５０側の一対の突出ピン５５４に対し、投影レンズ５２側にはピン係合孔５３２とスリット５３３が設けられていたが、スリット５３３に代えて長孔であってもよい。また、投影レンズ５２側の一対の突出ピン５５４に対し、レンズ取着部５５０側には一対のピン係合孔５３２が設けられていてもよい。

また、前記実施例では、３箇所（上方に一箇所、下方に二箇所）の後方延出突起５３６およびこれらの突起５３６に対応する３箇所の段差部５５６によって、投影レンズ５２をレンズ取着部５５０に概略位置決め（投影レンズの光軸Ｌ１をレンズ取着部５５０の前後軸Ｌ２に概略一致するように位置決め）して溶着一体化（固定）するように構成されているが、後方延出突起５３６および対応する段差部５５６をそれぞれ周方向ほぼ等間隔となるように３箇所に設けた構成とすれば、投影レンズ５２とレンズ取着部５５０間の固定がいっそう確実となる。また、周方向ほぼ等分３箇所で後方延出突起５３６と段差部５５６が溶着されるとともに、溶着部近傍の鍔部５３背面と面当て部５５２の３箇所の当接部によって、投影レンズ５２の光軸Ｌ１とレンズ取着部５５０の前後軸Ｌ２との平行度がいっそう確保されるとともに、投影レンズ５２の焦点ｆとレンズ取着部５５０側の所定位置との前後方向の位置決めがいっそう確保されて、光源ユニット５０によって所望のいっそう望ましい配光（例えば、すれ違いピーム形成用シェードに対応する鮮明なカットラインをもつ配光）が得られる。

また、前記実施例では、後方延出突起５３６と段差部５５６がそれぞれ３箇所に設けられているが、光軸Ｌ１（前後軸Ｌ２）を挟んだ反対側に対向するようにそれぞれ２箇所設けた構成であってもよい。

また、前記実施例では、投影レンズ５２の鍔部５３の背面に複数の後方延出突起５３６が設けられ、レンズ取着部５５０の面当て部５５２に延出突起５３６が係合できる段差部５５６が形成されているが、他の実施例としては、図１１（ａ）に示すように、レンズ取着部５５０の面当て部５５２に複数の前方延出突起５３６’が設けられ、投影レンズ５２の鍔部５３の背面に延出突起５３６’が係合できる段差部５５６’が形成されていてもよい。延出突起５３６’と段差部５５６’以外の上下方向位置決め手段（一対の突出ピン５５４と対応するピン係合孔５３２，スリット５３３）等の構成については、前記第１の実施例のレンズ取着部５５０および投影レンズ５２における構成と同様であり、その重複した説明は省略する。

図１１は、本発明の他の実施例である自動車用前照灯のロービームランプを構成する光源ユニット構成部材である投影レンズをレンズ取着部に溶着する工程を示す説明図で、（ａ）は超音波振動溶着工程開始直前の前方延出突起５３６’と段差部５５６’間係合部を拡大して示し、（ｂ）は超音波振動溶着工程終了時の前方延出突起５３６’と段差部５５６’間係合部を拡大して示す。

投影レンズ５２をリフレクター一体型シェード５５に溶着固定する工程は、前記第１の実施例の場合（図１０（ａ），（ｂ）参照）とは異なり、図１１（ａ）に示すように、背面側を上向きにして治具２００にセットされた投影レンズ５２に対し、上方からリフレクター一体型シェード５５を組み付ける。そして、リフレクター一体型シェード５５のレンズ取着部５５０の外周には、前方延出突起５３６’に沿って延びるカップ型ホーン係合用の円環状の切り欠き（段差部）５５２が形成されて、カップ型のホーン１００’はリフレクター一体型シェード５５を上方から覆うようにして切り欠き（段差部）５５２に係合できるので、ホーン１００’を介して、前方延出突起５３６’を段差部５５６’の被溶着面５５６ａ’に押圧しつつ超音波振動を伝達し、これにより、図１１（ｂ）に示すように、鍔部５３裏面（背面）と面当て部５５２とが当接した位置で前方延出突起５３６’と段差部５５６’（の被溶着面５５６ａ’）とが溶着一体化される。この図１１（ａ），（ｂ）に示す工程においても、レンズ取着部５５０の面当て部５５２側の延出突起５３６’がレンズ５２の段差部５５６’に溶着される過程で、延出突起５３６’の内側に沿って延在する段差部５５６’における立て壁５５６’ｂが、溶融した樹脂が投影レンズ５２の光軸Ｌ１側に流出することを阻止する障壁として作用し、延出突起５３６’と段差部５５６’間の溶着部に生じるバリの投影レンズ５２光軸側への突出（露出）が防止（回避）される。

また、前記した２つの実施例のいずれの場合も、レンズ取着部５５０の面当て部５５２側に設けた一対の突出ピン５５４と、投影レンズ５２の鍔部５３背面側のピン係合孔５３２とスリット５３３によって、投影レンズ５２とレンズ取着部５５０間の上下左右方向位置決め手段（投影レンズ５２の光軸Ｌ１とリフレクター一体型シェード５５の前後軸Ｌ２とを高精度に一致させる位置決め手段）が構成されているが、投影レンズ５２（またはレンズ取着部５５０）側の３個の延出突起５３６（５３６’）とレンズ取着部５５０（または投影レンズ５２）側の対応する段差部５５６，５５６’とが、投影レンズ５２の光軸Ｌ１とリフレクター一体型シェード５５の前後軸Ｌ２とを上下左右方向に概略一致させる位置決め手段として機能することから、この突出ピ５５４とピン係合孔５３２（スリット５３３）で構成した上下左右方向位置決め手段は必ずしも必要としない。

即ち、投影レンズ５２（またはレンズ取着部５５０）側の複数の延出突起５３６（５３６’）とレンズ取着部５５０（または投影レンズ５２）側の対応する段差部５５６，５５６’とを軸方向（前後方向）にそれぞれ係合させると、投影レンズ５２の焦点ｆとリフレクター５６の第２焦点Ｆ２およびカットオフライン形成用の上側縁部５８ａとを上下左右方向に概略一致させることができるものの、正確に一致するとは限らない。しかし、光源ユニット５０によってカットオフライン形成用シェード部材５８（カットオフライン形成用の上側縁部５８ａ）に対応する鮮明なカットラインをもつ配光を形成する上では、少なくとも、投影レンズ５２の光軸Ｌ１とレンズ取着部５５０の前後軸Ｌ２が平行であって、投影レンズ５２の焦点ｆとリフレクター５６の第２焦点Ｆ２およびカットオフライン形成用の上側縁部５８ａとが軸方向（前後方向）に一致さえしていれば、投影レンズ５２の焦点ｆとリフレクター５６の第２焦点Ｆ２およびカットオフライン形成用の上側縁部５８ａとが上下左右方向に多少ずれていてもそれほど問題となるものではない。

本発明の一実施例である自動車用前照灯の正面図である。 同前照灯の斜視図である。 同前照灯の縦断面図（図１に示す線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断面図）である。 ロービームランプを構成する光源ユニットの拡大縦断面図である。 同光源ユニットを構成する配光制御部材であるリフレクター一体型シェードの前端側を一部省略した背面斜視図である。 同光源ユニットの拡大分解斜視図である。 同光源ユニットを構成する配光制御部材である投影レンズの背面斜視図である。 同投影レンズを示し、（ａ）は同投影レンズの縦断面図（図７（ｂ）に示す線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿う断面図）、（ｂ）は同投影レンズの背面図である。 同光源ユニットを構成する配光制御部材であるリフレクター一体型シェードの正面図である。 リフレクター一体型シェードのレンズ取着部外周側に形成された段差部を示す拡大斜視図である。 投影レンズをレンズ取着部に溶着する工程を示す説明図で、（ａ）は超音波振動溶着工程開始直前の後方延出突起と段差部間係合部の拡大断面図、（ｂ）は超音波振動溶着工程終了時の後方延出突起と段差部間係合部の拡大断面図である。 本発明の他の実施例である自動車用前照灯のロービームランプを構成する光源ユニット構成部材である投影レンズをレンズ取着部に溶着する工程を示す説明図で、（ａ）は超音波振動溶着工程開始直前の前方延出突起と段差部間係合部の拡大断面図、（ｂ）は超音波振動溶着工程終了時の前方延出突起と段差部間係合部の拡大断面図である。 従来の自動車用前照灯（特許文献１）のロービームランプを構成する光源ユニットの縦断面図である。

符号の説明

Ａ ハイビームランプ
Ｂ ロービームランプ
１０ 車両用前照灯
１２ ランプボディ
１４ 透光カバー
Ｓ 灯室
１６ エクステンションリフレクター
１６ａ 筒状開口部
１８ ロービームランプハウジング
２０ ロービームランプブラケット
２０Ａ 鉛直パネル部
２０Ｂ ユニット取付部
４０ 金属製の締結ねじ
５０ ロービームランプを構成する光源ユニット
Ａｘ 光源ユニットの光軸
５２ 配光制御部材である投影レンズ
Ｌ１ 投影レンズの光軸
ｆ 投影レンズの焦点
５３ 鍔部
５４ 光源である発光素子
５５ リフレクター一体型シェード
５５０ 樹脂製レンズ取着部（リフレクター一体型シェード前端部）
Ｌ２ リフレクター一体型シェード（レンズ取着部）の前後軸
５６ リフレクター
Ｆ１ リフレクターの第１焦点
Ｆ２ リフレクターの第２焦点
５８ 配光制御部材であるカットオフライン形成用のシェード部材
５８ａ カットオフライン形成用の上側縁部
５３２ ピン係合孔
５３３ スリット
５３６ 後方延出突起
５３６’ 前方延出突起
５５２ 面当て部
５５４ 突出ピン
５５６、５５６’ 段差部
５５６ａ、５５６’ａ 被溶着面
５５６ｂ、５５６’ｂ 立て壁
１００、１００’ 超音波伝達部材であるホーン

Claims (4)

1. 少なくとも光源である発光素子と前記光源光を前方に配光する配光制御部材である投影レンズとを備えた光源ユニットが灯室内に設けられ、
   前記発光素子の前方に延出する樹脂製レンズ取着部に樹脂製の前記投影レンズが取着された車両用灯具において、
   前記レンズ取着部の先端には、前記投影レンズの外周に形成された鍔部の背面に対応する面当て部が形成され、前記鍔部の背面と前記面当て部のいずれか一方の外周側には、他方に溶着固定される複数の延出突起が設けられ、他方の外周側には、前記投影レンズの光軸と前記レンズ取着部の前後軸とを概略一致させて前記延出突起と軸方向にそれぞれ係合するとともに、前記延出突起の内側に沿った立て壁となる複数の段差部が形成され、
   前記鍔部の背面と前記面当て部とが前後方向に当接するように前記延出突起と段差部とが溶着されたことを特徴とする車両用灯具。
2. 前記延出突起と前記段差部は、それぞれ前記投影レンズの周方向ほぼ等間隔となるように配置されたことを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯。
3. 前記鍔部の背面と前記面当て部間には、一方の側に設けた軸方向に延出する一対の突出ピンと、他方の側に設けた前記突出ピン係合用の一対のピン係合孔とを、前記投影レンズの光軸または前記レンズ取着部の前後軸をそれぞれ挟む略直径方向に配置した、上下左右方向位置決め手段が設けられたことを特徴とする請求項１または２記載の車両用前照灯。
4. 前記延出突起と前記段差部とは、軸方向に超音波振動溶着されたもので、溶着工程では、前記段差部の前後長さより僅かに長く形成された前記延出突起と前記段差部の被溶着面とが軸方向に圧接保持された形態で、前記鍔部と前記面当て部が当接する位置となるまで超音波振動溶着が行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用前照灯。