JP2008153108A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の車両用灯具では、光源モジュールを旋回させるためのスペースを広く確保する必要があるので、他の車両用装置や部品との相対位置関係においてレイアウト上大きな制約がある。
【解決手段】この発明は、３個のランプユニット１と、３個のランプユニット１を垂直軸Ｖ回りに回転可能に保持するホルダ１２と、３個のランプユニット１を垂直軸Ｖ回りに回転させる駆動ユニット１７と、を備える。ランプユニット１は、投影レンズ６とその投影レンズ６のレンズ焦点ＦＬ１との間に平面反射面７を投影レンズ６のレンズ光軸Ｚ１−Ｚ１に対して交差させて配置する。この結果、この発明は、ランプユニット１の水平方向の寸法を小さくすることができので、ランプユニット１を旋回させるためのスペースを小さくてコンパクトで済み、他の車両用装置や部品との相対位置関係においてレイアウト上の自由度が向上する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、光源として半導体型光源を使用するプロジェクタタイプのランプユニットを備え、そのランプユニットから照射される光の照射方向を車両の走行状況に応じて追従変化させることができる車両用灯具に関するものである。特に、この発明は、ランプユニットの回転スペースが小さくてコンパクトである車両用灯具に関するものである。

光源として半導体型光源を使用するプロジェクタタイプのランプユニットを備え、そのランプユニットから照射される光の照射方向を車両の走行状況に応じて追従変化させることができる車両用灯具は、従来からある（たとえば、特許文献１）。以下、この車両用灯具について説明する。従来の車両用灯具は、ＬＥＤと集束レンズなどの光学素子からなり、前方にほぼ水平に延びる光軸を有する光源モジュールが横方向に複数個整列して並んで配置されており、各光源モジュールが、互いに動力伝達機構を介して連結されていると共に、この動力伝達機構または一つの光源モジュールが旋回駆動手段に連結されているものである。

以下、従来の車両用灯具の作用について説明する。ＬＥＤを点灯発光させると、ＬＥＤからの光が前方に照射される。一方、旋回駆動手段を作動させると、動力伝達機構を介してすべての光源モジュールが旋回軸回りに同じ方向に揺動する。これにより、光照射範囲が揺動する。この結果、従来の車両用灯具は、ＡＦＳ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｆｒｏｎｔ ｌｉｇｈｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）に対応することができ、たとえば、車両の走行状況に応じて光照射範囲を追従変化させることができる。

ところが、従来の車両用灯具は、光源モジュールがいわゆる横置きタイプ、すなわち、ＬＥＤと集束レンズなどの光学素子が水平に並んでいて光軸が水平に延びているので、光源モジュールの水平方向の寸法が大きくなる。このために、従来の車両用灯具は、光源モジュールを旋回させるためのスペースを広く確保する必要があるので、他の車両用装置や部品との相対位置関係においてレイアウト上大きな制約がある。

特開２００５−２８５５０９号公報

この発明が解決しようとする問題点は、従来の車両用灯具では、光源モジュールを旋回させるためのスペースを広く確保する必要があるので、他の車両用装置や部品との相対位置関係においてレイアウト上大きな制約があるという点にある。

この発明（請求項１にかかる発明）は、１個もしくは複数個のランプユニットと、１個もしくは複数個のランプユニットを垂直軸もしくはほぼ垂直軸回りに回転可能に保持するホルダと、１個もしくは複数個のランプユニットを垂直軸もしくはほぼ垂直軸回りに回転させる駆動ユニットと、を備え、ランプユニットが、投影レンズとその投影レンズのレンズ焦点との間に平面反射面を投影レンズのレンズ光軸に対して交差させて配置する、ことを特徴とする。

また、この発明（請求項２にかかる発明）は、１個もしくは複数個のランプユニットにヒートシンク部材を固定し、ヒートシンク部材に半導体型光源を半導体型光源の基板面が垂直もしくはほぼ垂直となるように当接し、ヒートシンク部材が、１個もしくは複数個のランプユニットが固定されていてかつ半導体型光源が当接されている中央垂直部と、１個もしくは複数個のランプユニットの上部とホルダの上部との間の隙間、もしくは、１個もしくは複数個のランプユニットの下部とホルダの下部との間の隙間、のうち少なくともいずれか一方の隙間に位置する端水平部と、から構成されていて、垂直置きもしくはほぼ垂直置きタイプである、ことを特徴とする。

さらに、この発明（請求項３にかかる発明）は、複数個の前記ランプユニットが一体構造の前記ヒートシンク部材に固定されている、ことを特徴とする。

さらにまた、この発明（請求項４にかかる発明）は、複数個のランプユニットのうち少なくとも１個のランプユニットが垂直軸もしくはほぼ垂直軸よりも光照射方向と反対側に位置する、ことを特徴とする。

この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、ランプユニットにおいて、投影レンズとその投影レンズのレンズ焦点との間に平面反射面を投影レンズのレンズ光軸に対して交差させて配置するものである。この結果、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、ランプユニットにおいて、投影レンズのレンズ焦点が平面反射面によりその平面反射面に対して対称である位置に擬似レンズ焦点として存在し、その擬似レンズ焦点が楕円を基本とする反射面の第２焦点もしくはその近傍に位置し、また、水平もしくはほぼ水平な投影レンズのレンズ光軸が平面反射面により水平もしくはほぼ水平なレンズ光軸に対して直交する垂直もしくはほぼ垂直な擬似レンズ光軸として存在し、その垂直もしくはほぼ垂直な擬似レンズ光軸が反射面の光軸に一致もしくはほぼ一致する。これにより、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、ランプユニットにおいて、投影レンズと平面反射面とを水平方向もしくはほぼ水平方向に配置し、かつ、その投影レンズおよび平面反射面とリフレクタおよび半導体型光源およびシェードとを垂直方向もしくはほぼ垂直方向に配置することができる。したがって、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、ランプユニットがいわゆる縦置きタイプであるから、ランプユニットの水平方向の寸法を小さくすることができので、ランプユニットを旋回させるためのスペースを小さくてコンパクトで済み、他の車両用装置や部品との相対位置関係においてレイアウト上の自由度が向上する。

しかも、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、１個もしくは複数個のランプユニットが垂直軸もしくはほぼ垂直軸回りに回転可能であるから、ＡＦＳに対応することができる。すなわち、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、１個もしくは複数個のランプユニットから照射される光の照射方向を車両の走行状況に応じて追従変化させることができる。

また、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用灯具は、半導体型光源がヒートシンク部材の中央垂直部に、半導体型光源の基板面が垂直もしくはほぼ垂直となるように、当接されていて、そのヒートシンク部材が垂直置きもしくはほぼ垂直置きタイプであって縦置きに設けられている。この結果、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用灯具は、半導体型光源とヒートシンク部材の中央垂直部とが水平に配置されるので、半導体型光源において発生した熱を縦置きのヒートシンク部材を介して効率よく発散させることができる。しかも、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用灯具は、リフレクタおよび半導体型光源および投影レンズおよび平面反射面側とヒートシンク部材側とを水平に配置することができるので、ヒートシンク部材の中央垂直部の上方を外気に開放させることができる。これにより、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用灯具は、半導体型光源の熱をさらに効率よく外気に発散させることができる。

その上、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用灯具は、ランプユニットの上部とホルダの上部との間の隙間、もしくは、ランプユニットの下部とホルダの下部との間の隙間、のうち少なくともいずれか一方の隙間にヒートシンク部材の端水平部が位置するので、半導体型光源の熱をさらに効率よく外気に発散させることができる。

さらに、この発明（請求項３にかかる発明）の車両用灯具は、複数個のランプユニットが一体構造のヒートシンク部材に固定されているので、複数個のランプユニットを一体構造のヒートシンク部材を介してホルダに垂直軸もしくはほぼ垂直軸回りに回転可能に取り付けることにより、複数個のランプユニットのホルダへの取付位置の位置決めが確実となる。この結果、この発明（請求項３にかかる発明）の車両用灯具は、複数個のランプユニットから照射される光の照射方向を車両の走行状況に応じて高精度に追従変化させることができる。

さらにまた、この発明（請求項４にかかる発明）の車両用灯具は、複数個のランプユニットのうち少なくとも１個のランプユニットが垂直軸もしくはほぼ垂直軸よりも光照射方向と反対側に位置するので、複数個のランプユニットから照射される光の照射方向を車両の側方に変化させた場合、光の照射範囲（配光）が側方に広がる。このために、この発明（請求項４にかかる発明）の車両用灯具は、複数個のランプユニットを小さい角度で回転させるだけで車両の側方を広く照明することができるので、光の照射方向を速やかに追従変化させることができ、交通安全に貢献することができる。

しかも、この発明（請求項４にかかる発明）の車両用灯具は、複数個のランプユニットのうち少なくとも１個のランプユニットが垂直軸もしくはほぼ垂直軸よりも光照射方向と反対側に位置するので、車両の横スラント（横傾斜）、すなわち、車両の前部または後部の左右両側が車両の中央側から側方にかけてスラントする車体に対応でき、車体デザインの自由度が向上される。

以下、この発明にかかる車両用灯具の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。なお、この明細書中「前、後、上、下、左、右」は、車両用灯具を車両に装備した際の車両の「前、後、上、下、左、右」である。図面において、符号「Ｆ」は、車両（自動車）の前方向（自動車の前進方向）を示す。符号「Ｂ」は、車両の後方向を示す。符号「Ｕ」は、ドライバー側から前方向を見た上方向を示す。符号「Ｄ」は、ドライバー側から前方向を見た下方向を示す。符号「Ｌ」は、ドライバー側から前方向を見た場合の左方向を示す。符号「Ｒ」は、ドライバー側から前方向を見た場合の右方向を示す。符号「ＶＵ−ＶＤ」は、スクリーンの上下の垂直線を示す。符号「ＨＬ−ＨＲ」は、スクリーンの左右の水平線を示す。

以下、この実施例にかかる車両用灯具の構成について説明する。図において、符号１００は、この実施例にかかる車両用灯具である。前記車両用灯具１００は、たとえば、自動車用前照灯のヘッドランプである。前記車両用灯具１００は、車両の前部の左右にそれぞれ装備されるものである。以下、車両の前部の右側に装備される車両用灯具１００について説明する。なお、車両の前部の左側に装備される車両用灯具は、その構成がほぼ左右対称となる。

前記車両用灯具１００は、図１〜図５、図７に示すように、複数個この例では３個のランプユニット１と、３個の前記ランプユニット１を垂直軸もしくはほぼ垂直軸（以下、単に「垂直軸」と称する）Ｖ回りに回転可能に保持するホルダ１２と、３個の前記ランプユニット１を前記垂直軸Ｖ回りに回転させる駆動ユニット１７と、図示しない自動車用前照灯のランプハウジングおよびランプレンズ（たとえば、素通しのアウターレンズなど）と、を備えるものである。

３個の前記ランプユニット１および前記ホルダ１２および前記駆動ユニット１７は、自動車用前照灯の前記ランプハウジングおよび前記ランプレンズにより区画されている灯室内に、たとえば光軸調整機構を介して配置されている。なお、前記灯室内に３個の前記ランプユニット１以外の他のランプユニットが配置されていてこの発明にかかる車両用灯具を構成する場合もある。

前記ランプユニット１は、図１〜図５、図７、図９、図１０に示すように、プロジェクタタイプであって、ユニット構造をなす。前記ランプユニット１は、前側の第１リフレクタ（メインリフレクタ）２と、後側の第２リフレクタ（シェード兼リフレクタ、サブリフレクタ）３と、半導体型光源４と、シェード５と、投影レンズ（凸レンズ、集光レンズ）６と、平面反射面７と、ヒートシンク部材８と、から構成されている。

前記第１リフレクタ２および前記第２リフレクタ３は、光不透過性の樹脂部材などから構成されており、ケーシングやハウジングやホルダなどの保持部材と兼用である。また、前記第１リフレクタ２および前記第２リフレクタ３は、後記第１反射面９のほぼ垂直な光軸Ｚ２−Ｚ２に沿って垂直に前後に２分割してなるものである。前記第１リフレクタ２と前記第２リフレクタ３と前記ヒートシンク部材８とは、固定部材（たとえば、ボルトナット、スクリュー、加締め、クリップなど、この例では、スクリュー）１８により、一体に固定されている。

前記第１リフレクタ２は、上側の部分が下側に半円形に開口し、かつ、中央の後側の部分が開口し、中央の前側の部分が閉塞している。すなわち、前記第１リフレクタ２の中央の前側の部分の閉塞部は、外側（ 後側から前側）に膨らんだ凸形状をなす。前記第１リフレクタ２の中央の前側の部分の閉塞部の凹内面には、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されていて第１反射面９が設けられている。前記第１リフレクタ２のほぼ４隅部には、前記スクリュー１８がねじ込まれるねじ孔（図示せず）もしくは前記スクリュー１８が通過する透孔（図示せず）が複数個設けられている。

前記第１反射面９は、楕円または楕円を基本とする反射面、たとえば、回転楕円面または楕円を基本とした自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）などの反射面（図９および図１０の垂直断面が楕円面をなし、かつ、図示しない水平断面が放物面ないし変形放物面をなす反射面）からなる。このために、前記第１反射面９は、第１焦点Ｆ１と第２焦点（水平断面上の焦線、すなわち、前（正面）から見て両端が上側に位置し中央が下側に位置するような湾曲した焦線）Ｆ２と、を有する。

前記第２リフレクタ３は、垂直な板部からなり、前記板部の上側の部分が上側に半円形に開口し、かつ、前記板部の下側の中央部分に開口部１０が開口して設けられている。前記第２リフレクタ３の前記板部の前面には、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されていて、前記第１反射面９の光軸Ｚ２−Ｚ２に沿う平面もしくはほぼ平面をなす第２反射面１１が設けられている。前記第２反射面１１は、前記第１反射面９の第２焦点Ｆ２もしくはその近傍と前記半導体型光源４との間に設けられている。前記第２リフレクタ３の前記板部のほぼ４隅部には、前記スクリュー１８がねじ込まれるねじ孔（図示せず）もしくは前記スクリュー１８が通過する透孔（図示せず）が複数個設けられている。

前記半導体型光源４は、たとえば、ＬＥＤ、ＥＬ（有機ＥＬ）などの自発光半導体型光源（この実施例ではＬＥＤ）を使用する。前記半導体型光源４は、基板１６と、前記基板１６の一面に固定された微小な矩形形状（正方形形状）の光源チップ（半導体チップ）の発光体（図示せず）と、前記発光体を覆う光透過部材１３と、電源（図示せず）に接続されるコネクタもしくはハーネス（図示せず）と、から構成されている。前記半導体型光源４は、ホルダ部材（図示せず）に保持されている。前記半導体型光源４は、ホルダ部材を介して前記第２リフレクタ３または前記ヒートシンク部材８に固定されている。前記半導体型光源４の前記発光体（発光部）は、前記第１反射面９の前記第１焦点Ｆ１もしくはその近傍に位置する。

前記シェード５は、前記第２リフレクタ３と一体に設けられている。すなわち、前記シェード５は、前記第２リフレクタ３の前記板部と兼用するものである。この結果、前記シェード５には、前記第２反射面１１が設けられている。前記シェード５は、前記第１反射面９の第２焦点Ｆ２もしくはその近傍と前記半導体型光源４との間に配置されている。前記シェード５のうち前記第１反射面９の第２焦点Ｆ２もしくはその近傍の部分には、エッジ１４が前記第１反射面９の第２焦点Ｆ２に沿って設けられている。前記シェード５は、前記半導体型光源４から放射されて前記第１反射面９で反射された反射光Ｌ４の一部をカットオフして残りの反射光で、図６および図８に示すように、カットオフラインＣＬを有する所定の配光パターン（たとえば、すれ違い用配光パターンや高速道路用配光パターンなど、この例では、すれ違い用配光パターン）ＬＰを形成する。前記シェード５の前記エッジ１４は、前記すれ違い用配光パターンＬＰのカットオフラインＣＬおよびエルボー点Ｅを形成する。

前記投影レンズ６は、前記第１リフレクタ２の下側の半円を形成する半円形開口の縁部と、前記第２リフレクタ３の上側の半円を形成する半円形開口の縁部と、に位置決めされて取り付けられている。なお、リング部材（図示せず）によって前記投影レンズ６を前記第１リフレクタ２および前記第２リフレクタ３に取り付けても良い。前記投影レンズ６は、非球面レンズの凸レンズである。前記投影レンズ６の前方側（外部側）は、曲率が大きい（曲率半径が小さい）凸非球面をなし、一方、前記投影レンズ６の後方側（前記平面反射面７側）は、曲率が小さい（曲率半径が大きい）凸非球面をなす。このような投影レンズ６を使用することにより、前記投影レンズ６の焦点距離が小さくなるので、その分、この実施例にかかる車両用灯具１００の前記投影レンズ６の水平もしくはほぼ水平なレンズ光軸Ｚ１−Ｚ１方向の寸法がコンパクトとなる。なお、前記投影レンズ６の後方側は、平非球面をなすものであってもよい。

前記投影レンズ６は、前記投影レンズ６からフロントフォーカス（前側焦点距離）ＦＦの位置に位置する前側焦点（前記平面反射面７側の焦点）であるレンズ焦点ＦＬ１と、前記投影レンズ６からバックフォーカス（後側焦点距離）の位置に位置する後側焦点（外部側の焦点）と、前記前側焦点のレンズ焦点ＦＬ１と前記後側焦点とを結ぶ水平もしくはほぼ水平なレンズ光軸Ｚ１−Ｚ１と、を有する。垂直もしくはほぼ垂直な前記第１反射面９の光軸Ｚ２−Ｚ２と水平もしくはほぼ水平な前記投影レンズ６のレンズ光軸Ｚ１−Ｚ１とは、直交する。前記投影レンズ６のレンズ焦点ＦＬ１は、物空間側の焦点面であるメリジオナル像面である。なお、前記半導体型光源４の光は、高い熱を持たないので、前記投影レンズ６として樹脂製のレンズを使用することができる。前記投影レンズ６は、この例ではアクリルを使用する。前記投影レンズ６は、前記平面反射面７で反射された前記カットオフラインＣＬを有する前記すれ違い用配光パターンＬＰおよび前記第２反射面１１からの反射光で形成される所定の補助配光パターン（図示せず）を前方に投影する。

前記平面反射面７は、平面板形状をなしていて、前記第２リフレクタ３の上側の半円形開口と前記シェード５の前記エッジ１４との間に一体に設けられている。前記平面反射面７の表面には、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されている。前記平面反射面７は、前記投影レンズ６と前記投影レンズ６のレンズ焦点ＦＬ１との間に前記レンズ光軸Ｚ１−Ｚ１に４５°もしくはほぼ４５°で交差して配置されている。前記平面反射面７は、カットオフラインを有する前記所定の配光パターンおよび補助配光パターンを前記投影レンズ６側に反射させるものである。

前記投影レンズ６のレンズ焦点ＦＬ１は、図９および図１０に示すように、前記平面反射面７により、前記平面反射面７に対して対称である位置に擬似レンズ焦点ＦＬ２として存在する。前記擬似レンズ焦点ＦＬ２は、前記第１反射面９の第２焦点Ｆ２もしくはその近傍に位置する。また、水平もしくはほぼ水平な前記投影レンズ６のレンズ光軸Ｚ１−Ｚ１は、同じく図９および図１０に示すように、前記平面反射面７により、水平もしくはほぼ水平な前記レンズ光軸Ｚ１−Ｚ１に対して直交する垂直もしくはほぼ垂直な擬似レンズ光軸Ｚ３−Ｚ３として存在する。垂直もしくはほぼ垂直な前記擬似レンズ光軸Ｚ３−Ｚ３は、前記第１反射面９の光軸Ｚ２−Ｚ２に一致もしくはほぼ一致する。

この結果、図９に示すように、外来光の平行光Ｌ１が外側から前記投影レンズ６に入射して前記投影レンズ６を透過して前記投影レンズ６から出射すると、前記投影レンズ６のレンズ焦点ＦＬ１に集束しようとする。この集束しようとする前記投影レンズ６からの出射光が前記平面反射面７で反射し、その反射光Ｌ２が前記擬似レンズ焦点ＦＬ２、すなわち、前記第１反射面９の第２焦点Ｆ２に集束する。また、図９および図１０に示すように、水平もしくはほぼ水平な前記レンズ光軸Ｚ１−Ｚ１は、前記平面反射面７により、直角に折り曲げられた垂直もしくはほぼ垂直な擬似レンズ光軸Ｚ３−Ｚ３、すなわち、前記第１反射面９の光軸Ｚ２−Ｚ２となる。なお、図９においては、前記第２リフレクタ３と一体の前記平面反射面７のハッチングの図示が省略されている。

３個の前記ランプユニット１は、一体構造の前記ヒートシンク部材８に前記スクリュー１８により固定されている。３個の前記ランプユニット１は、一体構造の前記ヒートシンク部材８を介して前記ホルダ１２に前記垂直軸Ｖ回りに回転可能に保持されている。前記垂直軸Ｖは、３個の前記ランプユニット１のうち中央の前記ランプユニット１の前記半導体型光源４もしくはその近傍を通る。また、３個の前記ランプユニット１のうち車両の中央側（左側）の前記ランプユニット１は、光の照射方向すなわち前方に突出している。さらに、３個の前記ランプユニット１のうち車両の側方側（右側）の前記ランプユニット１は、光の照射方向と反対側すなわち後方に後退している。

この結果、３個の前記ランプユニット１のうち少なくとも１個の前記ランプユニット１は、前記垂直軸Ｖよりも、光照射方向と反対側すなわち後側に位置する。これにより、３個の前記ランプユニット１は、図３に示すように、車両の横スラント（横傾斜）、すなわち、車両の前部の左右両側が車両の中央側から側方にかけてスラントする車体に対応できるように、階段状に配置されている。

前記ヒートシンク部材８は、熱伝導率が良い材質、たとえば、この例ではアルミダイカスト製からなる。前記ヒートシンク部材８は、中央垂直部１９と、上端水平部２０と、下端水平部２１と、から一体に構成されている。前記ヒートシンク部材８の前記中央垂直部１９および前記上端水平部２０および前記下端水平部２１は、３個の前記ランプユニット１に対応して、３組ずつ階段状に配置されている。

前記ヒートシンク部材８の前記中央垂直部１９は、平板の後面（背面、裏面）に複数枚のフィン１５を適宜間隔を開けて垂直方向に一体に設けたものである。また、前記ヒートシンク部材８の前記上端水平部２０および前記下端水平部２１は、平板の上面および下面に複数枚のフィン１５を適宜間隔を開けて水平方向に一体に設けたものである。前記ヒートシンク部材８は、垂直置きもしくはほぼ垂直置きすなわち縦置きに設けられている。

前記ヒートシンク部材８の前記中央垂直部１９の平板の前面（正面、表面）には、ホルダ部材を介して、前記半導体型光源４の前記基板１６の平面な後面が垂直もしくはほぼ垂直なるように当接されている。前記半導体型光源４は、ホルダ部材を介して前記ヒートシンク部材８に固定されている。前記ヒートシンク部材８は、前記半導体型光源４において発生する熱を外部に放射させる。

前記ヒートシンク部材８の前記中央垂直部１９のほぼ４隅部には、前記スクリュー１８がねじ込まれるねじ孔２２が複数個、この例では、４個設けられている。前記スクリュー１８を前記ランプユニット１を介して前記ヒートシンク部材８の前記ねじ孔２２にねじ込むことにより、３個の前記ランプユニット１は、一体構造の前記ヒートシンク部材８に固定される。そして、前記ヒートシンク部材８の前記中央垂直部１９は、３個の前記ランプユニット１の背面に位置する。また、前記ヒートシンク部材８の前記上端水平部２０は、３個の前記ランプユニット１の上部を覆う。さらに、前記ヒートシンク部材８の前記下端水平部２１は、３個の前記ランプユニット１の下部を覆う。

３個の前記ランプユニット１は、一体構造の前記ヒートシンク部材８を介して前記ホルダ１２に前記垂直軸Ｖ回りに回転可能に保持されている。前記ホルダ１２は、ハウジング２３と、天板２４と、から構成されている。

前記ハウジング２３は、凹形状をなしていて、左右２枚の側板部２５と底板部２６とからなるものである。２枚の前記側板部２５の上端面の両端には、ねじ孔２７が設けられている。前記ハウジング２３の前記底板部２６の前記垂直軸Ｖ上には、下ベアリング２８が設けられている。すなわち、前記底板部２６に設けられた孔に前記下ベアリング２８が圧入固定されている。また、前記ハウジング２３の前記底板部２６の下面には、複数個の取付ボス部２９が一体に設けられている。

前記天板２４は、プレートからなる。前記天板２４の前記垂直軸Ｖ上には、上回転軸３０が設けられている。すなわち、前記天板２４に設けられた孔に前記上回転軸３０が圧入固定されている。なお、前記天板２４に前記上回転軸３０を一体に設けても良い。前記天版２４の４隅部には、ねじ孔もしくは透孔３１がそれぞれ設けられている。

一方、前記ヒートシンク部材８の前記上端水平部２０の前記垂直軸Ｖ上には、上ベアリング３２が設けられている。すなわち、前記上端水平部２０に設けられた孔に前記上ベアリング３２を圧入固定する。一方、前記ヒートシンク部材８の前記下端水平部２１の前記垂直軸Ｖ上には、下回転軸３３が一体に設けられている。

前記ハウジング２３の前記下ベアリング２８に前記ヒートシンク部材８の前記下回転軸３３を軸受させる。前記ヒートシンク部材８の前記上ベアリング３２に前記天版２４の前記上回転軸３０を軸受させる。前記ハウジング２３の前記ねじ孔２７に前記天板２４の前記ねじ孔もしくは透孔３１を介してスクリュー３４をねじ込む。この結果、３個の前記ランプユニット１が一体構造の前記ヒートシンク部材８を介して前記ホルダ１２に前記垂直軸Ｖ回りに回転可能に保持される。

前記ハウジング２３の２枚の前記側板部２５の上端面の中央にピン３５を設け、前記天板２４の両辺の中央に小透孔３６を設け、前記ピン３５と前記小透孔３６とを嵌合させる。これにより、前記ハウジング２３と前記天版２４とを仮止めすることができ、また、上回転軸３０と上ベアリング３２とを軸受する際の位置決めとなり、かつ、スクリュー３４をねじ孔もしくは透孔３１を介してねじ孔２７にねじ込む際の位置決めとなる。

前記駆動ユニット１７は、ケーシング３７と、前記ケーシング３７内に収納されている駆動部たとえばステッピングモータ（図示せず）と、前記ステッピングモータに連結されていて前記ケーシング３７より突設されている駆動軸３８と、前記ケーシング３７に一体に設けられている取付部３９と、から構成されている。前記ステッピングモータは、コネクタやハーネスなど（図示せず）を介してＡＦＳの制御装置や電源など（図示せず）に電気的に接続されている。

スクリュー４０により前記駆動ユニット１７の前記取付部３９を前記ホルダ１２の前記ボス部２９に取り付ける。前記駆動ユニット１７の前記駆動軸３８と前記ヒートシンク部材８の前記下回転軸３３とを嵌合させる。前記駆動軸３８と前記下回転軸３３とは、ローレットや面取などにより、一体に回転する。

この実施例にかかる車両用灯具１００は、以上のごとき構成からなり、以下、その組付方について説明する。

まず、３個のランプユニット１と一体構造のヒートシンク部材８とを組み付ける。すなわち、半導体型光源４をヒートシンク部材８の中央垂直部１９の前面にホルダ部材を介して固定する。このとき、半導体型光源４の基板１６は、ヒートシンク部材８の中央垂直部１９の前面に垂直もしくはほぼ垂直となるように当接する。

つぎに、第２リフレクタ３の板部の後面をヒートシンク部材８の中央垂直部１９の前面に合わせる。このとき、ホルダ部材の位置決め作用により、第２リフレクタ３と半導体型光源４との３方向の位置が決まり、かつ、半導体型光源４がホルダ部材を介して第２リフレクタ３の開口部１０に位置する。

それから、第１リフレクタ２の後面を第２リフレクタ３の板部の前面に合わせる。スクリュー１８を第１リフレクタ２のねじ孔から第２リフレクタ３のねじ孔を経てヒートシンク部材８のねじ孔２２に、嵌合方向に前側から後側にねじ込んで、第１リフレクタ２と第２リフレクタ３とヒートシンク部材８とを同時に固定する。

第１リフレクタ２と第２リフレクタ３とヒートシンク部材８とを同時に固定する際に、投影レンズ６は、第１リフレクタ２の下側の半円形開口の縁部と第２リフレクタ３の上側の半円形開口の縁部とに位置決めされて取り付けられる。なお、リング部材によって投影レンズ６をヒートシンク部材８に固定されている第１リフレクタ２および第２リフレクタ３に取り付けても良い。このようにして、３個のランプユニット１と一体構造のヒートシンク部材８とが組み付けられる。

つぎに、スクリュー４０で駆動ユニット１７の取付部３９をホルダ１２のハウジング２３のボス部２９に取り付けることにより、駆動ユニット１７とホルダ１２のハウジング２３とが組み付けられる。

それから、３個のランプユニット１と組付状態のヒートシンク部材８の下回転軸３３を、駆動ユニット１７と組付状態のホルダ１２のハウジング２３の下ベアリング２８に垂直軸Ｖ方向に落とし込み式で軸受させ、かつ、ホルダ１２のハウジング２３と組付状態の駆動ユニット１７の駆動軸３８に垂直軸Ｖ方向に落とし込み式で嵌合させる。これにより、３個のランプユニット１および一体構造のヒートシンク部材８側とホルダ１のハウジング２３および駆動ユニット１７側とが組み付けられる。このとき、ヒートシンク部材８の下端水平部２１は、３個のランプハウジング１の下部とホルダ１２の下部すなわちハウジング２３の底板部２６との間の隙間に位置する。

そして、ランプユニット１およびホルダ１２のハウジング２３および駆動ユニット１７と組付状態のヒートシンク部材８の上ベアリング３２にホルダ１２の天板２４の上回転軸３０を垂直軸Ｖ方向に落とし込み式で軸受させる。このとき、ハウジング２３のピン３５と天板２４の小透孔３６とを嵌合させることにより、ハウジング２３と天版２４とが仮止めされる。この状態において、スクリュー３４を天板２４のねじ孔もしくは透孔３１を介してハウジング２３のねじ孔２７にねじ込むことにより、天板２４がハウジング２３に組み付けられる。このとき、ヒートシンク部材８の上端水平部２０は、３個のランプハウジング１の上部とホルダ１２の上部すなわち天板２４との間の隙間に位置する。このようにして、この実施例にかかる車両用灯具１００が組み付けられる。この組み付けられた車両用灯具１００のホルダ１２のハウジング２３が光軸調整機構を介してランプハウジングに取り付けられる。

この実施例にかかる車両用灯具１００は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。

まず、３個のランプユニット１の半導体型光源４の発光体を点灯発光させる。すると、半導体型光源４の発光体から光Ｌ３が放射される。この光Ｌ３は、第１反射面９で反射され、この反射光Ｌ４が第１反射面９の第２焦点Ｆ２および擬似レンズ焦点ＦＬ２に集束する。第２焦点Ｆ２および擬似レンズ焦点ＦＬ２に集束する反射光Ｌ４の一部は、シェード５によりカットオフされる。このシェード５によりカットオフされた反射光Ｌ４は、シェード５と一体である第２反射面１１により反射されて、所定の補助配光パターン（図示せず）に形成される。一方、残りの反射光Ｌ４でカットオフラインＣＬを有するすれ違い用配光パターンＬＰが形成される。

所定の補助配光パターンとカットオフラインＣＬを有するすれ違い用配光パターンＬＰとは、図６に示すように、平面反射面７で反射されてあたかも投影レンズ６のレンズ焦点ＦＬ１から放射された光として、投影レンズ６を透過して合成され、所定の配光パターン（投影レンズ６から投影される光Ｌ５）として車両の前方に投影されて路面などを照明する。

そして、ステアリングハンドルをたとえば右に操舵すると、ＡＦＳの制御装置の制御により、駆動ユニット１７のステッピングモータが駆動する。すると、駆動ユニット１７の駆動軸３８が回転し、それに伴って、３個のランプユニット１およびヒートシンク部材８は、ホルダ１２および駆動ユニット１７に対して、垂直軸Ｖ回りに右方向（図５中、時計方向）に、図５に示す状態から図７に示す状態に回転する。これに伴って、３個のランプユニット１から照射されているカットオフラインＣＬを有するすれ違い用配光パターンＬＰは、右方向（図６中、実線矢印方向）に図６に示す状態から図８に示す状態に変化する。

３個のランプユニット１の半導体型光源４において発生した熱は、ヒートシンク部材８に伝達され、かつ、そのヒートシンク部材８を介して外気(外部)に発散される。

この実施例にかかる車両用灯具１００は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。

この実施例にかかる車両用灯具１００は、ランプユニット１において、投影レンズ６とその投影レンズ６のレンズ焦点ＦＬ１との間に平面反射面７を投影レンズ６のレンズ光軸Ｚ１−Ｚ１に対して交差させて配置するものである。この結果、この実施例にかかる車両用灯具１００は、ランプユニット１において、投影レンズ６のレンズ焦点ＦＬ１が平面反射面７によりその平面反射面７に対して対称である位置に擬似レンズ焦点ＦＬ２として存在し、その擬似レンズ焦点ＦＬ２が楕円を基本とする第１反射面９の第２焦点Ｆ２もしくはその近傍に位置し、また、水平もしくはほぼ水平な投影レンズ６のレンズ光軸Ｚ１−Ｚ１が平面反射面７により水平もしくはほぼ水平なレンズ光軸Ｚ１−Ｚ１に対して直交する垂直もしくはほぼ垂直な擬似レンズ光軸Ｚ３−Ｚ３として存在し、その垂直もしくはほぼ垂直な擬似レンズ光軸Ｚ３−Ｚ３が第１反射面９の光軸Ｚ２−Ｚ２に一致もしくはほぼ一致する。これにより、この実施例にかかる車両用灯具１００は、ランプユニット１において、投影レンズ６と平面反射面７とを水平方向もしくはほぼ水平方向に配置し、かつ、その投影レンズ６および平面反射面７と第１リフレクタ２および第２リフレクタ３および半導体型光源４およびシェード５とを垂直方向もしくはほぼ垂直方向に配置することができる。したがって、この実施例にかかる車両用灯具１００は、ランプユニット１がいわゆる縦置きタイプであるから、ランプユニット１の水平方向の寸法を小さくすることができので、ランプユニット１を旋回させるためのスペースを小さくてコンパクトで済み、他の車両用装置や部品との相対位置関係においてレイアウト上の自由度が向上する。

しかも、この実施例にかかる車両用灯具１００は、３個のランプユニット１が垂直軸Ｖ回りに回転可能であるから、ＡＦＳに対応することができる。すなわち、この実施例にかかる車両用灯具１００は、３個のランプユニット１から照射される光の照射方向を車両の走行状況に応じて追従変化させることができる。

また、この実施例にかかる車両用灯具１００は、半導体型光源４がヒートシンク部材８の中央垂直部１９に、半導体型光源４の基板１６面が垂直もしくはほぼ垂直となるように、当接されていて、そのヒートシンク部材８が垂直置きもしくはほぼ垂直置きタイプであって縦置きに設けられている。この結果、この実施例にかかる車両用灯具１００は、半導体型光源４とヒートシンク部材８の中央垂直部１９とが水平に配置されるので、半導体型光源４において発生した熱を縦置きのヒートシンク部材８を介して効率よく発散させることができる。

しかも、この実施例にかかる車両用灯具１００は、第１リフレクタ２および第２リフレクタ３および半導体型光源４および投影レンズ６および平面反射面７側とヒートシンク部材８側とを水平に配置することができるので、ヒートシンク部材８の中央垂直部１９の上方を外気に開放させることができる。これにより、この実施例にかかる車両用灯具１００は、半導体型光源４の熱をさらに効率よく外気に発散させることができる。

その上、この実施例にかかる車両用灯具１００は、ランプユニット１の上部とホルダ１２の上部すなわち天板２４との間の隙間、および、ランプユニット１の下部とホルダ１２の下部すなわちハウジング２３の底板部２６との間の隙間、にヒートシンク部材８の上端水平部２０および下端水平部２１がそれぞれ位置するので、半導体型光源４の熱をさらに効率よく外気に発散させることができる。

さらに、この実施例にかかる車両用灯具１００は、３個のランプユニット１が一体構造のヒートシンク部材８に固定されているので、３個のランプユニット１を一体構造のヒートシンク部材８を介してホルダ１２に垂直軸Ｖ回りに回転可能に取り付けることにより、３個のランプユニット１のホルダ１２への取付位置の位置決めが確実となる。この結果、この実施例にかかる車両用灯具１００は、３個のランプユニット１から照射される光の照射方向を車両の走行状況に応じて高精度に追従変化させることができる。

さらにまた、この実施例にかかる車両用灯具１００は、垂直軸Ｖが３個のランプユニット１のうち中央のランプユニット１の半導体型光源４もしくはその近傍を通るので、３個のランプユニット１の回転半径が小さくなり、その分、３個のランプユニット１を旋回させるためのスペースを小さくてコンパクトで済む。

しかも、この実施例にかかる車両用灯具１００は、３個のランプユニット１のうち、車両の中央側（左側）のランプユニット１が光の照射方向すなわち前方に突出していて、かつ、車両の側方側（右側）のランプユニット１が光の照射方向と反対側すなわち後方に後退している。この結果、この実施例にかかる車両用灯具１００は、３個のランプユニット１のうち１個のランプユニット１が垂直軸Ｖよりも光照射方向と反対側すなわち車両の後方側に位置する。

このために、この実施例にかかる車両用灯具１００は、３個のランプユニット１から照射される光の照射方向を車両の側方に変化させた場合、光の照射範囲（配光）が側方に広がるので、３個のランプユニット１を小さい角度で回転させるだけで車両の側方を広く照明することができるので、光の照射方向を速やかに追従変化させることができ、交通安全に貢献することができる。その上、この実施例にかかる車両用灯具１００は、車両の横スラント（横傾斜）、すなわち、車両の前部の左右両側が車両の中央側から側方にかけてスラントする車体に対応でき、車体デザインの自由度が向上される。

さらにまた、この実施例にかかる車両用灯具１００は、落とし込み式で、３個のランプユニット１および一体構造のヒートシンク部材８側をホルダ１のハウジング２３および駆動ユニット１７側に組み付け、かつ、ランプユニット１およびヒートシンク部材８およびホルダ１２のハウジング２３および駆動ユニット１７側にホルダ１２の天板２４を組み付けることができるので、組付作業が向上される。

なお、前記の実施例においては、車両用灯具として自動車用前照灯について説明するものである。ところが、この発明においては、車両用灯具として自動車用前照灯以外の灯具、たとえば、リヤコンビネーションランプのテールランプやブレーキランプやテール・ブレーキランプやバックアップランプなどであっても良い。

また、前記の実施例においては、第１反射面９と第２反射面１１とを有する例について説明するものである。ところが、この発明においては、楕円を基本とする反射面だけでも良い。

さらに、前記の実施例においては、カットオフラインＣＬを有するすれ違い用配光パターンＬＰと補助配光パターンとが照射されるものである。ところが、この発明においては、所定の配光パターンとしては、カットオフラインを有しない配光パターン、たとえば、フォグランプ用配光パターン、濡路用配光パターン、ディタイムランプ用配光パターン、テールランプ用配光パターン、ブレーキランプ用配光パターン、テール・ブレーキランプ用配光パターン、バックアップランプ用配光パターンなどであっても良い。

さらにまた、前記の実施例においては、第１リフレクタ２と第２リフレクタ３とを別個に形成して固定部材のスクリュー１８によりヒートシンク部材８と共に一体に固定するものである。ところが、この発明においては、第１リフレクタ２と第２リフレクタ３とを一体に形成しても良い。

さらにまた、前記の実施例においては、投影レンズ６と第１リフレクタ２および第２リフレクタ３とを別個に形成して相互に取り付けるものである。ところが、この発明においては、投影レンズ６と第１リフレクタ２および第２リフレクタ３とを一体に形成しても良い。

さらにまた、前記の実施例においては、平面反射面７が第２リフレクタ３に一体に設けられているものである。ところが、この発明においては、平面反射面７を形成する部材と第２リフレクタ３とを別個に形成して、平面反射面７を形成する部材を第２リフレクタ３に取り付けても良い。

さらにまた、前記の実施例においては、３個のランプユニット１を一体構造のヒートシンク部材８に階段状に固定するものである。ところが、この発明においては、ランプユニット１は、１個もしくは２個もしくは４個以上であっても良いし、配置の仕方は階段状でなくても良い。

さらにまた、前記の実施例においては、ヒートシンク部材８に上端水平部２０および下端水平部２１を設けたものである。ところが、この発明においては、上端水平部２０または下端水平部２１を設けたものであっても良いし、または、上端水平部２０および下端水平部２１を設けなくても良い。

この発明にかかる車両用灯具の実施例を示す斜視図である。 同じく、要部部品を示す分解斜視図である。 同じく、組付状態を示す平面図である。 同じく、図３におけるＩＶ−ＩＶ線断面図である。 同じく、天板をはずした状態であって、３個のランプユニットが正面を向いている状態を示す平面図である。 同じく、３個のランプユニットが正面に向いているときのすれ違い用配光パターンを示す説明図である。 同じく、天板をはずした状態であって、３個のランプユニットが右に向いている状態を示す平面図である。 同じく、３個のランプユニットが右に向いているときのすれ違い用配光パターンを示す説明図である。 同じく、平面反射面の作用原理を示す説明図である。 同じく、半導体型光源が点灯発光した状態を示す縦断面図である。

符号の説明

１００ 車両用灯具
１ ランプユニット
２ 第１リフレクタ（メインリフレクタ）
３ 第２リフレクタ（シェード兼リフレクタ、サブリフレクタ）
４ 半導体型光源（ＬＥＤ）
５ シェード
６ 投影レンズ
７ 平面反射面
８ ヒートシンク部材
９ 第１反射面
１０ 開口部
１１ 第２反射面
１２ ホルダ
１３ 光透過部材
１４ エッジ
１５ フィン
１６ 基板
１７ 駆動ユニット
１８ スクリュー
１９ 中央垂直部
２０ 上端水平部
２１ 下端水平部
２２ ねじ孔
２３ ハウジング
２４ 天板
２５ 側板部
２６ 底板部
２７ ねじ孔
２８ 下ベアリング
２９ ボス部
３０ 上回転軸
３１ ねじ孔もしくは透孔
３２ 上ベアリング
３３ 下回転軸
３４ スクリュー
３５ ピン
３６ 小透孔
３７ ケーシング
３８ 駆動軸
３９ 取付部
４０ スクリュー
Ｆ１ 第１反射面の第１焦点
Ｆ２ 第１反射面の第２焦点
ＦＬ１ レンズ焦点
ＦＬ２ 擬似レンズ焦点
Ｚ１−Ｚ１ レンズ光軸
Ｚ２−Ｚ２ 第１反射面の光軸
Ｚ３−Ｚ３ 擬似レンズ光軸
ＦＦ フロントフォーカス
Ｗ 水平方向の奥行き寸法
Ｌ１ 平行光
Ｌ２ 平面反射面からの反射光
Ｌ３ 半導体型光源からの光
Ｌ４ 第１反射面からの反射光
Ｌ５ 投影レンズからの投影光
Ｆ 前方向
Ｂ 後方向
Ｕ 上方向
Ｄ 下方向
Ｌ 左方向
Ｒ 右方向
ＨＬ−ＨＲ 左右の水平線
ＶＵ−ＶＤ 上下の垂直線
Ｖ 垂直軸（垂直軸もしくはほぼ垂直軸）
ＣＬ カットオフライン
ＬＰ すれ違い用配光パターン
Ｅ エルボー点

Claims (4)

1. 光源として半導体型光源を使用するプロジェクタタイプのランプユニットを備え、前記ランプユニットから照射される光の照射方向を車両の走行状況に応じて追従変化させることができる車両用灯具において、
   １個もしくは複数個の前記ランプユニットと、
   １個もしくは複数個の前記ランプユニットを垂直軸もしくはほぼ垂直軸回りに回転可能に保持するホルダと、
   １個もしくは複数個の前記ランプユニットを前記垂直軸もしくはほぼ前記垂直軸回りに回転させる駆動ユニットと、
   を備え、
   前記ランプユニットは、
   楕円または楕円を基本とする反射面を有するリフレクタと、
   発光部が前記反射面の第１焦点もしくはその近傍に位置するように配置されている前記半導体型光源と、
   レンズ光軸が水平もしくはほぼ水平をなしていて所定の配光パターンを所定の方向に投影する投影レンズと、
   前記投影レンズと前記投影レンズのレンズ焦点との間に前記レンズ光軸に交差して配置されていて所定の配光パターンを前記投影レンズ側に反射させる平面反射面と、
   から構成されていて、
   前記レンズ焦点は、前記平面反射面により前記平面反射面に対して対称である位置に擬似レンズ焦点として存在し、前記擬似レンズ焦点は、前記反射面の第２焦点もしくはその近傍に位置し、
   前記レンズ光軸は、前記平面反射面により前記レンズ光軸に対して直交する擬似レンズ光軸として存在し、前記擬似レンズ光軸は、前記反射面の光軸に一致もしくはほぼ一致する、
   ことを特徴とする車両用灯具。
2. １個もしくは複数個の前記ランプユニットには、ヒートシンク部材が固定されていて、
   前記ヒートシンク部材には、前記半導体型光源が、前記半導体型光源の基板面が垂直もしくはほぼ垂直となるように、当接されていて、
   前記ヒートシンク部材は、１個もしくは複数個の前記ランプユニットが固定されていてかつ前記半導体型光源が当接されている中央垂直部と、１個もしくは複数個の前記ランプユニットの上部と前記ホルダの上部との間の隙間、もしくは、１個もしくは複数個の前記ランプユニットの下部と前記ホルダの下部との間の隙間、のうち少なくともいずれか一方の隙間に位置する端水平部と、から構成されていて、垂直置きもしくはほぼ垂直置きタイプである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 複数個の前記ランプユニットは、一体構造の前記ヒートシンク部材に固定されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
4. 複数個の前記ランプユニットのうち少なくとも１個の前記ランプユニットは、前記垂直軸もしくはほぼ前記垂直軸よりも、光照射方向と反対側に位置する、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用灯具。

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