JP2010262750A

JP2010262750A - 車両用灯具

Info

Publication number: JP2010262750A
Application number: JP2009110516A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ishida; 裕之石田
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2010-11-18
Also published as: CN101876414B; KR20100119505A; US20100277940A1; KR101201614B1; CN101876414A; EP2246613A1

Abstract

【課題】ＬＥＤ光源から斜め上方へ出射する光を用いて拡散領域に要求される照度を十分に確保することができる。
【解決手段】ランプボディおよびカバーで形成された灯室内に、レンズ中心軸の軸方向が車両の前後方向となるように設けられる投影レンズ１１０と、前記投影レンズ１１０の後方側の焦点よりもさらに後方において光軸を上方に向けて設けられるＬＥＤ光源１６１と、前記ＬＥＤ光源１６１の上方を覆うように設けられ、前記ＬＥＤ光源１６１からの光の一部を前記投影レンズ１１０を通さずに前方へ反射する第１付加リフレクタ１７１と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用灯具に関する。より具体的には、ランプボディおよびカバーで形成された灯室内に、投影レンズ、ＬＥＤ光源、および当該ＬＥＤ光源からの光の一部を反射して投影レンズへ入射させるリフレクタを有する灯具ユニットが配される車両用灯具に関する。

近年、発光効率と電力消費特性に優れたＬＥＤなどの半導体発光素子を光源に用いた車両用灯具が知られている（例えば特許文献１を参照）。このような車両用灯具は、光軸が上向きとなるように配されたＬＥＤからの光を、当該ＬＥＤの上部、側部、および後部を覆うリフレクタで反射させた後、凸レンズとＬＥＤとの間に配されるシェードでリフレクタからの反射光の一部を遮蔽して配光パターンのカットオフラインを形成した後、当該反射光を凸レンズを介して前方へ出射する。

特開２００７−３２３８３９号公報

ところで、ＬＥＤを光源とする車両用灯具により所定のカットオフラインを有する配光パターンを形成する場合、当該配光パターンは、カットオフライン近傍の比較的照度の高い領域（集光領域）と、その周辺における集光領域よりもやや照度の低い領域（拡散領域）とを有する。そして、上記拡散領域は、多くの場合、ＬＥＤから略水平方向へ出射される光を用いて形成される。

しかしながら、ＬＥＤは、光軸近傍の出射光の照度と比べて光軸から外れるにつれて出射光の照度が低下するという特徴を有する。したがって、上記の場合、略水平方向への出射光により拡散領域に要求される照度を十分に確保することが難しかった。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、ランプボディおよびカバーで形成された灯室内に、レンズ中心軸の軸方向が車両の前後方向となるように設けられる投影レンズと、前記投影レンズの後方側の焦点よりもさらに後方において光軸を上方に向けて設けられるＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源の上方を覆うように設けられ、前記ＬＥＤ光源からの光の一部を反射して前記投影レンズの前記後方側の焦点近傍へ集光させるリフレクタと、前記車両の前後方向において前記投影レンズと前記リフレクタの間に設けられ、前記リフレクタからの反射光の一部を遮蔽して配光パターンのカットオフラインを形成するシェードと、前記ＬＥＤ光源の上方における前記リフレクタの前方に設けられ、前記ＬＥＤ光源からの光の一部を前記投影レンズを通さずに前方へ反射する第１付加リフレクタと、を備えることを特徴とする車両用灯具を提供する。

このような車両用灯具によれば、ＬＥＤ光源から斜め上方へ出射する光を用いて配光パターンにおける拡散領域を形成するので、ＬＥＤ光源から略水平方向へ出射する光を用いる場合と比べて、拡散領域に要求される照度を十分に確保することができる。

また、上記車両用灯具は、前記第１付加リフレクタの下方に第２付加リフレクタがさらに設けられ、前記第２付加リフレクタは、前記ＬＥＤ光源からの光の一部を反射して前記後方側の焦点の上方から前記投影レンズへ入射させることが好ましい。

この場合、拡散領域の照度をさらに高めることができる。

また、上記車両用灯具において、前記第２付加リフレクタは、前記ＬＥＤ光源からの光のうち、前記リフレクタおよび前記第１付加リフレクタで反射されない光の少なくとも一部を反射するように設けられることが好ましい。

これにより、配光パターンを形成するために用いられていなかった光を利用して拡散領域の照度をさらに高めることができる。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本発明の実施形態に係る車両用前照灯１０の正面図である。図１に示す車両用前照灯１０のＩ−Ｉ断面矢視図における灯具ユニット１００近傍を拡大した図である。本実施形態の他の例に係る車両用前照灯１１の図２に対応する断面矢視図である。車両用前照灯１１による配光パターンの一例を等照度曲線により示す。

以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照して説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態における特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の実施形態に係る車両用前照灯１０の正面図である。また、図２は、図１に示す車両用前照灯１０のＩ−Ｉ断面矢視図における灯具ユニット１００近傍を拡大した図である。車両用前照灯１０は、本発明の車両用灯具の一例であって、例えば車両の前端部分に取り付けられて走行ビーム（ハイビーム）およびすれ違いビーム（ロービーム）を選択的に点灯させることができる。以下の説明において車両の前後方向を「前方」あるいは「後方」と称する。また、図２において車両の幅方向を「奥」または「手前」と称する。

車両用前照灯１０は、車両の前方側に開口を有するランプボディ２０と、ランプボディ２０の当該開口に取り付けられているカバー３０と、ランプボディ２０およびカバー３０により形成される灯室内に配される灯具ユニット１００とを備える。また、灯具ユニット１００とカバー３０との間には、車両用前照灯１０を前方から見たときに灯具ユニット１００とランプボディ２０との隙間を覆うようにエクステンション４０が配されている。

灯具ユニット１００は、投影レンズ１１０、レンズ支持部材１２０、シェード１３０、灯具支持部材１４０、締結部材１５０、ＬＥＤ光源１６１，１６２、リフレクタ１７０、第１付加リフレクタ１７１、および下部リフレクタ１８０を有する。灯具ユニット１００は、図示しないエイミング機構を介してランプボディ２０に対して傾動可能に固定され、灯具ユニット１００から照射される光の光軸を調整することができる。

投影レンズ１１０は、前方側の面が凸である片側凸レンズであり、レンズ中心軸（Ａｘ）の軸方向が車両の前後方向と略一致する位置に設けられている。また、投影レンズ１１０は、円環状のレンズ支持部材１２０および後述するシェード１３０の円環部１３１に外周部が挟持されることにより、上記の位置に固定されている。

シェード１３０は、投影レンズ１１０の後方に配され、下方および後方において灯具支持部材１４０と当接し、締結部材１５０を介して灯具支持部材１４０に固定されている。なお、締結部材１５０は、例えば螺子あるいはビスであってよい。また、シェード１３０は、締結部材１５０を用いずに灯具支持部材１４０に対して接着などの方法により固定されてもよい。

シェード１３０は、投影レンズ１１０の後方側の焦点（Ｆ２）近傍からレンズ中心軸（Ａｘ）に沿って水平面が形成されている。また、当該水平面は焦点（Ｆ２）近傍で終端し、当該終端部には、車両の幅方向すなわち図２の奥から手前にかけて延びるエッジが形成されている。シェード１３０の前方側には、円環部１３１が形成されている。円環部１３１は、上記のようにレンズ支持部材１２０との間で投影レンズ１１０の外周部を挟持する。

灯具支持部材１４０は、図示しない締結部材を介してランプボディ２０に固定されており、シェード１３０および後述するリフレクタ１７０や下部リフレクタ１８０などを支持する。灯具支持部材１４０の上部には、シェード１３０の上記水平面と面一な水平面１４２がレンズ中心軸（Ａｘ）に沿って形成されており、当該水平面１４２上には、ＬＥＤ光源１６１が光軸（Ｌ１）を上方に向けて設けられている。また、灯具支持部材１４０の下部には、水平面１４３が形成されており、当該水平面１４３上には、ＬＥＤ光源１６２が光軸（Ｌ２）を下方に向けて設けられている。

灯具支持部材１４０の前方側には、表面積を大きくするために複数のヒートシンク１４１が設けられている。また、本例において、灯具支持部材１４０は、アルミなどの熱伝導率の高い材料により形成されている。したがって、灯具支持部材１４０は、ＬＥＤ光源１６１，１６２から発せされる熱を効率よく外部へと逃がすことができる。

ＬＥＤ光源１６１，１６２は、一または複数のＬＥＤチップが樹脂等の透光材料によって封止することにより形成される。本例において、ＬＥＤ光源１６１，１６２は、車両の前後方向よりも幅方向に長い（上面および下面が長方形である）直方体形状である。そして、ＬＥＤ光源１６１は上面が主発光面であり、ＬＥＤ光源１６２は下面が主発光面である。また、ＬＥＤ光源１６１，１６２は、それぞれ主発光面の長辺が車両の幅方向に平行となるように配される。ＬＥＤ光源１６１，１６２は、図示しない給電回路を介して供給される電力により発光する。

リフレクタ１７０は、光軸（Ｌ１）を含むＬＥＤ光源１６１の上方および側方を覆うように設けられている。リフレクタ１７０は、その下部において図示しない締結部材を介して灯具支持部材１４０に固定されている。リフレクタ１７０のＬＥＤ光源１６１と対向する側の面（内面）は、断面が略楕円形状をした滑らかな曲面であり、例えば入射する光を高効率で反射することのできる材料が塗布または蒸着されている。そして、上記内面の第１の焦点は、ＬＥＤ光源１６１の発光中心（Ｆ１）であり、当該内面の第２の焦点は、投影レンズ１１０の後方側の焦点（Ｆ２）である。したがって、リフレクタ１７０は、ＬＥＤ光源１６１からの出射光の一部を内面で反射して投影レンズ１１０の後方側の焦点（Ｆ２）近傍へ集光させる。

そして、リフレクタ１７０により焦点（Ｆ２）近傍へ集光された光は、その一部がシェード１３０に形成された上記エッジによって遮られ、残りが投影レンズ１１０へ入射し、略平行光（Ｒ１）となって、前方へ出射する。この光（Ｒ１）は、例えば、ロービームの配光パターンにおいてカットオフラインを含む集光領域を形成する。なお、シェード１３０の上記水平面に鏡面処理を施すことにより、ＬＥＤ光源１６１からの光の利用効率を向上させることができる。

第１付加リフレクタ１７１は、ＬＥＤ光源１６１の上方におけるリフレクタ１７０の前方に配され、リフレクタ１７０と一体に設けられる。第１付加リフレクタ１７１の内面は、ＬＥＤ光源１６１の発光中心（Ｆ１）を焦点とする略放物面の断面群から構成される自由曲面である。また、第１付加リフレクタ１７１の内面には、リフレクタ１７０の内面と同様に、入射する光を高効率で反射することのできる材料が塗布または蒸着されている。

第１付加リフレクタ１７１は、ＬＥＤ光源１６１からの出射光の一部を内面で反射して投影レンズ１１０を通さずに前方へと出射する。より具体的には、第１付加リフレクタ１７１は、ＬＥＤ光源１６１からの出射光のうち、光軸（Ｌ１）よりも車両の前方側へ出射する光の一部を投影レンズ１１０の上方において反射する。そして、反射された光は、略平行光（Ｒ２）となって投影レンズ１１０を通らずにエクステンション４０に設けられた開口４１を通じて前方へ出射する。この光（Ｒ２）は、例えば、ロービームの配光パターンにおいて上記集光領域周辺の拡散領域を形成する。

なお、図２では、第１付加リフレクタ１７１がＬＥＤ光源１６１から上方へ出射する光のうち、斜め前方への出射光を反射するときの光路を例示している。しかしながら、第１付加リフレクタ１７１は車両の幅方向に延在することから、第１付加リフレクタ１７１は、ＬＥＤ光源１６１から前方へ出射する光のうち図２の奥側または手前側へ出射する光の一部についても上記と同様に投影レンズ１１０を通さずに前方へ反射する。

下部リフレクタ１８０は、光軸（Ｌ２）を含むＬＥＤ光源１６２の下方および側方を覆うように設けられている。下部リフレクタ１８０は、その上部において図示しない締結部材を介して灯具支持部材１４０に固定されている。下部リフレクタ１８０におけるＬＥＤ光源１６２と対向する側の面（内面）は、ＬＥＤ光源１６２の発光中心（Ｆ３）を焦点とする略放物面の断面群から構成される自由である。

下部リフレクタ１８０の内面には、リフレクタ１７０および第１付加リフレクタ１７１の内面と同様に、入射する光を高効率で反射することのできる材料が塗布または蒸着されている。下部リフレクタ１８０は、ＬＥＤ光源１６２からの出射光を内面で反射して略平行光（Ｒ３）としてエクステンション４０に設けられた開口４２を通じて前方へと出射する。下部リフレクタ１８０で反射された光（Ｒ３）は、ハイビームの配光パターンを形成する。

以上のように、本実施形態に係る車両用前照灯１０は、ＬＥＤ光源１６１から斜め上方へ出射する光を用いてロービームの配光パターンにおける拡散領域を形成するので、例えばＬＥＤ光源１６１から略水平方向へ出射する光を用いる場合と比べて拡散領域に利用することのできる光量が大きく、その結果として拡散領域に要求される照度を十分に確保することができる。

図３は、本実施形態の他の例に係る車両用前照灯１１の図２に対応する断面矢視図である。車両用前照灯１１において、車両用前照灯１０と同じ構成については、図３において同じ符号で示すとともに重複する説明については適宜省略する。

車両用前照灯１１は、車両用前照灯１０における灯具ユニット１００に替えて灯具ユニット１０１を備える。灯具ユニット１０１は、第１付加リフレクタ１７１の下方に第２付加リフレクタ１７２が設けられている。より具体的には、第２付加リフレクタ１７２は、リフレクタ１７０の前方におけるＬＥＤ光源１６１と第１付加リフレクタ１７１との間に設けられている。また、灯具ユニット１０１においては、第２付加リフレクタ１７２は、リフレクタ１７０と一体に形成されてもよい。この場合、リフレクタ１７０と第２付加リフレクタ１７２との間に、第１付加リフレクタ１７１へ向かう光を通すための開口（図３におけるリフレクタ１７０と第２付加リフレクタ１７２との間の隙間）が設けられる。また、この場合、第１付加リフレクタ１７１は、リフレクタ１７０および第２付加リフレクタ１７２とは別体であってよい。したがって、第１付加リフレクタ１７１を有効反射面に応じた大きさに小型化することができる。

第２付加リフレクタ１７２の内面は、ＬＥＤ光源１６１の光を投影レンズ１１０のレンズ中心軸（Ａｘ）寄りに反射させて投影レンズ１１０を通過するように構成した自由曲面である。なお、第２付加リフレクタ１７２の内面と第１付加リフレクタ１７１の内面とは異なる曲率を有してよい。第２付加リフレクタ１７２の内面には、リフレクタ１７０の内面などと同様に、入射する光を高効率で反射することのできる材料が塗布または蒸着されている。

第２付加リフレクタ１７２は、ＬＥＤ光源１６１からの出射光のうち、リフレクタ１７０および第１付加リフレクタ１７１で反射されない光の少なくとも一部を反射するように設けられている。より具体的には、第２付加リフレクタ１７２は、ＬＥＤ光源１６１からの出射光のうち、灯具ユニット１００ではシェード１３０の円環部１３１やレンズ支持部材１２０によって遮られていた光の光路上に設けられている。そして、第２付加リフレクタ１７２は、ＬＥＤ光源１６１からの当該光を内面で反射することにより、投影レンズ１１０の後方側の焦点（Ｆ２）の上方から投影レンズ１１０へ入射させる。そして、第２付加リフレクタ１７２からの反射光（Ｒ４）は、投影レンズ１１０を通過した後、投影レンズ１１０からやや下向き（５〜１０°）に出射される。この光（Ｒ４）は、ロービームの配光パターンにおいて上記拡散領域のうち、上記集光領域の下側の領域の照度を高める。

図４は、車両用前照灯１１による配光パターンの一例を等照度曲線により示す。図４において、ＨＬ−ＨＲは水平基準線を示し、ＶＵ−ＶＤは垂直基準線を示す。また、図の左側および下側の数字は、それぞれの基準線からの垂直方向および水平方向の角度を示す。図４に示すように、車両用前照灯１１は、ＬＥＤ光源１６１からの出射光のうち、車両用前照灯１０では利用されていなかった光を利用することにより拡散領域の照度をさらに高めることができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることができることは当業者に明らかである。

１０，１１車両用前照灯
２０ランプボディ
３０カバー
４０エクステンション
４１，４２開口
１００，１０１灯具ユニット
１１０投影レンズ
１２０レンズ支持部材
１３０シェード
１３１円環部
１４０灯具支持部材
１４１ヒートシンク
１４２，１４３水平面
１５０締結部材
１６１，１６２ＬＥＤ光源
１７０リフレクタ
１７１第１付加リフレクタ
１７２第２付加リフレクタ
１８０下部リフレクタ

Claims

ランプボディおよびカバーで形成された灯室内に、レンズ中心軸の軸方向が車両の前後方向となるように設けられる投影レンズと、
前記投影レンズの後方側の焦点よりもさらに後方において光軸を上方に向けて設けられるＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源の上方を覆うように設けられ、前記ＬＥＤ光源からの光の一部を反射して前記投影レンズの前記後方側の焦点近傍へ集光させるリフレクタと、
前記車両の前後方向において前記投影レンズと前記リフレクタの間に設けられ、前記リフレクタからの反射光の一部を遮蔽して配光パターンのカットオフラインを形成するシェードと、
前記ＬＥＤ光源の上方における前記リフレクタの前方に設けられ、前記ＬＥＤ光源からの光の一部を前記投影レンズを通さずに前方へ反射する第１付加リフレクタと、
を備えることを特徴とする車両用灯具。
前記第１付加リフレクタの下方に第２付加リフレクタがさらに設けられ、
前記第２付加リフレクタは、前記ＬＥＤ光源からの光の一部を反射して前記後方側の焦点の上方から前記投影レンズへ入射させることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
前記第２付加リフレクタは、前記ＬＥＤ光源からの光のうち、前記リフレクタおよび前記第１付加リフレクタで反射されない光の少なくとも一部を反射するように設けられることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
前記ＬＥＤ光源は、前記車両の前後方向よりも幅方向に長い発光面を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用灯具。