JP2010282935A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の車両用灯具では、配光パターンを高精度に制御する上で課題がある。
【解決手段】この発明は、バルブタイプの光源からなる第１光源２と、第１反射面１１と、第２反射面１２と、１２個の半導体型光源１３からなる第２光源３と、第３反射面１７および１８と、を備える。第１光源２を点灯すると、第１光源２からの光が第１反射面１１と第２反射面１２とで反射されて拡散タイプの配光パターンＰ１と集光タイプの配光パターンＰ２とが合成されたハイビーム用の配光パターンＰ３が得られる。第２光源３を点灯すると、第３反射面１７および１８で反射されてデイタイムランニングランプ用配光パターンＰ４とクリアランスランプ用配光パターンＰ５とが得られる。この結果、この発明は、配光パターンを高精度に制御することができる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、１つのランプユニットに複数のランプ機能を有する車両用灯具に関するものである。

この種の車両用灯具は、従来からある（たとえば、特許文献１）。以下、従来の車両用灯具について説明する。従来の車両用灯具は、ヘッドランプバルブと、そのヘッドランプバルブの周囲に配置されている反射面と、その反射面に設けられている発光ダイオードバルブの導光部と、を備えるものである。ヘッドランプバルブを点灯させると、ヘッドランプの配光パターンが照射される。また、発光ダイオードバルブを点灯させると、クリアランスランプの配光パターンが照射される。

ところが、従来の車両用灯具は、反射面に発光ダイオードバルブの導光部を設けたものであって、発光ダイオードバルブの点灯により照射されるクリアランスランプの配光パターンを導光部で制御するものであるから、配光パターンを高精度に制御する上で課題がある。

特開２００８−１６６１４５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、配光パターンを高精度に制御する上で課題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、バルブタイプの光源からなる第１光源と、第１光源の周囲に配置されていて、第１光源からの光を拡散タイプの配光パターンとして反射させる第１反射面と、第１光源および第１反射面の周囲に配置されていて、第１光源からの光を集光タイプの配光パターンとして反射させる第２反射面と、第１反射面と第２反射面との間に設けられている環状溝の底壁に所定の間隔を保って配置されている複数個の半導体型光源からなる第２光源と、環状溝の側壁に設けられていて、第２光源からの光を所定の配光パターンとして反射させる第３反射面と、を備える、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、第３反射面が、環状溝の側壁のうち第１光源側の内側の側壁に設けられている内側の第３反射面と、環状溝の側壁のうち第１光源に対して内側の側壁よりも外側に設けられている外側の第３反射面と、から構成されていて、外側の第３反射面が、内側の第３反射面よりも、第３光源からの光を反射させる方向に長く、外側の第３反射面における反射光の振り角が、内側の第３反射面における反射光の振り角よりも大きい、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、第２光源には、第２光源の発光状態を切り替えてランプ機能を切り替える切替手段が設けられている、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、前記の課題を解決するための手段により、バルブタイプの第１光源を点灯すると、第１光源からの光が、第１反射面で拡散タイプの配光パターンとして反射され、かつ、第２反射面で集光タイプの配光パターンとして反射され、この拡散タイプの配光パターンと集光タイプの配光パターンとが合成（重畳）されて所定の配光パターン、たとえば、ハイビーム用（走行用）配光パターンやフォグ用（霧用）配光パターンとして照射される。一方、半導体型光源の第２光源を点灯すると、第２光源からの直射光と、第２光源からの光であって第３反射面で反射された反射光とが合成（重畳）されて、所定の配光パターン、たとえば、デイタイムランニングランプ用（昼間灯用）配光パターンやクリアランスランプ用（車幅灯用）配光パターンとして照射される。このように、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、第２光源の点灯により照射される所定の配光パターンを、第２光源からの直射光と第３反射面からの反射光と合成して制御するものであるから、導光部で制御する従来の車両用灯具と比較して、所定の配光パターンを高精度に制御することができる。

しかも、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、第２光源が所定の間隔を保って配置されている複数個の半導体型光源からなるものであるから、第２光源の点灯時において、複数個の半導体型光源が点光するのを防止でき、かつ、所定の配光パターンの高精度の制御が容易となる。

その上、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、第１光源の周囲の第１反射面と第２反射面との間に設けられている環状溝に第２光源が配置されているので、第１光源の点灯時、および、第２光源の点灯時、および、第１光源と第２光源との同時点灯時、における見栄えが異なり、斬新な見栄えを提供することができる。

また、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用灯具は、前記の課題を解決するための手段により、第２光源からの直射光と、内側の第３反射面からの反射光と、振り角が内側の第３反射面からの反射光の振り角よりも大きい外側の第３反射面からの反射光とが合成されて、中央部の光度（照度、光量など）が周辺部の光度よりも大きく（高く、強く）、かつ、外側に広がった所定の配光パターンを形成するものであるから、中央部の光度が周辺部の光度よりも大きく、かつ、外側に広がった車両用灯具の配光パターンとして最適である。

しかも、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用灯具は、外側の第３反射面が内側の第３反射面よりも第２光源からの光を反射させる方向に長いので、外側の第３反射面における反射光の振り角を内側の第３反射面における反射光の振り角よりも大きくしても、外側の第３反射面からの反射光が内側に位置する第１光源により遮られることが無く、第２光源からの光を有効に利用することができる。

さらに、この発明（請求項３にかかる発明）の車両用灯具は、前記の課題を解決するための手段により、第２光源の点灯により得られる所定の配光パターンを複数のランプ機能の配光パターン、たとえば、デイタイムランニングランプ用配光パターンとクリアランスランプ用配光パターンとに切り替えることができる。このように、この発明（請求項３にかかる発明）の車両用灯具は、１つのランプユニットに第１光源のランプ機能と第２光源の複数のランプ機能とが得られるので、１つのランプユニットに１つのランプ機能もしくは２つのランプ機能を有する車両用灯具と比較して、ランプユニットの設置スペースを小さく（狭く）することができ、その分、車両用灯具のレイアウト設計の自由度が増す（向上する）。

図１は、この発明にかかる車両用灯具の実施例を示す主要構成部品の分解斜視図である。 図２は、同じく、主要構成部品を組み付けた状態を示す正面図である。 図３は、同じく、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面説明図である。 図４は、同じく、図２におけるＩＶ−ＩＶ線断面説明図である。 図５は、同じく、図２におけるＶ−Ｖ線断面説明図である。 図６は、同じく、配光パターンを示す説明図である。

以下に、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。図６において、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。この明細書において、「上、下、前、後、右、左」は、車両用灯具を車両に装備された際の「上、下、前、後、右、左」である。

以下、この実施例における車両用灯具の構成について説明する。図１〜図３において、符号１は、この実施例における車両用灯具である。前記車両用灯具１は、この例では、ハイビーム用のヘッドランプ（車両用前照灯）である。前記車両用灯具１は、ランプハウジング（図示せず）と、ランプレンズ（図示せず）と、第１光源２と、第２光源３と、リフレクタ４と、を備えるものである。前記車両用灯具１は、車両の前部の左右両側部の所定の位置に装備されている。

前記第１光源２および前記第２光源３および前記リフレクタ４は、ランプユニットを構成する。前記第１光源２および前記第２光源３および前記リフレクタ４は、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光軸調整装置（図示せず）を介して光軸調整可能に配置されている。

前記第１光源２は、ハロゲンバルブランプや放電バルブランプ（ＨＩＤ）や白熱バルブランプなどのバルブタイプの光源からなるものである。前記第１光源２は、ソケット機構５に着脱可能に取り付けられている。前記第１光源２は、ソケット機構５を介して前記リフレクタ４に着脱可能に取り付けられている。

前記リフレクタ４は、一方向側（前側）が開口し、かつ、その他の５方向側（後側、上側、下側、右側、左側）が閉塞した回転放物面の中空形状をなす。前記リフレクタ４の中央部には、円形（円筒形）の取付孔６が設けられている。前記第１光源２を後側から前側に前記取付孔６の中を通して前記リフレクタ４の中に挿入する。前記ソケット機構５を前記取付孔６の縁に着脱可能に取り付ける。これにより、前記第１光源２は、ソケット機構５を介して前記リフレクタ４に着脱可能に取り付けられることとなる。

前記リフレクタ４の前記取付孔６の周囲には、前側から後側に凹んだ円環状の溝７が設けられている。前記円環状溝７は、底壁８と、内側（前記取付孔６側、中央側）の側壁９と、外側（周辺側）の側壁１０と、から囲まれてなる。

前記リフレクタ４の内面には、第１反射面１１と第２反射面１２とがそれぞれ設けられている。前記第１反射面１１は、前記リフレクタ４の内面のうち前記円環状溝７よりも中央側（内側）に設けられている。一方、前記第２反射面１２は、前記リフレクタ４の内面のうち前記円環状溝７よりも周辺側（外側）に設けられている。この結果、前記円環状溝７は、前記第１反射面１１と前記第２反射面１２との間に設けられていることとなる。

前記第１反射面１１は、前記第１光源２からの光を図６（Ａ）に示す拡散タイプの配光パターンＰ１として反射させる反射面である。一方、前記第２反射面１２は、前記第１光源２からの光を図６（Ａ）に示す集光タイプの配光パターンＰ２として反射させる反射面である。前記拡散タイプの配光パターンＰ１と前記集光タイプの配光パターンＰ２とを合成することにより、図６（Ａ）に示すハイビーム用の配光パターンＰ３が得られる。

前記第１反射面１１および前記第２反射面１２は、パラボラ系の自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）からなる。前記第１反射面１１および前記第２反射面１２は、基準焦点（擬似焦点）Ｆおよび基準光軸（擬似光軸）Ｚをそれぞれ有する。前記第１反射面１１の前記基準焦点Ｆおよび前記基準光軸Ｚと、前記第２反射面１２の前記基準焦点Ｆおよび前記基準光軸Ｚとは、一致もしくはほぼ一致する。前記第１反射面１１および前記第２反射面１２の基準焦点Ｆもしくはその近傍には、前記第１光源２の発光部（図示せず）が位置する。

前記第２光源３は、前記リフレクタ４の前記円環状溝７の前記底壁８に所定の間隔（この例では、１５ｍｍ以内）を保って配置されている複数個（この例では、１２個）の半導体型光源１３と、回路基板１４と、切替手段としての切替回路１５と、から構成されている。

前記半導体型光源１３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１３は、板形状の基板（図示せず）と、前記基板の一面（上面）に固定されている微小な直方体形状の光源チップ（半導体チップ）の発光体（図示せず）と、前記発光体を覆う半球形状（ドーム形状）の光透過部材すなわちレンズ（図示せず）と、から構成されている。

前記回路基板１４は、前記円環状溝７の前記底壁８に対応する円環形状をなす。前記回路基板１４の表面（前側面）には、１２個の前記半導体型光源１３が等間隔に固定されている。一方、前記リフレクタ４の前記円環状溝７の前記底壁８には、１２個の円形の透孔１６が等間隔に設けられている。１２個の前記透孔１６中に１２個の前記半導体型光源１３をそれぞれ挿入し、前記回路基板１４を前記リフレクタ４の前記円環状溝７の前記底壁８に取り付ける。これにより、１２個の前記半導体型光源１３は、前記リフレクタ４の前記円環状溝７の前記底壁８に所定の間隔を保って配置されることとなる。

前記切替回路１５は、前記回路基板１４を介して１２個の前記半導体型光源１３に電気的に接続されている。前記切替回路１５は、前記第２光源３（１２個の半導体型光源１３）の発光状態を第１発光状態と第２発光状態とに切り替える手段である。前記切替回路１５は、たとえば、パルスワイド変調（ＰＷＭ）方式や電圧制御方式を用いるものである。

前記リフレクタ４の前記円環状溝７の前記側壁には、前記第２光源３からの光を所定の配光パターン、この例では、図６（Ｂ）に示すデイタイムランニングランプ用配光パターンＰ４および図６（Ｃ）に示すクリアランスランプ用配光パターンＰ４として反射させる第３反射面がそれぞれ設けられている。前記第３反射面は、前記リフレクタ４の前記円環状溝７の前記内側の側壁９に設けられている内側の第３反射面１７と、前記リフレクタ４の前記円環状溝７の前記外側の側壁１０に設けられている外側の第３反射面１８と、から構成されている。

図４および図５に示すように、前記外側の第３反射面１８は、前記内側の第３反射面１７よりも、前記第３光源３からの光を反射させる方向（前側方向）に長い。前記外側の第３反射面１８における反射光Ｌ２およびＬ４の振り角θ２およびθ４は、前記内側の第３反射面１７における反射光Ｌ１およびＬ３の振り角θ１およびθ３よりも大きい。また、左右に位置する前記内側の第３反射面１７における反射光Ｌ３の振り角θ３および前記外側の第３反射面１８における反射光Ｌ４の振り角θ４（図５参照）は、上下に位置する前記内側の第３反射面１７における反射光Ｌ１の振り角θ１および前記外側の第３反射面１８における反射光Ｌ２の振り角θ２（図４参照）よりも大きい。さらに、斜めに位置する前記内側の第３反射面１７における反射光の振り角（図示せず）および前記外側の第３反射面１８における反射光の振り角（図示せず）は、左右に位置する前記内側の第３反射面１７における反射光Ｌ３の振り角θ３および前記外側の第３反射面１８における反射光Ｌ４の振り角θ４（図５参照）より小さく、かつ、上下に位置する前記内側の第３反射面１７における反射光Ｌ１の振り角θ１および前記外側の第３反射面１８における反射光Ｌ２の振り角θ２（図４参照）よりも大きい。これにより、図６（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、上下幅が狭く、かつ、左右幅が広い配光パターン、すなわち、車両用灯具としての配光パターンに適した配光パターンＰ４、Ｐ５が得られる。

この実施例における車両用灯具１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、切替回路１５により、第２光源３（１２個の半導体型光源１３）の発光状態を第１発光状態に切り替えておく。この状態で、第２光源３を点灯する。すると、第２光源３からの光の一部は、直射光（図示せず）として前方に照射される。また、第２光源３からの直射光以外の光の一部は、内側の第３反射面１７で反射されて反射光Ｌ１およびＬ３として前方に照射される。さらに、第２光源３からの直射光以外の光の残りは、外側の第３反射面１８で反射されて反射光Ｌ２およびＬ４として前方に照射される。この第２光源３からの直射光と、第２光源３からの光であって内側の第３反射面１７で反射された反射光Ｌ１およびＬ２と、第２光源３からの光であって外側の第３反射面１８で反射された反射光Ｌ３およびＬ４とが合成（重畳）されて、図６（Ｂ）に示すデイタイムランニングランプ用（昼間灯用）配光パターンＰ４が形成されて得られる。このデイタイムランニングランプ用配光パターンＰ４は、中央部の光度と周辺部の光度との差が大きくかつある程度広い範囲に亘る配光パターンである。

つぎに、切替回路１５により、第２光源３の発光状態を第１発光状態から第２発光状態に切り替える。すると、図６（Ｃ）に示すクリアランスランプ用（車幅灯用）配光パターンＰ５が形成されて得られる。このクリアランスランプ用配光パターンＰ５は、中央部の光度と周辺部の光度との差がデイタイムランニングランプ用配光パターンＰ４よりも小さくかつ範囲がデイタイムランニングランプ用配光パターンＰ４の範囲よりも広い配光パターンである。

さらに、クリアランスランプ用配光パターンＰ５が照射されている状態で、第１光源２を点灯する。すると、第１光源２からの光が、第１反射面１１で図６（Ａ）に示す拡散タイプの配光パターンＰ１として反射され、かつ、第２反射面１２で図６（Ａ）に示す集光タイプの配光パターンＰ２として反射され、この拡散タイプの配光パターンＰ１と集光タイプの配光パターンＰ２とが合成（重畳）されて、図６（Ａ）に示すハイビーム用（走行用）配光パターンＰ３として照射される。

この実施例における車両用灯具１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。

この実施例における車両用灯具１は、第２光源３の点灯により照射される所定の配光パターンすなわちデイタイムランニングランプ用配光パターンＰ４およびクリアランスランプ用配光パターンＰ５を、第２光源３からの直射光と内側の第３反射面１７からの反射光Ｌ１およびＬ３と外側の第３反射面１８からの反射光Ｌ２およびＬ４と合成して制御するものであるから、導光部で制御する従来の車両用灯具と比較して、所定の配光パターンすなわちデイタイムランニングランプ用配光パターンＰ４およびクリアランスランプ用配光パターンＰ５を高精度に制御することができる。

しかも、この実施例における車両用灯具１は、第２光源３が所定の間隔を保って配置されている１２個の半導体型光源１３からなるものであるから、第２光源３の点灯時において、１２個の半導体型光源１３が点光するのを防止でき、かつ、所定の配光パターンすなわちデイタイムランニングランプ用配光パターンＰ４およびクリアランスランプ用配光パターンＰ５の高精度の制御が容易となる。

その上、この実施例における車両用灯具１は、第１光源２の周囲の第１反射面１１と第２反射面１２との間に設けられている環状溝７に第２光源３が配置されているので、第２光源３の点灯時、および、第１光源２と第２光源３との同時点灯時、における見栄えが異なり、斬新な見栄えを提供することができる。

また、この実施例における車両用灯具１は、第２光源３からの直射光と、内側の第３反射面１７からの反射光Ｌ１およびＬ３と、振り角θ２およびθ４が内側の第３反射面１７からの反射光Ｌ１およびＬ３の振り角θ１およびθ３よりも大きい外側の第３反射面１８からの反射光Ｌ２およびＬ４とが合成されて、中央部の光度（照度、光量など）が周辺部の光度よりも大きく（高く、強く）、かつ、外側に広がった所定の配光パターンすなわちデイタイムランニングランプ用配光パターンＰ４およびクリアランスランプ用配光パターンＰ５を形成するものであるから、中央部の光度が周辺部の光度よりも大きく、かつ、外側に広がった車両用灯具の配光パターンとして最適である。

しかも、この実施例における車両用灯具１は、外側の第３反射面１８が内側の第３反射面１７よりも第２光源３からの光を反射させる方向（前側方向）に長いので、外側の第３反射面１８における反射光Ｌ２およびＬ４の振り角θ２およびθ４を内側の第３反射面１７における反射光Ｌ１およびＬ３の振り角θ１およびθ３よりも大きくしても、外側の第３反射面１８からの反射光Ｌ２およびＬ４が内側に位置する第１光源２により遮られることが無く、第２光源３からの光を有効に利用することができる。

さらに、この実施例における車両用灯具１は、第２光源３の点灯により得られる所定の配光パターンをデイタイムランニングランプ用配光パターンＰ４とクリアランスランプ用配光パターンＰ５とに切り替えることができる。このように、この実施例における車両用灯具１は、１つのランプユニットに第１光源２のランプ機能すなわちハイビーム用ランプ機能と第２光源３の２つのランプ機能すなわちデイタイムランニングランプ機能およびクリアランスランプ機能とが得られるので、１つのランプユニットに１つのランプ機能もしくは２つのランプ機能を有する車両用灯具と比較して、ランプユニットの設置スペースを小さく（狭く）することができ、その分、車両用灯具のレイアウト設計の自由度が増す（向上する）。

なお、この実施例においては、第１反射面１１と第２反射面１２とを分割する環状溝７が円環状をなすものである。ところが、この発明においては、円環状溝以外の環状溝、たとえば、多角環状溝、楕円環状溝などであっても良い。

また、この実施例においては、第１光源２を第２光源３と同時点灯するものである。ところが、この発明においては、第１光源のみ点灯するものであっても良いし、第１光源のみの点灯の場合および第１光源と第２光源との同時点灯の場合のものであっても良い。

さらに、この実施例においては、ハイビーム用のヘッドランプ（車両用前照灯）に使用するものである。ところが、この発明においては、ハイビーム用のヘッドランプ（車両用前照灯）以外の車両用灯具、たとえば、フォグランプなどにも使用することができる。

さらにまた、この実施例においては、第２光源３の点灯で得られる所定の配光パターンがデイタイムランニングランプ用配光パターンＰ４とクリアランスランプ用配光パターンＰ５とであって、２つのランプ機能が得られるものである。ところが、この発明においては、第２光源の点灯で得られる所定の配光パターンがデイタイムランニングランプ用配光パターンやクリアランスランプ用配光パターン以外の配光パターンであっても良いし、また、得られるランプ機能が１つのランプ機能あるいは３つ以上のランプ機能であっても良い。

１ 車両用灯具
２ 第１光源
３ 第２光源
４ リフレクタ
５ ソケット機構
６ 取付孔
７ 円環状溝
８ 底壁
９ 内側の側壁
１０ 外側の側壁
１１ 第１反射面
１２ 第２反射面
１３ 半導体型光源
１４ 回路基板
１５ 切替回路
１６ 透孔
１７ 内側の第３反射面
１８ 外側の第３反射面
Ｆ 基準焦点（焦点）
Ｚ 基準光軸（光軸）
Ｐ１ 拡散タイプの配光パターン
Ｐ２ 集光タイプの配光パターン
Ｐ３ ハイビーム用の配光パターン
Ｐ４ デイタイムランニングランプ用配光パターン
Ｐ５ クリアランスランプ用配光パターン
Ｌ１ 上下に位置する内側の第３反射面からの反射光
Ｌ２ 上下に位置する外側の第３反射面からの反射光
Ｌ３ 左右に位置する内側の第３反射面からの反射光
Ｌ４ 左右に位置する外側の第３反射面からの反射光
θ１ 上下に位置する内側の第３反射面からの反射光の振り角
θ２ 上下に位置する外側の第３反射面からの反射光の振り角
θ３ 左右に位置する内側の第３反射面からの反射光の振り角
θ４ 左右に位置する外側の第３反射面からの反射光の振り角
ＶＵ−ＶＤ スクリーンの上下の垂直線
ＨＬ−ＨＲ スクリーンの左右の水平線

Claims (3)

1. １つのランプユニットに複数のランプ機能を有する車両用灯具において、
   バルブタイプの光源からなる第１光源と、
   前記第１光源の周囲に配置されていて、前記第１光源からの光を拡散タイプの配光パターンとして反射させる第１反射面と、
   前記第１光源および前記第１反射面の周囲に配置されていて、前記第１光源からの光を集光タイプの配光パターンとして反射させる第２反射面と、
   前記第１反射面と前記第２反射面との間に設けられている環状溝の底壁に所定の間隔を保って配置されている複数個の半導体型光源からなる第２光源と、
   前記環状溝の側壁に設けられていて、前記第２光源からの光を所定の配光パターンとして反射させる第３反射面と、
   を備える、ことを特徴とする車両用灯具。
2. 前記第３反射面は、前記環状溝の前記側壁のうち前記第１光源側の内側の側壁に設けられている内側の第３反射面と、前記環状溝の前記側壁のうち前記第１光源に対して前記内側の側壁よりも外側に設けられている外側の第３反射面と、から構成されていて、
   前記外側の第３反射面は、前記内側の第３反射面よりも、前記第３光源からの光を反射させる方向に長く、
   前記外側の第３反射面における反射光の振り角は、前記内側の第３反射面における反射光の振り角よりも大きい、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記第２光源には、前記第２光源の発光状態を切り替えてランプ機能を切り替える切替手段が設けられている、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。

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