JP2013254603A - 車両用灯具 - Google Patents

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Abstract

【課題】意匠的に斬新な見栄えをもたらす車両前照灯を提供する。
【解決手段】車両用前照灯100は、第1LED11と、第1LED11からの光を2回内面反射してから出射する第1透光部材13とを備える第1灯具ユニット10と、第2LED21と、第2LED21からの光を2回内面反射してから出射する第2透光部材23とを備える第2灯具ユニット20と、第3LED31と、第3LED31からの光を2回内面反射してから出射する第3透光部材33とを備える第3灯具ユニット30とを備える。第1透光部材13、第2透光部材23および第3透光部材33は、車幅方向の端部同士が連結されている。
【選択図】図2

Description

本発明は、車両用灯具に関する。
従来より、例えば「特許文献1」に記載されているように、半導体発光素子と、該半導体発光素子からの光を入射して、灯具前方へ出射させる透光部材とを備えた車両用前照灯用の灯具ユニットが知られている。この灯具ユニットにおいては、半導体発光素子から出射した光を、透光部材に入射させてその前面で内面反射させた後、その後面で再度内面反射させてその前面から出射させるように構成されている。その際、この透光部材の前面における中央領域には、半導体発光素子からの光を内面反射させるための鏡面処理が施されている。また、透光部材の後面は、そのほぼ全域に、前面からの反射光を再度反射するための鏡面処理が施されている。
そして、特許文献1には、上述のような灯具ユニットを複数個備える車両用前照灯が開示されている。この車両用前照灯では、一部の灯具ユニットが、ロービーム用配光パターンの水平カットオフライン形成用の灯具ユニットとして構成されており、別の一部の灯具ユニットが、ロービーム用配光パターンの傾斜カットオフライン形成用の灯具ユニットとして構成されている。
特開2005−11704号公報
ところで、近年では性能だけではなく、従来と異なる意匠的に斬新な見栄えを提供することが車両用灯具に求められている。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源および該光源からの光を制御する透光部材を有する車両用灯具において、意匠的に斬新な見栄えをもたらすことにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用灯具は、第1光源と、第1光源からの光を入射する第1透光部材であって、入射光を該透光部材の前面で内面反射させた後、該透光部材の後面で再度内面反射させて該透光部材の前面から出射させるよう構成された第1透光部材とを備える第1灯具ユニットと、第2光源と、第2光源からの光を入射する第2透光部材であって、入射光を該透光部材の前面で内面反射させた後、該透光部材の後面で再度内面反射させて該透光部材の前面から出射させるよう構成された第2透光部材と、を備える第2灯具ユニットとを備える。第1透光部材と第2透光部材は、車幅方向の端部同士が連結されている。
第1透光部材と第2透光部材は、樹脂材料により一体成形されていてもよい。
第1透光部材と第2透光部材の連結部は、一方の透光部材から他方の透光部材に光が透過可能に構成されていてもよい。
第1光源と第2光源は、共通の支持部材により支持されていてもよい。
第1透光部材と第2透光部材は、異なる配光パターンを形成するように構成されていてもよい。
本発明によれば、光源および該光源からの光を制御する透光部材を有する車両用灯具において、意匠的に斬新な見栄えをもたらすことができる。
本発明の実施形態に係る車両用前照灯を示す正面図である。 図1に示す車両用前照灯の水平断面図である。 図1に示す車両用前照灯の鉛直断面図である。 本発明の実施形態に係る車両用前照灯により形成される配光パターンを説明するための図である。 本実施形態に係る車両用前照灯により形成される別の配光パターンを説明するための図である。 本発明の別の実施形態に係る車両用前照灯を示す水平断面図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係る車両用前照灯100を示す正面図である。図2は、図1に示す車両用前照灯100のX−X断面図(水平断面図)である。図3は、本実施形態に係る車両用前照灯100のY−Y断面図(鉛直断面図)である。
図1〜図3に示す車両用前照灯100は、車両の左側に設けられる前照灯である。車両用前照灯100は、灯具前方に開口された凹部を有するランプボディ104と、ランプボディ104の開口部を覆う透明なカバー102とを備える。ランプボディ104とカバー102は、灯室106を形成している。
灯室106内には、3つの灯具ユニットが設けられている。最も車幅中心側に第1灯具ユニット10が設けられ、中央に第2灯具ユニット20が設けられ、最も車幅外側に第3灯具ユニット30が設けられている。本実施形態に係る車両用前照灯100において、第1灯具ユニット10、第2灯具ユニット20および第3灯具ユニット30は一体的に形成されている。第1灯具ユニット10、第2灯具ユニット20および第3灯具ユニット30は、第1エイミングスクリュー108および第2エイミングスクリュー110を介してランプボディ104に取り付けられている。
図4は、本実施形態に係る車両用前照灯100により形成される配光パターンを説明するための図である。図4は、車両用前照灯100から前方へ照射される光により灯具前方25mの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成されるロービーム用配光パターンLPを透視的に示す。
図4に示すように、このロービーム用配光パターンLPは、上端部に水平方向に延びる水平カットオフラインCL1および該水平カットオフラインCL1から所定の角度(例えば15°)で左上方へ延びる傾斜カットオフラインCL2を有する。ロービーム用配光パターンLPにおいて、水平カットオフラインCL1と傾斜カットオフラインCL2との交点であるエルボ点Eの位置は、灯具正面方向の消点であるH−V点の0.5°〜0.6°程度下方に設定されている。
ロービーム用配光パターンLPは、水平および傾斜カットオフライン形成用パターンP1(実線)と、第1拡散領域形成用パターンP2(破線)と、第2拡散領域形成用パターンP3(一点鎖線)との合成配光パターンとして形成される。
水平および傾斜カットオフライン形成用パターンP1は、水平カットオフラインCL1および傾斜カットオフラインCL2を形成するための配光パターンである。水平および傾斜カットオフライン形成用パターンP1は、第1灯具ユニット10からの光照射により形成される。第1拡散領域形成用パターンP2は、ロービーム用配光パターンLPの拡散領域を形成するとともに、水平カットオフラインCL1を補助的に形成するの配光パターンである。第1拡散領域形成用パターンP2は、第2灯具ユニット20からの光照射により形成される。第2拡散領域形成用パターンP3は、照射範囲が第1拡散領域形成用パターンP2よりも水平方向に広く、ロービーム用配光パターンLPの拡散領域を補助的に形成する配光パターンである。第2拡散領域形成用パターンP3は、第3灯具ユニット30からの光照射により形成される。このように、第1灯具ユニット10、第2灯具ユニット20および第3灯具ユニット30は、それぞれ異なる配光パターンを形成するよう構成されている。
例えば運転者からの指示により、形成する配光パターンが選択されてもよい。例えば第1灯具ユニット10および第2灯具ユニット20のみを点灯させ、水平および傾斜カットオフライン形成用パターンP1と第1拡散領域形成用パターンP2の合成配光パターンを形成してもよい。
図1〜図3に戻り、第1灯具ユニット10、第2灯具ユニット20および第3灯具ユニット30の構造について説明する。
第1灯具ユニット10は、矩形状の第1LED11と、第1基板12と、第1透光部材13と、第1ヒートシンク14とを有する。第1LED11は、第1基板12上に配置されており、第1基板12からの給電により発光する。第1基板12は、第1ヒートシンク14の第1ベース部14a上に搭載されている。第1ヒートシンク14には、第1ベース部14aに複数の放熱フィン14bが形成されており、第1LED11の発光により生じた熱を放熱する。
第1LED11から発せられた光は、第1LED11の前方に位置する第1透光部材13に入射し、第1透光部材13の前面13aで内面反射した後、第1透光部材13の後面13bで再度内面反射し、第1透光部材13の前面13aから出射する。つまり、第1透光部材13に入射した光は、第1透光部材13内で2回内面反射した後、第1透光部材13から出射される。
第1透光部材13は、アクリル樹脂等の透明な合成樹脂成形品である。第1透光部材13の前面13aは緩やかに湾曲した略平面で構成されており、後面13bは略回転放物面形状に形成される。第1透光部材13の前面13aには、第1LED11から発せられた光を後面13bに内面反射させるための前面反射部15が形成される。前面反射部15は、第1灯具ユニット10の光軸を中心とする円形の領域であり、アルミニウム蒸着等によって鏡面処理が施されている。前面反射部15の外周縁は、第1透光部材13の前面13aに入射する第1LED11からの光の入射角が第1透光部材13の臨界角と略等しくなる位置に設定される。これによって、第1LED11から発せられた光は、鏡面処理が施された前面反射部15によって内面反射されるとともに、前面反射部15に覆われていない外周側では全反射によって内面反射される。
第1透光部材13の後面側には、第1LED11を取り囲む収納空間16が形成されている。この収納空間16は、第1LED11の発光中心を中心とする半球面状に形成されており、第1基板12からの光を第1透光部材13内に入射する入射部として機能する。収納空間16内はエポキシ樹脂等の透明樹脂で充填されてもよい。この場合、第1LED11からの出射光を半球面で屈折させることなく第1透光部材13内に入射できる。
第1透光部材13の後面13b上には、前面反射部15による反射光を車両前方への出射光として反射させるための後面反射部17が形成される。この後面反射部17は、収納空間16を形成する半球面状の凹部を除く後面13bの全域にわたり、アルミニウム蒸着等によって鏡面処理が施されている。
本実施形態において、第1灯具ユニット10の第1LED11は、水平方向に対して長手辺が傾斜して配置されている。第1LED11の水平方向に対する傾斜角は、傾斜カットオフラインCL2の傾斜角と略同じであってよい。また、第1透光部材13の後面13b上に形成された後面反射部17は、水平カットオフラインCL1を形成するための傾斜ライン形成領域と、傾斜カットオフラインCL2を形成するための傾斜ライン形成領域とに分割されている。これにより、1つの第1灯具ユニット10で図4に示すような水平および傾斜カットオフライン形成用パターンP1を形成することができる。なお、このような第1灯具ユニット10については、本出願人による特開2011−100692号公報に詳細に開示されている。
次に第2灯具ユニット20について説明する。第2灯具ユニット20は、第1灯具ユニット10に隣接して配置されており、図4に示す第1拡散領域形成用パターンP2を形成するよう構成されてている。
第2灯具ユニット20は第1灯具ユニット10と類似した構造を有し、矩形状の第2LED21と、第2基板22と、第2透光部材23と、第2ヒートシンク24とを有する。第2LED21は、第2基板22上に配置されており、第2基板22からの給電により発光する。第2基板22は、第2ヒートシンク24の第2ベース部24a上に搭載されている。第2ヒートシンク24には、第2ベース部24aに複数の放熱フィン24bが形成されており、第2LED21の発光により生じた熱を放熱する。
第2LED21から発せられた光は、第2LED21の前方に位置する第2透光部材23に入射し、第2透光部材23の前面23aで内面反射した後、第2透光部材23の後面23bで再度内面反射し、第2透光部材23の前面23aから出射する。
第2透光部材23は、その形状は第1透光部材13と異なるものの、基本的に第1透光部材13と同様の構造を有する。すなわち、第2透光部材23の前面23aは緩やかに湾曲した略平面で構成されており、後面23bは略回転放物面形状に形成される。第2透光部材23の前面23aには、第2LED21から発せられた光を後面23bに内面反射させるための円形の前面反射部15が例えばアルミニウム蒸着等により形成される。第2LED21から発せられた光は、鏡面処理が施された前面反射部25によって内面反射されるとともに、前面反射部25に覆われていない外周側では全反射によって内面反射される。
第2透光部材23の後面側には、第2LED21を取り囲む収納空間26が形成されている。収納空間26内はエポキシ樹脂等の透明樹脂で充填されてもよい。
第2透光部材23の後面23b上には、前面反射部25による反射光を車両前方への出射光として反射させるための後面反射部27がアルミニウム蒸着等によって形成される。
本実施形態において、第2灯具ユニット20の第2LED21は、水平方向に対して長手辺が平行に配置されている。また、第2透光部材23の後面23b上に形成された後面反射部27の形状は、第2透光部材23の前面23aからの出射光の水平方向の拡散角度が第1透光部材13のそれよりも大きくなるように設計されている。これにより、図4に示すような第1拡散領域形成用パターンP2を形成することができる。
次に第3灯具ユニット30について説明する。第3灯具ユニット30は、第2灯具ユニット20に隣接して配置されており、図4に示す第2拡散領域形成用パターンP3を形成するよう構成されてている。
第3灯具ユニット30は第1灯具ユニット10および第2灯具ユニット20と類似した構造を有し、矩形状の第3LED31と、第3基板32と、第3透光部材33と、第3ヒートシンク34とを有する。第3LED31は、第3基板32上に配置されており、第3基板32からの給電により発光する。第3基板32は、第3ヒートシンク34の第3ベース部34a上に搭載されている。第3ヒートシンク34には、第3ベース部34aに複数の放熱フィン34bが形成されており、第3LED31の発光により生じた熱を放熱する。
第3LED31から発せられた光は、第3LED31の前方に位置する第3透光部材33に入射し、第3透光部材33の前面33aで内面反射した後、第3透光部材33の後面33bで再度内面反射し、第3透光部材33の前面33aから出射する。
第3透光部材33は、その形状は第1透光部材13と異なるものの、基本的に第1透光部材13および第2透光部材23と同様の構造を有する。すなわち、第3透光部材33の前面33aは緩やかに湾曲した略平面で構成されており、後面33bは略回転放物面形状に形成される。第3透光部材33の前面33aには、第3LED31から発せられた光を後面33bに内面反射させるための円形の前面反射部35が例えばアルミニウム蒸着等により形成される。第3LED31から発せられた光は、鏡面処理が施された前面反射部35によって内面反射されるとともに、前面反射部35に覆われていない外周側では全反射によって内面反射される。
第3透光部材33の後面側には、第3LED31を取り囲む収納空間36が形成されている。収納空間36内はエポキシ樹脂等の透明樹脂で充填されてもよい。
第3透光部材33の後面33b上には、前面反射部35による反射光を車両前方への出射光として反射させるための後面反射部37がアルミニウム蒸着等によって形成される。
本実施形態において、第3灯具ユニット30の第3LED31は、水平方向に対して長手辺が平行に配置されている。また、第3透光部材33の後面33b上に形成された後面反射部37の形状は、第3透光部材33の前面33aからの出射光の水平方向の拡散角度が第2透光部材23のそれよりも大きくなるように設計されている。これにより、図4に示すような第2拡散領域形成用パターンP3を形成することができる。
本実施形態に係る車両用前照灯100において、各灯具ユニットの透光部材は、隣接する灯具ユニットの透光部材と車幅方向の端部において連結されている。すなわち、図2に示すように、第1透光部材13の車幅外側の端部は、隣接する第2透光部材23の車幅中心側の端部と連結されている。第1透光部材13と第2透光部材23が連結されている部位を「第1連結部41」と呼ぶ。また、第2透光部材23の車幅外側の端部は、隣接する第3透光部材33の車幅中心側の端部と連結されている。第2透光部材23と第3透光部材33が連結されている部位を「第2連結部42」と呼ぶ。
本実施形態において、第1透光部材13、第2透光部材23および第3透光部材33は、アクリル樹脂等の透明な樹脂材料により一体成形されている。第1透光部材13の前面13a、第2透光部材23の前面23aおよび第3透光部材33の前面33aは、図1および図2に示すように緩やかに湾曲した、切れ目のない一平面状に形成されている。このように第1透光部材13、第2透光部材23および第3透光部材33を一体成形することにより、一体感のある意匠的に斬新な見栄えを有する灯具ユニットを実現できる。また、3つの透光部材を一体成形することにより、部品点数が削減されるので、コスト面で有利である。
図2に示すように、第1連結部41および第2連結部42は、透光部材の他の部位よりも薄厚に形成されている。第1連結部41および/または第2連結部42の厚さは、連結された一方の透光部材から他方の透光部材に光が透過可能に設定されてよい。すなわち、例えば第1灯具ユニット10の第1LED11からの光が第1連結部41さらには第2連結部42を透過可能であってよく、例えば第2灯具ユニット20の第2LED21からの光が第1連結部41さらには第2連結部42を透過可能であってよい。但し、連結部を透過する光の量が大きくなると、各灯具ユニットが本来形成すべき配光パターンが変化するおそれがあるので、第1連結部41および第2連結部42の厚みは配光パターンに影響を及ぼさないよう適切な値に設定される。
連結部を透光可能に形成した場合、例えば第1灯具ユニット10および第2灯具ユニット20のみを点灯させたときに、第1LED11および第2LED21からの光が第2連結部42を透過して第3透光部材33に入り、あたかも第3灯具ユニット30が発光して発光領域が拡大されたかのような見栄えを提供できる。
また、本実施形態において、第1ヒートシンク14、第2ヒートシンク24および第3ヒートシンク34は、一体的に形成されている。すなわち、第1ヒートシンク14の第1ベース部14aの車幅外側の端部は、隣接する第2ヒートシンク24の第2ベース部24aの車幅中心側の端部と連結されている。また、第2ヒートシンク24の第2ベース部24aの車幅外側の端部は、隣接する第3灯具ユニット30の第3ベース部34aの車幅中心側の端部と連結されている。このように、本実施形態において、第1LED11、第2LED21および第3LED31は、一体的に形成された共通の支持部材(ヒートシンク)により支持されている。この一体的に形成されたヒートシンクは、一体的に形成された第1透光部材13、第2透光部材23および第3透光部材33も支持している。
第1ヒートシンク14の第1ベース部14aの車幅中心側端部には、第1エイミングスクリュー108を取り付けるための第1エイミングスクリュー取付部50が形成されており、第3ヒートシンク34の第3ベース部34aの車幅外側端部には、第2エイミングスクリュー110を取り付けるための第2エイミングスクリュー取付部51が形成されている。第1エイミングスクリュー108および第2エイミングスクリュー110を回転することにより、第1灯具ユニット10、第2灯具ユニット20および第3灯具ユニット30の姿勢を一体的に変えることができ、例えば車両出荷時や車検時に第1灯具ユニット10、第2灯具ユニット20および第3灯具ユニット30のエイミング調整をまとめて行うことができる。
上述の実施形態では、第1透光部材13、第2透光部材23および第3透光部材33を一体成形したが、各透光部材を別体として成形し、車幅方向の端部同士が連結されるように配置されてもよい。この場合、連結部の界面に入射した光が意図せぬ方向に反射しないよう界面に反射防止膜等の処理が施されてもよい。
図5は、本実施形態に係る車両用前照灯100により形成される別の配光パターンを説明するための図である。図5に示す配光パターンは、第2拡散領域形成用パターンP3に代えてハイビーム形成用パターンP4を有する点が図4に示す配光パターンと異なる。このハイビーム形成用パターンP4は、第3灯具ユニット30からの光照射により形成される。第3灯具ユニット30の光軸の方向および後面反射部37の形状を変えることにより、図5に示すようなハイビーム形成用パターンP4を形成できる。
図5に示す配光パターンを形成可能な車両用前照灯100において、ロービーム用配光パターンを形成する場合、第1灯具ユニット10および第2灯具ユニット20を点灯させるとともに第3灯具ユニット30を消灯し、水平および傾斜カットオフライン形成用パターンP1と第1拡散領域形成用パターンP2の合成配光パターンを形成する。一方、ハイビーム用配光パターンを形成する場合、第1灯具ユニット10、第2灯具ユニット20および第3灯具ユニット30を全て点灯させ、水平および傾斜カットオフライン形成用パターンP1、第1拡散領域形成用パターンP2および第2拡散領域形成用パターンP3の合成配光パターンを形成する。このように、本実施形態に係る車両用前照灯100により形成される配光パターンは特に限定されず、様々な配光パターンを形成できる。
図6は、本発明の別の実施形態に係る車両用前照灯600を示す水平断面図である。図6に示す車両用前照灯600において、第2灯具ユニット20および第3灯具ユニット30の構成は図2等に示す車両用前照灯100の構成と同様であるので、詳細な説明は省略する。
本実施形態に係る車両用前照灯600は、水平および傾斜カットオフライン形成用パターンP1を形成する第1灯具ユニット610の構成が、図2等に示す第1灯具ユニット10と異なる。第1灯具ユニット610は、所謂プロジェクタ型の灯具ユニットであり、上方に向けて光を出射する第1LED611と、第1LED611からの光を反射するリフレクタ618と、リフレクタ618で反射した光の一部を遮光して、水平カットオフラインCL1および傾斜カットオフラインCL2を形成するシェード(リフレクタ618により隠れており図示されていない)と、該シェードを通過した光を灯具前方に投影する投影レンズ613とを備える。第1LED611およびリフレクタ618は、第1ヒートシンク614により支持されている。
本実施形態において、第1灯具ユニット610の投影レンズ613は、第2灯具ユニット20の第2透光部材23および第3灯具ユニット30の第3透光部材33とアクリル樹脂等の透明な樹脂材料により一体成形されている。すなわち、投影レンズ613の車幅外側の端部は、第2透光部材23の車幅中央の端部と第1連結部641を介して連結されている。第1連結部641の厚さは、第1灯具ユニット610から第2灯具ユニット20に光が透過可能に設定されてよい。
本実施形態のように、投影レンズ613と、第2透光部材23および第3透光部材33とを一体成形した場合も、一体感のある意匠的に斬新な見栄えを有する灯具ユニットを実現できる。また、部品点数が削減されるので、コスト面で有利である。
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
10、610 第1灯具ユニット、 11、611 第1LED、 12 第1基板、 13 第1透光部材、 15 前面反射部、 16 収納空間、 17 後面反射部、 20 第2灯具ユニット、 21 第2LED、 23 第2透光部材、 30 第3灯具ユニット、 31 第3LED、 33 第3透光部材、 41、641 第1連結部、 42 第2連結部、 100、600 車両用前照灯、 104 ランプボディ、 613 投影レンズ、 618 リフレクタ。

Claims (5)

  1. 第1光源と、前記第1光源からの光を入射する第1透光部材であって、入射光を該透光部材の前面で内面反射させた後、該透光部材の後面で再度内面反射させて該透光部材の前面から出射させるよう構成された第1透光部材と、を備える第1灯具ユニットと、
    第2光源と、前記第2光源からの光を入射する第2透光部材であって、入射光を該透光部材の前面で内面反射させた後、該透光部材の後面で再度内面反射させて該透光部材の前面から出射させるよう構成された第2透光部材と、を備える第2灯具ユニットと、
    を備え、
    前記第1透光部材と前記第2透光部材は、車幅方向の端部同士が連結されていることを特徴とする車両用灯具。
  2. 前記第1透光部材と前記第2透光部材は、樹脂材料により一体成形されている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1透光部材と前記第2透光部材の連結部は、一方の透光部材から他方の透光部材に光が透過可能に構成さ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。
  4. 前記第1光源と前記第2光源は、共通の支持部材により支持されてい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。
  5. 前記第1透光部材と前記第2透光部材は、異なる配光パターンを形成するように構成されていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の車両用灯具。
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