JP2014089867A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】光束利用率を低下させることなく、灯具全体のサイズダウンを図ることができる。
【解決手段】光源２２ａ〜２２ｆと、当該光源２２ａ〜２２ｆから出射される光Ｌ１，Ｌ２を車両前方に向かって反射させるリフレクタ２３ａ〜２３ｆとを有する複数のランプ部２１ａ〜２１ｆを備えた車両用前照灯であって、複数のランプ部２１ａ〜２１ｆにおける各々は、リフレクタ２３ａ〜２３ｆが上下方向における一方側から他方側に向かって幅広となる略台形状からなると共に、光源２２ａ〜２２ｆがリフレクタ２３ａ〜２３ｆの一方側の端部に他方側に向けて配設された発光素子からなり、複数のランプ部２１ａ〜２１ｆが、各リフレクタ２３ａ〜２３ｆをそれぞれの光源２２ａ〜２２ｆの位置が上下に互い違いとなるように水平方向に隣接して配列されてなるランプユニット２を備えるようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両に搭載されるヘッドランプやフォグランプ等の車両用前照灯に関する。

近年、この種の車両用前照灯としては、光源と、当該光源から出射される光を車両前方に向かって反射させるリフレクタとを備えるランプユニット（灯具ユニット）において、半導体型の発光素子であるＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）を光源として用いるものが提案され、商品化されてきている。このランプユニットの場合、従来のハロゲンランプ等の電球を光源としたものと比較して、消費電力を抑えて省エネ化を図れると共に、高輝度化によって夜間等の暗所における視認性を向上できる利点がある。特に、ヘッドランプやフォグランプにおいては、ファッション性の向上も伴うことから、ＬＥＤ光源を採用する傾向が顕著である。

ところで、ＬＥＤから発せられる光は指向特性を有しているため、所望する輝度を得るためには複数の光束を利用する必要がある。そのため、かかるランプユニットを用いた車両用前照灯としては、例えば、特許文献１や特許文献２に記載されるように、ＬＥＤ光源における光束不足を補うべく、複数のランプユニットを設けることで、すれ違いビーム（ロービーム）用配光パターンを形成するものが提案されている。この場合、各ランプユニットのリフレクタは、正面視略半円形状や矩形状等からなる。

特許第４０２４６２８号公報 特許第４１１５９２１号公報

しかしながら、かかる特許文献１や２に記載の車両用前照灯では、複数のランプユニットが水平方向（左右方向）に配列されると共に、このように配列されたランプユニット列が垂直方向（上下方向）に複数列に亙って並列されるため、これらランプユニットの設置スペースを車両用前照灯に新たに付加しなければならず、その分、灯具全体としてのサイズの大型化を余儀なくされていた。

従って、個々のランプユニットをコンパクト化できれば、当該ランプユニットを複数設けたとしても灯具全体の大型化を免れることができると考えられる。しかし、ランプユニット単体で考えた場合、光源から出射される光を効率良く利用するためには、正面視略半円形状や矩形状等からなるリフレクタにおいて小型化可能なサイズに制限が生じるため、個々のランプユニットを小型化できるサイズにも制限が生ずることとなる。仮に、ランプユニットを単純に小型化した場合、当該小型化したランプユニット単体における光束も小さくなるため、小型化前に使用していたランプユニット数と同数のランプユニットのみでは、所望する輝度を得ることが困難になってしまう。

そこで、本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもので、車両用前照灯において、光束利用率を低下させることなく、灯具全体のサイズダウンを図ることを主たる目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る車両用前照灯は、
光源と、当該光源から出射される光を車両前方に向かって反射させるリフレクタと、を有するランプ部を複数備えた車両用前照灯であって、
前記複数のランプ部から構成されるランプユニットを備え、
前記複数のランプ部における各々は、
前記リフレクタが、上下方向における一方側から他方側に向かって幅広となる正面視略台形状からなると共に、
前記光源が、前記リフレクタの前記一方側の端部に前記他方側に向けて配設された発光素子からなり、
前記ランプユニットは、
前記複数のランプ部が各々前記光源の位置を上下に互い違いとなるように水平方向に隣接して配列されてなることを特徴とする。

このとき、前記ランプユニットは、前記隣接して配列された複数のランプ部における各前記リフレクタ間の境界が、車幅方向に向かって鋸刃状に分割されていることが好ましい。

また、各前記リフレクタが、前記光源の近傍を焦点とする回転放物面を基調とした自由曲面からなる反射面を備えることが好ましい。

本発明によれば、上下方向における一方側から他方側に向かって幅広となる正面視略台形状からなるリフレクタと、当該リフレクタの一方側の端部に他方側に向けて配設された発光素子からなる光源とを有するランプ部を複数有し、これらランプ部が、各々光源の位置を上下に互い違いとなるように水平方向に隣接して配列されてなるランプユニットを備えることにより、指向特性を有する光源としての発光素子から出射される光を、リフレクタにて効率的に入射して反射させることができる。換言すれば、光源から出射される光を、リフレクタにおいて効率的に取り込み、利用することができる。
また、ランプユニットは、リフレクタが正面視略台形状からなる複数のランプ部を光源が上下に互い違いに位置するように水平方向に隣接して配列されるので、従来のように、正面視略半円形状や矩形状等からなるリフレクタを有するランプユニット（ランプ部に相当）を、水平方向および垂直方向に複数配列させた場合に比較して、ランプ部のレイアウトを最適化し、灯具全体のサイズを格段と小型化できる。
かくして、本発明の車両用前照灯では、光束利用率を低下させることなく、灯具全体のサイズダウンを図ることができる。

本発明の一実施形態に係る車両用前照灯を正面側から見て概略的に示す斜視図である。 図１の車両用前照灯における要部を分解して示す分解斜視図であり、（ａ）はランプユニットを示す斜視図、（ｂ）はエクステンションを示す斜視図、（ｃ）はアウターレンズを示す斜視図である。 図１の車両用前照灯におけるランプユニットを概略的に示し、（ａ）はランプユニットの構成を示す正面図、（ｂ）はそのＡ−Ａに沿った断面を示す断面図である。 従来の車両用前照灯との比較の説明に要する概略図であり、（ａ）は従来の車両用前照灯における各ランプユニットの構成を示す正面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂに沿った断面を示す断面図である。 図１の車両用前照灯における要部を概略的に示し、（ａ）は各ランプ部の構成を示す正面図、（ｂ）はそのＣ−Ｃに沿った断面を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両用前照灯１を正面側から見て概略的に示す斜視図であり、図２は、図１の車両用前照灯１における要部を分解して示し、（ａ）はランプユニット２を示す斜視図、（ｂ）はエクステンション４を示す斜視図、（ｃ）はアウターレンズ３を示す斜視図である。図３は、図１の車両用前照灯１におけるランプユニット２を概略的に示し、（ａ）はランプユニット２の構成を示す正面図、（ｂ）はそのＡ−Ａに沿った断面を示す断面図である。

なお、以下の説明では、「前」「後」「左」「右」「上」「下」との記載は、特に断りのない限り、車両用前照灯１から見た方向、つまり当該車両用前照灯１が搭載される図示しない車両から見た方向を意味するものとする。また、以下の説明では、車両用前照灯１をヘッドランプに適用する場合について述べるが、本発明はこれに限ることはなく、フォグランプ（前部霧灯）等の車両の前部に搭載される灯具に広く適用可能である。

図１および図２に示すように、かかる車両用前照灯１は、図示しない車両の前部左右に搭載されるヘッドランプであり、ランプユニット２と、当該ランプユニット２を外装するアウターレンズ３と、に大別される。ランプユニット２は、不図示のハウジング内に取り付けられ、当該ハウジングを介して車両の前部左右に装着される。このハウジングは、前面が開口しており、当該ハウジングの前面開口を覆うようにアウターレンズ３が取り付けられる。また、アウターレンズ３は、ここではレンズ機能を有することのない素通しのアウターカバーが用いられている。これらアウターレンズ３およびハウジングで画成される灯室の内部には、ランプユニット２が収容される。また、灯室内において、ランプユニット２の前方側にはエクステンション４が組み付けられ、当該エクステンション４によってランプユニット２の発光する部分以外の部位が前方から遮蔽されており、当該発光部分のみを前方に露出させている。なお、本実施形態においては、アウターレンズ３およびエクステンション４が図示するように、左右方向に延在した横長形状である場合について述べるが、一例であってこれに限らず、これらアウターレンズ３およびエクステンション４の形状は、この他種々の形状を広く適用できることは言うまでもない。

かかるランプユニット２は、複数のランプ部（ここでは、ランプ部２１ａ〜２１ｆ）を有している。これらランプ部２１ａ〜２１ｆは、図３（ａ）にも示すように、それぞれ発光素子としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）からなる光源２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ…２２ｆと、当該光源２２ａ〜２２ｆから出射される光を車両前方に向かって反射させるリフレクタ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ…２３ｆと、を備えている。なお、ここでは、光源２２ａ〜２２ｆに適用する発光素子として、半導体型の発光素子の一つであるＬＥＤを適用する場合について述べるが、本発明はこれに限らず、光源２２ａ〜２２ｆとしては、この他、無機エレクトロルミネッセンス素子や有機エレクトロルミネッセンス素子等の種々の発光素子を広く適用することができる。

各リフレクタ２３ａ〜２３ｆは、上下方向における一方側から他方側に向かって幅広となる正面視略台形状をなしている。また、各光源２２ａ〜２２ｆは、それぞれリフレクタ２３ａ〜２３ｆの一方側の端部に他方側に向けて配設されている。このとき、各リフレクタ２３ａ〜２３ｆは、光源２２ａ〜２２ｆの近傍を焦点とする回転放物面を基調とした自由曲面からなる反射面２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ…を備えている。
従って、各リフレクタ２３ａ〜２３ｆは、図３（ａ）に示すように、光源２２ａ〜２２ｆから入射する光を効率良く反射させるために必要な領域を有する反射面２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ…を備えることとなる。これにより、各リフレクタ２３ａ〜２３ｆにおいては、図３（ｂ）に示すように、光源２２ａ〜２２ｆから出射される（すなわち、ＬＥＤの発光による）指向特性を有した光Ｌ１，Ｌ２を効率良く取り込むことができるようになっているため、ランプユニット２全体としての光束利用率を低下させることなく、良好なすれ違いビーム（ロービーム）用配光パターンを形成できるようになっている。

そして、各ランプ部２１ａ〜２１ｆが、各々光源２２ａ〜２２ｆの位置を上下に互い違いとなるように水平方向（車幅方向である左右方向）に隣接して配列されることで、全体としてランプユニット２を構成している。このとき、各ランプ部２１ａ〜２１ｆは、本実施形態のように一体的に形成されていても良いし、それぞれ分割されていても良い。

換言すれば、各光源２２ａ〜２２ｆは、リフレクタ２３ａ〜２３ｆの上下方向における幅の狭い側の端部に幅の広い側の端部へ向けて配設されている。そして、ランプユニット２において、複数のランプ部２１ａ〜２１ｆは、各光源２２ａ〜２２ｆを車両の上方側または下方側に向けて発光するように、上下に互い違いに（例えば、ランプ部２１ａは光源２２ａが下向きに光を照射するように配置されていたら、隣のランプ部２１ｂは光源２２ｂが上向きに光を照射するように）配置しながら、左右方向に隣接して延在させた状態で一体的に配設されている。このとき、各リフレクタ２３ａ〜２３ｆは、それぞれ正面視略台形状をなしているので、隣接するリフレクタ２３ａ〜２３ｆ間の境界が、正面から見て左右方向（車幅方向）へ向かって鋸刃状に分割されることとなる。

このように、ランプユニット２は、複数のランプ部２１ａ〜２１ｆが正面視略台形状のリフレクタ２３ａ〜２３ｆを上下交互に反転させながら水平方向に隣接されているので、ランプユニット２のサイズを最適化し得るようになっている。よって、車両用前照灯１全体としてのサイズのコンパクト化も図ることができる。

ここで、図４および図５を用いて、本実施形態の車両用前照灯１と、従来の車両用前照灯とを比較してみる。
図４は、従来の車両用前照灯との比較の説明に要する概略図であり、（ａ）は従来の車両用前照灯における各ランプユニット１０１，１０２の構成を示す正面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂに沿った断面を示す断面図である。図５は、図１の車両用前照灯１における要部（ランプユニット２の一部）を概略的に示し、（ａ）は各ランプ部２１ａ、２１ｂの構成を示す正面図、（ｂ）はそのＣ−Ｃに沿った断面を示す断面図である。

例えば、図４（ａ）に示すように、複数のランプユニット１０１，１０２が、それぞれＬＥＤを用いた光源１０１ａ，１０２ａと、正面視略矩形状をなすリフレクタ１０１ｂ，１０２ｂとを有しており、かかるランプユニット１０１，１０２が光源１０１ａ，１０２ａによる光の照射方向を同一にした（例えば、共に照射方向を下方に向けた）状態で、水平方向に隣接されて配列されてなる従来の一般的な車両用前照灯では、当該車両用前照灯を搭載する車両前部の形状が、車両の前方から側方に亙って後方に向けて湾曲した形状であり、この形状に沿って車両用前照灯をデザインしたとすると、隣接するランプユニット１０１，１０２も当該形状に沿って前後方向にずらして配置されることになる。

このように、光源１０１ａ，１０２ａの照射方向を同一とするランプユニット１０１，１０２が前後方向にずらして隣接して配置された場合、例えば図４（ｂ）に示すように、後方側に配置された一方のランプユニット１０２の光源１０２ａから出射された光Ｌ３は、前方側に配置された他方のランプユニット１０１のリフレクタ１０１ｂに入射し、ランプユニット１０１が意図して形成する配光パターン内に照射される。

しかし、当該隣り合うランプユニット１０１，１０２においては、ランプユニット１０１の光源１０１ａが、ランプユニット１０２のリフレクタ１０２ｂが基調とする回転放物面の焦点（すなわち、光源１０２ａ近傍）と近い位置に配置されるため、前方側に配置されたランプユニット１０１の光源１０１ａから出射された光Ｌ４は、後方側に配置されたランプユニット１０２のリフレクタ１０２ｂに入射され、当該光Ｌ４の入射角度によってはランプユニット１０２が意図して形成する配光パターンの近傍にグレア光となって照射されてしまう場合があった。この場合、対向車両の運転手を眩惑させてしまう可能性があった。

これに対して、本実施形態の車両用前照灯１では、上述した図３（ａ）の一部を拡大した図５（ａ）に示すような構成からなるランプユニット２を採用することにより、従来のようなグレア光の照射、ひいては対向車両の運転手に対する眩惑を防止することができる。
すなわち、本実施形態の車両用前照灯１では、図５（ｂ）に示すように、隣接するランプ部２１ａ，２１ｂにおいて、各光源２２ａ，２２ｂの向きが上下に互い違いに配置されているため、一方のランプ部２１ｂの光源２２ｂから出射された光のうち、上述したすれ違いビーム用配光パターンの形成に含まれない一部の光Ｌ５は、他方のランプ部２１ａのリフレクタ２３ａにおける反射面２４ａとは反対の裏面側に入射するので、車両前方に向かって反射することはない。これは一方のランプ部２１ａにおいても同様である。

また、図５（ｃ）に示すように、ランプ部２１ａ，２１ｂが車両前後方向にずらして配置された場合も、一方のランプ部２１ｂの光源２２ｂから出射された光のうち、すれ違いビーム用配光パターンの形成に含まれない一部の光Ｌ６は、他方のランプ部２１ａのリフレクタ２３ａにおける反射面２４ａとは反対の裏面側に入射するので、車両前方に向かって反射することはない。また、ランプ部２１ａの光源２２ａから出射された光のうち、すれ違いビーム用配光パターンの形成に含まれない一部の光Ｌ７は、ランプ部２１ｂのリフレクタ２３ｂにおける表面側（つまり、反射面２４ｂ側）に入射する。しかし、光源２２ａと光源２２ｂとが、上下に互い違いに離れて位置するように配置されているので、光源２２ａはリフレクタ２３ｂが基調とする回転放物面の焦点から離れた位置に配置される（焦点に対して遠くに位置する）こととなる。このため、当該光Ｌ７は、ランプユニット２内の構造物（例えば、光源２２ｂが実装された基板等）に向かって反射され、このランプユニット２内で反射を繰り返し、車両前方に出射される際には拡散され、減光される。
従って、このようにランプ部２１ａの光源２２ａから出射された一部の光Ｌ７が、ランプ部２１ｂのリフレクタ２３ｂに入射してしまうような場合であっても、それによって反射する光は意図して形成する配光パターン（この場合、すれ違いビーム用配光パターン）から遠い位置に反射され、グレア光になることはない。
かくして、本実施形態の車両用前照灯１では、従来の車両用前照灯のようなグレア光の照射や、これに起因する対向車両の運転手に対する眩惑を防止することができる。

以上、説明したように、本実施形態では、光源２２ａ〜２２ｆと、当該光源２２ａ〜２２ｆから出射される光を車両前方に向かって反射させるリフレクタ２３ａ〜２３ｆと、を有する複数のランプ部２１ａ〜２１ｆを備えた車両用前照灯１であって、複数のランプ部２１ａ〜２１ｆから構成されるランプユニット２を備え、複数のランプ部２１ａ〜２１ｆにおける各々は、リフレクタ２３ａ〜２３ｆが、上下方向における一方側から他方側に向かって幅広となる正面視略台形状からなると共に、光源２２ａ〜２２ｆが、リフレクタ２３ａ〜２３ｆの一方側の端部に他方側に向けて配設された発光素子からなる。そして、ランプユニット２は、複数のランプ部２１ａ〜２１ｆが各々光源２２ａ〜２２ｆの位置を上下に互い違いとなるように水平方向に隣接して配列されてなるようにした。

これにより、本実施形態の車両用灯具１によれば、発光素子による光源２２ａ〜２２ｆから出射される指向特性を有する光を、リフレクタ２３ａ〜２３ｆにて効率的に入射して反射させることができる。換言すれば、光源２２ａ〜２２ｆから出射される光を、リフレクタ２３ａ〜２３ｆにおいて効率的に取り込み、利用することができる。
また、ランプユニット２は、リフレクタ２３ａ〜２３ｆが正面視略台形状からなる複数のランプ部２１ａ〜２１ｆを光源２２ａ〜２２ｆが上下に互い違いに位置するように水平方向に隣接して配列されるので、従来のように、正面視略半円形状や矩形状等からなるリフレクタ１０１ｂ，１０２ｂを有するランプユニット１０１，１０２（ランプ部２１ａ〜２１ｆに相当）を、水平方向および垂直方向に複数配列させた場合に比較して、ランプ部２１ａ〜２１ｆのレイアウトを最適化し、灯具全体のサイズを格段と小型化できる。
かくして、本実施形態の車両用前照灯１では、光束利用率を低下させることなく、灯具全体のサイズダウンを図ることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜、種々の改良および設計の変更が可能である。

例えば、上述した実施形態においては、ランプユニット２の前方にレンズ機能を有することのない素通しのアウターカバーをアウターレンズ３として配置する場合について述べたが、一例であってこれに限ることはなく、アウターレンズ３に光源２２ａ〜２２ｆから出射される光を拡散させるレンズ面を設けるようにしても良い。または、これらアウターレンズ３とランプユニット２との間に、光源２２ａ〜２２ｆから出射される光をリフレクタ２３ａ〜２３ｆによって集光し、当該集光した光をレンズを透過させて投影するプロジェクタタイプのレンズや、光源２２ａ〜２２ｆから出射される光を直接レンズに入射して投影拡散させるダイレクトプロジェクタタイプのレンズ等を有するレンズユニットを配置するようにしても良い。

１…車両用前照灯
２…ランプユニット
２１ａ〜２１ｆ…ランプ部
２２ａ〜２２ｆ…光源
２３ａ〜２３ｆ…リフレクタ
２４ａ〜２４ｆ…反射面
３…アウターレンズ
４…エクステンション

Claims (3)

1. 光源と、当該光源から出射される光を車両前方に向かって反射させるリフレクタと、を有するランプ部を複数備えた車両用前照灯であって、
   前記複数のランプ部から構成されるランプユニットを備え、
   前記複数のランプ部における各々は、
   前記リフレクタが、上下方向における一方側から他方側に向かって幅広となる正面視略台形状からなると共に、
   前記光源が、前記リフレクタの前記一方側の端部に前記他方側に向けて配設された発光素子からなり、
   前記ランプユニットは、
   前記複数のランプ部が各々前記光源の位置を上下に互い違いとなるように水平方向に隣接して配列されてなる
   ことを特徴とする車両用前照灯。
2. 前記ランプユニットは、前記隣接して配列された複数のランプ部における各前記リフレクタ間の境界が、車幅方向に向かって鋸刃状に分割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. 各前記リフレクタが、前記光源の近傍を焦点とする回転放物面を基調とした自由曲面からなる反射面を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用灯具。
   

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