JP2015088375A - 灯火器 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の少ない簡単な構成で、主発光面および副発光面を発光させることができるプロジェクタ式の灯火器を提供する。【解決手段】主発光面Ｍを形成する凸レンズ２１と、凸レンズ２１の後方に配置されて凸レンズ２１に光を照射するＬＥＤ５１と、ＬＥＤ５１から凸レンズ２１に照射される光の一部を遮って主発光面Ｍの配光範囲を制限するシェードＡとを有し、シェードＡによって遮られる光の少なくとも一部を導光部材２７によって主発光面Ｍから離間した副発光面Ｓに導くように構成された灯火器１において、副発光面Ｓを導光部材２７の前端部に設ける。シェードＡを導光部材２７の後部に形成する。シェードＡを副発光面Ｓに導く光を入射する入射部３０と該入射部３０の前方でカットライン３１を境にして前傾する前傾部３２とから構成し、凸レンズ２１と導光部材２７とを一体成形する。【選択図】図８

Description

本発明は、灯火器に係り、特に、単一の光源の照射光によって主発光面および副発光面を発光させるようにしたプロジェクタ式の灯火器に関する。

従来から、光源の前方に凸レンズを配設し、光源の照射光を凸レンズで集光して前方に照射するプロジェクタ式の灯火器が知られている。

特許文献１には、光源としての白熱電球の前方に半球状の凸レンズを配設すると共に、配光範囲を制限するためのシェードを光源とレンズとの間に配設した、プロジェクタ式の自動車用ヘッドライトが開示されている。また、特許文献１には、シェードによって遮られる照射光の一部を導光部材で所定位置に導いて、主発光面としての凸レンズ部分に加えて、副発光面としてのポジションライトを主発光面の近傍で発光させるようにした構成が開示されている。

実開平３−３２３０３号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、有底円筒状のケーシングの底部側に白熱電球を配設すると共にケーシングの開口部側に凸レンズを配設し、この白熱電球と凸レンズの間の位置に板状のシェードを立設させ、さらに、このシェードに導光部材を取り付ける構成とされているため、部品点数が多くなると共に、構造が複雑で組み立て工数も増加するという課題があった。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、部品点数の少ない簡単な構成で、主発光面および副発光面を発光させることができるプロジェクタ式の灯火器を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、主発光面（Ｍ）を形成する凸レンズ（２１）と、前記凸レンズ（２１）の後方に配置されて前記凸レンズ（２１）に光を照射する光源（５１）と、前記光源（５１）から前記凸レンズ（２１）に照射される光の一部を遮って前記主発光面（Ｍ）の配光範囲を制限するシェード（Ａ）とを有し、前記シェード（Ａ）によって遮られる光の少なくとも一部を、導光部材（２７）によって前記主発光面（Ｍ）から離間した副発光面（Ｓ）に導くように構成された灯火器（１）において、前記副発光面（Ｓ）が前記導光部材（２７）の前端部に設けられており、前記シェード（Ａ）が、前記導光部材（２７）の後部に形成されると共に、前記副発光面（Ｓ）に導く光を入射する入射部（３０）を少なくとも含んで構成されており、前記凸レンズ（２１）と前記導光部材（２７）とが一体成形されている点に第１の特徴がある。

また、前記凸レンズ（２１）と前記導光部材（２７）とが、薄肉部（２１ａ）を介して連結されている第２の特徴がある。

また、前記主発光面（Ｍ）の下縁部（８ａ）は、前記凸レンズ（２１）の正面視で下方に凸の湾曲形状とされており、前記光源（５１）は、前記下縁部（８ａ）の最下端部（８ｂ）よりも上方に位置し、前記導光部材（２７）は、前記下縁部（８ａ）から前記光源（５１）に向かって徐々に小さくなる円錐の側面状に形成された板状部材であり、前記凸レンズ（２１）および導光部材（２７）が、少なくとも前後方向に抜き方向を持つキャビティ型（６０ａ）およびコア型（６０ｂ）と、上方に抜き方向を持つスライド型（６０ｃ）とからなる型を用いて成型される点に第３の特徴がある。

さらに、前記凸レンズ（２１）に近接した位置で、前記導光部材（２７）に貫通穴（４０）が形成されている第４の特徴がある。

また、前記導光部材（２７）の一面に、前記導光部材（２７）内の光を前記凸レンズ（２１）側へ漏らさないようにする反射部材（２８）が設けられている点に第５の特徴がある。

また、前記反射部材（２８）は、前記凸レンズ（２１）の成型時にインサート成形される点に第６の特徴がある。

さらに、前記シェード（Ａ）が、前記入射部（３０）の前方でカットライン（３１）を境にして前傾する前傾部（３２）をさらに含んで構成されており、前記前傾部（３２）にシボ加工が施されている点に第７の特徴がある。

第１の特徴によれば、副発光面が導光部材の前端部に設けられており、シェードが、導光部材の後部に形成されると共に、副発光面に導く光を入射する入射部を少なくとも含んで構成されており、凸レンズと導光部材とが一体成形されているので、レンズとシェードとを１つの部品として構成することで、部品点数を低減すると共に灯火器の構造を簡素化し、生産工数の低減を図ることができる。

第２の特徴によれば、凸レンズと導光部材とが、薄肉部を介して連結されているので、シェードと凸レンズの接続部において、シェード内の光が凸レンズ側に漏れにくくすることが可能となり、主発光面の配光を設定しやすいうえに、副発光面の発光量を確保しやすくなる。

第３の特徴によれば、主発光面の下縁部は、凸レンズの正面視で下方に凸の湾曲形状とされており、光源は下縁部の最下端部よりも上方に位置し、導光部材は下縁部から光源に向かって徐々に小さくなる円錐の側面状に形成された板状部材であり、凸レンズおよび導光部材が、少なくとも前後方向に抜き方向を持つキャビティ型およびコア型と、上方に抜き方向を持つスライド型とからなる型を用いて成型されるので、凸レンズとシェードとが一体化された構造を、金型による射出成型によって容易に生産することが可能となる。

第４の特徴によれば、凸レンズに近接した位置で、導光部材に貫通穴が形成されているので、凸レンズとシェードとの間に水分やほこり等が溜まるのを防ぐことができる。

第５の特徴によれば、導光部材の一面に、導光部材内の光を凸レンズ側へ漏らさないようにする反射部材が設けられているので、レンズ側への光の漏れが抑えられ、主発光面の配光の設定がしやすくなると共に副発光面の発光量を確保しやすくなる。

第６の特徴によれば、反射部材は凸レンズの成型時にインサート成形されるので、反射部品の支持構造を簡略化することが可能となる。

第７の特徴によれば、シェードが、入射部の前方でカットラインを境にして前傾する前傾部をさらに含んで構成されており、前傾部にシボ加工が施されているので、前傾部によって主発光面の配光の輪郭をぼやかして自然な配光を演出することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る灯火器１の正面図である。 灯火器の左側面図である。 レンズ部材の正面図である。 レンズ部材の左側面図である。 レンズ部材の平面図である。 灯火器の一部断面斜視図である。 図４のVII−VII線断面図である。 図１のVIII−VIII線断面図である。 図７の一部拡大断面図である。 本発明の変形例に係るレンズ部材の正面図である。 図１０のレンズ部材の平面図である。 図１０のXII−XII線断面図である。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る灯火器１の正面図である。また、図２は灯火器１の左側面図である。灯火器１は、単一のＬＥＤ（発光ダイオード）を光源とする単焦点式のプロジェクタ式灯火器であり、例えば、自動二輪車等の車両用ヘッドライトに用いることができる。各図中の「前」方向は、灯火器１の光の照射方向を示す。

灯火器１は、前後方向に２分割されたケーシング２の内部にレンズ部材２０等を収納した構成を有する。ケーシング２は、前側ケーシング３およびこの前側ケーシング３より前後寸法の大きい後側ケーシング４からなり、前側ケーシング３に形成された複数の開口から、発光面を形成するレンズ部材２０の一部が車体前方に露出するように構成されている。前側ケーシング３と後側ケーシング４とは、円盤状のフランジ３ａ，４ａを貫通する締結部材９によって互いに固定されている。前側ケーシング３および後側ケーシング４は、例えば、黒色やグレーの樹脂等で形成することができる。

前側ケーシング３には、円形の主開口８と、５分割された副開口５，６Ｌ／Ｒ，７Ｌ／Ｒとが形成されている。副開口５，６Ｌ／Ｒ，７Ｌ／Ｒは、主開口８の下部に隣接配置される第１副開口５と、第１副開口５に隣接して左右対称に設けられる第２副開口６Ｌ／Ｒと、第２副開口６Ｌ／Ｒに隣接して左右対称に設けられる第３副開口７Ｌ／Ｒとからなる。副開口５，６Ｌ／Ｒ，７Ｌ／Ｒは、主開口８を構成する円と同心の円環の一部をなす形状とされている。

主開口８からは、レンズ部材２０の半球状の凸レンズ２１が露出して、灯火器１の主発光面Ｓを形成する。また、副開口５，６Ｌ／Ｒ，７Ｌ／Ｒからは、レンズ部材２０の曲線型レンズ２２，２３Ｌ／Ｒ，２４Ｌ／Ｒが露出して、それぞれ副発光面Ｓを形成する。本実施形態では、凸レンズ２１の主発光面Ｍによってヘッドライトが構成されると共に、曲線型レンズ２２，２３Ｌ／Ｒ，２４Ｌ／Ｒの副発光面Ｓによってヘッドライトに近接配置されてこれと同時点灯するポジションライトが構成される。

図３は、レンズ部材２０の正面図である。また、図４はレンズ部材２０の左側面図であり、図５は同平面図であり、図６は灯火器１の一部断面斜視図である。図３，４では、主発光面Ｍおよび副発光面Ｓを荒い点描ハッチングで示している。また、図５，６では、反射部材２８の表面を細かい点描ハッチングで示している。

レンズ部材２０は、ＰＣ（ポリカーボネート）やアクリル樹脂等の無色透明の樹脂で成型することができる。ケーシング２（図２参照）には、レンズ部材２０、光源としてのＬＥＤ５１および該ＬＥＤ５１が実装された基板５０が収納されている。基板５０は、ネジ等の締結部材５２によって後側ケーシング４に固定される。

レンズ部材２０は、凸レンズ２１と、該凸レンズ２１の下部に連結される導光部材２７とを一体成型した構成を有する。導光部材２７は、厚みを略均一とする湾曲した板状部材とされる。

主発光面Ｍは正面視で円形であり、その下縁部８ａは下方に凸の曲線をなして構成される。ＬＥＤ５１は、凸レンズ２１の正面視で、下縁部８ａの最下端部８ｂよりも上方に配設されており、本実施形態では、凸レンズ２１の略中心に配設されている。導光部材２７は、下縁部８ａに接すると共に、ＬＥＤ５１に向かって徐々に小さくなる円錐の側面状に形成されている。

副発光面Ｓを構成する曲線型レンズ２２，２３Ｌ／Ｒ，２４Ｌ／Ｒは、導光部材２７の導光部材前端部２５からさらに前方に突出した略方形の複数の部材で構成される。導光部材前端部２５の上方で凸レンズ２１の周囲には、前側ケーシング３の裏面と接触して位置決めとして機能する外縁部２６が設けられている。

図５を参照して、導光部材２７の内側面、すなわち、下方に凸に湾曲する円錐の側面部分に相当する凹部２９には、反射部材２８が配設されている。薄板状の反射部材２８は、例えば、不透過性の白色の樹脂で形成され、レンズ部材２０の成型時にインサート成型によって導光部材２７と一体に構成することができる。この反射部材２８により、導光部材２７の内部に導入された照射光を、凸レンズ２１側に漏らさずに副発光面Ｓの発光量を確保することが可能となる。なお、反射部材２８をインサート成型する代わりに、金属蒸着等によって凹部２９の表面に反射機能を与えてもよい。

導光部材２７の後部は、ＬＥＤ５１に向かって先細り形状とされており、ＬＥＤ５１に近接する位置には、ＬＥＤ５１の照射範囲を制限するシェードＡが設けられている。このシェードＡは、照射範囲の下端位置を規定するカットライン３１を境にして後ろ下がりの面による入射部３０と、カットライン３１を境にして前下がりの面による前傾部３２とからなる。本実施形態では、カットライン３１で遮られた光のうちの少なくとも一部が入射部３０から入射され、導光部材２７を介して副発光面Ｓに導かれる。すなわち、本実施形態に係るシェードＡは、光源の照射範囲を制限する機能と、導光部材に光を入射する機能とを併せ持つように構成されている。この２つの機能に関しては、シェードＡに少なくとも入射部３０が含まれることによって実現可能である。

ＬＥＤ５１の照射光は、カットライン３１によって照射範囲を制限されて前方に照射され、主発光面Ｍをなす凸レンズ２１に導かれる。一方、カットライン３１によって遮られた照射光の少なくとも一部は、入射部３０から導光部材２７の内部に導入され、導光部材２７の内部で反射しながら副発光面Ｓをなす曲線型レンズ２２，２３Ｌ／Ｒ，２４Ｌ／Ｒに導かれる。本実施形態では、入射部３０が円錐の側面状に形成されている。これにより、入射してくる光に対して直角な面にしやすくなり、効率的に導光部材２７内に光を取り込むことが可能となる。なお、入射部３０の形状は種々の変形が可能であり、例えば、ＬＥＤ５１を中心とした球面としてもよい。

すなわち、本実施形態に係る灯火器１では、凸レンズ２１と一体に形成される導光部材２７が、ポジションランプに照射光を導く導光部材としても機能するように構成されており、これにより、凸レンズ、シェードおよび導光部材を別途独立した部品とする構成に比して、部品点数を低減すると共に構造の簡略化が図られることとなる。

図７は、図４のVII−VII線断面図である。薄板状の反射部材２８は、円弧状に湾曲した導光部材２７の内周部にインサート成型されている。導光部材２７の厚さは、反射部材２８が配設されている部分から導光部材前端部２５まで略均一とされる。導光部材２７の両側は、ＬＥＤ５１の中心を通る水平線Ｈより上方まで延出されている。これは、ＬＥＤ５１の照射光の左右方向への漏れを抑えると共に、ＬＥＤ５１の光を極力有効に利用するためで、レンズ部材２０を金型等で成型した際に型抜きが可能な範囲まで延ばされている。なお、反射部材２８は、導光部材２７の外周部に設けられていてもよい。

図８は、図１のVIII−VIII線断面図である。ＬＥＤ５１を実装する基板５０は、後側ケーシング４の底部から立設するボス５２ａに対して、締結部材５２によって固定されている。レンズ部材２０を構成する凸レンズ２１と導光部材２７とは、凸レンズ２１の下縁部８ａに連なる薄肉部２１ａによって連結されている。これにより、導光部材２７の内部を通る光が凸レンズ２１側に漏れにくくすることが可能となり、主発光面Ｍの配光を設定しやすいうえに、副発光面Ｓの発光量を確保しやすくなる。本実施形態では、導光部材２７の前後方向の中間より前方寄りの位置に屈曲部２７ａが設けられている。この屈曲部２７ａが設けられていることにより、凸レンズ２１とＬＥＤ５１との間の距離を短くして灯火器１を小型化できると共に、曲線型レンズ２２，２３Ｌ／Ｒ，２４Ｌ／Ｒの後方に位置する導光部材２７の角度を浅くして、導光部材２７内の光を前方向に指向させやすくできる。

図９は、図７の一部拡大断面図である。カットライン３１は、水平線Ｈと平行な直線状に形成されている。カットライン３１により照射範囲が制限された照射光の下方側は、前傾部３２に沿った角度で凸レンズ２１に向かって照射される。前傾部３２の表面には、微細なシワ模様を付するシボ加工が施されている。これにより、主発光面Ｍの配光の輪郭をぼやかして自然な配光を演出することができる。カットライン３１や前傾部３２の形状、カットライン３１とＬＥＤ５１との位置関係等は、灯火器１の仕様に合わせて任意に変更できる。

図１０は、本発明の変形例に係る灯火器のレンズ部材２０ａの正面図である。また、図１１は図１０のレンズ部材２０ａの平面図であり、図１２は図１０のXII−XII線断面図である。本変形例では、上側が開放された容器状をなす導光部材２７の最深部に、水分やほこり等が溜まるのを防ぐ貫通穴４０が形成されている点に特徴がある。その他、前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。なお、本変形例では、貫通穴４０を設けた代わりに中央の曲線型レンズ２２が廃されている。

貫通穴４０は、凸レンズ２１と導光部材２７とを連結する薄肉部２１ａの後方で、左右方向の中央の位置に設けられている。導光部材２７の内周面は略円錐の側面状とされているため、凹部２９に水分やほこり等が侵入した場合でも、これをスムーズに排出することが可能となる。また、貫通穴４０は、上面視で略三角形とされており、導光部材２７の内部を通過する光Ｂを前方左右に反射して、曲線型レンズ２４Ｌ／Ｒに光を導きやすい。

レンズ部材２０ａは、前記したように樹脂によって一体成型される。この一体成型に用いられる金型は、前後方向に抜き方向を持つキャビティ型６０ａおよびコア型６０ｂと、上方（後上方）に抜き方向を持つスライド型６０ｃとからなる。本変形例では、スライド型６０ｃに突起を設けることで、貫通穴４０を容易に作成することを可能としている。前記実施形態に係るレンズ部材２０も、同様のキャビティ型６０ａ、コア型６０ｂおよびスライド型６０ｃによって作成することができる。

なお、レンズ部材の形状や材質、ケーシングの形状や材質、ＬＥＤや基板の形状や大きさ、凸レンズや導光部材の形状、副発光面を構成する曲線型レンズの形状、シェードを構成する入射部および前傾部の形状、反射部材の材質、レンズ部材を成型するキャビティ型、コア型およびスライド型の形状等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。本発明に係る灯火器は、自動二輪車等の車両のほか、灯光器等の各種灯火器に適用することが可能である。

１…灯火器（ヘッドライト）、２…ケーシング、３…前側ケーシング、４…後側ケーシング、８…主開口、５，６Ｌ／Ｒ，７Ｌ／Ｒ…副開口、２０…レンズ部材、２１…凸レンズ、２１ａ…薄肉部、２２，２３Ｌ／Ｒ，２４Ｌ／Ｒ…曲線型レンズ、２５…導光部材前端部、２６…外縁部、２７…導光部材、２８…反射部材、２９…凹部、３０…入射部、３１…カットライン、３２…前傾部、５０…基板、５１…ＬＥＤ（光源）、Ｍ…主発光面、Ｓ…副発光面、Ａ…シェード

Claims (7)

1. 主発光面（Ｍ）を形成する凸レンズ（２１）と、
   前記凸レンズ（２１）の後方に配置されて前記凸レンズ（２１）に光を照射する光源（５１）と、
   前記光源（５１）から前記凸レンズ（２１）に照射される光の一部を遮って前記主発光面（Ｍ）の配光範囲を制限するシェード（Ａ）とを有し、
   前記シェード（Ａ）によって遮られる光の少なくとも一部を、導光部材（２７）によって前記主発光面（Ｍ）から離間した副発光面（Ｓ）に導くように構成された灯火器（１）において、
   前記副発光面（Ｓ）が前記導光部材（２７）の前端部に設けられており、
   前記シェード（Ａ）が、前記導光部材（２７）の後部に形成されると共に、前記副発光面（Ｓ）に導く光を入射する入射部（３０）を少なくとも含んで構成されており、
   前記凸レンズ（２１）と前記導光部材（２７）とが一体成形されていることを特徴とする灯火器。
2. 前記凸レンズ（２１）と前記導光部材（２７）とが、薄肉部（２１ａ）を介して連結されていることを特徴とする請求項１に記載の灯火器。
3. 前記主発光面（Ｍ）の下縁部（８ａ）は、前記凸レンズ（２１）の正面視で下方に凸の湾曲形状とされており、
   前記光源（５１）は、前記下縁部（８ａ）の最下端部（８ｂ）よりも上方に位置し、
   前記導光部材（２７）は、前記下縁部（８ａ）から前記光源（５１）に向かって徐々に小さくなる円錐の側面状に形成された板状部材であり、
   前記凸レンズ（２１）および導光部材（２７）が、少なくとも前後方向に抜き方向を持つキャビティ型（６０ａ）およびコア型（６０ｂ）と、上方に抜き方向を持つスライド型（６０ｃ）とからなる型を用いて成型されることを特徴とする請求項１または２に記載の灯火器。
4. 前記凸レンズ（２１）に近接した位置で、前記導光部材（２７）に貫通穴（４０）が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の灯火器。
5. 前記導光部材（２７）の一面に、前記導光部材（２７）内の光を前記凸レンズ（２１）側へ漏らさないようにする反射部材（２８）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の灯火器。
6. 前記反射部材（２８）は、前記凸レンズ（２１）の成型時にインサート成形されることを特徴とする請求項５に記載の灯火器。
7. 前記シェード（Ａ）が、前記入射部（３０）の前方でカットライン（３１）を境にして前傾する前傾部（３２）をさらに含んで構成されており、
   前記前傾部（３２）にシボ加工が施されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の灯火器。