JP2015159088A - 車両用灯具 - Google Patents

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Abstract

【課題】車両用灯具が車両に取り付けられた状態において発光素子の載置面を傾けることで起こる配光パターンの形成精度の低下を抑制する技術を提供する。
【解決手段】本発明のある態様の車両用灯具は、発光素子１４０の載置面１２２を有する素子搭載部１２０と、載置面１２２に載置され、載置面１２２に対して平行に延在する矩形状の発光面１４２を有する発光素子１４０と、発光素子１４０の光を反射するリフレクタと、を備える。載置面１２２は、灯具左右方向の両端部の高さ位置が異なるように傾く。発光素子１４０は、発光面の二辺が灯具前後軸に対して平行で他の二辺が灯具前後軸に対して垂直となる基準位置２４０に対して、基準位置２４０にあるときの発光面２４２と直交する基準軸Ｎ周りに回動した位置に発光面１４２が位置するように、載置面１２２に載置される。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両用灯具に関する。特に、自動車などの車両に用いられる車両用灯具に関する。
従来、光源の載置面を有する光源搭載部と、光源としての発光素子と、発光素子から照射された光を灯具前方へ反射するリフレクタとを備えた車両用灯具が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１１−８２１１７号公報
上述した車両用灯具では、一般に光源の載置面が水平になるように設計されていた。一方で、車両用灯具が搭載される車両の形状によっては、載置面を斜めに傾けなければならない場合も考えられる。これに対し、本発明者は鋭意研究を重ねた結果、載置面を斜めに傾けた場合、配光パターンの形成精度が低下し得ることを見いだした。
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、車両用灯具が車両に取り付けられた状態において発光素子の載置面を傾けることで起こる配光パターンの形成精度の低下を抑制する技術を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様は車両用灯具である。当該車両用灯具は、発光素子の載置面を有する素子搭載部と、載置面に載置され、載置面に対して平行に延在する矩形状の発光面を有する発光素子と、発光素子の光を反射するリフレクタと、を備える。載置面は、灯具左右方向の両端部の高さ位置が異なるように傾く。発光素子は、発光面の二辺が灯具前後軸に対して平行で他の二辺が灯具前後軸に対して垂直となる基準位置に対して、当該基準位置にあるときの発光面と直交する基準軸周りに回動した位置に発光面が位置するように、載置面に載置される。この態様によれば、発光素子の載置面を傾けることで起こる配光パターンの形成精度の低下を抑制することができる。
上記態様において、リフレクタは、発光面の一辺が配光パターンのカットオフラインの少なくとも一部を形成するよう発光素子の光を反射してもよい。また、上記態様において、発光素子を複数備え、リフレクタは、複数の発光素子が有する各発光面の一辺を並べてカットオフラインを形成するよう複数の発光素子の光を反射してもよい。これらにより、配光パターンのカットオフラインを高精度に形成することができる。
本発明の他の態様もまた車両用灯具である。当該車両用灯具は、発光素子の載置面を有する素子搭載部と、載置面に載置され、載置面に対して平行に延在する矩形状の発光面を有する発光素子と、発光素子の光を反射するリフレクタと、を備える。載置面は、灯具左右方向の両端部の高さ位置が異なるように傾く。発光素子は、載置面が水平の状態で、形成すべき配光パターンの形状に応じて定まる発光素子の姿勢のまま、載置面が灯具左右方向の両端部の高さ位置が異なるよう傾けられたときに発光素子がとる位置である基準位置に対して、当該基準位置にあるときの発光面と直交する基準軸周りに回動した位置に発光面が位置するように、載置面に載置される。この態様によっても、発光素子の載置面を傾けることで起こる配光パターンの形成精度の低下を抑制することができる。
本発明によれば、車両用灯具が車両に取り付けられた状態において発光素子の載置面を傾けることで起こる配光パターンの形成精度の低下を抑制する技術を提供することができる。
実施の形態に係る車両用灯具の概略構造を示す正面図である。 リフレクタの概略構造を示す平面図である。 素子搭載部の概略構造を示す平面図である。 素子搭載部に載置された発光素子の拡大図である。 図５（Ａ）は、実施の形態に係る車両用灯具により形成される配光パターンの一部を示す図である。図５（Ｂ）は、実施の形態に係る車両用灯具から灯具前方に投影される光像の模式図である。図５（Ｃ）は、実施の形態に係る車両用灯具により形成される配光パターンの全体を示す図である。 図６（Ａ）は、比較例に係る車両用灯具により形成される配光パターンの一部を示す図である。図６（Ｂ）は、比較例に係る車両用灯具から灯具前方に投影される光像の模式図である。 図７（Ａ）は、比較例に係る車両用灯具により形成される他の配光パターンを示す図である。図７（Ｂ）は、実施の形態に係る車両用灯具により形成される他の配光パターンを示す図である。
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
図１は、実施の形態に係る車両用灯具の概略構造を示す正面図である。図２は、リフレクタの概略構造を示す平面図である。図３は、素子搭載部の概略構造を示す平面図である。図３は、素子搭載部を載置面側から見たときの平面図である。図１〜図３における「前」、「後」、「左」及び「右」は、車両用灯具１の前後左右を示す。本実施の形態に係る車両用灯具１は、車両前方の左右に配置される一対の前照灯ユニットを有する車両用前照灯装置である。一対の前照灯ユニットは左右対称の構造を有する点以外は実質的に同一の構成であるため、図１には車両用灯具１として車両右側の前照灯ユニットの構造を示す。
車両用灯具１は、４つの灯具ユニット１００を有する。灯具ユニット１００は、車両前方側に開口部を有するランプボディ（図示せず）と、ランプボディの開口部を覆うように取り付けられた透光カバー（図示せず）とにより形成される灯室内に収容される。４つの灯具ユニット１００は、灯具左右方向に配列されるとともに、隣り合うユニット同士が連結されて一体構造となっている。最も右側（車両外側）に位置する灯具ユニット１００は、フォグランプとして機能する。最も左側（車両内側）に位置する灯具ユニット１００は、コーナーリングランプとして機能する。その間の２つの灯具ユニット１００は、フォグランプ及びコーナーリングランプとに兼用される。なお、灯具ユニット１００の数や配置、機能は特に限定されない。
灯具ユニット１００には、支持部材連結部２が設けられている。支持部材連結部２には、ランプボディから突出する支持部材（図示せず）が連結される。これにより、灯具ユニット１００がランプボディに取り付けられる。
各灯具ユニット１０は、いわゆるパラボラ型の灯具ユニットであり、素子搭載部１２０と、発光素子１４０と、リフレクタ１６０とを備える。
素子搭載部１２０は、発光素子１４０を支持するための略板状の部材である。上述のように、本実施の形態の車両用灯具１では、４つの灯具ユニット１００が互いに連結された構造を有する。このため、素子搭載部１２０は、各灯具ユニット１００の素子搭載部１２０が連結された、一枚板形状の基板で構成される。
素子搭載部１２０は、発光素子１４０が載置される載置面１２２を有する。素子搭載部１２０は、載置面１２２が略灯具下方を向くようにして配置され、リフレクタ１６０に固定される。載置面１２２は、灯具左右方向の両端部の高さ位置が異なるように傾く。言い換えれば、載置面１２２は、水平面に対して、灯具前後軸と平行で且つ載置面１２２を通る軸周り方向に傾いている。図１の破線は水平線を示す。本実施の形態では、載置面１２２の左端部１２２Ｌが右端部１２２Ｒよりも灯具上下方向の下側に位置する。載置面１２２には、発光素子１４０が電気的に接続される配線パターン（図示せず）が形成される。
発光素子１４０は例えば、ＬＥＤ等の半導体発光素子で構成される。発光素子１４０は、矩形状の発光面１４２を有する。発光素子１４０は、半導体発光素子と、半導体発光素子の光を波長変換する蛍光体とが組み合わされた構造を有してもよい。発光素子１４０は、発光面１４２が略灯具下方を向くようにして、載置面１２２に載置される。発光素子１４０が載置面１２２に載置された状態で、発光面１４２は載置面１２２に対して平行に延在する。
リフレクタ１６０は、発光素子１４０の光を灯具前方に向けて反射する反射面１６２を有する。リフレクタ１６０は、発光素子１４０の発光面１４２に対応する形状の光像Ｐａ（図６（Ａ）参照）を灯具前方に投影する。反射面１６２は、回転放物面を基本形状とし、所定の配光パターンを形成するよう一部に変形が加えられた形状を有する。具体的には、反射面１６２は複数の区画に分割され、各区画に所定の変形が加えられる。反射面１６２と発光素子１４０とは、反射面１６２の焦点が発光素子１４０と重なるよう互いの位置関係が定められる。
続いて、載置面１２２上での発光素子１４０の姿勢について詳細に説明する。図４は、素子搭載部に載置された発光素子の拡大図である。図４における「前」、「後」、「左」及び「右」は、車両用灯具１の前後左右を示す。図４では、発光素子１４０の基準位置２４０が破線で図示されている。この基準位置２４０は、発光面２４２の二辺２４２ａ，２４２ｃが灯具前後軸に対して平行で、他の二辺２４２ｂ，２４２ｄが灯具前後軸に対して垂直（すなわち、灯具左右軸に対して平行）となる位置である。ここで、灯具前後軸は、車両用灯具１が車両に搭載された状態で、車両の前後軸と平行になる軸である。また、灯具左右軸は、車両用灯具１が車両に搭載された状態で、車両の左右軸と平行になる軸である。
あるいは、基準位置２４０は、載置面１２２が水平面に対して平行な状態において、形成すべき配光パターンの形状に応じて定まる発光素子１４０の姿勢のまま、載置面１２２の両端部１２２Ｌ，１２２Ｒの高さ位置が異なるように載置面１２２が傾けられたときに発光素子１４０がとる位置である。
発光素子１４０は、基準位置２４０に対して、当該基準位置２４０にあるときの発光面２４２と直交する基準軸Ｎ周りに回動した位置に発光面１４２が位置するように、載置面１２２に載置される。本実施の形態では、基準軸Ｎは発光面１４２の中心を通る軸である。発光素子１４０の回動量は、載置面１２２の傾きや形成する配光パターンの形状に応じて適宜調整される。例えば、載置面１２２の傾きを水平面に対して５°とし、発光素子１４０の回動量を基準位置２４０に対して１５°とすることができる。
上述した構成を備える車両用灯具１により形成される配光パターンと、比較例に係る車両用灯具により形成される配光パターンとの違いを説明する。ここで、比較例に係る車両用灯具は、灯具左右方向の両端部の高さが異なるように載置面が傾き、且つ発光素子が基準位置２４０にある車両用灯具である。
図５（Ａ）は、実施の形態に係る車両用灯具により形成される配光パターンの一部を示す図である。図５（Ｂ）は、実施の形態に係る車両用灯具から灯具前方に投影される光像の図である。図５（Ｃ）は、実施の形態に係る車両用灯具により形成される配光パターンの全体を示す図である。図６（Ａ）は、比較例に係る車両用灯具により形成される配光パターンの一部を示す図である。図６（Ｂ）は、比較例に係る車両用灯具から灯具前方に投影される光像の図である。図７（Ａ）は、比較例に係る車両用灯具により形成される他の配光パターンを示す図である。図７（Ｂ）は、実施の形態に係る車両用灯具により形成される他の配光パターンを示す図である。なお、図５（Ｃ）、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）では、灯具前方の所定位置、例えば灯具前方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配光パターンを示している。
図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示すように、本実施の形態に係る車両用灯具１のリフレクタ１６０は、発光面の一辺（例えば辺１４２ｃ）が配光パターンＰ１のカットオフラインＣＬの少なくとも一部を形成するよう発光素子１４０の光を反射する。本実施の形態では、車両用灯具１が発光素子１４０を複数備えており、リフレクタ１６０は、複数の発光素子１４０が有する各発光面１４２の一辺を並べてカットオフラインＣＬを形成するよう複数の発光素子１４０の光を反射する。すなわち、各発光素子１４０の発光面１４２に対応する光像Ｐａが一列に並べられて各光像Ｐａの一辺が連続することで、配光パターンＰ１のカットオフラインＣＬが形成される。
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、載置面が水平面に対して傾くとともに、発光素子が上述した基準位置にある比較例の車両用灯具では、灯具前方に投影された光像Ｐａの一辺が、形成すべきカットオフラインＣＬに対して傾いてしまう。光像Ｐａの傾きにより、形成すべきカットオフラインＣＬを光像Ｐａの一部が超えてしまう。カットオフラインＣＬを超える部分Ｂがあると、配光パターンＰの明領域の一部が、形成すべきカットオフラインＣＬを超えてしまう。また、光像Ｐａの傾きによって、隣接する光像Ｐａ間の距離が広がり、隣り合う光像Ｐａ間に比較的大きな隙間Ａが生じる。この隙間Ａがあると、形成すべきカットオフラインＣＬに配光パターンＰの明領域が到達しない部分が生じてしまう。したがって、所望のカットオフラインＣＬを有する配光パターンＰ１を形成することが困難である。
これに対し、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示すように、本実施の形態の車両用灯具１では、発光素子が基準位置に対して基準軸Ｎ周りに回動した位置にある。このため、形成すべきカットオフラインＣＬに対して光像Ｐａの一辺が平行になるように、光像Ｐａを投影することができる。このため、上述した隙間ＡやカットオフラインＣＬを超える部分Ｂの発生を抑制することができる。したがって、所望のカットオフラインＣＬを有する配光パターンＰ１を形成することができる。
また、図７（Ａ）に示すように、比較例に係る車両用灯具では、カットオフラインＣＬを有しない配光パターンＰ２を形成すると、全体的に斜めに歪んだ配光パターンＰ２が形成される。これに対し、図７（Ｂ）に示すように、本実施の形態の車両用灯具１では、全体的に水平方向に延びる、歪みのない配光パターンＰ２を形成することができる。このため、運転者に与える違和感を低減することができ、また運転者の視認性の低下も抑制することができる。配光パターンＰ２は、例えばハイビーム用配光パターンである。
以上説明したように、本実施の形態に係る車両用灯具１において、発光素子１４０の載置面１２２は、灯具左右方向の両端部１２２Ｌ，１２２Ｒの高さ位置が異なるように傾いている。そして、発光素子１４０は、発光面２４２の二辺２４２ａ，２４２ｃが灯具前後軸に対して平行で、他の二辺２４２ｂ，２４２ｄが灯具前後軸に対して垂直となる基準位置２４０に対して、回動した位置に配置されている。あるいは、発光素子１４０は、載置面１２２が水平の状態で配光パターンの形状に応じて定まる発光素子１４０の姿勢のまま、載置面１２２が傾けられたときに発光素子１４０が存在する位置である基準位置２４０に対して、回動した位置に配置されている。これにより、車両用灯具が車両に取り付けられた状態において載置面１２２を傾けることで起こる配光パターンの形成精度の低下を抑制することができる。
また、リフレクタ１６０は、発光面１４２の一辺が配光パターンＰ１のカットオフラインＣＬの少なくとも一部を形成するよう発光素子１４０の光を反射する。さらには、リフレクタ１６０は、複数の発光面１４２の一辺を並べてカットオフラインＣＬを形成するよう光を反射する。これにより、載置面１２２が傾いた場合であっても、高精度にカットオフラインＣＬを形成することができる。
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などのさらなる変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれる。上述した実施の形態と以下の変形との組合せによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態及び変形それぞれの効果をあわせもつ。
上述した実施の形態では、４つの発光素子１４０の全てが基準位置２４０に対してねじれた位置に配置されている。しかしながら特にこれに限定されず、少なくとも一つの発光素子１４０がねじれた位置に配置されていれば、載置面１２２を傾けることで起こる配光パターンの形成精度の低下を抑制する効果を得ることができる。
１ 車両用灯具、 １２０ 素子搭載部、 １２２ 載置面、 １４０ 発光素子、 １４２ 発光面、 １６０ リフレクタ、 ２４０ 基準位置、 ２４２ 発光面、 ＣＬ カットオフライン、 Ｎ 基準軸、 Ｐａ 光像、 Ｐ１ 配光パターン、 Ｐ２ 配光パターン。

Claims (4)

  1. 発光素子の載置面を有する素子搭載部と、
    前記載置面に載置され、前記載置面に対して平行に延在する矩形状の発光面を有する発光素子と、
    前記発光素子の光を反射するリフレクタと、
    を備え、
    前記載置面は、灯具左右方向の両端部の高さ位置が異なるように傾き、
    前記発光素子は、発光面の二辺が灯具前後軸に対して平行で他の二辺が灯具前後軸に対して垂直となる基準位置に対して、当該基準位置にあるときの発光面と直交する基準軸周りに回動した位置に前記発光面が位置するように、前記載置面に載置されることを特徴とする車両用灯具。
  2. 前記リフレクタは、前記発光面の一辺が配光パターンのカットオフラインの少なくとも一部を形成するよう前記発光素子の光を反射する請求項１に記載の車両用灯具。
  3. 前記発光素子を複数備え、
    前記リフレクタは、複数の前記発光素子が有する各発光面の一辺を並べて前記カットオフラインを形成するよう複数の前記発光素子の光を反射する請求項２に記載の車両用灯具。
  4. 発光素子の載置面を有する素子搭載部と、
    前記載置面に載置され、前記載置面に対して平行に延在する矩形状の発光面を有する発光素子と、
    前記発光素子の光を反射するリフレクタと、
    を備え、
    前記載置面は、灯具左右方向の両端部の高さ位置が異なるように傾き、
    前記発光素子は、前記載置面が水平の状態で、形成すべき配光パターンの形状に応じて定まる発光素子の姿勢のまま、載置面が灯具左右方向の両端部の高さ位置が異なるよう傾けられたときに発光素子がとる位置である基準位置に対して、当該基準位置にあるときの発光面と直交する基準軸周りに回動した位置に前記発光面が位置するように、前記載置面に載置されることを特徴とする車両用灯具。
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