JP2015185232A - 自動車用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化及び製造コストの低コスト化を図ることが可能な自動車用灯具を提供することにある。【解決手段】自動車の前後方向となる方向に沿って湾曲して前方方向に向かって開いた放物線を幅方向に延長してなる放物柱状反射面２１ａを有するリフレクタ２０と、リフレクタ２０の放物柱状反射面２１ａの上方に位置し、幅方向に沿って、前後方向に３列に配置された複数のＬＥＤを有するＬＥＤ実装基板１０で構成した。ＬＥＤ実装基板１０の第２列Ｒ２に属するＬＥＤ２Ｒ２ａ、２Ｒ２ｂの位置を放物柱状反射面２１ａの焦点Ｐの位置とし、第３列Ｒ３に属するＬＥＤ２Ｒ３の位置を焦点Ｐよりも前方の位置とし、第１列Ｒ１に属するＬＥＤ２Ｒ１ａ、２Ｒ１ｂ、２Ｒ１ｃ、２Ｒ１ｄの位置を焦点Ｐよりも後方の位置とした。【選択図】図３

Description

本発明は、自動車用灯具に関するものであり、詳しくは、ＬＥＤを光源とし複数の機能を有する自動車用灯具に関する。

従来、この種の灯具としては、例えば、特許文献１に「車両用照明装置」として開示された構成ものがある。

具体的には、図８にあるように、基板８０上に所定の間隔をあけて夫々が複数の発光素子からなる第１の発光素子８１と第２の発光素子８２が配設されてなる光源８３を有し、光源８３の光放出側を覆うように照射方向Ｐに開口する部分放物面を組み合わせてなるリフレクタ８４が配置され、リフレクタ８４の光源８３に対向する側には、第１の発光素子８１上に焦点Ｆ１を有する複数の部分放物面を組み合わせた形状の第１の反射面８５と、第２の発光素子８２上に焦点Ｆ２を有する複数の部分放物面を組み合わせた形状の第２の反射面８６を備えている。

これにより、第２の発光素子８２が点灯すると、第２の発光素子８２からの放出光が第１の反射面８５及び第２の反射面８６で反射されてその反射光がロービームを形成する。また、第１の発光素子８１と第２の発光素子８２が同時に点灯すると、第１の発光素子８１と第２の発光素子８２の夫々からの放出光が第１の反射面８５及び第２の反射面８６で反射されてその反射光がハイビームとロービームを同時に形成する。

つまり、複数の発光素子において点灯する発光素子を切り替えることにより、ハイビームとロービームの照射を切り替えることができる。

特開２０１１−１２９２８３号公報

ところで、上記構成の自動車用照明装置は、リフレクタに夫々焦点位置が異なる２つの反射面（第１の反射面８５及び第２の反射面８６）を設ける必要がある。そのため、反射面において発光素子からの放出光の投影面積が大きくなってリフレクタの大型化を招き、それによって照明装置の大きさが大きくなる。また、リフレクタの大型化は材料費の増大を招き、製造コストのコストアップの要因となる。

また、焦点位置が異なる２つの反射面は、夫々異なる複数の部分放物面を組み合わせた形状を有している。そのため、反射面の形状が複雑になってリフレクタの複雑化を招き、リフレクタの大型化と相まってリフレクタ成形用金型の金型費が増大し、製造コストのコストアップが生じる。

そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案されたものであり、その目的とするところは、小型化及び製造コストの低コスト化を図ることが可能な自動車用灯具を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、自動車搭載時に該自動車の前後方向となる方向に沿って湾曲して前方方向に向かって開いた放物線を幅方向に延長してなる放物柱状反射面を有するリフレクタと、前記リフレクタの放物柱状反射面の上方に位置し、前記幅方向に沿って、前記前後方向に複数列に配置された複数のＬＥＤを有するＬＥＤ実装基板を備え、前記複数列のいずれかが、前記放物柱状反射面の焦点位置に位置することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記複数列は、互いに隣り合う列同士の間隔の少なくとも１つが、前記ＬＥＤの大きさよりも小さいことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２において、前記リフレクタは、前記放物柱状反射面の幅方向の両縁部の夫々から垂直に立ち上がって前記前方方向に平面状に延設してなる平面状反射面を有することを特徴とするものである。

本発明の自動車用灯具は、自動車の前後方向となる方向に沿って湾曲して前方方向に向かって開いた放物線を幅方向に延長してなる放物柱状反射面を有するリフレクタと、前記リフレクタの放物柱状反射面の上方に位置し、幅方向に沿って、前後方向に複数列に配置された複数のＬＥＤを有するＬＥＤ実装基板で構成した。そして、複数列のいずれかの位置を、放物柱状反射面の焦点位置とした。

これにより、リフレクタの放物柱状反射面が単純な形状からなることにより、リフレクタ成形用金型の金型費を低く抑えることができ、製造コストの低コスト化を実現することができる。

また、複数列の間隔を縮めることにより、各列に配置されたＬＥＤからの出射光の、放物柱状反射面に対する前後方向の投影領域を狭めることができる。これにより、リフレクタの前後方向の大きさを小さくすることができ、リフレクタの小型化により材料費の削減が可能となって製造コストの低減を図ることができる。

実施形態の自動車用灯具の基本構成を示す斜視図である。 実施形態の自動車用灯具に係わるＬＥＤ実装基板の平面図である。 実施形態の自動車用灯具の光路図である。 実施形態の自動車用灯具の照射光による投影像の図である。 同じく、実施形態の自動車用灯具の照射光による投影像の図である。 同じく、実施形態の自動車用灯具の照射光による投影像の図である。 リフレクタとＬＥＤ実装基板との光学的関係を示す図である。 従来例の説明図である。

以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図７を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。

図１は実施形態の自動車用灯具の基本構成を示す斜視図、図２は実施形態の自動車用灯具に係わるＬＥＤ実装基板の平面図、図３は実施形態の自動車用灯具の光路図、図４〜図６は実施形態の自動車用灯具の照射光による投影像の図である。

自動車用灯具（以下、「灯具」と略称する）（図１参照）１は、光源となるＬＥＤ２が実装されたＬＥＤ実装基板１０と、ＬＥＤ２からの出射光を反射してその反射光を灯具の照射方向に向けるリフレクタ２０を備えおり、ＬＥＤ実装基板１０がリフレクタ２０に取り付けられている。

ＬＥＤ実装基板（図２参照）１０は、基板１１の一方の面に複数のＬＥＤ２がいずれも光出射方向を基板面の略垂直方向に向けて実装されている。

複数のＬＥＤ２は、基板１１の、灯具１を自動車に搭載した状態において自動車の前後方向（以下、「前後方向」と略称する）となる方向（図中のＸ−Ｘ方向）に垂直な、自動車の幅方向（以下、「幅方向」と略称する）となる方向（図中のＹ−Ｙ方向）に、第１列Ｒ１、第２列Ｒ２、第３列Ｒ３の３列に配置されている。夫々の列Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は互いに所定の間隔を置いて直線状に平行に並設されている。

そのうち、第１列Ｒ１には、一方の側から順に４個のＬＥＤ２_Ｒ１ａ、２_Ｒ１ｂ、２_Ｒ１ｃ、２_Ｒ１ｄが配置され、第２列Ｒ２には、第１列Ｒ１と同じ方向に順に２個のＬＥＤ２_Ｒ２ａ、２_Ｒ２ｂが配置され、第３列Ｒ３には１個のＬＥＤ２_Ｒ３が配置されている。

第１列Ｒ１に属するＬＥＤ２_Ｒ１ａ、２_Ｒ１ｂ、２_Ｒ１ｃ、２_Ｒ１ｄ、第２列Ｒ２に属するＬＥＤ２_Ｒ２ａ、２_Ｒ２ｂ、第３列Ｒ３に属するＬＥＤ２_Ｒ３の夫々は、基板１１の、前後方向（Ｘ−Ｘ方向）に沿う中心線Ｃに対して線対称となる位置に配置されている。

また、第１列Ｒ１に属するＬＥＤ２_Ｒ１ａ、２_Ｒ１ｂ、２_Ｒ１ｃ、２_Ｒ１ｄ、のうち、ＬＥＤ２_Ｒ１ａとＬＥＤ２_Ｒ１ｂの間及びＬＥＤ２_Ｒ１ｃとＬＥＤ２_Ｒ１ｄの間には夫々、第２列Ｒ２に属するＬＥＤ２_Ｒ２ａ及びＬＥＤ２_Ｒ２ｂが入ることが可能な幅の隙間１１ｂが設けられている。

この隙間１１ｂは、配光パターン３０の上部に配光パターン３１を重ね合わせるために（照度ムラの改善のために）設けられており、第１列Ｒ１と第２列Ｒ２のＬＥＤを上下方向で重ね合わせている。

また、第２列Ｒ２に属するＬＥＤ２_Ｒ２ａとＬＥＤ２_Ｒ２ｂの間には、第３列Ｒ３に属するＬＥＤ２_Ｒ３が入ることが可能な幅の隙間１１ｃが設けられている。この隙間１１ｃは、配光パターン３１の上部に配光パターン３２を重ね合わせるために（照度ムラの改善のために）設けられており、第２列Ｒ２と第３列Ｒ３のＬＥＤを上下方向で重ね合わせている。

図１に戻って、リフレクタ２０は、前後方向に沿って下方に湾曲した湾曲形状が幅方向に延設されてなる湾曲部２１と、湾曲部２１の幅方向の両縁部の夫々から垂直に立ち上がって前方方向に平板状に延設されてなる一対の側壁部２２を有している。

湾曲部２１は、内面（凹状内面）が、前後方向に沿って内側に湾曲した放物線を幅方向に延長してなる放物柱面からなり、該放物柱面にアルミニウムや銀等による金属反射膜からなる鏡面反射面が形成されて放物柱状反射面２１ａとなっている。

一対の側壁部２２は、互いに対向する内面（平面状内面）が、アルミニウムや銀等による金属反射膜からなる鏡面反射面が形成されて平面状反射面２２ａとなっている。

リフレクタ２０の湾曲部２１の上方にはＬＥＤ実装基板１０が取り付けられており、ＬＥＤ実装基板１０の基板１１のＬＥＤ実装面１１ａと湾曲部２１の内面の放物柱状反射面２１ａが対向している。これにより、ＬＥＤ実装基板１０に実装された複数のＬＥＤはいずれも、その光出射方向が湾曲部２１の放物柱状反射面２１ａを向いている。

ＬＥＤ実装基板１０に実装されたＬＥＤは、第３列Ｒ３に属するＬＥＤ２_Ｒ３が最前列に位置し、第２列Ｒ２に属するＬＥＤ２_Ｒ２ａ、２_Ｒ２ｂが２列目に位置し、第１列Ｒ１に属するＬＥＤ２_Ｒ１ａ、２_Ｒ１ｂ、２_Ｒ１ｃ、２_Ｒ１ｄが最後列に位置している。

そこで、ＬＥＤ実装基板１０に実装されたＬＥＤ２とリフレクタ２０の湾曲部２１の内面の放物柱状反射面２１ａとの光学的関係及びそれによる光路形成について、図３を参照して説明する。

湾曲部２１の放物柱状反射面２１ａは、ＬＥＤ実装基板１０の第２列Ｒ２に属するＬＥＤ２_Ｒ２ａ、２_Ｒ２ｂの位置を焦点Ｐの位置としている。したがって、第３列Ｒ３に属するＬＥＤ２_Ｒ３は放物柱状反射面２１ａの焦点Ｐよりも前方に位置し、第１列Ｒ１に属するＬＥＤ２_Ｒ１ａ、２_Ｒ１ｂ、２_Ｒ１ｃ、２_Ｒ１ｄは焦点Ｐよりも後方に位置している。

そのため、放物柱状反射面２１ａの焦点Ｐよりも後方に位置する第１列Ｒ１に属するＬＥＤ２_Ｒ１ａ、２_Ｒ１ｂ、２_Ｒ１ｃ、２_Ｒ１ｄから出射して下方に位置する放物柱状反射面２１ａに向かう光は、該放物柱状反射面２１ａで反射されてその反射光が照射光Ｌ_Ｒ１となって灯具の前方正面方向の下方に向かって照射される。

そこで、この照射光Ｌ_Ｒ１による投影像を前方に配置したスクリーン上に投影すると、図４（投影像の図）にあるように、水平基準線Ｈの下方に垂直基準線Ｖに沿って上下方向に広がる横長の配光パターン３０が形成される。

図３に戻って、放物柱状反射面２１ａの焦点Ｐの位置に位置する第２列Ｒ２に属するＬＥＤ２_Ｒ２ａ、２_Ｒ２ｂから出射して下方に位置する放物柱状反射面２１ａに向かう光は、該放物柱状反射面２１ａで反射されてその反射光が照射光Ｌ_Ｒ２となって灯具の前方正面方向に向けて照射される。

そこで、この照射光Ｌ_Ｒ２による投影像を前方に配置したスクリーン上に投影すると、図５（投影像の図）にあるように、水平基準線Ｈを跨いで垂直基準線Ｖに沿って上下方向に広がる横長の配光パターン３１が形成される。この場合、配光パターン３１は、その下部が配光パターン３０の上部に重なる位置に形成される。

図３に戻って、放物柱状反射面２１ａの焦点Ｐよりも前方に位置する第３列Ｒ３に属するＬＥＤ２_Ｒ３から出射して下方に位置する放物柱状反射面２１ａに向かう光は、該放物柱状反射面２１ａで反射されてその反射光が照射光Ｌ_Ｒ３となって灯具の前方正面方向の上方に向かって照射される。

そこで、この照射光Ｌ_Ｒ３による投影像を前方に配置したスクリーン上に投影すると、図６（投影像の図）にあるように、水平基準線Ｈの上方に垂直基準線Ｖに沿って上下方向に広がる横長の配光パターン３２が形成される。この場合、配光パターン３２は、その下部が配光パターン３１の上部に重なる位置に形成される。

なお、配光パターン３０、３１、３２の夫々が、水平基準線Ｈに沿って幅方向に延びる横長の形状を有するのは、ＬＥＤ２の光源像が放物柱状反射面２１ａの幅方向の周縁部側で幅方向に向けて反射されて延長されるためである。

ところで、上記構成の自動車用灯具１は、上述したように、ＬＥＤ２の点灯を列毎に制御する以外に、ＬＥＤ実装基板１に位置する複数のＬＥＤ２のうち、適宜なＬＥＤ２を組み合わせて点灯することにより、同一の反射面を用いて所望の機能の照射光を得ることができる。

具体的には、第１列Ｒ１に属する全てのＬＥＤ２_Ｒ１ａ、２_Ｒ１ｂ、２_Ｒ１ｃ、２_Ｒ１ｄを点灯させることにより、その照射光は図４の配光パターンを有するフォグライト機能をなし、第１列Ｒ１に属するＬＥＤ２のうち２個のＬＥＤ２_Ｒ１ｂ、２_Ｒ１ｃと、第２列Ｒ２に属する全てのＬＥＤ２_Ｒ２ａ、２_Ｒ２ｂを点灯することにより、その照射光は図５の配光パターンを有するＤＲＬライト機能をなし、第１列Ｒ１に属するＬＥＤ２のうち１個のＬＥＤ２_Ｒ１ｂと、第２列Ｒ２に属するＬＥＤ２のうち１個のＬＥＤ２_Ｒ２ｂと、第３列Ｒ３に属するＬＥＤ２_Ｒ３を点灯することにより、その照射光は図６の配光パターンを有するアクセサリーライト機能をなす。

以上のように、本発明の自動車用灯具は、リフレクタ２０の内面の反射面を放物柱状からなる単純な形状とすることにより、リフレクタ成形用金型の金型費を低く抑えることができ、製造コストの低コスト化を実現することができる。

また、ＬＥＤ実装基板１０に実装された複数のＬＥＤ２の夫々が属する列Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の間隔を縮めることにより、各列Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に属するＬＥＤ２の出射光の、放物柱状反射面２１ａに対する前後方向の投影領域を狭めることができる。これにより、リフレクタ２０の前後方向の大きさを小さくすることができる。また、リフレクタの小型化は材料費の削減を可能にし、製造コストの低減に寄与するものとなる。

なお、ＬＥＤ実装基板１０に実装するＬＥＤ２の列の数、及び夫々の列に配置するＬＥＤ２の数は適宜に設定される。

以上は、ＬＥＤ実装基板１０に実装されたＬＥＤ２とリフレクタ２０の湾曲部２１の内面の放物柱状反射面２１ａとの光学的関係について述べたが、ＬＥＤ実装基板１０に実装されたＬＥＤ２に対するリフレクタ２０の側壁部２２の平面状反射面２２ａの光学的な働きは、図７（リフレクタとＬＥＤ実装基板との光学的関係を示す図）にあるように、ＬＥＤ実装基板１０に実装されたＬＥＤ２が一対の側壁部２２の互いに対向する平面状反射面２２ａに映り込んでＬＥＤ実装基板１０に実装されたＬＥＤ２を挟んだ両側に直線状に、該ＬＥＤ実装基板１０に実装されたＬＥＤ２の鏡像３が見える。

つまり、あたかも３つのＬＥＤ実装基板１０を幅方向に一直線上に並べ、中央のＬＥＤ実装基板１０の選択されたＬＥＤ２と、そのＬＥＤ２に対して両側のＬＥＤ実装基板１０の、平面状反射面２２ａを対称軸にして対称な位置にあるＬＥＤ２を同時に点灯したかのように見える。

１… 自動車用灯具
２… ＬＥＤ
３… ＬＥＤの鏡像
２_Ｒ１ａ、２_Ｒ１ｂ、２_Ｒ１ｃ、２_Ｒ１ｄ …第１列に属するＬＥＤ
２_Ｒ２ａ、２_Ｒ２ｂ … 第２列に属するＬＥＤ
２_Ｒ３ … 第３列に属するＬＥＤ
１０… ＬＥＤ実装基板
１１… 基板
１１ａ… ＬＥＤ実装面
１１ｂ… 隙間
１１ｃ… 隙間
２０… リフレクタ
２１… 湾曲部
２１ａ… 放物柱状反射面
２２… 側壁部
２２ａ… 平面状反射面
３０… 配光パターン
３１… 配光パターン
３２… 配光パターン

Claims (3)

1. 自動車搭載時に該自動車の前後方向となる方向に沿って湾曲して前方方向に向かって開いた放物線を幅方向に延長してなる放物柱状反射面を有するリフレクタと、
   前記リフレクタの放物柱状反射面の上方に位置し、前記幅方向に沿って、前記前後方向に複数列に配置された複数のＬＥＤを有するＬＥＤ実装基板を備え、
   前記複数列のいずれかが、前記放物柱状反射面の焦点位置に位置することを特徴とする自動車用灯具。
2. 前記複数列は、互いに隣り合う列同士の間隔の少なくとも１つが、前記ＬＥＤの大きさよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の自動車用灯具。
3. 前記リフレクタは、前記放物柱状反射面の幅方向の両縁部の夫々から垂直に立ち上がって前記前方方向に平面状に延設してなる平面状反射面を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載された自動車用灯具。

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