JP2017134895A - 車両用灯具の導光レンズ取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】３次元的に湾曲する棒状の導光レンズを高精度且つ簡単に取り付けることができる車両用灯具の導光レンズ取付構造を提供すること。【解決手段】３次元的に湾曲する棒状の導光レンズ２と、該導光レンズ２の長手方向両端近傍にそれぞれ配置されたヒートシンク（支持部材）５，６上に支持されたＬＥＤ（発光素子）１１，１４を備えたポジションランプ（車両用灯具）３の前記導光レンズ２の取付構造として、前記導光レンズ２の長手方向両端部をブラケット７，８にそれぞれ位置決め固定し、各ブラケット７，８を前記各ヒートシンク５，６に位置決め固定することによって、前記導光レンズ２の長手方向両端部を前記ヒートシンク５，６にそれぞれ位置決めして取り付ける構成を採用する。【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子から入射する光によって発光する棒状の導光レンズを備える車両用灯具における前記導光レンズの取付構造に関するものである。

例えば、車両の前部左右に配置されるポジションランプ等の車両用灯具の光源には、発光効率が高くて長寿命であり、且つ、省電力である等の利点を有するＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子が使用されつつある。

ところが、車両用灯具の光源として用いられる例えばＬＥＤは、前記利点を有する反面、その光が強い指向性を示すため、該ＬＥＤからの光を導光レンズに入射させて出射面から出射させることによって導光レンズの全体を発光させることが行われている。

ところで、特許文献１には、導光レンズの取付構造として図１４に示す構成が提案されている。

即ち、図１４は特許文献１において提案された導光レンズ（導光ガイド）の取付構造を示す図であって、（ａ）は照明装置の縦断面図、（ｂ）は導光レンズの平面図、（ｃ）は蓋部の平面図であり、図１４（ａ）に示す照明装置１０１は、複数の発光素子１０２と、これらの発光素子１０２が実装された基板１０３を上面に支持する保持部１０４と、該保持部１０４に固定された有底円筒状の蓋部１０５と、該蓋部１０５の軸中心部に垂直に挿入支持された大小異径の２段円柱状を成す導光レンズ１０６を含んで構成されている。

上記導光レンズ１０６の中間高さ位置（大径部１０６Ａと小径部１０６Ｂとの境界部）の外周には、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、突起状の２つの固定部１０６ａが相対向して突設されており、蓋部１０５の上面には、導光レンズ１０６の小径部１０６Ｂが挿通するための円孔状の開口部１０５ａが形成されている。そして、この開口部１０５ａの相対向する２箇所には、導光レンズ１０６の前記固定部１０６ａが通過するための切欠部１０５ｂが形成されている。

又、蓋部１０５の内周の中間高さ位置には、径方向内方に向かう２つの位置決め部１０５ｃが相対向して水平に突設されており（図１４（ａ），（ｃ）参照）、両位置決め部１０５ｃの円弧状の内周面を通る包絡円の直径Ｄ４（図１４（ｃ）参照）は、導光レンズ１０６の小径部１０６Ｂの外径Ｄ１（図１４（ａ）参照）よりも僅かに大きく設定されている（Ｄ４＞Ｄ１）。

而して、導光レンズ１０６は、小径部１０６Ｂを下にして蓋部１０５内に上方から差し込まれて該蓋部１０５に取り付けられるが、その外周の２箇所に突設された固定部１０６ａを蓋部１０５の上面の２箇所に形成された切欠部１０５ｂの位置に合わせた状態で、小径部１０６Ｂが蓋部１０５の開口部１０５ａに通される。そして、導光レンズ１０６の小径部１０６Ｂを蓋部１０５内に更に差し込めば、該小径部１０６Ｂが蓋部１０５の２つの位置決め部１０５ｃを貫通し、最後に導光レンズ１０６をその軸心回りに９０°回転させれば、該導光レンズ１０６の２つの固定部１０６ａが蓋部１０５の開口部１０５ａの周縁に係合する。このため、導光レンズ１０６は、図１４（ａ）に示すように、軸方向（上下方向）と径方向の位置決めがなされた状態で蓋部１０５に取り付けられる。

以上のように構成された照明装置１０１において、複数の発光素子１０２に電流が供給されてこれらの発光素子１０２が発光すると、各発光素子１０２から上方に向かって出射する光は、導光レンズ１０６の下面の凹状の入射面から該導光レンズ１０６の内部に入射する。そして、導光レンズ１０６の内部に入射した光は、図１４（ａ）にＬ１，Ｌ２にて示すように、導光レンズ１０６の内部で全反射を繰り返しながら上方へと向かい、導光レンズ１０６の上面の出射面から外部に出射するため、該導光レンズ１０６が発光する。

特開２０１４−２３５７８７号公報

しかしながら、特許文献１において提案された図１４に示す導光レンズ１０６の取付構造は、該導光レンズ１０６が直線状のものである場合に適用が限定され、例えば３次元的に湾曲する導光レンズの取り付けには適用することができないという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、３次元的に湾曲する棒状の導光レンズを高精度且つ簡単に取り付けることができる車両用灯具の導光レンズ取付構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、３次元的に湾曲する棒状の導光レンズと、該導光レンズの長手方向両端近傍にそれぞれ配置された支持部材上に支持された発光素子を備えた車両用灯具の前記導光レンズの取付構造であって、前記導光レンズの長手方向両端部をブラケットにそれぞれ位置決め固定し、各ブラケットを前記各支持部材に位置決め固定することによって、前記導光レンズの長手方向両端部を前記支持部材にそれぞれ位置決めして取り付けることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記導光レンズの長手方向両端部に、径方向外方に突出する凸部をそれぞれ設け、前記各ブラケットに、前記導光レンズの長手方向端部が挿入される保持筒をそれぞれ形成し、各保持筒には、前記導光レンズの長手方向端部の挿入を許容し、且つ、前記導光レンズの軸中心回りの回転によって前記凸部が係合するＬ字状の係合溝をそれぞれ形成したことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記各支持部材に、前記各ブラケットの組込方向に延びて該ブラケットをガイドするガイド部をそれぞれ形成したことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、導光レンズの長手方向両端部をブラケットにそれぞれ位置決め固定し、各ブラケットを各支持部材にそれぞれ位置決め固定することによって、導光レンズの長手方向両端部を支持部材にそれぞれ位置決めして取り付けるようにしたため、３次元的に湾曲する棒状の導光レンズであっても、これを支持部材に高精度且つ簡単に取り付けることができる。

請求項２に記載の発明によれば、導光レンズの長手方向端部は、これに突設された凸部をブラケットの保持筒に形成された係合溝に合わせて保持筒内に挿入した後、軸中心回りに所定角度回して凸部を係合溝に係合させることによって、ブラケットに位置決めされて高精度且つ簡単に固定される。

請求項３に記載の発明によれば、各ブラケットを、各支持部材に形成されたガイド部に沿って組み込むことができるため、各ブラケットを各支持部材に作業性良く簡単に組み込んで固定することができる。

本発明に係る導光レンズの取付構造を備えるヘッドランプのハウジングの正面図である。 長手方向両端部にブラケットが固定された導光レンズの斜視図である。 導光レンズの長手方向一端部をブラケットに固定する前の状態を示す部分斜視図である。 導光レンズの長手方向一端部をブラケットに固定した状態を示す部分斜視図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 図５のＢ−Ｂ線断面図である。 ヒートシンクの斜視図である。 ブラケットをヒートシンクに取り付ける前の状態を示す部分斜視図である。 ブラケットをヒートシンクに取り付けた状態を示す部分斜視図である。 ブラケットをヒートシンクに取り付けた状態を示す部分側面図である。 図１０のＣ−Ｃ線断面図である。 ヒートシンクの斜視図である。 ブラケットをヒートシンクに取り付けた状態を示す部分斜視図である。 特許文献１において提案された導光レンズ（導光ガイド）の取付構造を示す図であって、（ａ）は照明装置の縦断面図、（ｂ）は導光レンズの平面図、（ｃ）は蓋部の平面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る導光レンズの取付構造を備えるヘッドランプのハウジングの正面図であり、図示のハウジング１は、車両の前部左右に配置されるコンビネーションタイプのヘッドランプに設けられるものであって、このハウジング１の上部には、該ハウジング１の外形に沿って３次元的に湾曲する棒状の導光レンズ２を備えるポジションランプ３が配置されている。そして、このポジションランプ３においては、導光レンズ２の背面側にリフレクタ４が導光レンズに沿って配置されている。

上記導光レンズ２は、導光性の高いアクリルやポリカーボネイト等の透明樹脂によって構成されており、その長手方向両端部は、ハウジング１に固定された支持部材であるヒートシンク５，６にブラケット７，８を介してそれぞれ取り付けられている。ここで、導光レンズ２の長手方向一端部（図１の左端部）のブラケット７への固定構造を図２〜図６に基づいて説明する。

図２は長手方向両端部にブラケットが固定された導光レンズの斜視図、図３は導光レンズの長手方向一端部をブラケットに固定する前の状態を示す部分斜視図、図４は導光レンズの長手方向一端部をブラケットに固定した状態を示す部分斜視図、図５は図２のＡ−Ａ線断面図、図６は図５のＢ−Ｂ線断面図である。

図３に示すように、ブラケット７は、平行に配された２枚のプレート部７Ａ，７Ｂ同士をクロス部７Ｃによって連結して一体に構成されており、一方のプレート部７Ａの一端には円孔状の位置決め孔７ａが形成され、他端には円孔状のネジ挿通孔７ｂが形成されている。又、他方のプレート部７Ｂの一端には円孔状のネジ挿通孔７ｃが形成され、他端の外面には後述の位置決めピン７ｄ（図８参照）が外方に向かって突設されている。

そして、ブラケット７のクロス部７Ｃには円筒状の保持筒７Ｄが設けられており、この保持筒７Ｄの相対向する２箇所にはＬ字状の係合溝７ｅがそれぞれ形成されている（図５及び図６参照）。

他方、導光レンズ２の長手方向一端部の外周には、円柱状の凸部２ａが相対向する２箇所に突設されている。尚、導光レンズ２の長手方向一端面は、光が入射する入射面を構成している。

而して、導光レンズ２の長手方向一端部は、これに突設された凸部２ａを図３に示すようにブラケット７の保持筒７Ｄに形成された係合溝７ｅの開口部に合わせた状態で、保持筒７Ｄの内部に差し込み、その後、導光レンズ２を軸中心回りに所定角度だけ回すと、図４〜図６に示すように、凸部２ａが係合溝７ｅの周方向溝７ｅ１にそれぞれ係合する。このため、導光レンズ２の長手方向一端部がブラケット７に位置決めされた状態で高精度且つ簡単に固定される。ここで、図３に示すように、各係合溝７ｅの周方向溝７ｅ１の入口の幅ｗ１は、その奥の幅ｗ２よりも小さく設定され（ｗ１＜ｗ２）、幅ｗ１は各凸部２ａの外径よりも若干小さく、幅ｗ２は各凸部２ａの外径と同等に設定されているため、各凸部２ａが図４に示すように係合溝７ｅの周方向溝７ｅ１に係合した状態では、各凸部２ａがロックされる。このため、ブラケット７を後述のようにヒートシンク５に組み込む際に導光レンズ２のブラケット７からの脱落が確実に防がれる。又、導光レンズ２の各凸部２ａは大小異径に形成されているため、導光レンズ２の誤組みが防がれる。

以上のように、導光レンズ２の長手方向一端部がブラケット７に固定されると、このブラケット７がヒートシンク５に固定されることによって、導光レンズ２の長手方向一端部がブラケット７を介してヒートシンク５に取り付けられるが、このブラケット７のヒートシンク５への固定構造を図７〜図１１に基づいて説明する。

図７はヒートシンクの斜視図、図８はブラケットをヒートシンクに取り付ける前の状態を示す部分斜視図、図９はブラケットをヒートシンクに取り付けた状態を示す部分斜視図、図１０はブラケットをヒートシンクに取り付けた状態を示す部分側面図、図１１は図１０のＣ−Ｃ線断面図である。

導光レンズ２の長手方向一端部が固定されたブラケット７が取り付けられる図７に示すヒートシンク５は、熱伝導率の高いアルミダイカスト品であって、これには基板９が２つのビス１０によって取り付けられており、基板９上には発光素子であるＬＥＤ１１が実装されている。

そして、図７に示すように、ヒートシンク５の１箇所（ブラケット７の位置決め孔７ａに対応する箇所）には位置決めピン５ａが一体に突設され、他の１箇所（ブラケット７の位置決めピン７ｄに対応する箇所）には円孔状の位置決め孔５ｂが形成されている。又、ヒートシンク５の２箇所（ブラケット７のネジ挿通孔７ｂ，７ｃに対応する２箇所）にはネジ孔５ｃ，５ｄがそれぞれ形成されている。

而して、導光レンズ２の長手方向一端部が固定されたブラケット７は、ヒートシンク５に対して図８の矢印方向に組み付けられて固定される。このとき、ブラケット７の一方のプレート部７Ｂに突設された位置決めピン７ｄがヒートシンク５の位置決め孔５ｂに嵌合し、ヒートシンク５に突設された位置決めピン５ａがブラケット７の他方のプレート部７Ａに形成された位置決め孔７ａに嵌合するため、ブラケット７がヒートシンク５に対して高精度に位置決めされる。又、図７、図８及び図１１に示すように、ヒートシンク５には、ブラケット７の組付方向（図１１の紙面垂直方向）に延びる段状のガイド部５ｅが形成されており、ブラケット７は、その端面７ｆ（図８参照）がヒートシンク５のガイド部５ｅに沿ってガイドされながらヒートシンク５に組み込まれるため、該ブラケット７がヒートシンク５に作業性良く簡単に組み込まれ、導光レンズ２とＬＥＤ１１との接触が確実に防がれる。

上述のように、ブラケット７が高精度に位置決めされた状態でヒートシンク５に組み込まれると、該ブラケット７の一方のプレート部７Ｂに形成されたネジ挿通孔７ｂがヒートシンク５に形成されたネジ孔５ｃに合致し、ブラケット７の他方のプレート部７Ａに形成されたネジ挿通孔７ｃがヒートシンク５に形成されたネジ孔５ｄに合致する。この状態から、ブラケット７のネジ挿通孔７ｂ，７ｃに挿通する不図示のネジをヒートシンク５のネジ孔５ｃ，５ｄにそれぞれねじ込むと、ブラケット７がヒートシンク５に高精度に位置決めされた状態で固定されるため、導光レンズ２の長手方向一端部がブラケット７を介してヒートシンク５に高精度且つ簡単に取り付けられる。このため、導光レンズ２の長手方向一端面（入射面）がＬＥＤ１１に対して高精度に位置決めされる。

以上は導光レンズ２の長手方向一端部（図２の左端部）のブラケット７への固定とブラケット７のヒートシンク５への固定について説明したが、導光レンズ２の長手方向他端部（図２の右端部）のブラケット８への固定とブラケット８のヒートシンク６への固定も同様になされる。

ここで、ヒートシンク６の構成を図１２に示すが、該ヒートシンク６には基板１２が２つのビス１３によって固定されており、基板１２には発光素子であるＬＥＤ１４が実装されている。又、ヒートシンク６の基板１２が固定された面の基板１２を挟んだ両側（図１２の上下には、位置決めピン６ａ，６ｂとネジ孔６ｃ，６ｄがそれぞれ設けられている。更に、ヒートシンク６のブラケット８が取り付けられる面にはガイド部６ｅが形成されている。

又、図１３に示すように、ブラケット８のチャンネル部８Ａの両側にはフランジ部８Ｂ，８Ｃが設けられており、各フランジ部８Ｂ，８Ｃの１箇所（ヒートシンク６の位置決めピン６ａ，６ｂに対応する箇所）には位置決め孔８ａ，８ｂがそれぞれ形成され、他の１箇所（ヒートシンク６のネジ孔６ｃ，６ｄに対応する箇所）には円孔状のネジ挿通孔８ｃ，８ｄがそれぞれ形成されている。そして、ブラケット８のチャンネル部８Ａの中央には円筒状の保持筒８Ｄが形成されており、この保持筒８Ｄの相対向する２箇所にはＬ字状の係合溝８ｅがそれぞれ形成されている。

他方、導光レンズ２の長手方向他端外周の相対向する２箇所には円柱状の凸部２ｂがそれぞれ突設されている。

而して、導光レンズ２の長手方向他端部は、これに突設された２つの凸部２ｂをブラケット８の保持筒８Ｄに形成された係合溝８ｅの開口部に合わせた状態で、保持筒８Ｄの内部に差し込み、その後、導光レンズ２を軸中心回りに所定角度だけ回すと、図１３に示すように、凸部２ｂが係合溝８ｅにそれぞれ係合する。このため、導光レンズ２の長手方向他端部がブラケット８に位置決めされた状態で高精度且つ簡単に固定される。

以上のようにして導光レンズ２の長手方向他端部が固定されたブラケット８は、ヒートシンク６に組み付けられて固定される。このとき、ヒートシンク６に突設された２本の位置決めピン６ａ，６ｂがブラケット８のフランジ部８Ｂ，８Ｃにそれぞれ形成された位置決め孔８ａ，８ｂに嵌合するため、ブラケット８がヒートシンク６に対して高精度に位置決めされる。このようにブラケット８がヒートシンク６に正確に位置決めされると、該ブラケット８のフランジ部８Ｂ，８Ｃにそれぞれ形成されたネジ挿通孔８ｃ，８ｄがヒートシンク６に形成されたネジ孔６ｃ，６ｄに合致する。この状態から、ブラケット８のネジ挿通孔８ｃ，８ｄに挿通する不図示のネジをヒートシンク６のネジ孔６ｃ，６ｄにそれぞれねじ込むと、ブラケット８がヒートシンク６に高精度に位置きめされた状態で固定されるため、導光レンズ２の長手方向他端部がブラケット８を介してヒートシンク７に高精度且つ簡単に取り付けられる。このため、導光レンズ２の長手方向他端面（入射面）がＬＥＤ１４に対して高精度に位置決めされる。尚、ブラケット８をヒートシンク６に図１３の上方から組み付ける際に、該ブラケット８に形成された段差部８ｆがヒートシンク６に当接して該ブラケット８のヒートシンク６に対する位置決めが正確になされるため、導光レンズ２の長手方向端面（入射面）とＬＥＤ１４との距離が所定の値に正確に設定される。又、ブラケット８をヒートシンク６に組み込む際には、該ブラケット８のフランジ部８Ａの側面がヒートシンク６のガイド部６ｅに沿ってガイドされるため、ブラケット８のヒートシンク６への組み込みが作業性良く簡単になされる。

以上のようにして、長手方向両端部がブラケット７，８を介してヒートシンク５，６に取り付けられた導光レンズ２を備える図１に示すポジションランプ３において、各ＬＥＤ１１，１４（図７及び図１２参照）に電流が供給されてこれらのＬＥＤ１１，１４が発光すると、その光は、導光レンズ２の長手方向両端面（入射面）から該導光レンズ２の内部へと入射する。そして、導光レンズ２の内部に入射した光は、導光レンズ２の内部で全反射を繰り返しながら長手方向に沿って互いに逆方向に進む過程で反射して導光レンズ２の正面（出射面）から車両前方（図１の手前方向）に出射するため、導光レンズ２の全体が発光し、これによってポジションランプ３が点灯して本来の機能を果たす。尚、導光レンズ２の背面から漏れる光は、リフレクタ４によって反射して導光レンズ２内に再度入射して該導光レンズ２の発光に供されるため、光の利用効率が高められる。

以上において、本実施の形態では、導光レンズ２の長手方向両端部をブラケット７，８にそれぞれ位置決め固定し、各ブラケット７，８を各ヒートシンク５，６にそれぞれ位置決め固定することによって、導光レンズ２の長手方向両端部をブラケット７，８を介してヒートシンク５，６にそれぞれ位置決めして取り付けるようにしたため、３次元的に湾曲する棒状の導光レンズ２であっても、これをヒートシンク５，６に高精度且つ簡単に取り付けることができるという効果が得られる。

尚、以上はポジションランプにおける導光レンズの取付構造に対して本発明を適用した形態について説明したが、本発明は、導光レンズを備える他の任意の車両用灯具における導光レンズの取付構造に対しても同様に適用可能であることは勿論である。

１ ハウジング
２ 導光レンズ
２ａ，２ｂ 導光レンズの凸部
３ ポジションランプ
４ リフレクタ
５ ヒートシンク（支持部材）
５ａ ヒートシンクの位置決めピン
５ｂ ヒートシンクの位置決め孔
５ｃ，５ｄ ヒートシンクのネジ孔
５ｄ，５ｆ ヒートシンクのガイド部
６ ヒートシンク（支持部材）
６ａ，６ｂ ヒートシンクの位置決めピン
６ｃ，６ｄ ヒートシンクのネジ孔
６ｅ ヒートシンクのガイド部
７ ブラケット
７Ａ，７Ｂ ブラケットのプレート部
７Ｃ ブラケットのクロス部
７Ｄ ブラケットの保持筒
７ａ ブラケットの位置決め孔
７ｂ，７ｃ ブラケットのネジ挿通孔
７ｄ ブラケットの位置決めピン
７ｅ 保持筒の係合溝
８ ブラケット
８Ａ ブラケットのチャンネル部
８Ｂ，８Ｃ ブラケットのフランジ部
８Ｄ ブラケットの保持筒
８ａ，８ｂ ブラケットの位置決め孔
８ｃ，８ｄ ブラケットのネジ挿通孔
８ｅ 保持筒の係合溝
９ 基板
１０ ビス
１１ ＬＥＤ（発光素子）
１２ 基板
１３ ビス
１４ ＬＥＤ（発光素子）

Claims (3)

1. ３次元的に湾曲する棒状の導光レンズと、該導光レンズの長手方向両端近傍にそれぞれ配置された支持部材上に支持された発光素子を備えた車両用灯具の前記導光レンズの取付構造であって、
   前記導光レンズの長手方向両端部をブラケットにそれぞれ位置決め固定し、各ブラケットを前記各支持部材に位置決め固定することによって、前記導光レンズの長手方向両端部を前記支持部材にそれぞれ位置決めして取り付けることを特徴とする車両用灯具の導光レンズ取付構造。
2. 前記導光レンズの長手方向両端部に、径方向外方に突出する凸部をそれぞれ設け、前記各ブラケットに、前記導光レンズの長手方向端部が挿入される保持筒をそれぞれ形成し、各保持筒には、前記導光レンズの長手方向端部の挿入を許容し、且つ、前記導光レンズの軸中心回りの回転によって前記凸部が係合するＬ字状の係合溝をそれぞれ形成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具の導光レンズ取付構造。
3. 前記各支持部材に、前記各ブラケットの組込方向に延びて該ブラケットをガイドするガイド部をそれぞれ形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用灯具の導光レンズ取付構造。
   

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