JP2019212428A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】すれ違い用配光パターンと走行用配光パターンとを重ねて形成しつつ第１光源と第２光源とを段差なく設けることのできる車両用灯具を提供する。【解決手段】車両用灯具１０は、すれ違い用配光パターンＬＰを形成する第１光源１１と、走行用配光パターンＨＰを形成する第２光源１２と、それらからの光を反射するリフレクタ１４と、リフレクタ１４で反射された光を光軸方向前側に投影する第１レンズ１６と、第２光源１２から出射された光をリフレクタ１４側に進行させる第２レンズ１７と、を備える。第２光源１２は、第１光源１１と同一平面上に設けられ、リフレクタ１４は、第１光源１１から出射された光を第１レンズ１６へと反射する第１反射面２２と、第１反射面２２よりも光軸方向前側に設けられて第２光源１２から出射されて第２レンズ１７を通った光を第１レンズ１６へと反射する第２反射面２３と、を有する。【選択図】図１

Description

本開示は、車両用灯具に関する。

車両用灯具は、光源からの光を用いて所定の配光パターンを形成する。

このような車両用灯具は、第１光源からの光ですれ違い用配光パターンを形成するとともに、第２光源からの光で走行用配光パターンを形成するものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。この車両用灯具は、第１光源から出射されてリフレクタで反射された光と、第１光源よりも前方に設けられた第２光源から出射されて透光部材により導かれた光と、を投影レンズで車両の前方へ向けて出射させることで、すれ違い用配光パターンと走行用配光パターンとを上下に並べて形成している。この車両用灯具は、第２光源よりも後方に設けた第１光源から出射されてリフレクタで反射された光を効率良く利用するために、シェードによる意図的な遮光を除くと、リフレクタと投影レンズとの間で光の進行を妨げることのない配置としている。

特開２０１６−３９１１０号公報

しかしながら、従来の車両用灯具は、透光部材内に設けた反射面で投影レンズへと反射することで、透光部材が第２光源から出射された光を投影レンズに導いているので、透光部材を大きいものとする必要がある。このため、従来の車両用灯具は、第１光源よりも第２光源が下方に位置するように第１光源と第２光源とを段差を付けて設けている。これにより、従来の車両用灯具は、第１光源および第２光源が取り付けられる部材の形状の複雑化を招くとともに、第１光源および第２光源に個別の基板を設ける必要がある。

本開示は、上記の事情に鑑みて為されたもので、すれ違い用配光パターンと走行用配光パターンとを重ねて形成しつつ第１光源と第２光源とを段差なく設けることのできる車両用灯具を提供することを目的とする。

本開示の車両用灯具は、すれ違い用配光パターンを形成する光を出射する第１光源と、前記第１光源よりも光軸方向前側に設けられて走行用配光パターンを形成する光を出射する第２光源と、前記第１光源および前記第２光源から出射された光を反射するリフレクタと、前記リフレクタで反射された光を光軸方向前側に投影する第１レンズと、前記第２光源から出射された光を前記リフレクタ側に進行させる第２レンズと、を備え、前記第２光源は、前記第１光源と同一平面上に設けられ、前記リフレクタは、前記第１光源から出射された光を前記第１レンズへと反射する第１反射面と、前記第１反射面よりも光軸方向前側に設けられて前記第２光源から出射されて前記第２レンズを通った光を前記第１レンズへと反射する第２反射面と、を有する。

本開示の車両用灯具によれば、すれ違い用配光パターンと走行用配光パターンとを重ねて形成しつつ第１光源と第２光源とを段差なく設けることができる。

本開示に係る車両用灯具の一実施形態に係る一例としての車両用灯具の構成を示す説明図である。 走行用配光パターンおよびすれ違い用配光パターンを示す説明図である。 走行用配光パターンにおいて一部の走行用配光部が消灯された様子を示す図２と同様の説明図である。

以下に、本開示に係る車両用灯具の一実施形態としての車両用灯具１０の実施例１について図１から図３を参照しつつ説明する。

車両用灯具１０は、自動車等の車両に用いられる灯具として用いられるもので、例えば、ヘッドランプやフォグランプ等に用いられる。車両用灯具１０は、車両の前部の左右両側で、ランプハウジングの開放された前端がアウターレンズで覆われて形成される灯室に、上下方向用光軸調整機構や幅方向用光軸調整機構を介して設けられる。以下の説明では、車両用灯具１０において、車両の直進時の進行方向であって光を照射する方向を光軸方向とし、車両に搭載された状態での鉛直方向を上下方向とし、光軸方向および上下方向に直交する方向を幅方向とする。

車両用灯具１０は、図１に示すように、第１光源１１と第２光源１２とヒートシンク部材１３とリフレクタ１４とシェード１５と第１レンズ１６と第２レンズ１７とを備え、プロジェクタタイプの前照灯ユニットを構成する。

第１光源１１は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子で構成され、基板２０に実装されている。その基板２０は、ヒートシンク部材１３の上面１３ａに固定されている。この第１光源１１は、点灯制御回路から電力が供給されて適宜点灯される。

第２光源１２は、ＬＥＤ等の発光素子で構成され、第１光源１１よりも光軸方向の前側（車両用灯具１０から光を照射する側）で基板２１に実装されている。その基板２１は、基板２０よりも光軸方向の前側でヒートシンク部材１３の上面１３ａに固定されている。このため、第２光源１２は、第１光源１１と同一平面上に設けられている。この第２光源１２は、点灯制御回路から電力が供給されて適宜点灯される。実施例１の第２光源１２は、基板２１上で幅方向に５つの光源部１２ａ（図１では手前側の１つのみ図示している）が整列されて設けられている。各光源部１２ａは、発光素子で構成されて点灯制御回路から電力が供給されることで、適宜一斉にまたは個別に点灯される。なお、光源部１２ａの数は適宜設定すればよく、実施例１の構成に限定されない。

ヒートシンク部材１３は、第１光源１１および第２光源１２で発生する熱を外部に逃がす放熱部材である。このヒートシンク部材１３では、上面１３ａに基板２０および基板２１が設けられるとともに、その両基板（２０、２１）を覆うように上面１３ａにリフレクタ１４が設けられる。実施例１のヒートシンク部材１３は、両基板（２０、２１）を介して第１光源１１および第２光源１２が設けられる上面１３ａを、第１レンズ１６の物理的な中心位置（後述する出射面１６ｂの中心線）よりも上下方向の下側に設けられている。これにより、上面１３ａに設けられた第１光源１１および第２光源１２から出射される光のうち、強度の大きい光を有効に利用することができる。

リフレクタ１４は、基板２０および基板２１すなわちそれらに実装された第１光源１１および第２光源１２を覆うようにヒートシンク部材１３（上面１３ａ）に取り付けられている。リフレクタ１４は、上面１３ａに対向する第１反射面２２と第２反射面２３とを有する。第１反射面２２は、第１光源１１から出射した光を第１レンズ１６へと反射するために設けられている。第１反射面２２は、第１光源１１を第１焦点とするとともにシェード１５の後述する先端縁１５ａの近傍を第２焦点とする楕円を基本とした自由曲面とされている。第１反射面２２は、第１光源１１からの光を前方へと反射させて第１レンズ１６を経て出射させることによりすれ違い用配光パターンＬＰ（図２参照）を形成する。

第２反射面２３は、第２光源１２から出射して後述するように第２レンズ１７を通った光を第１レンズ１６へと反射するために設けられている。第２反射面２３は、第２レンズ１７の集光点近傍を第１焦点とするとともに第１レンズ１６の後側焦点と略同距離にある点であって後述する上部レンズ面２５の後方側焦点の近傍を第２焦点とする楕円を基本とする自由曲面とされている。第２反射面２３は、後述するように第２レンズ１７で集光された第２光源１２からの光を前方へと反射させて第１レンズ１６を経て出射させることにより走行用配光パターンＨＰ（図２参照）を形成する。

シェード１５は、ヒートシンク部材１３に設けられており、上下方向に直交しつつ幅方向に伸びる板状とされている。シェード１５の光軸方向の前側の先端縁１５ａは、光軸方向での位置の異なる２つの水平エッジが傾斜エッジで繋ぎ合わされた形状とされている。シェード１５は、第１光源１１から出射されてリフレクタ１４の第１反射面２２で反射された光の一部を先端縁１５ａで遮ることで、後述するすれ違い用配光パターンＬＰの上縁に２つの水平ラインを傾斜ラインで繋ぎ合わせたカットオフラインＣｌ（図２参照）を形成する

第１レンズ１６は、リフレクタ１４の第１反射面２２で反射された光を車両の前方へ投影して、すれ違い用配光パターンＬＰ（図２参照）を形成する。また、第１レンズ１６は、リフレクタ１４の第２反射面２３で反射された光を車両の前方へ投影して、走行用配光パターンＨＰ（図２参照）を形成する。

実施例１の第１レンズ１６は、第１光源１１や第２光源１２側すなわち光軸方向の後側の入射面１６ａに、下部レンズ面２４と上部レンズ面２５とを設けている。下部レンズ面２４は、リフレクタ１４の第１反射面２２で反射された光が入射される箇所であり、第１レンズ１６における光軸方向の前側の出射面１６ｂと協働してすれ違い用配光パターンＬＰ（図２参照）を形成する。下部レンズ面２４は、出射面１６ｂにおける下部レンズ面２４と対向する箇所との間で設定される第１レンズ１６の下部における後側焦点を、シェード１５の先端縁１５ａの近傍に設定させている。

上部レンズ面２５は、第２反射面２３で反射された光が入射される箇所であり、第１レンズ１６の出射面１６ｂと協働して走行用配光パターンＨＰ（図２参照）を形成する。上部レンズ面２５は、出射面１６ｂにおける上部レンズ面２５と対向する箇所との間で設定される第１レンズ１６の上部における後側焦点を、第２反射面２３の第２焦点の近傍に設定させている。

また、実施例１の上部レンズ面２５は、細かな菱形の凹凸（マイクロストラクチャ）が設けられている。これにより、上部レンズ面２５は、第２反射面２３で反射された第２光源１２からの光を上下方向に拡散し、走行用配光パターンＨＰ内の光量を均等化しつつ走行用配光パターンＨＰを上下方向に拡大させる。なお、この凹凸は、第２光源１２からの光を上下方向に拡散するものであれば、形状や設ける範囲や個数や大きさは適宜設定すればよく、第２反射面２３に対向する出射面１６ｂに設けてもよく、実施例１の構成に限定されない。また、凹凸は、すれ違い用配光パターンＬＰにおいても必要であれば、下部レンズ面２４にも適宜設けてもよく、第１反射面２２に対向する出射面１６ｂに設けてもよく、実施例１の構成に限定されない。

この第１レンズ１６は、レンズホルダに支持される。レンズホルダは、第１光源１１や第２光源１２やリフレクタ１４やシェード１５に第２レンズ１７に対して第１レンズ１６を位置決めした状態で、ヒートシンク部材１３に組み付けられる。

第２レンズ１７は、第２光源１２から出射された光を集光してリフレクタ１４の第２反射面２３へと進行させる。実施例１の第２レンズ１７は、第２光源１２が５つの光源部１２ａで構成されていることに対応して、幅方向に伸びつつ光軸方向のみに屈折力を持つシリンドリカルレンズで形成されてヒートシンク部材１３に設けられている。第２レンズ１７は、５つの光源部１２ａに沿うように幅方向に伸びる焦線を有するものとされ、各光源部１２ａ（第２レンズ１７）から出射された光を光軸方向に集光して第２反射面２３へと進行させる。なお、第２レンズ１７は、第２光源１２から出射された光を第２反射面２３へと進行させるものであればよく、実施例１の構成に限定されない。

この車両用灯具１０は、点灯制御回路からの電力を基板２０から第１光源１１に供給することで、第１光源１１を適宜点灯させる。この点灯により、車両用灯具１０は、第１光源１１からの光をリフレクタ１４の第１反射面２２で反射し、下部レンズ面２４を経て第１レンズ１６から出射することで、上縁にカットオフラインＣｌを有するすれ違い用配光パターンＬＰ（図２参照）を形成する。

また、車両用灯具１０は、点灯制御回路からの電力を基板２１から第２光源１２の各光源部１２ａに供給することで、第２光源１２（その各光源部１２ａ）を適宜点灯させる。この点灯により、車両用灯具１０は、第２光源１２からの光を第２レンズ１７で集光しリフレクタ１４の第２反射面２３で反射し、上部レンズ面２５を経て第１レンズ１６から出射することで、すれ違い用配光パターンＬＰの上端部に下端部を重ねるように走行用配光パターンＨＰ（図２参照）を形成する。

実施例１の車両用灯具１０は、ＡＤＢ（Adaptive Driving Beam（配光可変型前照灯））とされており、第２光源１２の５つの光源部１２ａを点灯すると、各光源部１２ａからの光がそれぞれ走行用配光部ｈｐを形成する（図２参照）。その５つの走行用配光部ｈｐは、幅方向に並んで一体に形成されて、走行用配光パターンＨＰを形成する（図２参照）。そして、車両用灯具１０は、第２光源１２の各光源部１２ａを個別に点灯および消灯することで、５つの走行用配光部ｈｐのうちの特定の方向の部分的な消灯を可能としている（図３参照）。これにより、車両用灯具１０は、各光源部１２ａを個別に点灯および消灯することで、走行用配光パターンＨＰにおける任意の方向の部分的な消灯を可能としている。

このため、車両用灯具１０は、第１光源１１を点灯することで、カットオフラインＣｌを有するすれ違い用配光パターンＬＰを形成でき、第２光源１２の各光源部１２ａを点灯することで、走行用配光パターンＨＰを形成できる（図２参照）。車両用灯具１０は、第１光源１１や第２光源１２の各光源部１２ａを点灯制御することで、すれ違い用配光パターンＬＰおよび走行用配光パターンＨＰを同時にまたは一方のみを適宜形成できる。また、車両用灯具１０は、第２光源１２の各光源部１２ａのうち、任意の向きに位置する光源部１２ａを消灯することで、対応する方向の走行用配光部ｈｐのみを形成しないことができ、ＡＤＢの機能を実現できる（図３参照）。

このように、車両用灯具１０は、第２光源１２の上方に設けた第２レンズ１７で第２光源１２からの光を集光するだけとし、その光を第２レンズ１７の上方に設けたリフレクタ１４の第２反射面２３で第１レンズ１６側へと反射している。このため、車両用灯具１０は、従来技術の透光部材のように第２レンズ１７が第２光源１２からの光を第１レンズ１６側に反射させる必要がないので、第２レンズ１７を小さな構成とすることができる。これにより、車両用灯具１０は、第２光源１２を第１光源１１と上下方向で同じ位置（同一平面上）に設けても、第１光源１１から出射されリフレクタ１４の第１反射面２２で反射されて第１レンズ１６へと向かう光の進行を、第２レンズ１７が妨げることを防止できる。よって、車両用灯具１０は、第１光源１１および第２光源１２が取り付けられる箇所（実施例１では上面１３ａ）を平坦にでき、それらが取り付けられる部材（実施例１ではヒートシンク部材１３）の形状を簡易なものにでき、第１光源１１および第２光源１２を同一平面上に設けることができる。なお、基板２０と基板２１とは、同一平面となる上面１３ａ上に設けられているので、一体化した単一の基板としてもよい。

特に、実施例１の車両用灯具１０は、基板２０および基板２１を介して第１光源１１および第２光源１２をヒートシンク部材１３に取り付けている。ここで、一般的にヒートシンクでは、熱源から放射状に熱が伝達するので、熱源を中心とする同心球状に大きな体積となる箇所を確保することで冷却性能を高めることができる。車両用灯具１０は、ヒートシンク部材１３の上面１３ａを平坦にしているので、上面１３ａに段差を設けることと比較して、段差に起因して部分的に欠けたりすることなく第１光源１１および第２光源１２のそれぞれの下方に大きな体積を有する同心球状の箇所の確保が容易となる。このため、車両用灯具１０は、ヒートシンク部材１３において第１光源１１および第２光源１２のそれぞれに対して熱伝達させるための体積を確保することができ、第１光源１１や第２光源１２を適切に冷却することができる。

また、車両用灯具１０は、第１レンズ１６の入射面１６ａに、第１反射面２２で反射された光に対応する下部レンズ面２４と、第２反射面２３で反射された光に対応する上部レンズ面２５と、を設けている。このため、車両用灯具１０は、第１レンズ１６とリフレクタ１４との間における第１反射面２２からの反射光が通る光路と第２反射面２３からの反射光が通る光路との位置関係の自由度を高めつつ、すれ違い用配光パターンＬＰと走行用配光パターンＨＰとを重ねて形成できる。これは、従来技術のように第１レンズ１６の入射面１６ａを単一の面とすると、第１レンズ１６の後側焦点の近傍ですれ違い用配光パターンＬＰを形成する光路と走行用配光パターンＨＰを形成する光路とが近接するように設定しないと、両配光パターン（ＬＰ、ＨＰ）が重ならないことによる。

実施例１の車両用灯具１０は、以下の各作用効果を得ることができる。

車両用灯具１０は、第１光源１１から出射された光を第１レンズ１６へと反射する第１反射面２２と、第２光源１２から出射されて第２レンズ１７を通った光を第１レンズ１６へと反射する第２反射面２３と、をリフレクタ１４に設けている。このように、車両用灯具１０は、第２光源１２からの光を第２反射面２３へと進行させる機能を第２レンズ１７に持たせるとともに、その光を第１レンズ１６側に反射させる機能を第２反射面２３に持たせている。このため、車両用灯具１０は、第２レンズ１７を小さな構成にでき、第１光源１１と第２光源１２とを上下方向で同じ位置（同一平面上）に設けても、第１光源１１から出射されて第１反射面２２で反射されて第１レンズ１６へと向かう光を第２レンズ１７が妨げることを防止できる。これにより、車両用灯具１０は、第１光源１１および第２光源１２が取り付けられる部材の形状を簡易なものにできる。また、車両用灯具１０は、第１光源１１および第２光源１２を、基板２０と基板２１とを一体化した共通の基板に設けることもできる。

車両用灯具１０は、第１光源１１および第２光源１２をヒートシンク部材１３の上面１３ａに設けている。このため、車両用灯具１０は、上面１３ａに段差を設ける必要がないので、第１光源１１や第２光源１２を適切に冷却することができる。

車両用灯具１０は、第１レンズ１６に、第１反射面２２で反射された光が入射される下部レンズ面２４と、第２反射面２３で反射された光が入射される上部レンズ面２５と、を設けている。このため、車両用灯具１０は、リフレクタ１４と第１レンズ１６との間における第１反射面２２からの反射光が通る光路と第２反射面２３からの反射光が通る光路との位置関係の自由度を高めつつ、すれ違い用配光パターンＬＰと走行用配光パターンＨＰとを重ねて形成できる。

車両用灯具１０は、第２光源１２の複数の光源部１２ａのそれぞれからの光が形成する複数の走行用配光部ｈｐを幅方向に並列させて走行用配光パターンＨＰを形成している。このため、車両用灯具１０は、適切に冷却した第２光源１２の各光源部１２ａを個別に点灯および消灯することで、複数の走行用配光部ｈｐのうちの特定の方向の走行用配光部ｈｐを部分的に消灯することができ、より適切にＡＤＢの機能を実現できる。

車両用灯具１０は、幅方向に伸びつつ光軸方向のみに屈折力を持つシリンドリカルレンズで第２レンズ１７を形成している。このため、車両用灯具１０は、簡易な構成で各光源部１２ａからの光で幅方向に並列する各走行用配光部ｈｐを形成することができ、ＡＤＢの機能を有する走行用配光パターンＨＰを形成できる。

したがって、本開示に係る車両用灯具１０としての実施例１の車両用灯具１０は、すれ違い用配光パターンＬＰと走行用配光パターンＨＰとを重ねて形成しつつ第１光源１１と第２光源１２とを段差なく設けることができる。

以上、本開示の車両用灯具を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

なお、実施例１では、走行用配光パターンＨＰにおける任意の走行用配光部ｈｐを形成しないことでＡＤＢの機能を実現できるものとしている。しかしながら、車両用灯具１０は、第１光源１１からの光をリフレクタ１４の第１反射面２２で反射してすれ違い用配光パターンＬＰを形成し、第２光源１２からの光をリフレクタ１４の第２反射面２３で反射して走行用配光パターンＨＰを形成するものであればよく、実施例１の構成に限定されない。

また、実施例１では、第２レンズ１７をシリンドリカルレンズとしている。しかしながら、第２レンズ１７は、第２光源１２の複数（実施例１では５つ）の光源部１２ａに対応するものであればよく、実施例１の構成に限定されない。その他の例としては、例えば、各光源部１２ａに個別に対応して複数のレンズを設けるものとしてもよく、光源部１２ａ毎に入射面と出射面が設計された自由曲面レンズを設けるものとしてもよい。その自由曲面レンズは、光源部１２ａ毎に別体で設けるものとしてもよく、各光源部１２ａに対応するものを一体化したものとしてもよい。

１０ 車両用灯具 １１ 第１光源 １２ 第２光源 １２ａ 光源部 １４ リフレクタ １６ 第１レンズ １７ 第２レンズ ２２ 第１反射面 ２３ 第２反射面 ２４ 下部レンズ面 ２５ 上部レンズ面 ＨＰ 走行用配光パターン ｈｐ 走行用配光部 ＬＰ すれ違い用配光パターン

Claims (4)

1. すれ違い用配光パターンを形成する光を出射する第１光源と、
   前記第１光源よりも光軸方向前側に設けられて走行用配光パターンを形成する光を出射する第２光源と、
   前記第１光源および前記第２光源から出射された光を反射するリフレクタと、
   前記リフレクタで反射された光を光軸方向前側に投影する第１レンズと、
   前記第２光源から出射された光を前記リフレクタ側に進行させる第２レンズと、を備え、
   前記第２光源は、前記第１光源と同一平面上に設けられ、
   前記リフレクタは、前記第１光源から出射された光を前記第１レンズへと反射する第１反射面と、前記第１反射面よりも光軸方向前側に設けられて前記第２光源から出射されて前記第２レンズを通った光を前記第１レンズへと反射する第２反射面と、を有することを特徴とする車両用灯具。
2. 前記第１レンズは、前記第１反射面で反射された光が入射される下部レンズ面と、前記第２反射面で反射された光が入射される上部レンズ面と、を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記第２光源は、光軸方向および上下方向に直交する幅方向に複数の光源部が並列されて形成され、
   前記走行用配光パターンは、複数の前記光源部のそれぞれからの光が前記第１レンズにより投影されて形成された複数の走行用配光部が前記幅方向に並列されて形成され、前記走行用配光部毎に点灯および消灯が可能とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用灯具。
4. 前記第２レンズは、前記幅方向に伸びつつ光軸方向のみに屈折力を持つシリンドリカルレンズで形成されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具。