JP2022022661A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】リフレクタ型の車両用灯具において、少なくともリフレクタを共通化し、シェードを交換するだけで複数の仕向け地に対応できるようにして、コストの低減を図る。【解決手段】灯具ユニット１０は、光源の配設されたヒートシンク３０と、光源２０から放射される光を車両の前方に向かって反射するリフレクタ４０と、その反射光を車両の前方に投射するレンズ５０と、を備える。レンズ５０およびリフレクタの間に可動シェード６０が配置され、ブラケット６１を介して車体側の部材に取り付けられている。少なくともリフレクタを、レンズ５０の光軸Ｚ周りに車両の左右いずれかに選択的に傾斜させて取り付ける。【選択図】図３

Description

本発明は、光源からの放射光をリフレクタにより反射させて車両前方に照射するようにした車両用灯具に関する。

従来より車両用灯具としては、光源からの光を反射し、所定の配光パターンとして車両前方に照射するリフレクタを備えたものが知られている。例えば特許文献１に記載のプロジェクタタイプの車両用前照灯では、灯具ボディと前面カバーで画成された灯室内に、光源とその放射光を前方に反射するリフレクタとをヒートシンクに搭載一体化して、光源ユニットとして収容している。

このような前照灯をロービーム用とする場合、リフレクタとその前方のレンズとの間にリフレクタからの反射光の一部を遮るためのシェードを設け、所定のカットオフラインを有するロービーム配光パターンとして前方へ照射する。また、そうして照射する光の向き（光軸）を調整するために、灯室内で光源ユニットを上下、左右に傾動させて固定するエイミング機構を備えている。

前記の特許文献１に記載の車両用前照灯のエイミング機構は、光源ユニットを支持するエイミング用ブラケット、３本のエイミングスクリューおよび３個のベアリングナットによって構成されており、エイミングスクリューの回動操作により、光源ユニットを水平傾動軸および鉛直傾動軸の周りにそれぞれ傾動させて、光軸を左右方向および上下方向に傾動調整することができる。

特開２０１８－００５９８０号公報

ところで、自動車などの車両は、日本国内では左側通行である一方、海外では左側通行の地域と右側通行の地域とが存在し、望ましい配光パターンも国や地域などによって異なっている。そのため、車両用灯具も国や地域の要請に合致した配光パターンが得られるように、日本国内や欧州、北米で種々の異なるリフレクタ、レンズ、シェード等が用いられていた。

具体的には、例えば日本国内のように左側通行の地域では、対向車を幻惑しないように配光パターンにおけるカットオフラインを右側（対向車側）で低くするとともに、右側への光量も少なめにする一方、左側は、より遠くまで照射できるように光量を多めにしたいので、そうなうようにレンズやリフレクタを設計する。右側通行の地域ではその反対になる。そのための構成として、光源からの光をレンズの後側焦点に配置されたシェードにより遮光することにより配光パターンを形成する構成となっており、シェードにより遮光される光自体はレンズの光軸を中心として左右対称形状となっている。
しかしながら、そのような構成では光源から照射される光の多くを遮光してしまうこととなり、光源の光束を十分に利用することができていなかった。

かかる問題点を考慮して本発明の目的は、プロジェクタタイプの車両用灯具において、シェードを通過するリフレクタからの反射光の形状を配光パターンの形成に適したものとすることで、光源から照射される光の利用効率を向上させることにある。

上記の目的を達成するために本発明は、以下のような態様を有する。
（１）本発明に係る１つの態様は、光源の配設されたヒートシンクと、前記光源から放射される光を車両の前方に向かって反射するリフレクタと、前記リフレクタからの反射光を車両の前方に投射するレンズと、を備える車両用灯具であって、前記レンズおよび前記リフレクタの間に、前記リフレクタからの反射光の一部を遮るシェードが配置され、ブラケットを介して車体側の部材に取り付けられ、少なくとも前記リフレクタが、前記レンズの光軸周りに車両の左右いずれかに選択的に傾斜されて、前記ブラケットに取り付けられているものである。
（２）前記（１）の態様において、前記リフレクタが前記レンズの光軸を通る鉛直軸を基準に路肩側に傾斜した状態で前記ブラケットに取り付けられていてもよい。
（３）前記（１）または（２）の態様において、前記レンズがレンズホルダを介して前記リフレクタに連結され、一体的に車両の左右いずれかに傾斜していてもよい。
（４）前記（１）～（３）のいずれかの態様において、前記リフレクタが前記ヒートシンクに取り付けられ、前記ブラケットまたは前記ヒートシンクの一方には、車両の左右で対をなす位置決め穴が設けられ、他方には車両の左右で対をなす位置決め凸部が設けられ、前記ブラケットの左右の位置決め穴の中心同士を結ぶ中心線が、車両の前後方向に見て前記シェードの上端縁における水平部分に対し傾斜していてもよい。

本発明によれば、プロジェクタタイプの車両用灯具において、シェードを通過するリフレクタからの反射光の形状を配光パターンの形成に適したものとすることで、光源から照射される光の利用効率を向上させることができる。

本発明に係る実施形態の車両用灯具を備えた車両の一例を示す平面図である。 灯具ユニットの構成を説明するための一部分解斜視図である。 灯具ユニットの構成を説明するための縦断面図である。 灯具ユニットの可動シェードを車両前方から見た正面図である。 右側に傾斜してブラケットに取り付けられた灯具ユニットの正面図である。 左側に傾斜してブラケットに取り付けられた灯具ユニットの正面図である。 基本的な左右対称の配光パターンを示す説明図である。 日本国内仕様の左側に傾斜した配光パターンを示す説明図である。 米国内仕様の右側に傾斜した配光パターンを示す説明図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、添付図面では、見易さのために、複数存在する同一属性の部位には、一部のみしか参照符号が付されていない場合がある。

また、特に断りがない場合、「前」、「後」は、各々、車両の「前進方向」、「後進方向」を示し、「上」、「下」、「左」、「右」は、各々、車両に乗車する運転者から見た方向を示す。また、「上」、「下」は鉛直方向での「上」、「下」でもあり、「左」、「右」は水平方向での「左」、「右」でもある。また、車両外側とは、車両の左右方向の中心を通る車両の前後軸に対して、車両の左右方向で外側を指し、車両内側とは、車両の左右方向で当該前後軸に近い側を指す。

［車両用灯具の全体的な構成］
図１は、本実施形態の車両用灯具を備えた車両１０２の平面図である。図示のように本実施形態の車両用灯具は、車両１０２の前側の左右のそれぞれに設けられる前照灯１０１Ｌ、１０１Ｒであるが、以下では単に車両用灯具と記載する。
この車両用灯具は、前側に開口したハウジング（図示せず）と、開口を覆うようにハウジングに取り付けられるアウターレンズ（図示せず）とを備え、ハウジングとアウターレンズとで形成される灯室内に灯具ユニット１０（図２、３を参照）が配置されている。

図２は、本実施形態の車両用灯具の灯具ユニット１０の構成を示す一部分解斜視図であり、図３は、灯具ユニット１０をレンズ５０の光軸Ｚを通る鉛直面において切断した断面図である。なお、図３では見やすくするために断面上に位置するものだけを記載し、断面よりも奥側に見える部分についての記載を省略している。

図２、３に表れているように、灯具ユニット１０は、光源２０（図３にのみ示す）と、光源２０を配置するヒートシンク３０と、ヒートシンク３０上に配置され、光源２０からの光を前方側に反射するリフレクタ４０と、光源２０よりも前方に配置され、光を前方に照射するレンズ５０と、レンズ５０および光源２０の間に配置され、ロービームおよびハイビームに配光パターンを切り替える可動シェード６０と、を備えている。

（光源２０）
光源２０は、基板上に発光チップが設けられた半導体型の光源であり、本実施形態ではＬＥＤを用いているが、ＬＤやＥＬ（有機ＥＬ）等を用いてもよい。基板に用いられる発光チップの形状や個数は特に限定されるものではなく、例えば、正方形状の発光チップを１つだけ基板上に配置してもよいし、複数横に並べるように基板上に配置して、長方形状の発光面を形成してもよいし、長方形状の発光チップを１つだけ基板上に配置してもよい。

（ヒートシンク３０）
ヒートシンク３０は、光源２０を配置するベース部３１と、ベース部３１から鉛直下側に突出するとともに、それぞれ左右方向（車幅方向）に延びて、前後後方向に並ぶように設けられた複数の放熱フィン３２と、を備えている。また、ヒートシンク３０は、ベース部３１や放熱フィン３２よりも前方において左右にそれぞれ設けられ、可動シェード６０やレンズホルダ５２を取り付ける取付部３３も備えている。

図２に表れているように左右それぞれの取付部３３には、上下に離れて２つのネジ固定穴３３ａ設けられている。言い換えると、水平方向で左右二対、合計４つのネジ固定穴３３ａが設けられ、詳しくは後述するが、それぞれにネジ３４が螺合されることで、ヒートシンク３０にレンズ（レンズホルダ５２）および可動シェード６０が取り付けられるようになっている。

また、左右それぞれの取付部３３に１つずつ、言い換えると水平方向で左右一対の位置決めピン３３ｂ（位置決め凸部）が設けられ、詳しくは後述するが、それぞれが位置決め穴５４ｂや位置決め穴６１ｂに挿入されることで、ヒートシンク３０とレンズホルダ５２および可動シェード６０の相互の位置決めがなされる。つまり、ヒートシンク３０に取り付けられるリフレクタ４０やレンズ５０の可動シェード６０に対する位置決めがなされる。

（リフレクタ４０）
リフレクタ４０は、図２、３に表れているように、光源２０上を覆う半ドーム状とされ、ヒートシンク３０のベース部３１に取り付けられている。リフレクタ４０の内面には、光源２０からの光を前方側に反射する反射面が設けられている。なお、反射面の第１焦点は、光源２０の発光面の中心またはその近傍に位置づけられ、第２焦点は、可動シェード６０のシェード部６２の上端近傍に位置付けられている。

また、リフレクタ４０の反射面は一例として左右対称に形成され、光源２０からの光を前方側に反射して、左右対称の配光パターンＰを形成する（図６Ａを参照）。そして、リフレクタ４０の取り付けられたヒートシンク３０が、前記のように可動シェード６０に対して位置決めされることで、詳しくは後述するが、リフレクタ４０の反射面は、前記レンズの光軸を通る鉛直軸を基準に路肩側に傾斜した状態になり、日本国内や米国等、車両の仕向け地別の望ましい配光パターン（図６Ｂ，６Ｃを参照）を形成する。

（レンズ５０）
レンズ５０は、リフレクタ４０によって反射された光源２０からの光を前方に投射するものであり、例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂およびガラス等の透明な材料で形成されている。一例としてレンズ５０は、図３に示すように、前方に突出した曲面からなる出射面５０ａと略平坦な入射面５０ｂとを備えた非球面レンズとすればよいが、これには限定されない。

また、図２に表れているように、レンズ５０の外周部には、レンズホルダ５２に挟持されるフランジ部５１が設けられている。レンズホルダ５２は、概略円筒状のレンズ固定部５３を備え、このレンズ固定部５３の前側の周縁部にレンズ５０のフランジ部５１が当接する。そして、周方向に間隔を空けて設けられた複数の挟持片５３ａによって、周縁部との間にレンズ５０のフランジ部５１が挟持される。

一方、レンズ固定部５３の後側には、ヒートシンク３０の左右の取付部３３に対応して、左右一対の取付部５４が設けられていて、それぞれ、ヒートシンク３０の取付部３３に設けられたネジ固定穴３３ａに対応するように、上下に離れて２つのネジ穴５４ａが設けられるとともに、それらの中間には、位置決めピン３３ｂに対応するように位置決め穴５４ｂが設けられている。

すなわち、レンズホルダ５２の左右一対の取付部５４には、水平方向で左右二対、合計４つのネジ穴５４ａと、水平方向で左右一対の位置決め穴５４ｂとが設けられている。そして、詳しくは後述するが、それぞれのネジ穴５４ａに挿入されるネジ３４がヒートシンク３０のネジ固定穴３３ａに螺合されることで、ヒートシンク３０、レンズホルダ５２および可動シェード６０が一体化される。

その際に、左右一対の取付部５４と、ヒートシンク３０の左右一対の取付部３３とは、間に可動シェード６０のブラケット６１の左右に設けられた一対のフランジ部６１ａを挟んで、共締めで締結される。また、フランジ部６１ａのそれぞれに設けられた位置決め穴６１ｂに、ヒートシンク３０の位置決めピン３３ｂが挿入されることで、ヒートシンク３０、レンズホルダ５２および可動シェード６０の相互の位置決めがなされる。

（可動シェード６０）
図４は、可動シェード６０を前方から見た正面図であり、光源２０から放射され、リフレクタ４０で反射された光の一部を遮るロービーム位置の状態を示している。本実施形態の可動シェード６０は、ブラケット６１とシェード部６２と、を備えており、シェード部６２は、左右に延びる長方形の板状とされ、その上端縁６２ａがロービーム配光パターンのカットオフラインＣＦ（図６Ａ～Ｃ参照）を生成する形状とされている。

また、シェード部６２は、軸部６３によって前後方向に回動可能に支持されるとともに、ロービーム位置に向かうようにねじりコイルばね（図示せず）によって前方に回動付勢されている。そして、シェード部６２は、ブラケット６１に前方に突出するように取り付けられたソレノイド６４によって、軸部６３の周りに後方に回動され、リフレクタ４０からの反射光を遮らない倒れた状態（ハイビーム位置）に切り替わる。

すなわち、前記軸部６３とソレノイド６４のプランジャ６５との間には、線材やワイヤ等の動力伝達部材６６が配設されて、ソレノイド６４の発生する力をシェード部６２に対して前後方向の回動力として伝達するようになっている。そして、ソレノイド６４に電力が供給されると、動力伝達部材６６が水平方向に回動し、シェード部６２が軸部６３の周りを後方に回動して、ハイビーム位置に切り替わる。

そのように位置の切り替わるシェード部６２が取り付けられるブラケット６１には、図３、４に表れているように、左右一対のフランジ部６１ａが設けられている。それぞれのフランジ部６１ａは、レンズホルダ５２の取付部５４とヒートシンク３０の取付部３３との間に挟み込まれて、締結される。そのためにフランジ部６１ａには、ヒートシンク３０の位置決めピン３３ｂに対応する位置に、位置決め穴６１ｂが設けられている。

そして、図２に表れているように可動シェード６０の位置決め穴６１ｂにヒートシンク３０の位置決めピン３３ｂを挿入して、可動シェード６０をヒートシンク３０に組み付けた後に、そのヒートシンク３０の位置決めピン３３ｂを、レンズ５０を取り付けたレンズホルダ５２の位置決め穴５４ｂに挿入して、レンズホルダ５２もヒートシンク３０に組み付ける。

その後、レンズホルダ５２のネジ穴５４ａにネジ３４を挿入して、ヒートシンク３０のネジ固定穴３３ａに螺合させる。これにより、レンズホルダ５２の取付部５４とヒートシンク３０の取付部３３との間に可動シェード６０のフランジ部６１ａを挟み込んで共締めする。こうして灯具ユニット１０の組み付けが終了し、可動シェード６０を介して車両用灯具のハウジング（車体側の部材）に固定される。なお、可動シェード６０のフランジ部６１ａにネジ挿入孔を設けて、レンズホルダ５２と可動シェード６０をヒートシンク３０のネジ固定孔３３ａにネジ３４により螺合させて共締めすることとしてもよい。

（灯具ユニットの傾斜配置）
ところで、前記のようにブラケット６１に設けられる左右一対の位置決め穴６１ｂは、図４に表れているように前後方向に見て、車両右側（図では左側）の位置決め穴６１ｂが車両左側（図では右側）よりも高い位置にある。このため、左右一対の位置決め穴６１ｂの中心同士を結ぶ線Ｃ（中心線Ｃ）が、前後方向に見てシェード部６２の上端縁６２ａにおける水平部分に対し、予め設定した角度αだけ図では右下がりに傾斜している。

一方、それらの位置決め穴６１ｂにそれぞれ挿入されるヒートシンク３０の左右一対の位置決めピン３３ｂは、略同じ高さに位置している。よって、上述したように灯具ユニット１０の組み付けが終了すると、レンズ５０、ヒートシンク３０およびリフレクタ４０は、可動シェード６０のブラケット６１に対して、レンズ５０の光軸Ｚ周りに車両左側に角度αだけ傾斜して取り付けられることになる。

すなわち、図５Ａには前方から見た正面視で示すように、左側通行の日本国内向け仕様では、レンズ５０およびリフレクタ４０を含む灯具ユニット１０全体が、車両の左側（図の右側）に予め設定した前記角度αだけ傾斜している。そして、上述したように本実施形態では、リフレクタ４０の反射面が左右対称に形成されていて、その基本的な配光パターンは、図６Ａに示すように左右対称になっている。

このため、前記のように灯具ユニット１０がレンズ５０の光軸Ｚ周りに車両左側に（即ち、左側通行の日本国内では路肩側に）傾斜して取り付けられると、リフレクタ４０の反射面も前記レンズの光軸を通る鉛直軸を基準に左側に傾斜した状態になり、図６Ｂに一例を示すように右側に傾斜した配光パターンＰを形成する。これにより、カットオフラインＣＦよりも下側のロービーム配光パターンにおいて、配光パターンＰの右側部分においては、シェードにより遮光される量が減ることになり、右側の走行車線（対向車線）であって自車両に近い位置への照射光量が増えることになる（図に斜線を入れて示す）。また、左側の走行車線（自車線）のカットオフラインＣＦに配光パターンＰの直線部分を添わせることにより、左側の走行車線のカットオフラインＣＦ付近への照射光量が増えることになる。

これに対し、例えば米国など右側通行の国や地域向けの仕様では、図示は省略するが、前記とは反対にブラケット６１の左側の位置決め穴６１ｂが右側の位置決め穴６１ｂよりも高い位置に形成されており、それらの中心同士を結ぶ中心線は、前方から見ると、シェード部６２の上端縁６２ａにおける水平部分に対して角度αだけ右下がりに傾斜することになる。

このため、前方から見て図５Ｂに示すように、レンズ５０およびリフレクタ４０を含む灯具ユニット１０全体が、車両の右側（図の左側であり、右側通行の地域の路肩側）に角度αだけ傾斜して、図６Ｃに一例を示すように左側に傾斜した配光パターンＰを形成するようになる。これにより、カットオフラインＣＦよりも下側のロービーム配光パターンにおいて、配光パターンＰの左側部分においては、シェードにより遮光される量が減ることになり、左側の走行車線（対向車線）であって自車両に近い位置への照射光量が増えることになる（図に斜線を入れて示す）。また、右側の走行車線（自車線）のカットオフラインＣＦに配光パターンＰの直線部分を添わせることにより、右側の走行車線のカットオフラインＣＦ付近への照射光量が増えることになる。

［実施形態の車両用灯具が奏する効果］
以上、説明したように本実施形態に係る車両用灯具では、灯具ユニット１０のヒートシンク３０、リフレクタ４０およびレンズ５０が、レンズ５０の光軸Ｚ周りに車両の左右いずれかに選択的に傾斜され、可動シェード６０のブラケット６１を介してハウジングに取り付けられている。これにより、プロジェクタタイプの車両用前照灯において、光源から照射される光を有効に利用して配光パターンを形成することができ、光源から照射される光の利用効率を向上させることができる。また、日本国内のような左側通行と米国のような右側通行とで複数の部品を共通化でき、コストの低減が図られる。

特に本実施形態では、可動シェード６０のブラケット６１に設ける左右一対の位置決め穴６１ｂを、それらを結ぶ中心線Ｃが前後方向に見て傾斜するように、左右で異なる高さ位置に設けており、一方、ヒートシンク３０の位置決めピン３３ｂやレンズホルダ５２の位置決め穴５４ｂは左右で同じ高さ位置としているので、ブラケット６１を交換するだけで複数の仕向け地に対応でき、より多くの部品を共通化できる。

さらに、本実施形態では、リフレクタ４０の反射面により形成される基本的な配光パターンを左右対称とし、リフレクタ４０が左右いずれかに傾斜することによって、左側通行および右側通行のそれぞれの場合において対向車を幻惑せずに、自車線のカットオフライン近傍および対向車線の自車両に近い位置への照射光量を増やすことができ、また、これまでシェードにより遮光されていた光を有効に利用することが図られる。

［他の実施形態］
以上、本発明の望ましい実施形態について詳述したが、本発明の構成は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形および変更が可能である。例えば、上述した実施形態では、灯具ユニット１０のヒートシンク３０、リフレクタ４０およびレンズ５０が一体となって傾斜されているが、これに限らず、少なくともリフレクタ４０を傾斜させれば、ヒートシンク３０やレンズ５０は傾斜させなくてもよい。

また、上述した実施形態では、ヒートシンク３０やリフレクタ４０等を傾斜させるために、可動シェード６０のブラケット６１に設ける左右一対の位置決め穴６１ｂの高さを異ならせているが、これにも限定されず、ヒートシンク３０に設ける左右一対の位置決めピン３３ｂの高さを異ならせてもよい。

さらに、上述した実施形態では、リフレクタ４０の反射面を左右対称に形成しているが、これにも限定されず、反射面は左右対称でなくてもよい。

１０ 灯具ユニット
２０ 光源
３０ ヒートシンク
４０ リフレクタ
５０ レンズ
６０ 可動シェード
６１ ブラケット
６２ シェード部（シェード）
１０１Ｌ，１０１Ｒ 前照灯（車両用灯具）
１０２ 車両
Ｚ レンズの光軸

Claims (4)

1. 光源の配設されたヒートシンクと、
   前記光源から放射される光を車両の前方に向かって反射するリフレクタと、
   前記リフレクタからの反射光を車両の前方に投射するレンズと、を備える車両用灯具であって、
   前記レンズおよび前記リフレクタの間に、前記リフレクタからの反射光の一部を遮るシェードが配置され、ブラケットを介して車体側の部材に取り付けられ、
   少なくとも前記リフレクタが、前記レンズの光軸周りに車両の左右いずれかに選択的に傾斜されて、前記ブラケットに取り付けられている、車両用灯具。
2. 前記リフレクタが前記レンズの光軸を通る鉛直軸を基準に路肩側に傾斜した状態で前記ブラケットに取り付けられている、請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記レンズがレンズホルダを介して前記リフレクタに連結され、一体的に車両の左右いずれかに傾斜している、請求項１または２のいずれかに記載の車両用灯具。
4. 前記リフレクタが前記ヒートシンクに取り付けられ、
   前記ブラケットまたは前記ヒートシンクの一方には、車両の左右で対をなす位置決め穴が設けられ、他方には車両の左右で対をなす位置決め凸部が設けられ、
   前記ブラケットの左右の位置決め穴の中心同士を結ぶ中心線が、車両の前後方向に見て前記シェードの上端縁における水平部分に対し傾斜している、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用灯具。

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