JP4113111B2 - 車両用灯具ユニットおよび車両用照明灯具 - Google Patents

Description

本願発明は、発光ダイオード等の発光素子を光源とする車両用灯具ユニットおよび車両用照明灯具に関するものである。

近年、発光ダイオードを光源とする車両用灯具ユニットが多く採用されている。

その際「特許文献１」には、灯具ユニット前方へ向けて配置された発光ダイオードと、この発光ダイオードを前方側から覆うように配置された透光部材とを備えた車両用灯具ユニットが記載されている。

この車両用灯具ユニットは、その透光部材の後端部に入射した発光ダイオードからの光を、該透光部材の前端面に導いて該前端面から出射させ、その前方に配置された投影レンズを介して灯具ユニット前方へ照射するように構成されている。

特開２００２−５０２１４号公報

上記「特許文献１」に記載された車両用灯具ユニットを用いるようにすれば、発光ダイオードからの光に対する光束利用率を高めることができるが、透光部材の前方に投影レンズが配置されているので、その正面視における外形形状が円形あるいは正方形に近い形状となってしまい、これを細幅形状に設定することができない、という問題がある。

本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、発光素子を光源とする車両用灯具ユニットにおいて、発光素子からの光に対する光束利用率を高めた上で、正面視における外形形状を細幅形状に設定することができる車両用灯具ユニットを提供することを目的とするものである。

本願発明は、発光素子をその前方側から覆うようにして透光部材を配置するとともに、この透光部材の表面形状に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。

すなわち、本願発明に係る車両用灯具ユニットは、
灯具ユニット前後方向に延びる光軸上に前方へ向けて配置された発光素子と、この発光素子を前方側から覆うように配置された透光部材と、を備えてなる車両用灯具ユニットにおいて、
上記透光部材が、上記光軸を含む平面に沿って延びる平板状部材として構成されており、
上記透光部材の前面の一部が、該透光部材に入射した上記発光素子からの光を、上記光軸の径方向外方へ向けて、上記平面に沿った方向に関しては拡散させるとともに該平面と直交する方向に関しては拡散させない態様で内面反射させるよう、略放物線状の断面形状で斜め前方へ延びる曲面からなる第１反射面として構成されており、
上記透光部材の後面の一部が、上記第１反射面で内面反射した上記発光素子からの光を前方へ向けて内面反射させる第２反射面として構成されており、
上記透光部材の前面の他の一部が、上記第２反射面で内面反射した上記発光素子からの光を灯具ユニット前方へ向けて該透光部材から出射させる出射面として構成されており、
上記第２反射面が、上記第１反射面で内面反射した上記発光素子からの光を、略平行光として前方へ向けて内面反射させる略放物柱面状の曲面で構成されている、ことを特徴とするものである。

上記「発光素子」とは、略点状に発光する発光部を有する素子状の光源を意味するものであって、その種類は特に限定されるものではなく、例えば、発光ダイオードやレーザダイオード等が採用可能である。

上記「透光部材」は、透光性を有する部材であれば、その材質は特に限定されるものではなく、例えば、透明な合成樹脂で構成されたものやガラスで構成されたもの等が採用可能である。

上記「第１反射面」は、透光部材に入射した発光素子からの光を、光軸の径方向外方へ向けて、該光軸を含む平面に沿った方向に関しては拡散させるとともに該平面と直交する方向に関しては拡散させない態様で内面反射させるように構成されていれば、その具体的な表面形状は特に限定されるものではない。

上記「出射面」は、第２反射面で内面反射した発光素子からの光を、そのまま灯具ユニット前方へ向けて素通りさせるように形成された面であってもよいし、屈折あるいは拡散させるように形成された面であってもよい。

上記構成に示すように、本願発明に係る車両用灯具ユニットは、灯具ユニット前後方向に延びる光軸上に前方へ向けて配置された発光素子を、その前方側から覆うようにして透光部材が配置されているので、発光素子からの光に対する光束利用率を高めることができる。

その際、透光部材は、その前面の一部が、該透光部材に入射した発光素子からの光を、光軸の径方向外方へ向けて内面反射させる第１反射面として構成されるとともに、その後面の一部が、第１反射面で内面反射した発光素子からの光を前方へ向けて内面反射させる第２反射面として構成されているが、第１反射面は、発光素子からの光を、光軸を含む平面に沿った方向に関しては拡散させるとともに該平面と直交する方向に関しては拡散させない態様で内面反射させるようになっているので、透光部材を平板状に形成した場合であっても、第１反射面で内面反射した発光素子からの光を第２反射面に確実に入射させることができる。

そして、透光部材の前面の他の一部は、第２反射面で内面反射した発光素子からの光を、灯具ユニット前方へ向けて該透光部材から出射させる出射面として構成されているので、これら第２反射面および出射面を適当な表面形状に設定することにより、従来のように透光部材の前方に投影レンズを配置しなくても、灯具ユニット前方への光照射制御を行うことができ、これにより正面視における灯具ユニットの外形形状を細幅形状に設定することができる。

このように本願発明によれば、発光素子を光源とする車両用灯具ユニットにおいて、発光素子からの光に対する光束利用率を高めた上で、正面視におけるその外形形状を細幅形状に設定することができる。

上記構成において「発光素子」の具体的構成が特に限定されないことは上述したとおりであるが、この発光素子を、発光チップおよびこれを封止する封止樹脂を備えてなる発光ダイオードで構成するとともに、その封止樹脂を透光部材と一体的に形成するようにすれば、灯具ユニットの構成を簡素化することができる。ここで、封止樹脂を透光部材と「一体的に形成」する際の具体的態様としては、透光部材で封止樹脂を封止するようにした態様や、透光部材で発光チップを直接封止することにより封止樹脂としての機能を兼ねるようにした態様等が採用可能である。

また、本願発明に係る車両用灯具ユニットにおいては、その第２反射面の表面形状が、第１反射面で内面反射した発光素子からの光を略平行光として前方へ向けて内面反射させる略放物柱面状の曲面で構成されているので、その出射面には略平行光が入射することとなり、したがって出射光制御を精度良く行うことができる。そしてこれにより、出射面の形状を適当な形状に設定することにより、所望の配光パターンを容易に形成することができる。しかも、このように第１反射面からの内面反射光を略平行光として前方へ向けて内面反射させる構成とすることにより、出射面の形成位置を前後方向に関して任意の位置に設定した場合においても、出射光制御を精度良く行うことができる。

上記構成において、第１および第２反射面ならびに出射面は、一箇所にのみ形成するようにしてもよいが、これらを光軸の両側に１対形成するようにすれば、発光素子からの光に対する光束利用率を一層高めることができる。

さらに、ヘッドランプ等の車両用照明灯具として、本願発明に係る車両用灯具ユニットが上記平面と直交する方向（すなわち透光部材の厚み方向）に複数個配置された構成とすれば、車両用照明灯具の意匠を従来にない斬新なものとすることができる。

以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。

図１は、本願発明の一実施形態に係る車両用照明灯具を示す正面図であり、図２は、図１のII-II 線断面図である。

これらの図に示すように、本実施形態に係る車両用照明灯具１０は、車両前端部右側に設けられるヘッドランプであって、ランプボディ１２とその前端開口部に取り付けられた素通し状の透光カバー１４とで形成される灯室内に、７つの灯具ユニット３０、５０、６０、７０が収容された構成となっている。

これら７つの灯具ユニット３０、５０、６０、７０のうち４つの灯具ユニット３０は、正面視における外形形状が円形形状に設定されており、上下２段で配置されている。また、残り３つの灯具ユニット５０、６０、７０は、正面視における外形形状が縦長矩形状の細幅形状に設定されており、４つの灯具ユニット３０を２つずつ間に挟むようにして、車幅方向に所定間隔をおいて配置されている。

上記灯室内には、透光カバー１４に沿ってインナパネル１６が設けられている。このインナパネル１６における各灯具ユニット３０、５０、６０、７０に対応する位置には、これらを囲む筒状開口部１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄが各々形成されている。その際、３つの灯具ユニット５０、６０、７０に対応する筒状開口部１６ｂ、１６ｃ、１６ｄは上下２箇所に分離して形成されている。

７つの灯具ユニット３０、５０、６０、７０は、共通のユニット支持部材２０に取り付けられた状態で、エイミング機構２２を介してランプボディ１２に上下方向および左右方向に傾動可能に支持されている。

ユニット支持部材２０は、ダイカスト鋳造品で構成されており、鉛直パネル部２０Ａと、この鉛直パネル部２０Ａから複数箇所において前方へ延びるユニット取付部２０Ｂ１、２０Ｂ２と、鉛直パネル部２０Ａから灯具外部空間に露出する位置まで後方へ延びる複数の放熱フィンからなるヒートシンク部２０Ｃとを備えてなっている。

本実施形態に係る車両用照明灯具１０においては、７つの灯具ユニット３０、５０、６０、７０からの光照射により、ロービーム用配光パターンを形成するようになっている。

これら７つの灯具ユニット３０、５０、６０、７０のうち、４つの灯具ユニット３０は、ロービーム用配光パターンの基本配光パターンを形成するための光照射を行う灯具ユニットであり、残り３つの灯具ユニット５０、６０、７０は、基本配光パターンを補強するための光照射を行う灯具ユニットである。その際、３つの灯具ユニット５０、６０、７０のうち、車幅方向外側の灯具ユニット５０は小拡散用配光パターン形成用の灯具ユニットであり、中央の灯具ユニット６０は中拡散用配光パターン形成用の灯具ユニットであり、車幅方向内側の灯具ユニット７０は広拡散用配光パターン形成用の灯具ユニットある。

基本配光パターン形成用の４つの灯具ユニット３０は、その光軸Ａｘ１が鉛直パネル部２０Ａと略直交する方向に互いに平行に延びている。そして、これら各灯具ユニット３０の光軸Ａｘ１は、エイミング機構２２による光軸調整が完了した段階では、車両前後方向に対して０．５〜０．６°程度下向きの方向に延びるように設定されている。一方、残り３つの灯具ユニット５０、６０、７０は、その光軸Ａｘ２の向きが、灯具ユニット３０の光軸Ａｘ１に対してやや下向きとなるように設定されている。

次に、各灯具ユニット３０、５０、６０、７０の具体的構成について説明する。

まず、基本配光パターン形成用の灯具ユニット３０の具体的構成について説明する。

図３は、この灯具ユニット３０を詳細に示す側断面図である。

同図にも示すように、この灯具ユニット３０は、プロジェクタ型の灯具ユニットであって、光軸Ａｘ１上に配置された投影レンズ３２と、この投影レンズ３２の後方に配置された発光素子３４と、この発光素子３４を上方側から覆うように配置されたリフレクタ３６と、発光素子３４と投影レンズ３２との間に配置された直進阻止部材３８とを備えてなっている。

投影レンズ３２は、透明樹脂製であって、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸レンズで構成されている。

発光素子３４は、０．３〜１ｍｍ四方程度の大きさの発光チップ３４ａを有する白色発光ダイオードであって、その発光チップ３４ａが光軸Ａｘ１上において鉛直上向きになるように配置された状態で、支持プレート４０を介してユニット支持部材２０のユニット取付部２０Ｂ１に固定されている。

リフレクタ３６は、発光素子３４からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ１寄りに反射させて投影レンズ３２の後方側焦点Ｆ近傍に略収束させるように構成されている。具体的には、このリフレクタ３６の反射面３６ａは、光軸Ａｘ１を含む断面形状が略楕円形状に設定されており、その離心率が鉛直断面から水平断面へ向けて徐々に大きくなるように設定されている。そして、この反射面３６ａは、発光素子３４からの光を後方側焦点Ｆのやや前方位置に略収束させるようになっている。このリフレクタ３６は、その周縁下端部においてユニット支持部材２０のユニット取付部２０Ｂ１に固定されている。

直進阻止部材３８は、その上面３８ａが灯具正面視において略へ字状に形成された本体部３８Ａと、この本体部３８Ａの前端部から前方へ延長形成されたレンズホルダ部３８Ｂとからなっている。

本体部３８Ａの上面３８ａは、投影レンズ３２の後方側焦点Ｆから後方へ延びており、光軸Ａｘ１よりも左側（灯具正面視では右側）の領域が光軸Ａｘから左方向へ水平に延びる平面で構成されており、光軸Ａｘ１よりも右側の領域が光軸Ａｘ１から右方向へ斜め下向き（例えば１５°下向き）に延びる平面で構成されている。この上面３８ａの前端縁３８ａ１は、投影レンズ３２の後方側焦点Ｆの焦点面に沿って略円弧状に形成されている。この上面３８ａにはアルミニウム蒸着等による鏡面処理が施されており、これにより該上面３８ａは反射面として構成されている。そして、この本体部３８Ａは、その上面３８ａにおいてリフレクタ３６の反射面３６ａからの反射光の一部の直進を阻止してこれを上向きに反射させるようになっている。なお、この本体部３８Ａは、その下面においてユニット支持部材２０のユニット取付部２０Ｂ１に固定されている。

レンズホルダ部３８Ｂは、本体部３８Ａの前端部から下方へ湾曲するようにして前方へ延びており、その前端部において投影レンズ３２を支持するようになっている。

次に、小拡散用配光パターン形成用の灯具ユニット５０の具体的構成について説明する。

図４は、この灯具ユニット５０を単品で示す斜視図である。また、図５は、灯具ユニット５０を詳細に示す部分断面側面図であり、図６は、図５のVI-VI 線断面図であり、図７（ａ）は、図５のVII-VII 線断面図である。

これらの図にも示すように、この灯具ユニット５０は、発光素子５２と、透光部材５４と、支持プレート５６とを備えてなっている。

発光素子５２は、０．３〜１ｍｍ四方程度の大きさの発光チップ５２ａおよび該発光チップ５２ａを封止する半球状の封止樹脂５２ｂを備えてなる白色発光ダイオードであって、その発光チップ５２ａを光軸Ａｘ２上において前方を向けるようにして配置されている。

透光部材５４は、略Ｃ字形の側面形状を有する透明樹脂製の平板状部材であって、発光素子５２をその前方側から覆うようにして配置されている。具体的には、この透光部材５４は、その板厚としての横幅が２０ｍｍ程度の値に設定されており、その高さが１４０ｍｍ程度の値に設定されている。そして、この透光部材５４の後端面５４ｄには、発光素子５２の発光チップ５２ａを半球面状に囲む凹部５４ｅが形成されている。

以下、透光部材５４の具体的な形状について説明する。その際、透光部材５４の形状は、光軸Ａｘ２に関して上下対称であるので、その上半部の形状について説明する。

透光部材５４の前面において光軸Ａｘ２の上方近傍に位置する領域は、該透光部材５４に入射した発光素子５２からの光を、上方へ向けて内面反射させる第１反射面５４ａとして構成されている。これを実現するため、透光部材５４の前面において第１反射面５４ａが位置する領域には、アルミニウム蒸着等による鏡面処理が施されている。その際、この第１反射面５４ａは、略放物線状の水平断面形状で前方斜め上方へ直線状に延びる略放物柱面状の曲面で構成されており、これにより発光素子５２からの光を、光軸Ａｘを含む鉛直面に沿った方向に関しては拡散させるとともに水平面に沿った方向に関しては拡散させない態様で、内面反射させるようになっている。

また、透光部材５４の後面において第１反射面５４ａよりも上方に位置する領域は、該第１反射面５４ａで内面反射した発光素子５２からの光を、前方へ向けて内面反射させる第２反射面５４ｂとして構成されている。これを実現するため、透光部材５４の後面において第２反射面５４ｂが位置する領域には、アルミニウム蒸着等による鏡面処理が施されている。その際、この第２反射面５４ｂは、略放物線状の鉛直断面形状で光軸Ａｘ２と直交する水平方向へ直線状に延びる略放物柱面状の曲面で構成されており、これにより第１反射面５４ａで内面反射した発光素子５２からの光を、略平行光として前方へ向けて内面反射させるようになっている。

さらに、透光部材５４の前面において第１反射面５４ａの上方に位置する領域は、第２反射面５４ｂで内面反射した発光素子５２からの光を、灯具ユニット５０の前方へ向けて該透光部材５４から出射させる出射面５４ｃとして構成されている。その際、この出射面５４ｃは、円弧状の水平断面形状で鉛直方向に直線状に延びる円筒面状の曲面で構成されており、これにより出射面５４ｃに到達した略平行光を、上下方向に関しては略平行光のまま維持するとともに、水平方向に関しては一旦収束した後に左右方向に拡がる拡散光として、該出射面５４ｃから出射させるようになっている。

上述したように透光部材５４は、光軸Ａｘ２に関して上下対称形状であるので、その下半部にも第１および第２反射面５４ａ、５４ｂならびに出射面５４ｃが形成されている。

支持プレート５６は、透光部材５４の後端面５４ｄに沿って鉛直方向に延びる金属製部材であって、その前面中央部において発光素子５２を固定支持している。そして、灯具ユニット５０は、この支持プレート５６の後面においてユニット支持部材２０のユニット支持部２０Ｂ２に固定支持されるようになっている。

次に、中拡散用配光パターン形成用の灯具ユニット６０の具体的構成について説明する。

図７（ｂ）は、この灯具ユニット６０を詳細に示す、同図（ａ）と同様の図である。

同図にも示すように、この灯具ユニット６０は、発光素子６２と、透光部材６４と、支持プレート６６とを備えてなっている。

発光素子６２および支持プレート６６の構成は、灯具ユニット５０の発光素子５２および支持プレート５６の構成と全く同様である。

透光部材６４は、その出射面６４ｃの表面形状が、灯具ユニット５０の透光部材５４の出射面５４ｃと異なっているが、それ以外の構成は透光部材５４と全く同様である。

すなわち、この透光部材６４の出射面６４ｃは、透光部材５４の出射面５４ｃと同様、円弧状の水平断面形状で鉛直方向に直線状に延びる円筒面状の曲面で構成されているが、その水平断面を構成する円弧の曲率が、透光部材５４の出射面５４ｃよりも大きい値に設定されている。そしてこれにより、出射面６４ｃに到達した略平行光を、上下方向に関しては略平行光のまま維持するとともに、水平方向に関しては左右方向に、透光部材５４の出射面５４ｃからの出射光よりも大きく拡がる拡散光として、該出射面６４ｃから出射させるようになっている。

次に、広拡散用配光パターン形成用の灯具ユニット７０の具体的構成について説明する。

図７（ｃ）は、この灯具ユニット７０を詳細に示す、同図（ａ）と同様の図である。

同図にも示すように、この灯具ユニット７０は、発光素子７２と、透光部材７４と、支持プレート７６とを備えてなっている。

発光素子７２および支持プレート７６の構成は、灯具ユニット５０の発光素子５２および支持プレート５６の構成と全く同様である。

透光部材７４は、その出射面７４ｃの表面形状が、灯具ユニット５０の透光部材５４の出射面５４ｃと異なっているが、それ以外の構成は透光部材５４と全く同様である。

すなわち、この透光部材７４の出射面７４ｃは、透光部材５４の出射面５４ｃと同様、円弧状の水平断面形状で鉛直方向に直線状に延びる円筒面状の曲面で構成されているが、その水平断面を構成する円弧の曲率が、透光部材６４の出射面６４ｃよりもさらに大きい値に設定されている。そしてこれにより、出射面７４ｃに到達した略平行光を、上下方向に関しては略平行光のまま維持するとともに、水平方向に関しては左右方向に、透光部材６４の出射面６４ｃからの出射光よりもさらに大きく拡がる拡散光として、該出射面７４ｃから出射させるようになっている。

図１に示すように、３つの灯具ユニット５０、６０、７０の透光部材５４、６４、７４における上下１対の出射面５４ｃ、６４ｃ、７４ｃは、いずれも正面視において縦長矩形状に形成されており、これらに対応する各筒状開口部１６ｂ、１６ｃ、１６ｄも、各出射面５４ｃ、６４ｃ、７４ｃを囲むようにして縦長矩形状に形成されている。

図８は、本実施形態に係る車両用照明灯具１０から前方へ照射される光により灯具前方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ロービーム用配光パターンを透視的に示す図である。

同図に示すように、このロービーム用配光パターンＰＬは、左配光の配光パターンであって、上端縁に水平カットオフラインＣＬ１とこの水平カットオフラインＣＬ１から所定角度（例えば１５°）で立ち上がる斜めカットオフラインＣＬ２とを有しており、両カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の交点であるエルボ点Ｅの位置は、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖの０．５〜０．６°程度下方の位置に設定されている。そして、このロービーム用配光パターンＰＬにおいては、エルボ点Ｅを囲むようにして高光度領域であるホットゾーンＨＺが形成されている。

このロービーム用配光パターンＰＬは、４つの灯具ユニット３０からの光照射によって同じ位置に重畳的に形成される４つの基本配光パターンＰ０と、灯具ユニット５０からの光照射によって形成される小拡散用配光パターンＰａ１と、灯具ユニット６０からの光照射によって形成される中拡散用配光パターンＰａ２と、灯具ユニット７０からの光照射によって形成される広拡散用配光パターンＰａ３との合成配光パターンとして形成されるようになっている。

図９（ａ）に示すように、灯具ユニット３０からの光照射によって形成される基本配光パターンＰ０においては、直進阻止部材３８における本体部３８Ａの上面３８ａの前端縁３８ａ１の反転投影像として、水平および斜めカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２が形成されるようになっている。その際、この本体部３８Ａの上面３８ａは反射面として構成されているので、図３において２点鎖線で示すようにリフレクタ３６の反射面３６ａからの反射光のうち投影レンズ３２から上向きに出射すべき光も、該上面３８ａの反射作用により、同図に実線で示すように投影レンズ３２から下向きに出射する光として利用するようになっている。そしてこれにより、発光素子３４からの出射光の光束利用率を高めるとともに、ホットゾーンＨＺの形成を行うようになっている。

一方、図９（ｂ）に示すように、灯具ユニット５０からの光照射によって形成される小拡散用配光パターンＰａ１は、その透光部材５４の出射面５４ｃの水平方向の曲率が比較的小さいことから、左右方向に小さく拡散した横長配光パターンとなっている。また、図９（ｃ）に示すように、灯具ユニット６０からの光照射によって形成される中拡散用配光パターンＰａ２は、その透光部材６４の出射面６４ｃの水平方向の曲率が中程度であることから、左右方向にある程度拡散した横長配光パターンとなっている。さらに、図９（ｄ）に示すように、灯具ユニット７０からの光照射によって形成される広拡散用配光パターンＰａ３は、その透光部材７４の出射面７４ｃの水平方向の曲率が比較的大きいことから、左右方向に大きく拡散した横長配光パターンとなっている。

なお、これら小拡散用配光パターンＰａ１、中拡散用配光パターンＰａ２および広拡散用配光パターンＰａ３は、その上端縁が水平カットオフラインＣＬ１よりも僅かに下方に位置しているが、これは、各灯具ユニット５０、６０、７０の光軸Ａｘ２が、灯具ユニット３０の光軸Ａｘ１に対してやや下向きに設定されていることによるものである。

以上詳述したように、本実施形態に係る車両用照明灯具１０は、４種類の灯具ユニット３０、５０、６０、７０を備えているが、これらのうち、灯具ユニット５０、６０、７０は、その光軸Ａｘ２上に前方へ向けて配置された発光素子５２、６２、７２を、その前方側から覆うようにして透光部材５４、６４、７４が配置されているので、発光素子５２、６２、７２からの光に対する光束利用率を高めることができる。

その際、透光部材５４、６４、７４は、その前面の一部が、該透光部材５４、６４、７４に入射した発光素子５２、６２、７２からの光を、光軸Ａｘ２の径方向外方へ向けて内面反射させる第１反射面５４ａ、６４ａ、７４ａとして構成されるとともに、その後面の一部が、第１反射面５４ａ、６４ａ、７４ａで内面反射した発光素子５２、６２、７２からの光を前方へ向けて内面反射させる第２反射面５４ｂ、６４ｂ、７４ｂとして構成されているが、第１反射面５４ａ、６４ａ、７４ａは略放物柱面状に形成されており、これにより発光素子５２、６２、７２からの光を、光軸Ａｘ２を含む平面に沿った方向に関しては拡散させるとともに該平面と直交する方向に関しては拡散させない態様で内面反射させるようになっているので、透光部材５４、６４、７４が平板状に形成されているにもかかわらず、第１反射面５４ａ、６４ａ、７４ａで内面反射した発光素子からの光を第２反射面５４ｂ、６４ｂ、７４ｂに確実に入射させることができる。

そして、透光部材５４、６４、７４の前面の他の一部は、第２反射面５４ｂ、６４ｂ、７４ｂで内面反射した発光素子５２、６２、７２からの光を、灯具ユニット前方へ向けて該透光部材５４、６４、７４から出射させる出射面５４ｃ、６４ｃ、７４ｃとして構成されているので、これら第２反射面５４ｂ、６４ｂ、７４ｂおよび出射面５４ｃ、６４ｃ、７４ｃを適当な表面形状に設定することにより、従来のように透光部材の前方に投影レンズを配置しなくても、灯具ユニット前方への光照射制御を行うことができ、これにより灯具ユニット５０、６０、７０の正面視における外形形状を細幅形状に設定することができる。

このように実施形態によれば、発光素子５２、６２、７２からの光に対する光束利用率を高めた上で、正面視における灯具ユニット５０、６０、７０の外形形状を細幅形状に設定することができる。

特に本実施形態においては、透光部材５４、６４、７４の第２反射面５４ｂ、６４ｂ、７４ｂが、その第１反射面５４ａ、６４ａ、７４ａで内面反射した発光素子５２、６２、７２からの光を、略平行光として前方へ向けて内面反射させる略放物柱面状の曲面で構成されているので、その出射面５４ｃ、６４ｃ、７４ｃには略平行光が入射することとなり、これにより該出射面５４ｃ、６４ｃ、７４ｃにおける出射光制御を精度良く行うことができる。

そして本実施形態においては、出射面５４ｃ、６４ｃ、７４ｃが、円弧状の水平断面形状で鉛直方向に直線状に延びる円筒面状の曲面で構成されており、かつその円弧の曲率が出射面５４ｃ、６４ｃ、７４ｃ相互間で異なる値に設定されているので、左右拡散角の異なる３種類の横長配光パターンを形成することができる。そしてこれにより、配光ムラの発生を効果的に抑制した上で、ロービーム用配光パターンＰＬの明るさを増大させることができる。

また本実施形態においては、第１および第２反射面５４ａ、６４ａ、７４ａ、５４ｂ、６４ｂ、７４ｂならびに出射面５４ｃ、６４ｃ、７４ｃが、光軸Ａｘの上下両側に１対形成されているので、発光素子５２、６２、７２からの光に対する光束利用率を一層高めることができる。

さらに本実施形態においては、車両用照明灯具１０として、灯具ユニット５０、６０、７０が、縦長の姿勢で車幅方向に所定間隔をおいて配置されているので、車両用照明灯具１０の意匠を従来にない斬新なものとすることができる。しかもその際、これら３つの灯具ユニット５０、６０、７０の透光部材５４、６４、７４は、縦長矩形状の出射面５４ｃ、６４ｃ、７４ｃが上下に離れた位置で露出しており、また、これら灯具ユニット５０、６０、７０相互間には、正面視における外形形状が円形形状に設定されたプロジェクタ型の灯具ユニット３０が上下２段で配置されているので、車両用照明灯具１０の意匠を一層斬新なものとすることができる。

ところで、上記実施形態に係る車両用照明灯具１０は、７つの灯具ユニット３０、５０、６０、７０を備えた構成となっているが、これら各灯具ユニットをこれ以外の個数に設定するようにしてもよいことはもちろんである。

また、上記実施形態に係る車両用照明灯具１０においては、ロービーム用配光パターンＰＬの基本配光パターンＰ０を、４つのプロジェクタ型の灯具ユニット３０からの光照射によって形成するものとして説明したが、これ以外の灯具ユニットを用いて形成することももちろん可能である。

なお、上記実施形態に係る車両用照明灯具１０は、その灯室内にロービーム用配光パターンＰＬを形成するための灯具ユニット３０、５０、６０、７０のみが収容された構成となっているが、ハイビーム用配光パターンを形成するための灯具ユニットについても上記灯室内に収容された構成とすることももちろん可能である。

上記実施形態に係る車両用照明灯具１０は、車両前端部右側に設けられるヘッドランプであるものとして説明したが、車両前端部左側に設けられるヘッドランプである場合においても、また、例えばフォグランプ等のヘッドランプ以外の車両用照明灯具においても、上記実施形態と同様の構成を採用することにより上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

次に、上記実施形態の第１変形例について説明する。

図１０は、本変形例に係る灯具ユニット１５０を示す斜視図である。

同図に示すように、この灯具ユニット１５０は、発光素子１５２と、透光部材１５４と、支持プレート１５６とを備えてなり、横長に配置された状態で使用されるようになっている。

発光素子１５２および支持プレート１５６の構成は、灯具ユニット５０の発光素子５２および支持プレート５６の構成と全く同様である。

透光部材１５４は、その出射面１５４ｃの形状が、灯具ユニット５０の透光部材５４の出射面５４ｃと異なっているが、それ以外の構成は透光部材５４と全く同様である。

すなわち、この透光部材１５４の出射面１５４ｃは、灯具ユニット１５０が横長に配置されるようになっていることから、正面視において横長矩形状の外形形状を有している。そしてこの状態で、出射面１５４ｃは、その表面形状が、円弧状の水平断面形状で鉛直方向に直線状に延びる円筒面状の曲面で構成されている。そしてこれにより、出射面１５４ｃに到達した略平行光を、上下方向に関しては略平行光のまま維持するとともに、水平方向に関しては一旦収束した後に左右方向に拡がる拡散光として、該出射面１５４ｃから出射させるようになっている。また、この透光部材１５４は、その左右１対の出射面１５４ｃのうち、一方の出射面１５４ｃが他方の出射面１５４ｃよりも前方に変位するようにして形成されている。

本変形例の構成を採用した場合においても、発光素子１５２からの光に対する光束利用率を高めた上で、正面視における灯具ユニット１５０の外形形状を細幅形状に設定することができる。また、本変形例のように灯具ユニット１５０を横長に配置することにより、灯具ユニット５０とは異なった趣きの意匠を得ることができる。

本変形例においては、左右１対の出射面１５４ｃの形成位置が前後方向に関して異なる位置に設定されているが、第１反射面１５４ａで内面反射した発光素子１５２からの光は第２反射面１５４ｂにより略平行光として前方へ向けて内面反射させるようになっているので、いずれの出射面１５４ｃにおいても出射光制御を精度良く行うことができる。

次に、上記実施形態の第２変形例について説明する。

図１１は、本変形例に係る灯具ユニット２５０を示す斜視図である。

同図に示すように、この灯具ユニット２５０は、発光素子２５２と、透光部材２５４と、支持プレート２５６とを備えてなっている。

発光素子２５２および支持プレート２５６の構成は、灯具ユニット５０の発光素子５２および支持プレート５６の構成と全く同様である。

透光部材２５４は、その第２反射面２５４ｂおよび出射面２５４ｃの形状が、灯具ユニット５０の透光部材５４の第２反射面５４ｂおよび出射面５４ｃと異なっているが、それ以外の構成は透光部材５４と全く同様である。

すなわち、この透光部材２５４の第２反射面２５４ｂは、第１反射面２５４ａで内面反射した発光素子２５２からの光を、前方へ向けて内面反射させるように構成されており、その鉛直断面形状は略放物線状に設定されているが、その水平断面形状は直線ではなく円弧状の曲線で構成されている。そしてこれにより、第１反射面２５４ａで発光素子２５２からの光を、上下方向に関しては略平行光のまま維持するとともに、水平方向に関しては収束する光として、前方へ向けて内面反射させるようになっている。また、この透光部材２５４の出射面２５４ｃは、光軸Ａｘ２と直交する鉛直平面で構成されている。そしてこれにより、出射面２５４ｃに到達した光を、上下方向に関しては略平行光のまま維持するとともに、水平方向に関しては一旦さらに収束した後に左右方向に拡がる拡散光として、該出射面２５４ｃから出射させるようになっている。

本変形例の構成を採用した場合においても、発光素子２５２からの光に対する光束利用率を高めた上で、正面視における灯具ユニット２５０の外形形状を細幅形状に設定することができる。また、本変形例のように透光部材２５４の出射面２５４ｃを平面で構成することにより、灯具ユニット５０とは異なった趣きの意匠を得ることができる。

次に、上記実施形態の第３変形例について説明する。

図１２は、本変形例に係る灯具ユニット３５０を示す、図５と同様の図である。

同図に示すように、この灯具ユニット３５０は、発光素子３５２と、透光部材３５４と、支持プレート３５６とを備えてなっている。

これら発光素子３５２、透光部材３５４および支持プレート３５６の構成は、灯具ユニット５０の発光素子５２、透光部材５４および支持プレート５６の構成と略同様であるが、本変形例においては、発光素子３５２の発光チップ３５２ａが透光部材３５４によって直接封止されている。

本変形例の構成を採用した場合においても、発光素子３５２からの光に対する光束利用率を高めた上で、正面視における灯具ユニット３５０の外形形状を細幅形状に設定することができる。また、本変形例のように透光部材３５４によって発光チップ３５２ａを直接封止することにより、透光部材３５４に封止樹脂としての機能を兼ねさせることができる。そしてこれにより、灯具ユニット３５０の構成を簡素化することができるとともに、界面での反射による光束ロスをなくすことができる。

次に、上記実施形態の第４変形例について説明する。

図１３は、本変形例に係る灯具ユニット４５０を示す、図５と同様の図である。

同図に示すように、この灯具ユニット４５０は、発光素子４５２と、透光部材４５４と、支持プレート４５６とを備えてなっている。

発光素子４５２および支持プレート４５６の構成は、灯具ユニット５０の発光素子５２および支持プレート５６の構成と全く同様である。

透光部材４５４は、その第１および第２反射面４５４ａ、４５４ｂの形状が、灯具ユニット５０の透光部材５４の第１および第２反射面５４ａ、５４ｂと異なっているが、それ以外の構成は透光部材５４と全く同様である。

すなわち、この透光部材４５４は、その第１反射面４５４ａの鉛直断面形状が、発光素子４５２の発光チップ４５２ａの発光中心を第１焦点Ｆ１とするとともに該第１反射面４５４ａと第２反射面４５４ｂとの間の所定位置を第２焦点Ｆ２をする楕円形状に設定されており、また、その第２反射面４５４ｂの鉛直断面形状が、第２焦点Ｆ２を焦点する放物線形状に設定されている。なお、この透光部材４５４における第１反射面４５４ａの水平断面形状は、透光部材５４の第１反射面５４ａと同様、略放物線形状に設定されており、また、その第２反射面４５４ｂの水平断面形状は、透光部材５４の第２反射面５４ｂと同様、直線状に設定されている。

そしてこれにより、透光部材４５４の第１反射面４５４ａは、発光素子４５２からの光を、光軸Ａｘを含む鉛直面に沿った方向に関しては第２焦点Ｆ２に一旦収束させるようにして拡散させるとともに水平面に沿った方向に関しては拡散させない態様で、内面反射させるようになっており、また、透光部材４５４の第２反射面４５４ｂは、第１反射面４５４ａで内面反射した発光素子４５２からの光を、略平行光として前方へ向けて内面反射させるようになっている。

本変形例の構成を採用した場合においても、発光素子４５２からの光に対する光束利用率を高めた上で、正面視における灯具ユニット４５０の外形形状を細幅形状に設定することができる。また、本変形例のように透光部材４５４の第１反射面４５４ａの鉛直断面形状を楕円形状に設定することにより、該透光部材４５４の奥行き寸法を灯具ユニット５０の透光部材５４に比して小さい値に設定することができる。

ところで、上記実施形態に係る灯具ユニット５０、６０、７０においては、その透光部材５４、６４、７４の出射面５４ｃ、６４ｃ、７４ｃの曲率が、上下１対の出射面相互間で同じ値に設定されているものとして説明したが、両出射面相互間で異なる値に設定してもよい。このようにした場合には、上下１対の各出射面５４ｃ、６４ｃ、７４ｃからの出射光の左右拡散角が互いに異なったものとなるので、各灯具ユニット５０、６０、７０からの光照射によって形成される横長配光パターンに配光ムラを発生させにくくすることができる。

この点、第１および第３変形例に係る灯具ユニット１５０、３５０についても同様である。

また、第２変形例に係る灯具ユニット２５０についても、その透光部材２５４の第２反射面２５４ｂの水平断面形状を構成する円弧の曲率を、上下１対の第２反射面２５４ｂ相互間で異なる値に設定すれば、該灯具ユニット２５０からの光照射によって形成される横長配光パターンに配光ムラを発生させにくくすることができる。

本願発明の一実施形態に係る車両用照明灯具を示す正面図 図１のII-II 線断面図 上記車両用照明灯具における基本配光パターン形成用の灯具ユニットを示す側断面図 上記車両用照明灯具における小拡散用配光パターン形成用の灯具ユニットを示す斜視図 上記小拡散用配光パターン形成用の灯具ユニットを詳細に示す部分断面側面図 図５のVI-VI 線断面図 図５のVII-VII 線断面図であって、（ａ）は小拡散用配光パターン形成用、（ｂ）は中拡散用配光パターン形成用、（ｃ）は広拡散用配光パターン形成用の各灯具ユニットを示す図 上記車両用照明灯具から前方へ照射される光により灯具前方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ロービーム用配光パターンを透視的に示す図 上記ロービーム用配光パターンを構成する４種類の配光パターンを示す図 上記実施形態の第１変形例に係る灯具ユニットを示す斜視図 上記実施形態の第２変形例に係る灯具ユニットを示す斜視図 上記実施形態の第３変形例に係る灯具ユニットを示す、図５と同様の図 上記実施形態の第４変形例に係る灯具ユニットを示す、図５と同様の図

符号の説明

１０ 車両用照明灯具
１２ ランプボディ
１４ 透光カバー
１６ インナパネル
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ 筒状開口部
２０ ユニット支持部材
２２ エイミング機構
２０Ａ 鉛直パネル部
２０Ｂ１、２０Ｂ２ ユニット取付部
２０Ｃ ヒートシンク部
３０ 灯具ユニット
３２ 投影レンズ
３４ 発光素子
３４ａ 発光チップ
３６ リフレクタ
３６ａ 反射面
３８ 直進阻止部材
３８Ａ 本体部
３８Ｂ レンズホルダ部
３８ａ 上面
３８ａ１ 前端縁
４０ 支持プレート
５０、６０、７０、１５０、２５０、３５０、４５０ 灯具ユニット
５２、６２、７２、１５２、２５２、３５２、４５２ 発光素子
５２ａ、６２ａ、７２ａ、３５２ａ、４５２ａ 発光チップ
５４、６４、７４、１５４、２５４、３５４、４５４ 透光部材
５４ａ、６４ａ、７４ａ、１５４ａ、２５４ａ、４５４ａ 第１反射面
５４ｂ、６４ｂ、７４ｂ、１５４ｂ、２５４ｂ、４５４ｂ 第２反射面
５４ｃ、６４ｃ、７４ｃ、１５４ｃ、２５４ｃ、４５４ｃ 出射面
５４ｄ 後端面
５４ｅ 凹部
５６、６６、７６、１５６、２５６、３５６、４５６ 支持プレート
Ａｘ１、Ａｘ２ 光軸
ＣＬ１ 水平カットオフライン
ＣＬ２ 斜めカットオフライン
Ｅ エルボ点
Ｆ１ 第１焦点
Ｆ２ 第２焦点
ＨＺ ホットゾーン
ＰＬ ロービーム用配光パターン
Ｐ０ 基本配光パターン
Ｐａ１ 小拡散用配光パターン
Ｐａ２ 中拡散用配光パターン
Ｐａ３ 広拡散用配光パターン

Claims (4)

1. 灯具ユニット前後方向に延びる光軸上に前方へ向けて配置された発光素子と、この発光素子を前方側から覆うように配置された透光部材と、を備えてなる車両用灯具ユニットにおいて、
   上記透光部材が、上記光軸を含む平面に沿って延びる平板状部材として構成されており、
   上記透光部材の前面の一部が、該透光部材に入射した上記発光素子からの光を、上記光軸の径方向外方へ向けて、上記平面に沿った方向に関しては拡散させるとともに該平面と直交する方向に関しては拡散させない態様で内面反射させるよう、略放物線状の断面形状で斜め前方へ延びる曲面からなる第１反射面として構成されており、
   上記透光部材の後面の一部が、上記第１反射面で内面反射した上記発光素子からの光を前方へ向けて内面反射させる第２反射面として構成されており、
   上記透光部材の前面の他の一部が、上記第２反射面で内面反射した上記発光素子からの光を灯具ユニット前方へ向けて該透光部材から出射させる出射面として構成されており、
   上記第２反射面が、上記第１反射面で内面反射した上記発光素子からの光を、略平行光として前方へ向けて内面反射させる略放物柱面状の曲面で構成されている、ことを特徴とする車両用灯具ユニット。
2. 上記発光素子が、発光チップおよび該発光チップを封止する封止樹脂を備えてなる発光ダイオードで構成されており、
   上記封止樹脂が、上記透光部材と一体的に形成されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具ユニット。
3. 上記第１および第２反射面ならびに上記出射面が、上記光軸の両側に１対形成されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用灯具ユニット。
4. 請求項１〜３いずれか記載の車両用灯具ユニットが、上記平面と直交する方向に複数個配置されてなる、ことを特徴とする車両用照明灯具。

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