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

車両用灯具ユニットおよび車両用照明灯具 Download PDF

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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〜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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