JP5374251B2

JP5374251B2 - 車両用灯具

Info

Publication number: JP5374251B2
Application number: JP2009150061A
Authority: JP
Inventors: 隆堀口; 淳一山田
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2009-06-24
Filing date: 2009-06-24
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2029-06-24
Also published as: JP2011009005A

Description

本発明は車両用灯具に関するものであり、詳しくは、光源から出射された光が反射面で反射されてなる反射光のみによって配光パターンを形成する光学系を備えた車両用灯具に関する。

従来、この種の車両用灯具については、例えば、半導体発光素子を発光源として構成されたものが提案されている。

それは、図７に示すように、ホルダ５０の両面の水平方向に対向する位置に互いに背中合わせに第１光源５１と第２光源５２が支持され、第１光源５１と該第１光源５１を覆うように配置された第１リフレクタ５３により第１反射光学系５４が形成され、同様に第２光源５２と該第２光源５２を覆うように配置された第２リフレクタ５５により第２反射光学系５６が形成されている。

第１光源５１及び第２光源５２はいずれも半導体発光素子（この場合はＬＥＤチップ）５７を発光源とするＬＥＤランプである。また、第１リフレクタ５３及び第２リフレクタ５５は一体形成されており、その前端開口部５８、５９に透光カバー６０が配置されている。

そして、このような構成からなる車両用灯具６１において、第１光源５１から出射した光は第１リフレクタ５３で反射されてその反射光が前面に位置する透光カバー６０を透過して外部に照射され、同様に第２光源５２から出射した光は第２リフレクタ５５で反射されてその反射光が前面に位置する透光カバー６０を透過して外部に照射される。

このように、第１反射光学系５４及び第２反射光学系５６により形成された照射光によってロービーム（すれ違いビーム）用配光パターンが形成される（例えば、特許文献１参照。）。

特許第４０１８０１６号公報

ところで、上記構成の車両用灯具６１は、照射光による照射範囲αが第１光源５１と第１リフレクタ５３の前端開口部５８を結ぶ直線Ａと、第２光源５２と第２リフレクタ５５の前端開口部５９を結ぶ直線Ｂとで囲まれる領域に規定される。そのため、灯具の照射範囲を広げるためには一体化されたリフレクタ５３、５５の前端開口部５８、５９の大きさを広げる必要があるが、リフレクタ５３、５５の大きさが大きくなると当然灯具６１の大きさも大きくなり、その結果、灯具６１を搭載する車両の設計自由度が損なわれることとなる。

そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、光源から出射された光が反射面で反射されてなる反射光のみによって配光パターンを形成する光学系を備えた車両用灯具において、小型化を維持しながら広範囲の照射を可能とする構成を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、反射面を有する容器状のランプボディと、前記ランプボディの反射面前方に設けられたレンズと、前記ランプボディに支持された支持部と反射面を備えた本体部からなるフードと、前記フードの本体部に搭載されると共に照射方向を前記ランプボディの反射面方向に向けたＬＥＤ光源と、を有する車両用灯具であって、前記ランプボディの反射面は、前記ＬＥＤ光源の光軸を中心軸とし且つ前記本体部の光源搭載位置を前記光軸に沿って投影した領域に位置する第１反射面と、前記フードの本体部の反射面を前記光軸に沿って投影した領域に位置する第２反射面と、前記第２反射面の外側の領域に位置する第３反射面とからなり、前記フードの本体部の反射面は、前記レンズ側から前記ランプボディの反射面側に向かって前記ＬＥＤ光源の光軸に対して近づく傾斜反射面からなることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記フードはアルミダイキャストで形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は２の何れか１項において、前記ランプボディの第１反射面、第２反射面及び第３反射面は、前記ＬＥＤ光源からの光を互いに異なる領域に向けて反射することを特徴とするものである。

本発明の車両用灯具は、光源から出た光を互いに異なる領域に反射する第１反射面、第２反射面及び第３反射面をリフレクタに備えると共にＬＥＤ光源が搭載されたフードにも反射面が備えられており、ＬＥＤ光源から出射した光はリフレクタの第１反射面、第２反射面及び第３反射面において異なる角度で反射され、そのうち第２反射面で反射された光はフード本体部の反射面で更に反射され、第１反射面、第３反射面及びフード本体部の反射面のそれぞれによる反射光が照射方向の左右方向、及び上下方向において異なる領域を照射し、それぞれの光が合わさることにより広範囲の領域を照射するようにした。

この光は従来の灯具においてはアウターレンズのレンズカットによって形成されるものであったが、本発明によってリフレクタの反射面で形成することができるようになった。そのため、アウターレンズをレンズカットのない素通しとすることが可能となり、灯具のデザインの自由度を高めることができた。

また、フードに反射面を設けることによって広範囲の配光パターンが形成されるため、灯具の小型化を維持しながら所望する広範囲に亘る配光パターンを得ることができる。

また、ＬＥＤ光源から該ＬＥＤ光源の光軸方向に出射される光束密度の高い光によって、配光パターンの中心部と外縁部との間の中間領域を形成することが可能となった。そのため、配光パターンを光量分布が均一化された状態で形成することが可能となり、視認性の良好な灯具を実現することができた。

本発明に係わる実施形態の正面図である。本発明に係わる実施形態の斜視図である。本発明に係わる実施形態の部分斜視図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図１のＢ−Ｂ断面図である。配光パターンの説明図である。従来例の説明図である。

以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図６を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。

図１は本発明に係る実施形態の正面図、図２は斜視図、図３は部分斜視図、図４は図１のＡ−Ａ断面図、図５は図１のＢ−Ｂ断面図、図６は配光パターンの説明図である。

図１、図２及び図３より、内面を複数の形状の反射面で形成されてなる複合反射面１とし前端開口を有するランプボディ（以下、リフレクタとする）２とリフレクタ２の前端開口に取り付けられたアウターレンズ３により密閉された灯室４が形成され、灯室４内の中央部にリフレクタ２に支持されたフード５が該リフレクタ２に包囲されるように配置されている。

フード５は支持部６と本体部７がアルミダイキャスト等の金属の鋳造法により一体に形成され、リフレクタ２に固定されてアウターレンズ３側に延びる支持部６の先端部に本体部７が位置している。本体部７は平板状の光源搭載部７ａと光源搭載部７ａの縁部から略環状にアウターレンズ３側と反対側のリフレクタ２側に立ち上がるフランジ部７ｂからなっている。

光源搭載部７ａのリフレクタ２側の面７ｃには、複数の導電パターン８ａが並設されたフレキシブル基板８のＬＥＤ実装部８ｂを貼り付けたアルミプレート９が熱伝導率の高い両面テープやネジ等によって貼着固定されており、フレキシブル基板８のＬＥＤ実装部８ｂ上に光源となるＬＥＤ１０が実装されている。ＬＥＤ１０は光出射面１０ａがリフレクタ２側に向いており、その位置はＬＥＤ１０の光軸Ｘとリフレクタ２の複合反射面１の軸を同一線上に共有する位置に位置している。

フード５の本体部７のフランジ部７ｂは、外側面がアウターレンズ３側からリフレクタ２側に向かってＬＥＤ１０の光軸Ｘに近づく傾斜面からなっており、表面に反射処理が施されて傾斜反射面７ｄとなっている。

また、本体部７の光源搭載部７ａのリフレクタ２側の面７ｃ及びフランジ部７ｂの内周面７ｅには無反射処理が施されており、ＬＥＤ１０から出射してリフレクタ２の複合反射面１で反射された反射光を反射してその反射光が再度リフレクタ２の複合反射面１で反射されてその反射光が灯具の眩光となって対向車の運転者を眩惑することがないように配慮されている。

フード５の支持部６は、上面を開口とする断面Ｕ字状の溝状を呈しており、溝の内部にはフレキシブル基板８の、ＬＥＤ実装部８ｂから延長されて外部電源からＬＥＤ１０に電力を供給するための給電配線部８ｃが収容されている。

フード５のフランジ部７ｂの外側面は上述したように傾斜反射面７ｄとなっておりそのためにアルミ蒸着等によるメタリック調の光輝鏡面処理が施されており、それと共にアウターレンズ３を通して観視される面にも同様にアルミ蒸着等によるメタリック調の光輝鏡面処理が施され、美観の確保を図ると共に傾斜反射面７ｄは後述するように光路形成に寄与する光学系の一部を構成している。

リフレクタ２の複合反射面１は、全面に亘ってフード５の傾斜反射面７ｄと同様にアルミ蒸着等によるメタリック調の光輝鏡面処理が施されていると共に３つの領域で分割構成されており、それぞれの領域に位置する反射面はその反射光による照射光で配光パターンの所望する領域を形成するような最適形状に設定されている。

そこで、上記構成の車両用灯具の光学機能について、以下に図４〜図６を参照して説明する。

まず、リフレクタ２の複合反射面１を構成する１つの領域に位置する第１反射面（以下、反射面Ａとする）はフード５の本体部７の光源搭載部７ａをＬＥＤ１０の光軸Ｘに沿って投影した領域、第２反射面（以下、反射面Ｂとする）はフランジ部７ｂをＬＥＤ１０の光軸Ｘに沿って投影した領域、第３反射面（以下、反射面Ｃとする）は複合反射面１から反射面Ａ及び反射面Ｂを除いた領域に形成されている。

光源となるＬＥＤ１０は、フード５の本体部７の光源搭載部７ａに貼着固定されたアルミプレート９に貼り付けられたフレキシブル基板８に光出射面１０ａをリフレクタ２側に向けて配置されており、ＬＥＤ１０にフレキシブル基板８の給電配線部８ｃを介して外部電源から電力を供給すると点灯が開始される。

すると、ＬＥＤ１０の光出射面１０ａ等から出射された光はリフレクタ２の内面の複合反射面１に照射される。このとき、リフレクタ２の複合反射面１は上述のように３つの領域に分割された反射面Ａ、反射面Ｂ及び反射面Ｃからなっており、夫々の反射面Ａ、Ｂ、ＣはＬＥＤ１０から出射した光を反射してその反射光を所望する方向に向ける。

まず、ＬＥＤ１０の光軸Ｘが交差する反射面Ａは、ＬＥＤ１０から出射して反射面Ａに向かう光Ｌ_ＡをＬＥＤ１０の光軸Ｘを含む垂直面に対する左側の角度α_Ｌ及び右側の角度α_Ｒがいずれも約２０°となる方向を中心とするように反射させる反射面とされている（図５参照）。

それと同時に、ＬＥＤ１０から出射して反射面Ａに向かう光Ｌ_ＡをＬＥＤ１０の光軸Ｘを含む水平面に対する上側の角度α_Ｕ及び下側の角度α_Ｄが、同様にいずれも約１０°となる方向を中心とするように反射させる反射面とされている（図４参照）。

反射面Ｂは、ＬＥＤ１０から出射して反射面Ｂに向かう光Ｌ_Ｂをフランジ部７ｂの外側面に形成された傾斜反射面７ｄの方向に反射させる反射面とされている。そして、傾斜反射面７ｄで反射された光Ｌ_ＢはＬＥＤ１０の光軸Ｘを含む垂直面に対する左側の角度β_Ｌ及び右側の角度β_Ｒがいずれも約８０°となる方向を中心とする方向に向かう（図５参照）。

それと同時に、傾斜反射面７ｄで反射された光Ｌ_ＢをＬＥＤ１０の光軸Ｘを含む水平面に対する上側の角度β_Ｕが、同様に約８０°となる方向を中心とする方向に向かう（図４参照）。

反射面Ｃは、ＬＥＤ１０から出射して反射面Ｃに向かう光Ｌ_ＣをＬＥＤ１０の光軸Ｘを含む垂直面に対する左側の角度γ_Ｌ及び右側の角度γ_Ｒがいずれも０〜約１５°となる方向に反射させる反射面とされている（図５参照）。

それと同時に、ＬＥＤ１０から出射して反射面Ｃに向かう光Ｌ_ＣをＬＥＤ１０の光軸Ｘを含む水平面に対する上側の角度γ_Ｕ及び下側の角度γ_Ｄが、同様にいずれも０〜約１５°となる方向に反射させる反射面とされている（図４参照）。

上述したように、反射面ＡはＬＥＤ１０の光軸Ｘを中心とし、外縁が光源搭載部７ａのフランジ部７ｂの最内部をＬＥＤ１０の光軸Ｘに沿って複合反射面１に投影した線分で囲まれた領域であり、反射面Ｂは反射面Ａの領域の外側に位置して内縁を反射面Ａの外縁と共有すると共に外縁を光源搭載部７ａのフランジ部７ｂの最外部をＬＥＤ１０の光軸Ｘに沿って複合反射面１に投影した線分として前記内縁と外縁で囲まれた領域であり、反射面Ｃは反射面Ｂの領域の外側に位置して内縁を反射面Ｂの外縁と共有すると共に外縁を複合反射面１の上端部として前記内縁と外縁で囲まれた領域となっている。

ＬＥＤ光源から出射されて反射面Ａ、反射面Ｂ及び反射面Ｃの反射面で反射された反射光Ｌ_Ａ、Ｌ_Ｂ、Ｌ_Ｃによって形成される配光パターンが図６に示されている。

この配光パターンは、垂直基準線Ｖと水平基準線Ｈが交わる配光パターンの中央部の領域ｃが反射面Ｃによる反射光Ｌ_Ｃで形成され、この中央部の領域ｃの外側の領域ａが反射面Ａによる反射光Ｌ_Ａで形成され、更にその外側の領域ｂが反射面Ｂによる反射光Ｌ_Ｂで形成されている。そして、領域ａ、領域ｂ及び領域ｃを照射する反射光の合成光によって所望する配光パターンが形成されている。

具体的な例として、配光パターンの中央部の領域ｃは、左右方向（Ｌ−Ｒ）が垂直基準線Ｖに対して約１５°（Ｌ）〜約１５°（Ｒ）の範囲となり、上下方向（Ｕ−Ｄ）が水平基準線Ｈに対して約８°（Ｕ）〜約８°（Ｄ）の範囲となっている。

また、配光パターンの上記領域ｃの外側の領域ａは、左右方向（Ｌ−Ｒ）が垂直基準線Ｖに対して約１５°（Ｌ）〜約２５°（Ｌ）の範囲と約１５°（Ｒ）〜約２５°（Ｒ）の範囲の２つの範囲で構成され、上下方向（Ｕ−Ｄ）が水平基準線Ｈに対して約８°（Ｕ）〜約１３°（Ｕ）の範囲と約８°（Ｄ）〜約１３°（Ｄ）の範囲の２つの範囲で構成されている。

更に、配光パターンの上記領域ａの外側の領域ｂは、左右方向（Ｌ−Ｒ）が垂直基準線Ｖに対して約２５°（Ｌ）〜約８５°（Ｌ）の範囲と約２５°（Ｒ）〜約８５°（Ｒ）の範囲の２つの範囲で構成され、上下方向（Ｕ−Ｄ）が水平基準線Ｈに対して約１３°（Ｕ）〜約１８°（Ｕ）の範囲と約１３°（Ｄ）〜約１８°（Ｄ）の範囲の２つの範囲で構成されているが、実際の領域ｂの上下方向の照射範囲としては水平基準線Ｈに対して１３°〜８５°の照射範囲で照射される。

そして、領域ａ、領域ｂ及び領域ｃで構成された配光パターンによって、車両の進行方向前方の左右各０〜約８５°、上下各０〜約１８°の範囲が集中的に照射される。

この場合、フード５のフランジ部７ｂの外側面に形成された傾斜反射面７ｄで反射されてＬＥＤ１０の光軸Ｘを含む水平基準線Ｈに対して約８５°の上方に向かう光は、例えばトラックなどのような運転席の位置が高い車両の運転者がその光によって車両の存在を認識するのに有効な手段となる。

このように、図６の配光パターンにおいては、配光パターンを構成する各領域ａ、ｂ、ｃは垂直基準線Ｖを中心とする左右方向（Ｌ−Ｒ）の角度範囲と水平基準線Ｈを中心とする上下方向（Ｕ−Ｄ）の角度範囲が異なっており、そのため夫々の配光パターンａ、ｂ、ｃを形成する、リフレクタ２の内面の複合反射面１を構成する各反射面Ａ、Ｂ、Ｃも垂直基準線Ｖを中心とする左右方向（Ｌ−Ｒ）の反射面形状と水平基準線Ｈを中心とする上下方向（Ｕ−Ｄ）の反射面形状は異なるものとなる。

但し、各反射面Ａ、Ｂ、Ｃは配光パターンを構成する夫々の領域ａ、ｂ、ｃに求められる範囲に基づいて適宜設定されるものであるため、反射面Ａ、Ｂ、Ｃの夫々は上述のように垂直基準線Ｖを中心とする左右方向（Ｌ−Ｒ）の角度範囲と水平基準線Ｈを中心とする上下方向（Ｕ−Ｄ）の角度範囲が異なる場合もあるし、垂直基準線Ｖを中心とする左右方向（Ｌ−Ｒ）の角度範囲と水平基準線Ｈを中心とする上下方向（Ｕ−Ｄ）の角度範囲が同じ場合もあるし、垂直基準線Ｖを中心とする左方向（Ｌ）と右方向（Ｒ）で角度範囲が異なる場合あるいは水平基準線Ｈを中心とする上方向（Ｕ）と下方向（Ｄ）で角度範囲が異なる場合もある。

なお、反射面Ｂはフード５のリフレクタ２に対する支持精度（取り付け精度）を考慮して、フランジ部７ｂの投影パターンを含む該投影パターンより２ｍｍ程度幅広領域に設定することも有効である。

ところで、フードは上述したようにアルミダイキャストによる金属材料で形成されており、フレキシブル基板に搭載されたＬＥＤがアルミプレートを介してフードの光源搭載部に固定されている。

そのため、ＬＥＤの点灯時の発熱がフードによって効率よく放散されてＬＥＤの温度上昇が抑制される。その結果、光源に大電流で駆動する高出力ＬＥＤを用いることが可能となり、ＬＥＤからの照射光量の増大によって視認性の良好な灯具を実現することが可能となる。

以上説明したように、本発明はＬＥＤ光源を固定したフードに反射面を設け、ＬＥＤ光源から出射してリフレクタの反射面で反射された反射光を更にフードの反射面で反射させてその反射光が照射方向（前方）の左右方向及び上下方向を広範囲に照射するようにした。

この光は従来の灯具においてはアウターレンズのレンズカットによって形成されるものであったが、本発明によってフードの反射面で形成することができるようになった。そのため、アウターレンズをレンズカットのない素通しとすることが可能となり、灯具のデザインの自由度を高めることができた。

また、ＬＥＤ光源から該ＬＥＤ光源の光軸方向に出射される光束密度の高い光によって配光パターンの中心部と外縁部との間の中間領域を形成することが可能となった。そのため、配光パターンを光量分布の均一化された状態で形成するが可能となり、視認性の良好な灯具を実現することができた。

また、このような灯具を複数個配置することにより更に明るい灯体を実現することも可能となる。

１複合反射面
２ランプボディ（リフレクタ）
３アウターレンズ
４灯室
５フード
６支持部
７本体部
７ａ光源搭載部
７ｂフランジ部
７ｃ面
７ｄ傾斜反射面
７ｅ内周面
８フレキシブル基板
８ａ導電パターン
８ｂＬＥＤ実装部
８ｃ給電配線部
９アルミプレート
１０ＬＥＤ
１０ａ光出射面

Claims

反射面を有する容器状のランプボディと、
前記ランプボディの反射面前方に設けられたレンズと、
前記ランプボディに支持された支持部と反射面を備えた本体部からなるフードと、
前記フードの本体部に搭載されると共に照射方向を前記ランプボディの反射面方向に向けたＬＥＤ光源と、を有する車両用灯具であって、
前記ランプボディの反射面は、前記ＬＥＤ光源の光軸を中心軸とし且つ前記本体部の光源搭載位置を前記光軸に沿って投影した領域に位置する第１反射面と、前記フードの本体部の反射面を前記光軸に沿って投影した領域に位置する第２反射面と、前記第２反射面の外側の領域に位置する第３反射面とからなり、
前記フードの本体部の反射面は、前記レンズ側から前記ランプボディの反射面側に向かって前記ＬＥＤ光源の光軸に対して近づく傾斜反射面からなることを特徴とする車両用灯具。
前記フードはアルミダイキャストで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
前記ランプボディの第１反射面、第２反射面及び第３反射面は、前記ＬＥＤ光源からの光を互いに異なる領域に向けて反射することを特徴とする請求項１又は２の何れか１項に記載の車両用灯具。