JP5614001B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子を光源として使用したフォグランプや前照灯等の車両用灯具に関する。

一般に、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子は、点光源として扱うことが可能であり、しかも、消費電力が小さく長寿命であるという利点を有する。そこで、近年では、ＬＥＤ等の高出力化に伴い、例えば、車載の前照灯やフォグランプ等のように大光量が要求される車両用灯具においても、光源としてＬＥＤ等の発光素子を適用することが期待されている。

この種の車両用灯具として、例えば、特許文献１には、灯具ユニットの前後方向に延びる光軸上に下方へ向けて配置された発光素子と、この発光素子からの光を前方に向けて反射させるリフレクタとを備えた車両用灯具において、リフレクタの反射面を光軸と直交する水平方向に延びる放物柱面で構成し、発光素子を放物柱面の焦点に配置した技術が開示されている。

特開２００７−３２３８８５号公報

しかしながら、一般にＬＥＤ等の発光素子からの出射光は広範囲に放射されるため、上述の特許文献１に開示された技術において、発光素子からの出射光の利用効率を高めようすると、リフレクタを前方に延出する必要がある。そして、このようにリフレクタを前方に延出した場合、車両用灯具の奥行き寸法が大型化し、車体形状や仕様等によっては、車体上への好適な配置が困難となる虞がある。特に、フォグランプ等の車両用灯具は、前照灯等に比べて配置スペースが制限される場合が多く、実用化に当たり、奥行き方向の小型化が強く望まれる場合がある。

本発明は、奥行き寸法を大型化させることなく、発光素子からの出射光を効率よく照明光として利用することができる車両用灯具を提供することを目的とする。

本発明の一態様による車両用灯具は、出射光軸が下方向に指向して配置された発光素子と、略水平方向下向きに設定された反射光軸の方向に前記発光素子からの放射光を反射するリフレクタと、を備えた車両用灯具であって、前記発光素子の前記出射光軸は、前記反射光軸に直交する方向に対し、前記反射光軸方向後側に傾けられており、前記リフレクタは、前記発光素子の前記出射光軸が指向され、当該発光素子からの放射光を前記反射光軸の方向に略平行に反射する主リフレクタ部と、前記発光素子に対して前記反射光軸方向前方にオフセットした位置で前記発光素子と前記主リフレクタ部との間に離間して配置され、且つ、前部側が前記反射光軸に対して上向きに傾けられた平面で構成されて、前記発光素子から広角に放射された光の一部を反射する中間リフレクタ部と、前記中間リフレクタ部で反射された光を前記反射光軸の方向に反射する副リフレクタ部と、を備えたものである。

本発明の車両用灯具によれば、奥行き寸法を大型化させることなく、発光素子からの出射光を効率よく照明光として利用することができる。

車両用灯具の概略構成を示す分解斜視図 車両用灯具の一部を破断して示す斜視図 車両用灯具の要部縦断面図 図３の一部を拡大して示す要部縦断面図 ＬＥＤから放射された光の経路を示す説明図 車両用灯具による照度分布を示す説明図

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１乃至図３において、符号１は車両用灯具を示し、本実施形態において、具体的には、車両用のフォグランプを示す。この車両用灯具１は、発光素子の一例である発光ダイオード（ＬＥＤ）１２を光源とする光源ユニット１０と、この光源ユニット１０のＬＥＤ１２からの出射光を制御するリフレクタ２０とを有し、これらが図示しない筐体に収容されて要部が構成されている。

光源ユニット１０は、例えば、長尺な平面視略矩形形状をなすＬＥＤ基板１１を有し、このＬＥＤ基板１１の実装面には、複数（例えば、７個）のＬＥＤ１２が実装されている。本実施形態において、各ＬＥＤ１２は、例えば、出射面側に片凸レンズ１２ｂを備えた表面実装型のＬＥＤチップ１２ａによって構成され、これらはＬＥＤ基板１１の長手方向に沿って一列に配列されている。

なお、例えば、図４に示すように、本実施形態のＬＥＤチップ１２ａは、光透過性のシリコン樹脂内に埋設されており、このシリコン樹脂により、ＬＥＤチップ１２ａの出射面側に片凸レンズ１２ｂが形成されている。

リフレクタ２０は、水平方向下向きに反射光軸Ｏが設定されており、各ＬＥＤ１２からの放射光を反射光軸Ｏの方向に反射することにより、フォグランプ用の光束を形成する。反射光軸Ｏは、例えば水平方向に対して下向きに約６°以下の傾きをもつように定められる。

本実施形態において、リフレクタ２０は、例えば、車幅方向に長尺な平面視略矩形形状をなす平板状のベース部２１を有し、このベース部２１は車体に対して略水平に固定されている。ベース部２１の上面には、ＬＥＤ基板１１の外周形状に略一致する矩形の枠部２１ａが形成されている。また、枠部２１ａの内側には、ＬＥＤ基板１１上の各ＬＥＤ１２に対応する位置で、ベース部２１を上下に貫通する孔部２１ｂが形成されている。

そして、ベース部２１は、枠部２１ａ内にＬＥＤ基板１１を収容することにより、光源ユニット１０を保持する。これにより、各ＬＥＤ１２は、孔部２１ｂを介してベース部２１の下方に臨まされ、各出射光軸Ｏ’が下方に指向される。この場合において、各出射光軸Ｏ’の指向方向は、水平方向に直交する方向に設定することも可能であるが、本実施形態においては、例えば、図４に示すように、水平方向に直交する方向に対し、水平方向後側に所定角度θ１（例えば、θ１＝約１０°以下）傾けられている。

また、リフレクタ２０は、ベース部２１の後縁部に一体形成された主リフレクタ部２２を有する。本実施形態において、この主リフレクタ部２２は、ベース部２１の下方から前方に向けて湾曲しながら延在され、その内面（上面）が各ＬＥＤ１２と対向する主反射面２２ａとして形成されている。ここで、例えば、図３に示すように、主反射面２２ａは、各ＬＥＤ１２の発光部（ＬＥＤチップ１２ａ）近傍を焦点Ｆとする放物面を基本形状とし、当該放物面に対して実験やシミュレーション等に基づく各種補正が施されることにより設計されている。例えば、図５に示すように、主リフレクタ部２２は、各ＬＥＤ１２から放射された光を、主反射面２２ａによって反射光軸Ｏ方向に反射するように放物面を水平方向に対して若干下向きに傾けて設けられている。

また、リフレクタ２０は、各ＬＥＤ１２に対して反射光軸Ｏ前方にオフセットした位置で、各ＬＥＤ１２と主リフレクタ部２２との間に配置された中間リフレクタ部２３を有する。本実施形態において、この中間リフレクタ部２３は、各ＬＥＤ１２の配列方向（車幅方向）に延在する平面視略矩形形状をなす細長な平板部材で構成され、その上面が各ＬＥＤ１２と対向する中間反射面２３ａとして形成されている。そして、例えば、図５に示すように、中間リフレクタ部２３は、各ＬＥＤ１２から放射された光のうち、反射光軸Ｏの前方に向けて広角に放射された光の一部を、中間反射面２３ａによって上方に反射し、ベース部２１よりも前方に導く。

ここで、例えば、図１，２に示すように、ベース部２１及び主リフレクタ部２２の長手方向両端（車幅方向両端）には側壁２５が一体形成され、中間リフレクタ部２３は、これら側壁２５を介してベース部２１に保持されている。本実施形態において、具体的には、各側壁２５の前部にはスリット部２５ａが形成され、中間リフレクタ部２３は、このスリット部２５ａに嵌合されることにより、ベース部２１に保持されている。これにより、本実施形態のように中間リフレクタ部２３をベース部２１と別部材で構成した場合にも、主リフレクタ部２２とのアライメントが精度良く保たれる。この場合において、中間反射面２３ａは、水平方向に設定することも可能であるが、本実施形態においては、例えば、図４に示すように、前部側が水平軸に対して上向くように所定角度θ２（例えば、θ２＝約１５°以下）傾けられている。

さらに、リフレクタ２０は、ベース部２１の前縁部に一体形成された副リフレクタ部２４を有する。本実施形態において、この副リフレクタ部２４は、ベース部２１の上方から前方に向けて湾曲しながら延在しており、その内面（下面）が中間リフレクタ部２３の反射光路上に臨まされる副反射面２４ａとして形成されている。ここで、例えば、図３に示すように、副反射面２４ａの曲面形状は、実験やシミュレーション等に基づいて設定された高次の多項式近似曲線で規定されている。そして、例えば、図５に示すように、副リフレクタ部２４は、中間リフレクタ部２３からの反射光を、副反射面２４ａによって反射光軸Ｏの方向に反射する。

このような実施形態によれば、水平方向下向きに設定された反射光軸Ｏの方向に各ＬＥＤ１２からの放射光を反射するリフレクタ２０を、ＬＥＤ１２からの放射光を反射光軸Ｏの方向に反射する主リフレクタ部２２と、各ＬＥＤ１２に対して反射光軸Ｏ方向前方にオフセットした位置で各ＬＥＤ１２から広角に放射された光の一部をベース部２１よりも前方に反射する中間リフレクタ部２３と、中間リフレクタ部２３で反射された光を反射光軸Ｏの方向に反射する副リフレクタ部２４と、を備えて構成することにより、奥行き寸法（反射光軸Ｏ方向の寸法）を大型化させることなく、各ＬＥＤ１２からの出射光を効率よく、フォグランプ用の照明光として利用することができる（図６（ａ）参照）。

すなわち、ＬＥＤ１２から反射光軸Ｏ方向前方に放射された光の一部を中間リフレクタ部２３によってベース部２１の前方へと導き、当該中間リフレクタ部２３による反射光を副リフレクタ部２４によって反射光軸Ｏの方向に反射することにより、ＬＥＤ１２からの光の利用効率を十分に確保した上で、主リフレクタ部２２の反射光軸Ｏ方向の長さを効率的に短縮することができる。なお、中間リフレクタ部２３及び副リフレクタ部２４を省略し、主リフレクタ部２２のみによって同等の利用効率を得ようとした場合、主リフレクタ部２２を、例えば、図５中に破線で示す長さまで延長する必要がある。一方、主リフレクタ部２２を延長することなく、中間リフレクタ部２３及び副リフレクタ部２４を省略した場合、例えば、図６（ｂ）に示すように、全体的に低い照度分布となる。

ここで、上述の車両用灯具１においては、各ＬＥＤ１２の出射光軸Ｏ’を、水平方向に直交する方向に対し、反射光軸Ｏ後側に所定角度θ１傾けることにより、各ＬＥＤ１２から反射光軸Ｏ前方に放射される光量を減少させることができ、奥行き寸法を効率よく短縮することができる。中間リフレクタ部２３を、前部側が水平方向に対して所定角度θ２上向きに傾けられた平面で構成したことにより、副リフレクタ部２４の前方への突出を抑えることができるため、灯具の奥行き寸法を小さくすることができる。

また、中間リフレクタ部２３を、前部側が水平方向に対して所定角度θ２下方に傾けられた平面で構成した場合には、中間リフレクタ部２３による反射光をＬＥＤ１２側に導くことなく、的確に反射光軸Ｏ方向前側の副リフレクタ部２４側に導くことができる。

なお、上述の実施形態においては、本願発明の車両用灯具をフォグランプに適用した一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ヘッドライト等に適用してもよいことは勿論である。

また、上述の実施形態においては、ベース部２１に一体形成した主リフレクタ部２２及び副リフレクタ部２４に、別体の中間リフレクタ部２３を組み付けることによってリフレクタ２０を構成した一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、各リフレクタ部２２〜２４を別体で構成してもよく、ベース部２１に一体形成した主リフレクタ部２２及び副リフレクタ部２４に対し、光源ユニット１０に一体的に保持された中間リフレクタ部２３を組み合わせてリフレクタを構成してもよい。

上述した実施例においては、本発明の理解のために特定の形態に従って構成された灯具について説明したが、本発明はかかる形態に限定されない。例えば、主リフレクタおよび副リフレクタの反射面形状、中間リフレクタと他の部材との位置関係、水平または鉛直方向からの傾きを表す角度θ１及びθ２等の具体的な設計は、所望の配光が得られるように適宜調整可能であって、本明細書の特定の実施例は単なる例示にすぎない。

１…車両用灯具、１０…光源ユニット、１１…ＬＥＤ基板、１２…発光ダイオード（発光素子）、１２ａ…ＬＥＤチップ、１２ｂ…片凸レンズ、２０…リフレクタ、２１…ベース部、２１ａ…枠部、２１ｂ…孔部、２２…主リフレクタ部、２２ａ…主反射面、２３…中間リフレクタ部、２３ａ…中間反射面、２４…副リフレクタ部、２４ａ…副反射面、２５…側壁、２５ａ…スリット部、Ｆ…焦点、Ｏ…反射光軸、Ｏ’…出射光軸

Claims (1)

1. 出射光軸が下方向に指向して配置された発光素子と、略水平方向下向きに設定された反射光軸の方向に前記発光素子からの放射光を反射するリフレクタと、を備えた車両用灯具であって、
   前記発光素子の前記出射光軸は、前記反射光軸に直交する方向に対し、前記反射光軸方向後側に傾けられており、
   前記リフレクタは、前記発光素子の前記出射光軸が指向され、当該発光素子からの放射光を前記反射光軸の方向に略平行に反射する主リフレクタ部と、
   前記発光素子に対して前記反射光軸方向前方にオフセットした位置で前記発光素子と前記主リフレクタ部との間に離間して配置され、且つ、前部側が前記反射光軸に対して上向きに傾けられた平面で構成されて、前記発光素子から広角に放射された光の一部を反射する中間リフレクタ部と、
   前記中間リフレクタ部で反射された光を前記反射光軸の方向に反射する副リフレクタ部と、を備えたことを特徴とする車両用灯具。