JP5742678B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は車両用灯具に係り、特に、光源が発光素子からなる車両用灯具に関する。

この種の車両用灯具としては、たとえば、ヒートシンク、発光素子、およびリフレクタによって構成されたものがある。

図７は、従来の車両用灯具の一例を示す断面図である。図７において、ｘ、ｙ、ｚ方向は、車両用灯具を車両に取り付けた場合において、それぞれ、車両の前方方向、幅方向、高さ方向に一致させて示している。また、図７では、リフレクタ２３の形状を明確に把握できるように、ヒートシンク２２、発光素子２１は点線で示すことによって透過的に描いている。

図７に示すように、ヒートシンク２２は水平に平坦な面を下面側に位置づけられて配置され、該ヒートシンク２２の下面の奥側に発光素子２１が搭載されている。発光素子２１は、その光照射部が下方に向けられて該ヒートシンク２２に配置されるようになっている。そして、発光素子２１が搭載されたヒートシンク２２の下面側にはリフレクタ２３が配置されている。このリフレクタ２３の発光素子２１側の面は反射面として形成されている。リフレクタ２３は、その奥側の一辺において、前記発光素子２１の後部でヒートシンク２２に近接して位置づけられ、前記一辺と対向する手前の他辺において、ヒートシンクから比較的大きく離間して位置づけられ、前記一辺から他辺にかけて湾曲状に形成された第１反射面２５と、この第１反射面２５の一方の端辺に接続され立脚される平板状の第２反射面２６を有して構成されている。この場合、車両用灯具が運転者側から見て左側に配置される前照灯の場合、第２反射面２６は第１反射面２５の左側端辺（車両内側）に接続されて形成され、車両用灯具が運転者側から見て右側に配置される前照灯の場合、第２反射面は第１反射面の左側端辺（車両内側）に接続されて形成されるようになっている。

このように構成される車両用灯具は、発光素子２１からの光の大部分をリフレクタ２３の第１反射面２５に反射させて車両の前方部へ照射されるようになっているとともに、発光素子２１の光の一部をリフレクタ２３の第２反射面２６に配置させて車両の前方側方側へ照射させるようになっている。

なお、図７は、本発明の実施態様の説明で使用する図１に対応づけて描いた図である。このため、図７の上述した説明以外の他の構成の説明においては図１に関連する実施態様の説明を参照されたい。

本願発明に関連がある公知例としてはたとえば下記特許文献１がある。特許文献１は、２個の発光素子を備え、一方の発光素子を点灯させた場合にフォグランプの機能をもたせ、他方の発光素子を点灯させた場合にコーナリングランプの機能をもたせるために、第１反射面の両脇に該第１反射面に対して角度をもたせて第２反射面および第３反射面を形成した構成のものが開示されている。

特開2009-193867号公報

しかし、上述した車両用灯具は、上述したように、リフレクタ２３は第１反射面２５と第２反射面２６のみを具備して構成され、しかも、発光素子２１からの光のうち該第１反射面２５および第２反射面２６から外れて出射される光があることが見いだされ、発光素子２１からの光が全て有効利用されていないことが確認されるに至った。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、発光素子からの光の有効利用を図り、より広範囲の配光を得るようにした車両用灯具を提供することにある。

本発明は、このような目的を達成するために、発光素子の光のうち既存のリフレクタにおける反射面の領域からはみ出して出射される光があることを見出し、このような光を新たに設けた反射面によって反射させ、車両用灯具として有効な光として利用するようにしたものである。これによって、より広範囲の配光を得ることが可能になる。

本発明は以下の構成によって把握される。
（１）本発明の車両用灯具は、少なくとも発光素子とリフレクタとを備え、車両に取り付けた場合に、前記発光素子はその光照射領域が車両下方に向くように配置され、前記リフレクタは前記発光素子に対して車両下方へ配置された車両用灯具であって、前記リフレクタは、第１反射面、第２反射面、第３反射面、および第４反射面を有して構成され、前記第１反射面は、前記発光素子の後方から車両前方へかけて前記発光素子と対向する面が凹となる湾曲状をなし、前記発光素子からの光を車両の前方へ反射させ、前記第２反射面は、前記第１反射面の車両内側の端辺から立設される平板状をなし、前記第１反射面側の面が反射面となっており、前記第３反射面は、前記第２反射面の車両前方側の端辺の上段に取り付けられ前記第２反射面に対して第１反射面側に屈曲された平板状をなし、前記第１反射面側の面が反射面となっており、前記第４反射面は、前記第２反射面の車両前方側の端辺の下段に取り付けられ前記第３反射面の下端辺から車両下方側へ前記第１反射面側の面が凹となる湾曲状をなし、前記第１反射面側の面が反射面となっていることを特徴とする。
（２）本発明の車両用灯具は、（１）の構成において、前記第３反射面および前記第４反射面は、それぞれ、第２反射面に対して第１反射面側へθ（０°＜θ＜１０°）の角度で屈曲されていることを特徴とする。
（３）本発明の車両用灯具は、（１）の構成において、前記発光素子は複数からなり、各発光素子は車両の幅方向に並設されていることを特徴とする。

このように構成された車両用灯具によれば、より広範囲の配光を得ることができるようになる。

本発明の車両用灯具に具備されるリフレクタを示す斜視図である。 本発明の車両用灯具の実施態様１の概略を示す断面図である。 （ａ）は本発明の車両用灯具を示す断面図、（ｂ）は本発明の車両用灯具を示す正面図である。 本発明の車両用灯具に具備されるリフレクタの第１反射面、第２反射面、第３反射面、および第４反射面の位置的関係を示す図である。 本発明の車両用灯具に具備されるリフレクタの第３反射面、第４反射面による光学的光路を示す説明図である。 本発明の車両用灯具の各反射面および全反射面による配光の分布を示す実験図である。 従来の車両用灯具のリフレクタの構成を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
（実施態様１）
<全体の構成>
図２は、本発明の車両用灯具の実施態様１の概略を示す断面図である。図２において、ｘ、ｙ、ｚ方向は、車両用灯具１０を車両に取り付けた場合において、それぞれ、車両の前方方向、幅方向、高さ方向に一致させて示している。なお、実施態様１に示す車両用灯具は、たとえば、車両の運転者から見て右側に配置される車両用灯具を揚げて説明している。

図２において、車両用灯具１０は、前面レンズ１１とハウジング１２によって灯室１３を画成するようになっている。ハウジング１２は車両の前方部に開口１２Ａを有し、その開口１２Ａの縁において前面レンズ１１の周縁部１１Ａを挿入させる溝部１４が形成されている。ハウジング１２の溝部１４にはホットメルト１５が塗布され、このホットメルト１５によって前面レンズ１１の周縁部１１Ａを固着させ水分侵入を防止するシール性を確保できるようになっている。

車両用灯具１０の灯室１３にはランプ２０が配設されている。このランプ２０は、たとえば、発光ダイオード２１、ヒートシンク２２、リフレクタ２３によって構成されている。

ヒートシンク２２は、灯室１３の上部に配置された平板状部材２２Ａと、この平板状部材２２Ａの上面に並設された複数の放熱フィン２２Ｂによって構成されている。放熱フィン２２Ｂはヒートシンク２２の表面積を増大させ、これにより、発光ダイオード２１の点灯の際に発生する熱を該ヒートシンク２２を通して充分に放熱させるようになっている。

ヒートシンク２２の平板状部材２２Ａの下面の前面レンズ１１から比較的遠い個所に、チップ状の発光ダイオード２１が搭載されている。発光ダイオード２１の主面には光照射領域２１αが形成され、発光ダイオード２１は、その光照射領域２１αを図中下側に指向するようにしてヒートシンク２２の平板状部材２２Ａに配置されるようになっている。

リフレクタ２３は、たとえば回転放物面、放物柱面等を組み合わせた自由曲面を有し、その凹面側を、ヒートシンク２２の平板状部材２２Ａの下面、すなわち発光ダイオード２１が搭載されている側の面を被うようにして配置されている。リフレクタ２３は、その凹面側において光反射面２３Ａを備え、図中矢印Ａに示すように、発光ダイオード２１の光照射領域２１αからの光を該光反射面２３Ａで反射させた後に前面レンズ１１側へ出射させるようになっている。
<ランプ２０の構成>
図３（ａ）、（ｂ）は、前記ランプ２０の構成を示した図で、図３（ａ）は、図２に示したと同様の断面図、図３（ｂ）は、車両前方側から観た図である。図３（ａ）は、図３（ｂ）のａ−ａ線における断面図となっている。

ヒートシンク２２に形成される放熱フィン２２Ｂは、図３（ｂ）に示すように、たとえば、車両の幅方向（図中ｙ方向）に複数並設され、それぞれ、車両の前後方向（図中ｘ方向）に延在されて形成されている。

ヒートシンク２２に搭載される発光素子２１は、たとえば２個設けられ、それぞれの発光素子２１は、車両の幅方向（図中ｙ方向）に並設されて配置されている。そして、各発光素子２１は、ランプ２０の中央（図中Ｏで示す）からほぼ等しい距離ｄで離間して配置されている。

リフレクタ２３の前記光反射面２３Ａ（図３（ｂ）参照）は、第１反射面２５、第２反射面２６（図３（ｂ）では図示されていない。図１参照）、第３反射面２７、および第４反射面２８を具備して構成されている。
<リフレクタ２３の構成>
図１は、前記リフレクタ２３の全体を示した斜視図である。図１では、ヒートシンク２２の平板状部材２２Ａと発光素子２１を点線によって透視的に描いている。

図１に示すように、第１反射面２５は、一端辺２５Ａが発光素子２１の後部に位置づけられ該一端辺２５Ａと対向する他端辺２５Ｂは車両前方に位置づけられるとともに、該一端辺２５Ａから該他端辺２５Ｂにかけて発光素子２１側に凹となる湾曲状をなして形成されている。発光素子２１と対向する凹面は反射面となっている。この第１反射面２５は、後述の第２反射面２６、第３反射面２７、第４反射面２８と比較した場合、最も大きな面積を有するように構成されている。これにより、発光素子２１からの光の大部分は、第１反射面２５で反射され車両の前方方向へ照射されるようになっている。

第２反射面２６は、第１反射面２５の車両内側の側端辺２５Ｃから立設される平板状をなして形成されている。第２反射面２６の上端辺２６Ａは第１反射面２５の一端辺２５Ａと高さがほぼ同じになっており、車両前方側の端辺２６Ｂは第１反射面２５の他端辺２５Ｂにまで延在されて形成されている。また、第２反射面２６は第１反射面２５側の面において反射面となっている。

第３反射面２７は、第２反射面２６の車両前方側の端辺２６Ｂの上段において取り付けられ前記第２反射面２６に対して第１反射面側にθ（０°＜θ＜１０°）の角度で屈曲された平板状をなしている。第３反射面２７の上端２７Ａは第２反射面２６の上端辺２６Ａとほぼ同じ高さとなっている。また、第３反射面２７は第１反射面２５側の面において反射面となっている。このように構成した第３反射面２７は、平板状をなしていることから、ランプ２０の車幅方向の長さを小さくでき、これにより灯具の小型化を図る効果を奏するようになる。

第４反射面２８は、第２反射面２６の車両前方側の端辺２６Ｂの下段において取り付けられ前記第３反射面２７の下端辺２７Ｂから車両下方側へ前記第１反射面２５側で凹となる湾曲状をなしている。このような湾曲状の第４反射面２８は、放物柱反射面あるいは放物面を基本とする自由曲面等によって構成されている。また、第４反射面２８は前記第１反射面２５側において反射面となっている。このように構成した第４反射面２８は、湾曲状をなしていることから、配光パターンを車両の側面側に拡散させることを容易に行い得る効果を奏するようになる。

なお、第３反射面２７および第４反射面２８は、それぞれ、連結面２９を介して第２反射面２６に取り付けられるようになっている。この連結面２９は、第３反射面２７および第４反射面２８が、第２反射面２６（第１反射面２５）に対して定位置に配置されるためのもので、発光素子２１からの光がたとえば第２反射面２６の車両前方の端辺２６Ｂに遮られることなく照射される位置に配置されるようになっている。このため、この連結面２９は、第３反射面２７、第４反射面２８のような光学的機能を有しないものとなっている。また、連結面２９を介して第２反射面２６に取り付けられる第３反射面２７および第４反射面２８は、第３反射面２７を上側に、第４反射面２８を下側にして配置させることによって、ランプ２０の小型化が図りつつ、より広範囲の配光パターンを形成することができる効果を奏するようになる。

なお、図４（ａ）、（ｂ）は、第１反射面２５に対する第３反射面２７、第４反射面２８の位置関係を示した図で、図４（ａ）はリフレクタを正面から見た図（図３（ｂ）に対応する）、図４（ｂ）はリフレクタを上面から観た図となっている。

図５は、リフレクタ２３において、発光素子２１（便宜的に図中左側の発光素子２１を第１発光素子２１Ａと称し、図中右側の発光素子２１を第２発光素子２１Ｂと称する）からの光が第２反射面２６、第３反射面２７、および第４反射面２８に対して入射および反射される各光路を第１発光素子２１Ａの虚像２１Ａ’、第２発光素子２１Ｂの虚像２１Ｂ’とともに示している。なお、図５では、第１発光素子２１Ａ、第２発光素子２１Ｂからの光が第１反射面２５に対して入射および反射される光路は省略して示している。図５に示すように、第１発光素子２１Ａの虚像２１Ａ’、第２発光素子２１Ｂの虚像２１Ｂ’からの光が第３反射面２７、第４反射面２８と交差して直線状に照射される光は、実際の第１発光素子２１Ａ、第２発光素子２１Ｂからの光が第３反射面２７、第４反射面２８に反射される光となる。この場合、第３反射面２７、第４反射面２８によって反射される第１発光素子２１Ａ、第２発光素子２１Ｂからの光は、車両の内側から前方外側の方向に照射されるようになることから、車両用灯具の光として有効に利用され、その光量が増大するようになる。

図６は、上述のように構成した車両用灯具の配光の検出結果を示した図である。ここで、図６（ａ）は、第１反射面２５のみによる配光状態を示した図、図６（ｂ）は、第２反射面２６のみによる配光状態を示した図、図６（ｃ）は、第３反射面２７のみによる配光状態を示した図、図６（ｄ）は、第４反射面２８のみによる配光状態を示した図である。そして、図６（ｅ）は、リフレクタ２３の第１反射面２５、第２反射面２６、第３反射面２７、第４反射面２８による配光状態を示した図である。この図６（ｅ）から明らかになるように、本発明の車両用灯具１０は、従来の第１反射面２５、第２反射面２６による配光に加えて、第３反射面２７、第４反射面による配光を実現でき、これにより、より広範囲の配光を実現することができるようになる。
（実施態様２）
実施態様１では、車両の運転者から見て右側に配置される車両用灯具について例を揚げて示したものである。この場合、リフレクタ２３の第２反射面２６、第３反射面２７、第４反射面２８は、該運転者から見て左側に、すなわち車両内側に形成されたものとなっている。このことは、運転者から見て右側に配置される車両用灯具１０においても、リフレクタ２３の第２反射面２６、第３反射面２７、第４反射面２８は、該運転者から見て右側に、すなわち車両内側に形成されるようになっていることはいうまでもない。
（実施態様３）
実施態様１の車両用灯具１０では、２個の発光素子２１を車両の幅方向に並設させて備えたものであるが、これに限定されることはなく、１個であっても、また３個以上であってもよいことはいうまでもない。発光素子２１の数に限定されることなく、本発明の効果を奏することができるからである。
（実施態様４）
実施態様１の車両用灯具１０では、発光素子２１を搭載するヒートシンク２２は、リフレクタ２３の上方に配置されるとともに、リフレクタ２３のほぼ全域に対向する程に大きく構成したものである。しかし、これに限定されることはなく、ヒートシンク２２はリフレクタ２３の後部に配置させ、該ヒートシンク２２と一体に形成した片持ち梁状部材に発光素子２１を搭載させた構成としてもよいことはいうまでもない。

以上説明したことから明らかになるように、本発明による車両用灯具によれば、より広範囲の配光を得ることができるようになる。

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０……車両用灯具、１１……前面レンズ、１１Ａ……周縁部、１２……ハウジング、１２Ａ……開口、１３……灯室、１４……溝、１５……ホットメルト、２０……ランプ、２１、２１Ａ、２１Ｂ……発光ダイオード、２１α……光照射領域、２２……ヒートシンク、２２Ａ……平板状部材、２２Ｂ……放熱フィン、２３……リフレクタ、２５……第１反射面、２６……第２反射面、２７……第３反射面、２８……第４反射面、２９……連結面。

Claims (3)

1. 少なくとも発光素子とリフレクタとを備え、
   車両に取り付けた場合に、前記発光素子はその光照射領域が車両下方に向くように配置され、前記リフレクタは前記発光素子に対して車両下方へ配置された車両用灯具であって、
   前記リフレクタは、第１反射面、第２反射面、第３反射面、および第４反射面を有して構成され、
   前記第１反射面は、前記発光素子の後方から車両前方へかけて前記発光素子と対向する面が凹となる湾曲状をなし、前記発光素子からの光を車両の前方へ反射させ、
   前記第２反射面は、前記第１反射面の車両内側の端辺から立設される平板状をなし、前記第１反射面側の面が反射面となっており、
   前記第３反射面は、前記第２反射面の車両前方側の端辺の上段に取り付けられ前記第２反射面に対して第１反射面側に屈曲された平板状をなし、前記第１反射面側の面が反射面となっており、
   前記第４反射面は、前記第２反射面の車両前方側の端辺の下段に取り付けられ前記第３反射面の下端辺から車両下方側へ前記第１反射面側の面が凹となる湾曲状をなし、前記第１反射面側の面が反射面となっていることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記第３反射面および前記第４反射面は、それぞれ、第２反射面に対して第１反射面側へθ（０°＜θ＜１０°）の角度で屈曲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。
3. 前記発光素子は複数からなり、各発光素子は車両の幅方向に並設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。
   

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