JP6154257B2 - 車両用灯具 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用灯具に関し、特にLED等の発光素子と、パラボラ型のリフレクタとを用いた車両用灯具に関する。
従来、複数のLEDと、各LEDからの光をそれぞれ反射する複数のリフレクタとから構成される車両用灯具が知られている(例えば特許文献1参照)。
特開2011−81975号公報
しかしながら、複数のLEDおよびリフレクタから構成される車両用灯具は、サイズが大きくなりがちである。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の光源およびリフレクタを用いながらも小型の車両用灯具を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用灯具は、車幅方向に沿って3個以上の光源取付部が形成された基板と、各光源取付部に取り付けられる光源からの光をそれぞれ反射する3個以上のリフレクタを有するリフレクタユニットとを備える。リフレクタユニットは、基板に位置決めされるための第1位置決めピンおよび第2位置決めピンを有する。基板は、第1位置決めピンが挿入される第1位置決め穴と、第2位置決めピンが挿入される第2位置決め穴とを有する。第1位置決め穴は、基板の一方の車幅方向端部側に位置する光源取付部よりも基板内側に形成され、第2位置決め穴は、基板の他方の車幅方向端部側に位置する光源取付部よりも基板内側に形成される。
第1位置決め穴は、基板の一方の車幅方向端部側に位置する光源取付部とその隣に位置する光源取付部との間に形成され、第2位置決め穴は、基板の他方の車幅方向端部側に位置する光源取付部とその隣に位置する光源取付部との間に形成されてもよい。
第1位置決め穴は、基板の車幅方向に延びる長穴に形成され、第2位置決め穴は、第1位置決めピンと略同一の形状および大きさに形成されてもよい。
本発明によれば、複数の光源およびリフレクタを用いながらも小型の車両用灯具を実現できる。
本発明の実施形態に係る車両用灯具の概略水平断面図である。 図1に示す車両用灯具のA−A断面図である。 ハイビーム灯具ユニットにより形成されるハイビーム配光パターンを示す図である。 ロービーム灯具ユニットにより形成されるロービーム配光パターンを示す図である。 ハイビーム用基板の部品実装面を示す図である。 ハイビーム用基板とハイビーム用リフレクタユニットの組み付け構造を説明するための図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る車両用灯具について詳細に説明する。なお、本明細書において「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「内」、「外」等の方向を表す用語が用いられる場合、それらは車両用灯具が車両に装着されたときの姿勢における方向を意味する。
図1は、本発明の実施形態に係る車両用灯具10の概略水平断面図である。また、図2は、図1に示す車両用灯具10のA−A断面図である。図1に示す車両用灯具10は、車両前部の左右に1灯ずつ配置される前照灯であり、その構造は実質的に左右同等なので代表して車両左側に配置される車両用灯具の構造を説明する。
図1および図2に示すように、車両用灯具10は、ランプボディ12と、ランプボディ12の前面開口部を覆う透明なアウターカバー13とを備える。ランプボディ12とアウターカバー13は、灯室14を形成している。図1に示すように、アウターカバー13は、車両のスラントノーズ形状に倣った形状とされ、車両内側から外側にかけて車両後方に傾斜している。ランプボディ12は、スラントしたアウターカバー13の形状に倣い、車両内側から外側にかけて車両後方に向かって階段状に形成されている。従って、ランプボディ12とアウターカバー13とにより形成される灯室14は、車両内側から外側にかけて車両後方に傾斜した空間とされている。
灯室14内には、ハイビーム用基板15aと、ロービーム用基板15bと、ハイビーム用リフレクタユニット16と、ロービーム用リフレクタユニット17とが収容されている。
ハイビーム用基板15aとロービーム用基板15bは、灯室14内の上方に並んで配置されている。ハイビーム用基板15aは車両内側に配置され、ロービーム用基板15bは車両外側に配置されている。図1に示すように、ハイビーム用基板15aおよびロービーム用基板15bは、スラントしたアウターカバー13の形状に倣い、車両内側から外側にかけて車両後方に傾斜するように構成されている。
ハイビーム用基板15aには、3個のLED(第1LED18a〜第3LED18c)が、発光面が下方を向くようにして搭載されている。第1LED18a〜第3LED18cは、ハイビーム用基板15aから電流の供給を受けて発光する。第1LED18a〜第3LED18cは、ハイビームの照射に用いられるLEDであり、ハイビーム用基板15aの車幅方向に沿って設けられている。これら3つのLEDの中では、第1LED18aが最も車両内側に設けられ、第1LED18aの外側に第2LED18bが設けられ、第2LED18bの外側に第3LED18cが設けられている。
ロービーム用基板15bにも、3個のLED(第4LED18d〜第6LED18f)が、発光面が下方を向くようにして搭載されている。第4LED18d〜第6LED18fは、ロービーム用基板15bから電流の供給を受けて発光する。第4LED18d〜第6LED18fは、ロービームの照射に用いられるLEDであり、ロービーム用基板15bの車幅方向に沿って設けられている。これら3つのLEDの中では、第4LED18dが最も車両内側に設けられ、第4LED18dの外側に第5LED18eが設けられ、第5LED18eの外側に第6LED18fが設けられている。
ハイビーム用リフレクタユニット16およびロービーム用リフレクタユニット17は、灯室14内のハイビーム用基板15aおよびロービーム用基板15bより下方に並んで配置されている。ハイビーム用リフレクタユニット16は車両内側に配置され、ロービーム用リフレクタユニット17は車両外側に配置されている。
ハイビーム用リフレクタユニット16は、ハイビームの照射に用いられるリフレクタ群であり、ハイビーム拡散用リフレクタ16aと、第1ハイビーム集光用リフレクタ16bと、第2ハイビーム集光用リフレクタ16cの3つのパラボラ型のリフレクタから構成される。これら3つのリフレクタは、一体的に形成されている。これら3つのリフレクタの中では、ハイビーム拡散用リフレクタ16aが最も車両内側に設けられ、ハイビーム拡散用リフレクタ16aの外側に第1ハイビーム集光用リフレクタ16bが設けられ、第1ハイビーム集光用リフレクタ16bの外側に第2ハイビーム集光用リフレクタ16cが設けられている。
ハイビーム拡散用リフレクタ16a、第1ハイビーム集光用リフレクタ16bおよび第2ハイビーム集光用リフレクタ16cは、それぞれ、回転放物面を基準に形成された反射面19a〜19cを有する。各回転放物面の回転中心軸は、各リフレクタの光軸となる。すなわち、ハイビーム拡散用リフレクタ16aは第1光軸Ax1を有し、第1ハイビーム集光用リフレクタ16bは第2光軸Ax2を有し、第2ハイビーム集光用リフレクタ16cは第3光軸Ax3を有する。ハイビーム拡散用リフレクタ16a、第1ハイビーム集光用リフレクタ16bおよび第2ハイビーム集光用リフレクタ16cは、第1光軸Ax1、第2光軸Ax2および第3光軸Ax3が車両前後方向(水平方向)を向くように配置される。
ハイビーム拡散用リフレクタ16aの反射面19aの焦点位置(第1光軸Ax1上に位置する)には、第1LED18aが配置されている(図2参照)。第1ハイビーム集光用リフレクタ16bの反射面19bの焦点位置(第2光軸Ax2上に位置する)には、第2LED18bが配置されている。第2ハイビーム集光用リフレクタ16cの焦点位置(第3光軸Ax3上に位置する)には、第3LED18cが配置されている。各リフレクタは、各LEDからの光を光軸と平行な方向に反射する。
ロービーム用リフレクタユニット17は、ロービームの照射に用いられるリフレクタ群であり、ロービーム拡散用リフレクタ17aと、第1ロービーム集光用リフレクタ17bと、第2ロービーム集光用リフレクタ17cの3つのパラボラ型のリフレクタから構成される。これら3つのリフレクタは、一体的に形成されている。これら3つのリフレクタの中では、ロービーム拡散用リフレクタ17aが最も車両内側に設けられ、ロービーム拡散用リフレクタ17aの外側に第1ロービーム集光用リフレクタ17bが設けられ、第1ロービーム集光用リフレクタ17bの外側に第2ロービーム集光用リフレクタ17cが設けられている。
ロービーム拡散用リフレクタ17a、第1ロービーム集光用リフレクタ17bおよび第2ロービーム集光用リフレクタ17cは、それぞれ、回転放物面を基準に形成された反射面20a〜20cを有する。各回転放物面の回転中心軸は、各リフレクタの光軸となる。すなわち、ロービーム拡散用リフレクタ17aは第4光軸Ax4を有し、第1ロービーム集光用リフレクタ17bは第5光軸Ax5を有し、第2ロービーム集光用リフレクタ17cは第6光軸Ax6を有する。ロービーム拡散用リフレクタ17a、第1ロービーム集光用リフレクタ17bおよび第2ロービーム集光用リフレクタ17cは、第4光軸Ax4、第5光軸Ax5および第6光軸Ax6が車両前後方向(水平方向)を向くように配置される。
ロービーム拡散用リフレクタ17aの反射面20aの焦点位置(第4光軸Ax4上に位置する)には、第4LED18dが配置されている。第1ロービーム集光用リフレクタ17bの反射面20bの焦点位置(第5光軸Ax5上に位置する)には、第5LED18eが配置されている。第2ロービーム集光用リフレクタ17cの焦点位置(第6光軸Ax6上に位置する)には、第6LED18fが配置されている。各リフレクタは、各LEDからの光を光軸と平行な方向に反射する。
ハイビーム用リフレクタユニット16およびロービーム用リフレクタユニット17は、樹脂成形された基材の内面にアルミ蒸着を施すことにより形成される。
本実施形態において、ハイビーム用リフレクタユニット16および第1LED18a〜第3LED18cは、ハイビームを照射するハイビーム灯具ユニットを構成している。図3は、ハイビーム灯具ユニットにより形成されるハイビーム配光パターン30を示す。図3に示すハイビーム配光パターン30は、車両用灯具10の前方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配光パターンである。図3には、灯具正面方向の消点であるH−V点を通る鉛直線V−Vと、H−V点を通る水平線H−Hとが図示されている。
第2LED18bから出射された後、第1ハイビーム集光用リフレクタ16bの反射面19bで反射した光と、第3LED18cから出射された後、第2ハイビーム集光用リフレクタ16cの反射面19cで反射した光とにより、H−V点周辺にハイビーム集光配光パターン31が形成される。ハイビーム集光配光パターン31は、「ホットゾーン」と呼ばれる高光度領域である。また、第1LED18aから出射された後、ハイビーム拡散用リフレクタ16aの反射面19aで反射した光により、ハイビーム集光配光パターン31を覆うようにハイビーム拡散配光パターン32が形成される。ハイビーム拡散配光パターン32は、水平線H−H方向および鉛直線V−V方向の両方において、ハイビーム集光配光パターン31よりも広い。ハイビーム集光配光パターン31は、例えば水平線H−H方法に±10°〜15°程度、鉛直線V−V方向に±3°〜5°程度の領域であってよい。ハイビーム拡散配光パターン32は、例えば水平線H−H方法に±25°〜35°程度、鉛直線V−V方向に±8°〜10°程度の領域であってよい。ハイビーム集光配光パターン31とハイビーム拡散配光パターン32とが重畳されることにより、ハイビーム配光パターン30が形成される。
また、ロービーム用リフレクタユニット17および第4LED18d〜第6LED18fは、ロービームを照射するロービーム灯具ユニットを構成している。図4は、ロービーム灯具ユニットにより形成されるロービーム配光パターン40を示す。ロービーム配光パターンは、所定形状のカットオフラインを有する配光パターンである。
第5LED18eから出射された後、第1ロービーム集光用リフレクタ17bの反射面20bで反射した光と、第6LED18fから出射された後、第2ロービーム集光用リフレクタ17cの反射面20cで反射した光とにより、H−V点周辺にロービーム集光配光パターン41が形成される。ロービーム集光配光パターン41は、「ホットゾーン」と呼ばれる高光度領域であり、所定形状のカットオフラインCLを有する。また、第4LED18dから出射された後、ロービーム拡散用リフレクタ17aの反射面20aで反射した光により、ロービーム集光配光パターン41を覆うようにロービーム拡散配光パターン42が形成される。ロービーム拡散配光パターン42は、水平線H−H方向および鉛直線V−V方向の両方において、ロービーム集光配光パターン41よりも広い。ロービーム集光配光パターン41は、例えば水平線H−H方法に±10°〜15°程度、鉛直線V−V方向に0°〜−5°程度の領域であってよい。ロービーム拡散配光パターン42は、例えば水平線H−H方法に±25°〜45°程度、鉛直線V−V方向に0°〜−10°程度の領域であってよい。ロービーム集光配光パターン41とロービーム拡散配光パターン42とが重畳されることにより、ロービーム配光パターン40が形成される。
図5は、ハイビーム用基板15aの部品実装面50を示す図である。図6は、ハイビーム用基板15aとハイビーム用リフレクタユニット16の組み付け構造を説明するための図である。図5に示す部品実装面50は、車両取付時において下方を向いている。図6は、車両前方からハイビーム用基板15aおよびハイビーム用リフレクタユニット16を見た様子を示す。
ハイビーム用基板15aの部品実装面50上には、第1LED18a、第2LED18bおよび第3LED18cをそれぞれ搭載するための第1LED取付部51a、第2LED取付部51bおよび第3LED取付部51cが、基板の車幅方向に沿って形成されている。各LED取付部は、各LEDの電極をハンダ付けするための電極ランドであってよい。ハイビーム用基板15aは、各電極ランドに電流を供給するための銅箔パターンを備える(図示せず)。
図6に示すように、ハイビーム用リフレクタユニット16は、ハイビーム用基板15aの部品実装面50上に搭載される。本実施形態では、ハイビーム用リフレクタユニット16をハイビーム用基板15aの部品実装面50上に位置決めするために、ハイビーム用リフレクタユニット16は、第1位置決めピン52と、第2位置決めピン53とを備える。また、ハイビーム用基板15aは、第1位置決めピン52が挿入される第1位置決め穴54と、第2位置決めピン53が挿入される第2位置決め穴55とを有する。
第1位置決めピン52は、ハイビーム拡散用リフレクタ16aと第1ハイビーム集光用リフレクタ16bとを連結する第1連結部56から突出している。第2位置決めピン53は、第1ハイビーム集光用リフレクタ16bと第2ハイビーム集光用リフレクタ16cとを連結する第2連結部57から突出している。第1位置決めピン52および第2位置決めピン53は、円柱状のピンであってよい。第1位置決めピン52および第2位置決めピン53の寸法は同じであってよい。第1位置決めピン52および第2位置決めピン53は、ハイビーム用基板15aの厚さ以上の高さを有するように形成されてよい。
図5および図6に示すように、第1位置決め穴54は、ハイビーム用基板15aの一方の車幅方向端部側(車両内側)に位置する第1LED取付部51aよりも基板内側に形成され、第2位置決め穴55は、ハイビーム用基板15aの他方の車幅方向端部側(車両外側)に位置する第3LED取付部51cよりも基板内側に形成されている。より詳細には、第1位置決め穴54は、第1LED取付部51aとその隣に位置する第2LED取付部51bとの間に形成され、第2位置決め穴55は、第3LED取付部51cとその隣に位置する第2LED取付部51bとの間に形成されている。
本実施形態において、第1位置決め穴54は、基板の車幅方向に延びる長穴に形成される。第1位置決め穴54に挿入される第1位置決めピン52が円柱形状を有する場合、第1位置決め穴54は、高さ方向に垂直な断面において、車幅方向の内径が第1位置決めピン52の直径よりも大きく、且つ車両前後方向の内径が第1位置決めピン52の直径と略同一の長穴に形成される。一方、第2位置決め穴55は、高さ方向に垂直な断面において、該穴に挿入される第2位置決めピン53と略同一の形状および大きさに形成される。第2位置決めピン53が円柱形状を有する場合、第2位置決め穴55は第2位置決めピン53の直径と同じ内径を有する円柱状の穴に形成される。
ハイビーム用リフレクタユニット16をハイビーム用基板15aに組み付ける場合、図6に示すように、ハイビーム用リフレクタユニット16の第1位置決めピン52および第2位置決めピン53を、それぞれハイビーム用基板15aの第1位置決め穴54および第2位置決め穴55に挿入する。その後、部品実装面50と対向する裏面58側に突出した第1位置決めピン52および第2位置決めピン53の部分を熱カシメすることにより、ハイビーム用リフレクタユニット16をハイビーム用基板15aに固定する。なお、本実施形態では、第1位置決めピン52および第2位置決めピン53は、ハイビーム用基板15aに対するハイビーム用リフレクタユニット16の位置決めと固定の両方の役割を兼ねている。しかしながら、第1位置決めピン52および第2位置決めピン53は位置決めのみ行うこととし、固定は別の部材により行ってもよい。例えば、ハイビーム用基板15aおよびハイビーム用リフレクタユニット16にネジ固定用の穴を設け、ネジを用いてハイビーム用リフレクタユニット16をハイビーム用基板15aに固定してもよい。
本実施形態のように複数のLEDとリフレクタを用いる車両用灯具においては、複数のLEDおよびリフレクタを配置する都合上、どうしても基板サイズが大きくなり、灯具が大型化しがちである。そこで本実施形態では、ハイビーム用基板15aの一方の車幅方向端部側に位置する第1LED取付部51aよりも基板内側に第1位置決め穴54を形成し、ハイビーム用基板15aの他方の車幅方向端部側に位置する第3LED取付部51cよりも基板内側に第2位置決め穴55を形成する構成を採用した。これにより、第1位置決め穴を第1LED取付部よりも基板外側に形成し、第2位置決め穴を第3LED取付部よりも基板外側に形成した場合よりも基板の車幅方向の長さを短くできるので、複数のLEDおよびリフレクタを用いながらも小型の車両用灯具を実現できる。
また、上述の実施形態では、第1位置決め穴54は、基板の車幅方向に延びる長穴に形成され、一方、第2位置決め穴55は、該穴に挿入される第2位置決めピン53と略同一の形状および大きさに形成される。ハイビーム用リフレクタユニット16は、樹脂成形品であるため、部品実装面50と比べて大きな寸法公差を有する。本実施形態のように、2つの位置決め穴の一方を長穴とすることで、ハイビーム用リフレクタユニット16の寸法公差を許容できる。
さらに、上述の実施形態では、第2位置決めピン53と略同一の形状および大きさに形成される第2位置決め穴55は、図5および図6に示すように、拡散用の第1LED18aが実装される第1LED取付部51aよりも、集光用の第2LED18bおよび第3LED18cが実装される第2LED取付部51bおよび第3LED取付部51cに近い位置に形成されている。これは、拡散用の第1LED18aよりも、集光用の第2LED18bおよび第3LED18cの方がより高い位置精度を必要とするためである。このような構成とすることで、車両用灯具10の配光性能を向上できる。
以上の説明では、主にハイビーム用基板15aおよびハイビーム用リフレクタユニット16の組み付け構造について述べたが、ロービーム用基板15bおよびロービーム用リフレクタユニット17の組み付け構造についても同様である。
上述の実施形態では、ハイビーム用リフレクタユニット16およびロービーム用リフレクタユニット17に対し、それぞれ3個のLEDおよびリフレクタが設けられているが、それぞれ4個以上のLEDおよびリフレクタが設けられてもよい。
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
例えば上述の実施形態では、光源としてLEDを例示したが、光源はLEDに限定されず、例えば半導体レーザやバルブ等であってもよい。
10 車両用灯具、 12 ランプボディ、 13 アウターカバー、 14 灯室、 15a ハイビーム用基板、 15b ロービーム用基板、 16 ハイビーム用リフレクタユニット、 17 ロービーム用リフレクタユニット、 50 部品実装面、 52 第1位置決めピン、 53 第2位置決めピン、 54 第1位置決め穴、 55 第2位置決め穴。

Claims (3)

  1. 車幅方向に沿って3個以上の光源取付部が形成された基板と、
    各光源取付部に取り付けられる光源からの光をそれぞれ反射する3個以上のリフレクタを有するリフレクタユニットと、
    を備え、
    前記リフレクタユニットは、前記基板に位置決めされるための第1位置決めピンおよび第2位置決めピンを有し、
    前記基板は、前記第1位置決めピンが挿入される第1位置決め穴と、前記第2位置決めピンが挿入される第2位置決め穴とを有し、
    前記第1位置決め穴は、前記基板の一方の車幅方向端部側に位置する光源取付部よりも基板内側に形成され、前記第2位置決め穴は、前記基板の他方の車幅方向端部側に位置する光源取付部よりも基板内側に形成される、ことを特徴とする車両用灯具。
  2. 前記第1位置決め穴は、前記基板の一方の車幅方向端部側に位置する光源取付部とその隣に位置する光源取付部との間に形成され、前記第2位置決め穴は、前記基板の他方の車幅方向端部側に位置する光源取付部とその隣に位置する光源取付部との間に形成される、ことを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具。
  3. 前記第1位置決め穴は、前記基板の車幅方向に延びる長穴に形成され、
    前記第2位置決め穴は、前記第1位置決めピンと略同一の形状および大きさに形成される、ことを特徴とする請求項1または2に記載の車両用灯具。
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