JP6157152B2

JP6157152B2 - 車両用前照灯

Info

Publication number: JP6157152B2
Application number: JP2013043699A
Authority: JP
Inventors: 久保田　潤一; 潤一久保田
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2013-03-06
Filing date: 2013-03-06
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2033-03-06
Also published as: JP2014175062A

Description

本発明は車両用前照灯に関する。

特許文献１に開示された車両用前照灯はリフレクタ型のヘッドランプである。つまり、光源及びリフレクタが灯室内に収容され、光源によって発せられた光がリフレクタによって前方へ反射される。別の光源である複数のＬＥＤが灯室内に設けられ、灯室の外の上側に導光体が設けられている。これらＬＥＤから発した光が導光体内部に取り込まれ、その光が導光体によって導光体の前面まで案内され、その光が導光体の前面から前方へ出射する。

特開２０１２−１９９１５５号公報

しかし、特許文献１に記載の技術では、導光体の前面を光らせるべく、光源とは別の専用のＬＥＤを必要とする。導光体の前面を左右方向にわたって全体的に光らせるべく、複数のＬＥＤを必要とし、これらＬＥＤが左右方向に配列されている。
そのため、車両用前照灯の部品点数が増えてしまうと共に、コストアップに繋がってしまう。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、導光体等といった光学部材とリフレクタの反射面とを単一の光源で光らせることである。

以上の課題を解決するべく、請求項１に係る発明は、前面が凹面状に形成されたリフレクタ本体と、前記リフレクタ本体の前面から前方へ膨出するように前記リフレクタ本体に設けられ、その下面に開口が形成された膨出部と、前記膨出部の裏側において前記開口へ向くように設けられ、前記膨出部の側面の下端よりも下に配置された発光素子と、前記リフレクタ本体の前面のうち前記開口よりも下の領域に形成され、前記発光素子によって発せられた光を前方へ反射する第一反射面と、前記リフレクタ本体の前面のうち前記膨出部の側方の領域に形成され、前記発光素子によって側方へ発せられた光を前方へ反射する第二反射面と、前記第二反射面の前に配置され、正面から見て前記第二反射面の縁から側方へ延出し、その後面が凸凹に形成され、その前面が平滑に形成された光学部材と、を備え、前記リフレクタ本体の前面に第二開口が形成され、前記膨出部が前記第二開口を前側から塞ぐように前記リフレクタ本体に設けられ、第三反射面が前記開口の下縁に形成され、前記第三反射面が前記発光素子の後ろ斜め下に配置され、前後上下に沿った鉛直断面において前記第三反射面が前下がりに傾斜し、前記第三反射面のうち前記発光素子よりも前記第二反射面の反対側の部位が前記第二反射面側に向けて下りに傾斜することを特徴とする車両用前照灯である。

請求項２に係る発明は、前記膨出部の側面の下端に切欠きが設けられ、前記発光素子が前記切欠きを通じて前記膨出部の側方へ露出することを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯である。

発光素子が発光すると、発光素子によって発せられた光が第一反射面によって前方に反射される。よって、第一反射面が光って見える。
更に、発光素子によって側方へ発せられた光が第二反射面によって前方を発せられ、その反射光が前方へ進行する際に広がって光学部材の後面に入射する。光学部材の後面に入射した光が光学部材を通過して前面から前方へ出射する。そのため、光学部材の前面が光って見える。第二反射面によって反射された光が前方へ進行する際に広がるので、光学部材の前面の一部が局所的に光って見えることを抑制することができる。
また、光学部材の後面が凸凹に設けられているので、光学部材の後面に入射した光の一部が光学部材の内部を光学部材の長手方向へ導光する。導光する光が光学部材の後面によって拡散反射されるので、導光した光が光学部材の前面から前方へ出射する。そのため、光学部材の前面の一部が局所的に光って見えることを抑制することができる。

本発明の実施形態に係る車両用前照灯の分解斜視図である。同実施形態に係る車両用前照灯のリフレクタ及び光学部材の斜視図である。同実施形態に係る車両用前照灯のリフレクタ及び光学部材の正面図である。 IV−IV断面図である。同実施形態に係る車両用灯具のリフレクタの斜視図である。 VI−VI断面図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されている。そのため、本発明の技術的範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は本発明の実施形態に係る車両用前照灯１の分解斜視図である。この車両用前照灯１は車両の左前部に取り付けられるものである。

この車両用前照灯１はハウジング２、ユニットブラケット３、リフレクタ４、光学部材５、第一エクステンション６、第二エクステンション７及びアウターレンズ等を備える。

ハウジング２が箱状に設けられ、ハウジング２の前面から車両外側側面及び上面にかけて開口する。アウターレンズがハウジング２の前面から車両外側側面及び上面にかけて設けられ、ハウジング２の開口がアウターレンズによって閉塞されている。ハウジング２及びアウターレンズの内側には灯室２ａが設けられ、その灯室２ａがハウジング２及びアウターレンズによって包囲・画成される。アウターレンズは光を素通しするものである。

ユニットブラケット３、リフレクタ４、光学部材５、第一エクステンション６及び第二エクステンション７が灯室２ａ内に収容されている。

ユニットブラケット３がリフレクタ４の後ろに配置され、リフレクタ４がユニットブラケット３に取り付けられている。ユニットブラケット３及びリフレクタ４がハウジング２に取り付けられている。

光学部材５がリフレクタ４の前に配置されている。図２は光学部材５及びリフレクタ４の斜視図である。図３は光学部材５及びリフレクタ４の正面図である。図２及び図３に示すように、光学部材５が棒状に設けられている。正面から見て、光学部材５が左右に延在し、光学部材５の一部がリフレクタ４に重なっている（図３参照）。光学部材５が透明な材料からなる。この光学部材５が導光体であるとともに、光拡散体でもある。

図１に示すように、第一エクステンション６がリフレクタ４及び光学部材５の前に配置されている。この第一エクステンション６がハウジング２に取り付けられている。第一エクステンション６には、開口６ａが形成されている。リフレクタ４及び光学部材５が開口６ａを後ろから閉塞するように開口６ａに設けられている。

第二エクステンション７が第一エクステンション６の前に配置されている。第二エクステンション７が第一エクステンション６に取り付けられ、第二エクステンション７が開口６ａを前から閉塞するように開口６ａに設けられている。この第二エクステンション７の後ろにリフレクタ４及び光学部材５が配置されている。第二エクステンション７の全体が透明であるか、第二エクステンション７のうち光学部材５及びリフレクタ４に対向する部位が透明である。

図４は、図３に示すIV−IVに沿った面を矢印方向に向かって見て示した断面図である。図４に示すように、車両用前照灯１が発光素子８及び基板９を更に備える。発光素子８が半導体発光素子であり、より具体的にはＬＥＤである。発光素子８が基板９に表面実装されている。発光素子８が下方へ向けられた状態で基板９がユニットブラケット３に取り付けられている。具体的には、ユニットブラケット３の前面の上部に凸部３ａが設けられ（図１、図４参照）、基板９の上面が凸部３ａの下面へ向いた状態で基板９が凸部３ａに取り付けられ、発光素子８が基板９の下面に表面実装されている。発光素子８が開口４２ａへ向けられ、発光素子８の光軸が発光素子８から下へ延びて開口４２ａを通る。好ましくは発光素子８の光軸が鉛直線に対して傾き、その光軸が発光素子８から下斜め後ろへ延びる。発光素子８の光軸とは、光度が最大となる向きに発光素子８から延びる仮想的な線である。

図５はリフレクタ４の斜視図である。図２〜図５に示すように、リフレクタ４はいわゆるマルチリフレクタである。リフレクタ４はリフレクタ本体４１、膨出部４２、第一反射面４３、第二反射面４４、第三反射面４５、ダミー反射面４６及び枠部４７を有する。

リフレクタ本体４１は、その後部を頂点とするとともに前方へ開口したドーム形状に形作られている。そのため、リフレクタ本体４１の前面が凹面となっている。枠部４７がリフレクタ本体４１の縁に設けられており、正面から見てリフレクタ本体４１が枠部４７によって囲繞されている。リフレクタ本体４１と枠部４７が一体形成されている。枠部４７の内側の面には、銀、アルミ等の金属蒸着膜又は金属メッキ膜が成膜されている。

リフレクタ本体４１の前面の上部に開口（第二開口）４１ａが形成されており、その開口４１ａのリフレクタ本体４１の後面まで貫通する。開口４１ａの左右の位置はリフレクタ本体４１の中央部である。

開口４１ａの下縁４１ｂに第三反射面４５が形成されている。つまり、銀、アルミ等の金属蒸着膜又は金属メッキ膜が開口４１ａの下縁４１ｂに成膜されることによって、第三反射面４５が開口４１ａの下縁４１ｂに形成されている。上下左右に沿った鉛直断面において第三反射面４５が下へ凹状となるように弓なり状に湾曲する（図３、図５参照）。前後上下に沿った鉛直断面において第三反射面４５が前下がり・後ろ上がりに傾斜する（図４参照）。

膨出部４２が、開口４１ａの左縁から右縁にかけて左右に架け渡されるようにしてリフレクタ本体４１の上部に設けられている。開口４１ａの前側が膨出部４２によって閉塞されている。膨出部４２が前方へ膨出しており、この膨出部４２がリフレクタ本体４１の前面に対して隆起している。そのため、リフレクタ本体４１の裏面に対して凹んだ凹部が膨出部４２の裏側に形成されており、その凹部の開口が開口４１ａである。

膨出部４２の下面が開口し、その開口４２ａがリフレクタ本体４１の開口４１ａに連なり、開口４２ａと開口４１ａが一体の空間となる。膨出部４２の側面（車両の内側方向の側面）の下端には切欠き４２ｂが形成されている。

膨出部４２の前面及び側面には、銀、アルミ等の金属蒸着膜又は金属メッキ膜が成膜されている。

発光素子８及び基板９が膨出部４２の後ろに配置されている。具体的には、ユニットブラケット３の凸部３ａがリフレクタ本体４１の裏側から開口４１ａを通じて膨出部４２の裏側の凹部に嵌め込まれ、発光素子８及び基板９が膨出部４２の裏側の凹部に収容されている。

第三反射面４５が発光素子８の後ろ斜め下に配置されている。発光素子８の左右方向の位置はリフレクタ本体４１の中央部であって、第三反射面４５の中央部である。上下左右に沿った鉛直断面において第三反射面４５が下へ凸状となるように弓なり状に湾曲するので、第三反射面４５のうち発光素子８よりも車両外側の部位が車両外側方向上がり・車両内側方向下りに傾斜する。そのため、発光素子８によって発せられた光が第三反射面４５のうち発光素子８よりも車両外側の部位によって車両内側方向へ反射される。

発光素子８及び基板９が膨出部４２の前面の下端よりも上に配置されており、正面から見て発光素子８及び基板９が膨出部４２の前面の裏側に隠れている。そのため、発光素子８によって前方へ発せられた直射光が膨出部４２によって遮光され、対向車のドライバーに対するグレアを抑制することができる。

発光素子８が膨出部４２の側面の下端よりも下に配置されている。そのため、横から見て発光素子８が膨出部４２の側面の裏に隠れておらず、発光素子８が切欠き４２ｂを通じて膨出部４２の車両内側方向へ露出する（図６参照）。図６は図３に示すVI−VIに沿った面を矢印方向へ向かって見て示した断面図である。

図２〜図５に示すように、リフレクタ本体４１の前面に銀、アルミ等の金属蒸着膜又は金属メッキ膜が成膜され、第一反射面４３、第二反射面４４及びダミー反射面４６がリフレクタ本体４１の前面に形成されている。

第一反射面４３はリフレクタ本体４１の前面のうち膨出部４２の開口４２ａよりも下の領域である。第二反射面４４がリフレクタ本体４１の前面のうち膨出部４２よりも車両内側の領域である。ダミー反射面４６はリフレクタ本体４１の前面のうち膨出部４２よりも車両外側の領域である。図３の正面図において、第一反射面４３及び第二反射面４４に異なる模様を付す。

第一反射面４３が複数の領域に区分けされ、各領域が放物柱面若しくは回転放物面又はこれらを基調とした自由曲面に形作られ、各領域が凹面（例えば、回転放物面又はそれを基調とした自由曲面）に沿って配列されている。これにより、第一反射面４３が回転放物面又はそれを基調とした自由曲面に近似する。第一反射面４３の焦点は発光素子８又はその近傍に設定されている。

発光素子８によって発せられた光が第一反射面４３によって前方へ反射され、すれ違い用（ロービーム用）の配光パターンがその反射光によって形成される。つまり、その反射光が車両用前照灯１に正対する仮想スクリーンに照射されると、明部がその仮想スクリーンに形成される。明部は仮想スクリーンのうちＨ線（車両用前照灯１の光軸と仮想スクリーンとの交点を通る水平線）の下側に形成され、Ｈ線に沿った明暗境界線（カットオフライン）が明部の上縁に形成される。発光素子８が下向きに設けられ、第一反射面４３が発光素子８の後方から発光素子８の左前方、右前方及び下前方に及ぶように設けられているので、発光素子８の光束の多くがすれ違い用配光パターンの形成に利用される。

第二反射面４４が複数の領域に区分けされ、各領域が放物柱面若しくは回転放物面又はこれらを基調とした自由曲面に形作られ、各領域が凹面（例えば、回転放物面又はそれを基調とした自由曲面）に沿って配列されている。これにより、第二反射面４４が回転放物面又はそれを基調とした自由曲面に近似する。

発光素子８によって車両内側方向へ発せられた光が切欠き４２ｂを通過して第二反射面４４に入射する。第二反射面４４に入射する光が第二反射面４４によって前方へ反射される。その反射光は車両内側方向へ広がるようにして前方へ進行する。第二反射面４４によって反射された光の光束は、第一反射面４３によって反射された光の光束よりも低い。

図３及び図６に示すように、光学部材５が発光素子８よりも車両内側に配置されている。光学部材５が第二反射面４４及びリフレクタ本体４１の前に配置されている。

図６に示すように、上から見て、光学部材５が膨出部４２の前から前方斜め車両内側方向へ延び出ている。図３に示すように、正面から見て、光学部材５が膨出部４２の側面（車両内側方向へ向いた側面）から車両内側方向へ延びている。正面から見て、光学部材５の一部が第二反射面４４及びリフレクタ本体４１に重なっており、光学部材５の残りの部分が第二反射面４４及びリフレクタ本体４１の車両内側の縁から車両内側方向へ延び出ている。また、正面から見て、光学部材５が水平線に対して傾斜し、具体的には光学部材５が車両外側方向上がり・車両内側方向下りに傾斜する。

図６に示すように、光学部材５の後面５ａには、複数の凸部５ｂが形成されている。凸部５ｂが光学部材５の後面５ａに沿って上下方向に延び、凸部５ｂが上又は下から見て三角形状断面を有する。よって、光学部材５の後面５ａが凸凹状に設けられている。
光学部材５の前面５ｃが平滑面である。

第二反射面４４及び第三反射面４５によって反射された光は光学部材５の後面５ａに入射して、後面５ａを通じて光学部材５の内部に取り込まれる（図２、図６等参照）。ここで、図２に示す光線軌跡ＲＴ１は第二反射面４４によって反射された光線の軌跡であり、光線軌跡ＲＴ２は第三反射面４５によって反射された光線の軌跡である。

第二反射面４４によって反射されて光学部材５の後面５ａに入射する光の照度は車両内側方向へ向かって漸減する。第三反射面４５のうち発光素子８よりも車両外側の部位によって反射された光が車両内側方向へ反射されるので、その光が光学部材５の後面５ａのうち車両内側寄りの部位に入射する。

光学部材５の後面５ａに入射した光が凸部５ｂの表面によって屈折するので、光学部材５に取り込まれた光には、光学部材５の前面５ｃに臨界角未満で入射する成分と、臨界角以上で入射する成分がある。光学部材５の前面５ｃに臨界角未満で入射する光が前面５ｃから光学部材５の前方へ出射する。光学部材５の前面５ｃに臨界角以上で入射する成分がその前面５ｃによって全反射される。その全反射された光が光学部材５の後面５ａ、前面５ｃ、下面及び上面で全反射を繰り返しながら、光学部材５の内部を車両内側方向へ導光される（図６に示す矢印Ａ参照）。

光学部材５の内部を車両内側方向へ導光される光が光学部材５の後面５ａによって拡散反射され、導光中の光の一部が光学部材５の前面５ｃに臨界角未満で入射する。その光は前面５ｃから光学部材５の前方へ出射する。

以上のように、光学部材５の後面５ａから前面５ｃへ直接透過した光と、光学部材５の内部を導光して前面５ｃで出射した光とによって光学部材５の前面５ｃが光って見える。光学部材５の前面５ｃにおける輝度は車両内側方向へ向かって漸減する。

第二反射面４４によって反射された光が前方へ進行する際に広がるので、光学部材５の前面５ｃの一部が局所的に光って見えることを抑制することができる。また、光学部材５の内部を導光する光が光学部材５の後面５ａ全体で拡散反射されるので、光学部材５の前面５ｃの一部が局所的に光って見えることを抑制することができる。

光学部材５の前面５ｃから前方へ発する光の強度は、第一反射面４３によって反射された光の強度よりも低い。そのため、光学部材５の前面５ｃから前方へ発する光は、第一反射面４３によって形成される配光パターンに影響を及ぼすものではない。光学部材５、発光素子８、第二反射面４４及び第三反射面４５からなる照明は例えばポジショニングランプ又は装飾灯として利用される。

光学部材５の前面５ｃを光らせるための光源と、すれ違い用配光パターンを形成するための光源を発光素子８に共通化したので、車両用前照灯１の部品点数及び製造コストの削減を図ることができる。

１車両用前照灯
４リフレクタ
８発光素子
４１リフレクタ本体
４１ａ開口（第二開口）
４１ｂ第二開口の下縁
４２膨出部
４２ａ開口
４３第一反射面
４４第二反射面
４５第三反射面

Claims

前面が凹面状に形成されたリフレクタ本体と、
前記リフレクタ本体の前面から前方へ膨出するように前記リフレクタ本体に設けられ、その下面に開口が形成された膨出部と、
前記膨出部の裏側において前記開口へ向くように設けられ、前記膨出部の側面の下端よりも下に配置された発光素子と、
前記リフレクタ本体の前面のうち前記開口よりも下の領域に形成され、前記発光素子によって発せられた光を前方へ反射する第一反射面と、
前記リフレクタ本体の前面のうち前記膨出部の側方の領域に形成され、前記発光素子によって側方へ発せられた光を前方へ反射する第二反射面と、
前記第二反射面の前に配置され、正面から見て前記第二反射面の縁から側方へ延出し、その後面が凸凹に形成され、その前面が平滑に形成された光学部材と、を備え、
前記リフレクタ本体の前面に第二開口が形成され、
前記膨出部が前記第二開口を前側から塞ぐように前記リフレクタ本体に設けられ、
第三反射面が前記開口の下縁に形成され、
前記第三反射面が前記発光素子の後ろ斜め下に配置され、
前後上下に沿った鉛直断面において前記第三反射面が前下がりに傾斜し、
前記第三反射面のうち前記発光素子よりも前記第二反射面の反対側の部位が前記第二反射面側に向けて下りに傾斜する、
ことを特徴とする車両用前照灯。
前記膨出部の側面の下端に切欠きが設けられ、前記発光素子が前記切欠きを通じて前記膨出部の側方へ露出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。