JP6175224B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、車両用灯具に関する。

従来、光源と、光源の前方に配置された投影レンズを備えるとともに、投影レンズの外周の一部に沿って配置されて光源からの光を前方に出射する付加レンズ体を設けることで、光束利用効率を高めることのできる車両用灯具が知られている（特許文献１参照）。

特開２００６−１７２８４０号公報

特許文献１の車両用灯具においては、光源として発熱量の大きい放電バルブ等の光源バルブが用いられているため、温度上昇に耐えうるべく投影レンズはガラスから構成されることが要求される。したがって、付加レンズ体を投影レンズと一体形成することは難しく、付加レンズ体が投影レンズとは別体で設けられている。これにより、部品点数が増えるとともに組立作業が煩雑となるためコストアップの要因となっている。
また、特許文献１の車両用灯具は、投影レンズおよび付加レンズ体は単一の光源から出射された光を前方に照射するものであるため、投影レンズと付加レンズ体とで異なる機能に対応することが困難である。

そこで、本発明は、部品点数を削減しつつ複数の機能に対応できる投影レンズを備えた車両用灯具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の車両用灯具は、
樹脂製の投影レンズと、
前記投影レンズの後方に配置され、半導体発光素子から構成された第１光源と、
前記第１光源とは異なる箇所に配置され、半導体発光素子から構成された少なくとも１つの第２光源と、を備え、
前記投影レンズは、前記第１光源からの光を灯具前方に投影する主発光部と、前記主発光部の周方向の一部から前記主発光部の外側に延びるように一体形成された少なくとも１つの延出部と、を有し、
前記延出部は、前記主発光部とは反対側の先端に前記第２光源と対向して配置される光入射部を有し、前記第２光源から出射され前記光入射部から入射されて導光された光を灯具前方に出射するよう構成されている。

本発明によれば、前記延出部は、前記光入射部から離れるにつれて幅が広がるように形成されていることが好ましい。

本発明によれば、前記延出部は、灯具正面視において前記主発光部の周方向から互いに異なる方向に複数延びていることが好ましい。

本発明によれば、前記延出部は、灯具後方側に傾斜するように延びていることが好ましい。

本発明によれば、前記主発光部は主配光パターンおよび付加配光パターンを形成するよう構成され、前記延出部は付加配光パターンを形成するよう構成されていることが好ましい。

本発明に係る車両用灯具によれば、第１光源および第２光源が発熱量の小さい半導体発光素子から構成されており、第１光源の前方に配置される投影レンズの温度上昇を抑制することができるため、投影レンズの主発光部および延出部を樹脂から構成するとともに導光体としての機能を有する延出部を主発光部と一体形成することが可能となる。そのため、第１光源および第２光源から出射された光の光束利用効率を高めつつ、部品点数を削減して組立作業性の向上とコスト低減を図ることができる。
また、本発明に係る車両用灯具によれば、投影レンズの主発光部と延出部とを第１光源と第２光源とにより別々に照射しているため、投影レンズに例えばロービーム／ハイビーム配光パターン用のレンズとしての機能とクリアランスランプ／デイタイムランニングランプ用のレンズとしての機能という複数の機能を持たせることができる。そのため、通常の車両用灯具としての機能を損なうことなく、投影レンズの汎用性を高めることができ、さらには灯具の見映え向上を図ることができる。

本発明の第１の実施形態に係る車両用灯具の構成を示す側断面図である。 第１実施形態に係る車両用灯具において第２光源が点灯された状態を示す側断面図である。 図１に示される車両用灯具に備わる投影レンズの正面図である。 本発明の第２の実施形態に係る車両用灯具の構成を示す側断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る車両用灯具の構成を示す水平断面図である。

以下、本発明に係る車両用灯具の実施の形態の例を、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る車両用灯具の側断面図である。なお、以下の説明において、車両用灯具１０による光照射方向を「前方（灯具前方）」といい、その反対側を「後方」という。

図１に示すように、車両用灯具１０は、車両前方（図１において左方向）に向かって開口する開口部を有するハウジング２０と、透明樹脂製のアウターカバー３０とを備えている。アウターカバー３０は、ハウジング２０の開口部を前方から閉塞するように配置され、ハウジング２０との間に灯室Ｓを形成する。この灯室Ｓ内には、灯具ユニット４０が配置されている。

灯具ユニット４０は、いわゆるプロジェクタ型の灯具ユニットであり、半導体発光素子からなる第１光源４１と、リフレクタ４２と、投影レンズ４５と、これらの部材を支持する支持部材５０とを有している。支持部材５０は、平板状のベース部５１と、ホルダ部５２とを一体的に有している。

支持部材５０のベース部５１はホルダ部５２の後方に設けられた上下方向に延びる板状の部材である。このベース部５１は、傾動支持ユニット２１とレベリングユニット２２とにより、ハウジング２０に対して支持されている。傾動支持ユニット２１により灯具ユニット４０はハウジング２０に対して傾動可能に支持され、レベリングユニット２２により灯具ユニット４０の光軸Ａｘのレベリング調整が可能とされている。また、図示しないエイミングユニットにより、光軸Ａｘのエイミング調整が可能とされている。

支持部材５０のホルダ部５２は、第１光源４１が搭載される平坦な上面５３と、上面５３が切り欠かれて前方に突き出した前方突出部５４とを有する。前方突出部５４の前端５４ａには投影レンズ４５が固定されている。また、上面３５と前方突出部５４とが形成する稜線５５は、投影レンズ４５の後方焦点Ｆの近傍に位置されている。ホルダ部５２は、稜線５５を境にして後方焦点Ｆの近傍に集光された光の一部を遮ることで、灯具ユニット４０が照射する例えばロービーム配光パターンのカットオフラインを形成することができる。

ホルダ部５２の上面５３には、発光面が光軸Ａｘ上において上方を向くように第１光源４１が搭載されている。第１光源４１は、例えば１ｍｍ四方程度の大きさの発光部を有する白色発光ダイオード（ＬＥＤ）からなり、投影レンズ４５の後方焦点Ｆよりも後方側に配置されている。

リフレクタ４２は、第１光源４１の上方を覆うように設けられ、第１光源４１からの光を灯具前方へ光軸Ａｘ寄りに反射させる。このリフレクタ４２は回転楕円面を基調とする自由曲面で構成される反射面を有している。リフレクタ４２は、第一焦点が第１光源４１の近傍に、第二焦点が投影レンズ４５の後方焦点Ｆの近傍に位置するように配置されている。これにより、第１光源４１から出射した光はリフレクタ４２で集光され、投影レンズ４５を介して灯具前方に出射される。

投影レンズ４５は、樹脂（例えば、アクリル樹脂）から構成され、第１光源４１からの光を灯具前方に投影する主発光部４６と、主発光部４６に一体形成された延出部４７とを備えている。主発光部４６は、前面が球面、後面が平面の平凸レンズからなり、後方焦点Ｆ近傍の像を上下左右を反転させて、灯具前方に投影する。本実施形態においては、図１に示すように、第１光源４１から出射されて投影レンズ４５の主発光部４６に入射した光Ｌ１は、灯具前方に出射されて例えばロービーム配光パターン等の主配光パターンを形成する。

延出部４７は、主発光部４６の周方向の一部から主発光部４６の外側に延びるように、主発光部４６と一体に形成されている。延出部４７は、主発光部４６とは反対側の先端に設けられた光入射部４７ａと、延出部４７の延出方向に沿った灯具前方側の面である前面４７ｂと、前面４７ｂとは反対側の面である後面４７ｃとを有している。この後面４７ｃには複数の微小なステップ（図示略）が設けられていることが好ましい。このステップは、光入射部４７ａから延出部４７の内部に導光された光を前面４７ｂに向けて反射し、前面４７ｂから外部に出射させて、前面４７ｂの全体を発光させる。なお、図１においては、延出部４７は、主発光部４６から上方へ向けて延びるように形成されているが、延出部４７の延出方向はこれに限られない。

延出部４７の光入射部４７ａと対向する位置には、ＬＥＤ等の半導体発光素子からなる第２光源６０が支持部６２に支持されて設けられている。支持部６２は、略Ｌ字状の部材であり、その一端が延出部４７に固定されている。これにより、第２光源６０は、延出部４７に一体的に支持される構成となっている。

図２に示すように、第２光源６０から出射された光Ｌ２は、その一部が光入射部４７ａから延出部４７に入射され、延出部４７内で導光される。この導光された光Ｌ２は、その一部が延出部４７の後面４７ｃにより反射されて前面４７ｂから灯具前方に出射されるとともに、他の一部が後面４７ｃと前面４７ｂとにより反射されて主発光部４６まで導光されて、主発光部４６から灯具前方に出射される。この光Ｌ２により、拡散光等の付加配光パターンを形成することができる。

図３に示すように、投影レンズ４５の主発光部４６は、灯具正面視において矩形状に形成されており、延出部４７は、光入射部４７ａから離れるにつれてその幅が広がるように形成されている。すなわち、延出部４７は、光入射部４７ａから離れるにつれて単位長さ当たりの面積が広がるように形成されている。これにより、延出部４７は、第２光源６０から離間した位置においての光度が低下することなく、第２光源６０から出射された光により均一に面発光することができる。
また、延出部４７は、その前面４７ｂと対向する位置におけるアウターカバー３０の傾斜角度に合わせて、灯具後方側に傾斜するように延びていることが好ましい。

なお、第１光源４１および第２光源６０は、可視光を発する半導体発光素子であればその構成は限定されず、ＬＥＤのほか、ＬＤ（Laser Diode）や有機ＥＬ（Electro-Luminescence）等であってもよい。

以上説明したように、本発明に係る車両用灯具１０によれば、第１光源４１および第２光源６０が発熱量の比較的小さい半導体発光素子から構成されているため、第１光源４１および第２光源６０を点灯させたときの投影レンズ４５の温度上昇を抑制することができる。したがって、投影レンズ４５の主発光部４６および延出部４７を樹脂から構成するとともに導光体としての機能を有する延出部４７を主発光部４６と一体形成することが可能となる。そのため、第１光源４１および第２光源６０から出射された光の光束利用効率を高めつつ、部品点数を削減して組立作業性の向上とコスト低減を図ることができる。

また、本発明に係る車両用灯具１０によれば、投影レンズ４５の主発光部４６と延出部４７とを第１光源４１と第２光源６０とにより別々に照射しているため、主発光部４６でロービーム／ハイビーム配光パターン等の主配光パターンを形成することができるとともに、延出部４７および主発光部４６でクリアランスランプ／デイタイムランニングランプ等の付加配光パターンを形成することができる。すなわち、投影レンズ４５に複数の機能を持たせることができる。そのため、通常の車両用灯具としての機能を損なうことなく、投影レンズ４５の汎用性を高めることができる。また、投影レンズ４５の主発光部４６による発光に延出部４７の面発光による拡散光を付加することができるため、車両用灯具１０の見映え向上を図ることができる。

また、延出部４７は、光入射部４７ａから離れるにつれて幅が広がるように形成されていることから、第２光源６０を複数設けなくても延出部４７をその長さ方向の全域にわたり均一に面発光させることができる。これにより、構成の簡素化や発熱の低減といった効果も期待できる。
また、延出部４７は、灯具後方側に傾斜するように延びていることから、車両前方の斜め上方に光を照射するようなステップを延出部４７の後面４７ｃに形成し易い。そのため、例えばカットオフライン上方の道路標識（オーバーヘッドサイン）を照射するオーバーヘッドサイン用配光パターンなどの付加配光パターンを容易に形成することができる。

さらに、第２光源６０は、投影レンズ４５の延出部４７に一体的に支持される構成となっているため、傾動支持ユニット２１、レベリングユニット２２、または図示しないエイミングユニットにより投影レンズ４５の位置が調整されるときに、第２光源６０の位置も投影レンズ４５に合わせて移動させることができる。これにより、投影レンズ４５の位置が調整された場合であっても第２光源６０から入射される光を延出部４７に適切に入射させることができる。

（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る車両用灯具１０ａを示す側断面図である。
本実施形態において、延出部４７は、主発光部４６の周方向の一部から外側に延びるように、主発光部４６と一体に形成されている。延出部４７には支持部６２が固定され、延出部４７の光入射部４７ａに対向する位置に第２光源６０が配置されている。また、延出部４８は、主発光部４６の周方向の一部から延出部４７とは異なる方向に延びるように、主発光部４６と一体に形成されている。延出部４８には支持部６３が固定され、延出部４８の光入射部４８ａに対向する位置に第２光源６１が配置されている。すなわち、延出部４７，４８は、主発光部４６の周方向から互いに異なる方向に複数延びている。図４においては、主発光部４６から上下方向に延出部４７，４８が延びている構成を示しているが、延出部４７，４８の延出方向はこれに限られない。

図４に示すように、上部の第２光源６０から出射された光Ｌ２は、光入射部４７ａから上部の延出部４７内に入射され、延出部４７および主発光部４６を介して下部の延出部４８まで導光される。この導光された光Ｌ２は、延出部４７の前面４７ｂから灯具前方に出射されるとともに、主発光部４６および延出部４８の前面からも灯具前方に出射される。一方、下部の第２光源６１から出射された光Ｌ３は、光入射部４８ａから下部の延出部４８内に入射され、延出部４８および主発光部４６を介して上部の延出部４７まで導光される。この導光された光Ｌ３は、延出部４８の前面４８ｂから灯具前方に出射されるとともに、主発光部４６および延出部４７の前面からも灯具前方に出射される。

このような構成によれば、複数の第２光源６０，６１をそれぞれ点灯させることにより、被視認性のより高い付加配光パターンを形成することができるとともに、投影レンズ４５ａに異なる複数の付加配光パターンを形成する機能を持たせることができる。そのため、投影レンズ４５ａの汎用性や車両用灯具１０の見栄えをさらに高めることができる。

なお、第２光源６０，６１のいずれか一方から出射されて光入射部４７ａ，４８ａより入射された光は延出部４７，４８の一方から主発光部４６内を導光されて延出部４７，４８の他方まで導光されることが可能である。そのため、第２光源６０，６１は、必ずしも延出部４７，４８それぞれに設けられている必要はなく、延出部４７，４８のいずれか一方のみに設けられる構成であってもよい。

（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係る車両用灯具１０ｂの構成を示す水平断面図である。
図５に示すように、車両用灯具１０ｂは、図５中の左側が車両の幅方向中央側、右側が車両の幅方向外側に位置するように取り付けられている。図５において、説明のためにリフレクタ４２の設けられる位置を破線で示している。

図５に示したように、本変形例に係る車両用灯具１０ｂは、ハウジング２０ｂおよびアウターカバー３０ｂにより形成された灯室Ｓ内において、車幅方向に並列されて支持部材５０ｂにより支持された３つの灯具ユニット４０ｂ，４０ｃ，４０ｄを備えている。支持部材５０ｂは、ベース部５１ｂと、灯具ユニット４０ｂ，４０ｃ，４０ｄをそれぞれ保持するホルダ部５２ｂとを一体的に有している。ベース部５１ｂは車幅方向中央側から外側に向かって後方に向かう階段形状とされている。このベース部５１ｂに取り付けられた３つの灯具ユニット４０ｂ，４０ｃ，４０ｄは、車幅方向外側に向かうにつれて後方側に位置するように配置されている。ベース部５１ｂは、傾動支持ユニット２１およびエイミングユニット２３を介してハウジング２０ｂに位置調整可能に支持されている。

車幅方向の最も外側に位置する灯具ユニット４０ｂの投影レンズ４５ｂは、主発光部４６と、主発光部４６の周方向の一部から車幅方向外側に延びる延出部４９とを有している。延出部４９は、車幅方向である左右方向に延びる部材であり、主発光部４６と一体形成されている。延出部４９の主発光部４６とは反対側の先端には光入射部４９ａが形成されている。アウターカバー３０において光入射部４９ａと対向する位置には第２光源６０ａが支持部６４を介して設けられている。

延出部４９の後面には複数の微小なステップ（図示略）が設けられていることが好ましい。このステップは、光入射部４９ａから延出部４９内に導光された光を反射させることで外部に出射させて、延出部４９の前面全体を発光させる。これにより、拡散光等の付加配光パターンを形成することができる。
なお、本実施形態においても、第１光源４１から出射されて投影レンズ４５ｂの主発光部４６に入射した光は、灯具前方に出射されて例えばロービーム配光パターン等の主配光パターンを形成する。

このような構成によれば、車幅方向の最も外側に位置する灯具ユニット４０ｂの投影レンズ４５ｂに複数の機能を持たせることができるとともに、車両用灯具１０ｂの左右方向の発光面を大きくして被視認性を高めることができる。これにより、デザイン上の要請に応えた新規な見映えの車両用灯具を提供することが可能である。

以上において本発明の実施形態の例を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、必要に応じて他の構成を採用することが可能である。

上記の実施形態においては、灯具ユニット４０は、第１光源４１と、リフレクタ４２と、投影レンズ４５とを備える、いわゆるプロジェクタ型の灯具ユニットであるが、本発明はこの例に限られない。例えば、第１光源４１の発光面を投影レンズ４５に対向させた状態で投影レンズ４５の後方焦点付近に配置して、第１光源４１から出射される光を投影レンズ４５に直接入射させる直射型の灯具ユニットとして構成してもよい。この構成によれば、灯具ユニット内にリフレクタを設ける必要がないため、上記の実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、灯具ユニットをコンパクトに構成することができる。

１０：車両用灯具、２０：ハウジング、３０：アウターカバー、４０：灯具ユニット、４１：第１光源、４２：リフレクタ、４５：投影レンズ、４６：主発光部、４７：延出部、４７ａ：光入射部、６０：第２光源

Claims (5)

1. 樹脂製の投影レンズと、
   前記投影レンズの後方に配置され、半導体発光素子から構成された第１光源と、
   前記第１光源とは異なる箇所に配置され、半導体発光素子から構成された少なくとも１つの第２光源と、を備え、
   前記投影レンズは、前記第１光源からの光を灯具前方に投影する主発光部と、前記主発光部の周方向の一部から前記主発光部の外側に延びるように一体形成された少なくとも１つの延出部と、を有し、
   前記延出部は、前記主発光部とは反対側の先端に前記第２光源と対向して配置される光入射部を有し、前記第２光源から出射され前記光入射部から入射されて導光された光を灯具前方に出射するよう構成され、
   前記第２光源は、支持部により、前記延出部に一体的に支持されており、
   前記支持部の一端が前記延出部の後面に固定されていることで、前記第２光源は前記光入射部と離間して対向配置されている、車両用灯具。
2. 前記延出部は、前記光入射部から離れるにつれて幅が広がるように形成されている、請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記延出部は、灯具正面視において前記主発光部の周方向から互いに異なる方向に複数延びている、請求項１または２に記載の車両用灯具。
4. 前記延出部は、灯具後方側に傾斜するように延びている、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用灯具。
5. 前記主発光部は主配光パターンおよび付加配光パターンを形成するよう構成され、前記延出部は付加配光パターンを形成するよう構成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用灯具。

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