JP6205641B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

この発明は、光源として半導体型光源を使用するいわゆるプロジェクタタイプの車両用灯具に関するものである。

この種の車両用灯具は、従来からある（たとえば、特許文献１）。従来の車両用灯具は、楕円を基調とする反射面を有するリフレクタと、反射面の第１焦点もしくはその近傍に位置するように配置されている半導体型光源と、レンズ焦点が反射面の第２焦点もしくはその近傍に位置する投影レンズと、投影レンズと半導体型光源との間に配置されていて、半導体型光源から放射されて反射面で反射された反射光の一部をカットオフして配光パターンのカットオフラインを形成するシェードを有し、かつ、カットオフした反射光を投影レンズ側に反射させる付加反射面を有するシェード兼付加リフレクタと、を備えるものである。従来の車両用灯具は、シェードによりカットオフラインを有する配光パターンを形成し、かつ、付加反射面により配光パターンの光量不足を補うものである。

特開２０１０−１２９３２１号公報 特開２００７−１７９９９４号公報

ところが、従来の車両用灯具は、シェード兼付加リフレクタが樹脂部材などから構成されているもの（樹脂成形品）である。このために、太陽光が投影レンズを透過してシェード兼付加リフレクタに集中すると、シェード兼付加リフレクタが変形もしくは溶解（溶融）する場合がある。

そこで、特許文献２に示すように、金属板に打ち抜き加工および曲げ加工を施すことにより形成されているシェードを使用する。これにより、太陽光の集中によるシェードの変形もしくは溶解を防ぐことができる。しかしながら、特許文献２は、シェードと明暗境界形成板や付加遮光部とが別個の部材からなるので、部品点数や加工点数が増えて製造コストが高くなる場合がある。

この発明が解決しようとする課題は、従来の車両用灯具では、樹脂部材の場合において、シェード兼付加リフレクタが変形もしくは溶解する場合があり、また、金属板の場合において、シェードと明暗境界形成板や付加遮光部との製造コストが高くなる場合がある、という点にある。

この発明（請求項１にかかる発明）は、楕円を基調とする反射面を有するリフレクタと、反射面の第１焦点もしくはその近傍に配置されている半導体型光源と、レンズ焦点が反射面の第２焦点もしくはその近傍に位置する投影レンズと、投影レンズと半導体型光源との間に配置されているシェード兼２次反射面と、を備え、シェード兼２次反射面は、金属板にプレス絞り加工を施して形成されていて、半導体型光源から放射されて反射面で反射された反射光の一部をカットオフしてカットオフラインを有する配光パターンを形成するシェード部と、反射光の一部を付加配光パターンとして投影レンズ側に反射させる２次反射面部と、シェード部と２次反射面部を連結する取り付け部と、が一体に構成されていて、２次反射面部には、加工逃げ部が設けられ、シェード部は、投影レンズのレンズ焦点に沿った湾曲形状に形成され、取り付け部を介して２次反射面部と連結し、加工逃げ部は、板状の部材を折り曲げた形状であることを特徴とする。

この発明（請求項２にかかる発明）は、投影レンズが、樹脂製のレンズからなる、ことを特徴とする。

この発明（請求項３にかかる発明）は、加工逃げ部のプレス絞り加工による変形量と、前記シェード部のプレス絞り加工による変形量とは、ほぼ同等である、ことを特徴とする。

この発明（請求項４にかかる発明）は、２次反射面部には、光抜け部が設けられている、ことを特徴とする。

この発明の車両用灯具は、シェード部と２次反射面部とが、金属板からプレス絞り加工により一体に成形されているので、太陽光の集中によるシェード部と２次反射面部との変形もしくは溶解を防ぐことができ、しかも、部品点数や加工点数を軽減して製造コストを安価にすることができる。

特に、この発明の車両用灯具は、２次反射面部に加工逃げ部を設けたので、シェード部と２次反射面部とを金属板からプレス絞り加工により一体に成形する際に、シェード部のプレス絞り加工による歪が加工逃げ部において吸収されて２次反射面部に伝わらない。これにより、２次反射面部に歪が発生するのを防ぐことができ、２次反射面部により形成される付加配光パターンを高精度に配光制御することができ、かつ、付加配光パターンの配光設計が簡単である。

図１は、この発明にかかる車両用灯具の実施形態を示す一部縦断面図（一部垂直断面図）である。 図２は、一体構造のシェード兼２次反射面を示す斜視図である。 図３は、一体構造のシェード兼２次反射面を示す平面図（図２におけるＩＩＩ矢視図）である。 図４は、一体構造のシェード兼２次反射面のプレス絞り加工前の状態を示す金属板の平面図である。 図５は、図４の金属板からプレス絞り加工前の状態の一体構造のシェード兼２次反射面をカットした状態を示す平面図である。 図６は、図５のカットした状態の一体構造のシェード兼２次反射面をプレス絞り加工した状態を示す平面図である。 図７は、２次反射面部と加工逃げ部との断面図（図５におけるＶＩＩＡ−ＶＩＩＡ線断面図、図６におけるＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線断面図）である。 図８は、シェード部の断面図（図５におけるＶＩＩＩＡ−ＶＩＩＩＡ線断面図、図６におけるＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線断面図）である。

以下に、この発明にかかる車両用灯具の実施形態（実施例）の１例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。図７、図８において、シェード兼２次反射面のハッチングを省略してある。この明細書において、前、後、上、下、左、右とは、この発明にかかる車両用灯具を車両に装備した際の前、後、上、下、左、右である。

（実施形態の構成の説明）
以下、この実施形態における車両用灯具の構成について説明する。この例は、たとえば、自動車用前照灯のヘッドランプについて説明する。

（車両用灯具１の説明）
図１において、符号１は、この実施形態における車両用灯具である。前記車両用灯具１は、車両の前部の左右両側にそれぞれ搭載されている。前記車両用灯具１は、図１に示すように、ランプハウジング（図示せず）と、ランプレンズ（図示せず）と、半導体型光源２と、投影レンズ３と、リフレクタ４と、ヒートシンク部材５と、シェード兼２次反射面（付加反射面）６と、を備える。

前記ランプハウジングおよび前記ランプレンズ（たとえば、素通しのアウターレンズなど）は、灯室（図示せず）を画成する。前記半導体型光源２および前記投影レンズ３および前記リフレクタ４および前記ヒートシンク部材５および前記シェード兼２次反射面６は、プロジェクタタイプのランプユニットを構成する。前記ランプユニット２、３、４、５、６は、前記灯室内に配置されていて、かつ、上下方向用光軸調整機構（図示せず）および左右方向用光軸調整機構（図示せず）を介して前記ランプハウジングに取り付けられている。

（ヒートシンク部材５の説明）
前記ヒートシンク部材５は、たとえば、樹脂や金属製ダイカスト（アルミダイカスト）などの熱伝導率が高い材料からなる。前記ヒートシンク部材５は、上側の水平板部と、前記水平板部の下面から一体に設けられている複数のフィン形状部と、から構成されている。前記ヒートシンク部材５は、前記半導体型光源２および前記投影レンズ３および前記リフレクタ４および前記シェード兼２次反射面６を取り付ける取付部材を兼用する。

（リフレクタ４の説明）
前記リフレクタ４は、たとえば、樹脂部材や金属製ダイカスト（アルミダイカスト）などの熱伝導率が高くかつ光不透過性の材料からなる。前記リフレクタ４は、前記ヒートシンク部材５に取り付けられている。前記リフレクタ４は、前側部分および下側部分が開口し、かつ、後側部分および上側部分および左右両側部分が閉塞した中空形状をなす。前記リフレクタ４の閉塞部分の凹内面には、回転楕円面（楕円）を基本（基調）とした自由曲面からなる反射面（収束型反射面）４０が設けられている。

前記反射面４０は、自由曲面から構成されている。このために、前記反射面４０の第１焦点Ｆ１および第２焦点（もしくは第２焦線）Ｆ２においては、厳密な意味での単一の焦点を有していないが、複数の反射面相互の焦点距離の差異が僅少であり、ほぼ同一の焦点を共有している。そこで、この明細書および図面においては、ただ単に第１焦点および第２焦点と称する。また、前記反射面４０においては、前記第１焦点Ｆ１と前記第２焦点Ｆ２とを結ぶ光軸（図示せず）を有する。前記反射面４０は、前記半導体型光源２からの光Ｌ１、Ｌ２を反射光として前記投影レンズ３および前記シェード兼２次反射面６側に反射させるものである。

（半導体型光源２の説明）
前記半導体型光源２は、たとえば、ＬＥＤ、ＯＥＬまたはＯＬＥＤ（有機ＥＬ）などの自発光半導体型光源である。前記半導体型光源２は、前記光Ｌ１、Ｌ２を放射する発光面を有する発光部２０と、基板部２１と、から構成されている。前記半導体型光源２は、前記基板部２１を介して前記ヒートシンク部材５の前記水平板部の上面に取り付けられている。前記半導体型光源２の前記発光部２０の前記発光面は、前記リフレクタ４の前記反射面４０の前記第１焦点Ｆ１もしくはその近傍に位置する。前記半導体型光源２の前記発光部２０の前記発光面は、上に向いていて、前記リフレクタ４の前記反射面４０に対向する。

（投影レンズ３の説明）
前記投影レンズ３は、たとえば、ＰＣ材、ＰＭＭＡ材、ＰＣＯ材などの樹脂製のレンズからなるものである。すなわち、前記半導体型光源２から放射される前記光Ｌ１、Ｌ２は、高い熱を持たないので、前記投影レンズ３として樹脂製のレンズを使用することができる。前記投影レンズ３は、ホルダ（図示せず）を介して前記ヒートシンク部材５に取り付けられている。

前記投影レンズ３は、前記半導体型光源２からの前記光Ｌ１、Ｌ２であって、所定の配光パターンこの例ではロービーム配光パターン、付加配光パターンを、外部すなわち車両の前方に照射する。前記投影レンズ３は、非球面を基本とする投影レンズである。前記投影レンズ３は、後面の入射面３０と、前面の出射面３１と、から構成されている。前記入射面３０は、前記リフレクタ４の前記反射面４０と対向する。前記入射面３０は、平面もしくは非球面のほぼ平面（前記反射面４０に対して凸面あるいは凹面）をなす。前記出射面３１は、非球面の凸面をなす。

前記投影レンズ３のレンズ焦点Ｆ３（物空間側の焦点面であるメリジオナル像面）は、前記反射面４０の前記第２焦点Ｆ２に一致もしくはほぼ一致する。前記投影レンズ３のレンズ軸（図示せず）と前記反射面４０の前記光軸とは、一致もしくはほぼ一致する。

（シェード兼２次反射面６の説明）
前記シェード兼２次反射面６は、光不透過部材、この例では金属（ＳＵＳ）板６００から構成されている。前記シェード兼２次反射面６は、前記リフレクタ４および前記半導体型光源２と前記投影レンズ３との間に配置されている。前記シェード兼２次反射面６は、前記ヒートシンク部材５に取り付けられている。

前記シェード兼２次反射面６は、図４、図５、図６に示すように、前記金属板６００にプレス絞り加工を施して形成されている。前記シェード兼２次反射面６は、図２、図３に示すように、シェード部６０と、２次反射面部６１と、加工逃げ部６２と、連結部６３と、取付部６４と、から一体に構成されている。

前記シェード部６０は、前記半導体型光源２からの前記光Ｌ１、Ｌ２であって前記リフレクタ４の前記反射面４０で反射された前記反射光の一部をカットオフしカットオフされていない前記反射光（Ｌ１）でカットオフラインおよびエルボー点を有する前記ロービーム配光パターンを形成する。前記シェード部６０は、前記投影レンズ３の前記レンズ焦点Ｆ３に沿った形状（湾曲形状）に形成されている。

前記シェード部６０には、前記カットオフラインおよび前記エルボー点を形成するエッジ６５が設けられている。前記エッジ６５は、前記投影レンズ３の前記レンズ焦点Ｆ３、前記反射面４０の前記第２焦点Ｆ２もしくはその近傍に位置する。

前記２次反射面部６１は、前記半導体型光源２からの前記光Ｌ１、Ｌ２であって前記リフレクタ４の前記反射面４０で反射された前記反射光の一部（Ｌ２）を前記付加配光パターンとして前記投影レンズ３側に反射させる。前記２次反射面部６１は、平面（平板）形状に形成されている。前記２次反射面部６１の表面には、表面処理（めっき処理）などにより反射面が設けられている。

前記２次反射面部６１の前端部には、前記シェード部６０の湾曲形状に倣った凹部６６が形成されている。前記２次反射面部６１の前端部の前記凹部６６の縁部であって、前記エッジ６５のうち斜めエッジから上水平エッジにかけての部分に対応する箇所には、光抜け部６７が設けられている。前記光抜け部６７は、前記２次反射面部６１の一部の前記箇所を切り欠いて設けられている。

前記取付部６４は、前記２次反射面部６１の左右両端部に平面（平板）形状に形成されている。前記取付部６４には、円形の取付孔、円形の位置決め孔、半円形の位置決め凹部が設けられている。前記取付部６４の前記取付孔および前記位置決め孔および前記位置決め凹部を介して、前記シェード兼２次反射面６は、前記ヒートシンク部材５に、位置決めされてスクリューなどにより取り付けられる。

前記連結部６３は、前記シェード部６０の左右両端部と左右の前記取付部６４の前端部との間に、直角に折り曲げた形状に形成されている。前記連結部６３は、前記シェード部６０と前記２次反射面部６１および前記取付部６４とを連結する。

前記加工逃げ部６２は、前記２次反射面部６１の左右両端部と左右の前記取付部６４との間に、Ｖ字形状に折り曲げた溝形状に形成されている。前記加工逃げ部６２のプレス絞り加工による変形量Ｃ（図７（Ａ）、（Ｂ）参照）と、前記シェード部６０のプレス絞り加工による変形量Ｃ（図８（Ａ）、（Ｂ）参照）とは、ほぼ同等である。

以下、前記シェード兼２次反射面６のプレス絞り加工について説明する。まず、前記金属板６００を、平面（平板）形状の前記シェード兼２次反射面６の形状（すなわち、平面（平板）形状の前記シェード部６０、平面（平板）形状の前記２次反射面部６１、平面（平板）形状の前記加工逃げ部６２、平面（平板）形状の前記連結部６３、平面（平板）形状の前記取付部６４、前記エッジ６５、前記凹部６６、前記光抜け部６７の形状）に、切断する（図４中の破線を参照）。

つぎに、切断された平面（平板）形状の前記シェード兼２次反射面６を、山折線６Ｍ（図５中の一点鎖線を参照）および谷折線６Ｖ（図５中の二点鎖線を参照）に沿って折り曲げる。すなわち、前記シェード部６０の２本の前記山折線６Ｍの間の部分を湾曲形状に形成する。前記加工逃げ部６２の２本の前記山折線６Ｍの間の部分を１本の前記谷折線６Ｖを中心にＶ字形状に形成する。前記連結部６３を１本の前記山折線６Ｍに沿って直角に折り曲げた形状に形成する。

このように、前記シェード兼２次反射面６は、前記金属板６００からプレス絞り加工により形成される。なお、図４の前記切断加工と図５、図６の前記折り曲げ加工とは、同時に行われる。また、前記２次反射面部６１には、湾曲形状の前記凹部６６が形成されている。このために、湾曲形状に形成された前記シェード部６０と、平面（平板）形状の前記２次反射面部６１とを折り曲げても、前記シェード部６０と前記２次反射面部６１とが相互に干渉し合うことがない。すなわち、プレス絞り加工についてなんら支障がない。

（実施形態の作用の説明）
この実施形態における車両用灯具１は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。

半導体型光源２を点灯発光させる。すると、半導体型光源２から放射された光Ｌ１、Ｌ２は、リフレクタ４の反射面４０で投影レンズ３およびシェード兼２次反射面６側に反射する。その反射光の一部（Ｌ２）は、シェード兼２次反射面６のシェード部６０および２次反射面部６１により遮蔽される。遮蔽されなかった残りの反射光（Ｌ１）は、投影レンズ３を透過してカットオフラインおよびエルボー点を有するロービーム配光パターンとして、外部すなわち車両の前方に照射される。

また、反射光の一部（Ｌ２）は、シェード兼２次反射面６の２次反射面部６１において反射して、付加配光パターンとして、投影レンズ３を透過して外部すなわち車両の前方に照射される。付加配光パターンは、ロービーム配光パターンの光量不足を補う。

（実施形態の効果の説明）
この実施形態における車両用灯具１は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。

この実施形態における車両用灯具１は、シェード兼２次反射面６のシェード部６０と２次反射面部６１とが、金属板６００からプレス絞り加工により一体に成形されているので、太陽光の集中によるシェード部６０と２次反射面部６１との変形もしくは溶解を防ぐことができ、しかも、部品点数や加工点数を軽減して製造コストを安価にすることができる。

特に、この実施形態における車両用灯具１は、２次反射面部６１に加工逃げ部６２を設けたので、シェード部６０と２次反射面部６１とを金属板６００からプレス絞り加工により一体に成形する際に、シェード部６０のプレス絞り加工による歪が加工逃げ部６２において吸収されて２次反射面部６１に伝わらない。これにより、２次反射面部６１に歪が発生するのを防ぐことができ、２次反射面部６１により形成される付加配光パターンを高精度に配光制御することができ、かつ、付加配光パターンの配光設計が簡単である。

この実施形態における車両用灯具１は、シェード部６０が投影レンズ３のレンズ焦点Ｆ３に沿った形状に形成されているので、投影レンズ３として樹脂製のレンズを使用しても色収差を防ぐことができる。しかも、シェード部６０を投影レンズ３のレンズ焦点Ｆ３に沿った形状に形成しても、前記のとおり、シェード部６０のプレス絞り加工による歪が加工逃げ部６２において吸収されて２次反射面部６１に伝わらない。したがって、シェード部６０を加工の変形量Ｃが大きい投影レンズ３のレンズ焦点Ｆ３に沿った形状に形成することができる。その上、シェード部６０の加工の変化量Ｃが大きくても、加工逃げ部６２により、シェード部６０の加工歪が２次反射面部６１に伝わらない。

この実施形態における車両用灯具１は、溝形状の加工逃げ部６２のプレス絞り加工による変形量Ｃ（図７（Ａ）、（Ｂ）参照）と、湾曲形状のシェード部６０のプレス絞り加工による変形量Ｃ（図８（Ａ）、（Ｂ）参照）とは、ほぼ同等である。このために、シェード部６０と２次反射面部６１とを金属板６００からプレス絞り加工により一体に成形しても、シェード部６０のプレス絞り加工による歪が２次反射面部６１に伝わるのを確実に防ぐことができる。すなわち、２次反射面部６１の平面度を維持することができる。

この実施形態における車両用灯具１は、２次反射面部６１に光抜け部６７を設けたので、ロービーム配光パターンの対向車線側のカットオフライン付近の光量を若干少なくすることができる。しかも、２次反射面部６１に切り欠きにより光抜け部６７を設ける際の歪が加工逃げ部６２によりシェード部６０には伝わらない。

（実施形態以外の例の説明）
なお、この実施形態においては、カットオフラインおよびエルボー点を有するロービーム配光パターンを照射するものである。ところが、この発明においては、ロービーム配光パターン以外のカットオフラインを有する配光パターンたとえばフォグランプ配光パターン、高速道路配光パターンなどを照射するものであっても良い。

また、この実施例においては、シェード部６０が湾曲形状をなすものである。ところが、この発明においては、シェード部の形状として、湾曲形状以外の形状、たとえば、凹形状、板形状、であっても良い。

さらに、この実施形態においては、光抜け部６７が切り欠きにより設けられている。ところが、この発明においては、光抜け部として、凹部で設けても良い。

１ 車両用灯具
２ 半導体型光源
２０ 発光部
２１ 基板部
３ 投影レンズ
３０ 入射面
３１ 出射面
４ リフレクタ
４０ 反射面
５ ヒートシンク部材
６ シェード兼２次反射面
６０ シェード部
６１ ２次反射面部
６２ 加工逃げ部
６３ 連結部
６４ 取付部
６５ エッジ
６６ 凹部
６７ 光抜け部
６００ 金属板
６Ｍ 山折線
６Ｖ 谷折線
Ｃ 変形量
Ｆ１ 第１焦点
Ｆ２ 第２焦点
Ｆ３ レンズ焦点
Ｌ１、Ｌ２ 光

Claims (4)

1. 楕円を基調とする反射面を有するリフレクタと、
   前記反射面の第１焦点もしくはその近傍に配置されている半導体型光源と、
   レンズ焦点が前記反射面の第２焦点もしくはその近傍に位置する投影レンズと、
   前記投影レンズと前記半導体型光源との間に配置されているシェード兼２次反射面と、
   を備え、
   前記シェード兼２次反射面は、金属板にプレス絞り加工を施して形成されていて、前記半導体型光源から放射されて前記反射面で反射された反射光の一部をカットオフしてカットオフラインを有する配光パターンを形成するシェード部と、前記反射光の一部を付加配光パターンとして前記投影レンズ側に反射させる２次反射面部と、前記シェード部と前記２次反射面部を連結する取り付け部と、が一体に構成されていて、
   前記２次反射面部には、加工逃げ部が設けられ、
   前記シェード部は、前記投影レンズの前記レンズ焦点に沿った湾曲形状に形成され、前記取り付け部を介して前記２次反射面部と連結し、
   前記加工逃げ部は、板状の部材を折り曲げた形状である
   ことを特徴とする車両用灯具。
2. 前記投影レンズは、樹脂製のレンズからなる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記加工逃げ部のプレス絞り加工による変形量と、前記シェード部のプレス絞り加工による変形量とは、ほぼ同等である、
   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。
4. 前記２次反射面部には、光抜け部が設けられている、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用灯具。

Images