JP6216216B2 - 車両用灯具 - Google Patents

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Description

本願発明は、投影レンズを備えた車両用灯具に関するものである。
従来より、投影レンズの後方に配置された第1光源からの光を、投影レンズで偏向制御して前方へ向けて出射させるように構成された車両用灯具が知られている。
「特許文献1」には、このような車両用灯具において、投影レンズの周囲に該投影レンズの周方向に延びる柱状導光体が配置されるとともに、この柱状導光体に対して第2光源からの光をその端面から入射させるように構成されたものが記載されている。
特開2008−508131号公報
上記「特許文献1」に記載された灯具構成を採用することにより、投影レンズのみならず、その周囲に配置された柱状導光体も発光させることが可能となり、これにより灯具の見映えを向上させることが可能となる。
しかしながら、このような構成を採用した場合には、柱状導光体が投影レンズから外周側に離れた位置に配置されることとなるため、灯具全体のサイズが大きくなってしまう、という問題がある。
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、投影レンズを備えた車両用灯具において、灯具全体のサイズを大きくすることなく、投影レンズの周辺部分を発光させることができる車両用灯具を提供することを目的とするものである。
本願発明は、投影レンズの形状に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
すなわち、本願発明に係る車両用灯具は、
投影レンズとこの投影レンズの後方に配置された第1光源とを備え、上記第1光源からの光を上記投影レンズで偏向制御して前方へ向けて出射させるように構成された車両用灯具において、
上記投影レンズの外周縁部における該投影レンズの前面よりも後方側に位置する部分に、該投影レンズの周方向に延びる凹部が形成されており、
上記凹部に、該凹部に沿って上記投影レンズの周方向に延びる柱状導光体が配置されており、
上記柱状導光体に対して該柱状導光体の端面から光を入射させる第2光源が配置されており、
上記柱状導光体が、該柱状導光体に入射した上記第2光源からの光を該柱状導光体の周面部から前方へ向けて出射させるように構成されており、
その上で、本願第1の発明においては、
上記凹部が、上記投影レンズの後方側へ向けて開放された断面形状で形成されている、ことを特徴とするものであり、
また、本願第2の発明においては、
上記第1光源が、ヘッドランプ点灯モードで点灯し、
上記第2光源が、クリアランスランプ点灯モードで点灯するように構成されている、ことを特徴とするものである。
上記「第1光源」および「第2光源」の種類は特に限定されるものではなく、例えば、発光ダイオードやレーザダイオード等の発光素子あるいは光源バルブ等が採用可能である。
上記「凹部」は、投影レンズの外周縁部における該投影レンズの前面よりも後方側に位置する部分において、該投影レンズの周方向に延びるように形成されていれば、その断面形状や周方向の形成範囲等の具体的な構成については特に限定されるものではない。その際、この「凹部」は、溝状に形成されたものとすることが好ましい。
上記「柱状導光体」は、投影レンズの溝部に沿ってその周方向に延びるように配置された状態で、該柱状導光体に入射した第2光源からの光をその周面部から前方へ向けて出射させるように構成されていれば、その断面形状や周方向の長さ等の具体的な構成については特に限定されるものではない。また、この「柱状導光体」は、その一部が凹部から後方側や外周側にはみ出した状態で配置された構成とすることも可能である。
本願発明に係る車両用灯具においては、投影レンズの外周縁部における前面よりも後方側に位置する部分に、その周方向に延びる凹部が形成されており、この凹部には該凹部に沿って周方向に延びる柱状導光体が配置されているので、従来のように投影レンズから外周側に離れた位置に柱状導光体が配置された構成となっている場合に比して、灯具全体のサイズを小さくすることができる。
その上で、本願発明の柱状導光体は、第2光源からの光を該柱状導光体の端面から入射させてその周面部から前方へ向けて出射させるように構成されているので、この柱状導光体の周面部からの出射光を、投影レンズの外周縁部を介して前方へ向けて出射させることができる。したがって、第2光源の点灯により、投影レンズの外周縁部が発光して見えるようにすることができる。
このように本願発明によれば、投影レンズを備えた車両用灯具において、灯具全体のサイズを大きくすることなく、投影レンズの周辺部分を発光させることができる。そしてこれにより灯具の見映えを向上させることができる。
特に本願発明においては、従来のように投影レンズから外周側に離れた位置ではなく、投影レンズの外周縁部を発光させることができるので、灯具の見映えを一層向上させることができる。
上記構成において、周方向に延びる凹部として、投影レンズの後方側へ向けて開放された断面形状で形成された構成とすれば、柱状導光体を投影レンズに対してその後方側から配置することが可能となる。したがって、これにより柱状導光体の周方向の長さの制約をなくすことができる。
上記構成において、周方向に延びる凹部として、投影レンズの外周側へ向けて開放された断面形状で形成された構成とすれば、柱状導光体の周面部から前方へ向けて出射する光だけでなく柱状導光体から後方側へ漏れ出す光についても投影レンズに入射させることが可能となる。そしてこれにより柱状導光体の発光領域をさらに拡大させることができる。
上記構成において、第1光源がヘッドランプ点灯モードで点灯し、第2光源がクリアランスランプ点灯モードで点灯する構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。
すなわち、ヘッドランプ点灯モードでは、第1および第2光源が同時に点灯することとなる。したがって、投影レンズを広範囲にわたって発光させることができる。そしてこれにより、灯具の見映えを一層向上させることができ、かつ、投影レンズにおける発光領域の拡大によって防眩効果が得られるようにすることができる。
本願発明の一実施形態に係る車両用灯具を示す側断面図 上記車両用灯具を示す平断面図 上記車両用灯具の主要構成要素を示す正面図 上記実施形態の作用を示す、図3と同様の図 上記実施形態の第1変形例を示す図 上記実施形態の第2変形例を示す図
以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。
図1は、本願発明の一実施形態に係る車両用灯具10を示す側断面図であり、図2は、その平断面図である。また、図3は、この車両用灯具10の主要構成要素を示す正面図である。
これらの図に示すように、本実施形態に係る車両用灯具10は、ヘッドランプ用の灯具ユニットであって、投影レンズ12と、この投影レンズ12の後側焦点Fよりも後方側に配置された第1光源14と、この第1光源14を上方側から覆うように配置され、該第1光源14からの光を投影レンズ12へ向けて反射させるリフレクタ16と、第1光源14と投影レンズ12との間に配置された可動シェード18とを備えた構成となっている。
そして、この車両用灯具10においては、リフレクタ16で反射した第1光源14からの光を、投影レンズ12で偏向制御して前方へ向けて出射させるようになっている。
投影レンズ12は、前面12aが凸面で後面12bが平面の平凸非球面レンズであって、その後側焦点面上に形成される光源像を灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に反転投影するようになっている。
この投影レンズ12は、灯具正面視において該投影レンズ12の光軸Axを中心とする円形の外形形状を有しているが、その上部は光軸Axよりもやや上方の位置において水平に切り取られており、これにより上端面12cが形成されている。
そして、この投影レンズ12は、その外周フランジ部12fにおいてレンズホルダ22に支持されており、このレンズホルダ22はベース部材24に支持されている。
また、この投影レンズ12には、その外周縁部12eにおける該投影レンズ12の前面12aよりも後方側に位置する部分に、該投影レンズ12の周方向に延びる凹部12dが形成されている。この点については後述する。
第1光源14は白色発光ダイオードであって、横長矩形状の発光面14aを有している。そして、この第1光源14は、その発光面14aを投影レンズ12の光軸Axの下方において上向きにした状態で配置されており、ベース部材24に支持されている。
リフレクタ16は、第1光源14を上方側から覆うように配置されており、その下端面においてベース部材24に支持されている。
このリフレクタ16の反射面16aは、第1光源14の発光中心を第1焦点とする楕円面に近似した曲面で構成されており、その楕円面の離心率が鉛直断面から水平断面へ向けて徐々に大きくなるように設定されている。そして、この反射面16aは、第1光源14からの光を、鉛直面内においては後側焦点Fのやや前方に位置する点に収束させるとともに、水平面内においてはその収束位置をかなり前方へ移動させるようになっている。
可動シェード18は、光軸Axの下方でかつ後側焦点Fよりも前方において左右方向に延びるように配置された回動ピン26を介してシェードホルダ28に回動可能に支持されている。このシェードホルダ28はベース部材24に支持されている。
この可動シェード18は、その上端縁18aが左右段違いで水平方向に延びるように形成されている。その際、この上端縁18aは、平面視において後側焦点Fから左右両側へ向けて前方側に湾曲して延びるように形成されている。
可動シェード18は、ベース部材24に支持されたアクチュエータ30の駆動により、遮光位置(図1において実線で示す位置)と、この遮光位置から後方側に所定角度回動した遮光解除位置(図1において2点鎖線で示す位置)とを採り得るようになっている。このアクチュエータ30は、図示しないビーム切換えスイッチの操作が行われたときに駆動するようになっている。
可動シェード18は、遮光位置にあるとき、その上端縁18aが投影レンズ12の後側焦点Fを通るように配置され、これによりリフレクタ16で反射した第1光源14からの光の一部を遮光して、ロービーム用配光パターンを形成するようになっている。一方、この可動シェード18は、遮光解除位置に移動したとき、その上端縁18aが投影レンズ12の後側焦点Fよりもある程度下方に変位し、これによりリフレクタ16で反射した第1光源14からの光の遮光を解除して、ハイビーム用配光パターンを形成するようになっている。
投影レンズ12の凹部12dは、光軸Axを中心にして投影レンズ12の上端面12cから上端面12cまで円弧状に延びるように形成されている。その際、この凹部12dは、投影レンズ12の後方側へ向けて開放されるとともにその外周側へ向けても略開放された略L字形の断面形状で溝状に形成されている。
そして、この凹部12dには、該凹部12dに沿って投影レンズ12の周方向に延びる柱状導光体32が配置されている。この柱状導光体32は、凹部12dの略全長にわたって延びるように形成されており、その両端面32aは、投影レンズ12の上端面12cと略面一で上向きに形成されている。
そして、この柱状導光体32の各端面32aの上方近傍には、該柱状導光体32に対してその各端面32aから光を入射させる第2光源34がそれぞれ配置されている。
これら各第2光源34は、白色発光ダイオードであって、その発光面34aを下向きにした状態で配置されており、それぞれ光源支持部材36に支持されている。これら各光源支持部材36は、投影レンズ12の上端面12cに載置固定されたブラケット38に支持されている。
柱状導光体32は、その周面部32bが円形の断面形状を有しており、この周面部32bの後面には複数の反射素子32sが形成されている。これら複数の反射素子32sは、柱状導光体32の全長にわたってその長手方向に連続的に形成されている。その際、これら各反射素子32sは、楔形の断面形状で光軸Axに関して径方向に延びるように形成されている。
そして、この柱状導光体32は、各第2光源34からの出射光をその各端面32aから入射させて該柱状導光体32の内部を全反射によって反対側の端面32aへ向けて導光するようになっており、その導光過程で各反射素子32sで内面反射した光を周面部32bから前方へ向けて出射させるようになっている。この柱状導光体32の周面部32bから前方へ向けて出射した光は、投影レンズ12の外周縁部12eに入射し、この投影レンズ12を介して前方へ向けて出射することとなる。その際、この投影レンズ12からの出射光は、その径方向に拡散する光となり、特に径方向内側に大きく拡散する光となる。
本実施形態に係る車両用灯具10においては、第1光源14がヘッドランプ点灯モードで点灯し、各第2光源34がクリアランスランプ点灯モードで点灯するようになっている。したがって、ヘッドランプ点灯モードでは、第1光源14および各第2光源34が点灯することとなる。
図4は、車両用灯具10の主要構成要素を、第1光源14および各第2光源34を点灯させた状態で示す正面図である。
同図において網線で示すように、投影レンズ12は、第1光源14の点灯により、投影レンズ12の前面12aの中央部に位置する領域Z1が発光し、各第2光源34の点灯により、投影レンズ12の前面12aの外周縁部12eに位置する領域Z2が発光する。
領域Z1は、投影レンズ12の前面12aにおいて、リフレクタ16で反射した第1光源14からの光が該投影レンズ12から前方へ向けて出射する領域であって、その上端部に光軸Axが含まれている。ただし、この領域Z1は、可動シェード18が遮光解除位置にあるときの領域であって、可動シェード18が遮光位置にあるときには、この領域Z1の上端部が欠けた領域となる。
一方、領域Z2は、投影レンズ12の前面12aにおいて、柱状導光体32に入射してその周面部32bから前方へ向けて出射した各第2光源34からの光が該投影レンズ12から前方へ向けて出射する領域である。
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態に係る車両用灯具10においては、投影レンズ12の外周縁部12eにおける前面12aよりも後方側に位置する部分に、その周方向に延びる凹部12dが形成されており、この凹部12dには該凹部12dに沿って周方向に延びる柱状導光体32が配置されているので、従来のように投影レンズから外周側に離れた位置に柱状導光体が配置された構成となっている場合に比して、灯具全体のサイズを小さくすることができる。
その上で、本実施形態の柱状導光体32は、各第2光源34からの光を該柱状導光体32の各端面32aから入射させてその周面部32bから前方へ向けて出射させるように構成されているので、この柱状導光体32の周面部32bからの出射光を、投影レンズ12の外周縁部12eを介して前方へ向けて出射させることができる。したがって、各第2光源34の点灯により、投影レンズ12の外周縁部12eが発光して見えるようにすることができる。
このように本実施形態によれば、投影レンズ12を備えた車両用灯具10において、灯具全体のサイズを大きくすることなく、投影レンズ12の周辺部分を発光させることができる。そしてこれにより灯具の見映えを向上させることができる。
特に本実施形態においては、従来のように投影レンズから外周側に離れた位置ではなく、投影レンズ12の外周縁部12eを発光させることができるので、灯具の見映えを一層向上させることができる。
また本実施形態においては、周方向に延びる凹部12dが、投影レンズ12の後方側へ向けて開放された断面形状で形成されているので、柱状導光体32を投影レンズ12に対してその後方側から配置することができる。したがって、これにより柱状導光体32の周方向の長さの制約をなくすことができる。
さらに本実施形態においては、第1光源14がヘッドランプ点灯モードで点灯し、第2光源34がクリアランスランプ点灯モードで点灯するようになっているので、次のような作用効果を得ることができる。
すなわち、ヘッドランプ点灯モードでは、第1および各第2光源14、34が同時に点灯することとなる。したがって、投影レンズ12を広範囲にわたって発光させることができる。そしてこれにより、灯具の見映えを一層向上させることができ、かつ、投影レンズ12における発光領域の拡大によって防眩効果が得られるようにすることができる。
なお、本実施形態の投影レンズ12は、その上部が水平に切り取られてその上端面12cは光軸Axのやや上方に位置しているが、リフレクタ16で反射した第1光源14からの光は、投影レンズ12の前面12aにおいて上端部に光軸Axを含む領域Z1から前方へ向けて出射するので、これによって配光機能に支障を来してしまうおそれはない。
上記実施形態においては、柱状導光体32の周面部32bが円形の断面形状を有しているものとして説明したが、これ以外(例えば矩形や楕円形等)の断面形状を有する構成とすることも可能である。
上記実施形態においては、柱状導光体32の両端面32aの近傍に第2光源34がそれぞれ配置されているものとして説明したが、いずれか一方の近傍にのみ第2光源34が配置された構成とすることも可能である。
上記実施形態においては、投影レンズ12の上部が水平に切り取られているものとして説明したが、他の部分が切り取られた構成とすることも可能であり、また全く切り取られていない構成とすることも可能である。
上記実施形態においては、リフレクタ16で反射した第1光源14からの光を、投影レンズ12に入射させる構成となっているものとして説明したが、これ以外の構成(例えば第1光源14からの直射光を投影レンズ12に入射させる構成)とすることも可能である。
上記実施形態においては、各第2光源34がクリアランスランプ点灯モードで点灯するものとして説明したが、これ以外の構成(例えば、各第2光源34をアンバー色の発光ダイオードで構成して、これらをフロントターンシグナルランプ点灯モードで点灯させる構成)とすることも可能である。
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
まず、上記実施形態の第1変形例について説明する。
図5(a)は、本変形例の主要構成要素を示す正面図であり、同図(b)は、そのVb−Vb断面図である。
同図に示すように、本変形例の基本的な構成は上記実施形態の場合と同様であるが、投影レンズ112および柱状導光体132の構成および各第2光源34の配置が上記実施形態の場合と異なっている。
すなわち、本変形例の投影レンズ112も、前面112aが凸面で後面112bが平面の平凸非球面レンズとして構成されているが、上記実施形態の投影レンズ12のような外周フランジ部12fは形成されていない。
また、この投影レンズ112は、その外周縁部112eにおける前面112aよりも後方側に位置する部分に、その周方向に延びる凹部112dが、投影レンズ12の後方側および外周側へ向けて開放されたL字形の断面形状で溝状に形成されている。そして、この投影レンズ112の上端面112cは、上記実施形態の場合よりもかなり上方に位置しており、かつ、この上端面112cにおける外周縁部112eに位置する部分は、光軸Axを中心にして鋭角の位置関係で形成されている。
本変形例の柱状導光体132も、上記実施形態の柱状導光体32と同様、円形の断面形状を有する周面部132bの後面に複数の反射素子132sが形成された構成となっている。ただし、この柱状導光体132は、凹部112dの略全長にわたって上記実施形態の場合よりもかなり大きい中心角(具体的には270°を超える中心角)で形成されている。
そして、この柱状導光体132は、その両端面132aが投影レンズ112の上端面112cと略面一で形成されており、各第2光源34は、これら各上端面112cから柱状導光体132に光を入射させるように配置されている。
その際、この柱状導光体132は、その周面部132bの一部が凹部112dから後方側および外周側にはみ出した状態で配置されている。
本変形例の構成を採用した場合には、柱状導光体132の周面部132bから前方へ向けて出射した光の一部が、投影レンズ112の外周縁部112eに入射することなくそのまま前方へ向けて照射されることとなるが、柱状導光体132の周面部132bから前方へ向けて出射した光の大半は、投影レンズ112の外周縁部112eに入射し、この投影レンズ112を介して前方へ向けて出射することとなる。
したがって、本変形例の構成を採用した場合にも、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また本変形例においても、周方向に延びる凹部112dが、投影レンズ112の後方側へ向けて開放された断面形状で形成されているので、柱状導光体132を投影レンズ112に対してその後方側から配置することができる。したがって、柱状導光体132がかなり大きい中心角で形成されているにもかかわらず、所定位置に容易に配置することができる。
次に、上記実施形態の第2変形例について説明する。
図6(a)は、本変形例の主要構成要素を示す正面図であり、同図(b)は、そのVIb−VIb断面図である。
同図に示すように、本変形例の基本的な構成は上記実施形態の場合と同様であるが、投影レンズ212および柱状導光体232の構成および各第2光源34の配置が上記実施形態の場合と異なっている。
すなわち、本変形例の投影レンズ212は、前面212aおよび後面212bがいずれも凸面の両凸非球面レンズとして構成されており、上記実施形態の投影レンズ12のような外周フランジ部12fは形成されていない。
また、この投影レンズ212は、その外周縁部212eにおける前面212aよりも後方側に位置する部分に、その周方向に延びる凹部212dが、投影レンズ12の外周側へ向けて開放されたU字形の断面形状で溝状に形成されている。
そして、この投影レンズ212の上端面212cは、光軸Axの僅かに上方に位置する水平面で構成されている。
本変形例の柱状導光体232も、上記実施形態の柱状導光体32と同様の断面形状を有しているが、凹部212dの略全長にわたって上記実施形態の場合よりも小さい中心角(具体的には180°を僅かに超える中心角)で形成されている。
この柱状導光体232は、その両端面232aが投影レンズ212の上端面212cと略面一で形成されており、各第2光源34は、これら各端面232aから柱状導光体232に光を入射させるように配置されている。
本変形例の構成を採用した場合にも、柱状導光体232の周面部232bから前方へ向けて出射した光が、投影レンズ212の外周縁部212eに入射し、この投影レンズ212を介して前方へ向けて出射することとなる。
したがって、本変形例の構成を採用した場合にも、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
しかも本変形例においては、周方向に延びる凹部212dが、投影レンズ212の外周側へ向けて開放されたU字形の断面形状で形成されているので、柱状導光体232の周面部232bから前方へ向けて出射する光だけでなく柱状導光体232の各反射素子232sから後方側へ漏れ出す光についても投影レンズ212に入射させることができ、これにより柱状導光体232の発光領域をさらに拡大させることができる。
なお、本変形例の投影レンズ212は、その凹部212dが180°を僅かに超える中心角で形成されているので、柱状導光体232を投影レンズ212に対してその外周側(具体的には下方側)から配置することが可能である。
上記実施形態およびその変形例において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。
また、本願発明は、上記実施形態およびその変形例に記載された構成に限定されるものではなく、これ以外の種々の変更を加えた構成が採用可能である。
10 車両用灯具
12、112、212 投影レンズ
12a、112a、212a 前面
12b、112b、212b 後面
12c、112c、212c 上端面
12d、112d、212d 凹部
12e、112e、212e 外周縁部
12f 外周フランジ部
14 第1光源
14a、34a 発光面
16 リフレクタ
16a 反射面
18 可動シェード
18a 上端縁
22 レンズホルダ
24 ベース部材
26 回動ピン
28 シェードホルダ
30 アクチュエータ
32、132、232 柱状導光体
32a、132a、232a 端面
32b、132b、232b 周面部
32s、132s、232s 反射素子
34 第2光源
36 光源支持部材
38 ブラケット
Ax 光軸
F 後側焦点
Z1、Z2 領域

Claims (4)

  1. 投影レンズとこの投影レンズの後方に配置された第1光源とを備え、上記第1光源からの光を上記投影レンズで偏向制御して前方へ向けて出射させるように構成された車両用灯具において、
    上記投影レンズの外周縁部における該投影レンズの前面よりも後方側に位置する部分に、該投影レンズの周方向に延びる凹部が形成されており、
    上記凹部に、該凹部に沿って上記投影レンズの周方向に延びる柱状導光体が配置されており、
    上記柱状導光体に対して該柱状導光体の端面から光を入射させる第2光源が配置されており、
    上記柱状導光体が、該柱状導光体に入射した上記第2光源からの光を該柱状導光体の周面部から前方へ向けて出射させるように構成されており、
    上記凹部が、上記投影レンズの後方側へ向けて開放された断面形状で形成されている、ことを特徴とする車両用灯具。
  2. 投影レンズとこの投影レンズの後方に配置された第1光源とを備え、上記第1光源からの光を上記投影レンズで偏向制御して前方へ向けて出射させるように構成された車両用灯具において、
    上記投影レンズの外周縁部における該投影レンズの前面よりも後方側に位置する部分に、該投影レンズの周方向に延びる凹部が形成されており、
    上記凹部に、該凹部に沿って上記投影レンズの周方向に延びる柱状導光体が配置されており、
    上記柱状導光体に対して該柱状導光体の端面から光を入射させる第2光源が配置されており、
    上記柱状導光体が、該柱状導光体に入射した上記第2光源からの光を該柱状導光体の周面部から前方へ向けて出射させるように構成されており、
    上記第1光源が、ヘッドランプ点灯モードで点灯し、
    上記第2光源が、クリアランスランプ点灯モードで点灯するように構成されている、ことを特徴とする車両用灯具。
  3. 上記凹部が、上記投影レンズの後方側へ向けて開放された断面形状で形成されている、ことを特徴とする請求項記載の車両用灯具。
  4. 上記凹部が、上記投影レンズの外周側へ向けて開放された断面形状で形成されている、ことを特徴とする請求項2または3記載の車両用灯具。
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