JP6244661B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、車両用灯具に関する。

従来、この種の車両用灯具として、ハロゲンランプを光源とするプロジェクタ型の灯具がある。このプロジェクタ型の灯具では、ガラスレンズを支持するリテーナは、かしめによりシェードに固定されていた。かしめにより固定するのは、ガラスレンズが重かったことと、ガラスレンズのフランジ部が脆性により割れが入らないようするためである。

この種の先行技術文献として、特許文献１には、投影レンズをレンズホルダにリテーナにより固定する構造が示されている。また、特許文献２には、レンズ及びレンズホルダにそれぞれ係止爪と差込孔を形成し、レンズをレンズホルダに取り付ける構造が示されている。また、特許文献３には、樹脂製の光学部材とヒートシンクとの間に熱抵抗の高い部材が介在する構造が示されている。

特開２０００−０５７８１３号公報 特開２０１２−１１９２８５号公報 特開２００９−２７７５３５号公報

しかしながら、従来のように、リテーナをかしめにより固定する場合、その作業は手間のかかるものであった。また、一旦取り付けた後のレンズの取り外しが容易ではなく、メンテナンスが大変であった。

近年、光源として、ＬＥＤを用いたプロジェクタ型灯具が登場し、これに伴い、ガラスレンズの代わりに、耐熱性をそれ程必要としない、アクリルを材質とする樹脂レンズが用いられるようになった。樹脂レンズは軽量であるとともに、フランジ部に粘りがある。このため、樹脂レンズをかしめにより固定する作業を行うことなく、リテーナを簡単に取り付けることが望まれた。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、レンズを挟んで保持具が本体部に簡単に取り付けられる車両用灯具を提供することを目的とする。

このような目的を達成するため、本発明は、以下の構成によって把握される。
（１）本発明は、光源と、レンズと、前記レンズを取り付ける本体部と、内側に前記レンズが露出する開口部を有し、前記レンズの周縁部を外嵌し、前記レンズを挟んで前記本体部に嵌合される保持具と、を有し、前記本体部は、前記本体部の側面に形成される突起部を有し、前記保持具は、前記保持具の側面から光軸方向に延び、前記光軸に対して略直交する方向に弾性を有し、前記突起部と係合する留め部を有する、ことを特徴とする。

（２）本発明は、（１）の構成において、前記留め部の端部は、前記光軸に対して外側に反って形成されるとともに、前記留め部の面には、孔部が形成され、前記突起部は、前記光軸方向に斜面及び頂部を有する山形に形成され、前記保持具が前記本体部に嵌合される際、前記留め部の端部が前記突起部の斜面に沿って外側に拡げられ、前記頂部を越えた後、前記留め部の孔部に前記頂部が嵌ることで、前記留め部が前記突起部に係合されることを特徴とする。

（３）本発明は、（１）または（２）の構成において、前記留め部は、前記光軸を中心とし、前記車両用灯具が他の部材に取り付けられる取付面に対して垂直方向から所定の角度だけ傾けた位置に、かつ、前記光軸を中心とする対角線上に対称に形成され、前記突起部は、前記光軸を中心として前記所定の角度だけ傾けた位置にもしくは前記所定の角度だけ反対向きに傾けた位置に、かつ、前記光軸を中心とする対角線上に対称に形成されたことを特徴とする。

（４）本発明は、（１）から（３）の構成において、前記保持具の前面は、前記本体部に固定される前記レンズの周縁部の位置に対応する部分が他の部分より外側にせり出した平坦な面に形成され、前記留め部は、前記外側にせり出した部分をよけるように、前記所定の角度だけ傾けた位置に形成されたことを特徴とする。

（５）本発明は、（１）から（４）の構成において、前記レンズの周縁部の裏面と前記本体部の前面との間に設けられ、前記レンズに比べて耐熱温度の高いスペーサを有することを特徴とする。

本発明によれば、レンズを挟んで保持具が本体部に簡単に取り付けられる車両用灯具を提供できる。

本実施形態における車両用灯具１の外観及びその構造を示す図である。 リテーナ５の形状を示す正面図である。 車両用灯具１の取付構造を示す端面図である。 正面上方から視た場合の左右一対の車両用灯具１の外観を示す図である。 図４に対応する左右一対の車両用灯具１の外観を示す正面図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態の車両用灯具は、ヘッドランプに用いられる、ＬＥＤを光源とするプロジェクタ型の投光ユニットに適用される。

図１は本実施形態における車両用灯具１の外観及びその構造を示す図である。図１（Ａ）は斜視図を示し、図１（Ｂ）は組立分解図を示す。

車両用灯具１は、リテーナ５、レンズ１１、樹脂プレート１３、レンズフレーム１６、光源としてのＬＥＤ（発光素子）１７、リフレクタ１８及びヒートシンク１９から構成される。

リテーナ５は、金属板で成形されたものであり、内側にレンズ１１が露出する開口部５ｂを有し、レンズ１１の周縁部に形成されたフランジ部１１ａを外嵌してレンズ１１を保持するものである。リテーナ５の形状については後述する。

レンズ１１は、樹脂レンズであり、ＬＥＤ１７から発せられ、リフレクタ１８で反射された光を集光して光軸方向に投光する。本実施形態では、樹脂レンズの材質として、アクリル樹脂が用いられる。アクリル樹脂の耐熱温度は７０〜８０℃である。なお、樹脂レンズの材質はこれに限られない。

樹脂プレート１３は、レンズ１１のフランジ部１１ａの裏面とレンズフレーム１６の前端面１６ａとの間に挟まれ、レンズフレーム１６の前端面１６ａからレンズ１１側に熱が伝わることを抑え、レンズ１１の変形を防止する。本実施形態では、樹脂プレート１３の材質として、耐熱温度が１１０〜１２０℃であるポリカーボネートが用いられる。

レンズフレーム１６は、ヒートシンク１９と一体に成形されており、ＬＥＤ１７から発せられる光の拡散を抑えるとともに、リテーナ５が嵌合される部材である。レンズフレーム１６の前端面１６ａは、樹脂プレート１３が当接する、リング状の平坦な面に形成される。また、レンズフレーム１６の側面には、後述するように、リテーナ５に形成された係合部５ｆ及び留め部５ｄとそれぞれ係合する突起部１６ｂ及び山形の突起部１６ｃが形成されている。

ＬＥＤ１７は、拡散した光を発するものであり、レンズフレーム１６で覆われた空間内に収容され、ヒートシンク１９の台座１９ａに設置される（図３参照）。

リフレクタ１８は、レンズフレーム１６の後側であって、レンズ１１の中心を通る光軸方向に配置され、ＬＥＤ１７から発せられた光をレンズ１１側に反射する。

ヒートシンク１９は、ＬＥＤ１７から放出される熱を外部に逃がすものであり、車両用灯具１を他の部材に取り付けるための取付面１９ｂ、及びこの取付面１９ｂから鉛直方向下方（図１の下方）に延設された複数のフィン１９ｃを有する。また、ヒートシンク１９には、ＬＥＤ１７が設置される台座１９ａが形成されている。なお、本実施形態では、ヒートシンク１９はレンズフレーム１６と一体に形成されているが、別体に形成されてもよい。また、本実施形態では、本体部は、レンズフレーム１６、ヒートシンク１９及びリフレクタ１８から構成される。

図２はリテーナ５の形状を示す正面図である。リテーナ５は、内側にレンズ１１が露出する開口部５ｂが形成され、レンズ１１の周縁部であるフランジ部１１ａを外嵌する環状部材５ａを有し、レンズフレーム１６の側面に嵌合される。

リテーナ５の環状部材５ａの側面には、レンズフレーム１６の側面に形成された突起部１６ｂと係合する係合部５ｆ、及びレンズフレーム１６の側面を外嵌する係止片５ｃが形成される。

さらに、環状部材５ａの側面には、この側面から光軸方向に延び、光軸ｏに対して略直交する方向に弾性を有する留め部５ｄが形成されている。この留め部５ｄは、後述するように、レンズフレーム１６の側面に形成された山形の突起部１６ｃと係合し、光軸ｏ側に付勢されるばね部材として機能する。また、留め部５ｄの面には、孔部５ｄ１が形成されている（図３（Ｃ）参照）。

また、リテーナ５の環状部材５ａの前面５ｅは平坦な面に形成されている。この前面５ｅには、他の部分よりも外側にせり出した部分である平面部５ｅ１が形成されている。この平面部５ｅ１は、レンズ１１のフランジ部１１ａをレンズフレーム１６の前端面１６ａに固定する位置に対応する部分である。また、平面部５ｅ１には、凹部５ｅ２が形成されている。

留め部５ｄは、平面部５ｅ１をよけるように、光軸ｏを中心とし、ヒートシンク１９の取付面１９ｂに対して垂直方向（本実施形態では、鉛直方向）から所定の角度（本実施形態では、４５度）傾けた位置に、かつ、光軸ｏを中心とする対角線上に対称に配置される。また、係合部５ｆは、光軸ｏを中心として、留め部５ｄが配置された対角線と直交する対角線上に対称に配置される。

一方、山形の突起部１６ｃは、留め部５ｄと対向するように、光軸ｏを中心として所定の角度（４５度）傾けた位置にもしくは反対向きに傾けた位置に、かつ、光軸ｏを中心とする対角線上に対称に形成されている。また、突起部１６ｂは、係合部５ｆと対向するように、光軸ｏを中心として、突起部１６ｃが配置された対角線と直交する対角線上に対称に形成されている。

図３は車両用灯具１の取付構造を示す端面図である。図３（Ａ）は光軸方向における車両用灯具１の端面を示す。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の符号ａで囲まれる部分を拡大して示す。リテーナ５の環状部材５ａの裏面とレンズ１１のフランジ部１１ａの表面とが当接し、レンズ１１はリテーナ５の環状部材５ａによってレンズフレーム１６側に押圧される。

図３（Ｃ）は、図３（Ａ）の符号ｂで囲まれる部分を拡大して示す。前述したように、留め部５ｄは、光軸ｏ側に付勢されるばね部材として形成されている。また、留め部５ｄの端部５ｄ２は、光軸ｏに対して外側に反って形成される。また、留め部５ｄの面には、孔部５ｄ１が形成されている。

一方、レンズフレーム１６の側面に形成された突起部１６ｃは、光軸方向に沿って斜面１６ｃ２及び頂部１６ｃ１を有する山形に形成されている。

上記構造を有する車両用灯具１は、つぎのような手順で組み立てられる。あらかじめ、レンズフレーム１６と一体に成形されたヒートシンク１９の台座１９ａには、ＬＥＤ１７が設置されている。リテーナ５の環状部材５ａを、レンズ１１のフランジ部１１ａ及び樹脂プレート１３を挟んで、レンズフレーム１６の前端面１６ａに取り付ける。

リテーナ５の環状部材５ａをレンズフレーム１６の側面に嵌合する際、リテーナ５をレンズフレーム１６側に押圧すると、図３（Ｃ）に示すように、留め部５ｄの端部５ｄ２は、レンズフレーム１６の側面に形成された山形の突起部１６ｃの斜面１６ｃ２に沿うように外側に拡がる。そして、留め部５ｄの端部５ｄ２が突起部１６ｃの頂部１６ｃ１を越えると、ばね力により元に戻ろう（窄まろう）とする留め部５ｄの孔部５ｄ１に頂部１６ｃ１が嵌り込む。これにより、留め部５ｄは突起部１６ｃと係合する。こうして組み立てられた車両用灯具１の外観は、図１（Ａ）に示す通りである。

また、リテーナ５をレンズフレーム１６から取り外す場合、留め部の端部５ｄ２を突起部１６ｃの頂部１６ｃ１を越えるまで拡げて前側にずらすと、留め部の端部５ｄ２は、突起部１６ｃの斜面１６ｃ２を滑るように窄まる。これにより、留め部５ｄは突起部１６ｃから解放される。

本実施形態では、車両用灯具１は、車両のヘッドランプに用いられるプロジェクタ型の投光ユニットであり、右側用と左側用に２つ用意されている。図４は正面上方から視た場合の左右一対の車両用灯具１の外観を示す図である。図５は図４に対応する左右一対の車両用灯具１の外観を示す正面図である。ここでは、車両用灯具１を左右で区別する必要がある場合、左側用の車両用灯具１Ａ、右側用の車両用灯具１Ｂと称することにする。

図４（Ａ）、図５（Ａ）は左側用の車両用灯具１Ａを示す。図４（Ｂ）、図５（Ｂ）は右側用の車両用灯具１Ｂを示す。レンズフレーム１６についても同様に、左側用のレンズフレーム１６Ａ、右側用のレンズフレーム１６Ｂと称することにする。本実施形態のリテーナ５は、前述したように、左右一対の車両用灯具１に共通して用いられる。

左側用の車両用灯具１Ａでは、レンズフレーム１６Ａの側面に形成される山形の突起部１６ｃは正面から見て右に傾いている。一方、右側用の車両用灯具１Ｂでは、レンズフレーム１６Ｂの側面に形成される山形の突起部１６ｃは正面から見て左に傾いている。即ち、左側用の場合、突起部１６ｃは、光軸ｏを中心として４５度右に傾けた位置に、かつ、光軸ｏを中心とする対角線上に対称に形成されている。右側用の場合、突起部１６ｃは、光軸ｏを中心として４５度左に傾けた位置に、かつ、光軸ｏを中心とする対角線上に対称に形成されている。

また、左側用の車両用灯具１Ａでは、レンズフレーム１６の側面に形成される突起部１６ｂは、正面から見て左に傾いている。右側用の車両用灯具１Ｂでは、レンズフレーム１６の側面に形成される突起部１６ｂは正面から見て右に傾いている。

一方、図２に示すように、留め部５ｄは、光軸ｏを中心とし、鉛直方向に対して４５度左に傾けた位置に、かつ、光軸ｏを中心とする対角線上に対称に配置されている。また、係合部５ｆは、光軸ｏを中心として鉛直方向に対して４５度右に傾けた位置に、かつ、光軸ｏを中心とする対角線上に対称に配置されている。従って、リテーナ５は、光軸ｏを中心に９０度傾けることで、左側用のレンズフレーム１６Ａ及び右側用のレンズフレーム１６Ｂのいずれにも装着可能である。

右側用のレンズフレーム１６Ｂにリテーナ５を取り付け可能な状態から、リテーナ５を光軸ｏを中心に９０度右に傾けると、留め部５ｄは左側用のレンズフレーム１６Ａの突起部１６ｃと対向し、係合部５ｆはレンズフレーム１６Ａの突起部１６ｂと対向する。従って、リテーナ５をそのまま光軸方向に装着することで、リテーナ５は左側用のレンズフレーム１６Ａに嵌合される。

以上が本実施形態の車両用灯具１の説明である。本実施形態によれば、樹脂レンズをかしめにより固定する作業が不要となり、レンズを挟んでリテーナがレンズフレームに簡単に取り付けられる。また、この実施形態では、リテーナを光軸方向に押圧するだけで、リテーナが簡単にレンズフレームに取り付けられるので、作業の簡素化も図れる。

また、山形の突起部が形成された位置が所定の角度だけ反対向きである左側用及び右側用のレンズフレームのいずれにも、リテーナが取付可能であるので、部品の共通化が図れる。

また、外側にせり出した部分である平面部をよけるように留め部が傾いて形成されるので、保持具の外形が大きくならないように抑えられる。

また、レンズのフランジ部の裏面とレンズフレームの前端面との間に、樹脂スペーサを介在させたので、レンズ側に熱が伝わりにくくなり、レンズの熱による変形が抑えられる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲で示した機能、または本実施形態の構成が持つ機能が達成できる構成であればどのようなものであっても適用可能である。

例えば、樹脂レンズは、アクリル樹脂で一体に成形されたものでもよいし、少なくともフランジ部が樹脂あれば、ガラスで成形されたものでもよい。また、リテーナのばね力でレンズを固定する際、局所的に応力がかかるフランジ部に、耐衝撃性に優れた樹脂を用いることで、ひびや割れが生じなくなる。

また、上記実施形態では、ヘッドランプ等の車両用灯具に適用された場合を示したが、本発明は、これに限定されず、ルームライト、サーチライト、撮影ライト等の各種の灯具に適用可能である。

１、１Ａ、１Ｂ 車両用灯具
５ リテーナ
５ａ 環状部材
５ｂ 開口部
５ｃ 係止片
５ｄ 留め部
５ｄ１ 孔部
５ｄ２ 端部
５ｅ 前面
５ｅ１ 平面部
５ｅ２ 凹部
５ｆ 係合部
１１ レンズ
１１ａ フランジ部
１３ 樹脂スペーサ
１６、１６Ａ、１６Ｂ レンズフレーム
１６ｂ、１６ｃ 突起部
１６ｃ１ 頂部
１６ｃ２ 斜面
１７ ＬＥＤ
１８ リフレクタ
１９ ヒートシンク
１９ａ 台座
１９ｂ 取付面
１９ｃ フィン

Claims (4)

1. 発光素子と、
   レンズと、
   前記レンズを取り付けるレンズフレームが一体に形成され、前記発光素子が設置される台座が鉛直方向上方側に形成されるとともに鉛直方向下方に延設された複数のフィンを有するヒートシンク及び前記レンズフレームの後側であって前記ヒートシンクの鉛直方向上方側に配置され、発光素子から発せられた光を前記レンズ側に反射するリフレクタを有する本体部と、
   内側に前記レンズが露出する開口部を有し、前記レンズの周縁部を外嵌し、前記レンズを挟んで前記レンズフレームに嵌合される保持具と、を有し、
   前記レンズフレームは、前記レンズフレームの側面に形成され、光軸を中心として所定の角度だけ傾けた位置にもしくは前記所定の角度だけ反対向きに傾けた位置に、かつ、前記光軸を中心とする対角線上に対称に形成された山形の第１突起部を有し、
   前記保持具は、前記保持具の側面から光軸方向に延び、前記光軸に対して略直交する方向に弾性を有し、前記光軸を中心として、前記所定の角度だけ傾けた位置に、かつ、前記光軸を中心とする対角線上に対称に形成され、前記第１突起部と係合する孔部が留め部の面に形成された留め部を有し、
   さらに、前記レンズフレームは、前記レンズフレームの側面に、前記光軸を中心として、前記第１突起部が配置された前記対角線と直交する対角線上に対象に形成された第２突起部を有し、
   前記保持具は、前記光軸を中心として、前記留め部が配置された対角線と直交する対角線上に配置され、貫通孔を有しない前記第２突起部に係合する係合部を有する、
   ことを特徴とする車両用灯具。
2. 前記留め部の端部は、前記光軸に対して外側に反って形成され、
   前記第１突起部の前記山形は、前記光軸方向に斜面及び頂部を有する山形に形成され、
   前記保持具が前記レンズフレームに嵌合される際、前記留め部の端部が前記第１突起部の斜面に沿って外側に拡げられ、前記頂部を越えた後、前記留め部の孔部に前記頂部が嵌ることで、前記留め部が前記第１突起部に係合されることを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
3. 前記保持具の前面は、前記レンズフレームに固定される前記レンズの周縁部の位置に対応する部分が他の部分より外側にせり出した平坦な面に形成され、
   前記留め部は、前記外側にせり出した部分をよけるように、前記所定の角度だけ傾けた位置に形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用灯具。
4. 前記レンズの周縁部の裏面と前記レンズフレームの前面との間に設けられ、前記レンズに比べて耐熱温度の高いスペーサを有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の車両用灯具。

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