JP6485282B2 - 車両用照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、車用照明装置に関するもので、特にマップランプや読書等など、レンズによって光源の光を集光して照射する車室内照明装置に関する。

従来、マップランプのように所定の部位に向けてスポット的に照明するタイプの車室内照明装置は、車室内天井に配置され、光源であるＬＥＤ（発光ダイオード）から発せられた光を、レンズによって集光して照射するよう構成されている。ＬＥＤやレンズは、これらを取り囲むリフレクタやハウジングに取り付けられることで収容される。

ＬＥＤから放射される光の利用効率を高めるには、ＬＥＤとレンズ、さらにはこれらから漏れた光を反射するリフレクタとの位置決めが重要となる。

リフレクタに対してレンズを取り付ける場合、図６に例示のよう、レンズ４の爪部４ａをリフレクタ５の裏面に設けられた受部５ａへはめ込むことによってレンズ４を固定するのが一般的である。例示した爪部４ａと受部５ａによる取付構造の場合、受部５ａは板状をなし、その一部に爪部４ａがはめ込まれる穴を有するよう構成される。このような受部５ａは、リフレクタ５を射出成型する際に、成形材料（樹脂）が穴の周りに回り込むように射出することで、リフレクタ５とともに一体成形される。

一方、リフレクタのような開口に光源を取り付ける別の構造として、バヨネット構造が知られている。特許文献１の構造では、光源側のハウジングにＬ字状のリブを形成することで、取付部材（外部構造）の開口に挿通して回転させることで取り付けることが可能となっている。

特許第３８２３６６３号公報

図６の例の場合、上述のような製法によるため、穴の周囲には、穴を迂回してきた成形材料同士が会合することで生じるウェルドが発生しやすい。この結果、レンズ４の爪部４ａを取り付けるべく受部５ａが微小に変形した際、強度の低いウェルド周辺にひび割れなどが生じやすい。このような不具合を防ぐべくウェルド周辺の強度を高くするには、穴周辺の肉厚を厚く、穴を取り囲む部分の幅を広くする必要があり、小型化の妨げとなる。さらにレンズ背部にはＬＥＤが配置されるため、受部５ａが大きいとＬＥＤやＬＥＤの実装基板などの周辺部材と干渉してしまい、ＬＥＤとレンズとを近接させる妨げにもなる。この結果、ＬＥＤから放射される光を効率良くレンズに入射させることが困難となり、光の利用効率が低下してしまう。

また、特許文献１の構造を図６のレンズ４とリフレクタ５とに適用しようとした場合、光学制御部材であるレンズ４に複雑なリブ形状を設けることになるため、レンズ４内に入射された光の一部がバヨネット構造のリブによって散乱・放射されやすく、光の利用効率が低下しやすい。さらに、取付部材であるリフレクタ５の開口形状がバヨネット構造によって規制されてしまうため、リフレクタ５とレンズ４とを直接視認できるような意匠面として用いる場合、取付構造であるこれらの境界が目立ってしまい、見栄えが低下してしまう。

そこで本発明では、従来の爪構造による取付構造よりも小型で、取付時に破損する恐れがなく、取付部材が外部から視認されずに見栄えの良い、車室内照明装置を提供する。

本発明は、ＬＥＤとレンズとリフレクタとを備える車両用照明装置であって、前記レンズは、前記ＬＥＤの光を集光して照射するレンズ部と、該レンズ部から放射状に突出する抑え部と、を有し、前記リフレクタは、前記レンズ部が表出するようはめ込まれる開口と、該開口近傍における裏面から突出してＬ字状に屈曲するリブと、を有し、
前記リフレクタと前記リブとの間で前記抑え部が保持され、前記レンズが前記リフレクタに固定される、ことを最も主要な特徴とする。

本発明の車両用照明装置は、レンズを固定するリブがＬ字状であるため、リフレクタとリブとを一体成型する際、成形材の流動方向が一律となりウェルドが生じないという利点がある。このためリブの補強のため、必要以上にリブを厚くする必要がなく、リブの突出高さを従来よりも低く抑えることができる。また取付作業時にリブが破損する恐れもない。さらにこのような構造がリフレクタの裏面にあることで、リフレクタの開口とレンズとの間に取付構造が表出せず、外部から視認されず見栄えの良い構造とすることができる。

車両用照明装置の外観を示す斜視図 マップランプ部のＡ−Ａ断面図 レンズの取付構造を示す分解斜視図 レンズの取付構造を示す、レンズの回転軸方向から見た模式図 第２実施例のマップランプ部の断面図 従来のレンズの取付構造を示す分解斜視図

本発明の車両用照明装置について図を引用しながら説明する。なお各図は説明のために各要素を簡略化して示したもので、実際の縮尺、大きさとは異なっている。

図１は本実施例の車両用照明装置１０を示した概略斜視図である。車両用照明装置１０は、マップランプ部１１、ルームランプ部１２、スイッチ１３、を備え、これらがアウタレンズ６０とケース７０に収容されている。車両用照明装置１０は、ケース７０に設けられている板バネによって車両室内の天井に取り付けられ、マップランプ部１１やルームランプ部１２から放射する光によって車室内空間を照明する。

図２は、図１におけるマップランプ部１１のＡ−Ａ断面概略図である。
マップランプ部１１は、光源であるＬＥＤ２０と、ＬＥＤ２０を搭載し電力供給を行う基板３０と、これらを覆ってＬＥＤ２０から放射された光を集光するレンズ４０と、レンズ４０から横方向に漏れ出た光を反射するように配置されるリフレクタ５０と、を備える。ＬＥＤ２０とレンズ４０は、その光軸Ｌが、車両用照明装置１０の意匠面であるアウタレンズ６０に対して傾斜するよう配置され、集光されたスポット光によって乗員の手元（運転席や助手席の周辺）を照らせるように構成している。

以下、各部の詳細について説明する。
ＬＥＤ２０は、白色光を放射する表面実装型のＬＥＤパッケージであり、基板３０に電気的に接続されている。ＬＥＤパッケージは、青色光を放射するＧａＮ系チップと、該青色光を黄色光へ波長変換する蛍光体とを有し、これらの光を混合して放射することで白色光が得られる。

なお色目の調整や演色性の向上のため、蛍光体としては黄色光を放射するもののほか、赤色や緑色へ波長変換する蛍光体を用いてもよく、またこれらを組み合わせて用いても良い。このような蛍光体として、ＹＡＧ系蛍光体、ＢＯＳ系蛍光体、ＣＡＳＮ系蛍光体、ＳｉＡｌＯＮ系蛍光体、窒化物系蛍光体やフッ化物系蛍光体、などを例示できる。このうち、波長変換効率が高いことなどから、白色光を得たい場合はＹＡＧ系蛍光体が好ましく、暖色光（暖色の白色光を含む）やアンバー色光を得たい場合はＳｉＡｌＯＮ系蛍光体、またはＹＡＧ系蛍光体とＣＡＳＮ系蛍光体の組み合わせが好ましい。

またＬＥＤパッケージとしては、成形されたケースの凹部にチップを配置して、凹部内へ蛍光体含有樹脂を充填（ポッティング）した充填型パッケージのほか、チップ上面にチップと同等の大きさの蛍光体含有部材を配置し、蛍光体含有部材の上面のみが露出するよう、チップ側面と蛍光体含有部材の側面に反射材が密着するよう被覆することで、反射材を上述のケースの代替として用いるＣＳＰ（Ｃｈｉｐ−Ｓｉｚｅ（Ｓｃａｌｅ）−Ｐａｃｋａｇｅ）型パッケージが適用できる。小型化とレンズ４０による光学制御のしやすさの観点では、ＣＳＰ型パッケージを用いることが好ましい。ＬＥＤ２０の発光面の大きさをチップと同等にまで小さくでき、点光源のよう機能することでレンズ４０の焦点と発光面のずれ幅が小さくなり、焦点近傍の光をレンズ４０により有効に活用できるからである。

レンズ４０は、ＬＥＤ２０の光を集光するレンズ部４１と、レンズ部４１から横方向に突出してリフレクタ５０に保持固定される抑え部４２とを備える。
レンズ部４１は、ＬＥＤ２０と対面して凹状に湾曲した入射面と、入射面に対面し入射面から入射した光を集光して放射する凸状に突出して湾曲した出射面とを備え、その中心軸である光軸ＬがＬＥＤ２０に交わるよう構成される。これにより、レンズ部４１はＬＥＤ２０の光を光軸Ｌ方向に効率よく集光して放射することができる。
抑え部４２は、レンズ部４１の側面から放射状に突出する平板状のリブで、後述のリフレクタ５０のリブ５２によって保持される。

またレンズ４０の入射面側には、入射面を環状に取り囲んで突出形成された突起４３が位置しており、ＬＥＤ２０を搭載した基板３０に当接する。これにより、レンズ４０とＬＥＤ２０との距離を最適なものとし、かつ、ＬＥＤ２０から入射面に照射されずに横方向に漏れた光をレンズ４０内に取り込むことができ、レンズ４０への光入射効率をより一層高めることができる。このため突起４３の突出高さはＬＥＤ２０と入射面の距離より高いことが好ましく、換言すると突起４３がＬＥＤ２０の発光面（上面）を取り囲む程度に高く、基板３０との距離がＬＥＤ２０の発光面（上面）よりも突起４３のほうが短いよう構成することが好ましい。

リフレクタ５０は、レンズ４０がはめ込まれる開口５３と、レンズの抑え部４２を保持する２つのリブ５１・５２を備える。リフレクタ５０はその反射面がレンズの光軸Ｌに対し略等角で傾斜している。図２に示したよう、反射面の裏面に設けられる２つのリブ５１・５２のうち、アウタレンズ６０に近い側のリブ５１は、アウタレンズ６０に垂直な方向における反射面からの突出高さＴ１が短く、アウタレンズ６０に遠い側のリブ５２は反射面からの突出高さＴ２がＴ１よりも長い。このようにリブの突出高さを変えることで、レンズ４０の取付面（リフレクタ５０裏面の開口周辺）が傾斜したリフレクタ５０であっても、レンズ４０を精度よく簡単に取り付けることができる。

次に、この取付構造について、より詳細に説明する。図３はリフレクタ５０の裏面側から見た、リフレクタ５０とレンズ４０の分解斜視図である。また図４はレンズ４０をリフレクタ５０の裏面上に載せて回転させて取り付ける様子を示した、レンズ回転軸方向からみた模式図である。なお図中において、回転取付時の回転方向を矢印で示しており、図４では回転前のレンズを破線で示している。

図３〜４に示したよう、リフレクタ５０のリブ５１・５２は、リフレクタ５０裏面の開口５３近傍から突出してＬ字状に屈曲した形状をなしている。このリブ５１・５２とリフレクタ５０の裏面との間で、レンズ４０の抑え部４２を保持することで固定する。Ｌ字状に屈曲したリブ５１・５２の先端側には爪状のかえしが設けられており、レンズ４０の逆回転や振動により抑え部４２が外れてしまうことを防止している。

レンズ４０は保持部４４をさらに有し、２つの抑え部４２と２つの保持部４３は、レンズ４０（レンズ部４１）の外周縁に沿って交互に位置するように配置され、各々が９０度ずつ回転した部位に設けられている。
保持部４４はレンズ部４１から放射状に突出し、その突出方向からみてＴ字状を有するリブで、レンズ４０を取り付ける際、作業者（または組付治具）が保持してレンズ４０を回転させる取っ手（ハンドル）として機能する。保持部４４にはレンズ４０を回転させる力が加わるが、回転方向に対して平行なリブと垂直なリブとで構成されるＴ字状であるためその強度が高い。また垂直なリブは突起４３の側面にまで接続している。これにより強度をより一層高めることができる。さらに平行なリブと垂直なリブとで窪み（角部）が形成されているため、保持部４４を保持した際に滑りにくく、回転力をスムーズに伝達することができる。本例では窪みが図示した回転方向とその逆回転方向とに位置するＴ字状の保持部４３を示したが、窪みが一方のみに位置するようなＬ字状などでもよく、要は組付け時の回転力を伝達する面にその窪みが対面するように構成すればよい。

図４では、取付前の抑え部４２’と保持部４４’を破線で示している。保持部４４’を保持して図示した矢印方向へ回転力を加えることで、抑え部４２’がリブ５１・５２のかえしを乗り越えてもぐり込み、レンズ４０がリフレクタ５０へ回転取付される。
上述のよう、抑え部４２’と保持部４４’とが９０度ずつ回転した部位に設けられているため、レンズ４０をリフレクタ５０の開口５３にはめ込む際、リブ５１・５２がレンズ４０を挿入するガイドの役割を果たし、容易に回転取付へ移行することができる。
リブ５１・５２をはさむよう位置する抑え部４２’と保持部４４’の間隔が９０度未満だと、間に位置するリブ５１・５２の幅が狭くなり、保持部４４を十分に保持固定することができなくなる。また９０度より大きいと、リブ５１・５２と抑え部４２’・保持部４４’との間隔が広がり、レンズ４０のリフレクタ５０への取付面が傾斜していることから、レンズ４０が滑り回転しずれてしまい、組付け作業性が低下してしまう。

以上のよう本発明では、リブ５１・５２がＬ字状であるため、リフレクタ５０とリブ５１・５２とを一体に成形する際、成形材の流動方向が一律となりウェルドが生じない。このため図６の従来例のよう、リブ５１・５２の強度を上げるべく必要以上にリブを厚くする必要がなく、リブ５１・５２の突出高さを従来よりも低く抑えることができる。またこれにより取付時にリブが破損する恐れがない。さらに、このような取付構造がリフレクタ５０の裏面にあることで、リフレクタ５０の開口５３とレンズ４０との間に取付構造が表出せず、外部から視認されず見栄えの良い構造とすることができる。

図５に実施例２の構造を示す。図５は実施例１におけるマップランプ部１１のＡ−Ａ断面と同じ部位の断面概略図である。なお、実施例１と同様の構成については同じ符号を用いることとし説明を省略する。

本実施例では、レンズ４０の出射面側に意匠レンズ８０がはめ込まれ、外部からはアウタレンズ６０を介して意匠レンズ８０が視認できるようになっている。光学制御するレンズ４０は凸レンズなどありふれた形状であり、また集光性を損ねることから着色するなど見栄えを変更することが難しく、意匠性に乏しいという問題があった。しかし本実施例では、光学制御するレンズ４０とは別に意匠レンズ８０を設けたため、レンズ自体の形状や色彩などの美観を嗜好にあわせ変更でき、美観を向上させることができる。
意匠レンズ８０は、その裏面（レンズ４０の出射面と対面する面）にシボが設けられており、レンズ４０からの放射光を光拡散することで、マップランプとしてのスポット光（光照射領域）の外縁をやわらげ、照明品質を向上することができる。また光拡散するため、外部から視認した際には意匠レンズ８０が白濁して観測され、従来の透明なレンズとは異なり、意匠レンズ８０の全面が発光する上品な印象を与えることができる。

また、意匠レンズ８０は凸部８１とフランジ８２を有し、レンズ４０に設けられた凹状のガイド部４５に凸部８１がはめ込まれることで、レンズ４０に対して位置決めされる。凸部８１とフランジ８２は、断面Ｕ字状の意匠レンズ８０の先端にそれぞれ突出するよう設けられ、意匠レンズ８０を取り囲むよう環状に設けられている。またガイド部４５は、凸部８１を受け入れるよう相補的な形状で窪んだ溝とその周囲を取り囲む凸状壁を有し、レンズ部４１の周囲を取り囲むよう環状に設けられている。またレンズ４０を回転取付する際には、フランジ８２がガイド部４５の凸状壁とリフレクタ５０の裏面とによってはさみ込まれることで、意匠レンズ８０の脱落が防止される。このため、抑え部４２とリブ５１・５２による上述の取付構造をそのまま適用することができ、簡易な構造で意匠レンズ８０を用いることができる。さらに、凸部８１とフランジ８２の裏面側（レンズ４０と対面する面）にもシボが設けられているため、レンズ４０と意匠レンズ８０とが点（シボの先端）で接することとなり、レンズ４０を回転取付する際には、摩擦を低減して滑りやすく、円滑に回転取付することができる。

以上のよう、レンズ４０とリフレクタとの間に意匠レンズ８０を配置したことで、レンズ直上の意匠性を新規なものへと表現でき、また開口５３をフランジ８２が塞ぐことで、リフレクタ５０とレンズ４０の隙間が目立たず、これらが相まって、レンズ４０周辺の意匠性を大幅に向上させることができる。

本発明は、車用照明装置に関するもので、特にマップランプや読書等など、レンズによって光源の光を集光して照射する車室内照明装置に適用できるものとして説明したが、被取付部材の開口にレンズを取り付ける構造の照明装置であれば、どのような照明装置へも適用できる。

１０ 車両用照明装置
１１ マップランプ部
１２ ルームランプ部
１３ スイッチ
２０ ＬＥＤ
３０ 基板
４０ レンズ
４１ レンズ部
４２ 抑え部
４３ 突起
４４ 保持部
４５ ガイド部
５０ リフレクタ
５１、５２ リブ
５３ 開口
６０ アウタレンズ
７０ ケース
８０ 意匠レンズ
８１ 凸部
８２ フランジ
Ｌ レンズの光軸
Ｔ１、Ｔ２ リブ５１、５２の突出高さ

Claims (5)

1. ＬＥＤとレンズとリフレクタとを備え、該レンズと該リフレクタとを覆うアウタレンズを有する車両用照明装置であって、
   前記レンズは、前記ＬＥＤの光を集光して照射するレンズ部と、該レンズ部から放射状に突出する抑え部と、該レンズ部から放射状に突出し、該レンズ部の外周に沿って該抑え部と交互に位置する保持部とを有し、
   前記リフレクタは、前記レンズ部が表出するようはめ込まれる開口と、該開口近傍における裏面から前記アウタレンズに垂直な方向に突出してＬ字状に屈曲するリブと、を有し、
   前記リフレクタと前記リブとの間で前記抑え部が保持され、前記レンズが前記リフレクタに固定され、
   前記レンズ部の光軸は前記アウタレンズに対して傾斜し、前記開口は該光軸に対し垂直な面で開口しており、
   前記リブのうち、前記アウタレンズから遠い側のリブは、前記アウタレンズに近い側のリブよりも、前記アウタレンズに垂直な方向における前記リフレクタからの突出高さが長い、
   ことを特徴とする車両用照明装置。
2. 前記保持部と前記抑え部は、各々が９０度ずつ回転した部位に設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の車両用照明装置。
3. 前記保持部は、その突出方向から見てＬ字状、またはＴ字状をなすことを特徴とする請求項１に記載の車両用照明装置。
4. 前記リブの先端側には、前記抑え部を保持する爪状のかえしが設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の車両用照明装置。
5. 前記レンズの出射面側にはめ込まれ、前記開口から表出する意匠レンズをさらに備え、
   前記意匠レンズは、該意匠レンズを取り囲むよう環状に設けられるフランジを有し、該フランジが前記レンズと前記リフレクタとによって挟んで固定される、ことを特徴とする請求項１に記載の車両用照明装置。

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