JP6747886B2 - 車両用灯具 - Google Patents
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Description
上記の車両用灯具において、前記第1および第2の入射部の前記第2の入射面は、円錐面状の内周面である、構成としてもよい。
上記の車両用灯具において、前記第1の光源と前記第2の光源が、同一の基板の同一の表面側に実装されている、構成としてもよい。
上記の車両用灯具において、前記車両用灯具が、車両用前照灯であり、前記第1の光学系が形成する配光パターンが、ロービーム用の配光パターンである、構成としてもよい。
また、この構成によれば、第1および第2の光学系の第2の入射面は、前後方向に沿う第2の方向から平面視した時に視認可能である。すなわち、第2の方向を抜き方向として金型を構成することで、金型の第1および第2の光学系の第2の入射面を形成する部分がアンダーカットとなることない。したがって、スライドコアを用いることなく金型を構成することができ、金型コストを低減できる。
また、この構成によれば、第1および第2の光学系の出射面が、第1の方向に沿って連続的に延びるため、第1および第2の光学系の出射面を共通の曲率半径の湾曲面として構成することが可能となる。これにより、前方から見た際のレンズ体の意匠性を高めると共に、金型構成を容易とし金型コスト低減を図ることができる。
また、この構成によれば、第1および第2の光学系の第1の出射面のレンズ軸のうち、何れか一方又は両方が、光源の光軸と一致しないことで、光源の光軸方向の設定の自由度を高めることができる。これにより、第1および第2の光学系の入射部に対向するそれぞれの光源の光軸方向を揃えることが可能となり、構成精度な組み立てを容易とすることができる。
また、この構成によれば、ブラケットに設けられた複数のピン部を基板の孔に嵌合させることで、基板および光源の位置合わせを容易とすることができる。さらに、ピン部を互いに平行とすることが可能となり、ピン部の成形を容易とすることができる。
以下の説明で用いる図面は、特徴を分かり易くするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
また、各図面においては、適宜3次元直交座標系としてXYZ座標系を示す。XYZ座標系において、Y軸方向は上下方向(鉛直方向)であり、+Y方向が上方向である。また、Z軸方向は前後方向であり、+Z方向が前方向(前方)である。さらに、X軸方向は、左右方向である。また、X軸方向は、第1の方向とも言う。なお、本明細書においける前方とは、車両用灯具およびレンズ体の光の出射方向を意味し、必ずしも車両用灯具およびレンズ体が取り付けられる姿勢を限定するものではない。
車両用灯具100は、ロービーム用の配光パターンおよびハイビーム用の配光パターンを前方(+Z軸方向)に向けて照射する車両用前照灯(ヘッドライト)を構成する。
レンズ体1は、多面レンズ体である。レンズ体1には、例えば、ポリカーボネイトやアクリル等の透明樹脂である。レンズ体1を構成する樹脂材料としては、空気よりも屈折率の高い材質のものを用いることができる。レンズ体1は、金型を用いた射出成形によって形成されている。
本実施形態では、レンズ体1において、第1および第2の光学系10、20の配列方向を左右方向とした場合を例示する。しかしながら、第1および第2の光学系10、20の配列方向は、前後方向と直交する方向であればよく、例えば鉛直方向(Y軸方向)であってもよい。
また、本実施形態のレンズ体1において、第1の光学系10が左右方向両端に配置され、配列方向の途中に第2の光学系20が連続して配置されている。しかしながらレンズ体1において、第1および第2の光学系10、20は、交互に配列してもよく、また第1の光学系10同士および第2の光学系20同士をそれぞれ連続して並べてもよい。
本実施形態の車両用灯具100は、第1の光学系10から出射された光のみを利用する場合にロービーム用の配光パターンを実現し、第1および第2の光学系10、20から出射された光を利用する場合にハイビーム用配光パターンを実現する。しかしながら、第2の光学系20から出射された光のみを利用してハイビーム用の配光パターンを実現してもよい。
図2は、第1の光学系10の概略構成を示す斜視図である。図3は、図1のIII−III線に沿う第1の光学系10の断面図である。
第1の光学系10は、後方から前方(−Z側から+Z側)に向かって、入射部11と、反射面12と、中間出射面13と、中間入射面15と、出射面16とが、この順で配置された構成を有する。また、第1の光学系10は、入射部11、反射面12および中間出射面13を含む第1レンズ部14と、中間入射面15および出射面16を含む第2レンズ部17とを有する。
入射部11は、第1レンズ部14の後端側に位置する。入射部11の後方(−Z側)には、光源50が配置される。すなわち、入射部11は、光源50と対向する。入射部11は、光源50からの光Lを屈折させつつ第1の光学系10の内部に導く。入射部11は、第1の入射面11aと、第2の入射面11bと、内面反射面11cと、を有する。
図5は、第2の光学系20の概略構成を示す斜視図である。図6は、図1のIV−IV線に沿う第2の光学系20の断面図である。
第2の光学系20は、後方から前方(−Z側から+Z側)に向かって、入射部21と、反射面22と、中間出射面23と、中間入射面25と、出射面26とが、この順で配置された構成を有する。また、第2の光学系20は、入射部21、反射面22および中間出射面23を含む第1レンズ部24と、中間入射面25および出射面26を含む第2レンズ部27とを有する。
以下の第2の光学系20の説明において、第1の光学系10と同様の構成については、説明を省略する。
次に、レンズ体1の製造に係る金型の構成について説明する。
図7は、レンズ体1を前後方向に沿う第2の方向D2からみた平面視である。また、図8は、図7のVIII−VIIIに沿う断面図である。なお、図8には、レンズ体1を形成するための金型Mの一部の断面図を合わせて示す。
これにより、図8に示すように、第2の方向D2の方向を抜き方向として、金型Mの第1および第2の光学系10、20の第2の入射面11b、21bを形成する部分M11a、M21a、M11b、M21bがアンダーカットとなることない。したがって、スライドコアを用いることなく金型を構成することができ、金型コストを低減できる。
また、本実施形態において、第2の方向D2は、前後方向(Z軸方向)と平行な方向である。しかしながら、第2の方向D2は、前後方向に沿う方向であれば、必ずしも平行でなくてもよい。
光源50には、例えば、発光ダイオード(LED)やレーザーダイオード(LD)等の発光素子を用いることができる。本実施形態では、白色光を発する1つのLEDを用いている。また、LEDには、車両照明用の高出力タイプのものが使用されている。なお、光源50の種類については、特に限定されるものではなく、上述した発光素子以外の光源を用いてもよい。
図9は、本実施形態の基板55を示す斜視図である。
図9に示すように、基板55は、ネジ56によりブラケット59に固定されている。基板55には、光源50が実装されている。それぞれの基板55には、ブラケット59と位置合わせを行うための孔55aが設けられている。孔55aは、基板55の板厚方向に貫通している。
なお、本実施形態の基板55は、リジッド基板であるが、基板55は、フレキシブル基板であってもよい。また、複数の基板55は、フレキシブル基板として一体的に形成されていてもよい。
図1に示すように、ブラケット59はレンズ体1の後方に位置し、ブラケット59は、基板55を支持する。ブラケット59は、前方を向き各入射部11、21と対向する複数の支持面59bを有する。複数の支持面59bは、各入射部11、21の後端に沿って階段状に配置されている。支持面59bには、基板55の後方側の面が面接触する。それぞれの支持面59bには、支持面59bの法線方向に向かって突出するピン部59aが設けられている。したがって、複数のピン部59aの突出方向は、互いに平行となっている。
加えて、複数の支持面59bを平行であることで、各ピン部59aの突出方向も平行とすることができる。しがって、金型を用いてブラケット59を成形する場合に、複数のピン部59aの突出方向と金型抜き方向を一致させることができ、金型コストを低減できる。
(実施例)
上述の実施形態として説明した車両用灯具100において、第2の光学系20から出射された光の配光パターンのシミュレーション結果を図10に示す。なお、実施例のシミュレーション結果において、最大光度は61700cdであり、光学効率は、40.2%であった。
図12に、比較例のレンズ体1Aの部分断面図を示す。なお、図12は、上述の実施形態の図8に対応する図である。図12のレンズ体1Aは、以下に説明する入射部11S、21Sの構成を除いて、上述の実施形態のレンズ体1と略同様の構成を有する。
このように構成されたレンズ体1Aにおいて、第2の光学系20Sから出射された光の配光パターンのシミュレーション結果を図11に示す。なお、比較例のシミュレーション結果において、最大光度は59800cdであり、光学効率は、33.5%であった。
実施例においては、最大光度および光学効率ともに望ましい値となった。
一方で、比較例においては、実施例と比較して最大光度が低い値となり、光学効率が著しく低下している。これは比較例のレンズ体1Aにおいて、第2の光学系20Sのレンズ軸AX21Sが第1の光学系10Sのレンズ軸AX11Sに合わせて下向きに傾斜していることで、一部の光束が無駄になってしまうためであると考えられる。
Claims (4)
- 一体的に形成され異なる配光パターンを形成する第1の光学系および第2の光学系を有するレンズ体と、
前記第1の光学系および前記第2の光学系の後方にそれぞれ配置される第1の光源および第2の光源と、を備え、
前記第1および第2の光学系は、前後方向と直交する第1の方向に並んで配置され、
前記第1の光学系は、
後方から前方に向かって、前記第1の光源から出射した光が入射する第1の入射部と第1の反射面と第1の中間出射面とがこの順で配置された第1レンズ部と、
前記第1の中間出射面に対向する第1の中間入射面および第1の出射面を含む第2レンズ部と、
前記第1レンズ部と前記第2レンズ部とを連結する連結部と、を有し、
前記第2の光学系は、
後方から前方に向かって、前記第2の光源から出射した光が入射する第2の入射部と第2の中間出射面とがこの順で配置された第1レンズ部と、
前記第2の中間出射面に対向する第2の中間入射面および第2の出射面を含む第2レンズ部と、
前記第1レンズ部と前記第2レンズ部とを連結する連結部と、を有し、
前記第1の光学系の第2レンズ部と前記第2の光学系の第2レンズ部とは一体に形成され、
前記第1の出射面と前記第2の出射面とが前記第1の方向に沿って連続的に延びるとともに上下方向に集光させるレンズ面であり、
前記第1の入射部および前記第2の入射部は、前記第1の光源および前記第2の光源のそれぞれと対向する第1の入射面と、前記第1の入射面の外縁からそれぞれの前記光学系の前記光源側に向かって延びる第2の入射面と、前記第2の入射面から入射した光を前方に内面反射させる内面反射面と、をそれぞれ有し、
前記第1および第2の入射部の前記第2の入射面は、前後方向に沿う第2の方向から平面視した時に視認可能となるように配置され前方から後方に向かうに従い開口面積大きくなるように傾斜し、
前記第1および第2の入射部の前記内面反射面は、前後方向に沿う方向を中心軸とする略放物面形状を有し、
前記第1の光源の光軸と前記第2の光源の光軸とは、互いに平行に配置され、
前記第1および前記第2の光学系の前記第1の入射面のレンズ軸が、上下方向において互いに異なる方向を向く、
車両用灯具。 - 前記第1および第2の入射部の前記第2の入射面は、円錐面状の内周面である、
請求項1に記載の車両用灯具。 - 前記第1の光源と前記第2の光源が、同一の基板の同一の表面側に実装されている、
請求項1又は2に記載の車両用灯具。 - 前記車両用灯具が、車両用前照灯であり、
前記第1の光学系が形成する配光パターンが、ロービーム用の配光パターンである、
請求項1〜3の何れか一項に記載の車両用灯具。
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