JP7127932B2 - 車両用ランプモジュール及びそれを用いた自動車 - Google Patents

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Description

関連出願の交互引用
本開示は、２０１９年０２月２６日に中国専利局に提出された、出願番号が２０１９１０１４４３８０９であり、名称が「車両用ランプモジュール及びそれを用いた自動車」である中国出願に基づいて優先権を主張する。
本開示は、自動車部品の技術分野に属し、具体的には、車両用ランプモジュール及びそれを用いた自動車に関する。
車両用ランプの技術分野では、車両用ランプモジュールは、レンズ又はそれに相当する構成を有する部品を出光素子として、自動車前照灯のロービーム照明又はハイビーム照明を実現する装置である。ここ数年、自動車産業の発展が成熟、安定段階に入ったとともに、車両用ランプモジュールの応用範囲も広がっているので、車両用ランプモジュールの総合性能に対する要求がますます高くなっている。例えば、自動車前照灯のロービーム又はハイビームの配光パターンの均一性、ロービームの視認性、放熱性能、ハイビームの輝度及びモジュールの構成、重量、体積等に対する要求が高くなり、優れた車両用ランプモジュールの総合性能が求められる。しかし、従来技術では、上記の要求を満たすことができる技術案がなかった。
従来技術として、ＬＥＤ光源のハイ・ロービーム一体式車両用ランプモジュールや、ＬＥＤ光源の車両用ランプモジュールが開示され、現有の技術的問題をある程度改善できたが、さらに最適化する必要がある。
本開示は、例えば、従来の自動車前照灯のロービーム又はハイビームの配光パターンの均一性、ロービームの視認性、ハイビームの輝度等の総合性能が良好ではない技術的問題を改善できる車両用ランプモジュール及びそれを用いた自動車を提供することを目的とする。
本開示の実施例は、以下のように実現されている。
本開示の実施例による車両用ランプモジュールは、ロービームリフレクタと、ハイビーム集光装置と、ロービーム光源が設置されているロービーム用回路基板と、ハイビーム光源が設置されているハイビーム用回路基板と、レンズとを有し、前記ロービームリフレクタがロービーム用の１次光学部材であり、前記ハイビーム集光装置がハイビーム用の１次光学部材であり、前記ロービーム用回路基板は、前記ロービームリフレクタの下側に設置されるとともに、前記ロービーム用回路基板における前記ロービーム光源の光学中心が前記ロービームリフレクタの第１焦点のところに位置するように構成され、前記ハイビーム集光装置が、前記ロービーム用回路基板の前側に設置されるとともに、前記ハイビーム集光装置の出光面が前記ロービームリフレクタの第２焦点のところに位置するように構成され、前後方向における前記ハイビーム集光装置の出光面の上側エッジラインから前記ロービームリフレクタの第２焦点までの距離が２ｍｍ以下であり、前記ハイビーム集光装置の出光面の上側エッジラインは、ロービーム光線をカットオフしてロービーム配光パターンを形成するために、ロービームカットオフラインの形状を有するように構成され、前記レンズが前記ハイビーム集光装置の前側に設置され、前記ロービーム光源からの光線は、前記ロービームリフレクタにより反射されたあと、前記ハイビーム集光装置の出光面の上方から前記レンズへ射出され、前記レンズにより屈折されてロービーム配光パターンを形成し、前記ハイビーム光源からの光線は、前記ハイビーム集光装置により屈折（及び反射）されたあと、前記ハイビーム集光装置の出光面から前記レンズへ射出され、前記レンズにより屈折されてハイビーム配光パターンを形成する。
好ましくは、前記レンズの光軸方向における前記ハイビーム集光装置の出光面の上側エッジラインから前記ロービームリフレクタの第２焦点までの距離がゼロとなる。
好ましくは、前記ロービームリフレクタは、対向する内凹面及び外凸面を備え、前記内凹面に第１ロービームリフレクタ反射面領域と第２ロービームリフレクタ反射面領域とが設けられ、前記第１ロービームリフレクタ反射面領域の第１焦点が前記ロービーム光源の光学中心に設けられ、前記第１ロービームリフレクタ反射面領域の第２焦点が前記ハイビーム集光装置の出光面に設けられ、前後方向における前記ハイビーム集光装置の出光面の上側エッジラインから前記第１ロービームリフレクタ反射面領域の第２焦点までの距離が２ｍｍ以下であり、
前記ロービーム光源からの光線が、前記第１ロービームリフレクタ反射面領域により反射されたあと、前記ハイビーム集光装置の出光面の上方から前記レンズへ射出され、前記レンズにより屈折されて第１ロービーム配光パターン領域を形成し、
前記ロービーム光源からの光線が、前記第２ロービームリフレクタ反射面領域により反射されたあと、前記ハイビーム集光装置の出光面の上方から前記レンズへ射出され、前記レンズにより屈折されて第２ロービーム配光パターン領域を形成する。
好ましくは、前記第１ロービームリフレクタ反射面領域の前記第２ロービームリフレクタ反射面領域から離れる側が、前記ロービームリフレクタの一側のエッジまで延びており、前記第２ロービームリフレクタ反射面領域の前記第１ロービームリフレクタ反射面領域から離れる離間する側が、前記ロービームリフレクタの前記一側のエッジと対向する他側のエッジまで延びている。
好ましくは、前記第１ロービームリフレクタ反射面領域は、前記第２ロービームリフレクタ反射面領域に対して前記内凹面に沿って前記外凸面の方向へ窪むように形成される。
好ましくは、前記第１ロービームリフレクタ反射面領域が楕円面であり、前記第１ロービームリフレクタ反射面領域の面積が前記ロービームリフレクタの全面積の１０％以下を占める。
好ましくは、前記第１ロービームリフレクタ反射面領域と前記第２ロービームリフレクタ反射面領域との表面には、アルミニウムめっき処理が施されており、アルミニウムめっきの表面の反射率が０．８以上である。
好ましくは、前記第１ロービームリフレクタ反射面領域には研磨処理が施されており、前記第２ロービームリフレクタ反射面領域には研磨処理が施されていない。
好ましくは、前記ロービーム光源は、出光面を有し、前記出光面が水平面に対して角度αをなすように構成され、前記角度αが３０°以下である。
好ましくは、前記ロービーム光源はＬＥＤを含む。
好ましくは、前記ハイビーム集光装置の光学面は、ハイビーム集光装置の集光カップ構造と、ハイビーム集光装置の全反射面と、ハイビーム集光装置の上面と、ハイビーム集光装置の出光面とを含み、前記ハイビーム集光装置の全反射面、前記ハイビーム集光装置の上面及び前記ハイビーム集光装置の出光面が順に接続し、前記ハイビーム集光装置の集光カップ構造は、ハイビーム集光装置の全反射面の下側に位置し、前記ハイビーム集光装置の全反射面が水平面に対してなす傾斜角は、３０°≦傾斜角≦６０°であり、前記ハイビーム集光装置の出光面が、円弧面に形成されるとともに、前記ハイビーム集光装置の出光面が位置する円の直径が、３０ｍｍ≦直径≦２００ｍｍの範囲であり、前記ハイビーム集光装置の集光カップ構造が、ハイビーム集光装置の集光カップ構造の反射面と、ハイビーム集光装置の集光カップ構造の内屈折面と、ハイビーム集光装置の集光カップ構造の内中心面とを含む。
好ましくは、前記ハイビーム集光装置の集光カップ構造の底部に凹溝が設けられ、前記ハイビーム集光装置の集光カップ構造の反射面がハイビーム集光装置の集光カップ構造の外周壁に設けられ、前記ハイビーム集光装置の集光カップ構造の内屈折面が前記凹溝の溝周壁に設けられ、前記ハイビーム集光装置の集光カップ構造の内中心面が前記凹溝の溝底壁に設けられる。
好ましくは、前記ハイビーム光源がＬＥＤを含み、前記ハイビーム光源の個数が２以上であり、前記ハイビーム集光装置の集光カップ構造が、前記ハイビーム光源の個数と同数に設置され、前記ハイビーム光源と一対一で対応するとともに、それぞれ対応する前記ハイビーム光源の上方に設置される。
好ましくは、前記ハイビーム集光装置の全反射面及び／又は前記ハイビーム集光装置の上面に増反射膜が設置される。
好ましくは、前記ハイビーム集光装置の出光面に反射防止膜が設置される。
好ましくは、前記ハイビーム集光装置の上面に対してアルミニウムめっき処理が施されており、アルミニウムめっきの上面の反射率が０．８以上である。
好ましくは、放熱装置と、レンズホルダーと、モジュールホルダーとをさらに有し、前記レンズホルダーが前記レンズを取り付けるためのものであり、前記モジュールホルダーが、前記放熱装置と前記レンズホルダーとを接続するとともに、車両用ランプのランプ本体と接続するように配置される。
好ましくは、前記放熱装置の放熱片の片面又は両面に凹凸の曲面が設けられる。
好ましくは、前記放熱装置は、第１取付面と第２取付面とを有し、前記第１取付面と前記第２取付面とが３０°以下の角度をなすように構成され、前記ロービーム用回路基板が前記第１取付面に取り付けられ、前記ハイビーム用回路基板が前記第２取付面に取り付けられる。
本開示の実施例による自動車は、上記のいずれか１項に記載の車両用ランプモジュールを有する。
従来技術に対して、本開示の実施例は、例えば下記のような有益な効果を有する。
本開示に係る車両用ランプモジュールは、ロービームリフレクタと、ハイビーム集光装置と、レンズと、ロービーム光源が設置されるロービーム用回路基板と、ハイビーム光源が設置されるハイビーム用回路基板とを有する。ロービームリフレクタがロービーム用の１次光学部材であり、ハイビーム集光装置がハイビーム用の１次光学部材である。ロービーム用回路基板は、ロービームリフレクタの下側に設置され、ロービーム用回路基板におけるロービーム光源の光学中心がロービームリフレクタの第１焦点のところに位置するように構成されている。ハイビーム集光装置は、ロービーム用回路基板の前側に設置されるとともに、ハイビーム集光装置の出光面がロービームリフレクタの第２焦点にするように構成されている。また、前後方向におけるハイビーム集光装置の出光面の上側エッジラインからロービームリフレクタの第２焦点までの距離が２ｍｍ以下であるように構成されている。また、ロービーム光線をカットオフしてロービーム配光パターンを形成するように、ハイビーム集光装置の出光面の上側エッジラインは、ロービームカットオフラインの形状を有する。レンズは、ハイビーム集光装置の前側に設置される。ロービーム光源からの光線は、ロービームリフレクタにより反射されたあと、ハイビーム集光装置の出光面の上方からレンズへ射出され、レンズにより屈折されてロービーム配光パターンを形成する。ハイビーム光源からの光線は、ハイビーム集光装置により屈折、反射されたあと、ハイビーム集光装置の出光面からレンズへ射出され、レンズにより屈折さえてハイビーム配光パターンを形成する。このようにして、本開示に係る車両用ランプモジュールにおいて、リフレクタがロービーム機能を有する１次光学部材として設置され、集光装置がハイビーム用の１次光学部材として設置されることによって、優れたロービームの均一性、ハイビームの照明性能を実現できるとともにハイビームとロービームとの互いの切替も良好になった。また、車両用ランプモジュールは、構成部品が少ないので、構成が簡単になり、コストが低くなって。また、ロービームリフレクタ及びハイビーム集光装置の構成の設計によって、モジュールの光学素子全体が占める空間体積が小さくなった。上記のように、本開示に係る車両用ランプモジュールは、光学素子の合理的な設置、各光学素子のパラメータの設定によって、優れた配光パターンの均一性及びロービームの視認性を実現できるとともに、車両用ランプモジュールの構成が簡単、軽量になり、体積が小さく、コストが低くなったので、良好な総合性能を有するようになった。
以下、本開示の具体的な実施形態又は従来技術の技術案をより明瞭に説明するため、具体的な実施形態又は従来技術の説明に使用する図面を簡単に説明する。説明する図面は、本開示の一部の実施形態を示すものにすぎず、当業者は、発明能力を用いなくても、これらの図面に基づいてその他の図面を得ることが可能である。
本開示の実施例による車両用ランプモジュールの斜視の構成模式図である。 本開示の実施例による車両用ランプモジュールの断面の構成模式図である。 本開示の実施例による車両用ランプモジュールにおける光学部品の斜視の構成模式図である。 本開示の実施例によるロービームリフレクタの断面の構成模式図である。 本開示の実施例による車両用ランプモジュールにおけるハイビーム集光装置の斜視の構成模式図である。 本開示の実施例による車両用ランプモジュールにおけるハイビーム集光装置の断面の構成模式図である。 本開示の実施例による車両用ランプモジュールにおけるハイビーム集光装置の底面視の構成模式図である。 本開示の実施例による車両用ランプモジュールにおける光の振る舞いの模式図である。 本開示の実施例による車両用ランプモジュールのロービーム配光パターンの模式図である。 本開示の実施例による車両用ランプモジュールのハイビーム配光パターンの模式図である。 本開示の実施例による車両用ランプモジュールにおける放熱装置の放熱片の部分構成模式図である。
本開示の実施例の目的、技術案及び利点をより明瞭にするため、以下、図面を参照しながら本開示の技術案を明瞭、完全に説明する。説明する実施例は、本開示の一部の実施例にすぎず、全ての実施例ではないことが無論である。通常、ここで図面を用いて説明し、示した本開示の実施例の部品は、それぞれの組み合わせで配置、設計することが可能である。
このため、以下の、図面に示された本開示の実施例に対する詳細な説明は、本開示の選択された実施例を示すものにすぎず、保護しようとする本開示の範囲を限定するものではない。本開示の実施例をもとに、当業者が発明能力を用いることなく得たすべてのその他の実施例は、いずれも本開示の保護範囲に属する。
なお、同様な符号は、図面において同様なものを示すので、１つの図面で定義された場合、その他の図面でさらに定義、解釈することが不要になる。
本開示の説明において、「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「内」、「外」等の用語で表された方向又は位置関係は、図面に基づくものであり、本開示を便宜及び簡略に説明するためのものに過ぎず、該当システム又は素子が、必ず定められた方向を有したり、定められた方向に構成、操作されたり、することを明示または暗示するものではないため、本開示を限定するものではないと理解すべきである。また、用語「第１」、「第２」、「第３」は、説明するためのものに過ぎず、相対重要性を明示又は暗示するものではないと理解すべきである。
また、「水平」、「鉛直」、「重力方向」等の用語は、部品を絶対的な水平又は鉛直に設置すると意味するのではなく、少し傾斜してもよい。例えば、「水平」とは、該当構成の方向が、「鉛直」に対する水平となるように、必ず完全水平になるのではなく、少し傾斜してもよい。
本開示の説明において、明確な定義と限定がない限り、用語「取付」、「連係」、「接続」を広義に理解すべきである。例えば、固定接続でもよいし、取外し可能な接続でもよいし、一体的な接続でもよい。そして、機械的な接続でもよいし、電気的な接続でもよい。また、直接に接続してもよいし、中間物を介して間接に接続してもよいし、２つの素子の内部が連通してもよい。当業者は、本開示における上記用語の具体的な意味を、具体的な状況に応じて理解することが可能である。
なお、矛盾がない限り、本開示の実施例における特徴を相互結合させることができる。
図１～図１１に示すように、本開示に係る車両用ランプモジュールは、ロービームリフレクタ２と、ハイビーム集光装置４と、レンズ６と、ロービーム光源１ａが設置されているロービーム用回路基板１と、ハイビーム光源３ａが設置されているハイビーム用回路基板３とを有する。ロービームリフレクタ２がロービーム用の１次光学部材であり、ハイビーム集光装置４がハイビーム用の１次光学部材である。図１に示すように、ロービーム用回路基板１は、ロービームリフレクタ２の下側に設置されるとともに、ロービーム用回路基板１におけるロービーム光源１ａの光学中心がロービームリフレクタ２の第１焦点１０のところに位置するように構成されている。ハイビーム集光装置４は、ロービーム用回路基板１の前側に設置されるとともに、ハイビーム集光装置の出光面４ｄがロービームリフレクタ２の第２焦点１１のところに位置するように構成されている。また、前後方向におけるハイビーム集光装置の出光面４ｄの上側エッジライン４０１からロービームリフレクタ２の第２焦点１１までの距離が２ｍｍ以下であるように構成されている。好ましくは、前後方向におけるハイビーム集光装置の出光面４ｄの上側エッジライン４０１からロービームリフレクタ２の第２焦点１１までの距離が０ｍｍとなり、すなわち、ハイビーム集光装置の出光面４ｄの上側エッジライン４０１とロービームリフレクタ２の第２焦点１１とが重なる。このような構成によって、光学効率を向上させることができる。また、ロービーム光線をカットオフしてロービーム配光パターンを形成するように、ハイビーム集光装置の出光面４ｄの上側エッジライン４０１は、ロービームカットオフラインの形状を有する。レンズ６は、ハイビーム集光装置４の前側に設置され、ハイビーム集光装置４のハイビーム集光装置の出光面４ｄから射出した光線を受光するように構成されている。ロービーム光源１ａからの光線は、ロービームリフレクタ２により反射されたあと、ハイビーム集光装置の出光面４ｄの上方からレンズ６へ射出され、レンズ６により屈折されてロービーム配光パターンを形成する。ハイビーム光源３ａからの光線は、ハイビーム集光装置４により屈折、反射されたあと、ハイビーム集光装置の出光面４ｄからレンズ６へ射出され、レンズ６により屈折されてハイビーム配光パターンＨｉを形成する。
従来技術に対して、本開示に係る車両用ランプモジュールは、少なくとも下記のメリットを有する。
本開示に係る車両用ランプモジュールは、図１～図１１に示すように、ロービームリフレクタ２と、ハイビーム集光装置４と、レンズ６と、ロービーム光源１ａが設置されているロービーム用回路基板１と、ハイビーム光源３ａが設置されているハイビーム用回路基板３とを有する。ロービームリフレクタ２がロービーム用の１次光学部材であり、ハイビーム集光装置４がハイビーム用の１次光学部材である。図１又は図２に示すように、ロービーム用回路基板１は、ロービームリフレクタ２の下側に設置されるとともに、ロービーム光源１ａの光学中心がロービームリフレクタ２の第１焦点１０のところに位置するように構成されている。ハイビーム集光装置４は、ロービーム用回路基板１の前側に設置されるとともに、ハイビーム集光装置の出光面４ｄがロービームリフレクタ２の第２焦点１１のところに位置するように構成されている。また、前後方向におけるハイビーム集光装置の出光面４ｄの上側エッジライン４０１からロービームリフレクタ２の第２焦点１１までの距離が２ｍｍ以下であるように構成されている。好ましくは、前後方向におけるハイビーム集光装置の出光面４ｄの上側エッジライン４０１からロービームリフレクタ２の第２焦点１１までの距離が０ｍｍとなり、すなわち、ロービームリフレクタ２の第２焦点１１がハイビーム集光装置の出光面４ｄの上側エッジライン４０１に位置している。このような構成によって、光学効率を向上させることができる。また、ロービーム光線をカットオフしてロービーム配光パターンを形成するように、ハイビーム集光装置の出光面４ｄの上側エッジライン４０１は、ロービームカットオフラインの形状を有する。レンズ６は、ハイビーム集光装置４の前側に設置され、ハイビーム集光装置４のハイビーム集光装置の出光面４ｄから射出した光線を受光するように構成されている。ロービーム光源１ａからの光線は、ロービームリフレクタ２により反射されたあと、ハイビーム集光装置の出光面４ｄの上方からレンズ６へ射出され、レンズ６により屈折されてロービーム配光パターンを形成する。ハイビーム光源３ａからの光線は、ハイビーム集光装置４により屈折、反射されたあと、ハイビーム集光装置の出光面４ｄからレンズ６へ射出され、レンズ６により屈折されてハイビーム配光パターンＨｉを形成する。このようにして、本開示に係る車両用ランプモジュールにおいて、ロービームリフレクタ２がロービーム機能を有する１次光学部材として設置され、ハイビーム集光装置４がハイビーム機能を有する１次光学部材として設置されることによって、優れたロービームの均一性、ハイビームの照明性能を実現できるとともにハイビームとロービームとの互いの切替も良好になった。また、車両用ランプモジュールは、構成部品が少ないので、構成が簡単になり、コストが低くなった。また、ロービームリフレクタ２及びハイビーム集光装置４の構成の設計によって、車両用ランプモジュールの光学素子全体が占める空間体積が小さくなった。上記のように、本開示に係る車両用ランプモジュールは、光学素子の合理的な設置、各光学素子のパラメータの設定によって、優れた配光パターンの均一性及びロービームの視認性を実現できるとともに、車両用ランプモジュールの構成が簡単、軽量になり、体積が小さく、コストが低くなったので、良好な総合性能を有するようになった。
なお、本開示における前後方向は、車両用ランプモジュールの出光方向であり、すなわちレンズ６の光軸の方向であり、上下方向は、重力方向と同一である。また、配光パターンの均一性の面においてリフレクタが集光装置より優れるので、ロービーム用の１次光学部材としてリフレクタを選択した。リフレクタの光学面を合理的に設計することにより、優れたロービームの視認性を得ることができる。集光装置をハイビーム用の１次光学部材とし、車両用ランプモジュールの構成部品においてハイビーム集光装置４となる。ハイビームの光学性能の面において集光装置がリフレクタより優れるので、ハイビーム用の１次光学部材として集光装置を選択した。
本開示において、ハイビーム集光装置の出光面４ｄの上側エッジライン４０１は、ロービーム光線をカットオフしてロービーム配光パターンを形成させるように、ロービームカットオフラインの形状を有する。従来技術では、カットオフライン形状を有する構造を利用して光線をカットオフしてロービームカットオフラインを形成するようになっているが、本開示では、ハイビーム集光装置４にロービームカットオフラインの形状が形成されているので、光学素子同士の組立精度が高く、車両用ランプモジュールの構成が簡単になり、コストが低いなどのメリットを有するようになった。
図４に示すように、ロービームリフレクタ２は、略円弧板状に形成されることが好ましい。その構成が規則であるので、加工、製造されやすくなった。ロービームリフレクタ２は、対向する内凹面２１及び外凸面２２を備え、内凹面２１をレンズ６に向けるように構成されている。ロービームリフレクタ２の内凹面２１に第１ロービームリフレクタ反射面領域２ａと第２ロービームリフレクタ反射面領域２ｂとが設けられている。図４に示すように、第１ロービームリフレクタ反射面領域２ａがロービームリフレクタ２の下側の位置に設けられている。つまり、内凹面２１は、連続する第１ロービームリフレクタ反射面領域２ａと第２ロービームリフレクタ反射面領域２ｂとを含み、第１ロービームリフレクタ反射面領域２ａの第２ロービームリフレクタ反射面領域２ｂから離れる側が、ロービームリフレクタ２の一側のエッジまで延びており、第２ロービームリフレクタ反射面領域２ｂの第１ロービームリフレクタ反射面領域２ａから離れる側が、ロービームリフレクタ２の一側のエッジと対向する他側のエッジまで延びている。第１ロービームリフレクタ反射面領域２ａは、第２ロービームリフレクタ反射面領域２ｂに対して内凹面２１に沿って外凸面２２の方向へ窪むように形成されることが好ましい。すなわち、ロービームリフレクタ２の内凹面２１が階段構造に形成され、第１ロービームリフレクタ反射面領域２ａが階段構造の低い側に形成され、第２ロービームリフレクタ反射面領域２ｂが階段構造の高い側に形成されている。これによって、第１ロービームリフレクタ反射面領域２ａと第２ロービームリフレクタ反射面領域２ｂとが区画されたので、互いに干渉しにくくなり、光線の伝搬に寄与できる。第１ロービームリフレクタ反射面領域２ａと第２ロービームリフレクタ反射面領域２ｂが楕円面であるとともに、第１ロービームリフレクタ反射面領域２ａの面積がロービームリフレクタ２の全面積の１０％以下を占めることが好ましい。第１ロービームリフレクタ反射面領域２ａの面積がロービームリフレクタ２の全面積の７％を占めることがさらに好ましい。ここで、全面積とは、内凹面２１の表面積を指している。
第１ロービームリフレクタ反射面領域２ａと第２ロービームリフレクタ反射面領域２ｂとの表面には、アルミニウムめっき処理が施されており、アルミニウムめっきの表面の反射率が０．８以上であることが好ましい。図８に示すように、第１ロービームリフレクタ反射面領域２ａの第１焦点１０がロービーム光源１ａの光学中心に設置されている。第１ロービームリフレクタ反射面領域２ａの第２焦点１１がハイビーム集光装置の出光面４ｄに設置され、前後方向におけるハイビーム集光装置の出光面４ｄの上側エッジライン４０１から第１ロービームリフレクタ反射面領域２ａの第２焦点１１までの距離が２ｍｍ以下であるように構成されている。また、前後方向におけるハイビーム集光装置の出光面４ｄの上側エッジライン４０１からロービームリフレクタ２の第２焦点１１までの距離が０ｍｍとなり、すなわち、第１ロービームリフレクタ反射面領域２ａの第２焦点１１がハイビーム集光装置の出光面４ｄの上側エッジライン４０１に位置することが好ましい。このようにして、光学効率を向上させることができるとともに、ロービーム配光パターンの７５Ｒ及びその付近の配光パターンの輝度を向上させることができる。図９に示すように、ロービーム光源１ａからの光線は、第１ロービームリフレクタ反射面領域２ａにより反射されたあと、ハイビーム集光装置の出光面４ｄの上方からレンズ６へ射出され、レンズ６により屈折されて第１ロービーム配光パターン領域Ｌｏ１を形成する。第１ロービーム配光パターン領域Ｌｏ１は、ロービームカットオフラインの下方の７５Ｒによる規定の測定点及びその付近の領域となるので、ロービームの視認性を向上させることができる。ロービーム光源１ａからの光線は、第２ロービームリフレクタ反射面領域２ｂにより反射されたあと、ハイビーム集光装置の出光面４ｄの上方からレンズ６へ射出され、レンズ６により屈折されて第２ロービーム配光パターン領域Ｌｏ２を形成する。第２ロービーム配光パターン領域Ｌｏ２は、ロービームカットオフラインの下方の横延在領域となる。第２ロービーム配光パターン領域Ｌｏ２と第１ロービーム配光パターン領域Ｌｏ１とが一部重なり、ロービームの照射範囲を拡大することができる。本開示では、第１ロービーム配光パターン領域Ｌｏ１が完全に第２ロービーム配光パターン領域Ｌｏ２内に入っていることが好ましい。
なお、第１ロービームリフレクタ反射面領域２ａは、ロービームリフレクタ２の下側の位置に設けられ、楕円面に形成されるとともに、ロービームリフレクタ２の全面積の１０％以下を占めるように構成されている。第１ロービームリフレクタ反射面領域２ａの面積がロービームリフレクタ２の全面積の７％を占めることが好ましい。ロービームリフレクタ２の反射面を上記のように設計する理由は、以下のとおりである。ロービーム光源１ａに近いロービームリフレクタ２の下側の反射面領域が、おもにロービーム７５Ｒ及びその付近の領域配光パターンを形成するためのものであり、その他の反射面領域が、おもにロービーム横延在配光パターンを形成するためのものであるので、第１ロービームリフレクタ反射面領域２ａをロービーム光源１ａに近く設けるとともにその面積を限定することによって、ロービームの７５Ｒ及びその付近の領域の配光パターンの輝度を向上させ、ロービームの視認性を向上させることができる。
ロービーム光源１ａは、ＬＥＤを含み、底面が前後方向に対して角度αをなすように構成されることが好ましい。つまり、図４に示すように、ロービーム光源１ａは、平行する底面と出光面１２とを含み、出光面１２と水平面とのなす角度がαとなる。本開示では、α≦３０°であり、好ましくは、αが２１°である。ロービームリフレクタ２と水平面とのなす角度が上記角度αに等しい。ロービーム光源１ａ及びロービームリフレクタ２を上に向かって一定角度傾斜させることにより、より多くの光線をレンズ６に入射させ、ロービームの光学効率を向上させることができるとともに、ロービームのカットオフラインの色分散を改善できる。
第１ロービームリフレクタ反射面領域２ａには研磨処理が施されており、第２ロービームリフレクタ反射面領域２ｂには研磨処理が施されていないことが好ましい。このように設計する理由は、以下のとおりである。第１ロービームリフレクタ反射面領域２ａが、ロービームの視認性を向上させるために設けられるものであり、研磨処理によりその視認性をさらに向上させることができる。第２ロービームリフレクタ反射面領域２ｂが、ロービーム横延在配光パターンを形成するために設けられるものであり、研磨処理が施されない場合、却って横延在配光パターンの均一性を改善でき、運転手に良好な視覚体験を与えることができる。
図５～図８に示すように、好ましくは、ハイビーム集光装置４の光学面は、ハイビーム集光装置の集光カップ構造４ａと、ハイビーム集光装置の全反射面４ｂと、ハイビーム集光装置の上面４ｃと、ハイビーム集光装置の出光面４ｄとを含み、ハイビーム集光装置の全反射面４ｂ、ハイビーム集光装置の上面４ｃ及びハイビーム集光装置の出光面４ｄが順に接続し、ハイビーム集光装置の集光カップ構造４ａがハイビーム集光装置の全反射面４ｂの下方に位置するように構成されている。ハイビーム集光装置の集光カップ構造４ａは、ハイビーム集光装置の集光カップ構造の反射面４ａ－１と、ハイビーム集光装置の集光カップ構造の内屈折面４ａ－２と、ハイビーム集光装置の集光カップ構造の内中心面４ａ－３とを含み、ハイビーム集光装置の集光カップ構造の反射面４ａ－１がハイビーム集光装置の集光カップ構造４ａの外周壁である。ハイビーム集光装置の集光カップ構造４ａの底部に凹溝４１が設けられ、ハイビーム集光装置の集光カップ構造の内屈折面４ａ－２が凹溝４１の溝周壁となり、ハイビーム集光装置の集光カップ構造の内中心面４ａ－３が凹溝４１の溝底壁となる。
ハイビーム集光装置の全反射面４ｂは、ハイビーム集光装置の集光カップ構造４ａの上側の位置に設けられるとともに、前後方向に対して傾斜に設けられ、つまり、ハイビーム集光装置の全反射面４ｂが水平面に対して傾斜に設けられている。好ましくは、３０°≦傾斜角≦６０°であり、より好ましくは、ハイビーム集光装置の全反射面４ｂの水平面に対する傾斜角が４５°となる。ハイビーム集光装置の全反射面４ｂの水平面に対する傾斜角は３０°又は６０度となってもよい。好ましくは、ハイビーム集光装置の全反射面４ｂの水平面に対する傾斜角は、３０°≦傾斜角≦４５°又は４５°≦傾斜角≦６０°である。ハイビーム集光装置の上面４ｃは、前後方向に沿って設けられるとともに、ハイビーム集光装置の上面４ｃの対向する両側がそれぞれハイビーム集光装置の全反射面４ｂ及びハイビーム集光装置の出光面４ｄと接続するように構成されている。ハイビーム集光装置の出光面４ｄは、円弧面に形成され、ハイビーム集光装置の出光面４ｄが位置する円の直径が、３０ｍｍ≦直径≦２００ｍｍの範囲であってもよい。ハイビーム集光装置の出光面４ｄが位置する円の直径が３０ｍｍ、１００ｍｍ又は２００ｍｍとなり、又は、ハイビーム集光装置の出光面４ｄが位置する円の直径が３０ｍｍ≦直径≦１００ｍｍであり、又は、ハイビーム集光装置の出光面４ｄが位置する円の直径が１００ｍｍ≦直径≦２００ｍｍであることが好ましい。図１１は、ハイビーム配光パターンを示す模式図である。ハイビーム光源３ａからの光線は、集光装置の集光カップ構造４ａにより屈折、反射されたあと、上に向かってハイビーム集光装置４内を伝搬される。そして、ハイビーム集光装置の全反射面４ｂにより全反射されたあと、ハイビーム集光装置の上面４ｃの下方においてハイビーム集光装置４内を伝搬される。さらに、ハイビーム集光装置の出光面４ｄにより屈折されてレンズ６へ射出され、レンズ６により屈折されてハイビーム配光パターンＨｉを形成する。
本開示では、ハイビーム集光装置４にハイビーム集光装置の全反射面４ｂを設け、ハイビーム集光装置４を略「Ｌ」形の構造にすることによって、モジュールを前後方向においてコンパクトにして省スペース化を図ることができる。また、ロービーム光源１ａとハイビーム光源３ａとを十分離間させ、熱源の距離を遠く設計することによって、放熱性能を大幅に改善できる。
ハイビーム集光装置４の形状を「Ｌ」形にすることによって、ハイビームとロービームの熱源を遠く離間させ、車両用ランプモジュールの放熱性能を大幅に向上させることができる。
図５及び図７に示すように、ハイビーム光源３ａは、ＬＥＤを含み、ハイビーム光源３ａの個数が２以上であることが好ましい。ハイビーム光源３ａの個数が３つであり、ハイビーム集光装置の集光カップ構造４ａが、ハイビーム光源３ａの個数と同数に設置されるとともに、それぞれ対応するハイビーム光源３ａの上方に設置されることがさらに好ましい。例えば、本開示では、ハイビーム光源３ａの個数が３つとなり、ハイビーム集光装置の集光カップ構造４ａの個数が３つとなり、３つのハイビーム集光装置の集光カップ構造４ａと３つのハイビーム光源３ａとが一対一で対応して設置され、各ハイビーム光源３ａが対応するハイビーム集光装置の集光カップ構造４ａの凹溝４１の溝口に位置しているように構成されている。
ハイビーム集光装置の全反射面４ｂ及び／又はハイビーム集光装置の上面４ｃに増反射膜が設置されることが好ましい。したがって、照射された光線のその表面での反射率を効果的に上げることができ、車両用ランプモジュールの光学効率をさらに向上させることができる。ハイビーム集光装置の出光面４ｄに反射防止膜が設置される。したがって、光線のハイビーム集光装置の出光面４ｄでの透過率を効果的に上げ、車両用ランプモジュールの光学効率をさらに向上させることができる。
ハイビーム集光装置の上面４ｃに対してアルミニウムめっき処理が施されており、アルミニウムめっきの上面の反射率が０．８以上であることが好ましい。したがって、照射されたロービーム光線のハイビーム集光装置の上面４ｃでの反射率を効果的に上げ、車両用ランプモジュールの光学効率をさらに向上させることができる。
図２に示すように、本開示に係る車両用ランプモジュールは、放熱装置５と、レンズホルダー７と、モジュールホルダー８とをさらに有してもよい。放熱装置５の放熱片５１の片面又は両面に凹凸及び／又は波浪状の曲面５１１が設けられている。レンズホルダー７がレンズ６を取り付けるためのものであるが、その他の取付構造を利用してレンズ６を放熱装置５又はその他の部品に設置してもよい。モジュールホルダー８は、放熱装置５とレンズホルダー７とを接続するとともに、車両用ランプのランプ本体と接続するように構成されている。モジュールホルダー８の構造によって、ランプ本体の後方から放熱装置５及びそれに設置された部品を単独に取り外すことができるので、容易に光源を交換することができる。
放熱装置５に第１取付面５２と第２取付面５３とが設けられ、第２取付面５３が水平面に平行し、第１取付面５２と第２取付面５３とのなす角度が０°～３０°となることが好ましい。第１取付面５２と第２取付面５３とのなす角度が３０°となることがさらに好ましい。第１取付面５２と第２取付面５３とを縦方向に沿って設けられた接続面５４を介して接続することが好ましい。第１取付面５２と第２取付面５３とは、直接に接続する構成ではなく、一定の段差があるように構成されている。ロービーム用回路基板１が第１取付面５２に設置され、ハイビーム用回路基板３が第２取付面５３に設置されているため、ロービーム用回路基板１におけるロービーム光源１ａとハイビーム用回路基板３におけるハイビーム光源３ａとの間に段差があるように構成されることによって、ロービーム光源１ａとハイビーム光源３ａとを十分に離間させることができる。熱源の距離を遠く設計することで、車両用ランプモジュールの放熱性能を大幅に改善できる。取り付けるとき、ロービーム用回路基板１とハイビーム用回路基板３との相対位置が固定なものであるため、取り付けたあと、ロービーム光源１ａと水平面とのなす角度も一定になるので、位置決めが正確であり、容易に取り付けることができ、取付効率を向上させることができる。
放熱装置５の放熱片５１の片面又は両面に凹凸及び／又は波浪状の曲面５１１が設けられているため、放熱装置５の体積を増やさずに、放熱装置５の放熱面積を拡大することができるので、放熱装置５の放熱性能をさらに向上させることができる。
なお、図８に示すように、本開示に係る車両用ランプモジュールにおいて、ロービーム光源１ａからのロービームが第１ロービームリフレクタ反射面領域２ａにより反射されて射出した光線がＲ１であり、ロービーム光源１ａからのロービームが第２ロービームリフレクタ反射面領域２ｂにより反射されて射出した第１光線がＲ２であり、ロービーム光源１ａからのロービームが第２ロービームリフレクタ反射面領域２ｂにより反射されて射出した第２光線がＲ３であり、ハイビーム光源３ａからのハイビームの出射光線がＲ４である。
本開示に係る自動車は、上記の車両用ランプモジュールを有する。
本開示に係る車両用ランプモジュール及び自動車は、ロービーム機能及びハイビーム機能を有する１次光学部材を合理的に設置するとともに、ロービーム機能及びハイビーム機能を有する１次光学部材及びそのシステムを最適化することによって、該車両用ランプモジュールが、優れた均一性、視認性、放熱性能及びハイビーム照明性能を有するようになった。また、該車両用ランプモジュールは、比較的に軽量で、コンパクトで、コストが低いので、車両用ランプモジュールの総合性能が優れる。
上記の記載は、本開示の好ましい実施例にすぎず、本開示を限定するものではない。本開示の精神及び主旨を逸脱しない限り、如何なる変更、均等置換、改良等は、いずれも本開示の保護範囲に属する。
上記のように、本開示に係る車両用ランプモジュール及びそれを用いた自動車は、総合性能が優れている。
１ ロービーム用回路基板
２ ロービームリフレクタ
２１ 内凹面
２２ 外凸面
３ ハイビーム用回路基板
４ ハイビーム集光装置
５ 放熱装置
５１ 放熱片
５１１ 曲面
５２ 第１取付面
５３ 第２取付面
５４ 接続面
６ レンズ
７ レンズホルダー
８ モジュールホルダー
１ａ ロービーム光源
１０ 第１焦点
１１ 第２焦点
１２ 出光面
２ａ 第１ロービームリフレクタ反射面領域
２ｂ 第２ロービームリフレクタ反射面領域
３ａ ハイビーム光源
４ａ ハイビーム集光装置の集光カップ構造
４１ 凹溝
４ｂ ハイビーム集光装置の全反射面
４ｃ ハイビーム集光装置の上面
４ｄ ハイビーム集光装置の出光面
４０１ 上側エッジライン
４ａ－１ ハイビーム集光装置の集光カップ構造の反射面
４ａ－２ ハイビーム集光装置の集光カップ構造の内屈折面
４ａ－３ ハイビーム集光装置の集光カップ構造の内中心面
Ｒ１ ロービームが第１ロービームリフレクタ反射面領域により反射されて出射する光線
Ｒ２ ロービームが第２ロービームリフレクタ反射面領域により反射されて出射する第１光線
Ｒ３ ロービームが第２ロービームリフレクタ反射面領域により反射されて出射する第２光線
Ｒ４ ハイビームの出射光線
Ｌｏ１ 第１ロービーム配光パターン領域
Ｌｏ２ 第２ロービーム配光パターン領域
Ｈｉ ハイビーム配光パターン

Claims (18)

  1. ロービームリフレクタと、ハイビーム集光装置と、ロービーム光源が設置されているロービーム用回路基板と、ハイビーム光源が設置されているハイビーム用回路基板と、レンズとを有し、
    前記ロービームリフレクタがロービーム用の１次光学部材であり、前記ハイビーム集光装置がハイビーム用の１次光学部材であり、
    前記ロービーム用回路基板は、前記ロービームリフレクタの下側に設置されるとともに、前記ロービーム用回路基板における前記ロービーム光源の光学中心が前記ロービームリフレクタの第１焦点のところに位置するように構成され、
    前記ハイビーム集光装置は、前記ロービーム用回路基板の前側に設置されるとともに、前記ハイビーム集光装置の出光面が前記ロービームリフレクタの第２焦点のところに位置するように構成され、
    前後方向における前記ハイビーム集光装置の出光面の上側エッジラインから前記ロービームリフレクタの第２焦点までの距離が２ｍｍ以下であり、前記ハイビーム集光装置の出光面の上側エッジラインは、ロービーム光線をカットオフしてロービーム配光パターンを形成するためにロービームカットオフラインの形状を有するように構成され、
    前記レンズが前記ハイビーム集光装置の前側に設置され、前記ロービーム光源からの光線は、前記ロービームリフレクタにより反射されたあと、前記ハイビーム集光装置の出光面の上方から前記レンズへ射出され、前記レンズにより屈折されてロービーム配光パターンを形成し、
    前記ハイビーム光源からの光線は、前記ハイビーム集光装置により屈折されたあと、前記ハイビーム集光装置の出光面から前記レンズへ射出され、前記レンズにより屈折されてハイビーム配光パターンを形成し、
    前記ロービームリフレクタは、対向する内凹面及び外凸面を備え、前記内凹面に第１ロービームリフレクタ反射面領域と第２ロービームリフレクタ反射面領域とが設けられ、
    前記第１ロービームリフレクタ反射面領域の第１焦点が前記ロービーム光源の光学中心に設けられ、
    前記第１ロービームリフレクタ反射面領域の第２焦点が前記ハイビーム集光装置の出光面に設けられ、
    前後方向における前記ハイビーム集光装置の出光面の上側エッジラインから前記第１ロービームリフレクタ反射面領域の第２焦点までの距離が２ｍｍ以下であり、
    前記ロービーム光源からの光線が、前記第１ロービームリフレクタ反射面領域により反射されたあと、前記ハイビーム集光装置の出光面の上方から前記レンズへ射出され、前記レンズにより屈折されて第１ロービーム配光パターン領域を形成し、
    前記ロービーム光源からの光線が、前記第２ロービームリフレクタ反射面領域により反射されたあと、前記ハイビーム集光装置の出光面の上方から前記レンズへ射出され、前記レンズにより屈折されて第２ロービーム配光パターン領域を形成し、
    前記第１ロービームリフレクタ反射面領域には研磨処理が施されており、
    前記第２ロービームリフレクタ反射面領域には研磨処理が施されていない
    ことを特徴とする車両用ランプモジュール。
  2. 前記レンズの光軸方向における前記ハイビーム集光装置の出光面の上側エッジラインから前記ロービームリフレクタの第２焦点までの距離がゼロとなることを特徴とする請求項１に記載の車両用ランプモジュール。
  3. 前記第１ロービームリフレクタ反射面領域の前記第２ロービームリフレクタ反射面領域から離れる側が、前記ロービームリフレクタの一側のエッジまで延びており、前記第２ロービームリフレクタ反射面領域の前記第１ロービームリフレクタ反射面領域から離れる側が、前記ロービームリフレクタの前記一側のエッジと対向する他側のエッジまで延びていることを特徴とする請求項１に記載の車両用ランプモジュール。
  4. 前記第１ロービームリフレクタ反射面領域は、前記第２ロービームリフレクタ反射面領域に対して前記内凹面に沿って前記外凸面の方向へ窪むように形成されることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の車両用ランプモジュール。
  5. 前記第１ロービームリフレクタ反射面領域が楕円面であり、前記第１ロービームリフレクタ反射面領域の面積が前記ロービームリフレクタの全面積の１０％以下を占めることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の車両用ランプモジュール。
  6. 前記第１ロービームリフレクタ反射面領域と前記第２ロービームリフレクタ反射面領域との表面には、アルミニウムめっき処理が施されており、アルミニウムめっきの表面の反射率が０．８以上であることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の車両用ランプモジュール。
  7. 前記ロービーム光源は、出光面を有し、前記出光面が水平面に対して角度αをなすように構成され、前記角度αが３０°以下であることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の車両用ランプモジュール。
  8. 前記ロービーム光源はＬＥＤを含むことを特徴とする請求項７に記載の車両用ランプモジュール。
  9. 前記ハイビーム集光装置の光学面は、ハイビーム集光装置の集光カップ構造と、ハイビーム集光装置の全反射面と、ハイビーム集光装置の上面と、ハイビーム集光装置の出光面とを含み、
    前記ハイビーム集光装置の全反射面、前記ハイビーム集光装置の上面及び前記ハイビーム集光装置の出光面が順に接続し、
    前記ハイビーム集光装置の集光カップ構造は、ハイビーム集光装置の全反射面の下側に位置し、
    前記ハイビーム集光装置の全反射面が水平面に対してなす傾斜角は、３０°≦傾斜角≦６０°であり、
    前記ハイビーム集光装置の出光面が、円弧面に形成されるとともに、前記ハイビーム集光装置の出光面が位置する円の直径が、３０ｍｍ≦直径≦２００ｍｍの範囲であり、
    前記ハイビーム集光装置の集光カップ構造は、ハイビーム集光装置の集光カップ構造の反射面と、ハイビーム集光装置の集光カップ構造の内屈折面と、ハイビーム集光装置の集光カップ構造の内中心面とを含む
    ことを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の車両用ランプモジュール。
  10. 前記ハイビーム集光装置の集光カップ構造の底部に凹溝が設けられ、前記ハイビーム集光装置の集光カップ構造の反射面が前記ハイビーム集光装置の集光カップ構造の外周壁に設けられ、前記ハイビーム集光装置の集光カップ構造の内屈折面が前記凹溝の溝周壁に設けられ、前記ハイビーム集光装置の集光カップ構造の内中心面が前記凹溝の溝底壁に設けられることを特徴とする請求項９に記載の車両用ランプモジュール。
  11. 前記ハイビーム光源がＬＥＤを含み、前記ハイビーム光源の個数が２以上であり、
    前記ハイビーム集光装置の集光カップ構造が、前記ハイビーム光源の個数と同数に設置され、前記ハイビーム光源と一対一で対応するとともに、それぞれ対応する前記ハイビーム光源の上方に設置される
    ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の車両用ランプモジュール。
  12. 前記ハイビーム集光装置の全反射面及び／又は前記ハイビーム集光装置の上面に増反射膜が設置されることを特徴とする請求項９～１１のいずれか１項に記載の車両用ランプモジュール。
  13. 前記ハイビーム集光装置の出光面に反射防止膜が設置されることを特徴とする請求項９～１２のいずれか１項に記載の車両用ランプモジュール。
  14. 前記ハイビーム集光装置の上面に対してアルミニウムめっき処理が施されており、アルミニウムめっきの上面の反射率が０．８以上であることを特徴とする請求項９～１３のいずれか１項に記載の車両用ランプモジュール。
  15. 放熱装置と、レンズホルダーと、モジュールホルダーとをさらに有し、
    前記レンズホルダーが前記レンズを取り付けるためのものであり、前記モジュールホルダーが、前記放熱装置と前記レンズホルダーとを接続するとともに、車両用ランプのランプ本体と接続するように配置される
    ことを特徴とする請求項１～１４のいずれか１項に記載の車両用ランプモジュール。
  16. 前記放熱装置の放熱片の片面又は両面に凹凸の曲面が設けられることを特徴とする請求項１５に記載の車両用ランプモジュール。
  17. 前記放熱装置は、第１取付面と第２取付面とを有し、前記第１取付面と前記第２取付面とが３０°以下の角度をなすように構成され、前記ロービーム用回路基板が前記第１取付面に取り付けられ、前記ハイビーム用回路基板が前記第２取付面に取り付けられることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の車両用ランプモジュール。
  18. 請求項１～１７のいずれか１項に記載の車両用ランプモジュールを含む自動車。
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