JP2008071555A

JP2008071555A - 車両用灯具

Info

Publication number: JP2008071555A
Application number: JP2006247589A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Mochizuki; 和久望月; Masafumi Oishi; 雅文大石
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-09-13
Filing date: 2006-09-13
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2026-09-13
Also published as: JP4969958B2; US20080062709A1; KR20080024978A; CN101144579A; US7654714B2; KR100845487B1

Abstract

【課題】第１及び第２の光源を備える車両用灯具において、第２の光源による所望の配光パターンを得るとともに、第２の光源が外部に露見することなく外観上の見栄えを改善する。
【解決手段】第１の光源３から出射した光を反射するメインリフレクタ４１と、メインリフレクタ４１で反射した光を集光して照射するための投射レンズ６と、メインリフレクタ４１で反射した光の一部を遮光するためのシェード４３とを備える光源ユニットＬＵを備える車両用灯具において、シェード４３の投射レンズ６と反対側に配置した第２の光源７と、第２の光源７から出射した光を投射レンズ６に向けて透過させるためのシェードに設けた光透過部４３ａとを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は光源から出射した光を集光する投射レンズを備える車両用灯具に関し、特に第２光源を備えた車両用灯具に関するものである。

近年、自動車の前照灯（ヘッドランプ）や補助灯（フォグランプ）として、プロジェクタ型ランプと称するランプが提供されている。このプロジェクタ型ランプは光源の前方に集光レンズで構成された投射レンズを備えており、光源から出射した光をリフレクタで反射して投射レンズの後側焦点またはその近傍位置に集光し、この集光した光を投射レンズによって投射する構成である。このプロジェクタ型ランプは広い照射範囲を得る一方でランプの前面の光出射面を小さくできるので、ランプの小型化を図る上で有利である。また、近年ではこのプロジェクタ型ランプの光源にＬＥＤ（発光ダイオード）等の半導体発光素子を用いたものも提案されており、リフレクタや投射レンズをより小型化したプロジェクタ型の灯具ユニットとして、例えば特許文献１において提案されている。

このプロジェクタ型ランプでは、目的とする配光パターン（照射パターン）を得るために、リフレクタと投射レンズとの間に遮光用のシェードを内装配置しておき、リフレクタで反射されて投射レンズに入射される光束の一部を遮光することにより投射レンズから出射される光束を制限する構成がとられている。例えば、特許文献２に開示されている灯具では、自動車のロービームの配光パターンを得るために、上縁部が水平及び斜めカットラインに沿うように形成されたシェードを配設している。さらに、この特許文献２で提案されている灯具では、灯具内に第２の光源を設けており、この第２の光源を選択的に点灯させることで得られる配光パターンの種類を増大させ、自動車の種々の走行状況に対応した光照射を実現するように構成されている。
特開２００６−１４００８４号公報特開平１−６７８０４号公報

特許文献２の灯具は、光源（第１の光源）及び第２の光源に白熱バルブを用いている。そのため、灯具の内部に２つの白熱バルブを内装すると、両白熱バルブが同時に点灯したときの発熱量が極めて大きくなり、放熱上の問題が生じる。特に、第１の光源に対向配置されたシェードや、第２の光源に対向配置された投射レンズの顕著な温度上昇が問題になる。そのため、第２の光源にＬＥＤ等の半導体発光素子を用いることが考えられる。例えば、第２の光源にＬＥＤを用いることにより、少なくともこれに対向する投射レンズの温度上昇が抑制できる。

しかしながら、特許文献２の灯具はシェードの前側の投射レンズとの間に第２の光源を配置しているため、第２の光源が投射レンズを通して外部に露見されてしまい、外観上の見栄えが低下するという問題がある。また、第２の光源に対しては光束を制御するためのシェードが存在しておらず、またシェードを配設するスペースを確保することも難しいため、第２の光源を点灯したときに所望の配光パターンを得ることが難しいという問題もある。

本発明の目的は、第２の光源を点灯したときに所望の配光パターンを得ることを可能にする一方で、第２の光源が外部に露見することなく外観上の見栄えを改善した車両用灯具を提供するものである。また、本発明の他の目的は灯具の温度上昇を抑制することが可能な車両用灯具を提供するものである。

本発明は、第１の光源と、第１の光源から出射した光を反射するメインリフレクタと、メインリフレクタで反射した光を集光して照射するための投射レンズと、メインリフレクタで反射した光の一部を遮光するためのシェードとを含む光源ユニットを備える車両用灯具において、光源ユニットは、シェードの投射レンズとは反対側に配置した第２の光源と、第２の光源から出射した光を投射レンズに向けて透過させるためのシェードに設けた光透過部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、第２の光源はシェードの投射レンズとは反対側である後側に配置され、シェードに設けた光透過部を通して光を出射するので、当該光透過部により光束を制限し、所望の配光パターンを得ることができる。また、シェードの後側は灯具の外部から光が入り難く暗いので、シェードに光透過部が設けられても第２の光源が投射レンズや光透過部を通して外部に露見することはなく、外観上の見栄えが改善される。

本発明において第２の光源は半導体発光素子で構成されており、第２の光源での発熱を抑制し、灯具の温度上昇が防止できる。また、第１の光源は半導体発光素子で構成されており、第１の光源での発熱を抑制し、灯具の温度上昇をさらに防止することができる。さらに、光源ユニットは第１の光源と前記第２の光源を搭載し、各光源で発生した熱を放熱するためのヒートブロックを備えることにより、第１及び第２の光源で発生した熱を効果的に放熱でき、灯具の温度上昇が防止できる。

次に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。図１は本発明を自動車のフォグランプに適用した実施例１の断面図である。このフォグランプＦＬは、昼間時に他車から自車を視認する性能である自車の被視認性を高めるためのディタイム・ランニング・ランプを兼用したものである。フォグランプＦＬはランプボディ１１と、このランプボディ１１の前面開口に取着された透明カバー１２と、ランプボディ１１の背面開口を覆うバックカバー１３とで構成されるランプハウジング１内に光源として半導体発光素子、ここではＬＥＤ（発光ダイオード）を有する単一の光源ユニットＬＵを内装している。前記光源ユニットＬＵは、図２に正面図、図３にＡ−Ａ線縦断面図、図４に部分分解斜視図をそれぞれ示すように、熱伝導性の高い金属等で構成されたヒートブロック２の上面にメイン回路基板３１が水平状態に搭載されており、この回路基板３１上に第１の光源としての第１ＬＥＤ３が実装されている。前記第１ＬＥＤ３は半球状をしたディスクリート型ＬＥＤで構成されており、その発光点はユニット光軸Ｏｕ上に配置され、かつその出射光軸は垂直上方に向けられている。

前記ヒートブロック２にはメインリフレクタ４１、サブリフレクタ４２、シェード４３を一体形成した光学ブロック４がネジ５により固定されている。前記メインリフレクタ４１は前記ヒートブロック２の上方を覆うように回転楕円面をほぼ半割りした形状に形成される。前記サブリフレクタ４２は前記ヒートブロック２の前部領域において上面がユニット光軸Ｏｕに沿ってほぼ水平に延長され、前縁部が水平面内で円弧状に凹まされた平面部で構成される。前記シェード４３は前記サブリフレクタ４２の円弧状をした前縁部から前方に向けて下方に凹まされた凹面部で構成される。ここで前記サブリフレクタ４２とシェード４３との境界縁は前記シェード４３の実質的な遮光領域を決定するためのシェード縁部４３ｂとなる。また、このシェード４３は凹面部の一部に光を透過させるための光透過部としての開口４３ａが設けられている。前記光学ブロック４は樹脂成形により前記メインリフレクタ４１、サブリフレクタ４２、シェード４３が一体成形されており、かつこれらの表面にはアルミニウム蒸着が施され、光を反射する鏡面として形成されている。なお、シェード４３については、表面４３ｓ１は鏡面として構成されているが、後面４３ｓ２は必ずしも鏡面に形成する必要はない。

前記第１ＬＥＤ３の発光点はメインリフレクタ４１の回転楕円面の第１焦点近傍に位置され、前記シェード４３のシェード縁部４３ｂは同じくメインリフレクタ４１の回転楕円面の第２焦点近傍に位置される。前記光学ブロック４の半円環状をした前端部４４には片凸レンズで構成された投射レンズ６が下側円周部において支持されている。投射レンズ６は自身の光軸が前記ユニット光軸Ｏｕに一致されるとともに、投射レンズ６の後側焦点は前記メインリフレクタ４１の第２焦点近傍、換言すれば前記シェード縁部４３ｂの近傍に位置するように位置設定されている。

前記ヒートブロック２の前面で前記シェード４３の後面４３ｓ２側、すなわち投射レンズ６とは反対側には垂直に向けてサブ回路基板７１がネジ８により固定されている。このサブ回路基板７１には第２の光源としての第２ＬＥＤ７が搭載されている。第２ＬＥＤ７はチップ型ＬＥＤで構成され、その発光点は前記ユニット光軸Ｏｕの下側で、前記シェード縁部４３ｂに可及的に近い位置で、さらに前記シェード開口４３ａに臨む位置に設定されている。また、第２ＬＥＤ７の光出射光軸は前記投射レンズ６に向けて水平に、すなわちユニット光軸Ｏｕとほぼ平行に向けられている。

この光源ユニットＬＵでは、図３に概略光路を示すように、第１ＬＥＤ３で発光された光はメインリフレクタ４１の内面で反射され、ほぼ第２焦点に集光された後、投射レンズ６で集光されながら前方に照射される。このとき、第１ＬＥＤ３は出射光軸が垂直上方に向けられているため、出射された光の大部分はメインリフレクタ４で反射されて第２焦点を通過するためユニット光軸Ｏｕに沿った方向ないしそれよりも下方に向けられた光が投射レンズ６に入射され、ここから前方に出射される。また、メインリフレクタ４１で反射された光のうち投射レンズ６の下部領域に向かう光の一部はシェード縁部４３ｂにおいて遮光される。したがって、シェード縁部４３ｂの形状を適切に設定することで、フォグランプに要求される所要の配光パターンが得られる。なお、メインリフレクタ４１で反射された光の一部は破線で示すようにサブリフレクタ４２において反射された後に投射レンズ６で集光されて前方に照射されるので、この光を前記配光パターンの光に重畳することで第１ＬＥＤ３で発光した光の照射効率を向上することが可能である。第１ＬＥＤ３はメイン回路基板３１に搭載されており、メイン回路基板３１はヒートブロック２の上面に固定されているので、第１ＬＥＤ３の発光に伴って生じる熱はヒートブロック２に伝熱され、ここから放熱されるため、高い冷却効果が得られる。

一方、実施例１のフォグランプを昼間時に自車の被視認性を高めるためのディタイム・ランニング・ランプとして利用する際には第２ＬＥＤ７のみを発光する。第２ＬＥＤ７から出射した光はシェード開口４３ａを透過し、投射レンズ６により光束が若干絞られてユニット光軸Ｏｕよりも若干上方に向けて前方に照射される。このときシェード開口４３ａによって出射する光束が制限されるため所望の配光パターンを得ることができる。これにより、昼間時での他車に対する被視認性を高めるディタイム・ランニング・ランプとして機能させることが可能になる。

実施例１のフォグランプＦＬでは、第２ＬＥＤ７はシェード４３の後面側に配置されており、このシェード４３の後面は外部から光が入り難く暗いのでフォグランプＦＬの前面カバー１２を通してシェード開口４３ａの内側が露呈され難く、第２ＬＥＤ７が外部に露見されることは殆どない。これにより第２ＬＥＤ７が前面カバー１２を通して外部から観察されることはなくフォグランプＦＬの外観上の見栄え低下が防止できる。また、第２ＬＥＤ７から出射した光はシェード開口４３ａによって光束が制限されるので、シェード開口４３ａの形状、サイズを設計することで所望の配光パターンを得ることができる。さらに、第２ＬＥＤ７はサブ回路基板７１に搭載されており、サブ回路基板７１はヒートブロック２の前面に固定されているので、第２ＬＥＤ７の発光に伴って発生した熱はヒートブロック２に伝熱され、ここから放熱されるので第２ＬＥＤ７の冷却効果を高めることができる。

図５は本発明をクリアランスランプを兼用したフォグランプに適用した実施例２の光源ユニットの断面図である。このフォグランプＦＬ１は図１に示した実施例１のフォグランプＦＬと同一部分には同一符号を付しているが、実施例１と同様にランプボディ１１と前面カバー１２とバックカバー１３とで構成されるランプハウジング１内に内挿される光源ユニットＬＵ１として構成されている。前記光源ユニットＬＵ１はヒートブロック２の上面にメイン回路基板３１が水平状態に搭載されており、このメイン回路基板３１上に第１ＬＥＤ３が実装されている。また、前記ヒートブロック２にはメインリフレクタ４１、サブリフレクタ４２、シェード４３を一体形成した光学ブロック４がネジ５により固定されている。ここでメインリフレクタ４１とシェード４３の構成は実施例１とほぼ同じであるが、サブリフレクタ４２Ａの構成は一部において実施例１とは相違している。実施例２ではサブリフレクタ４２Ａはシェード４３に設けた開口４３ａの後側において下方に凹状をした曲面、ここでは平面に近い球面に形成されており、しかもこの凹状をした下面についても鏡面として形成されている。

そして、前記ヒートブロック２の前面で前記シェード４３の後面側には垂直に向けてサブ回路基板７１がネジ８により固定されている。このサブ回路基板７１には第２の光源としての第２ＬＥＤ７が搭載されている。第２ＬＥＤ７はチップ型ＬＥＤで構成され、その発光点が前記サブリフレクタ４２Ａの垂直下方に配置されており、その出射光軸は垂直上に向けられている。

実施例２では、第１ＬＥＤ３を発光したときに出射される光は実施例１と同様にメインリフレクタ４１で反射され、投射レンズ６を通して照射される。ただし、実施例２ではサブリフレクタ４３Ａは実施例１のように平面ではないので、サブリフレクタ４３Ａの上面で反射した光をメインリフレクタ４１で反射して投射レンズ６から出射される光に重畳することはない。したがって、ここではサブリフレクタ４２の上面はシェード４３との境界部であるシェード縁部４３ｂを構成するために利用される。

一方、実施例１のフォグランプＦＬ１をクリアランスランプとして利用する際には第２ＬＥＤ７のみを発光する。第２ＬＥＤ７から出射した光はサブリフレクタ４２Ａの下面の凹状面で反射されてほぼ水平方向よりも上方向けられてシェード開口４３ａを前方に向けて透過し、投射レンズ６で若干集光されながら、ユニット光軸Ｏｕよりも若干上方に向けて前方に照射される。このときシェード開口４３ａによって出射する光束が制限されるため所望の配光パターンを得ることができるので、シェード開口４３ａを適切に設計することで所望の配光パターンのクリアランスランプとして機能させることが可能になる。

実施例２のフォグランプＦＬ１でも、第２ＬＥＤ７はシェード４３の後面側に配置されているので、第２ＬＥＤ７が外部に露見されることはなく、外観上の見栄えが低下することはない。また、第２ＬＥＤ７から出射した光はシェード開口４３ａによって光束が制限されるので、シェード開口４３ａの形状、サイズを設計することで所望の配光パターンを得ることができる。さらに、第２ＬＥＤ７はサブ回路基板７１に搭載されており、サブ回路基板７１はヒートブロック２の前面に固定されているので、第２ＬＥＤ７の発光に伴って発生した熱はヒートブロック２に伝熱され、ここから放熱される。

本発明は実施例１，２のようなフォグランプに限られるものではない。また、第２の光源を用いたランプは実施例１のディライト・ランニング・ランプや実施例２のクリアランスランプに限られるものではない。特に、第２の光源は赤外光を発光する暗視装置や通信装置等の非可視光を出射する光源として構成してもよい。

本発明の第１の光源と第２の光源は必ずしも半導体発光素子で構成されるものではなく、特に実施例１，２のフォグランプのように高い光度が要求されるランプについては、第１の光源は白熱バルブや放電バルブで構成されていてもよい。

本発明において、シェードに設ける光透過部は第２の光源から出射した光を投射レンズに向けて透過する構成であればよいので、実施例１，２のようにシェードに設けた開口に限られるものではなく、例えばシェードに設けた開口に透明ガラスを嵌め込む構成としてもよい。

実施例１のフォグランプの断面図である。実施例１の光源ユニットの正面図である。図２のＡ−Ａ線断面図である。実施例１の光源ユニットの部分分解斜視図である。実施例２の光源ユニットの図３と同様の断面図である。

符号の説明

ＦＬ，ＦＬ１フォグランプ
ＬＵ，ＬＵ１光源ユニット
１ランプハウジング
２ヒートブロック
３第１ＬＥＤ（第１の光源）
４光学ブロック
６投射レンズ
７第２ＬＥＤ（第２の光源）
１１ランプボディ
１２前面カバー
４１メインリフレクタ
４２，４２Ａサブリフレクタ
４３シェード
４３ａシェード開口

Claims

第１の光源と、第１の光源から出射した光を反射するメインリフレクタと、前記メインリフレクタで反射した光を集光して照射するための投射レンズと、前記メインリフレクタで反射した光の一部を遮光するためのシェードとを含む光源ユニットを備える車両用灯具において、前記光源ユニットは、前記シェードの前記投射レンズとは反対側に配置した第２の光源と、前記第２の光源から出射した光を前記投射レンズに向けて透過させるための前記シェードに設けた光透過部とを備えることを特徴とする車両用灯具。
前記第２の光源は半導体発光素子で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
前記第１の光源は半導体発光素子で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用灯具。
前記光源ユニットは前記第１の光源と前記第２の光源を搭載し、各光源で発生した熱を放熱するためのヒートブロックを備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用灯具。