JP2012089317A

JP2012089317A - 灯具ユニット

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Publication number: JP2012089317A
Application number: JP2010234203A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ishida; 裕之石田; Naoki Uchida; 直樹内田
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2012-05-10

Abstract

【課題】小型の車両用前照灯を構成できる灯具ユニットを提供する。
【解決手段】灯具ユニット１０は、ロービーム用配光パターンを形成するための灯具ユニットである。灯具ユニット１０は、ＬＥＤ２１と、ＬＥＤ２１を搭載するための基板２２と、ＬＥＤ２１からの光を集光するリフレクタ２３と、リフレクタ２３により集光された光の一部を遮光して、ロービーム用配光パターンに対応する光源像を形成するベース部２４の前縁部２４ｂと、該光源像を形成する光を入射して、ロービーム用配光パターンを投影する透光部材３１とを備える。透光部材３１は、入射光を該透光部材３１の前面３１ａで反射させた後に該透光部材３１の後面３１ｂで反射させて、該前面３１ａから出射させるよう構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用前照灯に設けられる灯具ユニットに関する。

従来より、例えば「特許文献１」に記載されているように、半導体発光素子と、該半導体発光素子からの光を入射して、灯具前方へ出射させる透光部材とを備えた車両用前照灯用の灯具ユニットが知られている。この灯具ユニットにおいては、半導体発光素子から出射した光を、透光部材に入射させてその前面で内面反射させた後、その後面で再度内面反射させてその前面から出射させるように構成されている。その際、この透光部材の前面における中央領域には、半導体発光素子からの光を内面反射させるための鏡面処理が施されている。また、透光部材の後面は、そのほぼ全域に、前面からの反射光を再度反射するための鏡面処理が施されている。

そして、特許文献１には、上述のような灯具ユニットを複数個備える車両用前照灯が開示されている。この車両用前照灯では、一部の灯具ユニットが、ロービーム用配光パターンの水平カットオフライン形成用の灯具ユニットとして構成されており、別の一部の灯具ユニットが、ロービーム用配光パターンの斜めカットオフライン形成用の灯具ユニットとして構成されている。

特開２００５−１１７０４号公報

しかしながら、特許文献１に開示された車両用前照灯の場合、ロービーム用配光パターンを形成するために複数の灯具ユニットが必要になるため、車両用前照灯が大型化する可能性がある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型の車両用前照灯を構成できる灯具ユニットを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の灯具ユニットは、上端部に所定のカットオフラインを有する配光パターンを形成するための灯具ユニットであって、光源を搭載するための搭載部と、光源からの光を集光するリフレクタと、リフレクタにより集光された光の一部を遮光して、配光パターンに対応する光源像を形成するシェードと、光源像を形成する光を入射して、配光パターンを投影する透光部材であって、入射光を該透光部材の前面で反射させた後に該透光部材の後面で反射させて、該透光部材の前面から出射させるよう構成された透光部材とを備える。

この態様によると、リフレクタとシェードを用いて所定の配光パターンに対応する光源像を形成し、該光源像を透光部材により投影する構成としているので、少なくとも１つの灯具ユニットがあれば所定の配光パターンを形成できる。その結果、小型の車両用前照灯を実現できる。

透光部材の前面は、該灯具ユニットの光軸と直交する平面で構成されており、透光部材の前面における光軸近傍領域および透光部材の後面は、鏡面処理が施されていてもよい。

透光部材の前面は、該灯具ユニットの光軸に関して軸対称な曲面で構成されており、透光部材の前面における光軸近傍領域および透光部材の後面は、鏡面処理が施されていてもよい。

シェードと透光部材とが一体に形成されていてもよい。この場合、光源像の透光部材に対する光源像の位置精度を向上できる。

本発明によれば、小型の車両用前照灯を構成できる灯具ユニットを提供できる。

本発明の実施形態に係る灯具ユニットを用いた車両用前照灯の断面図である。本発明の別の実施形態に係る灯具ユニットを用いた車両用前照灯の断面図である。本発明のさらに別の実施形態に係る灯具ユニットを用いた車両用前照灯の断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る灯具ユニット１０を用いた車両用前照灯１００の断面図である。車両用前照灯１００は、図１に示すように、灯具前方に開口された凹部を有するランプボディ１２と、該ランプボディ１２の開口面を閉塞するカバー１４とを備え、ランプボディ１２とカバー１４によって形成された内部空間が灯室１６として形成されている。

灯室１６内には、灯具ユニット１０が配置されている。図１に示すように、灯具ユニット１０は、支持部材１８を介してランプボディ１２に取り付けられている。灯具ユニット１０は、その光軸Ａｘが車両前後方向を向くように配置される。

灯具ユニット１０は、配光形状形成部２０と、投影部３０とから構成される。配光形状形成部２０は、ロービーム用配光パターンに対応する光源像を形成する機能を有する。投影部３０は、該光源像を入射して、灯具前方に投影する機能を有する。

配光形状形成部２０は、ＬＥＤ２１と、ＬＥＤ搭載部としての基板２２と、ＬＥＤ２１からの光を反射して、光軸Ａｘ寄りに集光するリフレクタ２３と、基板２２およびリフレクタ２３等を支持するためのベース部２４とを備える。

ベース部２４は、上面が略水平な板状体であり、該上面にはＬＥＤ２１が搭載された基板２２が設けられている。ＬＥＤ２１は、光出射方向を灯具ユニット１０の光軸Ａｘと直角方向に向けた状態で、光軸Ａｘ上に位置するように基板２２に搭載される。また、ベース部２４の上面は、アルミニウム蒸着等による鏡面処理が施されており、反射鏡２４ａとされている。また、ベース部２４の前縁部２４ｂは、リフレクタ２３により集光された光の一部を遮光して、斜め１５°のカットオフラインを有するロービーム用配光パターンに対応する光源像を形成するシェードとなるよう形成されている。

リフレクタ２３は、少なくとも一部が楕円球面状に形成されており、ＬＥＤ２１の上方、側方、および後方を囲むように設けられている。リフレクタ２３の楕円球面状部分は、ＬＥＤ２１の略中央に楕円球面の第１焦点Ｆ１を有し、ベース部２４の前縁部２４ｂ近傍に第２焦点Ｆ２を有する。従って、リフレクタ２３は、ＬＥＤ２１の第１焦点Ｆ１近傍からの光を第２焦点Ｆ２、すなわちベース部２４の前縁部２４ｂ近傍に集光する。この集光された光は、その一部がベース部２４の前縁部２４ｂで遮光され、第２焦点Ｆ２が位置する垂直面上にロービーム用配光パターンに対応する光源像が形成される。

投影部３０は、透光部材３１を含む。透光部材３１は、アクリル樹脂成形品等の透明な合成樹脂成形品からなり、配光形状形成部２０からの入射光を該透光部材の前面３１ａで反射させた後に該透光部材の後面３１ｂで反射させて、該透光部材の前面３１ａから出射させるよう構成されている。

透光部材３１の前面３１ａは、灯具ユニット１０の光軸Ａｘと直交する平面で構成されており、その光軸近傍領域３１ａ_１には、アルミニウム蒸着等による鏡面処理が施されている。この鏡面処理が施された光軸近傍領域３１ａ_１は、透光部材３１の前面３１ａにおいて光軸Ａｘを中心とする円形領域として形成されており、その外周縁の位置は、透光部材３１の前面３１ａに入射する配光形状形成部２０から光の入射角が透光部材３１の臨界角αと略同じ値となる位置に設定されている。

一方、透光部材３１の後面３１ｂは、該透光部材３１の前面３１ａに関してリフレクタ２３の第２焦点Ｆ２と対称の位置を焦点とする回転放物面を基準面として形成されており、その全域にわたってアルミニウム蒸着等による鏡面処理が施されている。そして、透光部材３１の後面３１ｂは、透光部材３１の前面３１ａで反射してその後面３１ｂに入射する配光形状形成部２０から光を、灯具前方に向けて反射させるようになっている。

透光部材３１の後面３１ｂには、配光形状形成部２０を取り付けるための半球状凹部３１ｃが形成されている。この半球状凹部３１ｃの球中心には、配光形状形成部２０のリフレクタ２３の第２焦点Ｆ２が位置している。半球状凹部３１ｃの球中心の位置に点光源を置いた場合、透光部材３１は、この点光源からの光を平行光にして前方に出射することができる。従って、透光部材３１は、凸レンズとほぼ同じ作用を有する。点光源に代えて、ロービーム用配光パターンに対応する光源像を半球状凹部３１ｃの球中心の位置に形成すれば、それが投影されてロービーム用配光パターンが形成される。

図１には、ＬＥＤ２１から出射された光線の一例（光線Ｌ１〜Ｌ４）が図示されている。ＬＥＤ２１の第１焦点Ｆ１近傍から斜め上方に出射された光線Ｌ１（実線）は、リフレクタ２３で反射した後、第２焦点Ｆ２を通って透光部材３１に入射する。その後、光線Ｌ１は、前面３１ａで全反射した後、後面３１ｂで再度反射し、前面３１ａから水平方向に出射されている。

また、ＬＥＤ２１の第１焦点Ｆ１近傍から上方に出射された光線Ｌ２（破線）は、リフレクタ２３で反射した後、第２焦点Ｆ２を通って透光部材３１に入射する。その後、光線Ｌ２は、光軸近傍領域３１ａ_１で反射した後、後面３１ｂで再度反射し、前面３１ａから水平方向に出射されている。

また、ＬＥＤ２１の後方側端部から上方に出射された光線Ｌ３（一点鎖線）は、リフレクタ２３で反射した後、第２焦点Ｆ２の上方を通って透光部材３１に入射する。その後、光線Ｌ３は、光軸近傍領域３１ａ_１で反射した後、後面３１ｂで再度反射し、前面３１ａから水平方向よりも下方に向かって出射されている。

また、ＬＥＤ２１の前方側端部から上方に出射された光線Ｌ４（二点鎖線）は、リフレクタ２３で反射した後、反射鏡２４ａで反射し、透光部材３１に入射する。その後、光線Ｌ４は、光軸近傍領域３１ａ_１で反射した後、後面３１ｂで再度反射し、前面３１ａから水平方向よりも下方に向かって出射されている。

灯具ユニット１０においては、透光部材３１の後面３１ｂを区分し、上下左右の所望の方向に向けたり、所望の拡散を設定することで、よりムラの少ない配光や、明瞭なカットオフラインを形成できる。

以上、本実施形態に係る灯具ユニット１０について説明した。本実施形態によれば、ロービーム用配光パターンを形成可能な灯具ユニットを構成できる。ここで、本実施形態では、プロジェクタ型の灯具ユニットにおける灯具ユニットに代えて、透光部材３１を設けた。プロジェクタ型灯具ユニットにおいては、投影レンズが厚肉であり、且つ焦点位置までの距離が長いため、奥行き方向の寸法が大きくなりがちである。一方、本実施形態によれば、透光部材３１を用いたことにより、プロジェクタ型の灯具ユニットに比べて奥行き方向の寸法を小さくすることができ、その結果、車両用前照灯１００を小型化できる。

さらに、本実施形態によれば、ベース部２４の前縁部２４ｂをシェードとして利用し、リフレクタ２３からの反射光の一部を遮光する構成としているので、少なくとも１つの灯具ユニット１０があればロービーム用配光パターンを形成できる。上記の特許文献のように、複数の灯具ユニットを用いる必要がないので、車両用前照灯１００を小型化できる。もちろん、複数の灯具ユニット１０を車両用前照灯１００に搭載することも可能である。

図２は、本発明の別の実施形態に係る灯具ユニット２１０を用いた車両用前照灯１００の断面図である。図２の実施形態の説明においては、図１の実施形態と同一または対応する構成要素については同一の符号を付し、説明は適宜省略する。

灯具ユニット２１０においては、投影部３０に含まれる透光部材３１の形状が図１の実施形態と異なる。本実施形態においても、透光部材３１は、前面３１ａと、後面３１ｂと、半球状凹部３１ｃとから構成される。本実施形態に係る透光部材３１は、その前面３１ａが灯具ユニット２１０の光軸Ａｘに関して軸対称な曲面で構成されている。そして、該前面３１ａにおける光軸近傍領域３１ａ_１には、アルミニウム蒸着等による鏡面処理が施されている。

一方、透光部材３１の後面３１ｂは、半球状凹部３１ｃの球中心の位置に点光源を置いたときに、点光源から出射された光が平行光として透光部材３１から出射されるように形状が規定される。ある前面３１ａの形状に対して、逐次数値計算を用いれば、容易に後面３１ｂの形状は決定できる。この後面３１ｂは、その全域にわたってアルミニウム蒸着等による鏡面処理が施されている。

本実施形態のように、前面３１ａを曲面で構成した場合、前面３１ａを平面とした場合と比較して、光軸近傍領域３１ａ_１の面積を小さくでき、光の出射面積を大きくすることができるという利点がある。

図３は、本発明のさらに別の実施形態に係る灯具ユニット３１０を用いた車両用前照灯１００の断面図である。図３の実施形態の説明においても、図１の実施形態と同一または対応する構成要素については同一の符号を付し、説明は適宜省略する。

本実施形態に係る灯具ユニット３１０においては、配光形状形成部２０を構成するリフレクタ２３と、リフレクタ２３からの反射光の一部を遮光するシェード３１２とが、投影部３０の透光部材３１と一体に形成されている。従って、リフレクタ２３およびシェード３１２は、透光部材３１と同一のアクリル樹脂等からなり、鏡面処理が施されている。また、シェード３１２の後方には、ＬＥＤ２１を設けるための半球状凹部３１ｃが形成されている。

本実施形態に係る灯具ユニット３１０においては、リフレクタ２３とシェード３１２とを透光部材３１と一体に形成したことにより、シェード３１２により形成されるロービーム用配光パターンに対応する光源像の、透光部材３１に対する位置精度を向上できる。これにより、より良好なロービーム用配光パターンを形成できる。また、部品点数が減るので、製造コストを低減できる。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

上述の実施形態では、ロービーム用配光パターンを形成可能な灯具ユニットについて説明したが、配光パターンは特に限定されない。上端部に所定のカットオフラインを有する配光パターンであれば、本発明は適用可能である。

また、上述した１つの灯具ユニットにより所定の配光パターンを形成してもよいし、複数の灯具ユニットを組み合わせて、所定の配光パターンを形成してもよい。

１０、２１０、３１０灯具ユニット、２０配光形状形成部、２１ＬＥＤ、２３リフレクタ、２４ベース部、３０投影部、３１透光部材、３１ａ前面、３１ａ_１光軸近傍領域、３１ｂ後面、１００車両用前照灯、３１２シェード。

Claims

上端部に所定のカットオフラインを有する配光パターンを形成するための灯具ユニットであって、
光源を搭載するための搭載部と、
前記光源からの光を集光するリフレクタと、
前記リフレクタにより集光された光の一部を遮光して、前記配光パターンに対応する光源像を形成するシェードと、
前記光源像を形成する光を入射して、前記配光パターンを投影する透光部材であって、入射光を該透光部材の前面で反射させた後に該透光部材の後面で反射させて、該透光部材の前面から出射させるよう構成された透光部材と、
を備えることを特徴とする灯具ユニット。
前記透光部材の前面は、該灯具ユニットの光軸と直交する平面で構成されており、
前記透光部材の前面における光軸近傍領域および前記透光部材の後面は、鏡面処理が施されていることを特徴とする請求項１に記載の灯具ユニット。
前記透光部材の前面は、該灯具ユニットの光軸に関して軸対称な曲面で構成されており、
前記透光部材の前面における光軸近傍領域および前記透光部材の後面は、鏡面処理が施されていることを特徴とする請求項１に記載の灯具ユニット。
前記シェードと前記透光部材とが一体に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の灯具ユニット。