JP2016081833A - 車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の車両用前照灯では、ＬＥＤや半導体型光源からの強い光が反射する箇所およびその近傍の反射面を有効利用していない。
【解決手段】この発明は、半導体型光源２と、投影レンズ３と、リフレクタ４、を備える。リフレクタ４の主反射面４０は、段差面４３を介して発光面２２側に突出する凸反射面４４と、その他の反射面４５とに分割されている。凸反射面４４は、発光面２２からの垂直線Ｖを跨るように交差している。この結果、この発明は、半導体型光源２からの強い光Ｌ１が反射する箇所およびその近傍の反射面である凸反射面４４を有効利用している。
【選択図】 図２

Description

この発明は、半導体型光源を備える車両用前照灯に関するものである。

この種の車両用前照灯は、従来からある（たとえば、特許文献１、特許文献２）。従来の特許文献１の車両用前照灯は、ＬＥＤと、ＬＥＤからの光を反射させる反射面を有するリフレクタと、反射面からの反射光を所定の配光パターンで車両の前方に照射するレンズと、を備えるものである。従来の特許文献２の車両用前照灯は、半導体型光源と、半導体型光源からの光を反射させて所定の配光パターンで車両の前方に照射する反射面を有するリフレクタと、を備えるものである。

この種の車両用前照灯に使用されているＬＥＤや半導体型光源は、光の指向性が強い、すなわち、光の放射範囲が狭い。このために、この種の車両用前照灯においては、ＬＥＤや半導体型光源からの光がリフレクタの反射面で反射する範囲が狭い。この結果、この種の車両用前照灯においては、リフレクタの反射面を役割分担（たとえば、集光用、拡散用など）ごとに分割する際に、狭い反射面において徐変させる（徐々に変化させる、あるいは、滑らかに変化させる、あるいは、緩やかに変化させる）余裕がない。

そこで、従来の特許文献１の車両用前照灯においては、反射面を段差部の非反射平面を介して後方反射面と前方反射面とに分割している。また、従来の特許文献２の車両用前照灯においては、反射面を第１反射面とその第１反射面から段差面を介して突出する第２反射面とに分割している。

特開２０１０−１２３４７３号公報 特開２００９−２６５８７号公報

ところが、従来の車両用前照灯は、反射面を、ＬＥＤや半導体型光源の発光面からの垂直線もしくはほぼ垂直線が交差する箇所およびその近傍の反射面（すなわち、ＬＥＤや半導体型光源からの強い光が反射する箇所およびその近傍の反射面）とその他の反射面において分割していない。すなわち、従来の車両用前照灯は、ＬＥＤや半導体型光源からの強い光が反射する箇所およびその近傍の反射面とその周辺の反射面とにより、１つの役割分担を担っている。このために、従来の車両用前照灯は、ＬＥＤや半導体型光源からの強い光が反射する箇所およびその近傍の反射面のみにより、１つの役割分担を担っていない。すなわち、従来の車両用前照灯は、ＬＥＤや半導体型光源からの強い光が反射する箇所およびその近傍の反射面を有効利用していない。

この発明が解決しようとする課題は、従来の車両用前照灯では、ＬＥＤや半導体型光源からの強い光が反射する箇所およびその近傍の反射面を有効利用していない、という点にある。

この発明（請求項１にかかる発明）は、発光面を有する半導体型光源と、発光面からの光を反射させる反射面を有するリフレクタと、反射面からの反射光を所定の配光パターンで車両の前方に照射するレンズと、を備え、反射面が、段差面を介して発光面側に突出する凸反射面と、その他の反射面とに分割されていて、凸反射面が、発光面からの垂直線もしくはほぼ垂直線を跨るように交差している、ことを特徴とする。

この発明（請求項２にかかる発明）は、凸反射面の面積が、発光面の面積よりも広い、ことを特徴とする。

この発明（請求項３にかかる発明）は、凸反射面およびその他の反射面が、共に、第１焦点が半導体型光源もしくはその近傍に位置する回転楕円面を基本とする自由曲面または回転楕円面から構成されている、ことを特徴とする。

この発明（請求項４にかかる発明）は、凸反射面が、拡散系の配光パターンを形成し、その他の反射面のうち凸反射面よりも半導体型光源に近い側の反射面が、集光系の配光パターンを形成し、その他の反射面のうち凸反射面よりも半導体型光源から遠い側の反射面が、集光系の配光パターンよりも若干拡散された配光パターンを形成する、ことを特徴とする。

この発明の車両用前照灯は、その他の反射面と分割された凸反射面のみにより、１つの役割分担を担うことができる。しかも、この発明の車両用前照灯は、凸反射面が発光面からの垂直線もしくはほぼ垂直線を跨るように交差しているものである。この結果、この発明の車両用前照灯は、半導体型光源からの強い光が反射する箇所およびその近傍の反射面である凸反射面を有効利用している。

図１は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態を示すランプユニットの平面図である。 図２は、ランプユニットの縦断面図（図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図）である。 図３は、ランプユニットの縦断面図（図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図）である。

以下に、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態（実施例）の１例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。図２、図３において、半導体型光源のハッチング、および、図２において、投影レンズのハッチングを省略してある。この明細書において、前、後、上、下、左、右とは、この発明にかかる車両用前照灯を車両に装備した際の前、後、上、下、左、右である。

（実施形態の構成の説明）
以下、この実施形態における車両用前照灯の構成について説明する。この例は、たとえば、自動車用前照灯のヘッドランプについて説明する。

（車両用前照灯１の説明）
図１において、符号１は、この実施形態における車両用前照灯である。前記車両用前照灯１は、車両の前部の左右両側にそれぞれ搭載されている。前記車両用前照灯１は、図１に示すように、ランプハウジング（図示せず）と、ランプレンズ（図示せず）と、半導体型光源２と、レンズとしての投影レンズ３と、リフレクタ４と、ヒートシンク部材５と、を備える。

前記ランプハウジングおよび前記ランプレンズ（たとえば、素通しのアウターレンズなど）は、灯室（図示せず）を画成する。前記半導体型光源２および前記投影レンズ３および前記リフレクタ４および前記ヒートシンク部材５は、プロジェクタタイプのランプユニットを構成する。前記ランプユニット２、３、４、５は、前記灯室内に配置されていて、かつ、上下方向用光軸調整機構（図示せず）および左右方向用光軸調整機構（図示せず）を介して前記ランプハウジングに取り付けられている。

なお、前記灯室内には、前記ランプユニット２、３、４、５以外のランプユニット、たとえば、クリアランスランプユニット、ターンシグナルランプユニット、デイタイムランニングランプユニットなどが配置される場合がある。また、前記灯室内には、インナーパネル（図示せず）やインナーハウジング（図示せず）やインナーレンズ（図示せず）などが配置される場合がある。

（ヒートシンク部材５の説明）
前記ヒートシンク部材５は、たとえば、樹脂や金属製ダイカスト（アルミダイカスト）などの熱伝導率が高い材料からなる。前記ヒートシンク部材５には、前記半導体型光源２および前記投影レンズ３および前記リフレクタ４が取り付けられている。前記ヒートシンク部材５は、放熱部材と取付部材とを兼用する。前記ヒートシンク部材５は、板部５０と、複数枚の上フィン部５１および下フィン部５２と、から構成されている。

前記板部５０は、第１水平板部と、第２水平板部と、垂直板部と、リング板部と、斜め板部と、からなる。前記第１水平板部の一面および前記斜め板部の一面には、複数枚の前記上フィン部５１が、前後方向にかつ平行もしくはほぼ平行に一体に設けられている。前記第２水平板部の一面および前記垂直板部の一面にも、複数枚の前記上フィン部５１が、前後方向にかつ平行もしくはほぼ平行に一体に設けられている。前記第１水平板部の他面および前記第２水平板部の他面および前記垂直板部の他面および前記斜め板部の他面には、複数枚の前記下フィン部５２が、前後方向にかつ平行もしくはほぼ平行に一体に設けられている。

（半導体型光源２の説明）
前記半導体型光源２は、たとえば、ＬＥＤ、ＯＥＬまたはＯＬＥＤ（有機ＥＬ）などの自発光半導体型光源である。前記半導体型光源２は、光を放射する発光面２２を有する。前記発光面２２は、この例では、上向きである。前記半導体型光源２には、点灯回路（図示せず）からの電流が供給される。

前記半導体型光源２は、前記ヒートシンク部材５に実装されていて、かつ、前記ヒートシンク部材５の前記第１水平板部にホルダ２０を介して取り付けられている。前記ホルダ２０は、前記ヒートシンク部材５の前記第１水平板部にスクリュー２１により取り付けられている。

（投影レンズ３の説明）
前記投影レンズ３は、たとえば、ＰＣ材、ＰＭＭＡ材、ＰＣＯ材などの樹脂製のレンズからなるものである。すなわち、前記半導体型光源２の前記発光面２２から放射される光は、高い熱を持たないので、前記投影レンズ３として樹脂製のレンズを使用することができる。前記投影レンズ３は、前記ヒートシンク部材５の前記リング板部に取り付けられている。なお、前記投影レンズ３は、前記リング板部の代わりに、前記ヒートシンク部材５と別個のホルダを使用して前記ヒートシンク部材５に取り付けても良い。

前記投影レンズ３は、前記半導体型光源２の前記発光面２２からの光であって、前記リフレクタ４からの前記反射光を、所定の配光パターンこの例ではロービーム配光パターン（図示せず）および付加配光パターン（図示せず）として、外部すなわち車両の前方に照射する。前記投影レンズ３は、図示しない焦点（物空間側の焦点面であるメリジオナル像面）および光軸（図示せず）を有する。

前記投影レンズ３は、非球面を基本とする投影レンズである。前記投影レンズ３は、後面の入射面３０と、前面の出射面３１と、から構成されている。前記入射面３０は、前記リフレクタ４と対向する。前記入射面３０は、平面もしくは非球面のほぼ平面（前記リフレクタ４に対して凸面あるいは凹面）をなす。前記出射面３１は、非球面の凸面をなす。

（リフレクタ４の説明）
前記リフレクタ４は、たとえば、樹脂部材などの耐熱性が高くかつ光不透過性の材料からなる。前記リフレクタ４は、前記ヒートシンク部材５の前記第１水平板部にスクリュー４２により取り付けられている。前記リフレクタ４は、合成樹脂をゲートから金型（図示せず）の空間中に充填して成形された合成樹脂金型成形品から構成されている。

前記リフレクタ４は、前側部分および下側部分が開口し、かつ、後側部分および上側部分および左右両側部分が閉塞した中空形状をなす。前記リフレクタ４の閉塞部分の凹内面には、回転楕円面（楕円）を基本（基調）とした自由曲面または回転楕円面からなる主反射面（収束型反射面）４０が設けられている。前記主反射面４０は、前記発光面２２に対向している。前記主反射面４０は、前記発光面２２からの光を前記投影レンズ３側に反射させる。なお、この例においては、前記主反射面４０の前方側（前記投影レンズ３側）には、付加反射面４１が設けられている。

前記主反射面４０は、段差面４３を介して前記発光面２２側（下側）に突出する凸反射面４４と、その他の反射面４５とに分割されている。前記凸反射面４４は、前記発光面２２からの垂直線もしくはほぼ垂直線（以下、単に「垂直線」と称する）Ｖを跨るように交差している。前記凸反射面４４の面積は、前記発光面２２の面積よりも広い。前記凸反射面４４は、この例では、下向きである。

前記主反射面４０の前記凸反射面４４および前記その他の反射面４５は、共に、回転楕円面（楕円）を基本（基調）とした自由曲面または回転楕円面から構成されている。前記主反射面４０の前記凸反射面４４および前記その他の反射面４５は、共に、第１焦点Ｆ１および図示しない第２焦点（もしくは第２焦線）および光軸（図示せず）を有する。

前記主反射面４０の前記凸反射面４４および前記その他の反射面４５の前記第１焦点Ｆ１は、前記半導体型光源２の前記発光面２２の中心Ｏもしくはその近傍に位置する。前記垂直線Ｖは、前記中心Ｏもしくはその近傍を通る。前記主反射面４０の前記凸反射面４４および前記その他の反射面４５の前記第２焦点は、前記投影レンズ３の前記焦点もしくはその近傍に位置する。

前記主反射面４０の前記凸反射面４４は、例えば、ロービーム配光パターンの拡散系の配光パターン（図示せず）を形成する。一方、前記主反射面４０の前記その他の反射面４５は、ロービーム配光パターンの集光系の配光パターン（図示せず）を形成する。すなわち、前記その他の反射面４５のうち前記凸反射面４４よりも前記半導体型光源２に近い側の反射面（この例では、図２中の前記垂直線Ｖよりも後側（前記半導体型光源２側）の反射面）は、ロービーム配光パターンの集光系の配光パターンを形成する。また、前記その他の反射面４５のうち前記凸反射面４４よりも前記半導体型光源２から遠い側の反射面（この例では、図２中の前記垂直線Ｖよりも前側（前記投影レンズ３側）の反射面）は、ロービーム配光パターンの集光系の配光パターンであって、前記半導体型光源２に近い側の反射面により形成される前記集光系の配光パターンよりも若干拡散された配光パターンを形成する。

前記主反射面４０の前記凸反射面４４および前記その他の反射面４５の前記第１焦点Ｆ１は、前記半導体型光源２の前記発光面２２の中心Ｏもしくはその近傍に位置する。前記垂直線Ｖは、前記中心Ｏもしくはその近傍を通る。前記主反射面４０の前記凸反射面４４および前記その他の反射面４５の前記第２焦点は、前記投影レンズ３の前記焦点もしくはその近傍に位置する。

（実施形態の作用の説明）
この実施形態における車両用前照灯１は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。

半導体型光源２の発光面２２を点灯発光させる。すると、発光面２２から放射された光は、リフレクタ４の主反射面４０の凸反射面４４およびその他の反射面４５と付加反射面４１とで投影レンズ３側に反射する。

すなわち、発光面２２からの光Ｌ１であって、凸反射面４４で反射した反射光Ｌ２は、投影レンズ３を透過して、所定の配光パターンこの例ではロービーム配光パターンの拡散系の配光パターンとして、外部すなわち車両の前方に照射される。また、発光面２２からの光であって、その他の反射面４５で反射した反射光は、投影レンズ３を透過して、所定の配光パターンこの例ではロービーム配光パターンの集光系の配光パターンとして、外部すなわち車両の前方に照射される。すなわち、その他の反射面４５のうち凸反射面４４よりも半導体型光源２に近い側の反射面（この例では、図２中の垂直線Ｖよりも後側（半導体型光源２側）の反射面）で反射した反射光は、ロービーム配光パターンの集光系の配光パターンとして、外部すなわち車両の前方に照射される。また、その他の反射面４５のうち凸反射面４４よりも半導体型光源２から遠い側の反射面（この例では、図２中の垂直線Ｖよりも前側（投影レンズ３側）の反射面）で反射した反射光は、ロービーム配光パターンの集光系の配光パターンであって、半導体型光源２に近い側の反射面により形成される集光系の配光パターンよりも若干拡散された配光パターンとして、外部すなわち車両の前方に照射される。さらに、発光面２２からの光であって、付加反射面４１で反射した反射光は、投影レンズ３を透過して、付加配光パターンとして、外部すなわち車両の前方に照射される。

（実施形態の効果の説明）
この実施形態における車両用前照灯１は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。

この実施形態における車両用前照灯１は、リフレクタ４の主反射面４０のうち、その他の反射面４５と分割された凸反射面４４のみにより、１つの役割分担すなわち所定の配光パターンこの例ではロービーム配光パターンの拡散系の配光パターンを担うことができる。しかも、この実施形態における車両用前照灯１は、凸反射面４４が発光面２２からの垂直線Ｖを跨るように交差しているものである。この結果、この実施形態における車両用前照灯１は、半導体型光源２の発光面２２からの強い光が反射する箇所およびその近傍の反射面である凸反射面４４を有効利用している。

この実施形態における車両用前照灯１は、凸反射面４４の面積が発光面２２の面積よりも広い。このために、この実施形態における車両用前照灯１は、図２、図３に示すように、発光面２２からの光Ｌ１が段差面４３に入射しないように、凸反射面４４の段差面４３を容易に傾斜させることができる。すなわち、凸反射面４４の段差面４３の傾斜（勾配）をリフレクタ４の成形金型の抜き方向に合わせることができる。この結果、この実施形態における車両用前照灯１は、凸反射面４４が段差面４３を介して発光面２２側に突出するリフレクタ４を容易に成形することができる。しかも、配光制御が難しい段差面４３に光Ｌ１が入射しないので、高精度の配光制御が得られる。

この実施形態における車両用前照灯１は、凸反射面４４およびその他の反射面４５が共に第１焦点Ｆ１が半導体型光源２の発光面２２の中心Ｏもしくはその近傍に位置する回転楕円面を基本とする自由曲面または回転楕円面から構成されている。このために、この実施形態における車両用前照灯１は、凸反射面４４とその他の反射面４５とにより、所定の配光パターンこの例ではロービーム配光パターンの拡散系の配光パターンと集光系の配光パターンとを容易に成形することができる。

（実施形態以外の例の説明）
なお、この実施形態においては、ロービーム配光パターンを照射するものである。ところが、この発明においては、ロービーム配光パターン以外の配光パターン、たとえば、ハイビーム配光パターン、高速道路用配光パターン、フォグランプ用配光パターンなどを照射するものであっても良い。

また、この実施形態においては、発光面２２が上向きであり、凸反射面４４が下向きである。ところが、この発明においては、発光面２２が下向きであり、凸反射面４４が上向きであっても良いし、発光面２２が右向きであり、凸反射面４４が左向きであっても良いし、発光面２２が左向きであり、凸反射面４４が右向きであっても良い。

さらに、この実施形態においては、主反射面４０の凸反射面４４が、ロービーム配光パターンの拡散系の配光パターンを形成し、主反射面４０のその他の反射面４５が、ロービーム配光パターンの集光系の配光パターンを形成するものである。ところが、この発明においては、主反射面４０の凸反射面４４が、ロービーム配光パターンの集光系の配光パターンを形成し、主反射面４０のその他の反射面４５が、ロービーム配光パターンの拡散系の配光パターンを形成するものであっても良い。

さらにまた、この実施形態においては、その他の反射面４５のうち凸反射面４４よりも半導体型光源２に近い側の反射面が、ロービーム配光パターンの集光系の配光パターンを形成し、また、その他の反射面４５のうち凸反射面４４よりも半導体型光源２から遠い側の反射面が、ロービーム配光パターンの集光系の配光パターンであって、半導体型光源２に近い側の反射面により形成される集光系の配光パターンよりも若干拡散された配光パターンを形成するものである。ところが、この発明においては、その他の反射面４５のうち凸反射面４４よりも半導体型光源２から遠い側の反射面が、半導体型光源２に近い側の反射面により形成される配光パターンよりも若干集光された配光パターンを形成するものであっても良い。

１ 車両用前照灯
２ 半導体型光源
２０ ホルダ
２１ スクリュー
２２ 発光面
３ 投影レンズ
３０ 入射面
３１ 出射面
４ リフレクタ
４０ 主反射面
４１ 付加反射面
４２ スクリュー
４３ 段差面
４４ 凸反射面
４５ その他の反射面
５ ヒートシンク部材
５０ 板部
５１ 上フィン部
５２ 下フィン部
Ｆ１ 第１焦点
Ｌ１ 発光面からの光
Ｌ２ 凸反射面からの反射光
Ｏ 中心
Ｖ 垂直線

Claims (4)

1. 発光面を有する半導体型光源と、
   前記発光面からの光を反射させる反射面を有するリフレクタと、
   前記反射面からの反射光を所定の配光パターンで車両の前方に照射するレンズと、
   を備え、
   前記反射面は、段差面を介して前記発光面側に突出する凸反射面と、その他の反射面とに分割されていて、
   前記凸反射面は、前記発光面からの垂直線もしくはほぼ垂直線を跨るように交差している、
   ことを特徴とする車両用前照灯。
2. 前記凸反射面の面積は、前記発光面の面積よりも広い、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
3. 前記凸反射面および前記その他の反射面は、共に、第１焦点が前記半導体型光源もしくはその近傍に位置する回転楕円面を基本とする自由曲面または回転楕円面から構成されている、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用前照灯。
4. 前記凸反射面は、拡散系の配光パターンを形成し、
   前記その他の反射面のうち前記凸反射面よりも前記半導体型光源に近い側の反射面は、集光系の配光パターンを形成し、
   前記その他の反射面のうち前記凸反射面よりも前記半導体型光源から遠い側の反射面は、前記集光系の配光パターンよりも若干拡散された配光パターンを形成する、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用前照灯。

Images