JP2017033661A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】美的な意匠性とともに所望の配光性能を備える車両用灯具を提供する。
【解決手段】車両用灯具１は、光源２０と、第１反射面を備えるリフレクタ４と、互いに交差する略垂直断面７２と略水平断面７３とを形成するように上側レンズ領域７ａの一部が前後方向に沿って切り取られた投影レンズ７と、シェード８と、リフレクタ４と投影レンズ７との間に配置されて、第１反射面により反射された光を投影レンズ７の上側レンズ領域７ａに向けて反射させる第２反射面５０と、を有する。第１反射面は、後側反射面４０と第１前側反射面４１とを備え、後側反射面４０は、光源２０からの光を投影レンズ７の下側レンズ領域７ｂに向けて反射させ、シェード８によりカットオフラインが形成されたロービーム用配光パターンを形成する。第１前側反射面４１は、光源２０からの光を第２反射面５０側に向けて反射させ、オーバーヘッドサイン用配光パターンを形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、プロジェクタタイプの車両用灯具に関する。

従来より、車両の走行状況に応じて複数の配光パターンを切り替えて照射するプロジェクタタイプの車両用灯具が知られている。車両用灯具は、光源と、光源からの光を前方へ照射するための反射面を備えるリフレクタと、反射面の前方に配置された投影レンズと、投影レンズのレンズ焦点近傍に配置されたシェードとを主体に構成されている。

近年、この類の車両用灯具においては、所望の配光パターンを実現する配光性能が求められるばかりか、美的な外観である意匠性についても様々な態様のものが求められている。一般に、プロジェクタタイプの車両用灯具であれば、発光領域の形状は投影レンズの前面視と対応した円形状となるが、例えば、上下方向の幅を抑えて左右方向に横長となるデザインが望まれるといった如くである。

例えば特許文献１には、車両の意匠ラインの自由度を高めるため、光軸よりも上方側に位置する部分が略全域にわたって切除された投影レンズを備える車両用照明灯具が開示されている。

特開２０１１−１６５６００号公報

しかしながら、意匠性を高めると光の利用効率の低下に繋がるため、所望とする配光パターンが作り難く、意匠性と配光性能とを両立させることが困難であった。

本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、美的な意匠性とともに所望の配光性能を備えた車両用灯具を提供することである。

かかる課題を解決するために、本発明は、光源と、前記光源からの光を前方に反射させる第１反射面を備えるリフレクタと、互いに交差する略垂直断面と略水平断面とを形成するように、上側レンズ領域の一部が前後方向に沿って切り取られた切取部位を有する投影レンズと、前記投影レンズの焦点近傍に配置されるシェードと、前記リフレクタと前記投影レンズとの間に配置されて、前記リフレクタの第１反射面により反射された光を前記投影レンズの上側レンズ領域に向けて反射させる第２反射面と、を有する車両用灯具を提供する。ここで、前記リフレクタの第１反射面は、前後方向に前側反射面と後側反射面とに分割されており、前記後側反射面は、前記光源からの光を前記投影レンズの下側レンズ領域に向けて反射させ、前記シェードによりカットオフラインが形成されたロービーム用配光パターンを形成し、前記前側反射面は、前記後側反射面の前方に位置し、前記光源からの光を前記第２反射面側に向けて反射させ、オーバーヘッドサイン用配光パターンを形成する第１前側反射面を備える。

ここで、本発明において、第１反射面の前側反射面は、左右方向に分割されて、前記第１前側反射面に加えて第２前側反射面を備え、前記第２前側反射面は、前記光源からの光を前記投影レンズの切取部位に向けて反射させることが好ましい。

また、本発明において、前記投影レンズの切取部位に配置され、厚さ方向に対向する入射面と出射面とを備えるプリズム部をさらに有することが好ましい。ここで、プリズム部の入射面には、前記入射面から入射する光を前記出射面から拡散して前方に出射する拡散手段が設けられていることが望ましい。

また、本発明において、投影レンズは、車両に搭載された状態を基準として、車両外側に対応する前記上側レンズ領域の一部が前後方向に沿って切り取られることが好ましい。

本発明によれば、美的な意匠性とともに所望の配光性能を備える車両用灯具を提供することができる。また、本発明によれば、配光性能を低下させることなく、投影レンズの軽量化と新規な見栄えを有する投影レンズを設計することができる。

本実施形態に係る車両用灯具の構成を模式的に示す断面図 本実施形態に係る車両用灯具の構成を模式的に示す断面図 投影レンズの構成を模式的に示す説明図 配光パターンを示す斜視図

図１及び図２は、本実施形態に係る車両用灯具１の構成を模式的に示す断面図である。ここで、図１及び図２は、車両用灯具１を異なる切断でそれぞれ描いたものであり、各図では、断面状態を示すハッチングが便宜上省略されている（投影レンズ７を除く）。さらに、本明細書において、「前」、「後」、「上」、「下」、「左」、「右」とは、車両用灯具１を車両に装備した状態における前、後、上、下、左、右をそれぞれ示している。

車両用灯具１は、車両の前部の左右両側に設けられて車両前方を照射する前照灯であり、ロービーム用配光パターンと走行用配光パターンとを切り替えて照射する。なお、本実施形態では、車両前部の左右両側に設けられる車両用灯具１のうち、左側に設けられる車両用灯具１を例示して説明をする（なお、上述した図１及び図２も車両の左側に設けられる車両用灯具１を示している）。

車両用灯具１は、前方が開口したハウジング（図示せず）と、アウターレンズ（図示せず）とを備えている。ハウジングの開口にアウターレンズを取り付けることで、その内部に密閉した灯室が形成される。

車両用灯具１は、光源部２と、ヒートシンク３と、リフレクタ（第１反射部材）４と、第２反射部材５と、第３反射部材６と、投影レンズ７と、シェード８とを備えており、これらの部材が灯室内に配置されている。

光源部２は、光を放射する発光面を有する光源２０と、基板２１とから構成されている。光源２０は、例えばＬＥＤ又はＯＥＬやＯＬＥＤ（有機ＥＬ）などの自発光半導体型光源であり、基板２１に搭載されている。光源２０が搭載された基板２１の裏面にはヒートシンク３が接続されている。光源２０は、リフレクタ４の第１焦点又はその近傍に配置されている。光源２０は、リフレクタ４の第１反射面と対向している。

ヒートシンク３は、例えば金属製ダイカスト（アルミダイカスト）などの熱伝導率が高い材料から形成されている。ヒートシンク３は、基板２１に当接する水平板部と、この水平板部に一体に設けられている複数のフィン形状部とから構成されている。

リフレクタ４は、光源２０からの光を前方に反射させるものである。リフレクタ４は、例えば樹脂部材などの光不透過性の材料から形成されている。リフレクタ４は、前側部分及び下側部分が開放し、他の部分が閉塞した中空形状を有している。リフレクタ４の凹内面には、アルミ蒸着又は銀塗装などにより第１反射面が形成されている。リフレクタ４の第１反射面は、前後方向に２つに分割され、かつその前側分割面が左右方向に２つに分割された３つの反射面４０，４１，４２から構成されている。

反射面４０は、リフレクタ４後側の反射面に対応するものである（以下「後側反射面４０」という）。後側反射面４０は、楕円を基本とする自由曲面に形成されており、投影レンズ７と対向している。この後側反射面４０は、光源２０又はこの近傍を第１焦点とし、光源２０からの光を投影レンズ７の下側レンズ領域７ｂに向けて反射させる（図１，２参照）。

反射面４１は、図１に示すように、リフレクタ４前側の一対の反射面のうち一方の反射面（車両内側に位置する反射面）に対応するものである（以下「第１前側反射面４１」という）。第１前側反射面４１は、楕円を基本とする自由曲面に形成されており、第２反射部材５と対向している。この第１前側反射面４１は、光源２０又はこの近傍を第１焦点とし、光源２０からの光を第２反射部材５側に向けて反射する。

反射面４２は、図２に示すように、リフレクタ４前側の一対の反射面のうち他方の反射面（車両外側に位置する反射面）に対応するものである（以下「第２前側反射面４２」という）。第２前側反射面４２は、放物面を基本とする自由曲面に形成されており、投影レンズ７の切取部位（プリズム部７５）と対向している。この第２前側反射面４２は、光源２０又はこの近傍を第１焦点とし、光源２０からの光を投影レンズ７の切取部位（プリズム部７５）側に向けて反射する。

第２反射部材５は、リフレクタ４と投影レンズ７との間で、シェード８よりも前方かつ光軸Ａｘよりも下方に配置されている。第２反射部材５は、前方かつ下方に向けて延在する平板状に形成されており、その上面には第２反射面５０が形成されている。この第２反射面５０は、必要に応じて、アルミ蒸着処理又は銀塗装処理、鏡面処理などを施すことができる。第２反射面５０は、リフレクタ４の第１前側反射面４１により反射された光を投影レンズ７の上側レンズ領域７ａに向けて反射させる（図１参照）。

第３反射部材６は、リフレクタ４と投影レンズ７との間で、シェード８よりも後方かつ略光軸Ａｘ上に配置されている。第３反射部材６は、前方に向けて延在する平板状に形成されており、その上面には第３反射面６０が形成されている。第３反射面６０は、必要に応じて、アルミ蒸着処理又は銀塗装処理、鏡面処理などを施すことができる。第３反射面６０は、リフレクタ４の後側反射面４０により反射された光の一部を投影レンズ７の上側レンズ領域７ａに向けて反射させる（図１参照）。

投影レンズ７は、非球面を基本とする投影レンズであり、光軸Ａｘ上に配置され、入射した光を前方に照射する。投影レンズ７は、後面の入射面７０と前面の出射面７１とを有しており、入射面７０は、リフレクタ４と対向する。入射面７０は、平面又は非球面のほぼ平面をなし、出射面７１は、非球面の凸面をなしている。投影レンズ７は、例えば、ＰＣ材、ＰＭＭＡ材、ＰＣＯ材などの樹脂材料から形成されている。半導体光源から放射される光は、高い熱を持たないので、投影レンズ７として樹脂製のレンズを使用することができる。

図３は、投影レンズ７を前面視で示す説明図である。本実施形態において、投影レンズ７は、互いに交差する略垂直断面７２と略水平断面７３とを形成するように前後方向に沿って切り取られた切取部位を有している。略水平断面７３を基準にその上側に位置するレンズ領域を上側レンズ領域７ａ、その下側に位置するレンズ領域を下側レンズ領域７ｂとした場合、投影レンズ７は、上側レンズ領域７ａの一部が切り取られて構成されている。このため、投影レンズ７を前面視で捉えた場合、その外観は左右方向に横長となる略Ｌ字形状となる。

例えば、投影レンズ７の切取部位は、車両に搭載された状態を基準として、車両外側と対応する。略垂直断面７２は、例えば、左右方向を基準に投影レンズ７の略２／３程度の範囲を切り取る位置に設定されている。また、略水平断面７３は、上下方向を基準に、投影レンズ７のレンズ光軸（レンズ中心）よりも上側に位置付けられており、前方かつ下方に向けてなだらかに傾斜する傾斜面とされている（図２参照）。すなわち、下側レンズ領域７ｂは、投影レンズ７のレンズ光軸（レンズ中心）よりも上側まで位置している。プロジェクタタイプの車両用灯具１では、ロービーム用配光パターンを照射するためには、投影レンズ７の光軸中心付近を透過する光をロービーム用の配光（ホットゾーン）として使用する必要があり、このため、下側レンズ領域７ｂが投影レンズ７のレンズ中心を含む範囲に設定されている。

また、投影レンズ７の切取部位には、プリズム部７５が設けられており、このプリズム部７５はリフレクタ４の第２前側反射面４２と対向している。プリズム部７５は、後面の入射面７５ａと、前面の出射面７５ｂとを有しており、両者の面７５ａ，７５ｂが厚さ方向に対向している。出射面７５ｂは、投影レンズ７の切取部位と対応する非球面の凸面をなし、入射面７５ａは、出射面７５ｂと対応する非球面の凹面をなしている。なお、本実施形態では、投影レンズ７の切取部位にプリズム部７５を設ける構成としているが、プリズム部７５を設けない構成とすることも可能である。

プリズム部７５は、入射面７５ａから入射する光を出射面７５ｂから前方に出射するものであり、その入射面７５ａには、出射面７５ｂから光を拡散して出射するための拡散手段である複数のプリズム７５ａ１が設けられている。個々のプリズム７５ａ１は、断面が波形状、三角形状、ダイアカット形状などの形状として上下方向に延在するものであり、左右方向に一定間隔で設けられている。

シェード８は、投影レンズ７の焦点近傍に配置されており、投影レンズ７に入射する光の一部を遮蔽してロービーム用配光パターンのカットオフラインを形成する。シェード８は、例えば一対の板状部材８０，８１で構成されている。個々の板状部材８０，８１は、例えば金属（ＳＵＳ）板から構成されており、金属板を所要の形状にカットし、かつ、プレス絞り加工して形成されている。

一対の板状部材８０，８１には、カットオフライン及びエルボー点を形成する上端エッジが設けられており、この上端エッジは、光軸Ａｘよりも下側に位置する。

シェード８は、ソレノイドなどの駆動機構を用いて一対の板状部材８０，８１を上下動させることにより、ロービーム用配光パターンと、走行用配光パターンとを切り替えることができる。

このような構成の車両用灯具１について、以下、その動作を説明する。

光源２０を点灯発光させる。光源２０から放射された光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は、リフレクタ４の第１反射面及び第２反射面により前方に反射される。

まず、図１に示すように、光源２０からの光Ｌ１は、第１反射面の一部をなす後側反射面４０で投影レンズ７側に向けて反射される。反射した光Ｌ１の一部は、シェード８である一対の板状部材８０，８１により遮蔽される。遮蔽されなかった残りの光は、投影レンズ７の下側レンズ領域７ｂを透過して、カットオフライン及びエルボー点を有するロービーム用配光パターンＬＰとして、車両の前方に照射される。ロービーム用配光パターンＬＰは、図４に示すように、車両の前方を照明する。なお、図４において、ロービーム用配光パターンＬＰ内に示す右傾斜のハッチング領域は、ホットゾーンである。上述したように、下側レンズ領域７ｂは、投影レンズ７のレンズ光軸（レンズ中心）よりも上側まで位置しており、投影レンズ７の光軸中心付近を透過した光によってホットゾーンが形成される。

また、図１に示すように、光源２０からの光Ｌ２は、第１反射面の一部をなす第１前側反射面４１で、第２反射部材５側に向けて反射される。反射された光Ｌ２は、第２反射部材５の第２反射面５０において、投影レンズ７の上側レンズ領域７ａ側に向けて反射される。反射された光Ｌ２は、投影レンズ７の上側レンズ領域７ａを透過して、オーバーヘッドサイン用配光パターンＬＯのホットゾーンＬＯ１（左傾斜のハッチング領域）として、車両の前方に照射される。

光源２０からの光Ｌ３は、第３反射部材６の第３反射面６０にて、投影レンズ７の上側レンズ領域７ａ側に向けて反射される。反射された光Ｌ３は、投影レンズ７の上側レンズ領域７ａを透過して、ロービーム用配光パターンＬＰとして、車両の前方に照射される。

一方、図２に示すように、光源２０からの光Ｌ４は、第１反射面の一部をなす第２前側反射面４２で投影レンズ７のプリズム部７５側に向けて反射される。反射した光Ｌ４は、プリズム部７５を透過して、ホットゾーンＬＯ１を含むオーバーヘッドサイン用配光パターンＬＯとして、車両の前方に照射される。

このように本実施形態において、車両用灯具１は、光源２０と、光源２０からの光を前方に反射させる第１反射面を備えるリフレクタ４と、互いに交差する略垂直断面７２と略水平断面７３とを形成するように、上側レンズ領域７ａの一部が前後方向に沿って切り取られた投影レンズ７と、投影レンズ７の焦点近傍に配置されるシェード８と、リフレクタ４と投影レンズ７との間に配置されて、リフレクタ４の第１反射面により反射された光を投影レンズ７の上側レンズ領域７ａに向けて反射させる第２反射面５０と、を有している。そして、リフレクタ４の第１反射面は、前後方向に分割されて、後側反射面４０と第１前側反射面４１とを備えている。ここで、後側反射面４０は、光源２０からの光を投影レンズ７の下側レンズ領域７ｂに向けて反射させ、シェード８によりカットオフラインが形成されたロービーム用配光パターンＬＰを形成する。第１前側反射面４１は、後側反射面４０の前方に位置し、光源２０からの光を第２反射面５０側に向けて反射させ、オーバーヘッドサイン用配光パターンＬＯ（ホットゾーンＬＯ１）を形成する。

この構成によれば、投影レンズ７の上側レンズ領域７ａの一部が前後方向に沿って切り取られ、左右方向に横長となる略Ｌ字形状の外観を呈している。これにより、意匠性に富んだ車両用灯具１を提供することができる。また、リフレクタ４の第１反射面を前後方向に分割して、投影レンズ７の上側レンズ領域７ａと下側レンズ領域７ｂとにそれぞれ光を導くことで、ロービーム用配光パターンＬＰ及びオーバーヘッドサイン用配光パターンＬＯを適切に形成することができる。これにより、美的な意匠性とともに所望の配光性能を備える車両用灯具１を提供することができる。また、本実施形態によれば、配光特性を低下させることなく、投影レンズ７の軽量化と新規な見栄えを有する投影レンズ７を設計することが可能となる。

また、投影レンズ７の一部を切り取ることで、投影レンズの平均厚を減少させることができる。これにより、成形性の向上とともに、低コスト化を実現することができる。

また、本実施形態において、第１反射面の前側反射面は、投影レンズ７のプリズム部７５と対応して左右方向に分割されて、第１前側反射面４１に加えて第２前側反射面４２を備えている。この第２前側反射面４２は、光源２０からの光を投影レンズ７の切取部位に向けて反射させる。

この構成によれば、ロービーム用配光パターンＬＰとして、ホットゾーンＬＯ１の周囲に広い配光パターンを形成することができる。これにより、広い範囲を照射するオーバーヘッドサイン用配光パターンＬＯを適切に形成することができる。

また、本実施形態において、投影レンズ７の切取部位に配置され、厚さ方向に対向する入射面７５ａと出射面７５ｂとを備えるプリズム部７５をさらに有している。そして、プリズム部７５の入射面７５ａには、入射面７５ａから入射する光を出射面７５ｂから拡散して前方に出射するプリズム７５ａ１が設けられている。

この構成によれば、プリズム部７５にて光をコントロールすることができるので、ホットゾーンＬＯ１よりも拡散したオーバーヘッドサイン用配光パターンＬＯを形成することができる。これにより、オーバーヘッドサイン用配光パターンＬＯを適切に形成することができる。また、プリズム部７５と、投影レンズ７のレンズ領域とは光学特性が異なるものであり、切取部分をプリズム部７５で覆った場合でも、両者を明確に区別することができるので、意匠性についても担保することができる。

また、本実施形態において、投影レンズ７は、車両に搭載された状態を基準として、車両外側に対応する上側レンズ領域７ａの一部が前後方向に沿って切り取られている。

この構成によれば、車両外側へと光を拡散させ易いので、ホットゾーンＬＯ１の周囲の配光パターンを形成することができる。これにより、オーバーヘッドサイン用配光パターンＬＯを適切に形成することができる。

以上、本発明の実施形態にかかる車両用灯具について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その発明の範囲内において種々の変形が可能であることはいうまでもない。

１ 車両用灯具
２ 光源部
２０ 光源
３ ヒートシンク
４ リフレクタ
４０ 後側反射面
４１ 第１前側反射面
４２ 第２前側反射面
５ 第２反射部材
５０ 第２反射面
６ 第３反射部材
６０ 第３反射面
７ 投影レンズ
７０ 入射面
７１ 出射面
７２ 垂直断面
７３ 水平断面
７５ プリズム部
７５ａ 入射面
７５ｂ 出射面
８ シェード
８０ 板状部材
８１ 板状部材
Ａｘ 光軸

Claims (4)

1. 光源と、
   前記光源からの光を前方に反射させる第１反射面を備えるリフレクタと、
   互いに交差する略垂直断面と略水平断面とを形成するように、上側レンズ領域の一部が前後方向に沿って切り取られた切取部位を有する投影レンズと、
   前記投影レンズの焦点近傍に配置されるシェードと、
   前記リフレクタと前記投影レンズとの間に配置されて、前記リフレクタの第１反射面により反射された光を前記投影レンズの上側レンズ領域に向けて反射させる第２反射面と、を有し、
   前記リフレクタの第１反射面は、前側反射面と後側反射面とに前後方向に分割されおり、
   前記後側反射面は、前記光源からの光を前記投影レンズの下側レンズ領域に向けて反射させ、前記シェードによりカットオフラインが形成されたロービーム用配光パターンを形成し、
   前記前側反射面は、前記後側反射面の前方に位置し、前記光源からの光を前記第２反射面側に向けて反射させ、オーバーヘッドサイン用配光パターンを形成する第１前側反射面を備えることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記第１反射面の前側反射面は、左右方向に分割されて、前記第１前側反射面に加えて第２前側反射面を備え、
   前記第２前側反射面は、前記光源からの光を前記投影レンズの切取部位に向けて反射させることを特徴とする請求項１に記載された車両用灯具。
3. 前記投影レンズの切取部位に配置され、厚さ方向に対向する入射面と出射面とを備えるプリズム部を有し、
   前記プリズム部の入射面には、前記入射面から入射する光を前記出射面から拡散して前方に出射する拡散手段が設けられていることを特徴とする請求項２に記載された車両用灯具。
4. 前記投影レンズは、車両に搭載された状態を基準として、車両外側に対応する前記上側レンズ領域の一部が前後方向に沿って切り取られることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載された車両用灯具。

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