JP5088261B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、自動車のヘッドランプを始めとしてフォグランプ，リヤコンビネーションランプ等に用いられる車両用灯具に関する。

従来、自動車用ヘッドランプとして、例えば、特許文献１に示されているように、１つの灯具ですれ違い配光パターンが左側走行配光パターンと、右側走行配光パターンと、に切り替え可能としたものが知られている。

これは、配光パターンがそれぞれ異なる３つの光源ユニットを１つの灯具ハウジングに収納して構成され、左側走行用と右側走行用とで仕様の異なる車種に応じて、前記３つの光源ユニットのうち１つの光源ユニットの機能を停止するようにしたものである。
特開２００７−３５６３７号公報

前記従来の構造では、配光パターンを左側走行用または右側走行用に切り替えた場合、前記３つの光源ユニットのうち１つの光源ユニットを全く使用しないため、高価な光源ユニットが無駄となってコスト的に不利となってしまうことは否めない。

また、複数の光源ユニットが必要となるため、灯具が大型化して車体への組付けレイアウトに制約を与えてしまう。

そこで、本発明は１つの光源ユニットで、左側走行用と右側走行用とに配光パターンを任意に切り替えることができ、かつ、小型化が可能な車両用灯具を提供するものである。

本発明の車両用灯具にあっては、光源の出射光を灯具前方に照射して、上縁の一側に略水平方向に延びる水平カットラインと、上縁の他側にこの水平カットラインから斜め上方に傾斜して立上がる傾斜カットラインと、からなるカットラインを有するすれ違い配光パターンを形成する光源ユニットを、その光軸または光軸と略平行な軸を中心に回動可能に配設して、前記配光パターンを切り替え可能とした構造であって、前記光源ユニットは、その背部が前記配光パターンにおけるカットラインを形成するシェードの略中心延長上で支軸を介して灯具ハウジング側の光軸調整機構が設けられたブラケットに回動可能に軸支され、該ブラケットにはユニット回動機構が固定されていて、該ユニット回動機構はその駆動伝達機構を介して光源ユニットと連結されて、このユニット回動機構により前記配光パターンの水平カットラインと傾斜カットラインとが左右対称的に逆転可能なように、光源ユニットが略同一の傾斜角度で正・逆方向に回動制御されることを主要な特徴としている。

前記光源ユニットを、光軸または光軸と略平行な軸を中心に時計回り、または反時計回りに略同一の傾斜角度に回動すると、前記配光パターンが左右方向に切り替えられる。

本発明の車両用灯具によれば、光源ユニットを、光軸または光軸と略平行な軸を中心とした正・逆方向（時計方向、反時計方向）に回動することで、灯具前方に照射される配光パターンを左右方向に切り替えることができる。

このため、配光パターンを上縁に水平カットラインと傾斜カットラインとからなる所定形状のカットラインを有するすれ違い配光パターンとした場合、前記光源ユニットの回動制御で左側走行用と右側走行用とに、配光パターンを任意に切り替えることができる。

このように、本発明の車両用灯具によれば、１つの光源ユニットでも、その回動制御で配光パターンを、左側走行用の配光パターンと右側走行用の配光パターンとに切り替えて現出できるため、前記従来の車両用灯具に較べて大幅なコストダウンを図ることができると共に、小型化を実現することができる。

以下、本発明の一実施形態を車両用灯具としてヘッドランプを例に採って詳述する。

図１は本発明の一実施形態に係るヘッドランプの断面図、図２は同ヘッドランプにおけるブラケットの部分背面図、図３は光源ユニットの時計方向回動状態（Ａ）と、配光パターン切り替え途中における中立点（Ｂ）と、反時計方向回動状態（Ｃ）とを示す背面図、図４は図３の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示す光源ユニットの回動状態に対応した配光パターンの変化状態を（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）にて示す説明図である。

図１に示す本実施形態のヘッドランプ１０は、灯具ハウジング１１と、該灯具ハウジング１１の前側開口部を閉塞したアウターレンズ１２と、これら灯具ハウジング１１とアウターレンズ１２とで構成された灯室１３内に配設された光源ユニット２０と、を備えている。

光源ユニット２０は、光源２１の出射光を前記アウターレンズ１２を通して車両前方（灯具前方）に照射して、図４に示す上縁に所定形状のカットラインＣを有する配光パターンＰを形成するものである。

この光源ユニット２０は、該光源ユニット２０の中心部分、例えば、前記カットラインＣを形成するシェード２５の略中心（レンズ後側焦点Ｆ）を通り、光軸と略平行な軸０を中心に回動可能に配設され、前記配光パターンＰを切り替え可能としている。

具体的には、前記灯室１３内には板状のブラケット１４が縦置きに配置され、前記光源ユニット２０は、その背部が前記軸０の延長上で支軸１５を介して前記ブラケット１４に回動可能に軸支されている。このブラケット１４にユニット回動機構１６が固定され、該ユニット回動機構１６がその駆動伝達機構１８を介して前記光源ユニット２０に連結されていて、前記光源ユニット２０はこのユニット回動機構１６の作動によって回動制御される。

前記ユニット回動機構１６は、前記支軸１５よりも下方位置でブラケット１４の背面に固設されたモーター等の回転駆動部１７と、該回転駆動部１７の動力を光源ユニット２０に伝達する駆動伝達機構１８と、で構成することができる。

駆動伝達機構１８は、例えば、図２に示すように、前記回転駆動部１７側の変速ギヤ１８ａと、該変速ギヤ１８ａに噛合したセクタギャ１８ｂとで構成される。このセクタギャ１８ｂには左右一対のアーム部１８ｃが突設されている。アーム部１８ｃは、前記ブラケット１４に支軸１５を中心として形成された円弧状スリット１４ａに挿通して光源ユニット２０の背部に結合され、これにより、光源ユニット２０の回転駆動系が構成される。

前記光源ユニット２０は、本実施形態では、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の半導体発光素子を光源２１とし、その光源支持台２２にリフレクタ２３，集光レンズ（凸レンズ）２４等の光学系部品が集約的に配設されたプロジェクタランプで構成されている。

光源支持台２２は、下側に複数の冷却フィン２２ａを備えたヒートシンク部材で構成されている。光源２１は、この光源支持台２２の略水平な上側面に、その発光中心が集光レンズ２４の光軸上に位置するように配設されている。リフレクタ２３は、前記光源支持台２２の上側面に光源２１の上方を覆って設けられ、このリフレクタ２３は、図１に示す鉛直断面で前記光源２１の略発光中心を第１焦点とする回転楕円面を基調とした自由曲面に形成されている。リフレクタ２３の第２焦点は集光レンズ２４の後側焦点Ｆの近傍に設定され、ここに前記シェード２５が形成されている。従って、本実施形態にあっては集光レンズ２４の光軸を前記軸０としている。集光レンズ２４はレンズホルダー２４ａに保持され、該レンズホルダー２４ａの後端を前記リフレクタ２３の前端縁部に結合して、これら光源２１，光源支持台２２，リフレクタ２３，集光レンズ２４等でプロジェクタランプが構成される。

従って、本実施形態では前記支軸１５およびセクタギャ１８ｂのアーム部１８ｃは、前記光源支持台２２の背面に結合されている。

図４は前記光源ユニット２０の照射光により、車両前方の仮想スクリーン上に形成される配光パターンＰを示している。この配光パターンＰは、図４（Ａ），（Ｃ）に示すように上縁の一側に略水平方向に延びる水平カットラインａ，ａ′と、上縁の他側にこの水平カットラインａ，ａ′から斜め上方に傾斜して立上がる傾斜カットラインｂ，ｂ′と、からなるカットラインＣを有するすれ違い配光パターンとして形成される。前記水平カットラインａ，ａ′と、傾斜カットラインｂ，ｂ′との交点は、前記仮想スクリーン上のＨ−Ｈ線よりもやや下方のＶ−Ｖ線上となるように形成されている。図４（Ａ）は水平カットラインａが右側に形成され、傾斜カットラインｂが左側に形成された左側走行配光パターンＰＬを示している。また、図４（Ｃ）は水平カットラインａ′が左側に形成され、傾斜カットラインｂ′が右側に形成された右側走行配光パターンＰＲを示している。

前記光源ユニット２０は、前記配光パターンＰの水平カットラインａ，ａ′と傾斜カットラインｂ，ｂ′とが左右対称的に逆転可能なように、前記ユニット回動機構１６によって図３（Ｂ）に示す配光パターン切り替え途中における中立点を境に、図３（Ａ），（Ｃ）に示すように略同一の傾斜角度θで正・逆方向に回動制御される。

図３（Ａ）は光源ユニット２０が背面視して時計方向（正方向）に角度θで回動された場合で、このとき、配光パターンＰは図４（Ａ）に示すように傾斜カットラインｂが左上がりの左側走行配光パターンＰＬとして得られる。図３（Ｃ）は光源ユニット２０が背面視して反時計方向（逆方向）に角度θで回動された場合で、このとき、配光パターンＰは図４（Ｃ）に示すように傾斜カットラインｂ′が右上がりの右側走行配光パターンＰＲとして得られる。光源ユニット２０が配光パターン切り替え途中における図３（Ｂ）に示す中立位置にあるときは、配光パターンＰは図４（Ｂ）に示すように、上縁のカットラインＣが略Ｖ字状となる前記Ｖ−Ｖ線を境とした左右線対称パターンとなる。

本実施形態では、前記光源ユニット２０の下側に、図４に符号Ｐｏで示す上縁に略水平なカットラインＣｏを有する拡散配光パターンを形成する拡散光源ユニット３０が配設され、これら光源ユニット２０の照射光と拡散光源ユニット３０の照射光とにより、前記配光パターンＰと拡散配光パターンＰｏとが合成されたすれ違い配光パターンが得られるようにしている。

この拡散光源ユニット３０は、前記光源ユニット２０と同様に半導体発光素子を光源３１とし、ヒートシンク機能を有する光源支持台３２にこの光源３１と、リフレクタ３３，集光レンズ３４等を集約的に配設したプロジェクタランプが用いられ、前記光源支持台３２の背面を前記ブラケット１４の下側延長部に当接して該ブラケット１４に締結固定されている。

このブラケット１４と灯具ハウジング１１の背壁とに跨って、複数の対をなすボルトとナットからなる光軸調整機構４０が設けられ、該光軸調整機構４０によりヘッドランプ１０の光軸調整が行われるようになっている。

以上の構成からなる本実施形態のヘッドランプ１０によれば、光源ユニット２０を、前記回動中心軸０を中心に図３（Ｂ）に示す配光パターン切り替え途中における中立点から、同図（Ａ）に示す時計方向、または、同図（Ｃ）に示す反時計方向に同一角度θに回動することによって、該光源ユニット２０により形成される配光パターンＰを左右対称的に変化させることができる。また、光源ユニット２０の回動は、円弧状スリット１４ａの左右いずれかの端部に駆動伝達機構（セクタギャ）を突き当てることによっても、左右対称的に配光パターンを変化させることができる。

特に本実施形態では、前記光源ユニット２０で形成される配光パターンＰは、上縁に水平カットラインａ，ａ′と傾斜カットラインｂ，ｂ′とからなる所定形状のカットラインＣを有するすれ違い配光パターンとしているため、前述のように光源ユニット２０を配光パターン切り替え途中における中立点から角度θで時計方向に回動した場合には、図４（Ａ）に示すように傾斜カットラインｂが左上がりの左側走行配光パターンＰＬが得られ、これとは逆に光源ユニット２０を角度θで反時計方向に回動した場合には、図４（Ｃ）に示すように前記左側走行配光パターンＰＬと左右対称に逆転変化して、傾斜カットラインｂ′が右上がりの右側走行配光パターンＰＲが得られる。

従って、ヘッドランプ１０を左車線走行用車両と右車線走行用車両とに共用化する場合に、１つの光源ユニット２０でも、その回動制御により配光パターンＰを、左側走行用の配光パターンＰＬと右側走行用の配光パターンＰＲとに切り替えて現出できるため、前記従来のものと較べて大幅なコストダウンを実現することができると共に、ヘッドランプ１０の小型化を実現できる。

また、前記光源ユニット２０は、その背部をシェード２５の略中心を通り、光軸と略平行な軸０の延長上で支軸１５を介して灯具ハウジング側のブラケット１４に回動可能に軸支し、該ブラケット１４にユニット回動機構１６を固定して、該ユニット回動機構１６をその駆動伝達機構１８を介して光源ユニット２０と連結した簡単な構造で前記回動制御を行わせるようにしているので、大幅な構造変更を伴うことなくコスト的に有利に得ることができる。

更に、光源ユニット２０には、半導体発光素子を光源２１として、その光源支持台２２にリフレクタ２３，集光レンズ２４等の光学系部品を集約的に配設したプロジェクタランプが用いられているが、この光源支持台２２と前記ブラケット１４とを前記支軸１５と、ユニット回動機構１６とにより組付けて、前記光源支持台２２自体を光源ユニット２０の回動支持部としているため、光源ユニット２０に特別に回動支持部を設ける必要がなく、大幅な設計変更を伴うことがないのでこの点からもコスト的に有利に得ることができる。

しかも、半導体発光素子（光源２１）で発生する熱は、ヒートシンク部材等で構成される光源支持台２２から放熱されることは勿論、該光源支持台２２からブラケット１４側への熱伝達性が良好となるので、光源２１の放熱効果を高めることもできる。

そして、本実施形態のように光源ユニットが符号２０，３０で示すように複数備えられている場合、カットライン形成用の光源ユニット２０を回動可能に構成することで、集光配光を可変とすることができる。また、複数の光源ユニットとして集光用ユニットと拡散用ユニットとを設けた場合、集光用ユニットのみを回動可能なユニットとすることで、全体の配光を大きく変更することなく、カットラインのみを切り替えることができ、ユニット回動機構も小型にすることができる。

なお、前記実施形態ではヘッドランプ１０におけるすれ違い配光パターンＰのカットラインＣを切り替える例について説明したが、この他、光源ユニット２０の前記回動制御によって、均一的な配光から、ホットゾーンを有する遠方視認性に優れた配光に切り替え制御することも可能である。また、本発明は前記ヘッドランプの他、フォグランプに、また場合によってはリヤコンビネーションランプに適用することもできる。更に、光源ユニット２０の左右配光の切り替えは、手動によっても可能である。

本発明の一実施形態に係るヘッドランプの断面図。 図１に示したヘッドランプにおけるブラケットの部分背面図。 光源ユニットの時計方向回動状態（Ａ）と、配光パターン切り替え途中における中立点（Ｂ）と、反時計方向回動状態（Ｃ）とを示す背面図。 図３の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示す光源ユニットの回動状態に対応した配光パターンの変化状態を（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）にて示す説明図。

符号の説明

１０ ヘッドランプ（車両用灯具）
１１ 灯具ハウジング
１４ ブラケット
１５ 支軸
１６ ユニット回動機構
２０ 光源ユニット
２１ 光源
２２ 光源支持台
２３ リフレクタ
２４ 集光レンズ
２５ シェード
Ｐ すれ違い配光パターン
Ｃ カットライン
ａ，ａ′ 水平カットライン
ｂ，ｂ′ 傾斜カットライン
０ 回転中心軸

Claims (2)

1. 光源の出射光を灯具前方に照射して、上縁の一側に略水平方向に延びる水平カットラインと、上縁の他側にこの水平カットラインから斜め上方に傾斜して立上がる傾斜カットラインと、からなるカットラインを有するすれ違い配光パターンを形成する光源ユニットを、その光軸または光軸と略平行な軸を中心に回動可能に配設して、前記配光パターンを切り替え可能とした構造であって、
   前記光源ユニットは、その背部が前記配光パターンにおけるカットラインを形成するシェードの略中心延長上で支軸を介して灯具ハウジング側の光軸調整機構が設けられたブラケットに回動可能に軸支され、該ブラケットにはユニット回動機構が固定されていて、該ユニット回動機構はその駆動伝達機構を介して光源ユニットと連結されて、このユニット回動機構により前記配光パターンの水平カットラインと傾斜カットラインとが左右対称的に逆転可能なように、光源ユニットが略同一の傾斜角度で正・逆方向に回動制御されることを特徴とする車両用灯具。
2. 光源ユニットは、半導体発光素子を光源とし、その光源支持台にリフレクタ，集光レンズ等の光学系部品が集約的に配設されたプロジェクタランプで構成され、前記支軸およびユニット回動機構により、前記光源支持台とブラケットとが組付ら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。

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