JP5150130B2

JP5150130B2 - 車両用灯具

Info

Publication number: JP5150130B2
Application number: JP2007112889A
Authority: JP
Inventors: 洋平多久和
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2007-04-23
Filing date: 2007-04-23
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2027-04-23
Also published as: US7597466B2; US20080259629A1; JP2008270011A

Description

本発明は車両用灯具に関するものであり、詳しくは、ＬＥＤを光源とする車両用灯具に関する。

従来、光源となるＬＥＤを多数配置してなる車両用灯具には、基板に形成された電極パッドにＬＥＤのリードフレームを接続して該ＬＥＤを基板に実装すると共に、エクステンションの一部でＬＥＤの発光部の近傍周囲に反射面を形成し、該反射面によって光の照射範囲を拡大するように構成されたものがある。

この場合、リードフレームを利用してＬＥＤの発光部を基板から離れた位置に位置させることによりＬＥＤの発光部から出射される光の利用効率を高めて照射光量を増大させると共に、反射面の上端開口面（エクステンションの前面）からより浅い位置にＬＥＤの発光部を位置させることにより広角の配光分布で光照射ができるようにしている。

また、この構成を採用してもなお光照射の範囲が不十分な場合はＬＥＤの上方にレンズカットを施したアウターレンズを採用することも考えられるが、この場合は部品点数の増加、加工工数の増加、金型費の増加等の多くのコストアップの要因が発生する。

そこで具体的には、図８に示すような構成の灯具が提案されている。それは、階段状に形成されたベース５０の各段部５９に一対のコード挿通溝を有するＬＥＤ挿着用のホルダ５１が突設され、夫々のコード挿通溝には各ホルダ５１間に渡設された電気コード５２が挟持されている。

そして、夫々スリット５３を有する一対のリード端子５４がＵ字形状に折曲されてなるＬＥＤ５５の該リード端子５４がホルダ５１のリード挿入口５６内に挿入され、リード端子５４のスリット５３に電気コード５２が絶縁皮膜を裂断した状態で挟持されている。これにより、リード端子５４のスリット５３と電気コード５２の芯線が直接接触し、ＬＥＤ５５のリード端子５４と電気コード５２の電気的接続が図られている。

更に、ＬＥＤ５５の上方には各ＬＥＤ５５に対向する複数の回転放物面形状のリフレクタ部５７とエクステンション部を備えたリフレクタ５８が配設され、リフレクタ５８の前方にアウターレンズが配設されている（例えば、特許文献１参照。）。

上記構成の従来の車両用灯具は、ベース５０の各ホルダ５１に取り付けられたＬＥＤ５５はリード端子５４によってのみ姿勢が保持されており、リフレクタ５８の組み付け工程においてリフレクタ５８がＬＥＤ５５に偶発的に衝突してリード端子５４を曲げ、そのためＬＥＤ５５の照射方向が所定の方向に対して変わるという製造上の取り扱いの不都合を生じる可能性がある。

また、個々のＬＥＤ５５は照射領域が比較的狭いために、広範囲に亘る配光が要求される灯具を実現するには多数のＬＥＤ５５を実装して照射領域を拡大する必要があり、コストアップの要因となる。

なお、他の具体例として、階段状に形成されたハウジングの各段部に、表面実装型ＬＥＤを実装した基板が取り付けられ、ＬＥＤの前方に該ＬＥＤに対向する側の面にレンズカットが施されたレンズが配設された灯具が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

この場合、灯具はＬＥＤ、基板、ハウジング、およびレンズの４つの部品で構成され、ＬＥＤのレンズカットに対する位置精度はＬＥＤの基板に対する実装位置精度と基板のハウジングに対する実装位置精度の累積によって決まる。つまり、組み立て精度の所望の配光精度に与える影響が大きく、個々の灯具内の配光むら及び各灯具間の配光ばらつきを生じ易い構造となっている。
特開２００２−２４５８１２号公報特開平６−３４９３０６号公報

そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、製造上の取り扱いに起因する不都合を回避すると共に、広範囲に亘る配光が可能で且つ個々の灯具の配光むら及び各灯具間の配光ばらつきが抑制された車両用灯具を低コストで提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、少なくとも前面レンズとハウジングで構成された灯室の内部に灯具ユニットが支持された車両用灯具であって、前記灯具ユニットは、複数の光源と、夫々前記複数の光源が実装された複数の基板と、前記基板を保持する透光性樹脂材料からなるインナーレンズブラケットとを備え、前記インナーレンズブラケットは前記光源の夫々を包囲する複数のブラケット部を有し、前記ブラケット部が、前記基板と反対側に開口を有し、前記ブラケット部の前記開口側の先端部に、前記光源からの光を前記ブラケット部内に入射させる内面と、該内面から入射した光を前記車両用灯具を車両に搭載したときに車両の側方側となる方向に反射する全反射面と、該全反射面で反射された光を前記ブラケット部外に出射させる外周面と、を備えていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記ブラケット部は前記インナーレンズブラケットのベース部から突出した形状を呈していることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１または２のいずれか１項において、前記光源がＬＥＤであることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１から３のいずれか１項において、前記ブラケット部の最上端は前記光源の最上端よりも上方に位置することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項５に記載された発明は、請求項１から４のいずれか１項において、前記ブラケット部が略円筒形状であることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項６に記載された発明は、請求項１から５のいずれか１項において、前記ブラケット部が、基板側に開口を備えたことを特徴とするものである。

本発明の車両用灯具は、複数の光源を実装した光源実装基板を透光性樹脂材料からなるインナーレンズブラケットに取り付けて光源の夫々をインナーレンズブラケットのブラケット部に収納した。インナーレンズブラケットに対しては、ブラケット部を除く範囲を遮蔽し装飾するよう、インナーパネルを備えた構成とすることも任意に実施可能である。

そして、ブラケット部の先端部に光源光を反射する全反射面を設け、光源から出射した光を全反射面で反射させて広範囲の領域を照射するようにした。

その結果、インナーレンズブラケットとインナーパネルの組立て時に突発的な衝突が発生しても直接的には光源に衝撃が加わらず、そのため、光源の変形や破損等の製造上の取り扱いに起因する不都合を回避して安定した品質を確保することが可能となった。

また、光源光は光源を包囲するブラケット部の先端部で配光制御されるため、個々の光源からの照射光の配光ばらつきが少なく、且つ光の照射領域を拡大することが可能となった。

以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図７を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。

図１は本発明の車両用灯具に係わる灯具ユニットの実施形態を示す分解立体図である。車両用灯具は、図示していないが前面レンズとハウジングで灯室が形成され、該灯室内に灯具ユニット１が支持される。灯具ユニット１は主に、光源となるＬＥＤ２、ＬＥＤ２を実装する基板３、ＬＥＤ２が実装された基板３を支持するインナーレンズブラケット４、エクステンションを兼ねたインナーパネル５で構成されている。

基板３はアルミニウムあるいは銅等の金属材料からなる金属基板であり、組み立てた灯具を車両に搭載したときに車両の幅方向となる方向に階段状に形成されている。そして、一対の金属基板３が、同様に、組み立てた灯具を車両に搭載したときに車両の高さ方向となる方向に並設されると共に、３組の前記対基板６が高さ方向に階段状に配置されている。また、互いに隣接する対基板６の一方の下側基板３ａと他方の上側基板３ｂ同士は繋がっており、最上側基板３ｃと最下側基板３ｄの夫々からはこれら基板に電力を導入するためのコネクタ２２に接続される突出端子部３ｅが形成されている。

なお、以下の説明および図面において、幅方向、高さ方向、奥行き方向、中央側、側方側、上側、下側などの方向を示す記載は、組み立てた車両用灯具を車両に搭載したときの車両に対する方向を示すこととする。

そして、各対基板６の各段部７には、ＬＥＤ２が実装されている。ＬＥＤ２は一対のリードフレームの先端部にＬＥＤ素子を搭載してボンディングワイヤを架空配線し、ＬＥＤ素子及びボンディングワイヤを含めた当該近傍を透光性樹脂材料からなる封止樹脂２ａで樹脂封止してＬＥＤ素子に対応するレンズ面を形成した、所謂砲弾型と呼称されるＬＥＤ２を採用している。（図では、ＬＥＤ素子、ボンディングワイヤは省略されている）

上記構成の各砲弾型ＬＥＤ２はいずれも、一対のリードフレームが封止樹脂２ａの端から所定の長さの位置で互いに他方のリードフレームと反対方向に略直角に折り曲げられており、一対のリードフレームの夫々の折曲部２ｂが各対基板６の各段部７において該対基板６の夫々に接続されている。これにより、各ＬＥＤ２はリードフレームを介して基板３に固定されると共に、外部から供給された電力が基板３及びリードフレームを介してＬＥＤ素子に伝達される。

インナーレンズブラケット４は透光性樹脂材料からなり、ベース部８が上記基板３に対応する奥行き方向の段差を形成しており、各段部９の上記基板３に実装されたＬＥＤ２に対応する位置に略円筒形状に突出したブラケット部１０を有している。

ブラケット部１０は図２の断面図に示すように、ベース部８側およびベース部８側と反対側の両端部に開口部１１ｂ、１１ａを有し、ベース部８側と反対側の開口部１１ａの端部は、中央側となる方向に位置する開口端部１２ａと側方側となる方向に位置する開口端部１２ｂを備え、両開口端部１２ａ、１２ｂは夫々異なる形状を呈している。

具体的には、中央側となる方向に位置する開口端部１２ａの形状は断面形状が斜め方向を向く略Ｕ字形状を呈しており、側方側となる方向に位置する開口端部１２ｂの形状は断面形状が頂点を開口１１ａ側に向けた略三角形状を呈している。

そして夫々の開口端部１２ａ、１２ｂの領域は、図３のブラケット部１０の斜視図に示すように、一方の開口端部１２ａは、開口部の中心Ｏを通り中央側となる方向と側方側となる方向を結ぶ直線Ｙに対して中心Ｏで夫々α１、α２の角度で交わる２本の直線Ａ１、Ａ２で囲まれた範囲となり、他方は直線Ｙに対して中心Ｏで夫々β１、β２の角度で交わる２本の直線Ｂ１、Ｂ２で囲まれた範囲となる。

なお、頂角α１及び頂角α２は夫々車両用灯具に求められる配光に基づいて設定され、α１とα２は同一の場合もあるし、異なる場合もある。同様に、頂角β１及び頂角β２は夫々車両用灯具に求められる配光に基づいて設定され、β１とβ２は同一の場合もあるし、異なる場合もある。また、頂角（α１+α２）と頂角（β１+β２）は同一の場合もあるし、異なる場合もある。

インナーパネル５は、図１に戻って、一方の面が上記インナーレンズブラケット４のベース部８に対応する奥行き方向の段差（図示せず）を形成しており、各段差部の上記インナーレンズブラケット４のブラケット部１０に対応する位置に該ブラケット部１０が挿通されるブラケット部挿通孔１３が設けられている。

インナーパネル５の他方の面は、各ブラケット部挿通孔１３の縁部から立ち上がって手前に向けて外側に凸形状に開いた曲線を断面形状とする、該ブラケット部挿通孔１３の中心線Ｚを囲むように位置する湾曲面１４を有している。

また、各ブラケット部挿通孔１３の高さ方向の上方及び下方は夫々遮蔽壁１５で仕切られ、各ブラケット部挿通孔１３の幅方向の中央側及び側方側には互いに幅方向に隣り合う湾曲面１４同士が交差する稜線部１６が形成されると共に、夫々のブラケット部挿通孔１３の中央側及び側方側に形成された各稜線部１６は、側方側に位置する稜線部１６が中央側に位置する稜線部１６に対して奥行き方向に位置するように形成されている。

更に、インナーパネル５は上述したようにエクステンションを兼ねており、そのため、灯具を前方から観視したときに観視者にシルバーメタリック調の質感を演出できるように、インナーパネル５の少なくとも湾曲面１４が設けられた側の面にはアルミニウム、銀、クロム等による金属膜が形成され、光学反射面１７を構成している。

なお、インナーパネル５にはＬＥＤ以外の光源、例えば電球を挿通する電球挿通孔１８及び該電球挿通孔１８の縁部から立ち上がる湾曲面１４も一体に形成されている。

次に、上記構成部品による灯具の組み立て手順を説明する。まず、図４の断面図に示すように、インナーレンズブラケット４にブラケット部１０が設けられている側の反対方向から、該ブラケット部１０内にＬＥＤ２が収納されるようにＬＥＤ実装基板３を取り付ける。

すると、ＬＥＤ２の先端２ｃがインナーレンズブラケット４のブラケット部１０の開口端部１２ａ、１２ｂの最先端部１２ｃよりも奥に位置し、ＬＥＤ２がブラケット部１０で包囲されることになる。

続いて、図５の断面図に示すように、インナーパネル５に湾曲面１４が設けられている側の反対側から、ブラケット部挿通孔１３にＬＥＤ２が収納されたブラケット部１０が挿通されるようにＬＥＤ実装基板３が取り付けられたインナーレンズブラケット４を取り付ける。

すると、インナーレンズブラケット４のブラケット部１０と、該ブラケット部１０の内部に収納されたＬＥＤ２がインナーパネル５のブラケット部挿通孔１３を挿通して湾曲面１４内に突出する。

このとき、ＬＥＤ２からインナーレンズブラケット４のブラケット部１０の開口部１１ａに向かって出射された光Ｌ１は、開口部１１ａを通過してＬＥＤ２の前方に照射される。

また、ＬＥＤ２からインナーレンズブラケット４のブラケット部１０の中央側に位置する断面形状が斜め方向に向く略Ｕ字形状の開口端部１２ａの内面１９に向かって出射された光Ｌ２は、内面１９から開口端部１２ａ内に入射し、開口端部１２ａ内を導光されて外面２０ａに至り、外面２０ａからブラケット部１０外に出射される。従って、このような光路を辿る光Ｌ２は、ＬＥＤ２から出射されてブラケット部１０の開口部１１ａを通過する光Ｌ１よりもＬＥＤ２の光軸Ｘに対して大きい角度でＬＥＤ２の前方に照射される。

また、ＬＥＤ２からインナーレンズブラケット４のブラケット部１０の側方側に位置する断面形状が頂点を開口１１ａ側に向けた略三角形状の開口端部１２ｂの内面１９に向かって出射された光Ｌ３は、内面１９から開口端部１２ｂ内に入射し、開口端部１２ｂ内を導光されて外面２０ｂに至り、外面２０ｂで全反射されて再び開口端部１２ｂ内を導光されてブラケット部１０の開口端部１２ｂの外周面２１に至り、外周面２１からブラケット部１０外に出射される。従って、このような光路を辿る光Ｌ３は、上記ＬＥＤ２から出射されて開口端部１２ａの外面２０ａからブラケット部１０外に出射される光Ｌ２よりもＬＥＤ２の光軸Ｘに対して大きい角度でＬＥＤ２の前方に照射される。

このとき、インナーパネル５は上述したように、夫々のブラケット部挿通孔１３の中央側及び側方側に形成された各稜線部１６は、側方側に位置する稜線部１６が中央側に位置する稜線部１６に対して奥行き方向に位置するように形成されており、ブラケット部１０の開口端部１２ｂの外面２０ｂの全反射面で反射されて外周面２１から側方側に向かう光Ｌ３はほとんどインナーパネル５の湾曲面１４で遮光されることなくそのまま後述する前面レンズを介して車両用灯具外に照射される。

なお、ブラケット部１０の開口端部１２ａの外面２０ａからブラケット部１０外に出射されて中央側に向かう光Ｌ２もほとんどインナーパネル５の湾曲面１４で遮光されることなくそのまま後述する前面レンズを介して車両用灯具外に照射される。

このように、インナーレンズブラケット４のブラケット部１０は照射光の配光を制御する機能を有すると共に、側方側に照射される光Ｌ３をブラケット部１０の開口端部１２ｂの外面２０ｂを全反射面とすることで大幅に側方側に向けることが可能となる。

図６は上述した、ＬＥＤ実装基板を取り付けたインナーレンズブラケットをインナーパネルに取り付けた灯具ユニット１の正面図であり、図７は灯具ユニット１を支持した車両用灯具２３を、奥行き方向に切断したときの縦断面を示している。図６より、灯具ユニット１を正面方向からみると、全面がメタリック調の光学反射面１７による輝きを呈し、その中に光源となるＬＥＤ２を収容したインナーレンズブラケットのブラケット部１０および電球２４が配置されている。

また、図７より、ＬＥＤ２を実装した基板３を取り付けたインナーレンズブラケット４がインナーパネル５に取り付けられて灯具ユニット１が構成され、該灯具ユニット１がハウジング２５と前面レンズ２６で形成された灯室２７内に支持されている。ＬＥＤ以外の他の光源（本実施形態の場合は電球２４）も灯室２７内に位置している。

以上説明したように、本発明の車両用灯具は、複数の光源（ＬＥＤ）を実装した光源実装基板を透光性樹脂材料からなるインナーレンズブラケットに取り付けて光源の夫々をインナーレンズブラケットの、開口部を有するブラケット部に収納し、更に光源実装基板を取り付けたインナーレンズブラケットをインナーパネルに取り付けて光源が収納されたブラケット部がインナーパネルのブラケット部挿通孔から突出するようにした。

そのため、光源点灯時には光源から出射した光が光源を包囲するブラケット部の先端部で配光制御され、個々の光源からの照射光の配光ばらつきが低減されると共に、光の照射領域を拡大することが可能となった。このことは、車両用灯具としての配光ばらつきの低減及び配光領域の拡大に寄与するものである。

特に、ブラケット部の先端部の一部を全反射面とすることにより車両の側方側への照射領域を大幅に拡大させ、夜間走行中の運転者へ広範囲の視認領域を提供すると共に、他車両または歩行者などからの被視認性を向上させることによって安全運転に対する運転環境の整備を充実させた。

また、車両用灯具の配光をインナーレンズブラケットのブラケット部で行なってエクステンションを兼ねるインナーパネルでの配光制御はほとんど行なわないようにした。その結果、インナーパネルの光学設計が容易になるために設計工数の低減が図られ、コストダウンを実現することが可能となった。

また、光源から出射される光の配光領域が広くなるために直接広角方向に向けた光源を配置することが不要となり、光源の実装数を低減することによって更なるコストダウンが実現できた。

更に、光源実装基板が取り付けられたインナーレンズブラケットをインナーパネルに取り付ける工程において、光源は予めインナーレンズブラケットのブラケット部で包囲されており、万一、インナーレンズブラケットとインナーパネルとの突発的な衝突が発生しても直接的には光源に衝撃が加わらず、そのため、光源の変形や破損等の製造上の取り扱いに起因する不都合を回避して安定した品質を確保することが可能となった。

本発明の車両用灯具に係わる灯具ユニットの分解立体図である。インナーレンズブラケットの部分断面図である。インナーレンズブラケットのブラケット部の斜視図である。インナーレンズブラケットにＬＥＤ実装基板を取り付けた状態を示す部分断面図である。インナーパネルに、ＬＥＤ実装基板を取り付けたインナーレンズブラケットを取り付けた状態を示す部分断面図である。本発明の車両用灯具に係わる灯具ユニットの正面図である本発明の車両用灯具の断面図である。従来の車両用灯具の部分断面図である。

符号の説明

１灯具ユニット
２ＬＥＤ
３基板
４インナーレンズブラケット
５インナーパネル
６対基板
７段部
８ベース部
９段部
１０ブラケット部
１１ａ、１１ｂ開口部
１２ａ、１２ｂ開口端部
１２ｃ最上端部
１３ブラケット部挿通孔
１４湾曲面
１５遮蔽壁
１６稜線部
１７光学反射面
１９内面
２０ａ、２０ｂ外面
２１外周面
２３車両用灯具
２５ハウジング
２６前面レンズ
２７灯室

Claims

少なくとも前面レンズとハウジングで構成された灯室の内部に灯具ユニットが支持された車両用灯具であって、
前記灯具ユニットは、複数の光源と、夫々前記複数の光源が実装された複数の基板と、前記基板を保持する透光性樹脂材料からなるインナーレンズブラケットとを備え、
前記インナーレンズブラケットは前記光源の夫々を包囲する複数のブラケット部を有し、前記ブラケット部が、前記基板と反対側に開口を有し、
前記ブラケット部の前記開口側の先端部に、
前記光源からの光を前記ブラケット部内に入射させる内面と、該内面から入射した光を前記車両用灯具を車両に搭載したときに車両の側方側となる方向に反射する全反射面と、該全反射面で反射された光を前記ブラケット部外に出射させる外周面と、を備えていることを特徴とする車両用灯具。
前記ブラケット部は前記インナーレンズブラケットのベース部から突出した形状を呈していることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
前記光源がＬＥＤであることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の車両用灯具。
前記ブラケット部の最上端は前記光源の最上端よりも上方に位置することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用灯具。
前記ブラケット部が略円筒形状であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用灯具。
前記ブラケット部が、基板側に開口を備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車両用灯具。