特許 5988594 灯具ユニットおよび車両用灯具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5988594

(24)【登録日】2016年8月19日

(45)【発行日】2016年9月7日

(54)【発明の名称】灯具ユニットおよび車両用灯具

(51)【国際特許分類】

   F21S 8/12 20060101AFI20160825BHJP

   F21W 101/10 20060101ALN20160825BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20160825BHJP

【ＦＩ】

   F21S8/12 268

   F21S8/12 210

   F21S8/12 291

   F21W101:10

   F21Y115:10

【請求項の数】8

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2012-12011(P2012-12011)

(22)【出願日】2012年1月24日

(65)【公開番号】特開2013-152808(P2013-152808A)

(43)【公開日】2013年8月8日

【審査請求日】2014年12月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001133

【氏名又は名称】株式会社小糸製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001416

【氏名又は名称】特許業務法人 信栄特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山本 逸平

(72)【発明者】

【氏名】徳竹 寛貴

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 隆芳

【審査官】 杉浦 貴之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２８７６１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０００８３３５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−０８０６０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３４８５０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ８／１２

Ｆ２１Ｗ １０１／１０

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一の光源と、
第二の光源と、
投影レンズと、
前記第一の光源が発する光を前記投影レンズの第一の領域に向けて反射する第一のリフレクタと、
前記第一のリフレクタに対向して配置され、前記第二の光源が発する光を、前記投影レンズ上の、前記第一の領域の少なくとも一部を含む第二の領域に向けて反射する第二のリフレクタと、
前記第二のリフレクタから前記第一の領域に対して入射する光の少なくとも一部と前記第一のリフレクタから前記第一の領域に対して入射する光のすべてを遮蔽する第一の位置と、該第一の位置から離間した第二の位置との間を移動可能に設けられたシェード部と、
前記シェード部が前記第一の位置にあるときに、前記第二のリフレクタからの反射光の一部を反射して前記第二の領域に導く反射部と、を備えた灯具ユニット。

【請求項2】

前記シェード部は、前記第一の位置にあるときに、前記灯具ユニットの光軸に対して交差する方向に延在し、
前記反射部は、前記シェード部が前記第一の位置にあるときに、前記光軸と平行な方向に延在するように設けられていることを特徴とする請求項１記載の灯具ユニット。

【請求項3】

前記反射部は、前記シェード部が前記第一の位置にあるときに、前記第二のリフレクタの焦点近傍に位置していることを特徴とする請求項１または２に記載の灯具ユニット。

【請求項4】

前記第一の光源は、前記灯具ユニットの光軸を基準として前記第二のリフレクタ側に配置され、前記第二の光源は、前記光軸を基準として前記第一のリフレクタ側に配置されていることを特徴とする請求項３記載の灯具ユニット。

【請求項5】

前記第二の領域は、前記第一の領域の周辺に形成された領域であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の灯具ユニット。

【請求項6】

前記第一のリフレクタは、前記第二のリフレクタに対して前記灯具ユニットの光軸方向の異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の灯具ユニット。

【請求項7】

前記シェード部および前記反射部を支持するアームをさらに有し、
前記シェード部および前記反射部は前記アームの先端部に設けられ
前記アームがその基端部を中心に旋回することにより前記シェード部が前記第一の位置と前記第二の位置との間を移動することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の灯具ユニット。

【請求項8】

開口部を有するランプボティと、
前記開口部を閉塞して前記ランプボティとの間に灯室を形成するランプカバーと、
前記灯室内に配置された請求項１から７のいずれか一項に記載の灯具ユニットとを備えた車両用灯具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の発光素子を備え、かつ照射光として十分な光束を利用することが可能な灯具ユニット、およびそれを利用した車両用灯具に関するものである。

【背景技術】

【0002】

この種の灯具ユニットとしては特許文献１に示すようなものが知られている。

【0003】

特許文献１に記載された灯具ユニットでは、開口部を有する一対のリフレクタが投影レンズの光軸を挟んで上下に対向配置されるとともに、それぞれのリフレクタの開口部にＬＥＤ素子が配置されている。これらのＬＥＤ素子は、灯具ユニットの光軸を挟んで位置する上下のリフレクタに対向配置されており、その照射光が、リフレクタによりそれぞれ反射されて車両前方の投影レンズに投射されるようになっている。

【0004】

このような構成により、上下に配置されたＬＥＤ素子の光束を損失なく投影レンズに導くことが可能となる。また、ＬＥＤ素子が上下に離間されて配置されるために、これらの素子が発熱した場合に相互に熱の影響を受けることが少なく、熱によるＬＥＤ素子への光束値への影響を緩和することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−１３５０７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に示した灯具ユニットを車両前照灯に適用する場合、上下のリフレクタからの反射光により、全体照射用の配光パターンとハイビーム用の配光パターンとそれぞれを形成し、ロービームのみの使用時には、全体照射用の配光パターンの一部をシェード等の手段を用いて遮断することが考えられる。しかしながら、このように単純に反射光を遮断すると、光束の利用率が低下してしまう。

【0007】

上記課題を解決するために、本発明においては、複数の発光素子を用いた場合に、配光パターンの切替えに関わらず光束の利用率が低下することのない灯具ユニットを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の一実施の形態の灯具ユニットは、第一の光源と、
第二の光源と、
投影レンズと、
前記第一の光源が発する光を前記投影レンズの第一の領域に向けて反射する第一のリフレクタと、
前記第一のリフレクタに対向して配置され、前記第二の光源が発する光を、前記投影レンズの前記第一の領域の少なくとも一部を含む第二の領域に向けて反射する第二のリフレクタと、
前記第二のリフレクタから前記第一の領域に対して入射する光の少なくとも一部を遮蔽する第一の位置と、該第一の位置から離間した第二の位置との間を移動可能に設けられたシェード部と、
前記シェード部が前記第一の位置にあるときに、前記第二のリフレクタからの反射光の一部を反射して前記第二の領域に導く反射部と、を備えたことを特徴とする。

【0009】

このような構成により、シェードを駆動して照射領域を変化させようとする場合に、本来であればシェードにより遮蔽される第二のリフレクタからの第一の領域への入射光の一部を投影レンズに導くことが可能となる。

【0010】

前記シェード部は、前記第一の位置にあるときに、前記光軸に対して交差する方向に延在し、前記反射部は、前記シェード部が前記第一の位置にあるときに、前記光軸と平行な方向に延在するように設けられていてもよい。これにより、簡易な構造で、シェード部および反射部を実現することができる。

【0011】

また、前記反射部を、前記シェード部が前記第一の位置にあるときに、前記第二のリフレクタの焦点近傍に位置させるように構成してもよい。これにより、反射部に入射される第二のリフレクタからの光線を収束させることができる。

【0012】

前記第一の光源は、前記光軸を基準として前記第二のリフレクタ側に配置され、前記第二の光源は、前記光軸を基準として前記第一のリフレクタ側に配置されるようにしてもよい。これにより第一および第二のリフレクタを、光軸を挟んで対向配置させることができる。

【0013】

また、前記第二の領域を前記第一の領域の周辺領域としてもよい。これにより、第一の光源より照射される前記第一の領域をハイビーム照射用の領域とし、第二の光源より照射される第一および第二の領域をロービーム照射用の領域とすることができる。

【0014】

また、前記第一のリフレクタを、前記第二のリフレクタに対して前記光軸方向の異なる位置に配置するようにしてもよい。このような構成により第一の光源の位置と第二のリフレクタの位置、および第二の光源の位置と第一のリフレクタの位置が互いに干渉することを避けることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係る車両用灯具の縦断面図である。

【図2】図１に示した灯具ユニットを拡大して示す縦断面図である。

【図3】同、分解斜視図である。

【図4】図２に示した灯具ユニットにおいてシェード機構を開放した場合の光の経路図である。

【図5】図４の場合の投影レンズ上の照射領域および仮想鉛直スクリーン上の配光パターンを示す模式図である。

【図6】図２に示した灯具ユニットにおいてシェード機構を閉じた場合の光の経路図である。

【図7】図６の場合の投影レンズ上の照射領域を示すおよび仮想鉛直スクリーン上の配光パターンを示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の形態である車両用灯具１の縦断面図である。車両用灯具１は、４輪あるいは２輪等の車両の前照灯として用いられるものであり、図中に示すように、開口部２を有するランプボディ３と、開口部２を閉塞する透光カバー４と、ランプボディ３と透光カバー４とにより形成される灯室Ｓの内部に配置された灯具ユニット５とにより概略構成されている。灯具ユニット５は、ランプボディ３に固定されたエイミング機構６を介してランプボディ３から支持されており、エイミング機構６を調整することにより、その光軸Ａｘの向きを調整することができるようになっている。

【0017】

図２は灯具ユニット５を拡大して示す縦断面図であり、図３は、灯具ユニット５の分解斜視図である。図中に示すように、灯具ユニット５は、ランプボディ３（図１参照）により支持された支持ブラケット１１と、支持ブラケット１１により支持された光源ユニット１２と、支持ブラケット１１により支持されるとともに光源ユニット１２の車両前方Ｆ側に配置された平凸レンズからなる投影レンズ１３と、光源ユニット１２と投影レンズ１３との間に配置可能なビームシェイパー（シェード部）１４を有するシェード機構１５とを備えた構成とされている。

【0018】

光源ユニット１２は、略水平に配置された支持ブラケット１１の上部板１６に対して取り付けられており、上部板１６上に固定された放熱部１７と、放熱部１７の下面１７ａに取り付けられた第一のＬＥＤ基板１８と、上部板１６の上面１６ａに取り付けられた第二のＬＥＤ基板１９とを備えている。第一のＬＥＤ基板１８には、ハイビーム用の光源となる第一のＬＥＤ素子（第一の光源）２０が搭載されており、第二のＬＥＤ基板１９には、ロービーム用の光源となる第二のＬＥＤ素子（第二の光源）２１が搭載されている。また、上部板１６上の第一のＬＥＤ基板１８に対向する位置には、第一のＬＥＤ素子２０が発する光を反射して投影レンズ１３に対して導く第一のリフレクタ２３が配置されている。一方、上部板１６上の第二のＬＥＤ基板１９を覆う位置には、第二のＬＥＤ素子２１が発する光を反射して投影レンズ１３に対して導く第二のリフレクタ２４が設けられている。第一、第二のリフレクタ２３、２４はともに、回転楕円面からなり、第一のＬＥＤ素子２０は、第一のリフレクタ２３の一方の焦点近傍に、第二のＬＥＤ素子２１は、第二のリフレクタ２４の一方の焦点近傍に位置するように配置されている。また、第一、第二のリフレクタ２３、２４は、光軸Ａｘに沿って互いに異なる位置に配置されている。

【0019】

シェード機構１５は、支持ブラケット１１に取り付けたモータ２６と、モータ２６にその基端部２７ａが取り付けられたアーム２７とを備えており、ビームシェイパー１４はアーム２７の先端部２７ｂに設けられている。図２に示すように、アーム２７は、モータ２６を駆動することによりその基端部２７ｂを中心に旋回可能となっている。これにより、ビームシェイパー１４は、図２中実線にて示す、光源ユニット１２と投影レンズ１３との間の第一の位置１４ａと、鎖線にて示す第一の位置１４ａから離間した第二の位置１４ｂとの間を移動可能とされている。ビームシェイパー１４は、第一の位置１４ａにあるときには、灯具ユニット５の光軸Ａｘと交差するように延在し、これにより、光源ユニット１２からの照射光の一部を遮蔽するように機能する。

【0020】

また、ビームシェイパー１４の上面は、照射光を反射可能な反射部２８として形成されている。反射部２８は、ビームシェイパー１４が第一の位置１４ａにあるときに光軸Ａｘと平行な方向に延在して位置するように設けられている。この場合、反射部２８は、その位置が、第二のリフレクタ２４の他方の焦点Ｆ２の近傍となるように調整されている。

【0021】

なお、モータ２６は、制御部２９に接続されている。そして、制御部２９からの入力信号に基づきビームシェイパー１４が第一の位置１４ａと第二の位置１４ｂとの間を移動して、シェード機構１５を機械的に開閉することが可能となっている。

【0022】

次に、灯具ユニット５における照射光の経路について説明する。
図４は、灯具ユニット５においてシェード機構１５を開放した状態、すなわち、ビームシェイパー１４が光軸Ａｘから離間した第二の位置１４ｂにあるときの灯具ユニット５における照射光の経路を示す模式図である。

【0023】

図中に示すように、シェード機構１５を開放した状態においては、第一のＬＥＤ素子２０から発せられた光は、第一のリフレクタ２３によって反射されて投影レンズ１３に導かれる。投影レンズ１３上の第一のＬＥＤ素子２０の照射光による照射領域（第一の領域）を図５中に符号３０により示す。

【0024】

一方、第二のＬＥＤ素子２１から発せられた光は、第二のリフレクタ２４により反射されて投影レンズ１３に導かれる。第二のリフレクタ２４は回転楕円面としての径が第一のリフレクタ２３より大となるように形成されている。したがって、投影レンズ１３上の第二のＬＥＤ素子２１の照射光による照射領域（第二の領域）３１は、第一のＬＥＤ素子２０による照射領域３０と、その周辺領域３２とを含む領域となる。

【0025】

なお、図５中に示す照射領域３０、３１は、そのまま車両前方の所定位置に配置された仮想鉛直スクリーン上への配光パターンとして投影される。すなわち、第一のＬＥＤ素子２０による照射領域３０は、灯具前方のエルボー点であるＨＶを中心としたハイビーム用配光パターンＰＨとして車両前方に投射される。また、第二のＬＥＤ素子２１による照射領域３１は、エルボー点ＨＶを通る水平線Ｈ−Ｈの下方に拡大するロービーム用配光パターンＰＬとして車両前方に投射される。この場合、ロービーム用配光パターンＰＬとハイビーム用配光パターンＰＨは重複しており、したがって、ハイビーム用配光パターンＰＨに対しては、上下の第一、第二のリフレクタ２３、２４からの光が重複して照射されることとなる。これにより、高光度のハイビームを実現することが可能となる。

【0026】

一方、シェード機構１５を閉じた状態、すなわちビームシェイパー１４が光源ユニット１２と投影レンズ１３との間の第一の位置１４ａにあるときの光の経路を図６に示す。図中に示すようにビームシェイパー１４が第一の位置１４ａにある場合には、ビームシェイパー１４は、第一のリフレクタ２３の前方に位置し、第二のＬＥＤ素子２１から発せられて第二のリフレクタ２４において反射される光の一部もビームシェイパー１４により遮蔽される。これにより図７に示すように車両前方の仮想鉛直スクリーンには、水平線Ｈ−Ｈの下方にカットオフラインＣＬが形成されることとなる。

【0027】

この場合、図７に示すように、投影レンズ１３上においてビームシェイパー１４により照射光が遮蔽される遮蔽領域３３には、ハイビーム用の照射領域３０（図５参照）が含まれ、ロービーム用の照射領域３１のうち遮蔽領域３３以外の部分が、第二のリフレクタ２４から反射光が入射する照射領域３４として形成されることとなる。

【0028】

このようにシェード機構１５を閉じた状態では、第一のリフレクタ２３からの反射光の全部と第二のリフレクタ２４から反射光の約半分が遮蔽されてしまうため、光束利用率が低下してしまうが、本実施の形態においては反射部２８が、ビームシェイパー１４により遮蔽された第二のリフレクタ２４からの反射光の一部を投影レンズ１３に導くように機能し、光束利用率の低下を防ぐようになっている。すなわち、図６に示すように、ビームシェイパー１４が第一の位置１４ａにあるときには、第二のリフレクタ２４の焦点Ｆ２の近傍に設けられた反射部２８に対して、第二のリフレクタ２４からの反射光の一部が入射する。反射部２８は、これを、ロービーム用の照射領域３１のうち、ハイビーム用の照射領域３０を避けた周辺領域３２（図５参照）の一部である反射領域３６（図７参照）に対して導く。この反射領域３６には、第二のリフレクタ２４から直接入力する反射光、および反射部２８からの反射光の双方が入射するため、反射領域３６は、仮想鉛直スクリーン上では、ロービーム用配光領域ＰＬのうちＨ−Ｈ線の下方において大光量領域ＰＬｘとして投影される。このような大光量領域ＰＬｘを形成することにより、光度を低下させることなく、ハイビームからロービームへの配光パターンの切り替えが可能となる。

【0029】

以上説明したように、本実施の形態の灯具ユニット５においては、ビームシェイパー１４が第一の位置１４ａにあるときに、ビームシェイパー１４により遮蔽される第二のリフレクタ２４から照射領域３１への入射光の一部を反射して、照射領域３１の一部である反射領域３６に導く反射部２８が備えられているので、シェード機構１５を閉じた場合にも、本来であれば遮蔽される第二のリフレクタ２４からの入射光の一部を投影レンズ１３に導くことが可能となる。これにより、光束利用率を低下させずにハイビームからロービームへの配光パターンの切替を行うことができ、効率のよい車両用灯具を実現することが可能となる。

【0030】

また、ビームシェイパー１４は、第一の位置１４ａにあるときに、光軸Ａｘに対して交差する方向に延在し、反射部２８は、ビームシェイパー１４が第一の位置１４ａにあるときに、光軸Ａｘと平行な方向に延在するように設けられている。これにより、簡易な構造で、シェード機構１５および反射部２８を実現することができる。

【0031】

さらに、反射部２８は、ビームシェイパー１４が第一の位置１４ａにあるときに、第二のリフレクタ２４の焦点近傍に位置するようになっているため、反射部２８に入射される第二のリフレクタ２４からの光線を反射部２８近傍で収束させることができ、光の利用効率が高い。

【0032】

また、上記実施の形態の灯具ユニット５では、第一のＬＥＤ素子２０が、光軸Ａｘを基準として第二のリフレクタ２４側に配置され、第二のＬＥＤ素子２１が、光軸Ａｘを基準として第一のリフレクタ２３側に配置されている。これにより第一および第二のリフレクタ２３，２４を、光軸Ａｘを挟んで対向配置させて、限定されたスペースに対面式リフレクタ光学系をコンパクトに実現することができる。

【0033】

また、第二のＬＥＤ素子２１により照射される照射領域３１が、第一のＬＥＤ素子２０の照射領域３０とその周辺領域３２とされているので、照射領域３０をハイビーム用配光パターンとして、照射領域３１をロービーム用配光パターンとして好適に利用することができる。

【0034】

また、第一のリフレクタ２３と第二のリフレクタ２４とが光軸Ａｘ方向の異なる位置に配置されているので、第一のＬＥＤ素子２０の位置と第二のリフレクタ２４の位置、および、第二のＬＥＤ素子２１と第一のリフレクタ２３の位置が、それぞれ互いに干渉することを避けることができる。これにより、ＬＥＤ素子を配置するためにリフレクタに開口部を設ける必要がなく、反射光の利用効率が高い。

【0035】

以上、本発明の一実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で必要に応じて他の構成を採用することができる。
たとえば、上記実施の形態においては、光源としてＬＥＤ素子が用いられていたが、これに限らず他の発光素子あるいはランプを用いるようにしてもよい。
また、上記実施の形態においてはシェード機構１５がモータ２６により駆動される構成とされていたが、これに限らず、ソレノイド等を用いてシェード機構を駆動するようにしてもよい。

【0036】

また、上記実施の形態においては、第一のリフレクタ２３と第二のリフレクタ２４とが光軸Ａｘに沿って異なる位置に配置されていたが、これに限らず、これらを同位置に配置するようにしてもよい。
さらに、上記実施の形態においては、第一および第二のリフレクタ２３，２４からの反射光がそれぞれハイビーム・ロービームに用いられていたが、これに限らず、その逆の構成を採用してもよいし、これらの反射光により他の配光パターンを形成するようにしてもよい。

【0037】

この他にも、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で他の構造・材料等を採用することができ、これらを適宜選択的に用いてもよいのはいうまでもない。

【符号の説明】

【0038】

１：車両用灯具、２：開口部、３：ランプボディ、４：透光カバー、５：灯具ユニット、Ａｘ：光軸、１３：投影レンズ、１４：ビームシェイパー（シェード部）、２０：第一のＬＥＤ素子（第一の光源）、２１：第二のＬＥＤ素子（第二の光源）、２３：第一のリフレクタ、２４：第二のリフレクタ、２８：反射部、３０：照射領域（第一の領域）、３１：照射領域（第二の領域）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】