(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記レンズ部は、前記出射面の鉛直方向の上下幅の方が、前記入射面の鉛直方向の上下幅の方よりも大きい幅に形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両用灯具。
前記レンズは、前記レンズ部の車両内側の方が車両外側よりも鉛直方向下側に位置するように傾けられていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の車両用灯具。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態(以下、「実施形態」と称する)について詳細に説明する。実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。また、実施形態及び図中において、特に断りがない場合、「前」、「後」は、各々、車両の「前進方向」、「後進方向」を示し、「上」、「下」、「左」、「右」は、各々、車両に乗車する運転者から見た方向を示す。
【0011】
本発明の実施形態に係る車両用灯具は、
図1に示す車両102の前方の左右のそれぞれに設けられる車両用前照灯(101R、101L)であり、以下では単に車両用灯具と記載する。
【0012】
(第1実施形態)
本実施形態の車両用灯具は、車両前方側に開口したハウジング(図示せず)と開口を覆うようにハウジングに取付けられるアウターレンズ(図示せず)を備え、ハウジングとアウターレンズとで形成される灯室内に灯具ユニット10(
図2参照)などが配置されている。
【0013】
(灯具ユニット)
図2は、車両左側用の灯具ユニット10の正面図であり、
図3は、灯具ユニット10の中央を通る断面図である。
なお、車両右側の灯具ユニットも特に断らない点については、車両左側の灯具ユニット10と基本的に同じ構成である。
【0014】
図2及び
図3に示すように、灯具ユニット10は、ヒートシンク20と、光源30(
図3参照)と、リフレクタ40(
図3参照)と、シェード50(
図3参照)と、レンズホルダ60と、レンズ70と、を備えている。
【0015】
(ヒートシンク)
ヒートシンク20は、熱伝導率の高い金属材料(例えば、アルミ等)や樹脂材料からなる。
本実施形態では、ヒートシンク20は、アルミダイカスト製であり、
図3に示すように、光源30及びリフレクタ40を載置するベース部21と、ベース部21の下側及び後方側に設けられた略L字状の放熱フィン22とを備えている。
ベース部21には、光源30を載置する光源載置部23やリフレクタ40を支持する支持部24などが設けられている。
【0016】
(光源)
光源30は、本実施形態では、給電用の電気配線などが形成された基板上に発光チップが設けられたLEDである。
【0017】
なお、基板上に設ける発光チップの数や形状は特に制限されるものではなく、例えば、正方形の発光チップが横方向に複数並んで長方形の発光面を構成するようにしても良く、1つの正方形の発光チップで正方形の発光面を構成するようにしても良く、1つの長方形の発光チップで長方形の発光面を構成するようにしても良い。
【0018】
また、本実施形態では、光源30として半導体型光源であるLEDを用いている場合を示しているが、LDやEL(有機EL)などの半導体型光源でもよい。
【0019】
(リフレクタ)
リフレクタ40は、
図3に示すように、光源30を半ドーム状に覆うようにヒートシンク20のベース部21上に設けられた支持部24によって支持されて、リフレクタ40の一方の焦点が光源30の発光中心若しくは発光中心近傍に位置するように、ベース部21上に配置されている。
【0020】
配光制御に関しては、後ほど説明するが、リフレクタ40は、レンズ70側に光を反射する後方側に位置する後方側反射部41と、レンズ70側に向けて光を反射する後方側反射部41より前方側に位置する前方側反射部42を有している。
【0021】
(シェード)
シェード50は、縦壁部51と、縦壁部51から光源30側に折れ曲がる水平部52とを有する略L字型をしており、リフレクタ40とレンズ70の間に位置して、縦壁部51が光源30からの光の一部を遮光してロービーム配光パターンのカットオフラインを形成する。
【0022】
シェード50は、縦壁部51の上端が、リフレクタ40の他方の焦点若しくは他方の焦点近傍に位置するとともに、レンズ70の後方側焦点若しくは後方側焦点近傍に位置するように配置されている。
【0023】
図3において、縦壁部51と水平部52とが離間しているのは、紙面奥側と手前側の両端で縦壁部51と水平部52とが繋がり、その間の部分にスリットが形成されているためである。
【0024】
なお、本実施形態のように縦壁部51を二枚構造とする場合は、例えば、前方に位置する縦壁部51を後方に位置する縦壁部51に取付けることで構成することができる。
【0025】
また、シェード50の水平部52は必須の要件ではないが、このように水平部52を設けるようにすることで、水平部52がない場合に縦壁部51で遮光されることになるような光をレンズ70側に反射して有効利用することができる。
【0026】
(レンズ)
レンズ70は、
図3に示すように、光源30の前方側に配置され、リフレクタ40で反射された光源30からの光を前方側に照射する。
【0027】
本実施形態のレンズ70の基本形状は、
図2を見るとわかるように、外形が円形状であり、
図3に示すように、光を出射する出射面71が前方側に突出する湾曲形状であり、光が入射する入射面72がほぼ平面である非球面レンズになっている。
【0028】
また、レンズ70は、
図3に示すように、外周部にフランジ73が形成されており、このフランジ73がレンズホルダ60に把持されてレンズホルダ60を介して光源30の前方側の所定の位置に配置されるようにヒートシンク20に取付けられている。
【0029】
そして、本実施形態のレンズ70は、レンズ光軸Zを含むレンズ部74と、レンズ部74の上側及び下側に設けられた外側レンズ部75、76を有している。
【0030】
また、レンズ70には、レンズ部74とレンズ部74の下側に位置する外側レンズ部75を規定する線に沿った一辺75aを有し、レンズ部74よりも外側レンズ部75側に設けられたレンズ70の内側に凹む肉盗み部75bがレンズ70の入射面72側に形成されている。
【0031】
さらに、レンズ70には、レンズ部74とレンズ部74の上側に位置する外側レンズ部76を規定する線に沿った一辺76aを有し、レンズ部74よりも外側レンズ部76側に設けられたレンズ70の内側に凹む肉盗み部76bがレンズ70の入射面72側に形成されている。
【0032】
つまり、レンズ70は、レンズ70を横断するように、肉盗み部75bの一辺75aと肉盗み部76bの一辺76aを延長したときに、一辺75aと一辺76aとの間に位置することになるレンズ光軸Zを含むレンズ部分であるレンズ部74と、一辺75aよりも下側の肉盗み部75bの外周に沿ったレンズ部分である外側レンズ部75と、一辺76aよりも上側の肉盗み部76bの外周に沿ったレンズ部分である外側レンズ部76と、を備えている。
【0033】
そして、このように肉盗み部75b、76bを形成することによって、レンズ70の軽量化を図ることが可能である。
なお、肉盗み部75b、76bは、出射面71側に設けることも可能であるが、そうすると、肉盗み部75b、76bのエッジのところに光が照射された時などに、このエッジが光るのが前方側から見たときに目立ちやすくなるため、本実施形態のように肉盗み部75b、76bは、入射面72側に設けられるのが好適である。
【0034】
ところで、本実施形態では、灯具ユニット10がロービーム配光パターンを形成するロービーム用の灯具ユニットであるため、
図3に示すように、光源30からの光は、レンズ部74と外側レンズ部75から前方に照射するようになっており、外側レンズ部76には、光源30からの光が入射していない。
【0035】
しかしながら、本実施形態のレンズ70の構成としておくことで、灯具ユニットがハイビーム配光パターンを形成するような場合、レンズ70の形状を変えることなく、外側レンズ部76を活用することでハイビーム配光パターンを形成することが可能である。
【0036】
また、このことは、灯具ユニットがシェードの切替え等によってハイビームとロービームの両方を形成できるハイブリット型のものにも本実施形態のレンズ70が適用できることを意味している。
したがって、本実施形態のレンズ70は、軽量化が行えるだけでなく、汎用性の高いレンズになっている。
【0037】
一方、肉盗み部75b、76bの部分を活用して意匠性を際立たせることも可能であり、そのために肉盗み部75b、76b内に着色を施すようにしたり、肉盗み部75b、76bの表面にプリズムなどの光拡散構造を形成して肉盗み部75b、76bに光拡散構造を設けるようにしても良い。
【0038】
(レンズホルダ)
レンズホルダ60は、レンズ70をヒートシンク20に固定するための部材であり、
図3に示すように、レンズ70のフランジ73を把持するようにして、
図2に示すように、ネジ61でヒートシンク20に設けられる図示しないネジ固定孔にネジ止めされる。
【0039】
以上のような構成からなる灯具ユニット10の配光状態等を説明しながらさらにレンズ70やリフレクタ40等に関して説明を行う。
図4は、灯具ユニット10のスクリーン上での配光パターンの状態を示す図であり、VU−VLはスクリーン上での垂直線を示し、HL−HRはスクリーン上での水平線を示している。
【0040】
上述したように、リフレクタ40は、後方側に位置する後方側反射部41と、後方側反射部41より前方側に位置する前方側反射部42を有しており、
図3に示すように、後方側反射部41は、光源30からの光をレンズ部74に向けて反射し、その後方側反射部41で反射された光がレンズ部74に入射する(光線L1参照)。
【0041】
このレンズ部74に入射した光(光線L1参照)は、入射面72側から出射面71側に向かって広がりながら進む。
そこで、本実施形態では、
図3に示すように、レンズ部74は、レンズ部74の鉛直方向(図上下方向)の幅が、入射面72側から出射面71に向かって鉛直方向にテーパ状に広がるようにして、光が出射するレンズ部74の出射面71の鉛直方向(図上下方向)の上下幅の方が、光が入射するレンズ部74の入射面72の鉛直方向(図上下方向)の上下幅の方よりも大きい幅に形成されている。
【0042】
このため、レンズ部74の入射面72から入射した光は、レンズ部74内で余計な反射などを伴わず、レンズ部74の出射面71から出射でき、グレア光の発生などが起こりにくくなる。
【0043】
そして、レンズ部74の出射面71から前方に照射された光によって、
図4に示すカットオフラインCLが形成された車両からの距離が中長距離となる位置を照らすロービーム配光パターンのメイン配光パターンMP(以下、単に、メイン配光パターンMPと言う場合がある)が形成される。
【0044】
一方、
図3に示すように、リフレクタ40の後方側反射部41より前方側に位置する前方側反射部42は、光源30からの光を外側レンズ部75に向けて反射し、その前方側反射部42で反射された光が外側レンズ部75に入射する(光線L2参照。)。
【0045】
この外側レンズ部75に入射した光(光線L2参照)は、外側レンズ部75の出射面71から下方に向かって照射され、
図4に示す車両からの距離が近い位置を照らすロービーム配光パターンの補助配光パターンAP(以下、単に、補助配光パターンAPという場合がある)を形成する。
【0046】
例えば、レンズ部74より下側に位置するレンズ部分を全て切り取るようにすれば、その分、レンズ70の重量を軽くすることができる。
しかしながら、そうすると、レンズ部74の下側に位置する外側レンズ部75がなくなることになるので、上述のような車両からの距離が近い位置を照らす補助配光パターンAPを形成することが困難になる。
【0047】
一方、本実施形態では、レンズ70に肉盗み部75bを形成することでレンズ70の軽量化を図りつつ、レンズ部74の下側に外側レンズ部75を実現して、車両からの距離が近い位置を照らす補助配光パターンAPを形成しているので、レンズ部74より下側に位置するレンズ部分を全て切り取る場合に比べ、良好な視認性を実現することができる。
【0048】
(第2実施形態)
次に、第2実施形態の車両用灯具の灯具ユニット10について説明する。
図5、
図6は、第2実施形態の灯具ユニット10を示す図であり、
図5は車両左側用の灯具ユニット10の正面図であり、
図6は灯具ユニット10の中央を通る断面図である。
【0049】
本実施形態の灯具ユニット10も第1実施形態と同様に車両左側用の灯具ユニット10を示している。
第2実施形態では、さらなる軽量化のために、ロービーム配光パターンを形成する上で不要であるレンズ部74の上側に位置するレンズ部分を切り取ってレンズ70がレンズ部74より下の部分だけを残すようにした点が第1実施形態と主に異なる点である。
なお、この場合も、光軸の関係は円形状のレンズの状態と変わることがなく、したがって、
図5、
図6に示すレンズ光軸Zは、
図2、
図3で示したレンズ光軸Zと同様のである。
したがって、以下では、この異なる点に関連する部分について主に説明し、第1実施形態と同様の点については第1実施形態と同じ符号を付し、説明を割愛する場合がある。
【0050】
第2実施形態のレンズ70も、第1実施形態と同様に、レンズ部74とレンズ部74の下側に位置する外側レンズ部75を規定する線に沿った一辺75aを有し、レンズ部74よりも外側レンズ部75側に設けられたレンズ70の内側に凹む肉盗み部75bがレンズ70の入射面72側に形成されている。
【0051】
そして、
図5に示すように、レンズ70の外形がレンズ部74より上側のレンズ部分を切り取ったことにより、三日月状の形状になっている。
ここで、近年、車両用灯具では、シャープに見えるように演出した灯具が求められる傾向があることから、本実施形態では、レンズ70を傾けるように配置してシャープに見える意匠性を演出している。
【0052】
具体的には、
図5に示すように、レンズ70をレンズ部74の車両内側(図左側)の方が車両外側(図右側)よりも鉛直方向下側(図下側)に位置するように傾けられている。
なお、本実施形態では、車両左側用の灯具ユニット10を示しているが、車両右側の灯具ユニットであっても、この関係は変わることなく、レンズ70をレンズ部74の車両内側の方が車両外側よりも鉛直方向下側に位置するように傾けることで、レンズ70が外側ほど上側に向かうような見栄えとなりシャープに見える意匠性を演出できる。
【0053】
一方、このようにレンズ70を傾けたのに合わせて、適切な配光となるように、リフレクタ40の後方側に位置する後方側反射部41と、後方側反射部41より前方側に位置する前方側反射部42のそれぞれの反射面を調節するようにする。
また、本実施形態では、レンズ70の外形形状に合わせて、レンズホルダ60のレンズ70のフランジ73を把持する部分を一部削除するようにしている。
【0054】
このようにすることで、シャープな意匠性とレンズ70の重量の削減ができるとともに、一方で、第2実施形態ではレンズ70は、
図4に示すカットオフラインCLが形成された車両からの距離が中長距離となる位置を照らすメイン配光パターンMPを形成するためのレンズ部74と、
図4に示す車両からの距離が近い位置を照らす補助配光パターンAPを形成するための外側レンズ部75とを備えることから、視認性の良い車両用灯具を実現することが可能である。
また、第2実施形態の場合、従来技術で示したものと比較してもさらなるレンズ70の軽量化が可能である。
【0055】
以上、具体的な実施形態を基に本発明の説明を行ってきたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
【0056】
例えば、第2実施形態では、第1実施形態のレンズ70からレンズ部74の上側に位置する外側レンズ部76を省略するようにし、外側レンズ部75がレンズ部74の下側に設けられているだけで、レンズ部74がレンズ70の最も上側になっている場合について示しているが、レンズ部74の上側に位置する外側レンズ部76を利用し、逆に、レンズ部74の下側に位置する外側レンズ部75を利用しないような灯具ユニットの場合には、外側レンズ部75の方を削除するようにしても良い。
つまり、レンズ70は、使用用途に応じて、外側レンズ部76がレンズ部74の上側に設けられているだけで、レンズ部74がレンズ70の最も下側になっているようにしても良い。
【0057】
また、第1実施形態及び第2実施形態を通じて肉盗み部は、
図2及び
図5に示すレンズ70の出射面71を正面に見る正面視で三日月状になるように形成していたが、矩形状になっていても良い。
【0058】
このように、本発明は、具体的な実施形態に限定されるものではなく、技術的思想を逸脱することのない変更や改良を行ったものも発明の技術的範囲に含まれるものであり、そのことは当業者にとって特許請求の範囲の記載からである。