特開 2024-54742 光学部品及び車両用灯具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024054742

(43)【公開日】2024-04-17

(54)【発明の名称】光学部品及び車両用灯具

(51)【国際特許分類】

   F21S 41/47 20180101AFI20240410BHJP

   F21S 41/26 20180101ALI20240410BHJP

   F21S 41/32 20180101ALI20240410BHJP

   F21S 41/39 20180101ALI20240410BHJP

   F21S 41/43 20180101ALI20240410BHJP

   F21S 41/663 20180101ALI20240410BHJP

   F21S 45/10 20180101ALI20240410BHJP

   F21W 102/135 20180101ALN20240410BHJP

【ＦＩ】

F21S41/47

F21S41/26

F21S41/32

F21S41/39

F21S41/43

F21S41/663

F21S45/10

F21W102:135

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022161165

(22)【出願日】2022-10-05

(71)【出願人】

【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】100122183

【弁理士】

【氏名又は名称】小澤 一郎

(72)【発明者】

【氏名】野末 修平

(72)【発明者】

【氏名】黒田 真吾

(57)【要約】

【課題】軽量化が図られた新たな光学部品を提供する。
【解決手段】光学部品は、金属材料で構成されているとともに、光源から出射した光の一部を遮ることで配光パターンのカットラインを形成するためのシェード１６ｅと、樹脂材料で構成されているとともに、光源から出射した光の一部を車両前方へ反射する一対の反射面を有するリフレクタ１６と、を備える。シェード１６ｅは、一対の反射面１６ｆの間に配置され、かつリフレクタ１６に一体化されている。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属材料で構成されているとともに、光源から出射した光の一部を遮ることで配光パターンのカットラインを形成するためのシェードと、
樹脂材料で構成されているとともに、光源から出射した光の一部を車両前方へ反射する一対の反射面を有するリフレクタと、を備え、
前記シェードは、前記一対の反射面の間に配置され、かつ前記リフレクタに一体化されていることを特徴とする光学部品。

【請求項2】

発光素子からなる光源と、
請求項１に記載の光学部品と、
光源から出射した光を車両前方へ投影する投影レンズと、を備え、
前記反射面と前記光源との距離は、前記シェードと前記光源との距離よりも大きいことを特徴とする車両用灯具。

【請求項3】

前記シェードは、前記反射面よりも下方に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。

【請求項4】

前記光源は、光の出射面が車両前方を向くように配置されており、
主としてロービーム用配光パターンを形成するために水平方向に配列した複数の第１の発光素子と、
主としてハイビーム用配光パターンを形成するために水平方向に配列した複数の第２の発光素子と、を有し、
前記シェードは、前記光源を車両前方から正面に見た場合に、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子との間の領域に配置されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用灯具。

【請求項5】

前記反射面は、前記第１の発光素子から側方に出た光を反射することを特徴とする請求項４に記載の車両用灯具。

【請求項6】

前記第１の発光素子は、前記第２の発光素子の上方に配列していることを特徴とする請求項４に記載の車両用灯具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学部品に関し、例えば、車両用灯具に用いられる光学部品に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、水平線よりも上側で左右方向に分割された複数の個別照射領域をそれぞれ照射可能に構成された、複数個の半導体発光素子からなる発光素子アレイを備える車両用前照灯が知られている。例えば、ハイビーム用配光パターンを構成する個別照射領域をそれぞれ有する、個別点灯可能に構成された複数の発光素子が基板上に一列に搭載されてなる発光素子アレイと、発光素子アレイの前方に配置される投影レンズと、発光素子アレイの下方に配置されるリフレクタと、を備えた車両用前照灯が考案されている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第１６／０１３４４７号パンフレット

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、前述の車両用前照灯が備えるリフレクタは、全体が金属製の一部品であり、部品重量が増加するとともに材料費も高い傾向にある。一方、外部から太陽光が投影レンズを通じて入射し、灯具内で集光された場合、集光部は高温となるため、集光部となり得る部分には耐熱性が求められる。

【0005】

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その例示的な目的の一つは、配光や耐熱性といった所望の性能を満たしつつ軽量化が図られた新たな光学部品を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明のある態様の光学部品は、金属材料で構成されているとともに、光源から出射した光の一部を遮ることで配光パターンのカットラインを形成するためのシェードと、樹脂材料で構成されているとともに、光源から出射した光の一部を車両前方へ反射する一対の反射面を有するリフレクタと、を備える。シェードは、一対の反射面の間に配置され、かつリフレクタに一体化されている。

【0007】

この態様によると、光学部品を構成するシェードの耐熱性を向上しつつ、リフレクタを樹脂材料で構成できるため、所望の配光パターンの形成に寄与するシェードを備えた光学部品の軽量化を図れる。

【0008】

本発明の他の態様は、車両用灯具である。この車両用灯具は、発光素子からなる光源と、光学部品と、光源から出射した光を車両前方へ投影する投影レンズと、を備えている。反射面と光源との距離は、シェードと光源との距離よりも大きい。

【0009】

この態様によると、光源からの光がリフレクタの反射面に与える熱の影響を、シェードに与える熱の影響よりも小さくできる。

【0010】

シェードは、反射面よりも下方に配置されていてもよい。

【0011】

光源は、光の出射面が車両前方を向くように配置されており、主としてロービーム用配光パターンを形成するために水平方向に配列した複数の第１の発光素子と、主としてハイビーム用配光パターンを形成するために水平方向に配列した複数の第２の発光素子と、を有してもよい。シェードは、光源を車両前方から正面に見た場合に、第１の発光素子と第２の発光素子との間の領域に配置されていてもよい。これにより、ロービーム用配光パターンのカットラインをシェードで形成できる。

【0012】

反射面は、第１の発光素子から側方に出た光を反射してもよい。

【0013】

第１の発光素子は、第２の発光素子の上方に配列していてもよい。

【0014】

以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を製造方法、灯具や照明などの装置、発光モジュール、光源などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、軽量化が図られた新たな光学部品を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施の形態に係る車両灯具の概略構成を示す側面図である。

【図2】本実施の形態に係る車両灯具ユニットの主要部の斜視図である。

【図3】図２に示す車両灯具ユニットの分解斜視図である。

【図4】本実施の形態に係るリフレクタの分解斜視図である。

【図5】図４と異なる方向から見た本実施の形態に係るリフレクタの分解斜視図である。

【図6】リフレクタの要部と光源との位置関係を説明するために車両灯具ユニットを側方から見た模式図である。

【図7】リフレクタと光源を上方から見た模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組合せは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

【0018】

図１は、本実施の形態に係る車両灯具の概略構成を示す側面図である。図２は、本実施の形態に係る車両灯具ユニットの主要部の斜視図である。図３は、図２に示す車両灯具ユニットの分解斜視図である。図２や図３に示す車両灯具ユニット１０は、車両前部に設けられる車両用前照灯であり、ロービーム用及びハイビーム用の配光パターンのいずれも形成できるように構成されている。

【0019】

車両灯具１００は、ランプボディ２と、ランプボディ２の開口部を覆うアウタレンズ４と、ランプボディ２及びアウタレンズ４とで囲まれた灯室６内に設けられた車両灯具ユニット１０と、車両灯具ユニット１０をエイミング可能に保持するエイミング機構８とを備える。車両灯具ユニット１０は、光源から出射した光を車両前方へ投影する投影レンズ１２と、レンズホルダ１４と、リフレクタ１６と、回路基板２０と、ヒートシンク２２と、ファン２４とを備える。

【0020】

レンズホルダ１４は、略円筒状のレンズ保持部１４ａと、レンズ保持部１４ａから車両後方に向けて突出している３つの脚部１４ｂとを有している。投影レンズ１２は、光源から出射した光の光路を制御するレンズ本体部１２ａと、レンズ本体部１２ａの外周から外側へ張り出したフランジ状の被取付部１２ｂとが一体に形成されている透明部材である。そして、レンズホルダ１４のレンズ保持部１４ａに投影レンズ１２の被取付部１２ｂの位置を合わせてネジ２６で固定することで、投影レンズ１２がレンズホルダ１４に保持される。投影レンズ１２は、例えば、アクリルやポリカーボネートといった透明度が高く耐熱性が高い樹脂材料を用いて射出成形によって製造される。

【0021】

本実施の形態に係るリフレクタ１６は、コストの低減や軽量化のために一部が樹脂材料で構成され、その他の一部が金属材料で構成された光学部品である。リフレクタ１６は、前後方向を向く横長のベース面部１６ａと、リフレクタ１６の中央に形成されている開口部１６ｂの左右両側から前方に突出するように設けられている側方反射部１６ｃと、開口部１６ｂの上側の梁状部分の内面が反射面となる上部リフレクタ１６ｄと、開口部１６ｂの下縁部から前方へ張り出したシェード１６ｅとを有する。

【0022】

回路基板２０は、主としてロービーム用配光パターンを形成するための複数の発光素子２１ａが水平方向に横一列に配列した第１の光源２０ａと、主としてハイビーム用配光パターンを形成するための複数の発光素子２１ｂが水平方向に横一列に配列した第２の光源２０ｂと、各発光素子を駆動する駆動回路２０ｃとを有する。第２の光源２０ｂは、第１の光源２０ａに隣接して配置されている。なお、第１の光源２０ａは上段側に位置し、第２の光源２０ｂは下段側に位置している。換言すると、発光素子２１ａは、発光素子２１ｂの上方に配列している。また、第１の光源２０ａ及び第２の光源２０ｂは、光の出射面が車両前方を向くように配置されている。

【0023】

駆動回路２０ｃは、コンデンサやコイルといった受動素子、トランジスタやダイオードといった能動素子、ＩＣチップ、メモリ等を組み合わせたものであり、回路基板２０の各光源２０ａ，２０ｂが搭載されている領域よりも下方の領域に搭載されている。

【0024】

第１の光源２０ａから出射した光は、リフレクタ１６の開口部１６ｂを通過する。その際、一部の光は、側方反射部１６ｃ、上部リフレクタ１６ｄ及びシェード１６ｅのそれぞれの反射面で反射され、配光制御が行われた状態で投影レンズ１２へ向けて照射される。投影レンズ１２は、第１の光源２０ａから直接到達した光、及び、各反射面で配光制御された光を車両前方に所望の配光パターンとして投影する。これにより、車両前方のスクリーン上において、主に水平線よりも下方の領域がロービーム用配光パターンの光で照射される。

【0025】

シェード１６ｅは、光源を車両前方から正面に見た場合に、発光素子２１ａと発光素子２１ｂとの間の領域に配置されている。その結果、シェード１６ｅは、第１の光源２０ａから出射した光の一部を遮ることでロービーム用配光パターンのカットラインを形成するために機能する。

【0026】

同様に、第２の光源２０ｂから出射した光は、リフレクタ１６のシェード１６ｅよりも下方を通過する。その際、一部の光は、シェード１６ｅの下側の反射面で反射され、配光制御行われた状態で投影レンズ１２へ向けて照射される。投影レンズ１２は、第２の光源２０ｂから直接到達した光、及び、各反射面で配光制御された光を車両前方に所望の配光パターンとして投影する。これにより、車両前方のスクリーン上において、主に水平線よりも上方の領域がハイビーム用配光パターンの光で照射される。このように、投影レンズ１２は、第１の光源２０ａ及び第２の光源２０ｂの少なくとも一方から出射した光で灯具前方に配光パターンを投影する。

【0027】

上記した各光源の駆動時には、光源、駆動回路２０ｃを構成する部品、配線等から熱が発生する。光源２０ａ，２０ｂ等から発生した熱の一部はヒートシンク２２に伝達され、ヒートシンク２２の各部、特に、フィン２２ａから外部へ放出される。この際、冷却用のファン２４の回転によって発生する冷却風がフィン２２ａに沿って流れることで、放熱性が向上する。なお、レンズホルダ１４は、ヒートシンク２２にネジ２８で固定されている。

【0028】

次に、リフレクタ１６について詳述する。図４は、本実施の形態に係るリフレクタの分解斜視図である。図５は、図４と異なる方向から見た本実施の形態に係るリフレクタの分解斜視図である。本実施の形態に係るリフレクタ１６は、金属材料で構成されているシェード１６ｅの第１の部品１７ａと、樹脂材料で構成されている第２の部品１７ｂとを組み立てたものである。第２の部品１７ｂは、ベース面部１６ａと、一対の側方反射部１６ｃと、上部リフレクタ１６ｄとからなる。

【0029】

一対の側方反射部１６ｃは、それぞれ反射面１６ｆを有する。一対の反射面１６ｆは互いに対向しており、主に第１の光源２０ａの発光素子２１ａから側方に出射した光の一部を車両前方へ反射する。シェード１６ｅは、反射面１６ｆよりも下方に配置されている。また、シェード１６ｅは、一対の反射面１６ｆの間に配置され、かつリフレクタ１６に一体化されている。シェード１６ｅのリフレクタへの一体化は、第２の部品１７ｂの下部に設けられた位置決めピン１６ｇ及び熱カシメピン１６ｈを、対応する第１の部品１７ａの孔１６ｊ及び孔１６ｋに挿入し、熱カシメピン１６ｈを溶かすことで行われる。

【0030】

これにより、リフレクタ１６を構成するシェード１６ｅの耐熱性を向上しつつ、リフレクタ１６の一部を樹脂材料で構成できるため、所望の配光パターンの形成に寄与するシェード１６ｅを備えたリフレクタ１６の軽量化を図れる。

【0031】

次に、リフレクタ１６と各光源との位置関係について説明する。図６は、リフレクタ１６の要部と光源との位置関係を説明するために車両灯具ユニット１０を側方から見た模式図である。図７は、リフレクタと光源を上方から見た模式図である。

【0032】

図６、図７に示すように、車両灯具ユニット１０においては、発光素子２１ａと反射面１６ｆとの距離Ｄ１や、発光素子２１ａと上部リフレクタ１６ｄの反射面との距離Ｄ２は、シェード１６ｅと発光素子２１ａとの距離Ｄ３より大きい。これにより、第１の光源２０ａからの光がリフレクタ１６の各反射面に与える熱の影響を、シェード１６ｅに与える熱の影響よりも小さくできる。その結果、シェード１６ｅの部分が耐熱性のある金属材料やセラミックス材料であれば、リフレクタ１６のその他の部分を安価で軽い樹脂材料にできる。

【0033】

また、図６に示すように、外部から太陽光Ｓが投影レンズ１２を通じて入射した場合に、シェード１６ｅを耐熱性の材料で構成することで、車両灯具ユニット１０内の集光しやすい場所にあるシェード１６ｅの先端が溶損することを防止できる。

【0034】

以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。

【符号の説明】

【0035】

１０ 車両灯具ユニット、 １２ 投影レンズ、 １６ リフレクタ、 １６ａ ベース面部、 １６ｃ 側方反射部、 １６ｄ 上部リフレクタ、 １６ｅ シェード、 １６ｆ 反射面、 １７ａ 第１の部品、 １７ｂ 第２の部品、 ２０ 回路基板、 ２０ａ 第１の光源、 ２０ｂ 第２の光源、 ２１ａ 発光素子、 ２１ｂ 発光素子、 １００ 車両灯具。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】