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JP4339143B2 - 車両用灯具ユニット - Google Patents

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Description

本願発明は、発光ダイオード等の発光素子を光源とする車両用灯具ユニットに関するものである。
近年、発光ダイオードを光源とする車両用灯具ユニットが多く採用されている。
その際「特許文献１」には、灯具ユニット前方へ向けて配置された発光ダイオードと、この発光ダイオードを前方側から覆うように配置された透光部材とを備えた車両用灯具ユニットが記載されている。
この車両用灯具ユニットは、その透光部材の後端部に入射した発光ダイオードからの光を、該透光部材の前端面に導いて該前端面から出射させ、その前方に配置された投影レンズを介して灯具ユニット前方へ照射するように構成されている。
特開２００２−５０２１４号公報
ヘッドランプ等の車両用照明灯具においては、その光照射によって形成される配光パターンを、水平方向の拡散角ができるだけ大きい横長配光パターンとすることが、車両旋回走行時等における前方視認性を高める上で望ましい。
上記「特許文献１」に記載された車両用灯具ユニットを用いるようにすれば、発光ダイオードからの光に対する光束利用率を高めることができるが、該灯具ユニットからの光照射によって水平方向の拡散角が大きい横長配光パターンを形成することはできない、という問題がある。
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、発光素子を光源とする車両用灯具ユニットにおいて、発光素子からの光に対する光束利用率を高めた上で、該灯具ユニットからの光照射によって水平方向の拡散角が大きい横長配光パターンを形成することができる車両用灯具ユニットを提供することを目的とするものである。
本願発明は、発光素子をその前方側から覆うようにして透光部材を配置するとともに、この透光部材の表面形状に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
すなわち、本願発明に係る車両用灯具ユニットは、
灯具ユニット前後方向に延びる光軸上に前方へ向けて配置された発光素子と、この発光素子を前方側から覆うように配置された透光部材と、を備えてなる車両用灯具ユニットにおいて、
上記透光部材の後面における上記光軸の上下両側に、上記発光素子からの光を該透光部材に入射させる１対の入射面が形成されるとともに、上記透光部材の後面における上記１対の入射面の上下両側に、これら入射面から該透光部材に入射した上記発光素子からの光を前方へ向けて内面反射させる１対の反射面が形成されており、
上記透光部材の前面に、上記１対の反射面で内面反射した上記発光素子からの光を該透光部材から前方へ向けて出射させる１対の出射面が形成されており、
上記各入射面が、上記光軸と略直交する水平方向に延びる略円筒面状の凸曲面で構成されており、
上記各反射面が、上記各入射面によって形成される上記発光素子の虚像位置を通り上記光軸と略直交する水平方向に延びる焦線を有する略放物柱面状の曲面で構成されている、ことを特徴とするものである。
上記「発光素子」とは、略点状に発光する発光部を有する素子状の光源を意味するものであって、その種類は特に限定されるものではなく、例えば、発光ダイオードやレーザダイオード等が採用可能である。
上記「透光部材」は、透光性を有する部材であれば、その材質は特に限定されるものではなく、例えば、透明な合成樹脂で構成されたものやガラスで構成されたもの等が採用可能である。
上記「入射面」、「反射面」および「出射面」は、いずれも光軸の上下両側に１対配置されているが、両者は光軸に関して上下対称の形状に形成されていてもよいし、上下非対称の形状に形成されていてもよい。
上記「透光部材の後面」における上記１対の入射面および上記１対の反射面以外の部分の表面形状は特に限定されるものではない。
上記「透光部材の前面」における上記１対の出射面以外の部分の表面形状は特に限定されるものではない。
上記構成に示すように、本願発明に係る車両用灯具ユニットは、灯具ユニット前後方向に延びる光軸上に前方へ向けて配置された発光素子を、その前方側から覆うようにして透光部材が配置されているので、発光素子からの光に対する光束利用率を高めることができる。
また、透光部材の後面には、光軸の上下両側に発光素子からの光を該透光部材に入射させる１対の入射面が形成されるとともに、その上下両側には、これら入射面から該透光部材に入射した発光素子からの光を前方へ向けて内面反射させる１対の反射面が形成されているが、その際、各入射面は光軸と略直交する水平方向に延びる略円筒面状の凸曲面で構成されており、また、各反射面は各入射面によって形成される発光素子の虚像位置を通り光軸と略直交する水平方向に延びる焦線を有する略放物柱面状の曲面で構成されているので、各入射面から入射した発光素子からの光を、各反射面により水平方向に関しては拡散させるとともに鉛直方向に関しては拡散させない態様で内面反射させることができる。
そして、透光部材の前面には、１対の反射面で内面反射した発光素子からの光を該透光部材から前方へ向けて出射させる１対の出射面が形成されているが、これら各出射面を平面等の単純な表面形状で構成した場合においても、該出射面からの出射光によって水平方向の拡散角が大きい横長配光パターンを形成することができる。
このように本願発明によれば、発光素子を光源とする車両用灯具ユニットにおいて、発光素子からの光に対する光束利用率を高めた上で、該灯具ユニットからの光照射によって水平方向の拡散角が大きい横長配光パターンを形成することができる。
上記構成において「発光素子」の配置個数は単一であってもよいし、複数であってもよいが、光軸と直交する略水平方向に所定間隔をおいて複数の発光素子が配置された構成とすれば、横長配光パターンの形状は略同一形状に維持したまま該横長配光パターンの明るさを増大させることができる。
また上記構成において、１対の出射面のうち少なくとも一方を、該出射面に到達した反射面からの内面反射光を下方へ屈折させるようにして出射させる下方偏向面として構成すれば、次のような作用効果を得ることができる。すなわち、一方の出射面のみを下方偏向面として構成すれば、横長配光パターンを上下方向にずれた位置に２つ形成することができる。また、両方の出射面を下方偏向面として構成すれば、灯具ユニットをその光軸が水平方向に延びるように配置したままの状態で、横長配光パターンの形成位置を下方に変位させることができる。
上記透光部材の前面における１対の出射面以外の部分の表面形状が特に限定されないことは上述したとおりであるが、この前面における１対の出射面の間に、光軸と略直交する水平方向に延びる凹溝状空間部が形成された構成とすれば、灯具ユニットとして、上下方向に離れた位置に２つの出射面が配置された斬新な意匠を演出することができ、また、この凹溝状空間部に他の灯具ユニット等を配置することも可能となる。
また上記構成において、１対の入射面を互いに上下方向に離れた位置に形成するとともに、透光部材の後面における両入射面の間に位置する部分を、発光素子からの光を鉛直方向に関して光軸寄りに屈折させるようにして入射させる第２入射面として構成し、透光部材の前面における１対の出射面の間に位置する部分を、第２入射面から該透光部材に入射した発光素子からの光を水平方向に関しては拡散させるとともに鉛直方向に関しては拡散させない態様で該透光部材から前方へ向けて出射させる第２出射面として構成すれば、１対の反射面の前後長を短く設定した場合においても、発光素子からの光に対する光束利用率を高めることができる。そしてこれにより、透光部材の前後長を短くすることができるので、灯具ユニットをコンパクトに構成することができる。
以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。
図１は、本願発明の一実施形態に係る車両用照明灯具を示す正面図であり、図２は、図１のII-II 線断面図である。
これらの図に示すように、本実施形態に係る車両用照明灯具１０は、車両前端部右側に設けられるヘッドランプであって、ランプボディ１２とその前端開口部に取り付けられた素通し状の透光カバー１４とで形成される灯室内に、５つの灯具ユニット３０、５０が収容された構成となっている。
これら５つの灯具ユニット３０、５０のうち４つの灯具ユニット３０は、正面視における外形形状が円形形状に設定されており、上下２段で配置されている。また、残り１つの灯具ユニット５０は、正面視における外形形状が矩形状に設定されており、４つの灯具ユニット３０を２つずつ左右両側に控えさせるようにして、その中央に配置されている。
上記灯室内には、透光カバー１４に沿ってインナパネル１６が設けられている。このインナパネル１６における各灯具ユニット３０、５０に対応する位置には、これらを囲む筒状開口部１６ａ、１６ｂが各々形成されている。その際、灯具ユニット５０に対応する筒状開口部１６ｂは上下２箇所に分離して形成されている。
５つの灯具ユニット３０、５０は、共通のユニット支持部材２０に取り付けられた状態で、エイミング機構２２を介してランプボディ１２に上下方向および左右方向に傾動可能に支持されている。
ユニット支持部材２０は、ダイカスト鋳造品で構成されており、鉛直パネル部２０Ａと、この鉛直パネル部２０Ａから複数箇所において前方へ延びるユニット取付部２０Ｂ１、２０Ｂ２と、鉛直パネル部２０Ａから灯具外部空間に露出する位置まで後方へ延びる複数の放熱フィンからなるヒートシンク部２０Ｃとを備えてなっている。
本実施形態に係る車両用照明灯具１０においては、５つの灯具ユニット３０、５０からの光照射により、ロービーム用配光パターンを形成するようになっている。
これら５つの灯具ユニット３０、５０のうち、４つの灯具ユニット３０は、ロービーム用配光パターンの基本配光パターンを形成するための光照射を行う灯具ユニットであり、残り１つの灯具ユニット５０は、基本配光パターンを補強する広拡散用配光パターンを形成するための光照射を行う灯具ユニットである。
基本配光パターン形成用の４つの灯具ユニット３０は、その光軸Ａｘ１が鉛直パネル部２０Ａと略直交する方向に互いに平行に延びている。そして、これら各灯具ユニット３０の光軸Ａｘ１は、エイミング機構２２による光軸調整が完了した段階では、車両前後方向に対して０．５〜０．６°程度下向きの方向に延びるように設定されている。一方、残り１つの灯具ユニット５０は、その光軸Ａｘ２の向きが、灯具ユニット３０の光軸Ａｘ１に対してやや下向きとなるように設定されている。
次に、各灯具ユニット３０、５０の具体的構成について説明する。
まず、基本配光パターン形成用の灯具ユニット３０の具体的構成について説明する。
図３は、この灯具ユニット３０を詳細に示す側断面図である。
同図にも示すように、この灯具ユニット３０は、プロジェクタ型の灯具ユニットであって、光軸Ａｘ１上に配置された投影レンズ３２と、この投影レンズ３２の後方に配置された発光素子３４と、この発光素子３４を上方側から覆うように配置されたリフレクタ３６と、発光素子３４と投影レンズ３２との間に配置された直進阻止部材３８とを備えてなっている。
投影レンズ３２は、透明樹脂製であって、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸レンズで構成されている。
発光素子３４は、０．３〜１ｍｍ四方程度の大きさの発光チップ３４ａを有する白色発光ダイオードであって、その発光チップ３４ａが光軸Ａｘ１上において鉛直上向きになるように配置された状態で、支持プレート４０を介してユニット支持部材２０のユニット取付部２０Ｂ１に固定されている。
リフレクタ３６は、発光素子３４からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ１寄りに反射させて投影レンズ３２の後方側焦点Ｆ近傍に略収束させるように構成されている。具体的には、このリフレクタ３６の反射面３６ａは、光軸Ａｘ１を含む断面形状が略楕円形状に設定されており、その離心率が鉛直断面から水平断面へ向けて徐々に大きくなるように設定されている。そして、この反射面３６ａは、発光素子３４からの光を後方側焦点Ｆのやや前方位置に略収束させるようになっている。このリフレクタ３６は、その周縁下端部においてユニット支持部材２０のユニット取付部２０Ｂ１に固定されている。
直進阻止部材３８は、その上面３８ａが灯具正面視において略へ字状に形成された本体部３８Ａと、この本体部３８Ａの前端部から前方へ延長形成されたレンズホルダ部３８Ｂとからなっている。
本体部３８Ａの上面３８ａは、投影レンズ３２の後方側焦点Ｆから後方へ延びており、光軸Ａｘ１よりも左側（灯具正面視では右側）の領域が光軸Ａｘから左方向へ水平に延びる平面で構成されており、光軸Ａｘ１よりも右側の領域が光軸Ａｘ１から右方向へ斜め下向き（例えば１５°下向き）に延びる平面で構成されている。この上面３８ａの前端縁３８ａ１は、投影レンズ３２の後方側焦点Ｆの焦点面に沿って略円弧状に形成されている。この上面３８ａにはアルミニウム蒸着等による鏡面処理が施されており、これにより該上面３８ａは反射面として構成されている。そして、この本体部３８Ａは、その上面３８ａにおいてリフレクタ３６の反射面３６ａからの反射光の一部の直進を阻止してこれを上向きに反射させるようになっている。なお、この本体部３８Ａは、その下面においてユニット支持部材２０のユニット取付部２０Ｂ１に固定されている。
レンズホルダ部３８Ｂは、本体部３８Ａの前端部から下方へ湾曲するようにして前方へ延びており、その前端部において投影レンズ３２を支持するようになっている。
次に、広拡散用配光パターン形成用の灯具ユニット５０の具体的構成について説明する。
図４は、この灯具ユニット５０を単品で示す斜視図である。また、図５、６および７は、灯具ユニット５０を詳細に示す正面図、側断面図および平断面図である。さらに、図８は、図６の要部詳細図である。
これらの図にも示すように、この灯具ユニット５０は、３つの発光素子５２と、透光部材５４と、支持プレート５６とを備えてなっている。
３つの発光素子５２は、光軸Ａｘ２と直交する水平方向に等間隔で互いに近接して配置されている。これら各発光素子５２は、０．３〜１ｍｍ四方程度の大きさの発光チップ５２ａおよび該発光チップ５２ａを封止する半球状の封止樹脂５２ｂを備えてなる白色発光ダイオードであって、その発光チップ５２ａが光軸Ａｘ２上あるいはその左右両側において前方を向くようにして配置されている。
透光部材５４は、略横向きＶ字形の側面形状を有するとともに矩形状の正面形状および平面形状を有する透明樹脂製の厚板ブロック状部材であって、発光素子５２をその前方側から覆うようにして配置されている。具体的には、この透光部材５４は、光軸Ａｘ２に関して上下対称の形状を有しており、その左右幅が６０ｍｍ程度、高さが７０ｍｍ程度、奥行きが８０ｍｍ程度の値に設定されている。
支持プレート５６は、透光部材５４の後端面５４ｄと面一で鉛直方向に延びる金属製部材であって、その前面中央部において３つの発光素子５２を固定支持している。
以下、透光部材５４の具体的な構成について説明する。
透光部材５４の後面における光軸Ａｘ２の上下両側には、各発光素子５２からの光を該透光部材５４に入射させる１対の入射面５４ａが形成されている。また、透光部材５４の後面における１対の入射面５４ａの上下両側には、これら入射面５４ａから該透光部材５４に入射した各発光素子５２からの光を前方へ向けて内面反射させる１対の反射面５４ｂが形成されている。さらに、透光部材５４の前面には、１対の反射面５４ｂで内面反射した各発光素子５２からの光を該透光部材５４から前方へ向けて出射させる１対の出射面５４ｃが形成されている。
各入射面５４ａは、光軸Ａｘ２と直交する水平方向に延びる円筒面状の凸曲面で構成されている。また、各反射面５４ｂは、各入射面５４ａによって形成される各発光素子５２の虚像位置（より正確には各発光チップ５２ａの虚像位置）Ａを通り光軸Ａｘ２と直交する水平方向に延びる焦線を有する放物柱面状の曲面で構成されている。その際、この放物柱面は、その焦線を含む中心軸平面Ｂが光軸Ａｘ２と平行に延びるようにして形成されている。そしてこれにより、各入射面５４ａから入射した各発光素子５２からの光を各反射面５４ｂにより水平方向に関しては拡散させるとともに鉛直方向に関しては拡散させない態様で、内面反射させるようになっている。
各反射面５４ｂは、該反射面５４ｂに入射する各発光素子５２から光の入射角が透光部材５４の臨界角よりも大きい値となるように形成されており、これにより該反射面５４ｂでの内面反射はすべて全反射によって行われるようになっている。このため、透光部材５４の表面にはアルミニウム蒸着等による鏡面処理が全く施されていない。
各出射面５４ｃは、横長矩形状の外形形状を有しており、光軸Ａｘ２と直交する鉛直面に沿って延びる平面で構成されている。これにより各出射面５４ｃは、各反射面５４ｂから該出射面５４ｃに到達した内面反射光を、鉛直方向に関しては拡散させないままの平行光として、また水平方向に関しては左右両側へ屈折させてさらに大きく拡散する光として、該出射面５４ｃから前方へ出射させるようになっている。
透光部材５４の前面における１対の出射面５４ｃの間には、横長Ｕ字状の鉛直断面形状で光軸Ａｘ２と直交する水平方向に延びる凹溝状空間部５４ｆが形成されている。この凹溝状空間部５４ｆは、透光部材５４の内部において各発光素子５２からの光が透過しない領域の範囲内で、できるだけ大きな空間が得られるように形成されている。
図２に示すように、灯具ユニット５０は、その透光部材５４の後端面および支持プレート５６の後面をユニット支持部材２０のユニット取付部２０Ｂ２の前面に当接させるようにして、その透光部材５４の上下１対のフランジ部５４ｅにおいてユニット取付部２０Ｂ２に固定支持されている。その際、ユニット取付部２０Ｂ２の前面は、光軸Ａｘ２と直交する鉛直面をやや前方側へ傾斜させたような平面で構成されており、これにより灯具ユニット５０の光軸Ａｘ２をやや下向きに設定するようになっている。
図１に示すように、各灯具ユニット３０は、その投影レンズ３２が正面視において円形形状に形成されているので、これに対応するインナパネル１６の筒状開口部１６ａも、投影レンズ３２を囲むようにして円形形状に形成されている。一方、灯具ユニット５０は、その透光部材５４の上下１対の出射面５４ｃが、いずれも正面視において横長矩形状に形成されているので、これらに対応するインナパネル１６の各筒状開口部１６ｂも、各出射面５４ｃを囲むようにして横長矩形状に形成されている。
図９は、本実施形態に係る車両用照明灯具１０から前方へ照射される光により灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成されるロービーム用配光パターンを透視的に示す図である。
同図に示すように、このロービーム用配光パターンＰＬは、左配光の配光パターンであって、上端縁に水平カットオフラインＣＬ１とこの水平カットオフラインＣＬ１から所定角度（例えば１５°）で立ち上がる斜めカットオフラインＣＬ２とを有しており、両カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２の交点であるエルボ点Ｅの位置は、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖの０．５〜０．６°程度下方の位置に設定されている。そして、このロービーム用配光パターンＰＬにおいては、エルボ点Ｅを囲むようにして高光度領域であるホットゾーンＨＺが形成されている。
このロービーム用配光パターンＰＬは、４つの灯具ユニット３０からの光照射によって同じ位置に重畳的に形成される４つの基本配光パターンＰ０と、灯具ユニット５０からの光照射によって形成される広拡散用配光パターンＰａとの合成配光パターンとして形成されるようになっている。
灯具ユニット３０からの光照射によって形成される基本配光パターンＰ０においては、直進阻止部材３８における本体部３８Ａの上面３８ａの前端縁３８ａ１の反転投影像として、水平および斜めカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２が形成されるようになっている。その際、この本体部３８Ａの上面３８ａは反射面として構成されているので、図３において２点鎖線で示すようにリフレクタ３６の反射面３６ａからの反射光のうち投影レンズ３２から上向きに出射すべき光も、該上面３８ａの反射作用により、同図に実線で示すように投影レンズ３２から下向きに出射する光として利用するようになっている。そしてこれにより、発光素子３４からの出射光の光束利用率を高めるとともに、ホットゾーンＨＺの形成を行うようになっている。
一方、灯具ユニット５０からの光照射によって形成される広拡散用配光パターンＰａ３は、その透光部材５４の各出射面５４ｃからの出射光が、鉛直方向に関しては拡散せずに水平方向に関しては左右両側へ大きく拡散する光となっていることから、左右方向に大きく拡散した横長配光パターンとなっている。
なお、この広拡散用配光パターンＰａ３は、その上端縁が水平カットオフラインＣＬ１よりも僅かに下方に位置しているが、これは、灯具ユニット５０の光軸Ａｘ２が、灯具ユニット３０の光軸Ａｘ１に対してやや下向きに設定されていることによるものである。
以上詳述したように、本実施形態に係る車両用照明灯具１０は、２種類の灯具ユニット３０、５０を備えているが、これらのうち、灯具ユニット５０は、その光軸Ａｘ２上に前方へ向けて配置された３つの発光素子５２を、その前方側から覆うようにして透光部材５４が配置されているので、各発光素子５２からの光に対する光束利用率を高めることができる。
また、透光部材５４の後面には、光軸Ａｘ２の上下両側に各発光素子５２からの光を該透光部材５４に入射させる１対の入射面５４ａが形成されるとともに、その上下両側には、これら入射面５４ａから該透光部材５４に入射した各発光素子５２からの光を前方へ向けて内面反射させる１対の反射面５４ｂが形成されているが、その際、各入射面５４ａは光軸Ａｘ２と直交する水平方向に延びる円筒面状の凸曲面で構成されており、また、各反射面５４ｂは各入射面５４ａによって形成される各発光素子５２の虚像位置Ａを通り光軸Ａｘ２と直交する水平方向に延びる焦線を有する放物柱面状の曲面で構成されているので、各入射面５４ａから入射した各発光素子５２からの光を、各反射面５４ｂにより水平方向に関しては拡散させるとともに鉛直方向に関しては拡散させない態様で内面反射させることができる。
そして、透光部材５４の前面には、１対の反射面５４ｂで内面反射した各発光素子５２からの光を該透光部材５４から前方へ向けて出射させる１対の出射面５４ｃが形成されているが、これら出射面５４ｃが単純な鉛直平面で構成されているにもかかわらず、該出射面５４ｃからの出射光によって水平方向の拡散角が大きい横長配光パターンＰａを形成することができる。
このように本実施形態によれば、各発光素子５２からの光に対する光束利用率を高めた上で、灯具ユニット５０からの光照射によって水平方向の拡散角が大きい横長配光パターンＰａを形成することができる。そしてこれにより、ロービーム用配光パターンＰＬの拡散領域の明るさを十分に確保することができ、これにより車両旋回走行時等における前方視認性を高めることができる。
特に本実施形態においては、光軸Ａｘ２と直交する水平方向に所定間隔をおいて３つの発光素子５２が配置されているので、横長配光パターンＰａの形状は略同一形状に維持したままで該横長配光パターンＰａの明るさを増大させることができる。
また本実施形態においては、透光部材５４の前面における１対の出射面５４ｃの間に、光軸Ａｘ２と直交する水平方向に延びる凹溝状空間部５４ｆが形成されているので、灯具ユニット５０として、上下に離れた位置に２つの横長矩形状の出射面５４ｃが配置された斬新な意匠を演出することができる。また、この凹溝状空間部５４ｆの内部に形成されるスペース（すなわち図６において２点鎖線で示すスペース）に、他の灯具ユニット等を配置することも可能となる。
さらに本実施形態に係る車両用照明灯具１０においては、１対の横長矩形状の出射面５４ｃが上下に離れた位置に露出している灯具ユニット５０の左右両側に、外形形状が円形形状に設定されたプロジェクタ型の灯具ユニット３０が上下２段で配置されているので、車両用照明灯具１０の意匠を一層斬新なものとすることができる。しかも、各灯具ユニット３０は、その投影レンズ３２の表面形状が球面状に形成されているのに対し、灯具ユニット５０は、その透光部材５４の各出射面５４ｃが平面状に形成されているので、この点においても車両用照明灯具１０の意匠を一層斬新なものとすることができる。
また本実施形態に係る車両用照明灯具１０においては、灯具ユニット５０の透光部材５４の表面に、アルミニウム蒸着等による鏡面処理が全く施されていないので、灯具ユニット５０の構成を簡素化することができる。
ところで、上記実施形態に係る灯具ユニット５０においては、その発光素子５２の配置個数が３個であるものとして説明したが、これを２個または４個以上あるいは１個に設定することも可能である。
また上記実施形態においては、透光部材５４が光軸Ａｘ２に関して上下対称の形状を有しており、その左右幅が６０ｍｍ程度、高さが７０ｍｍ程度、奥行きが８０ｍｍ程度の値に設定されているものとして説明したが、これ以外のサイズに設定することももちろん可能であり、また、例えば、各入射面５４ａを構成する円筒面の曲率および各反射面５４ｂを構成する放物柱面の焦点距離を互いに異なった値に設定することにより、透光部材５４の形状を上下非対称に設定することも可能である。
さらに上記実施形態においては、凹溝状空間部５４ｆが横長Ｕ字状の鉛直断面形状で形成されているものとして説明したが、これ以外の鉛直断面形状で形成することももちろん可能であり、また、透光部材５４の前面にこのような凹溝状空間部５４ｆを形成せずに、透光部材５４の前面全体を、１対の出射面５４ｃと面一の鉛直平面で構成することも可能である。
上記実施形態においては、各反射面５４ｂを構成する放物柱面の中心軸平面Ｂが光軸Ａｘ２と平行に延びているものとして説明したが、該中心軸平面Ｂを光軸Ａｘ２に対して傾斜した方向に延びるように設定することも可能である。
また上記実施形態においては、各入射面５４ａが円筒面で構成されるとともに各反射面５４ｂが放物柱面で構成されているものとして説明したが、各入射面５４ａが正確な円筒面ではなくこれに近似した曲面で構成されている場合、あるいは各反射面５４ｂが正確な放物柱面ではなくこれに近似した曲面で構成されている場合においても、上記実施形態と略同様の作用効果を得ることができる。
さらに上記実施形態においては、透光部材５４の各出射面５４ｃが平面状に形成されているものとして説明したが、これら各出射面５４ｃに左右拡散用のレンズ素子を形成するようにしてもよい。このようにした場合には、横長配光パターンの左右拡散角をさらに増大させることができる。
また上記実施形態においては、各発光素子３４、５２の発光チップ３４ａ、５２ａが０．３〜１ｍｍ四方程度の大きさであるものとして説明したが、これ以外のサイズや外形形状に設定することも可能である。例えば、短辺が１ｍｍで長辺が２ｍｍの長方形、あるいは短辺が１ｍｍで長辺が４ｍｍの長方形等で構成することが可能である。
上記実施形態に係る車両用照明灯具１０は、５つの灯具ユニット３０、５０を備えた構成となっているが、これら各灯具ユニットをこれ以外の個数に設定するようにしてもよいことはもちろんである。
また、上記実施形態に係る車両用照明灯具１０においては、ロービーム用配光パターンＰＬの基本配光パターンＰ０を、４つのプロジェクタ型の灯具ユニット３０からの光照射によって形成するものとして説明したが、これ以外の灯具ユニットを用いて形成することももちろん可能である。
なお、上記実施形態に係る車両用照明灯具１０は、その灯室内にロービーム用配光パターンＰＬを形成するための灯具ユニット３０、５０のみが収容された構成となっているが、ハイビーム用配光パターンを形成するための灯具ユニットについても上記灯室内に収容された構成とすることももちろん可能である。
上記実施形態に係る車両用照明灯具１０は、車両前端部右側に設けられるヘッドランプであるものとして説明したが、車両前端部左側に設けられるヘッドランプである場合においても、また、例えばフォグランプ等のヘッドランプ以外の車両用照明灯具においても、上記実施形態と同様の構成を採用することにより上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
次に、上記実施形態の第１変形例について説明する。
図１０は、本変形例に係る広拡散用配光パターン形成用の灯具ユニット１５０を示す側断面図である。
同図に示すように、この灯具ユニット１５０は、３つの発光素子１５２と、透光部材１５４と、支持プレート１５６とを備えてなっている。
各発光素子１５２および支持プレート１５６の構成は、灯具ユニット５０の各発光素子５２および支持プレート５６の構成と全く同様である。
透光部材１５４は、その各出射面１５４ｃが下方偏向面として構成されている点で、灯具ユニット５０の透光部材５４ｃと異なっているが、それ以外の構成は透光部材５４と全く同様である。
この透光部材１５４の各出射面１５４ｃは、光軸Ａｘ２と直交する鉛直面に対してやや後方側へ傾斜した平面で構成されている。そしてこれにより、各反射面１５４ｂから各出射面１５４ｃに到達した内面反射光を、下方へ屈折させるようにして該出射面１５４ｃから前方へ出射させるようになっている。
本変形例の構成を採用した場合においても、各発光素子１５２からの光に対する光束利用率を高めた上で、灯具ユニット１５０からの光照射によって水平方向の拡散角が大きい横長配光パターンを形成することができる。
しかも本変形例においては、各反射面１５４ｂから各出射面１５４ｃに到達した内面反射光を、下方へ屈折させるようにして該出射面１５４ｃから前方へ出射させるようになっているので、灯具ユニット１５０をその光軸Ａｘ２が水平方向に延びるように配置した場合においても、横長配光パターンの形成位置を下方に変位させて該横長配光パターンを所定位置に形成することができる。そしてこれにより、ユニット支持部材２０に対する灯具ユニット１５０の取付構造を簡素化することができる。
次に、上記実施形態の第２変形例について説明する。
図１１は、本変形例に係る広拡散用配光パターン形成用の灯具ユニット２５０を示す側断面図である。
同図に示すように、この灯具ユニット２５０は、３つの発光素子２５２と、透光部材２５４と、支持プレート２５６とを備えてなっている。
各発光素子２５２および支持プレート２５６の構成は、灯具ユニット５０の各発光素子５２および支持プレート５６の構成と全く同様である。
透光部材２５４は、その１対の出射面２５４ｃ１、２５４ｃ２のうち下側に位置する出射面２５４ｃ２が下方偏向面として構成されている点で、灯具ユニット５０の透光部材５４と異なっているが、上側に位置する出射面２５４ｃ１の構成は透光部材５４と全く同様であり、それ以外の構成も透光部材５４と全く同様である。
この透光部材２５４の出射面２５４ｃ２は、その下端縁から上端縁へ向けて鉛直面から後方へ回り込むように湾曲した円弧状の鉛直断面形状で光軸Ａｘ２と直交する水平方向に延びる円筒面で構成されている。そしてこれにより、この出射面１５４ｃ２に到達した反射面２５４ｂから内面反射光を、水平方向から所定角度下向きの方向まで拡散させるようにして該出射面１５４ｃから前方へ出射させるようになっている。
図１２は、本変形例に係る灯具ユニット２５０を備えた車両用照明灯具１０から前方へ照射される光により上記仮想鉛直スクリーン上に形成されるロービーム用配光パターンを透視的に示す図である。
同図に示すように、このロービーム用配光パターンＰＬは、４つの灯具ユニット３０からの光照射によって同じ位置に重畳的に形成される４つの基本配光パターンＰ０と、灯具ユニット２５０からの光照射によって形成される広拡散用配光パターンＰａとの合成配光パターンとして形成されるが、その際、広拡散用配光パターンＰａは、出射面２５４ｃ１からの出射光により形成される配光パターンＰａ１と、出射面２５４ｃ２からの出射光により形成される配光パターンＰａ２との合成配光パターンとして形成されるようになっている。
配光パターンＰａ１は、上記実施形態の灯具ユニット５０からの光照射によって形成される広拡散用配光パターンＰａと同一形状であるが、配光パターンＰａ２は、配光パターンＰａ１を下方へ広げたような形状の配光パターンとなっている。これは、出射面２５４ｃ２からの出射光が水平方向から所定角度下向きの方向まで拡散していることによるものである。
本変形例の構成を採用した場合においても、各発光素子２５２からの光に対する光束利用率を高めた上で、灯具ユニット２５０からの光照射によって水平方向の拡散角が大きい横長配光パターンＰａを形成することができる。
しかも本変形例においては、広拡散用配光パターンＰａが、配光パターンＰａ１と、これを下方へ広げたような配光パターンＰａ１との合成配光パターンとして形成されるようになっているので、広拡散用配光パターンＰａに配光ムラが発生するのを効果的に抑制することができ、また、ロービーム用配光パターンＰＬを、車両前方路面の近距離領域まで明るく照射する配光パターンとすることができるので、前方視認性を一層高めることができる。
次に、上記実施形態の第３変形例について説明する。
図１３は、本変形例に係る広拡散用配光パターン形成用の灯具ユニット３５０を示す側断面図であり、図１４は、図１３の要部詳細図である。
これらの図に示すように、この灯具ユニット３５０は、３つの発光素子３５２と、透光部材３５４と、支持プレート３５６とを備えてなっている。
各発光素子３５２および支持プレート３５６の構成は、灯具ユニット５０の各発光素子５２および支持プレート５６の構成と全く同様である。
透光部材３５４は、その１対の入射面３５４ａが互いに上下方向に離れた位置に形成されており、該透光部材３５４の後面における両入射面３５４ａの間に位置する部分が第２入射面３５４ｇとして構成されている。その際、各入射面３５４ａは、透光部材５４の各入射面５４ａに比して光軸Ａｘ２寄りの部分が削り取られた形状となっており、この削り取られた部分からの入射光を第２入射面３５４ｇに振り向けるようになっている。この第２入射面３５４ｇは、各発光素子３５２からの光を光軸Ａｘ２寄りに屈折させるようにして透光部材３５４に入射させるよう、光軸Ａｘ２と直交する水平方向に延びる円筒面状の凸曲面で構成されている。
透光部材３５４の１対の反射面３５４ｂは、透光部材５４の１対の反射面５４ｂに比して前後長が短い値に設定されている。これは、第２入射面３５４ａが形成されたことにより、上記実施形態の透光部材５４において各入射面５４ａの光軸Ａｘ２寄りの部分から各反射面５４の前部領域に入射していた光が存在しなくなり、該前部領域が不要となったことに対応させたものである。
透光部材３５４の前面における１対の出射面３５４ｃの間に位置する部分は、第２出射面３５４ｈとして構成されている。この第２出射面３５４ｈは、第２入射面３５４ｇから透光部材３５４に入射した各発光素子３５２からの光を、水平方向に関しては拡散させるとともに鉛直方向に関しては拡散させない態様で該透光部材３５４から前方へ向けて出射させるよう、光軸Ａｘ２と直交する水平方向に延びる円筒面状の凸曲面で構成されている。
本変形例の構成を採用した場合においても、各発光素子３５２からの光に対する光束利用率を高めた上で、灯具ユニット３５０からの光照射によって水平方向の拡散角が大きい横長配光パターンを形成することができる。
しかも本変形例においては、各反射面３５４ｂの前後長が短い値に設定されているにもかかわらず、各発光素子５２からの光に対する光束利用率を高めることができるので、透光部材３５４の前後長を短くして灯具ユニット３５０のコンパクト化を図ることができる。
本願発明の一実施形態に係る車両用照明灯具を示す正面図 図１のII-II 線断面図 上記車両用照明灯具における基本配光パターン形成用の灯具ユニットを示す側断面図 上記車両用照明灯具における広拡散用配光パターン形成用の灯具ユニットを示す斜視図 上記広拡散用配光パターン形成用の灯具ユニットを示す正面図 上記広拡散用配光パターン形成用の灯具ユニットを示す側断面図 上記広拡散用配光パターン形成用の灯具ユニットを示す平断面図 図６の要部詳細図 上記車両用照明灯具から前方へ照射される光により灯具前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成されるロービーム用配光パターンを透視的に示す図 上記実施形態の第１変形例に係る広拡散用配光パターン形成用の灯具ユニットを示す側断面図 上記実施形態の第２変形例に係る広拡散用配光パターン形成用の灯具ユニットを示す側断面図 上記第２変形例に係る灯具ユニットを備えた車両用照明灯具から前方へ照射される光により上記仮想鉛直スクリーン上に形成されるロービーム用配光パターンを透視的に示す図 上記実施形態の第３変形例に係る広拡散用配光パターン形成用の灯具ユニットを示す側断面図 図１３の要部詳細図
符号の説明
１０ 車両用照明灯具
１２ ランプボディ
１４ 透光カバー
１６ インナパネル
１６ａ、１６ｂ 筒状開口部
２０ ユニット支持部材
２０Ａ 鉛直パネル部
２０Ｂ１、２０Ｂ２ ユニット取付部
２０Ｃ ヒートシンク部
２２ エイミング機構
３０ 灯具ユニット
３２ 投影レンズ
３４ 発光素子
３４ａ 発光チップ
３６ リフレクタ
３６ａ 反射面
３８ 直進阻止部材
３８Ａ 本体部
３８Ｂ レンズホルダ部
３８ａ 上面
３８ａ１ 前端縁
４０ 支持プレート
５０、１５０、２５０、３５０ 灯具ユニット
５２、１５２、２５２、３５２ 発光素子
５２ａ 発光チップ
５４、１５４、２５４、３５４ 透光部材
５４ａ、１５４ａ、２５４ａ、３５４ａ 入射面
５４ｂ、１５４ｂ、２５４ｂ、３５４ｂ 反射面
５４ｃ、１５４ｃ、２５４ｃ１、２５４ｃ２、３５４ｃ 出射面
５４ｄ 後端面
５４ｅ フランジ部
５４ｆ 凹溝状空間部
５６、１５６、２５６、３５６ 支持プレート
３５４ｇ 第２入射面
３５４ｈ 第２出射面
Ａ 虚像位置
Ａｘ１、Ａｘ２ 光軸
Ｂ 中心軸平面
ＣＬ１ 水平カットオフライン
ＣＬ２ 斜めカットオフライン
Ｅ エルボ点
ＨＺ ホットゾーン
ＰＬ ロービーム用配光パターン
Ｐ０ 基本配光パターン
Ｐａ 広拡散用配光パターン
Ｐａ１、Ｐａ２ 配光パターン

Claims (5)

  1. 灯具ユニット前後方向に延びる光軸上に前方へ向けて配置された発光素子と、この発光素子を前方側から覆うように配置された透光部材と、を備えてなる車両用灯具ユニットにおいて、
    上記透光部材の後面における上記光軸の上下両側に、上記発光素子からの光を該透光部材に入射させる１対の入射面が形成されるとともに、上記透光部材の後面における上記１対の入射面の上下両側に、これら入射面から該透光部材に入射した上記発光素子からの光を前方へ向けて内面反射させる１対の反射面が形成されており、
    上記透光部材の前面に、上記１対の反射面で内面反射した上記発光素子からの光を該透光部材から前方へ向けて出射させる１対の出射面が形成されており、
    上記各入射面が、上記光軸と略直交する水平方向に延びる略円筒面状の凸曲面で構成されており、
    上記各反射面が、上記各入射面によって形成される上記発光素子の虚像位置を通り上記光軸と略直交する水平方向に延びる焦線を有する略放物柱面状の曲面で構成されている、ことを特徴とする車両用灯具ユニット。
  2. 上記発光素子が、上記光軸と略直交する水平方向に所定間隔をおいて複数個配置されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具ユニット。
  3. 上記１対の出射面のうち少なくとも一方が、該出射面に到達した上記反射面からの内面反射光を下方へ屈折させるようにして出射させる下方偏向面として構成されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用灯具ユニット。
  4. 上記透光部材の前面における上記１対の出射面の間に、上記光軸と略直交する水平方向に延びる凹溝状空間部が形成されている、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の車両用灯具ユニット。
  5. 上記１対の入射面が互いに上下方向に離れた位置に形成されるとともに、上記透光部材の後面における上記両入射面の間に位置する部分が、上記発光素子からの光を鉛直方向に関して上記光軸寄りに屈折させるようにして入射させる第２入射面として構成されており、
    上記透光部材の前面における上記１対の出射面の間に位置する部分が、上記第２入射面から該透光部材に入射した上記発光素子からの光を、水平方向に関しては拡散させるとともに鉛直方向に関しては拡散させない態様で該透光部材から前方へ向けて出射させる第２出射面として構成されている、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の車両用灯具ユニット。
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