車両用灯具

【課題】発光素子からの光の有効利用を図り、より広範囲の配光を得るようにした車両用灯具を提供する。
【解決手段】 少なくとも発光素子とリフレクタとを備え、車両に取り付けた場合に、前記発光素子はその光照射領域が車両下方に向くように配置され、前記リフレクタは前記発光素子に対して車両下方へ配置された車両用灯具であって、従来の第1反射面、第2反射面に、第3反射面、および第4反射面を具備させている。ここで、前記第3反射面は、前記第2反射面の車両前方側の端辺の上段に取り付けられ前記第2反射面に対して第1反射面側に屈曲された平板状をなし、前記第1反射面側の面が反射面となっている。前記第4反射面は、前記第2反射面の車両前方側の端辺の下段に取り付けられ前記第3反射面の下端辺から車両下方側へ前記第1反射面側の面が凹となる湾曲状をなし、前記第1反射面側の面が反射面となっている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は車両用灯具に係り、特に、光源が発光素子からなる車両用灯具に関する。
【背景技術】
【0002】
この種の車両用灯具としては、たとえば、ヒートシンク、発光素子、およびリフレクタによって構成されたものがある。
【0003】
図7は、従来の車両用灯具の一例を示す断面図である。図7において、x、y、z方向は、車両用灯具を車両に取り付けた場合において、それぞれ、車両の前方方向、幅方向、高さ方向に一致させて示している。また、図7では、リフレクタ23の形状を明確に把握できるように、ヒートシンク22、発光素子21は点線で示すことによって透過的に描いている。
【0004】
図7に示すように、ヒートシンク22は水平に平坦な面を下面側に位置づけられて配置され、該ヒートシンク22の下面の奥側に発光素子21が搭載されている。発光素子21は、その光照射部が下方に向けられて該ヒートシンク22に配置されるようになっている。そして、発光素子21が搭載されたヒートシンク22の下面側にはリフレクタ23が配置されている。このリフレクタ23の発光素子21側の面は反射面として形成されている。リフレクタ23は、その奥側の一辺において、前記発光素子21の後部でヒートシンク22に近接して位置づけられ、前記一辺と対向する手前の他辺において、ヒートシンクから比較的大きく離間して位置づけられ、前記一辺から他辺にかけて湾曲状に形成された第1反射面25と、この第1反射面25の一方の端辺に接続され立脚される平板状の第2反射面26を有して構成されている。この場合、車両用灯具が運転者側から見て左側に配置される前照灯の場合、第2反射面26は第1反射面25の左側端辺(車両内側)に接続されて形成され、車両用灯具が運転者側から見て右側に配置される前照灯の場合、第2反射面は第1反射面の左側端辺(車両内側)に接続されて形成されるようになっている。
【0005】
このように構成される車両用灯具は、発光素子21からの光の大部分をリフレクタ23の第1反射面25に反射させて車両の前方部へ照射されるようになっているとともに、発光素子21の光の一部をリフレクタ23の第2反射面26に配置させて車両の前方側方側へ照射させるようになっている。
【0006】
なお、図7は、本発明の実施態様の説明で使用する図1に対応づけて描いた図である。このため、図7の上述した説明以外の他の構成の説明においては図1に関連する実施態様の説明を参照されたい。
【0007】
本願発明に関連がある公知例としてはたとえば下記特許文献1がある。特許文献1は、2個の発光素子を備え、一方の発光素子を点灯させた場合にフォグランプの機能をもたせ、他方の発光素子を点灯させた場合にコーナリングランプの機能をもたせるために、第1反射面の両脇に該第1反射面に対して角度をもたせて第2反射面および第3反射面を形成した構成のものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2009-193867号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかし、上述した車両用灯具は、上述したように、リフレクタ23は第1反射面25と第2反射面26のみを具備して構成され、しかも、発光素子21からの光のうち該第1反射面25および第2反射面26から外れて出射される光があることが見いだされ、発光素子21からの光が全て有効利用されていないことが確認されるに至った。
【0010】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、発光素子からの光の有効利用を図り、より広範囲の配光を得るようにした車両用灯具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明は、このような目的を達成するために、発光素子の光のうち既存のリフレクタにおける反射面の領域からはみ出して出射される光があることを見出し、このような光を新たに設けた反射面によって反射させ、車両用灯具として有効な光として利用するようにしたものである。これによって、より広範囲の配光を得ることが可能になる。
【0012】
本発明は以下の構成によって把握される。
(1)本発明の車両用灯具は、少なくとも発光素子とリフレクタとを備え、車両に取り付けた場合に、前記発光素子はその光照射領域が車両下方に向くように配置され、前記リフレクタは前記発光素子に対して車両下方へ配置された車両用灯具であって、前記リフレクタは、第1反射面、第2反射面、第3反射面、および第4反射面を有して構成され、前記第1反射面は、前記発光素子の後方から車両前方へかけて前記発光素子と対向する面が凹となる湾曲状をなし、前記発光素子からの光を車両の前方へ反射させ、前記第2反射面は、前記第1反射面の車両内側の端辺から立設される平板状をなし、前記第1反射面側の面が反射面となっており、前記第3反射面は、前記第2反射面の車両前方側の端辺の上段に取り付けられ前記第2反射面に対して第1反射面側に屈曲された平板状をなし、前記第1反射面側の面が反射面となっており、前記第4反射面は、前記第2反射面の車両前方側の端辺の下段に取り付けられ前記第3反射面の下端辺から車両下方側へ前記第1反射面側の面が凹となる湾曲状をなし、前記第1反射面側の面が反射面となっていることを特徴とする。
(2)本発明の車両用灯具は、(1)の構成において、前記第3反射面および前記第4反射面は、それぞれ、第2反射面に対して第1反射面側へθ(0°<θ<10°)の角度で屈曲されていることを特徴とする。
(3)本発明の車両用灯具は、(1)の構成において、前記発光素子は複数からなり、各発光素子は車両の幅方向に並設されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
このように構成された車両用灯具によれば、より広範囲の配光を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の車両用灯具に具備されるリフレクタを示す斜視図である。
【図2】本発明の車両用灯具の実施態様1の概略を示す断面図である。
【図3】(a)は本発明の車両用灯具を示す断面図、(b)は本発明の車両用灯具を示す正面図である。
【図4】本発明の車両用灯具に具備されるリフレクタの第1反射面、第2反射面、第3反射面、および第4反射面の位置的関係を示す図である。
【図5】本発明の車両用灯具に具備されるリフレクタの第3反射面、第4反射面による光学的光路を示す説明図である。
【図6】本発明の車両用灯具の各反射面および全反射面による配光の分布を示す実験図である。
【図7】従来の車両用灯具のリフレクタの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
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、実施形態という)について詳細に説明する。なお、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。
(実施態様1)
<全体の構成>
図2は、本発明の車両用灯具の実施態様1の概略を示す断面図である。図2において、x、y、z方向は、車両用灯具10を車両に取り付けた場合において、それぞれ、車両の前方方向、幅方向、高さ方向に一致させて示している。なお、実施態様1に示す車両用灯具は、たとえば、車両の運転者から見て右側に配置される車両用灯具を揚げて説明している。
【0016】
図2において、車両用灯具10は、前面レンズ11とハウジング12によって灯室13を画成するようになっている。ハウジング12は車両の前方部に開口12Aを有し、その開口12Aの縁において前面レンズ11の周縁部11Aを挿入させる溝部14が形成されている。ハウジング12の溝部14にはホットメルト15が塗布され、このホットメルト15によって前面レンズ11の周縁部11Aを固着させ水分侵入を防止するシール性を確保できるようになっている。
【0017】
車両用灯具10の灯室13にはランプ20が配設されている。このランプ20は、たとえば、発光ダイオード21、ヒートシンク22、リフレクタ23によって構成されている。
【0018】
ヒートシンク22は、灯室13の上部に配置された平板状部材22Aと、この平板状部材22Aの上面に並設された複数の放熱フィン22Bによって構成されている。放熱フィン22Bはヒートシンク22の表面積を増大させ、これにより、発光ダイオード21の点灯の際に発生する熱を該ヒートシンク22を通して充分に放熱させるようになっている。
【0019】
ヒートシンク22の平板状部材22Aの下面の前面レンズ11から比較的遠い個所に、チップ状の発光ダイオード21が搭載されている。発光ダイオード21の主面には光照射領域21αが形成され、発光ダイオード21は、その光照射領域21αを図中下側に指向するようにしてヒートシンク22の平板状部材22Aに配置されるようになっている。
【0020】
リフレクタ23は、たとえば回転放物面、放物柱面等を組み合わせた自由曲面を有し、その凹面側を、ヒートシンク22の平板状部材22Aの下面、すなわち発光ダイオード21が搭載されている側の面を被うようにして配置されている。リフレクタ23は、その凹面側において光反射面23Aを備え、図中矢印Aに示すように、発光ダイオード21の光照射領域21αからの光を該光反射面23Aで反射させた後に前面レンズ11側へ出射させるようになっている。
<ランプ20の構成>
図3(a)、(b)は、前記ランプ20の構成を示した図で、図3(a)は、図2に示したと同様の断面図、図3(b)は、車両前方側から観た図である。図3(a)は、図3(b)のa−a線における断面図となっている。
【0021】
ヒートシンク22に形成される放熱フィン22Bは、図3(b)に示すように、たとえば、車両の幅方向(図中y方向)に複数並設され、それぞれ、車両の前後方向(図中x方向)に延在されて形成されている。
【0022】
ヒートシンク22に搭載される発光素子21は、たとえば2個設けられ、それぞれの発光素子21は、車両の幅方向(図中y方向)に並設されて配置されている。そして、各発光素子21は、ランプ20の中央(図中Oで示す)からほぼ等しい距離dで離間して配置されている。
【0023】
リフレクタ23の前記光反射面23A(図3(b)参照)は、第1反射面25、第2反射面26(図3(b)では図示されていない。図1参照)、第3反射面27、および第4反射面28を具備して構成されている。
<リフレクタ23の構成>
図1は、前記リフレクタ23の全体を示した斜視図である。図1では、ヒートシンク22の平板状部材22Aと発光素子21を点線によって透視的に描いている。
【0024】
図1に示すように、第1反射面25は、一端辺25Aが発光素子21の後部に位置づけられ該一端辺25Aと対向する他端辺25Bは車両前方に位置づけられるとともに、該一端辺25Aから該他端辺25Bにかけて発光素子21側に凹となる湾曲状をなして形成されている。発光素子21と対向する凹面は反射面となっている。この第1反射面25は、後述の第2反射面26、第3反射面27、第4反射面28と比較した場合、最も大きな面積を有するように構成されている。これにより、発光素子21からの光の大部分は、第1反射面25で反射され車両の前方方向へ照射されるようになっている。
【0025】
第2反射面26は、第1反射面25の車両内側の側端辺25Cから立設される平板状をなして形成されている。第2反射面26の上端辺26Aは第1反射面25の一端辺25Aと高さがほぼ同じになっており、車両前方側の端辺26Bは第1反射面25の他端辺25Bにまで延在されて形成されている。また、第2反射面26は第1反射面25側の面において反射面となっている。
【0026】
第3反射面27は、第2反射面26の車両前方側の端辺26Bの上段において取り付けられ前記第2反射面26に対して第1反射面側にθ(0°<θ<10°)の角度で屈曲された平板状をなしている。第3反射面27の上端27Aは第2反射面26の上端辺26Aとほぼ同じ高さとなっている。また、第3反射面27は第1反射面25側の面において反射面となっている。このように構成した第3反射面27は、平板状をなしていることから、ランプ20の車幅方向の長さを小さくでき、これにより灯具の小型化を図る効果を奏するようになる。
【0027】
第4反射面28は、第2反射面26の車両前方側の端辺26Bの下段において取り付けられ前記第3反射面27の下端辺27Bから車両下方側へ前記第1反射面25側で凹となる湾曲状をなしている。このような湾曲状の第4反射面28は、放物柱反射面あるいは放物面を基本とする自由曲面等によって構成されている。また、第4反射面28は前記第1反射面25側において反射面となっている。このように構成した第4反射面28は、湾曲状をなしていることから、配光パターンを車両の側面側に拡散させることを容易に行い得る効果を奏するようになる。
【0028】
なお、第3反射面27および第4反射面28は、それぞれ、連結面29を介して第2反射面26に取り付けられるようになっている。この連結面29は、第3反射面27および第4反射面28が、第2反射面26(第1反射面25)に対して定位置に配置されるためのもので、発光素子21からの光がたとえば第2反射面26の車両前方の端辺26Bに遮られることなく照射される位置に配置されるようになっている。このため、この連結面29は、第3反射面27、第4反射面28のような光学的機能を有しないものとなっている。また、連結面29を介して第2反射面26に取り付けられる第3反射面27および第4反射面28は、第3反射面27を上側に、第4反射面28を下側にして配置させることによって、ランプ20の小型化が図りつつ、より広範囲の配光パターンを形成することができる効果を奏するようになる。
【0029】
なお、図4(a)、(b)は、第1反射面25に対する第3反射面27、第4反射面28の位置関係を示した図で、図4(a)はリフレクタを正面から見た図(図3(b)に対応する)、図4(b)はリフレクタを上面から観た図となっている。
【0030】
図5は、リフレクタ23において、発光素子21(便宜的に図中左側の発光素子21を第1発光素子21Aと称し、図中右側の発光素子21を第2発光素子21Bと称する)からの光が第2反射面26、第3反射面27、および第4反射面28に対して入射および反射される各光路を第1発光素子21Aの虚像21A’、第2発光素子21Bの虚像21B’とともに示している。なお、図5では、第1発光素子21A、第2発光素子21Bからの光が第1反射面25に対して入射および反射される光路は省略して示している。図5に示すように、第1発光素子21Aの虚像21A’、第2発光素子21Bの虚像21B’からの光が第3反射面27、第4反射面28と交差して直線状に照射される光は、実際の第1発光素子21A、第2発光素子21Bからの光が第3反射面27、第4反射面28に反射される光となる。この場合、第3反射面27、第4反射面28によって反射される第1発光素子21A、第2発光素子21Bからの光は、車両の内側から前方外側の方向に照射されるようになることから、車両用灯具の光として有効に利用され、その光量が増大するようになる。
【0031】
図6は、上述のように構成した車両用灯具の配光の検出結果を示した図である。ここで、図6(a)は、第1反射面25のみによる配光状態を示した図、図6(b)は、第2反射面26のみによる配光状態を示した図、図6(c)は、第3反射面27のみによる配光状態を示した図、図6(d)は、第4反射面28のみによる配光状態を示した図である。そして、図6(e)は、リフレクタ23の第1反射面25、第2反射面26、第3反射面27、第4反射面28による配光状態を示した図である。この図6(e)から明らかになるように、本発明の車両用灯具10は、従来の第1反射面25、第2反射面26による配光に加えて、第3反射面27、第4反射面による配光を実現でき、これにより、より広範囲の配光を実現することができるようになる。
(実施態様2)
実施態様1では、車両の運転者から見て右側に配置される車両用灯具について例を揚げて示したものである。この場合、リフレクタ23の第2反射面26、第3反射面27、第4反射面28は、該運転者から見て左側に、すなわち車両内側に形成されたものとなっている。このことは、運転者から見て右側に配置される車両用灯具10においても、リフレクタ23の第2反射面26、第3反射面27、第4反射面28は、該運転者から見て右側に、すなわち車両内側に形成されるようになっていることはいうまでもない。
(実施態様3)
実施態様1の車両用灯具10では、2個の発光素子21を車両の幅方向に並設させて備えたものであるが、これに限定されることはなく、1個であっても、また3個以上であってもよいことはいうまでもない。発光素子21の数に限定されることなく、本発明の効果を奏することができるからである。
(実施態様4)
実施態様1の車両用灯具10では、発光素子21を搭載するヒートシンク22は、リフレクタ23の上方に配置されるとともに、リフレクタ23のほぼ全域に対向する程に大きく構成したものである。しかし、これに限定されることはなく、ヒートシンク22はリフレクタ23の後部に配置させ、該ヒートシンク22と一体に形成した片持ち梁状部材に発光素子21を搭載させた構成としてもよいことはいうまでもない。
【0032】
以上説明したことから明らかになるように、本発明による車両用灯具によれば、より広範囲の配光を得ることができるようになる。
【0033】
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【0034】
10……車両用灯具、11……前面レンズ、11A……周縁部、12……ハウジング、12A……開口、13……灯室、14……溝、15……ホットメルト、20……ランプ、21、21A、21B……発光ダイオード、21α……光照射領域、22……ヒートシンク、22A……平板状部材、22B……放熱フィン、23……リフレクタ、25……第1反射面、26……第2反射面、27……第3反射面、28……第4反射面、29……連結面。


【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも発光素子とリフレクタとを備え、
車両に取り付けた場合に、前記発光素子はその光照射領域が車両下方に向くように配置され、前記リフレクタは前記発光素子に対して車両下方へ配置された車両用灯具であって、
前記リフレクタは、第1反射面、第2反射面、第3反射面、および第4反射面を有して構成され、
前記第1反射面は、前記発光素子の後方から車両前方へかけて前記発光素子と対向する面が凹となる湾曲状をなし、前記発光素子からの光を車両の前方へ反射させ、
前記第2反射面は、前記第1反射面の車両内側の端辺から立設される平板状をなし、前記第1反射面側の面が反射面となっており、
前記第3反射面は、前記第2反射面の車両前方側の端辺の上段に取り付けられ前記第2反射面に対して第1反射面側に屈曲された平板状をなし、前記第1反射面側の面が反射面となっており、
前記第4反射面は、前記第2反射面の車両前方側の端辺の下段に取り付けられ前記第3反射面の下端辺から車両下方側へ前記第1反射面側の面が凹となる湾曲状をなし、前記第1反射面側の面が反射面となっていることを特徴とする車両用灯具。
【請求項2】
前記第3反射面および前記第4反射面は、それぞれ、第2反射面に対して第1反射面側へθ(0°<θ<10°)の角度で屈曲されていることを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具。
【請求項3】
前記発光素子は複数からなり、各発光素子は車両の幅方向に並設されていることを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2013−105613(P2013−105613A)
【公開日】平成25年5月30日(2013.5.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−248302(P2011−248302)
【出願日】平成23年11月14日(2011.11.14)
【出願人】(000000136)市光工業株式会社 (774)
【Fターム(参考)】