前照燈單元及前照燈的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及對前照燈的光軸進行調整的前照燈單元。
【背景技術】
[0002]在人乘坐于車輛的后部座椅的情況下，車體向后方傾斜。另外，在將行李等搭載于后部座椅或后方的行李箱等的情況下，車體也向后方傾斜。另外，在使車輛加速的情況下，車體向后方傾斜，在使車輛減速的情況下，車體向前方傾斜。在此，“傾斜”是指，車體以車輛的車輪的軸為中心旋轉而傾斜。
[0003]這樣，在車體向前后傾斜的情況下，前照燈的配光在上下方向上變化。在此，“上”是指天空的方向，“下”是指地面的方向。即，“上下方向”是指與地面垂直的方向。另外，“配光”是指從光源發出的光的空間分布。在此，是指前照燈投射光的范圍和光的強度。“前照燈”是指搭載于運輸機械等上、為了提高操縱者的目視確認性而使用的照明裝置。也被稱作前燈(head lamp)或頭燈(head light)。
[0004]由于前照燈的配光在上下方向上變化，因此，存在車輛無法實現最優的配光、駕駛員的目視確認性降低這樣的問題。另外，會產生使來車受到迷惑等問題。“迷惑”是指，使人的眼前產生困惑。在此，是指前照燈的光進入來車的駕駛員的眼睛從而干擾駕駛的情況。
[0005]作為其對策，專利文獻1公開了一種對利用燈單元投射的光束的方向進行變更的車輛用燈具。燈單元呈懸吊狀地支承于托架。另外，托架以能夠沿上下方向和左右方向移動的方式支承于燈主體。燈單元具備反射器、放電燈、投射透鏡以及燈罩(shade)。從輸出軸將旋轉力傳遞至燈單元，從而變更利用燈單元投射的光束的方向。
[0006]在先技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開2008-94196號公報(段落0025、0035、0052、圖1)
【發明內容】
[0009]發明要解決的課題
[0010]可是，專利文獻1的車輛用燈具通過移動具備反射器、放電燈、投射透鏡以及燈罩的燈單元來變更所投射的光束的方向。因此，為了變更所投射的光束的方向而被移動的部件變大，促動器或驅動機構等變大。
[0011]用于解決課題的手段
[0012]本發明的前照燈單元具備:光源，其發出對行進方向的前方進行照射的光線；導光部件，其供所述光線入射，并使具有發散角的面狀的光射出；投射透鏡，其供所述面狀的光入射并朝前方投射；以及驅動部，其變更所述投射透鏡相對于所述導光部件的位置關系，從所述導光部件以與所述導光部件的光軸垂直的方向從所述投射透鏡的光軸方向進行光學觀察時，所述驅動部配置在與所述投射透鏡重合的區域內。
[0013]發明的效果
[0014]能夠使前照燈單元小型化，所述前照燈單元能夠變更投射光的投射方向。
【附圖說明】
[0015]圖1是實施方式1的前照燈單元100的分解后視立體圖。
[0016]圖2是將實施方式1的前照燈單元100進行組裝后的狀態的后視立體圖。
[0017]圖3是將實施方式1的前照燈單元100進行組裝后的狀態的前視立體圖。
[0018]圖4是實施方式1的導光單元132的分解立體圖。
[0019]圖5是實施方式1的驅動部112的后視立體圖。
[0020]圖6是示出實施方式1的透鏡保持器106的動作的情況的圖。
[0021]圖7是示出實施方式1的車體未向前后傾斜的情況下的光線軌跡的圖。
[0022]圖8是示出實施方式1的車體向前方傾斜的情況下的光線的軌跡的圖。
[0023]圖9是示出實施方式1的車體向后方傾斜的情況下的光線的軌跡的圖。
[0024]圖10是構成為實施方式1的前照燈單元160的立體圖。
[0025]圖11是示出實施方式1的前照燈單元160的驅動部分的立體圖。
[0026]圖12是示出實施方式1的前照燈單元100的結構的結構圖。
[0027]圖13是實施方式2的前照燈單元200的分解后視立體圖。
[0028]圖14是將實施方式2的前照燈單元200進行組裝后的狀態的后視立體圖。
[0029]圖15是將實施方式2的前照燈單元200進行組裝后的狀態的前視立體圖。
[0030]圖16是示出實施方式2的透鏡保持器206的動作的情況的圖。
[0031]圖17是示出實施方式2的車體未向前后傾斜的情況下的光線軌跡的圖。
[0032]圖18是示出實施方式2的車體向前方傾斜的情況下的光線的軌跡的圖。
[0033]圖19是示出實施方式2的車體向后方傾斜的情況下的光線的軌跡的圖。
[0034]圖20是排列多個實施方式2的前照燈單元200而構成為一個前照燈單元250的立體圖。
[0035]圖21是示出實施方式2的前照燈單元260的驅動部分的立體圖。
[0036]圖22是實施方式3的前照燈單元300的分解后視立體圖。
[0037]圖23是將實施方式3的前照燈單元300進行組裝后的狀態的后視立體圖。
[0038]圖24是將實施方式3的前照燈單元300進行組裝后的狀態的圖。
[0039]圖25是示出實施方式3的透鏡保持器306的動作的情況的圖。
[0040]圖26是示出實施方式3的車體未向前后傾斜的情況下的光線軌跡的圖。
[0041]圖27是示出實施方式3的車體向后方傾斜的情況下的光線的軌跡的圖。
[0042]圖28是排列多個實施方式3的前照燈單元300而構成為一個前照燈單元360的立體圖。
[0043]圖29是示出實施方式3的前照燈單元360的驅動部分的立體圖。
[0044]圖30是示出實施方式3的前照燈單元360的驅動部分的立體圖。
[0045]圖31是示出前照燈10的結構的結構圖。
【具體實施方式】
[0046]實施方式1
[0047]在以下的各實施方式中，為了使說明容易，在各圖中示出XYZ直角坐標軸。在以下的說明中，以前照燈單元100的前方為+Ζ軸方向，并以后方為-Ζ軸方向。朝向前方時，以右側為+Χ軸方向，并以左側為-X軸方向。以前照燈單元100的上方向(天空的方向)為+Υ軸方向，并以前照燈單元100的下方向(地面的方向)為-γ軸方向。當從后方(-ζ軸方向)觀察前照燈單元100時，以Ζ軸為中心軸，順時針為+RZ方向，逆時針為-RZ方向。另外，當從左側(-Χ軸方向)觀察前照燈單元100時，以X軸為中心軸，順時針為+RX方向，逆時針為-RX方向。
[0048]圖1是實施方式1的前照燈單元100的分解后視立體圖。圖2是將前照燈單元100進行組裝后的狀態的后視立體圖。圖3是將前照燈單元100進行組裝后的狀態的前視立體圖。
[0049]前照燈單元100具備光源101、導光部件102、投射透鏡103以及驅動部112。另夕卜，前照燈單元100可以具備透鏡保持器106和基座部104。導光單元132保持導光部件102。
[0050]< 光源 101 >
[0051]光源101例如是LED (Light Emitting D1de:發光二極管)、氙氣燈或鹵素燈等。另外，作為光源101，還可以使用電致發光元件或半導體激光等。在以下的說明中，將光源101作為LED進行說明。在光源101上安裝有散熱器126，該散熱器126用于將從光源101發出的熱釋放至外部。光源101直接固定于基座部104、或經由散熱器126固定于基座部104。
[0052]圖4是導光單元132的分解立體圖。導光單元132具有導光部件102和導光部件保持器105。導光部件保持器105具有調整基座136、導光部件基座137及板簧138。導光部件102配置在導光部件基座137的+Y軸方向側的面上。通過利用板簧138將導光部件102從+Y軸方向朝-Y軸方向、-X軸方向及+Z軸方向推壓，從而將導光部件102保持在導光部件基座137上。板簧138被固定在導光部件基座137上。
[0053]<導光部件102 >
[0054]導光部件102例如是光導或光管等。“光導”是指，利用丙烯酸樹脂等透明部件的內表面反射、將從一側入射的光高效地引導至另一方的光學元件。“光管”是指，使光多次在中空部件的內表面反射、將從一側入射的光引導至另一方的光學元件。
[0055]在圖4中，用于前照燈10的導光部件102形成為板形狀。例如，與汽車用近光相關的規定的配光圖案是上下方向狹窄的橫長的形狀。導光部件102的光的出射面和投射光的位置(照射面190)處于光學共軛的位置。因此，照射面190處的配光圖案與導光部件102的光的出射面處的配光圖案相同。“導光部件102的光的出射面處的配光圖案”與導光部件102的光的出射面的形狀相同。“光學共軛”是指，從1個點發出的光在另1個點處成像的關系。為了形成橫長的配光圖案，需要使導光部件102的光的出射面的形狀為橫長。因此，在圖4中，導光部件102形成為板形狀。由于光的出射面的形狀形成為橫長，因此，至少導光部件102具有板形狀的部分。由于導光部件102形成為板形狀，因此，導光單元132也形成為板狀的形狀。另外，導光單元132也可以具有板形狀的部分。
[0056]由于導光部件102的大部分是光學面，因此，優選以盡量少的接觸面被保持。因此，導光部件基座137具有用于對導光部件102進行定位的2種抵接部。“抵接”是指，碰上并接觸。2個抵接部的突出面形成為半圓柱形狀。“半圓柱形狀”是指，用與圓柱的軸平行的面將圓柱切斷后的形狀。半圓柱形狀的母線的部分成為抵接部。導光部件102與沿著圓柱的側面的母線的抵接部接觸。“母線”是指圓柱的側面的豎著的部分。如果使與底面垂直地立起的線段沿著底面的圓周上繞一周，則形成圓柱。該線段為母線。
[0057]抵接部中的1個是上表面圓弧形狀部139。上表面圓弧形狀部139形成在導光部件基座137的與Z-X平面平行的面上。上表面圓弧形狀部139朝+Y軸方向突出。上表面圓弧形狀部139的軸與X軸平行。另外，上表面圓弧形狀部139形成在導光部件基座137的與Z-X平面平行的面上的+Z軸方向的端部和-Z軸方向的端部。導光部件102的-Y軸方向側的面與上表面圓弧形狀部139抵接。
[0058]抵接部中的另1個是側面圓弧形狀部140。側面圓弧形狀部140形成在導光部件基座137的與Y-Z平面平行的面上。側面圓弧形狀部140朝+X軸方向突出。側面圓弧形狀部140的軸與Y軸平行。另外，側面圓弧形狀部140形成在導光部件基座137的與Y-Z平面平行的面上的+Z軸方向的端部和-Z軸方向的端部。導光部件102的-X軸方向側的面與側面圓弧形狀部140抵接。上表面圓弧形狀部139配置在側面圓弧形狀部140的+X軸方向側。
[0059]S卩，導光部件102的底面(-Y軸側的面)與上表面圓弧形狀部139在2處線接觸。導光部件102的左側面(-X側的面)與側面圓弧形狀部140在2處線接觸。
[0060]另一方面，導光部件102具有凸緣142。凸緣142是從導光部件102的-Z軸方向的端部朝-X軸方向突出的長方體形狀的部分。在圖4中，凸緣142的-Z軸側的面與導光部件102的光的入射面為同一面。導光部件102被配置成，凸緣142的+Z軸側的面與導光部件保持器137的抵靠面141接觸。抵靠面141是在導光部件保持器137上形成的面。抵靠面141是與X-Y平面平行的面。如上所述，1個側面圓弧形狀部140形成在導光部件基座137的-Z軸方向的端部。抵靠面141形成在該側面圓弧形狀部140的-Z軸側。另外，抵靠面141形成在側面圓弧形狀部140的-X軸側。
[0061]< 板簧 138 >
[0062]板簧138 具有彈簧部 138a、138b、138c、138d、138e。彈簧部 138a、138b 是由在 X 軸方向上較長、且與Z-X平面平行的面形成的板簧。彈簧部138a、138b是這樣的彈簧:其形成為在-X軸側具有固定部分、且+X軸側為自由端的懸臂梁的形狀。即，彈簧部138a、138b是呈沿X軸方向延伸的懸臂梁的形狀的彈簧。其中，由于彈簧部138a、138b的與Z_X平面平行的面產生彈力，因此，能夠預先朝-Y軸方向彎折。彈簧部138a、138b的末端的部分朝+Y軸方向彎折。即，彈簧部138a、138b的+X軸側的末端部分朝+Y軸側彎折。該彎折部分與導光部件102的上表面(+Y軸面)線接觸。通過利用彈簧部138a、138b和上表面圓弧形狀部139夾住導光部件102，從而將導光部件102保持成不會相對于導光部件基座137在Y軸方向上移動。即，彈簧部138a、138b從+Y軸方向將導光部件102推壓到導光部件基座137的上表面圓弧形狀部139上。
[0063]彈簧部138c、138d是由在X軸方向上較長、且與Z_X平面平行的面形成的板簧。彈簧部138c、138d是這樣的彈簧:其形成為在-X軸側具有固定部分、且+X軸側為自由端的懸臂梁的形狀。即，彈簧部138c、138d是呈沿X軸方向延伸的懸臂梁的形狀的彈簧。其中，由于彈簧部138c、138d的與Z-X平面平行的面產生彈力，因此，能夠預先朝-Y軸方向彎折。彈簧部138c、138d的末端的部分朝-Y軸方向彎折。彈簧部138c、138d是由在導光部件102上的棱線143的垂直方向上較長、且與Z-X平面平行的面形成的板簧。
[0064]在彈簧部138c、138d的+X軸側的末端部分形成有彎曲部138f、138g。彎曲部138f、138g是朝-Y軸側彎折的部分。彎曲部138f、138g的彎折量相對于Z-X平面小于90度。彎曲部138f、138g的面與導光部件102上的棱線143線接觸。“棱線”是指面與面的邊界線。棱線不限于直線，也可以是曲線。棱線143是在導光部件102的+X軸側面對Y-Ζ平面的面的+Y軸側的棱線。即，棱線143是導光部件102的+X軸側的面對Y-Ζ平面的面與導光部件102的+Y軸側的面對Z-X平面的面的邊界線。通過利用彎曲部138f、138g和側面圓弧形狀部140夾住導光部件102，從而將導光部件102保持成不會相對于導光部件基座137在X軸方向上移動。彎曲部138f、138g從+X軸方向將導光部件102推壓到導光部件基座137的側面圓弧形狀部140上。
[0065]彈簧部138e是由在X軸方向上較長、且與X-Y平面平行的面形成的板簧。彈簧部138e是這樣的彈簧:其形成為在-X軸側具有固定部分、且+X軸側為自由端的懸臂梁的形狀。即，彈簧部138e是呈沿X軸方向延伸的懸臂梁的形狀的彈簧。其中，由于彈簧部138e的與X-Y平面平行的面產生彈力，因此，能夠預先朝+Z軸方向彎折。彈簧部138e的末端的部分朝-Z軸方向彎折。即，彈簧部138e的+X軸側的末端部分朝-Z方向彎折。該彎折部分與導光部件102的凸緣142的側面(-Z軸側的面)線接觸。通過利用彈簧部138e和抵靠面141夾住凸緣142，從而將導光部件102保持成不會相對于導光部件基座137在Z軸方向上移動。彈簧部138e從-Z軸方向將凸緣142推壓到導光部件基座137的抵靠面141上。
[0066]通過如上所述那樣將導光部件102保持在導光部件基座137上，從而能夠以盡量少的接觸面積將導光部件102保持在導光部件基座137上。
[0067]<調整基座136 >
[0068]調整基座136是這樣的部件:其能夠在X-Z平面內調整導光部件102相對于基座部104的安裝位置。導光部件基座137經由調整基座136以能夠在X_Z平面上平動的方式安裝于基座部104。在導光部件基座137的-Y軸側的面上具有Z軸調整銷146。Z軸調整銷146是沿-Y軸方向延伸的銷。Z軸調整銷146有2個，1個位于導光部件基座137的-Z軸側，另1個位于導光部件基座137的+Z軸側。在圖4中，2個Z軸調整銷146與Z軸平行地以一定的間隔排列。在圖4中，1個Z軸調整銷146位于導光部件基座137的-Z軸側的端部，另1個位于導光部件基座137的+Z軸側的端部。
[0069]調整基座136是板狀的部件。在圖4中，調整基座136被配置成與Z_X平面平行。在調整基座136的與Z-X平面平行的面的+Y軸側的面上具有2個Z軸調整槽144。2個Z軸調整槽144被設置在與Z軸調整銷146相對應的位置。在圖4中，2個Z軸調整槽144與Z軸平行地以一定的間隔排列。在圖4中，1個Z軸調整槽144位于調整基座136的-Z軸側的端部，另1個位于調整基座136的+Z軸側的端部。Z軸調整槽144是在與Z軸平行的方向上較長的長孔。Z軸調整銷146插入于Z軸調整槽144中。Z軸調整槽144的X軸方向的尺寸為比Z軸調整銷146的直徑稍大的值。S卩，Z軸調整槽144的X軸方向的尺寸被設定成:能夠抑制Z軸調整銷146的X軸方向的晃動，并且Z軸調整銷146能夠沿Z軸方向移動。因此，導光部件基座137相對于調整基座136僅能夠沿Z軸方向移動。
[0070]在調整基座136的-Y軸側的面上具有X軸調整銷147。X軸調整銷147是沿-Y軸方向延伸的銷。X軸調整銷147設置在調整基座136的+X軸側和-X軸側這2處。即，X軸調整銷147有2個，1個位于調整基座136的-X軸側，另1個位于調整基座136的+X軸偵k在圖4中，2個X軸調整銷147與X軸平行地以一定的間隔排列。在圖4中，1個X軸調整銷147位于調整基座136的-X軸側的端部，另1個位于調整基座136的+X軸側的端部。
[0071]在基座部104的與Z-X平面平行的面的+Y軸側的面上具有2個X軸調整槽145。2個X軸調整槽145被設置在與X軸調整銷147相對應的位置。在圖4中，2個X軸調整槽145與X軸平行地以一定的間隔排列。X軸調整槽145是在與X軸平行的方向上較長的長孔。X軸調整銷147插入于X軸調整槽145中。X軸調整槽145的Z軸方向的尺寸為比X軸調整銷147的直徑稍大的值。S卩，X軸調整槽145的Z軸方向的尺寸被設定:能夠抑制X軸調整銷147的Z軸方向的晃動，并且X軸調整銷147能夠沿X軸方向移動。因此，調整基座136相對于基座部104僅能夠沿X軸方向移動。
[0072]根據上述情況，導光部件102能夠在不繞Y軸旋轉的情況下在X-Z平面上沿X軸方向和z軸方向進行位置調整。另外，導光部件基座137能夠以夾住調整基座136的方式螺紋固定于基座部104。
[0073]<投射透鏡103 >
[0074]投射透鏡103被透鏡保持器106保持。投射透鏡103使從光源101朝+Z軸方向射出的光通過，并朝+Z軸方向(前方)投射。在投射透鏡103的X軸方向的兩端具有凸緣部。在該凸緣部形成有保持孔134a、134b。保持孔134a、134b是與Z軸平行的孔。保持孔134a、134b是貫穿孔。保持孔134a形成于+X軸側的凸緣處。保持孔134b形成于-X軸側的凸緣處。
[0075]透鏡保持器106是板狀的部件。在透鏡保持器106的中心具有供光通過的開口部。透鏡保持器106被配置成與X-Y平面平行。透鏡保持器106的+Y軸側的端部朝-Z軸側彎折。被彎折的部分的末端部進一步朝-Y軸側彎折，從而形成滑動面129。滑動面129是相對于X-Y平面繞Y軸具有傾斜度的平面。
[0076]透鏡保持器106的+X軸側的端部和-X軸側的端部朝-Z軸側彎折。在+X軸側的端部的被彎折部分的+X軸側的面上設有旋轉銷128a。旋轉銷128a是沿+X軸方向延伸的銷。在-X軸側的端部的被彎折部分的-X軸側的面上設有旋轉銷128b。旋轉銷128b是沿-X軸方向延伸的銷。旋轉銷128a和旋轉銷128b被配置成與X軸平行。旋轉銷128a和旋轉銷128b配置在同一軸線上。
[0077]透鏡保持器106的-Y軸側的端部朝-Z軸側彎折。該彎折部是為了增加透鏡保持器106的強度而設置的。另外，在實施方式1中，滑動面129形成于透鏡保持器106的+Y軸側的端部。可是，也可以將滑動面129形成于透鏡保持器106的-Y軸側的端部。S卩，使透鏡保持器106的-Y軸側的端部朝-Z軸側彎折，進而朝+Y軸側彎折，從而形成滑動面129。
[0078]在透鏡保持器106的供光通過的開口部的X軸方向的兩端具有固定孔135a、135b。固定孔135a、135b設置在與X_Y平面平行的面上。固定孔135a形成于開口部的+X軸側。固定孔135b形成于開口部的-X軸側。固定孔135a設置在與保持孔134a相對應的位置。固定孔135b設置在與保持孔134b相對應