前照灯单元及前照灯的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对前照灯的光轴进行调整的前照灯单元。
【背景技术】
[0002]在人乘坐于车辆的后部座椅的情况下，车体向后方倾斜。另外，在将行李等搭载于后部座椅或后方的行李箱等的情况下，车体也向后方倾斜。另外，在使车辆加速的情况下，车体向后方倾斜，在使车辆减速的情况下，车体向前方倾斜。在此，“倾斜”是指，车体以车辆的车轮的轴为中心旋转而倾斜。
[0003]这样，在车体向前后倾斜的情况下，前照灯的配光在上下方向上变化。在此，“上”是指天空的方向，“下”是指地面的方向。即，“上下方向”是指与地面垂直的方向。另外，“配光”是指从光源发出的光的空间分布。在此，是指前照灯投射光的范围和光的强度。“前照灯”是指搭载于运输机械等上、为了提高操纵者的目视确认性而使用的照明装置。也被称作前灯(head lamp)或头灯(head light)。
[0004]由于前照灯的配光在上下方向上变化，因此，存在车辆无法实现最优的配光、驾驶员的目视确认性降低这样的问题。另外，会产生使来车受到迷惑等问题。“迷惑”是指，使人的眼前产生困惑。在此，是指前照灯的光进入来车的驾驶员的眼睛从而干扰驾驶的情况。
[0005]作为其对策，专利文献1公开了一种对利用灯单元投射的光束的方向进行变更的车辆用灯具。灯单元呈悬吊状地支承于托架。另外，托架以能够沿上下方向和左右方向移动的方式支承于灯主体。灯单元具备反射器、放电灯、投射透镜以及灯罩(shade)。从输出轴将旋转力传递至灯单元，从而变更利用灯单元投射的光束的方向。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开2008-94196号公报(段落0025、0035、0052、图1)
【发明内容】
[0009]发明要解决的课题
[0010]可是，专利文献1的车辆用灯具通过移动具备反射器、放电灯、投射透镜以及灯罩的灯单元来变更所投射的光束的方向。因此，为了变更所投射的光束的方向而被移动的部件变大，促动器或驱动机构等变大。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]本发明的前照灯单元具备:光源，其发出对行进方向的前方进行照射的光线；导光部件，其供所述光线入射，并使具有发散角的面状的光射出；投射透镜，其供所述面状的光入射并朝前方投射；以及驱动部，其变更所述投射透镜相对于所述导光部件的位置关系，从所述导光部件以与所述导光部件的光轴垂直的方向从所述投射透镜的光轴方向进行光学观察时，所述驱动部配置在与所述投射透镜重合的区域内。
[0013]发明的效果
[0014]能够使前照灯单元小型化，所述前照灯单元能够变更投射光的投射方向。
【附图说明】
[0015]图1是实施方式1的前照灯单元100的分解后视立体图。
[0016]图2是将实施方式1的前照灯单元100进行组装后的状态的后视立体图。
[0017]图3是将实施方式1的前照灯单元100进行组装后的状态的前视立体图。
[0018]图4是实施方式1的导光单元132的分解立体图。
[0019]图5是实施方式1的驱动部112的后视立体图。
[0020]图6是示出实施方式1的透镜保持器106的动作的情况的图。
[0021]图7是示出实施方式1的车体未向前后倾斜的情况下的光线轨迹的图。
[0022]图8是示出实施方式1的车体向前方倾斜的情况下的光线的轨迹的图。
[0023]图9是示出实施方式1的车体向后方倾斜的情况下的光线的轨迹的图。
[0024]图10是构成为实施方式1的前照灯单元160的立体图。
[0025]图11是示出实施方式1的前照灯单元160的驱动部分的立体图。
[0026]图12是示出实施方式1的前照灯单元100的结构的结构图。
[0027]图13是实施方式2的前照灯单元200的分解后视立体图。
[0028]图14是将实施方式2的前照灯单元200进行组装后的状态的后视立体图。
[0029]图15是将实施方式2的前照灯单元200进行组装后的状态的前视立体图。
[0030]图16是示出实施方式2的透镜保持器206的动作的情况的图。
[0031]图17是示出实施方式2的车体未向前后倾斜的情况下的光线轨迹的图。
[0032]图18是示出实施方式2的车体向前方倾斜的情况下的光线的轨迹的图。
[0033]图19是示出实施方式2的车体向后方倾斜的情况下的光线的轨迹的图。
[0034]图20是排列多个实施方式2的前照灯单元200而构成为一个前照灯单元250的立体图。
[0035]图21是示出实施方式2的前照灯单元260的驱动部分的立体图。
[0036]图22是实施方式3的前照灯单元300的分解后视立体图。
[0037]图23是将实施方式3的前照灯单元300进行组装后的状态的后视立体图。
[0038]图24是将实施方式3的前照灯单元300进行组装后的状态的图。
[0039]图25是示出实施方式3的透镜保持器306的动作的情况的图。
[0040]图26是示出实施方式3的车体未向前后倾斜的情况下的光线轨迹的图。
[0041]图27是示出实施方式3的车体向后方倾斜的情况下的光线的轨迹的图。
[0042]图28是排列多个实施方式3的前照灯单元300而构成为一个前照灯单元360的立体图。
[0043]图29是示出实施方式3的前照灯单元360的驱动部分的立体图。
[0044]图30是示出实施方式3的前照灯单元360的驱动部分的立体图。
[0045]图31是示出前照灯10的结构的结构图。
【具体实施方式】
[0046]实施方式1
[0047]在以下的各实施方式中，为了使说明容易，在各图中示出XYZ直角坐标轴。在以下的说明中，以前照灯单元100的前方为+Ζ轴方向，并以后方为-Ζ轴方向。朝向前方时，以右侧为+Χ轴方向，并以左侧为-X轴方向。以前照灯单元100的上方向(天空的方向)为+Υ轴方向，并以前照灯单元100的下方向(地面的方向)为-γ轴方向。当从后方(-ζ轴方向)观察前照灯单元100时，以Ζ轴为中心轴，顺时针为+RZ方向，逆时针为-RZ方向。另外，当从左侧(-Χ轴方向)观察前照灯单元100时，以X轴为中心轴，顺时针为+RX方向，逆时针为-RX方向。
[0048]图1是实施方式1的前照灯单元100的分解后视立体图。图2是将前照灯单元100进行组装后的状态的后视立体图。图3是将前照灯单元100进行组装后的状态的前视立体图。
[0049]前照灯单元100具备光源101、导光部件102、投射透镜103以及驱动部112。另夕卜，前照灯单元100可以具备透镜保持器106和基座部104。导光单元132保持导光部件102。
[0050]< 光源 101 >
[0051]光源101例如是LED (Light Emitting D1de:发光二极管)、氙气灯或卤素灯等。另外，作为光源101，还可以使用电致发光元件或半导体激光等。在以下的说明中，将光源101作为LED进行说明。在光源101上安装有散热器126，该散热器126用于将从光源101发出的热释放至外部。光源101直接固定于基座部104、或经由散热器126固定于基座部104。
[0052]图4是导光单元132的分解立体图。导光单元132具有导光部件102和导光部件保持器105。导光部件保持器105具有调整基座136、导光部件基座137及板簧138。导光部件102配置在导光部件基座137的+Y轴方向侧的面上。通过利用板簧138将导光部件102从+Y轴方向朝-Y轴方向、-X轴方向及+Z轴方向推压，从而将导光部件102保持在导光部件基座137上。板簧138被固定在导光部件基座137上。
[0053]<导光部件102 >
[0054]导光部件102例如是光导或光管等。“光导”是指，利用丙烯酸树脂等透明部件的内表面反射、将从一侧入射的光高效地引导至另一方的光学元件。“光管”是指，使光多次在中空部件的内表面反射、将从一侧入射的光引导至另一方的光学元件。
[0055]在图4中，用于前照灯10的导光部件102形成为板形状。例如，与汽车用近光相关的规定的配光图案是上下方向狭窄的横长的形状。导光部件102的光的出射面和投射光的位置(照射面190)处于光学共轭的位置。因此，照射面190处的配光图案与导光部件102的光的出射面处的配光图案相同。“导光部件102的光的出射面处的配光图案”与导光部件102的光的出射面的形状相同。“光学共轭”是指，从1个点发出的光在另1个点处成像的关系。为了形成横长的配光图案，需要使导光部件102的光的出射面的形状为横长。因此，在图4中，导光部件102形成为板形状。由于光的出射面的形状形成为横长，因此，至少导光部件102具有板形状的部分。由于导光部件102形成为板形状，因此，导光单元132也形成为板状的形状。另外，导光单元132也可以具有板形状的部分。
[0056]由于导光部件102的大部分是光学面，因此，优选以尽量少的接触面被保持。因此，导光部件基座137具有用于对导光部件102进行定位的2种抵接部。“抵接”是指，碰上并接触。2个抵接部的突出面形成为半圆柱形状。“半圆柱形状”是指，用与圆柱的轴平行的面将圆柱切断后的形状。半圆柱形状的母线的部分成为抵接部。导光部件102与沿着圆柱的侧面的母线的抵接部接触。“母线”是指圆柱的侧面的竖着的部分。如果使与底面垂直地立起的线段沿着底面的圆周上绕一周，则形成圆柱。该线段为母线。
[0057]抵接部中的1个是上表面圆弧形状部139。上表面圆弧形状部139形成在导光部件基座137的与Z-X平面平行的面上。上表面圆弧形状部139朝+Y轴方向突出。上表面圆弧形状部139的轴与X轴平行。另外，上表面圆弧形状部139形成在导光部件基座137的与Z-X平面平行的面上的+Z轴方向的端部和-Z轴方向的端部。导光部件102的-Y轴方向侧的面与上表面圆弧形状部139抵接。
[0058]抵接部中的另1个是侧面圆弧形状部140。侧面圆弧形状部140形成在导光部件基座137的与Y-Z平面平行的面上。侧面圆弧形状部140朝+X轴方向突出。侧面圆弧形状部140的轴与Y轴平行。另外，侧面圆弧形状部140形成在导光部件基座137的与Y-Z平面平行的面上的+Z轴方向的端部和-Z轴方向的端部。导光部件102的-X轴方向侧的面与侧面圆弧形状部140抵接。上表面圆弧形状部139配置在侧面圆弧形状部140的+X轴方向侧。
[0059]S卩，导光部件102的底面(-Y轴侧的面)与上表面圆弧形状部139在2处线接触。导光部件102的左侧面(-X侧的面)与侧面圆弧形状部140在2处线接触。
[0060]另一方面，导光部件102具有凸缘142。凸缘142是从导光部件102的-Z轴方向的端部朝-X轴方向突出的长方体形状的部分。在图4中，凸缘142的-Z轴侧的面与导光部件102的光的入射面为同一面。导光部件102被配置成，凸缘142的+Z轴侧的面与导光部件保持器137的抵靠面141接触。抵靠面141是在导光部件保持器137上形成的面。抵靠面141是与X-Y平面平行的面。如上所述，1个侧面圆弧形状部140形成在导光部件基座137的-Z轴方向的端部。抵靠面141形成在该侧面圆弧形状部140的-Z轴侧。另外，抵靠面141形成在侧面圆弧形状部140的-X轴侧。
[0061]< 板簧 138 >
[0062]板簧138 具有弹簧部 138a、138b、138c、138d、138e。弹簧部 138a、138b 是由在 X 轴方向上较长、且与Z-X平面平行的面形成的板簧。弹簧部138a、138b是这样的弹簧:其形成为在-X轴侧具有固定部分、且+X轴侧为自由端的悬臂梁的形状。即，弹簧部138a、138b是呈沿X轴方向延伸的悬臂梁的形状的弹簧。其中，由于弹簧部138a、138b的与Z_X平面平行的面产生弹力，因此，能够预先朝-Y轴方向弯折。弹簧部138a、138b的末端的部分朝+Y轴方向弯折。即，弹簧部138a、138b的+X轴侧的末端部分朝+Y轴侧弯折。该弯折部分与导光部件102的上表面(+Y轴面)线接触。通过利用弹簧部138a、138b和上表面圆弧形状部139夹住导光部件102，从而将导光部件102保持成不会相对于导光部件基座137在Y轴方向上移动。即，弹簧部138a、138b从+Y轴方向将导光部件102推压到导光部件基座137的上表面圆弧形状部139上。
[0063]弹簧部138c、138d是由在X轴方向上较长、且与Z_X平面平行的面形成的板簧。弹簧部138c、138d是这样的弹簧:其形成为在-X轴侧具有固定部分、且+X轴侧为自由端的悬臂梁的形状。即，弹簧部138c、138d是呈沿X轴方向延伸的悬臂梁的形状的弹簧。其中，由于弹簧部138c、138d的与Z-X平面平行的面产生弹力，因此，能够预先朝-Y轴方向弯折。弹簧部138c、138d的末端的部分朝-Y轴方向弯折。弹簧部138c、138d是由在导光部件102上的棱线143的垂直方向上较长、且与Z-X平面平行的面形成的板簧。
[0064]在弹簧部138c、138d的+X轴侧的末端部分形成有弯曲部138f、138g。弯曲部138f、138g是朝-Y轴侧弯折的部分。弯曲部138f、138g的弯折量相对于Z-X平面小于90度。弯曲部138f、138g的面与导光部件102上的棱线143线接触。“棱线”是指面与面的边界线。棱线不限于直线，也可以是曲线。棱线143是在导光部件102的+X轴侧面对Y-Ζ平面的面的+Y轴侧的棱线。即，棱线143是导光部件102的+X轴侧的面对Y-Ζ平面的面与导光部件102的+Y轴侧的面对Z-X平面的面的边界线。通过利用弯曲部138f、138g和侧面圆弧形状部140夹住导光部件102，从而将导光部件102保持成不会相对于导光部件基座137在X轴方向上移动。弯曲部138f、138g从+X轴方向将导光部件102推压到导光部件基座137的侧面圆弧形状部140上。
[0065]弹簧部138e是由在X轴方向上较长、且与X-Y平面平行的面形成的板簧。弹簧部138e是这样的弹簧:其形成为在-X轴侧具有固定部分、且+X轴侧为自由端的悬臂梁的形状。即，弹簧部138e是呈沿X轴方向延伸的悬臂梁的形状的弹簧。其中，由于弹簧部138e的与X-Y平面平行的面产生弹力，因此，能够预先朝+Z轴方向弯折。弹簧部138e的末端的部分朝-Z轴方向弯折。即，弹簧部138e的+X轴侧的末端部分朝-Z方向弯折。该弯折部分与导光部件102的凸缘142的侧面(-Z轴侧的面)线接触。通过利用弹簧部138e和抵靠面141夹住凸缘142，从而将导光部件102保持成不会相对于导光部件基座137在Z轴方向上移动。弹簧部138e从-Z轴方向将凸缘142推压到导光部件基座137的抵靠面141上。
[0066]通过如上所述那样将导光部件102保持在导光部件基座137上，从而能够以尽量少的接触面积将导光部件102保持在导光部件基座137上。
[0067]<调整基座136 >
[0068]调整基座136是这样的部件:其能够在X-Z平面内调整导光部件102相对于基座部104的安装位置。导光部件基座137经由调整基座136以能够在X_Z平面上平动的方式安装于基座部104。在导光部件基座137的-Y轴侧的面上具有Z轴调整销146。Z轴调整销146是沿-Y轴方向延伸的销。Z轴调整销146有2个，1个位于导光部件基座137的-Z轴侧，另1个位于导光部件基座137的+Z轴侧。在图4中，2个Z轴调整销146与Z轴平行地以一定的间隔排列。在图4中，1个Z轴调整销146位于导光部件基座137的-Z轴侧的端部，另1个位于导光部件基座137的+Z轴侧的端部。
[0069]调整基座136是板状的部件。在图4中，调整基座136被配置成与Z_X平面平行。在调整基座136的与Z-X平面平行的面的+Y轴侧的面上具有2个Z轴调整槽144。2个Z轴调整槽144被设置在与Z轴调整销146相对应的位置。在图4中，2个Z轴调整槽144与Z轴平行地以一定的间隔排列。在图4中，1个Z轴调整槽144位于调整基座136的-Z轴侧的端部，另1个位于调整基座136的+Z轴侧的端部。Z轴调整槽144是在与Z轴平行的方向上较长的长孔。Z轴调整销146插入于Z轴调整槽144中。Z轴调整槽144的X轴方向的尺寸为比Z轴调整销146的直径稍大的值。S卩，Z轴调整槽144的X轴方向的尺寸被设定成:能够抑制Z轴调整销146的X轴方向的晃动，并且Z轴调整销146能够沿Z轴方向移动。因此，导光部件基座137相对于调整基座136仅能够沿Z轴方向移动。
[0070]在调整基座136的-Y轴侧的面上具有X轴调整销147。X轴调整销147是沿-Y轴方向延伸的销。X轴调整销147设置在调整基座136的+X轴侧和-X轴侧这2处。即，X轴调整销147有2个，1个位于调整基座136的-X轴侧，另1个位于调整基座136的+X轴侦k在图4中，2个X轴调整销147与X轴平行地以一定的间隔排列。在图4中，1个X轴调整销147位于调整基座136的-X轴侧的端部，另1个位于调整基座136的+X轴侧的端部。
[0071]在基座部104的与Z-X平面平行的面的+Y轴侧的面上具有2个X轴调整槽145。2个X轴调整槽145被设置在与X轴调整销147相对应的位置。在图4中，2个X轴调整槽145与X轴平行地以一定的间隔排列。X轴调整槽145是在与X轴平行的方向上较长的长孔。X轴调整销147插入于X轴调整槽145中。X轴调整槽145的Z轴方向的尺寸为比X轴调整销147的直径稍大的值。S卩，X轴调整槽145的Z轴方向的尺寸被设定:能够抑制X轴调整销147的Z轴方向的晃动，并且X轴调整销147能够沿X轴方向移动。因此，调整基座136相对于基座部104仅能够沿X轴方向移动。
[0072]根据上述情况，导光部件102能够在不绕Y轴旋转的情况下在X-Z平面上沿X轴方向和z轴方向进行位置调整。另外，导光部件基座137能够以夹住调整基座136的方式螺纹固定于基座部104。
[0073]<投射透镜103 >
[0074]投射透镜103被透镜保持器106保持。投射透镜103使从光源101朝+Z轴方向射出的光通过，并朝+Z轴方向(前方)投射。在投射透镜103的X轴方向的两端具有凸缘部。在该凸缘部形成有保持孔134a、134b。保持孔134a、134b是与Z轴平行的孔。保持孔134a、134b是贯穿孔。保持孔134a形成于+X轴侧的凸缘处。保持孔134b形成于-X轴侧的凸缘处。
[0075]透镜保持器106是板状的部件。在透镜保持器106的中心具有供光通过的开口部。透镜保持器106被配置成与X-Y平面平行。透镜保持器106的+Y轴侧的端部朝-Z轴侧弯折。被弯折的部分的末端部进一步朝-Y轴侧弯折，从而形成滑动面129。滑动面129是相对于X-Y平面绕Y轴具有倾斜度的平面。
[0076]透镜保持器106的+X轴侧的端部和-X轴侧的端部朝-Z轴侧弯折。在+X轴侧的端部的被弯折部分的+X轴侧的面上设有旋转销128a。旋转销128a是沿+X轴方向延伸的销。在-X轴侧的端部的被弯折部分的-X轴侧的面上设有旋转销128b。旋转销128b是沿-X轴方向延伸的销。旋转销128a和旋转销128b被配置成与X轴平行。旋转销128a和旋转销128b配置在同一轴线上。
[0077]透镜保持器106的-Y轴侧的端部朝-Z轴侧弯折。该弯折部是为了增加透镜保持器106的强度而设置的。另外，在实施方式1中，滑动面129形成于透镜保持器106的+Y轴侧的端部。可是，也可以将滑动面129形成于透镜保持器106的-Y轴侧的端部。S卩，使透镜保持器106的-Y轴侧的端部朝-Z轴侧弯折，进而朝+Y轴侧弯折，从而形成滑动面129。
[0078]在透镜保持器106的供光通过的开口部的X轴方向的两端具有固定孔135a、135b。固定孔135a、135b设置在与X_Y平面平行的面上。固定孔135a形成于开口部的+X轴侧。固定孔135b形成于开口部的-X轴侧。固定孔135a设置在与保持孔134a相对应的位置。固定孔135b设置在与保持孔134b相对应