JP6164928B2 - 車載用前照灯 - Google Patents
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Description
換言すれば、ヒートシンク2はLED1を耐熱温度以下に保つために、前照灯が使用される環境の温度よりさらに高温の筐体9内の気体に、LED1の発する熱を放出することを余儀なくされていた。
特許文献2では、LED光源を固定したヒートパイプの先端に設けた球状部と、当球状部を摺動可能に収容する凹状部とで玉継手を構成していた。当玉継手を中心にしてLED光源をハウジング(筐体)に対して回動することで光軸を調整(エイミング)する。これにより、ハウジングとカバーレンズ(前面レンズ)に覆われながらも、LED光源の発する熱をヒートパイプによって伝熱し、玉継手を経由してハウジングの外に排出することができる。
図1の断面図に示すように、本実施の形態1に係る車載用の前照灯は、発熱を伴う光源であるLED1と、当LED1の発する光を車両の前方に投影する投影レンズ(凸レンズ)3と、投影レンズ3を支持する投影レンズ支持部材11と、当LED1を筐体9に固定する機能および当LED1の発する熱を放熱する機能を兼ねる放熱部材12と、前照灯が照射する光の配光(例えば、すれ違い用の配光)を調整する配光部材13と、投影レンズ支持部材11を駆動することによりLED1に対する投影レンズ3の位置を任意の方向に可動する光軸調整部材7と、これらを収容するケース5と、前面レンズ6とを備えている。
ケース5と前面レンズ6とで前照灯の筐体9を構成し、LED1と、投影レンズ3と、投影レンズ支持部材11で光学ユニット10を構成している。
投影レンズ支持部材11は、複数のネジ14aを使用して放熱部材12に締結されている。この投影レンズ支持部材11の中央には筒部11aが形成され、当筒部11aの開口に投影レンズ3が取り付けられている。また、筒部11aの外周面には2本のアーム部15の基端部が接続され、各アーム部15の先端部にはナット17を装着し、ボルト16を使用して放熱部材12(およびケース5)に締結されている。
このボルト16に相当する部材が、図1において光軸調整部材7として図示されている。
ちなみに、互いに直交する2本の回転軸によって中央部分を任意の方向に回動する機構はジンバルと言われる。
一方、光軸調整を頻繁に行う場合には、直交する傾動軸X,Yにそれぞれ軸部材と軸受部材を使用して傾動部11d,11gを回転自在に構成し、軸部分の耐久性を高めればよい。
配光部材13は、例えばプリズムで構成されており、当プリズムの上面がLED1の下端側に位置するように配置される。当配光部材13の上面は反射面13aになっており、車両の前方に向かって光軸の左側を水平にし(図7の水平反射面13b)、光軸の右側を右下がりに傾斜させる(図7の傾斜反射面13c)。従って、LED1の発した光を、水平反射面13bおよび傾斜反射面13cで反射させて、当配光部材13の投影レンズ3側の端部によって形成される光像を投影レンズ3により車両前方の路面に投影すれば、図22に示した左側通行用の「すれ違い用の配光」を形成することができる。
ここで、図8を参照して、投影レンズ3の焦点Fの近傍に配光部材13の端部を位置合わせした構成において、投影レンズ3の傾動の中心点Oの位置を3様に変えたときの差異を説明する。
図8(a)に示すように、傾動の中心点Oを投影レンズ3の中央に配置した場合、投影レンズ3の中央の位置を変えずに傾動できる。そのため、投影レンズ3の上下方向の可動範囲を狭くすることができ、結果として小型の前照灯を構成することができるが、投影レンズ3を傾けることによって「すれ違い用の配光」のカットオフラインが歪みやすい。
また、図8(c)に示すように、傾動の中心点Oを投影レンズ3の焦点Fの外側(焦点Fの後方)に配置した場合、投影レンズ3を傾けても「すれ違い用の配光」のカットオフラインが歪み難いが、投影レンズ3を傾けることによって投影レンズ3の焦点Fが配光部材13の端部から離れるため、実用的な傾動範囲が狭い。ちなみに、傾動の中心点Oを投影レンズ3から限りなく離せば、投影レンズ3を上下に平行移動することと同等になる。
図8(b)に示すように、傾動の中心点Oを投影レンズ3の焦点Fに配置した場合は上記の中間的な特性となり、投影レンズ3を傾けても「すれ違い用の配光」のカットオフラインの歪みは少なく、投影レンズ3の焦点Fが配光部材13の端部から離れないため、実用的な傾動範囲を確保することができる。
従って、上記構成は、スポットランプ、ドライビングランプ、および「走行用の配光」を形成するのに好適である。ちなみに、スポットランプまたはドライビングランプの場合、図9に示すように配光部材13は不要である。
なお、放熱部材12が筐体9に当接する面積が広いほど効率よく放熱できることは言うまでもない。
さらに、投影レンズ3の焦点FをLED1の発光面に位置合わせし、焦点F即ちLED1の発光面を中心に投影レンズ3を傾動させることも可能であるし、焦点Fを配光部材13の端部に位置合わせし、焦点F即ち配光部材13の端部を中心に投影レンズ3を傾動させることも可能である。
本実施の形態2では、上記実施の形態1に示した前照灯の変形例をいくつか説明する。
図示するように、ネジ14bなどを使用して、放熱部材12を前照灯のケース5に固定する。さらに、前照灯後部に開口する開口部5aをケース5に形成して、放熱部材12の一部を当開口部5aを通じて筐体9の外部に露出させている。これにより、LED1の発する熱を、ケース5から突き出した放熱部材12を介して外部に放熱することができる。
さらに、放熱部材12の露出部分を放熱フィン12aにしてもよい。
図11では、LED1から発した光が投影レンズ3に向かうことなく漏れ出ることを回避するために、LED1の上方に集光用反射鏡21を設けている。例えばLED1から上方に向かう光L1は、集光用反射鏡21がなければ投影レンズ3の斜め上方に漏れ、前照灯の照射光としては使用されない。一方、集光用反射鏡21を設けた場合、LED1から上方に向かう光L1aは、当集光用反射鏡21で反射されて投影レンズ3に入射し、車両の前方に照射され、LED1の発する光が有効に使用される。
図12では、LED1から発した光が投影レンズ3に向かうことなく漏れ出ることを回避するために、LED1の前方に集光用レンズ22を設けている。例えばLED1から上方に向かう光L1は、集光用レンズ22がなければ投影レンズ3の斜め上方に漏れ、前照灯の照射光としては使用されない。一方、集光用レンズ22を設けた場合、LED1から上方に向かう光L1bは、当集光用レンズ22で屈曲されて投影レンズ3へ入射し、車両の前方に照射され、LED1の発する光が有効に使用される。
図13は、本実施の形態3に係る前照灯において、投影レンズ3と投影レンズ支持部材11とを一体化した光学ユニット31の構成を示す断面図であり、図14は外形図、図15は分解斜視図である。なお、図13〜図15において、図1〜図12と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
図示するように、本実施の形態3の投影レンズ3の周縁には、中空の球状部11hが形成されている。投影レンズ3と球状部11hとを一体に形成してもよい。その場合、投影レンズ3と球状部11hの材料には、例えばアクリル樹脂のような、光の透過特性が良好な樹脂を使用する。
また、当構成の球状部11hに対して、図2〜図4に示したようなアーム部15を追加して、ボルト16をケース5内外に配設すれば、前照灯の外部から投影レンズ3を傾動することができる。
本実施の形態4では、前照灯の筐体9内に複数の光学ユニット10を内装する例を説明する。
図17は、本実施の形態4に係る前照灯の一例を示す断面図である。なお、図17において、図1〜図12と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
図17のように、光学ユニット10を複数使用すべく、個々の投影レンズ3とLED1を小さくするときに、例えば上記特許文献1のように、放熱部材12に投影レンズ3とLED1とを固定する構成においては、位置ずれしないよう両者の装着に高精度の装着技術が必要となる。
これに対し、本発明では投影レンズ3を傾動可能にしたことで、放熱部材12に投影レンズ3とLED1を実装した後でも投影レンズ3の光軸を調整できるため、さほど高度な装着技術を用いなくても、両者を実装できる。
従って、個々に配光特性を持つLED1を複数ちりばめた発光部を備えた前照灯が容易に構成できる。これにより、設計の自由度が高く、デザイン性の高い前照灯、さらには自由なデザインの車両を実現できる。
従って、対向車を運転するドライバを眩惑しにくい特性の前照灯を実現できる。
図18および図19は、本実施の形態4に係る前照灯の別の例を示す断面図である。なお、図18および図19において、図13〜図16と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
図18では、LED1、投影レンズ3、投影レンズ支持部材11および配光部材13からなる光学ユニット31(ただし、図18ではLED1と配光部材13は隠れて見えない)を、複数、放熱部材12に設置している。この構成の場合、光学ユニット31ごとに、投影レンズ3を傾動して光軸を調整できる。さらに、放熱部材12に光軸調整部材32を設けることにより、すべての光学ユニット31の照射方向を一括して調整することができる。
なお、図20は、LED1、投影レンズ3、および投影レンズ支持部材11からなる「走行用の配光」の光学ユニット34の構成を示したもので、図13の光学ユニット31の配光部材13を削除し、投影レンズ支持部材11の中心点OにLED1の発光面を配置したものである。即ち図20の例では、投影レンズ3の焦点Fおよび傾動の中心点OをLED1の発光面(または発光面の近傍)に位置合わせし、当投影レンズ3をLED1の発光面(または発光面の近傍)を中心にして傾動させる構成にしている。
例えば、図21の断面図に示すように、レーザダイオード41が発するレーザ光L2を蛍光体42に照射し、当蛍光体42が発する可視光L3を、前照灯の光源として使用してもよい。この構成の場合、レーザダイオード41と蛍光体42を放熱部材12に固定して、両者が発する熱を放熱部材12を介して筐体9外へ排出する。
このように、LED1に限定されない発熱を伴う各種光源に対応することができる。
Claims (17)
- 発熱を伴う光源の発する光を、投影レンズによって車両の前方に投影する車載用前照灯であって、
前記光源に対する位置を可動できる前記投影レンズと、
一部に前記光源が装着され、当光源が装着される部位以外の部位が前記車載用前照灯の筐体に固定される放熱部材と、
前記放熱部材に固定され、前記車載用前照灯から前記車両の前方に照射する光の配光を調整する配光部材とを備え、
前記投影レンズの位置を前記光源および前記配光部材に対して可動することで、前記車載用前照灯の照射方向を調整することを特徴とする車載用前照灯。 - 光軸調整部材を備え、当光軸調整部材によって前記投影レンズを任意に可動することを特徴とする請求項1記載の車載用前照灯。
- 前記光源は、蛍光体を分離配置したレーザダイオードを含む、発光ダイオードであることを特徴とする請求項1または請求項2記載の車載用前照灯。
- 前記放熱部材の一部は、前記筐体に当接していることを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の車載用前照灯。
- 前記放熱部材の一部は、前記筐体の外側に配置されていることを特徴とする請求項1から請求項4のうちのいずれか1項記載の車載用前照灯。
- 前記投影レンズは、前記光源を中心にして可動することを特徴とする請求項1から請求項5のうちのいずれか1項記載の車載用前照灯。
- 前記投影レンズは、前記配光部材を中心にして可動することを特徴とする請求項1から請求項5のうちのいずれか1項記載の車載用前照灯。
- 前記投影レンズは、その焦点を中心にして可動することを特徴とする請求項1から請求項5のうちのいずれか1項記載の車載用前照灯。
- 前記投影レンズは、その中央部を中心にして可動することを特徴とする請求項1から請求項5のうちのいずれか1項記載の車載用前照灯。
- 前記投影レンズは、平行移動、あるいは、その焦点の後方を中心にして可動することを特徴とする請求項1から請求項5のうちのいずれか1項記載の車載用前照灯。
- 直交する2本の傾動軸を有した投影レンズ支持部材を備え、
前記投影レンズは、前記投影レンズ支持部材の2本の傾動軸の交点を中心にして可動することを特徴とする請求項1から請求項10のうちのいずれか1項記載の車載用前照灯。 - 前記傾動軸は、前記投影レンズ支持部材に設けた互いの先端部が対向する2つのU字状のスリットに挟まれた部位であることを特徴とする請求項11記載の車載用前照灯。
- 前記投影レンズを支持する球状部と、当球状部を摺動可能に収容する凹状部とを有する投影レンズ支持部材を備え、
前記投影レンズは、当球状部の中心点を中心にして可動することを特徴とする請求項1から請求項10のうちのいずれか1項記載の車載用前照灯。 - 前記球状部は、前記投影レンズと一体に形成されていることを特徴とする請求項13記載の車載用前照灯。
- 前記筐体は、開口部を有し、
前記投影レンズおよび前記放熱部材の前記筐体内に配置される部位の外形は、前記筐体の当開口部より小さいことを特徴とする請求項5記載の車載用前照灯。 - 前記光軸調整部材の一部は、前記筐体の外側に配置され、当該外側に配置された部位を操作することにより前記投影レンズを可動できることを特徴とする請求項2記載の車載用前照灯。
- 前記光源に対して可動する投影レンズを複数備えたことを特徴とする請求項1から請求項16のうちのいずれか1項記載の車載用前照灯。
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