CN102966898B - 车辆用前照灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使半导体发光元件（31）的更换作业更容易的车辆用前照灯（1、2、3），其特征在于，具有：灯具前方侧设有开口的灯壳（12）；覆盖上述开口的灯罩（13）；配置在由上述灯壳（12）和上述灯罩（13）形成的灯室内，且安装于上述灯壳（12）的托架（15）；具有作为光源的半导体发光元件（31）的光源单元（30）；和使来自上述半导体发光元件（31）的光向灯具前方射出的光学单元（20），上述光源单元（30）和上述光学单元（20）共同配设于上述灯室内，且分别独立固定于托架（15），上述光源单元（30）能够通过设于上述灯壳（12）的灯具后方侧的装卸用开口（18）进行装卸。

Description

车辆用前照灯

技术领域

本发明涉及一种车辆用前照灯，特别涉及一种以LED等半导体发光元件为光源的车辆用前照灯。

背景技术

近年来，提出了各种使用半导体发光元件作为光源的车辆用前照灯。通常，这样的车辆用前照灯采用LED（LightEmittingDiode：发光二极管）作为半导体发光元件，但LED会因过电流而破损，或因在湿度高环境下使用而导致性能降低。因此，车辆用前照灯要求具有能够在这样的情况下容易更换LED的结构。例如，在专利文献1中，公开了一种由基板、LED灯和反射镜构成的单元能够从壳体后方侧装卸的LED光源前照灯。

专利文献l：日本专利第4582791号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，上述专利文献1中所揭示的LED光源前照灯在对每一个单元执行LED灯拆卸时，覆盖LED灯上方及其侧面的反射镜也被一并卸下。因此，为了更换LED灯，还需要拆卸反射镜的操作，因而，仅为了更换LED灯而施行的更换作业很繁琐。

因此，本发明的目的在于解决上述课题，其提供能够容易地仅更换作为光源的半导体发光元件或者仅更换具有作为光源的半导体发光元件的光源单元的车辆用前照灯。

解决课题的手段

本发明的上述目的通过一种车辆用前照灯来达到，其特征在于，具有：灯具前方侧设有开口的灯壳；覆盖上述开口的灯罩；配置在由上述灯壳和上述灯罩形成的灯室内，且安装于上述灯壳的托架；具有作为光源的半导体发光元件的光源单元；以及使来自上述半导体发光元件的光向灯具前方射出的光学单元，

上述光源单元和上述光学单元共同配设于上述灯室内，并分别独立固定于上述托架，上述光源单元能够通过设于上述灯壳的灯具后方侧的装卸用开口进行装卸。

根据上述结构的车辆用前照灯，在需要更换半导体发光元件的情况下，无需卸下灯具前方的灯罩，且能够相对于光学单元独立地仅卸下光源单元，因此，半导体发光元件的更换作业变得容易。另外，由于光源单元和光学单元均固定于托架，因此，通过调节托架相对于灯壳的安装角度，能够进行灯具的调试。

另外，上述结构的车辆用前照灯中的上述托架具有贯通灯具前后方向的开口部，上述光源单元优选为固定于上述托架的灯具后方侧，以使来自上述半导体发光元件的光经由上述光学单元并穿过上述开口部而向灯具前方侧射出。

根据该结构的车辆用前照灯，由于光源单元固定于托架的灯具后方侧，因此，在光源单元的更换作业中，托架不会造成妨碍，能够容易进行更换作业。

另外，除上述结构之外，也可以采用上述结构的车辆用前照灯中的上述托架具有贯通灯具前后方向的开口部，在上述光源单元中，包括上述半导体发光元件在内的上述光源单元的一部分配置于上述开口部的内侧或比上述开口部更靠灯具前方侧，且固定于上述托架的灯具后方侧的结构。

根据该结构的车辆用前照灯，由于光源单元固定于托架的灯具后方侧，因此，在光源单元的更换作业中，托架也不会造成妨碍，能够容易进行更换作业。

另外，在上述结构的车辆用前照灯中，优选为上述光源单元装载有上述半导体发光元件，并具有设有上述半导体发光元件的控制电路的电路基板。

根据这样结构的车辆用前照灯，不仅在因半导体发光元件发生故障需要更换更换电路基板的情况下，就是在因控制电路的故障等需要更换电路基板的情况下，也能够通过从灯具后方侧卸下光源单元来进行更换。

另外，优选为，在上述结构的车辆用前照灯中的上述托架上，设有用于将上述光源单元定位于上述光源单元的固定位置的定位部。

根据这样结构的车辆用前照灯，即使在为了更换半导体发光元件等而将光源单元从托架卸下的情况下，在将光源单元再次安装到托架时，光源单元的固定位置也不易发生偏移。

附图说明

图1为本发明实施方式的一例的车辆用前照灯的简要剖视图。

图2为从图1所示的车辆用前照灯的托架卸下光学单元并取出到灯室外的状态的简要剖视示意图。

图3为本发明实施方式的另一例的车辆用前照灯的简要剖视图。

图4为从图3所示的车辆用前照灯的托架卸下光学单元并取出到灯室外的状态的简要剖视示意图。

图5为本发明实施方式的又一例的车辆用前照灯的简要剖视图。

图6为从图5所示的车辆用前照灯托架卸下光学单元并取出到灯室外的状态的简要剖视示意图。

符号说明

1、2、3：车辆用前照灯；5：对光机构；6：对光螺母；7：调平机构；8：调平马达；12：灯壳；13：灯罩；14：灯室；15：托架；16：开口部；17：凸台；18：装卸用开口；19：盖；20：光学单元；21：投影透镜；22：透镜支架；23：反射镜；30：光源单元；31：半导体发光元件；32：电路基板；33：散热片；34：散热风扇；40：插口罩。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的优选实施方式进行详细说明。

图1为本发明实施方式的一例的车辆用前照灯1的简要剖视图。本实施方式的车辆用前照灯1是例如安装于车辆前端部分且能够开闭近光光束的灯具，其具有：灯具前方侧开口的灯壳12；用于覆盖灯壳12的上述开口的透明状灯罩13；配设于由灯壳12和灯罩13形成的灯室内的托架15；光学单元20以及光源单元30。

托架15为板状构件，其经由对光（aiming）机构5和调平机构7而安装于灯壳12上，以使其表面方向与灯具前后方向大致正交。另外，在该托架15上，设有沿灯具前后方向贯通的开口部16。

对光机构5是通过调节对光螺母6的紧固，以用于对托架15以及安装于托架15的后述光学单元20和光源单元30的安装位置及安装角度进行微调的机构，在对光调节阶段，灯具光轴Ax相对于车辆前后方向大致平行。调平机构7是根据乘员人数或车载货物等的重量变化来驱动调平马达8，以用于对利用了光学单元20和光源单元30的光源光的照射方向进行自动调节的机构。

光源单元30具有：作为车辆用前照灯1的光源而配置于灯具光轴Ax上的半导体发光元件31；设有用于控制半导体发光元件31的点亮状态的控制电路的电路基板32；配设于电路基板32下方以把持并固定电路基板32的散热片33；配设于散热片33下方且把持并固定于散热片33的散热风扇34。在本例中，半导体发光元件31是上表面为发光面的LED元件，根据所需的光量，优选采用将一个或多个芯片封装而成的LED元件。

散热片33例如由铝合金等导热性优异的金属材料形成，设有多个散热翅片（图示省略），以使从半导体发光元件31以及电路基板32产生的热量高效散热。并且，从散热片33释放的热量通过由散热风扇34产生的空气流而被扩散。

光学单元20是为了使来自半导体发光元件31的光向灯具前方射出而设置的构件，其具有：用于使来自半导体发光元件31的射出光向灯具前方反射的反射镜23；用于使来自半导体发光元件31的直射光以及由反射镜23反射的反射光向灯具前方投影的投影透镜21；以及用于支承固定投影透镜21的透镜支架22。

反射镜23是铅垂方向的截面的内表面形状呈椭圆的大致穹顶状构件，在图1所示的截面中，反射镜23的内表面形状为在符号“Fa”所示位置具有第1焦点、在“Fb”所示位置具有第2焦点的椭圆的一部分。投影透镜21是灯具前方侧的表面呈椭圆形的凸面、后方侧的表面呈平面的平凸透镜。该投影透镜21的后方侧焦点与反射镜23的内表面的第二焦点Fb基本一致，使包含该后方侧焦点在内的焦点面上的图像作为反转像向水平方向扩大，并向前方投影。

在本实施方式中，光源单元30和光学单元20分别独立固定于托架15，尤其是在本例中，光源单元30固定于托架15的灯具后方侧的表面15b，光学单元20固定于托架15的灯具前方侧的表面15a。需要说明的是，尽管光源单元30和光学单元20相对于托架15的固定方法未作特别限定，但是，特别是对于光源单元30，优选采用螺栓紧固等方法固定于托架15，使得在后述装卸用开口18开放时，光源单元30能够通过装卸用开口18来进行装卸。

在本例的车辆用前照灯l中，如图1所示，光源单元30和光学单元20固定于灯具前、后方侧的表面15a、15b，由此将反射镜23配置为覆盖半导体发光元件31的上方并使半导体发光元件31位于与反射镜23的内表面的第一焦点Fa基本一致的位置。因此，从半导体发光元件31向上方射出的光，由反射镜23的内表面反射到灯具光轴Ax附近，穿过设于托架15的开口部16，集聚到作为投影透镜21的后方侧焦点的第二焦点Fb的附近。

并且，利用投影透镜21，将上述反射光与来自半导体发光元件31的直射光一起向灯具前方投影。需要说明的是，在本例中，为了形成预定的配光图案，托架15的开口部16的下端侧的缘部15c起着用于遮挡来自半导体发光元件31的直射光和上述反射光的一部分的遮光罩的功能。因此，与例如将遮光罩作为独立部件安装于托架15的情形相比，能够削减构件数目，并能消除遮光罩相对于托架15的安装位置误差，因此，能够减小随着灯具整体组装而产生的尺寸误差。

另外，在本例中，在灯壳12的灯具后方侧，设有装卸用开口18。该装卸用开口18通常由盖19封闭，但是，在为了实施半导体发光元件31的更换作业等而产生将光源单元30从托架15卸下的需要时，如图2所示，通过将该盖19从装卸用开口18卸下，能够将光源单元30从托架15卸下，并从灯具后方侧取出到灯室外。

另外，在将光源单元30从托架15卸下时，由于光学单元20和托架15不会造成妨碍，因此，能够在这些构件安装于灯室内的状态下进行光源单元30的拆卸作业。因此，不仅光源单元30的拆卸作业所需作业工时很少即可，且与拆卸灯罩13后再从灯具前方侧装卸光源单元30的形态相比，作业极容易实施。

另外，由于投影透镜21、反射镜23等均为光学单元20的组成，因此，半导体发光元件31露出到被取出的光源单元30的表面。因此，与还需从卸下的光源单元上进一步拆卸反射镜等的形态相比，更容易进行半导体发光元件31的更换作业。需要说明的是，尽管省略了说明和图示，但半导体发光元件31优选采用以附件保持电极等容易相对于光源单元30安装和拆卸的方式固定。

另外，在本例中，在光源单元30的上表面安装着电路基板32，因此，即使设于电路基板32的控制电路发生故障等时，也能够通过将光源单元30从灯具后方侧拆卸，而容易地实现电路基板32的更换等。另外，在本例中，作为表示光源单元30相对于托架15的固定位置（安装位置）的定位部的一例的定位突起15d，设于托架15的灯具后方侧的表面15b。因此，即使在例如反复安装和拆卸光源单元30的情况下，光源单元30相对于托架15的安装位置也不易发生偏移。

图3是本发明实施方式的另一例的车辆用前照灯2的简要剖视图。在本例的车辆用前照灯2中，对与上述车辆用前照灯l同样的结构标注相同符号，并适当省略其说明。

在本例的车辆用前照灯2中，光源单元30的散热片33的一部分穿过开口部16而延伸到比托架15更靠灯具前方侧，在该延伸部分的上表面，配置着半导体发光元件31和电路基板32。因此，在本例中，尽管光源单元30的一部分配设于比托架15更靠灯具前方侧，但在光源单元30固定于托架15的灯具后方侧的表面15b这一点上，与上述车辆用前照灯1相同。

因此，如图4所示，通过与上述车辆用前照灯1同样的方法，能够在无需拆卸托架15和光学单元20的状态下即能将光源单元30从托架15卸下并取出到灯室外。因此，在本例的车辆用前照灯2中，也能使光源单元30的拆卸作业所需作业工时很少即可，且拆卸作业本身也极容易。

另外，在本例的情况下，如图3所示，散热片33的延伸部的下表面与托架15的缘部15c或透镜支架22的上表面抵接，并且散热片33的前表面与托架15的灯具后方侧的表面15b抵接。因此，至少在灯具的前后方向和灯具的上下方向，能够决定光源单元30相对于托架15和光学单元20的安装位置。因此，无需如上述车辆用前照灯1所述，设置表示光源单元30相对于托架15的安装位置的定位部，从而能够削减部件数目和部件加工工时。

图5为本发明实施方式另一例的车辆用前照灯3的简要剖视图。在本例的车辆用前照灯3中，对与上述车辆用前照灯l或车辆用前照灯2同样的结构标注相同符号，并适当省略其说明。

在本例的车辆用前照灯3中，在光源单元30的散热片33上，设有沿上下方向延伸的法兰部33a，该法兰部33a通过螺栓紧固于从托架15的灯具后方侧的表面15b向后方侧突出的凸台（boss）17，由此将光源单元30固定于托架15。并且，在本例中，散热片33的后方侧的端部33b穿过设有与散热片33的外径大致相等的大小的开口的盖19的该开口而露出到灯室外。

因此，在本例中，能够使得由半导体发光元件31和电路基板32产生的热量高效释放到灯室外，因此，无需如上述车辆用前照灯1和车辆用前照灯2所示，为了提高散热片33的散热效率而设置散热风扇34。

另外，在本例中，如图5所示，散热片33的法兰部33a的前表面与从托架15向后方侧突出的凸台17的后端部抵接，且散热片33的外周面与盖19的开口面抵接。因此，至少在灯具的前后方向和灯具的上下方向，能够决定光源单元30的相对于托架15的安装位置。因此，无需如上述车辆用前照灯l所示，设置表示光源单元30相对于托架15的安装位置的定位部，从而能够削减部件数目和部件加工工时。

另外，如图6所示，在本例中，与上述车辆用前照灯1和车辆用前照灯2同样，也能够通过卸下盖19，在无需拆卸托架15和光学单元20的状态下即能将光源单元30从托架15卸下并取出到灯室外。因此，在本例的车辆用前照灯3中，也能使光源单元30的拆卸作业所需作业工时很少即可，且拆卸作业本身也极容易。

以上，用优选实施方式及其变形例说明了本发明，但本发明的技术范围并非限于上述实施方式及其变形例所记载的范围，在无损于本发明技术特征的范围内，可对上述实施方式及其变形例施加各种变更或改良，这对于本领域技术人员而言是不言而喻的。

Claims (4)

1.一种车辆用前照灯，其特征在于，具有：

灯具前方侧设有开口的灯壳；

覆盖所述开口的灯罩；

配置在由所述灯壳和所述灯罩形成的灯室内，且安装于所述灯壳的托架；

具有作为光源的半导体发光元件的光源单元；和

使来自所述半导体发光元件的光向灯具前方射出的光学单元，

所述光源单元和所述光学单元共同配设于所述灯室内，并分别独立固定于所述托架，光源单元固定于托架的灯具后方侧的表面，光学单元固定于托架的灯具前方侧的表面，所述光源单元能够通过设于所述灯壳的灯具后方侧的装卸用开口进行装卸，在所述托架的灯具后方侧的表面设有用于将所述光源单元定位于所述光源单元的固定位置的定位突起。

2.根据权利要求1所述的车辆用前照灯，其特征在于，所述托架具有贯通灯具前后方向的开口部，所述光源单元固定于所述托架的灯具后方侧，使得来自所述半导体发光元件的光经由所述光学单元并穿过所述开口部而向灯具前方侧射出。

3.根据权利要求1所述的车辆用前照灯，其特征在于，所述托架具有贯通灯具前后方向的开口部，

在所述光源单元中，包括所述半导体发光元件在内的所述光源单元的一部分配置于所述开口部的内侧或比所述开口部更靠灯具前方侧，且固定于所述托架的灯具后方侧。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的车辆用前照灯，其特征在于，所述光源单元装载有所述半导体发光元件，并具有设有所述半导体发光元件的控制电路的电路基板。