CN110617452B - 车辆用灯具 - Google Patents

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Abstract

提供一种车辆用灯具，具有新构造。该车辆用灯具具有：光源，其包括半导体发光元件；配光控制装置，其配置在从所述光源射出的光的光路上；以及送风风扇，其具有将所述光源和所述配光控制装置所配置的位置作为下风口而产生气流，并对该光源和该配光控制装置吹空气的功能。

Description

车辆用灯具
技术领域
本发明涉及包含半导体发光元件和液晶元件的车辆用灯具。
背景技术
一般而言，车辆上安装有用于使周边(特别是行驶方向前方)明亮的照明装置(前照灯·前灯(headlight))。车辆用前照灯主要具有：光源，其射出白色光；投影光学系统，其放大从光源射出的光；壳体，其支承该光源和投影光学系统。
近年来，在车辆用的前照灯中，关注对应于前方的状况、即是否存在对向车辆、前方车辆等及它们的位置而实时控制配光形状的技术(也称作ADB、自适应远光(adaptivedriving beam)等)。此外，结合方向盘的转向调整行驶方向的配光的前照灯系统(也称作AFS、自适应前照灯系统(adaptive front-lighting system)等)正在普及。作为ADB、AFS的配光控制元件，可以使用液晶元件(例如，专利文献1)。
另外，在光源使用半导体发光元件(LED元件)的情况下，通常，光源发热而达到高温。在这样的情况下，优选设置用于对光源进行冷却的送风风扇(例如，专利文献2)。
专利文献1：日本特开平06-191346号公报
专利文献2：日本特开2014-056792号公报
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种具有新的结构的车辆用灯具。并且在于提供能够优化系统整体的温度的车辆用灯具。
根据本发明的主要观点，提供一种车辆用灯具，其具有：光源；配光控制装置，其配置在从所述光源射出的光的光路上；以及送风风扇，其具有将所述光源和所述配光控制装置所配置的位置作为下风口而产生气流并对该光源和该配光控制装置吹空气的功能。
能够有效地进行车辆用灯具全体的温度控制。
附图说明
图1是示出实施例的车辆用灯具的基本形式的剖视图。
图2是示出实施例的车辆用灯具的发展形式的放大剖视图。
图3是示出车辆用灯具的发展形式中的1个形态的放大剖视图。
图4是示出车辆用灯具的发展形式中的其他形态的放大剖视图。
图5是示出实施例的车辆用灯具的变形例的剖视图。
标号说明
10：光源；12：LED电路基板；14：散热部件(散热器)；20：反射镜；30：配光控制装置；32：液晶元件；34：偏光片(输入侧偏光片和输出侧偏光片)；36：壳体；40：投影透镜；50：送风风扇；60：控制装置；62：控制元件；72：通气管；74：第1气闸机构(气流控制机构)；76：第2气闸机构(气流控制机构；兼用作导热控制机构)；80：气流引导机构；100：前灯(基本形式)；102：前灯(发展形式)；104：前灯(变形例)。
具体实施方式
图1是示出实施例的车辆用灯具(前灯)100的基本结构的剖视图。前灯100主要包含：光源10，其包含放出白色光L(在图中，用虚线箭头表示)的半导体发光元件(LED元件)：反射镜20，其对从光源10射出的白色光L进行反射；配光控制装置30，其控制由反射镜20反射的白色光L的配光(选择光的透过区域和非透过区域)；投影透镜40，其将通过配光控制装置30后的白色光L进行放大投射；以及送风风扇50，其对有可能达到高温的光源10和配光控制装置30均进行冷却。这些结构要素通常配置在由容器状的壳体和盖状的罩透镜(外透镜)画定的灯室内。
光源10包含：LED电路基板12，其搭载有LED元件；以及散热部件(散热器)14，其将电路基板12(特别是LED元件)的发热有效地散出。LED元件例如包括射出蓝色光的GaN系半导体和吸收蓝色光并放出黄色光的YAG荧光体，LED元件发出合成白色光。散热器14具有：基座部14A，其与电路基板12紧密接触，导热性优异；以及鳍部14B，其有效地散发出热。
配光控制装置30主要包括：液晶元件32，其能够对光的偏光方向进行转换；一对偏光片34(输入侧偏光片34A和输出侧偏光片34B)，它们夹持着液晶元件32；以及框体36，其支承液晶元件32和一对偏光片34，并由导热率高的部件形成。液晶元件32和一对偏光片34可以使用普遍公知的、例如专利文献1公开的部件。框体36上设置有用于使通风良好的通气孔(通气槽)36H。
送风风扇50主要对光源10(特别是鳍部14B)和配光控制装置30(特别是液晶元件32和输入侧偏光片34A的附近)吹空气，从而对它们进行冷却。送风风扇50可以使用例如轴流风扇、离心风扇等普遍公知的送风风扇。
反射镜20和投影透镜40使用普遍用于车辆用灯具的反射镜和投影透镜即可。关于这些构造·结构未特别限定。
前灯100上还设置有控制装置60，该控制装置60主要控制光源10(LED元件)、配光控制装置30(特别是液晶元件32)和送风风扇50。控制装置60控制光源10中的LED元件的驱动(光射出的打开/关闭)和液晶元件32的驱动(配光控制装置30选择使光透过的区域和不使光透过的区域)。此外，控制送风风扇50的驱动或转速(风量)。
在车辆用的前灯中，为了增大输出光的强度，对LED元件投入比较大的电力。因此，LED元件可能发热而达到高温。基于LED元件的周边部件或LED元件自身的性能、长期可靠性等的观点，优选对作为热源的LED元件或包含该LED元件的光源有效地进行冷却。
此外，配光控制装置30的输入侧偏光片34A仅使入射的白色光中的、具有规定(第1方向)的偏光成分的光透过，遮挡具有其他(与第1方向垂直的第2方向)的偏光成分的光。被遮挡的光的能量一般被转换为热能(入射光的至少50％以上的能量被转换为热能)。
在从LED元件射出的光(入射到输入侧偏光片34A的光)的强度比较大的情况下，由输入侧偏光片34A转换的热能也变大。因此，输入侧偏光片34A可能发热而达到高温。基于配置在输入侧偏光片34A的附近的液晶元件32或输入侧偏光片34A自身的性能、长期可靠性等的观点，特别优选对液晶元件32和输入侧偏光片34A进行有效地冷却。
从送风风扇50送出的空气与散热器14、特别是鳍部14B撞击，由此，有效地对光源10(LED元件)进行冷却。此外，从送风风扇50送出的空气通过框体36的通气孔36H而直接与液晶元件32和一对偏光片34撞击，由此，有效地对液晶元件32和一对偏光片34进行冷却。并且，也利用从送风风扇50送出的空气对框体36自身进行冷却，因此，进行热连接的液晶元件32和一对偏光片34也间接地被冷却。
框体36优选使用导热性·散热性优异的、例如铝合金、镁合金等金属部件。或者，也可以使用导热性树脂部件。
另外，已知配光控制装置30中使用的液晶元件32的响应速度在低温时下降。因此，在低温环境下使用前灯100的情况下，优选对配光控制装置30、特别是液晶元件32进行了加热。
本发明人根据状况对能够对配光控制装置进行加热的前灯进行了研究。以下，说明使基本形式的前灯进行了发展后的前灯。在图2中，主要说明前灯中所追加的各结构要素的构造，在图3和图4中，主要说明该结构要素的功能。
图2是示出实施例的前灯的发展形式102的放大剖视图。该前灯102是在基本形式的前灯100(参照图1)上还设置有通气管(管机构)72、第1气闸(damper)机构74和第2气闸机构76的构造。另外，为了方便，省略各种机构72、74、76的说明所不需要的结构要素的图示。
通气管72例如具有筒状的形状，并配置成在一个开口端中收纳光源10(特别是鳍部14B)和配光控制装置30(特别是液晶元件32和输入侧偏光片34A的附近)，在另一个开口端中收纳送风风扇50。通过设置通气管72，由送风风扇50产生的空气流(风)·气流被有效地送出到光源10(特别是鳍部14B)和配光控制装置30(特别是液晶元件32和输入侧偏光片34A的附近)。
第1气闸机构74安装于通气管72，与设置在散热器14的基座部14A上的通气孔(贯通孔)14H一起构成气流控制机构。另外，第1气闸机构74也可以安装在散热器14的基座部14A上。
第1气闸机构74能够其根据开闭状态对在散热器的通气孔14H内吹过的空气流(流动方向)进行控制。即，在打开状态(用实线·斜线图案表示的状态)下将通过通气孔14H的气流排出到通气管72的外部，在关闭状态(用虚线表示的状态)使通过通气孔14H的气流滞留。即，作为气流控制机构的第1气闸机构74配置成具有堵住设置在所述散热器14的基座部14A上的通气孔(贯通孔)14H、而阻挡从所述送风风扇送出并通过该贯通孔的气流的功能。
第2气闸机构76例如安装在通气管72上，与设置在配光控制机构30的框体36上的通气孔36H一起构成气流控制机构。此外，还兼用作从光源10向配光控制装置30传导热的导热控制机构。
气闸机构76能够根据其开闭状态对在配光控制装置30的框体36内吹过的气流(流动方向)进行控制。即，在打开状态(用实线·斜线图案表示的状态)下使来自送风风扇的气流在框体36内通过，在关闭状态(用虚线表示的状态)下阻挡吹入框体36内的气流。
并且，气闸机构76能够根据其开闭状态对从光源10(特别是散热器的基座部14A)向配光控制装置30(特别是框体36或经由框体36向液晶元件32和输入侧偏光片34A)的导热进行控制。即，在关闭状态(用虚线表示的状态)下对基座部14A与框体36进行热连接，在打开状态(用实线·斜线图案表示的状态)下对基座部14A与框体36进行热分离。
控制元件62监视配光控制装置30(例如框体36)的温度、周边的大气温度，并控制第1气闸机构和第2气闸机构74、76的开闭状态。另外，不一定需要设置控制元件62，也可以由控制装置60(参照图1)进行由控制元件62所进行的控制。即，通过控制所述光源和所述配光控制装置的热连接，控制由所述光源产生的热向所述配光控制装置的传导(导热控制机构)。
图3示出第1气闸机构和第2气闸机构74、76均为关闭状态时。在光源10(LED元件)刚刚点亮之后，光源10迅速地达到高温，但是，液晶元件32的升温速度比光源10慢。在低温环境下(例如0℃以下)，液晶元件32的响应速度显著下降，因此，优选对液晶元件32进行加热(加温)。
通过使第2气闸机构76成为关闭状态，对光源10的基座部14A与配光控制装置30的框体36进行热连接，由LED元件产生的热经由框体36传导至液晶元件32，液晶元件32被加热。由此，能够在低温环境下，使液晶元件32的响应速度加快。
另外，通过使第1气闸机构74也成为关闭状态，被从鳍部14B散发的热加温后的空气不排出到通气管72的外部，而停留在通气管72的内部或向配光控制装置30(第2气闸机构76)的方向流动。由此，配光控制装置30(液晶元件32的附近)被进一步有效地加温，能够使液晶元件32的响应速度加快。
图4示出第1气闸机构和第2气闸机构74、76均为打开状态时。当从光源10(LED元件)点亮起经过规定的时间时，输入侧偏光片34A和液晶元件32也达到高温。这时，使第2气闸机构76成为打开状态，对光源10的基座部14A与配光控制装置30的框体36进行热分离。
当使第2气闸机构76成为打开状态时，从送风风扇50送出的空气直接与液晶元件32和一对偏光片34、进而框体36撞击。由此，能够对配光控制装置30(特别是液晶元件32和输入侧偏光片34A)进行冷却。
另外，通过使第1气闸机构74也成为打开状态，被从鳍部14B散发出的热加温后的空气排出到通气管72的外部。因此，降低了由于该加温后的空气而对配光控制装置30进行加温的可能性。
如上所述，通过设置第1气闸机构74和第2气闸机构76，能够根据需要对配光控制装置30进行加热(加温)。另外，第2气闸机构76与基座部14A和框体36接触的面积优选尽可能大。通过增大该面积，能够更有效地将由光源10产生的热传递到配光控制装置30。
此外，第1气闸机构74和第2气闸机构76的开闭状态的组合不限于上述所示的组合，也可以是使第1气闸机构74成为关闭状态、第2气闸机构76成为打开状态的组合；和使第1气闸机构74成为打开状态、第2气闸机构76成为关闭状态的组合。由此，也能够针对光源10和配光控制装置30进行更加细微的温度调整。
图5是示出实施例的前灯的变形例104的剖视图。例如，通气管72也可以具有分隔引导件72G，该分隔引导件72G将送风风扇50分别对光源10和配光控制装置30的送风进行分离。此外，第1气闸机构74和第2气闸机构76也可以根据光源10和配光控制装置30的配置位置、形状·构造等调整配置位置、形状·构造等，以使送风风扇50的送风良好地循环。
此外，送风风扇50可以设定成将光源10和配光控制装置30的配置位置作为下风口而产生气流，对光源10和配光控制装置30吹空气，也可以设定成将光源10和配光控制装置30的配置位置作为上风口而产生气流，将光源10和配光控制装置30的附近的空气排出到通气管72的外部。送风·气流的方向能够通过使送风风扇50的旋转方向(右旋转/左旋转)发生变化来调整。
另外，也可以在将通过由光源10产生的热而加温的空气排出到通气管72的外部的情况下，将该加温后的空气吹到配光控制装置30，从而对配光控制装置30进行加热(加温)。该情况下，例如，也可以设置气流引导机构80，该气流引导机构80将排出到通气管72的外部的热风引导至配光控制装置30。气流引导机构80例如可以使用一般的管，当然也可以使用一般用于车辆用灯具的外延机构。这时，第1气闸机构74和第2气闸机构76优选均为打开状态。
以上，按照实施例对本发明进行了说明，然而本发明并不限定于这些实施例。例如，在配光控制装置中，也可以不设置壳体。但是，在欲对可能达到高温的液晶元件或一对偏光片有效地进行冷却的情况下，优选设置导热率高且散热性优异的壳体。
此外，第1气闸机构74和第2气闸机构76可以不安装在通气管72上，当然可以是分别独立的机构。各种机构72、74、76可以全部不具有，也可以具备任意一个。此外，第2气闸机构也可以包括具有气流控制功能的部分和具有导热控制功能的部分作为单独的机构。除此以外，对于本领域技术人员来说显而易见的是能够进行各种变更、改良、组合等。

Claims (7)

1.一种车辆用灯具，其具有：
光源；
配光控制装置，其配置在从所述光源射出的光的光路上；以及
送风风扇，其具有将所述光源和所述配光控制装置所配置的位置作为下风口而产生气流并对该光源和该配光控制装置吹空气的功能，
所述光源包括：
半导体发光元件；以及
散热器，其有效地将所述半导体发光元件产生的热散发，并具有设置有贯通孔的板状的基座部，
所述车辆用灯具还具有气流控制机构，该气流控制机构配置成堵住设置在所述散热器的基座部上的贯通孔，并具有遮挡从所述送风风扇送出并通过该贯通孔的气流的功能。
2.根据权利要求1所述的车辆用灯具，其中，
所述配光控制装置具有：
液晶元件，其配置在从所述光源射出的光的光路上；
一对偏光片，其在所述光路上夹持着所述液晶元件；以及
框体，其支承所述液晶元件和所述一对偏光片，并且将该液晶元件和该一对偏光片产生的热散发。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用灯具，其中，
所处车辆用灯具还具有导热控制机构，该导热控制机构通过控制所述光源和所述配光控制装置的热连接，来控制由所述光源产生的热向所述配光控制装置的传导。
4.根据权利要求3所述的车辆用灯具，其中，
所述导热控制机构配置于所述送风风扇与所述配光控制装置之间，并兼具有遮挡从该送风风扇向该配光控制装置的气流的功能。
5.根据权利要求1或2所述的车辆用灯具，其中，
所述送风风扇还具有将所述光源和所述配光控制装置所配置的位置作为上风口而产生气流，并使被由该光源产生的热加温的空气向远离该光源和该配光控制装置的方向流动的功能。
6.根据权利要求3所述的车辆用灯具，其中，
所述送风风扇还具有将所述光源和所述配光控制装置所配置的位置作为上风口而产生气流，并使被由该光源产生的热加温的空气向远离该光源和该配光控制装置的方向流动的功能。
7.根据权利要求4所述的车辆用灯具，其中，
所述送风风扇还具有将所述光源和所述配光控制装置所配置的位置作为上风口而产生气流，并使被由该光源产生的热加温的空气向远离该光源和该配光控制装置的方向流动的功能。
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