JP2008192313A

JP2008192313A - 車両用前照灯

Info

Publication number: JP2008192313A
Application number: JP2007022109A
Authority: JP
Inventors: Motohiro Komatsu; 元弘小松; Noriko Okada; 典子岡田
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2008-08-21

Abstract

【課題】少ない数のＬＥＤによって複数種類の配光分布を作り出すようにした車両用前照灯を提供する。
【解決手段】車両用前照灯１は、車両の前後方向に延在する光軸Ｌ１，Ｌ２を有する少なくとも２種類のリフレクタ２と、リフレクタ２のそれぞれの略焦点Ｆ１，Ｆ２の位置にＬＥＤ３を移動させるアクチュエータ４とを備えている。この前照灯１においては、アクチュエータ４によりリフレクタ２のそれぞれの略焦点Ｆ１，Ｆ２にＬＥＤ３を移動させるので、少ない数のＬＥＤによってリフレクタの種類に応じた配光分布の切り替えを行うことができ、実質的にＬＥＤの数を減らすことができるので、ＬＥＤ自体の発熱による光量損失を起こり難くすることができる。さらに、ヒートシンク１４の放熱作用によって、ＬＥＤ３の発熱による光量損失が起こり難くなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤを光源として、リフレクタで反射した光により所定の配光分布を形成するようにした車両用前照灯に関するものである。

従来、このような分野の技術として、特開２００５−１０８５５４号公報がある。この公報に記載された車両用前照灯において、第１光源ユニットは、光源としての第１半導体発光素子(第１のＬＥＤ)と、第１リフレクタとを備え、第２光源ユニットは、光源としての第２半導体発光素子(第２のＬＥＤ)と、第２リフレクタとを備え、第１のリフレクタと第２のリフレクタとの間に直進阻止部材が配置されている。そして、第１光源ユニットの第１のＬＥＤを点灯させることにより、第１のリフレクタで反射した光は、その一部が直進阻止部材により阻止され、所定のロービーム用配光分布を形成する。また、第２光源ユニットの第２のＬＥＤを点灯させることにより、第２のリフレクタで反射した光は、その一部が直進阻止部材により阻止され、所定のハイビーム用配光分布を形成する。

特開２００５−１０８５５４号公報特開２００４−３０３６３９号公報

しかしながら、前述した従来の車両用前照灯は、ロービーム用としての第１の光源ユニットと、ハイビーム用としての第２の光源ユニットとを備え、第１の光源ユニットは、第１のＬＥＤと第１のリフレクタとで構成され、第２の光源ユニットは、第２のＬＥＤと第２のリフレクタとで構成されているので、それぞれの光源ユニットにＬＥＤ及びリフレクタとを必要とするので、熱の影響を受けやすいＬＥＤがリフレクタ毎に必要になり、ＬＥＤ自体の発熱による光量損失が起こり易くなるといった問題点がある。

本発明は、少ない数のＬＥＤによって複数種類の配光分布を作り出すようにした車両用前照灯を提供することを目的とする。

本発明に係る車両用前照灯は、ＬＥＤを光源として、ＬＥＤからの光をリフレクタにより前方へ向けて反射させて所定の配光分布を形成するように構成した車両用前照灯において、
車両の前後方向に延在する光軸を有する少なくとも２種類のリフレクタと、
リフレクタのそれぞれの略焦点位置にＬＥＤを移動させるアクチュエータとを備えたことを特徴とする。

この車両用前照灯においては、アクチュエータによりリフレクタのそれぞれの略焦点位置にＬＥＤを移動させるので、少ない数のＬＥＤによってリフレクタの種類に応じた配光分布の切り替えを行うことができ、実質的にＬＥＤの数を減らすことができるので、ＬＥＤ自体の発熱による光量損失を起こり難くすることができる。

また、アクチュエータは、光軸に対して平行に延在する回転軸を有し、光軸に対して直交する平面内でＬＥＤが回転するよう回転軸にＬＥＤが固定されると好適である。このような構成を採用すると、モータなどのアクチュエータにより回転軸を単に回転させるだけで、リフレクタの光軸に対して直交する平面内でＬＥＤは回転し、リフレクタのそれぞれの焦点位置にＬＥＤを配置させることができるので、簡単な構成をもってＬＥＤを素早く焦点位置に移動させることができる。

また、ＬＥＤは支持部を介して回転軸に固定され、支持部にはヒートシンクが設けられていると好適である。このような構成を採用すると、ヒートシンクの放熱作用によって、ＬＥＤの発熱による光量損失が起こり難くなる。しかも、支持部を利用しているので、支持部の形状や材質の変更に応じて、ＬＥＤとヒートシンクとの位置関係の変更が可能になり、ＬＥＤとヒートシンクとの最適な位置関係を選択する際の自由度を増すことができる。さらに、ヒートシンクは、光切り替え時に回転する際、放熱効果が一層高められる。さらに、リフレクタによって、ヒートシンクが放出する熱を前照灯の前方から効率よく逃がすことができる。

また、リフレクタは４分割され、１個のＬＥＤが回転軸に固定されていると好適である。この場合、リフレクタの種類を全て異ならせ、１個のＬＥＤを回転軸を中心に回転させることで、４種類の配光切替えが可能になる。例えば、１個のＬＥＤで２種類のハイビームと２種類のロービームとを作り出すことができる。

また、リフレクタは４分割され、背中合わせに配置された２個のＬＥＤが回転軸に固定されていると好適である。対向する２枚のリフレクタをロービーム用とし、対向する２枚のリフレクタをハイビーム用とした場合、２個のＬＥＤを回転軸を中心に回転させることで、ハイ／ローの配光切替えが可能になる。さらに、１個のＬＥＤで所定の光量を満たす場合に比べ、ＬＥＤを２個利用すると、それぞれのＬＥＤの出力を小さくすることができ、熱対策が有利になる。

本発明によれば、少ない数のＬＥＤによって複数種類の配光分布を作り出すことができる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る車両用前照灯の好適な実施形態について詳細に説明する。

［第１の実施形態］
図１及び図３に示すように、車両用前照灯Ｓは、透明カバー５ａとランプボディー５ｂとで囲まれた空間内に配置された灯具ユニット１と、光軸調整を可能にするエイミング機構５ｃとエクステンション５ｄとで主として構成されている。さらに、車両用前照灯Ｓの灯具ユニット１は、ハイ／ローの配光切替えが可能であり、２種類の配光分布を作り出すように形成されたリフレクタ２と、矩形状の発光チップ３ａが半球状のモールドレンズ部３ｂで覆われている白色ＬＥＤ３(図５参照)と、互いに平行な光軸Ｌ１，Ｌ２に対して直交する平面内でＬＥＤ３を移動させるためのアクチュエータ４とからなる。

リフレクタ２における上側にはハイビーム用の第１のリフレクタ２Ａが配置され、リフレクタ２における下側にはロービーム用の第２のリフレクタ２Ｂが配置されている。また、第１のリフレクタ２Ａの反射面は、集光特性を有する回転放物面形状を有し、第２のリフレクタ２Ａの反射面は、横広がりの配光特性を有する放物柱面形状を有している。

リフレクタ２の後端には、第１のリフレクタ２Ａと第２のリフレクタ２Ｂとの境界部分に開口部６が設けられ、この開口部６内には、光軸Ｌ１，Ｌ２に平行に延在する回転軸７が挿入されている。この回転軸７の前端は、リフレクタ２内に突出し、回転軸７の後端はリフレクタ２の外部に露出する。そして、この回転軸７の回転軸線Ｐは、光軸Ｌ１と光軸Ｌ２との中間で、光軸Ｌ１，Ｌ２に対して平行に延在すると共に、第１のリフレクタ２Ａの後端に一体的に形成されたブラケット８の軸受９によって回転自在に保持されている。

さらに、この回転軸７は、制御部(図示せず)に接続されたモータＭによって１８０度ずつ回転し、モータＭと回転軸７とは減速機構１０を介して連結されている。この減速機構１０は、例えば、回転軸７の後端に固定された大歯車１１と、モータＭのシャフト１２に固定されて大歯車１１に噛合する小歯車１３とから構成されている。この減速機構１０は、所望の減速比を達成させるためのギアボックスであってもよい。なお、モータＭは、リフレクタ２に一体に形成されたベース部(図示せず)に固定されている。

モータＭによって回転自在な回転軸７の先端には、放熱効果が高く且つ軽量なアルミ製のヒートシンク(放熱フィン)１４が差込み又は溶接によって固定されている。さらに、ヒートシンク１４の平坦な底面１４ａには、ＬＥＤ３の底面が接着剤を介して固定されている。回転軸７によってＬＥＤ３を１８０度回転させた場合に、ＬＥＤ３の発光チップ３ａの中央が第１のリフレクタ２Ａの焦点Ｆ１の位置(図６参照)に、ＬＥＤ３の発光チップ３ａの前端が第２のリフレクタ２Ｂの焦点Ｆ２の位置(図５参照)に配置されるように、ＬＥＤ３はヒートシンク１４の底面１４ａに固定されている。そして、図５に示すように、ロービームを構成する場合は発光チップ３ａの前端を第２のリフレクタ２Ｂの焦点Ｆ２として、下方へ拡散させ、図６に示すように、ハイビームを構成する場合は発光チップ３ａの前後方向中央を第１のリフレクタ２Ａの焦点Ｆ１として、上下方向へ拡散させる。なお、第１及び第２のリフレクタ２Ａ，２Ｂの設計は、１８０度回転させた場合のＬＥＤ３の位置を考慮して行われる。

このように、第１のリフレクタ２Ａの焦点Ｆ１の位置と第１のリフレクタ２Ｂの焦点Ｆ２の位置とにＬＥＤ３を移動させるアクチュエータ４の採用により、リフレクタ２の反射面の数(この場合２枚)より少ない数(この場合１個)のＬＥＤ３によってハイ／ローの配光の切り替えを行うことができ、実質的にＬＥＤの数を減らすことができるので、ＬＥＤ３自体の発熱による光量損失を起こり難くすることができる。

また、光軸Ｌ１と光軸Ｌ２との中間で光軸Ｌ１，Ｌ２に対して平行に延在する回転軸線Ｐをもった回転軸７の採用により、モータＭにより回転軸７を単に１０８度回転させるだけで、リフレクタ２の光軸Ｌ１，Ｌ２に対して直交する平面内でＬＥＤ３は回転し、リフレクタ２のそれぞれの焦点Ｆ１，Ｆ２の位置にＬＥＤ３を配置させることができる。従って、簡単な構成をもってＬＥＤ３を高速で焦点Ｆ１，Ｆ２の位置に移動させることができる。

また、ヒートシンク１４の放熱作用によって、ＬＥＤ３の発熱による光量損失が起こり難くなる。特に、ヒートシンク１４の底面１４ａにＬＥＤ３の底面を直接固定しているので、より高い放熱効果が得られる。さらに、ヒートシンク１４は、配光切り替え時に回転する際、放熱効果が一層高められる。さらに、リフレクタ２によって、ヒートシンク１４が放出する熱を前照灯Ｓの前方から効率よく逃がすことができる。

［第２の実施形態］
図７は、車両用前照灯の灯具ユニットを前方から見た状態を概略的に示した正面図である。図７に示すように、第２の実施形態に係る車両用前照灯の灯具ユニット２０において、リフレクタ２１は、４等分割され、９０度毎に異なる種類の４枚の反射面が形成されている。また、回転軸２４の前端には平板状の支持部２２が固定され、支持部２２の表面には、ヒートシンク(放熱フィン)２５が固定され、支持部２２の裏面には、ＬＥＤ２３が固定されている。

このＬＥＤ２３は、回転軸２４を９０度毎に回転させた場合、ＬＥＤ２３の発光点(レンズ部の頂点近傍)が第１〜第４のリフレクタ２１Ａ〜２１Ｄのそれぞれの焦点の位置に配置されることように支持部２２に固定される。

例えば、第１〜第４のリフレクタ２１Ａ〜２１Ｄの順で、配光分布が横方向に広がるように設計されている場合、ＬＥＤ２３を矢印Ａ方向に９０度毎回転させると、段階的に配光を横に広げることができる。このようなリフレクタ２１を４灯式の前照灯のロービーム側に適用すると、４種類のロービームを作り出すことができる。ハイビームに関しても同様である。

例えば、異なる配光特性をもった第１及び第２のリフレクタ２１Ａ，２１Ｂをハイビームに適用し、異なる配光特性をもった第３及び第４のリフレクタ２１Ｃ，２１Ｄをロービームに適用すると、２灯式の前照灯において、２種類のハイビームと２種類のロービームが可能になる。

なお、支持部２２は熱伝導性の高い材料によって形成され、支持部２２と回転軸２４は、別材質でも同一材質でもよい。そして、支持部２２を利用しているので、支持部２２の形状や材質の変更に応じて、ＬＥＤ２３とヒートシンク２５との位置関係の変更が可能になり、ＬＥＤ２３とヒートシンク２５との最適な位置関係を選択する際の自由度を増すことができる。

また、第１〜第４のリフレクタ２１Ａ〜２１Ｄにハイビーム・ロービーム以外の特性、例えば歩行者照射用、昼間点灯用、雨天走行用、高速走行用などに適した特性をそれぞれもたせ、この実施形態を付加ランプとして適用すると、車速や走行環境に応じて照射範囲を変えることができる。

［第３の実施形態］
図８(ａ)は、車両用前照灯の灯具ユニットを前方から見た状態を概略的に示した正面図である。図８(ａ)に示すように、第３の実施形態に係る車両用前照灯の灯具ユニット３０において、リフレクタ３１は、４等分割され、４種類の反射面が形成されている。また、回転軸３４の前端には平板状の支持部３２が固定され、支持部３２の表面及び裏面には、それぞれＬＥＤ３３ａ，３３ｂが背中合わせの状態で固定されている。そして、ＬＥＤ３３ａに対してＬＥＤ３３ｂは、１８０度の位相角度をもって対向するように支持部３２に固定されている。さらに、支持部３２の両側面には、それぞれヒートシンク(放熱フィン)３５ａ，３５ｂが固定されている。

２個のＬＥＤ３３ａ，３３ｂを利用しているので、１個のＬＥＤで所定の光量を満たす場合に比べ、それぞれのＬＥＤ３３ａ，３３ｂの出力を小さくすることができ、熱対策が有利になる。しかも、２個のヒートシンク３５ａ，３５ｂが採用されているので、放熱効果をより一層高めることができる。

また、各ＬＥＤ３３ａ，３３ｂは、回転軸３４を９０度毎に回転させた場合に、ＬＥＤ３３ａ，３３ｂの発光点(レンズ部の頂点近傍)が第１〜第４のリフレクタ３１Ａ〜３１Ｄのそれぞれの焦点の位置に配置されることように支持部３２に固定される。

例えば、ロービーム用の第１のリフレクタ３１Ａからの反射光によって形成される配光パターンＰ３１Ａと、第３のリフレクタ３１Ｃからの反射光によって形成される配光パターンＰ３１Ｃとが同じ配光特性をもって、互いに重なるような配光分布を有している場合、図８(ｂ)に示すように、配光パターンＰ３１Ａ，Ｐ３１Ｃ同士を重ね合わせることができるので、輝度の高い配光分布が可能になる。これは、高速道路又は一般道路において車両が高速走行する場合に適している。

他の例として、ロービーム用の第１のリフレクタ３１Ａからの反射光によって形成される配光パターンＰ３１Ａと第３のリフレクタ３１Ｃからの反射光によって形成される配光パターンＰ３１Ｃとが同じ配光特性をもって、一部が重なるような配光分布を有している場合、図８(ｃ)に示すように、中央が明るい広範囲な配光分布が可能になり、低速時に歩行者の確認が容易になる。

また、例えば、ハイビーム用の第２のリフレクタ３１Ｂからの反射光によって形成される配光パターンＰ３１Ｂと第４のリフレクタ３１Ｄからの反射光によって形成される配光パターンＰ３１Ｄとが同じ配光特性をもって、互いに重なるような配光分布を有している場合、図９(ａ)に示すように、回転軸３４を矢印Ａ方向に９０度回転させると、図９(ｂ)に示すように、配光パターンＰ３１Ｂ，Ｐ３１Ｄ同士を重ね合わせることができるので、輝度の高い配光分布が可能になる。これは、高速道路又は一般道路において車両が高速走行する場合に適している。

他の例として、ハイビーム用の第２のリフレクタ３１Ｂからの反射光によって形成される配光パターンＰ３１Ｂと第４のリフレクタ３１Ｄからの反射光によって形成される配光パターンＰ３１Ｄとが同じ配光特性をもって、重なり合わないような配光分布を有している場合、図９(ｃ)に示すように、２点が明るい配光分布が可能になる。低速時に歩行者の確認が容易になる。

本発明は、前述した実施形態に限定されないことは言うまでもない。例えば、回転軸とヒートシンクとを同一の材料で一体に形成してもよい。リフレクタのそれぞれの焦点の位置までＬＥＤをスライドさせてもよい。アクチュエータとして、ソレノイドや他の回転機構を利用してもよい。リフレクタの反射面の種類は、２以上であればよい。

本発明に係る車両用前照灯に適用する灯具ユニットの第１の実施形態を示す斜視図である。図１に示した灯具ユニットの正面図である。図１に示した灯具ユニットの側面図である。図１に示した灯具ユニットを有する車両用前照灯の断面図である。図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図５の状態から回転軸を１８０度回転させた状態を示す断面図である。本発明に係る車両用前照灯の灯具ユニットの第２の実施形態を示す概略正面図である。 (ａ)は本発明に係る車両用前照灯の灯具ユニットの第３の実施形態を示す概略正面図、(ｂ)は、ロービーム時の配光分布の一例を示す図、(ｃ)は、ロービーム時の配光分布の他の例を示す図である。 (ａ)は図８の状態から回転軸を９０度回転させた状態を示す概略正面図、(ｂ)は、ハイビーム時の配光分布の一例を示す図、(ｃ)は、ハイビーム時の配光分布の他の例を示す図である。

符号の説明

Ｓ……車両用前照灯、１，２０，３０…灯具ユニット、２，２１，３１…リフレクタ、３，２３，３３a，３３ｂ…ＬＥＤ、４…アクチュエータ、７，２４，３４…回転軸、１４，２５，３５ａ，３５ｂ…ヒートシンク、２２，３２…支持部、Ｆ１，Ｆ２…焦点、Ｌ１，Ｌ２…光軸、Ｐ…回転軸線。

Claims

ＬＥＤを光源として、ＬＥＤからの光をリフレクタにより前方へ向けて反射させて所定の配光分布を形成するように構成した車両用前照灯において、
車両の前後方向に延在する光軸を有する少なくとも２種類の前記リフレクタと、
前記リフレクタのそれぞれの略焦点位置に前記ＬＥＤを移動させるアクチュエータとを備えたことを特徴とする車両用前照灯。
前記アクチュエータは、前記光軸に対して平行に延在する回転軸を有し、前記光軸に対して直交する平面内で前記ＬＥＤが回転するよう前記回転軸に前記ＬＥＤが固定されたことを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯。
前記ＬＥＤは支持部を介して前記回転軸に固定され、前記支持部にはヒートシンクが設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の車両用前照灯。
前記リフレクタは４分割され、１個の前記ＬＥＤが前記回転軸に固定されていることを特徴とする請求項２又は３記載の車両用前照灯。
前記リフレクタは４分割され、背中合わせに配置された２個の前記ＬＥＤが前記回転軸に固定されていることを特徴とする請求項２又は３記載の車両用前照灯。