JP2014225411A - 車載用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】前照灯の照射方向を調整する光軸調整機能を損なうことなく、光源の発する熱を容易に、そして効率よく外部へ排出する。
【解決手段】投影レンズ３をＬＥＤ１および放熱部材１２に対して可動できる構造にして、当放熱部材１２を筐体９に固定する。放熱部材１２を筐体９に固定することで、当放熱部材１２に装着されたＬＥＤ１の発する熱を容易に、かつ効率よく筐体９から排出できる。また、投影レンズ３の位置をＬＥＤ１に対して任意に可動することで、前照灯の照射方向を調整することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード、半導体光源）と、当ＬＥＤの発する光を車両前方に投影する投影レンズとを備えた車載用前照灯に関するものである。

地球温暖化を助長する二酸化炭素の排出量を削減する風潮と、発光効率の高い明るいＬＥＤが実現化される昨今の情勢の中において、車載用灯具の光源にも、従来のタングステンフィラメントによる電球に代替して、低電力のＬＥＤが普及され始めている。当ＬＥＤは、長寿命、かつ、一定の電流を供給する簡単な制御によって安定した明るさを発することができるため、車載用灯具の光源として好適である。

ところで、従来から車載用灯具の光源に使用されている電球は、タングステンフィラメントを赤熱して可視光を得るものであり、可視光を発すると同時に大量の赤外線（熱）を発するため、例えば８００℃まで耐えられるガラスのような耐熱性の高い材料が使用されていた。そのため、光源の耐熱性は例えば車両の前照灯が使用される環境の温度に対して余裕があった。

一方、耐熱温度が例えば１５０℃の半導体からなるＬＥＤを使用するときには、当然のことながら点灯時のＬＥＤの温度を１５０℃以下にしなければならず、前照灯が使用される環境の温度に対する余裕が少ないために、放熱部材を使用せざるを得ない。その上、前照灯には、例えば図２２に示す「すれ違い用の配光」のような配光の規定があり、当配光の規定を満たすために光軸を上下左右に調整する必要があった。この図２２は、前照灯から車両前方に照射されたすれ違い用の配光を車両側から見たときの様子を示しており、照射光が明るい部分を濃く、暗い部分を薄く表現している。

そのため、図２３に示す前照灯断面図のように、ＬＥＤ１と、当ＬＥＤ１を装着したヒートシンク（放熱部材）２と、投影レンズ（凸レンズ）３とを一体にした光学ユニットを、ケース５と前面レンズ６とからなる筐体９の中で自由に可動する構造にする必要があった。なお、ヒートシンク２は、ＬＥＤ１の発する熱を筐体９の内部に放熱する機能と、投影レンズ３を固定する機能とを兼用している。

あるいは、図２４に示す前照灯断面図のように、ＬＥＤ１と、当ＬＥＤ１を装着したヒートシンク２と、投影鏡（凹面鏡）４とを一体にした光学ユニットを、筐体９の中で自由に可動する構造にする必要があった。なお、投影鏡４はヒートシンク２に固定されている。

つまり、図２３および図２４に示すような光軸調整部材７を用いて光学ユニットを傾動させることによって前照灯の光軸調整をおこなうために、筐体９内の空間に、発熱するＬＥＤ１を装着したヒートシンク２を備えた光学ユニットを光軸調整部材７によって宙吊りにせざるを得なかった。
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。

当然のことながら、前照灯が使用される環境に対して温度差の少ない筐体９内の気体に対してＬＥＤ１の発する熱を放出し、ＬＥＤ１の温度を下げるためには、ヒートシンク２は自ずと大きくならざるを得ず、場合によっては空冷用の放熱ファンを使用することもあった（例えば、特許文献１参照）。

これに対して、以下の従来例では、光学ユニットの熱を筐体の外に放出する構成が提案されている。
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。

また、特許文献３では、ＬＥＤ光源を支持する基台をハウジング（筐体）に接することによって、ＬＥＤ光源の発する熱をハウジングを介して外部に放熱する構成である。基台側に設けた凸状の曲面をハウジング側に設けた凹状の曲面が覆う形状にすることにより、光軸調整を行う際に基台が回動しても、基台とハウジングが常に接触する（摺動する）。

特開２０１２−２５６４９４号公報 特開２００９−２１１３５号公報 特開２０１１−１８５１７号公報

しかしながら、上記特許文献２の構成の場合、現実的には、玉継手の摺動部にはわずかながら隙間が存在し、球状部と凹状部の実質的な接触面積が小さいために、ＬＥＤ光源が発する熱を、当玉継手を介して伝熱しても、好ましい伝熱効果、さらには放熱効果を得ることは困難であった。

また、上記特許文献３の構成の場合、ＬＥＤ光源が発する熱をハウジングの外に排出するために、光学ユニットの面とハウジングの面とを接触させることは有効ではあるが、光軸調整するときには、光学ユニットとハウジングの接触部が摺動できるように、現実的には接触部にわずかながら隙間を設けざるを得ない。従って、この接触部の隙間によって熱抵抗が増大し、伝熱される熱量が制限され、望ましい放熱効果を得ることは困難であった。

このように、従来は放熱経路上に光軸調整のための摺動部が存在し、当摺動部にはわずかながら隙間が存在するため、望ましい放熱効果が得られないという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、前照灯の照射方向を調整する光軸調整機能を損なうことなく、光源の発する熱を容易に、そして効率よく外部へ排出することを目的とする。

この発明に係る車載用前照灯は、光源に対する位置が可動する投影レンズと、一部に光源が装着され、当光源が装着される部位以外の部位が前照灯の筐体に固定される放熱部材とを備え、投影レンズの位置を光源に対して可動することで、前照灯の照射方向を調整するものである。

この発明によれば、筐体に固定された放熱部材が、当放熱部材に装着されたＬＥＤの発する熱を容易に、そして効率よく筐体から排出する。従って、小形の放熱部材が使用でき、車載用前照灯を小形にすることができる。さらに、放熱部材が小形になることで、安価な車載用前照灯を実現できる。一方、ＬＥＤに対する投影レンズの位置を任意の方向に可動することによって、前照灯の照射方向を調整できるので、ＬＥＤが筐体側に固定されながらも光軸調整機能を損なうことがない。

この発明の実施の形態１に係る前照灯の一例を示す断面図である。 実施の形態１に係る前照灯の光学ユニットを車両の正面から見た図である。 図２の光学ユニットを車両の横から見た図である。 図２の光学ユニットの斜視図である。 図２の光学ユニットの断面図である。 実施の形態１に係る前照灯の投影レンズと配光部材の詳細な位置関係を示す図である。 実施の形態１に係る前照灯の配光部材の一例を示す斜視図である。 実施の形態１に係る前照灯において、傾動の中心点と投影レンズの動きの関係を説明する図である。 図２の光学ユニットの別の例を示す断面図であり、走行用の配光例である。 この発明の実施の形態２に係る前照灯の一例を示す断面図である。 実施の形態２に係る前照灯の別の例を示す断面図である。 実施の形態２に係る前照灯の別の例を示す断面図である。 この発明の実施の形態３に係る前照灯の光学ユニットの構成を示す断面図である。 図１３の光学ユニットの外形図である。 図１３の光学ユニットの分解斜視図である。 図１３〜図１５の光学ユニットの別の例を示す分解斜視図である。 この発明の実施の形態４に係る前照灯の一例を示す断面図である。 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。 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。 図１３の光学ユニットの別の例を示す断面図であり、走行用の配光例である。 この発明に係る前照灯の変形例を示す断面図である。 前照灯から車両前方に照射されたすれ違い用の配光を車両側から見たときの様子を示す図である。 従来の前照灯の一例を示す断面図である。 従来の前照灯の別の例を示す断面図である。

実施の形態１．
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。

図１の例では、放熱部材１２をケース５に固定し、この放熱部材１２にＬＥＤ１を固定する。そして、当ＬＥＤ１の発する熱を、放熱部材１２とケース５との接触部、およびケース５を介して筐体９の外に放熱する。これにより、ＬＥＤ１の発する熱を、筐体９の内気（空気）を介さずにケース５に直接伝えることができるため、効率よく放熱できる。

次に、図２〜図５を参照して、光軸調整方法を説明する。本発明では、ＬＥＤ１は不動にし、投影レンズ３を可動してその光軸を調整することにより、前照灯から車両の前方に照射する光の方向を調整する。

図２は、光学ユニット１０を車両の正面から見た図、図３は車両の横から見た図、図４は斜視図、図５は断面図である。
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。

投影レンズ支持部材１１を金属等の板材で構成し、互いの先端部が対向する２つのＵ字状のスリット１１ｂ，１１ｂを設けて、繋ぎ部位１１ｃ，１１ｃを残して傾動部１１ｄを切り離し、当繋ぎ部位１１ｃ，１１ｃを傾動部１１ｄを傾動させるための傾動軸Ｙにする。同様に、傾動部１１ｄに互いの先端部が対向する２つのＵ字状のスリット１１ｅ，１１ｅを設けて、繋ぎ部位１１ｆ，１１ｆを残して傾動部１１ｇを切り離し、当繋ぎ部位１１ｆ，１１ｆを傾動部１１ｇを傾動させるための傾動軸Ｘにする。上記２対のＵ字状のスリット１１ｂ，１１ｂおよびスリット１１ｅ，１１ｅを互いに９０度ずらして設ければ、両者の繋ぎ部位１１ｃ，１１ｃおよび１１ｆ，１１ｆが互いに直交する２本の傾動軸Ｘ，Ｙとなる。

光軸調整を実施する場合、ケース５の内部に貫入しているボルト１６を回転すると、アーム部１５の先端が光軸方向に進退して、筒部１１ａを傾動軸Ｘ，Ｙを中心にして回動する。これにより、筒部１１ａに固定された投影レンズ３を上下左右の任意の方向に傾動することができる。このとき、投影レンズ３の傾動の中心点Ｏは、投影レンズ支持部材１１上の傾動軸Ｘ，Ｙの交点である。
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。

なお、上記の光軸調整方法は、投影レンズ支持部材１１を構成する板材の繋ぎ部位１１ｃ，１１ｃおよび１１ｆ，１１ｆをねじることで軸として使用しているので、光軸調整の頻度が少ない場合（例えば、前照灯を車両に取り付けたときに行う光軸の初期設定）に用いるのに好適である。
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。

図１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、配光部材１３の端部（または端部の近傍）に位置合わせし、当投影レンズ３を配光部材１３の端部（または端部の近傍）を中心にして傾動させる構成にしている。

ここで、図６に投影レンズ３と配光部材１３の詳細な位置関係を示し、図７に配光部材１３の一例を示す。
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。

上記構成において、ＬＥＤ１から下方に向かう光（カットオフラインの上方に向かう光）は、配光部材１３の反射面１３ａで反射して投影レンズ３の上側へ入射し、カットオフラインの下側に照射されるため、「すれ違い用の配光」の明るさを高めることができる。

なお、右側通行用の「すれ違い用の配光」を構成する場合には、図７の配光部材１３の端部の形状を光軸に対して反転させ、車両の前方に向かって光軸の右側を水平反射面１３ｂにし、光軸の左側を左下がりに傾斜させた傾斜反射面１３ｃにする。

上述のように、配光部材１３の端部の形状によって「すれ違い用の配光」を形成しているので、図１および図６のように配光部材１３の端部を中心に投影レンズ３を傾動すれば、常に投影レンズ３の光軸上に配光部材１３の端部が存在するため、配光部材１３の端部、即ち、「すれ違い用の配光」の陰影が、任意の方向に出射できる。

特に、投影レンズ３の焦点Ｆを配光部材１３の端部に合わせた場合、投影された端部の光は平行光線となり、光軸に垂直な面に投影される光像が、投影レンズ３の直前から遠方まで同様な形状で照射される。従って、投影レンズ３の焦点Ｆを配光部材１３の端部に合わせ、当焦点Ｆを中心にして投影レンズ３を傾動すれば、配光部材１３の端部、即ち、「すれ違い用の配光」の陰影を、車両の直前から遠方にわたる広範囲に投影することができ、すれ違い灯として好ましい配光を出射することができる。

なお、図１および図６では、投影レンズ３を配光部材１３の端部を中心に傾動させる構成を示したが、傾動の中心点Ｏは、上記位置以外であっても構わない。
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。

なお、図１および図６の例では、「すれ違い用の配光」を形成するために配光部材１３を設けて投影レンズ３の傾動の中心点Ｏを配光部材１３の端部に位置合わせしたが、光学ユニット１０の構成はこれに限定されるものではない。例えば図９のように、投影レンズ３の傾動の中心点ＯをＬＥＤ１の発光面（または発光面の近傍）に位置合わせし、ＬＥＤ１の発光面（または発光面の近傍）を中心にして投影レンズ３を傾動した場合、常に投影レンズ３の光軸上にＬＥＤ１の発光面が存在するために、ＬＥＤ１の発する光を、投影レンズ３の光軸からずらすことなく任意の方向に出射できる。
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。

また、実施の形態１の図示例では、投影レンズ３として、一方が凸面で他方が平面の凸レンズを用いたが、これに限定されるものではなく、両面共に凸、あるいは、一方が凹面であっても構わないし、それぞれの面が非球面であっても構わない。

以上より、実施の形態１によれば、前照灯は、ＬＥＤ１の光を車両前方に投影する投影レンズ３と、筐体９に固定されてＬＥＤ１が装着される放熱部材１２と、ＬＥＤ１に対して投影レンズ３の位置を可動して、前照灯の照射方向を調整する光軸調整部材７とを備える構成にした。このように、筐体９に固定された放熱部材１２にＬＥＤ１を装着することによって、ＬＥＤ１の発する熱を容易に、そして効率よく筐体９の外に排出できる。従って、小形の放熱部材１２が使用でき、車載用前照灯を小形にすることができる。さらに、放熱部材１２が小形になることで、安価な車載用前照灯を実現できる。このとき、放熱部材１２に固定されたＬＥＤ１に対する投影レンズ３の位置関係を変えることによって、前照灯の照射方向を調整することができるので、光軸調整機能を損なうことがない。
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。

また、実施の形態１によれば、投影レンズ３の傾動の中心点Ｏを、ＬＥＤ１の後方、ＬＥＤ１の発光面、配光部材１３の端部、あるいは、当投影レンズ３の焦点Ｆ、当投影レンズ３の中央部といった任意の位置に設定し、光軸調整部材７が投影レンズ３をその位置を中心に傾動させることにより、前照灯の照射方向を任意の方向に調整することができる。
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。

また、実施の形態１によれば、投影レンズ支持部材１１は、投影レンズ３を直交する２本の傾動軸Ｘ，Ｙによって支持し、当傾動軸Ｘ，Ｙの交点を傾動の中心点Ｏにして傾動可能にし、光軸調整部材７は、投影レンズ支持部材１１を介して、投影レンズ３を傾動軸Ｘ，Ｙの交点を中心にして傾動させるように構成した。このため、簡素な構成で、前照灯の照射方向を任意の方向に調整することができる。

また、実施の形態１によれば、投影レンズ支持部材１１に形成された互いの先端部が対向する２つのＵ字状のスリット１１ｂ，１１ｂ（または１１ｅ，１１ｅ）に挟まれた繋ぎ部位１１ｃ，１１ｃ（または１１ｆ，１１ｆ）を、傾動軸Ｙ（またはＸ）とすることで、さらに簡素な構成となる。

また、実施の形態１によれば、光軸調整部材７を構成するボルト１６の一部を、筐体９の外側に配置して、筐体９の外側から当ボルト１６を操作することで投影レンズ３を可動できる構成にしたので、容易に前照灯の照射方向を調整できる。

実施の形態２．
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１０は、本実施の形態２に係る前照灯の一例を示す断面図である。なお、図１０において図１〜図８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、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。

なお、筐体９に内装する光学ユニット１０（ＬＥＤ１、投影レンズ３、投影レンズ支持部材１１）と、放熱部材１２の筐体９の内部に配置される部位の外形を、ケース５の後方の開口部５ａより小さくして、放熱部材１２をケース５の後方から挿入して固定するように構成すれば、ケース５の前面レンズ６を接着（封止）した後で、当光学ユニット１０および放熱部材１２を装着することができる。また、光学ユニット１０および配光部材１３等の筐体内部の構成部品が故障した際には、光学ユニット１０等を装着した放熱部材１２をケース５から取り外して、当故障部品を交換することが可能になる。

図１１は、本実施の形態２に係る前照灯の別の例を示す断面図である。なお、図１１において図１〜図１０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は、本実施の形態２に係る前照灯の別の例を示す断面図である。なお、図１２において図１〜図１０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。

以上より、実施の形態２によれば、放熱部材１２の一部を、筐体９の外側に配置するようにした。これにより、ＬＥＤ１の発する熱を、筐体９のケース５を介さずに、外気に直接放熱することができるため、さらに効率よく放熱できる。

また、実施の形態２によれば、筐体９の後方に設けた放熱部材１２の一部を貫通させる開口部５ａを、内装する光学ユニット１０（ＬＥＤ１、投影レンズ３、投影レンズ支持部材１１）と、放熱部材１２の筐体９の内部に配置される部位の外形より大きくしたので、ＬＥＤ１および投影レンズ３等を後工程で筐体９内に装着することができる。よって、組み付けが容易になり、メンテナンスも容易な車載用前照灯を実現できる。

実施の形態３．
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、球状部１１ｈを摺動可能に収容する球面状の凹状部１１ｉが形成され、当凹状部１１ｉの壁面にはスリット１１ｊが形成されている。球状部１１ｈを凹状部１１ｉに組み付けるときは、スリット１１ｊによって凹状部１１ｉが外方へ変形することで、容易に球状部１１ｈを挿入することができる。組み付け後は、スリット１１ｊによって分断された凹状部１１ｉが片持ちばねとなって球状部１１ｈを保持する弾性力を備える。凹状部１１ｉに弾性保持された球状部１１ｈは任意の方向に摺動可能なため、投影レンズ３は当球状部１１ｈの中心点Ｏを中心にして傾動することができる。

なお、図１３および図１４の例では、投影レンズ支持部材１１に突設した係止爪１１ｋを、放熱部材１２に形成した係止穴１２ｂに挿入して係止することにより、投影レンズ支持部材１１を放熱部材１２に固定しているが、固定方法はこれに限定されるものではない。

また、図１３〜図１５の例では、凹状部１１ｉにスリット１１ｊを設けたが、反対に、図１６に示すように球状部１１ｈにスリット１１ｊを設けてもよい。この構成の場合、組み付け時に球状部１１ｈが内方に変形することで凹状部１１ｉに容易に挿入でき、組み付け後は当球状部１１ｈの弾性力により凹状部１１ｉに摺動可能に取り付く。

なお、構造物を所定の位置に保持するためには、４点の支持が必要であり、上述した球状部１１ｈと凹状部１１ｉとは、傾動によって両者の位置関係が変化しても常に適切な４点によって支える構成であればよく、必ずしも全周にわたる球面に限定されるものではない。
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。

以上より、実施の形態３によれば、投影レンズ支持部材１１は、投影レンズ３に形成された球状部１１ｈと、当球状部１１ｈを摺動可能に収容する凹状部１１ｉとから構成され、投影レンズ３を当球状部１１ｈの中心点Ｏを中心にして傾動するようにしたので、簡素かつ小形な構成で、前照灯の照射方向を任意の方向に調整することができる。

また、実施の形態３によれば、球状部１１ｈを、投影レンズ３と一体に形成するようにしたので、さらに簡素な構成になる。

実施の形態４．
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。

また、個々は発光量が少ない小さな光学ユニット１０を、広い面積に分散した発光部を備えた前照灯が容易に構成できる。つまり、前照灯の単位面積当たりの発光量を低下させること、言換すれば、前照灯の照射する光の輝度を低下することができ、当前照灯に対峙する人が感じるまぶしさを軽減できる。
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。

同様に、上記実施の形態３で説明した投影レンズ支持部材１１を使用する光学ユニット３１を、前照灯の筐体９内に複数内装可能である。
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。

この構成の光軸調整部材３２は、従来例と同様の構成でよく、放熱部材１２が傾動するために必要な、放熱部材１２と開口部５ａとの間の隙間は、弾性防水部材３３によって塞いでいる。

また、図１９では、「すれ違い用の配光」の光学ユニット３１の一部を「走行用の配光」の光学ユニット３４に置き換えている。「走行用の配光」は、カットオフラインの上側を照らす配光であり、「すれ違い用の配光」の光学ユニット３１と「走行用の配光」の光学ユニット３４を同時に点灯することで「走行灯」とすることができる。
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。

以上より、実施の形態４によれば、前照灯は、可動式の投影レンズ３を有する光学ユニット１０（または光学ユニット３１、光学ユニット３４）を複数備える構成にしたので、個々の配光特性を持つ光源をちりばめた発光部を備えた前照灯が容易に構成でき、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。また、発光量が少ない光源を広い面積に分散した発光部を備えた前照灯が容易に構成でき、対向車を運転するドライバを眩惑しにくい前照灯を実現できる。

なお、上記実施の形態１〜４では、前照灯の光源としてＬＥＤ１を使用する場合を説明したが、これに限定されるものではない。
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。

また、上記実施の形態１〜４では、投影レンズ３を使用する光学系を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、投影鏡（図２４に示した凹面鏡４）を使用する光学系においても、投影レンズ３と同様に、投影鏡をＬＥＤ１から分離して可動式にすることが可能である。ただし、ＬＥＤ１の発する光から所定の配光を形成すること、および、当配光を保ちながら光軸を操作する投影鏡用の可動機構が複雑となるため、より簡素な構成で実現できる投影レンズ３を使用する前照灯の方が有利である。

上記以外にも、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ ＬＥＤ、２ ヒートシンク、３ 投影レンズ、４ 凹面鏡、５ ケース、５ａ 開口部、６ 前面レンズ、７，３２ 光軸調整部材、９ 筐体、１０，３１，３４ 光学ユニット、１１ 投影レンズ支持部材、１１ａ 筒部、１１ｂ，１１ｅ スリット、１１ｃ，１１ｆ繋ぎ部位、１１ｄ，１１ｇ傾動部、１１ｈ 球状部、１１ｉ 凹状部、１１ｊ スリット、１１ｋ 係止爪、１２ 放熱部材、１２ａ 放熱フィン、１２ｂ 係止穴、１３ 配光部材、１３ａ 反射面、１３ｂ 水平反射面、１３ｃ 傾斜反射面、１４ａ，１４ｂ ネジ、１５ アーム部、１６ ボルト、１７ ナット、２１ 集光用反射鏡、２２ 集光用レンズ、３３ 弾性防水部材、４１ レーザダイオード、４２ 蛍光体。

Claims (17)

1. 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を備え、
   前記投影レンズの位置を前記光源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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 前記投影レンズと前記光源の間に、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を備え、
   前記投影レンズは、当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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。
11. 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。
12. 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。
13. 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。
14. 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。
15. 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。
16. 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１から請求項１５のうちのいずれか１項記載の車載用前照灯。
17. 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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