JP2016100235A - 灯具ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】駆動回路を冷却ファンによる強制空冷によって効果的に冷却することができる灯具ユニットを提供すること。【解決手段】ハウジング３１とその開口部を覆うアウタレンズ３２によって画成された灯室３３内に収容され、少なくとも光源と、該光源を冷却する冷却ファン９と、該冷却ファン９を収容するケース１１を備えた灯具ユニット１において、前記ケース１１内の前記冷却ファン９によって誘起される冷却風の流れの経路に駆動回路１０を配置する。例えば、前記ケース１１に開口する吸気口１１ａ〜１１ｃの近傍に前記駆動回路１０を配置する。そして、前記ケース１１の吸気口１１ａ〜１１ｃを前記駆動回路１０の発熱部品１５，１６に対向させる。又、前記駆動回路１０の回路基板１７に複数の通気孔１７ａを形成する。【選択図】図２

Description

本発明は、ハウジングとその開口部を覆うアウタレンズによって画成された灯室内に収容される灯具ユニットに関するものである。

例えば、車両用ヘッドランプには、ハウジングとその前面開口部を覆うアウタレンズによって画成された灯室内に灯具ユニットを収容して成るものがあり、灯具ユニットには、少なくとも光源と、該光源を冷却する冷却ファンと、該冷却ファンを収容するケースを備えたものがある。

近年、灯具ユニットの光源として、発光効率が高くて寿命が長く、省電力である等の利点を有するＬＥＤ（発光ダイオード）が使用されてきており、このＬＥＤは、発熱による温度上昇によって発光効率や寿命の低下を招くため、ＬＥＤが発生する熱を放散させるためのヒートシンクを設け、このヒートシンクを冷却ファンによって強制空冷してその放熱性を高めることが行われている。

ところで、灯具ユニットの光源としてＬＥＤを使用する車両用灯具においては、ＬＥＤを駆動制御するための駆動回路が設けられるが、従来、この駆動回路は、灯室内の灯具ユニットとは別の部位に配置されていた（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２０１１−１９８７０２号公報 特開２０１３−０１２３４７号公報

しかしながら、駆動回路による制御は年々高度化し、その発熱量が無視できない程度となっているため、この駆動回路の温度上昇を従来の自然空冷によって抑えることは不可能となりつつある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、駆動回路を冷却ファンによる強制空冷によって効果的に冷却することができる灯具ユニットを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ハウジングとその開口部を覆うアウタレンズによって画成された灯室内に収容され、少なくとも光源と、該光源を冷却する冷却ファンと、該冷却ファンを収容するケースを備えた灯具ユニットにおいて、前記ケース内の前記冷却ファンによって誘起される冷却風の流れの経路に駆動回路を配置したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ケースに開口する吸気口の近傍に前記駆動回路を配置したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記ケースの吸気口を前記駆動回路の発熱部品に対向させたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記駆動回路の回路基板に複数の通気孔を形成したことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、駆動回路は、冷却ファンによってケース内に誘起される冷却風の流れの経路に配置されているため、冷却ファンによる強制空冷によって効果的に冷却されてその温度上昇が抑えられ、温度上昇による作動不良の発生が防がれて安定した動作が可能となる。

請求項２記載の発明によれば、駆動回路には、ケースに開口する吸気口からケース内に流入する冷却風が直接当たるため、該駆動回路が冷却風によって効率良く冷却されてその温度上昇が抑えられる。

請求項３記載の発明によれば、駆動回路の発熱部品がこれに対向するケースの吸気口からケース内に流入する冷却風によって効率良く冷却されるため、駆動回路全体の温度上昇が低く抑えられる。

請求項４記載の発明によれば、駆動回路の回路基板に形成された複数の通気孔を通過する冷却風によって回路基板が効率良く冷却されるため、回路基板の放熱性が高められて駆動回路全体の温度上昇が低く抑えられる。

本発明に係る灯具ユニットを備えるヘッドランプの縦断面図である。 本発明に係る灯具ユニットの縦断面図である。 本発明に係る灯具ユニットの底面図である。 本発明に係る灯具ユニットに設けられたシェードユニットの斜視図である。 本発明に係る灯具ユニットに設けられたシェードユニットの分解斜視図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る灯具ユニットを備えるヘッドランプの縦断面図であり、図示のヘッドランプ３０は、ハウジング３１とその前面開口部を覆うアウタレンズ３２によって画成された灯室３３内に、本発明に係る灯具ユニット１やその周囲を覆うエクステンション３４等を収容して構成されている。尚、ヘッドランプ３０は車両前部の左右に配置されるものであって、その基本構成は左右で同じであるため、以下、一方のヘッドランプ３０及びこれに備えられた灯具ユニット１についてのみ図示及び説明する。

ここで、本発明に係る灯具ユニット１の構成の詳細を図２及び図３に基づいて説明する。

図２は本発明に係る灯具ユニットの縦断面図、図３は同灯具ユニットの底面図であり、図示の灯具ユニット１は、配光パターンをロービーム用配光パターンとハイビーム用配光パターンの何れかに切り替え可能なプロジェクタ型の灯具ユニットである。この灯具ユニット１は、図２に示すように、光学ユニット２とシェードユニット３及び光源ユニット４を車両前後方向（図２の左方が車両前方）に組み付けて構成されている。

上記光学ユニット２は、非球面状の投影レンズ５と、該投影レンズ５を保持するレンズホルダ６等を含んで構成されている。又、前記シェードユニット３は、当該灯具ユニット１の配光パターンをロービーム用配光パターンとハイビーム用配光パターンの何れかに切り替えるものであって、上下方向に回動可能な可動シェード７と、該可動シェード７の駆動源であるＤＣモータ８と、冷却ファン９と、駆動回路１０等をケース１１に組み込んで構成されている。

前記光源ユニット４は、略水平に配置されたＬＥＤ基板１２上に実装された光源である不図示のＬＥＤと、該ＬＥＤから上方に向かって出射する光を車両前方へと反射させるリフレクタ１３と、ＬＥＤにて発生する熱を放熱させるためのヒートシンク１４等を含んで構成されている。

ところで、図２に示すように、前記シェードユニット３においては、ＬＥＤを駆動制御するための前記駆動回路１０がケース１１内に組み込まれて収容されている。具体的には、上方が開口する矩形ボックス状のケース１１内に収容された前記冷却ファン９は、ヒートシンク１４の下方に配置されており、この冷却ファン９の下方に前記駆動回路１０が水平に配置されている。つまり、駆動回路１０は、ケース１１内の冷却ファン９によって誘起される冷却風の流れの経路に配置されている。そして、ケース１１内の冷却ファン９の横に前記ＤＣモータ８が配置されている。

ここで、ケース１１の底面には、図３に示すように、中心の円形の吸気口１１ａと、この吸気口１１ａを囲む周囲に周方向に配置された長孔状の４つの吸気口１１ｂが形成されており、これらの吸気口１１ａ，１１ｂは、駆動回路１０の発熱部品である電子部品１５，１６に対向する位置に開口している。又、図２に示すように、ケース１１の底部側側面にも吸気口１１ｃが形成されている。そして、駆動回路１０は、平板状の回路基板１７に複数の前記電子部品１５，１６を実装して構成されているが、回路基板１７には円孔状の複数の通気孔１７ａが形成されている。

而して、本実施の形態では、前記可動シェード７は、上下に２分割された光学機能シェード７Ａと摺動可能シェード７Ｂとを組付一体化して構成されているが、この可動シェード７を含めたシェードユニット３の構成の詳細を図４及び図５に基づいて以下に説明する。

図４はシェードユニットの斜視図、図５は同シェードユニットの分解斜視図であり、シェードユニット３は、前述のように、上方が開口する矩形ボックス状の前記ケース１１に、可動シェード７と、該可動シェード７を駆動するアクチュエータとしての前記ＤＣモータ８と、前記光学ユニット４のヒートシンク１４に冷却風を送るための前記冷却ファン９と、ＬＥＤを駆動制御するための前記駆動回路１０（図２参照）等を組み込んで構成されており、ＤＣモータ８は、直角に折り曲げられた板金製の金属ホルダ１８に取り付けられている。尚、金属ホルダ１８は、ＤＣモータ８が発生するノイズを遮断するための磁気シールド板として機能している。又、本実施の形態では、可動シェード７を回転駆動するアクチュエータとしてＤＣモータ８を使用したが、これに代えてソレノイド等を使用しても良い。

前記可動シェード７は、回転軸１９によってケース１１に回動可能に軸支されており、上下に２分割された光学機能シード７Ａと摺動機能シェード７Ｂを組付一体化して構成されている。ここで、光学機能シェード７Ａは、光学反射と遮光機能を備える部材であって、耐熱性の高い耐熱ＰＣ（ポリカーボネイト）樹脂によって平面視Ｈ状に一体成形され、その表面はアルミ蒸着等の反射処理が施されている。又、摺動機能シェード７Ｂは、横方向（幅方向）に貫通する軸孔７ａや歯車７ｂ等の摺動部を有する部材であるため、自己潤滑性を有する耐磨耗性の高い樹脂、例えば潤滑剤配合のＰＰＳ（ポリフェニレン・サルファイド）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＰＡ（プリフタルアミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテル・エーテル・ケトン）等の樹脂によって平面視Ｈ状に一体成形されている。

以上のように構成された可動シェード７は、摺動機能シェード７Ｂに形成された軸孔７ａに挿通する回転軸１９によってケース１１に上下方向に回動可能に軸支されるが、該可動シェード７は、回転軸１９に巻装されたスプリング２１（図５参照）によってロービーム状態（図４に示す水平状態）を維持する方向に付勢されている。又、ケース１１内に横置き状態出収容されたＤＣモータ８から延びる出力軸にはピニオン２０（図５参照）が結着されており、このピニオン２１は、可動シェード７を構成する摺動機能シェード７Ｂに形成された歯車（セクタギヤ）７ｂに噛合している。

而して、図２に示す本実施の形態に係る灯具ユニット１において、光源ユニット４の不図示のＬＥＤに電流が供給されて該ＬＥＤが発光すると、ＬＥＤから上方に向かって出射する光は、リフレクタ１３によって車両前方へと反射するが、ＤＣモータ８に通電されていないために該ＤＣモータ８が非作動状態にあるときには、前述のようにスプリング２０の付勢力によって可動シェード７がロービーム状態を維持している。このため、リフレクタ１３によって反射した光の一部が可動シェード７によって遮断され、投影レンズ５によって車両前方へと投影される光の配光パターンがロービーム用配光パターンとなって先行車のドライバや歩行者等にグレアを与えることがない。

上記状態からＤＣモータ８に通電がなされて該ＤＣモータ８が起動されると、その出力軸に結着されたピニオン２１が回転するため、該ピニオン２１に噛合する歯車７ｂを備える可動シェード７がスプリング２０の付勢力に抗して回転軸１９を中心として回動する。すると、可動シェード７は、車両前方に向かって下方へと傾斜するハイビーム状態となり、この状態ではリフレクタ１３によって反射した光が可動シェード７によって遮られることなく投影レンズ５によって車両前方へと投影されるため、配光パターンがハイビーム用配光パターンへと切り換えられる。

又、図１に示すヘッドランプ３０が点灯しているときには、冷却ファン９がこれに内蔵された不図示の電動モータによって回転駆動され、この冷却ファン９の回転によって灯室３３内の空気が冷却風としてケース１１の吸気口１１ａ〜１１ｃからケース１１内に吸引されて流入する。そして、ケース１１内に流入した冷却風は、駆動回路１０とヒートシンク１４を冷却するとともに、ＤＣモー８を冷却する。

而して、本実施の形態に係る灯具ユニット１においては、駆動回路１０は、冷却ファン９によってケース１１内に誘起される冷却風の流れの経路に配置されているため、冷却ファン９による強制空冷によって効果的に冷却されてその温度上昇が抑えられ、温度上昇による作動不良の発生が防がれて安定した動作が可能となる。特に、本実施の形態では、駆動回路１０には、ケース１１に開口する吸気口１１ａ〜１１ｃからケース１１内に流入する冷却風が直接当たるため、該駆動回路１０が効率良く冷却されてその温度上昇が抑えられる。この場合、駆動回路１０の発熱部品である電子部品１５，１６がこれに対向するケース１１の吸気口１１ａ〜１１ｃからケース１１内に流入する冷夏風によって効率良く冷却されるため、駆動回路１０全体の温度上昇が低く抑えられる。

又、本実施の形態では、駆動回路１０の回路基板１７に形成された複数の通気孔１７ａを通過する冷却風によって回路基板１７が効率良く冷却されるため、回路基板１７の放熱性が高められて駆動回路１０全体の温度上昇が低く抑えられる。

その他、本実施の形態では、ケース１１内に収容されたＤＣモータ８も冷却風によって冷却されるため、その温度上昇が低く抑えられるという効果も得られる。

尚、以上は本発明を車両のヘッドランプに備えられた灯具ユニット対して適用した形態について説明したが、本発明は、ヘッドランプ以外の他の任意の車両用灯具に設けられる灯具ユニットに対しても同様に適用可能であることは勿論である。

１ 灯具ユニット
２ 光学ユニット
３ シェードユニット
４ 光源ユニット
５ 投影レンズ
６ レンズホルダ
７ 可動シェード
８ ＤＣモータ
９ 冷却ファン
１０ 駆動回路
１１ ケース
１１ａ〜１１ｃ ケースの吸気口
１２ ＬＥＤ基板
１３ リフレクタ
１４ ヒートシンク
１５，１６ 電子部品（発熱部品）
１７ 回路基板
１７ａ 回路基板の通気孔
１８ 金属ホルダ
１９ 回転軸
２０ スプリング
２１ ピニオン
３０ ヘッドランプ
３１ ハウジング
３２ アウタレンズ
３３ 灯室
３４ エクステンション

Claims (4)

1. ハウジングとその開口部を覆うアウタレンズによって画成された灯室内に収容され、少なくとも光源と、該光源を冷却する冷却ファンと、該冷却ファンを収容するケースを備えた灯具ユニットにおいて、
   前記ケース内の前記冷却ファンによって誘起される冷却風の流れの経路に駆動回路を配置したことを特徴とする灯具ユニット。
2. 前記ケースに開口する吸気口の近傍に前記駆動回路を配置したことを特徴とする請求項１記載の灯具ユニット。
3. 前記ケースの吸気口を前記駆動回路の発熱部品に対向させたことを特徴とする請求項２記載の灯具ユニット。
4. 前記駆動回路の回路基板に複数の通気孔を形成したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の灯具ユニット。
   
   

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