JP2016192402A - 自動車ヘッドライト用のライトモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】ダイオード性能レベルに影響を及ぼすことを避けるように温度が制御されるライト装置を提供する。【解決手段】ライトモジュール１は、一方が他方に当て付いて加えられる２つのサブモジュール２、４を備える。各サブモジュールでは、そのモジュールの出力に配置される投射光学装置２２へ向けて放射される光線の偏向のために光源１４、１６が光偏向要素１８、２０と関連付けられる。各サブモジュールが半外殻１０，１２を備え、他方の半外殻と組み合わされて、空気循環冷却手段を成すべく各半外殻に形成される少なくとも１つの開口２８，３４とは別に囲繞される空間を形成する。【選択図】図５

Description

本発明は、特に自動車のための、照明及び／又は信号送信の分野を扱う。より詳細には、本発明は、これらの照明機能及び／又は信号送信機能をもたらすライトモジュールの冷却を取り扱う。

自動車には、夜間に又は明るさが低い状態で自動車の前方の道路を広範囲の光ビームによって照らすようになっているヘッドライトが備え付けられる。これらのヘッドライトは、中間光ビームを発生させて方向付けるようになっている１つ以上のライトモジュールを備え、中間光ビームの足し合わせが前記広範囲の光ビームを形成する。

平坦な支持体上に組み付けられる２つの半外殻によって形成されるライトモジュールが知られており、２つの半外殻はそれぞれ、各半外殻と関連付けられる光源により放射される光線のための光偏向手段を支持する。光線は、ライトモジュールの出力に配置される投射光学装置へ向けて偏向される。したがって、作動中の光源に応じて、ビームは、より強力に道路シーンを照らすが近づいてくるドライバーを幻惑させる可能性を伴うハイビーム型光或いはこの種の幻惑を避けるために自動車の前方にビームが集中されるロービーム型光を形成するのに適したライトモジュールの出力として生み出される。

光源としての発光ダイオードの使用が自動車に設置されるヘッドライトにおいて広く行き渡っていることが長年にわたって分かってきた。現在、そのようなアセンブリの光学的性能が発光ダイオードの動作温度の関数となり得ることが知られている。

これらのライトモジュールを形成する半外殻の形成のためにプラスチック材料、例えばポリカーボネートプラスチックが次第に普通に使用されていること、及び、これもライトモジュールバルク減少の状況の範囲内に入ることも分かってきた。コンパクトさ、材料、及び、発熱ダイオードの使用のこれらの特徴の組み合わせは、所望の光学性能に適合しない装置の加熱を促進させる。上側半外殻の反射体と関連する光源の平坦な支持体との間の熱気の閉じ込めが特に観察される。

本発明の目的は、今しがた説明されたようなライト装置であって、ダイオード性能レベルに影響を及ぼすことを避けるように温度が制御されるライト装置を提案することである。

この目的を達成するために、本発明の主題は、一方が他方に当て付いて加えられる２つのサブモジュールを備えるライトモジュールであり、各サブモジュールでは、ライトモジュールの出力に配置される投射光学装置へ向けて放射される光線の偏向のために光源が光偏向要素と関連付けられる。好ましくは、２つの光源は、ほぼ同じ光学面内に位置されるとともに、ライトモジュールの出力に配置される投射器へ向けてこれらの光源により放射される光線を光軸上で偏向するのに適した光偏向要素とそれぞれ関連付けられる。本発明によれば、ライトモジュールは、光学面の両側に位置されることにより互いに対して組み付けられる２つの半外殻を備え、２つの半外殻のうちの少なくとも一方は、空気循環冷却手段を形成する少なくとも１つの開口を備える。半外殻は、ライトモジュールの光学効率及び光線の良好な伝送のための囲繞空間を形成するように組み付けられ、また、この囲繞空間には、通常はライトモジュール内に沈滞する熱気を排出できるようにする空気の循環をもたらすために開口が設けられる。

本発明に係るライトモジュールは、第１の半外殻が第２の半外殻の下側に位置されるように配置され、第１の半外殻と関連付けられる光偏向要素がハイビーム型の光線の照明ビームをもたらすように第１の半外殻内に配置されるのに対し、第２の半外殻と関連付けられる光偏向要素がロービーム型の光線の照明ビームをもたらすように第２の半外殻内に配置される。

有利な実施形態において、第１の半外殻により支持される冷却手段は、空気の通過を許容するために第１の半外殻の厚さを貫通する少なくとも１つの口部の形態を成す。また、第１の半外殻に対応する光偏向要素がこの第１の半外殻の反射内面によって形成され、少なくとも１つの口部がこの反射内面の縁に沿って光軸に対して横方向に形成されることを特徴とする。したがって、冷却手段は、光線の反射を妨げることなく、光偏向要素と支持プレートとの間のドーム内に冷気が入るように光偏向要素に可能な限り近接して位置される。

５ｍｍ〜８ｍｍの幅を有するように開口を設けることができ、また、少なくとも１５ｍｍに等しい長さを有するように開口を設けることができる。したがって、目的は、空気の循環にとって十分な開口であるが、ライトモジュールの構造的強度に不利益をもたらさない開口を設けることである。

異なる変形実施形態によれば、単一の口部によって連続的に形成されるように開口を第１の半外殻に設けることができ、或いは、複数の並んで隣接する口部によって形成されて不連続となるように開口を設けることができる。後者の場合、開口は、有利には、反射内面の縁に対して横方向に直列に位置される２つの口部により形成される。この場合も先と同様に、光線の反射を妨げることなく、光偏向要素と支持プレートとの間のドーム内に冷気が入り込むように冷却手段を形成する開口が光偏向要素に可能な限り近接して位置されることが有利である。

単独で解釈され得る、或いは第１の半外殻の形成に固有の特徴と組み合わせて解釈され得る、第２の半外殻の形成に固有の特徴によれば、空気の通過を許容するために第２の半外殻の厚さを貫通する少なくとも１つの開口の形態を成すように第２の半外殻により支持される冷却手段が設けられる。

光偏向要素を第２の半外殻の反射内面により形成されるように設けることができ、開口がこの反射内面の縁に形成され、或いは、第２の半外殻とは別個に形成されて光偏向要素を成す反射体のための保護カバーを形成するように第２の半外殻を設けることができ、その半外殻に形成される開口が反射体のほぼ上方で延びる。

有利な実施形態において、冷却手段を形成する開口は、開口内に横方向で位置される剛性化リブを備える。リブは、投射光学装置とは反対側のライトモジュールの後方へ向け、ライトモジュールの内部からその外部へ向けて延びるように垂直な横方向の平面に対して例えば４５°の角度の傾斜を有することができる。前記開口を形成するべく縦方向に並んで延びるように２つの口部を設けることができ、リブの２つの別個の列がそれぞれ口部内に位置される。

単独で解釈される或いは組み合わせて解釈される本発明の異なる特徴によれば、
−光源が発光ダイオードである、
−冷却手段が光軸を通る垂直平面に対して対称に位置される、
−ライトモジュールが１つの軸線の周りで回転するように取り付けられ、冷却手段がこの軸線の周りに配置される。

また、本発明は、これまで説明してきたような少なくとも１つのライトモジュールが設けられる自動車ヘッドライトにも関連する。

本発明の他の特徴及び利点は、明細書本文及び図面から更に明確に分かるようになる。

本発明に係るライト装置の概略図であり、下側半外殻、発光ダイオード支持プレート及びヒートシンク、上側半外殻、並びに、レンズタイプの投射光学装置を含む、ライト装置を形成する異なる要素を示す分解図を成す。 組み立てられた装置の斜め上側から見た正面図である。 組み立てられた装置の斜め下側から見た正面図である。 下側半外殻に形成される開口及び上側半外殻に形成される開口の両方を明らかにするためにレンズが除去された図２の図に類似する図である。 装置の正中垂直面内の断面図であり、矢印がライトモジュール内を循環する空気の経路を示す。 開口の詳細図であり、波線矢印がモジュールから出る空気を示し、直線矢印がライトモジュール内に放射される光線を示す。

まず、特に図に基づいて、本発明に係るライトモジュール１について説明する。図では、一方が他方に当て付いて加えられる２つのサブモジュール２，４によってモジュール１が形成されることが明らかになる。これらのサブモジュールは、中心支持プレート６の両側で互いに上下に位置される。支持プレート６は、ヒートシンク８を形成する熱交換冷却フィンを一端で支持する。各サブモジュールは、支持プレート６に固定される半外殻１０，１２と、この半外殻へ向けて光線を放射できるように対応する半外殻の方へ向けられる支持プレート６の面上に位置される光源１４，１６とを備える。各サブモジュールが光偏向要素１８，２０を更に備え、また、ライトモジュール１は、半外殻の自由端によって支持される投射光学装置２２を備え、アセンブリは、それぞれのサブモジュールごとに光源により放射される光線が関連する光偏向要素によって投射光学装置２２へ向けて反射されるように配置される。ここで、投射光学装置２２は投射レンズである。

以下、第２の半外殻１０が第１の半外殻１２の上に位置される特に図２に示されるライトモジュールの方向性にしたがって半外殻を説明する。そのため、以下の例では、第１の半外殻及び下側半外殻の概念並びに第２の半外殻及び上側半外殻の概念は匹敵する。

第１の半外殻１２、すなわち、下側半外殻は、ポリカーボネートタイプのプラスチック材料で形成され、また、第１の半外殻は、その外周に、支持プレート６に固定するためのフレーム２３を備えるとともに、その中央に、略楕円形状を有する湾曲壁を備える。第１の半外殻１２は、半外殻と支持プレート６との間に形成されるドームの内側に、支持プレート下に加えられる発光ダイオードにより形成される光源１６を収容する。図示のように、第１の半外殻が二重楕円形状を有する場合には、２つのダイオードが、特にダイオードのうちの一方によって照射されるように、それぞれの楕円ごとに設けられることが理解される。

光偏向要素１８は、下側半外殻の内面２４の一部によって直接に形成される。内面の特定のコーティングは、第１の半外殻の全体又は一部にわたって反射材料で形成される。有利には、コーティングは、支持プレートに当て付いて加えられる第１の半外殻の端部から中央領域２６まで、支持プレートの端部にほぼ沿って、第１の半外殻の一部にわたって形成される。

光源１６及び光偏向要素１８は、ハイビーム型の光ビームを形成するために、光源により放射される光線が反射面によって投射光学装置２２へ向けて偏向されるように配置される。

第１の半外殻１２は、第２の半外殻１０によって支持される第２の冷却手段も補完する第１の冷却手段を備える。これらの第１の冷却手段は、反射面の縁で、第１の半外殻の中央領域に形成される開口２８によって成される。

図示の実施形態において、開口は、横方向に直列に位置される、すなわち、光軸に対して直角に位置される２つの口部３０により形成される。各口部は、空気がライトモジュールの外側からライトモジュール内へ入り込むことができるように第１の半外殻１２の厚さを貫通する。

各口部は、アセンブリの構造的な強度に何ら不利益をもたらすことなく空気の十分な流入を可能にするために、５ｍｍ〜８ｍｍにわたって縦方向に延びる幅と少なくとも１５ｍｍにわたって横方向に延びる長さとを伴う略長方形形状を有する。

２つの別個の口部が横方向に直列に位置されて開口を形成する図示の実施形態は、第１の半外殻１２を形成するときに材料の中央射出を容易にするオフセット対称製造をそれが可能にするという点において有利である。この開口を形成するための口部の数及び／又は形状に関して他の配置をもたらすこともできることが理解される。

第２の半外殻１０は、光源１４が支持プレート６の上面に位置された状態で、ロービーム型の光ビームを出力として生成するのに適した上側サブモジュール２の一部を形成する。放射される光線は、第２の光偏向要素２０によって投射レンズへ向けて反射され、また、シールドが光線の経路上に位置され、それにより、当業者に知られるように、ビームがカットされて、ヘッドライトから出力される光は、他のユーザを幻惑させないロービームを形成する。

記載される実施形態では、第２の光偏向要素２０が第２の半外殻１０とは独立に形成される。第２の半外殻は、ポリカーボネートタイプのプラスチック材料で形成されるとともに、第２の光偏向要素２０を覆うように支持プレート６上に固定され、光偏向要素２０は反射体３２により形成され、該反射体３２も支持プレート６上に固定される。

反射体３２は内面を有し、該内面のコーティングは、光源１４により放射される光を反射するのに適しており、反射体３２は前記光源と対向して位置される。図示のように、反射体３２は二つになり得る。すなわち、反射体は、幾つかの楕円を伴う形状を有することができ、また、この場合、光源１４は、反射体のそれぞれの楕円形状ごとに設けられる。

第２の冷却手段が第２の半外殻１０によって支持される。第２の冷却手段は、ここでは、並んで位置されて縦方向に延びる２つの開口３４から成る。各開口は、垂直隆起によって延びる外周縁３５と、第２の半外殻の壁と、開口の一方側から他方側へと横方向に延びる剛性化リブ３６とによって画定される。これらの第２の冷却手段は特に図５及び図６に示され、この場合、リブが横方向の垂直面に対して傾斜を有することが注目に値する。例えば４５°にほぼ等しい角度による傾斜が与えられ、それにより、リブは、ライトモジュール１の内部の方を向くそれらの下端３８からライトモジュール１の外部の方を向くそれらの上端４０まで、ライトモジュール１の後方へ向けて延びる。「ライトモジュールの後方へ向けて」とは、ライトモジュール１の出力での光線の放射の方向とは反対の方向を意味するように理解されるべきである。リブのこの傾斜及びこの方向性の利点が図６に示される。このように、リブは、光源１４により放射されたが偏向器から逃れた光線の放射方向に対して略直角を成す表面を有し、それにより、リブがこれらの光線の伝搬を阻止し、また、空気循環による冷却のために開口が形成される状況で光線の漏れがないため、リブが良好な光学効率を可能にする。リブの数はここでは４つであり、リブの傾斜はここでは４５°であり、また、リブの高さは、特に、各リブの下端３８が隣接するリブの上端４０に対して縦方向で遮らないように決定され、それにより、熱気の排出が障害なく垂直に行われ得る。

図に示されるように、モジュール内への冷気の流入を確保する第１の冷却手段を、熱気の出力を確保する第２の冷却手段に対して寸法が小さくなるように設けることができる。空気の流入に専用の小さい開口を設けて、モジュール内への空気の流入の速度を増大させることが有利である。空気の流れに関する断面の縮小は、それにより、この流れの速度の増大を引き起こし、これにより、モジュールの下側半外殻の高温キャビティ内の空気を急速に除去することができる。また、かなりの量の熱気を排出するために第２の冷却手段のサイズを増大させることが有利である。これは、温度上昇によって、モジュール内の空気が僅かな膨張を受けるからである。

ライトモジュール１は、図示の実施形態では、特に投射されるビームが道路のカーブの曲線に追従できるように略水平に回動するべく取り付けられる。この指向性照明機能は、「Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂｅｎｄｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ（動的曲げ光）」を表す頭字語ＤＢＬによって知られている。この目的を達成するために、モジュールは、第２の半外殻１０に固定される第１のベアリング４４と第１の半外殻１２に固定される第２のベアリング４６とを介して、対応する支持体４２に取り付けられ、また、ベアリングの配列により規定される軸線の周りでライトモジュール１の回動をもたらすために回転駆動モータ（図示せず）が設けられる。指向性照明を与えない車両に関しては、ライトモジュール１をヘッドライトのハウジングに固定態様で取り付けできることが理解される。

図示しない変形例では、外殻として作用するとともに外殻の内面の処理により反射面として作用する一体成形品を用いて第２の半外殻を第１の半外殻とほぼ同様に形成するようにし得る。

先の記載は、本発明がそのために設定された目的をどのように達成できるようにするのか、特に、装置の放射効率に害を及ぼす過熱をもたらすことなく密閉環境内に収容されるのに適した特にコンパクトなライト装置又はライトモジュールをどのように提案するのかを明確に説明する。本発明に係る冷却手段の形成により、自然な対流空気流が冷たい下側ポイントと熱い上側ポイントとの間に形成されて、上側半外殻の光偏向要素とヒートシンクとの間に収容される空気が上端開口を通じて排出されるように推し進められる。

無論、非限定的な例として今しがた説明してきたライトモジュールの構造に対して様々な変更を当業者により成すことができる。これは、光線の漏れを回避するべく閉じられたライトモジュールの状況で、ライトモジュール１内の冷気の循環を可能にする開口によって熱冷却手段が形成されるからである。詳しく説明してきた前述の実施形態は、本発明を決して限定しない。本発明に係るライト装置は、ハイビームを形成するようになっている半外殻の上側に配置されるロービームを形成するようになっている半外殻に関して説明してきたが、ライトモジュールにおける空気循環冷却手段の使用は、半外殻が互いに対して異なって配置されるライトモジュールにも適用されることが理解される。いかなる場合でも、本発明は、この文書中に具体的に記載される実施形態に限定されず、特に、全ての等価な手段及びこれらの手段の任意の技術的に実現可能な組み合わせにまで及ぶ。

Claims (19)

1. 一方が他方にもたれて加えられる２つのサブモジュール（２，４）を備えるライトモジュール（１）であって、前記サブモジュールの各々では、前記ライトモジュールの出力に配置される投射光学装置（２２）へ向けて放射される光線の偏向のために光源（１４，１６）が光偏向要素（１８，２０）と関連付けられるライトモジュール（１）において、各サブモジュールが半外殻（１０，１２）を備え、該半外殻は、他方の半外殻と組み合わされて、空気循環冷却手段を成すべく前記各半外殻に形成される少なくとも１つの開口（２８，３４）とは別に囲繞される空間を形成することを特徴とするライトモジュール（１）。
2. 前記第１のサブモジュール（４）が前記第２のサブモジュール（２）の下側に位置され、前記第１のサブモジュール（４）と関連付けられる前記光偏向要素（１８）がハイビーム型の光線のビームをもたらすように前記第１のサブモジュール内に配置されるのに対し、前記第２のサブモジュールと関連付けられる前記第２の光偏向要素（２０）がロービーム型の光線のビームをもたらすように前記第２のサブモジュール内に配置されることを特徴とする請求項１に記載のライトモジュール（１）。
3. 前記第１のサブモジュール（４）では、前記光偏向要素（１８）が前記第１の半外殻（１２）の反射内面（２４）によって形成され、前記開口（２８）は、空気の通過を許容するために前記第１の半外殻（１２）の厚さを貫通する少なくとも１つの口部（３０）の形態を成す前記第１の半外殻（１２）により支持される第１の冷却手段を形成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のライトモジュール（１）。
4. 前記少なくとも１つの口部（３０）は、この反射内面（２４）の縁に沿って横方向に形成されることを特徴とする請求項３に記載のライトモジュール（１）。
5. 前記開口（２８）が５ｍｍ〜８ｍｍの幅を有することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のライトモジュール（１）。
6. 前記開口（２８）が少なくとも１５ｍｍに等しい長さを有することを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載のライトモジュール（１）。
7. 前記開口（２８）が単一の口部によって連続的に形成されることを特徴とする請求項３から６のいずれか一項に記載のライトモジュール（１）。
8. 前記開口（２８）は、複数の並んで隣接する口部（３０）によって形成されて不連続であることを特徴とする請求項３から６のいずれか一項に記載のライトモジュール（１）。
9. 前記開口（２８）は、前記反射内面（２４）の縁に対して横方向に直列に位置される２つの口部（３０）により形成されることを特徴とする請求項８に記載のライトモジュール（１）。
10. 前記第２のサブモジュール（２）において、前記第２の半外殻（１０）により支持される第２の冷却手段は、空気の通過を許容するために前記第２の半外殻（１０）の厚さを貫通する少なくとも１つの開口（３４）の形態を成すことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のライトモジュール（１）。
11. 前記第２の光偏向要素（２０）が前記第２の半外殻（１０）の反射内面により形成され、前記開口がこの反射内面の縁に形成されることを特徴とする請求項１０に記載のライトモジュール（１）。
12. 前記第２の半外殻（１０）は、前記第２の半外殻（１０）とは別個に形成されて前記光偏向要素（２０）を成す反射体（３２）のための保護カバーを形成し、前記第２の半外殻（１０）に形成される前記開口（３４）が前記反射体（３２）のほぼ上側で延びることを特徴とする請求項１０に記載のライトモジュール（１）。
13. 前記第２の冷却手段は、前記開口（３４）内に横方向で位置される剛性化リブ（３６）を備えることを特徴とする請求項１２に記載のライトモジュール（１）。
14. 前記リブ（３６）は、前記投射光学装置（２２）とは反対側の前記ライトモジュール（１）の後方へ向けて前記ライトモジュール（１）の内部からその外部へ向けて延びるように垂直な横方向の平面に対して傾斜を有することを特徴とする請求項１３に記載のライトモジュール（１）。
15. 前記開口（３４）を形成するために２つの口部が縦方向に並んで延び、リブ（３６）の２つの別個の列がそれぞれ口部内に位置されることを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載のライトモジュール（１）。
16. 前記光源（１４，１６）が発光ダイオードであることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載のライトモジュール（１）。
17. 前記冷却手段が垂直な縦方向平面に関して対称に位置されることを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載のライトモジュール（１）。
18. 前記ライトモジュールが１つの軸線の周りで回転するように取り付けられ、前記冷却手段がこの軸線の周りに配置されることを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項に記載のライトモジュール（１）。
19. 請求項１から１８のいずれか一項に記載の少なくとも１つのライトモジュール（１）を備える自動車ヘッドライト。

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