JP2017120736A - 前照灯及び移動体 - Google Patents

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政志 吉間
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智行 緒方
喜彦 金山
Yoshihiko Kanayama
喜彦 金山
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S45/00Arrangements within vehicle lighting devices specially adapted for vehicle exteriors, for purposes other than emission or distribution of light
    • F21S45/40Cooling of lighting devices
    • F21S45/42Forced cooling
    • F21S45/43Forced cooling using gas

Abstract

【課題】高い放熱効果を有する前照灯などを提供する。
【解決手段】光を前方に出射する前照灯1であって、ロービーム用光源モジュール10と、ロービーム用光源モジュール10と熱的に接続された第1放熱部31と、ロービーム用光源モジュール10の上方に配置され、ロービーム用光源モジュール10が発した光を前方に反射するリフレクタ40と、第1放熱部31に向けて気流90を生成する送風体70と、ハイビーム用光源モジュール15と、リフレクタ40より前方の位置に設けられ、ハイビーム用光源モジュール15と熱的に接続された第2放熱部35とを備え、第1放熱部31には、気流90の少なくとも一部を通過させるための、上下方向に貫通する第1貫通孔34が設けられ、送風体70は、第1貫通孔34を介してリフレクタ40に対向する位置に配置され、リフレクタ40は、第1貫通孔34を通過した気流92を、第2放熱部35に向けて進行させる。
【選択図】図6

Description

本発明は、前照灯及び当該前照灯を備える移動体に関する。
自動車などの車両の前方部分には、ヘッドライトなどの前照灯が配置されている。例えば、特許文献1には、発光素子と、発光素子から発生する熱を放熱するヒートシンクと、ヒートシンクを空冷するファンとを備える車両用灯具が開示されている。
特開2014−102988号公報
しかしながら、上記従来の車両用灯具では、空冷による放熱効果が十分ではない。
そこで、本発明は、高い放熱効果を有する前照灯及び当該前照灯を備える移動体を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る前照灯は、光を前方に出射する前照灯であって、第1光源と、前記第1光源と熱的に接続された第1放熱体と、前記第1光源の上方に配置され、前記第1光源が発した光を前記前方に反射する反射体と、前記第1放熱体に向けて気流を生成する送風体と、第2光源と、前記反射体より前記前方の位置に設けられ、前記第2光源と熱的に接続された第2放熱体とを備え、前記第1放熱体には、前記気流の少なくとも一部を通過させるための、上下方向に貫通する第1貫通孔が設けられ、前記送風体は、前記第1貫通孔を介して前記反射体に対向する位置に配置され、前記反射体は、前記第1貫通孔を通過した前記気流の少なくとも一部を、前記第2放熱体に向けて進行させる。
また、本発明の一態様に係る移動体は、前記前照灯と、前記前照灯が前方部分に取り付けられた車体とを備える。
本発明によれば、高い放熱効果を有する前照灯などを提供することができる。
実施の形態1に係る前照灯を備える自動車の正面図である。 実施の形態1に係る前照灯を斜め前方上方から見たときの概観斜視図である。 実施の形態1に係る前照灯を斜め後方上方から見たときの概観斜視図である。 実施の形態1に係る前照灯の分解斜視図である。 実施の形態1に係る前照灯(リフレクタを除く)の上面図である。 図4のV−V線における実施の形態1に係る前照灯の端面図であって、前照灯が出射する光の経路の一例を示す端面図である。 図4のVI−VI線における実施の形態1に係る前照灯の端面図であって、送風体が生成する気流の経路を示す端面図である。 実施の形態1に係る放熱体を斜め後方上方から見たときの概観斜視図である。 実施の形態2に係る前照灯を斜め前方上方から見たときの概観斜視図である。 実施の形態2に係る前照灯を斜め後方上方から見たときの概観斜視図である。 実施の形態2に係る前照灯の断面図である。 図9のX−X線における実施の形態2に係る前照灯の端面図であって、送風体が生成する気流の経路を示す端面図である。 図9のXI−XI線における実施の形態2に係る前照灯の端面図であって、送風体が生成する気流の別の経路を示す端面図である。 実施の形態2に係る放熱体を斜め後方上方から見たときの概観斜視図である。
以下では、本発明の実施の形態に係る前照灯及び移動体について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
以降、本明細書において、「前方」とは、前照灯から光が出射する方向(光出射方向)であって、光が取り出される光取り出し方向(すなわち、照明方向)であり、「後方」とは、「前方」とは反対の方向である。また、「前方」は、移動体が前進する際の進行方向とし、移動体が前進する際の右側方(右側)を「右方向」、その反対方向(左側)を「左方向」とし、移動体の天井側を「上方」又は「上側」、その反対方向を「下方」又は「下側」としている。
また、前後方向をz軸方向とし、上下方向(鉛直方向)をy軸方向とし、左右方向(水平方向)をx軸方向としている。つまり、以下の実施の形態では、前照灯が光を出射する方向である「前方」は、z軸正方向である。
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。
(実施の形態)
[自動車(移動体)]
まず、本実施の形態に係る自動車100について、図1を用いて説明する。図1は、本実施の形態に係る自動車100の正面図である。
自動車100は、四輪自動車などの移動体の一例である。自動車100は、例えば、ガソリンエンジンで駆動するガソリン自動車、電気で駆動する電気自動車、又は、ハイブリッド自動車などである。
図1に示すように、自動車100は、前照灯1と、前照灯1が前方部分に取り付けられた車体110とを備える。具体的には、自動車100は、車体110の前方部分の左右に1つずつ配置された2つの前照灯1を備える。本実施の形態では、自動車100は、さらに、エンジン制御部(ECU:Engine Control Unit)(図示せず)を備える。
車体110には、図1に示すように、ハウジング121と、前面カバー122とが設けられている。本実施の形態では、ハウジング121と前面カバー122とは、車体110の前方の左右部分に1つずつ設けられている。
ハウジング121は、例えば、金属製の筐体であって、前照灯1からの光を出射する開口部を有する。前面カバー122は、透光性を有するヘッドランプカバーであり、ハウジング121の開口部に設けられる。ハウジング121と前面カバー122とは、ハウジング121の内部に水又は塵埃などが進入しないように封止されている。
前照灯1は、光を前方に出射する灯具であって、本実施の形態では、移動体に搭載されるヘッドライト(車両用前照灯)である。前照灯1は、前面カバー122の後方に配置され、ハウジング121に取り付けられている。前照灯1から出射する光は、前面カバー122を透過して外部に出射する。
[前照灯]
次に、本実施の形態に係る前照灯1の詳細について、図2A〜図6を用いて説明する。
図2A及び図2Bはそれぞれ、本実施の形態に係る前照灯1を斜め前方上方及び斜め後方上方から見たときの概観斜視図である。図3は、本実施の形態に係る前照灯1の分解斜視図である。図4は、本実施の形態に係る前照灯1(リフレクタ40を除く)の上面図である。
図5は、図4のV−V線における本実施の形態に係る前照灯1の端面図である。図5は、さらに、前照灯1が出射する光の経路の一例を太線又は細線の矢印で示している。図6は、図4のVI−VI線における本実施の形態に係る前照灯1の端面図である。図6は、さらに、前照灯1の送風体70が生成する気流90の経路を実線の矢印で示している。
本実施の形態に係る前照灯1は、図2Aに示すように、前方部分に設けられたロービーム用レンズ20及びハイビーム用レンズ25を介して光を前方に投影する投影型の前照灯である。また、前照灯1は、図2Bに示すように、放熱体30の下方に送風体70を備えることで、放熱体30の放熱効果を高めている。
具体的には、前照灯1は、図3に示すように、ロービーム用光源モジュール10と、ハイビーム用光源モジュール15と、ロービーム用レンズ20と、ハイビーム用レンズ25と、放熱体30と、リフレクタ40と、第1シールド体50と、第2シールド体60と、送風体70と、枠体80とを備える。前照灯1は、さらに、ロービーム用光源モジュール10とハイビーム用光源モジュール15とを制御する照明制御部(図示せず)を備える。
前照灯1は、走行ビームであるハイビームと、すれ違いビームであるロービームとを出射可能な一体型の灯具である。ハイビームは、自動車100の前方の遠方の領域を照射する光である。ロービームは、自動車100の前方の下方の領域を照射する光である。
本実施の形態では、前照灯1は、前方(z軸方向の正側)から見た場合に、所定の円形領域内に収まるように構成されている。より具体的には、ロービーム用光源モジュール10と、ハイビーム用光源モジュール15と、ロービーム用レンズ20と、ハイビーム用レンズ25と、放熱体30と、リフレクタ40と、第1シールド体50と、第2シールド体60と、送風体70と、枠体80とは、z軸方向の正側から見た場合に、所定の円形領域内に収まるようにユニット化されている。所定の円形領域の径は、例えば、70mmである。
以下では、前照灯1の各構成部材の詳細について説明する。
[ロービーム用光源モジュール]
ロービーム用光源モジュール10は、第1光源の一例であり、近距離照明用の光を出射する。具体的には、ロービーム用光源モジュール10は、ロービーム形成用のLED(Light Emitting Diode)モジュールであって、自動車100の前方下方領域(具体的には、路面)を照射するときに点灯する。
ロービーム用光源モジュール10は、白色光源であり、例えば青色光を発する青色LEDチップと黄色蛍光体とを用いて白色光を出射するB−Yタイプの白色LED光源である。あるいは、ロービーム用光源モジュール10は、各々が青色光、赤色光及び緑色光を発する複数のLEDチップを用いて白色光を出射する白色LED光源などでもよい。
図3〜図5に示すように、ロービーム用光源モジュール10は、ロービーム用発光素子11と、ロービーム用発光素子11が実装された基板12とを備える。ロービーム用光源モジュール10は、SMD(Surface Mount Device)構造及びCOB(Chip On Board)構造のいずれでもよい。
SMD構造の場合、ロービーム用発光素子11は、例えば、樹脂製の容器内にLEDチップ(ベアチップ)を実装して封止部材(蛍光体含有樹脂)で封入した構成のSMD型のLED素子である。一方、COB構造の場合、ロービーム用発光素子11は、LEDチップ(ベアチップ)そのものであり、LEDチップが基板12に直接実装された構成である。この場合、基板12に実装されたLEDチップは、蛍光体含有樹脂などの封止部材によって封止される。
図4及び図5に示すように、ロービーム用光源モジュール10は、第1放熱部31の基台32に載置されて固定されている。なお、基板12と第1放熱部31との間には、熱伝導性に優れた液状の放熱シリコーン又はシート状の放熱シートなどの放熱部材が介在してもよい。本実施の形態では、ロービーム用光源モジュール10は、光が上方側に出射するように基板12が横置き(水平置き)で配置されている。つまり、ロービーム用光源モジュール10(ロービーム用発光素子11)の光軸はy軸と平行である。
ロービーム用発光素子11は、上方に向けて光を出射する。上方に向けて出射された光は、リフレクタ40によって反射されてロービーム用レンズ20を透過する。ロービーム用発光素子11は、基板12を介して第1放熱部31に熱的に接続されている。
基板12は、放熱のための金属部(図示せず)を有している。基板12と金属部とは、例えば、接着剤によって接続されている。あるいは、金属部が基板12に(又は、その逆に)圧入されていてもよい。金属部は、例えば、銅などの熱伝導率の高い材料で形成される。
本実施の形態では、基板12は、銅箔が貼り付けられたガラス不織布基材(FR−4)である。あるいは、基板12は、例えば、アルミナなどのセラミックスからなるセラミックス基板、樹脂からなる樹脂基板、又は、金属をベースとして絶縁被覆されたメタルベース基板などでもよい。また、基板12の平面視形状は、例えば、基板12が載置される第1放熱部31の載置面の形状に応じた形状である。
[ハイビーム用光源モジュール]
ハイビーム用光源モジュール15は、第2光源の一例であり、遠距離照明用の光を出射する。具体的には、ハイビーム用光源モジュール15は、ハイビーム形成用のLEDモジュールであって、自動車100の前方遠方領域を照射するときに点灯する。
ハイビーム用光源モジュール15は、白色光源であり、例えば青色光を発する青色LEDチップと黄色蛍光体とを用いて白色光を出射するB−Yタイプの白色LED光源である。あるいは、ハイビーム用光源モジュール15は、各々が青色光、赤色光及び緑色光を発する複数のLEDチップを用いて白色光を出射する白色LED光源などでもよい。
図3及び図5に示すように、ハイビーム用光源モジュール15は、ハイビーム用発光素子16と、ハイビーム用発光素子16が実装された基板17とを備える。ハイビーム用光源モジュール15は、SMD構造及びCOB構造のいずれでもよい。SMD構造及びCOB構造の詳細は、ロービーム用光源モジュール10の場合と同様である。
具体的には、図5に示すように、基板17が第2放熱部35の基台36に載置されて固定されている。なお、基板17と第2放熱部35との間には、放熱シリコーンなどの放熱部材が介在してもよい。本実施の形態では、ハイビーム用光源モジュール15は、光が前方に出射するように基板17が縦置き(垂直置き)で配置されている。つまり、ハイビーム用光源モジュール15(ハイビーム用発光素子16)の光軸はz軸と平行である。
ハイビーム用発光素子16は、ハイビーム用レンズ25を透過する光を発する。ハイビーム用発光素子16は、基板17を介して第2放熱部35に熱的に接続されている。
基板17は、放熱のための金属部(図示せず)を有している。基板17と金属部とは、例えば、接着剤によって接続されている。あるいは、金属部が基板17に(又は、その逆に)圧入されていてもよい。金属部は、例えば、銅などの熱伝導率の高い材料で形成されている。
本実施の形態では、基板17は、銅箔が貼り付けられたガラス不織布基材(FR−4)である。あるいは、基板17は、例えば、アルミナなどのセラミックスからなるセラミックス基板、樹脂からなる樹脂基板、又は、金属をベースとして絶縁被覆されたメタルベース基板などでもよい。また、基板17の平面視形状は、基板17が載置される第2放熱部35の載置面の形状に応じた形状である。
[ロービーム用レンズ]
ロービーム用レンズ20は、図5の太線の矢印で示すように、ロービーム用光源モジュール10から発せられた光を前方に出射する。具体的には、ロービーム用レンズ20は、ロービーム用光源モジュール10から発せられた光を通過させて前方に出射する投影レンズである。ロービーム用レンズ20は、図2A及び図5に示すように、前照灯1の下部の前方側に配置されている。
ロービーム用光源モジュール10から発せられた光の一部は、図5の太実線の矢印で示すように、リフレクタ40で前方側へと反射された後、ロービーム用レンズ20の入射面から入射し、ロービーム用レンズ20を通過して出射面から出射される。出射された光は、自動車100のロービーム照明領域(前方下方領域)に照射される。なお、入射面は、ロービーム用レンズ20の後方の平面であり、出射面は、ロービーム用レンズ20の前方の湾曲面(例えば、球面又は楕円球面)である。
本実施の形態では、ロービーム用レンズ20は、ロービーム用光源モジュール10及び第1シールド体50より前方に配置されている。また、ロービーム用レンズ20は、ハイビーム用レンズ25より前方に配置されている。具体的には、ロービーム用レンズ20は、ロービーム用レンズ20の入射面と、ハイビーム用レンズ25の出射面(前方の主面)とが略面一になるように配置されている。ロービーム用レンズ20は、例えば、ネジなどの締結部材によって、第1シールド体50(又は放熱体30)に固定されることで位置決めされる。
ロービーム用レンズ20は、例えば、アクリル(PMMA)、ポリカーボネート(PC)又は環状オレフィン系の樹脂などの透明樹脂を用いた射出成形などにより作製することができる。あるいは、ロービーム用レンズ20は、透光性を有するガラス材料を用いて形成されてもよい。
例えば、ロービーム用レンズ20は、球又は楕円球の一部である。具体的には、ロービーム用レンズ20は、下部分が球体を1/4に切った形状(1/4球)であり、上部分が1/4球からハイビーム用レンズ25の前方部分を除去した形状である。
[ハイビーム用レンズ]
ハイビーム用レンズ25は、図5の細線の矢印で示すように、ハイビーム用光源モジュール15から発せられた光を通過させて出射する投影レンズである。ハイビーム用レンズ25は、ロービーム用レンズ20の外周に沿って配置されている。具体的には、ハイビーム用レンズ25は、ロービーム用レンズ20の上部の外周に沿って配置されている。つまり、ハイビーム用レンズ25は、図2A及び図5に示すように、前照灯1の上部の前方側に配置されている。
本実施の形態では、ハイビーム用レンズ25は、3個のコリメートレンズが組み合わされて形成される。3個のコリメートレンズは、3個のハイビーム用発光素子16に一対一に対応して設けられ、各々に入射した光を平行光に変換する。具体的には、3個のコリメートレンズの各々は、前方に向かって径が拡大する円錐台形状を有する。小径部側にハイビーム用発光素子16がそれぞれ配置されている。
ハイビーム用レンズ25は、例えば、アクリル(PMMA)、ポリカーボネート(PC)又は環状オレフィン系の樹脂などの透明樹脂を用いた射出成形などにより作製することができる。あるいは、ハイビーム用レンズ25は、透光性を有するガラス材料を用いて形成されてもよい。
なお、本実施の形態では、ロービーム用レンズ20とハイビーム用レンズ25とは、別体で(別部品として)形成されているが、一体で(一部品として)形成されてもよい。また、ハイビーム用レンズ25は、3個のコリメートレンズが一体で形成されているが、別体で形成されてもよい。3個のコリメートレンズの配置、すなわち、3個のハイビーム用発光素子16の配置についても図示した例に限らない。
[放熱体]
放熱体30は、ロービーム用光源モジュール10及びハイビーム用光源モジュール15で発生する熱を外部(大気中)に放熱するための放熱部材である。放熱体30は、例えば、金属などの熱伝導率が高い材料を用いて形成される。具体的には、放熱体30は、アルミニウム合金を用いたアルミダイカスト製である。
図7は、本実施の形態に係る放熱体30を斜め後方上方から見たときの概観斜視図である。図2A〜図7に示すように、放熱体30は、第1放熱部31と、第2放熱部35とを備える。本実施の形態では、第1放熱部31と第2放熱部35とが一体に(一部品として)形成されている。
第1放熱部31は、ロービーム用光源モジュール10と熱的に接続されている。図2A、図2B及び図5に示すように、第1放熱部31は、リフレクタ40より下方に位置している。図4及び図7に示すように、第1放熱部31は、基台32と、複数のフィン33と、2つの第1貫通孔34とを有する。
基台32は、水平方向に延びる板状の部分であり、上面にロービーム用光源モジュール10が載置される。図4に示すように、基台32の上面視形状は、略矩形である。基台32の後方の中央部分にロービーム用光源モジュール10が載置される。基台32の前方部分には、第1シールド体50が固定される。
複数のフィン33は、基台32の下面に立設している。複数のフィン33は、互いに平行になるように各々が前後方向(z軸方向)に延設されている。なお、複数のフィン33の延設方向は、前後方向に限らず、左右方向(x軸方向)、又は、前後若しくは左右に交差する斜め方向でもよい。あるいは、複数のフィン33は、放射状に設けられてもよい。
本実施の形態では、第1放熱部31が複数のフィン33を備えるので、第1放熱部31と空気との接触面積を増やすことができる。図6に示すように、送風体70が生成した気流の一部(気流91)は、複数のフィン33の間を通過するので、複数のフィン33を効率良く空冷することができる。したがって、第1放熱部31を効率良く空冷することができる。なお、図6では、フィン33の形状を破線で示している。
第1貫通孔34は、送風体70が生成した気流の少なくとも一部を通過させるための通気口である。第1貫通孔34は、基台32を上下方向に貫通している。第1貫通孔34は、下面視において、複数のフィン33の間に設けられている。第1貫通孔34は、上面視において、送風体70と重複する位置に配置されている。
本実施の形態では、図4に示すように、2つの第1貫通孔34が設けられている。2つの第1貫通孔34の各々の平面視(上面視)形状は、略矩形である。なお、第1貫通孔34の形状、大きさ及び個数は、特に限定されない。
第2放熱部35は、ハイビーム用光源モジュール15と熱的に接続されている。図2A、図2B及び図5に示すように、第2放熱部35は、リフレクタ40より前方の位置に設けられている。図7に示すように、第2放熱部35は、基台36と、複数のフィン37とを有する。第2放熱部35には、背面側に通気路38が設けられている。本実施の形態では、第2放熱部35は、さらに、閉塞板39を有する。
基台36は、前後方向に直交する面(xy平面)に沿って設けられた板状の部分であり、前面にハイビーム用光源モジュール15が載置される。基台36の前面視形状は、略半円形である。
複数のフィン37は、基台36の背面に立設している。複数のフィン37は、互いに平行になるように各々が上下方向に延設されている。なお、複数のフィン37の延設方向は、上下方向でなくてもよく、上下方向に交差する斜め方向でもよい。あるいは、複数のフィン33は、放射状に設けられてもよい。
通気路38は、送風体70が生成した気流の少なくとも一部が上方向に通過する空間である。具体的には、通気路38は、複数のフィン37のうち隣り合う2つのフィン37の間の空間である。本実施の形態では、複数のフィン37が上下方向に延設されているので、通気路38もまた上下方向に延びている。
通気路38の下端は、図6に示すように、リフレクタ40の前端40aの下面(第2反射面42)より下方に位置している。これにより、図6に示すように、断面視において、リフレクタ40の前端40aと通気路38の下端との間には、気流が流れるための隙間が形成される。
閉塞板39は、通気路38の下端を塞ぐ板状の部分である。具体的には、図7に示すように、閉塞板39は、複数のフィン37の下端同士を接続するように設けられている。なお、閉塞板39は、第2放熱部35とは別体(別部品)で形成されてもよい。
本実施の形態では、閉塞板39は、上方に凸の湾曲板である。具体的には、閉塞板39の後端39bは、リフレクタ40の前端40aの正面視形状に沿った形状を有する。閉塞板39の後端39bは、前端39aより下方に位置している。具体的には、図5及び図6に示すように、断面視において、閉塞板39は、後端39bから前端39aにかけて上方に傾斜している。なお、閉塞板39の全体が傾斜していなくてもよく、閉塞板39の前端39aを含む前方部分は水平であり、後端39bを含む後方部分のみが下方に傾斜していてもよい。
[リフレクタ]
リフレクタ40は、図5に示すように、ロービーム用発光素子11が発する光を前方に反射する。さらに、リフレクタ40は、図6に示すように、第1貫通孔34を通過した気流90の少なくとも一部(具体的には、気流92)を第2放熱部35に向けて進行させる。つまり、本実施の形態では、リフレクタ40は、ロービーム用発光素子11が発する光と、送風体70が生成した気流92との両方を前方に向けて進行させる。
具体的には、リフレクタ40は、上面視において、第1貫通孔34に重複する位置に位置している。例えば、リフレクタ40は、ロービーム用光源モジュール10の上方に配置されている。
リフレクタ40は、ロービーム用光源モジュール10から上方に出射する光を前方斜め下方に反射させて、ロービーム用レンズ20に入射させるような光反射面(湾曲反射面)を有する。具体的には、リフレクタ40は、後端40bから前端40aにかけて上方に傾斜している。つまり、前端40aは、後端40bより上方に位置している。本実施の形態では、図5及び図6に示すように、前端40aは、リフレクタ40の最も第2放熱部35に近い部分であり、リフレクタ40の最上端でもある。後端40bは、リフレクタ40の最も第1放熱部31に近い部分である。
図5及び図6に示すように、リフレクタ40は、第1反射面41及び第2反射面42を有する。第1反射面41で反射された光(図5の太実線の矢印)は、ロービーム用レンズ20を透過して前方下方へ出射される。第2反射面42で反射された光(図5の太破線の矢印)は、さらに、第1シールド体50の反射面51で反射された後、ロービーム用レンズ20を透過して前方上方に拡がって出射される。
本実施の形態では、図6に示すように、リフレクタ40は、風路形成部43を有する。風路形成部43は、第1貫通孔34を通過した気流90の少なくとも一部(具体的には、気流92)を、第2放熱部35に向けて進行させる。風路形成部43は、後端43bから前端40aにかけて上方に傾斜している。
なお、本実施の形態では、風路形成部43の先端は、リフレクタ40の前端40aである。すなわち、風路形成部43は、リフレクタ40の前端40aを含む部分である。例えば、図6に示すように、風路形成部43の下面は、第2反射面42である。なお、風路形成部43の下面は、ロービーム用光源モジュール10からの光の反射に用いられなくてもよい。すなわち、風路形成部43の下面は、反射面として機能しなくてもよい。例えば、風路形成部43の前端40aの近傍の下面で反射された光は閉塞板39に当たって第1シールド体50の反射面51に向かわない場合があってもよい。
風路形成部43は、第1貫通孔34の前端34aより後方に位置している。すなわち、風路形成部43は、上面視において、第1貫通孔34と重複する位置に位置している。具体的には、図6に示すように、風路形成部43は、前端40aが第1貫通孔34の前端34aより前方に位置し、かつ、後端43bが第1貫通孔34の前端34aより後方に位置する。すなわち、風路形成部43は、第1貫通孔34の前端34aを跨ぐように設けられている。
なお、本実施の形態では、風路形成部43のみが気流92の進行方向を変更するのではない。例えば、リフレクタ40の第1反射面41が気流92を前方へ向けて進行させることもできる。
リフレクタ40は、例えば、放熱体30の第1放熱部31に固定されている。リフレクタ40は、例えば、耐熱樹脂を用いた樹脂成形によって形成され、その表面(少なくとも下面)に反射膜が形成されている。例えば、耐熱樹脂としては、ポリカーボネート(PC)などを用いることができる。あるいは、耐熱樹脂の代わりに、繊維強化プラスチック(FRP(Fiber Reinforced Plastic)又はBMC(Bulk Molding Compound))を用いてもよい。反射膜は、例えば、アルミ蒸着膜などの金属蒸着膜である。反射膜は、ロービーム用発光素子11が発した光を鏡面反射する。
[第1シールド体]
第1シールド体50は、リフレクタ40によって反射された光の一部を遮る遮光部材の一例である。具体的には、第1シールド体50は、ロービーム用光源モジュール10から出射された光の一部を遮ることによって、所定の明暗境界であるカットオフラインを形成するための構造体である。
第1シールド体50は、リフレクタ40とロービーム用レンズ20との間に配置されている。具体的には、第1シールド体50は、第1放熱部31より前方に配置され、枠体80との間にロービーム用レンズ20を挟んでいる。
第1シールド体50は、図3及び図5に示すように、反射面51を有する。反射面51は、図5の太破線の矢印で示すように、リフレクタ40の第2反射面42によって反射された光をロービーム用レンズ20に向けて進行させる。反射面51は、例えば、すり鉢状に湾曲した形状を有する。
第1シールド体50は、例えば、リフレクタ40と同様に、耐熱樹脂又は繊維強化プラスチックなどを用いて形成されている。第1シールド体50の表面には、アルミ蒸着膜などの反射膜が形成されている。なお、反射膜は、第1シールド体50の表面全体に形成されていなくてもよく、例えば、カットオフラインを形成する部分及び反射面51のみに形成されてもよい。
なお、第1シールド体50は、樹脂製ではなく、金属製でもよい。例えば、第1シールド体50は、アルミニウム製の板金を加工することで形成されてもよい。また、第1シールド体50は、放熱体30と一体(一部品として)に形成されてもよい。
[第2シールド体]
第2シールド体60は、ロービーム用光源モジュール10から発せられた光の一部を遮る遮光部材の一例である。具体的には、第2シールド体60は、ハイビーム用レンズ25の下面を覆うように配置されている。これにより、第2シールド体60は、図5の二点鎖線の矢印で示すように、ロービーム用光源モジュール10が発した光がハイビーム用レンズ25に入射するのを防止することができる。
第2シールド体60は、例えば、遮光性の樹脂材料又は金属材料から形成される。なお、図5に示す例では、第2シールド体60の下面が光を反射する例について示したが、これに限らない。第2シールド体60は、入射した光を吸収してもよい。
[送風体]
送風体70は、第1放熱部31に向けて気流を生成する。送風体70は、例えば、冷却ファンである。送風体70は、回転可能な1以上の羽根を有し、当該1以上の羽根が回転することで、気流を生成する。気流の経路については、後で説明する。なお、図5及び図6などの断面図においては、送風体70を模式化して示している。
送風体70は、第1貫通孔34を介して反射体40に対向する位置に配置されている。具体的には、送風体70は、第1放熱部31の下方に配置され、フィン33の下端に固定されている。
[枠体]
枠体80は、ロービーム用レンズ20を第1シールド体50との間で挟んで支持する。枠体80は、前面視において略円環状の枠体である。枠体80の外周が、前照灯1の前面視における外形に略一致する。言い換えると、前照灯1が備える各構成部材は、前面視において、枠体80の外周に収まるように配置されている。なお、放熱体30のフィンの一部及び送風体70などは、枠体80からはみ出ていてもよい。
枠体80は、例えば、樹脂材料から形成されるが、これに限定されない。枠体80は、金属材料から形成されてもよい。
[気流]
続いて、本実施の形態に係る送風体70が生成する気流90の経路について、図6を用いて説明する。
図6に示すように、送風体70は、第1放熱部31の下方に配置されており、第1放熱部31に向けて気流90を生成する。気流90は、第1放熱部31の複数のフィン33の間を通過する。気流90の一部(気流91)は、基台32の下面に当たって複数のフィン33の間を前後方向に進行する。気流90の別の一部(気流92)は、基台32に設けられた第1貫通孔34を通過して、リフレクタ40の風路形成部43に当たる。
風路形成部43は、後端43bから前端40aにかけて上方に傾斜しているので、下方から当たった気流92を前方に向けて進行させる。このとき、第2放熱部35に設けられた通気路38の下端は、リフレクタ40の前端40aの下面より下方に位置しているので、前方に進行した気流92は、通気路38の下部から通気路38内を上方に進行する。
また、通気路38の下端には閉塞板39が設けられているので、通気路38内に入った気流92は、閉塞板39に当たって上方へ向かって進行する。このとき、閉塞板39は、後端39bから前端39aにかけて上方に傾斜しているので、気流92は、より上方へ向けて進行しやすくなる。
以上のように、送風体70が生成した気流90は、第1放熱部31のフィン33の間と第2放熱部35のフィン37の間とを通過するので、第1放熱部31と第2放熱部35との両方を空冷することができる。
[効果など]
以上のように、本実施の形態に係る前照灯1は、光を前方に出射する前照灯であって、ロービーム用光源モジュール10と、ロービーム用光源モジュール10と熱的に接続された第1放熱部31と、ロービーム用光源モジュール10の上方に配置され、ロービーム用光源モジュール10が発した光を前方に反射するリフレクタ40と、第1放熱部31に向けて気流90を生成する送風体70と、ハイビーム用光源モジュール15と、リフレクタ40より前方の位置に設けられ、ハイビーム用光源モジュール15と熱的に接続された第2放熱部35とを備え、第1放熱部31には、気流90の少なくとも一部を通過させるための、上下方向に貫通する第1貫通孔34が設けられ、送風体70は、第1貫通孔34を介してリフレクタ40に対向する位置に配置され、リフレクタ40は、第1貫通孔34を通過した気流90の少なくとも一部を、第2放熱部35に向けて進行させる。また、例えば、本実施の形態に係る自動車100は、前照灯1と、前照灯1が前方部分に取り付けられた車体110とを備える。
これにより、送風体70が第1放熱部31に向けて気流90を生成するので、第1放熱部31を空冷することができる。さらに、送風体70は、第1貫通孔34を介してリフレクタ40と対向する位置に配置されているので、送風体70が生成した気流90の少なくとも一部(気流92)は、第1貫通孔34を介してリフレクタ40に向かって進行する。リフレクタ40が気流92を第2放熱部35に向けて進行させるので、第2放熱部35を空冷することができる。
このように、送風体70が第1放熱部31及び第2放熱部35の両方を空冷することができるので、高い放熱効果を有する前照灯1を実現することができる。したがって、第1放熱部31及び第2放熱部35の各々を空冷するための複数の送風体を備えなくてもよい。また、光を反射するリフレクタ40を気流の進行方向の変換にも利用するので、気流の進行方向の変換のための新たな構成部材を必要としない。これにより、前照灯1を小型化かつ軽量化することができる。
また、例えば、リフレクタ40は、上面視において第1貫通孔34に重複する位置に位置し、かつ、後端40bから前端40aにかけて上方に傾斜している。
これにより、リフレクタ40は、ロービーム用光源モジュール10が出射する光だけでなく、第1貫通孔34を通過した気流92を効率良く前方に向けて進行させることができる。したがって、リフレクタ40より前方に位置する第2放熱部35を効率良く空冷することができる。
また、例えば、第2放熱部35には、背面側に、気流90の少なくとも一部が上方向に通過する通気路38が設けられており、通気路38の下端は、リフレクタ40の前端40aの下面より下方に位置している。
このように、第2放熱部35の背面側には通気路38が設けられているので、通気路38を通過する気流92によって効率良く第2放熱部35を空冷することができる。
また、例えば、さらに、通気路38の下端を塞ぐ閉塞板39を備える。
このように、通気路38の下端には閉塞板39が設けられているので、通気路38に流れる気流92は、上方へ向けて通気路38を進行する。これにより、第2放熱部35を効率良く空冷することができる。
また、例えば、閉塞板39の後端39bは、閉塞板39の前端39aより下方に位置している。
このように、閉塞板39の後端39bが前端39aより下方に位置しているので、リフレクタ40によって進行方向が変えられた気流92が通気路38に入りやすくなる。これにより、第2放熱部35を効率良く空冷することができる。
また、例えば、第2放熱部35は、背面側に設けられた複数のフィンであって、各々が上下方向に延びる複数のフィン37を有し、通気路38は、複数のフィン37のうち隣り合う2つのフィンの間の空間である。
これにより、第2放熱部35が複数のフィン37を備えることで、第2放熱部35と空気との接触面積を増やすことができる。このとき、隣り合うフィン37の間を気流92が流れるので、複数のフィン37を効率良く空冷することができる。したがって、第2放熱部35をより効率良く空冷することができる。
また、例えば、リフレクタ40は、第1貫通孔34を通過した気流90の少なくとも一部を、第2放熱部35に向けて進行させる風路形成部43を有し、風路形成部43は、後端43bから前端40aにかけて上方に傾斜している。
このように、リフレクタ40が風路形成部43を備えるので、第1貫通孔34を通過した気流92を効率良く前方に向けて進行させることができる。したがって、リフレクタ40より前方に位置する第2放熱部35を効率良く空冷することができる。
また、例えば、風路形成部43は、第1貫通孔34の前端34aより後方に位置している。
これにより、第1貫通孔34を通過した気流92が風路形成部43に当たりやすくなるので、当たった気流92を効率良く前方に向けて進行させることができる。したがって、リフレクタ40より前方に位置する第2放熱部35を効率良く空冷することができる。
(実施の形態2)
続いて、実施の形態2に係る前照灯について説明する。
図8A及び図8Bはそれぞれ、本実施の形態に係る前照灯200を斜め前方上方及び斜め後方上方から見たときの概観斜視図である。図9は、本実施の形態に係る前照灯200の断面図である。具体的には、図9は、リフレクタ40を通る水平面に平行な断面(xz断面)であって、前照灯200を上方から見たときの断面を示している。
図10は、図9のX−X線における本実施の形態に係る前照灯1の端面図である。図10は、さらに、前照灯1の送風体70が生成する気流90の経路を実線の矢印で示している。図11は、図9のXI−XI線における本実施の形態に係る前照灯1の端面図である。図11は、さらに、送風体70が生成する気流90の経路を実線の矢印で示している。
本実施の形態に係る前照灯200は、図8Aに示すように、前方部分に設けられたロービーム用レンズ20及びハイビーム用レンズ25を介して光を前方に投影する投影型の前照灯である。また、前照灯200は、図8Bに示すように、放熱体230の下方に送風体70を備えることで、放熱体230の放熱効果を高めている。
本実施の形態に係る前照灯200は、実施の形態1に係る前照灯1と比較して、放熱体30の代わりに放熱体230を備える点が異なっている。具体的には、放熱体230の第1放熱部231には、第1貫通孔234aだけでなく、第2貫通孔234bが設けられている。他の構成については、実施の形態1と同じであるので、以下では説明を省略又は簡略化する。
[放熱体]
図12は、本実施の形態に係る放熱体230を斜め後方上方から見たときの概観斜視図である。図8A〜図12に示すように、放熱体230は、第1放熱部231を備える。図8A及び図8Bに示すように、第1放熱部231は、基台232と、複数のフィン33とを有する。さらに、図9に示すように、第1放熱部231には、4つの第1貫通孔234aと、2つの第2貫通孔234bとが設けられている。
基台232は、水平方向に延びる板状の部分であり、上面にロービーム用光源モジュール10が載置される。基台232は、実施の形態1に係る基台32と略同じであり、設けられた貫通孔の大きさ、形状及び位置などが異なっている。具体的には、基台232には、4つの第1貫通孔234aと2つの第2貫通孔234bとが設けられている。
第1貫通孔234aは、送風体70が生成した気流90の少なくとも一部を通過させるための通気口である。第1貫通孔234aは、基台232を上下方向に貫通している。図9に示すように、第1貫通孔234aの上面視形状は、略矩形である。本実施の形態では、4つの第1貫通孔234aは、ロービーム用光源モジュール10の前方部分に左右方向(x軸方向)に並んで配置されている。4つの第1貫通孔234aはそれぞれ、下面視において、複数のフィン33の間に設けられている。
第2貫通孔234bは、送風体70が生成した気流90の一部を通過させるための通気口である。第2貫通孔234bは、基台232を上下方向に貫通している。図9に示すように、第2貫通孔234bの上面視形状は、大きさの異なる2つの略矩形が各々の一辺を共通として合わさった形状であるが、これに限定されない。
本実施の形態では、2つの第2貫通孔234bは、第1貫通孔234aより前方の位置に設けられている。2つの第2貫通孔234bは、上面視において第2放熱部35と重複する位置に位置している。具体的には、2つの第2貫通孔234bは、第1シールド体50の左右方向(x軸方向)における外側に配置されている。
[回路収納部]
本実施の形態では、図10に示すように、前照灯1は、さらに、回路収納部290を備える。回路収納部290は、第1貫通孔234aよりも前方の位置に設けられている。回路収納部290は、例えば、ロービーム用光源モジュール10及びハイビーム用光源モジュール15の点灯及び消灯を制御する点灯回路などを収納する。
回路収納部290は、例えば、放熱体230と同様に、熱伝導率の高いアルミニウムなどの金属材料から形成される。なお、回路収納部290は、放熱体230と一体で(一部品として)形成されてもよい。
[気流]
続いて、本実施の形態に係る送風体70が生成する気流90の経路について、図10及び図11を用いて説明する。
図10に示すように、送風体70が第1放熱部231の下方に配置されており、第1放熱部231に向けて気流90を生成する。気流90は、第1放熱部231の複数のフィン33の間を通過する。気流の一部(気流91及び93)は、基台232の下面に当って複数のフィン33の間を前後方向に進行する。送風体70が生成した気流90の一部(気流92)は、第1貫通孔234aを通過してリフレクタ40の風路形成部43に当たる。気流92については、実施の形態1と同様である。
なお、本実施の形態に係る前照灯200によれば、実施の形態1に係る前照灯1に比べて、4つの第1貫通孔234aの合計の開口面積が大きいので、送風体70が生成した気流90の多くをリフレクタ40に向けて流すことができる。これにより、第2放熱部35の放熱効果をより高めることができる。
送風体70が生成した気流90のうちフィン33の間を前方に流れた気流93は、図11に示すように、第2貫通孔234bを上方に通過する。第2貫通孔234bを上方へ向かって通過した気流93は、閉塞板39に当たるので、閉塞板39を空冷することができる。さらに、図10に示すように、気流93は、気流92と合流して通気路38を流れることで、複数のフィン33を空冷することができる。
また、図10に示すように、送風体70が生成した気流90の一部(気流93)は、回路収納部290に沿って流れることで、回路収納部290の放熱効果を高めることができる。これにより、回路収納部290に収納された点灯回路などが発生する熱を効率良く放熱することができる。
[効果]
以上のように、本実施の形態に係る前照灯200では、第1貫通孔234aよりも前方の位置に設けられた回路収納部290を備える。
これにより、送風体70は、第1放熱部231及び第2放熱部35だけでなく、回路収納部290に収納された点灯回路も空冷することができる。したがって、放熱効果を一層高めることができる。
また、例えば、第1放熱部31には、さらに、第1貫通孔34より前方の位置で上下方向に貫通する第2貫通孔234bが設けられ、第2貫通孔234bは、上面視において第2放熱部35と重複する位置に位置している。
これにより、送風体70が生成した気流のうち前方へ進んだ気流が第2貫通孔234bを通過する。第2貫通孔234bを通過した気流は、そのまま上方へ進むので、第2貫通孔234bの上方に位置する第2放熱部35を空冷することができる。したがって、放熱効果をより一層高めることができる。
(その他)
以上、本発明に係る前照灯及び移動体について、実施の形態1及び2に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記の実施の形態では、第1放熱部31と第2放熱部35とが一体に(一部品として)構成されている例について示したが、第1放熱部31と第2放熱部35とは、別体で構成されていてもよい。例えば、第1放熱部31と第2放熱部35は、互いに、ネジなどの締結部材によって固定されてもよい。
また、例えば、上記の実施の形態では、リフレクタ40の前端40aが第2放熱部35のフィン37より後方に位置する例について示したが、これに限らない。例えば、リフレクタ40の前端40aは、フィン37に接触していてもよく、あるいは、複数のフィン37の間、すなわち、通気路38内に位置してもよい。これにより、気流92をより確実に通気路38内を通過させることができる。
また、例えば、第2放熱部35が閉塞板39を備えていなくてもよい。例えば、実施の形態2では、閉塞板39が設けられていない場合、第2貫通孔234bを通過した気流93が通気路38の下端から通気路38を上方へ向かって通過することができる。これにより、第2放熱部35の放熱効果をより高めることができる。
また、例えば、第1放熱部31及び第2放熱部35の各々がフィン33及びフィン37を備えなくてもよい。例えば、第1放熱部31及び第2放熱部35は、ブロック状の金属材料でもよい。この場合、通気路38は、当該金属材料を貫通する貫通孔でもよい。
また、例えば、上記の実施の形態では、自動車100が2つの前照灯1を備える例について示したが、これに限らない。例えば、自動車100は、車体110の左右に2つずつの前照灯1を備えてもよい。すなわち、自動車100は、3つ以上の前照灯1を備えてもよく、あるいは、1つのみの前照灯1を備えてもよい。
また、例えば、上記の実施の形態では、前照灯1は、ロービーム及びハイビームを照射する前照灯を例に示したが、フォグランプ又はDRL(Daytime Running Light)でもよい。この場合、前照灯1は、ロービーム用光源モジュール10及びハイビーム用光源モジュール15の代わりに、例えば、同じ領域を照射する複数の光源モジュールを第1光源及び第2光源として備えてもよい。
また、例えば、上記の実施の形態では、発光素子の一例としてLEDを示したが、半導体レーザなどのレーザ素子、有機EL(Electro Luminescence)又は無機EL素子などの発光素子を用いてもよい。
また、例えば、上記の実施の形態では、移動体の一例として自動車100を示したが、これに限定されない。移動体は、二輪自動車などでもよい。
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
1、200 前照灯
10 ロービーム用光源モジュール(第1光源)
15 ハイビーム用光源モジュール(第2光源)
31、231 第1放熱部(第1放熱体)
34、234a 第1貫通孔
34a 前端
35 第2放熱部(第2放熱体)
37 フィン
38 通気路
39 閉塞板
39a 前端
39b 後端
40 リフレクタ(反射体)
40a 前端
40b 後端
43 風路形成部
43b 後端
70 送風体
90、91、92、93 気流
100 自動車(移動体)
110 車体
234b 第2貫通孔
290 回路収納部

Claims (11)

  1. 光を前方に出射する前照灯であって、
    第1光源と、
    前記第1光源と熱的に接続された第1放熱体と、
    前記第1光源の上方に配置され、前記第1光源が発した光を前記前方に反射する反射体と、
    前記第1放熱体に向けて気流を生成する送風体と、
    第2光源と、
    前記反射体より前記前方の位置に設けられ、前記第2光源と熱的に接続された第2放熱体とを備え、
    前記第1放熱体には、前記気流の少なくとも一部を通過させるための、上下方向に貫通する第1貫通孔が設けられ、
    前記送風体は、前記第1貫通孔を介して前記反射体に対向する位置に配置され、
    前記反射体は、前記第1貫通孔を通過した前記気流の少なくとも一部を、前記第2放熱体に向けて進行させる
    前照灯。
  2. 前記反射体は、上面視において前記第1貫通孔に重複する位置に位置し、かつ、後端から前端にかけて上方に傾斜している
    請求項1に記載の前照灯。
  3. 前記第2放熱体には、背面側に、前記気流の少なくとも一部が上方向に通過する通気路が設けられており、
    前記通気路の下端は、前記反射体の前端の下面より下方に位置している
    請求項2に記載の前照灯。
  4. さらに、前記通気路の下端を塞ぐ閉塞板を備える
    請求項3に記載の前照灯。
  5. 前記閉塞板の後端は、前記閉塞板の前端より下方に位置している
    請求項4に記載の前照灯。
  6. 前記第2放熱体は、背面側に設けられた複数のフィンであって、各々が上下方向に延びる複数のフィンを有し、
    前記通気路は、前記複数のフィンのうち隣り合う2つのフィンの間の空間である
    請求項3〜5のいずれか1項に記載の前照灯。
  7. 前記反射体は、前記第1貫通孔を通過した前記気流の少なくとも一部を、前記第2放熱体に向けて進行させる風路形成部を有し、
    前記風路形成部は、後端から前端にかけて上方に傾斜している
    請求項1〜6のいずれか1項に記載の前照灯。
  8. 前記風路形成部は、前記第1貫通孔の前端より後方に位置している
    請求項7に記載の前照灯。
  9. さらに、
    前記第1貫通孔よりも前記前方の位置に設けられた回路収納部を備える
    請求項1〜8のいずれか1項に記載の前照灯。
  10. 前記第1放熱体には、さらに、前記第1貫通孔より前記前方の位置で上下方向に貫通する第2貫通孔が設けられ、
    前記第2貫通孔は、上面視において前記第2放熱体と重複する位置に位置している
    請求項1〜9のいずれか1項に記載の前照灯。
  11. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の前照灯と、
    前記前照灯が前方部分に取り付けられた車体とを備える
    移動体。
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