JP4232725B2 - Projector-type vehicle headlamp unit - Google Patents

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JP4232725B2 JP2004298811A JP2004298811A JP4232725B2 JP 4232725 B2 JP4232725 B2 JP 4232725B2 JP 2004298811 A JP2004298811 A JP 2004298811A JP 2004298811 A JP2004298811 A JP 2004298811A JP 4232725 B2 JP4232725 B2 JP 4232725B2
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Description

本発明は、ランプハウジング内に、1個あるいは複数個を組み付けることによりヘッドランプを構成することができる、LED(発光ダイオード)を光源として用いたプロジェクタ型車両用前照灯ユニットに関する。   The present invention relates to a projector-type vehicle headlamp unit using an LED (light-emitting diode) as a light source, which can constitute a headlamp by assembling one or a plurality of lamps into a lamp housing.
図10は、この種のプロジェクタ型車両用前照灯ユニット100を示す(例えば、特許文献1参照)。このユニット100は、凹面鏡として形成されるリフレクタ50と、このリフレクタ50の第1焦点の近傍に設けられる光源バルブ51と、光源バルブ51から出射してリフレクタ50で反射された光束をほぼ平行な光束に調光して灯具前方に出射する凸レンズ52とを備えて大略構成されている。   FIG. 10 shows this type of projector-type vehicle headlamp unit 100 (see, for example, Patent Document 1). The unit 100 includes a reflector 50 formed as a concave mirror, a light source bulb 51 provided in the vicinity of the first focal point of the reflector 50, and a light beam emitted from the light source bulb 51 and reflected by the reflector 50. And a convex lens 52 that emits light to the front of the lamp.
詳しくは、ユニット100は、光源バルブ51と凸レンズ52との間にシェード53が設けられており、このシェード53によりすれ違い用のビームとして好適なカットラインを有する配光パターンを得ることができる。   Specifically, the unit 100 is provided with a shade 53 between the light source bulb 51 and the convex lens 52, and the shade 53 can obtain a light distribution pattern having a cut line suitable as a passing beam.
光源バルブ51は、そのフィラメントをリフレクタ50の第1焦点に位置させると共に、その電気接続部を筒状開口部50aに嵌着して取り付けられている。リフレクタ50の開放端にはフレーム54が取り付けられており、フレーム54には凸レンズ52が固着されると共に、シェード53を支承している。   The light source bulb 51 is attached by positioning the filament at the first focal point of the reflector 50 and fitting the electrical connection portion to the cylindrical opening 50a. A frame 54 is attached to the open end of the reflector 50, and a convex lens 52 is fixed to the frame 54 and a shade 53 is supported.
さらにユニット100は、図11に示すように、リフレクタ50の光源バルブ51の装着用の筒状開口部50aに直近の上方に換気用の透孔50bが、同じく直近の下方に換気用の透孔50cがそれぞれ設けられている。   Further, as shown in FIG. 11, the unit 100 has a ventilation through hole 50b immediately above the cylindrical opening 50a for mounting the light source bulb 51 of the reflector 50, and a ventilation through hole similarly below. 50c is provided.
そしてユニット100は、点灯時光源バルブ51の周辺が高温になるが、その熱はこれら透孔50b、50c間で生じる熱対流により放熱されるので、光源バルブ51の周辺の昇温が抑制される。
実願平4−76322号(実開平6−41010号)のマイクロフィルム
In the unit 100, the temperature around the light source bulb 51 is high during lighting, but the heat is dissipated by the heat convection generated between the through holes 50b and 50c, so that the temperature rise around the light source bulb 51 is suppressed. .
Microfilm of Japanese Utility Model No. 4-76322 (Japanese Utility Model Application No. 6-41010)
このプロジェクタ型車両用前照灯ユニット100は、例えば、リフレクタ50がアルミ蒸着板、樹脂、あるいは鉄板で形成されており、凸レンズ52がガラスで形成されており、シェード53がアルミ蒸着板、あるいは鉄板で形成されており、フレーム54がアルミ蒸着板で形成されている。   In the projector-type vehicle headlamp unit 100, for example, the reflector 50 is formed of an aluminum vapor-deposited plate, resin, or iron plate, the convex lens 52 is formed of glass, and the shade 53 is an aluminum vapor-deposited plate or iron plate. The frame 54 is formed of an aluminum vapor deposition plate.
このように、ユニット100は、各部品に使われている材料が異なるため、各部品を別々に作り、これら複数の部品を組み付ける必要があるが、精度を必要としている光軸方向の各部品間の光学的位置関係が、アッシ(Assy)バラツキや部品寸法バラツキにより、設計値通りになりぬくく、ひいては配光性能についてのバラツキが大きくなる、という課題を有している。   As described above, since the material used for each part of the unit 100 is different, it is necessary to make each part separately and to assemble these parts, but between the parts in the optical axis direction that requires accuracy. The optical positional relationship is not as designed due to variations in assembly (Assy) and component dimensions, and as a result, there is a problem that variations in light distribution performance increase.
また、ユニット100は、部品点数が多く、これにより部品管理が煩雑で、組み付け工数も増大し、ひいてはコスト高を招く、という課題を有している。   Further, the unit 100 has a problem that it has a large number of parts, which complicates parts management, increases the number of assembling steps, and leads to high costs.
さらには、ユニット100は、リフレクタ50の中央部付近に換気用の透孔50b、50cが設けられていることに起因して反射性能が低下し、ひいては配光パターン中央部のホットゾーンの照度が低下する、という課題をも有している。   Further, the unit 100 has a low reflection performance due to the ventilation holes 50b and 50c provided near the center of the reflector 50, and the illuminance of the hot zone at the center of the light distribution pattern is reduced. It also has the problem of being reduced.
そこで、本発明は、各部品間の光学的位置関係を精度良く設定することができると共に、部品点数の削減をも図ることができ、かつ優れた放熱効果により換気用の透孔を不要にすることによりリフレクタの反射性能を最大限発揮して配光パターンのホットゾーンの充分な照度を得ることが可能なプロジェクタ型車両用灯具を提供することを目的としている。   Therefore, the present invention can set the optical positional relationship between the components with high accuracy, can reduce the number of components, and eliminates the need for ventilation holes due to the excellent heat dissipation effect. Accordingly, an object of the present invention is to provide a projector-type vehicular lamp capable of maximizing the reflection performance of a reflector and obtaining sufficient illuminance in a hot zone of a light distribution pattern.
前記した目的を達成するため、請求項1記載の発明は、光源としてのLEDの光をリフレクタで反射させた後、凸レンズを介して前方へ出射させるようにしたプロジェクタ型車両用前照灯ユニットであって、
前記リフレクタは、前記凸レンズの光軸の上側に配設される上部ケーシングの後部内側に、回転楕円曲面あるいは回転楕円を基本にした自由曲面として前部および下部を開放して形成される第1反射面を有して構成されており、
前記上部ケーシングに結合される下部ケーシングは、前部に前記凸レンズの下側部分を支持する下部レンズホルダを有すると共に、後部に前記LEDを固着する光源取付ベースを有し、かつ前記光源取付ベースを含む下面に放熱手段を有して、全体がダイカストにより一体形成されて構成されており、
前記LEDは、その発光部を前記第1反射面に対向させて前記光源取付ベースに固着されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a projector-type vehicle headlamp unit in which light of an LED as a light source is reflected by a reflector and then emitted forward through a convex lens. There,
The reflector is formed in the rear inner side of the upper casing disposed above the optical axis of the convex lens, with a front ellipse and a lower part being opened as a spheroidal curved surface or a free curved surface based on a rotational ellipse. With a surface,
The lower casing coupled to the upper casing has a lower lens holder for supporting the lower portion of the convex lens at the front, a light source mounting base for fixing the LED at the rear, and the light source mounting base. It has a heat dissipating means on the lower surface, and the whole is integrally formed by die casting.
The LED is fixed to the light source mounting base with its light emitting portion facing the first reflecting surface.
このため、請求項1記載の発明では、LEDの光は、上部ケーシングの後部側に形成されるリフレクタの第1反射面に向かって出射し、第1反射面で反射されて第1反射面の第2焦点付近に集束した後凸レンズに達し、凸レンズを介して前方に適宜の配光パターンを投影する。   Therefore, according to the first aspect of the present invention, the light from the LED is emitted toward the first reflecting surface of the reflector formed on the rear side of the upper casing, reflected by the first reflecting surface, and reflected from the first reflecting surface. It reaches the rear convex lens focused near the second focal point, and projects an appropriate light distribution pattern forward through the convex lens.
また、下部ケーシングは、前部に凸レンズを支持する下部レンズホルダを有すると共に、後部にLEDを固着する光源取付ベースを有し、かつ光源取付ベースを含む下面に放熱手段を有して、全体がダイカストにより一体形成されて構成されるので、光学的に位置関係の重要な凸レンズ、およびLEDの相対的な位置を精度良く設定することができる。   The lower casing has a lower lens holder for supporting the convex lens at the front part, a light source mounting base for fixing the LED at the rear part, and a heat radiating means on the lower surface including the light source mounting base. Since it is integrally formed by die casting, it is possible to accurately set the relative positions of the convex lens and the LED that are optically important in positional relationship.
また、下部ケーシングは、全体がダイカストにより一体形成されているので、その全体が伝熱構造となっている。   Further, since the entire lower casing is integrally formed by die casting, the entire lower casing has a heat transfer structure.
そして下部ケーシングには、光源取付ベースおよび放熱手段がダイカストにより一体形成されているので、光源取付ベースにLEDを固着することにより、LEDから放出される熱エネルギーは、下部ケーシングの全体に伝熱されると共に、その大部分が放熱手段により外方へ放出される。   Since the light source mounting base and the heat radiating means are integrally formed in the lower casing by die casting, the heat energy released from the LED is transferred to the entire lower casing by fixing the LED to the light source mounting base. At the same time, most of it is discharged outward by the heat dissipation means.
また、下部ケーシングには、下部レンズホルダがダイカストにより一体形成されているので、LEDから放出される熱エネルギーは、凸レンズの支持部位である下部ケーシングの先端部分にも伝熱し、かつ放出される。   In addition, since the lower lens holder is integrally formed in the lower casing by die casting, the heat energy released from the LED is also transferred to and released from the tip of the lower casing, which is the support portion of the convex lens.
また、この下部ケーシングの放熱作用により、従来必要とした換気用の透孔を主リフレクタに形成することを不要にすることができ、これにより主リフレクタの反射性能を最大限発揮することができる。   In addition, the heat dissipation action of the lower casing makes it unnecessary to form ventilation holes in the main reflector, which has been required in the prior art, and thereby maximizes the reflection performance of the main reflector.
また、請求項2記載の発明は、請求項1に記載のプロジェクタ型車両用前照灯ユニットであって、
前記上部ケーシングは、前部に前記凸レンズの上側部分を支持する上部レンズホルダを有して、全体が樹脂により一体形成されて構成されていることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the projector-type vehicle headlamp unit according to claim 1,
The upper casing includes an upper lens holder that supports an upper portion of the convex lens at a front portion, and is configured to be integrally formed of resin as a whole.
このため、請求項2記載の発明では、上部ケーシングは、前部に凸レンズを支持する上部レンズホルダを有して、全体が樹脂により一体形成されて構成されると共に下部ケーシングに結合されるので、光学的に位置関係の重要な凸レンズ、LED、および第1反射面の相対的な位置を精度良く設定することができる。   For this reason, in the invention according to claim 2, the upper casing has an upper lens holder that supports the convex lens in the front portion, and is configured to be integrally formed of resin and coupled to the lower casing. It is possible to accurately set the relative positions of the convex lens, the LED, and the first reflecting surface, which are important in optical positional relationship.
また、LEDは、樹脂製の上部ケーシングで覆われることになるので、太陽の直射光を避けることができる。   Moreover, since LED is covered with resin-made upper casings, it is possible to avoid direct sunlight.
また、請求項3記載の発明は、請求項1または2に記載のプロジェクタ型車両用前照灯ユニットであって、
該前照灯ユニットは、前記凸レンズの光軸に沿う前記放熱手段よりも前側部分を介してランプハウジングに取り付けられることを特徴とする。
The invention described in claim 3 is the projector-type vehicle headlamp unit according to claim 1 or 2,
The headlamp unit is attached to the lamp housing via a front side portion of the heat radiating means along the optical axis of the convex lens.
このため、請求項3記載の発明では、前照灯ユニットは、放熱手段の設置部位がランプハウジングへの取付部位よりも後方に位置するように取り付けられる。   For this reason, in the invention according to claim 3, the headlamp unit is mounted such that the installation portion of the heat dissipating means is located behind the attachment portion to the lamp housing.
請求項1記載の発明によれば、下部レンズホルダ、光源取付ベース、放熱手段、および副リフレクタを含む全体が、ダイカストにより一体形成されて下部ケーシングを構成しているので、凸レンズ、LED、第2反射面、およびシェードの各部品間の光学的位置関係を精度良く設定することができるので、高度の光学的品質を有する前照灯ユニットを安定して得ることができると共に、部品点数の削減をも図ることができ、かつ下部ケーシングの全体が伝熱構造となって優れた放熱効果を奏することができる。   According to the first aspect of the present invention, the entire structure including the lower lens holder, the light source mounting base, the heat radiating means, and the sub-reflector is integrally formed by die casting to form the lower casing. Since the optical positional relationship between each component of the reflecting surface and the shade can be set with high accuracy, a headlamp unit having high optical quality can be stably obtained, and the number of components can be reduced. In addition, the entire lower casing has a heat transfer structure, and an excellent heat dissipation effect can be achieved.
また、請求項1記載の発明によれば、下部ケーシングの優れた放熱効果により主リフレクタに換気用の透孔を設ける必要がないので、主リフレクタの反射性能を最大限発揮することができるので、得られる配光パターン中のホットゾーンは充分な照度を得ることができる。   In addition, according to the invention of claim 1, since it is not necessary to provide a ventilation hole in the main reflector due to the excellent heat dissipation effect of the lower casing, it is possible to maximize the reflection performance of the main reflector, The hot zone in the obtained light distribution pattern can obtain sufficient illuminance.
さらに、請求項1記載の発明によれば、LEDから放出される熱エネルギーは、凸レンズの支持部位である下部ケーシングの先端部分にも伝熱し、かつ放出されるので、寒冷地における前照灯のアウターレンズが凍るのを防止できる。   Further, according to the first aspect of the present invention, the heat energy emitted from the LED is also transferred to the tip of the lower casing, which is the support part of the convex lens, and is released, so that the headlamp in the cold region The outer lens can be prevented from freezing.
請求項2記載の発明によれば、主リフレクタ、および上部レンズホルダを含む全体が樹脂により一体形成されて、下部ケーシングに結合される上部ケーシングを構成しているので、光学的に位置関係の重要な凸レンズ、LED、第2反射面、シェード、および第1反射面の相対的な位置を精度良く設定することができ、これにより請求項1記載の発明の効果に加えて、高度の光学的品質を有する前照灯ユニットを一層安定して得ることができる。   According to the second aspect of the present invention, since the entire structure including the main reflector and the upper lens holder is integrally formed of resin and constitutes the upper casing coupled to the lower casing, the optical positional relationship is important. The relative positions of the convex lens, the LED, the second reflecting surface, the shade, and the first reflecting surface can be set with high accuracy, thereby achieving high optical quality in addition to the effect of the invention of claim 1. The headlamp unit having the above can be obtained more stably.
また、請求項2記載の発明によれば、LEDは、樹脂製の上部ケーシングで覆われることになるので、太陽の直射光(特に夏期における)を避けることができ、これによりLEDの耐久性を向上させることができる。   In addition, according to the invention described in claim 2, since the LED is covered with the resin-made upper casing, direct sunlight (particularly in summer) can be avoided, thereby improving the durability of the LED. Can be improved.
請求項3記載の発明によれば、前照灯ユニットは、放熱手段の設置部位がランプハウジングへの取付部位よりも後方に位置するように取り付けられるので、取付後は放熱手段により重心が後方寄りとなり、これにより請求項1または2記載の発明の効果に加えて、耐振動性能の向上した取付構造を得ることができる。   According to the third aspect of the present invention, the headlamp unit is mounted so that the installation part of the heat dissipation means is located behind the attachment part to the lamp housing. Thus, in addition to the effect of the first or second aspect of the invention, an attachment structure with improved vibration resistance can be obtained.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図4は、本発明の第1実施形態としてのプロジェクタ型車両用前照灯ユニット10を示す。このユニット10は、光源としてのLED1の光をリフレクタ2で反射させた後、凸レンズ6を介して前方へ出射させるように大略構成されている。   1 to 4 show a projector-type vehicle headlamp unit 10 as a first embodiment of the present invention. The unit 10 is generally configured so that the light of the LED 1 as a light source is reflected by the reflector 2 and then emitted forward through the convex lens 6.
このときリフレクタ2は、凸レンズ6の光軸Zの後部の上側に設けられ回転楕円曲面あるいは回転楕円を基本にした自由曲面として前部および下部を開放して内側に形成される第1反射面3aを有してなる主リフレクタ3と、凸レンズ6とLED1の中間に配設され凸レンズ6の光軸Zに沿う略平坦状の第2反射面5を有するシェード機能を備えた副リフレクタ4とから構成されている。   At this time, the reflector 2 is provided on the upper side of the rear part of the optical axis Z of the convex lens 6 and is formed as a spheroid curved surface or a free curved surface based on the spheroid, with the front and lower portions being opened and formed on the inside. And a sub-reflector 4 provided with a shade function having a substantially flat second reflecting surface 5 disposed between the convex lens 6 and the optical axis Z of the convex lens 6. Has been.
また、副リフレクタ4は、前部に凸レンズ6の下側部分を支持する下部レンズホルダ8を有すると共に、後部にLED1を固着する光源取付ベース9を有し、かつ光源取付ベース9を含む下面に放熱手段20を有して、全体がダイカストにより一体形成されて下側ケーシング12を構成している。   The sub-reflector 4 has a lower lens holder 8 that supports the lower portion of the convex lens 6 at the front, a light source mounting base 9 that fixes the LED 1 at the rear, and a lower surface that includes the light source mounting base 9. The lower casing 12 is configured by including the heat dissipating means 20 and integrally formed by die casting.
また、LED1は、その発光部1aを第1反射面3aに対向させて光源取付ベース9に固着されている。   The LED 1 is fixed to the light source mounting base 9 with the light emitting portion 1a facing the first reflecting surface 3a.
本実施形態では、主リフレクタ3は、図3に示すように、第1反射面3aを2個交差状に並設して構成されている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the main reflector 3 is configured by arranging two first reflecting surfaces 3a side by side in a crossing manner.
すなわち、2個の第1反射面3a、3aは、第1反射面3aの第1焦点F1、F1同士を凸レンズ6の有効径R(図2参照)の範囲内で光軸Zを中心に左右方向に相互に離反させると共に、第1反射面3aの第2焦点F2、F2同士を2個の第1焦点F1、F1の内側の第2反射面5上に略合致するように相互に漸近させることによって交差状に並設されている(図3(a)、(b)参照)。図3(a)、(b)、(c)中、2点鎖線で示す楕円は、第1反射面3aを構成する回転楕円曲面あるいは回転楕円を基本にした自由曲面を示しており、X1、X2は、各第1反射面3aの第1焦点F1および第2焦点F2を通る2本の反射面基準軸である。   That is, the two first reflecting surfaces 3a and 3a are arranged so that the first focal points F1 and F1 of the first reflecting surface 3a are left and right around the optical axis Z within the range of the effective diameter R of the convex lens 6 (see FIG. 2). The second focal points F2 and F2 of the first reflecting surface 3a are made asymptotic to each other so as to substantially coincide with the second reflecting surface 5 inside the two first focal points F1 and F1. Thus, they are juxtaposed in a cross shape (see FIGS. 3A and 3B). In FIGS. 3A, 3B, and 3C, an ellipse indicated by a two-dot chain line indicates a spheroid surface constituting the first reflecting surface 3a or a free-form surface based on the spheroid, and X1, X2 is two reflection surface reference axes that pass through the first focal point F1 and the second focal point F2 of each first reflection surface 3a.
また、主リフレクタ3は、好ましくは本実施形態のように、前部に凸レンズ6の上側部分を支持する上部レンズホルダ7を有して、全体が樹脂により一体形成されて、下部ケーシング12に結合される上部ケーシング11を構成している。   Further, the main reflector 3 preferably has an upper lens holder 7 that supports the upper portion of the convex lens 6 at the front portion, as in this embodiment, and is integrally formed of resin and coupled to the lower casing 12. The upper casing 11 is configured.
すなわち、主リフレクタ3は、その前部開口部に、下部開放の略半円形断面の上部レンズホルダ7を延設して、全体を上部ケーシング11として構成されている。上部ケーシング11は、その前端が凸レンズ6の外周に沿う半円形状に形成されており、前端の頂部に、円周に沿う長孔状の上部係合孔11aが穿設されており、全体が樹脂材で一体形成されている。上部ケーシング11は、例えばポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂等の熱可塑性樹脂材を用いて一体に形成されると共に、内面に反射機能を備える塗膜あるいは蒸着を施して全体構成されている。   That is, the main reflector 3 is configured as an upper casing 11 as a whole by extending an upper lens holder 7 having a substantially semicircular cross-section with a lower opening at the front opening. The upper casing 11 has a front end formed in a semicircular shape along the outer periphery of the convex lens 6, and a long hole-shaped upper engagement hole 11 a extending along the circumference is formed at the top of the front end. It is integrally formed of a resin material. The upper casing 11 is integrally formed using, for example, a thermoplastic resin material such as polycarbonate resin or acrylic resin, and is entirely configured by applying a coating or vapor deposition having a reflection function on the inner surface.
また、下部ケーシング12は、副リフレクタ4と、副リフレクタ4の前部に延設される下部レンズホルダ8と、副リフレクタ4の後部に延設される光源取付ベース9と、副リフレクタ4および光源取付ベース9の下面に設けられる放熱手段20とを備え、全体がダイカストにより一体形成されている。   The lower casing 12 includes a sub-reflector 4, a lower lens holder 8 extending at the front of the sub-reflector 4, a light source mounting base 9 extending at the rear of the sub-reflector 4, the sub-reflector 4 and the light source. The heat dissipating means 20 is provided on the lower surface of the mounting base 9, and the whole is integrally formed by die casting.
このとき副リフレクタ4は、メリジオナル像面に沿って形成される前端エッジ部4aと、この前端エッジ部4aから後部側に延設される第2反射面5とを有して構成されている。第2反射面5は、凸レンズ6の光軸Zに沿って形成される中央段部5cと、該中央段部5cの両側に形成される高位反射面5aおよび低位反射面5bとを有して形成されている(図3(b)参照)。   At this time, the sub-reflector 4 has a front end edge portion 4a formed along the meridional image plane and a second reflecting surface 5 extending from the front end edge portion 4a to the rear side. The second reflecting surface 5 has a central step portion 5c formed along the optical axis Z of the convex lens 6, and a high level reflecting surface 5a and a low level reflecting surface 5b formed on both sides of the central step portion 5c. It is formed (see FIG. 3B).
また、下部レンズホルダ8は、上部開放の略半円形断面を有して副リフレクタ4の前端エッジ部4aに延設されると共に、その前端が凸レンズ6の外周に沿う半円形状に形成されており、前端の谷部に、円周に沿う長孔状の下部係合孔12aが穿設されている(図1参照)。   The lower lens holder 8 has a substantially semicircular cross section with an open top and extends to the front end edge portion 4 a of the sub reflector 4, and the front end is formed in a semicircular shape along the outer periphery of the convex lens 6. In the trough at the front end, a long hole-shaped lower engagement hole 12a is formed along the circumference (see FIG. 1).
また、光源取付ベース9は、副リフレクタ4の後端部に第2反射面5より低位の取付面を有して後部方向に延設されている。   The light source mounting base 9 has a mounting surface lower than the second reflecting surface 5 at the rear end portion of the sub reflector 4 and extends in the rear direction.
またLEDは、その発光部1aを第1反射面3aに対向させて2個の第1反射面3aの各第1焦点F1位置付近にそれぞれ配置されて光源取付ベース9に固着される2個のLED1、1で構成されている。LED1は、図4に示すように、星形の金属プレート15に固着されてサブアッシされており、金属プレート15を光源取付ベース9にねじ13で結合することにより、その発光部1aを第1反射面3aに対向させて第1反射面3aの第1焦点F1位置付近に取り付けられる。図4中、符号14は4本のリード線で、内2本がLED1のリード線で、他の2本が冷却素子用である。   The LEDs are arranged in the vicinity of the respective first focal points F1 of the two first reflecting surfaces 3a with the light emitting portion 1a facing the first reflecting surface 3a, and are fixed to the light source mounting base 9. It consists of LEDs 1 and 1. As shown in FIG. 4, the LED 1 is fixed to a star-shaped metal plate 15 and is sub-assembled. By connecting the metal plate 15 to the light source mounting base 9 with a screw 13, the light emitting portion 1 a is first reflected. It is attached near the first focal point F1 position of the first reflecting surface 3a so as to face the surface 3a. In FIG. 4, reference numeral 14 denotes four lead wires, two of which are the lead wires of the LED 1 and the other two are for the cooling element.
また、凸レンズ6は、アクリル樹脂等の透明熱可塑性樹脂材を用いて、外周に設けた薄肉のフランジ部6aの上部および下部に、それぞれ上部係合突条6bおよび下部係合突条6cを備えて両凸の非球面形状に形成されている。   The convex lens 6 is provided with an upper engaging protrusion 6b and a lower engaging protrusion 6c on the upper and lower portions of a thin flange portion 6a provided on the outer periphery using a transparent thermoplastic resin material such as acrylic resin. Are formed in a biconvex aspherical shape.
そして、凸レンズ6は、その上部および下部係合突条6bおよび6cをそれぞれ上部および下部係合孔11aおよび12aに係合させると共に、上部および下部ケーシング11および12同士をねじ(図8中のねじ18参照)等の結合手段を用いて結合することによりケーシングに一体的に取り付けられる。この取付状態における凸レンズ6は、そのレンズ焦点RFを各第1反射面3aの第2焦点F2同士の交点付近に位置させて取り付けられている(図3(a)、(b)参照)。   The convex lens 6 has its upper and lower engaging protrusions 6b and 6c engaged with the upper and lower engaging holes 11a and 12a, respectively, and the upper and lower casings 11 and 12 are screwed together (screws in FIG. 8). 18)) by using a connecting means. The convex lens 6 in this attached state is attached with its lens focal point RF positioned near the intersection of the second focal points F2 of the first reflecting surfaces 3a (see FIGS. 3A and 3B).
このように構成されたプロジェクタ型車両用前照灯ユニット10は、ランプハウジング内に、1個あるいは複数個を組み付けることにより前照灯を構成することができる。   The projector-type vehicle headlamp unit 10 configured as described above can constitute a headlamp by assembling one or a plurality of projector-type vehicle headlamp units 10 in the lamp housing.
すなわち、ユニット10によれば、図3に示すように、2個のLED1、1の各光L1は、それぞれ対応する主リフレクタ3の各第1反射面3a、3aに向かって出射し、各第1反射面3a、3aで反射されて副リフレクタ4の第2反射面5上の第2焦点F2、F2同士を合致させてなる交点付近に集束すると共に、第2反射面5で反射されあるいはそのまま凸レンズ6に達し、凸レンズ6を介して前方に適宜の配光パターンを投影する。このとき得られる配光パターンPを図5に示す。   That is, according to the unit 10, as shown in FIG. 3, each light L1 of the two LEDs 1 and 1 is emitted toward the first reflecting surfaces 3a and 3a of the corresponding main reflector 3, respectively. The light is reflected by the first reflecting surfaces 3a and 3a and converges to the vicinity of the intersection formed by matching the second focal points F2 and F2 on the second reflecting surface 5 of the sub-reflector 4, and is reflected by the second reflecting surface 5 or as it is. The light reaches the convex lens 6 and projects an appropriate light distribution pattern forward through the convex lens 6. The light distribution pattern P obtained at this time is shown in FIG.
配光パターンPは、光量が2倍で、充分な照度のホットゾーンHを有しており、かつ第2反射面5の前端エッジ部4aの形状により、カットラインCLを有するすれ違いビームに適したものとなる。   The light distribution pattern P has a hot zone H with double the amount of light and sufficient illuminance, and is suitable for a passing beam having a cut line CL due to the shape of the front edge portion 4a of the second reflecting surface 5. It will be a thing.
また、ユニット10によれば、下部レンズホルダ8、光源取付ベース9、放熱手段20、および副リフレクタ4を含む全体が、ダイカストにより一体形成されて下部ケーシング12を構成しているので、凸レンズ6、LED1、第2反射面5、およびシェード(副リフレクタ4)の各部品間の光学的位置関係を精度良く設定することができるので、高度の光学的品質を有する前照灯ユニットを安定して得ることができると共に、部品点数の削減をも図ることができ、かつ下部ケーシング12の全体が伝熱構造となって優れた放熱効果を奏することができる。   Further, according to the unit 10, the entire structure including the lower lens holder 8, the light source mounting base 9, the heat radiating means 20, and the sub reflector 4 is integrally formed by die casting to form the lower casing 12, so that the convex lens 6, Since the optical positional relationship among the components of the LED 1, the second reflecting surface 5, and the shade (sub-reflector 4) can be set with high accuracy, a headlamp unit having high optical quality can be obtained stably. In addition, the number of parts can be reduced, and the entire lower casing 12 has a heat transfer structure, and an excellent heat dissipation effect can be achieved.
また、ユニット10によれば、下部ケーシング12の優れた放熱効果により主リフレクタ3に換気用の透孔を設ける必要がないので、主リフレクタ3の反射性能を最大限発揮することができるので、得られる配光パターンP中のホットゾーンHは充分な照度を得ることができる。   Further, according to the unit 10, it is not necessary to provide ventilation holes in the main reflector 3 due to the excellent heat dissipation effect of the lower casing 12, so that the reflection performance of the main reflector 3 can be maximized. The hot zone H in the light distribution pattern P to be obtained can obtain sufficient illuminance.
また、ユニット10によれば、個々のLED1に点灯時の色ムラがあったとしても、ユニット単位では、2個のLED1、1の総合した光となるので、前記色ムラを軽減させることができ、これによりLED1の点灯時の色ムラの現出を解消して点灯時の見栄えの向上を図ることができる。   Further, according to the unit 10, even if the individual LEDs 1 have color unevenness at the time of lighting, since the unit unit becomes a combined light of the two LEDs 1, 1, the color unevenness can be reduced. Thus, it is possible to eliminate the appearance of color unevenness when the LED 1 is turned on and improve the appearance when the LED 1 is turned on.
さらに、ユニット10によれば、主リフレクタ3、および上部レンズホルダ11を含む全体が樹脂により一体形成されて、下部ケーシング12に結合される上部ケーシング11を構成しているので、光学的に位置関係の重要な凸レンズ6、LED1、第2反射面5、シェード(副リフレクタ4)、および第1反射面3aの相対的な位置を精度良く設定することができ、これにより高度の光学的品質を有する前照灯ユニットを一層安定して得ることができる。   Furthermore, according to the unit 10, since the whole including the main reflector 3 and the upper lens holder 11 is integrally formed of resin and constitutes the upper casing 11 coupled to the lower casing 12, the optical positional relationship is obtained. The relative positions of the important convex lens 6, LED 1, second reflecting surface 5, shade (sub-reflector 4), and first reflecting surface 3 a can be set with high accuracy, thereby having high optical quality. A headlamp unit can be obtained more stably.
またさらに、ユニット10によれば、LED1は、樹脂製の上部ケーシング11で覆われることになるので、太陽の直射光(特に夏期における)を避けることができ、これによりLED1の耐久性を向上させることができる。   Furthermore, according to the unit 10, since the LED 1 is covered with the upper casing 11 made of resin, direct sunlight (particularly in summer) can be avoided, thereby improving the durability of the LED 1. be able to.
図6〜図8は、ユニット10を複数個組み込んで構成した前照灯Aを示す。この前照灯Aは、5個のユニット10A、10B、10C、10D、10Eをランプハウジング30内に組み込んで大略構成されている。組み込まれるユニット10A〜10Eは、所望の配光パターンを得るために光源取付ベース9上の2個のLED1、1の固着位置、および第2反射面5の前端エッジ部4aの形状を多少異にするだけで、凸レンズ6、上部ケーシング11、下部ケーシング12、および放熱手段等の基本的な構成はユニット10と同様に構成されている。   6 to 8 show a headlamp A configured by incorporating a plurality of units 10. The headlamp A is generally configured by incorporating five units 10A, 10B, 10C, 10D, and 10E into the lamp housing 30. In order to obtain the desired light distribution pattern, the units 10A to 10E to be incorporated have slightly different positions for fixing the two LEDs 1 and 1 on the light source mounting base 9 and the shape of the front end edge portion 4a of the second reflecting surface 5. The basic configuration of the convex lens 6, the upper casing 11, the lower casing 12, the heat radiating means, and the like is the same as that of the unit 10.
ランプハウジング30は、前部を開口したケーシング22と、ケーシング22の開口部を覆うアウターレンズ21とから構成されている。そして、複数個のユニット10A〜10Eは、取付具23を介してケーシング22に固着されることによってランプハウジング30内に組み込まれている。   The lamp housing 30 includes a casing 22 having an opening at the front and an outer lens 21 that covers the opening of the casing 22. The plurality of units 10 </ b> A to 10 </ b> E are incorporated in the lamp housing 30 by being fixed to the casing 22 via the fixture 23.
このとき、取付具23は、図外の2個のアジャストスクリュウとピボット構造とにより、複数個のユニット10A〜10Eの全体を上下左右に光軸調整可能にケーシング22に支持されている。なお、図6中、符号26、27は、それぞれクリアランスランプ、フロントターンランプである。 At this time, the fixture 23 is supported by the casing 22 so that the whole of the plurality of units 10A to 10E can be adjusted in the vertical and horizontal directions by means of two adjusting screws and a pivot structure (not shown). In FIG. 6, reference numerals 26 and 27 denote a clearance lamp and a front turn lamp, respectively.
また、ユニット10A〜10Eは、総じて前照灯機能を奏するように構成されるもので、その取付位置によって、例えば次の配光パターンが得られるように設計される。   Further, the units 10A to 10E are generally configured to perform a headlamp function, and are designed so that, for example, the following light distribution pattern is obtained depending on the mounting position.
図9は、その配光パターンで、(a)は水平拡散タイプ(第1配光パターン)、(b)は集光フラットタイプ(第2配光パターン)、(c)はすれ違いビームのカットオフラインを有する水平拡散タイプ(第3配光パターン)、(d)はすれ違いビームのカットオフラインを有する集光フラットタイプ(第4配光パターン)をそれぞれ示す。   9A and 9B show the light distribution pattern, where FIG. 9A is a horizontal diffusion type (first light distribution pattern), FIG. 9B is a condensing flat type (second light distribution pattern), and FIG. (D) shows a condensing flat type (fourth light distribution pattern) having a low beam cut-off line.
そして、例えば、ユニット10A〜10E中、ユニット10A、10Dは、第3配光パターン(図9(c)参照)が得られるように設計され、ユニット10B、10Cは、第4配光パターン(図9(d)参照)が得られるように設計され、ユニット10Eは、第1配光パターン(図9(a)参照)が得られるように設計される。これにより車両用灯具Aは、総じてすれ違いビームに適した配光パターン(図示せず)を奏することができる。   For example, among the units 10A to 10E, the units 10A and 10D are designed so as to obtain a third light distribution pattern (see FIG. 9C), and the units 10B and 10C have a fourth light distribution pattern (see FIG. 9). 9 (d)), and the unit 10E is designed to obtain the first light distribution pattern (see FIG. 9 (a)). As a result, the vehicular lamp A can provide a light distribution pattern (not shown) suitable for the passing beam as a whole.
このように組み付けられたユニット10A〜10Eによれば、LED1、1から放出される熱エネルギーは、凸レンズ6の支持部位である下部ケーシング12の先端部分にも伝熱し、かつ放出されるので、寒冷地における前照灯Aのアウターレンズ21が凍るのを防止できる。   According to the units 10A to 10E assembled in this manner, the heat energy emitted from the LEDs 1 and 1 is also transferred to and released from the tip of the lower casing 12 which is the support portion of the convex lens 6, so It is possible to prevent the outer lens 21 of the headlamp A on the ground from freezing.
また、ユニット10A〜10Eは、凸レンズ6の光軸Zに沿う放熱手段20よりも前側部分を介してランプハウジング30に取り付けられる。すなわち、ユニット10A〜10Eは、図8に示すように、下部ケーシング12の下部レンズホルダ8を取付具23にねじ25により固着することによって取り付けられている。   Further, the units 10 </ b> A to 10 </ b> E are attached to the lamp housing 30 via the front side portion of the heat radiating means 20 along the optical axis Z of the convex lens 6. That is, the units 10 </ b> A to 10 </ b> E are attached by fixing the lower lens holder 8 of the lower casing 12 to the fixture 23 with screws 25 as shown in FIG. 8.
このようにユニット10A〜10Eは、放熱手段20がランプハウジング30への取付部位(ねじ25による固着部位)よりも後方に位置するように取り付けられるので、取付後は放熱手段20により重心が後方寄りとなり、これにより耐振動性能の向上した取付構造を得ることができる。   As described above, the units 10A to 10E are mounted so that the heat dissipating means 20 is located behind the mounting portion (fixed portion by the screw 25) to the lamp housing 30. Thus, an attachment structure with improved vibration resistance can be obtained.
また、ユニット10A〜10Eの各々は、2個のLED1、1を組み込むことにより構成されるものであるから、個々のLED1の占める面積を、1個組み込みのものに比べて少なくすることができ、これにより前照灯Aの全体のコンパクト化を図ることができる。   In addition, each of the units 10A to 10E is configured by incorporating two LEDs 1 and 1, so that the area occupied by each LED 1 can be reduced compared to one incorporating one LED, Thereby, the whole headlamp A can be made compact.
また、前述したユニット10(10A〜10E)は、2個の第1反射面3a、3aを交差状に並設してなる主リフレクタ3と、2個のLED1、1を備えて構成されたものであるが、本発明は、それに限定されるものではなく、1個あるいは3個以上の第1反射面3aからなる主リフレクタと、第1反射面3aの設置個数に応じた個数のLEDを備えて構成されたユニットも含まれることは言うまでもない。   The above-described unit 10 (10A to 10E) includes a main reflector 3 having two first reflecting surfaces 3a and 3a arranged in a crossing manner, and two LEDs 1 and 1. However, the present invention is not limited thereto, and includes a main reflector including one or three or more first reflecting surfaces 3a, and a number of LEDs corresponding to the number of the first reflecting surfaces 3a. It goes without saying that units configured in this way are also included.
本発明の第1実施形態としてのプロジェクタ型車両用前照灯ユニットの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the projector type vehicle headlamp unit as the first embodiment of the present invention. 図1のプロジェクタ型車両用前照灯ユニットの組立状態の斜視図である。It is a perspective view of the assembly state of the headlamp unit for projector type vehicles of FIG. 図1のプロジェクタ型車両用前照灯ユニットの光路説明図で、(a)は平面視、(b)は上部ケーシングを取り除いた状態の平面視、(c)は上部ケーシングを取り除いた状態の側面視による。2A and 2B are optical path explanatory views of the projector-type vehicle headlamp unit of FIG. 1, in which FIG. 1A is a plan view, FIG. 1B is a plan view with the upper casing removed, and FIG. 2C is a side view with the upper casing removed. By sight. 図1のプロジェクタ型車両用前照灯ユニットの要部斜視図である。It is a principal part perspective view of the projector type vehicle headlamp unit of FIG. 図1のプロジェクタ型車両用前照灯ユニットのが奏する配光パターンを示すグラフである。It is a graph which shows the light distribution pattern which the projector type vehicle headlamp unit of FIG. 1 plays. 図1のプロジェクタ型車両用前照灯ユニットを組み込んだ前照灯の正面図である。FIG. 2 is a front view of a headlamp incorporating the projector-type vehicle headlamp unit of FIG. 1. 図6の前照灯のVII−VII線に沿う概略断面図である。It is a schematic sectional drawing in alignment with the VII-VII line of the headlamp of FIG. 図6の前照灯の各ユニットの取付状態を説明するための分解説明図である。FIG. 7 is an exploded explanatory diagram for explaining an attachment state of each unit of the headlamp of FIG. 6. 図6の前照灯に組み込まれる各ユニットの配光パターンで、(a)は水平拡散タイプ、(b)は集光フラットタイプ、(c)はカットラインを有するすれ違いビーム用水平拡散タイプ、(d)はカットラインを有するすれ違いビーム用集光フラットタイプをそれぞれ示す。FIG. 6 is a light distribution pattern of each unit incorporated in the headlamp of FIG. 6, (a) is a horizontal diffusion type, (b) is a condensing flat type, (c) is a horizontal diffusion type for a passing beam having a cut line, d) each shows a converging flat type for a passing beam having a cut line. 従来のプロジェクタ型車両用灯具の中央従断面図である。It is a center secondary sectional view of the conventional projector type vehicle lamp. 図10のプロジェクタ型車両用灯具に適用されたリフィレクタの正面図である。It is a front view of the redirector applied to the projector type vehicle lamp of FIG.
符号の説明Explanation of symbols
1 LED
1a 発光部(LEDの)
2 リフレクタ
3 主リフレクタ
3a 第1反射面
4 副リフレクタ
5 第2反射面
6 凸レンズ
7 上部レンズホルダ
8 下部レンズホルダ
9 光源取付ベース
10 ユニット(プロジェクタ型車両用前照灯ユニット)
11 上部ケーシング
12 下部ケーシング
20 放熱手段
Z 光軸(凸レンズの)
1 LED
1a Light emitting part (LED)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Reflector 3 Main reflector 3a 1st reflecting surface 4 Sub reflector 5 2nd reflecting surface 6 Convex lens 7 Upper lens holder 8 Lower lens holder 9 Light source mounting base 10 Unit (projector type vehicle headlamp unit)
11 Upper casing 12 Lower casing 20 Heat dissipation means Z Optical axis (of convex lens)

Claims (3)

  1. 光源としてのLEDの光をリフレクタで反射させた後、凸レンズを介して前方へ出射させるようにしたプロジェクタ型車両用前照灯ユニットであって、
    前記リフレクタは、前記凸レンズの光軸の上側に配設される上部ケーシングの後部内側に、回転楕円曲面あるいは回転楕円を基本にした自由曲面として前部および下部を開放して形成される第1反射面を有して構成されており、
    前記上部ケーシングに結合される下部ケーシングは、前部に前記凸レンズの下側部分を支持する下部レンズホルダを有すると共に、後部に前記LEDを固着する光源取付ベースを有し、かつ前記光源取付ベースを含む下面に放熱手段を有して、全体がダイカストにより一体形成されて構成されており、
    前記LEDは、その発光部を前記第1反射面に対向させて前記光源取付ベースに固着されていることを特徴とするプロジェクタ型車両用前照灯ユニット。
    A projector-type vehicle headlamp unit that reflects light of an LED as a light source by a reflector and then emits the light forward through a convex lens,
    The reflector is formed in the rear inner side of the upper casing disposed above the optical axis of the convex lens, with a front ellipse and a lower part being opened as a spheroidal curved surface or a free curved surface based on a rotational ellipse. With a surface,
    The lower casing coupled to the upper casing has a lower lens holder for supporting the lower portion of the convex lens at the front, a light source mounting base for fixing the LED at the rear, and the light source mounting base. It has a heat dissipating means on the lower surface, and the whole is integrally formed by die casting.
    The projector-type vehicle headlamp unit, wherein the LED is fixed to the light source mounting base with a light emitting portion facing the first reflecting surface.
  2. 請求項1に記載のプロジェクタ型車両用前照灯ユニットであって、
    前記上部ケーシングは、前部に前記凸レンズの上側部分を支持する上部レンズホルダを有して、全体が樹脂により一体形成されて構成されていることを特徴とするプロジェクタ型車両用前照灯ユニット。
    The projector-type vehicle headlamp unit according to claim 1,
    The projector-type vehicular headlamp unit, wherein the upper casing includes an upper lens holder that supports an upper portion of the convex lens at a front portion, and is integrally formed of resin.
  3. 請求項1または2に記載のプロジェクタ型車両用前照灯ユニットであって、
    該前照灯ユニットは、前記凸レンズの光軸に沿う前記放熱手段よりも前側部分を介してランプハウジングに取り付けられることを特徴とするプロジェクタ型車両用前照灯ユニット。
    The projector-type vehicle headlamp unit according to claim 1 or 2,
    The headlamp unit for a projector type vehicle, wherein the headlamp unit is attached to a lamp housing via a front side portion of the heat radiating means along the optical axis of the convex lens.
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