JP5275672B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は前照灯、フォグランプなどの光軸調整を必要とする車両用灯具に関する。

前照灯やフォグランプなどの自動車用灯具では、光軸の調整を行う作業が自動車の出荷時に行われる。この光軸調整では、バルブを取り付けたリフレクターを傾動させて調整を行うものである。また、光源としてハロゲンバルブや放電ランプ等がこの種の車両用灯具で用いられてきたが、近年では発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称する）を用いて小型化を図った車両用灯具が提案されている。

ＬＥＤは各種ランプに比較して一般的に小型、低消費電力、長寿命等の利点を有しており、この利点を利用してハイマウントストップランプ、ストップアンドテールランプ、方向指示灯等の車両用灯具の光源として使用されている。車両用灯具は、一般的に前面レンズとハウジングとによって灯室が形成されており、その灯室内に光源となるＬＥＤが支持される。
そこでＬＥＤを点灯すると、ＬＥＤの自己発熱によってＬＥＤ自体の温度が上昇し、その結果ＬＥＤの発光効率が低下することによって灯具の照射光量が低減すると共に、極端な場合には灯具に要求される配光性能や配光規格を満足しなくなる可能性も有している。

特に、前照灯では、明るさ確保の点からＬＥＤの定格値近傍の駆動条件で点灯する場合が多い。そのため、ＬＥＤの自己発熱の問題が顕著となる。そこで、ヒートシンクを併設した前照灯が提案されている。

図７および図８はこの種のＬＥＤ光源前照灯であり、図８は図７のＡ−Ａ線に沿う断面図である。このＬＥＤ光源前照灯１は、大別して、図８にも示すように、レンズ２ａと、取り付け孔２ｃが一部に設けられた裏板２ｂとで構成されるハウジング２と、前記ハウジング２の前記取り付け孔２ｃに蓋状に取付けられるベース板３と、前記取り付け孔２ｃと前記ベース板３との間を閉塞するカバー４によりハウジング２内は密閉状態とされている。

そして、前記ベース板３上にＬＥＤランプ５ａ、反射鏡５ｂ、投影レンズ５ｃ、シャッタ５ｄなどより成り、いわゆるプロジェクタ型とされた投光器５の複数が取付けられ、これら複数の投光器５からの投射光の重ね合わせで、所定の明るさと、所定の形状とした配光特性が得られるものとされている。また、前記ベース板３の背面には、ヒートシンク６（放熱板）が設けられ、ＬＥＤランプ５ａに過剰な温度上昇を生じることがないようにされている。

また、ベース板３、反射鏡５ｂ、投影レンズ５ｃなどを保持するマウントブラケット２ｄの構成に付いて説明を行うと、このマウントブラケット２ｄは、図８に示すように、一般の前照灯の反射鏡と同様にボールジョイント７ａ、対角線上に位置している２本のアジャストスクリュー７ｂなどによる、いわゆる光軸調整機構７が設けられ、前記ハウジング２の裏板２ｂに取付けられている（例えば、特許文献１参照）。

光軸調整は、対角線上に位置している２本のアジャストスクリュー７ｂの各々を回転操作することにより行うものであり、アジャストスクリュー７ｂの回転によってマウントブラケット２ｄがボールジョイント７ｂの球面頭部を支点として傾動するため、マウントブラケットに取り付けられたＬＥＤランプ５ａおよび／または反射鏡５ｂの角度が変化する。これにより灯具の主光軸を変更することができる。
特開２００７−５９２０２号公報

上記した光軸調整は、車体に取り付けた状態で規定の照射方向となるように調整を行なう。よって、車体取り付け状態において作業者が容易に操作が可能となるようになっていることが好ましい。しかしながら、ＬＥＤ光源灯具は、従来のハロゲンバルブ光源や放電バルブ光源を用いた灯具に比べて光源が小型化しているメリットを活かすため、灯具全体の小型化を図る必要がある。そのため、ハウジングに光軸調整機構を設けるためには、ヒートシンク６（放熱板）の設置スペースを小さくしなければならず、放熱面積の拡大を妨げるという問題があった。

また、車体に取り付けた状態で光軸調整を行なうため、アジャストスクリュー７ｂを調整する作業は、車体や他の自動車部品と灯具との間の狭いスペース内にドライバーなどの工具を挿入して行なう必要があり、作業者による操作が行ない難いという問題があった。これらは、この種のＬＥＤ光源前照灯等の共通の課題であった。

さらには、ＬＥＤ光源灯体は複数の投光器から構成されておりそれらは個々に光軸調整をしなければならず、光軸調整構造が複雑になり、その分従来よりも光軸調整機構のスペースが必要となるため、よりいっそうの設置スペースの小型化と、放熱面積の拡大が必要になるという問題があった。

また、光軸調整機構は、可動させる、投光ユニットや反射鏡の荷重を支えているが、車輌の走行時には、振動や、加速度で、数倍の荷重を支える事となる。その場合、光軸調整機構を支えるハウジング部についても相応の強度が必要で、従来の樹脂のハウジングの場合は、補強リブや、厚肉化により強度を確保していた。しかし、その場合はハウジング部を省スペースする事が出来ない問題があった。

本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、本発明は、ヒートシンクを設けたＬＥＤ光源車両用灯具において、作業者が光軸調整を容易に行なえるように、省スペースで簡易な構成で実現する光軸調整機構付車両用灯具を提供することをその目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段とした。
すなわち、請求項１記載の発明は、 開口部を有するハウジングと、ハウジング開口部を覆う透光性の前面カバーと、投光ユニットとを有し、半導体光源を用いた投光ユニットもしくは投光ユニットの反射鏡の照射方向を調整可能な光軸調整手段とを備えた車両用灯具であって、前記車両用灯具の背面には、前記半導体光源と熱的に結合し、背面方向に突出する放熱フィンを設けたヒートシンク部材が露出しており、前記光軸調整手段は、ヒートシンク背面に冠歯車を設けた調整部を設けており、前記ヒートシンク部材の一部に前記冠歯車を回転する為の工具ガイド部が設けられ、前記ヒートシンク部に設ける冠歯車の中心位置は、ヒートシンク部の隣り合う放熱フィンの中間位置に設ける事ことにより工具ガイド部とする、ことを特徴とする車両用灯具を提供することで上記目的を達成するものである。
請求項２記載の発明は、前記ヒートシンク部材がアルミニウム合金により形成されている事を特徴とする車両用灯具、を提供することで上記目的を達成するものである。

灯具の光軸調整においてヒートシンクに反射鏡の照射方向を調整する冠歯車を設けたことにより、調整時には、ヒートシンクの放熱フィンに沿って工具を挿入すると、冠歯車と工具が係合され作業者による光軸調整作業が容易にできる。また、ヒートシンクと工具を挿入するガイドを兼用する事により、放熱効果を阻害することなく灯体のコンパクトな傾動機構とする事ができる。これにより、光源で発生する熱を速やかに灯体外に排出すると共に特別に工具用のガイドを設ける事なく、容易に調整作業が行なえる小型の車両用灯具を得ることが可能となる。また、光軸調整作業時に工具と冠歯車の位置関係を確実な物とし、調整時の工具と冠歯車の破損、及び偏磨耗を防ぐ事が出来、より確実な、光軸調整作業が可能となる。

請求項２記載の発明によれば、アルミニウム合金を用いることで、従来の様に樹脂部のハウジングに光軸調整機構を設けるのとは違い、前記冠歯車の軸受けが剛性のある金属にて構成されている為に従来の様に樹脂のハウジングに強度を持たせるための、補強リブの設定や厚肉化をしなくとも、格段に剛性があり歪む事が無いので、灯体をコンパクトに構成できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、上述した背景技術にて説明した構成と同じ構成については同一の符号を付し、その説明の一部を省略する。

図１は、本発明の第一の実施の形態にかかる車両用灯具を正面方向（灯具の照射方向に正対する方向）から見た図である。車両用灯具３０は、前方（灯具の照射方向に正対する方向）に開口したハウジング３１と、開口部を覆う素通しのアウターレンズカバー３２とからなり、ハウジング３１内には、図面左側に投光ユニット２０が、図面右側には投光ユニット２５が収納されている。

図面右側の投光ユニット２５は、プロジェクタ型とされた複数の投光器５、詳しくは上段に２個の投光部と下段の２個の投光部からなる。各々の投光部は異なる配光形状をなし、各々の投光器５からの投射光の重ね合わせで、所定の明るさと、所定の形状とした配光特性が得られるものとされ、背景技術と同様の構成である。すなわち、ハウジング３１の背面側にはベース板３を備えたマウントブラケット２ｄが取り付けられ、前記マウントブラケット２ｄ上に、ベース板３、投光器５のＬＥＤランプ５ａ、反射鏡５ｂ、投影レンズ５ｃ、シャッタ５ｄなどが所定の位置関係となるように取り付けられている。また、ベース板３の背面には、ヒートシンク６（放熱板）が設けられ、ＬＥＤランプ５ａに過剰な温度上昇を生じることがないようにされている。さらに、マウントブラケット２ｄは、一般の前照灯の反射鏡と同様にボールジョイント７ａ、対角線上に位置している２本のアジャストスクリュー７ｂなどによる、いわゆる光軸調整機構７が設けられている（図８参照）。

図２から図４は投光ユニット２０を示す。図２が投光ユニット２０の斜視図、図３が縦方向、すなわち、図４（ｂ）におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、上下光軸調整用アジャストスクリュー１６を含んだ断面図である。図４が投光ユニット裏面を説明する図である。
図面左側の投光ユニット２０は、図２および図３に示すように反射タイプの複数の投光器１０、１０からなり、鉛直方向に設けたベース板１７と、ベース板１７の前方に突出し、水平方向に固定された水平板１２と、水平板１２の下面に取り付けられたＬＥＤ光源１１と、水平版１２の上面に設けられた放熱フィン１８と、水平板１２の下側に延びた反射鏡１３を備える。また、ベース板１７の背面には図５に示す放熱フィン１９が設けられており、車両用灯具３０のハウジング３１の背面側に露出するようにして取り付けられている。ＬＥＤ光源１１は点灯すると、ＬＥＤ光源１１から照射された光の殆どが反射鏡１３に向かって進み、反射鏡１３にて灯具前方に反射されて所定の配光を形成するようにされている。なお、反射鏡１３には、ＬＥＤ光源１１を焦点位置とした複数の放物面系反射面からなる複合反射面が設けられている。

また、本実施形態において投光ユニット２０は、図４および図５に示すように車両用灯具３０の背面側に放熱フィンが露出するように放熱フィン１９を設けている。図４（ａ）は投光ユニット２０の後方斜めより見た状態を示し、図４（ｂ）は投光ユニット２０を後方から観察した状態を示す背面図である。図５は車両用灯具３０の断面をあらわす、その断面は、図４（ｂ）においてＣ―Ｃ線に沿った断面図であり、左右光軸調整用アジャストスクリュー２２を含んだ断面である。放熱フィン１９の中には、上下光軸調整用アジャストスクリュー１６、左右光軸調整用アジャストスクリュー２２が配設され、工具３１を放熱フィンの間に差込んで調整する。

なお、反射鏡１３の側面、下面及び上面には反射鏡と同じ蒸着処理を施した図示しない側面エクステンション２５および図示しない下面エクステンション２６が設けられ、上面には図示しない上面エクステンション２７を備えて水平板１２やＬＥＤ光源１１や反射鏡１３とハウジング３１の隙間を隠している。

投光ユニット２０はベース板１７とハウジング３１にて固定されている。ベース板１７にはボールジョイント７ａが設けられており、ボールジョイント７ａを介して反射鏡１３が取り付けられており反射鏡１３の傾動を調整する際の支点となる。

左右方向の調整のためにボールジョイント７ａから離間したほぼ水平方向に反射鏡１３の傾動を調整する左右光軸調整用アジャストスクリュー２２が設けられている。左右光軸調整用アジャストスクリュー２２の一端には冠歯車２２ａが取り付けられると共に、ベース板１７に回転自在に取り付けられ、固定ワッシャー２２ｃにてベース板１７から抜けないように固定されている。また、反射鏡１３には光軸調整ナット２１ｂが取り付けられており、左右光軸調整用アジャストスクリュー２２と螺合しており反射鏡１３の左右方向の傾きを調整可能としている。

また、上下方向の傾きに関しては、図３に示すようにボールジョイント７ａから離間したほぼ垂直方向に反射鏡１３の傾動を調整する上下光軸調整用アジャストスクリュー１６が設けられている。その上下光軸調整用アジャストスクリュー１６の一端には冠歯車１６ａが固定されている。左右光軸調整用アジャストスクリュー１６は、ベース板１７に回転自在に取り付けられ、固定ワッシャー１６ｃにてベース板１７から抜けないように固定されている。反射鏡１３には光軸調整ナット１６ｂが取り付けられており、上下光軸調整用アジャストスクリュー１６と螺合しており反射鏡１３の上下方向の傾きを調整可能としている。
また、ベース板１７、水平板１２、放熱フィン１９はＬＥＤ光源１１から発せられた熱を効率よく伝熱するために良導体が良く、アジャストスクリューの荷重を支える為に強い材料を使うことが好適であり、例えばアルミニウム合金等を用いることができる。

投光ユニット２０の光軸を調整するには、次のように実施する。調整手段の左右光軸調整用アジャストスクリュー２２（冠歯車２２ａ）を回転すると、反射鏡１３に固定されているナット２２ｂに左右光軸調整用アジャストスクリュー２２が螺合し、反射鏡１３がボールジョイント７ａを支点として前後方向に移動する。これにより、反射鏡１３の照射方向を左右に調整することができる。
また、上下光軸調整用アジャストスクリュー１６をＡ２方向に回転すると光軸調整ナット１６ｂに上下光軸調整用アジャストスクリュー１６のねじが螺合し、反射鏡１３がボールジョイント７ａを支点として傾動する。反射鏡１３の傾動によりＬＥＤ光源１１から照射された光線は、例えば図６の配光パターンＰの上端がＨ線からＬ線の位置に移動し調整することができる。

以上の様に、光軸調整は、ドライバー等の工具を用いて車体に取り付けた状態で行なう。その際に、図３等に示すようにアジャストスクリューに設けた冠歯車１６ａ、２２ａを回転しなければならないが、その際、放熱フィン１９に沿って工具を挿入する。放熱フィン１９は背面に突出する多数の板を有しており、図４に示すように工具３１の挿入をガイドする役目も担う。ゆえに、ガイドを備えているので、作業者による光軸調整作業を容易にすることが可能となります。

本実施の形態は上下、左右方向の光軸調整を可能とする構造であるが、場合によっては、上下だけの光軸調整で事足りる場合もある。その場合には左右の光軸調整機構は不要となると共に、ボールジョイント部を回転軸を持つ支点に置き換える。

「背景技術」にて説明したように、ＬＥＤ光源１１が点灯すると自己発熱し、その自己発熱によってＬＥＤ自体の温度が上昇することになり、ＬＥＤの発光効率が低下する。これに起因してＬＥＤ光源車両用灯具の照射光量が低減することになる。そこで、ＬＥＤ光源点灯時の温度上昇を抑制する手段として水平板１２の上面側およびベース板１７の背面側に放熱フィン１８，１９が設けられている。放熱フィン１８および１９は熱の良導体である材料で形成されていると共に、互いに所定間隔をおいて平行に配置された複数の放熱フィンを備えている。アルミニウム２およびベース板１７は、各々の放熱フィン１８、１９と一体に同一材料、例えばアルミニウム合金からなる金属により作成される。

以上のような構成により、ＬＥＤ光源１１で発生した熱は、水平板１２の放熱フィン１８により一部が投光ユニット２０の上方に向けて放熱される。投光ユニット２０は車両用灯具３０内に収納されているので灯具内部を暖める。これにより、例えばカバー４に付着した雪を融雪することができる。

また、ＬＥＤ光源１１で発生した熱の他の一部は、水平板１２を通してベース板１７に到達する。ベース板１７に到達した熱は放熱フィン１９により投光ユニット２０の背面、すなわち車両用灯具３０の背面から放熱フィン近傍の車体中の空気に熱伝達されて移動し、空気を媒体として大気中に放散される。各投光器１０のベース板１７は、図４に示すように投光ユニット２０、換言すれば車両用灯具３０の背面を構成する。よって、車両用灯具の外部に熱を放散することができる。

尚、本発明の車両用灯具は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、例えば、放熱フィン１９のガイド部となる位置においては、鉛直方向でなく斜め方向に設けるもの等も、本発明に含まれる。また、ボールジョイントを用いない支点構造に変更する等の本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の第一の実施の形態にかかる車両用灯具を正面方向（灯具の照射方向に正対する方向）から見た図である。 本発明の第一の実施の形態にかかる灯光ユニット２０を正面斜めから見た図である。 本発明の第一の実施の形態にかかる灯光ユニット２０の図４（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。 （ａ）本発明の第一の実施の形態にかかる灯光ユニット２０の後方斜めよりヒートシンク部を見た図 （ｂ）本発明の第一の実施の形態にかかる灯光ユニット２０の後方よりヒートシンク部を見た図 本発明の第一の実施の形態にかかる灯光ユニット２０の図５（ｂ）のＣ−Ｃの断面図である。 本発明の第一の実施の形態にかかる灯光ユニット２０より照射されるスクリーンに投影された配光パターン 従来の車両用灯具を正面から見た図である ＬＥＤ光源を用いたプロジェクター型の投光器の一例を示す断面図である。

符号の説明

１ ＬＥＤ光源前照灯
２ ハウジング
３ ベース板
４ カバー
５ 投光器
６ ヒートシンク
７ 光軸調整機構
１０ 投光器
１１ ＬＥＤ光源
１２ 水平板
１３ 反射鏡
１６ 上下光軸調整用アジャストスクリュー
１７ ベース板
１８，１９ 放熱フィン
２０，２５ 投光ユニット
２２ 左右光軸調整用アジャストスクリュー
３０ 車両用灯具
３１ ハウジング
３２ アウターレンズカバー

Claims (2)

1. 開口部を有するハウジングと、ハウジング開口部を覆う透光性の前面カバーと、投光ユニットとを有し、半導体光源を用いた投光ユニットもしくは投光ユニットの反射鏡の照射方向を調整可能な光軸調整手段とを備えた車両用灯具であって、
   前記車両用灯具の背面には、前記半導体光源と熱的に結合し、背面方向に突出する放熱フィンを設けたヒートシンク部材が露出しており、
   前記光軸調整手段は、ヒートシンク背面に冠歯車を設けた調整部を設けており、前記ヒートシンク部材の一部に前記冠歯車を回転する為の工具ガイド部が設けられ、
   前記ヒートシンク部に設ける冠歯車の中心位置は、
   ヒートシンク部の隣り合う放熱フィンの中間位置に設ける事ことにより工具ガイド部とする、ことを特徴とする車両用灯具。
2. 前記ヒートシンク部材がアルミニウム合金により形成されている事を特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。

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