JP5803811B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

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Description

本発明は車両用前照灯に関するものである。
近年、車両用前照灯(ヘッドランプ)の光源として、電球に代えて、LEDチップなどの半導体発光素子を用いるものが開発されている。
一般に半導体発光素子は絶縁基板に搭載されるが、その絶縁基板をヒートシンクに取り付けることにより、半導体発光素子が発生する熱を放熱する必要がある。
車両用前照灯には、プロジェクタ型または反射型の光源ユニット(ランプユニット)が用いられる。
反射型光源ユニットは、光源とリフレクタを備え、光源の光をリフレクタで所望の方向に反射して照射する。
プロジェクタ型光源ユニットは、光源とリフレクタの他に、投影レンズとシェードを備える。
特許文献1には、上部にLEDユニットが搭載される上部の伝熱部と、下部にLEDユニットが搭載される下部の伝熱部と、これら上下の伝熱部の端部同士を伝熱可能に連結する鉛直板部と、上部の伝熱部と伝熱可能に連結される放熱部とを備えるヒートシンクが開示されており、そのヒートシンクおよび前記2個のLEDユニットから成る光源装置が記載されている。
そして、特許文献1に記載の光源装置(車両用前照灯)では、上部のLEDユニットを含む光源ユニットをプロジェクタ型とし、下部のLEDユニットを含む光源ユニットを反射型としている。
また、特許文献1に記載の光源装置は、縦方向(上下方向)に光源ユニットをレイアウトする構成(以下、「縦レイアウト構成」と呼ぶ)を採用している。
特許文献2には、第1光源と第1リフレクタとを有する反射型光源ユニットである第1反射光学系と、第2光源と第2リフレクタとを有する反射型光源ユニットである第2反射光学系と、平板状のホルダとを備え、ホルダの左右両面にそれぞれ第1光源と第2光源とが取り付けられた車両用前照灯が開示されている。
特許文献2の車両用前照灯は、横方向(左右方向)に光源ユニットをレイアウトする構成(以下、「横レイアウト構成」と呼ぶ)を採用している。
特開2011−70791号公報(段落0063、図4を参照) 特許第4018016号公報
プロジェクタ型光源ユニットには、以下の欠点がある。
(1)投影レンズとシェードを備えるため、反射型光源ユニットに比べて部品点数が多くなる。
(2)投影レンズは高価であるため、前記(1)と相俟ってコストが増大する。
(3)投影レンズによる光損失によって光の利用率が低下する。
(4)反射型光源ユニットに比べて、遠方に集光・配光するのに適しているが、広い領域を照明するのには不向きである。
また、車両用前照灯の光源として電球を用いる場合、電球は略全方向に光を放射するため、車両用前照灯の構成部材(リフレクタ、ヒートシンクなど)に対する意匠形状の自由度が高く、縦レイアウト構成の車両用前照灯を光軸を中心として90゜回転させることにより横レイアウト構成として使用することも可能であり、縦レイアウト構成と横レイアウト構成で構成部材を共用化できる。
車両用前照灯の光源として半導体発光素子を用いる場合、車両用前照灯は光量・発熱量が大きく特殊な配光パターン形状が要求されるため、車両用前照灯の構成部材の意匠形状に対する制約が強いことから、意匠形状に合わせて構成部材を専用設計する必要がある。
そのため、縦レイアウト構成の車両用前照灯を光軸を中心として90゜回転させても横レイアウト構成として使用することは困難であり、縦レイアウト構成と横レイアウト構成で構成部材を共用化できない。
よって、縦レイアウト構成と横レイアウト構成のそれぞれに合わせて構成部材を専用設計する必要があり、設計コストが増大する上に部品点数が増加し、高コスト化を避けられないという問題がある。
本発明は前記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、縦レイアウト構成と横レイアウト構成で構成部材を共用化することが可能で低コストな車両用前照灯を提供することにある。
本発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、下記のように本発明の各局面に想到した。
<第1の局面>
第1の局面は、
正面視略正方形の壁部と、前記壁部の正面側に突設されたベース部と、前記壁部の背面側に突設された複数枚のフィンを有する放熱フィン部とが一体形成されたヒートシンクと、
第1発光素子が搭載された第1絶縁基板と、
第2発光素子が搭載された第2絶縁基板と、
前記ベース部の第1面側に前記第1絶縁基板を取付固定する第1ホルダと、
前記ベース部における前記第1面側の反対面である第2面側に前記第2絶縁基板を取付固定する第2ホルダと、
前記第1発光素子を有し、前記第1発光素子の放射光を前方へ向けて照射する第1光源ユニットと、
前記第2発光素子を有し、前記第2発光素子の放射光を前方へ向けて照射する第2光源ユニットとを備えた車両用前照灯である。
第1の局面によれば、縦レイアウト構成の車両用前照灯を、壁部に直交する光軸を中心としてヒートシンクを90゜回転させることにより横レイアウト構成として使用することが可能であり、縦レイアウト構成と横レイアウト構成で構成部品を共用化できることから、縦レイアウト構成と横レイアウト構成のそれぞれに合わせて構成部材を専用設計する必要が無いため、設計コストが低減される上に部品点数も削減され、低コスト化を図ることができる。
また、2つの光源ユニットを取付固定するための部材であるベース部を1個だけ設ければよいため、構成部材の部品点数を少なくして低コスト化を図ることができる。
<第2の局面>
第2の局面は、第1の局面において、前記複数枚のフィンには所定幅で途切れた部分が設けられ、そのフィンが途切れた部分が一方向に連なることにより形成されたスリットを備えた車両用前照灯である。
第2の局面では、フィンが上下方向に延出された状態になるようにヒートシンクを配置した構成(例えば、縦レイアウト構成)にすると、フィンの上方向に自然対流が発生し、ヒートシンクの放熱性を確保することができる。
また、フィンが横方向に延出された状態になるようにヒートシンクを配置した構成(例えば、横レイアウト構成)にすると、スリットの上方向に自然対流が発生し、フィン間の空気についてもスリットの自然対流によりスリットを通って排気されるため、ヒートシンクの放熱性を確保することができる。
<第3の局面>
第3の局面は、第1または第2の局面において、
前記第1光源ユニットは、前記第1発光素子の放射光を反射する第1リフレクタを有する反射型のロービーム用光源ユニットであり、
前記第2光源ユニットは、前記第2発光素子の放射光を反射する第1リフレクタを有する反射型のハイビーム用光源ユニットである。
第3の局面によれば、プロジェクタ型光源ユニットを備えないため、プロジェクタ型光源ユニットの前記欠点を克服することが可能であり、反射型光源ユニットの利点(光利用率が高く、広い領域を照明可能で、低コスト)を備えた車両用前照灯を提供できる。
<第4の局面>
第4の局面は、第3の局面において、
前記第1ホルダは前記ベース部に対して位置決めされた状態で取付固定され、
前記第1リフレクタは前記第1ホルダに対して位置決めされた状態で取付固定され、
前記第2ホルダは前記ベース部に対して位置決めされた状態で取付固定され、
前記第2リフレクタは前記第2ホルダに対して位置決めされた状態で取付固定される。
第4の局面によれば、第1絶縁基板が第1ホルダによってベース部の第1面に取付固定されるため、第1ホルダを第1発光素子と第1リフレクタとの位置決めの基準にして、第1リフレクタの焦点合わせを最適化することが可能になり、第1リフレクタの性能を十分に活かして第1発光素子の照射光の利用効率を高めることができる。
また、第2絶縁基板が第2ホルダによってベース部の第2面に取付固定されるため、第2ホルダを第2発光素子と第2リフレクタとの位置決めの基準にして、第2リフレクタの焦点合わせを最適化することが可能になり、第2リフレクタの性能を十分に活かして第1発光素子の照射光の利用効率を高めることができる。
<第5の局面>
第5の局面は、第3または第4の局面において、前記第1リフレクタの面積に比べて、前記第2リフレクタの面積の方が大きい車両用前照灯である。
第5の局面によれば、ハイビームに最適な遠方への広い配光パターン形状を得ることができる。
<第6の局面>
第6の局面は、第3〜5の局面において、前記ベース部における前記第1発光素子の取付箇所は、前記第2発光素子の取付箇所よりも前方側に配置されている車両用前照灯である。
第6の局面によれば、ロービーム用光源ユニットである第1光源ユニットの直接光が放射され易いため、オーバーヘッドサイン(頭上標識)に適した配光パターン形状を得ることができる。
また、ベース部における第2発光素子の取付箇所は第1発光素子の取付箇所よりも後方側に配置されているため、第1リフレクタよりも面積が大きな第2リフレクタを、ベース部における後方側に配置可能になるため、車両用前照灯を全体として小型化できる。
<第7の局面>
第7の局面は、第1〜6の局面において、前記壁部の隅部分に形成された光軸調整機構との連結部を備えた車両用前照灯である。
第7の局面によれば、光軸調整機構と連結部との協働により、ヒートシンクの壁部を上下方向あるいは水平方向に傾動させれば、車両用前照灯の光軸調整を行うことができる。
本発明を具体化した第1実施形態における車両用前照灯の光源モジュール10の上面図。 光源モジュール10の下面図。 光源モジュール10の正面図。 光源モジュール10の背面図。 光源モジュール10の右側面図。 光源モジュール10の要部概略縦断面の端面図であり、図3に示すX−X矢示端面の要部構成を示す図。 図7(A)は第1実施形態の光源モジュール10の正面図(縦レイアウト構成例)。図7(B)は本発明を具体化した第2実施形態の車両用前照灯の光源モジュール200の正面図(横レイアウト構成例)。 図8(A)は第1実施形態の光源モジュール10の背面図(縦レイアウト構成例)。図8(B)は第2実施形態の光源モジュール200の背面図(横レイアウト構成例)。
以下、本発明を具体化した各実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、各実施形態において、同一の構成部材および構成要素については符号を等しくすると共に、同一内容の箇所については重複説明を省略する。
<第1実施形態>
図1〜図6に示すように、第1実施形態における車両用前照灯の光源モジュール(照明モジュール)10は、ヒートシンク11、壁部12(凹部12a)、ベース部13(上面13a、下面13b)、放熱フィン部14(フィン14a,14b、スリット14c)、連結部15a〜15c、位置決めピン21a,21b、雌ネジ21c,21d、位置決めピン22a,22b、雌ネジ22c,22d、ロービーム用光源ユニット31、ハイビーム用光源ユニット32、リフレクタ41(取付孔41a,41b、凹部41c)、リフレクタ42(取付孔42a,42b、凹部42c)、雄ネジ51a,51b,52a,52b、ホルダ61(位置決め孔61a,61b、電源コネクタ61c、位置決めピン61d,61e、収容孔部61f)、ホルダ62(位置決め孔62a,62b、電源コネクタ62c、位置決めピン62d,62e、収容孔部62f)、接続端子71a,71b,72a,72b、絶縁基板81,82、発光素子91,92などを備えており、自動車などの車両の前部に設けられた車両用前照灯の光源モジュールとして用いられる。
光源モジュール10は、縦方向(上下方向)に光源ユニット31,32をレイアウトする縦レイアウト構成を採用している。
図1〜図5に示すように、ヒートシンク11は、熱伝導性の高い金属材料(例えば、アルミニウム合金など)によって一体形成されたダイカスト成形品であり、壁部12、ベース部(光源取付部)13、放熱フィン部14、連結部15a〜15cなどを有している。
壁部12は略正方形平板状を成し、壁部12の正面側(表面側)にはベース部13が突設され、壁部12の背面側(裏面側)には放熱フィン部14が突設されてる。
そして、壁部12は、光源モジュール10の光軸方向に対して略垂直方向に延びている。
また、正面視略正方形の壁部12における正面視左右両側および正面視上下両側から、ベース部13および放熱フィン部14は突出していない。
図1および図2に示すように、壁部12の正面側の正面視左右中央部には、壁部12の正面側の他の部分よりも背面側に一段奥まった凹部12aが形成されており、凹部12aの上下方向には突起物が設けられておらず開放されている。
壁部12の肉厚は略一定に形成されており、凹部12aの背面側には凹部12aの形状に対応した凸部が形成されている。
ベース部13は、略矩形平板状を成し、壁部12に対して略垂直方向に突設されている。つまり、ベース部13は、光源モジュール10の光軸方向に延びている。
図1,図3,図5,図6に示すように、ベース部13の上面13a側には光源ユニット31が取付固定されている。
光源ユニット31は、リフレクタ41および発光素子91を有する反射型光源ユニットである。
リフレクタ41は、ベース部13の上面13aに取付固定されており、下面側に向かって凹型に湾曲した光の反射面が設けられ、リフレクタ41の背面側における正面視左右両端部には取付孔41a,41bが貫通形成され、リフレクタ41の後端における正面視左右中央部には凹部41cが形成されている。
図2,図3,図5,図6に示すように、ベース部13の下面13b側には光源ユニット32が取付固定されている。
光源ユニット32は、リフレクタ42および発光素子92を有する反射型光源ユニットである。
リフレクタ42は、ベース部13の下面13bに取付固定されており、上面側に向かって凹型に湾曲した光の反射面が設けられ、リフレクタ42の背面側における正面視左右両端部には取付孔42a,42bが貫通形成され、リフレクタ42の後端における正面視左右中央部には凹部42cが形成されている。
図1,図2,図4に示すように、放熱フィン部14は、ヒートシンク11の上下方向に延出された矩形平板状のフィン14a,14bおよびスリット14cを備えており、フィン14a,14bはヒートシンク11の横方向に間隔を空けて平行に配置されている。
フィン14a,14bの端面は同一平面上に配置されており、壁部12の凹部12aの背面側に配置されたフィン14bは、壁部12の凹部12a以外の部分に配置されたフィン14aに比べて、光源モジュール10の前後方向の幅(奥行方向の長さ、背面方向の長さ)が短く形成されている。
図4に示すように、フィン14a,14bの上下方向の略中央部にはフィンが所定幅で途切れた部分が設けられ、そのフィンが途切れた部分がヒートシンク11の横方向に連なることによりスリット14cが形成されている。
つまり、スリット14cはヒートシンク11の左右方向に延出されており、スリット14cの背面視左右両端側は開放されている。
図1〜図5に示すように、連結部15aは円形透孔であって壁部12の正面視右上隅部分に貫通形成されており、連結部15bは略正方形透孔であって壁部12の正面視左上隅部分に貫通形成されており、連結部15cは略正方形透孔であって壁部12の正面視右下隅部分に貫通形成されている。
図1に示すように、ベース部13の上面13aには、位置決めピン21a,21bおよび雌ネジ21c,21dが形成されている。
位置決めピン21a,21bはそれぞれ、略円柱状の突起物であり、ホルダ61および絶縁基板81が取り付けられる箇所の正面視左右両側にてベース部13の上面13aから垂直に突設されている。
ホルダ61および絶縁基板81が取り付けられる箇所の正面視左右両側にてベース部13の上面13aには雌ネジ21c,21dが螺設されており、雌ネジ21c,21dには雄ネジ51a,51bが螺着される。
図2に示すように、ベース部13の下面13bには、位置決めピン22a,22bおよび雌ネジ22c,22dが形成されている。
位置決めピン22a,22bはそれぞれ、略円柱状の突起物であり、ホルダ62および絶縁基板82が取り付けられる箇所の正面視左右両側にてベース部13の下面13bから垂直に突設されている。
ホルダ62および絶縁基板82が取り付けられる箇所の正面視左右両側にてベース部13の下面13bには雌ネジ22c,22dが螺設されており、雌ネジ22c,22dには雄ネジ52a,52bが螺着される。
図1,図3,図5,図6に示すように、ホルダ61は、略矩形平板状を成し、絶縁性を有する合成樹脂材料によって一体形成された射出成形品であり、位置決め孔61a,61b、電源コネクタ61c、位置決めピン61d,61e、収容孔部61fなどを有している。
位置決め孔61a,61bは円形透孔であり、ホルダ61の正面視左右両側に貫通形成されている。
電源コネクタ61cは、上方が開放された矩形枠状を成し、ホルダ61の上面側における後端近傍の正面視左右中央部にて垂直に突設されている。
位置決めピン61d,61eはそれぞれ、略円柱状の突起物であり、ホルダ61の上面側における後端近傍の正面視左右両端にて垂直に突設されている。
収容孔部61fは絶縁基板81の寸法形状に対応した略矩形有底穴である。
図2,図3,図5,図6に示すように、ホルダ62は、略矩形平板状を成し、絶縁性を有する合成樹脂材料によって一体形成された射出成形品であり、位置決め孔62a,62b、電源コネクタ62c、位置決めピン62d,62e、収容孔部62fなどを有している。
位置決め孔62a,62bは円形透孔であり、ホルダ62の正面視左右両側に貫通形成されている。
電源コネクタ62cは、上方が開放された矩形枠状を成し、ホルダ61の上面側における後端近傍の正面視左右中央部にて垂直に突設されている。
位置決めピン62d,62eはそれぞれ、略円柱状の突起物であり、ホルダ62の下面側における後端近傍の正面視左右両端にて垂直に突設されている。
収容孔部62fは絶縁基板81の寸法形状に対応した略矩形有底穴である。
図1〜図3に示すように、ホルダ62においてホルダ61と異なるのは、収容孔部61fがホルダ61の正面視左右中央部の前端寄りに穿設されているのに対して、収容孔部62fがホルダ62の正面視左右中央部の後端寄りに穿設されている点だけであり、その他の構成部材は同じである。
図1に示すように、接続端子71a,71bの中央部(図示略)はホルダ61にインサート成形されており、接続端子71a,71bの基端部は電源コネクタ61c内から突出し、接続端子71a,71bの先端部(図示略)はホルダ61の収容孔部62fから突出している。
図2に示すように、接続端子72a,72bの中央部(図示略)はホルダ62にインサート成形されており、接続端子72a,72bの基端部は電源コネクタ62c内から突出し、接続端子72a,72bの先端部(図示略)はホルダ62の収容孔部62fから突出している。
接続端子71a,71b,72a,72bは、金属材料(例えば、真鍮、銅など)の同一の板材からプレス加工の切り出し成形によって一体形成されている。
図1〜図3,図5,図6に示すように、絶縁基板81,82は略矩形平板状を成し、絶縁基板81,82の上面側における長手方向両端部には電極パッド(図示略)が配置形成されている。
絶縁基板81,82の上面側において、その短手方向中央部には長手方向に沿うように、複数個の発光素子91,92が一列に近接配置されて取付固定されることにより搭載(実装)されている。
尚、絶縁基板81,82は同一構成である。
ちなみに、発光素子91とリフレクタ41との協働により、光源モジュール10の配光パターン形状を車両用前照灯に要求される所望の形状にすることが可能であれば、発光素子91の個数は何個にしてもよく、例えば、横長形状の発光素子91を用いた場合には1個にしてもよい。
また、発光素子92とリフレクタ42との協働により、光源モジュール10の配光パターン形状を車両用前照灯に要求される所望の形状にすることが可能であれば、発光素子92の個数は何個にしてもよく、例えば、横長形状の発光素子92を用いた場合には1個にしてもよい。
発光素子91,92と絶縁基板81,82の電極パッド(図示略)とは、絶縁基板81の上面側に形成された配線パターン(図示略)を介して接続されている。
発光素子91,92は、例えば、LEDチップ、有機ELチップなどの半導体発光素子である。
尚、発光素子91,92は同一構成である。
[ロービーム用光源ユニット31の組み立て方(図1,図3〜図6参照)]
まず、発光素子91が搭載された絶縁基板81を、ホルダ61の収容孔部61f内に収容させ、絶縁基板81をホルダ61に取付固定する。
すると、収容孔部61fから突出した接続端子71a,71bの先端部(図示略)が、絶縁基板81の電極パッド(図示略)に接触して電気的に接続される。
次に、絶縁基板81が取付固定されたホルダ61をヒートシンク11のベース部13の上面13aに被着し、ホルダ61の位置決め孔61a,61bにベース部13の位置決めピン21a,21bを挿入させることにより、ベース部13に対するホルダ61の位置決めを行った状態にて、ベース部13に対してホルダ61を取付固定する。
ここで、ベース部13とホルダ61とを取付固定する構造については、どのような構造を用いてもよく、例えば、ベース部13またはホルダ61に設けた係合凸部と係合凹部とを係合させる構造、ホルダ61に貫通形成した取付孔に挿通した雄ネジをベース部13に螺設した雌ネジに螺着させる構造などがある。
続いて、ヒートシンク11に取付固定されたホルダ61の上方からリフレクタ41を被着し、リフレクタ41の取付孔41a,41bにホルダ61の位置決めピン61d,61dを挿入させることにより、ホルダ61に対するリフレクタ41の位置決めを行う。
そして、リフレクタ41の取付孔41a,41bに挿通した雄ネジ51a,51bを、ベース部13の雌ネジ21c,21dに螺着させることにより、リフレクタ41をベース部13の上面13aに取付固定する。
ベース部13にホルダ61を取付固定した後に、ベース部13にリフレクタ41を取付固定した状態では、ホルダ61の電源コネクタ61cが、ヒートシンク11の壁部12における凹部12a内に配置され、リフレクタ41の凹部41c内から上方に突出している。
その後、外部の電源回路から伸びた給電用ケーブル(図示略)の雄側コネクタを、雌側コネクタである電源コネクタ61cに挿入し、電源コネクタ61c内に突出している接続端子71a,71bの一端部に給電用ケーブルを接続することにより、ロービーム用光源ユニット31の組み立てが完成する。
そして、外部の電源回路から、給電用ケーブルのプラス側→接続端子71aの一端部(基端部)→接続端子71aの他端部(先端部)→絶縁基板81の一方の電極パッド(図示略)→発光素子91→絶縁基板81の他方の電極パッド→接続端子71bの他端部→接続端子71bの一端部→給電用ケーブルのマイナス側の経路で電流を流すことにより、発光素子91に電源が供給されて点灯される。
[ハイビーム用光源ユニット32の組み立て方(図2,図3〜図6参照)]
まず、発光素子92が搭載された絶縁基板82を、ホルダ62の収容孔部62f内に収容させ、絶縁基板82をホルダ62に取付固定する。
すると、収容孔部62fから突出した接続端子72a,72bの先端部(図示略)が、絶縁基板82の電極パッド(図示略)に接触して電気的に接続される。
次に、絶縁基板82が取付固定されたホルダ62をヒートシンク11のベース部13の下面13bに被着し、ホルダ62の位置決め孔62a,62bにベース部13の位置決めピン22a,22bを挿入させることにより、ベース部13に対するホルダ62の位置決めを行った状態にて、ベース部13に対してホルダ62を取付固定する。
ここで、ベース部13とホルダ62とを取付固定する構造については、ベース部13とホルダ61とを取付固定する構造と同じである。
続いて、ヒートシンク11に取付固定されたホルダ62の上方からリフレクタ42を被着し、リフレクタ42の取付孔42a,42bにホルダ61の位置決めピン62d,62dを挿入させることにより、ホルダ62に対するリフレクタ42の位置決めを行う。
そして、リフレクタ42の取付孔42a,42bに挿通した雄ネジ52a,52bを、ベース部13の雌ネジ22c,22dに螺着させることにより、リフレクタ42をベース部13の下面13bに取付固定する。
ベース部13にホルダ62を取付固定した後に、ベース部13にリフレクタ42を取付固定した状態では、ホルダ62の電源コネクタ62cが、ヒートシンク11の壁部12における凹部12a内に配置され、リフレクタ42の凹部42c内から下方に突出している。
その後、外部の電源回路から伸びた給電用ケーブル(図示略)の雄側コネクタを、雌側コネクタである電源コネクタ62cに挿入し、電源コネクタ62c内に突出している接続端子72a,72bの一端部に給電用ケーブルを接続することにより、ハイビーム用光源ユニット32の組み立てが完成する。
そして、外部の電源回路から、給電用ケーブルのプラス側→接続端子72aの一端部(基端部)→接続端子72aの他端部(先端部)→絶縁基板82の一方の電極パッド(図示略)→発光素子92→絶縁基板82の他方の電極パッド→接続端子72bの他端部→接続端子72bの一端部→給電用ケーブルのマイナス側の経路で電流を流すことにより、発光素子92に電源が供給されて点灯される。
[車両用前照灯の組み付け方]
車両用前照灯は、光源モジュール10、光軸調整用フレーム(光軸調整機構)、前照灯カバーなどを備えている。
光源モジュール10は光軸調整用フレーム(図示略)に取り付けられ、光軸調整用フレームは車体(図示略)に取付固定され、光源モジュール10の前方側は透明な前照灯カバー(図示略)によって覆われる。
光源モジュール10を光軸調整用フレームに取り付けるには、光源モジュール10のヒートシンク11の放熱フィン部14を、光軸調整用フレームに差し入れ、光軸調整用フレームのエイミング軸のボールジョイント(図示略)を、ヒートシンク11の壁部12の連結部15a〜15cの背面側から連結させる。
[光源ユニット31,32の構成比較(図6参照)]
ロービーム用光源ユニット31において、発光素子91はホルダ61を用いてヒートシンク11のベース部13の上面13a側に取付固定されているため、発光素子91はベース部13の上方へ光を放射する。
リフレクタ41は、ベース部13の上面13aに取付固定されており、下面側に向かって凹型に湾曲した回転楕円放物面から成る光の反射面が設けられている。
そして、リフレクタ41の両側部には切欠が形成されることにより反射面が設けられておらず素通しになっている。
ロービーム用光源ユニット31において、発光素子91を点灯発光させると、発光素子91から放射された光の一部は、リフレクタ41の反射面で反射されて光源モジュール10の前方下方側へ向けて照射され、発光素子91から放射された光の一部は直射光として光源モジュール10の前方へ向けて照射されるため、ロービームに適した配光パターン形状が得られる。
発光素子91はベース部13に対して上向きに取り付けられているため上方(図6に示す矢印α方向)へ光を放射し、発光素子91の発光面(発光領域)LPの後端部がリフレクタ41の反射面の焦点Faと一致している。
尚、図6では、説明を分かり易くするために、角構成部材の寸法形状および配置箇所を誇張して模式的に図示してあり、各構成部材の寸法形状および配置箇所が実物とは異なっている。
ハイビーム用光源ユニット32において、発光素子92はホルダ62を用いてヒートシンク11のベース部13の下面13b側に取付固定されているため、発光素子92はベース部13の下方へ光を放射する。
ここで、ベース部13における発光素子92の取付箇所は、発光素子91の取付箇所よりも後方側に設定されている。つまり、ベース部13における発光素子92の取付箇所は、発光素子91の取付箇所よりも放熱フィン部14に近い箇所に配置されている。
リフレクタ42は、ベース部13の下面13bに取付固定されており、上面に向かって凹型に湾曲した回転放物面から成る光の反射面が設けられている。
そして、リフレクタ42の反射面の面積および前後長は、リフレクタ41よりも大きく形成されている。
尚、リフレクタ41,42の前後長とは、光源モジュール10の光軸方向の前後長である。
また、リフレクタ41とは異なり、リフレクタ42の両側部には反射面が設けられている。
さらに、リフレクタ42の幅は、リフレクタ41よりも大きく形成されている。
尚、リフレクタ41,42の幅とは、光源モジュール10の光軸方向に直交する幅であり、車両の幅方向の長さである。
ハイビーム用光源ユニット32において、発光素子92を点灯発光させると、発光素子92から放射された光の一部は、リフレクタ42の反射面で反射されて光源モジュール10の前方上方側へ向けて照射され、発光素子92から放射された光の一部は直射光として光源モジュール10の前方下方へ向けて照射されるため、ハイビームに適した配光パターン形状が得られる。
発光素子92はベース部13に対して下向きに取り付けられているため下方(図6に示す矢印β方向)へ光を放射し、発光素子92の発光面LPの中央部がリフレクタ42の反射面の焦点Fbと一致している。
[第1実施形態の作用・効果]
第1実施形態における車両用前照灯の光源モジュール10によれば、以下の作用・効果を得ることができる。
[1]2つの光源ユニット31,32を取付固定するための部材であるベース部13を1個だけ設ければよいため、構成部材の部品点数を少なくして低コスト化を図ることができる。
[2]縦レイアウト構成では、放熱フィン部14のフィン14a,14bが上下方向に延出された状態になるようにヒートシンク11が配置されるため、フィン14a,14bの上方向に自然対流が発生し、ヒートシンク11の放熱性を確保することができる。
[3]ロービーム用光源ユニット31は、発光素子91の放射光を反射するリフレクタ41を有する反射型光源ユニットである。
ハイビーム用光源ユニット32は、発光素子92の放射光を反射するリフレクタ42を有する反射型光源ユニットである。
光源モジュール10はプロジェクタ型光源ユニットを備えないため、プロジェクタ型光源ユニットの前記欠点を克服することが可能であり、反射型光源ユニットの利点(光利用率が高く、広い領域を照明可能で、低コスト)を備えた車両用前照灯を提供できる。
[4]ホルダ61の位置決め孔61a,61bに、ヒートシンク11のベース部13の位置決めピン21a,21bを挿入させることにより、ベース部13に対するホルダ61の位置決めがされた状態で取付固定される。
また、リフレクタ41の取付孔41a,41bにホルダ61の位置決めピン61d,61eを挿入させることにより、ホルダ61に対するリフレクタ41の位置決めがされた状態で、リフレクタ41がベース部13に取付固定される。
そして、発光素子91が搭載された絶縁基板81がホルダ61の収容孔部61fに収容され、絶縁基板81がホルダ61に取付固定される。
そのため、ホルダ61を発光素子91とリフレクタ41との位置決めの基準にして、リフレクタ41の焦点合わせを最適化することが可能になり、リフレクタ41の性能を十分に活かして発光素子91の照射光の利用効率を高めることができる。
[5]ホルダ62の位置決め孔62a,62bに、ヒートシンク11のベース部13の位置決めピン22a,22bを挿入させることにより、ベース部13に対するホルダ62の位置決めがされた状態で取付固定される。
また、リフレクタ42の取付孔42a,42bにホルダ62の位置決めピン62d,62eを挿入させることにより、ホルダ62に対するリフレクタ42の位置決めがされた状態で、リフレクタ42がベース部13に取付固定される。
そして、発光素子92が搭載された絶縁基板82がホルダ62の収容孔部62fに収容され、絶縁基板82がホルダ62に取付固定される。
そのため、ホルダ62を発光素子92とリフレクタ42との位置決めの基準にして、リフレクタ42の焦点合わせを最適化することが可能になり、リフレクタ42の性能を十分に活かして発光素子92の照射光の利用効率を高めることができる。
[6]ロービーム用光源ユニット31のリフレクタ41の面積に比べて、ハイビーム用光源ユニット32のリフレクタ42の面積の方が大きいため、ハイビームに最適な遠方への広い配光パターン形状を得ることができる。
[7]ヒートシンク11のベース部13における発光素子91の取付箇所は、発光素子92の取付箇所よりも前方側に配置されているため、ロービーム用光源ユニット31の直接光が放射され易く、オーバーヘッドサイン(頭上標識)に適した配光パターン形状を得ることができる。
また、ベース部13における発光素子92の取付箇所は発光素子91の取付箇所よりも後方側に配置されているため、リフレクタ41よりも面積が大きなリフレクタ42を、ベース部13における後方側に配置可能になるため、光源モジュール10全体を小型化できる。
[8]光軸調整用フレームのエイミング軸のボールジョイント(図示略)が、ヒートシンク11の壁部12の連結部15a〜15cに連結される。
そのため、光軸調整用フレームのエイミング軸を伸縮させ、エイミング軸およびボールジョイントと、光源モジュール10の連結部15a〜15cとの協働により、ヒートシンク11の壁部12を上下方向あるいは水平方向に傾動させれば、車両用前照灯の光軸調整を行うことができる。
<第2実施形態>
図7および図8に示すように、第2実施形態における車両用前照灯の光源モジュール200において、第1実施形態における車両用前照灯の光源モジュール10と異なるのは以下の点だけである。
[A]光源モジュール200において、光源モジュール10と異なる構成部材は、リフレクタ201,202だけである。すなわち、光源モジュール200では、光源モジュール10のリフレクタ41,42がそれぞれリフレクタ201,202に置き換えられている。
従って、光源モジュール200によれば、光源モジュール10と同じ作用・効果が得られる。
ここで、リフレクタ201,202の幅は、リフレクタ41,42の高さよりも大きく形成されており、後述する横レイアウト構成に適した寸法形状に形成されている。
尚、リフレクタ201,202の幅とは、光源モジュール200の光軸方向に直交する幅であり、車両の幅方向の長さである。
また、リフレクタ41,42の高さとは、光源モジュール10の光軸方向に直交する高さであり、車両の高さ方向の長さである。
[B]光源モジュール200は、横方向(左右方向)に光源ユニット201,202をレイアウトする横レイアウト構成を採用している。
光源モジュール200の壁部12は、光源モジュール10の壁部12を光軸LAを中心として、図7および図8に示す矢印γ方向に90゜回転した状態に配置されている。
壁部12は正面視略正方形であり、壁部12における正面視左右両側および正面視上下両側からベース部13および放熱フィン部14は突出していないため、光軸LAを中心として90゜回転させた状態でも、その正面視形状は変わらない。
また、放熱フィン部14のフィン14a,14bの端面は同一平面上に配置されているため、光軸LAを中心として90゜回転させた状態でも、光源モジュール200を光軸調整用フレームに取り付けた際に、光源モジュール200の後方に配置された部材(図示略)と放熱フィン部14とが干渉しない。
従って、光源モジュール10と光源モジュール200は、リフレクタ以外の構成部材を共用化することが可能であり、縦レイアウト構成と横レイアウト構成のそれぞれに合わせて構成部材を専用設計する必要が無いため、設計コストが低減される上に部品点数も削減され、低コスト化を図ることができる。
[C]図8(B)に示すように、光源モジュール200では、放熱フィン部14のスリット14cがヒートシンク11の縦方向(上下方向)に延出されており、スリット14cの背面視上下両端側が開放されている。
そのため、スリット14cの上方向(図8に示す矢印δ方向)に自然対流が発生し、フィン14a,14b間の空気についてもスリット14cの自然対流によりスリット14cを通って排気されるため、ヒートシンク11の放熱性を確保することができる。
<別の実施形態>
本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、前記各実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。
[ア]第2実施形態の光源モジュール200において、放熱フィン部14のスリット14cを複数個設けてもよい。
この場合、スリット14cの個数および配置箇所については、ヒートシンク11の放熱性を向上できるように、スリット14cとフィン14a,14bの協働を勘案して実験的に最適な状態に設定すればよい。
[イ]ヒートシンク11における放熱フィン部14のフィン14a,14bを壁部12に対して斜め方向に配置形成してもよい。
この場合には、フィン14a,14b間の空気に斜め方向の自然対流が発生するため、放熱フィン部14のスリット14cを省くことができる。
[ウ]ヒートシンク11の壁部12の背面側に設けた放熱フィン部14に加え、壁部12の正面側にも放熱フィン部を設けてもよい。
[エ]各光源ユニット31,32のいずれか一方または両方をプロジェクタ型光源ユニットにしてもよい。
本発明は、前記各局面および前記各実施形態の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様も本発明に含まれる。本明細書の中で明示した論文、公開特許公報、特許公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。
10,200…車両用前照灯の光源モジュール
11…ヒートシンク
12…壁部
13…ベース部
13a…ベース部13の上面(第1面)
13b…ベース部13の下面(第2面)
14…放熱フィン部
14a,14b…フィン
14c…スリット
15a〜15c…連結部
21c,21d,22c,22d…雌ネジ
31…ロービーム用光源ユニット(第1光源ユニット)
32…ハイビーム用光源ユニット(第2光源ユニット)
41…リフレクタ(第1リフレクタ)
42…リフレクタ(第2リフレクタ)
51a,51b,52a,52b…雄ネジ
61…ホルダ(第1ホルダ)
62…ホルダ(第2ホルダ)
81…絶縁基板(第1絶縁基板)
82…絶縁基板(第2絶縁基板)
91…発光素子(第1発光素子)
92…発光素子(第2発光素子)
21a,21b…位置決めピン(第1ベース位置決めピン)
22a,22b…位置決めピン(第2ベース位置決めピン)
61d,61e…位置決めピン(第1ホルダ位置決めピン)
62d,62e…位置決めピン(第2ホルダ位置決めピン)
61a,61b…位置決め孔(第1ホルダ位置決め孔)
62a,62b…位置決め孔(第2ホルダ位置決め孔)
41a,41b…取付孔(第1リフレクタ取付孔)
42a,42b…取付孔(第2リフレクタ取付孔)

Claims (7)

  1. 正面視略正方形の壁部と、前記壁部の正面側に突設されたベース部と、前記壁部の背面側に突設された複数枚のフィンを有する放熱フィン部とが一体形成されたヒートシンクと、
    第1発光素子が搭載された第1絶縁基板と、
    第2発光素子が搭載された第2絶縁基板と、
    前記ベース部の第1面側に前記第1絶縁基板を取付固定する第1ホルダと、
    前記ベース部における前記第1面側の反対面である第2面側に前記第2絶縁基板を取付固定する第2ホルダと、
    前記第1発光素子を有し、前記第1発光素子の放射光を前方へ向けて照射する第1光源ユニットと、
    前記第2発光素子を有し、前記第2発光素子の放射光を前方へ向けて照射する第2光源ユニットと
    前記第1発光素子の放射光を反射する第1リフレクタと、
    前記第2発光素子の放射光を反射する第2リフレクタと、
    前記ベース部の第1面から垂直に突設された第1ベース位置決めピンと、
    前記ベース部の第2面から垂直に突設された第2ベース位置決めピンと、
    前記第1ホルダから垂直に突設された第1ホルダ位置決めピンと、
    前記第2ホルダから垂直に突設された第2ホルダ位置決めピンと、
    前記第1ホルダに形成された第1ホルダ位置決め孔と、
    前記第2ホルダに形成された第2ホルダ位置決め孔と、
    前記第1リフレクタに形成された第1リフレクタ取付孔と、
    前記第2リフレクタに形成された第2リフレクタ取付孔と
    を備え、
    前記第1光源ユニットは、前記第1リフレクタを有する反射型のロービーム用光源ユニットであり、
    前記第2光源ユニットは、前記第1リフレクタを有する反射型のハイビーム用光源ユニットであり、
    前記第1ホルダ位置決め孔に前記第1ベース位置決めピンが挿入されることにより、前記第1ホルダは前記ベース部に対して位置決めされた状態で取付固定され、
    前記第1リフレクタ取付孔に前記第1ホルダ位置決めピンが挿入されることにより、前記第1リフレクタは前記第1ホルダに対して位置決めされた状態で取付固定され、
    前記第2ホルダ位置決め孔に前記第2ベース位置決めピンが挿入されることにより、前記第2ホルダは前記ベース部に対して位置決めされた状態で取付固定され、
    前記第2リフレクタ取付孔に前記第2ホルダ位置決めピンが挿入されることにより、前記第2リフレクタは前記第2ホルダに対して位置決めされた状態で取付固定される、車両用前照灯。
  2. 前記各位置決めピンは略円柱状の突起物であり、
    前記各位置決め孔は円形透孔である、
    請求項1に記載の車両用前照灯。
  3. 前記第1ベース位置決めピンは、前記ベース部の第1面にて前記第1ホルダおよび第1絶縁基板が取り付けられる箇所の正面視左右両側に1個ずつ突設され、
    前記第2ベース位置決めピンは、前記ベース部の第2面にて前記第2ホルダおよび第2絶縁基板が取り付けられる箇所の正面視左右両側に1個ずつ突設され、
    前記第1ホルダ位置決めピンは、前記第1ホルダの後端近傍の正面視左右両端に1個ずつ突設され、
    前記第2ホルダ位置決めピンは、前記第2ホルダの後端近傍の正面視左右両端に1個ずつ突設され、
    前記第1ホルダ位置決め孔は、前記第1ホルダの正面視左右両側に1個ずつ形成され、
    前記第2ホルダ位置決め孔は、前記第1ホルダの正面視左右両側に1個ずつ形成され、
    前記第1リフレクタ取付孔は、前記第1リフレクタの背面側の正面視左右両端部に1個ずつ形成され、
    前記第2リフレクタ取付孔は、前記第2リフレクタの背面側の正面視左右両端部に1個ずつ形成される、
    請求項1または請求項2に記載の車両用前照灯。
  4. 前記複数枚のフィンには所定幅で途切れた部分が設けられ、そのフィンが途切れた部分が一方向に連なることにより形成されたスリットを備えた、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両用前照灯。
  5. 前記第1リフレクタの面積に比べて、前記第2リフレクタの面積の方が大きい、
    請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両用前照灯。
  6. 前記ベース部における前記第1発光素子の取付箇所は、前記第2発光素子の取付箇所よりも前方側に配置されている、
    請求項1〜5のいずれか1項に記載の車両用前照灯。
  7. 前記壁部の隅部分に形成された光軸調整機構との連結部を備えた、
    請求項1〜6のいずれか1項に記載の車両用前照灯。
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