JP6034611B2

JP6034611B2 - プロジェクタ型車両用前照灯

Info

Publication number: JP6034611B2
Application number: JP2012162435A
Authority: JP
Inventors: 重之渡邉; 龍彦山道
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-07-23
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2032-07-23
Also published as: CN103574560A; US20140022807A1; JP2014022307A; EP2690350A3; CN103574560B; EP2690350B1; US9010974B2; EP2690350A2

Description

本発明は、可動型シェードの駆動源を冷却可能にしたプロジェクタ型車両用前照灯の発明である。

特許文献１には、カットオフラインを形成するシェードを可動型にして配光パターンを切り替え可能にしたプロジェクタ型車両用前照灯が示されている。

特開２００９−１１０８９５号公報

可動型シェードを駆動させる駆動源は、駆動時に加熱される。請求項１のプロジェクタ型車両用前照灯においては、加熱された駆動源を冷却する手段が設けられていないため、駆動源に熱が籠もることによって可動型シェードの動作に支障をきたすおそれがある。

本願発明は、上記課題に鑑みて、可動型シェードの駆動源を冷却可能にしたプロジェクタ型車両用前照灯を提供するものである。

前記課題を解決するために請求項１のプロジェクタ型車両用前照灯は、発光素子を搭載した基板を上面に搭載した金属製支持部材と、投影レンズと、発光素子の光を投影レンズの後方焦点近傍に反射するリフレクタと、駆動源によって投影レンズの後方焦点近傍位置からリフレクタによる反射光の照射範囲を外れた位置まで移動可能に構成された可動型シェードと、を有するプロジェクタ型車両用前照灯において、前記駆動源が、金属製支持部材の前方に設けられ、金属製支持部材の下方には、金属製支持部材の下面に対向して冷却ファンが設けられるようにした。

（作用）金属製支持部材の下面と対向するように配置された冷却ファンは、その回転方向に基づいて金属製支持部材の下面に対して上向きまたは下向きの風を発生させる。

冷却ファンによって上向きの風を発生させた場合、上向きの風は、金属製支持部材の下面に衝突して面方向に沿った風に変わることによって、その前方に配置された可動型シェードの駆動源に向かう空気の対流を発生させる。駆動源は、前方に向かう空気の対流内に配置されることによって冷却される。

一方、冷却ファンによって下向きの風を発生させた場合、下向きの風は、金属製支持部材の下面近傍に下向きの負圧を発生させ、下向きの負圧は、金属製支持部材の下面に沿った後向きの負圧を発生させる。後向きの負圧は、駆動源の周囲に後方に向かう空気の対流を発生させるため、駆動源は、後方に向かう空気の対流内に配置されることによって冷却される。また、空気の対流内に配置される駆動源は、投影レンズと金属製支持部材の内側に収納されるため、プロジェクタ型車両用前照灯が小型化される。

請求項２は、請求項１に記載のプロジェクタ型車両用前照灯であって、前方に開口するランプボディと、ランプボディの前方を閉塞する透明または半透明の前面カバーの内側に形成される灯室内において、前記ランプボディによって支持されるようにした。

（作用）請求項２のプロジェクタ型車両用前照灯においては、ランプボディと前面カバーによって形成される灯室内において、駆動源が前面カバーの後方に支持される。請求項２のプロジェクタ型車両用前照灯においては、前面カバーによって冷却ファンによって上向きの風を発生させた場合、前方に向かう空気の対流により、金属製支持部材と駆動源の熱が車両用灯具の前面カバーに運ばれることによって冬場の低温使用時における前面カバーの凍結が防止される。

一方、冷却ファンによって下向きの風を発生させた場合、後方に向かう負圧による空気の対流により、前面カバー近傍で冷却された空気が駆動源に運ばれるため、駆動源が更に冷却される。

請求項３は、請求項１または２のうちいずれかに記載のプロジェクタ型車両用前照灯であって、発光素子を搭載した基板を上面に搭載した金属製支持部材を後方から取り付け、かつ投影レンズを前方から取り付けるブラケットを設けるようにした。

（作用）請求項３のプロジェクタ型車両用前照灯においては、発光素子を搭載した金属製支持部材と投影レンズがブラケットの前後にそれぞれ取りつけられる

請求項１のプロジェクタ型車両用前照灯によれば、駆動源が前方または後方に向かう空気の対流を受けることによって冷却されると共に、プロジェクタ型車両用前照灯が小型化される。

請求項２のプロジェクタ型車両用前照灯によれば、駆動源が更に冷却され、または、前面カバーの凍結が防止される。

請求項３のプロジェクタ型車両用前照灯によれば、例えば、エイミング機構等の傾動機構側に設けた傾動するブラケットに投影レンズと発光素子を搭載した金属製支持部材を前後から取り付けるだけで、エイミング機構等にプロジェクタ型車両用前照灯を簡単に組付けることができる。

実施例のプロジェクタ型車両用前照灯の分解斜視図斜視図。実施例のプロジェクタ型車両用前照灯の斜視図。ランプボディと前面カバーの内側に配置した実施例のプロジェクタ型車両用前照灯を光軸方向に切断した縦断面図（冷却ファンのみ右側面図）。（ａ）シェードの動作と冷却ファンが正回転した際における空気の対流方向を示す説明図。（ｂ）冷却ファンが正回転した際における空気の対流方向を示す説明図。

本実施例のプロジェクタ型車両用前照灯１を図１から図４によって説明する。尚、図１から図４においては、発光素子４の配置方向を上方（符号Ｕｐ方向）とし、照明装置１の各方向を（上方：下方：左方：右方：前方：後方＝Ｕｐ：Ｌｏ：Ｌｅ：Ｒｉ：Ｆｒ：Ｒｅ）として説明する。

本実施例のプロジェクタ型車両用前照灯１は、図１〜３に示すように，基板２ａに搭載された光源となるＬＥＤ（発光素子）２，金属製支持部材３，投影レンズ４，リフレクタ５，可動型シェードユニット６、冷却ファンユニット７，ブラケット８，レンズホルダー９及び給電アタッチメント１０を有する。また、プロジェクタ型車両用前照灯１は、図３に示すように前方に開口する樹脂等で成形したランプボディ１０１と、ランプボディ１０１の前方を閉塞する透明または半透明の前面カバー１０２と、の内側に形成される灯室Ｓ内に配置され、かつ図示しないエイミング機構（傾動機構）によってランプボディ１０１に支持される。

金属製支持部材３は、上面視半円形状の天板１１と、その下面１１ｂに突設された多数の放熱フィン１２を有する。天板１１の上面１１ａには、後端部近傍に段差状のＬＥＤ搭載部１３が一体に突設するように形成され、ＬＥＤ２の基板２ａが搭載部１３に搭載される。点灯時にＬＥＤ２に発生する熱は、金属製支持部材３の放熱フィン１２を介してＬＥＤの外部に放出される。また、上面１１ａのＬＥＤ搭載部１３の前には、給電アタッチメント１０の取付部材１４が固定される。天板１１の左右両端には、上下に延びる一対の支柱（１５，１６）が一体に設けられる。支柱（１５，１６）の下には、放熱フィン１２の一部に一体に形成され、かつ前後に延びる一対の円筒部（符号１７、片方は図示せず）が設けられる。

給電アタッチメント１０は、樹脂等で成形されて左右方向に延出する板状の本体部２０と、本体部２０の右端部から下方に延出形成されて後方に開口する給電用のコネクタ部２１と、本体部２０の前端部に延出形成された搭載部２２を有する。搭載部２２には、ＬＥＤ２の点灯制御回路となるＬＥＤ／ドライバモジュール（以降は、ＬＤＭとする）２３が搭載され、本体部２０の中央には、段差部２０ａが上方に突設される。上下に貫通する段差部２０ａの貫通孔２０ｂには、内周面の内側に突出する複数のＬＥＤ用の接点２０ｃが設けられ、接点２０ｃとＬＤＭ２３とコネクタ部２１の端子（図示せず）は、給電アタッチメント１０の内側で金属製の導電パターン（図示せず）によって互いに通電可能に接続される。搭載部２２の左右両端には、孔２４ａ（一方は図示せず）を設けた舌片状の固定部２４が一対設けられる。また、金属製支持部材３側の取付部材１４には、固定部２４と対応する位置に雌ねじ孔２５ａを設けた舌片状の固定支持部２５が一対設けられる。

給電アタッチメント１０は、ＬＥＤ２を貫通孔２０ｂの内側に配置した状態で２つの孔２４ａに挿入したねじ２６をねじ孔２５ａに螺着することによって金属製支持部材３に固定される。ＬＥＤ２の基板２ａに電気的に接続された受電端子（図示せず）が接点２０ｃに接触するため、ＬＥＤ２は、給電アタッチメントの導電パターン（図示せず）に通電可能な状態に保持される。

樹脂等で成形されたリフレクタ５は、前方に開口する回転楕円面形状の反射面５ａを内側に有し、かつ外周面の左右両側に貫通孔２６ａを設けた舌片状の固定部２６（片方は図示せず）を一対有する。また、金属製支持部材３の支柱（１５，１６）の上端には、内側に雌ねじ孔（１５ｂ、１６ｂ）を有する細筒部（１５ａ，１６ａ）が設けられる。リフレクタ５は、一対の貫通孔２６ａに係合させた細筒部（１５ａ，１６ａ）の雌ねじ孔（１５ｂ、１６ｂ）に一対のねじ２７を螺着することによって金属製支持部材３に固定される。ＬＥＤ２からの出射光Ｂ１は、反射面５ａにおいて後述する投影レンズ４の後方焦点Ｓ１近傍で焦点を結ぶように反射される。

冷却ファンユニット７は、冷却ファン３０と、冷却ファン３０を回転軸周りに回転可能に支持する軸支部材３１によって形成される。冷却ファン３０は、軸支部材３１のモーター収納部３１ａの内側に収納されたモーター（図示せず）の回転軸に固定され、モーターへの通電態様に伴って正方向（図４（ａ）のＤ１方向）または逆方向（図４（ｂ）のＤ２方向）のいずれかに回転する。モーター収納部３１ａの左右両側には、冷却ファン３０の下方から側方まで延出する一対の腕部３２が設けられ、腕部３２の外側には、孔３３ａを有する円筒部３３が一体に形成されている。

金属製支持部材３の下部には、冷却ファンユニット７に対向する一部の放熱フィン１２の突出長さを短くすることによって画成された、冷却ファンユニット７の収納部３５が設けられる。天板１１の下面１１ｂには、冷却ファンユニット７の一対の円筒部３３に対応する位置に内側に雌ねじ孔を有する円筒状の支柱（図示せず）が一対設けられ、冷却ファンユニット７は、円筒部３３の孔３３ａに下から挿通させた、一対のねじ３６を図示しない前記支柱の雌ねじ孔に螺着することによって、収納部３５に収納された状態で金属製支持部材３の支柱に固定される。固定された冷却ファン３０は、金属製支持部材３の天板１１の下面１１ｂに対向する。

投影レンズ４は、樹脂等で成形されたレンズホルダー９に固定される。レンズホルダー９は、投影レンズ４を固定する円筒状のレンズ取付部４１と、レンズ取付部４１の下端部から斜め後方に延出する斜め延出部４２ａと、その後方に水平に延出するユニット取付面４２ｂとを有するユニット取付部４２と、ユニット取付部４２の左右両端から後方に延出する立壁状の一対の腕部４３を一体に有する。斜め延出部４２ａには、斜め延出部４２ａの傾斜方向に直交する方向に貫通する通風口４２ｃが設けられる。一対の腕部４３の先端は、左右にそれぞれ屈曲し、屈曲した先端部４３ａには、前後に貫通する貫通孔４３ｂ（片方は図示せず）がそれぞれ設けられる。ユニット取付部４２には、可動型シェードユニット６が固定される。

可動型シェードユニット６は、樹脂等で成形される可動型シェード４４，金属などで形成されたブラケット４５、及びロータリーソレノイド４６（請求項１の駆動源）及びトーションばね４７を有する。ブラケット４５は、ロータリーソレノイド４６の上面４６ａに固定される底部４８と、底部４８の前縁から斜め上方に延びる舌片状の掛止部４９と、底部の左右両端から上方に延出する一対（片方は図示せず）の立壁状の支持部５０を有する。

可動型シェード４４は、上方から見て後方に凸となる円弧形状の本体部５１と、その上端に形成されたカットオフライン形成部５２と、本体部５１の内側で左右に延びる、丸棒状のトーションばね４７の取付部５３と、を有する。また、本体部５１の右端部には、右側面から見て断面Ｌ字形状の受圧部５４が右方に突設される、本体部５１の外周には、受圧部５４よりも後方において同一の軸線上において左右に突出する円柱状の支持軸５６が一対（片方は図示せず）設けられる。可動型シェード４４は、一対の支持軸５６が一対の支持部５０に回動可能に支持されることにより、ブラケット４５によって左右水平方向に延びる軸線Ｌ１周りに傾動可能に支持され、ブラケット４５を固定したロータリーソレノイド４６は、レンズホルダー９のユニット取付部４２に固定される。

取付部５３に取付けられたトーションばね４７は、一端が本体部５１の突端５１ａに接触し、かつ他端がブラケット４５の掛止部４９に掛止されることにより、右側面から見て軸線Ｌ１を中心とした反時計回りＤ４方向に可動型シェード４４を付勢する。ロータリーソレノイド４６は、右側面４６ｂの右方に突出し、かつ通電時に右側方から見て軸線Ｌ１を中心とした反時計回りＤ４方向に回動する回動軸５７と、その外周上端部に固定されたアーム５８を有する。

アーム５８は、回動軸５７の外周から受圧部５４に向けて後方に延び、アーム５８の上面は、軸線Ｌ１を中心としたＤ４方向の付勢力を受ける可動型シェード４４の受圧部５４と接触する。一方、アーム５８の下面は、非通電時においてロータリーソレノイド４６の右側面４６ｂから右方に突設された図示しないストッパー（図示せず）に接触するため、回動軸５７は、非通電時において、Ｄ３方向へ回動出来ないように保持される。非通電時の初期位置（図４（ａ）の符号４４ａを参照）において、可動型シェード４４のカットオフライン形成部５２は、投影レンズ４の後方焦点Ｓ１近傍に配置され、リフレクタ５による反射光の一部を遮ることにより、所定の配光パターン（ロービーム配光パターン等）を形成する。

一方、ロータリーソレノイド４６に通電すると、回動軸５７とアーム５８は、トーションばね４７の付勢力に抗しつつ、右側方から見て軸線Ｌ１を中心とした反時計回りＤ４方向に回動する。可動型シェード４４は、支持軸５６の前方に配置された受圧部５４をアーム５８に押し上げられて、軸線Ｌ１を中心とした時計回りＤ３方向に回動することにより、リフレクタ５の反射光Ｂ１の照射範囲から外れた位置（図４（ａ）の符号４４ｂを参照）に撤去される。リフレクタ５の反射光Ｂ１は、可動型シェード４４によって遮光されない配光パターン（ハイビーム配光パターン等）を形成する。また、ロータリーソレノイド４６の通電を切ると、トーションばね４７の付勢力により、可動型シェード４４は、軸線Ｌ１周りにＤ３方向に回転したアーム５８が図示しないストッパーに接触するまで、軸線Ｌ１周りにＤ４方向に回転して初期位置に戻る。

また、金属製支持部材３と、投影レンズ４は、樹脂等で成形されたブラケット８によって一体に組付けられる。ブラケット８は、内側に貫通口６１を有する中空形状に形成され、貫通口６１の周囲には、レンズホルダー９の一対の腕部４３の貫通孔４３ｂと対応する位置に一対の前側支持軸６２が前方に突出するよう設けられ、更に金属製支持部材３の一対の円筒部１７の内側に形成された貫通孔１７ａ（片方は図示せず）と対応する位置に一対の後側支持軸６３が後方に突出するよう設けられる。前側支持軸６２と、後側支持軸６３の内側には、それぞれ雌ねじ孔６２ａと６３ａが設けられる。

ブラケット８は、ランプボディ１０１の内側に設けられた図示しないエイミング機構に（傾動機構）に一対の固定軸６４を介して取付けられる。一対の固定軸６４は、後側支持軸６３の下方から後方に突出するよう形成される。

投影レンズ４と可動型シェードユニット６を取付けたレンズホルダー９は、一対のねじ６５を腕部４３の貫通孔４３ｂの前方からそれぞれ挿入して前側支持軸６２の雌ねじ孔６２ａに螺着することによって、ブラケット８に前方から容易に固定される。一方、リフレクタ５，冷却ファンユニット７及び給電アタッチメント１０を固定した金属製支持部材３は、一対のねじ６６を円筒部１７の貫通孔１７ａの後方からそれぞれ挿入して後側支持軸６３の雌ねじ孔６３ａに螺着することによって、ブラケット８に後方から容易に固定される。

本実施例のプロジェクタ型車両用前照灯１によれば、ランプボディ１０１の内側に設けた図示しないエイミング機構に傾動可能に取り付けたブラケット８に投影レンズ４とＬＥＤ２を搭載した金属製支持部材３を前後から取り付けるだけで、エイミング機構にプロジェクタ型車両用前照灯１を簡単に組付けることができる。また、ロータリーソレノイド４６は、前面カバー１０２の後方に配置される。

次に図４（ａ）（ｂ）によって、冷却ファン３０を利用したロータリーソレノイド４６の冷却手段について説明する。冷却ファン３０を図４（ａ）のＤ１方向に回転させると、冷却ファン３０は、上向きの風Ｗｕを発生させ、ロータリーソレノイド４６の周囲には、以下に示す符号（Ｗ１〜Ｗ３）の風から形成されて前方に向う空気の対流が発生する。具体的には、冷却ファン３０による上向きの風Ｗｕは、放熱フィン１２（図４では図示せず）の周囲を流れた後、天板１１の下面１１ｂに接触して前方に向きを変える（符号Ｗ１）。前方に向かう風は、下面１１ｂの前方に配置されたロータリーソレノイド４６の上下を流れる（符号Ｗ２）。ロータリーソレノイド４６を通過した風は、ユニット取付部４２の通風口４２ｃを斜め下方に向かって通過した後、前面カバー１０２の内面１０２ａに接触する（符号Ｗ３）。

作動時のロータリーソレノイド４６に発生した熱は、風Ｗ２による空気の対流を受けて前方に流れる。その結果、熱が籠もらないことによって、ロータリーソレノイド４６が冷却される。また、前面カバー１０２は、放熱フィン１２とロータリーソレノイド４６の熱によって暖められた風Ｗ３を内面１０２ａに受けて暖められる。その結果、本実施例のプロジェクタ型車両用前照灯１においては、低温下で使用しても前面カバー１０２が凍結しない。

一方、冷却ファン３０を図４（ｂ）のＤ２方向に回転させると、冷却ファン３０は、下向きの風Ｗｄを発生させ、金属製支持部材３の天板１１の下方に発生する下向きの風Ｗｄは、下面１１ｂの面方向に沿って後方に作用する負圧Ｐを前面カバー１０２−ロータリーソレノイド４６−金属製支持部材３の天板１１の下方領域にかけて発生させる。ロータリーソレノイド４６の周囲には、負圧Ｐにより、以下に示す符号（Ｗ４〜Ｗ６）の風から形成されて後方に向う空気の対流が発生する。

具体的には、後方に向かう負圧Ｐが発生すると、前面カバー１０２の内面１０２ａの近傍には、後方のロータリーソレノイド４６に向かって後方に流れる風Ｗ４が発生する。前面カバー１０２から後方に流れた風は、ユニット取付部４２の通風口４２ｃを斜め上方に通過した後、ロータリーソレノイド４６の上下を流れる（符号Ｗ５）。ロータリーソレノイド４６を通過した風は、その後方に配置された金属製支持部材３の天板１１の下面１１ｂと冷却ファン３０との間に入り、下面１１ｂに沿って後方に流れてから、冷却ファン３０に向かって下降する（符号Ｗ６）
作動時のロータリーソレノイド４６に発生した熱は、風Ｗ５による空気の対流を受けて後方に流れるため、ロータリーソレノイド４６が冷却される。ロータリーソレノイド４６から金属製支持部材３に流れた風Ｗ６は、ＬＥＤ２による熱を受けた放熱フィン１２を冷却した後、冷却ファン３０の下方に排出される。尚、前面カバー１０２の内面１０２ａの近傍に発生する風Ｗ４は、特に車両用灯具１００の前面カバー１０２が低温下で使用された場合において、冷やされる。その結果、ロータリーソレノイド４６と放熱フィン１２は、冷やされた風Ｗ４によって発生する風Ｗ５，Ｗ６によって更に冷却されやすくなる。

尚、金属製支持部材３の天板１１の下面１１ｂに突出形成された多数の放熱フィン１２については、放熱フィン１２を前後に延びる立壁状に形成することが望ましい。天板１１の下面１１ｂに沿って流れる風は、前後に延びる立壁状の放熱フィン１２によって、前方または後方のみに誘導されるため、ロータリーソレノイド４６の周囲に発生する空気の対流が強化される。また、天板１１の下面１１ｂの後端部近傍には、左右に延びる立壁状の放熱フィンを形成することにより、下面１１ｂの後端部から下方を閉塞することが望ましい。下面１１ｂの後端部近傍で左右に延びる立壁状の放熱フィンは、金属製支持部材３の後方に対する空気の流れの発生を防止して、空気の対流の発生領域を冷却ファン３０の下方領域から投影レンズ４の後方領域に限定するため、ロータリーソレノイド４６の周囲に発生する空気の対流が強化される。

１プロジェクタ型車両用前照灯
２ＬＥＤ（発光素子）
２ａＬＥＤの基板
３金属製支持部材
４投影レンズ
５リフレクタ
８ブラケット
３０冷却ファン
４４可動型シェード
４６ロータリーソレノイド（請求項１の駆動源）
１０１ランプボディ
１０２前面カバー
Ｂ１ＬＥＤからの出射光
Ｓ灯室
Ｓ１投影レンズの後方焦点

Claims

発光素子を搭載した基板を上面に搭載した金属製支持部材と、投影レンズと、発光素子の光を投影レンズの後方焦点近傍に反射するリフレクタと、駆動源によって投影レンズの後方焦点近傍に配置され、または後方焦点近傍から撤去可能に構成された可動型シェードと、を有するプロジェクタ型車両用前照灯において、
前記駆動源を、金属製支持部材の下面の前方に設け、
金属製支持部材の下方には、金属製支持部材の下面に対向する冷却ファンを設け、前記駆動源を前方に向かう空気の対流内に配置したことを特徴とする、プロジェクタ型車両用前照灯。
発光素子を搭載した基板を上面に搭載した金属製支持部材と、投影レンズと、発光素子の光を投影レンズの後方焦点近傍に反射するリフレクタと、駆動源によって投影レンズの後方焦点近傍に配置され、または後方焦点近傍から撤去可能に構成された可動型シェードと、を有するプロジェクタ型車両用前照灯において、
前記駆動源を、金属製支持部材の下面の前方に設け、
金属製支持部材の下方には、金属製支持部材の下面に対向する冷却ファンを設け、前記駆動源を後方に向かう空気の対流内に配置したことを特徴とする、プロジェクタ型車両用前照灯。
前方に開口するランプボディと、ランプボディの前方を閉塞する透明または半透明の前面カバーの内側に形成される灯室内において、前記ランプボディによって支持されることを特徴とする、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。
発光素子を搭載した基板を上面に搭載した金属製支持部材を後方から取り付け、かつ投影レンズを前方から取り付けるブラケットを設けたことを特徴とする、請求項１から３のうちいずれかに記載のプロジェクタ型車両用前照灯。