JP6573562B2 - すれ違い灯用光源モジュールおよび車載前照灯 - Google Patents

Description

この発明は、車両前方にすれ違い灯用配光を照射するすれ違い灯用光源モジュールおよび車載前照灯に関するものである。

昨今、車載前照灯に用いる光源には、従来のタングステンフィラメントの電球およびアーク放電による放電灯に代替して、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の半導体光源が普及してきた。当ＬＥＤは、長寿命、かつ、少ない電力で必要な明るさを確保できる上に、一定の電流を供給する簡単な制御によって安定した明るさを発することができ、車載用灯具の光源としては好適である。

また、ＬＥＤは、アーク放電による放電灯に比べて紫外線の発生量が少なく、タングステンフィラメントの電球およびアーク放電による放電灯に比べて発熱が少ない。そのため、ＬＥＤを車載用灯具の光源とした場合には、投影レンズおよび配光形成用部材等に樹脂が使用されることが多い。

配光形成用部材は、すれ違い灯において車両前方に照射する配光の明るい下部と暗い上部の明暗の境、つまりカットオフラインを形成するための部材であり、投影レンズの焦点近傍に設置される。太陽光が灯具内部へ入射し、投影レンズにより焦点近傍の配光形成用部材上に集光された場合、樹脂製の配光形成用部材が太陽光の熱により変形または劣化し、配光が歪む恐れがある。

この問題に対し、例えば特許文献１には、樹脂製の配光形成用部材に高熱伝導性素材製シートを接合することによって、熱による樹脂の劣化を防ぐことが記載されている。

特開２０１４−１４９９８１号公報

特許文献１に係る発明においては、樹脂製の配光形成用部材に高熱伝導性素材製シートを接合する手間および部品点数が増えるという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、簡素な構成ながら配光が劣化しないすれ違い灯用光源モジュール、およびすれ違い灯用光源モジュールを搭載した車載前照灯を提供することを目的とする。

この発明に係るすれ違い灯用光源モジュールは、半導体光源と、半導体光源が発する光をすれ違い灯用の配光にして車両前方に照射する樹脂製の導光部材とを備え、導光部材は、半導体光源が発する光をすれ違い灯用の配光にする配光形成部と、配光形成部が形成したすれ違い灯用の配光を車両前方に照射する投影レンズ部と、配光形成部の下方であって投影レンズ部よりも半導体光源に近い位置で、投影レンズ部を介して入射される太陽光を拡散する拡散部とを有し、配光形成部の投影レンズ部側の端辺は、すれ違い灯用の配光の明暗の境であるカットオフラインを形成するカットオフライン形成部であり、拡散部は、カットオフライン形成部から下方にのびた面であり、投影レンズ部の光軸に垂直でかつ投影レンズ部の焦点を通る焦点面よりも車両後方に傾斜しているものである。
また、この発明に係るすれ違い灯用光源モジュールは、半導体光源と、半導体光源が発する光をすれ違い灯用の配光にして車両前方に照射する樹脂製の導光部材とを備え、導光部材は、半導体光源が発する光をすれ違い灯用の配光にする配光形成部と、配光形成部が形成したすれ違い灯用の配光を車両前方に照射する投影レンズ部と、配光形成部の下方であって投影レンズ部よりも半導体光源に近い位置で、投影レンズ部を介して入射される太陽光を拡散する拡散部とを有し、配光形成部の投影レンズ部側の端辺は、すれ違い灯用の配光の明暗の境であるカットオフラインを形成するカットオフライン形成部であり、拡散部は、カットオフライン形成部から下方にのびた面であり、投影レンズ部の光軸に垂直でかつ投影レンズ部の焦点を通る焦点面よりも車両前方に向かって凹む曲面であるものである。

この発明によれば、樹脂製の導光部材に、投影レンズ部を介して入射される太陽光を拡散する拡散部を設けるようにしたので、投影レンズ部を介して入射した太陽光が導光部材上の一点に集中することを防ぐことができ、導光部材の変形および劣化を防止することができる。よって、簡素な構成ながら配光が劣化しないすれ違い灯用光源モジュール、およびすれ違い灯用光源モジュールを搭載した車載前照灯を提供することができる。

この発明の実施の形態１に係るすれ違い灯用光源モジュールを搭載した車載前照灯の構成例を示す断面図である。 図２Ａおよび図２Ｂは、実施の形態１に係るすれ違い灯用光源モジュールの導光部材の構成例を示す斜視図である。 実施の形態１に係るすれ違い灯用光源モジュールの構成例を示す図である。 実施の形態１に係るすれ違い灯用光源モジュールの変形例を示す図である。 この発明の実施の形態２に係るすれ違い灯用光源モジュールの構成例を示す図である。 この発明の実施の形態３に係るすれ違い灯用光源モジュールの構成例を示す図である。 この発明の実施の形態４に係るすれ違い灯用光源モジュールの構成例を示す図である。 この発明に係るすれ違い灯用光源モジュールの変形例を示す図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るすれ違い灯用光源モジュールを搭載した車載前照灯１の構成例を示す断面図である。この車載前照灯１は、すれ違い灯用ＬＥＤ２と、すれ違い灯用ＬＥＤ２が発する光をすれ違い灯用の配光にして車両前方に照射する導光部材３と、すれ違い灯用ＬＥＤ２が発する熱を放熱するヒートシンクおよびすれ違い灯用ＬＥＤ２を固定する固定部材を兼用する放熱兼固定部材４と、これらを収容するケース５と、前面レンズ６とを備えている。車載前照灯１に用いる半導体光源は、ＬＥＤの他、ＬＤ（レーザダイオード）またはＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）等であってもよい。

図２Ａおよび図２Ｂは、実施の形態１に係る導光部材３の構成例を示す斜視図である。導光部材３は、透明な樹脂を用いて、図２Ａに示すような一部が凹んだ略円柱形状または図２Ｂに示すような一部が凹んだ略角柱形状等に形成されている。この導光部材３は、すれ違い灯用ＬＥＤ２が発した光をすれ違い灯用の配光にする配光形成部３ｂと、配光形成部３ｂが形成したすれ違い灯用の配光を車両前方に照射する投影レンズ部３ａと、投影レンズ部３ａを介して入射される太陽光を拡散する拡散部３ｃとを備えている。図示例では、投影レンズ部３ａと配光形成部３ｂと拡散部３ｃは一体に構成されている。

すれ違い灯用の配光は、対向車の運転者を照らさないために照射光の上部を暗くすると共に、路面を照らすために照射光の下部を明るくする必要がある。照射光の上側の暗部と下側の明部との境がカットオフラインである。導光部材３の配光形成部３ｂは、すれ違い灯用ＬＥＤ２が下方に向けて発した光を上方に反射させる反射面である。配光形成部３ｂが存在しない場合、すれ違い灯用ＬＥＤ２が下方に向けて発した光は、投影レンズ部３ａで反転されて上方に向かうため、カットオフラインの上部が明るくなってしまう。一方、配光形成部３ｂが存在する場合、すれ違い灯用ＬＥＤ２が下方に向けて発した光は、配光形成部３ｂで上方に反射され、投影レンズ部３ａで反転されて下方に向かうため、カットオフラインの下部が明るく、上部が暗くなる。

配光形成部３ｂの投影レンズ部３ａ側の端辺は、カットオフラインを形成するカットオフライン形成部３ｄである。このカットオフライン形成部３ｄは、投影レンズ部３ａの焦点Ｆ近傍に配置されるため、このカットオフライン形成部３ｄの形状が投影レンズ部３ａにより車両前方へ投影されて明瞭なカットオフラインが形成される。図２Ａおよび図２Ｂでは、カットオフライン形成部３ｄが直線状であるため、車両前方に照射された照射光のカットオフラインも直線状になる。カットオフライン形成部３ｄの形状は、直線状に限定されるものではなく、カットオフラインの形状に応じて設計可能である。

この構成の車載前照灯１の内部には太陽光が入射する可能性がある。投影レンズ部３ａを介して導光部材３の内部に入射した太陽光が、投影レンズ部３ａの焦点Ｆに集光されると、焦点Ｆ近傍に配置された配光形成部３ｂとカットオフライン形成部３ｄが太陽光の熱により変形または劣化するおそれがある。配光形成部３ｂとカットオフライン形成部３ｄが変形または劣化すると、車両前方に照射されるすれ違い灯用の配光が歪む。そこで、配光形成部３ｂの下方に拡散部３ｃを設け、拡散部３ｃの光学作用により太陽光が配光形成部３ｂ上の一点に集中しないようにする。ここで、配光形成部３ｂの下方とは、導光部材３が車両に設置された状態における配光形成部３ｂの路面側を指す。

ここで、図３を参照して、拡散部３ｃの光学作用を説明する。図３には、図１に示す車載前照灯１の中からすれ違い灯用光源モジュールを抜粋して示す。拡散部３ｃは、配光形成部３ｂの端辺であるカットオフライン形成部３ｄから下方にのびた面であり、カットオフライン形成部３ｄ側の上端部よりも下端部の方が車両後方に傾斜している。つまり、拡散部３ｃを、投影レンズ部３ａの光軸に垂直で、かつ焦点Ｆを通る焦点面Ｆｐよりも車両後方へ傾斜させたことにより、投影レンズ部３ａから導光部材３の内部に入射した太陽光は、拡散部３ｃよりも投影レンズ部３ａ側で集光され、拡散部３ｃで反射されて外部へ出射される。このように、拡散部３ｃに太陽光が集中しないため、この拡散部３ｃに連なるカットオフライン形成部３ｄと配光形成部３ｂの温度上昇を防ぎ、形状の歪みを抑止できる。すなわち、太陽光が対峙しても配光が劣化しない車載前照灯１が実現できる。

図３では、拡散部３ｃにおける反射の光学作用により太陽光の集光を防いでいるが、他の光学作用により太陽光の集光を防ぐことも可能である。ここで、図４を参照して、拡散部３ｃ−１における屈折の光学作用を説明する。
図４は、実施の形態１に係るすれ違い灯用光源モジュールの変形例を示す図である。図４に示す拡散部３ｃ−１の傾斜面は、上端部よりも下端部の方が車両前方に傾斜している。拡散部３ｃ−１を、焦点面Ｆｐよりも車両前方へ傾斜させたことにより、投影レンズ部３ａから導光部材３の内部に入射した太陽光は、集光されないまま拡散部３ｃ−１で屈折して外部へ出射される。このように、拡散部３ｃ−１に太陽光が集中しないため、この拡散部３ｃ−１に連なるカットオフライン形成部３ｄと配光形成部３ｂの温度上昇を防ぎ、形状の歪みを防止できる。すなわち、太陽光が対峙しても配光が劣化しない車載前照灯１が実現できる。

以上のように、実施の形態１に係るすれ違い灯用光源モジュールは、すれ違い灯用ＬＥＤ２と、すれ違い灯用ＬＥＤ２が発する光をすれ違い灯用の配光にして車両前方に照射する樹脂製の導光部材３とを備える構成である。この導光部材３は、すれ違い灯用ＬＥＤ２が発する光をすれ違い灯用の配光にする配光形成部３ｂと、配光形成部３ｂが形成したすれ違い灯用の配光を車両前方に照射する投影レンズ部３ａと、配光形成部３ｂの下方であって投影レンズ部３ａよりもすれ違い灯用ＬＥＤ２に近い位置で、投影レンズ部３ａを介して入射される太陽光を拡散する拡散部３ｃとを有する構成である。この構成により、投影レンズ部３ａを介して入射した太陽光が導光部材３上の一点に集中することを防ぐことができ、導光部材３の変形および劣化を防止することができる。よって、簡素な構成ながら配光が劣化しないすれ違い灯用光源モジュール、およびこのすれ違い灯用光源モジュールを搭載した車載前照灯１を提供することができる。

実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２に係るすれ違い灯用光源モジュールの構成例を示す図である。このすれ違い灯用光源モジュールが搭載される車載前照灯１の構成は、図１で示した構成と同じであるため、図示および説明を省略する。
実施の形態２の拡散部３ｃ−２は、上端部よりも下端部の方が車両前方に傾斜した傾斜面であり、さらにその傾斜面が曲面になっている。拡散部３ｃ−２を、焦点面Ｆｐよりも車両前方に配置したことにより、投影レンズ部３ａから導光部材３の内部に入射した太陽光は、集光されないまま拡散部３ｃ−２で屈折して外部へ出射される。このように、拡散部３ｃ−２に太陽光が集中しないため、この拡散部３ｃ−２に連なるカットオフライン形成部３ｄと配光形成部３ｂの温度上昇を防ぎ、形状の歪みを防止できる。すなわち、太陽光が対峙しても配光が劣化しない車載前照灯１が実現できる。

実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３に係るすれ違い灯用光源モジュールの構成例を示す図である。このすれ違い灯用光源モジュールが搭載される車載前照灯１の構成は、図１で示した構成と同じであるため、図示および説明を省略する。
実施の形態３の拡散部３ｃ−３は、表面が凹凸面になっている。投影レンズ部３ａから導光部材３の内部に入射した光は、拡散部３ｃ−３の凹凸面で散乱される。このように、拡散部３ｃ−３に太陽光が集中しないため、この拡散部３ｃ−３に連なるカットオフライン形成部３ｄと配光形成部３ｂの温度上昇を防ぎ、形状の歪みを防止できる。すなわち、太陽光が対峙しても配光が劣化しない車載前照灯１が実現できる。

なお、図１〜図３に示す拡散部３ｃ、図４に示す拡散部３ｃ−１、または図５に示す拡散部３ｃ−２に、拡散部３ｃ−３のような凹凸面が形成されていてもよい。

実施の形態４．
実施の形態１〜３では、拡散部３ｃ，３ｃ−１〜３ｃ−３の反射、屈折または散乱等の光学作用を用いて太陽光の集光を防ぐことで、導光部材３の温度上昇を防いでいた。これに対し、実施の形態４では、太陽光の熱に対する保護部材を用いて、導光部材３の温度上昇を防ぐ。

図７は、この発明の実施の形態４に係るすれ違い灯用光源モジュールの構成例を示す図である。このすれ違い灯用光源モジュールが搭載される車載前照灯１の構成は、図１で示した構成と同じであるため、図示および説明を省略する。
実施の形態４のすれ違い灯用光源モジュールにおいて、導光部材３のうちの少なくともカットオフライン形成部３ｄを覆うように、太陽光の熱に対する保護部材７が設けられている。図示は省略するが、保護部材７は、カットオフライン形成部３ｄだけでなく、拡散部３ｃの一部または全体を覆う形状であってもよい。

例えば、保護部材７は、放熱材を用いて形成されている。放熱材としては、熱を他の部材に伝えやすい銅またはアルミニウム等の金属を用いる。放熱材である保護部材７は、投影レンズ部３ａから導光部材３の内部に入射した太陽光の熱を、空気中に放熱する。これにより、カットオフライン形成部３ｄと配光形成部３ｂの温度上昇を防ぎ、形状の歪みを防止できる。すなわち、太陽光が対峙しても配光が劣化しない車載前照灯１が実現できる。
あるいは、放熱材である保護部材７を、放熱兼固定部材４等の他の部材に連結し、投影レンズ部３ａから導光部材３の内部に入射した太陽光の熱を、保護部材７から放熱兼固定部材４等へ伝熱し、放熱兼固定部材４等から空気中に放熱するようにしてもよい。

また、例えば、保護部材７は、断熱材を用いて形成されていてもよい。断熱材としては、熱を他の部材に伝えにくく、かつ耐熱性が高いガラス等を用いる。断熱材である保護部材７は、投影レンズ部３ａから導光部材３の内部に入射した太陽光の熱を受熱し、導光部材３に伝熱することを防ぐ。これにより、カットオフライン形成部３ｄと配光形成部３ｂの温度上昇を防ぎ、形状の歪みを防止できる。すなわち、太陽光が対峙しても配光が劣化しない車載前照灯１が実現できる。

なお、図７に例示したように、導光部材３に拡散部３ｃを設けた上で、さらに保護部材７を設置することで、導光部材３に対する太陽光の影響をより一層抑制することができる。同様に、図４に示す拡散部３ｃ−１、図５に示す拡散部３ｃ−２、または図６に示す拡散部３ｃ−３を導光部材３に設けた上で、さらに保護部材７を設置してもよい。

また、上記実施の形態１〜４では、投影レンズ部３ａ、配光形成部３ｂおよび拡散部３ｃが一体に形成されている構成であったが、個別に形成された各部品を近接配置して導光部材３と同等の構成にすることも可能である。
ここで、図８に、この発明に係るすれ違い灯用光源モジュールの変形例を示す。図８に示すすれ違い灯用光源モジュールにおいては、投影レンズ部３ａとしての機能を備える投影レンズ１１と、拡散部３ｃとしての機能を備える拡散部材１２と、配光形成部３ｂおよびカットオフライン形成部３ｄとしての機能を備える配光形成部材１３とが個別に形成されている。そして、これら投影レンズ１１、拡散部材１２および配光形成部材１３が近接配置され、実施の形態１〜４に示した導光部材３と同等の機能を発揮する。

なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、または各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

また、この発明に係るすれ違い灯用光源モジュールは、太陽光の熱による樹脂製部材の温度上昇を防ぐようにしたので、特に大口径の投影レンズを使用する車載用すれ違い灯などに用いるのに適している。
ちなみに、走行灯用の光学系においては、照射光の上側の暗部、つまりカットオフラインを形成する部材が無く、半導体光源が太陽光によって直接加熱されることになる。しかし、走行灯用に使用される発熱量の大きな半導体光源には、もともと充分な放熱性が確保されているので、半導体光源に障害を与えるほどの温度になることは無く、すれ違い灯のような配光劣化の問題はない。

１ 車載前照灯、２ すれ違い灯用ＬＥＤ、３ 導光部材、３ａ 投影レンズ部、３ｃ，３ｃ−１〜３ｃ−３ 拡散部、３ｂ 配光形成部、３ｄ カットオフライン形成部、４ 放熱兼固定部材、５ ケース、６ 前面レンズ、７ 保護部材、１１ 投影レンズ、１２ 拡散部材、１３ 配光形成部材、Ｆ 焦点、Ｆｐ 焦点面。

Claims (7)

1. 半導体光源と、前記半導体光源が発する光をすれ違い灯用の配光にして車両前方に照射する樹脂製の導光部材とを備え、
   前記導光部材は、
   前記半導体光源が発する光をすれ違い灯用の配光にする配光形成部と、
   前記配光形成部が形成したすれ違い灯用の配光を車両前方に照射する投影レンズ部と、
   前記配光形成部の下方であって前記投影レンズ部よりも前記半導体光源に近い位置で、前記投影レンズ部を介して入射される太陽光を拡散する拡散部とを有し、
   前記配光形成部の前記投影レンズ部側の端辺は、すれ違い灯用の配光の明暗の境であるカットオフラインを形成するカットオフライン形成部であり、
   前記拡散部は、前記カットオフライン形成部から下方にのびた面であり、前記投影レンズ部の光軸に垂直でかつ前記投影レンズ部の焦点を通る焦点面よりも車両後方に傾斜していることを特徴とするすれ違い灯用光源モジュール。
2. 半導体光源と、前記半導体光源が発する光をすれ違い灯用の配光にして車両前方に照射する樹脂製の導光部材とを備え、
   前記導光部材は、
   前記半導体光源が発する光をすれ違い灯用の配光にする配光形成部と、
   前記配光形成部が形成したすれ違い灯用の配光を車両前方に照射する投影レンズ部と、
   前記配光形成部の下方であって前記投影レンズ部よりも前記半導体光源に近い位置で、前記投影レンズ部を介して入射される太陽光を拡散する拡散部とを有し、
   前記配光形成部の前記投影レンズ部側の端辺は、すれ違い灯用の配光の明暗の境であるカットオフラインを形成するカットオフライン形成部であり、
   前記拡散部は、前記カットオフライン形成部から下方にのびた面であり、前記投影レンズ部の光軸に垂直でかつ前記投影レンズ部の焦点を通る焦点面よりも車両前方に向かって凹む曲面であることを特徴とするすれ違い灯用光源モジュール。
3. 前記拡散部は凹凸面を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載のすれ違い灯用光源モジュール。
4. 前記カットオフライン形成部に、前記投影レンズ部を介して入射される太陽光の熱に対する保護部材が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のすれ違い灯用光源モジュール。
5. 前記保護部材は放熱材であることを特徴とする請求項４記載のすれ違い灯用光源モジュール。
6. 前記保護部材は断熱材であることを特徴とする請求項４記載のすれ違い灯用光源モジュール。
7. 請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載のすれ違い灯用光源モジュールを備える車載前照灯。

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