JP6923579B2

JP6923579B2 - 車両のヘッドランプ

Info

Publication number: JP6923579B2
Application number: JP2019035916A
Authority: JP
Inventors: 隆憲林田; 祐輝高瀬
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2019-02-28
Filing date: 2019-02-28
Publication date: 2021-08-18
Anticipated expiration: 2039-02-28
Also published as: JP2020140871A

Description

本発明は、複数の光源セグメントを車幅方向に配列してなる車両のヘッドランプに関するものである。

近時、夜間に車両の前方にある交通上の障害物を適切に確認でき、かつ照射光線が対向車や先行車の交通を妨げないような、配光可変型ヘッドランプが開発されている。配光可変型ヘッドランプは、車載のカメラで撮影した画像を解説して対向車や先行車を検出し、当該対向車または先行車の存在する領域以外の領域に向けて照明光を正射する状態を維持しながら、当該対向車または先行車の存在する領域に限って照明光を照射しないようにするものである。配光可変型ヘッドランプにより、対向車または先行車の搭乗者を眩惑せずに走行用ヘッドランプ（ハイビーム）を使用して安全に夜間走行を行うことができる。

ヘッドランプの配光パターンを変化させるための仕組みとして、例えば、特許文献１には、複数の光源セグメントを構成要素として、対向車の出現を認識したときに、その対向車を指向する光源セグメントを消灯し、または当該光源セグメントから放射する光束の量を平常よりも減少させることで、対向車の搭乗者の眩惑を抑止する配光可変型ヘッドランプシステムが開示されている。

特開２０１８−１０３９０４号公報

ところで、複数の光源セグメントを持つ配光可変型ヘッドランプにおいては、光源セグメントを構成する発光ダイオード（ＬＥＤ）などの照明光源は、その放熱性に大きな課題がある。

通常、複数の光源セグメントによる複数の照射エリアに対して、走行車両の中央の光量が最大で、路肩へ向かうに従って光量を落とす配光パターンとなっている。この配光パターンに合わせて複数の光源セグメントの配列を光量が最大のものから順次照射エリアに並べると、最大光量の光源セグメントの隣にその次の光量の照明光源が配置されることとなる。そうすると、照明光源、特にＬＥＤの放熱性が大きな課題となり、放熱が十分なされないと光量が減衰して所望の照度が得られないといった難点がある。

この照明光源となるＬＥＤの放熱性を確保するため、ＬＥＤチップに密着してアルミダイキャスト製のヒートシンクを用いる場合が多いが、このようなヒートシンクは表面積を大きくするため、多数の放熱フィンを配列することになり、そのため、ヒートシンクの構造が複雑となり、かつ重量が大きくなり、ヘッドランプが大型化することになる。

本発明は、上記に鑑み、照射エリアに対する光源セグメントの配列を工夫することで、照明光源（ＬＥＤ）の放熱性を高め、コンパクトな車両のヘッドランプの提供を目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の好適な実施形態においては、複数の光源セグメントを車幅方向に配列してなる車両のヘッドランプであって、前記複数の光源セグメントのうち、光量の最大の光源セグメントと光量がその次に大きい光源セグメントとが隣り合わないように配列されている。

本発明によると、光量が最大の光源セグメントと光量がその次に大きい光源セグメントとが互いに隣り合っていないため、発熱量が最大の光源セグメントによる放熱性を損なうのを回避することができ、照明光源の放熱性を高め、コンパクトなヘッドランプとすることができる。

本発明の実施形態であるヘッドランプを備えた車両の正面図である。ヘッドランプの正面図である。図３のＡ−Ａ断面図である。ヘッドランプのハウジング内に配置された部材の分解斜視図である。同じく光源セグメントの配列と照射エリアとの関係を示す図である。本発明の他の実施形態における光源セグメントの配列と照射エリアとの関係を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1に示すように、車両のヘッドランプ１は、夜間に車両２の前方を照射することによって交通の障害物を適切に確認するためのものであり、車両２の前端部における左右の側部に設けられる。

このヘッドランプ１は、図２〜図４に示すように、車両の前端部における左右の側部に設置されるハウジング１０と、その前面開口を覆う透光性の前面カバー１１とを備え、ハウジング１０内には、複数の光源セグメント３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが車幅方向に配列されている。ハウジング１０は、樹脂製であって、その前面開口周縁の嵌合溝に前面カバー１１の後端周縁部が嵌合される。前面カバー１１は透光性の樹脂材であって、複数の光源セグメント３ａ〜３ｄから照射された光を前方に向かって透過して照射できるようになっている。

ハウジング１０に収容される各光源セグメント３ａ〜３ｄは、照明光を放射する発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えた照明光源５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄと、これらの照明光源５ａ〜５ｄから放射される照明光４を車両の前方に向ける凹面鏡のリフレクタ６とを備えている。照明光源５ａ〜５ｄは、図３および図４に示すように、水平に配設された長尺の基板７の下面に配設されて下向きの照明光４を出射するようになっている。下向きに照射された照明光は光源５ａ〜５ｄの下方に位置する凹面状のリフレクタ６の前面で反射されることにより、車両の前方に向かう光を照射するようになっている。

照明光源５ａ〜５ｄを搭載する基板７は、例えば、熱伝導率の良いアルミニウム製のものであり、その裏面（上面）側に長尺のヒートシンク８が密着配置され、照明光源５ａ〜５ｄの駆動により発する熱を放散できるようになっている。このヒートシンク８は、図４に示すように、アルミニウム等の熱伝導率の良い板状部材を側面視で逆Ｌ字形に折り曲げ形成され、十分な放熱面積を確保できるようになっている。

リフレクタ６は、図４に示すように、各照明光源５ａ〜５ｄに対向して照明光源５ａ〜５ｄが出射した照明光４を車両の前方の所望照射エリアＡ、Ｂ，Ｃ，Ｄ（図５参照）に照射できるように形成された凹面部６ａ〜６ｄを有しており、これらの凹面部６ａ〜６ｄが一体化されている。リフレクタ６は、樹脂製のものであって、その凹面部６ａ〜６ｄがアルミ蒸着等により鏡面仕上げがなされている。

各光源セグメント３ａ〜３ｄは、その照明光源５が出射した照明光４を凹面状のリフレクタ６が広げて反射することにより、それぞれが個別の照射エリアＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ（図５参照）に照射することになる。光源セグメント３ａ〜３ｄの光軸１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、目標となる方向を指すように設定され、互いに隣接する照射エリアＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの側部同士を重ねつつ、車両の前方から斜め側方に至るエリアを照射する。

これらの光源セグメント３ａ〜３ｄの各照明光源５ａ〜５ｄは、それぞれ独立して点灯及び消灯が可能とされる。例えば、車載カメラの画像の解析によって対向車や先行車を検出したとき、その対向車や先行車の存在するエリアには照明光４を照射することなく、それ以外のエリア１２ａ〜１２ｄに向けた照明光４のみを照射するようにしている。

この場合の照明光源５ａ〜５ｄに印加する平均の電流値をＦＥＴ（Field Effect Transistor）、その他の半導体スイッチング素子を介して増減させるＰＷＭ（Pulse Width Modulation:パルス幅変調）制御により、照明光源５ａ〜５ｄから放たれた光束の量（光量）を制御するようにしている。

照明光源５ａ〜５ｄであるＬＥＤ（Light Emitting Diode）は、ＰＷＭ制御により０％〜１００％の間で光量を制御することができる。照明光源５ａ〜５ｄの消費電力は、ＰＷＭ制御のデューティ比を変更することにより０％〜１００％で変化する。通常、図２に示すように、走行車両中央の光量が最大（１００％）で、路肩へ向かうに従って光量を落とす配光パターンとなっている。例えば、走行車両中央の照射エリアＡの光量を１００％とし、路肩へ向かうに従って順次照射エリアＢが９０％、照射エリアＣが８０％、照射エリアＤが７０％と落としていく。

従来では、上記照射エリアＡ〜Ｄに合わせて複数の光源セグメント３ａ〜３ｄの配列を光量が最大のものから順次照射エリアに並べる場合が多かったが、本実施形態では、ヘッドランプ１の車両中央側の光源セグメント３ａに９０％の照明光源５ａを配置し、路肩に向かって順次８０％光量の照明光源５ｂ、次に７０％光量の照明光源５ｃを配置し、路肩側に１００％光量の照明光源５ｄを配置する態様を採用する。すなわち、光量の最大の光源セグメント３ｄと光量がその次に大きい光源セグメント３ａとを隣り合わないように配光パターンを設定している。

上記構成において、配光を車両の車幅方向で外側に向かうほど暗くする。路肩側は歩行者や自転車への照射や標識１５（図５参照）の反射に配慮すると明る過ぎない方がよい。暗くする範囲は、照明光源の消費電力を下げることで達成することができる。そのため、照明光源を構成するＬＥＤチップの発熱量を抑えることができる。

一方、車両中央の明るい範囲を狙っている照明光源５ｄは消費電力が高く、発熱量が大きくなる。そこで、この最大光量の照明光源５の隣に消費電力を下げ発熱量を抑えた照明光源５ｄを配置することでき、熱干渉の影響を下げることができる。その結果、照明光源を構成するＬＥＤチップのピッチ間距離を小さくすることができ、ＬＥＤチップを搭載する基板サイズおよびヒートシンク形状を最小化することができ、コンパクトでかつ軽量でコストの低廉化を図ることができるヘッドランプを提供することができる。

具体的には、ヘッドランプ１の車両中央側の光源セグメント３ａに９０％の照明光源５ａを配置し、路肩に向かって順次８０％光量の照明光源５ｂ、次に７０％光量の照明光源５ｃを配置し、路肩側に１００％光量の照明光源５ｄを配置し、路肩側に配置した照明光源５ｄからの光軸１３ｄが最も車両中心側に向かうように設定している。

このような照明光源５ａ〜５ｄの配列においては、最大光量の照明光源５ｄの隣には最小光量の照明光源５ｃが配置されるので、消費電力が最大の光源セグメント３ｄと消費電力が最小の光源セグメント３ｃとが隣り合うことで、発熱量が最大の光源セグメント３ｄの隣に発熱量が最小の光源セグメント３ｃが配置される。そのため、照明光源３ａ〜３ｄを構成するＬＥＤの放熱性を高めることができる。

図６は、上記実施形態とは異なる配光パターンを示す。この実施形態では、車両中央側に９０％の照明光源を配置し、路肩に向かって順次８０％、１００％とし、路肩側に７０％の光量の照明光源を配置する態様を採用する。この態様においても、光量の最大の光源セグメント３ｂと光量がその次に大きい光源セグメント３ｄとの間に光量が８０％の光源セグメント３ｃが介在されており、光量の最大の光源セグメント３ｂと光量がその次に大きい光源セグメント３ｄとを隣り合わないように配光パターンを設定している。なお、照射エリアは、車両中央側から路肩に向かって１００％、９０％、８０％、７０％になっている。

上記構成においても、光量が最大の光源セグメント３ｃと光量がその次に大きい光源セグメント３ａとが隣り合っていないので、発熱量が最大のセグメント３ｃの隣にその次の発熱量を有する光源セグメントが位置しないので、照明光源を構成するＬＥＤの放熱性を高めることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正・変更を加えることができるのは勿論である。隣り合う光源セグメント同時の光量は上記実施形態のものに限定されるものではなく、ＰＷＭ制御により、適宜光量を選択しながら配光パターンを変更することができることも勿論である。

１ヘッドランプ
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ光源セグメント
４照明光
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ照明光源
６リフレクタ
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ凹面部
１０ハウジング
１１前面カバー
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ光軸
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ照射エリア

Claims

複数の光源セグメントを１つのヒートシンク上に隣り合わせて配列してなる車両のヘッドランプであって、前記複数の光源セグメントのうち、光量の最大の光源セグメントと光量がその次に大きい光源セグメントとが隣り合わないように配列されたことを特徴とする車両のヘッドランプ。