JP6938958B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

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Description

この発明は、ランプユニット、ファンおよび光源駆動回路を備える車両用前照灯に関するものである。
ランプユニット、ファンおよび光源駆動回路を備える車両用前照灯としては、たとえば、特許文献1に示すものがある。特許文献1の車両用前照灯は、ランプボディおよび前面カバーにより形成された灯室内に、光源、伝熱部、ファンおよび光源用の制御ユニットを備え、ファンがランプボディに着脱自在に装着されているメンテナンスカバーに装着されていて、制御ユニットがランプボディに装着されていて、光源とファンが伝熱部を介して対峙しているものである(特許文献1の図2、図3、図9参照)。特許文献1の車両用前照灯は、ファンにより空気を伝熱部に強制的に送り、光源が発生した熱を伝熱部を介して効率良く冷却する。
特開2010−262903号公報
しかしながら、特許文献1の車両用前照灯は、ファンがランプボディに着脱自在に装着されているメンテナンスカバーに装着されていて、制御ユニットがランプボディに装着されているので、ファンにより制御ユニットを効率良く冷却することが難しい。
この発明が解決しようとする課題は、ファンにより光源をヒートシンクを介して効率良く冷却することができ、かつ、ファンにより光源駆動回路をも効率良く冷却することができる車両用前照灯を提供することにある。
この発明の車両用前照灯は、灯室を形成するランプハウジングおよびランプレンズと、前記灯室内に配置され、かつ、前記ランプハウジングに光軸調整機構を介して取り付けられているランプユニットと、前記灯室内に配置され、かつ、前記ランプユニットと別体に前記ランプハウジングに取り付けられているファンおよび光源駆動回路と、を備え、前記ランプユニットは、前記光源駆動回路により駆動される光源と、ヒートシンクと、前記光源からの光を制御する光制御部材と、を有し、前記光制御部材は、投影レンズと、前記光源から放射される光を前記投影レンズ側に反射させるリフレクタと、前記リフレクタと前記投影レンズとの間に配置された可動シェードと、配光パターンの切替時に前記可動シェードを移動させるソレノイドと、を含み、前記ファンの吐出し側は、前記ヒートシンクに対向し、前記ファンの吸込み側は、前記光源駆動回路に対向し、さらに、前記ソレノイド及び前記投影レンズの下部は、前記ヒートシンクを経て前記ファンの吐出し側に対向することを特徴とする。
この発明の車両用前照灯は、ヒートシンクが、光源が取り付けられている取付部と、取付部の光源に対して反対側に設けられていて、ファンの吐出し側に対向する柱形状の複数本の放熱部と、を有する、ことが好ましい。
この発明の車両用前照灯は、光源駆動回路が、ランプハウジングに取り付けられているケーシングと、電子部品が実装されている基板と、ケーシングのうちファンの吸込み側の部分と基板とが相互に密着固定されている熱伝導性媒体と、を有する、ことが好ましい。
この発明の車両用前照灯は、ファンにより光源をヒートシンクを介して効率良く冷却することができ、かつ、ファンにより光源駆動回路をも効率良く冷却することができる車両用前照灯を提供することができる。
図1は、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態を示す概略縦断面図(概略垂直断面図)である。 図2は、ランプユニットを示す概略正面図(図1におけるII矢視図)である。 図3は、ランプユニットを示す概略底面図(図1におけるIII−III線矢視図)である。 図4は、ランプユニットを右側に回転させた状態を示す概略底面図(図3に対応する概略底面図)である。
以下、この発明にかかる車両用前照灯の実施形態(実施例)の1例を図面に基づいて詳細に説明する。この明細書において、前、後、上、下、左、右は、この発明にかかる車両用前照灯を車両に装備した際の前、後、上、下、左、右である。なお、図面においては、概略図であるため、主要部品を図示し、主要部品以外の部品の図示を省略する。また、図1、図3、図4中の破線矢印は、空気もしくは空気の流れを示す。
(実施形態の構成の説明)
以下、この実施形態にかかる車両用前照灯の構成について説明する。図中、符号1は、この実施形態にかかる車両用前照灯である。
(車両用前照灯1の説明)
車両用前照灯1は、車両(図示せず)の前部の左右両側にそれぞれ搭載されている。車両用前照灯1は、この例では、ヘッドランプである。車両用前照灯1は、図1に示すように、ランプハウジング10と、ランプレンズ11と、ランプユニット2と、ファン3と、光源駆動回路4と、を備える。
ランプハウジング10およびランプレンズ(たとえば、素通しのアウターレンズなど)11は、灯室12を形成する。灯室12内には、ランプユニット2、ファン3および光源駆動回路4がそれぞれ配置されている。なお、灯室12内には、ランプユニット2以外に、図示されていないが、ADB照射ランプユニット、フォグランプ、コーナリングランプ、クリアランスランプ、ターンシグナルランプ、オーバーヘッドサインランプ、デイタイムランニングランプなどが配置されている場合がある。
(ランプユニット2の説明)
ランプユニット2は、この例では、プロジェクタタイプのランプユニットである。ランプユニット2は、光源20と、ヒートシンク5と、光制御部材6と、を有する。ランプユニット2は、光軸Zに沿って、図示しないロービーム配光パターン(すれ違い用配光パターン)、ハイビーム配光パターン(走行用配光パターン)のうち少なくともいずれか1つの配光パターンを、ランプレンズ11を透過させて車両の前方に照射する。ランプユニット2は、光軸調整機構(エイミング機構およびスイブル機構)7を介してランプハウジング10に取り付けられている。
(光源20の説明)
光源20は、この例では、半導体型光源であって、LED、OELまたはOLED(有機EL)などの自発光半導体型光源を使用する。光源20は、光源駆動回路4の作動により駆動される、すなわち、発光して光を放射する。光源20は、発光時に発熱する。
(ヒートシンク5の説明)
ヒートシンク5は、取付部50と、複数本の放熱部51と、を有する。取付部50は、この例では、板形状をなし、ランプユニット2の光軸Zに対して平行もしくはほぼ平行、すなわち、水平もしくはほぼ水平に配置されている。取付部50の平面(上面)の中央には、光源20が取り付けられている。取付部50の光源20に対して反対側の面の底面(下面)には、複数本の放熱部51が、ランプユニット2の光軸Zに対して垂直もしくはほぼ垂直に一体に設けられている。すなわち、放熱部51は、取付部50から下側に向けて突設されている。複数本の放熱部51は、ファン3の吐出し側の吐出し口に対向している。
複数本の放熱部51は、この例では、ほぼ円柱形状をなし、千鳥状(互い違い)に配列されている。これにより、複数本の放熱部51は、光源20の放熱に用いるファン3からの空気の流れ方向(送風の向き)に指向性を持たない。放熱部51の上下方向の長さにおいて、光源20が取り付けられている取付部50の中央の放熱部51の長さが長く、取付部50の周辺に行くに従って放熱部51の長さが短くなる。また、全ての放熱部51の水平断面積(径)は、同等もしくはほぼ同等である。しかも、放熱部51の上側端部の水平断面積が放熱部51の下側端部の水平断面積よりも若干大きい。なお、図示されていないが、ファン3から強制的に送られてくる空気が複数本の放熱部51の間を通るようにガイドするガイド部材などを設けても良い。
(光制御部材6の説明)
光制御部材6は、この例では、リフレクタ60と、投影レンズ61と、を有する。リフレクタ60は、ヒートシンク5の取付部50の平面に取り付けられている。リフレクタ60の内面には、回転楕円面(楕円)を基本(基調)とした自由曲面からなる反射面が設けられている。反射面は、2つの焦点と、光軸と、を有する。一方の焦点もしくはその近傍には、光源20が配置されている。
投影レンズ61は、ホルダ62を介してヒートシンク5の取付部50に取り付けられている。投影レンズ61は、樹脂製のレンズあるいはガラス製のレンズからなる。投影レンズ61は、後側焦点(物空間側の焦点面であるメリジオナル像面)と、光軸と、を有する。後側焦点は、反射面の他方の焦点もしくはその近傍に位置する。光軸は、ランプユニット2の光軸Zに一致もしくはほぼ一致する。投影レンズ61は、ランプレンズ11に対向する。
ここで、ランプユニット2がロービーム配光パターンとハイビーム配光パターンとを切り替えて照射する場合、リフレクタ60と投影レンズ61との間には、可動シェード(図示せず)とソレノイド63(図1中の二点鎖線を参照)が配置される。ソレノイド63の作動により可動シェードが移動して、ロービーム配光パターンとハイビーム配光パターンとの切替を行う。また、ランプユニット2がロービーム配光パターンを照射する場合、リフレクタ60と投影レンズ61との間には、固定シェード(図示せず)が配置される。この可動シェード、ソレノイド63および固定シェードは、ホルダ62もしくはヒートシンク5などに取り付けられていて、リフレクタ60および投影レンズ61と共に、光制御部材6を構成する。光制御部材6の投影レンズ61のうちの下部およびソレノイド63は、ヒートシンク5の放熱部51を経てファン3の吐出し側(吐出し口34)に対向する。
(光軸調整機構7の説明)
光軸調整機構7は、支持機構70と、第1ブラケット71と、第2ブラケット72と、スイブル機構73と、上下方向用光軸調整機構74と、左右方向用光軸調整機構75と、ピボット機構76と、を有する。
第1ブラケット71は、上下方向用光軸調整機構74、左右方向用光軸調整機構75およびピボット機構76を介してランプハウジング10に取り付けられている。第1ブラケット71には、第2ブラケット72が支持機構70を介して取り付けられている。第2ブラケット72には、ランプユニット2が取り付けられている。また、第1ブラケット71には、スイブル機構73が取り付けられている。また、第2ブラケット72には、スイブル機構73の駆動軸77が取り付けられている。
光軸調整機構7により、上下方向用光軸調整機構74のアジャストスクリューを回転操作させると、ランプユニット2は、支持機構70、第1ブラケット71、第2ブラケット72およびスイブル機構73と共にランプハウジング10に対して、左右方向用光軸調整機構75の回転中心とピボット機構76の回転中心とを結ぶ水平軸回りに回動して光軸Zが上下動する。また、左右方向用光軸調整機構75のアジャストスクリューを回転操作させると、ランプユニット2は、支持機構70、第1ブラケット71、第2ブラケット72およびスイブル機構73と共にランプハウジング10に対して、上下方向用光軸調整機構74の回転中心とピボット機構76の回転中心とを結ぶ垂直軸回りに回動して光軸Zが左右方向に移動する。これらのランプユニット2の光軸Zの調整は、出荷時や整備時などにおける作業により行われる。
一方、スイブル機構73の駆動軸77を支持機構70の回転中心を通る垂直軸O1回りに回転させると、ランプユニット2は、第2ブラケット72と共に第1ブラケット71に対して、垂直軸O1回りに左右方向に回転(スイブル)する。なお、図4に示すランプユニット2は、図3に示すランプユニット2に対して、垂直軸O1回りに右方向に回動した状態である。なお、図3および図4は、概略底面図であるから、紙面上の下側が車両用前照灯1を車両の前部の左右両側に搭載した際の右側となる。また、スイブル機構73の駆動軸77を前方向Fまたは後方向B(図1を参照)に移動させると、ランプユニット2は、第2ブラケット72と共に第1ブラケット71に対して、支持機構70の回転中心を通る水平軸O2回りに上下方向に回動する。これらのランプユニット2の光軸Zの変更は、自動光軸制御システムにより車両の走行状況に応じて自動的に行われる。
(ファン3の説明)
ファン3は、図1、図3、図4に示すように、ランプユニット2と別体にランプハウジング10の背面側(ランプレンズ11に対して反対側)に取り付けられている。ファン3は、空気を軸方向の後側から吸い込んで軸方向の前側に吐き出す軸流タイプのファンである。ファン3の軸方向とランプユニット2の光軸Zとは、平行もしくはほぼ平行である。ファン3の前側の吐出し側は、ヒートシンク5の放熱部51に対向している。ファン3の後側の吸込み側は、光源駆動回路4に対向する。
ファン3は、モータ(図示せず)と、モータにより回転させられる羽根車30と、羽根車30に設けられているブレード31と、モータおよび羽根車30およびブレード31を覆うケーシング32と、を有する。ケーシング32は、前端と後端とがそれぞれ開口された中空状の筒形状をなす。ケーシング32の後端は、ランプハウジング10に取り付けられている。ケーシング32の前端には、モータが取付アームを介して取り付けられている。
ケーシング32の側板のうちブレード31よりも後側には、吸込み口33が設けられている。この吸込み口33からブレード31の後側までは、ファン3の吸込み側である。ケーシング32の前端には、吐出し口34が設けられている。この吐出し口34は、ファン3の吐出し側である。
(光源駆動回路4の説明)
光源駆動回路4は、図1、図3、図4に示すように、ランプユニット2と別体にランプハウジング10に、ファン3と共に、取り付けられている。光源駆動回路4は、光源20を駆動し、かつ、光源20の発熱に応じて出力を調整する。また、光源駆動回路4は、ファン3の駆動を制御する機能を有しても良い。
光源駆動回路4は、ケーシング40と、基板41と、熱伝導性媒体42と、を有する。ケーシング40は、ファン3のケーシング32中に収納されていて、ランプハウジング10の背面側(ランプレンズ11に対して反対側)に取り付けられている。ケーシング40中には、基板41が収納されている。基板41の一面(後面)には、電子部品43が実装されている。ケーシング40のうちファン3の吸込み側の部分(前側の部分)と、基板41のうち電子部品43に対して反対側の面(前面)とは、熱伝導性媒体(熱伝導性接着剤、グリース、熱伝導性グリースなど)42を介して、相互に密着固定されている。
(実施形態の作用の説明)
この実施形態にかかる車両用前照灯1は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。
光源20を点灯発光させる。すると、光源20から放射された光は、リフレクタ60の反射面で投影レンズ61側に反射する。その反射光は、投影レンズ61およびランプレンズ11を透過してロービーム配光パターン、ハイビーム配光パターンのうち少なくともいずれか1つの配光パターンとして、車両の前方に照射される。ここで、光源20において発生する熱は、ヒートシンク5の取付部50を介して複数本の放熱部51に伝わる。また、光源駆動回路4の電子部品43において発生する熱は、基板41および熱伝導性媒体42を介してケーシング40のうちファン3の吸込み側の部分に伝わる。
一方、ファン3のモータを駆動させると、羽根車30とブレード31とが回転する。これにより、空気は、強制的に、流される。すなわち、空気は、ケーシング32の吸込み口33からファン3の軸方向に対して垂直もしくはほぼ垂直方向に強制的に吸い込まれ、ケーシング32中において、ファン3の軸方向に吸込み側から吐出し側に強制的に流される。このとき、空気は、光源駆動回路4のケーシング40のうちファン3の吸込み側の部分を通るので、光源駆動回路4の電子部品43において発生する熱は、基板41、熱伝導性媒体42およびケーシング40を介して効率良く冷却される。
また、ファン3の軸方向に強制的に流された空気は、ケーシング32の吐出し口34からヒートシンク5の放熱部51に向かって強制的に吐出される。このとき、空気は、ヒートシンク5の複数本の放熱部51の間を、ファン3側から投影レンズ61側に通るので、光源20において発生する熱は、ヒートシンク5の取付部50および複数本の放熱部51を介して効率良く冷却される。
ここで、ヒートシンク5の放熱部51は、柱形状をなすので、フィン形状(板形状)をなす放熱部と比較して、光源20の放熱に用いるファン3からの空気の流れ方向(送風の向き)に指向性を持たない。これにより、ランプユニット2の光軸Zが調整変更された場合、たとえば、ランプユニット2の光軸Zが、図3に示すように、前方に向いている場合の時でも、また、図4に示すように、右側に向いている場合の時でも、空気は、柱形状の複数本の放熱部51の間を、滞ることなく滑らかに強制的に流される。
さらに、ヒートシンク5の複数本の放熱部51の間を、ファン3側から投影レンズ61側に強制的に流された空気は、ソレノイド63を通ってソレノイド63を冷却し、かつ、投影レンズ61の下部に当たって投影レンズ61の入射面に沿って流れて投影レンズ61を冷却する。ソレノイド63および投影レンズ61を冷却した空気は、灯室12内を循環する際に冷却されて、ファン3により再び強制的にケーシング32の吸込み口33から吸い込まれてケーシング32の吐出し口34から吐出される。
(実施形態の効果の説明)
この実施形態にかかる車両用前照灯1は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。
この実施形態にかかる車両用前照灯1は、ファン3の吐出し側がヒートシンク5の複数本の放熱部51に対向し、ファン3の吸込み側が光源駆動回路4のケーシング40に対向する。この結果、この実施形態にかかる車両用前照灯1は、ファン3により光源20をヒートシンク5の複数本の放熱部51を介して効率良く冷却することができ、かつ、ファン3により光源駆動回路4をもケーシング40を介して効率良く冷却することができる。
この実施形態にかかる車両用前照灯1は、ファン3により光源20をヒートシンク5の複数本の放熱部51を介して効率良く冷却することができ、かつ、ファン3により光源駆動回路4をもケーシング40を介して効率良く冷却することができるので、ヒートシンク5および光源駆動回路4を小型化することができる。
この実施形態にかかる車両用前照灯1は、ファン3および光源駆動回路4を、ランプユニット2と別体にランプハウジング10に取り付けるものであるから、ランプユニット2を小型軽量化することができる。これにより、この実施形態にかかる車両用前照灯1は、光軸調整機構7の動力トルクおよび構造強度を最適化して光軸調整機構7の動力部の小型化および構造部の軽量化を図ることができる。
この実施形態にかかる車両用前照灯1は、ヒートシンク5が、光源20が取り付けられている取付部50と、取付部50の光源20に対して反対側に設けられていて、ファン3の吐出し側に対向する柱形状の複数本の放熱部51と、を有するものである。この結果、この実施形態にかかる車両用前照灯1は、放熱部51が光源20の放熱に用いるファン3からの空気の流れ方向(送風の向き)に指向性を持たない。これにより、この実施形態にかかる車両用前照灯1は、ランプユニット2が光軸調整機構7あるいはスイブル機構73により上下方向にまた左右方向に回動して、ランプユニット2の光軸Zが調整変更された場合においても、空気が柱形状の複数本の放熱部51の間を滞ることなく滑らかに強制的に流されるので、光源20を確実にかつ効率良く冷却することができる。
この実施形態にかかる車両用前照灯1は、ヒートシンク5の放熱部51の上下方向の長さにおいて、光源20が取り付けられている取付部50の中央の放熱部51の長さが取付部50の周辺の放熱部51の長さに比較して長いので、取付部50の中央の放熱部51の放熱効果が取付部50の周辺の放熱部51の放熱効果に比較して高い。この結果、この実施形態にかかる車両用前照灯1は、取付部50の中央の長さが長く放熱効果が高い放熱部51により、光源20をさらに確実にかつ効率良く冷却することができる。また、この実施形態にかかる車両用前照灯1は、ヒートシンク5の放熱部51を千鳥状に配置することにより、空気が柱形状の複数本の放熱部51の間を滞ることなく滑らかに強制的に流されるので、光源20をさらに確実にかつ効率良く冷却することができる。
この実施形態にかかる車両用前照灯1は、光源駆動回路4が、ランプハウジング10に取り付けられているケーシング40と、電子部品43が実装されている基板41と、ケーシング40のうちファン3の吸込み側の部分と基板41とが相互に密着固定されている熱伝導性媒体42と、を有するものである。この結果、この実施形態にかかる車両用前照灯1は、光源駆動回路4を確実にかつ効率良く冷却することができる。
この実施形態にかかる車両用前照灯1は、光制御部材6の投影レンズ61のうちの下部およびソレノイド63がヒートシンク5の放熱部51を経てファン3の吐出し側(吐出し口34)に対向する。この結果、この実施形態にかかる車両用前照灯1は、光制御部材6の投影レンズ61およびソレノイド63をも効率良く冷却することができる。
(実施形態以外の例の説明)
なお、前記の実施形態においては、ヒートシンク5の全ての放熱部51の水平断面積(径)が同等もしくはほぼ同等である。しかしながら、この発明においては、図示されていないが、ヒートシンク5の放熱部51の水平断面積(径)において、光源20が取り付けられている取付部50の中央の放熱部51の水平断面積が大きく、取付部50の周辺に行くに従って放熱部51の水平断面積が小さくなるようにしても良い。この場合においては、取付部50の中央の放熱部51の放熱効果が取付部50の周辺の放熱部51の放熱効果に比較して高くなるので、光源20をさらに確実にかつ効率良く冷却することができる。しかも、取付部50の中央の放熱部51の水平断面積を取付部50の周辺の放熱部51の水平断面積よりも大きくし、かつ、取付部50の中央の放熱部51の上下方向の長さを取付部50の周辺の放熱部51の上下方向の長さよりも長くすれば、光源20をさらに確実にかつ効率良く冷却することができる。
また、前記の実施形態においては、ヒートシンク5の放熱部51の上側端部の水平断面積が放熱部51の下側端部の水平断面積よりも若干大きい。しかしながら、この発明においては、図示されていないが、ヒートシンク5の放熱部51の水平断面積が上側端部から下側端部まで同等もしくはほぼ同等であっても良い。
なお、この発明は、前記の実施形態により限定されるものではない。
1 車両用前照灯
10 ランプハウジング
11 ランプレンズ
12 灯室
2 ランプユニット
20 光源
3 ファン
30 羽根車
31 ブレード
32 ケーシング
33 吸込み口
34 吐出し口
4 光源駆動回路
40 ケーシング
41 基板
42 熱伝導性媒体
43 電子部品
5 ヒートシンク
50 取付部
51 放熱部
6 光制御部材
60 リフレクタ
61 投影レンズ
62 ホルダ
63 ソレノイド
7 光軸調整機構
70 支持機構
71 第1ブラケット
72 第2ブラケット
73 スイブル機構
74 上下方向光軸調整機構
75 左右方向光軸調整機構
76 ピボット機構
77 駆動軸
B 後方向
F 前方向
O1 垂直軸
O2 水平軸
Z 光軸

Claims (3)

  1. 灯室を形成するランプハウジングおよびランプレンズと、
    前記灯室内に配置され、かつ、前記ランプハウジングに光軸調整機構を介して取り付けられているランプユニットと、
    前記灯室内に配置され、かつ、前記ランプユニットと別体に前記ランプハウジングに取り付けられているファンおよび光源駆動回路と、
    を備え、
    前記ランプユニットは、前記光源駆動回路により駆動される光源と、ヒートシンクと、前記光源からの光を制御する光制御部材と、を有し、
    前記光制御部材は、投影レンズと、前記光源から放射される光を前記投影レンズ側に反射させるリフレクタと、前記リフレクタと前記投影レンズとの間に配置された可動シェードと、配光パターンの切替時に前記可動シェードを移動させるソレノイドと、を含み、
    前記ファンの吐出し側は、前記ヒートシンクに対向し、前記ファンの吸込み側は、前記光源駆動回路に対向し、さらに、前記ソレノイド及び前記投影レンズの下部は、前記ヒートシンクを経て前記ファンの吐出し側に対向する
    ことを特徴とする車両用前照灯。
  2. 前記ヒートシンクは、前記光源が取り付けられている取付部と、前記取付部の前記光源に対して反対側に設けられていて、前記ファンの吐出し側に対向する柱形状の複数本の放熱部と、を有する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両用前照灯。
  3. 前記光源駆動回路は、前記ランプハウジングに取り付けられているケーシングと、電子部品が実装されている基板と、前記ケーシングのうち前記ファンの吸込み側の部分と前記基板とが相互に密着固定されている熱伝導性媒体と、を有する、
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の車両用前照灯。
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