JP7234542B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本開示は、車両用灯具に関する。

従来、車両用灯具に、光軸の上下方向角度を調整する機構やヒートシンクが設けられたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の車両用灯具は、ヒートシンクが光源の車両後方位置に設けられている。また、光軸を調整する機構として、レンズおよびシェードを支持し、車体に対して上下に角度を変更可能に支持されたフレームを駆動させるレベリング駆動機構が設けられている。

このレベリング駆動機構は、アクチュエータにより回転される回転軸が、フレームの回転中心の下方位置に配置され、フレームから垂下された垂下片を前後方向に移動させるよう形成されている。そして、レベリング機構は、ヒートシンクに対して車幅方向に位置をずらして並設されている。

特開２００８－２５７９５９号公報

しかしながら、上記従来技術では、レベリング機構とヒートシンクとが車幅方向に並設されているため、車幅方向寸法が大きくなる。また、レベリング機構を、ヒートシンクと車幅方向で重ねてフレームの下方に配置した場合、レベリング機構が邪魔になり、ヒートシンクを光源などの下方位置に設けることができない。このため、ヒートシンクは、フレームの後方位置のみに設けることになり十分な放熱性能が得られないおそれがある。

本発明は、上記問題に着目して成されたもので、コンパクト化を図るとともに、ヒートシンクの冷却性能の確保が可能な車両用灯具を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本開示の車両用灯具は、光源と、前記光源から出射した光を反射するリフレクタと、前記光源を支持し、放熱を行うヒートシンクと、前記リフレクタにより反射した前記光を投影させるレンズと、前記レンズを支持し、前記ヒートシンクに対し回転中心軸を中心に上下方向に角度変化可能に取り付けられたフレームと、前記フレームを上下方向に角度変化させ、前記レンズの光軸の上下方向角度を調整する光軸調整部と、を備える。そして、前記ヒートシンクが、前記光源の下方に配置され、前記光軸調整部は、前記ヒートシンクよりも前方に配置されている。

本開示の車両用灯具では、ヒートシンクを光源の下方位置に設け、光軸調整部を、ヒートシンクよりも前方に配置した。このため、ヒートシンクを光軸調整部と干渉することなく光源の下方位置にも配置可能となり、ヒートシンクの冷却性能を確保することができる。したがって、光軸調整部を車幅方向でヒートシンクと同一位置に配置してコンパクト化が可能であるとともに、ヒートシンクの冷却性能の確保が可能な車両用灯具を提供することができる。

実施の形態１の車両用灯具の側面図である。 実施の形態１の車両用灯具の正面図であって、光軸調整部による光軸調整時の状態を示す。 実施の形態１の車両用灯具の断面図であって、図２のＳ３－Ｓ３線の位置の断面を示す。 実施の形態１の車両用灯具Ａの分解斜視図である。 実施の形態１の車両用灯具Ａの底面図である。 実施の形態１の車両用灯具Ａにおける光軸調整用の治具を示す平面図である。 実施の形態１の車両用灯具Ａにおける光軸調整用の治具を示す正面図である。 実施の形態１の車両用灯具Ａにおいて光軸を相対的に上向きにした状態を示す断面図である。 実施の形態１の車両用灯具Ａにおいて光軸を相対的に下向きにした状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、図１～図４に基づいて、実施の形態の車両用灯具の構成を説明する。なお、各図において、矢印ＦＲは車両用灯具を車両（不図示）に搭載した際の車両前方、矢印Ｌは車両搭載時の車両左方向、矢印Ｒは車両搭載時の車両右方向、矢印ＵＰは車両搭載時の車両情報を示す。

実施の形態１の車両用灯具Ａは、自動車などの車両に用いられる例えばヘッドランプやフォグランプなどの灯具として用いられるもので、実施の形態１ではヘッドランプに用いるものとする。なお、以下の説明において、車両用灯具Ａを車両（不図示）に搭載したものとして説明する。よって、車両用灯具Ａは、その光軸Ｌの方向を車両前後方向に向けて設けられている。

まず、実施の形態１の車両用灯具Ａの全体構成を簡単に説明する。この実施の形態１の車両用灯具Ａは、図３、図４に示すように、光源１０、リフレクタ２０、フレーム３０、ヒートシンク４０を備える。

光源１０は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光素子が用いられ、基板１１（図４参照）に実装されている。また、基板１１には、点灯制御用の駆動回路や電力供給用の回路が実装されている。そして、基板１１は、ヒートシンク４０の上面４１の設置部４１ａにホルダ１２を用いて取り付けられている。なお、ホルダ１２は、基板１１への給電機能を有する。

ヒートシンク４０は、光源１０や基板１１で発生する熱を放熱するもので、アルミニウムなどの熱伝導性に優れる金属により形成され、図１、図３に示すように、ヒートシンク基部４２、冷却フィン４３、前方延長片４４を備える。

ヒートシンク基部４２は、車両前後方向および車両左右方向（車幅方向）に延びる板状に形成され、その上面４１に突設された設置部４１ａで基板１１を支持する。冷却フィン４３は、ヒートシンク基部４２から垂下され、かつ、車両左右方向に沿って配置された薄板状に形成され、車両前後方向に間隔を空けて複数並設されている。

前方延長片４４は、後述する固定機構７０や光軸調整部８０の設置用のもので、図３に示すように、ヒートシンク基部４２の車両前方側の端部から垂下された垂下片４４１と、この垂下片４４１の下端部から車両前方に延在された支持片４４２とを備える。また、支持片４４２には、車幅方向中央位置（図５の一点鎖線ＣＥの位置）に、車両前後方向に長い長穴４４２ａが形成されている。また、長穴４４２ａの車両左方向の位置に、図５に示す円形の光軸調整用丸穴４４２ｂが開口されている。

リフレクタ２０は、図３に示すように、ヒートシンク４０の上面４１に固定され、光源１０から出射された光をレンズ５０に向けて反射する反射面２１を有する。そして、この反射面２１は、光源１０を第１の焦点とするとともに、シェード６０の先端部６０ａを第２の焦点Ｆとする楕円を基本とした自由曲面とされている。また、リフレクタ２０は、第１の焦点と第２の焦点Ｆとを結ぶ光軸（不図示）を有する。そして、レンズ５０は、光軸Ｌが第２の焦点Ｆに重なるようにして配置されている。なお、このレンズ５０の光軸Ｌは、車両用灯具Ａの光軸Ｌを兼ねる。

フレーム３０は、レンズ５０およびシェード６０を支持するもので、図４に示すように、レンズ支持枠部３１、シェード支持部３２、支持ブラケット３３，３３、調整用枠３４が一体に形成されている。

レンズ支持枠部３１は、軸方向を車両前後方向に向けた略四角筒状に形成されており、その内周にレンズ５０が支持されている（図３参照）。

シェード支持部３２は、図１、図４に示すように、レンズ支持枠部３１の左右両端部の下側位置に配置され、シェード６０を固定するねじ６１を締結可能に形成されている。

シェード６０は、リフレクタ２０の反射面で反射された光源１０からの光の一部を先端部６０ａで遮蔽して所望のカットオフラインを形成し、レンズ５０から照射する光に所望の配光パターンを形成する。先端部６０ａは、光軸方向での位置の異なる２つの水平エッジが傾斜エッジで繋ぎ合わされた形状とされている。

支持ブラケット３３は、レンズ支持枠部３１の左右両端部から車両後方へ延在され、後端部に形成された連結用の穴３３ａに、ヒートシンク４０から左右に突出された回転軸４５が差し込まれている。したがって、フレーム３０は、ヒートシンク４０に対して、回転軸４５の中心を回転中心軸ＲＣ（図５参照）として上下方向に回転可能に支持されている。さらに、本実施の形態１では、左右方向かつ略水平に延びるその回転中心軸ＲＣ（図５参照）が焦点Ｆを通るように配置されている。すなわち、フレーム３０は、焦点Ｆを中心として上下方向に角度を変更可能となっており、これにより、光軸Ｌも上下方向に角度を変更可能となっている。

調整用枠３４は、レンズ支持枠部３１から下方に延在され、略長方形の筒状に形成されている。そして、この調整用枠３４の後端部に支持片４４２の上面に沿って移動する移動部３４ａ（図３参照）を有し、この移動部３４ａには、図３に示す締結用ボス部７１および図４に示す光軸調整用ボス部８１が含まれる。
締結用ボス部７１は固定機構７０の一部を構成し、光軸調整用ボス部８１は光軸調整部８０の一部を構成する。

次に、固定機構７０について説明する。この固定機構７０は、前述のように回転軸４５を中心に上下方向に角度を変更可能なフレーム３０をヒートシンク４０に対して固定するもので、この固定は、フレーム３０の締結用ボス部７１を、ヒートシンク４０の支持片４４２に固定する機構となっている。

締結用ボス部７１は、調整用枠３４の後端部に一体に形成され、ねじ穴７１ａが下方に開口して形成されている。また、ねじ穴７１ａは、支持片４４２の長穴４４２ａと車両左右方向で同一位置に配置されている。そして、支持片４４２の上下両面および締結用ボス部７１の下面は、回転中心軸ＲＣ（焦点Ｆ）を中心とする円弧状に形成されている。

さらに、固定機構７０は、固定用ねじ７２、ワッシャ７３を備える。 固定用ねじ７２は、締結用ボス部７１のねじ穴７１ａに締結可能に形成されている。また、ワッシャ７３は、固定用ねじ７２を挿し通す穴が開口され、かつ、上面が支持片４４２の下面と同様の円弧面形状に形成されている。

すなわち、固定機構７０は、図３に示すように、ワッシャ７３および支持片４４２の長穴４４２ａに下方から挿し通した固定用ねじ７２を、締結用ボス部７１のねじ穴７１ａに締結することで、フレーム３０を支持片４４２に固定する。なお、前述のように支持片４４２の上下両面と、締結用ボス部７１の下面と、ワッシャ７３の上面とは、回転中心軸ＲＣ（焦点Ｆに一致）を中心とする円弧状に形成されている。このため、フレーム３０のヒートシンク４０に対する移動範囲の全域で、これらを相互に面で当接させることができる。

次に、光軸調整部８０について説明する。この光軸調整部８０は、フレーム３０の上下方向角度を調整することで、光軸Ｌの上下方向の角度を調整する機構を形成する。

この光軸調整部８０は、ヒートシンク４０の支持片４４２に形成された光軸調整用丸穴４４２ｂ（図５参照）と、フレーム３０の光軸調整用ボス部８１の下面に形成された光軸調整用長穴８２（図５参照）とを備える。そして、この光軸調整部８０は、光軸調整用治具９０（図６Ｂ参照）を用いて、光軸調整操作を行う。

図５に示すように、光軸調整用長穴８２は車幅方向に細長い形状であって、その前後方向寸法が光軸調整用丸穴４４２ｂの直径よりも小さな寸法に形成されている。よって、光軸調整用長穴８２は、その全体を光軸調整用丸穴４４２ｂから臨むことが可能な大きさに形成され、かつ、光軸調整用丸穴４４２ｂとの車両前後方向の寸法差がフレーム３０の可動範囲となっている。

光軸調整用治具９０は、図６Ａ，図６Ｂに示すように、円環状の中間フランジ９１を挟んで、円柱状で相対的に小径の入力軸９２と、円柱状で相対的に大径の挿入出力軸９３とを備える。そして、中間フランジ９１と入力軸９２とが同軸に配置されているのに対し、挿入出力軸９３は、軸心をずらして配置されてカムを構成している。

さらに、挿入出力軸９３は、光軸調整用長穴８２に挿入可能な直径に形成されている。一方、中間フランジ９１の上面には、光軸調整用丸穴４４２ｂに嵌る直径の回転用凸部９１ａが中間フランジ９１と同軸に形成されている。

次に、光軸調整部８０による光軸調整の手順を説明する。光軸調整の際には、光軸調整用治具９０の挿入出力軸９３を、光軸調整用丸穴４４２ｂを通して光軸調整用長穴８２に挿し通し、かつ、中間フランジ９１の回転用凸部９１ａを光軸調整用丸穴４４２ｂに嵌め合わせる。

この状態で、入力軸９２を回転させると、挿入出力軸９３が、入力軸９２に偏心して回転することにより、ヒートシンク４０に対して車両前後方向に移動し、これによりフレーム３０を、回転中心軸ＲＣ（回転軸４５）を中心に車両上下方向の角度を変えることができる。

なお、図７Ａはフレーム３０を相対的に車両上方に変位させた状態を実線により示し、図７Ｂはフレーム３０を相対的に車両下方に変位させた状態を実線により示す。このようにして、光軸調整部８０により、フレーム３０の角度を変えて車両用灯具Ａの光軸Ｌを所望の上下方向角度に調整した後、前述の固定機構７０によりフレーム３０をヒートシンク４０に対して固定する。

ここで、光軸調整に関し説明を加えると、仮に、フレーム３０の回転中心軸ＲＣが図３において、点ＶＣのように焦点Ｆとは異なる位置にある場合、フレーム３０の上下方向角度を変化させると、焦点Ｆに対するレンズ５０およびシェード６０の距離が変化する。そして、シェード６０は先端部６０ａが焦点Ｆに対して上下方向に位置を変化させる。したがって、フレーム３０の上下方向角度を変化させると配光パターンに影響を与えてしまう。

それに対し、本実施の形態では、光軸調整部８０によりフレーム３０の上下方向の角度を変える際に、フレーム３０は、焦点Ｆを中心に回転するため、焦点Ｆとレンズ５０およびシェード６０との距離を一定に保つことができる。すなわち、フレーム３０の上下方向の角度を変化させた図７Ａと図７Ｂとを比較すると、シェード６０の上部、特に、カットオフラインを形成する先端部６０ａの位置が、殆ど変化していないのが分かる。したがって、本実施の形態では、光軸調整によりフレーム３０を上下に変位させた際の配光パターンへの影響を抑えることができる。

また、光軸調整部８０は、上述のように、下方から光軸調整操作を行う。加えて、その位置は、ヒートシンク４０のヒートシンク基部４２、冷却フィン４３よりも車両前方位置に配置されている（図５参照）。

したがって、ヒートシンク４０は、車両前後方向で光源１０およびリフレクタ２０の下方位置からリフレクタ２０の車両後方まで設けられている。そして、冷却フィン４３は、車両用灯具Ａの車幅方向の全長に亘って途切れることなく形成されている。よって、ヒートシンク４０を、光源１０の後方位置のみに配置したものと比較して、高い放熱性能を得ることができる。

（実施の形態１の効果）
以下に、実施の形態１の車両用灯具の効果を列挙する。
(1)実施の形態１の車両用灯具は、光源１０と、光源１０から出射した光を反射するリフレクタ２０と、光源１０を支持し、放熱を行うヒートシンク４０と、リフレクタ２０により反射した光源１０の光を投影するレンズ５０と、レンズ５０を支持し、ヒートシンク４０に対し回転中心軸ＲＣを中心に上下方向に角度変化可能に取り付けられたフレーム３０と、フレーム３０を上下方向に角度変化させ、レンズ５０の光軸Ｌの上下方向角度を調整する光軸調整部８０と、を備える。そして、ヒートシンク４０が、光源１０の下方に配置され、光軸調整部８０は、ヒートシンク４０よりも前方に配置されている。
よって、光源１０の下方位置にもヒートシンク４０を配置でき、ヒートシンク４０の冷却性能を確保することができる。加えて、光軸調整部８０を車幅方向でヒートシンク４０と重ねて配置してコンパクト化が可能である。
したがって、車両用灯具Ａのコンパクト化が可能であるとともに、ヒートシンク４０の冷却性能の確保が可能である。
特に、本実施の形態１では、光軸調整部８０を、焦点Ｆよりも前方に配置しているため、ヒートシンク４０も、光源１０よりも前方位置まで設けることができ、その分、いっそう冷却性能を確保できる。

(2)実施の形態１の車両用灯具は、ヒートシンク４０は、光源１０が実装された基板１１が設置されたヒートシンク基部４２から垂下された複数の冷却フィン４３を備え、冷却フィン４３は、光源１０の下方位置から、光源１０よりも後方の位置に亘って設けられている。
したがって、ヒートシンク４０は、光源１０の下方から後方まで広い範囲に冷却フィン４３を有し、より確実に冷却性能の確保が可能である。

(3)実施の形態１の車両用灯具は、光軸調整部８０は、下方から操作力を入力してフレーム３０を上下方向に角度変化させる。
このように、光軸調整部８０への操作力の入力を下方から行うため、光軸調整部８０をヒートシンク４０の前方に配置していても、操作力を入力する構成をヒートシンク４０に対して前後方向に貫通して設ける必要が無い。よって、操作力を入力する構成をヒートシンク４０に貫通させた場合と比較して、ヒートシンク４０の冷却性能を確保でき、かつ、操作力の入力位置と出力位置とを離す必要が無く、操作性に優れる。

(4)実施の形態１の車両用灯具は、ヒートシンク４０は、光源１０よりも下方位置から前方に延びる支持片４４２を備え、フレーム３０は、支持片４４２の上方に重なり、角度変化に伴い支持片４４２に沿って移動する移動部３４ａを備える。さらに、光軸調整部８０は、支持片４４２に開口された光軸調整用丸穴４４２ｂと、光軸調整用丸穴４４２ｂに対向して光軸調整用ボス部８１に設けられ、光軸調整用丸穴４４２ｂよりも車両前後方向の寸法が小さくその直交方向である左右方向に長い光軸調整用長穴８２とを有し、光軸調整用長穴８２に挿入した光軸調整用治具９０の挿入出力軸９３を、光軸調整用丸穴４４２ｂの軸心から偏心させて光軸調整用丸穴４４２ｂを中心に回転させてフレーム３０を回転させる。
このように、光軸調整部８０は、フレーム３０の光軸調整用長穴８２と、ヒートシンク４０の光軸調整用丸穴４４２ｂとを相対移動させる構造であるため、フレーム３０の上下方向角度を調整する操作に必要な上下方向寸法を小さく抑えることができる。これにより、車両用灯具Ａのコンパクト化をいっそう図ることが可能である。

(5)実施の形態１の車両用灯具は、移動部３４ａを支持片４４２に固定する固定機構７０を有する。
したがって、光軸調整作業と固定作業とを近い位置で行うことが可能であり、作業性に優れる。さらに、本実施の形態１では、固定機構７０の固定用ねじ７２の締結作業を、光軸調整部８０の光軸調整作業と同じ下方からの作業としたため、作業方向が異なる場合よりも、さらに作業性に優れる。

(6)実施の形態１の車両用灯具は、フレーム３０の回転中心軸ＲＣが、リフレクタ２０の焦点Ｆを通るよう配置されている。
したがって、光軸調整のためのフレーム３０の上下方向の角度変化の全域で焦点Ｆとレンズ５０との距離を一定に保つことができ、配光パターンへの影響を抑えることができる。加えて、本実施の形態１では、シェード６０の先端部６０ａを焦点Ｆの近傍位置に配置したため、光軸調整のためにフレーム３０を上下に変位させた際の配光パターンへの影響をより一層抑えることができる。

以上、本開示の車両用灯具を実施の形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られず、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加などは許容される。

例えば、実施の形態では、光軸調整機構として、光軸調整用丸穴４４２ｂと光軸調整用長穴８２とを備えたものを示したが、これに限定されない。例えば、光軸調整用ねじと、これに噛み合うねじ穴とを備え、光軸調整用ねじを回転させて、ねじ穴側が上下する構造のものを用いてもよい。この場合、光軸調整用ねじおよびねじ穴を回転軸４５（焦点Ｆ）よりも車両前方に配置することにより、ヒートシンク４０を光源１０よりも前方まで確保できる。

さらに、実施の形態では、光軸調整用治具を用いて光軸調整を行うものを示したが、光軸調整用治具と同様の駆動部材を車両用灯具に設け、これをアクチュエータにより回転させて、光軸を可変制御するようにしてもよい。

また、実施の形態では、シェード６０をフレーム３０に設けた例を示したが、ヒートシンク４０に固定するようにしてもよい。さらに、ヒートシンク４０は、冷却フィンをヒートシンク基部４２の上面４１にも設け、放熱性能を高めてもよい。

１０ 光源
２０ リフレクタ
３０ フレーム
３４ａ 移動部
４０ ヒートシンク
４２ ヒートシンク基部
４３ 冷却フィン
５０ レンズ
６０ シェード
７０ 固定機構
７２ 固定用ねじ
８０ 光軸調整機構
８１ 光軸調整用ボス部
８２ 光軸調整用長穴
９０ 光軸調整用治具
９３ 挿入出力軸（挿入部）
４４２ 支持片
４４２ａ 長穴
４４２ｂ 光軸調整用丸穴
Ａ 車両用灯具
Ｆ 焦点

Claims (4)

1. 光源と、
   前記光源から出射した光を反射するリフレクタと、
   前記光源を支持し、放熱を行うヒートシンクと、
   前記リフレクタにより反射した前記光を投影させるレンズと、
   前記レンズを支持し、前記ヒートシンクに対し回転中心軸を中心に上下方向に角度変化可能に取り付けられたフレームと、
   前記フレームを上下方向に角度変化させ、前記レンズの光軸の上下方向角度を調整する光軸調整部と、を備え、
   前記ヒートシンクが、前記光源の下方に配置され、
   前記光軸調整部は、前記ヒートシンクよりも前方に配置されており、
   前記光軸調整部は、下方から操作力を入力して前記フレームを回転させる機構であり、
   前記ヒートシンクは、前記光源よりも下方位置で前記前方に延びる支持片を備え、
   前記フレームは、前記支持片の上方に重なり、前記角度変化に伴い前記支持片に沿って移動する移動部を備え、
   前記光軸調整部は、前記支持片に開口された丸穴と、前記丸穴に対向して前記移動部に設けられ、前記丸穴よりも前後方向の寸法が小さくその直交方向に長い長穴と、を有し、前記長穴に挿入した光軸調整用治具の出力軸を、前記丸穴の軸心から偏心させて前記丸穴を中心に回転させて前記フレームを回転させる構造である車両用灯具。
2. 請求項１に記載の車両用灯具において、
   前記ヒートシンクは、前記光源が実装された基板が設置された基部から垂下された複数の冷却フィンを備え、
   前記冷却フィンは、前記光源の下方位置から前記光源よりも後方の位置に亘って設けられている車両用灯具。
3. 請求項１または２に記載の車両用灯具において、
   前記移動部を前記支持片に固定する固定機構を有する車両用灯具。
4. 請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の車両用灯具において、
   前記フレームの前記回転中心軸が、前記リフレクタの焦点を通るよう配置されている車両用灯具。

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