JP7420362B2 - 車両のヘッドランプ - Google Patents
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Description
本発明は、ロービーム用の複数の発光ダイオードを備えた車両のヘッドランプに関するものである。
近時、ヘッドランプの光源として発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が使用されてきている。ＬＥＤは消費電力が小さいといった利点がある反面、ＬＥＤから発する熱を放熱させる技術対策が大きな課題の一つとなっている。
特許文献１には、照明光を放射する照明光源として複数のＬＥＤを用い、これらのＬＥＤから放射される照明光を反射させて車両の前方に向けるリフレクタを備え、複数のＬＥＤは、これらＬＥＤに印加する電流量を半導体スイッチング素子によるＰＷＭ（パルス幅変調）制御により、互いに独立して点灯／消灯させる技術が開示されている。
また、特許文献２には、リフレクタと、複数のＬＥＤを面状に並べて形成した発光面を有する面光源とを備え、この面光源をリフレクタに対向させてリフレクタに向かった面光源から照射された光をリフレクタにより反射させるヘッドランプにおいて、面光源が放熱フィンを有するヒートシンクに固着され、放熱フィンがヘッドランプケースの外部に突出する技術が開示されている。
図３は従来のロービーム用のヘッドランプを示す分解斜視図、図４は同じくその組立てた状態を示す側面断面図である。図３において、ヘッドランプ１００は、リフレクタ１０１と、複数のＬＥＤ１０２を並べてパッケージングした光源１０４と、この光源１０４から照射された光Ｌをリフレクタ１０１によって車両の前方に向かって反射させ、この反射した光Ｌを透過させるレンズ１０５と、リフレクタ１０１から車両の前方に向かって照射された反射光Ｌの一部を遮り対向車に照射しないように遮蔽するシェード１０６とを備えている。
光源１０４は、例えば、４チップのＬＥＤ１０２を１つにパッケージングされている。そのため、ＬＥＤ１０２の駆動により発生した熱が１箇所に集中することになるので、光源１０４に密着してアルミダイキャスト製のヒートシンク１０７を用い、放熱対策としている。
しかし、図３及び図４に示すヒートシンク１０７は、裏面に複数の放熱フィン１０８を備えた複雑な構造であるため、ロービームのカットオフライン１０９を形成するシェード１０６をヒートシンク１０７とは別体で設定することになる。そのため、部品点数が多くなり、しかも、ヒートシンク１０７の重量も大きくなり、かつコスト高となっていた。
本発明は、上記に鑑み、光源の構造を工夫することにより、ヒートシンクの構造も簡略化し、部品点数の少ない低コストの車両のヘッドランプの提供を目的とするものである。
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、ロービーム用の複数の発光ダイオードと、該発光ダイオードからの照射光を車両前方に向けて反射させるリフレクタと、該リフレクタにより反射された反射光の一部を遮り対向車を照射しないようなロービーム用の配光パターンを形成するシェードと、前記発光ダイオードを配置する基板と、該基板の裏面に固着され前記発光ダイオードからの発散される熱を放熱するヒートシンクとを備えた車両のヘッドランプにおいて、前記複数の発光ダイオードを前記基板上に分散して配置し、前記ヒートシンクを放熱用の板状部材から構成し、その一側を折り曲げて端末に配光カットオフラインを有する前記シェードを形成している。
本発明によると、ＬＥＤチップを分散配置することで熱源が分散され、ヒートシンクも放熱用の板状部材を使用することができる。そのため、シェードも放熱用の板状部材の一側を折り曲げて端末に配光カットオフラインを備えたシェードをヒートシンクと一体的に形成することができる。したがって、放熱に必要なヒートシンクの表面積を確保することができ、同時に別体シェードを廃止することができる。この別体シェードの廃止により、部品点数を削減してコストの低減を図ることができる。さらに、放熱用の板状部材としてアルミニウム等の軽量な素材を採用することができ、ヘッドランプ全体としても軽量化を図ることができる。
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、本実施形態の車両のヘッドランプ１は、ロービーム用の複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）２，３と、該発光ダイオード（ＬＥＤ）２，３からの照射光Ｌを車両前方に向けて反射させるリフレクタ４と、ＬＥＤ２，３から照射された光Ｌをリフレクタ４によって車両の前方に向かって反射させ、この反射した光Ｌを透過させるレンズ５と、該レンズ５とリフレクタ４との間に介在され前記リフレクタ４により反射された反射光Ｌの一部を遮り対向車を照射しないような最適なロービーム用の配光パターンを形成するシェード６と、前記ＬＥＤ２，３を配置する基板７と、該基板７の裏面に固着され前記ＬＥＤ２，３からの発散される熱を放熱するヒートシンク８とを備えている。ＬＥＤ２，３及び基板７がユニット化されて光源を形成する。この光源、リフレクタ４、ヒートシンク８およびシェード６は、ヘッドランプ１のハウジング（図示略）に収容され、レンズ５は、ハウジングの前面開口部分を覆っている。
光源を構成する複数のＬＥＤ２，３は、白色光を発するＬＥＤを例示することができ、これらが基板７上に分散して配置される。図１において、複数のＬＥＤ２，３として２個のＬＥＤを例示する。ＬＥＤ２，３は、２ｍｍ～５ｍｍ程度のチップから構成され、これらが基板７に実装される。ＬＥＤ２，３の数は２個以上であれば、特に限定されない。複数のＬＥＤ２，３の間隔は、熱源を分散してＬＥＤ２，３の熱による輝度の減衰を抑えることができる距離であればよい。例えば、ＬＥＤ同士は、１０ｍｍ～５０ｍｍ程度で分散配置することができる。
これらのＬＥＤ２，３を搭載する基板７は、熱伝導率が高いアルミニウム、銅、チタン等を用いることができる。本実施形態の基板７は、アルミニウム製のものを採用している。基板７のサイズは、幅１０ｍｍ～２０ｍｍ、長さ５０ｍｍ～１５０ｍｍ、厚さ２ｍｍ～４ｍｍを例示することができる。基板７の一側面には、ＬＥＤ２，３が実装される。本実施形態では、基板７の上面側にＬＥＤ２，３が実装され、ＬＥＤ２，３から発する光は、後方のリフレクタ４に反射されて、車両の前方側に向かうように構成される。基板７には、駆動回路および制御回路（図示略）が搭載され、ＬＥＤ２，３をＰＷＭ制御して輝度調整ができるようになっている。
これら光源の一部を構成する基板７の裏面側（下側）には、ヒートシンク８が密着固定されている。ヒートシンク８は、放熱用の板状部材９の一部として構成される。シェード６は、放熱用板状部材９の一側を折り曲げて端末に配光カットオフライン１０を有するようにヒートシンク８と一体的に形成されている。
放熱用の板状部材９は、アルミニウム、銅、チタン等、熱伝導率が高く、放熱性に優れた素材を用いるのが好ましい。本実施形態の板状部材９は、アルミニウム素材を用いている。板状部材９のサイズは、ＬＥＤ２，３のヒートシンク８として機能し、かつシェード６として機能できる大きさとなっている。板厚は特に限定されるものではないが、シェード６を折り曲げ形成できる板厚、例えば、３ｍｍ～１０ｍｍ程度を挙げることができる。
シェード６は、図１に示すように、放熱用板状部材９の一側を上方に折り曲げて、その端末に配光カットオフライン１０を有するように形成されている。配光カットオフライン１０は、リフレクタ４により反射され車両の前方に照射される光の一部を遮断して対向車や歩行者に眩しさを与えないようにするためのものである。
リフレクタ４は、合成樹脂製のものであって、車両前方側が開口したドーム状のものである。このリフレクタ４の内側は反射面とされ、各ＬＥＤ２，３が発する光Ｌを、車両の前方に向けて反射させるものであり、ヘッドランプ１のハウジング（図示略）に固定されている。リフレクタ４の内側面はアルミ蒸着あるいは銀塗装による反射処理が施されている。
レンズ５は、ヘッドランプ１のハウジングの前方開口を覆うもので、本実施形態では、前方表面側が凸面で、後方側表面が平面となっている平凸非球面レンズを使用する。そのため、後方焦点面上に形成される光源像を上下左右の反転像として車両前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。
したがって、上記構成においては、ＬＥＤ２，３から発せられた光はリフレクタ４で反射されて車両前方に照射され、リフレクタ４の前側に位置するシェード６のカットオフライン１０により光の一部が遮られ、シェード６のカットオフライン１０よりも上方の光がレンズ５を透過した前方に照射される。
このとき、レンズ５の後方に配置されたシェード６のカットオフライン１０により、リフレクタ４から反射された光の一部を遮り、シェード６を通過した光をレンズ５を透過させて上下左右の反転像として車両前方の仮想鉛直スクリーンに投影することになり、ロービーム用の狭い照射領域に光を照射させることになる。そのため、左側通行時に対向車の走行領域への照射を低減し、対向車の搭乗者に眩惑するのを防止することができる。
上記構成において、ＬＥＤ２，３を基板７に分散配置することで熱源が分散され、そのため、ヒートシンク８も放熱用の板状部材９を使用することができる。この放熱用の板状部材９を採用することで、ヒートシンク８の前端部に配置するシェード６も、放熱用の板状部材９の一側を折り曲げてシェード６として使用することができる。
したがって、放熱に必要なヒートシンクの表面積を確保することができ、同時に別体シェードを廃止することができる。この別体シェードの廃止により、部品点数を削減してコストの低減を図ることができ、さらに、放熱用板状部材としてアルミニウム等の熱伝導率が高く軽量な素材を採用することができ、ヘッドランプ全体としても軽量化を図ることができる。
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。例えば、上記実施形態では、ロービーム用のヘッドランプとして、ＬＥＤ２，３から光を斜め上後方に発する構成を例示したが、ＬＥＤ２，３からの光を斜め下後方に照射する態様で、リフレクタ、ヒートシンクおよびシェードを配置する構成であってもよい。
１ ヘッドランプ
２，３ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
４ リフレクタ
５ レンズ
６ シェード
７ 基板
８ ヒートシンク
９ 板状部材
１０ 配光カットオフライン
２，３ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
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８ ヒートシンク
９ 板状部材
１０ 配光カットオフライン
Claims (1)
- ロービーム用の複数の発光ダイオードと、該発光ダイオードからの照射光を車両前方に向けて反射させるリフレクタと、該リフレクタにより反射された反射光の一部を遮り対向車を照射しないようなロービーム用の配光パターンを形成するシェードと、前記発光ダイオードを配置する基板と、該基板の裏面に固着され前記発光ダイオードからの発散される熱を放熱するヒートシンクとを備えた車両のヘッドランプにおいて、
前記複数の発光ダイオードを前記基板上で車幅方向に分散して配置し、前記ヒートシンクを放熱用の板状部材から構成し、その前端部を折り曲げて端末に配光カットオフラインを有する前記シェードを形成し、前記基板と前記ヒートシンクと車両前方側が開口したドーム状の前記リフレクタの底部とがオーバーラップしたことを特徴とする車両のヘッドランプ。
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|---|---|---|---|
| JP2019035915A JP7420362B2 (ja) | 2019-02-28 | 2019-02-28 | 車両のヘッドランプ |
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| JP2011243362A (ja) | 2010-05-17 | 2011-12-01 | Koito Mfg Co Ltd | ロービーム用灯具ユニット |
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-
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