JPWO2019176595A1 - 車輌用前照灯 - Google Patents

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Abstract

光源の駆動時における高い放熱性を確保した上で光軸の傾き調整の円滑化を図る。開口を有するランプハウジング（２）と開口を閉塞するカバー（３）とによって構成された灯具外筐（４）と、光源（１５）と光源の駆動時に発生する熱が伝達されるヒートシンク（１２）とを有する光源ユニット（１１）と、少なくとも光源から出射された光の方向を制御することが可能なミラー素子（２０）を有する光制御ユニット（１７）とを備え、ヒートシンクは灯具外筐に固定され少なくとも一部が灯具外筐の外側に位置される。

Description

本発明は、光源から出射された光の方向を制御することが可能な光学変換素子を備えた車輌用前照灯についての技術分野に関する。
車輌用前照灯には、カバーとランプハウジングによって構成された灯具外筐の内部空間に光学変換素子が配置され、光学変換素子によって光の方向が制御されるものがある。光学変換素子としては、例えば、ミラー素子や液晶素子が用いられる。ミラー素子としては、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）やＤＭＤ（Digital Micromirror Device）が用いられる（例えば、特許文献１参照）。
上記のような車輌用前照灯においては、光源の駆動時に光源から熱が発生し、灯具外筐の内部空間の温度が上昇するが、光学変換素子に対する熱の影響が大きいと、光学変換素子の良好な動作状態が阻害される虞がある。
そこで、特許文献１に記載された車輌用前照灯においては、光源と光学変換素子が搭載された光学ユニットにヒートシンクを設け、ヒートシンクの放熱フィンを灯具外筐の外部に突出させて配置し、外部への放熱量を高めて光学変換素子に対する熱の影響を低下させる構成にされている。
特開２０１６−９１９７６号公報
しかしながら、このような構成にあっては、光軸の傾き調整を行う際に光源とともにヒートシンクが傾動され、ヒートシンクと灯具外筐が干渉する可能性があり、光軸の傾き調整（エイミング調整）に支障を来たす虞があった。
そこで、本発明は、光源の駆動時における高い放熱性を確保した上で光軸の傾き調整の円滑化を図ることを目的とする。
本発明に係る車輌用前照灯は、開口を有するランプハウジングと前記開口を閉塞するカバーとによって構成された灯具外筐と、光源と前記光源の駆動時に発生する熱が伝達されるヒートシンクとを有する光源ユニットと、少なくとも前記光源から出射された光の方向を制御することが可能な光学変換素子を有する光制御ユニットとを備え、前記ヒートシンクは前記灯具外筐に固定され少なくとも一部が前記灯具外筐の外側に位置されたものである。
これにより、光源の駆動時に発生する熱が灯具外筐の外側に放出されると共に、ヒートシンクを動かすことなく光軸の調整が行われる。
上記した車輌用前照灯においては、前記光制御ユニットの向きを調整し前記ランプハウジングに支持された光軸調整スクリューが設けられ、前記光制御ユニットの向きが変化されることにより光軸の傾き調整が行われることが望ましい。
これにより、光軸調整スクリューの回転に応じて光学変換素子の向きが変化される。
上記した車輌用前照灯においては、前記光制御ユニットに前記光軸調整スクリューが連結されていることが望ましい。
これにより、光源の駆動時に発生した熱を光軸調整スクリューに伝達させて放出することが可能になる。
上記した車輌用前照灯においては、前記光学変換素子によって光軸の傾き調整が行われることが望ましい。
これにより、光学変換素子の動作によって光軸の傾き調整が行われるため、光軸調整を行う別部材を設ける必要がない。
上記した車輌用前照灯においては、前記光制御ユニットに前記光源の駆動時に発生した熱が伝達される放熱部材が設けられていることが望ましい。
これにより、光制御ユニットで発生した熱が放熱部材に伝達されて放出される。
上記した車輌用前照灯においては、前記光学変換素子はミラー素子であることが望ましい。
これにより、ミラー素子によって少なくとも光源から出射された光の方向を制御することが可能にされる。
本発明によれば、光源の駆動時に発生する熱が灯具外筐の外側に放出されると共に、ヒートシンクを動かすことなく光軸の調整が行われるため、光源の駆動時における高い放熱性を確保した上で光軸の傾き調整の円滑化を図ることができる。
図２乃至図４と共に本発明の実施の形態を示すものであり、本図は第１の実施の形態の車輌用前照灯の概略縦断面図である。 第２の実施の形態の車輌用前照灯の概略縦断面図である。 第３の実施の形態の車輌用前照灯の概略縦断面図である。 第４の実施の形態の車輌用前照灯の概略縦断面図である。
以下に、本発明車輌用前照灯を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。
先ず、第１の実施の形態に係る車輌用前照灯１について説明する（図１参照）。
車輌用前照灯１は、前方に開口されたランプハウジング２とランプハウジング２の開口を閉塞するカバー３とを備えている。ランプハウジング２とカバー３によって灯具外筐４が構成され、灯具外筐４の内部空間は灯室５として形成されている。
ランプハウジング２の下端部には上下方向に貫通された取付孔２ａが形成されている。ランプハウジング２の後端部には前後方向に貫通された螺孔２ｂ、２ｂが形成されている。
灯室５には、レンズユニット６と固定体７と制御体８が配置されている。
レンズユニット６は、レンズホルダー９とレンズホルダー９の前端に取り付けられた投影レンズ１０とを有している。
レンズホルダー９は前後に貫通された筒状に形成されている。レンズホルダー９は、後端部が制御体８に連結されることで制御体８に固定されている。レンズホルダー９の下端部には上下方向に貫通された透過孔９ａが形成されている。
投影レンズ１０は外周部がレンズホルダー９に取り付けられてレンズホルダー９に保持されている。
固定体７はレンズユニット６の下方に位置されている。固定体７は光源ユニット１１とヒートシンク１２とリフレクター１３を有している。
光源ユニット１１は、回路基板１４と回路基板１４の上面に搭載された光源１５とを有している。光源１５としては、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が用いられている。
ヒートシンク１２は、例えば、金属などの放熱性の高い材料によって形成され、上下方向を向く略平板状に形成された配置部１２ａと配置部１２ａから下方へ突出された放熱フィン１２ｂ、１２ｂ、・・・とを有している。ヒートシンク１２は、配置部１２ａが取付孔２ａに嵌め込まれた状態で灯具外筐４に固定されている。配置部１２ａの上面には、光源ユニット１１が配置されている。放熱フィン１２ｂ、１２ｂ、・・・は、例えば、短冊状に形成され灯具外筐４の外側に位置されている。
リフレクター１３は、後方及び下方に開口された椀状に形成され、内面が反射面１３ａとして形成されている。リフレクター１３は配置部１２ａの上面に配置され、光源ユニット１１より前方に位置されている。
制御体８はレンズユニット６の後方に位置されている。制御体８は放熱部材１６と光制御ユニット１７を有している。
放熱部材１６は、例えば、金属などの放熱性の高い材料によって形成され、ヒートシンクとして設けられている。放熱部材１６は、前後方向を向く略平板状に形成された配置部１６ａと配置部１６ａから後方へ突出された放熱フィン１６ｂ、１６ｂ、・・・とを有している。放熱部材１６の後端部には後方に開口された軸受穴１６ｃ、１６ｃ、１６ｃが形成されている。
光制御ユニット１７は放熱材１６における配置部１６ａの前面に配置されている。光制御ユニット１７は反射部１８と制御基板１９を有している。光制御ユニット１７の外周部にはレンズホルダー９の後端部が取り付けられている。
反射部１８は投影レンズ１０に対向するように位置されている。反射部１８は、複数のミラー素子２０、２０、・・・が、例えば、マトリックス状に配列されて形成されている。ミラー素子２０は、光学変換素子の一例として用いられている。ミラー素子２０としては、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）やＤＭＤ（Digital Micromirror Device）が用いられる。各ミラー素子２０には微小な反射面が設けられており、それぞれの反射面を制御することで、高精度の配光制御を行うことができる。例えば、反射面における光の反射方向を制御することで、所望の配光パターンの形成や光軸の傾き調整を行うことができるほか、反射面の駆動状態のオンオフを制御することによって、部分点灯と全体点灯の切替や部分点灯における点灯位置の切替を行い所望の配光パターンを形成することができる。
制御基板１９は反射部１８の周囲に配置されている。制御基板１９は反射部１８と電気的に接続され、光源１５の駆動時（点灯時）にミラー素子２０、２０、・・・の駆動状態を制御する。
制御体８の後端部には光軸調整スクリュー２１、２１と図示しないピボット軸が連結されている。光軸調整スクリュー２１、２１は、光軸の初期調整（エイミング調整）を行う機能を有している。
光軸調整スクリュー２１、２１は、例えば、金属などの放熱性の高い材料で形成されている。光軸調整スクリュー２１、２１は螺孔２ｂ、２ｂに螺合されてランプハウジング２に貫通された状態で支持されている。光軸調整スクリュー２１、２１は、例えば、前端部が球状の連結部２１ａ、２１ａとして設けられ、連結部２１ａ、２１ａがそれぞれ軸受孔１６ｃ、１６ｃに挿入されて放熱部材１６に連結されている。制御体８は光軸調整スクリュー２１、２１の連結部２１ａ、２１ａを支点として任意の方向へ回動可能にされている。
ピボット軸はランプハウジング２の後面部から前方に突出されている。ピボット軸は前端部が球状部として設けられている。ピボット軸の球状部は放熱部材１６の軸受穴１６ｃに挿入されている。従って、制御体８はピボット軸の球状部を支点としても任意の方向へ回転可能にされている。
一方の光軸調整スクリュー２１が軸回り方向へ回転されると、光軸調整スクリュー２１の螺孔２ｂに対する螺合位置が変化され、光軸調整スクリュー２１が回転方向に応じて軸方向へ移動され、制御体８がレンズユニット６と一体になってピボット軸の球状部と他方の光軸調整スクリュー２１の連結部２１ａとを支点としてランプハウジング２に対して左右方向へ傾動される。他方の光軸調整スクリュー２１が軸回り方向へ回転されると、光軸調整スクリュー２１の螺孔２ｂに対する螺合位置が変化され、光軸調整スクリュー２１が回転方向に応じて軸方向へ移動され、制御体８がレンズユニット６と一体になってピボット軸の球状部と一方の光軸調整スクリュー２１の連結部２１ａとを支点としてランプハウジング２に対して上下方向に傾動される。
このように制御体８が左右方向又は上下方向へ傾動されることにより、光制御ユニット１７の向きが変化され反射部１８から投影レンズ１０へ向かう光の光軸の傾きが調整される。従って、光軸調整スクリュー２１、２１を用いることによって、容易且つ精密に光軸の傾き調整を行うことができる。
上記のように構成された車輌用前照灯１において光源１５から光が出射されると、出射された光Ｌはリフレクター１３の反射面１３ａで反射されて透過孔９ａを透過し、反射部１８に入射される。反射部１８に入射された光Ｌはミラー素子２０、２０、・・・によって反射方向が制御され、投影レンズ１０及びカバー３を透過されて前方へ向けて照射される。投影レンズ１０及びカバー３を透過された光によって、ミラー素子２０、２０、・・・の制御に応じた所定の配光パターンが形成される。
光源１５の駆動時には、固定体７において光源１５及び回路基板１４から熱が発生する。発生した熱はヒートシンク１２に伝達され、放熱フィン１２ｂ、１２ｂ、・・・から灯具外筐４の外側へ放出される。これにより、光源ユニット１１の温度上昇が抑制される。
車輌用前照灯１においては、ヒートシンク１２が固定され少なくとも一部が灯具外筐４の外側に位置されており、光源１５の駆動時に光制御ユニット１７で発生する熱が灯具外筐４の外側に放出されると共に、ヒートシンク１２を動かすことなく光軸の調整が行われる。従って、光源１５の駆動時における高い放熱性を確保した上で光軸の傾き調整の円滑化を図ることができる。
また、光源１５の駆動時には、制御体８の光制御ユニット１７で発生した熱が放熱部材１６に伝達されて放熱フィン１６ｂ、１６ｂ、・・・から放出される。これにより、光制御ユニット１７の温度上昇が抑制されてミラー素子２０、２０、・・・の良好な動作状態を確保することができる。
さらに、光制御ユニット１７には、放熱部材１６を介して光軸調整スクリュー２１、２１が連結されているため、光源１５の駆動時に光制御ユニット１７で発生した熱を光軸調整スクリュー２１、２１に伝達させて灯具外筐４の外部に放出することが可能となる。従って、光制御ユニット１７の温度上昇を効率的に抑制してミラー素子２０、２０、・・・の良好な動作状態を確保することができる。
次に、第２の実施の形態に係る車輌用前照灯１Ａについて説明する（図２参照）。
なお、第２の実施の形態に係る車輌用前照灯１Ａは、車輌用前照灯１と比較して光軸調整スクリュー２１、２１とピボット軸とランプハウジング２における螺孔２ｂ、２ｂと放熱部材１６の軸受穴１６ｃとを有さないことのみが相違するため、第２の実施の形態において第１の実施の形態と同様の構成については第１の実施の形態における車輌用前照灯１と同様の部分に付した記号と同じ符号を付して説明は省略又は簡略化する。
車輌用前照灯１Ａは、例えば、図示しないフレームによってレンズユニット６と制御体８がランプハウジング２に対して固定されている。
車輌用前照灯１Ａにおいて、光軸の初期調整（エイミング調整）はミラー素子２０、２０、・・・によって行われる。エイミング調整は、例えば、光源１５から出射され、ミラー素子２０、２０、・・・によって制御体８が制御される光Ａの進行方向が検出され 検出結果に基づいてミラー素子２０、２０、・・・の制御状態が調整され、主軸の向きが適正な向きとなる制御状態にされることにより行われる。
上記のように構成された車輌用前照灯１Ａにおいては、反射部１８のミラー素子２０、２０、・・・によって光軸の傾き調整が行われるため、光軸調整を行うための別部材を設ける必要がない。従って、部品点数を削減することができる。また、灯具外筐４の外側に一部が位置された光軸調整スクリューを有さないため、車輌用前照灯１Ａの小型化が図られるほか、構造を簡素化することができる。
次に、第３の実施の形態に係る車輌用前照灯１Ｂについて説明する（図３参照）。
尚、第３の実施の形態に係る車輌用前照灯１Ｂは、車輌用前照灯１と比較して取付孔２ａがランプハウジング２の下端部の代わりに上端部に形成されていること、固定体７と制御体８のランプハウジング２に対する取付向きがそれぞれ異なること、レンズユニット６の代わりに反射板２２が用いられていることのみが相違するため、第３の実施の形態において第１の実施の形態と同様の構成については第１の実施の形態における車輌用前照灯１と同様の部分に付した記号と同じ符号を付して説明は省略又は簡略化する。
固定体７は、ヒートシンク１２の配置部１２ａが取付孔２ａに嵌め込まれた状態で灯具外筐４に固定されている。ヒートシンク１２の放熱フィン１２ｂ、１２ｂ、・・・は配置部１２ａから上方に突出され、灯具外筐４の外側に位置されている。光制御ユニット１１とリフレクター１３は配置部１２ａの下面に配置され、リフレクター１３は光制御ユニット１１より前方に位置されている。
制御体８は固定体７の下方に位置されている。制御体８は放熱部材１６の配置部１６ａが上下方向を向くように配置され、放熱フィン１６ｂ、１６ｂ、・・・が配置部１６ａから下方に突出されている。光制御ユニット１７は配置部１６ａの上面に配置されている。
反射板２２は前方及び下方に開口された椀状に形成され、内面が反射面２２ａとして形成されている。反射板２２は配置部１６ａの上面に位置され、光制御ユニット１７の反射部１８より後方に位置されている。
車輌用前照灯１Ｂにおいては、光軸の初期調整（エイミング）が第１の実施の形態における車輌用灯具１と同様に、光軸調整スクリュー２１、２１の回転によって行われる。
上記のように構成された車輌用前照灯１Ｂにおいて光源ユニット１１の光源１５から光が出射されると、出射された光Ｂはリフレクター１３の反射面１３ａで反射されて反射部１８に入射される。反射部１８に入射された光Ｂはミラー素子２０、２０、・・・によって反射方向が制御され、反射板２２の反射面２２ａで反射されカバー３を透過されて前方へ向けて照射される。カバー３を透過された光によって、ミラー素子２０、２０、・・・の制御に応じた所定の配光パターンが形成される。
車輌用前照灯１Ｂにおいては、ミラー素子２０、２０、・・・によって反射方向が制御された光Ｂが反射板２２によって平行光とされる。従って、制御体８の前方に光を平行光にするための投影レンズが位置されないため、車輌用前照灯１Ｂの前後方向における小型化を図ることができる。
次に、第４の実施の形態に係る車輌用前照灯１Ｃについて説明する（図４参照）。
尚、第４の実施の形態に係る車輌用前照灯１Ｃは、車輌用前照灯１Ｂと比較して光軸調整スクリュー２１、２１とピボット軸とランプハウジング２の螺孔２ｂ、２ｂと放熱部材１６の軸受穴１６ｃとを有さないことのみが相違するため、第３の実施の形態において第２の実施の形態と同様の構成については第２の実施の形態における車輌用前照灯１Ｂと同様の部分に付した記号と同じ符号を付して説明は省略又は簡略化する。
車輌用前照灯１Ｃは、例えば、図示しないフレームによってレンズユニット６と制御体８がランプハウジング２に対して固定されている。
車輌用前照灯１Ｃにおいては、光軸の初期調整（エイミング調整）が第２の実施の形態における車輌用前照灯１Ａと同様、ミラー素子２０、２０、・・・によって行われる。
上記のように構成された車輌用前照灯１Ｃにおいて光源ユニット１１の光源１５から光が出射されると、出射された光Ｃはリフレクター１３の反射面１３ａで反射されて反射部１８に入射される。反射部１８に入射された光Ｃはミラー素子２０、２０、・・・によって反射方向が制御され、反射板２２の反射面２２ａで反射されカバー３を透過されて前方へ向けて照射される。カバー３を透過された光によって、ミラー素子２０、２０、・・・の制御に応じた所定の配光パターンが形成される。
上記のように構成された車輌用前照灯１Ｃにおいては、反射部１８のミラー素子２０、２０、・・・によって光軸の傾き調整が行われるため、光軸調整を行う別部材を設ける必要がない。従って、部品点数を削減することができる。また、灯具外筐４の外側に一部が位置された光軸調整スクリューを有さないため、車輌用前照灯１Ｃの小型化が図られるほか、構造を簡素化することができる。
また、車輌用前照灯１Ｃおいては、ミラー素子２０、２０、・・・によって反射方向が制御された光Ｃが反射板２２によって平行光とされる。従って、制御体８の前方に光を平行光にするための投影レンズが位置されないため、車輌用前照灯１Ｃの前後方向における小型化を図ることができる。
尚、上記には、固定体７が制御体８の下方または上方に配置された構成を示したが、固定体７の配置は上記の例に限られず、例えば、制御体８の側方（左右）に位置されていてもよい。
また、上記には、制御体８が放熱部材１６と光制御ユニット１７を有し、光制御ユニット１７が放熱部材１６の配置部１６ａに配置された構成を示したが、光制御ユニット１７における発熱量が小さいか光制御ユニット１７の耐熱性が高い場合には、制御体８は放熱部材１６を有していなくてもよい。これにより、光制御ユニット１７の後方又は下方に放熱部材１６が位置されないため、車輌用前照灯１、車輌用前照灯１Ａ、車輌用前照灯１Ｂ、車輌用前照灯１Ｃの小型化を図ることができる。
さらに、灯室５には、光源１５から出射された光の一部を遮蔽するシェードが設けられていてもよい。シェードが設けられることで、光源１５から出射され反射部１８に入射されない光を遮蔽して、ミラー素子２０、２０、・・・による、より精密な配光パターンを形成することができるようになる。
尚、上記には光学変換素子としてミラー素子２０を用いた例を示したが、光学変換素子はミラー素子に限られない。光学変換素子としては、例えば、液晶素子が用いられてもよい。
１…車輌用前照灯、２…ランプハウジング、３…カバー、４…灯具外筐、７…固定体、８…制御体、１１…光源ユニット、１２…ヒートシンク、１２ｂ…放熱フィン、１５…光源、１６…放熱部材、１７…光制御ユニット、２０…ミラー素子（光学変換素子）、２１…光軸調整スクリュー

Claims (6)

  1. 開口を有するランプハウジングと前記開口を閉塞するカバーとによって構成された灯具外筐と、
    光源と前記光源の駆動時に発生する熱が伝達されるヒートシンクとを有する光源ユニットと、
    少なくとも前記光源から出射された光の方向を制御することが可能な光学変換素子を有する光制御ユニットとを備え、
    前記ヒートシンクは前記灯具外筐に固定され少なくとも一部が前記灯具外筐の外側に位置された
    車輌用前照灯。
  2. 前記光制御ユニットの向きを調整し前記ランプハウジングに支持された光軸調整スクリューが設けられ、
    前記光制御ユニットの向きが変化されることにより光軸の傾き調整が行われる
    請求項１に記載の車輌用前照灯。
  3. 前記光制御ユニットに前記光軸調整スクリューが連結された
    請求項２に記載の車輌用前照灯。
  4. 前記光学変換素子によって光軸の傾き調整が行われる
    請求項１に記載の車輌用前照灯。
  5. 前記光制御ユニットに前記光源の駆動時に発生した熱が伝達される放熱部材が設けられている
    請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載の車輌用前照灯。
  6. 前記光学変換素子はミラー素子である
    請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５に記載の車輌用前照灯。
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