JP5806053B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

Description

本発明は、車両用前照灯に関し、特にＬＥＤ等の半導体発光素子を光源とする車両用前照灯に関する。

近年、光源として半導体発光素子を用いた車両用前照灯が種々提案されている。一般に、この様な車両用前照灯には半導体発光素子としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が用いられるが、ＬＥＤは過電流により破損したり湿度の高い環境での使用により性能が低下することがある。したがって、車両用前照灯には、このような場合にＬＥＤを容易に交換することが可能な構造であることが求められている。例えば、特許文献１には、ベース板、ＬＥＤランプ、および反射鏡で構成されるユニットをハウジングの後方側から着脱可能なＬＥＤ光源前照灯が開示されている。

特許第４５８２７９１号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されたＬＥＤ光源前照灯は、ＬＥＤランプをユニットごと取り外すと、ＬＥＤランプの上方および側方を覆う反射鏡も一緒に取り外される。したがって、ＬＥＤランプを交換するためには、さらに反射鏡を取り外す作業が必要となることから、ＬＥＤランプだけを交換するための交換作業が煩雑であった。

従って、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、光源である半導体発光素子だけまたは光源である半導体発光素子を有する光源ユニットだけを容易に交換可能な車両用前照灯を提供することである。

本発明の上記目的は、灯具前方側が開口したランプボディと、
前記開口を覆うカバーと、
前記ランプボディおよび前記カバーにより形成される灯室内に配されて、前記ランプボディに取り付けられるブラケットと、
光源である半導体発光素子を有する光源ユニットと、
前記半導体発光素子からの光を灯具前方へと出射させる光学ユニットと、
を備え、
前記光源ユニットおよび前記光学ユニットは、ともに前記灯室内に配されてそれぞれ別個に前記ブラケットに固定されており、前記光源ユニットは、前記ランプボディの灯具後方側に設けられた着脱用開口を通じて着脱可能であることを特徴とする車両用前照灯により達成される。

上記構成の車両用前照灯によれば、半導体発光素子の交換が必要となった場合に、灯具前方のカバーを取り外すことなく、また、光学ユニットとは別個に光源ユニットだけを取り外すことができるので、半導体発光素子の交換作業が容易となる。また、光源ユニットと光学ユニットとがともにブラケットに固定されているので、ブラケットのランプボディに対する取付角度を調整することで灯具のエイミングが可能となる。

また、上記構成の車両用前照灯における前記ブラケットは、灯具前後方向に貫通する開口部を有し、
前記光源ユニットは、前記半導体発光素子からの光が前記光学ユニットを介して前記開口部を通過して灯具前方側へと出射するように、前記ブラケットの灯具後方側に固定されていることが望ましい。

この様な構成の車両用前照灯によれば、光源ユニットがブラケットの灯具後方側に固定されているので、光源ユニットの交換作業においてブラケットが邪魔にならず、交換作業を容易に行うことができる。

また、これに替えて、上記構成の車両用前照灯における前記ブラケットは、灯具前後方向に貫通する開口部を有し、
前記光源ユニットは、前記半導体発光素子を含む前記光源ユニットの一部が前記開口部の内側または前記開口部よりも灯具前方側に配されるとともに、前記ブラケットの灯具後方側に固定されていてもよい。

この様な構成の車両用前照灯によっても、光源ユニットがブラケットの灯具後方側に固定されているので、光源ユニットの交換作業においてブラケットが邪魔にならず、交換作業を容易に行うことができる。

また、上記構成の車両用前照灯において、前記光源ユニットは、前記半導体発光素子を搭載するとともに、前記半導体発光素子の制御回路が設けられた回路基板を有することが望ましい。

この様な構成の車両用前照灯によれば、半導体発光素子だけでなく制御回路の故障などによって回路基板の交換が必要となった場合でも、灯具後方側から光源ユニットを取り外すことで交換することができる。

また、上記構成の車両用前照灯における前記ブラケットには、前記光源ユニットの固定位置に前記光源ユニットを位置決めする位置決め部が設けられていることが望ましい。

この様な構成の車両用前照灯によれば、半導体発光素子の交換などのために光源ユニットをブラケットから取り外した場合でも、再び光源ユニットをブラケットに取り付ける際に光源ユニットの固定位置にずれが生じにくい。

本発明の実施形態の一例に係る車両用前照灯の概略断面図である。 図１に示す車両用前照灯のブラケットから光学ユニットを取り外して灯室外に取り出した状態を示す概略断面図である。 本発明の実施形態の他の一例に係る車両用前照灯の概略断面図である。 図３に示す車両用前照灯のブラケットから光学ユニットを取り外して灯室外に取り出した状態を示す概略断面図である。 本発明の実施形態のさらに他の一例に係る車両用前照灯の概略断面図である。 図５に示す車両用前照灯のブラケットから光学ユニットを取り外して灯室外に取り出した状態を示す概略断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態の一例に係る車両用前照灯１の概略断面図である。本実施形態に係る車両用前照灯１は、例えば車両の前端部分に取り付けられ、すれ違いビームを点消灯可能な灯具であって、灯具前方側が開口したランプボディ１２と、ランプボディ１２における上記開口を覆う素通し状のカバー１３と、ランプボディ１２およびカバー１３により形成される灯室内に配されるブラケット１５、光学ユニット２０、および光源ユニット３０とを備える。

ブラケット１５は、板状部材であって、その面方向が灯具前後方向に対して略直交するように、エイミング機構５及びレベリング機構７を介してランプボディ１２に取り付けられている。また、このブラケット１５には、灯具前後方向に貫通する開口部１６が設けられている。

エイミング機構５は、エイミングナット６による締め付けを調整することでブラケット１５およびブラケット１５に取り付けられている後述の光学ユニット２０および光源ユニット３０の取付位置及び取付角度を微調整するための機構であり、エイミング調整した段階では、灯具光軸Ａｘは、車両前後方向に対して略平行となっている。レベリング機構７は、乗車人数又は車載される貨物等の重量の変化に応じてレベリングモータ８を駆動することで、光学ユニット２０および光源ユニット３０による光源光の照射方向を自動調整するための機構である。

光源ユニット３０は、車両用前照灯１の光源であって灯具光軸Ａｘ上に配置される半導体発光素子３１と、半導体発光素子３１の点灯状態を制御するための制御回路が設けられた回路基板３２と、回路基板３２の下方に配されて回路基板３２を保持固定するヒートシンク３３と、ヒートシンク３３の下方に配されてヒートシンク３３に保持固定される放熱ファン３４と、を有する。半導体発光素子３１は、本例では上面が発光面であるＬＥＤ素子であり、必要とされる光量に応じて一または複数のチップがパッケージ化されたものが好ましく用いられる。

ヒートシンク３３は、例えばアルミニウム合金などの熱伝導性に優れた金属材料によって形成されており、半導体発光素子３１および回路基板３２から発生する熱を効率良く放熱するために複数の放熱フィン（図示は省略）が設けられている。そして、ヒートシンク３３から放出された熱は、放熱ファン３４によって生じる空気の流れによって拡散される。

光学ユニット２０は、半導体発光素子３１からの光を灯具前方へと出射させるために設けられているものであり、半導体発光素子３１からの出射光を灯具前方へと反射するリフレクタ２３と、半導体発光素子３１からの直射光およびリフレクタ２３による反射光を灯具前方へ投影する投影レンズ２１と、投影レンズ２１を支持固定するレンズホルダー２２と、を有する。

リフレクタ２３は、鉛直方向の断面の内面形状が楕円となる略ドーム状の部材であって、図１に示す断面においては、リフレクタ２３の内面形状は、「Ｆａ」で示す位置に第１焦点を有し「Ｆｂ」に示す位置に第２焦点を有する楕円の一部である。投影レンズ２１は、灯具前方側の表面が楕円形状の凸面であり後方側表面が平面である平凸レンズである。この投影レンズ２１は、後方側焦点がリフレクタ２３内面の第２焦点であるＦｂと略一致し、この後方側焦点を含む焦点面上の像を反転像として水平方向へ拡大しながら前方へ投影する。

本実施形態では、光源ユニット３０および光学ユニット２０は、それぞれブラケット１５にそれぞれ別個に固定されており、特に本例では、光源ユニット３０は、ブラケット１５の灯具後方側の面１５ｂに固定されており、光学ユニット２０は、ブラケット１５の灯具前方側の面１５ａに固定されている。なお、光源ユニット３０および光学ユニット２０のブラケット１５に対する固定方法は特に限定されないが、特に光源ユニット３０については、後述の着脱用開口１８を開放したときに着脱用開口１８を通じて光源ユニット３０が着脱可能となるようにブラケット１５に対してネジ留めなどの方法で固定されることが好ましい。

本例の車両用前照灯１では、光源ユニット３０および光学ユニット２０が灯具前後方側の面１５ａ，１５ｂに図１に示すように固定されていることにより、リフレクタ２３は半導体発光素子３１の上方を覆うように配されるとともに半導体発光素子３１はリフレクタ２３内面の第１焦点Ｆａと略一致する位置に配される。したがって、半導体発光素子３１から上方へ出射した光はリフレクタ２３の内面で灯具光軸Ａｘ寄りに反射され、ブラケット１５に設けられた開口部１６を通過して投影レンズ２１の後方側焦点でもある第２焦点Ｆｂ近傍に集光される。

そして、上記反射光は半導体発光素子３１からの直射光とともに投影レンズ２１によって灯具前方へ投影される。なお、本例では、ブラケット１５における開口部１６の下端側の縁部１５ｃが、所定の配光パターンを形成するために半導体発光素子３１からの直射光および上記反射光の一部を遮るシェードとして機能する。したがって、例えばシェードを別個の部品としてブラケット１５に取り付ける場合と比べて、部品点数を削減できるとともに、ブラケット１５に対するシェードの取付位置の誤差がなくなるので、灯具全体の組み立てに伴う寸法誤差を小さくすることができる。

ところで、本例では、ランプボディ１２の灯具後方側に着脱用開口１８が設けられている。この着脱用開口１８は、通常は蓋１９によって塞がれているが、半導体発光素子３１の交換作業などのために光源ユニット３０をブラケット１５から取り外す必要が生じたときには、図２に示すように、この蓋１９を着脱用開口１８から取り外すことにより、光源ユニット３０をブラケット１５から取り外して灯具後方側から灯室外に取り出すことができる。

また、光源ユニット３０をブラケット１５から取り外す際には、光学ユニット２０やブラケット１５が邪魔になることがないので、これらを灯室内に取り付けられたままで光源ユニット３０の取外作業を行うことができる。したがって、光源ユニット３０の取外作業に要する作業工数が少なくて済むだけでなく、カバー１３を取り外して灯具前方側から光源ユニット３０を着脱する形態と比べて、作業が極めて容易である。

また、投影レンズ２１やリフレクタ２３などはいずれも光学ユニット２０の構成であるので、半導体発光素子３１は、取り出された光源ユニット３０の表面に露出している。したがって、取り外した光源ユニットからさらにリフレクタなどを取り外す必要がある形態と比べて、半導体発光素子３１の交換作業が容易となる。なお、説明や図示は省略するが、半導体発光素子３１は、電極をアタッチメントで保持するなど、光源ユニット３０に対して取り付けおよび取り外しが容易な方法で固定されていることが望ましい。

また、本例では、光源ユニット３０の上面に回路基板３２が取り付けられているので、回路基板３２に設けられた制御回路の故障などの際にも、光源ユニット３０を灯具後方側から取り外すことによって回路基板３２の交換などを容易に行うことができる。また、本例では、光源ユニット３０のブラケット１５に対する固定位置（取付位置）を示す位置決め部の一例である位置決め突起１５ｄがブラケット１５の灯具後方側の面１５ｂに設けられている。したがって、例えば光源ユニット３０の取り付けや取り外しを繰り返した場合でも光源ユニット３０のブラケット１５に対する取付位置にずれが生じ難い。

図３は、本発明の実施形態の他の一例に係る車両用前照灯２の概略断面図である。本例の車両用前照灯２において、上記の車両用前照灯１と同様の構成については同じ符号を付してその説明を適宜省略する。

本例の車両用前照灯２では、光源ユニット３０におけるヒートシンク３３の一部が開口部１６を通じてブラケット１５よりも灯具前方側へ延出しており、この延出部分の上面に半導体発光素子３１および回路基板３２が配置されている。したがって、本例では、光源ユニット３０の一部がブラケット１５よりも灯具前方側に配されているが、ブラケット１５の灯具後方側の面１５ｂに光源ユニット３０が固定されている点では上記の車両用前照灯１と同様である。

したがって、図４に示すように、上記の車両用前照灯１と同様の方法によって、ブラケット１５や光学ユニット２０を取り外すことなく光源ユニット３０をブラケット１５から取り外して灯室外に取り出すことができる。ゆえに、本例の車両用前照灯２においても、光源ユニット３０の取外作業に要する作業工数が少なくて済むとともに、取外作業自体が極めて容易である。

また、本例の場合、図３に示すように、ヒートシンク３３の延出部の下面がブラケット１５の縁部１５ｃやレンズホルダー２２の上面と当接するとともに、ヒートシンク３３の前面がブラケット１５の灯具後方側の面１５ｂと当接する。したがって、少なくとも灯具前後方向および灯具上下方向において、ブラケット１５や光学ユニット２０に対する光源ユニット３０の取付位置が決まる。したがって、上記の車両用前照灯１のように、光源ユニット３０のブラケット１５に対する取付位置を示す位置決め部を設ける必要がなく、部品点数や部品の加工工数を削減することができる。

図５は、本発明の実施形態のさらに他の一例に係る車両用前照灯３の概略断面図である。本例の車両用前照灯３において、上記の車両用前照灯１あるいは車両用前照灯２と同様の構成については同じ符号を付してその説明を適宜省略する。

本例の車両用前照灯３では、光源ユニット３０のヒートシンク３３に上下方向に延出するフランジ部３３ａが設けられており、このフランジ部３３ａがブラケット１５の灯具後方側の面１５ｂから後方側に突出するボス１７にネジ留めされることによって、光源ユニット３０がブラケット１５に固定されている。そして、本例では、ヒートシンク３３の後方側の端部３３ｂは、ヒートシンク３３の外径と略等しい大きさの開口が設けられた蓋１９の当該開口を通じて灯室外に露出している。

したがって、本例では、半導体発光素子３１および回路基板３２から発生する熱を灯室外に効率良く放熱することができるので、上記の車両用前照灯１および車両用前照灯２のようにヒートシンク３３からの放熱効率を向上させるために放熱ファン３４を設ける必要がない。

また、本例では、図５に示すように、ヒートシンク３３のフランジ部３３ａの前面がブラケット１５から後方側に突出するボス１７の後端部と当接するとともに、ヒートシンク３３の外周面が蓋１９の開口面と当接している。したがって、少なくとも灯具前後方向および灯具上下方向において、ブラケット１５に対する光源ユニット３０の取付位置が決まる。したがって、上記の車両用前照灯１のように、光源ユニット３０のブラケット１５に対する取付位置を示す位置決め部を設ける必要がなく、部品点数や部品の加工工数を削減することができる。

また、本例においても、図６に示すように、上記の車両用前照灯１および車両用前照灯２と同様に蓋１９を取り外すことによって、ブラケット１５や光学ユニット２０を取り外すことなく光源ユニット３０をブラケット１５から取り外して灯室外に取り出すことができる。ゆえに、本例の車両用前照灯３においても、光源ユニット３０の取外作業に要する作業工数が少なくて済むとともに、取外作業自体が極めて容易である。

以上、本発明について好適な実施形態およびその変形例を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態およびその変形例に記載の範囲には限定されるものではなく、本発明の技術的特徴を損なわない範囲において、上記実施形態およびその変形例に様々な変更または改良を加えることができることは当業者に明らかである。

１，２，３ 車両用前照灯
５ エイミング機構
６ エイミングナット
７ レベリング機構
８ レベリングモータ
１２ ランプボディ
１３ カバー
１４ 灯室
１５ ブラケット
１６ 開口部
１７ ボス
１８ 着脱用開口
１９ 蓋
２０ 光学ユニット
２１ 投影レンズ
２２ レンズホルダー
２３ リフレクタ
３０ 光源ユニット
３１ 半導体発光素子
３２ 回路基板
３３ ヒートシンク
３４ 放熱ファン
４０ ソケットカバー

Claims (5)

1. 灯具前方側が開口したランプボディと、
   前記開口を覆うカバーと、
   前記ランプボディおよび前記カバーにより形成される灯室内に配されて、前記ランプボディに取り付けられるブラケットと、
   光源である半導体発光素子を有する光源ユニットと、
   前記半導体発光素子からの光を灯具前方へと出射させる光学ユニットと、
   を備え、
   前記光源ユニットおよび前記光学ユニットは、ともに前記灯室内に配されてそれぞれ別個に前記ブラケットに固定されており、前記光源ユニットは、前記ランプボディの灯具後方側に設けられた着脱用開口を通じて着脱可能であって、
   前記光源ユニットは、前記ブラケットの灯具後方側の面に固定されており、前記光学ユニットは、前記ブラケットの灯具前方側の面に固定されていることを特徴とする車両用前照灯。
2. 前記ブラケットは、灯具前後方向に貫通する開口部を有し、
   前記光源ユニットは、前記半導体発光素子からの光が前記光学ユニットを介して前記開口部を通過して灯具前方側へと出射するように、前記ブラケットの前記灯具後方側の面に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
3. 前記ブラケットは、灯具前後方向に貫通する開口部を有し、
   前記光源ユニットは、前記半導体発光素子を含む前記光源ユニットの一部が前記開口部の内側または前記開口部よりも灯具前方側に配されるとともに、前記ブラケットの前記灯具後方側の面に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
4. 前記光源ユニットは、前記半導体発光素子を搭載するとともに、前記半導体発光素子の制御回路が設けられた回路基板を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用前照灯。
5. 前記ブラケットには、前記光源ユニットの固定位置に前記光源ユニットを位置決めする位置決め部が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用前照灯。

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