JP5673510B2

JP5673510B2 - 車両用前照灯

Info

Publication number: JP5673510B2
Application number: JP2011260908A
Authority: JP
Inventors: 田中　義治; 義治田中; 知史河村
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2011-11-29
Filing date: 2011-11-29
Publication date: 2015-02-18
Anticipated expiration: 2031-11-29
Also published as: US9108563B2; JP2013114939A; US20130135886A1; CN103133962A

Description

本発明は車両用前照灯に関するものである。

車両用前照灯（ヘッドランプ）には、プロジェクタ型または反射型の光源ユニット（ランプユニット）が用いられる。
反射型の光源ユニットは、光源とリフレクタを備え、光源の光をリフレクタで所望の方向に反射して照射する。
プロジェクタ型の光源ユニットは、光源とリフレクタの他に、投影レンズとシェードを備える。

特許文献１には、複数個のロービーム用ランプを上方に配置し、少なくとも1個のハイビーム用ランプを下方に配置し、ロービーム用ランプとハイビーム用ランプとを共にプロジェクタ型とした車両のヘッドランプ構造が開示されている。
特許文献２には、第１のロービーム部を上方に配置し、第２のロービーム部を下方に配置し、第１のロービーム部と第２のロービーム部とを共に反射型とし、第１のロービーム部と第２のロービーム部とを保持するフレームと、ハイビーム部を保持するフレームとを一体的に設けた車両用ヘッドランプが開示されている。

特許第４５６３９１２号公報特開２０１０−２２５４６２号公報

プロジェクタ型の光源ユニットには、以下の問題がある。
（１）投影レンズとシェードを備えるため、反射型の光源ユニットに比べて部品点数が多くなる。
（２）投影レンズは高価であるため、前記（１）と相俟ってコストが増大する。
（３）投影レンズによる光損失によって光の利用率が低下する。
（４）反射型の光源ユニットに比べて、遠方に集光・配光するのに適しているが、広い領域を照明するのには不向きである。

特許文献１の技術では、ロービーム用ランプとハイビーム用ランプとが共にプロジェクタ型であることに加え、プロジェクタ型のロービーム用ランプを複数個備えるため、前記（１）（２）の問題がより顕在化することになる。

本発明は前記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、ロービーム用ランプとハイビーム用ランプとを備えた車両用前照灯について、光利用率が高く、広い領域を照明可能な車両用前照灯を低コストに提供することにある。

本発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、下記のように本発明の各局面に想到した。

＜第１の局面＞
第１の局面は、反射型のロービーム用光源ユニットと、前記ロービーム用光源ユニットの下方に配置された反射型のハイビーム用光源ユニットとを備えた車両用前照灯である。
第１の局面では、プロジェクタ型の光源ユニットを備えないため、プロジェクタ型の光源ユニットの前記問題を解決することが可能であり、反射型の利点（光利用率が高く、広い領域を照明可能で、低コスト）を備えた車両用前照灯を提供できる。

＜第２の局面＞
第２の局面は、第１の局面において、
前記ロービーム用光源ユニットおよび前記ハイビーム用光源ユニットを保持固定する光源取付部を備え、
前記ロービーム用光源ユニットは前記光源取付部の上部側に取付固定され、
前記ハイビーム用光源ユニットは前記光源取付部の下部側に取付固定された車両用前照灯である。

第２の局面によれば、２つの光源ユニットを保持固定するための部材である光源取付部を１個だけ設ければよいため、部品点数が少なくなり低コスト化を図ることができる。

＜第３の局面＞
第３の局面は、第１または第２の局面において、前記ロービーム用光源ユニットは、ロービーム用光源と、そのロービーム用光源の光を反射するロービーム用リフレクタとを備え、前記ハイビーム用光源ユニットは、ハイビーム用光源と、そのハイビーム用光源の光を反射するハイビーム用リフレクタとを備え、前記ロービーム用リフレクタの面積に比べて、前記ハイビーム用リフレクタの面積の方が大きい車両用前照灯である。
第３の局面によれば、ハイビームに最適な遠方への広い配光を得ることができる。

＜第４の局面＞
第４の局面は、第３の局面において、
前記ロービーム用リフレクタの両側部には切欠が形成されることにより反射面が形成されておらず、
前記ハイビーム用リフレクタの両側部には反射面が形成されている車両用前照灯である。

第４の局面では、ロービーム用リフレクタの両側部の切欠により反射面が形成されておらず素通しになっているため、ロービーム用光源の直接光をロービーム用リフレクタの両側からそれぞれ側方へ照射することが可能になり、ロービームに最適な水平方向へ横長の配光を得ることができる。

＜第５の局面＞
第５の局面は、第３または第４の局面において、前記ロービーム用リフレクタの前後長に比べて、前記ハイビーム用リフレクタの前後長の方が大きい車両用前照灯である。
第５の局面によれば、ハイビーム用光源は光源取付部に対して下向きに取り付けられているため、ハイビーム用リフレクタの前後長を大きくすることで、路面方向に照射される光を遠方へ且つカットライン（明暗境界線）より上に反射することが可能であり、ハイビームにより好適である。

＜第６の局面＞
第６の局面は、第３〜５の局面において、
前記ロービーム用光源および前記ハイビーム用光源は前記光源取付部に取付固定され、
前記光源取付部における前記ロービーム用光源の取付箇所は、前記ハイビーム用光源の取付箇所よりも前方側に配置されている車両用前照灯である。

第６の局面によれば、ロービーム用光源の直接光が放射されやすいため、オーバーヘッドサイン（頭上標識）に適した配光を得ることができる。
そして、第５の局面のようにハイビーム用リフレクタの前後長を大きくした場合でも、第６の局面によれば、車両用前照灯の全体の前後長が大きくなるのを抑制可能であるため、車両用前照灯の小型化を図ることができる。

＜第７の局面＞
第７の局面は、第６の局面において、
前記光源取付部と一体形成されたヒートシンクと、
前記ヒートシンクにおける前記光源取付部が設けられている側の反対側に突設された複数枚の放熱フィンとを備え、
前記光源取付部における前記ハイビーム用光源の取付箇所は、前記ロービーム用光源の取付箇所よりも前記ヒートシンクの前記放熱フィンに近い箇所に配置されている車両用前照灯である。

光源取付部の上部側に取付固定されたロービーム用光源に比べて、光源取付部の下部側に取付固定されたハイビーム用光源は放熱され難い。
第７の局面によれば、ハイビーム用光源を放熱フィンに近い箇所に配置することにより、ハイビーム用光源の放熱性を向上できる。

本発明を具体化した一実施形態の車両用前照灯１０の斜視図。車両用前照灯１０の正面図。車両用前照灯１０の上面図。車両用前照灯１０の右側面図。車両用前照灯１０の要部概略縦断面の端面図であり、図２および図３に示すＸ−Ｘ矢示端面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態の車両用前照灯１０について、図面を参照しながら説明する。
図１〜図４に示すように、車両用前照灯１０は、ヒートシンク１１（壁部１１ａ、光源取付部１１ｂ、放熱フィン部１１ｃ）、ロービーム用光源ユニット１２（光源１２ａ、リフレクタ１２ｂ、ホルダ１２ｃ）、ハイビーム用光源ユニット１３（光源１３ａ、リフレクタ１３ｂ、ホルダ１３ｃ）などから構成されている。

ヒートシンク１１は軽量で高い熱伝導性および導電性を有する材料（例えば、金属材料、導電性合成樹脂材料など）によって一体形成されており、壁部１１ａ、光源取付部（ベース）１１ｂ、放熱フィン部１１ｃなどから構成されている。
特に、ヒートシンク１１の形成材料には、アルミニウム単体やアルミニウム合金などの熱伝導率が２００Ｗ／（ｍ・ｋ）以上の材料を用いることが好ましい。
壁部１１ａは矩形平板状を成し、壁部１１ａの正面側（表面側）には光源取付部１１ｂが突設され、壁部１１ａの背面側（裏面側）には放熱フィン部１１ｃが突設されてる。そして、壁部１１ａは、車両用前照灯１０の光軸方向に対して略垂直方向に延びている。

光源取付部１１ｂは、矩形平板状を成し、壁部１１ａに対して略垂直方向に突設されている。つまり、光源取付部１１ｂは、車両用前照灯１０の光軸方向に延びている。
光源取付部１１ｂの上部側にはロービーム用光源ユニット（ロービーム用ランプ）１２が取付固定され、光源取付部１１ｂの下部側にはハイビーム用光源ユニット（ハイビーム用ランプ）１３が取付固定されている。
放熱フィン部１１ｃは、ヒートシンク１１の上下方向に延出された矩形平板状の複数枚（図示例では９枚）のフィンから構成されており、そのフィンはヒートシンク１１の横方向に間隔を空けて平行に配置されている。

ロービーム用光源ユニット１２は反射型の光源ユニットであり、光源（発光素子）１２ａ、リフレクタ１２ｂ、ホルダ１２ｃなどから構成されている。
光源１２ａは、ヒートシンク１１の光源取付部１１ｂの上面側に載置され、ホルダ１２ｃを用いて光源取付部１１ｂに取付固定されており、光源取付部１１ｂの上方へ光を放射する。
尚、光源１２ａは、例えば、ＬＥＤ素子などの光半導体素子（半導体型光源）である。

リフレクタ１２ｂは、光源取付部１１ｂの上面側に取付固定されており、下面側に向かって凹型に湾曲した回転楕円放物面から成る光の反射面が設けられている。
そして、リフレクタ１２ｂの両側部には切欠が形成されることにより反射面が設けられておらず素通しになっている。

ロービーム用光源ユニット１２において、光源１２ａを点灯発光させると、光源１２ａから放射された光の一部は、リフレクタ１２ｂの反射面で反射されて車両用前照灯１０の前方下方側へ向けて照射され、光源１２ａから放射された光の一部は直射光として車両用前照灯１０の前方へ向けて照射されるため、ロービームに適した配光が得られる。
図５に示すように、光源１２ａは光源取付部１１ｂに対して上向きに取り付けられているため上方（矢印α方向）へ光を放射し、光源１２ａの発光面（発光領域）LPの後端部がリフレクタ１２ｂの反射面の焦点Faと一致している。

ハイビーム用光源ユニット１３は反射型の光源ユニットであり、光源１３ａ、リフレクタ１３ｂ、ホルダ１３ｃなどから構成されている。
光源１３ａは、ヒートシンク１１の光源取付部１１ｂの下面側に載置され、ホルダ１３ｃを用いて光源取付部１１ｂに取付固定されており、光源取付部１１ｂの下方へ光を放射する。
光源取付部１１ｂにおける光源１２ａの取付箇所は、光源１３ａの取付箇所よりも前方側に設定されている。
そして、光源取付部１１ｂにおける光源１３ａの取付箇所は、光源１２ａの取付箇所よりも放熱フィン部１１ｃに近い箇所に配置されている。
尚、光源１３ａは、光源１２ａと同一構成である。

リフレクタ１３ｂは、光源取付部１１ｂの下面側に取付固定されており、上面側に向かって凹型に湾曲した回転放物面から成る光の反射面が設けられている。
そして、リフレクタ１３ｂの反射面の面積および前後長は、リフレクタ１２ｂよりも大きく形成されている。
尚、リフレクタ１２ｂ，１３ｂの前後長とは、車両用前照灯１０の光軸方向の前後長である。
また、リフレクタ１２ｂとは異なり、リフレクタ１３ｂの両側部には反射面が設けられている。
さらに、リフレクタ１３ｂの幅は、リフレクタ１２ｂよりも大きく形成されている。
尚、リフレクタ１２ｂ，１３ｂの幅とは、車両用前照灯１０の光軸方向に直交する幅であり、車両の幅方向の長さである。

ハイビーム用光源ユニット１３において、光源１３ａを点灯発光させると、光源１３ａから放射された光の一部は、リフレクタ１３ｂの反射面で反射されて車両用前照灯１０の前方上方側へ向けて照射され、光源１３ａから放射された光の一部は直射光として車両用前照灯１０の前方下方へ向けて照射されるため、ハイビームに適した配光が得られる。
図５に示すように、光源１３ａは光源取付部１１ｂに対して下向きに取り付けられているため下方（矢印β方向）へ光を放射し、光源１３ａの発光面LPの中央部がリフレクタ１３ｂの反射面の焦点Fbと一致している。

［本実施形態の作用・効果］
本実施形態の車両用前照灯１０によれば、以下の作用・効果を得ることができる。

［１］車両用前照灯１０は、反射型のロービーム用光源ユニット１２と、ロービーム用光源ユニット１２の下方に配置された反射型のハイビーム用光源ユニット１３とを備えている。
従って、プロジェクタ型の光源ユニットを備えないため、プロジェクタ型の光源ユニットの前記問題を解決することが可能であり、反射型の利点（光利用率が高く、広い領域を照明可能で、低コスト）を備えた車両用前照灯１０を提供できる。

［２］各光源ユニット１２，１３を保持固定する光源取付部１１ｂを備え、ロービーム用光源ユニット１２は光源取付部１１ｂの上部側に取付固定され、ハイビーム用光源ユニット１３は光源取付部の下部側に取付固定されている。
従って、各光源ユニット１２，１３を保持固定するための部材である光源取付部１１ｂを１個だけ設ければよいため、部品点数が少なくなり低コスト化を図ることができる。

［３］ロービーム用リフレクタ１２ｂの面積に比べて、ハイビーム用リフレクタ１３ｂの面積の方が大きく形成されている。
従って、ハイビームに最適な遠方への広い配光を得ることができる。

［４］ロービーム用リフレクタ１２ｂの両側部には反射面が形成されておらず素通しになっており、ハイビーム用リフレクタ１３ｂの両側部には反射面が形成されている。
従って、ロービーム用光源１２ａの直接光をロービーム用リフレクタ１２ｂの両側からそれぞれ側方へ照射することが可能になり、ロービームに最適な水平方向へ横長の配光を得ることができる。

［５］ロービーム用リフレクタ１２ｂの前後長に比べて、ハイビーム用リフレクタ１３ｂの前後長の方が大きい形成されている。
従って、ハイビーム用光源１３ａは光源取付部１１ｂに対して下向きに取り付けられているため、ハイビーム用リフレクタ１３ｂの前後長を大きくすることで、路面方向に照射される光を遠方へ且つカットラインより上に反射することが可能であり、ハイビームにより好適である。

［６］図４および図５に示すように、光源取付部１１ｂにおけるロービーム用光源１２ａの取付箇所は、ハイビーム用光源１３ａの取付箇所よりも前方側に配置されている。
従って、ロービーム用光源１２ａの直接光が放射されやすいため、オーバーヘッドサイン（頭上標識）に適した配光を得ることができる。
そして、ハイビーム用リフレクタ１３ｂの前後長が大きいにも関わらず、車両用前照灯１０全体の前後長が大きくなるのを抑制可能であるため、車両用前照灯１０の小型化を図ることができる。

［７］光源取付部１１ｂはヒートシンク１１に一体形成され、ヒートシンク１１における光源取付部１１ｂが設けられている側の反対側に突設された複数枚の放熱フィンを設けた放熱フィン部１１ｃを備えている。
そして、光源取付部１１ｂにおけるハイビーム用光源１３ａの取付箇所は、ロービーム用光源１２ａの取付箇所よりも放熱フィン部１１ｃに近い箇所に配置されている。

光源取付部１１ｂの上部側に取付固定されたロービーム用光源１２ａに比べて、光源取付部１１ｂの下部側に取付固定されたハイビーム用光源１３ａは放熱され難い。
そこで、ハイビーム用光源１３ａを放熱フィン部１１ｃに近い箇所に配置することにより、ハイビーム用光源１３ａの放熱性を向上できる。

［８］図５に示すように、ハイビーム用光源ユニット１３では、光源１３ａの略平坦な発光面LPの中央部がリフレクタ１３ｂの反射面の焦点Fbと一致している。
従って、ハイビーム用光源ユニット１３によれば、光源取付部１１ｂの下面を延長した延長面（水平面）に対して、上下両方向にて上寄りに広がる配光が得られるため、ハイビームに最適な配光特性を実現できる。

［９］図５に示すように、ロービーム用光源ユニット１２では、光源１２ａの略平坦な発光面LPの後端部がリフレクタ１２ｂの反射面の焦点Faと一致している。
そのため、ロービーム用光源ユニット１２によれば、光源取付部１１ｂの上面を延長した延長面（水平面）上に、明瞭なカットライン（明暗境界線）を形成することができる。

また、ロービーム用光源ユニット１２では、リフレクタ１２ｂの反射面の焦点Faより前方側に光源１２ａの発光面LPが位置する。
そのため、ロービーム用光源ユニット１２によれば、光源取付部１１ｂの上面を延長した延長面に対して、下方向に広がる配光が得られる。
従って、ロービーム用光源ユニット１２によれば、明瞭なカットラインと、そのカットラインの下方向に広がる配光との両方が得られるため、ロービームに最適な配光特性を実現できる。

［１０］ロービーム用光源ユニット１２では、光源１２ａから放射された光のうち、リフレクタ１２ｂの反射面で反射される反射光は、車両用前照灯１０の前方下方側へ向けて照射される。
一方、光源１２ａから車両用前照灯１０の前方へ直接照射される直接光は、光源１２ａの前方側に位置する光源取付部１１ｂの前端部によって遮光されるため、前方へは照射されるものの、前方下方側へは照射されない。

従って、ロービーム用光源ユニット１２では、リフレクタ１２ｂからの反射光の照射範囲と、光源１２ａからの直射光の照射範囲とを異ならせることが可能になるため、配光パターンに照射ムラが発生するのを防止できる。
尚、光源取付部１１ｂとは別個に光源１２ａの前方に遮光部材を設け、その遮光部材によって光源１２ａからの直射光を遮光して前方下方側へ照射されないようにしてもよい。

本発明は、前記各局面および前記実施形態の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様も本発明に含まれる。本明細書の中で明示した論文、公開特許公報、特許公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。

１０…車両用前照灯
１１…ヒートシンク
１１ａ…壁部
１１ｂ…光源取付部
１１ｃ…放熱フィン部
１２…ロービーム用光源ユニット
１２ａ…ロービーム用光源
１２ｂ…ロービーム用リフレクタ
１３…ハイビーム用光源ユニット
１３ａ…ハイビーム用光源
１３ｂ…ハイビーム用リフレクタ

Claims

反射型のロービーム用光源ユニットと、
前記ロービーム用光源ユニットの下方に配置された反射型のハイビーム用光源ユニットと、を備え、
前記ロービーム用光源ユニットは、ロービーム用光源と、そのロービーム用光源の光を反射するロービーム用リフレクタとを備え、
前記ハイビーム用光源ユニットは、ハイビーム用光源と、そのハイビーム用光源の光を反射するハイビーム用リフレクタとを備え、
前記ロービーム用リフレクタの面積に比べて、前記ハイビーム用リフレクタの面積の方が大きく、
前記ロービーム用リフレクタの前後長に比べて、前記ハイビーム用リフレクタの前後長の方が大きい車両用前照灯。
請求項１に記載の車両用前照灯において、
前記ロービーム用光源ユニットおよび前記ハイビーム用光源ユニットを保持固定する光源取付部を備え、
前記ロービーム用光源ユニットは前記光源取付部の上部側に取付固定され、
前記ハイビーム用光源ユニットは前記光源取付部の下部側に取付固定された車両用前照灯。
請求項１又は２に記載の車両用前照灯において、
前記ロービーム用リフレクタの両側部には切欠が形成されることにより反射面が形成されておらず、
前記ハイビーム用リフレクタの両側部には反射面が形成されている車両用前照灯。
請求項２又は３に記載の車両用前照灯において、
前記ロービーム用光源および前記ハイビーム用光源は前記光源取付部に取付固定され、
前記光源取付部における前記ロービーム用光源の取付箇所は、前記ハイビーム用光源の取付箇所よりも前方側に配置されている車両用前照灯。
請求項４に記載の車両用前照灯において、
前記光源取付部と一体形成されたヒートシンクと、
前記ヒートシンクにおける前記光源取付部が設けられている側の反対側に突設された複数枚の放熱フィンと
を備え、
前記光源取付部における前記ハイビーム用光源の取付箇所は、前記ロービーム用光源の取付箇所よりも前記ヒートシンクの前記放熱フィンに近い箇所に配置されている車両用前照灯。