專利名稱：聚光燈型車輛用燈具的制作方法
技術領域：
本發明涉及例如適用于前燈的、使用LED(發光二極管)作光源燈泡的聚光燈型車輛用燈具。
背景技術：
圖14表示這種聚光燈型車輛用燈具100(例如，參照專利文獻1-日本實愿平4-76322號(實開平6-41010號)的縮微膠片)。這種車輛用燈具100大體上由設在凹面鏡1的第1焦點附近的光源燈泡2和將從光源燈泡2出射、由凹面鏡1反射的光束變成平行光束并向燈具前方出射的凸透鏡3構成。
詳細地說，車輛用燈具100在光源燈泡2和凸透鏡3之間設有燈罩4，利用這種燈罩4作為錯車用的光束，可以獲得具有適當切線的配光圖案。
光源燈泡2使其燈絲位于凹面鏡1的第1焦點的同時，將其電連接部鑲嵌安裝在筒狀開口部1a上。凹面鏡1的開放端安裝有框架5，框架5上固定著凸透鏡3并支承燈罩4。
該車輛用燈具100，如圖15所示，在緊鄰用于安裝凹面鏡1的光源燈泡2的筒狀開口部1a的上方設置有換氣用的通孔1b，同樣在緊鄰的下方設置有換氣用的通孔1c。
并且，車輛用燈具100在開燈時光源燈泡2的周圍雖為高溫，但由于其熱量在這些通孔1b、1c間因產生熱對流而散熱，因而抑制了光源燈泡2周圍的溫升。
然而，車輛用燈具100存在的問題是，設置了這些通孔1b、1c的凹面鏡1的中央部位附近的反射性能降低，進而配光圖案中央部位的熱區的照度降低。
發明內容
因此，本發明的目的在于提供一種聚光燈型車輛用燈具，它不會出現燈室溫度的過度上升，可最大限度地發揮凹面鏡的反射性能，從而獲得配光圖案的熱區充分的照度。
為了實現上述發明目的，本發明第一方案的聚光燈型車輛用燈具具有設置在凹面鏡的第1焦點附近的光源和從上述光源出射、并將由上述凹面鏡反射的光束調光成基本上平行的光束后出射到燈具前方的凸透鏡，其特征在于上述光源由多個LED構成；上述凹面鏡由在每個上述LED處所形成的多個小反射鏡的各個上形成旋轉橢圓曲面或基本上以旋轉橢圓形成的自由曲面的小凹面鏡構成；上述凸透鏡由在每個小反射鏡形成的用以覆蓋上述小反射鏡的前開口部分的多個小凸透鏡構成；在每個上述小反射鏡處設置上述LED，使其發光部與在上述小凹面鏡的第1焦點附近的上部所對應的上述小凹面鏡的反射面相對置的同時，將燈罩設置成使其位于上述小凹面鏡的第2焦點的附近，并通過將上述小凸透鏡安裝到上述反射鏡的前開口部而構成上述小聚光燈型燈具；再將上述多個小聚光燈型燈具組裝到一個殼體內。
因此，采用本發明第一方案，在每個小聚光燈型燈具上，LED的光由其發光部朝向小凹面鏡的反射面出射的同時，由該反射面反射并在形成于小凹面鏡的第2焦點位置的燈罩處聚光，所聚集的光的一部分被遮擋或反射，而大部分光到達小凸透鏡，并且由于通過小凸透鏡而被調光成平行光束而出射到車輛用燈具的前方，從而可得到所要求的配光圖案。
另外，作為光源采用的LED，由于其本身的體積小，可節約安裝所要求的空間的同時，由于燈亮時的發熱也比帶燈絲的光源小，因而可避免燈室的溫度過度上升。
本發明第二方案的聚光燈型車輛用燈具是在第一方案的基礎上，其特征是，上述LED傾斜設置，使其發光部在上述小凹面鏡的深度方向向下傾斜。
因此，采用本發明第二方案，小凹面鏡形成旋轉橢圓曲面或以旋轉橢圓為主的自由曲面，而且，由于LED在上述小凹面鏡的第1焦點附近傾斜設置使得在其深度方向向下傾斜，因而可使從其發光部出射的光有效地入射到上述小凹面鏡的反射面上。
本發明第三方案的聚光燈型車輛用燈具是在第一方案的基礎上，其特征是，上述LED設置成使其發光部向上述小凹面鏡的寬度方向的左右的任何一方傾斜。
因此，采用本發明第三方案，小凹面鏡形成旋轉橢圓曲面或以旋轉橢圓為主的自由曲面，而且，由于LED在上述小凹面鏡的第1焦點附近傾斜設置在小凹面鏡的寬度方向的左右的任何一方，因而可使從其發光部出射的光的熱區位移到與上述傾斜方向相反的方向上。
本發明第四方案的聚光燈型車輛用燈具是在第一方案的基礎上，其特征是，上述LED設置成從上述小凹面鏡的第1焦點位置水平移動到上述小凹面鏡的寬度方向的左右任何一方。
因此，采用本發明第四方案，小凹面鏡形成旋轉橢圓曲面或以旋轉橢圓為主的自由曲面，而且，由于LED在上述小凹面鏡的第1焦點附近設置成可水平移動到小凹面鏡的寬度方向的左右的任何一方，因而可使從其發光部出射的光的熱區位移到與上述移動方向相反的方向上。
如上詳細敘述的那樣，采用本發明第一方案，由于以LED作為光源，由于燈亮時的發熱也比帶燈絲的光源小，因而可避免燈室的溫度過度上升的同時，可提供能最大限度地發揮凹面鏡的反射性能、可獲得高照度的光束的聚光燈型車輛用燈具。
并且，由于燈罩形成于各小聚光燈型燈具的小凹面鏡的第2焦點位置，因而可投射適用于錯車用的光束的具有切線的配光圖案的光束。
另外，采用本發明第二方案，由于可使從LED的發光部出射的光有效地入射到小凹面鏡的反射面上，因而，除本發明第一方案的效果外，可增加出射到燈具前方的有效光通量，并可提高前方的辨認性能。
另外，采用本發明第三方案，由于可使從LED的發光部出射的光的熱區位移到與LED的傾斜方向相反的方向上，因而，除本發明第一方案的效果外，可在不增加零部件的數量的情況下，能很容易地設計右或左操作用的配光。
此外，采用本發明第四方案，由于可使從LED的發光部出射的光的熱區位移到與上述移動方向相反的方向上，因而，除本發明第一方案的效果外，可在不增加零部件的數量的情況下，能很容易地設計右或左操作用的配光。
圖1是本發明的各實施例的通用的聚光燈型車輛用燈具的正視圖。
圖2是沿圖1的聚光燈型車輛用燈具的II-II線的剖視圖。
圖3是沿圖1的聚光燈型車輛用燈具的III-III線的剖視圖。
圖4是適用于圖1的聚光燈型車輛用燈具的小聚光燈型燈具的分解側視圖。
圖5是表示適用于圖4的小聚光燈型燈具的光源的LED的安裝狀態的立體圖。
圖6是構成圖1的聚光燈型車輛用燈具的多個小聚光燈型燈具的各種配光圖，(a)表示水平擴散型，(b)表示聚光平面型，(c)表示具有切線的錯開光束用水平擴散型，(d)表示具有切線的錯開光束用聚光平面型。
圖7是構成本發明的聚光燈型車輛用燈具的第1實施例的小聚光燈型燈具，(a)是其俯視圖，(b)是沿(a)的VIIb-VIIb線的剖面圖，(C)是從前方見到的正視圖。
圖8是表示適用于圖7的小聚光燈型燈具的LED的出射光的出射圖案的曲線圖。
圖9是表示第1實施例的以小聚光燈型燈具構成的聚光燈型車輛用燈具的配光圖的曲線圖。
圖10是構成本發明的聚光燈型車輛用燈具的第2實施例的小聚光燈型燈具，(a)是俯視圖，(b)是沿(a)的Xb-Xb線的剖面圖，(c)是從前方見到的正視圖。
圖11是構成本發明的聚光燈型車輛用燈具的第3實施例的小聚光燈型燈具，(a)是俯視圖，(b)是沿(a)的XIb-XIb線的剖面圖，(c)是從前方見到的正視圖，(d)是沿XId-XId線的剖面圖。
圖12是表示第3實施例的以小型光燈型燈具構成的聚光燈型車輛用燈具的配光圖的曲線圖。
圖13是構成本發明的聚光燈型車輛用燈具的第4實施例的小聚光燈型燈具，(a)是俯視圖，(b)是沿(a)的XIIb-XIIb線的剖面圖，(c)是從前方見到的正視圖。(d)是沿XIId-XIId線的剖面圖。
圖14是現有技術的聚光燈型車輛用燈具的中央縱剖面圖。
圖15是適用于圖14的聚光燈型車輛用燈具的凹面鏡的正視圖。圖中4燈罩 6小凸透鏡 7小凹面鏡 10小聚光燈型燈具10a～10j小聚光燈型燈具 10A小聚光燈型燈具(第一實施例)10B小聚光燈型燈具(第二實施例) 10C小聚光燈型燈具(第三實施例)10D小聚光燈型燈具(第四實施例) 11 LED 11a發光部(LED的)14小反射鏡 20外殼 A聚光燈型車輛用燈具CL切線 F1第1焦點(小凹面鏡的) F2第2焦點(小凹面鏡的)具體實施方式
下面，根據
本發明的實施例。并且，對于與圖14、圖15所公開的內容起相同作用的結構要素標以相同的標號進行說明。
圖1～圖3表示通用于本發明的各實施例的聚光燈型車輛用燈具A。該車輛用燈具A的大體結構是將多個小聚光燈型燈具10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h、10i、10j組裝到1個外殼20內構成。此外，小聚光燈型燈具在以下的典型例子中表示時，以標號10表示，并對不同的實施例以標號10A、10B、……以相區別。
外殼20由前部敞開的殼體22和覆蓋殼體22的開口部的透明玻璃21構成。并且，多個小聚光燈型燈具10a～10j借助于安裝件23固定在殼體22上，從而被組裝到外殼20內。圖1和圖2中，標號26、27分別為示寬燈、前轉向燈。
詳細地說，在車輛用燈具A中，光源由多個LED11(參照圖4、圖5)構成；凹面鏡由在形成于每個LED11上的多個小反射鏡14的各個上，以旋轉橢圓曲面或基本上以旋轉橢圓為自由曲面形成的小凹面鏡7構成；凸透鏡由覆蓋小反射鏡14的前開口部的在每個小反射鏡14上形成的多個小凸透鏡6構成；而且，通過在每個小反射鏡14上裝LED11的同時，將小凸透鏡6安裝到小反射鏡14的前開口部，從而構成多個小聚光燈型燈具10a～10j。
如圖4所示，小反射鏡14具有在內表面蒸鍍有反射材料的上部反射鏡12和下部反射鏡13，并通過使在各自的外周部形成的凸緣部12a、13a接觸而利用螺絲8將兩個反射鏡12、13結合構成。這樣構成的小反射鏡14，其前側的大致半個部分由兩個反射鏡12、13構成封閉斷面，其后側的大致半個部分只由上部反射鏡12構成大致半圓形斷面。小凹面鏡7形成于上部反射鏡12后側的大致半個部分的內表面上。在下部反射鏡13上設置后述的燈罩4。小凸透鏡6在小反射鏡14的前開口部被夾持于兩個反射鏡12、13之間安裝。
另外，如圖4和圖5所示，LED11局部安裝并固定在安裝板9上，通過用螺絲24將安裝板9結合在上部反射鏡12后側的大致半個部分上，則將該發光部11a與小凹面鏡7相對地安裝。圖4和圖5中，標號25是4條引線，內邊2條是LED11的引線，其余2條是冷卻元件的引線。
而且，如圖3和圖4所示，小聚光燈型燈具10a～10j適宜使用由第1安裝件23a、第2安裝件23b和第3安裝件23c構成的安裝件23固定在殼體22上，以使小凸透鏡6和透明玻璃21相對置并使上部和下部反射鏡12和13分別成為上側和下側。這時，安裝件23利用圖外的2個調整螺釘和樞軸構造，上下左右可進行光軸調整地將多個小聚光燈型燈具10a～10j全部支撐在殼體22上。
另外，小聚光燈型燈具10a～10j按照其固定位置設計成例如可得到如下的配光圖案。
圖6是該光圖案，(a)為水平擴散型，(b)為聚光平面型，(c)為具有錯開光束的切線的水平擴散型，(d)為具有錯開光束的切線的聚光平面型。小聚光燈型燈具10a、10c、10d、10g設計成可以得到錯開光束的水平擴散型的配光圖案(參照圖6(c))；小聚光燈型燈具10b、10e、10f設計成可以得到錯開光束的聚光平面型的配光圖案(參照圖6(d))；小聚光燈型燈具10h、10i、10j設計成可以得到水平擴散型的配光圖案(參照圖6(a))。并且，車輛用燈具A，總的說來可以獲得適合于錯車用光束的配光圖案。
下面，根據各實施例對本發作進一步詳細說明。
圖7表示構成本發明的第1實施例的車輛用燈具A的小聚光燈型燈具10A。該燈具10A大致由設置在小凹面鏡7的第1焦點F1附近的LED11和將從LED11出射并由小凹面鏡7反射的光束調光成基本上平行的光束再通過透明玻璃出射到車輛用燈具A的前方的小凸透鏡6構成。
這時，LED11設置成使其發光部11a與第1焦點F1的上部對應的小凹面鏡7的反射面相對。
在本實施例中，LED11設置成將其發光部11a配置在與通過小凸透鏡6的中心部位和第1焦點F1的燈具10A的光軸Z大致垂直的方向上。
圖8表示從LED11的發光部11a出射的光的出射圖案L0；圖7(b)的虛線表示該出射圖案L0的光向小凹面鏡7的入射狀態。
第1實施例中，小聚光燈型燈具10a～10j由燈具10A構成，在各燈具10A中，LED11的光L從其發光部11a向小凹面鏡7的反射面出射的同時，并由該反射面反射后到達小凸透鏡6，而且由于通過小凸透鏡6而調光成平行光束并出射到車輛用燈具A的前方。
另外，作為光源使用的LED11由于其本身是小型元件，因而可節約安裝所必須的空間，同時由于其點亮時的發熱也比帶燈絲的光源(參照圖14的光源燈泡2)小，因而，可避免燈室內的溫度過度地上升。
另外，小聚光燈型燈具10A如圖7(b)所示，優選形成光束的切線的燈罩4形成于小凹面鏡7的第2焦點F2的位置。
這種結構的燈具10A在小聚光燈型燈具10a～10j中可很好地用作燈具10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g；從LED11的發光部11a出射的光L在由小凹面鏡7的反射面反射后，聚光到形成于小凹面鏡7的第2焦點F2的位置的燈罩4處，經聚光的光中的一部分被燈罩4遮擋的同時，大部分光成為具有切線的配光圖案并投射到車輛用燈具A的前方。
圖9表示這時的配光圖案LP，配光圖案LP具有在中央出現熱區LP1的結構，燈罩4構成該配光圖案LP的水平線、即切線CL。這時的配光圖案LP由于形成切線CL而特別適用于錯車用光束。
具體地說，上部反射鏡12的整個結構是，在小凹面鏡7的前端部分形成連續的比小凹面鏡7的直徑大的上部殼體部15的同時，進而沿該上部殼體部15的前端的內周形成上部環狀槽15a。
另外，下部反射鏡13由燈罩4和下部殼體部16構成。燈罩4具有倒L字形的斷面并與下部殼體部16的后端部分連續地形成，上部的折彎邊緣部4a形成與切線CL相似的形狀(參照圖7(b))。下部殼體部16的前端部分形成沿其內周的下部環狀槽16a。
并且，小凸透鏡6在兩個反射鏡12、13結合時，將其外周凸緣部6a嵌入并安裝在兩個環狀槽15a、16a中。這樣構成的小反射鏡14的前側燈室14a由小凸透鏡6和上部殼體部15和下部殼體部16構成，其后側燈室14b由小凹面鏡7和局部地覆蓋小凹面鏡7的前側下部的燈罩4的上邊部分4b構成。
圖10表示構成本發明第二實施例的車輛用燈具的小聚光燈型燈具10B。該燈具10B僅僅是LED11的安裝姿態不同，其它結構與小聚光燈型燈具10A的結構相同。因此，對與小聚光燈型燈具10A相同的結構要素標上相同的標號而省略詳細的說明。
即，在小聚光燈型燈具10B中，LED11傾斜設置成在小凹面鏡7的深度方向向下傾斜。
本實施例中，LED11設置成，安裝在固定于上部反射鏡12上的安裝板9(參照圖5)上并相對于光軸Z以角度θ1在深度方向向下傾斜。
采用這種結構，如圖10(b)所示，可以將由LED11的發光部11a出射的具有出射圖案L0(參照圖8)的光L有效地入射到小凹面鏡7的反射面上，從而可增加出射到車輛用燈具A前方的有效光通量，并提高前方的辨認性能。
圖11表示構成本發明第三實施例的車輛用燈具A的小聚光燈型燈具10C。該燈具10C僅僅是LED11的安裝姿態不同，其它的結構與小聚光燈型燈具10A的結構相同。因此，對與小聚光燈型燈具10A相同的結構要素標上相同的標號而省略詳細的說明。
即，在小聚光燈型燈具10C中，LED11傾斜設置于小凹面鏡7的寬度方向的左右任何一方。
本實施例中，如圖11(d)所示，LED11安裝在固定于小凹面鏡7上的安裝板9(參照圖5)上，并相對于與光軸Z正交的水平軸Z1以角度θ2向右下方傾斜。
采用這種結構，可將由LED11的發光部11a出射的光L的熱區移動到與上述傾斜方向相反的方向。
圖12表示本實施例的車輛用燈具A的光束的配光圖案LP，該配光圖案LP中，熱區LP2表現出從由小聚光燈型燈具10A構成的車輛用燈具A的熱區LP1向左(箭頭a的方向)移動的位置。
因此，由小聚光燈型燈具10C構成的車輛用燈具A可以增加照射左側通行的行進車道的光的亮度，并可提高行進車道的辨認性能。由使LED11向左下方傾斜安裝的小聚光燈型燈具10C構成的車輛用燈具A可以提高右側通行的行進車道的辨認性能。
圖13表示構成本發明第四實施例的車輛用燈具A的小聚光燈型燈具10D。該燈具10D僅僅是LED11的安裝位置不同，其它結構與小聚光燈型燈具10A的結構相同。因此，對與小聚光燈型燈具10A相同的結構要素標上相同的標號而省略詳細的說明。
即，在小聚光燈型燈具10D中，LED11設置成從小凹面鏡7的第1焦點位置水平移動到小凹面鏡7的寬度方向的左右的任何一方。這時的位置偏移量為例如，圖6所示的配光圖案的MAX光度從V線偏移約1.5度左右的位置。
本實施例中，如圖13(a)和圖13(d)所示，LED11設置成從小凹面鏡7的第1焦點位置F1水平移動到小凹面鏡7的寬度方向的左方。這時小凸透鏡6如圖13(b)所示優選使用非球面透鏡。
因此，由小聚光燈型燈具10D構成的車輛用燈具A可以增加照射左側通告的行進車道的光的亮度，并可提高行進車道的辨認性能。
這樣，第三和第四實施例的車輛用燈具A在不增加零部件數量的情況下，僅通過改變LED11的傾斜狀況或設置位置，即可容易地得到與右操作用或左操作用相對應的配光。
因此，在使用了現有的鹵光燈或HID燈的聚光燈方式的大燈中，為了將反射鏡和透鏡的光軸錯開從而得到右操作用或左操作用的配光，必須設置兩種連接反射鏡和透鏡的托架，因而導致零部件數量增加。
權利要求
1.一種聚光燈型車輛用燈具，具有設置在凹面鏡的第1焦點附近的光源和從上述光源出射、并將由上述凹面鏡反射的光束調光成基本上平行的光束后出射到燈具前方的凸透鏡，其特征在于上述光源由多個LED構成；上述凹面鏡由在每個上述LED處所形成的多個小反射鏡的各個上形成旋轉橢圓曲面或基本上以旋轉橢圓形成的自由曲面的小凹面鏡構成；上述凸透鏡由在每個小反射鏡形成的用以覆蓋上述小反射鏡的前開口部分的多個小凸透鏡構成；在每個上述小反射鏡處設置上述LED，使其發光部與在上述小凹面鏡的第1焦點附近的上部所對應的上述小凹面鏡的反射面相對置的同時，將燈罩設置成使其位于上述小凹面鏡的第2焦點的附近，并通過將上述小凸透鏡安裝到上述反射鏡的前開口部而構成上述小聚光燈型燈具；再將上述多個小聚光燈型燈具組裝到一個殼體內。
2.根據權利要求1所述的聚光燈型燈具，其特征在于上述LED傾斜設置，使其發光部在上述小凹面鏡的深度方向向下傾斜。
3.根據權利要求1所述的聚光燈型燈具，其特征在于上述LED設置成使其發光部向上述小凹面鏡的寬度方向的左右的任何一方傾斜。
4.根據權利要求1所述的聚光燈型燈具，其特征在于上述LED設置成從上述小凹面鏡的第1焦點位置水平移動到上述小凹面鏡的寬度方向的左右任何一方。
全文摘要
本發明提供一種不會出現燈室的溫度過度上升、并可得到熱區照度充分的聚光燈型車輛用燈具。本發明的聚光燈型燈具具有多個LED(11)、小反射鏡(14)和小凸透鏡(6)，在各個小反射鏡(14)上形成旋轉橢圓曲面或基本上以旋轉橢圓為自由曲面形成的小凹面鏡(7)，在每個小反射鏡(14)處，設置LED(11)使其發光部(11a)與小凹面鏡的第1焦點F1附近的上部所對應的小凹面鏡的反射面相對置的同時，將燈罩(4)設置成使其位于小凹面鏡(7)的第2焦點F2附近，并通過將小凸透鏡(6)安裝到小反射鏡(14)的前開口部而構成多個小聚光燈型燈具(10a～10j)，再將多個小聚光燈型燈具(10a～10j)組裝到一個殼體(20)內。
文檔編號F21Y101/02GK1644977SQ20041009976
公開日2005年7月27日 申請日期2004年12月25日 優先權日2003年12月25日
發明者武田結香利, 巖崎和則 申請人:市光工業株式會社