ПЕРЕДНЯЯ ФАРА С НЕСКОЛЬКИМИ РАССЕИВАТЕЛЯМИ Российский патент 2018 года по МПК F21S41/147 B60Q1/04 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к блок-фаре, которая включает в себя несколько светодиодных модулей, обеспечивающих световые пучки дальнего и ближнего света.

Уровень техники

Транспортные средства имеют передние огни, которые освещают дорогу впереди транспортного средства. Форма пучка фар транспортного средства регламентируется стандартами безопасности, такими как Федеральные стандарты безопасности автомобильных транспортных средств (Federal Motor Vehicle Safety Standard, FMVSS) 108, нормы ЕСЕ и CCC в сфере освещения. Данный стандарт устанавливает высоту и угол расхождения светового пучка ближнего и дальнего света так, чтобы обеспечить водителю хорошее освещение дороги, и при этом не ослеплять водителей встречных транспортных средств.

Для передних фар было разработано светодиодные (Light Emitting Diode, LED) лампы, поскольку светодиоды обеспечивают превосходное освещение, экономию энергии, малый вес и более длительный срок службы. Однако достаточно сложно спроектировать блок-фару со светодиодными лампами, которая бы удовлетворяла требованиям стандартов безопасности и при этом имела привлекательный внешний вид.

Настоящее решение направлено на преодоление вышеуказанных недостатков и прочих проблем, обозначенных далее.

Раскрытие изобретения

Представлена блок-фара, имеющая бесцветный оптический рассеиватель индивидуальной формы для светодиодного источника света. Светодиодный источник света и отражатели направляют свет через пластиковый оптический рассеиватель, который имеет заданное фокусное расстояние. Свет распространяется на рассеиватель и, проходя через него, распределяется на конкретную целевую область, которая соответствует утвержденной стандартами форме пучка. Апертура светодиодного источника света имеет аспектное отношение ширины к высоте 1:2 для создания характерной видимости в вертикальном направлении. Апертура рассеивателя искривлена в горизонтальной и вертикальной плоскостях для получения требуемой картины расхождения пучка. Верхний и нижний края рассеивателя являются более узкими по сравнению с его средней частью.

Согласно одному аспекту изобретения представлена блок-фара, имеющая корпус, в котором расположено несколько модулей ближнего света и несколько модулей дальнего света. Модули ближнего света имеют верхний отражатель, расположенный выше светодиодного источника ближнего света, который распространяет ограниченный по высоте первый пучок света через рассеиватель ближнего света. Модули дальнего света имеют нижний отражатель, расположенный ниже светодиодного источника ближнего света, который распространяет второй пучок света через рассеиватель дальнего света выше первого пучка света.

Согласно другим аспектам изобретения в корпусе могут быть собраны три модуля ближнего света, а два модуля дальнего света могут быть собраны в корпусе во внутренней области относительно модулей ближнего света.

В корпусе может быть собрано несколько модулей ближнего света, а несколько модулей дальнего света может быть собрано в корпусе во внутренней области относительно модулей ближнего света. Модули ближнего света также могут включать в себя опору для светодиодов, расположенную в горизонтальной плоскости и имеющую верхнюю отражающую поверхность, взаимодействующую с верхним отражателем для излучения ограниченного по высоте первого пучка света. Модули дальнего света также могут включать в себя опору для светодиодов, расположенную в горизонтальной плоскости и имеющую нижнюю отражающую поверхность, взаимодействующую с нижним отражателем для излучения второго пучка света.

Верхняя отражающая поверхность модулей ближнего света относительно верхнего отражателя может быть установлена на другой высоте по сравнению с верхней отражающей поверхностью соседнего модуля ближнего света. Нижняя отражающая поверхность модулей дальнего света относительно нижнего отражателя может также быть установлена на другой высоте по сравнению с нижней отражающей поверхностью соседнего модуля дальнего света.

Каждый модуль ближнего света также может иметь опору для светодиодов, расположенную в горизонтальной плоскости с множеством теплопоглощающих ребер (радиатора), направленных вниз от этой горизонтальной плоскости. Опора для светодиодов может иметь верхнюю отражающую поверхность, которая взаимодействует с верхним отражателем для испускания ограниченного по высоте первого пучка света. Между верхней отражающей поверхностью и рассеивателями ближнего света может быть расположен блокиратор света, который ограничивает высоту первого пучка света.

Каждый модуль дальнего света также может иметь опору для светодиодов, расположенную в горизонтальной плоскости с набором теплопоглощающих ребер, направленных вверх от этой горизонтальной плоскости. Опора для светодиодов может также иметь нижнюю отражающую поверхность, которая взаимодействует с нижним отражателем для направления второго пучка света.

Рассеиватели ближнего света и рассеиватели дальнего света могут иметь выпуклые внутренние стороны и выпуклые наружные стороны, образованные вокруг центральной оси, проходящей в направлении распространения каждого пучка света. Два боковых участка каждого рассеивателя усечены для формирования вертикальных боковых поверхностей.

Согласно другому аспекту изобретения представлен модуль передней фары, содержащий отражающую платформу, источник света, закрепленный на платформе, частично параболический отражатель, обращенный к платформе, и рассеиватель с выпуклыми внутренней и наружной сторонами. Выпуклые внутренняя и наружная стороны сформированы вокруг центральной оси, проходящей в направлении распространения света. Два боковых участка рассеивателя усечены для формирования вертикальных боковых поверхностей.

Согласно другим аспектам данного изобретения, относящимся к модулю передней фары, высота рассеивателя больше его ширины. Высота рассеивателя может более чем в два раза превышать его ширину.

Модуль передней фары также может иметь корпус, который закреплен на двух боковых участках рассеивателя, нижнем конце рассеивателя и верхнем конце рассеивателя. Корпус может заключать в себе отражающую платформу, частично параболический отражатель и источник света. Механизм крепления может быть использован для соединения отражающей платформы, частично параболического отражателя и источника света в виде одного узла с корпусом в диапазоне вертикальных позиций относительно центральной оси, для регулировки направления распространения света модулем.

Отражатель фары ближнего света находится выше платформы и источника света для распространения ограниченного по высоте пучка света через рассеиватель. Отражатель фары дальнего света находится ниже платформы и источника света для распространения пучка света через рассеиватель под наклоном вверх.

Согласно другому аспекту изобретения представлена блок-фара, содержащая корпус, несколько модулей ближнего света и несколько модулей дальнего света. Каждый модуль ближнего света имеет верхний отражатель, расположенный над светодиодным источником, распространяющим ограниченный по высоте первый пучок света через рассеиватель ближнего света. Модули дальнего света имеют нижний отражатель, расположенный под светодиодным источником ближнего света, распространяющим второй пучок света через рассеиватель дальнего света выше первого пучка. Каждый рассеиватель имеет выпуклые внутреннюю и наружную стороны, которые сформированы вокруг центральной оси, проходящей в направлении распространения света. Два боковых участка рассеивателя усечены для формирования вертикальных боковых поверхностей.

Вышеуказанные и другие аспекты данного изобретения более подробно описаны далее со ссылкой на сопроводительные чертежи.

Краткое описание чертежей

На Фиг. 1 представлен частичный общий вид спереди правой передней блок-фары, выполненной согласно одному из вариантов осуществления изобретения.

На Фиг. 2 изображен частичный вид спереди в вертикальном разрезе правой передней блок-фары, представленной на Фиг. 1.

На Фиг. 3 изображен схематический вертикальный вид в разрезе одного модуля ближнего света передней фары, представленной на Фиг. 1.

На Фиг. 4 представлен схематический вид спереди трех рассеивателей ближнего света и двух рассеивателей дальнего света с усеченными боковыми сторонами на вертикальных стенках, и светодиодных опорных платформ, находящихся на различной высоте относительно рассеивателей.

На Фиг. 5 изображен передний/боковой общий вид одного модуля ближнего света передней фары, представленной на Фиг. 1.

На Фиг. 6 представлен схематический вид картины распространения света, испускаемого только от источников ближнего света блок-фары.

На Фиг. 7 представлен схематический вид картины распространения света, испускаемого от источников дальнего и ближнего света блок-фары.

Осуществление изобретения

Далее представлено подробное описание вариантов осуществления изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи. Однако необходимо понимать, что описанные варианты приведены исключительно в качестве примеров, которые могут быть воплощены в различных формах. Фигуры необязательно выполнены в масштабе. Некоторые элементы могут быть увеличены или уменьшены с целью изображения деталей конкретных компонентов. Конкретные конструкционные и функциональные особенности, изложенные в данном описании, не должны рассматриваться как ограничение, и приведены лишь в качестве иллюстрации для ознакомления специалистов в данной области техники с вариантами реализации изобретения.

На Фиг. 1 представлена передняя блок-фара 10 транспортного средства 12, выполненная согласно одному варианту осуществления изобретения. Блок-фара 10 включает в себя набор из трех модулей 14 ближнего света и набор из двух модулей 16 дальнего света. Модули ближнего света расположены с внешней стороны от модулей дальнего света, если смотреть относительно центральной линии транспортного средства. Линия «А» указывает модули 14, которые светят в режиме ближнего света. Линия «В» указывает модули 14 и 16, которые светят в режиме дальнего света. Модули дальнего света находятся ближе всего к центральной линии транспортного средства. Передняя блок-фара 10, представленная на Фиг. 1, является правой блок-фарой, расположенной на правой стороне транспортного средства (если смотреть по направлению движения).

В состав блок-фары 10 также входит модуль 18 бокового освещения, который используется для освещения дороги в направлении поворота транспортного средства. Модуль 18 бокового освещения расположен с внутренней стороны от модуля 16 дальнего света, ближе к центральной линии. Модули 14 ближнего света и модули 16 дальнего света заключены в корпус 20. Корпус 20 установлен в транспортное средство 12 в виде готового узла, собранного в другом технологическом процессе. Модули 14 ближнего света и модули 16 дальнего света каждый имеют внешний рассеиватель 22, через который проходит свет, и безель 24, который окружает внешний рассеиватель 22, придавая ему завершенный вид.

Со ссылкой на Фиг. 2, блок-фара показана со снятыми рассеивателями и корпусом для демонстрации внутренней конструкции модулей 14 ближнего света и модулей 16 дальнего света. Модули 14 ближнего света включают в себя верхний отражатель 26, который расположен над светодиодным источником 28 света. Светодиодный источник света может включать в себя два светодиода, расположенных на одном кристалле. Предусмотрена также отражающая платформа 30, на которой собран светодиодный источник 28 света. Несколько нижних теплопоглощающих ребер 32 отходят вниз от платформы 30 для рассеивания тепла от светодиодного источника света, а также они могут быть использованы для рассеивания тепла от источника питания светодиодов (не показан).

Модули 16 дальнего света включают в себя нижний отражатель 34, установленный под светодиодным источником 36 света. Светодиодный источник 36 света может включать в себя три светодиода, расположенных на одном кристалле. Кристалл установлен на отражающей платформе 38. Несколько верхних теплопоглощающих ребер 40 расположено над отражающей платформой 38 для рассеивания тепла, как уже было сказано.

Следует отметить, что уровень расположения верхнего отражателя 26, светодиодного источника 28 света и отражающей платформы 30 выше на наружном модуле 14 ближнего света и самый низкий на самом внутреннем модуле 14 ближнего света. Платформа и другие детали центрального модуля находятся между уровнями платформ соседних модулей, как изображено на Фиг. 2. Два модуля 16 дальнего света, представленные на Фиг. 2, также имеют немного отличающиеся по высоте уровни расположения. Нижний отражатель 34, светодиодный источник 36 света и отражающая платформа 38 у самого внутреннего модуля дальнего света расположены немного ниже, чем у наружного модуля 16 дальнего света. Высота расположения платформ 30, 38, светодиодных источников 28, 36 света, а также верхнего отражателя 26 и нижнего отражателя 34 может быть отрегулирована по вертикали относительно внешних рассеивателей 22 (см. Фиг. 1) для возможности вертикальной настройки пучка света согласно стандарту FMVSS 108. Расположение модуля 14 ближнего света обеспечивает направленный вниз пучок света, который приводит к картине свечения, описанной далее со ссылкой на Фиг. 6. Модули 16 дальнего света имеют нижний отражатель 34, расположенный ниже светодиодного источника 36 света и отражающей платформы 38 для создания направленного вверх светового пучка, который образует совместно с модулями 14 ближнего света картину свечения, представленную на Фиг. 7.

На Фиг. 3 более подробно представлен модуль 14 ближнего света. Блок-фара 10 изображена в собранном виде, установленной в транспортном средстве 12. Корпус 20 закреплен на транспортном средстве 12. Безель 24 расположен между корпусом 20 и внешним рассеивателем 22. Внешний рассеиватель 22 имеет переднюю выпуклую поверхность 42 и заднюю выпуклую поверхность 44. Передняя и задняя выпуклые поверхности 42 и 44 сфокусированы согласно стандарту FMVSS 108 для направления светового пучка ниже линии горизонта. Пучок света, создаваемый светодиодным источником 28 света, направляет свет на верхний отражатель. Свет отражается от верхнего отражателя 26 на отражающую платформу 30. Передняя выпуклая поверхность 42 и задняя выпуклая поверхность 44 сформированы вокруг центральной оси X как круглые линзы.

На платформе 30 закреплен проводной соединитель или разъем 46. Платформа 30 служит опорой для светодиодного источника 28 света, а также верхнего отражателя 26. Между светодиодным источником 28 света на отражающей платформе 30 и внешним рассеивателем 22 предусмотрен верхний световой блокиратор 48. Световой блокиратор 48 не позволяет пучку света распространяться выше желаемого уровня согласно стандарту FMVSS 108. Нижний световой блокиратор 50 не позволяет пучку света распространяться ниже желаемого уровня.

Представленный на Фиг.3 модуль является модулем 14 ближнего света. Однако следует понимать, что конструкция модуля 16 дальнего света по сути такая же, за исключением того, что нижний отражатель 34, светодиодный источник света и отражающая платформа 38 перевернуты относительно конструкции модуля 16 дальнего света. Следует отметить, что высота расположения платформы и других компонентов может быть отрегулирована для получения желаемой картины свечения.

На Фиг. 4 схематически изображена блок-фара 10 для демонстрации рассеивателей для модулей 14 ближнего света и модулей 16 дальнего света. Рассеиватели 22 имеют форму 52 круглых линз, усеченных с правой и левой стороны. Верхняя правая сторона 54 (согласно направлению движения транспортного средства) и нижняя правая сторона 56 образуют правую сторону каждого рассеивателя. Верхняя левая сторона 58 и нижняя левая сторона 60 образуют левую сторону наружного рассеивателя 22. Для формирования рассеивателей с желаемым высоким аспектным отношением предусмотрено верхнее удлинение 62 и нижнее удлинение 64. Рассеиватели отлиты в форме, которая имеет очертания 52 круглой линзы, а левая и правая стороны наружного рассеивателя отлиты с верхним и нижним удлинениями 62 и 64. Аспектное отношение каждого рассеивателя составляет 2:1, то есть, высота рассеивателя в два раза больше ее ширины для всех модулей 14 и 16.

На Фиг. 5 представлен модуль 14 ближнего света отдельно от блок-фары 10 (см. Фиг. 1). Модуль 14 блок-фары включает в себя боковой кронштейн 66, который закрепляет рассеиватель на отражающей платформе 30 и верхнем отражателе 26. Для расположения отражающей платформы 30 и верхнего отражателя 26 относительно наружного рассеивателя 22 предусмотрено крепление 68 для регулировки по высоте. Регулировочное крепление 68 вставлено в отверстие 70 регулировки высоты, которое может быть предусмотрено на отражающей платформе 30.

На Фиг. 1 представлена картина свечения 72 ближнего света. Картина свечения 72 ближнего света ограничена по высоте, чтобы световой пучок не распространялся выше линии горизонта, представленной нулевым значением на оси Y. Расхождение пучка на картине свечения 72 ближнего света обеспечивает широкий пучок в обоих направлениях относительно центральной линии, обозначенной на Фиг.6 нулевым значением на оси X.

На Фиг. 7 изображены вместе картина свечения 72 ближнего света и картина свечения 74 дальнего света. Картина свечения 72 ближнего света находится ниже линии горизонта, или нуля, а картина свечения 74 дальнего света находится выше линии горизонта. Область максимального свечения находится выше линии горизонта в центре совмещенных картин свечения 72, 74. Картина свечения 74 дальнего света распространяется приблизительно на 20° с каждой стороны от центральной линии и имеет максимальную высоту приблизительно на 5° выше линии горизонта с интенсивностью свечения менее 5000 кд.

Представленные выше варианты являются конкретными примерами и не охватывают всех возможных форм данного изобретения. Характерные признаки различных вариантов можно объединить для формирования других вариантов настоящего изобретения. Использованные в описании термины являются примерами, а не ограничением изобретения. Объем следующей формулы изобретения шире, чем описанные варианты изобретения, и также включают в себя модификации представленных вариантов.

Изобретение относится к передней блок-фаре транспортного средства. Блок-фара содержит корпус, множество модулей ближнего и дальнего света. Модули ближнего света собраны в корпусе и содержат верхний отражатель, расположенный над светодиодным источником ближнего света и распространяющий через рассеиватель ближнего света ограниченный по высоте первый пучок света, и проходящую в горизонтальной плоскости опору для светодиодов, имеющую верхнюю отражающую поверхность, взаимодействующую с верхним отражателем для распространения ограниченного по высоте первого пучка света. Модули дальнего света собраны в корпусе и содержат нижний отражатель, расположенный под светодиодным источником ближнего света и распространяющий второй пучок света через рассеиватель дальнего света выше первого пучка, и проходящую в горизонтальной плоскости опору для светодиодов, имеющую нижнюю отражающую поверхность, взаимодействующую с нижним отражателем для распространения второго пучка света. Достигается улучшение освещения дороги, позволяющего не ослеплять водителей встречных транспортных средств. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Передняя блок-фара, содержащая:

корпус;

множество модулей ближнего света, собранных в корпусе и содержащих верхний отражатель, расположенный над светодиодным источником ближнего света и распространяющий через рассеиватель ближнего света ограниченный по высоте первый пучок света, причем модули ближнего света дополнительно содержат проходящую в горизонтальной плоскости опору для светодиодов, имеющую верхнюю отражающую поверхность, взаимодействующую с верхним отражателем для распространения ограниченного по высоте первого пучка света, причем верхняя отражающая поверхность модулей ближнего света относительно верхнего отражателя находится на другой высоте по сравнению с высотой верхней отражающей поверхности соседнего модуля ближнего света; и

множество модулей дальнего света, собранных в корпусе и содержащих нижний отражатель, расположенный под светодиодным источником дальнего света и распространяющий второй пучок света через рассеиватель дальнего света выше первого пучка, причем модули ближнего света и модули дальнего света собраны в корпусе во внутренней области относительно модулей ближнего света, причем модули дальнего света дополнительно содержат проходящую в горизонтальной плоскости опору для светодиодов, имеющую нижнюю отражающую поверхность, взаимодействующую с нижним отражателем для распространения второго пучка света, причем нижняя отражающая поверхность модулей дальнего света относительно нижнего отражателя находится на другой высоте по сравнению с высотой нижней отражающей поверхности соседнего модуля дальнего света.

2. Передняя блок-фара по п.1, в корпусе которой собраны три модуля ближнего света, а также два модуля дальнего света, которые собраны в корпусе во внутренней области относительно модулей ближнего света.

3. Передняя блок-фара по п.1, в которой каждая опора для светодиодов модуля ближнего света проходит в горизонтальной плоскости и включает в себя множество теплопоглощающих ребер, проходящих вниз от горизонтальной плоскости.

4. Передняя блок-фара по п.3, которая также содержит блокиратор света между верхней отражающей поверхностью и рассеивателями ближнего света для ограничения высоты первого пучка света.

5. Передняя блок-фара по п.1, в которой каждая опора для светодиодов модуля дальнего света проходит в горизонтальной плоскости и включает в себя множество теплопоглощающих ребер, проходящих вверх от горизонтальной плоскости.

6. Передняя блок-фара по п.1, в которой рассеиватели ближнего света и рассеиватели дальнего света имеют выпуклую внутреннюю сторону и выпуклую наружную сторону, которые сформированы вокруг центральной оси, проходящей в направлении распространения каждого светового пучка, причем два боковых участка каждого рассеивателя усечены для формирования вертикальных боковых поверхностей рассеивателя.