(57)【要約】【課題】リフレクタの熱変形による配光性能の悪化や、リフレクタの組付け誤差に起因する配光性能の悪化を回避して、配光性能に優れた車両用灯具の提供を図る。【解決手段】第２リフレクタ１３がヒートシンク部材２０と一体成形されていて、該第２リフレクタ１３自体が放熱機能を備えているので、半導体型光源１０の発光による輻射熱によって昇温しても、該第２リフレクタ１３自体の放熱作用に加えてヒートシンク部材２０の放熱作用によって効率的に放熱することができ、該第２リフレクタ１３の熱変形や組付け誤差による配光性能の悪化が回避される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体型光源と、
この半導体型光源を覆い、該半導体型光源から射出された光を所定の方向に向けて反射させる第１リフレクタと、
該第１リフレクタからの反射光を灯具前方に向けて反射させる第２リフレクタと、
これら半導体型光源と第１リフレクタおよび第２リフレクタが集約的に配設されたヒートシンク部材と、を備え、
少くとも前記第２リフレクタが、前記ヒートシンク部材と一体成形されていることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記ヒートシンク部材の第２リフレクタとの連設部分には、配光パターンの上縁に所定形状のカットオフラインを形成するシェードが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項３】
前記半導体型光源と第１リフレクタと第２リフレクタとで１組の光源ユニットが構成され、この光源ユニットの複数組が前記１つのヒートシンク部材に併設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のヘッドランプやリヤコンビネーションランプ等に用いられる車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ヘッドランプ等の車両用灯具の光源として、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの自発光半導体型光源が用いられている。
【０００３】
このような半導体型光源は、その光を所定の方向に反射させるリフレクタと共に光源ユニットを構成して、ハウジングとアウターレンズとで構成する灯室内に配設される（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２０７２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両用灯具の光源に用いられる半導体型光源は照明効果を高めるために高輝度化が進められて来ており、この高輝度化に伴って発熱量も大きくなっている。この半導体型光源の温度上昇を抑える措置として、放熱性の良好な金属材料からなるヒートシンク部材を用いて、このヒートシンク部材を基台として半導体型光源とリフレクタとを集約的に配設することも行われている。
【０００５】
一方、リフレクタは、複雑な曲面の反射面を形成する上から、成形性のよい適宜の合成樹脂材をもって金型成形されているのが一般的である。
【０００６】
このような合成樹脂製のリフレクタを用いたものでも、半導体型光源の周囲を覆って配設されて、該半導体型光源の出射光を所定の方向に向けて反射させる第１リフレクタと、この第１リフレクタからの反射光を灯具前方に向けて反射させる第２リフレクタとを用いて、これら半導体型光源と第１リフレクタおよび第２リフレクタとで構成される光源ユニットを１つのヒートシンク部材に集約的に配設したものも提案されている。
【０００７】
ところが、前記第２リフレクタは、光源ユニットの光学的設計上、半導体型光源およびその周囲を覆う第１リフレクタから離間配置され、ヒートシンク部材からも比較的に大きく張り出して配設されるため、半導体型光源および第１リフレクタ周りと第２リフレクタ周りとでは、ヒートシンク部材による放熱効果に差が生じて、即ち、温度差が生じて第２リフレクタ周りが半導体型光源および第１リフレクタ周りよりも昇温する傾向にある。
【０００８】
このため、熱影響により前記第２リフレクタに微妙な反り変形や曲げ変形が生じて配光性能が低下する可能性があって、別途、変形防止手段の構成が求められる。また、このような熱影響とは別に、前記光学的設計を満足させるためには、第２リフレクタの組付精度を高くする必要があって、正確な位置決め手段の構成も求められる。
【０００９】
そこで、本発明はリフレクタの熱変形による配光性能の悪化や、リフレクタの組付け誤差に起因する配光性能の悪化を誘発することがなく、配光性能に優れた車両用灯具を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の車両用灯具にあっては、半導体型光源と、この半導体型光源を覆い、該半導体型光源から射出された光を所定の方向に向けて反射させる第１リフレクタと、該第１リフレクタからの反射光を灯具前方に向けて反射させる第２リフレクタと、これら半導体型光源と第１リフレクタおよび第２リフレクタが集約的に配設されたヒートシンク部材と、を備え、少くとも前記第２リフレクタが、前記ヒートシンク部材と一体成形されていることを主要な特徴としている。
【００１１】
前記半導体型光源の点灯による発熱で、該半導体型光源とこれを覆う第１リフレクタ周りは昇温するが、この昇熱はヒートシンク部材に直ちに伝達されて、該ヒートシンク部材により効率的に放熱される。
【００１２】
一方、第２リフレクタは前記半導体型光源の発光による輻射熱で昇温するが、該第２リフレクタ自体がヒートシンク部材と一体成形されていて放熱機能を備えているため、該第２リフレクタ周りも効率的に放熱される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第２リフレクタがヒートシンク部材と一体成形されていて、該第２リフレクタ自体が放熱機能を備えているので、半導体型光源の発光による輻射熱によって昇温しても、該第２リフレクタ自体の放熱作用に加えてヒートシンク部材の放熱作用によって効率的に放熱される。
【００１４】
この結果、第２リフレクタ自体の本質的な剛性材質による保形性とは別に、半導体型光源および第１リフレクタ周りとの温度差による熱影響で、該第２リフレクタが微妙に反り変形や曲げ変形することがなく、配光性能を向上することができる。
【００１５】
また、前述のように第２リフレクタがヒートシンク部材と一体成形されているため、該第２リフレクタの組付け誤差が生じる要因は全くなく、半導体型光源および第１リフレクタに対する第２リフレクタの位置精度を高くすることができて、この点からも配光性能を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を自動車のヘッドランプを例に採って図面と共に詳述する。
【００１７】
図１は本発明に係るヘッドランプにおける灯具ユニットを分解して示す斜視図、図２は図１に示した灯具ユニットの平面図、図３は図１に示した灯具ユニットの正面図、図４は図１に示した灯具ユニットの側面図、図５は図３のＡ−Ａ線を沿う断面図である。
【００１８】
図１〜図５に示す本実施形態のヘッドランプは、半導体型光源１０と、該半導体型光源１０の灯具前方側を覆って、該半導体型光源１０から射出された光を後ろ斜め上方に向けて反射させる凹型の反射面１２を有する第１リフレクタ１１と、該第１リフレクタ１１により反射された光を灯具前方に向けて反射させる凹型の反射面１４を有する第２リフレクタ１３と、半導体型光源１０で発生した熱を拡散するヒートシンク部材２０と、を備えている。
【００１９】
前記半導体型光源１０と第１リフレクタ１１および第２リフレクタ１３により光源ユニット１を構成し、これら半導体型光源１０，第１リフレクタ１１，第２リフレクタ１３が所定の光学的設計に基づいてヒートシンク部材２０に集約的に配設されて、該光源ユニット１とヒートシンク部材２０との組合せで灯具ユニット２が構成される。
【００２０】
そして、この灯具ユニット２が図外のランプハウジングとアウターレンズ（投影レンズ）とで形成される灯室内に配設されて、ヘッドランプが構成される。
【００２１】
前記半導体型光源１０は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）や有機ＥＬおよび無機ＥＬを含むエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）など、半導体に電圧を印加することによって得られるルミネッセンス（発光現像）を利用した光源である。
【００２２】
前記第１リフレクタ１１は、例えば光不透過性の合成樹脂材で形成され、該第１リフレクタ１１の内面にアルミ蒸着や銀塗装を施して前記反射面１２が形成される。
【００２３】
第１リフレクタ１１の反射面１２は、楕円または楕円を基本とする反射面、例えば、回転楕円面または楕円を基本とした自由曲面からなる。
【００２４】
この第１リフレクタ１１は図５に示すように、第１焦点Ｆ１と第２焦点Ｆ２とを備え、第１焦点Ｆ１から射出された光は該第１リフレクタ１１の反射面１２で反射されて第２焦点Ｆ２に集束する。
【００２５】
前記第１リフレクタ１１の第１焦点Ｆ１の位置またはその近傍位置に前記半導体型光源１０の発光部１０ａが配置される。これにより、半導体型光源１０から射出される光のうち、第１リフレクタ１１の反射面１２により反射された光は、該第１リフレクタ１１の第２焦点Ｆ２またはその近傍に集光される。
【００２６】
前記第２リフレクタ１３は、前記ヒートシンク部材２０の上端に前方斜め上方に向けて張り出して一体成形されている。
【００２７】
この第２リフレクタ１３は、ヒートシンク部材２０の略水平な平坦に形成された上端面２０ａの後縁から凹型に立設され、その内面に前記反射面１４が形成される。
【００２８】
第２リフレクタ１３の反射面１４は、該第２リフレクタ１３の内面にアルミ蒸着や銀塗装を施して形成される他、該第２リフレクタ１３の内面を研磨して鏡面に仕上げることによって反射面１４を形成することができる。
【００２９】
この第２リフレクタ１３の反射面１４は、図５に示すように放物線を基本とする自由曲面に形成され、焦点Ｆ３を有している。この焦点Ｆ３は前記第１リフレクタ１１の第２焦点Ｆ２に位置しており、これにより、第１リフレクタ１１の反射面１２で反射されて該第２焦点Ｆ２に集光される光が、反射面１４により平行光Ｌとして灯具前方に向けて反射される。
【００３０】
ヒートシンク部材２０は、熱伝導性のよい金属材料、例えばアルミダイカス製からなり、その背面には複数枚の縦形の放熱フィン２１が車幅方向に適宜等間隔に列設配置されている。
【００３１】
このヒートシンク部材２０は、前記半導体型光源１０，第１リフレクタ１１および第２リフレクタ１３を集約的に配置する基台を兼ねて、前記半導体型光源１０で発生した熱を放熱するもので、その背面には前述のように複数枚の縦形の放熱フィン２１が第２リフレクタ１３の背面の途中に亘って車幅方向に列設されている一方、前面は斜め上向きに傾斜して平坦に形成されて、第１リフレクタ取付面２２とされている。
【００３２】
この第１リフレクタ取付面２２の中央部分には、前記半導体型光源１０を取付けるための光源取付面２３が一段低く有段成形されている。
【００３３】
この光源取付面２３に前記半導体型光源１０の基板１０ｂを重合し、発光部１０ａを前向きにして図外のロケートピンおよびビスにより正確に位置決めして締結固定される。
【００３４】
また、この光源取付面２３には前記半導体型光源１０をほぼ全体的に覆う透明な保護カバー１０Ｃが、ロケートピン２７により位置決めされて図外のビスにより締結固定されている（図２参照）。
【００３５】
そして、この半導体型光源１０の灯具前方側を覆って、前記第１リフレクタ１１が第１リフレクタ取付面２２にロケートピン２５およびビス２６により正確に位置決めして締結固定される。
【００３６】
前記ヒートシンク部材２０の前面上側部、具体的には第１リフレクタ１１の上方部位には、半導体型光源１０の出射光の一部を遮蔽して配光パターンの上縁に所定形状のカットオフラインを形成するシェード２４が突出成形されている。このシェード２４の上縁のシェードエッジ２４ａ、つまり、シェード２４を形成する突起部と、前記略水平の平坦な上端面２０ａとが連設する隅角部は、前記第１リフレクタ１１の第２焦点Ｆ２、および第２リフレクタ１３の第３焦点Ｆ３の位置に略一致している。
【００３７】
本実施形態では、前記半導体型光源１０，第１リフレクタ１１，第２リフレクタ１３が１組の光源ユニット１として構成され、その２組の光源ユニット１，１Ａが前記１つのヒートシンク部材２０を基台として左右方向に併設されている。
【００３８】
即ち、一方の光源ユニット１は、前述のようにシェード２４によって、配光パターンの上縁に所定形状のカットオフラインが形成されるロービーム（すれ違い用ビーム）形成用の光源ユニットであり、他方の光源ユニット１Ａはシェード２４が無いハイビーム（走行用ビーム）形成用の光源ユニットとして構成される。
【００３９】
このハイビーム形成用の光源ユニット１Ａの第２リフレクタ１３Ａは、前記ロービーム形成用の光源ユニット１の第２リフレクタ１３よりも１回り小さい形状で、該第２リフレクタ１３と連設状態にしてヒートシンク部材２０と一体成形されている。
【００４０】
また、ハイビーム形成用の光源ユニット１Ａの半導体型光源１０Ａ，第１リフレクタ１１Ａ，第２リフレクタ１３Ａの反射面１４Ａの下縁位置は、ロービーム形成用の光源ユニット１の各対応部（１０，１１，１４）に対して、所定の光学的設計に基づいて上方、かつ、前方にずれた配置とされて所定の拡散配光パターンが得られるようにしている。
【００４１】
従って、このハイビーム形成用の光源ユニット１Ａが配設される第１リフレクタ取付面２２Ａ，光源取付面２３Ａおよび上端面２０ａは、ロービーム形成用の光源ユニット１が配設される各対応する取付面２２，２３および上端面２０ａに対して、上方、かつ、前方にずれた配置とされている。
【００４２】
このように、１つのヒートシンク部材２０を基台として、２組の光源ユニット１，１Ａを左右に併設して構成された灯具ユニット２は、該ヒートシンク部材２０と図外のランプハウジングとに跨って設けられたエイミングボルトとピボットとからなるエイミング機構により、前記灯室内に光軸調整可能に組付けられる。
【００４３】
以上の構成からなる本実施形態のヘッドランプにあっては、半導体型光源１０，１０Ａの点灯による発熱で、該半導体型光源１０，１０Ａとその灯具前方側を覆う第１リフレクタ１１，１１Ａ周りは昇温するが、この昇熱はヒートシンク部材２０に直ちに伝達されて、該ヒートシンク部材２０により効率的に放熱される。
【００４４】
一方、第２リフレクタ１３（１３Ａ）は前記半導体型光源１０（１０Ａ）の発光による輻射熱で昇温するが、該第２リフレクタ１３（１３Ａ）自体がヒートシンク部材２０と一体成形されていて放熱機能を備えているため、該第２リフレクタ１３（１３Ａ）自体の放熱作用に加えてヒートシンク部材２０の放熱作用によって効率的に放熱される。
【００４５】
この結果、第２リフレクタ１３（１３Ａ）自体の本質的な剛性材質による保形性とは別に、半導体型光源１０（１０Ａ）および第１リフレクタ１１（１１Ａ）周りとの温度差による熱影響で、該第２リフレクタ１３（１３Ａ）が微妙に反り変形や曲げ変形することがなく、配光性能を向上することができる。
【００４６】
また、前述のように第２リフレクタ１３（１３Ａ）がヒートシンク部材２０と一体成形されているため、該第２リフレクタ１３（１３Ａ）の組付け誤差が生じる要因は全くなく、半導体型光源１０（１０Ａ）および第１リフレクタ１１（１１Ａ）に対する第２リフレクタ１３（１３Ａ）の位置精度を高くすることができて、この点からも配光性能を高めることができる。
【００４７】
また、本実施形態では前記ヒートシンク部材２０と第２リフレクタ１３との連設部分にシェード２４が形成されていて、該ヒートシンク部材２０に直付けされた半導体型光源１０と、該シェード２４、および第２リフレクタ１３との位置精度が高められるため、配光パターンのカットオフラインのずれを回避することができる。
【００４８】
更に、本実施形態では、１つのヒートシンク部材２０を基台として併設された左右一対のロービーム形成用の光源ユニット１と、ハイビーム形成用の光源ユニット１Ａとにおける第２リフレクタ１３，１３Ａが、連設状態でヒートシンク部材２０に一体成形されていて、各光源ユニット１，１Ａにおける半導体型光源１０，１０Ａと、第１リフレクタ１１，１１Ａと、第２リフレクタ１３，１３Ａとの位置関係を一定に保って、かつ、光源ユニット１，１Ａ間の位置ずれを生起することなく両ユニットの組付け精度を高めることができるので、左右光源ユニット１，１Ａの配光パターンの位置ずれを防止して、両者の合成配光パターンの配光性能を高めることができる。
【００４９】
なお、前記実施形態では、第１リフレクタ１１，１１Ａを別体の合成樹脂製としているが、場合によって該第１リフレクタ１１，１１Ａもヒートシンク部材２０と一体成形することも可能である。
【００５０】
また、前記実施形態では、車両用ヘッドランプを例に採って説明したが、リヤコンビネーションランプに適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係るヘッドランプの灯具ユニットを分解して示す斜視図。
【図２】図１に示した灯具ユニットの平面図。
【図３】図１に示した灯具ユニットの正面図。
【図４】図１に示した灯具ユニットの側面図。
【図５】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【符号の説明】
【００５２】
１，１Ａ  光源ユニット
２  灯具ユニット
１０，１０Ａ  半導体型光源
１１，１１Ａ  第１リフレクタ
１２，１２Ａ  第１リフレクタの反射面
１３，１３Ａ  第２リフレクタ
１４，１４Ａ  第２リフレクタの反射面
２０  ヒートシンク部材
２４  シェード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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