(57)【要約】【課題】多くの光を出射する半導体光源を搭載しても明暗境界線の形状精度が低下しにくい車両用灯具を提供する。【解決手段】半導体発光素子を備える半導体光源１１と、半導体光源１１が搭載される金属製の支持部材２０と、を有し、支持部材２０には、半導体発光素子１１から出射される光の一部を遮るシェード部２１が支持部材２０と一体に形成されている、車両用灯具１が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子を備える光源と、
前記光源が搭載される金属製の支持部材と、を有し、
前記支持部材には、前記半導体発光素子から出射される光の一部を遮るシェード部が前記支持部材と一体に形成されており、
前記シェード部は、
第一水平部と、
前記第一水平部よりも下方に位置する第二水平部と、
前記第一水平部と第二水平部とを接続する傾斜部と、を有している、車両用灯具。
【請求項２】
前記シェード部は、前記車両用灯具の光軸と交差する方向に延びており、
前記シェード部の延びる方向と直交する断面において、前記シェード部の前記金属部の上方を向く上面部から前方を向く前面部にかけて形成される稜線は曲率半径０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下のラウンド形状とされている、請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項３】
前記支持部材は前記半導体発光素子から出射される光の一部を照射する投影レンズを機械的締結により支持している、請求項１または２に記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記投影レンズのフランジ部が、前記支持部材に支持されたレンズホルダ部材に固定されている、請求項３に記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記支持部材は、前記シェード部の前方かつ下方に、前記半導体発光素子から出射される光の一部を反射する反射面を有している、請求項１から４のいずれか一項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、車両用灯具およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１などにより、ロービーム配光パターンを形成可能な車両用灯具が知られている。ロービーム配光パターンは、略水平方向に延びるカットオフラインより上方には光を照射せず、車両のすれ違い時に用いられる配光パターンである。
【０００３】
このような車両用灯具は、ロービーム配光パターンのカットオフラインに対応する形状のシェード部材によって、光源から出射される光の一部を遮ることにより、カットオフラインより上方に光を照射しない配光パターンを形成している。
【０００４】
このロービーム配光パターンのカットオフラインには高い形状精度が求められる。このため、一般的には、樹脂の金型成形によりシェード部材を作製して、カットオフラインに対応する形状の精度を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２９４２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、車両用灯具の光源にＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）素子などの半導体素子を用いた半導体光源を採用することが一般的になってきている。近年では、２つあるいは１つの半導体発光素子あたりの出力が大きくなってきている。例えば、以前では必要な明るさを得るために３つの半導体光源を灯具ユニットに搭載していたところ、将来的には２つあるいは１つの半導体光源を灯具ユニットに搭載すれば十分な明るさを確保できるようになる見込みである。このため、１つの灯具ユニットに搭載される半導体光源の数を少なくしてコンパクトに構成しつつ、高い照度が得られる車両用灯具ユニットが提案されてきている。
【０００７】
車両用灯具ユニットには、多くの光を出射できる半導体光源を搭載すると視認性の高い灯具ユニットが得られるので、高出力の半導体光源を搭載したいという要求がある。しかし、該半導体光源の発光強度の増加に伴い、半導体光源の近くに配置される樹脂製のシェード部材が熱により変形する虞があり、カットオフラインなどの明暗境界線の形状精度が低下してしまう虞がある。
そこで本発明は、多くの光を出射する半導体光源を搭載しても明暗境界線の形状精度が低下しにくい車両用灯具およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、  半導体発光素子を備える光源と、
前記光源が搭載される金属製の支持部材と、を有し、
前記支持部材には、前記半導体発光素子から出射される光の一部を遮るシェード部が前記支持部材と一体に形成されており、
前記シェード部は、
第一水平部と、
前記第一水平部よりも下方に位置する第二水平部と、
前記第一水平部と第二水平部とを接続する傾斜部と、を有している、車両用灯具が提供される。
【０００９】
本発明に係る車両用灯具によれば、シェード部が金属製の支持部材と一体に形成されている。シェード部が半導体光源から出射された光を吸収して熱が生じても、この熱は速やかに支持部材のうちシェード部以外の部分に伝えられ、シェード部が高温になりにくい。シェード部が熱により変形することを抑制できるので、シェード部の形状が投影されて形成される明暗境界線の形状精度が低下しにくい。なお、光の一部を遮る、とは、シェード部に向かう光の直進を遮ることを言い、シェード部が光を吸収することによって光の直進を遮る、あるいは、シェード部が光を反射することによって光の直進を遮ってもよい。
【００１０】
上記本発明において、前記シェード部は、前記支持部材から連続する金属部と、前記金属部の上に形成されたアンダーコート層と、前記アンダーコート層の上に形成された金属膜とを備えている。
【００１１】
本発明に係る車両用灯具によれば、支持部材から連続する金属部にアンダーコート層を介して金属膜が形成されているので、形状精度の高い明暗境界線を形成することができる。アンダーコート層を設けることにより、シェード部の表面が平滑になるため、シェード部で散乱することが防止され、反射光を光学的に利用しやすくなる。また、光の利用効率を高められるとともに、グレア光が生じることを効果的に防止できる。
【００１２】
上記本発明において、
前記シェード部は、前記車両用灯具の光軸と交差する方向に延びており、
前記シェード部の延びる方向と直交する断面において、前記シェード部の前記金属部の上方を向く上面部から前方を向く前面部にかけて形成される稜線は曲率半径０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下のラウンド形状とされていてもよい。
【００１３】
本発明に係る車両用灯具によれば、シェード部の金属部をバリが生じない作り方で簡単に作ることができるので、形状精度が高い。
【００１４】
上記本発明において、前記アンダーコート層は、光重合開始剤を含む紫外線硬化型樹脂であってもよい。
【００１５】
本発明に係る車両用灯具によれば、アンダーコート層をなす紫外線効果樹脂は紫外線を照射すると直ちに硬化するので、樹脂が垂れ下がる前に所望の形状にアンダーコート層を形成することができる。これにより、形状精度の高い明暗境界線を形成可能なシェード部を形成することができる。
【００１６】
上記本発明において、
前記シェード部は、
第一水平部と、
前記第一水平部よりも下方に位置する第二水平部と、
前記第一水平部と第二水平部とを接続する傾斜部と、を有し、
前記傾斜部と前記第二水平部との接続部をなす前記金属部の上部には、下方に向かって窪んだ凹部が設けられていてもよい。
【００１７】
本発明に係る車両用灯具によれば、アンダーコート層をなす樹脂がたまりやすい傾斜部と第二水平部との接続部に凹部を設けておくことで、垂れ下がった樹脂を凹部に収容させて、形状精度の高い明暗境界部を形成することができる。
【００１８】
上記本発明において、前記シェード部の周囲の前記支持部材には金型痕が形成されていてもよい。
【００１９】
本発明に係る車両用灯具によれば、シェード部の形状を形成する金型と、シェード部以外の支持部材の形状を形成する金型とを組み合わせて支持部材が製造される。すなわち、シェード部の形状のみが異なる複数種類の車両用灯具を安価に提供することができる。このように金型を組み合わせて支持部材を形成する場合には、金型と金型の境界に相当するシェード部の周囲の支持部材に金型の痕跡が形成される。
【００２０】
また、本発明によれば、
上記車両用灯具の金属製の支持部材の製造方法であって、
前記支持部材の形状をなすキャビティを形成するように複数の金型を用意する工程と、
前記キャビティへ金属を入れて前記金属を固め、前記シェード部と一体の前記支持部材を取り出す工程を有し、
複数の前記金型は、前記シェード部に金型の分割線が位置しないように、配置されている、車両用灯具の支持部材の製造方法が提供される。
【００２１】
本発明に係る製造方法によれば、シェード部にバリが生じないので、バリ取り作業が不要になる。
【００２２】
上記本発明に係る製造方法において、
前記金型は曲率半径０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下のラウンド形状部を有し、前記ラウンド形状部の形状を転写して前記シェード部を形成してもよい。
【００２３】
本発明に係る製造方法によれば、シェード部にバリが生じることを防止でき、また、形状精度のばらつきが生じにくい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る車両用灯具によれば、多くの光を出射する半導体光源を搭載しても明暗境界線の形状精度が低下しにくい車両用灯具およびその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第一実施形態に係る車両用灯具の断面図である。
【図２】車両用灯具が形成するロービーム配光パターンを示す図である。
【図３】シェード部の正面図である。
【図４】支持部材を金型成型する際の金型の配置図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係る車両用灯具の断面図である。
【図６】本発明の第三実施形態に係る車両用灯具の断面図である。
【図７】本発明の第四実施形態に係る車両用灯具の灯具ユニットの側断面図である。
【図８】図８は図７のＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】図９は図７のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１０】図７に示した支持部材の一部拡大図である。
【図１１】本発明の第四実施形態に係る車両用灯具が形成する配光パターンを示す図である。
【図１２】参考例に係る製造方法を示す金型の配置図である。
【図１３】好ましい製造方法に係る金型の配置図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
＜第一実施形態＞
以下、本発明の一実施形態に係る車両用灯具について、図１から図３を参照して詳細に説明する。
【００２７】
（全体構成）
本実施形態に係る車両用灯具１は、すれ違い時に照射するロービーム配光パターンを照射可能な車両用灯具である。図１は、本発明の第一実施形態に係る車両用灯具の断面図である。
【００２８】
図１に示すように、車両用灯具１は、前方が開口したハウジング２と、透明樹脂により形成された素通し状のアウタレンズ３とを備えている。アウタレンズ３は、ハウジング２の開口を覆うようにハウジング２に取り付けられて、その内部に灯室Ｓが形成されている。灯室Ｓには、灯具ユニット１０が設けられている。
【００２９】
灯具ユニット１０は、半導体発光素子の一例であるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）素子を備えた半導体光源１１と、リフレクタ１２と、投影レンズ１３と、支持部材２０とを備えている。
【００３０】
支持部材２０は略直方体状の金属製の部材である。支持部材２０の上面には、半導体光源１１やリフレクタ１２が取り付けられている。また、支持部材２０の前面には、投影レンズ１３が固定されるレンズ支持部材１４が取り付けられている。支持部材２０の下部にはヒートシンクとして機能するフィン２２が設けられている。フィン２２は、支持部材２０と同一の材料で支持部材２０と一体的に形成されている。
【００３１】
支持部材２０の上面において、半導体光源１１と投影レンズ１３の間には、支持部材２０と一体にシェード部２１が設けられている。シェード部２１は、半導体光源１１から出射された直接光の一部および半導体光源１１から出射されてリフレクタ１２で反射された反射光の一部を遮る。
【００３２】
半導体光源１１の半導体発光素子は、その発光面が上方を向く姿勢で、回路基板を介して支持部材２０の上面に搭載されている。なお、半導体発光素子としてＬＥＤ素子のほかに、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）素子やＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子などを採用してもよい。
【００３３】
リフレクタ１２は、支持部材２０の上面であって半導体光源１１の後方に取り付けられている。リフレクタ１２の内周面には、略回転楕円面状の反射面が形成されている。リフレクタ１２の回転楕円面の第一焦点またはその近傍に半導体光源１１が配置され、回転楕円面の第二焦点またはその近傍にシェード部２１の稜線２１ａが配置されている。
【００３４】
投影レンズ１３は、前面が凸曲面、後面が平坦面の、平凸レンズである。投影レンズ１３の後方側焦点が、シェード部２１の稜線２１ａまたはその近傍に位置されている。
【００３５】
半導体光源１１から出射された光の一部は、リフレクタ１２によって反射されてシェード部２１の稜線２１ａの近傍に集光される。シェード部２１の稜線２１ａの近傍に集光された光は、投影レンズ１３によって上下左右が反転されながら灯具前方に照射される。このとき、シェード部２１によって光の一部が遮られるので、灯具ユニット１０が灯具前方に形成する配光パターンには、シェード部２１に起因する暗部が形成される。
【００３６】
図２は、灯具の２５ｍ前方に設けた仮想スクリーンに投影した車両用灯具１が形成する配光パターンを示す図である。図２に示したように、本実施形態に係る車両用灯具１は、カットオフラインＣＬを上辺に有するロービーム配光パターンを形成する。このカットオフラインＣＬは、シェード部２１の稜線２１ａに対応する形状となる。
【００３７】
（効果）
ところで、シェード部２１は、回転楕円面状のリフレクタ１２の第二焦点の近傍に位置するので、リフレクタ１２からの反射光が集中し、反射光のエネルギーを吸収して高温になりやすい。高温になってシェード部２１が変形してしまうと、シェード部２１の形状が投影されて形成されるカットオフラインＣＬの形状が乱れてその形状精度が低下してしまう。例えば、シェード部２１が変形して稜線に凸凹が形成されてしまった場合には、図２のカットオフラインＣＬに凹凸が生じてしまう。このような問題は、特に高出力のＬＥＤ素子を採用した場合に顕著となる。また、１つの半導体光源で配光パターンを構成する車両用灯具においては、高出力のＬＥＤ素子を搭載するため、この問題がより顕著となる。
【００３８】
ところが、本実施形態に係る車両用灯具１によれば、このシェード部２１は金属製の支持部材２０と一体（ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ）に形成されている。このため、シェード部２１に生じた熱が支持部材２０の他の部位に伝わりやすく、シェード部２１が高温になることが抑制される。このため、多くの光を出射できる半導体光源１１を搭載しても、シェード部２１が変形しにくいため、明暗境界線の形状精度が低下しにくい。また、シェード部２１自体も支持部材と同一の金属製であるため、高温になっても変形しにくい。
【００３９】
また、シェード部２１を支持部材２０と一体化したので、従来のようにシェード部材と支持部材を別体で形成してから両者を組み合わせる場合と比べて、組み付け誤差が生じない。このため、本実施形態によれば、形状精度の高いカットオフラインＣＬを形成可能な車両用灯具１が提供される。
【００４０】
また、シェード部２１が支持部材２０と同じ金属で形成されるため、従来のようにシェード部材を樹脂で形成する場合と比べて耐熱性が高い。このため、太陽光が投影レンズ１３を介してシェード部２１近傍で集光し、シェード部２１が損傷してしまう、いわゆる溶損を回避できる。
【００４１】
また、本実施形態に係る車両用灯具１によれば、ヒートシンクとして機能するフィン２２が支持部材２０と一体に形成されている。このため、シェード部２１で生じた熱は金属製の支持部材２０を介して速やかにフィン２２に伝わり、フィン２２から効率よく放散される。
【００４２】
（シェード部の詳細）
図３（ａ）は、本実施形態に係る車両用灯具１のシェード部２１の灯具前方からから見た模式図である。図３（ａ）に示したように、シェード部２１は、金属部３１と、アンダーコート層３２と、金属膜３３とにより形成されている。
【００４３】
金属部３１は、本実施形態ではアルミニウム製である。金属部３１は、支持部材２０から連続的に形成された部位である。金属部３１の上面にアンダーコート層３２が形成されている。さらにこのアンダーコート層３２の上面に金属膜３３が形成されている。
このアンダーコート層３２の厚みは、５μｍ以上５０μｍ以下とすることができる。アンダーコート層３２の厚みが５μｍ未満では、その上面に形成する金属膜３３の表面が十分に平滑にならない虞がある。アンダーコート層３２の厚みが５０μｍより大きいと、その上面に形成する金属膜３３にクラックが生じる虞がある。なお、図３では、アンダーコート層３２および金属膜３３の厚みを誇張して描いている。
金属膜３３の厚みは、２５ｎｍ以上１μｍ以下とすることができる。金属膜３３の厚みが２５ｎｍ未満では、均一に金属膜３３を形成することが困難である。金属膜３３の厚みが１μｍより大きいと、金属膜３３にクラックが生じる虞がある。
【００４４】
支持部材２０は、フィン２２や、半導体光源１１の取付部やリフレクタ１２の取付部など各種の取付部を備えた複雑な形状をしている。このため、製造の容易さという観点においては、鋳造で製造することが好ましい。しかし、支持部材２０を鋳造で製造すると、その表面粗さが大きくなってしまいやすい。このため、くっきりとした直線状の明暗境界線を得たい場合には、シェード部２１を鋳造で形成すると不都合である。
【００４５】
そこで本実施形態においては、まず、シェード部２１の金属部３１を含めて支持部材２０を鋳造で形成する。さらに、鋳造で生じた金属部３１上の微小な凹凸を樹脂のアンダーコート層３２で埋めて、その上面を平坦面とする。さらに、この平坦なアンダーコート層３２の上面に蒸着やめっきなどによって金属膜３３を形成している。これにより、金属膜３３の上面が平坦となり、この金属膜３３の平坦な上面がなすシェード部２１の稜線２１ａが投影レンズ１３によって灯具前方に投影されて、くっきりとした直線状の明暗境界線が得られる。
また、アンダーコート層３２を設けることにより、シェード部２１の表面が平滑となるため、シェード部２１で反射された光が散乱することを効果的に防止することができ、シェード部２１で反射された光を光学的に利用しやすくなる。このため、アンダーコート層３２を設けることにより、光の利用効率を高めることができ、かつ、グレア光が生じることを効果的に防止できる。
【００４６】
このように、シェード部２１以外の支持部材２０を鋳造で形成し、形状精度の要求されるシェード部２１は、鋳造品の表面にアンダーコート層３２を介して金属膜３３を蒸着で形成することが好ましい。これにより、形状精度の高いカットオフラインＣＬを形成できるシェード部２１を有する支持部材２０を低コストで提供できる。
【００４７】
（シェード部の樹脂溜まり）
また、図３（ａ）に示したように、シェード部２１は、第一水平部４１と、第一水平部４１よりも下方に位置する第二水平部４２と、第一水平部４１と第二水平部４２とを接続する傾斜部４３とを備えている。第二水平部４２と傾斜部４３との接続部をなす金属部３１の上部には、下方に向かって窪んだ凹部４４が設けられている。この凹部４４の谷部は、第二水平部４２をなす水平な金属部３１の部分よりも下方に位置する。なお、凹部４４は図示した形状に限らず、溝形状、スリット形状などであってもよい。
【００４８】
アンダーコート層３２を形成する樹脂（以降、アンダーコート剤と呼ぶ）は、第一水平部４１をなす金属部３１の上面や第二水平部４２をなす金属部３１の上面、傾斜部４３をなす金属部３１の上面に塗布される。傾斜部４３をなす金属部３１の上面に塗布されたアンダーコート剤は、硬化するまでの間に、傾斜部４３をなす金属部３１に沿って下方に流れ落ちやすい。このため、傾斜部４３をなす金属部３１の下部から第二水平部４２をなす金属部３１の上面にかけてアンダーコート剤がたまりやすい。
【００４９】
図３（ｂ）は、金属部３１Ａに凹部を設けずに形成したシェード部２１Ａを示す図３（ａ）と同様の図である。図３（ｂ）に示すように、シェード部２１Ａは、傾斜部４３Ａをなす金属部３１Ａと第二水平部４２Ａをなす金属部３１Ａとを、凹部を設けずに、カットオフラインＣＬの形状に合せて形成している。
このような形状の金属部３１Ａにアンダーコート剤を塗布した場合には、硬化するまでの間に、傾斜部４３Ａをなす金属部３１Ａの下部から第二水平部４２Ａをなす金属部３１Ａの上面にかけてアンダーコート剤がたまってしまう。その結果、傾斜部４３Ａの傾きと、第二水平部４２Ａからの傾斜部４３Ａの立ち上がり位置が、金属部３１Ａの上面が形成する形状からずれてしまう。より具体的には、傾斜部４３Ａの立ち上がりの角度が小さくなったり、傾斜部４３Ａの立ち上がり位置が図の左方にずれてしまいやすい。このように、所望の形状のシェード部２１Ａが得られない場合がある。
【００５０】
そこで、図３（ａ）に示したように、本実施形態に係る車両用灯具１のシェード部２１には、傾斜部４３をなす金属部３１と第二水平部４２をなす金属部３１との間に凹部４４が設けられている。硬化するまでの間に下方に流れ落ちたアンダーコート剤は凹部４４にたまるので、結果的に、傾斜部４３の上面と第二水平部４２の上面とが所望の角度をもって交わる形状となり、所望の形状のシェード部２１が得られる。
【００５１】
なお、凹部４４は第二水平部４２から傾斜部４３にむかって徐々に深く落ち込むように形成することが好ましい。本実施形態では、図３の（ａ）に示したように、この凹部４４は、傾斜部４３の面を延長した平面と、第二水平部４２から谷部に向かってゆるやかに下がる曲面とによって形成されている。つまり、凹部４４をなす底面のうち、第二水平部４２に近い側の底面と第二水平部４２の上面との距離ｔ１は、傾斜部４３に近い側の底面と第二水平部４２の上面との距離ｔ２よりも、小さく設定されている。
アンダーコート剤を金属部３１に塗布してから硬化するまでの間に、アンダーコート剤は重力によって、アンダーコート剤は傾斜部４３に沿って凹部４４に向かって垂れ下がるが、第二水平部４２からは凹部４４に向かっては流れ込みにくい。つまり、凹部４４に流れ込むアンダーコート剤の量について、傾斜部４３に近い側には多くのアンダーコート剤が流れ込むが、第二水平部４２に近い側には多くのアンダーコート剤が流れ込みにくい。そのため、凹部４４を上記の形状に形成すれば、凹部４４の傾斜部４３側にアンダーコート剤がたまる空間が大きく確保されるので、アンダーコート層３２の上面が所望の形状になるようにアンダーコート剤を硬化させやすく、好ましい。
【００５２】
また、アンダーコート層３２は光重合開始剤を含む紫外線硬化性樹脂で形成することが好ましい。例えば、紫外線硬化性樹脂としてアクリル系紫外線硬化樹脂を挙げることができる。
【００５３】
本実施形態とは異なり、アンダーコート剤に熱硬化型樹脂を用いた場合には、加熱炉の中で一定時間をかけて樹脂を硬化させる必要がある。熱硬化型樹脂が硬化する前に、重力によって該樹脂が垂れてしまい、その上に均一な膜厚で金属膜を形成すると、金属膜の上面で形成する明暗境界線の形状精度が低下する虞がある。
しかし、紫外光によって重合が開始される光重合開始剤を含む紫外線硬化型樹脂をアンダーコート剤に用いた場合には、紫外線を照射すると直ちに硬化する。このため、紫外線硬化型樹脂が硬化する前に垂れにくく、明暗境界線の形状精度が低下しにくい。
【００５４】
（複数の金型を組み合わせて支持部材を形成する）
なお、支持部材２０を鋳造する場合には、シェード部２１を形成する金型と、シェード部２１以外の部位を形成する金型とを組み合わせて用いることが好ましい。
仕向け地が道路の左側を走行する地域である車両用灯具と、仕向け地が道路の右側を走行する地域である車両用灯具では、求められるロービーム配光パターンの形状が異なる。このように、異なる形状のロービーム配光パターンを形成するために、シェード部２１についてもそれぞれ異なる形状が求められる。しかし、求められるロービーム配光パターンの形状が異なっている車両用灯具でも、シェード部２１以外の部位については、共通している。そこで、シェード部２１のみの形状が異なる複数種類の車両用灯具を、シェード部２１以外の部位を形成する金型を共通して用いることで、安価に提供することができる。
【００５５】
図４は、支持部材２０を金型成型するときの金型の配置を示す模式図である。本実施形態では、上金型５１と下金型５２とを組み合わせて、支持部材２０に対応する形状のキャビティ５３を形成する。キャビティ５３に溶融金属を注入し、固化した後に上金型５１と下金型５２とを開き、支持部材２０を取り出す。
このような金型において、上金型５１は、交換金型５４を装着可能な装着部５１ａを備えている。交換金型５４は、シェード部２１を形成する部位５４ａを備えている。例えば、部位５４ａの形状が異なる複数種類の交換金型５４を用意しておき、所望の形状の部位５４ａを有する交換金型５４を装着部５１ａに嵌め込んで金型成型することにより、所望の形状のシェード部２１を有する支持部材２０を作製できる。
このような方法によれば、複数種類の形状のシェード部２１を形成する際に、上金型５１そのものを複数種類用意する必要がなく、複数種類の支持部材を安価に提供できる。
【００５６】
なお、このように、シェード部２１を形成する交換金型５４とシェード部２１以外の部位を形成する上金型５１とを組み合わせて支持部材２０を形成した場合には、シェード部２１の周囲の支持部材２０に、組み合わせた金型５１，５４の隙間に起因する金型痕２１ｂ（図１参照）が形成される。金型痕２１ｂとは、金型同士の隙間に起因する突起や段差などである。
【００５７】
＜第二実施形態＞
なお、上述した第一実施形態では、リフレクタと投影レンズを用いたいわゆるＰＥＳ光学系の車両用灯具に本発明を適用した例を説明したが、本発明はこれに限れらない。次に説明する第二実施形態は、本発明をいわゆる直射光学系の車両用灯具に適用した例である。第一実施形態と共通する第二実施形態の部材については、同じ符号を付してその説明は省略する。
【００５８】
図５は、本発明の第二実施形態に係る車両用灯具１００の模式図である。
図５に示したように、本実施形態に係る車両用灯具１００は、半導体光源１１と、投影レンズ１３と、支持部材１２０を備えている。
【００５９】
支持部材１２０は、前方を向く搭載面１２３と、この搭載面１２３よりも前方に位置し、灯具下方から灯具上方へ突き出したシェード部１２１と、搭載面１２３の反対側に設けられたフィン１２２を備えている。シェード部１２１およびフィン１２２は、金属製の支持部材１２０と一体に形成されている。
【００６０】
半導体光源１１は、発光面が前方を向く姿勢で支持部材１２０の搭載面１２３に搭載されている。投影レンズ１３は、支持部材１２０の前側で支持部材１２０に支持されている。投影レンズ１３は、その後方側焦点が半導体光源１１の近傍に位置するように、配置されている。
【００６１】
半導体光源１１から出射された光は、投影レンズ１３を介して灯具前方に出射される。半導体光源１１から出射された光の一部は、シェード部１２１によって遮られる。これにより、灯具の前方に暗部を有する配光パターンが形成される。
【００６２】
本実施形態においても、シェード部１２１が支持部材１２０と一体に形成されているので、上述した第一実施形態と同様に、シェード部１２１が半導体光源１１から出射される光から大きな熱量を吸収しても、シェード部１２１から支持部材１２０の他の部位に速やかに熱が伝わり、シェード部１２１が高温になりにくい。また、シェード部１２１が金属製なので、高温になっても変形しにくい。このため、明暗境界線の形状精度が低下しにくい。また、太陽光が投影レンズ１３を介してシェード部１２１に集光しても、シェード部１２１が金属製なので、溶損が起こりにくい。
【００６３】
＜第三実施形態＞
上述した第一実施形態と第二実施形態では、いわゆるＰＥＳ光学系の車両用灯具および直射光学系の車両用灯具に本発明を適用した例を説明したが、本発明はこれらに限られない。次に説明する第三実施形態は、本発明をいわゆるパラボラ光学系の車両用灯具に適用した例である。以降の説明において、第一実施形態と共通する第三実施形態の部材については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００６４】
図６は、本発明の第三実施形態に係る車両用灯具２００の模式図である。
図６に示したように、本実施形態に係る車両用灯具２００は、半導体光源１１と、リフレクタ２１２と、支持部材２２０とを備えている。支持部材２２０は略直方体状の金属製の部材である。
半導体光源１１は、発光面を上方を向けた姿勢で支持部材２２０の上面に搭載されている。リフレクタ２１２は、半導体光源１１の後方で支持部材２２０の上面に取り付けられている。リフレクタ２１２の内周面は、略回転放物面形状の反射面とされている。半導体光源１１は、リフレクタ２１２の回転放物面の焦点近傍に位置されている。
【００６５】
このパラボラ光学系の車両用灯具２００では、リフレクタ２１２によって配光パターンのカットオフラインが形成される。シェード部２２１は、半導体光源１１から出射された光のうち、リフレクタ２１２に向かわずに、灯具の外部へ直接向かう光を遮る。
【００６６】
上述した第一実施形態および第二実施形態と同様に、本実施形態においても、シェード部２２１が支持部材２２０と一体に形成されているので、シェード部２２１が半導体光源１１から出射された光から大きな熱量を吸収しても、シェード部２２１から支持部材２２０の他の部位に速やかに熱が伝わり、シェード部２２１が高温になりにくい。また、シェード部２２１が金属製なので、高温になっても変形しにくい。このため、シェード部２２１で反射された光が意図しない方向に散乱することが抑制される。
【００６７】
＜第四実施形態＞
次に、図７から図１３を用いて、本発明の第四実施形態に係る車両用灯具３００を説明する。図７は第四実施形態に係る車両用灯具３００の灯具ユニット３１０の側断面図である。図８は図７のＢ−Ｂ線断面図である。図９は図７のＣ−Ｃ線断面図である。図８および図９には、支持部材３２０のみを示している。
【００６８】
図７に示すように、灯具ユニット３１０は、金属製の一体成形された支持部材３２０と、支持部材３２０に取り付けられたリフレクタ３１２と、支持部材３２０に取り付けられたレンズホルダ３１４と、支持部材３２０にレンズホルダ３１４を介して取り付けられた投影レンズ３１３と、を有している。
【００６９】
支持部材３２０は、半導体発光素子３１１が搭載される光源取付部３２１と、光源取付部３２１より前方に設けられた水平カットライン形成部３２２（シェード部）と、光源取付部３２１より下方に設けられた放熱フィン部３２３と、光源取付部３２１より後方に設けられたリフレクタ支持部３２４と、水平カットライン形成部３２２より前方に設けられたホルダ取付部３２５と、を有している。
光源取付部３２１の上面には、発光面が上方を向く姿勢で半導体発光素子３１１が搭載されている。
【００７０】
支持部材３２０の後端には、上方に向かって開口する筒状のリフレクタ支持部３２４が設けられている。リフレクタ３１２は、このリフレクタ支持部３２４の開口に軸部３１２ａを差し込むことにより、支持部材３２０に固定されている。
【００７１】
リフレクタ３１２は、半導体発光素子３１１の発光面を覆う姿勢でリフレクタ支持部３２４に固定されている。リフレクタ３１２の内面には、略回転放物面の主反射面３１２ｂと、主反射面３１２ｂの前部に設けられた副反射面３１２ｃとが設けられている。
【００７２】
投影レンズ３１３は、その後面に固定されたレンズホルダ３１４を介して、支持部材３２０に固定されている。投影レンズ３１３の後端には径方向に延びるフランジ部３１３ａが設けられている。フランジ部３１３ａの後面は、レンズホルダ３１４の前面に溶着や接着などにより連結されている。
【００７３】
支持部材３２０は、その前端部に、円板状のホルダ取付部３２５を一体的に備えている（図９参照）。このホルダ取付部３２５には、前方に開口するねじ孔３２５ａが設けられている（図９参照）。レンズホルダ３１４は、このねじ孔３２５ａにネジ３２５ｂを嵌め込むことにより、ホルダ取付部３２５に固定されている（図７参照）。
【００７４】
支持部材３２０の上面には、半導体発光素子３１１へ電力を供給する給電用アタッチメント（図示せず）が搭載される。図８に示すように、支持部材３２０の上面には、給電用アタッチメントを取り付けるための給電アタッチメント取付ねじ孔３２６と、位置決めピン３２７が設けられている。位置決めピン３２７は、支持部材３２０の上面から上方に向かって突出し、給電用アタッチメントを支持部材３２０に対して位置決めする。
【００７５】
このような第四実施形態に係る車両用灯具３００によっても、リフレクタ３１２の回転放物面の主反射面３１２ｂによって、水平カットライン形成部３２２およびその周囲に光が集まる。しかし、水平カットライン形成部３２２に発生した熱が、水平カットライン形成部３２２および放熱フィン部３２３を一体に備える支持部材３２０によって拡散され、水平カットライン形成部３２２が高温になることが防止される。
【００７６】
図１０は、図７に示した支持部材３２０の水平カットライン形成部３２２周辺の拡大図である。図１０に示すように、水平カットライン形成部３２２は、支持部材３２０のうち、灯具の上方を向く上面部３２２ａと、灯具の前方を向く前面部３２２ｂとが形成する稜線により形成されている。上面部３２２ａは、光源取付部３２１より前方に位置する平坦な部位である。この上面部３２２ａには左右方向に段差が設けられている。前面部３２２ｂは、上面部３２２ａから稜線を介して連続する部位である。
水平カットライン形成部３２２は、投影レンズ３１３の後方焦点群に対応するように後方に向かって凹んだ円弧状に形成されている。また、上面部３２２ａの段差に応じて、この水平カットライン形成部３２２にも段差が形成されている。
この円弧状の水平カットライン形成部３２２は、図７で示したように、前後方向を向く車両用灯具３００の光軸と交差する方向に延びている。この水平カットライン形成部３２２の延びる方向と直交する断面において、水平カットライン形成部３２２の金属部の上方を向く上面部３２２ａから前方を向く前面部３２２ｂにかけて形成される稜線は曲率半径０．１ｍｍ以上１．０ｍのラウンド形状とされている。なお、水平カットライン形成部３２２の金属部の表面に、第一実施形態で説明したようにアンダーコート層および金属膜などを設けてもよい。
【００７７】
水平カットライン形成部３２２の下方には、ＯＨＳ形成部３２８が設けられている。ＯＨＳ形成部２３８は、標識を認識しやすくするためのＯＨＳ（Ｏｖｅｒ  Ｈｅａｄ  Ｓｉｇｎ）配光パターンを形成する。
ＯＨＳ形成部３２８は、第一反射面３２８ａと第二反射面３２８ｂとを備えている。第一反射面３２８ａは第二反射面３２８ｂより大きな反射面である。第一反射面３２８ａおよび第二反射面３２８ｂは、水平カットライン形成部３２２よりも前方かつ下方に設けられている。第一反射面３２８ａは第二反射面３２８ｂよりも下方に設けられている。第一反射面３２８ａは第二反射面３２８ｂよりも前方に設けられている。第二反射面３２８ｂは、正面から見て、半導体発光素子３１１を通過する中心線よりも側方に偏った位置に設けられている。図示の例では、第二反射面３２８ｂは、右方に偏った位置に設けられている。
【００７８】
図１１は、車両用灯具３００が形成する配光パターンを示す図である。図１１は、車両用灯具３００の前方２５ｍの地点に垂直に設置された仮想スクリーンを灯具側から見た図である。
【００７９】
半導体発光素子３１１から出射されリフレクタ３１２の主反射面３１２ｂで反射された光は、その一部が水平カットライン形成部３２２で遮られながら、投影レンズ３１３に入射する。投影レンズ３１３は、この光を灯具前方に向かって照射し、ロービーム配光パターンＬを形成する。
【００８０】
半導体発光素子３１１から出射されリフレクタ３１２の副反射面３１２ｃで反射された光は、第一反射面３２８ａおよび第二反射面３２８ｂに入射する。第一反射面３２８ａおよび第二反射面３２８ｂは、この光を投影レンズ３１３に向かって反射させる。投影レンズ３１３は、この光を灯具前方に向かって照射し、ＯＨＳ配光パターンを形成する。
【００８１】
ＯＨＳ形成部３２８は、車両前方の水平線よりも上方に光を照射して、ＯＨＳ配光パターンを形成する。
本実施形態では、第一反射面３２８ａは水平線より２〜４度上方の第一領域Ａ１に光を照射し、第二反射面３２８ｂは水平線上の第二領域Ａ２に光を照射する。
なお、本実施形態では、第一反射面３２８ａと第二反射面３２８ｂとがそれぞれ離間して設けられた例を説明したが、第一反射面３２８ａと第二反射面３２８ｂとを連続して形成してもよい。
【００８２】
次に、図１２および図１３を用いて、第四実施形態に係る支持部材３２０の好ましい製造方法、特に金型を使った支持部材３２０の成型方法を説明する。図１２は、参考例に係る製造方法を示す金型の配置図である。図１３は、好ましい製造方法に係る金型の配置図である。
本実施形態のように複雑な形状の支持部材３２０は、例えば３つの金型を用いて、金型成型により作製できる。図１２あるいは図１３のように、上下に移動可能な上金型４０１、上下に移動可能な下金型４０２、前後に移動可能な前金型４０３を用意して、支持部材３２０の形状をなすキャビティ４０４を形成する。
溶融した金属をキャビティ４０４に流し込み、冷却して金属を固化させ、金型を開いて、水平カットライン形成部３２２と一体の支持部材３２０を取り出す。このようにして、支持部材３２０を作製することができる。
あるいは、キャビティ４０４に、粉末状の金属を樹脂に混入させた混合物を射出し、この加熱して樹脂成分を飛ばすことにより、金属製の支持部材３２０を固め、金型を開いて、水平カットライン形成部３２２と一体の支持部材３２０を取り出すことができる（金属粉末射出成型）。
【００８３】
ところで、複数の金型によりキャビティ４０４を形成する際には、図１３に示したように、水平カットライン形成部３２２を形成するカットライン転写部４０５とは異なる位置に金型の分割線ＰＬを位置させることが好ましい。図１２のように、カットライン転写部４０５に分割線ＰＬを位置させてしまうと、得られる水平カットライン形成部３２２にバリが生じてしまいやすい。このバリを除去する工程のために生産効率が低下してしまう。
【００８４】
一般的には、鋭い形状に水平カットライン形成部３２２を形成すると、配光中の水平カットラインを明瞭に形成しやすいと考えられている。そこで、シェード部を得るための金型を設計する際に、図１２のように、シェード部に金型の分割線を位置させることが考えられる。
【００８５】
ところが、本実施形態のように、水平カットライン形成部３２２を含む支持部材３２０を金属で一体に成型する場合には、金型同士の隙間に溶融金属や金属粉末を含む樹脂が入り込みやすい。このため、図１２の金型から得られる支持部材３２０において、分割線ＰＬに溶融金属や金属粉末を含む樹脂が入り込み、水平カットライン形成部３２２にバリが形成されてしまう。このため、水平カットライン形成部３２２に生じたバリを削り取り、また、削った箇所に仕上げ研磨加工を施す必要が生じる。このように、本実施形態のように水平カットライン形成部３２２を含む支持部材３２０を一体成形する場合には、金型の分割線ＰＬを設ける位置によって生産性が影響されることに、本発明者は気が付いた。
【００８６】
そこで、
図１３のように、水平カットライン形成部３２２は、一つの金型に形成した水平カットライン形成部３２２に対応する形状のカットライン転写部４０５Ａを転写させることにより、形成することが好ましい。本実施形態では、上金型４０１Ａに水平カットライン転写部４０５Ａが形成されている。つまり、上金型４０１Ａ、下金型４０２Ａ、前金型４０３Ａが、水平カットライン形成部３２２に金型の分割線ＰＬが位置しないように配置されている。
このような金型を用いた製造方法によれば、水平カットライン形成部３２２にバリが生じない。また、図１３の例によれば、上金型４０１Ａと下金型４０２Ａの分割線ＰＬは、配光に寄与しない領域に位置している。このため、バリが除去されなかった場合でも、配光パターンに悪影響が及ぶことがない。
特に、本実施形態では、水平カットライン転写部４０５Ａは、曲率半径０．１以上１．０ｍｍ以下の刃物で彫り込んで形成されている。金型の形状を転写する場合は、鋭く尖った形状を転写するよりも、ラウンド形状を転写する方が、その形状を安定的に転写しやすい。このため、水平カットライン転写部４０５Ａの形状が転写されて形成される水平カットライン形成部３２２は曲率半径０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下ラウンド形状を有し、形状精度のばらつきなく作製することができる。
【００８７】
なお、上述した第一実施形態から第四実施形態においては、ロービーム配光パターンを形成する車両用灯具を説明したが、本発明はこれに限られない。暗部を備えた配光パターンを形成するコーナリングライト、フォグライト、あるいは車両用標識灯などに本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１：車両用灯具
２：ハウジング
３：アウタレンズ
１０：灯具ユニット
１１：ＬＥＤ素子
１２：リフレクタ
２０：支持部材
２１：シェード部
２２：フィン
１３：投影レンズ
１４：レンズ支持部材
３１：金属部材
３２：アンダーコート層
３３：金属膜
４１：第一水平部
４２：第二水平部
４３：傾斜部
４４：凹部
１００：車両用灯具
１２０：支持部材
１２１：シェード部
１２２：フィン
１２３：搭載面
２００：車両用灯具
２２０：支持部材
２２１：シェード部
２２２：フィン
【図１】
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【図２】
2018120878.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018120878.tif 000006
【図５】
2018120878.tif 000007
【図６】
2018120878.tif 000008
【図７】
2018120878.tif 000009
【図８】
2018120878.tif 000010
【図９】
2018120878.tif 000011
【図１０】
2018120878.tif 000012
【図１１】
2018120878.tif 000013
【図１２】
2018120878.tif 000014
【図１３】
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