(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプボディとカバーで形成された灯室内に、
車両前後方向に延びるレンズ中心軸上に配置された投影レンズと、
前記投影レンズの後方側に配置された半導体発光素子、前記半導体発光素子を上面に直接固定する放熱基板、及び前記放熱基板に形成されて前記半導体発光素子を発光させる電力を入力する接点を有するＬＥＤユニットと、
前記投影レンズと一体に形成され、前記半導体発光素子からの直接光を前方に向けて前記レンズ中心軸寄りに反射するリフレクタと、
前記放熱基板の下面に直接接触して前記ＬＥＤユニットを支持するユニット支持面と、前記放熱基板の側面に直接当接して前記ＬＥＤユニットを位置決めするユニット位置決め部と、前記投影レンズ及び前記リフレクタを前記レンズ中心軸方向に位置決めする基準面と、前記投影レンズ及び前記リフレクタを前記レンズ中心軸と垂直な方向に位置決めする位置決め部とを有する光源台と、
を備えることを特徴とする車両用前照灯。
【請求項２】
前記投影レンズと前記半導体発光素子との間に、前記リフレクタからの反射光の一部を遮蔽して前記投影レンズによる配光パターンのカットオフラインを形成するシェードを設けることを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
【請求項３】
前記放熱基板の下面及び側面の少なくとも一部と前記半導体発光素子の上方を開放した状態で、前記ＬＥＤユニットを囲うように保持し、前記半導体発光素子を発光させる電力を外部の電源プラグから前記接点に供給する給電部を有するアタッチメントを設けることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用前照灯。
【請求項４】
ランプボディとカバーで形成された灯室内に、
車両前後方向に延びるレンズ中心軸上に配置された投影レンズと、
前記投影レンズの後方側に配置された第１の半導体発光素子、前記第１の半導体発光素子を上面に直接固定する第１の放熱基板、及び前記第１の放熱基板に形成されて前記第１の半導体発光素子を発光させる電力を入力する第１の接点を有する第１のＬＥＤユニットと、
前記投影レンズと一体に形成され、前記第１の半導体発光素子からの直接光を前方に向けて前記レンズ中心軸寄りに反射する第１のリフレクタと、
前記第１の半導体発光素子に対して略背中合わせとなるように配置された第２の半導体発光素、前記第２の半導体発光素子を上面に直接固定する第２の放熱基板、及び前記第２の放熱基板に形成されて前記第２の半導体発光素子を発光させる電力を入力する第２の接点を有する第２のＬＥＤユニットと、
前記投影レンズと一体に形成され、前記第２の半導体発光素子からの直接光を前方に向けて反射する第２のリフレクタと、
前記第１及び第２の放熱基板の下面にそれぞれ直接接触して前記第１及び第２のＬＥＤユニットを支持する第１及び第２のユニット支持面と、前記第１及び第２の放熱基板の側面にそれぞれ直接当接して前記第１及び第２のＬＥＤユニットをそれぞれ位置決めする第１及び第２のユニット位置決め部と、前記投影レンズ、前記第１及び第２のリフレクタを前記レンズ中心軸方向に位置決めする基準面と、前記投影レンズ、前記第１及び第２のリフレクタを前記レンズ中心軸と垂直な方向に位置決めする位置決め部とを有する光源台と、
を備えることを特徴とする車両用前照灯。
【請求項５】
前記投影レンズと前記第１の半導体発光素子との間に、前記第１のリフレクタからの反射光の一部を遮蔽して前記投影レンズによる配光パターンのカットオフラインを形成するシェードを設けることを特徴とする請求項４に記載の車両用前照灯。
【請求項６】
前記第１の放熱基板の下面及び側面の少なくとも一部と前記第１の半導体発光素子の上方を開放した状態で、前記第１のＬＥＤユニットを囲うように保持し、前記第１の半導体発光素子を発光させる電力を外部の電源プラグから前記第１の接点に供給する第１の給電部を有する第１のアタッチメントと、
前記第２の放熱基板の下面及び側面の少なくとも一部と前記第２の半導体発光素子の上方を開放した状態で、前記第２のＬＥＤユニットを囲うように保持し、前記第２の半導体発光素子を発光させる電力を外部の電源プラグから前記第２の接点に供給する第２の給電部を有する第２のアタッチメントと、
を設けることを特徴とする請求項４又は５に記載の車両用前照灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子を光源とする車両用前照灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用前照灯等の灯具においては、安全上の観点等から、高い精度で配光パターンを形成することが必要な場合がある。この配光パターンは、例えば反射鏡又はレンズ等を用いた光学系により形成される。
また、近年、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）等の半導体発光素子を用いて所望するパターン形状及び光度分布で配光パターンを形成可能とした車両用前照灯（灯具）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そこで、例えば図１４に示すように、光源ユニット１００は、半導体発光素子である発光ダイオード素子１０２が放熱基板１０３に実装されたＬＥＤモジュール１０１と、ＬＥＤモジュール１０１を載置すると共に、左右及び後方への位置を規制するＬＥＤ台座１０５と、ＬＥＤモジュール１０１をＬＥＤ台座１０５に固定するクリップ０１７と、発光ダイオード素子１０２が発光した光を灯具前方に反射するリフレクタ１１０と、リフレクタ１１０で反射された光を灯具前方に投影するレンズ１２０と、リフレクタ１１０及びレンズ１２０をＬＥＤ台座１０５に対して共締めするネジ１３０とを備えている。
【０００４】
リフレクタ１１０は、発光ダイオード素子１０２の上方に固定される略ドーム状の部材であり、内側に光源ユニット１００の光軸を中心軸とした略楕円球面状の反射面を有する。このような形状により、リフレクタ１１０は発光ダイオード素子１０２が発する光を前方へ向けてレンズ１２０の光軸寄りに集光反射する。
レンズ１２０は、ＬＥＤモジュール１０１側にシェード１２２を含む。シェード１２２は、リフレクタ１１０が反射した光の一部を遮蔽あるいは反射することにより、光源ユニット１００の配光パターンを形成する光線をレンズ部に入射させる。
【０００５】
ところで、車両用前照灯の光源として用いられる半導体発光素子は、小型であるが故に従来の光源と比べて発光領域が狭い。従って、高精度な配光パターンを形成するには光学系との相対位置を従来以上に精度良く確保する必要がある。
そこで、上記発光ダイオード素子１０２が固定された平板状の放熱基板１０３をＬＥＤ台座１０５に固定する際には、前記放熱基板１０３の側面に位置決め突起１０３ａを設け、ＬＥＤ台座１０５に形成した当接部１０５ａに当接させることで、放熱基板１０３がＬＥＤ台座１０５の当接部１０５ａに対して水平方向に精度よく位置決めされている。
【０００６】
また、ＬＥＤ台座１０５の前端部には、リフレクタ１１０及びレンズ１２０の光軸方向の位置を該ＬＥＤ台座１０５に対して精度よく決める為の組み付け基準面１０６と、組み付け基準面１０６から略垂直に突出する位置決め突起１０６ａとを設け、リフレクタ１１０及びレンズ１２０にそれぞれ設けた位置決め穴１１０ａ，１２２ａを係合させることで、光軸と垂直な方向におけるリフレクタ１１０及びレンズ１２０の位置を精度よく決めている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２０９５３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上述した従来の光源ユニット１００のように、ＬＥＤ台座１０５の前端部に設けた組み付け基準面１０６と位置決め突起１０６ａによって、リフレクタ１１０及びレンズ１２０の位置決めを行った場合でも、高精度な配光パターンを形成する為には十分な相対位置精度を確保することが難しかった。その為、高い部品精度や組み付け精度が要求され、発光ダイオード素子１０２等の半導体発光素子を車両用前照灯の光源として用いた場合には、製造コストの上昇を招くという問題があった。
従って、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、光源として半導体発光素子を用いた場合においても、光学系との相対位置を精度良く確保することができ、高精度な配光パターンを容易に形成することができる良好な車両用前照灯を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の車両用前照灯は、
ランプボディとカバーで形成された灯室内に、
車両前後方向に延びるレンズ中心軸上に配置された投影レンズと、
前記投影レンズの後方側に配置された半導体発光素子、前記半導体発光素子を上面に直接固定する放熱基板、及び前記放熱基板に形成されて前記半導体発光素子を発光させる電力を入力する接点を有するＬＥＤユニットと、
前記投影レンズと一体に形成され、前記半導体発光素子からの直接光を前方に向けて前記レンズ中心軸寄りに反射するリフレクタと、
前記放熱基板の下面に直接接触して前記ＬＥＤユニットを支持するユニット支持面と、前記放熱基板の側面に直接当接して前記ＬＥＤユニットを位置決めするユニット位置決め部と、前記投影レンズ及び前記リフレクタを前記レンズ中心軸方向に位置決めする基準面と、前記投影レンズ及び前記リフレクタを前記レンズ中心軸と垂直な方向に位置決めする位置決め部とを有する光源台と、
を備えることを特徴とする
【００１０】
このような車両用前照灯によれば、ＬＥＤユニットは、半導体発光素子が発する熱を効率的に放散する。そこで、半導体発光素子は、高い輝度を維持することができる。
また、投影レンズと一体に形成されたリフレクタは、ユニット支持面とユニット位置決め部により位置決めされたＬＥＤユニットを支持している光源台に対して、その基準面及び位置決め部により精度良く位置決めされる。そこで、車両用前照灯は、投影レンズやリフレクタ等の光学系と半導体発光素子との相対位置を精度良く管理することができ、高精度な配光パターンを容易に形成することができる。
【００１１】
尚、上記構成の車両用前照灯において、前記投影レンズと前記半導体発光素子との間に、前記リフレクタからの反射光の一部を遮蔽して前記投影レンズによる配光パターンのカットオフラインを形成するシェードを設けることことが望ましい。
この構成によれば、シェードを含めた光学系と半導体発光素子との相対位置を精度良く管理することができ、カットオフラインを有する高精度な配光パターンを容易に形成することができる。
【００１２】
更に、上記構成の車両用前照灯において、前記放熱基板の下面及び側面の少なくとも一部と前記半導体発光素子の上方を開放した状態で、前記ＬＥＤユニットを囲うように保持し、前記半導体発光素子を発光させる電力を外部の電源プラグから前記接点に供給する給電部を有するアタッチメントを設けることが望ましい。
この構成によれば、アタッチメントがＬＥＤユニットを囲って保持するので、接点に手や工具が触れる虞がなく、接点への異物の付着を防止できる。
【００１３】
また、本発明の車両用前照灯は、
ランプボディとカバーで形成された灯室内に、
車両前後方向に延びるレンズ中心軸上に配置された投影レンズと、
前記投影レンズの後方側に配置された第１の半導体発光素子、前記第１の半導体発光素子を上面に直接固定する第１の放熱基板、及び前記第１の放熱基板に形成されて前記第１の半導体発光素子を発光させる電力を入力する第１の接点を有する第１のＬＥＤユニットと、
前記投影レンズと一体に形成され、前記第１の半導体発光素子からの直接光を前方に向けて前記レンズ中心軸寄りに反射する第１のリフレクタと、
前記第１の半導体発光素子に対して略背中合わせとなるように配置された第２の半導体発光素、前記第２の半導体発光素子を上面に直接固定する第２の放熱基板、及び前記第２の放熱基板に形成されて前記第２の半導体発光素子を発光させる電力を入力する第２の接点を有する第２のＬＥＤユニットと、
前記投影レンズと一体に形成され、前記第２の半導体発光素子からの直接光を前方に向けて反射する第２のリフレクタと、
前記第１及び第２の放熱基板の下面にそれぞれ直接接触して前記第１及び第２のＬＥＤユニットを支持する第１及び第２のユニット支持面と、前記第１及び第２の放熱基板の側面にそれぞれ直接当接して前記第１及び第２のＬＥＤユニットをそれぞれ位置決めする第１及び第２のユニット位置決め部と、前記投影レンズ、前記第１及び第２のリフレクタを前記レンズ中心軸方向に位置決めする基準面と、前記投影レンズ、前記第１及び第２のリフレクタを前記レンズ中心軸と垂直な方向に位置決めする位置決め部とを有する光源台と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
このような車両用前照灯によれば、例えば、第１のＬＥＤユニットにおいては、ヘッドランプとして使用する際のすれ違い配光（ロービーム）パターンにおけるカットオフラインを形成すると共に高光度領域としてのホットゾーンを形成し、第２のＬＥＤユニットにおいては、拡散領域を形成することにより、全体として良好なすれ違い配光パターンを形成することができる。
【００１５】
また、第１及び第２のＬＥＤユニットは、それぞれ第１及び第２の半導体発光素子が発する熱を効率的に放散する。そこで、第１及び第２の半導体発光素子は、高い輝度を維持することができる。
また、投影レンズと一体に形成された第１及び第２のリフレクタは、第１及び第２のユニット支持面と第１及び第２のユニット位置決め部とにより位置決めされた第１及び第２のＬＥＤユニットをそれぞれ支持している光源台に対して、その基準面及び位置決め部により精度良く位置決めされる。そこで、車両用前照灯は、投影レンズや第１及び第２のリフレクタ等の光学系と第１及び第２の半導体発光素子との相対位置を精度良く管理することができ、高精度な配光パターンを容易に形成することができる。
【００１６】
尚、上記構成の車両用前照灯において、前記投影レンズと前記第１の半導体発光素子との間に、前記第１のリフレクタからの反射光の一部を遮蔽して前記投影レンズによる配光パターンのカットオフラインを形成するシェードを設けることが望ましい。
この構成によれば、シェードを含めた光学系と第１の半導体発光素子との相対位置を精度良く管理することができ、カットオフラインを有する高精度な配光パターンを容易に形成することができる。
【００１７】
更に、前記第１の放熱基板の下面及び側面の少なくとも一部と前記第１の半導体発光素子の上方を開放した状態で、前記第１のＬＥＤユニットを囲うように保持し、前記第１の半導体発光素子を発光させる電力を外部の電源プラグから前記第１の接点に供給する第１の給電部を有する第１のアタッチメントと、
前記第２の放熱基板の下面及び側面の少なくとも一部と前記第２の半導体発光素子の上方を開放した状態で、前記第２のＬＥＤユニットを囲うように保持し、前記第２の半導体発光素子を発光させる電力を外部の電源プラグから前記第２の接点に供給する第２の給電部を有する第２のアタッチメントと、
を設けることが望ましい。
【００１８】
この構成によれば、第１及び第２のアタッチメントが、第１及び第２のＬＥＤユニットをそれぞれ囲って保持するので、接点に手や工具が触れる虞がなく、第１及び第２の接点への異物の付着を防止できる。
【発明の効果】
【００１９】
以上に説明した本発明の車両用前照灯によれば、ＬＥＤユニットは、半導体発光素子が発する熱を効率的に放散するので、半導体発光素子は、高い輝度を維持することができる。
また、投影レンズと一体に形成されたリフレクタは、ＬＥＤユニットを支持している光源台に対して、その基準面及び位置決め部により精度良く位置決めされるので、投影レンズやリフレクタ等の光学系と半導体発光素子との相対位置を精度良く管理することができ、高精度な配光パターンを容易に形成することができる。
従って、光源として半導体発光素子を用いた場合においても、光学系との相対位置を精度良く確保することができ、高精度な配光パターンを容易に形成することができる良好な車両用前照灯を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態に係る車両用前照灯を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る車両用前照灯の概略分解斜視図、図２は図１に示した車両用前照灯の概略縦断面図、図３は図２に示した灯具ユニットの正面図、図４は図３に示した灯具ユニットのＩＶ−ＩＶ断面矢視図、図５は図３に示した灯具ユニットのＶ−Ｖ断面矢視図、図６は図３に示した灯具ユニットのＶＩ−ＶＩ断面矢視図、図７は図２に示した灯具ユニットの要部断面図、図８は図１に示した灯具ユニットの要部分解斜視図、図９は図８に示した光源台の正面図、図１０は図１に示した投影レンズ及びリフレクタを説明する為の分解図及び組立図である。
【００２１】
本実施形態の車両用前照灯１０は、図１及び図２に示すように、ランプボディ６１と、エクステンション５０を介してその前面側開口端部に取り付けられた素通し状の前面カバー（カバー）２０と、その後面側開口端部に取り付けられた後面カバー２４とで形成された灯室２６内に、主配光ユニット１４及び副配光ユニット１８が収容されたフォグランプである。
尚、本発明の車両用前照灯は、本実施形態のフォグランプに限定されるものではなく、ヘッドランプ、ベンディングランプ等の種々の車両用前照灯に用いることができる。
【００２２】
図２に示すように、灯室２６内には、車両前後方向に延びるレンズ中心軸Ａｘ上に配置された投影レンズ７０と、投影レンズ７０の後方側に配置された第１のＬＥＤ（第１の半導体発光素子）４４ａを有する第１のＬＥＤユニット４０ａと、投影レンズ７０と一体に形成され、第１のＬＥＤ４４ａからの直接光を前方に向けてレンズ中心軸Ａｘ寄りに反射する第１のリフレクタ７２と、第１のＬＥＤユニット４０ａに対して略背中合わせとなるように配置された第２のＬＥＤ（第２の半導体発光素子）４４ｂを有する第２のＬＥＤユニット４０ｂと、投影レンズ７０と一体に形成され、第２のＬＥＤ４４ｂからの直接光を前方に向けて反射する第２のリフレクタ８０と、第１及び第２のＬＥＤユニット４０ａ，４０ｂを位置決め支持する光源台３０と、を備えている。
【００２３】
ランプボディ６１は、図１及び図２に示すように、前面と後面が開口したアルミダイキャスト製の筒体として構成されており、ランプボディ６１の前面側開口端部には環状のシール溝６５が形成され、後面側開口端部には３つの取付け部６０が形成されている。
そして、ランプボディ６１の内部には、第１及び第２のＬＥＤユニット４０ａ，４０ｂを位置決め固定した光源台３０が装着される。光源台３０の前端部両側には一対の取付け部３１，３１が設けられ、両側部には一対のガイドリブ３７が突設されている。
【００２４】
光源台３０は、取付け部３１がランプボディ６１の内側に設けられた取付け部６７に当接することで、レンズ中心軸Ａｘ方向に位置決めされ、ガイドリブ３７がランプボディ６１の内壁に形成された一対のガイド溝６３に挿入嵌合することで、レンズ中心軸Ａｘと垂直な方向に位置決めされる。
尚、本実施形態のランプボディ６１と光源台３０は、アルミダイキャストの金属製とされているので、合成樹脂で構成する場合よりも、耐熱性及び放熱性を高めることができる。そこで、第１及び第２のＬＥＤ４４ａ，４４ｂからの発熱を効率良く放熱する事が可能であり、結果として灯具の小型化を図ることができる。
【００２５】
図４に示すように、このランプボディ６１のシール溝６５内には、後述するエクステンション５０の環状突起５０ｃが装着され、該シール溝６５内に充填したシール剤によってエクステンション５０とランプボディ６１とが互いに接着されると共に、両部材の間隙がシールされる。
一方、ランプボディ６１の後面側開口端部に形成した取付け部６０には、３つの取付け部６２，６２を介して後面カバー２４がネジ止めされる。
【００２６】
後面カバー２４は、図１及び図２に示すように、アルミダイキャスト製の有底筒体として構成されており、ランプボディ６１の後面側開口を覆うように装着される。後面カバー２４の内部には、上記第１及び第２のＬＥＤ４４ａ，４４ｂを駆動するための駆動回路（図示せず）やソケット等が回路基板６４上に実装されており、回路基板６４の周囲は電磁シールドカバー６６で覆われている。また、後面カバー２４には、回路基板６４が隠れるまで、ウレタン等の樹脂が充填され、駆動回路用部品の耐湿性及び耐振動性対策が採られている。
【００２７】
駆動回路には、ランプボディ６１の下方に配置されたグロメット９１内を挿通してバッテリ（図示せず）に接続されたリード線９４を介して電力が供給される。また、光源台３０に装着された第１及び第２のＬＥＤユニット４０ａ，４０ｂには、リード線９３を介して電力が供給される。
【００２８】
図１及び図２に示すように、本実施形態における主配光ユニット１４は、所謂プロジェクタ型の灯具ユニットであり、車両前後方向に延びるレンズ中心軸Ａｘ上に配置された投影レンズ７０と、投影レンズ７０の後方側に配置された第１のＬＥＤ４４ａを有する第１のＬＥＤユニット４０ａと、投影レンズ７０と予め一体に形成され、第１のＬＥＤ４４ａからの直接光を前方に向けてレンズ中心軸Ａｘ寄りに反射する第１のリフレクタ７２と、連結部材７５と、を有する。
【００２９】
本実施形態における第１のリフレクタ７２は、例えばポリカーボネイトを用いて略ドーム状に形成されて、第１のＬＥＤ４４ａの上方に配置されている。この第１のリフレクタ７２は、その表面にアルミ蒸着が施されており、第１のＬＥＤ４４ａからの直接光を前方に向けてレンズ中心軸Ａｘ寄りに反射する第１反射面７２ａを有している。
【００３０】
この第１反射面７２ａは、第１のＬＥＤ４４ａより前方に配置された投影レンズ７０に向けて第１のＬＥＤ４４ａからの光を集光反射させる反射面として、レンズ中心軸Ａｘを含む鉛直断面形状が、第１のＬＥＤ４４ａの中心を第１焦点Ｆ１とし、投影レンズ７０の後方側焦点の近傍を第２焦点Ｆ２とする略楕円曲面に形成され、その離心率が鉛直断面から水平断面に向けて徐々に大きくなるように設定されており、第１のＬＥＤ４４ａから放射された光を第２焦点Ｆ２に向けて反射する。
【００３１】
連結部材７５は、図２及び図７に示すように、レンズ中心軸Ａｘに沿って下側に平行に配置される平坦部７６と、半チューブ状の略樋型の意匠部７７とを備え、上記第１のリフレクタ７２との一体成形品としてポリカーボネイトで形成され、第１のＬＥＤ４４ａと投影レンズ７０との間に配置されている。この意匠部７７の前方側端部７７ａには、図６及び図１０に示すように、一対の取付け穴７０ａ，７０ａに嵌挿した係合突起７５ａ，７５ａを熱カシメすることで、投影レンズ７０が予め位置決め固定されている。
【００３２】
これら平坦部７６と意匠部７７の表面には、第１のリフレクタ７２と同様にアルミ蒸着が施されており、平坦部７６には第１のリフレクタ７２の第１反射面７２ａからの反射光の一部を前方へ、すなわち投影レンズ７０に向けて反射させる第２反射面７６ａが形成されている。
【００３３】
意匠部７７は、平坦部７６の縁と投影レンズ７０の下部外周縁とを結ぶために、平坦部７６との境界から斜め下方に沿って配置されている。この意匠部７７は、第１のリフレクタ７２の第１反射面７２ａからの反射光を投影レンズ７０に導く反射光路を覆うように、すなわち、第２反射面７６ａと投影レンズ７０との間に第２反射面７６ａと連接して配置され、第１反射面７２ａからの反射光を遮蔽することなく覆うように、第１反射面７２ａから略円形の投影レンズ７０の外周縁に向かう反射光路に隣接して沿った半チューブ状の略樋型に形成されている。
【００３４】
この為、第１反射面７２ａからの反射光を有効に投影レンズ７０に入射することが可能で、かつ反射光路の後方側のスペースを有効利用でき、灯具ユニットの小型化が可能になる。また、意匠部７７によって、副配光ユニット１８は前方から見た時に隠されるので、非点灯時の見栄えが向上する。
【００３５】
そして、平坦部７６と意匠部７７との境界近傍は、第１反射面７２ａの第２焦点Ｆ２に設定されている。更に、平坦部７６における第２反射面７６ａと意匠部７７との境界部は、車両用前照灯１０の配光パターンにおける所定のカットオフラインを形成するシェードとして機能している。
【００３６】
そこで、主配光ユニット１４からの光照射により、フォグランプ用配光パターンのカットオフラインを有する配光パターンを形成することができる。また、カットオフラインを形成するためのシェード部材を別途設ける必要がなく、部品点数を削減できる。
【００３７】
投影レンズ７０は、ガラス若しくはポリカーボネイトやアクリル等の透明性樹脂を用いて、外形が略半球状（ドーム状）に形成され、前面カバー２０の背面側に配置されており、第１反射面７２ａからの反射光が意匠部７７に沿って伝播したときに、この反射光を前方へ透光（透過）するようになっている（図７参照）。
この際、第１反射面７２ａからの反射光は、投影レンズ７０の略下半分の領域を透光して前面カバー２０に照射されるようになっている。一方、第１反射面７２ａからの反射光の一部は第２反射面７６ａで反射し、第２反射面７６ａで反射した反射光は投影レンズ７０の略上半分の領域を透光して前面カバー２０に照射されるようになっている。
【００３８】
一方、副配光ユニット１８は、所謂反射型の灯具ユニットであり、上記第１のＬＥＤ４４ａに対して略背中合わせに配置された第２のＬＥＤ４４ｂを有する第２のＬＥＤユニット４０ｂと、投影レンズ７０と一体に形成され、第２のＬＥＤ４４ｂからの直接光を前方に向けて反射する第２のリフレクタ８０と、を有する。なお、第２のＬＥＤ４４ｂは、第１のＬＥＤ４４ａよりも前方にずれて配置されることで放熱性が向上し、各発光素子の発熱が他方の発光素子に影響するのを互いに抑制して、自己発熱による温度上昇を抑制することができる。
【００３９】
第２のリフレクタ８０は、上記連結部材７５と共に第１のリフレクタ７２との一体成形品としてポリカーボネイトで形成されており、エクステンション５０の背面側に配置されている。
そして、上記第１のリフレクタ７２の後端部より灯具前方に位置すると共に、第２のＬＥＤ４４ｂの下方に配置されている第２のリフレクタ８０の反射面８０ａは、第２のＬＥＤ４４ｂ付近を焦点する略回転放物面を基準面とした反射面として形成されている。
【００４０】
即ち、本実施形態の連結部材７５は、投影レンズ７０、第１及び第２のリフレクタ７２，８０、並びに意匠部７７等からなる光学系が予め一体に形成されることにより、これら光学系の相対位置を精度良く確保することができる。
【００４１】
エクステンション５０は、図１に示すように、ランプボディ６１のシール溝６５内に装着される環状突起５０ｃが背面側の外周部に突設された略円盤形状を有しており、前面には投影レンズ７０が挿通される主配光用開口５０ａと、第２のリフレクタ８０が背面側に位置する扇状の副配光用開口５０ｂとが形成されている。このエクステンション５０は、主配光ユニット１４と副配光ユニット１８の周囲が灯具前方から見えないように遮蔽する。
【００４２】
次に、主配光ユニット１４における第１のＬＥＤユニット４０ａと、副配光ユニット１８における第２のＬＥＤユニット４０ｂの構成、並びに固定方法について説明する。なお、第２のＬＥＤユニット４０ｂの構成及び固定方法は、第１のＬＥＤユニット４０ａの構成及び固定方法と略同様であるので、図１１乃至図１３を参照しながら第１のＬＥＤユニット４０ａのみを例に説明する。
【００４３】
先ず、第１のＬＥＤユニット４０ａは、図１１に示すように、第１のＬＥＤ４４ａを上面に直接固定する第１の放熱基板４２ａと、第１の放熱基板４２ａに形成されて第１のＬＥＤ４４ａを発光させる電力を入力する第１の接点４６を有する。
第１の放熱基板４２ａは、セラミック等の熱伝導率が高く熱膨張率が低い材料で構成された略長方形をなす。第１の接点４６は、第１のＬＥＤ４４ａを挟んで、第１の放熱基板４２ａにおける長手方向の両端に一対形成されている。第１のＬＥＤユニット４０ａは、第１の放熱基板４２ａの上面に固定され、第１のＬＥＤ４４ａを覆うドームレンズ４８を更に有する。
【００４４】
更に、第１のＬＥＤユニット４０ａは、第１の放熱基板４２ａの下面及び側面の少なくとも一部と第１のＬＥＤユニット４０ａの上方を開放した状態で該第１のＬＥＤユニット４０ａを囲うように、第１のアタッチメント４１ａにより保持される。本実施形態の第１のアタッチメント４１ａは、第１の放熱基板４２ａにおける下面の大部分を露出させた状態で保持している。
【００４５】
そこで、第１のＬＥＤユニット４０ａは、第１の放熱基板４２ａにおける下面の大部分を露出させた状態で保持されるので、第１のＬＥＤ４４ａの発光に伴って発生する熱を効率的に放散する。従って、第１のＬＥＤ４４ａの温度上昇が抑制され、発光効率が高い。これにより高輝度の光を継続的に発することができる。
【００４６】
第１のアタッチメント４１ａは、図１１乃至図１３に示すように、アタッチメント本体４３と下面支持部材４５とから成る。下面支持部材４５は、アタッチメント本体４３に対して側方からスライドして嵌合し、アタッチメント本体４３との間に第１のＬＥＤユニット４０ａを挟んで保持する。
【００４７】
アタッチメント本体４３は、第１の給電部４９を有する。第１の給電部４９は、電気的に接続された入力部４７ｂと、ばね端子４７ａを含む。入力部４７ｂは、外部の電源プラグが差し込まれ場合に、第１のＬＥＤ４４ａを発光させる電力を取得する。ばね端子４７ａは、接点４６の上面を下方に付勢することによって接点４６と電気的に接続し、第１のＬＥＤ４４ａを発光させる電力を供給する。
即ち、第１のアタッチメント４１ａは、ばね端子４７ａの付勢力により第１のＬＥＤユニット４０ａの保持と電力供給を安定的に実現することができる。
【００４８】
図１２に示すように、アタッチメント本体４３は、アタッチメント本体４３に対して第１のＬＥＤユニット４０ａを位置決めする基板ガイド５２，５３を有する。基板ガイド５２及び基板ガイド５３は、第１の放熱基板４２ａとほぼ同一の間隔で設けられており、それぞれの内側に設けられた斜面で第１の放熱基板４２ａの側面を案内して第１のＬＥＤユニット４０ａを位置決めする。
【００４９】
下面支持部材４５は略コの字形状をなし、開放端の先端それぞれに先端係止部５８が設けられ、先端係止部５８の反対側の中央部分に後端係止部５９が設けられている。
アタッチメント本体４３には、一対の先端係止部５８のそれぞれに係合して先端係止部５８をアタッチメント本体４３側に保持する係止爪５４が設けられている。更にアタッチメント本体４３には、係止爪５４と先端係止部５８が係合する場合に、後端係止部５９をアタッチメント本体４３側に保持する係止爪５１が設けられている。
下面支持部材４５はさらに、第１のＬＥＤユニット４０ａの下面を保持して接点４６とばね端子４７ａの接触を保持する接触保持部５７を有する。
【００５０】
そこで、先ずは第１のＬＥＤユニット４０ａの接点４６と第１のアタッチメント４１ａのばね端子４７ａとを対向させた状態で、第１のＬＥＤユニット４０ａが第１のアタッチメント４１ａに組み付けられる。
次に、下面支持部材４５の接触保持部５７を下側にして、先端係止部５８が係止爪５４、そして後端掛止部５９が係止爪５１にそれぞれ係合するようにスライドさせる。
【００５１】
これにより、接触保持部５７は、第１のＬＥＤユニット４０ａの下面に沿って案内され、図１３に示す状態で第１のＬＥＤユニット４０ａを固定する。
なお、詳細な説明を省略するが、第２のＬＥＤユニット４０ｂも同様にして、第２のアタッチメント４１ｂに組み付け固定される。
【００５２】
次に、第１のＬＥＤユニット４０ａが組み付け固定された第１のアタッチメント４１ａと、第２のＬＥＤユニット４０ｂが組み付け固定された第２のアタッチメント４１ｂとを光源台３０に固定する方法について説明する。なお、光源台３０に対する第２のアタッチメント４１ｂの固定方法は、第１のアタッチメント４１ａの固定方法と略同様であるので、図８及び図９を参照しながら第１のアタッチメント４１ａの固定方法のみを例に説明する。
【００５３】
図８及び図９に示すように、光源台３０は、第１の放熱基板４２ａの下面に直接接触して第１のＬＥＤユニット４０ａを支持する第１のユニット支持面３４ａと、第１の放熱基板４２ａの両側面に直接当接して第１のＬＥＤユニット４０ａを位置決めする第１のユニット位置決め部３５ａと、を有する。さらに光源台３０は、第１のユニット支持面３４ａの下方において、第１のユニット支持面３４ａと略平行に形成された第１の係止面３６ａを有する。なお、光源台３０は、アルミ合金等の熱伝導性の良い部材から形成されているので、高い耐熱性及び放熱性を有している。
【００５４】
図８に示すように、第１のクリップ８５ａは、第１のアタッチメント４１ａにおける上面の左右両端を光源台３０に対して押しつける一対の上面押し部８６と、第１の係止面３６ａに係合する下面係止部８７と、を有する。第１のクリップ８５ａは、一対の上面押し部８６と下面係止部８７とで、第１のアタッチメント４１ａにおける上面の左右両端及び第１の係止面３６ａを挟持することによって、第１のアタッチメント４１ａを介して第１の放熱基板４２ａの下面を第１のユニット支持面３４ａに押しつける。
【００５５】
従って、第１のクリップ８５ａは第１のＬＥＤユニット４０ａを光源台３０に対して安定して固定すると共に、第１のＬＥＤ４４ａが発生する熱を第１の放熱基板４２ａを介して光源台３０に効率よく放散することができる。これにより、第１のＬＥＤ４４ａの光量が熱により低下することを防止できる。
また、第１のクリップ８５ａが第１のアタッチメント４１ａの上面及び第１の係止面３６ａを挟持することによって、ばね端子４７ａは接点４６を更に強く付勢しても良い。これにより、接点４６とばね端子４７ａとの電気的接続の信頼性を向上させることができる。
【００５６】
更に、第１のクリップ８５ａは、第１のアタッチメント４１ａの側面に当接する側面押し部８９を有すると共に、下面係止部８７の先端に切り起こし８８を有する。切り起こし８８が係止面３６ａの下方に垂直に設けられた係止部３８ａに係合することによって、第１のクリップ８５ａが光源台３０に固定される（図７参照）。
【００５７】
側面押し部８９は、切り起こし８８が係止部３８ａに係合している状態で、第１のアタッチメント４１ａの側面を光源台３０の奥（図の右方向）に押しつける。これにより、第１のアタッチメント４１ａは、第１の放熱基板４２ａを第１のユニット位置決め部３５ａに対して押しつける。なお、第１の放熱基板４２ａが第１のユニット位置決め部３５ａに当接している状態で、第１のアタッチメント４１ａは光源台３０に対して水平方向に一定の隙間を有する。
【００５８】
即ち、第１のアタッチメント４１ａは、第１の放熱基板４２ａにおける側面の少なくとも一部を露出させた状態で第１のＬＥＤユニット４０ａを保持している。そこで、第１のＬＥＤユニット４０ａを光源台３０に固定する場合には、第１の放熱基板４２ａを光源台３０の第１のユニット支持面３４ａ及び第１のユニット位置決め部３５ａに直接位置決めすることができる。
【００５９】
更に、第１のアタッチメント４１ａが第１のＬＥＤユニット４０ａを囲って保持するので、第１のＬＥＤユニット４０ａの接点４６に手や工具が触れる虞がなく、接点４６への異物の付着を防止できる。
なお、詳細な説明を省略するが、第２のアタッチメント４１ｂも同様にして、第２の放熱基板４２ｂを光源台３０の第２のユニット支持面３４ｂ及び第２のユニット位置決め部３５ｂに直接位置決めすることができる。
【００６０】
次に、投影レンズ７０と、第１及び第２のリフレクタ７２，８０と、シェードとして機能している意匠部７７とが一体に形成された連結部材７５を、光源台３０に固定する方法について説明する。
本実施形態の光源台３０は、投影レンズ７０、第１及び第２のリフレクタ７２，８０をレンズ中心軸Ａｘ方向に位置決めする基準面と、投影レンズ７０、第１及び第２のリフレクタ７２，８０をレンズ中心軸Ａｘと垂直な方向に位置決めする位置決め部とを有する。
【００６１】
図８及び図９に示すように、本実施形態に係る上記基準面は、光源台３０の前端部両側に設けた取付け部３１，３１の前面に構成されている。また、本実施形態に係る上記位置決め部は、取付け部３１，３１の前面にそれぞれ垂設された一対の位置決め突起３１ａ，３１ａと、光源台３０の後端部上下に設けた一対の位置決め凹部３２ａ，３２ｂとで構成されている。
そして、これら一対の取付け部３１，３１及び位置決め突起３１ａ，３１ａと、一対の位置決め凹部３２ａ，３２ｂは、光源台３０に予め精度良く形成されている。
【００６２】
そこで、本実施形態の光源台３０は、投影レンズ７０と、第１及び第２のリフレクタ７２，８０と、意匠部７７とが一体に形成された連結部材７５に設けた一対の取付け部７３，７３の後面に、取付け部３１，３１の前面がそれぞれ当接することで、投影レンズ７０、第１及び第２のリフレクタ７２，８０をレンズ中心軸Ａｘ方向に位置決めすることができる（図５参照）。
【００６３】
また、上記光源台３０は、上記取付け部７３に形成した位置決め穴７３ａに位置決め突起３１ａが嵌合すると共に、第１及び第２のリフレクタ７２，８０の後端部にそれぞれ設けた位置決め突起７４，８１に位置決め凹部３２ａ，３２ｂが係合することで、投影レンズ７０、第１及び第２のリフレクタ７２，８０をレンズ中心軸Ａｘと垂直な方向に位置決めすることができる（図２及び図７参照）。なお、位置決め凹部３２ａ，３２ｂは、断面略Ｖ字形状の水平方向に延びる溝とされており、組立時に位置決め突起７４，８１を誘い込むことができる。
【００６４】
そして、連結部材７５は、前方側に設けた一対の取付け部７３，７３における各貫通穴７３ｂと、光源台３０の取付け部３１，３１における各貫通穴３１ｂとを貫通し、ランプボディ６１の取付け部６７，６７におけるネジ穴６９に螺合する取付けネジ９０によって、光源台３０と共にランプボディ６１にネジ止め固定される（図４参照）。
【００６５】
即ち、投影レンズ７０と、第１及び第２のリフレクタ７２，８０と、意匠部７７とが予め一体に形成された連結部材７５は、前端側に設けた一対の取付け部７３，７３に形成した各位置決め穴７３ａと、第１及び第２のリフレクタ７２，８０の後端部にそれぞれ設けた位置決め突起７４，８１とによって、光源台３０に対してレンズ中心軸Ａｘと垂直な方向に位置決めされる。
そこで、連結部材７５は、光源台３０に対してレンズ中心軸Ａｘと垂直な方向に精度良く、確実に位置決め固定される。
【００６６】
また、上述したように、光源台３０には、第１及び第２のユニット支持面３４ａ，３４ｂと第１及び第２のユニット位置決め部３５ａ，３５ｂとによって、第１のＬＥＤ４４ａを有する第１のＬＥＤユニット４０ａと、第２のＬＥＤ４４ｂを有する第２のＬＥＤユニット４０ｂとが、予め精度良く位置決め固定されている。
【００６７】
従って、本実施形態の車両用前照灯１０は、投影レンズ７０や第１及び第２のリフレクタ７２，８０、並びにカットオフラインを形成するシェードとして機能している意匠部７７等の光学系と第１及び第２のＬＥＤ４４ａ，４４ｂとの相対位置を精度良く管理することができ、従来の光源と比べて発光領域が狭い第１及び第２のＬＥＤ４４ａ，４４ｂを用いながらカットオフラインを有する高精度な配光パターンを容易に形成することができる。
【００６８】
尚、本発明の車両用前照灯に係るランプボディ、カバー、投影レンズ、半導体発光素子、放熱基板、ＬＥＤユニット、リフレクタ及び光源台等の構成は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の形態を採りうることは云うまでもない。
例えば、上記実施形態においては、灯室２６内に主配光ユニット１４及び副配光ユニット１８が収容された車両用前照灯を例に説明したが、所謂プロジェクタ型の主配光ユニットのみが収容された車両用前照灯にも適用可能であることは勿論である。
また、主・副配光ユニットの組み合わせを複数収容された構成例や、主配光ユニットのみが複数収容された車両用灯具にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用前照灯の概略分解斜視図である。
【図２】図１に示した車両用前照灯の概略縦断面図である。
【図３】図２に示した灯具ユニットの正面図である。
【図４】図３に示した灯具ユニットのＩＶ−ＩＶ断面矢視図である。
【図５】図３に示した灯具ユニットのＶ−Ｖ断面矢視図である。
【図６】図３に示した灯具ユニットのＶＩ−ＶＩ断面矢視図である。
【図７】図２に示した灯具ユニットの要部断面図である。
【図８】図１に示した灯具ユニットの要部分解斜視図である。
【図９】図８に示した光源台の正面図である。
【図１０】図１に示した投影レンズ及びリフレクタを説明する為の分解図及び組立図である。
【図１１】図８に示したアタッチメントの分解斜視図である。
【図１２】図１１に示したアタッチメントを下方から見た分解斜視図である。
【図１３】図１１に示したアタッチメントの組立状態を示す斜視図である。
【図１４】従来の車両用前照灯における光源ユニットの要部分解斜視図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０  車両用前照灯
１４  主配光ユニット
１８  副配光ユニット
２０  透明カバー（カバー）
２６  灯室
３０  光源台
３１  取付け部（基準面）
３１ａ  位置決め突起（位置決め部）
３２ａ，３２ｂ  位置決め凹部（位置決め部）
４０ａ  第１のＬＥＤユニット
４０ｂ  第２のＬＥＤユニット
４１ａ  第１のアタッチメント
４１ｂ  第２のアタッチメント
４２ａ  第１の放熱基板
４２ｂ  第２の放熱基板
４４ａ  第１のＬＥＤ（第１の半導体発光素子）
４４ｂ  第２のＬＥＤ（第２の半導体発光素子）
４６  接点
５０  エクステンション
６１  ランプボディ
７０  投影レンズ
７２  第１のリフレクタ
７３  取付け部
７３ａ  位置決め穴
７５  連結部材
【図１】
0004500273.tif 000002
【図２】
0004500273.tif 000003
【図３】
0004500273.tif 000004
【図４】
0004500273.tif 000005
【図５】
0004500273.tif 000006
【図６】
0004500273.tif 000007
【図７】
0004500273.tif 000008
【図８】
0004500273.tif 000009
【図９】
0004500273.tif 000010
【図１０】
0004500273.tif 000011
【図１１】
0004500273.tif 000012
【図１２】
0004500273.tif 000013
【図１３】
0004500273.tif 000014
【図１４】
0004500273.tif 000015