(57)【要約】【課題】前後寸法を短縮でき且つヒートシンクの放熱性能を高めることができる車両用前照灯ユニットを提供する。【解決手段】ヒートシンク３に固定した発光ダイオード４をレンズ２の後方に置かず、レンズ２の下方に配置すると共に、発光ダイオード４の光を導光体８によりレンズ２の後方のリフレクタ７に導くようにしたため、レンズ２からの前後寸法Ｌを短縮することができる。すなわち、発光ダイオード４の光は、導光体８の形状により、自由に所望の方向へ拡散且つ集光させることができるため、レンズ２とリフレクタ７との前後距離は短くて済み、レンズ２からの前後寸法Ｌの短縮化が可能となる。従って、フロントノーズの短い車体構造にも採用することができる。【選択図】図２
2007311120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートシンクに固定された半導体発光素子と、
前記半導体発光素子の光を一端の入射面から導入して他端の出射面から照射する導光体と、
前記導光体の出射面から照射された光を車両前方に反射するリフレクタと、
前記リフレクタの前方に配置され前記リフレクタから反射された光を車両前方へ照射する投影レンズと、
を備え、
前記半導体発光素子は前記レンズの後方以外の周囲に配置されていることを特徴とする車両用前照灯ユニット。
【請求項２】
請求項１記載の車両用前照灯ユニットであって、
前記ヒートシンクに固定された半導体発光素子が、前記レンズの下方に配置されていることを特徴とする車両用前照灯ユニット。
【請求項３】
請求項１または２記載の車両用前照灯ユニットであって、
前記導光体が車幅方向に長い断面形状の板状に形成されていることを特徴とする車両用前照灯ユニット。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用前照灯ユニットであって、
前記リフレクタの反射面が光を車幅方向での略放物柱面状であることを特徴とする車両用前照灯ユニット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用前照灯ユニットであって、
前記導光体が板状で、入射面が前記半導体発光素子に向けて凸の湾曲面となっていることを特徴とする車両用前照灯ユニット。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用前照灯ユニットであって、
前記導光体が板状で、入射面から出射面へ向けて漸次が厚さが減少していることを特徴とする車両用前照灯ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用前照灯ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード等の高輝度の半導体発光素子を光源とした車両用前照灯ユニットが開発されている。この種の半導体発光素子は高輝度であるが、発熱量が大きいため、放熱手段としてのヒートシンクと一体化する必要がある。
【０００３】
このような前照灯ユニットの一般的構造としては、ヒートシンクに固定された発光ダイオードの後方に、発光ダイオードからの光を前方に反射するリフレクタを配置し、これら発光ダイオードおよびリフレクタの前方に、リフレクタから反射された光を投影するレンズを配置している。つまり、発光ダイオードからの光をリフレクタで前向きに反射した後、レンズを通して前方へ照射するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５２２８５０２号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の技術にあっては、リフレクタの焦点位置に発光ダイオードを配置する必要があるため、レンズ、ヒートシンクに固定された発光ダイオード、リフレクタが前後方向に列ぶことで、前後寸法が大きくなってしまい、フロントノーズの短い車体構造には採用できなくなる。また、ヒートシンクの位置は発光ダイオードと一緒にレンズの後方に配置する必要があり、通気性の良い場所を選んで設置することができないため、放熱性能を確保する面で不利であった。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、前後寸法を短縮できる車両用前照灯ユニットを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、車両用前照灯ユニットであって、ヒートシンクに固定された半導体発光素子と、前記半導体発光素子の光を一端の入射面から導入して他端の出射面から照射する導光体と、前記導光体の出射面から照射された光を車両前方に反射するリフレクタと、前記リフレクタの前方に配置され前記リフレクタから反射された光を車両前方へ照射する投影レンズと、を備え、前記半導体発光素子は前記レンズの後方以外の周囲に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、前記ヒートシンクに固定された半導体発光素子が前記レンズの下方に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、前記導光体が車幅方向に長い断面形状の板状に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、前記リフレクタの反射面が光を車幅方向での略放物柱面状であることを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、前記導光体が板状で、入射面が前記半導体発光素子に向けて凸の湾曲面となっていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の発明は、前記導光体が板状で、入射面から出射面へ向けて漸次が厚さが減少していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、ヒートシンクに固定した半導体発光素子をレンズの後方に置かず、後方以外の周囲位置（上下左右）に配置すると共に、半導体発光素子の光を導光体によりレンズの後方のリフレクタに導くようにしたため、レンズからリフレクタまでの前後寸法を短縮することができる。すなわち、半導体発光素子の光は、導光体の形状により、自由に所望の方向へ拡散且つ集光させることができるため、レンズとリフレクタとの前後距離は短くて済み、レンズからの前後寸法の短縮化が可能となる。従って、フロントノーズの短い車体構造にも採用することができる。また、ヒートシンクの位置が、放熱に不向きなレンズの後方以外に位置に配置されることとなるため、放熱性能が向上する。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、ヒートシンクを比較的通気性の良いレンズの下方の配置したため、ヒートシンクの放熱性能がさらに向上する。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、導光体が車幅方向に長い断面形状の板状であるため、上下方向で拡散させない投射原理による配光パターンを得ることができる。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、リフレクタの反射面が車幅方向での略放物柱面状であるため、上下方向で拡散させない投射原理による配光パターンを得ることができる。
【００１６】
請求項５記載の発明によれば、導光体の入射面が半導体発光素子に向けて凸の湾曲面となっているため、光の入射効率は平面にする場合に比べて向上する。
【００１７】
請求項６記載の発明によれば、導光体が入射面から出射面へ向けて漸次が厚さが減少しているため、光の上下方向での集光特性が更に向上し、高速走行時における視認性の良い配光パターンが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、前後寸法を短縮でき且つヒートシンクの放熱性能を高めることができる車両用前照灯ユニットを提供するという目的を、ヒートシンクに固定された半導体発光素子と、前記半導体発光素子の光を一端の入射面から導入して他端の出射面から照射する導光体と、前記導光体の出射面から照射された光を車両前方に反射するリフレクタと、前記リフレクタの前方に配置され前記リフレクタから反射された光を車両前方へ照射する投影レンズと、を設け、前記半導体発光素子を前記レンズの後方以外の周囲に配置することで、実現した。以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１９】
図１〜図５は、本発明の一実施例を示す図である。図１は、前面に透明カバーを有する灯室（図示せず）に収納される前照灯ユニット１を示している。この前照灯ユニット１は灯室内に複数設置されているが、この実施例では、そのうちの一つを代表して説明する。
【００２０】
透明樹脂製のプロジェクター型のレンズ２は前向き状態で支持されている。このレンズ２の下方にはヒートシンク３が斜めに配置され、そのヒートシンク３の上面に車幅方向に複数（この例では３個）並んだ状態で発光ダイオード（半導体発光素子）４が固定されている。発光ダイオード４は、後端側が階段状に薄肉に形成された本体部の上面にチップ４ａが剥き出しに露出した構造になっている。つまり、この発光ダイオード４はレンズ部を備えない構造である。
【００２１】
発光ダイオード４はヒートシンク３に接した状態で固定され、発光ダイオード４で発生した熱をヒートシンク３側に伝えて放熱できる構造になっている。このヒートシンク３は灯室（図示せず）の下部から露出しており、車両前方から後方に向けて灯室の下方を流れる通気Ａに当たるようになっている。
【００２２】
ヒートシンク３の後面には、当該後面に沿って斜め上方に延びる板状のベースプレート５が固定されている。このベースプレート５の上部には、ベースプレート６から前方に突出するブラケット６を介して、レンズ２の真後ろに位置するリフレクタ７が支持されている。リフレクタ７の反射面は車幅方向での略放物柱面状として形成されている。前記レンズ２はこのリフレクタ７に図示せぬ支持部材を介して支持されている。
【００２３】
そして、ヒートシンク３の上面には導光体８が固定されている。この導光体８は、発光ダイオード４のチップ４ａの上部から、当該チップ４ａと直交する方向（つまりヒートシンク３の上面と直交する方向）に沿って延在し、レンズ２の後方で且つリフレクタ７に対応する位置に延びている。言い換えると、導光体８は、ヒートシンク３の傾斜に対応して斜め上方に延びた縦置き状態に配置されている。導光体８は透明樹脂材料製で且つ車幅方向に長い断面形状を有する板状であり、下端部に形成された一対の脚部９により、発光ダイオード４のチップ４ａの上部を跨いだ状態で設置されている。
【００２４】
導光体８の下面は発光ダイオード４の光を導入する入射面８ａとなっており、この入射面８ａは車幅方向全幅に亘って発光ダイオード４に向けて凸の湾曲面となっている。導光体８の上端は平坦な出射面８ｂになっている。この導光体８は、図４及び図５の概略図で誇張図示されている通り、正面視では上下で同一幅だが、側面視では上方へ向けて漸次減少している（より具体的には、後面が出射面８ｂに対して垂直な垂直面であり、前面が当該垂直面に対して傾斜（この例では５°）傾斜した斜面である）。
【００２５】
次に作用を説明する。発光ダイオード４のチップ４ａからの光は、導光体８の入射面８ａから内部に導入される。この時、導光体８の入射面８ａが発光ダイオード４に対して凸の湾曲面となっているため、光の入射効率は平面に比べて２０％以上向上する。
【００２６】
導光体８内に導入された光は、導光体８が車幅方向に長い断面形状の板状であるため、車幅方向では拡散するが、その厚さ方向では拡散せずに集光する。特に、導光体８の厚さが上方へ向けて漸次減少しているため、その厚さ方向での集光効率は高い。
【００２７】
そして、導光体８を通過して上面の出射面８ｂから照射された光は、リフレクタ７で反射された後、レンズ２を透過して前方へ照射される。前述のように、導光体８が車幅方向に長い断面形状の板状であり、そして、リフレクタ７の反射面が車幅方向での略放物柱面状であるため、上下方向で拡散させない投射原理による配光パターンを得ることができる。
【００２８】
特に、導光体８の厚さが上方へ向けて漸次減少していることにより、その厚さ方向での集光が、リフレクタ７で反射されることにより、上下方向で効率の高い集光となり、高速走行時における視認性の良い配光パターンが得られるようになる。
【００２９】
そして、前照灯ユニット１としては、ヒートシンク３に固定した発光ダイオード４を、レンズ２の後方に置かず、レンズ２の下方に配置すると共に、発光ダイオード４の光を導光体８によりレンズ２の後方のリフレクタ７に導くようにしたため、前照灯ユニット１におけるレンズ２からの前後寸法Ｌを短縮することができる。
【００３０】
以下、本実施形態の効果を列挙する。
【００３１】
（１）本実施形態の車両用前照灯ユニットは、ヒートシンク３に固定された半導体発光素子４と、前記半導体発光素子４の光を一端の入射面８ａから導入して他端の出射面８ｂから照射する導光体８と、前記導光体８の出射面８ｂから照射された光を車両前方に反射するリフレクタ７と、前記リフレクタ７の前方に配置され前記リフレクタ７から反射された光を車両前方へ照射する投影レンズ２と、を備え、前記半導体発光素子４が前記レンズ２の後方以外の周囲に配置されている。
【００３２】
そのため、従来構造ではレンズとリフレクタとの間に配置されていた半導体発光素子およびヒートシンクが、それ以外の部位に配置されることで、レンズ２からリフレクタ７までの前後距離が短くなり、これにより、前後寸法Ｌを短縮できる。従って、フロントノーズの短い車体構造にも採用することができる。
【００３３】
また、半導体発光素子４およびヒートシンク３が、放熱に不向きなレンズ２の後方以外の部位に配置されるため、放熱性能が向上する。放熱性能が向上すれば、発光ダイオード４の更なる高輝度化も可能となる。
【００３４】
（２）また本実施形態の車両用前照灯ユニットは、ヒートシンク３に固定された半導体発光素子４が、レンズ２の下方に配置されている。ここで、レンズ２の下方は特に通気性が良い場所であるため、すなわち、車両走行時には、車両前方から後方に向けて車両用前照灯ユニットの灯室の下方を、空気が流れていくため、レンズ２の下方は特に通気性を確保しやすく放熱しやすい場所である。そのため、このような通気性の優れるレンズ２の下方にヒートシンク３を配置することで、さらに放熱性が向上する。
【００３５】
（３）本実施形態の車両用前照灯ユニットは、導光体８が車幅方向に長い断面形状の板状である。そのため、 導光体８の形状により、半導体発光素子４の光を車幅方向へ拡散させ且つ上下方向へ集光させることができるため、レンズ２とリフレクタ７との前後距離が短い構造において、上下に拡散させない配向パターンを得ることができる。
【００３６】
（４）また本実施形態の車両用前照灯ユニットは、リフレクタ７の反射面が光を車幅方向での略放物柱面状である。そのため、半導体発光素子４の光を車幅方向に拡散させ且つ上下方向に拡散させないずに反射できるため、レンズ２とリフレクタ７との前後距離が短い構造において、上下に拡散させずに車幅方向に拡散させた配向パターを得ることができる。
【００３７】
（５）また本実施形態の車両用前照灯ユニットは、導光体８が車幅方向に長い断面形状を有した板状であり且つ導光体８の入射面８ａに沿って複数（この例では３つ）の半導体発光素子４が配置されているため、複数の発光素子を、それぞれ１つの導光体８、リフレクタ７およびレンズ２で共用できるため、部品点数が削減され、製造コストが削減される。
【００３８】
（６）また本実施形態の車両用前照灯ユニットは、導光体８が板状で、入射面８ａが半導体発光素子４に向けて凸の湾曲面となっている。そのため、光の入射効率は平面にする場合に比べて向上する。湾曲面の形状によっては、２０％以上も光の入射効率が向上する。
【００３９】
（７）また本実施形態の車両用前照灯ユニットは、導光体８が板状で、入射面８ａから出射面８ｂへ向けて漸次が厚さが減少している。そのため、光の上下方向での集光特性が更に向上し、高速走行時における視認性の良い配光パターンが得られる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上の実施例では、発光ダイオード４及びヒートシンク３を、レンズ２の下方に配置する例を示したが、車体前部の通気構造によっては、それらをレンズ２の横方向に配置しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係る前照灯ユニットを示す斜視図。
【図２】前照灯ユニットを示す断面図。
【図３】導光体を示す斜視図。
【図４】導光体の形状を表す概略正面図。
【図５】導光体の形状を表す概略側面図。
【符号の説明】
【００４２】
１  前照灯ユニット
２  レンズ
３  ヒートシンク
４  発光ダイオード（半導体発光素子）
４ａ  チップ
５  ベースプレート
６  ブラケット
７  リフレクタ
８  導光体
８ａ  入射面
８ｂ  出射面
９  脚部
Ａ  通気
Ｌ  前後寸法
【図１】
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【図２】
2007311120.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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