(57)【要約】【課題】リフレクタにおいて、発光素子の光の照射方向における高さを小さくできる車両用灯具を提供する。【解決手段】リフレクタ２３は、ヒートシンク２２の平坦面２２Ｆを被う曲面を備えるとともに、ヒートシンク２２側に第１周縁端２３Ｐを、第１方向側に第２周縁端２３Ｑを有して構成されている。リフレクタ２３の第１周縁端２３Ｐとヒートシンク２２と間隙Ｔは、少なくとも、第１周縁端２３Ｐのうち発光素子２１と最も近接する部分において、発光素子２１の光照射面１２Ａに対する広がり角度θ（30°−5°＜θ＜30°＋5°）の延長面上に位置する場合のヒートシンク２２との間隙Ｔ’で設定されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、ヒートシンクと、発光素子と、リフレクタとを備え、
前記ヒートシンクは、平坦面を有し、前記発光素子は、前記ヒートシンクの前記平坦面の一領域に、その光照射面からの光が前記平坦面と交差する第１方向に出射するように搭載され、前記リフレクタは、前記発光素子からの光を反射させた後に前記第１方向と交差する第２方向へ出射させる車両用灯具にあって、
前記リフレクタは、前記ヒートシンクの前記平坦面を被う曲面を備えるとともに、前記ヒートシンク側に第１周縁端を、前記第１方向側に第２周縁端を有して構成され、
前記リフレクタの前記第１周縁端は、前記ヒートシンクとの間に間隙を有し、前記間隙は、少なくとも、前記第１周縁端のうち前記発光素子と最も近接する部分において、前記発光素子の前記光照射面に対する広がり角度θ（30°−5°＜θ＜30°＋5°）の延長面上に位置する場合の前記ヒートシンクとの間隙で設定されていることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
少なくとも、ヒートシンクと、発光素子と、リフレクタとを備え、
前記ヒートシンクは、平坦面を有し、前記発光素子は、前記ヒートシンクの前記平坦面の一領域に、その光照射面からの光が前記平坦面と交差する第１方向に出射するように搭載され、前記リフレクタは、前記発光素子からの光を反射させた後に前記第１方向と交差する第２方向へ出射させる車両用灯具にあって、
前記リフレクタは、前記ヒートシンクの前記平坦面を被う曲面を備えるとともに、前記ヒートシンク側に第１周縁端を、前記第１方向側に第２周縁端を有して構成され、
前記リフレクタの前記第１周縁端は、前記ヒートシンクとの間に間隙を有し、
前記間隙は、前記リフレクタの前記第１周縁端が、前記発光素子の前記光照射面に対して前記光照射面の中心からの広がり角度θ（30°−5°＜θ＜30°＋5°）の延長面上に位置づけられるように設定されていることを特徴とする車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用灯具に係り、特に、光源として発光素子を用いた車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の車両用灯具としては、たとえば、図９の断面図に示すように、平板放熱材２２Ａと放熱フィン２２Ｂからなるヒートシンク２２があり、該平板放熱材２２Ａの下面の平坦面２２Ｆの一領域には発光ダイオード（発光素子）２１が搭載されている。発光ダイオード２１は、チップ状の半導体素子からなり、その光照射面２１Ａからの光は、たとえば図中矢印Ａに示すように、平板放熱材２２Ａの平坦面２２Ｆと交差する方向に出射されるようになっている。また、平板放熱材２２Ａの平坦面２２Ｆを被うようにしてリフレクタ２３が配置されている。このリフレクタ２３は、平板放熱材２２Ａの平坦面２２Ｆに対向する面を凹面として構成され、この凹面は光反射面２３Ａとなっている。発光ダイオード２１の図中矢印Ａからの光は、リフレクタ２３の光反射面２３Ａによって反射され、該矢印Ａと交差する方向である図中矢印Ｂに示す方向に出射させるようになっている。この図中矢印Ｂの方向は、たとえば、平板放熱材２２Ａの平坦面２２Ｆとほぼ平行となっており、リフレクタ２３によって反射された光は、たとえば車両の前方に出射されるようになっている。
【０００３】
なお、図９は、本発明の実施態様の効果を示す図５に対応させて描いた図である。図６の上述した説明以外の詳細な構成については図５に関連する説明を参照されたい。
【０００４】
このような構成からなる車両用灯具は、たとえば下記特許文献１等に開示がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2008-041558号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図９に示した車両用灯具は、上述したように、発光ダイオード２１からの光をリフレクタ２３によって反射させ、車両のたとえば前方に出射させるようにしたものである。
【０００７】
このため、リフレクタ２３は、その光反射面２３Ａを所望の大きさ（車両前方から観た大きさ）にするとともに、発光ダイオード２１から光をできるだけ有効利用するため、リフレクタ２３のヒートシンク２２と対向する周縁端２３Ｐ’を、少なくとも発光ダイオード２１の光照射面２１Ａの延長面上に位置づけられるように、ヒートシンク２２側へ延在させて構成したものとなっている。
【０００８】
これにより、リフレクタ２３は、図９に示すように、発光ダイオード２１の光の照射方向における高さＨ’が大きくなってしまい、それに応じてたとえば重量が大きくなってしまうという不都合を有する。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、リフレクタにおいて、発光素子の光の照射方向における高さを小さくできる車両用灯具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するために、本発明は、リフレクタ２３のヒートシンク２２と対向する周縁端２３Ｐ’の近傍には発光ダイオード２１からの光が充分な光量で照射されていないことを確証し、リフレクタ２３の前記周縁端２３Ｐ’の近傍部を取り除く構成とすることにより、リフレクタ２３において、発光素子（発光ダイオード２１）の光の照射方向における高さを小さくするようにしたものである。
【００１１】
本発明は、以下の構成によって把握される。
（１）本発明の車両用灯具は、少なくとも、ヒートシンクと、発光素子と、リフレクタとを備え、前記ヒートシンクは、平坦面を有し、前記発光素子は、前記ヒートシンクの前記平坦面の一領域に、その光照射面からの光が前記平坦面と交差する第１方向に出射するように搭載され、前記リフレクタは、前記発光素子からの光を反射させた後に前記第１方向と交差する第２方向へ出射させる車両用灯具にあって、前記リフレクタは、前記ヒートシンクの前記平坦面を被う曲面を備えるとともに、前記ヒートシンク側に第１周縁端を、前記第１方向側に第２周縁端を有して構成され、前記リフレクタの前記第１周縁端は、前記ヒートシンクとの間に間隙を有し、前記間隙は、少なくとも、前記第１周縁端のうち前記発光素子と最も近接する部分において、前記発光素子の前記光照射面に対する広がり角度θ（30°−5°＜θ＜30°＋5°）の延長面上に位置する場合の前記ヒートシンクとの間隙で設定されていることを特徴とする。
（２）本発明の車両用灯具は、少なくとも、ヒートシンクと、発光素子と、リフレクタとを備え、前記ヒートシンクは、平坦面を有し、前記発光素子は、前記ヒートシンクの前記平坦面の一領域に、その光照射面からの光が前記平坦面と交差する第１方向に出射するように搭載され、前記リフレクタは、前記発光素子からの光を反射させた後に前記第１方向と交差する第２方向へ出射させる車両用灯具にあって、前記リフレクタは、前記ヒートシンクの前記平坦面を被う曲面を備えるとともに、前記ヒートシンク側に第１周縁端を、前記第１方向側に第２周縁端を有して構成され、前記リフレクタの前記第１周縁端は、前記ヒートシンクとの間に間隙を有し、前記間隙は、前記リフレクタの前記第１周縁端が、前記発光素子の前記光照射面に対して前記光照射面の中心からの広がり角度θ（30°−5°＜θ＜30°＋5°）の延長面上に位置づけられるように設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上述のように構成された車両用灯具は、リフレクタにおいて、発光素子の光の照射方向における高さを小さくすることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の車両用灯具の実施態様１の要部を示す断面図である。
【図２】本発明の車両用灯具の実施態様１の全体を示す構成図である。
【図３】本発明の車両用灯具の実施態様１に具備されるランプの正面図である。
【図４】発光ダイオードの光照射面からの光の照射を示す模式図である。
【図５】本発明の車両用灯具の実施態様１の効果を示す断面図である。
【図６】本発明の車両用灯具の実施態様２に具備されるランプの一例を示す正面図である。
【図７】本発明の車両用灯具の実施態様２に具備されるランプの他の例を示す正面図である。
【図８】本発明の車両用灯具の実施態様３に具備されるランプを示す正面図である。
【図９】従来の車両用灯具に具備されるランプの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
（実施態様１）
図２は、本発明の車両用灯具の実施態様１の概略を示す断面図である。図２に示す車両用灯具１０は、たとえば、前照灯（ヘッドランプ）を一例として示している。また、図２中、ｘ、ｙ、ｚ方向は、車両用灯具１０を車両に取り付けた場合において、それぞれ、車両の前方方向、幅方向、高さ方向に一致させて示している。
【００１５】
図２において、車両用灯具１０は、前面レンズ１１とハウジング１２によって灯室１３を画成するようになっている。ハウジング１２は車両の前方部に開口１２Ａを有し、その開口１２Ａの縁において前面レンズ１１の周縁部１１Ａを挿入させる溝部１４が形成されている。ハウジング１２の溝部１４にはホットメルト１５が塗布され、このホットメルト１５によって前面レンズ１１の周縁部１１Ａを固着させるとともに水分侵入を防止するシール性を確保できるようになっている。
【００１６】
車両用灯具１０の灯室１３にはランプ２０が配設されている。このランプ２０は、たとえば、発光ダイオード（発光素子）２１、ヒートシンク２２、リフレクタ２３によって構成されている。なお、図３は、ランプ２０を前方（前面レンズ１１側）から観た正面図である。
【００１７】
ヒートシンク２２は、灯室１３の上部に配置された平板放熱材２２Ａと、この平板放熱材２２Ａの上面に形成された放熱フィン２２Ｂによって構成されている。放熱フィン２２Ｂは、たとえば、図中ｙ方向に並設され図中ｘ方向に延在された複数のフィンからなっている。放熱フィン２２Ｂはヒートシンク２２の表面積を増大させ、これにより、後述の発光ダイオード２１の点灯の際に発生する熱を該ヒートシンク２２を通して充分に放熱させるようになっている。
【００１８】
ヒートシンク２２の平板放熱材２２Ａの下面は平坦面２２Ｆとなっており、この平坦面２２Ｆの前面レンズ１１から比較的遠い個所となる一領域に、チップ状の発光ダイオード２１が搭載されている。発光ダイオード２１の主面には光照射面２１Ａが形成され、発光ダイオード２１は、その光照射面２１Ａを図中下側に指向するようにしてヒートシンク２２の平板放熱材２２Ａに配置されるようになっている。これにより、発光ダイオード２１の光照射面２１Ａからの光は、平板放熱材２２Ａの平坦面２２Ｆと交差する方向（たとえば図中矢印Ａ方向：この明細書において第１方向と称する場合がある）に出射するようになっている。
【００１９】
リフレクタ２３は、たとえば回転放物面、放物柱面等を組み合わせた自由曲面を有し、その凹面側を、ヒートシンク２２の平板放熱材２２Ａの下面、すなわち発光ダイオード２１が搭載されている側の平坦面２２Ｆを被うようにして配置されている。リフレクタ２３は、その凹面側において光反射面２３Ａを備え、図中矢印Ａに示した発光ダイオード２１からの光をリフレクタ２３の光反射面２３Ａで反射させた後に、該矢印Ａ方向と交差する方向（図中矢印Ｂ方向：この明細書において第２方向と称する場合がある）に出射させるようになっている。図中矢印Ｂの方向は、たとえば、平板放熱材２２Ａの平坦面２２Ｆとほぼ平行となっており、リフレクタ２３によって反射された光は車両の前方に出射されるようになっている。このような機能を有するリフレクタ２３は、光反射面２３Ａとなる自由曲面の周縁端において、ヒートシンク２２側に対向する第１周縁端２３Ｐと、図中矢印Ｂ方向に指向される第２周縁端２３Ｑとを有して構成されている。
【００２０】
そして、このような構成において、リフレクタ２３は、その第１周縁端２３Ｐが、ヒートシンク２２の平坦面２２Ｆの間に間隙Ｔを有するように配置されている。そして、この場合の間隙Ｔは次に示す値によって設定されている。
【００２１】
図１は、図２に示す構成のうち、発光ダイオード２１が搭載される近傍部の板状放熱材１２Ａとリフレクタ２３を示した拡大図である。図１に示すように、発光ダイオード２１の光照射面２１Ａからの光は放射状に出射されるようになっており、その出射範囲は、該光照射面２１Ａの垂直線Ｏを含む平面内において、該垂直線Ｏを中心して１８０°±５°となっている。ここで、±５°としたのは発光ダイオード２１の製造ばらつき等を考慮したからである。このため、発光ダイオード２１の光照射面２１Ａから広がり角度θ（30°−5°＜θ＜30°＋5°）までの範囲は、発光ダイオード２１からの光のうち極端に光量が減少される範囲となっている。
【００２２】
このことから、本実施態様では、平板放熱材２２Ａとリフレクタ２３の第１周縁端２３Ｐとの間の間隙Ｔを、該第１周縁端２３Ｐのうち発光ダイオード２１と最も近接する部分において、発光ダイオード２１の光照射面２１Ａに対する広がり角度θの延長面上に位置するようにした場合の前記ヒートシンク２２との間隙Ｔ’で設定するようにしている。このようにすることによって、発光ダイオード２１からの光の全体の光量の減少を最小限に抑えるとともに、リフレクタ２３の余分な領域を取り除くように図っている。
【００２３】
ここで、リフレクタ２３の第１周縁部２３Ｐのうち発光ダイオード２１と最も近接する部分において上記条件を満足する間隙Ｔ’を基準として、平板放熱材２２Ａとリフレクタ２３の第１周縁端２３Ｐとの間の間隙Ｔを設定したのは次の理由による。すなわち、図４は、発光ダイオード２１を光照射面２１Ａ側から観た斜視図であり、光照射面２１Ａに対して広がり角度θで画される延長面ＥＦを示している。この延長面ＥＦは、発光ダイオード２１から光が充分に照射される領域と光の光量が極端に減少する領域との境界面となるものである。この場合、図４に示すように、発光ダイオード２１の光照射面２１Ａの延在面上において、前記延長面ＥＦまでの距離ｈは発光ダイオード２１からの距離ｄによって変化する値をとることになる。すなわち、発光ダイオード２１からの距離ｄが大きくなるにしたがって、発光ダイオード２１の光照射面２１Ａに対する広がり角度θの延長面ＥＦまでの距離ｈが大きくなってしまう。このため、実施態様１では、発光ダイオード２１と最も近接するリフレクタ２３の第１周縁部２３Ｐの部分において設定される前記間隙Ｔ’を、平板放熱材２２Ａとリフレクタ２３の第１周縁部２３Ｐとの間隙Ｔとすることにより、発光ダイオード２１から比較的遠く離れた第１周縁部２３Ｐの部分においても、発光ダイオード２１からの光が漏れてしまうのを回避させるようにしている。
【００２４】
このように構成したランプ２０は、図５に示すように、リフレクタ２３の第１周縁端２３Ｐをヒートシンク２２に対して間隙Ｔを設けることができる分、リフレクタ２３自体の高さＨを小さくして構成することができる。リフレクタ２３の高さＨは、図９に示した従来の構成と比較した場合、図９に示すリフレクタ２３の高さＨ’から前記間隔Ｔを差し引いた値に相当する。このため、リフレクタ２３の容積を小さくでき、重量を軽く構成することができる効果を奏するようになる。
（実施態様２）
実施態様１では、ヒートシンク２２の平板放熱材２２Ａの下面、すなわち発光ダイオード２１が搭載される側の平坦面２２Ｆを図中ｘｙ面にほぼ平行に配置させるようにしたものである。しかし、図６に示すように、たとえば意匠上の観点等から、平板放熱材２２Ａの下面を図中ｘｙ面に対して図中ｙ方向に角度αで傾斜させた場合においても、本発明を適用できることはいうまでもない。この場合、リフレクタ２３の第１周縁端２３Ｐも図中ｘｙ面に対して図中ｙ方向に角度αで傾斜されて構成され、ヒートシンク２２の平板放熱材２２Ａとの間には上述した値の間隙Ｔを有するようになっている。
【００２５】
なお、図６においては、発光ダイオード２１は、その光照射面２１Ａが図中ｘｙ面にほぼ平行となるように該平板放熱材２２Ａに搭載されるようになっている。これにより、リフレクタ２３の光反射面２３Ａを実施態様１で示したリフレクタ２３の光反射面２３Ａとほぼ同様に構成することによって、リフレクタ２３によって反射される光の配光を所定通りとすることができる。
【００２６】
図７は、ヒートシンク２２の平板放熱材２２Ａの下面を図中ｘｙ面に対して図中ｙ方向に角度αで傾斜させ、さらに、発光ダイオード２１も、その光照射面２１Ａが図中ｘｙ面に対して図中ｙ方向に角度αで傾斜されるように該平板放熱材２２Ａに搭載させるようにしたものである。この場合、リフレクタ２３によって反射される光の配光を所定通りとするため、リフレクタ２３の光反射面２３Ａの形状は図６に示した場合と異なるが、リフレクタ２３の第１周縁端２３Ｐは図中ｘｙ面に対して図中ｙ方向に角度αで傾斜されて構成され、ヒートシンク２２の平板放熱材２２Ａとの間には上述した値の間隙Ｔを有するように構成されている。
（実施態様３）
実施態様１では、ヒートシンク２２とリフレクタ２３の間隙Ｔを、リフレクタ２３の第１周縁端２３Ｐのうち発光ダイオード２１と最も近接する部分において、発光ダイオード２１の光照射面２１Ａに対する広がり角度θの延長面ＥＦ上に位置する場合の間隙Ｔ’として、一定の値に定めるようにしたものである。
【００２７】
しかし、これに限定されることはなく、ヒートシンク２２とリフレクタ２３の間隙は、リフレクタ２３の第１周縁部２３Ｐが、その全域にわたって、発光ダイオード２１の光照射面２１Ａに対して広がり角度θの延長面上に位置づけられるように設定するようにしてもよい。
【００２８】
この場合、ヒートシンク２２の平板放熱材２２Ａとリフレクタ２３の第１周縁端２３Ｐの間隙は、一定にはならず、発光ダイオード２１からの距離に応じて変化するようになっている。すなわち、ヒートシンク２２の平板放熱材２２Ａとリフレクタ２３の第１周縁端２３Ｐの間隙は、発光ダイオード２１の背後における第１周縁端２３Ｐの部分において最も小さく、この第１周縁端２３Ｐに沿って第２周縁端２３Ｑとの境界に近づくにつれ、順次大きくなるようになっている。図８は、図３に対応づけて描いたランプ２０の正面図である。図８に示すように、リフレクタ２３の第１周縁部２３Ｐにおいて、発光ダイオード２１に最も近い部分では、ヒートシンク２２との間隙Ｔ’（実施態様１における間隙Ｔ’と同じ値）を有し、発光ダイオード２１から最も遠い第２周縁部２３Ｑとの境界部（図中符号ＢＤで示す）において、ヒートシンク２２との間は間隙Ｔ”（＞Ｔ’）を有するようになっている。この場合、発光ダイオード２１に最も近い部分の第１周縁端２３Ｐにおいて、発光ダイオード２１の光照射面２１Ａに対して広がり角度θの延長面上に位置づけられるように前記間隙Ｔ’が設定されるのは実施態様１で示した通りである。同様に、間隙Ｔ’の部分から、第１周縁端２３Ｐに沿って第２周縁端２３Ｑとの境界に至るまでの間においても、発光ダイオード２１の光照射面２１Ａに対して広がり角度θの延長面上に位置づけられるようになっている。図８では、発光ダイオード２１に最も遠い部分の第１周縁端２３Ｐ（第２周縁端２３Ｑとの境界部ＢＤ）において、発光ダイオード２１の光照射面２１Ａに対して広がり角度θの延長面上に位置づけられるようにして前記間隙Ｔ”が設定されていることを示している。
【００２９】
このように構成した場合、実施態様１に示したリフレクタ２３よりも、余分な領域を取り除くことができ、リフレクタ２３の軽量化を図ることができるようになる。
（実施態様４）
実施態様３に示したリフレクタ２３の第１周縁端２３Ｐのヒートシンク２２との間隙は、ヒートシンク２２を上述の図６、図７に示すように構成した場合にもそのまま適用できることはもちろんである。
（実施態様５）
実施態様１に示した車両用灯具１０は、それを車両に取り付けた場合、発光ダイオード２１が上方に、リフレクタ２３が下方に配置される配置される構造のものを示したものである。しかし、これに限定されることはなく、発光ダイオード２１が下方に、リフレクタ２３が上方に配置される構造のものにあっても適用できることはいうまでもない。この場合、ヒートシンク２２はリフレクタ２３より下側に配置され、該ヒートシンク２２とリフレクタ２３との間に上述した間隙Ｔ、Ｔ’、Ｔ”が確保されるようになる。
【００３０】
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またその様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００３１】
１０……車両用灯具、１１……前面レンズ、１１Ａ……周縁部（前面レンズの）、１２……ハウジング、１２Ａ……開口（ハウジングの）、１３……灯室、１４……溝部、１５……ホットメルト、２０……ランプ、２１……発光ダイオード、２１Ａ……光照射面（発光ダイオード）、２２……ヒートシンク、２２Ａ……平板放熱材、２２Ｂ……放熱フィン、２２Ｆ……平坦面（平板放熱材の）、２３……リフレクタ、２３Ａ……光反射面、２３Ｐ……第１周縁端、２３Ｑ……第２周縁端、ＥＦ……発光ダイオードの光照射面に対する広がり角度θ（30°−5°＜θ＜30°＋5°）の延長面。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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