JP2010080212A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体発光素子の放熱性を向上させ、更に、リフレクタに装備した複数の配光パターン相互の干渉を防止して、各配光パターンを高精度化することができる車両用灯具を提供すること。
【解決手段】 車両用灯具１は、２つの半導体発光素子３，４と、これら半導体発光素子３，４からの光を灯具前方へ反射するリフレクタ５とを備える。リフレクタ５は、灯具前方を開放した略半球形状を成すと共に、該リフレクタ５内を横断する板状仕切り部材７によって２つの反射領域１１，１２に区画される。半導体発光素子３，４は、各反射領域１１，１２における板状仕切り部材７上に、素子自体の光軸３ａ，４ａを灯具光軸Ａｘに略垂直に向けて配置される。各反射領域１１，１２におけるそれぞれの反射面が、回転モータ１５によって板状仕切り部材７に対して個別に水平方向へ回動される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の半導体発光素子と、これらの半導体発光素子からの光を灯具前方へ反射するリフレクタと、を備える車両用灯具に関する。

近年、消費電力の軽減、発熱量の軽減等に有効な車両用灯具として、略半球状に反射面を形成したリフレクタの中心軸（光軸）上に円柱状又は角柱状の光源支持柱を装備し、前記光源支持柱の外周面に、光源となる複数のＬＥＤ（半導体発光素子）を配置した構成のものが各種提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。

特開２００４−３４２５７４号公報 特開２００４−２４１３８８号公報 特開２００４−１１１３５５号公報

ところが、上記のようにリフレクタの中心軸上に位置する光源支持柱の周囲に複数のＬＥＤを配置する構成では、発熱体であるＬＥＤが狭小な光源支持柱上に高密度に集中配置されることになり、ＬＥＤの周囲に十分な放熱面積を確保できず、過昇温によりＬＥＤの発光光率が低下したり、あるいは寿命が低下したりする虞があった。

また、上記の各特許文献では、一つの灯具で複数の配光パターンが選択できるように、ＬＥＤが配置される光源支持柱の周囲に、周方向に位置をずらして、反射特性が異なる複数個の反射面を形成したリフレクタが開示されている。しかしながら、一つのＬＥＤから出射される光が、配光パターンの異なる複数の反射面に入射したり、あるいは一つの反射面で反射された光の一部が他の反射面で再反射されたりすることが起こり、これにより複数の配光パターンの干渉が起こるため、各配光パターンの高精度化が難しいという問題も生じた。

そこで、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、光源として取り付けられた半導体発光素子の放熱性を向上させ、更に、リフレクタに装備した複数の配光パターン相互の干渉を防止して、各配光パターンを高精度化することができる車両用灯具を提供することである。

本発明の上記目的は、複数の半導体発光素子と、これら半導体発光素子からの光を灯具前方へ反射するリフレクタと、を備える車両用灯具であって、
前記リフレクタは、灯具前方を開放した形状を成し、該リフレクタ内を横断する板状仕切り部材によって複数の反射領域に区画され、
前記半導体発光素子は、各反射領域における前記板状仕切り部材上に、素子自体の光軸を灯具光軸に略垂直に向けて配置され、
前記各反射領域におけるそれぞれの反射面が、灯具ボディに固定された前記板状仕切り部材に対して個別に移動可能とされることを特徴とする車両用灯具により達成される。

上記構成の車両用灯具によれば、半導体発光素子が装備される板状仕切り部材は、リフレクタ内を横断する大きな表面積（伝熱面積）を有しているため、光源として取り付けられた半導体発光素子の周囲に十分な放熱面積を確保することができる。そこで、半導体発光素子の発熱を周囲に放散したり、固定された灯具ボディを介して灯室外部に放熱したりすることができるため、半導体発光素子自体の発熱による昇温を抑止することができる。

また、複数の反射領域を区画している板状仕切り部材は、各反射領域に割り当てた半導体発光素子の出射する光が割り当て以外の反射領域に進入することを防止する遮光壁として機能し、さらに、一つの反射面で反射された光の一部が他の反射面で再反射されることを防止する遮光壁としても機能するため、配光パターン相互の干渉を防止して、各反射領域が形成する配光パターンを高精度化することができる。
更に、各反射領域におけるそれぞれの反射面が、灯具ボディに固定された板状仕切り部材に対して個別に移動可能とされるため、配光パターンを容易に変化させることができる。

尚、上記構成の車両用灯具において、前記各反射面は、鉛直方向に延びる回転軸を中心に回動されることが望ましい。
このような構成の車両用灯具によれば、各反射面を板状仕切り部材に対して個別に水平方向へ回動することにより、配光パターンの形状を容易に変えることができる。

また、上記構成の車両用灯具において、前記各反射面は、複数のステップから構成されており、少なくとも前記ステップの一部が前記灯具光軸に沿って前後方向に移動されることが望ましい。
このような構成の車両用灯具によれば、各反射面の少なくともステップの一部を板状仕切り部材に対して個別に前後方向に移動することにより、配光パターンにおける照度分布を容易に変えることができる。

本発明に係る車両用灯具によれば、半導体発光素子自体の発熱による昇温を抑止し、過昇温による半導体発光素子の発光性能や寿命の低下を防止することができる。また、配光パターン相互の干渉を防止して、各反射領域が形成する配光パターンを高精度化すると共に、配光パターンを容易に変化させることができる。

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灯具を詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係る車両用灯具の水平断面、図２は図１に示した車両用灯具の正面図である。
図１及び図２に示すように、本第１実施形態の車両用灯具１は、乗用車等の前照灯として使用されるもので、光源として使用される２つの半導体発光素子３，４と、これらの半導体発光素子３，４からの光を灯具前方へ反射するリフレクタ５と、を備え、前方が開口した灯具ボディ２０とその前方開口部に取り付けられた透明な前面カバー２１とで形成された灯室２３内に配置されている。

本第１実施形態のリフレクタ５は、図１に示すように、灯具前方を開放した略半球形状（パラボラ状）のアルミダイキャスト製のリフレクタ本体を左右に二分割した構成であり、左側リフレクタ５ａと右側リフレクタ５ｂとから成る。これら左側リフレクタ５ａ及び右側リフレクタ５ｂは、それぞれ鉛直方向に延びる回転軸１３を中心に回動自在に配設されており、エイミング機構１０のベース部材８を介して灯具ボディ２０に取り付けられている。そして、このエイミング機構１０を介してリフレクタ５の取り付け角度を変化させることで、車両用灯具１から出射する光の光軸を調整可能としている。

各回転軸１３は、一端に取り付けた伝動ギア１９に歯合するピニオンギア１７を介して、ベース部材８の支持部８ａに固定された回転モータ１５によりそれぞれ回転駆動される。そこで、左側リフレクタ５ａ及び右側リフレクタ５ｂの各反射面は、鉛直方向に延びる回転軸１４を中心に回動される。

更に、このリフレクタ５の内面側は、該リフレクタ５内を垂直方向（上下方向）に延びて横断する板状仕切り部材７によって左右２つの反射領域１１，１２に区画されている。この板状仕切り部材７は、エイミング機構１０のベース部材８の前方側に突設されており、ベース部材８の後方側には放熱フィン９が適宜間隔で突設されている。この放熱フィン９は、半導体発光素子３，４の発熱が板状仕切り部材７を介してベース部材８に伝達された時に、伝達された熱を効率良く外部に逃がす。

本実施形態の場合、各半導体発光素子３，４には、所定の発光強度を持つＬＥＤが使用されており、基板上に載置された発光ダイオード素子と、発光ダイオード素子を覆う半球状カバーとから構成されている。
各半導体発光素子３，４は、図１に示すように、各反射領域１１，１２における板状仕切り部材７上に、素子自体の光軸（光度分布のピークとなる方向）３ａ，４ａを灯具光軸Ａｘに略垂直に向けて配置されている。

更に、板状仕切り部材７上における半導体発光素子３，４の取付位置に着いて説明する。
先ず、反射領域１１に割り当てられた半導体発光素子３は、素子自体の光軸３ａを灯具光軸Ａｘに垂直な水平方向に向けて、板状仕切り部材７の反射領域１１に臨む側面７ａに配置されている。また、反射領域１２に割り当てられた半導体発光素子４は、素子自体の光軸４ａを灯具光軸Ａｘに垂直な水平方向に向けて、板状仕切り部材７の反射領域１２に臨む側面７ｂに配置されている。
即ち、各半導体発光素子３，４は、板状仕切り部材７の各反射領域１１，１２に臨む両側面７ａ，７ｂに分けて配置されている。

そして、板状仕切り部材７により区画された２つの反射領域１１，１２は、それぞれの反射面が互いに異なる配光パターンとなるように形成されている。
図２において向かって左側に位置する反射領域１１は、水平方向に対して１５°傾斜させた複数ステップから成る反射面１１ａを備えており、反射光１１ｂを集光させる配光を行い、高照度で照射域の狭い集光配光パターンを得る。
図２において向かって右側に位置する反射領域１２は、複数ステップから成る反射面のカット方向を全て水平方向に揃えて反射光１２ｂを拡散させる配光を行い、集光配光パターンよりも照度が低いが照射域が水平方向に広がった拡散配光パターンを得る。

以上に説明した本第１実施形態の車両用灯具１によれば、複数の半導体発光素子３，４が装備される板状仕切り部材７は、リフレクタ５内を横断する大きな表面積（伝熱面積）を有しているため、光源として取り付けられた半導体発光素子３，４の周囲に十分な放熱面積を確保することができる。

そこで、半導体発光素子３，４の発熱を周囲に放散したり、あるいはベース部材８に効率よく伝熱し、さらにベース部材８の大きな背面領域から外部に放熱したりすることができるため、半導体発光素子３，４自体の発熱による昇温を抑止することができる。従って、過昇温による半導体発光素子３，４の発光性能や寿命の低下を防止することができる。

また、２つの反射領域１１，１２を区画している板状仕切り部材７は、各反射領域１１，１２に割り当てた半導体発光素子３，４の出射する光が割り当て以外の反射領域１１，１２に進入することを防止する遮光壁として機能し、さらに、一つの反射面で反射された光の一部が他の反射面で再反射されることを防止する遮光壁としても機能するため、配光パターン相互の干渉を防止して、各反射領域１１，１２が形成する配光パターンを高精度化することができる。

更に、各反射領域１１，１２における左側リフレクタ５ａ及び右側リフレクタ５ｂは、鉛直方向に延びる回転軸１３を中心に回動自在に配設されている。即ち、左側リフレクタ５ａ及び右側リフレクタ５ｂの各反射面１１ａ，１２ａが、回転モータ１５によって板状仕切り部材７に対して個別に水平方向へ回動されるため、車両用灯具１の配光パターンを容易に変えることができる。

図３は本発明の第２実施形態に係る車両用灯具の水平断面、図４は図３に示した車両用灯具の正面図である。尚、本第２実施形態に係る車両用灯具３０は、上記第１実施形態の車両用灯具１におけるリフレクタ５に代えてリフレクタ３５を用いた以外は、略同様の構成であるので、他の構成部分については詳細な説明を省略する。

本第２実施形態のリフレクタ３５は、図３に示すように、灯具前方を開放した略半球形状（パラボラ状）のアルミダイキャスト製のリフレクタ本体を左右に二分割した後、左右の各反射面における複数のステップ毎に鉛直方向に沿ってそれぞれを三分割した構成であり、左右それぞれにおける外側リフレクタ３５ａと中央リフレクタ３５ｂと内側リフレクタ３５ｃとから成る。即ち、左右それぞれの外側リフレクタ３５ａ、中央リフレクタ３５ｂ及び内側リフレクタ３５ｃの各反射面は、鉛直方向に沿った複数ステップのブロックから構成されている。

これら外側リフレクタ３５ａ及び中央リフレクタ３５ｂは、それぞれ灯具光軸Ａｘに沿って前後方向に移動可能に配設されており、エイミング機構１０のベース部材８を介して灯具ボディ２０に取り付けられている。そして、このエイミング機構１０を介してリフレクタ３５の取り付け角度を変化させることで、車両用灯具３０から出射する光の光軸を調整可能としている。

これら外側リフレクタ３５ａ及び中央リフレクタ３５ｂは、ベース部材８に固定されたアクチュエータ３７，３８によって、それぞれ前後方向に駆動される。そこで、外側リフレクタ３５ａ及び中央リフレクタ３５ｂの各反射面は、灯具光軸Ａｘに沿って前後方向（図３中、上下方向）に移動される。
更に、このリフレクタ３５の内面側は、該リフレクタ３５内を垂直方向（上下方向）に延びて横断する板状仕切り部材７によって左右２つの反射領域３１，３２に区画されている。

そして、板状仕切り部材７により区画された２つの反射領域３１，３２は、それぞれの反射面が互いに異なる配光パターンとなるように形成されている。
図４において向かって左側に位置する反射領域３１は、水平方向に対して１５゜傾斜させた複数ステップから成る反射面３１ａを備えており、反射光３１ｂを集光させる配光を行い、高照度で照射域の狭い集光配光パターンを得る。
図４において向かって右側に位置する反射領域３２は、複数ステップから成る反射面３２ａのカット方向を全て水平方向に揃えて反射光３２ｂを拡散させる配光を行い、集光配光パターンよりも照度が低いが照射域が水平方向に広がった拡散配光パターンを得る。

以上に説明した本第２実施形態の車両用灯具３０によっても、複数の半導体発光素子３，４が装備される板状仕切り部材７は、リフレクタ３５内を横断する大きな表面積を有しているため、光源として取り付けられた半導体発光素子３，４の周囲に十分な放熱面積を確保することができる。

そこで、半導体発光素子３，４の発熱を周囲に放散したり、あるいはベース部材８に効率よく伝熱し、さらにベース部材８の大きな背面領域から外部に放熱したりすることができるため、半導体発光素子３，４自体の発熱による昇温を抑止することができる。従って、過昇温による半導体発光素子３，４の発光性能や寿命の低下を防止することができる。

また、２つの反射領域３１，３２を区画している板状仕切り部材７は、各反射領域３１，３２に割り当てた半導体発光素子３，４の出射する光が割り当て以外の反射領域３１，３２に進入することを防止する遮光壁として機能し、さらに、一つの反射面で反射された光の一部が他の反射面で再反射されることを防止する遮光壁としても機能するため、配光パターン相互の干渉を防止して、各反射領域３１，３２が形成する配光パターンを高精度化することができる。

更に、各反射領域３１，３２における外側リフレクタ３５ａ及び中央リフレクタ３５ｂは、灯具光軸Ａｘに沿って前後方向に移動可能に配設されている。即ち、ステップの一部である外側リフレクタ３５ａ及び中央リフレクタ３５ｂの各反射面が、アクチュエータ３７，３８によって板状仕切り部材７に対して個別に前後方向に移動されるため、車両用灯具３０の配光パターンにおける照度分布を容易に変えることができる。

なお、本発明の車両用灯具に係る半導体発光素子、リフレクタ、板状仕切り部材及び反射領域等の構成は、上記実施形態の構成に限らず、本発明の趣旨に基づいて種々の構成を採り得ることは勿論である。
例えば、上記第２実施形態に係るリフレクタ３５においては、左右の各反射面における複数のステップ毎に鉛直方向に沿ってそれぞれを三分割した構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、二分割或いは四分割以上に分割した構成とすることもでき、水平方向に沿ってそれぞれ分割した構成とすることもできる。

また、例えば、本発明に係る板状仕切り部材は、リフレクタの中心軸から３方に延出する隔壁として、リフレクタを３つの反射領域に区画したり、あるいは板状仕切り部材を縦横に延出する十字状に形成して、リフレクタを４つの反射領域に区画したり、あるいは板状仕切り部材の装備数をさらに増やして、更に多数の反射領域に区画した構成とすることもできる。

また、反射領域の区画を増やした場合には、それぞれの反射領域毎に、専用の半導体発光素子を装備すると良い。
また、上記各実施形態では、それぞれの反射領域に割り当てる半導体発光素子の数量が一つずつであったが、一つの反射領域毎に複数の半導体発光素子を割り当てたり、あるいは、反射領域毎に装備する半導体発光素子の数量を変えて光量に変化を持たせたりするようにしても良い。
また、ＬＥＤの代わりにＬＤ等の他の半導体発光素子を使用するようにしても良い。

本発明の第１実施形態に係る車両用灯具の水平断面図である。 図１に示した車両用灯具の正面図である。 本発明の第２実施形態に係る車両用灯具の水平断面図である。 図３に示した車両用灯具の正面図である。

符号の説明

１ 車両用灯具
３，４ 半導体発光素子
５ リフレクタ
７ 板状仕切り部材
８ ベース部材
１０ エイミング機構
１１，１２ 反射領域
１３ 回転軸
１５ 回転モータ
２０ 灯具ボディ
２１ 前面カバー

Claims (3)

1. 複数の半導体発光素子と、これら半導体発光素子からの光を灯具前方へ反射するリフレクタと、を備える車両用灯具であって、
   前記リフレクタは、灯具前方を開放した形状を成し、該リフレクタ内を横断する板状仕切り部材によって複数の反射領域に区画され、
   前記半導体発光素子は、各反射領域における前記板状仕切り部材上に、素子自体の光軸を灯具光軸に略垂直に向けて配置され、
   前記各反射領域におけるそれぞれの反射面が、灯具ボディに固定された前記板状仕切り部材に対して個別に移動可能とされることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記各反射面は、鉛直方向に延びる回転軸を中心に回動されることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記各反射面は、複数のステップから構成されており、少なくとも前記ステップの一部が前記灯具光軸に沿って前後方向に移動されることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。

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