JP2010129284A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】発光チップをレンズにより確実に保護することができること。
【解決手段】この発明は、ヒートシンク部材２と、半導体型光源３と、給電ホルダ４と、固定部材５と、を備える。半導体型光源３は、基板９と、基板９上に配置されている発光体３０と、を有する。給電ホルダ４には、発光体３０を覆って保護するレンズ３１が一体に設けられている。この結果、この発明は、発光体３０をレンズ３１により確実に保護することができる。
【選択図】 図３

Description

この発明は、光源としてたとえばＬＥＤなどの半導体型光源を使用する車両用灯具に関するものである。

この種の車両用灯具は、従来からある（たとえば、特許文献１）。従来の車両用灯具は、ランプハウジング内に配置された発光モジュールの半導体発光素子から出射された光が投光レンズによって照明光として照射されるものである。発光モジュールは、セラミック基板と、ＬＥＤチップなどの半導体発光素子と、カバーと、を備えるものである。

この種の車両用灯具においては、発光チップ（半導体発光素子）をレンズ（カバー）により確実に保護することが重要である。

特開２００８−１６３６２号公報

この発明が解決しようとする課題は、発光チップをレンズにより確実に保護することができる車両用灯具を提供することにある。

この発明（請求項１にかかる発明）は、ヒートシンク部材と、半導体型光源と、給電ホルダと、固定部材と、を備える車両用灯具において、半導体型光源が、基板と、基板上に配置されている発光チップと、を有し、給電ホルダには発光チップを覆って保護するレンズが一体に設けられている、ことを特徴とする。

また、この発明（請求項２にかかる発明）は、レンズがガラス製からなり、給電ホルダが、熱膨張率がガラス製のレンズの熱膨張率に近く、かつ、熱伝導率（熱放射率）が高い樹脂製からなる、ことを特徴とする。

さらに、この発明（請求項３にかかる発明）は、レンズが透明樹脂製からなり、給電ホルダが、熱膨張率が透明樹脂製のレンズの熱膨張率に近く、かつ、熱伝導率（熱放射率）が高い樹脂製からなる、ことを特徴とする。

この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、前記の課題を解決するための手段により、ヒートシンク部材と、半導体型光源と、給電ホルダと、固定部材と、を組み付けると、給電ホルダと一体のレンズが半導体型光源の発光チップを覆うので、発光チップをレンズにより確実に保護することができる。

また、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用灯具は、レンズが光透過率が高いガラス製からなるので、発光チップから放射された光をガラス製のレンズから外部に効率良く透過させることができ、その分、発光効率（発光性能）が向上される。また、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用灯具は、レンズが耐熱性が高いガラス製からなるので、発光チップにおいて発生する熱に対して十分に耐えることができ、その分、レンズの耐熱性が向上される。

しかも、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用灯具は、給電ホルダが熱膨張率がガラス製のレンズの熱膨張率に近い樹脂製からなるので、一体構造のガラス製のレンズと樹脂製の給電ホルダとの間に歪の発生が極めて小さく、ガラス製のレンズと樹脂製の給電ホルダとが確固たる一体構造を維持することができる。

その上、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用灯具は、給電ホルダが熱伝導率が高い樹脂製からなるので、発光チップにおいて発生する熱を外部に効率良く放出（放射）することができ、発光チップの耐久性や発光効率などが向上される。

さらに、この発明（請求項３にかかる発明）の車両用灯具は、レンズと給電ホルダとが樹脂で一体に成形した樹脂製からなるので、レンズと給電ホルダとが完全な一体構造となり、レンズを給電ホルダを介して半導体型光源に確実に固定することができ、発光チップをレンズによりさらに確実に保護することができる。

しかも、この発明（請求項３にかかる発明）の車両用灯具は、レンズと給電ホルダとが樹脂で一体に成形した樹脂製からなるので、部品点数を軽減することができ、その分、製造コストを安価にすることができる。

以下に、この発明にかかる車両用灯具の実施例のうちの３例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この明細書および特許請求の範囲において、「上」とは、この発明にかかる車両用灯具を組み付ける際において、引力方向の「上」である。さらに、この明細書および特許請求の範囲において、「上、下、前、後、左、右」とは、この発明にかかる車両用灯具を自動車に取り付けた際の自動車の「上、下、前、後、左、右」である。

図１〜図２２は、この発明にかかる車両用灯具の実施例１を示す。以下、この実施例１における車両用灯具の構成について説明する。図において、符号１は、この実施例１における車両用灯具である。前記車両用灯具１は、たとえば、自動車用前照灯であって、プロジェクタタイプのユニット構造をなす。前記車両用灯具１は、図１〜図３に示すように、ヒートシンク部材２と、半導体型光源３と、給電ホルダ４と、固定部材５と、リフレクタ６と、投影レンズ７と、図示しない自動車用前照灯のランプハウジングおよびランプレンズ（たとえば、素通しのアウターレンズなど）と、から構成されている。

前記ヒートシンク部材２および前記半導体型光源３および前記給電ホルダ４および前記固定部材５および前記リフレクタ６および前記投影レンズ７は、ランプユニットを構成する。１個もしくは複数個の前記ランプユニットは、自動車用前照灯の前記ランプハウジングおよび前記ランプレンズにより区画されている灯室内に、たとえば光軸調整機構を介して配置されている。

前記ヒートシンク部材２は、たとえば、樹脂や金属製ダイカストなどの熱伝導率（熱放射率）が高い材料からなる。前記ヒートシンク部材２は、図３に示すように、前部が半円筒形状のフレーム形状をなし、後部が直方体形状のブロック形状をなす。前記ヒートシンク部材２のブロック形状の後部の上面５６は、ほぼ平面をなし、かつ、前記ヒートシンク部材２のブロック形状の後部の下部は、フィン形状をなす。一方、前記ヒートシンク部材２のフレーム形状の前部は、上半分が開口し、下半分が半円筒形に閉塞する。前記ヒートシンク部材２のフレーム形状の前部の閉塞部には、窓部６４が設けられている。

図８、図１０、図１１に示すように、前記ヒートシンク部材２のブロック形状の後部の上面５６の後半部には、四角形の収容凹部５７が設けられている。前記収容凹部５７の上面５８は、平面をなしていて、前記ヒートシンク部材２のブロック形状の後部の上面５６よりも一段下がっている。

前記ヒートシンク部材２の前記収容凹部５７の上面５８の中央には、四角形の載置台８が一体に設けられている。前記載置台８の上面５９は、平面をなしていて、前記ヒートシンク部材２のブロック形状の後部の上面５６よりも一段下がっていて、かつ、前記収容凹部の上面５８よりも一段上がっている。前記載置台８は、前記半導体型光源３の長方形の基板９とほぼ同等の四角形をなし、前記半導体型光源３の前記基板９が上から直接載置されるものである。なお、前記載置台８は、設けなくても良い。この場合においては、前記収容凹部５７の上面５８が載置面となる。

前記ヒートシンク部材２の前記収容凹部５７の上面５８のうち前記載置台８の後側の左右両側には、２個の四角柱形状の位置決め部（ストッパ）１０がそれぞれ一体に設けられている。前記位置決め部１０は、前記半導体型光源３の位置を決めるものであって、前記半導体型光源３の前記載置台８の上面５９上における一方向、すなわち、左右方向の位置を決めるものである。２個の前記位置決め部１０は、平面の一側面が対向していて、かつ、前記半導体型光源３の前記基板９の長辺の長さ（距離）分離れている。２個の前記位置決め部１０は、図１１などに示すように、相対向する側の上端部が傾斜面をなしていて、前記半導体型光源３を前記ヒートシンク部材２の前記載置台８上に載置し易いように構成されている。

前記ヒートシンク部材２の前記収容凹部５７の上面５８のうち前記載置台８の前側の中央部には、細長い四角形の収納溝１１が設けられている。図９〜図１１に示すように、前記収納溝１１中には、Ｕ字形状のスプリングのスプリング部１２が上から圧入されている。前記スプリング部１２は、前記位置決め部１０の位置決め方向（左右方向）に対して前記載置台８の上面５９上において交差する方向、すなわち、前後方向にスプリング力が作用するものである。前記スプリング部１２は、後側の垂直部の長さが前側の垂直部の長さよりも長く、前記後側の垂直部の上端部１３が前記ヒートシンク部材２の前記載置台８の上面５９から上に突出している。前記後側の垂直部の上端部１３は、前側に若干傾斜していて、前記半導体型光源３を前記ヒートシンク部材２の前記載置台８上に載置し易いように構成されている。

前記ヒートシンク部材２の前記収容凹部５７の上面５８のうち前記載置台８の後側の中央部には、細長い四角柱形状の受部（ストッパ）１４が一体に設けられている。前記受部１４は、前記スプリング部１２のスプリング力作用方向、すなわち、後方向に前記半導体型光源３を挟んで前記スプリング部１２に対向していて、前記スプリング部１２のスプリング力により前記半導体型光源３の前記基板９が押し当てられるのを受けるものである。前記受部１４は、図１１などに示すように、前側の上端部が傾斜面をなしていて、前記半導体型光源３を前記ヒートシンク部材２の前記載置台８上に載置し易いように構成されている。

図３に示すように、前記ヒートシンク部材２のブロック形状の後部の前半部の上端部には、シェード１５が一体に設けられている。前記シェード１５には、配光パターン（図示せず）のカットオフライン（図示せず）を形成するエッジ１６が設けられている。前記エッジ１６は、前記ヒートシンク部材２のフレーム形状の前部とブロック形状の後部との境に設けられている。前記ヒートシンク部材２のブロック形状の後部の上面５６は、前記シェード１５の上面でもある。

前記ヒートシンク部材２の前記収容凹部５７のうち前記受部１４よりも後側の部分には、凹形状の収納部１７が設けられている。前記収納部１７の上面６０は、前記収容凹部５７の上面５８よりも一段下がっている。前記収納部１７は、前記給電ホルダ４のうち少なくとも光源側コネクタ３４を収納するものである。

前記ヒートシンク部材２の前記収容凹部５７の上面５８のうち前記載置台８の左右両側の中央部から若干離れた箇所には、位置決め部の円形凹部２１がそれぞれ設けられている。前記円形凹部２１は、前記給電ホルダ４の円形凸部２２と共に、前記ヒートシンク部材２と前記給電ホルダ４の相互位置を決めるものである。図に示すように、前記２個の円形凹部２１と前記２個の円形凸部２２のうちの１個を長円形としても良いし、または、２個を長円形としても良いし、または、２個を円形としても良い。

前記ヒートシンク部材２の前記収容凹部５７のうち、前記収容凹部５７中に前記位置決め部（前記円形凹部２１と前記円形凸部２２）により位置決めされた状態で収容セットされている前記給電ホルダ４の給電固定部３３の外側側面に相当する部分には、前記固定部材５の４枚の垂直板部５０が挿入する挿入孔５５が設けられている。図１２に示すように、前記挿入孔５５の途中の壁面には、段部形状の係合部５４が設けられている。

前記半導体型光源３は、たとえば、ＬＥＤ、ＥＬ（有機ＥＬ）などの自発光半導体型光源（この実施例１ではＬＥＤ）を使用する。前記半導体型光源３は、図３〜図７、図９〜図１１に示すように、長方形の板形状の前記基板９と、前記基板９の一面（上面）に固定されている微小な直方体形状の発光チップ（光源チップ、半導体チップ）としての発光体３０と、前記基板９の一面（上面）の相対向する２辺すなわち左右両端部の中央にそれぞれ設けられている導電部材３２と、から構成されている。前記半導体型光源３の前記発光体３０の上面（発光面）は、図９に示すように、前記ヒートシンク部材２の上面５６とほぼ同一面に位置する。

前記給電ホルダ４は、図３〜図６、図９〜図１９、図２２に示すように、前記ヒートシンク部材２および前記半導体型光源３の上にセットされているものであって、給電固定部３３と、光源側コネクタ３４と、からなる。前記給電ホルダ４の前記給電固定部３３は、前記ヒートシンク部材２の前記収納凹部５７の上面５８のうち前側部分と後側部分とを除いた中間のほとんどの部分に載置する大きさであって、前記載置台８および前記位置決め部１０および前記収納溝１１および前記受部１４および前記円形凹部２１を覆うことができ、かつ、前記挿入孔５５を覆わない程度の大きさである。一方、前記給電ホルダ４の前記光源側コネクタ３４は、前記ヒートシンク部材２の前記収納部１７中に収納される大きさである。

前記給電ホルダ４の前記給電固定部３３は、前記半導体型光源３を前記ヒートシンク部材２側に押さえ、かつ、前記半導体型光源３に給電するものである。また、前記給電ホルダ４の前記給電固定部３３は、前記ヒートシンク部材２の前記収容凹部５７中に収容されている。一方、前記給電ホルダ４の前記光源側コネクタ３４は、前記給電固定部３３のうち前記半導体型光源３からの光が照射される方向（前方向）と反対側（後側）の部分に一体に設けられていて、電源側コネクタ２０と電気的に接続するものである。また、前記給電ホルダ４の前記光源側コネクタ３４は、前記ヒートシンク部材２の前記収納部１７中に収納されている。前記光源側コネクタ３４には、前記電源側コネクタ２０のロック部１８がロックされる四角形のロック孔２４が設けられている。また、前記光源側コネクタ３４には、前記電源側コネクタ２０が差し込まれる差込孔４４が設けられている。

また、前記給電ホルダ４は、前記半導体型光源３の前記導電部材３２に電気的に当接する弾性を有する導電性部材の２個のコンタクト３５Ａ、３５Ｂと、前記２個のコンタクト３５Ａ、３５Ｂを図６、図１９に示す状態で保持しかつ前記半導体型光源３の前記基板９を前記ヒートシンク部材２の前記載置台８との間に挟み込んで固定する絶縁性部材のハウジング１９と、から構成されている。前記２個のコンタクト３５Ａ、３５Ｂは、図６、図１９に示す状態で、前記ハウジング１９中に一体に成形（インサート成形） されている。もしくは、水平方向に上下に２分割した前記ハウジング１９の間に挟み込まれて固定されている。前記２個のコンタクト３５Ａ、３５Ｂは、＋（アノード）側のコンタクト３５Ａと、−（カソード）側のコンタクト３５Ｂと、からなる。

前記給電ホルダ４の前記給電固定部３３の前記ハウジング１９は、上下２段層からなる中央部２５と周縁部２６とから構成されている。前記中央部２５の上面２７は、前記ヒートシンク部材２の上面５６よりも下に位置する。もしくは、前記中央部２５の上面２７は、前記ヒートシンク部材２の上面５６とほぼ同等の位置に位置する。前記周縁部２６の上面２８は、前記中央部２５の上面２７よりも下に位置する。前記給電ホルダ４の前記光源側コネクタ３４の上面は、前記周縁部２６の上面２８とほぼ同等の位置に位置する。また、前記給電ホルダ４の前記光源側コネクタ３４の下面は、前記給電固定部３３の下面よりも一段下がっている。

図５、図１１、図１５に示すように、前記給電ホルダ４の前記給電固定部３３の前記ハウジング１９の前記中央部２５のうち、前記２個のコンタクト３５Ａ、３５Ｂが位置する部分には、四角形の開口部４０が設けられている。前記開口部４０の縁には、前記ヒートシンク部材２の上面５６よりも下の位置で、前記半導体型光源３の前記導電部材３２に電気的に弾性当接する前記２個のコンタクト３５Ａ、３５Ｂの接続部３６が突出して設けられている。また、前記開口部４０の縁には、前記ヒートシンク部材２の上面５６よりも下の位置で、前記半導体型光源３の前記基板９を前記ヒートシンク部材２の前記載置台８側に押さえる押さえ凸部４１が一体に設けられている。なお、前記押さえ凸部４１を設けずに、前記中央部２５の下面で前記半導体型光源３の前記基板９を前記ヒートシンク部材２の前記載置台８側に押さえるように構成しても良い。

前記給電ホルダ４の前記給電固定部３３の下面、すなわち、前記ヒートシンク部材２の前記収容凹部５７の上面５８に相対向する面には、位置決め部としての２個の円形凸部２２が、前記ヒートシンク部材２の前記２個の円形凹部２１に対応して設けられている。

図２２に示すように、前記給電ホルダ４の前記給電固定部３３の前記ハウジング１９の前記中央部２５のうち、前記半導体型光源３が位置する部分には、円形透孔２３が設けられている。前記円形透孔２３の縁には、前記発光体３０を覆って保護する半球形状（ドーム形状）の光透過部材としてのレンズ（保護カバーレンズ）３１が一体に設けられている。前記円形透孔２３の縁には、前記ヒートシンク部材２の上面５６よりも下の位置で、前記半導体型光源３の前記基板９を前記ヒートシンク部材２の前記載置台８側に押さえる前記押さえ凸部４１が一体に設けられている。なお、前記円形透孔２３の縁の前記押さえ凸部４１は、必ずしも設けなくても良い。

前記レンズ３１は、光透過率が高く、かつ、耐熱性が高いガラス製からなる。一方、前記給電ホルダ４は、熱膨張率がガラス製の前記レンズ３１の熱膨張率に近く、かつ、熱伝導率（熱放射率）が高い樹脂製からなる。前記レンズ３１は、一方（上部）が半球形状（ドーム形状）に閉塞し、他方（下部）が円形に開口している。前記レンズ３１の円形開口部の縁には、リング部材６６が一体に設けられている。前記リング部材６６は、熱膨張率がガラス製の前記レンズ３１の熱膨張率に近く、かつ、熱伝導率（熱放射率）が高い金属製からなる。

前記レンズ３１と前記リング部材６６とは、たとえば、インサート成形により一体に成形されている。すなわち、前記リング部材６６を前記レンズ３１の成形金型中にインサートし、前記成形金型中に熱せられた流体ガラスを供給し、熱せられた流体ガラスを冷却して前記リング部材６６と一体化された前記レンズ３１を成形金型から取り出すことにより、図２１に示すように、一体構造の前記レンズ３１と前記リング部材６６とを構成することができる。

一体構造の前記レンズ３１および前記リング部材６６と、前記給電ホルダ４とは、たとえば、インサート成形により一体に成形されている。すなわち、一体構造の前記レンズ３１および前記リング部材６６を前記給電ホルダ４の成形金型中にインサートし、前記成形金型中に樹脂をたとえば射出し、前記レンズ３１および前記リング部材６６と一体化された前記給電ホルダ４を成形金型から取り出すことにより、図２２に示すように、一体構造の前記レンズ３１および前記リング部材６６と前記給電ホルダ４とを構成することができる。すなわち、前記給電ホルダ４と前記レンズ３１とは、前記リング部材６６を介して一体に構成されている。

前記２個のコンタクト３５Ａ、３５Ｂは、図６、図１３、図１４、図１９に示すように、前記半導体型光源３の前記導電部材３２に垂直方向（上から下）に電気的に当接するそれぞれ２個の接続部３６と、前記電源側コネクタ２０と水平方向（前後方向）に電気的に接続するオスターミナル部４２と、前記接続部３６と前記オスターミナル部４２とを水平方向に配置して電気的に接続配線する接続配線部３７、３８、３９と、からなる。

前記接続配線部は、水平板部３７と、前記水平板部３７と前記接続部３６との間の垂直板部３８と、前記水平板部３７と前記オスターミナル部４２との間の垂直板部３９と、からなる。図６、図１９に示すように、前記水平板部３７には、円形の透孔が設けられている。前記円形の透孔は、前記給電ホルダ４をインサート成形した際に、前記円形の透孔中に前記ハウジング１９の樹脂の一部が挿入されて、前記ハウジング１９と前記２個のコンタクト３５Ａ、３５Ｂとを確実に固定するものである。

前記接続部３６は、二股形状の水平板部の先端部をＶないしＵ字形状に折り曲げてなるものである。前記二股形状の水平板部は、弾性を有する。前記２個のコンタクト３５Ａ、３５Ｂの接続部３６は、前記給電固定部３３の前記開口部４０の縁から突出していて、かつ、相互に対向している。前記２個の接続部３６は、前記半導体型光源３の前記基板９の前記導電部材３２に上から電気的に弾性当接して、前記半導体型光源３に給電し、かつ、前記半導体型光源３の前記基板９を前記ヒートシンク部材２の前記載置台８側に弾性押圧するものである。

一方、前記２個のコンタクト３５Ａ、３５Ｂの前記オスターミナル部４２は、前記光源側コネクタ３４の前記差込孔４４中に突出している。前記オスターミナル部４２は、前記電源コネクタ２０のメスターミナル部４３に着脱可能にかつ電気的に接続するものである。

前記電源コネクタ２０は、たとえば、既製品の自動車用のコネクタを使用するものである。前記電源コネクタ２０は、図１３に示すように、電源側に電気的に接続されている前記ハーネス２９と、前記ハーネス２９を加締めなどで電気的に接続すると共に固定する前記メスターミナル部４３と、前記ハーネス２９および前記メスターミナル部４３を一体成形（インサート成形）するケーシング４６と、から構成されている。前記ケーシング４６には、弾性部４７が一体に設けられている。前記弾性部４７には、前記ロック部１８が一体に設けられている。

図１３（Ａ）は、前記光源側コネクタ３４と前記電源側コネクタ２０とが接続されている状態を示す縦断面図である。図１３（Ｂ）は、前記光源側コネクタ３４と前記電源側コネクタ２０との接続が解除されている状態を示す縦断面図である。図１３（Ｂ）に示すように、前記給電ホルダ４の前記光源側コネクタ３４の前記差込孔４４中に前記電源側コネクタ２０の前記ケーシング４６を差し込んで、前記給電ホルダ４の前記光源側コネクタ３４の前記ロック孔２４中に前記電源側コネクタ２０のロック部１８をロックさせることにより、前記給電ホルダ４の前記光源側コネクタ３４の前記オスターミナル部４２と前記電源側コネクタ２０の前記メスターミナル部４３とが電気的に接続する。また、図１３（Ａ）に示すように、前記電源コネクタ２０の前記弾性部４７を実線矢印方向に押し下げて、前記光源側コネクタ３４の前記ロック孔２４と前記電源側コネクタ２０のロック部１８とのロック状態を解除させて、前記光源側コネクタ３４の前記差込孔４４中から前記電源側コネクタ２０の前記ケーシング４６を抜き出すことにより、前記光源側コネクタ３４の前記オスターミナル部４２と前記電源側コネクタ２０の前記メスターミナル部４３との電気的接続を解除することができる。なお、前記光源側コネクタ３４の前記ロック孔２４を調整することにより、前記光源側コネクタ３４の前記ロック孔２４と前記電源側コネクタ２０の前記ロック部１８とのロック状態を、車種に合わせて、解除できない状態とすることができる。

ここで、図１４に示すように、前記ヒートシンク部材２のうち前記半導体型光源３からの光が照射される方向と反対側、すなわち、背面側（後側）の部分には、背面部材４８（図１４中の二点鎖線で示される部分）が設けられていて、また、前記背面部材４８には、前記光源側コネクタ３４が収容されている収容孔６５が設けられている車両用灯具の灯具の場合もある。前記背面部材４８は、たとえば、ヒートシンク部材、ランプハウジング、ブラケットなどである。また、前記背面部材４８は、車種によって、厚さが薄い背面部材４８Ａや厚さが厚い背面部材４８Ｂなどがある。

前記固定部材５は、弾性を有しかつ熱伝導率が高い部材からなり、前記給電ホルダ４の前記給電固定部３３上にカバーされているカバー部材から構成されている。前記固定部材５は、前記給電ホルダ４の上にカバーされていて、かつ、前記ヒートシンク部材２に固定されていて、前記給電ホルダ４を前記ヒートシンク部材２に固定して、かつ、前記半導体型光源３を前記給電ホルダ４と前記ヒートシンク部材２との間に挟み込んで固定するものである。

前記固定部材５は、図３、図４、図９〜図１２、図１６〜図１９に示すように、長方形板形状の水平板部４９と、前記水平板部４９の４角部から垂直もしくはほぼ垂直に折り曲げてなる４枚の垂直板部５０と、からなる。前記水平板部４９の中央部には、長方形開口部５１が設けられている。前記水平板部４９の左右両側部の中間部には、下側に若干湾曲した形状をなす弾性押圧部５２がそれぞれ設けられている。前記弾性押圧部５２は、前記固定部材５を前記ヒートシンク部材２に上から押し込むことにより前記給電ホルダ４の前記給電固定部３３を上から前記ヒートシンク部材２側に弾性押圧するものである。

前記４枚の垂直板部５０には、四角板形状（四角爪形状）の弾性係合部５３がそれぞれ設けられている。前記弾性係合部５３の左右両側と上側とが前記垂直板部５０から切り離されていて、かつ、前記弾性係合部５３の下側が前記垂直板部５０と繋がっていて、前記弾性係合部５３は、上側が外側に若干向くように下側において折り曲げられている。前記弾性係合部５３は、前記弾性押圧部５２が前記給電ホルダ４を上から前記ヒートシンク部材２側に弾性押圧した時点で、前記ヒートシンク部材２の係合部５４に弾性係合することにより、前記固定部材５が前記ヒートシンク部材２に固定され、かつ、前記弾性押圧部５２と共に前記給電ホルダ４を前記ヒートシンク部材２に固定するものである。

前記固定部材５の前記水平板部４９は、前記給電ホルダ４の前記ハウジング１９の前記給電固定部３３の前記周縁部２６の上面２８にカバーされている。前記固定部材５の前記水平板部４９の上面６１は、前記ヒートシンク部材２の上面５６よりも下に位置する。前記固定部材５は、薄鋼板の場合においては１枚の薄鋼板をプレス折曲加工により構成され、また、樹脂の場合においては一体成形により構成されている。すなわち、前記固定部材５は、１個の部品からなるものである。

前記リフレクタ６は、光不透過性の樹脂部材などから構成されている。また、前記リフレクタ６は、図１〜図３に示すように、前側部分が半円形に開口し、かつ、下側部分が開口し、一方、前側部分から中央部分（上側部分）を経て後側部分までが閉塞している。前記リフレクタ６は、スクリューやボルトナットや加締めや嵌合固定などの適宜な固定手段により前記ヒートシンク部材２に取り付けられる。前記リフレクタ６のうち少なくとも中央部分のほぼ後半分から後側部分までの閉塞部の凹内面には、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されていて反射面４５が設けられている。

前記反射面４５は、収束型の楕円反射面である。すなわち、前記反射面４５は、楕円を基本（基準、基調）とする自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）の反射面である。前記の楕円を基本とする自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）の反射面とは、図３の垂直断面が楕円をなし、かつ、図示しない水平断面が放物線ないし変形放物線をなす反射面からなるものである。前記反射面４５は、第１焦点（図示せず）と、第２焦点（図示せず）と、光軸（図示せず）と、を有する。前記第２焦点は、水平断面上の焦線、すなわち、上（平面）から見て両端が前側に位置し中央が後側に位置するような湾曲した焦線となる。前記反射面４５の自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）は、「Mathematical Elements for Computer Graphics」（Devid F. Rogers、J Alan Adams）に記載されているＮＵＲＢＳの自由曲面（Non-Uniform Rational B-Spline Surface）である。なお、前記反射面４５は、第１焦点と第２焦点と光軸とを有する単なる回転楕円面からなる反射面であっても良い。この場合、第２焦点は、焦線ではなく焦点となる。前記リフレクタ６の前記反射面４５は、前記半導体型光源３からの光を反射させるものである。

前記投影レンズ７は、図１〜図３に示すように、正面視の形状が円形をなす非球面レンズの凸レンズである。前記投影レンズ７の前方側（外部側）は、曲率が大きい（曲率半径が小さい）凸非球面をなし、一方、前記投影レンズ７の後方側（前記半導体型光源３側）は、曲率が小さい（曲率半径が大きい）凸非球面をなす。このような投影レンズ７を使用することにより、前記投影レンズ７の焦点距離が小さくなるので、その分、この実施例１における車両用灯具１の前記投影レンズ７の光軸方向の寸法がコンパクトとなる。なお、前記投影レンズ７の後方側は、平非球面（平面）をなすものであってもよい。

前記投影レンズ７は、図１〜図３に示すように、前記ヒートシンク部材２のフレーム形状の前部に固定されている。すなわち、前記投影レンズ７の周縁凸部のうち下半分が前記ヒートシンク部材２の半円筒形のフレーム形状の前部の前端に適宜な固定手段により固定されている。このために、前記投影レンズ７の上半分と前記リフレクタ６との間には、隙間６２が形成されていて、また、前記投影レンズ７の下半分と前記ヒートシンク部材２のブロック形状の後部との間には、隙間６３が形成されている。この結果、前記隙間６２、６３および前記ヒートシンク部材２のフレーム形状の前部の閉塞部の前記窓部６４により、空気の流れ（熱対流）が生じて放熱効果を向上させることができる。

前記投影レンズ７は、前側焦点（前記半導体型光源３側の焦点であって、図示せず）および後側焦点（外部側の焦点であって、図示せず）と、前記前側焦点と前記後側焦点とを結ぶ光軸（図示せず）とを有する。前記反射面４５の光軸と前記投影レンズ７の光軸とは、一致もしくはほぼ一致する。前記投影レンズ７の前側焦点は、レンズ焦点（物空間側の焦点面であるメリジオナル像面）である。前記投影レンズ７の前記レンズ焦点は、前記反射面４５の第２焦点もしくはその近傍に位置する。なお、前記半導体型光源３の光は、高い熱を持たないので、前記投影レンズ７として樹脂製のレンズを使用することができる。前記投影レンズ７は、この例ではアクリルを使用する。前記投影レンズ７は、前記リフレクタ６の前記反射面４５からの反射光を外部（車両の前方）に投影（照射）するものである。

この実施例１における車両用灯具１は、以上のごとき構成、すなわち、前記ヒートシンク部材２および前記半導体型光源３（前記基板９および前記発光体３０および前記給電ホルダ４（前記レンズ３１および前記２個のコンタクト３５Ａ、３５Ｂおよび前記ハウジング１９から構成されている）および前記固定部材５および前記リフレクタ６および前記投影レンズ７の各構成部品からなる。以下、前記の各構成部品の組付方について説明する。

まず、前記ヒートシンク部材２を図示しない冶具に図８に示すようにセットする。この図８に示すようにセットされた前記ヒートシンク部材２の前記収納溝１１中にＵ字形状の前記スプリング部１２を、湾曲部を下にしてかつ長さが長い垂直部を後側にして、上から圧入する（図１０、図１１参照）。

つぎに、前記ヒートシンク部材２の前記載置台８上に前記半導体型光源３を上から直接載置させる（図７、図１０、図１１、図１９参照）。このとき、前記ヒートシンク部材２の前記位置決め部１０の傾斜面および前記受部１４の傾斜面と、前記スプリング部１２の前記後側の垂直部の上端部１３とを、ガイドとして、前記半導体型光源３が前記位置決め部１０の間、および、前記スプリング部１２の後側の垂直部の上端部１３と前記受部１４との間に挟み込まれる。また、前記スプリング部１２のスプリング力により、前記半導体型光源３は、前記位置決め部１０の位置決め方向（左右方向）に対して前記載置台８の平面上において交差する方向、すなわち、後方向に前記受部１４側に押し当てられている。この結果、前記半導体型光源３は、前記ヒートシンク部材２の前記載置台８上に、前記載置台８の平面上における相互に交差する２方向（左右方向および前後方向）の位置が決められた状態で、直接載置されることとなる。

前記ヒートシンク部材２の前記載置台８上に前記半導体型光源３を上から直接載置させる際に、前記ヒートシンク部材２の上面から上に突出している前記スプリング部１２の前記後側の垂直部の上端部１３が前側に若干傾斜していて、また、前記受部１４の前側の上端部が傾斜面をなしていて、さらに、２個の前記位置決め部１０の相対向する側の上端部が傾斜面をなしているので、前記半導体型光源３の前記ヒートシンク部材２の前記載置台８上への直接載置が容易である。

なお、ヒートシンク部材２の前記収納溝１１中にＵ字形状の前記スプリング部１２を圧入する作業と、前記ヒートシンク部材２の前記載置台８上に前記半導体型光源３を上から直接載置させる作業とは、その手順を逆に行っても良い。

つづいて、前記ヒートシンク部材２および前記半導体型光源３上に前記給電ホルダ４を上からセットする（図５、図６、図１０、図１１、図１９参照）。すなわち、前記ヒートシンク部材２の前記収容凹部５７および前記収納部１７中に前記給電ホルダ４の前記給電固定部３３および前記コネクタ側部分３４を上から収納させる。また、前記ヒートシンク部材２の円形凹部２１中に前記給電ホルダ４の円形凸部２２を上から嵌合させる（図１７参照）。さらに、前記半導体型光源３の前記導電部材３２上に前記給電ホルダ４の前記接続部３６を弾性当接させる（図５、図６、図１７参照）。さらにまた、前記半導体型光源３の前記基板９の４つの角の上に前記給電ホルダ４の前記４個の押さえ凸部４１をセットする（図１６参照）。さらにまた、前記半導体型光源３の前記基板９上に前記給電ホルダ４の前記レンズ３１をセットする（図３、図９、図１０参照）。

このとき、前記ヒートシンク部材２の前記円形凹部２１中に前記給電ホルダ４の前記円形凸部２２が嵌合しているので、前記ヒートシンク部材２と前記給電ホルダ４との相互の位置が決められる。また、前記ヒートシンク部材２と前記半導体型光源３とは、前記位置決め部１０と前記スプリング部１２および前記受部１４とにより相互の位置が決められている。このために、前記半導体型光源３と前記給電ホルダ４とは、前記ヒートシンク部材２を介して、相互の位置が決められている。すなわち、前記ヒートシンク部材２および前記半導体型光源３および前記給電ホルダ４は、相互に位置が決められている。さらに、前記給電ホルダ４の前記接続部３６が記半導体型光源３の前記基板９の上の前記導電部材３２上に弾性当接することにより、前記半導体型光源３への給電が可能となる。さらにまた、前記給電ホルダ４の前記押さえ凸部４１が前記半導体型光源３の前記基板９の４つの角の上にセットされることにより、前記半導体型光源３が前記ヒートシンク部材２側に押さえられる。さらにまた、前記給電ホルダ４の前記レンズ３１が前記半導体型光源３の前記基板９上にセットされることにより、前記半導体型光源３の前記発光体３０が前記給電ホルダ４の前記レンズ３１により覆われて保護される。

それから、前記ヒートシンク部材２の前記挿入孔５５中に前記固定部材５の前記垂直板部５０を上から挿入する。また、前記給電ホルダ４の前記給電固定部３３の前記周縁部２６上に前記固定部材５の前記水平板部４９を上からカバーする（図４、図１０、図１１、図１９参照）。すると、前記固定部材５の前記垂直板部５０が前記ヒートシンク部材２の前記挿入孔５５中に挿入されているとき、前記固定部材５の前記弾性係合部５３が内側に撓んだ状態にある。前記固定部材５の前記弾性押圧部５２が前記給電ホルダ４の前記給電固定部３３の前記周縁部２６の上に弾性押圧した時点で、内側に撓んだ状態にある前記固定部材５の前記弾性係合部５３が弾性復帰して外側に突出して前記ヒートシンク部材２の前記係合部５４に弾性係合する。この結果、前記固定部材５の前記弾性押圧部５２と前記弾性係合部５３とが、前記給電ホルダ４の前記給電固定部３３の前記周縁部２６と前記ヒートシンク部材２の前記係合部５４とを上下から弾性挟持して、前記ヒートシンク部材２および前記半導体型光源３および前記給電ホルダ４が前記固定部材５により固定される。

すなわち、前記固定部材５の前記弾性係合部５３が前記ヒートシンク部材２の前記係合部５４に弾性係合することにより、前記固定部材５は、前記ヒートシンク部材２に固定される。また、前記給電ホルダ４の前記給電固定部３３の前記周縁部２６が前記固定部材５前記水平板部４９および前記弾性押圧部５２と前記ヒートシンク部材２の前記収納凹部５７の上面５８との間に挟み込まれることにより、前記給電ホルダ４は、前記固定部材５により前記ヒートシンク部材２に固定されている。さらに、前記半導体型光源３の前記基板９の４つの角が前記給電ホルダ４の前記押さえ凸部４１と前記ヒートシンク部材２の前記載置台８の上面５９との間に挟み込まれることにより、前記半導体型光源３は、前記ヒートシンク部材２に固定されている。

そして、前記ヒートシンク部材２に前記リフレクタ６を上からセットして、適宜な固定手段により、前記ヒートシンク部材２に前記リフレクタ６を固定する。また、前記ヒートシンク部材２に前記投影レンズ７を上からセットして、適宜な固定手段により、前記ヒートシンク部材２に前記投影レンズ７を固定する（図１、図２、図３参照）。

このようにして、前記ヒートシンク部材２および前記半導体型光源３および前記給電ホルダ４および前記固定部材５および前記リフレクタ６および前記投影レンズ７の各構成部品を組み付けることにより、この実施例１における車両用灯具１が構成される。なお、この実施例１における車両用灯具１は、図面では省略するが、自動車用前照灯の前記ランプハウジングおよび前記ランプレンズにより区画されている灯室内のブラケット（図示せず）に複数個取り付けても良い。

この実施例１における車両用灯具１は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。

まず、図１３に示すように、電源側コネクタ２０を車両用灯具１の給電ホルダ４の光源側コネクタ３４の差込孔４４中に差し込んで、電源側コネクタ２０のメスターミナル部４３と車両用灯具１の給電ホルダ４の光源側コネクタ３４のオスターミナル部４２とを電気的に接続する。

そして、車両用灯具１の半導体型光源３の発光体３０を点灯発光させる。すると、半導体型光源３の発光体３０から光が放射される。この光は、半導体型光源３の光透過部材３１を透過してリフレクタ６の反射面４５で反射され、この反射光が反射面４５の第２焦点に集中する。第２焦点に集中する反射光の一部は、シェード１５によりカットオフされる。このシェード１５によりカットオフされなかった反射光は、カットオフラインを有する所定の配光パターンが形成される。なお、シェード１５に反射面を設けることにより、このシェード１５によりカットオフされた反射光をシェード１５の反射面により反射させて、所定の補助配光パターンを形成することができる。

所定の配光パターン（もしくは、所定の配光パターンと所定の補助配光パターン）は、投影レンズ７を透過して、たとえば、すれ違い用配光パターン（もしくは、すれ違い用配光パターンとオーバーヘッドサイン用配光パターン）として自動車(車両)前方に投影（照射）されて路面などを照明する。

この実施例１における車両用灯具１は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。

この実施例１における車両用灯具１は、ヒートシンク部材２と、半導体型光源３と、給電ホルダ４と、固定部材５と、を組み付けると、給電ホルダ４と一体のレンズ３１が半導体型光源３の発光体（発光チップ）３０を覆うので、発光体３０をレンズ３１により確実に保護することができる。

また、この実施例１における車両用灯具１は、給電ホルダ４のレンズ３１が光透過率が高いガラス製からなるので、発光体３０から放射された光をガラス製のレンズ３１から外部に効率良く透過させることができ、その分、発光効率（発光性能）が向上される。また、この実施例１における車両用灯具１は、レンズ３１が耐熱性が高いガラス製からなるので、発光体３０において発生する熱に対して十分に耐えることができ、その分、レンズ３１の耐熱性が向上される。

しかも、この実施例１における車両用灯具１は、給電ホルダ４が熱膨張率がガラス製のレンズ３１の熱膨張率に近い樹脂製からなるので、一体構造のガラス製のレンズ３１と樹脂製の給電ホルダ４との間に歪の発生が極めて小さく、ガラス製のレンズ３１と樹脂製の給電ホルダ４とが確固たる一体構造を維持することができる。

その上、この実施例１における車両用灯具１は、給電ホルダ４が熱伝導率が高い樹脂製からなるので、発光体３０において発生する熱を外部に効率良く放出（放射）することができ、発光体３０の耐久性や発光効率などが向上される。

図２３は、この発明にかかる車両用灯具の実施例２を示す。図中、図１〜図２２と同符号は、同一のものを示す。以下、この実施例２における車両用灯具について説明する。

この実施例２における車両用灯具は、レンズ３１０と給電ホルダ４００とを樹脂により一体に成形したものである。すなわち、レンズ３１０は、透明樹脂製からなる。一方、給電ホルダ４００は、熱膨張率が透明樹脂製のレンズ３１０の熱膨張率に近く、かつ、熱伝導率が高い樹脂製からなる。なお、レンズ３１０と給電ホルダ４００とを同一材質の透明樹脂で一体に成形しても良いし、または、レンズ３１０を透明樹脂で一方給電ホルダ４００を異なる材質の不透明樹脂で、２色成形で一体に成形してもよい。

この実施例２における車両用灯具は、以上のごとき構成からなるので、前記の実施例１における車両用灯具とほぼ同様の作用効果を達成することができる。特に、この実施例２における車両用灯具は、レンズ３１０と給電ホルダ４００とが樹脂で一体に成形した樹脂製からなるので、レンズ３１０と給電ホルダ４００とが完全な一体構造となり、レンズ３１０を給電ホルダ４００を介して半導体型光源３に確実に固定することができ、発光体３０をレンズ３１０によりさらに確実に保護することができる。

しかも、この実施例２における車両用灯具は、レンズ３１０と給電ホルダ４００とが樹脂で一体に成形した樹脂製からなるので、部品点数を軽減することができ、その分、製造コストを安価にすることができる。

図２４〜図２６は、この発明にかかる車両用灯具の実施例３を示す。図中、図１〜図２３と同符号は、同一のものを示す。以下、この実施例３における車両用灯具について説明する。

この実施例３における車両用灯具は、給電ホルダ４の中央部２５の下面に、半導体型光源３の基板９の４つの角部を左右方向と前後方向とに位置決めする位置決め部１００を、設けるものである。この実施例３における車両用灯具は、位置決め部１００により、前記の実施例１、２の位置決め部１０およびスプリング部１２および受部１４を使用せずに、半導体型光源３の基板９をヒートシンク部材２と給電ホルダ４との間において位置決めして固定することができる。この結果、この実施例３における車両用灯具は、別部材のスプリング部１２が不要となり、その分、部品点数を軽減することができ、かつ、製造コストを安価にすることができる。

以下、前記の実施例１、２、３以外の例について説明する。前記の実施例１、２、３においては、車両用灯具として自動車用前照灯について説明するものである。ところが、この発明においては、車両用灯具として自動車用前照灯以外の灯具、たとえば、フォグランプ、ＡＦＳ追加ランプ、コーナリングランプ、リヤコンビネーションランプのテールランプやブレーキランプやテール・ブレーキランプやバックアップランプなどであっても良い。

この発明にかかる車両用灯具の実施例１を示すランプユニットの平面図である。 同じく、図１におけるＩＩ矢視図（側面図）である。 同じく、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 同じく、ヒートシンク部材および半導体型光源および給電ホルダ上に固定部材を固定した状態を示す一部平面図である。 同じく、ヒートシンク部材および半導体型光源上に給電ホルダをセットした状態を示す一部平面図である。 同じく、ヒートシンク部材および半導体型光源上にセットした給電ホルダのハウジングの一部を破断してコンタクトのコネクタ部および接点部を示す一部平面図である。 同じく、ヒートシンク部材の載置台上に半導体型光源を直接載置した状態を示す一部平面図である。 同じく、ヒートシンク部材の載置台およびその周辺部を示した一部平面図である。 同じく、図４におけるＩＸ−ＩＸ線断面図である。 同じく、各構成部品の組付方を示す分解断面図である。 同じく、各構成部品の組付方を示す分解斜視図である。 同じく、図４におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。 同じく、給電ホルダの光源側コネクタと電源側コネクタとの接続状態と解除状態とを示す図４におけるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。 同じく、背面部材を有する車両用灯具における給電ホルダの光源側コネクタと電源側コネクタとの接続状態を示す一部断面図である。 同じく、給電ホルダの押さえ凸部の押さえ状態と接続部の接続状態とを示す一部斜視図である。 同じく、図４におけるＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図である。 同じく、図４におけるＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線断面図である。 同じく、図４におけるＸＶＩＩＩ矢視図である。 同じく、各構成部品の組付方を示す分解背面図である。 同じく、給電ホルダのコンタクトを示す斜視図である。 同じく、一体構造のレンズとリング部材を示す縦断面図（垂直断面図）である。 同じく、一体構造のレンズと給電ホルダとを示す縦断面図（垂直断面図）である。 この発明にかかる車両用灯具の実施例２を示す一体構造のレンズと給電ホルダとの縦断面図（垂直断面図）である。 この発明にかかる車両用灯具の実施例３を示す半導体型光源の基板と給電ホルダの下面から見た斜視図である。 同じく、図４におけるＸＶＩ−ＸＶＩ線断面に対応する断面図である。 同じく、図４におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線断面に対応する断面図である。

符号の説明

１ 車両用灯具
２ ヒートシンク部材
３ 半導体型光源
４ 給電ホルダ
４００ 給電ホルダ
５ 固定部材
６ リフレクタ
７ 投影レンズ
８ 載置台
９ 基板
１０ 位置決め部（ストッパ）
１００ 位置決め部
１１ 収納溝
１２ スプリング部
１３ 後側の垂直部の上端部
１４ 受部（ストッパ）
１５ シェード
１６ エッジ
１７ 収納部
１８ ロック部
１９ ハウジング
２０ 電源側コネクタ
２１ 円形凹部（位置決め部）
２２ 円形凸部（位置決め部）
２３ 円形透孔
２４ ロック孔
２５ 中央部
２６ 周縁部
２７ 中央部の上面
２８ 周縁部の上面
２９ ハーネス
３０ 発光体（発光チップ）
３１ レンズ（光透過部材）
３２ 導電部材
３３ 給電固定部
３４ 光源側コネクタ
３５Ａ、３５Ｂ コンタクト
３６ 接続部
３７ 接続配線部の水平板部
３８ 接続配線部の垂直板部
３９ 接続配線部の垂直板部
４０ 開口部
４１ 押さえ凸部
４２ オスターミナル部
４３ メスターミナル部
４４ 差込孔
４５ 反射面
４６ ケーシング
４７ 弾性部
４８、４８Ａ、４８Ｂ 背面部材
４９ 水平板部
５０ 垂直板部
５１ 長方形開口部
５２ 弾性押圧部
５３ 弾性係合部
５４ 係合部
５５ 挿入孔
５６ ヒートシンク部材の上面（シェードの上面）
５７ 収容凹部
５８ 収容凹部の上面
５９ 載置台の上面
６０ 収納部の上面
６１ 固定部材の上面
６２、６３ 隙間
６４ 窓部
６５ 収容孔
６６ リング部材

Claims (3)

1. 光源として半導体型光源を使用する車両用灯具において、
   ヒートシンク部材と、
   前記ヒートシンク部材の上面に直接載置されている半導体型光源と、
   前記半導体型光源および前記ヒートシンク部材の上にセットされていて、前記半導体型光源を前記ヒートシンク部材側に押さえ、かつ、前記半導体型光源に給電する給電ホルダと、
   前記給電ホルダの上にカバーされていて、かつ、前記ヒートシンク部材に固定されていて、前記給電ホルダを前記ヒートシンク部材に固定して、かつ、前記半導体型光源を前記給電ホルダと前記ヒートシンク部材との間に挟み込んで固定する固定部材と、
   を備え、
   前記半導体型光源は、基板と、前記基板上に配置されている発光チップと、を有し、
   前記給電ホルダには、前記発光チップを覆って保護するレンズが一体に設けられている、
   ことを特徴とする車両用灯具。
2. 前記レンズは、ガラス製からなり、
   前記給電ホルダは、熱膨張率がガラス製の前記レンズの熱膨張率に近く、かつ、熱伝導率が高い樹脂製からなる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記レンズは、透明樹脂製からなり、
   前記給電ホルダは、熱膨張率が透明樹脂製の前記レンズの熱膨張率に近く、かつ、熱伝導率が高い樹脂製からなる、
   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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