JP2011181314A - 車両用灯具 - Google Patents

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Abstract

【課題】シェードを換えるのみで、第１，第２リフレクタをそのまま利用して様々な配光パターン仕様に対応が可能で、かつ、逆行する太陽光の入射がシェードに集光した場合でも熱影響によるシェードの変形を回避することが可能な車両用灯具の提供を図る。
【解決手段】半導体型光源１０，半導体型光源１０を覆う第１リフレクタ２１，第１リフレクタ２１からの反射光を入射して灯具前方に向けて反射させる第２リフレクタ２２，第１リフレクタ２１からの反射光の一部を遮蔽して第２リフレクタ２２に入射させるシェード３０がヒートシンク部材４０に集約的に配設され、シェード３０は第１，第２リフレクタ２１，２２と別部材で構成されてヒートシンク部材４０に配設されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のヘッドランプやリヤコンビネーションランプ等に用いられる車両用灯具に関する。
近年、ヘッドランプ等の車両用灯具の光源として、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの自発光半導体型光源が用いられている。
このような半導体型光源は、その光を灯具前方に向けて反射させるリフレクタと共に光源ユニットを構成して、ハウジングとアウターレンズとで構成する灯室内に配設される。
車両用灯具の光源に用いられる半導体型光源は照明効果を高めるために高輝度化が進められて来ており、この高輝度化に伴って発熱量も大きくなっている。この半導体型光源の温度上昇を抑える措置として、放熱性の良好な金属材料からなるヒートシンク部材を用いて、このヒートシンク部材を基台として半導体型光源とリフレクタとを集約的に配設することも行われている。
一方、リフレクタは、複雑な曲面の反射面を形成する上から、成形性のよい適宜の熱可塑性合成樹脂材をもって金型成形されているのが一般的である。
このような合成樹脂製のリフレクタを用いたものでも、例えば特許文献１に示されているように、ヒートシンク部材に固定された半導体型光源の周囲を覆って配設されて、該半導体型光源の射出光を所定の方向に向けて反射させる第１リフレクタと、この第１リフレクタからの反射光を入射して灯具前方に向けて反射させる第２リフレクタと、を備えたものが知られている。
前記第１リフレクタと第２リフレクタとは一体成形されていて、それらの連設部分にシェードが一体に形成されている。これにより、前記第１リフレクタからの反射光の一部が前記シェードで遮蔽され、所定の配光パターンが得られるようになっている。
特開２００８−４１５５７号公報
配光パターンはシェードのエッジ形状によって決定されるが、前述のようにシェードが第１リフレクタおよび第２リフレクタと一体に形成されているため、様々な国の仕様に対応するためには、シェードのエッジ形状が異なる複数種類のリフレクタを用意しなければならず、コスト的に不利となってしまう。
また、車両を日中に坂路等に停車した場合、太陽光が車両前方より前記第２リフレクタに入射すると、この第２リフレクタで反射した太陽光が、配光を形成する光路とは逆方向の経路を辿って前記シェードに集光してしまう。このため、シェードが太陽光の熱影響を受けて変形し、配光性能に影響を及ぼしてしまう可能性がある。
そこで、本発明はシェードに互換性を持たせて様々な国の仕様に対応することができると共に、配光経路と逆行する太陽光の入射があっても、シェードの熱影響による配光性能の低下を回避することができる車両用灯具を提供するものである。
本発明の車両用灯具にあっては、半導体型光源と、前記半導体型光源を覆い、該半導体型光源から射出された光を所定の方向に向けて反射させる第１リフレクタと、前記第１リフレクタからの反射光を入射して灯具前方に向けて反射させる第２リフレクタと、前記第１リフレクタからの反射光の一部を遮蔽して前記第２リフレクタに入射させるシェードと、これら半導体型光源，第１リフレクタ，第２リフレクタ，およびシェードが集約的に配設されたヒートシンク部材と、を備え、前記シェードは、前記第１リフレクタおよび第２リフレクタとは別部材で構成されて、前記ヒートシンク部材に配設されていることを主要な特徴としている。
本発明によれば、シェードが第１リフレクタおよび第２リフレクタとは別部材で構成されているため、要求される配光パターンが得られるエッジ形状のシェードを用いることにより、前記第１リフレクタおよび第２リフレクタを共用して様々な仕様の配光パターンに対応した車両用灯具を構成することが可能となって、コストダウンを図ることができる。
また、第１リフレクタおよび第２リフレクタを、成形性のよい熱可塑性合成樹脂製として配光性能を高める一方、シェードは耐熱性，放熱性のよい材料で構成することが可能となるから、配光経路と逆行する太陽光の入射がシェードに集光した場合でも、シェードが熱影響で変形するのを回避して配光性能の低下を防止することが可能となる。
本発明の一実施形態に係るヘッドランプの灯具ユニットを分解して示す斜視図。 図１に示した灯具ユニットの断面説明図。
以下、本発明の一実施形態を自動車のヘッドランプを例に採って図面と共に詳述する。
図１，図２に示す本実施形態のヘッドランプは、半導体型光源１０と、リフレクタ２０と、ヒートシンク部材４０と、を備えている。
半導体型光源１０，リフレクタ２０，ヒートシンク部材４０により灯具ユニット１を構成し、該灯具ユニット１が図外のハウジングとアウターレンズとにより構成される灯室内に配設されて、ヘッドランプが構成される。
本実施形態では２つの半導体型光源１０Ａ，１０Ｂと、これらの半導体型光源１０Ａ，１０Ｂに対応した２つのリフレクタ２０Ａ，２０Ｂを備え、半導体型光源１０Ａとリフレクタ２０Ａ、および半導体型光源１０Ｂとリフレクタ２０Ｂがそれぞれ１組の光源ユニット２として構成され、その２組２Ａ，２Ｂが１つのヒートシンク部材４０の前面に左右方向（車幅方向）に併設されている。
リフレクタ２０Ａ，２０Ｂは光不透過性の熱可塑性合成樹脂材をもって金型により一体成形されている。これらリフレクタ２０Ａ，２０Ｂは、何れも第１リフレクタ２１と第２リフレクタ２２とを備えている。
第１リフレクタ２１はリフレクタベース２５の斜め平板部２６に一体成形され、第２リフレクタ２２はこの斜め平板部２６の上端に連なる水平平板部２７の後端から立ち上がって一体成形されている。
斜め平板部２６には半導体型光源１０を配置するための開口部２８が形成され、この開口部２８を囲むように第１リフレクタ２１が形成されている。
リフレクタ２０Ａ側では、前記開口部２８に連なって、後述するシェード３０の配設口２９が形成されている。このシェード配設口２９は、斜め平板部２６の上部から水平平板部２７の略半部に亘って形成されている。
第１リフレクタ２１は半導体型光源１０の灯具前方側を覆って配置され、半導体型光源１０から射出された光を後ろ斜め上方に向けて反射させる凹型の反射面２３を有している。
第２リフレクタ２２は第１リフレクタ２１からの反射光を入射して灯具前方に向けて反射させる凹型の反射面２４を有している。
反射面２３，２４は、何れもリフレクタ内面にアルミ蒸着や銀塗装を施して形成される。
第１リフレクタ２１の反射面２３は、楕円または楕円を基本とする曲面、例えば、回転楕円面または楕円を基本とした自由曲面からなる。
この第１リフレクタ２１は図２に示すように、第１焦点Ｆ１と第２焦点Ｆ２とを備え、第１焦点Ｆ１から射出された光は反射面２３で反射されて第２焦点Ｆ２に集光する。
前記第１リフレクタ２１の第１焦点Ｆ１の位置又はその近傍位置に前記半導体型光源１０の発光部１０ａが配置される。これにより、半導体型光源１０から射出される光のうち、第１リフレクタ２１の反射面２３により反射された光は、該第１リフレクタ２１の第２焦点Ｆ２またはその近傍に集光される。
第２リフレクタ２２の反射面２４は、図２に示すように放物線を基本とする自由曲面に形成され、焦点Ｆ３を有している。この焦点Ｆ３は前記第１リフレクタ２１の第２焦点Ｆ２に位置している。これにより、第１リフレクタ２１の反射面２３で反射されて、第２焦点Ｆ２に集光される光が第２リフレクタ２２の反射面２４に入射すると、該反射面２４により平行光Ｌとして灯具前方に向けて反射される。
前記半導体型光源１０は、発光ダイオード（ＬＥＤ）や有機ＥＬおよび無機ＥＬを含むエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）など、半導体に電圧を印加することによって得られるルミネッセンス（発光現象）を利用した光源である。
ヒートシンク部材４０は、熱伝導性のよい金属材料、例えばアルミダイカスト製として構成され、その背面には複数枚の縦形の放熱フィン４１が左右方向（車幅方向）に適宜等間隔に列設配置されている。
このヒートシンク部材４０は、前記半導体型光源１０，第１リフレクタ２１および第２リフレクタ２２等を光学的設計に基づいて集約的に配置する基台を兼ねて、前記半導体型光源１０で発生した熱を放熱するものである。ヒートシンク部材４０は前記リフレクタ２０の形状に対応し、その前面はリフレクタ２０の斜め平板部２６に対応して斜め上向きに傾斜した平坦な第１リフレクタ取付面４２として形成され、その上端に連なってリフレクタ２０の水平平板部２７に対応した水平な棚部４３が形成されている。また、ヒートシンク部材４０の上端には、灯具前方に向けて張り出した左右一対の第２リフレクタ取付座４４が突出成形されている。
前記第１リフレクタ取付面４２の中央部分には、前記半導体型光源１０を取り付けるための光源取付面４５が一段低く有段成形されている。
半導体型光源１０は、この光源取付面４５に基板１０ｂを重合して、発光部１０ａを灯具前方に向けてねじ部材５０ａにより締結固定して取付けられる。この締結固定は、前記基板１０ｂを図外のロケートピンにより正確に位置決めした状態で行われる。
そして、リフレクタ２０がその第１リフレクタ２１で半導体型光源１０の灯具前方を覆った状態で、ヒートシンク部材４０に締結固定される。
即ち、リフレクタ２０の水平平板部２７をヒートシンク部材４０の棚部４３上に係合して、斜め平板部２６が対応する第１リフレクタ取付面４２に重合され、該第１リフレクタ取付面４２にねじ部材５０ｂにより締結固定される。この際、斜め平板部２６はロケートピン４７により位置決めされ、半導体型光源１０に対する第１リフレクタ２１の正確な位置出しが行われる。そして、第２リフレクタ２２が、その上端部に一体成形されたブラケット２２ａを、第２リフレクタ取付座４４に突き合わせた状態でねじ部材５０ｃにより締結して固定される。
前述のように本実施形態では、半導体型光源１０Ａとリフレクタ２０Ａ、および半導体型光源１０Ｂとリフレクタ２０Ｂで構成される２組の光源ユニット２Ａ，２Ｂが、１つのヒートシンク部材４０を基台としてその左右方向に併設されているが、一方の光源ユニット２Ａにはシェード３０が配設されている。
シェード３０は、半導体型光源１０Ａの射出光の一部を遮蔽して配光パターンの上縁に所定形状のカットオフラインを形成する。
即ち、一方の光源ユニット２Ａは、シェード３０によって配光パターンの上縁に所定形状のカットオフラインが形成されるロービーム（すれ違い用ビーム）形成用の光源ユニットであり、他方の光源ユニット２Ｂは、シェード３０が無いハイビーム（走行用ビーム）形成用の光源ユニットとして構成される。
ハイビーム形成用の光源ユニット２Ｂの第２リフレクタ２２は、ロービーム形成用の光源ユニット２Ａの第２リフレクタ２２よりも１回り小さい形状とされている。
また、ハイビーム形成用の光源ユニット２Ｂの半導体型光源１０Ｂ，第１リフレクタ２１，第２リフレクタ２２の反射面２４の下縁位置（水平平板部２７との交点）は、ロービーム形成用の光源ユニット２Ａの各対応部（１０Ａ，２１，２４）に対して、所定の光学的設計に基づいて上方、かつ、前方にずれた配置とされて所定の拡散配光パターンが得られるようにしている。
従って、ヒートシンク部材４０にあっては、このハイビーム形成用の光源ユニット２Ｂが配設される第１リフレクタ取付面４２，光源取付面４５，棚部４３は、ロービーム形成用の光源ユニット２Ａが配設される各対応部（４２，４５，４３）に対して、上方、かつ、前方にずれた配置となる。
前記シェード３０は、リフレクタ２０を構成する第１リフレクタ２１および第２リフレクタ２２とは別部材として構成されて、ヒートシンク部材４０に配設されている。
シェード３０は、耐熱性のよい金属材料、例えば、ヒートシンク部材４０と同様に耐熱性，放熱性のよいアルミダイカスト製として構成される。
このシェード３０は、側面略くの字状に形成されていて、一辺が水平方向に延出して前記ヒートシンク部材４０の棚部４３上に係止する位置決め部３１として構成され、もう１つの辺がヒートシンク部材４０の前記棚部４３に連なった前面部に固定される固定部３２として構成されている。
固定部３２は、中間部分に形成された遮光面３３と、該遮光面３３の左右両端部に形成されたブラケット３４とを備えている。
遮光面３３は、灯具前方の仮想スクリーンに形成される配光パターンの所定形状のカットオフラインに対応した凹凸面として形成されている。この凹凸面からなる遮光面３３と位置決め部３１との連設部が、前記配光パターンの上縁に所定形状のカットオフラインを形成するエッジ３５として構成されている。
前記遮光面３３およびブラケット３４は、ヒートシンク部材４０の前面部、具体的には第１リフレクタ取付面４２における光源取付面４５の上方部分に連設されたシェード取付面４６と同一の傾斜角度に形成されている。
左右のブラケット３４は、それぞれ１つのねじ孔３６と、ロケート孔３７とを備えている。
そして、このシェード３０は、リフレクタ２０Ａのシェード配設口２９を通して位置決め部３１をヒートシンク部材４０の棚部４３上に係止して仮り位置決めすると共に、ブラケット３４のロケート孔３７をシェード取付面４６に設けられたロケートピン４８に挿通して正確に位置決めした状態で、ねじ孔３６にねじ部材５０ｄを挿通して該ヒートシンク部材４０に直接締結固定されている。このとき、前記シェード３０のエッジ３５は、第１リフレクタ２１の第２焦点Ｆ２の位置に略一致するように設定されている。
このように、１つのヒートシンク部材４０を基台として、２組の光源ユニット２Ａ，２Ｂを左右に併設して構成されたランプユニット１は、ヒートシンク部材４０と図外のハウジングとに跨って設けられた調整ボルトとピボットとを備えた図外の光軸調整機構により、前記灯室内に光軸調整可能に組付けられる。
以上の構成からなる本実施形態のヘッドランプにあっては、シェード３０がリフレクタ２０Ａを構成する第１リフレクタ２１および第２リフレクタ２２とは別部材で構成されているため、要求される配光パターンが得られるエッジ形状のシェード３０を用いることにより、第１リフレクタ２１，第２リフレクタ２２をそのまま共用して、日本，欧州，北米などの様々な国の仕様の配光パターンに対応したヘッドランプを構成することが可能となって、コストダウンを図ることができる。
また、シェード３０は、側面略くの字状に形成され、その一辺の水平方向に延出した位置決め部３１をヒートシンク部材４０の棚部４３上に係止し、もう１つの辺の固定部３２を棚部４３に連なった前面部のシェード取付面４６に重合固定して、該ヒートシンク部材４０を取付基準面とした半導体型光源１０Ａ，第１リフレクタ２１，第２リフレクタ２２と共に該ヒートシンク部材４０を基準面としてシェード３０を直接取付けられるので、これら光学系部材との位置精度を確保して配光性能の低下を回避することができる。
そして、このシェード３０の位置決め部３１と固定部３２との連設部を、配光パターンの上縁に所定形状のカットオフラインを形成するエッジ３５として構成してあるので、エッジ３５の形状設定および成形を容易に行うことができる。
更に、第１リフレクタ２１および第２リフレクタ２２を成形性のよい熱可塑性合成樹脂製として、それぞれの反射面２３，２４を精度よく成形できる一方、シェード３０は耐熱性，放熱性のよいアルミダイカスト製としてあるので、車両を日中に坂路停車したときのように、ヘッドランプにその配光経路と逆行して太陽光ＬＳが入射してシェード３０に集光した場合（図２参照）でも、シェード３０が太陽光の熱影響で変形するのを回避して配光性能の低下を防止することができる。
しかも、前記第１リフレクタ２１と第２リフレクタ２２は、シェード配設口２９を開設した形状で一体成形されているので、それらの反射面２３，２４の光学的位置関係に狂いが生じることがなく、より一層配光性能を高めることができる。
なお、前記実施形態では、車両用のヘッドランプを例に採って説明したが、リヤコンビネーションランプに適用することもできる。また、シェード３０はアルミダイカスト製としてあるが、適宜の熱硬化性樹脂製とすることも可能である。
１…ランプユニット
２，２Ａ，２Ｂ…光源ユニット
１０，１０Ａ，１０Ｂ…半導体型光源
２０，２０Ａ，２０Ｂ…リフレクタ
２１…第１リフレクタ
２２…第２リフレクタ
２３…第１リフレクタの反射面
２４…第２リフレクタの反射面
３０…シェード
３１…位置決め部
３２…固定部
３５…エッジ
４０…ヒートシンク部材
４３…棚部
４６…シェード取付面（前面部）

Claims (4)

  1. 半導体型光源と、
    前記半導体型光源を覆い、該半導体型光源から射出された光を所定の方向に向けて反射させる第１リフレクタと、
    前記第１リフレクタからの反射光を入射して灯具前方に向けて反射させる第２リフレクタと、
    前記第１リフレクタからの反射光の一部を遮蔽して前記第２リフレクタに入射させるシェードと、
    これらの半導体型光源，第１リフレクタ，第２リフレクタ，およびシェードが集約的に配設されたヒートシンク部材と、を備え、
    前記シェードは、前記第１リフレクタおよび第２リフレクタとは別部材で構成されて、前記ヒートシンク部材に配設されていることを特徴とする車両用灯具。
  2. 前記シェードは、側面略くの字状に形成されていて、一辺が水平方向に延出して前記ヒートシンク部材に設けられた棚部上に係止する位置決め部として構成され、もう１つの辺がヒートシンク部材の棚部に連なった前面部に固定される固定部として構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
  3. 前記シェードの位置決め部と固定部との連設部が、灯具前方に形成される配光パターンの上縁に所定形状のカットオフラインを形成するエッジとして構成されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
  4. 前記シェードは耐熱性材料で形成されて前記ヒートシンク部材に取付けられ、
    前記第１リフレクタと第２リフレクタとは、前記ヒートシンク部材に対する前記シェードの取付部分を切り欠いた形状で合成樹脂材により一体成形されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の車両用灯具。
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