JP2016213115A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】リフレクタの反射部の前方縁部から、さらに前方側に覆い部を設けるようにしても、光源周囲に温かい空気が滞留することを抑制できる車両用灯具を提供すること。【解決手段】本発明の車両用灯具は、光源３０と、光源３０からの光を反射するリフレクタ４０と、リフレクタ４０の前方に配置され、光を前方に照射するレンズ６０と、を備え、リフレクタ４０は、光源３０を半ドーム状に覆う反射部４２と、反射部４２の前方縁部４２ａに繋がる段上がり部４３と、段上がり部４３に繋がり下方に下がるように前方側に伸びる覆い部４４と、を有し、段上がり部４３には、少なくとも中央側に貫通スリット４５が形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は車両用灯具に関するものである。

従来、発光素子と、前記発光素子が発する光の少なくとも一部を光源像として灯具前方へ投影する投影レンズと、前記発光素子と前記投影レンズとの間の光路を含む空間の周囲に配置され、前記発光素子が発する熱を灯具ユニットの外部へ放熱する放熱部材と、を備え、前記放熱部材は、灯具ユニットの外部と前記空間との間を連通するように形成された貫通部と、前記貫通部の開口部を横切るように設けられた放熱フィンと、を有する灯具ユニットを用いた車両用灯具が知られている（特許文献１参照）。
そして、特許文献１では、このような灯具ユニットとすることで放熱性の向上ができることが記載されている。

特開２０１４―０５６７９７号公報

ところで、リフレクタの主配光を形成する反射部の前方縁部から、さらに前方側に覆い部を設け、光源からレンズに向かう直射光を遮光したり、覆い部に反射部を形成し、覆い部で遮光する直射光を有効利用してオーバーヘッド配光を形成するようにすると、光源周囲に温かい空気が滞留しやすくなるという問題がある。
しかしながら、特許文献１には、このような場合に放熱性を高める手段についての開示はない。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、リフレクタの反射部の前方縁部から、さらに前方側に覆い部を設けるようにしても、光源周囲に温かい空気が滞留することを抑制できる車両用灯具を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために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、光源と、前記光源からの光を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、光を前方に照射するレンズと、を備え、前記リフレクタは、前記光源を半ドーム状に覆う反射部と、前記反射部の前方縁部に繋がる段上がり部と、前記段上がり部に繋がり下方に下がるように前方側に伸びる覆い部と、を有し、前記段上がり部には、少なくとも中央側に貫通スリットが形成されている。
（２）上記（１）の構成において、前記覆い部の中央側に設けられ、前記反射部より前方側に位置する前方側反射部と、前記前方側反射部で反射された光をレンズ側に照射する照射用反射部と、を備える。
（３）上記（２）の構成において、前記貫通スリットは、前記前方側反射部の幅方向内側の範囲であって、前記段上がり部の範囲内に形成されている。
（４）上記（２）又は（３）の構成において、前記反射部で反射されて前記レンズに向かう光の一部を前記レンズの後方焦点で遮光するシェードを備え、前記照射用反射部が、前記シェードに設けられている。
（５）上記（１）から（４）のいずれか１つの構成において、前記光源と前記リフレクタとを載置するヒートシンクを備え、前記ヒートシンクは、前記リフレクタを支持する前記リフレクタ側に突出する凸状の支持部を有し、前記リフレクタは、前記ヒートシンクの前記支持部に対向する前記リフレクタの縁部の位置に前記ヒートシンク側に突出する凸部を有し、前記リフレクタは、前記ヒートシンクの前記支持部と前記リフレクタの前記凸部とで、前記ヒートシンクから離間するように前記ヒートシンク上に配置されている。

本発明によれば、リフレクタの反射部の前方縁部から、さらに前方側に覆い部を設けるようにしても、光源周囲に温かい空気が滞留することを抑制できる車両用灯具を提供することができる。

本発明に係る実施形態の車両用灯具を備えた車両の平面図である。 本発明に係る実施形態の灯具ユニットの照射光軸に沿った断面図である。 本発明に係る実施形態のリフレクタの光源側の面を見るようにした斜視図である。 本発明に係る実施形態の灯具ユニットの照射光軸に沿った断面図であり、空気の流れを説明するための図である。

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」と称する）について詳細に説明する。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。また、実施形態及び図中において、特に断りがない場合、「前」、「後」は、各々、車両の「前進方向」、「後進方向」を示し、「上」、「下」、「左」、「右」は、各々、車両に乗車する運転者から見た方向を示す。

本発明の実施形態に係る車両用灯具は、図１に示す車両１０２の前方の左右に設けられる車両用灯具（１０１Ｒ、１０１Ｌ）であり、左右の車両用灯具（１０１Ｒ、１０１Ｌ）の構成は左右対称であるため、以下では、左側の車両用灯具１０１Ｌについてのみ説明する。
なお、以下では、車両用灯具１０１Ｌのことを、単に「車両用灯具」と記載する。

本実施形態の車両用灯具は、車両前方側に開口したハウジング（図示せず）と開口を覆うようにハウジングに取付けられるアウターレンズ（図示せず）を備え、ハウジングとアウターレンズとで形成される灯室内に灯具ユニット（図２参照）などが配置されている。

図２は、本実施形態の車両用灯具の灯具ユニット１０を示した光照射光軸Ｚに沿った断面図である。
なお、灯具ユニット１０の構成は、基本的に左右の車両用灯具（１０１Ｒ、１０１Ｌ）で同じである。
図２に示すように、灯具ユニット１０は、ヒートシンク２０と、光源３０と、リフレクタ４０と、シェード５０と、レンズ６０と、を備える。

（ヒートシンク）
ヒートシンク２０は、熱伝導率の高い金属材料（例えば、アルミ等）や樹脂材料からなる。
本実施形態では、ヒートシンク２０は、アルミダイカスト製であり、光源３０及びリフレクタ４０を載置するベース部２１と、ベース部２１の下側及び後方側に設けられた略Ｌ字状の放熱フィン２２とを備えている。
ベース部２１には、光源３０を載置する光源載置部２３やリフレクタ４０を支持する支持部２４などが設けられている。

（光源）
光源３０は、本実施形態では、給電用の電気配線などが形成された基板上に発光チップが設けられたＬＥＤである。
基板上に設ける発光チップの数や形状は特に制限されるものではなく、例えば、正方形の発光チップが横方向に複数並んで長方形の発光面を構成するようにしても良く、１つの正方形の発光チップで正方形の発光面を構成するようにしても良く、１つの長方形の発光チップで長方形の発光面を構成するようにしても良い。

また、本実施形態では、光源３０として半導体型光源であるＬＥＤを用いている場合を示しているが、ＬＤやＥＬ（有機ＥＬ）などの半導体型光源でもよい。

（リフレクタ）
図３は、リフレクタ４０の光源３０に対向する側の面が見えるようにした斜視図である。
図２及び図３に示すように、リフレクタ４０は、光源３０を半ドーム状に覆う反射部４２と、反射部４２の前方縁部４２ａに繋がり、前方縁部４２ａよりも上方側に高くなるように段上がりする段上がり部４３（図３参照）と、段上がり部４３に繋がり下方に下がるように前方側に伸びる覆い部４４と、を有している。

そして、段上がり部４３の中央側には、貫通スリット４５が形成されている。
この貫通スリット４５は、リフレクタ４０の中央側であって、反射部４２の頂点（最も高い位置）に対応するように形成されている。
より具体的には、本実施形態では、図３に示すように、反射部４２よりも前方側に位置する前方側反射部４６が、リフレクタ４０の中央側の反射部４２の頂点（最も高い位置）に対応する覆い部４４の中央側の位置に設けられており、貫通スリット４５は、前方側反射部４６の幅方向内側の範囲であって、段上がり部４３の範囲内に形成されている。

詳細な空気の流れ等に関しては、後述するが、光源３０の放出する熱によって暖められた空気は、反射部４２の光源３０側の表面（反射面）に沿って流れ、リフレクタ４０の中央側であって、反射部４２の頂点（最も高い位置）に対応する段上がり部４３の中央側に集まりやすいため、段上がり部４３の少なくとも中央側に貫通スリット４５を設けるようにすることで、効率よく暖められた空気を排出することができる。

貫通スリット４５に関しては、覆い部４４と段上がり部４３とが繋がる部分を残して段上がり部４３のほぼ全体に設けるようにすることもできるが、覆い部４４と段上がり部４３とが繋がる部分が少なくなると、覆い部４４を支えるための強度が低下することになる。

このため、貫通スリット４５は、リフレクタ４０の中央側であって、反射部４２の頂点（最も高い位置）に対応するように、段上がり部４３の中央側の暖められた空気が集まりやすく、効率よくこの暖められた空気が排出できる箇所に設けるようにして、排出効率の低い段上がり部４３の左右横側には、貫通スリット４５を設けないようにして、覆い部４４を支えるための高い強度が得られるようにするのが好適である。

（シェード）
図２に示すように、シェード５０は、カットオフラインを形成する縦壁部５１と、縦壁部５１から光源３０側に折れ曲がる水平部５２とを有する略Ｌ字型をしている。

シェード５０は、縦壁部５１の上端が、リフレクタ４０の反射部４２の一方の焦点若しくは一方の焦点近傍に位置するとともに、レンズ６０の後方側焦点若しくは後方側焦点近傍に位置するように配置されている。
なお、リフレクタ４０の反射部４２の他方の焦点は光源３０の発光中心若しくは発光中心近傍に位置している。

図２において、縦壁部５１と水平部５２とが離間しているのは、紙面奥側と手前側の両端で縦壁部５１と水平部５２とが繋がり、その間の部分はスリットが形成されているためである。
なお、本実施形態のように縦壁部５１を二枚構造とする場合は、例えば、前方に位置する縦壁部５１を後方に位置する縦壁部５１に取付けることで構成することができる。

また、シェード５０は、縦壁部５１よりも前方側に位置し、リフレクタ４０の前方側反射部４６で反射された光をレンズ６０側に照射するように反射する照射用反射部５３を有している。
なお、照射用反射部５３も図示しない位置で後方の縦壁部５１と繋がるようになっている。

図２に示すように、反射部４２で反射されてシェード５０の水平部５２に向かう光（光線Ｌ２参照）が水平部５２でレンズ６０側に反射されてレンズ６０に入射し、また、シェード５０（縦壁部５１）に遮光されない光（光線Ｌ１参照）もレンズ６０に入射する。

一方、例えば、光線Ｌ１よりもさらに下方に向かう光など、レンズ６０の後方側焦点でリフレクタ４０の反射光の一部がシェード５０により遮光されることでロービーム配光パターンが形成される。

また、リフレクタ４０の覆い部４４は、光源３０からレンズ６０の上方側に向かって照射されるレンズ６０に入射しない直射光を遮光するが、覆い部４４の中央側には、その遮光する光を有効活用し、光の利用効率を高めるために前方側反射部４６が設けられており、前方側反射部４６で反射された光が、シェード５０の照射用反射部５３でレンズ６０側に照射するように反射されて（光線Ｌ３参照）オーバーヘッド配光を形成するようになっている。

なお、本実施形態では、シェード５０を設けるようにしてカットオフラインを有するロービーム配光パターンを形成する灯具ユニット１０の場合を示しているが、このタイプの灯具ユニットには、ハイビーム配光やロービーム配光の一部を形成する配光パターンなどを形成するものがあり、そのような場合においては、シェード５０がもうけられない場合もある。

（レンズ）
レンズ６０は、本実施形態では、入射面６１が平面状で、出射面６２が前方に突出する円弧状の正面視が円形形状である非球面レンズであるが、これに限定されるものではなく、例えば、正面視が矩形状であるものとしたり、入射面６１や出射面６２を自由曲面で形成するようにしたりしても良く、求められる配光パターンに合わせて適宜形状を変更しても良い。

次に、以上のような構成からなる灯具ユニット１０の空気の流れなどについて詳細に説明する。
図４は、図２と同様に、灯具ユニット１０を示した光照射光軸Ｚに沿った断面図である。

光源３０は発光時に熱を放出するため、光源３０の周囲の空気が熱せられる。
そうすると、温まった空気は、上昇気流となり、図４に点線矢印ＨＷで示すように、リフレクタ４０の反射部４２に沿って上昇していく。

本実施形態では、この上昇気流が溜まりやすい反射部４２と覆い部４４の境目となる段上がり部４３（図３参照）の中央側に貫通スリット４５が設けられているので、上昇気流は貫通スリット４５を通って効率よく排出される。

一方、ヒートシンク２０のベース部２１に設けられる支持部２４は、図３に示したリフレクタ４０のヒートシンク２０側の縁部４１の全面を支えるように設けられているのではなく、図３に示すリフレクタ４０の縁部４１に形成されている凸部４８を支持するようにリフレクタ４０側に突出する凸状の支持部２４とされている。
なお、本実施形態では、リフレクタ４０の３つの凸部４８（図３参照）を支持するように、ヒートシンク２０のベース部２１上には、略三角形の配置となるように３つの凸状の支持部２４が形成されている。

そして、上述のように、リフレクタ４０には、ヒートシンク２０のそれぞれの支持部２４に対向するリフレクタ４０の縁部４１の位置にヒートシンク２０側に突出する凸部４８が形成されている（図３参照）。
このため、リフレクタ４０は、ヒートシンク２０の支持部２４とリフレクタ４０の凸部４８とで、ヒートシンク２０から離間するようにヒートシンク２０上に配置されており、支持部２４のない部分に隙間が形成されるので、この隙間から図４の実線矢印ＣＷ１で示すように、上述の上昇気流の流れに引かれて新しい空気が光源３０の周囲に流入し、光源３０が効率よく冷却されるようになっている。
したがって、光源３０が高温になることに伴って発光効率が低下するようなことが抑制される。

また、上述の上昇気流の流れに引かれてレンズ６０側からも新しい空気が図４の実線矢印ＣＷ２で示すようにリフレクタ４０側に流入することになるので、レンズ６０やシェード５０も効率よく冷却されることになる。
このため、シェード５０やレンズ６０の熱による劣化を抑制することができる。

このように、本実施形態の灯具ユニット１０は、暖められた空気が溜まりやすい部分に貫通スリット４５を設けることで熱の排出を効率良く行えるだけでなく、その暖められた空気の流れを利用して、リフレクタ４０の光源３０側の空間に新しい空気を効率良く引き込むようにして光源３０のみならず、その周辺の部材（シェード５０やレンズ６０）も効率よく冷却できるようになっている。

ところで、図２及び図３を参照しながら説明したように、本実施形態のリフレクタ４０は、図３に示すように、反射部４２の前方縁部４２ａに直接繋がるように覆い部４４を形成するのではなく、前方縁部４２ａに繋がる段上がり部４３を形成し、覆い部４４は、その段上がり部４３に繋がる部分として形成している。

そして、貫通スリット４５をその段上がり部４３に形成するようにしているため、図４を見るとわかるように、前方側（レンズ６０側）から見たときに、貫通スリット４５は、覆い部４４によって目視されないようになっている。

このため、車両用灯具を外側から覗き込んだ時に、この貫通スリット４５が目視されることがなく、貫通スリット４５を通して奥側の部品等が目視されることがないので見栄えのよい車両用灯具とすることができる。

また、図３を見るとわかるように、前方側反射部４６は、下方への湾曲が大きく形成されることから、前方側反射部４６が設けられる位置は、覆い部４４の中でも、特に、段上がり部４３の部分が目視され難くなっているとともに、前述したように、暖められた空気の溜まりやすい場所でもあるため、貫通スリット４５は、前方側反射部４６の幅方向内側の範囲であって、段上がり部４３の範囲内に形成されていることが好適である。

一方、段上がり部４３は、反射部４２の前方縁部４２ａよりも上側に位置するため、そこに設けた貫通スリット４５は、図４を見るとわかるように、光源３０からも見えない位置にある。
このため、段上がり部４３に設けた貫通スリット４５には、光源３０からの直射光が入射しないので、この貫通スリット４５を通して直射光が出てグレア光が発生することも抑制できる。

このように、反射部４２と覆い部４４との間に段上がり部４３を形成するようにして、その段上がり部４３に貫通スリット４５を形成する構成とすることで、見栄えを良くできるとともに、グレア光の抑制を行うことができる。

以上、具体的な実施形態を基に本発明の説明を行ってきたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、技術的思想を逸脱することのない変更や改良を行ったものも発明の技術的範囲に含まれるものであり、そのことは当業者にとって特許請求の範囲の記載からである。

１０ 灯具ユニット
２０ ヒートシンク
２１ ベース部
２２ 放熱フィン
２３ 光源載置部
２４ 支持部
３０ 光源
４０ リフレクタ
４１ 縁部
４２ 反射部
４２ａ 前方縁部
４３ 段上がり部
４４ 覆い部
４５ 貫通スリット
４６ 前方側反射部
４８ 凸部
５０ シェード
５１ 縦壁部
５２ 水平部
５３ 照射用反射部
６０ レンズ
６１ 入射面
６２ 出射面
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ 光線
Ｚ 光照射光軸
１０１Ｌ、１０１Ｒ 車両用灯具
１０２ 車両

Claims (5)

1. 光源と、
   前記光源からの光を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、光を前方に照射するレンズと、を備え、
   前記リフレクタは、
   前記光源を半ドーム状に覆う反射部と、
   前記反射部の前方縁部に繋がる段上がり部と、
   前記段上がり部に繋がり下方に下がるように前方側に伸びる覆い部と、を有し、
   前記段上がり部には、少なくとも中央側に貫通スリットが形成されていることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記覆い部の中央側に設けられ、前記反射部より前方側に位置する前方側反射部と、
   前記前方側反射部で反射された光をレンズ側に照射する照射用反射部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記貫通スリットは、前記前方側反射部の幅方向内側の範囲であって、前記段上がり部の範囲内に形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. 前記反射部で反射されて前記レンズに向かう光の一部を前記レンズの後方焦点で遮光するシェードを備え、
   前記照射用反射部が、前記シェードに設けられていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の車両用灯具。
5. 前記光源と前記リフレクタとを載置するヒートシンクを備え、
   前記ヒートシンクは、前記リフレクタを支持する前記リフレクタ側に突出する凸状の支持部を有し、
   前記リフレクタは、前記ヒートシンクの前記支持部に対向する前記リフレクタの縁部の位置に前記ヒートシンク側に突出する凸部を有し、
   前記リフレクタは、前記ヒートシンクの前記支持部と前記リフレクタの前記凸部とで、前記ヒートシンクから離間するように前記ヒートシンク上に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両用灯具。

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