JP2017062885A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】光源を効率良く冷却できる、車両用灯具を提供する。【解決手段】光源装置と、光源装置に接続される第１部材を有し、光源装置から発生する熱を放熱する放熱部材と、放熱部材に対して送風する送風装置と、送風装置側と光源装置側との間において、該送風装置によって生じた風が第１部材に沿って流れる流路を有するダクトと、を備え、ダクトは、光源装置側における流路の断面積が送風装置側における流路の断面積よりも小さい車両用灯具に関する。【選択図】図６

Description

本発明は、車両用灯具に関するものである。

従来、光源と、該光源から射出した光を反射するリフレクタと、光源で発生した熱を放熱するヒートシンクと、該ヒートシンクの放熱フィンに空気を吹き付けるファンとを備えた車両用灯具が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。この車両用灯具ではヒートシンクはファンと同等の大きさで構成されており、ファンから吹き付けられた風で当該ヒートシンクの放熱フィンが冷却されることにより、光源の冷却を行っている。

特開２０１４−１０２９８８号公報

しかしながら、上記従来技術においてはファン及びヒートシンクのサイズがそれぞれ同等である。すなわち、光源で発生する熱は、ヒートシンクにおける光源との接続部分に伝達し、ヒートシンク全体へと伝達する。そして、十分に送風性能を有する大きさのファンにより放熱フィンに一様に風を吹き付けることで、光源で発生する熱はヒートシンクを介して放熱されている。このため、ヒートシンクにおいて最も高温となる光源と接続される部分を積極的に冷却することができず、結果として光源を効果的に冷却することができなかった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、光源を効率良く冷却できる、車両用灯具を提供することを目的とする。

本発明の一態様に従えば、光源装置と、前記光源装置に接続される第１部材を有し、前記光源装置から発生する熱を放熱する放熱部材と、前記放熱部材に対して送風する送風装置と、前記送風装置側と前記光源装置側との間において、該送風装置によって生じた風が前記第１部材に沿って流れる流路を有するダクトと、を備え、前記ダクトは、前記光源装置側における前記流路の断面積が前記送風装置側における前記流路の断面積よりも小さい車両用灯具が提供される。

本態様の車両用灯具によれば、光源装置側の流路の断面積が送風装置側の流路の断面積よりも小さいため、流路内の空気の流れは光源装置側に近づくにつれて風速が早くなる。これにより、放熱部材は、第１部材のうち光源装置の近傍に風速の速い空気が供給されるため、光源装置で発生した熱を効率良く放出することができる。したがって、光源装置を効率良く冷却することができる。

また、上記車両用灯具においては、前記ダクトは、前記光源装置と前記送風装置との間において、前記流路の断面積が徐々に変化する構成とするのが望ましい。
この構成によれば、流路内において空気がスムーズに流れるので、光源装置を効率良く冷却できる。

また、上記車両用灯具においては、前記ダクトは、前記光源装置の下方及び上方に前記送風装置によって生じた風を供給する通風口を有する構成とするのが望ましい。
この構成によれば、通風口により光源装置の上方に空気が導かれるため、該上方に流れた空気により光源装置を直接冷却することができる。よって、光源装置をより効率良く冷却することができる。

また、上記車両用灯具においては、前記ダクトにおける前記送風装置との接続部の外形は、該送風装置の外形と同じ或いはそれ以上の大きさである構成とするのが望ましい。
この構成によれば、送風装置により発生させた風のほぼ全てをダクト内に取り込むことができるので、送風装置で発生させた風を効率よく利用できる。

また、上記車両用灯具においては、前記送風装置は、前記光源装置に対して車両後方側に配置されている構成とするのが望ましい。
この構成によれば、送風装置を光源装置の車両後方側配置しているため、光源装置に対して送風装置を下方側に配置する場合に比べて、装置構成の上下方向のサイズを小型化できる。

また、上記車両用灯具においては、前記光源装置の上方に設けられ、該光源装置から射出された光を車両前方側へと反射する反射部材をさらに備え、前記ダクトは、前記光源装置側から前記送風装置側へと向かって斜め上方に延びる天板部を含む構成とするのが望ましい。
この構成によれば、ダクトは反射部材側（光源装置の上方側）に向かって流路が拡大したテーパー状となる。そのため、ダクトは反射部材の車両後方側に生じるスペースに設置可能となり、装置構成の上下方向のサイズが大型化するのを抑制できる。

また、上記車両用灯具においては、前記放熱部材の一部が前記ダクトの構成部品を兼ねる構成とするのが望ましい。
この構成によれば、放熱部材の一部でダクトを構成できるので、部品点数を削減することで低コスト化及び小型化を図ることができる。

また、上記車両用灯具においては、前記放熱部材は、複数のフィンを有し、前記複数のフィンは、それぞれ前記ダクト内に前記送風装置側から前記光源装置側に向かって延びるようにようにして設けられ、前記複数のフィンの間が前記流路とされているのが望ましい。
この構成によれば、複数のフィンにより表面積が増えるので、放熱性能を向上させることができる。
また、流路内を流れる空気がフィンに良好に接触するので、放熱部材の放熱性能を向上させることもできる。

また、上記車両用灯具においては、前記複数のフィン同士の間隔は、前記送風装置側よりも前記光源装置側の方が狭い構成とするのが望ましい。
この構成によれば、フィンにより形成された流路は光源装置側の断面積が送風装置側の断面積よりも小さくなる。よって、上述のように、流路内を流れる空気の風速を光源装置側において速くすることができる。

また、上記車両用灯具においては、前記放熱部材は少なくとも、前記第１部材と、第２部材と、の複数の部材で構成され、前記第１部材に対して、前記第２部材が下方から係合されていることによって前記ダクトを形成しているのが望ましい。
この構成によれば、ダクトを兼ねた複雑な形状の放熱部材を実現できる。

本発明によれば、光源を効率良く冷却することができる。

車両用灯具の構成を示す斜視図である。 （ａ）は車両用灯具の平面図、（ｂ）は車両用灯具の側面図、（ｃ）は車両用灯具の正面図である。 光源装置の概略構成を示した断面図である。 車両用灯具の分解斜視図である。 車両用灯具を車両後方側から視た図である。 （ａ）は図２（ｃ）のＡ−Ａ線矢視による断面図、（ｂ）は図２（ｃ）のＢ−Ｂ線矢視による断面図である。 図６（ａ）に対応する風速分布のシミュレーション結果を示す図である。 図６（ｂ）に対応する風速分布のシミュレーション結果を示す図である。 リフレクタの周辺の要部構成を示す断面図である。 変形例に係るダクトの構成を示す図である。 変形例に係るダクトの構成を示す図である。

以下、本発明の一実施形態である車両用灯具について図面を参照しながら説明する。以下の説明で用いる図面は、特徴を分かり易くするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

本実施形態では、ハイビーム用配光パターンを形成するように構成されたリフレクタ型の車両用灯具を例示する。本実施形態の車両用灯具は、例えば、通常のハイビームの高照度帯に追加で点灯することにより、遠方視認性を向上させるために用いられる。

図１は本実施形態の車両用灯具１００の構成を示す斜視図である。図２（ａ）は車両用灯具１００を上方から視た平面図であり、図２（ｂ）は車両用灯具１００を示す側面図であり、図２（ｃ）は車両用灯具１００の構成を示す正面図である。

本実施形態で説明に用いる図面では、３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を用いる場合がある。以下、ＸＹＺ座標系において、Ｘ軸方向とは車両用灯具１００の光軸と平行な方向であり、Ｙ軸方向は車両用灯具１００を搭載する車両の左右方向と平行な方向であり、Ｚ軸方向とはＸ軸方向及びＹ軸方向とそれぞれ直交する方向である。また、Ｘ軸方向を車両前後方向、Ｙ軸方向を車両左右方向、Ｚ軸方向を車両上下方向、＋Ｘ側を車両前方側、−Ｘ側を車両後方側、＋Ｚ側を単に上方側、−Ｚ側を下方側と称す場合もある。

図１、２に示すように、本実施形態の車両用灯具１００は、光源装置１０と、リフレクタ（反射部材）１５と、遮光部材１９と、ヒートシンク（放熱部材）２０と、送風ファン（送風装置）３０と、ダクト４０（図５参照）と、光検出装置５０と、制御装置６０とを備えている。なお、制御装置６０は、例えば、ＥＣＵ等の制御回路から構成され、車両用灯具１００の各構成要素（例えば、光源装置１０、光検出装置５０）を後述のように制御する。

図３は光源装置１０の概略構成を示した断面図である。
図３に示すように、光源装置１０は、レーザー光を射出する半導体レーザー１０ａと、半導体レーザー１０ａからのレーザー光Ｌの少なくとも一部を吸収して波長変換する波長変換部材１０ｂと、レーザー光Ｌを波長変換部材１０ｂに集光させる集光レンズ１０ｃとを含む。

半導体レーザー１０ａは、例えば、レーザー光を射出する半導体レーザー素子と該半導体レーザー素子から射出された光を平行化するコリメートレンズとがパッケージ化された所謂キャンタイプの半導体レーザー光源である。

半導体レーザー素子としては、例えば、発光波長が青系（４５０ｎｍ程度）のレーザーダイオード等を用いることができる。なお、半導体レーザー素子の発光波長は、青系（４５０ｎｍ程度）に限定されない。

波長変換部材１０ｂは、例えば、蛍光体層を含む。蛍光体層は、例えば、セリウムＣｅ等の付活剤が導入されたＹＡＧとアルミナＡｌ_２Ｏ_３との複合体（焼結体）から構成される。

半導体レーザー１０ａから射出されたレーザー光Ｌの一部は波長変換部材１０ｂに吸収されることで黄色の蛍光ＹＬに変換される。半導体レーザー１０ａから射出されたレーザー光Ｌの残りは波長変換部材１０ｂを透過し、青色光ＢＬとして射出される。なお、波長変換部材１０ｂは青色光ＢＬを透過させる際、拡散させても良い。青色光ＢＬは蛍光ＹＬと合成されることで白色の光ＷＬを生成する。波長変換部材１０ｂの上面は白色の光ＷＬを射出する光射出部９を構成する。

光源装置１０は半導体レーザー１０ａを用いるため、発光ダイオードを用いた光源に比べて発熱により高温となる。そのため、光源装置１０の熱を効率的に低減させる必要がある。本実施形態の光源装置１０は、後述するヒートシンク２０により光源装置１０で発生した熱を放熱することで半導体レーザー１０ａの熱を低減させるようにしている。

光源装置１０から射出された白色の光ＷＬは、リフレクタ１５に入射する。リフレクタ１５は光源装置１０からの光ＷＬを車両前方に向けて反射する。リフレクタ１５から射出された光ＷＬは前方に照射され、仮想鉛直スクリーン上に基本配光パターン（ハイビーム用配光パターン）を形成する。

図４は車両用灯具１００の分解斜視図である。
図４に示すように、光源装置１０は取付プレート１１を介してヒートシンク２０に取り付けられている。取付プレート１１は、２つのネジ部材１２により光源装置１０とともにヒートシンク２０に固定される。光源装置１０とヒートシンク２０との間には熱伝導部材１３が配置されている。熱伝導部材１３は、例えば、グリス等から構成され、光源装置１０とヒートシンク２０とを接触面積を大きくすることで両者の間の熱抵抗を低減する。これにより、光源装置１０の熱がヒートシンク２０側に良好に伝達される。

リフレクタ１５は、ネジ部材１６によりヒートシンク２０に取り付けられている。
送風ファン３０は、ネジ部材３１によりヒートシンク２０に取り付けられている。送風ファン３０は、ヒートシンク２０に対して送風することでヒートシンク２０の冷却性能を向上させるためのものである。送風ファン３０は、例えば、軸流型のファンから構成される。送風ファン３０は、制御装置６０と電気的に接続され、その駆動が制御される。

図５は車両用灯具１００を車両後方側から視た図である。なお、図５では送風ファン３０の図示を省略している。
図５に示すように、車両用灯具１００は、送風ファン３０によって生じた風（送風）が流れるダクト４０を備えている。ダクト４０は、光源装置１０と送風ファン３０との間に設けられ、送風ファン３０による風を車両後方側から車両前方側に向かって供給する。

ダクト４０における送風ファン３０との接続部の外形は、送風ファン３０の外形と同じ或いはそれ以上の大きさとするのが望ましい。ダクト４０における送風ファン３０との接続部とは図５の領域Ｓで示される部分である。本実施形態では、接続部４０ａの外形を送風ファン３０の外形とほぼ同じ大きさとしている。
この構成によれば、送風ファン３０により発生させた風のほぼ全てをダクト４０内に取り込むことができるので、送風ファン３０で発生させた風を無駄なく利用できる。

本実施形態のダクト４０は後述の通風口４１（図４参照）を有している。通風口４１は、ダクト４０内を流れる風の一部を後述のように上方空間（リフレクタ１５の内側の空間）へと導くためのものである。通風口４１は、ダクト４０の車両左右方向において、光源装置１０が配置される中央部分に位置している。

本実施形態において、ヒートシンク２０の一部はダクト４０の構成部品を兼ねている。つまり、本実施形態のダクト４０は、ヒートシンク２０の一部で構成されている。なお、ダクト４０の詳細については後述する。

図４に戻り、ヒートシンク２０は、第１部材２１と、第２部材２５とを含む。第１部材２１は、光源装置１０に直接接続される。第２部材２５は、第１部材２１に接続されることで第１部材２１を介して、光源装置１０から間接的に熱を放出させる部材である。

第１部材２１及び第２部材２５は、例えば、アルミニウム等の放熱性の高い材料から構成されている。本実施形態のヒートシンク２０は、複数の部材（第１部材２１及び第２部材２５）を用いることで上述のようにダクト４０（図５参照）を兼ねた複雑な形状を実現している。

第１部材２１及び第２部材２５はネジ部材２６により互いが固定される。第１部材２１と第２部材２５との間には熱伝導部材７が配置されている。熱伝導部材７は、例えば、グリス等から構成され、第１部材２１と第２部材２５との接触面積を大きくすることで両者の間の熱抵抗を低減する。これにより、光源装置１０の熱は、第１部材２１を介して第２部材２５側に良好に伝達されるようになっている。すなわち、光源装置１０の熱は、ヒートシンク２０の全体に良好に伝達されるようになっている。

図６（ａ）は図２（ｃ）のＡ−Ａ線矢視による断面図であり、図６（ｂ）は図２（ｃ）のＢ−Ｂ線矢視による断面図である。
図４及び図６（ａ）に示すように、第１部材２１は、一対の側板部２１ａと、天板部２１ｂと、光源装置１０を保持する光源保持部分２２と、光検出装置５０を保持する検出装置保持部分２３と、上記通風口４１と、複数のフィン２４と、を有する。

車両左右方向において互いが平行に配置された一対の側板部２１ａは天板部２１ｂを介して連結されている。一対の側板部２１ａ及び天板部２１ｂは上記ダクト４０の構成部材である。

光源保持部分２２は、車両後方側において、一対の側板部２１ａ及び天板部２１ｂに接続される（図４及び図６（ｂ）参照）。光源保持部分２２における天板部２１ｂとの接続部分に上記通風口４１が位置する。

検出装置保持部分２３は、一対の側板部２１ａに挟持されており、下端部側において天板部２１ｂと接続される。検出装置保持部分２３における天板部２１ｂとの接続部分に上記通風口４１が位置する。

図４に示すように、光源保持部分２２は、取付プレート１１を固定する上記ネジ部材１２を取り付けるためのネジ穴部２２ａと、光源装置１０を保持するための貫通孔２２ｂと、リフレクタ１５を固定する上記ネジ部材１６を取り付けるためのネジ穴部２２ｃとを有している。

光源制御用回路基板６１は、光源保持部分２２の下面側にネジ部材６２により固定される。そのため、光源保持部分２２の下面のうち光源制御用回路基板６１が配置される部分には、複数のフィン２４が形成されていない。

光源制御用回路基板６１は、光源装置１０に対して電力及び駆動信号を供給する。なお、光源制御用回路基板６１には不図示のサーミスタが実装されており、光源装置１０（半導体レーザー１０ａ）の温度が計測可能である。光源制御用回路基板６１は、制御装置６０と電気的に接続される。制御装置６０は、光源制御用回路基板６１を介して光源装置１０の駆動を制御する。

本実施形態において、光検出装置５０は検出装置保持部分２３にネジ部材５１により固定される。検出装置保持部分２３は、ネジ部材５１を取り付けるためのネジ穴部２３ａを有する。
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、光源保持部分２２は、水平面（ＸＹ平面）に対して所定角度だけ傾いており、光源装置１０を水平面に対して車両後方側に所定角度だけ傾斜させた状態に保持することが可能である。検出装置保持部分２３は、光源保持部分２２に対して上方に配置され、下端部側に対して上端部側を車両後方側（−Ｘ方向側）に所定角度だけ傾けた形状を有する。
このようにして、検出装置保持部分２３上に保持された光検出装置５０は、光源保持部分２２上に保持された光源装置１０から射出された光のうち所定角度の成分を良好に検出可能である。

複数のフィン２４は、空気との接触面積を増やすことで、光源装置１０で発生した熱を効率的に放出するための放熱フィンである。複数のフィン２４は車両前後方向に沿って延びる板状の部材からなり、車両左右方向において一対の側板部２１ａと平行に配置される（図５参照）。複数のフィン２４の一部は、天板部２１ｂと検出装置保持部分２３とを連結する。

図４に示したように、第２部材２５は、底板部２７と、一対の側板部２８と、連結部２９とを有する。底板部２７及び一対の側板部２８は、第１部材２１とともに上記ダクト４０を形成する。連結部２９は、一対の側板部２８の車両前方側の端部２８ａに連結される。連結部２９は、上述した熱伝導部材７を介して第１部材２１の光源保持部分２２の下面と接続される。連結部２９には、ネジ部材２６を挿通させるための貫通孔２９ａが形成されている。

連結部２９の下面には複数のフィン３４が形成されている。複数のフィン３４は、空気との接触面積を増やすことで、光源装置１０で発生した熱を効率的に放出するための放熱フィンである。複数のフィン３４は車両前後方向に沿って延びる板状の部材であり、車両左右方向において一対の側板部２８と平行に配置される。

なお、本実施形態において、連結部２９は凹部２９ｃを有する。凹部２９ｃは、第１部材２１（光源保持部分２２）に取り付けられた光源制御用回路基板６１との干渉をさけるためのものである。上記複数のフィン３４は凹部２９ｃの下面にも形成されている。

本実施形態のヒートシンク２０では、第１部材２１の下面に光源制御用回路基板６１を配置する都合上、第１部材２１の下面にフィン２４を形成できないものの、連結部２９の下面側に上記フィン３４を設けることで光源装置１０の下方における冷却性能を向上させている。

また、本実施例の光源保持部分２２において、送風ファン３０側の端部から光源装置１０の直下近傍に至るまでの位置には、傾斜部７０が形成されている。この傾斜部７０は、送風ファン３０側の端部から光源装置１０の直下近傍に至るまで、緩やかに下方に傾斜した形状を成している。また、この傾斜部７０はＹ軸方向における光源装置１０の幅と略同一の幅にて形成されており、光源装置１０の存在しない位置（図６（ｂ）のＢ−Ｂ断面図参照）には設けられていない。この傾斜部７０がもたらす効果については後述する。

続いて、ダクト４０の構成について説明する。
図６(ａ)、（ｂ）に示すように、ダクト４０の内面の一部（上面部）を構成する天板部２１ｂは、光源装置１０側から送風ファン３０側に向かって斜め上方に延びる。一方、ダクト４０の内面の一部（下面部）を構成する底板部２７は、光源装置１０側から送風ファン３０側に向かって水平面となっている。

本実施形態のダクト４０は、リフレクタ１５側（光源装置１０の上方側）に向かって流路Ｒが拡大したテーパー状となっている。そのため、ダクト４０はリフレクタ１５の車両後方側に生じるスペースに設置可能となり、装置構成の上下方向のサイズが大型化するのを抑制できる。

本実施形態においては、ダクト４０内に複数のフィン２４が配置される。そのため、ダクト４０内には、フィン２４、天板部２１ｂ及び底板部２７により区画された複数の流路Ｒが形成されている（図５参照）。
本実施形態において、フィン２４は流路Ｒを構成しているため、該流路Ｒ内を流れる空気によって第１部材２１の熱を効率良く放出することができる。

ダクト４０は、光源装置１０側における流路Ｒの高さ（Ｚ軸方向の高さ）が送風ファン３０側における流路Ｒの高さ（Ｚ軸方向の高さ）よりも小さくなっている。つまり、ダクト４０は、光源装置１０側における流路Ｒの断面積が送風ファン３０側における流路Ｒの断面積よりも小さくなっている。また、光源保持部分２２に設けられた傾斜部７０も同様に、ダクト４０が光源装置１０側における流路Ｒの高さ（Ｚ軸方向の高さ）が送風ファン３０側における流路Ｒの高さ（Ｚ軸方向の高さ）よりも小さくなるように形成されている。

本実施形態において、流路Ｒはテーパー形状となっており、該流路Ｒの断面積が徐々に変化している。この構成によれば、流路Ｒの断面積を緩やかに変化させることによって、ダクト４０内における圧損を減らし、空気をスムーズに流すことができる。

ダクト４０の流路Ｒ内に送り込まれた空気の流れは、天板部２１ｂに沿って光源装置１０側に向かう斜め下方の流れと、底板部２７に沿って光源装置１０側に向かう流れとを含む（図６（ａ）、（ｂ）参照）。
本実施形態において、光源装置１０側へ向かって流路Ｒの断面積が小さくなるため、ダクト４０内を流れる空気の流量が略一定であれば、流路Ｒ内の空気の流れは、光源装置１０側に近づくにつれて風速が早くなる。また、ダクト４０内を流れる空気は通風口４１を介してリフレクタ１５内（光源装置１０の上方）に流れ込んで光源装置１０の近傍を通過する（図６（ｂ）参照）。

図７、８はダクト４０の流路Ｒ内における風速分布のシミュレーション結果を示した図である。図７、８において等高線で囲む領域は同じ風速となっている。
なお、図７は図６（ａ）の断面位置に対応する図であり、図８は図６（ｂ）の断面位置に対応する図である。

図７、８からは、送風ファン３０によりダクト４０内に取り込まれた空気が光源装置１０側に近づくにつれてダクト４０内を流れる空気の風速が速くなることが確認できる。特に、図８からは、通風口４１を有しない場所においては光源装置１０側において風速が顕著に早くなることが分かる。また、図７からは、ダクト４０内を流れる空気の流れは、通風口４１を介して分岐されることでリフレクタ１５内（光源装置１０の上方）に流れ込んで光源装置１０の近傍を通過することが確認できる。

したがって、本実施形態の車両用灯具１００によれば、ダクト４０内を流れる空気の風速が光源装置１０側に近づくにつれて早くなるため、ダクト４０の出口である光源装置１０の下方に風速の高い空気を供給することができる。光源装置１０の下方には複数のフィン３４が配置されるため、複数のフィン３４を介して第２部材２５の熱が効率良く放出される。第２部材２５は、光源装置１０を保持する第１部材２１と熱的に接続されるため、光源装置１０で発生した熱を効率良く放出することができる。よって、ヒートシンク２０は、光源装置１０で発生した熱を効率良く放熱することができる。

また、通風口４１によりリフレクタ１５内に流れ込んだ空気が光源装置１０を直接冷却するので、ヒートシンク２０とともに光源装置１０で発生した熱を効率的に低減させることができる。

図９はリフレクタ１５の周辺の要部構成を示す断面図である。
図９に示すように、リフレクタ１５は光源装置１０からの光を車両前方に向けて反射する反射面１５ａを有する。反射面１５ａは、光源装置１０からの光を反射し、車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン上にハイビーム用配光パターンを形成するように構成された反射面である。
本実施形態において、反射面１５ａは光源装置１０からの光を光軸ＡＸに平行な平行光として反射させる。

ところで、光源装置１０において、波長変換部材１０ｂが例えば脱落又は欠損した状態となる場合もあり得る。この場合、光源装置１０からレーザー光が直接リフレクタ１５に入射し、外部に射出されるおそれがある。

これに対し、本実施形態のリフレクタ１５は、反射面１５ａのうち、上述のように光源装置１０からのレーザー光が直接入射する部分に貫通孔Ｈが形成されている。なお、貫通孔Ｈの大きさは、波長変換部材１０ｂが脱落（又は欠損）した状態の光源装置１０から射出されるレーザー光の広がり角、波長変換部材１０ｂからリフレクタ１５までの距離、リフレクタ１５や光源装置１０の取り付け公差などによって適宜決定される。

この構成によれば、光源装置１０において波長変換部材１０ｂが脱落（又は欠損）した場合、波長変換部材１０ｂが脱落（又は欠損）した状態の光源装置１０から放出されるレーザー光が反射面１５ａに形成された貫通孔Ｈを通過するようになる。よって、波長変換部材１０ｂが脱落（又は欠損）した状態の光源装置１０から放出されたレーザー光が反射面１５ａで反射されることで外部に射出されるのを抑制できる。
本実施形態では、反射面１５ａの外側に、貫通孔Ｈを通過するレーザー光を遮る黒金属製の遮蔽部材１７が配置されている。

本実施形態の車両用灯具１００は、光源装置１０から車両前方側に射出され、リフレクタ１５に入射しない光を遮光するための遮光部材１９を有している。ここで、車両前方側に射出されてリフレクタ１５に入射しない光は、車両前方側に位置する人の眼に直接入射するおそれがある。つまり、遮光部材１９は、光源装置１０の光射出部９を車両前方側から直接視認されないようにするための機能を有した部材である。

本実施形態において、遮光部材１９はリフレクタ１５と一体に形成されている。遮光部材１９は、上方遮光部材１９ａと下方遮光部材１９ｂとを含む。

上方遮光部材１９ａは、リフレクタ１５の反射面１５ａの車両前方側の端部に設けられる。上方遮光部材１９ａは、光源装置１０の光射出部９から射出されて反射面１５ａに入射しない光（図９の符号Ｌ１で示す光）を遮る位置、かつ、反射面１５ａからの反射光を遮らない位置に配置されている。

下方遮光部材１９ｂは、上方遮光部材１９ａよりも下方かつ車両後方側であって、光源装置１０の近傍に配置される。下方遮光部材１９ｂは、光源装置１０の光射出部９から射出されて反射面１５ａに入射しない光（図９の符号Ｌ２で示す光）を遮る位置、かつ、反射面１５ａからの反射光を遮らない位置に配置されている。

光検出装置５０は、リフレクタ１５の車両後方側に配置された光検出部５２を含む。光検出部５２は、リフレクタ１５に設けられた開口１５ｂを介して光源装置１０から射出された光の一部を検出する。開口１５ｂはリフレクタ１５における光検出部５２と対向する位置に形成されている。光検出部５２としては、例えば、フォトダイオードを用いることができる。

本実施形態では、リフレクタ１５の車両後方側に配置された光検出部５２により、光源装置１０から射出された光の一部を直接検出するため、リフレクタ１５の車両前方側にフォトダイオードを配置する場合のようにリフレクタ１５に反射面等の光学系を形成する必要がない。よって、リフレクタ１５のサイズを抑えることができるので、車両用灯具１００を小型化することができる。

光検出装置５０は、制御装置６０に電気的に接続され、検出結果を制御装置６０に送信する。制御装置６０は、光検出装置５０の検出結果に基づいて、光源装置１０の駆動を制御する。

図９に示したように、光検出部５２は、リフレクタ１５による光の反射方向（光軸ＡＸ方向）において下方遮光部材１９ｂ（遮光部材１９）よりも光源装置１０の車両後方側に配置されるとともに、遮光部材１９よりも下方側に位置する。

ここで、光源装置１０において、光射出部９から射出された光はランバーシアン配光となるため、光射出部９の法線方向に対する角度θ（以下、光出射角度θと称す場合もある）が大きくなる程、光量が低下する。つまり、光射出部９から射出される光は、法線方向（光出射角度θ＝０°）において光量が最大となり、光出射角度θが大きくなるに従って光量が減少する。

本実施形態において、光検出部５２は、光射出部９から射出された光のうち光射出角度θが７５°〜８５°の光（図９の符号Ｌ３で示す光）を検出する。本実施形態では、例えば、光出射角度θが８０°の光を検出する。

本実施形態において、リフレクタ１５の反射面１５ａは光軸ＡＸと略平行な方向に光を反射させる。しかしながら、本実施形態においては前述の通り、光源保持部分２２が水平面（ＸＹ平面）に対して所定角度だけ傾いており、光源装置１０を水平面に対して車両後方側に所定角度だけ傾斜させた状態に保持されている。そのため、上述のような光出射角度θの光（７５°〜８５°の光）は仮に反射面１５ａで反射させたとしても光源保持部分２２と共に傾斜している遮光部材１９によって遮光されてしまうため、所望な光（光軸ＡＸに略平行な光）として前方に照射することができず、基本配光パターン（ハイビーム用配光パターン）として活用することができない。つまり、上述の光出射角度θの光を光検出部５２の検出に利用することで、基本配光パターンの光量に影響を与えることなく、基本配光パターン（ハイビーム用配光パターン）として活用できない光を効率良く利用できる。

また、本実施形態では、ヒートシンク２０の第１部材２１（検出装置保持部分２３）に光検出部５２を保持することで、光検出部５２をリフレクタ１５から離れた位置に配置し、光源装置１０から射出された光以外の光（例えば、太陽光や対向車からの光などの外乱光など）の影響を抑制している。さらに、本実施形態において、開口１５ｂの車両前方側に配置された下方遮光部材１９ｂは、外乱光が光検出部５２に直接入射するのを抑制している。

光検出装置５０は、光検出部５２を覆うカバー部材５３をさらに備えている。カバー部材５３は、光源装置１０からの光の一部を透過させて光検出部５２に入射させる開口５３ａを有する。カバー部材５３は外乱光を遮光するので、フォトダイオード（光検出部５２）のＳ／Ｎ比を向上させることができる。

なお、光検出装置５０は開口５３ａと光検出部５２との間に光学フィルターをさらに備えていても良い。光学フィルターとしては、例えば、開口５３ａを通過した光源装置１０からの光の一部（波長変換部材１０ｂで波長変換された黄色の蛍光ＹＬ）だけを透過させ、それ以外の光を透過させないバンドパスフィルターを用いることができる。
このようにすれば、蛍光ＹＬ以外の光（例えば、太陽光や対向車からの光などの外乱光など）が光検出部５２に入射するのを抑制できるので、フォトダイオード（光検出部５２）のＳ／Ｎ比をさらに向上させることができる。

また、光検出部５２として、受光角が狭角に設計されたフォトダイオードを用いてもよい。このようにすれば、外乱光の影響を低下させることができ、光検出部５２の検出精度を向上させることができる。

続いて、本実施形態の車両用灯具１００の動作について説明する。

以下の処理は、ＥＣＵ等の制御回路から構成された制御装置６０によって行われる。
制御装置６０は、光源制御用回路基板６１を介して光源装置１０を駆動する。これにより、光源装置１０は、光射出部９から白色の光ＷＬを射出する。光射出部９から射出された光ＷＬは、リフレクタ１５の反射面１５ａで反射されて、前方に照射されて、仮想鉛直スクリーン上に基本配光パターン（ハイビーム用配光パターン）を形成する。

このとき、半導体レーザー１０ａが発熱することで光源装置１０の温度が上昇する。光源装置１０の熱はヒートシンク２０（第１部材２１）に直接或いは取付プレート１１を介して間接的に伝達される。第１部材２１に伝達された熱は第２部材２５へと伝達される。このようにして、光源装置１０の熱はヒートシンク２０の全体へと拡がる。第１部材２１は複数のフィン２４を介して熱を放出し、第２部材２５は複数のフィン３４を介して熱を放出する。

本実施形態において、制御装置６０は光源装置１０の駆動に合わせて送風ファン３０を駆動する。送風ファン３０による送風はダクト４０に形成された流路Ｒを通って光源装置１０の下方へと流れる。本実施形態の流路Ｒは複数のフィン２４で区画されるため、流路Ｒ内を流れる空気はフィン２４に良好に接触する。よって、第１部材２１は放熱性能に優れたものとなる。つまり、第１部材２１は熱を効率良く放出することができる。

ヒートシンク２０のうち光源装置１０の近傍は非常に高温となる。本実施形態において、流路Ｒは光源装置１０側に向かうにつれて断面積が小さくなるため、流路Ｒ内を流れる空気の流速は光源装置１０側ほど早くなる。よって、ダクト４０の出口である光源装置１０の下方（近傍）に配置された複数のフィン３４の間には、流速の高い空気が供給される。よって、複数のフィン３４を介して第２部材２５の熱は効率良く放出される。第２部材２５は、光源装置１０を保持する第１部材２１と熱的に接続されるため、光源装置１０で発生した熱を効率良く放出する。光源装置１０で発生した熱は、ヒートシンク２０により効率良く放熱される。よって、光源装置１０を効率良く冷却することができる。

本実施形態において、ダクト４０内を流れる空気の一部は通風口４１を介してリフレクタ１５内に流れ込み、光源装置１０を直接冷却するので、光源装置１０の熱を効率的に低減させることができる。

光源装置１０の光射出部９から射出された光の一部（蛍光ＹＬ）は光検出部５２により検出される。光検出部５２は検出結果を制御装置６０に送信する。制御装置６０は、光検出部５２から送信された結果に基づき、光源装置１０における光照射状態を判定する。

制御装置６０は、例えば、光検出部５２による検出結果が正常である場合（すなわち、蛍光ＹＬを検出した場合）、光源装置１０が正常であると判定して、レーザー光Ｌを継続して放射するように半導体レーザー１０ａの駆動を制御する。

ところで、半導体レーザー１０ａがレーザー光Ｌを放出中、波長変換部材１０ｂが脱落（又は欠損）することもあり得る。以下、半導体レーザー１０ａがレーザー光Ｌを放出中、波長変換部材１０ｂが脱落（又は欠損）した場合の車両用灯具１００の動作例（半導体レーザー１０ａの制御例）について説明する。

波長変換部材１０ｂが脱落（又は欠損）した場合、光検出部５２には、蛍光ＹＬが入射しなくなる。光検出部５２が蛍光ＹＬを検出しない場合、制御装置６０は、波長変換部材１０ｂが脱落（又は欠損）或いは光検出部５２が故障したと判定して、レーザー光Ｌを放出しないように半導体レーザー１０ａを制御する。

これにより、波長変換部材１０ｂが脱落（又は欠損）した場合、波長変換部材１０ｂが脱落（又は欠損）した状態の光源装置１０から放出されるレーザー光Ｌがリフレクタ１５の反射面１５ａで反射されて外部に射出されるのを抑制することができる。よって、車両前方に位置する人の眼にレーザー光が直接入射することが防止される。

また、波長変換部材１０ｂが脱落（又は欠損）した場合、波長変換部材１０ｂが脱落（又は欠損）した状態の光源装置１０から放出されるレーザー光Ｌは、図９に示したように、反射面１５ａに形成された貫通孔Ｈを通過する。そのため、仮に、レーザー光Ｌを放出しないように半導体レーザー１０ａが制御されるまで時間を要したとしても、波長変換部材１０ｂが脱落（又は欠損）した状態の光源装置１０から放出されるレーザー光Ｌが、反射面１５ａで反射されて、前方へ照射されるのを防止できる。

なお、レーザー光Ｌを放出しないように半導体レーザー１０ａを制御するまでの時間を、求められる安全性のレベルを超えない短い時間とすることができる場合には、反射面１５ａの貫通穴を省略してもよい。

以上説明したように、本実施形態の車両用灯具１００によれば、ダクト４０により光源装置１０の下方（近傍）に高い風速で空気を供給できるので、半導体レーザー１０ａを備えることで高温となる光源装置１０を効率良く冷却することができる。
ダクト４０は流路Ｒの断面積が徐々に変化するため、流路Ｒ内において空気がスムーズに流れるので、光源装置１０を効率良く冷却できる。
本実施形態のダクト４０は、光源装置１０の下方に加え、通風口４１により光源装置１０の上方に対しても送風することができる。これにより、光源装置１０を直接冷却することができる。よって、本実施形態では、ヒートシンク２０による冷却に加えて送風による冷却を行うので、光源装置１０を効率良く冷却することができる。

また、本実施形態では、送風ファン３０で発生させる風のほぼ全てをダクト４０内に供給するため、送風ファン３０で発生させた風を効率良く利用できる。

また、本実施形態の車両用灯具１００によれば、送風ファン３０を光源装置１０の車両後方側配置しているため、光源装置１０に対して送風ファン３０を下方側に配置する場合に比べて、装置構成の上下方向のサイズを小型化できる。

また、本実施形態では、ヒートシンク２０の一部がダクト４０を兼ねるため、部品点数を削減することで低コスト化及び小型化を図ることができる。本実施形態のヒートシンク２０は複数の部材（第１部材２１及び第２部材２５）を用いて構成されるため、ダクト４０を兼ねた複雑な形状にも対応可能である。

また、本実施形態のヒートシンク２０は複数のフィン２４、２９ａを備えるため、送風ファン３０からの送風によって光源装置１０の熱を効率良く放出することができる。

また、本実施形態では、光源装置１０から光源装置１０から後方斜め上向きに放出される光（基本配光パターンとしては活用できない光）をフォトダイオード（光検出装置５０）に入射させるようにしているため、光源装置１０の光利用効率を高めることができる。

また、本実施形態では、光検出装置５０の検出結果に基づき、レーザー光を放出しないように半導体レーザー１０ａを制御するため、波長変換部材１０ｂが脱落（又は欠損）した場合、波長変換部材１０ｂが脱落（又は欠損）した状態の光源装置１０から放出されるレーザー光がリフレクタ１５で反射されて、外部に射出されるのを抑制できる。

本実施形態によれば、仮に、レーザー光を放出しないように半導体レーザー１０ａが制御されるまで時間を要したとしても、波長変換部材１０ｂが脱落（又は欠損）した状態の光源装置１０から放出されるレーザー光が貫通孔Ｈを通るので、該レーザー光が反射面１５ａで反射されて外部に射出されるのを抑制できる。

また、本実施形態では、カバー部材５３により光源装置１０から射出された光以外の光（例えば、太陽光や対向車からの光などの外乱光など）を遮光するので、フォトダイオード（光検出部５２）のＳ／Ｎ比を向上させることができる。

また、リフレクタ１５の車両後方側に配置した光検出部５２により光源装置１０からの光を直接検出するので、リフレクタ１５の車両前方側にフォトダイオードを配置する構造に比べて、リフレクタ１５が大型化するのを抑制できる。よって、このリフレクタ１５を備えた車両用灯具１００の小型化を図ることができる。

また、本実施形態において、光検出部５２は、リフレクタ１５で反射させたとしても基本配光パターンとして活用することができない光（光出射角度θが７０〜８５°の光）を検出に利用するので、基本配光パターンの光量に影響を与えることなく、光を有効利用することができる。

本実施形態では、光検出部５２をカバー部材５３で覆い、該カバー部材５３に設けた開口５３ａを介して光検出部５２による検出を行うので、光検出部５２のＳ／Ｎ比を向上させることができる。

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記実施形態では、天板部２１ｂを底板部２７に対して傾けて配置することで断面積を変化させた流路Ｒを構成する場合を例に挙げたが、流路Ｒの形状はこれに限定されない。例えば、送風ファン３０側から光源装置１０側に向かって底板部２７を斜め上方に傾けることで光源装置１０側に向かって断面積が小さくなる流路Ｒを形成しても良い。

また、ダクト４０内におけるフィン２４の配置を工夫することで送風ファン３０側と光源装置１０側との間で変化させることで光源装置１０の近傍の風速を向上させるようにしても良い。

図１０は、ダクト４０内においてフィン４０Ａの数を異ならせた構成を概念的に示した図である。なお、図１０において、右側を上流側（送風ファン３０側）とし、左側を下流側（光源装置１０側）とする。

図１０に示す構成では、送風ファン３０側から光源装置１０側との間で、ダクト４０内に配置されるフィン２４Ａの数を下流側に向かって増やしている。なお、フィン２４Ａは第１部材２１に形成されている。

具体的に、ダクト４０内において、車両幅方向に配置されるフィン２４Ａの数は上流側から下流側に向かって、３個、５個、９個である。つまり、ダクト４０内において、フィン２４Ａ同士の間隔は上流から下流側に狭まっている。ダクト４０内には、フィン２４Ａで区画された流路Ｒが形成される。図１０においては、一対のフィン２４Ａで挟持された領域が流路Ｒに相当する。

図１０の矢印で示すように、ダクト４０内において、空気は上流から下流に流れる（車両後方側から車両前方側に流れる）過程で順次分岐され、各流路Ｒを流れる。そのため、上流側と下流側とを比較した場合、矢印で示す空気が流れるダクト４０内の流路Ｒの断面積は相対的に小さくなっている。したがって、図１０に示した構成においても、ダクト４０内を流れる空気の流速を下流側に向かうにつれて速くなるので、上記実施形態と同様、光源装置１０の近傍の風速を速くすることで該光源装置１０を効率良く冷却することができる。

また、上記実施形態では、送風ファン３０により流路Ｒ内に車両後方から車両前方に向かわせるように送風を行う場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されない。例えば、送風ファン３０による送風方向を反対にしてもよい。すなわち、送風ファン３０により流路Ｒ内に車両前方から車両後方に向かわせるように送風を行っても良い。この場合において、光源装置１０の下方にはフィン３４の隙間を通って流路Ｒを車両後方側に向かう空気の流れが生じる。ここで、ダクト４０内を流れる空気の流量が一定であれば、流路Ｒは光源装置１０側の断面積が送風ファン３０側の断面積よりも相対的に小さいため、光源装置１０側の流速が相対的に早くなる。よって、光源装置１０の近傍に位置したフィン３４に沿って風速の速い流れを生じさせることができるので、上記実施形態と同様、光源装置１０を効率良く冷却することができる。

また、上記実施形態では、ヒートシンク２０を用いてダクト４０を形成する場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されない。例えば、光源制御用回路基板６１を用いてダクト４０の一部を構成しても良い。具体的に、図１１に示すように、第２部材２５の底板部２７の一部を光源制御用回路基板６１に置き換えても良い。なお、図１１は各部材の形状を模式化した模式図である。

この構成によれば、ダクト４０内を通る空気の流れによって光源制御用回路基板６１の放熱も同時に行うことができる。なお、光源装置１０と光源制御用回路基板６１とは不図示の領域において配線を介して電気的に接続される。

Ｒ…流路、１０…光源装置、１０ａ…半導体レーザー、１５…リフレクタ（反射部材）、１５ａ…反射面、２０…ヒートシンク（放熱部材）、２１…第１部材、２１ｂ…天板部、２４、２４Ａ、３４…フィン、３０…送風ファン（送風装置）、４０…ダクト、４１…通風口、１００…車両用灯具。

Claims (11)

1. 光源装置と、
   前記光源装置に接続される第１部材を有し、前記光源装置から発生する熱を放熱する放熱部材と、
   前記放熱部材に対して送風する送風装置と、
   前記送風装置側と前記光源装置側との間において、該送風装置によって生じた風が前記第１部材に沿って流れる流路を有するダクトと、を備え、
   前記ダクトは、前記光源装置側における前記流路の断面積が前記送風装置側における前記流路の断面積よりも小さい
   車両用灯具。
2. 前記ダクトは、前記光源装置と前記送風装置との間において、前記流路の断面積が徐々に変化する
   請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記ダクトは、前記光源装置の下方及び上方に前記送風装置によって生じた風を供給する通風口を有する
   請求項１又は２に記載の車両用灯具。
4. 前記ダクトにおける前記送風装置との接続部の外形は、該送風装置の外形と同じ或いはそれ以上の大きさである
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両用灯具。
5. 前記光源装置は、半導体レーザーを含む
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両用灯具。
6. 前記送風装置は、前記光源装置に対して車両後方側に配置されている
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車両用灯具。
7. 前記光源装置の上方に設けられ、該光源装置から射出された光を車両前方側へと反射する反射部材をさらに備え、
   前記ダクトは、前記光源装置側から前記送風装置側へと向かって斜め上方に延びる天板部を含む
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の車両用灯具。
8. 前記放熱部材の一部が前記ダクトの構成部品を兼ねる
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載の車両用灯具。
9. 前記放熱部材は、複数のフィンを有し、
   前記複数のフィンは、それぞれ前記ダクト内に前記送風装置側から前記光源装置側に向かって延びるようにようにして設けられ、前記複数のフィンの間が前記流路とされている
   請求項８に記載の車両用灯具。
10. 前記複数のフィン同士の間隔は、前記送風装置側よりも前記光源装置側の方が狭い
    請求項９に記載の車両用灯具。
11. 前記放熱部材は少なくとも、前記第１部材と、第２部材と、の複数の部材で構成され、
    前記第１部材に対して、前記第２部材が下方から係合されていることによって前記ダクトを形成している
    請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の車両用灯具。

Images