JP2017212060A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】光源装置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部材を含み、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、光源装置の光射出部に向けるように流路を流れる風の一部の向きを調整する風向き調整部と、を備える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、光源装置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、光源装置で発生する熱は、ヒートシンクにおける光源装置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、十分な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装置と接続される部分を積極的に冷却することができず、結果として光源装置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、光源装置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部材を含み、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、前記光源装置の光射出部に向けるように前記流路を流れる前記風の一部の向きを調整する風向き調整部と、を備える車両用灯具が提供される。

本態様の車両用灯具によれば、放熱部材を介して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。また、風向き調整部によって光源装置の光射出部に空気を導くことで、最も高温となる光射出部を直接冷却することができる。したがって、光源装置の全体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、前記風向き調整部は、前記風の流れる方向をガイドするガイド面を有し、前記ガイド面は、前記光射出部の表面と該ガイド面に沿う面とが交差するように設定されるのが望ましい。
この構成によれば、ガイド面に沿った空気は光射出部に向かって流れるようになる。よって、光射出部を直接冷却することができる。

上記ガイド面は、前記ダクトに設けられた通風口の開口端の一部から構成されるのがより望ましい。
このようにすれば、通風口を通り抜けた空気により光源装置の光射出部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のが望ましい。
この構成によれば、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。
よって、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ので、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、前記放熱部材の一部が前記ダクトの構成部品を兼ねるのが望ましい。
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、前記放熱部材は、少なくとも前記第１部材と第２部材とを含む複数の部材から構成され、前記第１部材に対して前記第２部材が係合されることで前記ダクトが構成されているのが好ましい。
この構成によれば、複数の部材を用いることで、ダクトを兼ねた複雑な形状の放熱部材を容易に実現することができる。

また、上記車両用灯具においては、前記光源装置は長尺形状からなり、長尺方向における前記第１部材側に配置される半導体レーザーと、長尺方向における前記光射出部側に配置される波長変換部材と、を有するのが望ましい。
この構成によれば、半導体レーザー及び波長変換部材が離間した状態に配置される光源装置において、最も高温となる波長変換部材を効率良く冷却することができる。

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。 比較例として通風口を設けない場合のシミュレーション結果を示した図である。 流路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。 流路内における温度分布のシミュレーション結果を示した図である。 傾斜角と光源装置の温度との関係を示すグラフである。 リフレクタの周辺の要部構成を示す断面図である。 変形例に係るヒートシンク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、Ｚ軸方向とは車両用灯具１００の光軸と平行な方向であり、Ｘ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、Ｙ軸方向とはＺ軸方向及びＸ軸方向とそれぞれ直交する方向である。また、Ｚ軸方向を車両前後方向、Ｘ軸方向を車両左右方向、Ｙ軸方向を車両上下方向、＋Ｚ側を車両前方側、−Ｚ側を車両後方側、＋Ｙ側を単に上方側、−Ｙ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、ホルダ部材１０ｄとを含む。
なお、本実施形態においては、波長変換部材１０ｂと集光レンズ１０ｃとを近づけて配置することで光源装置１０の小型化を図っている。そのため、集光レンズ１０ｃとして焦点距離の短いものを採用している。

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からなる。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、蛍光体素子を含む。蛍光体素子は、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。

ホルダ部材１０ｄは、半導体レーザー１０ａ、集光レンズ１０ｃ及び波長変換部材１０ｂを保持し、光源装置１０の本体部を構成する。ホルダ部材１０ｄは、例えば、ステンレス等の金属製の円筒体からなる。半導体レーザー１０ａ、集光レンズ１０ｃ及び波長変換部材１０ｂは、例えばシリコン系の接着剤によりホルダ部材１０ｄに接着されて、固定されている。

本実施形態の光源装置１０は長尺形状からなり、長尺方向の一端側（ヒートシンク２０側）に半導体レーザー１０ａが配置され、長尺方向の他端側（後述する光射出部９側）に波長変換部材１０ｂが配置された構造を有している。すなわち、半導体レーザー１０ａと波長変換部材１０ｂとが離間配置された構造を有している。

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。波長変換部材１０ｂは青色光ＢＬを透過させる際、拡散させる。拡散された青色光ＢＬは蛍光ＹＬと合成されることで白色の照明光ＷＬを生成する。波長変換部材１０ｂの上面は白色の照明光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って高温となる。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して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照明光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からの照明光ＷＬを車両前方側に向けて反射する。リフレクタ１５から射出された照明光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（取付部材）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。

取付プレート１１は、平面形状が矩形の板状部材からなる。取付プレート１１は、中央に設けられた貫通孔１１ａと、両端に設けられた貫通孔１１ｂとを有する。貫通孔１１ａは、光源装置１０を挿通させるものである。貫通孔１１ｂは、上記ネジ部材１２を挿通させるものである。

本実施形態において、矩形状の平面形状を有する取付プレート１１は、その長辺方向を車両左右方向（Ｙ軸方向）に向けるようにヒートシンク２０に取り付けられる。

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、通風口４１は、フィン２４の一部により３つの領域に区画されている。

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。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金属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を保持するための凹部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はネジ部材５１を介して検出装置保持部分２３に固定される。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（ＸＺ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。

図４に示したように、複数のフィン２４は、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。

ヒートシンク２０を構成する第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、下方傾斜部７０が形成されている。この下方傾斜部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、この下方傾斜部７０はＸ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。

続いて、ダクト４０の構成について説明する。
図６(ａ)、（ｂ）に示したように、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に設けられた下方傾斜部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。

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。

ところで、光源装置１０において、波長変換部材１０ｂの温度が最も高くなる。これはエネルギーの高いレーザー光Ｌを集光させた状態で入射させることで蛍光ＹＬを生成するためである。
光源装置１０において、半導体レーザー１０ａと波長変換部材１０ｂとは互いに離間した状態に配置されている（図３参照）。つまり、光源装置１０においては、使用時において、光射出部９側と半導体レーザー１０ａ側とで温度差が生じる。
したがって、光源装置１０全体の温度を効率良く低減させるには、光射出部９の温度を効率良く低減させることが有効である。

本実施形態の光源装置１０は、光源装置１０の光射出部９に向けて流路Ｒ内を流れる風の一部の向きを調整するようにしている。つまり、光射出部９を直接冷却することで該光射出部９の温度を低減させるようにしている。

具体的に本実施形態の光源装置１０では、ダクト４０内を流れる空気を通風口４１により、リフレクタ１５内に流れ込ませるようにしている。通風口４１を構成する開口端の一部（光源装置１０側の開口端）は、風の流れる方向をガイドするガイド面４１ａを構成する。ガイド面４１ａは所定の角度で上方に傾斜した形状からなる。本実施形態において、通風口４１は特許請求の範囲に記載の「風向き調整部」に相当する。

本実施形態において、ガイド面４１ａは、該ガイド面４１ａに沿ってリフレクタ１５内に送り込まれた空気が光源装置１０の光射出部９の近傍を通過するように、その形状が設定される（図６（ａ）参照）。以下、ガイド面４１ａに沿う面Ｍと光源装置１０の保持面（凹部２２ｂの上面）に平行な面Ｍ１とがなす角度をガイド面４１ａの傾斜角θ_１と呼ぶことにする。

ここで、比較例を参照しながら本実施形態の効果について説明する。図７は比較例として通風口４１を設けない場合のシミュレーション結果を示すものであり、図７（ａ）は流路内における風速分布を示し、図７（ｂ）は流路内における温度分布を示すものである。

図８は各傾斜角θ_１に対応する流路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り、図８（ａ）は傾斜角θ_１が３０度の場合、図８（ｂ）は傾斜角θ_１が４５度の場合、図８（ｃ）は傾斜角θ_１が６０度の場合の結果を示す。

図９は各傾斜角θ_１に対応する流路Ｒ内における温度分布のシミュレーション結果を示した図であり、図９（ａ）は傾斜角θ_１が３０度の場合、図９（ｂ）は傾斜角θ_１が４５度の場合、図９（ｃ）は傾斜角θ_１が６０度の場合の結果を示す。

図１０は傾斜角θ_１と光源装置１０の温度との関係を示すグラフである。このグラフは、図８，９に示したシミュレーション結果から求められる。図１０において、Ｔ_１は光源装置１０におけるヒートシンク２０との接続部側（半導体レーザー１０ａ側）の温度であり、Ｔ_２は光源装置１０における光射出部９側（波長変換部材１０ｂ側）の温度である。図１０において、横軸は傾斜角θ_１を示し、縦軸は相対温度比率を示す。なお、縦軸に示す相対温度比率は、通風口４１を設けない場合（図７（ｂ）参照）の温度を１としたときの比率によって規定される。

図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、送風ファン３０によりダクト４０内に取り込まれた空気の風速は、光源装置１０側に近づくにつれて速くなる。つまり、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ことで、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可能となる。

本実施形態において、光源装置１０の下方に配置された複数のフィン３４に風速の高い空気が供給されるため、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で発生した熱は効率良く放出される（図９，１０参照）。

また、図８に示すように、ダクト４０内を流れる空気は通風口４１を介して分岐され、リフレクタ１５内に流れ込む。
具体的に、ダクト４０内において、天板部２１ｂの内面２１ｂ１に沿う空気の一部は、通風口４１のガイド面４１ａによってリフレクタ１５内に流れ込んで光射出部９の近傍を通過する。つまり、ガイド面４１ａに沿う空気の流れを大きくできれば、光射出部９を効率良く冷却することが可能となる。

本実施形態では、流路Ｒの断面積が最も小さくなる位置（空気の流れが最も早くなる位置）の近傍にガイド面４１ａを配置するようにした。これにより、ガイド面４１ａの近傍における空気の流速を速くすることができる。

このように流路Ｒの断面積が最も小さくなる位置の近傍にガイド面４１ａ（通風口４１）を配置した場合、リフレクタ１５の下方側に寄せて配置することができる。よって、光源装置１０において、車両上下方向のサイズを小型化することができる。

本実施形態において、ガイド面４１ａの位置は、該ガイド面４１ａの端部と天板部２１ｂの内面２１ｂ１に沿う面Ｍ２とが交差するように設定される。これにより、ガイド面４１ａの端部は、天板部２１ｂの内面２１ｂ１に沿う空気の流れに逆らう位置に配置されたものとなる。したがって、天板部２１ｂの内面２１ｂ１に沿って流れた空気はガイド面４１ａに衝突し易くなる。なお、面Ｍ２は、ガイド面４１ａの端部の近傍に位置していても良く、これにより、天板部２１の内面２１ｂ１に沿って流れた空気をガイド面４１ａ側に容易に導くことができる。

また、光射出部９側の温度Ｔ_２は傾斜角θ_１の大きさに依存するが、光源装置１０の半導体レーザー１０ａ側の温度Ｔ_１は傾斜角θ_１の大きさに依存しない（図１０参照）。そのため、傾斜角θ_１は、光射出部９を効率良く冷却可能となるような値に設定するのが望ましい。

傾斜角θ_１は、光源装置１０の光射出部９を平面視した場合において、光射出部９とガイド面４１ａに沿う面Ｍとが交差するように、設定されるのが望ましい（図６（ａ）参照）。このようにすれば、ガイド面４１ａに沿って流れた空気を光射出部９に効率良く導くことができる。
具体的に本実施形態では、例えば、傾斜角θ_１が６０度となる場合に、光射出部９側に流れる空気量が最大、すなわち、最も光射出部９を冷却可能となるように、光源装置１０、通風口４１、ガイド面４１ａの寸法、形状或いは位置等を設定した。

したがって、ガイド面４１ａに沿って光射出部９に速い流速の空気を供給することができるので、該光射出部９の熱を効率良く放出することができる。
このように、本実施形態の構成によれば、最も高温となる光射出部９側を効率良く冷却するとともに、光射出部９から離間した位置の半導体レーザー１０ａ側をヒートシンク２０（複数のフィン３４）により冷却することができる。つまり、光源装置１０全体を冷却することで該光源装置１０全体の温度を効率的に低減させることができる。

図１１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１１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。
本実施形態において、光軸ＡＸに平行なＸ軸方向がリフレクタ１５による反射光（平行光）の光射出方向となる。

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１１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１１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１１に示したように、光検出部５２は、リフレクタ１５による光射出方向（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、光射出角度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（光射出角度θ＝０度）において光量が最大となり、光射出角度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度〜８５度の光（図１１の符号Ｌ３で示す光）を検出する。本実施形態では、例えば、光射出角度θが８０度の光を検出する。

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（ＸＺ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、上述のような光射出角度θの光（７５度〜８５度の光）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、上述の光射出角度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、下方遮光部材１９ｂは、リフレクタ１５の光射出方向（光軸ＡＸ方向）において開口１５ｂの車両前方側に位置するとともに、上下方向において開口１５ｂよりも上方に位置する。そのため、下方遮光部材１９ｂは、外乱光が光検出部５２に直接入射することを抑制できる。

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（第２の開口）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から白色の照明光ＷＬを射出する。光射出部９から射出された照明光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の発熱により光源装置１０の温度が上昇する。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の下方へと導かれる。

光源装置１０においては、光射出部９側と半導体レーザー１０ａ側とで温度差が生じ、上方部分（光射出部９の近傍）における温度が最も高くなる。本実施形態では、通風口４１のガイド面４１ａに沿って光射出部９に流速の速い空気を供給するので、高温となる上方部分（光射出部９）を直接冷却することができる。

また、光源装置１０の下方側（半導体レーザー１０ａの近傍）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。

本実施形態によれば、光源装置１０と第１部材２１（光源保持部分２２）との間に熱伝導部材１３が配置されるので、光源装置１０の熱は第１部材２１側に効率良く伝達し、第１部材２１に伝達された熱は第２部材２５へとさらに伝達する。

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。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の熱を効率良く放出することができる。

本実施形態において、上述のように流路Ｒ内を流れる空気の流速が光源装置１０側ほど早くなるため、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の間に流速の高い空気を供給することができる。よって、ヒートシンク２０（第２部材２５）は、光源装置１０の下方部分（半導体レーザー１０ａ側の近傍）を効率良く冷却することができる。

したがって、本実施形態によれば、上方及び下方との間で温度差が生じる光源装置１０を全体に亘って効率良く冷却することができる。

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抑制される。

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１１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抑制できる。

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、本実施形態のダクト４０は、ヒートシンク２０による冷却に加え、ガイド面４１ａに沿って光源装置１０の光射出部９を直接冷却することで光源装置１０の全体を効率良く冷却することができる。

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、ガイド面４１ａが平面で構成される場合を例に挙げたが、ガイド面４１ａは、光射出部９に対して流路Ｒ内の空気を効率良く導くことが可能であれば平面に限定されることは無く、曲面形状であってもよい。

また、上記実施形態では、通風口４１をフィン２４によって区画する構成（図２参照）を例示したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、図１２に示すように、ヒートシンク２０を構成する第１部材２１において、通風口４１を区画するフィン２４を上方に延出させることで延出部２４ａを形成しても良い。なお、延出部２４ａの上下方向における高さは光射出部９よりも低く設定される。そのため、光射出部９から射出された光が延出部２４ａによって遮られるといった不具合の発生を抑制できる。

この構成によれば、延出部２４ａを設けたことでフィン２４の表面積が増えるので、ヒートシンク２０としての放熱性能をより高めることができる。また、延出部２４ａに沿って流路Ｒから分岐した空気を光射出部９の近傍に良好に導くことができる。よって、光源装置１０の光射出部９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、光源装置１０側へ向かって流路Ｒの断面積を小さくするダクト４０を例に挙げたが、ダクトの形状はこれに限定されない。例えば、図１３に示すような、光源装置１０側に向かって流路Ｒ１の断面積が略一定となる形状のダクト４０Ａを採用しても良い。なお、図１３において、上記実施形態と同一の部材については同じ符号を付し、その詳細については説明を省略する。

このダクト４０Ａの空気取込口４０Ａ１には送風ファン３０Ａが設けられる。送風ファン３０Ａは、流路Ｒ１内に空気を送り込む。なお、送風ファン３０Ａとしては、例えば、シロッコ式ファンが用いられる。

流路Ｒ１内には風向き調整部材（風向き調整部）８０が配置されている。風向き調整部材８０は、ダクト４０Ａと一体形成（同一部材から構成される）されていても良いし、別体形成されていても良い。
風向き調整部材８０は、ダクト４０Ａ内の風向きを調整してリフレクタ１５内に向けて空気を流れ込ませる。風向き調整部材８０は所定角度で傾斜したガイド面８０ａを有する。風向き調整部材８０は、少なくともガイド面８０ａの一部がダクト４０Ａ内における空気の流れに逆らった位置となるように、ダクト４０Ａ内に設けられる。ガイド面８０ａは、上記実施形態と同様に、該ガイド面８０ａに沿ってリフレクタ１５内に送り込まれた空気が光源装置１０の光射出部９の近傍を通過するように、その形状が設定される。

この構成によれば、ガイド面８０ａに沿って光射出部９に空気を供給することで該光射出部９の熱を効率良く放出することができる。したがって、上記実施形態と同様に、光源装置１０の全体を効率良く冷却することができる。

Ｌ…レーザー光、Ｍ…仮想面、ＡＸ１…光軸、Ｒ…流路、９…光射出部、１０…光源装置、１０ａ…半導体レーザー、１０ｂ…波長変換部材、２０…ヒートシンク（放熱部材）、２１…第１部材、２２…光源保持部分、２４、２４Ａ、３４…フィン、２５…第２部材、３０…送風ファン（送風装置）、４０…ダクト、４１…通風口（風向き調整部）、４１ａ…ガイド面、１００…車両用灯具。

Claims (9)

1. 光源装置と、
   前記光源装置に接続される第１部材を含み、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、
   前記光源装置の光射出部に向けるように前記流路を流れる前記風の一部の向きを調整する風向き調整部と、を備える
   車両用灯具。
2. 前記風向き調整部は、前記風の流れる方向をガイドするガイド面を有し、
   前記ガイド面は、前記光射出部の表面と該ガイド面に沿う面とが交差するように設定される
   請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記ガイド面は、前記ダクトに設けられた通風口の開口端の一部から構成される
   請求項１又は２に記載の車両用灯具。
4. 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
   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４に記載の車両用灯具。
6. 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５のいずれか一項に記載の車両用灯具。
7. 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６に記載の車両用灯具。
8. 前記放熱部材は、少なくとも前記第１部材と第２部材とを含む複数の部材から構成され、
   前記第１部材に対して前記第２部材が係合されることで前記ダクトが構成されている
   請求項６又は７に記載の車両用灯具。
9. 前記光源装置は長尺形状からなり、
   長尺方向における前記第１部材側に配置される半導体レーザーと、
   長尺方向における前記光射出部側に配置される波長変換部材と、を有する
   請求項１乃至８のいずれか一項に記載の車両用灯具。