JP4656997B2

JP4656997B2 - 車両用灯具

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Publication number: JP4656997B2
Application number: JP2005124111A
Authority: JP
Inventors: 徹明稲葉
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2005-04-21
Filing date: 2005-04-21
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2025-04-21
Also published as: JP2006302714A

Description

本発明は、車両用灯具に用いられる車両用灯具に係り、特に、半導体発光素子を光源とする車両用灯具に関する。

ヘッドランプ等の車両用灯具としては、例えば、プロジェクタ型のものやパラボラ型のものが知られている。プロジェクタ型の車両用灯具は、光軸上に配置された光源からの光を、リフレクタにより前方に向けて光軸寄りに集光反射させ、この反射光をリフレクタの前方に設けられた投影レンズを介して灯具前方へ照射するように構成されている。一方、パラボラ型の車両用灯具は、光軸上に配置された光源と、光軸を中心とし、且つ光源近傍に焦点を有する回転放物面を基準面として形成されたリフレクタを備え、光源からの光を、リフレクタにより前方へ向けて平行光として反射させ、この反射光を灯具前方へ照射するように構成されている。

プロジェクタ型の車両用灯具は、パラボラ型の車両用灯具に比べてレフレクタの径が小さいため、小型化を図ることができる。しかし、光源として放電バルブの放電発光部やハロゲンバルブのフィラメントを用いた場合、プロジェクタ型の車両用灯具であっても、光源からの光を適正に反射制御したり、光源を取り付けるためのスペースを確保したりするには、リフレクタとしてある程度の大きが必要である。しかも、光源の発熱量が多いので、発熱の影響を考慮してリフレクタのサイズを設定することが余儀なくされ、灯具をより小型化するのが困難である。

そこで、光源に半導体発光素子として、例えば、ＬＥＤ(ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）を用いたものが提案されている（特許文献１参照）。

光源をＬＥＤで構成すると、光源を略点光源として取り扱うことができるので、リフレクタの径を小さくできる。しかも、リフレクタとして、大きな取り付けスペースを確保したり、ＬＥＤの発熱の影響を考慮したりする必要がないので、光源に放電バルブの放電発光部やハロゲンバルブのフィラメントを用いたときよりも、灯具を小型化することができる。

特開２００４−３１１２２４号公報（第３頁から第８頁、図２）

従来技術においては、半導体発光素子を光源とする複数の灯具ユニットを車両用前照灯に用いているので、複数種類の配光パターンを形成することができるとともに、複数の灯具ユニットを、傾動可能に設けられた共通の金属製支持部材に支持させるようにしているので、半導体発光素子の温度上昇を抑制することができる。

しかし、従来技術においては、半導体発光素子からの発熱を放熱するための金属製支持部材が灯具内に収納されているので、半導体発光素子からの発熱を放熱するには十分ではない。

本発明は、前記従来技術の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、光源からの発熱を効率良く放熱することにある。

前記目的を達成するために、請求項１に係る車両用灯具においては、半導体発光素子を光源とする車両用灯具において、少なくとも前面が開口した金属製の灯体と、その前面を覆うように装着され光源からの光を透光する前面カバーと、前記半導体発光素子を駆動する駆動回路と、前記灯体の後面を覆うように装着される金属製の後面カバーとを備え、灯体の内部には当該灯体と連係された金属製の固定部を備え、前記半導体発光素子が絶縁基板上に配置され、前記絶縁基板が弾性部材によって前記固定部に圧着され、半導体発光素子の発光面の裏面側が前記絶縁基板を介して当該固定部と面で接触して固定されることにより、半導体発光素子からの発熱を金属製灯体に放熱し、前記駆動回路は、表面実装型部品を実装させた回路基板を有し、前記後面カバーの灯具前方側は、内部が凹状に空間のある凹部を有し、当該凹部には、前記駆動回路が装着され、前記凹部は、絶縁性の樹脂で少なくとも一部が充填され、前記回路基板と前記表面実装型部品は、その少なくとも一部が前記凹部内に充填された前記絶縁性の樹脂によって覆われ、前記駆動回路からの発熱が後面カバーを通して灯体に放熱する構成とした。

（作用）灯具本体として露出された金属製灯体の内部に固定部を一体的に形成し、半導体発光素子の発光面の裏面側を固定部と面で接触させて圧着固定するようにしたため、半導体発光素子からの発熱を固定部から金属製灯体に効率良く放熱することができ、放熱のためのヒートシンクが不要若しくは放熱構造が小型化になるとともに、半導体発光素子の信頼性の向上を図ることができる。
また、駆動回路からの発熱が後面カバーを通して灯体に放熱するようにしたため、駆動回路の放熱性の向上を図ることができる。また、金属製の灯体の後面に装着される金属製の後面カバー内に駆動回路が装着されるので、駆動回路の周囲には、金属製の灯体と金属製の後面カバーとによる電磁的シールドが形成され、駆動回路から発生する電磁ノイズが外部に漏れるのを抑制することができる。
更に、後面カバーの凹部には絶縁性の樹脂で少なくとも一部が充填されることによって、駆動回路の回路基板と回路基板に実装された表面実装部品が前記樹脂に覆われているので、駆動回路の更なる放熱性が向上し、回路部品の振動による損傷と劣化が防止されることにより、灯具の信頼性が高められる。

請求項２に係る車両用灯具においては、請求項１に記載の車両用灯具において、前記灯体及び固定部は、アルミを主成分とする金属によるダイキャストにより一体的に成形された構成とした。

（作用）灯体及び固定部がアルミダイキャストにより一体的に成形されているので、製造コストが安価になり、また、光源の固定位置精度が向上し、配光性能が向上する。

以上の説明から明らかなように、請求項１に係る車両用灯具によれば、放熱のためのヒートシンクが不要若しくは放熱構造が小型化になるとともに、半導体発光素子の信頼性の向上を図ることができる。また、駆動回路の放熱性の向上を図ることができるとともに、駆動回路から発生する電磁ノイズが外部に漏れるのを抑制することができる。更に、回路部品の振動防止により、灯具の信頼性が高められる。

請求項２に係る車両用灯具によれば、製造コストが安価になるとともに、配光性能の向上に寄与することができる。

以下、本発明の実施の形態を実施例に従って説明する。図１は、本発明の一実施例を示す車両用灯具の正面図、図２は、本発明の一実施例を示す車両用灯具の底面図、図３は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図４は、図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図５は、図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図６は、ＬＥＤからの光の反射光路を説明するための要部断面図、図７（ａ）は、回路基板が装着された後面カバーの正面図、（ｂ）は、（ａ）に示す後面カバーの要部断面図、図８は、ＬＥＤとアタッチメントとの関係を説明するめの分解斜視図、図９は、ＬＥＤをアタッチメントの下部側に配置したときの分解斜視図、図１０は、ＬＥＤが装着されたアタッチメントを下部側から見たときの斜視図、図１１は、ＬＥＤがアタッチメントに装着されたときの要部断面図、図１２は、ＬＥＤが装着されたアタッチメントを固定部に固定する方法を説明するための分解斜視図、図１３は、ＬＥＤが装着されたアタッチメントを固定部に固定したときの斜視図、図１４は、反射鏡ユニットと投影レンズとの関係を説明するための分解斜視図、図１５は、プロジェクタ型の灯具ユニットから前方に照射されるビームにより灯具前方１０ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成されるカットオフライン形成用配光パターンを、プロジェクタ型の灯具ユニットと共にその背面側から透視したときの模式図、図１６は、反射型の灯具ユニットから前方に照射されるビームにより灯具前方１０ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを、反射型の灯具ユニットと共にその背面側から透視したときの模式図である。

これらの図において、車両用灯具１０は、図１乃至図６に示すように、例えば、車両用前照灯を構成する２種類の灯具ユニットとして、ＬＥＤ（半導体発光素子）１２を光源（第１の光源）とするプロジェクタ型の灯具ユニット１４と、ＬＥＤ１６を光源(第２の光源)とする反射型（パラボラ型）の灯具ユニット１８を備えており、プロジェクタ型の灯具ユニット１４と反射型の灯具ユニット１８は、前面カバー（アウターレンズ）２０と灯体（ボディ）２２および後面カバー（バックカバー）２４によって形成される灯室２６内に収納され、反射型の灯具ユニット１８は、プロジェクタ型の灯具ユニット１４の鉛直下側に略接するように配置されている。なお、車両用灯具１０は、特定種類の車両用灯具に限定されるものではなく、例えば、ヘッドランプ、フォグランプ、ベンディングランプ等を用いることができる。また、半導体発光素子としは、ＬＥＤの他に、半導体レーザを用いることも可能である。

プロジェクタ型の灯具ユニット１４は、ＬＥＤ１２と、リフレクタ２８と、連結部材３０と、投影レンズ３２を備えて構成されている。ＬＥＤ（半導体発光素子）１２は、第１の光源として、例えば、図８に示すように、１ｍｍ角程度の大きさのＬＥＤチップ１２ａと、ＬＥＤチップ１２ａを覆う略半球状のキャップ１２ｂと、金属ワイヤー１２ｃ、１２ｄを有する白色ＬＥＤで構成され、熱伝導性絶縁基板（例えば、セラミックス）３４上に、照射面（出射方向）をプロジェクタ型の灯具ユニット１４の光軸Ａｘ（以下、単に光軸Ａｘを称する。）と略直角方向に向けて略光軸Ａｘ上に配置されている。熱伝導性絶縁基板３４上には、ＬＥＤチップ１２ａを間にしてその両側に導電性パターン（金属薄膜）３４ａ、３４ｂが形成されている。導電性パターン３４ａは金属ワイヤー１２ｃを介してＬＥＤチップ１２ａのアノードに接続され、導電性パターン３４ｂは金属ワイヤー１２ｄを介してＬＥＤチップ１２ａのカソードに接続されている。熱伝導性絶縁基板３４は、樹脂製のアタッチメント３５やスプリングプレート３６等に支持された状態で灯体２２の固定部２２０に固定されている（図１３参照）。

固定部２２０は、アルミを主成分とする金属によるダイキャストにより、同一素材を延長して略平板状に形成されて、灯体２２の内周側上部に配置されている（図１２、図１３参照）。すなわち、金属製の固定部２２０は、灯体２２と連係して灯体２２内部に設けられている。この固定部２２０には、熱伝導性絶縁基板３４を設置するための設置面２２０ａ、アタッチメント３５を装着するための凹部２２０ｂ、２２０ｃ、スプリングプレート３６を支持するための凹部２２０ｄ、２２０ｅ、２２０ｆなどが形成されている。

アタッチメント３５は、図８に示すように、支持部３５ａと、給電部としてのコネクタ３５ｂを備えている。支持部３５ａは、略平板状に形成されて、略中央部には開口３５ｃが形成されており、この開口３５ｃの両側には接続端子３５ｄ、３５ｅが相対向して配置されている。接続端子３５ｄ、３５ｅは、金属製の板材を用いて湾曲した形状に形成され、その一部がアタッチメント３５内に埋設されてコネクタ３５ｂに電気的に接続されている。また、アタッチメント３５の下部側には、補助アタッチメント３７を支持するための突起３５ｆと凹部３５ｇ、３５ｈが形成されている。補助アタッチメント３７は、樹脂材を用いて略コ字形状に形成されており、この補助アタッチメント３７には、熱伝導性絶縁基板３４を支持するための突起３７ａ、３７ｂが形成されている。

ＬＥＤ１２をアタッチメント３５で支持するに際しては、図９に示すように、アタッチメント３５の下部側に熱伝導性絶縁基板３４を配置し、この熱伝導性絶縁基板３４をアタッチメント３５の下部側から開口３５ｃに向けて押し上げると、ＬＥＤ１２が開口３５ｃから突出した状態で熱伝導性絶縁基板３４上の導電性パターン３４ａ、３４ｂがそれぞれ接続端子３５ｄ、３５ｅに接触する。この後、補助アタッチメント３７の先端側を凹部３５ｇ、３５ｈに挿入すると、補助アタッチメント３７の基端側が突起３５ｆに支持される。これにより、熱伝導性絶縁基板３４は、図１０と図１１に示すように、その下部側が補助アタッチメント３７の突起３７ａ、３７ｂに支持された状態で接続端子３５ｄ、３５ｅ側に押し上げられ、熱伝導性絶縁基板３４上の導電性パターン３４ａ、３４ｂがそれぞれ接続端子３５ｄ、３５ｅに圧着される。接続端子３５ｄは、導電性パターン３４ａ、金属ワイヤー１２ｃを介してＬＥＤチップ１２ａのアノードに接続され、接続端子３５ｅは、導電性パターン３４ｂ、金属ワイヤー１２ｄを介してＬＥＤチップ１２ａのカソードに接続される。

ＬＥＤ１２が装着されたアタッチメント３５を灯体２２の固定部２２０に固定するに際しては、図１２、図１３に示すように、アタッチメント３５のコネクタ３５ｂを凹部２２０ｂ内に装着し、支持部３５ａの左側を凹部２２０ｃ内に装着すると、熱伝導性絶縁基板３４が設置面２２０ａに接触する。次に、スプリングプレート３６の先端側を固定部２２０の凹部２２０ｄ、２２０ｅ内に挿入し、スプリングプレート３６の基端側を固定部２２０の凹部２２０ｆ内に挿入すると、スプリングプレート３６の弾性力がアタッチメント３５に対して鉛直下方に作用し、アタッチメント３５全体が固定部２２０に圧着されるとともに、熱伝導性絶縁基板３４が設置面２２０ａに圧着される。すなわち、ＬＥＤ１２は、その発光面の裏面側が熱伝導性絶縁基板３４を介して設置面２２０ａと面で接触して固定されることになる。設置面２２０ａは、アルミ製灯体２２の固定部２２０と一体成形されているため、ＬＥＤ１２からの発熱を熱伝導性絶縁基板３４、設置面２２０ａ、固定部２２０、灯体２２を介して効率良く放熱することができる。

リフレクタ２８は、第１のリフレクタとして、例えば、ポリカーボネイトを用いて略ドーム状に形成されて、ＬＥＤ１２の上方に配置されている。リフレクタ２８は、その表面にアルミ蒸着が施されており、ＬＥＤ１２からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに集光反射させる第１反射面２８ａを有している。この第１反射面２８ａは、ＬＥＤ１２（光源）より前方に配置された投影レンズ３２に向けてＬＥＤ１２（光源）からの光を集光反射させる反射面として、光軸Ａｘを中心軸として略楕円面状に形成されている。具体的には、第１反射面２８ａは、光軸Ａｘを含む断面形状が略楕円形状に設定され、その離心率が鉛直断面から水平断面に向けて徐々に大きくなるように設定されている。そして、第１反射面２８ａの鉛直断面を形成する楕円の第１焦点Ｆ１にＬＥＤ１２が配置されている（図６参照）。これにより、第１反射面２８ａは、ＬＥＤ１２からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに集光反射させることができる。この際、反射面２８ａは、光軸Ａｘを含む鉛直断面内においては、楕円の第２焦点Ｆ２に反射光を略収束させるようになっている。

連結部材３０は、光軸Ａｘの略下側に配置された平坦部３８と半チューブ状の略樋型の意匠部４０とを備え（図１４参照）、リフレクタ２８との一体成形品として、ポリカーボネイトを用いて形成されて、ＬＥＤ１２と投影レンズ３２との間に配置されている。平坦部３８はリフレクタ２８に一体となって連結されているとともに、灯体２２にねじで固定されるようになっている。意匠部４０の前方側端部は、外形が略半球状の投影レンズ３２に超音波溶着されている。平坦部３８と意匠部４０の表面にはアルミ蒸着が施されており、平坦部３８にはリフレクタ２８の第１反射面２８ａからの反射光の一部を前方へ、すなわち投影レンズ３２に向けて反射させる第２反射面３８ａが形成されている。

意匠部４０は、平坦部３８の縁と投影レンズ３２の下部側とを結ぶために、平坦部３８との境界から、斜め下方に沿って配置されている。この意匠部４０は、リフレクタ２８の第１反射面２８ａからの反射光を投影レンズ３２に導く反射光路を覆うように、すなわち、意匠部４０は、第２反射面３８ａと投影レンズ３２との間に第２反射面３８ａと連接して配置され、第１反射面２８ａからの反射光を遮蔽することなく覆うように、第１反射面２８ａから、略円形の投影レンズ３２の外周線に向かう反射光路に隣接して沿った半チューブ状の略樋型に形成されている。このため、第１反射面２８ａからの反射光を有効に投影レンズ３２に入れることが可能で、かつ反射光路の後方側のスペースを有効利用でき、小型化が可能になる。そして、平坦部３８と意匠部４０との境界近傍は、第２焦点Ｆ２に設定されている。さらに、平坦部３８における第２反射面３８ａと意匠部４０との境界部は、車両用灯具１０の配光パターンにおける所定のカットオフラインを有するように形成されている。すなわち、平坦部３８における第２反射面３８ａと意匠部４０との境界部は、第１反射面２８ａからの反射光の一部を遮蔽するシェードとして機能しており、灯具ユニット１４からのビーム照射により、例えば、図１５に示すように、フォグランプ配光パターン等のようなカットオフラインＣＬ１を有する配光パターンＰ１を形成することができる。

その際、シェードの遮光端面を光軸Ａｘ方向後方へ向けて延長して形成し、この延長して形成された遮光端面により、第１反射面２８ａからの反射光を所定方向側へ反射させる第３の反射面を形成すれば、本来シェードによって遮蔽されるべき光をビーム照射光として有効に活用することができ、灯具ユニット１４としての利用光束をより一層増大させることができる。また、平坦部３８における第２反射面３８ａと意匠部４０との境界部は、灯具の配光パターンにおけるカットオフラインＣＬ１が形成される形状に形成され、シェードの機能も果たしているので、シェードを別部品として備える必要がない。

投影レンズ３２は、ポリカーボネイト等の透光性樹脂を用いて、外形が略半球状（ドーム状）に形成されて、前面カバー２０の背面側に配置されており、第１反射面２８ａからの反射光が意匠部４０を伝播したときに、この反射光を前方へ透光（透過）するようになっている（図１４参照）。この際、第１反射面２８ａからの反射光は、投影レンズ３２の略下半分の領域を透光して前面カバー２０に照射されるようになっている。一方、第１反射面２８ａからの反射光の一部は第２反射面３８ａで反射し、第２反射面３８ａで反射した反射光は投影レンズ３２の略上半分の領域を透光して前面カバー２０に照射されるようになっている。

本実施例におけるプロジェクタ型の灯具ユニット１４は、リフレクタ２８と連結部材３０が、第１反射面２８ａ、第２反射面３８ａ、意匠部４０を有する反射鏡ユニット４２として、単一部品で構成されているので、第１反射面２８ａと第２反射面３８ａの位置精度を高めることができ、配光性能の向上および部品点数の削減を図ることができる。また、この反射鏡ユニット４２には、投影レンズ３２が固定されているので、反射鏡ユニット４２と投影レンズ３２の位置精度を高めることができ、より配光性能を高めることができる。

なお、プロジェクタ型の灯具ユニット１４としては、投影レンズ３２を備えていない構成としてもよい。この場合には、車両用灯具１０を組み付ける際に、投影レンズ３２を灯具ユニット１４に対してその光軸Ａｘ方向前方側の所定位置に配置すればよい。

一方、反射型の灯具ユニット１８は、図３〜図６に示すように、ＬＥＤ１６と、リフレクタ４４を備えて構成されている。ＬＥＤ（半導体発光素子）１６は、第２の光源として、例えば、図８に示すように、１ｍｍ角程度の大きさのＬＥＤチップ１６ａと、ＬＥＤチップ１６ａを覆う略半球状のキャップ１６ｂと、金属ワイヤー１６ｃ、１６ｄを有する白色ＬＥＤで構成され、熱伝導性絶縁基板（例えば、セラミックス）４６に、照射面（出射方向）を略鉛直下方（ＬＥＤ１２の出射方向と反対方向）に向けて、ＬＥＤ１２より光軸Ａｘ方向の前方（灯具前方）に配置されている。すなわち、ＬＥＤ１６は、プロジェクタ型の灯具ユニット１４における第１反射面２８ａからの反射光を投影レンズ３２に導く反射光路から外れ、第１反射面２８ａからの反射光の伝播に利用されない空き領域に配置されている。熱伝導性絶縁基板４６上には、ＬＥＤチップ１６ａを間にしてその両側に導電性パターン（金属薄膜）４６ａ、４６ｂが形成されている。導電性パターン４６ａは金属ワイヤー１６ｃを介してＬＥＤチップ１６ａのアノードに接続され、導電性パターン４６ｂは金属ワイヤー１６ｄを介してＬＥＤチップ１６ａのカソードに接続されている。熱伝導性絶縁基板４６は、樹脂製のアタッチメント３５やスプリングプレート３６等に支持された状態で灯体２２の固定部２２２に固定されている（図１３参照）。

固定部２２２は、アルミを主成分とする金属によるダイキャストにより、同一素材を延長して略平板状に形成されて、灯体２２の内周側下部に、固定部２２０と相対向して配置されている。この固定部２２２は、固定部２２０を上下・左右逆にした形状であって、アタッチメント３５やスプリングプレート３６等を支持するための凹部等が固定部２２０よりも灯具前方に形成されている（図６参照）他は、固定部２２０と同一であるため、詳細な説明は省略する。

アタッチメント３５がＬＥＤ１６とともに灯体２２の固定部２２２に固定されると、アタッチメント３５に装着されたＬＥＤ１６は、その発光面の裏面側が熱伝導性絶縁基板４６を介して固定部２２２と面で接触して固定される。このため、ＬＥＤ１６からの発熱を熱伝導性絶縁基板４６、固定部２２２、灯体２２を介して効率良く放熱することができる。この場合、ＬＥＤ１２とＬＥＤ１６は、固定部２２０と固定部２２２の両面に分かれ、水平面上で異なった位置に配置されているため、互いに発熱の影響を受けるのを少なくすることができ、より効率良く放熱することができる。

リフレクタ４４は、パラボラ型の第２のリフレクタとして、例えば、ポリカーボネイトを用いて略放物面状に形成されて、リフレクタ（第１のリフレクタ）２８の後端面より灯具前方に位置し、ＬＥＤ１６の下方に配置されている。このリフレクタ４４は、ＬＥＤ１６近傍に焦点を有する回転放物面を基準面とした反射面として形成されて、その表面にアルミ蒸着が施されており、図６に示すように、ＬＥＤ１６からの光を前方へ向けて反射させて略平行光として照射（水平方向は拡散照射）するようになっている。また、リフレクタ４４は、プロジェクタ型の灯具ユニット１４と反射型の灯具ユニット１８の周囲が灯具前方から見えないように遮蔽するためのエクステンション５０と一体成形されて、エクステンション５０の背面側に配置されている。エクステンション５０は、略筒状に形成されて、その表面（前面側）にアルミ蒸着が施されている。リフレクタ４４とエクステンション５０を一体成形することで、両者の間に段差がなくなり、非点灯時における見映えを良くすることができるとともに、部品点数を削減できる。さらに、リフレクタ４４とエクステンション５０を一体成形することで、エクステンション５０の前面側とリフレクタ４４の反射面は一度にアルミ蒸着され、蒸着工程の簡略化を図ることができる。すなわち、蒸着等の鏡面化工程も１つの部材（一体成形されたリフレクタ４４とエクステンション５０）を１回で行えば良いので、従来の２つの部材を別々に行うよりも処理工程の簡略化・コスト低減が可能になる。

本実施例における反射型の灯具ユニット１８は、プロジェクタ型の灯具ユニット１４における第１反射面２８ａからの反射光の伝播に利用されない空き領域を有効に利用して、プロジェクタ型の灯具ユニット１４の鉛直下側に略接するように配置されているので、スペースを有効に利用することで、灯具の小型化に寄与することができる。また、プロジェクタ型の灯具ユニット１４と反射型の灯具ユニット１８は灯体２２の一部を延長して形成された平板状の固定部２２０、２２２に固定されているので、相対位置精度が向上し、灯具の配光精度の向上に寄与することができる。

本実施例における反射型の灯具ユニット１８においては、灯具ユニット１８からのビーム照射により、例えば、図１６に示すような配光パターンＰ２を形成することができる。
エクステンション５０の前方には前面カバー２０が配置され、背面側には灯体２２が配置されている。エクステンション５０の側面には、環状のフランジ部５２が形成され、背面には環状の突起５４が形成されており、フランジ部５２には、前面カバー２０が超音波溶着され、突起５４には灯体２２が装着されている。

前面カバー２０は、例えば、ポリカーボネイトを用いて、略筒状に形成されて、灯体２２の前面を覆うように灯体２２に装着され、その一端側が略円盤状の照射部５６で閉塞されており、各灯具ユニット１４、１８からの光を透光（透過）して灯具前方へ照射するようになっている。各灯具ユニット１４、１８からの光が前面カバー２０から灯具前方へ照射されたときには、所定の配光パターンが形成されるようになっている。前面カバー２０の開口側端面には環状の溶着面２０ａが形成されており、この溶着面２０ａは、エクステンション５０のフランジ５２に超音波溶着されている。

一方、灯体２２は、図３〜図５に示すように、アルミを主成分とする金属によるダイキャストにより、前面と後面が開口した筒体として構成されており、灯体２２の前面側開口端部には環状のシール溝５８が形成され、背面側には取り付け部６０が形成されている。この灯体２２は、組立時にエクステンション５０の突起５４がシール溝５８内に装着され、シール溝５８内に充填されたシール剤により、エクステンション５０と灯体２２が互いに接着するとともに、両者の間隙がシールされるようになっている。また、灯体２２は、取り付け部６０が、後面カバー２４の取り付け部６２とねじを介して連結されるようになっている。

本実施例における灯体２２は金属で構成されているので、灯体２２を樹脂で構成するときよりも、耐熱性および放熱性を高めることができ、結果として灯具の小型化を図ることができる。

後面カバー２４は、図３〜図５に示すように、アルミを主成分とする金属によるダイキャストにより、前面が開口し、後面が閉塞した筒体として構成されており、灯体２２の後面を覆うように灯体２２に装着されている。後面カバー２４の内部には凹状の空間のある凹部６４が形成されている。この凹部６４には、光源（ＬＥＤ１２、１６）を駆動する回路基板６６が略垂直になって装着されている。回路基板６６には、図４に示すように、ＬＥＤ１２、１６を駆動するための駆動回路やＬＥＤ１２、１６と駆動回路に給電するためのソケット６８などが実装されており、回路基板６６の周囲は電磁シールドカバー７０で覆われている。４本のピンが水平方向に沿って配列されたソケット６８には、コネクタ７２が着脱自在に装着されており、コネクタ７２には４本のリード線７４、７６、７８、８０が接続されている。リード線７４、７６は、灯体２２下方（灯具下方）に配置されたブッシング８４内を挿通してバッテリ（図示せず）に接続されており、駆動回路には、バッテリからリード線７４、７６、コネクタ７２を介して電力が供給されるようになっている。リード線７８は、固定部２２０に装着されたアタッチメント３５のコネクタ３５ｂの一方の端子に接続され、このコネクタ３５ｂの他方の端子に接続されたリード線８２は、固定部２２２に装着されたアタッチメント３５のコネクタ３５ｂの一方の端子に接続され、このコネクタ３５ｂの他方の端子には、リード線８０が接続されている。

すなわち、ＬＥＤ１２、１６は、リード線７８、リード線８２、リード線８０を介して駆動回路から直列に接続され、給電されるようになっている。バッテリから駆動回路に給電するに際して、ブッシング８４を灯体２２下方（灯具下方）に配置することで、回路基板６６に給電するためにブッシング８４に内通されたリード線７４、７６等を伝わって水等が灯具内部に浸入するのを防止することができる。また、回路基板６６を内蔵した後面カバー２４内には樹脂充填ライン９５以下の領域に絶縁性の樹脂９６が充填されており、駆動回路を構成する各種部品（回路部品）などは樹脂９６で固定されている。

駆動回路は、例えば、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、スイッチングレギュレータ８６を用いて構成されており、駆動回路を構成する各種部品（回路部品）や駆動回路に接続される部品のうち背高部品、例えば、トランス（ＤＣ／ＤＣコンバータ用トランス）８８、ソケット６８等は、コネクタ７２やリード線７４、７６、７８、８０等とともに、リフレクタ４４の背面側の領域に集合して配置され、背高部品とは異なる部品であって背の低い部品、例えば、トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）９０、抵抗９２、表面実装型コンデンサ９４等は、主として、リフレクタ２８、４４や固定部２２０、２２２の後部側の領域に配置されている。

すなわち、反射型の灯具ユニット１８は、プロジェクタ型の灯具ユニット１４よりも奥行きが短く、リフレクタ４４の背面側の領域は空き領域をなっているため、この領域に、背高部品（トランス８８、ソケット６８）を集合して配置することで、後面カバー２４の軸方向の長さを短くすることができ、結果として、灯具全体の奥行きを短くすることができ、灯具の小型化に寄与することができる。

また、駆動回路を構成する各種部品（トランス８８、トランジスタ９０、抵抗９２、表面実装型コンデンサ９４など）は樹脂９６で固定されているので、振動によって各種部品が損傷したり、劣化したりするのを防止することができるとともに、各種部品からの発熱を樹脂９６を通して後面カバー２４および灯体２２に効率良く放熱することができ、駆動回路の信頼性を高めることができる。

また、金属製の後面カバー２４は金属製の灯体２２と一体となって連結されて電磁的シールドを形成するため、駆動回路から発生する電磁ノイズが外部に漏れるのを抑制することができる。さらに、灯体２２に連結されるエクステンション５０の表面にはアルミ蒸着が施されているので、エクステンション５０も金属製の後面カバー２４や金属製の灯体２２とともに電磁的シールドを形成し、駆動回路から発生する電磁ノイズが外部に漏れるのをより抑制することができる。

本実施例における車両用灯具１０を、ヘッドランプ、フォグランプなどの前照灯として用いるに際して、例えば、図４に示すように、カウルカバー１００がラバー１０２を介して車体フレーム１０４に固定されている場合、車両用灯具１０は、カウルカバー１００の背面側に配置される。そして、運転者の操作により駆動回路が駆動されてＬＥＤ１２、１６が発光すると、ＬＥＤ１２からの光はリフレクタ２８の第１反射面２８ａで反射した後、投影レンズ３２、前面カバー２０を透光し、灯具前方に照射され、一方、ＬＥＤ１６からの光は、リフレクタ４４で反射した後、前面カバー２０を透光し、灯具前方に照射される。このとき、灯具前方には所定の配光パターンに従った光が照射されることになる。

本実施例によれば、第１反射面２８ａと第２反射面３８ａおよび意匠部４０を、反射鏡ユニット４２として単一部品で構成したため、第１反射面２８ａと第２反射面３８ａの位置精度を高めることができ、配光性能の向上および部品点数の削減に寄与することができる。

本実施例によれば、灯具本体として露出された金属製灯体２２の内部に固定部２２０、２２２を一体的に形成し、ＬＥＤ１２、１６の発光面の裏面側を固定部２２０、２２２と面で接触して固定するようにしたため、ＬＥＤ１２、１６からの発熱を固定部２２０、２２２から金属製灯体２２に効率良く放熱することができ、放熱のためのヒートシンクが不要になるとともに、ＬＥＤ１２、１６の信頼性の向上を図ることができる。

本発明の一実施例を示す車両用灯具の正面図である。本発明の一実施例を示す車両用灯具の底面図である。図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。ＬＥＤからの光の反射光路を説明するための要部断面図である。（ａ）は、回路基板が装着された後面カバーの正面図、（ｂ）は、（ａ）に示す後面カバーの要部断面図である。ＬＥＤとアタッチメントとの関係を説明するめの分解斜視図である。ＬＥＤをアタッチメントの下部側に配置したときの分解斜視図である。ＬＥＤが装着されたアタッチメントを下部側から見たときの斜視図である。ＬＥＤがアタッチメントに装着されたときの要部断面図である。ＬＥＤが装着されたアタッチメントを固定部に固定する方法を説明するための分解斜視図である。ＬＥＤが装着されたアタッチメントを固定部に固定したときの斜視図である。反射鏡ユニットと投影レンズとの関係を説明するための分解斜視図である。プロジェクタ型の灯具ユニットから前方に照射されるビームにより灯具前方１０ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成されるカットオフライン形成用配光パターンを、プロジェクタ型の灯具ユニットと共にその背面側から透視したときの模式図である。反射型の灯具ユニットから前方に照射されるビームにより灯具前方１０ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを、反射型の灯具ユニットと共にその背面側から透視したときの模式図である。

符号の説明

１０車両用灯具
１２ＬＥＤ
１４プロジェクタ型の灯具ユニット
１６ＬＥＤ
１８反射型の灯具ユニット
２０前面カバー
２２灯体
２４後面カバー
２６灯室
２８リフレクタ
２８ａ第１反射面
３０連結部材
３２投影レンズ
３４熱伝導性絶縁基板
３５アタッチメント
３６スプリングプレート
３８平坦部
３８ａ第２反射面
４０意匠部
４２反射鏡ユニット
４４リフレクタ
４６熱伝導性絶縁基板
５０エクステンション
６６回路基板
６８ソケット
８４ブッシング
８８トランス
９０トランジスタ

Claims

半導体発光素子を光源とする車両用灯具において、少なくとも前面が開口した金属製の灯体と、その前面を覆うように装着され光源からの光を透光する前面カバーと、前記半導体発光素子を駆動する駆動回路と、前記灯体の後面を覆うように装着される金属製の後面カバーとを備え、
灯体の内部には当該灯体と連係された金属製の固定部を備え、前記半導体発光素子が絶縁基板上に配置され、前記絶縁基板が弾性部材によって前記固定部に圧着され、半導体発光素子の発光面の裏面側が前記絶縁基板を介して当該固定部と面で接触して固定されることにより、半導体発光素子からの発熱を金属製灯体に放熱し、
前記駆動回路は、表面実装型部品を実装させた回路基板を有し、前記後面カバーの灯具前方側は、内部が凹状に空間のある凹部を有し、当該凹部には、前記駆動回路が装着され、前記凹部は、絶縁性の樹脂で少なくとも一部が充填され、前記回路基板と前記表面実装型部品は、その少なくとも一部が前記凹部内に充填された前記絶縁性の樹脂によって覆われ、前記駆動回路からの発熱が後面カバーを通して灯体に放熱するように構成されていることを特徴とする車両用灯具。
請求項１に記載の車両用灯具において、前記灯体及び固定部は、アルミを主成分とする金属によるダイキャストにより一体的に成形されたことを特徴とする車両用灯具。