JP7053329B2 - 車両用灯具 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用灯具に関する。
例えば、車両用前照灯（ヘッドランプ）などの車両用灯具は、光源と、光源から出射された光を車両進行方向に向けて反射するリフレクタと、リフレクタにより反射された光の一部を遮光（カット）するシェードと、シェードにより一部がカットされた光を車両進行方向に向けて投影する投影レンズとを備えている。このような車両用灯具では、すれ違い用ビーム（ロービーム）として、シェードの前端によって規定される光源像を投影レンズにより投影することで、上端にカットオフラインを含むロービーム用配光パターンを形成している。また、この車両用灯具では、別の光源をシェードの下方に配置し、走行用ビーム（ハイビーム）として、この光源が出射する光を投影レンズにより車両進行方向に向けて投影することで、ロービーム用配光パターンよりも上方にハイビーム用配光パターンを形成している。
一方、車両用灯具の中には、光源と、複数に分割された反射面を含むリフレクタとを備え、すれ違いビーム（ロービーム）として、光源から出射された光をリフレクタの複数の反射面により配光を調整しながら車両進行方向に向けて反射することで、上端にカットオフラインを含むロービーム用配光パターンを形成するものがある。また、この車両用灯具では、上述したロービーム用の光源及びリフレクタを備えた光源ユニットとは別に、光源と、複数に分割された反射面を含むリフレクタとを備えた光源ユニットを配置し、走行用ビーム（ハイビーム）として、この光源から出射された光をリフレクタの複数の反射面により配光を調整しながら車両進行方向に向けて反射することで、ロービーム用配光パターンの上方にハイビーム用配光パターンを形成している（例えば、下記特許文献１を参照。）。
さらに、最近では、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）などの発光素子を並べて配置し、各発光素子の点灯を切り替えることによって、ハイビーム用配光パターンの配光を可変に制御する配光可変ヘッドランプ（ＡＤＢ：Adaptive Driving Beam）の開発も進められている。ＡＤＢは、車載カメラで前走車や対向車、歩行者などを認識し、前方のドライバーや歩行者に眩しさを与えることなく、夜間におけるドライバーの前方視界を拡大する技術である。
ところで、上述したＬＥＤは、長寿命で消費電力が少ないといったメリットがある。一方、高温になると発光効率の低下や寿命の短縮化を招くことから、ヒートシンクや冷却ファンなどを用いて、ＬＥＤが発する熱を外部に効率良く放熱させる必要がある。
しかしながら、ヒートシンクや冷却ファンなどを用いた場合には、コストが増大するだけでなく、灯体の大型化や重量の増加を招くことになる。そこで、ＬＥＤが実装される回路基板に金属板を用いて、この金属製の回路基板からの放熱性を高めることによって、ヒートシンクや冷却ファンを不要とする構成が提案されている（例えば、下記特許文献１を参照。）。
特開２０１５－１７９６４１号公報
ところで、上述したロービーム用配光パターンを形成する光源ユニットと、ハイビーム用配光パターンを形成する光源ユニットとは、それぞれ光の出射方向が異なるため、互いに別体に構成されている。そこで、部品点数の省略化及び組立工程の簡素化によるコストの削減を図るため、これらの光源ユニットを一体化した車両用灯具の開発が進められている。
しかしながら、光源ユニットを一体した場合には、光源ユニット毎に回路基板の厚みや大きさを大きくし、上述した金属製の回路基板の放熱性を高めることが求められる。この場合、光源ユニット毎に回路基板を配置するスペースを確保したことによる灯体の大型化などの問題が発生してしまう。
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、放熱性を高めつつ、更なる小型化を可能とした車両用灯具を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕 複数の第１の発光素子と、前記第１の発光素子が実装される第１の熱伝導性基板とを有する第１の光源ユニットと、
少なくとも１つ又は複数の第２の発光素子と、前記第２の発光素子が実装される第２の熱伝導性基板とを有する第２の光源ユニットとを備え、
前記第２の熱伝導性基板は、前記第１の熱伝導性基板よりも大きく、前記第２の発光素子が実装される側の面に基板実装領域を有し、
前記第１の熱伝導性基板は、前記基板実装領域に実装されることによって、前記第２の熱伝導性基板と重ね合わせた状態で熱的に接合されており、
前記第１の発光素子は、前記第１の熱伝導性基板の前記第２の熱伝導性基板と厚み方向において重なる位置に設けられていることを特徴とする車両用灯具。
〔２〕 前記第１の熱伝導性基板及び前記第２の熱伝導性基板は、金属板を含むことを特徴とする前記〔１〕に記載の車両用灯具。
〔３〕 前記第１の光源ユニットは、前記複数の第１の発光素子の点灯を切り替えながら、前記複数の第１の発光素子から出射される光の配光パターンを可変に制御することを特徴とする前記〔１〕又は〔２〕に記載の車両用灯具。
〔４〕 前記第２の光源ユニットは、前記第２の発光素子から出射された光を反射するリフレクタと、リフレクタにより反射された光の一部を遮光するシェードと、前記シェードにより一部が遮光された光を投影する投影レンズとを有して、前記シェードの前端によって規定される光源像を前記投影レンズにより反転投影することで、上端にカットオフラインを含む配光パターンを形成することを特徴とする前記〔１〕～〔３〕の何れか一項に記載の車両用灯具。
〔５〕 前記第２の光源ユニットは、複数の反射面を含むリフレクタを有して、前記第２の発光素子から出射された光を前記リフレクタの複数の反射面により反射することで、上端にカットオフラインを含む配光パターンを形成することを特徴とする前記〔１〕～〔３〕の何れか一項に記載の車両用灯具。
〔６〕 前記第１の光源ユニットは、前記第１の発光素子から出射された光を反射する第１のリフレクタを有し、
前記第２の光源ユニットは、前記第２の発光素子から出射された光を反射する第２のリフレクタを有し、
前記第１のリフレクタと前記第２のリフレクタとが幅方向に並んで一体に構成されていることを特徴とする前記〔１〕～〔５〕の何れか一項に記載の車両用灯具。
以上のように、本発明によれば、放熱性を高めつつ、更なる小型化を可能とした車両用灯具を提供することが可能である。
本発明の第１の実施形態に係る車両用灯具の概略構成を示す分解斜視図である。 図１に示す車両用灯具を正面側から見た模式図である。 図１に示す車両用灯具が備える第１の光源ユニットを側面側から見た模式図である。 図３に示す第１の光源ユニットの各第１の発光素子が発する第１の光の投影像を示す模式図である。 図１に示す車両用灯具が備える第２の光源ユニットを側面側から見た模式図である。 図５に示す第２の光源ユニットの第２の発光素子が発する第２の光の投影像を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る車両用灯具の概略構成を示す分解斜視図である。 図７に示す車両用灯具を正面側から見た模式図である。 図７に示す車両用灯具が備える第１の光源ユニットを側面側から見た模式図である。 図７に示す車両用灯具が備える第２の光源ユニットを側面側から見た模式図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがあり、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。
（第１の実施形態）
先ず、本発明の第１の実施形態として、例えば図１～図６に示す車両用灯具１Ａについて説明する。
なお、図１は、車両用灯具１Ａの概略構成を示す分解斜視図である。図２は、車両用灯具１Ａを正面側から見た模式図である。図３は、車両用灯具１Ａが備える第１の光源ユニット２Ａを側面側から見た模式図である。図４は、第１の光源ユニット２Ａの各第１の発光素子４が発する第１の光Ｌ１の投影像を示す模式図である。図５は、車両用灯具１Ａが備える第２の光源ユニット３Ａを側面側から見た模式図である。図６は、第２の光源ユニット３Ａの第２の発光素子８が発する第２の光Ｌ２の投影像を示す模式図である。なお、図１及び図２では、後述する第１の投影レンズ７及び第２の投影レンズ１２の図示を省略するものとする。
また、以下に示す図面では、ＸＹＺ直交座標系を設定し、Ｘ軸方向を車両用灯具１Ａの前後方向（長さ方向）、Ｙ軸方向を車両用灯具１Ａの左右方向（幅方向）、Ｚ軸方向を車両用灯具１Ａの上下方向（高さ方向）として、それぞれ示すものとする。
また、以下の説明において、「前」「後」「左」「右」「上」「下」との記載は、特に断りのない限り、車両用灯具１Ａを正面（車両前方）から見たときのそれぞれの方向を意味するものとする。
本実施形態の車両用灯具１Ａは、例えば、車両（図示せず。）の前端側の両コーナー部に搭載される車両用前照灯（ヘッドランプ）に本発明を適用したものである。また、本実施形態の車両用灯具１Ａは、車両用前照灯（ヘッドランプ）として、すれ違い用ビーム（ロービーム）と走行用ビーム（ハイビーム）とを車両進行方向（＋Ｘ軸方向）に向けて照射するものである。さらに、本実施形態の車両用灯具１Ａは、走行用ビーム（ハイビーム）の配光を可変に制御する配光可変ヘッドランプ（ＡＤＢ）を構成している。
具体的に、この車両用灯具１Ａは、図１及び図２に示すように、第１の光源ユニット２Ａと、第２の光源ユニット３Ａとを概略備えている。これら第１の光源ユニット２Ａ及び第２の光源ユニット３Ａは、車両用灯具１Ａを構成する灯体（図示せず。）の内側に収容された状態で配置されている。
第１の光源ユニット２Ａは、走行用ビーム（ハイビーム）を構成する第１の光Ｌ１を車両進行方向に向けて照射すると共に、第１の光Ｌ１の配光を可変に制御する配光可変ヘッドランプ（ＡＤＢ）を構成している。
第１の光源ユニット２Ａは、図１、図２及び図３に示すように、複数（本実施形態では３つ）の第１の発光素子４と、第１の発光素子４が実装される第１の熱伝導性基板５と、第１の発光素子４から出射された第１の光Ｌ１を反射する第１のリフレクタ６Ａと、第１のリフレクタ６Ａにより反射された第１の光Ｌ１を車両進行方向に向けて投影する第１の投影レンズ７とを有している。なお、図１においては、図２及び図３に示す第１の投影レンズ７の図示を省略している。
第１の発光素子４は、第１の光Ｌ１として、白色光を発するチップＬＥＤ（ＳＭＤ ＬＥＤ）からなる。また、チップＬＥＤには、車両照明用の高出力タイプのものが使用されている。複数の第１の発光素子４は、第１の熱伝導性基板５の面上において、車両幅方向（Ｙ軸方向）に対応した方向に並んで配置されている。各第１の発光素子４は、上方に設けられた第１のリフレクタ６Ａに向けて第１の光Ｌ１を放射状に出射する。
第１の熱伝導性基板５は、例えば亜鉛めっき鋼板やニッケルめっき鋼板などの鋼板や、アルミニウム板、銅板などの熱伝導性に優れた金属板を用いて、平面視で略矩形状に形成されている。この金属板の表面には、図示を省略するものの、絶縁層を介して第１の発光素子４と電気的に接続される配線パターンが設けられている。絶縁層には、例えば、クロメート処理やアルマイト処理（表面酸化処理）、塗装処理によって形成された絶縁膜が用いられている。
本実施形態の車両用灯具１Ａでは、第１の発光素子４が実装された第１の熱伝導性基板（実装基板）５と、第１の発光素子４を駆動する駆動回路が設けられた回路基板（図示せず。）とを灯体内に別々に配置し、これら実装基板と回路基板とをハーネスと呼ばれる配線コードを介して電気的に接続し、第１の発光素子４が発する熱から駆動回路を保護することが行われている。
第１のリフレクタ６Ａは、例えばアルミダイキャストなどの反射部材からなる。第１のリフレクタ６Ａは、第１の発光素子４を上方に向けた状態で配置された第１の熱伝導性基板５の上方を覆うように配置されている。また、第１のリフレクタ６Ａの第１の発光素子４と対向する面（内面）が反射面６ａとされている。
第１のリフレクタ６Ａの反射面６ａは、その前後方向（Ｘ軸方向）に沿った断面（Ｘ軸断面）において、その基端（後端）側から先端（前端）側に向かって、第１の発光素子４の中心（発光点）を焦点とする放物線を描くように湾曲して形成されている。これにより、第１のリフレクタ６Ａは、第１の発光素子４から出射された第１の光Ｌ１を反射面６ａにより車両進行方向（＋Ｘ軸方向）に向けて平行光線となるように反射する。
第１の投影レンズ７は、第１のリフレクタ６Ａの前方に配置されて、第１の光Ｌ１を車両進行方向（＋Ｘ軸方向）に向けて投影する。なお、第１の投影レンズ７には、例えばポリカーボネートやアクリル等の透明樹脂やガラスなど、空気よりも屈折率の高い材質のものを用いることができる。
第１の投影レンズ７は、車両進行方向（＋Ｘ軸方向）に向かって、第１の光Ｌ１が入射する入射面７ａと、第１の光Ｌ１が出射される出射面７ｂとが、この順で配置された構成を有している。
入射面７ａは、第１の投影レンズ７の後端（後面）側に位置して、この入射面７ａから第１の投影レンズ７の内部へと第１の光Ｌ１が入射する。なお、入射面７ａについては、鉛直方向（Ｚ軸方向）の断面形状が直線状となっているが、このような形状に必ずしも限定されるものではなく、例えば凹状のレンズ面としてもよい。
出射面７ｂは、第１の投影レンズ７の前端（前面）側に位置して、この出射面７ｂから第１の投影レンズ７の外部へと出射される第１の光Ｌ１を鉛直方向（Ｚ軸方向）に集光させるように、水平方向（Ｙ軸方向）に延長されたシリンドリカル形状のレンズ面として構成されている。
なお、出射面７ｂについては、上述したシリンドリカル形状のレンズ面に限らず、その水平方向（Ｙ軸方向）において湾曲したトーリック形状のレンズ面としてもよい。この場合、出射面７ｂから出射される第１の光Ｌ１を鉛直方向（Ｚ軸方向）に集光させるだけでなく、水平方向（Ｙ軸方向）に集光及び拡散させることが可能である。
第１の光源ユニット２Ａでは、図４（ａ）～（ｃ）に示すように、複数の第１の発光素子４の点灯を切り替えながら、第１の投影レンズ７により投影される第１の光Ｌ１の配光パターン（以下、ＡＤＢ用配光パターンという。）Ｐ１～Ｐ３を可変に制御する。
なお、図４（ａ）～（ｃ）は、第１の光源ユニット２Ａにおいて、第１の投影レンズ７に正対した仮想鉛直スクリーンに対して、第１の投影レンズ７の前方に照射される第１の光Ｌ１を投影したときの光源像（ＡＤＢ用配光パターン）を示す。また、車両が左側通行の地域における配光パターンである。なお、車両が右側通行の地域においては、図４（ａ）～（ｃ）に示す配光パターンとは左右が逆転した配光パターン（図示せず。）となる。
このうち、図４（ａ）は、車両幅方向に対応して並ぶ複数（３つ）の第１の発光素子４のうち、最も左側に位置する第１の発光素子４を点灯させたときのＡＤＢ用配光パターンＰ１を示す。図４（ｂ）は、中央に位置する第１の発光素子４を点灯させたときのＡＤＢ用配光パターンＰ２を示す。図４（ｃ）は、最も右側に位置する第１の発光素子４を点灯させたときのＡＤＢ用配光パターンＰ３を示す。なお、図４（ａ）～（ｃ）中に示す横軸及び縦軸は角度であり、０°の交点位置が前方の仮想スクリーン上における正面位置である。
ＡＤＢ用配光パターンＰ１～Ｐ３は、車載カメラで前走車や対向車、歩行者などの障害物を認識し、複数の第１の発光素子４のうち、この障害物に該当する部分の第１の発光素子４を消灯し、残りの第１の発光素子４を点灯した配光パターンとなる。例えば、前方右側２．５°付近に対向車が存在していた場合には、最も左側に位置する第１の発光素子４を消灯し、中央に位置する第１の発光素子４及び最も右側に位置する第１の発光素子４を点灯させて、ＡＤＢ用配光パターンＰ１，Ｐ２の両方を合成した配光パターンとなる。
第２の光源ユニット３Ａは、すれ違い用ビーム（ロービーム）を構成する第２の光Ｌ２を車両進行方向に向けて照射するロービーム（ＬＢ）用光源ユニットを構成している。
第２の光源ユニット３Ａは、図１、図２及び図５に示すように、少なくとも１つ又は複数（本実施形態では１つ）の第２の発光素子８と、第２の発光素子８が実装される第２の熱伝導性基板９と、第２の発光素子８から出射された第２の光Ｌ２を車両進行方向に向けて反射する第２のリフレクタ１０Ａと、第２のリフレクタ１０Ａにより反射された第２の光Ｌ２の一部を遮光するシェード１１と、シェード１１により一部が遮光された第２の光Ｌ２を車両進行方向に向けて投影する第２の投影レンズ１２とを有している。
第２の発光素子８は、第２の光Ｌ２として、白色光を発するチップＬＥＤ（ＳＭＤ ＬＥＤ）からなる。また、チップＬＥＤには、車両照明用の高出力タイプのものが使用されている。第２の発光素子８は、第２の熱伝導性基板９の面上に配置されている。第２の発光素子８は、上方に設けられた第２のリフレクタ１０Ａに向けて第２の光Ｌ２を放射状に出射する。
第２の熱伝導性基板９は、例えば亜鉛めっき鋼板やニッケルめっき鋼板などの鋼板や、アルミニウム板、銅板などの熱伝導性に優れた金属板を用いて、平面視で略矩形状に形成されている。この金属板の表面には、図示を省略するものの、絶縁層を介して第２の発光素子８と電気的に接続される配線パターンが設けられている。絶縁層には、例えば、クロメート処理やアルマイト処理（表面酸化処理）、塗装処理によって形成された絶縁膜が用いられている。
本実施形態の車両用灯具１Ａでは、第２の発光素子８が実装された第２の熱伝導性基板（実装基板）９と、第２の発光素子８を駆動する駆動回路が設けられた回路基板（図示せず。）とを灯体内に別々に配置し、これら実装基板と回路基板とをハーネスと呼ばれる配線コードを介して電気的に接続し、第２の発光素子８が発する熱から駆動回路を保護することが行われている。
なお、第１の熱伝導性基板５と第２の熱伝導性基板９とは、互いに同じ材質のものを用いてもよく、互いに異なる材質のものを用いてもよい。また、第１の発光素子４を駆動する駆動回路が設けられた回路基板と、第２の発光素子８を駆動する駆動回路が設けられた回路基板とは、一体のものであってもよく、別体のものであってもよい。
一方、第２の熱伝導性基板９は、第１の熱伝導性基板５よりも大きく、第２の発光素子８が実装される側の面上に基板実装領域９ａを有している。第１の熱伝導性基板５は、この基板実装領域９ａに熱伝導性シート１３を介して実装されている。これにより、第１の熱伝導性基板５は、第２の熱伝導性基板９と重ね合わされた状態で熱的に接合されている。なお、熱伝導性シート１３については、場合によって省略することも可能である。
第１の熱伝導性基板５と第２の熱伝導性基板９とを積層することで、これら第１及び第２の熱伝導性基板５，９が放熱部材として機能する。特に、第１の熱伝導性基板５及び第２の熱伝導性基板９を積層した領域（基板実装領域９ａ）においては、積層しない領域に比べて２倍の厚みとなるので、熱容量が大きくなる。したがって、第１の熱伝導性基板５及び第２の熱伝導性基板９を積層しない場合に比べて、複数の第１の発光素子４に対してより大きな電流を流すことが可能となる。
なお、第２の熱伝導性基板５の基板実装領域９ａについては、放熱性を向上させるため、この第２の熱伝導性基板５に対して凹凸加工等を施して、放熱面積を大きくすることも可能である。
第２のリフレクタ１０Ａは、例えばアルミダイキャストなどの反射部材からなる。第２のリフレクタ１０Ａは、第２の発光素子８を上方に向けた状態で配置された第２の熱伝導性基板９の上方を覆うように配置されている。また、第２のリフレクタ１０Ａの第２の発光素子８と対向する面（内面）が反射面１０ａとされている。
第２のリフレクタ１０Ａの反射面１０ａは、その前後方向（Ｘ軸方向）に沿った断面（Ｘ軸断面）において、その基端（後端）側から先端（前端）側に向かって、第２の発光素子８の中心（発光点）を後側の第１焦点とし、第２の投影レンズ１２の焦点位置近傍を前側の第２焦点とする楕円線を描くように湾曲して形成されている。これにより、第２のリフレクタ１０Ａは、第２の発光素子８から出射された第２の光Ｌ２を反射面１０ａにより車両進行方向（＋Ｘ軸方向）に向けて反射する。
本実施形態では、第１のリフレクタ６Ａと第２のリフレクタ１０Ａとが一体に構成されている。これに合わせて、第１の熱伝導性基板５及び第２の熱伝導性基板９は、互いに重ね合わされた状態で、第１のリフレクタ６Ａ及び第２のリフレクタ１０Ａに一体に取り付けられている。
具体的に、第１のリフレクタ６Ａ及び第２のリフレクタ１０Ａには、ネジ穴１４ａが形成された一対のボス１４が設けられている。一方、第１の熱伝導性基板５には、一対の貫通孔１５が設けられている。また、第２の熱伝導性基板９には、一方の貫通孔１５と重なる位置に貫通孔１６が設けられている。これにより、第１の熱伝導性基板５と第２の熱伝導性基板９とを互いに重ね合わせた状態で、それぞれの貫通孔１５，１６を通してネジ穴１４ａにネジ１７を螺合することによって、これら第１の熱伝導性基板５及び第２の熱伝導性基板９を第１のリフレクタ６Ａ及び第２のリフレクタ１０Ａに一体に取り付けることが可能である。
なお、第１のリフレクタ６Ａ及び第２のリフレクタ１０Ａについては、上述した互いに一体に構成された場合に限らず、それぞれ別体に構成することも可能である。
シェード１１は、上向き反射面１１ａを有する平板状の反射部材からなる。シェード１１は、その前端１１ｂが第２の投影レンズ１２の後方側焦点の近傍に位置して、後方（－Ｘ軸方向）側に向かって延長して設けられている。
第２の投影レンズ１２は、第２のリフレクタ１０Ａの前方に配置されて、第２の光Ｌ２を車両進行方向（＋Ｘ軸方向）に向けて投影する。なお、第２の投影レンズ１２には、例えばポリカーボネートやアクリル等の透明樹脂やガラスなど、空気よりも屈折率の高い材質のものを用いることができる。
第２の投影レンズ１２は、車両進行方向（＋Ｘ軸方向）に向かって、第２の光Ｌ２が入射する入射面１２ａと、第２の光Ｌ２が出射される出射面１２ｂとが、この順で配置された構成を有している。
入射面１２ａは、第２の投影レンズ１２の後端（後面）側に位置して、この入射面１２ａから第２の投影レンズ１２の内部へと第２の光Ｌ２が入射する平面として構成されている。なお、入射面１２ａについては、上述した平面に限らず、前下がりに傾斜した平面や、前側に凹状に湾曲した曲面などであってもよい。
出射面１２ｂは、第２の投影レンズ１２の前端（前面）側に位置して、半球状のレンズ面として構成されている。なお、出射面１２ｂについては、上述した半球状のレンズ面に限らず、複数の曲面により構成してもよい。この場合、出射面１２ｂから出射される第２の光Ｌ２を鉛直方向（Ｚ軸方向）に集光させるだけでなく、水平方向（Ｙ軸方向）に集光及び拡散させることが可能である。
また、第１の投影レンズ７と第２の投影レンズ１２とは、上述した別体に構成された場合に限らず、互いに一体に構成することも可能である。
第２の光源ユニット３Ａでは、図６に示すように、シェード１１の前端１１ｂによって規定される光源像を第２の投影レンズ１２により反転投影することで、上端にカットオフラインＣＬを含む配光パターン（以下、ロービーム（ＬＢ）用配光パターンという。）Ｐ２を形成する。
なお、図６では、第１の光源ユニット２Ａにおいて、第１の投影レンズ７に正対した仮想鉛直スクリーンに対して、第１の投影レンズ７の前方に照射される第１の光Ｌ１を投影したときの光源像（ＡＤＢ用配光パターンＰ１～Ｐ３）を破線で示す。
ＬＢ用配光パターンＰ４は、上述したＡＤＢ用配光パターンＰ１～Ｐ３よりも下方又は一部が重なった状態で水平線よりも下側に形成されることになる。走行用ビーム（ハイビーム）用配光パターンは、上述したＬＢ用配光パターンＰ４とＡＤＢ用配光パターンＰ１～Ｐ３の合成配光により、水平線の下側及び上側に形成されることになる。
以上のような構成を有する本実施形態の車両用灯具１Ａでは、上述した第１の発光ユニット２Ａと第２に光源ユニット３Ａとを一体に構成することによって、部品点数を少なくし、更なる小型化を図ることが可能である。
また、本実施形態の車両用灯具１Ａでは、上述した第１の熱伝導性基板５が第２の熱伝導性基板９と重ね合わされた状態で熱的に接合されている。これにより、従来のような光源ユニット毎に回路基板を配置するスペースを確保するといった必要がなく、灯体サイズをコンパクトに設計することが可能である。
また、本実施形態の車両用灯具１Ａでは、第１の光源ユニット２Ａの点灯時に、第１の発光素子４が発する熱を第１の熱伝導性基板５から第２の熱伝導性基板９へと効率良く放熱させることが可能である。
なお、第１の光源ユニット２Ａと第２の光源ユニット３Ａとの何れか一方の光源ユニットを点灯させたとき、他方の光源ユニットは消灯させることで、より一層、放熱性能を維持することが可能である。
以上のように、本実施形態によれば、放熱性を高めつつ、更なる小型化を可能とした車両用灯具１Ａを提供することが可能である。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態として、例えば図７～図１０に示す車両用灯具１Ｂについて説明する。
なお、図７は、車両用灯具１Ｂの概略構成を示す分解斜視図である。図８は、車両用灯具１Ｂを正面側から見た模式図である。図９は、車両用灯具１Ｂが備える第１の光源ユニット２Ｂを側面側から見た模式図である。図１０は、車両用灯具１Ｂが備える第２の光源ユニット３Ｂを側面側から見た模式図である。また、以下の説明では、上記車両用灯具１Ａと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
本実施形態の車両用灯具１Ｂは、上記車両用灯具１Ａと同様に、車両用前照灯（ヘッドランプ）として、すれ違い用ビーム（ロービーム）と走行用ビーム（ハイビーム）とを車両進行方向（＋Ｘ軸方向）に向けて照射するものである。さらに、本実施形態の車両用灯具１Ｂは、走行用ビーム（ハイビーム）の配光を可変に制御する配光可変ヘッドランプ（ＡＤＢ）を構成している。
一方、本実施形態の車両用灯具１Ｂは、上記車両用灯具１Ａが投影レンズ（第１の投影レンズ７及び第２の投影レンズ１２）を用いたプロジェクタータイプであるのに対して、投影レンズを省略したリフレクタタイプの車両用灯具である。
具体的に、この車両用灯具１Ｂは、図７及び図８に示すように、第１の光源ユニット２Ｂと、第２の光源ユニット３Ｂとを概略備えている。これら第１の光源ユニット２Ｂ及び第２の光源ユニット３Ｂは、車両用灯具１Ｂを構成する灯体（図示せず。）の内側に収容された状態で配置されている。
第１の光源ユニット２Ｂは、図７、図８及び図９に示すように、走行用ビーム（ハイビーム）を構成する第１の光Ｌ１を車両進行方向に向けて照射すると共に、第１の光Ｌ１の配光を可変に制御する配光可変ヘッドランプ（ＡＤＢ）を構成している。
第１の光源ユニット２Ｂは、複数（本実施形態では３つ）の第１の発光素子４と、第１の発光素子４が実装される第１の熱伝導性基板５と、第１の発光素子４から下向きに出射された第１の光Ｌ１を車両進行方向に向けて反射する第１のリフレクタ６Ｂとを有している。
第１の発光素子４は、第１の光Ｌ１として、白色光を発するチップＬＥＤ（ＳＭＤ ＬＥＤ）からなる。また、チップＬＥＤには、車両照明用の高出力タイプのものが使用されている。複数の第１の発光素子４は、第１の熱伝導性基板５の面上において、車両幅方向（Ｙ軸方向）に対応した方向に並んで配置されている。各第１の発光素子４は、下方に設けられた第１のリフレクタ６Ｂに向けて第１の光Ｌ１を放射状に出射する。
第１の熱伝導性基板５は、第１の実施形態と同様に熱伝導性に優れた金属板を用いて、平面視で略矩形状に形成されている。
本実施形態の車両用灯具１Ｂでは、第１の発光素子４が実装された第１の熱伝導性基板（実装基板）５と、第１の発光素子４を駆動する駆動回路が設けられた回路基板（図示せず。）とを灯体内に別々に配置し、これら実装基板と回路基板とをハーネスと呼ばれる配線コードを介して電気的に接続し、第１の発光素子４が発する熱から駆動回路を保護することが行われている。
第１のリフレクタ６Ｂは、例えばポリカーボネートなどの樹脂材料からなり、その内面にアルミニウム系の金属反射材料を形成した複数の反射面６ｂを有している。第１のリフレクタ６Ｂは、第１の発光素子４を下方に向けた状態で配置された第１の熱伝導性基板５の下方を覆うように配置されている。したがって、第１のリフレクタ６Ｂの第１の発光素子４と対向する面（内面）が複数の反射面６ｂとされている。
第１のリフレクタ６Ｂの各反射面６ｂは、図９に示すように、その前後方向（Ｘ軸方向）に沿った断面（Ｘ軸断面）において、その基端（後端）側から先端（前端）側に向かって、第１の発光素子４の中心（発光点）を焦点とする放物線を描くように湾曲して形成されている。
これにより、第１のリフレクタ６Ｂは、第１の発光素子４から出射された第１の光Ｌ１を複数の反射面６ｂにより車両進行方向（＋Ｘ軸方向）に向けて平行光線となるように反射する。また、複数の反射面６ｂは、図７に示すように、複数の領域に分割して形成された複合反射面からなり、それぞれの反射面６ｂの反射方向、特に左右方向の照射方向及び照射範囲が制御されている。
第１の光源ユニット２Ｂでは、複数の第１の発光素子４の点灯を切り替えながら、これら複数の第１の発光素子４から出射される第１の光Ｌ１のＡＤＢ用配光パターンを可変に制御する。なお、本実施形態のＡＤＢ用配光パターンは、上記図４（ａ）～（ｃ）に示すＡＤＢ用配光パターンＰ１～Ｐ３と同様となるように、その配光が可変に制御されている。
すなわち、ＡＤＢ用配光パターンＰ１～Ｐ３は、車載カメラで前走車や対向車、歩行者などの障害物を認識し、複数の第１の発光素子４のうち、この障害物に該当する部分の第１の発光素子４を消灯し、残りの第１の発光素子４を点灯した配光パターンとなる。例えば、前方右側２．５°付近に対向車が存在していた場合には、最も左側に位置する第１の発光素子４を消灯し、中央に位置する第１の発光素子４及び最も右側に位置する第１の発光素子４を点灯させて、ＡＤＢ用配光パターンＰ１，Ｐ２の両方を合成した配光パターンとなる。
第２の光源ユニット３Ｂは、すれ違い用ビーム（ロービーム）を構成する第２の光Ｌ２を車両進行方向に向けて照射するロービーム（ＬＢ）用光源ユニットを構成している。
第２の光源ユニット３は、図７、図８及び図１０に示すように、少なくとも１つ又は複数（本実施形態では１つ）の第２の発光素子８と、第２の発光素子８が実装される第２の熱伝導性基板９と、第２の発光素子８から出射された第２の光Ｌ２を車両進行方向に向けて反射する第２のリフレクタ１０Ｂとを有している。
第２の発光素子８は、第２の光Ｌ２として、白色光を発するチップＬＥＤ（ＳＭＤ ＬＥＤ）からなる。また、チップＬＥＤには、車両照明用の高出力タイプのものが使用されている。第２の発光素子８は、第２の熱伝導性基板９の面上に配置されている。第２の発光素子８は、下方に設けられた第２のリフレクタ１０Ｂに向けて第２の光Ｌ２を放射状に出射する。
本実施形態の車両用灯具１Ｂでは、第２の発光素子８が実装された第２の熱伝導性基板（実装基板）９と、第２の発光素子８を駆動する駆動回路が設けられた回路基板（図示せず。）とを灯体内に別々に配置し、これら実装基板と回路基板とをハーネスと呼ばれる配線コードを介して電気的に接続し、第２の発光素子８が発する熱から駆動回路を保護することが行われている。
なお、第１の熱伝導性基板５と第２の熱伝導性基板９とは、互いに同じ材質のものを用いてもよく、互いに異なる材質のものを用いてもよい。また、第１の発光素子４を駆動する駆動回路が設けられた回路基板と、第２の発光素子８を駆動する駆動回路が設けられた回路基板とは、一体のものであってもよく、別体のものであってもよい。
一方、第２の熱伝導性基板９は、第１の熱伝導性基板５よりも大きく、第２の発光素子８が実装される側の面上に基板実装領域９ａを有している。第１の熱伝導性基板５は、この基板実装領域９ａに熱伝導性シート１３を介して実装されている。これにより、第１の熱伝導性基板５は、第２の熱伝導性基板９と重ね合わされた状態で熱的に接合されている。なお、熱伝導性シート１３については、場合によって省略することも可能である。
第１の熱伝導性基板５と第２の熱伝導性基板９とを積層することで、これら第１及び第２の熱伝導性基板５，９が放熱部材として機能する。特に、第１の熱伝導性基板５及び第２の熱伝導性基板９を積層した領域（基板実装領域９ａ）においては、積層しない領域に比べて２倍の厚みとなるので、熱容量が大きくなる。したがって、第１の熱伝導性基板５及び第２の熱伝導性基板９を積層しない場合に比べて、複数の第１の発光素子４に対してより大きな電流を流すことが可能となる。
なお、第２の熱伝導性基板５の基板実装領域９ａについては、放熱性を向上させるため、この第２の熱伝導性基板５に対して凹凸加工等を施して、放熱面積を大きくすることも可能である。
第２のリフレクタ１０Ｂは、例えばポリカーボネートなどの樹脂材料からなり、その内面にアルミニウム系の金属反射材料を形成した複数の反射面１０ｂを有している。第２のリフレクタ１０Ｂは、第２の発光素子８を下方に向けた状態で配置された第２の熱伝導性基板９の下方を覆うように配置されている。したがって、第２のリフレクタ１０の第２の発光素子８と対向する面（内面）が複数の反射面１０ｂとされている。複数の反射面１０ｂの中には、カットオフライン（ＣＬ）を形成するための反射面１０ｂも形成されている。
第２のリフレクタ１０Ｂの各反射面１０ｂは、図１０に示すように、その前後方向（Ｘ軸方向）に沿った断面（Ｘ軸断面）において、その基端（後端）側から先端（前端）側に向かって、第２の発光素子８の中心（発光点）を焦点とする放物線を描くように湾曲して形成されている。
これにより、第２のリフレクタ１０Ｂは、第２の発光素子８から出射された第２の光Ｌ２を複数の反射面１０ｂにより車両進行方向（＋Ｘ軸方向）に向けて平行光線となるように反射する。また、複数の反射面１０ｂは、図７に示すように、複数の領域に分割して形成された複合反射面からなり、それぞれの反射面１０ｂの反射方向、特に左右方向の照射方向及び照射範囲が制御されている。
本実施形態では、第１のリフレクタ６Ｂと第２のリフレクタ１０Ｂとが一体に構成されている。これに合わせて、第１の熱伝導性基板５及び第２の熱伝導性基板９は、互いに重ね合わされた状態で、第１のリフレクタ６Ｂ及び第２のリフレクタ１０Ｂに一体に取り付けられている。
具体的に、第１のリフレクタ６Ｂ及び第２のリフレクタ１０Ｂには、ネジ穴１４ａが形成された一対のボス１４が設けられている。一方、第１の熱伝導性基板５には、一対の貫通孔１５が設けられている。また、第２の熱伝導性基板９には、一方の貫通孔１５と重なる位置に貫通孔１６が設けられている。これにより、第１の熱伝導性基板５と第２の熱伝導性基板９とを互いに重ね合わせた状態で、それぞれの貫通孔１５，１６を通してネジ穴１４ａにネジ１７を螺合することによって、これら第１の熱伝導性基板５及び第２の熱伝導性基板９を第１のリフレクタ６Ｂ及び第２のリフレクタ１０Ｂに一体に取り付けることが可能である。
なお、第１のリフレクタ６Ｂ及び第２のリフレクタ１０Ｂについては、上述した互いに一体に構成された場合に限らず、それぞれ別体に構成することも可能である。
第２の光源ユニット３Ｂでは、第２の発光素子８から出射された第２の光Ｌ２を第２のリフレクタ１０Ｂの複数の反射面１０ｂにより配光を調整しながら反射することで、上端にカットオフラインＣＬを含むロービーム（ＬＢ）用配光パターンを形成する。なお、本実施形態のＬＢ用配光パターンは、上記図６に示すＬＢ用配光パターンＰ４と同様となるように、その配光が制御されている。
すなわち、ＬＢ用配光パターンＰ４は、上述したＡＤＢ用配光パターンＰ１～Ｐ３よりも下方又は一部が重なった状態で水平線よりも下側に形成されることになる。走行用ビーム（ハイビーム）用配光パターンは、上述したＬＢ用配光パターンＰ４とＡＤＢ用配光パターンＰ１～Ｐ３の合成配光により、水平線の下側及び上側に形成されることになる。
以上のような構成を有する本実施形態の車両用灯具１Ｂでは、上述した第１の発光ユニット２Ｂと第２に光源ユニット３Ｂとを一体に構成することによって、部品点数を少なくし、更なる小型化を図ることが可能である。
また、本実施形態の車両用灯具１Ｂでは、上述した第１の熱伝導性基板５が第２の熱伝導性基板９と重ね合わされた状態で熱的に接合されている。これにより、従来のような光源ユニット毎に回路基板を配置するスペースを確保するといった必要がなく、灯体サイズをコンパクトに設計することが可能である。
また、本実施形態の車両用灯具１Ｂでは、第１の光源ユニット２Ｂの点灯時に、第１の発光素子４が発する熱を第１の熱伝導性基板５から第２の熱伝導性基板９へと効率良く放熱させることが可能である。
なお、第１の光源ユニット２Ｂと第２の光源ユニット３Ｂとの何れか一方の光源ユニットを点灯させたとき、他方の光源ユニットを消灯させることで、より一層、放熱性能を維持することが可能である。
なお、上記車両用灯具１Ｂでは、第１の発光素子４及び第２の発光素子８を下向きに設けたが、第１の発光素子４及び第２の発光素子８を上向きに設けて、それぞれの上方を第１のリフレクタ６Ｂ及び第２のリフレクタ１０Ｂで覆うように設けてよい。
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、上記第２の光源ユニット３Ａ，３Ｂについては、上述したＡＤＢ用光源ユニットを構成する場合に限らず、例えば通常のハイビーム用配光パターンを形成するハイビーム（ＨＢ）用光源ユニットや、コーナーリングランプとして機能するコーナーリングランプ用光源ユニットなどに置き換えることも可能である。
また、上記第１の光源ユニット２Ａ，２Ｂについては、上述した第１のリフレクタ６Ａ，６Ｂを用いる代わりに、複数の第１の発光素子４の間を仕切るように配置されて、各第１の発光素子４が発する第１の光Ｌ１を車両前方に向けて反射するように、それぞれの発光素子４に応じて発光面を分離するセパレータなどを用いた構成としてもよい。
また、上記第１の発光素子４及び第２の発光素子８については、上述したＬＥＤ以外にも、例えばレーザーダイオード（ＬＤ）などの発光素子を用いることができる。また、第１の発光素子４の数については、上述した３個に限らず、２個としたり、４個以上としたりすることも可能である。一方、第２の発光素子８数については、上述した１個に限らず、２個以上とすることも可能である。
１Ａ，１Ｂ…車両用灯具 ２Ａ，２Ｂ…第１の光源ユニット ３Ａ，３Ｂ…第２の光源ユニット ４…第１の発光素子 ５…第１の熱伝導性基板 ６Ａ，６Ｂ…第１のリフレクタ ７…第１の投影レンズ ８…第２の発光素子 ９…第２の熱伝導性基板 ９…基板実装領域 １０Ａ，１０Ｂ…第２のリフレクタ １１…シェード １２…第２の投影レンズ １３…熱伝導性シート １４…ボス １４ａ…ネジ穴 １５，１６…貫通孔 １７…ネジ

Claims (6)

  1. 複数の第１の発光素子と、前記第１の発光素子が実装される第１の熱伝導性基板とを有する第１の光源ユニットと、
    少なくとも１つ又は複数の第２の発光素子と、前記第２の発光素子が実装される第２の熱伝導性基板とを有する第２の光源ユニットとを備え、
    前記第２の熱伝導性基板は、前記第１の熱伝導性基板よりも大きく、前記第２の発光素子が実装される側の面に基板実装領域を有し、
    前記第１の熱伝導性基板は、前記基板実装領域に実装されることによって、前記第２の熱伝導性基板と重ね合わせた状態で熱的に接合されており、
    前記第１の発光素子は、前記第１の熱伝導性基板の前記第２の熱伝導性基板と厚み方向において重なる位置に設けられていることを特徴とする車両用灯具。
  2. 前記第１の熱伝導性基板及び前記第２の熱伝導性基板は、金属板を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
  3. 前記第１の光源ユニットは、前記複数の第１の発光素子の点灯を切り替えながら、前記複数の第１の発光素子から出射される光の配光パターンを可変に制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用灯具。
  4. 前記第２の光源ユニットは、前記第２の発光素子から出射された光を反射するリフレクタと、リフレクタにより反射された光の一部を遮光するシェードと、前記シェードにより一部が遮光された光を投影する投影レンズとを有して、前記シェードの前端によって規定される光源像を前記投影レンズにより反転投影することで、上端にカットオフラインを含む配光パターンを形成することを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載の車両用灯具。
  5. 前記第２の光源ユニットは、複数の反射面を含むリフレクタを有して、前記第２の発光素子から出射された光を前記リフレクタの複数の反射面により反射することで、上端にカットオフラインを含む配光パターンを形成することを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載の車両用灯具。
  6. 前記第１の光源ユニットは、前記第１の発光素子から出射された光を反射する第１のリフレクタを有し、
    前記第２の光源ユニットは、前記第２の発光素子から出射された光を反射する第２のリフレクタを有し、
    前記第１のリフレクタと前記第２のリフレクタとが幅方向に並んで一体に構成されていることを特徴とする請求項１～５の何れか一項に記載の車両用灯具。
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