JP4677971B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

この発明は、光源としてたとえばＬＥＤなどの半導体型光源を使用するプロジェクタタイプの車両用灯具に関するものである。特に、この発明は、高精度の配光パターンが得られる車両用灯具に関するものである。

この種の車両用灯具は、従来からある（たとえば、特許文献１、特許文献２、特許文献３）。以下、この車両用灯具について説明する。従来の車両用灯具は、楕円または楕円を基本とする反射面を有するリフレクタと、発光部が前記反射面の第１焦点もしくはその近傍に位置するように配置されているＬＥＤなどの半導体型光源と、前記リフレクタに設けられていて所定の配光パターンを所定の方向に投影する投影レンズと、を備えるものである。

以下、従来の車両用灯具の作用について説明する。ＬＥＤなどの半導体型光源を点灯発光させる。すると、ＬＥＤなどの半導体型光源からの光は、反射面で反射されて投影レンズから所定の配光パターンとして所定の方向に外部に投影（照射、出射、放射）される。

ところが、従来の車両用灯具は、ＬＥＤなどの半導体型光源をリフレクタ（引用文献１、引用文献２）またはヒートシンク部材（引用文献３）にただ単に固定するものであるから、リフレクタの反射面とＬＥＤなどの半導体型光源との相対位置関係が精度良く位置決めされていない。このために、従来の車両用灯具は、ＬＥＤなどの半導体型光源からの光が反射面で反射されて投影レンズから外部に所定の方向に投影される所定の配光パターンの精度上において課題がある。

特開２００６−１０７９５５号公報 特開２００５−３０２３２８号公報 特開２００４−３１１２２４号公報

この発明が解決しようとする問題点は、従来の車両用灯具では、高精度の配光パターンが得られないという点にある。

この発明（請求項１にかかる発明）は、半導体型光源を保持してリフレクタまたはヒートシンク部材に固定するホルダ部材と、リフレクタとホルダ部材とにそれぞれ設けられていてリフレクタと半導体型光源との位置を決める位置決め部と、を備え、かつ、投影レンズとその投影レンズのレンズ焦点との間に平面反射面を投影レンズのレンズ光軸に対して交差させて配置する、ことを特徴とする。

また、この発明（請求項２にかかる発明）は、リフレクタのうち半導体型光源およびホルダ部材が位置する箇所には開口部が設けられており、リフレクタの開口部の縁とホルダ部材の縁との少なくともいずれか一方には位置決め部の凸形状の嵌合部が設けられていて、リフレクタの開口部の縁とホルダ部材の縁との少なくともいずれか他方には位置決め部の凹形状の嵌合部が設けられていて、凸形状の嵌合部と凹形状の嵌合部とを嵌合させることによってリフレクタと半導体型光源との位置を決める、ことを特徴とする。

さらに、この発明（請求項３にかかる発明）は、位置決め部の凸形状の嵌合部および凹形状の嵌合部が嵌合方向に対して直交もしくはほぼ直交する方向に対向するように少なくとも２個ずつ設けられており、凹形状の嵌合部には嵌合方向の位置を決めるストッパ部が設けられている、ことを特徴とする。

さらにまた、この発明（請求項４にかかる発明）は、リフレクタが、反射面が設けられている第１リフレクタと、半導体型光源がホルダ部材により固定されかつ位置決め部により位置決めされている第２リフレクタと、から構成されており、第１リフレクタと第２リフレクタとヒートシンク部材とが固定部材により同時に固定されている、ことを特徴とする。

さらにまた、この発明（請求項５にかかる発明）は、半導体型光源が、ホルダ部材を介してヒートシンク部材に、半導体型光源の基板面がほぼ垂直となるように、当接されていて、ヒートシンクが垂直置きもしくはほぼ垂直置き（縦置き）に設けられている、ことを特徴とする。

さらにまた、この発明（請求項６にかかる発明）は、反射面すなわち第１反射面の第２焦点もしくはその近傍と半導体型光源との間に配置されていて、半導体型光源から放射されて第１反射面で反射された反射光の一部をカットオフして残りの反射光でカットオフラインを有する所定の配光パターンを形成するシェードを備え、第１反射面の光軸に沿う平面もしくはほぼ平面をなしてシェードによりカットオフされた反射光を反射させて所定の補助配光パターンに形成する第２反射面を、シェードに設ける、ことを特徴とする。

この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、リフレクタの位置決め部とホルダ部材の位置決め部により、ホルダ部材を介してリフレクタまたはヒートシンク部材に固定されている半導体型光源とリフレクタの反射面との相対位置関係を高精度に位置決めすることができる。このために、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、半導体型光源からの光が反射面で反射されて投影レンズから外部に所定の方向に投影される所定の配光パターンであって、高精度の配光パターンが得られる。この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、高精度の配光パターンが得られることにより、交通安全に貢献することができる。

また、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、投影レンズとその投影レンズのレンズ焦点との間に平面反射面を投影レンズのレンズ光軸に対して交差させて配置するものである。この結果、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、投影レンズのレンズ焦点が平面反射面によりその平面反射面に対して対称である位置に擬似レンズ焦点として存在し、その擬似レンズ焦点が楕円または楕円を基本とする反射面の第２焦点もしくはその近傍に位置し、また、水平もしくはほぼ水平な投影レンズのレンズ光軸が平面反射面によりレンズ光軸に対して直交する擬似レンズ光軸として存在し、その擬似レンズ光軸が反射面の光軸に一致もしくはほぼ一致する。これにより、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、投影レンズと平面反射面とを水平方向に配置し、かつ、その投影レンズおよび平面反射面とリフレクタおよび半導体型光源とを垂直方向に配置することができる。したがって、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、水平方向の奥行き寸法を小さくすることができ、水平方向の奥行き寸法を小さくするというニーズに対応することができる。

さらに、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用灯具は、リフレクタの開口部の縁とホルダ部材の縁との少なくともいずれか一方に設けられている凸形状の嵌合部と他方に設けられている凹形状の嵌合部とから位置決め部が構成されているので、簡単な構造の凸形状の嵌合部と凹形状の嵌合部とを嵌合させることにより、半導体型光源とリフレクタの反射面との相対位置関係を高精度に位置決めすることができ、高精度の配光パターンが得られる。

さらにまた、この発明（請求項３にかかる発明）の車両用灯具は、前記の課題を解決するための手段により、少なくとも２個の凸形状の嵌合部と凹形状の嵌合部とをそれぞれ嵌合すると、少なくとも２個の凸形状の嵌合部および凹形状の嵌合部の対向する方向と、その対向方向に対して交差する方向と、嵌合方向との３方向の位置決めをすることができる。これにより、この発明（請求項３にかかる発明）の車両用灯具は、半導体型光源とリフレクタの反射面との相対位置関係をさらに高精度に位置決めすることができ、高精度の配光パターンが得られる。

さらにまた、この発明（請求項４にかかる発明）の車両用灯具は、前記の課題を解決するための手段により、半導体型光源とリフレクタの反射面との相対位置関係を高精度に位置決めすることができ、高精度の配光パターンが得られ、しかも、第１リフレクタと第２リフレクタとヒートシンク部材との複数の部品を固定部材により同時に固定することができるので、組付作業性が向上される。

さらにまた、この発明（請求項５にかかる発明）の車両用灯具は、半導体型光源がホルダ部材を介してヒートシンク部材に、半導体型光源の基板面が垂直もしくはほぼ垂直となるように、当接されていて、そのヒートシンク部材が縦置きに設けられている。この結果、この発明（請求項５にかかる発明）の車両用灯具は、半導体型光源とヒートシンク部材とが水平に配置されるので、半導体型光源において発生した熱を縦置きのヒートシンク部材を介して効率よく発散させることができる。しかも、この発明（請求項５にかかる発明）の車両用灯具は、リフレクタおよび半導体型光源および投影レンズおよび平面反射面側とヒートシンク部材側とを水平に配置することができるので、ヒートシンク部材の上方を外気に開放させることができる。これにより、この発明（請求項５にかかる発明）の車両用灯具は、半導体型光源の熱をさらに効率よく外気に発散させることができる。

さらにまた、この発明（請求項６にかかる発明）の車両用灯具は、反射面すなわち第１反射面の第２焦点もしくはその近傍と半導体型光源との間に配置されているシェードにより、半導体型光源から放射されて第１反射面で反射された反射光の一部をカットオフして残りの反射光でカットオフラインを有する所定の配光パターンを形成することができる。しかも、この発明（請求項６にかかる発明）の車両用灯具は、シェードに設けられていて第１反射面の光軸に沿う平面もしくはほぼ平面をなす第２反射面により、シェードでカットオフされた反射光を反射させて所定の補助配光パターンに形成することができるので、半導体型光源からの光を有効に利用することができる。

以下に、この発明にかかる車両用灯具の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。なお、この明細書中「前、後、上、下、左、右」は、車両用灯具を車両に装備した際の車両の「前、後、上、下、左、右」である。

以下、この実施例にかかる車両用灯具の構成について説明する。この例は、たとえば、自動車用前照灯について説明する。図において、符号１は、この実施例にかかる車両用灯具である。前記車両用灯具１は、図に示すように、プロジェクタタイプであって、ユニット構造をなす。前記車両用灯具１は、前側の第１リフレクタ（メインリフレクタ）２と、後側の第２リフレクタ（シェード兼リフレクタ、サブリフレクタ）３と、半導体型光源４と、シェード５と、投影レンズ（凸レンズ、集光レンズ）６と、平面反射面７と、ヒートシンク部材８と、ホルダ部材１６と、リング部材１７と、図示しない自動車用前照灯のランプハウジングおよびランプレンズ（たとえば、素通しのアウターレンズなど）と、から構成されている。

前記第１リフレクタ２および前記第２リフレクタ３および前記半導体型光源４および前記シェード５および前記投影レンズ６および前記平面反射面７および前記ヒートシンク部材８および前記ホルダ部材１６および前記リング部材１７は、ランプユニットを構成する。１個もしくは複数個の前記ランプユニットは、自動車用前照灯のランプハウジングおよびランプレンズにより区画されている灯室内に、たとえば光軸調整機構を介して配置されている。なお、前記灯室内に前記ランプユニット以外の他のランプユニットが配置されていてこの発明にかかる車両用灯具を構成する場合もある。

前記第１リフレクタ２および前記第２リフレクタ３は、光不透過性の樹脂部材などから構成されており、ケーシングやハウジングやホルダなどの保持部材と兼用である。また、前記第１リフレクタ２および前記第２リフレクタ３は、後記第１反射面９のほぼ垂直な光軸Ｚ２−Ｚ２に沿って垂直に前後に２分割してなるものである。前記第１リフレクタ２と前記第２リフレクタ３と前記ヒートシンク部材８とは、固定部材（たとえば、ボルトナット、スクリュー、加締め、クリップなど、この例では、スクリュー）１８により、一体に固定されている。

前記第１リフレクタ２は、上側の部分が下側に半円形に開口し、かつ、中央の後側の部分が開口し、中央の前側の部分が閉塞している。すなわち、前記第１リフレクタ２の中央の前側の部分の閉塞部は、外側（ 後側から前側）に膨らんだ凸形状をなす。前記第１リフレクタ２の中央の前側の部分の閉塞部の凹内面には、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されていて第１反射面９が設けられている。前記第１リフレクタ２のほぼ４隅部には、前記スクリュー１８がねじ込まれるねじ孔（もしくは前記スクリュー１８が通過する透孔）２５が複数個、この例では、４個（なお、図１においては、２個図示されている）設けられている。

前記第１反射面９は、楕円または楕円を基本とする反射面、たとえば、回転楕円面または楕円を基本とした自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）などの反射面（図８および図９の垂直断面が楕円面をなし、かつ、図示しない水平断面が放物面ないし変形放物面をなす反射面）からなる。このために、前記第１反射面９は、第１焦点Ｆ１と第２焦点（水平断面上の焦線、すなわち、前（正面）から見て両端が上側に位置し中央が下側に位置するような湾曲した焦線）Ｆ２と、を有する。

前記第２リフレクタ３は、垂直な板部からなり、前記板部の上側の部分が上側に半円形に開口し、かつ、前記板部の下側の中央部分に開口部１０が開口して設けられている。前記第２リフレクタ３の前記板部の前面には、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されていて、前記第１反射面９の光軸Ｚ２−Ｚ２に沿う平面もしくはほぼ平面をなす第２反射面１１が設けられている。前記第２反射面１１は、前記第１反射面９の第２焦点Ｆ２もしくはその近傍と前記半導体型光源４との間に設けられている。前記第２リフレクタ３の前記板部のほぼ４隅部には、前記スクリュー１８がねじ込まれるねじ孔（もしくは前記スクリュー１８が通過する透孔）２６が複数個、この例では、４個（なお、図１においては、２個図示されている）設けられている。

前記半導体型光源４は、たとえば、ＬＥＤ、ＥＬ（有機ＥＬ）などの自発光半導体型光源（この実施例ではＬＥＤ）を使用する。前記半導体型光源４は、基板１２と、前記基板１２の一面に固定された微小な矩形形状（正方形形状）の光源チップ（半導体チップ）の発光体（図示せず）と、前記発光体を覆う光透過部材１３と、電源（図示せず）に接続されるコネクタ（もしくは、ハーネス）２４と、から構成されている。前記半導体型光源４は、前記ホルダ部材１６に保持されている。前記半導体型光源４は、前記ホルダ部材１６を介して前記第２リフレクタ３または前記ヒートシンク部材８に固定されている。前記半導体型光源４の前記発光体（発光部）は、前記第１反射面９の前記第１焦点Ｆ１もしくはその近傍に位置する。

前記シェード５は、前記第２リフレクタ３と一体に設けられている。すなわち、前記シェード５は、前記第２リフレクタ３の前記板部と兼用するものである。この結果、前記シェード５には、前記第２反射面１１が設けられている。前記シェード５は、前記第１反射面９の第２焦点Ｆ２もしくはその近傍と前記半導体型光源４との間に配置されている。前記シェード５のうち前記第１反射面９の第２焦点Ｆ２もしくはその近傍の部分には、エッジ１４が前記第１反射面９の第２焦点Ｆ２に沿って設けられている。前記シェード５は、前記半導体型光源４から放射されて前記第１反射面９で反射された反射光Ｌ４の一部をカットオフして残りの反射光でカットオフラインを有する所定の配光パターン、たとえば、すれ違い用配光パターンや高速道路用配光パターンなど（図示せず）を形成する。前記シェード５の前記エッジ１４は、前記所定の配光パターンのカットオフライン（図示せず）およびエルボー点（図示せず）を形成する。

前記投影レンズ６は、前記第１リフレクタ２の下側の半円を形成する半円形開口の縁部と、前記第２リフレクタ３の上側の半円を形成する半円形開口の縁部と、に位置決めされて前記リング部材１７によって取り付けられている。前記投影レンズ６は、非球面レンズの凸レンズである。前記投影レンズ６の前方側（外部側）は、曲率が大きい（曲率半径が小さい）凸非球面をなし、一方、前記投影レンズ６の後方側（前記平面反射面７側）は、曲率が小さい（曲率半径が大きい）凸非球面をなす。このような投影レンズ６を使用することにより、前記投影レンズ６の焦点距離が小さくなるので、その分、この実施例にかかる車両用灯具１の前記投影レンズ６の水平もしくはほぼ水平なレンズ光軸Ｚ１−Ｚ１方向の寸法がコンパクトとなる。なお、前記投影レンズ６の後方側は、平非球面をなすものであってもよい。

前記投影レンズ６は、前記投影レンズ６からフロントフォーカス（前側焦点距離）ＦＦの位置に位置する前側焦点（前記平面反射面７側の焦点）であるレンズ焦点ＦＬ１と、前記投影レンズ６からバックフォーカス（後側焦点距離）の位置に位置する後側焦点（外部側の焦点）と、前記前側焦点のレンズ焦点ＦＬ１と前記後側焦点とを結ぶ水平もしくはほぼ水平なレンズ光軸Ｚ１−Ｚ１と、を有する。垂直もしくはほぼ垂直な前記第１反射面９の光軸Ｚ２−Ｚ２と水平もしくはほぼ水平な前記投影レンズ６のレンズ光軸Ｚ１−Ｚ１とは、直交する。前記投影レンズ６のレンズ焦点ＦＬ１は、物空間側の焦点面であるメリジオナル像面である。なお、前記半導体型光源４の光は、高い熱を持たないので、前記投影レンズ６として樹脂製のレンズを使用することができる。前記投影レンズ６は、この例ではアクリルを使用する。前記投影レンズ６は、前記平面反射面７で反射されたカットオフラインを有する前記所定の配光パターンおよび前記第２反射面１１からの反射光で形成される所定の補助配光パターン（図示せず）を前方に投影する。

前記平面反射面７は、平面板形状をなしていて、前記第２リフレクタ３の上側の半円形開口と前記シェード５の前記エッジ１４との間に一体に設けられている。前記平面反射面７の表面には、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されている。前記平面反射面７は、前記投影レンズ６と前記投影レンズ６のレンズ焦点ＦＬ１との間に前記レンズ光軸Ｚ１−Ｚ１に４５°もしくはほぼ４５°で交差して配置されている。前記平面反射面７は、カットオフラインを有する前記所定の配光パターンおよび補助配光パターンを前記投影レンズ６側に反射させるものである。

前記投影レンズ６のレンズ焦点ＦＬ１は、図８および図９に示すように、前記平面反射面７により、前記平面反射面７に対して対称である位置に擬似レンズ焦点ＦＬ２として存在する。前記擬似レンズ焦点ＦＬ２は、前記第１反射面９の第２焦点Ｆ２もしくはその近傍に位置する。また、水平もしくはほぼ水平な前記投影レンズ６のレンズ光軸Ｚ１−Ｚ１は、同じく図８および図９に示すように、前記平面反射面７により、水平もしくはほぼ水平な前記レンズ光軸Ｚ１−Ｚ１に対して直交する垂直もしくはほぼ垂直な擬似レンズ光軸Ｚ３−Ｚ３として存在する。垂直もしくはほぼ垂直な前記擬似レンズ光軸Ｚ３−Ｚ３は、前記第１反射面９の光軸Ｚ２−Ｚ２に一致もしくはほぼ一致する。

この結果、図８に示すように、外来光の平行光Ｌ１が外側から前記投影レンズ６に入射して前記投影レンズ６を透過して前記投影レンズ６から出射すると、前記投影レンズ６のレンズ焦点ＦＬ１に集束しようとする。この集束しようとする前記投影レンズ６からの出射光が前記平面反射面７で反射し、その反射光Ｌ２が前記擬似レンズ焦点ＦＬ２、すなわち、前記第１反射面９の第２焦点Ｆ２に集束する。また、図８および図９に示すように、水平もしくはほぼ水平な前記レンズ光軸Ｚ１−Ｚ１は、前記平面反射面７により、直角に折り曲げられた垂直もしくはほぼ垂直な擬似レンズ光軸Ｚ３−Ｚ３、すなわち、前記第１反射面９の光軸Ｚ２−Ｚ２となる。

前記ヒートシンク部材８は、平板の後面（背面、裏面）に複数枚のフィン１５を適宜間隔を開けて垂直方向に一体に設けたものである。前記ヒートシンク部材８は、垂直置きもしくはほぼ垂直置きすなわち縦置きに設けられている。前記ヒートシンク部材８の平板の前面（正面、表面）には、前記ホルダ部材１６を介して、前記半導体型光源４の前記基板１２の平面な後面が垂直もしくはほぼ垂直なるように当接されている。前記ヒートシンク部材８は、前記半導体型光源４において発生する熱を外部に放射させる。前記ヒートシンク部材８の平板のほぼ４隅部には、前記スクリュー１８がねじ込まれるねじ孔２７が複数個、この例では、４個（なお、図１においては、２個図示されている）設けられている。

前記ホルダ部材１６は、前記半導体型光源４を保持してスクリュー１９により前記第２リフレクタ３または前記ヒートシンク部材８に固定する。前記ホルダ部材１６と前記第２リフレクタ３とには、位置決め部がそれぞれ設けられている。

前記位置決め部は、前記第２リフレクタ３と前記半導体型光源４との位置を決める。前記位置決め部は、前記第２リフレクタ３の前記開口部１０の縁に設けられている半円形もしくはほぼ半円形をなす凸形状の嵌合部（以下、「凸嵌合部」と称する）２０と、前記ホルダ部材１６の縁に設けられている半円形もしくはほぼ半円形をなす凹形状の嵌合部（以下、「凹嵌合部」と称する）２１と、から構成されている。なお、前記凸嵌合部２０および前記凹嵌合部２１の形状は、半円形もしくはほぼ半円形以外の形状、たとえば、三角形や四角形や楕円などであっても良い。

前記位置決め部の前記凸嵌合部２０および前記凹嵌合部２１は、嵌合方向（前後方向）Ａ（図２参照）に対して直交もしくはほぼ直交する方向（この例では、左右方向）に対向するように２個ずつ設けられている。前記凹嵌合部２１には、前記嵌合方向Ａの位置を決めるストッパ部２２が一体に設けられている。前記ストッパ２２には、前記スクリュー１９がねじ込まれるねじ孔（もしくは前記スクリュー１９が通過する透孔）２３が設けられている。

前記凸嵌合部２０と前記凹嵌合部２１とを嵌合させると、図４〜図７に示すように、前記第２リフレクタ３と前記半導体型光源４との３方向の位置が決まる。前記３方向は、２個の前記凸嵌合部２０および前記凹嵌合部２１の対向する方向（左右方向）と、その対向方向に対して交差する方向（この例では、上下方向）と、嵌合方向（前後方向）Ａとの３方向である。

この実施例にかかる車両用灯具１は、以上のごとき構成からなり、以下、その組付方について説明する。

まず、スクリュー１９をホルダ部材１６のねじ孔２３からヒートシンク部材８の平板の前面に、すなわち、嵌合方向Ａに前側から後側にねじ込んで、半導体型光源４をヒートシンク部材８の平板の前面に、ホルダ部材１６を介して固定する（図３参照）。

つぎに、第２リフレクタ３の板部の後面をヒートシンク部材８の平板の前面に合わせる。このとき、第２リフレクタ３の位置決め部の凸嵌合部２０と、半導体型光源４のホルダ部材１６の位置決め部の凹嵌合部２１とを嵌合させる。すると、第２リフレクタ３と半導体型光源４との３方向の位置が決まり、かつ、半導体型光源４がホルダ部材１６を介して第２リフレクタ３の開口部１０に位置する（図５参照）。

それから、第１リフレクタ２の後面を第２リフレクタ３の板部の前面に合わせる。固定部材としてのスクリュー１８を、図１および図５中の矢印Ｂに示すように、第１リフレクタ２のねじ孔２５から第２リフレクタ３のねじ孔２６を経てヒートシンク部材８のねじ孔２７に、すなわち、嵌合方向Ａに前側から後側にねじ込んで、第１リフレクタ２と第２リフレクタ３とヒートシンク部材８とを同時に固定する（図６参照）。

または、第２リフレクタ３の位置決め部の凸嵌合部２０と、半導体型光源４のホルダ部材１６の位置決め部の凹嵌合部２１とを嵌合させて、第２リフレクタ３と半導体型光源４との３方向の位置を決め、かつ、半導体型光源４をホルダ部材１６を介して第２リフレクタ３の開口部１０に位置させる（図４参照）。

つぎに、スクリュー１９をホルダ部材１６のねじ孔２３から第２リフレクタ３の板部の後面に、すなわち、嵌合方向Ａに後側から前側にねじ込んで、半導体型光源４を第２リフレクタ３の板部の後面に、ホルダ部材１６を介して固定する（図４参照）。

それから、半導体型光源４をホルダ部材１６を介して固定した第２リフレクタ３の板部の後面をヒートシンク部材８の平板の前面に合わせる（図５参照）。さらに、第１リフレクタ２の後面を第２リフレクタ３の板部の前面に合わせる。固定部材としてのスクリュー１８を、図１および図５中の矢印Ｂに示すように、第１リフレクタ２のねじ孔２５から第２リフレクタ３のねじ孔２６を経てヒートシンク部材８のねじ孔２７に、すなわち、嵌合方向Ａに前側から後側にねじ込んで、第１リフレクタ２と第２リフレクタ３とヒートシンク部材８とを同時に固定する（図７参照）。

そして、投影レンズ６を、リング部材１７により、一体に固定された第１リフレクタ２の下側の半円を形成する半円形開口の縁部および第２リフレクタ３の上側の半円を形成する半円形開口の縁部に、位置決めして取り付ける（図８および図９参照）。なお、図８および図９においては、リング部材１７の図示が省略されており、また、図８においては、第２リフレクタ３と一体の平面反射面７のハッチングの図示が省略されている。

この実施例にかかる車両用灯具１は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。

まず、車両用灯具１の半導体型光源４の発光体を点灯発光させる。すると、半導体型光源４の発光体から光Ｌ３が放射される。この光Ｌ３は、第１反射面９で反射され、この反射光Ｌ４が第１反射面９の第２焦点Ｆ２および擬似レンズ焦点ＦＬ２に集束する。第２焦点Ｆ２および擬似レンズ焦点ＦＬ２に集束する反射光Ｌ４の一部は、シェード５によりカットオフされる。このシェード５によりカットオフされた反射光Ｌ４は、シェード５と一体である第２反射面１１により反射されて、所定の補助配光パターンに形成される。一方、残りの反射光Ｌ４でカットオフラインを有する所定の配光パターンが形成される。

所定の補助配光パターンとカットオフラインを有する所定の配光パターンとは、平面反射面７で反射されてあたかも投影レンズ６のレンズ焦点ＦＬ１から放射された光として、投影レンズ６を透過して合成され、所定の配光パターン（投影レンズ６から投影される光Ｌ５）として自動車(車両)前方に投影されて路面などを照明する。

また、半導体型光源４の発光体の点灯発光により、半導体型光源４に熱が発生すると、その熱は、ヒートシンク部材８に伝達され、かつ、そのヒートシンク部材８を介して外気(外部)に発散される。

この実施例にかかる車両用灯具１は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。

この実施例にかかる車両用灯具１は、第２リフレクタ３の位置決め部の凸嵌合部２０とホルダ部材１６の位置決め部の凹嵌合部２１とにより、ホルダ部材１６を介して第２リフレクタ３またはヒートシンク部材８に固定されている半導体型光源４と、第１リフレクタ２の第１反射面９および第２リフレクタ３の第２反射面１１および平面反射面７および投影レンズ６との相対位置関係を高精度に位置決めすることができる。このために、この実施例にかかる車両用灯具１は、半導体型光源４からの光Ｌ３が第１反射面９および第２反射面１１および平面反射面７で反射されて投影レンズ６から外部に所定の方向に投影される所定の配光パターンであって、高精度の配光パターンが得られる。この実施例にかかる車両用灯具１は、高精度の配光パターンが得られることにより、交通安全に貢献することができる。

また、この実施例にかかる車両用灯具１は、第２リフレクタ３の開口部１０の縁に設けられている凸嵌合部２０とホルダ部材１６の縁に設けられている凹嵌合部２１とから位置決め部が構成されている。このために、この実施例にかかる車両用灯具１は、簡単な構造の凸嵌合部２０と凹嵌合部２１とを嵌合させることにより、半導体型光源４と第１リフレクタ２の第１反射面９および第２リフレクタ３の第２反射面１１および平面反射面７および投影レンズ６との相対位置関係を高精度に位置決めすることができ、高精度の配光パターンが得られる。

さらに、この実施例にかかる車両用灯具１は、２個の凸嵌合部２０と凹嵌合部２１とをそれぞれ嵌合すると、２個の凸嵌合部２０および凹嵌合部２１の対向する方向（左右方向）と、その対向方向に対して交差する方向（上下方向）と、嵌合方向（前後方向）Ａとの３方向の位置決めをすることができる。これにより、この実施例にかかる車両用灯具１は、半導体型光源４と第１リフレクタ２の第１反射面９および第２リフレクタ３の第２反射面１１および平面反射面７および投影レンズ６との相対位置関係をさらに高精度に位置決めすることができ、高精度の配光パターンが得られる。

さらにまた、この実施例にかかる車両用灯具１は、半導体型光源４と第１リフレクタ２の第１反射面９および第２リフレクタ３の第２反射面１１および平面反射面７および投影レンズ６との相対位置関係を高精度に位置決めすることができ、高精度の配光パターンが得られ、しかも、第１リフレクタ２と第２リフレクタ３とヒートシンク部材８との複数の部品を固定部材としてのスクリュー１８により同時に固定することができるので、組付作業性が向上される。

さらにまた、この実施例にかかる車両用灯具１は、投影レンズ６とその投影レンズ６のレンズ焦点ＦＬ１との間に平面反射面７を投影レンズ６のレンズ光軸Ｚ１−Ｚ１に対して交差させて配置するものである。この結果、この実施例にかかる車両用灯具１は、投影レンズ６のレンズ焦点ＦＬ１が平面反射面７によりその平面反射面７に対して対称である位置に擬似レンズ焦点ＦＬ２として存在し、その擬似レンズ焦点ＦＬ２が楕円を基本とする第１反射面９の第２焦点Ｆ２もしくはその近傍に位置し、また、ほぼ水平な投影レンズ６のレンズ光軸Ｚ１−Ｚ１が平面反射面７によりほぼ水平なレンズ光軸Ｚ１−Ｚ１に対して直交するほぼ垂直な擬似レンズ光軸Ｚ３−Ｚ３として存在し、そのほぼ垂直な擬似レンズ光軸Ｚ３−Ｚ３が第１反射面９の光軸Ｚ２−Ｚ２に一致もしくはほぼ一致する。これにより、この実施例にかかる車両用灯具１は、投影レンズ６と平面反射面７とをほぼ水平方向に配置し、かつ、その投影レンズ６および平面反射面７と第１リフレクタ２および第２リフレクタ３および半導体型光源４およびシェード５とをほぼ垂直方向に配置することができる。したがって、この実施例にかかる車両用灯具１は、水平方向の奥行き寸法Ｗを小さくすることができ、水平方向の奥行き寸法Ｗを小さくするというニーズに対応することができる。

さらにまた、この実施例にかかる車両用灯具１は、半導体型光源４がその半導体型光源４の基板１２を介してヒートシンク部材８に、基板１２の平面がほぼ垂直となるように、取り付けられており、そのヒートシンク部材８がほぼ垂直置きに設けられている。この結果、この実施例にかかる車両用灯具１は、半導体型光源４とヒートシンク部材８とがほぼ水平に配置されるので、半導体型光源４において発生した熱をほぼ垂直置きのヒートシンク部材８を介して効率よく発散させることができる。しかも、この実施例にかかる車両用灯具１は、第１リフレクタ２および第２リフレクタ３および半導体型光源４およびシェード５および投影レンズ６および平面反射面７とヒートシンク部材８とをほぼ水平に配置することができるので、ヒートシンク部材８の上方を外気に開放させることができる。これにより、この実施例にかかる車両用灯具１は、半導体型光源４の熱を、図８および図９中の実線矢印に示すように、下から上にさらに効率よく外気に発散させることができる。

さらにまた、この実施例にかかる車両用灯具１は、第１反射面１１の第２焦点Ｆ２もしくはその近傍と半導体型光源４との間に配置されているシェード５により、半導体型光源４から放射されて第１反射面９で反射された反射光Ｌ４の一部をカットオフして残りの反射光でカットオフラインを有する所定の配光パターンを形成することができる。しかも、この実施例にかかる車両用灯具１は、シェード５に設けられていて第１反射面９の光軸Ｚ２−Ｚ２に沿うほぼ平面をなす第２反射面１１により、シェード５でカットオフされた反射光を反射させて所定の補助配光パターンに形成することができるので、半導体型光源４からの光を有効に利用することができる。

なお、前記の実施例においては、車両用灯具として自動車用前照灯について説明するものである。ところが、この発明においては、車両用灯具として自動車用前照灯以外の灯具、たとえば、リヤコンビネーションランプのテールランプやブレーキランプやテール・ブレーキランプやバックアップランプなどであっても良い。

また、前記の実施例においては、第１反射面９と第２反射面１１とを有する例について説明するものである。ところが、この発明においては、楕円を基本とする反射面だけでも良い。

さらに、前記の実施例においては、カットオフラインを有する所定の配光パターンと補助配光パターンとが照射されるものである。ところが、この発明においては、所定の配光パターンとしては、カットオフラインを有しない配光パターン、たとえば、フォグランプ用配光パターン、濡路用配光パターン、ディタイムランプ用配光パターン、テールランプ用配光パターン、ブレーキランプ用配光パターン、テール・ブレーキランプ用配光パターン、バックアップランプ用配光パターンなどであっても良い。

さらにまた、前記の実施例においては、第１リフレクタ２と第２リフレクタ３とを別個に形成してスクリュー１８によりヒートシンク部材８と共に一体に固定するものである。ところが、この発明においては、第１リフレクタ２と第２リフレクタ３とを一体に形成しても良い。

さらにまた、前記の実施例においては、リング部材１７を使用して投影レンズ６を第１リフレクタ２および第２リフレクタ３に取り付けるものである。ところが、この発明においては、リング部材１７を使用しないで、投影レンズ６と第１リフレクタ２および第２リフレクタ３とにそれぞれ設けられた取付部によって投影レンズ６を第１リフレクタ２および第２リフレクタ３に直接取り付けても良い。

さらにまた、前記の実施例においては、投影レンズ６と第１リフレクタ２および第２リフレクタ３とを別個に形成して相互に取り付けるものである。ところが、この発明においては、投影レンズ６と第１リフレクタ２および第２リフレクタ３とを一体に形成しても良い。この場合、リング部材１７や取付部などが不要である。

さらにまた、前記の実施例においては、平面反射面７が第２リフレクタ３に一体に設けられているものである。ところが、この発明においては、平面反射面７を形成する部材と第２リフレクタ３とを別個に形成して、平面反射面７を形成する部材を第２リフレクタ３に取り付けても良い。

さらにまた、前記の実施例においては、凸嵌合部２０および凹嵌合部２１の位置決め部が２個ずつ設けられている。ところが、この発明においては、位置決め部を１個もしくは３個以上設けても良い。

さらにまた、前記の実施例においては、投影レンズ６とその投影レンズ６のレンズ焦点ＦＬ１との間に平面反射面７を投影レンズ６のレンズ光軸Ｚ１−Ｚ１に対して交差させて配置して、投影レンズ６と平面反射面７とを水平方向もしくはほぼ水平方向に配置し、かつ、その投影レンズ６および平面反射面７と第１リフレクタ２および第２リフレクタ３および半導体型光源４とを垂直方向もしくはほぼ垂直方向に配置することにより、水平方向の奥行き寸法を小さくすることができる車両用灯具について説明するものである。ところが、この発明においては、特許文献１および特許文献２および特許文献３の車両用灯具と同様に、第１反射面９の光軸Ｚ２−Ｚ２と投影レンズ６の光軸Ｚ１−Ｚ１とが水平もしくはほぼ水平をなして、半導体型光源４および第１リフレクタ２および第２リフレクタ３および投影レンズ６が水平方向もしくはほぼ水平方向に配置されていて、水平方向の奥行き寸法が大きい車両用灯具にも適用することができる。

この発明にかかる車両用灯具の実施例を示す要部部品の分解斜視図である。 同じく、半導体型光源およびホルダ部材を示す斜視図である。 同じく、半導体型光源およびホルダ部材をヒートシンク部材に固定した状態を示す斜視図である。 同じく、半導体型光源およびホルダ部材を第２リフレクタに位置決めしかつ固定した状態を示す斜視図である。 同じく、半導体型光源およびホルダ部材と第２リフレクタとが位置決めされかつ第２リフレクタとヒートシンク部材とを固定する状態を示す斜視図である。 図５におけるＣ−Ｃ線断面図であって、半導体型光源およびホルダ部材をヒートシンク部材に固定し、つぎに、半導体型光源と第２リフレクタとの位置決めをし、それから、第１リフレクタと第２リフレクタとヒートシンク部材とを固定した状態を示す断面図である。 図５におけるＣ−Ｃ線断面図であって、半導体型光源と第２リフレクタとの位置決めをし、つぎに、半導体型光源およびホルダ部材を第２リフレクタに固定し、それから、第１リフレクタと第２リフレクタとヒートシンク部材とを固定した状態を示す断面図である。 同じく、平面反射面の作用原理を示す説明図である。 同じく、半導体型光源が点灯発光した状態を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 車両用灯具
２ 第１リフレクタ（メインリフレクタ）
３ 第２リフレクタ（シェード兼リフレクタ、サブリフレクタ）
４ 半導体型光源（ＬＥＤ）
５ シェード
６ 投影レンズ
７ 平面反射面
８ ヒートシンク部材
９ 第１反射面
１０ 開口部
１１ 第２反射面
１２ 基板
１３ 光透過部材
１４ エッジ
１５ フィン
１６ ホルダ部材
１７ リング部材
１８ スクリュー（固定部材）
１９ スクリュー
２０ 凸嵌合部（位置決め部）
２１ 凹嵌合部（位置決め部）
２２ ストッパ部
２３ ねじ孔（もしくは透孔）
２４ コネクタ（もしくはハーネス）
２５ ねじ孔（もしくは透孔）
２６ ねじ孔（もしくは透孔）
２７ ねじ孔
Ａ 凸嵌合部と凹嵌合部との嵌合方向
Ｂ スクリューのねじ込み方向
Ｆ１ 第１反射面の第１焦点
Ｆ２ 第１反射面の第２焦点
ＦＬ１ レンズ焦点
ＦＬ２ 擬似レンズ焦点
Ｚ１−Ｚ１ レンズ光軸
Ｚ２−Ｚ２ 第１反射面の光軸
Ｚ３−Ｚ３ 擬似レンズ光軸
ＦＦ フロントフォーカス
Ｗ 水平方向の奥行き寸法
Ｌ１ 平行光
Ｌ２ 平面反射面からの反射光
Ｌ３ 半導体型光源からの光
Ｌ４ 第１反射面からの反射光
Ｌ５ 投影レンズからの投影光

Claims (6)

1. 光源として半導体型光源を使用するプロジェクタタイプの車両用灯具において、
   楕円または楕円を基本とする反射面を有するリフレクタと、
   発光部が前記反射面の第１焦点もしくはその近傍に位置するように配置されている前記半導体型光源と、
   前記リフレクタに設けられていてレンズ光軸が水平もしくはほぼ水平をなしていて所定の配光パターンを所定の方向に投影する投影レンズと、
   前記リフレクタに設けられていて前記投影レンズと前記投影レンズのレンズ焦点との間に前記レンズ光軸に交差して配置されていて所定の配光パターンを前記投影レンズ側に反射させる平面反射面と、
   前記半導体型光源が当接されていて前記半導体型光源において発生する熱を外部に放射させるヒートシンク部材と、
   前記半導体型光源を保持して前記リフレクタまたは前記ヒートシンク部材に固定するホルダ部材と、
   前記リフレクタと前記ホルダ部材とにそれぞれ設けられていて前記リフレクタと前記半導体型光源との位置を決める位置決め部と、
   を備え、
   前記レンズ焦点は、前記平面反射面により前記平面反射面に対して対称である位置に擬似レンズ焦点として存在し、前記擬似レンズ焦点は、前記反射面の第２焦点もしくはその近傍に位置し、
   前記レンズ光軸は、前記平面反射面により前記レンズ光軸に対して直交する擬似レンズ光軸として存在し、前記擬似レンズ光軸は、前記反射面の光軸に一致もしくはほぼ一致する、
   ことを特徴とする車両用灯具。
2. 前記リフレクタのうち前記半導体型光源および前記ホルダ部材が位置する箇所には、開口部が設けられており、
   前記位置決め部は、前記リフレクタの前記開口部の縁と前記ホルダ部材の縁との少なくともいずれか一方に設けられている凸形状の嵌合部と、前記リフレクタの前記開口部の縁と前記ホルダ部材の縁との少なくともいずれか他方に設けられている凹形状の嵌合部と、から構成されていて、前記凸形状の嵌合部と前記凹形状の嵌合部とを嵌合させることによって前記リフレクタと前記半導体型光源との位置を決める、ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記位置決め部の前記凸形状の嵌合部および前記凹形状の嵌合部は、嵌合方向に対して直交もしくはほぼ直交する方向に対向するように少なくとも２個ずつ設けられており、前記凹形状の嵌合部には、前記嵌合方向の位置を決めるストッパ部が設けられている、ことを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
4. 前記リフレクタは、前記反射面が設けられている第１リフレクタと、前記半導体型光源が前記ホルダ部材により固定されかつ前記位置決め部により位置決めされている第２リフレクタと、から構成されており、前記第１リフレクタと前記第２リフレクタと前記ヒートシンク部材とは、固定部材により同時に固定されている、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用灯具。
5. 前記半導体型光源は、前記ホルダ部材を介して前記ヒートシンク部材に、前記半導体型光源の基板面が垂直もしくはほぼ垂直となるように、当接されていて、
   前記ヒートシンク部材は、垂直置きもしくはほぼ垂直置きに設けられている、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用灯具。
6. 前記反射面を第１反射面とし、
   前記第１反射面の第２焦点もしくはその近傍と前記半導体型光源との間に配置されていて前記半導体型光源から放射されて前記第１反射面で反射された反射光の一部をカットオフして残りの反射光でカットオフラインを有する所定の配光パターンを形成するシェードを備え、
   前記シェードには、前記第１反射面の光軸に沿う平面もしくはほぼ平面をなし、前記シェードによりカットオフされた前記反射光を反射させて所定の補助配光パターンに形成する第２反射面が設けられている、
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用灯具。

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