JP2013045717A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子の放熱を充分に行うことができるともに、スペースの有効利用を図って小型化を実現できる車両用灯具を提供する。
【解決手段】ヒートシンク２３に搭載された発光素子２１と、この発光素子２１を駆動させる点灯回路基板４０と、を備える車両用灯具であって、前記ヒートシンク２３は、開口部３６を有する箱状の第１ヒートシンク２３Ａと、前記第１ヒートシンク２３Ａの前記開口部３６を閉塞して取り付けられる第２ヒートシンク２３Ｂとから構成され、前記点灯回路基板４０は、前記第１ヒートシンク２３Ａと第２ヒートシンク２３Ｂによって形成される内部空間内に配置されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は車両用灯具に係り、特に、光源として発光素子を用いた車両用灯具に関する。

この種の車両用灯具は、たとえば、ハウジングと前面レンズで構成される灯室内に、発光素子と、この発光素子からの光を前面レンズ側へ反射させるリフレクタとを配置させることによって構成されている。

この場合、発光素子はたとえばハウジングの外に配置させた点灯回路基板によって駆動されるようになっており、発光素子は、放熱手段であるヒートシンクに搭載させることによって、該発光素子の駆動の際の発熱による特性変化を回避させるようになっている。

なお、本発明に関連する技術として、たとえば、下記特許文献１、２等が揚げられる。特許文献１は、放電バルブを駆動させる制御基板（発熱部品が搭載されている）を金属ケース内に配置させるようになっており、該金属ケースには前記発熱部品の下部に放熱部が形成されている技術が開示されている。

また、特許文献２は、器具本体内に、発光ダイオードが実装された基板と、該発光ダイオードを点灯させる点灯装置を配置させるようになっており、発光ダイオードからの熱を前記基板の取付け部を介して器具本体に放熱させる技術が開示されている。

特開2002-252484号公報 特開2008-084783号公報

しかし、上述した構成からなる車両用灯具は、近年、灯室内のスペースが小さくなっていく傾向があることが否めない。

このような状況の下、発光素子からの熱をこれまで以上に放熱させ発光素子の特性安定を図ろうとして、ヒートシンクを大きくしようとしても、その大きさに限界を生じるようになっていた。

また、発光素子を駆動させる点灯回路基板を配置させるスペースが必要とされ、点灯回路基板を金属ケース等からなるノイズシールド部材に収納して外部からのノイズを回避しようとする場合には、該スペースも大きくなってしまう不都合が生じる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、発光素子の放熱を充分に行うことができるともに、スペースの有効利用を図って小型化を実現できる車両用灯具を提供するにある。

このような目的を達成するために、本発明は、発光素子の放熱を図るヒートシンクと点灯回路基板のノイズシールド部材を共通にする構成とすることにより、ヒートシンクの効果を向上させるとともに、スペースの有効利用を図るようにしたものである。

本発明は、以下の構成によって把握できる。
（１）本発明の車両用灯具は、ヒートシンクに搭載された発光素子と、この発光素子を駆動させる点灯回路基板と、を備える車両用灯具であって、前記ヒートシンクは、開口部を有する箱状の第１ヒートシンクと、前記第１ヒートシンクの前記開口部を閉塞して取り付けられる第２ヒートシンクとから構成され、前記点灯回路基板は、前記第１ヒートシンクと第２ヒートシンクによって形成される内部空間内に配置されていることを特徴とする。
（２）本発明の車両用灯具は、（１）の構成において、前記第１ヒートシンクの対向する一対の側壁面のそれぞれに溝が形成され、前記点灯回路基板は、前記第１ヒートシンクの前記開口部側から、対向する一対の各辺部が前記溝のそれぞれに嵌合された状態で挿入されることにより、前記第１ヒートシンクの内部空間内に配置されることを特徴とする。
（３）本発明の車両用灯具は、（１）の構成において、前記発光素子は、第１ヒートシンクに搭載されていることを特徴とする。
（４）本発明の車両用灯具は、（３）の構成において、前記点灯回路基板は、その半導体装置が搭載される面を前記発光素子が配置される側と反対側に近づけて、配置されていることを特徴とする。
（５）本発明の車両用灯具は、（３）の構成において、前記第１ヒートシンクは、前記発光素子が搭載されている面の厚さが、少なくとも前記発光素子が搭載されている面と対向する面の厚さよりも厚く形成されていることを特徴とする。

このように構成した車両用灯具によれば、発光素子の放熱を充分に行うことができるともに、スペースの有効利用を図って小型化を実現できるようになる。

本発明の車両用灯具の実施態様１の要部を示す斜視図である。 本発明の車両用灯具の実施態様１の全体の概略断面図である。 ヒートシンクとこのヒートシンクに搭載された発光素子を示した斜視図である。 第１ヒートシンク内に点灯駆動回路が配置された状態を、開口を有する一側面側から観た正面図である。 第１ヒートシンクを側面側から観た一部透視図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
（実施態様１）
図２は、本発明の車両用灯具の実施態様１の概略を示す断面図である。図２は、たとえば前照灯（ヘッドランプ）からなる車両用灯具１０を示している。

図２において、車両用灯具１０は、その灯室１１を前面レンズ１２とハウジング１３によって画成するようになっている。前面レンズ１２は車両の前方側（図面左側）に配置され、ハウジング１３は車両の後方側（図面右側）に配置されるようになっている。

ハウジング１３は車両の前方部に開口１４を有し、その開口縁において前面レンズ１２の周縁部１２Ａを挿入させる溝部１５が形成されている。ハウジング１３の開口縁の溝部１５にはホットメルト１６が塗布され、このホットメルト１６によって前面レンズ１２の周縁部１２Ａを固着させるとともに水分の侵入を防止するシール性を確保できるようになっている。

車両用灯具１０の灯室１１内にはランプ２０が配設されている。このランプ２０は、大略、発光素子２１とリフレクタ２２によって構成されている。

発光素子２１は、ペレット状をなし、その表面に光出射面２１Ａが形成されて構成されている。なお、この発光素子２１は、ハウジング１３に対して固定されるヒートシンク２３に搭載されて灯室１１内に配置されるようなっている。ヒートシンク２３は、発光素子２１の駆動中に発生する熱を放散させるようになっている。なお、このヒートシンク２３は、後述するように、発光素子２１を搭載する第１ヒートシンク２３Ａと、この第１ヒートシンク２３Ａの一側面に当接し、たとえばリフレクタ２２の外側に配置される第２ヒートシンク２３Ｂとで構成されている。発光素子２１は、たとえば、灯室１１の下方において、その光出射面２１Ａが灯室１１の上方を指向するようにして配置されている。すなわち、発光素子２１は、その光出射面２１Ａが前面レンズ１２と直接に対向することなく、該光出射面２１Ａからの光の出射方向（図中矢印Ａで示す）が前面レンズの光軸（図中点線Ｏで示す）と交差するように配置されている。

リフレクタ２２は、たとえば、発光素子２１の配置面（ヒートシンク２３の搭載面に相当する）とほぼ面一となる平坦部２２Ａと、発光素子２１の配置面に対して上方の側に形成される湾曲部２２Ｂとを有し、前面レンズ１２側に開口２２Ｃが形成されて構成されている。また、リフレクタ２２の平坦部２２Ａの発光素子２１が配置される個所には該発光素子２１を露出させる開口部２２Ｄが設けられている。これにより、発光素子２１をヒートシンク２３とともにハウジング１３に固定させた後に、リフレクタ２２をハウジング１３に固定させることによって、発光素子２１をリフレクタ２２に対して所定の個所に配置できるようになっている。

リフレクタ２２の湾曲部２２Ｂは、たとえば回転放物面、放物柱面等を組み合わせた自由曲面からなる表面を有し、発光素子２１と対向する側の内面は光反射処理がなされた光反射面を備えて構成されている。リフレクタ２２の湾曲部２２Ｂは、発光素子２１の光出射面２１Ａからの光を前記光反射面で反射させて前面レンズ１２側へ出射させる機能を有するようになっている。

図３は、ヒートシンク２３とこのヒートシンク２３に搭載された発光素子２１を示した斜視図である。図３において、ヒートシンク２３Ｂは、ほぼ立方体をなす第１ヒートシンク２３Ａと、この第１ヒートシンク２３Ａの一側面に当接して配置される第２ヒートシンク２３Ｂとから構成されている。第１ヒートシンク２３Ｂの上面のほぼ中央には、発光素子２１が、給電ソケット２４に嵌合された状態で、第１ヒートシンク２３Ａに係止される固定バネ２５に押圧されることによって配置されている。なお、給電ソケット２４、固定バネ２５は、それぞれ、開口が形成され、これら開口を通して発光素子２１の光出射面２１Ａが露出されるようになっている。第２ヒートシンク２３Ａは、たとえば第１ヒートシンク２３Ａの上面を超える高さを有する板状部３１と、この板状部３１の第１ヒートシンク２３Ａと反対側の面に並設された複数の放熱フィンからなるフィン部３２とが一体に形成されることによって構成されている。

図１は、図３に示した第１ヒートシンク２３Ａ、第２ヒートシンク２３Ｂ、発光素子２１等を分解して示した斜視図である。図から明らかなように、まず、第１ヒートシンク２３Ａは、第２ヒートシンク２３Ｂが当接して配置される一側面においてのみ開口を有する箱体（該開口と対向する側面は閉塞されている：図５参照）として形成されている。これにより、発光素子２１によって発生した熱は、第１ヒートシンク２３Ａに伝導されて該第１ヒートシンク２３Ａから放熱されるとともに、第２ヒートシンク２３Ｂにも伝導されて該第２ヒートシンク２３Ｂからも放熱されるようになっている。第１ヒートシンク２３Ａに対する第２ヒートシンク２３Ｂの取り付けは、たとえば、第２ヒートシンク２３Ｂに形成された螺子挿入孔３４を通して、第１ヒートシンク３２Ａの開口３６を縁取る側端面に形成された螺子螺入孔３５に螺入される螺子（図示せず）によってなされるようになっている。そして、立方体状の箱体からなる第１ヒートシンク２３Ａには、前記開口３６を通して収納される点灯駆動回路４０が配置されるようになっている。

点灯駆動回路４０は、発光素子２１の点灯を駆動する回路からなり、配線基板４０Ａの上面等に半導体素子および他の素子等が搭載されて構成されている。点灯駆動回路４０は、たとえば、その配線基板４０Ａが、発光素子２１が搭載される第１ヒートシンク２３Ａの上面とほぼ平行になるように第１ヒートシンク２３の開口３６内に配置されるようになっている。すなわち、第１ヒートシンク２３Ａの開口３６の上記上面と直交する内壁面のそれぞれには、開口３６から奥行きにかけて延在する溝３８が形成され、点灯駆動回路４０は、その配線基板４０Ａの辺部を該溝３８に嵌合させた状態で開口３６側から奥行き側へスライドさせることにより、第１ヒートシンク２３Ａ内に配置されるようになっている。
なお、図１では、点灯駆動回路４０の半導体素子および他の素子等が搭載される面は、図中上方にして、すなわち、発光素子２１が配置される側に近づけて配置するようにしたものである。しかし、これに限定されることはなく、点灯駆動回路４０の半導体素子および他の素子等が搭載される面を、図中下方にして、すなわち、発光素子２１が配置される側と反対側に近づけて配置させるようにしてもよい。このようにした場合、点灯駆動回路４０の半導体素子および他の素子等において、熱の影響を低減できる効果を奏する。

図４は、第１ヒートシンク２３Ａに点灯駆動回路４０が配置された状態を、開口３６が形成された一側面側から観た正面図である。このように、第１ヒートシンク２３Ａに収納される点灯駆動回路４０は、第１ヒートシンク２３Ａに対する第２ヒートシンク２３Ｂの取り付けがなされた後、その周囲を金属体によって完全に被われることになることから、外部からのノイズに全く影響されることのない構成とすることができる。
なお、図４において、立方体からなる第１ヒートシンク２３Ａは、前記開口３６が形成される側の面を除いて、厚さを有する５つの面を有することになり、この場合、発光素子２１が搭載されている面の厚さＴは、少なくとも発光素子２１が搭載されている面と対向する面の厚さＴ’よりも厚く形成するようにしてもよい。このようにした場合、発光素子２１からの放熱の大部分を第１ヒートシンク２３Ａの上部（発光素子２１が配置されている側）で行うことができ、点灯駆動回路４０への熱の影響を低減できる効果を奏する。

また、図１に示すように、発光素子２１は、第１ヒートシンク２３Ａの上面に直接に接触して配置されるとともに、上方から給電ソケット２４が嵌合されるようになっている。給電ソケット２４は、点灯駆動回路４０とコード３９を介して電気的接続がなされ、発光素子２１と嵌合されることによって、発光素子２１と点灯駆動回路４０との電気的接続が図れるようになっている。なお、第１ヒートシンク２３Ａの開口３６を縁取る側端面には該開口３６から上面にまで至る溝部４２が形成されており、この溝部４２に前記コード３９を挿入して配置させておくことで、第１ヒートシンク２３Ａと第２ヒートシンク２３Ｂとの取り付けがなされた後においても、点灯駆動回路４０に接続されるコード３９を発光素子２１側へ引き出せるようになっている。そして、給電ソケット２４に嵌合された発光素子２１は、第１ヒートシンク２３Ａを側面側から観た図５に示すように、該給電ソケット２４を介して押さえられる固定バネ２５によって、第１ヒートシンク２３Ａの上面の定位置に配置されるようになっている。

固定バネ２５は、第１ヒートシンク２３Ａの開口３６側の側端面にまで延在するたとえば２個の係止部２５Ａと、第１ヒートシンク２３Ａの前記側端面と対向する側面側にまで延在するたとえば１個の係止部２５Ｂを備え、係止部２５Ａが第１ヒートシンク２３Ａの側端面に形成された凹部４５Ａに係止され、係止部２５Ｂが第１ヒートシンク２３の側面に形成された凹部４５Ｂに係止されることによって、固定バネ２５の有する弾性で発光素子２１を第１ヒートシンク２３Ａ側へ押圧させるようになっている。これにより、発光素子２１と第１ヒートシンク２３Ａとの間に空気層の隙間を無くし、発光素子２１からの熱を効率よく第１ヒートシンク２３Ａ、さらには第２ヒートシンク２３Ｂへ伝導させることができるようになる。

このように構成した車両用灯具は、ヒートシンク２３に配線基板４０Ａを内蔵させた構成としていることから、該ヒートシンク２３を従来において該配線基板４０Ａを配置させていたスペースを必要としなくなるとともに、ヒートシンクの表面積を大きくでき、発光素子２１からの熱の放熱効果を大きくすることができるようになる。

また、従来のように配線基板４０Ａを金属ケース等からなるノイズシールド部材に収納させていた構成において、該ノイズシールド部材によるスペースの確保を必要とするが、本発明のように、ノイズシールド部材をヒートシンク２３によって兼用させる構成とすることによって、スペースの大幅な低減を図ることができるようになる。

このようなことから、実施態様１による車両用灯具によれば、発光素子２１の放熱を充分に行うことができるとともに、スペースの有効利用を図って小型化を実現できるようになる。
（実施態様２）
実施態様１では、第２ヒートシンク２３Ｂを、第１ヒートシンク２３Ａの前面レンズ１２と反対側の面において配置させるように構成したものである。しかし、第２ヒートシンク２３Ｂを取り付ける第１ヒートシンク２３Ａの面は、発光素子２１が搭載される面を除いた他の面ならば、どの面であってもよく、また、これらの面は二以上の面であってもよい。要は、第２ヒートシンク２３Ｂは灯室１１内においてスペース的に余裕がある部分を選択して取り付けることができる。
（実施態様３）
実施態様１では、第２ヒートシンク２３Ｂにフィン部３２が形成され、第１ヒートシンク２３Ａに放熱フィンが形成されていない構成としたものである。しかし、これに限定されることはなく、第１ヒートシンク２３Ａにフィン部３２が形成され、第２ヒートシンク２３Ｂにフィン部が形成されていない構成とするようにしてもよい。また、第１ヒートシンク２３Ａおよび第２ヒートシンク２３Ｂのいずれにもフィン部を形成するようにしてもよく、また、形成しなくてもよい。
（実施態様４）
実施態様１では、灯室１１内に発光素子２１、ヒートシンク２３、リフレクタ２２を備えた構成としたものである。しかし、ハウジング１３に対してこれら発光素子２１、ヒートシンク２３、リフレクタ２２を傾動させる機構を備えるように構成してもよいことはいうまでもない。
（実施態様５）
実施態様１では、灯室１１内に一個のランプを備えた構成としたものである。しかし、これに限らず、同じ灯室内に複数のランプを備えるようにしてもよいことはいうまでもない。

以上説明したことから明らかなように、本発明による車両用灯具によれば、発光素子の放熱を充分に行うことができるともに、スペースの有効利用を図って小型化を実現できるようになる。

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またその様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０……車両用灯具、１１……灯室、１２……前面レンズ、１３……ハウジング、１４……開口（ハウジングの）、１２Ａ……周縁部（前面レンズの）、１５……溝部、１６……ホットメルト、２０……ランプ、２１……発光素子、２１Ａ……光出射面、２２……リフレクタ、２２Ａ……平坦部（リフレクタの）、２２Ｂ……湾曲部（リフレクタの）、２２Ｃ……開口（リフレクタの）、２２Ｄ……開口部（リフレクタの）、２３……ヒートシンク、２３Ａ……第１ヒートシンク、２３Ｂ……第２ヒートシンク、２４……給電ソケット、２５……固定バネ、３１……板状部（第２ヒートシンクの）、３２……フィン部（第２ヒートシンクの）、３４……螺子挿入孔、３５……螺子螺入孔、３６……開口（第１ヒートシンクの）、３８……溝、３９……コード、４０……点灯駆動回路、４０Ａ……配線基板、４２……溝部、４５Ａ、４５Ｂ……凹部。

Claims (5)

1. ヒートシンクに搭載された発光素子と、この発光素子を駆動させる点灯回路基板と、を備える車両用灯具であって、
   前記ヒートシンクは、開口部を有する箱状の第１ヒートシンクと、前記第１ヒートシンクの前記開口部を閉塞して取り付けられる第２ヒートシンクとから構成され、
   前記点灯回路基板は、前記第１ヒートシンクと第２ヒートシンクによって形成される内部空間内に配置されていることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記第１ヒートシンクの対向する一対の側壁面のそれぞれに溝が形成され、前記点灯回路基板は、前記第１ヒートシンクの前記開口部側から、対向する一対の各辺部が前記溝のそれぞれに嵌合された状態で挿入されることにより、前記第１ヒートシンクの内部空間内に配置されることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記発光素子は、第１ヒートシンクに搭載されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
4. 前記点灯回路基板は、その半導体装置が搭載される面を前記発光素子が配置される側と反対側に近づけて、配置されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具。
5. 前記第１ヒートシンクは、前記発光素子が搭載されている面の厚さが、少なくとも前記発光素子が搭載されている面と対向する面の厚さよりも厚く形成されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具。

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