JP2013054959A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の振動に対して、発光素子を搭載するヒートシンクの光源取付部材の振動を抑制し得る構造とした車両用灯具を提供する。
【解決手段】 ヒートシンク２２と、ヒートシンク２２に搭載された発光素子２１と、発光素子２１の光照射面２１Ａ側に配置され該発光素子２１からの光を第１方向に反射させるリフレクタ２３とを備える車両用灯具である。ヒートシンク２２は、ヒートシンク本体２２Ａと、このヒートシンク本体２２Ａから第１方向に突出され発光素子２１が配置される板状の光源取付部材２２Ｂとから構成される。光源取付部材２２Ｂは、車両用灯具１０を車両に取り付けた場合に、車両の幅方向の水平面に対して傾斜して配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は車両用灯具に係り、光源として発光素子が用いられる車両用灯具に関する。

この種の車両用灯具としては、たとえば、ハウジングと前面レンズとで構成される灯室内に、チップ状の発光ダイオード（発光素子）と、この発光ダイオードの光照射面側に配置され該発光ダイオードからの光を前記前面レンズ側へ反射させるリフレクタとが備えられたものが知られている。

この場合、発光ダイオードはヒートシンクに搭載され、発光ダイオードの点灯によって発生する熱を該ヒートシンクに放熱させることによって、発光ダイオードの熱による特性変化を防止するようになっている。

また、ヒートシンクは、その放熱効果を大きくするため、比較的大きく形成され、その一部において突出された板状の部分に前記発光ダイオードが搭載されるように構成されるものがある。すなわち、ヒートシンクは、ハウジングに対して支持されるヒートシンク本体と、このヒートシンク本体から突出され前記発光ダイオードが配置される板状の光源取付部材とから構成されている。なお、前記光源取付部材は、車両用灯具を車両に取り付けた場合に、車両の幅方向の水平面に対して平行に配置されたものとなっている。

本願発明に関連する公知技術としては、たとえば下記特許文献１等を揚げることができる。

特開2010-86944号公報

しかし、上述のように構成された車両用灯具において、光源取付部材は、ヒートシンク本体に対していわゆる片持ち梁構造となっていることから、その表裏面方向の加速度に対して撓み易い構造となっている。

このため、該車両用灯具を車両に取り付けた場合、車両の上下方向の振動が光源取付部材に共振し易くなり、該光源取付部材に搭載された発光ダイオードも振動して、発光ダイオードからの光の配光ブレが生じ易くなるという不都合が生じる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、車両の振動に対して、発光素子を搭載するヒートシンクの光源取付部材の振動を抑制し得る構造とした車両用灯具を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明は、光源取付部材を、車両用灯具を車両に取り付けた場合に、車両の幅方向の水平面に対して傾斜して配置させるようにすることによって、車両の振動にともなう光源取付部材の振動を抑制させるようにしたものである。これにより、発光素子の振動を抑制でき、発光素子からの光の配光ブレを回避することができるようになる。

本発明は、以下の構成によって把握される。
（１）本発明の車両用灯具は、ヒートシンクと、前記ヒートシンクに搭載された発光素子と、前記発光素子の光照射面側に配置され前記発光素子からの光を第１方向に反射させるリフレクタとを備える車両用灯具であって、前記ヒートシンクは、ヒートシンク本体と、このヒートシンク本体から前記第１方向に突出され前記発光素子が配置される板状の光源取付部材とから構成され、前記光源取付部材は、前記車両用灯具を車両に取り付けた場合に、前記車両の幅方向の水平面に対して傾斜して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、前記発光素子は、前記車両用灯具を車両に取り付けた場合に、その光照射面が前記車両の幅方向の水平面とほぼ面一になるように前記光源取付部材に配置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、車両の振動に対して、発光素子を搭載するヒートシンクの光源取付部材の振動を抑制し得る構造とすることができる。

本発明の車両用灯具の要部を示した構成図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。 本発明の車両用灯具の全体を示す断面図である。 本発明の車両用灯具に具備されるヒートシンクを示す一部破断斜視図である。 本発明の効果を示す説明図である。 図１（ａ）と対応する図で、本発明の他の実施態様を示す図である。 図１（ａ）、（ｂ）と対応する図で、本発明の他の実施態様を示す図である。 本発明を適用していない車両用灯具の要部を示した比較図である。

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、実施形態という。）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中、ｘ、ｙ、ｚ方向は、車両用灯具１０を車両に取り付けた場合に、それぞれ、車両の前方方向、幅方向、高さ方向に一致させて示している。

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には予めホットメルト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、たとえば、発光素子２１、ヒートシンク２２、およびリフレクタ２３によって構成されている。

発光素子２１は、チップ状をなし、その表面に光照射面２１Ａが形成されて構成されている。この発光素子２１は、ハウジング１３に対して支持されるヒートシンク２２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２２は、発光素子２１の駆動中に発生する熱を放熱させ、これにより、発光素子２１の熱による特性劣化を防止するようになっている。なお、このヒートシンク２２については後にさらに詳述する。発光素子２１は、灯室１１の下方において、その光照射面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、その光照射面２１Ａが前面レンズ１２と直接に対向することなく、該光照射面２１Ａからの光の出射方向（図中矢印Ａで示す）が前面レンズ１２の光軸（図中一点鎖線Ｏで示す）と交差するように配置されている。

リフレクタ２３は、発光素子２１の光照射面２１Ａとほぼ面一となる平坦部２３Ａと、発光素子２１の光照射面２１Ａに対して上方の側に形成される湾曲部２３Ｂとを有し、前面レンズ１２側に開口２３Ｃが形成されて構成されている。リフレクタ２３の平坦部２３Ａ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２３Ｄが設けられている。これにより、発光素子２１を搭載したヒートシンク２２をハウジング１３に支持させた後に、リフレクタ２３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２３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２３の湾曲部２３Ｂ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を有し、発光素子２１の光照射面２１Ａ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２３の湾曲部２３Ｂは、発光素子２１の光照射面２１Ａからの光を前記光反射面で反射させて前面レンズ１２側へ出射させるようになっている。

図１（ａ）、（ｂ）は、車両用灯具１０からランプ２０を取り出して示した図で、図１（ａ）はリフレクタ２３の開口２３Ｃ側から見た正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のｂ−ｂ線における断面図である。なお、図１（ｂ）の断面図は、図２に示したランプ２０の断面図と一致している。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、ヒートシンク２２は、ハウジング１３に対して支持されるヒートシンク本体２２Ａと、このヒートシンク本体２２Ａから突出され前記発光ダイオード２１が配置される板状の光源取付部材２２Ｂとから構成されている。ヒートシンク本体２２Ａは、たとえばリフレクタ２３の背後部に配置され、比較的大きな容積を有するとともに、図示しない複数の放熱フィンによって表面積が大きくなっていることにより、放熱効果を大ならしめる構造となっている。また、光源取付部材２２Ｂは、ヒートシンク本体２２Ａからリフレクタ２３の開口２３Ｃ側へ突出された板状部材として形成されている。この光源取付部材２２Ｂは、ヒートシンク本体２２Ａとたとえば一体に取り付けられ、金属あるいは高熱伝導性の樹脂材等から構成されている。これにより、光源取付部材２２Ｂは、ヒートシンク本体２２Ａに対していわゆる片持ち梁構造となっている。光源取付部材２２Ｂは、上述したように発光ダイオード２１を搭載し、該発光ダイオード２１からの熱の一部を該光源取付部材２２Ｂよって放熱させるとともに、残りの大部分の熱をヒートシンク本体２２Ａによって放熱させるために該ヒートシンク本体２２Ａ側に伝導させようになっている。

ここで、光源取付部材２２Ｂは、図１（ａ）に示すように、図中右側の側端面（図中符号２２Ｂ_Ｒ）が図中左側の側端面（図中符号２２Ｂ_Ｌ）よりも高く形成され、これにより、発光ダイオード２１を搭載する表面が角度θの傾斜を有するようにしてヒートシンク本体２２Ａに取り付けられた構成となっている。すなわち、光源取付部材２２Ｂは、車両用灯具１０を車両に取り付けた場合に、該車両の幅方向の水平面（図中ｘｙ面）に対して角度θで傾斜して配置されるようにヒートシンク本体２２Ａに取り付けられた構成となっている。ここで、前記角度θは、たとえば ０°＜θ＜ ４５° の範囲に、また、好ましくは ５°＜θ＜ １５°の範囲に設定されている。なお、発光ダイオード２１は、光源取付部材２２Ｂが傾斜して配置されているのにも拘わらず、車両用灯具１０を車両に取り付けた場合に、その光照射面２１Ａが該車両の幅方向の水平面（図中ｘｙ面）とほぼ面一になるように光源取付部材２２Ｂに配置されるようになっている。これにより、発光ダイオード２１からの光の配光を既存のリフレクタ２３に対して行うことができるようになる。

図３は、このように構成されたヒートシンク２２を示す一部破断斜視図である。図３に示すように、光源取付部材２２Ｂは、発光ダイオード２１が搭載される面が車両の幅方向の水平面（図中ｘｙ面）に対して角度θの傾斜を有してヒートシンク本体２２Ａに取り付けられ、発光ダイオード２１は、光源取付部材２２Ｂにたとえば一体に設けられた台座部２２Ｅを介して搭載されることによって、その光照射面２１Ａが該車両の幅方向の水平面（図中ｘｙ面）とほぼ面一になるようになっている。なお、ヒートシンク本体２２Ａの光源取付部材２２Ｂが形成される面と反対側の面にはたとえば車両の幅方向（図中ｙ方向）に並設され車両の高さ方向（図中ｚ方向）に延在する複数の放熱フィン２２Ｆが形成されている。

このように、光源取付部材２２Ｂを、車両用灯具１０を車両に取り付けた状態で、該車両の幅方向の水平面に対して傾斜して配置させた場合、以下に示す理由によって、車両の振動に対して光源取付部材２２Ｂの振動を抑制できるように構成することができる。図４は、ヒートシンク本体２２Ａと光源取付部材２２Ｂからなるヒートシンク２２を車両前方側から観た図で、発光ダイオード２１の図示は省略している。図４から明らかなように、板状の光源取付部材２２Ｂは、車両用灯具１０を車両に取り付けた場合に、車両の幅方向の水平面に対して角度θ（０°＜θ＜４５°）の傾斜を有してヒートシンク本体２２Ａと一体に配置されている。

この場合、図中上下方向に外力Ｆ（車両の上下方向の振動と等価）が作用された場合、片持ち梁構造からなる光源取付部材２２Ｂを撓める方向に働く分力はＦｃｏｓθとなる。ここで、０°＜θ＜４５°であるから、ｃｏｓθ＜１であり、ＦｃｏｓθはＦより小さくなる。これにより、片持ち梁構造からなる光源取付部材２２Ｂを撓める方向に働く力を小さくすることができる。また、従来のように、片持ち梁構造からなる光源取付部材２２Ｂを車両の幅方向の水平面に対して平行に配置した場合の該光源取付部材２２Ｂの幅をＬとした場合、図４に示すように光源取付部材２２Ｂを角度θで傾けた場合、光源取付部材２２Ｂの幅はＬ／ｃｏｓθとなり、Ｌより大きくすることができ、剛性を増大させることができる。

このことから、光源取付部材２２Ｂを車両の幅方向の水平面に対して傾斜して配置させた場合、外力Ｆの影響が軽減されるとともに、剛性を増大できることから、車両の振動に対して、発光ダイオード２１を搭載する光源取付部材２２Ｂの振動を抑制し得る構造とすることができる。このため、光源取付部材２２Ｂに搭載された発光ダイオード２１の振動を抑制でき、発光ダイオード２１からの光の配光ブレを回避することができるようになる。そして、発光ダイオード２１を搭載する光源取付部材２２Ｂの振動を抑制し得る構造とできることから、たとえば、光源取付部材２２Ｂを薄肉化させて形成でき、あるいは片持ち梁構造からなる光源取付部材２２Ｂの長さを大きくすることができ、光源取付部材２２Ｂの設計の自由度を向上させる効果も奏する。

ちなみに、図７（ａ）、（ｂ）は、実施態様１に示したランプ２０のヒートシンク２２の構成において、車両用灯具１０を車両に取り付けた場合に、光源取付部材２２Ｂが該車両の幅方向の水平面（図中ｘｙ面）に対して平行に配置されている場合を示した図である。この場合、図中上下方向に外力Ｆ（車両の上下方向の振動と等価）が作用された場合、この外力Ｆは、低減されることなく、そのまま片持ち構造の光源取付部材２２Ｂを撓めさせる力となり、光源取付部材２２Ｂは共振し易くなる不都合を有する。

以上、説明したことから明かとなるように、本発明の車両用灯具によれば、車両の振動に対して、発光ダイオードを搭載するヒートシンク２２の光源取付部材２２Ｂの振動を抑制し得る構造とすることができる。

（実施態様２）
実施態様１に示した発光ダイオード２１は、車両用灯具１０を車両に取り付けた場合に、その光照射面２１Ａが車両の幅方向の水平面とほぼ面一になるように光源取付部材２２Ｂに配置させたものである。しかし、これに限定されることはなく、発光ダイオード２１を、光源取付部材２２Ｂと同様に、その光照射面２１Ａが車両の幅方向の水平面（図中ｘｙ面）に対して傾斜して光源取付部材２２Ｂに配置させるようにしてもよいことはもちろんである。この場合、リフレクタの光反射面の設計を変更することにより、発光ダイオードからの光を所定の配光状態で前面レンズ側へ出射させることができるようになる。この趣旨から、発光ダイオード２１は、車両の前後方向（図中ｘ方向）に傾けて搭載させてもよいことはいうまでもない。

（実施態様３）
実施態様１に示したヒートシンク２２は、ヒートシンク本体２２Ａと光源取付部材２２Ｂとを一体のものとして説明したが、これらヒートシンク本体２２Ａと２２Ｂはそれぞれ別個に形成し、たとえば螺子等によって組み合わ光源取付部材されるように構成したものであってもよいことはもちろんである。

（実施態様４）
実施態様１に示したヒートシンク２２において、発光ダイオード２１を搭載する光源取付部材２２Ｂは、車両用灯具１０を車両に取り付けた場合に、車両の幅方向の水平面に対して、たとえば、車両外側が高く車両内側が低くなるように傾斜させたものである。しかし、これに限定されることはなく、図１（ａ）に対応づけて描いた図５に示すように、光源取付部材２２Ｂは、車両の幅方向の水平面に対して車両外側が低く車両内側が高くなるように傾斜させるようにしてもよいことはいうまでもない。このようにした場合でも上述したと同様の効果が得られるようになる。

（実施態様５）
実施態様１に示した車両用灯具１０は、それを車両に取り付けた場合、発光ダイオード２１の上方にリフレクタ２３が配置される構造のものを示したものである。しかし、これに限定されることはなく、発光ダイオード２１の下方にリフレクタ２３が配置される構造のものにあっても適用できることはいうまでもない。図６は、発光ダイオード２１の下方にリフレクタ２３が配置される構造のものを図１に対応づけて示した図である。この場合においても、ヒートシンク２２は、ヒートシンク本体２２Ａと、発光ダイオードが配置される光源取付部材２２Ｂとで構成され、光源取付部材２２Ｂは、ヒートシンク本体２２Ａからリフレクタ２３の開口２３Ｃ側に突出された板状部材からなり、車両用灯具１０を車両に取り付けた場合に、該車両の幅方向の水平面（図中ｘｙ面）に対して角度θで傾斜して配置されるようになっている。

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、１２Ａ……周縁部（前面レンズの）、１３……ハウジング、１４……開口（ハウジングの）、１５……溝部、１６……ホットメルト、２０……ランプ、２１……発光素子、２１Ａ……光照射面、２２……ヒートシンク、２２Ａ……ヒートシンク本体、２２Ｂ……光源取付部材、２２Ｅ……台座部、２２Ｆ……放熱フィン、２３……リフレクタ、２３Ａ……平坦部（リフレクタの）、２３Ｂ……湾曲部（リフレクタの）、２３Ｃ……開口（リフレクタの）、２３Ｄ……開口部（リフレクタの）。

Claims (2)

1. ヒートシンクと、前記ヒートシンクに搭載された発光素子と、前記発光素子の光照射面側に配置され前記発光素子からの光を第１方向に反射させるリフレクタとを備える車両用灯具であって、
   前記ヒートシンクは、ヒートシンク本体と、このヒートシンクから前記第１方向に突出され前記発光素子が配置される板状の光源取付部材とから構成され、
   前記光源取付部材は、前記車両用灯具を車両に取り付けた場合に、前記車両の幅方向の水平面に対して傾斜して配置されていることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記発光素子は、前記車両用灯具を車両に取り付けた場合に、その光照射面が前記車両の幅方向の水平面とほぼ面一になるように前記光源取付部材に配置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。
   

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