JP2015065034A - 光源モジュールを用いた車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】組み立てに際して、灯室内に収容されたＬＥＤ実装基板とＬＥＤ駆動制御基板とを接続するハーネスの余長処理を必要としない構成の車両用灯具を提供することにある。【解決手段】光源モジュール１を、ヒートシンク３０にＬＥＤ実装基板１０を固定すると共にＬＥＤ駆動制御基板２０を仮固定して、ＬＥＤ実装基板１０とＬＥＤ駆動制御基板２０をハーネス３によって電気的に接続した構成とし、ハウジング４０と前面レンズ５０で形成した灯室６５内に、ＬＥＤ実装基板１０をヒートシンク３０を介してハウジング４０に固定すると同時にＬＥＤ駆動制御基板２０をハウジング４０に固定して収容した。【選択図】図６

Description

本発明は、車両用灯具に関するものであり、詳しくは、光源のＬＥＤを実装したＬＥＤ実装基板とＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動制御基板がハーネスによって電気的に接続された光源モジュールが、ハウジングとレンズで形成された灯室内に収容されてなる車両用灯具に関する。

従来、この種の車両用灯具としては、特許文献１に「車両用前照灯」として開示されたものがある。

それは、図７に示すように、発光素子光源８０ａ、８０ｂ、８０ｃの夫々が搭載された光源実装基板８１ａ、８１ｂ、８１ｃがヒートシンク８２の光源支持部８２ａ上に配置されて光源モジュール８３が形成され、リフレクタ８４とアウターレンズ８５で形成される灯室内に、光源モジュール８３のヒートシンク８２の光源支持部８２ａと、リフレクタ８４に取り付けられて発光素子光源８０ａ、８０ｂ、８０ｃの点灯制御を行う点灯回路基板８７とが収容されている。光源実装基板８１ａ、８１ｂ、８１ｃの夫々と点灯回路基板８７とはハーネスを介して電気的に接続される。なお、符号８８はエクステンション、符号８９はインナーレンズを示している。

特開２０１１−１２４１１１号公報

ところで、上記構成の車両用灯具は、組み立てに際しては、予め、リフレクタ８４に取り付けられた点灯回路基板８７と、光源モジュール８３のヒートシンク８２の光源支持部８２ａ上に配置された光源実装基板８１ａ、８１ｂ、８１ｃの夫々とをハーネスによって接続しておき、後工程において、ヒートシンク８２の光源支持部８２ａを灯室内に挿入した状態で光源モジュール８３をリフレクタ８４に装着する。

そのため、光源実装基板８１ａ、８１ｂ、８１ｃの夫々と点灯回路基板８７とを接続するハーネスが長くなって余長処理が必要となり、組み立て性が悪いために生産性の低下を招く。

そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、組み立てに際して、灯室内に収容された光源実装基板（ＬＥＤ実装基板）と点灯回路基板（ＬＥＤ駆動制御基板）とを接続するハーネスの余長処理を必要としない構成の車両用灯具を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、開口を有するハウジングと前記ハウジングの開口を塞ぐように装着された前面レンズにより形成された閉空間からなる灯室内に光源モジュールが収容されてなる車両用灯具であって、前記光源モジュールは、光源のＬＥＤが実装されたＬＥＤ実装基板がヒートシンクに固定されると共に前記ＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動制御基板が前記ヒートシンクに仮固定されて一体化されて前記ＬＥＤ実装基板と前記ＬＥＤ駆動制御基板がハーネスを介して電気的に接続されており、前記光源モジュールが、前記ＬＥＤ実装基板がヒートシンクを介して前記ハウジングに固定され、前記ＬＥＤ駆動制御基板が前記ハウジングに固定されることにより前記灯室内に収容されることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記光源モジュールは前記灯室内に収容された状態において、前記ＬＥＤ実装基板と前記ＬＥＤ駆動制御基板との間に、前記ＬＥＤからの出射光を前記前面レンズに向けて反射する光反射面を有するリフレクタを備えていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２において、前記ＬＥＤ駆動制御基板は、前記ＬＥＤの夫々に安定した一定の電流を供給する定電流回路を有していることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、前記ハウジングは、アルミダイキャストで形成されていることを特徴とするものである。

本発明の、光源モジュールを用いた車両用灯具は、光源モジュールを、ヒートシンクにＬＥＤ実装基板を固定すると共にＬＥＤ駆動制御基板を仮固定して、ＬＥＤ実装基板とＬＥＤ駆動制御基板をハーネスによって電気的に接続した構成とし、ハウジングと前面レンズで形成した灯室内に、ＬＥＤ実装基板をヒートシンクを介してハウジングに固定すると同時にＬＥＤ駆動制御基板をハウジングに固定することにより、光源モジュールを収容した。

その結果、組み立てに際して、灯室内に収容されたＬＥＤ実装基板とＬＥＤ駆動制御基板とを接続するハーネスの余長処理を必要としない構成の車両用灯具を実現することができた。

実施形態の光源モジュールを斜め前下方から見た斜視図である。 光源モジュールを斜め後上方から見た斜視図である。 は光源モジュールをハウジング内に収容した状態の縦断面図である。 図３の部分拡大図である。 光源モジュールとリフレクタの関係を示す斜視図である。 車両用灯具の縦断面図である。 従来例の説明図である。

以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図６を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。

図１は実施形態の車両用灯具を構成する光源モジュールを斜め前下方から見た斜視図、図２は光源モジュールを斜め後上方から見た斜視図、図３は光源モジュールをハウジング内に収容した状態の縦断面図、図４は図３の部分拡大図、図５は光源モジュールとリフレクタの関係を示す斜視図、図６は車両用灯具の縦断面図である。

なお、以下の車両用灯具の説明のなかで使用する「上下方向」、「左右方向」及び「前後方向」の方向を示す用語の夫々は、車両用灯具を車両に搭載した状態における「車両の上下方向」、「車両の幅方向」及び「車両の前後方向」となる方向を示す。

図１及び図２より、光源モジュール１は主に、光源となる複数のＬＥＤ２、複数のＬＥＤ２を実装したＬＥＤ実装基板１０、各ＬＥＤ２を定電流で駆動（点灯）制御するための駆動制御素子が実装されたＬＥＤ駆動制御基板２０、ＬＥＤ実装基板１０を取り付け固定すると共にＬＥＤ駆動制御基板２０を仮固定するヒートシンク３０、ＬＥＤ実装基板１０とＬＥＤ駆動制御基板２０を電気的に接続するハーネス３を備えている。

ヒートシンク３０は、熱伝導性が良好な金属材料で形成され、略平板状の基台部３１と、基台部３１の一方の面の中央部から該基台部３１に垂直方向に延びる板状の板状支持部３２と、平板部３１の対向する両縁部から板状支持部３２の延長方向と反対方向に、互いに平行に延びる一対の延長支持部３３、３４を有している。

板状支持部３２は、後述するハウジング４０にヒートシンク３０を支持固定するためのヒートシンク固定用ネジ孔３２ａが設けられており、延長支持部３３、３４の夫々には、光源モジュール１をハウジング４０に装着した後に該光源モジュール１に後述するリフレクタ６０を支持固定するためのリフレクタ固定用ネジ孔３３ａ、３４ａ及び後述するエクステンション６３を支持固定するためのエクステンション固定用孔３３ｂ、３４ｂが設けられると共に、先端部には後述するＬＥＤ駆動制御基板２０に設けられた一対のヒートシンク嵌合溝２０ａ、２０ｂに嵌め合わせる一対のＬＥＤ駆動制御基板嵌合溝３３ｃ、３４ｃが設けられている。

ＬＥＤ実装用基板１０は、一方の面に複数のＬＥＤ２が左右方向に一直線状に且つ各ＬＥＤ２の光軸がＬＥＤ実装基板１０の面方向に対して垂直方向の下方を向くように実装されていると共に、ＬＥＤ駆動制御基板２０に対して電気的に接続するためのコネクタ１１が設けられている。

ＬＥＤ駆動制御基板２０は、ＬＥＤ２を定電流で駆動（点灯）制御するための駆動制御素子（図示せず）が実装されており、ヒートシンク３０の一対の延長支持部３３、３４の夫々に設けられたＬＥＤ駆動制御基板嵌合溝３３ｃ、３４ｃの夫々に嵌め合わせる一対のヒートシンク嵌合溝２０ａ、２０ｂが設けられると共に、ハウジング４０にＬＥＤ駆動制御基板２０を支持固定するＬＥＤ駆動制御基板固定用ネジ孔２０ｃが設けられている。

また、ＬＥＤ駆動制御基板２０は、ＬＥＤ実装基板１０に対して電気的に接続するためのコネクタ２１が設けられてと共に、外部電源に対して電気的に接続するための一対の外部導出用リード線の夫々の一端部が挿通はんだ接合される電極孔２０ｄ、２０ｅが設けられている。

光源モジュール１は、上述のヒートシンク３０、複数のＬＥＤ２が実装されてなるＬＥＤ実装基板１０及びＬＥＤ駆動制御基板２０において、ＬＥＤ実装基板１０が、ヒートシンク３０の基台部３１の、板状支持部３２が延設された面と反対側の面（他方の面）に、互いの面同士が全面に亘って熱伝導性が良好なグリース（図示せず）を介して面接触した状態で取り付け固定され、ＬＥＤ駆動制御基板２０が、該ＬＥＤ駆動制御基板２０のヒートシンク嵌合溝２０ａ、２０ｂの夫々をヒートシンク３０の延長支持部３３、３４の夫々に設けられたＬＥＤ駆動制御基板嵌合溝３３ｃ、３４ｃに嵌め合わせた状態でヒートシンク３０に仮固定され、その後、ＬＥＤ実装基板１０とＬＥＤ駆動制御基板２０が、夫々に設けられたコネクタ１１、２１に接続されたハーネス３を介して電気的に接続されると共に、図示しないが、電極孔２０ｄ、２０ｅの夫々に外部導出用リード線がはんだ接合されることにより、組み上がる。

上記手順で組み上がった光源モジュール１は、アルミダイキャストで形成されたハウジング４０と透明部材で形成された前面レンズ５０によって形成された閉空間からなる灯室６５内に収容されて支持固定される。

その手順は、図３に示すように、ハウジング４０に設けられた、ＬＥＤ駆動制御基板２０の電極孔２０ｄ、２０ｅ（図１又は図２参照）の夫々にはんだ接合された外部導出用リード線が気密に貫通するリード線貫通孔（図示せず）に、外部導出用リード線を通して引張りながら開口を有するハウジング４０の該開口側からハウジング４０内に光源モジュール１を収容し、ヒートシンク３０の板状支持部３２に設けられたヒートシンク固定用ネジ孔３２ａにネジ３５を通してハウジング４０に予め形成されたタップ孔４１にねじ込んで螺合して、ヒートシンク３０をハウジング４０に固定する。

次に、ヒートシンク３０の一対の延長支持部３３、３４に仮固定されたＬＥＤ駆動制御基板２０に設けられたＬＥＤ駆動制御基板固定用ネジ孔２０ｃ（図１又は図２参照）にネジ（図示せず）を通してハウジング４０に予め形成されたタップ孔（図示せず）にねじ込んで螺合して、ＬＥＤ駆動制御基板２０を熱伝導が良好なグリース（図示せず）を介してハウジング４０に支持固定する。

このとき、ＬＥＤ駆動制御基板２０は図４に示すように、ハウジング４０に支持固定されることにより、ヒートシンク３０の一対の延長支持部３３、３４に対する仮固定が解除されて一対の延長支持部３３、３４との接触がなくなり、ヒートシンク３０に対して非接触状態となる。

そして、上述のように、光源モジュール１をハウジング４０内に収容して固定した後、
ハウジング４０内において、図５にあるように、リフレクタ６０を、ヒートシンク３０の基台部３１に取り付け固定されたＬＥＤ実装基板１０とハウジング４０に支持固定されたＬＥＤ駆動制御基板２０との間に位置させ、リフレクタ６０に予め形成されたネジ孔にネジを通してヒートシンク３０の一対の延長支持部３３、３４の夫々に設けられたタップ孔からなるリフレクタ固定用ネジ孔３３ａ、３４ａにねじ込んで螺合して、リフレクタ６０を光源モジュール１のヒートシンク３０に固定する。

リフレクタ６０は湾曲形状を呈しており、少なくとも凹状の内面６１は鏡面処理が施されて鏡面反射面となっており、この鏡面反射面がＬＥＤ実装基板１０に実装されたＬＥＤ２の光出射面に対向するように配置される。

次に、図６にあるように、リフレクタ６０の下方前部に、ヒートシンク３０の一対の延長支持部３３、３４の夫々に設けられたエクステンション固定用ネジ孔３３ｂ、３４ｂ（図１又は図２参照）を介してエクステンション６３を取り付ける。

最後に、ハウジング４０の開口を覆うように前面レンズ５０を気密に装着する。

上記構成の車両用灯具（以下、「灯具」と略称する）７０は、ＬＥＤ２を駆動（点灯）すると、ＬＥＤ２から出射してリフレクタ６０の凹状内面６１の鏡面反射面に向かう光Ｌは、該鏡面反射面で反射されて反射光が前面レンズ５０を通して灯具７０外に照射される。

それと同時に、ＬＥＤ２の発光源となるＬＥＤ素子は点灯時（発光時）に発熱し、その大部分はＬＥＤ２が実装されたＬＥＤ実装基板１０及びＬＥＤ実装基板１０が固定されたヒートシンク３０を経てアルミダイキャストからなるハウジング４０に至る伝熱経路Ｃ１を伝導されて該ハウジング４０を介して灯具７０外に放散される。これにより、ＬＥＤ素子の発光時の発熱が効率よく放熱されてＬＥＤ素子の温度上昇が抑制され、よってＬＥＤ素子の自己発熱による温度上昇に起因するＬＥＤ素子の発光効率の低減による発光光量の減少が抑えられると共に、同様にＬＥＤ素子の自己発熱による温度上昇に起因するＬＥＤ素子の劣化による素子寿命の短縮も抑制される。

また、ＬＥＤ駆動制御基板２０に実装された駆動制御素子の発熱は、ＬＥＤ駆動制御基板２０及びＬＥＤ駆動制御基板２０が面接触した状態で取り付け固定されたハウジング４０による伝熱経路Ｃ２を伝導されて該ハウジング４０を介して灯具７０に放散される。これにより、駆動制御素子もＬＥＤ素子と同様に、自己発熱による温度上昇を良好に抑制することができ、駆動制御素子の温度上昇に起因する素子特性の変化を抑制して一定の電流（定電流）でＬＥＤ素子を駆動する（発光させる）ことがでる。その結果、ＬＥＤ素子からは安定した発光光量を得ることができる。

この場合、ＬＥＤ２の点灯時に発熱源となるＬＥＤ２及び駆動制御素子の夫々を実装したＬＥＤ実装基板１０及びＬＥＤ駆動制御基板２０はいずれも、ハウジング４０と前面レンズ５０で形成された灯室６５内に位置するが、ＬＥＤ実装基板１０はヒートシンク３０に取り付け固定され、ＬＥＤ駆動制御基板２０はハウジング４０に支持固定されている。

換言すると、ＬＥＤ実装基板１０とＬＥＤ駆動制御基板２０は別部材に取り付けられており、ＬＥＤ実装基板１０に実装されたＬＥＤ２による発熱とＬＥＤ駆動制御基板２０に実装された駆動制御素子による発熱は、互いの発熱源が離れた位置に位置することにより分離され、ハウジング４０の離れた位置に伝熱される。そのため、発熱源のＬＥＤ２及び駆動制御素子に対して、ハウジングによる良好な放熱効果を得ることができる。

更に、ＬＥＤ実装基板１０とＬＥＤ駆動制御基板２０の間にリフレクタ６０が位置することにより、灯室６５内においてＬＥＤ実装基板１０からの発熱とＬＥＤ駆動制御基板２０からの発熱の相互の発熱の干渉が抑制され、この発熱の分離によって更に良好な放熱効果を得ることができる。

また、ＬＥＤ実装基板１０とＬＥＤ駆動制御基板２０との電気的な接続は、ハウジング４０内に収容する前の光源モジュール１の状態で予めハーネスを介して行われる。そのため、光源モジュール１をハウジング４０内に収容した後はハーネスの引き回しを行う必要がなく、ハーネスの長さを短縮できて余長処理の必要がなく組み立て工数の増加を抑制することができる。

１… 光源モジュール
２… ＬＥＤ
３… ハーネス
１０… ＬＥＤ実装基板
１１… コネクタ
２０… ＬＥＤ駆動制御基板
２０ａ… ヒートシンク嵌合溝
２０ｂ… ヒートシンク嵌合溝
２０ｃ… ＬＥＤ駆動制御基板固定用ネジ孔
２０ｄ… 電極孔
２０ｅ… 電極孔
２１… コネクタ
３０… ヒートシンク
３１… 基台部
３２… 板状支持部
３２ａ… ヒートシンク固定用ネジ孔
３３… 延長支持部
３３ａ… リフレクタ固定用ネジ孔
３３ｂ… エクステンション固定用孔
３３ｃ… ＬＥＤ駆動制御基板嵌合溝
３４… 延長支持部
３４ａ… リフレクタ固定用ネジ孔
３４ｂ… エクステンション固定用孔
３４ｃ… ＬＥＤ駆動制御基板嵌合溝
３５… ネジ
４０… ハウジング
４１… タップ孔
５０… 前面レンズ
６０… リフレクタ
６１… 内面
６３… エクステンジョン
６５… 灯室
７０… 車両用灯具

Claims (4)

1. 開口を有するハウジングと前記ハウジングの開口を塞ぐように装着された前面レンズにより形成された閉空間からなる灯室内に光源モジュールが収容されてなる車両用灯具であって、
   前記光源モジュールは、光源のＬＥＤが実装されたＬＥＤ実装基板がヒートシンクに固定されると共に前記ＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動制御基板が前記ヒートシンクに仮固定されて一体化されて前記ＬＥＤ実装基板と前記ＬＥＤ駆動制御基板がハーネスを介して電気的に接続されており、
   前記光源モジュールが、前記ＬＥＤ実装基板がヒートシンクを介して前記ハウジングに固定され、前記ＬＥＤ駆動制御基板が前記ハウジングに固定されることにより前記灯室内に収容されることを特徴とする、光源モジュールを用いた車両用灯具。
2. 前記光源モジュールは前記灯室内に収容された状態において、前記ＬＥＤ実装基板と前記ＬＥＤ駆動制御基板との間に、前記ＬＥＤからの出射光を前記前面レンズに向けて反射する光反射面を有するリフレクタを備えていることを特徴とする請求項１に記載の、光源モジュールを用いた車両用灯具。
3. 前記ＬＥＤ駆動制御基板は、前記ＬＥＤの夫々に安定した一定の電流を供給する定電流回路を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の、光源モジュールを用いた車両用灯具。
4. 前記ハウジングは、アルミダイキャストで形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の、光源モジュールを用いた車両用灯具。

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