JP2016225240A - 車両用灯具 - Google Patents

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Abstract

【課題】車両用灯具の光量を増加させる。
【解決手段】車両用灯具は、基板110、放熱部材150、リフレクタ130及び締結部材170を備える。リフレクタ130は、放熱部材150側に突出するとともに締結孔136aを有するボス部136を有する。基板110は、第1開口部116を有する。放熱部材150は、基板110に熱伝導可能に接するとともに第2開口部152aを有する第1部分152と、第1部分152よりもリフレクタ130から離間し挿通孔154a及び締結座面154bを有する第2部分154と、第1部分152及び第2部分154を接続する接続部156とを有する。ボス部136は、第1開口部116及び第2開口部152aを貫通し、締結孔136aと挿通孔154aとが重なるように第2部分154に当接する。
【選択図】図1

Description

本発明は、車両用灯具に関する。特に、自動車などの車両に用いられる車両用灯具に関する。
従来、光源としてのLEDを搭載する基板と、基板の光源搭載面とは反対の面側に配置される放熱板と、基板の光源搭載面側に配置されるリフレクタとを備える車両用灯具が知られている(例えば特許文献1参照)。
特開2015−46235号公報
上述した構造を有する車両用灯具では通常、基板、放熱板及びリフレクタは、ねじ等の締結部材を用いてを互いに固定される。本発明者らは、このような車両用灯具について鋭意研究を重ねた結果、従来の車両用灯具では基板、放熱板及びリフレクタの締結構造に起因して、車両用灯具の光量が低下し得ることを認識するに至った。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両用灯具の光量を増加させる技術を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様は車両用灯具である。当該車両用灯具は、光源搭載面を有する基板と、基板の光源搭載面とは反対の面側に配置される放熱部材と、基板の光源搭載面側に配置され、光源搭載面に搭載される光源から出射される光を反射するリフレクタと、基板、放熱部材及びリフレクタを固定するための締結部材と、を備える。リフレクタは、放熱部材側に突出するとともに締結部材の締結孔を有するボス部を有する。基板は、リフレクタ、基板及び放熱部材の積層方向においてボス部と重なる領域に第1開口部を有する。放熱部材は、基板に熱伝導可能に接するとともに積層方向においてボス部と重なる領域に第2開口部を有する第1部分と、積層方向において第2開口部と重なるとともに第1部分よりもリフレクタから離間し、締結部材の挿通孔及び締結座面を有する第2部分と、第1部分及び第2部分を接続する接続部と、を有する。ボス部は、第1開口部及び第2開口部を貫通し、積層方向で締結孔と挿通孔とが重なるように第2部分に当接する。この態様によれば、車両用灯具の光量を増加させることができる。
上記態様において、放熱部材は、接続部の第1部分と接する端部から第2部分の挿通孔までの領域に、相対的に幅の狭い狭幅部と、相対的に幅の広い広幅部とを有してもよい。これにより、締結部材の締結によって生じる応力を狭幅部で吸収することができる。
本発明によれば、車両用灯具の光量を増加させることができる。
実施の形態に係る車両用灯具を含む前照灯装置の構造を模式的に示す断面図である。 実施の形態における車両用灯具の組み付け構造を説明するための図である。 図3(A)は、変形例1に係る車両用灯具における狭幅部及び広幅部を模式的に示す斜視図である。図3(B)は、変形例2に係る車両用灯具における狭幅部及び広幅部を模式的に示す斜視図である。図3(C)は、変形例3に係る車両用灯具における狭幅部及び広幅部を模式的に示す斜視図である。図3(D)は、変形例4に係る車両用灯具における狭幅部及び広幅部を模式的に示す斜視図である。
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。また、本明細書または請求項中に用いられる「第1」、「第2」等の用語は、いかなる順序や重要度を表すものではなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。
図1は、実施の形態に係る車両用灯具を含む前照灯装置の構造を模式的に示す断面図である。図2は、実施の形態における車両用灯具の組み付け構造を説明するための図である。なお、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。
実施の形態に係る車両用灯具としての灯具ユニット100は、例えば、前照灯装置10に搭載される。前照灯装置10は、車両前方の左右に配置される一対の前照灯ユニットを有する。一対の前照灯ユニットは左右対称の構造を有する点以外は実質的に同一の構成であるため、図1には前照灯装置10として一方の前照灯ユニットの構造を示す。
前照灯装置10は、ランプボディ11と、ランプボディ11の前面開口部を覆う透明なアウターカバー12とを備える。ランプボディ11とアウターカバー12は、灯室13を形成している。灯室13内には、車両用灯具としての灯具ユニット100が収容される。灯具ユニット100は、例えば、ハイビーム配光パターン及びロービーム配光パターンの少なくとも一方を照射するよう構成されている。
灯具ユニット100は、ブラケット50を介してランプボディ11に支持される。ブラケット50は、例えば樹脂材料により形成される。ブラケット50には、第1傾動部材55及び第2傾動部材57が取り付けられる。第1傾動部材55は、ランプボディ11に取り付けられたエイミングスクリュー55aと、ブラケット50に設けられた螺合部55bと、ランプボディ11の外部に設けられた調整部55cとを備える。エイミングスクリュー55aは、一端側が螺合部55bに挿入され、他端側が調整部55cに接続される。第2傾動部材57は、ランプボディ11に取り付けられた玉継手57aと、玉継手57aのボールを保持するソケット57bと、ブラケット50に設けられた穴部57cとを備える。ソケット57bは穴部57cに挿入される。なお、本実施の形態では、ブラケット50にエイミング機構が接続されているが、特にこの構成に限定されない。例えば、ブラケット50を介さずに、灯具ユニット100に直接エイミング機構が接続されてもよい。
第1傾動部材55の調整部55cを介してエイミングスクリュー55aを回転させると、第2傾動部材57の玉継手57aのボールを支点としてランプボディ11に対してブラケット50が傾動される。これにより、灯具ユニット100の光軸調整を行うことができる。
灯具ユニット100は、基板110と、リフレクタ130と、放熱部材150と、締結部材170とを備える。本実施の形態の灯具ユニット100は、いわゆるパラボラ型の灯具ユニットである。
基板110は、光源114を支持するための略板状の部材である。基板110は、光源搭載面112を有し、光源搭載面112に光源114が搭載される。光源114は、例えばLEDである。本実施の形態では、鉛直方向下方を向く基板110の主表面が光源搭載面112となっている。そして、光源114は、発光面が鉛直方向下方を向くようにして光源搭載面112に搭載されている。光源搭載面112には、光源114が電気的に接続される配線パターン(図示せず)が形成される。なお、本実施の形態の灯具ユニット100は、光源114の発光面が鉛直方向下方を向くように姿勢が定められているが、特にこの構成に限定されない。例えば、灯具ユニット100は、光源114の発光面の法線が水平面に対して平行になるように姿勢が定められてもよい。例えば、灯具ユニット100は、図1に示す状態から光軸周りに90度回動した状態をとり、光源114の発光面が灯具側方を向いてもよい。あるいは、灯具ユニット100は、光源114の発光面が鉛直方向上方を向くように姿勢が定められてもよい。灯具ユニット100の設置角度は、適宜選択することができる。
また、基板110は、リフレクタ130、基板110及び放熱部材150の積層方向A(図1及び図2中の矢印Aで示す方向)において、後述するボス部136と重なる領域に第1開口部116を有する。
リフレクタ130は、基板110の光源搭載面112側に配置される。リフレクタ130は、基板110に当接する平板状のベース部132と、ベース部132の車両後方側の端部から、下方に湾曲しながら車両前方に延びる反射部134とを有する。ベース部132は、光源114と重なる領域に光源用開口部132aを有する。反射部134は、光源搭載面112に搭載される光源114から出射される光を、灯具前方に向けて反射する反射面134aを有する。
反射面134aは、例えば回転放物面を基本形状とする面であり、回転放物面の回転中心軸がリフレクタ130の光軸となる。リフレクタ130は、光軸が車両前後方向を向くように配置される。光源114は、光源用開口部132a内に配置されて、その発光面が反射面134aと略対向する。光源114と反射面134aとは、反射面134aの焦点が光源114と重なるように互いの位置関係が定められる。
また、リフレクタ130は、ボス部136を有する。ボス部136は、ベース部132の基板110と接する側の面に設けられ、放熱部材150側に突出する。ボス部136は、締結部材170の締結孔136aを有する。リフレクタ130は、例えば樹脂成形された基材における少なくとも反射面134aに対応する領域に、アルミ蒸着を施すことにより形成される。
放熱部材150は、例えばアルミニウム板により形成され、光源114で発生する熱を放熱する機能を有する。放熱部材150を設けることで、光源114の放熱性を向上させることができる。放熱部材150は、基板110の光源搭載面112とは反対の面側に配置される。放熱部材150は、第1部分152と、第2部分154と、接続部156とを有する。
第1部分152は、平板形状であり、基板110に熱伝導可能に接する。本実施の形態では、絶縁性を有し且つ可撓性あるいは弾性を有する伝熱シート158を介して、第1部分152と基板110とが接している。伝熱シート158は、積層方向Aにおいて少なくとも光源114と重なる領域に設けられる。基板110と第1部分152との間に伝熱シート158が介在することで、基板110と放熱部材150との間の熱伝導をより確実に確保することができ、光源114の放熱性をより向上させることができる。なお、第1部分152と基板110とは、直に接してもよい。また、伝熱シート158に限らず、熱伝導グリスや熱伝導性接着剤等のTIM(Thermal Interface Material)が第1部分152と基板110との間に介在してもよい。
また、第1部分152は、積層方向Aにおいてボス部136と重なる領域に、第2開口部152aを有する。
第2部分154は、積層方向Aにおいて第2開口部152aと重なる位置に配置される。また、第2部分154は、第1部分152よりもリフレクタ130から離間している。第2部分154は、締結部材170の挿通孔154aと、挿通孔154aの周囲に配置される締結座面154bとを有する。第2部分154は、例えば第1部分152と平行に延在する。
接続部156は、第1部分152及び第2部分154を接続する。接続部156は、一端側が第1部分152に接続される。そして、第1部分152から鉛直方向上方、あるいは基板110もしくはリフレクタ130から離間する方向に延在し、他端側が第2部分154に接続される。
放熱部材150は、接続部156の第1部分152と接する端部156aから第2部分154の挿通孔154aまでの領域に、相対的に幅が狭い狭幅部Tと、相対的に幅が広い広幅部Wとを有する。狭幅部Tの幅Nは広幅部Wの幅Mよりも細く、広幅部Wの幅Mは狭幅部Tの幅Nよりも太い。狭幅部T及び広幅部Wが設けられる領域の範囲は、例えば、端部156aから挿通孔154aの接続部156に最も近い端部までの間である。本実施の形態では、接続部156の端部156aから接続部156の途中までの領域に狭幅部Tが設けられ、接続部156の残りの領域156bと第2部分154が広幅部Wを形成している。
ここで、狭幅部T及び広幅部Wの「幅」とは、狭幅部Tあるいは広幅部Wが設けられる部材の延在方向に対して直交する方向の寸法である。本実施の形態では、接続部156の延在方向に対して直交する方向における、接続部156の狭幅部Tが設けられた領域の長さが狭幅部Tの幅である。また、接続部156の延在方向に対して直交する方向における、領域156bの長さ、及び第2部分154の延在方向に対して直交する方向における、第2部分154の長さが広幅部Wの幅である。接続部156の延在方向とは、例えば端部156aと、第2部分154に接する端部とが並ぶ方向である。第2部分154の延在方向とは、例えば接続部156に接する端部と挿通孔154aとが並ぶ方向である。
言い換えれば、接続部156は、端部156a側から第2部分154と接する端部側に近づくにつれて、対向する側面が段階的に離れる部分を有する。本実施の形態では、対向する側面は単段階で距離が離れているが、多段階で離れてもよい。また、対向する側面間の距離は連続的に離れてもよい。また、接続部156は、端部156a側から第2部分154と接する端部側に近づくにつれて、対向する側面が段階的又は連続的に近づく部分を有してもよい。この場合、狭幅部Tは、端部156aから離間した位置に設けられることになる。
また、狭幅部Tが設けられる部材の延在方向に対して直交する狭幅部Tの断面の面積は、広幅部Wが設けられる部材の延在方向に対して直交する広幅部Wの断面の面積よりも小さい。また、例えば狭幅部Tの幅Nは、締結座面154bにおける締結部材170の頭部が接する領域の幅よりも狭い。なお、狭幅部T及び広幅部Wは、以下の変形例でも説明するように、多様な形状及び配置をとることができる。
放熱部材150は、例えばアルミニウム板の所定位置に、第2部分154及び接続部156の形状に沿った切り欠きを設け、その内側部分を切り起こすことで形成することができる。切り起こした部分が第2部分154及び接続部156になり、残りの部分が第1部分152になる。
締結部材170は、基板110、放熱部材150及びリフレクタ130を固定するための部材である。締結部材170は、例えばねじである。図2に示すように、リフレクタ130のベース部132上に、基板110及び放熱部材150が配置される。このとき、積層方向Aにおいて、ボス部136と、第1開口部116と、第2開口部152aとが重なるように、各部材が位置合わせされる。そして、ベース部132に基板110及び放熱部材150が積層される。
その結果、図1に示すように、ボス部136は、第1開口部116及び第2開口部152aを貫通し、積層方向Aで締結孔136aと挿通孔154aとが重なるように第2部分154に当接する。この状態で、締結部材170が挿通孔154aに挿通され、締結孔136aに締結される。締結部材170がねじの場合には、締結部材170は締結孔136aに螺合される。締結部材170の頭部は、締結座面154bに当接する。これにより、基板110、リフレクタ130及び放熱部材150を互いに固定することができる。
以上説明したように、本実施の形態に係る車両用灯具としての灯具ユニット100は、基板110と、リフレクタ130と、放熱部材150と、締結部材170とを備える。リフレクタ130は、放熱部材150側に突出するとともに締結孔136aを有するボス部136を有する。基板110は、ボス部136が挿通される第1開口部116を有する。放熱部材150は、ボス部136が挿通される第2開口部152aを有する第1部分152と、第1部分152よりも上方に位置し、挿通孔154a及び締結座面154bを有する第2部分154と、第1部分152と第2部分154とを連結する接続部156とを有する。そして、ボス部136は、放熱部材150側に突出して、その先端が第2部分154に当接する。この状態で、締結部材170が挿通孔154a及び締結孔136aに挿通されることで、基板110、リフレクタ130及び放熱部材150が互いに固定される。
従来、締結部材を用いて基板、放熱部材及びリフレクタを固定する構造では、リフレクタに設けられるボス部は、反射面側に突出していた。ボス部は、締結部材が係合する締結孔の深さを確保するために、所定の高さを有する必要がある。このため従来の構造では、光源光の光路、特に、反射面で反射された光が灯具前方へ進行する光路と、ボス部とが重なる場合があった。この場合、灯具前方への光の進行がボス部によって妨げられるため、車両用灯具の光量が減少してしまう。
これに対し、基板とリフレクタとを離間させるとともにボス部を基板側に突出させ、基板とリフレクタとの間の空間にボス部を収容することで、ボス部が光源光の光路と重なることを回避することができる。しかしながら、基板とリフレクタとを離間させると、光源からリフレクタの反射面への入射光束の立体角が小さくなる。すなわち、光源から出射される光のうち、リフレクタの反射面まで到達させることができる光の量が減少する。この結果、車両用灯具の光量が減少してしまう。
これに対し、本実施の形態では、ボス部136を基板110側に突出させるとともに、基板110の第1開口部116及び放熱部材150の第2開口部152aに挿通している。これにより、基板110とリフレクタ130との間にボス部136の収容空間を設ける必要がないため、基板110とリフレクタ130とを近接させることができる。よって、ボス部136と光源光の光路とが重なることを回避しながら、入射光束の立体角が小さくなることを回避することができる。この結果、車両用灯具の光量を増加させることができる。
また、放熱部材150は、接続部156の第1部分152と接する端部156aから第2部分154の挿通孔154aまでの範囲に、狭幅部T及び広幅部Wを有する。幅の異なる二つの領域を設けることで、相対的に幅の狭い狭幅部Tが、自ずと相対的に幅の広い広幅部Wに比べて脆弱な部分となる。このため、締結部材170を締め付けたときに生じる応力によって、狭幅部Tが変形する。これにより、締結部材170の締結時に生じる応力を吸収することができる。また、狭幅部Tによって応力を吸収することができるため、締結時の応力によって基板110が歪み、光源114の位置ずれが生じることを回避することができる。この結果、灯具ユニット100の配光パターンの形成精度が低下することを抑制することができる。
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などのさらなる変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれる。上述した実施の形態と変形との組合せによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態及び変形それぞれの効果をあわせもつ。
上述の実施の形態では、接続部156の一部に狭幅部Tが設けられ、接続部156の残部と第2部分154とに広幅部Wが設けられている。しかしながら、狭幅部T及び広幅部Wの配置及び形状は、実施の形態に開示されたものに限定されない。例えば、第2部分154における接続部156に接する端部から挿通孔154aまでの領域の一部に狭幅部Tが設けられ、第2部分154の残部と接続部156とに広幅部Wが設けられてもよい。
また、狭幅部T及び広幅部Wの配置及び形状としては、例えば以下に示す変形例1〜4等を挙げることができる。
(変形例1)
図3(A)は、変形例1に係る車両用灯具における狭幅部及び広幅部を模式的に示す斜視図である。図3(A)に示すように、変形例1の放熱部材150は、第2部分154に狭幅部Tが設けられ、接続部156に広幅部Wが設けられている。変形例1では、第2部分154全体が狭幅部Tを構成し、接続部156全体が広幅部Wを構成している。言い換えれば、本変形例では、接続部156と第2部分154との接続部において、対向する側面間の距離が変化している。このような場合であっても、狭幅部Tによって締結部材170を締め付けた際に生じる応力を吸収することができる。なお、接続部156全体が狭幅部Tを構成し、第2部分154全体が広幅部Wを構成してもよい。
(変形例2)
図3(B)は、変形例2に係る車両用灯具における狭幅部及び広幅部を模式的に示す斜視図である。図3(B)に示すように、変形例2では、接続部156に開口部156cが設けられることで、接続部156に狭幅部Tが形成されている。本変形例における狭幅部Tは、開口部156cの枠部に相当する。したがって、接続部156は2つの狭幅部Tを有し、この2つの狭幅部Tによって挿通孔154a側の広幅部Wと第1部分152側の広幅部Wとが連結されている。このような場合であっても、狭幅部Tによって締結部材170を締め付けた際に生じる応力を吸収することができる。なお、第2部分154における接続部156に接する端部から挿通孔154aまでの領域に開口部が設けれることで、狭幅部Tが形成されてもよい。また、接続部156に設けられる開口部156cと第2部分154に設けられる開口部とが連続して、1つの開口部となっていてもよい。すなわち、接続部156と第2部分154とが接する領域に開口部が設けられてもよい。
(変形例3)
図3(C)は、変形例3に係る車両用灯具における狭幅部及び広幅部を模式的に示す斜視図である。図3(C)に示すように、変形例3では、第2部分154に切り欠き154cが設けられることで、第2部分154に狭幅部Tが形成されている。本変形例における狭幅部Tは、第2部分154において局所的に幅の狭い括れ部である。言い換えれば、本変形例の第2部分154は、接続部156と接する端部側から挿通孔154a側に近づくにつれて、対向する側面が段階的又は連続的に近づき、その後段階的又は連続的に離れる領域を有する。このような場合であっても、狭幅部Tによって締結部材170を締め付けた際に生じる応力を吸収することができる。
(変形例4)
図3(D)は、変形例4に係る車両用灯具における狭幅部及び広幅部を模式的に示す斜視図である。図3(D)に示すように、変形例4では、接続部156に切り欠き156dが設けられることで、接続部156に狭幅部Tが形成されている。本変形例における狭幅部Tは、接続部156において局所的に幅の狭い括れ部である。言い換えれば、本変形例の接続部156は、端部156a側から第2部分154と接する端部側に近づくにつれて、対向する側面が段階的又は連続的に近づき、その後、段階的又は連続的に離れる領域を有する。このような場合であっても、狭幅部Tによって締結部材170を締め付けた際に生じる応力を吸収することができる。なお、本変形例の接続部156は、第2開口部152aから第1部分152に対して平行に延在する部分と、この部分の先端から、第1部分152から離間するように延在して第2部分154に接続される部分とを有する。
(その他)
上述の実施の形態では、光源114としてLEDを例示したが、光源114はLEDに限定されず、例えば半導体レーザやバルブ等であってもよい。また、灯具ユニット100としてパラボラ型の灯具ユニットを例示したが、灯具ユニット100はプロジェクタ型、あるいはPES光学系の灯具ユニットであってもよい。
100 灯具ユニット、 110 基板、 112 光源搭載面、 114 光源、 116 第1開口部、 130 リフレクタ、 136 ボス部、 136a 締結孔、 150 放熱部材、 152 第1部分、 152a 第2開口部、 154 第2部分、 154a 挿通孔、 154b 締結座面、 156 接続部、 170 締結部材、 T 狭幅部、 W 広幅部。

Claims (2)

  1. 光源搭載面を有する基板と、
    前記基板の、前記光源搭載面とは反対の面側に配置される放熱部材と、
    前記基板の、前記光源搭載面側に配置され、前記光源搭載面に搭載される光源から出射される光を反射するリフレクタと、
    前記基板、前記放熱部材及び前記リフレクタを固定するための締結部材と、を備え、
    前記リフレクタは、前記放熱部材側に突出するとともに前記締結部材の締結孔を有するボス部を有し、
    前記基板は、前記リフレクタ、前記基板及び前記放熱部材の積層方向において前記ボス部と重なる領域に第1開口部を有し、
    前記放熱部材は、前記基板に熱伝導可能に接するとともに前記積層方向において前記ボス部と重なる領域に第2開口部を有する第1部分と、前記積層方向において前記第2開口部と重なるとともに前記第1部分よりも前記リフレクタから離間し、前記締結部材の挿通孔及び締結座面を有する第2部分と、前記第1部分及び前記第2部分を接続する接続部と、を有し、
    前記ボス部は、前記第1開口部及び前記第2開口部を貫通し、前記積層方向で前記締結孔と前記挿通孔とが重なるように前記第2部分に当接することを特徴とする車両用灯具。
  2. 前記放熱部材は、前記接続部の前記第1部分と接する端部から前記第2部分の前記挿通孔までの領域に、相対的に幅の狭い狭幅部と、相対的に幅の広い広幅部とを有する請求項1に記載の車両用灯具。
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