JP2017069150A - 車輌用灯具 - Google Patents
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Abstract
【課題】 照射状態に応じた良好な放熱制御を行う。【解決手段】 開口2aを有するランプハウジング2と開口を閉塞するカバー3とによって構成された灯具外筐4と、第1の光源パッケージ22が搭載された第1の基板10と、第2の光源パッケージ23が搭載された第2の基板11と、第1の基板と第2の基板が取り付けられた光学部材9とを備え、第1の基板と第2の基板は放熱性が相違する種類の異なる基板にされた。これにより、第1の光源パッケージの駆動によって発生する熱に関する放熱性と第2の光源パッケージの駆動によって発生する熱に関する放熱性とが異なる放熱性にされるため、照射状態に応じた良好な放熱制御を行うことができる。【選択図】図2
Description
本発明は、光を出射する光源パッケージがそれぞれ搭載された二つの基板を有する車輌用灯具についての技術分野に関する。
車輌用前照灯等の車輌用灯具には、複数の光源を有し光源として発光ダイオード等の半導体発光素子が用いられたものがある(例えば、特許文献1参照)。半導体発光素子は基板に搭載され、電力が供給されることにより点灯される。
特許文献1に記載された車輌用灯具にあっては、左右に離隔して複数の光源が配置され、複数の光源のうちの所定の光源が点灯されることによりロービームが照射され、全ての光源が点灯されることによりハイビームが照射されるように構成されている。
このような車輌用灯具にあっては、安全性の向上等を図るために一定以上の光度の照射状態を確保することが必要であるが、光度を高くするために半導体発光素子に供給される電流値を上げると、駆動時における半導体発光素子の温度が上昇して半導体発光素子の安定した点灯状態を確保することができなくなるおそれがあり、放熱性の向上を図る必要がある。
一方、上記のような複数の光源を有する車輌用灯具においては、光源に対する点消灯制御によって、例えば、ロービームとハイビームのような複数の照射状態の設定が可能とされており、照射状態に応じた放熱制御が行われることが望ましい。
そこで、本発明車輌用灯具は、上記した問題点を克服し、照射状態に応じた良好な放熱制御を行うことを目的とする。
第1に、本発明に係る車輌用灯具は、開口を有するランプハウジングと前記開口を閉塞するカバーとによって構成された灯具外筐と、第1の光源パッケージが搭載された第1の基板と、第2の光源パッケージが搭載された第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板が取り付けられた光学部材とを備え、前記第1の基板と前記第2の基板は放熱性が相違する種類の異なる基板にされたものである。
これにより、第1の光源パッケージの駆動によって発生する熱に関する放熱性と第2の光源パッケージの駆動によって発生する熱に関する放熱性とが異なる放熱性にされる。
第2に、上記した本発明に係る車輌用灯具においては、前記第1の光源パッケージが前記第2の光源パッケージより高い電力によって点灯され、前記第1の基板が前記第2の基板より放熱性が高くされることが望ましい。
これにより、第1の光源パッケージの駆動時に発生する熱に関する放熱性が第2の光源パッケージの駆動時に発生する熱に関する放熱性より高くなる。
第3に、上記した本発明に係る車輌用灯具においては、前記第1の基板が金属基板であり、前記第2の基板が樹脂基板であることが望ましい。
これにより、簡素な構成において第1の光源パッケージの駆動時に発生する熱の放熱性が第2の光源パッケージの駆動時に発生する熱の放熱性より高くなる。
第4に、上記した本発明に係る車輌用灯具においては、前記第1の基板から伝導される熱を放出するヒートシンクが設けられることが望ましい。
これにより、第1の光源パッケージの駆動時に発生する熱がヒートシンクによって放出される。
第5に、上記した本発明に係る車輌用灯具においては、前記第2の光源パッケージが左右に離隔して二つ配置され、前記第1の光源パッケージがロービーム用にされることが望ましい。
これにより、使用頻度の高いロービーム用の第1の光源パッケージが高い電力によって点灯される。
第6に、上記した本発明に係る車輌用灯具においては、前記第1の基板が前記第2の基板より放熱性が高くされ、前記第2の光源パッケージが左右に離隔して二つ配置され、前記第1の光源パッケージがハイビーム用にされることが望ましい。
これにより、ハイビーム用の第1の光源パッケージが搭載された第1の基板が第2の基板より放熱性が高くされる。
第7に、上記した本発明に係る車輌用灯具においては、前記第1の光源パッケージには二つの半導体発光素子が設けられ、前記第2の光源パッケージには一つの半導体発光素子が設けられることが望ましい。
これにより、第1の光源パッケージにおける光束が大きくなる。
第8に、上記した本発明に係る車輌用灯具においては、前記ヒートシンクが前記第2の基板に取り付けられ、前記第1の基板が前記ヒートシンクに取り付けられることが望ましい。
これにより、第1の基板が第2の基板にヒートシンクを介して取り付けられる。
第9に、上記した本発明に係る車輌用灯具においては、前記光学部材に前記第2の基板と前記ヒートシンクが共締めにより取り付けられることが望ましい。
これにより、第2の基板とヒートシンクを各別に他の部材に取り付ける必要がない。
第10に、上記した本発明に係る車輌用灯具においては、前記第2の基板に配置孔が形成され、前記配置孔に前記第1の基板が配置されることが望ましい。
これにより、第1の基板が第2の基板の内側に配置される。
本発明によれば、第1の光源パッケージの駆動によって発生する熱に関する放熱性と第2の光源パッケージの駆動によって発生する熱に関する放熱性とが異なる放熱性にされるため、照射状態に応じた良好な放熱制御を行うことができる。
以下に、本発明車輌用灯具を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。
車輌用灯具1は、例えば、車輌用前照灯である。車輌用灯具1は、図1及び図2に示すように、前方に開口された凹部を有するランプハウジング2とランプハウジング2の開口2aを閉塞するカバー3とを備えている。ランプハウジング2とカバー3によって灯具外筐4が構成され、灯具外筐4の内部空間が灯室5として形成されている。
ランプハウジング2の後面部には、左右方向における中央部の下端部にエイミングスクリュー6が回転自在に支持されている。エイミングスクリュー6は略前半部が螺軸部6aとして設けられ、ランプハウジング2に対して前後方向へ移動不能にされている。
ランプハウジング2の後面部にはエイミングスクリュー6の上方においてピボット軸7、7が左右に離隔して取り付けられている。ピボット軸7の前端部は球状部7aとして設けられている。
灯室5には灯具ユニット8が配置されている。灯具ユニット8はリフレクター9と第1の基板10と第2の基板11を有している。第1の基板10と第2の基板11は放熱性が異なる基板であり、例えば、第1の基板10の放熱性が第2の基板11の放熱性より高くされている。灯室5には灯具ユニット8の一部を遮蔽する図示しないエクステンションが配置されている。
リフレクター9は光を反射する機能を有する光学部材であり、上下方向を向くベース面部12とベース面部12の後縁から略下斜め前方に突出され緩やかな曲面状に形成された制御面部13と制御面部13のベース面部12より下側の周縁に連続して設けられた外縁部14とを有している。
ベース面部12は前端部15が他の部分より一段高く形成され、前端部15以外の部分が基板取付部16として設けられている(図3参照)。基板取付部16には透過孔16a、16a、16aが左右に離隔して形成されている。基板取付部16には上方に突出された位置決めピン16b、16bが左右に離隔して設けられている。基板取付部16には螺孔16c、16c、16cが左右に離隔して形成されている。
制御面部13には左右に連続して反射部13a、13a、13aが設けられ、反射部13a、13a、13aの上縁がそれぞれ透過孔16a、16a、16aの開口縁に一致されている。
リフレクター9には、図3及び図4に示すように、前端部15の上面における後縁から後方に突出された押さえ突部17、17が左右に離隔して設けられ、押さえ突部17、17の一部が基板取付部16の上方に位置されている。
リフレクター9の下端部には後方に突出されたナット取付部18が設けられている(図1参照)。ナット取付部18は左右方向における中央部に位置されている。リフレクター9の上端寄りの位置には後方に突出されたピボット取付部19、19が左右に離隔して設けられている。
ナット取付部18の後端部にはナット部材20が取り付けられている。ピボット取付部19、19にはそれぞれピボット受け21、21が取り付けられている。
リフレクター9はナット部材20にエイミングスクリュー6の螺軸部6aが螺合されると共にピボット受け21、21にそれぞれピボット軸7、7の球状部7a、7aが連結されることにより、球状部7a、7aを支点としてランプハウジング2に上下方向へ傾動可能な状態で支持される。
第1の基板10は、例えば、銅やアルミニウム等によって形成された金属製の回路基板であり、第1の基板10の下面には、例えば、二つの半導体発光素子を有する第1の光源パッケージ22が搭載されている(図1及び図3参照)。第1の基板10にはネジ挿通孔10a、10aが形成されている(図3参照)。
第2の基板11は、例えば、FR−4(Flame Retardant Type 4)等の樹脂製の回路基板であり、外形が第1の基板10の外形より大きくされている。第2の基板11の左右方向における中央部には第1の基板10と略同じ大きさの配置孔11aが形成されている。第2の基板11の下面には、例えば、それぞれ一つの半導体発光素子を有する第2の光源パッケージ23、23が配置孔11aを挟んだ左右に搭載されている。第2の基板11には位置決め孔11b、11bが左右に離隔して形成されている。第2の基板11には挿通孔11c、11c、11cが左右に離隔して形成されている。
第1の光源パッケージ22と一方の第2の光源パッケージ23は、例えば、ロービームとハイビームの兼用の光源パッケージであり、他方の第2の光源パッケージ23は、例えば、ハイビームの専用の光源パッケージである。
第1の基板10は第2の基板11の配置孔11aに挿入されて配置される。第1の基板10はヒートシンク24に下方から取り付けられる。ヒートシンク24は、例えば、第1の基板10より一回り大きい上下方向を向く板状に形成され、金属等の放熱性の高い材料によって形成されている。ヒートシンク24には螺合孔24a、24aとネジ用孔24bが形成されている。ヒートシンク24には位置決め用ピン挿通孔24c、24cが左右に離隔して形成されている。
第1の光源パッケージ22と第2の光源パッケージ23はそれぞれ第1の基板10と第2の基板11に形成されたリードフレーム25、25に接合されて搭載されている(図5参照)。第1の光源パッケージ22と第2の光源パッケージ23は一つ又は二つの半導体発光素子22a(23a)と蛍光体26と封止樹脂27を有している。リードフレーム25、25の下面上には環状のボデイ28が配置され、半導体発光素子22a(23a)が半田等の接合材29によって一方のリードフレーム25に接合された状態でボデイ28の内部に配置されている。半導体発光素子22a(23a)の下面には接着剤30によって蛍光体26が接着され、半導体発光素子22a(23a)は金属ワイヤー31によって他方のリードフレーム25に接続されている。半導体発光素子22a(23a)はボデイ28の内部に封入された封止樹脂27によって封止されている。
第1の基板10はネジ挿通孔10a、10aにそれぞれ挿通されるネジ部材100、100が螺合孔24a、24aに螺合されることによりヒートシンク24に下方から取り付けられる(図3及び図4参照)。
第2の基板11とヒートシンク24はリフレクター9の基板取付部16に設けられた位置決めピン16b、16bがそれぞれ位置決め孔11b、11bと位置決め用ピン挿通孔24c、24cにそれぞれ下方から挿通されることによりリフレクター9の基板取付部16に対して位置決めされる。
第2の基板11は基板取付部16に対して位置決めされた状態において、左側と右側に位置された挿通孔11c、11cにそれぞれ挿通される取付ネジ200、200が螺孔16c、16cに螺合されることにより基板取付部16に上方から取り付けられる。
ヒートシンク24は第1の基板10が取り付けられ基板取付部16に対して位置決めされた状態において、ネジ用孔24b及び中央に位置された挿通孔11cに挿通される取付ネジ200が螺孔16cに螺合されることにより第2の基板11とともに共締めされて基板取付部16に上方から取り付けられる。
このように第2の基板11とヒートシンク24は共締めによりリフレクター9に取り付けられるため、第2の基板11とヒートシンク24を各別に他の部材に取り付ける必要がなく、取付作業における作業性の向上を図ることができる。
また、ヒートシンク24は共締めされることにより第2の基板11にも取り付けられる。このようにヒートシンク24が第2の基板11に取り付けられ、第1の基板10がヒートシンク24に取り付けられることにより、第1の基板10が第2の基板11にヒートシンク24を介して取り付けられ、第1の基板10と第2の基板11の結合構造が不要になり、構造の簡素化を図ることができる。
さらに、第2の基板11に配置孔11aが形成され、配置孔11aに第1の基板10が配置されているため、第1の基板10が第2の基板11の内側に配置され、第1の基板10と第2の基板11の全体の大きさが小さくなり、車輌用灯具1の小型化を図ることができる。
ヒートシンク24が基板取付部16に取り付けられた状態においては、第1の基板10における上面の全体がヒートシンク24の下面に接触され、ヒートシンク24の下面における外周部が第2の基板11における上面の一部に接触される。
第1の基板10と第2の基板11が基板取付部16に取り付けられた状態においては、第1の基板10に搭載された第1の光源パッケージ22と第2の基板11に搭載された第2の光源パッケージ23、23とがそれぞれ基板取付部16に形成された透過孔16a、16a、16aに位置される。
第1の光源パッケージ22と一方の第2の光源パッケージ23に電流が供給されると第1の光源パッケージ22と第2の光源パッケージ23からそれぞれ光が出射され、出射された光がリフレクター9の透過孔16a、16aをそれぞれ透過され反射部13a、13aで反射されカバー3を介して前方へ向けてロービームとして照射される。このとき第1の光源パッケージ22から出射された光は、図6に示すように、配光パターンPにおける中央部の領域Aを形成し、第2の光源パッケージ23から出射された光は配光パターンPにおける領域Aの周辺部の領域Bを形成する。
第1の光源パッケージ22と第2の光源パッケージ23、23に電流が供給されると第1の光源パッケージ22と第2の光源パッケージ23、23からそれぞれ光が出射され、出射された光がリフレクター9の透過孔16a、16a、16aをそれぞれ透過され反射部13a、13a、13aで反射されカバー3を介して前方へ向けてハイビームとして照射される。このとき第1の光源パッケージ22から出射された光は、図7に示すように、配光パターンQにおける中央部の領域Aを形成し、一方の第2の光源パッケージ23から出射された光は配光パターンQにおける周辺部の領域Bを形成し、他方の第2の光源パッケージ23から出射された光は配光パターンQにおける略上半部の領域Cを形成する。
車輌用灯具1においては、エイミングスクリュー6が回転されると、ナット部材20が前後方向へ送られるとともにピボット受け21、21が球状部7a、7aを支点としてそれぞれピボット軸7、7に対して回動され、リフレクター9がランプハウジング2に対して上方又は下方へ傾動される。リフレクター9が上方又は下方へ傾動されることにより、第1の光源パッケージ22と第2の光源パッケージ23、23に関する光軸調整であるエイミング調整が行われる。
以下に、第1の光源パッケージ22及び第2の光源パッケージ23、23から光を出射させる点灯回路の一例について説明する(図8参照)。
点灯回路50は降圧コンバータ51を有し第1の光源パッケージ22と一方の第2の光源パッケージ23が直列に接続されている。電源52から供給される電力の制御は点灯スイッチ53と切替スイッチ54のオンオフの組み合わせによって行われ、このオンオフの組み合わせに応じて第1の光源パッケージ22と第2の光源パッケージ23、23の点消灯の切替が行われる。
ロービームとハイビームの兼用のパッケージである第1の光源パッケージ22と一方の第2の光源パッケージ23からはロービームの照射時とハイビームの照射時の双方において光が出射される。ハイビームの専用のパッケージである他方の第2の光源パッケージ23は降圧コンバータ51によって定電流で点灯され、他方の第2の光源パッケージ23からはハイビームの照射時のみにおいて光が出射される。
第1の光源パッケージ22と一方の第2の光源パッケージ23が直列に接続された第1の閉回路には抵抗55が組み込まれており、第1の閉回路においては抵抗制御が行われる。一方、他方の第2の光源パッケージ23を有する第2の閉回路においては定電流制御が行われる。
上記のように第1の光源パッケージ22は二つの半導体発光素子22a、22aを有しており、第2の光源パッケージ23は一つの半導体発光素子23aを有しており、第1の光源パッケージ22は第2の光源パッケージ23より高い電力によって点灯される。
このような点灯回路50は降圧コンバータ51が用いられてハイビームの光が出射されるように制御され、点灯時における発熱量を抑制することが可能であると共に低コストでの製造が可能とされている。
また、車輌用灯具1にあっては、点灯回路50に代えて点灯回路60が用いられていてもよい(図9参照)。
点灯回路60は昇降圧コンバータ61を有し第1の光源パッケージ22と一方の第2の光源パッケージ23と他方の第2の光源パッケージ23が直列に接続されている。電源62から供給される電力の制御は点灯スイッチ63と切替スイッチ64のオンオフの組み合わせによって行われ、このオンオフの組み合わせに応じて第1の光源パッケージ22と第2の光源パッケージ23、23の点消灯の切替が行われる。
ロービームとハイビームの切替においては昇降圧コンバータ61が動作され、昇圧制御と降圧制御が行われる。ロービームとハイビームの兼用のパッケージである第1の光源パッケージ22と一方の第2の光源パッケージ23からはロービームの照射時とハイビームの照射時の双方において光が出射される。ハイビームの専用のパッケージである他方の第2の光源パッケージ23からはハイビームの照射時のみにおいて光が出射される。
上記のように第1の光源パッケージ22は二つの半導体発光素子22a、22aを有しており、第2の光源パッケージ23は一つの半導体発光素子23aを有しており、第1の光源パッケージ22は第2の光源パッケージ23より高い電力によって点灯される。
このような点灯回路60は昇降圧コンバータ61が用いられてハイビームの光が出射されるように制御され、点灯時における発熱量を抑制することが可能である。
以上に記載した通り、車輌用灯具1にあっては、第1の基板10と第2の基板11は放熱性が相違する種類の異なる基板にされている。
従って、第1の光源パッケージ22の駆動によって発生する熱に関する放熱性と第2の光源パッケージ23、23の駆動によって発生する熱に関する放熱性とが異なる放熱性にされるため、照射状態、例えば、ハイビームの照射状態とロービームの照射状態とに応じた良好な放熱制御を行うことができる。
特に、第1の光源パッケージ22が搭載されている第1の基板10は第2の光源パッケージ23、23が搭載されている第2の基板11より高い放熱性を有しているため、第1の光源パッケージ22の発熱量が大きくなった場合においても、第1の光源パッケージ22の駆動時における高い放熱性が確保され、第1の光源パッケージ22の安定した駆動を確保した上でロービームの光度を高くすることができる。
また、第1の光源パッケージ22は第2の光源パッケージ23より高い電力によって点灯され、第1の基板10が第2の基板11より放熱性が高くされているため、第1の光源パッケージ22の駆動時に発生する熱に関する放熱性が第2の光源パッケージ23の駆動時に発生する熱に関する放熱性より高くなり、第1の光源パッケージ22の安定した駆動状態を確保することができる。
さらに、第1の基板10が金属基板であり、第2の基板11が樹脂基板にされているため、第1の光源パッケージ22の駆動時に発生する熱の放熱性が第2の光源パッケージ23の駆動時に発生する熱の放熱性より高くなり、簡素な構成によって第1の光源パッケージ22の安定した駆動状態を確保することができる。
さらにまた、第1の基板10から伝導される熱を放出するヒートシンク24が設けられているため、第1の光源パッケージ22の駆動時に発生する熱がヒートシンク24によって放出され、第1の光源パッケージ22の駆動時における第1の基板10からの放熱性能が向上し、簡素な構成によって第1の光源パッケージ22の安定した駆動状態を確保することができる。
尚、ヒートシンク24は第1の基板10における上面の全体に接すると共に第2の基板11における上面の一部にも接した状態で配置されているため、第2の光源パッケージ23、23の駆動時に発生する熱の一部もヒートシンク24に伝達されてヒートシンク24から放出される。
従って、第1の光源パッケージ22の駆動によって発生する熱と第2の光源パッケージ23、23の駆動によって発生する熱とに関する高い放熱性が確保され、第1の光源パッケージ22と第2の光源パッケージ23、23の安定した駆動状態を確保することができる。
また、第2の光源パッケージ23、23が左右に離隔して二つ配置され、第1の光源パッケージ22がロービーム用にされており、使用頻度の高いロービーム用の第1の光源パッケージ22が高い電力によって点灯されるため、良好な放熱性を確保した上でロービームの光度を高くすることができる。
さらに、第1の光源パッケージ22に二つの半導体発光素子22a、22aが設けられ、第2の光源パッケージ23に一つの半導体発光素子23aが設けられているため、第1の光源パッケージ22における光束が大きくなり、高い放熱性を確保した上で光度の向上を図ることができる。
上記には、第1の光源パッケージ22に二つの半導体発光素子22a、22aが設けられ、第2の光源パッケージ23、23にそれぞれ一つずつの半導体発光素子23a、23aが設けられた例を示したが、車輌用灯具1にあっては、第1の光源パッケージ22と第2の光源パッケージ23、23にそれぞれ一つずつの半導体発光素子22a、23a、23aが設けられる構成にすることが可能である。
この場合には、第1の光源パッケージ22がハイビームの専用の光源パッケージにされ、第2の光源パッケージ23、23がロービームとハイビームの兼用の光源パッケージにされることが望ましい。
このように、第1の光源パッケージ22がハイビーム用にされることにより、ハイビーム用の第1の光源パッケージ22が搭載された第1の基板10が第2の基板11より放熱性が高くされる。
一般に、半導体発光素子は温度が上昇すると光束が高くなり難くなる特性を有しているため、第1の光源パッケージ22が放熱性の高い第1の基板10に搭載されることにより、光束を高くしてハイビームの光度の向上を少ない半導体発光素子の数によって構成することができる。
尚、上記には、第1の基板10が金属材料によって形成され第2の基板11が樹脂材料によって形成されることにより両者の放熱性が相違する例を示した。但し、放熱性が相違する種類の異なる基板としては、例えば、熱抵抗が異なる材料によって各基板が形成されて放熱性が相違する種類の異なる基板とされる例や、形状や大きさによって放熱面積が異なることにより放熱性が相違する種類の異なる基板とされる例もある。
1…車輌用灯具、2…ランプハウジング、2a…開口、3…カバー、4…灯具外筐、9…リフレクター、10…第1の基板、11…第2の基板、11a…配置孔、22…第1の光源パッケージ、22a…半導体発光素子、23…第3の光源パッケージ、23a…半導体発光素子、24…ヒートシンク
Claims (10)
- 開口を有するランプハウジングと前記開口を閉塞するカバーとによって構成された灯具外筐と、
第1の光源パッケージが搭載された第1の基板と、
第2の光源パッケージが搭載された第2の基板と、
前記第1の基板と前記第2の基板が取り付けられた光学部材とを備え、
前記第1の基板と前記第2の基板は放熱性が相違する種類の異なる基板にされた
車輌用灯具。 - 前記第1の光源パッケージが前記第2の光源パッケージより高い電力によって点灯され、
前記第1の基板が前記第2の基板より放熱性が高くされた
請求項1に記載の車輌用灯具。 - 前記第1の基板が金属基板であり、
前記第2の基板が樹脂基板である
請求項2に記載の車輌用灯具。 - 前記第1の基板から伝導される熱を放出するヒートシンクが設けられた
請求項2又は請求項3に記載の車輌用灯具。 - 前記第2の光源パッケージが左右に離隔して二つ配置され、
前記第1の光源パッケージがロービーム用にされた
請求項2、請求項3又は請求項4に記載の車輌用灯具。 - 前記第1の基板が前記第2の基板より放熱性が高くされ、
前記第2の光源パッケージが左右に離隔して二つ配置され、
前記第1の光源パッケージがハイビーム用にされた
請求項1に記載の車輌用灯具。 - 前記第1の光源パッケージには二つの半導体発光素子が設けられ、
前記第2の光源パッケージには一つの半導体発光素子が設けられた
請求項2、請求項3、請求項4又は請求項5に記載の車輌用灯具。 - 前記ヒートシンクが前記第2の基板に取り付けられ、
前記第1の基板が前記ヒートシンクに取り付けられた
請求項4に記載の車輌用灯具。 - 前記光学部材に前記第2の基板と前記ヒートシンクが共締めにより取り付けられた
請求項4又は請求項8に記載の車輌用灯具。 - 前記第2の基板に配置孔が形成され、
前記配置孔に前記第1の基板が配置された
請求項1乃至請求項9の何れかに記載の車輌用灯具。
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