JP2020035698A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】光源からの熱の影響でレンズの脚部が劣化するのを抑制した車両用灯具を提供する。【解決手段】本発明の車両用灯具は、ヒートシンク（１０）と、ヒートシンク（１０）上に設けられる光源装置（２０）と、光源装置（２０）上に設けられるレンズ部材（３０）と、を備え、光源装置（２０）は、光源（２２）と、光源（２２）とヒートシンク（１０）の間に位置する熱伝達部材（２１）と、を備え、レンズ部材（３０）は、光源（２２）からの光を前方側に照射するレンズ（３１）と、レンズ（３１）と一体成形され、熱伝達部材（２１）上に配置される脚部（３２）と、を備え、光源装置（２０）が、光源（２２）と脚部（３２）の間の位置に位置するように熱伝達部材（２１）上に設けられ、光源（２２）から脚部（３２）への放射熱を抑制する断熱部材を備えている。【選択図】図３

Description

本発明は車両用灯具に関するものである。

特許文献１には、放熱フィンを備えた支持プレート（いわゆる、ヒートシンクである）に基板と発光素子を有する光源が取り付けられるとともに、支持プレートに取り付けられたレンズホルダに、投影レンズの脚部が取り付けられた車両用灯具が開示されている。

特開２０１１−２２８１９６号公報

ところで、光源が取り付けられる部材に対してホルダ等を介してレンズを取り付ける形態とすると、光源に対するレンズの位置精度が悪くなるという問題がある。

一方で、光源が取り付けられる部材にレンズの脚部を取り付けるようにすると、アクリル系樹脂等で形成された脚部を有するレンズ等においては、光源からの熱の影響で劣化するおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、光源からの熱の影響でレンズの脚部が劣化するのを抑制した車両用灯具を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために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、前記ヒートシンク上に設けられる光源装置と、前記光源装置上に設けられるレンズ部材と、を備え、前記光源装置は、光源と、前記光源と前記ヒートシンクの間に位置する熱伝達部材と、を備え、前記レンズ部材は、前記光源からの光を前方側に照射するレンズと、前記レンズと一体成形され、前記熱伝達部材上に配置される脚部と、を備え、前記光源装置が、前記光源と前記脚部の間の位置に位置するように前記熱伝達部材上に設けられ、前記光源から前記脚部への放射熱を抑制する断熱部材を備えている。

（２）上記（１）の構成において、前記断熱部材は、前記光源と外部コネクタとの間の電気的な接続を行う電気配線を内蔵する絶縁樹脂で形成されたコネクタ接続部材である。

（３）上記（１）又は（２）の構成において、前記断熱部材は、前記光源の光を照射する方向で見て、前記光源と前記脚部の間の位置に位置する部分の高さが前記光源の表面の高さ以上である。

（４）上記（１）から（３）のいずれか１つの構成において、前記熱伝達部材は、前記光源を設置する光源設置面と、前記光源設置面よりも前記光源の光を照射する方向側に位置し、前記脚部を設置する脚部設置面と、を備えている。

（５）上記（１）から（３）のいずれか１つの構成において、前記熱伝達部材は、前記光源を設置する光源設置面と、前記光源の光を照射する方向で見てほぼ同じ位置に位置する前記脚部を設置する脚部設置面と、前記光源設置面と前記脚部設置面の間に位置する溝部と、を備えている。

本発明によれば、光源からの熱の影響でレンズの脚部が劣化するのを抑制した車両用灯具を提供することができる。

本発明に係る第１実施形態の車両用灯具を備えた車両の平面図である。 本発明に係る第１実施形態の灯具ユニットの分解斜視図である。 本発明に係る第１実施形態の灯具ユニットの断面図である。 本発明に係る第２実施形態の灯具ユニットの断面図である。 本発明に係る第３実施形態の灯具ユニットの断面図である。

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」と称する。）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又は符号を付している。

また、実施形態及び図中において、特に断りがない場合、「前」、「後」は、各々、車両１０２の「前進方向」、「後進方向」を示し、「上」、「下」、「左」、「右」は、各々、車両１０２に乗車する運転者から見た方向を示す。
なお、言うまでもないが「上」、「下」は鉛直方向での「上」、「下」でもあり、「左」、「右」は水平方向での「左」、「右」でもある。

（第１実施形態）
図１は、本発明に係る第１実施形態の車両用灯具を備えた車両１０２の平面図である。
図１に示すように、本発明に係る第１実施形態の車両用灯具は、車両１０２の前方側の左右のそれぞれに設けられる車両用の前照灯（１０１Ｌ、１０１Ｒ）であり、以下では単に車両用灯具と記載する。

本実施形態の車両用灯具は、車両前方側に開口したハウジング（図示せず）と開口を覆うようにハウジングに取り付けられるアウターレンズ（図示せず）を備え、ハウジングとアウターレンズとで形成される灯室内に灯具ユニット１（図２及び図３参照）等が配置されている。

図２は本発明に係る第１実施形態の灯具ユニット１の分解斜視図であり、例えば、灯具ユニット１は、ロービーム配光パターン又はハイビーム配光パターン等を形成する。
図２に示すように、灯具ユニット１は、ヒートシンク１０と、ヒートシンク１０に設けられる光源装置２０と、光源装置２０上に設けられるレンズ部材３０と、を備えている。

（ヒートシンク１０）
ヒートシンク１０は、光源装置２０を配置するベース部１１と、ベース部１１の裏面から後方側に延在するように設けられ、車両幅方向に並ぶ複数の放熱フィン１２と、ベース部１１の鉛直方向（図２の上下方向）の中央側に設けられ、前方側に突出する車両幅方向に離間した一対の位置決めピン１１Ａと、を備えている。

また、ベース部１１には、位置決めピン１１Ａよりも車両幅方向の中央側に離間して設けられた一対のネジ螺合孔１１Ｂが形成されている。
なお、一対の位置決めピン１１Ａ、及び、一対のネジ螺合孔１１Ｂは、ベース部１１の上下方向の中央側の位置で、車両幅方向にほぼ一列に並ぶように設けられている。
そして、一対のネジ螺合孔１１Ｂには、後述する光源装置２０、及び、レンズ部材３０を共止めするように一対のネジＮが螺合固定される。

放熱フィン１２は、それぞれ鉛直方向の一方側（図２では上側）にベース部１１よりも延在しており、ベース部１１より鉛直方向に延在している部分（図２では上側の部分）が、後述する光源装置２０の接続部２３Ｂを収容可能にベース部１１側から後方側に切欠かれたような形状になっている。

本実施形態では、ヒートシンク１０は、ベース部１１、放熱フィン１２、及び、位置決めピン１１Ａ等が一体成形されたアルミダイカスト製のヒートシンク１０になっているが、これに限定される必要はなく、熱伝導率の高い金属又は樹脂等を用いて形成されたものであればよい。

（光源装置２０）
光源装置２０は、熱伝達部材２１と、熱伝達部材２１上に配置された光源２２と、熱伝達部材２１上に配置され、光源２２に対応する位置に設けられた開口部２３Ａと外部コネクタが接続される接続部２３Ｂを有するコネクタ接続部材２３と、を備えている。

なお、接続部２３Ｂは、熱伝達部材２１よりも鉛直方向の一方側（図２では上側）に位置し、熱伝達部材２１よりも一部が後方側に出っ張るように設けられており、先に触れたように、この出っ張った部分が、放熱フィン１２の後方側に切欠かれたような形状の部分に位置することになる。

本実施形態では、熱伝達部材２１は、光源２２とヒートシンク１０のベース部１１の間に双方に接触するように位置し、光源２２で発生する熱を速やかに広い範囲に拡散しつつ、熱を効率よくヒートシンク１０に伝達して光源２２の冷却効率を高める役目を果たす。

このため、本実施形態では、熱伝達部材２１に光源２２よりも外径の大きいアルミ製の板材を用いているが、材料はアルミに限定される必要はなく、熱伝導率の高いアルミ以外の金属又は樹脂等であってもよい。

そして、熱伝達部材２１は、コネクタ接続部材２３を挟んで対向するベース部１１の一対の位置決めピン１１Ａに対応する位置に設けられたベース部１１の一対の位置決めピン１１Ａを通す一対の位置決め孔２４Ａと、コネクタ接続部材２３を挟んで対向するベース部１１のネジ螺合孔１１Ｂに対応する位置に設けられたネジＮを通す一対のネジ孔２４Ｂと、を備えており、位置決めピン１１Ａで位置決めされた状態でネジＮによってヒートシンク１０に対して固定できるようになっている。

光源２２は、基板２２Ａと、基板２２Ａ上に設けられた発光チップ２２Ｂと、を備え、本実施形態では、発光チップ２２ＢにＬＥＤチップが用いられたＬＥＤ光源（発光ダイオード光源）になっているが、発光チップにＬＤチップ（レーザーダイオードチップ）を用いたＬＤ光源（レーザー光源）としてもよい。

例えば、光源２２がＬＤ光源の場合には、光を透過する発光領域を有する基板と、基板の裏面側に配置され、発光領域を発光させるための光を出射するＬＤチップ（発光チップ）と、を備えるような光源２２とすればよく、発光領域上に蛍光体を設けるようにしてもよい。
なお、光源２２にＬＤ光源を用いると、ＬＥＤ光源の場合よりレンズ部材３０の小型化等が行い易いという利点がある。

コネクタ接続部材２３は、例えば、耐熱性に優れた電気絶縁性の樹脂（単に絶縁樹脂ともいう。）を用いたインサート成形で、光源２２と外部コネクタとの電気的な接続を行うための電気配線（図示せず）を内部に収容するように形成された部材であり、その電気配線（図示せず）の一端側が開口部２３Ａに導出され光源２２との電気的な接続が行われ、その電気配線（図示せず）の他端側が接続部２３Ｂ内に導出され、外部コネクタとの電気的な接続が行われるようになっている。
なお、コネクタ接続部材２３と熱伝達部材２１は、例えば、接着剤、又は、ネジ等の固定手段で一体化されている。

また、コネクタ接続部材２３は、必ずしも、電気絶縁性の樹脂である必要はなく、電気絶縁性であれば、樹脂以外の材料を使用することが可能である。
しかしながら、後ほど説明するように、コネクタ接続部材２３は、断熱部材としての役割を果たすため、熱伝導率の低い材料を用いることが好ましく、電気を通さない樹脂は、一般的に熱伝導率が低いため電気絶縁性の樹脂を用いることが好ましい。

（レンズ部材３０）
レンズ部材３０は、光源２２からの光を前方側に照射するレンズ３１と、熱伝達部材２１上に配置される脚部３２と、を備え、レンズ部材３０は、樹脂（例えば、アクリル系樹脂）で、脚部３２がレンズ３１と一体に成形された一体成形の部材になっている。

具体的には、レンズ部材３０は、レンズ３１の車両幅方向のそれぞれの側面から後方側に延在する一対の脚部３２を備えている。

そして、その一対の脚部３２の間の離間距離が鉛直方向で見たコネクタ接続部材２３の光源２２に対応する位置の車両幅方向の幅よりも離間するように設けられている。

また、脚部３２は、それぞれ車両幅方向外側に折れ曲がるように形成され、熱伝達部材２１上に接触するように配置される固定部３２Ａを有するものになっている。

そして、この固定部３２Ａには、それぞれベース部１１に設けられた位置決めピン１１Ａに対応する位置に設けられた位置決めピン１１Ａを通す位置決め孔３３Ａと、ベース部１１に設けられたネジ螺合孔１１Ｂに対応する位置に設けられたネジＮを通すネジ孔３３Ｂと、が設けられている。

したがって、レンズ部材３０が、位置決めピン１１Ａで位置決めされた状態でネジＮによって光源装置２０と共にヒートシンク１０に対して固定できるようになっている。

図３は本実施形態の灯具ユニット１の断面図であり、レンズ３１の光軸に沿って水平方向に切断した断面を上側から見た模式図になっている。
図３に示すように、コネクタ接続部材２３は、光源２２の周囲を囲う部分の一部が、光源２２と脚部３２の間の位置に位置するように熱伝達部材２１上に設けられており、光源２２から脚部３２への放射熱を抑制する断熱部材として機能するようにされている。

なお、本実施形態では、光源２２と外部コネクタとの間の電気的な接続を行う電気配線（図示せず）を内蔵する絶縁樹脂で形成されたコネクタ接続部材２３が、光源装置２０の断熱部材を兼ねたものとしているが、これに限定される必要はなく、光源装置２０が、光源２２と脚部３２の間の位置に位置するように熱伝達部材２１上に設けられ、光源２２から脚部３２への放射熱を抑制することだけを目的とした断熱部材を備えるものであってもよい。
この場合でも断熱部材には熱伝導率の低い材料を用いることが好ましく、電気絶縁性の樹脂を好適に用いることができる。

そして、熱伝達部材２１自体が光源２２の熱によって温度が高くなるところ、光源２２からの放射熱までもが加わると、更に温度が高くなるため、熱伝達部材２１の表面に設置される脚部３２（より詳しくは、固定部３２Ａ）が熱による影響で劣化するおそれがある。

しかしながら、本実施形態のように、光源装置２０が、光源２２と脚部３２の間の位置に位置するように熱伝達部材２１上に設けられ、光源２２から脚部３２（より詳しくは、固定部３２Ａ）への放射熱を抑制する断熱部材を備えることで、脚部３２（より詳しくは、固定部３２Ａ）が熱による影響で劣化するのを抑制することができる。

なお、断熱部材は、光源２２の光を照射する方向で見て（図３の上方向）、光源２２と脚部３２の間の位置に位置する部分の高さが光源２２の表面（より詳細には発光チップ２２Ｂの表面）の高さ以上であることが好ましく、これによって、光源２２から脚部３２の固定部３２Ａへの放射熱を確実に抑制することができる。

ただし、先に少し触れたように、光源２２がＬＤ光源の場合には、基板２２Ａの裏面側に発光チップであるＬＤチップが設けられる場合がある。
その場合には、光源２２の表面は基板２２Ａの表面側の表面又は基板２２Ａの表面側に設けられる蛍光体の表面となり、断熱部材は、光源２２と脚部３２の間の位置に位置する部分の高さがその光源２２の表面、つまり、基板２２Ａの表面側の表面又は基板２２Ａの表面側に設けられる蛍光体の表面の高さ以上であることが好ましい。

このように、断熱部材は、光源２２の光を照射する方向で見て（図３の上方向）、光源２２と脚部３２の間の位置に位置する部分の高さが最も光源２２の光を照射する方向側となる表面の高さ以上であることが好ましい。

一方、本実施形態では、光源２２が取り付けられている熱伝達部材２１に対してレンズ部材３０の脚部３２が設置されることになるため、光源２２に対するレンズ３１の位置精度を高くすることができる。

（第２実施形態）
次に図４を参照して、本発明に係る第２実施形態の灯具ユニット１について説明する。
図４は、本実施形態の灯具ユニット１の断面図であり、図３と同様に、レンズ３１の光軸に沿って水平方向に切断した断面を上側から見た模式図になっている。

なお、本実施形態の灯具ユニット１も、第１実施形態の灯具ユニット１とほぼ同様の構成であり、熱伝達部材２１の一部が異なるだけであるため、以下では、主に、この異なる点について説明を行い、第１実施形態と同様である点については説明を省略する場合がある。

図４に示すように、本実施形態では、熱伝達部材２１の光源２２を配置する部分が凹むように形成されている。
このため、熱伝達部材２１は、光源２２を設置する光源設置面ＳＦ１と、光源設置面ＳＦ１よりも光源２２の光を照射する方向側（図４の上側）に位置し、脚部３２（より詳しくは、固定部３２Ａ）を設置する脚部設置面ＳＦ２と、を備えるものになっている。

なお、図４が断面図であるため、コネクタ接続部材２３が宙に浮いているかのように見えているが、熱伝達部材２１に形成されている光源２２を配置する凹み部分は、図２の上下方向で見たときの光源２２の幅よりも若干大きい程度のため、その凹み部分になっている箇所以外で、コネクタ接続部材２３は熱伝達部材２１と接触するように配置されている。

そして、本実施形態のように、脚部設置面ＳＦ２を光源設置面ＳＦ１よりも光源２２の光を照射する方向側に位置させると、光源２２の熱は、熱伝達部材２１を介してヒートシンク１０側に伝わりやすく、その分、脚部設置面ＳＦ２側に伝わらなくなり、より一層、脚部３２（より詳しくは、固定部３２Ａ）の温度が高くなることを抑制することができる。
したがって、より一層、脚部３２（より詳しくは、固定部３２Ａ）が熱による影響で劣化するのを抑制することができる。

（第３実施形態）
次に図５を参照して、本発明に係る第３実施形態の灯具ユニット１について説明する。
図５は、本実施形態の灯具ユニット１の断面図であり、図３と同様に、レンズ３１の光軸に沿って水平方向に切断した断面を上側から見た模式図になっている。

なお、本実施形態の灯具ユニット１も、第１実施形態の灯具ユニット１とほぼ同様の構成であり、熱伝達部材２１の一部が異なるだけであるため、以下では、主に、この異なる点について説明を行い、第１実施形態と同様である点については説明を省略する場合がある。

図５に示すように、本実施形態では、熱伝達部材２１の光源２２を配置する部分と、脚部３２（より詳しくは、固定部３２Ａ）を設置する部分と、の間に溝部Ｇ１が形成されている。
なお、この溝部Ｇ１は、光源２２の周囲を囲むようなものであってもよいが、光源２２と脚部３２の間の位置に直線状に設けられたものであってもよい。

このため、熱伝達部材２１は、光源２２を設置する光源設置面ＳＦ１と、光源２２の光を照射する方向（図５の上方向）で見てほぼ同じ位置に位置する脚部３２（より詳しくは、固定部３２Ａ）を設置する脚部設置面ＳＦ２と、光源設置面ＳＦ１と脚部設置面ＳＦ２の間に位置する溝部Ｇ１と、を備えるものになっている。

そして、本実施形態のように、光源設置面ＳＦ１と脚部設置面ＳＦ２の間に溝部Ｇ１が設けられていると、光源設置面ＳＦ１から脚部設置面ＳＦ２側に熱が伝わり難くなり、より一層、脚部３２（より詳しくは、固定部３２Ａ）の温度が高くなることを抑制することができる。
このため、より一層、脚部３２（より詳しくは、固定部３２Ａ）が熱による影響で劣化するのを抑制することができる。

以上、具体的な実施形態を基に本発明の説明を行ってきたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、レンズ部材３０のレンズ３１として光が入射する入射面がほぼ平面状で、光が出射する出射面が前方側に突出するように形成され、所定の配光パターンを形成する配光制御を行う自由曲面で形成されたものを示している。

しかしながら、レンズ３１は、このようなものに限定される必要はなく、レンズ３１は、例えば、カットオフラインを形成するためのシェード部と、シェード部よりも入射面側に設けられ、基本光路の前方側焦点がほぼシェード部に一致するように形成されたリフレクタ面と、が一体に形成された複合光学レンズのようなものであってもよい。

このように、本発明は具体的な実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態に変更や改良を行ったものも発明の技術的範囲に含まれるものであり、そのことは当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。

１ 灯具ユニット
１０ ヒートシンク
１１ ベース部
１１Ａ 位置決めピン
１１Ｂ ネジ螺合孔
１２ 放熱フィン
２０ 光源装置
２１ 熱伝達部材
２２ 光源
２２Ａ 基板
２２Ｂ 発光チップ
２３ コネクタ接続部材
２３Ａ 開口部
２３Ｂ 接続部
２４Ａ 位置決め孔
２４Ｂ ネジ孔
３０ レンズ部材
３１ レンズ
３２ 脚部
３２Ａ 固定部
３３Ａ 位置決め孔
３３Ｂ ネジ孔
Ｇ１ 溝部
Ｎ ネジ
ＳＦ１ 光源設置面
ＳＦ２ 脚部設置面
１０１Ｌ、１０１Ｒ 車両用の前照灯
１０２ 車両

Claims (5)

1. ヒートシンクと、
   前記ヒートシンク上に設けられる光源装置と、
   前記光源装置上に設けられるレンズ部材と、を備え、
   前記光源装置は、
   光源と、
   前記光源と前記ヒートシンクの間に位置する熱伝達部材と、を備え、
   前記レンズ部材は、
   前記光源からの光を前方側に照射するレンズと、
   前記レンズと一体成形され、前記熱伝達部材上に配置される脚部と、を備え、
   前記光源装置が、前記光源と前記脚部の間の位置に位置するように前記熱伝達部材上に設けられ、前記光源から前記脚部への放射熱を抑制する断熱部材を備えていることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記断熱部材は、前記光源と外部コネクタとの間の電気的な接続を行う電気配線を内蔵する絶縁樹脂で形成されたコネクタ接続部材であることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記断熱部材は、前記光源の光を照射する方向で見て、前記光源と前記脚部の間の位置に位置する部分の高さが前記光源の表面の高さ以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用灯具。
4. 前記熱伝達部材は、
   前記光源を設置する光源設置面と、
   前記光源設置面よりも前記光源の光を照射する方向側に位置し、前記脚部を設置する脚部設置面と、を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用灯具。
5. 前記熱伝達部材は、
   前記光源を設置する光源設置面と、
   前記光源の光を照射する方向で見てほぼ同じ位置に位置する前記脚部を設置する脚部設置面と、
   前記光源設置面と前記脚部設置面の間に位置する溝部と、を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用灯具。