JP4258321B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

この発明は、例えば、車両のヘッドランプ等に適用される、ＬＥＤ（発光ダイオード）本体を光源とする車両用灯具に関する。

ＬＥＤ本体は、近年、１個当たりの大電力化が可能となり、これに伴い灯具１個当たりのＬＥＤ本体の使用個数の低減が可能となるが、この場合ＬＥＤ本体の据え付け基板の面積も狭くなる。このためＬＥＤ本体の点灯時は、その発熱が狭い面積に集中して高温になり易く、この高温に起因してＬＥＤ本体の光束の低下や寿命の低下を招くことになる。

このようにＬＥＤ本体を光源として採用する場合は、ＬＥＤ本体が大電力化になればなるほど、ＬＥＤの発熱を効率よく放熱する工夫が必要となり、これによりＬＥＤ本体の性能を最大限に引き出すことが可能となる。

図３（ａ）、（ｂ）は、このような観点から開発されたＬＥＤ本体を光源とする信号灯具１００を示す（特許文献１参照）。この信号灯具１００は、ＬＥＤランプ２を放熱フィン構造体３に組み付けてなるＬＥＤランプアッシ４が、ＬＥＤランプ２のＬＥＤ本体５の発光部５ａおよび放熱フィン構造体３の放熱フィン６がそれぞれランプハウジング７の光源取付部８の内側および外側に位置するように取り付けられることによって構成されている。

ＬＥＤランプ２は、複数のＬＥＤ本体５が金属製基板９に保持されて構成されている。金属製基板９はＬＥＤ本体５の点灯時に生じる発熱を伝導するのに充分な板厚を有する金属板で形成されており、ＬＥＤ本体５はその端子を金属製基板９にカシメ止め、リベット止め、スポット溶接止めなどの適宜の手段で止着することで給電および保持の構造が形成される。

また、放熱フィン構造体３は、ＬＥＤランプ２を取り付ける一側面３ａと、放熱フィン６が設けられている他側面３ｂとを有するアルミニュウム製矩形板状体で構成されている。

さらに、ＬＥＤランプ２は、その金属製基板９と放熱フィン構造体３の一側面３ａとの間に絶縁性熱伝導シート１０１を介在させて放熱フィン構造体３上に積層されており、ＬＥＤランプアッシ４は、さらに前記した積層状態のＬＥＤランプ２上にプレッシャープレート１０２を積層すると共に、プレッシャープレート１０２と放熱フィン構造体３とを締結ねじ１０５で締結することにより構成されている。プレッシャープレート１０２は、絶縁性樹脂で形成され、ＬＥＤ本体５の発光部５ａに対応する部分にはすり鉢状とした開口部１０２ａが設けられ、ＬＥＤ本体５に触れることなく、直接にＬＥＤランプ２の金属製基板９に接触するようになっている。

そして、信号灯具１００は、プレッシャープレート１０２および放熱フィン６がそれぞれランプハウジング７の光源取付部８の内側および外側に位置するようにＬＥＤランプアッシ４を取り付けることによって全体構成される。

このように構成された信号灯具１００におけるＬＥＤランプアッシ４は、締結ねじ１０５の締め付け強度をトルクドライバなどで一定のトルクあるいはそれ以上として管理すれば、絶縁性熱伝導シート１０１が金属製基板９と放熱フィン構造体３の一側面３ａとに挟まれる圧力は一定以上の値が確保され、これにより意図する熱伝導性が確保できる。

なお、図３（ａ）中、符号１０３はアウタレンズ、符号１０４はインナレンズをそれぞれ示す。
特開２００２−９３２０６号公報

しかしながら、従来の信号灯具１００は、ＬＥＤランプアッシ４の熱伝導性が、絶縁性熱伝導シート１０１の厚みのバラツキ、あるいは／および絶縁性熱伝導シート１０１やプレッシャープレート１０２の締め付けに起因する経時的変形による圧力変動により変動するものであるから、ＬＥＤ本体５の発熱に対する放熱効率が一定せず、ひいてはＬＥＤ本体５の性能について一定の品質を保持することが難しい、という課題を有している。

この課題は、ＬＥＤ本体５大電力化が３〜１０Ｗに達している今日においては重大である。

さらには、信号灯具１００は、ＬＥＤランプアッシ４が４部品の積層構造からなるので部品点数が多いこと、およびＬＥＤランプアッシ４の締め付けには一定のトルク以上の圧力が必要なことにより組み付けが面倒である、という課題をも有している。

そこで、本発明は、ＬＥＤ本体の発熱に対する放熱効率が常に高い水準で安定して得られることによりＬＥＤ本体の性能を常に最大限に引き出すことが可能であると共に、照明品質の安定化および組付けの簡略化をも可能とした車両用灯具を提供することを目的としている。

前記した目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ＬＥＤランプを放熱フィン構造体に組み付けてなるＬＥＤランプアッシが、前記ＬＥＤランプの発光部および前記放熱フィン構造体の放熱フィンがそれぞれランプハウジングの光源取付部の内側および外側に位置するように取り付けられている車両用灯具において、
前記ＬＥＤランプは、金属製基板と、この金属製基板に固着される伝熱性絶縁シートと、前記金属製基板との絶縁関係を維持して前記伝熱性絶縁シートに形成される導電部と、前記発光部が前記伝熱性絶縁シート上に載置されると共にその端子が前記導電部に電気的に接続されるＬＥＤ本体とから構成されており、
前記放熱フィン構造体は、前記金属製基板と金属面同士を当接させて前記ＬＥＤランプが前記ＬＥＤ本体の絶縁状態を維持して取り付けられる一側面と、前記放熱フィンが設けられている他側面と、前記光源取付部に係合する係合部が設けられている外周部とを有する円盤状の金属製板状部材から構成され、
前記光源取付部は、前記放熱フィン構造体の嵌入可能な円筒状の凹部に形成され、
前記放熱フィンは、前記放熱フィン構造体の前記凹部への嵌入状態で前記凹部の外方へ突出する高さを有し、かつ
前記ＬＥＤランプアッシは、前記放熱フィンを把持して前記光源取付部の周方向に沿って回転操作することにより当該光源取付部に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする。

このため、請求項１記載の発明では、ＬＥＤランプアッシは、ＬＥＤランプが放熱フィン構造体の一側面に金属面同士の当接により組み付けられて構成されるので、ＬＥＤランプと放熱フィン構造体との当接部分は組付圧力の如何に拘わらず良好な熱伝導部分を構成することになる。このためＬＥＤランプのＬＥＤ本体の点灯による発熱は、伝熱性絶縁シートを介して金属製基板に伝熱され、さらに前記した良好な熱伝導部分を介して高効率で放熱フィン構造体に伝熱され、しかる後放熱フィンから外方へ放熱されることになる。

さらに、請求項１記載の発明では、放熱フィンは放熱機能に加えてＬＥＤランプアッシの着脱の際の摘み機能をも奏することができる。

また、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の車両用灯具であって、
前記ＬＥＤ本体の点灯を制御する回路ユニットは、前記ランプハウジングの外側に配置されると共に前記ランプハウジングに係合している前記放熱フィン構造体に取り付けられている前記ＬＥＤ本体とリードを介して電気的に接続されていることを特徴とする。

このため、請求項２記載の発明では、ＬＥＤ本体の点灯を制御する回路ユニットは、ＬＥＤ本体の点灯に起因する発熱の影響を受けることなく精度よく作動することができる。

請求項１記載の発明によれば、ＬＥＤ本体の発熱に対する放熱効率が、常に高い水準で安定して得られることになり、ＬＥＤ本体の性能を常に最大限に引き出すことが可能であり、ひいてはＬＥＤ本体の性能および寿命を含めた照明品質を高い水準で安定化させることができる。

また、請求項１記載の発明によれば、従来必要としたプレッシャープレートや締付圧力の制御を必要としないので、部品点数の削減と組付作業の簡単化により組付けの簡略化をも図ることができる。

また、請求項１記載の発明によれば、放熱フィンは放熱機能に加えてＬＥＤランプアッシの着脱の際の摘み機能も奏することができ、これにより組み付けおよびメンテナンスの際の作業性の一層の簡略化を図ることができる。

また、請求項２記載の発明によれば、ＬＥＤ本体の点灯を制御する回路ユニットは、ＬＥＤ本体の点灯に起因する発熱の影響を受けることなく精度よく作動することができ、これにより灯具全体の寿命の一層の向上と共に照明品質の一層の安定化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１および図２は、この発明の一実施形態としての車両用灯具１を示す。この車両用灯具１は、ＬＥＤランプ２を放熱フィン構造体３に組み付けてなるＬＥＤランプアッシ４が、ＬＥＤランプ２の発光部５ａおよび放熱フィン構造体４の放熱フィン６がそれぞれランプハウジング７の光源取付部８の内側および外側に位置するように取り付けられることによって大略構成されている。ランプハウジング７の内面には鋸歯状断面の反射面７ｃが形成されており、発光部５ａからの出射光は、反射面７ｃで反射して直射光と共にアウタレンズ１５を介して灯具１の前方へ照射するようになっている。

このときＬＥＤランプ２は、金属製基板９と、この金属製基板９に固着される伝熱性絶縁シート１０と、金属製基板９との絶縁関係を維持して伝熱性絶縁シート１０に形成される導電部（図示せず）と、発光部５ａが伝熱性絶縁シート１０上に載置されると共にその端子５ｂが前記導電部に電気的に接続されるＬＥＤ本体５とから構成されている。

また、放熱フィン構造体３は、金属製基板９と金属面同士を当接させてＬＥＤランプ２がＬＥＤ本体５の絶縁状態を維持して取り付けられる一側面３ａと、放熱フィン６が設けられている他側面３ｂと、光源取付部８に係合する係合部１１が設けられている外周部３ｃとを有する金属製板状部材から構成されている。

具体的には、車両用灯具１は、例えばヘッドランプを想定しており、ＬＥＤ本体５は、例えば３〜１０ＷのハイワッテージＬＥＤ本体が１〜３個（図中、１個のみ示す）適用される。

ＬＥＤランプ２の金属製基板９は、ＬＥＤ本体５の点灯時に生じる発熱を伝導するのに充分な板厚を有するアルミニウム製の金属板で形成されており、その伝熱性絶縁シート１０は、ボロンナイトライドとシリコーンゴムとを基材とする樹脂を金属製基板９上にラミネートすることによって形成されている。ＬＥＤランプ２の導電部は、伝熱性絶縁シート１０に印刷形成されており、ＬＥＤ本体５は、その端子５ｂを前記導電部に電気的に接続することにより保持されている。

また、放熱フィン構造体３は、平坦な一側面３ａと、放熱フィン６を一体に設けた他側面３ｂとを有する、金属製基板９よりも大径のアルミニウム製の円盤状部材で構成されており、その係合部１１は、円盤状部材の外周部３ｃに間欠的に形成される遠心方向に突出する突起部として構成されている。

また、ＬＥＤランプアッシ４は、金属製基板９のＬＥＤ本体５の載置面と反対側の面を一側面３ａに当接させると共に締結ねじ１２により金属製基板９を一側面３ａに固着させてＬＥＤランプ２を放熱フィン構造体３に組み付けることにより構成されている。

そして、ＬＥＤランプアッシ４は、その係合部１１を光源取付部８の係合凹部１３に係合させることによってランプハウジング７に組み付けられる。この組み付けは、防水パッキン１４を光源取付部８の内周部分に形成された段部８ａと放熱フィン構造体３の一側面３ａとの間に介在させて行われる。この組み付けにより、ＬＥＤランプ２のＬＥＤ本体５は、ランプハウジング７の底部７ａに穿設した光源取付孔７ｂからランプハウジング７内に挿入されて取り付けられる（図１参照）。

このように構成された車両用灯具１においては、ＬＥＤランプアッシ４は、ＬＥＤランプ２が放熱フィン構造体３の一側面３ａに金属面同士の当接により組み付けられて構成されるので、ＬＥＤランプ２と放熱フィン構造体３との当接部分は組付圧力の如何に拘わらず良好な熱伝導部分を構成することになる。このためＬＥＤランプ２のＬＥＤ本体５の点灯による発熱は、伝熱性絶縁シート１０を介して金属製基板９に伝熱され、さらに前記した良好な熱伝導部分を介して高効率で放熱フィン構造体３に伝熱され、しかる後放熱フィン６から外方へ放熱されることになる。

このため車両用灯具１は、ＬＥＤ本体５の発熱に対する放熱効率が、常に高い水準で安定して得られることになり、ＬＥＤ本体５の性能を常に最大限に引き出すことが可能である。換言すれば、車両用灯具１は、ＬＥＤ本体５の性能および寿命を含めた照明品質を高い水準で安定化させることができる。

また好ましくは、本実施形態のように、光源取付部８は、放熱フィン構造体３の嵌入可能な凹部８ｂに形成されており、放熱フィン６は、放熱フィン構造体３の凹部８ｂへの嵌入状態で凹部８ｂの外方へ突出する高さを有して形成されており、かつＬＥＤランプアッシ４は、放熱フィン６を操作することにより光源取付部８に着脱可能に取り付けられている。

具体的には、光源取付部８は、ランプハウジング７の底部７ａの外側面に突設された円筒部により凹部８ｂに形成されており、前記円筒部には円筒端面に開口する開口部１３ａを有するＬ字形状の切り欠きからなる係合凹部１３が形成されている。そして、ＬＥＤランプアッシ４は、その係合部１１を開口部１３ａに合致させて係合凹部１３へ挿入した後、放熱フィン６を把持して全体を光源取付部８の周方向に沿って回転させることにより、係合部１１を係合凹部１３に抜け止め不能に係合させて、ランプハウジング７に取り付ることができる。

また、ＬＥＤランプアッシ４は、ランプハウジング７への取付状態では、放熱フィン６が光源取付部８から外方へ突出しているので（図１参照）、放熱フィン６を把持して、取付方向とは逆方向へ回転させることにより、係合部１１を係合凹部１３の開口部１３ａに合致させることができ、その後光源取付部８の外方へ引き出すことによりランプハウジング７から容易に離反させることができる。

このようにこの構成では、放熱フィン６は放熱機能に加えてＬＥＤランプアッシ４の着脱の際の摘み機能をも奏することができ、これにより組み付けおよびメンテナンスの際の作業性の簡略化を図ることができる。

さらに好ましくはＬＥＤ本体５の点灯を制御する回路ユニット１６は、ランプハウジング７の外側に配置されると共にランプハウジング７に係合している放熱フィン構造体３に取り付けられているＬＥＤ本体５とリード１７を介して電気的に接続される。

すなわち、リード１７は、その一端１７ａを伝熱性絶縁シート１０に印刷形成された導電部に電気的に接続させると共に、その中間部を放熱フィン構造体３の円盤状部材を貫通させ（図２参照）、かつその他端１７ｂを回路ユニット１６に電気的に接続させる（図１参照）ことにより、ＬＥＤ本体５と回路ユニット１６とを電気的に接続させて取り付けられる。回路ユニット１６は、ランプハウジング７の外側にステイ１８を介して適宜取り付けられている（図１参照）。

この構成によれば、ＬＥＤ本体５の点灯を制御する回路ユニット１６は、ＬＥＤ本体５の点灯に起因する発熱の影響を受けることなく精度よく作動することができ、これにより灯具１全体の寿命の向上と共に照明品質の安定化を図ることができる。

本発明の一実施形態としての車両用灯具の概略側断面図である。 図１の要部の拡大分解斜視図である。 従来の信号灯で、（ａ）はその概略側断面図、（ｂ）はその要部の拡大分解斜視図である。

符号の説明

１ 車両用灯具
２ ＬＥＤランプ
３ 放熱フィン構造体
３ａ 一側面（放熱フィン構造体の）
３ｂ 他側面（放熱フィン構造体の）
３ｃ 外周部（放熱フィン構造体の）
４ ＬＥＤランプアッシ
５ ＬＥＤ本体
５ａ 発光部
５ｂ 端子
６ 放熱フィン
７ ランプハウジング
８ 光源取付部
８ｂ 凹部
９ 金属製基板
１０ 伝熱性絶縁シート
１１ 係合部
１６ 回路ユニット
１７ リード

Claims (2)

1. ＬＥＤランプを放熱フィン構造体に組み付けてなるＬＥＤランプアッシが、前記ＬＥＤランプの発光部および前記放熱フィン構造体の放熱フィンがそれぞれランプハウジングの光源取付部の内側および外側に位置するように取り付けられている車両用灯具において、
   前記ＬＥＤランプは、金属製基板と、この金属製基板に固着される伝熱性絶縁シートと、前記金属製基板との絶縁関係を維持して前記伝熱性絶縁シートに形成される導電部と、前記発光部が前記伝熱性絶縁シート上に載置されると共にその端子が前記導電部に電気的に接続されるＬＥＤ本体とから構成されており、
   前記放熱フィン構造体は、前記金属製基板と金属面同士を当接させて前記ＬＥＤランプが前記ＬＥＤ本体の絶縁状態を維持して取り付けられる一側面と、前記放熱フィンが設けられている他側面と、前記光源取付部に係合する係合部が設けられている外周部とを有する円盤状の金属製板状部材から構成され、
   前記光源取付部は、前記放熱フィン構造体の嵌入可能な円筒状の凹部に形成され、
   前記放熱フィンは、前記放熱フィン構造体の前記凹部への嵌入状態で前記凹部の外方へ突出する高さを有し、かつ
   前記ＬＥＤランプアッシは、前記放熱フィンを把持して前記光源取付部の周方向に沿って回転操作することにより当該光源取付部に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする車両用灯具。
2. 請求項１に記載の車両用灯具であって、
   前記ＬＥＤ本体の点灯を制御する回路ユニットは、前記ランプハウジングの外側に配置されると共に前記ランプハウジングに係合している前記放熱フィン構造体に取り付けられている前記ＬＥＤ本体とリードを介して電気的に接続されていることを特徴とする車両用灯具。

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