JP4737106B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、車両用灯具、特に光源として発光ダイオードを用いた車両用灯具に関する。

従来、車両用灯具として、光源としてのランプが設けられたランプハウジングを、ボディパネルに形成した開口部に組み付けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１では、ボディパネルに形成した開口部は、ランプの使用により高温となった光源の熱をボディパネルの裏面側へ逃がす放熱穴としての機能も有している。
特開２００１−６３４６０号公報

近年、省スペース化および省電力化のため、車両用灯具の光源として発光ダイオードを採用したものが増えてきている。しかしながら、発光ダイオードは、発熱量が大きく高い放熱性が要求されるものである。そのため、上記従来の技術では、光源の熱を十分に放熱させることができなかった。そこで、光源からの熱の放熱性を高めるために、一般的には、発光ダイオードの裏面に複数のフィンを有するヒートシンクを接合してフィンから熱を逃がすようにしている。

しかしながら、かかる構造をした発光ダイオードを光源として使用すると、ヒートシンクのフィンが取付対象部の裏面側へ大きく突出してしまい、当該フィンが、取付対象部の裏面側に設けられたハーネスや周辺構造と干渉してしまうおそれがあった。また、周辺構造との干渉を避けるため、フィンの取付対象部の裏面側への突出量を小さくすると、光源からの熱の放熱性が低下してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、ヒートシンクのフィンの取付対象部の裏面側への突出量を小さくしても、光源からの熱の放熱性の低下を抑制することのできる車両用灯具を得ることを目的とする。

請求項１に記載の発明は、フィンを有するヒートシンクが裏面側に接合された発光ダイオードと、前記フィンまたは前記発光ダイオードを挿通させる開口部が形成された取付対象部と、を備え、前記取付対象部に、前記発光ダイオードを、前記フィンが当該取付対象部の裏面側に突出するように取り付ける車両用灯具であって、前記ヒートシンクに、前記取付対象部の取付対象面に沿って延びるブラケットを一体形成するとともに、当該ブラケットに前記取付対象部に取り付けるための取付孔を形成し、前記ブラケットを前記取付対象面に面接触させたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用灯具において、前記発光ダイオードがハウジング内に収納されており、前記取付対象部がハウジングの裏壁部に設けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の車両用灯具において、前記ハウジングの裏壁部が金属製であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の車両用灯具において、前記取付対象部が、ルーフパネルの下側に設けられた金属製のレインフォースに設けられていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の車両用灯具において、前記ブラケットが前記取付対象部の裏面側に取り付けられることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の車両用灯具において、前記取付対象部の開口部に、前記ヒートシンクのフィンを嵌合させたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ヒートシンクに取付対象部の取付対象面に沿って延びるブラケットを一体形成することで、ヒートシンクの熱は、フィンからの放熱だけでなく、ブラケットからの放熱によっても逃がすことができるようになる。したがって、ヒートシンクのフィンの取付対象部の裏面側への突出量を小さくしても、ブラケットを設けた分、光源からの熱の放熱性の低下を抑制することができる。その結果、ヒートシンクのフィンの取付対象部の裏面側への突出量を小さくすることができるため、ヒートシンクの薄型化を図ることができる。また、ブラケットがヒートシンクと一体のため、部品点数の低減を図ることもできる。

また、ブラケットを取付対象面に面接触させることで、ブラケットからの熱を取付対象面に効率よく伝えることができるため、ブラケットにおける熱の放熱性をより向上させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、取付対象部がハウジングの裏壁部であるため、ハーネスを予めハウジングに取り付けておくことができ、車体等への取付作業を容易に行うことができる。

請求項３に記載の発明によれば、ハウジングの裏壁部が金属製であるため、ブラケットから取付対象面側への伝熱性がよくなり、ブラケットにおける熱の放熱性をより一層向上させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、取付対象部が金属製のレインフォースであるため、ブラケットから取付対象面側への伝熱性がよくなり、ブラケットにおける熱の放熱性をより一層向上させることができる。

請求項５に記載の発明によれば、ブラケットを、発光ダイオードのための各種構造が存在する取付対象部の表面側に比べて邪魔になるものが少ない取付対象部の裏壁側に取り付けることで、ブラケットの長さをより長くすることができる。その結果、ブラケットから取付対象面側への伝熱性を向上させることができるため、ヒートシンクのフィンの突出量をより小さくすることができるとともに、フィンの数を減らすこともできる。

請求項６に記載の発明によれば、取付対象部の開口部に、ヒートシンクのフィンを嵌合させることで、ヒートシンクの取付対象部に対する位置決めがなされ、光源の取付精度を向上させ、光学的性能が低下するのを抑制することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。ここでは、車両用灯具として自動車のルームランプを例示する。

（第１実施形態）図１は、本実施形態にかかるルームランプを下から見た図、図２は、ルームランプの断面図、図３はマップランプ部分の拡大断面図、図４はマップランプ部分の分解断面図である。

ルームランプ１は、図１に示すように、自動車の車室内上部で、運転席と助手席との間の前方中央部に配置されている。

そして、車室内上部には、図２に示すように、一番上に金属製のルーフパネル２が設けられ、その下に金属製のレインフォース３が設けられ、さらに、その下に樹脂製のルーフトリム４が設けられている。なお、レインフォース３は、図示せぬ両端部がルーフパネル２に下側から接合されており閉断面を形成している。また、ルーフトリム４には、保持孔５が形成されており、そこにルームランプ１が設置されている。

ルームランプ１は、ハウジング６内に２つの発光ダイオード７と１つの電球バルブ８を収納した構造をしている。ハウジング６は、下向きに開口した容器形状をしており、上壁部（裏壁部）９と側壁部１０とを備えている。本実施形態では、上壁部９は金属製で、側壁部１０は樹脂製である。ハウジング６の内部には、２つの仕切壁１１が設けられ、ハウジング６内を３つの灯室に区画している。そして、上壁部９と、各側壁部１０および仕切壁１１とはビスＢにより結合されている。すなわち、本実施形態では、取付対象部がハウジング６の上壁部９に設けられている。

中央の灯室には、車室内を広く照らすセンタランプ用の電球バルブ８が設けられ、左右の灯室には、車室内の助手席側をスポット的に照らすマップランプ用の発光ダイオード７が設けられている。各灯室は透明なカバー１２、１３により下側から塞がれている。本実施形態では、センタランプ用の灯室のカバー１２には、電球バルブ８からの光を拡散させるための拡散プリズム構造が形成されており、マップランプ用の灯室のカバー１３には、発光ダイオード７からの光をそれぞれ左右方向外側へ向けて所定角度で偏光させるための角度プリズム構造が形成されている。なお、カバーとは別にインナーレンズを設けて、インナーレンズ側に上記拡散プリズム構造もしくは角度プリズム構造を形成するようにしてもよい。

次に、光源として発光ダイオード７が使用されているマップランプ側の構造を説明する。

発光ダイオード７は、基板１４の表面（本実施形態では下面側）に前後２個の発光部１５を設置した構造をしている。そして、発光ダイオード７の裏面（本実施形態では上面側）には、金属製のヒートシンク１６が接合されている。ヒートシンク１６は、裏面側に向けて複数のフィン１７が設けられている。なお、本実施形態におけるフィン１７の長さは、従来のものよりも短く形成されている。

そして、ヒートシンク１６には車幅方向（図２の左右方向）両側に、ヒートシンク１６と略同幅で上壁部９の下面（表面）９ａに沿った方向へ延びる所定の長さＬ１のブラケット１８が一体形成されている。すなわち、本実施形態では、下面９ａが取付対象面に相当する。そして、ブラケット１８の先端には、車両前後方向に２つの取付孔１９がそれぞれ形成されている。

一方、ハウジング６の上壁部９には、開口部２０が形成されている。この開口部２０はヒートシンク１６のフィン１７の外形に合致した四角形状をしている。そして、開口部２０の左右両側には、ブラケット１８の取付孔１９に対応する取付孔２１が形成されている。

ここで、ルームランプ１の取付工程について説明する。まず、発光ダイオード７を、カバー１３を取り付ける前のハウジング６内に入れ、ヒートシンク１６のフィン１７を上壁部９の表面側から開口部２０内に挿通させる。このとき、フィン１７と開口部２０との形状が合致しているため、フィン１７を開口部２０内に挿通させるだけで、開口部２０に、ヒートシンク１６のフィン１７を嵌合させることができる。

次に、ブラケット１８と上壁部９の取付孔１９，２１同士の位置を合致させ、ボルト２２とナット２３により取り付ける。本実施形態では、発光ダイオード７を上壁部９に取り付けた際に、下面９ａに沿って延びるブラケット１８が下面９ａに対して面接触するようにしている。

そして、２つの発光ダイオード７をそれぞれ対応する上壁部９に取り付けた後、中央の灯室にも電球バルブ８を取り付け、最後にカバー１２、１３を取り付けてルームランプ１を完成させ、最後に、ルームランプ１をルーフトリム４の保持孔５に取り付ける。

このように、発光ダイオード７を予めハウジング６内に収納させてからルームランプ１としてルーフトリム４に取り付けることができるため、取付作業を容易に行うことができる。なお、ハーネスを予めハウジングに取り付けておくこともできる。

そして、ルームランプ１をルーフトリム４に取り付けた際に、ヒートシンク１６のフィン１７を、ルーフトリム４とレインフォース３との間に形成された上方空間Ｓ１側へ突出させることで、発光ダイオード７で発生した熱を上方空間Ｓ１側に放熱させている。

本実施形態では、ルームランプ１をルーフトリム４に取り付けた状態での、ヒートシンク１６のフィン１７の、開口部２０から上方空間Ｓ１側への突出量Ｄ１が、取付用のボルト２２の突出量と同程度となるように設定している。

以上の本実施形態によれば、ヒートシンク１６に上壁部９の下面９ａに沿った方向へ延びるブラケット１８を一体形成することで、発光ダイオード７で発生した熱は、フィン１７からの放熱だけでなく、ブラケット１８からの放熱によっても逃がすことができるようになる。

また、本実施形態によれば、上壁部９の下面９ａに沿って延びるブラケット１８を下面９ａに対して面接触させているため、発光ダイオード７からヒートシンク１６側に伝わった熱が、ブラケット１８を介して面接触している上壁部９に伝熱される。その結果、下面９ａからも上方空間Ｓ１側へ放熱されることとなり、より広い面積で放熱できるようになる。さらに、本実施形態によれば、ハウジング６の上壁部９が金属製であるため、ブラケット１８からの熱を上壁部９に効率よく伝えることができ、ブラケット１８における熱の放熱性をより向上させることができる。

したがって、ヒートシンク１６のフィン１７の開口部２０から上方空間Ｓ１側への突出量Ｄ１を小さくしても、ブラケット１８を設けた分、発光ダイオード７からの熱の放熱性が低下してしまうのを抑制することができる。

このように、ヒートシンク１６の放熱性能を低下させることなくフィン１７の長さを短くすることができるため、フィン１７が上方空間Ｓ１内における図示せぬハーネスその他の周辺構造と干渉してしまうのを抑制することができる上、ヒートシンク１６の薄型化を図ることができる。

また、ブラケット１８がヒートシンク１６と一体に形成されているため、部品点数の低減も図ることができる。

また、本実施形態によれば、フィン１７と開口部２０との形状が合致しているため、フィン１７を開口部２０内に挿通させるだけで、開口部２０に、ヒートシンク１６のフィン１７を嵌合させることができる。その結果、発光ダイオード７の位置決めを容易にすることができるため、発光ダイオード７の取付精度を向上させることができ、ルームランプ１の光学的性能が低下するのを抑制することができる。

（第２実施形態）図５は、本実施形態にかかるマップランプ部分の拡大断面図、図６はマップランプ部分の分解断面図である。なお、本実施形態にかかる車両用灯具は、上記第１実施形態にかかる車両用灯具と同様の構成要素を備える。よって、それら同様の構成要素については共通の符号を付すとともに、重複する説明を省略する。

本実施形態にかかるヒートシンク２４は、車幅方向両側に２枚だけ形成されているフィン２６と、この２枚のフィン２６から車幅方向に向けて延在しているブラケット２５と、を備えている。

本実施形態では、ヒートシンク２４と略同幅で上壁部９の上面（裏面）９ｂに沿った方向へ延びる所定の長さＬ２のブラケット２５が一体形成されている。

ブラケット２５は、その先端を、上記第１実施形態のブラケット１８よりも延長させており、ブラケット２５全体の長さＬ２がブラケット１８の長さＬ１よりも長くなっている。

そして、ヒートシンク２４のブラケット２５が、ハウジング６の上壁部９に、上面９ｂ側から取り付けられている。具体的には、裏面側にヒートシンク２４を接合した発光ダイオード７を、上壁部９の上面９ｂ側から開口部２０内に挿通し、開口部２０にヒートシンク２４のフィン２６を嵌合させて、発光ダイオード７を上壁部９に取り付けている。すなわち、本実施形態では、上面９ｂが取付対象面に相当する。

また、フィン２６の突出量Ｄ２が、ボルト２２の高さと略同一の高さとなるようにしている。なお、本実施形態では、ブラケット２５が上壁部９の上側にある分、ボルト２２の上端の位置がブラケット２５の厚さ分だけ上記第１実施形態よりも高くなっており、フィン２６の突出量Ｄ２が上記第１実施形態よりも若干大きくなっているが、従来よりは小さく抑えられている。

以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

さらに、本実施形態によれば、ブラケット２５が上壁部９の上面９ｂ側に取り付けられるため、発光ダイオード７のための各種構造（例えば、仕切壁１１など）が存在する上壁部９の下面９ａ側に比べて邪魔になるものが少なく、ブラケット２５の長さＬ２を十分に長く延長させることができる。

したがって、ブラケット２５の長さＬ２を延長させた分だけ、上面９ｂと接触する面積も増し、ブラケット２５から上壁部９への伝熱性が向上する。そのため、ヒートシンク２４のフィン２６の突出量Ｄ２を従来よりも小さくすることができるとともに、フィン２６の数を減らすことができる。

このように、フィン２６の数を減らすことにより、フィン２６が上方空間Ｓ１内における図示せぬハーネスその他の周辺構造と干渉してしまうのをより一層抑制することができるとともに、ブラケット２５を延長したことによるヒートシンク２４全体の重量増加を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、車幅方向両側の２枚を残すようにしてフィン２６の数を減らしているため、フィン２６の外形を開口部２０に合致させることができ、発光ダイオード７の位置決め機能を損なうことがないという利点もある。

（第３実施形態）図７は、本実施形態にかかるルームランプの断面図である。なお、本実施形態にかかる車両用灯具は、上記第１実施形態にかかる車両用灯具と同様の構成要素を備える。よって、それら同様の構成要素については共通の符号を付すとともに、重複する説明を省略する。

本実施形態にかかるルームランプ２７では、ハウジング２８には上壁部がなく、ハウジング２８の側壁部１０及び仕切壁１１が、金属製のレインフォース２９に直接取り付けられている。すなわち、レインフォース２９が取付対象部となっている。そして、中央には電球バルブ８が取り付けられるとともに、車幅方向両側には開口部３０がそれぞれ形成され、そこに発光ダイオード７が取り付けられている。

また、ブラケット１８は、レインフォース２９の下面２９ａ側にボルト２２とナット２３により面接触した状態で取り付けられている。すなわち、本実施形態では、下面２９ａが取付対象面に相当する。

そして、発光ダイオード７がレインフォース２９に取り付けられた状態で、ヒートシンク１６のフィン１７が開口部３０から、レインフォース２９とルーフパネル２との間に形成される上方空間Ｓ２側へ突出した状態となる。

以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態によれば、取付対象部が金属製のレインフォース２９であるため、ブラケット１８からレインフォース２９への伝熱性がよくなり、ブラケット１８における熱の放熱性をより向上させることができる。その結果、ヒートシンク１６のフィン１７の突出量を上記第１実施形態と同様に小さくすることができる。さらに、レインフォース２９は大きいため、放熱性能が高い。そのため、より発熱量の大きな発光ダイオード７を採用することも可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

例えば、発光ダイオードの形状はどのような形状のものでもよい。また、電球バルブで形成していたセンタランプを発光ダイオードで形成してもよい。

なお、上記実施形態では、車両用灯具としてルームランプを例示したが、ヘッドランプ等他の車両用灯具を用いても本発明を実施できる。

本発明の第１実施形態にかかるルームランプを下から見た図。 本発明の第１実施形態にかかるルームランプの断面図。 本発明の第１実施形態にかかるマップランプ部分の拡大断面図。 本発明の第１実施形態にかかるマップランプ部分の分解断面図。 本発明の第２実施形態にかかるマップランプ部分の拡大断面図。 本発明の第２実施形態にかかるマップランプ部分の分解断面図。 本発明の第３実施形態にかかるルームランプの断面図。

符号の説明

１、２７ ルームランプ
２ ルーフパネル
３、２９ レインフォース
６、２８ ハウジング
７ 発光ダイオード
９ 上壁部（取付対象部）
９ａ 下面（取付対象面）
９ｂ 上面（取付対象面）
１６、２４ ヒートシンク
１７、２６ フィン
１８、２５ ブラケット
２０、３０ 開口部
Ｄ１、Ｄ２ フィンの突出量
Ｌ１、Ｌ２ ブラケットの長さ
Ｓ１、Ｓ２ 上方空間

Claims (6)

1. フィンを有するヒートシンクが裏面側に接合された発光ダイオードと、前記フィンまたは前記発光ダイオードを挿通させる開口部が形成された取付対象部と、を備え、前記取付対象部に、前記発光ダイオードを、前記フィンが当該取付対象部の裏面側に突出するように取り付ける車両用灯具であって、
   前記ヒートシンクに、前記取付対象部の取付対象面に沿って延びるブラケットを一体形成するとともに、当該ブラケットに前記取付対象部に取り付けるための取付孔を形成し、
   前記ブラケットを前記取付対象面に面接触させたことを特徴とする車両用灯具。
2. 前記発光ダイオードがハウジング内に収納されており、前記取付対象部がハウジングの裏壁部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記ハウジングの裏壁部が金属製であることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
4. 前記取付対象部が、ルーフパネルの下側に設けられた金属製のレインフォースに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
5. 前記ブラケットが前記取付対象部の裏面側に取り付けられることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の車両用灯具。
6. 前記取付対象部の開口部に、前記ヒートシンクのフィンを嵌合させたことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の車両用灯具。

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