JP5746930B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本願発明は、少なくとも光源であるＬＥＤと前記光源光を所定方向に反射するリフレクタとを備えた光源ユニットがヒートシンクに取着されて灯室内に収容された車両用灯具に係り、特に、ＬＥＤチップを搭載した給電基板がヒートシンク所定位置にアタッチメントを介して取着された車両用灯具に関する。

近年、ＬＥＤを光源とする車両用前照灯の開発が盛んに行われている。この種の前照灯は、光源であるＬＥＤおよびＬＥＤの発光を所定方向に制御する光学部材（リフレクタや投影レンズ等）からなる光源ユニットが、その支持部材であるヒートシンクに取着一体化されて灯室内に収容されている。

前記ＬＥＤは、一般には、ＬＥＤチップを搭載した給電基板（以下、ＬＥＤモジュールという）として構成されるが、ＬＥＤチップの発光効率を長期間安定して維持するためには、ＬＥＤモジュール（の給電基板）がヒートシンクに密着した形態に取着されて、ヒートシンクへの伝熱（ヒートシンクを介しての放熱）の確保が望まれる。また、車両用前照灯（光源ユニット）において適正な配光が形成されるためには、ＬＥＤモジュールがヒートシンク所定位置に正確に位置決めされていることが望まれる。

下記特許文献１では、ＬＥＤモジュールの上方から、その中央部に開口部を備えた枠状平板アタッチメントを被せて、ＬＥＤチップの周りをアタッチメントで囲った状態で、該アタッチメントをヒートシンクにねじ止めすることで、ＬＥＤモジュールは、ヒートシンク所定位置に位置決めされて密着した形態に取着される。

また、下記特許文献２では、ＬＥＤモジュールは、ヒートシンクに設けた台座のモジュール載置面にねじ固定されているが、モジュール載置面を取り囲むように突設した複数のピンによって正確に位置決めされている。

特開２００８−１５３０８０号公報（段落番号０００６、００１０、図２） 特開２０１０−２０９１７号公報（段落番号００１３、００１８、図３，４）

しかし、特許文献１では、ＬＥＤモジュールと該モジュールを囲む枠状平板アタッチメント間には、僅かではあるが隙があるため、ＬＥＤモジュールの正確な位置決めには限界がある。

また、モジュール載置面を取り囲むように突設したピンによってＬＥＤモジュールを位置決めするという構造（特許文献２）では、理論的には確かに正確な位置決めが可能である。しかし、ピンを突設したモジュール載置面をもつヒートシンクはアルミニウムやマグネシウム等の金属のダイキャスト製品やプレス加工品で構成されているため、図１０に拡大して示すように、ピン４の付け根（基端部）にはＲ部４ａが形成されている。即ち、ピン４は、その付け根（基端部）においてモジュール載置面２からＲ部４ａを介して上方に立ち上がっている。

このため、矩形状断面に形成されている給電基板６の周縁角部６ａがピン４の付け根（基端部）のＲ部４ａと干渉して、正確な位置決めができない。

特に、給電基板６の周縁角部６ａがピン付け根（基端部）のＲ部４ａに乗り上げた形態では、給電基板６がモジュール載置面２に密着できず、モジュール載置面２側への十分な伝熱ができない（伝熱効率が悪い）という問題もある。

本発明は、前記従来技術の問題点に鑑みて為されたもので、その目的は、ＬＥＤモジュールをヒートシンクの基板載置面に正確に位置決めして固定することで、光源であるＬＥＤの発光により適正な配光が形成できる車両用灯具を提供することにある。

前記目的を達成するために、請求項１に係る車両用灯具においては、少なくとも光源であるＬＥＤと前記光源光を所定方向に配光制御する光学部材を備えた光源ユニットがヒートシンクに取着されて灯室内に収容された車両用灯具において、
前記ＬＥＤは給電基板にＬＥＤチップを搭載したＬＥＤモジュールで構成され、
前記ＬＥＤモジュールは、該ＬＥＤモジュールよりも一回り大きい枠形状のアタッチメントを介して、前記ヒートシンクの所定位置に設けられた基板載置面に密着するように押圧固定された車両用灯具であって、
前記基板載置面の周りに、前記ＬＥＤモジュールの給電基板外側縁に当接する複数の位置決め用突起を設けるとともに、
前記突起付根の少なくとも前記基板載置面に臨む側に、該突起の外周面に沿って延びる凹溝を設けるように構成した。

(作用)位置決め用突起の基板載置面に臨む側の外周面が凹溝の側面として基板載置面よりも下方まで延びているため、即ち、位置決め用突起の外周面が凹溝の側面に連続するので、給電基板外側縁に当接する位置決め用突起の外周面は、図８に示すように、基板載置面を越えた位置まで基板載置面に対し略直交する形態となる。

このため、ＬＥＤモジュールは、断面矩形状の給電基板外側縁の角部が位置決め用突起の外周面（基板載置面に略直交する外周面）に確実に当接して位置決めされるので、基板載置面に対しＬＥＤモジュールを正確に位置決めできるとともに、給電基板の底面が基板載置面に確実に密着するので、光源であるＬＥＤモジュールで発生する熱のヒートシンクへの伝熱効率も優れる。

なお、給電基板と基板載置面との接触面積が凹溝の面積相当減少して、ヒートシンクへの伝熱効率が低下するおそれがあるが、凹溝は基板載置面の周縁側に設けられており、しかも、ＬＥＤモジュールでは、ＬＥＤチップが搭載されている給電基板の中央部付近での発熱量が多いものの、その周縁側では発熱量が少ないので、ヒートシンクへの伝熱効率の低下は非常に僅かである。即ち、伝熱効率低下の影響は、発熱量が少ない給電基板の周縁側に対応する基板載置面周縁側だけに限られるので、基板載置面全体としての伝熱効率の低下は僅かで、光源であるＬＥＤモジュールで発生する熱のヒートシンクへの伝熱効率への影響はほとんどない。

請求項１においては、前記給電基板と前記基板載置面間に伝熱グリスを装填するとともに、前記凹溝を、前記ＬＥＤモジュールを前記基板載置面に押圧固定する際の余剰グリスを溜めるグリス溜めとして機能するように構成した。

（作用）基板載置面にＬＥＤモジュールを取着するには、まず、伝熱グリス（ゲル状）を基板載置面に供給し、次にＬＥＤモジュールを基板載置面に載せ、最後に、ＬＥＤモジュールを覆うようにアタッチメントをヒートシンクに固定することで、ＬＥＤモジュールを基板載置面に押圧固定する。

基板載置面略中央部に供給された伝熱グリスは、アタッチメントを介してＬＥＤモジュールを基板載置面に押圧固定する際に、基板載置面に沿って外方に押し拡げられることで、給電基板が薄膜状の伝熱グリス層を介して基板載置面に密着した形態となる。

即ち、給電基板と基板載置面間に装填されている伝熱グリスは、給電基板の基板載置面との密着性を高めて、ＬＥＤモジュール側に発生した熱の基板載置面側への伝達を促進するので、光源であるＬＥＤモジュールで発生する熱のヒートシンクへの伝熱効率が高められる。

なお、給電基板と基板載置面間に装填された伝熱グリスの余剰分（以下、余剰グリスという）は、ＬＥＤモジュールを基板載置面に押圧固定する際に、給電基板の外方に溢れ出ることなくグリス溜めに導かれて、ここに溜まった状態に保持されるので、ＬＥＤモジュール周辺領域に余剰グリスが付着して汚れやＬＥＤモジュール通電路短絡の原因となることもない。

請求項２においては、請求項１に記載の車両用灯具において、前記給電基板を平面視矩形状に形成し、前記位置決め用突起を前記給電基板の外形に整合する平面視矩形状の前記基板載置面の四隅に設けるように構成した。

そして、給電基板は、平面視矩形状に構成されることが一般的であり、平面視矩形状の基板載置面のできるだけ互いに離間する位置である四隅近傍に位置決め突起を設け、給電基板の四隅近傍をそれぞれ位置決め用突起に当接させることで、ＬＥＤモジュールの基板載置面に対する位置決め精度が高められている。

また、給電基板と基板載置面との接触面積が凹溝（グリス溜め）の面積相当減少して、ヒートシンクへの伝熱効率が低下するおそれがあるが、凹溝（グリス溜め）は平面視矩形状の基板載置面の四隅近傍に設けられており、しかも、ＬＥＤモジュールでは、ＬＥＤチップが搭載されている平面視矩形状の給電基板の中央部付近での発熱量が多いものの、その四隅側では発熱量が少ない。即ち、伝熱効率低下の影響は、発熱量が少ない給電基板の四隅側に対応する基板載置面の四隅側だけに限られるので、基板載置面全体としての伝熱効率の低下は僅かで、光源であるＬＥＤモジュールで発生する熱のヒートシンクへの伝熱効率への影響はほとんどない。

即ち、ＬＥＤモジュールでは、ＬＥＤチップが搭載されている平面視矩形状の給電基板の中央部ほど発熱量が多く、その周縁部近傍ほど少なく、特に給電基板の四隅近傍では発熱量が最も少ない。そこで、請求項３では、給電基板全体を伝熱グリスを介して基板載置面に密着させることで、ＬＥＤモジュールから基板載置面側への伝熱作用を確保するとともに、発熱量が最も少ないため伝熱作用が妨げられたとしても給電基板から基板載置面全体への総伝熱量としてはほとんど影響がない、基板載置面の四隅近傍に凹溝（グリス溜め）を設けるようにしたものである。

請求項３においては、請求項１または２に記載の車両用灯具において、前記位置決め用突起先端部の少なくとも前記基板載置面に臨む側に、前記ＬＥＤモジュールを前記基板載置面に案内するテーパ部を形成するように構成した。

請求項４においては、請求項１〜３のいずれかに記載の車両用灯具において、前記光学部材は、前記光源光を所定方向に反射するリフレクタを含み、前記リフレクタは、直接又は他の部材を介して前記ヒートシンクに固定されたことを特徴とする。

（作用）ＬＥＤモジュールはヒートシンクに固定され、リフレクタは直接又は他の部材を介してヒートシンクに固定されているので、光源（ＬＥＤチップ）とリフレクタが同一部材（ヒートシンク）に固定されて、光源（ＬＥＤチップ）とリフレクタの相対位置精度が良好となる。

以上の説明から明らかなように、請求項１に係る発明によれば、ＬＥＤモジュールがヒートシンクの基板載置面に正確に位置決めされかつ確実に密着した形態に取着されるので、光源であるＬＥＤにより適正な配光が長期にわたり得られる車両用前照灯を提供できる。

請求項１に係る発明によれば、ＬＥＤモジュール周辺領域に余剰グリスが付着しない、光源であるＬＥＤによる適正な配光がいっそう長期にわたり得られる車両用前照灯を提供できる。

請求項２に係る発明によれば、ＬＥＤモジュールを基板載置面に二次元方向にも周方向にも確実に位置決めできるとともに、光源であるＬＥＤによるより適正な配光が長期にわたり得られる車両用前照灯を提供できる。

請求項３に係る発明によれば、ＬＥＤモジュールの基板載置面への載置作業をスムーズに遂行できるので、ＬＥＤモジュールの取着工程に要す時間を短縮できる。

請求項４に係る発明によれば、光源（ＬＥＤチップ）とリフレクタの相対位置精度が良い分、光源（ＬＥＤチップ）からの発光はリフレクタを介して精度良く反射されるので、車両前方に高精度の配光パターンを形成することができ、車両用灯具の配光性能が高まる。

本実施例に係る自動車用前照灯の縦断面図。 光源ユニットをヒートシンクに取着した状態の縦断面図。 本実施例に係るＬＥＤモジュールの固定構造を示す分解斜視図。 本実施例に係るＬＥＤモジュールの固定構造を示す平面図。 本実施例に係るＬＥＤモジュールの固定構造を示す縦断面図（図４示す線Ｖ−Ｖに沿う断面図）。 基板載置面周辺の拡大平面図。 基板載置面周辺の拡大斜視図。 ＬＥＤモジュール位置決め用突起および余剰グリス溜めである凹溝の拡大縦断面図（図６に示す線ＶIII−ＶIIIに沿う断面図）。 アタッチメント位置決め用突起の拡大縦断面図（図６に示す線IＸ−IＸに沿う断面図）。 従来のＬＥＤモジュール位置決めピンの拡大縦断面図。

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。

図１〜図９は、本発明を車両用前照灯に適用した実施例を示し、車両用前照灯１は、特に図１及び図２に示すように、ランプボディ２とその前端開口部に取り付けられた前面カバー（アウターレンズ）４とによって形成される灯室Ｓ内に、後述するＬＥＤを光源とする投射型の光源ユニット５０と反射型（パラボラ型）の光源ユニット６０が収容されている。投射型光源ユニット５０と反射型光源ユニット６０は、後述するヒートシンク１０の正面側に上下に取着一体化される構造になっており、投射型光源ユニット５０の鉛直下側に反射型光源ユニット６０が略接するように配置され、各光源ユニット５０，６０の照射パターンが合成されて所定の精巧なロービーム用配光パターンが形成される。

また、光源ユニット５０，６０が取着一体化されているヒートシンク１０は、正面視矩形フレーム状のアルミダイカスト製ランプハウジング６に対し水平方向に回転可能に支承されており、ランプハウジング６の下面壁にジョイントアッシー８を介して設けられたスイブルモータＭによって、スイブル軸Ｌｚ周りにスイブル（揺動）できるようになっている。

以下、各構成を詳細に説明する。

光源であるＬＥＤ（半導体発光素子）は、具体的には、図３〜５、７に示すように、放熱性の良い平面視矩形状の伝熱性絶縁給電基板（例えば、セラミックス）２２上中央部にＬＥＤチップ２１が接着剤２５によって接着されて搭載された、白色光を出射するＬＥＤモジュール２０であり、給電基板２２の上面の長手方向両側にはカソード及びアノード用の給電部２４が形成されている。

光源ユニット５０，６０が取着（固定）されるヒートシンク１０は、アルミを主成分とした正面視矩形状のアルミダイカストであり、図２に示すように、光源ユニット５０，６０をねじ固定するための鉛直パネル部１１と、投射型光源ユニット５０の光源となるＬＥＤモジュール２０が固定される上段部１２ａと、反射型光源ユニット６０の光源となるＬＥＤモジュール２０が固定される下段部１２ｂとを備えている。鉛直パネル部１１の正面側所定位置（投射型光源ユニット５０を鉛直パネル部１１に固定することを妨げない位置）と鉛直パネル部１１の背面側全体には、光源ユニット５０，６０の放熱を促すための放熱フィン１８が一体に成形されている。また、ヒートシンク１０の上方には、前記スイブル軸Ｌｚを通り光源ユニット５０，６０を揺動させるためのシャフト７が取着されている。

また、上段部１２ａ・下段部１２ｂ間の鉛直パネル部１１の略中央部には、投射型光源ユニット５０をヒートシンク１０にねじ固定するためのねじ挿通孔１１ａが、一方、下段部１２ｂより下方の鉛直パネル部１１の略中央部には、反射型光源ユニット６０をヒートシンク１０にねじ固定するためのねじ挿通孔１１ｂが設けられている。

そして、ヒートシンク１０の上段部１２ａの上面１２ａ_１の車両幅方向（左右方向）中央部には、投射型光源ユニット５０用のＬＥＤモジュール２０の基板載置部である光源用台座１３が一体に形成されており、この光源用台座１３周囲の上面１２ａ_１が、後述するアタッチメント３０のヒートシンク１０への取付面３５と当接する面（アタッチメント取付面１５）となる（図３，５参照）。

また、アタッチメント取付面１５の所定位置には、アタッチメント３０に設けられた位置決め孔３３ｃと係合するアタッチメント位置決め用突起１６と、アタッチメントの固定部材であるアタッチメント取付ねじ７０を螺合するためのアタッチメント取付用ねじ孔１７が隣接して設けられている。また、上段部１２ａの所定位置には、アタッチメント３０のソケット部３１を収容するための凹部１２ａ_２が設けられている。

一方、ヒートシンク１０の下段部１２ｂの下面１２ｂ_１の車両幅方向中央部には、上段部１２ａと同様に、反射型光源ユニット６０用のＬＥＤモジュール２０を設置するための光源用台座１３、アタッチメント位置決め用突起１６、アタッチメント取付用ねじ孔１７が、下段部１２ｂ所定位置にはアタッチメント３０のソケット部３１を収容するための凹部１２ｂ_２が、車両幅方向（左右方向）を基準として１０°傾けた形態で設けられている。

基板載置部である光源用台座１３は、図３〜図８に示すように、ＬＥＤモジュール２０の給電基板２２よりも一回り大きい矩形台であって、その上面には、四隅に設けられたＬＥＤ位置決め用突起１４によって、ＬＥＤモジュール２０の給電基板２２の外形に整合する平面視矩形状の基板載置面１３ａが規定されており、この基板載置面１３ａにＬＥＤモジュール２０が載置される。

基板載置面１３ａを取り囲む略四隅に設けられたＬＥＤ位置決め用突起１４は、ＬＥＤモジュール２０の給電基板２２を基板載置面１３ａに精度良く載置するために、給電基板２２を前後左右方向に位置決めする合計８個の突起で構成されている。

具体的には、ＬＥＤ位置決め用突起１４は、いずれも水平断面楕円形状で、楕円の長径方向が前後方向に一致する突起１４ａで給電基板２２の前後方向を、楕円の長径方向が左右方向に一致する突起１４ｂで給電基板２２の左右方向（長手方向）を位置決めするとともに、全８個の突起１４が協働して給電基板２２を周方向にも位置決めする（図３、４、６、７参照）。

基板載置面１３ａを規定するＬＥＤ位置決め用突起１４は、平面視矩形状の基板載置面１３ａのできるだけ互いに離間する位置である四隅近傍に設けられて、給電基板２２の四隅が位置決めされることで、ＬＥＤモジュール２０の基板載置面１３ａに対する位置決め精度が高められている。

また、ＬＥＤ位置決め用突起１４ａ、１４ｂの給電基板２２側縁部との当接部は、突起の水平断面楕円の長径方向端面で構成されており、平面視矩形状の給電基板２２の四隅近傍の全８箇所が突起１４ａ、１４ｂの付け根位置の外周面と当接することで、ＬＥＤモジュール２０の給電基板２２を突起１４で規定された所定の基板載置面１３ａに精度良く載置することができる。

また、ＬＥＤモジュール２０の給電基板２２と基板載置面１３ａ間には、図８に示すように、給電基板２２の基板載置面１３ａとの密着性を高めるための伝熱グリス１００が装填されているが、ＬＥＤ位置決め用突起１４付根の基板載置面１３ａに臨む側には、余剰グリス溜めとして機能する凹溝１０２が突起１４の外周面に沿って延びている。

即ち、凹溝１０２は、基板載置面１３ａ四隅の突起１４ａ、１４ｂの付け根にまたがって形成されており、ＬＥＤモジュール２０が後述するアタッチメント３０を介して基板載置面１３ａに押圧固定される際に、給電基板２２と基板載置面１３ａ間から押し出された伝熱グリス１００の余剰分がこの凹溝１０２に溜まる。

また、突起１４の外周面に沿って凹溝１０２が設けられることで、位置決め用突起１４の基板載置面１３ａに臨む側の外周面１４ｘは、図８に示すように、凹溝１０２の側面１０２ａとして基板載置面１３ａよりも下方まで延びて、凹溝１０２の側面１０２ａを構成している。即ち、給電基板２２の外側縁に当接する位置決め用突起１４の外周面１４ｘは、凹溝１０２の側面１０２ａに連続して、基板載置面１３ａに対し略直交する形態となる。

このため、ＬＥＤモジュール２０は、断面矩形状の給電基板２２外側縁の角部２２ａが位置決め用突起１４の外周面（基板載置面１３ａと交差して延びる外周面）１４ｘに確実に当接して位置決めされるので、基板載置面１３ａに対しＬＥＤモジュール２０を正確に位置決めできるとともに、給電基板２２の底面が基板載置面１３ａに確実に密着する。

なお、凹溝１０２を設けることで、給電基板２２と基板載置面１３ａとの接触面積が凹溝１０２の面積相当減少して、ヒートシンク１０への伝熱効率が低下するおそれがあるが、凹溝１０２は基板載置面１３ａの四隅に設けられており、しかも、ＬＥＤモジュール２０では、ＬＥＤチップ２１が搭載されている給電基板２２の中央部付近での発熱量が多いものの、基板２２の四隅を含む周縁側では発熱量が少ないので、ヒートシンク１０への伝熱効率の低下は非常に僅かである。即ち、伝熱効率低下の影響は、発熱量が少ない給電基板２２の四隅に対応する基板載置面１３ａの四隅だけに限られるので、基板載置面１３ａ全体としての伝熱効率の低下は僅かで、光源であるＬＥＤモジュール２０で発生する熱のヒートシンク１０への伝熱効率への影響はほとんどない。

また、位置決め用突起１４ａ、１４ｂには、金型抜きテーパ角θ１（例えば３°）が付けられており、成形されたヒートシンク１０の金型からの分離が容易である。さらに、位置決め用突起１４ａ、１４ｂ先端部の基板載置面１３ａに臨む側には、ＬＥＤモジュール２０を基板載置面１３ａに案内する、矩形状基板載置面１３ａの各辺と平行に形成されたテーパ角θ２（例えば２０°）の傾斜面１４ａ１、１４ｂ１が形成されて、ＬＥＤモジュール２０の基板載置面１３ａへの載置をスムーズに遂行できる（図８参照）。

即ち、ＬＥＤモジュール２０を基板載置面１３ａに載置するには、基板載置面１３ａの上方位置から、ＬＥＤモジュール２０を平行に保持したまま、８個の位置決め用突起１４で囲まれた領域に係合するように下降させて基板載置面１３ａに載置するが、位置決め用突起１４の先端部で囲まれた面積（大きさ）は、突起１４先端部に傾斜面１４ａ１，１４ｂ１が形成されている分、基板載置面１３ａの面積（大きさ）よりも幾分大きくなって、ＬＥＤモジュール２０を位置決め用突起１４先端部で囲まれた領域に係合させ易いし、ＬＥＤモジュール２０を下降させる際、給電基板２２の側縁部が位置決め用突起１４先端部のテーパ部１４ａ１，１４ｂ１に沿って滑動できるので、ＬＥＤモジュール２０（の給電基板２２）の基板載置面１３ａへの載置作業をスムーズに遂行できる。

なお、図６，７における符号１３ｂ，１３ｃは、光源用台座１３の側縁部に設けられた傾斜面で、基板載置面１３ａを画像処理により検出する場合に利用される。

次に、車両用前照灯の光源として採用するＬＥＤモジュール２０を、ヒートシンク１０に設けた基板載置面１３ａに位置決め固定するという本実施例に特有の構造について説明する。

ＬＥＤモジュール２０の発光部は、給電基板２２に搭載した非常に小さいＬＥＤチップ２１で、ＬＥＤモジュール２０の基板載置面１３ａに対する取り付け位置が二次元方向のみならず周方向に僅かにずれただけでも、光源ユニット５０によって形成される配光が異なってくるので、ＬＥＤモジュール２０を基板載置面１３ａに対し二次元方向および周方向に正確に位置決めすることが望ましい。

さらに、ＬＥＤチップ２１の発光効率を長期間安定して維持するためには、ＬＥＤモジュール２０（の給電基板２２）が基板載置面１３ａに確実に密着した形態に取着されて、基板載置面１３ａからヒートシンク１０への伝熱（ＬＥＤモジュール２０側の発熱のヒートシンクを介した放熱）を確保することが望ましい。

そのために、第１には、平面視矩形状の基板載置面１３ａを取り囲む位置で、できるだけ互いに離間した位置である四隅近傍８箇所にＬＥＤ位置決め用突起１４を設け、平面視矩形状の給電基板２２の四隅近傍８箇所をそれぞれ位置決め用突起１４に当接させることで、ＬＥＤモジュールの基板載置面１３ａに対する二次元方向および周方向における位置決め精度が高められている。

第２には、位置決め用突起１４の基板載置面１３ａに臨む側に該突起１４の外周面１４ｘ（図８参照）に沿って円弧状に延びる凹溝１０２を設けて、位置決め用突起１４の外周面１４ｘを基板載置面１３ａより下方にまで延ばして、ＬＥＤモジュール２０の基板載置面１３ａに対する二次元方向および周方向における位置決め精度がいっそう高められている。

即ち、給電基板２２の外側縁に当接する位置決め用突起１４の外周面１４ｘが凹溝１０２の側面１０２ａに連続して、基板載置面１３ａに対し略直交する。このため、ＬＥＤモジュール２０は、給電基板２２の断面矩形状外側縁の角部２２ａが位置決め用突起１４の外周面１４ｘ（基板載置面１３ａと交差して延びる外周面）１４ｘに確実に当接して位置決めされるので、基板載置面１３ａに対しＬＥＤモジュール２０を正確に位置決めできるとともに、給電基板２２の底面が基板載置面１３ａに確実に密着する。

第３には、給電基板２２と基板載置面１３ａ間に伝熱グリス１００を装填するとともに、位置決め用突起１４の外周面に沿って設けた凹溝１０２を余剰グリス溜めとして利用したので、光源であるＬＥＤモジュール２０で発生する熱のヒートシンク１０への伝熱効率が高められるとともに、ＬＥＤモジュール２０周辺に余剰グリスが付着するという不具合もない。

即ち、基板載置面１３ａにＬＥＤモジュール２０を取着するには、まず、伝熱グリス（ゲル状）１００を基板載置面１３ａに供給し、次にＬＥＤモジュール２０を基板載置面１３ａに載せ、最後に、ＬＥＤモジュール２０を覆うようにアタッチメントをヒートシンク１０に固定することで、ＬＥＤモジュール２０を基板載置面１３ａに押圧固定するが、基板載置面略中央部に供給された伝熱グリス１００は、アタッチメント３０を介してＬＥＤモジュール２０を基板載置面１３ａに押圧固定する際に、基板載置面１３ａに沿って外方に押し拡げられることで、給電基板２２が薄膜状の伝熱グリス層を介して基板載置面１３ａに密着した形態となる。

給電基板２２と基板載置面１３ａ間に装填されている伝熱グリスは、給電基板２２の基板載置面１３ａとの密着性を高めて、ＬＥＤモジュール２０側に発生した熱の基板載置面１３ａ側への伝達を促進するので、光源であるＬＥＤモジュール２０で発生する熱のヒートシンク１０への伝熱効率が高められる。

また、給電基板２２と基板載置面１３ａ間に装填された伝熱グリス１００の余剰グリスは、ＬＥＤモジュール２０を基板載置面１３ａに押圧固定する際に、給電基板２２の外方に溢れ出ることなくグリス溜めである凹溝１０２に導かれて、ここに溜まった状態に保持されるので、ＬＥＤモジュール２０周辺領域に余剰グリスが付着して汚れたり、余剰グリスによってＬＥＤモジュール２０の通電路が短絡する等の不具合もない。

次に、アタッチメント３０の構造を説明する。

アタッチメント３０は、図３〜図５に示すように、ＬＥＤモジュール２０の外形よりも一回り大きい、所定の厚みを有する略枠形状平板部材であって、その略中央部にＬＥＤモジュール２０の給電基板２２及びＬＥＤ固定用突起１４の外形に合致する略矩形状の開口部３２ａが設けられたフレーム部３２と、フレーム部３２の長手方向両端に設けられたねじ締結部３３と、ねじ締結部３３の片側下方に形成された、電源側給電端子４２が収容された開口部３１ａを備えるソケット部３１とが一体形成された樹脂製品である。

また、アタッチメント３０（フレーム部３２及びソケット部３１が設けられた側のねじ締結部３３）の内部には、金属製の配線体４０がインサート成形されており、ソケット部３１（開口部３１ａ）内に設けられた電源側給電端子４２に電気的に接続されている。なお、配線体４０は電流が適切に流れるよう適宜絶縁されている。

また、アタッチメント３０のねじ締結部３３には、図３，４に示すように、アタッチメント３０をヒートシンク１０に取付（固定）するためのねじ取付孔３３ａと、アタッチメント３０をヒートシンク１０に位置決めするための位置決め孔３３ｃ（図４、９参照）が設けられている。そして、アタッチメント位置決め用突起１６と位置決め孔３３ｃを係合し、アタッチメント取付ねじ７０を、アタッチメント３０の前面（ヒートシンク１０への取付面３５と反対側の面）側からねじ取付孔３３ａに挿入し、ヒートシンク１０に設けられたアタッチメント取付用ねじ孔１７に螺合させることで、アタッチメント取付ねじ７０の頭部７０ａはねじ締結部３３の前面（以下、ねじ取付座面という）３３ｂに取り付けられる。

また、アタッチメント取付面１５（１２ａ１）に突設されているアタッチメント位置決め用突起１６の付け根側には、図９に拡大して示すように、突起１６の外周面に沿って凹溝１０４が周設されて、突起１６の外周面がアタッチメント取付面１５（１２ａ１）の下方まで延びて、凹溝１０４の側面を構成している。即ち、突起１６の外周面と凹溝１０４の側面１０４ａが連続して、突起１６の外周面がアタッチメント取付面１５（１２ａ１）に対し略直交する形態となっている。このため、アタッチメント３０側の位置決め孔３３ｃの周縁角部３３ｃ１が突起１６の付け根外周面に確実に係合し、かつアタッチメント３０の底面がアタッチメント取付面１５（１２ａ１）に確実に当接した形態で位置決めされるので、アタッチメント取付面１５（１２ａ１）に対しアタッチメント３０を正確に位置決めできる。

また、アタッチメント取付面１５（１２ａ１）に突設されているアタッチメント位置決め用突起１６の付け根側には、金型抜きテーパ角θ３（例えば５°）が付けられ、突起１６の先端側には、テーパ角θ４（例えば２０°）が付けられて、アタッチメント３０の位置決め孔３３ｃとの係合がスムーズとなっている。

また、アタッチメント３０のフレーム部３２とねじ締結部３３の間は、段差３４が設けられて座繰りされている。

即ち、アタッチメント３０を介してＬＥＤモジュール２０をヒートシンク１０に固定した際に、アタッチメント取付ねじ７０の頭部７０ａが、ＬＥＤチップ２１からリフレクタ５２又は投影レンズ５６へ向かう光を遮光しないように、アタッチメント３０のねじ取付座面３３ｂはフレーム部３２の前面３２ｂよりも低い位置に形成されるように、ねじ頭部７０ａの厚みよりも大きくヒートシンク１０への取付面３５側にオフセットされて、一段下げられている（図５参照）。

また、アタッチメント３０をヒートシンク１０にねじ固定した際に、ＬＥＤモジュール２０が露呈する開口部３２ａの短辺側両壁面からは、配線体４０の一部が、その先端が下側に湾曲して二股形状に延出したＬＥＤ用通電端子（第１通電端子）４０ａが相対するように形成されている。また、開口部３２ａの長辺側両壁面からは、配線体４０の一部が板ばね形状に延出した基板押さえ部４１が相対するように４箇所形成されている。

即ち、アタッチメント３０の開口部３２ａには、ＬＥＤモジュール２０の給電部２４と電気的に接触するＬＥＤ用通電端子４０ａ（第１通電端子）が、一方、アタッチメント３０のソケット部３１内には、電源側給電端子４２（第２通電端子）が一体成形されたことで、ＬＥＤモジュール２０に給電するための給電部材（ＬＥＤ用通電端子４０ａ，電源側給電端子４２に相当する部材）をアタッチメント３０と別途に設けなくて良いので、その分部品点数が減り、それだけＬＥＤモジュール２０（光源）周りの構造が簡潔となる。

そして、ヒートシンク１０の上段部１２ａに、投射型光源ユニット５０の光源であるＬＥＤモジュール２０を固定するには、まず、ヒートシンク１０に設けられた基板載置面１３ａ略中央部に伝熱グリス１００を所定量供給し、上方からＬＥＤモジュール２０を下降させてＬＥＤ位置決め用突起１４（１４ａ，１４ｂ）で規定される領域に係合させ、さらにＬＥＤモジュール２０を下降させて、基板載置面１３ａに給電基板２２を載置する。これにより、ＬＥＤモジュール２０は、基板載置面１３ａに対し精度良く位置決めされるので、光源であるＬＥＤチップ２１が、後述する投射型光源ユニット５０のリフレクタ５２及び投射レンズ５６の光軸Ａｘ上に配置される形態となる。

次に、アタッチメント３０を、位置決めされたＬＥＤモジュール２０の上方側から、アタッチメント３０の位置決め孔３３ｃがヒートシンク１０のアタッチメント位置決め用突起１６に係合するように被せる。すると、アタッチメント３０の開口部３２ａにＬＥＤモジュール２０の給電基板２２及びＬＥＤ位置決め用突起１４が係合して、ＬＥＤモジュール２０の周囲をアタッチメント３０（フレーム部３２）が取り囲み、開口部３２ａの中央にＬＥＤチップ２１が配置された形態となるとともに、アタッチメント３０のＬＥＤ用通電端子４０ａがＬＥＤモジュール２０の給電部２４と接触し、アタッチメント３０の基板押さえ部４１もＬＥＤモジュール２０の給電基板２２上面と接触した状態となる。また、アタッチメント３０のねじ取付孔３３ａとヒートシンク１０のアタッチメント取付用ねじ孔１７とが合致し、アタッチメント３０のソケット部３１はヒートシンク１０のソケット収容用凹部１２ａ_２に収容される形態となる。

ただし、この状態では、基板押さえ部４１の付勢力により、アタッチメント３０（のヒートシンクへの取付面３５）はヒートシンク１０（のアタッチメント取付面１５）に完全に面接触する形態となっていない。
次に、この状態のまま、アタッチメント取付ねじ７０を、アタッチメント３０前面側から挿入して、ヒートシンク１０のアタッチメント取付用ねじ孔１７に締結する。すると、アタッチメント３０は、アタッチメント取付ねじ７０の締結力により、ヒートシンクへの取付面３５側へ押圧されて、アタッチメント３０側のヒートシンクへの取付面３５とヒートシンク１０側のアタッチメント取付面１５が面接触固定される。

これにより、ＬＥＤモジュール２０は、アタッチメント３０（ＬＥＤ用通電端子４０ａ及び基板押さえ部４１）とヒートシンク１０（基板載置面１３ａ）に挟持される形態で、前後左右方向および周方向に加えて、上下方向にも固定状態となる。即ち、ＬＥＤモジュール２０は、アタッチメント３０（ＬＥＤ用通電端子４０ａ及び基板押さえ部４１）を介してヒートシンク１０の基板載置面１３ａに押圧固定された形態となる。

そして、アタッチメント３０が（ヒートシンク１０に）ねじ固定されることで、アタッチメント３０の開口部３２ａのＬＥＤ用通電端子４０ａの変形による弾性力により、ＬＥＤモジュール２０の給電部２４が押圧されて、ＬＥＤ用給電端子４０ａと給電部２４との接触状態が確実となる。この状態で、アタッチメント３０のソケット部３１内の電源側給電端子４２に所定の給電コネクタを挿着することで、電源側給電端子４２及びＬＥＤ用通電端子４０ａを介してＬＥＤモジュール２０（の給電部２４）に確実に給電される。

また、ＬＥＤ用通電端子４０ａ及び基板押さえ部４１の変形による弾性力によって、ＬＥＤモジュール２０の給電基板２２の下面（裏面）が伝熱グリス１００を介してヒートシンク１０側の基板載置面１３ａに押圧されて確実に密着するので、ヒートシンク１０による放熱性能が高まり、ＬＥＤチップ２１の発光効率が低下するのを防止できる。

そして、この固定状態において、給電基板２２に搭載されているＬＥＤチップ２１の発光中心は、アタッチメント３０のフレーム部３２の前面３２ｂ及びＬＥＤ用通電端子４０ａ，基板押さえ部４１（の最頂部）よりも高い位置に載置された形態となるとともに、アタッチメント取付ねじ７０の頭部７０ａは、アタッチメント３０のねじ締結部３３とフレーム部３２間の段差３４により、ヒートシンクへの取付面３５側にオフセットされているため、フレーム部３２の前面３２ｂより上方に突出しない形態となっている。

一方、反射型光源ユニット６０側では、ヒートシンク１０の下段部１２ｂの下面１２ｂ_１に設けられた光源台座１３に対して下向きに載置されたＬＥＤモジュール２０に対して、下方側からアタッチメント３０を被せ、投射型光源ユニット５０と同様に固定する。すると、アタッチメント取付ねじ７０の頭部７０ａは、段差３４により、ヒートシンクへの取付面３５側にオフセットされているため、フレーム部３２の前面３２ｂより下方に突出しない形態となっている。

次に、投射型光源ユニット５０および反射型光源ユニット６０について説明する。

投射型光源ユニット５０は、樹脂製のリフレクタ５２と、樹脂製の投影レンズ５６と、樹脂製のシェード５４で構成されている。

リフレクタ５２は、略楕円面状の反射面を備えており、投射型光源ユニット５０をヒートシンク１０にねじ固定した際にＬＥＤモジュール２０の上方に配置される。そして、この反射面の鉛直断面を形成する楕円の第１焦点Ｆ１にＬＥＤチップ２１が配置されることにより、ＬＥＤチップ２１からの光を楕円の第２焦点Ｆ２に略収束させるようになっており、さらに、光源（ＬＥＤチップ２１）の前方に配置される投影レンズ５６によって、焦点Ｆ２面上に形成された光源像が反転像として前方に照射されるようになっている。また、リフレクタ５２の左右両側には、後述するシェード５４のフック部５４ｃと係合する開口部が設けられた一対の固定用脚５２ａが設けられている。

シェード５４は、リフレクタ５２の反射面からの反射光の一部を遮光してカットオフラインを形成する部材であって、その先端に投影レンズ５６取着用のレンズホルダー５４ａと、その背面に、内周に雌ねじ部を設けたボス５４ｂが延出して一体形成されている。また、シェード５４の上面の後方両外側面には、リフレクタ５２の固定用脚５２ａと凹凸ランス係合できる固定用フック部５４ｃが設けられている。

そして、投影レンズ５６をシェード５４のレンズホルダー５４ａに嵌合させてシェード５４に取着固定し、リフレクタ５２を固定用脚５２ａ（の開口部）をフック部５４ｃに凹凸ランス係合させてシェード５４に取着固定することで、投影レンズ５６及びリフレクタ５２がシェード５４に精度良く固定保持された投射型光源ユニット５０となる。

そして、投射型光源ユニット５０をヒートシンク１０に固定するには、投影レンズ５６及びリフレクタ５２がシェード５４に一体化された投射型光源ユニット５０を、シェード５４背面のボス５４ｂとヒートシンク１０の鉛直パネル部１１に設けられたねじ挿通孔１１ａとを合わせて、光源ユニット固定用ねじ７１を、ヒートシンク１０の背面側からねじ挿通孔１１ａに挿入して、シェード５４のボス５４ｂ内周に設けられた雌ねじ部に螺着することにより、投射型光源ユニット５０はシェード５４を介してヒートシンク１０に確実に固定される。

一方、反射型光源ユニット６０は、樹脂製のパラボラ型のリフレクタ６２として、反射型光源ユニット６０用のＬＥＤモジュール２０の下方に配置される。このリフレクタ６２は、ＬＥＤモジュール２０の近傍に焦点を有する放物面を基準面とした反射面が形成されており、ＬＥＤチップ２１からの光を前方に向けて反射させて略並行光として照射（水平方向は拡散照射）する。また、リフレクタ６２の背面側略中央部にも、その内周に雌ねじ部を設けたボス６２ｂが延出形成されており、このボス６２ｂとねじ挿通孔１１ｂとを合わせて、光源ユニット固定用ねじ７１をヒートシンク１０の背面側からねじ挿通孔１１ｂに挿入してボス６２ｂの雌ねじ部に螺着する。これにより、反射型光源ユニット６０は直接ヒートシンク１０に確実に固定される。

以上の構成により、ＬＥＤモジュール２０及び配光部材である投射型光源ユニット５０，反射型光源ユニット６０は、いずれも同一部材（ヒートシンク１０）に精度良く固定された形態となる。

即ち、投射型光源ユニット５０においては、光源であるＬＥＤチップ２１（ＬＥＤモジュール２０）はヒートシンク１０の光源台座１３に直接位置決め固定されているため固定位置精度が高く、また、投射型光源ユニット５０もリフレクタ５２及び投影レンズ５６が（シェード５４を介して）光源台座１３に対して精度良く位置決めされた状態に固定されているので、光源であるＬＥＤチップ２１に対するリフレクタ５２及び投影レンズ５６の相対位置精度が良い。

これにより、それぞれの光軸が揃っているため、ＬＥＤチップ２１からの発光は、精度良くリフレクタ５２及び投影レンズ５６に入射する。そして、ＬＥＤチップ２１とリフレクタ５２や投影レンズ５６の相対位置精度が良い分、リフレクタ５２に入射した光はリフレクタ５２で精度良く反射されて、投影レンズ５６によって車両前方に精度良く照射される。

一方、反射型光源ユニット６０では、ＬＥＤチップ２１の固定位置精度が高いことは勿論、リフレクタ６２が直接ヒートシンク１０にねじ固定されている分、さらにＬＥＤチップ２１とリフレクタ６２の相対位置精度が良い。これにより、ＬＥＤチップ２１からの光は精度良くリフレクタ６２に入射して、リフレクタ６２で高精度で車両前方に反射される。

よって、車両用前照灯１では配光性能が良い分、車両前方に精巧な配光パターンが形成される。

さらに、このとき、光源であるＬＥＤチップ２１の発光中心は、アタッチメント３０のフレーム部３２の前面３２ｂ及びＬＥＤ用通電端子４０ａ，基板押さえ部４１（の最頂部）よりも、投射型光源ユニット５０では上に，反射型光源ユニット６０では下に位置しているとともに、ねじ取付座面３３ｂ上のアタッチメント取付ねじ７０の頭部７０ａは、フレーム部３２の前面３２ｂよりも、投射型光源ユニット５０では上方に，反射型光源ユニット６０では下方に突出しないので、アタッチメント取付ねじ７０の頭部７０ａが、ＬＥＤ（ＬＥＤチップ２１）の発光中心から光学部材（リフレクタ５２，６２及び投影レンズ５６）へ向かう光の光路上に顕れない。

即ち、光源であるＬＥＤチップ２１からリフレクタ５２（６２）に向かう光又は投影レンズ５６に直接向かう光が、アタッチメント取付ねじ７０の頭部７０ａで遮光され（蹴られ）ることがない。

これにより、ＬＥＤチップ２１からの発光全てが配光制御部材であるリフレクタ５２（６２）又は投影レンズ５６に向かうので、ＬＥＤチップ２１からの発光は無駄なく有効に利用されて、車両用前照灯１における光束利用率が低下することがない。

なお、上記実施例において、ＬＥＤ位置決め用突起１４が四隅に合計８個設けられているが、前後左右方向（二次元方向）および周方向に位置決めできるものであれば、ＬＥＤ位置決め用突起１４を設ける位置は四隅に限定されるものではなく、また８個に限定されるものでもない。

また、上記実施例では、ＬＥＤ位置決め用突起１４が水平断面楕円形状に構成されているが、水平断面円形状や矩形状であってもよい。

また、上記実施例では、ＬＥＤ位置決め用突起１４先端部の基板載置面１３ａに臨む側には、テーパ部である傾斜面（平面）１４ａ１，１４ｂ１が設けられているが、テーパ部１４ａ１，１４ｂ１は水平断面円弧状のテーパ面であってもよい。

また、アタッチメント固定部材として締結ねじを用いて説明しているが、アタッチメント固定部材としては、締結ねじの他にリベットや板ばね等も考えられる。

なお、投射型光源ユニット５０としては、投影レンズ５６を備えていない構成としてもよい。この場合には、車両用前照灯１を組み付ける際に、投影レンズ５６を投射型光源ユニット５０に対してその光軸Ａｘ方向前方の所定位置に配置すればよい。

なお、上記において、リフレクタ５２（６２）及び投影レンズ５６は、本発明の光学部材の一例である。

なお、車両用灯具は、車両用前照灯に限定されるものではなく、例えば、ヘッドランプ、フォグランプ、ベンディングランプ等を用いることができる。
なお、本願発明は白色ＬＥＤの他に赤外線ＬＥＤに用いても好適である。また、光源にはＬＥＤの他に半導体レーザを用いることも可能である。

１ 車両用前照灯
Ｓ 灯室
１０ ヒートシンク
１３ 光源用台座
１３ａ 基板載置面
１４（１４ａ，１４ｂ） ＬＥＤ位置決め用突起
１４ｘ ＬＥＤ位置決め用突起の基板載置面に臨む側の外周面
１４ａ１，１４ｂ１ テーパ部（傾斜面）
１６ アタッチメント位置決め用突起
１７ アタッチメント取付用ねじ孔
２０ ＬＥＤであるＬＥＤモジュール
２１ ＬＥＤチップ
２２ 給電基板
２２ａ 給電基板の側縁角部
３０ アタッチメント
３１ ソケット部
３２ フレーム部
３２ａ 開口部
３３ ねじ締結部
３３ａ ねじ取付孔
３３ｂ ねじ取付座面
３５ アタッチメントのヒートシンクへの取付面
４０ａ ＬＥＤ用通電端子
４１ 基板押さえ部
４２ 電源側給電端子
５０ 投射型光源ユニット
５２ 光学部材であるリフレクタ
５４ シェード
５６ 投影レンズ
６０ 反射型光源ユニット
６２ 光学部材であるリフレクタ
７０ アタッチメント取付ねじ
７１ 光源ユニット固定用ねじ
１００ 伝熱グリス
１０１ 余剰伝熱グリス
１０２ 余剰グリス溜めである凹溝
１０２ａ 凹溝側面

Claims (4)

1. 少なくとも光源であるＬＥＤと前記光源光を所定方向に配光制御する光学部材を備えた光源ユニットがヒートシンクに取着されて灯室内に収容された車両用灯具において、
   前記ＬＥＤは給電基板にＬＥＤチップを搭載したＬＥＤモジュールで構成され、
   前記ＬＥＤモジュールは、該ＬＥＤモジュールよりも一回り大きい枠形状のアタッチメントを介して、前記ヒートシンクの所定位置に設けられた基板載置面に密着するように押圧固定された車両用灯具であって、
   前記基板載置面の周りには、前記ＬＥＤモジュールの給電基板外側縁に当接する複数の位置決め用突起が設けられるとともに、
   前記突起付根の少なくとも前記基板載置面に臨む側には、該突起の外周面に沿って延びる凹溝が設けられた車両用灯具であって、
   前記給電基板と前記基板載置面間には伝熱グリスが装填され、前記凹溝は、前記ＬＥＤモジュールを前記基板載置面に押圧固定する際の余剰グリスを溜めるグリス溜めとして機能することを特徴とする車両用灯具。
2. 前記給電基板は、平面視矩形状に形成され、前記位置決め用突起は、前記給電基板の外形に整合する平面視矩形状の前記基板載置面の四隅に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記位置決め用突起先端部の少なくとも前記基板載置面に臨む側には、前記ＬＥＤモジュールを前記基板載置面に案内するテーパ部が形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。
4. 前記光学部材は、前記光源光を所定方向に反射するリフレクタを含み、前記リフレクタは、直接又は他の部材を介して前記ヒートシンクに固定されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用灯具。
   

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