JP7042926B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

この発明は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を光源に用いる車両用灯具に関するものである。

車両用灯具は、夜間の視野を確保するために大光量を要求される。また、車両用灯具は、マイナス４０度程度の低い環境温度域から１００度程度の高い環境温度域までの範囲で同じ光量を要求される。

車両用灯具の光源として用いられるＬＥＤは、環境温度の上昇及び発光時に自身で生じる熱により発光強度が低下するという性質を持つ。そのため、高温下でも十分な発光強度を維持するためには、ＬＥＤの熱を効率よく外部に放出する構造が必要となる。

従来、車両用灯具で用いられるＬＥＤの放熱構造は、ＬＥＤがはんだ付けされた樹脂又は金属製のプリント基板を介して放熱部材へ放熱する構造であった（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４－１９７５５０号公報

従来の車両用灯具は、ＬＥＤと放熱部材との間にプリント基板が介在するので、ＬＥＤの熱を放熱部材に直接的に伝達することができず、プリント基板の熱抵抗分だけ放熱能力が低下してしまうという課題があった。

ところで、光学レンズがＬＥＤから出射される光を直接受光して当該光を車両前方に投射する投射タイプの車両用灯具では、光学レンズとＬＥＤとの位置精度がそのまま配光制御の精度に直結する。そのため、当該投射タイプの車両用灯具において、配光を適切に制御するためには、ＬＥＤと光学レンズとの位置決めを高精度に行う必要がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、上記投射タイプの車両用灯具において、放熱能力の向上と適切な配光制御の両立を図ることを目的とする。

この発明に係る車両用灯具は、前面に出射部を有するＬＥＤと、ＬＥＤの背面を開放する開口部が設けられたＬＥＤ載置部とＬＥＤに給電する給電部とを有するホルダと、開口部を通じてＬＥＤに直接接触する放熱部材と、ＬＥＤから出射される光を車両前方に投射する光学レンズとを備え、ホルダは一対の板状部材からなり、一対の板状部材のうちの一方は電源に電気的に接続される第一給電部を有し、一対の板状部材のうちのもう一方はＬＥＤの電極部に電気的に接続される第二給電部を有し、一対の板状部材が互いに密着した状態において第一給電部と第二給電部とが接触すると共に第二給電部とＬＥＤの電極部とが接触して給電部を構成することにより、プリント基板を用いないことを特徴とするものである。

この発明によれば、第一給電部及び第二給電部により、プリント基板を用いずにＬＥＤの背面を開放したホルダを構成するので、ＬＥＤの実装にプリント基板を用いるよりも放熱能力を向上できる。

実施の形態１に係る車両用灯具の構成例を示す分解斜視図である。 実施の形態１に係る車両用灯具の構成例を示す断面図である。 実施の形態１における第一板状部材を示す平面図であり、ＬＥＤが載置されていない状態を示す。 実施の形態１における第一板状部材を示す平面図であり、ＬＥＤが載置された状態を示す。 実施の形態１におけるホルダとＬＥＤとの位置決めを示す平面図である。 実施の形態１におけるホルダと光学レンズとの位置決めを示す斜視図である。 実施の形態１におけるホルダの給電部を示す斜視図である。 実施の形態１におけるホルダの変形例を示す斜視図であり、図８Ａは折り曲げ前の状態、図８Ｂは折り曲げ後の状態を示す。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る車両用灯具の構成例を示す分解斜視図である。図２は、実施の形態１に係る車両用灯具の構成例を示す断面図である。図１及び図２に示されるように、車両用灯具は、光源であるＬＥＤ８、ＬＥＤ８の光を車両前方に投射する光学レンズ２、ＬＥＤ８を保持するホルダ１００、及び放熱部材であるヒートシンク１０を含む。実施の形態１に係る車両用灯具は、ＬＥＤ８の光を光学レンズ２が直接受光して車両前方に投射する投射タイプの車両用灯具であって、上記特許文献１に記載されているようなリフレクタ及びシェードは不要である。

図１に示されるＸ軸方向は車両前方向であり、Ｙ軸方向は車両上方向であり、Ｚ軸方向は車両幅方向である。以下では、車両の前後、上下、及び左右方向を基準にして、車両用灯具を説明する。

図３は、実施の形態１における第一板状部材９を示す平面図であり、ＬＥＤ８が載置されていない状態を示す。図４は、実施の形態１における第一板状部材９を示す平面図であり、ＬＥＤ８が載置された状態を示す。ＬＥＤ８は、前面に出射部８ａと電極部８ｂとを有する。ＬＥＤ８の前面には、光学レンズ２が対向する。光学レンズ２は、例えば、透明な樹脂製である。

ホルダ１００は、一対の板状部材である第一板状部材９と第二板状部材３とからなる。第一板状部材９及び第二板状部材３は、例えば、樹脂成形品である。第一板状部材９は、ＬＥＤ８を載置するＬＥＤ載置部９ａを有する。ＬＥＤ載置部９ａには、ＬＥＤ８の背面を剥き出しの開放状態にする開口部９ｂが設けられている。また、図３に示されるように、開口部９ｂの四隅には、それぞれ、ＬＥＤ８を載置する座面となるＬＥＤ載置座面９ｆが設けられている。なお、ＬＥＤ載置座面９ｆの形状、個数、及び位置は、図３の例に限定されない。また、第一板状部材９の前面には、第一板状部材９が第二板状部材３に組み付くための２個の凸形状部９ｄ及び２個の爪９ｅが設けられている。さらに、第一板状部材９には、２個の締結部材１を貫通させる２個の貫通穴１ａが設けられている。

第二板状部材３は、光学レンズ２とＬＥＤ８とに対向する位置に設けられた開口部３ａを有する。ＬＥＤ８の出射部８ａから出射された光は、開口部３ａを通って光学レンズ２に入射する。また、第二板状部材３には、第一板状部材９の凸形状部９ｄが係合する凹形状部３ｂが２個設けられている。さらに、第二板状部材３には、２個の締結部材１を貫通させる２個の貫通穴１ａが設けられている。

第一板状部材９に第二板状部材３が組み付くことにより、第一板状部材９と第二板状部材３とが一体となり、ＬＥＤ８のホルダ１００として機能する。図示例では、第一板状部材９の凸形状部９ｄが第二板状部材３の凹形状部３ｂに係合すると共に、第一板状部材９の爪９ｅが第二板状部材３の縁部に引っ掛かることにより、第一板状部材９と第二板状部材３とが互いに密着した状態に組み付く。なお、第一板状部材９と第二板状部材３の組み付け方法は、図示例に限定されない。

ＬＥＤ８を保持した状態のホルダ１００は、光学レンズ２に組み付けられ、続いて光学レンズ２とホルダ１００は、締結部材１によりヒートシンク１０に固定される。光学レンズ２には、２個の締結部材１を貫通させる２個の貫通穴１ａが設けられている。ヒートシンク１０には、２個の締結部材１が締結される２個の締結穴１ｂが設けられている。このヒートシンク１０は、例えば、アルミダイカスト製である。ＬＥＤ８の背面は、開口部９ｂを通じてヒートシンク１０に直接接触する。図示例では、ヒートシンク１０に、開口部９ｂ内に突出してＬＥＤ８の背面に接触する凸形状が設けられているが、平面であってもよい。ヒートシンク１０が平面である場合、ヒートシンク１０上に熱伝導コンパウンド等の放熱部材を設け、この熱伝導コンパウンド等をＬＥＤ８の背面に直接接触させればよい。なお、ヒートシンク１０に上記凸形状が設けられている場合にも、ＬＥＤ８と上記凸形状との間に熱伝導コンパウンド等の放熱部材を介在させてもよい。

ここで、締結部材１は、光学レンズ２とホルダ１００とを一体的に組み付けてヒートシンク１０に固定するものであって、光学レンズ２とホルダ１００との位置決めを行うものではない。光学レンズ２の貫通穴１ａ、第二板状部材３の貫通穴１ａ、及び第一板状部材９の貫通穴１ａの直径は、締結部材１の直径に比して大きく設定されている。即ち、実施の形態１の車両用灯具は、ヒートシンク１０を基準としてホルダ１００の位置決めを行うものではない。

上述したように、実施の形態１の車両用灯具は、ＬＥＤ８の出射部８ａから出射した光を光学レンズ２が直接受光して車両前方に投射する投射タイプの車両用灯具である。このタイプでは、光学レンズ２とＬＥＤ８の位置精度がそのまま配光制御の精度に直結する。そのため、ＬＥＤ８は、本来は何らかの構成で固定されているべきである。しかしながら、従来のようにＬＥＤ８をはんだでプリント基板に固定した場合、ＬＥＤ８の背面とヒートシンク１０との間にプリント基板が介在することとなり、放熱能力が低下する。

そこで、実施の形態１では、プリント基板を用いずに、ＬＥＤ８の背面を開放したホルダ１００を用いることで、放熱能力の向上を図る。即ち、図２に示される通り、ヒートシンク１０等の放熱部材がＬＥＤ８の背面に直接接触することが可能となり、ＬＥＤ８の実装にプリント基板を用いるよりも、放熱能力の向上が期待できる。

また、実施の形態１では、ＬＥＤ８の相対位置を決めて配光制御の精度を保持するために、ＬＥＤ８、第一位置決め部、ホルダ１００、第二位置決め部、及び光学レンズ２の相対位置を規定する。

図５は、実施の形態１におけるホルダ１００とＬＥＤ８との位置決めを示す平面図である。第一位置決め部は、第一板状部材９の開口部９ｂの四方を囲むように設けられた突起９１，９２，９３，９４により構成される。ＬＥＤ載置座面９ｆに載置されたＬＥＤ８の上下左右の位置が、突起９１，９２，９３，９４により規制されることにより、ＬＥＤ８が、第一板状部材９上の光学レンズ２に対向する予定の位置に固定される。これにより、第一板状部材９とＬＥＤ８との位置決めがなされる。また、第二板状部材３には、この第一位置決め部に対向するように弾性部材７が設けられている。弾性部材７は、例えば、板金製である。第一板状部材９と第二板状部材３とが互いに密着した状態において、弾性部材７がＬＥＤ８の前面に当接し、第一板状部材９側に押圧する。図５では、弾性部材７の一端がＬＥＤ８前面の左側下端部に当接し、弾性部材７の他端がＬＥＤ８前面の右側下端部に当接するが、弾性部材７の形状及び当接位置は図５の例に限定されない。ＬＥＤ８が弾性部材７により第一板状部材９側に押圧されることで、ＬＥＤ８のホルダ１００からの脱落防止が図られる。さらに、第一板状部材９と第二板状部材３とが互いに密着した状態において、後述する第二給電部４の一端がＬＥＤ８の電極部８ｂに当接し、第一板状部材９側に押圧することにより、第二給電部４がＬＥＤ８の押圧部材としても機能する。これにより、ＬＥＤ８の脱落をより確実に防止できる。

図６は、実施の形態１におけるホルダ１００と光学レンズ２との位置決めを示す斜視図である。第二位置決め部は、光学レンズ２のホルダ１００に対向する側に設けられた凸形状部９５，９６と、ホルダ１００の光学レンズ２に対向する側に設けられ凸形状部９５，９６が係合する凹形状部９７，９８とにより構成される。光学レンズ２の凸形状部９５がホルダ１００の凹形状部９７に係合すると共に、光学レンズ２の凸形状部９６がホルダ１００の凹形状部９８に係合することにより、光学レンズ２とホルダ１００との位置決めがなされる。なお、凸形状部９５，９６がホルダ１００に、凹形状部９７，９８が光学レンズ２に設けられた構成であってもよい。

このように、第一位置決め部及び第二位置決め部により、ＬＥＤ８の固定にはんだ又は接着剤等を用いることなく、光学レンズ２とＬＥＤ８との相対位置が決まる。したがって、実施の形態１の車両用灯具は、放熱能力を向上させた上で、適切な配光制御も可能となる。

図７は、実施の形態１におけるホルダ１００の給電部を示す斜視図である。第一板状部材９の第二板状部材３に対向する側には、１個以上の第一給電部５が取り付けられている。また、第二板状部材３の第一板状部材９に対向する側には、１個以上の第二給電部４が取り付けられている。第一給電部５及び第二給電部４は、導体であり、ＬＥＤ８に給電する給電部を構成する。第一板状部材９と第二板状部材３とが互いに密着した状態において、第一給電部５の一端は、第二給電部４の一端に電気的に接続する。また、第二給電部４の他端は、ＬＥＤ８の電極部８ｂに電気的に接続する。第二給電部４は銅板等であって弾性を有するため、上述したように、第二給電部４の他端がＬＥＤ８の押圧部材としても機能する。第一板状部材９の縁部の一部が突出した形状であり、この突出した部分に第一給電部５の他端が延伸することにより、コネクタ部９ｃを構成している。コネクタ部９ｃが、外部給電コネクタ６に差し込まれることにより、第一給電部５の他端が、図示しない電源と電気的に接続する。第一給電部５の他端が外部給電コネクタ６まで延伸した形状であるため、第一給電部５と第二給電部４との接触部から外部給電コネクタ６までの導体パターンを設ける必要がなく、プリント基板が不要となる。また、第一給電部５の他端は、外部給電コネクタ６に接続可能な形状となっているため、外部給電コネクタ６に接続するための別部品のコネクタをホルダ１００に取り付ける必要がない。

以上のように、実施の形態１に係る車両用灯具は、ＬＥＤ８と、ホルダ１００と、放熱部材と、光学レンズ２と、第一位置決め部と、第二位置決め部とを備える。ＬＥＤ８は、前面に出射部８ａを有する。ホルダ１００は、ＬＥＤ８の背面を開放する開口部９ｂが設けられたＬＥＤ載置部９ａと、第一給電部５及び第二給電部４で構成されてＬＥＤ８に給電する給電部とを有する。ヒートシンク１０等で構成される放熱部材は、開口部９ｂを通じてＬＥＤ８に直接接触する。光学レンズ２は、ＬＥＤ８から出射される光を直接受光して当該光を車両前方に投射する。突起９１，９２，９３，９４で構成される第一位置決め部は、ＬＥＤ８とホルダ１００との位置決めを行う。凸形状部９５，９６及び凹形状部９７，９８で構成される第二位置決め部は、ホルダ１００と光学レンズ２との位置決めを行う。このように、ＬＥＤ８と放熱部材とが直接接触することにより、放熱能力が向上する。また、ホルダ１００が有する２つの位置決め部により、光学レンズ２とＬＥＤ８との相対位置が決まる。したがって、ＬＥＤ８の光を光学レンズ２が直接受光して車両前方に投射する投射タイプの車両用灯具において、放熱能力の向上と適切な配光制御の両立を図ることができる。

また、実施の形態１のホルダ１００は、一対の板状部材である第一板状部材９と第二板状部材３とからなる。第一板状部材９は、電源に電気的に接続される第一給電部５を有し、第二板状部材３は、ＬＥＤ８の電極部８ｂに電気的に接続される第二給電部４を有する。第一板状部材９と第二板状部材３とが互いに密着した状態において第一給電部５と第二給電部４とが接触すると共に第二給電部４とＬＥＤ８の電極部８ｂとが接触して給電部を構成する。この構成により、プリント基板を用いることなく、ＬＥＤ８のホルダ１００を構成することができる。

また、実施の形態１の第一給電部５の一端は、ホルダ１００に一体形成され電源に電気的に接続されるコネクタ部９ｃを構成する。ホルダ１００が、外部給電コネクタ６に接続されるコネクタ部９ｃを兼ねるので、別部品としてのコネクタが不要である。

また、実施の形態１のホルダ１００は、一対の板状部材である第一板状部材９と第二板状部材３とが互いに密着した状態においてＬＥＤ８を押圧する弾性部材７を有する。この構成により、ＬＥＤ８のホルダ１００からの脱落を防止できる。

なお、一対の板状部材である第一板状部材９及び第二板状部材３は、１枚で構成されてもよい。図８は、実施の形態１におけるホルダ１００の変形例であるホルダ１００ａを示す斜視図であり、図８Ａは折り曲げ前の状態、図８Ｂは折り曲げ後の状態を示す。図８Ａに示されるホルダ１００ａは、第一板状部材９と第二板状部材３とが１個以上の折り曲げ部１１でつながった形状の樹脂成形品である。折り曲げ部１１が折り曲げられ、第二板状部材３が矢印に示すように第一板状部材９の方向へ折りたたまれることにより、図８Ｂに示されるように第二板状部材３と第一板状部材９とが互いに密着した状態となる。この構成の場合には、ホルダ１００ａを構成する部品点数が減るため、製造及び部品管理が容易になる。また、第一板状部材９と第二板状部材３とを組み付ける方向の間違いを防止できる。また、ホルダ１００ａを樹脂成形する金型が１つでよく、コスト低減が可能である。

本発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、又は実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

この発明に係る車両用灯具は、放熱能力の向上と適切な配光制御の両立を図るようにしたので、ヘッドランプ等の車両用灯具に用いるのに適している。

１ 締結部材、１ａ 貫通穴、１ｂ 締結穴、２ 光学レンズ、３ 第二板状部材、３ａ 開口部、３ｂ 凹形状部、４ 第二給電部（給電部）、５ 第一給電部（給電部）、６ 外部給電コネクタ、７ 弾性部材、８ ＬＥＤ、８ａ 出射部、８ｂ 電極部、９ 第一板状部材、９ａ ＬＥＤ載置部、９ｂ 開口部、９ｃ コネクタ部、９ｄ 凸形状部、９ｅ 爪、９ｆ ＬＥＤ載置座面、１０ ヒートシンク（放熱部材）、１１ 折り曲げ部、９１，９２，９３，９４ 突起（第一位置決め部）、９５，９６ 凸形状部（第二位置決め部）、９７，９８ 凹形状部（第二位置決め部）、１００，１００ａ ホルダ。

Claims (5)

1. 前面に出射部を有するＬＥＤと、
   前記ＬＥＤの背面を開放する開口部が設けられたＬＥＤ載置部と前記ＬＥＤに給電する給電部とを有するホルダと、
   前記開口部を通じて前記ＬＥＤに直接接触する放熱部材と、
   前記ＬＥＤから出射される光を車両前方に投射する光学レンズと、を備え、
   前記ホルダは一対の板状部材からなり、前記一対の板状部材のうちの一方は電源に電気的に接続される第一給電部を有し、前記一対の板状部材のうちのもう一方は前記ＬＥＤの電極部に電気的に接続される第二給電部を有し、前記一対の板状部材が互いに密着した状態において前記第一給電部と前記第二給電部とが接触すると共に前記第二給電部と前記ＬＥＤの電極部とが接触して前記給電部を構成することにより、プリント基板を用いないことを特徴とする車両用灯具。
2. 前記光学レンズは前記光を直接受光し、
   前記ＬＥＤと前記ホルダとの位置決めを行う第一位置決め部と、
   前記ホルダと前記光学レンズとの位置決めを行う第二位置決め部と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記第一給電部の一端は、前記ホルダに一体形成され前記電源に電気的に接続されるコネクタ部を構成す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. 前記ホルダは、前記一対の板状部材が互いに密着した状態において前記ＬＥＤを押圧する弾性部材を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用灯具。
5. 前面に出射部を有するＬＥＤと、
   前記ＬＥＤの背面を開放する開口部が設けられたＬＥＤ載置部と前記ＬＥＤに給電する給電部とを有するホルダと、
   前記開口部を通じて前記ＬＥＤに直接接触する放熱部材と、
   前記ＬＥＤから出射される光を直接受光して当該光を車両前方に投射する光学レンズと、
   前記ＬＥＤと前記ホルダとの位置決めを行う第一位置決め部と、
   前記ホルダと前記光学レンズとの位置決めを行う第二位置決め部とを備え、
   前記ホルダは一対の板状部材からなり、前記一対の板状部材のうちの一方は電源に電気的に接続される第一給電部を有し、前記一対の板状部材のうちのもう一方は前記ＬＥＤの電極部に電気的に接続される第二給電部を有し、前記一対の板状部材が互いに密着した状態において前記第一給電部と前記第二給電部とが接触すると共に前記第二給電部と前記ＬＥＤの電極部とが接触して前記給電部を構成し、
   前記一対の板状部材は１枚で構成されており、前記１枚の板状部材が折りたたまれたことにより前記一対の板状部材が互いに密着した状態となることを特徴とする車両用灯具。

Images