JP2023130789A - 灯具ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】光源基板をリフレクタで共締めする灯具ユニットにおいて、組付け時のリフレクタの回転を防ぐことを目的とする。【解決手段】上記目的のために、灯具ユニット（１００）は、光源（４２）を搭載した光源基板（４０）と、前記光源の光を反射するリフレクタ（３０）と、前記光源基板と前記リフレクタが固定される固定部（５０）と、を備え、前記光源基板（４０）は、前記リフレクタ（３０）と前記固定部（５０）の間に挟み込まれ、前記リフレクタ（３０）は、前記光源基板（４０）との位置決め部（３４）によって前記光源基板（４０）に対して位置決めされ、かつ、前記リフレクタの長手方向両側の締結部（３６）で前記固定部（５０）に固定され、前記リフレクタ（３０）は、前記固定部（５０）のある方向に突形状の回転抑制部（３８）を有し、前記回転抑制部（３８）は、前記位置決め部（３４）より外側に形成される。【選択図】図７

Description

本発明は、自動車などの車両に用いられる灯具ユニットに関し、特に、光源とリフレクタが近接配置して固定される灯具ユニットに関する。

近年のＡＤＢ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｂｅａｍ）技術などのために、複数の光源を二次元的に基板に搭載し、光源とリフレクタを近接配置させた灯具ユニットがある。このような灯具ユニットでは、光源基板と、リフレクタと、これらの固定部を備え、リフレクタを光源基板に対して位置決めし、光源基板をリフレクタと固定部で挟み込み、リフレクタの長手方向両側を固定して、光源基板をリフレクタで共締めする構成が考えられる（例えば特許文献１）。

特開２０１９－４６７１４号公報

しかしながら、このような構成では、リフレクタの両側を固定部に組み付ける際に、片側を固定すると、リフレクタの長手方向が回転して傾き、リフレクタが、灯具ユニットの前後方向に誤った位置関係で組み付くおそれがあった。

そこで本発明は、上述した課題を解決するために提案されたものであり、光源基板をリフレクタで共締めする灯具ユニットにおいて、組付け時のリフレクタの回転を防ぐことを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の灯具ユニットは、光源を搭載した光源基板と、前記光源の光を反射するリフレクタと、前記光源基板と前記リフレクタが固定される固定部と、を備え、前記光源基板は、前記リフレクタと前記固定部の間に挟み込まれ、前記リフレクタは、前記光源基板との位置決め部によって前記光源基板に対して位置決めされ、かつ、前記リフレクタの長手方向両側の締結部で前記固定部に固定され、前記リフレクタは、前記固定部のある方向に突形状の回転抑制部を有し、前記回転抑制部は、前記位置決め部より外側に形成されていることを特徴とする。

上記態様において、前記回転抑制部は、前記長手方向両側にある前記締結部を結ぶ締結軸と同軸に形成されているのも好ましい。

上記態様において、前記回転抑制部は、前記締結軸を一部に含む面形状に形成されているのも好ましい。

上記態様において、前記回転抑制部は、前記長手方向両側のうち、製造工程で先に締結する側に、少なくとも一つ形成されているのも好ましい。

上記態様において、前記回転抑制部は、前記リフレクタの最も外側に形成されているのも好ましい。

本発明では、光源基板をリフレクタで共締めする灯具ユニットにおいて、組付け時のリフレクタの回転を防ぐことができる。

第１の実施の形態に係る灯具ユニット１００の正面斜視図である。 同灯具ユニット１００の分解斜視図である。 第１の実施の形態に係るヒートシンク５０の正面図である。 第１の実施の形態に係るリフレクタ３０の背面図である。 第１の実施形態における三要素の組付けの様子を説明するための斜視図である。 回転抑制部３８を形成しない場合の、三要素の組付けの様子を説明するための模式的な端面図である。 第１の実施形態における三要素の組付けの様子を説明するための断面図である。 図７の要部拡大断面図である。 第２の実施形態に係るリフレクタ３０の背面図である。 第３の実施形態に係るリフレクタ３０の背面図である。 第４の実施形態に係るヒートシンク５０の正面図である。 第４の実施形態における組付けの様子の要部拡大断面図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態らは、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。また、本明細書において「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「内」、「外」、「表」、「裏」、「正面」、「背面」等の方向を表す用語が用いられる場合、それらは灯具ユニットが車両に装着されたときの姿勢における方向を意味するものとする。

１．第１の実施形態
１－１．全体の構成
図１は第１の実施の形態に係る灯具ユニット１００の正面斜視図、図２は同灯具ユニット１００の分解斜視図である。灯具ユニット１００は、例えば車両の右前に装着される前照灯である。灯具ユニット１００は、レンズ１０と、レンズホルダ２０と、リフレクタ３０と、光源基板４０と、ヒートシンク５０と、冷却ファン６０を備える。

レンズ１０は、透光性材料で構成されて、光源基板４０に搭載された光源（後述する）からの光を所定の配光分布となるように前方に照射する。レンズホルダ２０は、レンズ１０を保持するための部材であり、ヒートシンク５０に固定される。リフレクタ３０は、左右両側に、ヒートシンク５０との当接部３１１・３１２を備える。リフレクタ３０の表側は、当接部３１１・３１２の間に、光源からの光の一部をレンズ１０に向けて反射する、第一反射部３２１と、一対の第二反射部３２２を備える。リフレクタ３０の裏側の構成は図４で後述する。

光源基板４０は、図２に示すように、表面に、ＬＥＤアレイ４２を備える（本実施形態では、ＬＥＤアレイ４２が請求項の「光源」である）。ＬＥＤアレイ４２は、ロービーム配光とＡＤＢ配光のための、複数のＬＥＤ（発光素子）を備えている。本実施形態では、ＬＥＤらは上下二列かつ左右方向に並べられており、上側の一列がロービーム配光、下側の一列がＡＤＢ配光を担うものとして構成されている。ＬＥＤアレイ４２とその配線パターンが形成されている領域を、点灯制御領域として、符号４３で示す。光源基板４０の左右端面には、それぞれ、光源基板４０とヒートシンク５０との間の位置決めのための、切り欠き４５が形成されている。

ヒートシンク５０は、例えばアルミダイカストなどの熱伝導性の良好な部材で形成され、光源基板４０の裏面に接触し、ＬＥＤアレイ４２の発光に伴う熱を空気中に放出する。ヒートシンク５０には、光源基板４０とリフレクタ３０が固定される。この構成の詳細は図３で後述する。冷却ファン６０は、ヒートシンク５０の後ろに配置され、ヒートシンク５０からの熱を送風によって冷却する。

１－２．ヒートシンク５０の構成
図３は第１の実施の形態に係るヒートシンク５０の正面図である。ヒートシンク５０の表側は、外側周方向に固定面５１１，５１２，５１３，５１４を備え、その内側に、基板収容部５２を備えている。ヒートシンク５０には、レンズ１０を装着したレンズホルダ２０と、リフレクタ３０と、光源基板４０が固定される。

基板収容部５２は、下側が上側よりも前方向になるように前後傾斜しており、光源基板４０が収容されるようになっている（図２も参照）。基板収容部５２は、光源基板４０とヒートシンク５０との間の位置決めのための、半円突起５３を備えている。半円突起５３は光源基板４０の切り欠き４５と係合し、半円突起５３の高さに、ＬＥＤアレイ４２が配置されるよう位置決めされる。

固定面５１１，５１２，５１３，５１４は、それぞれ、上下方向に亘って平面的に形成されており、上側固定面５１１、下側固定面５１２、左側固定面５１３、および右側固定面５１４に分割されている。上側固定面５１１および下側固定面５１２は、車両に灯具ユニット１００を固定するための部分である。左側固定面５１３および右側固定面５１４が、レンズホルダ２０とリフレクタ３０を固定するための部分である。

左側固定面５１３と右側固定面５１４は、略左右対称の構成となっている。左側固定面５１３と右側固定面５１４には、それぞれ、レンズホルダ２０を固定するためのレンズ締結孔５４が形成されている。レンズ締結孔５４より内側には、レンズホルダ２０およびリフレクタ３０とヒートシンク５０との間の位置決めのための柱状突起５５が形成されている（図２も参照）。柱状突起５５には、後述するリフレクタ３０の係合孔３５が係合し、リフレクタ３０が上吊り配置される。半円突起５３の高さ付近には、リフレクタ３０を固定するための第二締結孔５６が形成されている。

１－３．リフレクタ３０の構成
リフレクタ３０は、図２で前述した、当接部３１１，３１２と、第一反射部３２１と、第二反射部３２２を備え、これらが、後述するリフレクタ３０の裏側の要素と一体的に形成されている。本実施形態では、ＬＥＤアレイ４２からの光は、レンズ１０に直接入射するよう構成されているが、上下方向への漏れ光が第一反射部３２１および第二反射部３２２で反射され、前述のロービームおよびＡＤＢ配光を補うようにレンズ１０に入射するよう構成されている。ＬＥＤアレイ４２上ではＬＥＤらが左右方向に長く並べられているため、この形態に合わせて、リフレクタ３０も、左右方向を長手方向とする形状に構成されている。

図４は第１の実施の形態に係るリフレクタ３０の背面図である。リフレクタ３０の裏側は、左側当接部３１１と右側当接部３１２の間に、光取出用開口部３３１、３３２が、上下二列に形成されている。そして、光取出用開口部３３１、３３２の高さに、それぞれ、ロービームとＡＤＢ配光のＬＥＤらが配置されるようにＬＥＤアレイ４２を位置決めするために、リフレクタ３０には、光源基板４０とリフレクタ３０との間の位置決めのための、位置決め部３４が形成されている。

位置決め部３４は、後ろ方向に（ヒートシンク５０のある方向に）突となる形状であり、頂部は光源基板４０と面接触するよう平面的に形成されている。位置決め部３４は、光源基板４０の点灯制御領域４３（図４に破線で示す）を避けるように、点灯制御領域４３の外側に、かつ、点灯制御領域４３の周囲に形成されている。本実施形態では、位置決め部３４は、点灯制御領域４３に近接した四隅に形成されている。位置決め部３４によって、リフレクタ３０は、光源基板４０（特にＬＥＤアレイ４２）に対し、位置決めされる。

左側当接部３１１および右側当接部３１２は、上下方向に亘って平面的に形成されており、点灯制御領域４３をまたぐように形成されている。左側当接部３１１はヒートシンク５０の左側固定面５１３に当接し、右側当接部３１２はヒートシンク５０の右側固定面５１４に当接する。左側当接部３１１と右側当接部３１２は、略左右対称の構成となっている。左側当接部３１１と右側当接部３１２には、それぞれ、ヒートシンク５０の柱状突起５５が係合する、リフレクタ３０とヒートシンク５０との間の位置決めのための、係合孔３５が形成されている。また、光源の位置決めに関連する半円突起５３の高さに形成されたヒートシンク５０の第二締結孔５６と位置対応して、第一締結孔３６が形成されている。左右の第一締結孔３６・３６を結ぶ横軸を「締結軸３７」と称する。そして、締結軸３７上には、「回転抑制部３８」が形成されている。

回転抑制部３８は、後ろ方向に（ヒートシンク５０のある方向に）突となる形状を有し、形状のどこかが締結軸３７上にあるように、かつ、位置決め部３４よりも外側に、形成されている。本実施形態では、回転抑制部３８は、締結軸３７と直交する方向に長辺を持つ矩形状を有し、その面形状の一部が締結軸３７上にあり、かつ、左側当接部３１１と右側当接部３１２の外縁（最も外側）に、形成されている。

１－４． 組付け
以上の構成からなる、リフレクタ３０、光源基板４０、およびヒートシンク５０の三要素の組付けを説明する。図５は、第１の実施形態における、リフレクタ３０、光源基板４０、およびヒートシンク５０の三要素の組付けの様子を説明するための斜視図である。まず、光源基板４０が、ヒートシンク５０に対し、切り欠き４５と半円突起５３によって位置決めされて、配置される。この状態で、次に、リフレクタ３０が、ヒートシンク５０（左側固定面５１３および右側固定面５１４）に対し、係合孔３５と柱状突起５５によって位置決めされて、光源基板４０の前に配置される。このとき、リフレクタ３０は、リフレクタ３０に形成された位置決め部３４によって、光源基板４０に対して位置決めされる。次に、ねじ７０を、リフレクタ３０側から、第一締結孔３６を介して、ヒートシンク５０の第二締結孔５６に羅合させると、リフレクタ３０の長手方向両側が、ヒートシンク５０に固定される。この結果、光源基板４０は、ＬＥＤアレイ４２が光取出用開口部３３に極めて近接配置した状態で、リフレクタ３０とヒートシンク５０の間に挟み込まれ、リフレクタ３０とともに、ヒートシンク５０に共締めされる。

光源基板４０とリフレクタ３０が固定されるヒートシンク５０（特に、左側固定面５１３と右側固定面５１４）が、請求項の「固定部」である。リフレクタ３０の長手方向両側（左側当接部３１１と右側当接部３１２）にそれぞれ形成された、第一締結孔３６が、請求項の「締結部」である。

ここで、リフレクタ３０に「回転抑制部３８」を形成しない場合の、リフレクタ３０、光源基板４０、およびヒートシンク５０の三要素の組付けを説明する。図６は、回転抑制部３８を形成しない場合の、三要素の組付けの様子を説明するための模式的な端面図である。なお、図６は、後述する図７と同様の視点からみた場合の端面図である。

リフレクタ３０、光源基板４０、およびヒートシンク５０の三要素を組み付ける工程は、図５で説明した通りである。図６は、リフレクタ３０をヒートシンク５０に固定するときの様子を示したものである。リフレクタ３０の長手方向両側をヒートシンク５０に固定する際に、まず左の（１）側を固定すると、リフレクタ３０の左側が沈み込み、リフレクタ３０の長手方向が回転して、リフレクタ３０の左側当接部３１１よりも右側当接部３１２が前に出る形態で、リフレクタ３０が傾く。この状態で、右の（２）側を固定すると、右側当接部３１２が正規の固定位置よりも前に出た状態で固定されるおそれがあり、リフレクタ３０に、傾きやガタが生じるおそれがある。また、仮に、リフレクタ３０が光源基板４０に対して、灯具の前後方向に誤った位置関係で組み付くと、配光設計に影響が生じるおそれがあり、リフレクタ３０がＬＥＤアレイ４２に接触する懸念も生じる。

この問題に対し、本実施形態では、リフレクタ３０に「回転抑制部３８」が形成されている。図７は、第１の実施形態における、リフレクタ３０、光源基板４０、およびヒートシンク５０の三要素の組付けの様子を説明するための断面図であり、図１のＶＩＩ－ＶＩＩ線から三要素を見た断面図である。図８は、図７の要部拡大断面図であり、左側の回転抑制部３８の付近を拡大した断面図である。

図７も、リフレクタ３０をヒートシンク５０に固定するときの様子を示したものである。図６と同様に、まず左の（１）側を固定すると、図８に示すように、回転抑制部３８が形成されているため、リフレクタ３０の左側の沈み込みが回転抑制部３８で係止され、リフレクタ３０の回転が抑制される。この状態で、続けて右の（２）側をねじ固定すると、リフレクタ３０に多少の回転が生じていても、その量は微量であるため、両側を締め付けることで補正され、左側当接部３１１を正規の固定位置におさめることができる。

以上、本実施形態の灯具ユニット１００によれば、光源基板４０と、リフレクタ３０と、これらの固定部であるヒートシンク５０を備え、光源基板４０をリフレクタ３０とヒートシンク５０で挟み込み、リフレクタ３０を光源基板４０に対して位置決めして、リフレクタ３０の長手方向両側を固定（締結）して、光源基板４０をリフレクタ３０で共締めする構成において、この三要素を組み付ける際に、リフレクタ３０の回転を抑制することができる。この結果、リフレクタ３０に傾きやガタが生じるのを防ぐことができる。また、リフレクタ３０が誤った位置で組み付くのを避けられるので、配光精度の低下や、光源との接触の懸念も回避することができる。

また、本実施形態の回転抑制部３８は、リフレクタ３０の締結軸３７上（締結軸３７を一部に含む）に形成されているため、リフレクタ３０が灯具の上下方向に回転するのも抑制できる。また、本実施形態の回転抑制部３８は、リフレクタ３０の最も外側に形成されているため、リフレクタ３０の前後方向の回転量が最も微量になる。また、本実施形態の回転抑制部３８は、回転抑制部３８は左側当接部３１１だけではなく右側当接部３１２にも形成されているので、先に右の（２）側を固定し、後に左の（１）側を固定する場合でも、同様の効果が得られる。

２．第２の実施形態
図９は、第２の実施形態に係るリフレクタ３０の背面図である。第２の実施形態では、回転抑制部３８は、締結軸３７に形状中心を合わせた円形状であり、かつ、右側当接部３１２にのみ形成されている。このように、締結軸３７上に回転抑制部３８の中心を配置すれば、より、リフレクタ３０が灯具の上下方向に回転するのを抑制できる。また、回転抑制部３８は、灯具ユニット１００の製造工程で先に締結する側が確定していれば、その側に少なくとも一つ形成されていれば、充足する。

３．第３の実施形態
図１０は、第３の実施形態に係るリフレクタ３０の背面図である。第３の実施形態では、回転抑制部３８は、締結軸３７と同軸ではない位置に、右側当接部３１２と左側当接部３１１に２つずつ（計４つ）、台形状に形成されている。このように、回転抑制部３８は、固定部であるヒートシンク５０側に突形状を備えれば、面形状は限定されない。また、形成される個数も限定されない。また、本実施形態の回転抑制部３８は、リフレクタ３０の最も外側ではない位置に形成されている。このように、回転抑制部３８は、光源基板４０とリフレクタ３０との間の位置決め部３４より外側であれば、形成される位置は限定されない。但し、回転抑制部３８は、第一締結孔３６（「締結部」）より外側に形成されていると、回転抑制部３８が第一締結孔３６よりも内側にある構成と比べると、リフレクタ３０が前後方向に回転する量を微量にすることができるため、好ましい。

４．第４の実施形態
図１１は、第４の実施形態に係るヒートシンク５０の正面図である。第４の実施形態では、ヒートシンク５０に、リフレクタ３０の回転抑制部３８と位置対応する、対応抑制部５８が形成されている。対応抑制部５８は、ヒートシンク５０の左側固定面５１３および右側固定面５１４に形成され、前方向に（レンズ１０のある方向に）突形状である。

図１２は、第４の実施形態における組付けの様子の要部拡大断面図である。図１２も、図７と同様に、リフレクタ３０、光源基板４０、およびヒートシンク５０の三要素の組み付けの様子を示したものであって、図８と同様に、左側の回転抑制部３８の付近を拡大した断面図である。

第４の実施形態において、まず左の（１）側を固定すると、ヒートシンク５０に、回転抑制部３８に位置対応する対応抑制部５８が形成されているため、回転抑制部３８が対応抑制部５８で係止され、リフレクタ３０の回転が抑制される。

リフレクタ３０の位置精度は、光源基板４０との位置決め部３４によって実現されるため、回転抑制部３８とヒートシンク５０との間はクリアランスを積極的に取ることにより、リフレクタ３０の製造精度の基準を緩めることができる。回転抑制部３８は、クリアランスをとると必然的に生じるリフレクタ３０の回転を抑制するのである。ここで、第４の実施形態では、リフレクタ３０側の回転抑制部３８とヒートシンク５０側の対応抑制部５８で、回転を抑制する。リフレクタ３０とヒートシンク５０に互いに突形状を設けることにより、リフレクタ３０の製造精度をさらに緩めることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態らについて述べたが、上記の実施形態は本発明の一例であり、これらを当業者の知識に基づいて組み合わせることが可能であり、そのような形態も本発明の範囲に含まれる。

１００ 灯具ユニット
１０ レンズ
２０ レンズホルダ
３０ リフレクタ
３１１ 左側当接部
３１２ 右側当接部
３２１ 第一反射部
３２２ 第二反射部
３３１、３３２ 光取出用開口部
３４ 位置決め部
３５ 係合孔
３６ 第一締結孔（締結部）
３７ 締結軸
３８ 回転抑制部
４０ 光源基板
４２ ＬＥＤアレイ（光源）
４３ 点灯制御領域
４５ 切り欠き
５０ ヒートシンク（固定部）
５１１ 上側固定面
５１２ 下側固定面
５１３ 左側固定面
５１４ 右側固定面
５２ 基板収容部
５３ 半円突起
５４ レンズ締結部
５５ 柱状突起
５６ 第二締結孔
５８ 対応抑制部
６０ 冷却ファン
７０ ねじ

Claims (5)

1. 光源を搭載した光源基板と、前記光源の光を反射するリフレクタと、前記光源基板と前記リフレクタが固定される固定部と、を備え、
   前記光源基板は、前記リフレクタと前記固定部の間に挟み込まれ、
   前記リフレクタは、前記光源基板との位置決め部によって前記光源基板に対して位置決めされ、かつ、前記リフレクタの長手方向両側の締結部で前記固定部に固定され、
   前記リフレクタは、前記固定部のある方向に突形状の回転抑制部を有し、
   前記回転抑制部は、前記位置決め部より外側に形成されていることを特徴とする灯具ユニット。
   
2. 前記回転抑制部は、前記長手方向両側にある前記締結部を結ぶ締結軸と同軸に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の灯具ユニット。
   
3. 前記回転抑制部は、前記締結軸を一部に含む面形状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の灯具ユニット。
   
4. 前記回転抑制部は、前記長手方向両側のうち、製造工程で先に締結する側に、少なくとも一つ形成されていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の灯具ユニット。
   
5. 前記回転抑制部は、前記リフレクタの最も外側に形成されていることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の灯具ユニット。