JP5409212B2

JP5409212B2 - 車両用灯具

Info

Publication number: JP5409212B2
Application number: JP2009203636A
Authority: JP
Inventors: 崇松永; 龍治郎生田
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2029-09-03
Also published as: JP2011054473A

Description

本発明は車両用灯具に関する。より詳しくは、光源である半導体発光素子に電源からの電力を供給する給電部材と、当該給電部材を収容するハウジング部とを備えた車両用灯具に関する。

発光ダイオードに代表される半導体発光素子は、非常に小さな電流で発光することからフィラメントバルブと比べて消費電力が少なく、寿命も長い。また、近年、より高輝度タイプの半導体発光素子が開発されたことから、車両用灯具の光源としても利用されている。例えば、半導体発光素子を光源に用いた車両用のテールランプが知られている（例えば特許文献１を参照）。

特開２００８−８４５７８号公報

半導体発光素子を光源に用いる場合、当該素子へ供給される電流を制御するための電流制御回路を設ける必要があるが、灯具の設計においては、灯具ハウジング内の狭いスペースに当該素子と当該回路が配されることが多い。ところで、半導体発光素子は熱に比較的弱い。したがって、上記のように半導体発光素子と電流制御回路とを狭いスペース内に配置する場合、当該素子や当該回路から放出される熱を効率よく放熱するための構成を設ける必要がある。しかしながら、かかる構成を設けると灯具ハウジングが大きくなり、灯具の取付箇所により大きなスペースを確保する必要があった。

上記課題を解決するために、本発明は、半導体発光素子を光源とする車両用灯具であって、光軸が灯具前方へ向くように前記半導体発光素子が固定され、電源からの電力を前記半導体発光素子へ供給する給電部材と、前記給電部材の灯具後方側に配され、前記半導体発光素子における灯具後方側の面と当接する放熱部材と、ランプボディに固定され、前記給電部材および前記放熱部材を収納するハウジング部と、を備え、前記放熱部材は、前記光軸と直交する方向における大きさが前記給電部材の当該方向における大きさより小さく、その一部が灯具後方側に延伸していることを特徴とする車両用灯具を提供する。

このような車両用灯具によれば、給電部材を収納するハウジング部を半導体発光素子の光軸と直交する方向に大型化することなく放熱部材を配置することができる。

また、上記車両用灯具において、前記放熱部材は、金属材料により形成されるとともに、灯具前方側に突出した突出部を有し、前記突出部における灯具前方側の面が前記半導体発光素子における灯具後方側の面と当接することが好ましい。

このように、熱伝導性に優れる金属材料で形成される放熱部材と半導体発光素子とを面接触させることにより、半導体発光素子からの熱を効率よく放熱させることができる。また、放熱部材における半導体発光素子と接触させる部分を灯具前方側へ突出させることにより、金属材料で形成される放熱部材が給電部材と接触してショートするのを防ぐことができる。

また、上記車両用灯具において、前記給電部材と前記放熱部材との間には、絶縁部材が配されることが好ましい。

これにより、放熱部材が給電部材と接触してショートするのをより確実に防ぐことができる。

また、上記車両用灯具において、前記給電部材は、金属薄板で構成され、前記絶縁部材に保持されることが好ましい。

これにより、例えば一枚の金属薄板を打ち抜くことにより安価かつ容易に給電部材を製造することができるとともに、給電部材を絶縁部材で保持することで給電部材が折れ曲がるのを防ぐことができる。

本発明の実施形態に係る車両用灯具１０の分解斜視図である。ハウジング部４００を上側から見た図である。ハウジング部４００に給電部材１００、放熱部材２００、および絶縁部材３００を取り付けた状態で上側から見た図である。図３のＡ−Ａ断面における断面図である。図３のＢ−Ｂ断面における断面図である。ランプボディ６００の灯具取付部６１０近傍を拡大した図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図1は、本発明の実施形態に係る車両用灯具１０の分解斜視図である。また、図２は、ハウジング部４００を上側から見た図である。図３は、ハウジング部４００に給電部材１００、放熱部材２００、および絶縁部材３００を取り付けた状態で車両用灯具１０を上側から見た図である。また、図４は、図３のＡ−Ａ断面における断面図である。また、図５は、図３のＢ−Ｂ断面における断面図である。

本実施形態の車両用灯具１０は、図1に示すように、給電部材１００と、放熱部材２００と、絶縁部材３００と、ハウジング部４００とを備える。車両用灯具１０は、給電部材１００に取り付けられた発光素子１２０を光源とし、例えば車両後方に配されてテールランプおよびブレーキランプとして機能する。

給電部材１００は、図１および図３に示すように、複数の導電板１１１〜１１６およびこれらの導電板１１１〜１１６を電気的に接続する複数の回路素子で構成される。本例において、導電板１１１〜１１６は、ステンレス等の金属製の薄板から打ち抜き等の方法により製造することができる。

本例では、上記回路素子として、導電板１１１と導電板１１６との間を電気的に接続する電流制御抵抗１３５、導電板１１３と導電板１１４との間を電気的に接続する電流制御抵抗１３６，１３７、導電板１１４と導電板１１５との間を電気的に接続する整流ダイオード１３２、および、導電板１１５と導電板１１６との間を電気的に接続する整流ダイオード１３１が設けられる。なお、整流ダイオード１３１，１３２および電流制御抵抗１３３，１３４，１３５と導電板１１１〜１１６との固定方法は、例えば半田付けなどでもよいが、導電板１１１〜１１６の一部をかしめることにより固定する方法が好ましい。

導電板１１１，１１２，１１３には、電極１５１，１５２，１５３が形成されている。電極１５１，１５２，１５３の各々は、図１に示すように、導電板１１１，１１２，１１３からその面方向に沿って延出し、先端部が灯具後方側を向くように折り曲げられている。なお、車両用灯具１０がテールランプおよびブレーキランプとして機能する場合、電極１５１は、不図示の電源におけるテールランプ側の電源端子に接続され、電極１５３は、当該電源におけるブレーキランプ側の電源端子に接続される。また、電極１５２は、接地電位に接続される。

発光素子１２０は、本発明における半導体発光素子の一例であり、その光軸方向が灯具前後方向と略一致するように給電部材１００の中央部に取り付けられている。図３に示すように、発光部１２２およびリードフレーム１２３を有する。発光部１２２は、リードフレーム１２３によって互いに電気的に接続された複数（本例では３つ）のＬＥＤチップ１２１が透明な樹脂材料により封止された構造を有する。ここで、ＬＥＤチップ１２１の封止には電気絶縁性を有する樹脂が用いられる。

また、リードフレーム１２３の一部は、発光部１２２の両側から延出している。リードフレーム１２３におけるこれらの延出部分は、ＬＥＤチップ１２１と電源（不図示）とを接続する接続端子である。すなわち、リードフレーム１２３における上記延出部分の一方は、発光素子１２０の正極端子であり、導電板１１５に固定される。また、上記延出部分の他方は、発光素子１２０の接地端子であり、導電板１１２に固定される。なお、リードフレーム１２３と導電板１１２，１１５との固定方法には、例えばレーザー溶接が好ましく用いられる。

放熱部材２００は、発光素子１２０の点灯時に特に発光素子１２０から発生する熱を外部に効率よく放出するために設けられる部材であり、例えばアルミニウムなど熱伝導性に優れた金属材料により形成される。本例の放熱部材２００は、略矩形の平面部２１０と、平面部２１０の両側から灯具後方側に延伸する延伸部２２１，２２２とを有し、給電部材１００の灯具後方側に配される。また、延伸部２２１，２２２の略中央部には、延伸部２２１，２２２の一部が外側に折り曲げられたフランジ部２５１，２５２が設けられている。フランジ部２５１，２５２には、放熱部材２００をハウジング部４００に固定する際にネジ５０３，５０４が挿通される貫通穴２５５，２５６が形成されている。

また、平面部２１０における灯具前方側の面の中央部には、灯具前方側に突出した突出部２４０が設けられており、突出部２４０の両側には、灯具前後方向に貫通する複数（本例では２つ）のネジ穴２３１，２３２が設けられている。突出部２４０における灯具前方側の面２４１は、略矩形の平滑面であり、図４に示すように、放熱部材２００が給電部材１００および絶縁部材３００などとともに車両用灯具１０として組み立てられると、発光素子１２０における発光部１２２の灯具後方側の面と当接する。なお、ネジ穴２３１，２３２は、後述のように放熱部材２００に絶縁部材３００を固定する際にネジ止めに使用する穴である。

ここで、上記のように発光部１２２は電気絶縁性を有する樹脂により覆われていることから、放熱部材２００と給電部材１００との間の絶縁は保たれる。したがって、本例の放熱部材２００は、給電部材１００と接触してショートするのを防ぎつつ発光素子１２０から発生する熱を効率よく放熱することができる。

絶縁部材３００は、電気絶縁性を有する材料により形成される略矩形の平板部材であり、給電部材１００と放熱部材２００との間に配される。絶縁部材３００における灯具前方側の面には、給電部材１００の導電板１１１〜１１６に設けられる複数の貫通孔１４０と対応する位置に複数のボス３１０が設けられている。また、絶縁部材３００の中央には、灯具前後方向に貫通し、放熱部材２００の突出部２４０の外形に対応する形状を有する貫通穴３４０が設けられており、貫通穴３４０の両側には、灯具前後方向に貫通する複数（本例では２つ）の貫通穴３２１，３２２が設けられている。これらの貫通穴３２１，３２２は、絶縁部材３００を放熱部材２００に重ねたときにネジ穴２３１，２３２に対応する位置に設けられている。

複数のボス３１０の各々は、灯具前方側へ突出する略円柱状の突起であり、給電部材１００の貫通孔１４０の内径と略等しい太さで形成される。車両用灯具１０の組立時には、絶縁部材３００のボス３１０を給電部材１００の貫通孔１４０に挿通した後、それぞれのボス３１０の先端部分を溶着する。これにより、給電部材１００は、絶縁部材３００に保持される。そして、このとき、放熱部材２００の突出部２４０は、貫通孔１４０を通じて発光素子１２０における発光部１２２の灯具後方側の面と当接する。

また、絶縁部材３００は、図４に示すように、絶縁部材３００の貫通穴３２１，３２２および放熱部材２００のネジ穴２３１，２３２にネジ５０１，５０２を挿通することにより放熱部材２００に固定される。

このように、本例の車両用灯具１０では、放熱部材２００と給電部材１００との間に絶縁部材３００を配することにより、金属材料により形成されている放熱部材２００が給電部材１００と接触してショートするのをより確実に防ぐことができる。また、本例の絶縁部材３００は、金属薄板の導電板１１１〜１１６および回路素子により構成される給電部材１００と比べて高い剛性を有する。したがって、給電部材１００を絶縁部材３００で保持することで給電部材１００が折れ曲がるのを防ぐことができる。

ハウジング部４００は、略矩形の底壁４１１と、底壁４１１から垂直に延出する側壁４１２とを有する。また、ハウジング部４００は、側壁４１２から外側に延出するように設けられたコネクタ部４４０を有する。また、ハウジング部４００における対向する側壁４１２には、灯具前後方向に貫通する貫通穴４３５，４３６が形成された一対のフランジ部４３１，４３２が設けられており、当該対向する側壁４１２の内側には、ネジ穴４２５，４２６が設けられた放熱部材取付部４２１，４２２が設けられている。

コネクタ部４４０は、灯具前後方向に貫通する貫通穴４５１，４５２，４５３が底壁４４１に設けられている。これらの貫通穴４５１，４５２，４５３は、車両用灯具１０の組立時に電極１５１，１５２，１５３が挿通される。したがって、組み立てられた車両用灯具１０においては、図５に示すように、コネクタ部４４０から灯具後方側に電極１５１，１５２，１５３が突出する。

また、図４に示すように、組み立てられた車両用灯具１０において、ハウジング部４００の放熱部材取付部４２１，４２２には、放熱部材２００が取り付けられる。具体的には、放熱部材２００のフランジ部２５１，２５２に設けられた貫通穴２５５，２５６および放熱部材取付部４２１，４２２のネジ穴４２５，４２６にネジ５０３，５０４を挿通することにより放熱部材２００がハウジング部４００の内部に固定される。

このように、本実施形態の車両用灯具１０では、発光素子１２０から発生する熱を放熱するための放熱部材２００の一部を灯具後方側に折り曲げることで、発光素子１２０の光軸と直交する方向、すなわち灯具側方にハウジング部４００を大型化することなく、放熱部材２００をハウジング部４００の内部に配置することができる。

なお、本実施形態の車両用灯具１０が備える放熱部材２００は、金属の板材に曲げ加工等を施すことにより製作されるが、例えばアルミダイカスト等の鋳造部材から製作されてもよい。

図６は、ランプボディ６００における車両用灯具１０が取り付けられる灯具取付部６１０近傍を拡大した図である。以上に説明した車両用灯具１０は、例えば図６に示すような車両のヘッドライトのランプボディ６００に設けられた灯具取付部６１０に取り付けられる。灯具取付部６１０は、ランプボディ６００の中央に設けられ、車両用灯具１０の取付時にハウジング部４００の側壁４１２およびフランジ部４３１，４３２を当接させるための平面部６１１を有する。

灯具取付部６１０には、ハウジング部４００を当接させたときにフランジ部４３１，４３２の貫通穴４３５，４３６に対応する位置にネジ穴６３１，６３２が設けられており、フランジ部４３１，４３２の貫通穴４３５，４３６および灯具取付部６１０のネジ穴６３１，６３２にネジ（不図示）を挿通することにより、車両用灯具１０をランプボディ６００に固定することができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０…車両用灯具
１００…給電部材
１１１〜１１６…導電板
１２０…発光素子（半導体発光素子）
１２１…ＬＥＤチップ
１２２…発光部
１２３…リードフレーム
１３１，１３２…整流ダイオード
１３３，１３４，１３５…電流制御抵抗
１４０…貫通孔
１５１，１５２，１５３…電極
２００…放熱部材
２１０…平面部
２２１，２２２…延伸部
２３１，２３２…ネジ穴
２４０…突出部
２５１，２５２…フランジ部
２５５，２５６…貫通穴
３００…絶縁部材
３１０…ボス
３２１，３２２…貫通穴
４００…ハウジング部
４１１…底壁
４１２…側壁
４２１，４２２…放熱部材取付部
４２５，４２６…ネジ穴
４３１，４３２…フランジ部
４４０…コネクタ部
４４１…底壁
４５１，４５２，４５３…貫通穴
５０１，５０２，５０３，５０４…ネジ
６００…ランプボディ
６１０…灯具取付部
６１１…平面部
６２０…開口
６３１，６３２…ネジ穴

Claims

半導体発光素子を光源とする車両用灯具であって、
光軸が灯具前方へ向くように前記半導体発光素子が固定され、電源からの電力を前記半導体発光素子へ供給する給電部材と、
前記給電部材の灯具後方側に配され、金属材料により形成された放熱部材と、
前記給電部材と前記放熱部材の間に配置された絶縁部材と、
ランプボディに固定され、前記給電部材、前記絶縁部材、および前記放熱部材を収納するハウジング部と、を備え、
前記放熱部材は、前記光軸と直交する方向における大きさが前記給電部材の当該方向における大きさより小さく、その一部が灯具後方側に延伸しており、
前記放熱部材は、前記灯具前方側に突出し矩形状の外形を有する突出部を有しており、
前記絶縁部材は、前記突出部の外形に対応する矩形状の貫通孔を有しており、
前記突出部は、前記貫通穴を通じて前記半導体発光素子における前記灯具後方側の面に当接することを特徴とする車両用灯具。
前記ハウジング部は、コネクタ部を有しており、
前記給電部材は、前記灯具後方側に延びて前記コネクタ部の電極を兼ねる金属薄板で構成され、
前記金属薄板は、前記半導体発光素子を支持するとともに、前記絶縁部材に保持されることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。