JP6442871B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、車両用灯具に関するものである。

従来、車両用灯具において、半導体型光源を用いた車両用灯具の場合、半導体型光源の性能を最大限利用するために、半導体型光源から発生される熱を放熱する必要があり、ヒートシンクの形状などを変更することが知られている。

特許文献１には、半導体型光源が取り付けられたヒートシンク部材のベース部の裏面に設けられた平板フィンの形状を鉛直方向に対して傾斜させることにより、筐体内での空気を循環させ光源からの熱を効率良く放熱する、車両用灯具が開示されている。

しかし、特許文献１においては、筐体内全体の空気を循環させるために平板フィンを傾斜させた車両用灯具であった。近年見られるように、半導体型光源が投影レンズなどの光学部材と対向して配置され、半導体型光源からの直射光を投影レンズにより配光パターンを形成するいわゆる直射タイプのランプユニットにおいては、車両前後方向において省スペース化されることによって、投影レンズと半導体型光源およびヒートシンク部材の間のスペースが小さくなり、空気の滞留が起こりやすく、半導体型光源の十分な放熱が行われていないことが課題となっている。

特開２００９−２６６４３５号公報

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、車両用灯具の放熱効率を向上させることにより、半導体型光源が熱により発光効率を低下させるといった課題を解決し、半導体型光源の発光効率の低下を抑制させた車両用灯具を提供することにある。

本発明は、以下の構成によって把握される。
（１）本発明の車両用灯具は、光源と、前記光源が取り付けられている放熱部材と、前記光源からの直射光を所定方向へ照射する光学部材と、を備え、前記放熱部材は車両上下方向に立設されたベースプレート部を有し、前記ベースプレート部には前記光源を設置するための光源取付面が設けられており、前記光源取付面は前記ベースプレート部の前記光学部材側の他面よりも前記光学部材から離間した位置に形成されていることを特徴とする。

（２）本発明の車両用灯具は、前記光源取付面は、前記ベースプレート部の下端部から上端部まで延設されている、ことを特徴とする。

（３）本発明の車両用灯具は、前記放熱部材の前記ベースプレート部には、前記光源取付面の外側で、かつ、前記光源取付面よりも前記光学部材に近接した位置に光学部材取付面が形成されており、前記光学部材は前記光学部材取付面に取り付けられる、ことを特徴とする。

（４）本発明の車両用灯具は、前記ベースプレート部の一部には、前記光源へ電力を供給する給電部材の一部を挿通する開口部が設けられている、ことを特徴とする。

（５）本発明の車両用灯具は、光源は、光の出射光軸が車両前方方向となるように設置されており、光学部材は光源と対向するよう設置されており、光源からの直射光を入射する入射面を有する、ことを特徴とする。

本発明によれば、光学部材と、光源が取り付けられた放熱部材の光源取付面を他面よりも離間させ、空間を設けるようにしたことにより、光学部材と光源との距離が近いタイプの車両用灯具においても、光源近傍に下方から上方へ向かう空気の流れを形成することができ、光源からの熱の放熱効率を向上させるとともに、光源の発光効率の低下を抑制することができる。

本発明に係る車両用灯具の実施形態を示すランプユニットの正面側から見た分解状態の斜視図である。 図１におけるレンズとレンズホルダを外した状態であり、Ａ−Ａ線に沿って放熱部材を切断した斜視図である。 ランプユニットのレンズとレンズホルダを外した状態を示す正面図である。 図１におけるレンズとレンズホルダを外した状態であり、Ａ−Ａ線に沿って放熱部材を切断した側面図である。

以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という)を、添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。この明細書において、前、後、上、下、左、右は、この発明にかかる車両用灯具を車両に搭載した際の前、後、上、下、左、右である。
＜以下に実施形態を記載していく＞

（実施形態の構成の説明）
図１〜図４は、この発明にかかる車両用灯具の実施形態を示す。以下、この実施形態にかかる車両用灯具の構成について説明する。図１中、符号１は、この実施形態にかかる車両用灯具（たとえば、ヘッドランプやフォグランプなど）である。車両用灯具１は、車両の前部の左右両端部に搭載されている。

（車両用灯具１の説明）
前記車両用灯具１は、（図示しない）ランプハウジングと、（図示しない）アウターレンズと、によって画成された灯室内に、図１に示すように、光源としての半導体型光源２と、レンズ３と、レンズホルダ４と、放熱部材５、を備えるものである。半導体型光源２は、光源ホルダ２１により放熱部材５のベースプレート部５１に設けられた光源取付面５４に取り付けられている。レンズ３およびレンズホルダ４は、放熱部材５のベースプレート部５１に設けられた光学部材取付面５２に取り付けられている。

（ランプユニット２、３、４、５の説明）
半導体型光源２およびレンズ３およびレンズホルダ４および放熱部材５は、ランプユニットを構成し、ランプハウジングおよびアウターレンズにより画成された灯室内（図示せず）に、上下左右方向に光軸調整可能に配置される。

（半導体型光源２の説明）
半導体型光源２は、図１に示すように、この例では、たとえば、ＬＥＤ、ＯＥＬまたはＯＬＥＤ（有機ＥＬ）などの自発光半導体型光源である。半導体型光源２は、発光面を有する発光チップ（ＬＥＤチップ）と基板２０と、から構成されている。半導体型光源２は、光源ホルダ２１を介して放熱部材５の光源取付面５４に設けられた光源取付部５７に位置決めされて取り付けられている。また、半導体型光源２は、光の出射光軸が車両前方方向となるように配置され、その発光チップの発光面は、レンズ３の後側焦点近傍に位置し、車両前方を向くように配置されている。

光源ホルダ２１は、スクリュー２３により放熱部材５の光源取付面５４に設けられた光源ホルダ取付部５８に位置決めされて取り付けられている。光源ホルダ２１には、半導体型光源２を放熱部材５に保持するホルダ部２２と、半導体型光源２に給電するターミナルおよび電力を供給するコネクタとが形成される給電部材６とが、それぞれ設けられている。給電部材６は、光源ホルダ２１に一体に形成されても良いし、別部材として形成されても良い。

（給電部材の説明）
給電部材６は、給電ソケット６０と、給電ソケット６０に挿入されるコネクタ部６１と、コネクタ部６１と（図示しない）電源とを結ぶハーネス６２とから構成されており、給電部材６および光源ホルダ２１のターミナルを介して、半導体型光源２に電力を供給する。図１および図４に示すように、給電部材６は、光源ホルダ２１の端部であって、ベースプレート部５１の背面側にずれた位置に設けられる。この実施例では、半導体型光源２が光源ホルダ２１のホルダ部２２により光源取付面５４に位置決めされて取り付けられており、光源取付面５４の車両前後方向後方側にずれた位置に給電部材６が設けられる。

（レンズの説明）
レンズ３は、図１に示すように、レンズ部３０と、フランジ部３１と、から構成されている。レンズ部３０は半導体型光源２からの出射光（直射光）を入射する入射面３２と、入射面３２で入射した光を車両前方の所定の方向へ出射する出射面３３とからなり、レンズ部３０の正面視形状は、非円形形状をなす。レンズ３は、樹脂部材から構成されている。

レンズ部３０は、光源２に対向するように設けられた入射面３２と、車両前方側に位置する出射面３３と、から構成されている。入射面３２は、半導体型光源２側に突出した凸曲面、もしくは、半導体型光源２と反対側に引っ込んだ凹曲面、もしくは、平面をなす。入射面３２は、自由曲面、もしくは、２次曲面、もしくは、複合２次曲面、もしくは、それらの組み合わせの面、もしくは、平面から構成されている。出射面３３は、半導体型光源２と反対側に突出した凸曲面をなす。出射面３３は、自由曲面、もしくは、２次曲面、もしくは、複合２次曲面、もしくは、それらの組み合わせの面から構成されており、複数に分割された面から構成しても良い。

フランジ部３１は、レンズ部３０の周縁部（全周もしくは一部）に一体に設けられている。フランジ部３１の背面は、入射面３２から連続した自由曲面もしくは平面からなる。フランジ部３１の正面は、出射面３３から連続した自由曲面もしくは平面からなる。フランジ部３１の縁（端面、外面）の正面視形状は、レンズ部３０の正面視形状と同様の形状からなる。

レンズ３は、フランジ部３１によりレンズホルダ４に位置決めされて保持されている。レンズホルダ４は、フランジ部３１を保持して放熱部材５の光学部材取付面５２に位置決めされて取り付けられている。

（レンズホルダの説明）
レンズホルダ４は、放熱部材５よりも熱伝導率が低い（熱抵抗が大きい）樹脂部材から構成されている。レンズホルダ４は、図１に示すように、中央部にレンズ部３０が配置される筒構造から構成されている。レンズホルダ４は、保持筒部４１と、保持縁部４２と、取付ベース部４３と、から構成されている。

レンズホルダ４の保持筒部４１は、筒形状をなしており、車両前方側の端部に位置する保持縁部４２と、放熱部材５側の端部に位置する取付ベース部４３の間に形成されている。保持筒部４１の正面視形状は、レンズ３の正面視形状と同様に非円形形状をなし、保持筒部４１の内周面は、レンズ３のフランジ部３１の縁の外周面より若干大きい形状をなしている。

レンズホルダ４の保持縁部４２は、フランジ形状をなしており、保持筒部４１の一端（車両前方側の端部）から保持筒部４１の内側に一体に設けられている。保持縁部４２の内周面の形状は、レンズ３のレンズ部３０の正面視形状と同様に非円形形状をなす。保持縁部４２の内周面は、レンズ３のフランジ部３１の縁の外周面より若干小さく、かつ、レンズ部３０とフランジ部３１との境界より若干大きい形状をなす。保持縁部４２は、レンズ３のフランジ部３１を位置決め保持している。

レンズホルダ４の取付ベース部４３は、板形状をなしていて、保持筒部４１の他端（放熱部材５側の端部）の上部および下部から保持筒部４１の上方外側および下方外側に一体に設けられている。取付ベース部４３の外形の正面視形状は、ほぼ長方形状をなしている。取付ベース部４３は、放熱部材５の光学部材取付面５２と対向して設けられており、光学部材取付面５２に位置決めされて取り付けられている。光学部材取付面５２については後述する。

（放熱部材の説明）
放熱部材５は、半導体型光源２とレンズホルダ４とが取り付けられていて、かつ、レンズ３がレンズホルダ４を介して取り付けられている。放熱部材５は、半導体型光源２で発生する熱を外部に放射させるものである。放熱部材５は、たとえば、熱伝導性を有するアルミダイカストや樹脂からなるヒートシンク部材である。放熱部材５は、図１に示すように、垂直方向（車両上下方向）に立設されたベースプレート部５１と、ベースプレート部５１の一面（背面）に一体に設けた複数枚の垂直板形状のフィン部５６と、から構成されている。

放熱部材５のベースプレート部５１の他面（正面）には、光源取付面５４と光学部材取付面５２とが段差部５５を介して設けられている。光源取付面５４は、車両前方側からの正面視において、ベースプレート部５１の中央側に位置しており、さらにその中央部に光源取付部５７が形成されている。光学部材取付面５２は、光源取付面５４の外側に設けられている。

光源取付面５４は、段差部５５を介して光学部材取付面５２よりもレンズ３から離間した位置に設けられている。光源取付面５４は、半導体型光源２の上下方向であってベースプレート部５１の下端部５１ｂから上端部５１ａまで延設され、かつ、半導体型光源２の左右方向にも延設された十字形状の面を有し、中央部には光源取付部５７が設けられている。光源取付面５４は、光源取付部５７に半導体型光源２が光源ホルダ２１を介して取り付けられる面である。光源取付面５４は、必ずしも十字形状でなくとも良い。例えば、ベースプレート部５１の中央側に上下方向の段差部５５を介して設けられる形状としても良い。

光源取付面５４は、光源ホルダ２１の給電部材６の形状に合わせて、給電部材６の一部を配置する収容部７を備えている。収容部７は、ベースプレート部５１の一面（背面）側に凹となる形状からなり、給電部材６の一部が配置される空間が形成される。その際、収容部７の一部および光源取付面５４の一部に亘って開口部５９が設けられている。

収容部７は、光源取付面５４の左右いずれか一方に設けられている。本実施例においては、十字形状に形成されている光源取付面５４の右側であって、光源ホルダ２１の給電部材６のコネクタ部６１よりも大きく形成されている。収容部７には、光源ホルダ２１がベースプレート部５１に設置された際に、給電部材６が収納される。また、光源ホルダ２１が取り付けられた状態において、給電部材６および光源ホルダ２１を介して半導体型光源２に電力を供給するハーネス６２が開口部５９を挿通してコネクタ部６１に取り付けられる。

収容部７は、光源取付面５４に設けられた凹形状に限らず、光源取付面５４の給電部材６に対応する位置が切り欠かれた開口部５９からなる形状としても良い。この場合、開口部５９は、給電部材６の収容部７と、給電部材６および光源ホルダ２１を介して半導体型光源２に電力を供給するハーネス６２が挿通される開口を兼ねる。

放熱部材５のベースプレート部５１の他面（正面）には、正面視において光源取付面５４の外側に光学部材取付面５２が設けられている。光学部材取付面５２は光源取付面５４の外側（左右両側）に位置しており、段差部５５を介して光源取付面５４よりもレンズ３に近接した位置に面が設定されている。光学部材取付面５２には、レンズホルダ４の取付ベース部４３がレンズ３を保持して位置決めされ取り付けられる。

段差部５５は、光源取付面５４と光学部材取付面５２の間に設けられており、光源取付面５４と光学部材取付面５２を繋ぐ面が形成されている。段差部５５の一部に光源ホルダ２１の給電部材６の一部が挿通可能な開口部５９を設けても良い。

ベースプレート部５１の光学部材取付面５２には、レンズホルダ４がレンズホルダ４の取付ベース部４３に設けられた取付構造（図示しない）により固定される。レンズホルダ４はレンズ３を保持しているため、レンズホルダ４とレンズ３は、光学部材取付面５２に一体的に取り付け固定される。光学部材取付面５２は、ベースプレート部５１の他面（正面）側であって少なくとも角部に設けられており、レンズホルダ４の取付構造については、フック構造やスクリューによる取付構造によるものである。

（実施形態の作用の説明）
この実施形態にかかる車両用灯具１は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。

まず、半導体型光源２の発光チップを点灯発光させる。すると、発光チップから放射された光の大部分は、直接、レンズ３のレンズ部３０の入射面３２からレンズ部３０内に入射する。このとき、入射光は、入射面３２において配光制御される。レンズ部３０中に入射した入射光は、レンズ部３０の出射面３３から出射する。このとき、出射光は、出射面３３において制御され、半導体型光源２から放射された光は、入射面３２および出射面３３において配光制御される。出射光は、所定の配光パターン（例えば、ロービーム用配光パターン、ハイビーム用配光パターン）として、車両の前方に照射される。

また、半導体型光源２の発光チップにおいて発生する熱は、放熱部材５を介して外部に放射される。その際、ベースプレート部５１の光源取付面５４が、少なくとも光源を通る垂直断面においては、レンズ３から離間して設けられているため、灯具内の空気がレンズ３と半導体型光源２の間に形成された隙間を下方から上方へと対流する。

（実施形態の効果の説明）
この実施形態にかかる車両用灯具１は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。

この実施形態にかかる車両用灯具１は、いわゆる直射タイプのランプユニットにおいても、レンズ３と、ベースプレート部５１の光源取付面５４を他面よりも離間させてを形成することにより、熱源である半導体型光源２と光学部材３の間の距離を大きくすることができるため、半導体型光源２とベースプレート部５１が近接されて設けられるランプユニットにおいても、半導体型光源２から発生し光学部材３とベースプレート部５１の半導体型光源２近傍で滞留していた空気を対流させる流路として機能させることができる。そのため、半導体型光源２を効率よく放熱させることができる。これにより、熱による半導体型光源２の発光効率の低下を抑制することができる。

また、ベースプレート部の一部に、半導体型光源２へ電力を供給する給電部材の一部を挿通する開口部を設けることにより、給電部材６やハーネス６２等をベースプレート部５１の一面（背面）側に位置させることができるため、レンズ３と半導体型光源２との間にハーネス６２等の余計な部品を配置することが避けられ、レンズ３と半導体型光源２の隙間を確保することができる。このため、レンズ３と半導体型光源２の間で留まっている空気を対流させる流路を確保することができる。その結果、光源取付面５４の下方側から上方側へと対流が発生した際においても、ハーネス等により空気の流れを阻害することがなく、半導体型光源２を効率よく放熱することが可能となる。

本実施例では、光源ホルダ２１と給電部材６が一体となった実施例にて説明を行ったが、これに限定されるものではなく、半導体型光源２の給電方法に応じて変更されればよく、光源ホルダ２１と給電部材６が別体のものでも良い。

１ 車両用灯具
２ 半導体型光源
２０ 基板
２１ 光源ホルダ
２２ ホルダ部
２３ スクリュー
３ レンズ
３０ レンズ部
３１ フランジ部
３２ 入射面
３３ 出射面
４ レンズホルダ
４１ 保持筒部
４２ 保持縁部
４３ 取付ベース部
５ 放熱部材
５１ ベースプレート部
５１ａ 上端部
５１ｂ 下端部
５２ 光学部材取付面
５４ 光源取付面
５５ 段差部
５６ フィン
５７ 光源取付部
５８ 光源ホルダ取付部
５９ 開口部
６ 給電部材
６０ 給電ソケット
６１ コネクタ部
６２ ハーネス
７ 収容部

Claims (4)

1. 光源と、前記光源が取り付けられている放熱部材と、前記光源からの直射光を所定方向へ照射する光学部材と、を備え、前記放熱部材は車両上下方向に立設されたベースプレート部を有し、前記ベースプレート部には前記光源を設置するための光源取付面が設けられており、前記光源取付面は前記ベースプレート部の前記光学部材側の他面よりも前記光学部材から離間した位置に形成されており、
   前記光源取付面は、前記ベースプレート部の下端部から上端部まで延設されている、ことを特徴とする車両用灯具。
2. 前記放熱部材の前記ベースプレート部には、前記光源取付面の外側で、かつ、前記光源取付面よりも前記光学部材に近接した位置に光学部材取付面が形成されており、前記光学部材は前記光学部材取付面に取り付けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記ベースプレート部の一部には、前記光源へ電力を供給する給電部材の一部を挿通する開口部が設けられている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用灯具。
4. 前記光源は、光の出射光軸が車両前方方向となるように設置されており、前記光学部材は前記光源と対向するよう設置されており、前記光源からの直射光を入射する入射面を有する、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用灯具。

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