JP6814069B2

JP6814069B2 - 車両用灯具

Info

Publication number: JP6814069B2
Application number: JP2017030645A
Authority: JP
Inventors: 一将高橋; 佐藤　剛; 剛佐藤
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2017-02-22
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2021-01-13
Anticipated expiration: 2037-02-22
Also published as: JP2018137125A

Description

本発明は、車両用灯具に関する。

近年の車両用灯具では、発光ダイオード（ＬＥＤ）の高輝度化や低コスト化が進むに従って、光源にＬＥＤを採用したものが徐々に増えてきている。ＬＥＤは、長寿命で消費電力が少ないといったメリットがある。一方、高温になると発光効率の低下や寿命の短縮化を招くことから、ヒートシンクなどを用いて、ＬＥＤが発する熱を外部に効率良く放熱させる必要がある（例えば、下記特許文献１を参照。）。

例えば、下記特許文献１には、半導体光源が取り付けられたホルダ部材をヒートシンクにネジ止めにより取り付けると共に、このヒートシンクにリフレクタをネジ止めにより取り付けた車両用灯具が開示されている。

特許第５６３０３６０号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載の車両用灯具では、ヒートシンクに対してホルダ部材とリフレクタとを別々にネジ止めにより取り付ける構造のため、部品点数が増えるだけでなく、組み立て工数も多くなる。

また、ヒートシンクに対してリフレクタがネジ止めされる方向がヒートシンクの前面側と上面側とで異なっている。この場合、一方向からの組み立て（ネジ止め）は不可能なため、組み立て工程を簡素化することは困難である。

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、部品点数を少なくし、組み立て工程を簡素化することによって、更なる低コスト化を可能とした車両用灯具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕光源と、
前記光源が一面側に実装された基板と、
前記基板の他面側に接触した状態で、前記光源が発する熱を放熱させるヒートシンクと、
前記光源から出射された光が通過する開口部と、前記開口部を通過した光を前方に向けて反射する反射部とが設けられた筐体とを備え、
前記基板は、前記開口部に前記光源が臨むように前記筐体の一面に位置決めされた状態で配置され、
前記ヒートシンクは、前記筐体の一面との間で前記基板を挟み込みながら、その一端側に設けられた係止部が前記筐体に設けられた被係止部に係止された状態で、前記基板を貫通する貫通孔を通して、前記筐体の一面に設けられた固定部に固定されていることを特徴とする車両用灯具。
〔２〕前記固定部は、前記筐体の一面から前記貫通孔を貫通した状態で突出されるボスと、前記ボスの先端に設けられたネジ穴とを有し、
前記ヒートシンクは、前記ネジ穴と対向する位置に孔部を有して、前記孔部を通して前記ネジ穴にビスを螺合により取り付けることによって、前記固定部に固定されていることを特徴とする前記〔１〕に記載の車両用灯具。
〔３〕前記ヒートシンクは、前記基板と接触するベース部と、前記ベース部の前記基板と対向する面とは反対側の面から同一方向に並んで立ち上がり形成された複数のフィン部とを有することを特徴とする前記〔１〕又は〔２〕に記載の車両用灯具。
〔４〕前記係止部は、前記ベース部の前記複数のフィン部が並ぶ方向の一端側に設けられ、
前記孔部は、前記ベース部の前記複数のフィン部が並ぶ方向の一部について前記フィン部の延長方向に亘って、前記基板と対向する側を凹ませると共に、それとは反対側を突出させた座面部に設けられていることを特徴とする前記〔３〕に記載の車両用灯具。
〔５〕前記筐体は、前記一面から突出された複数の位置決め凸部を有し、
前記基板は、その端面を厚み方向に切り欠く複数の位置決め凹部を有し、
前記位置決め凸部と前記位置決め凹部とを互いに係合されることによって、前記基板が前記筐体の一面に位置決めされた状態となることを特徴とする前記〔３〕又は〔４〕に記載の車両用灯具。
〔６〕前記ヒートシンクは、前記ベース部の前記基板と対向する面に、前記位置決め凸部と対向する位置を前記フィン部の延長方向に亘って凹ませた逃げ凹部を有することを特徴とする前記〔５〕に記載の車両用灯具。
〔７〕前記ヒートシンクは、押出成形品からなることを特徴とする前記〔３〕〜〔６〕の何れか一項に記載の車両用灯具。
〔８〕前記筐体は、リフレクタであることを特徴とする前記〔１〕〜〔７〕の何れか一項に記載の車両用灯具。

以上のように、本発明によれば、部品点数を少なくし、組み立て工程を簡素化することによって、更なる低コスト化を可能とした車両用灯具を提供することが可能である。

本発明の一実施形態に係る車両用灯具の構成を示す分解斜視図である。図１に示す車両用灯具の構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがあり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らないものとする。

本発明の一実施形態として、例えば図１及び図２に示す車両用灯具１について説明する。なお、図１は、車両用灯具１の構成を示す分解斜視図である。図２は、図１に示す車両用灯具１の構成を示す断面図である。また、以下に示す図面では、ＸＹＺ直交座標系を設定し、Ｘ軸方向を車両用灯具１の前後方向、Ｙ軸方向を車両用灯具１の左右方向、Ｚ軸方向を車両用灯具１の上下方向として、それぞれ示すものとする。

本実施形態の車両用灯具１は、図１及び図２に示すように、例えば車両の前方（＋Ｘ軸方向）に向けて光を照射する車両用前照灯（ヘッドランプ）に本発明を適用したものである。また、本実施形態では、図１に示すように、単体又は複数の車両用灯具１が組み合わされた状態で、図示を省略する灯体の内側に収容されることによって、１つの車両用前照灯を構成している。なお、各車両用灯具１については、基本的に同じ構成を有していることから、図２に示すように、１つの車両用灯具１を例に挙げて、その構成等を説明するものとする。

本実施形態の車両用灯具１は、光源２と、光源２が一面（本実施形態では下面）側に実装された基板３と、基板３の他面（本実施形態では上面）側に接触した状態で、光源２が発する熱を放熱させるヒートシンク４と、基板３及びヒートシンク４が取り付けられる筐体５とを備えている。

光源２は、例えば白色光を発するチップＬＥＤ（ＳＭＤＬＥＤ）からなる。また、チップＬＥＤには、車両照明用の高出力タイプのものが使用されている。なお、光源２の数については、１つ限らず、複数であってもよい。また、光源２が発する光の色については、上述した白色光に限らず、橙色光や赤色光など、その車両用灯具１の用途に応じて適宜変更することが可能である。さらに、光源２には、上述したチップＬＥＤ以外にも、例えばレーザーダイオード（ＬＤ）などの基板３に実装可能な発光素子を用いることができる。

基板３は、少なくとも一面に光源２と電気的に接続される配線（図示せず。）が設けられた矩形状のプリント配線基板（ＰＷＢ）からなる。基板３には、この基板３を貫通する円形状の貫通孔６と、その端面を厚み方向に半円形状に切り欠く複数（本実施形態では４つ）の位置決め凹部７とが設けられている。

貫通孔６は、基板３の光源２が実装された位置から長手方向に離間した位置の略中央部に設けられている。複数の位置決め凹部７は、基板３の長手方向に沿った両端面の互いに相対する位置にそれぞれ２つ並んで設けられている。

なお、車両用灯具１では、図示を省略するものの、光源２が実装された基板（実装基板）３とは別に、光源２を駆動する駆動回路が設けられた回路基板を用意し、これら基板３と回路基板とをハーネスと呼ばれる配線コードを介して電気的に接続し、光源２が発する熱から駆動回路を保護することが行われている。

ヒートシンク４は、熱電導性の高い例えばアルミニウムなどの金属製の押出成形品からなる。ヒートシンク４は、矩形状のベース部８と、ベース部８の基板３と対向する面（下面）とは反対側の面（上面）から同一方向（本実施形態ではベース部８の長手方向）に並んで立ち上がり形成された複数のフィン部９とを有している。ベース部８は、基板３と接触する部分であり、複数のフィン部９は、基板３からベース部８に伝わる熱を外部に放熱させる部分である。ヒートシンク４では、複数のフィン部９により表面積を増やすことで、放熱性を高めることが可能である。

また、ベース部８の複数のフィン部９が並ぶ方向（長手方向）の一端側には、係止部１０が設けられている。係止部１０は、後述する筐体５の被係止部１７に係止される部分であり、ベース部８の一端側のフィン部９よりも外側に張り出した部分からなる。

ヒートシンク４は、上述した基板３の貫通孔６と対向する位置に円形状の孔部１１を有している。孔部１１は、座面部１２に設けられている。座面部１２は、ベース部８の複数のフィン部９が並ぶ方向（長手方向）の一部についてフィン部９の延長方向（ベース部８の短手方向）に亘って、基板３と対向する側を断面矩形状に凹ませると共に、それとは反対側を断面矩形状に突出させた部分からなる。

ヒートシンク４は、後述する筐体５の位置決め凸部２０と対向する位置に逃げ凹部１３を有している。逃げ凹部１３は、筐体５の一面から突出された位置決め凸部２０を逃がすためのものであり、ベース部８の基板３と対向する面をフィン部９の延長方向に亘って断面矩形状に凹ませた部分からなる。

ヒートシンク４は、ベース部８の基板３と対向する面にグリス溝１４を有している。グリス溝１４は、ヒートシンク４が熱伝導グリス（図示せず。）を介して基板３と接触して配置された際に、この熱伝導グリスが光源２と重なる位置の周囲から漏れ出すのを防ぐためのものである。グリス溝１４は、光源２と重なる位置を挟んだ両側にフィン部９の延長方向に亘って切り欠く一対の溝部１４ａと、その間を僅かに（約０．１ｍｍ）凹ませた凹部１４ｂとから構成されている。

本実施形態のヒートシンク４は、押出成形品として、フィン部９の延長方向（ベース部８の短手方向）に沿って押出成形したものを所定の長さで切断することによって一括で製造することが可能である。これにより、ヒートシンク４の製造コストを低減することが可能である。

筐体５は、光源２から出射された光を前方に向けて反射するリフレクタを構成するものであり、前面側が開口したボックス状の樹脂成形品からなる。筐体５は、光源２から出射された光が通過する開口部１５と、開口部１５を通過した光を前方に向けて反射する反射部１６とを有している。

開口部１５は、筐体５の一面（上面）の後方側に設けられている。反射部１６は、筐体５の前後方向（Ｘ軸方向）に沿った断面（Ｘ軸断面）において、その基端（後端）側から先端（前端）側に向かって、光源２の中心（発光点）を焦点とする放物線を描くように、筐体５の一面とは反対側（下方側）から湾曲して形成されている。反射部１６では、その筐体５の内側の面に、例えばアルミニウムなどの反射膜を設けることによって、光源２から出射された光を前方に向けて反射する反射面１６ａとされている。なお、本実施形態では、反射部１６が筐体５と一体に構成されているが、筐体５とは別体に構成された反射部（反射部材）１６を筐体５に一体に取り付けた構成とすることも可能である。

筐体５には、上述したヒートシンク４の係止部１０が係止される被係止部１７が設けられている。被係止部１７は、筐体５の一面の前端側に位置して、ヒートシンク４の係止部１０の形状に合わせて、筐体５の一部を線状に切り欠くスリットからなる。

また、筐体５の一面には、ヒートシンク４を固定するための固定部１８が設けられている。固定部１８は、筐体５の一面から略円柱状に突出したボス１９と、ボス１９の先端に設けられたネジ穴１９ａとを有している。ボス１９（固定部１８）は、筐体５の開口部１５が形成された位置よりも後方側に設けられている。

また、筐体５の一面には、複数（本実施形態では２つ）の位置決め凸部２０が突出して設けられている。複数の位置決め凸部２０は、筐体５の開口部１５が形成された位置よりも前方側に位置して、筐体５の幅方向（Ｙ軸方向）に並んで設けられている。なお、位置決め凹部７は、位置決め凸部２０よりも一対（２つ）多く配置されているが、これは基板３の汎用性を考慮したものである。すなわち、予め基板３の所定の位置に複数の位置決め凹部７を設けておくことで、異なる機種の間で共通の基板３を使用することが可能となっている。

以上のような構成を有する車両用灯具１では、先ず、基板３に設けられた４つの位置決め凹部７のうち２つの位置決め凹部７に、筐体５の一面に設けられた２つの位置決め凸部２０を係合させる。これにより、筐体５の開口部１５に光源２が臨むように、筐体５の一面に基板３が位置決めされた状態で配置される。また、このとき筐体５の一面に設けられたボス１９が基板３の貫通孔６を貫通した状態となる。

次に、この状態から、ヒートシンク４を熱伝導グリスを介して基板３と接触した状態で配置する。具体的には、筐体５の一面とヒートシンク４との間で基板３を挟み込みながら、このヒートシンク４の一端側に設けられた係止部１０を筐体５に設けられた被係止部１７に差し込まれることによって、被係止部１７に対して係止部１０を係止する。

次に、この状態から、ヒートシンク４の孔部１１を通してボス１９のネジ穴１９ａにビス２１を螺合により取り付ける。これにより、基板３を貫通する貫通孔６を通して、筐体５の一面に設けられた固定部１８にヒートシンク４を固定することができる。

以上のように、本実施形態の車両用灯具１では、１つのビス２１で筐体５の一面に基板３及びヒートシンク４を取り付けることが可能である。また、一方向からの組み立て（ネジ止め）が可能である。したがって、本実施形態の車両用灯具１では、部品点数を少なくし、組み立て工程を簡素化することによって、更なる低コスト化を図ることが可能である。

また、本実施形態の車両用灯具１では、基板３が筐体５の一面にネジ止めによって固定されておらず、筐体５の一面とヒートシンク４との間に基板３が挟み込まれた状態で配置されている。これにより、取り付け時に基板３に加わる応力を低く抑えることが可能である。

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、固定部１８として、基板３の貫通孔６を貫通するボス１９を設けた構成となっているが、このような構成に限らず、例えば、ヒートシンク４に設けられた孔部から基板３の貫通孔６を通して、筐体５の一面に設けられたネジ穴にビス２１を螺合により取り付ける構成とすることも可能である。すなわち、本実施形態の車両用灯具１では、上述した基板３に応力が加わることを避けるため、基板３を貫通する貫通孔６を通して、筐体５の一面に設けられた固定部１８にヒートシンク４を固定する構成とすればよい。

なお、上記実施形態では、上述した車両用前照灯（ヘッドランプ）に本発明を適用した場合を例示したが、例えば、車幅灯（ポジションランプ）、補助前照灯（サブヘッドランプ）、前部霧灯（フォグランプ）、昼間点灯用（デイタイム・ランニング）ランプ、リッドランプ、テールランプ（尾灯）、ブレーキランプ（ストップランプ）、バックランプ、方向指示器（ウィンカーランプ）などの車両用灯具に対して本発明を幅広く適用することが可能である。

１…車両用灯具２…光源３…基板４…ヒートシンク５…筐体６…貫通孔７…位置決め凹部８…ベース部９…フィン部１０…係止部１１…孔部１２…座面部１３…逃げ凹部１４…グリス溝１５…開口部１６…反射部１７…被係止部１８…固定部１９…ボス１９ａ…ネジ穴２０…位置決め凸部２１…ビス

Claims

光源と、
前記光源が一面側に実装された基板と、
前記基板の他面側に接触した状態で、前記光源が発する熱を放熱させるヒートシンクと、
前記光源から出射された光が通過する開口部と、前記開口部を通過した光を前方に向けて反射する反射部とが設けられた筐体とを備え、
前記基板は、前記開口部に前記光源が臨むように前記筐体の一面に位置決めされた状態で配置され、
前記ヒートシンクは、前記筐体の一面との間で前記基板を挟み込みながら、その一端側に設けられた係止部が前記筐体に設けられた被係止部に係止された状態で、前記基板を貫通する貫通孔を通して、前記筐体の一面に設けられた固定部に固定されていることを特徴とする車両用灯具。
前記固定部は、前記筐体の一面から前記貫通孔を貫通した状態で突出されるボスと、前記ボスの先端に設けられたネジ穴とを有し、
前記ヒートシンクは、前記ネジ穴と対向する位置に孔部を有して、前記孔部を通して前記ネジ穴にビスを螺合により取り付けることによって、前記固定部に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
前記ヒートシンクは、前記基板と接触するベース部と、前記ベース部の前記基板と対向する面とは反対側の面から同一方向に並んで立ち上がり形成された複数のフィン部とを有す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。
前記係止部は、前記ベース部の前記複数のフィン部が並ぶ方向の一端側に設けられ、
前記孔部は、前記ベース部の前記複数のフィン部が並ぶ方向の一部について前記フィン部の延長方向に亘って、前記基板と対向する側を凹ませると共に、それとは反対側を突出させた座面部に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具。
前記筐体は、前記一面から突出された複数の位置決め凸部を有し、
前記基板は、その端面を厚み方向に切り欠く複数の位置決め凹部を有し、
前記位置決め凸部と前記位置決め凹部とを互いに係合されることによって、前記基板が前記筐体の一面に位置決めされた状態となることを特徴とする請求項３又は４に記載の車両用灯具。
前記ヒートシンクは、前記ベース部の前記基板と対向する面に、前記位置決め凸部と対向する位置を前記フィン部の延長方向に亘って凹ませた逃げ凹部を有することを特徴とする請求項５に記載の車両用灯具。
前記ヒートシンクは、押出成形品からなることを特徴とする請求項３〜６の何れか一項に記載の車両用灯具。
前記筐体は、リフレクタであることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の車両用灯具。