JP7036626B2 - 車両用灯具、車両用灯具の検査方法および車両用灯具の検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用灯具ならびにその検査方法および検査装置に関する。

特許文献１には、金属製の板状の支持部材の下面にＬＥＤが搭載された基板と、ＬＥＤからの光を灯具前方に反射するパラボラ型のリフレクタと、支持部材の上面に立設された、ＬＥＤからの熱を放熱するための放熱フィンとを備える車両用灯具が開示されている。

特開２０１５－２０７３９１号公報

ところで、ＬＥＤ等の発光素子を用いた車両用灯具の組み立て工程には、発光時の発光素子周辺部の温度を測定し、温度が所定の基準値よりも高いものを不具合品として識別する工程がある場合がある。しかしながら、発光素子からの光を反射するリフレクタや発光素子からの熱を放熱するヒートシンクの存在により、発光素子周辺部の温度を測定することが難しい場合がある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度検査を容易に行うことのできる車両用灯具ならびにその検査方法および検査装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用灯具は、発光素子と、発光素子を支持する支持基板と、支持基板を支持し、発光素子からの熱を放熱するためのヒートシンクと、発光素子からの光を制御する光制御部材とを備える。ヒートシンクは、支持基板の放射熱を測定するための開口部を備える。

ヒートシンクは、第１面と、第１面に対して所定の角度で折り曲げられた第２面とを有するようにプレートを折り曲げた構成であり、発光素子は、第１面上に配置され、開口部は、第２面に設けられてもよい。

開口部は、支持基板の一部が当該車両用灯具の後方に露出するように設けられてもよい。

本発明の別の態様は、車両用灯具の検査方法である。この方法は、発光素子と、発光素子を支持する支持基板と、支持基板を支持し、発光素子からの熱を放熱するためのヒートシンクと、発光素子からの光を制御する光制御部材とを備える車両用灯具の検査方法であって、ヒートシンクに設けられた開口部を介して、支持基板の放射熱を測定する工程を備える。

本発明のさらに別の態様は、車両用灯具の検査装置である。この装置は、発光素子と、発光素子を支持する支持基板と、支持基板を支持し、発光素子からの熱を放熱するためのヒートシンクと、発光素子からの光を制御する光制御部材とを備える車両用灯具の検査装置であって、ヒートシンクに設けられた開口部を介して、支持基板の放射熱を測定する放射温度センサを備える。

本発明によれば、温度検査を容易に行うことのできる車両用灯具ならびにその検査方法および検査装置を提供できる。

本発明の実施形態に係る車両用灯具の概略断面図である。 灯具ユニットの温度検査を行っている様子を説明するための概略断面図である。 灯具ユニットの温度検査を行っている様子を説明するための要部概略斜視図である。 本発明の別の実施形態に係る車両用灯具の検査装置を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る車両用灯具について詳細に説明する。なお、本明細書において「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「内」、「外」等の方向を表す用語が用いられる場合、それらは車両用灯具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。

図１は、本発明の実施形態に係る車両用灯具１０の概略断面図である。車両用灯具１０は、車両前部に配置される前照灯であってよい。

図１に示すように、車両用灯具１０は、ランプボディ１１と、ランプボディ１１の前面開口部を覆う透明なアウターカバー１２とを備える。ランプボディ１１とアウターカバー１２は、灯室１３を形成している。

灯室１３内には、灯具ユニット１４が収容されている。灯具ユニット１４は、ハイビーム配光パターンまたはロービーム配光パターンを照射するよう構成されてよい。灯具ユニット１４は、エイミング調整を目的として、図示しない支持部材によりランプボディ１１に対して傾動可能に支持されてよい。

灯具ユニット１４は、リフレクタユニット１５と、支持基板１６と、光源としてのＬＥＤ１７と、ヒートシンク１８とを備える。

リフレクタユニット１５は、水平方向に延出する上部水平延出部１５ａと、ＬＥＤ１７からの光を制御する光制御部材としてのリフレクタ部１５ｂと、シェード部１５ｃとを備える。

上部水平延出部１５ａには、ＬＥＤ１７からの光をリフレクタ部１５ｂに導くための穴部１５ｄが形成されている。リフレクタ部１５ｂは、上部水平延出部１５ａにおける穴部１５ｄの後方部から前方斜め下方に延出している。リフレクタ部１５ｂは、ＬＥＤ１７からの光を灯具前方に反射するパラボラ型のリフレクタである。リフレクタ部１５ｂは、回転放物面を基準に形成された反射面を有する。この反射面の回転放物面の回転中心軸は、リフレクタ部１５ｂの光軸となる。リフレクタ部１５ｂは、光軸が車両前後方向（水平方向）を向くように配置される。リフレクタ部１５ｂの反射面の焦点位置には、ＬＥＤ１７が配置される。

シェード部１５ｃは、上部水平延出部１５ａにおける穴部１５ｄの前方部に設けられている。シェード部１５ｃは、ＬＥＤ１７からの光が直接灯具外部に出射されるのを防止する。

支持基板１６は、リフレクタユニット１５の上部水平延出部１５ａ上に支持されている。支持基板１６の下面には、ＬＥＤ１７が、発光面が下方を向くようにして搭載されている。上述したように、ＬＥＤ１７は、リフレクタ部１５ｂの反射面の焦点位置に配置されている。ＬＥＤ１７は、支持基板１６から電流の供給を受けて発光する。図１には、ＬＥＤ１７から出射した後、リフレクタ部１５ｂの反射面で反射して灯具前方に出射する光線の一例（光線Ｌ）が図示されている。

ＬＥＤ１７を発光させるための電流は、給電部材２０によって支持基板１６に供給される。給電部材２０は、灯室外部の電流源（図示せず）に接続されるケーブル２１と、ケーブル２１の先端部に設けられた可動側コネクタ２２と、支持基板１６の下面後端部に設けられた待受側コネクタ２３とを備える。待受側コネクタ２３は、リフレクタ部１５ｂよりも後方に位置している。可動側コネクタ２２は、待受側コネクタ２３に挿抜可能である。

ヒートシンク１８は、例えばアルミニウム板などの金属製のプレートをＬ字状に折り曲げた構成であり、水平方向に延在する第１面１８ａと、第１面１８ａに対して所定の角度（本実施形態では９０°）で折り曲げられた第２面１８ｂとを有する。ヒートシンク１８は、第１面１８ａが支持基板１６の上面上に位置し、且つ第２面１８ｂがリフレクタ部１５ｂの後方において第１面１８ａから下方に延在するように配置される。ヒートシンク１８の第１面１８ａと支持基板１６の上面との間に絶縁シートが介装されてもよい。

図１に示すように、ヒートシンク１８の第１面１８ａ上に支持基板１６が支持され、支持基板１６上にＬＥＤ１７が支持されている。したがって、ＬＥＤ１７から発生した熱は、支持基板１６を介してヒートシンク１８の第１面１８ａ、第２面１８ｂに伝熱され、灯室１３内の空気中に放熱される。

ヒートシンク１８の第２面１８ｂには、ケーブル２１を第２面１８ｂ上で配策するためのケーブルクランプ２５が設けられている。ケーブルクランプ２５は、例えば樹脂やゴムなどの弾性部材により形成され、円盤状のベース部２５ａと、ベース部２５ａ上に設けられた、ケーブル２１を保持するための保持部２５ｂと、ベース部２５ａの保持部２５ｂと反対側に設けられた、ケーブルクランプ２５を第２面１８ｂに固定するための差込片部２５ｃとを備える。

ヒートシンク１８の第２面１８ｂには、ケーブルクランプ２５の差込片部２５ｃを差し込むためのクランプ固定用穴１８ｄが形成されている。差込片部２５ｃは、クランプ固定用穴１８ｄに差し込まれる際には縮径し、クランプ固定用穴１８ｄに差し込み後には拡径し、係止される。これにより、ケーブルクランプ２５がヒートシンク１８の第２面１８ｂに固定される。ケーブルクランプ２５の第２面１８ｂの固定方法は特に限定されず、ネジや両面テープで固定されてもよい。

ヒートシンク１８の第２面１８ｂにケーブルクランプ２５を設け、ケーブル２１をクランプすることにより、ケーブル２１が撓んだ際に金属製の第２面１８ｂのエッジと干渉し、ケーブル２１に断線等の不具合が生じるのを防止することができる。ケーブルクランプ２５は、第２面１８ｂの周縁部に配置されることが好ましい。この場合、より好適にケーブル２１と第２面１８ｂのエッジとの干渉を防ぐことができる。

図２は、灯具ユニット１４の温度検査を行っている様子を説明するための概略断面図である。図３は、灯具ユニット１４の温度検査を行っている様子を説明するための要部概略斜視図である。

上述したように、ＬＥＤ１７から発生した熱は、通常、支持基板１６を介してヒートシンク１８の第１面１８ａ、第２面１８ｂに伝熱され、灯室１３内の空気中に放熱される。しかしながら、何らかの原因により支持基板１６からヒートシンク１８に好適に伝熱されない場合には、ＬＥＤ１７が高温となり、発光効率が低下する虞がある。このような不具合を防止するために、車両用灯具の組み立て工程では、通常、ＬＥＤを発光させた状態での温度検査が行われる。

本実施形態に係る灯具ユニット１４において、ヒートシンク１８の第２面１８ｂには、支持基板１６の放射熱を測定するための開口部１８ｃが形成されている。この開口部１８ｃは、第２面１８ｂの上端部に形成されており、図３に示すように、この開口部１８ｃを介して支持基板１６の後端部が灯具ユニット１４の後方側に露出している。本実施形態においては、このヒートシンク１８の第２面１８ｂに設けられた開口部１８ｃを介して、放射温度センサ３０を用いて支持基板１６の放射熱を測定する。図２および図３において、支持基板１６と放射温度センサ３０との間に示す破線は、放射熱を模式的に示している。

放射温度センサ３０で測定された放射熱が所定の基準値（すなわち正常時の放射熱）を超えている場合、その測定対象の灯具ユニット１４は放熱構造に何らかの不具合があると識別される。

本実施形態では、放射温度センサ３０は、支持基板１６の後端部における待受側コネクタ２３の隣の部位の放射熱を測定している。しかしながら、放射温度センサ３０が放射熱を測定する支持基板１６の部位はこれに限定されない。放射温度センサ３０は、支持基板１６におけるＬＥＤ１７の周辺の部位の放射熱を測定することが好ましいが、放熱に異常がある場合はＬＥＤ１７から離間した支持基板１６の部位であっても放射熱が正常時よりも高くなるため、十分に放熱構造の不具合を識別可能である。

さらに本実施形態に係る灯具ユニット１４においては、図３に示すように、開口部１８ｃを介して待受側コネクタ２３が灯具ユニット１４の後方側に露出しており、開口部１８ｃを介して、待受側コネクタ２３に可動側コネクタ２２を挿抜可能となっている。本実施形態のように、Ｌ字状のヒートシンク１８の第２面１８ｂを第１面１８ａから下方に延在するように配置した場合、第２面１８ｂによって待受側コネクタ２３が覆い隠されるので、可動側コネクタ２２の挿抜が難しくなる虞がある。本実施形態のように開口部１８ｃを介して待受側コネクタ２３に対して可動側コネクタ２２を挿抜可能とすることで、可動側コネクタ２２の挿抜性を確保することができる。

開口部１８ｃのサイズは、本実施形態のように開口部１８ｃを介した可動側コネクタ２２の挿抜を行わない場合には、放射温度センサ３０による支持基板１６の一部の放射熱の測定を十分に行うことができるサイズであればよい。このサイズは、放射温度センサ３０の性能等によって定まる。一方、本実施形態のように開口部１８ｃを介して可動側コネクタ２２の挿抜を行う場合には、放射熱の測定を十分に行うことができるサイズであることに加えて、可動側コネクタ２２の挿抜を容易とするために、可動側コネクタ２２の挿通方向に垂直な断面よりも大きいサイズとすることが望ましい。より好適な実施形態では、開口部１８ｃのサイズは、可動側コネクタ２２を挿抜する作業者の指または治具が入る程度のサイズに形成されることが望ましい。

図４は、本発明の別の実施形態に係る車両用灯具の検査装置１００を説明するための図である。この検査装置１００は、上述の灯具ユニット１４の温度検査に用いられる。

図４に示すように、検査装置１００は、支持テーブル１０１と、支持テーブル１０１上に立設された位置決めピン１０２と、放射温度センサ３０と、放射温度センサ３０を支持するために支持テーブル１０１上に立設されたセンサ支持部１０３とを備える。

図４に示すように、灯具ユニット１４のリフレクタユニット１５は、リフレクタ部１５ｂの下端部から水平方向に延出する下部水平延出部１５ｅを備え、該下部水平延出部１５ｅには位置決め穴１５ｆが形成されている。

灯具ユニット１４の温度検査を行う際、灯具ユニット１４は支持テーブル１０１上に載置される。このとき、灯具ユニット１４の位置決め穴１５ｆに支持テーブル１０１の位置決めピン１０２が挿入することで、灯具ユニット１４が設計された位置に位置決めされ、灯具ユニット１４の支持基板１６の所定の測定部位を開口部１８ｃを介して放射温度センサ３０で測定できる。このような検査装置１００を用いることにより、灯具ユニット１４ごとに放射温度センサ３０の調整が不要であるため、検査の作業性を高めることができる。図４では、位置決めピン１０２および位置決め穴１５ｆの組を１つしか図示していないが、当然、複数組の位置決めピン１０２および位置決め穴１５ｆが設けられてよい。

以上、本発明の実施形態に係る車両用灯具１０について説明した。この車両用灯具１０では、ヒートシンク１８に開口部１８ｃを設け、該開口部１８ｃを介して支持基板１６の放射熱を測定可能とした。仮にヒートシンク１８に開口部１８ｃが設けられていない場合、ヒートシンク１８およびリフレクタユニット１５の存在により、支持基板１６の放射熱を測定することは容易ではない。例えば、上部水平延出部１５ａとリフレクタ部１５ｂの間に放射温度センサ３０を挿入して穴部１５ｄを介して支持基板１６の放射熱を検出方法が考えられるが、これは作業性が非常に悪く、また、放射温度センサ３０を挿入する際にリフレクタ部１５ｂを損傷する虞もある。一方、本実施形態のようにヒートシンク１８に設けた開口部１８ｃを介して支持基板１６の放射熱を測定する場合、作業性は非常に高く、ヒートシンク１８等を損傷するおそれもない。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

例えば上述の実施形態では、開口部１８ｃとして周囲がヒートシンク１８の構成部材でで囲われた（すなわち、穴状の）開口部を形成したが、開口部１８ｃはこれに限定されず、例えばヒートシンク１８の第２面１８ｂの一部を切り欠いた切り欠き部であってもよい。

また、上述の実施形態では、給電部材２０としてコネクタ構造を有するケーブル２１を用いたが、ケーブル２１は、はんだ付け等の他の方法で支持基板１６に接続されてもよい。

また、上述の実施形態では、Ｌ字状のヒートシンク１８の折り曲げ角度を９０°としたが、例えば８０°や７０°などの他の折り曲げ角度であってもよい。

また、上述の実施形態では、ヒートシンク１８の形状を第１面１８ａおよび第２面１８ｂを有する折り曲げ部が１つのＬ字状としたが、ヒートシンク１８の形状はこれに限定されない。例えば、ヒートシンク１８の形状は、第１面１８ａおよび第２面１８ｂに加えて第２面１８ｂの下端部から水平方向前方に延在する第３面を有する、折り曲げ部が２つのコ字状であってもよい。

１０ 車両用灯具、 １１ ランプボディ、 １２ アウターカバー、 １３ 灯室、 １４ 灯具ユニット、 １５ リフレクタユニット、 １６ 支持基板、 １７ ＬＥＤ、 １８ ヒートシンク、 ２０ 給電部材、 ２１ ケーブル、 ２２ 可動側コネクタ、 ２３ 待受側コネクタ、 ２５ ケーブルクランプ、 ３０ 放射温度センサ、 １００ 検査装置、 １０１ 支持テーブル、 １０２ 位置決めピン、 １０３ センサ支持部。

Claims (5)

1. 発光素子と、
   前記発光素子を支持する支持基板と、
   前記支持基板を支持し、前記発光素子からの熱を放熱するためのヒートシンクと、
   前記発光素子からの光を制御する光制御部材と、
   を備え、
   前記ヒートシンクは、前記支持基板の放射熱を測定するための開口部を備えることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記ヒートシンクは、第１面と、前記第１面に対して所定の角度で折り曲げられた第２面とを有するようにプレートを折り曲げた構成であり、
   前記発光素子は、前記第１面上に配置され、
   前記開口部は、前記第２面に設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. 前記開口部は、前記支持基板の一部が当該車両用灯具の後方に露出するように設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。
4. 発光素子と、前記発光素子を支持する支持基板と、前記支持基板を支持し、前記発光素子からの熱を放熱するためのヒートシンクと、前記発光素子からの光を制御する光制御部材とを備える車両用灯具の検査方法であって、
   前記ヒートシンクに設けられた開口部を介して、前記支持基板の放射熱を測定する工程を備えることを特徴とする車両用灯具の検査方法。
5. 発光素子と、前記発光素子を支持する支持基板と、前記支持基板を支持し、前記発光素子からの熱を放熱するためのヒートシンクと、前記発光素子からの光を制御する光制御部材とを備える車両用灯具の検査装置であって、
   前記ヒートシンクに設けられた開口部を介して、前記支持基板の放射熱を測定する放射温度センサを備えることを特徴とする車両用灯具の検査装置。

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