JP7099900B2 - Vehicle lighting - Google Patents
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Description
本発明は、車両用灯具に関する。 The present invention relates to a vehicle lamp.
従来より、発光ダイオード（Light Emitting Diode：以下、適宜「ＬＥＤ」と称す）などの半導体発光素子を利用した車両用灯具の開発が進められている。また、車両用前照灯の光源としてＬＥＤを用いる場合は、一つでは所望の光量や形状の配光パターンを得ることが難しいため、複数のＬＥＤを回路基板上にアレイ状に配置した車両用灯具が提案されている（例えば特許文献１参照）。 Conventionally, the development of vehicle lamps using semiconductor light emitting elements such as light emitting diodes (hereinafter, appropriately referred to as "LEDs") has been promoted. Further, when LEDs are used as the light source of the headlights for vehicles, it is difficult to obtain a light distribution pattern of a desired amount and shape by one, so for vehicles in which a plurality of LEDs are arranged in an array on a circuit board. A lamp has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
ところで、一般に、車両用灯具の光学系においては、ＬＥＤに対する光学部品（リフレクタ、シェード、投影レンズ等）の配置精度が非常に重要となる。ＬＥＤに対する光学部品の配置精度が低い場合、所望の光学特性を実現できないおそれがある。 By the way, in general, in the optical system of a vehicle lamp, the placement accuracy of optical components (reflector, shade, projection lens, etc.) with respect to the LED is very important. If the placement accuracy of the optical components with respect to the LED is low, the desired optical characteristics may not be achieved.
上記特許文献１のように、ＬＥＤが回路基板上に実装されている場合、回路基板の上面が取付基準面となる。一方、投影レンズ等の光学部品は、他の面が取付基準面となっている。このように、ＬＥＤと光学部品の取付基準面が異なる場合、所望の光学特性を実現するためには各構成部品に非常に厳しい公差が要求され、コスト高となるおそれがある。 When the LED is mounted on the circuit board as in Patent Document 1, the upper surface of the circuit board serves as the mounting reference surface. On the other hand, the other surface of the optical component such as the projection lens is the mounting reference surface. As described above, when the mounting reference planes of the LED and the optical component are different, very tight tolerances are required for each component in order to realize the desired optical characteristics, which may result in high cost.
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、各構成部品に厳しい公差が要求されず、低コストな車両用灯具を提供することにある。 The present invention has been made in view of these circumstances, and an object of the present invention is to provide a low-cost vehicle lamp without requiring strict tolerances for each component.
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、ヒートシンクと、ヒートシンクの一面上に形成された絶縁膜と、絶縁膜上に実装された発光素子と、絶縁膜上に形成された発光素子に給電するための回路パターンと、ヒートシンクの一面上に実装された、発光素子からの光を制御するための光学部品と、を備える。 In order to solve the above problems, the vehicle lighting equipment according to an embodiment of the present invention is formed on a heat sink, an insulating film formed on one surface of the heat sink, a light emitting element mounted on the insulating film, and an insulating film. It includes a circuit pattern for supplying power to the light emitting element, and an optical component mounted on one surface of the heat sink for controlling the light from the light emitting element.
絶縁膜の厚さは、２００μｍ以下であってもよい。 The thickness of the insulating film may be 200 μm or less.
ヒートシンクの一面の表面粗さは、ヒートシンクの他の面よりも滑らかであってもよい。 The surface roughness of one side of the heat sink may be smoother than the other side of the heat sink.
ヒートシンクの一面の表面粗さは、Ｒｍａｘ≦１５μｍ以下であってもよい。 The surface roughness of one surface of the heat sink may be Rmax ≦ 15 μm or less.
光学部品は、リフレクタ、シェードおよび投影レンズのうち少なくとも１つを含んでもよい。 Optical components may include at least one of a reflector, a shade and a projection lens.
本発明によれば、各構成部品に厳しい公差が要求されず、低コストな車両用灯具を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide low-cost vehicle lamps without requiring strict tolerances for each component.
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、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。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted as appropriate. In addition, when terms such as "top", "bottom", "front", "rear", "left", "right", "inside", and "outside" are used in the present specification, they are used. It means the direction in the posture when the vehicle lighting equipment is attached to the vehicle.
図１は、本発明の実施形態に係る車両用灯具１０の概略縦断面図である。図１に示す車両用灯具１０は、車体の前部の左右両端部にそれぞれ配置され、前照灯として機能する。
FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of a
車両用灯具１０は、図１に示すように、前方が開口したランプボディ１２と、ランプボディ１２の開口した前方部に取り付けられた前面カバー１４と、を備えている。ランプボディ１２と前面カバー１４とで灯具筐体１６が構成され、灯具筐体１６の内部に灯室１８が形成される。
As shown in FIG. 1, the
灯室１８には、灯具ユニット２０が配置されている。灯具ユニット２０は、ハイビーム用の配光パターンを形成できるように構成されている。また、灯室１８には、灯具ユニット２０を左右方向および前後方向に傾動自在に移動できるように構成された光軸調整機構２４が配置されている。
A
光軸調整機構２４は、２つのエイミングスクリュー６６，６８を有している。エイミングスクリュー６６は、灯室１８の上部後方に配置されており、回転操作部６６ａと、回転操作部６６ａから前方へ向かって延びている軸部６６ｂと、を有する。軸部６６ｂの前方端部には、ねじ溝６６ｃが形成されている。
The optical
エイミングスクリュー６６は、回転操作部６６ａがランプボディ１２の後端部に回転自在に支持され、ねじ溝６６ｃが灯具ユニット２０のヒートシンク２８の上部に螺合されている。回転操作部６６ａが操作され、エイミングスクリュー６６が回転すると、その回転方向に応じた方向へ灯具ユニット２０が傾動され、灯具ユニット２０の光軸調整（エイミング調整）が行われる。なお、エイミングスクリュー６８も同様の機能を有する。
In the aiming
また、灯室１８には、エクステンションリフレクタ６７ａ，６７ｂが設けられている。エクステンションリフレクタ６７ａ，６７ｂは、灯具ユニット２０における投影レンズ６４の上方および下方に配置され、灯室１８内の構造部品などを覆い隠して、見栄えを向上させる役割を有する。
Further, the
図２は、灯具ユニット２０の斜視図である。図３は、図２に示す灯具ユニット２０の分解斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of the
灯具ユニット２０は、所謂直射型の灯具ユニットである。灯具ユニット２０は、光源としての複数のＬＥＤ１１と、ＬＥＤ１１からの光の一部を灯具前方に向けて反射するリフレクタ１３と、ＬＥＤ１１およびリフレクタ１３からの光の一部を遮光するシェード１５と、シェード１５を通過した光を灯具前方に投影する投影レンズ６４と、投影レンズ６４を保持するためのレンズホルダ６５と、を備える。
The
灯具ユニット２０はさらに、ＬＥＤ１１から発生した熱を放熱するためのヒートシンク２８を備える。ヒートシンク２８は、アルミ等の高熱伝導率の金属によって形成され、平板状のベース部２９と、ベース部２９の後面２９ｂ上に所定の間隔で立設された複数の平板状の放熱フィン３０とから成る。なお、放熱フィン３０の形状は特に平板状に限定されず、柱状のフィンであってもよい。上述の光軸調整機構２４におけるエイミングスクリュー６６，６８は、ヒートシンク２８のベース部２９に接続される。
The
灯具ユニット２０はさらに、ファン３２を備える。ファン３２は、ヒートシンク２８の放熱フィン３０の後方に配置される。ファン３２は、ヒートシンク２８に向かって灯室１８内の空気を送風し、ヒートシンク２８を強制的に冷却する。
The
図４は、ヒートシンク２８におけるベース部２９の前面２９ａを示す。図４は、リフレクタ１３、シェード１５、レンズホルダ６５、投影レンズ６４を取り外した状態を示す。
FIG. 4 shows the
ベース部２９の前面２９ａは、放熱フィン３０が配置される後面２９ｂの反対側の面である。ベース部２９の前面２９ａは、研磨処理がなされた非常に滑らかな平面である。ベース部２９の前面２９ａの表面粗さは、前記ヒートシンク２８の他の面（例えば後面２９ｂや放熱フィン３０）よりも滑らかにされる。例えば、ベース部２９の前面２９ａの表面粗さは、Ｒｍａｘ≦１５μｍ以下とされる。
The
図４に示すように、ベース部２９の前面２９ａの略中央部には、絶縁膜４０が形成されている。この絶縁膜４０は、例えばエポキシ樹脂から形成された絶縁膜であり、その厚さは、２００μｍ以下である。図４に示す例では、絶縁膜４０の外形は長方形状であるが、絶縁膜４０の外形は特に限定されない。また、図４に示す例では、ベース部２９の前面２９ａの一部（略中央部）のにみ絶縁膜４０を形成しているが、ベース部２９の前面２９ａの全域に絶縁膜４０が形成されてもよい。
As shown in FIG. 4, an
本実施形態においては、ヒートシンク２８のベース部２９に形成された絶縁膜４０上に直接に複数のＬＥＤ１１がアレイ状に（左右方向に一列に）実装され、絶縁膜４０上にＬＥＤ１１に給電するための回路パターン４１が形成されている。アルミ等の金属に形成された絶縁膜上に直接的に回路パターンを形成する方法については従来より公知であり、例えば国際公開第２０１５／０５０１６４号に記載された方法を利用できる。
In the present embodiment, a plurality of
絶縁膜４０上にはさらに、コネクタ４２が実装されている。コネクタ４２は、回路パターン４１に接続されている。コネクタ４２には、給電用のケーブル（図示せず）が差し込まれる。
A
図４において破線で示す２箇所の第１搭載部４３は、リフレクタ１３およびシェード１５（図３参照）が搭載される領域である。第１搭載部４３は、ベース部２９の前面２９ａ上において、絶縁膜４０の左右側方に設けられている。第１搭載部４３には、ベース部２９から突出するように設けられた位置決めピン４４と、ボルト孔４５とが設けられている。
The two first mounting
図３に示すように、リフレクタ１３は、反射面１３ａと、反射面１３ａの両端に設けられた一対のリフレクタ固定部１３ｂとを備える。リフレクタ固定部１３ｂには、位置決め孔１３ｃと、貫通孔１３ｄが設けられている。また、シェード１５は、遮光部１５ａと、遮光部１５ａの両端に設けられた一対のシェード固定部１５ｂとを備える。シェード固定部１５ｂには、位置決め孔１５ｃと、貫通孔１５ｄが設けられている。
As shown in FIG. 3, the
ヒートシンク２８にリフレクタ１３およびシェード１５を組み付ける際には、まずリフレクタ１３の位置決め孔１３ｃにヒートシンク２８の位置決めピン４４を挿入しながら、ヒートシンク２８の第１搭載部４３上にリフレクタ固定部１３ｂを載置する。次に、シェード１５の位置決め孔１５ｃにヒートシンク２８の位置決めピン４４を挿入しながら、リフレクタ固定部１３ｂ上にシェード固定部１５ｂを載置する。その後、ボルト４６をシェード１５の貫通孔１５ｄおよびリフレクタ１３の貫通孔１３ｄに挿入し、ヒートシンク２８のボルト孔４５に螺合することにより、リフレクタ１３およびシェード１５がヒートシンク２８に共締め固定される。
When assembling the
また、図４において破線で示す３箇所の第２搭載部４７は、レンズホルダ６５（図３参照）が搭載される領域である。第２搭載部４７は、ベース部２９の前面２９ａ上において、絶縁膜４０の左右斜め上方および下方に設けられている。第２搭載部４７には、ベース部２９から突出するように設けられた位置決め孔４８と、ボルト孔４９とが設けられている。
Further, the second mounting
図３に示すように、レンズホルダ６５は、前後方向に貫通した円筒部６５ａと、円筒部６５ａの３箇所に形成された足部６５ｂと、足部６５ｂの先端に形成されたレンズホルダ固定部６５ｃとを備える。レンズホルダ固定部６５ｃには、貫通孔６５ｄと、位置決めピン６５ｅが設けられている。
As shown in FIG. 3, the
レンズホルダ６５の円筒部６５ａには、投影レンズ６４が取り付けられる。投影レンズ６４は、略半球状に形成されており、凸部が前方に向くように配置されている。投影レンズ６４は、後側焦点を含む焦点面上の像を反転して灯具前方に照射、投影するための光学部材としての機能を有する。
A
ヒートシンク２８に投影レンズ６４およびレンズホルダ６５を組み付ける際には、まずヒートシンク２８の位置決め孔４８にレンズホルダ６５の位置決めピン６５ｅを挿入しながら、ヒートシンク２８の第２搭載部４７上にレンズホルダ固定部６５ｃを載置する。その後、ボルト５０をレンズホルダ６５の貫通孔６５ｄに挿入し、ヒートシンク２８のボルト孔４９に螺合することにより、投影レンズ６４が取り付けられたレンズホルダ６５がヒートシンク２８に固定される。
When assembling the
図５（ａ）および（ｂ）は、本実施形態に係る車両用灯具の効果を説明するための図である。図５（ａ）は、本実施形態に係る灯具ユニット２０の概略図である。図５（ｂ）は、比較例に係る灯具ユニット１２０の概略図である。この比較例に係る灯具ユニット１２０においては、ＬＥＤ１１は回路基板１４０上に実装されている。なお、図５（ａ）および（ｂ）では、図示を簡略化するためにリフレクタ１３およびシェード１５を省略している。また、図５（ａ）では、図示を明確にするために絶縁膜４０は、実際よりもかなり厚く表されている。上述したように、絶縁膜４０の厚さは２００μｍ以下であり、実際には非常に薄い。
5 (a) and 5 (b) are diagrams for explaining the effect of the vehicle lamp according to the present embodiment. FIG. 5A is a schematic view of the
一般に、車両用灯具の光学系においては、ＬＥＤに対する光学部品（リフレクタ、シェード、投影レンズ等）の配置精度が非常に重要である。ＬＥＤに対する光学部品の配置精度が低い場合、所望の光学特性を実現できないおそれがある。 Generally, in the optical system of a vehicle lamp, the placement accuracy of optical components (reflector, shade, projection lens, etc.) with respect to the LED is very important. If the placement accuracy of the optical components with respect to the LED is low, the desired optical characteristics may not be achieved.
図５（ｂ）に示す比較例に係る灯具ユニット１２０では、ＬＥＤ１１は回路基板１４０上に実装されている。すなわち、回路基板１４０の上面が取付基準面となっている。一方、投影レンズ６４等の光学部品は、ヒートシンク２８のベース部２９の前面２９ａが取付基準面となっている。このように、ＬＥＤ１１と光学部品の取付基準面が異なる場合、各構成部品に非常に厳しい公差が要求される。例えば、回路基板１４０の厚さの公差が大きい場合、所望の光学特性を実現するために他の構成部品に要求される公差が非常に厳しくなり、コスト高となるおそれがある。
In the
一方、図５（ａ）に示す本実施形態に係る灯具ユニット２０では、回路基板を用いておらず、ＬＥＤ１１は、ヒートシンク２８のベース部２９の前面２９ａ上に形成された絶縁膜４０上に実装されている。絶縁膜４０は２００μｍ以下と非常に薄いので、実質的にヒートシンク２８のベース部２９の前面２９ａをＬＥＤ１１の取付基準面とみなすことができる。したがって、本実施形態においては、ＬＥＤ１１と光学部品の取付基準面を同一にできるので、図５（ｂ）に示す比較例ほど各構成部品に非常に厳しい公差は要求されず、結果としてコストを低減することができる。
On the other hand, in the
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。 The present invention has been described above based on the embodiments. It is understood by those skilled in the art that these embodiments are examples, and that various modifications are possible for each component and combination of each processing process, and that such modifications are also within the scope of the present invention.
例えば、上述の実施形態では、光源としてＬＥＤを例示したが、光源は半導体発光素子であればＬＥＤに限定されず、例えば半導体レーザが用いられてもよい。 For example, in the above-described embodiment, the LED is exemplified as the light source, but the light source is not limited to the LED as long as it is a semiconductor light emitting element, and for example, a semiconductor laser may be used.
また、上述の実施形態では、ＬＥＤからの光を制御する光学部品としてリフレクタ、シェードおよび投影レンズを備える車両用灯具を例示したが、リフレクタ、シェードおよび投影レンズのうち少なくとも１つを含む車両用灯具であれば、本発明を適用できる。 Further, in the above-described embodiment, a vehicle lamp including a reflector, a shade and a projection lens as an optical component for controlling the light from the LED is exemplified, but the vehicle lamp including at least one of the reflector, the shade and the projection lens is exemplified. If so, the present invention can be applied.
また、上述の実施形態では、第１搭載部および第２搭載部は絶縁膜の外側に設けたが、例えば絶縁膜をベース部の前面の全域に形成した場合は、第１搭載部および第２搭載部は絶縁膜上に設けられてもよい。この場合、ＬＥＤと光学部品の取付基準面が完全に同一となるのでより好ましい。 Further, in the above-described embodiment, the first mounting portion and the second mounting portion are provided on the outside of the insulating film, but for example, when the insulating film is formed on the entire front surface of the base portion, the first mounting portion and the second mounting portion are provided. The mounting portion may be provided on the insulating film. In this case, it is more preferable because the mounting reference planes of the LED and the optical component are completely the same.
１０ 車両用灯具、 １１ ＬＥＤ、 １３ リフレクタ、 １５ シェード、 １８ 灯室、 ２０ 灯具ユニット、 ２８ ヒートシンク、 ２９ ベース部、 ３０ 放熱フィン、 ３２ ファン、 ４０ 絶縁膜、 ４１ 回路パターン、 ４２ コネクタ、 ４３ 第１搭載部、 ４７ 第２搭載部、 ６４ 投影レンズ、 ６５ レンズホルダ。 10 Vehicle lighting, 11 LED, 13 reflector, 15 shade, 18 lighting room, 20 lighting unit, 28 heat sink, 29 base, 30 heat dissipation fins, 32 fan, 40 insulation film, 41 circuit pattern, 42 connector, 43 1st Mounting part, 47 2nd mounting part, 64 projection lens, 65 lens holder.
Claims (5)
前記ヒートシンクの一面上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に実装された発光素子と、
前記絶縁膜上に形成された前記発光素子に給電するための回路パターンと、
前記ヒートシンクの前記一面上に実装された、前記発光素子からの光を制御するための光学部品と、
を備えることを特徴とする車両用灯具。 With a heat sink
The insulating film formed on one surface of the heat sink and
The light emitting element mounted on the insulating film and
A circuit pattern for supplying power to the light emitting element formed on the insulating film and
An optical component mounted on the one surface of the heat sink for controlling the light from the light emitting element, and
A lighting fixture for vehicles characterized by being equipped with.
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