(57)【要約】  【課題】半導体型光源に対する放熱性を向上させ、かつ小型化及び経済性並びに見栄えの向上を図ることができる車両用灯具を提供する。  【解決手段】灯室内に光源として半導体型光源を設けてなる車両用灯具において、半導体型光源１４Ｕ，１４Ｄが取り付けられて灯室内に配設されるホルダ１５と、前面側にホルダ１５を取り付け、かつ半導体型光源１４Ｕ，１４Ｄと対応する位置に前後面に貫通した開口２９を有してなるヒートシンク部材１６と、ヒートシンク部材１６の背面側から前記開口２９を通して前記ホルダ１５上の基板側コネクタ２０ａと電気的に接続される電源側コネクタ２０ｂを有する給電用ハーネス部材２１と、ヒートシンク部材１６の背面側に配設され、開口２９とコネクタ２０ａ，２０ｂとの隙間を通して灯室内に外気を送る電動ファン３０と、を設けてなる。【選択図】図２
2012212521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
灯室内に光源として半導体型光源を設けて成る車両用灯具において、
前記半導体型光源が取り付けられて前記灯室内に配設されるホルダと、
前面側に前記ホルダを取り付け、かつ前記半導体型光源と対応する位置に前後面に貫通した開口を有してなるヒートシンク部材と、
前記ヒートシンクの背面側から前記開口を通して前記ホルダ上の基板側コネクタと電気的に接続される電源側コネクタを有する給電用ハーネス部材と、
前記ヒートシンクの背面側に配設され、前記開口と前記コネクタとの隙間を通して前記灯室内に外気を送る電動ファンと、
を設けてなることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記開口の内周面は、前記電源側コネクタが取り付けられて来る方向に向かって外側に拡がる傾斜面で形成してなることを特徴とする請求項１に記載の車両用等具。
【請求項３】
前記コネクタは、前記隙間が前記半導体型光源と対応する位置側に大きく形成されるようにして、前記開口内の偏った位置に配設してなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用灯具に関するものであり、特に光源として灯室内に発光ダイオード(通称、「ＬＥＤ」と呼ばれている)等の半導体発光素子を設けてなる車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電球に代わり、低消費電力、低発熱、メンテナンスフリーを特徴とした発光ダイオード等の半導体発光素子を、光源として灯室内に配設してなる車両用灯具が採用されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
この種の半導体発光素子を光源として使用する車両用灯具は、半導体発光素子自体が熱を発生し、その熱の影響を受けて破損し易いと言う問題がある。また、高出力になるに従い発熱量も増加する特性がある。このため、半導体発光素子を光源とする車両用灯具にあっては、光源で発生した熱を灯具外部へ効率良く放出させるために、半導体発光素子が実装された基板に複数枚の放熱フィンを設けたヒートシンク部材を取り付け、そのヒートシンク部材を用いて放熱を図っている。これは、例えば特許文献１でも見ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５９６５４号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の車両用灯具をはじめとして、ヒートシンク部材を用いて半導体発光素子の放熱を行っている車両用等具は、十分な放熱効果を得るには大きなヒートシンク部材を必要とする。このため、灯具自体の形状も大型化するという問題点があった。
【０００６】
また、半導体発光素子が実装された基板に電流を供給するための給電用のケーブル、すなわち給電用ハーネスは、ヒートシンク部材に沿って引き回し配線が行われている。このため、長いケーブルが使用されている。さらに、基板とケーブルを接続するのに半田接続を行っているため、自動化が難しく、生産性が悪い。この結果、コスト面での問題点もあった。
【０００７】
また、給電用のケーブルをヒートシンク部材に沿って引き回し配線をしているので、そのケーブルの一部が外側から見える場合があり、見栄えを悪くしている問題点もあった。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、半導体型光源に対する放熱性を向上させ、かつ小型化及び経済性並びに見栄えの向上を図ることができる車両用灯具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、灯室内に光源として半導体型光源を設けてなる車両用灯具において、前記半導体型光源が取り付けられて前記灯室内に配設されるホルダと、前面側に前記ホルダを取り付け、かつ前記半導体型光源と対応する位置に前後面に貫通した開口を有してなるヒートシンク部材と、前記ヒートシンク部材の背面側から前記開口を通して前記ホルダ上の基板側コネクタと電気的に接続される電源側コネクタを有する給電用ハーネス部材と、前記ヒートシンク部材の背面側に配設され、前記開口と前記コネクタとの隙間を通して前記灯室内に外気を送る電動ファンと、を設けてなる。
【００１０】
この構成によれば、半導体型光源の放熱を、ヒートシンク部材を通しての放熱と、ヒートシンク部材の開口とコネクタの間の隙間を通って灯室内に送られて来る電動ファンで生起された外気流との接触放熱と、の両方で積極的に行い、半導体型光源の温度上昇を最小限に抑えることができる。
【００１１】
また、外部電源との結線は、ヒートシンク部材の背面側から開口を通して電源側コネクタを差し込み、この電源側コネクタと基板側コネクタの間を接続させるだけで簡単に結線することができるので、自動化も可能になる。
【００１２】
しかも、電源側コネクタは、給電用ハーネス部材を引き回すこと無く、ヒートシンク部材の背面側から開口を通して基板側コネクタに差し込むだけで接続することができるので、使用する給電用ハーネス部材も短いもので済む。さらに、給電用ハーネス部材は、ヒートシンク部材で隠され、外側から見えない状態で配線できる。
【００１３】
上記構成において、前記開口の内周面は、前記電源側コネクタが取り付けられて来る方向に向かって外側に拡がる傾斜面で形成してなる、構成を採用できる。
【００１４】
この構成によれば、開口の内面は、電源側コネクタが取り付けられて来る方向、すなわち電動ファンが設けられた灯室外側から半導体光源が設けられた灯室内側に向かって開口面積が徐々に狭まるように形成しているので、電動ファンで生起された外気は、開口内面の傾斜面の部分で内側に集められて灯室内にスムーズに流れ込み、この外気が半導体光源に吹き付けられて接触放熱を図る。
【００１５】
また、開口内側の傾斜面は、電源側コネクタを基板側コネクタに向けて差し込むとき、その傾斜面が基板側コネクタへのガイドとなり、電源側コネクタと基板側コネクタの接続を簡単に行わせることができる。
【００１６】
上記構成において、前記コネクタは、前記開口内の前記隙間が前記半導体型光源と対応する位置側に大きく形成されるようにして、前記開口内の偏った位置に配設してなる、構成を採用できる。
【００１７】
この構成によれば、電動ファンから開口内の隙間を通って灯室内に吹き込まれる外気は、半導体型光源と対応する位置側が多くなり、該半導体型光源に外気が良く当たり、該半導体型光源を効率良く放熱させて冷やすことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ヒートシンク部材を通しての放熱と電動ファンで生起される外気との接触放熱とにより、半導体型光源の放熱を積極的に行うので、半導体型光源に対する放熱性が向上し、該半導体型光源の温度上昇を最小限に抑えることができる。これにより、灯具の寿命向上が期待できる。
【００１９】
また、外部電源との結線も、ヒートシンク部材の背面側から開口を通して電源側コネクタを差し込み、この電源側コネクタと基板側コネクタの間を接続するだけで結線することができるので、自動化が可能になる。これにより、生産性の向上が期待できる。しかも、給電用ハーネス部材を引き回すこと無く、ヒートシンク部材の開口を通して基板側コネクタに電源側コネクタを差し込むだけで簡単に接続することができるので、短い給電用ハーネス部材を使用しての結線が可能になる。これにより、コスト低減が期待できる。さらに、給電用ハーネス部材を外側から見えない状態で配線することもでき、見栄えの向上も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る車両用前照灯の一実施例を示し、その要部の正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視概略断面図である。
【図３】同上実施例において、ヒートシンク部材にホルダを取り付けた状態で示す斜視図である。
【図４】同上実施例において、ホルダをヒートシンク部材に取り付ける途中の状態で示す斜視図である。
【図５】同上実施例におけるヒートシンク部材の正面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という)について詳細に説明する。
【００２２】
図１及び図２は本発明の一実施形態としての車両用灯具、より具体的には車両用前照灯を示し、図１はその正面図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視概略断面図である。
【００２３】
図１及び図２において、車両用前照灯１０は、パラボラ系の自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）からなる上側反射面１１Ｕ及び下側反射面１１Ｄを有するリフレクタ１２と、平面矩形形状(平面長方形状)の発光チップ１３ｂを各々有する上側半導体型光源１４Ｕ及び下側半導体光源１４Ｄと、ホルダ１５と、ヒートシンク部材１６と、図示しないランプハウジング及びランプレンズ(例えば、素通しのアウターレンズ等)から構成されている。なお、発光チップ１３ｂは、発光ダイオード(ＬＥＤ)等の半導体発光素子である。
【００２４】
また、図示しないが、ランプハウジング及びランプレンズは、灯室を区画しているものであり、前記リフレクタ１２、ホルダ１５、ヒートシンク部材１６は、ランプユニットとしてユニット化され、その灯室内に配置されている。なお、灯室内には、前記ランプユニット以外に、フォグランプ、コーナリングランプ、クリアランスランプ、ターンシグナルランプ等の他のランプユニットが配置されている場合もある。
【００２５】
前記ホルダ１５は、上固定面１５ａと下固定面１５ｂとを有する板形状をした本体部１５Ａと、この本体部１５Ａの背面側(ヒートシンク部材１６と対向する側)で、この本体部１５Ａから略直角に上下方向へ延びるようにして本体部１５Ａと一体に形成された取付片１５Ｂと、を有して断面概略Ｔ形状に形成されている。また、前記ホルダ１５は、例えば、熱伝導率が高い樹脂部材もしくは金属部材から構成されている。
【００２６】
前記ヒートシンク部材１６は、ホルダ１５と対向する前面側を取付面１６ａとし、背面側に複数個の放熱フィン１７を設けている。このヒートシンク部材１６は、例えば熱伝導率が高い樹脂部材若しくは金属部材から構成されている。なお、放熱フィン１７の後部には、電動ファン３０が取り付けられている。
【００２７】
さらに詳述すると、前記リフレクタ１２は、例えば光不透過性の樹脂部材を成形してなり、前側がほぼ円形に開口され、かつ後側が閉塞されたパラボラ形に形状されている。なお、前記リフレクタ１２の前方側の開口部の大きさは、直径約１００ｍｍ以下、好ましくは、約５０ｍｍ以下である。一方、前記リフレクタ１２の閉塞されている中間部には、ホルダ１５が挿入配置される横長をした概略長方形形状の窓部１８が設けられている。その窓部１８には、図１に示すように、それぞれ左右両側から内側に向かって延出されてなる左右１対の取付片１２ａが設けられている。
【００２８】
また、前記リフレクタ１２の背面側（閉塞部の外側）には、開口部の後側から後方に向かってそれぞれ延びる、４本の取付脚部１９がほぼ等間隔で設けられている。各取付脚部１９の先端部(後端)には、外側に向かって略直角に折り曲げられてなる取付片１９ａが一体に形成されている。
【００２９】
前記半導体型光源１４Ｕ、１４Ｄは、基板１３ａと、その基板１３ａに実装された前記発光チップ１３ｂと、から構成されている。前記基板１３ａには、図２，図３，図４に示すように基板側コネクタ２０ａが後方(ヒートシンク部材１６側)に突出して設けられている。基板側コネクタ２０ａは、図２に示すように、外部電源と接続される給電用ハーネス部材２１の一端部に接続されている電源側コネクタ２０ｂと互いに挿入結合されて電気的に接続されるもので、外部電源からの電流を基板１３ａ上の図示しない回路に供給する。
【００３０】
前記ホルダ１５は、前記ヒートシンク部材１６の取付面１６ａと対向する背面に、この背面から後方(ヒートシンク部材１６側)に突出している２本の位置決めピン(図示せず)と、取付片１５Ｂの左右両側に設けられている取付孔付の取付片２２を有している。なお、取付片１５Ｂの左右中間部分には、前記基板側コネクタ２０ａを通すための切り欠き２３が形成されている。
【００３１】
また、前記ホルダ１５の取付片１５Ｂの前面において、上固定面１５ａと下固定面１５ｂの中央部には、それぞれ前記基板１３ａが、該基板１３ａに設けられている基板側コネクタ２０ａを後方に向けて水平に突出させた状態にして取り付けられている。一方、本体部１５Ａの前面左右両側には、リフレクタ１２を位置決めするための位置決めピン２４が前方に向けて水平に突出形成されている。
【００３２】
また、本体部１５Ａと取付片１５Ｂとが交差しているコーナー部には、複数個の放熱フィン２５が取付片１５Ｂから前方に向かうようにして、本体部１５Ａ及び取付片１５Ｂと一体に形成されている。なお、放熱フィン２５の数は、特に限定されることはなく、自由に設定をしてよい。
【００３３】
前記ヒートシンク部材１６は、図４及び図５に示すように、取付面１６ａ側に、ホルダ１５の位置決めピン(図示せず)と係合される位置決め孔２６と、取付片２２の取付孔(図示せず)に対応する取付孔２７が設けられているとともに、取付片１９ａの取付孔に対応する取付孔２８ａを有する軸状の台座２８が一体に設けられている。また、ヒートシンク部材１６の中央部には、ホルダ１５の上下の固定面１５ａ，１５ｂに配設される基板側コネクタ２０ａと各々対応するようにして、概略矩形状をした開口２９が前後面に貫通して形成されている。
【００３４】
前記開口２９は、図２及び図５に示すように、前記基板側コネクタ２０ａ及び前記電源側コネクタ２０ｂと開口２９の内面２９ａとの間に空気が流れる隙間が作られるようにするために、前記電源側コネクタ２０ｂの縦断面形状よりも大きな孔として形成されている。その開口２９の各内面２９ａは、ホルダ１５が取り付けられた取付面１６ａ側から電源側コネクタ２０ｂが取り付けられて来る背面(後方)に向かって、徐々に外側へ拡がる傾斜面で形成されている。また、各開口２９の位置は、電源側コネクタ２０ｂが開口２９を通って基板側コネクタ２０ａと連結された際、上側の電源側コネクタ２０ｂが開口２９内の下側位置に偏り、反対に下側の電源側コネクタ２０ｂが開口２９内の上側位置に偏って配置されるように設定されている。そして、上側の電源側コネクタ２０ｂと対向する内面２９ａ(以下、「傾斜面２９ａ」と言う)は、その上側の電源側コネクタ２０ｂが挿されるときのガイドを兼ね、下側の電源側コネクタ２０ｂと対向する開口２９の傾斜面２９ａは、その下側の電源側コネクタ２０ｂを挿入されるときのガイドを兼ねる。なお、前記ヒートシンク部材１６の放熱フィン１７の一部には、電源側コネクタ２０ｂを挿入取り付けする作業の妨げにならないよう、開口２９に対応して切り欠き(図示せず)が設けられている。
【００３５】
前記電動ファン３０は、給電用ハーネス部材３１を介して電源に接続されており、駆動することにより外気流を生起させ、この外気流を放熱フィン１７との間の隙間を通して開口２９に向けて吹き付けるようになっている。そして、開口２９に吹き付けられた外気は、開口２９と電源側コネクタ２０ｂの間の隙間を通って灯室内に流れ込み、前記上側半導体型光源１４Ｕ及び前記下側半導体型光源１４Ｄに触れ、これら半導体型光源１４Ｕ、１４Ｄの熱を積極的に取り除いて冷却に寄与する。
【００３６】
このように構成された車両用灯具１０の各部品は、次のようにして互いに組み付けられる。ホルダ１５に半導体型光源１４Ｕ、１４Ｄを取り付ける場合は、図３及び図４に示すように、ホルダ１５の上固定面１５ａと下固定面１５ｂに発光チップ１３ｂを実装させた基板１３ａを配置し、この基板１３ａをタッピングスクリュー３２でホルダ１５に各々ネジ止めする。これにより、半導体型光源１４Ｕ、１４Ｄをホルダ１５に取り付けることができる。
【００３７】
また、半導体型光源１４Ｕ、１４Ｄを取り付けたホルダ１５をヒートシンク部材１６の表面側に取り付ける場合は、まず、ヒートシンク部材１６の表面側において、取付片１５Ｂの裏面に設けられている位置決めピン(図示せず)を位置決め孔２６に挿入させてヒートシンク部材１６に位置決めする。次いで、タッピングスクリュー３３を、取付片２２の取付孔を通して取付孔２７にネジ止めすると、ヒートシンク部材１６の表面側にホルダ１５を取り付けることができる。
【００３８】
続いて、リフレクタ１２をヒートシンク部材１６に取り付ける場合は、ヒートシンク部材１６の表面側において、まず、窓部１８内にホルダ１５を通すとともに、取付片１２ａの位置決め孔に位置決めピン２４を係合させて、ヒートシンク部材１６にリフレクタ１２を位置決めする。これと同時に、取付脚部１９の取付片１９ａはヒートシンク部材１６の台座２８上に当接する。その後、タッピングスクリュー３４を台座２８の取付孔２８ａに取付片１９ａの外側からネジ止めすると、リフレクタ１２をヒートシンク部材１６に取り付けることができる。
【００３９】
次いで、ヒートシンク部材１６の背面側(放熱フィン１７が形成されている側)から、給電用ハーネス部材２１の電源側コネクタ２０ｂを灯室内に開口２９を通して差し込み、この電源側コネクタ２０ｂを基板側コネクタ２０ａに接続する。その後、ヒートシンク部材１６の裏側に電動ファン３０を取り付けると、ここでの車両用灯具１０の組み立てが完了する。
【００４０】
この実施例の構造では、電動ファン３０が駆動されると外気による風が生起され、この風が開口２９と電源側コネクタ２０ｂの間の隙間を通って灯室内に流れ込み、前記上側半導体型光源１４Ｕ及び前記下側半導体型光源１４Ｄに触れて放熱を行うことができる。しかも、開口２９の内面である傾斜面２９ａは、電動ファン３０が設けられた灯室外側から半導体型光源１４Ｕ，１４Ｄが設けられた灯室内側に向かって開口面積が徐々に狭まる形状をした傾斜面として形成されているので、電動ファン３０で生起された外気は開口２９の傾斜面２９ａで内側に集められ、この外気が灯室内に流れ込んで半導体型光源１４Ｕ、１４Ｄに吹き付けられる。これにより、上側半導体型光源１４Ｕと下側半導体型光源１４Ｄの放熱が効率良く行われて、上側半導体型光源１４Ｕと下側半導体型光源１４Ｄの温度上昇を最小限に抑えることができる。
【００４１】
また、開口２９の傾斜面２９ａは、電源側コネクタ２０ｂを基板側コネクタ２０ａに向けて差し込むとき、その傾斜面２９ａが基板側コネクタ２０ａへのガイドとなり、電源側コネクタ２０ｂと基板側コネクタ２０ａをスムーズに接続することができるので、自動組立も可能になる。
【００４２】
さらに、給電用ハーネス部材２１を大きく引き回すこと無く、ヒートシンク部材１６の開口２９を通して、基板側コネクタ２０ａと電源側コネクタ２０ｂを直接接続することができるので、短い給電用ハーネス部材２１での結線が可能になる。また、給電用ハーネス部材２１を外側から見えない状態にして配線することができる。
【００４３】
なお、本発明は、これ以外にも本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【符号の説明】
【００４４】
１０      車両用前照灯
１２      リフレクタ
１３ａ    基板
１３ｂ    発光チップ
１４Ｕ    上側半導体光源
１４Ｄ    下側半導体光源
１５      ホルダ
１６      ヒートシンク部材
１７      放熱フィン
２０ａ    基板側コネクタ
２０ｂ    電源側コネクタ
２１      給電用ハーネス部材
２９      開口
２９ａ    傾斜面(内面)
３０      電動ファン
【図１】
2012212521.tif 000003
【図２】
2012212521.tif 000004
【図３】
2012212521.tif 000005
【図４】
2012212521.tif 000006
【図５】
2012212521.tif 000007