(57)【要約】【課題】大型化を招くことなく所望の配光特性を得ることができる車両用灯具を提供することにある。【解決手段】ＬＥＤ２と、ＬＥＤ２が実装された実装基板３０と、ＬＥＤ２からの出射光の光路制御を行う光学レンズ１０と、ＬＥＤ２からの発熱の放熱を行う放熱部材５０と、を備え、光学レンズ１０の上方に実装基板３０及び放熱部材５０を順次配設してそれらを一体的に共締めする構成とした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源が実装された実装基板と、前記光源からの出射光の光路制御を行う光学レンズと、前記光源からの発熱の放熱を行う放熱部材と、を備え、
前記光学レンズの上面には、前記光源からの光を前記光学レンズ内に入射させる入光部と、上方に向かって延出した係合突起と、を有し、
前記放熱部材は、前記係合突起が挿入される係止孔を有し、
前記放熱部材は、前記光学レンズの上方に配置され、
前記実装基板は、前記光源が下方を向くように、前記光学レンズと前記放熱部材との間に配置され、
前記光学レンズは、前記係合突起が前記係止孔に挿入されていることで前記放熱部材に固定されていることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記実装基板は、前記係合突起が挿入される挿通孔を有し、
前記挿通孔は、前記係合突起及び前記係止孔に対応する位置に設けられ、
前記実装基板は、前記挿通孔に前記係合突起が挿入されていることで、前記光学レンズ及び前記放熱部材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。
【請求項３】
前記光学レンズは、正面視において左右を２等分する鉛直線によって左右二つの領域に分割され、
前記係合突起は、前記光学レンズの左右二つの領域に少なくとも１つずつ設けられ、
前記入光部は、前記光学レンズの左右二つの領域にそれぞれ設けられた前記係合突起の間に形成されてい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。
【請求項４】
前記挿通孔は、少なくとも２か所設けられるとともに、正面視において前記光源を挟んだ左右両側の位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記光学レンズと前記実装基板との間には、少なくとも前記光源の配置スペースを確保するための隙間が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項６】
前記実装基板と前記放熱部材放熱部材は、互いに直接対面接触した状態で配設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項７】
前記放熱部材は、第１の放熱部材と、第２の放熱部材と、を含み、
前記第１の放熱部材に、前記係合孔が形成され、
前記第２の放熱部材に、放熱フィンが形成され、
前記第１の放熱部材と前記第２の放熱部材とは別体であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか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、詳しくは、光源と、光源からの出射光の配光制御を行う光学レンズとを備えた車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両用灯具としては、例えば、特許文献１に「車両用灯具」として開示されたものがある。
【０００３】
それは、図１０に示すように、第１光源８１と、第１光源８１を上方側から覆うように配置されたリフレクタ８２と、リフレクタ８２の前方に位置する投影レンズ８３とを備え、第１光源８１からの出射光がリフレクタ８２によって投影レンズ８３に向けて反射され、その反射光が投影レンズ８３によって配光制御されて前方に向けて出射される。
【０００４】
また、投影レンズ８３には、該投影レンズ８３の光軸ＡＸを中心にして一方の上端面から他方の上端面まで投影レンズ８３の周方向に円弧状に延びる凹部８４が形成され、凹部８４には該凹部８４に沿って略全長に亘って延びる柱状導光体８５が配置されている。
【０００５】
そして、柱状導光体８５の両端面の夫々の上方近傍に配置された第２光源８６からの出射光が、各端面から柱状導光体８５に入射して該柱状導光体８５内を互いに反対側の端面に向けて導光され、その導光過程において柱状導光体８５に形成された反射素子８７によって内面反射された光が周面部８８から前方に向けて出射される。この出射光は、投影レンズ８３の外周縁部８９に入射して該投影レンズ８３を介して前方に向けて出射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−８８３９８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記構成からなる車両用灯具８０は、リフレクタ８２と投影レンズ８３との間に光路形成のための空間距離を設ける必要があり、そのため、灯室内に収容するためには空間距離を設けて収容するだけの大きなスペースが必要となり、奥行の大きい灯具となってしまう。
【０００８】
また、レンズホルダ２２に対して投影レンズ８３を固定するために、外周フランジ部１２ｆを必要としているが、このように灯具の外周方向に延びた外周フランジ部１２ｆを設けることで、車両用灯具の見栄えが悪化する可能性がある。詳細には、投影レンズ８３の発光面（最低限の機能部材）以外に外周フランジ部１２ｆのような余計な部分が観察者に視認されてしまうことで、車両用灯具の外観性を損ねてしまう。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、大型化を招くことなく所望の配光特性を得ることができるとともに、レンズ取付部材等の灯具外観を損ねる構成を取り除いた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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、光源と、前記光源が実装された実装基板と、前記光源からの出射光の光路制御を行う光学レンズと、前記光源からの発熱の放熱を行う放熱部材と、を備え、前記光学レンズの上面には、前記光源からの光を前記光学レンズ内に入射させる入光部と、上方に向かって延出した係合突起と、を有し、前記放熱部材は、前記係合突起が挿入される係止孔を有し、前記放熱部材は、前記光学レンズの上方に配置され、前記実装基板は、前記光源が下方を向くように、前記光学レンズと前記放熱部材との間に配置され、前記光学レンズは、前記係合突起が前記係止孔に挿入されていることで前記放熱部材に固定されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記実装基板は、前記係合突起が挿入される挿通孔を有し、前記挿通孔は、前記係合突起及び前記係止孔に対応する位置に設けられ、前記実装基板は、前記挿通孔に前記係合突起が挿入されていることで、前記光学レンズ及び前記放熱部材に固定されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１または２において、前記光学レンズは、正面視において左右を２等分する鉛直線によって左右二つの領域に分割され、前記係合突起は、前記光学レンズの左右二つの領域に少なくとも１つずつ設けられ、前記入光部は、前記光学レンズの左右二つの領域にそれぞれ設けられた前記係合突起の間に形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記挿通孔は、少なくとも２か所設けられるとともに、正面視において前記光源を挟んだ左右両側の位置に設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項５に記載された発明は、請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、前記光学レンズと前記実装基板との間には、少なくとも前記光源の配置スペースを確保するための隙間が設けられていることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項６に記載された発明は、請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、前記実装基板と前記放熱部材は、互いに直接対面接触した状態で配設されていることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項７に記載された発明は、請求項１〜請求項６のいずれかにおいて、
前記放熱部材は、第１の放熱部材と、第２の放熱部材と、を含み、前記第１の放熱部材に、前記係合孔が形成され、前記第２の放熱部材に、放熱フィンが形成され、前記第１の放熱部材と前記第２の放熱部材とは別体であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、光源と、光源が実装された実装基板と、光源からの出射光の光路制御を行う光学レンズと、光源からの発熱の放熱を行う放熱部材と、を備え、光学レンズの上方に実装基板及び放熱部材を順次配設してそれらを一体的に共締めする構成とした。
【００１８】
その結果、光学レンズに対して実装基板及び放熱部材が、光学レンズからの出射光の照射方向に対する垂直方向（上側）に配置されているために奥行きが短縮され、小型化に寄与するものである。
【００１９】
また、係合突起を上方に存在する放熱部材に挿入する構成としたため、観察者から視認される領域にレンズの取付部材が露出せず、灯具の外観性を損なうことがなくなった。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態の車両用灯具の模式的な分解斜視図である。
【図２】図１の組立上面図である。
【図３】図１の組立側面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】実施形態の車両用灯具の光路説明図である。
【図７】実装基板と光学レンズとの位置関係の説明図である。
【図８】図１の正面図である。
【図９】ヒートシンク部と延長基台部を別部材として構成した分解斜視図である。
【図１０】従来例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図８を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
【００２２】
図１は本実施形態の車両用灯具を模式的に示した分解斜視図、図２は上面図、図３は側面図、図４は図２のＡ−Ａ断面図、図５は図２のＢ−Ｂ断面図である。
【００２３】
車両用灯具（以下、「灯具」と略称する）１は、光源のＬＥＤ２、ＬＥＤ２を実装した実装基板３０、ＬＥＤ２からの出射光の光路制御を担う光学レンズ１０及びＬＥＤ２からの発熱を放熱する放熱部材５０を備えている。
【００２４】
そのうち、光学レンズ１０は、板状の光入射部１１及び光入射部１１の一端から該光入射部１１に垂直に延びる板状の光出射部１３を有すると共に、外面が自由曲面で構成された玉状の透明体が光入射部１１と光出射部１３とによって略１／４に分割されてなる立体形状のレンズ部１５を有している。
【００２５】
したがって、レンズ部１５を光入射部１１側の方向から見ると、光入射部１１と光出射部１３との直線状の交差部（コーナー）２０と、該交差部２０に対向する側に湾曲する自由曲線とで囲まれた分割面に相当する面からなる、レンズ部１５の光入射面１６が観視される。同様に、レンズ部１５を光出射部１３側の方向から見ると、光入射部１１と光出射部１３との交差部２０と、該交差部２０に対向する側に湾曲する自由曲線とで囲まれた分割面に相当する面からなる、レンズ部１５の光出射面１７が観視される。
【００２６】
レンズ部１５の外面１５ａには、該外面１５ａに沿って反射部材（特に、鏡面反射部材）１５ｂが配置されている。
【００２７】
光入射部１１には、該光入射部１１の、光出射部１３の延長方向側の面と反対側の面（光入射部の光入射面）１２から立ち上がる一対の係止部１８と一対のネジガイド部１９が設けられている。なお、光入射部１１の光入射面１２は光学レンズ１０の光入射面でもある。
【００２８】
そのうち、一対の係止部１８は、光入射部１１の光入射面１２の、光入射部１１と光出射部１３との交差部２０側（一端部側）の両側縁部近傍の位置に位置すると共に、光入射部１１の光入射面１２から延びる係止片部１８ａと、該係止片部１８ａの上端部から、係止片部１８ａの延在方向に対して直交する方向に突出する係止爪部１８ｂを有している。
【００２９】
同時に、係止部１８には、係止片部１８ａよりも高さが低いスペーサ部１８ｃが該係止片部１８ａに一体的に設けられている。
【００３０】
また、一対のネジガイド部１９は、光入射部１１の光入射面１２の、光入射部１１と光出射部１３との交差部２０側（一端部側）と反対側（他端部側）の両側縁部近傍の位置に位置すると共に、内部に固定ネジ３が挿通するネジ挿通孔１９ａを有する筒状を呈している。ネジ挿通孔１９ａは光入射部１１も貫通している。
【００３１】
なお、係止部１８のスペーサ部１８ｃとネジガイド部１９は、同じ高さに設定されている。
【００３２】
実装基板３０は、一端部側中央部に光源のＬＥＤ２が実装され、ＬＥＤ２を挟んだ両側縁部近傍には、光学レンズ１０の係止部１８の係止片部１８ａが挿通される係止片挿通孔３１が設けられており、他端側の両側縁部近傍には、固定ネジ３が挿通するネジ挿通孔３２が設けられている。
【００３３】
放熱部材５０は、板状の基台５１のフィン基台部５２の一方の面に複数の板状の放熱フィン５３が立設されてなるヒートシンク部５４と、基台５１の、フィン基台部５２から延びる延長基台部５５を有している。
【００３４】
また、放熱部材５０には、実装基板３０の係止片挿通孔３１及びネジ挿通孔３２の夫々に対応する位置に、光学レンズ１０の係止部１８の係止爪部１８ｂが係止される係止爪係止孔５６及び固定ネジ３が螺合する雌ネジ孔５７が設けられている。そのうち、係止爪係止孔５６は延長基台部５５に設けられ、雌ネジ孔５７はフィン基台部５２に設けられている。
【００３５】
次に、上述した光学レンズ１０、実装基板３０、放熱部材５０及び固定ネジ３により構成された灯具１について説明する。
【００３６】
実装基板３０が、ＬＥＤ２を実装した面（ＬＥＤ実装面）３０ａを光学レンズ１０の光入射部１１側に向けると共に、該ＬＥＤ実装面３０ａが、光学レンズ１０の光入射部１１に設けられた一対のネジガイド部１９及び一対の係止部１８の夫々のスペーサ部１８ｃに当接した状態で、該光入射部１１上に配設されている。
【００３７】
このとき、実装基板３０の係止片挿通孔３１には、光学レンズ１０の係止部１８の係止片部１８ａが挿通されており、ネジ挿通孔３２には、固定ネジ３が挿通されている。
【００３８】
そして、実装基板３０上には放熱部材５０が、該実装基板３０のＬＥＤ実装面３０ａと反対側の面（放熱部材接触面）３０ｂと、放熱部材５０の基台５１の、放熱フィン５３が設けられた側と反対側の面（基板接触面）５１ａとが対面接触した状態で配設されている。
【００３９】
このとき、放熱部材５０の延長基台部５５に設けられた係止爪係止孔５６には、実装基板３０の係止片挿通孔３１を挿通した、光学レンズ１０の係止部１８の係止片部１８ａが挿通すると共に、係止片部１８ａの係止爪部１８ｂが、放熱部材５０の延長基台部５５の基板接触面５１ａと反対側の面（係止面）５５ａに係止されて抜けが防止されている。
【００４０】
また、放熱部材５０のフィン基台部５２に設けられた雌ネジ孔５７には、光学レンズ１０の光入射部１１及びネジガイド部１９のネジ挿通孔１９ａと、実装基板３０のネジ挿通孔３２とを挿通した固定ネジ３が螺合されている。
【００４１】
これにより、光学レンズ１０と、実装基板３０と、放熱部材５０とが、光学レンズ１０に設けられた一対の係止部１８と一対の固定ネジ３とによって共締めされて一体化されている。
【００４２】
そこで、図６（光路説明図）にあるように、光源のＬＥＤ２から出射されて光学レンズ１０の光入射面１２から光学レンズ１０内に入射した光Ｌは、光入射部１１内及びレンズ部１５内を導光されてレンズ部１５の外面１５ａに至り、外面１５ａに配置された反射部材１５ｂで光学レンズ１０の光出射面１４の方向に反射されてレンズ部１５内を光出射面１４に向けて導光され、光出射面１４から外部に出射される。
【００４３】
これにより、ＬＥＤ２から出射して光学レンズ１０内に入射した光が、レンズ部１５の外面１５ａに沿って配置された反射部材１５ｂによって光路制御（配光制御）されて光学レンズ１０から所望の配光特性を有して出射される。
【００４４】
ところで、上記構成の灯具１において、図７（実装基板と光学レンズとの位置関係を示す説明図）にあるように、実装基板３０の係止片挿通孔３１と光学レンズ１０の係止部１８の係止片部１８ａとは、係止片挿通孔３１に係止片部１８ａを挿通した際に、少なくとも光学レンズ１０の光入射部１１と光出射部１３との交差部２０に沿う方向（Ｙ方向）に対して隙間によるガタツキが生じないように、できる限り密接状態が確保できるような寸法関係に設定されている。
【００４５】
これにより、実装基板３０と光学レンズ１０（特に、光学レンズ１０のレンズ部１５の光入射面１６）との、光学レンズ１０の光入射部１１と光出射部１３との交差部２０に沿う方向に対する位置決めが確実になされる。
【００４６】
その上、実装基板３０に実装されたＬＥＤ２は、光学レンズ１０の光入射部１１と光出射部１３との交差部２０に沿う方向（Ｙ方向）に位置する一対の係止部１８の線分上に位置している。その結果、ＬＥＤ２と光学レンズ１０（特に、光学レンズ１０のレンズ部１５の光入射面１６）との、光学レンズ１０の光入射部１１と光出射部１３との交差部２０に沿う方向（Ｙ方向）に対する位置決めの確度を更に高めることができる。
【００４７】
なお、ＬＥＤ２の、光学レンズ１０の光入射部１１と光出射部１３との交差部２０に直交する方向（Ｘ方向）の位置決めは、光学レンズ１０のネジガイド部１９のネジ挿通孔１９ａ及び実装基板３０のネジ挿通孔３２に固定ネジ３が挿通されることにより行われる。
【００４８】
したがって、光学レンズ１０のネジガイド部１９のネジ挿通孔１９ａ及び実装基板３０のネジ挿通孔３２と固定ネジ３とは、上記、実装基板３０の係止片挿通孔３１と光学レンズ１０の係止部１８の係止片部１８ａとの関係と同様に、光学レンズ１０のネジガイド部１９のネジ挿通孔１９ａ及び実装基板３０のネジ挿通孔３２に固定ネジ３を挿通した際に、少なくとも光学レンズ１０の光入射部１１と光出射部１３との交差部２０に直交する方向（Ｘ方向）に対して隙間によるガタツキが生じないように、できる限り密接状態が確保できるような寸法関係に設定されている。
【００４９】
灯具１を上記構成とすることにより、光学レンズ１０（特に、光学レンズ１０のレンズ部１５）とＬＥＤ２との位置決めが高い精度で且つ再現性よく行われ、灯具１からは所望の配光特性を有する出射光を確度よく且つ再現性よく得ることができる。
【００５０】
また、灯具１は、光学レンズ１０に対して実装基板３０及び放熱部材５０が、光学レンズ１０からの出射光の照射方向に対する垂直方向（上側）に配置されているために奥行きが短縮され、小型化に寄与するものである。
【００５１】
同時に、実装基板３０及び放熱部材５０が、光学レンズ１０の上側のみに配置されていると共に、実装基板３０、放熱部材５０及び光学レンズ１０の共締手段も光学レンズ１の領域内に設けられている、そのため、灯具１を出射光の照射方向、換言すると、光学レンズ１０の光出射部１３側の方向から見ると、光学レンズ１０の左右両側及び下側には灯具１に係る部材が存在せず光学レンズ１０の光出射部１３のみが観視される（図８（灯具の正面図）参照）。
【００５２】
そのため、意匠性に優れた 斬新な見栄えの灯具が実現する。
【００５３】
なお、光学レンズ１０からの出射光の配光制御に対しては、光出射面１４にレンズカットを施すこともできる。これにより、レンズ部１５の反射部材１５ｂと光出射面１４のレンズカットとによる配光制御が可能になる。
【００５４】
ところで、光源のＬＥＤ（ＬＥＤ素子）２は、点灯（発光）時に発熱し、自己発熱による温度上昇によってＬＥＤ２の発光効率の低下や素子寿命の低下を招く。そこで、本発明の灯具１においては、ＬＥＤ２を実装した実装基板３０を、放熱部材５０に直接対面接触した状態で配設する構成とした。
【００５５】
これにより、ＬＥＤ２による発熱は、実装基板３０を伝導して放熱部材５０に伝わり、放熱部材５０の放熱フィン５３を介して外部に放散される。その結果、ＬＥＤ２による発熱が効率良く放熱されてＬＥＤ２自体の自己発熱による温度上昇が抑制され、温度上昇に起因するＬＥＤ２の発光効率の低減による発光光量の減少が抑えられると共に、同様にＬＥＤ２の温度上昇に起因するＬＥＤ２の素子劣化による発光寿命の短縮を抑制することができ、それにより、高い信頼性及び適切な照射光量の確保が可能になる。
【００５６】
なお図９のように、ヒートシンク部５４と延長基台部５５を別部材として構成することも可能である。このようにヒートシンク部５４と延長基台部５５とを別部材として構成することで、光学レンズ１０及び実装基板３０の固定を延長基台部５５に担保するとともに、ヒートシンク部５４のフィンの数等を自由に設計することが可能となる。換言すれば、ヒートシンク部５４が別体となっているため、車両用灯具の求める放熱性性能や重量に応じて適宜ヒートシンク部５４を交換可能となり、光学レンズ１０及び実装基板３０の固定はそのままに、設計の自由度が向上する。
【符号の説明】
【００５７】
１…  車両用灯具
２…  光源（ＬＥＤ）
３…  固定ネジ
１０…  光学レンズ
１１…  光入射部
１２…  光入射部（光学レンズ）の光入射面
１３…  光出射部
１４…  光出射部（光学レンズ）の光出射面
１５…  レンズ部
１５ａ…  外面
１５ｂ…  反射部材
１６…  レンズ部の光入射面
１７…  レンズ部の光出射面
１８…  係止部
１８ａ…  係止片部
１８ｂ…  係止爪部
１８ｃ…  スペーサ部
１９…  ネジガイド部
１９ａ…  ネジ挿通孔
２０…  交差部
３０…  実装基板
３０ａ…  ＬＥＤ実装面
３０ｂ…  放熱部材接触面
３１…  係止片挿通孔
３２…  ネジ挿通孔
５０…  放熱部材
５１…  基台  
５１ａ…  基板接触面
５２…  フィン基台部
５３…  放熱フィン
５４…  ヒートシンク部
５５…  延長基台部
５５ａ…  係止面
５６…  係止爪係止孔
５７…  雌ネジ孔
【図１】
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【図２】
2017134913.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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