(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記コネクタの前記光源に電気的に接続される前記端子は、前記コネクタが前記放熱部材上に取り付けられた状態において、前記光源の電極部に対して、直接、弾性接触することで電気的に接続されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の車両用灯具。
【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の構成は、灯具ユニットが設けられる灯室内の温度を測定していると考えられることから、光源の発熱状態を正確に捉えることができない場合があり、より正確に光源の発熱状態が得られ、より適切な光源への電流制御ができる車両用灯具の出現が望まれる。
【0006】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、適切な光源への電流制御ができる車両用灯具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、上記目的を達成するために以下の構成によって把握される。
(1)本発明の車両用灯具は、放熱部材と、表面側の前記放熱部材上に設けられた半導体型の光源と、前記光源の温度状態を検出するためのサーミスタと、表面側の前記放熱部材上に設けられ、前記光源及び前記サーミスタに電気的に接続される端子を有するコネクタと、を備えている。
【0008】
(2)上記(1)の構成において、前記サーミスタに直列接続され、前記サーミスタの抵抗値を調節する固定抵抗の第1レジスタを備えている。
【0009】
(3)上記(2)の構成において、前記コネクタ上に設けられ、前記端子に対して導電材料で固定接続される導電パターンを有する回路基板を備え、前記サーミスタ及び前記第1レジスタは、前記回路基板上に設けられており、前記サーミスタ及び前記第1レジスタは、前記回路基板の前記導電パターンに対して導電材料で固定接続されており、前記端子は、前記導電パターンを介して前記サーミスタ及び前記第1レジスタに電気的に接続されている。
【0010】
(4)上記(3)の構成において、前記回路基板上に設けられ、前記光源に必要な基準電力量を示す情報抵抗となる固定抵抗の第2レジスタを備え、前記コネクタは、前記第2レジスタに電気的に接続される端子を有しており、前記第2レジスタは、前記回路基板の前記導電パターンに対して導電材料で固定接続されており、前記端子は、前記導電パターンを介して前記第2レジスタに電気的に接続されている。
【0011】
(5)上記(2)の構成において、前記サーミスタ及び前記第1レジスタは、前記端子に導電材料で固定接続されており、前記端子が、直接、前記サーミスタ及び前記第1レジスタに電気的に接続されている。
【0012】
(6)上記(1)、(2)及び(5)のいずれか1つの構成において、前記光源に必要な基準電力量を示す情報抵抗となる固定抵抗の第2レジスタを備え、前記コネクタは、前記第2レジスタに電気的に接続される端子を有しており、前記第2レジスタは、前記端子に導電材料で固定接続されており、前記端子が、直接、前記第2レジスタに電気的に接続されている。
【0013】
(7)上記(1)から(6)のいずれか1つの構成において、前記コネクタの前記光源に電気的に接続される前記端子は、前記コネクタが前記放熱部材上に取り付けられた状態において、前記光源の電極部に対して、直接、弾性接触することで電気的に接続されている。
【0014】
(8)上記(1)から(7)のいずれか1つの構成において、前記放熱部材は、表面側と反対側に位置する裏面側に一体に設けられた放熱フィンを有している。
【0015】
(9)上記(1)から(8)のいずれか1つの構成において、表面側の前記放熱部材上に前方側を開口するように設けられ、前記光源を覆うリフレクタを備えている。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、適切な光源への電流制御ができる車両用灯具を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0018】
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」と称する)について詳細に説明する。実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。また、実施形態及び図中において、特に断りがない場合、「前」、「後」は、各々、車両の「前進方向」、「後進方向」を示し、「上」、「下」、「左」、「右」は、各々、車両に乗車する運転者から見た方向を示す。
【0019】
本発明の実施形態に係る車両用灯具は、
図1に示す車両102の前方の左右のそれぞれに設けられる車両用前照灯(101R、101L)であり、以下では単に車両用灯具と記載する。
【0020】
(第1実施形態)
本実施形態の車両用灯具は、車両102前方側に開口したハウジング(図示せず)と開口を覆うようにハウジングに取り付けられるアウターレンズ(図示せず)を備え、ハウジングとアウターレンズとで形成される灯室内に灯具ユニット10(
図2及び
図3参照)等が配置されている。
【0021】
図2は灯具ユニット10を上側から見た灯具ユニット10の要部を示す一部平面図であり、
図3は
図2のA−A線断面図である。
なお、
図2では、内部の様子がわかるようにリフレクタ40の一部の図示を省略している。
【0022】
図3に示すように、灯具ユニット10は、放熱部材20と、表面21a側の放熱部材20上に設けられた光源30と、表面21a側の放熱部材20上に前方側を開口するように設けられ、光源30を覆うリフレクタ40と、を備えている。
【0023】
また、
図2に示すように、灯具ユニット10は、光源30の温度状態を検出するためのサーミスタ50と、表面21a側の放熱部材20上に設けられ、光源30に電気的に接続される端子61b及びサーミスタ50に電気的に接続される端子61a(
図5参照)を有するコネクタ60と、を備えている。
【0024】
(放熱部材)
放熱部材20は、光源30が発光するときの熱を放熱するための部材であり、例えば、アルミニウム等の熱伝導性が高く、放熱性に優れる金属や熱伝導性が高く放熱性に優れる樹脂等を用いて作製される。
【0025】
本実施形態では、
図3に示すように、放熱部材20は、光源30、リフレクタ40、コネクタ60等を配置するためのベース部21と、ベース部21の表面21a側と反対側に位置する裏面21b側に一体に放熱フィン22を設けたアルミダイカスト製のものとしている。
【0026】
しかしながら、放熱部材20は、アルミプレートをプレス加工して、ベース部21と一体の放熱フィン22を有するように形成したものでもよく、また、ベース部21だけからなるものであってもよい。
【0027】
ただし、放熱フィン22を有するほうが放熱面積を増やすことができ、高い放熱性が得られるため、放熱部材20はベース部21に一体に設けられた放熱フィン22を有するほうが好ましい。
【0028】
図2に示すように、ベース部21の表面21aには、表面21aから突出するリフレクタ40の位置決めのためのボス23が設けられているとともに、リフレクタ40を固定するためのネジ41を螺合させるネジ螺合孔(図示せず)が設けられており、リフレクタ40はベース部21に対してネジ41で固定される。
【0029】
また、図示を省略しているが、ベース部21の表面21aには、光源30を配置する位置に光源30を位置決め配置できる構造が設けられており、その位置決め構造によって位置決めされるようにして光源30が放熱部材20上に設けられている。
【0030】
(光源)
光源30は、
図3に示すように、基板31と、基板31上に設けられた発光チップ32を備えており、
図2に示すように、発光チップ32は、基板31の導電端子層31a及び導電端子層31bに電気接続されるように基板31上に実装されている。
なお、この基板31に設けられた導電端子層31a及び導電端子層31bが、後述するコネクタ60の端子61bと接続される電極部になっている。
【0031】
本実施形態では、発光チップ32がLEDチップ(発光ダイオードチップ)である半導体型の光源30を用いているが、光源30はLED光源に限定されるものではなく、発光チップ32がLDチップ(レーザダイオードチップ)である半導体型の光源でもよい。
【0032】
また、本実施例では、光源30として、4チップタイプのLED光源を用いているがチップ数も特に限定されるものではなく、1チップであってもよく、4チップより多くてもよい。
さらに、発光チップ32の形状も特に限定されるものではなく、正方形でも長方形でもよい。
【0033】
(リフレクタ)
リフレクタ40は、
図3に示すように、前方側に開口するするとともに光源30上を半ドーム状に覆い、光源30側の面が所定の配光制御を行う反射面40aとされており、反射面40aには、反射率を高くするためにアルミ蒸着を行うことが好ましい。
【0034】
なお、光源30の熱でリフレクタ40に覆われた部分の温度が上昇するのを抑制するために、リフレクタ40を放熱性の高い材料で形成することが好ましく、本実施形態では、リフレクタ40もアルミダイカスト製としている。
【0035】
また、
図2に示すように、リフレクタ40には、光源30を覆う半ドーム状の部分から水平方向の左右外側に延在する一対のフランジ部42が設けられている。
【0036】
そして、フランジ部42には、放熱部材20のベース部21の表面21aに設けられたボス23が挿入される位置決め孔42aが設けられるとともに、ネジ41を通すネジ孔(図示せず)が設けられている。
したがって、上述のように、リフレクタ40は、ネジ41で放熱部材20上に固定されるようになっている。
【0037】
(サーミスタ)
サーミスタ50は、光源30への電流制御のための光源30の温度状態を検出するために設けられている部材であり、具体的には、温度の変化により抵抗値が変化する可変抵抗である。
【0038】
そして、コネクタ60に接続される外部コネクタを介して、このサーミスタ50の抵抗値を図示しない外部の制御ユニットが取得し、その取得した抵抗値から光源30の温度が高くなりすぎていることを検知すると、制御ユニットは、光源30への電力の供給量を減らすように電流制御を行う。
【0039】
また、本実施形態では、
図2に示すように、サーミスタ50の抵抗値を調節する固定抵抗である第1レジスタ71も備えている。
より具体的には、第1レジスタ71は、サーミスタ50のベースの抵抗値を所定の値に設定するための固定抵抗であり、サーミスタ50に対して直列接続される。
【0040】
簡単に、第1レジスタ71の役割について説明すると、例えば、サーミスタ50の抵抗値(より正確には、第1レジスタ71の抵抗値が加わった抵抗値)がA(Ω)のとき、光源30の温度が80度であるとして、この80度になると図示しない外部の制御ユニットが光源30への電力の供給量を制限するように動作するように設定されているとすると、この設定温度を90度にしたい場合、外部の制御ユニットの設定温度を変更する必要がある。
【0041】
しかしながら、第1レジスタ71を別の抵抗値のものに変更することで、光源30の温度が90度のときに、図示しない外部の制御ユニットが抵抗値A(Ω)を受け取ることができるようにすることが可能である。
【0042】
このように、第1レジスタ71を設けるようにすることで図示しない外部の制御ユニットの設定を変えずに、簡単に、電力の供給量を制限する動作温度を変えることが可能である。
【0043】
これらサーミスタ50や第1レジスタ71は、回路基板80上に設けられている。
図4は回路基板80の斜視図である。
回路基板80は、ベース基板(例えば、ガラスエポキシ基板やセラミック基板等)上に順次、下部絶縁層、導電層、上部絶縁層が積層された構造のものである。
なお、
図4では、絶縁層(下部絶縁層、上部絶縁層)及び導電層の積層構造の図示を省略し、導電層に形成されている導電パターン81だけを示すようにしている。
【0044】
そして、回路基板80には、電気接続されるコネクタ60の端子61aを配置するためのスルーホール82が形成されており、そのスルーホール82の周囲には、はんだ接合を行うためのランド82aが設けられている。
【0045】
回路基板80の図示しない導電層中には、点線で示すように導電パターン81が形成されており、上述したように、サーミスタ50と第1レジスタ71が直列接続されるように回路基板80上に設けられている。
【0046】
具体的には、回路基板80は、少なくとも導電パターン81のサーミスタ50や第1レジスタ71に接続される部分の上部絶縁層部分に開口が形成されており、その開口の箇所ではんだ等の導電材料を用いて、サーミスタ50や第1レジスタ71が回路基板80の導電パターン81に対して固定接続されている。
【0047】
一方、本実施形態では、回路基板80上に光源30に必要な基準電力量を示す情報抵抗となる固定抵抗である第2レジスタ72も設けられている。
なお、回路基板80は、少なくとも導電パターン81の第2レジスタ72に接続される部分の上部絶縁層部分に開口が形成されており、サーミスタ50や第1レジスタ71と同様に、第2レジスタ72もその開口の箇所ではんだ等の導電材料を用いて、回路基板80の導電パターン81に対して固定接続されている。
【0048】
この第2レジスタ72の役割について具体的に説明すると、光源30は、製造バラツキ等に起因して、全ての光源30が同じ電力量の電力の供給を受けたときに、同じ発光量となるわけではない。
【0049】
このため、同じ電力を供給したときに、同程度の発光量が得られる光源を光源30に使用するように光源の選別を行うことが必要となる。
しかしながら、そのようにすると、生産された光源の中に光源30に使用できない光源が発生することになる。
【0050】
そこで、生産した光源毎に同程度の発光量が得られる基準電力量を測定し、用いられている光源30に必要な基準電力量を示す情報抵抗となる固定抵抗の第2レジスタ72を設けるようにすることで、コネクタ60に接続される外部コネクタを介して、図示しない外部の制御ユニットに情報抵抗を取得させるようにしている。
【0051】
このようにすれば、図示しない外部の制御ユニットは、光源30を所定の発光量で発光させるために、その情報抵抗の値に基づいていた基準電力量となる電流を供給することができるため、生産された光源の中に光源30に使用できない光源が発生することを抑制することができる。
【0052】
以上のように回路基板80にサーミスタ50、第1レジスタ71及び第2レジスタ72を集積して、この回路基板80を、後述するコネクタ60に実装するようにして、回路基板80の導電パターン81を介してサーミスタ50、第1レジスタ71及び第2レジスタ72をコネクタ60の端子61a(
図5参照)に電気的に接続するようにしておけば、サーミスタ50、第1レジスタ71及び第2レジスタ72を個別にコネクタ60の端子61aに直接、電気接続させる場合に比べ、作業性を向上することができる。
【0053】
(コネクタ)
コネクタ60は、図示しない外部コネクタに接続され、外部コネクタと各種の電子部品(光源30、サーミスタ50、第1レジスタ71及び第2レジスタ72)との間の電気接続を行う部材である。
【0054】
図5は、コネクタ60を上側から見た平面図である。
なお、
図5では、コネクタ60の外形を成す樹脂部内に一部が埋め込まれたリード61の部分を点線で記載している。
図5に示すように、コネクタ60は、インサート成形によってリード61が内部に埋め込まれるように、リード61を一体に備えている。
【0055】
そして、そのリード61の回路基板80にはんだ付けされる端子61a、光源30に直接電気接続される端子61b及び図示しない外部コネクタに電気接続される端子62の部分がコネクタ60の樹脂部から導出されるように成形されている。
【0056】
図6は、コネクタ60の回路基板80と電気的に接続される端子61aの部分の拡大図である。
図6に示すように、端子61aは、鉛直方向上側に延びるようにされており、
図4に示した回路基板80のスルーホール82に挿入できるようになっている。
【0057】
したがって、回路基板80のスルーホール82に端子61aを挿入するように回路基板80をコネクタ60上に配置し、回路基板80のスルーホール82及びランド82aの部分に、溶融したはんだを設けるようにすると、端子61aと回路基板80とが電気的に接続されるとともに、
図7に示すように、回路基板80がコネクタ60上に固定された状態となる。
【0058】
また、コネクタ60は、
図2に示す放熱部材20に対してベース部21の表面21a側から鉛直方向上側に突出するボス26で位置合せされる。
さらに、コネクタ60は、放熱部材20のベース部21に設けられた図示しないネジ固定孔にネジ65を螺合させることで、放熱部材20に対して固定される。
【0059】
このため、コネクタ60には、放熱部材20に設けられたボス26に対応する位置に、
図7に示すように、位置決め孔66が設けられている。
また、コネクタ60には、放熱部材20に設けられた図示しないネジ固定孔に対応する位置に、
図7に示すように、ネジ65を通すネジ孔65aが設けられている。
【0060】
一方、コネクタ60は、
図2及び
図7に示すように、光源30に対応する開口部64が設けられており、その開口部64の水平方向左右の開口縁部から端子61bが導出されている。
【0061】
この導出された端子61bは、弾性変形できるようになっており、コネクタ60が、
図2に示すように、開口部64内に光源30が位置するように放熱部材20上に取り付けられると、端子61bが光源30の基板31上に設けられている導電端子層31a及び導電端子層31bに対して弾性接触するように当接し、その端子61bの弾性力によって、この当接状態が安定して維持されるようになっている。
【0062】
以上のような構成からなる第1実施形態の灯具ユニット10では、光源30に電気的に接続される端子61bを有するコネクタ60に、さらに、サーミスタ50に電気的に接続される端子61aを設けるようにしているので、サーミスタ50を光源30の近くに配置(より具体的には、リフレクタ40で覆われる範囲内の光源30の近くに配置)することができるため、光源30の温度状態を正確に把握することができる。
このため、図示しない外部の制御ユニットによる光源30の電流制御を適切なものとすることができる。
【0063】
また、サーミスタ50に直列接続される第1レジスタ71を設けたことにより、光源30の温度が高すぎるときに供給する電流量を減らす制御を行うための動作温度を、図示しない外部の制御ユニット側の設定を変えることなく、変更することが可能である。
【0064】
さらに、光源30に必要な基準電力量を示す情報抵抗となる固定抵抗の第2レジスタ72を設けたことによって、上述したように、製造される光源の中で、灯具ユニット10に使用できない光源が発生するということも抑制でき、部品コストを抑制することができる。
【0065】
(第2実施形態)
第1実施形態では、サーミスタ50、第1レジスタ71及び第2レジスタ72を回路基板80上に集積し、その回路基板80をコネクタ60上に設けるようにしていたが、第2実施形態では、回路基板80を用いないで直接、コネクタ60にサーミスタ50、第1レジスタ71及び第2レジスタ72を実装するようにしている点が異なり、その他の点については第1実施形態と同様である。
【0066】
このようにすれば、回路基板80を用いない分、部品コストを低減することができる。
以下で、
図8及び
図9を参照しながら、具体的に、第2実施形態の説明を行うが、第1実施形態と同様の点については、説明を省略する場合がある。
【0067】
図8は本発明に係る第2実施形態の灯具ユニット10を上側から見た灯具ユニット10の要部を示す一部平面図であり、
図9は第2実施形態のコネクタ60を上側から見た平面図である。
【0068】
図9に示すように、第2実施形態のコネクタ60は、サーミスタ50(
図8参照)、第1レジスタ71(
図8参照)及び第2レジスタ72(
図8参照)が、端子61aにはんだ等の導電材料で固定接続されて、直接、電気的に接続されるように、水平方向に延びるようにコネクタ60の樹脂部から導出されている。
【0069】
したがって、
図8に示すように、サーミスタ50、第1レジスタ71及び第2レジスタ72は、この端子61a(
図9参照)上に載せられるように配置され、はんだ等の導電材料で端子61aに固定接続されている。
このような構成として、サーミスタ50、第1レジスタ71及び第2レジスタ72を設けるようにしても第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0070】
以上、具体的な実施形態を基に本発明の説明を行ってきたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、回路基板80を放熱部材20上に設け、コネクタ60を放熱部材20上に取り付けることで、その回路基板80にコネクタ60の端子61aが電気的に接続されるようにしてもよく、技術的思想を逸脱することのない変更や改良を行ったものも本発明の技術的範囲に含まれるものであり、そのことは当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。