特開 2023-151026 光源ユニット及び車両用灯具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023151026

(43)【公開日】2023-10-16

(54)【発明の名称】光源ユニット及び車両用灯具

(51)【国際特許分類】

   F21S 45/47 20180101AFI20231005BHJP

   F21S 41/143 20180101ALI20231005BHJP

   F21S 41/19 20180101ALI20231005BHJP

   F21V 29/74 20150101ALI20231005BHJP

   F21W 102/13 20180101ALN20231005BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20231005BHJP

【ＦＩ】

F21S45/47

F21S41/143

F21S41/19

F21V29/74

F21W102:13

F21Y115:10

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022060415

(22)【出願日】2022-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000000136

【氏名又は名称】市光工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小谷野 秀丸

(72)【発明者】

【氏名】栗本 英人

(57)【要約】

【課題】作業の負担が少なくなるように組み付け可能な光源ユニット及び車両用灯具を提供する。
【解決手段】光源ユニットは、光源と、光源が実装された光源基板と、光源基板を固定する固定面が設けられたベースを有するヒートシンクと、ベースのうち固定面に対して裏面側に固定され、光源を駆動する回路を有する回路基板とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源と、
前記光源が実装された光源基板と、
前記光源基板を固定する固定面が設けられたベースを有するヒートシンクと、
前記ベースのうち前記固定面に対して裏面側に固定され、前記光源を駆動する回路を有する回路基板と
を備える光源ユニット。

【請求項2】

前記ヒートシンクは、前記ベースから前記固定面とは反対側に突出するフィンを有し、
前記回路基板は、前記回路の側方に前記フィンが位置するように配置される
請求項１に記載の光源ユニット。

【請求項3】

前記フィンは、前記ベースに沿った第１方向に延びる板形状を有し、前記ベースに沿って前記第１方向と交差する第２方向に間隔を空けて複数配置され、
前記回路基板は、複数の前記フィンのうち前記第２方向の両端に位置する端部フィンの間に配置される
請求項２に記載の光源ユニット。

【請求項4】

前記端部フィンは、前記第２方向から見て前記回路基板の全体が当該端部フィンに隠れるように突出方向の寸法が設定される
請求項３に記載の光源ユニット。

【請求項5】

複数の前記フィンのうち前記第２方向の両端の前記端部フィンの間に配置される中間部フィンは、前記回路基板に接触しないように突出方向の寸法が設定される
請求項３又は請求項４に記載の光源ユニット。

【請求項6】

複数の前記フィンの前記第１方向の少なくとも一方側に配置され、前記第２方向に跨って複数の前記フィンを覆うカバー部材を更に備える
請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の光源ユニット。

【請求項7】

前記回路基板は、前記回路が前記ベースと対向するように配置される
請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の光源ユニット。

【請求項8】

請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の光源ユニットを備える車両用灯具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光源ユニット及び車両用灯具に関する。

【背景技術】

【0002】

車両用灯具の光源ユニットとして、光源と、光源を実装する実装基板と、実装基板を保持するヒートシンクと、光源を駆動する駆動回路が形成された回路基板と、を有する構成が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－２２９３６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような光源ユニットは、車両に組み付ける際に、作業の負担が少なくなるように組み付け可能であることが求められる。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、作業の負担が少なくなるように組み付け可能な光源ユニット及び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】

【0006】

本発明に係る光源ユニットは、光源と、前記光源が実装された光源基板と、前記光源基板を固定する固定面が設けられたベースを有するヒートシンクと、前記ベースのうち前記固定面に対して裏面側に固定され、前記光源を駆動する回路を有する回路基板とを備える。

【0007】

本発明に係る光源ユニットにおいて、前記ヒートシンクは、前記ベースから前記固定面とは反対側に突出するフィンを有し、前記回路基板は、前記回路の側方に前記フィンが位置するように配置されてもよい。

【0008】

本発明に係る光源ユニットにおいて、前記フィンは、前記ベースに沿った第１方向に延びる板形状を有し、前記ベースに沿って前記第１方向と交差する第２方向に間隔を空けて複数配置され、前記回路基板は、複数の前記フィンのうち前記第２方向の両端に位置する端部フィンの間に配置されてもよい。

【0009】

本発明に係る光源ユニットにおいて、前記端部フィンは、前記第２方向から見て前記回路基板の全体が当該端部フィンに隠れるように突出方向の寸法が設定されてもよい。

【0010】

本発明に係る光源ユニットにおいて、複数の前記フィンのうち前記第２方向の両端の前記端部フィンの間に配置される中間部フィンは、前記回路基板に接触しないように突出方向の寸法が設定されてもよい。

【0011】

本発明に係る光源ユニットは、複数の前記フィンの前記第１方向の少なくとも一方側に配置され、前記第２方向に跨って複数の前記フィンを覆うカバー部材を更に備えてもよい。

【0012】

本発明に係る光源ユニットにおいて、前記回路基板は、前記回路が前記ベースと対向するように配置されてもよい。

【0013】

本発明に係る車両用灯具は、上記の光源ユニットを備える。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、作業の負担が少なくなるように組み付け可能な光源ユニット及び車両用灯具を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、本実施形態に係る光源ユニットの一例を示す分解斜視図である。

【図2】図２は、光源ユニットを前方から見た斜視図である。

【図3】図３は、光源ユニットを後方から見た斜視図である。

【図4】図４は、光源ユニットを後方から見た斜視図である。

【図5】図５は、光源ユニットを後方から見た図である。

【図6】図６は、光源ユニットを上方（第１方向）から見た図である。

【図7】図７は、光源ユニットを左方（第２方向）から見た図である。

【図8】図８は、本実施形態に係る車両用灯具の一例を示す図である。

【図9】図９は、変形例に係る光源ユニットを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明に係る光源ユニット及び車両用灯具の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

【0017】

以下の説明において、前後、上下、左右の各方向は、車両用前照灯が車両に搭載された車両搭載状態における方向であって、運転席から車両の進行方向を見た場合における方向を示す。なお、本実施形態では、上下方向は鉛直方向に平行であり、左右方向は水平方向であるとする。また、本実施形態では、光源１０の発光面１１が向く方向を正面方向（正面側）と表記し、正面方向と反対の方向を背面方向（背面側）と表記する。

【0018】

図１は、本実施形態に係る光源ユニット１００の一例を示す分解斜視図である。図２は、光源ユニット１００を前方から見た斜視図である。図３及び図４は、光源ユニット１００を後方から見た斜視図である。図３は回路基板４０を固定した図、図４は回路基板４０を分解した図を示している。図５は、光源ユニット１００を後方から見た図である。図６は、光源ユニット１００を上方から見た図である。図７は、光源ユニット１００を左方から見た図である。

【0019】

図１から図７に示すように、光源ユニット１００は、光源１０と、光源基板２０と、ヒートシンク３０と、回路基板４０とを備える。

【0020】

光源１０は、例えばＬＥＤ等の半導体型光源である。光源１０は、発光面１１を有する。光源ユニット１００を車両に取り付ける場合、例えば発光面１１が車両搭載状態における前方に向くように配置することもできるし、発光面１１が上方を向くように配置することもできる。以下、本実施形態に係る光源ユニット１００においては、発光面１１が車両搭載状態における前方を向くように配置される場合を例に挙げて説明する。

【0021】

光源基板２０は、光源１０が実装される。光源基板２０は、光源１０に信号を伝達する配線等が形成される。光源基板２０は、例えば矩形状であるが、これに限定されず、他の形状であってもよい。光源基板２０は、後述するヒートシンク３０の固定面３１ａに固定される。

【0022】

ヒートシンク３０は、光源基板２０を固定する。ヒートシンク３０は、例えば金型成型等を用いて製造可能である。ヒートシンク３０として、例えば放熱性を有するアルミダイカスト製のヒートシンクが用いられてもよい。ヒートシンク３０は、ベース３１及びフィン３２を有する。

【0023】

ベース３１は、板状であり、光源基板２０を固定する固定面３１ａを有する。フィン３２は、複数設けられる。複数のフィン３２は、ヒートシンク３０のベース３１のうち、前後方向Ｄ３について固定面３１ａとは反対側の面３１ｂに配置される。なお、本実施形態において、固定面３１ａがベース３１の前側の面であり、面３１ｂがベース３１の後側の面である。複数のフィン３２は、面３１ｂから固定面３１ａとは反対側、すなわち後方に向けて突出する。

【0024】

複数のフィン３２は、上下方向Ｄ１に延びる板形状を有し、左右方向Ｄ２に間隔を空けて配置される。本実施形態に係る光源ユニット１００においては、光源１０の発光面１１が車両搭載状態における前方に向けて配置される。したがって、上下方向Ｄ１は、ベース３１の面３１ｂに沿った直線方向である。左右方向Ｄ２は、ベース３１の面３１ｂに沿った直線方向であり、上下方向Ｄ１に交差する。

【0025】

複数のフィン３２は、端部フィン３２ａ及び中間部フィン３２ｂを有する。端部フィン３２ａは、左右方向Ｄ２の両端に配置される。端部フィン３２ａは、中間部フィン３２ｂよりも突出方向の寸法が大きい。端部フィン３２ａは、ヒートシンク３０を左右方向Ｄ２から見た場合に、手前側の端部フィン３２ａに後述する回路基板４０が隠れるように、突出方向の寸法が設定される。中間部フィン３２ｂは、左右方向Ｄ２について両側の端部フィン３２ａの間に配置される。中間部フィン３２ｂは、回路基板４０に接触しないように突出方向の寸法が設定される。

【0026】

回路基板４０は、光源１０を駆動する回路４１を有する。回路４１は、コイル、スイッチ素子等の電子部品４２を含む。電子部品４２は、外部に露出した状態で配置される。つまり、本実施形態において、電子部品４２は、遮光カバー等で覆われていない状態で配置される。このため、電子部品４２における熱ごもりが抑制される。

【0027】

回路基板４０は、ヒートシンク３０において固定面３１ａに対して裏面側に配置される。本実施形態において、回路基板４０は、ベース３１の固定面３１ａに対して前後方向Ｄ３の後方側に固定される。回路基板４０は、例えばベース３１の面３１ｂから突出する取付部３３において、スクリュー３４等の締結部材を締結させることで、ヒートシンク３０に固定される。

【0028】

回路基板４０は、回路４１がベース３１の面３１ｂに対向するように配置される。回路基板４０は、複数の中間部フィン３２ｂとの間に間隔を空けて配置される。例えば、中間部フィン３２ｂは、回路基板４０を配置するのスペースを形成するための切り欠き部３２ｃを有する。回路基板４０は、中間部フィン３２ｂの切り欠き部３２ｃに配置される。このため、電子部品４２を含む回路４１は、中間部フィン３２ｂとは接していない状態で配置される。したがって、中間部フィン３２ｂによる回路４１の短絡が回避される。

【0029】

回路基板４０は、左右方向Ｄ２の両側の端部フィン３２ａの間に配置される。回路基板４０は、上記したように、左右方向Ｄ２からヒートシンク３０を見た場合に、当該左右方向Ｄ２の手前側の端部フィン３２ａに全体が隠れるように配置される。したがって、回路基板４０は、左右方向Ｄ２の両側が端部フィン３２ａによって覆われた状態である。また、回路基板４０は、回路４１の側方に端部フィン３２ａが配置された構成である。

【0030】

回路基板４０は、例えばハーネス等の配線４３により光源基板２０に接続される。配線４３は、例えばコネクタ４４を介して回路基板４０に接続される。また、配線４３は、例えばコネクタ２４を介して光源基板２０に接続される。配線４３は、例えばヒートシンク３０を迂回するように回路基板４０と光源基板２０との間に引き回される。また、回路基板４０は、コネクタ４４及び不図示の配線を介して車両側に接続される。

【0031】

上記のように構成された光源ユニット１００を製造する場合、ヒートシンク３０の固定面３１ａに光源基板２０を固定する。スクリュー等の締結部材により固定面３１ａに光源基板２０を締結させることで、当該光源基板２０が固定面３１ａに固定される。

【0032】

また、ヒートシンク３０の固定面３１ａとは反対側の面３１ｂ側に回路基板４０を固定する。本実施形態では、回路基板４０のうち回路４１が形成される面をベース３１の面３１ｂに対向させる。この状態から、面３１ｂから突出する取付部３３に、スクリュー３４等の締結部材により回路基板４０を締結させることで、当該回路基板４０がヒートシンク３０に固定される。

【0033】

光源基板２０及び回路基板４０をヒートシンク３０に固定した後、光源基板２０と回路基板４０との間を配線４３で接続する。これにより、光源基板２０及び回路基板４０がヒートシンク３０に固定された光源ユニット１００が形成される。光源ユニット１００は、光源基板２０が固定面３１ａに固定され、回路基板４０がヒートシンク３０の固定面３１ａに対して前後方向Ｄ３の反対側に固定されるため、コンパクト化が可能であり、一つの構造体として容易に取り扱うことができる。

【0034】

上記のように構成された光源ユニット１００の動作を説明する。車両側から点灯指令を受けた場合、回路基板４０の回路４１において点灯信号が生成される。回路４１において生成された点灯信号は、コネクタ４４及び配線４３を介して光源基板２０に伝達される。光源基板２０に伝達された点灯信号は、光源基板２０に形成される配線を介して光源１０に供給される。光源１０に対して点灯信号が供給された場合、発光面１１から光が出射する。

【0035】

光源１０を点灯させることで、光源１０において熱が発生する。また、回路４１に電流が流れることで熱が発生する。光源１０で発生した熱は、光源基板２０からヒートシンク３０に伝達され、複数のフィン３２から外部に放出される。また、回路４１で発生した熱は、複数のフィン３２の間の空間に放出され、当該空間で対流を形成して外部に放出される。

【0036】

また、回路基板４０において、コイル、スイッチ素子等の電子部品４２に対する電圧及び電流を急激に変化させることにより、電子部品４２から電磁波が発生する。本実施形態では、回路基板４０の左右方向Ｄ２の両側が端部フィン３２ａにより覆われた状態であるため、発生した電磁波は、端部フィン３２ａにより遮蔽され、外部への漏出量が低減される。

【0037】

図８は、本実施形態に係る車両用灯具２００の一例を示す図である。図８に示す車両用灯具２００は、光源ユニット１００と、投影レンズ１１０とを備えている。図８に示す車両用灯具２００は、光源１０からの光が直接投影レンズ１１０の入射面１１１に入射するいわゆる直射型の車両用灯具である。入射面１１１に入射された光は、出射面１１２から車両前方に出射され、車両前方に配光パターンが形成される。光源ユニット１００が一体で設けられるため、車両用灯具２００を形成する際の組み付けにおいて、光源ユニット１００を１つの構造体として容易に取り扱うことができる。

【0038】

なお、車両用灯具２００としては、いわゆる直射型の車両用灯具に限定されず、投影レンズ１１０に代えてリフレクタを有するいわゆる反射型の車両用灯具であってもよいし、光源１０と投影レンズ１１０との間にリフレクタを配置したいわゆるプロジェクタ型の車両用灯具であってもよい。

【0039】

また、車両前方に形成される配光パターンは、例えばロービームパターンであってもよいし、ハイビームパターンであってもよいし、ＡＤＢ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｂｅａｍ）パターンであってもよいし、オーバーヘッドパターン等の補助配光パターンであってもよい。

【0040】

以上のように、本実施形態に係る光源ユニット１００は、光源１０と、光源１０が実装された光源基板２０と、光源基板２０を固定する固定面３１ａが設けられたベース３１を有するヒートシンク３０と、ベース３１のうち固定面３１ａに対して裏面側に固定され、光源１０を駆動する回路４１を有する回路基板４０とを備える。

【0041】

この構成によれば、光源基板２０が固定面３１ａに固定され、回路基板４０がヒートシンク３０の固定面３１ａに対して裏面側に固定されるため、コンパクト化が可能であり、一つの構造体として容易に取り扱うことができる。

【0042】

本実施形態に係る光源ユニット１００において、ヒートシンク３０は、ベース３１から固定面３１ａとは反対側に突出するフィン３２を有し、回路基板４０は、回路４１の側方にフィン３２が位置するように配置される。この構成によれば、回路４１で発生する電磁波を回路４１の側方のフィン３２によって遮ることができる。このため、回路４１で発生する電磁波が光源ユニット１００の外部に放出されることを抑制できる。

【0043】

本実施形態に係る光源ユニット１００において、フィン３２は、ベース３１に沿った上下方向Ｄ１に延びる板形状を有し、ベース３１に沿って上下方向Ｄ１と交差する左右方向Ｄ２に間隔を空けて複数配置され、回路基板４０は、複数のフィン３２のうち左右方向Ｄ２の両端に位置する端部フィン３２ａの間に配置される。この構成によれば、回路基板４０の左右方向Ｄ２の両側に端部フィン３２ａが配置されるため、左右方向Ｄ２の両側において電磁波を遮ることができる。これにより、回路４１で発生する電磁波が光源ユニット１００の外部に放出されることをより確実に抑制できる。

【0044】

本実施形態に係る光源ユニット１００において、端部フィン３２ａは、左右方向Ｄ２から見て回路基板４０の全体が当該端部フィン３２ａに隠れるように突出方向の寸法が設定される。この構成によれば、回路基板４０の左右方向Ｄ２の両側が端部フィン３２ａによって十分に覆われた構成となるため、回路４１で発生する電磁波が光源ユニット１００の外部に放出されることをより確実に抑制できる。

【0045】

本実施形態に係る光源ユニット１００において、複数のフィン３２のうち左右方向Ｄ２の両端の端部フィン３２ａの間に配置される中間部フィン３２ｂは、回路基板４０に接触しないように突出方向の寸法が設定される。この構成によれば、中間部フィン３２ｂが回路４１に接触することを回避できる。

【0046】

本実施形態に係る光源ユニット１００において、回路基板４０は、回路４１がベース３１と対向するように配置される。この構成によれば、回路４１で発生する電磁波をベース３１により遮ることができる。これにより、回路４１で発生する電磁波が光源ユニット１００の外部に放出されることをより確実に抑制できる。

【0047】

本実施形態に係る車両用灯具２００は、上記の光源ユニット１００を備える。したがって、光源ユニット１００を組み付ける際の作業の負担が軽減される車両用灯具２００を提供することができる。

【0048】

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。図９は、変形例に係る光源ユニット１００Ａを示す図である。図９に示すように、光源ユニット１００Ａは、複数のフィン３２の上下方向Ｄ１の少なくとも一方側に配置され、左右方向Ｄ２に跨って複数のフィン３２を覆うカバー部材６０を備える。カバー部材６０は、例えば金属材料を用いて形成される。この構成により、回路基板４０において発生した電磁波が複数のフィン３２の間の空間から光源ユニット１００の外部に放出されることを抑制できる。

【符号の説明】

【0049】

Ｄ１…上下方向（第１方向）、Ｄ２…左右方向（第２方向）、Ｄ３…前後方向、１０…光源、１１…発光面、２０…光源基板、２４，４４…コネクタ、３０…ヒートシンク、３１…ベース、３１ａ…固定面、３１ｂ…面、３２…フィン、３２ａ…端部フィン、３２ｂ…中間部フィン、３３…取付部、３４…スクリュー、４０…回路基板、４１…回路、４２…電子部品、４３…配線、６０…カバー部材、１００，１００Ａ…光源ユニット、１１０…投影レンズ、１１１…入射面、１１２…出射面、２００…車両用灯具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】