JP2009087620A - Headlight for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は車両用ヘッドライトに関する。詳しくは、車両用ヘッドライトの放熱機構の改良に関する。 The present invention relates to a vehicle headlight. In detail, it is related with the improvement of the thermal radiation mechanism of the headlight for vehicles.
車両用ヘッドライトには高照度の光が必要であり、これに伴い発熱量が大きくなるため、熱対策が重要となる。発光装置の熱対策の一つとして、ヒートパイプを利用したものがある。例えば、特許文献1には、入熱部がハウジング内の光源へ接続され、放熱部がハウジング外のヒートシンクに接続されるヒートパイプを備えた発光装置が開示されている。この発光装置では、光源で発生する熱をヒートパイプによりハウジング外に放出する。また、特許文献2には、ループ状のヒートパイプを利用して光源の熱をハウジング外部に放出する発光装置が開示されている。
Vehicle headlights require light with high illuminance, and the amount of heat generated increases accordingly, so countermeasures against heat are important. One of the heat countermeasures of the light emitting device is one using a heat pipe. For example,
車両用ヘッドライトでは光軸の角度調整が必要となるが、上記文献に開示されるヒートパイプを採用すれば、各部材の位置が固定されるため、光軸の角度調整を行うには装置全体の設置角度を変更しなければならない。このような設置角度の変更は煩雑な作業を伴う。また、一旦組み付けた後に光軸の角度調整を行うことは困難である。
一方、ヒートパイプは一般的に、内部に毛細管(ウィック)を有するパイプ状構造を有し、ヒートパイプの内部には少量の作動液(代替フロン、水など)が真空封入されている。このようなヒートパイプを使用することは装置の大型化や重量の増加の一因となっていた。
そこで、本発明は、車両用ヘッドライトにおいて、放熱性の向上を図るとともに光軸の角度調整を容易にすることを一つの課題とする。装置の大型化や重量の増加を防止しつつ放熱性の向上を図ることをもう一つの課題とする。
In the vehicle headlight, it is necessary to adjust the angle of the optical axis. However, if the heat pipe disclosed in the above document is adopted, the position of each member is fixed. The installation angle must be changed. Such a change in the installation angle is complicated. In addition, it is difficult to adjust the angle of the optical axis after being assembled once.
On the other hand, heat pipes generally have a pipe-like structure with capillaries (wicks) inside, and a small amount of working fluid (alternative chlorofluorocarbon, water, etc.) is vacuum-sealed inside the heat pipe. The use of such a heat pipe has contributed to an increase in size and weight of the apparatus.
Accordingly, an object of the present invention is to improve heat dissipation and facilitate angle adjustment of an optical axis in a vehicle headlight. Another object is to improve heat dissipation while preventing an increase in size and weight of the device.
本発明は以上の課題の少なくとも一つを達成するために、以下に示す車両用ヘッドライトを提供する。即ち、
ハウジングに収納される光源と、
前記ハウジングの外に配置される放熱部材と、
前記光源の熱を前記放熱部材へ伝導するフレキシブルな熱伝導部材と、
を備える車両用ヘッドライトとする。
In order to achieve at least one of the above problems, the present invention provides a vehicle headlight described below. That is,
A light source housed in a housing;
A heat dissipating member disposed outside the housing;
A flexible heat conducting member that conducts heat of the light source to the heat radiating member;
It is set as the headlight for vehicles provided with.
本発明の車両用ヘッドライトでは、光源の熱は熱伝導部材を介してハウジング外に設けられる放熱部材へ伝播し、ハウジング外に放出される。熱伝導部材はフレキシブルであるため、光源の設置角度の変化に追従して熱伝導体が変形することができる。これにより、組み付け後であっても光源の設置角度を変更して光軸の角度調整をすることが容易となる。 In the vehicle headlight of the present invention, the heat of the light source propagates to the heat radiating member provided outside the housing via the heat conducting member, and is released outside the housing. Since the heat conducting member is flexible, the heat conductor can be deformed following the change in the installation angle of the light source. This makes it easy to adjust the angle of the optical axis by changing the installation angle of the light source even after assembly.
以下、本発明の発光装置における構成要素について詳細に説明する。(光源) 光源の種類は特に限定されないが、LEDランプであることが好ましい。LEDランプは、小型で、振動、衝撃に強いなどの利点を有するからである。LEDランプのタイプは特に限定されず、砲弾型、SMD型等、種々のものを採用できる。LEDランプの発光色は特に限定されず、白色、青色、赤色、緑色など所望の発光色のLEDランプを使用できる。複数のLEDランプを光源として使用してもよい。 Hereinafter, components in the light emitting device of the present invention will be described in detail. (Light source) Although the kind of light source is not specifically limited, It is preferable that it is an LED lamp. This is because the LED lamp is small and has advantages such as resistance to vibration and impact. The type of the LED lamp is not particularly limited, and various types such as a shell type and an SMD type can be adopted. The emission color of the LED lamp is not particularly limited, and an LED lamp having a desired emission color such as white, blue, red, or green can be used. A plurality of LED lamps may be used as the light source.
銅、アルミなどの金属製やセラミック製などの熱伝導性の高い実装基板を利用したLEDランプを使用することが好ましい。光源の熱を熱伝導部材に効率的に伝播させることができるからである。光源はハウジングに収納される。なお、ハウジングはさらに、反射板(リフレクタ)、アウターレンズを備えていても良い。
光源が取り付けられる熱伝導性の台座を使用して、後述の熱伝導部材の一端が該台座に接続され、熱伝導部材の他端が後述の放熱部材に接続されることが好ましい。光源が安定して取り付けられるとともに、光源の熱が効率的に熱伝導部材に伝播して、放熱部材から放出されるからである。台座の材質は、銅、アルミなどの金属や、セラミックなどを採用することができる。光源としてLEDランプを使用する場合は、LEDチップの実装基板の裏面の略全体に台座が接するようにするとよい。光源の熱をより効率的に熱伝導部材へ伝播させるためである。
It is preferable to use an LED lamp using a mounting substrate having high thermal conductivity such as a metal such as copper or aluminum or a ceramic. This is because the heat of the light source can be efficiently propagated to the heat conducting member. The light source is housed in the housing. The housing may further include a reflector (reflector) and an outer lens.
It is preferable that one end of a heat conductive member to be described later is connected to the pedestal using a heat conductive pedestal to which the light source is attached, and the other end of the heat conductive member is connected to a heat radiating member to be described later. This is because the light source is stably attached and the heat of the light source efficiently propagates to the heat conducting member and is released from the heat radiating member. As the material of the pedestal, metals such as copper and aluminum, ceramics, and the like can be used. When an LED lamp is used as the light source, the pedestal is preferably in contact with substantially the entire back surface of the LED chip mounting substrate. This is to more efficiently propagate the heat of the light source to the heat conducting member.
(放熱部材)
本発明で使用される放熱部材は、ハウジングの外側に設けられる。放熱部材の構成は特に限定されず、例えば熱伝導性の高い金属製フィンを複数個備えるヒートシンクとすることができる。放熱部材の大きさは、必要とされる熱容量を考慮して決定できる。また、車両フレームや車両のラジエータなどの熱容量の大きい部材を本発明の放熱部材として利用しても良い。
(Heat dissipation member)
The heat dissipation member used in the present invention is provided outside the housing. The configuration of the heat dissipation member is not particularly limited, and for example, a heat sink including a plurality of metal fins having high thermal conductivity can be used. The size of the heat dissipation member can be determined in consideration of the required heat capacity. Further, a member having a large heat capacity such as a vehicle frame or a vehicle radiator may be used as the heat radiating member of the present invention.
(熱伝導部材)
熱伝導部材は光源の熱を放熱部材に伝導する。熱伝導部材はフレキシブルであって、その材質は、グラファイトシートなどを採用することが好ましい。グラファイトシートは、熱伝導率が高く、かつフレキシブルであり、取り扱いが容易だからである。なお、ここでいう「フレキシブル」とは、柔軟性を備え、湾曲、屈曲、又は伸縮させることが容易な性質をいう。熱伝導部材はフレキシブルであるために、光源の設置角度の変更に追従して、熱伝導部材の一部が湾曲、屈曲、捩れ、伸長または収縮などの変形をする。熱伝導部材は、光源と放熱部材との間にたるませた状態で取り付けられる。ここでいう「たるませた状態」とは、熱伝導部材における光源との接点から放熱部材との接点までの長さが、光源から放熱部材までの距離よりも長く、熱伝導部材の少なくとも一部が撓んでいる状態を指す。このように熱伝導部材をたるませることにより、光源の設置角度の変更に追従して熱伝導部材が変形する際に熱伝導部材へ不要な張力(テンション)がかかることが防止される。これにより、熱伝導部材の破損や脱落が防止される。熱伝導部材の形状は特に限定されないが、上述のたるみを設けるために十分な長さを備えることが好ましい。熱伝導部材を複数個使用して、複数箇所に設けてもよい。例えば、2枚のグラファイトシートを使用して2箇所に設けることとしてもよい。熱伝導部材の使用数は、使用する熱伝導部材の材質及びその熱伝導率や光源の種類に応じて決めることができる。グラファイトシートの熱伝導率は面方向に約400W/mk〜1700W/mkであり、例えば、3つのLEDランプに対して、グラファイトシートを一枚使用することができる。
(Heat conduction member)
The heat conducting member conducts heat from the light source to the heat radiating member. The heat conducting member is flexible, and the material is preferably a graphite sheet or the like. This is because the graphite sheet has high thermal conductivity, is flexible, and is easy to handle. Here, “flexible” means a property that is flexible and can be easily bent, bent, or stretched. Since the heat conducting member is flexible, a part of the heat conducting member is deformed such as curved, bent, twisted, stretched or contracted following the change of the installation angle of the light source. The heat conducting member is attached in a state of being slackened between the light source and the heat radiating member. Here, the “sagging state” means that the length from the contact point with the light source to the contact point with the heat dissipation member is longer than the distance from the light source to the heat dissipation member, and at least a part of the heat conduction member. Refers to the state of bending. By sagging the heat conducting member in this manner, unnecessary tension (tension) is prevented from being applied to the heat conducting member when the heat conducting member is deformed following the change in the installation angle of the light source. Thereby, the heat conduction member is prevented from being damaged or dropped off. Although the shape of a heat conductive member is not specifically limited, It is preferable to provide sufficient length in order to provide the above-mentioned slack. A plurality of heat conducting members may be used and provided at a plurality of locations. For example, it is good also as providing in two places using two graphite sheets. The number of heat conductive members used can be determined according to the material of the heat conductive member to be used, its thermal conductivity, and the type of light source. The thermal conductivity of the graphite sheet is about 400 W / mk to 1700 W / mk in the plane direction. For example, one graphite sheet can be used for three LED lamps.
本発明の一実施態様では、車両ハンドルの操舵角に応じて光源の設置角度を変更する光軸調整機構を備える。光軸調整機構により、車両の進行方向をヘッドライトが積極的に照明することとなり、運転者の視認性が向上する。本発明における光軸調整機構は公知の機構を採用することができ、例えば、車両ハンドルの操舵角に応じて、モータ駆動力により光源又は光源が取り付けられる台座を、所定の方向に傾斜又は回転させる機構とすることができる。
以下に本発明の実施例について説明する。
In one embodiment of the present invention, an optical axis adjustment mechanism that changes the installation angle of the light source according to the steering angle of the vehicle handle is provided. By the optical axis adjustment mechanism, the headlight actively illuminates the traveling direction of the vehicle, and the visibility of the driver is improved. A known mechanism can be adopted as the optical axis adjustment mechanism in the present invention. For example, the light source or the pedestal to which the light source is attached is tilted or rotated in a predetermined direction by a motor driving force according to the steering angle of the vehicle handle. It can be a mechanism.
Examples of the present invention will be described below.
本発明の実施例である車両用ヘッドライト1の斜視図を図1に示し、車両用ヘッドライト1の縦断面図を図2に示す。図1に示すようにヘッドライト1はアウターレンズ2と光源ユニット3を備える。図2に示すように、ハウジング20内に
光源ユニット3、グラファイトシート4、光軸調整機構5が収納されている。一方、ハウジング20の背面側にはヒートシンク6が設けられる。光源ユニット3はLEDランプ31、台座32、リフレクタ33及びレンズ34を備える。光源21は表面実装型の白色発光LEDランプである。台座32は放熱性を考慮してアルミ、銅などの熱伝導率の高い金属製であって、台座32の上面にLEDランプ31が配設される。リフレクタ33はLEDランプ31の光放出側に設けられ、その形状はドーム状であってアウターレンズ2側に拡径して開口している。リフレクタ33の内側面は反射面となっている。レンズ34はリフレクタ33のアウターレンズ2側に設けられる。LEDランプ31の光はリフレクタ33により反射され、レンズ34を透過してアウターレンズ2側に進行する。
A perspective view of a
LEDランプ31、台座32、グラファイトシート4、光軸調整機構5及びヒートシンク6を抜き出して、その斜視図を図3に示す。ヒートシンク6は、アルミ製であって、図3に示すように、立方体の基部61と基部61に上下方向に立設される複数個のフィン62を備える。ヒートシンク6は、基部61の底面63がハウジング20の内側に露出し、フィン62がハウジング20の後方に露出するように、ハウジング20背面の開口部に貫設されている(図2参照)。なお、ハウジング20背面の開口部とヒートシンク6の間には防水パッキン(図示せず)が取り付けられており、ハウジング20内へ水等が浸入することが防止される。また、アウターレンズ2の全縁部がハウジング20へ溶着されている。これらにより、ハウジング20内は防水状態に保たれている。
グラファイトシート4は長さ約50mm、幅50mmのシート形状を有する。グラファイトシート4の一端はアルミ板41と台座32に挟持されるように、ボルト42により台座32から下方に延出した延出部321に取り付けられている(図2参照)。なお、グラファイトシート4は、グラファイトシート4の平面部40が後述の光軸調整機構5の回転シャフト51の軸方向と平行となるように台座32の延出部321に取り付けられている(図3参照)。一方、グラファイトシート4の他端は、図3に示すようにアルミ板43と底面63に挟持されるように、ボルト44によりヒートシンク6の底面63に取り付けられている。なお、グラファイトシート4は十分にたるませた状態で台座32の延出部321とヒートシンク6の底面63に取り付けられている。また、グラファイトシート4の表面には傷つき防止のためのコーティングが施されている(例えば、ポリイミド樹脂によるコーティングが施されている)。なお、台座32を厚肉としてその側面にグラファイトシート4を取り付けても良い。また、グラファイトシート4を複数使用しても良い。この場合、グラファイトシート4のヒートシンク6側の一端は、ヒートシンク6の底面63の左右上下の異なった位置に取り付ければ放熱効果が向上する。
The
The
光軸調整機構5は回転シャフト51、モータ駆動部52を備える。回転シャフト51の上端は台座32と連結しており、回転シャフト51の下端はモータ駆動部52に接続されている。モータ駆動部52は制御回路(図示せず)に接続されており、車両ハンドルの操舵角に応じて駆動するように制御されている。なお、車両用ヘッドライト1にはエイミングスクリュー7が設けられ、これによってもハウジング20の外部から光源ユニット3の光軸31の角度調整が可能となっている。
The optical
次に車両用ヘッドライト1の放熱態様について説明する。LEDランプ31は熱伝導率の高い金属製の台座32に取り付けられており、LEDランプ31の熱は台座32に伝播する。台座32に伝播した熱は台座32の延出部321に取り付けられたグラファイトシート4の一端へ伝播し、さらにグラファイトシート4の他端からヒートシンク6に伝播する。ヒートシンク6に伝播した熱はハウジング20の外側に露出したフィン62からハウジング20の外部に放出されることとなる。グラファイトシート4は熱伝導率が高いため、LEDランプ31の熱が効率的にヒートシンク6へ伝播されて、高い放熱効果を奏する。グラファイトシート4は薄いシート状であって軽量であるため、装置全体が小型及び軽量に構成される。さらにグラファイトシート4はコーティング(例えば、ポリイミド樹脂のコーティング)によってその強度が高められているため、取り扱いが容易であり、取り付け作業性も高い。
Next, the heat radiation mode of the
次に車両用ヘッドライト1の光軸35の角度調整について説明する。まず車両用ヘッドライト1の取り付け時には、エイミングスクリュー7を回転させて光源ユニット3をアウターレンズ2側へ押し込む又はハウジング20背面側へ引き込むことにより、光源ユニット3の設置角度を変更して光軸35の角度調整が行われる。一方、取り付け後には光軸調整機構5により、車両ハンドルの操舵角に応じてモータ駆動部52が回転シャフト51を軸方向に回転させる。回転シャフト51の上端は台座32に接続されており、回転シャフト51が回転することにより、光源ユニット3全体の設置角度が変更される。これにより、光軸35の角度調整が行われることとなる。以上の光軸35の角度調整において、光源ユニット3の設置角度が変更されることに伴って、グラファイトシート4が変形する。グラファイトシート4はフレキシブルであり、十分たるんだ状態で設置されているため、光源ユニット3の設置角度が変更されると、これに追従してグラファイトシート4が変形することでグラファイトシート4自体や他の部材に過剰なテンションがかけることがなく、車両用ヘッドライト1全体の設置位置を変更することなく、光軸35の角度調整を容易に行うことができる。このように車両用ヘッドライト1では車両ハンドルの操舵角に応じて光軸35の角度調整をすることにより、車両の進行方向を積極的に照明して、運転者の視認性を向上することができる。
Next, the angle adjustment of the optical axis 35 of the
本発明の車両用ヘッドライトは、様々な車両のヘッドライトにその利用が図られる。 The vehicle headlight of the present invention can be used for various vehicle headlights.
1 ヘッドライト
2 アウターレンズ
20 ハウジング
3 光源ユニット
31 LEDランプ
32 台座
33 リフレクタ
34 レンズ
35 光源
4 グラファイトシート
41、43 アルミ板
42、44 ボルト
5 光軸調整機構
51 回転シャフト
52 モータ駆動部
6 ヒートシンク
61 基体
62 フィン
7 エイミングスクリュー
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ハウジングの外に配置される放熱部材と、
前記光源の熱を前記放熱部材へ伝導するフレキシブルな熱伝導部材と、
を備える車両用ヘッドライト。 A light source housed in a housing;
A heat dissipating member disposed outside the housing;
A flexible heat conducting member that conducts heat of the light source to the heat radiating member;
A vehicle headlight comprising:
前記熱伝導部材の一端が前記台座に接続され、前記熱伝導部材の他端が前記放熱部材に接続される、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用ヘッドライト。 A heat conductive pedestal to which the light source is attached;
One end of the heat conducting member is connected to the pedestal, and the other end of the heat conducting member is connected to the heat radiating member.
The vehicle headlight according to claim 1, wherein the vehicle headlight is provided.
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