JP2009146706A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】光源ユニットで発生する熱を安価且つ簡単な構成で確実に灯室の外部に放出することができる車両用灯具を提供する。
【解決手段】可撓性を有する樹脂材料２１に伝熱材２２を弾性的に保持して構成した伝熱体２０をＬＥＤ基板１１とバックカバー７との間に介装し、この伝熱体２０を介してＬＥＤ基板１１とバックカバー７とを熱的に連結する。これにより、光源ユニット１０で発生する熱を簡単且つ安価な構成によって確実に灯室２の外部に放出することができる。すなわち、伝熱体２０は、樹脂材料２１を主体として構成されることにより安価且つ成型が容易であり、このような樹脂材料２１に伝熱材２２を弾性的に保持することにより、伝熱材２２を、ＬＥＤ基板１１とバックカバー７との間に、光源ユニット１０の傾動状態に倣って変移可能に介在させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光ダイオード等の発光素子を光源として備えた車両用灯具に関する。

ヘッドランプ等の車両用灯具においては、例えば、特許文献１に開示されているように、バルブユニット（光源ユニット）を灯室とは独立して構成し、このバルブユニットをモータ等からなる左右駆動装置で駆動させることにより、ステアリングの操舵角等に応じて、照射方向を正射状態から左又は右方向へと変更する配光可変型のものが提案されている。

ところで、近年では、車両用灯具の光源として、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子が多く採用される傾向にある。この種の発光素子は、ＨＩＤバルブ等に比べて消費電力が小さく長寿命であるという利点を有する。しかも、ＬＥＤ等は点光源として扱うことが可能であるため、光学的な取り扱いが容易である。その一方で、ＬＥＤ等は、一般に、高温になるほど発光効率が低下する。このため、上述の特許文献１に開示された配光可変型ヘッドランプ等のように、光源ユニットを灯室に対して分離させる必要がある車両用灯具において、ＬＥＤ等を光源として採用する場合、灯室の防水性を確保しつつ、光源ユニットで発生する熱を外部に放出するための放熱構造が必要となる。

ここで、例えば、特許文献２には、ＬＥＤを光源とする複数の灯具ユニットとこれらを支持する金属製ブラケットとが灯室内に収容され、金属製ブラケットが灯室のランプボディにエイミング機構を介して傾動可能に支持された車両用灯具において、ランプボディの一部を金属製部材で構成し、金属製部材と金属製ブラケットとをフレキシブルヒートパイプを介して連結した技術が開示されている。
特開２００４−２０３０８６号公報 特開２００７−３５５１３号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術は、エイミング時にのみ灯室内で灯具ユニットを傾動動作させる等、灯具ユニットの動作頻度が極めて少ない車両用灯具には有効であるが、特許文献１に開示された配光可変型ヘッドランプ等のように、光源ユニットが頻繁に動作する車両用灯具に用いると、ヒートパイプが金属疲労等によって破損する等の虞がある。また、ヒートパイプは、比較的高価であるため、このようなヒートパイプを用いることは、車両用灯具の製造コストの高騰等を招く虞がある。

本発明は、光源ユニットで発生する熱を安価且つ簡単な構成で確実に灯室の外部に放出することができる車両用灯具を提供することを目的とする。

本発明は、発光素子を光源として有する光源ユニットと、前記光源ユニットを収容する灯室と、前記光源ユニットを前記灯室内で傾動動作させる動作手段と、前記灯室を構成するハウジングに設けられた放熱部と、前記光源ユニットを前記放熱部と熱的に連結する伝熱体とを備え、前記伝熱体は、可撓性を有する樹脂材料を主体として構成され、前記光源ユニットと前記放熱部とにそれぞれ面接触することを特徴とする。

本発明の車両用灯具によれば、光源ユニットで発生する熱を安価且つ簡単な構成で確実に灯室の外部に放出することができる。

以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一実施形態に係わり、図１はヘッドランプの要部縦断面図、図２は図１のII−II線に沿う要部断面図、図３は伝熱体の要部断面斜視図、図４乃至図６は伝熱体の変形例を示す要部断面斜視図、図７はヘッドランプの変形例を示す要部縦断面図である。

図１において、符号１は車両用灯具の一例としてのヘッドランプであり、このヘッドランプ１は、例えば、樹脂製の射出成型品からなるハウジング５を有する。このハウジング５の前面開口部５ａには、例えば、透明な樹脂成型品からなるアウタレンズ６が水密に装着され、これらハウジング５とアウタレンズ６との間には灯室２が形成されている。

また、ハウジング５の後部には、灯室２内に連通する作業用開口部５ｂが開口され、この作業用開口部５ｂはバックカバー７によって閉塞されている。具体的には、ハウジング５の内部において、作業用開口部５ｂの近傍には内向フランジ５ｃが突設されている。一方、バックカバー７の縁辺部には、内向フランジ５ｃに係脱自在に係合する爪部７ａが設けられている。そして、爪部７ａが内向フランジ５ｃに係止されることにより、バックカバー７は、ハウジング５に保持されている。その際、例えば、内向フランジ５ｃとバックカバー７との間にシールリング８が介装されることにより、バックカバー７は、作業用開口部５ｂを水密に閉塞する。

ここで、本実施形態のバックカバー７は、熱伝導性の高い金属材料で構成され、外面に複数の放熱フィン７ｂが突設されている。これにより、バックカバー７は、灯室２内の熱を外部に放出する放熱部として機能する。

灯室２の内部には、光源ユニット１０が配設されている。この光源ユニット１０は、例えば、熱伝導性が高いアルミニウム基板等で構成された、平面視略矩形形状のＬＥＤ基板１１を有する。このＬＥＤ基板１１のアウタレンズ６に対向する側の面上（表面上）には、光源として、発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ）１２が半田付け等によって複数実装されている。本実施形態において、各ＬＥＤ１２は、出射平面に片凸レンズ１３が固設された平面実装型のＬＥＤチップで構成されている。

また、ＬＥＤ基板１１には、各ＬＥＤ１２の周囲を囲繞する筒状部材１４が固設され、この筒状部材１４の先端に保持された投射レンズ１５がＬＥＤ１２の出射平面に対向されている。なお、各ＬＥＤ１２からの出射光によって所望形状の光束を得るため、所定領域への光の入射をカットする遮光マスク等を各投射レンズ１５の入射側に配置することも可能である。

ここで、外観の向上等を目的として、アウタレンズ６と光源ユニット１０との間にはインナパネル１９が介装されている。このインナパネル１９には各ＬＥＤ１２に対応する位置に筒状開口部１９ａが設けられ、この筒状開口部１９ａに遊挿された各投射レンズ１５がアウタレンズ６に臨まされている。

また、ＬＥＤ基板１１の下部には、前方に突出するブラケット１１ａが折曲形成されている。このブラケット１１ａには下方に延出する軸部１７が設けられ、軸部１７には、動作手段としての左右駆動装置１８が連設されている。左右駆動装置１８は、例えば、ハウジング５の底部に固設されたモータやソレノイド等で構成され、軸部１７を連結保持する。これにより、左右駆動装置１８は、光源ユニット１０を灯室２内に支持するとともに、光源ユニット１０を灯室２内で略水平方向に傾動動作させる。すなわち、本実施形態のヘッドランプ１は、ステアリングの操舵角等に応じて照射方向を正射状態から左又は右方向へと変更することが可能な配光可変型のヘッドランプで構成されている。

また、、ＬＥＤ基板１１とバックカバー７との間には伝熱体２０が介装され、この伝熱体２０を介して、光源ユニット１０は、バックカバー７と熱的に連結されている。本実施形態において、伝熱体２０は、略直方体形状をなし、対向する一対の面が、ＬＥＤ基板１１の裏面とバックカバー７の内面とに弾性的に面接触されている。なお、伝熱体２０は、熱伝導接着剤や両面テープ等を介してＬＥＤ基板１１及びバックカバー７に接着固定されていることが望ましい。

伝熱体２０は、例えば、図３に示すように、可撓性を有する柔軟な樹脂材料２１を主体として構成され、この樹脂材料２１内に、所定形状（例えば、略直方体）に集成したワイヤ状の伝熱材２２が弾性的に保持されている。この場合において、伝熱材２２の一部は、少なくともＬＥＤ基板１１及びバックカバー７との当接面において樹脂材料２１の表面から露出されていることが望ましい。このように伝熱材２２の一部を露出させることにより、伝熱材２２をＬＥＤ基板１１及びバックカバー７と直接的に接触させることができ、ＬＥＤ基板１１の熱を効率よくバックカバー７に伝達することが可能となる。

ここで、樹脂材料２１としては、例えば、ポリウレタン等のようなプラスチックをスポンジ状に発泡成型したものや、シリコーン、ゴム等の原料をスポンジ状に発泡成型したものを好適に用いることが可能である。また、伝熱材２２，２３，２４，２５としては、例えば、グラファイトや金属であるＡｌ、Ａｇ、Ｃｕ、セラミックであるＡｌ_２Ｏ_３、ＡｌＮ等を好適に用いることが可能である。

このような実施形態によれば、可撓性を有する樹脂材料２１に伝熱材２２を弾性的に保持して構成した伝熱体２０をＬＥＤ基板１１とバックカバー７との間に介装し、この伝熱体２０を介してＬＥＤ基板１１とバックカバー７とを熱的に連結することにより、光源ユニット１０で発生する熱を簡単且つ安価な構成によって確実に灯室２の外部に放出することができる。すなわち、伝熱体２０は、樹脂材料２１を主体として構成されることにより安価且つ成型が容易であり、このような樹脂材料２１に伝熱材２２を弾性的に保持することにより、伝熱材２２を、光源ユニット１０の傾動状態に倣って変移可能な状態でＬＥＤ基板１１とバックカバー７との間に介在させることができる。従って、光源ユニット１０が傾動した場合にもＬＥＤ基板１１とバックカバー７との間の熱的な連結を的確に維持することができ、光源ユニット１０で発生する熱を的確に灯室２の外部に放出することができる。

しかも、光源ユニット１０が傾動した際に、伝熱材２２はさほど大きく変形することなく、主に樹脂材料２１内を変移するため、光源ユニット１０が繰り返し傾動した場合等にもヒートパイプ等のような劣化が少なく、十分な耐久性を確保することができる。

また、樹脂材料２１を発泡成型することにより、光源ユニット１０を傾動させる際の抵抗を低く抑えることができる。

また、樹脂材料２１は成型が容易であるため、ヘッドランプ１の仕様等に応じて任意の領域を任意の面積で弾性的に面接触させることができる。そして、特に、伝熱体２０を介してＬＥＤ基板１１をバックカバー７と熱的に連結させる領域として、各ＬＥＤ１２が実装された領域を設定すれば、各ＬＥＤ１２で発生した熱を効率よく灯室２外に放出することができる。

そして、このように光源ユニット１０の熱を効率よく灯室２外に放出することにより、ＬＥＤ１２の発光効率を高いレベルで維持することができる。

ここで、上述の実施形態において、例えば、図４に示すように、伝熱体２０は、ワイヤ状の伝熱材２２に代えて、箔状の伝熱材２３を樹脂材料２１内に保持させて構成することも可能である。また、例えば、図５に示すように、伝熱体２０は、ＬＥＤ基板１１側からバックカバー７側に沿って配置されたピン状の伝熱材２４を樹脂材料２１内に保持させて構成することも可能である。また、例えば、図６に示すように、伝熱体２０は、微粒子状の伝熱材２５を樹脂材料２１内に保持させて構成することも可能である。

また、伝熱体を介装させる部位は上述の実施形態に限定されるものではなく、例えば、図７に示すように、ハウジング５の底部に放熱部３０を配設するとともに、ブラケット１１ａを前方に延設し、これらの間に伝熱体３１を追加的に介装させることも可能である。このように構成すれば、灯室２の外部に放熱可能な熱容量を増加することができ、光源ユニット１０に対し、より好適な冷却性能を実現することができる。

なお、上述の実施形態では、樹脂材料２１を主体とし当該樹脂材料２１に伝熱材２２〜２５を弾性的に保持して伝熱体２０を構成した一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、高い熱伝導率を有する熱伝導シリコンスポンジ単体を伝熱体２０として採用することも可能である。この場合、熱伝導性シリコンスポンジとしては、例えば、０．４７Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有するものが知られている。

ヘッドランプの要部縦断面図 図１のII−II線に沿う要部断面図 伝熱体の要部断面斜視図 伝熱体の変形例を示す要部断面斜視図 伝熱体の変形例を示す要部断面斜視図 伝熱体の変形例を示す要部断面斜視図 ヘッドランプの変形例を示す要部縦断面図

符号の説明

１…ヘッドランプ、２…灯室、５…ハウジング、５ａ…前面開口部、５ｂ…作業用開口部、５ｃ…内向フランジ、６…アウタレンズ、７…バックカバー（放熱部）、７ａ…爪部、７ｂ…放熱フィン、８…シールリング、１０…光源ユニット、１１…ＬＥＤ基板、１１ａ…ブラケット、１２…発光ダイオード（発光素子）、１３…片凸レンズ、１４…筒状部材、１５…投射レンズ、１７…軸部、１８…左右駆動装置（動作手段）、１９…インナパネル、１９ａ…筒状開口部、２０…伝熱体、２１…樹脂材料、２２〜２５…伝熱材、３０…放熱部、３１…伝熱体

Claims (5)

1. 発光素子を光源として有する光源ユニットと、
   前記光源ユニットを収容する灯室と、
   前記光源ユニットを前記灯室内で傾動動作させる動作手段と、
   前記灯室を構成するハウジングに設けられた放熱部と、
   前記光源ユニットを前記放熱部と熱的に連結する伝熱体とを備え、
   前記伝熱体は、可撓性を有する樹脂材料を主体として構成され、前記光源ユニットと前記放熱部とにそれぞれ面接触することを特徴とする車両用灯具。
2. 前記伝熱体は、発泡成型した前記樹脂材料に、所定形状に集成されたワイヤ状の伝熱材を保持してなることを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
3. 前記伝熱体は、発泡成型した前記樹脂材料に、箔状の伝熱材を保持してなることを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
4. 前記伝熱体は、発泡成型した前記樹脂材料に、前記光源ユニット側から前記伝熱体側に沿って配置されたピン状の伝熱材を保持してなることを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
5. 前記伝熱体は、発泡成型した前記樹脂材料に、微粒子状の伝熱材を保持してなることを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。

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