JP2010003621A

JP2010003621A - 車両用灯具

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Publication number: JP2010003621A
Application number: JP2008163220A
Authority: JP
Inventors: Takashi Inoue; 貴司井上; Yuji Yasuda; 雄治安田
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-06-23
Filing date: 2008-06-23
Publication date: 2010-01-07
Anticipated expiration: 2028-06-23
Also published as: CN101614355A; US8118462B2; EP2138759A1; JP5160973B2; US20090316425A1; KR101116089B1; KR20090133084A

Abstract

【課題】半導体発光素子から発生する熱を効率良く放熱する。
【解決手段】車両用灯具は、光源としてのＬＥＤと、ベース部上に立設された複数の平板フィンと、平板フィン間に形成された複数の通風路とを含み、ＬＥＤから発生する熱を放熱するヒートシンク１４と、空気を吸い込む軸方向の吸気口５６ａ、５６ｂと、軸方向と垂直な左右方向にそれぞれ排気する左側排気口５６ｃおよび右側排気口５６ｄとを有し、ヒートシンク１４の通風路に空気を流して平板フィンを強制空冷する遠心ファン５６と、ＬＥＤ、ヒートシンク１４および遠心ファン５６を収容する灯体とを備える。遠心ファン５６の左側排気口５６ｃ、右側排気口５６ｄに少なくとも１つの通風路の入口が面するようにヒートシンク１４の平板フィンを形成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用灯具に関し、特に半導体発光素子を光源とする車両用灯具に関する。

従来、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）等の半導体発光素子を光源として使用した車両用灯具が知られている。車両用灯具の光源として半導体発光素子を用いる場合、半導体発光素子の発光を最大限利用することにより、車両用灯具に要求される光量レベルを満足する必要がある。

一般に、半導体発光素子は、高出力を得るために大きな電流を供給すると発熱が増えるが、発熱によって素子が高温になると発光効率が低下する。そのため、半導体発光素子からの熱を効率良く放熱するために、種々の車両用灯具の放熱構造が提案されている（たとえば特許文献１参照）。
特開２００６−２８６３９５号公報

しかしながら、特許文献１に開示された車両用灯具の場合、ＬＥＤが設けられた灯室内は自然対流であるため、灯室内の空気の循環があまり促進されず、放熱効率に関して改善の余地がある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体発光素子から発生する熱を効率良く放熱することのできる車両用灯具を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用灯具は、光源としての半導体発光素子と、ベース部上に立設された複数の平板フィンと、平板フィン間に形成された複数の通風路とを含み、半導体発光素子から発生する熱を放熱するヒートシンクと、空気を吸い込む軸方向の吸気口と、軸方向と垂直な複数の異なる方向にそれぞれ排気する複数の排気口とを有し、ヒートシンクの通風路に空気を流して平板フィンを強制空冷する遠心ファンと、半導体発光素子、ヒートシンクおよび遠心ファンを収容する灯体とを備える車両用灯具であって、遠心ファンの各排気口に少なくとも１つの通風路の入口が面するようにヒートシンクの平板フィンを形成した。

この態様によると、空気が送風されるヒートシンクの部位を増やすことができる。その結果、ヒートシンクの強制空冷が促進され、半導体発光素子から発生する熱を効率良く放熱することができる。

遠心ファンの各排気口に入口が面する各通風路は、各排気口の排気方向と平行に延設されていてもよい。この場合、各通風路に空気がスムーズに流れるようになるので、ヒートシンクの強制空冷をより促進することができ、半導体発光素子から発生する熱をより効率良く放熱することができる。

ヒートシンクは、遠心ファンの軸方向にも複数のフィンが設けられており、該フィンは、遠心ファンの吸気により強制空冷されてもよい。このように、遠心ファンの排気だけでなく吸気も強制空冷に利用することにより、半導体発光素子から発生する熱をより効率良く放熱することができる。

遠心ファンの吸気により強制空冷されるフィンは平板フィンであり、該平板フィンは、遠心ファンの排気により強制空冷される平板フィンの延設方向に対して垂直に延設方向が定められていてもよい。排気された直後の空気が遠心ファンの吸気口に回り込んでしまうと、灯体内での空気の循環が促進されず、放熱効率が低下してしまう。このように平板フィンを形成することにより、排気された直後の空気が遠心ファンの吸気口に回り込むのが抑制されるので、半導体発光素子から発生する熱をより効率良く放熱することができる。

遠心ファンは、一方の軸方向から吸い込んだ空気を軸方向と垂直な複数の異なる方向に排気するとともに、他方の軸方向へ排気可能に構成されており、遠心ファンの他方の軸方向への排気により、遠心ファンの他方の軸方向のヒートシンクの部位が強制空冷されてもよい。遠心ファンの他方の軸方向のヒートシンクの部位には、複数のピンフィンが設けられていてもよい。この場合、ヒートシンクのより多くの部位に空気を送風することができるようになるので、半導体発光素子から発生する熱をより効率良く放熱することができる。

本発明によれば、半導体発光素子から発生する熱を効率良く放熱することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係る車両用灯具について詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用灯具１０の概略断面図である。図１に示すように、車両用灯具１０は、前面が開放した樹脂製の灯具ボディ４８と、透光性材料により形成され、灯具ボディ４８の前面を気密的に覆うアウターレンズ３４とを含んで構成された灯体内に、灯具ユニット３０が収容された構成となっている。

図１では、１つの灯具ユニット３０しか図示されていないが、車両用灯具１０の灯体内には、第１灯具ユニット、第２灯具ユニットおよび第３灯具ユニットの３つの灯具ユニットが収容されている。第１〜第３灯具ユニットの構成は同一である。第１〜第３灯具ユニットは、左右方向に一列に並設されており、車両用灯具１０の前方に向かって左側に第１灯具ユニットが、中央に第２灯具ユニットが、右側に第３灯具ユニットが設けられている。図１で図示されている灯具ユニット３０は、中央に位置する第２灯具ユニットである。なお、以下において第１〜第３灯具ユニットを総称する場合は、単に「灯具ユニット３０」と呼ぶ。

灯具ユニット３０は、所謂プロジェクタ型の灯具ユニットであり、ＬＥＤを光源として用いている。各灯具ユニット３０は、ＬＥＤ２０と、熱伝導性絶縁基板２４と、リフレクタ２２と、固定部材２６と、投影レンズ３２とを備えている。ＬＥＤ２０は、図示しないＬＥＤチップと、ＬＥＤチップを覆う略半球状のキャップとを有する白色ＬＥＤである。ＬＥＤ２０は、セラミック等で形成された熱伝導性絶縁基板２４上に配置されている。ＬＥＤ２０は、光出射方向を灯具ユニット３０の光軸Ａｘと直角方向に向けた状態で、光軸Ａｘ上に位置するように設けられている。ＬＥＤ２０は、熱伝導性絶縁基板２４に形成された配線パターンを介して給電される。

リフレクタ２２は、たとえば、ポリカーボネイトを用い半ドーム状に形成されて、ＬＥＤ２０の上方に配置されている。リフレクタ２２は、その内側の表面に、ＬＥＤ２０からの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに集光反射させる反射面を有している。

投影レンズ３２は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズからなり、後側焦点面上に形成される光源像を反転像として前方に照射するようになっている。固定部材は、アルミを主成分とする金属によるダイキャストにより、同一素材を延長して略平板状に形成されており、その上面には、ＬＥＤ２０が搭載された基板およびリフレクタ２２が固着されている。また、固定部材２６の前方側端部には、投影レンズ３２が取り付けられている。

各灯具ユニット３０の固定部材２６の後方側端部は、灯室３５内に設けられたヒートシンク１４に取り付けられている。ヒートシンク１４は、アルミ等の高熱伝導率の金属によって形成されており、各灯具ユニット３０のＬＥＤ２０から発生した熱を灯室３５内の空気に放熱する。ヒートシンク１４には、遠心ファン５６が取り付けられている。遠心ファン５６は、軸方向から吸気して、遠心方向に排気するファンである。ヒートシンク１４および遠心ファン５６の詳細な構成については、図２において説明する。

灯具ユニット３０、ヒートシンク１４および遠心ファン５６は、各灯具ユニット３０が出射する光が車両用灯具１０の前方に照射されるように、図示しない支持部材により灯室３５内に取り付けられる。本実施の形態において、灯具ユニット３０、ヒートシンク１４および遠心ファン５６は、灯室３５の中央付近に設けられている。

図２は、第１の実施の形態に係る車両用灯具１０におけるヒートシンク１４および遠心ファン５６の斜視図である。図２に示すように、ヒートシンク１４は、第１サブヒートシンク５０と、第２サブヒートシンク５２と、第３サブヒートシンク５４とから構成されている。ヒートシンク１４において、第２サブヒートシンク５２が中央に位置しており、前方に向かって左側に第１サブヒートシンク５０が、右側に第３サブヒートシンク５４が位置している。第１サブヒートシンク５０には第１灯具ユニットが取り付けられ、第２サブヒートシンク５２には第２灯具ユニットが取り付けられ、第３サブヒートシンク５４には第３灯具ユニットが取り付けられている（第１〜第３灯具ユニットは図示せず）。

第１サブヒートシンク５０は、第１ベース部５０ａと、第１ベース部５０ａ上に所定の間隔で平行に立設された複数の第１平板フィン５０ｂとを備える。複数の第１平板フィン５０ｂ間には、複数の通風路が平行に形成されている。また、第２サブヒートシンク５２は、第２ベース部５２ａと、第２ベース部５２ａ上に所定の間隔で平行に立設された複数の第２平板フィン５２ｂとを備える。複数の第２平板フィン５２ｂ間には、複数の通風路が平行に形成されている。また、第３サブヒートシンク５４は、第３ベース部５４ａと、第３ベース部５４ａ上に所定の間隔で平行に立設された複数の第３平板フィン５４ｂとを備える。複数の第３平板フィン５４ｂ間には、複数の通風路が平行に形成されている。

第１ベース部５０ａと、第２ベース部５２ａと、第３ベース部５４ａとは、１枚の板状部材として形成されている。このように、第１〜第３ベース部５０ａ〜５４ａを１枚の板状部材で形成することにより、第１〜第３サブヒートシンク５０〜５４を一体の部品として扱うことができるので、取り扱いが楽になり、灯具ボディ４８への組み付けが容易となる。また、第１〜第３ベース部５０ａ〜５４ａは、別体として形成されていてもよい。この場合、第１〜第３サブヒートシンク５０〜５４の製造が容易となる。

本実施の形態において、第１サブヒートシンク５０の第１平板フィン５０ｂは、延設方向が左右方向（水平方向）となるように形成されている。ここで、平板フィンの延設方向とは、平板フィンの長手方向である。また、第３サブヒートシンク５４の第３平板フィン５４ｂも、延設方向が左右方向（水平方向）となるように形成されている。一方、中央に位置する第２サブヒートシンク５２の第２平板フィン５２ｂは、延設方向が上下方向（鉛直方向）となるように形成されている。すなわち、第１サブヒートシンク５０、第３サブヒートシンク５４と、第２サブヒートシンク５２とは、平板フィンの延設方向が垂直となっている。

また、第１平板フィン５０ｂと第３平板フィン５４ｂは、高さが略同一となるように形成されている。一方、第２平板フィン５２ｂは、高さが第１平板フィン５０ｂ、第３平板フィン５４ｂの半分程度となるように形成されている。従って、第１平板フィン５０ｂと第３平板フィン５４ｂとの間には、第２平板フィン５２ｂの高さが低くなった分だけ凹部が形成されている。

遠心ファン５６は、この凹部に嵌合するようにして第２平板フィン５２ｂ上に取り付けられている。遠心ファン５６は、空気を吸い込む軸方向前方の吸気口５６ａと、軸方向後方の吸気口５６ｂと、軸方向と垂直な左方向に排気する左側排気口５６ｃと、軸方向と垂直な右方向に排気する右側排気口５６ｄとを有する。遠心ファン５６のモータ（図示せず）が通電され、羽根（図示せず）が回転すると、軸方向前方の吸気口５６ａおよび軸方向後方の吸気口５６ｂから空気が吸い込まれ、左側排気口５６ｃおよび右側排気口５６ｄからそれぞれ左方向、右方向に排気される。

軸方向前方の吸気口５６ａから空気が吸い込まれると、第２サブヒートシンク５２の通風路内が負圧となるので、上下方向から第２平板フィン５２ｂ間の通風路に空気が流れ込む。このように、第２サブヒートシンク５２は、遠心ファン５６の吸気により強制空冷される。

遠心ファン５６の左側排気口５６ｃと右側排気口５６ｄは、高さが第１平板フィン５０ｂ、第３平板フィン５４ｂの半分程度に形成されている。従って、遠心ファン５６を第２サブヒートシンク５２上に取り付けたときに、左側排気口５６ｃに第１サブヒートシンク５０の通風路の入口が面し、右側排気口５６ｄに第３サブヒートシンク５４の通風路の入口が面している状態となる。これにより、左側排気口５６ｃから左方向に排気された空気は、殆どが第１平板フィン５０ｂ間の通風路に流れ込み、第１サブヒートシンク５０は強制空冷される。また、右側排気口５６ｄから右方向に排気された空気は、殆どが第３平板フィン５４ｂ間の通風路に流れ込み、第３サブヒートシンク５４は強制空冷される。

本実施の形態において、遠心ファン５６の左側排気口５６ｃに入口が面する第１サブヒートシンク５０の通風路は、左側排気口５６ｃの排気方向と平行に延設されている。また、遠心ファン５６の右側排気口５６ｄに入口が面する第３サブヒートシンク５４の通風路は、右側排気口５６ｄの排気方向と平行に延設されている。このように、遠心ファン５６の各排気口に入口が面する各通風路を、各排気口の排気方向と平行に延設することにより、各通風路に空気がスムーズに流れるようになるので、各サブヒートシンクの強制空冷を促進することができる。

次に、本実施の形態に係る車両用灯具１０における放熱作用を説明する。図２において、白抜き矢印は空気の流れを表している。図１に示す車両用灯具１０において、各灯具ユニット３０のＬＥＤ２０が発光すると、発光により発生した熱は、ＬＥＤ２０が接触する熱伝導性絶縁基板２４を介して固定部材２６に伝えられる。各灯具ユニット３０の固定部材２６に伝えられた熱は、各固定部材２６の後方側端部が接触しているサブヒートシンクのベース部に伝えられる。このように熱伝導性絶縁基板２４および固定部材２６は、ＬＥＤ２０から発生した熱をサブヒートシンクに伝達する熱伝導部として機能している。各サブヒートシンクのベース部に伝えられた熱は、各サブヒートシンクの平板フィンへと伝えられ、周囲の空気に対して放熱される。

ここで、遠心ファン５６のモータに通電して羽根を回転させると、軸方向前方の吸気口５６ａおよび軸方向後方の吸気口５６ｂから空気が吸い込まれ、左側排気口５６ｃおよび右側排気口５６ｄからそれぞれ左右方向に排気される。

軸方向前方の吸気口５６ａからの吸気により、第２サブヒートシンク５２の通風路内が負圧となるので、図２に示すように上下方向から第２平板フィン５２ｂ間の通風路に空気が流れ込む。このようにして、第２サブヒートシンク５２の第２平板フィン５２ｂからの放熱により温度が上昇した空気は遠心ファン５６に吸気され、新しい空気が通風路内に導入される。

遠心ファン５６の左側排気口５６ｃから排気された空気は、左側排気口５６ｃに面した第１サブヒートシンク５０の通風路入口から通風路内に流れ込む。これにより、第１サブヒートシンク５０の第１平板フィン５０ｂからの放熱により温度が上昇した空気は、図２に示すように通風路の出口から排気される。同じように、遠心ファン５６の右側排気口５６ｄから排気された空気は、右側排気口５６ｄに面した第３サブヒートシンク５４の通風路入口から通風路内に流れ込む。これにより、第３サブヒートシンク５４の第３平板フィン５４ｂからの放熱により温度が上昇した空気は、図２に示すように通風路の出口から排気される。

以上のようにして、ヒートシンク１４の各サブヒートシンクは強制空冷され、各サブヒートシンクに接続された灯具ユニット３０から発生した熱は放熱される。本実施の形態に係る車両用灯具１０では、遠心ファン５６の排気方向を左右の２方向とし、左側排気口５６ｃ、右側排気口５６ｄにそれぞれ第１サブヒートシンク５０、第３サブヒートシンク５４の通風路の入口が面するように平板フィンを形成したことにより、空気が送風されるヒートシンク１４の部位を増やすことができる。その結果、ヒートシンク１４の強制空冷が促進され、ＬＥＤ２０から発生する熱を効率良く放熱することができる。

また、本実施の形態に係る車両用灯具１０では、遠心ファン５６の軸方向前方にも第２平板フィン５２ｂを設け、該第２サブヒートシンク５２は、遠心ファン５６の吸気により強制空冷されるように構成した。このように、遠心ファン５６の排気だけでなく吸気も強制空冷に利用することにより、ＬＥＤ２０から発生する熱をより効率良く放熱することができる。

さらに、車両用灯具１０では、遠心ファン５６の吸気により強制空冷される第２サブヒートシンク５２の第２平板フィン５２ｂは、遠心ファン５６の排気により強制空冷される第１サブヒートシンク５０の第１平板フィン５０ｂ、第３サブヒートシンク５４の第３平板フィン５４ｂの延設方向に対して垂直に延設方向が定められている。排気された直後の空気が遠心ファンの吸気口に回り込んでしまうと、灯室内での空気の循環が促進されず、放熱効率が低下してしまう。本実施の形態のように平板フィンを形成することにより、排気された直後の空気が遠心ファン５６の吸気口に回り込むのを抑制することができるので、灯室内での空気の循環が促進され、放熱効率を向上することができる。

また、本実施の形態では、第２平板フィン５２ｂの高さを両隣のサブヒートシンクの平板フィンよりも低く形成することにより凹部を形成し、該凹部に遠心ファン５６を嵌合する構成としたので、ヒートシンク１４と遠心ファン５６を合わせた放熱構造をコンパクトにすることができる。これにより、多くの車両用灯具に本放熱構造を適用することが可能となる。

（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る車両用灯具におけるヒートシンク１１４およびファン１５６の斜視図である。第２の実施の形態に係る車両用灯具は、基本的な構成は図１に示す車両用灯具１０と同様であるが、ヒートシンク１１４およびファン１５６の構成が異なっている。なお、第１の実施の形態に係る車両用灯具１０と同一または対応する構成要素には同様の符号を付すと共に、重複する説明は適宜省略する。

本実施の形態において、ヒートシンク１１４は、第１サブヒートシンク１５０と、第２サブヒートシンク１５２と、第３サブヒートシンク１５４とから構成されている。ヒートシンク１１４において、第２サブヒートシンク１５２が中央に位置しており、前方に向かって左側に第１サブヒートシンク１５０が、右側に第３サブヒートシンク１５４が位置している。第１サブヒートシンク１５０には第１灯具ユニットが取り付けられ、第２サブヒートシンク１５２には第２灯具ユニットが取り付けられ、第３サブヒートシンク１５４には第３灯具ユニットが取り付けられている（第１〜第３灯具ユニットは図示せず）。

第１サブヒートシンク１５０は、第１ベース部１５０ａと、第１ベース部１５０ａ上に所定の間隔で平行に立設された複数の第１平板フィン１５０ｂとを備える。複数の第１平板フィン１５０ｂ間には、複数の通風路が平行に形成されている。また、第３サブヒートシンク１５４は、第３ベース部１５４ａと、第３ベース部１５４ａ上に所定の間隔で平行に立設された複数の第３平板フィン１５４ｂとを備える。複数の第３平板フィン１５４ｂ間には、複数の通風路が平行に形成されている。一方、第２サブヒートシンク１５２は、第２ベース部１５２ａと、第２ベース部１５２ａ上に立設された複数のピンフィン１５２ｂとを備える。

第１ベース部１５０ａと、第２ベース部１５２ａと、第３ベース部１５４ａとは、１枚の板状部材として形成されている。このように、第１〜第３ベース部１５０ａ〜１５４ａを１枚の板状部材で形成することにより、第１〜第３サブヒートシンク１５０〜１５４を一体の部品として扱うことができるので、取り扱いが楽になり、灯具ボディ４８への組み付けが容易となる。また、第１〜第３ベース部１５０ａ〜１５４ａは、別体として形成されていてもよい。この場合、第１〜第３サブヒートシンク１５０〜１５４の製造が容易となる。

本実施の形態において、第１サブヒートシンク１５０の第１平板フィン１５０ｂは、延設方向が左右方向（水平方向）となるように形成されている。また、第３サブヒートシンク１５４の第３平板フィン１５４ｂも、延設方向が左右方向（水平方向）となるように形成されている。また、第２サブヒートシンク１５２における複数のピンフィン１５２ｂは、所定の配列パターンで設けられている。

また、第１平板フィン１５０ｂと第３平板フィン１５４ｂは、高さが略同一となるように形成されている。一方、ピンフィン１５２ｂは、高さが第１平板フィン１５０ｂ、第３平板フィン１５４ｂの半分程度となるように形成されている。従って、第１平板フィン１５０ｂと第３平板フィン１５４ｂとの間には、ピンフィン１５２ｂの高さが低くなった分だけ凹部が形成されている。

ファン１５６は、この凹部に嵌合するようにしてピンフィン１５２ｂ上に取り付けられている。ファン１５６は、一方の軸方向から吸い込んだ空気を軸方向と垂直な複数の異なる方向に排気するとともに他方の軸方向へ排気可能な、遠心ファンと軸流ファンを組み合わせたファンである。ファン１５６は、空気を吸い込む軸方向後方の吸気口１５６ａと、軸方向前方に空気を排気する前側排気口１５６ｂと、軸方向と垂直な左方向に排気する左側排気口１５６ｃと、軸方向と垂直な右方向に排気する右側排気口１５６ｄとを有する。ファン１５６のモータ（図示せず）が通電され、羽根（ピンフィン１５２ｂを見やすくするために図示せず）が回転すると、軸方向後方の吸気口１５６ａから空気が吸い込まれ、前側排気口１５６ｂ、左側排気口１５６ｃ、右側排気口１５６ｄからそれぞれ前方、左方向、右方向に排気される。

前側排気口１５６ｂからの前方方向への排気により、第２サブヒートシンク１５２は強制空冷される。また、ファン１５６の左側排気口１５６ｃと右側排気口１５６ｄは、高さが第１平板フィン１５０ｂ、第３平板フィン１５４ｂの半分程度に形成されている。従って、ファン１５６を第２サブヒートシンク１５２上に取り付けたときに、左側排気口１５６ｃに第１サブヒートシンク１５０の通風路の入口が面し、右側排気口１５６ｄに第３サブヒートシンク１５４の通風路の入口が面している状態となる。これにより、左側排気口１５６ｃから左方向に排気された空気は、殆どが第１平板フィン１５０ｂ間の通風路に流れ込み、第１サブヒートシンク１５０は強制空冷される。また、右側排気口１５６ｄから右方向に排気された空気は、殆どが第３平板フィン１５４ｂ間の通風路に流れ込み、第３サブヒートシンク１５４は強制空冷される。

このように、本実施の形態においては、軸方向後方の吸気口１５６ａから吸い込まれた空気が前方、左方向、右方向の３方向に排気されるので、ヒートシンク１１４のより多くの部位に空気を送風することができるようになる。その結果、各灯具ユニットから発生する熱を効率良く放熱することができる。

次に、本実施の形態に係る車両用灯具における放熱作用を説明する。図３において、白抜き矢印は空気の流れを表している。車両用灯具において、各灯具ユニット３０のＬＥＤ２０が発光すると、発光により発生した熱は、ＬＥＤ２０が接触する熱伝導性絶縁基板２４を介して固定部材２６に伝えられる。各灯具ユニット３０の固定部材２６に伝えられた熱は、各固定部材２６の後方側端部が接触しているサブヒートシンクのベース部に伝えられる。第１ベース部１５０ａ、第３ベース部１５４ａに伝えられた熱は、それぞれ第１平板フィン１５０ｂ、第３平板フィン１５４ｂへと伝えられ、周囲の空気に対して放熱される。また、第２ベース部１５２ａに伝えられた熱は、ピンフィン１５２ｂへと伝えられ、周囲の空気に対して放熱される。

ここで、ファン１５６のモータに通電して羽根を回転させると、軸方向後方の吸気口１５６ａから空気が吸い込まれ、前側排気口１５６ｂ、左側排気口５６ｃ、右側排気口５６ｄからそれぞれ前方、左方向、右方向に排気される。

前側排気口１５６ｂからの前方方向への排気により、ピンフィン１５２ｂに空気が当てられ、ピンフィン１５２ｂからの放熱により温度が上昇した空気は、ピンフィン１５２ｂの間隙を通って四方八方に拡散し、第２サブヒートシンク１５２を強制空冷した後に、第１サブヒートシンク１５０および第３サブヒートシンク１５４へ流入し、第１サブヒートシンク１５０および第３サブヒートシンク１５４が強制空冷される。

また、ファン１５６の左側排気口１５６ｃから排気された空気は、左側排気口１５６ｃに面した第１サブヒートシンク１５０の通風路入口から通風路内に流れ込み、第１平板フィン１５０ｂからの放熱により温度が上昇した空気は、図３に示すように通風路の出口から排気される。同じように、ファン１５６の右側排気口１５６ｄから排気された空気は、右側排気口１５６ｄに面した第３サブヒートシンク１５４の通風路入口から通風路内に流れ込み、第３平板フィン１５４ｂからの放熱により温度が上昇した空気は、図３に示すように通風路の出口から排気される。

以上のようにして、ヒートシンク１１４の各サブヒートシンクは強制空冷され、各サブヒートシンクに接続された灯具ユニット３０から発生した熱は放熱される。本実施の形態では、ファン１５６の排気方向を前方向、左方向および右方向の３方向とした。また、左側排気口１５６ｃ、右側排気口１５６ｄにそれぞれ第１サブヒートシンク１５０、第３サブヒートシンク１５４の通風路の入口が面しするように平板フィンを形成した。さらに、ファン１５６の軸方向前方にピンフィン１５２ｂを形成した。これにより、空気が送風されるヒートシンク１１４の部位が増えるので、ヒートシンク１１４の強制空冷が促進され、ＬＥＤ２０から発生する熱を効率良く放熱することができる。

また、本実施の形態では、ファン１５６の前方方向に位置する第２サブヒートシンク１５２のフィン形状は、ピンフィンとした。たとえば、第２サブヒートシンク１５２のフィンを平板フィンとした場合、軸方向前方へ排気された空気が平板フィン間の通風路を通って左右方向に流れるので、第１サブヒートシンク１５０、第３サブヒートシンク１５４の各通風路間において風速差が生じてしまう。本実施の形態のように、第２サブヒートシンク１５２のフィンをピンフィンとすることにより、軸方向前方への排気の面方向の指向性を無くすことができるので、第１サブヒートシンク１５０、第３サブヒートシンク１５４の各通風路間において風速差が生じ難くなり、均等に強制空冷することができる。

また、本実施の形態においては、ピンフィン１５２ｂの高さを両隣のサブヒートシンクの平板フィンよりも低く形成することにより凹部を形成し、該凹部にファン１５６を嵌合する構成としたので、ヒートシンク１１４とファン１５６を合わせた放熱構造をコンパクトにすることができる。これにより、多くの車両用灯具に本放熱構造を適用することが可能となる。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

上述の実施の形態では、光源としてＬＥＤを用いたが、たとえば半導体レーザ等の半導体発光素子を用いることも可能である。

また、上述の実施の形態では、灯具ユニットとしてプロジェクタ型のものを用いたが、パラボラ型や直射型の灯具ユニットを用いることも可能である。

また、上述の実施の形態では、軸方向と垂直な方向に排気する排気口の数は２つとしたが、さらに多くの異なる方向に排気するように複数の排気口をファンに設けてもよい。この場合、各排気口に少なくとも１つヒートシンクの通風路の入口が面するように平板フィンを形成する。

図２に示すヒートシンク１４では、第１ベース部５０ａ、第３平板フィン５４ｂの上端に、遠心ファン５６から送風された空気が通風路の中途で通風路外に漏れるのを防止するためのカバーを設けてもよい。この場合、左側排気口５６ｃ、右側排気口５６ｄから離れた通風路の部位において風速が低下する事態が避けられるため、放熱効率を向上できる。図３に示すヒートシンク１１４においても同様である。

本発明の第１の実施の形態に係る車両用灯具の概略断面図である。本発明の第１の実施の形態に係る車両用灯具におけるヒートシンクおよびファンの斜視図である。本発明の第２の実施の形態に係る車両用灯具におけるヒートシンクおよびファンの斜視図である。

符号の説明

１０車両用灯具、１４、１１４ヒートシンク、２０ＬＥＤ、２２リフレクタ、２４熱伝導性絶縁基板、２６固定部材、３０灯具ユニット、３２投影レンズ、３４アウターレンズ、３５灯室、４８灯具ボディ、５０、１５０第１サブヒートシンク、５２、１５２第２サブヒートシンク、５４、１５４第３サブヒートシンク、５６遠心ファン、１５６ファン。

Claims

光源としての半導体発光素子と、
ベース部上に立設された複数の平板フィンと、前記平板フィン間に形成された複数の通風路とを含み、前記半導体発光素子から発生する熱を放熱するヒートシンクと、
空気を吸い込む軸方向の吸気口と、軸方向と垂直な複数の異なる方向にそれぞれ排気する複数の排気口とを有し、前記ヒートシンクの通風路に空気を流して前記平板フィンを強制空冷する遠心ファンと、
前記半導体発光素子、前記ヒートシンクおよび前記遠心ファンを収容する灯体と、
を備える車両用灯具であって、
前記遠心ファンの各排気口に少なくとも１つの通風路の入口が面するように前記ヒートシンクの平板フィンを形成したことを特徴とする車両用灯具。
前記遠心ファンの各排気口に入口が面する各通風路は、各排気口の排気方向と平行に延設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。
前記ヒートシンクは、前記遠心ファンの軸方向にも複数のフィンが設けられており、該フィンは、前記遠心ファンの吸気により強制空冷され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。
前記遠心ファンの吸気により強制空冷されるフィンは平板フィンであり、該平板フィンは、前記遠心ファンの排気により強制空冷される平板フィンの延設方向に対して垂直に延設方向が定められていることを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具。
前記遠心ファンは、一方の軸方向から吸い込んだ空気を軸方向と垂直な複数の異なる方向に排気するとともに、他方の軸方向へ排気可能に構成されており、
前記遠心ファンの他方の軸方向への排気により、前記遠心ファンの他方の軸方向のヒートシンクの部位が強制空冷され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。
前記遠心ファンの他方の軸方向のヒートシンクの部位には、複数のピンフィンが設けられていることを特徴とする請求項５に記載の車両用灯具。