JP2010027583A

JP2010027583A - 車両用灯具

Info

Publication number: JP2010027583A
Application number: JP2008191370A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Ito; 昌康伊藤; Tsukasa Tokita; 主時田
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-07-24
Filing date: 2008-07-24
Publication date: 2010-02-04
Anticipated expiration: 2028-07-24
Also published as: EP2148133A2; EP2148133B1; US20100020563A1; KR101045628B1; KR20100011929A; ATE496260T1; CN101634419A; CN101634419B; JP5160992B2; US8985824B2; DE602009000617D1; EP2148133A3

Abstract

【課題】半導体発光素子で発生した熱を効率よく拡散させるとともに、この熱を透光カバーへの着雪や着氷対策に有効に利用できる技術を提供する。
【解決手段】車両用灯具１０は、前端開口部を有する灯具ボディ１２と、前端開口部を覆うように灯具ボディ１２に設けられた透光カバー１４とを含んで形成された灯室１３と、灯室１３内に収容され、光源としての半導体発光素子３２を含む光学ユニット３０と、半導体発光素子３２の載置面を有する光源搭載部５４と、光源搭載部５４と熱的に接し、灯具ボディ１２側から透光カバー１４の方向に延びる通風路が形成されるように配置された複数の放熱フィン５６とを含み、光学ユニット３０を支持するブラケット５０と、灯具ボディ１２側から透光カバー１４の方向に向けて通風路内を空気が流れるように送風するファン７０と、を備える。
【選択図】図１

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。

近年、発光ダイオード（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ：ＬＥＤ）など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、車両用灯具に要求される光量レベルを満足するために、半導体発光素子の発光を最大限利用することが求められている。

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、発熱によって半導体発光素子の温度が高温になると発光効率が低下するという性質を有する。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、前端が開放した筐体と前端開口部を閉じる前面レンズと、半導体発光素子を有する光源ユニットと、光源ユニットに当接するヒートシンクと、風車ファンとを備えた車両用灯具が提案されている（特許文献１参照）。この車両用灯具では、自動車の走行時に生じる風によって風車ファンを回転させ、風車ファンの回転によって生じた空気流がヒートシンク近傍を流れることでヒートシンクを冷却し、これにより半導体発光素子からの放熱の効率化を図っている。
特開２００７−３５３３５号公報

ところで、半導体発光素子から照射された光はいわゆる輻射熱効果をほとんど生じない。そのため、半導体発光素子の光が灯具ボディの前端開口部を覆う透光カバーを透過して前方に照射された際に、透光カバーはほとんど温められず、その結果、透光カバーの外表面に付着した雪や氷が溶けにくいという問題がある。

これに対し、透光カバー外表面への着雪や着氷の対策としてヒータなどの熱源を設ける方法も考えられるが、ヒータを設けることで製造コストが増加し、またヒータを昇温させるための電力が必要となるため好ましくない。一方、半導体発光素子の発熱を透光カバーへの着雪着氷対策に利用することが考えられ、これによれば、省電力化やコスト面で好ましい。

上述の特許文献１に開示された車両用灯具では、ヒートシンクの熱が筐体内の空気全体に放熱されるため、前面レンズが僅かに温められ、前面レンズにおけるある程度の融雪融氷効果を得ることができる。しかしながら、その効果は十分なものではなく、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、半導体発光素子で発生した熱を効率よく拡散させるとともに、この熱を透光カバーへの着雪や着氷対策に有効に利用できる技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様は車両用灯具であり、この車両用灯具は、前端開口部を有する灯具ボディと、前端開口部を覆うように灯具ボディに設けられた透光カバーとを含んで形成された灯室と、灯室内に収容され、光源としての半導体発光素子を含む光学ユニットと、半導体発光素子の載置面を有する光源搭載部と、光源搭載部と熱的に接し、灯具ボディ側から透光カバーの方向に延びる通風路が形成されるように配置された複数の放熱フィンとを含み、光学ユニットを支持する支持部材と、灯具ボディ側から透光カバーの方向に向けて通風路内を空気が流れるように送風するファンと、を備えたことを特徴とする。

この態様によれば、半導体発光素子で発生した熱を効率よく拡散させるとともに、この熱を透光カバーへの着雪や着氷対策に有効に利用できる。

上記態様において、光源搭載部は、光学ユニットの光軸方向に延在し、放熱フィンは、通風路が載置面と平行になるように配置されてもよい。これによれば、半導体発光素子で発生した熱を効率よく拡散させるとともに、この熱を透光カバーへの着雪や着氷対策に有効に利用できる。

また、上記態様において、放熱フィンは、光源搭載部の載置面と反対の面側に配置されてもよい。これによれば、半導体発光素子で発生した熱をより効率よく拡散させることができる。

また、上記態様において、光学ユニットを第１光学ユニットとし、光源搭載部を第１光源搭載部とし、第１光学ユニットとは別に灯室内に収容され、光源としての他の半導体発光素子を含む第２光学ユニットと、第１光源搭載部とは別に支持部材に設けられ、他の半導体発光素子の載置面を有する第２光源搭載部と、を備え、放熱フィンは、一方の端部領域の少なくとも一部が第１光源搭載部に熱的に接し、端部領域と反対側の端部領域の少なくとも一部が第２光源搭載部に熱的に接していてもよい。これによれば、車両用灯具の小型化と低コスト化を図ることができる。

また、上記態様において、通風路が灯具ボディ側から透光カバー側にかけて幅広となるように放熱フィンを形成してもよい。これによれば、透光カバーのより広い範囲に着雪や着氷の対策を施すことができる。

本発明によれば、半導体発光素子で発生した熱を効率よく拡散させるとともに、この熱を透光カバーへの着雪や着氷対策に有効に利用できる。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る車両用灯具の概略鉛直断面図である。図２は、放熱フィンに形成された通風路とファンとの位置関係を説明するための模式図である。
図１に示すように、実施形態１に係る車両用灯具１０は、前端開口部を有する灯具ボディ１２と、透光性材料により形成され、前端開口部を覆うように灯具ボディ１２に設けられた透光カバー１４とで形成された灯室１３を備える。灯室１３内には、光源としての半導体発光素子３２を含む光学ユニット３０が収容されている。また、車両用灯具１０は、光学ユニット３０を支持する支持部材としてのブラケット５０と、灯具ボディ１２側から透光カバー１４の方向に向けて送風するファン７０とを備える。

光学ユニット３０は、反射型のプロジェクタ型光学ユニットであり、半導体発光素子３２と、半導体発光素子３２からの光を車両前方へ反射するリフレクタ３４と、シェード３６と、投影レンズ３８とを備える。

半導体発光素子３２は、たとえば発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、略半球状のキャップに覆われた発光チップ３２ａと、セラミックなどで形成された熱伝導性絶縁基板３２ｂとを備える。発光チップ３２ａは、熱伝導性絶縁基板３２ｂ上に配置されている。半導体発光素子３２は、その光出射方向が光学ユニット３０の光軸（図１中左方向）と略垂直となる略鉛直上方に向けられた状態で、ブラケット５０の後述する光源搭載部５４上に載置されている。なお、半導体発光素子３２の照射軸は、その形状や前方に照射される配光に応じて調整可能である。また、半導体発光素子３２は、複数の発光チップ３２ａを設けた構成であってもよい。

リフレクタ３４は、たとえば回転楕円面の一部で構成された反射面が内側に形成された反射部材であり、その一端がブラケット５０の光源搭載部５４に固定されている。また、シェード３６は、略水平に配置された平面部３６ａを有しており、この平面部３６ａよりも前方領域は下方に凹状に湾曲した湾曲部３６ｂとして構成され、半導体発光素子３２から出射した光を反射しないようになっている。リフレクタ３４は、その第１焦点が半導体発光素子３２近傍に位置し、そしてその第２焦点がシェード３６の平面部３６ａと湾曲部３６ｂとが為す稜線３６ｃ近傍に位置するように設計配置されている。

投影レンズ３８は、リフレクタ３４の反射面にて反射した光を灯具前方に投影する、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であり、その後側焦点面上の像を、灯具前方に反転像として投影するように構成されている。投影レンズ３８は、車両前後方向に延びる光学ユニット３０の光軸上に配置され、シェード３６の車両前方側先端部にて固定されている。投影レンズ３８の後方焦点は、例えばリフレクタ３４の第２焦点と略一致するように構成されている。

半導体発光素子３２の発光チップ３２ａから出射した光は、リフレクタ３４の反射面にて反射され、第２焦点を通って投影レンズ３８に入射する。投影レンズ３８に入射した光は、投影レンズ３８で集光されて略平行な光として前方に照射される。また、シェード３６の稜線３６ｃを境界線として、一部の光が平面部３６ａにて反射し、光が選択的にカットされて車両前方に投影される配光パターンに斜めカットオフラインが形成される。

ブラケット５０は、略板状の本体部５２と、本体部５２の一方の面から突出して光学ユニット３０の光軸方向に延在し、突出方向に沿った載置面に半導体発光素子３２が搭載される光源搭載部５４と、半導体発光素子３２から発生した熱を拡散させるための放熱フィン５６とを備える。

本体部５２には辺縁部の所定位置に貫通孔が設けられており、ブラケット５０は、灯具ボディ１２を貫通して前方に延出するエイミングスクリュー６０およびレベリングシャフト６２が本体部５２の貫通孔に挿入されて、灯具ボディ１２に取り付けられている。レベリングシャフト６２はレベリングアクチュエータ６４に接続されている。車両用灯具１０は、エイミングスクリュー６０と、レベリングシャフト６２およびレベリングアクチュエータ６４によって、光学ユニット３０の光軸を水平方向あるいは垂直方向に調整できるように構成されている。

光源搭載部５４は、半導体発光素子３２の載置面を有し、半導体発光素子３２が当該載置面に載置されている。また、光源搭載部５４の載置面側にはリフレクタ３４の一端が固定され、また光源搭載部５４の本体部５２と反対側の端部にはシェード３６が固定されている。

本体部５２における光源搭載部５４の下方領域には、車両前後方向に貫通した放熱フィン取付用貫通孔５５が設けられており、複数の放熱フィン５６が、放熱フィン取付用貫通孔５５を貫通するように配置されている。また、本実施形態では、図１および図２に示すように、光源搭載部５４の半導体発光素子３２の載置面と反対側の面に、平板状のベース部５７が配置されている。

放熱フィン５６は、平板フィンであり、ベース部５７を介して光源搭載部５４の載置面と反対側の面に熱的に接している。なお、放熱フィン５６は、ベース部５７を介さずに光源搭載部５４に直接突設された構成であってもよい。放熱フィン５６は、複数の放熱フィン５６間に形成される通風路５８が灯具ボディ１２側から透光カバー１４の方向に延びるように、すなわち、通風路５８を通った空気が透光カバー１４に導かれるように配置されている。また、放熱フィン５６は、通風路５８が光源搭載部５４の載置面と平行になるように配置されている。上述のように、放熱フィン５６は放熱フィン取付用貫通孔５５を貫通するように配置されているため、通風路５８もまた放熱フィン取付用貫通孔５５を貫通するように設けられ、本体部５２の車両後方側の空間と車両前方側の空間とが通風路５８によって連結されている。

放熱フィン５６およびベース部５７は、たとえばアルミ等の高熱伝導率の金属によって形成され、半導体発光素子３２から発生した熱は、光源搭載部５４に伝達された後、ベース部５７を介して放熱フィン５６に伝達される。放熱フィン５６に伝達された熱は、放熱フィン５６から灯室１３内の空気に放出される。

本実施形態では、放熱フィン５６が光源搭載部５４の載置面と反対の面側に配置されている。すなわち、放熱フィン５６はベース部５７を介して光源搭載部５４の載置面と反対側の面に突設されている。そのため、半導体発光素子３２から発生した熱が光源搭載部５４から、光源搭載部５４の直下に配置された放熱フィン５６に伝達される。したがって、本体部５２の光源搭載部５４と反対側の面に放熱フィン５６が設けられている場合と比べて、より効率的に半導体発光素子３２で発生した熱を放熱フィン５６に伝達することができる。また、放熱フィン５６が光源搭載部５４の下方に設けられたことで、灯室１３内における本体部５２の車両後方側のスペースを省略できるため、車両用灯具１０の薄型化が可能となる。

なお、放熱フィン５６は、通風路５８が灯具ボディ１２側から透光カバー１４側にかけて、すなわち空気の流れの上流側から下流側にかかて幅広となるように形成してもよい。このように放熱フィン５６を形成した場合には、通風路５８を通った空気の送風範囲が左右方向に広げられるため、透光カバー１４の広範囲に温められた空気を導くことができる。

ファン７０は、本体部５２の光源搭載部５４が形成された面と反対側に設けられ、図示しないファンモータにより回転される複数の羽根と、ファン７０の外周を覆う正方形状の枠体であるファンケースとを備える。ファン７０の羽根が回転すると、灯室１３内の空気が灯具ボディ１２側から透光カバー１４の方向に向けて灯室１３内の空気が送風される。

次に、本実施形態に係る車両用灯具１０における空気の対流の様子を説明する。図１および図２において、矢印は空気の流れを表している。車両用灯具１０において、半導体発光素子３２の発光チップ３２ａが発光すると、発光により発生した熱は、発光チップ３２ａが接触する熱伝導性絶縁基板３２ｂを介して光源搭載部５４に伝達される。光源搭載部５４に伝達された熱は、ベース部５７に伝達され、ベース部５７を介して放熱フィン５６に伝達される。

複数の放熱フィン５６の間に形成された通風路５８には、ファン７０によって送風された空気が灯具ボディ１２側から透光カバー１４側に向けて流れており、ファン７０から送風された空気が通風路５８を流れる間に、放熱フィン５６と空気との間で熱交換が行われる。これにより、放熱フィン５６に伝達された熱が周囲の空気に放熱される。通風路５８には、灯具ボディ１２側から透光カバー１４側に向けて空気が流れており、放熱フィン５６によって温められた空気が滞留することがないため、放熱フィン５６から周囲の空気への放熱効率が向上する。

通風路５８を通過する間に放熱フィン５６からの放熱により温められて温度が上昇した空気は、放熱フィン５６から直接透光カバー１４に送られ、透光カバー１４に到達すると透光カバー１４に沿って上下方向に流れる。透光カバー１４は、車両の外部に露出しているため、放熱フィン５６より送られてくる空気よりも温度が低い。したがって、放熱フィン５６より送風された空気は、透光カバー１４に沿って上下方向に流れる間に透光カバー１４との間で熱交換が行われて冷却される。

一方、透光カバー１４は、放熱フィン５６より直接送風された空気によって温められる。これにより透光カバー１４の外表面への着雪や着氷を効果的に抑制でき、あるいは透光カバー１４の外表面に付着した雪や氷を効果的に溶かすことができる。透光カバー１４との熱交換によって冷却された空気は、灯具ボディ１２の上面あるいは下面に沿って後方に流れ、再びファン７０によって透光カバー１４の方向に送風される。

このように、放熱フィン５６によって温められた空気が透光カバー１４によって冷却され、この冷却された空気が再び放熱フィン５６によって温められる。このようにして灯室１３内の空気が循環されることにより、半導体発光素子３２から発生する熱を効率良く放熱することができる。また、透光カバー１４に伝達された熱により、透光カバー１４の外表面への着雪や着氷を抑制でき、あるいは透光カバー１４の外表面に付着した雪や氷を溶かすことができる。

続いて、透光カバー１４の形状に応じたファン７０の配設位置について説明する。図３（ａ）、（ｂ）は、ファン７０の配設位置を説明するための模式図である。
図３（ａ）に示すように、透光カバー１４が鉛直断面視で光学ユニット３０の光軸前後方向に傾斜して延在する構成の場合、ファン７０は、送風した空気が透光カバー１４の鉛直断面視後方から鉛直断面視前方に沿って流れるように配置する。すなわち、ファン７０を灯室１３内上方の後方側に配置する。

また、図３（ｂ）に示すように、透光カバー１４が水平断面視で光学ユニット３０の光軸前後方向に傾斜して延在する構成の場合、ファン７０は、送風した空気が透光カバーの水平断面視後方から水平断面視前方に沿って流れるように配置する。すなわち、ファン７０を灯室１３内車両外側の後方側に配置する。

このようにファン７０を灯室１３内の透光カバー１４の形状に応じた位置に配置することで、透光カバー１４の広範囲に偏りなく放熱フィン５６で温められた空気を送ることができる。これにより、温められた空気と透光カバー１４との熱交換効率が高まるため、半導体発光素子３２で発生する熱をより効率よく放熱することができる。また、放熱フィン５６によって温められた空気が透光カバー１４に沿って移動する距離が増えるため、透光カバー１４との間で熱交換される時間が増え、したがって、灯室１３内の空気をより確実に冷却することができる。また、着雪や着氷を抑制できる透光カバー１４の面積、あるいは付着した雪や氷を溶かすことができる透光カバー１４の面積を拡大することができる。

以上説明した構成による作用効果を総括すると、本実施形態では、通風路５８が灯具ボディ１２側から透光カバー１４の方向に延びるように放熱フィン５６が設けられている。また、ファン７０によって通風路５８内を灯具ボディ１２側から透光カバー１４側に空気が送風される。そして、半導体発光素子３２から発生した熱によって温められた空気が透光カバー１４によって冷却され、この冷却された空気が再び半導体発光素子３２から発生した熱により温められる。このように灯室１３内の空気が循環することにより、半導体発光素子３２から発生する熱を効率よく放熱することができる。

この際、放熱フィン５６との間で熱交換が行われて温められた空気は、放熱フィン５６の近傍に滞留することなく透光カバー１４側に送風されるため、半導体発光素子３２で発生した熱を効率よく拡散させることができる。また、放熱フィン５６によって温められた空気が放熱フィン５６から透光カバー１４に直接送られるため、透光カバー１４を効率よく温めることができ、半導体発光素子３２で発生した熱を透光カバー１４への着雪や着氷対策に有効に利用することができる。これにより、冬季や寒冷地などでの前方視認性及び走行安全性を保証することができる。

また、放熱フィン５６が光源搭載部５４の載置面と反対の面側に配置された場合には、半導体発光素子３２から発生した熱が光源搭載部５４から、直下の放熱フィン５６に伝達されるため、より効率的に半導体発光素子３２で発生した熱を放熱フィン５６に伝達することができる。また、灯室１３内における本体部５２の車両後方側のスペースを省略できるため、車両用灯具１０の薄型化が可能となる。

さらに、通風路５８が灯具ボディ１２側から透光カバー１４側にかけて幅広となるように放熱フィン５６を形成した場合には、透光カバー１４の広範囲に温かい空気を導くことができる。これにより、温められた空気と透光カバー１４との熱交換効率が高まるため、半導体発光素子３２で発生した熱を効率よく放熱することができる。また、着雪や着氷を抑制できる透光カバー１４の面積、あるいは付着した雪や氷を溶かすことができる透光カバー１４の面積を拡大することができる。

また、透光カバー１４が鉛直断面視あるいは水平断面視で光学ユニット３０の光軸前後方向に傾斜している場合に、送風した空気が透光カバー１４の鉛直断面視あるいは水平断面視で後方から前方に沿って流れるようにファン７０を配置した場合には、透光カバー１４の広範囲に偏りなく温められた空気を送ることができる。これにより、半導体発光素子３２で発生する熱をより効率よく放熱することができる。また、放熱フィン５６によって温められた空気が透光カバー１４に沿って移動する距離が増えるため、灯室１３内の空気をより確実に冷却することができる。また、着雪や着氷を抑制できる透光カバー１４の面積、あるいは付着した雪や氷を溶かすことができる透光カバー１４の面積を拡大することができる。

（実施形態２）
実施形態２に係る車両用灯具は、第１光学ユニットと第２光学ユニットとが灯室内に設けられ、これらの光学ユニットで放熱フィンを共用した点が実施形態１と異なる。以下、本実施形態について説明する。なお、車両用灯具のその他の構成は実施形態１と同一であり、実施形態１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。

図４は、実施形態２に係る車両用灯具の概略鉛直断面図である。
図４に示すように、実施形態２に係る車両用灯具１０は、灯具ボディ１２と透光カバー１４とで形成された灯室１３内に、半導体発光素子１３２を含む第１光学ユニット１３０と、半導体発光素子２３２を含む第２光学ユニット２３０とを収容した構成である。また、車両用灯具１０は、第１光学ユニット１３０および第２光学ユニット２３０を支持するブラケット５０と、灯具ボディ１２側から透光カバー１４の方向に向けて送風するファン７０とを備える。

第１光学ユニット１３０は、反射型のプロジェクタ型光学ユニットであり、半導体発光素子１３２と、リフレクタ１３４と、シェード１３６と、投影レンズ１３８とを備える。また、第２光学ユニット２３０も同様に反射型のプロジェクタ型光学ユニットであり、半導体発光素子２３２と、リフレクタ２３４と、シェード２３６と、投影レンズ２３８とを備える。

半導体発光素子１３２、２３２は、発光チップ１３２ａ、２３２ａと、熱伝導性絶縁基板１３２ｂ、２３２ｂとを備える。半導体発光素子１３２は、その光出射方向が第１光学ユニット１３０の光軸（図４中左方向）と略垂直となる略鉛直上方に向けられた状態で、ブラケット５０の後述する第１光源搭載部１５４上に載置されている。また、半導体発光素子２３２は、その光出射方向が第２光学ユニット２３０の光軸（図４中左方向）と略垂直となる略鉛直下方に向けられた状態で、ブラケット５０の後述する第２光源搭載部２５４上に載置されている。

リフレクタ１３４、２３４は、その一端がそれぞれ第１光源搭載部１５４、第２光源搭載部２５４に固定されている。また、シェード１３６、２３６は、平面部１３６ａ、２３６ａと、湾曲部１３６ｂ、２３６ｂと、稜線１３６ｃ、２３６ｃとを備える。リフレクタ１３４、２３４は、その第１焦点が半導体発光素子１３２、２３２近傍に位置し、そしてその第２焦点が稜線１３６ｃ、２３６ｃ近傍に位置するように設計配置されている。

投影レンズ１３８、２３８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であり、それぞれ第１光学ユニット１３０および第２光学ユニット２３０の光軸上に配置され、シェード１３６、２３６の車両前方側先端部にて固定されている。投影レンズ１３８、２３８の後方焦点は、例えばリフレクタ１３４、２３４の第２焦点と略一致するように構成されている。

ブラケット５０は、略板状の本体部５２と、本体部５２の一方の面から突出して第１光学ユニット１３０の光軸方向に延在し、半導体発光素子１３２が搭載される第１光源搭載部１５４と、本体部５２の一方の面から突出して第２光学ユニット２３０の光軸方向に延在し、半導体発光素子２３２が搭載される第２光源搭載部２５４とを備える。また、ブラケット５０は、半導体発光素子１３２、２３２から発生した熱を拡散させるための放熱フィン１５６とを備える。

ブラケット５０は、エイミングスクリュー６０、およびレベリングアクチュエータ６４に接続されたレベリングシャフト６２が本体部５２に設けられた貫通孔に挿入されて、灯具ボディ１２に取り付けられている。第１光源搭載部１５４は、半導体発光素子１３２の載置面を有し、半導体発光素子１３２が当該載置面に載置されている。第２光源搭載部２５４は、半導体発光素子２３２の載置面を有し、半導体発光素子２３２が当該載置面に載置されている。

本体部５２における第１光源搭載部１５４と第２光源搭載部２５４との間の領域には、車両前後方向に貫通した放熱フィン取付用貫通孔５５が設けられており、複数の放熱フィン１５６が、放熱フィン取付用貫通孔５５を貫通するように配置されている。また、本実施形態では、第１光源搭載部１５４の載置面と反対側の面に第１ベース部１５７が、第２光源搭載部２５４の載置面と反対側の面に第２ベース部２５７が、それぞれ配設されている。

放熱フィン１５６は、一端が第１ベース部１５７を介して第１光源搭載部１５４の載置面と反対側の面に、他端が第２ベース部２５７を介して第２光源搭載部２５４の載置面と反対側の面にそれぞれ熱的に接している。なお、放熱フィン１５６は、第１ベース部１５７および第２ベース部２５７を介さずに第１光源搭載部１５４および第２光源搭載部２５４に直接突設された構成であってもよい。また、放熱フィン１５６は、一方の端部領域の少なくとも一部が第１光源搭載部１５４に熱的に接し、反対側の端部領域の少なくとも一部が第２光源搭載部２５４に熱的に接していればよい。放熱フィン１５６が第１ベース部１５７および第２ベース部２５７を介して第１光源搭載部１５４および第２光源搭載部２５４に突設された構成の場合には、第１ベース部１５７および第２ベース部２５７の少なくとも一部がそれぞれ第１光源搭載部１５４および第２光源搭載部２５４に接していればよい。

放熱フィン１５６は、実施形態１と同様に複数の放熱フィン１５６間に形成される通風路が灯具ボディ１２側から透光カバー１４の方向に延びるように配置されている。また、放熱フィン１５６は、通風路が第１光源搭載部１５４の載置面および第２光源搭載部２５４の載置面と平行になるように配置されている。なお、放熱フィン１５６は、通風路が灯具ボディ１２側から透光カバー１４側にかけて幅広となるように形成してもよい。

ファン７０は、本体部５２の第１光源搭載部１５４および第２光源搭載部２５４が形成された面と反対側に設けられている。

次に、本実施形態に係る車両用灯具１０における空気の対流の様子を説明する。図４において、矢印は空気の流れを表している。車両用灯具１０において、半導体発光素子１３２で発生した熱は、第１光源搭載部１５４に伝達される。第１光源搭載部１５４に伝達された熱は、第１ベース部１５７を介して放熱フィン１５６に伝達される。また、半導体発光素子２３２で発生した熱は、第２光源搭載部２５４に伝達される。第２光源搭載部２５４に伝達された熱は、第２ベース部２５７を介して放熱フィン１５６に伝達される。

複数の放熱フィン１５６の間に形成された通風路には、ファン７０によって送風された空気が灯具ボディ１２側から透光カバー１４側に向けて流れており、ファン７０から送風された空気が通風路５８を流れる間に、放熱フィン１５６との間で熱交換が行われる。これにより、放熱フィン１５６に伝達された熱が周囲の空気に放熱される。

通風路を通過する間に放熱フィン１５６からの放熱により温められた空気は、放熱フィン１５６から直接透光カバー１４に送られ、透光カバー１４に到達すると透光カバー１４に沿って上下方向に流れる。そして、放熱フィン１５６より送風された空気は、透光カバー１４に沿って上下方向に流れる間に透光カバー１４との間で熱交換が行われて冷却される。

一方、透光カバー１４は、放熱フィン１５６より送風された空気によって温められる。これにより透光カバー１４の外表面への着雪や着氷を抑制でき、あるいは透光カバー１４の外表面に付着した雪や氷を溶かすことができる。透光カバー１４との熱交換によって冷却された空気は、灯具ボディ１２の上面あるいは下面に沿って後方に流れ、再びファン７０によって透光カバー１４の方向に送風される。

以上説明した構成による作用効果を総括すると、本実施形態では、放熱フィン１５６の一端が第１ベース部１５７を介して第１光源搭載部１５４に接し、その他端が第２ベース部２５７を介して第２光源搭載部２５４に接している。そして、半導体発光素子１３２および半導体発光素子２３２で発生した熱は、ともに放熱フィン１５６において通風路を流れる空気に放出される。すなわち、第１光学ユニット１３０と第２光学ユニット２３０とで放熱フィン１５６を共用している。

そのため、上述の実施形態１によって得られる効果に加えて、次のような効果が得られる。すなわち、第１光学ユニット１３０と第２光学ユニット２３０とで別個に放熱フィン１５６を設ける必要がないため、放熱フィン１５６の設置スペースを削減することができ、車両用灯具１０のさらなる小型化が可能となる。また、部品点数の増大を抑えることができるため、車両用灯具１０の低コスト化を図ることができる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれるものである。

例えば、上述の各実施形態では、光源としてＬＥＤを用いたが、たとえば半導体レーザなどの半導体発光素子を用いることも可能である。また、上述の各実施形態では、光学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光学ユニットを用いることも可能である。

図５は、直射型の光学ユニットを備えた車両用灯具１０の概略鉛直断面図である。図５に示すように、車両用灯具１０は、直射型のプロジェクタ型光学ユニットである光学ユニット３３０を備える。光学ユニット３３０は、半導体発光素子３３２と、シェード３３６と、投影レンズ３３８とを備える。半導体発光素子３３２は、その光出射方向が光学ユニット３３０の光軸方向（図５中左方向）に向けられた状態で、ブラケット５０の本体部５２に載置されている。したがって、本体部５２の一部が光源搭載部を構成している。

ブラケット５０における本体部５２の半導体発光素子３３２と反対側の面には、ベース部３５７が配置されている。ベース部３５７は、下方の端部が放熱フィン取付用貫通孔５５を貫通するように配置された複数の放熱フィン５６に連結している。したがって、半導体発光素子３３２で発生した熱は、ベース部３５７を介して放熱フィン５６に伝達される。なお、ブラケット５０は、ベース部３５７を備えず、放熱フィン５６の上端部がベース部３５７の存在領域にまで延在して光源搭載部に接した構成であってもよい。

また、上述の各実施形態では、光学ユニット３０、１３０、２３０は、配光パターンに斜めカットオフラインが形成されるロービーム用光学ユニットであるが、斜めカットオフラインを形成しないハイビーム用光学ユニットなどであってもよい。

また、上述の各実施形態の車両用灯具１０は、たとえば自動車用ヘッドランプや、テールランプ、もしくはフォグランプ、ドライビングランプなどの補助前照灯などに適用することができる。

実施形態１に係る車両用灯具の概略鉛直断面図である。放熱フィンに形成された通風路とファンとの位置関係を説明するための模式図である。図３（ａ）、（ｂ）は、ファンの配設位置を説明するための模式図である。実施形態２に係る車両用灯具の概略鉛直断面図である。直射型の光学ユニットを備えた車両用灯具の概略鉛直断面図である。

符号の説明

１０車両用灯具、１２灯具ボディ、１３灯室、１４透光カバー、３０、３３０光学ユニット、３２、１３２、２３２、３３２半導体発光素子、３２ａ発光チップ、３２ｂ熱伝導性絶縁基板、３４、１３４、２３４リフレクタ、３６、１３６、２３６、３３６シェード、３６ａ、１３６ａ、２３６ａ平面部、３６ｂ、１３６ｂ、２３６ｂ湾曲部、３６ｃ、１３６ｃ、２３６ｃ稜線、３８、１３８、２３８、３３８投影レンズ、５０ブラケット、５２本体部、５４光源搭載部、５５放熱フィン取付用貫通孔、５６、１５６放熱フィン、５７、３５７ベース部、５８通風路、６０エイミングスクリュー、６２レベリングシャフト、６４レベリングアクチュエータ、７０ファン、１３０第１光学ユニット、１５４第１光源搭載部、１５７第１ベース部、２３０第２光学ユニット、２５４第２光源搭載部、２５７第２ベース部。

Claims

前端開口部を有する灯具ボディと、前記前端開口部を覆うように前記灯具ボディに設けられた透光カバーとを含んで形成された灯室と、
前記灯室内に収容され、光源としての半導体発光素子を含む光学ユニットと、
前記半導体発光素子の載置面を有する光源搭載部と、前記光源搭載部と熱的に接し、前記灯具ボディ側から前記透光カバーの方向に延びる通風路が形成されるように配置された複数の放熱フィンとを含み、前記光学ユニットを支持する支持部材と、
前記灯具ボディ側から前記透光カバーの方向に向けて前記通風路内を空気が流れるように送風するファンと、
を備えたことを特徴とする車両用灯具。
前記光源搭載部は、前記光学ユニットの光軸方向に延在し、
前記放熱フィンは、前記通風路が前記載置面と平行になるように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
前記放熱フィンは、前記光源搭載部の前記載置面と反対の面側に配置されたことを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
前記光学ユニットを第１光学ユニットとし、前記光源搭載部を第１光源搭載部とし、
前記第１光学ユニットとは別に前記灯室内に収容され、光源としての他の半導体発光素子を含む第２光学ユニットと、
前記第１光源搭載部とは別に前記支持部材に設けられ、前記他の半導体発光素子の載置面を有する第２光源搭載部と、
を備え、前記放熱フィンは、一方の端部領域の少なくとも一部が前記第１光源搭載部に熱的に接し、前記端部領域と反対側の端部領域の少なくとも一部が前記第２光源搭載部に熱的に接していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の車両用灯具。
前記通風路が前記灯具ボディ側から前記透光カバー側にかけて幅広となるように前記放熱フィンを形成したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の車両用灯具。