JP2011081937A

JP2011081937A - 車両用灯具

Info

Publication number: JP2011081937A
Application number: JP2009231251A
Authority: JP
Inventors: Koji Sato; 浩二佐藤; Hideaki Sasaya; 英朗笹谷; Chikako Yamahana; 知香子山花
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2009-10-05
Filing date: 2009-10-05
Publication date: 2011-04-21

Abstract

【課題】ヒートパイプを用いる場合にも、ヒートパイプの固定用部品を不要とし、振動や衝撃に強く、ヒートシンクまで熱が移動する間にも熱を効果的に分散（放熱）することの可能な車両用灯具を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ光源１１と、ＬＥＤ光源１１からの光を反射する反射面１２ａを備えたリフレクタ１２と、ＬＥＤ光源１１からの熱を放熱するヒートパイプ１３とを有しており、ヒートパイプ１３は、リフレクタ１２内（樹脂からなるリフレクタ本体内）に埋設されて固定されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、自動車等の車両における、ヘッドランプ（ロウビームランプ、ハイビームランプ、スモールランプ（ポジションランプ）、ターンシグナルランプ）、リアコンビネーションランプ、フォグランプなどの車両用灯具に関する。

ＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源からの光を反射する反射面を備えたリフレクタと、ＬＥＤ光源からの熱を放熱する熱伝導性部材とを有する車両用灯具として、従来、例えば特許文献１、特許文献２に示されているようなものが知られている。

図１は特許文献１、特許文献２に示されているような従来の車両用灯具の一例を示す正面図である。図１の車両用灯具は、ヘッドランプの例であって、ロウビームＬ１，Ｌ２用灯具と、ハイビームＨ用灯具とを有している。

図２は図１のＡ−Ａ線における断面図であり（すなわち、図１のロウビームＬ１用灯具の断面図であり）、図２を参照すると、この車両用灯具（図１のロウビームＬ１用灯具）は、ＬＥＤ光源１と、ＬＥＤ光源１からの光を反射する反射面２ａを備えたリフレクタ２と、ＬＥＤ光源１からの熱を放熱する熱伝導性部材としてのヒートパイプ３とを有している。なお、図１、図２において、符号７はハウジング、符号４、５は、それぞれ、リフレクタ２で反射されたＬＥＤ光源１からの光を外部へ出射するための（ロウビームＬ１として出射するための）インナーレンズ（inner lens）、アウターレンズ（outer lens）、符号６はヒートシンクである。ヒートシンク６は、一般に、ベース板と、放熱フィンとから構成されている。また、図２において、符号ＸはＬＥＤ光源１からの光である。

ここで、ヒートパイプ３は、例えば銅などの金属で形成されており、一般に図３に示すように、所定の長さＬＧを有し、内部３ａに毛細管構造を備えて所定の液体（例えば水や代替フロンなど）が封入されている。そして、図２のような構成では、ヒートパイプ３は、ＬＥＤ光源１で発生した熱を、内部３ａに封入されている所定の液体の気化によって、ヒートシンク６まで伝え、ヒートシンク６では、ヒートパイプ３によって伝えられた熱を外部に放熱するようになっている。これにより、ＬＥＤ光源１で発生した熱がＬＥＤ光源１の周辺に蓄積されることなく、ＬＥＤ光源１を適切な温度環境下で使用することが可能となる。

ところで、従来では、ヒートパイプ３は、リフレクタ２やブラケット部品（支持用の部品）などの部品にネジで取り付けられていた（固定されていた）。

特開２００４−１２７７８２号公報特開２００６−１６４９６７号公報

このように、従来では、ヒートパイプ３の取り付け（固定）には、ネジなどの固定用部品を使用していたので、部品数、重量ともに多く、コストも多くなるという問題があった。特に、ＬＥＤ光源１からヒートシンク６までの距離が遠い場合、ブラケット部品も大きくなり、ランプサイズが大型化したり、重量やコストが増大する要因となっていた。

また、ヒートパイプ３は、リフレクタ２やブラケット部品（支持用の部品）などの部品にネジで取り付けられていた（固定されていた）ので、車両の揺れなどに伴い、ヒートパイプ３が振動したり、衝撃を受けたりし、ヒートパイプ３やヒートシンク６が破損しやすいなどの問題もあった。

さらに、従来では、ヒートパイプ３は、熱伝導率が低い空気層に覆われているため、放熱性が低くなるという問題もあった。

本発明は、ＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源からの光を反射する反射面を備えたリフレクタと、ＬＥＤ光源からの熱を放熱する熱伝導性部材（例えばヒートパイプ）とを有する車両用灯具において、熱伝導性部材（例えばヒートパイプ）を用いる場合にも、熱伝導性部材の固定用部品を不要とし、振動や衝撃に強く、ヒートシンクまで熱が移動する間にも熱を効果的に分散（放熱）することの可能な車両用灯具を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源からの光を反射する反射面を備えたリフレクタと、ＬＥＤ光源からの熱を放熱する熱伝導性部材とを有する車両用灯具であって、前記熱伝導性部材の少なくとも一部は、前記リフレクタ自体に直接支持されていることを特徴としている。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両用灯具において、前記熱伝導性部材の少なくとも一部は、前記リフレクタ内に埋設されて固定されていることを特徴としている。

また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の車両用灯具において、前記リフレクタの前記反射面とは反対側の背面には、前記熱伝導性部材が埋設されている前記リフレクタの部分と最も近接した箇所に、放熱を促す構造が形成されていることを特徴としている。

また、請求項４記載の発明は、請求項１記載の車両用灯具において、前記熱伝導性部材の少なくとも一部は、前記リフレクタの前記反射面とは反対側の背面に密着されて固定されていることを特徴としている。

また、請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の車両用灯具において、前記熱伝導性部材は、前記ＬＥＤ光源から上方に延びていることを特徴としている。

また、請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の車両用灯具において、前記熱伝導性部材は、ヒートパイプであることを特徴としている。

請求項１乃至請求項６記載の発明によれば、ＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源からの光を反射する反射面を備えたリフレクタと、ＬＥＤ光源からの熱を放熱する熱伝導性部材とを有する車両用灯具であって、前記熱伝導性部材の少なくとも一部は、前記リフレクタ自体に直接支持されているので、熱伝導性部材（例えばヒートパイプ）を用いる場合にも、熱伝導性部材の固定用部品（ネジなど）を不要とし、振動や衝撃に強く、ヒートシンクまで熱が移動する間にも熱を効果的に分散（放熱）することができる。

従来の車両用灯具の一例を示す正面図である。図１のＡ−Ａ線における断面図である。ヒートパイプを説明するための図である。本発明の車両用灯具の一例を示す正面図である。図４のＡ−Ａ線における断面図である。図５のＢ−Ｂ線における（図４の紙面と平行な）車両用灯具の断面（部分概略断面）の一例を示す図である。分岐のないヒートパイプの例を示す図である。分岐のあるヒートパイプの例を示す図である。図８に示すような分岐のあるヒートパイプを用いたときの、図５のＢ−Ｂ線における（図４の紙面と平行な）車両用灯具の断面（部分概略断面）の一例を示す図である。ヒートパイプがリフレクタの反射面とは反対側の背面に密着されて固定されている場合の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図４は本発明の車両用灯具の一例を示す正面図である。図４の車両用灯具は、ヘッドランプの例であって、ロウビームＬ１，Ｌ２用灯具と、ハイビームＨ用灯具とを有している。

図５は図４のＡ−Ａ線における断面図であり（すなわち、図４のロウビームＬ１用灯具の断面図であり）、図５を参照すると、この車両用灯具（図４のロウビームＬ１用灯具）は、ＬＥＤ光源１１と、ＬＥＤ光源１１からの光を反射する反射面１２ａを備えたリフレクタ１２と、ＬＥＤ光源１１からの熱を放熱する熱伝導性部材１３とを有している。なお、図５において、符号１７はハウジング、符号１４、１５は、それぞれ、リフレクタ１２で反射されたＬＥＤ光源１１からの光を外部へ出射するための（ロウビームＬ１として出射するための）インナーレンズ（inner lens）、アウターレンズ（outer lens）、符号１６はヒートシンクである。ヒートシンク１６は、一般に、ベース板と、放熱フィンとから構成されている。また、図５において、符号ＸはＬＥＤ光源１１からの光である。

ここで、熱伝導性部材１３には、前述したヒートパイプを用いることができる。以下では、熱伝導性部材１３がヒートパイプであるとして説明する。ここで、ヒートパイプは、例えば銅などの金属で形成されており、一般に図３に示したように、所定の長さＬＧを有し、内部に毛細管構造を備えて所定の液体（例えば水や代替フロンなど）が封入されている。

また、リフレクタ１２は、リフレクタ本体が樹脂（例えば、ＡＢＳ、ＰＰ、ＰＣ、ＰＢＴ、ＰＥＩ、ＰＥＳなどの樹脂）で成形されており、リフレクタ本体の一方の表面に例えばアルミニウム（Ａｌ）などが蒸着されて反射面１２ａが形成されている。

ところで、本発明では、ヒートパイプ１３は、ネジなどの部品を用いてリフレクタ１２などに支持されてはおらず、リフレクタ１２自体に直接支持されている。

具体的に、図５の例では、ヒートパイプ１３は、リフレクタ１２内（樹脂からなるリフレクタ本体内）に埋設されて固定されている。なお、ヒートパイプ１３のリフレクタ１２内への埋設（固定）は、リフレクタ１２を形成する際に、リフレクタ１２を構成する樹脂をインサート成形することによって行うことができる。

図６には、図５のＢ−Ｂ線における（図４の紙面と平行な）車両用灯具の断面（部分概略断面）の一例が示されている。図６を参照すると、図６の例では、ヒートパイプ１３には図７に示すような分岐のないヒートパイプ（図３に示したようなヒートパイプ）が用いられている。そして、図６の例では、リフレクタ１２の反射面１２ａとは反対側の背面１２ｂには、ヒートパイプ１３が埋設されているリフレクタ１２の部分と最も近接した箇所（ヒートパイプ１３の真後ろ）に、放熱を促す構造（具体的には、放熱用フィン）１８が形成されている。なお、この放熱を促す構造（具体的には、放熱用フィン）１８は、リフレクタ本体と同じ樹脂で、リフレクタ本体と一体に形成されている。

このような構成では、ヒートパイプ１３は、ＬＥＤ光源１１で発生した熱を、内部に封入されている所定の液体の気化によって、ヒートシンク１６まで伝え、ヒートシンク１６では、ヒートパイプ１３によって伝えられた熱を外部に放熱するようになっている。そして、上記構成では、ヒートパイプ１３は、リフレクタ１２内（樹脂からなるリフレクタ本体内）に埋設されて固定されているので、ＬＥＤ光源１１で発生した熱を、樹脂からなるリフレクタ本体に放熱しながら、ヒートシンク１６まで伝えることができ、これにより、従来に比べて（空気中に放熱しながらヒートシンクまで伝える場合に比べて）、外部への放熱の度合いを高めることができる。すなわち、リフレクタ１２自体でも放熱できるので、ヒートシンク１６まで熱が移動する間にも、熱を効果的に分散（放熱）することができる。そして、上記構成では、さらに、リフレクタ１２の反射面１２ａとは反対側の背面１２ｂには、ヒートパイプ１３が埋設されているリフレクタ１２の部分と最も近接した箇所（ヒートパイプ１３の真後ろ）に、放熱を促す構造（具体的には、放熱用フィン）１８が形成されているので、より一層、外部への放熱を促進することができる。これにより、ＬＥＤ光源１１で発生した熱がＬＥＤ光源１１の周辺に蓄積されることなく、ＬＥＤ光源１１をより一層適切な温度環境下で使用することが可能となる。

また、上記構成では、ヒートパイプ１３は、リフレクタ１２内（樹脂からなるリフレクタ本体内）に埋設されて固定されているので、ヒートパイプ１３の固定用部品（ネジなど）を不要とし、小型化（小スペース化）が可能となる。また、樹脂からなるリフレクタ本体内にヒートパイプ１３が包まれているので、振動や衝撃に強く、リフレクタ１２の振動だけを気にすれば良い。

なお、上述の例では、図７に示すような分岐のないヒートパイプを用い、図６に示すようなリフレクタ１２内への埋設を行ったが、ヒートパイプ１３として、図８に示すような分岐（図８の例では、３つの分岐１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）のあるヒートパイプを用い、図５のＢ−Ｂ線における（図４のＣ−Ｃ線における）車両用灯具の断面（部分概略断面）として図９に示すようなリフレクタ１２内への埋設を行うこともできる。また、この場合、図９に示すように、リフレクタ１２の反射面１２ａとは反対側の背面１２ｂには、各分岐１３ａ，１３ｂ，１３ｃの真後ろに、放熱を促す構造（具体的には、放熱用フィン）１８ａ，１８ｂ，１８ｃを形成することができる。なお、この放熱を促す構造（具体的には、放熱用フィン）１８ａ，１８ｂ，１８ｃは、リフレクタ本体と同じ樹脂で、リフレクタ本体と一体に形成できる。

このように、分岐（図８の例では、３つの分岐１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）のあるヒートパイプを用い、また、各分岐１３ａ，１３ｂ，１３ｃの真後ろに、放熱を促す構造（具体的には、放熱用フィン）１８ａ，１８ｂ，１８ｃを形成する場合には、より一層放熱を促進することができる。

また、上述の各例では、ヒートパイプ１３は、リフレクタ１２内（樹脂からなるリフレクタ本体内）に埋設されて固定されているとしたが、リフレクタ１２自体に直接支持されていれば良く、例えば図１０に示すように、リフレクタ１２の反射面１２ａとは反対側の背面１２ｂに密着されて固定されていてもよい。ただし、強度や放熱の観点から、ヒートパイプ１３は、リフレクタ１２内（樹脂からなるリフレクタ本体内）に埋設されて固定されているのが最も望ましい。

また、上述の各例では、ヒートパイプ１３のほぼ全部がリフレクタ１２自体に直接支持されている（例えば、リフレクタ１２内に埋設されて固定されている）としたが、ヒートパイプ１３が部分的にリフレクタ１２自体に直接支持されていてもよい（例えば、ヒートパイプ１３が部分的にリフレクタ１２内に埋設されて固定されていてもよい）。すなわち、ヒートパイプ１３の少なくとも一部がリフレクタ１２自体に直接支持されていればよい（例えば、ヒートパイプ１３の少なくとも一部がリフレクタ１２内に埋設されて固定されていればよい）。ただし、強度や放熱の観点から、ヒートパイプ１３は、そのほぼ全部がリフレクタ１２自体に直接支持されているのが好ましい（例えば、ヒートパイプ１３のほぼ全部がリフレクタ１２内に埋設されて固定されているのが好ましい）。

また、上述の各例では、熱伝導性部材１３がヒートパイプであるとしたが、ＬＥＤ光源１１で発生した熱をヒートシンク１６まで伝える熱伝導機能を有するものであれば、ヒートパイプ以外のものを用いることもできる。

また、上述の各例では、例えば図５に示すように、ＬＥＤ光源１１から熱伝導性部材（上述の各例では、ヒートパイプ）１３が上方に延びているが（ＬＥＤ光源１１がヒートシンク１６よりも下方に配置されているが）、これとは逆に、ＬＥＤ光源１１から熱伝導性部材（上述の各例では、ヒートパイプ）１３が下方に延びていてもよい（ＬＥＤ光源１１がヒートシンク１６よりも上方に配置されていてもよい）。ただし、熱が下から上に移動することを考慮すると、例えば図５に示すように、ＬＥＤ光源１１から熱伝導性部材（上述の各例では、ヒートパイプ）１３が上方に延びているのが好ましい（ＬＥＤ光源１１がヒートシンク１６よりも下方に配置されているのが好ましい）。

また、上述の各例では、図４の車両用灯具において、ロウビームＬ１用灯具に着目して説明したが、ロウビームＬ１用灯具以外の灯具、例えばロウビームＬ２用灯具やハイビームＨ用灯具、さらには、ＬＥＤ光源を使用する任意の車両用灯具（例えば、スモールランプ（ポジションランプ）、ターンシグナルランプ、リアコンビネーションランプ、フォグランプなど）にも、同様に、本発明を適用できる。

本発明は、ＬＥＤ光源を使用する車両用灯具に利用可能である。

１１ＬＥＤ光源
１２リフレクタ
１２ａリフレクタの反射面
１２ｂリフレクタの背面
１３熱伝導性部材（ヒートパイプ）
１４インナーレンズ（inner lens）
１５アウターレンズ（outer lens）
１６ヒートシンク
１８放熱を促す構造（放熱用フィン）

Claims

ＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源からの光を反射する反射面を備えたリフレクタと、ＬＥＤ光源からの熱を放熱する熱伝導性部材とを有する車両用灯具であって、前記熱伝導性部材の少なくとも一部は、前記リフレクタ自体に直接支持されていることを特徴とする車両用灯具。
請求項１記載の車両用灯具において、前記熱伝導性部材の少なくとも一部は、前記リフレクタ内に埋設されて固定されていることを特徴とする車両用灯具。
請求項２記載の車両用灯具において、前記リフレクタの前記反射面とは反対側の背面には、前記熱伝導性部材が埋設されている前記リフレクタの部分と最も近接した箇所に、放熱を促す構造が形成されていることを特徴とする車両用灯具。
請求項１記載の車両用灯具において、前記熱伝導性部材の少なくとも一部は、前記リフレクタの前記反射面とは反対側の背面に密着されて固定されていることを特徴とする車両用灯具。
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の車両用灯具において、前記熱伝導性部材は、前記ＬＥＤ光源から上方に延びていることを特徴とする車両用灯具。
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の車両用灯具において、前記熱伝導性部材は、ヒートパイプであることを特徴とする車両用灯具。