JP2014063698A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱部材から発生する熱をアウターレンズの融雪に利用することができる車両用灯具を提供する。
【解決手段】ランプボディ１０とアウターカバー１２とで覆われた灯室内に灯具ユニットを備える車両用灯具１００であって、灯具ユニットは、発光素子３０と、発光素子３０からの熱を放熱させる放熱部材３５と、を備える第１灯具ユニット２０を有し、放熱部材３５の上方から第１灯具ユニット２０の上方を通過してアウターカバー１２の近傍まで延びて、放熱部材３５から放熱される熱をアウターカバー１２の近傍に誘導するよう構成される第１対流調整部４０が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子を備える車両用灯具に関する。

車両用灯具の光源として発光ダイオードを用いる場合は、光源として白熱電球を用いる場合よりも発光によるアウターレンズへの温度上昇が少ないため、アウターレンズの外表面に付着した雪や氷が融け難いという問題がある。これは、白熱電球の場合にはアウターレンズを透過する光線の熱で雪等を融かすことができるが、発光ダイオードの場合には輻射熱が少ないためである。この点を鑑み、光源として発光ダイオードを用いた場合に、当該発光ダイオードで発生した熱を被覆用部材を介してアウターレンズの近傍へと伝達することで、アウターレンズへの着雪や着氷を抑制するようにした車両用灯具が知られている（特許文献１参照）。

特開２００６−１４００８４号公報

特許文献１においては、発光ダイオードで発生した熱を利用してアウターレンズへの着雪や着氷対策を行っているが、この熱をさらに有効に利用するための改良の余地があった。

そこで、本発明は、灯具の点灯により発生する熱をアウターレンズの融雪により有効に利用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。

上記目的を達成するために、本発明の車両用灯具は、
ランプボディとアウターカバーとで覆われた灯室内に灯具ユニットを備える車両用灯具であって、
前記灯具ユニットは、発光素子と、前記発光素子からの熱を放熱させる放熱部材と、を備える第１灯具ユニットを有し、
前記放熱部材の上方から前記第１灯具ユニットの上方を通過して前記アウターカバーの近傍まで延びて、前記放熱部材から放熱される熱を前記アウターカバーの近傍に誘導するよう構成される第１対流調整部が設けられている。

本発明によれば、前記第１対流調整部は、前記放熱部材に固定されてもよい。

本発明によれば、さらに、前記第１灯具ユニットの上方に配置されている第２灯具ユニットを備え、
前記第１対流調整部は、前記第１灯具ユニットと前記第２灯具ユニットとの間に配置されてもよい。

本発明によれば、さらに、前記第１灯具ユニットの下方に配置され、前記アウターカバー近傍の空気を前記放熱部材まで誘導するよう構成される第２対流調整部を備えてもよい。

本発明によれば、前記第１対流調整部および前記第２対流調整部の少なくとも一方は曲面状に形成されてもよい。

本発明に係る車両用灯具によれば、放熱部材から放熱される熱を第１灯具ユニットの上方を通過させてアウターカバーの近傍に誘導することで、アウターカバー表面の温度を上昇させることができる。そのため、アウターカバー表面における融雪効果や凍結防止効果が向上するとともに、アウターカバー表面に防曇塗装を施すことなく防曇性能を向上させることができる。

本発明の第１の実施形態に係る車両用灯具の構成を示す断面図である。 図１に示される車両用灯具に備わる第１灯具ユニットおよび第１対流調整部の正面斜視図である。 図２に示される第１灯具ユニットおよび第１対流調整部の背面側分解斜視図である。 第２の実施形態に係る車両用灯具の構成を示す断面図である。 図４に示される車両用灯具に備わる第１灯具ユニット、第１対流調整部および第２対流調整部の正面斜視図である。 図５に示される第１灯具ユニット、第１対流調整部および第２対流調整部の正面側分解斜視図である。 図５に示される第１灯具ユニット、第１対流調整部および第２対流調整部の背面側分解斜視図である。

添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態の例について以下詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１に示すように、本実施形態に係る車両用灯具１００は、ランプボディ１０と、ランプボディ１０の前端開口部に取り付けられたアウターカバー１２とで形成される灯室内に、第１灯具ユニット２０および第２灯具ユニット５０が収容された構成となっている。また、第１灯具ユニット２０および第２灯具ユニット５０とアウターカバー１２との間には、灯具前方から見たときの隙間を覆うようにエクステンション１４が配置されている。

第１灯具ユニット２０は、投影レンズ２１と、光源ユニット２２と、光源ユニット２２を保持するホルダ２３(図２参照)とを有する。ホルダ２３は図示しない支持部材を介して、ランプボディ１０に取り付けられている。支持部材は、エイミング機構を介してランプボディ１０に傾動可能であり、このエイミング機構によって第１灯具ユニット２０の光軸調整を行うことができる。

投影レンズ２１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って、その光軸Ａｘが車両の略前後方向に延びる向きで配置されている。投影レンズ２１の周縁部は、ホルダ２３に固定された前端環状のレンズホルダ２４に保持されている。

光源ユニット２２は、発光素子３０と、発光素子３０を搭載するための搭載プレート３１と、発光素子３０から出射される光を車両前方へ向けて反射するリフレクタ３２と、発光素子３０から発せられる熱を放散させるための放熱部材３５とを備えている。
発光素子３０は、例えば１ｍｍ四方程度の大きさの発光部を有する白色発光ダイオード（ＬＥＤ）からなり、投影レンズ２１の後方焦点よりも後方側において搭載プレート３１上に配置されている。この発光素子３０は、その発光面が光軸Ａｘ上において鉛直上向きになるように配置された状態で、ホルダ２３の後端側に固定されている。なお、発光素子３０は、可視光を発する半導体発光素子であればその構成は限定されず、ＬＥＤのほか、ＬＤ（Laser Diode）や有機ＥＬ（Electro - Luminescence）等であってもよい。

リフレクタ３２は、発光素子３０を上方側から覆うように配置され、発光素子３０からの光を前方に向けて光軸Ａｘ寄りに反射させるものである。このリフレクタ３２は、その下端部が搭載プレート３１の上面に固定されている。
リフレクタ３２にて反射して投影レンズ２１に入射した光は、略平行な光として車両前方に投影される。すなわち、本実施形態の第１灯具ユニット２０は、いわゆるプロジェクタ型の灯具ユニットである。

図３に示すように、放熱部材３５は、熱伝導率に優れた金属材料から構成され、搭載プレート３１の後方側表面に形成されている。放熱部材３５は、搭載プレート３１の後端に立設された複数の放熱フィンから構成される後板部３６と、搭載プレート３１の下端に立設された複数の放熱フィンから構成される下板部３７とを有している。また、放熱部材３５には、後板部３６の上部近傍にネジ孔３８が形成されている。発光素子３０にて発生した熱は搭載プレート３１を介して放熱部材３５まで伝達され、後板部３６および下板部３７から光源ユニット２２の外部へと放熱される。

第１灯具ユニット２０の上部には、ポリカーボネート等の合成樹脂から構成される第１対流調整部４０が設けられている。この第１対流調整部４０は、放熱部材３５の上方から第１灯具ユニット２０の上方を通過してアウターカバー１２の近傍まで延びている。図２に示すように、第１対流調整部４０の前端部は、投影レンズ２１の形状に沿うよう灯具正面視において円弧状に形成されている。

図３に示すように、第１対流調整部４０の後端部は、放熱部材３５の後板部３６を上面から覆うとともに、後板部３６をその両側面から挟み込むような形状を備えている。第１対流調整部４０の後端部において放熱部材３５のネジ孔３８と対応する箇所には、ネジ孔４１が形成されている。放熱部材３５のネジ孔３８と第１対流調整部４０のネジ孔４１とをネジ留めすることにより、第１対流調整部４０が放熱部材３５に固定される。このとき、第１対流調整部４０の後端部は、放熱部材３５との間に隙間があかないよう放熱部材３５の後板部３６と接触して配置されていることが好ましい。
また、図２に示すように、第１対流調整部４０の灯具正面視における両端には切欠き部４２が設けられており、第１対流調整部４０が放熱部材３５に固定される際には、この切欠き部４２にホルダ２３の側壁部２５がそれぞれ挿入される。これにより、第１対流調整部４０の放熱部材３５に対する位置決めが行われ、第１対流調整部４０の位置ずれを防ぐことができる。

第２灯具ユニット５０は、図１において第１対流調整部４０を挟んで第１灯具ユニット２０の上方に配置されている。この第２灯具ユニット５０は、例えばポジションランプやターンシグナルランプ等として使用されるユニットであり、第２灯具ユニット５０前方への熱の伝達が比較的少ない光源５１を有している。光源５１としては、例えばハロゲンランプ等のフィラメントを有する白熱灯や、ＬＥＤランプを用いることができる。なお、光源５１は、図示しないエイミング機構を介してランプボディ１０に傾動可能な支持部材５２に固定されており、このエイミング機構により第２灯具ユニット５０の光軸調整を行うことができる。

光源ユニット２２が点灯されると、発光素子３０にて発生した熱は搭載プレート３１を介して放熱部材３５まで伝達される。放熱部材３５に伝達された熱は、後板部３６および下板部３７から光源ユニット２２の外部へと放熱される。上述のように、後板部３６は第１対流調整部４０の後端部に覆われているため、放熱部材３５、特に後板部３６から放熱された熱はその周囲の空気の温度を上昇させる。その空気は、図１の矢印Ａの通り第１灯具ユニット２０と第１対流調整部４０との間を通過してアウターカバー１２の近傍に誘導される。アウターカバー１２近傍に誘導された空気の熱により、第１灯具ユニット２０の前方に位置する部分のアウターカバー１２表面の温度を上昇させることができる。

また、放熱部材３５で発生した熱により温められた空気は、第１灯具ユニット２０と第２灯具ユニット５０との間に配置された第１対流調整部４０によりアウターカバー１２の近傍へ誘導される。アウターカバー１２近傍へ誘導された空気は上昇気流となって、図１の矢印Ｂの通り第１灯具ユニット２０の前方を通過して第２灯具ユニット５０の前方に流れ込む。上述の通り、第２灯具ユニット５０の光源５１は、ユニット前方への熱の伝達が比較的少ないため、第２灯具ユニット５０を点灯させても第２灯具ユニット５０の前方におけるアウターカバー１２の外表面の温度を上昇させることは難しい。しかし、本実施形態においては、第１対流調整部４０によってアウターカバー１２近傍へ誘導された後に第２灯具ユニット５０の前方に流れ込む上昇気流により、アウターカバー１２表面において第２灯具ユニット５０の前方に対応する部分の温度も容易に上昇させることができる。

実施例１として、第１対流調整部４０が設置された車両用灯具１００において光源ユニット２２を点灯したときのアウターカバー１２の表面温度を測定するとともに、比較例１として、第１対流調整部４０を設置しない従来の車両用灯具において光源ユニット２２を点灯したときのアウターカバー１２の表面温度を測定した。その結果、実施例１においてはアウターカバー１２の表面温度は最大４０℃程度であった。一方、比較例１においてはアウターカバー１２の表面温度は最大３０℃程度であった。以上より、第１対流調整部４０が設けられた車両用灯具１００においては、従来の車両用灯具よりもアウターカバー１２の表面温度を上昇させることができることが確認された。

以上説明したように、本実施形態の車両用灯具１００によれば、第１対流調整部４０により放熱部材３５から放熱される熱を第１灯具ユニット２０の上方を通過させてアウターカバー１２の近傍に誘導することができる。したがって、放熱部材３５が配置された車両用灯具１００の後部に熱により温められた空気が滞留することなく、温風を効率的にアウターカバー１２近傍まで誘導することができる。そのため、白熱電球に比べて発熱量の少ない発光ダイオードを光源として用いた場合であっても、アウターカバー１２表面の温度を効率的に上昇させ、アウターカバー１２表面における融雪効果や凍結防止効果を向上させることができる。
また、流体抵抗を少なくするため第１対流調整部４０の全体が曲面状に形成されていることが好ましい。このような構成により、第１対流調整部４０は、後板部３６から放熱される熱により温められた空気をアウターカバー１２の近傍に効率的に誘導することができる。
さらに、第１対流調整部４０により灯室内での空気の循環効率が高まるため、灯室内の温度を一定に保つことができる。そのため、アウターカバー１２表面に特別な防曇塗装を施すことなく防曇性能を向上させることができる。

また、第１対流調整部４０は放熱部材３５に固定されているため、放熱部材３５の位置に応じて第１対流調整部４０を配置することができる。そのため、エイミング機構等により搭載プレート３１のランプボディ１０に対する組み付け位置が多少変更された場合であっても、放熱部材３５から放熱された熱を適切にアウターカバー１２の近傍へ誘導することができる。
また、放熱部材３５から放熱された熱により上昇気流が発生するため、この上昇気流を利用して第１灯具ユニット２０の上方に配置された第２灯具ユニット５０の前方においてもアウターカバー１２表面の温度を上昇させることができ、融雪効果をより向上させることができる。

さらに、第１対流調整部４０が流体抵抗の少ない曲面状に形成されていることにより、放熱部材３５から放熱された熱により発生する気流の対流がスムーズとなる。これにより、灯具内の空気の循環効率をさらに高めることができる。

（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る車両用灯具１０１の構成を示す断面図である。
本実施形態においては、第２対流調整部６０が第１灯具ユニット２０の下方に配置されている。この第２対流調整部６０は、ポリカーボネート等の合成樹脂から構成され、放熱部材３５の下方から第１灯具ユニット２０の下方を通過してアウターカバー１２の近傍まで延びている。図５および図６に示すように、第２対流調整部６０の前端部は、灯具正面視において上開きの矩形状（いわゆるＵ字状）に形成されているが、投影レンズ２１の形状に沿うよう円弧状に形成されていてもよい。

図６および図７に示すように、第２対流調整部６０の後端部は、第１対流調整部４０の後端部を下方から覆うとともに、第１対流調整部４０の後端部をその両側面から挟み込むような形状を備えている。また、第２対流調整部６０の後端部において、放熱部材３５のネジ孔３８および第１対流調整部４０のネジ孔４１と対応する箇所にはネジ孔６１が形成されている。これらのネジ孔３８，４１，６１をまとめてネジ留めすることにより、第２対流調整部６０は放熱部材３５および第１対流調整部４０に固定される。なお、第２対流調整部６０を第１対流調整部４０と一体的に形成し、この一体成形体を放熱部材３５に固定させる構成としてもよい。

以上説明したように、本実施形態の車両用灯具１０１によれば、放熱部材３５から放熱された熱により温められた空気は図４の矢印Ａの通り第１灯具ユニット２０と第１対流調整部４０との間を通過してアウターカバー１２の近傍に誘導される。アウターカバー１２の近傍に誘導された空気の一部は、矢印Ｃの通りアウターカバー１２の近傍で冷やされて下方に対流する。この下方に滞留した空気は、第２対流調整部６０により矢印Ｄの通り第１灯具ユニット２０の下方を通過して放熱部材３５側へ誘導される。これにより、灯室内における気流のサイクルが行われ、空気の循環効率をより向上させることができる。
また、第１対流調整部４０と同様に、流体抵抗を抑制し空気の循環効率を向上させるため、第２対流調整部６０の全体が曲面状に形成されていることが好ましい。

以上において本発明の実施形態の例を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、必要に応じて他の構成を採用することが可能である。

上記の実施形態に係る車両用灯具１００は、灯室内に第１灯具ユニット２０および第２灯具ユニット５０を備えた構成とされているが、第２灯具ユニット５０を省略し、灯室内に第１灯具ユニット２０のみを備える構成としてもよい。この構成によっても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。

また、上記の実施形態においては、第１灯具ユニット２０は投影レンズ２１を備えたプロジェクタ型の灯具ユニットであるが、第１灯具ユニットとして、発光素子と、当該発光素子からの光を灯具前方へ反射するパラボラ光学系リフレクタとを備えた、いわゆるパラボラ型の灯具ユニットを利用することもできる。この構成によれば、投影レンズが不要なパラボラ型灯具ユニットを利用することで、プロジェクタ型の第１灯具ユニット２０に比べて車両用灯具の低コスト化を図ることができる。

さらに、第１対流調整部４０および第２対流調整部６０は灯具前方から見たときの隙間を覆うためのエクステンションとしての機能を兼ね備えていてもよい。この場合、第１対流調整部４０および第２対流調整部６０による予期しない光の反射を防止するため、第１対流調整部４０および第２対流調整部６０の内側面は黒色で塗りつぶす等の反射防止加工を施すことが好ましい。この構成によれば、第１対流調整部４０および第２対流調整部６０の汎用性を高めることができる。

１０：ランプボディ、１２：アウターカバー、１４：エクステンション、２０：第１灯具ユニット、２１：透光レンズ、２２：光源ユニット、２３：ホルダ、３０：発光素子、３２：リフレクタ、４０：第１対流調整部、５０：第２灯具ユニット、６０：第２対流調整部、１００：車両用灯具

Claims (5)

1. ランプボディとアウターカバーとで覆われた灯室内に灯具ユニットを備える車両用灯具であって、
   前記灯具ユニットは、発光素子と、前記発光素子からの熱を放熱させる放熱部材と、を備える第１灯具ユニットを有し、
   前記放熱部材の上方から前記第１灯具ユニットの上方を通過して前記アウターカバーの近傍まで延びて、前記放熱部材から放熱される熱を前記アウターカバーの近傍に誘導するよう構成される第１対流調整部が設けられている、車両用灯具。
2. 前記第１対流調整部は、前記放熱部材に固定されている、請求項１に記載の車両用灯具。
3. さらに、前記第１灯具ユニットの上方に配置されている第２灯具ユニットを備え、
   前記第１対流調整部は、前記第１灯具ユニットと前記第２灯具ユニットとの間に配置されている、請求項１または２に記載の車両用灯具。
4. さらに、前記第１灯具ユニットの下方に配置され、前記アウターカバー近傍の空気を前記放熱部材まで誘導するよう構成される第２対流調整部を備えている、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用灯具。
5. 前記第１対流調整部および前記第２対流調整部の少なくとも一方は曲面状に形成されている、請求項４に記載の車両用灯具。

Images