JP2016100176A - Vehicular lighting fixture - Google Patents

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尚子 松本
Naoko Matsumoto
尚子 松本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicular light emitting device which is improved in heat radiation efficiency.SOLUTION: A vehicular lighting fixture has a light source 11, an outer lens 12 which emits light emitted from the light source 11 to the outside, and a heat sink 13 which radiates heat of the light source. The heat sink 13 includes a plurality of plate-like fins 14 which are arranged in parallel at intervals. Main planes of the fins 14 are arranged facing the outer lens 12 so as to improve heat radiation efficiency.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光源の熱を放熱する構造を備えた車両用灯具に関する。   The present invention relates to a vehicular lamp having a structure for radiating heat from a light source.

LEDを光源とする車両用灯具には、LEDからの熱を自然対流で放熱するために、複数のフィンを備えたヒートシンク用いられている(特許文献1、2)。特許文献1の図1には、プレート状の複数のフィンを車両用灯具の上方に向けて配置した構造が開示されている。特許文献2の図1〜3には、複数のフィンを車両用灯具の後方に向けて配置した構造が開示されている。   A heat sink provided with a plurality of fins is used for a vehicular lamp using an LED as a light source in order to dissipate heat from the LED by natural convection (Patent Documents 1 and 2). FIG. 1 of Patent Document 1 discloses a structure in which a plurality of plate-like fins are arranged above a vehicle lamp. 1 to 3 of Patent Document 2 disclose a structure in which a plurality of fins are arranged toward the rear of a vehicular lamp.

一方、LSI等の半導体集積回路の発する熱を自然対流で放熱するため、特許文献3には多数の柱体を立設させたヒートシンクが開示されている。特許文献3では、中央に穴をあけたアルミニウム板をヒートシンクの上に搭載することにより、外側から中央の穴を通って上方に抜ける自然対流を生じさせて放熱効果を高めようとしている。   On the other hand, in order to dissipate heat generated by a semiconductor integrated circuit such as an LSI by natural convection, Patent Document 3 discloses a heat sink in which a large number of pillars are erected. In Patent Document 3, an aluminum plate having a hole in the center is mounted on a heat sink, thereby generating natural convection from the outside through the center hole to the upper side to increase the heat dissipation effect.

特開2009−277535号公報JP 2009-277535 A 特開2013−120649号公報JP 2013-120649 A 特開平7−335793号公報JP 7-335793 A

近年、車両用灯具の軽量化と大光量化が望まれており、これを実現するためにはヒートシンクの放熱効率を高めることが必要である。   In recent years, it has been desired to reduce the weight and amount of light of a vehicular lamp, and in order to realize this, it is necessary to increase the heat dissipation efficiency of the heat sink.

本発明の目的は、放熱効率を高めた車両用発光装置を提供することにある。   The objective of this invention is providing the light-emitting device for vehicles which improved heat dissipation efficiency.

上記目的を達成するために、本発明の車両用灯具は、光源と、光源から発せられた光を外部に向かって出射するアウターレンズと、光源の熱を放熱するヒートシンクとを有し、ヒートシンクは、間隔をあけて平行に配置された複数の板状のフィンを含む。フィンは、主平面がアウターレンズと向かい合うように配置されている。   In order to achieve the above object, a vehicular lamp according to the present invention includes a light source, an outer lens that emits light emitted from the light source toward the outside, and a heat sink that dissipates heat from the light source. , Including a plurality of plate-like fins arranged in parallel at intervals. The fins are arranged such that the main plane faces the outer lens.

本発明によれば、放熱効率を高めた車両用発光装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the light-emitting device for vehicles which improved heat dissipation efficiency can be provided.

実施形態の車両用灯具の切欠き斜視図。The notch perspective view of the vehicle lamp of embodiment. 比較例の車両用灯具の切欠き斜視図。The notch perspective view of the vehicle lamp of a comparative example. (a)実施例1の車両用灯具のモデルを示す斜視図、(b)比較例1の車両用灯具のモデルを示す斜視図。(A) The perspective view which shows the model of the vehicle lamp of Example 1, (b) The perspective view which shows the model of the vehicle lamp of the comparative example 1. (a)実施例1の車両用灯具の温度分布を示す図、(b)実施例1の車両用灯具の流速分布を示す図。(A) The figure which shows the temperature distribution of the vehicle lamp of Example 1, (b) The figure which shows the flow-velocity distribution of the vehicle lamp of Example 1. FIG. (a)比較例1の車両用灯具の温度分布を示す図、(b)比較例1の車両用灯具の流速分布を示す図。(A) The figure which shows the temperature distribution of the vehicle lamp of the comparative example 1, (b) The figure which shows the flow-velocity distribution of the vehicle lamp of the comparative example 1. (a)実施例2の車両用灯具のモデルを示す斜視図、(b)比較例2の車両用灯具のモデルを示す斜視図。(A) The perspective view which shows the model of the vehicle lamp of Example 2, (b) The perspective view which shows the model of the vehicle lamp of the comparative example 2. (a)実施例2の車両用灯具の温度分布を示す図、(b)実施例2の車両用灯具の流速分布を示す図。(A) The figure which shows the temperature distribution of the vehicle lamp of Example 2, (b) The figure which shows the flow-velocity distribution of the vehicle lamp of Example 2. FIG. (a)比較例2の車両用灯具の温度分布を示す図、(b)比較例2の車両用灯具の流速分布を示す図。(A) The figure which shows the temperature distribution of the vehicle lamp of the comparative example 2, (b) The figure which shows the flow-velocity distribution of the vehicle lamp of the comparative example 2. (a)実施例1〜2および比較例1〜2の光源温度、熱抵抗、ヒートシンクの重量を示す説明図、(b)実施例3〜4および比較例3〜4の光源温度、熱抵抗、ヒートシンクの重量を示す説明図。(A) Light source temperature of Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2, thermal resistance, explanatory drawing which shows the weight of a heat sink, (b) Light source temperature, thermal resistance of Examples 3-4 and Comparative Examples 3-4, Explanatory drawing which shows the weight of a heat sink. (a)実施例3の車両用灯具のモデルを示す斜視図、(b)比較例3の車両用灯具のモデルを示す斜視図。(A) The perspective view which shows the model of the vehicle lamp of Example 3, (b) The perspective view which shows the model of the vehicle lamp of the comparative example 3. (a)実施例4の車両用灯具のモデルを示す斜視図、(b)比較例4の車両用灯具のモデルを示す斜視図。(A) The perspective view which shows the model of the vehicle lamp of Example 4, (b) The perspective view which shows the model of the vehicle lamp of the comparative example 4.

本発明の一実施の形態の車両用灯具について図面を用いて説明する。   A vehicle lamp according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1のように、本実施形態の車両用灯具は、LEDやLD(レーザダイオード)の光源11と、光源11から発せられた光を外部に向かって出射するアウターレンズ12と、光源の熱を放熱するヒートシンク13とを有して構成されている。ヒートシンク13は、間隔をあけて平行に配置された複数の板状のフィン14を含む。本実施形態では、フィン14の主平面をアウターレンズ12に向かい合うように配置することにより、放熱効率を向上させる。   As shown in FIG. 1, the vehicular lamp according to this embodiment includes a light source 11 of an LED or LD (laser diode), an outer lens 12 that emits light emitted from the light source 11 to the outside, and heat of the light source. And a heat sink 13 for radiating heat. The heat sink 13 includes a plurality of plate-like fins 14 arranged in parallel at intervals. In the present embodiment, the heat radiation efficiency is improved by arranging the main plane of the fin 14 so as to face the outer lens 12.

発明者らは、比較例の図2に示すように、フィン14の主平面をアウターレンズに垂直に向けた配置よりも、図1のようにフィン14の主平面をアウターレンズに向かい合うように配置した方が、放熱効率が向上することをシミュレーションにより見出した。図1の配置により放熱効率が向上する理由は、車両用灯具のアウターレンズ12は外気に接しているため、エンジンルームに面する他の面よりも低温になっているためであると考えられる。アウターレンズ12の内側の空間はアウターレンズ12によって冷却され(例えば40〜50℃)、エンジンルームに面する他の面の内側空間(例えば60〜120℃)より低温であるため、低温な空間に対してフィン14の主平面を向けることでフィン14の放熱効率が高まる。   As shown in FIG. 2 of the comparative example, the inventors arrange the main plane of the fin 14 so as to face the outer lens as shown in FIG. 1 rather than the arrangement in which the main plane of the fin 14 is perpendicular to the outer lens. It has been found by simulation that the heat dissipation efficiency is improved. The reason why the heat dissipation efficiency is improved by the arrangement of FIG. 1 is considered to be that the outer lens 12 of the vehicular lamp is in contact with the outside air, and is therefore at a lower temperature than other surfaces facing the engine room. The space inside the outer lens 12 is cooled by the outer lens 12 (for example, 40 to 50 ° C.) and is cooler than the inner space (for example, 60 to 120 ° C.) of the other surface facing the engine room. On the other hand, the heat radiation efficiency of the fins 14 is increased by directing the main plane of the fins 14.

フィン14の主平面がアウターレンズ12に向かい合う配置とは、フィン14の主平面がアウターレンズ12の方に向けられていればよく、フィン14の主平面がアウターレンズ12の主平面と平行である配置のみならず、図1のように、傾斜したアウターレンズ12の主平面とフィン14の主平面とが向かいあっていてもよい。すなわち、アウターレンズ12の主平面の法線方向が、アウターレンズ12の主平面と交差していればよい。このようにアウターレンズ12が傾斜して、フィン14の主平面と向かい合う配置であれば、アウターレンズ12の内側の空間が低温であるためフィン14が冷却され、放熱効率を向上させることができる。よって、ヒートシンク13全体の放熱効率が向上する。   The arrangement in which the main plane of the fin 14 faces the outer lens 12 is sufficient if the main plane of the fin 14 is directed toward the outer lens 12, and the main plane of the fin 14 is parallel to the main plane of the outer lens 12. In addition to the arrangement, as shown in FIG. 1, the inclined principal plane of the outer lens 12 and the principal plane of the fin 14 may face each other. That is, the normal direction of the main plane of the outer lens 12 only needs to intersect the main plane of the outer lens 12. Thus, if the outer lens 12 is inclined and faces the main plane of the fin 14, the space inside the outer lens 12 is low in temperature, so that the fin 14 is cooled and heat dissipation efficiency can be improved. Therefore, the heat dissipation efficiency of the heat sink 13 as a whole is improved.

フィン14の主平面がアウターレンズ12に向かい合う構造であれば、フィン14は下向きに配置されていても、上向きに配置されていても構わない。例えば、ヒートシンク13は、図1のように、板状のベース15を備え、一方の面に光源11を搭載し、他方の面に複数のフィン14を立設させた構造にすることができる。このとき、図1のように、複数のフィン14は、ベース15の上面から上方に向けて立設している構造であってもよいし、ベース15の下面から下方に向けて立設していてもよい。   As long as the main plane of the fin 14 faces the outer lens 12, the fin 14 may be disposed downward or upward. For example, as shown in FIG. 1, the heat sink 13 can have a plate-like base 15, the light source 11 is mounted on one surface, and a plurality of fins 14 are erected on the other surface. At this time, as shown in FIG. 1, the plurality of fins 14 may have a structure standing upward from the upper surface of the base 15, or standing downward from the lower surface of the base 15. May be.

また、上述の構成以外に、車両用灯具として必要な種々の構成を配置することももちろん可能である。例えば、図1のように、前方のアウターレンズ12に連結して上面と下面と側面を覆って筐体を形成するハウジング16と、光源11が発する光を反射するリフレクタ17と、リフレクタ17で反射された光から所望の光束を形成する内部レンズ18と、ヒートシンク13を保持するブラケット19とを備える構成にすることができる。ブラケット19は、エイミングボルト20により筐体の背面に固定され、エイミングボルト20を調整することにより、光源11の出射方向を調整することができる。   In addition to the above-described configuration, it is of course possible to arrange various configurations necessary as a vehicular lamp. For example, as shown in FIG. 1, a housing 16 that is connected to a front outer lens 12 to cover a top surface, a bottom surface, and a side surface to form a housing, a reflector 17 that reflects light emitted from the light source 11, and a reflector 17 reflects the light. The internal lens 18 that forms a desired light beam from the emitted light and the bracket 19 that holds the heat sink 13 can be provided. The bracket 19 is fixed to the rear surface of the housing by the aiming bolt 20, and the emission direction of the light source 11 can be adjusted by adjusting the aiming bolt 20.

光源11は、LEDやLDの他に、ハロゲンランプ等のランプを用いることができる。光源11とベース15との間には、熱抵抗を低減するために、グリスや熱伝導シートや熱伝導接着剤等のTIM(Thermal Interface Materials:熱伝導部材)を配置することが望ましい。ヒートシンク13は、熱伝導率の高いアルミニウムやマグネシウム等の金属や金属合金により形成することが望ましい。   The light source 11 can use a lamp such as a halogen lamp in addition to the LED and the LD. Between the light source 11 and the base 15, it is desirable to arrange TIM (Thermal Interface Materials), such as grease, a heat conductive sheet, or a heat conductive adhesive, in order to reduce thermal resistance. The heat sink 13 is desirably formed of a metal or metal alloy such as aluminum or magnesium having high thermal conductivity.

本実施形態のように、ヒートシンク13のフィン14の主平面をアウターレンズ12に向かい合わせる配置にすることにより、ヒートシンク13の放熱効率を向上させることができる。これにより、本実施形態の図1の車両用灯具は、光源11の発光量が図2の比較例の車両用灯具と同じ場合には、放熱効率が向上する分だけヒートシンク13を小型化できるため、車両用灯具を小型化することができる。また、ヒートシンク13のサイズを比較例の車両用灯具と同じにする場合には、光源11の光量を増加させることができ、光量の大きな車両用灯具を提供することができる。   The heat dissipation efficiency of the heat sink 13 can be improved by arranging the main plane of the fins 14 of the heat sink 13 so as to face the outer lens 12 as in the present embodiment. 1 can reduce the size of the heat sink 13 to the extent that the heat radiation efficiency is improved when the light emission amount of the light source 11 is the same as that of the vehicle lamp of the comparative example of FIG. The vehicle lamp can be downsized. Moreover, when making the size of the heat sink 13 the same as the vehicle lamp of the comparative example, the light quantity of the light source 11 can be increased, and a vehicular lamp with a large light quantity can be provided.

また、本実施形態の車両用灯具は、板状のフィン14を備えたヒートシンク13に替えて、放熱用のピンを2方向に配列したヒートシンクを用いることが可能である。ピンは、2方向のうち第1の方向について第2の方向よりも密に配列する。ピンが密に並べられた第1の方向を、アウターレンズ12と向かい合うように配置する。第1の方向に沿って密に並べられた複数のピンは、ピンの側面が並んだ面が、板状のフィン14の主平面と同様に作用するため、第1の方向をアウターレンズ12に向かい合わせることにより、アウターレンズ12に最も近いピンの並び(第1の方向)の放熱効率を向上させることができる。よって、ピンが密な第1の方向をアウターレンズの主平面に垂直に配置した場合よりも、ヒートシンク13の放熱効率を、向上させることができる。   In addition, the vehicular lamp according to the present embodiment can use a heat sink in which pins for heat dissipation are arranged in two directions instead of the heat sink 13 provided with the plate-like fins 14. Of the two directions, the pins are arranged more densely in the first direction than in the second direction. The first direction in which the pins are closely arranged is arranged so as to face the outer lens 12. The plurality of pins arranged closely along the first direction has the same surface as the main plane of the plate-like fins 14 because the surface on which the side surfaces of the pins are arranged acts on the outer lens 12. By facing each other, it is possible to improve the heat dissipation efficiency of the arrangement of pins (first direction) closest to the outer lens 12. Therefore, the heat dissipation efficiency of the heat sink 13 can be improved as compared with the case where the first direction in which the pins are dense is arranged perpendicular to the main plane of the outer lens.

この場合、ピンの向きは、上向きであっても下向きであってもよい。例えば、板状のベース15に対して、複数のピンは、ベース15の上面から上向きに立設してもよいし、ベース15の下面から下向きに立設していてもよい。   In this case, the direction of the pin may be upward or downward. For example, with respect to the plate-like base 15, the plurality of pins may be erected upward from the upper surface of the base 15, or may be erected downward from the lower surface of the base 15.

また、ピンの密な配列方向(第1の方向)についての、ピンの間隔は、ピンの径以上、ピンの径の2倍以下であることが好ましい。特に、ピンの間隔が、ピンの径の1.5倍以下であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the space | interval of a pin about the dense arrangement direction (1st direction) of a pin is more than the diameter of a pin and 2 times or less of the diameter of a pin. In particular, the pin spacing is preferably 1.5 times or less the pin diameter.

ピンの形状は、四角柱、円柱、六角柱、楕円柱など所望の形状にすることができる。例えば、1.5mm角の四角柱にすることができる。   The shape of the pin can be a desired shape such as a rectangular column, a cylinder, a hexagonal column, or an elliptical column. For example, it can be a 1.5 mm square prism.

なお、フィン14やピンの向きは、鉛直上向きや鉛直下向きに限定されるものでなく、鉛直方向に対して傾斜していてもよい。   The direction of the fins 14 and the pins is not limited to vertically upward or vertically downward, but may be inclined with respect to the vertical direction.

また、フィン14の主平面やピンの第1の方向が、アウターレンズ12の主平面に対して傾斜している場合、フィン14の間隔pは、下式(1)により導出することが望ましい。
p=5(h/ΔT)0.25 ・・・(1)
ただし、hは、フィン14の高さ、ΔTは、フィン温度と周囲温度との差である。なお、ピンの第2の方向における間隔も、式(1)により同様に設定できる。
When the main plane of the fin 14 and the first direction of the pins are inclined with respect to the main plane of the outer lens 12, it is desirable to derive the interval p between the fins 14 by the following expression (1).
p = 5 (h / ΔT) 0.25 (1)
However, h is the height of the fin 14, and ΔT is the difference between the fin temperature and the ambient temperature. In addition, the space | interval in the 2nd direction of a pin can be similarly set by Formula (1).

また、図1には、車両用前照灯の例を示したが、本発明は車両用前照灯に限られるものではなく、フォグ(FOG)ランプや昼間走行灯(Daytime Running Lamps:DRL)を同様の構成にすることももちろん可能である。   Further, FIG. 1 shows an example of a vehicle headlamp, but the present invention is not limited to a vehicle headlamp, but a fog (FOG) lamp or a daytime running lamp (DRL). Of course, it is possible to have the same configuration.

また、本発明の放熱構造は、上述した車両用灯具に限らず、アウターレンズに相当する低温の筐体面が存在する装置であれば他の装置に適用することも可能である。例えば、LED照明装置、プロジェクタの光源装置等に適用することが可能である。LED等の光源に限らず他の発熱部品の放熱構造としても用いることもできる。   Further, the heat dissipation structure of the present invention is not limited to the above-described vehicle lamp, and can be applied to other devices as long as the device has a low-temperature casing surface corresponding to the outer lens. For example, the present invention can be applied to an LED illumination device, a projector light source device, and the like. Not only a light source such as an LED, but also a heat dissipation structure for other heat generating components can be used.

以下、本発明の車両用灯具の放熱効率をシミュレーションにより求めた実施例について説明する。   Hereinafter, the Example which calculated | required the thermal radiation efficiency of the vehicle lamp of this invention by simulation is described.

<実施例1および比較例1>
実施例1のシミュレーションに用いた車両用灯具のモデルの構造を図3(a)を用いて説明する。図3(a)のモデルは、ヒートシンク13と、直方体形状の筐体(アウターレンズ12とハウジング16)と、光源11(図3(a)では不図示)からなり、光源11は、ヒートシンク13のベース15の下面にTIMを介して固定されている。ヒートシンク13のフィン14の主平面は、直方体形状の筐体のアウターレンズ12の面と平行に配置されている。
<Example 1 and Comparative Example 1>
The structure of the vehicle lamp model used in the simulation of Example 1 will be described with reference to FIG. The model shown in FIG. 3A includes a heat sink 13, a rectangular parallelepiped housing (outer lens 12 and housing 16), and a light source 11 (not shown in FIG. 3A). It is fixed to the lower surface of the base 15 via a TIM. The main plane of the fin 14 of the heat sink 13 is disposed in parallel with the surface of the outer lens 12 of the rectangular parallelepiped housing.

光源11の発熱量は20W、サイズは25mm角とした。筐体(アウターレンズ12とハウジング16)のサイズは、アウターレンズ12の外側から見て、幅300mm×奥行200mm×高さ200mmとした。ヒートシンク13のベース15の主平面を120mm角、ヒートシンク13の高さを35mm、フィン14の厚さを1.5mm、フィン14の枚数を11枚とした。フィン14は、図3(a)のように上向きとした。   The heat generation amount of the light source 11 was 20 W, and the size was 25 mm square. The size of the housing (the outer lens 12 and the housing 16) was 300 mm width × 200 mm depth × 200 mm height when viewed from the outside of the outer lens 12. The main plane of the base 15 of the heat sink 13 is 120 mm square, the height of the heat sink 13 is 35 mm, the thickness of the fins 14 is 1.5 mm, and the number of fins 14 is 11. The fins 14 face upward as shown in FIG.

アウターレンズ12の温度は、45℃、ハウジング16の温度は、85℃として、光源12の温度と、筐体内の空間の温度分布と、自然対流による流速分布とをシミュレーションにより求めた。   The temperature of the outer lens 12 was 45 ° C., the temperature of the housing 16 was 85 ° C., and the temperature of the light source 12, the temperature distribution of the space in the housing, and the flow velocity distribution by natural convection were obtained by simulation.

また、比較例1として、フィン14の主平面の向きを、図3(b)のようにアウターレンズ12の主平面に対して垂直に配置し、他の条件は実施例1と同様にした車両用灯具のモデルについて、光源12の温度と、筐体内の空間の温度分布と、自然対流による流速分布とをシミュレーションにより求めた。   Further, as a comparative example 1, the orientation of the main plane of the fin 14 is arranged perpendicular to the main plane of the outer lens 12 as shown in FIG. 3B, and other conditions are the same as in the first embodiment. For the lamp model, the temperature of the light source 12, the temperature distribution of the space in the housing, and the flow velocity distribution by natural convection were obtained by simulation.

その結果、光源12の温度は、実施例1のモデルが115.6℃であったのに対し、比較例1は、115.7℃であり、実施例1の方が低温であり、温度低減の効果が得られることが確認された。   As a result, the temperature of the light source 12 was 115.6 ° C. in the model of Example 1, whereas 115.7 ° C. in Comparative Example 1, and the temperature of Example 1 was lower, and the temperature was reduced. It was confirmed that the effect of was obtained.

また、実施例1および比較例1のモデルについてそれぞれ、筐体内の空間の温度分布(ヒートシンク13の中心を通る断面における温度分布)を求めた結果を図4(a)および図5(a)に示し、流速分布を求めた結果を図4(b)および図5(b)に示す。実施例1の車両用灯具モデルは、図4(a)のように、ヒートシンク13の上部全体が高い温度を示し、熱源である光源12に近い周辺空気およびヒートシンク13全体へ熱が放散されていることがわかる。また、流速分布についても図4(b)のようにヒートシンク13の上部全体の流速が速く、ヒートシンク13全体のフィン14間において流速が速まっていることがわかる。これに対し、比較例1のモデルでは、図5(a)、(b)のように、ヒートシンク13の中央部付近でのみ高い温度を示し、流速分布についてもヒートシンク13の中央部付近でのみ流速が速まっている。このように、フィン14の主平面をアウターレンズ12に向けた実施例1は、比較例1と比較して、ヒートシンク13全体の放熱特性が高まっていることが確認できた。   Further, for the models of Example 1 and Comparative Example 1, the results of obtaining the temperature distribution of the space in the housing (temperature distribution in the cross section passing through the center of the heat sink 13) are shown in FIG. 4 (a) and FIG. 5 (a). The results of obtaining the flow velocity distribution are shown in FIGS. 4 (b) and 5 (b). In the vehicle lamp model of the first embodiment, as shown in FIG. 4A, the entire upper portion of the heat sink 13 exhibits a high temperature, and heat is dissipated to the ambient air near the light source 12 that is a heat source and to the entire heat sink 13. I understand that. Further, regarding the flow velocity distribution, it can be seen that the flow velocity of the entire upper portion of the heat sink 13 is fast as shown in FIG. 4B, and the flow velocity is increased between the fins 14 of the entire heat sink 13. In contrast, the model of Comparative Example 1 shows a high temperature only near the center of the heat sink 13 as shown in FIGS. 5A and 5B, and the flow velocity distribution is also only near the center of the heat sink 13. Is speeding up. As described above, it was confirmed that the heat radiation characteristics of the heat sink 13 as a whole in Example 1 in which the main plane of the fin 14 was directed to the outer lens 12 was higher than that in Comparative Example 1.

<実施例2および比較例2>
実施例2のモデルとして、図6(a)のように、実施例1のモデルのフィン14に替えてピン61を立設したヒートシンク13を用いた。ピン61は、1.5mm角の四角柱であり、アウターレンズ12の主平面に平行な第1の方向50には、3.5mm間隔で密に配置され、アウターレンズ12に垂直な第2の方向60には、10.4mm間隔で疎に配置されている。他の構成は、実施例1と同様である。
<Example 2 and Comparative Example 2>
As a model of the second embodiment, as shown in FIG. 6A, a heat sink 13 in which pins 61 are erected is used instead of the fin 14 of the model of the first embodiment. The pins 61 are 1.5 mm square prisms, and are arranged densely at intervals of 3.5 mm in a first direction 50 parallel to the main plane of the outer lens 12 and are perpendicular to the outer lens 12. The direction 60 is sparsely arranged at intervals of 10.4 mm. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

一方、比較例2のモデルは、図6(b)のように、ピン61が、第1の方向50には、10.4mm間隔で疎に配置され、第2の方向60には、3.5mm間隔で密に配置されている。他の構成は、実施例2と同様である。   On the other hand, in the model of Comparative Example 2, as shown in FIG. 6B, the pins 61 are sparsely arranged at intervals of 10.4 mm in the first direction 50, and in the second direction 60 3. It is densely arranged at intervals of 5 mm. Other configurations are the same as those of the second embodiment.

実施例2と比較例2のモデルの光源11の温度をシミュレーションで求めたところ、実施例2が117.6℃であったのに対し、比較例2は、118.4℃であり、実施例2の方が比較例2よりも低温であり、温度低減の効果が得られていた。   When the temperature of the light source 11 of the model of Example 2 and Comparative Example 2 was obtained by simulation, Example 2 was 117.6 ° C., whereas Comparative Example 2 was 118.4 ° C. The temperature of 2 was lower than that of Comparative Example 2, and the effect of temperature reduction was obtained.

また、実施例2および比較例2のモデルについてそれぞれ、筐体内の空間の温度分布を求めた結果を図7(a)および図8(a)に示し、流速分布を求めた結果を図7(b)および図8(b)に示す。図7(a)と図8(a)を比較すると、実施例2の車両用灯具モデルは、比較例2よりもヒートシンク13の上部全体が高い温度を示している。また、図7(b)と図8(b)を比較すると、実施例2のモデルは、比較例2よりも上部全体の流速が速い。このことから、熱源である光源12に近い周辺空気とヒートシンク13全体へ熱が放散されていることが確認された。   Moreover, about the model of Example 2 and the comparative example 2, the result of calculating | requiring the temperature distribution of the space in a housing | casing is shown to Fig.7 (a) and FIG.8 (a), respectively, and the result of calculating | requiring the flow velocity distribution is shown in FIG. It is shown in b) and FIG. Comparing FIG. 7A and FIG. 8A, in the vehicle lamp model of Example 2, the entire upper portion of the heat sink 13 is higher in temperature than in Comparative Example 2. Further, comparing FIG. 7B and FIG. 8B, the model of Example 2 has a higher flow velocity in the entire upper part than Comparative Example 2. From this, it was confirmed that heat was dissipated to the ambient air near the light source 12 as a heat source and the entire heat sink 13.

特に、実施例2のピンタイプのヒートシンクは、第1の方向50に沿って温度低減効果が大きいことがわかった。これは、ピン間隔が疎の箇所で生じる対流の主流と、密の箇所で生じる対流の複流が生じることにより、ピン間に熱が閉塞されることなく流れが発達し、伝熱が促進されているためであると考えられる。   In particular, it was found that the pin type heat sink of Example 2 has a large temperature reduction effect along the first direction 50. This is because the main flow of the convection that occurs in the sparsely spaced locations and the double flow of the convection that occurs in the dense locations cause the flow to develop without clogging the heat between the pins and promote heat transfer. It is thought that this is because.

なお、図9(a)に示したように、実施例2のモデルの光源11の温度は、実施例1のモデルと比較すると、約2℃高い。また、光源11の温度と車両用灯具の内部空間の平均温度との差を、光源11の発熱量で除して求めた熱抵抗(℃/W)を求めたところ、実施例2の熱抵抗の方が、実施例1の熱抵抗より大きかった。これは、ピンタイプのヒートシンク13は、フィンタイプのヒートシンクと比較して、全体の伝熱面積が低減するためである。しかしながら、ヒートシンク13の重量は、図9(a)に示したように、材質がアルミニウム合金の場合、実施例1のフィンタイプが300.6gであるのに対し、実施例2のピンタイプは212.0gと約30%低減されており、ピンタイプの方が、軽量化の効果が大きいというメリットがある。   Note that, as shown in FIG. 9A, the temperature of the light source 11 of the model of the second embodiment is about 2 ° C. higher than that of the model of the first embodiment. Further, when the thermal resistance (° C./W) obtained by dividing the difference between the temperature of the light source 11 and the average temperature of the interior space of the vehicle lamp by the calorific value of the light source 11 was obtained, the thermal resistance of Example 2 was obtained. Was greater than the thermal resistance of Example 1. This is because the heat transfer area of the pin type heat sink 13 is reduced as compared with the fin type heat sink. However, as shown in FIG. 9A, the heat sink 13 has a weight of 300.6 g when the material is an aluminum alloy, whereas the pin type of the second embodiment is 212. 0.0 g, which is reduced by about 30%, and the pin type has a merit that the effect of weight reduction is greater.

<実施例3および比較例3>
つぎに、実施例3として、実施例1よりもヒートシンクが奥行き方向に小さいモデルについて、シミュレーションをおこなった。実施例3のシミュレーションに用いた車両用灯具のモデルの構造を図10(a)を用いて説明する。実施例3では、ヒートシンク13のベース15の幅が120mm、奥行きが70mm、ヒートシンク13の高さが35mm、フィン14の厚さが1.5mmである。フィン14の間隔は実施例1と同じであり、フィン14の枚数が奥行き方向に7枚とした。筐体のサイズ、および、光源11の発熱量とサイズ、アウターレンズ12の温度、ハウジング16の温度は、実施例1と同じである。フィン14は、図10(a)のように上向きとした。
<Example 3 and Comparative Example 3>
Next, as Example 3, a simulation was performed for a model in which the heat sink is smaller in the depth direction than Example 1. The structure of the vehicle lamp model used in the simulation of Example 3 will be described with reference to FIG. In Example 3, the width of the base 15 of the heat sink 13 is 120 mm, the depth is 70 mm, the height of the heat sink 13 is 35 mm, and the thickness of the fins 14 is 1.5 mm. The interval between the fins 14 is the same as that in Example 1, and the number of fins 14 is 7 in the depth direction. The size of the housing, the heat generation amount and size of the light source 11, the temperature of the outer lens 12, and the temperature of the housing 16 are the same as in the first embodiment. The fins 14 face upward as shown in FIG.

また、比較例3のモデルは、フィン14の主平面の向きを、図10(b)のようにアウターレンズ12の主平面に対して垂直に配置し、他の条件は実施例3と同様にした。   Further, in the model of Comparative Example 3, the orientation of the main plane of the fin 14 is arranged perpendicular to the main plane of the outer lens 12 as shown in FIG. 10B, and other conditions are the same as in Example 3. did.

実施例3と比較例3についてシミュレーションを行ったところ、光源12の温度は、実施例3が122.4℃であったのに対し、比較例3は、122.8℃であった。実施例3の方が低温であり、温度低減の効果が得られていることが確認できた。   When a simulation was performed for Example 3 and Comparative Example 3, the temperature of the light source 12 was 122.4 ° C. in Example 3, while 122.8 ° C. in Comparative Example 3. It was confirmed that Example 3 had a lower temperature and the effect of temperature reduction was obtained.

<実施例4および比較例4>
図11(a)のように、実施例4の車両用灯具のモデルとして、実施例3のフィン14に替えてピン61を立設したヒートシンク13を用いた。ピン61は、1.5mm角の四角柱であり、アウターレンズ12に平行な第1の方向50には、3.5mm間隔で密に配置され、アウターレンズ12に垂直な第2の方向60には、10.4mm間隔で疎に配置されている。他の構成は、実施例4と同様である。
<Example 4 and Comparative Example 4>
As shown in FIG. 11A, as a model of the vehicle lamp of the fourth embodiment, a heat sink 13 in which pins 61 are erected in place of the fins 14 of the third embodiment is used. The pins 61 are 1.5 mm square prisms, which are densely arranged at intervals of 3.5 mm in a first direction 50 parallel to the outer lens 12 and in a second direction 60 perpendicular to the outer lens 12. Are sparsely arranged at intervals of 10.4 mm. Other configurations are the same as those in the fourth embodiment.

一方、比較例4は、図11(b)のように、ピン61が、第1の方向50には、10.4mm間隔で疎に配置され、第2の方向60には、3.5mm間隔で密に配置されている。他の構成は、実施例4と同様である。   On the other hand, in Comparative Example 4, as shown in FIG. 11B, the pins 61 are sparsely arranged at intervals of 10.4 mm in the first direction 50, and at intervals of 3.5 mm in the second direction 60. It is densely arranged. Other configurations are the same as those in the fourth embodiment.

実施例4と比較例4の光源11の温度をシミュレーションで求めたところ、実施例4が124.7℃であったのに対し、比較例4は、125.9℃であり、実施例4の方が比較例4よりも低温であり、温度低減の効果が得られていた。   When the temperature of the light source 11 of Example 4 and Comparative Example 4 was obtained by simulation, Example 4 was 124.7 ° C., whereas Comparative Example 4 was 125.9 ° C. The temperature was lower than that of Comparative Example 4, and the effect of temperature reduction was obtained.

なお、図9(b)に示したように、実施例4の光源11の温度は、実施例3と比較すると、約2.3℃高い。また、実施例4の熱抵抗の方が、実施例3の熱抵抗より大きい。これは、ピンタイプのヒートシンク13は、フィンタイプのヒートシンクと比較して、全体の伝熱面積が低減するためであるが、ヒートシンク13の重量は、図9(b)に示したように、材質がアルミニウム合金の場合、実施例3のフィンタイプが188.0gであるのに対し、実施例4のピンタイプは135.0gと約28%低減されており、ピンタイプの方が、軽量化の効果が大きいというメリットがある。   Note that, as shown in FIG. 9B, the temperature of the light source 11 of Example 4 is about 2.3 ° C. higher than that of Example 3. Further, the thermal resistance of Example 4 is larger than the thermal resistance of Example 3. This is because the pin type heat sink 13 reduces the overall heat transfer area as compared with the fin type heat sink. However, the weight of the heat sink 13 is as shown in FIG. Is an aluminum alloy, the fin type of Example 3 is 188.0 g, whereas the pin type of Example 4 is reduced by about 28% to 135.0 g, and the pin type is lighter in weight. There is a merit that the effect is great.

上述してきた実施例1〜実施例4により、フィン14の主平面、もしくは、ピンの第1の配列方向が、アウターレンズ12と平行な車両用灯具は、それらがアウターレンズ12と垂直な比較例の車両用灯具と比較して、約2〜4%の放熱性能が向上すること確認できた。これにより、実施例の車両用灯具は、比較例に対して、ヒートシンク性能を一定に保って、ヒートシンクを小型化し、軽量化を図ることが可能であることがわかった。また、ヒートシンクのサイズを維持しながら、放熱性能を向上させ、大光量の光源を搭載することが可能になることがわかった。   According to the first to fourth embodiments described above, the vehicular lamp in which the main plane of the fins 14 or the first arrangement direction of the pins is parallel to the outer lens 12 is a comparative example in which they are perpendicular to the outer lens 12. It was confirmed that the heat radiating performance was improved by about 2 to 4% compared to the vehicle lamps. As a result, it was found that the vehicular lamp of the example can keep the heat sink performance constant, reduce the size of the heat sink, and reduce the weight as compared with the comparative example. It was also found that it is possible to mount a light source with a large amount of light while improving the heat dissipation performance while maintaining the size of the heat sink.

また、フィンタイプのヒートシンクに比べてピンタイプのヒートシンクは、約7%放熱効率が低下するが、単位重量当たりの放熱効率は、ピンタイプの方が1.3倍高いことから、同一包絡体積の場合、フィンタイプのヒートシンクに比べてピンタイプのヒートシンクの方が、約19%軽量化できる。   In addition, the heat dissipation efficiency of the pin type heat sink is about 7% lower than that of the fin type heat sink, but the heat dissipation efficiency per unit weight is 1.3 times higher for the pin type. In this case, the pin type heat sink can be reduced by about 19% compared to the fin type heat sink.

11…光源、12…アウターレンズ、13…ヒートシンク、14…フィン、15…ベース、16…ハウジング、17…リフレクタ、18…内部レンズ、19…ブラケット、20…エイミングボルト   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Light source, 12 ... Outer lens, 13 ... Heat sink, 14 ... Fin, 15 ... Base, 16 ... Housing, 17 ... Reflector, 18 ... Internal lens, 19 ... Bracket, 20 ... Aiming bolt

Claims (6)

光源と、前記光源から発せられた光を外部に向かって出射するアウターレンズと、前記光源の熱を放熱するヒートシンクとを有し、
前記ヒートシンクは、間隔をあけて平行に配置された複数の板状のフィンを含み、前記フィンは、主平面が前記アウターレンズと向かい合うように配置されていることを特徴とする車両用灯具。
A light source, an outer lens that emits light emitted from the light source toward the outside, and a heat sink that dissipates heat from the light source,
The vehicular lamp, wherein the heat sink includes a plurality of plate-like fins arranged in parallel with a space therebetween, and the fins are arranged such that a main plane faces the outer lens.
請求項1に記載の車両用灯具であって、前記ヒートシンクは、一方の面に前記光源が搭載された板状のベースを含み、前記複数のフィンは、前記ベースの他方の面に立設していることを特徴とする車両用灯具。   2. The vehicular lamp according to claim 1, wherein the heat sink includes a plate-like base on which the light source is mounted on one surface, and the plurality of fins are erected on the other surface of the base. A vehicular lamp characterized by the above. 請求項2に記載の車両用灯具であって、前記複数のフィンは、前記ベースの上面に上方に向けて立設していることを特徴とする車両用灯具。   The vehicular lamp according to claim 2, wherein the plurality of fins are erected upward on an upper surface of the base. 請求項2に記載の車両用灯具であって、前記複数のフィンは、前記ベースの下面に下方に向けて立設していることを特徴とする車両用灯具。   The vehicular lamp according to claim 2, wherein the plurality of fins are erected downward on a lower surface of the base. 光源と、前記光源から発せられた光を外部に向かって出射するアウターレンズと、前記光源の熱を放熱するヒートシンクとを有し、
前記ヒートシンクは、2方向に配列して立設された放熱用の複数のピンを含み、
前記ピンは、前記2方向のうち第1の方向について第2の方向よりも密に配列され、前記第1の方向は、前記アウターレンズと向かい合うように配置されていることを特徴とする車両用灯具。
A light source, an outer lens that emits light emitted from the light source toward the outside, and a heat sink that dissipates heat from the light source,
The heat sink includes a plurality of pins for heat dissipation arranged upright in two directions,
The pins are arranged more densely than the second direction in the first direction among the two directions, and the first direction is arranged to face the outer lens. Light fixture.
請求項5に記載の車両用灯具であって、前記ヒートシンクは、一方の面に前記光源が搭載された板状のベースを含み、前記複数のピンは、前記ベースの他方の面に立設していることを特徴とする車両用灯具。   6. The vehicular lamp according to claim 5, wherein the heat sink includes a plate-like base on which the light source is mounted on one surface, and the plurality of pins are erected on the other surface of the base. A vehicular lamp characterized by the above.
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