JP4814738B2

JP4814738B2 - 車両用ｌｅｄ灯具

Info

Publication number: JP4814738B2
Application number: JP2006254516A
Authority: JP
Inventors: 理之長澤; 傑島田; 真樹高瀬
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2026-09-20
Also published as: JP2008077928A

Description

本発明はＬＥＤを光源とする車両用ＬＥＤ灯具に関する。

ＬＥＤはＬＥＤ自体の温度上昇によって発光効率が低下するという特性を有している。ＬＥＤの温度上昇の要因は、ＬＥＤの点灯時の自己発熱や高温環境下に晒された場合等が考えられる。

一方、ＬＥＤは各種ランプに比較して一般的に小型、低消費電力、長寿命等の利点を有しており、従来この利点を利用してハイマウントストップランプ、ストップアンドテールランプ、方向指示灯等の車両用灯具の光源として使用され、近年ではＬＥＤを光源とする車両用前照灯の提案もなされている。

車両用灯具は一般的に前面レンズとハウジングとによって構成された灯具の内部（灯室内）が密閉環境として形成されており、灯室内に支持されたＬＥＤを点灯すると、ＬＥＤの自己発熱と該自己発熱による灯室内の温度上昇分との相乗作用によってＬＥＤ自体の温度が著しく上昇し、その結果ＬＥＤの発光効率が低下することによって灯具の照射光量が低減すると共に、極端な場合には灯具に要求される配光性能や配光規格を満足しなくなる可能性も有している。

また、灯室内の温度がＬＥＤの定格動作温度範囲よりも高くなるとＬＥＤの点灯が不可能となり、灯具としての機能を果すことができなくなる場合もある。

そこで、上記問題の発生を抑制するような車両用前照灯の提案がなされている。それは図４に示すように、透明カバー５１、ランプボディ５２、鉛直パネル部５３、ユニット支持部５４及びヒートシンク部５５が一体化された支持ブラケット５６と、ソケットカバー５７とで車両用前照灯５０の灯室５８を形成し、前照灯５０の灯室５８内には支持ブラケット５６の鉛直パネル部５３及びユニット支持部５４が位置し、ヒートシンク部５５が前照灯５０の灯室５８外に延出している。

そして、前照灯５０の灯室５８内に位置した支持ブラケット５６のユニット支持部５４には半導体発光素子５９、リフレクタ６０及び光制御部材６１が固定され、光制御部材６１は投影レンズ６２を支持している。

上記構成の、半導体発光素子５９を光源とする車両用前照灯５０においては、半導体発光素子５９の点灯時の自己発熱は、熱の良導体である材料によって形成された支持ブラケット５６のユニット支持部５４からヒートシンク部５５まで伝導されて移動し、ヒートシンク部５５で灯室５８外に放散される。これにより、半導体発光素子５９点灯時の半導体発光素子５９自体の温度上昇を抑制するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−１４１９１７号公報

上記従来の車両用前照灯５０においては、ランプボディ５２と支持ブラケット５６のヒートシンク部５５とが柔軟性を有する材料で形成されたソケットカバー５７を介して連結されており、エイミング調整で支持ブラケット５６が傾動したときに、その傾動による変位でソケットカバー５７が変形して変位を吸収し、固定されたランプボディ５２には変位力が加わらないような構成となっている。

しかしながら、ソケットカバー５７の働きはエイミング調整時に生じる支持ブラケット５６の変位を吸収することであり、半導体発光素子５９の放熱に関してはほとんど寄与していない。そのため、車両用前照灯５０にとってソケットカバー５７は利用効率の良くない部品となっている。

また、ヒートシンク部５５は、ヒートシンク部５５の外気（空気）と接する部分の全表面の放熱面積が大きいほど放熱効率が高くなり、放熱効果も良好となる。つまり、ヒートシンク部５５の大きさが放熱効率に関係することになるが、従来の車両用前照灯５０の場合、鉛直パネル部５３、ユニット支持部５４及びヒートシンク部５５が一体化された支持ブラケット５６と共にリフレクタ６０、光制御部材６１及び投影レンズ６２の夫々がランプボディ５２に固定されたエイミングネジ６３のみで支持されており、ヒートシンク部５５を大きくすることによってエイミングネジ６３に加わる重量負荷も大きくなる。すると、車両の走行時の振動による衝撃によって、重量負荷が加わっていたエイミングネジ６３に不具合が生じ、信頼性を損なうものとなる可能性がある。

そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、ＬＥＤを光源とする車両用ＬＥＤ灯具において、ＬＥＤの自己発熱の放熱性を高めることによってＬＥＤの温度上昇を抑制し、よってＬＥＤの発光効率の低下が低減されて所定の照射光量を確保することが可能となると共に、信頼性の高い車両用ＬＥＤ灯具を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、少なくとも前面レンズ及びハウジングによって灯室が形成され、少なくとも１つのＬＥＤ光源を有する灯具ユニット及び前記灯具ユニットを支持する金属サポートプレートが前記灯室内に位置し、前記金属サポートプレートが、その上下方向の両端に設けられ前記ハウジングから延びるエイミングネジと螺合するスライドナットと、その上下方向中央部に設けられ前記ハウジングの灯室外に固定されたヒートシンクに連接された金属ピボットと嵌合する嵌合支持部とによって揺動自在に支持されていることを特徴とするものである。

本発明の車両用ＬＥＤ灯具は、前面レンズ及びハウジングによって灯室を形成し、少なくとも１つのＬＥＤ光源を有する灯具ユニット及び該灯具ユニットを支持する金属サポートプレートを灯室内に位置させ、前記金属サポートプレートをハウジングから延びるエイミングネジ及びハウジングの灯室外に固定されたヒートシンクに連接された金属ピボットによって揺動自在に支持することによって、灯具ユニットのエイミング調整ができるようにした。また、ＬＥＤ光源で発生した熱は順次金属サポートプレート及び金属ピボットを経てヒートシンクから大気中に放散される。

その結果、比較的重量の重いヒートシンクが金属サポートプレートに取り付けられていない上に金属サポートプレートは金属ピボットによっても支持されており、車両の走行時の振動による衝撃が低減・分散されて信頼性の向上が図られた灯具となっている。

更に、金属ピボットはエイミング操作と放熱効果の両方に寄与しており、金属ピボットを使用することによって灯具の構成が機械的及び熱的に信頼性のあるものとなっている。

以下、この発明の好適な実施形態を図１から図３を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。

図１は本発明の車両用ＬＥＤ灯具に係わる実施形態を示す断面図である。本実施形態は、主に前面レンズ１及びハウジング２の２つの部材によって灯室３が形成されている。前面レンズ１とハウジング２は、ハウジング２の一方の前面開口端部に設けられたシール溝部４に前面レンズ１の周端に設けられたシール脚部５を挿入し、シール溝部４とシール脚部５との隙間に弾性シール材６を充填した状態で係止されている。

なお、本実施形態においては、ハウジング側にシール溝部、前面レンズ側にシール脚部が設けられているが、前面レンズ側にシール溝部、ハウジング側にシール脚部を設けてもよいし、前面レンズとハウジングとでシール効果を有する係止部が構成されるのであれば、両者の係止部の構造、係止手段等については特に限定されるものではない。

ハウジング２の灯室３と反対側にはハウジング２に固定されたヒートシンク７が配置され、ヒートシンク７には灯室３内に位置する金属ピボット８を支持する金属支持体９が取設されている。これにより、金属ピボット８、金属支持体９及びヒートシンク７は一体化されて熱伝導路を形成している。

また、灯室３内には金属ピボット８に揺動自在に嵌合された嵌合支持部１０を有する金属サポートプレート１１が配置され、金属サポートプレート１１はスライドナット１２が取設されていると共に、灯具ユニット１３を支持している。そして、灯具ユニット１３には金属サポートプレート１１と一体化された金属マウントプレート１４、該金属マウントプレート１４上に実装されたＬＥＤ光源１５、リフレクタ１６、遮光体１７、レンズホルダ１８及び投影レンズ１９が備えられている。

さらに、スライドナット１２には頭部がハウジング２に支持されたエイミングネジ２０が螺合されており、エイミングネジ２０を回動することによって、図２に示すように金属サポートプレート１１が金属ピボット８に嵌合された嵌合支持部１０を支点として傾動し、それに伴って金属サポートプレート１１に一体化された灯具ユニット１３が所望の方向に傾動してエイミング調整できるようになっている。

上記構成の車両用ＬＥＤ灯具は、ＬＥＤ光源１５を点灯すると、ＬＥＤ光源１５から発せられた光が上記リフレクタ１６、遮光体１７、レンズホルダ１８及び投影レンズ１９とで構成された光学系を介して前面レンズ１から車両用ＬＥＤ灯具の前方に照射される。

それと共に、「背景技術」に記載したように、ＬＥＤ光源は点灯時に自己発熱する。そのため、ＬＥＤ光源の該自己発熱と、その熱で加熱されて温度上昇した灯室４内の空気との熱の重畳作用によってＬＥＤ光源自体の温度が上昇することになり、ＬＥＤの発光効率の低下に起因して灯具の照射光量が低減することになる。

そこで、本発明においては、ＬＥＤ光源の点灯時の温度上昇を抑制する手段が施されているので、図３に基づいて詳細に説明する。

まず、ＬＥＤ光源１５が点灯するとＬＥＤ光源１５で発生した熱はＬＥＤ光源１５が実装された金属マウントプレート１４に移動する。金属マウントプレート１４は熱の良導体である金属材料によって形成されており、ＬＥＤ光源１５から金属マウントプレート１４に移動した熱は金属マウントプレート１４内部を伝導されて金属サポートプレート１１に移動する。

金属サポートプレート１１も熱の良導体である金属材料で形成されており、金属サポートプレート１１に移動した熱は金属サポートプレート１１内部を伝導されて嵌合支持部１０まで伝導される。

嵌合支持部１０に到達した熱は金属ピボット８に移動し、さらに上述した金属支持体９及びヒートシンク７からなる熱伝導路を経てヒートシンク７の表面から空気へ熱伝達され、該空気を介して大気中に放散される。

また、灯室３内の熱も金属サポートプレート１１から同様に上記熱伝導路を経てヒートシンク７の表面から空気へ熱伝達され、該空気を介して大気中に放散される。

以上説明したように、本発明の車両用ＬＥＤ灯具は、発光源と同時に発熱源となるＬＥＤ光源を支持する灯具ユニットはエイミング時に所望の方向に傾動してエイミング調整を行なうことができるように灯室内に支持されており、ＬＥＤ光源で発生した熱を最終的に大気中に放散するヒートシンクは直接ハウジングに固定されている。従って、従来例で示したようなランプボディと支持ブラケットのヒートシンクとを連結するソケットカバーのような連結部材は不要である。

また、灯具ユニットを支持する金属サポートプレートはエイミングネジと共に金属ピボットによっても支持されており、従来例に対して比較的重量の重いヒートシンク部が取り除かれた分軽量化されている上に支持部材が多くなっているために車両の走行時の振動による衝撃が低減・分散され、信頼性の向上が図られた灯具となっている。

更に、金属ピボットはエイミング操作と放熱効果の両方に寄与しており、金属ピボットを使用することによって灯具の構成を機械的及び熱的に信頼性のあるものとなっている、などの優れた効果を奏するものである。

本発明の車両用ＬＥＤ灯具の断面図である。同じく、本発明の車両用ＬＥＤ灯具のエイミングを示す部分断面図である。同じく、本発明の車両用ＬＥＤ灯具の熱移動の過程を示す参考図である。従来の車両用灯具の断面図である。

符号の説明

１前面レンズ
２ハウジング
３灯室
４シール溝部
５シール脚部
６シール材
７ヒートシンク
８金属ピボット
９金属支持体
１０嵌合支持部
１１金属サポートプレート
１２スライドナット
１３灯具ユニット
１４金属マウントプレート
１５ＬＥＤ光源
１６リフレクタ
１７遮光体
１８レンズホルダ
１９投影レンズ
２０エイミングネジ

Claims

少なくとも前面レンズ及びハウジングによって灯室が形成され、
少なくとも１つのＬＥＤ光源を有する灯具ユニット及び前記灯具ユニットを支持する金属サポートプレートが前記灯室内に位置し、
前記金属サポートプレートが、
その上下方向の両端に設けられ前記ハウジングから延びるエイミングネジと螺合するスライドナットと、その上下方向中央部に設けられ前記ハウジングの灯室外に固定されたヒートシンクに連接された金属ピボットと嵌合する嵌合支持部とによって揺動自在に支持されていることを特徴とする車両用ＬＥＤ灯具。