JP4822443B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤ光源を冷却するための冷却手段をハウジングとカバーレンズとによって画定される灯室内に配置した車両用前照灯に関し、特には、車両用前照灯の取り扱い性を向上させつつ、ＬＥＤ光源の冷却性能を飛躍的に向上させることができる車両用前照灯に関する。

従来から、ＬＥＤ光源を冷却するための冷却手段をハウジングとカバーレンズとによって画定される灯室内に配置した車両用前照灯が知られている。この種の車両用前照灯の例としては、例えば特開２００５−２２２７８５号公報に記載されたものがある。

特開２００５−２２２７８５号公報に記載された車両用前照灯では、熱伝導率が高い材料によって形成された中空の箱形部材が、ＬＥＤ光源を冷却するための冷却手段として設けられている。更に、特開２００５−２２２７８５号公報に記載された車両用前照灯では、冷却手段としての中空の箱形部材が、ハウジングとカバーレンズとによって画定される灯室内に配置されている。そのため、特開２００５−２２２７８５号公報に記載された車両用前照灯によれば、ＬＥＤ光源を冷却するための冷却手段がハウジングとカバーレンズとによって画定される灯室の外側に突出している場合よりも、例えば車両本体に対する車両用前照灯の組み付け性などのような車両用前照灯の取り扱い性を向上させることができる。

詳細には、特開２００５−２２２７８５号公報に記載された車両用前照灯では、ＬＥＤ光源が発生した熱が、ブラケット等を介して箱形部材に伝熱されている。更に、例えば車両走行中などに車両用前照灯の外部の空気が箱形部材の内部を通過せしめられる時に、ＬＥＤ光源から箱形部材に伝熱された熱が、箱形部材の内部の空気に放熱されている。

特開２００５−２２２７８５号公報

ところで、近年においては、車両用前照灯に適用されるＬＥＤ光源の高出力化・高輝度化が進んでおり、それに伴って、ＬＥＤ光源が発生する熱量も増大する傾向がある。

一方、特開２００５−２２２７８５号公報に記載された車両用前照灯では、ＬＥＤ光源の冷却が空冷によって行われており、熱抵抗が非常に大きいため、発生する熱量が比較的少ないＬＥＤ光源を冷却することができるものの、発生する熱量が多いＬＥＤ光源を十分に冷却することができない。

前記問題点に鑑み、本発明は、車両用前照灯の取り扱い性を向上させつつ、ＬＥＤ光源の冷却性能を飛躍的に向上させることができる車両用前照灯を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明によれば、ＬＥＤ光源を冷却するための冷却手段をハウジングとカバーレンズとによって画定される灯室内に配置した車両用前照灯において、
前記冷却手段として、前記ＬＥＤ光源が発生した熱を冷却水に伝熱するための受熱用ジャケットと、冷却水に伝熱された熱を放熱するためのラジエータと、冷却水を循環させるためのポンプと、前記受熱用ジャケットと前記ラジエータと前記ポンプとを連結するための冷却水用配管と、冷却水を補充するためのリザーバタンクとを設け、
前記冷却手段のすべてを前記灯室内に配置したことを特徴とする車両用前照灯が提供される。

請求項２に記載の発明によれば、前記ＬＥＤ光源および前記受熱用ジャケットを収容するための受熱区画と、前記ラジエータを収容するための放熱区画とを前記灯室内に形成し、前記受熱区画と前記放熱区画との間に断熱壁を配置したことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯が提供される。

請求項３に記載の発明によれば、前記ラジエータを冷却するための空気の入口開口を前記放熱区画の前端に形成すると共に、前記ラジエータを冷却した空気の出口開口を前記放熱区画の後端に形成し、前記ラジエータの後側に冷却ファンを配置したことを特徴とする請求項２に記載の車両用前照灯が提供される。

請求項４に記載の発明によれば、前記放熱区画内に流入した空気を前記ラジエータに導くためのダクトを前記入口開口と前記ラジエータとの間に配置したことを特徴とする請求項３に記載の車両用前照灯が提供される。

請求項５に記載の発明によれば、前記ラジエータを冷却した空気を前記放熱区画の外側に排出するための他の出口開口を前記ラジエータの後側に形成し、前記他の出口開口に前記冷却ファンを配置し、前記放熱区画の後端に形成された前記出口開口に弁を配置し、前記冷却ファンの停止時に前記弁を開放することを特徴とする請求項３又は４に記載の車両用前照灯が提供される。

請求項６に記載の発明によれば、前記放熱区画を前記受熱区画の下側に配置し、前記放熱区画の後端から遠く、前記放熱区画の前端から近い位置に前記ラジエータを配置したことを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の車両用前照灯が提供される。

請求項７に記載の発明によれば、前記冷却水用配管のうち、冷却水が前記受熱用ジャケットから前記ラジエータに流れている部分を前記カバーレンズの近傍に配置するか、あるいは、前記カバーレンズに接触させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用前照灯が提供される。

請求項８に記載の発明によれば、車両の走行速度に応じて前記冷却ファンの回転数を変更することを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の車両用前照灯が提供される。

請求項９に記載の発明によれば、温度センサを設け、温度に応じて前記冷却ファンの回転数を変更することを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の車両用前照灯が提供される。

請求項１０に記載の発明によれば、前記カバーレンズに付着している雪を融かすことが要求される時に前記冷却ファンを逆回転させることを特徴とする請求項６に記載の車両用前照灯が提供される。

請求項１に記載の車両用前照灯では、ＬＥＤ光源を冷却するための冷却手段として、ＬＥＤ光源が発生した熱を冷却水に伝熱するための受熱用ジャケットと、冷却水に伝熱された熱を放熱するためのラジエータと、冷却水を循環させるためのポンプと、受熱用ジャケットとラジエータとポンプとを連結するための冷却水用配管とが設けられている。

そのため、請求項１に記載の車両用前照灯によれば、ＬＥＤ光源が空冷される場合よりも、熱抵抗を低減することができ、ＬＥＤ光源の冷却に要する時間を短縮することができる。つまり、請求項１に記載の車両用前照灯によれば、ＬＥＤ光源が空冷される場合よりも、ＬＥＤ光源の冷却性能を飛躍的に向上させることができる。その結果、請求項１に記載の車両用前照灯によれば、ＬＥＤ光源に対する通電量を増加させることによってＬＥＤ光源の発光量を増加させることができ、それにより、車両用前照灯全体のＬＥＤ光源の数を低減することができる。

また、請求項１に記載の車両用前照灯では、ＬＥＤ光源を冷却するための冷却手段としての受熱用ジャケット、ラジエータ、ポンプ、および冷却水用配管のすべてが、ハウジングとカバーレンズとによって画定される灯室内に配置されている。そのため、請求項１に記載の車両用前照灯によれば、冷却手段が灯室の外側に突出している場合よりも、例えば車両本体に対する車両用前照灯の組み付け性などのような車両用前照灯の取り扱い性を向上させることができる。

すなわち、請求項１に記載の車両用前照灯によれば、車両用前照灯の取り扱い性を向上させつつ、ＬＥＤ光源の冷却性能を飛躍的に向上させることができる。

詳細には、請求項１に記載の車両用前照灯によれば、空冷用ヒートシンクがＬＥＤ光源に接続されている場合よりも、車両用前照灯全体を小型化することができ、エイミング調整時あるいはレベリング調整時の可動部分を小型化することができる。

請求項１に記載の車両用前照灯では、ＬＥＤ光源を冷却するための冷却手段として、冷却水を補充するためのリザーバタンクが設けられている。そのため、請求項１に記載の車両用前照灯によれば、冷却水が蒸発しやすい環境下においても、冷却水によってＬＥＤ光源を確実に冷却することができる。

更に、請求項１に記載の車両用前照灯では、ＬＥＤ光源を冷却するための冷却手段としてのリザーバタンクが、ハウジングとカバーレンズとによって画定される灯室内に配置されている。そのため、請求項１に記載の車両用前照灯によれば、リザーバタンクが灯室の外側に突出している場合よりも、例えば車両本体に対する車両用前照灯の組み付け性などのような車両用前照灯の取り扱い性を向上させることができる。

請求項２に記載の車両用前照灯では、ＬＥＤ光源および受熱用ジャケットを収容するための受熱区画と、ラジエータを収容するための放熱区画とが灯室内に形成され、受熱区画と放熱区画との間に断熱壁が配置されている。そのため、請求項２に記載の車両用前照灯によれば、ラジエータから放熱された熱によってＬＥＤ光源の冷却が妨げられてしまうおそれを低減することができる。

請求項３に記載の車両用前照灯では、ラジエータを冷却するための空気の入口開口が放熱区画の前端に形成され、ラジエータを冷却した空気の出口開口が放熱区画の後端に形成されている。そのため、請求項３に記載の車両用前照灯によれば、例えば車両の走行時に空気が放熱区画内を流れることができ、それにより、ラジエータの冷却効率を向上させることができる。

更に、請求項３に記載の車両用前照灯では、ラジエータの後側に冷却ファンが配置されている。そのため、請求項３に記載の車両用前照灯によれば、例えば車両のアイドリング停止時においても空気が放熱区画内を流れることができ、それにより、ラジエータの冷却効率を向上させることができる。

請求項４に記載の車両用前照灯では、放熱区画内に流入した空気をラジエータに導くためのダクトが放熱区画の入口開口とラジエータとの間に配置されている。そのため、請求項４に記載の車両用前照灯によれば、放熱区画内に流入した空気がダクトによってラジエータに導かれない場合よりもラジエータの冷却効率を向上させることができる。

請求項５に記載の車両用前照灯では、ラジエータを冷却した空気を放熱区画の外側に排出するための他の出口開口がラジエータの後側に形成され、他の出口開口に冷却ファンが配置されている。そのため、請求項５に記載の車両用前照灯によれば、例えば車両のアイドリング停止時に冷却ファンを作動することにより、入口開口を介して放熱区画の外側の空気を流入させ、他の出口開口を介してラジエータを冷却した空気を放熱区画の外側に排出することができ、それにより、ラジエータの冷却効率を向上させることができる。

更に、請求項５に記載の車両用前照灯では、放熱区画の後端に形成された出口開口に弁が配置され、冷却ファンの停止時に弁が開放される。そのため、請求項５に記載の車両用前照灯によれば、例えば車両の走行時に冷却ファンを停止することにより、入口開口を介して放熱区画の外側の空気を流入させ、弁が開放している出口開口を介してラジエータを冷却した空気を放熱区画の外側に排出することができ、それにより、ラジエータの冷却効率を向上させることができる。

つまり、請求項５に記載の車両用前照灯によれば、冷却ファンの消費電力を抑制しつつ、冷却ファンの停止時に冷却ファンによって空気の流れが妨げられてしまうのを回避することができる。

請求項６に記載の車両用前照灯では、放熱区画が受熱区画の下側に配置され、放熱区画の後端から遠く、放熱区画の前端から近い位置にラジエータが配置されている。つまり、請求項６に記載の車両用前照灯では、雪がカバーレンズに付着している車両のアイドリング停止時または低速走行時に、ラジエータによって暖められた空気が放熱区画の前端の入口開口を介してカバーレンズまで上昇し、それにより、カバーレンズが暖められる。そのため、請求項６に記載の車両用前照灯によれば、ラジエータによって暖められた空気により、カバーレンズに付着している雪を融かすことができる。

請求項７に記載の車両用前照灯では、冷却水用配管のうち、冷却水が受熱用ジャケットからラジエータに流れている部分が、カバーレンズの近傍に配置されているか、あるいは、カバーレンズに接触せしめられている。そのため、請求項７に記載の車両用前照灯によれば、ＬＥＤ光源が発生した熱によって、カバーレンズに付着した雪を融かすことができる。詳細には、請求項７に記載の車両用前照灯によれば、ＬＥＤ光源の輻射熱が利用される場合よりも融雪効率を向上させることができる。

請求項８に記載の車両用前照灯では、車両の走行速度に応じて冷却ファンの回転数が変更される。詳細には、請求項８に記載の車両用前照灯では、例えば車両の走行時に車両のアイドリング停止時よりも冷却ファンの回転数が減少せしめられ、車両の走行速度が増加するに従って、冷却ファンの回転数が減少せしめられ、冷却ファンが停止される。そのため、請求項８に記載の車両用前照灯によれば、車両の走行速度に応じて冷却ファンの回転数が変更されない場合よりも冷却ファンの消費電力を抑制することができる。

請求項９に記載の車両用前照灯では、温度センサが設けられ、温度に応じて冷却ファンの回転数が変更される。詳細には、請求項９に記載の車両用前照灯では、ＬＥＤ光源の温度が低い時にＬＥＤ光源の温度が高い時よりも冷却ファンの回転数が減少せしめられ、ＬＥＤ光源の温度が低くなるに従って、冷却ファンの回転数が減少せしめられ、冷却ファンが停止される。そのため、請求項９に記載の車両用前照灯によれば、ＬＥＤ光源の温度に応じて冷却ファンの回転数が変更されない場合よりも冷却ファンの消費電力を抑制することができる。

請求項１０に記載の車両用前照灯では、カバーレンズに付着している雪を融かすことが要求される時に冷却ファンが逆回転せしめられる。その結果、請求項１０に記載の車両用前照灯では、ラジエータによって暖められた空気が、放熱区画の前端の入口開口から押し出され、カバーレンズまで上昇し、それにより、カバーレンズが暖められる。そのため、請求項１０に記載の車両用前照灯によれば、冷却ファンが逆回転せしめられない場合よりも融雪に要する時間を短縮することができる。

以下、本発明の車両用前照灯の第１の実施形態について説明する。図１は第１の実施形態の車両用前照灯の概略的な断面図である。図１において、１，１１はＬＥＤ光源を示しており、７はＬＥＤ光源１からの光を反射するためのリフレクタを示しており、１７はＬＥＤ光源１１からの光を反射するためのリフレクタを示している。８はリフレクタ７からの光の一部を遮るためのシェードを示しており、９はシェード８によって遮られなかった光を投影するための投影レンズを示している。

また、図１において、６はＬＥＤ光源１を冷却するためにＬＥＤ光源１が発生した熱を冷却水に伝達する受熱用ジャケットを示しており、１６はＬＥＤ光源１１を冷却するためにＬＥＤ光源１１が発生した熱を冷却水に伝達する受熱用ジャケットを示している。２１は車両用前照灯のハウジングを示しており、２２はカバーレンズを示しており、２３はハウジング２１とカバーレンズ２２とによって画定される灯室を示している。

更に、図１において、２５は受熱用ジャケット６，１６から冷却水に伝熱された熱を放熱するためのラジエータを示しており、２６は冷却水を循環させるためのポンプを示している。２７は冷却水を補充するためのリザーバタンクを示しており、２８は受熱用ジャケット６，１６とラジエータ２５とポンプ２６とリザーバタンク２７とを連結するための冷却水用配管を示している。２８ａ，２８ｂは冷却水用配管の一部を構成する可撓性部材を示している。

第１の実施形態の車両用前照灯では、図１に示すように、灯室２３が受熱区画２３ａと放熱区画２３ｂとに分割されており、断熱壁２４が受熱区画２３ａと放熱区画２３ｂとの間に配置されている。更に、ラジエータ２５を冷却するための空気（図１中の矢印）の入口開口２３ｂ１が放熱区画２３ｂの前端に形成され、ラジエータ２５を冷却した空気（図１中の矢印）の出口開口２３ｂ２が放熱区画２３ｂの後端に形成されている。

また、図１において、２９はラジエータ２５の後側に配置された冷却ファンを示しており、３０は放熱区画２３ｂ内に流入した空気（図１中の矢印）をラジエータ２５に導くために入口開口２３ｂ１とラジエータ２５との間に配置されたダクトを示している。図２は図１に示したダクト３０の斜視図である。

更に、図１において、３２は投影レンズ９から照射される光をエイミング調整するためのエイミングスクリューを示しており、３３はリフレクタ１７から照射される光をエイミング調整するためのエイミングスクリューを示している。

図３および図４は図１に示したＬＥＤ光源１，１１、受熱用ジャケット６，１６等の詳細図である。詳細には、図３はＬＥＤ光源１，１１、受熱用ジャケット６，１６等の斜視図、図４はＬＥＤ光源１，１１、受熱用ジャケット６，１６等の正面図（図３の左手前側から見た図）である。

図３および図４において、２はＬＥＤ光源１としてのＬＥＤチップが含まれているＬＥＤパッケージを示しており、３はＬＥＤパッケージ２が搭載された基板を示している。４は基板３が組み付けられた金属プレートを示しており、５は基板３と金属プレート４との間に配置された熱伝導部材を示している。１０は金属プレート４に対して受熱用ジャケット６を固定するための固定具を示している。

また、図３および図４において、１２はＬＥＤ光源１１としてのＬＥＤチップが含まれているＬＥＤパッケージを示しており、１３はＬＥＤパッケージ１２が搭載された基板を示している。１４は基板１３が組み付けられた金属プレートを示しており、１５は基板１３と金属プレート１４との間に配置された熱伝導部材を示している。２０は金属プレート１４に対して受熱用ジャケット１６を固定するための固定具を示している。

第１の実施形態の車両用前照灯では、図４に示すように、固定具１０，２０が、弾性変形可能なバネ性材料によって形成されており、スナップフィットにより金属プレート４，１４に対して着脱可能に構成されている。

図５は第１の実施形態の車両用前照灯の電気回路を概略的に示した図である。第１の実施形態の車両用前照灯では、図５に示すように、ＬＥＤ光源１，１１の温度を検出するための温度センサ４１と、車速を検出するための車速センサ４２と、ポンプ２６の回転数を検出するためのポンプ回転数センサ４３と、冷却ファン４４の回転数を検出するための冷却ファン回転数センサ４４とが、制御回路４５に接続されている。更に、ＬＥＤ光源１と、ＬＥＤ光源１１と、ポンプ２６と、冷却ファン２９とが、駆動回路４６に接続されている。

第１の実施形態の車両用前照灯では、図１に示すように、ＬＥＤ光源１，１１を冷却するための冷却手段として、ＬＥＤ光源１，１１が発生した熱を冷却水に伝熱するための受熱用ジャケット６，１６と、冷却水に伝熱された熱を放熱するためのラジエータ２５と、冷却水を循環させるためのポンプ２６と、受熱用ジャケット６，１６とラジエータ２５とポンプ２６とを連結するための冷却水用配管２８とが設けられている。そのため、第１の実施形態の車両用前照灯によれば、ＬＥＤ光源１，１１が空冷される場合よりも、熱抵抗を低減することができ、ＬＥＤ光源１，１１の冷却に要する時間を短縮することができる。つまり、第１の実施形態の車両用前照灯によれば、ＬＥＤ光源１，１１が空冷される場合よりも、ＬＥＤ光源１，１１の冷却性能を飛躍的に向上させることができる。その結果、第１の実施形態の車両用前照灯によれば、駆動回路４６によってＬＥＤ光源１，１１に対する通電量を増加させることによりＬＥＤ光源１，１１の発光量を増加させることができ、それにより、車両用前照灯全体のＬＥＤ光源１，１１の数を低減することができる。

また、第１の実施形態の車両用前照灯では、図１に示すように、ＬＥＤ光源１，１１を冷却するための冷却手段としての受熱用ジャケット６，１６、ラジエータ２５、ポンプ２６、および冷却水用配管２８のすべてが、ハウジング２１とカバーレンズ２２とによって画定される灯室２３内に配置されている。そのため、第１の実施形態の車両用前照灯によれば、冷却手段が灯室２３の外側に突出している場合よりも、例えば車両本体に対する車両用前照灯の組み付け性などのような車両用前照灯の取り扱い性を向上させることができる。

すなわち、第１の実施形態の車両用前照灯によれば、車両用前照灯の取り扱い性を向上させつつ、ＬＥＤ光源１，１１の冷却性能を飛躍的に向上させることができる。詳細には、第１の実施形態の車両用前照灯によれば、空冷用ヒートシンクがＬＥＤ光源１，１１に接続されている場合よりも、車両用前照灯全体を小型化することができ、エイミング調整時の可動部分（図１の可撓性部材２８ａ，２８ｂよりもＬＥＤ光源１，１１側の部分）を小型化することができる。

更に、第１の実施形態の車両用前照灯では、図１に示すように、ＬＥＤ光源１，１１を冷却するための冷却手段として、冷却水を補充するためのリザーバタンク２７が設けられている。そのため、第１の実施形態の車両用前照灯によれば、冷却水が蒸発しやすい環境下においても、冷却水によってＬＥＤ光源１，１１を確実に冷却することができる。

また、第１の実施形態の車両用前照灯では、図１に示すように、ＬＥＤ光源１，１１を冷却するための冷却手段としてのリザーバタンク２７が、ハウジング２１とカバーレンズ２２とによって画定される灯室２３内に配置されている。そのため、第１の実施形態の車両用前照灯によれば、リザーバタンク２７が灯室２３の外側に突出している場合よりも、例えば車両本体に対する車両用前照灯の組み付け性などのような車両用前照灯の取り扱い性を向上させることができる。

更に、第１の実施形態の車両用前照灯では、図１に示すように、ＬＥＤ光源１，１１および受熱用ジャケット６，１６を収容するための受熱区画２３ａと、ラジエータ２５を収容するための放熱区画２３ｂとが灯室２３内に形成され、受熱区画２３ａと放熱区画２３ｂとの間に断熱壁２４が配置されている。そのため、第１の実施形態の車両用前照灯によれば、ラジエータ２５から放熱された熱によってＬＥＤ光源１，１１の冷却が妨げられてしまうおそれを低減することができる。

また、第１の実施形態の車両用前照灯では、図１に示すように、ラジエータ２５を冷却するための空気（図１中の矢印）の入口開口２３ｂ１が放熱区画２３ｂの前端に形成され、ラジエータ２５を冷却した空気（図１中の矢印）の出口開口２３ｂ２が放熱区画２３ｂの後端に形成されている。そのため、第１の実施形態の車両用前照灯によれば、例えば車両の走行時に空気（図１中の矢印）が放熱区画２３ｂ内を流れることができ、それにより、ラジエータ２５の冷却効率を向上させることができる。

更に、第１の実施形態の車両用前照灯では、図１および図２に示すように、放熱区画２３ｂ内に流入した空気をラジエータ２５に導くためのダクト３０が放熱区画２３ｂの入口開口２３ｂ１とラジエータ２５との間に配置されている。そのため、第１の実施形態の車両用前照灯によれば、放熱区画２３ｂ内に流入した空気がダクト３０によってラジエータ２５に導かれない場合よりもラジエータ２５の冷却効率を向上させることができる。

第１の実施形態の車両用前照灯では、ダクト３０が設けられているが、第２の実施形態の車両用前照灯では、代わりに、ダクトを省略したり、放熱区画２３ｂ内に流入した空気をラジエータ２５に導くための壁をハウジング２１に形成したりすることも可能である。

また、第１の実施形態の車両用前照灯では、図１に示すように、放熱区画２３ｂが受熱区画２３ａの下側に配置され、放熱区画２３ｂの後端から遠く、放熱区画２３ｂの前端から近い位置にラジエータ２５が配置されている。つまり、第１の実施形態の車両用前照灯では、雪がカバーレンズ２２に付着している車両のアイドリング停止時または低速走行時に、ラジエータ２５によって暖められた空気が放熱区画２３ｂの前端の入口開口２３ｂ１を介してカバーレンズ２２まで上昇し、それにより、カバーレンズ２２が暖められる。そのため、第１の実施形態の車両用前照灯によれば、ラジエータ２５によって暖められた空気により、カバーレンズ２２に付着している雪を融かすことができる。

図６は第３の実施形態の車両用前照灯の概略的な断面図である。第１の実施形態の車両用前照灯では、カバーレンズ２２に付着している雪を融かすことが要求される時に冷却ファン２９が逆回転せしめられないが、第３の実施形態の車両用前照灯では、図６に示すように、カバーレンズ２２に付着している雪（図示せず）を融かすことが要求される時に冷却ファン２９が逆回転せしめられる。その結果、第３の実施形態の車両用前照灯では、ラジエータ２５によって暖められた空気（図６中の矢印）が、冷却ファン２９によって放熱区画２３ｂの前端の入口開口２３ｂ１から押し出され、カバーレンズ２２まで上昇し、それにより、カバーレンズ２２が暖められる。そのため、第３の実施形態の車両用前照灯によれば、冷却ファン２９が逆回転せしめられない第１の実施形態の車両用前照灯よりも融雪に要する時間を短縮することができる。

更に、第１の実施形態の車両用前照灯では、図１に示すように、冷却水用配管２８の一部が可撓性部材２８ａ，２８ｂによって構成されている。詳細には、第１の実施形態の車両用前照灯では、冷却水用配管のうち、受熱用ジャケット６とラジエータ２５およびポンプ２６とを連結する部分が可撓性部材２８ａによって構成され、受熱用ジャケット１６とラジエータ２５およびポンプ２６とを連結する部分が可撓性部材２８ｂによって構成されている。そのため、第１の実施形態の車両用前照灯によれば、ＬＥＤ光源１を冷却水によって冷却しつつ、ラジエータ２５およびポンプ２６に対してＬＥＤ光源１および受熱用ジャケット６を移動させることにより、投影レンズ９から照射される光のエイミング調整を行うことができる。また、ＬＥＤ光源１１を冷却水によって冷却しつつ、ラジエータ２５およびポンプ２６に対してＬＥＤ光源１１および受熱用ジャケット１６を移動させることにより、リフレクタ１７から照射される光のエイミング調整を行うことができる。

また、第１の実施形態の車両用前照灯では、図１および図５に示すように、車両の走行速度に応じて冷却ファン２９の回転数が変更される。詳細には、第１の実施形態の車両用前照灯では、車両の走行時に車両のアイドリング停止時よりも冷却ファン２９の回転数が減少せしめられ、車両の走行速度が増加するに従って冷却ファン２９の回転数が減少せしめられ、車両の走行速度が所定値に到達すると冷却ファン２９が停止される。そのため、第１の実施形態の車両用前照灯によれば、車両の走行速度に応じて冷却ファン２９の回転数が変更されない場合よりも冷却ファン２９の消費電力を抑制することができる。

更に、第１の実施形態の車両用前照灯では、図１および図５に示すように、温度センサ４１によって検出されたＬＥＤ光源１，１１の温度に応じて冷却ファン２９の回転数が変更される。詳細には、第１の実施形態の車両用前照灯では、ＬＥＤ光源１，１１の温度が低い時にＬＥＤ光源１，１１の温度が高い時よりも冷却ファン２９の回転数が減少せしめられ、ＬＥＤ光源１，１１の温度が低くなるに従って冷却ファン２９の回転数が減少せしめられ、ＬＥＤ光源１，１１の温度が所定値以下の時に冷却ファン２９が停止される。そのため、第１の実施形態の車両用前照灯によれば、ＬＥＤ光源１，１１の温度に応じて冷却ファン２９の回転数が変更されない場合よりも冷却ファン２９の消費電力を抑制することができる。

第１の実施形態の車両用前照灯では、冷却ファン２９の回転数が変更せしめられるが、第４の実施形態の車両用前照灯では、代わりに、冷却ファン２９の回転数を変更することなく、冷却ファン２９を一定の速度で回転させることも可能である。

また、第１の実施形態の車両用前照灯では、冷却水用配管２８のうち、受熱用ジャケット６，１６の内部に位置する部分の内壁面が粗面化処理されている。そのため、第１の実施形態の車両用前照灯によれば、受熱用ジャケット６，１６と冷却水との接触面積を増大させることができ、受熱用ジャケット６，１６の内部における冷却水の流れに乱流を形成することができる。その結果、第１の実施形態の車両用前照灯によれば、冷却水用配管２８のうち受熱用ジャケット６，１６の内部に位置する部分の内壁面が粗面化処理されていない場合よりも、受熱用ジャケット６，１６から冷却水への伝熱効率を向上させることができる。

図７は第５の実施形態の車両用前照灯の概略的な断面図である。第１の実施形態の車両用前照灯では、図１に示すように、受熱区画２３ａと放熱区画２３ｂとの境界部分における冷却水用配管２８が一部材によって構成されているが、第５の実施形態の車両用前照灯では、図７に示すように、受熱区画２３ａと放熱区画２３ｂとの境界部分における冷却水用配管２８が２つの部材に分割されており、２つの部材が防水性カプラ２８ｃによって連結されている。そのため、第５の実施形態の車両用前照灯によれば、冷却水用配管２８が受熱区画２３ａと放熱区画２３ｂとの境界部分において分割されていない場合よりもハウジング２１に対する冷却水用配管２８の組み付け性を向上させることができる。

図８は第６の実施形態の車両用前照灯のラジエータ２５等の斜視図である。第１の実施形態の車両用前照灯では、図１に示すように、冷却水がラジエータ２５に流入するラジエータ２５の入口部分と、冷却水がラジエータ２５から流出するラジエータ２５の出口部分とが、ほぼ同一の高さに配置されているが、第６の実施形態の車両用前照灯では、図８に示すように、冷却水がラジエータ２５に流入するラジエータ２５の入口部分２５ａが、冷却水がラジエータ２５から流出するラジエータ２５の出口部分２５ｂよりも高い位置に配置されている。つまり、第６の実施形態の車両用前照灯では、高温の冷却水がラジエータ２５内の高い位置を流れ、低温の冷却水がラジエータ２５内の低い位置を流れるように、ラジエータ２５が構成されている。

図９および図１０は第７の実施形態の車両用前照灯の概略的な断面図である。第１の実施形態の車両用前照灯では、図１に示すように、冷却ファン２９が放熱区画２３ｂの後端の出口開口２３ｂ２に配置されているが、第７の実施形態の車両用前照灯では、図９および図１０に示すように、冷却ファン２９が放熱区画２３ｂの下端の出口開口２３ｂ３に配置され、放熱区画２３ｂの後端の出口開口２３ｂ２には、弁３１が配置されている。

詳細には、第７の実施形態の車両用前照灯では、図９に示すように、車両のアイドリング停止時に冷却ファン２９が作動される。その結果、冷却ファン２９により、放熱区画２３ｂの外側の空気が、入口開口２３ｂ１を介して放熱区画２３ｂ内に流入せしめられ、ラジエータ２５を冷却した空気が、出口開口２３ｂ３を介して放熱区画２３ｂの外側に排出される。

また、第７の実施形態の車両用前照灯では、図１０に示すように、車両の走行時に冷却ファン２９が停止され、放熱区画２３ｂ内を流れる風の力により、弁３１が開放される。その結果、放熱区画２３ｂの外側の空気が、入口開口２３ｂ１を介して放熱区画２３ｂ内に流入せしめられ、ラジエータ２５を冷却した空気が、弁３１が開放している出口開口２３ｂ２を介して放熱区画２３ｂの外側に排出される。すなわち、第７の実施形態の車両用前照灯によれば、冷却ファン２９の消費電力を抑制しつつ、冷却ファン２９の停止時に冷却ファン２９によって空気の流れが妨げられてしまうのを回避することができる。

つまり、第７の実施形態の車両用前照灯では、図９に示すように、車両のアイドリング停止時に、弁３１が閉鎖された状態で冷却ファン２９が作動されるため、ラジエータ２５を冷却する空気の流量を確保することができる。

第７の実施形態の車両用前照灯では、図１０に示すように、車両の走行時に冷却ファン２９が停止されるが、第７の実施形態の車両用前照灯の変形例では、車両の走行時に冷却ファン２９を作動することも可能である。

図１６は第７の実施形態の車両用前照灯の他の変形例の要部の概略的な断面図である。図１６に示すように構成することにより、弁３１を設けなくても、冷却ファンの作動時および停止時のいずれにおいても、ラジエータを冷却する空気の流量を確保することができる。

図１１は第８の実施形態の車両用前照灯の概略的な断面図である。第１の実施形態の車両用前照灯では、図１に示すように、冷却水用配管２８のうち、冷却水が受熱用ジャケット６，１６からラジエータ２５に流れている部分が、ラジエータ２５の後側に延びているが、第８の実施形態の車両用前照灯では、図１１に示すように、冷却水用配管２８のうち、冷却水が受熱用ジャケット６，１６からラジエータ２５に流れている部分２８ｄが、ラジエータ２５の上側に延びている。詳細には、第８の実施形態の車両用前照灯では、冷却水用配管２８のうち、冷却水が受熱用ジャケット６，１６からラジエータ２５に流れている部分２８ｄが、カバーレンズ２２に接触せしめられている。

図１２は第８の実施形態の車両用前照灯のカバーレンズ２２に付着した雪５０を示した図である。第８の実施形態の車両用前照灯では、図１２に示すように、冷却水用配管２８の融雪用部分２８ｄ内の暖かい冷却水により、カバーレンズ２２の下側部分に付着した雪５０ａが融かされる。その結果、カバーレンズ２２の上側部分に付着した雪５０ｂがカバーレンズ２２の表面に沿って滑り落ち、カバーレンズ２２に付着したすべての雪５０が除去される。

換言すれば、第８の実施形態の車両用前照灯によれば、ＬＥＤ光源１，１１が発生した熱によって、カバーレンズ２２に付着した雪５０ａを融かすことができ、それにより、カバーレンズ２２に付着したすべての雪５０を除去することができる。詳細には、第８の実施形態の車両用前照灯によれば、ＬＥＤ光源１，１１の輻射熱が利用される場合よりも融雪効率を向上させることができる。

第８の実施形態の車両用前照灯では、図１１に示すように、冷却水用配管２８のうち冷却水が受熱用ジャケット６，１６からラジエータ２５に流れている部分２８ｄがカバーレンズ２２に接触せしめられているが、第９の実施形態の車両用前照灯では、代わりに、冷却水用配管２８のうち、冷却水が受熱用ジャケット６，１６からラジエータ２５に流れている部分を、カバーレンズ２２からわずかに離れている程度のカバーレンズ２２の近傍に配置することも可能である。

第１０の実施形態では、上述した第１から第９の実施形態を適宜組み合わせることも可能である。

本発明者等は水冷システムの車両用前照灯と空冷システムの車両用前照灯とで性能の比較を行った。図１３は各システムにおけるＬＥＤパッケージの底面温度を示した図である。図１３に示すように、（１）ＬＥＤ光源を水冷し、ラジエータを冷却ファンによって強制冷却した「水冷強制」システム（冷却ファン、ポンプともに作動）、（２）ＬＥＤ光源を空冷し、ヒートシンクを灯室外まで延ばし、ダクトを付けて冷却ファンによって強制冷却した「空冷強制開放ダクト」システム、（３）ＬＥＤ光源を水冷し、ラジエータを自然空冷した「水冷自然」システム（冷却ファンなし、ポンプのみ作動）、（４）ＬＥＤ光源を空冷し、ヒートシンクを灯室外まで延ばし、自然空冷した「空冷自然開放」システム、（５）ＬＥＤ光源を空冷し、ヒートシンクを灯室内に配置し、自然空冷した「空冷自然密閉」システムの順でＬＥＤ光源の冷却性能が高かった。最も性能の高い「水冷強制」システムの冷却性能は、最も性能の低い「空冷自然密閉」システムの冷却性能の８倍以上であった。

図１４は各システムにおけるＬＥＤパッケージの底面温度と時間との関係を示した図である。図１４に示すように、「水冷強制」システムでは、ＬＥＤパッケージの底面温度が２〜３分で安定し、その後も安定した温度になった。つまり、水冷システムは空冷システムよりも冷却性能がかなり高く、温度安定性も高く、温度管理が容易であることがわかった。

図１５はラジエータを冷却するための冷却ファンの風速とＬＥＤパッケージの底面温度との関係を示した図である。図１５に示すように、冷却ファンの風速が自然空冷と同等（０．２５ｍ／ｓ）でも、冷却ファンの風速が１．２５ｍ／ｓの場合に比べてＬＥＤパッケージの底面温度は１０℃程度しか高くならなかった。

第１の実施形態の車両用前照灯の概略的な断面図である。 図１に示したダクト３０の斜視図である。 図１に示したＬＥＤ光源１，１１、受熱用ジャケット６，１６等の詳細図である。 図１に示したＬＥＤ光源１，１１、受熱用ジャケット６，１６等の詳細図である。 第１の実施形態の車両用前照灯の電気回路を概略的に示した図である。 第３の実施形態の車両用前照灯の概略的な断面図である。 第５の実施形態の車両用前照灯の概略的な断面図である。 第６の実施形態の車両用前照灯のラジエータ２５等の斜視図である。 第７の実施形態の車両用前照灯の概略的な断面図である。 第７の実施形態の車両用前照灯の概略的な断面図である。 第８の実施形態の車両用前照灯の概略的な断面図である。 第８の実施形態の車両用前照灯のカバーレンズ２２に付着した雪５０を示した図である。 各システムにおけるＬＥＤパッケージの底面温度を示した図である。 各システムにおけるＬＥＤパッケージの底面温度と時間との関係を示した図である。 ラジエータを冷却するための冷却ファンの風速とＬＥＤパッケージの底面温度との関係を示した図である。 第７の実施形態の車両用前照灯の他の変形例の要部の概略的な断面図である。

符号の説明

１，１１ ＬＥＤ光源
２，１２ ＬＥＤパッケージ
３，１３ 基板
４，１４ 金属プレート
５，１５ 熱伝導部材
６，１６ 受熱用ジャケット
７，１７ リフレクタ
８ シェード
９ 投影レンズ
１０，２０ 固定具
２１ ハウジング
２２ カバーレンズ
２３ 灯室
２３ａ 受熱区画
２３ｂ 放熱区画
２３ｂ１ 入口開口
２３ｂ２，２３ｂ３ 出口開口
２４ 断熱壁
２５ ラジエータ
２６ ポンプ
２７ リザーバタンク
２８ 冷却水用配管
２８ａ，２８ｂ 可撓性部材
２８ｃ カプラ
２８ｄ 部分
２９ 冷却ファン
３０ ダクト
３１ 弁
３２，３３ エイミングスクリュー

Claims (10)

1. ＬＥＤ光源を冷却するための冷却手段をハウジングとカバーレンズとによって画定される灯室内に配置した車両用前照灯において、
   前記冷却手段として、前記ＬＥＤ光源が発生した熱を冷却水に伝熱するための受熱用ジャケットと、冷却水に伝熱された熱を放熱するためのラジエータと、冷却水を循環させるためのポンプと、前記受熱用ジャケットと前記ラジエータと前記ポンプとを連結するための冷却水用配管と、冷却水を補充するためのリザーバタンクとを設け、
   前記冷却手段のすべてを前記灯室内に配置したことを特徴とする車両用前照灯。
2. 前記ＬＥＤ光源および前記受熱用ジャケットを収容するための受熱区画と、前記ラジエータを収容するための放熱区画とを前記灯室内に形成し、前記受熱区画と前記放熱区画との間に断熱壁を配置したことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
3. 前記ラジエータを冷却するための空気の入口開口を前記放熱区画の前端に形成すると共に、前記ラジエータを冷却した空気の出口開口を前記放熱区画の後端に形成し、前記ラジエータの後側に冷却ファンを配置したことを特徴とする請求項２に記載の車両用前照灯。
4. 前記放熱区画内に流入した空気を前記ラジエータに導くためのダクトを前記入口開口と前記ラジエータとの間に配置したことを特徴とする請求項３に記載の車両用前照灯。
5. 前記ラジエータを冷却した空気を前記放熱区画の外側に排出するための他の出口開口を前記ラジエータの後側に形成し、前記他の出口開口に前記冷却ファンを配置し、前記放熱区画の後端に形成された前記出口開口に弁を配置し、前記冷却ファンの停止時に前記弁を開放することを特徴とする請求項３又は４に記載の車両用前照灯。
6. 前記放熱区画を前記受熱区画の下側に配置し、前記放熱区画の後端から遠く、前記放熱区画の前端から近い位置に前記ラジエータを配置したことを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の車両用前照灯。
7. 前記冷却水用配管のうち、冷却水が前記受熱用ジャケットから前記ラジエータに流れている部分を前記カバーレンズの近傍に配置するか、あるいは、前記カバーレンズに接触させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用前照灯。
8. 車両の走行速度に応じて前記冷却ファンの回転数を変更することを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の車両用前照灯。
9. 温度センサを設け、温度に応じて前記冷却ファンの回転数を変更することを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の車両用前照灯。
10. 前記カバーレンズに付着している雪を融かすことが要求される時に前記冷却ファンを逆回転させることを特徴とする請求項６に記載の車両用前照灯。

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