JP4992111B2 - 車両用灯具 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体発光素子(以下、LEDと云う。)を光源とする前照灯等の放熱構造を備えた車両用灯具に関する。

従来の車両用灯具の一例として、アウターハウジングの内側に通風路を設けて、その通風路に送風ファンを設けたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。

図4に示すように、上記特許文献1に開示された車両用灯具70は、光源であるLED71に、LED71からの熱が伝わるように形成されたアウターレンズ加熱部72を取り付けている。そして、アウターレンズ73が固定されたアウターハウジング74の内側に通風路75を設け、アウターレンズ加熱部72をアウターレンズ73近傍の通風路75内に位置させている。これにより、アウターレンズ加熱部72に伝わったLED71の発光時の熱を通風路75内に配置した送風ファン76で放熱させるようにしている。

また、従来の車両用灯具の他の一例として、冷却装置を有するハウジングと、可動板に取り付けられたLEDと、を備えたものが知られている(例えば、特許文献2参照)。

また、図5に示すように、上記特許文献2に開示された車両用灯具80は、LED81を可動板82に取り付けて方向の制御を行い、ハウジング83に備えた固定放熱器84を自動車の冷たい箇所付近に配置させている。そして、可動放熱器85をLED81の近傍に取り付けて、対流発生手段86によって固定放熱器84と可動放熱器85との間に強制的な対流を発生させるようにしている。

特開2006−294263号公報 特開2006−332052号公報

ところが、上記特許文献1に開示された車両用灯具70では、高温になると発光効率が低下するLED71の熱をアウターレンズ加熱部72によってLED71から離れた通風路75内で冷却させるようにしているため、放熱性を向上させるのが難しかった。

また、アウターレンズ73に対しては、通風路75で冷却されたアウターレンズ加熱部72の温度しか与えられないので、アウターレンズ73の融雪性を向上させるのが難しかった。

一方、上記特許文献2に開示された車両用灯具80では、対流発生手段86がハウジング83内に外気を導入しているため、外気に混入されている塵埃等も導入してしまい、光度特性が低下する虞があった。

本発明の目的は、上記課題を解消することに係り、内部対流による融雪性を向上させるとともに、放熱性を向上させることができる車両用灯具を提供することにある。

本発明の車両用灯具に係る上記目的は、
ランプボディとカバーとによって区画された灯室内に、半導体発光素子を光源とする光源ユニットを備えた車両用灯具であって、
前記灯室内外を貫通するように前記ランプボディに取り付けられた金属製の伝熱部材と、
送風方向を前記伝熱部材に向けるように前記光源ユニットと前記伝熱部材との間に配置された送風手段と、
を備えることを特徴とする車両用灯具により達成される。

上記構成の車両用灯具によれば、
光源ユニットと伝熱部材との間に配置されている送風手段は、半導体発光素子の発光熱を吸熱した流体を、灯室内を回って伝熱部材に戻る循環経路内に流入させる。これにより、外部から流体を導入しない内部対流により融雪性を向上させるとともに、放熱特性を向上させることができる。

また、上記構成の車両用灯具において、
前記伝熱部材が、少なくとも前記灯室内に突出したフィンを備えることが望ましい。

このような構成の車両用灯具によれば、伝熱部材がフィン
を備えるので、吸熱した発光熱をフィンを介して効率良く放熱させることができ、放熱性をさらに向上させることができる。

また、上記構成の車両用灯具において、
前記伝熱部材が、前記灯室後部から上部に向って延びるフィンであることが望ましい。

このような構成の車両用灯具によれば、
灯室後部から上部に向って延びるフィンが送風手段の排気ダクトのような機能をするため、発光熱を吸熱した昇温流体を灯室後部から上部へ向けて流して、前方のカバーに向けて効率良く流すことができる。これにより、循環経路内での流体の速度を衰えさせることがないので、簡潔な構造で放熱性を向上させることができる。

また、上記構成の車両用灯具において、
前記光源ユニットは、前記灯室内に傾動可能に支持された金属製のブラケットと、該ブラケット上に搭載される複数の前記半導体発光素子及び光学部品と、前記ブラケットに伝熱可能に接続されたブラケット側伝熱部材と、を備えており、前記送風手段は、該ブラケット側伝熱部材に吸い込み方向を向けて配置されることが望ましい。なお、光学部品とは、リフレクタ、投影レンズ等が含まれる。

このような構成の車両用灯具によれば、
送風手段は、ヒートシンクとして機能するブラケットに伝熱可能に接続されているブラケット側伝熱部材近傍の昇温した流体を吸い込むことで、その流体に吸熱された半導体発光素子の発光熱を効率良く除去させることができる。

また、上記構成の車両用灯具において、
前記伝熱部材が、前記ランプボディに着脱自在に取り付けられていることが望ましい。

このような構成の車両用灯具によれば、
例えば、送風手段を交換する必要が生じた場合等に、サービス用蓋として機能する伝熱部材を取り外すことで、その交換作業を簡単に行うことができるとともに、サービス用蓋を別途設ける必要がないのでランプボディ背面側の配置スペースを有効利用することができる。

本発明に係る車両用灯具によれば、ランプボディとカバーとによって区画された灯室内に半導体発光素子を光源とする光源ユニットを備えた車両用灯具において、内部対流により融雪性を向上させるとともに、放熱性を向上させることができる。

以下、添付図面を参照して本発明に係る車両用灯具の好適な実施形態を前照灯を例に詳細に説明する。

(第1実施形態)
図1及び図2は本発明に係る車両用灯具の第1実施形態を示すもので、図1は本発明の第1実施形態に係る車両用灯具の正面図、図2は図1の車両用灯具のI−I線断面図である。なお、説明中の前後左右は、車両の方向に準じて用いる。即ち、図2中の左方が車両の前方である。

本実施形態に係る車両用灯具10は、車両のフロントエンドに取り付けられ、上半分にロービーム用のポリ・エリプソイド(PES)型である第1の光源ユニット11および第2の光源ユニット12が配置され、下半分にハイビーム用のリフレクタ型である第3の光源ユニット13が配置されており、自動車の右前方に取り付けられる右側前照灯ユニット(R・ヘッドライトユニット)を示している。

図1及び図2に示すように、本実施形態の車両用灯具10は、ランプボディ14と透光カバー15とで区画された灯室16内に、第1の光源ユニット11と、第2の光源ユニット12と、第3の光源ユニット13と、送風器(送風手段)17と、光軸調整部18と、ボディ側伝熱部材19と、を備えている。なお、以下の説明では、第1の光源ユニット11と同一の第2の光源ユニット12の説明は省略される。

第1の光源ユニット11は、第1のLED(半導体発光素子)20を備えるとともに、第2の光源ユニット12および第3の光源ユニット13兼用のブラケット21と、光学部品であるライトベース部材22と、投影レンズ23と、を備えている。また、第2の光源ユニット12および第3の光源ユニット13兼用のブラケット側伝熱部材24を備えている。

第1のLED20は、その回路基板25がブラケット21に有する突出部26の上面固定部27に取り付けられている。

ブラケット21は、熱伝導率の高い金属部材を用いて成形されており、上面固定部27が形成されている突出部26を中央部に有し、この突出部26に第1のLED20を囲むように湾曲状に突出したリフレクタ28を有する。

また、ブラケット21は、上方に向けてフランジ形状に延出した一対の上部固定用フランジ29,30(固定用フランジ30は図1に示される。)と、下方に向けてフランジ形状に延出した単一の下部固定用フランジ31と、を有する。

そして、ブラケット21は、第3のLED32用の下面固定部33と、第3のLED32を囲むように湾曲状に突出したリフレクタ34と、を有する。

ブラケット21は、熱伝導率の高い金属部材を用いて成形されているため、第1のLED20及び第3のLED32の発光熱を吸熱する。

ライトベース部材22は、その基部35に平面部36を有するとともに車両の前方側部に向けて傾斜した傾斜面部(図1に示される。)37を有し、基部35から前方に向けて突出した投影レンズ固定部38を有する。このライトベース部材22は、ブラケット21の突出部26から挿通されたねじ39がねじ込まれることでブラケット21に固定されている。

投影レンズ23は、凸レンズ型の非球面レンズであり、第1のLED20の光軸上でブラケット21の投影レンズ固定部38に固定されている。

第3の光源ユニット13は、第3のLED32と、第4のLED(図1参照)40と、を備えており、第3のLED32の回路基板41がブラケット21の下面固定部33に取り付けられている。なお、第4のLED40に有する不図示の回路基板も、この下面固定部33に並べて取り付けられている。

ブラケット側伝熱部材24は、例えばアルミニウム等の熱伝導率の高い金属部材を用いて成形されており、上下方向に間隔を置いて配置された複数の横向きフィン42を有するヒートシンクであり、ブラケット21の背面側に伝熱可能に一体成形されている。

ブラケット側伝熱部材24は、ブラケット21の背面側まで伝熱された第1のLED20及び第3のLED32の発光熱を吸熱して、複数の横向きフィン42表面から放熱する。

送風器17は、翼体を有する軸流モータであり、ブラケット側伝熱部材24に吸い込み方向を向けてブラケット側伝熱部材24に取り付けられている。なお、送風器17は軸流モータに限らず、ブロアモータ等であっても良い。

送風器17は、駆動されることで、ブラケット側伝熱部材24の横向きフィン42に分配されて放熱され昇温した流体(空気)を吸い込み、ボディ側伝熱部材19側に向けて放出する。

光軸調整部18は、上部固定用フランジ29,30にそれぞれねじ込まれているエイミングねじ軸43と、下部固定用フランジ31にねじ込まれているレベリングねじ軸44と、ランプボディ14の下方でレベリングねじ軸44が収容されているレベリング調整部(例えばプラスねじ)45と、を備えている。そして、ランプボディ14の外側からレベリング調整部45を進退させることで、上部固定用フランジ29,30の位置に対する下部固定用フランジ31の位置を変更してブラケット21を傾動させて、第1、第2、第3光源ユニット11,12,13の光軸を微調整する。

ボディ側伝熱部材19は、例えばアルミニウム等の熱伝導率の高い金属部材を用いて成形されており、ランプボディ14の後板46に形成されている伝熱部材取付部47に着脱自在に取り付けられている。

ボディ側伝熱部材19は、ランプボディ14内側で左右方向に間隔を置いて配置された複数の縦向きフィン48を有するとともに、ランプボディ14外側で左右方向に間隔を置いて配置された複数の縦向きフィン49を有する複合型のヒートシンクである。

ボディ側伝熱部材19は、送風器17の近傍に配置されているため、送風器17が放出した放熱流体を、ランプボディ14内側の縦向きフィン48で分配してから、ランプボディ14の後板46の上下方向に向けて進路変更させる。そして、さらに前方の透光カバー15側に向けて進路変更させる。加えて、ボディ側伝熱部材19の縦向きフィン48に分配された放熱流体の熱をランプボディ14外側の縦向きフィン49から自然放熱させる。

このような車両用灯具10は、不図示のロービームスイッチがオン切換えされることで、第1の光源ユニット11の第1のLED20および第2の光源ユニット12の第2のLED(図1に示される。)50に不図示の制御回路から通電されることでそれぞれ発光される。第1のLED20および第2のLED50の発光光は、各々投影レンズ23に向けて進行するとともに、リフレクタ28によって反射してから投影レンズ23に向けて進行され、投影レンズ23で集光されてから透光カバー15を透過して車両の右前方をロービームで照射する。

また、不図示のハイビームスイッチがオン切換えされることで、第1の光源ユニット11の第1のLED20および第2の光源ユニット12の第2のLED(図1に示される。)50に加えて、第3の光源ユニット13の第3のLED32に不図示の制御回路から通電されることでそれぞれ発光される。第3のLED32および第4のLED40の発光光は、透光カバー15に向けて直進するとともにリフレクタ34によって反射してから、透光カバー15を透過して車両の右前方をハイビームで照射する。

このとき、第1のLED20、第2のLED50、第3のLED32および第4のLED40のそれぞれの発光熱は、ブラケット21で吸熱されてから、ブラケット側伝熱部材24の横向きフィン42のそれぞれによって分配放熱され、ブラケット側伝熱部材24の横向きフィン42間にあって温度上昇されている昇温流体が送風器17に吸い込まれる。そして、送風器17から放出された昇温流体がボディ側伝熱部材19の縦向きフィン48によりランプボディ14の後板46の上下方向に向けて進路変更され、さらに前方の透光カバー15側に向けて進路変更されるとともに、ボディ側伝熱部材19の縦向きフィン49から灯室16の外側に自然放熱される。

以上説明したように、第1実施形態の車両用灯具10によれば、各光源ユニット11,12,13とボディ側伝熱部材19との間に配置されている送風器17は、各LED20,32,40,50の発光熱を吸熱した昇温流体を、灯室16内を回ってボディ側伝熱部材19に戻る循環経路内に流通させる。これにより、外部から流体を導入しない内部対流によって透光カバー15表面の融雪性を向上させるとともに、LEDの発光熱の放熱性を向上させることができる。

また、ボディ側伝熱部材19が、ランプボディ14内側の縦向きフィン48と外側の縦向きフィン49とのフィン形状とすることで、各フィン48,49を介して、吸熱した発光熱を効率良く放熱させることができるので、放熱性を向上させることができる。

また、ボディ側伝熱部材19において、灯室16後部から上部に向けて配置されているフィン形状の縦向きフィン48が送風器17の排気ダクトのように機能することで、昇温流体を灯室16後部から上部へ向けて案内してから、透光カバー15に向けて効率良く流せるので、循環経路内での流体の速度を衰えさせることがないので、簡潔な構造で放熱性を向上させることができる。

また、送風器17が、金属製のブラケット21に伝熱可能に接続されている複数の横向きフィン42を有するブラケット側伝熱部材24近傍の昇温した流体を吸い込むことで、その流体に吸熱された各LED20,32,40,50の発光熱を効率良く除去させることができる。

また、例えば送風器17を交換する必要が生じた場合等に、サービス用蓋として機能するボディ側伝熱部材19を取り外すことで、その交換作業を簡単に行うことができるとともに、サービス用蓋を別途設ける必要もないので、ランプボディ14背面側の配置スペースを有効利用することができる。

(第2実施形態)
次に、図3を参照して、本発明に係る車両用灯具の第2実施形態について説明する。図3は本発明の第2実施形態に係る車両用灯具における図1のI−I線相当の断面図である。なお、以下の第2実施形態において、上述した第1実施形態と重複する構成要素や機能的に同様な構成要素については、図中に同一符号あるいは相当符号を付することによって説明を簡略化あるいは省略する。

図3に示すように、本実施形態の車両用灯具60は、ブラケット側伝熱部材24がブラケット21の背面側で左右方向に間隔を置いて複数の縦向きフィン51を有するとともに、ボディ側伝熱部材61が縦向きフィン62をランプボディ14の後板46に沿って天板63まで延設されている。また、後板46の外側に縦向きフィン49と天板63の外側に縦向きフィン64がさらに設けられている。更に、このボディ側伝熱部材61には送風器65が内蔵されている。なお、他の部位は第1実施形態と同様に構成されている。

送風器65は、駆動されることで、ブラケット21で吸熱されてから、ブラケット側伝熱部材24の縦向きフィン51のそれぞれによって放熱された昇温流体を吸い込み、放出した流体をボディ側伝熱部材61の縦向きフィン62により放熱しながら、縦向きフィン49によりランプボディ14外側に自然放熱させる。また、ランプボディ14の後板46から天板63に向けて進路変更させた昇温流体をさらに透光カバー15に向けて進路変更させる。更に、昇温流体を縦向きフィン64によりランプボディ14外側に自然放熱させる。

本実施形態の車両用灯具60は、第1実施形態と同様の作用効果を奏するため、それらの説明は省略されるが、特に本実施形態によれば、ボディ側伝熱部材61の縦向きフィン62によって、昇温流体をランプボディ14の後板46から天板63に向けて強制的に進路変更させることができる。また、後板46側の縦向きフィン49に加えて天板63側に設けられた縦向きフィン64によって、放熱性をさらに向上させることができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

例えば、光源ユニットの数は、図示した3個に限定されずに、1個であっても、2個または4個以上の複数個であっても、本発明を実施することができることは言うまでもない。

本発明の第1実施形態に係る車両用灯具の正面図である。 図1の車両用灯具のI−I線断面図である。 本発明の第2実施形態に係る車両用灯具における図1のI−I線相当の断面図である。 従来の車両用灯具の縦断面図である。 図4とは異なる従来の車両用灯具の縦断面図である。

符号の説明

10 車両用灯具
11 第1の光源ユニット(光源ユニット)
12 第2の光源ユニット(光源ユニット)
13 第3の光源ユニット(光源ユニット)
14 ランプボディ
15 透光カバー
16 灯室
17 送風器(送風手段)
19 ボディ側伝熱部材(伝熱部材)
20 第1のLED(半導体発光素子)
21 ブラケット
22 ライトベース部材(光学部品)
23 投影レンズ(光学部品)
24 ブラケット側伝熱部材
32 第3のLED(半導体発光素子)
40 第4のLED(半導体発光素子)
42 横向きフィン
48 縦向きフィン
49 縦向きフィン
50 第2のLED(半導体発光素子)
51 縦向きフィン
60 車両用灯具
62 縦向きフィン
64 縦向きフィン
65 送風器(送風手段)

Claims (4)

  1. ランプボディとカバーとによって区画された灯室内に、半導体発光素子を光源とする光源ユニットを備えた車両用灯具であって、
    前記灯室内外を貫通するように前記ランプボディに取り付けられた金属製の伝熱部材と、
    送風方向を前記伝熱部材に向けるように前記光源ユニットと前記伝熱部材との間に配置された送風手段と、
    を備え
    前記光源ユニットは、前記灯室内に傾動可能に支持された金属製のブラケットと、該ブラケット上に搭載される複数の前記半導体発光素子及び光学部品と、前記ブラケットに伝熱可能に接続されたブラケット側伝熱部材と、を備えており、
    前記送風手段は、該ブラケット側伝熱部材に吸い込み方向を向けて配置されていることを特徴とする車両用灯具。
  2. 前記伝熱部材が、少なくとも前記灯室内に突出したフィンを備えることを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具。
  3. 前記伝熱部材が、前記灯室後部から上部に向って延びるフィンであることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用灯具。
  4. 前記伝熱部材が、前記ランプボディに着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の車両用灯具。
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