JP5019271B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、車両用灯具に関する。

従来、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの光源からの熱をヒートシンクにて放熱する車両用灯具が提案されている。この車両用灯具によれば、光源からの熱をヒートシンクにて放熱することができる（特許文献１参照）。
特開２００８−４７３８５号公報

しかし、従来の車両用灯具によれば、光源が水平面に設置され、水平面の下方側のヒートシンクにより放熱を行っているため、ヒートシンクにより放出された熱が上昇し、ヒートシンク内に溜まることとなり、放熱性能が充分とはいえない。

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、放熱性を向上させることが可能な車両用灯具を提供することにある。

本発明の車両用灯具は、複数の光源からの光を所定方向に出射する車両用灯具であって、上下方向に伸びる平面を有する台座、及び、少なくとも上下方向に伸びる平板によって構成され前記台座から伸びる複数の放熱フィンを有し、光源からの熱を前記台座を介して前記複数の放熱フィンにて放熱する複数のヒートシンクを備え、前記複数のヒートシンクのうち少なくとも２つは金属ピンが圧入される圧入孔を有し、前記少なくとも２つのヒートシンクは、前記金属ピンの圧入により上下方向に重なって固定されると共に、前記上方に重なって固定されるヒートシンクの複数の放熱フィンは、上下方向にみて、下方に重なって固定されるヒートシンクの複数の放熱フィンと互い違いとなっていることを特徴とする。

この車両用灯具によれば、台座及び放熱フィンが少なくとも上下方向に伸びているため、放出した熱が上方を移動した場合に熱を遮ることなく、上方へ逃がす構造となっている。よって、放熱フィンによって放出された熱はスムーズに上方に逃げることとなり、ヒートシンク内にこもることが防止され、放熱性が向上する。特に、圧入ピンによって少なくとも２つのヒートシンクが上下方向に接続された場合であっても、放熱フィンが互い違いとなっているため、下方のヒートシンクの放熱フィンにより放出された熱を含む空気は、上方に移動する際に上方のヒートシンクの放熱フィンによって乱流となり、上方の放熱フィンに接触する空気量が増大して、一層放熱効果が高まることとなる。

本発明の車両用灯具によれば、放熱性を向上させることができる。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る車両用灯具の斜視図である。図１に示すように、車両用灯具１は、光を前方（所定方向）に向けて出射するものであって、第１ユニット１０と、第１ユニット１０の上方に設けられる第２ユニット２０とを備え、これらが前照灯室内などに収納される構成となっている。なお、本実施形態では右側前照灯室内に収納される車両用灯具１を例に説明するが、右側前照灯室内に限らず、他の箇所に収納される車両用灯具であってもよい。

図２は、図１に示した車両用灯具１のＩＩ−ＩＩ断面図である。第１ユニット１０は、主として、光源１１と、第１リフレクタ１２と、第２リフレクタ１３と、シェード１４と、レンズ１５と、遮断板１６と、ヒートシンク１７とを備えている。

光源１１は、光を出射するものであり、例えば半導体発光素子が用いられる。第１リフレクタ１２は、回転放物曲面を基調とした反射面１２ａを有し、光源１１が第１焦点近傍に位置するように設けられている。この第１リフレクタ１２は、上方が開放された状態となっており、光源１１からの光を上方に向けて反射する構成となっている。

第２リフレクタ１３は、平面状の反射面１３ａを有し、第１リフレクタ１２により反射された光をレンズ１５側に向けて反射するものである。また、第２リフレクタ１３の下方位置、すなわち第１リフレクタ１２の第２焦点近傍にはシェード１４が設けられており、このシェード１４によって光の一部をカットして、カットラインを形成するようになっている。なお、カットラインは、シェード１４により形成する場合に限らず、第２リフレクタ１３の反射面１３ａを一部切り欠くなどして、一部の光を反射しないことによりカットラインを形成するようにしてもよい。

レンズ１５は、第２リフレクタ１３により反射された光を透過することにより、水平面に対して略平行な平行光として出射するものである。遮断板１６は光源１１から直接レンズ１５に向けて出射される光を遮断するものであって、グレア光を防止するためのものである。

ヒートシンク１７は、光源１１からの熱を放熱する金属部材であって、台座１７ａと複数の放熱フィン１７ｂとを備えている。台座１７ａは、上下左右方向に伸びる平面１７ｃを有し、平面１７ｃに光源１１を含む光源ユニット１１Ａがネジ止め等により直接設けられている。複数の放熱フィン１７ｂは、台座１７ａから後方で、前後上下方向に伸びる平板となっている。

第２ユニット２０は、主として光源２１と、シリンドリカルレンズ２２と、ヒートシンク２３とを備えている。光源２１は、光を出射するものであり、例えば半導体発光素子が用いられる。シリンドリカルレンズ２２は、光源２１からの光を、水平面に対して略平行な平行光として前方に透過するものである。

ヒートシンク２３は、第１ユニット１０のヒートシンク１７と同様の構成であって、光源２１からの熱を放熱する金属部材である。このヒートシンク２３は、台座２３ａと複数の放熱フィン２３ｂとを備えている。台座２３ａは、上下左右方向に伸びると平面２３ｃを有し、平面２３ｃに光源２１を含む光源ユニット２１Ａがネジ止め等により直接設けられる。複数の放熱フィン２３ｂは、台座２３ａの後方で、前後上下方向に伸びる平板となっている。

図３は、第１ユニット１０のヒートシンク１７と第２ユニット２０のヒートシンク２３との固定構造を示す分解斜視図である。図３に示すように、車両用灯具１は、円柱状の金属部材である金属ピン４０を備え、金属ピン４０によって第１ユニット１０と第２ユニット２０とが接続される構造となっている。

具体的にそれぞれのヒートシンク１７，２３は、金属ピン４０が圧入される圧入孔１７ｄ，２３ｄを有している。第１ユニット１０の圧入孔１７ｄは、一対の放熱フィン１７ｂの基部側を埋めるようにして形成され、後方側が開放されたＣ形状の孔である。第２ユニット２０の圧入孔２３ｄは、一枚の放熱フィン２３ｂの基部側において形成された円形状の孔である。また、圧入孔１７ｄ，２３ｄは、各ヒートシンク１７，２３の上端から下端まで上下方向に貫通して形成されている。さらに、圧入孔１７ｄ，２３ｄは、金属ピン４０の直径よりもやや小さく形成されており、両ヒートシンク１７，２３は、金属ピン４０が圧入孔１７ｄ，２３ｄに圧入されることにより上下方向に重なって固定される構造となっている。特に、金属ピン４０は、ヒートシンク１７，２３と同質部材によって形成されている。すなわち、ヒートシンク１７，２３がアルミにより構成されている場合、金属ピン４０についてもアルミにより構成されることとなる。なお、同質部材とは、基本的に同じ元素により構成される部材をいい、その他の不純物等の量が全く同じでも多少異なっていてもよい。

次に、図１及び図３を参照する。図１及び図３に示すように、車両用灯具１はさらにスイブル機構３０を備え、ヒートシンク１７，２３は回転軸孔１７ｅ，２３ｅを有している。第１ユニット１０の回転軸孔１７ｅは、圧入孔１７ｄと同様に一対の放熱フィン１７ｂの基部側を埋めるようにして形成され、後方側が開放されたＣ形状の孔であって、ヒートシンク１７の上端から下端まで上下方向に貫通して形成されている。第２ユニット２０の回転軸孔２３ｅは、圧入孔２３ｄと同様に一枚の放熱フィン１７ｂの基部側において形成された円形状の孔であって、ヒートシンク２３の上端から下端まで上下方向に貫通して形成されている。

また、スイブル機構３０は、回転軸を中心として揺動するスイブル運動により、光の出射方向を左右方向（水平方向）に可変とするものであって、下軸となる駆動軸３１と、第１回転軸３２と、上軸３３と、第２回転軸３４とからなっている。駆動軸３１は外部からの電力供給によって上下方向を軸とし、軸周りに回転する動力を発生させるものである。この駆動軸３１は、第１ユニット１０のヒートシンク１７の下端に接して設けられる。第１回転軸３２は下端が駆動軸３１に接続される金属の棒状部材である。この第１回転軸３２は後方に突起部３２ａを有し、突起部３２ａがＣ形状の回転軸孔１７ｅの開放側に嵌り込むようになっている。

上軸３３は、車両用灯具１のハウジングに設けられた突起（図示せず）が嵌り込む凹部３３ａを上端に有し、下端が第２ユニット２０のヒートシンク２３の上端に接して設けられる部材である。第２回転軸３４は上端が上軸３３に接続された円柱状の部材である。この第２回転軸３４は、回転軸孔２３ｅに挿入されるようになっている。

このような構成であるため、駆動軸３１が軸周りに回転すると第１ユニット１０及び第２ユニット２０についても軸周りに回動し、光の出射方向が可変とされることとなる。また、駆動軸３１と上軸３３とは、回転軸３２，３４よりもやや拡径されており、２つのヒートシンク１７，２３の上端及び下端を抑える抑え部材として機能する。

図４は、図１に示した車両用灯具１の上面図である。図４に示すように、金属ピン４０によって上方に重なって固定されたヒートシンク２３の複数の放熱フィン２３ｂは、下方に重なって固定されるヒートシンク１７の複数の放熱フィン１７ｂと互い違いとなっている。さらに、図４に示すように、上方に重なって固定されるヒートシンク２３の複数の放熱フィン２３ｂは、下方に重なって固定されるヒートシンク１７の複数の放熱フィン１７ｂよりも前後方向に短くなっている。

なお、図４に示す例では、第２ユニット２０の放熱フィン２３ｂが全部的に第１ユニット１０の複数の放熱フィン１７ｂよりも短くなっている。すなわち、第２ユニット２０の放熱フィン２３ｂの長さの総計が、第１ユニット１０の放熱フィン１７ｂの長さの総計よりも小さくなっている。よって、第２ユニット２０の放熱フィン２３ｂの最も長いものが、第１ユニット１０の放熱フィン１７ｂの最も短いものよりも長くなっていても問題はない。

次に、本実施形態に係る第１ユニットと第２ユニット２０との組み立て工程について説明する。第１ユニット１０と第２ユニット２０とを完成させた後、作業者は、まず、第１ユニット１０の圧入孔１７ｄに金属ピン４０を差し込む。次に、作業者は、第２ユニット２０の圧入孔２３ｄを金属ピン４０の位置に合わせ、上方から第２ユニット２０を押し込む。これにより、溶接等の工程を経ることなく、第１ユニット１０と第２ユニット２０とを接続することができる。特に、第２ユニット２０のヒートシンク２３は金属部材であるため、一度金属ピン４０によって接続されると、ヒートシンク２３の重みによって容易に外れてしまうことない。すなわち、車両走行時における振動によっても容易に外れることなく、両者の接続状態を維持することとなる。

以上のように、第１ユニット１０と第２ユニット２０とを接続した後、作業者は、第１回転軸３２を第１ユニット１０の回転軸孔１７ｅに嵌め込むと共に、第２回転軸３４を第２ユニットの回転軸孔２３ｅに嵌め込む。そして、これらをハウジングに組み付ける。これにより、駆動軸３１と上軸３３とがハウジングによって挟持され、駆動軸３１と上軸３３とが抑え部材としての機能を発揮し、接続したヒートシンク１７，２３が一層外れ難くなる。

次に、本実施形態に係る車両用灯具１の作用について説明する。図１に示す車両用灯具１において光源１１，２１から光が出射されたとする。これにより、熱が発生する。ここで、光源１１，２１はヒートシンク１７，２３の台座１７ａ，２３ａに設置されているため、熱は比較的早くにヒートシンク１７，２３に伝わる。そして、熱は放熱フィン１７ｂ，２３ｂに伝達し、放熱フィン１７ｂ，２３ｂから放熱される。

ここで、熱は上方に移動する。このため、特許文献１及び特許文献２に記載される車両用灯具では、放熱フィンが下方に向いて伸びていることから、放出された熱がヒートシンク内にこもってしまう。ところが、本実施形態に係るヒートシンク１７，２３は、台座１７ａ，２３ａは、上下左右方向に伸びる平面１７ｃ，２３ｃを有する板材であって、複数の放熱フィン１７ｂ，２３ｂは、前後上下方向に伸びる平板によって構成されている。このような構成であるため、放熱フィン１７ｂ，２３ｂから放出された熱は、台座１７ａ，２３ａや放熱フィン１７ｂ，２３ｂによって遮られることなく、上方から好適に放出されることとなる。よって、放熱性能が高められることとなる。

特に、第２ユニット２０の放熱フィン２３ｂは、第１ユニット１０の放熱フィン１７ｂと互い違いとなっている。このため、下方のヒートシンク１７の放熱フィン１７ｂにより放出された熱を含む空気は、上方に移動する際に上方のヒートシンク２３の放熱フィン２３ｂによって乱流となり、上方の放熱フィン２３ｂに接触する空気量が増大して、一層放熱効果が高まることとなる。

加えて、上方の放熱フィン２３ｂは、下方の放熱フィン１７ｂよりも短くなっている。このため、下方の放熱フィン１７ｂによって放熱された熱の一部は、上方の放熱フィン２３ｂによって遮られることなく、上方に放出され、放熱効果が高まることとなる。さらには、上方の放熱フィン２３ｂが短いことから、第２ユニット２０の全体的な重量が第１ユニット１０の重量よりも小さくなり、スイブル機構３０によってスイブルさせた場合に、スムーズなスイブル運動を実現することができる。すなわち、下方の第１ユニット１０が軽く、上方の第２ユニット２０が重い場合、両者は不安定なバランスとなり、スイブル機構３０によってスイブルさせる際に、不安定なままスイブルさせることとなる。ところが、下方の第１ユニット１０が重く、上方の第２ユニット２０が軽くなると、両者は安定的なバランスとなり、安定したままスイブルをさせることができ、スムーズなスイブル運動を実現することができる。

さらに、金属ピン４０がヒートシンク１７，２３と同質部材であるため、第１ユニット１０のヒートシンク１７と第２ユニット２０のヒートシンク２３との間で、熱伝達がスムーズとなる。このため、一方のヒートシンク１７，２３の放熱量が多く、他方のヒートシンク１７，２３の放熱量が少ない場合などには、双方のヒートシンク１７，２３の放熱量を平均化して、好適に放熱することとなる。

このようにして、本実施形態に係る車両用灯具１によれば、台座１７ａ，２３ａ及び放熱フィン１７ｂ，２３ｂが少なくとも上下方向に伸びているため、放出した熱が上方を移動した場合に熱を遮ることなく、上方へ逃がす構造となっている。よって、放熱フィン１７ｂ，２３ｂによって放出された熱はスムーズに上方に逃げることとなり、ヒートシンク１７，２３内にこもることが防止され、放熱性が向上する。特に、圧入ピン４０によって少なくとも２つのヒートシンク１７，２３が上下方向に接続された場合であっても、放熱フィン１７ｂ，２３ｂが互い違いとなっているため、下方のヒートシンク１７の放熱フィン１７ｂにより放出された熱を含む空気は、上方に移動する際に上方のヒートシンク２３の放熱フィン２３ｂによって乱流となり、上方の放熱フィン２３ｂに接触する空気量が増大して、一層放熱効果が高まることとなる。

また、スイブル機構３０の駆動軸３１と上軸３３が抑え部材としての機能を発揮するため、接続したヒートシンク１７，２３を一層外れ難くすることができる。

また、上方に重なって固定されるヒートシンク２３の複数の放熱フィン２３ｂは、下方に重なって固定されるヒートシンク１７の複数の放熱フィン１７ｂよりも前後方向に長さが短くなっている。このため、下方の放熱フィン１７ｂによって放熱された熱の一部は、上方の放熱フィン２３ｂによって遮られることなく、上方に放出され、放熱効果が高まることとなる。さらには、上方の放熱フィン２３ｂが短いことから、第２ユニット２０の全体的な重量が第１ユニット１０の重量よりも小さくなり、スイブル機構３０によってスイブルさせた場合に、スムーズなスイブル運動を実現することができる。

また、金属ピン４０がヒートシンク１７，２３と同質部材であるため、ヒートシンク１７，２３間で、熱伝達がスムーズとなり、一方のヒートシンク１７，２３の放熱量が多く、他方のヒートシンク１７，２３の放熱量が少ない場合などには、双方のヒートシンク１７，２３の放熱量を平均化して、好適に放熱することとなる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。例えば、本実施形態では、圧入孔１６は金属ピン４０よりも縮径されているが、これに限らず、同じ経であってもよい。

また、本実施形態では、金属ピン４０が双方のヒートシンク１７，２３と別体となっていたが、これに限らず、金属ピン４０が一方のヒートシンク１７，２３に一体的に設けられ、他方のヒートシンク１７，２３のみに圧入孔１７ｄ，２３ｄがあってもよい。また、圧入孔１７ｄ，２３ｄは、ヒートシンク１７，２３を上下方向に貫通しているが、これに限らず、貫通していない構成であってもよい。

また、金属ピン４０は２つのヒートシンク１７，２３を接続しているが、これに限らず、３つ以上のヒートシンク１７，２３を接続してもよい。同様に、スイブル機構３０も３つ以上のヒートシンク１７，２３をスイブルさせるように設けられていてもよい。

また、本実施形態では、光源１１から出射された光を第１リフレクタ１２により上方へ反射し、反射された光を第２リフレクタ１３により前方に向けて出射する縦型反射構造の灯具を説明したが、これに限らず、光源からの光を左方向又は右方向へ反射した後に、前方に向けて反射する横型反射構造の灯具であってもよい。

また、本実施形態において、スイブル機構３０の第１回転軸３２と第２回転軸３４とが別体となっているが、これに限らず、一体となっていてもよい。

本実施形態に係る車両用灯具の斜視図である。 図１に示した車両用灯具のＩＩ−ＩＩ断面図である。 第１ユニットのヒートシンクと第２ユニットのヒートシンクとの固定構造を示す分解斜視図である。 図１に示した車両用灯具の上面図である。

符号の説明

１ 灯具ユニット
１０ 第１ユニット
２０ 第２ユニット
１１，２１ 光源
１２ 第１リフレクタ
１３ 第２リフレクタ
１４ シェード
１５ レンズ
１６ 遮断板
１７，２３ ヒートシンク
１７ｂ，２３ｂ 台座
１７ｃ，２３ｃ 放熱フィン
１７ｄ，２３ｄ 圧入孔
１７ｅ，２３ｅ 回転軸孔
３０ スイブル機構
３１ 駆動軸
３２ 第１回転軸
３３ 上軸
３４ 第２回転軸
４０ 金属ピン

Claims (4)

1. 複数の光源からの光を所定方向に出射する車両用灯具であって、
   上下方向に伸びる平面を有する台座、及び、少なくとも上下方向に伸びる平板によって構成され前記台座から伸びる複数の放熱フィンを有し、光源からの熱を前記台座を介して前記複数の放熱フィンにて放熱する複数のヒートシンクを備え、
   前記複数のヒートシンクのうち少なくとも２つは金属ピンが圧入される圧入孔を有し、
   前記少なくとも２つのヒートシンクは、前記金属ピンの圧入により上下方向に重なって固定されると共に、
   前記上方に重なって固定されるヒートシンクの複数の放熱フィンは、上下方向にみて、下方に重なって固定されるヒートシンクの複数の放熱フィンと互い違いとなっている
   ことを特徴とする車両用灯具。
2. 回転軸を中心として揺動するスイブル運動により、光の出射方向を水平方向に可変とするスイブル機構をさらに備え、
   前記少なくとも２つのヒートシンクは、前記スイブル運動の回転軸を受け入れる回転軸孔をそれぞれ有し、
   前記少なくとも２つのヒートシンクの下端は、前記回転軸の下端に設けられた第１抑え部材によって抑えられ、
   前記少なくとも２つのヒートシンクの上端は、前記回転軸の上端に設けられた第２抑え部材によって抑えられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記上方に重なって固定されるヒートシンクの複数の放熱フィンは、下方に重なって固定されるヒートシンクの複数の放熱フィンよりも前後方向に長さが短くなっている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の車両用灯具。
4. 前記金属ピンは、前記少なくとも２つのヒートシンクと同質部材によって形成されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の車両用灯具。

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