JP5790377B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は車両用灯具に係り、光源として発光素子が用いられる車両用灯具に関する。

この種の車両用灯具としては、たとえば、ハウジングと前面レンズとで構成される灯室内に、チップ状の発光ダイオード（発光素子）と、この発光ダイオードの光照射面側に配置され該発光ダイオードからの光を前記前面レンズ側へ反射させるリフレクタとが備えられたものが知られている。

この場合、発光ダイオードはヒートシンクに搭載され、発光ダイオードの点灯によって発生する熱を該ヒートシンクに放熱させることによって、発光ダイオードの熱による特性変化を防止するようになっている。

このため、ヒートシンクは、放熱効果を大ならしめるため、発光ダイオードを搭載する側の主面を比較的大きく形成し、リフレクタは、ヒートシンクの前記主面をほぼ被うように配置させるように構成したものが知られている。

本願発明に関連する公知技術としては、たとえば下記特許文献１等を揚げることができる。

特開2008-041558号公報

しかし、上述した車両用灯具は、発光ダイオードの周辺においてヒートシンクとリフレクタによって囲まれる空間部を構成することとなるため、ヒートシンクから放熱された熱が前記空間部に籠もってしまうという現象が生じるのを否めなくなる。

このため、ヒートシンクからの放熱に制限が加わり、ヒートシンクによる充分な放熱効果が実現できないという不都合を有する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ヒートシンクの充分な放熱効果を図ることができる車両用灯具を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明は、当該車両用灯具を車両に取り付けた場合に、ヒートシンクはリフレクタよりも上方に配置されるようにするとともに、ヒートシンクとリフレクタによって囲まれる空間部に籠もる熱に対流を生じさせ易くするように、該ヒートシンクのリフレクタに対向する面に斜面部を形成するように構成したものである。

本発明は、以下の構成によって把握される。
（１）本発明の車両用灯具は、ヒートシンクと、このヒートシンクの一方の面をほぼ被うように配置されるリフレクタと、前記ヒートシンクの前記リフレクタと対向する面の一部に光照射面を前記リフレクタ面に向けて配置される発光素子とを備え、前記発光素子の前記光照射面からの光を前記リフレクタに反射させて出射させる車両用灯具であって、前記車両用灯具が車両に取り付けられる場合に、前記ヒートシンクはリフレクタよりも上方に配置され、前記ヒートシンクの前記リフレクタと対向する面のうち、車両幅方向の外側から少なくとも前記発光素子の配置個所の近傍にかけて、車両幅方向の外側が高くなるように車両の幅方向の水平面に対して傾斜部を有することを特徴とする。
（２）本発明の車両用灯具は、（１）の構成において、前記車両用灯具が車両に取り付けられた場合に、前記ヒートシンクの前記リフレクタと対向する面は、車両幅方向の外側から車両幅方向の内側にかけて、車両幅方向の外側が高くなるように車両の幅方向の水平面に対して傾斜部を有することを特徴とする。
（３）本発明の車両用灯具は、（１）、（２）のいずれかの構成において、前記車両用灯具が車両に取り付けられた場合に、前記ヒートシンクの前記発光素子が配置される近傍面は、前記車両の幅方向の水平面とほぼ面一になるように形成されていることを特徴とする。
（４）本発明の車両用灯具は、（１）の構成において、前記ヒートシンクの前記発光素子が配置された面と反対側の面に複数の並設された放熱フィンが形成され、これら放熱フィンは、前記車両用灯具が車両に取り付けられた場合に、車両幅方向に延在されて形成されていることを特徴とする。

このように構成した車両用灯具は、ヒートシンクの充分な放熱効果を図ることができるようになる。また、光源の近傍で暖められた空気を、光源から離れた部分へ排熱することができるようになる。

本発明の車両用灯具の一実施態様の要部を示す構成図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線における断面図である。 本発明の車両用灯具の全体の概略を示す断面図である。 本発明の車両用灯具が適用される車両を前方から観た図である。 本発明の車両用灯具に具備されるヒートシンクの一実施態様を上方から観た図である。 本発明の車両用灯具の他の実施態様の要部を示す構成図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線における断面図である。 本発明の車両用灯具に具備されるヒートシンクの他の実施態様を上方から観た図である。 本発明の車両用灯具の他の実施態様の要部を示す正面図である。 本発明の車両用灯具の他の実施態様の要部を示す正面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
（実施態様１）
図２は、本発明の車両用灯具の実施態様１の概略を示す断面図である。図２において、ｘ、ｙ、ｚ方向は、車両用灯具１０を車両に取り付けた場合において、それぞれ、車両の前方方向、幅方向、高さ方向に一致させて示している。

なお、図２に示す車両用灯具１０は、図３に示すように、車両１を前方から観た場合に、たとえば、車両１の左右のそれぞれに取り付けられる前照灯（ヘッドランプ）１０Ｌ、１０Ｒのうちたとえば右側の前照灯１０Ｒを示している。

図２において、車両用灯具１０は、前面レンズ１１とハウジング１２によって灯室１３を画成するようになっている。１２は車両１の前方部に開口１２Ａを有し、その開口１２Ａの縁において前面レンズ１１の周縁部１１Ａを挿入させる溝部１４が形成されている。ハウジング１２の溝部１４にはホットメルト１５が塗布され、このホットメルト１５によって前面レンズ１１の周縁部１１Ａを固着させるとともに水分侵入を防止するシール性を確保できるようになっている。

車両用灯具１０の灯室１３にはランプ２０が配設されている。このランプ２０は、たとえば、発光ダイオード２１、ヒートシンク２２、リフレクタ２３によって構成されている。

ヒートシンク２２は、灯室１１の上部に配置された平板状部材２２Ａと、この平板状部材２２Ａの上面に並設された複数の放熱フィン２２Ｂによって構成されている。放熱フィン２２Ｂはヒートシンク２２の表面積を増大させ、これにより、発光ダイオード２１の点灯の際に発生する熱を該ヒートシンク２２を通して充分に放熱させるようになっている。このヒートシンク２２については、後においてさらに詳述する。

ヒートシンク２２の平板状部材２２Ａの下面の前面レンズ１１から比較的遠い個所に、チップ状の発光ダイオード２１が搭載されている。発光ダイオード２１の主面には光照射領域２１Ａが形成され、発光ダイオード２１は、その光照射領域２１Ａを図中下側に指向するようにしてヒートシンク２２の平板状部材２２Ａに配置されるようになっている。

リフレクタ２３は、たとえば回転放物面、放物柱面等を組み合わせた自由表面を有し、その凹面側を、ヒートシンク２２の平板状部材２２Ａの下面、すなわち発光ダイオード２１が搭載されている側の面を被うようにして配置されている。リフレクタ２３は、その凹面側において光反射面を備え、図中矢印Ａに示すように、発光ダイオード２１の光照射領域２１Ａからの光を該光反射面で反射させた後に前面レンズ１１側へ出射させるようになっている。

図１（ａ）、（ｂ）は、車両用灯具１０から取り出した前記ランプ２０を示す構成図で、（ａ）は前面レンズ１１側から観た正面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線における断面図である。なお、（ｂ）に示すランプ２０の断面図は図２に示したランプ２０の断面図と一致したものとなっている。

図１（ａ）において、ヒートシンク２２は、その平板状部材２２Ａが、発光ダイオード２１が搭載される下面において、車両の水平方向（図中ｙ方向）に対して角度θの傾斜を有する傾斜部２２Ｓを備えて構成されている。この角度θは、たとえば ０°＜θ＜４５° の範囲に、また、好ましくは ５°＜θ＜１５°の範囲に設定されている。この場合、ヒートシンクの前記傾斜部２２Ｓは、図１（ａ）において図中右側において左側よりも高くなるように傾斜されたものとなっている。ここで、当該ランプ２０を備える車両用灯具１０は、図３に示したように、車両１を前方から観た場合に車両１の右側に取り付けられた前照灯１０Ｒとなっており、図１（ａ）に示すランプ２０の右側は、車両１の幅方向の外側となっている。このことから、ヒートシンクの傾斜部２２Ｓは、車両１の幅方向の外側が高くなるように車両１の幅方向の水平面（図中ｘｙ面）に対して傾斜するようになっている。

なお、ヒートシンク２２の平板状部材２２Ａの下面において、発光ダイオード２１が配置される近傍面２２Ｈは、車両１の幅方向の水平面（図中ｘｙ面）とほぼ面一になるように形成され、これにより、発光ダイオード２１の光照射領域２１Ａは車両１の幅方向の水平面（図中ｘｙ面）とほぼ面一になるようになっている。これにより、リフレクタ２３による発光ダイオード２１からの光の配光状態を変更することなく、従来のリフレクタ２３をそのまま用いることができる効果を奏する。

また、ヒートシンク２２に備えられる放熱フィン２２Ｂは、該ヒートシンク２２を上部から観た図４に示すように、平板状部材２２Ａの上面において、車両の幅方向（図中ｙ方向）に並設され、車両の前後方向（図中ｘ方向）に延在するように複数形成されている。これにより、ヒートシンク２２は放熱フィン２２Ｂによって表面積を大きくでき、放熱効果を大ならしめるようになっている。

このように構成された車両用灯具は、図１（ａ）の矢印αに示すように、発光ダイオード２１の点灯時に、ヒートシンク２２に伝導された熱が、リフレクタ２２と対向する平板状部材２２Ａの下面（発光ダイオード２１が配置されている側の面）から放熱されても、暖められた空気は、該平板状部材２２Ａの傾斜部２２Ｓによって形成される対流によって、車両１の幅方向の外側に速やかに移動できるようになる。車両１の幅方向の外側は、灯具のスラント化により空気が対流し難い領域となることがあるが、車両１の幅方向の内側と比較した場合、温度が大幅に低くなっていることが通常となり、上記温度差によって、ヒートシンク２２の平板状部材２２Ａの傾斜部２２Ｓによって生じる対流の動きを高速化させる効果を有するようになる。したがって、ヒートシンク２２から放熱された熱がヒートシンク２２とリフレクタ２３によって構成される空間部に籠もってしまうという現象を回避することができ、ヒートシンクの充分な放熱効果を図ることができるようになる。
また、このように構成された車両用灯具によれば、熱がヒートシンク２２とリフレクタ２３によって構成される空間部に籠もり、発光ダイオード２１付近の温度が上昇し、発光ダイオード２１の照射効率が低下してしまう現象を回避することができるようになる。

（実施態様２）
上述した実施態様１では、ヒートシンク２２の平板状部材２２Ａに形成される傾斜部２２Ｓは、車両１の幅方向（図中ｙ方向）に亘ってほぼ全域（発光ダイオード２１が配置される近傍面２２Ｈを除いて）に形成したものである。しかし、これに限定されることはなく、たとえば、図１と対応づけて描いた図５に示すように、ヒートシンク２２の平板状部材２２Ａに形成される傾斜部２２Ｓは、車両１の幅方向の外側（図中右側）から発光ダイオード２１が配置される近傍面２２Ｈにかけて形成するようにしてもよい。すなわち、ヒートシンク２２の平板状部材２２Ａの下面において、発光ダイオード２１が配置される近傍面２２Ｈから車両１の幅方向の内側（図中左側）にかけては、車両１の幅方向の水平面（図中ｘｙ面）とほぼ平行になるようにしたものである。このように構成した場合であっても、傾斜部２２Ｓを有する側の平板状部材２２Ａからの熱が、図中矢印α’に示すように、該傾斜部２２Ｓによって形成される対流によって車両１の幅方向の外側に移動する際に、その移動に引っ張られて、傾斜部２２Ｓを有さない側の平板状部材２２Ａからの熱も、図中矢印βに示すにように、車両の幅方向の外側に移動できるようになり、ヒートシンク２２の充分な放熱効果を図ることができるようになる。

（実施態様３）
上述した実施態様１では、ヒートシンク２２に設けられる放熱フィン２２Ｂは、図４に示したように、平板状部材２２Ａの上面において、車両１の幅方向（図中ｙ方向）に並設され、車両の前後方向（図中ｘ方向）に延在するように形成したものである。しかし、これに限定されることはなく、図４に対応づけて描いた図６に示すように、車両１の前後方向（図中ｘ方向）に並設され、車両１の幅方向（図中ｙ方向）に延在するように形成するようにしてもよい。このように構成した場合、平板状部材２２Ａの上面から放熱フィン２２Ｂ等を介して放熱される熱は、各放熱フィン２２Ｂにガイドされ、平板状部材２２Ａの下面における上述した対流の方向と同様に、車両１の幅方向の外側に導かれるようになることから、ヒートシンク２２の充分な放熱効果を図ることができるようになる。

（実施態様４）
上述した実施態様では、ヒートシンク２２の平板状部材２２Ａに形成する傾斜部２２Ｓは、該平板状部材２２Ａを車両１の水平面に対して傾けて構成することによって、形成するようにしたものである。しかし、これに限定されることはなく、平板状部材２２Ａの厚さを変化させることによって前記傾斜部２２Ｓを形成するようにしてもよいことはもちろんである。たとえば、図７は、図１（ａ）に対応づけて描いた図であり、平板状部材２２Ａの車両１の幅方向の外側の端部の板厚ｔを車両１の幅方向の外側の端部の板厚Ｔよりも小さく設定することにより、平板状部材２２Ａの発光ダイオード２１が配置される側の面において、図１（ａ）に示した傾斜部２２Ｓと同様の機能を有する傾斜部２２Ｓ’を形成するようにしたものである。また、図８は、図５（ａ）に対応づけて描いた図であり、ヒートシンク２２の平板状部材２２Ａの板厚は、車両１の幅方向の内側（図中左側）から発光ダイオード２１の配置個所の近傍まではほぼ等しくＴとしたものであるが、発光ダイオード２１の配置個所の近傍から車両１の幅方向の外側（図中右側）へかけて徐々に薄くし最終的にｔ（＜Ｔ）とするようにしたものである。

（実施態様５）
実施態様１に示した発光ダイオード２１は、車両用灯具１０を車両に取り付けた場合に、その光照射領域２１Ａが車両１の幅方向の水平面（図中ｘｙ面）とほぼ面一になるようにヒートシンク２２に配置させたものである。しかし、これに限定されることはなく、発光ダイオード２１を、平板状部材２２Ａと同様に、その光照射領域２１Ａが車両１の幅方向の水平面（図中ｘｙ面）に対して傾斜してヒートシンク２２に配置させるようにしてもよいことはもちろんである。この場合、リフレクタ２３の光反射面の設計を変更することにより、発光ダイオード２１からの光を所定の配光状態で前面レンズ１１側へ出射させることができるようになる。

（実施態様６）
上述した実施態様では、いずれも、図３に示した車両１にあって、右側の前照灯１０Ｒを例に挙げて示したものである。しかし、これに限定されることはなく、左側の前照灯１０Ｌにおいても適用できることはもちろんである。この場合、ヒートシンク２２の平板状部材２２Ａに形成する傾斜部２２Ｓ、２２Ｓ’の傾きは、上述した場合と反対となり、結果として、車両１の幅方向の外側が高くなるように車両１の幅方向の水平面（図中ｘｙ面）に対して傾斜部２２Ｓ、２２Ｓ’を有するようになる。また、本発明は、これら前照灯に限定されることはなく、テールランプ等の他のランプにも適用できる。
なお、上述した実施態様では、いずれも、ヒートシンク２２はリフレクタ２３よりも上方に配置させるようにしたものである。しかし、本発明は、ヒートシンク２２をリフレクタ２３の後方に配置させる構成の場合にも適用できる。この場合、ヒートシンク２２は、発光ダイオード２１を搭載させる光源搭載用部材がたとえば一体に延在して構成されるが、この明細書においては、該光源搭載用部材もヒートシンクとして把握する。

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またその様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１……車両、１０……車両用灯具、１０Ｌ……左側の前照灯、１０Ｒ……左側の前照灯、１１……前面レンズ、１１Ａ……周縁部（前面レンズの）、１２……ハウジング、１２Ａ……開口（ハウジングの）、１３……灯室、１４……溝部、１５……ホットメルト、２０……ランプ、２１……発光ダイオード、２１Ａ……光照射領域、２２……ヒートシンク、２２Ａ……平板状部材（ヒートシンクの）、２２Ｂ……放熱フィン、２２Ｓ、２２Ｓ’……傾斜部、２２Ｈ……発光ダイオードが配置される近傍面、２３……リフレクタ。

Claims (3)

1. ヒートシンクと、このヒートシンクの一方の面をほぼ被うように配置されるリフレクタと、前記ヒートシンクの前記リフレクタと対向する面の一部に光照射面を前記リフレクタに向けて配置される発光素子とを備え、前記発光素子の前記光照射面からの光を前記リフレクタに反射させて出射させる車両用灯具であって、
   前記車両用灯具が車両に取り付けられる場合に、前記ヒートシンクはリフレクタよりも上方に配置され、
   前記ヒートシンクの前記リフレクタと対向する面のうち、車両幅方向の外側から少なくとも前記発光素子の配置個所の近傍にかけて、車両幅方向の外側が高くなるように車両の幅方向の水平面に対して傾斜部を有し、前記ヒートシンクの前記発光素子が配置される近傍面は、前記車両の幅方向の水平面とほぼ面一になるように形成されていることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記車両用灯具が車両に取り付けられた場合に、前記ヒートシンクの前記リフレクタと対向する面は、車両幅方向の外側から車両幅方向の内側にかけて、車両幅方向の外側が高くなるように車両の幅方向の水平面に対して傾斜部を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記ヒートシンクの前記発光素子が配置された面と反対側の面に複数の並設された放熱フィンが形成され、これら放熱フィンは、前記車両用灯具が車両に取り付けられた場合に、車両幅方向に延在されて形成さ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。

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