JP6425224B2 - Vehicle lamp - Google Patents
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Description
本発明はエイミング機構を有する車両用灯具、特に、その放熱構造の改良に関する。 The present invention relates to a vehicular lamp having an aiming mechanism, and more particularly to an improvement of a heat dissipation structure thereof.
最近、車両用灯具の光源は光半導体素子たとえば発光ダイオード(LED)素子、レーザダイオード(LD)素子によって構成されている。 Recently, a light source of a vehicular lamp is constituted by an optical semiconductor element such as a light emitting diode (LED) element or a laser diode (LD) element.
特に、LED素子、LD素子等の発光素子は自身が発する熱により、発光効率や寿命が低下するという負の特性がある。また、発光素子との組合せにより発光色を白色化させる目的で使用される蛍光体層も熱による負の特性を有する。そのため、発光素子、蛍光体層の温度上昇が問題となり、発光素子、蛍光体層の放熱効率を高めて発光素子、蛍光体層を適切な温度以下にする放熱構造が求められている。 In particular, a light emitting element such as an LED element or an LD element has a negative characteristic that the light emitting efficiency and the lifetime decrease due to heat generated by itself. In addition, the phosphor layer used for the purpose of whitening the emission color by combination with the light emitting element also has negative characteristics due to heat. Therefore, the temperature rise of the light emitting element and the phosphor layer is a problem, and a heat dissipation structure is required which raises the heat release efficiency of the light emitting element and the phosphor layer to make the light emitting element and the phosphor layer have an appropriate temperature or less.
他方、車両用灯具においては、路面に所望の配向を照射するために、発光素子の光軸を上下左右方向に2.5°から最大5°の可動範囲で調整するためのエイミング機構が設けられている。従って、車両用灯具においては、限られたスペースで発光素子、蛍光体層を効率的に放熱する放熱構造とエイミング機構とを両立させる必要がある。 On the other hand, in the vehicle lamp, an aiming mechanism is provided to adjust the optical axis of the light emitting element in the movable range of 2.5 ° to 5 ° at the maximum in the vertical and horizontal directions in order to irradiate the road surface with a desired orientation. ing. Therefore, in the vehicle lamp, it is necessary to make the heat dissipation structure and the aiming mechanism compatible with each other to efficiently dissipate the light emitting element and the phosphor layer in a limited space.
第1の従来のエイミング機構を有する車両用灯具においては、発光素子は金属製ブラケットに固定されている。金属製ブラケットは発光素子の光軸調整のためのエイミング機構つまり支点用エイミングボルト(スクリュー)/ナット、上下調整用エイミングボルト(スクリュー)/ナット及び左右調整用エイミングボルト(スクリュー)/ナットによってハウジングに上下左右方向に傾動可能に支持されている。また、金属製ブラケットは横向きS字状に配置された帯状のフレキシブルヒートパイプを介してヒートシンクに接続されている。従って、発光素子に発生した熱は金属製ブラケット、フレキシブルヒートパイプ及びヒートシンクを介して灯具外へ放散される。この場合、エイミング機構の調整によって金属製ブラケットが傾動しても、フレキシブルヒートパイプがその可撓性のためにエイミング機構の調整によるブラケットとヒートシンクとの距離の変動を吸収して放熱性能の低下を抑制する(参照:特許文献1)。 In a vehicle lamp having a first conventional aiming mechanism, the light emitting element is fixed to a metal bracket. The metal bracket is attached to the housing by the aiming mechanism for adjusting the light axis of the light emitting element, that is, the aiming bolt (screw) / nut for supporting point, aiming bolt (screw) / nut for vertical adjustment, and aiming bolt (screw) / nut for horizontal adjustment It is supported so as to be tiltable in the vertical and horizontal directions. In addition, the metal bracket is connected to the heat sink via a strip-like flexible heat pipe arranged in a lateral S-shape. Therefore, the heat generated in the light emitting element is dissipated to the outside of the lamp through the metal bracket, the flexible heat pipe and the heat sink. In this case, even if the metal bracket is tilted due to the adjustment of the aiming mechanism, the flexible heat pipe absorbs the fluctuation of the distance between the bracket and the heat sink due to the adjustment of the aiming mechanism due to its flexibility and the heat radiation performance is lowered. Suppress (see: Patent Document 1).
第2の従来のエイミング機構を有する車両用灯具においては、発光素子は金属製ブラケットに固定されている。金属製ブラケットは発光素子の光軸調整のためのエイミング機構つまりエイミングボルト(スクリュー)/フランジによってハウジングに傾動可能に支持されている。また、放熱構造として、金属製ブラケット内から突出したヒートパイプと、放熱フィンを有するヒートシンクと、ヒートパイプに接続され、球状凸部と球状凹部とを嵌合せた第1の関節部と、球状凸部と球状凹部とを嵌合せた第2の関節部、第1の関節部と第2の関節部とを接続する第1の中間関節部材と、第2の関節部とヒートシンクとを接続する第2の中間関節部材とを備えている。従って、発光素子に発生した熱は金属製ブラケット、ヒートパイプ、第1の関節部、第1の中間関節部材、第2の関節部、第2の中間関節部材、ヒートシンク、及び放熱フィンを介して灯具外へ放散される。この場合、エイミング機構の調整によって金属製ブラケットが傾動しても、第1、第2の中間関節部材が第1、第2の関節部を介して回転してエイミング機構の調整によるブラケットとヒートシンクとの距離の変動を吸収し、放熱性能の低下を抑制する(参照:特許文献2)。 In a vehicle lamp having a second conventional aiming mechanism, the light emitting element is fixed to a metal bracket. The metal bracket is tiltably supported on the housing by an aiming mechanism, ie, aiming bolt (screw) / flange, for adjusting the optical axis of the light emitting element. Further, as a heat dissipation structure, a heat pipe protruding from the inside of a metal bracket, a heat sink having a radiation fin, a first joint connected to the heat pipe and having a spherical convex portion and a spherical concave portion fitted, and a spherical convex A second joint unit in which the first joint unit and the spherical recess are fitted, a first intermediate joint member connecting the first joint unit and the second joint unit, and a second joint unit connecting the heat sink And two intermediate joint members. Therefore, the heat generated in the light emitting element passes through the metal bracket, the heat pipe, the first joint, the first intermediate joint member, the second joint, the second intermediate joint member, the heat sink, and the radiation fin. It is dissipated to the outside of the lamp. In this case, even if the metal bracket is tilted due to the adjustment of the aiming mechanism, the first and second intermediate joint members rotate via the first and second joints, and the bracket and the heat sink are adjusted by the adjustment of the aiming mechanism. To absorb the variation of the distance and to suppress the degradation of the heat radiation performance (see: Patent Document 2).
しかしながら、上述の第1の従来のエイミング機構を有する車両用灯具においては、フレキシブルヒートパイプはS字状に配置されているので、フレキシブルヒートパイプ内に収容された動作液体の流れが悪く、この結果、放熱効果が低いという課題がある。また、フレキシブルヒートパイプは帯状つまり扁平になっているので、エイミング機構の上下方向の調整による金属製ブラケットの傾動によるブラケットとヒートシンクとの距離の変動を吸収し易いが、エイミング機構の左右方向の調整による金属製ブラケットの傾動によるブラケットとヒートシンクとの距離の変動を吸収しにくいという課題もある。さらに、フレキシブルヒートパイプの両端の金属製ブラケット及びヒートシンクへの固定は熱伝導性接着剤のみによって行われているので、車両走行時の振動、衝撃等によってフレキシブルヒートパイプの固定部が離脱し、この結果、放熱構造が保持できなくなるという課題もある。 However, in the vehicle lamp having the above-described first conventional aiming mechanism, the flexible heat pipe is arranged in an S-shape, so that the flow of the working liquid contained in the flexible heat pipe is poor. There is a problem that the heat radiation effect is low. In addition, since the flexible heat pipe is band-like or flat, it is easy to absorb the variation in the distance between the bracket and the heat sink due to the tilting of the metal bracket due to the vertical adjustment of the aiming mechanism, but the horizontal adjustment of the aiming mechanism There is also a problem that it is difficult to absorb the variation of the distance between the bracket and the heat sink due to the tilting of the metal bracket due to the Further, since the fixing of the flexible heat pipe at both ends to the metal bracket and the heat sink is performed only by the heat conductive adhesive, the fixing portion of the flexible heat pipe is detached due to vibration, impact, etc. when the vehicle is traveling. As a result, there is also a problem that the heat dissipation structure can not be maintained.
他方、上述の第2の従来のエイミング機構を有する車両用灯具においては、金属製ブラケットとヒートシンクとの間の一部のみが放熱効率の高いヒートパイプで構成されているが、他の部分は接続熱抵抗が大きい第1、第2の関節部及び第1、第2の中間関節部材によって構成されているので、放熱効率が低いという課題がある。 On the other hand, in the vehicle lamp having the above-mentioned second conventional aiming mechanism, only a part between the metal bracket and the heat sink is constituted by the heat pipe having high heat radiation efficiency, but the other part is connected Since it is comprised by the 1st, 2nd joint part and 1st, 2nd middle joint member in which heat resistance is large, the subject that heat dissipation efficiency is low occurs.
上述の課題を解決するために、本発明に係る車両用灯具は、発光素子と、発光素子が設けられたメタルベースと、ハウジングに設けられる台座と、メタルベースと台座との間に連結されたヒートパイプとを具備し、ヒートパイプの吸熱部は直線状をなしてメタルベースのヒートパイプ挿入部の円柱状穴に挿入され、発光素子の上下調整用エイミングの回転軸として作用し、ヒートパイプの放熱部は台座に嵌込まれたものである。 In order to solve the above-described problems, a vehicle lamp according to the present invention includes a light emitting element, a metal base provided with the light emitting element, a pedestal provided on the housing, and a connection between the metal base and the pedestal The heat absorbing portion of the heat pipe is linearly inserted into the cylindrical hole of the heat pipe insertion portion of the metal base and acts as a rotation axis for aiming of the upper and lower adjustment of the light emitting element. The heat dissipating part is fitted into the pedestal.
さらに、台座は円環溝を有し、ヒートパイプの放熱部は円環状をなし、ヒートパイプの放熱部は台座の円環溝に嵌込まれて台座の円環溝の中心軸が発光素子の左右調整用エイミングの回転軸として作用する。あるいは、台座はハウジング側の固定部及びハウジングの反対側の可動部よりなり、固定部及び可動部の一方の同心円凹部と固定部及び可動部の他方の同心円凸部とを嵌合わせて可動部を固定部に対して回転可能にし、可動部は固定部の反対側に棒状溝を有し、ヒートパイプの放熱部は直線状をなし、ヒートパイプの放熱部は可動部の棒状溝に嵌込まれて台座の同心円凹部及び同心円凸部の中心軸が発光素子の左右調整用エイミングの回転軸として作用する。 Furthermore, the pedestal has an annular groove, the heat radiating portion of the heat pipe has an annular shape, the heat radiating portion of the heat pipe is fitted in the annular groove of the pedestal, and the central axis of the annular groove of the pedestal is the light emitting element Acts as a rotation axis for left and right adjustment aiming. Alternatively, the pedestal comprises the fixed portion on the housing side and the movable portion on the opposite side of the housing, and one concentric recess of the fixed portion and the movable portion is fitted to the other concentric convex portion of the fixed portion and the movable portion The movable part has a rod-like groove on the opposite side of the fixed part, the heat dissipating part of the heat pipe has a linear shape, and the heat dissipating part of the heat pipe is fitted in the rod-like groove of the movable part The central axis of the concentric concave portion and the concentric convex portion of the pedestal functions as a rotation axis of the aiming of the left and right adjustment of the light emitting element.
本発明によれば、発光素子が設けられたメタルベースとハウジングとの間は放熱効率が高いヒートパイプ及び台座によって接続されているので、放熱効率が高い。また、エイミング機構の調整によってメタルベースが傾動しても、メタルベースとハウジングとの距離の変動はないので、ヒートパイプは変形せず、従って、ヒートパイプの放熱性能の低下はない。さらに、ヒートパイプの一端はメタルベースに挿入され、ヒートパイプの他端は台座に嵌込められるので、車両走行時の振動、衝撃等によってもヒートパイプは離脱しにくい。 According to the present invention, since the metal base provided with the light emitting element and the housing are connected by the heat pipe and the pedestal having high heat dissipation efficiency, the heat dissipation efficiency is high. In addition, even if the metal base is tilted by adjusting the aiming mechanism, the heat pipe does not deform since the distance between the metal base and the housing does not change, so that the heat radiation performance of the heat pipe is not deteriorated. Furthermore, since one end of the heat pipe is inserted into the metal base and the other end of the heat pipe is fitted into the pedestal, the heat pipe is unlikely to be detached even by vibration, impact or the like when the vehicle is traveling.
図1は本発明に係る車両用灯具の第1の実施の形態を示す一部切欠いた左下斜視図、図2は図1の車両用灯具の一部切欠いた右斜視図、図3は図1の車両用灯具の切欠いた正面図である。 FIG. 1 is a partially cut away lower left perspective view showing a first embodiment of a vehicle lamp according to the present invention, FIG. 2 is a partially cut right perspective view of the vehicle lamp of FIG. 1, and FIG. It is the front view which notched the vehicle lamp of this.
図1、図2、図3においては、アウタレンズ1及びハウジング2よりなる筐体に、エイミング機構としての支点用エイミングボルト31a及びナット31b、上下調整用エイミングボルト32a及びナット32b、及び左右調整用エイミングボルト33a及びナット33bによって金属製もしくは樹脂製のブラケット4が固定されている。この場合、エイミングナット31b、32b、33bは自在回転ナットである。
In FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3, in the housing comprising the
また、ブラケット4には光学ユニット5を固定するためのメタルベース6が3つのねじ6aによって固定されている。
Further, a
光学ユニット5は、LED素子、LD素子等の発光素子51、リフレクタ52、インナレンズ53によって構成されている。リフレクタ52はボルト52aによってメタルベース6に固定される。尚、必要に応じて蛍光体層が発光素子51上に設けられる。
The
メタルベース6内にはヒートパイプ7の吸熱部(蒸発部)が挿入され、他方、ヒートパイプ7の放熱部(凝縮部)はハウジング2に設けられた凸状の台座8に嵌込まれている。これにより、メタルベース6、ヒートパイプ7及び台座8が放熱構造を構成する。つまり、発光素子51に発生した熱は、メタルベース6、ヒートパイプ7及び台座8を介してハウジング2の外へ放散される。
The heat absorbing portion (evaporation portion) of the
ヒートパイプ7の外径は6mmであり、コンテナ素材は高熱伝導率の銅、動作流体はエタノールである。ヒートパイプ7は、帯状もしくは扁平加工されず、上下方向及び左右方向に延在し、この場合、台座8の放熱部の動作流体がメタルベース6内の吸熱部へ重力で流れるように構成されている。尚、異なる外径、異なるコンテナ素材、異なる動作流体でもよく、また、灯具構造に適合するように一部分特殊加工してもよい。
The outer diameter of the
メタルベース6及び台座8は良加工性かつ良熱伝導性の材料たとえば熱伝導率200W/mKのアルミニウム合金A6063よりなる。この場合、アルミニウム合金の表面は黒アルマイト(登録商標)処理されており、これにより、放射率をたとえば0.9〜0.98と高くする。但し、部品間の接触熱抵抗を低減するために、ヒートパイプ7との接触面は黒アルマイト(登録商標)を除去する鏡面加工が施されている。
The
尚、メタルベース6及び台座8は、上述のアルミニウム合金A6063の外に、銅等の金属、軽量化を目的として樹脂にセラミック粒子あるいは金属フィラを含有させた高熱伝導樹脂等でもよい。
The
図4は図1のメタルベース6の詳細を示し、(A)は全体斜視図、(B)は(A)の部分拡大斜視図、(C)はヒートパイプ7挿入後の全体斜視図である。
4 shows details of the
図4の(A)に示すように、メタルベース6は、発光素子51が設けられる支持台部61、リフレクタ52が設けられるリフレクタ収容部62、及びヒートパイプ7の直線状の吸熱部7aが挿入されるヒートパイプ挿入部63よりなる。ヒートパイプ挿入部63は左右方向つまり車両水平方向に配置されており、この結果、後述の上下調整用エイミング機構の回転軸AXとして作用する。ヒートパイプ挿入部63には、ヒートパイプ7の外径6mmと同一の径の円柱状穴63aが開けられている。尚、円柱状穴63aの最小許容径はヒートパイプ7の最大外径より大きいものとする。
As shown in FIG. 4A, in the
図4の(B)に示すように、円柱状穴63aには、凹凸構造たとえば円周線スリット63bを設け、ヒートパイプ7との潤滑性を維持するために、熱伝導性グリス等の熱伝導性材料(TIM)を充填するようにする。尚、円周線スリット63bの代りに、複数の螺旋スリット、ドット凹凸構造、あるいはこれら3種を組合わせた凹凸構造を用いてもよい。尚、図示しないが、このスリット63bは円柱状穴63aだけでなく、ヒートパイプ7側に設けてもよい。
As shown in FIG. 4B, the cylindrical hole 63a is provided with a concavo-convex structure, for example, a circumferential slit 63b to maintain the lubricity with the
図4の(C)に示すように、ヒートパイプ7の吸熱部7aはメタルベース6のヒートパイプ挿入部63の円柱状穴63aに熱伝導性材料(TIM)を充填した後に挿入される。ヒートパイプ7はメタルベース6のヒートパイプ挿入部63の円柱状穴63aの中心軸を回転軸AXとしてメタルベース6に対して回転運動ができる。尚、熱伝導性材料(TIM)に揺変性(チキソトロピー)材料を加えてもよい。たとえば、アルミナ等のセラミック粒子を含有したシリコーン樹脂、シリカ微粉末を含有したエポキシ樹脂あるいはアクリル樹脂、またはコロイド性含水ケイ酸アルミニウムあるいは有機複合体を充填してもよい。静止状態では、揺変性材料は流動性を有せず、従って、ヒートパイプ7は固定状態とされる。他方、動的状態では、揺変性材料が流動してヒートパイプ7は可動状態とされる。従って、通常、メタルベース6とヒートパイプ7との間では接触熱抵抗による伝導の熱移動損失が生じるが、揺変性材料が介在すると、この接触熱抵抗を低減できる。
As shown in FIG. 4C, the
図5は図1の台座8の詳細を示し、(A)は全体斜視図、(B)は嵌込むべきヒートパイプ7の斜視図、(C)はヒートパイプ7嵌込み後の全体斜視図である。
5 shows details of the
図5の(A)に示すように、台座8は上下方向つまり車両垂直方向に円柱形をなしており、その中心軸は後述の左右調整用エイミング機構の回転軸AYとして作用する。台座8には、ヒートパイプ7の外径6mmと同一の径の円環状溝8aが掘られている。円環状溝8aには、凹凸構造たとえば同心円周線スリット8bを設け、ヒートパイプ7との潤滑性を維持するために、熱伝導性グリス等の熱伝導性材料(TIM)を充填するようにする。尚、同心円周線スリット8bの代りに、複数の螺旋スリット、ドット凹凸構造、あるいはこれら3種を組合わせた凹凸構造を用いてもよい。尚、図示しないが、この同心円周線スリット8bは円環状溝8aだけでなく、ヒートパイプ7側に設けてもよい。
As shown in FIG. 5A, the
台座8とハウジング2との連結手段は、接着剤、溶接、ねじ締め等で行い、また、ハウジング2との一体成型でもよい。
The connection between the
また、台座8とハウジング2との間に、台座8の底面面積より大きい面積を有する熱拡散板を挿入してもよい。尚、この熱拡散板は台座8と同一材料でもよく、異なる部材でもよい。
Further, a heat diffusion plate having an area larger than the bottom surface area of the
図5の(B)に示すように、ヒートパイプ7の放熱部7bは台座8の円環溝8aに合わせて円環状をなしている。このように、ヒートパイプ7を円環状とすることで、台座8との接触面積を増大させることができ、従って、ヒートパイプ7から台座8への伝熱量が増加する。尚、この場合の台座8の円環状溝8aの中径つまりヒートパイプ7の放熱部7bの中径は、ヒートパイプ7が曲げられても破損せずかつヒートパイプ7の放熱性能が低下しないように、選択される。また、ヒートパイプ7の吸熱部7aと放熱部7bとの中間の輸送部7cは垂直となっているが、ヒートパイプ7中の動作流体が重力を利用して移動できれば垂直でなくともよい。
As shown in (B) of FIG. 5, the
図5の(C)に示すように、ヒートパイプ7の吸熱部7bは台座8の円環状溝8aに熱伝導性材料(TIM)を充填した後に嵌込まれ、ヒートパイプ7は台座8の円環状溝8aの中心軸を回転軸AYとして台座8に対して回転運動ができるようになる。尚、この場合も、熱伝導性材料(TIM)に揺変性(チキソトロピー)材料を加えてもよい。
As shown in FIG. 5C, the
図3に戻ると、メタルベース6のヒートパイプ挿入部63の回転軸AXは支点用エイミングナット31bの中心と左右調整用エイミングナット33bの中心とを通る直線上に位置し、また、台座8の回転軸AYは支点用エイミングナット31bの中心と上下調整用エイミングナット32bの中心とを通る直線上に位置する。
Referring back to FIG. 3, the rotation axis A X of the heat
図1〜図3における上下方向エイミング動作について説明する。 The vertical aiming operation in FIGS. 1 to 3 will be described.
上下調整用エイミングボルト32aを締めることによりメタルベース6は図1の左方から見て回転軸AXに対して時計回りに回転する。この結果、発光素子51の光軸は下方に調整される。他方、上下調整用エイミングボルト32aを緩めることによりメタルベース6は図1の左方から見て回転軸AXに対して反時計回りに回転する。この結果、発光素子51の光軸は上方に調整される。回転軸AXに対して最大±5°の範囲で可動できる。
次に、図1〜図3における左右方向エイミング動作について説明する。 Next, the horizontal aiming operation in FIGS. 1 to 3 will be described.
左右調整用エイミングボルト33aを締めることによりメタルベース6は図1の上方から見て回転軸AYに対して反時計回りに回転する。この結果、発光素子51の光軸は左方に調整される。他方、左右調整用エイミングボルト33aを緩めることによりメタルベース6は図1の上方から見て回転軸AYに対して時計回りに回転する。この結果、発光素子51の光軸は右方に調整される。回転軸AYに対して最大±5°の範囲で可動できる。
By tightening the left and right adjusting aiming
図1〜図5に示す本発明に係る車両用灯具の第1の実施の形態によれば、発光素子51が設けられたメタルベース6とハウジング2との間は放熱効率が高いヒートパイプ7及び台座8によって接続されているので、発光素子51に発生した熱はメタルベース6、ヒートパイプ7及び台座8を介してハウジング2外へ放散される。この結果、放熱効率が高い。また、エイミング機構の調整によってメタルベース6が傾動しても、メタルベース6とハウジング2との距離の変動はないので、ヒートパイプ7は変形せず、従って、ヒートパイプ7の放熱性能の低下はない。さらに、ヒートパイプ7の一端はメタルベース6に挿入され、ヒートパイプ7の他端は台座8に嵌込められるので、車両走行時の振動、衝撃等によってもヒートパイプ7は離脱しにくい。
According to the first embodiment of the vehicle lamp according to the present invention shown in FIGS. 1 to 5, the
図6は本発明に係る車両用灯具の第2の実施の形態を示す一部切欠いた右上斜視図である。 FIG. 6 is a partially cut away upper right perspective view showing a second embodiment of the vehicle lamp according to the present invention.
図6においては、図1の構成要素にヒートシンク9を付加してある。ヒートシンク9はハウジング2の台座8の反対側面に設けられる。これにより、発光素子51に発生した熱は、メタルベース6、ヒートパイプ7、台座8、ハウジング2及びヒートシンク9を介して放散され、放熱性能はさらに向上する。尚、この場合も、台座8とハウジング2との間に熱拡散板を設けてもよい。
In FIG. 6, a
ヒートシンク9はハウジング2の一部として樹脂によって形成される。また、ヒートシンク9は金属でその接続部のみハウジング2にインサート成型してもよい。さらに、図7に示すように、台座8と一体成型した後、シール剤を用いてハウジング2に結合してもよい。これにより、接触熱抵抗及び伝導熱抵抗が小さくなるので、放熱性能はさらに向上する。
The
図8は本発明に係る車両用灯具の第3の実施の形態を示す一部切欠いた右上斜視図である。 FIG. 8 is a partially cutaway right upper perspective view showing a third embodiment of the vehicle lamp according to the present invention.
図8においては、図1の構成要素に内部ヒートシンク10を付加してある。内部ヒートシンク10は筐体内のメタルベース6に設けられる。これにより、発光素子51に発生した熱は、筐体内の空気にも放散し、発光素子51と空気との間の熱抵抗は低減し、灯具全体の放熱性能はさらに向上する。また、冬等において、灯具の周囲温度が急に低下した場合に、灯内空気を暖めて発光素子51、電気回路等の結露を防止できる。
In FIG. 8, an internal heat sink 10 is added to the components of FIG. The internal heat sink 10 is provided on the
図9は図1の台座8の第1の変更例の斜視図であって、(A)はヒートパイプの放熱部7bの嵌込み前、(B)はヒートパイプ7の放熱部7bの嵌込み後を示す。
FIG. 9 is a perspective view of a first modification of the
図9の台座8’においては、図1の台座8を中空にする。これにより、ハウジング2の複雑な形状にも適用でき、また、放熱構造の軽量化を図れる。尚、図9の台座8’は図6、図8の車両用灯具にも適用できる。
In the pedestal 8 'of FIG. 9, the
図10は図1の台座8の第2の変更例の斜視図であって、(A)は固定部、(B)は可動部、(C)は連結された固定部及び可動部を示す。
FIG. 10 is a perspective view of a second modification of the
図10の台座8”においては、図10の(A)に示す固定部81と図10の(B)に示す可動部82とに分割する。固定部81には、第1の同心円凹部(あるいは凸部)81aが設けられる。他方、可動部82の一面には、第1の同心円凹部81aに対応した第2の同心円凸部(あるいは凹部)82aが設けられ、他面には、ヒートパイプ7の直線状の放熱部7bが嵌込まれる棒状溝82bが設けられている。可動部82の棒状溝82bには熱伝導性材料(TIM)もしくは揺変性材料を充填してヒートパイプ7の放熱部7bを嵌込む。
The
図10の(C)に示すように、固定部81の第1の同心円凹部81aに可動部82の第2の同心円凸部82aを嵌合わせる。この場合も、予め、熱伝導性材料(TIM)もしくは揺変性材料を充填する。このように、可動部82が固定部81に対して回転可能となるので、ヒートパイプ7は台座8”の中心軸を回転軸AYとして回転運動できる。
As shown in FIG. 10C, the second concentric convex portion 82a of the
図10の台座8”によれば、ヒートパイプ7は回転軸を維持する必要がなくなり、ヒートパイプ7は加工し易くなる。尚、図10の台座8”は図6、図8の車両用灯具にも適用できる。
According to the
図11は本発明に係る車両用灯具の第4の実施の形態を示す一部切欠いた右下斜視図である。 FIG. 11 is a partially cut away lower right perspective view showing a fourth embodiment of the vehicle lamp according to the present invention.
図11においては、図1の構成要素に、ヒートパイプ11、台座12、及びヒートシンク13を付加してある。これにより、発光素子51にて発生した熱はメタルベース6、ヒートパイプ7、台座8、ヒートパイプ11、台座12、及びヒートシンク13を介してハウジング2の外へ放散される。従って、ヒートシンク13を走行風Wが当たる位置もしくは周囲温度が低い位置に設ければ、放熱性能はさらに向上する。
In FIG. 11, the
図12は図11のヒートパイプ11、台座12、及びヒートシンク13の詳細を示す斜視図である。
FIG. 12 is a perspective view showing details of the
図12に示すように、台座8において、ヒートパイプ7の放熱部7bは左右に±5°回転してもヒートパイプ11の吸熱部11aと衝突しないように構成されている。すなわち、ヒートパイプ7の放熱部7bは少し短くされて台座8の円環溝8aに嵌込まれ、ヒートパイプ11の吸熱部11aはヒートパイプ7の放熱部7bが存在しない台座8の棒状溝82cに嵌込まれている。
As shown in FIG. 12, in the
他方、ヒートパイプ11の放熱部7bは台座12の棒状溝12aに嵌込まれている。また、ヒートパイプ11の輸送部11cはほぼ水平となって動作液体が流れ易くなっている。
On the other hand, the
尚、台座8の棒状溝82c及び台座12の棒状溝12aには、熱伝導性材料(TIM)もしくは揺変性材料を充填する。また、ヒートシンク13はハウジング2の一部として樹脂によって形成される。また、ヒートシンク13は金属でその接続部のみハウジング2にインサート成型してもよい。さらに、図12に示すように、台座12と一体成型した後、シール剤を用いてハウジング2に結合してもよい。これにより、接触熱抵抗及び伝導熱抵抗が小さくなるので、放熱性能はさらに向上する。
The rod-like groove 82c of the
図13は本発明に係る車両用灯具の第5の実施の形態を示す一部切欠いた右上斜視図である。 FIG. 13 is a partially cut away upper right perspective view showing a fifth embodiment of the vehicle lamp according to the present invention.
図13においては、図1の車両用灯具において、アウタレンズ1、ハウジング2、エイミング機構31a/31b、32a/32b、33a/33b、ブラケット4、メタルベース6、台座8を共通とし、2つの光学ユニット5、5’、及び各光学ユニット5、5’に対応する2つのヒートパイプ7、7’を設けたものである。つまり、ヒートパイプ7、7’はメタルベース6の発光素子51、51’に対応する部分と台座8との間に連結されている。尚、光学ユニット5’は光学ユニット5と同一の要素つまり発光素子51’、リフレクタ52’、ボルト52’a、インナレンズ(図示せず)よりなる。
In FIG. 13, in the vehicle lamp of FIG. 1, the
図13においては、ヒートパイプ7の吸熱部7aが挿入されたメタルベース6のヒートパイプ挿入部63とヒートパイプ7’の吸熱部7’aが挿入されたメタルベース6のヒートパイプ挿入部63’とは共通中心軸を有し、同一の回転軸AX上にある。従って、上下調整用エイミングボルト32aによりメタルベース6を回転軸AXに対して回転させると、発光素子51、51’の光軸は同時に同一量だけ上下方向に調整される。
In FIG. 13, the heat
図14は図13の台座8の拡大斜視図である。
FIG. 14 is an enlarged perspective view of the
図14に示すように、ヒートパイプ7の放熱部7b及びヒートパイプ7’の放熱部7’bは分割された円環状をなし、台座8の共通中心軸を有する同一円環溝8aに嵌込められ、ヒートパイプ7、7’の放熱部7b、7’bは同一の回転軸AYを有する。従って、左右調整用エイミングボルト33aによりメタルベース6を回転軸AYに対して回転させると、発光素子51、51’の光軸は同時に同一量だけ左右方向に調整される。
As shown in FIG. 14, the
尚、図14においては、ヒートパイプ7の放熱部7b及びヒートパイプ7’の放熱部7’bは台座8の共通中心軸を有する同一円環溝8aに嵌込んでいるが、台座8の共通中心軸を有し2つの異なる直径の円環溝に嵌込んでもよく、また、共通中心軸を有する異なる重複した複数の平板平面上の円環溝に嵌込んでもよい。また、図14においては、図9の台座8’及び図10の台座8”も適用できる。
In FIG. 14, the
さらに、図13、図14の車両用灯具は3以上の光学ユニット及び3以上のヒートパイプにも適用できる。 Furthermore, the vehicle lamp of FIGS. 13 and 14 can be applied to three or more optical units and three or more heat pipes.
図15は図1、図6、図8、図11の車両用灯具の放熱構造の重量を示す表である。図15においては、次の条件で重量を計算した。
発光素子の発熱量:20W
筐体(アウタレンズ、ハウジング)サイズ:縦200mm×横200mm×高さ225mm
周囲温度:90℃
とし、発光素子51の温度が160℃となるように、メタルベース6を除いた放熱構造の重量をシミュレーションした。図1の車両用灯具の場合、ヒートパイプ7が20g、台座8が40gであり、従って、放熱構造の総重量は60gとなり、非常に軽い。図6の車両用灯具の場合、ヒートパイプ7が20g、台座8が40g、ヒートシンク9が77gであり、従って、放熱構造の総重量は137gとなり、ヒートシンク9の分だけ重くなる。図8の車両用灯具の場合、ヒートパイプ7が20g、台座8が40g、内部ヒートシンク10が120gであり、従って、放熱構造の総重量は180gとなり、内部ヒートシンク10の分だけ重くなる。図9の台座8’を図1の車両用灯具に適用した場合、図1の車両用灯具において台座8’の重量が台座8の40gより5gだけ減少するので、放熱構造の総重量は55gと軽くなる。図10の台座8”を図1の車両用灯具に適用した場合、放熱構造の総重量は図1の車両用灯具の場合と同一である。図11の車両用灯具の場合、ヒートパイプ11の20g増加し、台座8より小さい台座12の30g増加するが、ヒートシンク13の増加分は走行風Wの冷却効果等で60gとヒートシンク9の77gより小さい。従って、放熱構造の総重量は170g程度で済む。尚、比較例として、図17に示すように、20gのヒートパイプ7を1本設け、筐体の内部ヒートシンクに接続した場合には、台座がない分軽くなるが、放熱性能を大きくするために、内部ヒートシンク101は図8の内部ヒートシンク10より非常に重く、たとえば161gとなり、従って、放熱構造の総重量は181gとなる。このように、本発明の車両用灯具の放熱構造は軽いことが分かる。
FIG. 15 is a table showing the weight of the heat dissipation structure of the vehicle lamp of FIG. 1, FIG. 6, FIG. 8, and FIG. In FIG. 15, the weight was calculated under the following conditions.
Calorific value of light emitting element: 20 W
Housing (outer lens, housing) Size: 200 mm in length × 200 mm in width × 225 mm in height
Ambient temperature: 90 ° C
The weight of the heat dissipation structure excluding the
図16は図13の車両用灯具の放熱構造の重量を示す表である。図16においては、次の条件で重量を計算した。
5つの発光素子の発熱量:10W×5=50W
筐体(アウタレンズ、ハウジング)サイズ:縦200mm×横200mm×高さ225mm
周囲温度:90℃
とし、発光素子の温度が160℃となるように、メタルベース6を除いた放熱構造の重量をシミュレーションした。図13の車両用灯具の場合、ヒートパイプ7、7’が20g×5=100g、台座8がやや大きめで140gであり、さらに、図示しない内部ヒートシンクが52g×5=260gである。従って、放熱構造の総重量は500gとなる。尚、比較例として、図17の車両用灯具に、20gのヒートパイプ7を5本設け、筐体の内部ヒートシンクに接続した場合には、台座がない分軽くなるが、内部ヒートシンクは図8の内部ヒートシンク10より少し軽いたとえば102gの5倍で、510gとなり、従って、放熱構造の総重量は610gとなる。このように、本発明の車両用灯具の放熱構造は軽いことが分かる。
FIG. 16 is a table showing the weight of the heat dissipation structure of the vehicle lamp of FIG. In FIG. 16, the weight was calculated under the following conditions.
Calorific value of five light emitting elements: 10 W × 5 = 50 W
Housing (outer lens, housing) Size: 200 mm in length × 200 mm in width × 225 mm in height
Ambient temperature: 90 ° C
The weight of the heat dissipation structure excluding the
尚、本発明は上述の実施の形態の自明の範囲のいかなる変更にも適用し得る。 The present invention can be applied to any modification of the obvious scope of the above-described embodiment.
本発明に係る車両用灯具は、前照灯以外に、フォグランプ、DRL(Daytime Running Lamp)にも適用できる。 The vehicular lamp according to the present invention can be applied to a fog lamp and a DRL (Daytime Running Lamp) other than the headlight.
1:アウタレンズ
2:ハウジング
31a:支点用エイミングボルト
31b:支点用エイミングナット
32a:上下調整用エイミングボルト
32b:上下調整用エイミングナット
33a:左右調整用エイミングボルト
33b:左右調整用エイミングナット
4:ブラケット
5、5’:光学ユニット
51、51’:発光素子
52、52’:リフレクタ
52a、52’a:ボルト
53:インナレンズ
6:メタルベース
61:支持台部
62:リフレクタ収容部
63:ヒートパイプ挿入部
63a:円柱状穴
63b:円周線スリット
7、7’:ヒートパイプ
7a:吸熱部(蒸発部)
7b:放熱部(凝縮部)
7c:輸送部
8、8’、8”:台座
8a:円環溝
8b:同心円周線スリット
8c:棒状溝
81:固定部
81a:第1の同心円凹部
82:可動部
82a:第2の同心円凸部
82b、82c:棒状溝
9:ヒートシンク
10:内部ヒートシンク
11:ヒートパイプ
12:台座
12a:棒状溝
13:ヒートシンク
1: Outer lens 2:
7b: Heat dissipation unit (condensing unit)
7c:
Claims (12)
前記発光素子が設けられたメタルベースと、
ハウジングに設けられる台座と、
前記メタルベースと前記台座との間に連結されたヒートパイプと
を具備し、
前記ヒートパイプの吸熱部は直線状をなして前記メタルベースのヒートパイプ挿入部の円柱状穴に挿入され、前記発光素子の上下調整用エイミングの回転軸として作用し、
前記ヒートパイプの放熱部は前記台座に嵌込まれ、
前記台座は円環溝を有し、
前記ヒートパイプの放熱部は円環状をなし、
前記ヒートパイプの放熱部は前記台座の円環溝に嵌込まれて前記台座の円環溝の中心軸が前記発光素子の左右調整用エイミングの回転軸として作用する車両用灯具。 A light emitting element,
A metal base provided with the light emitting element;
A pedestal provided in the housing,
A heat pipe connected between the metal base and the pedestal
Equipped with
The heat absorbing portion of the heat pipe is linearly inserted into the cylindrical hole of the heat pipe insertion portion of the metal base, and acts as a rotation axis for aiming the upper and lower adjustment of the light emitting element,
The heat radiating portion of the heat pipe is fitted into the pedestal,
The pedestal has an annular groove,
The heat radiating portion of the heat pipe has an annular shape,
The heat dissipating part of the heat pipe is fitted in the annular groove of the pedestal, and the central axis of the annular groove of the pedestal acts as a rotation axis of the aiming of the left and right adjustment of the light emitting element.
前記発光素子が設けられたメタルベースと、
台座と、
前記メタルベースと前記台座との間に連結されたヒートパイプと
を具備し、
前記台座は、ハウジングに取り付けられる固定部と、前記ヒートパイプに取り付けられる可動部とを具備し、
前記固定部は、第1の同心円凹部または同心円凸部を具備し、
前記可動部は、棒状溝と、第2の同心円凸部または同心円凹部とを具備し、
前記第1の同心円凹部または同心円凸部と、該第1の同心円凹部または同心円凸部に対となって対応する前記第2の同心円凸部または同心円凹部とを嵌合わせることにより、前記可動部を前記固定部に対して回転可能にし、
前記ヒートパイプの吸熱部は、直線状をなして前記メタルベースのヒートパイプ挿入部の円柱状穴に挿入され、前記発光素子の上下調整用エイミングの回転軸として作用し、
前記ヒートパイプの放熱部は、直線状をなして、前記可動部の棒状溝に嵌込まれ、
前記第1の同心円凹部または同心円凸部と、前記第2の同心円凸部または同心円凹部の中心軸が前記発光素子の左右調整用エイミングの回転軸として作用する車両用灯具。 A light emitting element,
A metal base provided with the light emitting element;
The pedestal,
A heat pipe connected between the metal base and the pedestal;
The pedestal includes a fixed portion attached to the housing and a movable portion attached to the heat pipe,
The fixing portion includes a first concentric recess or concentric protrusion.
The movable portion includes a rod-like groove and a second concentric convex portion or a concentric concave portion.
The movable portion is fitted by fitting the first concentric recess or the concentric protrusion with the second concentric protrusion or the concentric recess corresponding to the first concentric recess or the concentric protrusion in a pair. Be rotatable relative to the fixed part,
The heat absorbing portion of the heat pipe is linearly inserted into the cylindrical hole of the heat pipe inserting portion of the metal base, and acts as a rotation axis for aiming the upper and lower adjustment of the light emitting element,
The heat radiating portion of the heat pipe is formed in a straight line and is fitted into the rod-like groove of the movable portion.
A vehicular lamp in which a central axis of the first concentric concave portion or concentric convex portion and the second concentric convex portion or concentric concave portion acts as a rotation axis of aiming of the light emitting element in the left-right direction.
前記メタルベースが固定されたブラケットと、
前記ブラケットを前記ハウジングに支点として固定するための支点用エイミングボルト及び支点用エイミングナットと、
前記ブラケットを前記ハウジングに対して上下調整するための上下調整用エイミングボルト及び上下調整用エイミングナットと、
前記ブラケットを前記ハウジングに対して左右調整するための左右調整用エイミングボルト及び左右調整用エイミングナットと
を具備し、
前記上下調整用エイミングの回転軸は前記支点用エイミングナットの中心と 前記左右調整用エイミングナットの中心とを結ぶ直線上に位置し、
前記左右調整用エイミングの回転軸は前記支点用エイミングナットの中心と前記上下調整用エイミングナットの中心とを結ぶ直線上に位置する請求項1または2に記載の車両用灯具。 further,
A bracket to which the metal base is fixed;
A fulcrum aiming bolt for fixing the bracket to the housing as a fulcrum and an aiming nut for the fulcrum;
An aiming bolt for vertical adjustment and an aiming nut for vertical adjustment for vertically adjusting the bracket with respect to the housing;
And an aiming bolt for adjusting left and right, and an aiming nut for adjusting left and right, for adjusting the bracket to the left and right with respect to the housing.
The rotation axis of the vertical adjustment aiming is positioned on a straight line connecting the center of the fulcrum aiming nut and the center of the horizontal adjustment aiming nut.
The vehicular lamp according to claim 1 or 2 axis of rotation of the left and right adjusting aiming is positioned on a straight line connecting the centers of said upper and lower adjustment aiming nut of the fulcrum for aiming nuts.
前記台座と前記ハウジングとの間に設けられ、前記台座より底面積より大きい面積を有する熱拡散板を具備する請求項1に記載の車両用灯具。 further,
The vehicle lamp according to claim 1 , further comprising a heat diffusion plate provided between the pedestal and the housing and having an area larger than a bottom area of the pedestal.
前記台座の棒状溝に嵌込まれた直線状の吸熱部を有する他のヒートパイプと、
前記他のヒートパイプの直線状の放熱部を嵌込まれた棒状溝を有する他の台座と、
前記ハウジングの前記他の台座と反対側に設けられたヒートシンクと
を具備する請求項1に記載の車両用灯具。 further,
Another heat pipe having a linear heat absorbing portion fitted into the rod-like groove of the pedestal;
Another pedestal having a rod-like groove into which the linear heat radiating portion of the other heat pipe is fitted;
The vehicle lamp according to claim 1 , further comprising: a heat sink provided on the opposite side of the other pedestal of the housing.
前記複数の発光素子が設けられたメタルベースと、
ハウジングに設けられる台座と、
前記メタルベースの前記各発光素子に対する部分と前記台座との間に連結された複数のヒートパイプと
を具備し、
前記各ヒートパイプの吸熱部は直線状をなして前記メタルベースのヒートパイプ挿入部の円柱状穴に挿入され、前記各発光素子の上下調整用エイミングの共通の回転軸として作用し、
前記各ヒートパイプの放熱部は前記台座に嵌込まれ、
前記台座は円環溝を有し、
前記各ヒートパイプの放熱部は分割された円環状をなし、
前記各ヒートパイプの放熱部は前記台座の円環溝に嵌込まれた前記台座の前記円環溝の共通中心軸が前記各発光素子の左右調整用エイミングの回転軸として作用する車両用灯具。 Multiple light emitting elements,
A metal base provided with the plurality of light emitting elements;
A pedestal provided in the housing,
A plurality of heat pipes connected between a portion of the metal base for each of the light emitting elements and the pedestal;
Equipped with
The heat absorbing portion of each of the heat pipes is linearly inserted into the cylindrical hole of the heat pipe inserting portion of the metal base, and acts as a common rotation axis for aiming the upper and lower adjustment of each light emitting element,
The heat radiating portion of each heat pipe is fitted into the pedestal,
The pedestal has an annular groove,
The heat radiating portion of each heat pipe has a divided annular shape,
The heat dissipating part of each heat pipe is a vehicular lamp in which a common central axis of the annular groove of the pedestal which is fitted into the annular groove of the pedestal acts as a rotation shaft of aiming of the left and right adjustment of each light emitting element.
前記複数の発光素子が設けられたメタルベースと、
ハウジングに設けられる台座と、
前記メタルベースの前記各発光素子に対する部分と前記台座との間に連結された複数のヒートパイプと
を具備し、
前記各ヒートパイプの吸熱部は直線状をなして前記メタルベースのヒートパイプ挿入部の円柱状穴に挿入され、前記各発光素子の上下調整用エイミングの共通の回転軸として作用し、
前記各ヒートパイプの放熱部は前記台座に嵌込まれ、
前記台座は複数の同心円環溝を有し、
前記各ヒートパイプの放熱部は複数の異なる直径の円環状をなし、
前記各ヒートパイプの放熱部は前記各同心円環溝に嵌込まれて前記台座の前記各同心円環溝の共通中心軸が前記左右調整用エイミングの回転軸として作用する車両用灯具。 Multiple light emitting elements,
A metal base provided with the plurality of light emitting elements;
A pedestal provided in the housing,
A plurality of heat pipes connected between a portion of the metal base for each of the light emitting elements and the pedestal;
Equipped with
The heat absorbing portion of each of the heat pipes is linearly inserted into the cylindrical hole of the heat pipe inserting portion of the metal base, and acts as a common rotation axis for aiming the upper and lower adjustment of each light emitting element,
The heat radiating portion of each heat pipe is fitted into the pedestal,
The pedestal has a plurality of concentric ring grooves,
The heat dissipating part of each heat pipe has an annular shape with a plurality of different diameters,
The heat dissipating part of each of the heat pipes is fitted in each of the concentric ring grooves, and the common central axis of each of the concentric ring grooves of the pedestal functions as a rotation axis of the left and right adjustment aiming.
前記複数の発光素子が設けられたメタルベースと、
ハウジングに設けられる台座と、
前記メタルベースの前記各発光素子に対する部分と前記台座との間に連結された複数のヒートパイプと
を具備し、
前記各ヒートパイプの吸熱部は直線状をなして前記メタルベースのヒートパイプ挿入部の円柱状穴に挿入され、前記各発光素子の上下調整用エイミングの共通の回転軸として作用し、
前記各ヒートパイプの放熱部は前記台座に嵌込まれ、
前記台座は円環溝を有する複数の平板よりなり、
前記ヒートパイプの放熱部は円環状をなし、
前記各ヒートパイプの放熱部は前記台座の各平板の円環溝に嵌込まれて前記台座の前記各平板の円環溝の共通中心軸が前記左右調整用エイミングの回転軸として作用する車両用灯具。 Multiple light emitting elements,
A metal base provided with the plurality of light emitting elements;
A pedestal provided in the housing,
A plurality of heat pipes connected between a portion of the metal base for each of the light emitting elements and the pedestal;
Equipped with
The heat absorbing portion of each of the heat pipes is linearly inserted into the cylindrical hole of the heat pipe inserting portion of the metal base, and acts as a common rotation axis for aiming the upper and lower adjustment of each light emitting element,
The heat radiating portion of each heat pipe is fitted into the pedestal,
The pedestal comprises a plurality of flat plates having an annular groove,
The heat radiating portion of the heat pipe has an annular shape,
The heat radiating portion of each heat pipe is fitted in the annular groove of each flat plate of the base, and the common central axis of the annular groove of each flat plate of the base acts as a rotation axis of the aiming of the left and right adjustment Lights.
前記メタルベースが固定されたブラケットと、
前記ブラケットを前記ハウジングに支点として固定するための支点用エイミングボルト及び支点用エイミングナットと、
前記ブラケットを前記ハウジングに対して上下調整するための上下調整用エイミングボルト及び上下調整用エイミングナットと、
前記ブラケットを前記ハウジングに対して左右調整するための左右調整用エイミングボルト及び左右調整用エイミングナットと
を具備し、
前記上下調整用エイミングの共通の回転軸は前記支点用エイミングナットの中心と前記左右調整用エイミングナットの中心とを結ぶ直線上に位置し、
前記左右調整用エイミングの共通の回転軸は前記支点用エイミングナットの中心と前記上下調整用エイミングナットの中心とを結ぶ直線上に位置する請求項9、10または11に記載の車両用灯具。
further,
A bracket to which the metal base is fixed;
A fulcrum aiming bolt for fixing the bracket to the housing as a fulcrum and an aiming nut for the fulcrum;
An aiming bolt for vertical adjustment and an aiming nut for vertical adjustment for vertically adjusting the bracket with respect to the housing;
And an aiming bolt for adjusting left and right, and an aiming nut for adjusting left and right, for adjusting the bracket to the left and right with respect to the housing.
The common rotation axis of the vertical adjustment aiming is located on a straight line connecting the center of the fulcrum aiming nut and the center of the left and right adjustment aiming nut,
The vehicular lamp according to claim 9, 10 or 11 , wherein the common rotation axis of the left and right adjustment aiming is positioned on a straight line connecting the center of the fulcrum aiming nut and the center of the up and down adjustment aiming nut.
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