JP6543494B2

JP6543494B2 - 車両用灯具

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Publication number: JP6543494B2
Application number: JP2015060865A
Authority: JP
Inventors: 聖比企
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2015-03-24
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2019-07-10
Anticipated expiration: 2035-03-24
Also published as: JP2016181389A

Description

本発明は、車両用灯具に関するものであり、詳しくは、優れた放熱効果を有する車両用灯具に関する。

従来、この種の「車両用灯具」としては、例えば、特許文献１に「車両用灯具」の名称で開示されたものがある。

開示され車両用灯具は図７で示すように、熱伝導性の良好な薄板によってハニカム構造（六角形の筒状体を複数連結した構造）のフィン１００が形成され、該フィン１００が、フィン１００の１つの筒状体内に挿入された支柱１０１をベース１０２の一方の面に固定することによりベース１０２との間に所定の隙間１０３を設けて配置されている。また、ベース１０２の他方の面には、支柱１０１の固定位置と対向する位置に発光素子１０４が実装されている。

これにより、発光素子１０４の点灯時の発熱は、ベース１０２及び支柱１０１を経てフィン１００に伝導され、フィン１００に移動した熱はフィン１００を構成する夫々の筒状体の煙突効果によって生じる自然対流によって放熱される。同時に、発光素子１０４が実装されたベース１０２とフィ１００との間に設けられた隙間１０３を通る冷気がベース１０２の熱を奪って冷却し、暖まった空気は夫々の筒状体内に流れ込んで自然対流によって上昇し、上昇過程でフィン１００をさらに冷却する。

つまり、発光素子１０４の発熱をベース１０２及び支柱１０１を経てフィン１００に伝える熱伝導効果、ハニカム構造のフィン１００による煙突効果及びベース１０２とフィン１００との間の隙間１０３を通りぬける対流効果により、発光素子１０４の発熱を効率よく放熱することができる、というものである。

また、ランプボディと前面カバーとで形成された灯室内に、発光素子を光源に備えた投射型光源ユニットが収容されてなる「車両用前照灯」も開示されている（特許文献２）。

開示された車両用前照灯は図８で示すように、アルミダイキャスト製のランプブラケット２００を備え、該ランプブラケット２００は下部に複数の放熱フィンで構成された第２のヒートシンク２０１を有すると共に後部に鉛直壁２０２を有しており、ランプブラケット２００の上面には発光素子２０３が取着されると共に鉛直壁２０２の裏面には複数の放熱フィンで構成された第１のヒートシンク２０４が取付されており、ランプブラケット２００の背後には発光素子２０３の点灯回路２０５を収容した点灯回路ユニット２０６が側壁部材２０７を介してランプブラケット２００の鉛直壁２０２に取着されている。また、ランプブラケット２００の鉛直壁２０２と点灯回路ユニット２０６との間には下方から上方に延びる通風路２０８が形成されると共に第２のヒートシンク２０１及び通風路２０８の下方には送風ファン２０９が取着されている。

そこで、発光素子２０３の点灯時に送風ファン２０９を駆動することにより、送風ファン２０９による送風が通風路２０８内を上方に向かって流れる際に、発光素子２０３の発熱によって生じる、ランプブラケット２００、点灯回路ユニット２０６、第１のヒートヒシンク２０４及び第２のヒートシンク２０１の夫々の熱を奪って熱せられて上昇し、ランプボディ２１０や前面カバー２１１で冷却されて再度送風ファン２０９によって通風路２０８に送り込まれる。

つまり、送風ファン２０９によって形成された空気の流れによって、発光素子２０３の点灯時の発光素子２０３自体の発熱及び点灯回路ユニット２０６に収容された点灯回路２０５の放熱が効果的に行われる、というものである。

特開２０１１−１６５７０３号公報特開２０１０−２４４７２６号公報

ところで、上記特許文献１の構成の車両用灯具は、発光素子１０４の発熱を自然対流を利用して放熱するものであるが、流速を制御する（例えば、流速を高める）ことができず、放熱効果が限定的である。また、発光素子１０４が実装されたベース１０２に回路部品を実装する必要が生じた場合、発光素子１０４と回路部品のなかで最も耐熱性の低い部品を基準にして熱設計を行う必要があるため、設計の自由度が低くなる。

一方、特許文献２の構成の車両用前照灯は、送風ファン２０９によって空気の流れを制御しているが、送風ファン２０９を用いることにより以下の問題が生じる。具体的には、部品点数の増加と共に、灯具の構造的及び電気的な設計の複雑化及び組立工数の増加によって製造コストが上昇する。送風ファン２０９の配置スペースの確保及び設置によって、灯具の大型化及び重量化を招くおそれがある。送風ファン２０９の駆動電力によって電力消費が増加する。送風ファン２０９のモーターの回転によって生じるノイズや振動や騒音に対する対策が必要である。機械的な不具合に対するメンテナンスが必要である。

そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、簡易で放熱性に優れた放熱構造を有する車両用灯具を実現することにある。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、金属製のヒートシンクと、前記ヒートシンクに取り付けられて、光源及び該光源の駆動回路を構成する回路部品が実装されてなる実装基板と、前記実装基板を、前記光源及び回路部品の実装面側から覆うように前記ヒートシンクに装着されたカバーレンズと、を備え、前記ヒートシンクは、複数の通気孔が所定の間隔で上下方向に平行に並設されると共に夫々の前記通気孔は断面積が大きい拡張部と断面積が小さい狭窄部を有し、前記実装基板は、前記ヒートシンクの、前記複数の通気孔の並設領域上に取り付けられ、中央部に水平方向に延設された貫通スリットを有すると共に前記貫通スリットの上側に発熱量の多い回路部品が実装され、下側に前記回路部品に比べて発熱量が少ない光源が実装されており、前記基板と前記カバーレンズとによって互いに略断熱的に区画された、前記光源を収容する第１区画室と前記回路部品を収容する第２区画室が形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記カバーレンズは、略円盤状の前面部、前記前面部の外縁部から延びる円筒部及び前記前面部の中央部から平板状に延びる立壁部を有しており、前記前面部及び前記円筒部で覆われた前記実装基板が、前記立壁部の先端部が前記実装基板の貫通スリットに挿嵌されることによって前記２つの区画室に区画されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２において、前記ヒートシンクは、前記第１区画室の、前記通気孔を挟んだ反対側に、所定の間隔で上下方向に互いに平行に並設された複数の平板状の放熱フィンからなる放熱フィン部を備えていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、前記ヒートシンクは、前記第２区画室の、前記通気孔を挟んだ反対側に、熱伝導性が低い部材からなるコネクタが取り付けられていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項５に記載された発明は、請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、前記夫々の通気孔は、前記狭窄部が前記光源の位置を含む水平位置の背後領域に形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項６に記載された発明は、請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、前記夫々の通気孔は、前記光源に対して該光源の実装位置の直背後を避けた位置に設けられていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項７に記載された発明は、請求項１〜請求項６のいずれかにおいて、前記回路部品は複数個からなり、前記貫通スリットの垂直方向に沿って所定の間隔で実装されてなる回路部品列が、前記貫通スリットの延長方向に沿って所定の間隔で複数列配列されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項８に記載された発明は、請求項７において、前記夫々の通気孔は、前記回路部品列の夫々の直背後の位置に設けられていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項９に記載された発明は、請求項１〜請求項８のいずれかにおいて、前記光源はＬＥＤ、前記回路部品は抵抗素子であることを特徴とするものである。

本発明によれば、ヒートシンクに複数の通気孔を設け、通気孔の夫々に対して断面積が大きい拡張部と断面積が小さい狭窄部で構成することによりベンチュリ効果を持たせ、同時に、夫々の通気孔を囲むヒートシンクに対して、通気孔の長手方向に温度差を設けることによりチムニー効果を持たせた。その結果、チムニー効果によって生じた上昇気流がベンチュリ効果によって高速化され、高速化された空気流に効率よく伝達された熱が外部に放散されることにより優れた放熱効果が得られる。

そのため、簡易な放熱構造で光源からの発熱が効率良く放熱されて光源自体の温度上昇が抑制され、温度上昇に起因する光源の発光効率の低減による発光光量の減少が抑えられると共に、同様に光源の温度上昇に起因する光源の素子劣化による発光寿命の短縮を抑制することができ、その結果、高い信頼性及び適切な照射光量を確保することができる。

実施形態に係る車両用灯具の分解斜視図である。同じく、実施形態に係る車両用灯具の斜視図である。実装基板の回路図である。実施形態に係る車両用灯具の縦断面図である。ヒートシンクに実装基板が密着支持された状態を示す図である。熱の移動経路の説明図である。従来例の説明図である。同じく、従来例の説明図である。

以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図６を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。

図１は本発明に係る実施形態の車両用灯具の分解斜視図、図２（ａ）は車両用灯具を前方側から見た斜視図、図２（ｂ）は車両用灯具を後方側から見た斜視図である。

本発明は、チムニー効果とベンチュリ効果とを有する放熱構造によって優れた放熱性を備えた車両用灯具である。

実施形態の車両用灯具１は、熱伝導性が良好な金属部材からなるヒートシンク１０、マイクロビーズ・セラミックドープ等の熱伝導性・熱放射性が低い部材からなりヒートシンク１０に取り付けて外部からの電力を受電するコネクタ３０、ヒートシンク１０に密着支持される実装基板４０、ヒートシンク１０に装着する透光性部材からなるインナーレンズ５０及びアウターレンズ６０を備えている。

そのうちヒートシンク１０は、略円盤状のヒートシンク部１５と、ヒートシンク部１５の外縁部から立ち上がって該外縁部に沿って前方に向かって円筒状に延びる円筒部２０と、ヒートシンク部１５の背面側の下部から後方に向って立ち上がって所定の間隔で上下方向に互いに平行に並設された複数の平板状の放熱フィン２６からなる放熱フィン部２５を備えている。ヒートシンク部１５には、該ヒートシンク部１５の面方向に所定の間隔で配置されて上下方向に互いに平行に貫通する複数の貫通孔からなる通気孔１６が設けられている。

コネクタ３０は、開口を有するハウジング部３１と平板状の取付部３２が一体形成され、ハウジング部３１内から取付部３２を貫通して突出する電極端子３３が設けられている。

実装基板４０は、中央部に、所定の幅及び長さで直径方向に直線状に延びる貫通スリット４１を有し、貫通スリット４１の一方の側（下側）にはＬＥＤ光源４２が実装されると共に他方の側（上側）にはＬＥＤ光源４２の実装面と同一面に、ＬＥＤ光源４２を駆動（点灯）する駆動回路を構成する複数の回路部品４４が実装されている。なお、本実施形態においては回路部品に抵抗素子を用いているので、以下、回路部品４４を「抵抗素子４４」と呼称する）。

複数の抵抗素子４４の配列は、複数の抵抗素子４４が貫通スリット４１の垂直方向に沿って所定の間隔で実装されてなる抵抗素子列が、貫通スリット４１の延長方向に沿って所定の間隔で複数列配列されている。ＬＥＤ光源４２は、隣接する抵抗素子列の中間位置の延長線上に位置している。

実装基板４０の回路構成は図３（実装基板の回路図）にあるように、複数の抵抗素子（Ｒ１〜Ｒ３）、（Ｒ４〜Ｒ６）、（Ｒ７〜Ｒ９）、（Ｒ１０〜Ｒ１２）、（Ｒ１３〜Ｒ１５）、（Ｒ１６〜Ｒ１８）が直列に接続された直列回路が複数並列に接続されてなる抵抗素子群４７とＬＥＤ光源４２とが直列に接続されている。

ＬＥＤ光源４２の駆動に対して複数の抵抗素子４４を用いるのは、実装基板４０上にＬＥＤ光源４２と同様にマウンタ装置によって自動実装が可能なように表面実装型の抵抗素子（例えば、チップ抵抗）４４を用いるとすると個々の抵抗素子４４は定格電力が小さい場合が多く、複数の抵抗素子４４で構成することにより個々の抵抗素子４４における消費電力が個々の抵抗素子４４の定格電力を超えないようにするためである。また、複数の抵抗素子４４の総発熱量がＬＥＤ光源４２の発熱量よりも相対的に多くなるようにも設定されている。したがって、定格電力及び発熱量によっては、１つの抵抗素子４４で対応させることも可能である。

インナーレンズ５０は、略円盤状の前面部５１と、前面部５１の外縁部から立ち上がって該外縁部に沿って後方に向かって円筒状に延びる円筒部５２と、前面部５１の中央部から所定の幅及び長さで直径方向に直線状に立ち上がって後方に向って平板状に延びる立壁部（図示せず）を有している。前面部５１には、立壁部の下側に、ＬＥＤ光源４２からの出射光の配光を制御するためのレンズ部５４が形成されている。

アウターレンズ６０は、略円盤状の前面部６１と、前面部６１の周縁部から立ち上がって該周縁部に沿って後方に向かって円筒状に延びる円筒部６２を有している。

次に、上述のヒートシンク１０、コネクタ３０、実装基板４０、インナーレンズ５０及びアウターレンズ６０を備えた車両用灯具について、図４の縦断面図を参照して説明する。

ヒートシンク１０のヒートシンク部１５の背面側の下部には、後方に向けて突出した複数の放熱フィン２６からなる放熱フィン部２５が設けられ、上部には取付部３２を介してコネクタ３０が取り付けられている。

一方、ヒートシンク１０のヒートシンク部１５の前面１５ａ側は、実装基板４０が、貫通スリット４１を水平方向に向けると共に、抵抗素子４４の実装領域（以下、「抵抗素子実装領域」と呼称する）４５が貫通スリット４１の上側に位置し、ＬＥＤ光源４２の実装領域（以下、「ＬＥＤ光源実装領域」と呼称する）４３が下側に位置するように、ヒートシンク１０の円筒部２０内に配置されている。このとき、実装基板４０は円筒部２０内において、ＬＥＤ光源４２及び抵抗素子４４の実装面と反対側の面（背面）４０ｂがヒートシンク部１５の前面１５ａに接触（面接触）した状態にある。

また、ヒートシンク１０の円筒部２０内には、実装基板４０をＬＥＤ光源４２及び抵抗素子４４の実装面側から覆うようにインナーレンズ５０が挿着されている。インナーレンズ５０は、前面部５１が実装基板４０のＬＥＤ光源４２及び抵抗素子４４の実装面に対向すると共に、ＬＥＤ光源４２の光出射面４２ａの直上位置にレンズ部５４が設けられている。

インナーレンズ５０はまた、円筒部５２がヒートシンク１０の円筒部２０に沿って実装基板４０側に延びると共に、立壁部５３の先端部が実装基板４０の貫通スリット４１に挿嵌されている。

これにより、実装基板４０とインナーレンズ５０とによって形成された閉空間が立壁部５３で仕切られて２つの区画室に区画されている。具体的には、実装基板４０のＬＥＤ光源実装領域４３とインナーレンズ５０の円筒部５２、前面部５１及び立壁部５３の夫々とによって１つの閉空間（以下、「第１区画室」と呼称する）７０が形成され、実装基板４０の抵抗素子実装領域４５とインナーレンズ５０の円筒部５２、前面部５１及び立壁部５３の夫々とによって１つの閉空間（以下、「第２区画室」と呼称する）７５が形成されている。第１区画室７０及び第２区画室７５は互いに略断熱的に区画されている。

インナーレンズ５０の前方には、インナーレンズ５０を覆うと共にヒートシンク１０の円筒部２０の開口を塞ぐようにアウターレンズ６０が装着されている。

さらに、ヒートシンク部１５には、該ヒートシンク部１５の面方向に所定の間隔で配置されて上下方向に互いに平行に貫通する複数の通気孔１６が設けられている。

通気孔１６の夫々は、実装基板４０に実装された抵抗素子４４の実装位置の直背後に該抵抗素子４４の縦配列に沿って延設されており、ＬＥＤ光源４２に対しては該ＬＥＤ光源４２の実装位置の直背後を避けた位置に延設されている（図５（ヒートシンクに実装基板が密着支持された状態を示す図）参照）。同時に、実装基板４０のＬＥＤ光源実装領域４３の中間部近傍から上側領域の背後の位置、言い換えると、ＬＥＤ光源４２の実装位置の直背後を避けた位置で且つＬＥＤ光源４２の位置を含む水平位置の背後領域の位置に断面積が小さい狭窄部１６ａを有し、その上方及び下方に断面積が大きい拡張部１６ｂを有している。つまり、拡張部１６ｂは、実装基板４０の抵抗素子実装領域４５の背後の位置及びＬＥＤ光源実装領域４３の中間部近傍から下側領域の背後の位置に設けられている。

そこで、コネクタ３０で受電した電力を抵抗素子群４７を介してＬＥＤ光源４２に通電して駆動（点灯）することにより、ＬＥＤ光源４２から出射した光は、前方に位置するインナーレンズ５０のレンズ部５４を通して配光制御され、配光制御された光は前方に位置するアウターレンズ６０を透過して外部に向けて出射される。

同時に図６（熱の移動経路の説明図）に示すように、ＬＥＤ光源４２及び抵抗素子群４７を構成する夫々の抵抗素子４４は通電によって発熱する。通電によるＬＥＤ光源４２からの発熱は、その一部がＬＥＤ素子４２が直接触れている第１区画室７０内の空気に伝達され、受熱して暖められた空気によって第１区画室７０内の温度が上がる。また、ＬＥＤ光源４２からの発熱の一部は、ＬＥＤ光源４２が実装された実装基板４０のＬＥＤ光源実装領域４３に伝導される。

このとき、第１区画室７０は、その上側に位置する第２区画室７５に対して実装基板４０の貫通スリット４１及びインナーレンズ５０の立壁部５３によって熱的に仕切られているため、第1区画室７０内の暖気はほぼＬＥＤ光源４２からの発熱によるものである。

そして、ＬＥＤ光源４２からの発熱のうち、実装基板４０のＬＥＤ光源実装領域４３に伝導された熱は、直接ヒートシンク１０のヒートシンク部１５の、実装基板４０のＬＥＤ光源実装領域４３が密着支持された領域（以下、「第１領域」と呼称する）１７に伝導され、第１区画室７０内の熱も実装基板４０のＬＥＤ光源実装領域４３を介して同様にヒートシンク１０のヒートシンク部１５の第１領域１７に伝達される。

一方、通電による抵抗素子群４７からの発熱は、その一部が抵抗素子群４７が直接触れている第２区画室７５内の空気に伝達され、受熱して暖められた空気によって第２区画室７５内の温度が上がる。そして、第２区画室７５内に位置する暖気は、周囲に熱伝導性が低い部材（例えば、コネクタ）を配置して保温効果を持たせている。また、抵抗素子群４７からの発熱の一部は、抵抗素子群４７が実装された実装基板４０の抵抗素子実装領域４５に伝導される。

このとき、第２区画室７５は、その下側に位置する第１区画室７０に対して実装基板４０の貫通スリット４１及びインナーレンズ５０の立壁部５３によって熱的に仕切られているため、熱に弱いＬＥＤ光源４２が収容された第１区画室７０に対する熱の移動が防止されている。したがって、第２区画室７５内の暖気はほぼ抵抗素子群４７からの発熱によるものである。

そして、抵抗素子群４７からの発熱のうち、実装基板４０の抵抗素子実装領域４５に伝導された熱は、直接ヒートシンク１０のヒートシンク部１５の、実装基板４０の抵抗素子実装領域４５が密着支持された領域（以下、「第２領域」と呼称する）１８に伝導され、第２区画室７５内の熱も、実装基板４０の抵抗素子実装領域４５を介して同様にヒートシンク１０のヒートシンク部１５の第２領域１８に伝達される。

この場合、ＬＥＤ光源４２の駆動時の抵抗素子群４７の総発熱量はＬＥＤ光源４２の発熱量よりも相対的に多くなるように設定されているため、実装基板４０の抵抗素子実装領域４５の温度はＬＥＤ光源実装領域４３の温度よりも高く、抵抗素子群４７が収容された第２区画室７５内の温度はＬＥＤ光源４２が収容された第１区画室７０内の温度よりも高い。

したがって、ヒートシンク１０のヒートシンク部１５の第２領域１８の温度は、該第２領域１８の下側に位置する第１領域１７の温度よりも高く、両者の間には温度差が生じている。

また、ヒートシンク部１５の背面側の下部、つまり、ヒートシンク部１５の第１領域１７には放熱フィン部２５が設けられている。そのため、第１領域１７の熱が放熱フィン部２５で放熱されるため、第２領域１８と第１領域１７との温度差は更に大きくなっている。

ヒートシンク１０のヒートシンク部１５に設けられた複数の通気孔１６は、下側の開口（吸気口）１６ｃからヒートシンク部１５の第１領域１７の中間部近傍までの間に位置する部分に断面積が大きい拡張部（以下、「第１拡張部」と呼称する）１６ｂａを有し、第１領域１７の中間部近傍（第１拡張部１６ｂａの上端部）から立壁部５３の背後近傍までの間に位置する部分に断面積が小さい狭窄部１６ａを有し、立壁部５３の背後近傍（狭窄部１６ａの上端部）から上側の開口（排気口）１６ｄまでの間に位置する部分に断面積が大きい拡張部（以下「第２拡張部」と呼称する）１６ｂｂを有している。

すると、ヒートシンク部１５の、第２領域１８よりも低温の第１領域１７に位置する通気孔１６の第１拡張部１６ｂａ内及び狭窄部１６ａ内の受熱空気は、放熱フィン部２５で放熱されて温度が下がって密度が高くなり、第２領域１８に位置する通気孔１６の第２拡張部１６ｂｂ内の受熱空気は、放熱が抑制されて高温が保持されることにより低い密度が保たれる。

そのため、高温低密度の軽い空気の上昇及び上側の排気口１６ｄからの排出によって、下側の吸気口１６ｃから通気孔１６内に低温高密度の重い空気が吸入される。つまり、通気孔１６内を流動する空気に意識的に密度差を生じさせることにより、チムニー効果を促進させて流動空気の受熱量の増大を図って放熱効果を向上させた。

なお、チムニー効果（煙突効果）の一般的な式は、
Ｑ＝Ｃ・Ａ・√（２・ｇ・ｈ・（Ｔｉ−Ｔｏ）／Ｔｉ）
Ｑ：煙突効果による流速(m³・s^-1)
Ｃ：流量係数(0.65〜0.7)
Ａ：煙突の断面積(m²)
ｇ：重力加速度(9.8m・s^-2)
ｈ：煙突の高さ(m)
Ｔｏ：外気の絶対温度(K)
Ｔｉ：煙突内の平均温度(K)
で表される。

本実施形態において、放熱効果の元になる流動空気の流速Ｑを高めるためには、煙突（通気孔）の断面積Ａ、煙突（通気孔）の高さｈ及び煙突（通気孔）内の平均温度Ｔｉを上げる必要があるが、通気孔の断面積Ａ及び高さｈは灯具サイズにより制約があるため通気孔内の平均温度Ｔｉを上げることにより対応することで流速を高めて放熱効果の向上を図った。

更に、通気孔１６を、断面積が大きい拡張部１６ｂ（１６ｂａ、１６ｂｂ）と断面積が小さい狭窄部１６ａで構成し、特に、狭窄部１６ａの位置をＬＥＤ光源４２の位置の背後の位置とした。これにより、ベンチュリ効果によって高速化された気流が、ＬＥＤ光源４２から発せられて実装基板４０及びヒートシンク１０のヒートシンク部１５の最短の伝導経路を経て到達した熱を受熱するため、効率的な放熱効果を得ることができる。

以上のように、本発明はヒートシンク１０のヒートシンク部１５に複数の通気孔１６を設け、通気孔１６の夫々に対して、断面積が大きい拡張部１６ａと断面積が小さい狭窄部１６ｂで構成することによりベンチュリ効果を持たせ、同時に、夫々の通気孔１６を囲むヒートシンク部に対して、通気孔１６の長手方向に温度差を設けることによりチムニー効果を持たせた。

その結果、チムニー効果によって生じた上昇気流がベンチュリ効果によって高速化され、高速化された空気流に効率よく伝達された熱が外部に放散されることにより優れた放熱効果が得られる。そのため、簡易な放熱構造でＬＥＤ光源４２からの発熱が効率良く放熱されてＬＥＤ光源４２自体の温度上昇が抑制され、温度上昇に起因するＬＥＤ光源４２の発光効率の低減による発光光量の減少が抑えられると共に、同様にＬＥＤ光源４２の温度上昇に起因するＬＥＤ光源４２の素子劣化による発光寿命の短縮を抑制することができ、その結果、高い信頼性及び適切な照射光量を確保することができる。

なお、通気孔１６を複数設けたのは、通気孔１６の内周面の総面積を増やすことにより、通気孔１６内を流れる空気流と通気孔１６の内周面との接触面積を増やして放熱効率を高めるためである。

また、複数の抵抗素子４４の総発熱量がＬＥＤ光源４２の発熱量よりも相対的に少ない場合は、放熱構造や保温構造を工夫して発熱量の比を反転することによりチムニー効果が得られるようにする。また、空気抵抗の低い、インタークーラー等で、吸気口から流入する空気の温度を下げることにより通気孔内の空気流の温度差をより大きくしてチムニー効果による放熱効率をさらに高めることもできる。

１… 車両用灯具
１０… ヒートシンク
１５… ヒートシンク部
１５ａ… 前面
１６… 通気孔
１６ａ… 狭窄部
１６ｂ… 拡張部
１６ｂａ… 第１拡張部
１６ｂｂ… 第２拡張部
１６ｃ… 下側開口（吸気口）
１６ｄ… 上側開口（排気口）
１７… 第1領域
１８… 第２領域
２０… 円筒部
２５… 放熱フィン部
２６… 放熱フィン
３０… コネクタ
３１… ハウジング部
３２… 取付部
３３… 電極端子
４０… 実装基板
４０ｂ… 背面
４１… 貫通スリット
４２… ＬＥＤ光源
４２ａ… 光出射面
４３… ＬＥＤ光源実装領域
４４… 回路部品（抵抗素子）
４５… 抵抗素子実装領域
４７… 抵抗素子群
５０… インナーレンズ
５０ａ… 外周面
５１… 前面部
５２… 円筒部
５３… 立壁部
５４… レンズ部
６０… アウターレンズ
６１… 前面部
６２… 円筒部
７０… 第１区画室
７５… 第２区画室

Claims

金属製のヒートシンクと、
前記ヒートシンクに取り付けられて、光源及び該光源の駆動回路を構成する回路部品が実装されてなる実装基板と、
前記実装基板を、前記光源及び回路部品の実装面側から覆うように前記ヒートシンクに装着されたカバーレンズと、
を備え、
前記ヒートシンクは、複数の通気孔が所定の間隔で上下方向に平行に並設されると共に夫々の前記通気孔は断面積が大きい拡張部と断面積が小さい狭窄部を有し、
前記実装基板は、前記ヒートシンクの、前記複数の通気孔の並設領域上に取り付けられ、中央部に水平方向に延設された貫通スリットを有すると共に前記貫通スリットの上側に発熱量の多い回路部品が実装され、下側に前記回路部品に比べて発熱量が少ない光源が実装されており、
前記基板と前記カバーレンズとによって互いに略断熱的に区画された、前記光源を収容する第１区画室と前記回路部品を収容する第２区画室が形成されていることを特徴とする車両用用具。
前記カバーレンズは、略円盤状の前面部、前記前面部の外縁部から延びる円筒部及び前記前面部の中央部から平板状に延びる立壁部を有しており、前記前面部及び前記円筒部で覆われた前記実装基板が、前記立壁部の先端部が前記実装基板の貫通スリットに挿嵌されることによって前記２つの区画室に区画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。
前記ヒートシンクは、前記第１区画室の、前記通気孔を挟んだ反対側に、所定の間隔で上下方向に互いに平行に並設された複数の平板状の放熱フィンからなる放熱フィン部を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用灯具。
前記ヒートシンクは、前記第２区画室の、前記通気孔を挟んだ反対側に、熱伝導性が低い部材からなるコネクタが取り付けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の車両用灯具。
前記夫々の通気孔は、前記狭窄部が前記光源の位置を含む水平位置の背後領域に形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項４のいずれかに記載の車両用灯具。
前記夫々の通気孔は、前記光源に対して該光源の実装位置の直背後を避けた位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の車両用灯具。
前記回路部品は複数個からなり、前記貫通スリットの垂直方向に沿って所定の間隔で実装されてなる回路部品列が、前記貫通スリットの延長方向に沿って所定の間隔で複数列配列されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の車両用灯具。
前記夫々の通気孔は、前記回路部品列の夫々の直背後の位置に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の車両用灯具。
前記光源はＬＥＤ、前記回路部品は抵抗素子であることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の車両用灯具。