(57)【要約】【課題】所要のエイミング機能を確保しつつ、高い放熱性を確保することができる車両用灯具の放熱構造を提供すること。【解決手段】ハウジング１とその開口部を覆うレンズによって画成された灯室内に、ＬＥＤ（半導体発光素子）４を光源とする光源ユニット２を収容するとともに、該光源ユニット２をエイミング機構によって前記ハウジング１に位置調整可能に支持して成る車両用灯具の放熱構造として、前記光源ユニット２を支持するブラケット５と前記ハウジング１とを球面接合する構成を採用する。例えば、前記ブラケット５に設けられた凸球面部材９，１０と前記ハウジング１に設けられた凹球面部材１１，１２とを球面接合する。又、前記凸球面部材９，１０と前記凹球面部材１１，１２との嵌合部に熱伝導性潤滑剤を介在させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングとその開口部を覆うレンズによって画成された灯室内に、半導体発光素子を光源とする光源ユニットを収容するとともに、該光源ユニットをエイミング機構によって前記ハウジングに位置調整可能に支持して成る車両用灯具の放熱構造であって、
前記光源ユニットを支持するブラケットと前記ハウジングとを球面接合したことを特徴とする車両用灯具の放熱構造。
【請求項２】
前記ブラケットに設けられた凸球面部材と前記ハウジングに設けられた凹球面部材とを球面接合したことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具の放熱構造。
【請求項３】
前記凸球面部材と前記凹球面部材との嵌合部に熱伝導性潤滑剤を介在させたことを特徴とする請求項２記載の車両用灯具の放熱構造。
【請求項４】
前記ブラケットにヒートシンクを設けたこと特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の車両用灯具の放熱構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子を光源とする光源ユニットとその照射位置を調整するためのエイミング機構を備えた車両用灯具の放熱構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
前照灯等の車両用灯具は、ハウジングとその開口部を覆うレンズによって画成された灯室内に少なくとも光源を収容して構成されるが、近年、視認性やデザイン性の観点から光源にＬＥＤ等の半導体発光素子を採用するものが実用化されている。
【０００３】
ところが、半導体発光素子は、従来のハロゲンランプやＨＩＤランプ等と違って発熱量が大きく、適切な放熱構造を具備しなければ過熱によって明るさの低下や劣化の促進を招くという問題が発生する。
【０００４】
又、前照灯は、これを車体に取り付けた後に照射位置を微調整（エイミング）する必要があり、そのためのエイミング機構が備えられている。ここで、エイミング機構を備えた前照灯の一例を図８〜図１０に示す。
【０００５】
即ち、図８は従来の前照灯の光源ユニット部分の正面側斜視図、図９は同車両用用灯具の光源ユニット部分の側面図、図１０は図９のＡ部拡大断面図であり、前照灯は、ハウジング１０１とその前面開口部を覆う不図示のレンズによって画成された灯室内に光源ユニット１０２を収容して構成されている。
【０００６】
上記光源ユニット１０２は、基板１０３上に実装されたＬＥＤ１０４を光源とするものであって、金属製のブラケット１０５の矩形平板状の本体部１０５Ａから前方に向かって略水平に突出する支持部１０５Ｂ上に配置されている。そして、この光源ユニット１０２は、その照射位置を微調整するためのエイミング機構によってハウジング１０１に対して垂直及び水平方向に回動可能に支持されており、エイミング機構は３本のエイミングボルト１０６，１０７，１０８によって構成されている。
【０００７】
ここで、ブラケット１０５とこれに配置された光源ユニット１０２は、１本のエイミングボルト１０７の接続部を支点Ｐとして上下及び左右に回動可能に支持されており、エイミングボルト１０７の先端は、図１０に示すようにボールジョイント１１３によってブラケット１０５に接続されている。
【０００８】
而して、当該前照灯を車体に取り付けた後、エイミングボルト１０８を回せば、ブラケット１０５と光源ユニット１０２が支点Ｐを中心として上下に回動して光源ユニット１０２の照射位置が垂直方向に微調整され、エイミングボルト１０６を回せば、ブラケット１０５と光源ユニット１０２が支点Ｐを中心として左右に回動して光源ユニット１０２の照射位置が水平方向に微調整される。
【０００９】
斯かる前照灯においては、光源ユニット１０２が発生する熱は、ブラケット１０５を３本のエイミングボルト１０６〜１０８を経てハウジング１０１に伝導し、ハウジング１０１から大気中に放熱されるが、３本のエイミングボルト１０６〜１０８を伝導する熱量は小さく、十分な放熱を期待することができない。
【００１０】
そこで、特許文献１には、図１１に示すような車両用灯具２０１が提案されている。
【００１１】
即ち、図１１は特許文献１において提案された車両用灯具の側断面図であり、図示の車両用灯具２０１においては、灯室２０２外に位置する放熱フィン２０３ａを備えた放熱部材（ヒートシンク）２０３を設け、光源ユニット２０４，２０５を支持するブラケット２０６に内蔵されたヒートパイプ２０７を、伝熱部材で構成された球状凸部と球状凹部とを嵌合させて成る関節可動伝熱部材２０８を介して前記放熱部材２０３に接続する構成が採用されている。このような構成によれば、光源ユニット２０４，２０５において発生した熱が、ヒートパイプ２０７内を上昇して関節可動伝熱部材２０８を経て灯室１０２の外側に配置された放熱部材２０３の放熱フィン２０３ａから外部に放熱されるため、高い放熱性が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００９−０８７７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１において提案された図１１に示す車両用灯具２０１においては、ボールジョイントを備えたヒートパイプ２０７を複数本組み合わせる必要がある他、ブラケット２０６にヒートパイプ２０７を嵌合させる必要があるため、製造が困難であるとともに、コストアップを免れないという問題がある。
【００１４】
又、ヒートパイプ２０７によって熱輸送した先には、放熱部材２０３が別途必要となり、部品点数の増加と構造の複雑化及びコストアップを招くという問題がある。因みに、放熱部材２０３を設けない場合には、ハウジング２０９及び周囲空気への伝熱面積はヒートパイプ２０７の断面積のみとなって非常に小さくなってしまう。
【００１５】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、所要のエイミング機能を確保しつつ、高い放熱性を確保することができる車両用灯具の放熱構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ハウジングとその開口部を覆うレンズによって画成された灯室内に、半導体発光素子を光源とする光源ユニットを収容するとともに、該光源ユニットをエイミング機構によって前記ハウジングに位置調整可能に支持して成る車両用灯具の放熱構造であって、前記光源ユニットを支持するブラケットと前記ハウジングとを球面接合したことを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ブラケットに設けられた凸球面部材と前記ハウジングに設けられた凹球面部材とを球面接合したことを特徴とする。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記凸球面部材と前記凹球面部材との嵌合部に熱伝導性潤滑剤を介在させたことを特徴とする。
【００１９】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記ブラケットにヒートシンクを設けたこと特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１記載の発明によれば、光源ユニットを支持するブラケットとハウジングとを球面接合したため、ブラケットとハウジング間の伝熱面積が増え、光源ユニットからブラケットを経てハウジングに至る効果的な熱伝導が促進される。そして、ブラケットはハウジングに対して全方向に回動可能に支持されるため、該ブラケットに支持された光源ユニットの照射位置を微調整することができる。この結果、所要のエイミング機能を確保しつつ、高い放熱性を確保することができ、光源ユニットの温度上昇を抑えることができる。
【００２１】
請求項２記載の発明によれば、ハウジングに設けられた凹球面部材を熱容量の大きなブロック状とすることによって、ブラケットから当該凹球面部材に伝導する熱を拡散させてハウジングに効率良く伝えることができ、これによって高い放熱性を確保することができる。
【００２２】
請求項３記載の発明によれば、凸球面部材と凹球面部材との嵌合部に熱伝導性潤滑剤を介在させたため、ブラケットのハウジングに対する回動が円滑になされて所要のエイミングが可能となるとともに、凸球面部材から凹球面部材への伝熱が促進されてハウジングへの熱伝導が効率良くなされる。
【００２３】
請求項４記載の発明によれば、ブラケットからハウジングへの熱伝導に加えて、ブラケットに設けられたヒートシンクからの放熱による灯室内の空気の自然対流によって放熱効果が高められる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る車両用灯具の放熱構造を示す正面側斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る車両用灯具の放熱構造を示す正面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る車両用灯具の放熱構造を示す側面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る車両用灯具の照射位置調整後の状態を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は背面側斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る車両用灯具の放熱構造を示す背面側斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る車両用灯具の放熱構造を示す側面図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る車両用灯具の放熱構造を示すブラケットの背面側斜視図である。
【図８】従来の車両用灯具の光源ユニット部分の正面側斜視図である。
【図９】従来の車両用灯具の光源ユニット部分の側面図である。
【図１０】図９のＡ部拡大断面図である。
【図１１】特許文献１において提案された車両用灯具の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２６】
＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係る車両用灯具の放熱構造を示す正面側斜視図、図２は同車両用灯具の放熱構造を示す正面図、図３は同車両用灯具の放熱構造を示す側面図、図４は同車両用灯具の照射位置調整後の状態を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は背面側斜視図である。
【００２７】
本実施の形態に係る車両用灯具は、車両の前部左右に配置される前照灯であって、この前照灯は、ハウジング１とその前面開口部を覆う不図示のレンズによって画成された灯室内に光源ユニット２を収容して構成されている。尚、本実施の形態では、ハウジング１は光不透過性の熱伝導樹脂によって一体成形されている。
【００２８】
上記光源ユニット２は、基板３上に実装されたＬＥＤ４を光源とするものであって、金属製のブラケット５の矩形平板状の本体部５Ａから前方に向かって略水平に一体に突出する支持部５Ｂ上に配置されている。そして、この光源ユニット２は、その照射位置を微調整するためのエイミング機構によってハウジング１に対して垂直及び水平方向に回動可能に支持されており、エイミング機構は３本のエイミングボルト６，７，８によって構成されている。尚、本実施の形態では、基板３はアルミベース基板で構成され、ＬＥＤ４には黄色蛍光体を含有する青色ＬＥＤが使用されている。又、ブラケット５の材質には、ＨＴ−１（ダイカスト用高熱伝導合金）が使用されている。
【００２９】
ここで、ブラケット５とこれに配置された光源ユニット２は、１本のエイミングボルト７の接続部を支点Ｐとして上下及び左右に回動可能に支持されており、エイミングボルト７の先端は、従来と同様の構造（図１０に示すボールジョイント１１３）によってブラケット５に接続されている。尚、本実施の形態では、エイミングボルト６〜８は鉄系材料で構成されており、その表面にはユニクロームめっきが施されている。
【００３０】
而して、当該前照灯を車体に取り付けた後、エイミングボルト８を回せば、ブラケット５と光源ユニット２が支点Ｐを中心として上下に回動して光源ユニット２の照射位置が垂直方向に微調整され、エイミングボルト６を回せば、ブラケット５と光源ユニット２が支点Ｐを中心として左右に回動して光源ユニット２の照射位置が水平方向に微調整される。
【００３１】
ところで、本実施の形態では、光源ユニット２を支持するブラケット５とハウジング１とは球面接合されており、ブラケット５とこれに支持された光源ユニット２はハウジング１に対して垂直及び水平方向に回動可能に支持されている。
【００３２】
具体的には、ブラケット５の矩形平板状の本体部５Ａの下部と側部には、図２に示すように支点Ｐを中心とする半径ｒ１，ｒ２（ｒ２＞ｒ１）の凸球面状の接合面９ａ，１０ａを有する凸球面部材９，１０がそれぞれ一体に形成されている。又、ハウジング１の前面からは２つのブロック状の凹球面部材１１，１２が前方に向かってそれぞれ水平に一体に突設されており、これらの凹球面部材１１，１２には、図２に示すように支点Ｐを中心とする半径ｒ１，ｒ２の凹球面状の接合面１１ａ，１２ａがそれぞれ形成されており、これらの接合面１１ａ，１２ａには凸球面部材９，１０の接合面９ａ，１０ａがそれぞれ嵌合しており、両者の嵌合面９ａと１１ａ及び１０ａと１２ａには熱伝導性グリス等の熱伝導性潤滑剤が介在している。尚、本実施の形態においては、凸球面部材９，１０をブラケット５と一体に形成し、凹球面部材１１，１２をハウジング１と一体に形成したが、これらを別体に形成し、ブラケット５とハウジング１にそれぞれ接着又は溶接によって取り付けるようにしても良い。
【００３３】
而して、本実施の形態に係る前照灯において、光源ユニット２のＬＥＤ４に通電されて該ＬＥＤ４が発光すると、その光は不図示のレンズを通過して車両前方へと出射するが、ＬＥＤ４の発光に伴って光源ユニット２には熱が発生する。そして、この熱は、ブラケット５から３本のエイミングボルト６〜８及び凸球面部材９，１０と凹球面部材１１，１２を経てハウジング１へと伝導し、ハウジング１から外部へと放熱される。
【００３４】
ところで、本実施の形態では、光源ユニット２を支持するブラケット５とハウジング１とを凸球面部材９，１０と凹球面部材１１，１２によって球面接合したため、ブラケット５とハウジング１間の伝熱面積が増え、光源ユニット２からブラケット５と凸球面部材９，１０及び凹球面部材１１，１２を経てハウジング１に至る効果的な熱伝導が促進される。
【００３５】
そして、ブラケット５はハウジング１に対して全方向に回動可能に支持されるため、該ブラケット５に支持された光源ユニット２の照射位置を微調整することができる。例えば、エイミングボルト８を回せば、図４（ａ）に示すようにブラケット５と光源ユニット２が支点Ｐを中心として上下に回動して光源ユニット２の照射位置が垂直方向に微調整され、エイミングボルト６を回せば、図４（ｂ）に示すようにブラケット５と光源ユニット２が支点Ｐを中心として左右に回動して光源ユニット２の照射位置が水平方向に微調整される。この場合、光源ユニット２とブラケット５の垂直及び水平方向の回動は何れも支点Ｐを中心としてなされるため、これらの光源ユニット２とブラケット５がずれたり歪んだりすることがなく、所要のエイミングがスムーズになされる。尚、光源ユニット２とブラケット５を回動させた状態での凸球面部材９，１０と凹球面部材１１，１２との各接触面積は１０〜１５ｃｍ２程度確保されていることが望ましい。
【００３６】
従って、本実施の形態によれば、所要のエイミング機能を確保しつつ、高い放熱性を確保することができ、光源ユニット２の温度上昇を抑えることができるという効果が得られる。尚、本実施の形態では、ＬＥＤ４のジャンクション温度ベースで約１５０℃から約１４０℃と１０℃程度の温度低減効果を得ることができた。
【００３７】
又、本実施の形態では、凸球面部材９，１０と凹球面部材１１，１２との嵌合部に熱伝導性潤滑剤を介在させたため、ブラケット５のハウジング１に対する回動が円滑になされて所要のエイミングが可能となるとともに、凸球面部材９，１０から凹球面部材１１，１２への伝熱が促進されてハウジング１への熱伝導が効率良くなされる。
【００３８】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態を図５及び図６に基づいて説明する。
【００３９】
図５は本発明の実施の形態２に係る車両用灯具の放熱構造を示す背面側斜視図、図６は同車両用灯具の放熱構造を示す側面図であり、これらにおいては図１〜図４に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。
【００４０】
本実施の形態においては、ブラケット５の背面に半球状の凸球面部材１３を一体に形成し、ハウジング１の前面に円柱ブロック状の凹球面部材１４を一体に突設し、この凹球面部材１４に形成された凹球面状の接合面１４ａにブラケット５側の凸球面部材１３の外周の接合面１３ａを嵌合させ、両者の嵌合部に熱伝導性潤滑剤を介在させたことを特徴としており、他の構成は前記実施の形態１のそれと同じである。尚、本実施の形態においては、凸球面部材１３をブラケット５と一体に形成し、凹球面部材１４をハウジング１と一体に形成したが、これらを別体に形成し、ブラケット５とハウジング１にそれぞれ接着又は溶接によって取り付けるようにしても良い。
【００４１】
従って、ブラケット５とこれに支持された光源ユニット２はブラケット５に対して図６に示す回転中心Ｏを中心として全方向に回動可能であって、前記実施の形態１と同様に、エイミングボルト８を回せば、ブラケット５と光源ユニット２が回動中心Ｏを中心として上下に回動して光源ユニット２の照射位置が垂直方向に微調整され、エイミングボルト６を回せば、ブラケット５と光源ユニット２が回動支点Ｏを中心として左右に回動して光源ユニット２の照射位置が水平方向に微調整される。
【００４２】
而して、本実施の形態においても、光源ユニット２を支持するブラケット５とハウジング１とを凸球面部材１３と凹球面部材１４によって球面接合したため、ブラケット５とハウジング１間の伝熱面積が増え、光源ユニット２からブラケット５と大きな塊である凸球面部材１３及び凹球面部材１４を経てハウジング１に至る効果的な熱伝導が促進され、１５℃の温度低減効果が得られた。
【００４３】
尚、本実施の形態では、熱伝導を優先して半球状の凸球面部材１３の最大径をφ７０ｍｍ、円柱状の凹球面部材１４の直径をφ５０ｍｍとしたため、ブラケット５の重量は約２倍となった。ここで、温度低減効果と重量増加は相反するため、凸球面部材１３と凹球面部材１４のサイズの最適値を選択することが望ましい。
【００４４】
＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態３を図７に基づいて説明する。
【００４５】
図７は本発明の実施の形態３に係る車両用灯具の放熱構造を示す背面側斜視図であり、本図においても図１〜図４に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。
【００４６】
本実施の形態は、前記実施の形態１において、ブラケット５の背面に、複数の放熱フィン１５ａが形成されたヒートシンク１５を一体に設けたことを特徴としており、他の構成は前記実施の形態１のそれと同じである。
【００４７】
而して、本実施の形態によれば、凸球面部材９，１０と凹球面部材１１，１２との球面接合によるハウジング１への熱伝導に加えて、ブラケット５に設けられたヒートシンク１５からの放熱による灯室内の空気の自然対流によって放熱効果が高められるため、光源ユニット２を一層効果的に冷却することができるという効果が得られる。
【００４８】
尚、以上の実施の形態１〜３においては、エイミングボルトを計３本としたが、エイミングボルトの本数はこれに限らず複数あれば良い。例えば、上下方向のみ又は左右方向のみ調整可能とする場合は、エイミングボルトは２本（支点となるエイミングボルト＋１本のエイミングボルト）となる。
【符号の説明】
【００４９】
１              ハウジング
２              光源ユニット
３              基板
４              ＬＥＤ（半導体発光素子）
５              ブラケット
５Ａ            ブラケットの本体部
５Ｂ            ブラケットの支持部
６〜８          エイミングボルト
９，１０        凸球面部材
９ａ，１０ａ    凸球面部材の接合面
１１，１２      凹球面部材
１１ａ，１２ａ  凹球面部材の接合面
１３            凸球面部材
１３ａ          凸球面部材の接合面
１４            凹球面部材
１４ａ          凹球面部材の接合面
１５            ヒートシンク
１５ａ          放熱フィン
Ｏ              回動中心
Ｐ              支点
ｒ１，ｒ２      半径
【図１】
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【図２】
2014041762.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014041762.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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