(57)【要約】      （修正有）【課題】大型化やコストアップを招くことなく、簡単な構成で光源を効率良く冷却することができる車両用灯具を提供すること。【解決手段】ハウジング２とその開口部を覆うレンズ３によって画成された灯室４内に少なくともＬＥＤ（光源）２を収容して成る車両用灯具（ヘッドランプ）１において、前記ＬＥＤ５が発生する熱を放熱させるヒートシンク（第１の放熱手段）１１と金属平板（第２の放熱手段１２）を上下に配置し、少なくとも前記金属平板１２と前記ＬＥＤ５とをヒートパイプ１３によって接続する。ここで、ヒートシンク１１と金属平板１２は灯室４内又は灯室４外に配置される。又、金属平板１２に複数の空孔を形成しても良い。【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少なくとも光源を収容して成る車両用灯具において、
前記光源が発生する熱を放熱させる第１の放熱手段と第２の放熱手段を上下に配置し、少なくとも前記第２の放熱手段と前記光源とをヒートパイプによって接続したことを特徴とする車両油灯具。
【請求項２】
前記第１の放熱手段と前記第２の放熱手段を前記灯室外に配置したことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
【請求項３】
前記第１の放熱手段と前記第２の放熱手段を前記灯室内に配置したことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記第１の放熱手段をヒートシンクで構成し、前記第２の放熱手段を略水平に設置された金属平板で構成したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記金属平板に複数の空孔を形成したことを特徴とする請求項４記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、灯室内に収容された光源が発生する熱を放熱させるための２つの放熱手段を上下に配置して成る車両用灯具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ヘッドランプ等の車両用灯具の光源として、従来のバルブに代えてＬＥＤ（発光ダイオード）が採用されつつある。ＬＥＤは、高輝度で高寿命且つ省電力という特長を有している反面、投入した電力の大部分が熱となり、自身が発する熱によって発光効率と寿命が低下するという欠点を有している。従って、ＬＥＤを光源とする車両用灯具においては、ＬＥＤを如何に冷却するかが重要な課題となっている。
【０００３】
そこで、例えば特許文献１には、図７に示すような強制水冷式の車両用前照灯が提案されている。
【０００４】
即ち、図７は特許文献１において提案された車両用前照灯の側断面図であり、図示の車両用前照灯１０１においては、ハウジング１０２とその前面開口部を覆うレンズ１０３によって画成された灯室１０４内に上下２つのＬＥＤ１０５，１０６と、各ＬＥＤ１０５，１０６が発生する熱を冷却水に伝えるための受熱用ジャケット１０７，１０８が収容されている。そして、灯室１０４外のハウジング１０２の背面側には、ラジエータ１０９とファン１１０が配置されており、ラジエータ１０９と前記受熱用ジャケット１０７，１０８とは冷却水配管１１１によって接続されて冷却水の閉ループ状の循環経路が形成され、この循環経路にはポンプ１１２とリザーバタンク１１３が設けられている。
【０００５】
以上のように構成された車両用前照灯１０１の点灯時にはファン１１０とポンプ１１２が駆動されて冷却水が循環経路を循環し、ＬＥＤ１０５，１０６の発光によって発生する熱は受熱用ジャケット１０７，１０８において冷却水に伝えられ、受熱によって温度が高くなった冷却水は、ラジエータ１０９においてファン１１０から送られる冷却風との熱交換による放熱によって冷却され、この冷却された冷却水は受熱用ジャケット１０７，１０８へと再び送られてＬＥＤ１０５，１０６が発する熱を受熱し、以下、同様の作用が連続的に繰り返されることによってＬＥＤ１０５，１０６が冷却水によって強制水冷される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２２６７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１において提案された図７に示す車両用前照灯１０１においては、強制水冷によってＬＥＤ１０５，１０６が効果的に冷却される反面、強制水冷を実現するための受熱用ジャケット１０７，１０８、ラジエータ１０９、ファン１１０、冷却水配管１１１、ポンプ１１２、リザーブタンク１１３等の機器が必要になるため、部品点数が増えて構造の複雑化とコストアップを招き、車両用前照灯１０１の全体が大型化する他、ファン１１０やポンプ１１２を駆動する必要があるために消費電力が増大するという問題がある。
【０００８】
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、大型化やコストアップを招くことなく、簡単な構成で光源を効率良く冷却することができる車両用灯具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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少なくとも光源を収容して成る車両用灯具において、前記光源が発生する熱を放熱させる第１の放熱手段と第２の放熱手段を上下に配置し、少なくとも前記第２の放熱手段と前記光源とをヒートパイプによって接続したことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第１の放熱手段と前記第２の放熱手段を前記灯室外に配置したことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第１の放熱手段と前記第２の放熱手段を前記灯室内に配置したことを特徴とする。
【００１２】
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、前記第１の放熱手段をヒートシンクで構成し、前記第２の放熱手段を略水平に設置された金属平板で構成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記金属平板に複数の空孔を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、灯室内の光源が発する熱は、第１の放熱手段と第２の放熱手段へと伝導し、これらの第１及び第２の放熱手段によって放熱されるために光源が冷却されてその温度上昇が抑えられるが、第１の放熱手段の下方に配された第２の放熱手段での放熱によって発生した空気の対流によって第１の放熱手段に向かって空気が流れるため、第１の放熱手段の放熱性能が高められて光源が一層効果的に冷却される。そして、この場合、冷却手段として強制水冷方式を採用する場合のように多くの部品や電力を消費する機器が不要となるため、部品点数を削減してコストダウンと当該車両用灯具の小型化及び省電力を図ることができる。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、第１の放熱手段と第２の放熱手段を灯室外に配置したため、これらの第１及び第２の放熱手段の温度の低い外気との熱交換が促進され、光源が一層効果的に冷却されてその温度上昇が低く抑えられる。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、第１の放熱手段と第２の放熱手段を灯室内に配置したため、車両用灯具の一層の小型化が図られる。
【００１７】
請求項４記載の発明によれば、光源からヒートパイプを経て金属平板へと伝導した熱によって該金属平板の近傍には空気の対流が発生し、この空気の対流による上昇気流が上方のヒートシンクに向かって流れて該ヒートシンクの放熱性能を高めるため、光源が効果的に冷却されてその温度上昇が低く抑えられる。
【００１８】
請求項５記載の発明によれば、金属平板の近傍に空気の対流が発生し、この空気が金属平板に形成された複数の空孔を通過して該金属平板の放熱性を高めるため、光源が一層効果的に冷却されてその温度上昇が低く抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る車両用灯具の側断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は図２の矢視Ｂ方向の図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る車両用灯具の側断面図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る車両用灯具の側断面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】特許文献１において提案された車両用前照灯の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【００２１】
＜実施の形態１＞
図１は発明の実施の形態１に係る車両用灯具の側断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３（ａ），（ｂ）は図２の矢視Ｂ方向の図であり、本実施の形態に係る車両用灯具１は、車両の前端左右に配置されるヘッドランプである。尚、左右のヘッドランプ１の基本構成は同じであるため、以下、一方のヘッドランプ１についてのみ図示及び説明する。
【００２２】
ヘッドランプ１は、図１に示すように、樹脂製のハウジング２とその前面開口部を覆う透明樹脂製のレンズ３によって画成された灯室４内に、光源であるＬＥＤ５、該ＬＥＤ５からの光を車両前方（図１の左方）へと反射させるリフレクタ６、光の照射方向を微調整するためのエイミング機構７等を収容して構成されている。
【００２３】
上記ＬＥＤ５とリフレクタ６は、熱伝導率の高い金属によって構成された矩形平板状のホルダ８の垂直な本体部８ａの中間高さ位置から前方に向かって水平に突出する支持部８ｂ上に固定されている。そして、ホルダ８の本体部８ａの上下左右の計４箇所（図１には上下の２箇所のみ図示）には水平なエイミングボルト９，１０がそれぞれ螺合挿通しており、これらのホルダ８とエイミングボルト９，１０によって前記エイミング機構７が構成されている。
【００２４】
而して、本実施の形態においては、図１に示すように、ハウジング２の背面上半部には第１の放熱手段を構成するヒートシンク１１が固設されており、このヒートシンク１１の下方には第２の放熱手段を構成する矩形の金属平板１２が水平に配置されている。そして、この金属平板１２と前記ＬＥＤ５（正確には、ホルダ８の支持部８ｂ）とはヒートパイプ１３によって接続されている。ここで、ヒートパイプ１３は、ホルダ８の支持部８ｂのＬＥＤ５が固定された箇所の直下から垂直下方に延びた後、ハウジング２の底面近傍で後方に向かって直角に折り曲げられてハウジング２を貫通し、ハウジング２外へと突出する端部には前記金属平板１２が取り付けられている。
【００２５】
上記ヒートシンク１１は、図示しないが、垂直な平板状のベースプレートの背面に縦方向に長い薄い矩形プレート状の複数の放熱フィンを横方向（図１の紙面垂直方向）に適当な間隔で配列して構成されており、これは熱伝導性の高いアルミダイカスト等によって一体成形されている。又、前記金属平板１２は、熱伝導率の高いアルミニウムや銅等の金属によって構成されており、これには図３（ａ）に示すような中実のもの、或いは図３（ｂ）に示すような複数の円孔状の空孔１４が形成されたものが使用される。尚、金属平板１２の表面、特にヒートシンク１１に対向する上面には、放射率を高めるための表面処理を施すことが望ましい。又、前記ヒートパイプ１３には、上部から下部への熱伝導に有利なトップヒート仕様のものを用いることが望ましい。
【００２６】
而して、以上のように構成されたヘッドランプ１において、光源であるＬＥＤ５に通電されて該ＬＥＤ５が発光すると、その光はリフレクタ６によって車両前方へと反射され、この反射光は直射光と共にレンズ３を透過して車両前方へと照射される。又、ＬＥＤ５は発光と同時に熱を発生するが、この熱の一部は、ホルダ８から灯室４内の空気及びハウジング２を経てヒートシンク１１へと伝導し、該ヒートシンク１１から外部の空気へと放熱される。そして、他の熱は、ホルダ８からヒートパイプ１３を経て金属平板１２へと伝導し、該金属平板１２から外部の空気へと放熱される。このように、ＬＥＤ５が発生する熱はヒートシンク１１と金属平板１２によって外部の空気へと放熱されるため、ＬＥＤ５が冷却されてその温度上昇が低く抑えられ、該ＬＥＤ５の発光効率や寿命の低下が防がれる。
【００２７】
又、本実施の形態では、金属平板１２の近傍には放熱によって空気の対流が発生し、この空気の対流による上昇気流が図１に矢印にて示すように上方のヒートシンク１１に向かって流れて該ヒートシンク１１での放熱性能を高めるため、ＬＥＤ５が一層効果的に冷却されてその温度上昇が低く抑えられる。この場合、図３（ｂ）に示すように金属平板１２に複数の空孔１４を形成すれば、金属平板１２の近傍に発生した対流によって空気が金属平板１２の複数の空孔１４を通過するため、該金属平板１２の放熱性が高められ、これによってＬＥＤ５が一層効果的に冷却されてその温度上昇が低く抑えられる。
【００２８】
特に、本実施の形態では、ヒートシンク１１と金属平板１２を灯室４外に配置したため、これらのヒートシンク１１と金属平板１２が温度の低い外気との熱交換によってその放熱が促進され、これによってＬＥＤ５が一層効果的に冷却される。
【００２９】
そして、本実施の形態に係るヘッドランプ１においては、冷却手段として強制水冷方式を採用する場合のように多くの部品や電力を消費するファンやポンプ等の機器が不要となるため、部品点数が削減されてコストダウンと当該ヘッドランプ１の小型化及び省電力が図られる。又、ファンやポンプ等の可動部品を設ける必要がないため、振動や騒音の発生が防がれる。
【００３０】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図４に基づいて以下に説明する。
【００３１】
図４は本発明の実施の形態２に係る車両用灯具（ヘッドランプ）の側断面図であり、本図においては図１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。
【００３２】
本実施の形態は、前記実施の形態１に係るヘッドランプ１において、ＬＥＤ５（正確にはホルダ８の支持部８ｂ）とヒートシンク１１とをヒートパイプ１５によって接続し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。
【００３３】
而して、本実施の形態では、ＬＥＤ５とヒートシンク１１もヒートパイプ１５によって接続したため、ＬＥＤ５が発生する熱がヒートパイプ１５を経てヒートシンク１１へと伝導するため、ヒートシンク１１への熱伝導量が増えてＬＥＤ５が一層効果的に冷却されるという効果が得られる。その他、本実施の形態においても、前記実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００３４】
＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態３を図５及び図６に基づいて以下に説明する。
【００３５】
図５は本発明の実施の形態３に係る車両用灯具（ヘッドランプ）の側断面図、図６は図５のＣ−Ｃ線断面図であり、これらの図においても図１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。
【００３６】
本実施の形態は、第１の放熱手段であるヒートシンク１１と第２の放熱手段である金属平板１２及びＬＥＤ５と金属平板１２とを接続するヒートパイプ１３を灯室４内に配置したことを特徴としており、ヒートシンク１１はホルダ８の背面に密着した状態で固定されている。尚、その他の構成は前記実施の形態１のそれと同じである
而して、本実施の形態においても前記実施の形態１と同様の効果が得られるが、本実施の形態ではヒートシンク１１と金属平板１２及びヒートパイプ１３を灯室４内に配置したため、当該ヘッドランプ１の一層の小型化が図られるという効果が得られる。
【００３７】
尚、本実施の形態においても、ＬＥＤ５とヒートシンク１１を不図示のヒートパイプで接続しても良く、金属平板１２に図３（ｂ）に示すように複数の空孔１４を形成しても良い。
【００３８】
ところで、以上は本発明をヘッドランプに対して適用した形態について説明したが、本発明はヘッドランプ以外の他の任意の車両用灯具に対しても同様に適用可能であることは勿論である。又、以上の実施の形態では、光源としてＬＥＤを使用した例について説明したが、光源としてＬＤ（レーザーダイオード）等の発光素子、従来のバルブ等を使用する車両用灯具も本発明の適用対象に含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【００３９】
１        ヘッドランプ（車両用灯具）
２        ハウジング
３        レンズ
４        灯室
５        ＬＥＤ（光源）
６        リフレクタ
７        エイミング機構
８        ホルダ
８ａ      ホルダの本体部
８ｂ      ホルダの支持部
９，１０  エイミングボルト
１１      ヒートシンク（第１の放熱手段）
１２      金属平板（第２の放熱手段）
１３      ヒートパイプ
１４      空孔
１５      ヒートパイプ
【図１】
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【図２】
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【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】
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