(57)【要約】【課題】アウターレンズに付着した雪の融雪効率の良好な構造を有し、小型化及び薄型化が可能でデザインの自由度が高く、製造コストが廉価な車両用ＬＥＤ灯具を提供することにある。【解決手段】ＤＲＬ用光源ユニット１０を、ＬＥＤ光源実装基板１２が搭載されたヒートシンク１３と、該ヒートシンク１３に支持固定されてＬＥＤ光源１１を上方から包囲するリフレクタ１４を備えた構成とし、アウターレンズ２とハウジング３で構成された灯室４内の下部のアウターレンズ２側に配置した。ヒートシンク１３はＬＥＤ光源実装基板１２の直下部の本体部１３ａと該本体部１３ａからアウターレンズ２側に延設された延設部１３ｂからなっており、ＬＥＤ光源１１の点灯時の熱がヒートシンク１３の延設部１３ｂから熱伝達及び熱放射によりアウターレンズ２に移動して温度上昇を促進し、アウターレンズ２の外面に付着した雪が溶解される。【選択図】図２
2011028906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウターレンズとハウジングにより形成された灯室の内部の下部の前記アウターレンズ側に配置される光源ユニットであって、
前記光源ユニットはＬＥＤ光源と、該ＬＥＤ光源が実装された基板と、該基板が載置されたヒートシンクと、該ヒートシンクに支持固定されて前記ＬＥＤ光源を上方から包囲するリフレクタを備え、
前記ヒートシンクは前記ＬＥＤ光源の直下に位置する本体部と前記本体部から前記アウターレンズ側に延設された延設部を有し、
前記ＬＥＤ光源の点灯時の熱が順次前記基板、前記ヒートシンクの前記本体部を介して前記延設部に伝導され、前記延設部から熱伝達及び熱放射により前記アウターレンズに移動して前記アウターレンズの温度上昇を促進し、該アウターレンズの外面に付着した雪を溶解することを特徴とする車両用ＬＥＤ灯具。
【請求項２】
前記ヒートシンクの前記延設部の上面には前記本体部側から前記アウターレンズ側に向かう複数の溝部が並設されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用ＬＥＤ灯具。
【請求項３】
前記ヒートシンクの前記延設部の上面及び下面には夫々前記本体部側から前記アウターレンズ側に向かう複数の溝部が並設されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用ＬＥＤ灯具。
【請求項４】
前記ヒートシンクは、前記基板が載置された領域を除き、表面に黒色アルマイト処理が施されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用ＬＥＤ灯具。
【請求項５】
前記光源ユニットは前記ヒートシンクに設けられた支持用フランジを介して前記アウターレンズに固定支持されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用ＬＥＤ灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＬＥＤを光源とする車両用ＬＥＤ灯具に関するものであり、詳しくは、ＬＥＤを光源とし融雪機能を有する車両用ＬＥＤ灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ素子を発光源とするＬＥＤランプ（以下、ＬＥＤと略称する）はハロゲンランプやＨＩＤランプに比較して小型、低消費電力、長寿命等の利点を有しており、従来よりこの利点を利用してハイマウントストップランプ、ストップアンドテールランプ、方向指示灯等の車両用灯具の光源に使用されており、ＬＥＤを光源とする車両用前照灯も実現されている。
【０００３】
一方、ＬＥＤは上述のようなハロゲンランプやＨＩＤランプに比較して赤外線の発生量が少なく、ＬＥＤ光源からアウターレンズへの熱放射による熱放射線（赤外線）の伝熱量も少ない。
【０００４】
そのため、寒冷地における降雪時において、アウターレンズ表面の着雪や積雪がＬＥＤ光源の点灯にも拘らずＬＥＤ光源からの熱放射線による加熱では融解されず、良好な視認性を確保することが困難な状態となる。
【０００５】
そこで、このような問題に対して、図６に示すような構成からなる融雪対策を施した車両用灯具の提案がなされている。
【０００６】
それは、ＬＥＤ光源５０とＬＥＤ光源５０を後方上面に収容する筒状のリフレクタ５１を有し、ＬＥＤ光源５０は基板５２に実装されて該基板５２が放熱用ヒートシンク部５３に取り付けられると共に、リフレクタ５１には周囲を囲繞するように熱輸送部５４が環状に形成されている。この熱輸送部５４は、断面が三角形状の本体部５５と本体部５５のアウターレンズ５６側に位置し複数の凸条５７を有する蓋部５８と本体部５５の蓋部５８側に周方向に連通するように形成された溝部５９に配置されたヒートパイプ部６０からなっている。
【０００７】
このような構成の車両用灯具において、ＬＥＤ光源５０の点灯時の発熱はヒートパイプ部６０内の作動流体に吸収されてヒートパイプ部６０に沿って輸送され、輸送中に熱輸送部５４の本体部５５や蓋部５８や凸条５７から放散される。
【０００８】
この放散熱によってアウターレンズ５６の内面側が熱輸送部５４に沿って環状に温められ、アウターレンズ５６の外面の着雪や積雪が融解されて良好な視認性を確報することができる、というものである。
【０００９】
それと同時に、ＬＥＤ光源５０の発熱はヒートシンク部５３の放熱フィン部６１からも放散される。そのため、ＬＥＤ光源５０の発熱は放熱フィン部６１とヒートパイプ部６０の両放熱部によって効率良く放熱されることになり、ＬＥＤ光源５０の温度上昇を確実に抑制することができる、というものである（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−４７３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、上記構成の車両用灯具においては、リフレクタ５１の筒状内部がＬＥＤ光源５０からの光の出射路となっており、ＬＥＤ光源５０から出射されてこの出射路及びアウターレンズ５６を導光された光が外部に向けて照射される。
【００１２】
そのため、リフレクタ５１の外側は照射光の形成に寄与するものではなく、その位置に環状に熱輸送部５４を設けることによって照射光の出射領域に対する車両用灯具の大きさが大きくなる。その結果、車両用灯具の小型化及び薄型化が困難となり、デザインの自由度が低下する。
【００１３】
また、熱輸送部５４は該熱輸送部５４を構成する部材の数が多く、それに伴って組立工数も多くなる。更に、各部材は夫々複雑な製造工程を必要とする。そのため、材料費及び組立費が上昇すると共に生産効率が低下し、その結果、製造コストの上昇を招くことになる。
【００１４】
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、アウターレンズにおける融雪効率の良好な構造を有し、小型化及び薄型化が可能でデザインの自由度が高く、製造コストが廉価な車両用ＬＥＤ灯具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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、アウターレンズとハウジングにより形成された灯室の内部の下部の前記アウターレンズ側に配置される光源ユニットであって、前記光源ユニットはＬＥＤ光源と、該ＬＥＤ光源が実装された基板と、該基板が載置されたヒートシンクと、該ヒートシンクに支持固定されて前記ＬＥＤ光源を上方から包囲するリフレクタを備え、前記ヒートシンクは前記ＬＥＤ光源の直下に位置する本体部と前記本体部から前記アウターレンズ側に延設された延設部を有し、前記ＬＥＤ光源の点灯時の熱が順次前記基板、前記ヒートシンクの前記本体部を介して前記延設部に伝導され、前記延設部から熱伝達及び熱放射により前記アウターレンズに移動して前記アウターレンズの温度上昇を促進し、該アウターレンズの外面に付着した雪を溶解することを特徴とするものである。
【００１６】
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、前記ヒートシンクの前記延設部の上面には前記本体部側から前記アウターレンズ側に向かう複数の溝部が並設されていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１において、前記ヒートシンクの前記延設部の上面及び下面には夫々前記本体部側から前記アウターレンズ側に向かう複数の溝部が並設されていることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれか１項において、前記ヒートシンクは、前記基板が載置された領域を除き、表面に黒色アルマイト処理が施されていることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の請求項５に記載された発明は、請求項１〜４のいずれか1項において、前記光源ユニットは前記ヒートシンクに設けられた支持用フランジを介して前記アウターレンズに固定支持されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
アウターレンズとハウジングにより形成された灯室の内部の下部の前記アウターレンズ側に配置される光源ユニットを、ＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源が実装された基板と、基板が載置されたヒートシンクと、ヒートシンクに支持固定されてＬＥＤ光源を上方から包囲するリフレクタとにより構成した。
【００２１】
そのうち、ヒートシンクはＬＥＤ光源の直下に位置する本体部と本体部からアウターレンズ側に延設された延設部を有し、ＬＥＤ光源の点灯時の熱が順次基板、ヒートシンクの本体部を介して延設部に伝導され、延設部から熱伝達及び熱放射によりアウターレンズに移動してアウターレンズの温度上昇を促進し、アウターレンズの外面に付着した雪を溶解する。
【００２２】
その結果、アウターレンズにおける融雪効率の良好な構造を有し、小型化及び薄型化が可能でデザインの自由度が高く、製造コストが廉価な車両用ＬＥＤ灯具を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る概略正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る概略断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る部分斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る伝熱系の説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る他例の部分斜視図である。
【図６】従来例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、この発明の好適な実施形態例を図１〜図５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。
【００２５】
図１は本発明の車両用ＬＥＤ灯具に係る実施形態の概略正面図、図２は同じく本発明の車両用ＬＥＤ灯具に係る実施形態の概略断面図である。
【００２６】
本実施形態の車両用ＬＥＤ灯具１は図１に示すように、アウターレンズ２とハウジング３により形成された灯室４内に複数の光源ユニットが配設されており、各光源ユニットは車幅方向の走行車線側から路肩側に向かって順にハイビーム（走行ビーム）用のマルチリフレクタ型光源ユニット（以下、ハイビーム用光源ユニットと略称する）５、ロービーム（すれ違いビーム）用のプロジェクタ型光源ユニット６、車幅灯用のマルチリフレクタ型光源ユニット７、及び方向指示灯用のマルチリフレクタ型光源ユニット８が位置している。
【００２７】
また、これら４つの光源ユニット５〜８の下方に車幅方向の走行車線側から路肩側に向かって複数のＤＲＬ（Daytime Running Lights）用のマルチリフレクタ型光源ユニット（以下、ＤＲＬ用光源ユニットと略称する）１０（１０ａ〜１０ｊ）が位置しており、このＤＲＬ用光源ユニット１０（１０ａ〜１０ｊ）に本発明の発明技術が用いられている。
【００２８】
そこで、図２を参照して本発明技術を用いた車両用ＬＥＤ灯具１について詳細に説明する。図２は上述したように概略断面図であり、車両用ＬＥＤ灯具１をロービーム用光源ユニット６及びＤＲＬ用光源ユニット１０（１０ｅ）の両方に掛かるように切断したときの概略縦断面図である。
【００２９】
車両用ＬＥＤ灯具１は、アウターレンズ２とハウジング３で形成された灯室４の内部上方にロービーム用光源ユニット６が位置し、灯室４の内部のロービーム用光源ユニット６の下方にＤＲＬ用光源ユニット１０（１０ｅ）が位置している。
【００３０】
そのうち、ロービーム用光源ユニット６は、半導体発光素子（本実施例ではＬＥＤ素子）を発光源とするＬＥＤ光源２０と、ＬＥＤ光源２０が実装されたマウントプレート２１と、マウントプレート２１に連接されてＬＥＤ光源２０を包囲する反射面を有すると共に一端を開口とするリフレクタ２２と、リフレクタ２２の開口前方に位置する投影レンズ２３と、投影レンズ２３を支持するレンズホルダ２４を備えており、これによりロービーム（すれ違いビーム）用配光パターンが形成される。このようなロービーム用光源ユニット６の構造は従来のプロジェクタ型光源ユニットと同様である。
【００３１】
一方、ＤＲＬ用光源ユニット１０は、灯室４内のアウターレンズ２側に位置し、半導体発光素子（本実施例ではＬＥＤ素子）を発光源とするＬＥＤ光源１１と、ＬＥＤ光源１１が実装された基板１２と、ＬＥＤ光源実装基板１２が載置されたヒートシンク１３と、ヒートシンク１３に支持固定されてＬＥＤ光源１１を上方から包囲する反射面を有すると共に一端を開口とするリフレクタ１４を備えている。
【００３２】
ヒートシンク１３は材料にアルミニウムが用いられ、ＬＥＤ光源実装基板１２が載置された位置の直下部に位置するブロック状の本体部１３ａと該本体部１３ａからアウターレンズ２側に延設された略板状の延設部１３ｂからなっており、ＬＥＤ光源実装基板１２が載置された領域を除き、表面に放熱向上表面処理（アルマイト、塗装など。本実施形態では黒色アルマイト処理）が施されて酸化膜が被覆されている。
【００３３】
リフレクタ１４は、平板状に形成された支持部１４ａと支持部１４ａから立ち上がって湾曲状に形成された反射部１４ｂを有しており、反射部１４ｂの凹側の面は複数の面で構成される複合面であり、少なくともその複合面及び支持部１４ａの前記複合面に接する面（上面）にはクロムメッキ等によるメタリック調の光輝処理が施されて夫々マルチリフレクタ面１４ｃ及び平面反射面１４ｄを形成している。
【００３４】
マルチリフレクタ面１４ｃは、ＬＥＤ光源１１から発せられてマルチリフレクタ面１４ｃで反射されてアウターレンズ２の方向に向かう光の反射効率の向上と該光による配光パターンの形成に寄与し、平面反射面１４ｄはヒートシンク１３の本体部１３ａを覆い隠して美観の確保に寄与する機能を有している。
【００３５】
そして、ヒートシンク１３の本体部１３ａに、本体部１３ａのＬＥＤ光源実装基板１２が載置された領域を除く面を覆うようにリフレクタ１４の支持部１４ａが固定され、支持部を介してリフレクタ１４がヒートシンク１３に支持固定されている。
【００３６】
また、ヒートシンク１３の延設部１３ｂは図３に示すように、放熱による冷却効果を高めるために上面１３ｃ及び端面１３ｄの夫々に複数の溝部１３ｅ、１３ｆが並設されて表面積の増大が図られている。上面１３ｃに並設された溝部１３ｅは本体部１３ａ側からアウターレンズ２側に向かう方向に形成され、端面１３ｄに並設された溝部１３ｆは上下方向に形成されている。
【００３７】
図２に戻って、ヒートシンク１３の延設部１３ｂの上方には延設部１３ｂから所定の距離を置いた位置にエクステンション１５が配置されている。エクステンション１５には、少なくともアウターレンズ２を通して観視される面にクロムメッキ等によるメタリック調の光輝処理が施されており、ヒートシンク１３の延設部１３ｂを覆い隠して美観の確保に寄与する機能を有している。
【００３８】
そして、ヒートシンク１３の本体部１３ａ又は延設部１３ｂのいずれか（本実施例の場合は本体部１３ａ）には支持用フランジ１３ｇが設けられ、ヒートシンク１３が支持用フランジ１３ｇを介してアウターレンズ２に固定支持されている。つまり、ＤＲＬ用光源ユニット１０はアウターレンズ２に支持固定された状態にある。
【００３９】
このＤＲＬ用光源ユニット１０をアウターレンズ２を通して観視すると、いずれもメタリック調の光輝処理が施された、リフレクタ１４のマルチリフレクタ面１４ｃ、平面反射面１４ｄ及びエクステンション１５が視認され、高級感のある意匠性に優れた雰囲気が感じられる。
【００４０】
また、リフレクタ１４のマルチリフレクタ面１４ｃ、平面反射面１４ｄ及びエクステンション１５で囲まれた領域はＬＥＤ光源１１からの光Ｌがアウターレンズ２に至るまでの光路形成領域１６となっており、この光路形成領域１６を導光された光Ｌがアウターレンズ２を介して外部に照射される。
【００４１】
このように構成されたＤＲＬ光源ユニット１０において、寒冷地の降雪時にＬＥＤ光源１１が点灯されていない場合は、図４（ａ）のようにアウターレンズ２の外面に雪１７が付着した状態となっている。
【００４２】
そこで、ＬＥＤ光源１１を点灯すると、図４（ｂ）のようにＬＥＤ光源１１は光Ｌと同時に熱Ｈも発生する。その熱ＨはＬＥＤ光源１１が実装された基板１２および基板１２の直下に位置する、黒色アルマイト処理が施されていないアルミニュウム面からヒートシンク１３の本体部１３ａに伝導され、本体部１３ａから延設部１３ｂに伝導される。
【００４３】
延設部１３ｂに移動した熱Ｈは延設部１３ｂの表面に接触する空気に伝達されて灯室４内に放散される。このとき、上述したように延設部１３ｂには上面１３ｃに本体部１３ａ側からアウターレンズ２側に向かう方向に複数の溝部１３ｅが並設されており（図３参照）、且つ延設部１３ｂの上方には延設部１３ｂから所定の距離を置いた位置にエクステンション１５が配置されて延設部１３ｂとエクステンション１５の間に隙間１８が形成されている。
【００４４】
そこで、延設部１３ｂの上面１３ｃで受熱した熱風Ｈは延設部１３ｂとエクステンション１５との間の隙間１８を溝部１３ｅに沿ってアウターレンズ２の方向に流動し、延設部１３ｂの端部１３ｄ側から上昇してアウターレンズ２の内面に当たる。
【００４５】
それと同時に、延設部１３ｂの下面１３ｈで受熱した熱風Ｈはそのまま下面１３ｈに沿って延設部１３ｂの先端部に流動し、延設部１３ｂの端面１３ｄの溝部１３ｆ（図３参照）に沿って上昇してアウターレンズ２の内面に当たる。
【００４６】
このように、延設部１３ｂの上面１３ｃ及び下面１３ｈで受熱した熱風Ｈがアウターレンズ２の内面に当たることにより、アウターレンズ２に熱が伝達されて該アウターレンズ２の温度が上昇する。
【００４７】
更にそれと同時に、ヒートシンク１３のアウターレンズ２に対面する部分の熱が熱放射線の形でアウターレンズ２の内面に当たりアウターレンズ２内に吸収されて熱エネルギーとなり、アウターレンズ２の温度を上昇させる。この場合、ヒートシンク１３には表面に黒色アルマイト処理が施されているために放射される熱量は無垢のアルミニウムよりも極めて大きく、アウターレンズ１３の温度上昇もその分大きくなる。
【００４８】
その結果、ＬＥＤ光源１１から熱伝導によってヒートシンク１３に移動した熱が、熱伝達及び熱放射によって効率よくアウターレンズ２に移動し、アウターレンズ２の温度上昇を効果的に促進する。そのため、アウターレンズ２のＤＲＬ用光源ユニット１０近傍の雪が融解され、除雪される。
【００４９】
更に、ＬＥＤ光源１１の点灯が続くと、図４（ｃ）のようにアウターレンズ２のＤＲＬ用光源ユニット１０近傍の雪の除雪と同時に、アウターレンズ２に移動した熱がアウターレンズ２の上部にも伝導されて融解された雪１７が下方に滑り落ち、アウターレンズ２のほぼ全面に亘って除雪が行われる。
【００５０】
そのため、ＤＲＬ用光源ユニット１０の上方に位置して同様にＬＥＤ素子を発光源とするプロジェクタ型のロービーム用光源ユニット６の前方の雪も同時に除雪され、安全走行のための十分な照射光量及び配光パターンが確保される。
【００５１】
以上説明したように、本発明の車両用ＬＥＤ灯具は上述の従来例のように、ＬＥＤ光源から出射されて外部に照射される光の光路形成領域の外部に該光路形成領域を覆うように放熱部材が設けられているものではなく、ヒートパイプのような熱伝導手段も設けられていない。
【００５２】
そのため、車両用灯具の小型化及び薄型化が可能となってデザインの自由度が高まる。それと共に、放熱部材及び熱伝導手段が不要であるため材料費及び組立費の抑制及び生産効率の向上が図られ、製造コストの低減が実現できる。
【００５３】
また、上記放熱部材及び熱伝導手段を用いることなくＬＥＤ光源から発せられた熱をアウターレンズまで効率よく伝熱することができ、優れた融雪効果を得ることができる。
【００５４】
なお、上記実施形態においては、ヒートシンクの延設部の上面のみに溝部を設けていたが、図５に示すように延設部１３ｂの上面１３ｃと共に下面１３ｈにも複数の溝部１３ｉを設けることができる。これにより、延設部１３ｂ全体の表面積が増してヒートシンク１３からアウターレンズ２に移動する熱量も増加し、融雪効果も更に上昇する。
【００５５】
この場合、延設部１３ｂの下面１３ｈに設ける複数の溝部１３ｉは、上面１３ｃの溝部１３ｅと同様に本体部１３ａ側からアウターレンズ２側に向かう方向に並設すると熱移動が効果的に行われる。
【符号の説明】
【００５６】
１  車両用ＬＥＤ灯具
２  アウターレンズ
３  ハウジング
４  灯室
５  ハイビーム用光源ユニット
６  ロービーム用光源ユニット
７  車幅灯用光源ユニット
８  方向指示灯用光源ユニット
１０  ＤＲＬ用光源ユニット
１１  ＬＥＤ光源
１２  基板
１３  ヒートシンク
１３ａ  本体部
１３ｂ  延設部
１３ｃ  上面
１３ｄ  端面
１３ｅ  溝部
１３ｆ  溝部
１３ｇ  支持用フランジ
１３ｈ  下面
１３ｉ  溝部
１４  リフレクタ
１４ａ  支持部
１４ｂ  反射部
１４ｃ  マルチリフレクタ面
１４ｄ  平面反射面
１５  エクステンション
１６  光路形成領域
１７  雪
１８  隙間
２０  ＬＥＤ光源
２１  マウントプレート
２２  リフレクタ
２３  投影レンズ
２４  レンズホルダ
【図１】
2011028906.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2011028906.tif 000006
【図５】
2011028906.tif 000007
【図６】
2011028906.tif 000008