(57)【要約】【課題】熱伝導ロスをなくして放熱性能を高めるとともに、容易に交換可能なＬＥＤモジュールを提供すること。【解決手段】車両用灯具２０のハウジング２１（またはリフレクタ）に対して着脱可能なソケットハウジング２と、該ソケットハウジング２に組み込まれたヒートシンク（放熱部材）３と、該ヒートシンク３に実装されたＬＥＤチップ４を含んで構成されるＬＥＤモジュール１において、前記ソケットハウジング２にダクト部２Ｃを一体に形成し、該ダクト部２Ｃ内にヒートシンク３の放熱フィン３Ｂを収容する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用灯具のハウジングまたはリフレクタに対して着脱可能なソケットハウジングと、該ソケットハウジングに組み込まれた放熱部材と、該放熱部材に実装されたＬＥＤチップを含んで構成されるＬＥＤモジュールにおいて、
前記ソケットハウジングにダクト部を一体に形成し、該ダクト部内に前記放熱部材の一部を収容したことを特徴とするＬＥＤモジュール。
【請求項２】
請求項１記載のＬＥＤモジュールをハウジングまたはリフレクタに着脱可能に装着して成る車両用灯具の冷却構造であって、
前記ＬＥＤモジュールのソケットハウジングに形成されたダクト部と共に連続した送風路を構成するエアダクトと、該エアダクトに冷却風を供給するブロアを備えることを特徴とする車両用灯具の冷却構造。
【請求項３】
１つの前記ブロアに接続された１つの前記エアダクトに対して複数の前記ＬＥＤモジュールを着脱可能に装着したことを特徴とする請求項２記載の車両用灯具の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源とするＬＥＤモジュールとこれを備えた車両用灯具の冷却構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ヘッドランプやテールランプなどの車両用灯具の光源として、高輝度で消費電力が少なく、耐久性の高いＬＥＤが使用される傾向にある。斯かる車両用灯具においては、ＬＥＤが発光すると熱が発生し、この熱によってＬＥＤの温度が上昇するが、ＬＥＤは、温度の上昇と共に発光効率と耐久寿命が低下する。
【０００３】
そこで、車両用灯具には、ＬＥＤの温度上昇を抑える冷却構造が必要になるが、特許文献１には、半導体光源（ＬＥＤ）が接続されたヒートシンク（放熱部材）の少なくとも一部を空気ダクトの内部に配置し、ファンによって前記空気ダクト内に誘起される空気流によって前記ヒートシンクの放熱性能を高め、該ヒートシンクに接続された前記半導体光源を冷却してその温度上昇を抑える構成が提案されている。
【０００４】
また、特許文献２には、車両用灯具の筐体内に形成された貫通孔に、ＬＥＤランプユニットに連なる放熱部材（ヒートシンク）を配置し、ファンによって前記貫通孔に供給される空気によって前記加熱部材の放熱性能を高め、該放熱部材に連なる前記ＬＥＤランプユニットを冷却してその温度上昇を抑える構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０７０８２１号公報
【特許文献２】特許第４７３０７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１，２において提案された冷却構造においては、空気流に接する放熱部材（ヒートシンク）と半導体光源（ＬＥＤランプユニット）との間に基板や別体の熱伝導構造体（支持体）が介在しているため、該熱伝導構造体と放熱部材との間に熱伝導ロスが発生し、この熱伝導ロスのために高い放熱性能を発揮することができないという問題がある。
【０００７】
また、特許文献１，２において提案された冷却構造においては、半導体光源（ＬＥＤランプユニット）は固定されているため、これに故障が生じた場合などには該半導体光源を容易に交換することができないという問題もある。
【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、放熱性能を高めるとともに、容易に交換可能なＬＥＤモジュールとこれを備えた車両用灯具の冷却構造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、車両用灯具のハウジングまたはリフレクタに対して着脱可能なソケットハウジングと、該ソケットハウジングに組み込まれた放熱部材と、該放熱部材に実装されたＬＥＤチップを含んで構成されるＬＥＤモジュールにおいて、前記ソケットハウジングにダクト部を一体に形成し、該ダクト部内に前記放熱部材の一部を収容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ＬＥＤモジュールをハウジングまたはリフレクタに着脱可能に装着して成る車両用灯具の冷却構造であって、前記ＬＥＤモジュールのソケットハウジングに形成されたダクト部と共に連続した送風路を構成するエアダクトと、該エアダクトに冷却風を供給するブロアを備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、１台の前記ブロアに接続された１つの前記エアダクトに対して複数の前記ＬＥＤモジュールを着脱可能に装着したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ブロアからエアダクトへと供給される空気の流れによってＬＥＤモジュールの放熱部材が強制空冷されるため、該放熱部材の放熱性能が高められ、これに直接実装されたＬＥＤチップが効率良く冷却される。この結果、ＬＥＤチップの温度上昇が抑えられ、その発光効率と耐久寿命が高められる。
【００１３】
そして、本発明によれば、ＬＥＤモジュールは車両用灯具のハウジングまたはリフレクタに対して着脱可能であって、これがハウジングまたはリフレクタに装着された状態では、そのソケットハウジングに形成されたダクト部がエアダクトの一部を構成するため、冷却性能が損なうことなくＬＥＤモジュールを交換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るＬＥＤモジュールの斜視図である。
【図２】本発明に係るＬＥＤモジュールの分解斜視図である。
【図３】本発明に係るＬＥＤモジュールの側面図(図１の矢視Ａ方向の図）である。
【図４】本発明に係るＬＥＤモジュールの平面図（図３の矢視Ｂ方向の図）である。
【図５】図３のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】本発明に係る冷却構造を備える車両用灯具の平断面図である。
【図７】本発明に係る冷却構造を備える車両用灯具の背面図である。
【図８】本発明に係る冷却構造を備える車両用灯具の背面側斜視図である。
【図９】本発明に係る冷却構造を備える車両用灯具の冷却構造部分のＬＥＤモジュールを装着する前の状態を示す部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
［ＬＥＤモジュール］
図１は本発明に係るＬＥＤモジュールの斜視図、図２は同ＬＥＤモジュールの分解斜視図、図３は同ＬＥＤモジュールの側面図(図１の矢視Ａ方向の図)、図４は同ＬＥＤモジュールの平面図（図３の矢視Ｂ方向の図）、図５は図３のＣ−Ｃ線断面図である。
【００１６】
本発明に係るＬＥＤモジュール１は、樹脂にて一体成形されたソケットハウジング２内に放熱部材であるアルミニウム製のヒートシンク３を組み込み、該ヒートシンク３の矩形の天面３ａの中心部に複数のＬＥＤチップ４を直接実装して構成されている。
【００１７】
ここで、本実施の形態では、ソケットハウジング２の中心軸は当該ＬＥＤモジュール１の光軸に一致しており、前記ＬＥＤチップ４は、ヒートシンク３の天面３ａにその中心軸に対して回転対称に配置されている。
【００１８】
而して、図５に示すように、ヒートシンク３の天面３ａのＬＥＤチップ４が実装されている部分を除く部位には絶縁層５が被着されており、この絶縁層５の上には不図示の銅パターン６が形成されている。なお、図１及び図２に示すように、ＬＥＤチップ４および不図示の銅パターンの周囲には、樹脂ポッティング用のリング７が形成されている。また、図２に示すように、ヒートシンク３の天面３ａの片側には矩形の３つの銅パターン８が形成されている。
【００１９】
前記ソケットハウジング２は、図１〜図５に示すように円形ブロック状の本体部２Ａと、該本体部２Ａの中心部からオフセットした位置から一体に延びる矩形筒状のソケット部２Ｂとダクト部２Ｃを備えている。ここで、ダクト部２Ｃの外周は、本体部２Ａに形成されたリング状のフランジ２ａの外形形状に沿って円弧曲面状に形成されている。なお、図１〜図４に示すように、ソケットハウジング２の本体部２Ａの外周には４つの係合爪２ｂ（図には３つのみ図示）が一体に形成されている。
【００２０】
また、前記ヒートシンク３は、アルミニウムの押出成形品であって、これには矩形ブロック状の本体部３Ａと、該本体部３Ａから垂直に延びる複数枚（図示例では、８枚）の矩形の薄い放熱フィン３Ｂが一体に形成されている。
【００２１】
而して、ソケットハウジング２とヒートシンク３とはインサート成形によって一体成形されており、図５に示すように、ヒートシンク３の本体部３Ａは、ソケットハウジング２の本体部２Ａの内部に一体に埋設され、ヒートシンク３の放熱フィン３Ｂは、ソケットハウジング２のダクト部２Ｃ内の空間（流路）内に配設され、これらの先端部はダクト部２Ｃに埋設されて支持されている（図５参照）。
【００２２】
また、ソケットハウジング２には、図５に示すように、ソケット部２Ｂへと延びる基板収納空間２ｃが形成されており、この基板収納空間２ｃには、矩形プレート状の回路基板９が固定された状態で収納されている。この回路基板９には、図２に示すように、前記ＬＥＤチップ４への駆動電流を制御する抵抗やダイオード等の複数の制御素子１０が配置されており、その一端（図５の手前側）にはＬ字状に屈曲する３つの端子１１が設けられており、他端（図５の奥側）にも３つの端子１２が設けられている。そして、この回路基板９が図５に示すようにソケットハウジング２に固定された状態では、該回路基板９の一端に設けられた３つの端子１１は、ヒートシンク３の天面３ａに設けられた３つの前記銅パターン６（図２参照）に電気的に接続され、回路基板９の他端に設けられた３つの端子１２は、図５に示すようにソケットハウジング２のソケット部２Ｂ内の空間（流路）に臨んでいる。
[車両用灯具の冷却構造］
次に、以上のように構成されたＬＥＤモジュール１を備える車両用灯具２０の冷却構造を図６〜図９に基づいて以下に説明する。
【００２３】
図６は本発明に係る冷却構造を備える車両用灯具の平断面図、図７は同車両用灯具の背面図、図８は同車両用灯具の背面側斜視図、図９は同車両用灯具の冷却構造部分のＬＥＤモジュールを装着する前の状態を示す部分斜視図である。
【００２４】
本実施の形態に係る車両用灯具２０は、車両前部の左右に配置されるヘッドランプであって、図６に示すように、樹脂によって一体成形された横方向に細長い矩形ボックス状のハウジング２１とその開口部を覆う円弧曲面状の透明なアウタレンズ２２によって画成された灯室Ｓ内に、楕円曲面状の３つのリフレクタ２３を横方向に並設した状態で収納するとともに、ハウジング２１の背面の前記リフレクタ２３に対応する箇所に計３つのＬＥＤモジュール１を着脱可能に装着して構成されている。なお、各リフレクタ２３の内面には、反射率を高めるためにアルミ蒸着などの反射処理が施されている。また、車両用灯具によっては、ＬＥＤモジュール１はリフレクタに着脱可能に装着される。
【００２５】
また、図９に示すように、ハウジング２１の背面のＬＥＤモジュール１が装着された３箇所（図９には２箇所のみ図示）には円孔状の装着孔２４が形成されており、各装着孔２４の内周４箇所（ＬＥＤモジュール１のソケットハウジング２に突設された４つの前記係合爪２ｂに対応する４箇所）には切欠き状の係合溝２４ａ（図９には３つのみ図示）が形成されている。
【００２６】
ところで、ハウジング２１の背面の横方向一端部には１台のブロワ２５が設置されており、このブロワ２５の吐出側からは矩形筒状のエアダクト２６がハウジング２１の背面に沿って水平に延設されている。そして、図９に示すように、エアダクト２６のＬＥＤモジュール１が装着される箇所（ハウジング２１の装着孔２４が形成された箇所）には、ＬＥＤモジュール１のソケットハウジング２に形成されたダクト部２Ｃの外形形状に沿う計３つの切欠き２６ａ（図９には２つのみ図示）が形成されている。
【００２７】
而して、各ＬＥＤモジュール１は、図９に示すように、ハウジング２１の背面側からそのソケットハウジング２の本体部２Ａの先端を、これに形成された４つの係合爪２ｂ（図１及び図２参照）をハウジング２１の装着孔２４の係合溝２４ａ（図９参照）に合わせた状態で装着孔２４に挿入し、各ＬＥＤモジュール１を図９の矢印方向に回すと、係合爪２ｂがハウジング２１の装着孔２４の周縁部に係合して該ＬＥＤモジュール１がハウジング２１に装着される。このようにＬＥＤモジュール１がハウジング２１の装着孔２４に装着されると、エアダクト２６の各切欠き２６ａに各ＬＥＤモジュール１のソケットハウジング２に形成されたダクト部２Ｃが嵌め込まれ、ダクト２６とＬＥＤモジュール１のダクト部２Ｃの内部には連続して流路が形成される。なお、以上のようにハウジング２１に装着されたＬＥＤモジュール１は、以上とは逆の手順によってハウジング２１から容易に取り外すことができる。すなわち、図６〜図８に示すようにハウジング２１に装着されたＬＥＤモジュール１を逆方向（図９の矢印方向とは逆方向）に回せば、該ＬＥＤモジュール１のソケットハウジング２の本体部２Ａに形成された係合爪２ｂのハウジング２１の装着孔２４の周縁部との係合が解除されるため、ＬＥＤモジュール１を手前側に取り出してハウジング２１から容易に取り外すことができる。そして、本実施の形態では、ソケットハウジング２のダクト部２Ｃの外形形状とエアダクト２６の切欠き２６ａの形状を円弧状もしくは円形としたため、ＬＥＤモジュール１の着脱が容易化するとともに、ダクト部２Ｃと切欠き２６ａ間に隙間が発生するのが防がれる。
【００２８】
ところで、図示しないが、車両に搭載されたバッテリから延びる電源コードの端部には電源プラグが取り付けられており、ハウジング２１に取り付けられたＬＥＤモジュール１のソケットハウジング２に形成された矩形筒状のソケット部２Ｂに電源プラグを差し込むことによって、ＬＥＤモジュール１の光源であるＬＥＤ４（図１，図２および図５参照）が端子１１と回路基板９、端子１２及び電源コードを介してバッテリに電気的に接続される。
【００２９】
従って、運転者がスイッチ操作によってバッテリから各ＬＥＤモジュール１に給電すると、バッテリからの電流は電源コードと端子１２と回路基板９及び端子１１を経て各ＬＥＤモジュール１のＬＥＤチップ４に供給されるため、各ＬＥＤチップ４が起動されて発光する。すると、各ＬＥＤチップ４から出射する光は、リフレクタ２３によって反射し、アウタレンズ２２を透過して車両前方（図６の上方）に向けて出射する。
【００３０】
上述のようにＬＥＤチップ４が発光すると、該ＬＥＤチップ４が発熱するが、その熱は車両用灯具１０に設けられた本発明に係る冷却構造によって冷却される。
【００３１】
すなわち、車両用灯具２０の点灯時にはブロワ２５が駆動され、該ブロワ２５から吐出される冷却風は、エアダクト２６及びその途中に設けられたＬＥＤモジュール１のダクト部２Ｃの内部に形成された連続した流路を流れ、各ＬＥＤモジュール１のダクト部２Ｃに収容されたヒートシンク３の複数枚の放熱フィン３Ｂを通過して該放熱フィン３Ｂの放熱性能を高める。このため、各ＬＥＤモジュール１のＬＥＤチップ４からヒートシンク３へと伝導する熱は、放熱フィン３Ｂから効率良く放熱されて冷却風によってエアダクト２６外へと排出される。
【００３２】
また、本実施の形態では、各ＬＥＤモジュール１においては、ヒートシンク３の本体部３Ａの天面３ａにＬＥＤチップ４を直接実装したため、ＬＥＤチップ４において発生する熱は、従来のようにＬＥＤ基板を介することなくヒートシンク３に直接伝導する。このため、伝導ロスが小さく抑えられて熱がヒートシンク３に効率良く伝えられ、ヒートシンク３に形成された放熱フィン３Ｂから効率良く放熱される。
【００３３】
従って、本発明に係る冷却構造によれば、各ＬＥＤモジュール１のＬＥＤチップ４の温度上昇が抑えられ、該ＬＥＤチップ４に高い発光効率と耐久寿命が確保されるという効果が得られる。
【００３４】
また、本発明に係るＬＥＤモジュール１は車両用灯具２０のハウジング２１に対して着脱可能であって、これがハウジング２１に装着された状態では、そのソケットハウジング２に形成されたダクト部２Ｃがエアダクト２６の一部を構成するため、冷却性能を損なうことなくＬＥＤモジュール１を容易に交換することができる。
【００３５】
なお、本発明は、ヘッドランプ以外のリヤコンブネーションランプ、ＤＲＬ（Daytime Running
Lamp）、フォグランプ、バックランプ、サイドターンランプ、リヤフォグランプ、ハイマウントストップランプ、ライセンスプレートランプなどの他の任意の車両用灯具の冷却構造および任意の車両用灯具に着脱可能に装着されるＬＥＤモジュールに対しても同様に適用可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００３６】
１          ＬＥＤモジュール
２          ソケットハウジング
２Ａ        ソケットハウジングの本体部
２Ｂ        ソケットハウジングのソケット部
２Ｃ        ソケットハウジングのダクト部
２ａ        ソケットハウジングのフランジ
２ｂ        ソケットハウジングの係合爪
２ｃ        ソケットハウジングの基板収納空間
３          ヒートシンク（放熱部材）
３Ａ        ヒートシンクの本体部
３Ｂ        ヒートシンクの放熱フィン
３ａ        ヒートシンクの天面
４          ＬＥＤチップ
５          絶縁層
６          銅パターン
７          リング
８          銅パターン
９          回路基板
１０        制御素子
１１，１２  端子
２０        車両用灯具
２１        ハウジング
２２        アウタレンズ
２３        リフレクタ
２４        ハウジングの装着孔
２４ａ      装着孔の係合溝
２５        ブロワ
２６        エアダクト
２６ａ      エアダクトの切欠き
Ｓ          灯室
【図１】
2015041452.tif 000003
【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】
2015041452.tif 000008
【図７】
2015041452.tif 000009
【図８】
2015041452.tif 000010
【図９】
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