(57)【要約】【目的】放熱性能に優れ、小型化が可能な車両用前照灯ユニットを提供する。【構成】本発明の車両用前照灯ユニットは、光源となるＬＥＤランプ２ａ、２ｂにリフレクタ１及びヒートシンク３が取付けられており、ＬＥＤランプ２ａ、２ｂ、リフレクタ１及びヒートシンク３は外ケース５によって密閉されている。外ケース５の全表面には、銅めっき層６ａ、ニッケルめっき層６ｂ、及びクロムめっき層６ｃからなるめっき層６が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源となるＬＥＤランプと、該ＬＥＤランプから照射される光を反射するための反射部と、が外ケースによって密閉された車両用前照灯ユニットにおいて、
前記外ケースの内側表面に金属層が形成されていることを特徴とする車両用前照灯ユニット。
【請求項２】
金属層はめっき法によって形成されていることを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯ユニット。
【請求項３】
外ケースの全部又は一部に凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の車両用前照灯ユニット。
【請求項４】
外ケースが熱伝導性樹脂製であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用前照灯ユニット。
【請求項５】
反射部は、外ケースの内側面の一部に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用前照灯ユニット。
【請求項６】
外ケースの全表面に金属層が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用前照灯ユニット。
【請求項７】
外ケースの背面側が、複数のフィンが連なる形状であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用前照灯ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱効果に優れ、小型化が可能な車両用前照灯ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤの高輝度化技術の進歩にともない、車両用前照灯ユニットの光源としてＬＥＤランプが用いられるようになっている。車両用前照灯ユニットの光源としてＬＥＤランプを用いる場合には、発光にともなう発熱量も大きくなるため、ＬＥＤランプを熱から守るべく放熱のための工夫が必要となる。例えば特許文献１においては、ＬＥＤランプにヒートシンクを取付けることによって、放熱効果を高められている。
【０００３】
また、特許文献２には、複数個のＬＥＤランプを列状に実装したアレイのベース基材の先端に反射・放熱体を取り付けて、放熱を促進することが提案されている。
【特許文献１】特開２００６−１５６３０１号公報
【特許文献２】特開２００６−３１０５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、車両用前照灯ユニットは風雨にさらされる厳しい環境下で用いられるため、ＬＥＤランプや反射部やヒートシンクは密閉された外ケースの内部に設置される必要がある。このため、ＬＥＤランプにヒートシンクを取付けたとしても、ヒートシンクの熱から外ケースを守るべく、ＬＥＤランプやヒートシンクから外ケースまでの距離を大きくする必要があり、このため、外ケースが大きくなるという問題があった。外ケースを耐熱性のある金属製とすることも考えられるが、これでは車両の軽量化を図ることができないため、採用することは困難である。
【０００５】
また、上記特許文献２に記載されているように、複数個のＬＥＤランプを列状に実装したアレイのベース基材の先端に放熱体を取り付けたとしても、その設置スペースは極めて限られるため、放熱体に充分な大きさを与えることができなかった。
【０００６】
本発明は、上記従来の実情に鑑みなされたものであり、放熱性能に優れ、小型化が可能な車両用前照灯ユニットを提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の車両用前照灯ユニットは、  光源となるＬＥＤランプと、該ＬＥＤランプから照射される光を反射するための反射部とが外ケースによって密閉された車両用前照灯ユニットにおいて、
前記外ケースの内側表面に金属層が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の車両用前照灯ユニットでは、外ケースの内側表面に、熱伝導性の優れた金属層が形成されている。このため、ＬＥＤランプやＬＥＤランプに取り付けられたヒートシンクから外ケースまでの距離が短くて、その部分が局部的に特に加熱され易い部分になったとしても、金属層を介して面方向周辺へ熱を逃がすことができる。このため、外ケースの一部が過熱することなく温度が平均化され、外ケース全体で放熱を行うこととなる。このため、放熱面積が増大し、放熱が効率的に行われ、外ケースの小型化も可能となる。
【０００９】
金属層の形成方法は特に限定はなく、化学めっきや電気めっき等の湿式めっき法、蒸着、スパッタ、溶射等の乾式めっき法、金属箔を貼り付ける方法等を用いることができる。めっきによる金属層の形成は、容易に行うことができ、製造コストも低廉であるため、好ましい手法である。めっきの種類については、特に限定はないが、外ケースの上に化学銅めっきを施し、さらに電気めっきによって銅の厚さを増すこともできる。銅は金属の中でも特に熱伝導性に優れているため、放熱性能の向上にとって特に好ましい。また、銅めっきを施してから、さらにニッケルめっきを施すことによって、耐食性に優れためっきとすることもできる。さらには、ニッケルめっきの上に、さらにクロムめっきを施して、見栄えの美しい金属光沢を有する表面とすることもできる。
外ケースの内側表面のみでなく、全表面に金属層を形成することが好ましい。外ケースによる放熱効果が高まるからである。例えば、めっきを、外ケースの内側表面にのみならず、全面にも施してもよい。こうであれば、外ケースによる放熱効果の向上に加え、めっきの前処理のマスキング作業を省くことができるため、めっきのコストを低廉化することもできる。
【００１０】
また、外ケースの全部又は一部に凹凸が形成されていることも好ましい。こうであれば、凹凸によって放熱のための表面積が増大し、さらに放熱効果を高くすることができる。外ケースの背面側が複数のフィンが連なる形状であることが好ましい。フィン形状の背面を備える外ケースでは、外ケースがヒートシンクとして機能することとなるため、別途ヒートシンクを設けなくとも優れた放熱効果を奏する。別途ヒートシンクを設けないことは、部品点数の削減、小型化、及び組み付け作業性の向上をもたらす。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明において用いられる外ケースは、車両軽量化のため樹脂製とすることが好ましい。樹脂製外ケース表面への金属層の形成は、化学めっきや電気めっき等の湿式めっき、蒸着やスパッタや溶射等の乾式めっき、銅箔等の金属箔を外ケースに貼り付ける等の手法を用いることができる。金属層を湿式めっきで形成する場合には、化学めっきが容易なＡＢＳ樹脂やめっきグレードのポリアセタール樹脂等を用いることができる。また、黒色めっきを施すことも好ましい。こうであれば、めっきによる熱の吸収がさらに促進され、放熱がさらに効果的に行われるからである。このような黒色めっきとしては、黒色クロメート被膜を形成させ亜鉛めっき、黒色ニッケルめっき、黒色クロムめっきなどが挙げられる。
【００１２】
通常、樹脂の熱伝導性は低い（例えばＡＢＳ樹脂で０.２ｗ／ｍ・Ｋ°）が、金属皮膜の熱伝導率は、樹脂に比べてきわめて高い（銅：３９８ｗ／ｍ・Ｋ°、ニッケル：９０．５ｗ／ｍ・Ｋ°、クロム９０．３ｗ／ｍ・Ｋ°）。このため、ＬＥＤランプやＬＥＤランプに取り付けられたヒートシンクに近い位置において局所的に外ケースが加熱されたとしても、外ケースの表面に形成された金属皮膜によって熱が金属層の面方向にすみやかに移動する。このため、外ケースから外気への放熱は、外ケース全面で行うこととなり、放熱効果が高められる。
【００１３】
外ケースは、熱伝導性樹脂製であることが好ましい。熱伝導性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ＡＢＳ樹脂などの合成樹脂に、酸化アルミニウムなどの金属酸化物を添加したものを挙げることができる。熱伝導性樹脂製の外ケースを使用することにより、軽量でありながら、放熱効果が一層高まる。
【００１４】
外ケースの内側面の一部を反射部に利用することが好ましい。例えば、外ケースの内側面の一部を放物面形状として、ここに金属薄層を形成して反射部（リフレクタ）とする。このように、外ケースと反射部とを一体に構成することができる。この形態では、内側面の一部が反射部となる外ケースが備えられることとなる。これにより、部品点数が削減され、また小型化が図られる。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明をさらに具体化した実施形態について説明する。
（実施形態１）
実施形態１の車両用前照灯ユニットは、図１に示すように、リフレクタ１、ヒートシンク３及び外ケース５を備えてなる。リフレクタ１の内側反射面は放物面を形成している。このリフレクタ１の最深部中央にヒートシンク３が固定されている。ヒートシンク３はリテーナ３１と放熱フィン３３を備える。リテーナ３１は棒状であり、リフレクタ１の最深部中央からリフレクタ１の中心線上（即ち光軸方向）に延びている。これにより、リフレクタ１で反射された光に対するリテーナ３１の干渉が最小限になる。実施例ではリテーナ３１の断面形状を矩形としたため、ＬＥＤランプ２ａ、２ｂとリフレクタ１との正確な位置合わせを容易に行える。リテーナ３１の表面には図示しない電源回路が薄膜に配線されている。この電源回路及びリテーナ３１の表面を反射層で被覆することが好ましい。ヒートシンク３は金属その他の高い伝熱性材料で形成される。リテーナ３１と放熱フィン３３とは一体であっても別体であってもよい。
符号２ａ、２ｂは白色系のＬＥＤランプであり、リテーナ３１の上側面３１ａと下側面３１ｂとに固定されている。リテーナ３１においてその周方向へ均等分配して複数のＬＥＤランプを配設することが好ましい。この実施例ではＬＥＤランプは１８０度の間隔をもってリテーナ３１の周方向へ均等に配置されている。複数のＬＥＤランプをリテーナ３１の周方向へ均等に配設することにより、前照灯ユニットから放出される光の光量が照射領域においてより均一になる。
リフレクタ１の前面側には、透明な樹脂製のレンズ４が嵌められている。また、リフレクタ１の先端周縁にはＡＢＳ製の直方体容器形状の外ケース５が嵌合されており、これによりＬＥＤランプ２ａ、２ｂ及びヒートシンク３は密閉構造とされている。また、図２に示すように、外ケース５の表面全体には、銅めっき層（２５μｍ）６ａ、ニッケルめっき層（２５μｍ）６ｂ、及びクロムめっき層（０．２０μｍ）６ｃからなるめっき層６が形成されている。
【００１６】
ＬＥＤランプ２ａ、２ｂには、高出力の白色系ＬＥＤを用いることができる。かかるＬＥＤとして青色発光の半導体発光素子と該青色光を吸収して黄色系の蛍光を放出する蛍光体との組合せを採用することができる。かかる蛍光体としてＳｅ付活のＹＡＧ系蛍光体が用いられる。蛍光体は発光素子を囲繞する封止材料中に分散させる。
半導体発光素子にはIII族窒化物系化合物半導体発光素子が用いられる。ここに、III族窒化物系化合物半導体とは、一般式としてＡｌＸＧａＹＩｎ１−Ｘ−ＹＮ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、０≦Ｘ＋Ｙ≦１）で表される。Ａｌを含むものはこのうち、ＡｌＮのいわゆる２元系、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ及びＡｌｘＩｎ１−ｘＮ（以上において０＜ｘ＜１）のいわゆる３元系を包含する。III族窒化物系化合物半導体において、III族元素の少なくとも一部をボロン（Ｂ）、タリウム（Ｔｌ）等で置換しても良く、また、窒素（Ｎ）の少なくとも一部もリン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等で置換できる。
また、III族窒化物系化合物半導体は任意のドーパントを含むものであっても良い。ｎ型不純物として、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）、カーボン（Ｃ）等を用いることができる。ｐ型不純物として、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、ベリリウム（Ｂｅ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）等を用いることができる。なお、ｐ型不純物をドープした後にIII族窒化物系化合物半導体を電子線照射、プラズマ照射若しくは炉による加熱にさらすことができるが必須ではない。
III族窒化物系化合物半導体層はＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長）法により形成される。素子を構成する全ての半導体層を当該ＭＯＣＶＤ法で形成する必要はなく、分子線結晶成長法（ＭＢＥ法）、ハライド系気相成長法（ＨＶＰＥ法）、スパッタ法、イオンプレーティング法等を併用することが可能である。
発光素子の構成としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やｐｎ接合を有したホモ構造、ヘテロ構造若しくはダブルへテロ構造のものを用いることができる。発光層として量子井戸構造（単一量子井戸構造若しくは多重量子井戸構造）を採用することもできる。かかるIII族窒化物系化合物半導体発光素子として、主たる光受発光方向（電極面）を光デバイスの光軸方向にしたフェイスアップタイプや主たる光受発光方向を光軸方向と反対方向にして反射光を利用するフリップチップタイプを用いることができる。
【００１７】
以上のように構成された車両用前照灯ユニットでは、図１に示すＬＥＤランプ２ａ、２ｂを発光させた場合に発生する熱がヒートシンク３のリテーナ３１に伝えられ、放熱フィン３３から放熱される。そして、放熱フィン３３に対面する位置の外ケース５の内側が加熱される。外ケース５の内側にはめっき層６が形成されているため、外ケース５に伝えられた熱は、めっき層６の面方向にすみやかに伝熱し、局所的な過熱が防止される。こうして、めっき層６の面方向に伝えられた熱が、さらに外ケース５の厚さ方向に伝熱し、外ケース５の外側に形成されているめっき層６から外気へ放熱される。このため、外ケース５から外気への放熱は、外ケース５の広い面積から行われることとなり、放熱効果が高められる。このため、放熱フィン３３と外ケース５との距離が短くても、外ケース５が過熱され難くなり、ひいては外ケース５を小さくすることができる。
したがって、実施形態１の車両用前照灯ユニットによれば、放熱性能に優れ、小型化が可能となる。
【００１８】
（実施形態２）
実施形態２の車両用前照灯ユニットは、図３に示すように、外ケース７が凹凸を有しており、表面全体には、実施例１と同様、銅めっき層、ニッケルめっき層、及びクロムめっき層からなるめっき層８が形成されている。他の構成は実施例１の車両用前照灯ユニットと同様であり、同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００１９】
実施形態２の車両用前照灯ユニットでは、外ケース７が凹凸を有しているため、外ケース７から外気に放熱するための面積が、実施形態１の車両用前照灯ユニットと比べて、大きくなり、放熱効果がさらに高いものとなる。
【００２０】
（実施形態３）
実施形態３の車両用前照灯ユニットの縦断面を図４Ａに示し、背面を図４Ｂに示す。なお、実施形態１及び２の車両用前照灯ユニットと実質的に同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。実施形態３の車両用前照灯ユニットは、ＬＥＤランプ２０、レンズ４０、意匠レンズ４１、外ケース５０を備える。ＬＥＤランプ２０は高出力の白色系ＬＥＤランプである。外ケース５０は酸化アルミニウムの粉末を含むポリプロピレン（ＰＰ）樹脂製である。外ケース５０は外ケース５と同様に、その表面全面には、銅めっき層（２５μｍ）、ニッケルめっき層（２５μｍ）、及びクロムめっき層（０．２０μｍ）からなるめっき層が形成されている。外ケース５０の内側面には、反射部１０ａ、１０ｂが形成されている。反射部１０ａ、１０ｂの形状は放物面形状であって、反射部１０ａの最深部にはＬＥＤランプ２０が設けられており、反射部１０ａ、１０ｂはＬＥＤランプ２０の光を前方（図４Ａにおいて、紙面左方向）に反射する。外ケース５０の背面側の形状は５つのフィン５１ａ〜ｅが連なる形状となっている。図４Ｂに示すように、フィン５１ａ〜ｅは上下方向に延びており、所定間隔を置いて立設している。このように、ケース５０の背面側がヒートシンク５１として機能する。こうして、実施形態３の車両用前照灯ユニットでは、外ケース５０が、反射部１０ａ、１０ｂ及びヒートシンク５１を兼ねている。反射部１０ａ、１０ｂの開口側には配光制御用のレンズ４０が設けられる。レンズ４０の前方には意匠レンズ４１が設けられる。意匠レンズ４１の縁部は外ケース５０に溶着されている。これにより、ＬＥＤランプ２０、レンズ４０及び反射部１０ａ、１０ｂが外ケース５０と意匠レンズ４１により密閉されている。
【００２１】
実施形態３の車両用前照灯ユニットでは、外ケース５０は熱伝導性樹脂製である。そのため、ＬＥＤランプ２０の熱を外ケース５０の厚さ方向に効率的に伝播して、より高い放熱効果を奏する。さらに、ＬＥＤランプ２０は外ケース５０の内側面に取り付けられるため、ＬＥＤランプ２０の熱は、外ケース５０のめっき層を介して効率的に外ケース５０へ伝播することとなる。一方、外ケース５０の背面側はヒートシンク５１として機能する。即ち、外ケース５０とヒートシンク５１とが一体的に構成されている。これにより、外ケース５０に伝播した熱は外部へ効率的に放出されることとなる。また、小型化も図られる。さらに、一方、反射部１０ａ、１０ｂは外ケース５０と一体的に形成されているため、部品点数が削減し、組み付け作業性が向上する。また、反射部１０ａ、１０ｂも熱伝導性樹脂製であるため、放熱効果の向上に寄与する。
このように、実施形態３の車両用前照灯ユニットは、放熱性能に優れ、小型となる。
【００２２】
実施形態４の車両用前照灯ユニットの縦断面を図５Ａに示し、背面を図５Ｂに示す。実施形態１〜３の車両用前照灯ユニットと実質的に同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。実施形態３の車両用前照灯ユニットでは外ケース５０と反射部１０ａ、１０ｂが一体的に形成されているが、実施形態４の車両用前照灯ユニットでは、外ケース５００と反射部１００ａ、１００ｂが別体となっている。外ケース５００は外ケース５０と同様に熱伝導性樹脂製であり、その表面全面にはめっき層が形成されている。反射部１００ａ、１００ｂの形状は放物面形状であって、反射部１００ａの最深部にはＬＥＤランプ２０が設けられており、反射部１００ａ、１００ｂはＬＥＤランプ２０の光をレンズ４０側に反射する。また、外ケース５００の背面側がヒートシンク５１となっている。
実施形態４の車両用前照灯ユニットによれば、外ケース５００は熱伝導性樹脂製であるため、外ケース５０と同様に高い放熱効果を奏する。ＬＥＤランプ２０は外ケース５００の内側面に取り付けられるため、ＬＥＤランプ２０の熱は、外ケース５００のめっき層を介して効率的に外ケース５００へ伝播し、伝播した熱は外ケース５００の背面側のヒートシンク５１により、外部へ効率的に放出されて高い放熱効果を奏する。
【００２３】
実施形態５の車両用前照灯ユニットの縦断面模式図を図６に示す。実施形態１〜４の車両用前照灯ユニットと実質的に同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。実施形態３の車両用前照灯ユニットでは外ケース５０の背面側の形状が５つのフィン５１ａ〜ｅが連なる形状であるが、実施形態５の車両用前照灯ユニットでは、外ケース５５０の背面側の形状は平面状である。外ケース５５０は外ケース５０と同様に、熱伝導性樹脂製であり、その表面全面にはめっき層が形成されている。
実施形態５の車両用前照灯ユニットにおいても、外ケース５５０は熱伝導性樹脂製であるため、外ケース５０と同様に高い放熱効果を奏する。ＬＥＤランプ２０は外ケース５５０の内側面に取り付けられるため、ＬＥＤランプ２０の熱は、外ケース５５０のめっき層を介して効率的に外ケース５５０へ伝播し、外ケース５５０の外側面から外部へ放出されて高い放熱効果を奏する。
【００２４】
この発明は上記発明の実施形態に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態１の車両用前照灯ユニットの断面模式図である。
【図２】実施形態１の外ケース５の断面模式図である。
【図３】実施形態２の車両用前照灯ユニットの断面模式図である。
【図４】図４Ａは実施形態３の外ケース５０の縦断面であり、図４Ｂは実施形態３の外ケース５０の背面である。
【図５】図５Ａは実施形態４の外ケース５００の縦断面であり、図５Ｂは実施形態４の外ケース５００の背面である。
【図６】図６は実施形態５の外ケース５５０の縦断面である。
【符号の説明】
【００２６】
２ａ、２ｂ、２０…ＬＥＤランプ
１、１０ａ、１０ｂ、１００ａ、１００ｂ…リフレクタ（反射部）
３、５１…ヒートシンク
４、４０…レンズ
４１…意匠レンズ
５１ａ〜ｅ…フィン
５、７、５０、５００、５５０…外ケース
６、８…金属層（６ａ…銅めっき層、６ｂ…ニッケルめっき層、６ｃ…クロムめっき層）
【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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