(57)【要約】【課題】車両用灯具において、ＬＥＤの熱対策と、配置位置の自由度の向上とを両立させるものとする。【解決手段】一端が開口した筒状の樹脂製ハウジング１１と、入熱部１５ａがハウジング１１の内部１８に配置され、放熱部１５ｂがハウジング１１の外部１９に配置されたヒートパイプ１５と、放熱部１５ｂに密着して設けられたアルミニウム製のヒートシンク１６と、入熱部１５ａに伝熱体１４を介して取付けられた光源としてＬＥＤ１３と、ハウジング１１の開口を塞ぐように設けられた有色透明の樹脂レンズ１２とを備える。【選択図】　　　　　図１
2004127782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングの内部に光源としてＬＥＤを備えた車両用灯具において、
入熱部が前記ハウジングの内部に配置され、放熱部が前記ハウジングの外部に配置されたヒートパイプを備え、
前記入熱部に、伝熱体を介してまたは直接、前記ＬＥＤが配設されるとともに、前記放熱部に、放熱板が装着されたことを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記ヒートパイプに、前記ハウジングの外部から前記ＬＥＤに電源電力を供給する電気配線が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項３】
ハウジングの内部に光源としてＬＥＤを備えた灯火装置において、
入熱部が前記ハウジングの内部に配置され、放熱部が前記ハウジングの外部に配置されたヒートパイプを備え、
前記入熱部に、伝熱体を介してまたは直接、前記ＬＥＤが配設されるとともに、前記放熱部に、放熱板が装着されたことを特徴とする灯火装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用灯具および灯火装置に関し、詳細には、光源としてＬＥＤを用いた車両用灯具及び灯火装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車等の車両には、例えば、ヘッドランプ、ストップランプ、コーナリングランプ、スモールランプ、ターンシグナルランプ等、種々の灯具が備えられている。
【０００３】
これらの車両用灯具は、用途に応じた光量で発光する電球がハウジングの内部に装着されたものであり、このハウジングの投光方向開口には、デザインされた無色透明あるいは有色透明のレンズ、反射板等が取り付けられている。
【０００４】
また、ハウジングの内面には、必要に応じて、反射鏡が設けられたり、反射コーティングが施されるなどして、投光量の向上が図られている。
【０００５】
ところで、近年、電球に比べて消費電力が少なく、かつ製品寿命も長いＬＥＤ（発光ダイオード）が、車両用灯具の光源として用いられ始めている。
【０００６】
さらに、ＬＥＤの高光束量化が図られた結果、複数のＬＥＤを用いずに、単一のＬＥＤだけで、車両用灯具として十分な光量を得ることも可能となっている（特許文献１）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２１６８１７号公報（第２図等）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＬＥＤは、高光束量化に伴って発熱量も増大し、この発熱を低減させる対策が必要となっている。
【０００９】
特に、光源であるＬＥＤが収容される車両用灯具のハウジングは、車両重量の軽減やコスト低減等のために、樹脂材料によって形成されているものが一般的であり、ＬＥＤが発する高熱によって、このハウジングが変形等するのを防止する熱対策を施す必要性が高い。
【００１０】
そこで、ＬＥＤの発光部はハウジングの内部に位置させつつ、発光部以外の基部はハウジングの外側に突出させ、この基部に放熱板を接触させて、ＬＥＤが発生した熱を、基部から放熱板に伝熱させ、この放熱板から周囲に放熱させることが行われている。
【００１１】
この熱対策によって、ＬＥＤが発する高熱がハウジング内部に持続的に蓄積されるのを防止することができる。
【００１２】
しかしながら、ＬＥＤの一部（発光部）をハウジング内部に位置させつつ基部をハウジングの外部に位置させるには、ハウジング壁を貫通させてＬＥＤを配設する必要があるため、ＬＥＤ設置位置の自由度が少なく、所望とする配光特性を容易に得ることができない、という問題がある。
【００１３】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、ＬＥＤの熱対策と、配置位置の自由度の向上とを両立させることができる車両用灯具および灯火装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の車両用灯具および灯火装置は、ハウジングの内部から外部まで延びるヒートパイプを設けて、このヒートパイプの、ハウジング内部側の部分にＬＥＤを設け、ハウジング外部側の部分に放熱板を設けたものである。
【００１５】
すなわち、本発明の請求項１に係る車両用灯具は、ハウジングの内部に光源としてＬＥＤを備えた車両用灯具において、入熱部が前記ハウジングの内部に配置され、放熱部が前記ハウジングの外部に配置されたヒートパイプを備え、前記入熱部に、伝熱体を介してまたは直接、前記ＬＥＤが配設されるとともに、前記放熱部に、放熱板が装着されたことを特徴とする。
【００１６】
ここで、車両用灯具としては、例えば、ヘッドランプ、ストップランプ、コーナリングランプ、スモールランプ、ターンシグナルランプ等、種々のものを適用することができる。
【００１７】
また、ハウジングの内面には、反射鏡や反射コーティングを有するものであってもよい。
【００１８】
さらにまた、ハウジングの投光方向開口には、無色透明あるいは有色透明のレンズ、反射板等が取り付けられていてもよいし、これらレンズ等を具備していなくてもよい。
【００１９】
なお、ハウジングやレンズ等は樹脂材料によって形成されたものであってもよいし、陶器や金属材料によって形成されたものであってもよいが、ハウジング内部の熱対策の効果は、樹脂材料において、より顕著に発揮される。
【００２０】
また、伝熱体としては、熱伝導性に優れた銅、アルミニウム等の金属材料からなる板状体等を用いることができる。
【００２１】
このように構成された本発明の請求項１に係る車両用灯具によれば、ハウジングの内部に設けられたＬＥＤが発する熱は、このＬＥＤと直接または伝熱体を介して間接的に接するヒートパイプの入熱部に伝熱され、ハウジングの外部に位置する放熱部から周囲に放熱される。
【００２２】
そして、この放熱部には放熱板が装着されているため、より効率的な放熱が行われる。
【００２３】
したがって、ハウジングの内部にＬＥＤの発熱が持続的に蓄積されることがなく、しかも、ヒートパイプの形状や、ヒートパイプが貫通するハウジング壁の貫通孔の位置を適宜変更するだけで、ハウジング内部の任意の位置にＬＥＤを配置させることができ、ＬＥＤの熱対策と配置位置の自由度の向上とを両立させることができる。
【００２４】
また、本発明の請求項２に係る車両用灯具は、請求項１に係る車両用灯具において、前記ヒートパイプに、前記ハウジングの外部から前記ＬＥＤに電源電力を供給する電気配線が形成されていることを特徴とする。
【００２５】
ここで、「電気配線が形成されている」とは、ヒートパイプに配線が直接プリント配線されていてもよいし、ヒートパイプ自体（ヒートパイプの外形をなす容器自体）が配線を兼ねるものであってもよい。
【００２６】
このように構成された本発明の請求項２に係る車両用灯具によれば、ＬＥＤに電源電力を供給する電気配線を、ヒートパイプとは別体に設ける必要がない。
【００２７】
すなわち、独立した電気配線は、他線との接触による短絡防止のためにビニール被覆されているが、本発明の車両用灯具はハウジング内部にＬＥＤが配置されるため、このＬＥＤまで配線を配索する必要がある。
【００２８】
そして、ハウジングの内部はハウジングの外部に比べて高温となっているため、上述した一般的なビニール被覆の配線では、被覆が溶ける虞もある。
【００２９】
しかし、請求項２に係る車両用灯具は、配線をヒートパイプに形成するため、独立した電気配線を配線する必要がなく、他線と接触する虞もないため、ビニール被覆が不要となり、ビニール被覆の溶解を考慮する必要がない。
【００３０】
また、ハウジング内部に別途電気配線を配索する作業も不要となるため、組立作業性を向上させることもできる。
【００３１】
また、本発明の請求項３に係る灯火装置は、ハウジングの内部に光源としてＬＥＤを備えた灯火装置において、入熱部が前記ハウジングの内部に配置され、放熱部が前記ハウジングの外部に配置されたヒートパイプを備え、前記入熱部に、伝熱体を介してまたは直接、前記ＬＥＤが配設されるとともに、前記放熱部に、放熱板が装着されたことを特徴とする。
【００３２】
このように構成された本発明の請求項３に係る灯火装置によれば、本発明の請求項１に係る車両用灯具と同様に、ハウジングの内部に設けられたＬＥＤが発する熱は、このＬＥＤと直接または伝熱体を介して間接的に接するヒートパイプの入熱部に伝熱され、ハウジングの外部に位置する放熱部から周囲に放熱される。
【００３３】
そして、この放熱部には放熱板が装着されているため、より効率的な放熱が行われる。
【００３４】
したがって、ハウジングの内部にＬＥＤの発熱が持続的に蓄積されることがなく、しかも、ヒートパイプの形状や、ヒートパイプが貫通するハウジング壁の貫通孔の位置を適宜変更するだけで、ハウジング内部の任意の位置にＬＥＤを配置させることができ、ＬＥＤの熱対策と配置位置の自由度の向上とを両立させることができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車両用灯具の具体的な実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００３６】
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用灯具の縦断面を示す断面図である。図示の車両用灯具１０は、一端が開口した筒状の樹脂製ハウジング１１と、入熱部１５ａがハウジング１１の内部１８に配置され、放熱部１５ｂがハウジング１１の外部１９に配置されたヒートパイプ１５と、ビス１７とハウジング１１の取付部１１ａとの締結によって、ヒートパイプ１５の放熱部１５ｂに密着して設けられたアルミニウム製のヒートシンク１６と、ヒートパイプ１５の入熱部１５ａに伝熱体１４を介して取付けられた光源としてＬＥＤ１３と、ハウジング１１の開口を塞ぐように設けられた有色透明の樹脂レンズ１２とを備えている。
【００３７】
ここで、伝熱体１４は例えば銅板であり、ＬＥＤ１３の発光光Ｌが投光方向Ｆを直接照射しないように発光光Ｌのうち直接光を遮光する遮光板を兼ねている。
【００３８】
また、筒状のハウジング１１の閉塞された側の端面内面には、ＬＥＤ１３の発光光Ｌを反射させる反射コーティング１１ｃが施されている。
【００３９】
ヒートパイプ１５は、外径３ｍｍ程度の閉塞されたパイプの内部に、少量の水や代替フロン等の作動液が封入されたものであり、入熱部１５ｂから入熱された熱によって作動液が気化し、このとき熱は気化熱として取り込まれ、気化した作動液は放熱部１５ｂで冷却されて凝縮し、入熱部１５ａに還流する、というサイクルによって、入熱部１５ａに接している熱源（ＬＥＤ１３）を冷却するものである。
【００４０】
また、図１におけるＡ−Ａ線断面を示す断面図である図２に示すように、ヒートパイプ１５のパイプの内面には軸方向に沿って多数の毛細管構造（条および溝）が形成され、作動液の還流性能を高めている。
【００４１】
一方、ヒートパイプ１５のパイプ外周面には、図２に示すように、ハウジング１１の外部からＬＥＤ１３に電力を供給する電気配線２０が形成されている。
【００４２】
この電気配線２０は、パイプ軸方向に沿ってパイプ外周面にプリント配線されており、入熱部１５ａ側でＬＥＤ１３に接続され、放熱部１５ｂ側で図示しない電源回路に接続されている。
【００４３】
なお、このヒートパイプ１５は、ハウジング１１に形成された挿入孔１１ｂを通過してハウジング１１を貫通している。
【００４４】
次に、本実施形態に係る車両用灯具１０の作用について説明する。
【００４５】
まず、このハウジング１１の外部に備えられた図示しない電源回路から、ヒートパイプ１５の放熱部１５ｂに延びた電気配線２０に電力が供給される。
【００４６】
電気配線２０に供給された電力は、ヒートパイプ１５の入熱部１５ａまで延びた電気配線２０を通じてＬＥＤ１３に供給され、ＬＥＤ１３が点灯する。
【００４７】
この点灯したＬＥＤ１３からは発光光Ｌが出射し、この発光光Ｌのうち投光方向Ｆへの発光光Ｌは、伝熱体１４やヒートパイプ１５の入熱部１５ａによって遮光され、一方、反射コーティング１１ｃ方向への発光光Ｌは、反射コーティング１１ｃによってそれぞれ反射し、樹脂レンズ１２を透過して投光方向Ｆに出射し、投光方向Ｆを照射する。
【００４８】
ここで、ハウジング１１の内部１８に設けられたＬＥＤ１３が点灯によって発する熱は、ＬＥＤ１３に接して設けられた伝熱体１４を介してヒートパイプ１５の入熱部１５ａに伝熱され、ヒートパイプ１５の作動液を気化させ、これによってＬＥＤ１３の発熱は気化熱として消費され、ＬＥＤ１３は冷却される。
【００４９】
ヒートパイプ１５の気化した作動液は、ハウジング１１の外部１９に位置する放熱部１５ｂに達し、ヒートシンク１６との接触によって放熱性能が高められた放熱部１５ｂで冷却される。
【００５０】
そして冷却された気化作動液はこの放熱部１５ｂで凝縮し、液体に戻った作動液はパイプの内面に形成された毛細管構造に沿って、放熱部１５ｂよりも低い位置の入熱部１５ａまで流れ落ち、ＬＥＤ１３の発熱によって再度気化し、上述したサイクルを繰り返す。
【００５１】
このように、点灯によって発熱したＬＥＤ１３は、ヒートパイプ１５によって効率的に冷却され、ハウジング１１とレンズ１２とによって囲まれた内部１８に、高熱が持続的に蓄積されるのを防止することができる。
【００５２】
一方、ＬＥＤ１３が装着されたヒートパイプ１５は任意形状に形成可能であるため、ハウジング１１の内部１８におけるＬＥＤ１３の、所望とする配置デザイン等に応じて、ヒートパイプ１５の形状を決定すればよく、ＬＥＤ１３の配置位置の自由度を従来よりも向上させることができる。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態に係る車両用灯具１０によれば、ＬＥＤ１５の熱対策と配置位置の自由度の向上とを両立させることができる。
【００５４】
なお、ヒートパイプ１５のパイプは、外径３ｍｍのものに限定されるものではなく、ＬＥＤ１３が発熱する熱量に応じて、ＬＥＤ１３を所望とする温度まで冷却するのに適した他のサイズのものを適用することもできる。
【００５５】
また、このパイプは真円断面であるものに限定されるものでもなく、ハウジング１１の内部１８における配置デザインや挿通孔１１ｂの形状・サイズ、投光方向Ｆへの遮光の程度等に応じて、他の多角形断面形状や楕円断面形状等種々の断面形状、外形形状を適用することができる。
【００５６】
さらに、ＬＥＤ１３からの発光光Ｌを投光方向Ｆに直接出射させるようにしてもよく、ＬＥＤ１３を、ヒートパイプ１５の入熱部１５ａの投光方向Ｆを向いた面側に、投光方向Ｆを向くように取り付けた構成としてもよい。
【００５７】
また、ヒートパイプ１５とＬＥＤ１３との間に伝熱体１４を介在させることなく、ＬＥＤ１３をヒートパイプ１５に直接接するように装着してもよい。
【００５８】
なお、ヒートパイプ１５の放熱部１５ｂには、多数のフィンを有するヒートシンク１６に代えて、他の形態の放熱板等を設けた構成としてもよい。
【００５９】
さらに、ヒートパイプ１５に沿わせて電気配線２０を設けた構成に代えて、ヒートパイプ１５のパイプ自体が電気配線の作用をなす構成としてもよい。
【００６０】
この場合、パイプを２本の電気配線として機能させるために、例えば、断面において、電気配線の作用をなす導電部材と短絡を防止する非導電部材とが交互に２つずつ配置され、これらの各部材がパイプの軸方向に延びて、全体としてパイプを形成するものとすればよい。
【００６１】
また、ハウジング１１の内面の一部に形成された反射コーティング１１ｃに代えて、別体の反射ミラー部材等を配設してもよい。
【００６２】
さらに、これら反射コーティング１１ｃや反射ミラー部材等を備えなくても、投光方向Ｆに十分な光量の発光光Ｌを照射可能の場合は、これら反射コーティング１１ｃや反射ミラー部材等を具備しない構成を採用することもできる。
【００６３】
なお、ＬＥＤ１３を投光方向Ｆに向けて配設し、ＬＥＤ１３から発光した発光光Ｌの直接光を投光方向Ｆに出射させる構成を採用した場合にも、これら反射コーティング１１ｃや反射ミラー部材等を具備しない構成を適用することができる。
【００６４】
また、図３（ａ）、および同図（ａ）におけるＢ部詳細である同図（ｂ）に示すように、ハウジング１１を貫通する貫通孔１１ｂを、この貫通孔１１ｂを貫通するヒートパイプ１５′のパイプ自体で塞ぐように、パイプの外周面に、この外周面よりも外側に突出する鍔１５ｃを形成してもよい。
【００６５】
このように鍔１５ｃを形成することによって、この貫通孔１１ｂとヒートパイプ１５′との遊嵌部を塞ぐためのゴム栓等閉塞部材を、ヒートパイプ１５′やハウジング１１とは別体に設ける必要がなく、部品点数の低減および製造コストの低減を図ることができる。
【００６６】
なお、このように鍔１５ｃの直径を小さくするために、貫通孔１１ｂの直径を小さくするのが好ましいが、この場合、図１に示すヒートパイプ１５の形状では、ハウジング１１に組み付ける際に、貫通孔１１ｂにヒートパイプ１５を通過させにくくなる虞があるため、図３（ａ）に示すように、入熱部１５ａを屈曲させずに真っ直ぐな形状のヒートパイプ１５′を採用するのが好ましい。
【００６７】
さらに、入熱部１５ａに装着されるＬＥＤ１３や伝熱体１４よりも貫通孔１１ｂが小さい場合は、ハウジング１１にレンズ１２を取り付ける以前の工程において、ＬＥＤ１３および伝熱体１４を取り付ける以前の入熱部１５ａを貫通孔１１ｂに通し、予め入熱部１５ａをハウジング１１の内部１８に位置させ、その後、レンズ１２で塞がれる以前の開口側から、入熱部１５ａにＬＥＤ１３および伝熱体１４を取り付けるようにすればよい。
【００６８】
また、上述した本発明の各実施形態に係る車両用灯具は、車両に装着されるものであるが、車両に取り付けられるものではなく一般の灯火装置として用いることもでき、そのように一般の灯火装置として用いる場合には、本発明に係る灯火装置についての実施形態とすることができる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係る車両用灯具によれば、ハウジングの内部に設けられたＬＥＤが発する熱は、このＬＥＤと直接または伝熱体を介して間接的に接するヒートパイプの入熱部に伝熱され、ハウジングの外部に位置する放熱部から周囲に放熱される。
【００７０】
そして、この放熱部には放熱板が装着されているため、より効率的な放熱が行われる。
【００７１】
したがって、ハウジングの内部にＬＥＤの発熱が持続的に蓄積されることがなく、しかも、ヒートパイプの形状や、ヒートパイプが貫通するハウジング壁の貫通孔の位置を適宜変更するだけで、ハウジング内部の任意の位置にＬＥＤを配置させることができ、ＬＥＤの熱対策と配置位置の自由度の向上とを両立させることができる。
【００７２】
また、本発明の請求項２に係る車両用灯具によれば、ＬＥＤに電源電力を供給する電気配線を、ヒートパイプとは別体に設ける必要がない。
【００７３】
すなわち、請求項２に係る車両用灯具は、配線をヒートパイプに形成するため、独立した電気配線を配線する必要がなく、他線と接触する虞もないため、ビニール被覆が不要となり、ビニール被覆の溶解を考慮する必要がない。
【００７４】
また、ハウジング内部に別途電気配線を配索する作業も不要となるため、組立作業性を向上させることもできる。
【００７５】
また、本発明の請求項３に係る灯火装置によれば、本発明の請求項１に係る車両用灯具と同様に、ハウジングの内部に設けられたＬＥＤが発する熱は、このＬＥＤと直接または伝熱体を介して間接的に接するヒートパイプの入熱部に伝熱され、ハウジングの外部に位置する放熱部から周囲に放熱される。
【００７６】
そして、この放熱部には放熱板が装着されているため、より効率的な放熱が行われる。
【００７７】
したがって、ハウジングの内部にＬＥＤの発熱が持続的に蓄積されることがなく、しかも、ヒートパイプの形状や、ヒートパイプが貫通するハウジング壁の貫通孔の位置を適宜変更するだけで、ハウジング内部の任意の位置にＬＥＤを配置させることができ、ＬＥＤの熱対策と配置位置の自由度の向上とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用灯具および灯火装置についての一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示したＡ−Ａ線についての断面図である。
【図３】本発明に係る車両用灯具および灯火装置についての他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０　車両用灯具
１１　ハウジング
１１ｂ　貫通孔
１１ｃ　反射コーティング
１２　レンズ
１３　ＬＥＤ
１４　伝熱体
１５　ヒートパイプ
１５ａ　入熱部
１５ｂ　放熱部
１６　ヒートシンク
１７　ビス
１８　内部
１９　外部
２０　電気配線
Ｆ　　投光方向
Ｌ　　発光光
【図１】
2004127782.tif 000003
【図２】
2004127782.tif 000004
【図３】
2004127782.tif 000005