(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
前記発光素子が設けられたメタルベースと、
ハウジングに設けられる台座と、
前記メタルベースと前記台座との間に連結されたヒートパイプと
を具備し、
前記ヒートパイプの吸熱部は直線状をなして前記メタルベースのヒートパイプ挿入部の円柱状穴に挿入され、前記発光素子の上下調整用エイミングの回転軸として作用し、
前記ヒートパイプの放熱部は前記台座に嵌込まれ、
前記台座は円環溝を有し、
前記ヒートパイプの放熱部は円環状をなし、
前記ヒートパイプの放熱部は前記台座の円環溝に嵌込まれて前記台座の円環溝の中心軸が前記発光素子の左右調整用エイミングの回転軸として作用する車両用灯具。
【請求項２】
発光素子と、
前記発光素子が設けられたメタルベースと、
台座と、
前記メタルベースと前記台座との間に連結されたヒートパイプと
を具備し、
前記台座は、ハウジングに取り付けられる固定部と、前記ヒートパイプに取り付けられる可動部とを具備し、
前記固定部は、第１の同心円凹部または同心円凸部を具備し、
前記可動部は、棒状溝と、第２の同心円凸部または同心円凹部とを具備し、
前記第１の同心円凹部または同心円凸部と、該第１の同心円凹部または同心円凸部に対となって対応する前記第２の同心円凸部または同心円凹部とを嵌合わせることにより、前記可動部を前記固定部に対して回転可能にし、
前記ヒートパイプの吸熱部は、直線状をなして前記メタルベースのヒートパイプ挿入部の円柱状穴に挿入され、前記発光素子の上下調整用エイミングの回転軸として作用し、
前記ヒートパイプの放熱部は、直線状をなして、前記可動部の棒状溝に嵌込まれ、
前記第１の同心円凹部または同心円凸部と、前記第２の同心円凸部または同心円凹部の中心軸が前記発光素子の左右調整用エイミングの回転軸として作用する車両用灯具。
【請求項３】
さらに、
前記メタルベースが固定されたブラケットと、
前記ブラケットを前記ハウジングに支点として固定するための支点用エイミングボルト及び支点用エイミングナットと、
前記ブラケットを前記ハウジングに対して上下調整するための上下調整用エイミングボルト及び上下調整用エイミングナットと、
前記ブラケットを前記ハウジングに対して左右調整するための左右調整用エイミングボルト及び左右調整用エイミングナットと
を具備し、
前記上下調整用エイミングの回転軸は前記支点用エイミングナットの中心と  前記左右調整用エイミングナットの中心とを結ぶ直線上に位置し、
前記左右調整用エイミングの回転軸は前記支点用エイミングナットの中心と前記上下調整用エイミングナットの中心とを結ぶ直線上に位置する請求項１または２に記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記ヒートパイプ挿入部の円柱状穴か、または前記ヒートパイプのうち前記ヒートパイプ挿入部の円柱状穴に接触する部分に凹凸構造を設けた請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記台座の円環状溝か、または前記ヒートパイプのうち前記台座の円環状溝に接触する部分に凹凸構造を設けた請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項６】
前記台座の円環溝に熱伝導性材料もしくは揺変性材料を充填した請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項７】
さらに、
前記台座と前記ハウジングとの間に設けられ、前記台座より底面積より大きい面積を有する熱拡散板を具備する請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項８】
さらに、
前記台座の棒状溝に嵌込まれた直線状の吸熱部を有する他のヒートパイプと、
前記他のヒートパイプの直線状の放熱部を嵌込まれた棒状溝を有する他の台座と、
前記ハウジングの前記他の台座と反対側に設けられたヒートシンクと
を具備する請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項９】
複数の発光素子と、
前記複数の発光素子が設けられたメタルベースと、
ハウジングに設けられる台座と、
前記メタルベースの前記各発光素子に対する部分と前記台座との間に連結された複数のヒートパイプと
を具備し、
前記各ヒートパイプの吸熱部は直線状をなして前記メタルベースのヒートパイプ挿入部の円柱状穴に挿入され、前記各発光素子の上下調整用エイミングの共通の回転軸として作用し、
前記各ヒートパイプの放熱部は前記台座に嵌込まれ、
前記台座は円環溝を有し、
前記各ヒートパイプの放熱部は分割された円環状をなし、
前記各ヒートパイプの放熱部は前記台座の円環溝に嵌込まれた前記台座の前記円環溝の共通中心軸が前記各発光素子の左右調整用エイミングの回転軸として作用する車両用灯具。
【請求項１０】
複数の発光素子と、
前記複数の発光素子が設けられたメタルベースと、
ハウジングに設けられる台座と、
前記メタルベースの前記各発光素子に対する部分と前記台座との間に連結された複数のヒートパイプと
を具備し、
前記各ヒートパイプの吸熱部は直線状をなして前記メタルベースのヒートパイプ挿入部の円柱状穴に挿入され、前記各発光素子の上下調整用エイミングの共通の回転軸として作用し、
前記各ヒートパイプの放熱部は前記台座に嵌込まれ、
前記台座は複数の同心円環溝を有し、
前記各ヒートパイプの放熱部は複数の異なる直径の円環状をなし、
前記各ヒートパイプの放熱部は前記各同心円環溝に嵌込まれて前記台座の前記各同心円環溝の共通中心軸が前記左右調整用エイミングの回転軸として作用する車両用灯具。
【請求項１１】
複数の発光素子と、
前記複数の発光素子が設けられたメタルベースと、
ハウジングに設けられる台座と、
前記メタルベースの前記各発光素子に対する部分と前記台座との間に連結された複数のヒートパイプと
を具備し、
前記各ヒートパイプの吸熱部は直線状をなして前記メタルベースのヒートパイプ挿入部の円柱状穴に挿入され、前記各発光素子の上下調整用エイミングの共通の回転軸として作用し、
前記各ヒートパイプの放熱部は前記台座に嵌込まれ、
前記台座は円環溝を有する複数の平板よりなり、
前記ヒートパイプの放熱部は円環状をなし、
前記各ヒートパイプの放熱部は前記台座の各平板の円環溝に嵌込まれて前記台座の前記各平板の円環溝の共通中心軸が前記左右調整用エイミングの回転軸として作用する車両用灯具。
【請求項１２】
さらに、
前記メタルベースが固定されたブラケットと、
前記ブラケットを前記ハウジングに支点として固定するための支点用エイミングボルト及び支点用エイミングナットと、
前記ブラケットを前記ハウジングに対して上下調整するための上下調整用エイミングボルト及び上下調整用エイミングナットと、
前記ブラケットを前記ハウジングに対して左右調整するための左右調整用エイミングボルト及び左右調整用エイミングナットと
を具備し、
前記上下調整用エイミングの共通の回転軸は前記支点用エイミングナットの中心と前記左右調整用エイミングナットの中心とを結ぶ直線上に位置し、
前記左右調整用エイミングの共通の回転軸は前記支点用エイミングナットの中心と前記上下調整用エイミングナットの中心とを結ぶ直線上に位置する請求項９、１０または１１に記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエイミング機構を有する車両用灯具、特に、その放熱構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、車両用灯具の光源は光半導体素子たとえば発光ダイオード（ＬＥＤ）素子、レーザダイオード（ＬＤ）素子によって構成されている。
【０００３】
特に、LED素子、LD素子等の発光素子は自身が発する熱により、発光効率や寿命が低下するという負の特性がある。また、発光素子との組合せにより発光色を白色化させる目的で使用される蛍光体層も熱による負の特性を有する。そのため、発光素子、蛍光体層の温度上昇が問題となり、発光素子、蛍光体層の放熱効率を高めて発光素子、蛍光体層を適切な温度以下にする放熱構造が求められている。
【０００４】
他方、車両用灯具においては、路面に所望の配向を照射するために、発光素子の光軸を上下左右方向に２．５°から最大５°の可動範囲で調整するためのエイミング機構が設けられている。従って、車両用灯具においては、限られたスペースで発光素子、蛍光体層を効率的に放熱する放熱構造とエイミング機構とを両立させる必要がある。
【０００５】
第１の従来のエイミング機構を有する車両用灯具においては、発光素子は金属製ブラケットに固定されている。金属製ブラケットは発光素子の光軸調整のためのエイミング機構つまり支点用エイミングボルト（スクリュー）／ナット、上下調整用エイミングボルト（スクリュー）／ナット及び左右調整用エイミングボルト（スクリュー）／ナットによってハウジングに上下左右方向に傾動可能に支持されている。また、金属製ブラケットは横向きＳ字状に配置された帯状のフレキシブルヒートパイプを介してヒートシンクに接続されている。従って、発光素子に発生した熱は金属製ブラケット、フレキシブルヒートパイプ及びヒートシンクを介して灯具外へ放散される。この場合、エイミング機構の調整によって金属製ブラケットが傾動しても、フレキシブルヒートパイプがその可撓性のためにエイミング機構の調整によるブラケットとヒートシンクとの距離の変動を吸収して放熱性能の低下を抑制する（参照：特許文献１）。
【０００６】
第２の従来のエイミング機構を有する車両用灯具においては、発光素子は金属製ブラケットに固定されている。金属製ブラケットは発光素子の光軸調整のためのエイミング機構つまりエイミングボルト（スクリュー）／フランジによってハウジングに傾動可能に支持されている。また、放熱構造として、金属製ブラケット内から突出したヒートパイプと、放熱フィンを有するヒートシンクと、ヒートパイプに接続され、球状凸部と球状凹部とを嵌合せた第１の関節部と、球状凸部と球状凹部とを嵌合せた第２の関節部、第１の関節部と第２の関節部とを接続する第１の中間関節部材と、第２の関節部とヒートシンクとを接続する第２の中間関節部材とを備えている。従って、発光素子に発生した熱は金属製ブラケット、ヒートパイプ、第１の関節部、第１の中間関節部材、第２の関節部、第２の中間関節部材、ヒートシンク、及び放熱フィンを介して灯具外へ放散される。この場合、エイミング機構の調整によって金属製ブラケットが傾動しても、第１、第２の中間関節部材が第１、第２の関節部を介して回転してエイミング機構の調整によるブラケットとヒートシンクとの距離の変動を吸収し、放熱性能の低下を抑制する（参照：特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３５５１３号公報（特許第４５２７０２４号）
【特許文献２】特開２００９−８７７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の第１の従来のエイミング機構を有する車両用灯具においては、フレキシブルヒートパイプはＳ字状に配置されているので、フレキシブルヒートパイプ内に収容された動作液体の流れが悪く、この結果、放熱効果が低いという課題がある。また、フレキシブルヒートパイプは帯状つまり扁平になっているので、エイミング機構の上下方向の調整による金属製ブラケットの傾動によるブラケットとヒートシンクとの距離の変動を吸収し易いが、エイミング機構の左右方向の調整による金属製ブラケットの傾動によるブラケットとヒートシンクとの距離の変動を吸収しにくいという課題もある。さらに、フレキシブルヒートパイプの両端の金属製ブラケット及びヒートシンクへの固定は熱伝導性接着剤のみによって行われているので、車両走行時の振動、衝撃等によってフレキシブルヒートパイプの固定部が離脱し、この結果、放熱構造が保持できなくなるという課題もある。
【０００９】
他方、上述の第２の従来のエイミング機構を有する車両用灯具においては、金属製ブラケットとヒートシンクとの間の一部のみが放熱効率の高いヒートパイプで構成されているが、他の部分は接続熱抵抗が大きい第１、第２の関節部及び第１、第２の中間関節部材によって構成されているので、放熱効率が低いという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の課題を解決するために、本発明に係る車両用灯具は、発光素子と、発光素子が設けられたメタルベースと、ハウジングに設けられる台座と、メタルベースと台座との間に連結されたヒートパイプとを具備し、ヒートパイプの吸熱部は直線状をなしてメタルベースのヒートパイプ挿入部の円柱状穴に挿入され、発光素子の上下調整用エイミングの回転軸として作用し、ヒートパイプの放熱部は台座に嵌込まれたものである。
【００１１】
さらに、台座は円環溝を有し、ヒートパイプの放熱部は円環状をなし、ヒートパイプの放熱部は台座の円環溝に嵌込まれて台座の円環溝の中心軸が発光素子の左右調整用エイミングの回転軸として作用する。あるいは、台座はハウジング側の固定部及びハウジングの反対側の可動部よりなり、固定部及び可動部の一方の同心円凹部と固定部及び可動部の他方の同心円凸部とを嵌合わせて可動部を固定部に対して回転可能にし、可動部は固定部の反対側に棒状溝を有し、ヒートパイプの放熱部は直線状をなし、ヒートパイプの放熱部は可動部の棒状溝に嵌込まれて台座の同心円凹部及び同心円凸部の中心軸が発光素子の左右調整用エイミングの回転軸として作用する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、発光素子が設けられたメタルベースとハウジングとの間は放熱効率が高いヒートパイプ及び台座によって接続されているので、放熱効率が高い。また、エイミング機構の調整によってメタルベースが傾動しても、メタルベースとハウジングとの距離の変動はないので、ヒートパイプは変形せず、従って、ヒートパイプの放熱性能の低下はない。さらに、ヒートパイプの一端はメタルベースに挿入され、ヒートパイプの他端は台座に嵌込められるので、車両走行時の振動、衝撃等によってもヒートパイプは離脱しにくい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る車両用灯具の第１の実施の形態を示す一部切欠いた左下斜視図である。
【図２】図１の車両用灯具の一部切欠いた右斜視図である。
【図３】図１の車両用灯具の切欠いた正面図である。
【図４】図１のメタルベースの詳細を示し、（Ａ）は全体斜視図、（Ｂ）は部分拡大斜視図、（Ｃ）はヒートパイプ挿入後の全体斜視図である。
【図５】図１の台座の詳細を示し、（Ａ）は全体斜視図、（Ｂ）は嵌込むべきヒートパイプの斜視図、（Ｃ）はヒートパイプ嵌込み後の全体斜視図である。
【図６】本発明に係る車両用灯具の第２の実施の形態を示す一部切欠いた右上斜視図である。
【図７】図６のヒートシンクの例を示す斜視図である。
【図８】本発明に係る車両用灯具の第３の実施の形態を示す一部切欠いた右上斜視図である。
【図９】図１の台座の第１の変更例を示す斜視図であって、（Ａ）はヒートパイプの放熱部の嵌込み前、（Ｂ）はヒートパイプの放熱部の嵌込み後を示す。
【図１０】図１の台座の第２の変更例を示す斜視図であって、（Ａ）は固定部、（Ｂ）は可動部、（Ｃ）は連結された固定部及び可動部を示す。
【図１１】本発明に係る車両用灯具の第４の実施の形態を示す一部切欠いた右下斜視図である。
【図１２】図１１のヒートパイプ、台座及びヒートシンクの詳細を示す斜視図である。
【図１３】本発明に係る車両用灯具の第５の実施の形態を示す一部切欠いた右上斜視図である。
【図１４】図１３の台座の拡大斜視図である。
【図１５】図１、図６、図８、図１１の車両用灯具の放熱構造の重量を示す表である。
【図１６】図１３の車両用灯具の放熱構造の重量を示す表である。
【図１７】比較例としての車両用灯具の一部切欠いた右上斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は本発明に係る車両用灯具の第１の実施の形態を示す一部切欠いた左下斜視図、図２は図１の車両用灯具の一部切欠いた右斜視図、図３は図１の車両用灯具の切欠いた正面図である。
【００１５】
図１、図２、図３においては、アウタレンズ１及びハウジング２よりなる筐体に、エイミング機構としての支点用エイミングボルト３１ａ及びナット３１ｂ、上下調整用エイミングボルト３２ａ及びナット３２ｂ、及び左右調整用エイミングボルト３３ａ及びナット３３ｂによって金属製もしくは樹脂製のブラケット４が固定されている。この場合、エイミングナット３１ｂ、３２ｂ、３３ｂは自在回転ナットである。
【００１６】
また、ブラケット４には光学ユニット５を固定するためのメタルベース６が３つのねじ６ａによって固定されている。
【００１７】
光学ユニット５は、ＬＥＤ素子、ＬＤ素子等の発光素子５１、リフレクタ５２、インナレンズ５３によって構成されている。リフレクタ５２はボルト５２ａによってメタルベース６に固定される。尚、必要に応じて蛍光体層が発光素子５１上に設けられる。
【００１８】
メタルベース６内にはヒートパイプ７の吸熱部（蒸発部）が挿入され、他方、ヒートパイプ７の放熱部（凝縮部）はハウジング２に設けられた凸状の台座８に嵌込まれている。これにより、メタルベース６、ヒートパイプ７及び台座８が放熱構造を構成する。つまり、発光素子５１に発生した熱は、メタルベース６、ヒートパイプ７及び台座８を介してハウジング２の外へ放散される。
【００１９】
ヒートパイプ７の外径は６ｍｍであり、コンテナ素材は高熱伝導率の銅、動作流体はエタノールである。ヒートパイプ７は、帯状もしくは扁平加工されず、上下方向及び左右方向に延在し、この場合、台座８の放熱部の動作流体がメタルベース６内の吸熱部へ重力で流れるように構成されている。尚、異なる外径、異なるコンテナ素材、異なる動作流体でもよく、また、灯具構造に適合するように一部分特殊加工してもよい。
【００２０】
メタルベース６及び台座８は良加工性かつ良熱伝導性の材料たとえば熱伝導率２００Ｗ／ｍＫのアルミニウム合金Ａ６０６３よりなる。この場合、アルミニウム合金の表面は黒アルマイト（登録商標）処理されており、これにより、放射率をたとえば０．９〜０．９８と高くする。但し、部品間の接触熱抵抗を低減するために、ヒートパイプ７との接触面は黒アルマイト（登録商標）を除去する鏡面加工が施されている。
【００２１】
尚、メタルベース６及び台座８は、上述のアルミニウム合金Ａ６０６３の外に、銅等の金属、軽量化を目的として樹脂にセラミック粒子あるいは金属フィラを含有させた高熱伝導樹脂等でもよい。
【００２２】
図４は図１のメタルベース６の詳細を示し、（Ａ）は全体斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の部分拡大斜視図、（Ｃ）はヒートパイプ７挿入後の全体斜視図である。
【００２３】
図４の（Ａ）に示すように、メタルベース６は、発光素子５１が設けられる支持台部６１、リフレクタ５２が設けられるリフレクタ収容部６２、及びヒートパイプ７の直線状の吸熱部７ａが挿入されるヒートパイプ挿入部６３よりなる。ヒートパイプ挿入部６３は左右方向つまり車両水平方向に配置されており、この結果、後述の上下調整用エイミング機構の回転軸ＡＸとして作用する。ヒートパイプ挿入部６３には、ヒートパイプ７の外径６ｍｍと同一の径の円柱状穴６３ａが開けられている。尚、円柱状穴６３ａの最小許容径はヒートパイプ７の最大外径より大きいものとする。
【００２４】
図４の（Ｂ）に示すように、円柱状穴６３ａには、凹凸構造たとえば円周線スリット６３ｂを設け、ヒートパイプ７との潤滑性を維持するために、熱伝導性グリス等の熱伝導性材料（ＴＩＭ）を充填するようにする。尚、円周線スリット６３ｂの代りに、複数の螺旋スリット、ドット凹凸構造、あるいはこれら３種を組合わせた凹凸構造を用いてもよい。尚、図示しないが、このスリット６３ｂは円柱状穴６３ａだけでなく、ヒートパイプ７側に設けてもよい。
【００２５】
図４の（Ｃ）に示すように、ヒートパイプ７の吸熱部７ａはメタルベース６のヒートパイプ挿入部６３の円柱状穴６３ａに熱伝導性材料（ＴＩＭ）を充填した後に挿入される。ヒートパイプ７はメタルベース６のヒートパイプ挿入部６３の円柱状穴６３ａの中心軸を回転軸ＡＸとしてメタルベース６に対して回転運動ができる。尚、熱伝導性材料（ＴＩＭ）に揺変性（チキソトロピー）材料を加えてもよい。たとえば、アルミナ等のセラミック粒子を含有したシリコーン樹脂、シリカ微粉末を含有したエポキシ樹脂あるいはアクリル樹脂、またはコロイド性含水ケイ酸アルミニウムあるいは有機複合体を充填してもよい。静止状態では、揺変性材料は流動性を有せず、従って、ヒートパイプ７は固定状態とされる。他方、動的状態では、揺変性材料が流動してヒートパイプ７は可動状態とされる。従って、通常、メタルベース６とヒートパイプ７との間では接触熱抵抗による伝導の熱移動損失が生じるが、揺変性材料が介在すると、この接触熱抵抗を低減できる。
【００２６】
図５は図１の台座８の詳細を示し、（Ａ）は全体斜視図、（Ｂ）は嵌込むべきヒートパイプ７の斜視図、（Ｃ）はヒートパイプ７嵌込み後の全体斜視図である。
【００２７】
図５の（Ａ）に示すように、台座８は上下方向つまり車両垂直方向に円柱形をなしており、その中心軸は後述の左右調整用エイミング機構の回転軸ＡＹとして作用する。台座８には、ヒートパイプ７の外径６ｍｍと同一の径の円環状溝８ａが掘られている。円環状溝８ａには、凹凸構造たとえば同心円周線スリット８ｂを設け、ヒートパイプ７との潤滑性を維持するために、熱伝導性グリス等の熱伝導性材料（ＴＩＭ）を充填するようにする。尚、同心円周線スリット８ｂの代りに、複数の螺旋スリット、ドット凹凸構造、あるいはこれら３種を組合わせた凹凸構造を用いてもよい。尚、図示しないが、この同心円周線スリット８ｂは円環状溝８ａだけでなく、ヒートパイプ７側に設けてもよい。
【００２８】
台座８とハウジング２との連結手段は、接着剤、溶接、ねじ締め等で行い、また、ハウジング２との一体成型でもよい。
【００２９】
また、台座８とハウジング２との間に、台座８の底面面積より大きい面積を有する熱拡散板を挿入してもよい。尚、この熱拡散板は台座８と同一材料でもよく、異なる部材でもよい。
【００３０】
図５の（Ｂ）に示すように、ヒートパイプ７の放熱部７ｂは台座８の円環溝８ａに合わせて円環状をなしている。このように、ヒートパイプ７を円環状とすることで、台座８との接触面積を増大させることができ、従って、ヒートパイプ７から台座８への伝熱量が増加する。尚、この場合の台座８の円環状溝８ａの中径つまりヒートパイプ７の放熱部７ｂの中径は、ヒートパイプ７が曲げられても破損せずかつヒートパイプ７の放熱性能が低下しないように、選択される。また、ヒートパイプ７の吸熱部７ａと放熱部７ｂとの中間の輸送部７ｃは垂直となっているが、ヒートパイプ７中の動作流体が重力を利用して移動できれば垂直でなくともよい。
【００３１】
図５の（Ｃ）に示すように、ヒートパイプ７の吸熱部７ｂは台座８の円環状溝８ａに熱伝導性材料（ＴＩＭ）を充填した後に嵌込まれ、ヒートパイプ７は台座８の円環状溝８ａの中心軸を回転軸ＡＹとして台座８に対して回転運動ができるようになる。尚、この場合も、熱伝導性材料（ＴＩＭ）に揺変性（チキソトロピー）材料を加えてもよい。
【００３２】
図３に戻ると、メタルベース６のヒートパイプ挿入部６３の回転軸ＡＸは支点用エイミングナット３１ｂの中心と左右調整用エイミングナット３３ｂの中心とを通る直線上に位置し、また、台座８の回転軸ＡＹは支点用エイミングナット３１ｂの中心と上下調整用エイミングナット３２ｂの中心とを通る直線上に位置する。
【００３３】
図１〜図３における上下方向エイミング動作について説明する。
【００３４】
上下調整用エイミングボルト３２ａを締めることによりメタルベース６は図１の左方から見て回転軸ＡＸに対して時計回りに回転する。この結果、発光素子５１の光軸は下方に調整される。他方、上下調整用エイミングボルト３２ａを緩めることによりメタルベース６は図１の左方から見て回転軸ＡＸに対して反時計回りに回転する。この結果、発光素子５１の光軸は上方に調整される。回転軸ＡＸに対して最大±５°の範囲で可動できる。
【００３５】
次に、図１〜図３における左右方向エイミング動作について説明する。
【００３６】
左右調整用エイミングボルト３３ａを締めることによりメタルベース６は図１の上方から見て回転軸ＡＹに対して反時計回りに回転する。この結果、発光素子５１の光軸は左方に調整される。他方、左右調整用エイミングボルト３３ａを緩めることによりメタルベース６は図１の上方から見て回転軸ＡＹに対して時計回りに回転する。この結果、発光素子５１の光軸は右方に調整される。回転軸ＡＹに対して最大±５°の範囲で可動できる。
【００３７】
図１〜図５に示す本発明に係る車両用灯具の第１の実施の形態によれば、発光素子５１が設けられたメタルベース６とハウジング２との間は放熱効率が高いヒートパイプ７及び台座８によって接続されているので、発光素子５１に発生した熱はメタルベース６、ヒートパイプ７及び台座８を介してハウジング２外へ放散される。この結果、放熱効率が高い。また、エイミング機構の調整によってメタルベース６が傾動しても、メタルベース６とハウジング２との距離の変動はないので、ヒートパイプ７は変形せず、従って、ヒートパイプ７の放熱性能の低下はない。さらに、ヒートパイプ７の一端はメタルベース６に挿入され、ヒートパイプ７の他端は台座８に嵌込められるので、車両走行時の振動、衝撃等によってもヒートパイプ７は離脱しにくい。
【００３８】
図６は本発明に係る車両用灯具の第２の実施の形態を示す一部切欠いた右上斜視図である。
【００３９】
図６においては、図１の構成要素にヒートシンク９を付加してある。ヒートシンク９はハウジング２の台座８の反対側面に設けられる。これにより、発光素子５１に発生した熱は、メタルベース６、ヒートパイプ７、台座８、ハウジング２及びヒートシンク９を介して放散され、放熱性能はさらに向上する。尚、この場合も、台座８とハウジング２との間に熱拡散板を設けてもよい。
【００４０】
ヒートシンク９はハウジング２の一部として樹脂によって形成される。また、ヒートシンク９は金属でその接続部のみハウジング２にインサート成型してもよい。さらに、図７に示すように、台座８と一体成型した後、シール剤を用いてハウジング２に結合してもよい。これにより、接触熱抵抗及び伝導熱抵抗が小さくなるので、放熱性能はさらに向上する。
【００４１】
図８は本発明に係る車両用灯具の第３の実施の形態を示す一部切欠いた右上斜視図である。
【００４２】
図８においては、図１の構成要素に内部ヒートシンク１０を付加してある。内部ヒートシンク１０は筐体内のメタルベース６に設けられる。これにより、発光素子５１に発生した熱は、筐体内の空気にも放散し、発光素子５１と空気との間の熱抵抗は低減し、灯具全体の放熱性能はさらに向上する。また、冬等において、灯具の周囲温度が急に低下した場合に、灯内空気を暖めて発光素子５１、電気回路等の結露を防止できる。
【００４３】
図９は図１の台座８の第１の変更例の斜視図であって、（Ａ）はヒートパイプの放熱部７ｂの嵌込み前、（Ｂ）はヒートパイプ７の放熱部７ｂの嵌込み後を示す。
【００４４】
図９の台座８’においては、図１の台座８を中空にする。これにより、ハウジング２の複雑な形状にも適用でき、また、放熱構造の軽量化を図れる。尚、図９の台座８’は図６、図８の車両用灯具にも適用できる。
【００４５】
図１０は図１の台座８の第２の変更例の斜視図であって、（Ａ）は固定部、（Ｂ）は可動部、（Ｃ）は連結された固定部及び可動部を示す。
【００４６】
図１０の台座８”においては、図１０の（Ａ）に示す固定部８１と図１０の（Ｂ）に示す可動部８２とに分割する。固定部８１には、第１の同心円凹部（あるいは凸部）８１ａが設けられる。他方、可動部８２の一面には、第１の同心円凹部８１ａに対応した第２の同心円凸部（あるいは凹部）８２ａが設けられ、他面には、ヒートパイプ７の直線状の放熱部７ｂが嵌込まれる棒状溝８２ｂが設けられている。可動部８２の棒状溝８２ｂには熱伝導性材料（ＴＩＭ）もしくは揺変性材料を充填してヒートパイプ７の放熱部７ｂを嵌込む。
【００４７】
図１０の（Ｃ）に示すように、固定部８１の第１の同心円凹部８１ａに可動部８２の第２の同心円凸部８２ａを嵌合わせる。この場合も、予め、熱伝導性材料（ＴＩＭ）もしくは揺変性材料を充填する。このように、可動部８２が固定部８１に対して回転可能となるので、ヒートパイプ７は台座８”の中心軸を回転軸ＡＹとして回転運動できる。
【００４８】
図１０の台座８”によれば、ヒートパイプ７は回転軸を維持する必要がなくなり、ヒートパイプ７は加工し易くなる。尚、図１０の台座８”は図６、図８の車両用灯具にも適用できる。
【００４９】
図１１は本発明に係る車両用灯具の第４の実施の形態を示す一部切欠いた右下斜視図である。
【００５０】
図１１においては、図１の構成要素に、ヒートパイプ１１、台座１２、及びヒートシンク１３を付加してある。これにより、発光素子５１にて発生した熱はメタルベース６、ヒートパイプ７、台座８、ヒートパイプ１１、台座１２、及びヒートシンク１３を介してハウジング２の外へ放散される。従って、ヒートシンク１３を走行風Ｗが当たる位置もしくは周囲温度が低い位置に設ければ、放熱性能はさらに向上する。
【００５１】
図１２は図１１のヒートパイプ１１、台座１２、及びヒートシンク１３の詳細を示す斜視図である。
【００５２】
図１２に示すように、台座８において、ヒートパイプ７の放熱部７ｂは左右に±５°回転してもヒートパイプ１１の吸熱部１１ａと衝突しないように構成されている。すなわち、ヒートパイプ７の放熱部７ｂは少し短くされて台座８の円環溝８ａに嵌込まれ、ヒートパイプ１１の吸熱部１１ａはヒートパイプ７の放熱部７ｂが存在しない台座８の棒状溝８２ｃに嵌込まれている。
【００５３】
他方、ヒートパイプ１１の放熱部７ｂは台座１２の棒状溝１２ａに嵌込まれている。また、ヒートパイプ１１の輸送部１１ｃはほぼ水平となって動作液体が流れ易くなっている。
【００５４】
尚、台座８の棒状溝８２ｃ及び台座１２の棒状溝１２ａには、熱伝導性材料（ＴＩＭ）もしくは揺変性材料を充填する。また、ヒートシンク１３はハウジング２の一部として樹脂によって形成される。また、ヒートシンク１３は金属でその接続部のみハウジング２にインサート成型してもよい。さらに、図１２に示すように、台座１２と一体成型した後、シール剤を用いてハウジング２に結合してもよい。これにより、接触熱抵抗及び伝導熱抵抗が小さくなるので、放熱性能はさらに向上する。
【００５５】
図１３は本発明に係る車両用灯具の第５の実施の形態を示す一部切欠いた右上斜視図である。
【００５６】
図１３においては、図１の車両用灯具において、アウタレンズ１、ハウジング２、エイミング機構３１ａ／３１ｂ、３２ａ／３２ｂ、３３ａ／３３ｂ、ブラケット４、メタルベース６、台座８を共通とし、２つの光学ユニット５、５’、及び各光学ユニット５、５’に対応する２つのヒートパイプ７、７’を設けたものである。つまり、ヒートパイプ７、７’はメタルベース６の発光素子５１、５１’に対応する部分と台座８との間に連結されている。尚、光学ユニット５’は光学ユニット５と同一の要素つまり発光素子５１’、リフレクタ５２’、ボルト５２’ａ、インナレンズ（図示せず）よりなる。
【００５７】
図１３においては、ヒートパイプ７の吸熱部７ａが挿入されたメタルベース６のヒートパイプ挿入部６３とヒートパイプ７’の吸熱部７’ａが挿入されたメタルベース６のヒートパイプ挿入部６３’とは共通中心軸を有し、同一の回転軸ＡＸ上にある。従って、上下調整用エイミングボルト３２ａによりメタルベース６を回転軸ＡＸに対して回転させると、発光素子５１、５１’の光軸は同時に同一量だけ上下方向に調整される。
【００５８】
図１４は図１３の台座８の拡大斜視図である。
【００５９】
図１４に示すように、ヒートパイプ７の放熱部７ｂ及びヒートパイプ７’の放熱部７’ｂは分割された円環状をなし、台座８の共通中心軸を有する同一円環溝８ａに嵌込められ、ヒートパイプ７、７’の放熱部７ｂ、７’ｂは同一の回転軸ＡＹを有する。従って、左右調整用エイミングボルト３３ａによりメタルベース６を回転軸ＡＹに対して回転させると、発光素子５１、５１’の光軸は同時に同一量だけ左右方向に調整される。
【００６０】
尚、図１４においては、ヒートパイプ７の放熱部７ｂ及びヒートパイプ７’の放熱部７’ｂは台座８の共通中心軸を有する同一円環溝８ａに嵌込んでいるが、台座８の共通中心軸を有し２つの異なる直径の円環溝に嵌込んでもよく、また、共通中心軸を有する異なる重複した複数の平板平面上の円環溝に嵌込んでもよい。また、図１４においては、図９の台座８’及び図１０の台座８”も適用できる。
【００６１】
さらに、図１３、図１４の車両用灯具は３以上の光学ユニット及び３以上のヒートパイプにも適用できる。
【００６２】
図１５は図１、図６、図８、図１１の車両用灯具の放熱構造の重量を示す表である。図１５においては、次の条件で重量を計算した。
発光素子の発熱量：２０Ｗ
筐体（アウタレンズ、ハウジング）サイズ：縦２００ｍｍ×横２００ｍｍ×高さ２２５ｍｍ
周囲温度：９０℃
とし、発光素子５１の温度が１６０℃となるように、メタルベース６を除いた放熱構造の重量をシミュレーションした。図１の車両用灯具の場合、ヒートパイプ７が２０ｇ、台座８が４０ｇであり、従って、放熱構造の総重量は６０ｇとなり、非常に軽い。図６の車両用灯具の場合、ヒートパイプ７が２０ｇ、台座８が４０ｇ、ヒートシンク９が７７ｇであり、従って、放熱構造の総重量は１３７ｇとなり、ヒートシンク９の分だけ重くなる。図８の車両用灯具の場合、ヒートパイプ７が２０ｇ、台座８が４０ｇ、内部ヒートシンク１０が１２０ｇであり、従って、放熱構造の総重量は１８０ｇとなり、内部ヒートシンク１０の分だけ重くなる。図９の台座８’を図１の車両用灯具に適用した場合、図１の車両用灯具において台座８’の重量が台座８の４０ｇより５ｇだけ減少するので、放熱構造の総重量は５５ｇと軽くなる。図１０の台座８”を図１の車両用灯具に適用した場合、放熱構造の総重量は図１の車両用灯具の場合と同一である。図１１の車両用灯具の場合、ヒートパイプ１１の２０ｇ増加し、台座８より小さい台座１２の３０ｇ増加するが、ヒートシンク１３の増加分は走行風Ｗの冷却効果等で６０ｇとヒートシンク９の７７ｇより小さい。従って、放熱構造の総重量は１７０ｇ程度で済む。尚、比較例として、図１７に示すように、２０ｇのヒートパイプ７を１本設け、筐体の内部ヒートシンクに接続した場合には、台座がない分軽くなるが、放熱性能を大きくするために、内部ヒートシンク１０１は図８の内部ヒートシンク１０より非常に重く、たとえば１６１ｇとなり、従って、放熱構造の総重量は１８１ｇとなる。このように、本発明の車両用灯具の放熱構造は軽いことが分かる。
【００６３】
図１６は図１３の車両用灯具の放熱構造の重量を示す表である。図１６においては、次の条件で重量を計算した。
５つの発光素子の発熱量：１０Ｗ×５＝５０Ｗ
筐体（アウタレンズ、ハウジング）サイズ：縦２００ｍｍ×横２００ｍｍ×高さ２２５ｍｍ
周囲温度：９０℃
とし、発光素子の温度が１６０℃となるように、メタルベース６を除いた放熱構造の重量をシミュレーションした。図１３の車両用灯具の場合、ヒートパイプ７、７’が２０ｇ×５＝１００ｇ、台座８がやや大きめで１４０ｇであり、さらに、図示しない内部ヒートシンクが５２ｇ×５＝２６０ｇである。従って、放熱構造の総重量は５００ｇとなる。尚、比較例として、図１７の車両用灯具に、２０ｇのヒートパイプ７を５本設け、筐体の内部ヒートシンクに接続した場合には、台座がない分軽くなるが、内部ヒートシンクは図８の内部ヒートシンク１０より少し軽いたとえば１０２ｇの５倍で、５１０ｇとなり、従って、放熱構造の総重量は６１０ｇとなる。このように、本発明の車両用灯具の放熱構造は軽いことが分かる。
【００６４】
尚、本発明は上述の実施の形態の自明の範囲のいかなる変更にも適用し得る。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明に係る車両用灯具は、前照灯以外に、フォグランプ、ＤＲＬ（Daytime Running Lamp）にも適用できる。
【符号の説明】
【００６６】
１：アウタレンズ
２：ハウジング
３１ａ：支点用エイミングボルト
３１ｂ：支点用エイミングナット
３２ａ：上下調整用エイミングボルト
３２ｂ：上下調整用エイミングナット
３３ａ：左右調整用エイミングボルト
３３ｂ：左右調整用エイミングナット
４：ブラケット
５、５’：光学ユニット
５１、５１’：発光素子
５２、５２’：リフレクタ
５２ａ、５２’ａ：ボルト
５３：インナレンズ
６：メタルベース
６１：支持台部
６２：リフレクタ収容部
６３：ヒートパイプ挿入部
６３ａ：円柱状穴
６３ｂ：円周線スリット
７、７’：ヒートパイプ
７ａ：吸熱部（蒸発部）
７ｂ：放熱部（凝縮部）
７ｃ：輸送部
８、８’、８”：台座
８ａ：円環溝
８ｂ：同心円周線スリット
８ｃ：棒状溝
８１：固定部
８１ａ：第１の同心円凹部
８２：可動部
８２ａ：第２の同心円凸部
８２ｂ、８２ｃ：棒状溝
９：ヒートシンク
１０：内部ヒートシンク
１１：ヒートパイプ
１２：台座
１２ａ：棒状溝
１３：ヒートシンク
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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