(57)【要約】【課題】ＬＥＤを光源とする車両用ＬＥＤ灯具において、ＬＥＤの自己発熱の放熱性を高めることによってＬＥＤの温度上昇を抑制し、よってＬＥＤの発光効率の低下が低減されて所定の照射光量を確保することが可能となる車両用ＬＥＤ灯具を提供することにある。【解決手段】前面レンズ１とハウジング２と固定放熱体３とで灯室４を形成し、固定放熱体３は第一のヒートシング部１０を灯室４内に、第二のヒートシング部１１を灯室外に位置させた。更に、灯室４内にはＬＥＤ光源１６を支持すると共に、リフレクタ１８、投影レンズ２１等からなる光学系と第三のヒートシンク部１３とを備えた灯具ユニット１２がエイミングネジ２２を介してエイミング調整が可能な状態に支持されている。ＬＥＤ光源１６で発生した熱は順次第三のヒートシンク部１３、第一のヒートシンク部１０を経て第二のヒートシンク部１１の放熱フィン２３から大気中に放散される。【選択図】図１
2007220618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも前面レンズと、ハウジングと、該ハウジングと互いに直接接触した状態で連結された固定放熱体とによって灯室が形成され、前記固定放熱体の第一のヒートシンク部が前記灯室の内部に、第二のヒートシンク部が前記灯室の外部に夫々位置しており、
少なくとも１つのＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源から出射された光の光路を制御する光学系と第三のヒートシンク部とを備えた灯具ユニットが前記灯室の内部に支持されていることを特徴とする車両用ＬＥＤ灯具。
【請求項２】
前記第一のヒートシンク部は前記第三のヒートシンク部の上方に位置し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】
前記灯具ユニットはエイミング機構によって傾動可能に支持されていることを特徴とする請求項１または２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。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」と称する）は温度上昇によって発光効率が低下するという特性を有している。ＬＥＤの温度上昇の要因は、ＬＥＤの点灯時の自己発熱や高温環境下に晒された場合等が考えられる。
【０００３】
一方、ＬＥＤは各種ランプに比較して一般的に小型、低消費電力、長寿命等の利点を有しており、従来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として使用され、近年ではＬＥＤを光源とする車両用前照灯の提案・開発もなされている。
【０００４】
車両用灯具は一般的に前面レンズとハウジングとによって構成された灯具の内部（灯室内）が密閉環境として形成されており、灯室内に支持されたＬＥＤを点灯すると、ＬＥＤの自己発熱と該自己発熱による灯室内の温度上昇分との相乗作用によってＬＥＤ自体の温度が著しく上昇し、その結果ＬＥＤの発光効率が低下することによって灯具の照射光量が低減すると共に、極端な場合には灯具に要求される配光性能や配光規格を満足しなくなる可能性も有している。
【０００５】
また、灯室内の温度がＬＥＤの動作温度範囲の定格よりも高くなるとＬＥＤの点灯が不可能となり、灯具としての機能を果すことができなくなる場合もある。
【０００６】
そこで、上記問題の発生を抑制するような車両用前照灯の提案がなされている。それは図４に示すように、透明カバー５１と、ランプボディ５２と、鉛直パネル部５３、ユニット支持部５４及びヒートシンク部５５が一体化された支持ブラケット５６と、ソケットカバー５７とで車両用前照灯５０の灯室５８を形成し、前照灯５０の灯室５８内には支持ブラケット５６の鉛直パネル部５３及びユニット支持部５４が位置し、ヒートシンク部５５は前照灯５０の灯室５８外に延出している。
【０００７】
そして、前照灯５０の灯室５８内に位置した支持ブラケット５６のユニット支持部５４には半導体発光素子５９とリフレクタ６０と光制御部材６１とが固定され、光制御部材６１は投影レンズ６２を支持している。
【０００８】
上記構成の、半導体発光素子５９を光源とする車両用前照灯５０においては、半導体発光素子５９の点灯時の自己発熱は、熱の良導体である材料によって形成された支持ブラケット５６のユニット支持部５４からヒートシンク部５５まで伝導されて移動し、ヒートシンク部５５で灯室５８外に放散される。これにより、半導体発光素子５９点灯時の半導体発光素子５９自体の温度上昇を抑制するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−１４１９１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来の車両用前照灯５０においては、ランプボディ５２と支持ブラケット５６のヒートシンク部５５とが柔軟性を有する材料で形成されたソケットカバー５７を介して連結されており、エイミング調整で支持ブラケット５６が傾動したときに、その傾動による変位でソケットカバー５７が変形して変位を吸収し、固定されたランプボディ５２には変位力が加わらないような構成となっている。
【００１０】
ところで、ヒートシンク部５５は、ヒートシンク部５５の外気（空気）と接する部分の全表面の放熱面積が大きいほど放熱効率が高くなり、放熱効果も良好となる。換言すると、ヒートシンク部５５の大きさが放熱効率に関係することになるが、従来の車両用前照灯５０の場合、ソケットカバー５７があることによってヒートシンク部５５の配置範囲が該ソケットカバー５７によって限定されることになる。そのため、ヒートシンク部５５の大きさに制約が加わるために十分な放熱効率が得られないものとなっている。
【００１１】
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、ＬＥＤを光源とする車両用ＬＥＤ灯具において、ＬＥＤの自己発熱の放熱性を高めることによってＬＥＤの温度上昇を抑制し、よってＬＥＤの発光効率の低下が低減されて所定の照射光量を確保することが可能となる車両用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】
【００１２】
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、少なくとも前面レンズと、ハウジングと、該ハウジングと互いに直接接触した状態で連結された固定放熱体とによって灯室が形成され、前記固定放熱体の第一のヒートシンク部が前記灯室の内部に、第二のヒートシンク部が前記灯室の外部に夫々位置しており、
少なくとも１つのＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源から出射された光の光路を制御する光学系と第三のヒートシンク部とを備えた灯具ユニットが前記灯室の内部に支持されていることを特徴とするものである。
【００１３】
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、前記第一のヒートシンク部は前記第三のヒートシンク部の上方に位置していることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１または２のいずれか１項において、前記灯具ユニットはエイミング機構によって傾動可能に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】
【００１５】
本発明の車両用ＬＥＤ灯具は、少なくとも前面レンズとハウジングと該ハウジングと互いに面接触した状態で連結された固定放熱体とによって灯室を形成し、固定放熱体の第一のヒートシンク部を灯室の内部に、第二のヒートシンク部を灯室の外部に位置させ、ＬＥＤ光源で発生した熱が、ＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源から出射された光の光路を制御する光学系と第三のヒートシンク部とを備えた灯具ユニットの第三のヒートシンク部および第一のヒートシンク部を順次経て第二のヒートシンク部の放熱フィンから大気中に放散されるようにした。
【００１６】
その結果、灯室外に位置してＬＥＤ光源で発生した熱を大気中に放散する固定発熱体の第二のヒートシンクの大きさをハウジングの外周寸法近傍まで大きくすることが可能となり、第二のヒートシンク部の放熱フィン全表面の放熱面積が拡大することによって放熱効率が高まり、ＬＥＤ光源の温度上昇が抑制されて発光効率の低下を低減することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の好適な実施形態を図１から図３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。
【００１８】
図１は本発明の車両用ＬＥＤ灯具に係わる実施形態を示す断面図である。本実施形態は、主に前面レンズ１、ハウジング２及び固定放熱体３の３つの部材によって灯室４が形成されている。前面レンズ１とハウジング２は、ハウジング２の一方の前面開口端部に設けられたシール溝部５に前面レンズ１の周端に設けられたシール脚部６を挿入し、シール溝部５とシール脚部６との隙間に弾性シール材７を充填した状態で係止されている。
【００１９】
なお、本実施形態においては、ハウジング側にシール溝部、前面レンズ側にシール脚部が設けられているが、前面レンズ側にシール溝部、ハウジング側にシール脚部を設けてもよいし、前面レンズとハウジングとでシール効果を有する係止部が構成されるのであれば、両者の係止部の構造、係止手段等については特に限定されるものではない。
【００２０】
ハウジング２と固定放熱体３は、ハウジング２の他方の前面開口端部２４と固定放熱体３のフランジ部８とが互いの面を接触させた状態で連結ネジ９を介して連結固定されている。
【００２１】
固定放熱体３は上記フランジ部８と共に、第一のヒートシンク部１０と第二のヒートシンク部１１とが一体化されており、第一のヒートシンク部１０は灯室４内に、第二のヒートシンク部１１は灯室４外に夫々位置している。つまり、固定放熱体３の一部は灯室４内に、一部は灯室４外に夫々突出していることになる。
【００２２】
更に、灯室４内には灯具ユニット１２が支持されており、該灯具ユニット１２には第三のヒートシンク部１３と、該第三のヒートシンク部１３を挟むように支持された、スライドナット１４が設けられたサポートプレート１５及びＬＥＤ光源１６が載設されたマウントプレート１７と、リフレクタ１８と、遮蔽体１９と、レンズホルダ２０と、投影レンズ２１とが備えられている。
【００２３】
また、スライドナット１４には頭部が固定放熱体３に支持されたエイミングネジ２２が螺合されており、エイミングネジ２２を回動することによって、図２に示すように灯具ユニット１２を所望の方向に傾動してエイミング調整を行なうことができるようになっている。
【００２４】
上記構成の車両用ＬＥＤ灯具は、ＬＥＤ光源１６を点灯すると、ＬＥＤ光源から発せられた光が上記リフレクタ１８と、遮蔽体１９と、レンズホルダ２０と、投影レンズ２１とで構成された光学系を介して前面レンズ１から車両用ＬＥＤ灯具の前方に照射される。
【００２５】
それと共に、「背景技術」に記載したように、ＬＥＤ光源は点灯時に自己発熱する。そのため、ＬＥＤ光源の該自己発熱と、その熱で加熱されて温度上昇した灯室４内の空気との熱の重畳作用によってＬＥＤ光源自体の温度が上昇することになり、ＬＥＤの発光効率の低下に起因して灯具の照射光量が低減することになる。
【００２６】
そこで、本発明においては、ＬＥＤ光源の点灯時の温度上昇を抑制する手段が施されているので、図３に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
まず、ＬＥＤ光源１６が点灯するとＬＥＤ光源１６で発生した熱はＬＥＤ光源１６が載設されたマウントプレート１７に移動する。マウントプレート１７は熱の良導体である材料によって形成されており、ＬＥＤ光源１６からマウントプレート１７に移動した熱はマウントプレート１７内部を伝導されて第三のヒートシンク部１３に移動する。
【００２８】
第三のヒートシンク部１３も熱の良導体である材料で形成されており、互いに所定の間隔をおいて平行に配置された複数の放熱フィン２３を備えた形状を有している。そこで、第三のヒートシンク部１３に移動した熱は第三のヒートシンク部１３内部を伝導されて各放熱フィン２３まで伝導される。
【００２９】
各放熱フィン２３に到達した熱は、夫々の放熱フィン２３の表面近傍の空気に熱伝達されて移動する。第三のヒートシンク部１３の上方には同様に熱の良導体である材料で形成された固定放熱体３の第一のヒートシンク部１０が位置しており、第三のヒートシンク部１３の各放熱フィン２３の表面から空気へ熱伝達された熱は上昇した該空気を介して第一のヒートシンク部１０の各放熱フィン２３の表面から内部に熱伝達される。
【００３０】
第一のヒートシンク部１０の各放熱フィン２３の表面から内部に熱伝達された熱は、各放熱フィン２３内部を伝導されて灯室外に位置する第二のヒートシンク部１１に移動し、各放熱フィン２３まで伝導される。
【００３１】
第二のヒートシンク部１１の各放熱フィン２３に到達した熱は、夫々の放熱フィン２３の表面近傍の空気に熱伝達されて移動する。そして、第二のヒートシンク部１１の各放熱フィン２３の表面から空気へ熱伝達された熱は、該空気を介して大気中に放散される。
【００３２】
以上、本発明の車両用ＬＥＤ灯具の構成において、ＬＥＤ光源１６で発生して灯室４外に位置する第二のヒートシンク部１１の放熱フィン２３から大気中に放散されるまでの熱の流れについて説明してきたが、その他に、第三のヒートシンク部１３及び第一のヒートシシンク部１０の夫々の放熱フィン２３の表面から近傍の空気へ熱伝達された熱の一部は、該空気を介してハウジング２に熱伝達され、ハウジング２内を伝導されてハウジング２に面接触した固定放熱体３のフランジ部８に移動し、その後上記熱の流れに沿って第二のヒートシンク部１１の放熱フィン２３から大気中に放散される。
【００３３】
よって、本発明の車両用ＬＥＤ灯具においては、ＬＥＤ光源１６で発生した熱は主に、順次第三のヒートシンク部１３、第一のヒートシンク部１０、第二のヒートシンク部１１を経て大気中に放散される流れと、順次第三のヒートシンク部１３及び第一のヒートシンク部１０、ハウジング２、第二のヒートシンク部１１を経て大気中に放散される流れとの２つの流れが形成される。
【００３４】
以上説明したように、本発明の車両用ＬＥＤ灯具は、発光源と同時に発熱源となるＬＥＤ光源を支持する灯具ユニットはエイミング時に所望の方向に傾動してエイミング調整を行なうことができるように灯室内に支持されており、ＬＥＤ光源で発生した熱を最終的に大気中に放散する固定放熱体はハウジングに対して面接触によって直接連結固定されている。従って、従来例で示したようなハウジングと固定放熱体とを連結するソケットカバーのような連結部材は不要である。
【００３５】
従って、灯室外に位置してＬＥＤ光源で発生する熱を大気中に放散する固定発熱体の第二のヒートシンク部の寸法を大きくすることが可能となり、第二のヒートシンク部の放熱フィン全表面の放熱面積が拡大することによって放熱効率が高まり、ＬＥＤ光源の温度上昇が抑制されて発光効率の低下を低減することができる。
【００３６】
また、第三のヒートシンク部及び第一のヒートシシンク部の夫々の放熱フィンの表面から近傍の空気へ熱伝達された熱の一部は、ハウジングに熱伝達されて第二のヒートシンク部の放熱フィンから大気中に放散されることになり、更なる放熱効率の向上に寄与するものである。
【００３７】
なお、本実施例においては、ＬＥＤ光源を載設するマウントプレート、スライドナットが設けられたサポートプレート及び第三のヒートシンク部は夫々個別に形成されたものであるが、マウントプレート及びサポートプレートのどちらか一方または両方を第三のヒートシンク部と一体に形成することも可能である。
【００３８】
また、第一のヒートシンク部、第二のヒートシンク部及び第三のヒートシンク部の夫々に形成された放熱フィンの形状、寸法は、配設可能なスペース、放熱効率などの諸々の条件を考慮して設定される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の車両用ＬＥＤ灯具の断面図である。
【図２】同じく、本発明の車両用ＬＥＤ灯具のエイミングを示す部分断面図である。
【図３】同じく、本発明の車両用ＬＥＤ灯具の熱移動の過程を示す参考図である。
【図４】従来の車両用灯具の断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    前面レンズ
２    ハウジング
３    固定放熱体
４    灯室
５    シール溝部
６    シール脚部
７    シール材
８    フランジ部
９    連結ネジ
１０    第一のヒートシンク部
１１    第二のヒートシンク部
１２    灯具ユニット
１３    第三のヒートシンク部
１４    スライドナット
１５    サポートプレート
１６    ＬＥＤ光源
１７    マウントプレート
１８    リフレクタ
１９    遮光体
２０    レンズホルダ
２１    投影レンズ
２２    エイミングネジ
２３    放熱フィン
２４    前面開口端部
【図１】
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【図２】
2007220618.tif 000004
【図３】
2007220618.tif 000005
【図４】
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