(57)【要約】【課題】  半導体発光素子の温度上昇を十分に抑止した車両用灯具を提供する。【解決手段】  灯室１の内部にはＬＥＤ素子２ａ及びＬＥＤ素子２ａからの光を投影する光学レンズ３ａが設けられている。灯室１の下側外壁にはヒートシンク４が設けられている。ＬＥＤ素子２ａはヒートパイプ５によって熱的にヒートシンク４に接続されている。灯室１の外壁に沿って送風ダクト６が設けられている。送風ダクト６の外気吸入口６ａは車両の前方に設けられている。送風ダクト６の外気排出口６ｂはヒートシンク４よりも上方の車両の外側側面に設けられている。【選択図】        図１
2016207363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子が内部の設けられた灯室と、
前記灯室の外壁に沿った送風ダクトと、
前記半導体発光素子に熱的接続され、前記送風ダクトに結合したヒートシンクと
を具備し、
前記送風ダクトの外気吸入口は車両の前方に設けられ、
前記送風ダクトの外気排出口は前記ヒートシンクよりも上方の車両の外面に設けられた車両用灯具。
【請求項２】
前記送風ダクトの外気排出口は前記車両の外側側面に設けられている請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項３】
前記送風ダクトは車両後方に傾斜しながら前記車両の外側側面に延伸する構造を有する請求項２に記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記送風ダクトの外気排出口は前記車両の外側上面に設けられている請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記送風ダクトの外気排出口は前記車両の外側前面に設けられている請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項６】
前記ヒートシンクは前記送風ダクトに対向して前記灯室の内壁に設けられている請求項１〜５のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項７】
さらに、前記送風ダクト内に設けられた逆流防止弁を具備する請求項１〜６のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項８】
さらに、前記送風ダクト内の曲り角に設けられた整流板を具備する請求項１〜７のいずれかに記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用灯具、特に、その放熱構造に関する。
【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寿命及び性能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変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、半導体発光素子、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】
従来の車両用灯具は、半導体発光素子が内部に設けられた灯室と、灯室の外壁に沿った送風ダクトと、半導体発光素子に熱的に接続され送風ダクト内に設けられたヒートシンクとを備えている。この場合、送風ダクトの外気吸入口は車両の前方にある（参照：特許文献１，２，３）。これにより、車両走行状態には、走行風を送風ダクトに取込みヒートシンクを強制的に空冷し、この結果、半導体発光素子の温度上昇を抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１２３７５６号公報
【特許文献２】特許４６００７６７号公報（特開２００７-１２８７２８号公報）
【特許文献３】特開２００８−２２６８４３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、上述の従来の車両用灯具においては、送風ダクトの排気口の位置はエンジンルームにあると考えられる（参照：特許文献３の段落００６０）。従って、特に、車両停止状態において、密封空間であるエンジンルーム内に暖められた送風ダクトからの空気がこもってしまい、この結果、エンジンルーム内の圧力が増大して空気の逆流によって送風ダクト内の空気交換がされない。これにより、ヒートシンクの空冷効果が低減し、従って、半導体発光素子の温度上昇を十分に抑制できないという課題がある。また、送風ダクトの排気口に別のダクトを接続して直接外気に導くことも開示されているが（特許文献３の段落００６０）、この場合には、別のダクトの配置によっては送風ダクトの送風効果が向上せず、この結果、車両停止状態には、やはり、ヒートシンクの空冷効果が低減し、従って、半導体発光素子の温度上昇を十分に抑制できないという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、半導体発光素子が内部の設けられた灯室と、灯室の外壁に沿った送風ダクトと、半導体発光素子に熱的接続され、送風ダクトに結合したヒートシンクとを具備し、送風ダクトの外気吸入口は車両の前方に設けられ、送風ダクトの外気排出口はヒートシンクよりも上方の車両の外面に設けられたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、特に、車両停止状態には送風ダクトの煙突効果によりヒートシンクの空冷効果が向上し、従って、半導体発光素子の温度上昇を十分に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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図である。
【図２】車両停止状態の空気流を説明するための図１の車両用灯具の一部透視斜視図である。
【図３】車両走行状態の空気流を説明するための図１の車両用灯具の一部透視上面図である。
【図４】本発明に係る車両用灯具の第２の実施の形態を示す図である。
【図５】車両停止状態の空気流を説明するための図４の車両用灯具の一部透視斜視図である。
【図６】車両走行状態の空気流を説明するための図４の車両用灯具の一部透視斜視図である。
【図７】本発明に係る車両用灯具の第３の実施の形態を示す図である。
【図８】車両停止状態の空気流を説明するための図７の車両用灯具の一部透視斜視図である。
【図９】車両走行状態の空気流を説明するための図７の車両用灯具を示す図である。
【図１０】図１の車両用灯具の第１の変更例を示す図である。
【図１１】図１の車両用灯具の第２の変更例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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図である。
【００１１】
図１においては、灯室１の内部にはＬＥＤ素子２ａ及びＬＥＤ素子２ａからの光の一部を波長変換し混色して白色光を出射する波長変換部材２ｂがリフレクタ２ｃに設けられ、リフレクタ２ｃはマウントプレート２ｄに固定されている。また、白色光を投影する光学レンズ３ａ及びレンズホルダ３ｂが設けられている。他方、灯室１の下側外壁にはヒートシンク４が設けられている。この場合、ＬＥＤ素子２ａ及び波長変換部材２ｂはヒートパイプ５によって熱的にヒートシンク４に接続されている。
【００１２】
灯室１の外壁に沿って送風ダクト６が設けられている。送風ダクト６の外気吸入口６ａは車両の前方に設けられている。他方、送風ダクト６の外気排出口６ｂはヒートシンク４よりも上方の車両の外側側面に設けられている。また、送風ダクト６は車両後方に向って傾斜しながら外気排出口６ｂに延伸する形状となっている。
【００１３】
また、走行風の圧力が逆流方向に作用しても空気が順方向に流れるように、送風ダクト６に逆流防止弁７が設けられている。また、送風ダクト６の曲り角には空気流が滑らかになるように整流板８が設けられている。さらに、送風ダクト６の外気吸入口６ａ及び外気排出口６ｂには、小石、粉塵等の異物が浸入するのを防止するために、フィルタ９ａ、９ｂが設けられている。
【００１４】
図１の車両用灯具の車両停止状態の空気流を図２を参照して説明する。冷空気流Ｃ１が送風ダクト６の外気吸入口６ａから吸入され、ヒートシンク４によって暖められた暖空気流Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３となる。従って、送風ダクト６の外気吸入口６ａと外気排出口６ｂとの間で圧力差が生じ、この結果、煙突効果によって空気が送風ダクト６を順方向に流れる。
【００１５】
図１の車両用灯具の車両走行状態の空気流を図３を参照して説明する。走行風による冷空気流Ｃ１が送風ダクト６の外気吸入口６ａから吸入され、ヒートシンク４によって暖められた暖空気流Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３となる。他方、送風ダクト６の外気排出口６ｂにおける走行風による気流Ｃ２は送風ダクト６に逆流しないように作用する。従って、走行風による気流Ｃ２によって送風ダクト６の外気排出口６ｂ付近での圧力はさらに送風ダクト６の外気吸入口６ａでの圧力より小さくなり、この結果、空気が送風ダクト６を順方向に流れ易くなる。従って、走行時では、煙突効果に加え、走行風による冷空気流Ｃ１によって送風ダクト６内の空気が押し出される作用と、気流Ｃ２による外気排出口６ｂ付近での気圧低下の作用とが働くことになる。
【００１６】
図４は本発明に係る車両用灯具の第２の実施の形態を示す図である。
【００１７】
図４においては、送風ダクト６の外気排出口６ｂ'は車両の外側上面に設けられている。
【００１８】
図４の車両用灯具の車両停止状態の空気流を図５を参照して説明する。この場合も、冷空気流Ｃ１が送風ダクト６の外気吸入口６ａから吸入され、ヒートシンク４によって暖められた暖空気流Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３となる。従って、送風ダクト６の外気吸入口６ａと外気排出口６ｂ’との間で圧力差が生じ、この結果、煙突効果によって空気が送風ダクト６を順方向に流れる。
【００１９】
図４の車両用灯具の車両走行状態の空気流を図６を参照して説明する。走行風による冷空気流Ｃ１が送風ダクト６の外気吸入口６ａから吸入され、ヒートシンク４によって暖められた暖空気流Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３となる。他方、送風ダクト６の外気排出口６ｂにおける走行風による冷空気流Ｃ２は送風ダクト６に逆流しないように作用する。従って、走行風によって送風ダクト６の外気排出口６ｂ’での圧力は送風ダクト６の外気吸入口６ａでの圧力より小さくなり、この結果、空気が送風ダクト６を順方向に流れ易くなる。
【００２０】
図７は本発明に係る車両用灯具の第３の実施の形態を示す図である。
【００２１】
図７においては、送風ダクト６の外気排出口６ｂ”は車両の外側前方に設けられている。
【００２２】
図７の車両用灯具の車両停止状態の空気流を図８を参照して説明する。この場合も、冷空気流Ｃ１が送風ダクト６の外気吸入口６ａから吸入され、ヒートシンク４によって暖められて暖空気流Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３となる。従って、送風ダクト６の外気吸入口６ａと外気排出口６ｂ”との間で圧力差が生じ、この結果、煙突効果によって空気が送風ダクト６を順方向に流れる。
【００２３】
図７の車両用灯具の車両走行状態の空気流を図９を参照して説明する。走行風による冷空気流Ｃ１が送風ダクト６の外気吸入口６ａから吸入され、ヒートシンク４によって暖められた暖空気流Ｗ１、Ｗ２となる。他方、送風ダクト６の外気排出口６ｂ”における走行風による冷空気流Ｃ２は送風ダクト６に逆流するように作用する。従って、走行風によって送風ダクト６の外気排出口６ｂ”での圧力は送風ダクト６の外気吸入口６ａでの圧力と同様に高くなる。しかし、この場合、逆流防止弁７の存在のために、空気が送風ダクト６を順方向に流れることになる。
【００２４】
図１０は図１の車両用灯具の第１の変更例を示す図である。
【００２５】
図１０においては、ヒートシンク４は送風ダクト６に対面するように灯室１の内壁に設けられている。この場合、ヒートシンク４の放熱効率はやや低下するが、ヒートシンク４の設置し易さ及び送風ダクト６からのヒートシンク４の汚染防止の点で有利である。尚、図１０の変更例は図４、図７の車両用灯具にも適用できる。
【００２６】
図１１は図１の車両用灯具の第２の変更例を示す図である。
【００２７】
図１１においては、ヒートシンク４は灯室１の横側外壁に設けられている。この場合にも、送風ダクト６の外気排出口６ｂはヒートシンク４よりも上方の車両の側面に設けられている。従って、図１１の車両用灯具の空気流は図１の車両用灯具の空気流と同様となる。尚、図１１の変更例は図４、図７の車両用灯具にも適用できる。
【００２８】
尚、本発明は上述の実施の形態の自明の範囲内でのいかなる変更にも適用し得る。
【符号の説明】
【００２９】
１：灯室 
２ａ：ＬＥＤ素子
２ｂ：波長変換部材
２ｃ：リフレクタ
２ｄ：マウントプレート
３ａ： 光学レンズ
３ｂ：レンズホルダ
４：ヒートシンク 
５：ヒートパイプ 
６：送風ダクト 
６ａ：外気吸入口
６ｂ、６ｂ’、６ｂ”：外気排出口
７：逆流防止弁
８：整流板
９：フィルタ
Ｃ１、Ｃ２：冷空気流
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３：暖空気流
【図１】
2016207363.tif 000003
【図４】
2016207363.tif 000004
【図７】
2016207363.tif 000005
【図９】
2016207363.tif 000006
【図１０】
2016207363.tif 000007
【図１１】
2016207363.tif 000008
【図２】
2016207363.tif 000009
【図３】
2016207363.tif 000010
【図５】
2016207363.tif 000011
【図６】
2016207363.tif 000012
【図８】
2016207363.tif 000013