(57)【要約】【課題】半導体発光素子が高温になることを抑制できる車両用灯具を提供する。【解決手段】ヒートシンク１６は、複数の放熱フィン７１と、放熱フィン７１が設けられるフィン形成面７２と、を有し、複数の放熱フィン７１は、フィン形成面７２の上に並んで配列され、フィン形成面７２と交差する方向に突き出し、各々の放熱フィン７１は、第一領域７５と、フィン形成面７２からその先端までの長さが第一領域７５より短い第二領域７６と、を有し、複数の放熱フィン７１は、第一領域７５と第二領域７６が交互に形成され、放熱フィン７１の隣り合う列の第一領域７５または第二領域７６が互いにオフセットした位置に設けられている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子と、
前記半導体発光素子が搭載される素子搭載部を有するヒートシンクと、を備え、
前記ヒートシンクは、複数の放熱フィンと、前記放熱フィンが設けられるフィン形成面と、を有し、
複数の前記放熱フィンは、前記フィン形成面の上に並んで配列され、前記フィン形成面と交差する方向に突き出し、
各々の前記放熱フィンは、
第一領域と、
前記フィン形成面からその先端までの長さが第一領域より短い第二領域と、を有し、
複数の前記放熱フィンは、前記第一領域と前記第二領域が交互に形成され、前記放熱フィンの隣り合う列の前記第一領域または前記第二領域が互いにオフセットした位置に設けられている、車両用灯具。
【請求項２】
開口を有するハウジングと、
前記開口を閉塞して前記ハウジングとともに灯室を形成するアウターカバーと、を有し、
前記放熱フィンは前記灯室の外に露出している、請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項３】
前記ヒートシンクは、前記フィン形成面から灯具前方に向けて突出された板状の光源台部を有し、
板状の前記光源台部の上面および下面にそれぞれ前記素子搭載部が設けられ、前記素子搭載部がオフセットして配置されている、請求項１または２に記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記第一領域は、前記放熱フィンのうち前記長さが最も長い部位を有し、
前記第二領域は、前記放熱フィンのうち前記長さが最も短い部位を有し、
前記放熱フィンの前記第一領域が、配列方向に隣り合う前記放熱フィンの前記第二領域に向かい合っている、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記放熱フィンは、複数の前記第一領域および複数の前記第二領域を有し、
前記第一領域と前記第二領域は交互に設けられている、請求項１から４のいずれか一項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、車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１などにより、ＬＥＤ等の半導体発光素子を光源として使用した車両用灯具が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２０６９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１などの車両用灯具において、高出力を得るためにＬＥＤに大きな電流を供給すると、ＬＥＤからの発熱量が増える。このため、ＬＥＤが高温になってしまいやすい。
【０００５】
本発明は、半導体発光素子が高温になることを抑制できる車両用灯具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決することのできる本発明の車両用灯具は、
半導体発光素子と、
前記半導体発光素子が搭載される素子搭載部を有するヒートシンクと、を備え、
前記ヒートシンクは、複数の放熱フィンと、前記放熱フィンが設けられるフィン形成面と、を有し、
複数の前記放熱フィンは、前記フィン形成面の上に並んで配列され、前記フィン形成面と交差する方向に突き出し、
各々の前記放熱フィンは、
第一領域と、
前記フィン形成面からその先端までの長さが第一領域より短い第二領域と、を有し、
複数の前記放熱フィンは、前記第一領域と前記第二領域が交互に形成され、前記放熱フィンの隣り合う列の前記第一領域または前記第二領域が互いにオフセットした位置に設けられている。
【０００７】
上記構成の車両用灯具によれば、配列方向から見てフィン形成面から突き出す第一領域の先端部の少なくとも一部は隣り合う放熱フィンから突き出ているので、該突き出した部位から放熱される輻射熱は隣の放熱フィンに伝わりにくい。このため、ヒートシンクの放熱効率が高く、半導体発光素子が高温状態になりにくい車両用灯具が提供される。
【０００８】
本発明の車両用灯具において、開口を有するハウジングと、前記開口を閉塞して前記ハウジングとともに灯室を形成するアウターカバーと、を有し、前記放熱フィンは前記灯室の外に露出していてもよい。
上記構成の車両用灯具によれば、放熱フィンが灯室の外に露出しているため、放熱効率が高く、放熱フィンは熱を灯室の外へ良好に放出させることができる。
【０００９】
本発明の車両用灯具において、前記ヒートシンクは、前記フィン形成面から灯具前方に向けて突出された板状の光源台部を有し、板状の前記光源台部の上面および下面にそれぞれ前記素子搭載部が設けられ、前記素子搭載部がオフセットして配置されていてもよい。
上記構成の車両用灯具によれば、放熱フィンによって半導体発光素子の熱が効率よく放熱されるので、光源台部に熱が集中しやすい二つの半導体発光素子が背中合わせに搭載された車両用灯具に好適に適用できる。特に、光源台部の上面および下面の素子搭載部の配置がオフセットされているので、それぞれの素子搭載部に搭載された半導体発光素子で発生した熱が互いに伝達されることが抑制される。
【００１０】
本発明の車両用灯具において、前記第一領域は、前記放熱フィンのうち前記長さが最も長い部位を有し、前記第二領域は、前記放熱フィンのうち前記長さが最も短い部位を有し、前記放熱フィンの前記第一領域が、配列方向に隣り合う前記放熱フィンの前記第二領域に向かい合っていてもよい。
上記構成の車両用灯具によれば、長さが最も長い部位を有する第一領域が、配列方向に隣り合う放熱フィンの長さが最も短い部位を有する第二領域に向かい合っているので、配列方向から見て、第一領域の先端が第二領域の先端から大きく突き出する。このため、第一領域から放熱される輻射熱を、隣り合う放熱フィンにさらに伝達されにくくすることができ、ヒートシンクの放熱効率をさらに高められる。
【００１１】
本発明の車両用灯具において、前記放熱フィンは、複数の前記第一領域および複数の前記第二領域を有し、前記第一領域と前記第二領域は交互に設けられていてもよい。
上記構成の車両用灯具によれば、配列方向から見て第二領域から一部が突き出す複数の第一領域から効率的に放熱できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、半導体発光素子が高温になることを抑制できる車両用灯具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用灯具の断面図である。
【図２】ヒートシンクの斜視図である。
【図３】（ａ）は、第１の光源ユニットにより形成される配光パターンを示す図であり、（ｂ）は、第１の光源ユニットおよび第２の光源ユニットにより形成される配光パターンを示す図である。
【図４】ヒートシンクを後方から見た斜視図である。
【図５】放熱フィンを配列方向から見た図である。
【図６】鋸刃形状の放熱フィンを配列方向から見た図である。
【図７】ステップ形状の放熱フィンを配列方向から見た図である。
【図８】単一の第一領域および単一の第二領域を有する放熱フィンを配列方向から見た図である。
【図９】本発明の変形例に係る車両用灯具の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る車両用灯具の実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る車両用灯具の断面図である。
図１に示すように、本実施形態に係る車両用灯具１０は、前方に開口部１１ａを有するランプボディ（ハウジング）１１と、このランプボディ１１の開口部１１ａを覆うように取り付けられる光透過性のアウターカバー１２と、灯具ユニット１３とを備えている。この車両用灯具１０は、二輪車の前照灯として用いられるもので、二輪車の車両の前部に設けられて車両前方へ光を照射する。
【００１５】
なお、本例において、前方とは、車両用灯具１０におけるアウターカバー１２側（図１の左方向）であり、後方とは、前方と反対側（図１の右方向）である。
【００１６】
アウターカバー１２は、ランプボディ１１に接着されて取り付けられている。このアウターカバー１２をランプボディ１１に取り付けることで、車両用灯具１０に灯室Ｓが形成されている。
【００１７】
灯具ユニット１３は、ヒートシンク１６、第１の光源ユニット１７および第２の光源ユニット１８を備えている。また、灯具ユニット１３はシール部材２０を介してランプボディ１１に取り付けられている。
【００１８】
図２は、ヒートシンク１６の斜視図である。
【００１９】
図１および図２に示すように、ヒートシンク１６は、光源ユニット搭載部２１と、その後方に設けられた放熱部２２とを有している。このヒートシンク１６は、光源ユニット搭載部２１が面する灯室Ｓと、放熱部２２が面する灯室外とを区画している。
ヒートシンク１６は、熱伝導性に優れたアルミニウムを、金型を用いて鋳造成形する、いわゆるアルミダイキャストで一体に形成したものである。なお、ヒートシンク１６は、銅等の熱伝導性に優れた金属材料で形成しても良い。
【００２０】
ヒートシンク１６の光源ユニット搭載部２１には、その上下方向の略中央部に、前方へ突出する板状の光源台部２４が形成されている。光源台部２４の上面に第１の素子搭載部（素子搭載部）２５が形成され、光源台部２４の下面に第２の素子搭載部（素子搭載部）２６が形成されている。第１の素子搭載部２５と第２の素子搭載部２６は、互いに前後方向にオフセットされて配置されている。具体的には、第１の素子搭載部２５に対して、第２の素子搭載部２６が後方に配置されている。
【００２１】
また、光源台部２４は、水平な面内方向に延びる水平フィン３８と、水平フィン３８の上面および下面からそれぞれ上方および下方に延びる複数の鉛直フィン３９とを有している。複数の鉛直フィン３９は水平方向に互いに間隔をあけて配置されている。これらの水平フィン３８および鉛直フィン３９は、光源台部２４に一体に形成されている。
【００２２】
また、光源台部２４の前方には、後方に開口するキャップ４０が設けられている。このキャップ４０は、水平フィン３８および鉛直フィン３９を覆うように配置されている。
【００２３】
第１の光源ユニット１７は、ロービーム配光パターンを形成する光源ユニットであり、車両前方の仮想鉛直スクリーン上にロービーム用配光パターンＬｏを形成可能に構成される（図３の（ａ）を参照）。
【００２４】
第１の光源ユニット１７は、ヒートシンク１６の光源ユニット搭載部２１の上面に搭載されている。第１の光源ユニット１７は、第１の半導体発光素子（半導体発光素子）４１と、第１のリフレクタ４２とを有している。第１の半導体発光素子４１は、ＬＥＤからなり、その発光面が上方を向く姿勢で第１の素子搭載部２５に固定されている。これにより、第１の半導体発光素子４１は、略上向きに発光する。
【００２５】
第１のリフレクタ４２は、例えば、放物線を基調とする自由曲面からなる内面を有しており、第１の半導体発光素子４１の上方を覆うように配置されている。この第１のリフレクタ４２は、第１の半導体発光素子４１から出射された光を前方へ向けて反射させる。
【００２６】
第２の光源ユニット１８は、ハイビーム配光パターンの少なくとも一部を形成する光源ユニットであり、車両前方の仮想鉛直スクリーン上にハイビーム用配光パターンＨｉの一部の領域Ｈａを形成することが可能に構成される（図３の（ｂ）を参照）。第１の光源ユニット１７および第２の光源ユニット１８の両方が点灯すると、ハイビーム用配光パターンＨｉが形成される。
【００２７】
第２の光源ユニット１８は、ヒートシンク１６の光源ユニット搭載部２１の下面に搭載されている。第２の光源ユニット１８は、第２の半導体発光素子（半導体発光素子）４５と、第２のリフレクタ４６とを有している。第２の半導体発光素子４５はＬＥＤからなり、その発光面が下方を向く姿勢で第２の素子搭載部２６に固定されている。これにより、第２の半導体発光素子４５は、略下向きに発光する。
【００２８】
第２のリフレクタ４６は、例えば、放物線を基調とする自由曲面からなる内面を有しており、第２の半導体発光素子４５の下方を覆うように配置されている。この第２のリフレクタ４６は、第２の半導体発光素子４５から出射された光を前方へ向けて反射させる。
【００２９】
シール部材２０が、ヒートシンク１６の外周とランプボディ１１との間に設けられている。シール部材２０は、ヒートシンク１６とランプボディ１１との間をシールし、灯室Ｓと灯室外とを液密に区画して灯室Ｓ内を防水している。
【００３０】
光源台部２４は、後方に開口した凹部３１を有している。凹部３１は、第１の素子搭載部２５および第２の素子搭載部２６の裏側まで抉れた形状に形成されている。これにより、第１の半導体発光素子４１および第２の半導体発光素子４５で生じた熱が互いに伝わりにくくされている。
【００３１】
（放熱フィン）
図４は、ヒートシンク１６の後方側から見た斜視図である。図５は、放熱フィン７１を配列方向から見た図である。
図４および図５に示すように、ヒートシンク１６の放熱部２２は、複数の放熱フィン７１と、フィン形成面７２とを有しており、放熱フィン７１はフィン形成面７２に一体に設けられている。複数の放熱フィン７１は、図４において、左右方向を向く配列方向に互いに間隔をあけてフィン形成面７２の上に並んで設けられている。複数の放熱フィン７１はフィン形成面７２からフィン形成面７２と交差する方向（図５において後方）に突き出している。
【００３２】
配列方向から見て、各々の放熱フィン７１は、フィン形成面７２から突出する円弧状の第一領域７５と、フィン形成面７２に向かって凹んだ円弧状の第二領域７６とを有している。フィン形成面７２から第二領域７６の先端までの長さは、フィン形成面７２から第一領域７５の先端までの長さより短くされている。また、配列方向から見て、放熱フィン７１の隣り合う列の第一領域７５および第二領域７６が互いにオフセットした位置に設けられている。
【００３３】
各々の放熱フィン７１には、第一領域７５と第二領域７６とが長手方向に沿って交互に設けられている。フィン形成面７２から突出する第一領域７５の縁部とフィン形成面７２に向かって凹む第二領域７６の縁部とが滑らかに接続され、放熱フィン７１の先端縁は連続する波形状に形成されている。
【００３４】
また、本実施形態において、第一領域７５は、放熱フィン７１のうちフィン形成面７２からの長さが最も長い部位である最長部位７５ａを有している。また、第二領域７６は、放熱フィン７１のうちフィン形成面７２からの長さが最も短い部位である最短部位７６ａを有している。最長部位７５ａは、最短部位７６ａに対してフィン形成面７２からの長さが長くされている。放熱フィン７１の第一領域７５は、配列方向に隣り合う放熱フィン７１の第二領域７６に向かい合っている。
【００３５】
（作用）
次に、上記構成の車両用灯具１０の作用について説明する。
前述のように、ロービーム配光パターンを形成する場合は第１の半導体発光素子４１を点灯させ、ハイビーム配光パターンを形成する場合は第１の半導体発光素子４１と第２の半導体発光素子４５とを点灯させる。いずれの場合にも、半導体発光素子４１，４５から熱が発生する。発生した熱は、ヒートシンク１６の水平フィン３８および鉛直フィン３９から灯室Ｓへ放熱され、また、放熱フィン７１から灯室外へ放熱される。放熱フィン７１は、主に輻射熱伝達の形態で、熱を灯室外へ放熱する。
【００３６】
ところで、上記実施形態とは異なり、フィン形成面７２からの各放熱フィン７１の先端までの高さが揃っていると、各放熱フィン７１から出射される赤外線（輻射熱）が隣り合う他の放熱フィン７１に伝わってしまいやすく、放熱効率を高くできない。また、輻射熱が互いに伝わりにくくするために、配列方向について各放熱フィン７１の間隔を広げることが考えられるが、ヒートシンク１６が大型化してしまう。
【００３７】
そこで、本実施形態に係る車両用灯具１０によれば、複数の放熱フィン７１は、第一領域７５と第二領域７６が交互に形成され、放熱フィン７１の隣り合う列の第一領域７５または第二領域７６が互いにオフセットした位置に設けられている。つまり、図５に示したように、放熱フィン７１の配列方向からみて、第一領域７５の上部の少なくとも一部が隣り合う放熱フィン７１から突き出し、突き出した部位から放熱される輻射熱は隣の放熱フィン７１に伝わりにくい。このため、ヒートシンク１６の放熱効率が高い。また、配列方向について、放熱フィン７１の互いの間隔を詰めることができ、たくさんの放熱フィン７１を設けて放熱効率を高めやすい。このため、第１の半導体発光素子４１および第２の半導体発光素子４５が高温状態になりにくい車両用灯具１０が提供される。
【００３８】
また、本実施形態に係る車両用灯具１０では、放熱フィン７１が灯室Ｓの外に露出されているため、放熱効率が高く、放熱フィン７１に伝達された熱を室外へ良好に放出させることができる。
【００３９】
また、放熱フィン７１によって第１の半導体発光素子４１および第２の半導体発光素子４５の熱を効率よく放熱するので、光源台部２４に熱が集中しやすい二つの半導体発光素子４１，４５が背中合わせに搭載された車両用灯具１０に好適に適用できる。なお、本実施形態のように、光源台部２４の上面の第１の素子搭載部２５および下面の第２の素子搭載部２６が前後方向にオフセットされていると、第１の半導体発光素子４１および第２の半導体発光素子４５で発生した熱が互いに伝達されることが抑制される。
【００４０】
また、本実施形態によれば、最長部位７５ａを有する第一領域７５が、配列方向に隣り合う放熱フィン７１の最短部位７６ａを有する第二領域７６に向かい合っている。したがって、配列方向から見て、第一領域７５の先端が第二領域７６の先端から大きく突き出すため、第一領域７５から放熱される輻射熱を、隣り合う放熱フィン７１にさらに伝達されにくくすることができる。
【００４１】
さらに、本実施形態によれば、放熱フィン７１において、複数の第一領域７５および複数の第二領域７６が交互に設けられているので、配列方向から見て第二領域７６から突き出す複数の第一領域７５から効率的に放熱できる。
【００４２】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【００４３】
例えば、上記実施形態では、放熱フィン７１は、滑らかな曲線が連続した波形状の縁部を有しているが、図６に示すように、三角形状に突出する部分を長手方向へ連続させることで、縁部が鋸刃形状とされたものでも良い。また、図７に示すように、四角形状に突出する部分を長手方向へ間隔をあけて形成することで、縁部に段差を有するステップ形状とされたものでも良い。
【００４４】
また、上記実施形態では、第一領域７５および第二領域７６をそれぞれ複数有する放熱フィン７１を複数配列させたが、図８に示すように、単一の第一領域７５および単一の第二領域７６を有する放熱フィン７１を、少なくとも二つ配列させても良い。
【００４５】
なお、最長部位７５ａよりもフィン形成面７２からの長さが短い最短部位７６ａは、フィン形成面７２に対して突出されていなくても良い。具体的には、最短部位７６ａは、フィン形成面７２と同一面上に配置されていても良く、また、フィン形成面７２に対して凹んだ位置に配置されていても良い。
【００４６】
また、上記実施形態では、灯室Ｓと灯室外とをヒートシンク１６で区画する例を説明したがこの例に限られない。例えば、ランプボディ１１とアウターカバー１２とで形成される灯室Ｓ内にヒートシンクの全体が収容される構成でも良い。
【００４７】
＜変形例＞
上記実施形態では、第１のリフレクタ４２が第１の半導体発光素子４１から出射された光を前方へ反射させ、第２のリフレクタ４６が第２の半導体発光素子４５から出射された光を前方へ反射させる、いわゆるパラボラ型の灯具を例示して説明したが、本発明はこれに限られない。本発明は、灯具のタイプはパラボラ型に限らず、半導体発光素子から出射された光を投影レンズで集光して前方へ照射するＰＥＳ型や半導体発光素子から出射された光を直接前方へ照射する直射型であっても良い。
【００４８】
図９は、ＰＥＳ型の車両用灯具の断面図である。
図９に示すように、ＰＥＳ型の車両用灯具は、ランプボディ１１とアウターカバー１２とから形成される灯室Ｓ内に、第１の半導体発光素子４１、第１のリフレクタ４２、第２の半導体発光素子４５、第２のリフレクタ４６、投影レンズ８１とシェード８２とを備えている。
【００４９】
第１のリフレクタ４２は第１の半導体発光素子４１から出射された光を投影レンズ８１に向けて反射し、投影レンズ８１はこの光を集光させて灯具前方の下方へ出射する。これにより、ロービーム配光パターンが形成される。
第２のリフレクタ４６は第２の半導体発光素子４５から出射された光を投影レンズ８１に向けて反射し、投影レンズ８１はこの光を集光させて灯具前方の上方へ出射する。これにより、ハイビーム配光パターンの上部が形成される。
シェード８２は、楕円を基調とする自由曲面からなる第１のリフレクタ４２の焦点付近に配置されている。このシェード８２は、第１の半導体発光素子４１から出射されて灯具前方へ向かう光の一部をカットし、ロービーム配光パターンにカットオフラインを形成する。
【００５０】
この変形例においても、上述した実施形態と同様に、複数の放熱フィン７１がフィン形成面７２の上に並んで配列され、フィン形成面７２と交差する方向に突き出したヒートシンク１６を備えている。各々の放熱フィン７１は、第一領域７５と第二領域７６とを有し、第一領域７５と第二領域７６が交互に形成され、放熱フィン７１の隣り合う列の第一領域７５または第二領域７６が互いにオフセットした位置に設けられている。したがって、放熱効率の高いヒートシンク１６によって第１の半導体発光素子４１および第２の半導体発光素子４５を良好に冷却させることができる。
【００５１】
また、本発明は、ハイビームランプ、ロービームランプあるいはハイビームランプとロービームランプとを一体化させたハイ／ロー一体型ランプのいずれにも適用でき、さらには、前照灯のほかに、リアコンビネーションランプやフォグランプなどにも適用できる。
【００５２】
また、本実施形態に係る車両用灯具１０は、二輪車用の灯具に限らず、四輪車用の灯具としても良い。
【符号の説明】
【００５３】
１０：車両用灯具、１１：ランプボディ（ハウジング）、１２：アウターカバー、１６：ヒートシンク、２４：光源台部、２５：第１の素子搭載部（素子搭載部）、２６：第２の素子搭載部（素子搭載部）、４１：第１の半導体発光素子（半導体発光素子）、４５：第２の半導体発光素子（半導体発光素子）、７１：放熱フィン、７２：フィン形成面、７５：第一領域、７６：第二領域、７５ａ：最も長い部位、７６ａ：最も短い部位
【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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