(57)【要約】  車両用灯具１００は、ＬＥＤ１２と、レーザダイオード１４と、ＬＥＤ１２を冷却するＬＥＤ用ヒートシンク１６と、レーザダイオード１４を冷却するレーザ用ヒートシンク１８と、ＬＥＤ用ヒートシンク１６とレーザ用ヒートシンク１８を連結するヒートパイプ２４とを備える。ＬＥＤ１２とレーザダイオード１４は、同時に点灯しないように構成される。
2020170738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光源と、
前記第１光源と異なる第２光源と、
前記第１光源を冷却する第１ヒートシンクと、
前記第２光源を冷却する第２ヒートシンクと、
前記第１ヒートシンクと前記第２ヒートシンクを連結するヒートパイプと、
を備え、
前記第１光源と前記第２光源は、同時に点灯しないように構成されることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記第１光源は、前記第２光源よりも高出力の光源であり、
前記第１ヒートシンクは、前記第２ヒートシンクよりも放熱性能の高いヒートシンクであ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】
前記第１ヒートシンクと前記ヒートパイプとの間に配置されたペルチェ素子をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記ペルチェ素子は、
前記第１光源が点灯しているときは、前記第１ヒートシンクから吸熱して前記ヒートパイプに放熱し、
前記第２光源が点灯しているときは、前記ヒートパイプから吸熱して前記第１ヒートシンクに放熱することを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記第２ヒートシンクに送風するファンをさらに備えることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項６】
前記第１ヒートシンクは、平板状のベース部と、前記ベース部の一方の主面上に所定の間隔で立設された複数の放熱フィンとを含むヒートシンクであり、
前記第２ヒートシンクは、平板状のヒートシンクであることを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項７】
前記第１光源は、ＬＥＤであり、
前記第２光源は、レーザダイオードであることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項８】
前記第１光源からの光と前記第２光源からの光を制御する共通のマイクロミラーアレイをさらに備えることを特徴とする請求項１から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、車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の半導体発光素子と、該半導体発光素子からの光を制御するマイクロミラーアレイ等の光学部材とを備えた車両用灯具が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１１５５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＬＥＤとレーザダイオードなど、異なる複数の光源からの光をマイクロミラーアレイで制御する場合がある。この場合、それぞれの光源に別々にヒートシンクとファンを設けると、灯具の構成が大型化する可能性がある。【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の光源を備える車両用灯具の小型化を図ることのできる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用灯具は、第１光源と、第１光源と異なる第２光源と、第１光源を冷却する第１ヒートシンクと、第２光源を冷却する第２ヒートシンクと、第１ヒートシンクと第２ヒートシンクを連結するヒートパイプとを備える。第１光源と第２光源は、同時に点灯しないように構成される。【０００７】
第１光源は、第２光源よりも高出力の光源であり、第１ヒートシンクは、第２ヒートシンクよりも放熱性能の高いヒートシンクであってもよい。【０００８】
第１ヒートシンクとヒートパイプとの間に配置されたペルチェ素子をさらに備えてもよい。【０００９】
ペルチェ素子は、第１光源が点灯しているときは、第１ヒートシンクから吸熱してヒートパイプに放熱し、第２光源が点灯しているときは、ヒートパイプから吸熱して第１ヒートシンクに放熱してもよい。【００１０】
第２ヒートシンクに送風するファンをさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数の光源を備える車両用灯具の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用灯具の概略断面図である。
【図２】本発明の別の実施形態に係る車両用灯具の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る車両用灯具について詳細に説明する。なお、本明細書において「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「内」、「外」等の方向を表す用語が用いられる場合、それらは車両用灯具が車両に装着されたときの姿勢における方向を意味する。また、以下の実施形態では、同一または対応する構成要素については同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係る車両用灯具１００の概略断面図である。図１に示すように、車両用灯具１００は、前面が開放した樹脂製のランプボディ１０２と、透光性材料により形成され、ランプボディ１０２の前面を気密的に覆うアウターレンズ１０４とを含んで構成された灯室１０６内に、半導体発光素子を光源とする灯具ユニット１０が収容された構成となっている。
【００１５】
灯具ユニット１０は、第１光源としてのＬＥＤ１２と、ＬＥＤ１２と異なる第２光源としてのレーザダイオード１４と、ＬＥＤ１２、レーザダイオード１４からの光を制御する光学部材としてのマイクロミラーアレイ２０と、投影レンズ２２とを備える。
【００１６】
本実施形態において、ＬＥＤ１２は、レーザダイオード１４よりも高出力の光源であり、レーザダイオード１４と比較して発熱が大きい。本実施形態では、図１に示すように、ＬＥＤ１２はマイクロミラーアレイ２０よりも上方に配置され、レーザダイオード１４はマイクロミラーアレイ２０よりも下方に配置されている。本実施形態では、ＬＥＤ１２とレーザダイオード１４は、同時に点灯しないように構成される。
【００１７】
マイクロミラーアレイ２０は、入射した光を配光する配光デバイスである。マイクロミラーアレイ２０は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ミラーやＤＭＤ（Digital Mirror Device）ミラーなどが用いられ、複数の微小なミラー素子が個別に傾動制御可能に設けられている。また、マイクロミラーアレイ２０に代えて、反射型液晶素子からなるＬＣＯＳデバイスを使用することもできる。
【００１８】
本実施形態に係る車両用灯具１００では、ＬＥＤ１２からの光と、レーザダイオード１４からの光は、共通のマイクロミラーアレイ２０により配光制御される。マイクロミラーアレイ２０を共通とすることにより、ＬＥＤ１２およびレーザダイオード１４のそれぞれにマイクロミラーアレイを設ける場合と比較して、小型化および低コスト化を図ることができる。
【００１９】
投影レンズ２２は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズからなり、マイクロミラーアレイ２０からの光を灯具前方に投影する。本実施形態に係る灯具ユニット１０によれば、マイクロミラーアレイ２０の各ミラー素子を傾動制御することにより、灯具前方に所望の配光パターンを形成することができる。
【００２０】
灯具ユニット１０はさらに、ＬＥＤ１２を冷却するＬＥＤ用ヒートシンク１６と、レーザダイオード１４を冷却するレーザ用ヒートシンク１８と、ＬＥＤ用ヒートシンク１６とレーザ用ヒートシンク１８とを連結するヒートパイプ２４と、ＬＥＤ用ヒートシンク１６に送風するファン２６とを備える。
【００２１】
ＬＥＤ用ヒートシンク１６は、アルミ等の高熱伝導率の金属によって形成され、平板状のベース部１６ａと、ベース部１６ａの一方の主面上に所定の間隔で立設された複数の平板状の放熱フィン１６ｂとから成る。ベース部１６ａの他方の主面（マイクロミラーアレイ２０側の面）上にはＬＥＤ１２が配置される。
【００２２】
レーザ用ヒートシンク１８は、アルミ等の高熱伝導率の金属によって形成された平板状のヒートシンクである。本実施形態では、レーザ用ヒートシンク１８には放熱フィンは形成されていない。レーザ用ヒートシンク１８の一方の主面（マイクロミラーアレイ２０側の面）上にはレーザダイオード１４が配置される。
【００２３】
ＬＥＤ用ヒートシンク１６は、放熱フィンを備えているため、レーザ用ヒートシンク１８よりも放熱性能が高い。本実施形態では、高出力で発熱が相対的に大きいＬＥＤ１２には放熱性能が相対的に高いＬＥＤ用ヒートシンク１６を配置し、低出力で発熱が相対的に小さいレーザダイオード１４には放熱性が相対的に低いレーザ用ヒートシンク１８を配置している。レーザ用ヒートシンク１８は、放熱フィンが形成されていない分だけ、ＬＥＤ用ヒートシンク１６よりもサイズが小さい。
【００２４】
ヒートパイプ２４の一端は、ＬＥＤ用ヒートシンク１６のベース部１６ａに接続され、その他端は、レーザ用ヒートシンク１８に接続される。ヒートパイプ２４とヒートシンクは、例えばハンダ付けなどの伝熱ロスの少ない方法で接続されてよい。また、伝熱性を高めるために、ヒートパイプ２４とヒートシンクとの間にグリスが塗布されてもよい。
【００２５】
ファン２６は、軸流ファンであり、吸気口２６ａおよび排気口２６ｂを有する。ファン２６は、排気口２６ｂがＬＥＤ用ヒートシンク１６の放熱フィン１６ｂに面するように配置される。ファン２６は、少なくともＬＥＤ１２およびレーザダイオード１４の一方が点灯している間は駆動される。
【００２６】
以上のように構成された車両用灯具１００における放熱作用について説明する。上述したように、ＬＥＤ１２とレーザダイオード１４は、同時に点灯しないように構成される。
【００２７】
ＬＥＤ１２が点灯し、レーザダイオード１４が消灯しているとき、ＬＥＤ１２から発生した熱は、ＬＥＤ用ヒートシンク１６のベース部１６ａに伝熱され、ベース部１６ａから放熱フィン１６ｂに伝熱される。放熱フィン１６ｂに伝わった熱は、ファン２６からの送風により灯室１０６内に放熱される。また、ベース部１６ａの熱の一部は、ベース部１６ａからヒートパイプ２４に伝熱され、ヒートパイプ２４を介してレーザ用ヒートシンク１８に伝熱される。レーザ用ヒートシンク１８に伝わった熱は、灯室１０６内に放熱される。
【００２８】
一方、ＬＥＤ１２が消灯し、レーザダイオード１４が点灯しているとき、レーザダイオード１４から発生した熱は、レーザ用ヒートシンク１８に伝熱され、灯室１０６内に放熱される。また、レーザ用ヒートシンク１８の熱の一部は、レーザ用ヒートシンク１８からヒートパイプ２４に伝熱され、ヒートパイプ２４を介してＬＥＤ用ヒートシンク１６に伝熱される。ＬＥＤ用ヒートシンク１６に伝わった熱は、ファン２６からの送風により灯室１０６内に放熱される。
【００２９】
このように、本実施形態に係る車両用灯具１００においては、ＬＥＤ用ヒートシンク１６とレーザ用ヒートシンク１８をヒートパイプ２４で連結したことにより、２つの光源のうち点灯している光源から発生した熱を、点灯している光源に接続されたヒートシンクだけでなく、消灯している光源に接続されたヒートシンクからも放熱することができる。すなわち、一方の光源から発生した熱を２つのヒートシンクで分担して放熱できるので、ＬＥＤ用ヒートシンク１６とレーザ用ヒートシンク１８をヒートパイプ２４で連結しない場合と比較して、ＬＥＤ用ヒートシンク１６およびレーザ用ヒートシンク１８としてサイズの小さいものを用いることができるので、灯具ユニット１０の小型化を図ることができる。
【００３０】
また、本実施形態に係る車両用灯具１００においては、レーザダイオード１４で発生した熱の一部をヒートパイプ２４によってＬＥＤ用ヒートシンク１６に逃がすことができるので、レーザ用ヒートシンク１８側にはファンを配置していない。それぞれのヒートシンクにファンを設ける場合と比較して、ファンの数を減らすことができるので、灯具ユニット１０の小型化および低コスト化を図ることができる。
【００３１】
図２は、本発明の別の実施形態に係る車両用灯具２００の概略断面図である。本実施形態に係る車両用灯具２００の灯具ユニット２１０は、ＬＥＤ用ヒートシンク１６とヒートパイプ２４との間に配置されたペルチェ素子２２０と、ペルチェ素子２２０に供給する電流を制御する電流制御部（図示せず）を備える点が図１に示す車両用灯具１００の灯具ユニット１０と異なる。また、灯具ユニット２１０では、ファン２６がレーザ用ヒートシンク１８に送風するように配置されている。ファン２６は、少なくともＬＥＤ１２およびレーザダイオード１４の一方が点灯している間は駆動される。
【００３２】
ペルチェ素子２２０は、電流を流すことにより一方の主面から他方の主面に熱を移動させる板状の半導体素子である。ペルチェ素子２２０は、電流の流れる方向に応じて、吸熱面と放熱面が定まる。図２に示すように、ペルチェ素子２２０の一方の主面にはＬＥＤ用ヒートシンク１６のベース部１６ａが接続され、ペルチェ素子２２０の他方の主面にはヒートパイプ２４の一端が接続されている。
【００３３】
以上のように構成された車両用灯具２００における放熱作用について説明する。本実施形態に係る車両用灯具２００においても、ＬＥＤ１２とレーザダイオード１４は、同時に点灯しないように構成される。
【００３４】
ＬＥＤ１２が点灯し、レーザダイオード１４が消灯しているとき、ＬＥＤ１２から発生した熱は、ＬＥＤ用ヒートシンク１６のベース部１６ａに伝熱され、ベース部１６ａから放熱フィン１６ｂに伝熱される。放熱フィン１６ｂに伝わった熱は、灯室１０６内に放熱される。このとき、ペルチェ素子２２０は、ＬＥＤ用ヒートシンク１６のベース部１６ａから吸熱して、ヒートパイプ２４に放熱するように電流が供給される。これにより、ベース部１６ａの熱の一部は、ヒートパイプ２４を介してレーザ用ヒートシンク１８に伝熱される。レーザ用ヒートシンク１８に伝わった熱は、ファン２６からの送風により灯室１０６内に放熱される。
【００３５】
一方、ＬＥＤ１２が消灯し、レーザダイオード１４が点灯しているとき、レーザダイオード１４から発生した熱は、レーザ用ヒートシンク１８に伝熱され、ファン２６からの送風により灯室１０６内に放熱される。このとき、ペルチェ素子２２０は、ヒートパイプ２４から吸熱して、ＬＥＤ用ヒートシンク１６のベース部１６ａに放熱するように電流が供給される。レーザ用ヒートシンク１８の熱の一部は、ヒートパイプ２４を介してＬＥＤ用ヒートシンク１６のベース部１６ａに伝熱される。ベース部１６ａに伝わった熱は、放熱フィン１６ｂから灯室１０６内に放熱される。
【００３６】
このように、本実施形態に係る車両用灯具２００においては、ＬＥＤ用ヒートシンク１６とヒートパイプ２４との間にペルチェ素子２２０を配置したことにより、図１に示す車両用灯具１００よりもヒートシンク間での熱の移動を効果的に行うことができる。
【００３７】
本実施形態においても、ＬＥＤ用ヒートシンク１６とレーザ用ヒートシンク１８をヒートパイプ２４で連結しない場合と比較して、ＬＥＤ用ヒートシンク１６およびレーザ用ヒートシンク１８としてサイズの小さいものを用いることができるので、灯具ユニット２１０の小型化を図ることができる。
【００３８】
本実施形態では、ペルチェ素子２２０を用いることにより、ＬＥＤ用ヒートシンク１６の熱をレーザ用ヒートシンク１８に効果的に伝熱し、レーザ用ヒートシンク１８から効率的に放熱できるので、ファン２６をレーザ用ヒートシンク１８側に配置し、ＬＥＤ用ヒートシンク１６側にはファンを配置していない。このように本実施形態においても、１つのファン２６のみを用いながらも、効率的な冷却を行うことができる。
【００３９】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、車両用灯具に利用できる。
【符号の説明】
【００４１】
１０，２１０  灯具ユニット、  １２  ＬＥＤ、  １４  レーザダイオード、  １６  ＬＥＤ用ヒートシンク、  １８  レーザ用ヒートシンク、  ２０  マイクロミラーアレイ、  ２４  ヒートパイプ、  ２６  ファン、  １００，２００  車両用灯具、  １０６  灯室、  ２２０  ペルチェ素子。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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