JP2011192549A

JP2011192549A - 車両用灯具

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Publication number: JP2011192549A
Application number: JP2010058193A
Authority: JP
Inventors: Norikatsu Myojin; 紀勝明神; Satoyuki Nagasawa; 理之長澤; Satoru Abe; 哲阿部
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2010-03-15
Filing date: 2010-03-15
Publication date: 2011-09-29

Abstract

【課題】従来のヒートシンクを用いた車両用灯具に比べ、小型、軽量の車両用灯具を提供する。
【解決手段】
ベース板と、ヒートパイプ挿入用穴が形成された放熱フィンと、ＬＥＤ光源の裏側の基板部分が前記ベース板に対向した状態で前記ベース板に固定されたＬＥＤ実装基板と、前記ＬＥＤ光源から放射される光を用いて法規が求める配光パターンを形成するように構成された光学系と、少なくとも一部が前記ベース板に接合されるとともに、前記放熱フィンのヒートパイプ挿入用穴に挿入された状態で前記放熱フィンに接合されたヒートパイプと、前記放熱フィンの前記ベース板に対向する面とは反対側の面に対向して配置され、前記放熱フィンが前記ヒートパイプの軸方向へ移動して前記ヒートパイプから脱落するのを防止する脱落防止部と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用灯具に係り、特にヒートパイプを用いた車両用灯具に関する。

従来、車両用灯具の分野においては、ＬＥＤ光源の発光に伴い発生する熱を放熱するために、ヒートシンクを用いた車両用灯具が知られている（例えば特許文献１参照）。

図１１に示すように、特許文献１に記載の車両用灯具３００は、ＬＥＤ光源３１０、ベース板３２１と放熱フィン３２２とを含むヒートシンク３２０を備えており、ＬＥＤ光源３１０の発光に伴う熱がベース板３２１、放熱フィン３２２を経て伝熱され、放熱フィン３２２において大気中に放熱される構成である。

特許第４１０２２４０号公報

しかしながら、上記構成の車両用灯具３００においては、ベース板３２１が伝熱の妨げとならないよう、ベース板３２１の熱抵抗を下げるために、ベース板３２１を大きく重くしなければならない、という問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、従来のヒートシンクを用いた車両用灯具に比べ、小型、軽量の車両用灯具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ベース板と、ヒートパイプ挿入用穴が形成された放熱フィンと、ＬＥＤ光源の裏側の基板部分が前記ベース板に対向した状態で前記ベース板に固定されたＬＥＤ実装基板と、前記ＬＥＤ光源から放射される光を用いて法規が求める配光パターンを形成するように構成された光学系と、少なくとも一部が前記ベース板に接合されるとともに、前記放熱フィンのヒートパイプ挿入用穴に挿入された状態で前記放熱フィンに接合されたヒートパイプと、前記放熱フィンの前記ベース板に対向する面とは反対側の面に対向して配置され、前記放熱フィンが前記ヒートパイプの軸方向へ移動して前記ヒートパイプから脱落するのを防止する脱落防止部と、を備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ＬＥＤ光源の発光に伴う熱がヒートパイプ、複数の放熱フィンを経て伝熱され、複数の放熱フィンにおいて大気中に放熱される構成であり、ベース板を従来と比べ薄くすることが可能であるため、従来のヒートシンクを用いた車両用灯具に比べ、小型、軽量の車両用灯具を構成することが可能となる。

また、請求項１に記載の発明によれば、仮に車両用灯具が搭載された車両の振動等により放熱フィンとヒートパイプとの間の接合がはずれたとしても、脱落防止部の作用により、放熱フィンのヒートパイプの軸方向への移動が規制されるため、放熱フィンがヒートパイプから抜け落ちるのを防止することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、複数の前記放熱フィンを備えており、前記複数の放熱フィンは、それぞれのヒートパイプ挿入用穴に挿入された前記ヒートパイプに接合されており、前記脱落防止部は、前記複数の放熱フィンのうち前記ベース板から最も離れた位置に配置された放熱フィンと、一端が前記ベース板に固定され、他端が前記ベース板から最も離れた位置に配置された放熱フィンに連結された第１アーム部と、一端が前記ベース板に固定され、他端が前記ベース板から最も離れた位置に配置された放熱フィンに連結された第２アーム部と、を備えていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、仮に車両用灯具が搭載された車両の振動等により放熱フィンとヒートパイプとの間の接合がはずれたとしても、脱落防止部（第１アーム部、第２アーム部により支持された、ベース板から最も離れた位置に配置された放熱フィン）の作用により、複数の放熱フィンのヒートパイプの軸方向への移動が規制されるため、複数の放熱フィンがヒートパイプから抜け落ちるのを防止することが可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記第１アーム部及び前記第２アーム部の高さ寸法はそれぞれ、前記放熱フィンの下端から上端までの高さ寸法に設定されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、複数の放熱フィンは、ベース板、第１アーム部、第２アーム部、及び複数の放熱フィンのうちベース板から最も離れた位置に配置された放熱フィンにより構成される筒部により上下を除く周囲が囲まれることとなる。この筒部の煙突効果により、放熱性能をさらに向上させることが可能となる。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記第１アーム部及び前記第２アーム部の高さ寸法はそれぞれ、前記ＬＥＤ光源の下端から前記複数の放熱フィンの上端までの高さ寸法に設定されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、複数の放熱フィンは、ベース板、第１アーム部、第２アーム部、及び複数の放熱フィンのうちベース板から最も離れた位置に配置された放熱フィンにより構成される筒部により上下を除く周囲が囲まれることとなる。この筒部の煙突効果により、放熱性能をさらに向上させることが可能となる。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の発明において、前記ベース板には、一方の面からその反対側の面に貫通したヒートパイプ挿入用穴が形成されており、前記ＬＥＤ実装基板は、前記ＬＥＤ光源の裏側の基板部分が前記ベース板のヒートパイプ挿入用穴に対向した状態で前記ベース板に固定されており、前記ヒートパイプは、前記ベース板のヒートパイプ挿入用穴に挿入され、端面が前記ＬＥＤ光源の裏側の基板部分に当接した状態で前記ベース板に接合されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、ＬＥＤ実装基板とヒートパイプとがヒートパイプ挿入用穴を介して直接当接した構成であるため、放熱効果をさらに向上させることが可能となる。

請求項６に記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の発明において、前記ヒートパイプは、略中央が湾曲されたＵ字型のヒートパイプであり、その湾曲された略中央部が前記ベース板に接合されており、前記放熱フィンには、前記ヒートパイプの両端部が挿入される２つのヒートパイプ挿入用穴が形成されており、前記放熱フィンは、前記２つのヒートパイプ挿入用穴に挿入された前記ヒートパイプの両端部に接合されていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、Ｕ字型のヒートパイプを用いることで、実質的に二本のヒートパイプを用いたのと同様の放熱効果を得ることが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、従来のヒートシンクを用いた車両用灯具に比べ、小型、軽量の車両用灯具を提供することが可能となる。

本発明の第１実施形態である車両用灯具１００の斜視図（ヒートパイプ５０省略）である。図１に示した車両用灯具１００の分解斜視図（ヒートパイプ５０省略）である。図１に示した車両用灯具１００の側面図（前面カバー４０省略）である。図３に示した車両用灯具１００のＡ−Ａ断面図である。ベース板１０から最も離れた位置に配置された放熱フィン２０（脱落防止部）の例である。本発明の第２実施形態である車両用灯具２００の側面図である。図６に示した車両用灯具２００の上面図である。車両用灯具１００の変形例１の斜視図である。ベース板１０から最も離れた位置に配置された放熱フィン２０（脱落防止部）の変形例である。車両用灯具１００、２００の変形例の斜視図である。従来のヒートシンクを用いた車両用灯具３００の断面図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態である車両用灯具について、図面を参照しながら説明する。

本実施形態の車両用灯具１００は、自動車等の車両の前照灯等に適用されるものであり、図１、図２に示すように、ベース板１０、複数の放熱フィン２０、ＬＥＤ実装基板３０、光学系４０、ヒートパイプ５０、アーム部６０等を備えている。

図２、図３に示すように、ベース板１０は、例えば、長方形のアルミ板である。ベース板１０には、一方の面からその反対側の面に貫通したヒートパイプ挿入用穴１０ａが形成されている。

図３、図４に示すように、放熱フィン２０は、例えば、長方形のアルミ板である。放熱フィン２０には、一方の面からその反対側の面に貫通したヒートパイプ挿入用穴２０ａが形成されている。

図２、図３に示すように、ＬＥＤ実装基板３０は、ＬＥＤ光源３１が片面に実装された基板である。ＬＥＤ実装基板３０は、ＬＥＤ光源３１の裏側の基板部分３０ａがベース板１０のヒートパイプ挿入用穴１０ａに対向した状態でベース板１０にネジ止め固定されている。

光学系４０は、ＬＥＤ光源３１から放射される光を用いて法規が求める配光パターンを形成するように構成された光学系であり、例えば、図１、図２に示すように、レンズ部４１を含む前面カバーである。前面カバー４０は、レンズ部４１がＬＥＤ光源３１に対向した状態でベース板１０にネジ止め固定されている（図１参照）。

ヒートパイプ５０は、ＬＥＤ光源３１の発光に伴い発生する熱を放熱フィン２０に伝熱するための部材である。本実施形態では、図３に示すように、円筒形の銅製ヒートパイプを用いている。

図３、図４に示すように、ヒートパイプ５０は、その軸に対し略垂直な平面形状の端面５１を含んでいる。

ヒートパイプ５０は、ベース板１０のヒートパイプ挿入用穴１０ａに挿入され、端面５１がＬＥＤ光源３１の裏側の基板部分３０ａに当接した状態でベース板１０に接合（例えばはんだ付け）されるとともに、放熱フィン２０のヒートパイプ挿入用穴２０ａに挿入された状態で放熱フィン２０に接合（例えばはんだ付け）されている（図３参照）。

複数の放熱フィン２０は、そのヒートパイプ挿入用穴２０ａに挿入されたヒートパイプ５０の周囲に互いに一定間隔をおいて配置されるとともにヒートパイプ５０に接合（例えばはんだ付け）されている（図３参照）。

第１アーム部６０ａは、放熱フィン２０の一方の側面に対向して配置されている（図１参照）。第１アーム部６０ａは、一端６０ａ１がベース板１０に固定され、他端６０ａ２が複数の放熱フィン２０のうちベース板１０から最も離れた位置に配置された放熱フィン２０に連結されている（図５参照）。

第２アーム部６０ｂは、放熱フィン２０の他方の側面に対向して配置されている（図１参照）。第２アーム部６０ｂは、一端６０ｂ１がベース板１０に固定され、他端６０ｂ２が複数の放熱フィン２０のうちベース板１０から最も離れた位置に配置された放熱フィン２０に連結されている（図５参照）。なお、図５は、Ｔ字形状の金属プレートを曲げ加工することで、第１アーム部６０ａ、第２アーム部６０ｂを構成した例である。

上記構成の車両用灯具１００においては、ＬＥＤ光源３１の発光に伴い発生する熱は、ヒートパイプ５０を通って複数の放熱フィン２０に伝熱され、個々の放熱フィン２０において大気中に放熱される。

以上説明したように、本実施形態によれば、ＬＥＤ光源３１の発光に伴う熱がヒートパイプ５０、複数の放熱フィン２０を経て伝熱され、複数の放熱フィン２０において大気中に放熱される構成であり、ベース板１０を従来と比べ薄くすることが可能であるため、従来のヒートシンク２２０を用いた車両用灯具２００（図７参照）に比べ、小型、軽量の車両用灯具を構成することが可能となる。

しかも、本実施形態によれば、ＬＥＤ実装基板３０とヒートパイプ５０とがベース部１０のヒートパイプ挿入用穴１０ａを介して直接当接した構成であるため（図３参照）、放熱効果をさらに向上させることが可能となる。

また、本実施形態によれば、仮に車両用灯具１００が搭載された車両の振動等により放熱フィン２０とヒートパイプ５０との間の接合がはずれ（例えば両者を接合するはんだがはずれ）たとしても、脱落防止部（第１アーム部６０ａ、第２アーム部６０ｂにより支持された、ベース板１０から最も離れた位置に配置された放熱フィン２０）の作用により、複数の放熱フィン２０のヒートパイプ５０の軸方向への移動が規制されるため、複数の放熱フィン２０がヒートパイプ５０から抜け落ちるのを防止することが可能となる。

また、本実施形態によれば、仮に車両用灯具１００が搭載された車両の振動等により放熱フィン２０とヒートパイプ５０との間の接合がはずれ（例えば両者を接合するはんだがはずれ）たとしても、第１アーム部６０ａ及び第２アーム部６０ｂの作用により、放熱フィン２０のヒートパイプ５０に対する回転が規制されるため、複数の放熱フィン２０が被ヒートパイプ５０に対し回転するのを防止することが可能となる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態である車両用灯具について、図面を参照しながら説明する。

本実施形態の車両用灯具２００は、自動車等の車両の前照灯等に適用されるものであり、図６、図７に示すように、ベース板２１０、複数の放熱フィン２２０、ＬＥＤ実装基板２３０、光学系２４０、ヒートパイプ２５０、アーム部２６０等を備えている。

ベース板２１０は、第１実施形態と同様、長方形のアルミ板である。ただし、第１実施形態とは異なり、ベース板２１０には、ヒートパイプ挿入用穴が形成されていない。

放熱フィン２２０は、例えば、長方形のアルミ板である。放熱フィン２２０には、一方の面からその反対側の面に貫通した二つのヒートパイプ挿入用穴２２０ａ、２２０ｂが形成されている。

ＬＥＤ実装基板２３０は、ＬＥＤ光源２３１が片面に実装された基板である。ＬＥＤ実装基板２３０は、ＬＥＤ光源２３１の裏側の基板部分２３０ａがベース板２１０（の凸部先端面）に対向した状態でベース板２１０にネジ止め固定されている。

光学系２４０は、ＬＥＤ光源２３１から放射される光を用いて法規が求める配光パターンを形成するように構成された光学系であり、例えば、図１、図２に示すように、レンズ部４１を含む前面カバーである。前面カバー２４０は、レンズ部４１がＬＥＤ光源２３１に対向した状態でベース板２１０にネジ止め固定されている（図示せず）。

図６に示すように、ヒートパイプ２５０は、ＬＥＤ光源２３１の発光に伴い発生する熱を放熱フィン２２０に伝熱するための部材である。本実施形態では、略中央が湾曲されたＵ字型の銅製ヒートパイプを用いている。

ヒートパイプ２５０は、その湾曲された中央部がベース板２１０に接合（例えばはんだ付け）されるとともに、その両端部が放熱フィン２２０に形成された２つのヒートパイプ挿入用穴２２０ａ、２２０ｂに挿入された状態で放熱フィン２２０に接合（例えばはんだ付け）されている。

複数の放熱フィン２２０は、それぞれのヒートパイプ挿入用穴２２０ａ、２２０ｂに挿入されたヒートパイプ２５０の周囲に互いに一定間隔をおいて配置されるとともにヒートパイプ２５０の両端部に接合（例えばはんだ付け）されている。

図６、図７に示すように、第１アーム部２６０ａは、放熱フィン２２０の一方の側面に対向して配置されている。第１アーム部２６０ａは、一端２６０ａ１がベース板２１０に固定され、他端２６０ａ２が複数の放熱フィン２２０のうちベース板１０から最も離れた位置に配置された放熱フィン２２０に連結されている。

図７に示すように、第２アーム部２６０ｂは、放熱フィン２２０の他方の側面に対向して配置されている。第２アーム部２６０ｂは、一端２６０ｂ１がベース板２１０に固定され、他端２６０ｂ２が複数の放熱フィン２２０のうちベース板２１０から最も離れた位置に配置された放熱フィン２０に連結されている。

上記構成の車両用灯具２００においては、ＬＥＤ光源２３１の発光に伴い発生する熱は、ベース部２１０、ヒートパイプ２５０を通って複数の放熱フィン２２０に伝熱され、個々の放熱フィン２２０において大気中に放熱される。

以上説明したように、本実施形態によれば、ＬＥＤ光源２３１の発光に伴う熱がベース部２１０、ヒートパイプ２５０、複数の放熱フィン２２０を経て伝熱され、複数の放熱フィン２２０において大気中に放熱される構成であり、ベース板２１０を従来と比べ薄くすることが可能であるため、従来のヒートシンク３２０を用いた車両用灯具３００（図１１参照）に比べ、小型、軽量の車両用灯具を構成することが可能となる。

しかも、本実施形態によれば、Ｕ字型のヒートパイプ２５０を用いる構成であるため（図６参照）、実質的に二本のヒートパイプを用いたのと同様の放熱効果を得ることが可能となる。

また、本実施形態によれば、仮に車両用灯具２００が搭載された車両の振動等により放熱フィン２２０とヒートパイプ２５０との間の接合がはずれ（例えば両者を接合するはんだがはずれ）たとしても、脱落防止部（第１アーム部２６０ａ、第２アーム部２６０ｂにより支持された、ベース板２１０から最も離れた位置に配置された放熱フィン２２０）の作用により、複数の放熱フィン２２０のヒートパイプ２５０の軸方向への移動が規制されるため、複数の放熱フィン２２０がヒートパイプ２５０から抜け落ちるのを防止することが可能となる。

次に、変形例について説明する。

図８、図９に示すように、第１アーム部６０ａ及び第２アーム部６０ｂ（第１アーム部２６０ａ及び第２アーム部２６０ｂも同様）の高さ寸法はそれぞれ、放熱フィン２０の下端から上端までの高さ寸法に設定されていてもよい。なお、図９は、一枚の金属プレートを曲げ加工することで、第１アーム部６０ａ、第２アーム部６０ｂを構成した例である。

このようにすれば、複数の放熱フィン２０は、ベース板１０、第１アーム部６０ａ、第２アーム部６０ｂ、及び複数の放熱フィン２０のうちベース板１０から最も離れた位置に配置された放熱フィン２０により構成される筒部により上下を除く周囲が囲まれることとなる。この筒部の煙突効果により、放熱性能をさらに向上させることが可能となる。

上記実施形態では、ＬＥＤ光源３１（ＬＥＤ光源２３１も同様）をベース板１０、放熱フィン２０の中心よりも上方に配置した例（図２、図６参照）について説明したが、本発明はこれに限定されない。

例えば、図１０に示すように、ＬＥＤ光源３１をベース板１０、放熱フィン２０の中心よりも下方に配置してもよい。

このようにすれば、筒部の煙突効果をより高めることが可能となるため、放熱性能をより一層向上させることが可能となる。

上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。

１００…車両用灯具、１０…ベース板、１０ａ…ヒートパイプ挿入用穴、２０…放熱フィン、２０ａ…ヒートパイプ挿入用穴、３０…ＬＥＤ実装基板、３０ａ…基板部分、３１…ＬＥＤ光源、４０…光学系、５０…ヒートパイプ、５１…端面、６０ａ…第１アーム部、６０ｂ…第２アーム部

Claims

ベース板と、
ヒートパイプ挿入用穴が形成された放熱フィンと、
ＬＥＤ光源の裏側の基板部分が前記ベース板に対向した状態で前記ベース板に固定されたＬＥＤ実装基板と、
前記ＬＥＤ光源から放射される光を用いて法規が求める配光パターンを形成するように構成された光学系と、
少なくとも一部が前記ベース板に接合されるとともに、前記放熱フィンのヒートパイプ挿入用穴に挿入された状態で前記放熱フィンに接合されたヒートパイプと、
前記放熱フィンの前記ベース板に対向する面とは反対側の面に対向して配置され、前記放熱フィンが前記ヒートパイプの軸方向へ移動して前記ヒートパイプから脱落するのを防止する脱落防止部と、
を備えることを特徴とする車両用灯具。
複数の前記放熱フィンを備えており、
前記複数の放熱フィンは、それぞれのヒートパイプ挿入用穴に挿入された前記ヒートパイプに接合されており、
前記脱落防止部は、前記複数の放熱フィンのうち前記ベース板から最も離れた位置に配置された放熱フィンと、一端が前記ベース板に固定され、他端が前記ベース板から最も離れた位置に配置された放熱フィンに連結された第１アーム部と、一端が前記ベース板に固定され、他端が前記ベース板から最も離れた位置に配置された放熱フィンに連結された第２アーム部と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
前記第１アーム部及び前記第２アーム部の高さ寸法はそれぞれ、前記放熱フィンの下端から上端までの高さ寸法に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
前記第１アーム部及び前記第２アーム部の高さ寸法はそれぞれ、前記ＬＥＤ光源の下端から前記複数の放熱フィンの上端までの高さ寸法に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
前記ベース板には、一方の面からその反対側の面に貫通したヒートパイプ挿入用穴が形成されており、
前記ＬＥＤ実装基板は、前記ＬＥＤ光源の裏側の基板部分が前記ベース板のヒートパイプ挿入用穴に対向した状態で前記ベース板に固定されており、
前記ヒートパイプは、前記ベース板のヒートパイプ挿入用穴に挿入され、端面が前記ＬＥＤ光源の裏側の基板部分に当接した状態で前記ベース板に接合されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両用灯具。
前記ヒートパイプは、略中央が湾曲されたＵ字型のヒートパイプであり、その湾曲された略中央部が前記ベース板に接合されており、
前記放熱フィンには、前記ヒートパイプの両端部が挿入される２つのヒートパイプ挿入用穴が形成されており、
前記放熱フィンは、前記２つのヒートパイプ挿入用穴に挿入された前記ヒートパイプの両端部に接合されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両用灯具。