JP5233590B2

JP5233590B2 - 車両用前照灯

Info

Publication number: JP5233590B2
Application number: JP2008276922A
Authority: JP
Inventors: 剛雄加藤
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2008-10-28
Filing date: 2008-10-28
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2028-10-28
Also published as: JP2010108637A

Description

この発明は、半導体発光素子を光源として用いた場合の車両用前照灯に関し、特に停止時における冷却に注力している。

一般に発光ダイオード（ＬＥＤ）等の半導体発光素子を光源とする車両用前照灯は、温度上昇により発光効率が悪くなる。このためＬＥＤを用いた灯具では、温度上昇を抑制する対策が施され、灯具の筐体に設置された状態で水平方向のプレート型のフィン形状とし、筐体の表面積を増大させることで放熱性を高め、ＬＥＤの温度上昇の抑制が行われている。（例えば、特許文献１）
特開２００７−２０７５２８公報（第７頁、図１）

上記した特許文献１の技術は、アルミダイキャストの金属製のランプボディの外表面にフィンを一体形成し、ＬＥＤからの発熱を効率よく放熱させるものである。しかし、ランプボディは、車両側に取り付けるための筐体に覆われる状態で収容されることから、ランプボディに単にフィンを形成しただけでは、車両が停止した場合はフィンが空気の流れを阻害し放熱効果が低く、ランプボディ内の温度が下がらずに発光効率の低下に加え、ＬＥＤの寿命を短くする、という問題があった。

この発明の目的は、車両が停止した場合でも自然対流による放熱効果を持たせたフィン形状とすることで、放熱効果を向上させた半導体発光素子を光源とした車両用前照灯を提供することにある。

上記した課題を解決するために、この発明の車両用前照灯は、内部に半導体発光素子が配設され、該発光素子の照射側に少なくとも開口が形成された筒状のランプボディと、車両に取り付けられた状態の前記ランプボディの外周面に水平軸に対して回転方向に形成された複数のフィンと、前記フィンとともに前記ランプボディを車両に取り付けるための筐体と、前記フィンを挟む前記筐体の上下にそれぞれ形成した通気口と、を具備したことを特徴とする。

この発明によれば、半導体発光素子を光源とした車両用前照灯の冷却にフィンを用いた場合でも、車両停止時におけるスムースな自然対流を起こさせ、効率的な放熱実現することが可能となる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、この発明の車両用前照灯に関する一実施形態について説明するための概念的な斜視図、図２は図１の車両に取り付ける部材について説明するための斜視図、図３は図１のランプボディについて説明するための斜視図、図４は図３の側面図、図５は図４の断面図、図６は図５のＬＥＤと投影レンズについて説明するための説明図である。

先ず、図１、図２において、１１は放熱性の高い例えばアルミニウム合金で形成された円筒形状の照射用の開口１１１を有するランプボディである。このランプボディ１１の開口１１１には、照射用の例えばガラス製の透明カバー１３が取着される。１４は、車両側に取り付けるための有底部１４１を備えた耐熱性の樹脂で形成された筐体である。筐体１４には、ランプボディ１１を位置決めした状態で保持し収容する保持部１１２を備える。保持部１１２の内周面には、ランプボディ１１を緩みなく保持させるため、図示しない複数のリブ等による位置決め手段が一体的に形成される。

車両に取り付けられた状態で筐体１４の下側となる底面部１４２には、通気口１４３，１４４を、筐体１４の上側となる上面部１４５には通気口１４６がそれぞれ形成される。通気口１４３，１４４から取り込まれた空気は、通気口１４６から放出させることができる。通気口１４３，１４４は、吸気の役割を果たし、通気口１４６は排気の役割を果たすことになる。

次に、図３、図４を参照しランプボディ１１について説明する。なお、図３はランプボディ１１の斜視図を示すが、筐体１４に収容した状態での通気口１４６側から見た筐体１４の一部の断面も示している。

円筒形状のランプボディ１１の透明カバー１３が取着された反対側には、バックカバー１５が取り付けられ、ランプボディ１１の内部は、透明カバー１３とバックカバー１５により防水が施された状態で密閉される。ランプボディ１１の外周にはプレート型の複数の冷却用フィン１１３が一体的に形成される。

フィン１１３は、図４に示すように、ランプボディ１１の水平軸４１に対して回転方向に、ランプボディ１１の外周に互いが平行で、かつ車両に搭載された状態で垂直になるような格好で形成される。従って、フィン１１３間の空間部１１４は、ランプボディ１１の下面から上面にかけて図４の矢印で示す垂直方向に素通しの状態となる。空間部１１４は、筐体１４の内面とにより下から上に伸びるダクト１６を構成する。

図５において、ランプボディ内の透明カバー１３と対向する位置には、複数のＬＥＤ１７が線状に配設して光源１８として構成された耐熱性の例えばガラスエポキシ製の回路基板１９が配置される。回路基板１９は、ランプボディ１１内に一体形成された取付部１１５に例えば図示しないネジ等の固着手段で取り付けられる。

さらに、ランプボディ１１内には、ＬＥＤ１７が搭載された反対面の回路基板１９から空間１１６を置いて例えば回路基板１９と同材料で形成された回路基板２０が配置される。回路基板２０には、光源１８を駆動させるための駆動回路が構成され図示しないが回路基板１９と回路基板２０とは、電気的に接続されている。

ＬＥＤ１７は、パッケージとして構成され、光源１８は、例えば４個のＬＥＤ１７で構成されている。光源１８の照射側には、光源１８の光を導入して前方へ出射するプリズムレンズ２１が配置される。

プリズムレンズ２１は、車両用の走行ビームとして必要とされる配向特性、すなわち、鉛直方向では略平行で、水平方向には拡散する配向パターンを有する車両用灯具に適用可能である。

図６、図７は、車両用の走行ビームの配向パターンに適したプリズムレンズ２１について説明するための説明図であり、図６は斜視図、図７（ａ）はプリズムレンズ２１を出射面側から見た平面図、図７（ｂ），（ｃ）は図７（ａ）のｂ−ｂ線およびｃ−ｃ線に沿う断面図である。

プリズムレンズ２１は、入射面２１１と出射面２１２とを備えた本体部２１３と、入射面２１１に設けた受光部２１４と、受光部２１４に設けた直射光入射部２１５と、出射面２１２に設けた直射光出射部２１６と、出射面２１２に設けた反射光出射部２１７とを有して構成されており、例えば透明なアクリル樹脂により一体的に射出成形される。本体部２１３は、長さ方向を横軸としてセッティングされる。

受光部２１４の直射光入射部２１５は平面形状とし、入射面２１１の幅方向の中央部に長さ方向に沿って略コ字形断面の凹条に形成される。この受光部２１４では、両側面２１４ａ、２１４ｂも共に光の入射部を構成している。

直射光出射部２１６は、出射面２１２の中央部の長さ方向に沿って断面凸曲形状の先端面を有する凸条として形成されており、反射光出射部２１７は、出射面２１２の直射光出射部２１６の上側および下側にそれぞれ形成されている。

さらに、線状光源１８は、４個のＬＥＤ１７を、その発光部を受光部２１４に嵌入させて組み付けることによって構成されている。すなわち、４個のＬＥＤ１７は、その基端側を回路基板１９に取着するとともに、その発光部を、回路基板１９に入射面２１１を対向させて長さ方向を横軸としてセッティングされた本体部２１３の受光部２１４に嵌入させて組み付けられている。このとき、それぞれのＬＥＤ１７は、その発光部の発光中心を、本体部２１３の外周形状である放物線の焦点位置にほぼ合致させた状態で取り付けられている。

このようにして構成された車両用灯具１０では、４個のＬＥＤ１７から放射された光を、受光部２１４の両側面２１４ａ、２１４ｂおよび受光部２１４の直射光入射部２１５を介して本体部２１３に導入させる。受光部２１４の両側面２１４ａ、２１４ｂから本体部２１３に導入された光は、主に、本体部２１３の上下両側面を構成する放物面状の外周面２１８ａ、２１８ｂにそれぞれ達し、この外周面２１８ａ、２１８ｂにてそれぞれ全反射されたのち、反射光出射部２１７から外方へ出射される。すなわち、反射光出射部２１７から反射光が出射させることで、本体部２１３の長さ方向に長い横長の帯状の配光パターンとなる。

車両が停止した場合は、図８に示すように下側の通気口１４３，１４４から上側の通気口１４６に対して、鉛直方向に形成されたフィン１１３と筐体１４との間に構成されるダクト１６の煙突効果により、通気口１４３，１４４から通気口１４６に波線矢印ｘ，ｙに示す自然対流による空気の流れが発生している。これにより、車両停止時のランプボディ１１の温度上昇は抑えられ、結果として内部のＬＥＤ１７等の温度上昇も抑えることが可能となる。

筐体１４とランプボディ１１に形成されるフィンとの放熱状態について、この発明と従来の比較した結果、従来の場合のＬＥＤ近部の筐体温度が６５℃程度あったのに対し、この発明のＬＥＤ近部の筐体温度が５５℃程度となり、この発明の構成におけるＬＥＤの温度上昇の抑制を確認することができた。

この実施形態では、円筒状の外形の外周面に、車両に取り付けられた状態のランプボディ１１は、水平軸に対して回転方向にプレート型の冷却用のフィン１１３が形成されている。ランプボディ１１は、車両側に取り付ける筐体１４の通気口１４３，１４４と通気口１４６をそれぞれ形成させた筐体１４の通気口１４３，１４４と通気口１４６にランプボディ１１のフィン１１３を位置させた状態で筐体１４に収容させている。

これにより、車両が停止状態にあってもフィン１１３の空間部１１４と筐体１４の内面との間に構成されるダクト１６による自然対流の作用で、フィン１１３を冷却することが可能となり、その結果、ランプボディ１１内の温度上昇を抑え、延いてはＬＥＤ１７の温度を抑えることが可能となる。

この発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、例えば、ランプボディ１１の背面側に取り付けたバックカバー１５は、ランプボディ１１と一体形成したものであっても構わない。この場合の回路基板２０は、回路基板１９のように開口１１１から挿入し取り付けるようにすればよい。また、光源１８には４個使いのＬＥＤ１７としたが、必要に応じて増減されるものである。

さらに、ランプホディ１１には、アルミニウムの合金が使用されているが、アルミニウム合金以外の金属でもよく、高熱伝導率または高放射率セラミックスを使用してもよい。ランプボディ１１の形状を円筒形状にしているが、直方体のような構造であってもよく、プレート状のフィン７が外表面の少なくとも一部に水平軸に対して回転方向に形成されていればよい。

この発明の車両用前照灯に関する一実施形態について説明するための概念的な斜視図。図１要部の斜視図。図１要部の斜視図。図３の側面図。図４の断面図。プリズムレンズについて説明するための斜視図。図６のプリズムレンズについて説明するための、（ａ）は出射面側から見た平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線に沿う断面図。この発明の効果について説明するための説明図。

符号の説明

１１ランプボディ
１１１開口
１１２保持部
１１３フィン
１１４空間部
１１５取付部
１１６空間
１３透明カバー
１４筐体
１４１有底
１４２底面部
１４３，１４４，１４６通気口
１４５上面部
１５バックカバー
１６ダクト
１７ＬＥＤ
１８光源
１９，２０回路基板
２１プリズムレンズ
２１１入射面
２１２出射面

Claims

内部に半導体発光素子が配設され、該発光素子の照射側に少なくとも開口が形成された筒状のランプボディと、
車両に取り付けられた状態の前記ランプボディの外周面に水平軸に対して回転方向に形成された複数のフィンと、
前記フィンとともに前記ランプボディを車両に取り付けるための筐体と、
前記フィンを挟む前記筐体の上下にそれぞれ形成した通気口と、を具備したことを特徴とする車両用前照灯。
前記フィン間の空間部と前記筐体との間に下から上に伸びるダクトを構成することを特徴とする請求項１記載の車両用前照灯。