JP2014041762A - Heat radiation structure of vehicle lighting fitting - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体発光素子を光源とする光源ユニットとその照射位置を調整するためのエイミング機構を備えた車両用灯具の放熱構造に関するものである。 The present invention relates to a heat dissipation structure for a vehicular lamp provided with a light source unit having a semiconductor light emitting element as a light source and an aiming mechanism for adjusting the irradiation position.
前照灯等の車両用灯具は、ハウジングとその開口部を覆うレンズによって画成された灯室内に少なくとも光源を収容して構成されるが、近年、視認性やデザイン性の観点から光源にLED等の半導体発光素子を採用するものが実用化されている。 A vehicular lamp such as a headlamp is configured by housing at least a light source in a lamp chamber defined by a lens that covers a housing and an opening thereof. Recently, an LED is used as a light source from the viewpoint of visibility and design. Those employing semiconductor light emitting elements such as those have been put into practical use.
ところが、半導体発光素子は、従来のハロゲンランプやHIDランプ等と違って発熱量が大きく、適切な放熱構造を具備しなければ過熱によって明るさの低下や劣化の促進を招くという問題が発生する。 However, unlike conventional halogen lamps, HID lamps, and the like, semiconductor light emitting devices generate large amounts of heat. If an appropriate heat dissipation structure is not provided, there is a problem that overheating causes a decrease in brightness and an increase in deterioration.
又、前照灯は、これを車体に取り付けた後に照射位置を微調整(エイミング)する必要があり、そのためのエイミング機構が備えられている。ここで、エイミング機構を備えた前照灯の一例を図8〜図10に示す。 Further, the headlamp needs to be finely adjusted (aiming) the irradiation position after it is mounted on the vehicle body, and an aiming mechanism for this purpose is provided. Here, an example of a headlamp provided with an aiming mechanism is shown in FIGS.
即ち、図8は従来の前照灯の光源ユニット部分の正面側斜視図、図9は同車両用用灯具の光源ユニット部分の側面図、図10は図9のA部拡大断面図であり、前照灯は、ハウジング101とその前面開口部を覆う不図示のレンズによって画成された灯室内に光源ユニット102を収容して構成されている。
8 is a front perspective view of a light source unit portion of a conventional headlamp, FIG. 9 is a side view of a light source unit portion of the vehicle lamp, and FIG. 10 is an enlarged sectional view of a portion A in FIG. The headlamp is configured by housing a
上記光源ユニット102は、基板103上に実装されたLED104を光源とするものであって、金属製のブラケット105の矩形平板状の本体部105Aから前方に向かって略水平に突出する支持部105B上に配置されている。そして、この光源ユニット102は、その照射位置を微調整するためのエイミング機構によってハウジング101に対して垂直及び水平方向に回動可能に支持されており、エイミング機構は3本のエイミングボルト106,107,108によって構成されている。
The
ここで、ブラケット105とこれに配置された光源ユニット102は、1本のエイミングボルト107の接続部を支点Pとして上下及び左右に回動可能に支持されており、エイミングボルト107の先端は、図10に示すようにボールジョイント113によってブラケット105に接続されている。
Here, the
而して、当該前照灯を車体に取り付けた後、エイミングボルト108を回せば、ブラケット105と光源ユニット102が支点Pを中心として上下に回動して光源ユニット102の照射位置が垂直方向に微調整され、エイミングボルト106を回せば、ブラケット105と光源ユニット102が支点Pを中心として左右に回動して光源ユニット102の照射位置が水平方向に微調整される。
Thus, if the aiming
斯かる前照灯においては、光源ユニット102が発生する熱は、ブラケット105を3本のエイミングボルト106〜108を経てハウジング101に伝導し、ハウジング101から大気中に放熱されるが、3本のエイミングボルト106〜108を伝導する熱量は小さく、十分な放熱を期待することができない。
In such a headlamp, heat generated by the
そこで、特許文献1には、図11に示すような車両用灯具201が提案されている。
Therefore, in
即ち、図11は特許文献1において提案された車両用灯具の側断面図であり、図示の車両用灯具201においては、灯室202外に位置する放熱フィン203aを備えた放熱部材(ヒートシンク)203を設け、光源ユニット204,205を支持するブラケット206に内蔵されたヒートパイプ207を、伝熱部材で構成された球状凸部と球状凹部とを嵌合させて成る関節可動伝熱部材208を介して前記放熱部材203に接続する構成が採用されている。このような構成によれば、光源ユニット204,205において発生した熱が、ヒートパイプ207内を上昇して関節可動伝熱部材208を経て灯室102の外側に配置された放熱部材203の放熱フィン203aから外部に放熱されるため、高い放熱性が得られる。
That is, FIG. 11 is a side sectional view of the vehicular lamp proposed in
しかしながら、特許文献1において提案された図11に示す車両用灯具201においては、ボールジョイントを備えたヒートパイプ207を複数本組み合わせる必要がある他、ブラケット206にヒートパイプ207を嵌合させる必要があるため、製造が困難であるとともに、コストアップを免れないという問題がある。
However, in the
又、ヒートパイプ207によって熱輸送した先には、放熱部材203が別途必要となり、部品点数の増加と構造の複雑化及びコストアップを招くという問題がある。因みに、放熱部材203を設けない場合には、ハウジング209及び周囲空気への伝熱面積はヒートパイプ207の断面積のみとなって非常に小さくなってしまう。
Further, a
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、所要のエイミング機能を確保しつつ、高い放熱性を確保することができる車両用灯具の放熱構造を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a heat dissipation structure for a vehicular lamp that can ensure high heat dissipation while ensuring a required aiming function. .
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、ハウジングとその開口部を覆うレンズによって画成された灯室内に、半導体発光素子を光源とする光源ユニットを収容するとともに、該光源ユニットをエイミング機構によって前記ハウジングに位置調整可能に支持して成る車両用灯具の放熱構造であって、前記光源ユニットを支持するブラケットと前記ハウジングとを球面接合したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a light source unit having a semiconductor light emitting element as a light source is housed in a lamp chamber defined by a lens that covers a housing and an opening thereof, and the light source unit is A heat dissipation structure for a vehicular lamp that is supported on the housing by an aiming mechanism so that the position of the lamp can be adjusted. The bracket for supporting the light source unit and the housing are spherically joined.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記ブラケットに設けられた凸球面部材と前記ハウジングに設けられた凹球面部材とを球面接合したことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the convex spherical member provided on the bracket and the concave spherical member provided on the housing are spherically joined.
請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明において、前記凸球面部材と前記凹球面部材との嵌合部に熱伝導性潤滑剤を介在させたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, a thermally conductive lubricant is interposed in a fitting portion between the convex spherical member and the concave spherical member.
請求項4記載の発明は、請求項1〜3の何れかに記載の発明において、前記ブラケットにヒートシンクを設けたこと特徴とする。
The invention according to
請求項1記載の発明によれば、光源ユニットを支持するブラケットとハウジングとを球面接合したため、ブラケットとハウジング間の伝熱面積が増え、光源ユニットからブラケットを経てハウジングに至る効果的な熱伝導が促進される。そして、ブラケットはハウジングに対して全方向に回動可能に支持されるため、該ブラケットに支持された光源ユニットの照射位置を微調整することができる。この結果、所要のエイミング機能を確保しつつ、高い放熱性を確保することができ、光源ユニットの温度上昇を抑えることができる。 According to the first aspect of the present invention, since the bracket supporting the light source unit and the housing are spherically joined, the heat transfer area between the bracket and the housing is increased, and effective heat conduction from the light source unit to the housing through the bracket is achieved. Promoted. Since the bracket is rotatably supported in all directions with respect to the housing, the irradiation position of the light source unit supported by the bracket can be finely adjusted. As a result, while ensuring a required aiming function, high heat dissipation can be ensured and the temperature rise of the light source unit can be suppressed.
請求項2記載の発明によれば、ハウジングに設けられた凹球面部材を熱容量の大きなブロック状とすることによって、ブラケットから当該凹球面部材に伝導する熱を拡散させてハウジングに効率良く伝えることができ、これによって高い放熱性を確保することができる。 According to the second aspect of the present invention, by making the concave spherical member provided in the housing into a block shape having a large heat capacity, heat conducted from the bracket to the concave spherical member can be diffused and efficiently transmitted to the housing. This can ensure high heat dissipation.
請求項3記載の発明によれば、凸球面部材と凹球面部材との嵌合部に熱伝導性潤滑剤を介在させたため、ブラケットのハウジングに対する回動が円滑になされて所要のエイミングが可能となるとともに、凸球面部材から凹球面部材への伝熱が促進されてハウジングへの熱伝導が効率良くなされる。 According to the third aspect of the present invention, since the thermally conductive lubricant is interposed in the fitting portion between the convex spherical member and the concave spherical member, the bracket can be smoothly rotated with respect to the housing, and the required aiming can be achieved. In addition, heat transfer from the convex spherical member to the concave spherical member is promoted, and heat conduction to the housing is efficiently performed.
請求項4記載の発明によれば、ブラケットからハウジングへの熱伝導に加えて、ブラケットに設けられたヒートシンクからの放熱による灯室内の空気の自然対流によって放熱効果が高められる。 According to the fourth aspect of the present invention, in addition to heat conduction from the bracket to the housing, the heat radiation effect is enhanced by natural convection of the air in the lamp chamber by heat radiation from the heat sink provided in the bracket.
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
<実施の形態1>
図1は本発明の実施の形態1に係る車両用灯具の放熱構造を示す正面側斜視図、図2は同車両用灯具の放熱構造を示す正面図、図3は同車両用灯具の放熱構造を示す側面図、図4は同車両用灯具の照射位置調整後の状態を示す図であって、(a)は平面図、(b)は背面側斜視図である。
<
1 is a front perspective view showing a heat dissipation structure of a vehicular lamp according to
本実施の形態に係る車両用灯具は、車両の前部左右に配置される前照灯であって、この前照灯は、ハウジング1とその前面開口部を覆う不図示のレンズによって画成された灯室内に光源ユニット2を収容して構成されている。尚、本実施の形態では、ハウジング1は光不透過性の熱伝導樹脂によって一体成形されている。
The vehicular lamp according to the present embodiment is a headlamp disposed on the left and right of the front portion of the vehicle, and the headlamp is defined by a
上記光源ユニット2は、基板3上に実装されたLED4を光源とするものであって、金属製のブラケット5の矩形平板状の本体部5Aから前方に向かって略水平に一体に突出する支持部5B上に配置されている。そして、この光源ユニット2は、その照射位置を微調整するためのエイミング機構によってハウジング1に対して垂直及び水平方向に回動可能に支持されており、エイミング機構は3本のエイミングボルト6,7,8によって構成されている。尚、本実施の形態では、基板3はアルミベース基板で構成され、LED4には黄色蛍光体を含有する青色LEDが使用されている。又、ブラケット5の材質には、HT−1(ダイカスト用高熱伝導合金)が使用されている。
The
ここで、ブラケット5とこれに配置された光源ユニット2は、1本のエイミングボルト7の接続部を支点Pとして上下及び左右に回動可能に支持されており、エイミングボルト7の先端は、従来と同様の構造(図10に示すボールジョイント113)によってブラケット5に接続されている。尚、本実施の形態では、エイミングボルト6〜8は鉄系材料で構成されており、その表面にはユニクロームめっきが施されている。
Here, the
而して、当該前照灯を車体に取り付けた後、エイミングボルト8を回せば、ブラケット5と光源ユニット2が支点Pを中心として上下に回動して光源ユニット2の照射位置が垂直方向に微調整され、エイミングボルト6を回せば、ブラケット5と光源ユニット2が支点Pを中心として左右に回動して光源ユニット2の照射位置が水平方向に微調整される。
Thus, when the aiming
ところで、本実施の形態では、光源ユニット2を支持するブラケット5とハウジング1とは球面接合されており、ブラケット5とこれに支持された光源ユニット2はハウジング1に対して垂直及び水平方向に回動可能に支持されている。
Incidentally, in the present embodiment, the
具体的には、ブラケット5の矩形平板状の本体部5Aの下部と側部には、図2に示すように支点Pを中心とする半径r1,r2(r2>r1)の凸球面状の接合面9a,10aを有する凸球面部材9,10がそれぞれ一体に形成されている。又、ハウジング1の前面からは2つのブロック状の凹球面部材11,12が前方に向かってそれぞれ水平に一体に突設されており、これらの凹球面部材11,12には、図2に示すように支点Pを中心とする半径r1,r2の凹球面状の接合面11a,12aがそれぞれ形成されており、これらの接合面11a,12aには凸球面部材9,10の接合面9a,10aがそれぞれ嵌合しており、両者の嵌合面9aと11a及び10aと12aには熱伝導性グリス等の熱伝導性潤滑剤が介在している。尚、本実施の形態においては、凸球面部材9,10をブラケット5と一体に形成し、凹球面部材11,12をハウジング1と一体に形成したが、これらを別体に形成し、ブラケット5とハウジング1にそれぞれ接着又は溶接によって取り付けるようにしても良い。
More specifically, a convex spherical joint having radii r1, r2 (r2> r1) centered on a fulcrum P as shown in FIG. Convex
而して、本実施の形態に係る前照灯において、光源ユニット2のLED4に通電されて該LED4が発光すると、その光は不図示のレンズを通過して車両前方へと出射するが、LED4の発光に伴って光源ユニット2には熱が発生する。そして、この熱は、ブラケット5から3本のエイミングボルト6〜8及び凸球面部材9,10と凹球面部材11,12を経てハウジング1へと伝導し、ハウジング1から外部へと放熱される。
Thus, in the headlamp according to the present embodiment, when the
ところで、本実施の形態では、光源ユニット2を支持するブラケット5とハウジング1とを凸球面部材9,10と凹球面部材11,12によって球面接合したため、ブラケット5とハウジング1間の伝熱面積が増え、光源ユニット2からブラケット5と凸球面部材9,10及び凹球面部材11,12を経てハウジング1に至る効果的な熱伝導が促進される。
By the way, in this embodiment, since the
そして、ブラケット5はハウジング1に対して全方向に回動可能に支持されるため、該ブラケット5に支持された光源ユニット2の照射位置を微調整することができる。例えば、エイミングボルト8を回せば、図4(a)に示すようにブラケット5と光源ユニット2が支点Pを中心として上下に回動して光源ユニット2の照射位置が垂直方向に微調整され、エイミングボルト6を回せば、図4(b)に示すようにブラケット5と光源ユニット2が支点Pを中心として左右に回動して光源ユニット2の照射位置が水平方向に微調整される。この場合、光源ユニット2とブラケット5の垂直及び水平方向の回動は何れも支点Pを中心としてなされるため、これらの光源ユニット2とブラケット5がずれたり歪んだりすることがなく、所要のエイミングがスムーズになされる。尚、光源ユニット2とブラケット5を回動させた状態での凸球面部材9,10と凹球面部材11,12との各接触面積は10〜15cm2程度確保されていることが望ましい。
Since the
従って、本実施の形態によれば、所要のエイミング機能を確保しつつ、高い放熱性を確保することができ、光源ユニット2の温度上昇を抑えることができるという効果が得られる。尚、本実施の形態では、LED4のジャンクション温度ベースで約150℃から約140℃と10℃程度の温度低減効果を得ることができた。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to ensure high heat dissipation while securing a required aiming function, and to obtain an effect that the temperature rise of the
又、本実施の形態では、凸球面部材9,10と凹球面部材11,12との嵌合部に熱伝導性潤滑剤を介在させたため、ブラケット5のハウジング1に対する回動が円滑になされて所要のエイミングが可能となるとともに、凸球面部材9,10から凹球面部材11,12への伝熱が促進されてハウジング1への熱伝導が効率良くなされる。
Further, in the present embodiment, since the heat conductive lubricant is interposed in the fitting portion between the convex
<実施の形態2>
次に、本発明の実施の形態を図5及び図6に基づいて説明する。
<
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図5は本発明の実施の形態2に係る車両用灯具の放熱構造を示す背面側斜視図、図6は同車両用灯具の放熱構造を示す側面図であり、これらにおいては図1〜図4に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。
FIG. 5 is a rear perspective view showing a heat dissipation structure for a vehicular lamp according to
本実施の形態においては、ブラケット5の背面に半球状の凸球面部材13を一体に形成し、ハウジング1の前面に円柱ブロック状の凹球面部材14を一体に突設し、この凹球面部材14に形成された凹球面状の接合面14aにブラケット5側の凸球面部材13の外周の接合面13aを嵌合させ、両者の嵌合部に熱伝導性潤滑剤を介在させたことを特徴としており、他の構成は前記実施の形態1のそれと同じである。尚、本実施の形態においては、凸球面部材13をブラケット5と一体に形成し、凹球面部材14をハウジング1と一体に形成したが、これらを別体に形成し、ブラケット5とハウジング1にそれぞれ接着又は溶接によって取り付けるようにしても良い。
In the present embodiment, a hemispherical convex
従って、ブラケット5とこれに支持された光源ユニット2はブラケット5に対して図6に示す回転中心Oを中心として全方向に回動可能であって、前記実施の形態1と同様に、エイミングボルト8を回せば、ブラケット5と光源ユニット2が回動中心Oを中心として上下に回動して光源ユニット2の照射位置が垂直方向に微調整され、エイミングボルト6を回せば、ブラケット5と光源ユニット2が回動支点Oを中心として左右に回動して光源ユニット2の照射位置が水平方向に微調整される。
Accordingly, the
而して、本実施の形態においても、光源ユニット2を支持するブラケット5とハウジング1とを凸球面部材13と凹球面部材14によって球面接合したため、ブラケット5とハウジング1間の伝熱面積が増え、光源ユニット2からブラケット5と大きな塊である凸球面部材13及び凹球面部材14を経てハウジング1に至る効果的な熱伝導が促進され、15℃の温度低減効果が得られた。
Thus, also in the present embodiment, since the
尚、本実施の形態では、熱伝導を優先して半球状の凸球面部材13の最大径をφ70mm、円柱状の凹球面部材14の直径をφ50mmとしたため、ブラケット5の重量は約2倍となった。ここで、温度低減効果と重量増加は相反するため、凸球面部材13と凹球面部材14のサイズの最適値を選択することが望ましい。
In the present embodiment, the maximum diameter of the hemispherical convex
<実施の形態3>
次に、本発明の実施の形態3を図7に基づいて説明する。
<
Next,
図7は本発明の実施の形態3に係る車両用灯具の放熱構造を示す背面側斜視図であり、本図においても図1〜図4に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。
FIG. 7 is a rear perspective view showing a heat dissipation structure for a vehicular lamp according to
本実施の形態は、前記実施の形態1において、ブラケット5の背面に、複数の放熱フィン15aが形成されたヒートシンク15を一体に設けたことを特徴としており、他の構成は前記実施の形態1のそれと同じである。
The present embodiment is characterized in that the
而して、本実施の形態によれば、凸球面部材9,10と凹球面部材11,12との球面接合によるハウジング1への熱伝導に加えて、ブラケット5に設けられたヒートシンク15からの放熱による灯室内の空気の自然対流によって放熱効果が高められるため、光源ユニット2を一層効果的に冷却することができるという効果が得られる。
Thus, according to the present embodiment, in addition to the heat conduction to the
尚、以上の実施の形態1〜3においては、エイミングボルトを計3本としたが、エイミングボルトの本数はこれに限らず複数あれば良い。例えば、上下方向のみ又は左右方向のみ調整可能とする場合は、エイミングボルトは2本(支点となるエイミングボルト+1本のエイミングボルト)となる。 In the first to third embodiments, the total number of aiming bolts is three. However, the number of aiming bolts is not limited to this, and a plurality of aiming bolts may be used. For example, when adjustment is possible only in the vertical direction or only in the horizontal direction, there are two aiming bolts (an aiming bolt as a fulcrum + one aiming bolt).
1 ハウジング
2 光源ユニット
3 基板
4 LED(半導体発光素子)
5 ブラケット
5A ブラケットの本体部
5B ブラケットの支持部
6〜8 エイミングボルト
9,10 凸球面部材
9a,10a 凸球面部材の接合面
11,12 凹球面部材
11a,12a 凹球面部材の接合面
13 凸球面部材
13a 凸球面部材の接合面
14 凹球面部材
14a 凹球面部材の接合面
15 ヒートシンク
15a 放熱フィン
O 回動中心
P 支点
r1,r2 半径
1
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記光源ユニットを支持するブラケットと前記ハウジングとを球面接合したことを特徴とする車両用灯具の放熱構造。 A vehicle in which a light source unit having a semiconductor light emitting element as a light source is housed in a lamp chamber defined by a housing and a lens covering the opening, and the light source unit is supported on the housing by an aiming mechanism so that the position of the light source unit can be adjusted. A heat dissipation structure for a lamp,
A heat dissipation structure for a vehicular lamp, wherein a bracket supporting the light source unit and the housing are spherically joined.
The heat dissipation structure for a vehicular lamp according to any one of claims 1 to 3, wherein the bracket is provided with a heat sink.
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JP2015222671A (en) * | 2014-05-23 | 2015-12-10 | スタンレー電気株式会社 | Lighting appliance for vehicle |
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