KR20090133084A - 차량용 등기구 - Google Patents

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KR20090133084A
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유지 야스다
다카시 이노우에
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가부시키가이샤 고이토 세이사꾸쇼
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Abstract

본 발명은, 반도체 발광 소자로부터 발생하는 열을 효율적으로 방열하는 차량용 등기구에 관한 것이다.
차량용 등기구는, 광원으로서의 LED; 베이스부 상에 세워져 설치된 복수의 평판 핀과, 평판 핀의 사이에 형성된 복수의 통풍로를 구비하고, LED로부터 발생하는 열을 방열하는 히트 싱크(14); 공기를 흡입하는 축방향의 흡기구(56a, 56b)와, 공기를 축방향과 수직인 좌우 방향으로 각각 배기하는 좌측 배기구(56c) 및 우측 배기구(56d)를 구비하며, 히트 싱크(14)의 통풍로에 공기를 흘려 보내 평판 핀을 강제 공랭하는 원심팬(56); LED, 히트 싱크(14) 및 원심팬(56)을 수용하는 등체를 포함한다. 원심팬(56)의 좌측 배기구(56c), 우측 배기구(56d)에 적어도 하나의 통풍로의 입구가 면하도록 히트 싱크(14)의 평판 핀을 형성한다.

Description

차량용 등기구{VEHICULAR LAMP}
본 발명은, 차량용 등기구에 관한 것으로, 특히 반도체 발광 소자를 광원으로 하는 차량용 등기구에 관한 것이다.
종래, LED(Light Emitting Diode) 등의 반도체 발광 소자를 광원으로서 사용한 차량용 등기구가 공지되어 있다. 차량용 등기구의 광원으로서 반도체 발광 소자를 이용하는 경우, 반도체 발광 소자의 발광을 최대한 이용하여, 차량용 등기구에 요구되는 광량 레벨을 만족시켜야 한다.
일반적으로, 반도체 발광 소자는, 고출력을 얻기 위해 큰 전류를 공급하면 발열이 증가하지만, 발열에 의해 소자가 고온이 되면 발광 효율이 저하된다. 이 때문에, 반도체 발광 소자로부터의 열을 효율적으로 방열하기 위해, 여러 가지의 차량용 등기구의 방열 구조가 제안되어 있다(예컨대 특허 문헌 1 참조).
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2006-286395호 공보
그러나, 특허 문헌 1에 개시된 차량용 등기구의 경우에, LED가 설치된 등실 내는 자연 대류 상태이기 때문에, 등실 내의 공기의 순환이 그다지 촉진되지 않고, 방열 효율에 관해 개선의 여지가 있다.
본 발명은 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 반도체 발광 소자로부터 발생하는 열을 효율적으로 방열할 수 있는 차량용 등기구를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 특정 형태의 차량용 등기구는, 광원으로서의 반도체 발광 소자; 베이스부 상에 세워져 설치된 복수의 평판 핀과, 평판 핀의 사이에 형성된 복수의 통풍로를 구비하고, 반도체 발광 소자로부터 발생하는 열을 방열하는 히트 싱크; 공기를 흡입하는 축방향의 흡기구와, 공기를 축방향과 수직인 복수의 상이한 방향으로 각각 배기하는 복수의 배기구를 구비하며, 히트 싱크의 통풍로에 공기를 흘려 보내 평판 핀을 강제 공랭하는 원심팬; 반도체 발광 소자, 히트 싱크 및 원심팬을 수용하는 등체를 포함하는 차량용 등기구로서, 원심팬의 각 배기구에 적어도 하나의 통풍로의 입구가 면하도록 히트 싱크의 평판 핀을 형성한다.
이 형태에 따르면, 공기가 송풍되는 히트 싱크의 부위를 늘릴 수 있다. 그 결과, 히트 싱크의 강제 공랭이 촉진되어, 반도체 발광 소자로부터 발생하는 열을 효율적으로 방열할 수 있다.
원심팬의 각 배기구에 입구가 면하는 각 통풍로는, 각 배기구의 배기 방향과 평행하게 연장될 수도 있다. 이 경우, 각 통풍로에 공기가 원활하게 흐르게 되기 때문에, 히트 싱크의 강제 공랭을 더욱 촉진할 수 있고, 반도체 발광 소자로부터 발생하는 열을 보다 효율적으로 방열할 수 있다.
히트 싱크는, 원심팬의 축방향에도 복수의 핀이 설치되어 있고, 상기 핀은, 원심팬의 흡기에 의해 강제 공랭될 수도 있다. 이와 같이, 원심팬의 배기뿐만 아니라 흡기도 강제 공랭에 이용함으로써, 반도체 발광 소자로부터 발생하는 열을 보다 효율적으로 방열할 수 있다.
원심팬의 흡기에 의해 강제 공랭되는 핀은 평판 핀이고, 상기 평판 핀은, 연장 방향이 원심팬의 배기에 의해 강제 공랭되는 평판 핀의 연장 방향에 대해 수직으로 정해질 수도 있다. 배기된 직후의 공기가 원심팬의 흡기구에 빨려 들어가면, 등체 내에서의 공기의 순환이 촉진되지 않아, 방열 효율이 저하된다. 이와 같이 평판 핀을 형성함으로써, 배기된 직후의 공기가 원심팬의 흡기구에 빨려 들어가는 것이 억제되기 때문에, 반도체 발광 소자로부터 발생하는 열을 보다 효율적으로 방열할 수 있다.
원심팬은, 축방향 일측으로부터 흡입한 공기를 축방향과 수직인 복수의 상이한 방향과, 축방향 타측으로 배기할 수 있게 구성되어 있으며, 원심팬의 축방향 타측으로의 배기에 의해, 원심팬의 축방향 타측의 히트 싱크의 부위가 강제 공랭될 수도 있다. 원심팬의 축방향 타측의 히트 싱크의 부위에는, 복수의 바늘형 핀(Pin- Fin)이 설치될 수도 있다. 이 경우, 히트 싱크의 보다 많은 부위에 공기를 송풍할 수 있기 때문에, 반도체 발광 소자로부터 발생하는 열을 보다 효율적으로 방열할 수 있다.
본 발명에 따르면, 반도체 발광 소자로부터 발생하는 열을 효율적으로 방열할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 따른 차량용 등기구에 대해 상세하게 설명한다.
(제1 실시형태)
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 차량용 등기구(10)의 개략 단면도이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 차량용 등기구(10)는 전면이 개방된 수지제의 등기구 보디(48)와, 투광성 재료로 형성되고 등기구 보디(48)의 전면을 기밀하게 덮는 외측 렌즈(34)를 포함하는 등체 내에, 등기구 유닛(30)이 수용된 구성으로 되어 있다.
도 1에서는, 하나의 등기구 유닛(30)만이 도시되어 있지만, 차량용 등기구(10)의 등체 내에는, 제1 등기구 유닛, 제2 등기구 유닛 및 제3 등기구 유닛의 3개의 등기구 유닛이 수용되어 있다. 제1 등기구 유닛∼제3 등기구 유닛의 구성은 동일하다. 제1 등기구 유닛∼제3 등기구 유닛은, 좌우 방향으로 일렬로 나란히 설치되어 있고, 차량용 등기구(10)의 전방을 향해 좌측에 제1 등기구 유닛이, 중앙에 제2 등기구 유닛이, 우측에 제3 등기구 유닛이 설치되어 있다. 도 1에 도시되어 있는 등기구 유닛(30)은 중앙에 위치하는 제2 등기구 유닛이다. 또, 이하에 있어서 제1 등기구 유닛∼제3 등기구 유닛을 총칭하는 경우에는, 단순히 「등기구 유닛(30)」이라고 부른다.
등기구 유닛(30)은 소위 프로젝터형의 등기구 유닛이고, LED를 광원으로서 이용하고 있다. 각 등기구 유닛(30)은 LED(20)와, 열전도성 절연 기판(24)과, 리플렉터(22)와, 고정 부재(26)와, 투영 렌즈(32)를 구비하고 있다. LED(20)는, 도시하지 않은 LED 칩과, LED 칩을 덮는 대략 반구형의 캡을 갖는 백색 LED이다. LED(20)는 세라믹 등으로 형성된 열전도성 절연 기판(24) 상에 배치되어 있다. LED(20)는 광 출사 방향이 등기구 유닛(30)의 광축(Ax)과 직각 방향을 향하는 상태로, 광축(Ax) 상에 위치하도록 설치되어 있다. LED(20)는 열전도성 절연 기판(24)에 형성된 배선 패턴을 통해 급전된다.
리플렉터(22)는, 예컨대, 폴리카보네이트를 이용하여 반돔형으로 형성되고, LED(20)의 위쪽에 배치되어 있다. 리플렉터(22)는 그 내측의 표면에, LED(20)로부터의 광을 전방을 향해 광축(Ax) 근처에 집광 반사시키는 반사면을 갖고 있다.
투영 렌즈(32)는 전방측 표면이 볼록면이고 후방측 표면이 평면인 평볼록 비구면 렌즈로 이루어지고, 후측 초점면 상에 형성되는 광원상(像)을 반전상으로서 전방으로 조사하도록 되어 있다. 고정 부재는, 알루미늄을 주성분으로 하는 금속의 다이캐스트에 의해, 동일 소재가 연장되어 대략 평판형으로 형성되어 있고, 그 상면에는, LED(20)가 탑재된 기판 및 리플렉터(22)가 고착되어 있다. 또한, 고정 부 재(26)의 전방측 단부에는, 투영 렌즈(32)가 부착되어 있다.
각 등기구 유닛(30)의 고정 부재(26)의 후방측 단부는, 등실(35) 내에 설치된 히트 싱크(14)에 부착되어 있다. 히트 싱크(14)는 알루미늄 등의 고열전도율의 금속으로 형성되고, 각 등기구 유닛(30)의 LED(20)로부터 발생한 열을 등실(35) 내의 공기에 방열한다. 히트 싱크(14)에는, 원심팬(56)이 부착되어 있다. 원심팬(56)은 축방향으로부터 흡기하여, 원심 방향으로 배기하는 팬이다. 히트 싱크(14) 및 원심팬(56)의 상세한 구성에 대해서는, 도 2에서 설명한다.
등기구 유닛(30), 히트 싱크(14) 및 원심팬(56)은 각 등기구 유닛(30)이 출사하는 광이 차량용 등기구(10)의 전방에 조사되도록, 도시하지 않은 지지 부재에 의해 등실(35) 내에 부착된다. 본 실시형태에 있어서, 등기구 유닛(30), 히트 싱크(14) 및 원심팬(56)은 등실(35)의 중앙 부근에 설치되어 있다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 차량용 등기구(10)에 있어서의 히트 싱크(14) 및 원심팬(56)의 사시도이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 히트 싱크(14)는, 제1 서브 히트 싱크(50)와, 제2 서브 히트 싱크(52)와, 제3 서브 히트 싱크(54)로 구성되어 있다. 히트 싱크(14)에 있어서, 제2 서브 히트 싱크(52)가 중앙에 위치하고 있고, 전방을 향해 좌측에 제1 서브 히트 싱크(50)가, 우측에 제3 서브 히트 싱크(54)가 위치하고 있다. 제1 서브 히트 싱크(50)에는 제1 등기구 유닛이 부착되고, 제2 서브 히트 싱크(52)에는 제2 등기구 유닛이 부착되며, 제3 서브 히트 싱크(54)에는 제3 등기구 유닛이 부착되어 있다(제1 등기구 유닛∼제3 등기구 유닛은 도시하지 않음).
제1 서브 히트 싱크(50)는, 제1 베이스부(50a)와, 제1 베이스부(50a) 상에 소정의 간격으로 평행하게 세워져 설치된 복수의 제1 평판 핀(50b)을 구비한다. 복수의 제1 평판 핀(50b) 사이에는, 복수의 통풍로가 평행하게 형성되어 있다. 또한, 제2 서브 히트 싱크(52)는, 제2 베이스부(52a)와, 제2 베이스부(52a) 상에 소정의 간격으로 평행하게 세워져 설치된 복수의 제2 평판 핀(52b)을 구비한다. 복수의 제2 평판 핀(52b) 사이에는, 복수의 통풍로가 평행하게 형성되어 있다. 또한, 제3 서브 히트 싱크(54)는, 제3 베이스부(54a)와, 제3 베이스부(54a) 상에 소정의 간격으로 평행하게 세워져 설치된 복수의 제3 평판 핀(54b)을 구비한다. 복수의 제3 평판 핀(54b) 사이에는, 복수의 통풍로가 평행하게 형성되어 있다.
제1 베이스부(50a)와, 제2 베이스부(52a)와, 제3 베이스부(54a)는, 1장의 판형 부재로서 형성되어 있다. 이와 같이, 제1 베이스부∼제3 베이스부(50a∼54a)를 1장의 판형 부재로 형성함으로써, 제1 서브 히트 싱크∼제3 서브 히트 싱크(50∼54)를 일체의 부품으로서 취급할 수 있기 때문에, 취급이 편하게 되어, 등기구 보디(48)에 대한 부착이 용이해진다. 또한, 제1 베이스부∼제3 베이스부(50a∼54a)는 별개의 부재로서 형성될 수도 있다. 이 경우, 제1 서브 히트 싱크∼제3 서브 히트 싱크(50∼54)의 제조가 용이해진다.
본 실시형태에 있어서, 제1 서브 히트 싱크(50)의 제1 평판 핀(50b)은 연장 방향이 좌우 방향(수평 방향)이 되도록 형성되어 있다. 여기서, 평판 핀의 연장 방향이란, 평판 핀의 길이 방향이다. 또한, 제3 서브 히트 싱크(54)의 제3 평판 핀(54b)도, 연장 방향이 좌우 방향(수평 방향)이 되도록 형성되어 있다. 한편, 중 앙에 위치하는 제2 서브 히트 싱크(52)의 제2 평판 핀(52b)은 연장 방향이 상하 방향(수직 방향)이 되도록 형성되어 있다. 즉, 제1 서브 히트 싱크(50) 및 제3 서브 히트 싱크(54)와, 제2 서브 히트 싱크(52)는, 평판 핀의 연장 방향이 수직으로 되어 있다.
또한, 제1 평판 핀(50b)과 제3 평판 핀(54b)은 높이가 대략 동일하게 되도록 형성되어 있다. 한편, 제2 평판 핀(52b)은 높이가 제1 평판 핀(50b) 및 제3 평판 핀(54b)의 절반 정도가 되도록 형성되어 있다. 따라서, 제1 평판 핀(50b)과 제3 평판 핀(54b) 사이에는, 제2 평판 핀(52b)의 높이가 낮아진 만큼 오목부가 형성되어 있다.
상기 오목부에 끼워 맞춰지도록 하여 원심팬(56)이 제2 평판 핀(52b) 상에 부착되어 있다. 원심팬(56)은 공기를 흡입하는 축방향 전방의 흡기구(56a)와, 축방향 후방의 흡기구(56b)와, 축방향과 수직인 좌측 방향으로 배기하는 좌측 배기구(56c)와, 축방향과 수직인 우측 방향으로 배기하는 우측 배기구(56d)를 갖는다. 원심팬(56)의 모터(도시하지 않음)가 통전(通電)되어, 날개(도시하지 않음)가 회전하면, 축방향 전방의 흡기구(56a) 및 축방향 후방의 흡기구(56b)로부터 공기가 흡입되고, 좌측 배기구(56c) 및 우측 배기구(56d)로부터 각각 좌측 방향 및 우측 방향으로 배기된다.
축방향 전방의 흡기구(56a)로부터 공기가 흡입되면, 제2 서브 히트 싱크(52)의 통풍로 내가 부압(負壓)이 되기 때문에, 상하 방향으로부터 제2 평판 핀(52b) 사이의 통풍로에 공기가 유입된다. 이와 같이, 제2 서브 히트 싱크(52)는, 원심 팬(56)의 흡기에 의해 강제 공랭된다.
원심팬(56)의 좌측 배기구(56c)와 우측 배기구(56d)는, 높이가 제1 평판 핀(50b) 및 제3 평판 핀(54b)의 절반 정도로 형성되어 있다. 따라서, 원심팬(56)을 제2 서브 히트 싱크(52) 상에 부착했을 때에, 좌측 배기구(56c)에 제1 서브 히트 싱크(50)의 통풍로의 입구가 면하고, 우측 배기구(56d)에 제3 서브 히트 싱크(54)의 통풍로의 입구가 면하는 상태로 된다. 이에 따라, 좌측 배기구(56c)로부터 좌측 방향으로 배기된 공기는, 대부분이 제1 평판 핀(50b) 사이의 통풍로에 유입되어, 제1 서브 히트 싱크(50)가 강제 공랭된다. 또한, 우측 배기구(56d)로부터 우측 방향으로 배기된 공기는, 대부분이 제3 평판 핀(54b) 사이의 통풍로에 유입되어, 제3 서브 히트 싱크(54)가 강제 공랭된다.
본 실시형태에 있어서, 입구가 원심팬(56)의 좌측 배기구(56c)에 면하는 제1 서브 히트 싱크(50)의 통풍로는, 좌측 배기구(56c)의 배기 방향과 평행하게 연장되어 있다. 또한, 입구가 원심팬(56)의 우측 배기구(56d)에 면하는 제3 서브 히트 싱크(54)의 통풍로는, 우측 배기구(56d)의 배기 방향과 평행하게 연장되어 있다. 이와 같이, 입구가 원심팬(56)의 각 배기구에 면하는 각 통풍로를, 각 배기구의 배기 방향과 평행하게 연장되게 함으로써, 공기가 각 통풍로로 원활하게 흐르게 되기 때문에, 각 서브 히트 싱크의 강제 공랭을 촉진할 수 있다.
다음으로, 본 실시형태에 따른 차량용 등기구(10)에 있어서의 방열 작용을 설명한다. 도 2에 있어서, 화살표는 공기의 흐름을 나타내고 있다. 도 1에 도시하는 차량용 등기구(10)에 있어서, 각 등기구 유닛(30)의 LED(20)가 발광하면, 발광 에 의해 발생한 열은, LED(20)가 접촉하는 열전도성 절연 기판(24)을 통해 고정 부재(26)에 전달된다. 각 등기구 유닛(30)의 고정 부재(26)에 전달된 열은, 각 고정 부재(26)의 후방측 단부가 접촉하고 있는 서브 히트 싱크의 베이스부에 전달된다. 이와 같이 열전도성 절연 기판(24) 및 고정 부재(26)는, LED(20)로부터 발생한 열을 서브 히트 싱크에 전달하는 열전도부로서 기능하고 있다. 각 서브 히트 싱크의 베이스부에 전달된 열은, 각 서브 히트 싱크의 평판 핀에 전달되어, 주위의 공기에 대해 방열된다.
여기서, 원심팬(56)의 모터에 통전하여 날개를 회전시키면, 축방향 전방의 흡기구(56a) 및 축방향 후방의 흡기구(56b)로부터 공기가 흡입되고, 좌측 배기구(56c) 및 우측 배기구(56d)로부터 각각 좌우 방향으로 배기된다.
축방향 전방의 흡기구(56a)로부터의 흡기에 의해, 제2 서브 히트 싱크(52)의 통풍로 내부가 부압이 되기 때문에, 도 2에 도시하는 바와 같이 상하 방향으로부터 제2 평판 핀(52b) 사이의 통풍로에 공기가 유입된다. 이와 같이 하여, 제2 서브 히트 싱크(52)의 제2 평판 핀(52b)으로부터의 방열에 의해 온도가 상승한 공기는 원심팬(56)에 흡기되어, 새로운 공기가 통풍로 내에 도입된다.
원심팬(56)의 좌측 배기구(56c)로부터 배기된 공기는, 좌측 배기구(56c)에 면한 제1 서브 히트 싱크(50)의 통풍로 입구로부터 통풍로 내에 유입된다. 이에 따라, 제1 서브 히트 싱크(50)의 제1 평판 핀(50b)으로부터의 방열에 의해 온도가 상승한 공기는, 도 2에 도시하는 바와 같이 통풍로의 출구로부터 배기된다. 동일하게, 원심팬(56)의 우측 배기구(56d)로부터 배기된 공기는, 우측 배기구(56d)에 면 한 제3 서브 히트 싱크(54)의 통풍로 입구로부터 통풍로 내에 유입된다. 이에 따라, 제3 서브 히트 싱크(54)의 제3 평판 핀(54b)으로부터의 방열에 의해 온도가 상승한 공기는, 도 2에 도시하는 바와 같이 통풍로의 출구로부터 배기된다.
이상과 같이 하여, 히트 싱크(14)의 각 서브 히트 싱크는 강제 공랭되어, 각 서브 히트 싱크에 접속된 등기구 유닛(30)으로부터 발생한 열은 방열된다. 본 실시형태에 따른 차량용 등기구(10)에서는, 원심팬(56)의 배기 방향을 좌우의 2방향으로 하고, 좌측 배기구(56c) 및 우측 배기구(56d)에 각각 제1 서브 히트 싱크(50) 및 제3 서브 히트 싱크(54)의 통풍로의 입구가 면하도록 평판 핀을 형성함으로써, 공기가 송풍되는 히트 싱크(14)의 부위를 늘릴 수 있다. 그 결과, 히트 싱크(14)의 강제 공랭이 촉진되어, LED(20)로부터 발생하는 열을 효율적으로 방열할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 차량용 등기구(10)에서는, 원심팬(56)의 축방향 전방에도 제2 평판 핀(52b)을 설치하고, 상기 제2 서브 히트 싱크(52)를 원심팬(56)의 흡기에 의해 강제 공랭되도록 구성했다. 이와 같이, 원심팬(56)의 배기뿐만 아니라 흡기도 강제 공랭에 이용함으로써, LED(20)로부터 발생하는 열을 보다 효율적으로 방열할 수 있다.
또한, 차량용 등기구(10)에서는, 원심팬(56)의 흡기에 의해 강제 공랭되는 제2 서브 히트 싱크(52)의 제2 평판 핀(52b)은 그 연장 방향이, 원심팬(56)의 배기에 의해 강제 공랭되는 제1 서브 히트 싱크(50)의 제1 평판 핀(50b) 및 제3 서브 히트 싱크(54)의 제3 평판 핀(54b)의 연장 방향에 대해 수직으로 정해져 있다. 배기된 직후의 공기가 원심팬의 흡기구에 빨려 들어가면, 등실 내에서의 공기의 순환 이 촉진되지 않아, 방열 효율이 저하된다. 본 실시형태와 같이 평판 핀을 형성함으로써, 배기된 직후의 공기가 원심팬(56)의 흡기구에 빨려 들어가는 것을 억제할 수 있기 때문에, 등실 내에서의 공기의 순환이 촉진되어, 방열 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 제2 평판 핀(52b)의 높이를 양옆의 서브 히트 싱크의 평판 핀보다도 낮게 형성함으로써 오목부를 형성하고, 그 오목부에 원심팬(56)을 끼워 맞추는 구성으로 했기 때문에, 히트 싱크(14)와 원심팬(56)을 맞춘 방열 구조를 콤팩트하게 할 수 있다. 이에 따라, 많은 차량용 등기구에 본 방열 구조를 적용하는 것이 가능해진다.
(제2 실시형태)
도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 차량용 등기구에 있어서의 히트 싱크(114) 및 팬(156)의 사시도이다. 제2 실시형태에 따른 차량용 등기구는, 기본적인 구성은 도 1에 도시하는 차량용 등기구(10)와 동일하지만, 히트 싱크(114) 및 팬(156)의 구성이 상이하다. 또, 제1 실시형태에 따른 차량용 등기구(10)와 동일하거나 대응하는 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 중복하는 설명은 적절하게 생략한다.
본 실시형태에 있어서, 히트 싱크(114)는 제1 서브 히트 싱크(150)와, 제2 서브 히트 싱크(152)와, 제3 서브 히트 싱크(154)로 구성되어 있다. 히트 싱크(114)에 있어서, 제2 서브 히트 싱크(152)가 중앙에 위치하고 있고, 전방을 향해 좌측에 제1 서브 히트 싱크(150)가, 우측에 제3 서브 히트 싱크(154)가 위치하고 있다. 제1 서브 히트 싱크(150)에는 제1 등기구 유닛이 부착되고, 제2 서브 히트 싱크(152)에는 제2 등기구 유닛이 부착되며, 제3 서브 히트 싱크(154)에는 제3 등기구 유닛이 부착되어 있다(제1 등기구 유닛∼제3 등기구 유닛은 도시하지 않음).
제1 서브 히트 싱크(150)는, 제1 베이스부(150a)와, 제1 베이스부(150a) 상에 소정의 간격으로 평행하게 세워져 설치된 복수의 제1 평판 핀(150b)을 구비한다. 복수의 제1 평판 핀(150b) 사이에는, 복수의 통풍로가 평행하게 형성되어 있다. 또한, 제3 서브 히트 싱크(154)는, 제3 베이스부(154a)와, 제3 베이스부(154a) 상에 소정의 간격으로 평행하게 세워져 설치된 복수의 제3 평판 핀(154b)을 구비한다. 복수의 제3 평판 핀(154b) 사이에는, 복수의 통풍로가 평행하게 형성되어 있다. 한편, 제2 서브 히트 싱크(152)는, 제2 베이스부(152a)와, 제2 베이스부(152a) 상에 세워져 설치된 복수의 바늘형 핀(152b)을 구비한다.
제1 베이스부(150a)와, 제2 베이스부(152a)와, 제3 베이스부(154a)는, 1장의 판형 부재로서 형성되어 있다. 이와 같이, 제1 베이스부∼제3 베이스부(150a∼154a)를 1장의 판형 부재로 형성함으로써, 제1 서브 히트 싱크∼제3 서브 히트 싱크(150∼154)를 일체의 부품으로서 취급할 수 있기 때문에, 취급이 편하게 되어, 등기구 보디(48)에 대한 부착이 용이해진다. 또한, 제1 베이스부∼제3 베이스부(150a∼154a)는 별개의 부재로서 형성될 수도 있다. 이 경우, 제1 서브 히트 싱크∼제3 서브 히트 싱크(150∼154)의 제조가 용이해진다.
본 실시형태에 있어서, 제1 서브 히트 싱크(150)의 제1 평판 핀(150b)은 연장 방향이 좌우 방향(수평 방향)이 되도록 형성되어 있다. 또한, 제3 서브 히트 싱 크(154)의 제3 평판 핀(154b)도, 연장 방향이 좌우 방향(수평 방향)이 되도록 형성되어 있다. 또한, 제2 서브 히트 싱크(152)에 있어서의 복수의 바늘형 핀(152b)은 소정의 배열 패턴으로 설치되어 있다.
또한, 제1 평판 핀(150b)과 제3 평판 핀(154b)은 높이가 대략 동일하게 되도록 형성되어 있다. 한편, 바늘형 핀(152b)은 높이가 제1 평판 핀(150b) 및 제3 평판 핀(154b)의 절반 정도가 되도록 형성되어 있다. 따라서, 제1 평판 핀(150b)과 제3 평판 핀(154b) 사이에는, 바늘형 핀(152b)의 높이가 낮게 된 만큼 오목부가 형성되어 있다.
상기 오목부에 끼워 맞춰지도록 하여 팬(156)이 바늘형 핀(152b) 상에 부착되어 있다. 팬(156)은 축방향 일측으로부터 흡입한 공기를 축방향과 수직인 복수의 상이한 방향으로 배기하고 축방향으로 배기할 수 있는, 원심팬과 축류팬을 조합시킨 팬이다. 팬(156)은 공기를 흡입하는 축방향 후방의 흡기구(156a)와, 축방향 전방에 공기를 배기하는 전측 배기구(156b)와, 축방향과 수직인 좌측 방향으로 배기하는 좌측 배기구(156c)와, 축방향과 수직인 우측 방향으로 배기하는 우측 배기구(156d)를 갖는다. 팬(156)의 모터(도시하지 않음)에 통전하여, 날개[바늘형 핀(152b)을 보기 쉽게 하기 위해 도시하지 않음]가 회전하면, 축방향 후방의 흡기구(156a)로부터 공기가 흡입되고, 전측 배기구(156b), 좌측 배기구(156c) 및 우측 배기구(156d)로부터 각각 전방, 좌측 방향 및 우측 방향으로 배기된다.
전측 배기구(156b)로부터 전방 방향으로의 배기에 의해, 제2 서브 히트 싱크(152)는 강제 공랭된다. 또한, 팬(156)의 좌측 배기구(156c)와 우측 배기 구(156d)는, 높이가 제1 평판 핀(150b) 및 제3 평판 핀(154b)의 절반 정도로 형성되어 있다. 따라서, 팬(156)을 제2 서브 히트 싱크(152) 상에 부착했을 때에, 좌측 배기구(156c)에 제1 서브 히트 싱크(150)의 통풍로의 입구가 면하고, 우측 배기구(156d)에 제3 서브 히트 싱크(154)의 통풍로의 입구가 면하고 있는 상태로 된다. 이에 따라, 좌측 배기구(156c)로부터 좌측 방향으로 배기된 공기는, 대부분이 제1 평판 핀(150b) 사이의 통풍로에 유입되어, 제1 서브 히트 싱크(150)가 강제 공랭된다. 또한, 우측 배기구(156d)로부터 우측 방향으로 배기된 공기는, 대부분이 제3 평판 핀(154b) 사이의 통풍로에 유입되어, 제3 서브 히트 싱크(154)가 강제 공랭된다.
이와 같이, 본 실시형태에 있어서는, 축방향 후방의 흡기구(156a)로부터 흡입한 공기가 전방, 좌측 방향, 우측 방향의 3방향으로 배기되기 때문에, 히트 싱크(114)의 보다 많은 부위에 공기를 송풍할 수 있게 된다. 그 결과, 각 등기구 유닛으로부터 발생하는 열을 효율적으로 방열할 수 있다.
다음으로, 본 실시형태에 따른 차량용 등기구에 있어서의 방열 작용을 설명한다. 도 3에 있어서, 화살표는 공기의 흐름을 나타내고 있다. 차량용 등기구에 있어서, 각 등기구 유닛(30)의 LED(20)가 발광하면, 발광에 의해 발생한 열은, LED(20)가 접촉하는 열전도성 절연 기판(24)을 통해 고정 부재(26)에 전달된다. 각 등기구 유닛(30)의 고정 부재(26)에 전달된 열은, 각 고정 부재(26)의 후방측 단부가 접촉하고 있는 서브 히트 싱크의 베이스부에 전달된다. 제1 베이스부(150a) 및 제3 베이스부(154a)에 전달된 열은, 각각 제1 평판 핀(150b) 및 제3 평판 핀(154b) 으로 전달되어, 주위의 공기에 대해 방열된다. 또한, 제2 베이스부(152a)에 전달된 열은, 바늘형 핀(152b)에 전달되어, 주위의 공기에 대해 방열된다.
여기서, 팬(156)의 모터에 통전하여 날개를 회전시키면, 축방향 후방의 흡기구(156a)로부터 공기가 흡입되고, 전측 배기구(156b), 좌측 배기구(56c), 우측 배기구(56d)로부터 각각 전방, 좌측 방향, 우측 방향으로 배기된다.
전측 배기구(156b)로부터 전방 방향으로의 배기에 의해, 공기가 바늘형 핀(152b)에 닿고, 바늘형 핀(152b)으로부터의 방열에 의해 온도가 상승한 공기는 바늘형 핀(152b)의 간극을 통해 사방 팔방으로 확산되어, 제2 서브 히트 싱크(152)를 강제 공랭한 후에, 제1 서브 히트 싱크(150) 및 제3 서브 히트 싱크(154)에 유입되어, 제1 서브 히트 싱크(150) 및 제3 서브 히트 싱크(154)가 강제 공랭된다.
또한, 팬(156)의 좌측 배기구(156c)로부터 배기된 공기는, 좌측 배기구(156c)에 면한 제1 서브 히트 싱크(150)의 통풍로 입구로부터 통풍로 내로 유입되고, 제1 평판 핀(150b)으로부터의 방열에 의해 온도가 상승한 공기는, 도 3에 도시하는 바와 같이 통풍로의 출구로부터 배기된다. 동일하게, 팬(156)의 우측 배기구(156d)로부터 배기된 공기는, 우측 배기구(156d)에 면한 제3 서브 히트 싱크(154)의 통풍로 입구로부터 통풍로 내로 유입되고, 제3 평판 핀(154b)으로부터의 방열에 의해 온도가 상승한 공기는, 도 3에 도시하는 바와 같이 통풍로의 출구로부터 배기된다.
이상과 같이 하여, 히트 싱크(114)의 각 서브 히트 싱크는 강제 공랭되고, 각 서브 히트 싱크에 접속된 등기구 유닛(30)으로부터 발생한 열은 방열된다. 본 실시형태에서는, 팬(156)의 배기 방향을 전방 방향, 좌측 방향 및 우측 방향의 3방향으로 했다. 또한, 좌측 배기구(156c) 및 우측 배기구(156d)에 각각 제1 서브 히트 싱크(150) 및 제3 서브 히트 싱크(154)의 통풍로의 입구가 면하도록 평판 핀을 형성했다. 또한, 팬(156)의 축방향 전방에 바늘형 핀(152b)을 형성했다. 이에 따라, 공기가 송풍되는 히트 싱크(114)의 부위가 증가하기 때문에, 히트 싱크(114)의 강제 공랭이 촉진되어, LED(20)로부터 발생하는 열을 효율적으로 방열할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 팬(156)의 전방 방향에 위치하는 제2 서브 히트 싱크(152)의 핀 형상은, 바늘형 핀으로 했다. 예컨대, 제2 서브 히트 싱크(152)의 핀을 평판 핀으로 한 경우, 축방향 전방으로 배기된 공기가 평판 핀 사이의 통풍로를 통해 좌우 방향으로 흐르기 때문에, 제1 서브 히트 싱크(150) 및 제3 서브 히트 싱크(154)의 각 통풍로 사이에서 풍속차가 생기게 된다. 본 실시형태와 같이, 제2 서브 히트 싱크(152)의 핀을 바늘형 핀으로 함으로써, 축방향 전방으로의 배기의 면방향의 지향성을 없앨 수 있기 때문에, 제1 서브 히트 싱크(150) 및 제3 서브 히트 싱크(154)의 각 통풍로 사이에서 풍속차가 생기기 어렵게 되어, 균등하게 강제 공랭할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 바늘형 핀(152b)의 높이를 양옆의 서브 히트 싱크의 평판 핀보다도 낮게 형성함으로써 오목부를 형성하고, 상기 오목부에 팬(156)을 끼워 맞추는 구성으로 했기 때문에, 히트 싱크(114)와 팬(156)을 맞춘 방열 구조를 콤팩트하게 할 수 있다. 이에 따라, 많은 차량용 등기구에 본 방열 구조를 적용하는 것이 가능해진다.
이상, 실시형태를 바탕으로 본 발명을 설명했다. 당업자에게는, 이들 실시형태가 예시적인 것이고, 각 구성 요소나 각 처리 프로세스의 조합으로 여러 변형예가 가능하며, 그러한 변형예도 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 이해된다.
전술한 실시형태에서는, 광원으로서 LED를 이용했지만, 예컨대 반도체 레이저 등의 반도체 발광 소자를 이용하는 것도 가능하다.
또한, 전술한 실시형태에서는, 등기구 유닛으로서 프로젝터형을 이용했지만, 파라볼라형이나 직사형의 등기구 유닛을 이용하는 것도 가능하다.
또한, 전술한 실시형태에서는, 축방향과 수직인 방향으로 배기하는 배기구의 수를 2개로 했지만, 더욱 많은 다양한 방향으로 배기하도록 복수의 배기구를 팬에 설치하여도 좋다. 이 경우, 각 배기구에 적어도 하나의 히트 싱크의 통풍로의 입구가 면하도록 평판 핀을 형성한다.
도 2에 도시하는 히트 싱크(14)에서는, 제1 베이스부(50a)와 제3 평판 핀(54b)의 상단에, 원심팬(56)으로부터 송풍된 공기가 통풍로의 도중에서 통풍로 밖으로 누설되는 것을 방지하기 위한 커버를 설치하여도 좋다. 이 경우, 좌측 배기구(56c) 및 우측 배기구(56d)로부터 떨어진 통풍로의 부위에서 풍속이 저하되는 사태를 피할 수 있기 때문에, 방열 효율을 향상시킬 수 있다. 도 3에 도시하는 히트 싱크(114)에 있어서도 동일하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 차량용 등기구의 개략 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 차량용 등기구에 있어서의 히트 싱크 및 팬의 사시도.
도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 차량용 등기구에 있어서의 히트 싱크 및 팬의 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 차량용 등기구 14, 114: 히트 싱크
20: LED 22: 리플렉터
24: 열전도성 절연 기판 26: 고정 부재
30: 등기구 유닛 32: 투영 렌즈
34: 외측 렌즈 35: 등실
48: 등기구 보디 50, 150: 제1 서브 히트 싱크
52, 152: 제2 서브 히트 싱크 54, 154: 제3 서브 히트 싱크
56: 원심팬 156: 팬

Claims (6)

  1. 광원으로서의 반도체 발광 소자와,
    베이스부 상에 세워져 설치된 복수의 평판 핀과, 이들 평판 핀의 사이에 형성된 복수의 통풍로를 구비하고, 상기 반도체 발광 소자로부터 발생하는 열을 방열하는 히트 싱크와,
    공기를 흡입하는 축방향의 흡기구와, 공기를 축방향과 수직인 복수의 상이한 방향으로 각각 배기하는 복수의 배기구를 구비하며, 상기 히트 싱크의 통풍로에 공기를 흐르게 하여 상기 평판 핀을 강제 공랭하는 원심팬과,
    상기 반도체 발광 소자, 상기 히트 싱크 및 상기 원심팬을 수용하는 등체
    를 포함하는 차량용 등기구로서,
    상기 원심팬의 각 배기구에 하나 이상의 통풍로의 입구가 면하도록 상기 히트 싱크의 평판 핀을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 등기구.
  2. 제1항에 있어서, 상기 원심팬의 각 배기구에 입구가 면하는 각 통풍로는, 각 배기구의 배기 방향과 평행하게 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 등기구.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 히트 싱크는, 상기 원심팬의 축방향에도 복수의 핀이 설치되어 있고, 이들 핀은, 상기 원심팬의 흡기에 의해 강제 공랭되는 것을 특징으로 하는 차량용 등기구.
  4. 제3항에 있어서, 상기 원심팬의 흡기에 의해 강제 공랭되는 핀은 평판 핀이고, 상기 평판 핀의 연장 방향은, 상기 원심팬의 배기에 의해 강제 공랭되는 평판 핀의 연장 방향에 대해 수직으로 정해져 있는 것을 특징으로 하는 차량용 등기구.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 원심팬은, 축방향 일측으로부터 흡입한 공기를 축방향과 수직인 복수의 상이한 방향과, 축방향 타측으로 배기할 수 있게 구성되어 있으며,
    상기 원심팬의 축방향 타측으로의 배기에 의해, 상기 원심팬의 축방향 타측의 히트 싱크의 부위가 강제 공랭되는 것을 특징으로 하는 차량용 등기구.
  6. 제5항에 있어서, 상기 원심팬의 축방향 타측의 히트 싱크의 부위에는, 복수의 바늘형 핀이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 등기구.
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