JP2008060031A - 車両用ｌｅｄ灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】ファンや発熱体などを使用することなくレンズ内面の曇りを簡単な構造で且つ低コストで除去することのできる車両用ＬＥＤ灯具を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の車両用ＬＥＤ灯具は、アウターレンズ１を装着させるハウジング２と、ハウジング２内の最上部に設けられたヒートシンク３と、ヒートシンク３に近接して設けられた光源であるＬＥＤ４と、ハウジング２に設けられた空気導入用及び空気排出用の上側換気孔５及び下側換気孔６と、ハウジング２内の空気をアウターレンズ１の前部内面１ａへと導く空気流路７とを備える。灯具内に対流を発生させてアウターレンズ内面の曇りを除去する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源とする車両用ＬＥＤ灯具に関し、詳細には、灯具のレンズ内面の曇りを除去する技術に関する。

例えば、ヘッドライトなどの如き車両用灯具においては、白熱電球、ハロゲンバルブ、キセノンバルブを光源に使用した場合、これら光線に含まれる遠赤外線によって加熱された空気が灯具内を対流することにより、灯具内が換気されると共にレンズ内面の曇りが除去される。

一方、光源にＬＥＤ（特に白色ＬＥＤ）を使用した車両用ＬＥＤ灯具では、光線中に遠赤外線が含まれていないため、レンズ内面の曇りを除去することはできない。そのため、効果的に灯具内の換気及びレンズ内面の曇り除去を行うための技術として、例えば、灯具内に発熱体を設けたもの（特許文献１参照）や、ファンモータによってファンを回転させるようにしたもの（特許文献２参照）が提案されている。
特開２００４−３１４９０２号公報 特開２００４−２５３３２５号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載の技術では、ファンや発熱体が必要であるため、これらを作動させる必要があり、消費電力が悪化する。また、これらの技術では、ファン、発熱体を必要とするため、部品点数が増え灯具全体のコストが増加してしまう。

そこで、本発明は、ファンや発熱体などを使用することなくレンズ内面の曇りを簡単な構造で且つ低コストで除去することのできる車両用ＬＥＤ灯具を提供することを目的とする。

本発明に係る車両用ＬＥＤ灯具は、アウターレンズを装着させるハウジングと、ハウジング内の最下部または最上部に設けられたヒートシンクと、ハウジング内に設けられた光源であるＬＥＤと、ハウジングに設けられた空気導入用及び空気排出用の換気孔と、ハウジング内の空気を前記アウターレンズの内面へと導く空気流路と、を備える。

本発明の車両用ＬＥＤ灯具によれば、ハウジング内の最下部にＬＥＤの点灯によって発生した熱を冷却するヒートシンクを設け、さらに、ハウジング内の空気をアウターレンズの内面に導く空気流路を設けたので、前記ＬＥＤの熱を奪ってヒートシンクの周囲に存在する空気が暖まることで灯具内に空気の対流が発生し、その熱せられた空気がハウジング下部から空気流路を通ってアウターレンズの内面に沿って上昇することで、当該アウターレンズ内面の曇りを除去することができる。また、この車両用ＬＥＤ灯具によれば、灯具内に生じた対流と空気流路を流れる空気の移動により、一方の換気孔から灯具内に外気が導入されると共に他方の換気孔から灯具外へと灯具内の空気が排出され、灯具内の換気サイクルを形成することができる。

一方、本発明の車両用ＬＥＤ灯具によれば、ハウジング内の最上部にＬＥＤの点灯によって発生した熱を冷却するヒートシンクを設けると共にハウジング内の空気をアウターレンズの内面へと導く空気流路を設け、さらにハウジングに換気孔を設けたので、ＬＥＤの熱でヒートシンク周囲の空気が暖まり、その暖まった空気が換気孔から灯具外へ排出され、その空気の流れにより対流が灯具内に生じ、灯具内の空気が空気流路を通ってアウターレンズの内面に沿って上昇することで、アウターレンズ内面の曇りを除去することができる。また、この車両用ＬＥＤ灯具によれば、灯具内に生じた対流と空気流路を流れる空気の移動により、一方の換気孔から灯具内に外気が導入されると共に他方の換気孔から灯具外へ灯具内の空気が排出され、灯具内の換気サイクルを形成することができる。

したがって、本発明の車両用ＬＥＤ灯具によれば、ファンや発熱体などを使用することなくＬＥＤの点灯によって発生した熱を利用して簡単な構成で且つ効率良くアウターレンズ内面の曇りを除去することができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

「実施の形態１」
図１は実施の形態１の車両用ＬＥＤ灯具の断面図、図２は実施の形態１の車両用ＬＥＤ灯具内の空気の流れを示す図である。本実施の形態は、光源としてＬＥＤを使用した車両用ＬＥＤ灯具を、ヘッドライトに適用した例である。

実施の形態１の車両用ＬＥＤ灯具は、図１に示すように、アウターレンズ１が装着されるハウジング２と、このハウジング２内の最下部に設けられたヒートシンク３と、ヒートシンク３に近接して設けられた光源であるＬＥＤ４と、ハウジング２に設けられた空気導入用の上側換気孔５及び空気排出用の下側換気孔６と、ハウジング２内の空気をアウターレンズ１の内面１ａへと導く空気流路７と、ＬＥＤ４からの光を灯具外へと出射させるリフレクター８、遮光板９（カットラインシェード）及びレンズ１０と、を備えている。

アウターレンズ１は、内部にヒートシンク３、ＬＥＤ４、リフレクター８、遮光板９及びレンズ１０を収容するハウジング２の前面を覆うようにして装着されている。ヒートシンク３は、ＬＥＤ４が点灯して生じた熱を放熱させことによりＬＥＤ自体を冷却させる冷却装置である。かかるヒートシンク３は、ＬＥＤ４から奪った熱をその周囲の空気に伝熱させて加熱し、その暖まった空気を灯具内で対流させるために、前記ハウジング２内の最下方に配置されている。なお、ヒートシンク３には、冷却効率を高めるために、底面側に複数の放熱フィン１１が設けられている。

ＬＥＤ４は、ヒートシンク３の上面３ａに固定されている。ＬＥＤ４は、点灯して生じた熱をヒートシンク３に効率良く伝熱させるために、熱伝導性に優れたシートやグリスなどを塗布して固定することが好ましい。また、ＬＥＤ４をヒートシンク３の上面３ａに固定することで、ヒートシンク３への熱伝導性が向上する。

リフレクター８は、楕円放物形状として形成されており、ＬＥＤ４の上部を覆うようにして設けられている。そして、このリフレクター８は、ＬＥＤ４から出射された光を集光してハウジング２内の所定位置に焦点１２を結ぶようになっている。遮光板９は、レンズ１０とリフレクター８の中間に運転席側の照射範囲を狭くさせるカットラインを形成する。レンズ１０は、リフレクター８によって焦点１２を形成したＬＥＤ４からの光を車両の走行に適切な配光として灯具外へと出射させる。

そして、この車両用ＬＥＤ灯具には、ＬＥＤ４とヒートシンク３とそれらの周囲の空気とにより熱交換されて暖められた空気を、アウターレンズ１の前部内面１ａに導くための空気流路７が設けられている。かかる空気流路７は、アウターレンズ１の底面１ｂと下側のインナーパネル１３Ａとにより構成されており、これらアウターレンズ１の底面１ｂとインナーパネル１３Ａとの間にヒートシンク３からアウターレンズ１の前部内面１ａへと空気を流す流路として構成されている。

また、この空気流路７は、ハウジング２側からアウターレンズ１の前部内面１ａ側に向かって上方に傾斜するように構成されており、ＬＥＤ４で熱せられたヒートシンク周囲の熱がスムーズにアウターレンズ１の前部内面１ａへと流れるようにされている。そして、この空気流路７の一端側である入口端側部７Ａは、ヒートシンク３の下部に設けられた放熱フィン１１の近傍部に位置して設けられている。一方、空気流路７の他端側である出口端側部７Ｂは、アウターレンズ１の前部内面１ａとインナーパネル１３Ａの隙間より、このアウターレンズ１の前部内面１ａに沿って空気が上昇するように設けられている。

上側換気孔５は、ハウジング２の背面２ａであってその上部に設けられ、下側換気孔６は、同じくハウジング２の背面２ａであってその下部に設けられている。特に、下側換気孔６は、前記空気流路７の入口端側部７Ａよりもさらに下方の位置に設けられている。上側換気孔５からは、灯具内の空気が灯具外へと排出され、下側換気孔６からは、外気が灯具内へと流入する。

以上のようにして構成された車両用ＬＥＤ灯具によれば、ハウジング２内の最下部にＬＥＤ４から発せられた熱を冷却するヒートシンク３を設けたので、そのヒートシンク３の周囲にある空気がヒートシンク３で奪った熱により暖められことにより、灯具内には対流が発生する。また、その暖められた空気は、入口端側部７Ａから出口端側部７Ｂへ向かって上方に傾斜する空気流路７を通してアウターレンズ１の前部内面１ａへと流れ、さらにアウターレンズ１の前部内面１ａに沿って上昇することから、アウターレンズ内面の曇りが除去される。

そして、アウターレンズ１の上方へと流れた空気は、ハウジング２の上部に設けられた上側換気孔５から灯具外へと排出される。この空気の移動により、下側換気孔６からは外気が灯具内に流入する。このように、本実施の形態の車両用ＬＥＤ灯具によれば、下側換気孔６、ヒートシンク３、空気流路７、アウターレンズ１の前部内面１ａ、上側換気孔５をこの順に経路とする換気サイクルが形成され、常に、アウターレンズ内面に空気が供給されることになり、ファンや発熱体などを使用することなく簡単な構成で且つ効率良く曇りを取り除くことができる。

また、本実施の形態の車両用ＬＥＤ灯具によれば、空気流路７をハウジング２側からアウターレンズ１の前部内面１ａ側に向かって上方に傾斜させているので、ヒートシンク周囲の熱せられた空気がスムーズにアウターレンズ１の前部内面１ａへと導くことができる。

また、本実施の形態の車両用ＬＥＤ灯具によれば、空気流路７を、アウターレンズ１の底面１ｂとこの底面１ｂに対して所定距離を置いて上方に配置されるインナーパネル１３Ａとで構成したことで、空気流路を形成するための専用部品を使用することなく既存部品の流用で済み装置コストを低減できる。

また、本実施の形態の車両用ＬＥＤ灯具によれば、ハウジング２に換気孔（上側換気孔５及び下側換気孔６）を設けたので、灯具内の空気を効率良く対流させることが可能となる。

また、本実施の形態の車両用ＬＥＤ灯具によれば、ハウジング２内にヒートシンク３を設けているので、灯具外の空気が高温になってもヒートシンク３が高温空気に直接晒されることがなく、灯具外気によるＬＥＤ４への温度影響を少なくすることができる。

また、本実施の形態の車両用ＬＥＤ灯具によれば、発熱体を利用した強制的な加熱を行わずＬＥＤ４自体の発熱を利用するため、ＬＥＤ４に対する必要以上の加熱の恐れがない。

また、本実施の形態の車両用ＬＥＤ灯具によれば、放熱部であるヒートシンク３が発熱部であるＬＥＤ４の近傍にあるため、ＬＥＤ４を効果的に冷却することができる。

「実施の形態２」
図３は実施の形態２の車両用ＬＥＤ灯具の断面図である。実施の形態２では、下側のインナーパネル１３Ａに空気流路構成用部材１４を別部品として設けることよって、空気流路７を構成した例である。

実施の形態１では、下側のインナーパネル１３Ａ自体をヒートシンク３が設けられる位置まで延在させることによってアウターレンズ１の底面１ｂとの間に空気流路７を形成したが、実施の形態２では、インナーパネル１３Ａに別部品である空気流路構成用部材１４を取り付けることで空気流路７を形成している。

このように別部品で空気流路７を構成すれば、既存のインナーパネル１３Ａをそのまま流用することができ、この空気流路構成用部材１４のみの追加でコストもそれほど掛けずに空気流路７を構成することができる。

「実施の形態３」
図４は実施の形態３の車両用ＬＥＤ灯具の断面図、図５は実施の形態３の車両用ＬＥＤ灯具内の空気の流れを示す図である。実施の形態３では、ヒートシンク３をハウジング２の最上部に配置し、そのヒートシンク３の下面にＬＥＤ４を設けた構成としている。その他の部分は、基本的には実施の形態１とほぼ同一の構成である。

実施の形態３の車両用ＬＥＤ灯具においては、ヒートシンク３をハウジング２の最上部に配置し、そのヒートシンク３の下面３ｃにＬＥＤ４を配置させている。その他、実施の形態１と異なる点は、レンズ１０を使用することなく楕円放物形状からなるリフレクター８のみで配光させて灯具外へとＬＥＤ４からの光を出射させている点と、下側のインナーパネル１３Ａに取り付けた空気流路構成用部材１４で空気流路７を形成している点と、灯具上部に設けた上側のインナーパネル１３Ｂとアウターレンズ１の天面１ｃとの間に上側の空気流路１５を形成している点である。

この実施の形態３の車両用ＬＥＤ灯具では、ハウジング２の上部にヒートシンク３を配置しているので、ＬＥＤ４が点灯して発生した熱をヒートシンク３が奪い、その周囲にある空気が暖められて上側換気孔５から灯具外へと排出されるのに伴い、その空気の移動によって下側換気孔６から外気が灯具内に導入し、下側の空気流路７を通ってアウターレンズ１の前部内面１ａに沿って上昇し、上側の空気流路１５を流れる換気サイクルが形成される。

本実施の形態３の車両用ＬＥＤ灯具によれば、実施の形態１と同様、ファンや発熱体などを使用することなく灯具内に対流を発生させることによりアウターレンズ内面に空気を供給することができることから、簡単な構成で且つ効率良く曇りを取り除くことができる。

以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、上述の実施の形態は、本発明の一例に過ぎず、前記した実施の形態に制限されることはない。

実施の形態１の車両用ＬＥＤ灯具の断面図である。 実施の形態１の車両用ＬＥＤ灯具内の空気の流れを示す図である。 実施の形態２の車両用ＬＥＤ灯具の断面図である。 実施の形態３の車両用ＬＥＤ灯具の断面図である。 実施の形態３の車両用ＬＥＤ灯具内の空気の流れを示す図である。

符号の説明

１…アウターレンズ
１ａ…アウターレンズの前部内面
２…ハウジング
３…ヒートシンク
４…ＬＥＤ（光源）
５…上側換気孔（換気孔）
６…下側換気孔（換気孔）
７、１５…空気流路
８…リフレクター
９…遮光板（カットラインシェード）
１０…レンズ
１１…放熱フィン
１３Ａ、１３Ｂ…インナーパネル
１４…空気流路構成用部材
１５…空気流路

Claims (6)

1. アウターレンズを装着させるハウジングと、
   前記ハウジング内の最下部または最上部に設けられたヒートシンクと、
   前記ハウジング内に設けられた光源であるＬＥＤと、
   前記ハウジングに設けられた空気導入用及び空気排出用の換気孔と、
   前記ハウジング内の空気を前記アウターレンズの内面へと導く空気流路と、
   を備えたことを特徴とする車両用ＬＥＤ灯具。
2. 請求項１に記載の車両用ＬＥＤ灯具であって、
   前記空気流路は、前記ハウジング側から前記アウターレンズの前部内面側に向かって上方に傾斜している
   ことを特徴とする車両用ＬＥＤ灯具。
3. 請求項２に記載の車両用ＬＥＤ灯具であって、
   前記空気流路は、前記アウターレンズの底面と、この底面に対して所定距離を置いて上方に配置されるインナーパネル又はインナーパネルに接続される部材と、により構成された
   ことを特徴とする車両用ＬＥＤ灯具。
4. 請求項１から請求項３の何れか一つに記載の車両用ＬＥＤ灯具であって、
   前記換気孔は、前記ハウジングの上部に少なくとも１つ以上設けられた
   ことを特徴とする車両用ＬＥＤ灯具。
5. 請求項１から請求項４の何れか一つに記載の車両用ＬＥＤ灯具であって、
   前記換気孔は、前記ハウジングの下部に少なくとも１つ以上設けられた
   ことを特徴とする車両用ＬＥＤ灯具。
6. 請求項１から請求項５の何れか一つに記載の車両用ＬＥＤ灯具であって、
   前記光源であるＬＥＤは、前記ヒートシンクに近接して設けられている
   ことを特徴とする車両用ＬＥＤ灯具。

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