放熱部材および放熱機構
【課題】簡易な構成で複数の光源が発する熱を適切に放散させる。
【解決手段】ヒートシンク３０は、互いに対向する板状部分である第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂと、第１部分３０ａの端部と第２部分３０ｂの端部との間に介在する第３部分３０ｃと、によってコ字状に形成される。第１部分３０ａは、第１発光素子４０Ａの熱を回収するよう第１発光素子４０Ａが取り付けられる。第２部分３０ｂは、第１部分３０ａと対向して配置され、第２発光素子４０Ｂの熱を回収するよう第２発光素子４０Ｂが取り付けられる。第３部分３０ｃは、第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂから回収した熱を放散する放熱フィン３０ｄを有する。ヒートシンク３０は、ダクト２４によって形成されるエアフロー領域内において、第３部分３０ｃが第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂよりも上流側に位置するよう配置される。
【解決手段】ヒートシンク３０は、互いに対向する板状部分である第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂと、第１部分３０ａの端部と第２部分３０ｂの端部との間に介在する第３部分３０ｃと、によってコ字状に形成される。第１部分３０ａは、第１発光素子４０Ａの熱を回収するよう第１発光素子４０Ａが取り付けられる。第２部分３０ｂは、第１部分３０ａと対向して配置され、第２発光素子４０Ｂの熱を回収するよう第２発光素子４０Ｂが取り付けられる。第３部分３０ｃは、第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂから回収した熱を放散する放熱フィン３０ｄを有する。ヒートシンク３０は、ダクト２４によって形成されるエアフロー領域内において、第３部分３０ｃが第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂよりも上流側に位置するよう配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱部材および放熱機構に関し、特に、光源の熱を放散させる放熱部材および放熱機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの半導体発光素子を光源として車両用前照灯に利用する技術が知られている。ここで、半導体発光素子の上方を開放した状態で半導体発光素子ユニットを囲って保持し、発光のための電力を外部の電源プラグから接点に供給する給電部を有するアタッチメントを備えた発光モジュールが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３２６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
いずれの光源も通常熱を発するため、その放熱が必要になる場合がある。特にＬＥＤなどの半導体発光素子は熱を発するが、寿命の短縮化を回避するためこの熱の放散をどのように行うかは極めて重要である。近年、複数の発光素子を用いて配光パターンを形成する技術の開発が盛んに行われており、この場合、複数の発光素子が近接して配置される場合がある。コストや設置スペースの抑制のため、このように複数の発光素子を配置する場合においても、簡易な構成でこれらを放熱できる技術が求められている。
【０００５】
そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡易な構成で複数の光源が発する熱を適切に放散させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の放熱部材は、第１の光源の熱を回収するよう第１の光源が取り付けられる第１部分と、第１部分と対向して配置され、第２の光源の熱を回収するよう第２の光源が取り付けられる第２部分と、第１部分および第２部分から熱を回収して放散するよう第１部分の端部と第２部分の端部との間に介在する第３部分と、を備える。
【０００７】
この態様によれば、第１の光源が発する熱と第２の光源が発する熱とを第３部分で放散させることができる。このため、第１部分の熱を放散させる機構と第２部分の熱を放散させる機構とを個別に設ける必要がなくなるため、簡素な構成で第１の光源が発する熱と第２の光源が発する熱を適切に放散させることができる。
【０００８】
第３部分は、第１部分および第２部分から回収した熱を放散する放熱フィンを有してもよい。
【０００９】
この態様によれば、第１部分および第２部分の各々において放熱する必要性をさらに低減させることができる。このため、第１部分および第２部分に放熱フィンを設けない、または設ける場合においてもその占有体積を小さくすることができる。したがって、放熱部材のサイズを抑制することができる。
【００１０】
本発明の別の態様は、放熱機構である。この放熱機構は、第１の光源の熱を回収するよう第１の光源が取り付けられる第１部分と、第１部分と対向して配置され、第２の光源の熱を回収するよう第２の光源が取り付けられる第２部分と、第１部分および第２部分から熱を回収して放散するよう第１部分の端部と第２部分の端部との間に介在する第３部分と、を有する放熱部材を備える。放熱部材は、エアフロー領域内において、第３部分が第１部分および第２部分よりも上流側に位置するよう配置される。
【００１１】
この態様によれば、第３部分がエアフロー領域内で上流側に配置されるため、第１の光源が発する熱と第２の光源が発する熱とを第３部分で適切に放散させることができる。
【００１２】
本発明のさらに別の態様もまた、放熱機構である。この放熱機構は、光源の熱を放散する第１放熱部材と、光源の点灯を制御する制御回路部の熱を放散する第２放熱部材と、を備える。第１放熱部材および第２放熱部材は、共通のエアフロー領域内に配置され、第２放熱部材は、第１放熱部材より上流側に配置される。
【００１３】
一般的に、制御回路部よりも光源の方が発熱量が大きい。この態様によれば、光源の熱で温められたエアが制御回路部の熱を放散させるための第２放熱部材周辺を通過する事態を回避できる。このため、制御回路部の熱を適切に放散させることができる。
【００１４】
本発明のさらに別の態様もまた、放熱機構である。この放熱機構は、光源の熱を放散する第１放熱部材と、光源の点灯を制御する制御回路部の熱を放散する第２放熱部材と、第１放熱部材および第２放熱部材が共通のエアフロー領域内に配置されるようエアフロー領域を画定する区画部材と、を備える。第２放熱部材は、エアフロー領域内において第１放熱部材より下流側に配置され、区画部材は、第２放熱部材より上流側且つ第１放熱部材より下流側の個所に、エアフロー領域の外部から内部にエアを採り込む開口部を有する。
【００１５】
この態様によれば、光源の放熱のため温められたエアだけでなく、エアフロー領域外部からのエアが制御回路部の放熱のための第２放熱部材周辺を通過させるよう、エアフロー領域外部からエアを採り込むことができる。このため、制御回路部の放熱のための第２放熱部材が光源の放熱のための第１放熱部材よりもエアフロー下流側に設けられた場合においても、制御回路部の熱を適切に放散させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、簡易な構成で複数の光源が発する熱を適切に放散させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は、第１の実施形態に係る車両用前照灯の右側面図であり、（ｂ）は、（ａ）の視点Ｐから車両用前照灯に含まれる灯具を見た図である。
【図２】（ａ）は、第２の実施形態に係る車両用前照灯の右側面図であり、（ｂ）は、（ａ）の視点Ｑから車両用前照灯を見た図である。
【図３】第３の実施形態に係る車両用前照灯の右側面図である。
【図４】（ａ）は、発光モジュールの正面図、（ｂ）は、発光モジュールの左側面図、（ｃ）は、発光モジュールの裏面図である。
【図５】発光モジュールと第３の実施形態に係るエアフローユニットとを詳細に示す断面図である。
【図６】発光モジュールと第４の実施形態に係るエアフローユニットとを詳細に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、実施形態という）について詳細に説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１（ａ）は、第１の実施形態に係る車両用前照灯１０の右側面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の視点Ｐから車両用前照灯１０に含まれる灯具１２を見た図である。車両用前照灯１０は、水平線付近に水平方向に伸びるカットオフラインを形成するためのシェード（図示せず）を有しており、いわゆるロービーム用配光パターンを形成するロービーム用光源として機能する。なお、車両用前照灯１０がこれに限られないことは勿論であり、車両用前照灯１０がハイビーム用配光パターンを形成するハイビーム光源として機能してもよい。
【００２０】
車両用前照灯１０は、灯具１２および投影レンズ１４を有する。投影レンズ１４は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズからなり、その後側焦点面上に形成される光源像を反転像として灯具前方に投影する。
【００２１】
灯具１２は、発光装置２０、ファン２２、およびダクト２４を有する。発光装置２０は、ヒートシンク３０、２つの発光モジュール３２、および２つのリフレクタ３４を有する。
【００２２】
発光モジュール３２は、発光素子４０、放熱基板４２、および制御回路基板４４を有する。発光素子４０は、半導体発光素子であるＬＥＤによって構成される。以下、２つの発光モジュール３２の発光素子４０を、それぞれ必要に応じて第１発光素子４０Ａおよび第２発光素子４０Ｂという。
【００２３】
なお、発光素子４０がＬＥＤ以外の発光素子によって構成されていてもよく、また、発光素子４０に代えて放電灯や白熱灯など他の光源が用いられてもよい。放熱基板４２は、例えばアルミニウムなど熱伝導性の高い材料によって形成されている。制御回路基板４４は、発光素子４０の点灯を制御する。発光素子４０および制御回路基板４４は、ともに同一の放熱基板４２上に実装されており、共に一体的に着脱可能に構成されている。なお、発光素子４０が実装される放熱基板と制御回路基板４４が実装される放熱基板とが別体に構成されていてもよい。
【００２４】
ヒートシンク３０は、アルミニウムなど熱伝導性の高い材料によって形成されており、放熱部材として機能する。ヒートシンク３０は、それぞれ矩形の外形を有する３つの板状部分の端部を一体的に連結してコ字状に形成されている。以下、この３つの板状部分のうち互いに対向する２つの部分を第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂという。また、第１部分３０ａの端部と第２部分３０ｂの端部との間に介在する部分を第３部分３０ｃという。
【００２５】
第１の実施形態では、第１部分３０ａと第２部分３０ｂとが平行となり、第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂと第３部分３０ｃとが垂直となるよう形成されている。なお、ヒートシンク３０の形状がこれに限られないことは勿論であり、例えば第１部分３０ａと第２部分３０ｂとが平行でなくてもよい。また、第１部分３０ａまたは第２部分３０ｂと第３部分３０ｃとが垂直でなくてもよい。さらに、第１部分３０ａ、第２部分３０ｂ、または第２部分３０ｂが矩形以外の他の形状の外形を有していてもよく、また、湾曲した板状やブロック状などに形成されていてもよい。
【００２６】
第１部分３０ａは、第１の光源である第１発光素子４０Ａの熱を回収するよう第１発光素子４０Ａを含む発光モジュール３２が取り付けられる。発光モジュール３２は、第１発光素子４０Ａが第１部分３０ａの略中央に位置するよう、第１部分３０ａのうち第２部分３０ｂに対向する面に取り付けられる。
【００２７】
第２部分３０ｂは、第２の光源である第２発光素子４０Ｂの熱を回収するよう第２発光素子４０Ｂを含む発光モジュール３２が取り付けられる。発光モジュール３２は、第２発光素子４０Ｂが第２部分３０ｂの略中央に位置するよう、第２部分３０ｂのうち第１部分３０ａに対向する面に取り付けられる。こうして第１発光素子４０Ａと第２発光素子４０Ｂとは、互いに対向するようそれぞれ第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂに取り付けられる。
【００２８】
発光装置２０は、第１部分３０ａ、第２部分３０ｂ、および第３部分３０ｃが灯具光軸と平行、すなわち車両前後方向に延在するよう配置される。このとき、ヒートシンク３０のコ字の開口が下方を向くように配置される。
【００２９】
２つのリフレクタ３４は、それぞれ第１発光素子４０Ａおよび第２発光素子４０Ｂに対向して配置される。したがって、２つのリフレクタ３４は、互いに背中合わせとなるよう、コ字状のヒートシンク３０の内部に配置される。リフレクタ３４は、対向する発光素子４０が発する光を投影レンズ１４に向けて反射するよう配置される。投影レンズ１４は、リフレクタ３４によって反射された光のうち、投影レンズ１４の後方焦点面に表された光源像の反転像を車両前方に投影して配光パターンを形成する。このためリフレクタ３４および投影レンズ１４は、発光素子４０が発した光を集光して配光パターンを形成する光学部材として機能する。
【００３０】
ダクト２４は、エアフロー領域を画定する区画部材として機能する。なお、ダクト２４に代えて、板状部材や、車両本体の部材などによってエアフロー領域が画定されてもよい。ダクト２４は、ヒートシンク３０のコ字状の外面を覆うよう、コ字状に設けられている。ダクト２４の内側はすべて開口部となっており、この開口部の形状がヒートシンク３０のコ字状の外面と同一形状となっている。ダクト２４の内側の開口部にヒートシンク３０のコ字状の外面が嵌め合わされ、両者が互いに固定される。
【００３１】
ダクト２４の端部は開口しており、これがエア排出口として機能する。ダクト２４の３つの平らな部分のうち、互いに対向する２つの部分のそれぞれの端部に介在する部分には、ファン２２からのエアを通すためのファン用開口部が設けられている。ファン２２は、このファン用開口部にエアの吹出面が嵌め合わされ、ダクト２４に固定される。こうして、ファン２２から吹き出されたエアは、図１（ｂ）に示す矢印にしたがって進むエアフローを形成する。
【００３２】
第３部分３０ｃは、第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂから熱を回収して放散する機能を有する。この機能を適切に発揮すべく、ヒートシンク３０は、このエアフロー領域内において、第３部分３０ｃが第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂよりも上流側に位置するよう配置される。これにより、第３部分３０ｃにおいて、第１発光素子４０Ａおよび第２発光素子４０Ｂから回収した熱を効果的に放散することができる。
【００３３】
さらに、第３部分３０ｃは、第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂから回収した熱を放散する放熱フィン３０ｄを有する。これにより、第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂから回収した熱を効率的に放散できる。放熱フィン３０ｄは、ダクト２４内のエアフローと平行に延在するよう形成される。具体的には、放熱フィン３０ｄは、第１部分３０ａの端部から第２部分３０ｂの端部に向かって複数のフィンが平行となるよう延在する。これにより、エアの円滑な流れを実現でき、冷却効果をさらに高めることができる。
【００３４】
以上により、第３部分３０ｃにエアを吹き付けるファン２２を１つ設けることで、第１発光素子４０Ａおよび第２発光素子４０Ｂの双方の熱を適切に放散させることができる。このため、簡素な構成で複数の発光素子の熱を適切に放散させることができ、コストおよびサイズを抑制することができる。
【００３５】
例えば第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂに、それぞれ第１発光素子４０Ａおよび第２発光素子４０Ｂの熱を放散させるための放熱フィンを設ける場合、放熱フィンの高さによって灯具１２の左右方向の幅が大きくなり、灯具１２のサイズの抑制が困難となる。また、ダクト２４がコ字状に形成されているため、エアフロー経路を急激に曲げる必要が生じる。このため、このような放熱フィンを第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂに設けた場合においても、その放熱フィンにエアが到達するまでの間にエアの流速が減少し、適切に熱を放散できない可能性がある。このように第３部分３０ｃをエアフロー上流側に配置することで、第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂにおける放熱フィンの高さを抑えることができる。このため、灯具１２の幅を抑制することができる。
【００３６】
第１の実施形態では、第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂには放熱フィンが設けられておらず、第３部分３０ｃにのみ放熱フィンが設けられている。なお、第１部分３０ａまたは第２部分３０ｂに放熱フィンが設けられてもよい。このとき、第１部分３０ａまたは第２部分３０ｂに設けられた放熱フィンは、第３部分３０ｃに設けられた放熱フィン３０ｄの高さよりも低くなるよう形成されてもよい。
【００３７】
また、第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂは、発光モジュール３２の発光素子４０に対向する個所から先端にかけては、樹脂材料など放熱性材料よりは熱伝導率は低いが安価な材料によって形成されてもよい。このように第３部分３０ｃに放熱フィン３０ｄを設けることで第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂに高い放熱性能が求められないため、発光素子４０の熱を回収できる範囲でその長さや体積を削減することができる。このため、ヒートシンク３０に要するコストを低減することができる。
【００３８】
車両用前照灯１０は車両に搭載されるため、車両の走行によって生じるエアフローや、ラジエターのファンなど他のエアフロー発生装置によって生じるエアフローも存在する。このため、発光装置２０がこのようなエアフロー領域に配置されることで、ファン２２が削除されてもよく、また、ダクト２４が削除されてもよい。このときもヒートシンク３０は、このエアフロー領域内において、第３部分３０ｃが第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂよりも上流側に位置するよう配置される。このようにファン２２を削除することで、ファン２２を定期的に交換する必要がなくなるため、保守性を向上させることができる。
【００３９】
（第２の実施形態）
図２（ａ）は、第２の実施形態に係る車両用前照灯６０の右側面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の視点Ｑから車両用前照灯６０を見た図である。以下、第１の実施形態と同様の個所については同一の符号を付して説明を省略する。
【００４０】
車両用前照灯６０は、投影レンズ１４および灯具６２を有する。灯具６２は、発光装置６３、ファン２２、およびダクト６４を有する。発光装置６３は、ヒートシンク３０、２つの発光モジュール３２、および２つのリフレクタ３４を有する。
【００４１】
第２の実施形態においても、第１部分３０ａは、第１の光源である第１発光素子４０Ａの熱を回収するよう第１発光素子４０Ａを含む発光モジュール３２が取り付けられる。発光モジュール３２は、第１発光素子４０Ａが第１部分３０ａの略中央に位置するよう、第１部分３０ａのうち第２部分３０ｂに対向する面に取り付けられる。
【００４２】
また、第２部分３０ｂは、第２の光源である第２発光素子４０Ｂの熱を回収するよう第２発光素子４０Ｂを含む発光モジュール３２が取り付けられる。発光モジュール３２は、第２発光素子４０Ｂが第２部分３０ｂの略中央に位置するよう、第２部分３０ｂのうち第１部分３０ａに対向する面に取り付けられる。
【００４３】
発光装置６３は、第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂが灯具光軸と平行となり、第３部分３０ｃが灯具光軸と垂直となるよう配置される。このとき、ヒートシンク３０のコ字の開口が車両前方を向くように配置される。
【００４４】
第２の実施形態においても、２つのリフレクタ３４は、それぞれ第１発光素子４０Ａおよび第２発光素子４０Ｂに対向し、互いに背中合わせとなるよう、コ字状のヒートシンク３０の内部に配置される。２つのリフレクタ３４は、それぞれ対向する発光素子４０が発する光を投影レンズ１４に向けて反射するよう配置される。
【００４５】
ダクト６４は、エアフロー領域を画定する区画部材として機能する。第２の実施形態においても、ダクト６４は、ヒートシンク３０のコ字状の外面を覆うようコ字状に形成されている。ダクト６４の内側のうちヒートシンク３０が嵌め込まれる部分はすべて開口部となっており、この開口部の形状がヒートシンク３０のコ字状の外面と同一形状となっている。ダクト６４の内側の開口部にヒートシンク３０のコ字状の外面が嵌め合わされ、両者が互いに固定される。
【００４６】
コ字状のダクト６４のうち互いに対向する側部６４ａは、それぞれ第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂよりも長く形成されている。このため、側部６４ａの先端は投影レンズ１４の後方面に近い位置まで延在する。また、この側部６４ａは、先端近傍の内側の面にエアの排出口６４ｂが設けられている。ダクト６４のうち、２つの側部６４ａのそれぞれの端部に介在する部分には、ファン２２からのエアを通すためのファン用開口部が設けられている。ファン２２は、このファン用開口部にエアの吹出面が嵌め合わされ、ダクト６４に固定される。こうして、ファン２２から吹き出されたエアは、図２（ｂ）に示す矢印にしたがって進むエアフローを形成する。
【００４７】
このように、第２の実施形態では、発光素子４０が発した熱を冷却することで温められたエアが、排出口６４ｂから投影レンズ１４の後方面周辺に排出される。これにより、投影レンズ１４の結露による曇りを抑制することができる。
【００４８】
なお、第２の実施形態においても、走行によるエアフローや、ラジエターのファンなど他のエアフロー発生装置によって生じるエアフロー領域に配置されることで、ファン２２が削除されてもよく、また、ダクト６４が削除されてもよい。このときもヒートシンク３０は、このエアフロー領域内において、第３部分３０ｃが第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂよりも上流側に位置するよう配置される。
【００４９】
（第３の実施形態）
図３は、第３の実施形態に係る車両用前照灯１００の右側面図である。車両用前照灯１００は、投影レンズ１４、発光モジュール１０２、エアフローユニット１０４、リフレクタ１１６、およびシェード１１８を有する。図３は、発光モジュール１０２以外は灯具光軸を含む鉛直面による断面を示している。以下、上述の実施形態と同様の個所については同一の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
発光モジュール１０２は、発光素子１０６を有する。発光素子１０６は、半導体発光素子であるＬＥＤによって構成される。なお、発光素子１０６がＬＥＤ以外の発光素子によって構成されていてもよく、また、発光素子１０６に代えて放電灯や白熱灯など他の光源が用いられてもよい。
【００５１】
発光モジュール１０２は、発光素子１０６の主光軸が鉛直上方に向くように配置される。なお、発光素子１０６の主光軸とは、発光素子１０６の上面である主発光面の中心を通過する主発光面と垂直な軸をいう。したがって発光モジュール１０２は、車両用前照灯１０の灯具光軸と、発光素子１０６の主光軸とが直交するように配置される。
【００５２】
リフレクタ１１６は、発光素子１０６が発した光を反射して集光する反射面１１６ａを有する。リフレクタ１１６は、反射面１１６ａが発光素子１０６に対向するよう発光素子１０６の上方に配置される。
【００５３】
シェード１１８は、シェード部１１８ａおよびダミー部１１８ｂを有する。シェード部１１８ａは、灯具光軸を含む平面を有しロービーム用配光パターンの水平線付近のカットオフラインを形成する。なお、シェード部１１８ａの形状は公知であるため説明を省略する。ダミー部１１８ｂは、外部から認識可能な意匠面を構成する意匠部材として機能する。
【００５４】
エアフローユニット１０４は、ダクト１１０およびファン１０８を有する。ダクト１１０、エアフロー領域を画定する区画部材として機能する。ダクト１１０は、ファン１０８によって生じるエアの流れを利用したエアフロー領域を確定する。
【００５５】
図４（ａ）は、発光モジュール１０２の正面図、図４（ｂ）は、発光モジュール１０２の左側面図、図４（ｃ）は、発光モジュール１０２の裏面図である。発光モジュール１０２は、アタッチメントユニット１３０、パッケージ１３４、および第１ヒートシンク１３２を有する。
【００５６】
第１ヒートシンク１３２は、アルミニウムなど熱伝導率の高い放熱材料によって形成されており、放熱部材として機能する。第１ヒートシンク１３２は、下部に放熱フィン１３２ａを有し、光源である発光素子１０６が発する熱を放散させる。第１ヒートシンク１３２は、アタッチメント１４０の下面に取り付けられる。
【００５７】
アタッチメントユニット１３０は、アタッチメント１４０、制御回路基板１４２、および第２ヒートシンク１４４を有する。アタッチメント１４０は、樹脂によって形成される。アタッチメント１４０には、発光素子１０６を露出させるための開口部と、発光素子１０６の点灯を制御する制御回路基板１４２を収容すべく下方に凹んだ回路収容部とを有する。制御回路基板１４２は、この回路収容部に取り付けられる。
【００５８】
制御回路基板１４２は、発光素子１０６の点灯を制御する。制御回路基板１４２は、プリント配線基板と、当該プリント配線基板に実装される電気部品や素子と、によって構成される。制御回路基板１４２は、発光モジュール１０２が車両用前照灯１００に装着されたときに発光素子１０６よりも灯具後方に位置するよう配置される。なお、制御回路基板１４２は、発光モジュール１０２が車両用前照灯１００に装着されたときに発光素子１０６よりも灯具前方に位置するよう配置されてもよい。
【００５９】
第２ヒートシンク１４４は、アルミニウムなど熱伝導率の高い放熱材料によって形成されており、放熱部材として機能する。第２ヒートシンク１４４は、放熱フィン１４４ａを有し、発光素子１０６の点灯を制御する制御回路基板１４２の熱を放散する。第２ヒートシンク１４４もまた、アタッチメント１４０の下面に取り付けられる。
【００６０】
第３の実施形態では、アタッチメント１４０を第１ヒートシンク１３２に取り付ける前に、アタッチメント１４０に制御回路基板１４２およびカバー１２６が予め取り付けられ、アタッチメントユニット１３０として第１ヒートシンク１３２に取り付けられる。こうしてアタッチメント１４０と制御回路基板１４２とが一体的に第１ヒートシンク１３２に装着され、同時に、第１ヒートシンク１３２との間にパッケージ１３４が挟持され装着される。
【００６１】
図４（ｂ）および図４（ｃ）に示すように、第１ヒートシンク１３２の放熱フィン１３２ａおよび第２ヒートシンク１４４の放熱フィン１４４ａは、略同一の高さを有し、上下方向において同じ位置に配置されている。また、放熱フィン１３２ａおよび放熱フィン１４４ａは、灯具光軸と平行な方向に平行に延在するよう設けられている。したがって灯具光軸と平行なエアフローを形成することで、放熱フィン１３２ａおよび放熱フィン１４４ａから同時に熱を放散することができる。
【００６２】
ここで、例えば放熱フィン１３２ａおよび放熱フィン１４４ａを、例えば中央のフィンを端のフィンよりも長くなるよう形成すると、短い部分は送風抵抗が少なく流れやすくなり、中央のフィンよりも端のフィン周辺にエアが多く流れる虞がある。放熱フィン１３２ａおよび放熱フィン１４４ａは、中央のフィンによる放熱が発光素子１０６や制御回路基板１４２の温度低下により効果がある。このためこのように中央のフィン周辺のエアの流れが減少すると、発光素子１０６や制御回路基板１４２の放熱機能も低下する虞がある。
【００６３】
このため、図４（ｃ）に示すように、放熱フィン１３２ａはすべて均一な長さに形成されており、放熱フィン１４４ａもすべて均一な長さに形成されている。これにより、放熱フィン１３２ａおよび放熱フィン１４４ａ周辺におけるエアフローの均一化を実現でき、発光素子１０６および制御回路基板１４２を効果的に冷却できる。
【００６４】
図４（ｃ）に示すように、第１ヒートシンク１３２には、第２ヒートシンク１４４の放熱フィン１４４ａを挿入するための開口部１３２ｂが設けられている。放熱フィン１４４ａは、この開口部１３２ｂに挿入される。このとき第２ヒートシンク１４４は、第１ヒートシンク１３２に非接触となるよう構成される。
【００６５】
図５は、発光モジュール１０２と第３の実施形態に係るエアフローユニット１０４とを詳細に示す断面図である。上述のように、発光素子１０６は第１ヒートシンク１３２に取り付けられる。第１ヒートシンク１３２には、発光素子１０６を制御回路基板１４２よりも発光素子１０６の主光軸方向に突出させるための突部１３２ｃが設けられている。突部１３２ｃと放熱フィン１３２ａとは放熱性材料により一体的に形成されているため、発光素子１０６の熱は、突部１３２ｃを通じて放熱フィン１３２ａで主に放散される。また、上述のように、制御回路基板１４２は第２ヒートシンク１４４に取り付けられる。したがって制御回路基板１４２の熱は、放熱フィン１４４ａで主に放散される。
【００６６】
ダクト１１０およびファン１０８によって、エアフローＦ１が形成される。このときダクト１１０によって、エアフローＦ１形成のためのエアフロー領域が画定される。第１ヒートシンク１３２の放熱フィン１３２ａおよび第２ヒートシンク１４４の放熱フィン１４４ａは、ダクト１１０によって画定される共通のエアフロー領域内に配置される。
【００６７】
ここで、制御回路基板１４２よりも発光素子１０６の方が一般的に発熱量が大きい。このため、発光素子１０６の放熱に用いられる放熱フィン１３２ａを通過したエアは温められ温度が上昇する。したがって、放熱フィン１３２ａの次に放熱フィン１４４ａにエアが通過するよう放熱フィン１３２ａおよび放熱フィン１４４ａをエアフロー領域内に配置すると、温度が上昇したエアが放熱フィン１４４ａ周辺を通過することになる。この場合、制御回路基板１４２の適切な放熱が困難となる虞がある。
【００６８】
このため、第３の実施形態では、第２ヒートシンク１４４の放熱フィン１４４ａは、第１ヒートシンク１３２の放熱フィン１３２ａよりエアフローＦ１の上流側に配置される。これにより、温められる前のエアを放熱フィン１４４ａ周辺に通過させることができ、制御回路基板１４２を適切に放熱できる。また、制御回路基板１４２の発熱量が比較的小さいため、放熱フィン１４４ａを通過した後においてもエアの温度上昇は少ない。このため、発光素子１０６もまた適切に放熱できる。
【００６９】
（第４の実施形態）
図６は、発光モジュール１０２と第４の実施形態に係るエアフローユニット２００とを詳細に示す断面図である。第４の実施形態に係る車両用前照灯は、エアフローユニット１０４に代えてエアフローユニット２００が設けられた以外は、第３の実施形態に係る車両用前照灯１００と同様に構成される。以下、上述の実施形態と同様の個所は同一の符号を付して説明を省略する。
【００７０】
エアフローユニット２００は、ファン１０８およびダクト２０２を有する。ダクト２０２は、エアフロー領域を画定する区画部材として機能する。ダクト２０２およびファン１０８によって、エアフローＦ２が形成される。このときダクト２０２によって、エアフローＦ１形成のためのエアフロー領域が画定される。第１ヒートシンク１３２の放熱フィン１３２ａおよび第２ヒートシンク１４４の放熱フィン１４４ａは、ダクト２０２によって画定される共通のエアフロー領域内に配置される。
【００７１】
第４の実施形態では、第２ヒートシンク１４４の放熱フィン１４４ａは、第１ヒートシンク１３２の放熱フィン１３２ａよりエアフロー下流側に配置される。しかし、上述のように発光素子１０６の発熱量が大きいため、このままでは温められたエアが放熱フィン１４４ａ周辺を通過することになり、制御回路基板１４２を適切に放熱することが困難となる。
【００７２】
このため第４の実施形態では、ダクト２０２に開口部２０２ａが設けられている。開口部２０２ａは、放熱フィン１４４ａよりエアフロー上流側且つ放熱フィン１３２ａよりエアフロー下流側の個所に、ダクト２０２の外部からダクト２０２内部のエアフロー領域にエアを採り込む。このように開口部２０２ａを設けることで、開口部２０２ａからダクト２０２内部のエアフロー領域内部に進入するエアフローＦ３を形成することができ、放熱フィン１４４ａ周辺を通過するエアの温度を抑制することができる。
【００７３】
なお、開口部２０２ａには、開口部２０２ａの上流側の縁部からダクト２０２の内部に傾斜して延在するガイド２０２ｂが設けられている。このようにガイド２０２ｂを設けることで、開口部２０２ａから逆に外部に排出されるエアの発生を抑制でき、エアフローＦ３を適切に形成することができる。
【００７４】
本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。
【符号の説明】
【００７５】
１０ 車両用前照灯、 １２ 灯具、 ２０ 発光装置、 ２２ ファン、 ２４ ダクト、 ３０ ヒートシンク、 ３０ａ 第１部分、 ３０ｂ 第２部分、 ３０ｃ 第３部分、 ３０ｄ 放熱フィン、 ３２ 発光モジュール、 ４０Ａ 第１発光素子、 ４０Ｂ 第２発光素子。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱部材および放熱機構に関し、特に、光源の熱を放散させる放熱部材および放熱機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの半導体発光素子を光源として車両用前照灯に利用する技術が知られている。ここで、半導体発光素子の上方を開放した状態で半導体発光素子ユニットを囲って保持し、発光のための電力を外部の電源プラグから接点に供給する給電部を有するアタッチメントを備えた発光モジュールが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３２６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
いずれの光源も通常熱を発するため、その放熱が必要になる場合がある。特にＬＥＤなどの半導体発光素子は熱を発するが、寿命の短縮化を回避するためこの熱の放散をどのように行うかは極めて重要である。近年、複数の発光素子を用いて配光パターンを形成する技術の開発が盛んに行われており、この場合、複数の発光素子が近接して配置される場合がある。コストや設置スペースの抑制のため、このように複数の発光素子を配置する場合においても、簡易な構成でこれらを放熱できる技術が求められている。
【０００５】
そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡易な構成で複数の光源が発する熱を適切に放散させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の放熱部材は、第１の光源の熱を回収するよう第１の光源が取り付けられる第１部分と、第１部分と対向して配置され、第２の光源の熱を回収するよう第２の光源が取り付けられる第２部分と、第１部分および第２部分から熱を回収して放散するよう第１部分の端部と第２部分の端部との間に介在する第３部分と、を備える。
【０００７】
この態様によれば、第１の光源が発する熱と第２の光源が発する熱とを第３部分で放散させることができる。このため、第１部分の熱を放散させる機構と第２部分の熱を放散させる機構とを個別に設ける必要がなくなるため、簡素な構成で第１の光源が発する熱と第２の光源が発する熱を適切に放散させることができる。
【０００８】
第３部分は、第１部分および第２部分から回収した熱を放散する放熱フィンを有してもよい。
【０００９】
この態様によれば、第１部分および第２部分の各々において放熱する必要性をさらに低減させることができる。このため、第１部分および第２部分に放熱フィンを設けない、または設ける場合においてもその占有体積を小さくすることができる。したがって、放熱部材のサイズを抑制することができる。
【００１０】
本発明の別の態様は、放熱機構である。この放熱機構は、第１の光源の熱を回収するよう第１の光源が取り付けられる第１部分と、第１部分と対向して配置され、第２の光源の熱を回収するよう第２の光源が取り付けられる第２部分と、第１部分および第２部分から熱を回収して放散するよう第１部分の端部と第２部分の端部との間に介在する第３部分と、を有する放熱部材を備える。放熱部材は、エアフロー領域内において、第３部分が第１部分および第２部分よりも上流側に位置するよう配置される。
【００１１】
この態様によれば、第３部分がエアフロー領域内で上流側に配置されるため、第１の光源が発する熱と第２の光源が発する熱とを第３部分で適切に放散させることができる。
【００１２】
本発明のさらに別の態様もまた、放熱機構である。この放熱機構は、光源の熱を放散する第１放熱部材と、光源の点灯を制御する制御回路部の熱を放散する第２放熱部材と、を備える。第１放熱部材および第２放熱部材は、共通のエアフロー領域内に配置され、第２放熱部材は、第１放熱部材より上流側に配置される。
【００１３】
一般的に、制御回路部よりも光源の方が発熱量が大きい。この態様によれば、光源の熱で温められたエアが制御回路部の熱を放散させるための第２放熱部材周辺を通過する事態を回避できる。このため、制御回路部の熱を適切に放散させることができる。
【００１４】
本発明のさらに別の態様もまた、放熱機構である。この放熱機構は、光源の熱を放散する第１放熱部材と、光源の点灯を制御する制御回路部の熱を放散する第２放熱部材と、第１放熱部材および第２放熱部材が共通のエアフロー領域内に配置されるようエアフロー領域を画定する区画部材と、を備える。第２放熱部材は、エアフロー領域内において第１放熱部材より下流側に配置され、区画部材は、第２放熱部材より上流側且つ第１放熱部材より下流側の個所に、エアフロー領域の外部から内部にエアを採り込む開口部を有する。
【００１５】
この態様によれば、光源の放熱のため温められたエアだけでなく、エアフロー領域外部からのエアが制御回路部の放熱のための第２放熱部材周辺を通過させるよう、エアフロー領域外部からエアを採り込むことができる。このため、制御回路部の放熱のための第２放熱部材が光源の放熱のための第１放熱部材よりもエアフロー下流側に設けられた場合においても、制御回路部の熱を適切に放散させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、簡易な構成で複数の光源が発する熱を適切に放散させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は、第１の実施形態に係る車両用前照灯の右側面図であり、（ｂ）は、（ａ）の視点Ｐから車両用前照灯に含まれる灯具を見た図である。
【図２】（ａ）は、第２の実施形態に係る車両用前照灯の右側面図であり、（ｂ）は、（ａ）の視点Ｑから車両用前照灯を見た図である。
【図３】第３の実施形態に係る車両用前照灯の右側面図である。
【図４】（ａ）は、発光モジュールの正面図、（ｂ）は、発光モジュールの左側面図、（ｃ）は、発光モジュールの裏面図である。
【図５】発光モジュールと第３の実施形態に係るエアフローユニットとを詳細に示す断面図である。
【図６】発光モジュールと第４の実施形態に係るエアフローユニットとを詳細に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、実施形態という）について詳細に説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１（ａ）は、第１の実施形態に係る車両用前照灯１０の右側面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の視点Ｐから車両用前照灯１０に含まれる灯具１２を見た図である。車両用前照灯１０は、水平線付近に水平方向に伸びるカットオフラインを形成するためのシェード（図示せず）を有しており、いわゆるロービーム用配光パターンを形成するロービーム用光源として機能する。なお、車両用前照灯１０がこれに限られないことは勿論であり、車両用前照灯１０がハイビーム用配光パターンを形成するハイビーム光源として機能してもよい。
【００２０】
車両用前照灯１０は、灯具１２および投影レンズ１４を有する。投影レンズ１４は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズからなり、その後側焦点面上に形成される光源像を反転像として灯具前方に投影する。
【００２１】
灯具１２は、発光装置２０、ファン２２、およびダクト２４を有する。発光装置２０は、ヒートシンク３０、２つの発光モジュール３２、および２つのリフレクタ３４を有する。
【００２２】
発光モジュール３２は、発光素子４０、放熱基板４２、および制御回路基板４４を有する。発光素子４０は、半導体発光素子であるＬＥＤによって構成される。以下、２つの発光モジュール３２の発光素子４０を、それぞれ必要に応じて第１発光素子４０Ａおよび第２発光素子４０Ｂという。
【００２３】
なお、発光素子４０がＬＥＤ以外の発光素子によって構成されていてもよく、また、発光素子４０に代えて放電灯や白熱灯など他の光源が用いられてもよい。放熱基板４２は、例えばアルミニウムなど熱伝導性の高い材料によって形成されている。制御回路基板４４は、発光素子４０の点灯を制御する。発光素子４０および制御回路基板４４は、ともに同一の放熱基板４２上に実装されており、共に一体的に着脱可能に構成されている。なお、発光素子４０が実装される放熱基板と制御回路基板４４が実装される放熱基板とが別体に構成されていてもよい。
【００２４】
ヒートシンク３０は、アルミニウムなど熱伝導性の高い材料によって形成されており、放熱部材として機能する。ヒートシンク３０は、それぞれ矩形の外形を有する３つの板状部分の端部を一体的に連結してコ字状に形成されている。以下、この３つの板状部分のうち互いに対向する２つの部分を第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂという。また、第１部分３０ａの端部と第２部分３０ｂの端部との間に介在する部分を第３部分３０ｃという。
【００２５】
第１の実施形態では、第１部分３０ａと第２部分３０ｂとが平行となり、第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂと第３部分３０ｃとが垂直となるよう形成されている。なお、ヒートシンク３０の形状がこれに限られないことは勿論であり、例えば第１部分３０ａと第２部分３０ｂとが平行でなくてもよい。また、第１部分３０ａまたは第２部分３０ｂと第３部分３０ｃとが垂直でなくてもよい。さらに、第１部分３０ａ、第２部分３０ｂ、または第２部分３０ｂが矩形以外の他の形状の外形を有していてもよく、また、湾曲した板状やブロック状などに形成されていてもよい。
【００２６】
第１部分３０ａは、第１の光源である第１発光素子４０Ａの熱を回収するよう第１発光素子４０Ａを含む発光モジュール３２が取り付けられる。発光モジュール３２は、第１発光素子４０Ａが第１部分３０ａの略中央に位置するよう、第１部分３０ａのうち第２部分３０ｂに対向する面に取り付けられる。
【００２７】
第２部分３０ｂは、第２の光源である第２発光素子４０Ｂの熱を回収するよう第２発光素子４０Ｂを含む発光モジュール３２が取り付けられる。発光モジュール３２は、第２発光素子４０Ｂが第２部分３０ｂの略中央に位置するよう、第２部分３０ｂのうち第１部分３０ａに対向する面に取り付けられる。こうして第１発光素子４０Ａと第２発光素子４０Ｂとは、互いに対向するようそれぞれ第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂに取り付けられる。
【００２８】
発光装置２０は、第１部分３０ａ、第２部分３０ｂ、および第３部分３０ｃが灯具光軸と平行、すなわち車両前後方向に延在するよう配置される。このとき、ヒートシンク３０のコ字の開口が下方を向くように配置される。
【００２９】
２つのリフレクタ３４は、それぞれ第１発光素子４０Ａおよび第２発光素子４０Ｂに対向して配置される。したがって、２つのリフレクタ３４は、互いに背中合わせとなるよう、コ字状のヒートシンク３０の内部に配置される。リフレクタ３４は、対向する発光素子４０が発する光を投影レンズ１４に向けて反射するよう配置される。投影レンズ１４は、リフレクタ３４によって反射された光のうち、投影レンズ１４の後方焦点面に表された光源像の反転像を車両前方に投影して配光パターンを形成する。このためリフレクタ３４および投影レンズ１４は、発光素子４０が発した光を集光して配光パターンを形成する光学部材として機能する。
【００３０】
ダクト２４は、エアフロー領域を画定する区画部材として機能する。なお、ダクト２４に代えて、板状部材や、車両本体の部材などによってエアフロー領域が画定されてもよい。ダクト２４は、ヒートシンク３０のコ字状の外面を覆うよう、コ字状に設けられている。ダクト２４の内側はすべて開口部となっており、この開口部の形状がヒートシンク３０のコ字状の外面と同一形状となっている。ダクト２４の内側の開口部にヒートシンク３０のコ字状の外面が嵌め合わされ、両者が互いに固定される。
【００３１】
ダクト２４の端部は開口しており、これがエア排出口として機能する。ダクト２４の３つの平らな部分のうち、互いに対向する２つの部分のそれぞれの端部に介在する部分には、ファン２２からのエアを通すためのファン用開口部が設けられている。ファン２２は、このファン用開口部にエアの吹出面が嵌め合わされ、ダクト２４に固定される。こうして、ファン２２から吹き出されたエアは、図１（ｂ）に示す矢印にしたがって進むエアフローを形成する。
【００３２】
第３部分３０ｃは、第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂから熱を回収して放散する機能を有する。この機能を適切に発揮すべく、ヒートシンク３０は、このエアフロー領域内において、第３部分３０ｃが第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂよりも上流側に位置するよう配置される。これにより、第３部分３０ｃにおいて、第１発光素子４０Ａおよび第２発光素子４０Ｂから回収した熱を効果的に放散することができる。
【００３３】
さらに、第３部分３０ｃは、第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂから回収した熱を放散する放熱フィン３０ｄを有する。これにより、第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂから回収した熱を効率的に放散できる。放熱フィン３０ｄは、ダクト２４内のエアフローと平行に延在するよう形成される。具体的には、放熱フィン３０ｄは、第１部分３０ａの端部から第２部分３０ｂの端部に向かって複数のフィンが平行となるよう延在する。これにより、エアの円滑な流れを実現でき、冷却効果をさらに高めることができる。
【００３４】
以上により、第３部分３０ｃにエアを吹き付けるファン２２を１つ設けることで、第１発光素子４０Ａおよび第２発光素子４０Ｂの双方の熱を適切に放散させることができる。このため、簡素な構成で複数の発光素子の熱を適切に放散させることができ、コストおよびサイズを抑制することができる。
【００３５】
例えば第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂに、それぞれ第１発光素子４０Ａおよび第２発光素子４０Ｂの熱を放散させるための放熱フィンを設ける場合、放熱フィンの高さによって灯具１２の左右方向の幅が大きくなり、灯具１２のサイズの抑制が困難となる。また、ダクト２４がコ字状に形成されているため、エアフロー経路を急激に曲げる必要が生じる。このため、このような放熱フィンを第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂに設けた場合においても、その放熱フィンにエアが到達するまでの間にエアの流速が減少し、適切に熱を放散できない可能性がある。このように第３部分３０ｃをエアフロー上流側に配置することで、第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂにおける放熱フィンの高さを抑えることができる。このため、灯具１２の幅を抑制することができる。
【００３６】
第１の実施形態では、第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂには放熱フィンが設けられておらず、第３部分３０ｃにのみ放熱フィンが設けられている。なお、第１部分３０ａまたは第２部分３０ｂに放熱フィンが設けられてもよい。このとき、第１部分３０ａまたは第２部分３０ｂに設けられた放熱フィンは、第３部分３０ｃに設けられた放熱フィン３０ｄの高さよりも低くなるよう形成されてもよい。
【００３７】
また、第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂは、発光モジュール３２の発光素子４０に対向する個所から先端にかけては、樹脂材料など放熱性材料よりは熱伝導率は低いが安価な材料によって形成されてもよい。このように第３部分３０ｃに放熱フィン３０ｄを設けることで第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂに高い放熱性能が求められないため、発光素子４０の熱を回収できる範囲でその長さや体積を削減することができる。このため、ヒートシンク３０に要するコストを低減することができる。
【００３８】
車両用前照灯１０は車両に搭載されるため、車両の走行によって生じるエアフローや、ラジエターのファンなど他のエアフロー発生装置によって生じるエアフローも存在する。このため、発光装置２０がこのようなエアフロー領域に配置されることで、ファン２２が削除されてもよく、また、ダクト２４が削除されてもよい。このときもヒートシンク３０は、このエアフロー領域内において、第３部分３０ｃが第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂよりも上流側に位置するよう配置される。このようにファン２２を削除することで、ファン２２を定期的に交換する必要がなくなるため、保守性を向上させることができる。
【００３９】
（第２の実施形態）
図２（ａ）は、第２の実施形態に係る車両用前照灯６０の右側面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の視点Ｑから車両用前照灯６０を見た図である。以下、第１の実施形態と同様の個所については同一の符号を付して説明を省略する。
【００４０】
車両用前照灯６０は、投影レンズ１４および灯具６２を有する。灯具６２は、発光装置６３、ファン２２、およびダクト６４を有する。発光装置６３は、ヒートシンク３０、２つの発光モジュール３２、および２つのリフレクタ３４を有する。
【００４１】
第２の実施形態においても、第１部分３０ａは、第１の光源である第１発光素子４０Ａの熱を回収するよう第１発光素子４０Ａを含む発光モジュール３２が取り付けられる。発光モジュール３２は、第１発光素子４０Ａが第１部分３０ａの略中央に位置するよう、第１部分３０ａのうち第２部分３０ｂに対向する面に取り付けられる。
【００４２】
また、第２部分３０ｂは、第２の光源である第２発光素子４０Ｂの熱を回収するよう第２発光素子４０Ｂを含む発光モジュール３２が取り付けられる。発光モジュール３２は、第２発光素子４０Ｂが第２部分３０ｂの略中央に位置するよう、第２部分３０ｂのうち第１部分３０ａに対向する面に取り付けられる。
【００４３】
発光装置６３は、第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂが灯具光軸と平行となり、第３部分３０ｃが灯具光軸と垂直となるよう配置される。このとき、ヒートシンク３０のコ字の開口が車両前方を向くように配置される。
【００４４】
第２の実施形態においても、２つのリフレクタ３４は、それぞれ第１発光素子４０Ａおよび第２発光素子４０Ｂに対向し、互いに背中合わせとなるよう、コ字状のヒートシンク３０の内部に配置される。２つのリフレクタ３４は、それぞれ対向する発光素子４０が発する光を投影レンズ１４に向けて反射するよう配置される。
【００４５】
ダクト６４は、エアフロー領域を画定する区画部材として機能する。第２の実施形態においても、ダクト６４は、ヒートシンク３０のコ字状の外面を覆うようコ字状に形成されている。ダクト６４の内側のうちヒートシンク３０が嵌め込まれる部分はすべて開口部となっており、この開口部の形状がヒートシンク３０のコ字状の外面と同一形状となっている。ダクト６４の内側の開口部にヒートシンク３０のコ字状の外面が嵌め合わされ、両者が互いに固定される。
【００４６】
コ字状のダクト６４のうち互いに対向する側部６４ａは、それぞれ第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂよりも長く形成されている。このため、側部６４ａの先端は投影レンズ１４の後方面に近い位置まで延在する。また、この側部６４ａは、先端近傍の内側の面にエアの排出口６４ｂが設けられている。ダクト６４のうち、２つの側部６４ａのそれぞれの端部に介在する部分には、ファン２２からのエアを通すためのファン用開口部が設けられている。ファン２２は、このファン用開口部にエアの吹出面が嵌め合わされ、ダクト６４に固定される。こうして、ファン２２から吹き出されたエアは、図２（ｂ）に示す矢印にしたがって進むエアフローを形成する。
【００４７】
このように、第２の実施形態では、発光素子４０が発した熱を冷却することで温められたエアが、排出口６４ｂから投影レンズ１４の後方面周辺に排出される。これにより、投影レンズ１４の結露による曇りを抑制することができる。
【００４８】
なお、第２の実施形態においても、走行によるエアフローや、ラジエターのファンなど他のエアフロー発生装置によって生じるエアフロー領域に配置されることで、ファン２２が削除されてもよく、また、ダクト６４が削除されてもよい。このときもヒートシンク３０は、このエアフロー領域内において、第３部分３０ｃが第１部分３０ａおよび第２部分３０ｂよりも上流側に位置するよう配置される。
【００４９】
（第３の実施形態）
図３は、第３の実施形態に係る車両用前照灯１００の右側面図である。車両用前照灯１００は、投影レンズ１４、発光モジュール１０２、エアフローユニット１０４、リフレクタ１１６、およびシェード１１８を有する。図３は、発光モジュール１０２以外は灯具光軸を含む鉛直面による断面を示している。以下、上述の実施形態と同様の個所については同一の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
発光モジュール１０２は、発光素子１０６を有する。発光素子１０６は、半導体発光素子であるＬＥＤによって構成される。なお、発光素子１０６がＬＥＤ以外の発光素子によって構成されていてもよく、また、発光素子１０６に代えて放電灯や白熱灯など他の光源が用いられてもよい。
【００５１】
発光モジュール１０２は、発光素子１０６の主光軸が鉛直上方に向くように配置される。なお、発光素子１０６の主光軸とは、発光素子１０６の上面である主発光面の中心を通過する主発光面と垂直な軸をいう。したがって発光モジュール１０２は、車両用前照灯１０の灯具光軸と、発光素子１０６の主光軸とが直交するように配置される。
【００５２】
リフレクタ１１６は、発光素子１０６が発した光を反射して集光する反射面１１６ａを有する。リフレクタ１１６は、反射面１１６ａが発光素子１０６に対向するよう発光素子１０６の上方に配置される。
【００５３】
シェード１１８は、シェード部１１８ａおよびダミー部１１８ｂを有する。シェード部１１８ａは、灯具光軸を含む平面を有しロービーム用配光パターンの水平線付近のカットオフラインを形成する。なお、シェード部１１８ａの形状は公知であるため説明を省略する。ダミー部１１８ｂは、外部から認識可能な意匠面を構成する意匠部材として機能する。
【００５４】
エアフローユニット１０４は、ダクト１１０およびファン１０８を有する。ダクト１１０、エアフロー領域を画定する区画部材として機能する。ダクト１１０は、ファン１０８によって生じるエアの流れを利用したエアフロー領域を確定する。
【００５５】
図４（ａ）は、発光モジュール１０２の正面図、図４（ｂ）は、発光モジュール１０２の左側面図、図４（ｃ）は、発光モジュール１０２の裏面図である。発光モジュール１０２は、アタッチメントユニット１３０、パッケージ１３４、および第１ヒートシンク１３２を有する。
【００５６】
第１ヒートシンク１３２は、アルミニウムなど熱伝導率の高い放熱材料によって形成されており、放熱部材として機能する。第１ヒートシンク１３２は、下部に放熱フィン１３２ａを有し、光源である発光素子１０６が発する熱を放散させる。第１ヒートシンク１３２は、アタッチメント１４０の下面に取り付けられる。
【００５７】
アタッチメントユニット１３０は、アタッチメント１４０、制御回路基板１４２、および第２ヒートシンク１４４を有する。アタッチメント１４０は、樹脂によって形成される。アタッチメント１４０には、発光素子１０６を露出させるための開口部と、発光素子１０６の点灯を制御する制御回路基板１４２を収容すべく下方に凹んだ回路収容部とを有する。制御回路基板１４２は、この回路収容部に取り付けられる。
【００５８】
制御回路基板１４２は、発光素子１０６の点灯を制御する。制御回路基板１４２は、プリント配線基板と、当該プリント配線基板に実装される電気部品や素子と、によって構成される。制御回路基板１４２は、発光モジュール１０２が車両用前照灯１００に装着されたときに発光素子１０６よりも灯具後方に位置するよう配置される。なお、制御回路基板１４２は、発光モジュール１０２が車両用前照灯１００に装着されたときに発光素子１０６よりも灯具前方に位置するよう配置されてもよい。
【００５９】
第２ヒートシンク１４４は、アルミニウムなど熱伝導率の高い放熱材料によって形成されており、放熱部材として機能する。第２ヒートシンク１４４は、放熱フィン１４４ａを有し、発光素子１０６の点灯を制御する制御回路基板１４２の熱を放散する。第２ヒートシンク１４４もまた、アタッチメント１４０の下面に取り付けられる。
【００６０】
第３の実施形態では、アタッチメント１４０を第１ヒートシンク１３２に取り付ける前に、アタッチメント１４０に制御回路基板１４２およびカバー１２６が予め取り付けられ、アタッチメントユニット１３０として第１ヒートシンク１３２に取り付けられる。こうしてアタッチメント１４０と制御回路基板１４２とが一体的に第１ヒートシンク１３２に装着され、同時に、第１ヒートシンク１３２との間にパッケージ１３４が挟持され装着される。
【００６１】
図４（ｂ）および図４（ｃ）に示すように、第１ヒートシンク１３２の放熱フィン１３２ａおよび第２ヒートシンク１４４の放熱フィン１４４ａは、略同一の高さを有し、上下方向において同じ位置に配置されている。また、放熱フィン１３２ａおよび放熱フィン１４４ａは、灯具光軸と平行な方向に平行に延在するよう設けられている。したがって灯具光軸と平行なエアフローを形成することで、放熱フィン１３２ａおよび放熱フィン１４４ａから同時に熱を放散することができる。
【００６２】
ここで、例えば放熱フィン１３２ａおよび放熱フィン１４４ａを、例えば中央のフィンを端のフィンよりも長くなるよう形成すると、短い部分は送風抵抗が少なく流れやすくなり、中央のフィンよりも端のフィン周辺にエアが多く流れる虞がある。放熱フィン１３２ａおよび放熱フィン１４４ａは、中央のフィンによる放熱が発光素子１０６や制御回路基板１４２の温度低下により効果がある。このためこのように中央のフィン周辺のエアの流れが減少すると、発光素子１０６や制御回路基板１４２の放熱機能も低下する虞がある。
【００６３】
このため、図４（ｃ）に示すように、放熱フィン１３２ａはすべて均一な長さに形成されており、放熱フィン１４４ａもすべて均一な長さに形成されている。これにより、放熱フィン１３２ａおよび放熱フィン１４４ａ周辺におけるエアフローの均一化を実現でき、発光素子１０６および制御回路基板１４２を効果的に冷却できる。
【００６４】
図４（ｃ）に示すように、第１ヒートシンク１３２には、第２ヒートシンク１４４の放熱フィン１４４ａを挿入するための開口部１３２ｂが設けられている。放熱フィン１４４ａは、この開口部１３２ｂに挿入される。このとき第２ヒートシンク１４４は、第１ヒートシンク１３２に非接触となるよう構成される。
【００６５】
図５は、発光モジュール１０２と第３の実施形態に係るエアフローユニット１０４とを詳細に示す断面図である。上述のように、発光素子１０６は第１ヒートシンク１３２に取り付けられる。第１ヒートシンク１３２には、発光素子１０６を制御回路基板１４２よりも発光素子１０６の主光軸方向に突出させるための突部１３２ｃが設けられている。突部１３２ｃと放熱フィン１３２ａとは放熱性材料により一体的に形成されているため、発光素子１０６の熱は、突部１３２ｃを通じて放熱フィン１３２ａで主に放散される。また、上述のように、制御回路基板１４２は第２ヒートシンク１４４に取り付けられる。したがって制御回路基板１４２の熱は、放熱フィン１４４ａで主に放散される。
【００６６】
ダクト１１０およびファン１０８によって、エアフローＦ１が形成される。このときダクト１１０によって、エアフローＦ１形成のためのエアフロー領域が画定される。第１ヒートシンク１３２の放熱フィン１３２ａおよび第２ヒートシンク１４４の放熱フィン１４４ａは、ダクト１１０によって画定される共通のエアフロー領域内に配置される。
【００６７】
ここで、制御回路基板１４２よりも発光素子１０６の方が一般的に発熱量が大きい。このため、発光素子１０６の放熱に用いられる放熱フィン１３２ａを通過したエアは温められ温度が上昇する。したがって、放熱フィン１３２ａの次に放熱フィン１４４ａにエアが通過するよう放熱フィン１３２ａおよび放熱フィン１４４ａをエアフロー領域内に配置すると、温度が上昇したエアが放熱フィン１４４ａ周辺を通過することになる。この場合、制御回路基板１４２の適切な放熱が困難となる虞がある。
【００６８】
このため、第３の実施形態では、第２ヒートシンク１４４の放熱フィン１４４ａは、第１ヒートシンク１３２の放熱フィン１３２ａよりエアフローＦ１の上流側に配置される。これにより、温められる前のエアを放熱フィン１４４ａ周辺に通過させることができ、制御回路基板１４２を適切に放熱できる。また、制御回路基板１４２の発熱量が比較的小さいため、放熱フィン１４４ａを通過した後においてもエアの温度上昇は少ない。このため、発光素子１０６もまた適切に放熱できる。
【００６９】
（第４の実施形態）
図６は、発光モジュール１０２と第４の実施形態に係るエアフローユニット２００とを詳細に示す断面図である。第４の実施形態に係る車両用前照灯は、エアフローユニット１０４に代えてエアフローユニット２００が設けられた以外は、第３の実施形態に係る車両用前照灯１００と同様に構成される。以下、上述の実施形態と同様の個所は同一の符号を付して説明を省略する。
【００７０】
エアフローユニット２００は、ファン１０８およびダクト２０２を有する。ダクト２０２は、エアフロー領域を画定する区画部材として機能する。ダクト２０２およびファン１０８によって、エアフローＦ２が形成される。このときダクト２０２によって、エアフローＦ１形成のためのエアフロー領域が画定される。第１ヒートシンク１３２の放熱フィン１３２ａおよび第２ヒートシンク１４４の放熱フィン１４４ａは、ダクト２０２によって画定される共通のエアフロー領域内に配置される。
【００７１】
第４の実施形態では、第２ヒートシンク１４４の放熱フィン１４４ａは、第１ヒートシンク１３２の放熱フィン１３２ａよりエアフロー下流側に配置される。しかし、上述のように発光素子１０６の発熱量が大きいため、このままでは温められたエアが放熱フィン１４４ａ周辺を通過することになり、制御回路基板１４２を適切に放熱することが困難となる。
【００７２】
このため第４の実施形態では、ダクト２０２に開口部２０２ａが設けられている。開口部２０２ａは、放熱フィン１４４ａよりエアフロー上流側且つ放熱フィン１３２ａよりエアフロー下流側の個所に、ダクト２０２の外部からダクト２０２内部のエアフロー領域にエアを採り込む。このように開口部２０２ａを設けることで、開口部２０２ａからダクト２０２内部のエアフロー領域内部に進入するエアフローＦ３を形成することができ、放熱フィン１４４ａ周辺を通過するエアの温度を抑制することができる。
【００７３】
なお、開口部２０２ａには、開口部２０２ａの上流側の縁部からダクト２０２の内部に傾斜して延在するガイド２０２ｂが設けられている。このようにガイド２０２ｂを設けることで、開口部２０２ａから逆に外部に排出されるエアの発生を抑制でき、エアフローＦ３を適切に形成することができる。
【００７４】
本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。
【符号の説明】
【００７５】
１０ 車両用前照灯、 １２ 灯具、 ２０ 発光装置、 ２２ ファン、 ２４ ダクト、 ３０ ヒートシンク、 ３０ａ 第１部分、 ３０ｂ 第２部分、 ３０ｃ 第３部分、 ３０ｄ 放熱フィン、 ３２ 発光モジュール、 ４０Ａ 第１発光素子、 ４０Ｂ 第２発光素子。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光源の熱を回収するよう第１の光源が取り付けられる第１部分と、
第１部分と対向して配置され、第２の光源の熱を回収するよう第２の光源が取り付けられる第２部分と、
第１部分および第２部分から熱を回収して放散するよう第１部分の端部と第２部分の端部との間に介在する第３部分と、
を備えることを特徴とする放熱部材。
【請求項２】
第３部分は、第１部分および第２部分から回収した熱を放散する放熱フィンを有することを特徴とする請求項１に記載の放熱部材。
【請求項３】
第１の光源の熱を回収するよう第１の光源が取り付けられる第１部分と、
第１部分と対向して配置され、第２の光源の熱を回収するよう第２の光源が取り付けられる第２部分と、
第１部分および第２部分から熱を回収して放散するよう第１部分の端部と第２部分の端部との間に介在する第３部分と、
を有する放熱部材を備え、
前記放熱部材は、エアフロー領域内において、第３部分が第１部分および第２部分よりも上流側に位置するよう配置されることを特徴とする放熱機構。
【請求項４】
光源の熱を放散する第１放熱部材と、
前記光源の点灯を制御する制御回路部の熱を放散する第２放熱部材と、
を備え、
第１放熱部材および第２放熱部材は、共通のエアフロー領域内に配置され、
第２放熱部材は、第１放熱部材より上流側に配置されることを特徴とする放熱機構。
【請求項５】
光源の熱を放散する第１放熱部材と、
前記光源の点灯を制御する制御回路部の熱を放散する第２放熱部材と、
第１放熱部材および第２放熱部材が共通のエアフロー領域内に配置されるよう前記エアフロー領域を画定する区画部材と、
を備え、
第２放熱部材は、前記エアフロー領域内において第１放熱部材より下流側に配置され、
前記区画部材は、第２放熱部材より上流側且つ第１放熱部材より下流側の個所に、前記エアフロー領域の外部から内部にエアを採り込む開口部を有することを特徴とする放熱機構。
【請求項１】
第１の光源の熱を回収するよう第１の光源が取り付けられる第１部分と、
第１部分と対向して配置され、第２の光源の熱を回収するよう第２の光源が取り付けられる第２部分と、
第１部分および第２部分から熱を回収して放散するよう第１部分の端部と第２部分の端部との間に介在する第３部分と、
を備えることを特徴とする放熱部材。
【請求項２】
第３部分は、第１部分および第２部分から回収した熱を放散する放熱フィンを有することを特徴とする請求項１に記載の放熱部材。
【請求項３】
第１の光源の熱を回収するよう第１の光源が取り付けられる第１部分と、
第１部分と対向して配置され、第２の光源の熱を回収するよう第２の光源が取り付けられる第２部分と、
第１部分および第２部分から熱を回収して放散するよう第１部分の端部と第２部分の端部との間に介在する第３部分と、
を有する放熱部材を備え、
前記放熱部材は、エアフロー領域内において、第３部分が第１部分および第２部分よりも上流側に位置するよう配置されることを特徴とする放熱機構。
【請求項４】
光源の熱を放散する第１放熱部材と、
前記光源の点灯を制御する制御回路部の熱を放散する第２放熱部材と、
を備え、
第１放熱部材および第２放熱部材は、共通のエアフロー領域内に配置され、
第２放熱部材は、第１放熱部材より上流側に配置されることを特徴とする放熱機構。
【請求項５】
光源の熱を放散する第１放熱部材と、
前記光源の点灯を制御する制御回路部の熱を放散する第２放熱部材と、
第１放熱部材および第２放熱部材が共通のエアフロー領域内に配置されるよう前記エアフロー領域を画定する区画部材と、
を備え、
第２放熱部材は、前記エアフロー領域内において第１放熱部材より下流側に配置され、
前記区画部材は、第２放熱部材より上流側且つ第１放熱部材より下流側の個所に、前記エアフロー領域の外部から内部にエアを採り込む開口部を有することを特徴とする放熱機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１６６８１（Ｐ２０１３−１６６８１Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４９０１８（Ｐ２０１１−１４９０１８）
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【出願人】（０００００１１３３）株式会社小糸製作所 (1,575)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【出願人】（０００００１１３３）株式会社小糸製作所 (1,575)
【Ｆターム（参考）】
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