JP2009289751A - 自動車のリヤコンビネーションランプ用の後方取付け型発光ダイオードモジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】自動車用のリヤコンビネーションランプ(10)において、ハウジング(21)、棚部(31、131)、発光ダイオード(44、144)が凹型リフレクター(13)の孔に完全に挿通されると、発光ダイオード(44、144)は凹型リフレクター(13)の焦点位置に位置付けられ、複数の発光ダイオード(44、144)から放出される光(12)が印刷回路基板(41)から離れる方向に拡散し、凹型リフレクター(13)で反射されてこの凹型リフレクターから離れるコリメートビーム(14)を形成し、次いで、ハウジング(21)の長手方向軸とほぼ平行方向においてランプ(10)を出るようにしたリヤコンビネーションランプが提供される。
【選択図】図5
Description
本発明は、自動車の照明システム用のリヤコンビネーションランプに関する。
LEDが光源として導入されて間もない頃は自動車メーカーは慎重な対応を取り、上述した全ての恩恵に対してはLEDの採用を熱望しつつも、ソケットの付いた伝統的スタイルの光学的構成を伴う電球/ランプの、これまで蓄積してきた経験や知識を完全に棄て去ることには躊躇していた。その結果、近年では、旧来の白熱灯タイプの電球やフィクスチャの持つメカニカルな雰囲気を持ってはいるが、実際はLEDを光源として使用する照明用サブシステムが幾つかある。
図1には代表的な自動車1が示され、前方ウィンカー2、ヘッドランプ3、フォグランプ4、サイドマーカー6、センターハイマウントストップランプ7、ナンバープレートランプ8、所謂“リヤコンビネーションランプ”9(RCL)を含んでいる。これらの内のあるものまたは全ては、ヘッドランプクリーニングシステム5のようなアクセサリーを含み得るが、この点に関しては本明細書ではリヤコンビネーションランプ9について主に説明する。
LEDが自動車の外装照明システムに使い始められて以来、最近ではフィクスチャ内にLEDをぴったりと一体化させる傾向が出てきている。例えばセンターハイマウントストップランプ7またはCHSMLは、LEDモジュールをこの実施例に適合させ易いことから現在では大抵この方式で構成される。LEDは長寿命なので、この方式は所要時間の観点からは好ましいものと言えるだろう。
しかしながら、白熱灯用に開発し、長年使用してきた既存のリフレクターや電球ジオメトリーを含む馴れ親しんだ技術は、期間が短くて済むという意味では自動車メーカーの多くにとって好ましいものである。その結果、LEDを光源として使用しながら、光学的構成には従来型のランプ用のソケット開口や伝統的スタイルを用いたリヤコンビネーションランプシステムを開発したランプ製造業者もある。自動車メーカーにとってそうしたランプシステムは、その機械的様相が白熱灯を使用する旧来の確立されたシステムのそれと同じであることによる所要期間の短かさが魅力である。そうしたランプシステムの一例には、マサチューセッツ州DanversのOsram Sylvania社より市販入手可能なJOULE製品がある。
2006年1月31日付で発行された米国特許第6,991,355号にはそうした既知の設計例の1つが開示される。この設計では印刷回路基板20の1面に色々のLED22を取付け、他面にはヒートシンク25を取り付けている。LED22、印刷回路基板20、ヒートシンク25はその全てが、凹形のリフレクター50の外側の、リフレクターのベース部(頂部)に隣り合う位置に位置付けられる。各LED22からの光線は、リフレクター50の頂部位置の孔を通してLED22から伸延する光ガイド30を介して、リフレクター50の内側に配向される。各光ガイド30の、リフレクター50の焦点位置には出口面を位置付け、かくして、LED22からの放射光は光ガイド30に入り、リフレクター50の焦点位置で光ガイド30を出、リフレクター50で反射され、平行なコリメートビームとしてランプから照射される。湾曲した光ガイド30aを使用して、光ガイドの出口面を適宜に配向させ、光ガイドを出る光線を好適な方向に進ませ、好適な位置でリフレクター50に当たらせるように設計する場合もある。別の設計例では、光ガイド30を直線状とし、その中間に、光ガイドを出る光線をリフレクター50上に適宜に配向する中間リフレクター26を使用する。
光ガイドの長手方向の各表面は入口面及び出口面となっているが何れも損失をもたらし得る。例えば、各表面をコーティングしないと、ロッド部分と空気との間の屈折率の差から、各表面について約4%の反射損失が生じる。この長手方向の各表面に無反射コーティングを被着させればそうした反射損失を低減させ得るが、これも光ガイド、従ってランプユニット全体に所望されざるコスト増をもたらす。更には、長手方向の各表面位置での散乱損失も増大させ得る。散乱損失は長手方向の各表面を比較的円滑化することによって低減させ得るが、散乱損失を無くすのは実際上困難である。
光ガイドの横方向面は、光ガイドの内側に沿って伝播する光が全反射して外側面から離れるよう、代表的には未コーティングのままとされる。横方向面に沿った表面粗さ、汚染、その他の欠陥部によって散乱損失が生じ得る。長手方向の各表面での散乱損失と同様、横方向面における散乱損失を排除するも困難である。
従って、LEDを光源として用い、ランプの後方から挿通され、光学的損失や光ガイドに伴うコスト増を排除するリヤコンビネーションランプが提供されれば有益である。
本発明は自動車のランプシステムを指向するものであることから、先ず幾つかの用語について説明する。
一般に、LEDベースのライティングモジュールには4つの主要要素、即ち、(1)実際のLEDチップまたはダイ、(2)LEDチップから発生する熱を消散させるヒートシンクまたは熱管理構造、(3)LEDチップ駆動用回路、(4)LEDチップから照射される光を受け、受けた光を視認者に配向する光学系、がある。これら4つの要素は各特定モジュール用に始めからデザインし直す必要はなく、むしろ、既知の1つ以上の要素を特定のライティングモジュールで使用できる。以下に、ここで説明するLEDベースのライティングモジュールと共に使用できるそうした既知の要素の幾つかを説明する。
長手方向軸を有するハウジング(21)と、
該ハウジング(21)に対して長手方向に隣り合い且つ全体にハウジング(21)の長手方向軸と平行な、全体に平坦な棚部(31、131)にして、ハウジング(21)と熱的に接触する伝熱層(43、143)からなる複数の層を含む棚部(31、131)と、
伝熱層(43、143)と全体に平行な印刷回路基板(41)と、
印刷回路基板(41)上に配置された複数の発光ダイオード(44、144)にして、印刷回路基板(41)によって電動され得、伝熱層(43、143)または印刷回路基板(41)によって消散される熱を発生し得、印刷回路基板(41)から離れる方向に拡散する光を発生し得る発光ダイオード(44、144)と、
焦点を有する凹型リフレクター(13)にして、ハウジング(21)、棚部(31、131)、発光ダイオード(44、144)を受けるための孔を頂部に有する凹型リフレクターと、
を含むリヤコンビネーションランプが提供される。
ハウジング(21)、棚部(31、131)、発光ダイオード(44、144)が凹型リフレクター(13)の孔に完全に挿通されると、発光ダイオード(44、144)は凹型リフレクター(13)のの焦点位置に位置付けられ、複数の発光ダイオード(44、144)から放出される光(12)が印刷回路基板(41)から離れる方向に拡散し、凹型リフレクター(13)で反射されてこの凹型リフレクターから離れるコリメートビーム(14)を形成し、次いで、ハウジング(21)の長手方向軸とほぼ平行方向においてランプ(10)を出る。
複数の発光ダイオード(44、144)からの拡散光(12)を受け、受けた拡散光をビーム放出方向においてコリメートビーム(14)として反射する凹型リフレクター(13)と、
発光ダイオード(44、144)を機械的に支持し且つ電動させ、発光ダイオード(44、144)からの熱を除去するための、その大部分が平坦である構造部(31、131)にして、印刷回路基板(41)、印刷回路基板(41)と平行で且つ隣り合って配置された伝熱層(43、143)、からなる構造部と、
構造部(31、131)を機械的に支持するためのハウジング(21)にして、伝熱層(43、143)と熱的に接触するハウジングと、
を含むリヤコンビネーションランプが提供される。
前記大部分が平坦である構造部(31、131)が、交換自在のモジュールとして凹型リフレクター(13)内の孔を通してビーム放出方向において挿通自在であり、凹型リフレクター(13)内の孔を通して完全に挿通されると、複数の発光ダイオード(44、144)が凹型リフレクター(13)の焦点位置に位置付けられ、また、前記大部分が平坦である構造部(31、131)が凹型リフレクター(13)内の孔に完全に挿通されるとハウジング(21)の大部分が凹型リフレクター(13)の外側に残される。
本発明はそうした欠点を解消し、以下のような利益の1つ以上を提供し得るものである。
先ず、LEDモジュールは完全に一体化され、かくしてコンポーネント数が少なくしかもモジュールの組み立てが容易である。更には、LEDとエレクトロニクスとが同じ回路基盤上にあるので相互連結部分を追加する必要がない。
第2に、LEDモジュールは上位互換性を有し、最新のリヤコンビネーションランプハウジングのそれに合う、または容易に適合させ得る光学的及び機械的特性を持っている。この場合、ソケットはヒートシンクとして使用される。ヒートシンクを追加する必要がある時は、印刷回路基板の背後に熱用ピンまたは熱用フィンを追加する。
第3には、LEDモジュールの損失が少ないのでLEDモジュールがより明るくなり及び又はLEDモジュールの動作上必要な電力量が減少する。光パイプまたは追加の光学的構造は無用である。
リヤコンビネーションランプ用の後方装着型のLEDモジュールが開示される。1枚の印刷回路基板上に1つ以上のLEDが実装される。印刷回路基板は各LEDを小面付きの放物面型リフレクターの焦点位置に機械的に保持する。LEDから放射される光はリフレクターによってコリメートされ、反射されたコリメート光はリヤコンビネーションランプ内を全体に長手方向に配向されて視認者に向かう。
LEDモジュールそれ自体は全体に長手方向に配向され、リフレクターの頂部位置の穴を通して長手方向からリフレクター内に挿通自在である。印刷回路基板、印刷回路基板に隣り合う随意的な熱パッド、随意的な熱パッドに隣り合う伝熱層、は全て相互に全体的に平行であり且つ随意的には全てが同じフットプリントを有し得る。印刷回路基板、印刷回路基板に隣り合う随意的な熱パッド、随意的な熱パッドに隣り合う伝熱層、は、その全体が、平坦な棚部を形成し得る。
他の実施例において、平坦な棚部は全体に水平方向に且つ長手方向に配向され得る。印刷回路基板上に実装したLEDは棚部と全体に直交する方向に光を放射し得る。LEDからの拡散光はランプの上部及び又は底部の各縁部に向けて垂直方向に拡散され得る。こうした実施例において、ランプはLEDからの垂直方向に拡散する光を偏向させる1つ以上の中間リフレクターを含み得る。1つ以上の中間リフレクターによって反射された光はコリメート用のリフレクターに向けて全体に水平方向に拡散する。コリメート用のリフレクターは、反射光がランプの前方縁部に向けて長手方向に拡散するように軸外動作して光軸を約90°折曲させる。
印刷回路基板は1本以上のコネクタピンを含む。これらのピンは、印刷回路基板の端部から全体に離れるように印刷回路基板と平行に伸延し、印刷回路基板への電力及び又は印刷回路基板に対する及び又は印刷回路基板からの監視を提供する。コネクタピンはピンに取り付けたプラスチック製のコネクタを含み得る。
リフレクターは、LEDを放物面の焦点位置またはその近辺に位置付けた半放物面型のものであり得る。LED数が2つ以上の場合は、各LEDからの光はフィクスチャ内のリフレクターによってコリメートされ得るが、2つのLEDからの光は、LEDの横方向間隔を放物面型リフレクターの焦点長で除算して得られる若干異なる角度で放射され得る。一般に、フィクスチャからの放出パターンは放出光の2次元角分布を決定し得る特定の法律要件に合致されるべきである。
フィクスチャ内のリフレクターは、フィクスチャを出る光が所定の特定角度条件を満たすように小面付きのものとし得る。リフレクターのそうした小面は既知のものであり、以下に詳しく説明する。
シミュレーションを行ない、試作品を製造し、出力(またはルーメンでの光束)測定を実施した結果はシミュレーションに一致するものであった。
ある実施例では、モジュール及び又はソケットの各パーツはヒートシンクとして作用し得る。モジュール及びソケットは、何れかまたは両方を共にアルミニュームまたはその他の、フィクスチャの放熱上好適な伝熱材から製造し得る。
以上で発明の要約を終え、次にリヤコンビネーションランプの光路と、光学的コンポーネントの機械的構成を詳しく説明する。
図2に略示する光路の場合、LEDモジュール11A内のLEDは、図2に略示するシステムに関してその1つのみが示されるが、実際はそれ以上のLEDを設け得る。この構成は、図2に略示するシステムの説明後に説明される。
拡散ビーム12は凹型リフレクター13Aに当たり、この凹型リフレクターが拡散ビームの光軸を揃えてコリメートビーム14とした上で、このコリメートビームをリヤコンビネーションランプ10の前方に向けて長手方向に反射させる。
対照的に、LEDを光源として使用する放物面型リフレクターでは、全360°方位の完全放物面を使わなくても光源からの全放射光を捕獲できる。LEDの放射光の入る切頭円錐の立体角は白熱球のそれと比較して小さいので、放物面の一部を使用するだけでリフレクター位置で全空間範囲のビームを充分に捕獲できる。その結果、リフレクター13Aは半放物面のような放物面部分またはその他の好適な放物面部分とすることができる。半放物面は完全な放物面をその頂部と焦点を貫いて伸延する平面で二分することで可視化され得る。随意的には、そうした放物面部分は光源からの拡散光を捕獲するに十分作用し、完全な放物線におけるよりも容積や材料が少なくて済む。
コリメートビーム14は文献上では一般に“平行光束”と称される。上述した各用語には互換性があり、本件出願において使用されるように同義のものであり得る。
コリメートビーム14は、“透明カバー”または“レンズカバー”15を通過した後、平行を維持したビーム16のまま自動車の後部位置のリヤコンビネーションランプ10を出て視認者に向かう。レンズカバー15は透過光から1つ以上の波長または波長帯をフィルタリングする如き光学的分光効果を有し得るが、代表的には、ディフューザーがそうするようにはビームを散乱させない。
LEDモジュール11A、凹型リフレクター13A、レンズカバー15は全て、ハウジング20によって機械的に保持され得る。そうしたハウジング20は安価に製造され得るのが望ましく、また、リフレクター13の表面輪郭を含むように成型または打ち抜き加工され得る。
以下に、リヤコンビネーションランプ10の機械的様相を光路に沿って更に詳しく説明する。
例えば、リヤコンビネーションランプの発光出力を、単独のLEDにおいて可能なまたは好都合なそれよりもずっと高くする必要があり得る。そうしたマルチ型のLEDは図3に略示される。
図2のリヤコンビネーションランプ10と比較した場合に異なる唯一のコンポーネントは、3つのLEDを含むマルチ型LEDモジュール11Bである。この略図では全てのLEDは代表的な製造、組み立て、及び又は整合上の許容誤差範囲内に於いて、ほぼ同じ方向に発光する。他の実施例では1つ以上のLEDが異なる方向に向けられる。
各LEDは光学的観点からは可能な限り接近させた方が望ましいが、熱的観点上は各LEDの発する熱を有効に消散させ得るよう、できるだけ離した方が望ましい。実際上は各LEDは数ミリまで、またはそれ以上の距離において印刷回路基板上で離間され得る。以下に、リヤコンビネーションランプ10の熱的様相を光路に沿って更に詳しく説明する。
この点は、白熱球の出力に対するランプ出力の角条件やその展開範囲を調べればよく分かる。旧式のリフレクターフィクスチャからの放出光には重畳する2つの光部分、即ち、(1)電球を出て透明カバーを貫いて直接外に出る光部分と、(2)電球を出て放物面型リフレクターで反射してから外に出る光部分と、が含まれる。光部分(1)は拡散され、光部分(2)は全体的にコリメート化される。自動車から離れた空間で組み合わさるこれら2つの光部分は、視認者の視軸が光部分(2)からのコリメートビームの範囲内にあるときは輝度に関する角依存性が大きいが、この角依存性は、光部分(1)の角依存性が比較的小さいことにより低減される。その結果、光出力の代表的なカットオフ角は垂直方向に約±10°及び水平方向に約±20°において展開され、ランプからの光は視認者の視軸がこのカットオフ角の“範囲”では充分に見えるが、このカットオフ角よりも外側では必ずしも見えなくとも良い。
図4において、図2に略示されるリヤコンビネーションランプ10と比較した場合の唯一の相違点は、簡単な放物面型リフレクター13Aが小面付きの放物面型リフレクター13Bに変えられている点である。一般に、小面付きリフレクターは業界に既知のものであって、1972年あるいはそれ以前にも溯る特許文献に開示されている。そうした既知の小面付きリフレクターの内の3つを以下に要約するが、これら以外の好適な小面付きリフレクターデザインを使用しても良い。図4の小面付きリフレクターの場合、各小面19A、19B、19C、19D、19Eが、ランプからの全出力が各小面の角範囲と全体に同じである状態下において光を全体に同じ所定角範囲において配向する。別の実施例では、各小面は、ランプからの全出力が全ての小面からの角度寄与を含む状態下において光を個別の所定角範囲において配向する。
ここに引用することによってその全てを本明細書に含むものとする“Reflector for vehicular headlamp”と題する、1995年4月11日付で発行された同第5,406,464号には、既知の小面付きリフレクターの第3設計例が示される。この米国特許には、いくつかの反射領域を有するリフレクターが開示され、各反射領域がいくつかのセグメントを含み、各セグメントは、基準湾曲面(双曲放物面、楕円放物面、または回転放物面)を有し、局部的に焦点距離の異なる回転放物参照面上に展開される。
図5及び図6には、リヤコンビネーションランプ10の機械的配置の組み立て状態での略斜視図及び略分解斜視図が夫々示される。
LEDモジュール11Cは、従来の白熱ランプのそれと同じ様式下にランプの後方から長手方向に挿通される。LEDからの光は印刷回路基板の棚表面と全体に直交する水平方向においてLEDモジュール11Cから横方向に放射される。ハウジング20の内面13は、光をコリメートし且つランプの透明カバーを貫いて長手方向に光を配向する小面付きの凹型リフレクター(図5及び図6には示されない)とされている。リフレクターの各小面19は、反射されるコリメート光を、ランプからの放射光に関する所定の角度条件を満たすべく角偏倚させる。
リヤコンビネーションランプ10は、図示されない透明カバーをその前面にも有し得る。そうした透明カバーは随意的には、各要素からその他のコンポーネントを保護するための1つ以上のシール機能構造部を含み得る。
棚部31は1つ以上の層を含み得、各層は全体に平行で且つ随意的には、棚部31上で同一のフットプリント(または横方向長さ)を有し得る。棚部31の構造は以下に詳細に説明され且つ図示される。棚部31の、図5及び図6に示す層の1つは印刷回路基板41である。ある実施例において、印刷回路基板41は、金属コア形式の印刷回路基板、または絶縁層を上部に配したアルミニュームプレート上に載置した印刷回路層のような伝熱性のものであり得る。
印刷回路基板41は各LED44A、44B、44Cに電力をも供給する。電力は図示されないコネクターを介し、ヒートシンクの穴23を通して自動車の電気系統から印刷回路基板41に送られる。随意的には、印刷回路基板41はLED電流、温度、負荷、または任意のその他の好適な数量に関する監視を提供し得る。
ランプは、1つ以上の保持用リング、ガスケット、またはシール用リング51及び52を含み得、また、直角アダプター53をも含み得る。各リングは印刷回路基板及びLEDを各要素から保護し、また随意的には、LEDモジュール11Cを完全に挿入したときに各LEDを確実に正しい位置に位置付けるように間隔を形成する及び又は位置付ける機能構造部を提供し得る。ある実施例では、LEDモジュール11Cを部分的にのみ挿入させてハウジングを固定する。
この特定のLEDモジュール11Cは、製造、組み立て及び整列上の代表的な許容誤差範囲内に於いて、印刷回路基板41がほぼ垂直方向に配向されるようにしてハウジング20に装着される。ソケット及び凹型リフレクターの各直角機能構造部が、凹型リフレクターへのLEDの整列を保証し得る。この配向状態下ではLED44A、44B、44Cからの放射光は水平に放射され且つ中間光コンポーネント無しで放物面型リフレクターに向けて直接拡散する。
印刷回路基板41は、LED44A、44B、44Cを駆動する電気回路を含み、印刷回路基板に一般的に適用される技術を使用する既知の様式下に形成され得る。LEDドライバ回路の設計形状は、例えば、“Driver circuit for LED vehicle lamp”と題する米国特許第7,042,165号におけるもののごときであるが、任意の好適なLEDドライバ回路を使用しても良い。
図5では3つのLEDを示すが、3つより多いあるいは少ないLEDを使用できる。例えば、1、2、3、4、5、8、あるいはそれ以上の数のLEDを使用できる。一般に、印刷回路基板上のLEDの配置は、LEDを可能な限り接近したグループとさせがちな光学性能の最適化と、LEDをできるだけ遠くに離しがちな熱消散の最適化との妥協に基づいて決定する。
印刷回路基板41への出入の各電気的接続は1つ以上の電気的コネクターを介して行なう。そうした各コネクターは、印刷回路基板に素早く係脱させるのに好都合であるようなものである。コネクターは、何れもここに引用することによってその全てを本明細書に含むものとする、“LED bulb”と題する同第7,110,656号及び“Light emitting diode bulb connector including tension receiver”と題する同第7,075,224号に開示されるようなものであり、前者では相補形状を持つ、LEDベースのライティングモジュール用のソケット及び電気的コネクター機械構造が開示され、後者では別の同構造が開示される。あるいは、任意の好適なコネクターを使用できる。
図5及び図6に示すLEDモジュール11Cと比較した場合、LEDモジュール11Dの最も大きな相違は、印刷回路基板41上で各LED44A及び44Bに隣り合う位置に2つの中間リフレクター45A及び45Bを設けている点にある。
任意の中間リフレクター45A及び45Bまたはその全ては、平坦であり、あるいは1次元または2次元において湾曲され得る。例えば、図7及び図8に示す中間リフレクター45A及び45Bの中央部分の断面は、自動車の後方と平行方向には湾曲するがしかし長手方向の断面は湾曲されない。
湾曲された中間リフレクターの湾曲は、随意的には、放物面型リフレクターの形状を設計する際に考慮され得る。従って、放物面型リフレクターの本来の形状は、放出光を完全にコリメートする放物面のそれとは若干異なり得る。この特徴は光学デザイン的には既知のものであり、当該分野ではマルチミラー型望遠鏡の設計等において長年使用されてきている。シングルミラー型望遠鏡は、放物面対物鏡で十分な作用が得られる。非対物鏡が多少の湾曲を含むマルチミラー型望遠鏡の場合、対物鏡の湾曲または表面プロファイルは、非対物鏡の湾曲を収受する設計段階において調整され得る。従って、リヤコンビネーションランプにおけるリフレクターは、放物面型の断面を有する“放物面型”のもの、または、中間リフレクターの湾曲を収受する設計段階で完全な形状から変更されてはいても放物面型であると称され得る。
棚部31を構成する3つの層は、弾発的嵌合、接着剤、ねじ止め、または任意のその他の好適な方法を含む多様な方法で相対取り付けされ得る。
ある実施例では伝熱層43はヒートシンク21Bとは別個に作製したものをヒートシンクに取り付ける。この実施例では伝熱層43とヒートシンクとは、アルミニュームのような伝熱材から作製し得、または異なる伝熱材から作製し得る。これら2つの部材を別個に製造することで、棚部31の各層へのアクセス性がずっと容易化されることから、棚部31の組み立てが簡易化され得る利益が見込まれる。
ヒートシンクまたはハウジング21Bでは、図5及び図6の設計例におけるヒートシンク21Aが有していたフィン24を省略し得る。ある実施例では、ハウジング全体を伝熱材から作製し得、他の実施ではハウジングの一部を伝熱性の比較的小さい、例えばプラスチックから作製し得る。プラスチック部分は、ユーザーが握る部分または熱に弱い要素に接触する部分等の、高温になるのが望ましくない部分で使用するために望ましいものである。
LEDモジュール11Dをハウジングに組み込んだ場合に各要素に対するシールを提供するシールガスケット54も設けられる。
図5及び図6に示す設計例では、各LED44は印刷回路基板41上で、代表的にはこの印刷回路基板41の周囲部分から離して取り付けられ、印刷回路基板41と全体に直交する方向に発光する。発光を印刷回路基板41と平行方向に拡散させることが望ましい場合があるが、そうした拡散は各LED44に近い位置に中間リフレクター45を設置し、発光を図7及び図8に示すように再配向させることで実現され得る。図9には別の構成を示す。
ヒートシンク21C及び矩形のアダプター25Cは、先に説明したヒートシンク及びアダプターと類似の設計形状及び機能を有するものである。
図5〜図9の構造では、印刷回路基板41は全体に低伝熱性のものである。棚部31では、印刷回路基板41と平行で且つ熱的に接触する伝熱層を使用してLED44の発生する熱を消散させる。図10には熱消散用の他の方法が例示される。
3つのLED44A、44B、44C、コネクター46、ヒートシンク21D、アダプター25Dの各機能は先に説明した類似要素のそれと同様のものであり得る。
図5〜図10に示す設計例のものでは、棚部31は全体に平坦であり、LED44と、随意的な中間リフレクター45とが、棚部31の全体平面の外側に長く伸延される。図11及び図12には棚部131の他の構造例を示す。
更に、伝熱層143は熱パッド42と、印刷回路基板41との周囲に沿って延びる随意的なリップを含み得る。リップは、熱パッド42と印刷回路基板とが伝熱層143の“トレー”内に載置されるようなトレー様構造を形成し得る。本明細書の目的上、伝熱層143のリップは、伝熱層143が別の層に対して平行且つ隣り合わされ、この別の層とフットプリントが同じである場合は無視して良い。
ヒートシンク21E、アダプター25E、印刷回路基板41、熱パッド42、LED44A、44B、44C、44D、コネクター46、シールガスケット54、の各機能は先に説明した各要素の其れと類似のものであり得る。
以上、本発明を実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解されたい。
3 ヘッドランプ
4 フォグランプ
5 ヘッドランプクリーニングシステム
6 サイドマーカー
7 センターハイマウントストップランプ
8 ナンバープレートランプ
9、10 リヤコンビネーションランプ
11A、11B、11C、11D、11F、11G LEDモジュール
12 拡散ビーム
13A 凹型リフレクター
14 コリメートビーム
15 レンズカバー
17 入射光軸
18 反射光軸
19A、19B、19C、19D、19E 小面
20 ハウジング
21B ハウジング
21A、21B ヒートシンク
24 フィン
25B アダプター
31 棚部
41 印刷回路基板
42 熱パッド
43 伝熱層
44A、44B、44C LED
45A、45B 中間リフレクター
46 導体
54 シールガスケット
144A、144B、144C、144D LED
Claims (17)
- 自動車用のリヤコンビネーションランプ(10)であって、
長手方向軸を有するハウジング(21)と、
該ハウジング(21)に対して長手方向に隣り合い且つ全体にハウジング(21)の長手方向軸と平行な、全体に平坦な棚部(31、131)にして、ハウジング(21)と熱的に接触する伝熱層(43、143)からなる複数の層を含む棚部(31、131)と、
伝熱層(43、143)と全体に平行な印刷回路基板(41)と、
印刷回路基板(41)上に配置された複数の発光ダイオード(44、144)にして、印刷回路基板(41)によって電動され得、伝熱層(43、143)または印刷回路基板(41)によって消散される熱を発生し得、印刷回路基板(41)から離れる方向に拡散する光を発生し得る発光ダイオード(44、144)と、
焦点を有する凹型リフレクター(13)にして、ハウジング(21)、棚部(31、131)、発光ダイオード(44、144)を受けるための孔を頂部に有する凹型リフレクターと、
を含み、
ハウジング(21)、棚部(31、131)、発光ダイオード(44、144)が凹型リフレクター(13)の孔に完全に挿通されると、発光ダイオード(44、144)は凹型リフレクター(13)の焦点位置に位置付けられ、複数の発光ダイオード(44、144)から放出される光(12)が印刷回路基板(41)から離れる方向に拡散し、
凹型リフレクター(13)で反射されてこの凹型リフレクターから離れるコリメートビーム(14)を形成し、次いで、ハウジング(21)の長手方向軸とほぼ平行方向においてランプ(10)を出るようにしたリヤコンビネーションランプ。 - 複数の層が、伝熱層(43、143)と印刷回路基板(41)との間に配置した熱パッドにして、伝熱層(43、143)と印刷回路基板(41)とを確実に熱的に接触させる熱パッド(42)を更に含む請求項1のリヤコンビネーションランプ。
- 印刷回路基板(41)から離れる方向に拡散する光が、印刷回路基板(41)の平面と本来直交する方向に拡散する請求項1のリヤコンビネーションランプ。
- 印刷回路基板(41)から離れる方向に拡散する光が、印刷回路基板(41)の平面と本来平行な方向に拡散する請求項1のリヤコンビネーションランプ。
- 凹型リフレクター(13)が放物面の不完全部分である請求項1のリヤコンビネーションランプ。
- コリメートビーム(14)を移行させるための、リヤコンビネーションランプ(10)の出口面に設けた透明カバー(15)を更に含む請求項1のリヤコンビネーションランプ。
- 自動車用のリヤコンビネーションランプ(10)であって、
複数の発光ダイオード(44、144)からの拡散光(12)を受け、受けた拡散光をビーム放出方向においてコリメートビーム(14)として反射する凹型リフレクター(13)と、
発光ダイオード(44、144)を機械的に支持し且つ電動させ、発光ダイオード(44、144)からの熱を除去するための、その大部分が平坦である構造部(31、131)にして、印刷回路基板(41)、印刷回路基板(41)と平行で且つ隣り合って配置された伝熱層(43、143)、からなる構造部と、
構造部(31、131)を機械的に支持するためのハウジング(21)にして、伝熱層(43、143)と熱的に接触するハウジングと、
を含み、
前記大部分が平坦である構造部(31、131)が、交換自在のモジュールとして凹型リフレクター(13)内の孔を通してビーム放出方向において挿通自在であり、
凹型リフレクター(13)内の孔を通して完全に挿通されると、複数の発光ダイオード(44、144)が凹型リフレクター(13)の焦点位置に位置付けられ、
前記大部分が平坦である構造部(31、131)が凹型リフレクター(13)内の孔に完全に挿通されるとハウジング(21)の大部分が凹型リフレクター(13)の外側に残される自動車用のリヤコンビネーションランプ。 - 凹型リフレクター(13)が、複数の発光ダイオード(44、144)からの拡散光を直接受ける請求項7の自動車用のリヤコンビネーションランプ。
- 凹型リフレクター(13)が、複数の発光ダイオード(44、144)と凹型リフレクター(13)との間の中間リフレクターから拡散光(12)を受ける請求項7の自動車用のリヤコンビネーションランプ。
- 中間リフレクターが、印刷回路基板(41)に取り付けた少なくとも1つの中間リフレクター(45)によって構成される請求項9の自動車用のリヤコンビネーションランプ。
- 伝熱層(43、143)がハウジング(21)と一体製造される請求項7の自動車用のリヤコンビネーションランプ。
- 伝熱層(43、143)がハウジング(21)に取り付けられる請求項7の自動車用のリヤコンビネーションランプ。
- 大部分が平坦である構造部(31、131)が、印刷回路基板(41)と電熱層(43、143)との間に配置した熱パッド(42)にして、印刷回路基板(41)電熱層(43、143)とを確実に熱的に接触させるための熱パッドを更に含む請求項7の自動車用のリヤコンビネーションランプ。
- 凹型リフレクター(13)が、放物面の不完全部分を構成する請求項7の自動車用のリヤコンビネーションランプ。
- 凹型リフレクター(13)が、コリメートビーム(14)を角偏倚させるための複数の小面(19)を含み、
全ての小面(19)による角偏倚が集積されることで、ビームの出口方向に関する2次元での所定の角配分が形成される請求項7の自動車用のリヤコンビネーションランプ。 - 印刷回路基板(41)上に配置した電気的コネクター(46)を更に含み、
電気的コネクター(46)が、ハウジング(21)の孔を通るビーム出口方向とは全体に逆平行に伸延する複数のピンを含む請求項7の自動車用のリヤコンビネーションランプ。 - 伝熱層(43、143)と印刷回路基板(41)本来同じ矩形のフットプリントを有する請求項7の自動車用のリヤコンビネーションランプ。
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