JP2011198498A - Led unit and headlamp unit using the same - Google Patents

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Yoshiharu Tanaka
義治 田中
Akihiro Misawa
明弘 三沢
Hisanori Tanaka
恒典 田中
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an LED unit in which mounting precision between an LED and an optical part is improved while securing heat radiation of the LED, and to provide a headlamp for vehicle using the same.SOLUTION: The LED unit (1, 5) having an LED (23) as a light source is provided with: a light source (2) consisting of the LED (23) and a holder (21) surrounding and holding the LED ; a heat radiation part (4) which projects so as to be connected thermally to the rear face of the LED (23) and has a light source pedestal (41) to position the light source (2); and an optical part (3, 6) which is positioned to the heat radiation part (4) by a fixing part (32, 62). The optical part (3, 6) has projected parts (31, 61) to project toward the light source, and the holder has a mounting part (22) to the outside face of which the projection parts (31, 61) are fixed, and by mutual connection of these, the light source (2) and the optical part (3, 6) are positioned.

Description

本発明は、光源としてＬＥＤを用いた照明装置、及びこれを用いた車両用前照灯に関する。   The present invention relates to an illumination device using an LED as a light source, and a vehicle headlamp using the same.

現在、光源としてＬＥＤを用いた車両用前照灯が提案されている。ＬＥＤを用いる場合、所定の配光形状を形成するためのリフレクタ、シェード、レンズなどの光学部に加え、ＬＥＤの放熱性を確保するための放熱部を設ける必要があり、これら部材とＬＥＤとの位置決め精度が問題となる。   Currently, vehicle headlamps using LEDs as light sources have been proposed. When using an LED, it is necessary to provide a heat-dissipating part for ensuring heat dissipation of the LED in addition to an optical part such as a reflector, a shade, and a lens for forming a predetermined light distribution shape. Positioning accuracy becomes a problem.

これに関連した技術として、特許文献１には、放熱部と光学部との取付精度を高めるべく、ダイカスト成形されたユニット支持部材（放熱部に相当）における、成形精度が高い前端面に光学部を取り付ける点、が記載されている。   As a technique related to this, Patent Document 1 discloses that an optical part is formed on the front end surface of the die support unit (corresponding to the heat radiating part), which has a high molding precision, in order to increase the mounting accuracy between the heat radiating part and the optical part. The point of attaching is described.

特許第４１８１９７９号Japanese Patent No. 4181979

上記従来技術によれば放熱部と光学部との間の取付精度は良好となるものの、光源であるＬＥＤは成形精度が低い面に取り付けられることとなる。
光学部は、点光源であるＬＥＤからの放射光を光学制御するため、その焦点をＬＥＤに精度よく合わせる必要がある。しかし上記によればＬＥＤの位置精度がばらついてしまうため、配光制御できる光の割合（光量）がばらつき、光学的な損失も生じてしまう。
また放熱部のＬＥＤ取付面の成形精度が低いため、放熱部の取付面の表面とＬＥＤとの間に微小な空間（隙間）が形成されやすく、ＬＥＤから放熱部への伝熱効率が低下し、灯具全体としての放熱性までもが低下してしまう。 According to the above prior art, although the mounting accuracy between the heat radiating unit and the optical unit is good, the LED as the light source is mounted on a surface with low molding accuracy.
Since the optical unit optically controls the emitted light from the LED that is a point light source, it is necessary to accurately focus the LED on the LED. However, according to the above, since the positional accuracy of the LED varies, the ratio (light quantity) of light that can be controlled for light distribution varies, and optical loss also occurs.
Moreover, since the molding accuracy of the LED mounting surface of the heat radiating portion is low, a small space (gap) is easily formed between the surface of the mounting surface of the heat radiating portion and the LED, and the heat transfer efficiency from the LED to the heat radiating portion decreases, Even the heat dissipation of the entire lamp will be reduced.

そこで本発明では、ＬＥＤの放熱性を確保しつつ、ＬＥＤと光学部との間の取付制度を向上させたＬＥＤユニット、及びこれを用いた車両用の前照灯ユニットについて提供する。   Therefore, the present invention provides an LED unit that improves the mounting system between the LED and the optical unit while ensuring the heat dissipation of the LED, and a vehicle headlamp unit using the LED unit.

前記目的を達成するため、本発明のＬＥＤユニットは、次の特徴を有する。   In order to achieve the above object, the LED unit of the present invention has the following characteristics.

第１の発明のＬＥＤユニットでは、
ＬＥＤ（２３）を光源とするＬＥＤユニット（１・５）であって、
前記ＬＥＤ（２３）と、この周囲を取り囲み保持するホルダ（２１）と、からなる光源（２）と、
前記ＬＥＤ（２３）の裏面と熱的に接続されるよう突出し、前記光源（２）が位置決めされる光源台座（４１）を備える放熱部（４）と、
固定部（３２・６２）によって前記放熱部（４）に位置決めされる光学部（３・６）と、を備え、
前記光学部（３・６）は前記光源に向かって突出する凸部（３１・６１）を有し、前記ホルダはその外側面に該凸部（３１・６１）が固定される取付部（２２）を有し、これらが互いに接続することで、前記光源（２）と前記光学部（３・６）とが位置決めされる、ことを特徴とする。 In the LED unit of the first invention,
An LED unit (1 · 5) having an LED (23) as a light source,
A light source (2) comprising the LED (23) and a holder (21) surrounding and holding the LED;
A heat dissipating part (4) provided with a light source base (41) protruding so as to be thermally connected to the back surface of the LED (23) and positioning the light source (2);
An optical part (3.6) positioned on the heat radiating part (4) by a fixing part (32, 62),
The optical part (3, 6) has a convex part (31, 61) protruding toward the light source, and the holder has a mounting part (22, 22) on which the convex part (31, 61) is fixed. ), And the light source (2) and the optical unit (3, 6) are positioned by being connected to each other.

第２の発明ではさらに、
前記放熱部（４）はダイカスト成形により形成され、
前記放熱部（４）における前記光源台座（４１）と対向する部位に、凹部（４３）が形成されている、ことを特徴とする。 In the second invention,
The heat dissipating part (4) is formed by die casting,
A concave portion (43) is formed in a portion of the heat radiating portion (4) facing the light source base (41).

第３の発明ではさらに、
前記光源（２）と前記光学部（３・６）とをそれぞれ２つ有し、
前記放熱部（４）の両面に前記光源台座（４１）が設けられ、かつ前記光学部の固定部（３２・６２）が、前記放熱部（４）に対し一体に取り付けられることで、互いのＬＥＤユニット（１・５）の放熱部（４）が共通化されている、ことを特徴とする。 In the third invention,
Two each of the light source (2) and the optical part (3, 6),
The light source pedestal (41) is provided on both surfaces of the heat radiating part (4), and the fixing parts (32, 62) of the optical part are integrally attached to the heat radiating part (4). The heat radiation part (4) of LED unit (1 * 5) is made common, It is characterized by the above-mentioned.

第４の発明ではさらに、
前記光源台座（４１）は、車両の上下方向にそれぞれ突出し、
前記光源台座（４１）と対向する部位に凹部（４３）が形成されている、ことを特徴とするＬＥＤユニット（９）を、前照灯ユニット（９）に用いたことを特徴とする。 In the fourth invention,
The light source base (41) protrudes in the vertical direction of the vehicle,
The LED unit (9), characterized in that a recess (43) is formed in a portion facing the light source base (41), is used for the headlamp unit (9).

第５の発明ではさらに、
前記光学部（３・６）の一方は、対応する光源（２ａ）の光軸上に設けられ、且つ該光源（２ａ）を覆うように配置されたリフレクタ（３）であり、
前記リフレクタ（３）は、前記光源（２ａ）に焦点を有する反射面と、該反射面の両側部に設けられる前記固定部（３２）の間を連結し、前記反射面との間に前記光源（２）が配置されるよう設けられるブリッジ（３３）と、が一体に成形されており、
前記凸部（３１）は、前記ブリッジ（３３）に設けられている
ことを特徴とする。 In the fifth invention,
One of the optical parts (3, 6) is a reflector (3) provided on the optical axis of the corresponding light source (2a) and arranged to cover the light source (2a),
The reflector (3) connects between a reflection surface having a focus on the light source (2a) and the fixing portions (32) provided on both sides of the reflection surface, and the light source between the reflection surface. (2) is formed integrally with the bridge (33) provided to be disposed,
The convex portion (31) is provided on the bridge (33).

第６の発明ではさらに、
前記光学部（３・６）の他方は、前記放熱部（４）の上面側に取り付けられた光源（２ｂ）の放射光を、その端部にて遮光し、カットオフラインを形成するシェード（６）であり、
前記シェード（６）は、
該端部を挟んで配置される前記固定部（６２）と、該端部と対向する端面に形成された前記凸部（６１）とが、一体に成形されており、
前記光源（２ｂ）と前記端部とにそれぞれ焦点を有するリフレクタ（７）と、前記端部に焦点を有するレンズ（８）と、をさらに備えることで、プロジェクタ光学系を構成する、ことを特徴とする。 In the sixth invention,
The other of the optical parts (3, 6) is a shade (6) that shields the emitted light of the light source (2b) attached to the upper surface side of the heat radiating part (4) at its end part to form a cut-off line. ) And
The shade (6)
The fixed part (62) disposed across the end part and the convex part (61) formed on the end surface facing the end part are integrally formed,
A projector optical system is configured by further including a reflector (7) having a focal point at each of the light source (2b) and the end portion, and a lens (8) having a focal point at the end portion. And

以上の構成によれば、放熱部から突出する光源台座によりＬＥＤの伝熱効率・放熱性を確保することができる。また光学部と光源との間の位置決めを簡単な構成で行うこともでき、光源、光学部、放熱部の間の位置決めを精度良く行うことができる。
さらにこのような構成とすることで、放熱部の上下両面に設けられたユニットの光軸を揃える事が容易となり、前照灯として有用なＬＥＤユニットを形成することができる。 According to the above structure, the heat transfer efficiency and heat dissipation of LED can be ensured by the light source base which protrudes from a thermal radiation part. In addition, positioning between the optical unit and the light source can be performed with a simple configuration, and positioning between the light source, the optical unit, and the heat radiating unit can be performed with high accuracy.
Furthermore, by setting it as such a structure, it becomes easy to align the optical axis of the unit provided in the upper and lower surfaces of a thermal radiation part, and a LED unit useful as a headlamp can be formed.

第１実施例のＬＥＤユニットにおける分解斜視図The disassembled perspective view in the LED unit of 1st Example 第２実施例の車両用前照灯における上側ＬＥＤユニットの分解斜視図The disassembled perspective view of the upper side LED unit in the vehicle headlamp of 2nd Example 第２実施例の車両用前照灯における取付構造の模式図Schematic diagram of the mounting structure in the vehicle headlamp of the second embodiment 第２実施例の車両用前照灯における断面図Sectional drawing in the vehicle headlamp of 2nd Example

以下、図面を用いて本願発明の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１に本発明の第１実施例のＬＥＤユニット１を示す。まず始めに本発明の各部の取付構造について説明する。   FIG. 1 shows an LED unit 1 according to a first embodiment of the present invention. First, the mounting structure of each part of the present invention will be described.

光源２ａにはＬＥＤ（発光素子）２３ａが用いられ、ＬＥＤ２３ａの周囲を取囲むよう開口を有する額縁状に形成されたホルダ２１ａによって保持される。放熱部４には、ホルダ２１ａの開口に嵌め込まれ、ＬＥＤ２３ａの裏面に当接するよう構成された光源台座４１ａが設けられ、該形状により光源２と放熱部４との位置決めを行う。   An LED (light emitting element) 23a is used as the light source 2a, and is held by a holder 21a formed in a frame shape having an opening so as to surround the periphery of the LED 23a. The heat radiating part 4 is provided with a light source base 41a that is fitted into the opening of the holder 21a and is configured to come into contact with the back surface of the LED 23a, and the light source 2 and the heat radiating part 4 are positioned by the shape.

放熱部４の両端には、光学部であるリフレクタ３が取り付けられる固定部４２が形成されており、リフレクタ３に設けられた固定部３２がネジ止めされ、放熱部４とリフレクタ３との位置決めを行う。   Fixing portions 42 to which the reflector 3 as an optical portion is attached are formed at both ends of the heat radiating portion 4, and the fixing portion 32 provided on the reflector 3 is screwed to position the heat radiating portion 4 and the reflector 3. Do.

リフレクタ３の２つの固定部３２を連結するよう構成されたブリッジ３３には、光源２ａ側に向かい突出する凸部３１が設けられており、ホルダ２１ａの側面に形成された凹状の取付部２２ａに挿入することで、光源２とリフレクタ３との間の位置決めを行う。   The bridge 33 configured to connect the two fixing portions 32 of the reflector 3 is provided with a convex portion 31 projecting toward the light source 2a side, and a concave mounting portion 22a formed on the side surface of the holder 21a. By inserting, positioning between the light source 2 and the reflector 3 is performed.

上記構成により、光源２ａ、リフレクタ３、放熱部４、のそれぞれの間の位置決めを、簡易な構成で精度良く行うことができる。また放熱部４の光源台座４１ａがＬＥＤ２３ａに直接面接触することで、良好な放熱性が得られる。
次に、第１実施例における各部の詳細について説明する。
（光源２） With the above configuration, positioning among each of the light source 2a, the reflector 3, and the heat radiating portion 4 can be accurately performed with a simple configuration. Moreover, favorable heat dissipation is acquired because the light source base 41a of the thermal radiation part 4 is in surface contact with LED23a directly.
Next, details of each part in the first embodiment will be described.
(Light source 2)

上述のよう、光源２ａはホルダ２１ａとＬＥＤ２３ａとで構成される。
ホルダ２１ａは、開口を有する額縁状に形成されており、その開口内部にＬＥＤ２３ａが収容される。ＬＥＤ２３ａは、発光源となる後述のＬＥＤランプが該開口から表出するようホルダ２３ａの背後から挿入され、開口内部に形成された爪部にて保持される。 As described above, the light source 2a includes the holder 21a and the LED 23a.
The holder 21a is formed in a frame shape having an opening, and the LED 23a is accommodated in the opening. The LED 23a is inserted from behind the holder 23a so that a later-described LED lamp serving as a light emission source is exposed from the opening, and is held by a claw portion formed inside the opening.

ホルダ２１ａの外側面には、リフレクタ３との位置決めを行う取付部２２ａが形成されている。また取付部２２ａが設けられた側面と隣接する側面には、外部電源と接続されるコネクタが形成されている。ホルダ２１ａの内部には、ＬＥＤ２３ａと電気接続するためのリード端子が、その一端が開口内に露出し他端がコネクタ端子となるよう、ホルダ２１ａにインサートされている。なお取付部２２ａとコネクタは、ホルダ２１ａと一体成形により設けられる。
ホルダ２１ａは、成形性や耐熱性の観点からＰＢＴにより構成されている。 A mounting portion 22a for positioning with the reflector 3 is formed on the outer surface of the holder 21a. A connector connected to an external power source is formed on the side surface adjacent to the side surface on which the mounting portion 22a is provided. Inside the holder 21a, a lead terminal for electrical connection with the LED 23a is inserted into the holder 21a so that one end is exposed in the opening and the other end is a connector terminal. The attachment portion 22a and the connector are provided by integral molding with the holder 21a.
The holder 21a is made of PBT from the viewpoint of moldability and heat resistance.

ＬＥＤ２３は詳細には、ＬＥＤチップを備えたＬＥＤランプと、該ＬＥＤランプが実装された基板とからなる。なお本出願においてＬＥＤランプとは、ＬＥＤチップそのものや、ＬＥＤチップが実装・封止された、リード型、チップ型、表面実装型などの各種形態のＬＥＤパッケージなど、いずれの形態をも含むものと定義する。   Specifically, the LED 23 includes an LED lamp provided with an LED chip and a substrate on which the LED lamp is mounted. In this application, the LED lamp includes any form such as an LED chip itself, various types of LED packages such as a lead type, a chip type, and a surface mount type in which the LED chip is mounted and sealed. Define.

本実施例においては、ＬＥＤチップとして、レーザーリフトオフ（ＬＬＯ）法により結晶成長基板が剥離されて、結晶成長層が支持基板に取り付けられた、ＬＬＯチップを用いている。結晶成長基板を有するＬＥＤチップと比べて、ＬＬＯチップはその放射光の半値幅（ＦＷＨＭ）が狭くなる傾向があり、光学部により配光制御することが容易となるためである。このようなチップを得る方法としては、上記のレーザーにより基板を剥離するレーザーリフトオフ法の他、化学的に基板または所望の層（犠牲層）を溶解して基板を除去するケミカルリフトオフ法、物理的に基板を研磨し基板を除去する方法など、各種手法を適用することができる。また結晶成長基板が除去された結晶成長層の支持基板としては、放熱性が良好なＣｕやＳｉなどを用いることができる。支持基板を基板に共晶接合することで、ＬＥＤチップから基板まで良好に伝熱することができるからである。   In this embodiment, an LLO chip in which a crystal growth substrate is peeled off by a laser lift-off (LLO) method and a crystal growth layer is attached to a support substrate is used as an LED chip. This is because the LLO chip tends to have a narrower half-value width (FWHM) of the emitted light than an LED chip having a crystal growth substrate, and light distribution can be easily controlled by the optical unit. As a method for obtaining such a chip, in addition to the laser lift-off method in which the substrate is peeled off by the laser described above, a chemical lift-off method in which the substrate or a desired layer (sacrificial layer) is chemically dissolved and the substrate is removed, Various methods such as a method of polishing the substrate and removing the substrate can be applied. Further, Cu, Si, or the like having good heat dissipation can be used as the support substrate of the crystal growth layer from which the crystal growth substrate has been removed. This is because heat transfer from the LED chip to the substrate can be favorably performed by eutectic bonding of the support substrate to the substrate.

ＬＥＤランプが実装される基板は、ＬＥＤランプの放熱性を高めるためＡｌＮ（窒化アルミ）からなるセラミックスにより成形され、その表面には、ホルダ２１ａにインサート成形されたリード端子とＬＥＤランプとの間を電気接続するよう回路が形成されている。他の好ましい基板としてはセラミックス、ＡｌやＣｕなど放熱性に優れた金属基板があげられる。
（リフレクタ３） The substrate on which the LED lamp is mounted is formed of ceramics made of AlN (aluminum nitride) in order to enhance the heat dissipation of the LED lamp, and on the surface thereof, a space between the lead terminal inserted into the holder 21a and the LED lamp is formed. A circuit is formed for electrical connection. Other preferable substrates include ceramics, metal substrates having excellent heat dissipation, such as Al and Cu.
(Reflector 3)

本実施例におけるリフレクタ３は、光源２ａの光軸上に、光源２ａを覆うよう配置される。なお光源２ａの光軸は、本形態においては紙面上下方向で規定され、下方を向いている。そしてリフレクタ３は光源２ａのＬＥＤ２３ａ付近に焦点を有する回転放物面状の反射面を有し、光源２ａから放出された光を、光源２ａの光軸と略垂直な方向に平行光として反射するよう構成されている。
なおリフレクタとしては、その成形性の観点からＰＣを用い、反射面表面にＡｌを蒸着している。この他に、ＰＰＳやＢＭＣなどにより成形しても良く、反射面としてＣｒやＡｇなどの高反射率の金属を用いても良い。 The reflector 3 in the present embodiment is disposed on the optical axis of the light source 2a so as to cover the light source 2a. In this embodiment, the optical axis of the light source 2a is defined in the vertical direction of the paper and faces downward. The reflector 3 has a rotary parabolic reflecting surface having a focal point near the LED 23a of the light source 2a, and reflects the light emitted from the light source 2a as parallel light in a direction substantially perpendicular to the optical axis of the light source 2a. It is configured as follows.
In addition, as a reflector, PC is used from the viewpoint of the moldability, and Al is vapor-deposited on the reflective surface. In addition to this, it may be molded by PPS, BMC, or the like, and a highly reflective metal such as Cr or Ag may be used as the reflecting surface.

なお反射面の形状としては所望の配光を形成するため、ＬＥＤ２３ａに焦点を有する、回転放物面、楕円放物面、回転楕円面、三軸楕円面、またはこれらを組み合わせた形状などを採用することができる。   As the shape of the reflecting surface, a rotating paraboloid, an elliptical paraboloid, a rotating ellipsoid, a triaxial ellipsoid, or a combination of these having a focus on the LED 23a is employed to form a desired light distribution. can do.

反射面の両側部には、放熱部４に対する固定部３２が形成されており、２つの固定部３２を繋いで連結するよう、ブリッジ３３が設けられている。リフレクタ３は、該ブリッジ３３と反射面との間で開口を形成するよう構成され、光源２ａは該開口に収容される。   Fixing portions 32 for the heat radiating portion 4 are formed on both sides of the reflection surface, and a bridge 33 is provided so as to connect and connect the two fixing portions 32. The reflector 3 is configured to form an opening between the bridge 33 and the reflecting surface, and the light source 2a is accommodated in the opening.

ブリッジ３３の光源２と対向する部位には、光源２ａに向かい突出する２つの凸部３１が設けられており、光源２ａのホルダ２１ａ外周面に設けられた２つの凹状の取付部２２ａに挿入・嵌合されることで、光源２ａとリフレクタ３とが位置決めされる。凸部３１と取付部２２ａとが２つずつ設けられていることで、光源２ａとリフレクタ３とが相対的に回転して取り付けられることを防止している。このように回転を防止するには、凸部３１及び取付部２２ａとが２以上の複数個設けられているのが好ましく、また１つであったとしても回転を規制するような、例えば角柱状の凸部を嵌合させることで回転を規制するような取付構造とすれば良い。
（放熱部４） Two convex portions 31 projecting toward the light source 2a are provided at a portion facing the light source 2 of the bridge 33, and are inserted into two concave mounting portions 22a provided on the outer peripheral surface of the holder 21a of the light source 2a. By fitting, the light source 2a and the reflector 3 are positioned. By providing two convex portions 31 and two attachment portions 22a, the light source 2a and the reflector 3 are prevented from being relatively rotated and attached. In order to prevent the rotation in this way, it is preferable that the convex portion 31 and the mounting portion 22a are provided in a plurality of two or more, and even if there is only one, the rotation is restricted. The mounting structure may be such that the rotation is restricted by fitting the convex portions.
(Heat dissipation part 4)

放熱部４はＡｌによりダイカスト成形されており、光源２ａと位置決めされる光源台座４１ａと、リフレクタ３と位置決めされる固定部４２とが一体に成形されている。また放熱部４には、図示しない放熱フィンが一体にダイカスト形成されている。   The heat dissipating part 4 is die-cast with Al, and a light source base 41a positioned with the light source 2a and a fixed part 42 positioned with the reflector 3 are integrally formed. The heat radiating portion 4 is integrally die-cast with heat radiating fins (not shown).

図１において光源台座４１ａは、ＬＥＤ２３ａの裏面と当接するよう、放熱部４の下面から突出した形状をなし、額縁状のホルダ２１ａの開口に嵌め込まれる。なおホルダ２１ａの開口内周面には、ＬＥＤ２３ａを保持する爪部２４ａが設けられているため、光源台座４１ａには該爪部２４ａを収容する窪みが設けられている。光源台座４１ａは放熱部４と一体に設けられており、ＬＥＤ２３と放熱部４との間を熱的に接続する。   In FIG. 1, the light source base 41a has a shape protruding from the lower surface of the heat radiating portion 4 so as to come into contact with the back surface of the LED 23a, and is fitted into the opening of the frame-shaped holder 21a. In addition, since the nail | claw part 24a holding LED23a is provided in the opening inner peripheral surface of the holder 21a, the hollow which accommodates this nail | claw part 24a is provided in the light source base 41a. The light source base 41 a is provided integrally with the heat radiating unit 4, and thermally connects the LED 23 and the heat radiating unit 4.

固定部４２は放熱部４の前側端面に設けられており、リフレクタ３の固定部３２がネジ止めされて位置決めされる。   The fixing part 42 is provided on the front end face of the heat radiating part 4, and the fixing part 32 of the reflector 3 is screwed and positioned.

次に、前述のＬＥＤユニット１を用いて車両用の前照灯ユニット９を構成した第２実施例について、図２〜４を用いて説明する。なお前述のものと同様の構成については、図１と同じ符号を付すことでその説明を省略する。   Next, the 2nd Example which comprised the headlamp unit 9 for vehicles using the above-mentioned LED unit 1 is described using FIGS. In addition, about the structure similar to the above-mentioned thing, the description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol as FIG.

前照灯ユニット９は図３・４に示されるよう、光源２と各光学部３、６とが２つずつ設けられ、これらが搭載される放熱部４が１つ、で構成される。即ち、放熱部４の上下面にＬＥＤユニットが搭載され、上側ＬＥＤユニット５の放熱部４と、下側ＬＥＤユニット１の放熱部４とが、一体に形成され共通化されている。上側ＬＥＤユニット５はすれ違い配光のカットオフラインを形成するプロジェクタ型で、下側ＬＥＤユニット１は広範囲の領域を照明する反射型である。これらの放出光を組合わせることで、前照灯に必要となる配光パターンを形成することができる。   As shown in FIGS. 3 and 4, the headlamp unit 9 includes two light sources 2 and two optical units 3 and 6, and one heat dissipating unit 4 on which these are mounted. That is, the LED unit is mounted on the upper and lower surfaces of the heat radiating part 4, and the heat radiating part 4 of the upper LED unit 5 and the heat radiating part 4 of the lower LED unit 1 are integrally formed and shared. The upper LED unit 5 is a projector type that forms a cut-off line for passing light distribution, and the lower LED unit 1 is a reflective type that illuminates a wide area. By combining these emitted lights, a light distribution pattern required for the headlamp can be formed.

上側ＬＥＤユニット５は光源２ｂと放熱部４に加え、シェード６、リフレクタ７、レンズ８からなる３つの光学部を有し、光源２ｂ、放熱部４と固定される光学部がシェード６である点で、下側ＬＥＤユニット１と相違する。   The upper LED unit 5 has three optical units including a shade 6, a reflector 7, and a lens 8 in addition to the light source 2 b and the heat radiating unit 4, and the optical unit fixed to the light source 2 b and the heat radiating unit 4 is the shade 6. Thus, the lower LED unit 1 is different.

また上側ＬＥＤユニット５のリフレクタ７は、その焦点を光源２ｂ近傍とシェード端面近傍とにそれぞれ有する回転楕円状の反射面を有する。これにより光源２ｂから放射された光をシェード６の該端面に集光し、その端面形状によりすれ違い配光パターンを形成し、該配光パターンをレンズ８により投影するプロジェクタ光学系が構成されている。   Further, the reflector 7 of the upper LED unit 5 has a spheroid reflecting surface having the focal points in the vicinity of the light source 2b and in the vicinity of the shade end surface. Thus, a projector optical system is configured in which light emitted from the light source 2b is condensed on the end surface of the shade 6, a passing light distribution pattern is formed by the shape of the end surface, and the light distribution pattern is projected by the lens 8. .

シェード６は光源２ｂの取付部２２ｂに挿入・嵌合される凸部６１を有し、これにより光源２ｂとシェード６とが位置決めされる。またシェード６の両側部には固定部６２が形成され、下側ＬＥＤユニット１のリフレクタ３が固定される放熱部４の固定部４２に、リフレクタ３とともにネジ止めされる。   The shade 6 has a convex portion 61 inserted and fitted into the mounting portion 22b of the light source 2b, whereby the light source 2b and the shade 6 are positioned. In addition, fixing portions 62 are formed on both sides of the shade 6, and are screwed together with the reflectors 3 to the fixing portions 42 of the heat radiating portion 4 to which the reflector 3 of the lower LED unit 1 is fixed.

これにより、放熱部４とシェード６との間が位置決めされ、かつリフレクタ３との間でも位置決めすることができる。上側ＬＥＤユニット５と下側ＬＥＤユニット１は照射領域が異なるため、互いの光軸を精度良く位置決めする必要がある。このため、上下のＬＥＤユニット１・５の配光形状を決定する要部であるシェード６・リフレクタ３とを、放熱部４の固定部４２に一緒に取り付けることで、互いの配光形状を精度良く重合させることが可能となる。   Thereby, between the heat radiating part 4 and the shade 6 can be positioned, and can also be positioned between the reflector 3. Since the upper LED unit 5 and the lower LED unit 1 have different irradiation areas, it is necessary to accurately position the optical axes of each other. For this reason, the shade 6 and the reflector 3 which are the main parts which determine the light distribution shape of the upper and lower LED units 1 and 5 are attached together to the fixing portion 42 of the heat radiating portion 4, so that the light distribution shape of each other is accurate. It is possible to polymerize well.

リフレクタ７はシェード６に対し固定され、レンズ８をシェード６との間で挟持して保持する。前述のよう、リフレクタ７の反射面は回転楕円形状からなるが、光源２ｂとシェード６との前端面とに焦点をもち、プロジェクタ光学系を構成できる形状であれば特に限定されない。   The reflector 7 is fixed to the shade 6 and holds the lens 8 while sandwiching the lens 8 with the shade 6. As described above, the reflecting surface of the reflector 7 has a spheroidal shape, but is not particularly limited as long as it has a focus on the light source 2b and the front end surface of the shade 6 and can constitute the projector optical system.

前述のよう、放熱部４の光源台座４１は、ＬＥＤ２３の裏面と当接するよう突出しており、ＬＥＤ２３と放熱部４とが熱的に接続されるよう構成されている。   As described above, the light source base 41 of the heat radiating unit 4 protrudes so as to contact the back surface of the LED 23, and the LED 23 and the heat radiating unit 4 are thermally connected.

本実施例において、放熱部４の光源台座４１ａ、４１ｂが形成された部位と対向する裏面には、凹部４３ａ、４３ｂが形成されている。放熱部４はＡｌ合金からなるダイカスト成形品であるが、成形時に厚肉部があると、冷却時にヒケ（巣）が生じて表面が凹んでしまう。光源台座４１は放熱部４から突出しており、その周囲との肉厚が異なるため、光源台座４１の近傍において特にこの現象が生じやすい。この場合、ＬＥＤ２３の裏面と当接する光源台座４１の平面度が低下することとなり、その接触面に空間（隙間）が形成され、伝熱効率（放熱性）が著しく低下してしまう。   In this embodiment, recesses 43a and 43b are formed on the back surface of the heat radiating portion 4 facing the portion where the light source bases 41a and 41b are formed. The heat radiation part 4 is a die-cast molded product made of an Al alloy. However, if there is a thick part during molding, a sink (nest) is generated during cooling and the surface is recessed. Since the light source pedestal 41 protrudes from the heat radiating portion 4 and has a different thickness from the surroundings, this phenomenon is particularly likely to occur near the light source pedestal 41. In this case, the flatness of the light source pedestal 41 in contact with the back surface of the LED 23 is lowered, a space (gap) is formed on the contact surface, and the heat transfer efficiency (heat dissipation) is significantly lowered.

そこで光源台座４１の裏面に凹部４３を形成し、光源台座４１を、その周囲と比べて薄肉で形成することで、光源台座４１のヒケを防止することができ、ユニット全体としての放熱性を良好とすることができる。   Therefore, by forming the concave portion 43 on the back surface of the light source pedestal 41 and forming the light source pedestal 41 to be thinner than the surroundings, the sink of the light source pedestal 41 can be prevented, and the heat dissipation performance as a whole unit is good. It can be.

なお本実施例においては、上側ＬＥＤユニット５がプロジェクタ光学系、下側ＬＥＤユニット１が反射光学系の例について示したが、両方が同じ光学系であっても良い。この場合は、部品点数や重量などの面も考慮し、反射型の光学系を採用することが好ましい。   In the present embodiment, an example in which the upper LED unit 5 is a projector optical system and the lower LED unit 1 is a reflective optical system is shown, but both may be the same optical system. In this case, it is preferable to adopt a reflective optical system in consideration of the number of parts and weight.

また前照灯ユニット９として適用する場合、所望の配光形状を形成しやすいことから、上側ＬＥＤユニット５、下側ＬＥＤユニット１はそれぞれ、鉛直方向の上下（車両の上下）に対応させ配置することが好ましい。しかし、本発明では各ＬＥＤユニットを放熱部４の両面に設けることが重要であり、一般住宅用などの民生照明用途など、配光形状（円形）が対称的で単純な場合においては、各ＬＥＤユニットが左右に配置されるようにしても良い。   Further, when applied as the headlamp unit 9, it is easy to form a desired light distribution shape. Therefore, the upper LED unit 5 and the lower LED unit 1 are respectively arranged so as to correspond to the vertical direction (the vertical direction of the vehicle). It is preferable. However, in the present invention, it is important to provide each LED unit on both surfaces of the heat radiating unit 4. When the light distribution shape (circular shape) is symmetric and simple, such as for use in consumer lighting such as a general house, each LED unit is provided. The units may be arranged on the left and right.

本発明は、ＬＥＤを光源とする照明装置や、高い放熱性が要求される前照灯などの車両用照明装置に用いることができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a lighting device using an LED as a light source and a vehicle lighting device such as a headlamp that requires high heat dissipation.

１ ＬＥＤユニット
２ 光源
２１ ホルダ
２２ 取付部
２３ ＬＥＤ
２４ 爪部
３ リフレクタ
３１ 凸部
３２ 固定部
３３ ブリッジ
４ 放熱部
４１ 光源台座
４２ 固定部
４３ 凹部
５ 上側ＬＥＤユニット
６ シェード
６１ 凸部
６２ 固定部
７ リフレクタ
８ レンズ
９ 前照灯ユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 LED unit 2 Light source 21 Holder 22 Mounting part 23 LED
24 claw part 3 reflector 31 convex part 32 fixed part 33 bridge 4 heat radiating part 41 light source base 42 fixed part 43 concave part 5 upper LED unit 6 shade 61 convex part 62 fixed part 7 reflector 8 lens 9 headlamp unit

Claims (7)

ＬＥＤ（２３）を光源とするＬＥＤユニット（１・５）であって、
前記ＬＥＤ（２３）と、この周囲を取り囲み保持するホルダ（２１）と、からなる光源（２）と、
前記ＬＥＤ（２３）の裏面と熱的に接続されるよう突出し、前記光源（２）が位置決めされる光源台座（４１）を備える放熱部（４）と、
固定部（３２・６２）によって前記放熱部（４）に位置決めされる光学部（３・６）と、を備え、
前記光学部（３・６）は前記光源に向かって突出する凸部（３１・６１）を有し、前記ホルダはその外側面に該凸部（３１・６１）が固定される取付部（２２）を有し、これらが互いに接続することで、前記光源（２）と前記光学部（３・６）とが位置決めされる
ことを特徴とするＬＥＤユニット（１・５）。 An LED unit (1 · 5) having an LED (23) as a light source,
A light source (2) comprising the LED (23) and a holder (21) surrounding and holding the LED;
A heat dissipating part (4) provided with a light source base (41) protruding so as to be thermally connected to the back surface of the LED (23) and positioning the light source (2);
An optical part (3.6) positioned on the heat radiating part (4) by a fixing part (32, 62),
The optical part (3, 6) has a convex part (31, 61) protruding toward the light source, and the holder has a mounting part (22, 22) on which the convex part (31, 61) is fixed. ), And the light source (2) and the optical part (3, 6) are positioned by connecting them to each other. 前記放熱部（４）はダイカスト成形により形成され、
前記放熱部（４）における前記光源台座（４１）と対向する部位に、凹部（４３）が形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤユニット（９） The heat dissipating part (4) is formed by die casting,
A concave portion (43) is formed in a portion facing the light source base (41) in the heat radiating portion (4).
LED unit (9) according to claim 1, characterized in that 前記光源（２）と前記光学部（３・６）とをそれぞれ２つ有し、
前記放熱部（４）の両面に前記光源台座（４１）が設けられ、かつ前記光学部の固定部（３２・６２）が、前記放熱部（４）に対し一体に取り付けられることで、互いの放熱部（４）が共通化されている
ことを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤユニット（９）。 Two each of the light source (2) and the optical part (3, 6),
The light source pedestal (41) is provided on both surfaces of the heat radiating part (4), and the fixing parts (32, 62) of the optical part are integrally attached to the heat radiating part (4). The LED unit (9) according to claim 2, wherein the heat dissipating part (4) is shared. 前記光源台座（４１）は、車両の上下方向にそれぞれ突出し、
下側に配される光学部が、反射光学系を構成する、
ことを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤユニットを用いた前照灯ユニット（９）。 The light source base (41) protrudes in the vertical direction of the vehicle,
The optical unit arranged on the lower side constitutes a reflection optical system.
A headlamp unit (9) using the LED unit according to claim 3. 前記光学部（３・６）の一方は、対応する光源（２ａ）の光軸上に設けられ、且つ該光源（２ａ）を覆うように配置されたリフレクタ（３）であり、
前記リフレクタ（３）は、前記光源（２ａ）に焦点を有する反射面と、該反射面の両側部に設けられる前記固定部（３２）の間を連結し、前記反射面との間に前記光源（２）が配置されるよう設けられるブリッジ（３３）と、が一体に成形されており、
前記凸部（３１）は、前記ブリッジ（３３）に設けられている
ことを特徴とする請求項４に記載の前照灯ユニット（９）。 One of the optical parts (3, 6) is a reflector (3) provided on the optical axis of the corresponding light source (2a) and arranged to cover the light source (2a),
The reflector (3) connects between a reflection surface having a focus on the light source (2a) and the fixing portions (32) provided on both sides of the reflection surface, and the light source between the reflection surface. (2) is formed integrally with the bridge (33) provided to be disposed,
The headlamp unit (9) according to claim 4, wherein the convex portion (31) is provided on the bridge (33). 前記光学部（３・６）の他方は、前記放熱部（４）の上面側に取り付けられた光源（２ｂ）の放射光を、その端部にて遮光し、カットオフラインを形成するシェード（６）であり、
前記シェード（６）は、
該端部を挟んで配置される前記固定部（６２）と、該端部と対向する端面に形成された前記凸部（６１）とが、一体に成形されており、
前記光源（２ｂ）と前記端部とにそれぞれ焦点を有するリフレクタ（７）と、前記端部に焦点を有するレンズ（８）と、をさらに備えることで、プロジェクタ光学系を構成する
ことを特徴とする請求項５に記載の前照灯ユニット（９）。 The other of the optical parts (3, 6) is a shade (6) that shields the emitted light of the light source (2b) attached to the upper surface side of the heat radiating part (4) at its end part to form a cut-off line. ) And
The shade (6)
The fixed part (62) disposed across the end part and the convex part (61) formed on the end surface facing the end part are integrally formed,
A projector optical system is configured by further including a reflector (7) having a focal point at each of the light source (2b) and the end portion and a lens (8) having a focal point at the end portion. The headlamp unit (9) according to claim 5, wherein: 前記光学部（３・６）は、前記光源（２）の光軸上に設けられ、且つ前記光源（２）を覆うように配置されたリフレクタ（３）であり、
前記リフレクタは、
反射面と、該反射面の両側部に設けられる前記固定部（３２）の間を連結し、前記反射面との間に前記光源（２）が配置されるよう設けられるブリッジ（３３）と、が一体に成形されており、
前記凸部（３１）は、前記ブリッジ（３３）に設けられている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤユニット（１）。 The optical unit (3, 6) is a reflector (3) provided on the optical axis of the light source (2) and arranged to cover the light source (2),
The reflector is
A bridge (33) provided to connect between the reflecting surface and the fixed portion (32) provided on both sides of the reflecting surface, and to be disposed with the light source (2) between the reflecting surface; Is integrally molded,
The said convex part (31) is provided in the said bridge | bridging (33). The LED unit (1) of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
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