JP2017098056A - Ｌｅｄランプ - Google Patents

Abstract

【課題】プリント基板からの遠赤外線を効率良く放射させることによってＬＥＤの温度上昇を効果的に抑えることができるＬＥＤランプを提供すること。【解決手段】ＬＥＤ２が実装されたプリント基板３と、該プリント基板３を保持する第１のヒートシンク４と、該第１のヒートシンク４とこれに保持された前記プリント基板３を保持する第２のヒートシンク５を備えるＬＥＤランプ１において、前記第１のヒートシンク４に、前記プリント基板３からの遠赤外線を外部に放射させる熱放射孔１０を形成する。ここで、前記熱放射孔１０を前記ＬＥＤ２の光軸方向に貫設する。又、前記第１のヒートシンク４の表面にクロムメッキ等の反射処理を施し、その一部に黒アルマイト処理等の黒色表面処理を施す。【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源とするＬＥＤランプに関するものである。

例えば、車両の前部左右に配置されるヘッドランプの光源には、従来からハロゲンランプやＨＩＤランプ等が専ら用いられていたが、近年、発光効率が高くて長寿命であり、且つ、省電力である等の利点を有するＬＥＤを光源とするＬＥＤランプが用いられつつある。

ところが、ＬＥＤランプの光源として用いられるＬＥＤは、前記利点を有する反面、発熱によって発光効率と寿命が低下するという欠点を有している。このため、ＬＥＤランプに放熱用のヒートシンクを設け、ＬＥＤから発生する熱をヒートシンクによって周囲に放散させることによってＬＥＤの温度上昇を防ぐことが行われている。或いは、ヒートシンクの内部に冷却ファンを内蔵したり、ＬＥＤとヒートシンクとの間にＴＩＭ（Thermal Interface Material）等の放熱材を介在させる構成も採用されている。

又、特許文献１には、図７に示す放熱構造が提案されている。

即ち、図７は特許文献１において提案された放熱構造を示す断面図であり、図示の放熱構造においては、筐体１０１の内部に収容されたプリント基板１０２上にＬＳＩ等の発熱源１０３を実装し、筐体１０１の一部に形成された開口部１０１ａに外部ヒートシンク１０４を固定し、この外部ヒートシンク１０４に前記発熱源１０３を密着させる構成が採用されている。

斯かる放熱構造によれば、発熱源１０３で発生した熱は、外部ヒートシンク１０４に伝導し、その熱エネルギーが赤外線に変換されて筐体１０１の外部に放射されるため、発熱源１０３が冷却されてその温度上昇が許容温度以下に抑えられる。

実用新案登録第３１６２５９３号公報

ところで、従来のＬＥＤランプにおいては、装飾性と商品性を高めるためにヒートシンクの表面にクロムメッキ等の反射処理が施されているが、このようにヒートシンクの表面に反射処理を施すと、プリント基板表面からの輻射による放熱性能が低下したり、光が意図しない方向に反射するためにグレアの原因になるという問題があった。このため、ヒートシンクの表面に黒アルマイト処理等の黒色表面処理を施すと、ヒートシンクの表面で光が吸収されるためにＬＥＤランプ全体の光束値（明るさ）が低下するという問題が発生する。

又、特許文献１において提案された図７に示す放熱構造においては、発熱源１０３が外部ヒートシンク１０４に直接接触しているために熱抵抗が大きくなり、発熱源１０３の熱が外部ヒートシンク１０４に効率良く伝導しないために高い放熱性が得られないという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、プリント基板からの遠赤外線を効率良く放射させることによってＬＥＤの温度上昇を効果的に抑えることができるＬＥＤランプを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ＬＥＤが実装されたプリント基板と、該プリント基板を保持する第１のヒートシンクと、該第１のヒートシンクとこれに保持された前記プリント基板を保持する第２のヒートシンクを備えるＬＥＤランプにおいて、前記第１のヒートシンクに、前記プリント基板からの遠赤外線を外部に放射させる熱放射孔を形成したことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記熱放射孔を前記ＬＥＤの光軸方向に貫設したことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記第１のヒートシンクは、その表面に反射処理が施されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記第１のヒートシンクは、その表面の一部に黒色表面処理が施されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、前記第２のヒートシンクは、その表面に黒色表面処理が施されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ＬＥＤで発生してプリント基板へと伝導した熱は遠赤外線に変換されるが、この遠赤外線は、第１のヒートシンクに貫設された熱放射孔を通過して外部に放射されるため、ＬＥＤが効率良く冷却されてその温度上昇が低く抑えられ、該ＬＥＤの発光効率と耐久寿命の低下が防がれる。

請求項２に記載の発明によれば、第１のヒートシンクに熱放射孔をＬＥＤの光軸方向に貫設したため、該熱放射孔の加工が容易化して当該ＬＥＤランプの生産性が高められる。

請求項３に記載の発明によれば、第１のヒートシンクの表面に熱輻射率の低下を招く反射処理を施しても、プリント基板からの遠赤外線が熱放射孔から外部に効率良く放射されるため、ＬＥＤの温度上昇が抑えられるとともに、ＬＥＤランプ全体の光束値（明るさ）が高められる。

請求項４に記載の発明によれば、第１のヒートシンクの反射処理が施された表面の一部に黒色表面処理を施したため、ＬＥＤから出射する光の所定方向への反射を抑えることができ、反射光によるグレアの発生を防ぐことができる。

請求項５に記載の発明によれば、第２のヒートシンクの表面に黒色表面処理を施したため、該第２のヒートシンクの熱放射率が高められて高い放熱性が確保されるとともに、当該ＬＥＤランプの意匠性と商品性が高められる。

本発明に係るＬＥＤランプの斜視図である。 本発明に係るＬＥＤランプの側面図である。 本発明に係るＬＥＤランプの平面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 図２のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明に係るＬＥＤランプの背面図（図２の矢視Ｃ方向の図）である。 特許文献１において提案された放熱構造を示す断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るＬＥＤランプの斜視図、図２は同ＬＥＤランプの側面図、図３は同ＬＥＤランプの平面図、図４は図２のＡ−Ａ線断面図、図５は図２のＢ−Ｂ線断面図、図６は本発明に係るＬＥＤランプの背面図（図２の矢視Ｃ方向の図）である。

本実施の形態に係るＬＥＤランプ１は、車両の前部左右に配置される不図示のヘッドランプに使用されるものであって、ＬＥＤ２が実装されたプリント基板３と、該プリント基板３を保持する第１のヒートシンク４と、該第１のヒートシンク４とこれに保持された前記プリント基板３を保持する第２のヒートシンク５によって構成されている。

上記第１のヒートシンク４と第２のヒートシンク５は、アルミダイカストによって成形されており、第１のヒートシンク４は、前後方向（図２〜図４の左方を前方とする）に長い略丸棒状の部品であって、左右に分割された分割片４Ａ，４Ｂを結合一体化して構成されている。そして、図４に示すように、矩形平板状の前記プリント基板３は、第１のヒートシンク４内に収容されているが、これは第１のヒートシンク４の左右の分割片４Ａ，４Ｂによって挟持されて垂直状態で前後方向に沿って配置されている。

又、第１のヒートシンク４（左右の分割片４Ａ，４Ｂ）の前後方向中間部の両側部には、凹状に切り欠かれた切欠部４ａがそれそれ形成されており、各切欠部４ａの垂直な平坦面には矩形の開口窓４ｂがそれぞれ形成されている。そして、第１のヒートシンク９の左右の開口窓４ｂには、プリント基板３の左右両面に実装されたＬＥＤ２がそれぞれ露出している。

更に、第１のヒートシンク４（左右の分割片４Ａ，４Ｂ）の左右両側部の切欠部４ａを挟む前後２箇所には、上下方向に貫通する縦溝６，７，８，９が前後方向に適当な間隔でそれぞれ形成されており、各縦溝６〜９には円孔状の複数の熱放射孔１０が上下方向に適当な間隔で貫設されている。具体的には、縦溝６，９には６つの熱放射孔１０がそれぞれ形成され、縦溝７，８には２つの熱放射孔１０がそれぞれ貫設されている。ここで、各熱放射孔１０は、図５に示すように、各ＬＥＤ２の光軸方向（図５の左右方向）に一直線状に貫設されている。尚、後述のように、ＬＥＤ２からプリント基板３へと伝導した熱は遠赤外線に変換され、この遠赤外線は、第１のヒートシンク９に貫設された複数の熱放射孔１０を通過して外部に放射されるが、各熱放射孔１０の内径は、遠赤外線の波長λの１／２より大きな値（＞λ／２）に設定されている。例えば、遠赤外線の波長λが１，０００μｍである場合、各熱放射孔の内径は５００μｍよりも大きな値（本実施の形態では、１ｍｍ程度）に設定されている。因みに、熱放射孔１０の内径が遠赤外線の波長λの１／２以下である場合（≦λ／２）には、遠赤外線が熱放射孔１０を通過しにくくなる。

又、第１のヒートシンク４の後端部外周の上下左右には、計４つの係止片４ｃが径方向外方に向かって突設されており、該第１のヒートシンク９は、図４に示すように、その円柱状の後端部が第２のヒートシンク５の前端部に形成された円形の嵌合穴５ａに嵌着されることによって、これに保持されたプリント基板３と共に第２のヒートシンク５に保持されている。

ところで、第１のヒートシンク４の表面には、クロムメッキ等の反射処理が施されており、その左右の一部、具体的には、左右の切欠部４ａの平坦面の上部（図２の黒塗りした部分ａ）には、黒アルマイト処理等の黒色表面処理がそれぞれ施されている。

他方、第２のヒートシンク５は、当該ＬＥＤランプ１の口金を構成する部品であって、これには縦方向に延びる複数枚の放熱フィン５ｂが一体に形成されている。そして、この第２のヒートシンク５の表面には、黒アルマイト処理等の黒色表面処理が施されている。尚、第２のヒートシンク５の前端部外周には、リング状のシール部材１１が嵌合保持されている。

以上のように構成されたＬＥＤランプ１は、不図示のヘッドランプのハウジングの背面に形成された円孔状の挿入孔から第１のヒートシンク４を先にして灯室内に挿入され、その全体を回して第１のヒートシンク４の外周に突設された４つの係止片４ｃをハウジングの挿入孔の内周縁に係止させることによって、バヨネット方式によってハウジングに固定される。このようにしてヘッドランプのハウジングに取り付けられたＬＥＤランプ１においては、第１のヒートシンク４とこれに保持されたプリント基板３及びＬＥＤ２が灯室内に臨み、第２のヒートシンク５がハウジング外に露出する。

而して、ＬＥＤランプ１を備えるヘッドランプにおいて、バッテリ等の不図示の電源からＬＥＤランプ１の各ＬＥＤ２に電流がそれそれ供給されると、各ＬＥＤ２が起動されて発光し、その光は、灯室内に配置された不図示のリフレクタで反射して車両前方へと出射し、車両の前方を照明する。

上述のようにＬＥＤランプ１の各ＬＥＤ２が発光すると、各ＬＥＤ２は熱を発生するが、その熱は、プリント基板３へと伝導する。そして、プリント基板３に伝導した熱は遠赤外線に変換されるが、この遠赤外線は、図４に矢印にて示すように、第１のヒートシンク４に貫設された複数の熱放射孔１０を通過して外部に放射されるため、ＬＥＤ２が効率良く冷却されてその温度上昇が低く抑えられ、該ＬＥＤ２の発光効率と耐久寿命の低下が防がれる。そして、本実施の形態では、第１のヒートシンク４の表面に熱輻射率の低下を招く反射処理を施したが、前述のようにプリント基板３からの遠赤外線が熱放射孔１０から外部に効率良く放射されるため、ＬＥＤ２の温度上昇が抑えられるとともに、第１のヒートシンク４の表面に施した反射処理によってＬＥＤランプ１全体の光束値（明るさ）が高められる。

又、本実施の形態では、第１のヒートシンク４の反射処理が施された表面の一部（図２のａ部）に黒色表面処理を施したため、ＬＥＤ２から出射する光のうち、第１のヒートシンク４の表面で反射して下方に向かう反射光の光量を低く抑えることができ、この下向きの反射光が灯室内の不図示のリフレクタで上方に向かって反射することによるグレアの発生が抑えられる。このため、夜間において歩行者や対向車に幻惑を与えることがない。

そして、本実施の形態では、第１のヒートシンク４に複数の熱放射孔１０をＬＥＤ２の光軸方向に一直線状に貫設したため、該熱放射孔１０の加工が容易化して当該ＬＥＤランプ１の生産性が高められるという効果も得られる。

又、第１のヒートシンク４に伝導した熱は、第２のヒートシンク５へと伝導し、該第２のヒートシンク５の表面及び複数枚の放熱フィン５ｂから周囲に放散されるためにＬＥＤ２の温度上昇が低く抑えられるが、本実施の形態では、第２のヒートシンク５の表面に黒色表面処理を施したため、該第２のヒートシンク５の熱放射率が高められて高い放熱性が確保されるとともに、黒色表面処理によって当該ＬＥＤランプ１の意匠性と商品性が高められる。尚、ＬＥＤランプ１の取り付け状態においては、前述のように第２のヒートシンク５がハウジング外へ露出するため、その表面に黒色表面処理を施しても、この黒色表面処理がＬＥＤランプ１の光束値（明るさ）を低下させる原因になることはない。

尚、以上は車両のヘッドランプに使用されるＬＥＤランプに対して本発明を適用した形態について説明したが、本発明は、ヘッドランプ以外の任意の車両用灯具、車両用灯具以外の任意の照明器具等に使用されるＬＥＤランプも適用対象に含むことは勿論である。

１ ＬＥＤランプ
２ ＬＥＤ
３ プリント基板
４ 第１のヒートシンク
４Ａ，４Ｂ 第１のヒートシンクの分割片
５ 第２のヒートシンク
５ａ 第２のヒートシンクの嵌合穴
５ｂ 第２のヒートシンクの放熱フィン
６〜９ 縦溝
１０ 熱放射孔
１１ シール部材

Claims (5)

1. ＬＥＤが実装されたプリント基板と、該プリント基板を保持する第１のヒートシンクと、該第１のヒートシンクとこれに保持された前記プリント基板を保持する第２のヒートシンクを備えるＬＥＤランプにおいて、
   前記第１のヒートシンクに、前記プリント基板からの遠赤外線を外部に放射させる熱放射孔を形成したことを特徴とするＬＥＤランプ。
2. 前記熱放射孔を前記ＬＥＤの光軸方向に貫設したことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤランプ。
3. 前記第１のヒートシンクは、その表面に反射処理が施されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＥＤランプ。
4. 前記第１のヒートシンクは、その表面の一部に黒色表面処理が施されていることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤランプ。
5. 前記第２のヒートシンクは、その表面に黒色表面処理が施されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のＬＥＤランプ。
   

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