CN101852417B - 发光元件模块化构件和灯具单元 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种使LED等发光元件的处理变得容易的发光元件模块化构件和灯具单元。用于使第一LED(22)、第二LED(42)模块化的发光元件模块化构件包括：具有平板状的基体部的散热器(51、52)；从基体部的中央部偏靠端部的部位起，相对于基体部沿垂直方向延伸设置的第一LED安装板(25)、第二LED安装板(45)；分别设在第一LED安装板(25)、第二LED安装板(45)的面中的第一面和第二面上、用于保持第一LED(22)、第二LED(42)的发光元件保持部，其中第一面是面向基体部的中央部的方向的面，第二面是第一面的相反侧的面。

Description

发光元件模块化构件和灯具单元
技术领域
本发明涉及用于将LED(Light Emitting Diode：发光二极管)等发光元件模块化的发光元件模块化构件、以及使用了该发光元件模块化构件的灯具单元。
背景技术
以往，已知有将LED等发光元件作为光源来使用的车辆用灯具(例如参考专利文献1、2)。
〔专利文献1〕日本特开2007-35547号公报
〔专利文献2〕日本特开2009-4309号公报
发明内容
〔发明所要解决的课题〕
通常，在用LED作为车辆用灯具的光源时，是通过将多个LED安装于散热器来进行散热的。在要使多个LED发出的热高效地散热时，散热器的体积将变得非常大。因此，例如即使一个LED发生故障，为更换LED，也必须从车辆用灯具中拆下很大的散热器整体，处理非常困难。
本发明是鉴于这样的状况而设计的，其目的在于提供一种能使LED等发光元件的处理变得容易的发光元件模块化构件、以及使用了该发光元件模块化构件的灯具单元。
〔用于解决课题的手段〕
为解决上述课题，本发明的一个方案的发光元件模块化构件是用于使发光元件模块化的发光元件模决化构件，其包括：具有平板状的基体部的散热器；从基体部的中央部偏靠端部的部位起，相对于基体部沿垂直方向延伸设置的发光元件安装板；以及分别设在发光元件安装板的面中的第一面和第二面上、用于保持发光元件的发光元件保持部，其中第一面是面向基体部的中央部的方向的面，第二面是第一面的相反侧的面。
通过该方案，能够将发光元件与散热器合起来作为一个模块来处理。例如即使一个LED发生了故障，只要从车辆用灯具中拆下该一个发光元件模块即可，所以发光元件的处理变得容易。
另外，在本方案中是从散热器的基体部的中央部偏靠端部的部位起，延伸设置用于安装发光元件的发光元件安装板的。通过采用这样的构造，能够构成可适用于各种各样的光学系统的发光元件模块化构件。
发光元件模块化构件可以还包括对散热器进行强制空冷的风扇。此时，能提高发光元件的散热效率。
本发明的另一方案是一种灯具单元。该灯具单元是具有第一和第二上述发光元件模块化构件的灯具单元，其中，第一和第二发光元件模块化构件被配置成第一发光元件模块化构件的发光元件安装板的第一面与第二发光元件模块化构件的发光元件安装板的第二面相对的形式，并且在第一和第二发光元件模块化构件的发光元件安装板上分别安装有发光元件，且使得其各自发光元件的光出射方向彼此为反方向。
本发明的再一个方案也是一种灯具单元。该灯具单元是具有第一和第二上述发光元件模块化构件的灯具单元，其中，第一和第二发光元件模块化构件被配置成第一发光元件模块化构件的发光元件安装板的第二面与第二发光元件模块化构件的发光元件安装板的第二面相对的形式，并且在第一和第二发光元件模块化构件的发光元件安装板上分别安装有发光元件，且使得其各自发光元件的光出射方向彼此为反方向。
本发明的再一个方案还是一种灯具单元。该灯具单元是具有上述的发光元件模块化构件的灯具单元，其中，在发光元件模块化构件的发光元件安装板的第一面和第二面上分别安装有发光元件，且使得其各自发光元件的光出射方向彼此为反方向。
〔发明效果〕
通过本发明，能够提供一种能使发光元件的处理变得容易的发光元件模块化构件、以及使用了该发光元件模块化构件的灯具单元。
附图说明
图1是本发明实施方式的车辆用灯具的示意剖面图。
图2是灯具单元的从前方来看的立体图。
图3是灯具单元的从后方来看的立体图。
图4是灯具单元的分解立体图。
图5是LED模块的从前方来看的立体图。
图6是LED模块的从下方来看的立体图。
图7是LED模块的分解立体图。
图8是本发明另一实施方式的车辆用灯具的示意剖面图。
图9是本发明另一实施方式的车辆用灯具的示意剖面图。
图10是表示比较例的车辆用灯具的图。
图11是本发明另一实施方式的车辆用灯具的示意剖面图。
〔标号说明〕
10、100、200、400…车辆用灯具，20…第一副灯具单元，21…第一LED模块，22…第一LED，25…第一LED安装板，40…第二副灯具单元，41…第二LED模块，42…第二LED，45…第二LED安装板，50…风扇，51、52…散热器，60…灯具单元。
具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明实施方式的车辆用灯具。
图1是本发明实施方式的车辆用灯具10的示意剖面图。车辆用灯具10例如是被安装在车辆的前端部分，可点亮或熄灭近光束的前照灯。
车辆用灯具10如图1所示具有透光性的透光罩12和灯体14。并且，在透光罩12和灯体14所围成的灯室10a内收纳有灯具单元60。
图2是灯具单元60的从前方来看的立体图。图3是灯具单元60的从后方来看的立体图。图4是灯具单元60的分解立体图。
如图1～图4所示，灯具单元60具有两个副灯具单元(第一副灯具单元20、第二副灯具单元40)。灯具单元60具有支承第一副灯具单元20和第二副灯具单元40的框体、即支承构件15。该支承构件15经由图1所示的调平(leveling)机构18而固定在灯体14中，能够用调平机构18在上下方向调整各副灯具单元的光轴。另外，支承构件15上连接有旋转机构19，能够用旋转机构19在左右方向调整各副灯具单元的光轴。
下面说明第一副灯具单元20和第二副灯具单元40。首先说明第一副灯具单元20。第一副灯具单元20是所谓的投影式的灯具单元，具有照射近光束的集光部分的功能。
第一副灯具单元20如图1所示包括：具有作为第一光源的第一LED22的第一LED模块21；将来自第一LED22的光反射向前方的第一反射碗26；配置在第一LED模块21的前方的基体构件23；保持在基体构件23上的投影透镜24。
第一LED22是具有1平方毫米左右大小的发光部(发光芯片)的白色发光二极管，以其照射轴L1朝向与第一副灯具单元20的光轴Ax1大致垂直的大致铅直上方的状态，安装在第一LED模块21的第一LED安装板25上，其中，第一副灯具单元20的光轴Ax1是沿车辆前后方向延伸的。关于第一LED模块21，将在后面说明。
第一反射碗26是在内侧形成有反射面26a的反射构件，反射面26a的铅直剖面形状为大致椭圆形、水平剖面形状为以椭圆为基础的自由曲面形状。第一反射碗26被配置成其第一焦点处于第一LED22的发光部附近、其第二焦点处于基体构件23的水平面23a的前端部附近的形式。基体构件23的水平面23a的前端部被构成使得选择性地遮挡从第一反射碗26反射来的光，在投影到车辆前方的配光图形中形成斜明暗截止线。
投影透镜24由前方侧表面为凸面、后方侧表面为平面的平凸非球面透镜构成，被固定在基体构件23的车辆前方侧前端部附近。在本实施方式中，投影透镜24的后方侧焦点被形成得与第一反射碗26的第二焦点大体一致。投影透镜24使形成在后侧焦点面上的光源像成为倒像地照射向前方。
接下来说明第二副灯具单元40。第二副灯具单元40配置在第一副灯具单元20的下方，具有照射近光束的发散部分的功能。
第二副灯具单元40是所谓的抛物面型的灯具单元。第二副灯具单元40如图1所示包括：具有作为第二光源的第二LED42的第二LED模块41；将来自第二LED42的光反射向前方的第二反射碗44。
第二LED42同第一LED22一样是具有发光部的白色二极管，以其照射轴L2朝向与第二副灯具单元40的光轴Ax2大致垂直的大致铅直下方的状态，安装在第二LED模块41的第二LED安装板45上，其中，第二副灯具单元40的光轴Ax2是沿车辆前后方向延伸的。关于第二LED模块41，将在后面说明。
第二反射碗44形成有反射面44a，使得反射来自第二LED42的光，将预定的配光图形照射向车辆前方。
下面说明在第一副灯具单元20、第二副灯具单元40中使用的第一LED模块21、第二LED模块41。以下将第一LED模块21和第二LED模块41统称为“LED模块70”来进行说明。
通常，在使用LED作为车辆用灯具的光源时，是通过将多个LED安装在散热器上来进行散热的。在要使多个LED发出的热高效地散热时，散热器的体积将变得非常大。因此，例如即使一个LED发生故障，为更换LED，也必须从车辆用灯具中拆下很大的散热器整体，处理非常困难。
因此，在本实施方式中，针对一个LED准备一个LED模块化构件，使LED模块化。由此，例如在LED发生故障时整体更换LED模块等，LED的处理变得容易。
为使得能够针对不同的车辆用灯具的光学系统使用相同LED模块，优选将这样的LED模块做成能适用于在使用LED的车辆用灯具中所想到的各种各样的光学系统的形状。通过使LED模块标准化以能在各种各样的车辆用灯具中适用，能够大大降低生产成本。
图5是LED模块70的从前方来看的立体图。图6是LED模块70的从下方来看的立体图。图7是LED模块70的分解立体图。
如图5～图7所示，LED模块70是在LED模块化构件68上安装有LED71的构造。LED模块化构件68具有散热器72、LED安装板78、第一面用LED保持部80、第二面用LED保持部81、压固构件75、装配部79、螺钉77。
散热器72由铝等高导热率的金属形成，包括基体部74和平板散热片76。基体部74是形成为大致长方形的平板状的构件，其背面74a上竖立设置有多个平板散热片76。散热片的形状并不特别限定，例如也可以是棒状的散热片。
在基体部74的长边方向的两端部设有在将LED模块70装配到图1～图4所示的车辆用灯具10上时所使用的装配部79。各装配部79上设有在螺丝固定到车辆用灯具10上时使用的通孔。
另外，基体部74的前面74b上设有LED安装板78。该LED安装板78从基体部74的中央部偏靠端部的部位起，相对于基体部74沿垂直方向延伸设置。在本实施方式中，是从基体部74的前面74b的短边方向的一个端部(下端部)起，相对于基体部74沿大致垂直方向延伸设置的。LED安装板78是被形成为大致长方形的平板状的构件，也可以与散热器72一体地形成。
在LED安装板78的两面(第一面78a、第二面78b)上分别设有用于保持LED71的第一面用LED保持部80、第二面用LED保持部81。这里，将朝向基体部74的中央部的一面记为第一面78a，将第一面78a的相反侧的面记为第二面78b。
在将LED71安装到LED安装板78上时，使LED71卡合于设在第一面用LED保持部80或第二面用LED保持部81上的栓状构件。然后，用压固构件75将LED71压固在第一面用LED保持部80或第二面用LED保持部81上。然后再用螺钉77将压固构件75螺丝固定于LED安装板78，LED71就被安装上了。图5～图7中示出了将LED71安装在第一面用LED保持部80上的样子。优选第一面用LED保持部80和第二面用LED保持部81被设置在相对于LED安装板78对称的位置。此时，光学系统的布局设计较为容易。
如上所述在本实施方式中，采用针对一个LED模块化构件安装一个LED的结构，从而能够将LED作为一个模块来处理。由此，例如当一个LED发生故障时，只要更换一个LED模块即可，从而能够使LED光源的处理变得容易。
关于散热器72的大小、平板散热片76的形状等，根据所要安装的LED71的发热量、有无风扇、是否在LED安装板78的两面安装LED71等适当设计。例如当车辆用灯具10是使用风扇强制空冷的结构时，与自然空冷的情况相比，所需的散热器的尺寸要小。
接下来说明使用了LED模块的各种各样的灯具单元。回到图1，在图1所示的灯具单元60中，对第一副灯具单元20使用了第一LED模块21，对第二副灯具单元40使用了第二LED模块41。第一LED模块21、第二LED模块41是与在图5～图7中说明的LED模块70相同的结构。
第一LED模块21和第二LED模块41相邻配置，并使得第一LED安装板25的第一面25a与第二LED安装板45的第二面45b相对。另外，第一LED安装板25的第二面25b和第二LED安装板45的第二面45b都朝向灯具上方。
在第一LED模块21中，第一LED22被安装在第一LED安装板25的第二面25b上，在第二LED模块41中，第二LED42被安装在第二LED安装板45的第一面45a上。这样，第一LED22和第二LED42被安装成光出射方向彼此为反方向的形式。
另外，在灯具单元60中，在第一LED模块21的散热器51和第二LED模块41的散热器52的后方，设有用于对散热器51、52强制空冷的风扇50。在图1中是使用一个风扇50对散热器51、52这二者强制空冷的，但也可以针对散热器51、52分别设置风扇。在使用一个风扇50的情况下，为提高冷却效率，优选使第一LED模块21和第二LED模块41尽可能相邻地配置。
这样，通过使用第一LED模块21和第二LED模块41，LED的处理变得容易。例如当第一LED22出现故障时，只要从灯具单元60中按模块拆下第一LED模块21，并将新的第一LED模块21装入灯具单元60即可。
图8是本发明另一实施方式的车辆用灯具100的示意剖面图。在图8中，对与图1所示的车辆用灯具10相同或对应的构成要素赋予相同的标号，并适当省略其说明。另外，在图8中省略了透光罩、灯体等的图示，仅图示出灯具单元60的主要结构。
在本实施方式的车辆用灯具100中，也是对第一副灯具单元20使用第一LED模块21，对第二副灯具单元40使用第二LED模块41。
在本实施方式中，第一LED模块21、第二LED模块41上下相邻地配置，并使得第一LED安装板25的第二面25b与第二LED安装板45的第一面45a相对。另外，第一LED安装板25的第一面25a和第二LED安装板45的第一面45a都朝向灯具上方。
在第一LED模块21中，在第一LED安装板25的第一面25a上安装有第一LED22，在第二LED模块41中，在第二LED安装板45的第二面45b上安装有第二LED42。这样，第一LED22和第二LED42被安装成光出射方向彼此为反方向的形式。另外，在第一LED模块21、第二LED模块41的后方设有风扇50。
在图1所示的车辆用灯具10中，由于存在散热器52的基体部，所以要使第二副灯具单元40的第二反射碗44的F值增大是有限度的。但通过如本实施方式这样配置第一LED模块21、第二LED模块41，散热器52的基体部造成的限制消除了，所以作为第二副灯具单元40的第二反射碗44，能使用F值较大的反射碗。
图9是本发明另一实施方式的车辆用灯具200的示意剖面图。在图9中，省略了透光罩、灯体等的图示，仅图示出灯具单元60的主要结构。
在图9所示的车辆用灯具200中，也是由第一副灯具单元20和第二副灯具单元40构成灯具单元60的。这里，在本实施方式中，第一副灯具单元20、第二副灯具单元40都是抛物面型的灯具单元，分别安装有形状相同的第一反射碗26、第二反射碗44。
在本实施方式中，第一LED模块21、第二LED模块41上下相邻配置，并使得第一LED安装板25的第二面25b与第二LED安装板45的第二面45b相对。另外，第一LED安装板25的第一面25a朝向上方，第二LED安装板45的第一面45a朝向下方。
在第一LED模块21中，在第一LED安装板25的第一面25a上安装有第一LED22，在第二LED模块41中，在第二LED安装板45的第一面45a上安装有第二LED42。这样，第一LED22和第二LED42被安装成光出射方向彼此为反方向的形式。另外，在第一LED模块21、第二LED模块41的后方设有风扇50。
通过这样配置第一LED模块21和第二LED模块41地构成车辆用灯具200，能够实现使非发光区域尽可能小的车辆用灯具。图10是表示比较例的车辆用灯具300的图。在该车辆用灯具300中，作为第一LED模块321、第二LED模块341，其第一LED安装板325、第二LED安装板345均是从基体部的中央部起延伸设置的。这样，由于第一LED安装板325、第二LED安装板345是从基体部的中央部起延伸设置的，所以再使第一LED模块321和第二LED模块341相邻配置，非发光区域350也较大，作为车辆用灯具并不理想。
另一方面，在本实施方式的车辆用灯具200中，是从第一LED模块21、第二LED模块41的基体部的中央部偏靠端部的部位起延伸设置第一LED安装板25、第二LED安装板45的，所以在如图9那样使第一LED安装板25的第二面25b与第二LED安装板45的第二面45b相对配置时，能减小非发光区域。
图11是本发明另一实施方式的车辆用灯具400的示意剖面图。在图11中，省略了透光罩、灯体等的图示，仅图示出灯具单元60的主要结构。
在图11所示的车辆用灯具400中，也是由第一副灯具单元20和第二副灯具单元40构成灯具单元60的。这里，在本实施方式中，第一副灯具单元20、第二副灯具单元40都是抛物面型的灯具单元，分别安装有形状相同的第一反射碗26、第二反射碗44。
在该车辆用灯具400中，作为第一副灯具单元20的光源的第一LED22和作为第二副灯具单元40的光源的第二LED42被安装在同一个LED模块421上。具体来说，是在LED模块421的LED安装板425的第二面425b上安装第一LED22，在第一面425a上安装第二LED42。第一LED22和第二LED42被安装成光出射方向彼此为反方向的形式。另外，LED模块421的后方设有风扇50。
这样，能在LED模块421的LED安装板425的两面安装LED来构成车辆用灯具。此时，能构成非发光区域很小的车辆用灯具。
另外，由于散热器数量减少，还能谋求车辆用灯具的轻型化和低成本化。但是，由于是两个LED共用一个散热器的形态，所以本实施方式的车辆用灯具400优选用于不使第一LED22和第二LED42同时点灯的车辆用灯具。作为这样的车辆用灯具，例如可以例示出第一副灯具单元20作为近光束用灯来发挥作用、第二副灯具单元40作为日间行车灯(daytime running lamp)来发挥作用的车辆用灯具。
如以上在图1、图8、图9、图11中说明的那样，使用本实施方式的LED模块，能够构成在采用LED的车辆用灯具中所想到的各种各样的光学系统。即使光学系统改变，也无需对LED模块进行设计变更，所以能使模块形状标准化，能降低成本。
以上基于实施方式说明了本发明，但这些实施方式仅是例示，本领域技术人员能够理解可以对其各构成要素的组合进行各种各样的变形，且这些变形例也包含在本发明的范围内。
在上述实施方式中，是使用LED作为光源的，但例如也可以使用半导体激光器等其它发光元件。另外，在图1所示的实施方式中，是组合第一副灯具单元和第二副灯具单元来照射近光束的，但所照射的光束的种类并不限定。例如可以是组合第一副灯具单元和第二副灯具单元照射远光束，也可以是第一副灯具单元照射近光束，第二副灯具单元照射远光束。或者，也可以使第一副灯具单元作为近光束用的灯具单元，使第二副灯具单元作为日间行车灯用的灯具单元。

Claims (2)

1.一种用于使发光元件模块化的发光元件模块化构件，其特征在于，包括：
具有平板状的基体部的散热器；
从上述基体部的中央部偏靠端部的部位起，相对于上述基体部沿垂直方向延伸设置的发光元件安装板；以及
分别设在上述发光元件安装板的面中的第一面和第二面上、用于保持上述发光元件的发光元件保持部，其中所述第一面是面向上述基体部的中央部的方向的面，所述第二面是上述第一面的相反侧的面，
与所述发光元件卡合的栓状部件突出设置在所述发光元件保持部，
用于固定按压所述发光元件的压固构件的螺丝固定部形成在所述发光元件安装板上，
在使所述发光元件与所述栓状部件卡合的状态下，利用所述压固构件将所述发光元件压固在所述发光元件保护部上，通过将所述压固构件直接螺丝固定在所述发光元件安装板上，所述发光元件安装于所述发光元件安装板上。
2.如权利要求1所述的发光元件模块化构件，其特征在于：
分别设在上述第一面和第二面上的发光元件保持部，其被设置在相对于上述发光元件安装板对称的位置。
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