JP2006313808A

JP2006313808A - 発光ダイオードランプ

Info

Publication number: JP2006313808A
Application number: JP2005135614A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Miyasaka; 知之宮坂
Original assignee: Okaya Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Okaya Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2005-05-09
Filing date: 2005-05-09
Publication date: 2006-11-16

Abstract

【課題】ＬＥＤチップの発熱を効率良く逃がすことができる放熱特性の良好な発光ダイオードランプを実現する。
【解決手段】ＬＥＤチップ12が配置された基板14と、該基板14上のＬＥＤチップ12を覆うカバーレンズ16と、上記基板14を支持するシンク18と、該シンク18と接合され外部電源との接続を行うための外部端子22，22が形成された口金24とを備えた発光ダイオードランプ10であって、上記基板14の中央部にアルミニウムより成る裁頭円錐形状の放熱部材26を配置すると共に、該放熱部材26の周囲に、８個のＬＥＤチップ12を導体パターン28を介して基板14上に配置し、さらに、放熱部材26と各ＬＥＤチップ12とを、導体パターン28及び高放熱性樹脂より成る絶縁材30を介して接続した。
【選択図】図１

Description

この発明は、自動車、オートバイの制動灯（ブレーキランプ）や尾灯（テールランプ）等を始めとする各種の光源に用いられる発光ダイオードランプに関し、特に、基板上に複数個の発光ダイオードチップを配置して成る発光ダイオードランプに関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）は低消費電力、長寿命である等の利点を有することから、近年、基板上に複数個の発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）を配置して構成した発光ダイオードランプ（ＬＥＤランプ）が自動車やオートバイの制動灯や尾灯等を始めとする各種の光源に用いられている。
この種の発光ダイオードランプとして、例えば特開２００３−５９３３０号に開示されている発光ダイオードランプ（ＬＥＤ照明器具）が公知である。この公知例は、略平板状のＬＥＤモジュール基板に複数のＬＥＤチップ、電子部品、端子部を搭載して構成されている。
特開２００３−５９３３０号

上記した従来の発光ダイオードランプにあっては、基板上に複数個のＬＥＤチップを配置していることから、ランプ点灯時におけるＬＥＤチップの発熱総量が大きく、このためＬＥＤチップが高温状態となり、熱劣化を生じることがあった。

この発明は、従来の上記問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、ＬＥＤチップの発熱を効率良く逃がすことができる放熱特性の良好な発光ダイオードランプを実現することにある。

上記の目的を達成するため、本発明に係る発光ダイオードランプは、基板上に、熱伝導性が良好な材料より成る凸状の放熱部材と、複数個のＬＥＤチップとを配置すると共に、伝熱部材を介して上記放熱部材と各ＬＥＤチップとを接続したことを特徴とする。

上記放熱部材を、光反射率の高い材料で構成すると共に、その下端から上端に向かって径が徐々に縮小する凸状と成しても良い。

上記放熱部材は、熱伝導性が良好であると共に光反射率の高い材料であるアルミニウムで構成することができる。

本発明の発光ダイオードにあっては、基板上に、熱伝導性が良好な材料より成る凸状の放熱部材と、複数個のＬＥＤチップとを配置すると共に、伝熱部材を介して上記放熱部材と各ＬＥＤチップとを接続したので、ＬＥＤチップの発熱を、上記伝熱部材及び放熱部材を通じて基板上方へ効率良く逃がすことができ、放熱特性が良好である。

また、上記放熱部材を、光反射率の高い材料で構成すると共に、その下端から上端に向かって径が徐々に縮小する凸状と成した場合には、放熱部材に向かって照射されたＬＥＤチップの発光を反射させて基板上方へと導くことができ、発光ダイオードランプの輝度向上、輝度ムラの防止を図ることができる。

以下、図面に基づき、本発明に係る発光ダイオードランプの実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る発光ダイオードランプ10の平面図、図２は、要部縦断面図である。
本発明の発光ダイオードランプ10は、複数個のＬＥＤチップ12が配置された円盤状の基板14と、該基板14上のＬＥＤチップ12を覆う内部が中空と成された半球状の透明なカバーレンズ16と、上記基板14を支持するシンク18と、該シンク18と接合され外部電源（図示せず）との接続を行うための外部端子22，22が形成された口金24とを備えている。

上記基板14は例えばガラエポ樹脂で構成され、基板14上の中央部には熱伝導性が良好なアルミニウムより成る放熱部材26が、基板14上方に向かって突出状態で配置されている。該放熱部材26は、その下端から上端に向かって径が徐々に縮小する裁頭円錐形状と成されている。
また、上記放熱部材26の周囲に、８個のＬＥＤチップ12が、銅箔等より成る導体パターン28を介して基板14上に配置されている。各ＬＥＤチップ12の導体パターン28は、高放熱性樹脂等より成る絶縁材30（図２参照）を介して、放熱部材26と接続されている。尚、上記高放熱性樹脂としては、例えば、フィラー（金属粒子）入りエポキシ樹脂が該当する。
この結果、放熱部材26と各ＬＥＤチップ12とは、導体パターン28及び絶縁材30を介して接続されることとなり、上記導体パターン28及び絶縁材30はＬＥＤチップ12の発熱を放熱部材26へ伝える伝熱部材として機能する。

上記基板14には、一対の貫通孔が形成されると共に、該貫通孔に一対のリード端子32，32が挿通接続されており、これらリード端子32，32間において、導体パターン28及びボンディングワイヤ34を介して上記８個のＬＥＤチップ12が直列接続されている。

上記シンク18は、アルミニウム等の熱伝導性が良好な材料より成り、該シンク18及び口金24内に収納された抵抗（図示せず）等の発熱性電子部品の熱を外部へ放熱できるようになっている。尚、シンク18の表面積を拡大して放熱性能を向上させるため、シンク18表面に溝や凸部を形成しても良い。

図３は、本発明の発光ダイオードランプ10をトラックの尾灯兼制動灯の光源（２４Ｖ用）として使用した場合の駆動回路図である。
直列接続された８個のＬＥＤチップ12は、尾灯としての作動時に小電流が流れる第１の抵抗（Ｒ）・ダイオード（Ｄ）回路36、制動灯としての作動時に大電流が流れる第２の抵抗（Ｒ）・ダイオード（Ｄ）回路38が接続されている。第１の抵抗・ダイオード回路36、第２の抵抗・ダイオード回路38を構成する抵抗Ｒ及びダイオードＤは、上記シンク18及び口金24内に収納され、第１の抵抗・ダイオード回路36は口金24の一方の外部端子22に接続され、第２の抵抗・ダイオード回路38は口金24の他方の外部端子22に接続される。
尾灯側の第１の抵抗・ダイオード回路36を構成する抵抗Ｒは、抵抗値５４０オーム１／２Ｗのものが１本使用され、約１２ｍＡの電流が流れるよう構成される。また、制動灯側の第２の抵抗・ダイオード回路38を構成する抵抗Ｒは、抵抗値３２０オーム１／２Ｗのものが４本使用され、約８０ｍＡの電流が流れるよう構成される。

上記ダイオードＤは、電流の回り込み防止と逆サージ電圧に対する保護のために挿入されているものである。このダイオードＤの機能により、制動灯側の第２の抵抗・ダイオード回路38をオンした場合、ダイオードＤの逆耐圧により尾灯側の第１の抵抗・ダイオード回路36はオフとなる。逆に、尾灯側の第１の抵抗・ダイオード回路36をオンした場合、ダイオードＤの逆耐圧により制動灯側の第２の抵抗・ダイオード回路38はオフとなる。
また、制動灯側の第２の抵抗・ダイオード回路38の抵抗を、４本の抵抗Ｒを並列接続して構成したのは、例え抵抗Ｒが何本か故障しても、残りの抵抗Ｒを通して通電を確保し、制動灯の完全消灯を防止すると共に、抵抗を小型化してシンク18及び口金24内への収納を容易にするためである。

本発明の発光ダイオードランプ10にあっては、基板14上に、熱伝導性が良好なアルミニウムより成る裁頭円錐形状の放熱部材26を配置すると共に、該放熱部材26と各ＬＥＤチップ12とを、伝熱部材として機能する導体パターン28及び絶縁材30を介して接続したので、ＬＥＤチップ12の発熱を、上記導体パターン28、絶縁材30及び放熱部材26を通じて基板14上方へ効率良く逃がすことができ、放熱特性が良好である。

また、本発明の発光ダイオードランプ10は、上記放熱部材26を光反射率の高い材料でもあるアルミニウムで構成すると共に、放熱部材26の形状を下端から上端に向かって径が徐々に縮小する裁頭円錐形状と成したことから、放熱部材26に向かって照射されたＬＥＤチップ12の発光を反射させて基板14上方へと導くことができ、発光ダイオードランプ10の輝度向上、輝度ムラの防止も図ることができる。

上記においては、放熱部材26の形状として、下端から上端に向かって径が徐々に縮小する裁頭円錐形状のものを例示して説明したがこれに限定されるものではない。すなわち、放熱部材26は、基板14上方に向かって突出する凸状と成されていれば良く、従って、上記した裁頭円錐形状以外に、ドーム状、半球状等の凸状と成された適宜な形状の放熱部材26を用いることができる。
また、放熱部材26の構成材料は、上記アルミニウムに限定されず、熱伝導性が良好な他の材料を用いても良い。

本発明に係る発光ダイオードランプを示す平面図である。本発明に係る発光ダイオードランプを示す要部縦断面図である。本発明に係る発光ダイオードランプをトラックの尾灯兼制動灯の光源として使用した場合の駆動回路図である。

符号の説明

10 発光ダイオードランプ
12 ＬＥＤチップ
14 基板
26 放熱部材
28 導体パターン
30 絶縁材
32 リード端子
34 ボンディングワイヤ

Claims

基板上に、熱伝導性が良好な材料より成る凸状の放熱部材と、複数個のＬＥＤチップとを配置すると共に、伝熱部材を介して上記放熱部材と各ＬＥＤチップとを接続したことを特徴とする発光ダイオードランプ。
上記放熱部材を、光反射率の高い材料で構成すると共に、その下端から上端に向かって径が徐々に縮小する凸状と成したことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードランプ。
上記放熱部材がアルミニウムで構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光ダイオードランプ。