JP2009076377A - Ｌｅｄランプユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤを光源とするＬＥＤランプユニットを放熱性の高い構造とすることによりＬＥＤ光源の温度上昇を抑制し、よってＬＥＤの発光効率の低下が抑制されて所定の照射光量を確保することが可能となるＬＥＤランプユニットを提供することにある。
【解決手段】ＬＥＤ光源２が実装されたＬＥＤ実装基板３を載置したヒートシンク４、該ヒートシンク４が固定されたリフレクタ５、リフレクタ５に連接されたレンズホルダ６、リフレクタ５の下側の内周面から上側に向かって延設されたシャッタ７、レンズホルダ６に保持された投影レンズ８によって光学系を形成し、ＬＥＤ光源の点灯時に発生する熱の放熱に寄与するヒートシンク５をＬＥＤランプユニット１の上部に配置するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明はＬＥＤを光源とするＬＥＤランプユニットに関する。

ＬＥＤは温度上昇によって発光効率が低下するという特性を有している。ＬＥＤの温度上昇の要因は、点灯時の自己発熱や高温環境下に晒された場合等が考えられる。

一方、ＬＥＤは各種ランプに比較して一般的に小型、低消費電力、長寿命等の利点を有しており、従来この利点を利用してハイマウントストップランプ、ストップアンドテールランプ、方向指示灯等の車両用灯具の光源として使用され、近年ではＬＥＤを光源とする車両用前照灯の提案もなされている。

ＬＥＤを光源とする前照灯においては、例えば、前面レンズとハウジングによって灯室を形成し、その灯室内にＬＥＤを光源とするＬＥＤランプユニットを支持したものがある。この場合、ＬＥＤランプユニットは前照灯として必要な照射光量を確保するために光源となるＬＥＤを大電力で駆動する必要があること、密閉された灯室内にあって使用環境温度が高いこと等によりＬＥＤがジャンクション温度の限界値で使用されることが少なくない。

すると、ＬＥＤの自己発熱および環境温度（周囲温度）によってＬＥＤ自体の温度が上昇し、その結果、ＬＥＤの発光効率が低下して灯具の照射光量が低減すると共に、配光性能の悪化によって極端な場合には灯具に要求される配光規格を満足しなくなる可能性を有している。

そこで、上記問題の発生を抑制する目的で、灯室内に支持するＬＥＤランプユニットを図１２に示すような構成にすることが提案されている。それは、ＬＥＤランプユニット５０をプロジェクタタイプのユニット構造とするものであり、その構成部材は、楕円を基調とする反射面５１を有する上側リフレクタ５２、シェード５３が一体に形成された下側リフレクタ５４、所定の配光パターンを形成する投影レンズ５５、ＬＥＤ光源５６が実装されたＬＥＤ実装基板５７、取付面５８と放熱部５９で構成されたヒートシンク部材６０からなっている。

そして、ヒートシンク部材６０の取付面５８上に絶縁性熱伝導フィルムを介してＬＥＤ実装基板５７が載置されると共に、該ＬＥＤ実装基板５７を覆うように上側リフレクタ５２と下側リフレクタ５４も取り付けられ、上側リフレクタ５２と下側リフレクタ５４で形成された開口縁部に投影レンズ５５が保持されている。

上記構成のＬＥＤランプユニット５０において、ＬＥＤ光源５６に電力を供給して点灯させると、ＬＥＤ光源５６から上側リフレクタ５２の反射面５１に向かって出射された光は反射面５１で反射されてその反射光の一部が下側リフレクタ５４に一体形成されたシェード５３でカットオフ（遮光）され、シェード５３を通過した残りの反射光が投影レンズ５５内を導光されてカットオフラインを有する所定の配光パターンでＬＥＤランプユニット５０外に照射される。

このとき、ＬＥＤ光源５６の点灯時に発生した熱は、ＬＥＤ実装基板５７および絶縁性熱伝導フィルムを介してヒートシンク部材６０の取付面５８から放熱部５９に伝導されて移動し、放熱部５９からＬＥＤランプユニット５０外に放散されてＬＥＤ光源５６の温度上昇が抑制されるというものである（例えば、特許文献１参照。）。

また、図１３に示すような構成の前照灯ユニット８０も提案されている。それは、光軸Ｚに沿って前方から順次、投影レンズ８１、シェード８２、ＬＥＤ光源８３が配設されると共に、ＬＥＤ光源８３から出射された光を前方に反射させるリフレクタ８４が該ＬＥＤ光源８３を覆うように配設されている。

更に、水平板８５ａおよび垂直板８５ｂからなるＴ字状の取付板８５を備えており、水平板８５ａの両面の各面に夫々１個のＬＥＤ８６、８７が取り付けられ、垂直板８５ｂの前面および後面に放熱部材８８が取り付けられてサブアッシ８９が構成されている。

そして、ＬＥＤ８６、８７の点灯時に発生した熱は、取付板８５の水平板８５ａに移動し、水平板８５ａを伝導されて垂直板８５ｂに移動し、垂直板８５ｂを伝導されて放熱部材８８に移動し、放熱部材８８から前照灯ユニット８０外に放散されてＬＥＤ８６、８７の温度上昇が抑制されるというものである（例えば、特許文献２参照。）
特開２００７−１０９６１３号公報 特開２００６−１０７８７５号公報

上記「特開２００７−１０９６１３号公報」で提案されたＬＥＤランプユニット５０は、ＬＥＤ光源５６がヒートシンク部材６０を構成する取付面５８と放熱部５９、上側リフレクタ５２、下側リフレクタ５４および投影レンズ５５で形成される密閉空間６１内に位置する構造となっており、ＬＥＤ光源５６の発熱がヒートシンク部材６０の放熱部５９からＬＥＤランプユニット５０外に放散されると同時に、ヒートシンク部材６０の取付面５８からＬＥＤ光源５６を内包する密閉空間６１内にも放散される。

そのため、密閉空間６１内にこもった熱がＬＥＤ光源５６の周囲温度を上昇させ、ヒートシンク部材６０による放熱効果が低減してＬＥＤ光源５６の温度上昇の抑制が阻害されることになる。

また、上記「特開２００６−１０７８７５号公報」で提案された前照灯ユニット８０は、ＬＥＤ８６、８７で発生した熱が放熱部材８８に伝導されるまでに熱伝導抵抗の高い水平板８５ａを伝導されるために放熱部材８８に至るまでに熱伝導効率が悪く、そのため放熱効果が低減してＬＥＤ８６、８７の温度上昇の抑制が阻害されることになる。

そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、ＬＥＤを光源とするＬＥＤランプユニットを放熱性の高い構造とすることによりＬＥＤ光源の温度上昇を抑制し、よってＬＥＤの発光効率の低下が抑制されて所定の照射光量を確保することが可能となるＬＥＤランプユニットを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、ＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源を載置したヒートシンクと、前記ＬＥＤ光源を覆うように配置されて該ＬＥＤ光源から出射された光を前方に向けて反射するリフレクタと、前記リフレクタからの反射光を前方に向けて集束させながら照射する投影レンズを備えたことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記ＬＥＤランプユニットは、前記リフレクタと前記投影レンズの間に、前記リフレクタからの反射光の一部を遮光してカットオフラインを形成するシャッタを備えており、前記ヒートシンクと前記シャッタは前記投影レンズの光軸を含む面に対して互いに異なる側に位置することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１または２のいずれか１項において、前記ヒートシンクは、前記ＬＥＤ光源を載置したベース部と複数の板状のプレートフィンまたは波状のコルゲートフィンからなるフィン部が一体化され、前記フィン部は前記ベース部の前記光軸を含む面と反対側に位置することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項３において、前記フィン部は、前記ベース部に鋳造、ロウ付け、またはカシメのうちいずれかの方法で取り付けられることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項５に記載された発明は、請求項１〜４のいずれか１項において、前記ＬＥＤランプユニットは、該ＬＥＤランプユニットの前記ヒートシンク側を上側にして車両に搭載されることを特徴とするものである。

本発明のＬＥＤランプユニットは、ＬＥＤ光源の点灯時に発生する熱を外部に放散するためのヒートシンクを設けると共に、ＬＥＤランプユニットを車両に搭載する際にヒートシンクが上側に位置するような構成とした。

その結果、ＬＥＤ光源から発生した熱が効率良く外部に放散されるため、高い放熱性能によってＬＥＤ光源の温度上昇が抑制され、よってＬＥＤ光源の発光効率の低下が抑制されて所定の照射光量を確保することが可能となるＬＥＤランプユニットが実現できた。

以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図１１を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。

図１は本発明のＬＥＤランプユニットに係わる実施例１の概略断面図である。以下の図は図面上の上方向を車両の上方向とし、図面上の下方向を車両の下方向とし、図面上の左方向を車両の前方方向とし、図面の右方向を車両の後方方向としたときの、ＬＥＤランプユニットの車両搭載状態（方向）を示している。

ＬＥＤランプユニット１はＬＥＤ光源２、ＬＥＤ光源２が実装されたＬＥＤ実装基板３、ＬＥＤ実装基板３が絶縁性熱伝導シート（図示せず）を介して載置されたヒートシンク４、ヒートシンク４が固定されたリフレクタ５、リフレクタ５に連接されたレンズホルダ６、リフレクタ５のレンズホルダ６側のヒートシンク４と反対側（下側）の内周面からヒートシンク４側（上側）に向かって延設されたシャッタ７、レンズホルダ６に保持された投影レンズ８を備えており、プロジェクタタイプのＬＥＤランプユニット１を構成している。

そして、ヒートシンク４、リフレクタ５、レンズホルダ６および投影レンズ８で閉空間９が形成され、この閉空間９内にＬＥＤ光源２から出射した光の光路を制御する光学系が構成される。

そのうち、ＬＥＤ光源２は青色光を発光する青色ＬＥＤ素子または紫外光を発光する紫外ＬＥＤ素子のそれぞれと蛍光体の組み合わせによって白色光あるいは白色光に近い色調の光を放出する光源である。

例えば、ＬＥＤ素子が青色ＬＥＤ素子の場合、青色光に励起されて青色の補色となる黄色光に波長変換する蛍光体を用いることにより、青色ＬＥＤ素子から出射された青色光の一部が蛍光体を励起することによって波長変換された黄色光と、青色ＬＥＤ素子から出射された青色光との加法混色によって白色に近い色調の光を生成することができる。

また、同様にＬＥＤ素子が青色ＬＥＤ素子の場合、青色光に励起されて緑色光および赤色光にそれぞれ波長変換する２種類の蛍光体を混合したものを用いることにより、青色ＬＥＤ素子から出射された青色光の一部が蛍光体を励起することによって波長変換された緑色光および赤色光と、青色ＬＥＤ素子から出射された青色光との加法混色によって白色光を生成することもできる。

一方、ＬＥＤ素子が紫外ＬＥＤ素子の場合、紫外光に励起されて青色光、緑色光、および赤色光にそれぞれ波長変換する３種類の蛍光体を混合したものを用いることにより、紫外ＬＥＤ素子から出射された紫外光が蛍光体を励起することによって波長変換された青色光、緑色光、および赤色光の加法混色によって白色光を生成することもできる。

更に、ＬＥＤ素子から出射される光の色調と蛍光体のとを適宜に組み合わせることによって白色光以外の種々な色調の光を生成することができる。

ヒートシンク４はベース部４ａとフィン部４ｂからなり、ベース部４ａは一定の厚みからなる板状を呈しており、その平面がランプユニット１の照射軸Ｘと略平行に位置している。フィン部４ｂはベース部４ａのＬＥＤ実装基板３が載置された面と反対側の面に上方に向かって平行に並設された複数の板状のフィンを有しており、フィン部４ｂの両横端部４ｂａはベース部４ａに対して略垂直に延びており、ベース部４ａと対向する側にある先端部４ｂｂはベース部４ａと略平行に延びている。また、ヒートシンク４は熱伝導性が良好な材料からなっており、例えばＡｌ、Ａｌ合金、Ｃｕ、およびＣｕ合金等のうちいずれかの金属からなっている。

但し、ヒートシンク４は鋳造やロウ付けやカシメ等の方法により製造され、ロウ付けやカシメ等の方法によってベース部４ａにフィン部４ｂを後付けする場合は、フィン部４ｂをベース部４ａと異なる材料でコルゲートフィンやプレートフィンとすることができる。

リフレクタ５は該リフレクタ５のレンズホルダ６側の内底面から上方に向かって延びるシャッタ７を有しており、上記ヒートシンク４と同様に、例えばＡｌ、Ａｌ合金、Ｃｕ、およびＣｕ合金等のうちいずれかの金属で形成することもできるし、樹脂材料で形成することもできる。いずれの場合もリフレクタ５は内周面を反射面とする３つの領域からなっている。

そのうち、第１のリフレクタ領域５ａは、ＬＥＤ光源２を覆うように該ＬＥＤ光源２近傍を第１の焦点Ｆ１の位置とし、シャッタ７の上端部７ａ近傍を第２の焦点Ｆ２の位置とする楕円系面からなる内周面を有しており、該内周面は楕円系反射面５ａａとなっている。第１の焦点Ｆ１および第２の焦点Ｆ２を含む長軸はこのランプユニット１の照射軸Ｘと略同一直線上に位置する。

第２のリフレクタ領域５ｂは、上記第１のリフレクタ領域５ａと同様にＬＥＤ光源２を覆うようにＬＥＤ光源２近傍を第１の焦点Ｆ１の位置とし、第３のリフレクタ領域５ｃの内周面の第１の焦点Ｆ３近傍の位置を第２の焦点の位置とする楕円系面からなる内周面を有しており、該内周面は楕円系反射面５ｂｂとなっている。

第３のリフレクタ領域５ｃは、第２のリフレクタ領域５ｂの内周面の第２の焦点Ｆ３近傍の位置を第１の焦点の位置とし、シャッタ７の上端部７ａ近傍を第２の焦点Ｆ２の位置とする楕円系面からなる内周面を有しており、該内周面は楕円系反射面５ｃｃとなっている。

よって、シャッタ７は上記リフレクタ５の各楕円系反射面５ａａ、５ｂｂ、５ｃｃと投影レンズ８の間に位置し、上端部７ａがＬＥＤランプユニット１からの照射ビームのカットオフラインを形成する。

レンズホルダ６は略円筒形状を呈しており、照射方向側の開口に投影レンズ８を保持している。

投影レンズ８は少なくとも照射方向に膨らんだ凸レンズからなっている。

上記構成のランプユニット１において、第１の焦点Ｆ１の位置にあるＬＥＤ光源２が点灯して該ＬＥＤ光源２から第１のリフレクタ領域５ａの楕円系反射面５ａａの方向に向けて出射された光は、楕円系反射面５ａａで反射されて反射光が第２の焦点Ｆ２の位置にある、シャッタ７の上端部７ａ方向に向かい、その一部はシャッタ７によって光路が遮られる。

一方、第１のリフレクタ領域５ａの楕円系反射面５ａａで反射された光のうちシャッタ７に遮られることのない反射光はレンズホルダ６内を伝搬されて投影レンズ８に至る。

また、第１の焦点Ｆ１の位置にあるＬＥＤ光源２から第２のリフレクタ領域５ｂの楕円系反射面５ｂｂの方向に向けて出射された光は、楕円系反射面５ｂｂで反射されて反射光が第２の焦点Ｆ３の方向に向う。該第２の焦点Ｆ３は第３のリフレクタ５ｃの第１の焦点でもあり、焦点Ｆ３の方向に向かった反射光は第３のリフレクタ領域５ｃの楕円系反射面５ｃｃで再度反射されて反射光が第２の焦点Ｆ２の位置にある、シャッタ７の上端部７ａ近傍方向に向かい、その一部はシャッタ７によって光路が遮られる。

一方、第３のリフレクタ領域５ｃの楕円系反射面５ｃｃで反射された光のうちシャッタ７に遮られることのない反射光はレンズホルダ６内を伝搬されて投影レンズ８に至る。

このようにＬＥＤ光源２から出射して楕円系反射面５ａａで１回反射して投影レンズ８に至った光、およびＬＥＤ光源２から出射して楕円系反射面５ｂｂと楕円系反射面５ｃｃで２回反射して投影レンズ８に至った光はいずれも投影レンズ８内を導光され、集束しながらカットオフラインを有する所定の配光パターンでＬＥＤランプユニット１外に照射される。

それと同時に、ＬＥＤ光源２が点灯すると該ＬＥＤ光源２が発熱するが、この熱は図２に示すように、ＬＥＤ光源２が実装されたＬＥＤ実装基板３および絶縁性熱伝導シートを介して該ＬＥＤ実装基板３が載置された、ヒートシンク４の板状のベース部４ａに伝導されて移動し、ベース部４ａに移動した熱は更にベース部４ａの、ＬＥＤ実装基板３が載置された面と反対側の面に上方に向かって平行に並設された複数の板状のフィンからなるフィン部４ｂに伝導されて移動し、フィン部４ｂから外部に放散される。

このとき、ヒートシンク４のベース部４ａおよびフィン部４ｂはいずれもＬＥＤ光源２の上方に位置しているため、ＬＥＤ光源２で発生した熱は高い熱伝導効率で且つスムーズに順次ベース部４ａおよびフィン部４ｂに伝導されて移動し、フィン部４ｂから上方に向かう対流の流れに沿ってＬＥＤランプユニット１外に放散されると共に、ＬＥＤ光源２が収容された閉空間９内に放散されることはほとんどない。

その結果、高い放熱性能によってＬＥＤ光源の温度上昇が抑制され、よってＬＥＤ光源の発光効率の低下が抑制されて所定の照射光量を確保することが可能となる。

図３は実施例２の概略断面図である。実施例２は実施例１とヒートシンク４のフィン部４ｂの形状、ヒートシンク４の配置方向、およびリフレクタ５の形状が異なる。

具体的には、リフレクタ５のヒートシンク４を固定するリフレクタ固定部５ｄがランプユニット１の照射軸Ｘに対して後方に向かって下側に傾斜している。

よって、ヒートシンク４のベース部４ａおよびベース部４ａに載置されたＬＥＤ実装基板３もＬＥＤランプユニット１の照射軸Ｘに対して後方に向かって下側に傾斜している。

ヒートシンク４のフィン部４ｂは２分割されており、前方に位置するフィン部４ｃの長さに対して後方に位置するフィン部４ｄの長さが長くなっている。フィン部４ｃ、４ｄからなるフィン部４ｂの両横端部４ｂａはベース部４ａに対して略垂直に延びており、ベース部４ａと対向する側にあるフィン部４ｃ、４ｄの先端部４ｃｂ、４ｄｂはベース部４ａと略平行に延びている。

また、ヒートシンク４、リフレクタ５、レンズホルダ６および投影レンズ８で囲まれた空間１０がヒートシンク４とリフレクタ５の第３のリフレクタ領域５ｃとの隙間１１によってランプユニット１の外部と繋がっている。

そこで、ＬＥＤ光源２で発生した熱は、ＬＥＤ光源２が実装されたＬＥＤ実装基板３および絶縁性熱伝導シートを介して該ＬＥＤ実装基板３が載置された、ヒートシンク４の板状のベース部４ａに伝導されて移動し、ベース部４ａに移動した熱は更にベース部４ａの、ＬＥＤ実装基板３が載置された面と反対側の面に上方に向かって平行に並設された複数の板状のフィンからなるフィン部４ｃ、４ｄに伝導されて移動し、フィン部４ｃ、４ｄから外部に放散される。

このとき、下方にＬＥＤ実装基板３が位置するフィン部４ｃおよび下方にリフレクタ５のリフレクタ固定部５ｄとの接続部が位置するフィン４ｄが共に上方に向かって後方に傾斜しており、且つフィン部４ｃよりもフィン部４ｄの方が各フィンの面積が大きくなっている。

そこで、ＬＥＤ光源２で発生してヒートシンク４のベース部４ａに移動した熱は、フィン部４ｃおよびフィン部４ｄに伝導されて移動するが、移動する熱量はフィン４ｃよりも熱容量が大きいフィン部４ｄの方が多く、フィン部４ｃからフィン部４ｄに向かう熱の流れが形成される。

また、ヒートシンク４のベース部４ａが傾斜していることにより、ヒートシンク４のフィン部４ｃ側から外部に放散された熱がフィン部４ｄ側に向かい、フィン部４ｄのフィン部４ｃ側と反対側から上方に向かう対流も形成される。

よって、ＬＥＤランプユニット１から遠い位置にあるフィン部４ｄから上方に向かう対流が形成され、対流の流路にない、ヒートシンク４とリフレクタ５の第３のリフレクタ領域５ｃで形成された隙間１１からヒートシンク４、リフレクタ５、レンズホルダ６および投影レンズ８で囲まれた空間１０に侵入する熱は少なく、空間１０内に位置するＬＥＤ光源２の放熱効果を低下させることはほとんどない。

その結果、上記実施例１と同様に、高い放熱性能によってＬＥＤ光源の温度上昇が抑制され、よってＬＥＤ光源の発光効率の低下が抑制されて所定の照射光量を確保することが可能となる。

特に、実施例２の構成を採った場合において、ＬＥＤランプユニット１は、ＬＥＤ光源２から直上に照射される発光強度の強い光を第２のリフレクタ領域５ｂと第３のリフレクタ領域５ｃとによる２回反射で照射することができる。そのため、実施例１のＬＥＤランプユニット１と比較して、より効率よくＬＥＤ光源２からの光を利用することが可能となる。

なお、上記実施例１および実施例２において、ＬＥＤランプユニット１はすれ違い用ビームに用いる車両用前照灯であるため、焦点Ｆ２付近にシャッタ７を設けていたが、本発明ではこれに限定されない。すなわち、光源からの光を遮光する必要のない走行用ビームを形成するためにＬＥＤランプユニット１を用いる場合には、焦点Ｆ２付近にシャッタ７を設けない。このように構成することにより、ＬＥＤランプユニット１からはリフレクタ５からの光がそのまま投影レンズ８を介して照射される。

以下に、本発明のＬＥＤランプユニットの放熱効果のシミュレーションおよびその結果について説明する。

本発明の代表として上述の実施例１のＬＥＤランプユニットの構成を採用し、比較例として図４に示す構成のＬＥＤランプユニットを採用した。比較例は実施例１と同様に、ＬＥＤ光源２、ＬＥＤ光源２が実装されたＬＥＤ実装基板３、ＬＥＤ実装基板３が絶縁性熱伝導シート（図示せず）を介して載置されたヒートシンク４、ヒートシンク４が固定されたリフレクタ５、リフレクタ５に連接されたレンズホルダ６、リフレクタ５のレンズホルダ６側のヒートシンク４側（下側）の内周面からヒートシンク４と反対側（上側）に向かって延設されたシャッタ７、レンズホルダ６に保持された投影レンズ８を備えたプロジェクタタイプのＬＥＤランプユニット１である。

実施例１と比較例の違いはヒートシンク４の位置が異なり、実施例１のヒートシンク４がＬＥＤランプユニット１の照射軸Ｘに対して上側に位置するのに対し、比較例は照射軸Ｘの下側に位置する。つまり、比較例は実施例１を上下反転させてシャッタ７をリフレクタ５の下側の内周面に設けた構成となっている。

シミュレーションの設定条件は、実施例１および比較例ともにヒートシンク４のベース部４ａの寸法を６０ｍｍ×６０ｍｍ、フィン部４ｂの各フィンの高さを３０ｍｍ、ＬＥＤ光源２に供給する電力を１０Ｗ、周囲温度を６０℃とした。

図５〜図１０はシミュレーション結果を表したものであり、図５は比較例において、ヒートシンク４のベース部４ａのＬＥＤ実装基板３が載置された面における等温度線を示しており、図６は同様の面の、Ｙ方向（短手方向）に所定の間隔で設定されたＸ方向（長手方向）に平行な複数の直線の各直線上の温度分布を表わしたものであり、図７は同様の面の、Ｘ方向（長手方向）に所定の間隔で設定されたＹ方向（短手方向）に平行な複数の直線の各直線上の温度分布を表わしたものである。

図８は実施例１において、ヒートシンク４のベース部４ａのＬＥＤ実装基板３が載置された面における等温度線を示しており、図９は同様の面の、Ｙ方向（短手方向）に所定の間隔で設定されたＸ方向（長手方向）に平行な複数の直線の各直線上の温度分布を表わしたものであり、図１０は同様の面の、Ｘ方向（長手方向）に所定の間隔で設定されたＹ方向（短手方向）方向に平行な複数の直線の各直線上の温度分布を表わしたものである。

図６および図７より、比較例はＬＥＤ光源２の直下位置の温度が１１２℃であり、図９および図１０より、実施例１はＬＥＤ光源２の直下位置の温度が１０６℃であり、同一条件下においては、実施例１のＬＥＤ光源２の直下位置における温度が比較例に対して６℃程度低下することが確認された。

ところで、比較例および実施例１で使用したＬＥＤ光源は図１１で示すような発光光束の温度依存性を有しており、ＬＥＤ光源の温度が５０℃のときの発光光束を１００％としたときの１０６℃のときの相対発光光束は約８５％、１１２℃のときの相対発光光束は約８３％となっており、１０６℃のときの相対発光光束は１１２℃のときよりも約２％増加することになる。

従って、ＬＥＤ光源２の温度が、ヒートシンク４のベース部４ａのＬＥＤ実装基板３が載置された面のＬＥＤ光源２の直下位置の温度に限りなく近いと仮定すると、比較例に対してＬＥＤ光源の温度を約６℃低減した実施例１の放熱効果は発光光束の２％の向上に寄与することがわかる。

また、ＬＥＤ光源は材料によっては温度が１０℃上昇すると寿命が半減するという特性のものもあり、本発明によってＬＥＤ光源の温度上昇を６℃抑制できることは長寿命化による信頼性の向上にも繋がるものである。

以上説明したように、本発明のＬＥＤランプユニットは車両に搭載したときに、ＬＥＤ光源を載置したヒートシンクがＬＥＤランプユニットの上部に位置するように配置し、ＬＥＤ光源で発生した熱を効率良くヒートシンクで放熱するようにした。

その結果、高い放熱性能によってＬＥＤ光源の温度上昇が抑制され、よってＬＥＤ光源の発光効率の低下が抑制されて所定の照射光量を確保することが可能となる、という優れた効果を奏するものである。

本発明に係わる実施例１の概略断面図である。 本発明に係わる実施例１の概略部分断面図である。 本発明に係わる実施例２の概略断面図である。 比較例の概略断面図である。 比較例の等温度線図である。 比較例の温度分布図である。 同じく、比較例の温度分布図である。 実施例１の等温度線図である。 実施例１の温度分布図である。 同じく、実施例１の温度分布図である。 ＬＥＤ光源の発光光束の温度依存性を示すグラフである。 従来例の概略断面図である。 他の従来例の概略断面図である。

符号の説明

１ ＬＥＤランプユニット
２ ＬＥＤ光源
３ ＬＥＤ実装基板
４ ヒートシンク
４ａ ベース部
４ｂ フィン部
４ｂａ 横端部
４ｂｂ 先端部
４ｃ フィン部
４ｃｂ 先端部
４ｄ フィン部
４ｄｂ 先端部
５ リフレクタ
５ａ 第１のリフレクタ領域
５ａａ 楕円系反射面
５ｂ 第２のリフレクタ領域
５ｂｂ 楕円系反射面
５ｃ 第３のリフレクタ領域
５ｃｃ 楕円系反射面
５ｄ リフレクタ固定部
６ レンズホルダ
７ シャッタ
７ａ 上端部
８ 投影レンズ
９ 閉空間
１０ 空間
１１ 隙間

Claims (5)

1. ＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源を載置したヒートシンクと、前記ＬＥＤ光源を覆うように配置されて該ＬＥＤ光源から出射された光を前方に向けて反射するリフレクタと、前記リフレクタからの反射光を前方に向けて集束させながら照射する投影レンズを備えたことを特徴とするＬＥＤランプユニット。
2. 前記ＬＥＤランプユニットは、前記リフレクタと前記投影レンズの間に、前記リフレクタからの反射光の一部を遮光してカットオフラインを形成するシャッタを備えており、前記ヒートシンクと前記シャッタは前記投影レンズの光軸を含む面に対して互いに異なる側に位置することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤランプユニット。
3. 前記ヒートシンクは、前記ＬＥＤ光源を載置したベース部と複数の板状のプレートフィンまたは波状のコルゲートフィンからなるフィン部が一体化され、前記フィン部は前記ベース部の前記光軸を含む面と反対側に位置することを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載のＬＥＤランプユニット。
4. 前記フィン部は、前記ベース部に鋳造、ロウ付け、またはカシメのうちいずれかの方法で取り付けられることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤランプユニット。
5. 前記ＬＥＤランプユニットは、該ＬＥＤランプユニットの前記ヒートシンク側を上側にして車両に搭載されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のＬＥＤランプユニット。

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