JP2010153138A - Lamp unit for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、全反射型樹脂製の投光用のレンズとLED(発光ダイオード)を組み合わせた車両用ランプユニットに関する。 The present invention relates to a vehicular lamp unit in which a lens for light projection made of total reflection resin and an LED (light emitting diode) are combined.
従来の車両用ランプユニットは、複数個のLEDを線状に配列してなる線状光源と、この線状光源からの光を導入して前方に出射するプリズムレンズとから構成されている。プリズムレンズの受光部と線状光源は、受光部の長さ方向に沿って密に配置することができることから、大型化することなく照度向上が可能となるとしている。(例えば、特許文献1)
上記した特許文献1の技術は、レンズの長手方向に沿って断面が凹状に形成された受光部の両端は開放されている。この受光部に複数個のLEDが配置されるが、線状に配された複数個のLEDのうち両端に配されたLEDは、受光部の両開放部から温度上昇を抑制することができる。
In the technique of the above-described
しかし、内側に配置されたLEDの放熱は、両端に配置されたLEDを介して受光部の両開放部へ対流で放熱されることから、内側に配置されたLEDの温度上昇は抑制し難いものであった。このため、内側に配置されたLEDの温度上昇の抑えにくいことから発光効率の低下やLEDの寿命を熱のストレスにより短縮させる、という問題があった。 However, the heat radiation of the LEDs arranged on the inside is convectively radiated to both open parts of the light receiving part via the LEDs arranged on both ends, so that it is difficult to suppress the temperature rise of the LEDs arranged on the inside. Met. For this reason, since it was difficult to suppress the temperature rise of the LED arranged inside, there was a problem that the luminous efficiency was lowered and the life of the LED was shortened by heat stress.
この発明の目的は、線状に複数個配置されたLEDの温度上昇を抑えることで発光効率を向上させることのできる車両用ランプユニットを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a vehicular lamp unit that can improve luminous efficiency by suppressing a temperature rise of a plurality of LEDs arranged in a line.
上記した課題を解決するために、この発明の車両用ランプユニットは、絶縁性の基板と、前記基板の表面に、線状に実装された少なくとも3個のLEDと、前記LEDの発光部を収容する断面が凹状に形成された入射面および該入射面に入射された前記LEDからの入射光を屈折により変化させ出射面から出射するレンズと、前記線状に配された前記LEDの内側に位置するLEDを、該LEDの両側に位置するLEDを介さずに外部との対流を直接行うための連通孔と、を具備したことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a vehicle lamp unit according to the present invention accommodates an insulating substrate, at least three LEDs mounted linearly on the surface of the substrate, and a light emitting portion of the LED. An incident surface having a concave cross section, a lens that changes incident light from the LED incident on the incident surface by refraction, and exits from the output surface; and an inner surface of the linearly arranged LED The LED is provided with a communication hole for directly performing convection with the outside without using the LEDs located on both sides of the LED.
この発明によれば、線状に複数個配置されたLEDの温度上昇を抑えることができることから、LEDの発光効率の向上とともに短寿命化を抑えることが可能となる。 According to this invention, since it is possible to suppress the temperature rise of a plurality of LEDs arranged linearly, it is possible to improve the light emission efficiency of the LEDs and suppress the shortening of the lifetime.
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1〜図6は、この発明の車両用ランプユニットに関する一実施形態について説明するための、図1は分解斜視図、図2は図1が組み立てられた状態の正面図、図3は図2のIa−Ib線断面図、図4は図2のIIa−IIb線断面図、図5は図2のIIIa−IIIb線断面図、図6は図2のIVa−IVb線断面図である。 1 to 6 are diagrams for explaining an embodiment of a vehicle lamp unit according to the present invention. FIG. 1 is an exploded perspective view, FIG. 2 is a front view of the assembled state of FIG. 1, and FIG. 4 is a sectional view taken along line IIa-IIb in FIG. 2, FIG. 5 is a sectional view taken along line IIIa-IIIb in FIG. 2, and FIG. 6 is a sectional view taken along line IVa-IVb in FIG.
まず、図1、図2において、100は車両用ランプユニットを示し、具体的には車両用のフォグランプを示す。このランプユニット100は、複数のLED11を光源とする光源ユニット12と、この光源ユニット12の各LED11からの出射光の制御を行う投光用のレンズ13とを有し、これらが図示しない筐体に収容されて要部が構成されている。レンズ13は樹脂材料で構成できる。その材料としては、一般的な光学レンズに使用されるアクリル、ポリカーボネイト等が考えられる。
First, in FIGS. 1 and 2,
光源ユニット12は、長尺な平面略矩形形状をなすLED基板14を有し、このLED基板14の実装面には、例えば、7個のLED11が長手方向に線状に実装されている。各LED11は、本体部111と出射面側に片凸レンズが固着された発光部112から構成された表面実装型で、各LED11はLED基板14の長手方向に沿って一列に配列されている。
The
ここで、ランプユニット100の車載時におけるLED基板14は、その長辺が車幅方向に延在するとともに短辺が上下方向に延在するよう、実装面が車両前方に指向して起立した状態で配置されている。これにより、各LED11は車幅方向に沿って一列に配列され、図3に示すように、各LED11の光軸Oが水平方向前方に沿って設定されている。なお、各LED11の光軸O等が設定される水平方向とは、厳密な水平方向が要求されるものではなく、所定の誤差範囲は許容されるものである。
Here, the
さらに、LED基板14には、各LED11の実装面から両側面にかけて長手方向に実装面より低い段部141,142が形成されている。
Furthermore,
レンズ13は、各LED11の光軸O上に配設され各LED11からの入射光を屈折により変化させて出射するレンズ部131と、このレンズ部131と一体の光透過性材料で構成され各LED11からの入射光をレンズ部131の上方で全反射して出射する上側リ上側フレクタ部132と、レンズ部131と一体の光透過性材料で構成され各LED11からの入射光をレンズ部131の下方で全反射して出射する下側リフレクタ部133とから構成されている。
The
レンズ部131の入射面131aは、図3、図4にも示すように、例えばLED基板14の長手方向に沿って延在するレンズ13の長手方向に形成された断面が凹状に形成された受光部15の底面の略矩形の平面で構成され、この入射面131aは、各光軸O上で各LED11に略正対するよう起立した状態で配設されている。また、レンズ部131の出射面131bは、例えば、LED基板14の長手方向に沿って延在するシリンドリカルレンズ面で構成され、入射面131aに正対されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, for example, the
図3に示すように、レンズ部131の光軸Oは、各LED11の発光部112を基準として水平方向よりも下方に所定角度傾斜するよう設定されている。出射面131bの曲率やレンズ部131の光軸O’の傾斜角度等は、実験やシミュレーション等に基づいて適値に設定されている。
As shown in FIG. 3, the optical axis O of the
これにより、レンズ部131は、各LED11からの出射光のうち、主として、光軸Oに対して上下方向に所定の放射角以下で放射される光を入射面131aで入射し、車幅方向の放射角は所定に維持したまま、入射面131aおよび出射面131bの屈折により、上下方向の放射角を平行光に近づけるよう変化させて出射する。その際、光軸O’の傾斜により、レンズ部131からの出射光は車両前方斜め下方に指向され、例えば、照射距離が10m以上の地点において、ランプユニット100の水平位置以下(光軸O以下)の領域を照射する。
Thereby, the
図3、図4に示すように、上側リフレクタ部132の入射面132aは、例えば、LED基板14の長手方向に沿って延在する略矩形の平面で構成されている。この入射面132aは、前端縁部がレンズ部131の入射面131aの上端縁部に連設するとともに基端縁部がLED基板14の段部141と間隔を置いた状態に対向して配設される(図3)。レンズ13の長手方向両端と対向する位置には、段部141が形成されていないことからレンズ13とLED基板14とは直接接する状態で配設される(図4)。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
また、上側リフレクタ部132の出射面132cは、例えば、LED基板14の短手方向に沿って延在する緩やかな面で構成されている。この出射面132cは、下端縁部がレンズ部131の出射面131bの上端縁部に連設するよう、垂直方向に対し所定角度傾斜して起立した状態で配設されている。
In addition, the
さらに、上側リフレクタ部132の上面は、入射面132aからの入射光を全反射して出射面132c方向(車両前方)に導く上側反射面132bとして形成されている。この上側反射面132bは、各LED11の発光部112またはその近傍を焦点とする曲線に沿う断面形状を有してLED基板14の長手方向に延在する非球面で構成され、その前端縁部が出射面132cの上端縁部に連設されている。
Furthermore, the upper surface of the
図3、図4に示すように、下側リフレクタ部133の入射面133aは、例えば、LED基板14の長手方向に沿って延在する略矩形の平面で構成されている。この入射面133aは、前端縁部がレンズ部131の入射面131aの下端縁部に連設するとともに基端縁部がLED基板14の段部142と間隔を置いた状態に対向して配設される(図3)。レンズ13の長手方向両端と対向する位置には、段部142が形成されていないことからレンズ13とLED基板14とは直接接する状態で配設される(図4)。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
さらに、下側リフレクタ部133の下面は、入射面133aからの入射光を全反射して出射面133c方向(車両前方)に導く下側反射面133bとして形成されている。この下側反射面133bは、各LED11の発光部112またはその近傍を焦点とする曲線に沿う断面形状を有してLED基板14の長手方向に延在する非球面で構成され、その前端縁部が出射面133cの下端縁部に連設されている。
Furthermore, the lower surface of the
ところで、レンズ13の入射面132a,133aのLED基板14側の端縁は、各LED11の発光部112よりも図3中に示すように、LED基板14側に位置する関係に配置される。これにより、各LED11から出射される全光を、対応の出射面131b,132c,133cから出射させることができる。
By the way, the
段部141,142の間隔は、受光部15の間隔よりも狭くしてある。これにより、受光部15は、段部141,142を介してレンズ13の長手方向と直交する方向においても、ランプユニット100の受光部15と外部とが連通する連通孔161,162が構成される。
The interval between the
連通孔161,162は、レンズ13の受光部15内に各LED11の発光部112が配置された場合に、図3の白抜きの矢印で示す対流を発生させることができる。このため、各LED11が発する熱は、線状に配されたどの位置であっても、同じような条件で熱の対流が生じさせることになる。
The
この実施形態では、LED基板14に段部141,142を設け、段部141,142が受光部15とを連通させる連通孔161,162を構成することで、受光部15内に配される各LED11の発生温度の平準化を実現することができる。さらに、受光部15内と外部との対流がスムースにできることから、温度上昇を抑えることができ、各LED11の長寿命化や発光効率の向上にも寄与する。
In this embodiment, the
また、線状に配置され各LEDを流れる電流も平準化させることができることは、各LEDの輝度を平準化させることを意味し、車両用ランプユニットとして安定した点灯に寄与する。 In addition, the fact that the current flowing through each LED arranged linearly can be leveled means that the luminance of each LED is leveled, which contributes to stable lighting as a vehicle lamp unit.
この実施形態での段部141,142は、LED基板14の両側の長手方向にそれぞれ1個する形成したが、LEDとLEDの間はLED11の実装面と同一として段部を複数形成しても構わない。この場合は、段部が長くならずに済むことからレンズ13とLED基板14の位置管理がし易いものとなる。
In this embodiment, the
また、LED11は線状に配置された7個を例として挙げたが、少なくもと3個が線状に配置されたものであればよい。2個の場合は、レンズ13の長手方向の両端に外部と繋がる凹部の開放部分があり、連通孔を形成した場合の効果があまり期待できないからである。
In addition, although seven
図7〜図12は、この発明の車両用ランプユニットに関する他の実施形態について説明するための、図7は分解斜視図、図8は図1が組み立てられた状態の正面図、図9は図8のVa−Vb線断面図、図10は図8のVIa−VIb線断面図、図11は図8のVIIa−VIIb線断面図、図12は図8のVIIIa−VIIIb線断面図である。 7 to 12 are exploded perspective views, FIG. 8 is a front view of the assembled state of FIG. 1, and FIG. 9 is a view for explaining another embodiment of the vehicle lamp unit of the present invention. 8 is a sectional view taken along the line VIa-VIb in FIG. 8, FIG. 11 is a sectional view taken along the line VIIa-VIIb in FIG. 8, and FIG. 12 is a sectional view taken along the line VIIIa-VIIIb in FIG.
この実施形態において、図7は図1の分解斜視図に、図8〜図12は図2〜図6の各図にそれぞれ相当し、上記した一実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付して説明する。 In this embodiment, FIG. 7 corresponds to the exploded perspective view of FIG. 1, and FIGS. 8 to 12 correspond to the drawings of FIGS. 2 to 6, respectively. Will be described.
この実施形態では、LED基板14に段部141,142を形成せずに、受光部15を挟んでLED基板14と接するレンズ13に切欠部71,72が形成されている。切欠部71,72は、LED基板14に接しないよう形成されている。
In this embodiment, the
これにより、図9に示すように、切欠部71,72は受光部15の長手方向と直交する方向に、受光部15と外部との対流を起こさせる連通孔73,74を構成させることとなる。ランプユニット100の受光部15は、外部との空気の入れ替えが連通孔73,74を通して可能となり、受光部15で発生する熱の温度を平準化させるとともに、温度上昇を抑えることができる。
As a result, as shown in FIG. 9, the
なお、切欠部71,72は、各LED11の発光部112よりもLED基板14側に位置するように形状とする。これにより、各LED11から出射される全光を、対応の出射面131b,132c,133cから出射させることができる。
The
この実施形態においても、連通孔73,74がランプユニット100の長手方向と直交する方向からも受光部15における内外の空気の入れ替えが可能となる。このため、各LED11の温度上昇を抑えることが可能となるとともに、温度の平準化させることが可能となる。各LED11の温度上昇を抑えることは、LEDの寿命の向上と発光効率の向上を図ることができる。
Also in this embodiment, the inside and outside air in the
なお、この実施形態において切欠部71,72は、連続した状態で切欠かなくてもよい。例えば、各LED11との間にレンズ13から一体的な柱を形成し、LED基板14に当接させ、あるいは接合させることで、各LED11と各受光面131a,132a,133aとの光学的な位置管理を行うことができる。
In this embodiment, the
図13は、この発明の効果について従来と比較して説明するために、模式的に表した説明図である。 FIG. 13 is an explanatory view schematically showing the effect of the present invention in comparison with the conventional case.
すなわち、従来の構成では、図13破線で示すように受光部がランプユニット外と繋がっている線状に配された両端に位置するLEDの温度は下がるが、内側に位置するLEDの温度は下がりにくい。この点、図13実線で示すように、この発明では、連通孔の作用により線状に並べられたLEDの内側に位置するLEDも、両端に位置するLEDと同様の温度と温度の抑制していることが分かる。 That is, in the conventional configuration, as shown by the broken line in FIG. 13, the temperature of the LEDs located at both ends arranged in a line where the light receiving part is connected to the outside of the lamp unit is lowered, but the temperature of the LEDs located inside is lowered. Hateful. In this regard, as shown by the solid line in FIG. 13, in the present invention, the LEDs located inside the LEDs arranged in a line by the action of the communication holes are also controlled at the same temperature and temperature as the LEDs located at both ends. I understand that.
従って、図13からわかるように、この発明は従来に比して線状に配置された各LEDの温度上昇を抑えるとともに、温度を平準化させることができる。 Therefore, as can be seen from FIG. 13, the present invention can suppress the temperature rise of each LED arranged in a line as compared with the prior art and level the temperature.
この発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、例えば、連通孔はLED基板14の段部141,142とレンズ13の切欠部71,72を組み合わせたものであってもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the communication hole may be a combination of the
100 車両用ランプユニット
11 LED
111 本体部
112 発光部
12 光源ユニット
13 レンズ
131 レンズ部
132 上側フレクタ部
133 下側リフレクタ部
131a,132a,133a 入射面
132b 上側反射面
133b 下側反射面
14 LED基板
141,142 段部
15 受光部
161,162 連通孔
71,72 切欠部
73,74 連通孔
100
111
Claims (5)
前記基板の表面に、線状に実装された少なくとも3個のLEDと、
前記LEDの発光部を収容する断面が凹状に形成された入射面および該入射面に入射された前記LEDからの入射光を屈折により変化させ出射面から出射するレンズと、
前記線状に配された前記LEDの内側に位置するLEDを、該LEDの両側に位置するLEDを介さずに外部との対流を直接行うための連通孔と、を具備したことを特徴とする車両用ランプユニット。 An insulating substrate;
At least three LEDs linearly mounted on the surface of the substrate;
An incident surface in which a cross section accommodating the light emitting portion of the LED is formed in a concave shape, and a lens that changes incident light from the LED incident on the incident surface by refraction and emits the light from the emission surface;
The LED located inside the LED arranged in a line is provided with a communication hole for directly performing convection with the outside without going through the LED located on both sides of the LED. Lamp unit for vehicles.
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