JP2011204502A - Ｌｅｄ照明装置の冷却システム - Google Patents

Abstract

【目的】冷却構造の設計自由度を広げ、さらにより好適な冷却構造を実現すべく創案されたものであって、例えば放熱方向と光照射方向を同じ方向にすることも可能となり、例えば、車のヘッドライトなどでは、近年ＬＥＤ化が進められているが、その一方いかなる構造により放熱するかが課題となっており、さらに今後の車は熱を車体に逃がすことが認められないため、ヘッドライト内部で処理する必要があるが、そのスペースは限られているなどの課題に対処すべく創案されたものである。
【構成】内部に空間を有するケースと、ケースの内部に取り付けられるＬＥＤと、ケースの内部で、ＬＥＤの前面側に充填され、発光するＬＥＤの熱を冷却する機能を備えた冷却用溶液と、を有し、冷却用溶液は、絶縁抵抗値が１０の８乗Ω以上の液体で構成する、ことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＬＥＤ照明装置の冷却システムに関するものである。

近年、ＬＥＤが照明装置として頻繁に利用されるに至っている。ＬＥＤの寿命が飛躍的に長いことに起因するものである。
しかるに、ＬＥＤはそのジャンクション温度によってその寿命が大きく左右され、一般にジャンクション温度１４０℃が限界とされている。しかして、このジャンクション温度上昇を抑え、かつＬＥＤ装置の照明機能を妨げない新技術の提案が強く要請されていた。

ここで、従来、ＬＥＤのジャンクション温度を抑えるための放熱技術では、一般にＬＥＤ基板の裏面に放熱装置を設けたものが知られている。
これは光が表面から放出されるため表面に放熱機構を設けると光が遮断されてしまうことを考慮したからである。即ち、光を放出する面と熱を放出する面は異なる方向を向く必要があると考えられていた。このためいわゆるＬＥＤの放熱構造に制約が発生し、自由な放熱構造が採用できないものとなっていたのである。

特開２００９−２８９６５３号公報

かくして、本発明は、上記制約条件に拘泥することなく冷却構造を設計でき、当該構造の設計自由度を広げ、さらにより好適な冷却構造を実現すべく創案されたものであって、例えば放熱方向と光照射方向を同じ方向にすることも可能となり、例えば、車のヘッドライトなどでは、近年ＬＥＤ化が進められているが、その一方いかなる構造により放熱するかが課題となっており、さらに今後の車は熱を車体に逃がすことが認められないため、ヘッドライト内部で処理する必要があるが、そのスペースは限られているなどの課題に対処すべく創案されたものである。

かくして本発明は、
内部に空間を有するケースと、該ケースの内部に取り付けられるＬＥＤと、前記ケースの内部で、前記ＬＥＤの前面側に充填され、発光するＬＥＤの熱を冷却する機能を備えた冷却用溶液と、
を有し、
前記冷却用溶液は、絶縁抵抗値が１０の８乗Ω以上の液体で構成する、
ことを特徴とし、
または、
内部に空間を有するケースと、該ケースの内部に取り付けられるＬＥＤと、前記ケースの内部で、前記ＬＥＤの前面側に充填され、発光するＬＥＤの熱を冷却する機能を備えた冷却用溶液と、
を有し、
前記冷却用溶液は、絶縁抵抗値が１０の８乗Ω以上の液体で構成すると共に、該溶液の粘度を、動粘性係数１３ｍｍ^２／ｓ 以上に構成した、
ことを特徴とし、
または、
前記冷却用溶液に、染料、顔料を混合して複数色の色彩に着色可能とした、
ことを特徴とし、
または、
前記冷却用溶液は、シリコンオイルあるいは流動パラフィンもしくは該溶液の混合液である、
ことを特徴とするものである。

本発明によるＬＥＤ照明装置の冷却システムによれば、各種の制約条件に拘泥することなく冷却構造を設計でき、かつ当該冷却構造の設計自由度を広げ、さらによりよい好適な冷却構造が実現でき、例えば放熱方向と光照射方向を同じ方向にすることもでき、例えば、車のヘッドライトなどでは、近年ＬＥＤ化が進められているが、その一方いかなる構造により放熱するかが解決でき、さらに今後の車は熱を車体に逃がすことが認められないため、ヘッドライト内部で処理する必要があるが、そのスペースは限られているなどの課題も解決できるとの優れた効果をそうする。

本発明の第１実施例を説明する説明図（その１）である。 本発明の第１実施例を説明する説明図（その２）である。 本発明の第２実施例を説明する説明図（その１）である。 本発明の第２実施例を説明する説明図（その２）である。 本発明の第２実施例を説明する説明図（その３）である。 本発明の第３実施例を説明する説明図である。

以下本発明を図に基づいて説明する。

図１は、例えば車両のヘッドライト１に本発明を使用した例を示している。

符号２はＬＥＤであり、ケース３内の基端部に取り付けられている。符号４はリフレクタであり、ＬＥＤ２からの光を反射するものとしている。符号５はケース内面を示し、該ケース内面５にはリフレクタ４で反射された光をさらに反射し、レンズ６へ送出するものとしている。

なお、図１から理解されるように、ケース３は各種の部材を接合して形成されており、それぞれの接合部７には、充填する後述の冷却用溶液８が漏れ出さないよう、パッキン９を介して緊結されている。

符号１０は注入口１１を塞ぐ栓を示し、注入口１１から冷却用溶液８を注入した後、該栓１０で密封する。

なお、本実施例の組み立て順序は図２に示されており、組み立てられた後、前記注入口１０から、例えば流動パラフィンやシリコンオイル、あるいは超純水で構成された溶液などの冷却用溶液８が注入され、栓１０が塞がれる。

図３に示す本実施例では、いわゆるプロジェクタ型のヘッドライト１に本発明を応用したものであり、基本的な構造は実施例１のものと同様である。

すなわち、符号２はＬＥＤであり、ケース３内の基端部に取り付けられている。符号４はリフレクタであり、ＬＥＤ２からの光を反射するものとしている。符号５はケース内面を示し、該ケース内面５にはリフレクタ４で反射された光をさらに反射し、レンズ６へ送出するものとしている。

なお、図３から理解されるように、ケース３は長さ方向が楕円状に長く形成れており、そのケース３に各種の部材を接合して形成される。
そして、それぞれの接合部７には、充填する後述の冷却用溶液８が漏れ出さないよう、パッキン９を介して緊結されている。

符号１０は注入口１１を塞ぐ栓を示し、注入口１１から冷却用溶液８を注入した後、該栓１０で密封する。

そして、その組み立て順序は図４、図５に示されている。しかして、組み立てられた後は、前記注入口１０から、例えば流動パラフィンやシリコンオイル、あるいは超純水で構成された溶液などの冷却用溶液８が注入され、栓１０が塞がれるものとなる。

図６に示す実施例では、いわゆる冷却用溶液８を充填するケース３の大きさを任意に変更でき、かつそれにＬＥＤ２の光を投射させる部分を独立させたタイプである。このようなタイプであれば、放熱用の冷却用溶液８を注入する箇所を狭くして、コストの低廉化も図れ、かつ長さ方向への調節が簡単に行えるヘッドライト等が提供できる。

ここで、冷却用溶液８について説明すると、該冷却用溶液８は、絶縁抵抗値が１０の８乗Ω以上の液体で、好ましくは絶縁抵抗値が１０の１０乗Ω以上の液体で構成されている。

このような液体で構成することにより、ＬＥＤ２や該ＬＥＤ２についての配線に直に接したとしても、電気漏れ等のおそれがなく、通常の絶縁シールと同様に絶縁性を保つことが出来る。しかも液体であるため、ＬＥＤ２からの発熱を押さえることも出来る。

そして、さらに、該冷却用溶液８の粘度を、動粘性係数１３ｍｍ^２／ｓ 以上の液体とすれば、パッキン９などの気密材が該冷却用溶液８に直に接したとしても、前記パッキン９などの耐久性を低下させるおそれがない。

また、前述したように冷却用溶液８の具体例としては、流動パラフィンやシリコンオイルあるいはそれらを混合したものが用いられるが、これらに限定されるものではなく、絶縁抵抗値が１０の８乗Ω以上の液体で、好ましくは絶縁抵抗値が１０の１０乗Ω以上の液体で構成されているものであればよい。

さらに、例えば、車のヘッドライトなどに使用する場合には、該冷却用溶液８は、比較的透明性の高い液体を使用すべきであり、これにより、より照明度のあるヘッドライトが形成できる。

しかし、例えば舞台照明などの場合は、色つきの照明とする場合もあり、このようなケースには、前記冷却用溶液８に顔料や染料を混入し、所望の色のＬＥＤ照明装置を構成することも出来る。

１ ヘッドライト
２ ＬＥＤ
３ ケース
４ リフレクタ
５ ケース内面
６ レンズ
７ 接合部
８ 冷却用溶液
９ パッキン
１０ 注入口

Claims (4)

1. 内部に空間を有するケースと、該ケースの内部に取り付けられるＬＥＤと、前記ケースの内部で、前記ＬＥＤの前面側に充填され、発光するＬＥＤの熱を冷却する機能を備えた冷却用溶液と、
   を有し、
   前記冷却用溶液は、絶縁抵抗値が１０の８乗Ω以上の液体で構成する、
   ことを特徴とするＬＥＤ照明装置の冷却システム。
   
2. 内部に空間を有するケースと、該ケースの内部に取り付けられるＬＥＤと、前記ケースの内部で、前記ＬＥＤの前面側に充填され、発光するＬＥＤの熱を冷却する機能を備えた冷却用溶液と、
   を有し、
   前記冷却用溶液は、絶縁抵抗値が１０の８乗Ω以上の液体で構成すると共に、該溶液の粘度を、動粘性係数１３ｍｍ^２／ｓ 以上に構成した、
   ことを特徴とするＬＥＤ照明装置の冷却システム。
   
3. 前記冷却用溶液に、染料、顔料を混合して複数色の色彩に着色可能とした、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のＬＥＤ照明装置の冷却システム。
   
4. 前記冷却用溶液は、シリコンオイルあるいは流動パラフィンもしくは該溶液の混合液である、
   ことを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載のＬＥＤ照明装置の冷却システム。

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