JP2015041452A - Led module and cooling structure of vehicle light including led module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LED(発光ダイオード)を光源とするLEDモジュールとこれを備えた車両用灯具の冷却構造に関するものである。 The present invention relates to an LED module using an LED (light emitting diode) as a light source and a cooling structure for a vehicle lamp provided with the LED module.
近年、ヘッドランプやテールランプなどの車両用灯具の光源として、高輝度で消費電力が少なく、耐久性の高いLEDが使用される傾向にある。斯かる車両用灯具においては、LEDが発光すると熱が発生し、この熱によってLEDの温度が上昇するが、LEDは、温度の上昇と共に発光効率と耐久寿命が低下する。 In recent years, LEDs having high luminance, low power consumption, and high durability tend to be used as light sources for vehicle lamps such as headlamps and tail lamps. In such a vehicular lamp, heat is generated when the LED emits light, and the temperature of the LED rises due to this heat. However, the light emission efficiency and the durability life of the LED decrease as the temperature rises.
そこで、車両用灯具には、LEDの温度上昇を抑える冷却構造が必要になるが、特許文献1には、半導体光源(LED)が接続されたヒートシンク(放熱部材)の少なくとも一部を空気ダクトの内部に配置し、ファンによって前記空気ダクト内に誘起される空気流によって前記ヒートシンクの放熱性能を高め、該ヒートシンクに接続された前記半導体光源を冷却してその温度上昇を抑える構成が提案されている。
Therefore, a vehicular lamp requires a cooling structure that suppresses the temperature rise of the LED. However, in
また、特許文献2には、車両用灯具の筐体内に形成された貫通孔に、LEDランプユニットに連なる放熱部材(ヒートシンク)を配置し、ファンによって前記貫通孔に供給される空気によって前記加熱部材の放熱性能を高め、該放熱部材に連なる前記LEDランプユニットを冷却してその温度上昇を抑える構成が提案されている。
In
しかしながら、特許文献1,2において提案された冷却構造においては、空気流に接する放熱部材(ヒートシンク)と半導体光源(LEDランプユニット)との間に基板や別体の熱伝導構造体(支持体)が介在しているため、該熱伝導構造体と放熱部材との間に熱伝導ロスが発生し、この熱伝導ロスのために高い放熱性能を発揮することができないという問題がある。
However, in the cooling structures proposed in
また、特許文献1,2において提案された冷却構造においては、半導体光源(LEDランプユニット)は固定されているため、これに故障が生じた場合などには該半導体光源を容易に交換することができないという問題もある。
In the cooling structures proposed in
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、放熱性能を高めるとともに、容易に交換可能なLEDモジュールとこれを備えた車両用灯具の冷却構造を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide an LED module that can be easily replaced while improving heat dissipation performance and a cooling structure for a vehicle lamp including the LED module. .
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、車両用灯具のハウジングまたはリフレクタに対して着脱可能なソケットハウジングと、該ソケットハウジングに組み込まれた放熱部材と、該放熱部材に実装されたLEDチップを含んで構成されるLEDモジュールにおいて、前記ソケットハウジングにダクト部を一体に形成し、該ダクト部内に前記放熱部材の一部を収容したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an invention according to
請求項2記載の発明は、請求項1記載のLEDモジュールをハウジングまたはリフレクタに着脱可能に装着して成る車両用灯具の冷却構造であって、前記LEDモジュールのソケットハウジングに形成されたダクト部と共に連続した送風路を構成するエアダクトと、該エアダクトに冷却風を供給するブロアを備えることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a cooling structure for a vehicle lamp in which the LED module according to the first aspect is detachably mounted on a housing or a reflector, together with a duct portion formed in a socket housing of the LED module. An air duct constituting a continuous air passage and a blower for supplying cooling air to the air duct are provided.
請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明において、1台の前記ブロアに接続された1つの前記エアダクトに対して複数の前記LEDモジュールを着脱可能に装着したことを特徴とする。 A third aspect of the invention is characterized in that, in the second aspect of the invention, a plurality of the LED modules are detachably attached to one air duct connected to one blower.
本発明によれば、ブロアからエアダクトへと供給される空気の流れによってLEDモジュールの放熱部材が強制空冷されるため、該放熱部材の放熱性能が高められ、これに直接実装されたLEDチップが効率良く冷却される。この結果、LEDチップの温度上昇が抑えられ、その発光効率と耐久寿命が高められる。 According to the present invention, the heat radiation member of the LED module is forcibly air-cooled by the flow of air supplied from the blower to the air duct, so that the heat radiation performance of the heat radiation member is enhanced, and the LED chip mounted directly on the heat radiation member is efficient. Cools well. As a result, the temperature rise of the LED chip is suppressed, and the light emission efficiency and durability life are increased.
そして、本発明によれば、LEDモジュールは車両用灯具のハウジングまたはリフレクタに対して着脱可能であって、これがハウジングまたはリフレクタに装着された状態では、そのソケットハウジングに形成されたダクト部がエアダクトの一部を構成するため、冷却性能が損なうことなくLEDモジュールを交換することができる。 According to the present invention, the LED module can be attached to and detached from the housing or reflector of the vehicular lamp. When the LED module is attached to the housing or reflector, the duct portion formed in the socket housing is the air duct. Since it constitutes a part, the LED module can be replaced without impairing the cooling performance.
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
[LEDモジュール]
図1は本発明に係るLEDモジュールの斜視図、図2は同LEDモジュールの分解斜視図、図3は同LEDモジュールの側面図(図1の矢視A方向の図)、図4は同LEDモジュールの平面図(図3の矢視B方向の図)、図5は図3のC−C線断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[LED module]
1 is a perspective view of an LED module according to the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the LED module, FIG. 3 is a side view of the LED module (a view in the direction of arrow A in FIG. 1), and FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 3. FIG. 5 is a plan view of the module (a view in the direction of arrow B in FIG. 3).
本発明に係るLEDモジュール1は、樹脂にて一体成形されたソケットハウジング2内に放熱部材であるアルミニウム製のヒートシンク3を組み込み、該ヒートシンク3の矩形の天面3aの中心部に複数のLEDチップ4を直接実装して構成されている。
An
ここで、本実施の形態では、ソケットハウジング2の中心軸は当該LEDモジュール1の光軸に一致しており、前記LEDチップ4は、ヒートシンク3の天面3aにその中心軸に対して回転対称に配置されている。
Here, in the present embodiment, the central axis of the
而して、図5に示すように、ヒートシンク3の天面3aのLEDチップ4が実装されている部分を除く部位には絶縁層5が被着されており、この絶縁層5の上には不図示の銅パターン6が形成されている。なお、図1及び図2に示すように、LEDチップ4および不図示の銅パターンの周囲には、樹脂ポッティング用のリング7が形成されている。また、図2に示すように、ヒートシンク3の天面3aの片側には矩形の3つの銅パターン8が形成されている。
Thus, as shown in FIG. 5, the
前記ソケットハウジング2は、図1〜図5に示すように円形ブロック状の本体部2Aと、該本体部2Aの中心部からオフセットした位置から一体に延びる矩形筒状のソケット部2Bとダクト部2Cを備えている。ここで、ダクト部2Cの外周は、本体部2Aに形成されたリング状のフランジ2aの外形形状に沿って円弧曲面状に形成されている。なお、図1〜図4に示すように、ソケットハウジング2の本体部2Aの外周には4つの係合爪2b(図には3つのみ図示)が一体に形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
また、前記ヒートシンク3は、アルミニウムの押出成形品であって、これには矩形ブロック状の本体部3Aと、該本体部3Aから垂直に延びる複数枚(図示例では、8枚)の矩形の薄い放熱フィン3Bが一体に形成されている。
The
而して、ソケットハウジング2とヒートシンク3とはインサート成形によって一体成形されており、図5に示すように、ヒートシンク3の本体部3Aは、ソケットハウジング2の本体部2Aの内部に一体に埋設され、ヒートシンク3の放熱フィン3Bは、ソケットハウジング2のダクト部2C内の空間(流路)内に配設され、これらの先端部はダクト部2Cに埋設されて支持されている(図5参照)。
Thus, the
また、ソケットハウジング2には、図5に示すように、ソケット部2Bへと延びる基板収納空間2cが形成されており、この基板収納空間2cには、矩形プレート状の回路基板9が固定された状態で収納されている。この回路基板9には、図2に示すように、前記LEDチップ4への駆動電流を制御する抵抗やダイオード等の複数の制御素子10が配置されており、その一端(図5の手前側)にはL字状に屈曲する3つの端子11が設けられており、他端(図5の奥側)にも3つの端子12が設けられている。そして、この回路基板9が図5に示すようにソケットハウジング2に固定された状態では、該回路基板9の一端に設けられた3つの端子11は、ヒートシンク3の天面3aに設けられた3つの前記銅パターン6(図2参照)に電気的に接続され、回路基板9の他端に設けられた3つの端子12は、図5に示すようにソケットハウジング2のソケット部2B内の空間(流路)に臨んでいる。
[車両用灯具の冷却構造]
次に、以上のように構成されたLEDモジュール1を備える車両用灯具20の冷却構造を図6〜図9に基づいて以下に説明する。
Further, as shown in FIG. 5, the
[Vehicle lamp cooling structure]
Next, the cooling structure of the
図6は本発明に係る冷却構造を備える車両用灯具の平断面図、図7は同車両用灯具の背面図、図8は同車両用灯具の背面側斜視図、図9は同車両用灯具の冷却構造部分のLEDモジュールを装着する前の状態を示す部分斜視図である。 6 is a cross-sectional plan view of a vehicular lamp having a cooling structure according to the present invention, FIG. 7 is a rear view of the vehicular lamp, FIG. 8 is a rear perspective view of the vehicular lamp, and FIG. 9 is a vehicular lamp. It is a fragmentary perspective view which shows the state before mounting | wearing with the LED module of the cooling structure part.
本実施の形態に係る車両用灯具20は、車両前部の左右に配置されるヘッドランプであって、図6に示すように、樹脂によって一体成形された横方向に細長い矩形ボックス状のハウジング21とその開口部を覆う円弧曲面状の透明なアウタレンズ22によって画成された灯室S内に、楕円曲面状の3つのリフレクタ23を横方向に並設した状態で収納するとともに、ハウジング21の背面の前記リフレクタ23に対応する箇所に計3つのLEDモジュール1を着脱可能に装着して構成されている。なお、各リフレクタ23の内面には、反射率を高めるためにアルミ蒸着などの反射処理が施されている。また、車両用灯具によっては、LEDモジュール1はリフレクタに着脱可能に装着される。
A
また、図9に示すように、ハウジング21の背面のLEDモジュール1が装着された3箇所(図9には2箇所のみ図示)には円孔状の装着孔24が形成されており、各装着孔24の内周4箇所(LEDモジュール1のソケットハウジング2に突設された4つの前記係合爪2bに対応する4箇所)には切欠き状の係合溝24a(図9には3つのみ図示)が形成されている。
Also, as shown in FIG. 9, circular mounting
ところで、ハウジング21の背面の横方向一端部には1台のブロワ25が設置されており、このブロワ25の吐出側からは矩形筒状のエアダクト26がハウジング21の背面に沿って水平に延設されている。そして、図9に示すように、エアダクト26のLEDモジュール1が装着される箇所(ハウジング21の装着孔24が形成された箇所)には、LEDモジュール1のソケットハウジング2に形成されたダクト部2Cの外形形状に沿う計3つの切欠き26a(図9には2つのみ図示)が形成されている。
By the way, one
而して、各LEDモジュール1は、図9に示すように、ハウジング21の背面側からそのソケットハウジング2の本体部2Aの先端を、これに形成された4つの係合爪2b(図1及び図2参照)をハウジング21の装着孔24の係合溝24a(図9参照)に合わせた状態で装着孔24に挿入し、各LEDモジュール1を図9の矢印方向に回すと、係合爪2bがハウジング21の装着孔24の周縁部に係合して該LEDモジュール1がハウジング21に装着される。このようにLEDモジュール1がハウジング21の装着孔24に装着されると、エアダクト26の各切欠き26aに各LEDモジュール1のソケットハウジング2に形成されたダクト部2Cが嵌め込まれ、ダクト26とLEDモジュール1のダクト部2Cの内部には連続して流路が形成される。なお、以上のようにハウジング21に装着されたLEDモジュール1は、以上とは逆の手順によってハウジング21から容易に取り外すことができる。すなわち、図6〜図8に示すようにハウジング21に装着されたLEDモジュール1を逆方向(図9の矢印方向とは逆方向)に回せば、該LEDモジュール1のソケットハウジング2の本体部2Aに形成された係合爪2bのハウジング21の装着孔24の周縁部との係合が解除されるため、LEDモジュール1を手前側に取り出してハウジング21から容易に取り外すことができる。そして、本実施の形態では、ソケットハウジング2のダクト部2Cの外形形状とエアダクト26の切欠き26aの形状を円弧状もしくは円形としたため、LEDモジュール1の着脱が容易化するとともに、ダクト部2Cと切欠き26a間に隙間が発生するのが防がれる。
Thus, as shown in FIG. 9, each
ところで、図示しないが、車両に搭載されたバッテリから延びる電源コードの端部には電源プラグが取り付けられており、ハウジング21に取り付けられたLEDモジュール1のソケットハウジング2に形成された矩形筒状のソケット部2Bに電源プラグを差し込むことによって、LEDモジュール1の光源であるLED4(図1,図2および図5参照)が端子11と回路基板9、端子12及び電源コードを介してバッテリに電気的に接続される。
Although not shown, a power plug is attached to an end of a power cord that extends from a battery mounted on the vehicle, and has a rectangular cylindrical shape formed in the
従って、運転者がスイッチ操作によってバッテリから各LEDモジュール1に給電すると、バッテリからの電流は電源コードと端子12と回路基板9及び端子11を経て各LEDモジュール1のLEDチップ4に供給されるため、各LEDチップ4が起動されて発光する。すると、各LEDチップ4から出射する光は、リフレクタ23によって反射し、アウタレンズ22を透過して車両前方(図6の上方)に向けて出射する。
Therefore, when the driver supplies power to each
上述のようにLEDチップ4が発光すると、該LEDチップ4が発熱するが、その熱は車両用灯具10に設けられた本発明に係る冷却構造によって冷却される。
When the
すなわち、車両用灯具20の点灯時にはブロワ25が駆動され、該ブロワ25から吐出される冷却風は、エアダクト26及びその途中に設けられたLEDモジュール1のダクト部2Cの内部に形成された連続した流路を流れ、各LEDモジュール1のダクト部2Cに収容されたヒートシンク3の複数枚の放熱フィン3Bを通過して該放熱フィン3Bの放熱性能を高める。このため、各LEDモジュール1のLEDチップ4からヒートシンク3へと伝導する熱は、放熱フィン3Bから効率良く放熱されて冷却風によってエアダクト26外へと排出される。
That is, the
また、本実施の形態では、各LEDモジュール1においては、ヒートシンク3の本体部3Aの天面3aにLEDチップ4を直接実装したため、LEDチップ4において発生する熱は、従来のようにLED基板を介することなくヒートシンク3に直接伝導する。このため、伝導ロスが小さく抑えられて熱がヒートシンク3に効率良く伝えられ、ヒートシンク3に形成された放熱フィン3Bから効率良く放熱される。
In the present embodiment, in each
従って、本発明に係る冷却構造によれば、各LEDモジュール1のLEDチップ4の温度上昇が抑えられ、該LEDチップ4に高い発光効率と耐久寿命が確保されるという効果が得られる。
Therefore, according to the cooling structure according to the present invention, an increase in the temperature of the
また、本発明に係るLEDモジュール1は車両用灯具20のハウジング21に対して着脱可能であって、これがハウジング21に装着された状態では、そのソケットハウジング2に形成されたダクト部2Cがエアダクト26の一部を構成するため、冷却性能を損なうことなくLEDモジュール1を容易に交換することができる。
Further, the
なお、本発明は、ヘッドランプ以外のリヤコンブネーションランプ、DRL(Daytime Running
Lamp)、フォグランプ、バックランプ、サイドターンランプ、リヤフォグランプ、ハイマウントストップランプ、ライセンスプレートランプなどの他の任意の車両用灯具の冷却構造および任意の車両用灯具に着脱可能に装着されるLEDモジュールに対しても同様に適用可能であることは勿論である。
In the present invention, the rear combination lamp other than the headlamp, DRL (Daytime Running
Lamp), fog lamp, back lamp, side turn lamp, rear fog lamp, high-mount stop lamp, license plate lamp and other arbitrary vehicle lamp cooling structure and LED module which is detachably mounted on any vehicle lamp Of course, the same applies to the above.
1 LEDモジュール
2 ソケットハウジング
2A ソケットハウジングの本体部
2B ソケットハウジングのソケット部
2C ソケットハウジングのダクト部
2a ソケットハウジングのフランジ
2b ソケットハウジングの係合爪
2c ソケットハウジングの基板収納空間
3 ヒートシンク(放熱部材)
3A ヒートシンクの本体部
3B ヒートシンクの放熱フィン
3a ヒートシンクの天面
4 LEDチップ
5 絶縁層
6 銅パターン
7 リング
8 銅パターン
9 回路基板
10 制御素子
11,12 端子
20 車両用灯具
21 ハウジング
22 アウタレンズ
23 リフレクタ
24 ハウジングの装着孔
24a 装着孔の係合溝
25 ブロワ
26 エアダクト
26a エアダクトの切欠き
S 灯室
DESCRIPTION OF
3A
Claims (3)
前記ソケットハウジングにダクト部を一体に形成し、該ダクト部内に前記放熱部材の一部を収容したことを特徴とするLEDモジュール。 In an LED module including a socket housing detachable with respect to a housing or reflector of a vehicle lamp, a heat dissipation member incorporated in the socket housing, and an LED chip mounted on the heat dissipation member,
An LED module, wherein a duct part is formed integrally with the socket housing, and a part of the heat radiating member is accommodated in the duct part.
前記LEDモジュールのソケットハウジングに形成されたダクト部と共に連続した送風路を構成するエアダクトと、該エアダクトに冷却風を供給するブロアを備えることを特徴とする車両用灯具の冷却構造。 A cooling structure for a vehicle lamp, wherein the LED module according to claim 1 is detachably attached to a housing or a reflector,
A cooling structure for a vehicular lamp, comprising: an air duct that forms a continuous air passage with a duct portion formed in a socket housing of the LED module; and a blower that supplies cooling air to the air duct.
The cooling structure for a vehicle lamp according to claim 2, wherein a plurality of the LED modules are detachably attached to one air duct connected to one blower.
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