JP2017162626A - Light-emitting diode headlamp integrally incorporated with led lighting circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光ダイオード前照灯、特に、発光ダイオード前照灯に、発光ダイオードに安定した電流と電圧を供給するためのLED点灯回路(ドライバー回路)を小型化して収納したケースを一体に組み込んだコンパクトな前照灯に関する。 The present invention integrally incorporates a case in which a LED lighting circuit (driver circuit) for supplying a stable current and voltage to a light emitting diode is miniaturized and stored in a light emitting diode headlamp, and particularly a light emitting diode headlamp. It's about a compact headlamp.
近年発光ダイオード前照灯が、消費電力の少なさ、輝度が高いこと、放熱が少ないことなどから、好んで使われる。その発光ダイオードは、ドライバーとして点灯回路が必要であり、従来は、発光ダイオード前照灯と、点灯回路ケースが別々の部材であり、これらにコネクター等を介して電線で連結していた。 In recent years, light-emitting diode headlamps are favorably used because of their low power consumption, high brightness, and low heat dissipation. The light emitting diode requires a lighting circuit as a driver. Conventionally, the light emitting diode headlamp and the lighting circuit case are separate members, and these are connected to each other through a connector or the like by an electric wire.
特許文献1には、既存の前照灯ケースに取り付けられている純正ランプをLEDランプに容易に交換することができると共に、LEDランプを安定して点灯させることを課題として、断熱材料から形成され、既存の前照灯ケースに着脱自在に設けられるフランジと、複数のLEDによって構成され、フランジの一面に固定されるLEDモジュールと、フランジに固定され、バッテリーから出力される電源電圧を所定のランプ電圧に変換してLEDモジュールに電源供給を行う点灯装置とを備える、点が記載されている。
In
特許文献2には、明細書の段落[0037]には、「発光素子には、LEDアッシーケースの前方に開口するコネクター挿着口に、ブラケットの前面側から給電コネクターを挿脱着できるように構成されている。そして、ランプボディの下面には、各ランプA,B,Cにおける発光素子の点灯を制御する回路を収容一体化した点灯回路ユニットが設けられ、点灯回路ユニットから灯室内に導入した給電用コードは、各ランプA,B,Cの発光素子に延びている。」と記載されている。
特許文献3には、「低電力で高出力で長超寿命であり、構造が簡単で、コンパクトな照明灯および車両用前照灯を提供するため、発光ダイオードが搭載されている半導体基板を固着したアルミニウム板を、銅製の熱伝導棒に直接固定し、当該固定されたアルミニウム板部位の熱伝導棒部位を除いて、遮光壁Aと遮光壁Bを形成するように、銅製の熱伝導棒の表面をアルミニウムで口金に達する部位まで被覆した上部構造と、長い銅製の熱伝導棒を有する下部構造からなる銅製の熱伝導棒で連結された光源支持体を、長い銅製の熱伝導棒で、口金を介して中心部が空洞になっているアルミニウム製放熱台座に嵌合させ、銅製の熱伝導棒の先端部が空洞部の奥深く侵入した位置で固定し、空洞部の空気で銅製の熱伝導棒を冷却することにより、発光ダイオードからの発熱をアルミニウム製台座で逃がす」と記載されている。
しかし、いずれの文献にも、発光素子を使ったランプと、点灯回路を一体にして冷却させる点は、開示されていない。
本発明が好適に適用できるLED前照灯は、代表的には、特許文献4ないし特許文献8に開示されている高輝度LED前照灯であるが、これに限定されるものではなく、LEDから発生する熱を、熱伝導や熱放射により、LEDの温度を下げる前照灯なら幅広く適用することが可能である。
However, none of the documents disclose that a lamp using a light emitting element and a lighting circuit are integrally cooled.
The LED headlamp to which the present invention can be suitably applied is typically a high-intensity LED headlamp disclosed in Patent Documents 4 to 8, but is not limited to this. The headlamp that lowers the LED temperature by heat conduction or heat radiation can be widely applied.
従来、発光ダイオードを用いた前照灯と点灯回路は、別部材であり、電線でそれぞれ結ばれていた。それぞれに関する冷却方法も別個になされていた。
したがって、電線も必要以上の長くなり、組み立て、分解時に電線が複雑に絡み合って、非常に不便であった。
Conventionally, a headlamp using a light emitting diode and a lighting circuit are separate members and are connected by electric wires. The cooling method for each was also done separately.
Therefore, the electric wires are longer than necessary, and the electric wires are intricately intertwined during assembly and disassembly, which is very inconvenient.
上記課題を解決するために本発明者は、発光ダイオードで発生する熱を効率よく逃がすと共に、点灯回路により発生する熱も同時に逃がし、コンパクトに構成すると同時に、組み立て分解を容易にする発光ダイオード前照灯を見出すに至った。 In order to solve the above problems, the present inventor efficiently releases the heat generated in the light emitting diode, and also releases the heat generated by the lighting circuit at the same time, so that the light emitting diode headlight that facilitates assembly and disassembly at the same time is made compact. I came to find the light.
本発明は、発光ダイオードを用い、発光ダイオードから発生する熱を放散させるべく、発光ダイオードを搭載した基板回路を固定した金属製の熱伝導平面を有する金属製の熱伝導棒と、前記熱伝導平面を有する金属製の熱伝導棒を嵌着した口金と、前記口金を介して中心部が空洞部を有する金属製の放熱台座と、前記空洞部内に冷却用のファンと点灯回路ケースと有し、前記空洞部において前記冷却ファンの下部に前記発光ダイオードを点灯させるための点灯回路を収納した収納ケースを前記空洞部に組み込んだことを特徴とする、点灯回路組み込み型発光ダイオード前照灯である。
また、本発明の点灯回路組み込み型発光ダイオード前照灯は、前記金属製の放熱台座は、口金を受け入れる部分が細く、空洞部が太い二段円筒体から構成され、かつ、円筒の外周は溝状の放熱フィン又はスリットを有し、冷却用ファンは小型モータにより駆動することができる。
さらに、本発明の点灯回路組み込み型発光ダイオード前照灯は、発光ダイオードを搭載した基板回路を固定した金属製の熱伝導平面が、金属製の熱伝導棒の一部であり、前記熱伝導棒を嵌着した口金と、前記口金を介して中心部が空洞部になっている金属製の放熱台座に前記熱伝導棒が嵌着され、前記熱伝導棒の先端部が空洞部に侵入した位置で前記放熱台座に嵌着固定された発光ダイオード前照灯である。
また、本発明の点灯回路組み込み型発光ダイオード前照灯は、発光ダイオードを搭載した基板回路を固定した金属製の熱伝導平面が、ヒートパイプの扁平体であり、当該扁平体と一体化されたヒートパイプが前記口金に嵌合する部位は円筒状であり、前記口金を介して、ヒートパイプが、中心部が空洞部を有する金属製の放熱台座に嵌着固定された発光ダイオード前照灯である。
さらに、本発明の点灯回路組み込み型発光ダイオード前照灯においては、前記点灯回路は、バッテリーからの電圧を、発光ダイオードを点灯するために所定の電圧に昇圧するためのDC-DCコンバータを組み込むことが出来る。
また、本発明の点灯回路組み込み型発光ダイオード前照灯においては、前記放熱台座はアルミニウム製で作られており、前記熱伝導棒又はヒートパイプは銅製であり、点灯回路の収納ケースは合成樹脂製で作ることができる。
さらに、本発明の点灯回路組み込み型発光ダイオード前照灯においては、点灯回路の収納ケースは、中心軸の断面が円形又は方形とすることができる。
また、本発明の点灯回路組み込み型発光ダイオード前照灯においては、点灯回路収納ケース及び/又は冷却用ファンは、放熱台座に弾性係止具で着脱自在に取り付け取り外しできるようにすることができる。
The present invention uses a light-emitting diode to dissipate heat generated from the light-emitting diode, a metal heat-conducting rod having a metal heat-conducting plane to which a substrate circuit on which the light-emitting diode is mounted is fixed, and the heat-conducting plane Having a base fitted with a metal heat conducting rod having a metal, a metal heat dissipating pedestal having a hollow portion through the base, a cooling fan and a lighting circuit case in the hollow portion, A lighting circuit-embedded light emitting diode headlamp, wherein a housing case that houses a lighting circuit for lighting the light emitting diode in a lower portion of the cooling fan in the hollow portion is incorporated in the hollow portion.
Further, in the lighting circuit built-in type light emitting diode headlamp according to the present invention, the metal heat dissipating pedestal is formed of a two-stage cylindrical body having a narrow portion for receiving a base and a thick hollow portion, and the outer periphery of the cylinder is a groove. The cooling fan can be driven by a small motor.
Furthermore, in the light-emitting diode headlamp with a built-in lighting circuit according to the present invention, the metal heat conduction plane to which the substrate circuit on which the light-emitting diode is mounted is fixed is a part of the metal heat conduction rod, and the heat conduction rod And a position where the tip of the heat conduction rod penetrates into the cavity portion, and a metal heat radiation base having a hollow portion through the die. The light-emitting diode headlamp fitted and fixed to the heat dissipation base.
Further, in the lighting circuit built-in type light emitting diode headlamp according to the present invention, the metal heat conduction plane to which the substrate circuit on which the light emitting diode is mounted is fixed is a flat body of the heat pipe, and is integrated with the flat body. The part where the heat pipe fits into the base is cylindrical, and the heat pipe is a light-emitting diode headlamp that is fitted and fixed to a metal heat radiating base having a hollow part at the center through the base. is there.
Furthermore, in the lighting circuit built-in type light emitting diode headlamp according to the present invention, the lighting circuit incorporates a DC-DC converter for boosting the voltage from the battery to a predetermined voltage for lighting the light emitting diode. I can do it.
Further, in the lighting circuit built-in type light emitting diode headlamp according to the present invention, the heat radiating base is made of aluminum, the heat conducting rod or the heat pipe is made of copper, and the lighting circuit storage case is made of synthetic resin. Can be made with.
Furthermore, in the lighting circuit-embedded light-emitting diode headlamp of the present invention, the lighting circuit storage case may have a circular or square cross section of the central axis.
Further, in the lighting circuit built-in type light emitting diode headlamp according to the present invention, the lighting circuit storage case and / or the cooling fan can be detachably attached to and removed from the radiating base with an elastic locking member.
本願発明は、発光ダイオード前照灯と点灯回路のケースを放熱台座に組み込んだので、全体がコンパクトになり、発光ダイオードの冷却ファンが、点灯回路も同時に冷却し相乗効果を挙げると共に組み立て、分解も、発光ダイオード部分、冷却ファン部分、点灯回路のケース部分を小型のコネクターを介し着脱自在であるから、組み立て、分解容易であるうえ、見た目にも機能的で美しい。
冷却も、同時に行うので、冷却効率を上げることもできる。
In the present invention, the case of the light emitting diode headlamp and the lighting circuit is incorporated in the heat dissipation pedestal, so the whole is compact, and the cooling fan of the light emitting diode cools the lighting circuit at the same time and gives a synergistic effect, as well as assembly and disassembly. The light emitting diode part, cooling fan part, and lighting circuit case part are detachable via a small connector, so they are easy to assemble and disassemble, and they are functional and beautiful.
Since cooling is also performed at the same time, the cooling efficiency can be increased.
第1図は、本発明の正面図である。
2は、発光ダイオードで、車両用前照灯のヘッドライト又はフォッグライトに用いられる。3は熱伝導性の良いアルミニウム板又は銅板を、発光ダイオードを搭載した半導体基板を介して、接着剤、ロー付け又はネジにより、熱伝導棒4に固定される。熱伝導棒4は、熱伝導性の良い、銅が好ましいが、アルミニウム、鉄、銀などの材料を使っても良い。
FIG. 1 is a front view of the present invention.
A
熱伝導棒4は、先端部に遮光部、その軸方向後方に扁平部その後方に棒状本体部よりなり、棒状本体部は、発光ダイオードに給電する電線を通すように中空になっている。発光ダイオード2は、アルミニウム板又は銅板を介して、上記熱伝導棒4の扁平部に固着される。発光ダイオードの給電線は、前記半導体基板から延出しており、後述するように、熱伝導部4の中空部を介して、コネクター18により、点灯回路ケース9の他方のコネクター端子に接続される。
図2により明らかなように、熱伝導棒4は、口金5、放熱用台座6を嵌合してなり、熱伝導棒の後方先端部は、放熱用台座6の空間部に突出している。これは放熱を効率よくするためである。
The heat conduction rod 4 is composed of a light-shielding portion at the tip portion, a flat portion at the rear in the axial direction thereof, and a rod-shaped main body portion at the rear thereof, and the rod-shaped main body portion is hollow so as to pass an electric wire for supplying power to the light emitting diode. The
As is apparent from FIG. 2, the heat conducting rod 4 is formed by fitting a
放熱用台座6は、放熱をするために、その円周上に軸方向に平行な多数のスリット又はフィン11が設けられている。放熱用台座の空間部には、放熱用ファン8が設けられ、その後方には、点灯回路ケース9が設けられている。
この放熱用ファンは、熱伝導棒の後方先端部を冷却するだけでなく、点灯回路ケース9も冷却する。
したがって、ファンケースは軸方向前方と軸方向後方に開口し、ケースの両端に橋渡しした支柱に駆動用モータ16、及びモータ16により駆動されるファン17を載置し、ファンにより前方及び後方を同時に冷却する構造とすることが好ましい。駆動用モータは、例えば、ブリッジ状の取り付け台16‘の中ほどに取りつける。
点灯回路ケース9は、熱伝導性の良い合成樹脂で作ることが好ましいが、金属製であっても良い。
In order to dissipate heat, the
This heat radiating fan not only cools the rear end portion of the heat conducting rod, but also cools the
Therefore, the fan case opens axially forward and axially rearward, the driving
The
一例を示せば、放熱用ファン17のケース8は、その外周部の2か所から4か所に弾性係止片13が設けられ、放熱台座の係止孔12に容易に着脱できるようにしてある。また、点灯回路ケース9も放熱台座に着脱自在な2〜4個の弾性係止片15が設けられ、容易に着脱できるようにしてある。弾性係止片13、弾性係止片15がはめ込まれる凹部13‘、15’を放熱台座6の空洞周辺に設けることが出来る。
For example, the
図4は、発光ダイオード2の給電電線7の先端に接続してあるコネクター18と、ファン駆動用モータに給電接続してあるコネクター14を点灯回路ケースに設けた他方のコネクター端子19,20に接続し、放熱台座に放熱ファン8、点灯回路ケース9を組み込む。
このようすることで、放熱台座に放熱ファン、点灯ケースを組み込む際に電線が複雑に絡み合うことなく、簡単にスムーズにすることができる。さらに、底蓋22を設けることができる。底蓋22は放熱台座6の空洞内周に凹凸を設けて係止することもできる。
FIG. 4 shows that the
By doing in this way, when incorporating a heat radiating fan and a lighting case into the heat radiating base, the electric wires can be easily made smooth without being intertwined in a complicated manner. Furthermore, a
図5は、点灯回路の電圧昇圧回路の一例を示している。回路はこれに限らずいろんなものが想定される。
図5について説明する。Vinから入力された電流は、インダクタンスL1を介してアースにスイッチング素子FET1で連結されている。インダクタンスL1は、ダイオードD1を介しコンダクタンスC1を介しアースされている。ダイオードD1は、他方スイッチング素子FET2に接続され、その出力はインダクタンスL2とダイオードD2に連結され、ダイオードD2の他端はアースされている。インダクタンスL2は、コンダクタンスC2を介してアースされると共に、Voutとして出力される。スイッチング素子FET1、FET2は、制御部30によりオン、オフに制御され、LC回路により、Voutで昇圧される。
FIG. 5 shows an example of a voltage booster circuit of the lighting circuit. Various circuits are assumed without being limited to this.
FIG. 5 will be described. The current input from Vin is connected to the ground by the switching element FET1 through the inductance L1. The inductance L1 is grounded via the diode D1 and the conductance C1. The diode D1 is connected to the other switching element FET2, its output is connected to the inductance L2 and the diode D2, and the other end of the diode D2 is grounded. The inductance L2 is grounded via the conductance C2 and is output as Vout. The switching elements FET1 and FET2 are controlled to be turned on and off by the
本発明の発光ダイオード前照灯は、車両用前照灯のあらゆる分野に適しており、その利用範囲が広いため産業上きわめて利用可能性が高いものである。 The light-emitting diode headlamp of the present invention is suitable for all fields of vehicle headlamps, and has a wide range of use, so that it is extremely useful in industry.
2・・・発光ダイオード
3・・・アルミニウム板
4・・・熱伝導棒
5・・・口金
6・・・放熱台座
7・・・電線
8・・・放熱用ファン
9・・・点灯回路用及びモータ駆動用回路ケース
10・・・電線
11・・・放熱フィン
12・・・コネクタ
13・・・弾性係止片
13‘・・・弾性係止片を止める凹部
14・・・コネクタ(モータ駆動用)
15・・・弾性係止片
15‘・・・弾性係止片を止める凹部
16・・・小型モータ
16‘・・・小型モータ取付け部
17・・・回転ファン
18・・・コネクタ(LED点灯用)
19・・・14と連結するコネクタ
20・・・18と連結するコネクタ
22・・・底蓋
30・・・制御部
L1,L2・・・インダクタンス
C1,C2・・・コンダクタンス
FET1,FET2・・・スイッチング素子
Vin・・・入力
Vout・・・出力
2 ... Light-emitting
15 ... elastic locking piece 15 '... concave 16 for stopping the elastic locking piece ... small motor 16' ... small
19... 14 and
L1, L2 ・ ・ ・ Inductance
C1, C2 ... conductance
FET1, FET2 ・ ・ ・ Switching element
Vin ... Input
Vout ・ ・ ・ Output
Claims (8)
The metal heat dissipating pedestal is composed of a two-stage cylindrical body with a thin part for receiving a base and a thick hollow part, and the outer periphery of the cylinder has groove-shaped heat dissipating fins or slits, and the cooling fan is a small motor 2. The lighting circuit-embedded light-emitting diode headlamp according to claim 1, wherein the lighting circuit-embedded light-emitting diode headlamp is driven by.
Priority Applications (1)
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JP2016045039A JP2017162626A (en) | 2016-03-08 | 2016-03-08 | Light-emitting diode headlamp integrally incorporated with led lighting circuit |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024098488A1 (en) * | 2022-11-08 | 2024-05-16 | 嘉兴市光泰照明有限公司 | Plug-and-play replacement led automobile headlamp, and design method therefor |
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2016
- 2016-03-08 JP JP2016045039A patent/JP2017162626A/en active Pending
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WO2024098488A1 (en) * | 2022-11-08 | 2024-05-16 | 嘉兴市光泰照明有限公司 | Plug-and-play replacement led automobile headlamp, and design method therefor |
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