JP2019003917A - Vehicular headlamp using led element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用前照灯に係り、特に、光源にLED素子を用いた交換型バルブに好適な技術に関する。 The present invention relates to a vehicle headlamp, and more particularly to a technique suitable for an exchangeable bulb using an LED element as a light source.
近年、車両用の前照灯として、省電力化や高輝度化、および長寿命化の観点から光源にLED素子を採用するものが数多く提案されてきている。種々提案されているLED素子を用いた車両用前照灯に共通する課題の1つとして挙げられているものに、発熱がある。LED素子が発光する事により生じる熱が、発光効率や使用寿命を著しく低下させるためである。 In recent years, many vehicle headlamps that employ LED elements as light sources have been proposed from the viewpoint of power saving, high brightness, and long life. Heat generation is one of the problems common to various vehicle headlamps using LED elements that have been proposed. This is because the heat generated when the LED element emits light significantly reduces the light emission efficiency and the service life.
特許文献1に開示されているLED素子を用いた車両用前照灯は、金属またはセラミックスにより構成された基板の両主面にLED素子を実装している。基板は、金属またはセラミックスにより構成されたバルブ本体に形成された取り付け平面に接続される構成とされており、バルブ本体は、取付基部を貫通する構成とされている。また、基板に対して電力を供給する配線は、バルブ本体に形成された軸線方向に沿った貫通孔を介して外部へ引き出される構成とされている。 A vehicle headlamp using an LED element disclosed in Patent Document 1 has LED elements mounted on both main surfaces of a substrate made of metal or ceramics. The substrate is configured to be connected to a mounting plane formed on a valve body made of metal or ceramics, and the valve body is configured to penetrate the mounting base. Further, the wiring for supplying power to the substrate is configured to be pulled out through a through hole formed in the valve body along the axial direction.
このような構成のLED素子を用いた車両用前照灯によれば、LED素子から生じた熱が、基板を介してバルブ本体に伝達され、バルブ本体の熱伝導により、取付基部の外部へと放熱されることが期待されている。 According to the vehicle headlamp using the LED element having such a configuration, heat generated from the LED element is transmitted to the valve body through the substrate, and is transferred to the outside of the mounting base by heat conduction of the valve body. Expected to dissipate heat.
また、特許文献2に開示されているLED素子を用いた車両用前照灯は、半導体基板にLED素子を実装し、この半導体基板をアルミニウム板に固定している。半導体基板が固定されたアルミニウム板は、取付部が形成された銅製の熱伝導棒に固定され、熱伝導棒が取付基部を貫通して、外部にまで延設される構成が採られている。さらに、取付基部の外部に延設された熱伝導棒の周囲には、中空構造とされるアルミニウム製の放熱台座が取り付けられている。また、放熱台座の中空部には、放熱ファンが備えられている。 Moreover, the vehicle headlamp using the LED element currently disclosed by patent document 2 has mounted the LED element on the semiconductor substrate, and has fixed this semiconductor substrate to the aluminum plate. The aluminum plate to which the semiconductor substrate is fixed is fixed to a copper heat conduction rod on which an attachment portion is formed, and the heat conduction rod penetrates the attachment base and extends to the outside. Furthermore, an aluminum heat dissipating pedestal having a hollow structure is attached around the heat conducting rod extending outside the attachment base. Further, a heat radiating fan is provided in the hollow portion of the heat radiating base.
このような構成のLED素子を用いた車両用前照灯によれば、LED素子から生じた熱が、熱伝導棒を介して放熱台座へと伝達され、放熱ファンによって生じる気流により、放熱効率を向上させることが期待されている。 According to the vehicle headlamp using the LED element having such a configuration, the heat generated from the LED element is transmitted to the heat radiating base via the heat conduction rod, and the heat radiation efficiency is improved by the air flow generated by the heat radiating fan. It is expected to improve.
上記特許文献に開示されているLED素子を用いた車両用前照灯ではいずれも、容積が大きく、熱伝導率が高い部材を介して放熱が成される構成が採られている。このため、従来のLED素子を用いた車両用前照灯に比べて放熱効果を高める事が期待できる。 All the vehicle headlamps using the LED elements disclosed in the above-mentioned patent documents employ a configuration in which heat is radiated through a member having a large volume and high thermal conductivity. For this reason, compared with the vehicle headlamp using the conventional LED element, it can be anticipated that the heat dissipation effect is enhanced.
しかし、特許文献1に開示されているLED素子を用いた車両用前照灯は、LED素子を実装した基板のバルブ本体への取り付け部に開口部を設ける構成としているため、基板とバルブ本体との接触面積が小さく、基板に熱が籠り易くなる虞がある。 However, the vehicular headlamp using the LED element disclosed in Patent Document 1 has a configuration in which an opening is provided in an attachment portion of the board on which the LED element is mounted to the valve body. The contact area is small, and there is a possibility that heat is easily generated on the substrate.
また、特許文献2に開示されているLED素子を用いた車両用前照灯は、LED素子を実装した基板をアルミ板に接続し、このアルミ板を銅製の熱伝導棒に配置し、さらに熱伝導棒に放熱台座を取り付け、放熱が成されるように構成している。このため、放熱に至る過程において異なる部材間での熱伝達が多く、接触熱抵抗の総和が増大し、放熱効率の低下が懸念される。 Further, in the vehicle headlamp using the LED element disclosed in Patent Document 2, a board on which the LED element is mounted is connected to an aluminum plate, the aluminum plate is disposed on a copper heat conduction rod, and further, A heat dissipating base is attached to the conductive rod so that heat is dissipated. For this reason, there are many heat transfers between different members in the process leading to heat dissipation, the sum of the contact thermal resistance increases, and there is a concern that the heat dissipation efficiency is lowered.
そこで本発明では、上記問題を解決し、LED素子を実装した基板への熱籠りを解消し、かつ接触熱抵抗の増大を抑制し、放熱効率を向上させることのできるLED素子を用いた車両用前照灯を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, for a vehicle using an LED element that can solve the above-mentioned problems, eliminate the heat burn to the substrate on which the LED element is mounted, suppress the increase in contact thermal resistance, and improve the heat radiation efficiency. The purpose is to provide headlamps.
上記目的を達成するための本発明に係るLED素子を用いた車両用前照灯は、取付基部を基点として頭部内部と頭部外部に隔てられ、前記頭部内部に発光部を有する車両用前照灯であって、前記発光部を構成する光源にLED素子を用い、表裏の対応位置にそれぞれ前記LED素子を実装し、前記頭部内部から前記頭部外部にまで延設された金属基板を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a vehicle headlamp using an LED element according to the present invention is separated from the inside of the head and the outside of the head with a mounting base as a base point, and has a light emitting portion inside the head. A metal substrate that is a headlamp, uses an LED element as a light source that constitutes the light emitting unit, and mounts the LED element at corresponding positions on the front and back sides, and extends from the inside of the head to the outside of the head It is characterized by having.
また、上記特徴を有するLED素子を用いた車両用前照灯において前記取付基部の外形寸法には規格値が定められ、前記金属基板は、前記頭部外部に配される部位の幅寸法を前記規格値よりも大きな値とすることが望ましい。このような特徴を有する事によれば、LED素子の発光に起因して生ずる熱を効果的に拡散し、放熱を促すことが可能となる。また、金属基板を大型化する事で、基板に対する熱籠りの影響を少なくすることができる。 In addition, in the vehicle headlamp using the LED element having the above characteristics, a standard value is defined for the outer dimension of the mounting base, and the metal substrate has a width dimension of a portion disposed outside the head. A value larger than the standard value is desirable. By having such a feature, it is possible to effectively diffuse the heat generated due to the light emission of the LED element and promote heat dissipation. In addition, by increasing the size of the metal substrate, it is possible to reduce the influence of heat on the substrate.
また、上記特徴を有するLED素子を用いた車両用前照灯において前記金属基板は、1枚の金属板により構成すると良い。このような特徴を有する事によれば、接触熱抵抗の増加を防ぐ事ができる。 Moreover, in the vehicle headlamp using the LED element having the above characteristics, the metal substrate may be constituted by a single metal plate. With such a feature, it is possible to prevent an increase in contact thermal resistance.
また、上記特徴を有するLED素子を用いた車両用前照灯では、前記金属基板の前記頭部内部側部位と前記頭部外部側部位の双方の少なくとも一部領域を挟持する放熱部材を備えるようにすると良い。このような特徴を有する事によれば、大型の金属基板から、体積の大きな放熱部材へと熱伝達を行い、放熱を図る事ができる。また、頭部内部側と頭部外部側の双方において金属基板を挟持する構成とする事で、金属基板と放熱部材との接触面の面積を増やす事ができ、熱伝達を効果的に行う事が可能となる。 In addition, in the vehicle headlamp using the LED element having the above characteristics, a heat radiating member that sandwiches at least a partial region of both the head inner side portion and the head outer side portion of the metal substrate is provided. It is good to make it. With such a feature, heat can be transferred from a large metal substrate to a heat radiating member having a large volume, thereby radiating heat. In addition, by adopting a configuration in which the metal substrate is sandwiched both inside the head and outside the head, the area of the contact surface between the metal substrate and the heat dissipation member can be increased, and heat transfer can be effectively performed. Is possible.
また、上記特徴を有するLED素子を用いた車両用前照灯において前記放熱部材は、前記LED素子の実装位置を除く前記金属基板の表裏面全域を覆う構成とすると良い。このような特徴を有する事により、金属基板の表裏面のうち、LED素子の実装位置以外の部分全体から、放熱部材に対して熱伝達が成されることとなる。よって、放熱効率を向上させることができる。 In the vehicle headlamp using the LED element having the above characteristics, the heat dissipation member may cover the entire front and back surfaces of the metal substrate except for the mounting position of the LED element. By having such a feature, heat transfer is performed to the heat radiating member from the entire portion of the front and back surfaces of the metal substrate other than the mounting position of the LED element. Therefore, heat dissipation efficiency can be improved.
また、上記特徴を有するLED素子を用いた車両用前照灯において前記放熱部材は、前記頭部外部側に、放熱のためのフィンを備えるようにすると良い。このような特徴を有する事により、放熱部材における頭部外部側の表面積を増やすことができる。これにより、放熱効率を向上させることができる。 Moreover, in the vehicle headlamp using the LED element having the above characteristics, the heat radiating member may be provided with fins for heat radiating outside the head. By having such a feature, the surface area of the heat radiating member on the outer side of the head can be increased. Thereby, heat dissipation efficiency can be improved.
また、上記特徴を有するLED素子を用いた車両用前照灯において前記放熱部材は、前記LED素子の実装位置周囲から前記金属基板の厚み方向への立ち上がり面を備え、前記立ち上がり面は、前記金属基板に実装されているLED素子から離間する方向への傾斜を有する構成とすると良い。 Further, in the vehicle headlamp using the LED element having the above characteristics, the heat dissipation member includes a rising surface from the periphery of the mounting position of the LED element in the thickness direction of the metal substrate, and the rising surface is the metal A configuration having an inclination in a direction away from the LED element mounted on the substrate is preferable.
従来のLED素子を用いた車両用前照灯では、LED素子からの光を妨げたり、乱反射の発生を防ぐために、LED素子を実装した位置の周囲には、大きなスペースを設けていた。このため、LED素子の発光に起因して生じた熱は、LED素子が実装されている基板の板面に沿って平面的に伝わることとなっていた。これに対し、上記のような特徴を有する事で、LED素子の実装位置と放熱部材との距離を近づけることができる。このような構成により、LED素子の発光に起因して生じた熱が、放熱部材の厚み方向へも伝達されることとなり、基板に対する熱籠りを抑制する他、放熱効率も向上させることができる。 In a conventional vehicle headlamp using an LED element, a large space is provided around the position where the LED element is mounted in order to prevent light from the LED element and to prevent irregular reflection. For this reason, the heat generated due to the light emission of the LED element is transmitted in a plane along the plate surface of the substrate on which the LED element is mounted. On the other hand, the distance between the LED element mounting position and the heat dissipating member can be reduced by having the above-described features. With such a configuration, the heat generated due to the light emission of the LED element is also transmitted in the thickness direction of the heat dissipation member, and heat dissipation against the substrate can be suppressed and the heat dissipation efficiency can be improved.
また、上記特徴を有するLED素子を用いた車両用前照灯において前記取付基部には、組付け用の口金が備えられ、前記口金は、前記金属基板の延設方向に沿った軸回りの回転を可能とすると共に、所定の回転角度を超える回転を妨げる回り止め機構を有するようにすると良い。 Further, in the vehicle headlamp using the LED element having the above characteristics, the mounting base is provided with a base for assembly, and the base rotates around an axis along the extending direction of the metal substrate. It is preferable to have a detent mechanism that prevents rotation exceeding a predetermined rotation angle.
ライトユニットへの取付孔が規格化されている車両用前照灯において、光源としてLED素子を採用する場合、光源の周囲が均等に発光するハロゲン球と異なり、その発光面(部位)をライトユニットのリフレクター配置に対応して定められる所定の角度で取り付ける必要がある。このため、LED素子を実装した前照灯本体に対して、取付基部となる口金は、軸線回りに回転可能な構成とすることが望ましい。一方で、取付角度が定められた前照灯では、前照灯本体に対する口金の回動を規制する手段が講じられるが、この規制手段が何らかの事情により解除されてしまった場合、前照灯本体に対して口金が空回りし、前照灯をライトユニットから取り外す事ができなくなる虞がある。このため、所定の回転角度を超える回転を妨げる回り止め機構を有することにより、口金の空回りに起因して前照灯が取り外せなくなることを防ぐことができる。 In vehicle headlamps with standardized mounting holes for light units, when LED elements are used as the light source, the light emitting surface (part) is different from the halogen bulb that emits light uniformly around the light source. It is necessary to mount at a predetermined angle determined in accordance with the reflector arrangement. For this reason, with respect to the headlamp body on which the LED element is mounted, it is desirable that the base serving as the mounting base is configured to be rotatable around the axis. On the other hand, in a headlamp with a fixed mounting angle, means for restricting the rotation of the base with respect to the headlamp main body is taken, but if this restricting means is canceled for some reason, the headlamp main body On the other hand, there is a possibility that the base will be idle and the headlamp cannot be removed from the light unit. For this reason, it can prevent that it becomes impossible to remove a headlamp resulting from the idle rotation of a nozzle | cap | die by having a rotation prevention mechanism which prevents the rotation exceeding a predetermined rotation angle.
さらに、上記特徴を有するLED素子を用いた車両用前照灯において前記金属基板には基板表面に、絶縁層を介して配線パターンが形成されており、前記配線パターン形成部以外の部位の少なくとも一部において、前記絶縁層を取り除き、前記金属基板を構成する金属面を露出させる構成とすることが望ましい。このような特徴を有する事により、金属基板と放熱部材との間の熱伝達率を向上させることができる。 Furthermore, in the vehicle headlamp using the LED element having the above characteristics, a wiring pattern is formed on the surface of the metal substrate via an insulating layer, and at least one of the parts other than the wiring pattern forming portion is formed. It is preferable that the insulating layer is removed and the metal surface constituting the metal substrate is exposed in the portion. By having such characteristics, the heat transfer coefficient between the metal substrate and the heat dissipation member can be improved.
上記のような特徴を有するLED素子を用いた車両用前照灯によれば、LED素子を実装した基板への熱籠りを解消し、かつ接触熱抵抗の増大を抑制し、放熱効率の向上を図ることができる。 According to the vehicle headlamp using the LED element having the above-described characteristics, heat dissipation on the board on which the LED element is mounted is eliminated, and an increase in contact thermal resistance is suppressed, thereby improving heat dissipation efficiency. Can be planned.
以下、本発明のLED素子を用いた車両用前照灯に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、発明を実施する際に好適であると考えられる一部の形態であり、各要素、およびその組み合わせに基づく効果を奏する限度において、各要素の形状等を変化させたとしても、本発明の一部とみなすことができる。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments according to a vehicle headlamp using an LED element of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments are some of the forms that are considered suitable for carrying out the invention, and the shape and the like of each element are changed as long as the effect based on each element and its combination is achieved. Even so, it can be considered part of the present invention.
まず、発明に係る基本構成を備えた実施形態に係るLED素子を用いた車両用前照灯について、図1から図5を参照して説明する。なお、図1は、実施形態に係るLED素子を用いた車両用前照灯の構成を示す平面分解図である。また、図2は、実施形態に係るLED素子を用いた車両用前照灯を構成するLED素子と、金属基板、放熱部材、口金、キャップ、および外部放熱部材を組付けた状態の断面構造を示す図である。また、図3は、実施形態に係るLED素子を用いた車両用前照灯を構成する放熱部材の側面構成を示す図である。図4は、実施形態に係るLED素子を用いた車両用前照灯を構成する口金の構成を示す斜視図である。さらに、図5は、実施形態に係るLED素子を用いた車両用前照灯を構成する外部放熱部材の側断面図である。 First, a vehicle headlamp using an LED element according to an embodiment having a basic configuration according to the invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. 1 is an exploded plan view showing a configuration of a vehicle headlamp using the LED element according to the embodiment. Moreover, FIG. 2 shows a cross-sectional structure in a state in which the LED element constituting the vehicle headlamp using the LED element according to the embodiment and the metal substrate, the heat radiating member, the base, the cap, and the external heat radiating member are assembled. FIG. Moreover, FIG. 3 is a figure which shows the side surface structure of the thermal radiation member which comprises the vehicle headlamp using the LED element which concerns on embodiment. FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a base that constitutes a vehicle headlamp using the LED element according to the embodiment. Furthermore, FIG. 5 is a sectional side view of an external heat dissipating member constituting the vehicle headlamp using the LED element according to the embodiment.
[前照灯全体構成]
本実施形態に係るLED素子を用いた車両用前照灯(以下、単に前照灯10と称す)は、図示しないライトユニットに対する取り付け、交換を可能とするものであり、取付基部となる口金22を基点として、ライトユニットの内部に配置される頭部内部と、ライトユニットの外部に配置される頭部外部に隔てられていることを基本とする。このような基本構成を有する本実施形態に係る前照灯10は、LED素子12と、金属基板14、放熱部材16、口金22、外部放熱部材30、および放熱ファン36を備えて構成されている。
[Overall configuration of headlights]
A vehicle headlamp (hereinafter simply referred to as a headlamp 10) using an LED element according to the present embodiment can be attached to or replaced with a light unit (not shown), and a base 22 serving as a mounting base. Is basically separated from the inside of the head arranged inside the light unit and the outside of the head arranged outside the light unit. The
[LED素子]
LED素子12は、前照灯10における発光部を構成する光源となる要素である。本実施形態に係る前照灯10では、詳細を後述する金属基板14の表裏面の対応する位置に対を成して実装されている。
[LED element]
The
[金属基板]
金属基板14は、LED素子12を実装するための基板としての役割と共に、熱伝導部材としての役割も担う。金属基板14は、銅やアルミニウム、銀など、熱伝導率の高い金属、あるいはこれらを主体とした合金で構成されている。LED素子12を発光させた際に生じる熱を効率的に拡散させ、放熱を促すことが可能となるからである。
[Metal substrate]
The
実施形態に係る金属基板14は、LED素子12を配置する頭部内部から、取付基部を介して隔てられる頭部外部にまで延設される大型基板とされている。さらに、金属基板14は、頭部内部側に位置することとなる実装側片14aに比べ、頭部外部に位置することとなる放熱側片14bの板幅が広くなるように構成されている。
The
放熱、伝熱を目的とする場合、金属基板14の板幅を大きくした方が、その効果が大きくなる。しかし実装側片14aは、ライトユニット内へ配置するため、規格により定められた取付孔(不図示)に挿入可能な幅とする必要がある。このため、取付孔の外部に位置することとなる放熱側片14bの板幅を実装側片14aの板幅より大きくする事で(より具体的には、取付孔の外部寸法として定められた規格値よりも大きくする事で)、規格に沿った形態を維持しつつ、放熱、伝熱の効率を向上させることができる。
When aiming at heat dissipation and heat transfer, the effect becomes greater when the plate width of the
金属基板14に対するLED素子12の実装状態は、金属基板14を基点として、表裏に実装されたLED素子12が、それぞれ対応する位置(例えば線対称)となるように、実装端子(不図示)を設けている。また、金属基板14には、絶縁層を介して図示しないLED実装端子と配線パターン、および入出力端子が形成されており、LED素子12に対する電力の供給が可能な構成とされている。
The mounting state of the
[放熱部材]
放熱部材16は、金属基板14を伝わる熱の放熱を促すための要素である。放熱部材16は、LED素子12の実装位置を除く金属基板14の表裏面全域を覆うように挟持可能な構成とされている。本実施形態において放熱部材16は、金属基板14を挟持した状態の形態が円柱状となるように構成されている。より具体的には、頭部内部側に位置する伝熱部16aと頭部外部側に位置する放熱部16bにおいて、金属基板14の板幅の差に対応するように、その円柱の半径を異ならせている。すなわち、伝熱部16aよりも放熱部16bの方が大径の円柱を構成するように構成されている。また、放熱部16bを構成する円柱には、金属基板14の配置方向と交差する方向に複数のスリットが設けられ、放熱フィン16b1が形成されている。放熱フィン16b1を構成する事で、放熱部材16における放熱部16bの表面積を増やす事ができる。これにより、放熱効率を向上させることができるからである。
[Heat dissipation member]
The
また、放熱部材16の伝熱部16aにおいて、LED素子12の実装位置の周囲には、金属基板14の厚み方向に延びる立ち上がり面18が構成されている。立ち上がり面18は、LED素子12から離間する方向へ傾斜するように構成されている。立ち上がり面18をこのような構成とすることで、LED素子12の発光によって生じる光が放熱部材16の立ち上がり面18により妨げられたり、無用な反射を生じさせたりする虞が無い。また、このような効果を奏することにより、立ち上がり面18を傾斜させた場合には、伝熱部16aに形成された開口部20とLED素子12の実装位置との隙間を小さなものとすることができる。これにより、LED素子12の発光に起因して生じる熱が、開口部20近傍から、放熱部材16の厚み方向へ伝達されることが可能となる。これにより、金属基板14への熱籠りを防止することができる。
Further, in the
また、実施形態に係る放熱部材16は、挟持する金属基板14との間に、配線等を通すための空間を必要としない。このため、金属基板14と放熱部材16との接触面積を大きなものとすることができる。また、熱伝導が成される経路に空気層が介在されないため、高い熱伝導率を維持することができる。なお、放熱部材16は、銅やアルミニウム、銀など、熱伝導率の高い金属、あるいはこれらを主体とした合金、その他セラミックス等により構成すると良い。
Further, the
[口金]
口金22は、上述した放熱部材に組付けられることで、取付基部を構成し、ライトユニットに設けられた取付孔に対して前照灯10を固定するための要素である。本実施形態に係る口金22は、放熱部材16の伝熱部16aを挿通可能な円環状に形成されている。ライトユニットの取付孔周囲の形態は規格化されており、口金22の外周には、所定の規格に合わせた位置決め片24が突出形成されている。
[Base]
The
また、口金22の内周には、凹溝26が形成されており、放熱部材16には、凹溝26に対応する位置に凸部16a1が形成されている。ここで、凸部16a1は、口金22を所定位置まで押し込んだ際、凹溝26の上部に位置することとなるように構成する。このような構成とした場合、放熱部材16に口金22を押し込む際には、放熱部材16の凸部16a1と口金22の凹溝26の位置を対応させた状態とする必要がある。口金22を所定位置まで押し込んだ後、口金22を放熱部材16における長手方向の軸線回りに回転させた場合、凸部16a1は凹溝26の上部に位置することとなるため、凸部16a1は口金22の抜け止めとなる。
Further, a
また、放熱部材16には、凸部16a1よりも放熱部16b側に位置する外周に、凹状の溝(外周溝16a2)が形成されている。外周溝16a2は、放熱部材16の周囲全周に亘るものでは無く、少なくとも一部に、非形成部16a3が設けられている。これに対して口金22には、放熱部材16に押し込んだ際、外周溝16a2と重なることとなる位置に、芋ネジ28を螺合可能な雌ネジ孔22aが形成されている。このような構成とすることで、押し込まれた口金22の芋ネジ28を締め込む事で、芋ネジ28が外周溝16a2に嵌り込むと共に、さらに締め込む事で、外周溝16a2の底部に芋ネジ28が押し付けられ、回り止めの役割を果たす。一方で、芋ネジ28が緩み、回り止め機能を果たさなくなった場合であっても、外周溝16a2を形成していない非形成部16a3と外周溝16a2との段差に芋ネジ28が引っかかり、その自由回転が妨げられる。このため、芋ネジ28が緩んだ場合であっても、ライトユニットから前照灯10を取り外せなくなる虞が無い。
Further, the
[外部放熱部材]
外部放熱部材30は、放熱部材16における放熱部16bの放熱フィン16b1を覆うように配置され、放熱効率の向上を図る要素である。外部放熱部材30は、銅やアルミニウム、銀など、熱伝導率の高い金属、あるいはこれらを主体とした合金、その他セラミックス等により構成すると良い。外部放熱部材30は、放熱部材16の伝熱部16aを挿通させる貫通孔32の他、放熱部16bの放熱フィン16b1を覆う空洞部34を有する。空洞部34の外周を構成する側壁には、組付け時に放熱部材16の長手方向に沿う方向に複数のスリット34aが形成されており、表面積の増大と、通風性の向上が図られている。また、本実施形態に係る外部放熱部材30は、放熱部材16を構成する放熱フィン16b1の後方にまで空洞部34が延設されている。詳細を後述する放熱ファン36を設置可能とするためである。
[External heat dissipation member]
The external
[放熱ファン]
放熱ファン36は、放熱部材16の放熱フィン16b1、および外部放熱部材30のスリット34a間を通過する空気の流れを作り、熱交換による放熱効率の向上を図る役割を担う要素である。放熱ファン36は、電力の供給により図示しないファンを回転させる。本実施形態の場合ファンは、外部放熱部材30の空洞部34の後端から、空洞部34の外部へ空気を送り出す方向へ回転する。このような構成とした場合、放熱ファン36の稼働(回転)に伴い、外部放熱部材30の外周に形成されたスリット34aから空洞部34へと空気が吸い込まれる。空洞部34へ吸い込まれた空気は、放熱部材16の放熱フィン16b1に沿って流れた後、放熱ファン36を介して空洞部34の外部へ排気される。外部放熱部材30のスリット34aや放熱部材16の放熱フィン16b1に沿って流れた空気は、各部材との間で熱交換や輻射熱の回収が成される。このような放熱作用により、放熱部材16を介した金属基板14、およびLED素子12の実装部が冷却される。
[Heat dissipation fan]
The
なお、放熱ファン36を配置する空洞部34を構成する外部放熱部材30の後端には、通風のための開口部を設けた蓋38を配置し、放熱ファン36を覆う構成とすることで、安全性の向上を図る事ができる。また、金属基板14を挟持することで構成される放熱部材16の先端(伝熱部16aの先端)には、キャップ40を備えるようにすると良い。また、LED素子12や放熱ファン36へ電力を供給するための配線は、外部放熱部材30に配される封止部材42を介して前照灯10の外部へ引き出される構成とすると良い。
In addition, at the rear end of the external
[効果]
このような構成の前照灯10によれば、頭部内部から頭部外部にかけて配置される大型の金属基板14を採用しているため、冷却効率が高い放熱フィン16b1の近傍まで、熱が効率的に伝わることとなり、放熱効率の向上を図ることができる。また、大型の金属基板14の表裏面のうち、LED素子12を実装した部位以外の全域を放熱部材16で覆い、部材間の熱伝達が成される面積を増やした上で、放熱フィン16b1に至るまでの伝達部材1つとした事により、接触熱抵抗の低減を図ることができる。このため、金属基板14への熱籠りも解消することができる。よって、従来に比べ放熱効率の高い前照灯10を構成することが可能となる。
[effect]
According to the
[変形例]
上記実施形態では、金属基板14には、絶縁層を介して配線パターンが形成されている旨記載した。このような構成の金属基板14では、例えば図6に示すように配線パターン14cが形成されていた場合に、図6中に破線で囲って示す範囲のように、配線パターン14cの形成に影響を与えない範囲で絶縁層を取り除き、金属表面を露出させるようにしても良い。このような構成とする事で、金属基板14から放熱部材16への熱伝達率が向上し、放熱効率の向上を図る事ができるからである。ここで、金属基板14の表面から絶縁層を取り除く手段については特に限定するものでは無いが、例えば機械的な切削や研削、サンドブラストの他、科学的なエッチングなどを挙げる事ができる。
[Modification]
In the said embodiment, it described that the wiring pattern was formed in the
また、金属基板14と放熱部材16との間の接触熱抵抗を低減するための手段として、金属基板14の表面に、熱伝導両面テープ等の熱伝導率の高い密着部材(不図示)を配置すると良い。金属基板14と放熱部材16との接触面に空気層が介在されることを防ぎ、熱伝達率を向上させる事ができるからである。
Further, as a means for reducing the contact thermal resistance between the
また、上記実施形態では、口金22は、放熱部材16の伝熱部16aを挿通させ、ライトユニットに対する前照灯10の取り付けを可能とさせる規格部材である旨記載した。このため、口金22は、取付対象とするライトユニットの取付孔の規格に合わせて交換することもできる。前照灯10の汎用性を向上させることができるからである。
Moreover, in the said embodiment, it described that the nozzle | cap | die 22 was a specification member which makes the heat-
また、上記実施形態では、放熱部材16と、外部放熱部材30を別体として構成する旨記載した。しかしながら、放熱部材16と外部放熱部材30を一体形成するようにしても、本発明の一部とみなすことができる。このような構成とした場合であっても、実施形態に係る前照灯10と同様な効果を得ることができるからである。
Moreover, in the said embodiment, it described that the
また、上記実施形態では、放熱部材16は、金属基板14のLED素子12の実装位置を除く全域を覆う部材である旨記載した。しかしながら、例えば図7に示すように、頭部内部側において、金属基板14における実装側片14aの幅を増大させ、側面が放熱部材16から露出するような構成としても良い。また、デザイン性の観点から、図7に示すように、頭部内部側において伝熱部16aの一部に括れ16a4などを設け、金属基板14の実装側片14aを露出させる構成としても良い。放熱部材16が、少なくとも金属基板14の一部表面を挟持する構成であれば、本発明の効果の一部を奏する事が可能となるからである。
Moreover, in the said embodiment, it indicated that the
10………前照灯、12………LED素子、14………金属基板、14a………実装側片、14b………放熱側片、14c………配線パターン、16………放熱部材、16a………伝熱部、16a1………凸部、16a2………外周溝、16a3………非形成部、16a4………括れ、16b………放熱部、16b1………放熱フィン、18………立ち上がり面、20………開口部、22………口金、22a………雌ネジ孔、24………位置決め片、26………凹溝、28………芋ネジ、30………外部放熱部材、32………貫通孔、34………空洞部、34a………スリット、36………放熱ファン、38………蓋、40………キャップ、42………封止部材。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記発光部を構成する光源にLED素子を用い、
表裏の対応位置にそれぞれ前記LED素子を実装し、前記頭部内部から前記頭部外部にまで延設された金属基板を有することを特徴とするLED素子を用いた車両用前照灯。 A vehicle headlamp that is separated from the inside of the head and the outside of the head with the mounting base as a base, and has a light emitting part inside the head,
Using an LED element as a light source constituting the light emitting unit,
A vehicular headlamp using an LED element, wherein the LED element is mounted at corresponding positions on the front and back sides and has a metal substrate extending from the inside of the head to the outside of the head.
前記金属基板は、前記頭部外部に配される部位の幅寸法を前記規格値よりも大きな値としたことを特徴とする請求項1に記載のLED素子を用いた車両用前照灯。 A standard value is defined for the outer dimensions of the mounting base,
The vehicle headlamp using an LED element according to claim 1, wherein the metal substrate has a width dimension of a portion disposed outside the head portion larger than the standard value.
前記立ち上がり面は、前記金属基板に実装されているLED素子から離間する方向への傾斜を有していることを特徴とする請求項4乃至6のいずれか1項に記載のLED素子を用いた車両用前照灯。 The heat dissipating member includes a rising surface in the thickness direction of the metal substrate from around the mounting position of the LED element,
The LED element according to any one of claims 4 to 6, wherein the rising surface has an inclination in a direction away from the LED element mounted on the metal substrate. Vehicle headlamp.
前記口金は、前記金属基板の延設方向に沿った軸回りの回転を可能とすると共に、所定の回転角度を超える回転を妨げる回り止め機構を有することを特徴とする請求項1乃至7に記載のLED素子を用いた車両用前照灯。 The mounting base includes a base for assembly,
The said nozzle | cap | die has the rotation prevention mechanism which prevents the rotation exceeding a predetermined rotation angle while enabling the rotation of the said board | substrate along the extending direction of the said metal substrate. Vehicle headlamps using LED elements.
前記配線パターン形成部以外の部位の少なくとも一部において、前記絶縁層を取り除き、前記金属基板を構成する金属面を露出させていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のLED素子を用いた車両用前照灯。 A wiring pattern is formed on the surface of the metal substrate via an insulating layer,
The at least one part other than the said wiring pattern formation part removes the said insulating layer, and the metal surface which comprises the said metal substrate is exposed, The any one of Claim 1 thru | or 8 characterized by the above-mentioned. Vehicle headlamps using LED elements.
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