JP3183658U - 遠近光が一体化された自動車用ｌｅｄヘッドランプ - Google Patents

Abstract

【課題】遠近光が一体化された自動車用ＬＥＤヘッドランプを提供する。
【解決手段】自動車用ヘッドランプの取付台に係合して設けられている取付係止台４、底部が取付係止台の底面に設けられている放熱キャリア３、放熱キャリアの軸線に沿って放熱キャリアの表面に順次に設けられている２つのＬＥＤランプ２、取付係止台の対向する他の底面に設けられている増強放熱モジュールを含み、取付係止台から比較的離れているＬＥＤランプは自動車のロービームランプ用スイッチと電気的に接続され、２つのＬＥＤランプは自動車のハイビームランプ用スイッチと電気的に接続されている。
【選択図】図１

Description

本考案は自動車用部品に関し、具体的には、遠近光が一体化された自動車用LEDヘッドランプに関する。

自動車用ヘッドランプ領域において、従来はタングステンランプを主な光源とし、近年、キセノンランプ（高輝度放電ランプ；HID；High intensity Discharge）により、タングステンランプが漸次に代替され、自動車用ヘッドランプとして優先的に選択される光源になっている。キセノンランプの内部にはキセノンを含有する不活性ガス混合体が充填され、その発光原理は、起動器と電子安定器を通じて、２つの電極の間にアークを形成して発光させる原理である。

通常のタングステンランプの効率が55Wで、その構造としては、内部に２つの発光点を設けて、それぞれロービーム照射とハイビーム照射に用いられているが、タングステンランプの輝度が高くなく、耐久性が短く、故障が発生しやすく、かつエネルギー消費が大きい。
HIDの効率は通常35Wで、点灯に必要な電流は約3.5Aで、輝度はタングステンランプより高く、照射距離も更に遠くなっている。しかし、照明の輝度が非常に高く、色が非常に冷たく感じられ、対面からの通行人または車両の運転手に悪影響を与えることで、事故がよく発生する問題がある。

LEDは電気エネルギーを光エネルギーに転換できる半導体で、白熱電球のタングステン発光と省エネランプの三原色粉の発光原理を変更して電界発光を用いることで、LED光源の耐久性が長く、光学的効果が高く、放射が低く、電力消費が低いと言う優位点を有する。白色光LEDのスペクトルのほぼ全てが可視光線の周波数範囲に集中し、その発光効率が150lm/W（2010年）を超えている。LEDと通常の白熱電球、螺旋状省エネランプとT5の三原色蛍光灯を比べた結果、普通の白熱電球の発光効率が12lm/Wで、耐久性が2000時間以下であり、螺旋状の省エネランプの発光効率が60lm/Wで、耐久性が8000時間以下であり、T5蛍光灯の発光効率が96lm/Wであり、耐久性が約10000時間であり、直径が5ミリメートルの白色光LEDの発光効率は理論上では150lm/Wを超え、耐久性が100000時間以上である。

現在、照明分野での消費電力は全体の約20%を占め、照明用電力消費を大幅に減少することはエネルギーを大幅に節約する主な方法であり、この目標を実現するため、業界では多くの省エネ照明器具を開発研究しており、一定の効果を達成している。しかし、"エコ照明"にはまだまだ非常に遠いため、効率が更に高く、安定で、安全で、耐用性のある新型光源を開発・応用するのが必須の課題になっている。LEDはその独特な優位性で世界的に注目されている。アメリカ、日本、台湾などでLED照明の効果と利益に対して予測を行った結果、アメリカでは、55%の白熱電球と55%の蛍光灯をLEDランプに代替することにより、毎年350億米ドルの電気料金が節約でき、毎年7.55億トンの二酸化炭素の排出量が減少されるようになる。日本では、100%の白熱電球をLEDランプに代替することで、1〜2つの原子力発電所から発電される電力に相当する量を減少させることができ、毎年10億リットル以上の原油の消耗を節約することができる。台湾では、25%の白熱電球と100%の蛍光灯を白色光LEDに代替することで、毎年110億度の電力を節約することができる。日本は1998年に既に"21世紀プロジェクト"を立て、新世紀の照明用LED光源に対して実用性研究を行なっている。近年、日亜化学工業、豊田合成、ソニー、住友電工などの日本企業がLED照明製品を世界中に送り出している。世界の有名な照明会社、例えばフィリップ、オスラム（OSRAM）、GEなども大量の労力と物資を投入してLED照明製品の研究開発と生産を行なっている。アメリカのGE社とEMCORE社は共同で新しい会社を創立し、白色光LEDを専門的に開発して、白熱電球、コンパクト型蛍光灯、ハロゲンランプと自動車用ランプを代替している。ドイツのオスラム社とシーメンス社は共同でLED照明システムを開発している。現在、台湾のLED生産量は日本の次であり、アメリカよりも進んでおり、1998年から6億台湾ドルを投資して関連開発作業を行なっている。

LEDの発展歴史は数十年であるものの、照明分野での応用面では未だに新技術のままである。LED技術の急激な発展に伴って、その発光効率が日々高くなり、LEDの応用市場も更に幅広くなり、特に全世界のエネルギー不足や不安が高くなる現状で、LED照明の市場での将来性が全世界で更に注目されている。業界では、今後の10年間は、LEDランプが白熱電球、タングステンランプと蛍光灯を代替する可能性がもっとも高い商品であると認識されている。
従って、最近、一部の有名な自動車メーカーもLEDヘッドランプを商品化しているものの、修繕費用が非常に高く、交換する際に対応メーカー製のランプしか使用できないため、コストが高くなり、更に、車両の元のヘッドランプをLEDヘッドランプに交換するとき、ヘッドランプアセンブリを全て交換する必要があり、費用が非常に高く、適用範囲が小さくなる問題がある。

これに鑑みて、上述の従来の技術の欠点を解決するため、コストが比較的低く、適用範囲が広く、エネルギー消費が低く、かつ、輝度が適切な新型自動車用ヘッドランプを提供する。
本考案の目的は下記の技術手段により実現される。
遠近光が一体化された自動車用LEDヘッドランプにおいて、従来の自動車用ヘッドランプ取付台に取り付けるための取付係止台、取付係止台の底部に設けられている放熱キャリア、前記放熱キャリアの軸線に沿って順次に前記放熱キャリアの表面に設けられている2つのＬＥＤランプ、前記取付係止台の対向する他の底面に設けられている増強放熱モジュールを含み、前記取付係止台から比較的離れているＬＥＤランプと自動車のロービームランプ用スイッチが電気的に接続され、前記２つのＬＥＤランプはそれぞれ自動車のハイビームランプ用スイッチと電気的に接続される。

前記増強放熱モジュールは、熱伝導ベース、底部放熱片、ファンを含み、前記底部放熱片の底部は熱伝導ベースを通じて前記取付係止台の対向する他の底面に固定されており、前記ファンは前記底部放熱片の端部に設けられている。
前記熱伝導ベースのサイズと通常のタングステンによる自動車用ヘッドランプの熱伝導ベースのサイズが同様である。
前記放熱キャリアの端部にはフレア光を遮る遮光パネルが設けられている。

前記放熱キャリア、取付係止台、熱伝導ベースと底部放熱片は一体に成型して固接され、または、前記4つ部材の互いに隣接する2つまたは3つの部材が一体に成型され、更に他の部材と固接され、または前記放熱キャリア、取付係止台が一体成型され、前記熱伝導ベースと底部放熱片が一体成型され、その後、一体成型された2つ部分を更に固接する。
前記底部放熱片の端部にはファン固定片が固定され、前記ファンは前記ファン固定片に設けられている。
前記ファンは位置決め片により、前記ファン固定片に設けられている。

従来の技術に比べて、本考案は下記のような優位性を有する。
本考案はＬＥＤランプを用いて従来のタングステンランプを代替し、該ＬＥＤランプは既存の自動車の通用のヘッドランプ取付台に適切し、特別な改装条件が不要で、既存の自動車用ヘッドランプの改装を実現し、従来のタングステンランプとキセノンランプの欠陥を克服することができ、効率が小さく、輝度が適切し、適用範囲が広く、コストが低いため、巨大な市場前景を有する一方、本考案は自動車用LEDヘッドランプに幅広く普及することができ、エコ照明の実現に役に立ち、国策の省エネと排出軽減に沿い、現在の自動車領域での照明器具の電力使用量と灯具の産業チェーンにもたらす環境汚染と破壊問題を長期的に解決することができる。

図１は、本考案の実施例係る自動車用LEDヘッドランプの立体構造を示す。

図１は、本実施例の遠近光が一体化された自動車用LEDヘッドランプを示し、既存の自動車用ヘッドランプの取付台に取り付けるための取付係止台4を含み、前記取付係止台4の片側は発光部分で、他の片側は放熱部分である。前記発光部分は放熱キャリア3と2つのＬＥＤランプ2を含み、前記放熱キャリア3は前記取付係止台4に固定され、前記2つのＬＥＤランプ2は前記放熱キャリア3の対向する2つの側面に交叉して設けられており、１つのＬＥＤランプ2は取付係止台4から比較的遠い箇所に設けられて、自動車のロービームランプ用スイッチと電気的に接続され、他のＬＥＤランプ2は取付係止台4から比較的近い箇所に設けられており、該2つのＬＥＤランプ2は両方とも自動車のハイビームランプ用スイッチと電気的に接続されている。前記放熱部分は、熱伝導ベース5、底部放熱片9、ファン固定片6、位置決め片7とファン8を含み、前記熱伝導ベース5は前記取付係止台4に固定され、前記底部放熱片9は前記熱伝導ベース5に固定され、前記ファン固定片6は前記底部放熱片9の端部に固定され、前記ファン8は前記位置決め片7を通じて前記ファン固定片6に設けられている。前記放熱キャリア3の端部にはフレア光を遮る遮光パネル1が設けられている。

前記熱伝導ベース5のサイズは従来の自動車用タングステンヘッドランプの熱伝導ベースのサイズと同様で、このように設計する理由は、本考案による製品が従来の自動車用タングステンヘッドランプを使用する自動車に取付けることを可能にし、車体に対していかなる改装も不要で、また、いかなる他の部材を増設する必要もないようにするためである。該熱伝導ベース5の役割としては、使用中に防水と放熱を行うことができ、具体的には、そのサイズがタングステンヘッドランプを使用する既存の自動車の取付部位のサイズと同様であるため、取付けた後、水が隙間を通して自動車用ヘッドライトの内部に進入して自動車用ヘッドライトに影響を与えることを防止し、更に、前記放熱キャリア3の熱量の一部が伝導して排出され、他の一部は前記底部放熱片9に伝達されることができ、本考案の放熱効率を有効に高めることができる。

前記放熱キャリア3、取付係止台4、熱伝導ベース5と底部放熱片9はアルミニウムのような金属材質からなる。
前記放熱キャリア3は柱形状に形成され、外側の辺縁に多数の放熱羽根を設けることが可能であり、または、シート状に形成することも可能である。前記底部放熱片9は、並列に設けた複数群の放熱羽根を含む。
前記放熱キャリア3、取付係止台4、熱伝導ベース5と底部放熱フィン9は一体に成型されて固定され、または、前記4つの部材中の互いに隣接する2つまたは3つの部材が一体に成型され、更に他の部材と溶接により固接され、または、放熱キャリア3、取付係止台4が一体に成型され、熱伝導ベース5と底部放熱片9が一体に成型され、その後、一体に成型された2つの大きい部分が更に溶接により固接されてもよい。

前記2つのＬＥＤランプ2が発光するとき、放出された熱量は下記のように排出される。
先ず、前記放熱キャリア3を経由して放出され、前記放熱キャリア3は一部の熱量を前記取付係止台4、前記熱伝導ベース5により前記底部放熱片9に伝導し、その間、前記取付係止台4と前記熱伝導ベース5も放熱の役割を果たすことができる。前記底部放熱片9はその構造が強力な放熱の役割を果たす一方、前記底部放熱フィンと9に連結する前記ファン8が底部放熱片9の熱量を、即時かつ確実に排出するため、全体の放熱システムは効率が高く、安定しており、ＬＥＤランプ2の放熱問題を解決し、自動車用ヘッドランプの安定性を保証すると同時に、全体の自動車用ヘッドランプの耐用年数を長くすることができる。

生産する際には、基本スペックLEDヘッドランプの遠近光の発光標準に基づいて、効率が適切なＬＥＤランプを選択して、前記２つのＬＥＤランプ2を前記放熱キャリア3の対向する２つの側面に交叉するように設置し、または、前記放熱キャリア3の同側に設置し、２つのＬＥＤランプ2の接続コードと前記放熱キャリアの軸線が平行するか、または、平行しないように設ける。また、２つのＬＥＤランプ2の輝度は基本スペックLEDヘッドランプの標準に基づいて選択することができ、それにより、基本スペックLEDヘッドランプと同様の使用効果を実現することができる。

使用するとき、ロービームランプを点灯する場合、運転手は自動車のロービームランプ用スイッチをオンにし、前記取付係止台4に比較的遠い箇所に設けられているＬＥＤランプ2が点灯される。ハイビームランプを点灯する場合、運転手は自動車のハイビームランプ用スイッチをオンにすることで、該ハイビームランプ用スイッチと電気的に接続されている前記2つのＬＥＤランプ2が同時に点灯される。ロービームランプとしての１つのＬＥＤランプ2は、ハイビームランプとしての2つのＬＥＤランプ2に比べ、発光点と輝度が異なるため、２つのＬＥＤランプ2を利用して遠近光の一体化を実現することができる。

本考案は実施例に記載された上述の技術手段に限定されず、前記技術手段に基づいて行う設計変更は、本考案の保護範囲に属すべきである。

Claims (7)

1. 遠近光が一体化された自動車用LEDヘッドランプにおいて、
   既存の自動車用ヘッドランプの取付台に取り付けられる取付係止台と、
   前記取付係止台の底面に設けられている放熱キャリアと、
   前記放熱キャリアの軸線に沿って前記放熱キャリアの表面に順次に設けられている2つのＬＥＤランプと、
   前記取付係止台の対向する他の底面に設けられている増強放熱モジュールと、を含み、
   前記取付係止台から比較的離れているＬＥＤランプと自動車のロービームランプ用スイッチが電気的に接続され、前記2つのＬＥＤランプは両方とも自動車のハイビームランプ用スイッチと電気的に接続されていることを特徴とする遠近光が一体化された自動車用LEDヘッドランプ。
2. 前記放熱部材は、熱伝導ベース、底部放熱片とファンを含み、前記底部放熱フィンの底部は熱伝導ベースを通じて前記取付係止台の対向する他の底面に固定され、前記ファンは前記底部放熱フィンの端部に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の遠近光が一体化された自動車用LEDヘッドランプ。
3. 前記熱伝導ベースのサイズは通常の自動車用タングステンヘッドランプの熱伝導ベースのサイズと同様であることを特徴とする請求項２に記載の遠近光が一体化された自動車用LEDヘッドランプ。
4. 前記放熱キャリアの端部にはフレア光を遮る遮光パネルが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の遠近光が一体化された自動車用LEDヘッドランプ。
5. 前記放熱キャリア、取付係止台、熱伝導ベースと底部放熱片は一体に成型されて固接されており、または、前記4つの部材の互いに隣接する2つまたは3つの部材が一体に成型されてから他の部材と固接されており、または、前記放熱キャリア、取付係止台が一体に成型され、前記熱伝導ベースと底部放熱片一体に成型され、その後、2つの大きい部分が更に固接されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の遠近光が一体化された自動車用LEDヘッドランプ。
6. 前記底部放熱片の端部にはファン固定片が固定され、前記ファンは前記ファン固定片に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の遠近光が一体化された自動車用LEDヘッドランプ。
7. 前記ファンは位置決め片を通じて前記ファン固定片に取り付けられていることを特徴とする請求項６に記載の遠近光が一体化された自動車用LEDヘッドランプ。