JP5846691B2 - 発光ダイオードを用いた照明灯及び車両用前照灯 - Google Patents
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Description
本発明は、発光ダイオードを用いた照明灯及び車両用前照灯、特に、発光ダイオードを用いた自動車用前照灯に関するものである。
近年、発光ダイオードは、低電力で高発光が得られること、寿命が長いこと、構造が簡単なこと、装置がコンパクトであること、など、長所が多いことがら、暫時その使用が広まっている。しかしながら、費用が高いこと、高温になると効率が著しく低下することなどが、欠点として挙げられる。
特許文献１には、特に効果的に冷却される発光ダイオード装置を提供することを課題とし、各発光ダイオードチップに少なくとも１つの光学素子が対応配置されており、発光ダイオードチップにより発生させられた熱を導出するために適した少なくとも１つの熱伝導エレメントと、該熱伝導エレメントにより導出された熱を導出するために適した少なくとも１つの冷却装置とが設けられていることが記載されている。
特許文献２には、自動車前部に設けて進行方向の安全を確認するための長寿命かつ低電力の前照灯を提供することを課題として、前照灯は、投影用凸レンズと、この投影用凸レンズの後方焦点Ｆの後方に配置される複数のＬＥＤチップで構成された発光面とを備えており、定電流駆動回路は各ＬＥＤチップをオン／オフ制御し、制御回路（図示せず）はＬＥＤチップをグループごとに通電タイミングの位相をずらして点灯し、ＬＥＤチップから一定の発光量の放出光を導き出すことが記載されている。
特許文献３には、少なくとも１つの発光ダイオードと、少なくとも１つの発光ダイオードを冷却するための冷却体とを備えた照明装置に関し、冷却体に掛合手段が設けられており、掛合手段が、照明装置のためのホルダとバヨネット継手を形成するために役立つようにし、少なくとも１つの照明装置が、光源として自動車前照灯内に配置されていることが記載されている。
しかし、いずれの文献にも発光ダイオードの光束が１３００ルーメン以上である車両前照灯については開示されていない。
しかし、いずれの文献にも発光ダイオードの光束が１３００ルーメン以上である車両前照灯については開示されていない。
従来、発光ダイオードを用いた車両用前照灯において、１０００ルーメンの光束で使用する場合、冷却用ファンはなくても、特に問題はなかった。しかしながら、１３００ルーメン以上で使用していると、温度が上昇して行くと、発光ダイオードの効率が著しく低下し、急激に１０００ルーメン以下に低下する。これは、発光ダイオードの温度に対する弱点が顕在化したものとおもわれる。
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照明灯の構造を見出すに至った。
すなわち本発明は、アルミニウム製で口金に達する部位まで太い円柱状であって遮光壁Ａと遮光壁Ｂを形成するように作られた平坦部に、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直接固定した上部構造と、細い円柱状であって短いアルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１を有する下部構造とからなる一体的に連結されている光源支持体６と、短いアルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１で、口金７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８とが組み合わされており、アルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１の先端部が空洞部８−３の浅く侵入した位置になるよう組み合わされた構造であり、アルミニウム製の光源支持体６の放熱とアルミニウム製放熱台座８の放熱と放熱台座の空洞部８−３の空気の対流で冷却することにより、発光ダイオードからの発熱を逃がすことを特徴とする発光ダイオードを用いた照明灯である。
また、本発明の発光ダイオードを用いた照明灯では、 前記光源支持体６の上部構造のアルミニウム表面に放熱用の溝若しく放熱用フィンを設け、かつ、放熱用のフィン８−１が外周に設けられ、且つ中心部が空洞になっている放熱台座８の空洞部が円柱状若しくは角柱状とすることができる。
さらに、本発明の発光ダイオードを用いた照明灯では、 前記アルミニウム製放熱台座８の空洞部８−３が円柱状若しくは角柱状であって、空洞部に耐水性のモータにより駆動されるファンを装備することができる。
また、本発明の発光ダイオードを用いた照明灯では、前記発光ダイオードの光束を１３００ルーメン以上とすることができる。
すなわち本発明は、アルミニウム製で口金に達する部位まで太い円柱状であって遮光壁Ａと遮光壁Ｂを形成するように作られた平坦部に、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直接固定した上部構造と、細い円柱状であって短いアルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１を有する下部構造とからなる一体的に連結されている光源支持体６と、短いアルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１で、口金７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８とが組み合わされており、アルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１の先端部が空洞部８−３の浅く侵入した位置になるよう組み合わされた構造であり、アルミニウム製の光源支持体６の放熱とアルミニウム製放熱台座８の放熱と放熱台座の空洞部８−３の空気の対流で冷却することにより、発光ダイオードからの発熱を逃がすことを特徴とする発光ダイオードを用いた照明灯である。
また、本発明の発光ダイオードを用いた照明灯では、 前記光源支持体６の上部構造のアルミニウム表面に放熱用の溝若しく放熱用フィンを設け、かつ、放熱用のフィン８−１が外周に設けられ、且つ中心部が空洞になっている放熱台座８の空洞部が円柱状若しくは角柱状とすることができる。
さらに、本発明の発光ダイオードを用いた照明灯では、 前記アルミニウム製放熱台座８の空洞部８−３が円柱状若しくは角柱状であって、空洞部に耐水性のモータにより駆動されるファンを装備することができる。
また、本発明の発光ダイオードを用いた照明灯では、前記発光ダイオードの光束を１３００ルーメン以上とすることができる。
また、本発明は、アルミニウム製で口金に達する部位まで太い円柱状であって遮光壁Ａと遮光壁Ｂを形成するように作られた平坦部に、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直接固定した上部構造と、細い円柱状であって短いアルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１を有する下部構造とからなる一体的に連結されている光源支持体６と、短いアルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１で、口金７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８とが組み合わされており、アルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１の先端部が空洞部８−３の浅く侵入した位置になるよう組み合わされた構造であり、アルミニウム製の光源支持体６の放熱とアルミニウム製放熱台座８の放熱と放熱台座の空洞部８−３の空気の対流で冷却することにより、発光ダイオードからの発熱を逃がすことを特徴とする発光ダイオードを用いた照明灯において、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、アルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１に超音波溶接で直接固定することを特徴とする発光ダイオードを用いた照明灯の製造方法である。
また、本発明の発光ダイオードを用いた照明灯の製造方法においては、光源支持体の下部構造である短いアルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１を、口金７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８に嵌合し、アルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１の先端部が空洞部に浅く侵入した位置になるよう組み合わされた構造であり、溶融したアルミニウムを介して、アルミニウム製放熱台座８の口金７と放熱兼熱伝導棒６−１の一部とをアルミを介して接着固定することができる。
さらに、本発明の発光ダイオードを用いた照明灯の製造方法においては、アルミニウム製で口金に達する部位まで太い円柱状であって遮光壁Ａと遮光壁Ｂを形成するように作られた平坦部に、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直接固定した上部構造と、細い円柱状であって短いアルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１を有する下部構造とからなる一体的に連結されている光源支持体６と、短いアルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１で、口金７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８とが組み合わされており、アルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１の先端部が空洞部８−３の浅く侵入した位置になるよう組み合わされた構造であり、アルミニウム製の光源支持体６の放熱とアルミニウム製放熱台座８の放熱と放熱台座の空洞部８−３の空気の対流で冷却することにより、発光ダイオードからの発熱を逃がすことを特徴とする発光ダイオードを用いた照明灯において、光源支持体６と口金７と放熱台座８をアルミニウムで一体成型することができる。
さらに、本発明の発光ダイオードを用いた照明灯の製造方法においては、アルミニウム製で口金に達する部位まで太い円柱状であって遮光壁Ａと遮光壁Ｂを形成するように作られた平坦部に、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直接固定した上部構造と、細い円柱状であって短いアルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１を有する下部構造とからなる一体的に連結されている光源支持体６と、短いアルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１で、口金７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８とが組み合わされており、アルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１の先端部が空洞部８−３の浅く侵入した位置になるよう組み合わされた構造であり、アルミニウム製の光源支持体６の放熱とアルミニウム製放熱台座８の放熱と放熱台座の空洞部８−３の空気の対流で冷却することにより、発光ダイオードからの発熱を逃がすことを特徴とする発光ダイオードを用いた照明灯において、光源支持体６と口金７と放熱台座８をアルミニウムで一体成型することができる。
本発明は、上記の構成をとったので、発光ダイオードを用いた照明灯及び車両用前照灯または発光ダイオードを用いた車両用前照灯が、点灯から長時間後も、点灯時と同じ明るさを保つことが出来、また、長時間効率が低下することなく使用することができ、低電力で高出力がえられ、長寿命であり、構造が簡単で、コンパクトな照明灯及び車両用前照灯とくに自動車用前照灯を得ることができた。
本発明は、図３に示すように、アルミニウム板５上に半導体基板４、その上に発光ダイオード１が搭載されている発光体ユニット(以下、発光体ユニットと称する）のアルミニウム板５をアルミニウム製の光源支持体に直接固定し、図５に示すように、アルミニウム製で口金に達する部位まで太い円柱状であって遮光壁Ａと遮光壁Ｂを形成するように作られた平坦部に、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直接固定した上部構造と、細い円柱状であって短いアルミニウム製の放熱兼熱伝導棒を有する下部構造からなる一体的に連結された光源支持体６を、図４に示すように中心部が空洞になっているアルミニウム製放熱台座８に、口金７を介して嵌合することにより、発光ダイオードからの発熱を、アルミニウム製の光源支持体の放熱とアルミニウム製放熱台座の放熱と放熱台座の空洞部の空気の対流で冷却することにより、発光ダイオードからの発熱を逃がすことを特徴とする発光ダイオードを用いた照明灯である。
図３に示すように、発光ダイオードは発光ダイオード（ＬＥＤ）取り付部２により、アルミニウム板５に取り付けられ、半導体基板４は、熱伝導性の優れた接着剤でアルミニウム板５に取り付けられている。
図３に示すように、発光ダイオードは発光ダイオード（ＬＥＤ）取り付部２により、アルミニウム板５に取り付けられ、半導体基板４は、熱伝導性の優れた接着剤でアルミニウム板５に取り付けられている。
また、本発明において、アルミニウム製の光源支持体は、アルミニウム製で口金に達する部位まで太い円柱状である素材を削って平坦部にし、遮光壁Ａと遮光壁Ｂを形成するように作られた上部構造と、細い円柱状であって短いアルミニウム製の放熱兼熱伝導棒を有する下部構造からなる一体的に連結された光源支持体放熱兼熱伝導棒を用いるか若しくは、アルミニウム製で口金に達する部位まで太い円柱状であって遮光壁Ａと遮光壁Ｂを形成するように作られた平坦部に、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直接固定した上部構造と、細い円柱状であって短いアルミニウム製の放熱兼熱伝導棒を有する下部構造からなる一体的に連結された光源支持体を一体成型することもできる。
また、当業者であれば、本発明の発光ダイオードを用いた照明灯では、構造が比較的簡単であるので、光源支持体と口金と放熱台座をアルミニウムで一体成型することができる。
固定方法は熱伝導性の接着剤により固定しても良く、金属ペーストを塗布した後、ねじ止めにより固定しても良く、超音波溶接により、固定しても良い。放熱兼熱伝導性の優れた接着剤としてはDiemat Inc.製、ＳＫ３０Ｎ、ＳＫ６０Ｎ、ＳＫ７０Ｎ、ＳＫ１００Ｎ、ＳＫ１００ＳＤＮ、ＳＫ１００ＳＦＮなどが挙げられる。金属ペーストとしては金ペースト、銀ペースト、銅ペースト、ニッケルペーストなどが知られているが、散熱性や経済性から見ると銀ペーストが好ましい。銀ペーストの例としてはCT212M,CT284R、CT285（京セラケミカル（株））、TB3300シリーズ（（株）スリーボンド）などが挙げられる。
これらの固定方法の中では超音波溶接による固定は発光ダイオードユニットを不用な物質の介在が無く、直接固定することができ、また、接着剤の塗布工程や金属ペーストの塗布工程およびねじ止め工程を省略することができるので、最も好ましい。
当然、接着剤や金属ペーストによる固定と超音波溶接を併用することもできる。また、超音波溶接による固定を行った後、ねじ止めにより固定しても良い。
また、当業者であれば、本発明の発光ダイオードを用いた照明灯では、構造が比較的簡単であるので、光源支持体と口金と放熱台座をアルミニウムで一体成型することができる。
固定方法は熱伝導性の接着剤により固定しても良く、金属ペーストを塗布した後、ねじ止めにより固定しても良く、超音波溶接により、固定しても良い。放熱兼熱伝導性の優れた接着剤としてはDiemat Inc.製、ＳＫ３０Ｎ、ＳＫ６０Ｎ、ＳＫ７０Ｎ、ＳＫ１００Ｎ、ＳＫ１００ＳＤＮ、ＳＫ１００ＳＦＮなどが挙げられる。金属ペーストとしては金ペースト、銀ペースト、銅ペースト、ニッケルペーストなどが知られているが、散熱性や経済性から見ると銀ペーストが好ましい。銀ペーストの例としてはCT212M,CT284R、CT285（京セラケミカル（株））、TB3300シリーズ（（株）スリーボンド）などが挙げられる。
これらの固定方法の中では超音波溶接による固定は発光ダイオードユニットを不用な物質の介在が無く、直接固定することができ、また、接着剤の塗布工程や金属ペーストの塗布工程およびねじ止め工程を省略することができるので、最も好ましい。
当然、接着剤や金属ペーストによる固定と超音波溶接を併用することもできる。また、超音波溶接による固定を行った後、ねじ止めにより固定しても良い。
さらに、光源支持体６を中心部が空洞になっている放熱台座８に嵌合する方法としては放熱兼熱伝導性の優れたエポキシ系接着剤により、固着しても良く、光源支持体を差し込んだ放熱台座の裏側（光源支持体を差し込んでいる反対側）より溶融したアルミニウムを流し込むことにより、固着しても良い。光源支持体を差し込んだアルミニウム製放熱台座の裏側（光源支持体を差し込んでいる反対側）より溶融したアルミニウムを流し込むことによる固着は強固で、熱伝導もしやすいので最も好ましい。
光源より発せられた光は、反射鏡により反射され、投影レンズを通して、必要な配光が得られる。光源は、高出力、高輝度の発光ダイオードである。発光ダイオード１は、通常８００ルーメン以上、より望ましくは１０００ルーメン以上である。
発光ダイオード１は、外部電源接続端子３より導線３−１で電力を供給されている。発光ダイオード１は、半導体基板４に取付け部２により取り付けられ、取付け部２の端部は金属薄板５に達し、熱伝導を補助する。
光源より発せられた光は、反射鏡により反射され、投影レンズを通して、必要な配光が得られる。光源は、高出力、高輝度の発光ダイオードである。発光ダイオード１は、通常８００ルーメン以上、より望ましくは１０００ルーメン以上である。
発光ダイオード１は、外部電源接続端子３より導線３−１で電力を供給されている。発光ダイオード１は、半導体基板４に取付け部２により取り付けられ、取付け部２の端部は金属薄板５に達し、熱伝導を補助する。
１３００ルーメン以上の発光ダイオードを使用すると、時間とともに、特に短時間で１０００ルーメン以下に輝度が低下する。これは、発光ダイオードが熱に脆弱なことによる。
通常、高出力発光ダイオードは、冷却ファンだけだと、点灯と同時に時間とともに急激に照度が低下し、約６０分くらいで、１３００ルーメンのものが、１０００ルーメンにまで低下する。
通常、高出力発光ダイオードは、冷却ファンだけだと、点灯と同時に時間とともに急激に照度が低下し、約６０分くらいで、１３００ルーメンのものが、１０００ルーメンにまで低下する。
本発明では、図３に示すように、光源（ＬＥＤ）１を搭載した発光ダイオード基板４を、アルミニウムの金属薄膜５に溶着し、さらに、金属薄膜５は光源支持体６に溶着或いはロー付けすることが通常行われている。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は、本件発明の光源支持体の遮光壁Ａと遮光壁Ｂの間に超音波加熱等により固着される。
本件発明の光源支持体は、アルミニウム製で口金に達する部位まで太い円柱状であって遮光壁Ａと遮光壁Ｂを形成するように作られた平坦部を有する上部構造と、細い円柱状であって短いアルミニウム製の放熱兼熱伝導棒を有する下部構造からなる一体的に連結された光源支持体であって、アルミニウムは純アルミニウム若しくはアルミニウム合金が用いられる。
一例としてアルミニウム地金、アルミニュウム合金、番手、１１００、３００３、４０３２、４０４３、５０５２、６０６１、６０６３等が挙げられる。
一例としてアルミニウム地金、アルミニュウム合金、番手、１１００、３００３、４０３２、４０４３、５０５２、６０６１、６０６３等が挙げられる。
本件発明の光源支持体は、遮光壁Ａと遮光壁Ｂを形成するように、アルミニウムを削り込んで作成するか、若しくは、遮光壁Ａと遮光壁Ｂを形成するように光源支持体を上部構造下部構造と共に一体成型する。
平坦部に、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、超音波加熱等により固着させる。
なお、遮光壁Ａ又は遮光壁Ｂの角度は、図５及び図６では、９０度の例を示したが遮光の目的が達成できる範囲の角度を選ぶことが出来る。
平坦部に、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、超音波加熱等により固着させる。
なお、遮光壁Ａ又は遮光壁Ｂの角度は、図５及び図６では、９０度の例を示したが遮光の目的が達成できる範囲の角度を選ぶことが出来る。
発光ダイオードの電力供給線は、図示していないが、光源支持体６の内部又は外部に沿わせて配置することができる。通常は、電線を用いるが、導電性フィルムや導電性薄膜を用いることも可能である。
光源支持部６に設ける放熱フィンは、薄い板状のものが、光軸に平行に支柱から突出したものや、光軸に対して直角の板状の突出したものや、光軸に対して直角に棒状の突出したものが、想起されるが、いずれのものでも可能である。
光源支持体６は、図１〜図２からわかるように、放熱台座８に達するアルミニウム製の短い放熱兼熱伝導棒６−１をもち、放熱兼熱伝導棒は口金の中心部に穴７−２をあけ、さらに放熱台座の中心部に穴８−２をあけ、金属ペーストを塗布し緊密に嵌合することにより、発光ダイオードからの発熱が直接熱伝導が行える形で、放熱台座８に熱を逃がす。
金属ペーストとしては金ペースト、銀ペースト、銅ペースト、ニッケルペーストなどが知られているが、散熱性や経済性から見ると銀ペーストが好ましい。銀ペーストの例としてはCT212M,CT284R、CT285（京セラケミカル（株））、TB3300シリーズ（（株）スリーボンド）などが挙げられる。
嵌合は超音波振動による溶接により行うことも出来、表面が金属ペーストを用いた場合より緊密に嵌合することが出来る。
金属ペーストとしては金ペースト、銀ペースト、銅ペースト、ニッケルペーストなどが知られているが、散熱性や経済性から見ると銀ペーストが好ましい。銀ペーストの例としてはCT212M,CT284R、CT285（京セラケミカル（株））、TB3300シリーズ（（株）スリーボンド）などが挙げられる。
嵌合は超音波振動による溶接により行うことも出来、表面が金属ペーストを用いた場合より緊密に嵌合することが出来る。
放熱台座８は、フィン８−１を有し、フィンの形状は所望により種々の形状を取ることが出来る。また、放熱台座８は、空洞部があり、空洞の内部に耐水性のモータにより駆動される放熱用のファン３が設けられており、モータにより回転することにより、放熱フィンと相まって空気を掻き混ぜ放熱することにより光源支持体６を冷却する。
発光ダイオードの電力供給電線、及び冷却用ファンのモータの電力供給電線は、図示されていないが、電線、導電性フィルム、導電性薄板等いずれのものでもよい。
接続も、コネクタで結線してもよいし、カバーで一体的に固着と同時に結線するタイプでもよい。
接続も、コネクタで結線してもよいし、カバーで一体的に固着と同時に結線するタイプでもよい。
本発明の冷却構造によれば、発光ダイオードの点灯と同時にほぼ照度が低下することなく１３００ルーメンの照度を一定に維持することができる。
本発明者は、２０００ルーメン以上の高輝度発光ダイオードについても、試験研究してきたが、１３００ルーメンの高輝度発光ダイオードと同様の高い照度性能を得ることができることを確認した。
本発明者は、２０００ルーメン以上の高輝度発光ダイオードについても、試験研究してきたが、１３００ルーメンの高輝度発光ダイオードと同様の高い照度性能を得ることができることを確認した。
発光ダイオオードの基板温度は、８０℃が限界であり、約８０℃以下の保持されるのが、理想であり、１００℃以上になると、発光ダイオード自体が破壊される。
したがって、約８０℃以下に基板が保持されるよう、放熱フィンのフィン、冷却ファン等を考慮して設計されなければならない。
本発明の実施例を示す。
したがって、約８０℃以下に基板が保持されるよう、放熱フィンのフィン、冷却ファン等を考慮して設計されなければならない。
本発明の実施例を示す。
図５において、光源支持体６の芯部は外径7ｍｍ、番手６０６３のアルミニウム合金を用いた（図９参照）。発光ダイオード（ＬＥＤ）が搭載されている半導体基板の背面側のアルミニウム金属薄板を熱伝導性接着剤（Diemat Inc.製、ＳＫ６０Ｎ）で接着して光源支持体の表面に取り付けた。
図７において、発光ダイオード（ＬＥＤ）が搭載されている半導体基板の背面側のアルミニウム金属薄板を超音波振動による溶接で、光源支持体の同表面に取り付けた。
図６において、発光ダイオード（ＬＥＤ）が搭載されている半導体基板の背面側のアルミニウム金属薄板を超音波振動による溶接で、光源支持体の同表面に取り付けた。さらに、図７のように、放熱台座の空洞部に耐水性のモータにより駆動されるファンを装備した。
ファンを回転させた時は実施例2と同じであり、ファンを停止させた時では、明るさは以下の通りであった。
本発明の発光ダイオードを用いた車両用前照灯の特性を表1に示す。
ファンを回転させた時は実施例2と同じであり、ファンを停止させた時では、明るさは以下の通りであった。
本発明の発光ダイオードを用いた車両用前照灯の特性を表1に示す。
（黄色ランプの製造例）
バナジン酸ビスマスの前駆物質であるバナジウム（III）アセチルアセトナート(98％）1.3ｇと２−エチルヘキサン酸ビスマス（III）の２−エチルヘキサン酸溶液（Bi：25％）4.0ｇをエタノール40ｇに溶解させ、ゾルーゲル反応により得られたシリコーン樹脂アルコール溶液（不揮発分20％）0.65ｇと混合した液をガラス電球(内径15ｍｍ、長さ45ｍｍの円筒形）に約１μｍの膜厚となるようにスプレー塗布し、室温で１０分乾燥後、450℃で30分間焼成し、レモンイエロー色透明ガラス電球を得た。このガラス電球を発光ダイオードを用いた照明灯の外側に被せて、結線し、点灯させたところ、黄色光を発した。
バナジン酸ビスマスの前駆物質であるバナジウム（III）アセチルアセトナート(98％）1.3ｇと２−エチルヘキサン酸ビスマス（III）の２−エチルヘキサン酸溶液（Bi：25％）4.0ｇをエタノール40ｇに溶解させ、ゾルーゲル反応により得られたシリコーン樹脂アルコール溶液（不揮発分20％）0.65ｇと混合した液をガラス電球(内径15ｍｍ、長さ45ｍｍの円筒形）に約１μｍの膜厚となるようにスプレー塗布し、室温で１０分乾燥後、450℃で30分間焼成し、レモンイエロー色透明ガラス電球を得た。このガラス電球を発光ダイオードを用いた照明灯の外側に被せて、結線し、点灯させたところ、黄色光を発した。
（発光ダイオードによる車両用前照灯）
車両用前照灯は、所定の規格があり、発光ダイオードによる車両用前照灯においても、従来のハロゲンランプや高輝度放電ランプと同様の規格で作成することが出来る。
発光ダイオードは、黄色以外の色は出すことが出来るので、発光ダイオードによる車両用前照灯は、とくにガラス電球は必要としない。
規格を表２に示す。
車両用前照灯は、所定の規格があり、発光ダイオードによる車両用前照灯においても、従来のハロゲンランプや高輝度放電ランプと同様の規格で作成することが出来る。
発光ダイオードは、黄色以外の色は出すことが出来るので、発光ダイオードによる車両用前照灯は、とくにガラス電球は必要としない。
規格を表２に示す。
本発明の発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた照明灯及び車両用前照灯は、あらゆる分野の照明に適しており、その利用範囲が広いため産業上極めて利用可能性が高いものである。
１発光ダイオード（ＬＥＤ）
２発光ダイオード（ＬＥＤ）取り付部
３外部電源接続端子
３−１外部電源接続線
４発光ダイオード（ＬＥＤ）が搭載されている半導体基板
５金属薄板
６光源支持体
６−１ 光源支持体の放熱兼熱伝導棒
７口金
７−１口金の電球体取付け部
７−２口金の放熱兼熱伝導棒挿入部
８放熱台座
８−１放熱台座の表面のフィン
８−２放熱台座の放熱兼熱伝導棒挿入部
８−３放熱台座の空洞部
８−４放熱台座の空洞部に入れられた冷却用電動ファン
９ ガラス電球（黄色）
１０ ファン
２発光ダイオード（ＬＥＤ）取り付部
３外部電源接続端子
３−１外部電源接続線
４発光ダイオード（ＬＥＤ）が搭載されている半導体基板
５金属薄板
６光源支持体
６−１ 光源支持体の放熱兼熱伝導棒
７口金
７−１口金の電球体取付け部
７−２口金の放熱兼熱伝導棒挿入部
８放熱台座
８−１放熱台座の表面のフィン
８−２放熱台座の放熱兼熱伝導棒挿入部
８−３放熱台座の空洞部
８−４放熱台座の空洞部に入れられた冷却用電動ファン
９ ガラス電球（黄色）
１０ ファン
Claims (7)
- アルミニウム製で口金に達する部位まで太い円柱状であって遮光壁Ａと遮光壁Ｂを形成するように作られた平坦部に、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直接固定した上部構造と、細い円柱状であって短いアルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１を有する下部構造とからなる一体的に連結されている光源支持体６と、短いアルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１で、口金７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８とが組み合わされており、アルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１の先端部が空洞部８−３の浅く侵入した位置になるよう組み合わされた構造であり、アルミニウム製の光源支持体６の放熱とアルミニウム製放熱台座８の放熱と放熱台座の空洞部８−３の空気の対流で冷却することにより、発光ダイオードからの発熱を逃がすことを特徴とする発光ダイオードを用いた照明灯。
- 前記光源支持体６の上部構造のアルミニウム表面に放熱用の溝若しく放熱用フィンを設け、かつ、放熱用のフィン８−１が外周に設けられ、且つ中心部が空洞になっている放熱台座８の空洞部が円柱状若しくは角柱状である請求項１の発光ダイオードを用いた照明灯。
- 前記アルミニウム製放熱台座８の空洞部８−３が円柱状若しくは角柱状であって、空洞部に耐水性のモータにより駆動されるファンを装備した請求項１又は２に記載された発光ダイオードを用いた照明灯。
- 前記発光ダイオードの光束が１３００ルーメン以上である請求項１〜３のいずれかに記載された発光ダイオードを用いた照明灯。
- アルミニウム製で口金に達する部位まで太い円柱状であって遮光壁Ａと遮光壁Ｂを形成するように作られた平坦部に、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直接固定した上部構造と、細い円柱状であって短いアルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１を有する下部構造とからなる一体的に連結されている光源支持体６と、短いアルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１で、口金７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８とが組み合わされており、アルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１の先端部が空洞部８−３の浅く侵入した位置になるよう組み合わされた構造であり、アルミニウム製の光源支持体６の放熱とアルミニウム製放熱台座８の放熱と放熱台座の空洞部８−３の空気の対流で冷却することにより、発光ダイオードからの発熱を逃がすことを特徴とする発光ダイオードを用いた照明灯において、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、アルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１に超音波溶接で直接固定することを特徴とする発光ダイオードを用いた照明灯の製造方法。
- 光源支持体の下部構造である短いアルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１を、口金７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８に嵌合し、アルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１の先端部が空洞部に浅く侵入した位置になるよう組み合わされた構造であり、溶融したアルミニウムを介して、アルミニウム製放熱台座８の口金７と放熱兼熱伝導棒６−１の一部とをアルミを介して接着固定する請求項５に記載した発光ダイオードを用いた照明灯の製造方法。
- アルミニウム製で口金に達する部位まで太い円柱状であって遮光壁Ａと遮光壁Ｂを形成するように作られた平坦部に、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直接固定した上部構造と、細い円柱状であって短いアルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１を有する下部構造とからなる一体的に連結されている光源支持体６と、短いアルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１で、口金７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８とが組み合わされており、アルミニウム製の放熱兼熱伝導棒６−１の先端部が空洞部８−３の浅く侵入した位置になるよう組み合わされた構造であり、アルミニウム製の光源支持体６の放熱とアルミニウム製放熱台座８の放熱と放熱台座の空洞部８−３の空気の対流で冷却することにより、発光ダイオードからの発熱を逃がすことを特徴とする発光ダイオードを用いた照明灯において、光源支持体６と口金７と放熱台座８をアルミニウムで一体成型する発光ダイオードを用いた照明灯の製造方法。
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