(57)【要約】【課題】線状に複数個配置されたＬＥＤの温度上昇を抑え、発光効率を向上させることのできる車両用ランプユニットを実現する。【解決手段】線状に配された表面実装型ＬＥＤ１１を光源とする光源ユニット１２の、各ＬＥＤ１１からの出射光の制御を行う投光用のレンズ１３が筐体に収納されることによりランプユニット１００を構成する。光源ユニット１２は、長尺のＬＥＤ基板１４の実装面に７のＬＥＤ１１が長手方向に線状に実装し、各ＬＥＤ１１は、本体部１１１と出射面側に片凸レンズが固着された発光部１１２から構成され、ＬＥＤ基板１４の長手方向に沿って一列に配列されている。ＬＥＤ基板１４には、各ＬＥＤ１１の実装面から両側面にかけて長手方向に実装面より低い段部１４１，１４２を形成させることで、線状に配されたＬＥＤ１１の内側に位置するＬＥＤがレンズ１３の受光部１５と直接外部との対流を可能とする連通孔を形成するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の基板と、
前記基板の表面に、線状に実装された少なくとも３個のＬＥＤと、
前記ＬＥＤの発光部を収容する断面が凹状に形成された入射面および該入射面に入射された前記ＬＥＤからの入射光を屈折により変化させ出射面から出射するレンズと、
前記線状に配された前記ＬＥＤの内側に位置するＬＥＤを、該ＬＥＤの両側に位置するＬＥＤを介さずに外部との対流を直接行うための連通孔と、を具備したことを特徴とする車両用ランプユニット。
【請求項２】
前記連通孔は、前記ＬＥＤが実装された前記基板面よりも低く形成した段部と前記レンズとの間で構成したことを特徴とする請求項１記載の車両用ランプユニット。
【請求項３】
前記連通孔は、前記ＬＥＤが実装された前記基板面に対し一部が間隔を持つよう前記レンズに形成した切欠部と前記基板との間で構成したことを特徴とする請求項１記載の車両用ランプユニット。
【請求項４】
前記連通孔は、前記ＬＥＤと対応する位置に複数形成したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の車両用ランプユニット。
【請求項５】
前記レンズの入射面は、前記ＬＥＤの発光部からの全光を入射する位置関係にしたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の車両用ランプユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、全反射型樹脂製の投光用のレンズとＬＥＤ（発光ダイオード）を組み合わせた車両用ランプユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用ランプユニットは、複数個のＬＥＤを線状に配列してなる線状光源と、この線状光源からの光を導入して前方に出射するプリズムレンズとから構成されている。プリズムレンズの受光部と線状光源は、受光部の長さ方向に沿って密に配置することができることから、大型化することなく照度向上が可能となるとしている。（例えば、特許文献１）
【特許文献１】特開２００６−１６４９２３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した特許文献１の技術は、レンズの長手方向に沿って断面が凹状に形成された受光部の両端は開放されている。この受光部に複数個のＬＥＤが配置されるが、線状に配された複数個のＬＥＤのうち両端に配されたＬＥＤは、受光部の両開放部から温度上昇を抑制することができる。
【０００４】
しかし、内側に配置されたＬＥＤの放熱は、両端に配置されたＬＥＤを介して受光部の両開放部へ対流で放熱されることから、内側に配置されたＬＥＤの温度上昇は抑制し難いものであった。このため、内側に配置されたＬＥＤの温度上昇の抑えにくいことから発光効率の低下やＬＥＤの寿命を熱のストレスにより短縮させる、という問題があった。
【０００５】
この発明の目的は、線状に複数個配置されたＬＥＤの温度上昇を抑えることで発光効率を向上させることのできる車両用ランプユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題を解決するために、この発明の車両用ランプユニットは、絶縁性の基板と、前記基板の表面に、線状に実装された少なくとも３個のＬＥＤと、前記ＬＥＤの発光部を収容する断面が凹状に形成された入射面および該入射面に入射された前記ＬＥＤからの入射光を屈折により変化させ出射面から出射するレンズと、前記線状に配された前記ＬＥＤの内側に位置するＬＥＤを、該ＬＥＤの両側に位置するＬＥＤを介さずに外部との対流を直接行うための連通孔と、を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、線状に複数個配置されたＬＥＤの温度上昇を抑えることができることから、ＬＥＤの発光効率の向上とともに短寿命化を抑えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００９】
図１〜図６は、この発明の車両用ランプユニットに関する一実施形態について説明するための、図１は分解斜視図、図２は図１が組み立てられた状態の正面図、図３は図２のＩａ−Ｉｂ線断面図、図４は図２のIIａ−IIｂ線断面図、図５は図２のIIIａ−IIIｂ線断面図、図６は図２のIVａ−IVｂ線断面図である。
【００１０】
まず、図１、図２において、１００は車両用ランプユニットを示し、具体的には車両用のフォグランプを示す。このランプユニット１００は、複数のＬＥＤ１１を光源とする光源ユニット１２と、この光源ユニット１２の各ＬＥＤ１１からの出射光の制御を行う投光用のレンズ１３とを有し、これらが図示しない筐体に収容されて要部が構成されている。レンズ１３は樹脂材料で構成できる。その材料としては、一般的な光学レンズに使用されるアクリル、ポリカーボネイト等が考えられる。
【００１１】
光源ユニット１２は、長尺な平面略矩形形状をなすＬＥＤ基板１４を有し、このＬＥＤ基板１４の実装面には、例えば、７個のＬＥＤ１１が長手方向に線状に実装されている。各ＬＥＤ１１は、本体部１１１と出射面側に片凸レンズが固着された発光部１１２から構成された表面実装型で、各ＬＥＤ１１はＬＥＤ基板１４の長手方向に沿って一列に配列されている。
【００１２】
ここで、ランプユニット１００の車載時におけるＬＥＤ基板１４は、その長辺が車幅方向に延在するとともに短辺が上下方向に延在するよう、実装面が車両前方に指向して起立した状態で配置されている。これにより、各ＬＥＤ１１は車幅方向に沿って一列に配列され、図３に示すように、各ＬＥＤ１１の光軸Ｏが水平方向前方に沿って設定されている。なお、各ＬＥＤ１１の光軸Ｏ等が設定される水平方向とは、厳密な水平方向が要求されるものではなく、所定の誤差範囲は許容されるものである。
【００１３】
さらに、ＬＥＤ基板１４には、各ＬＥＤ１１の実装面から両側面にかけて長手方向に実装面より低い段部１４１，１４２が形成されている。
【００１４】
レンズ１３は、各ＬＥＤ１１の光軸Ｏ上に配設され各ＬＥＤ１１からの入射光を屈折により変化させて出射するレンズ部１３１と、このレンズ部１３１と一体の光透過性材料で構成され各ＬＥＤ１１からの入射光をレンズ部１３１の上方で全反射して出射する上側リ上側フレクタ部１３２と、レンズ部１３１と一体の光透過性材料で構成され各ＬＥＤ１１からの入射光をレンズ部１３１の下方で全反射して出射する下側リフレクタ部１３３とから構成されている。
【００１５】
レンズ部１３１の入射面１３１ａは、図３、図４にも示すように、例えばＬＥＤ基板１４の長手方向に沿って延在するレンズ１３の長手方向に形成された断面が凹状に形成された受光部１５の底面の略矩形の平面で構成され、この入射面１３１ａは、各光軸Ｏ上で各ＬＥＤ１１に略正対するよう起立した状態で配設されている。また、レンズ部１３１の出射面１３１ｂは、例えば、ＬＥＤ基板１４の長手方向に沿って延在するシリンドリカルレンズ面で構成され、入射面１３１ａに正対されている。
【００１６】
図３に示すように、レンズ部１３１の光軸Ｏは、各ＬＥＤ１１の発光部１１２を基準として水平方向よりも下方に所定角度傾斜するよう設定されている。出射面１３１ｂの曲率やレンズ部１３１の光軸Ｏ’の傾斜角度等は、実験やシミュレーション等に基づいて適値に設定されている。
【００１７】
これにより、レンズ部１３１は、各ＬＥＤ１１からの出射光のうち、主として、光軸Ｏに対して上下方向に所定の放射角以下で放射される光を入射面１３１ａで入射し、車幅方向の放射角は所定に維持したまま、入射面１３１ａおよび出射面１３１ｂの屈折により、上下方向の放射角を平行光に近づけるよう変化させて出射する。その際、光軸Ｏ’の傾斜により、レンズ部１３１からの出射光は車両前方斜め下方に指向され、例えば、照射距離が１０ｍ以上の地点において、ランプユニット１００の水平位置以下（光軸Ｏ以下）の領域を照射する。
【００１８】
図３、図４に示すように、上側リフレクタ部１３２の入射面１３２ａは、例えば、ＬＥＤ基板１４の長手方向に沿って延在する略矩形の平面で構成されている。この入射面１３２ａは、前端縁部がレンズ部１３１の入射面１３１ａの上端縁部に連設するとともに基端縁部がＬＥＤ基板１４の段部１４１と間隔を置いた状態に対向して配設される（図３）。レンズ１３の長手方向両端と対向する位置には、段部１４１が形成されていないことからレンズ１３とＬＥＤ基板１４とは直接接する状態で配設される（図４）。
【００１９】
また、上側リフレクタ部１３２の出射面１３２ｃは、例えば、ＬＥＤ基板１４の短手方向に沿って延在する緩やかな面で構成されている。この出射面１３２ｃは、下端縁部がレンズ部１３１の出射面１３１ｂの上端縁部に連設するよう、垂直方向に対し所定角度傾斜して起立した状態で配設されている。
【００２０】
さらに、上側リフレクタ部１３２の上面は、入射面１３２ａからの入射光を全反射して出射面１３２ｃ方向（車両前方）に導く上側反射面１３２ｂとして形成されている。この上側反射面１３２ｂは、各ＬＥＤ１１の発光部１１２またはその近傍を焦点とする曲線に沿う断面形状を有してＬＥＤ基板１４の長手方向に延在する非球面で構成され、その前端縁部が出射面１３２ｃの上端縁部に連設されている。
【００２１】
図３、図４に示すように、下側リフレクタ部１３３の入射面１３３ａは、例えば、ＬＥＤ基板１４の長手方向に沿って延在する略矩形の平面で構成されている。この入射面１３３ａは、前端縁部がレンズ部１３１の入射面１３１ａの下端縁部に連設するとともに基端縁部がＬＥＤ基板１４の段部１４２と間隔を置いた状態に対向して配設される（図３）。レンズ１３の長手方向両端と対向する位置には、段部１４２が形成されていないことからレンズ１３とＬＥＤ基板１４とは直接接する状態で配設される（図４）。
【００２２】
さらに、下側リフレクタ部１３３の下面は、入射面１３３ａからの入射光を全反射して出射面１３３ｃ方向（車両前方）に導く下側反射面１３３ｂとして形成されている。この下側反射面１３３ｂは、各ＬＥＤ１１の発光部１１２またはその近傍を焦点とする曲線に沿う断面形状を有してＬＥＤ基板１４の長手方向に延在する非球面で構成され、その前端縁部が出射面１３３ｃの下端縁部に連設されている。
【００２３】
ところで、レンズ１３の入射面１３２ａ，１３３ａのＬＥＤ基板１４側の端縁は、各ＬＥＤ１１の発光部１１２よりも図３中に示すように、ＬＥＤ基板１４側に位置する関係に配置される。これにより、各ＬＥＤ１１から出射される全光を、対応の出射面１３１ｂ，１３２ｃ，１３３ｃから出射させることができる。
【００２４】
段部１４１，１４２の間隔は、受光部１５の間隔よりも狭くしてある。これにより、受光部１５は、段部１４１，１４２を介してレンズ１３の長手方向と直交する方向においても、ランプユニット１００の受光部１５と外部とが連通する連通孔１６１，１６２が構成される。
【００２５】
連通孔１６１，１６２は、レンズ１３の受光部１５内に各ＬＥＤ１１の発光部１１２が配置された場合に、図３の白抜きの矢印で示す対流を発生させることができる。このため、各ＬＥＤ１１が発する熱は、線状に配されたどの位置であっても、同じような条件で熱の対流が生じさせることになる。
【００２６】
この実施形態では、ＬＥＤ基板１４に段部１４１，１４２を設け、段部１４１，１４２が受光部１５とを連通させる連通孔１６１，１６２を構成することで、受光部１５内に配される各ＬＥＤ１１の発生温度の平準化を実現することができる。さらに、受光部１５内と外部との対流がスムースにできることから、温度上昇を抑えることができ、各ＬＥＤ１１の長寿命化や発光効率の向上にも寄与する。
【００２７】
また、線状に配置され各ＬＥＤを流れる電流も平準化させることができることは、各ＬＥＤの輝度を平準化させることを意味し、車両用ランプユニットとして安定した点灯に寄与する。
【００２８】
この実施形態での段部１４１，１４２は、ＬＥＤ基板１４の両側の長手方向にそれぞれ１個する形成したが、ＬＥＤとＬＥＤの間はＬＥＤ１１の実装面と同一として段部を複数形成しても構わない。この場合は、段部が長くならずに済むことからレンズ１３とＬＥＤ基板１４の位置管理がし易いものとなる。
【００２９】
また、ＬＥＤ１１は線状に配置された７個を例として挙げたが、少なくもと３個が線状に配置されたものであればよい。２個の場合は、レンズ１３の長手方向の両端に外部と繋がる凹部の開放部分があり、連通孔を形成した場合の効果があまり期待できないからである。
【００３０】
図７〜図１２は、この発明の車両用ランプユニットに関する他の実施形態について説明するための、図７は分解斜視図、図８は図１が組み立てられた状態の正面図、図９は図８のＶａ−Ｖｂ線断面図、図１０は図８のVIａ−VIｂ線断面図、図１１は図８のVIIａ−VIIｂ線断面図、図１２は図８のVIIIａ−VIIIｂ線断面図である。
【００３１】
この実施形態において、図７は図１の分解斜視図に、図８〜図１２は図２〜図６の各図にそれぞれ相当し、上記した一実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付して説明する。
【００３２】
この実施形態では、ＬＥＤ基板１４に段部１４１，１４２を形成せずに、受光部１５を挟んでＬＥＤ基板１４と接するレンズ１３に切欠部７１，７２が形成されている。切欠部７１，７２は、ＬＥＤ基板１４に接しないよう形成されている。
【００３３】
これにより、図９に示すように、切欠部７１，７２は受光部１５の長手方向と直交する方向に、受光部１５と外部との対流を起こさせる連通孔７３，７４を構成させることとなる。ランプユニット１００の受光部１５は、外部との空気の入れ替えが連通孔７３，７４を通して可能となり、受光部１５で発生する熱の温度を平準化させるとともに、温度上昇を抑えることができる。
【００３４】
なお、切欠部７１，７２は、各ＬＥＤ１１の発光部１１２よりもＬＥＤ基板１４側に位置するように形状とする。これにより、各ＬＥＤ１１から出射される全光を、対応の出射面１３１ｂ，１３２ｃ，１３３ｃから出射させることができる。
【００３５】
この実施形態においても、連通孔７３，７４がランプユニット１００の長手方向と直交する方向からも受光部１５における内外の空気の入れ替えが可能となる。このため、各ＬＥＤ１１の温度上昇を抑えることが可能となるとともに、温度の平準化させることが可能となる。各ＬＥＤ１１の温度上昇を抑えることは、ＬＥＤの寿命の向上と発光効率の向上を図ることができる。
【００３６】
なお、この実施形態において切欠部７１，７２は、連続した状態で切欠かなくてもよい。例えば、各ＬＥＤ１１との間にレンズ１３から一体的な柱を形成し、ＬＥＤ基板１４に当接させ、あるいは接合させることで、各ＬＥＤ１１と各受光面１３１ａ，１３２ａ，１３３ａとの光学的な位置管理を行うことができる。
【００３７】
図１３は、この発明の効果について従来と比較して説明するために、模式的に表した説明図である。
【００３８】
すなわち、従来の構成では、図１３破線で示すように受光部がランプユニット外と繋がっている線状に配された両端に位置するＬＥＤの温度は下がるが、内側に位置するＬＥＤの温度は下がりにくい。この点、図１３実線で示すように、この発明では、連通孔の作用により線状に並べられたＬＥＤの内側に位置するＬＥＤも、両端に位置するＬＥＤと同様の温度と温度の抑制していることが分かる。
【００３９】
従って、図１３からわかるように、この発明は従来に比して線状に配置された各ＬＥＤの温度上昇を抑えるとともに、温度を平準化させることができる。
【００４０】
この発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、例えば、連通孔はＬＥＤ基板１４の段部１４１，１４２とレンズ１３の切欠部７１，７２を組み合わせたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明の車両用ランプユニットに関する一実施形態について説明するための分解斜視図。
【図２】図１の正面図。
【図３】図２のＩａ−Ｉｂ線断面図。
【図４】図２のIIａ−IIｂ線断面図。
【図５】図２のIIIａ−IIIｂ線断面図。
【図６】図２のIVａ−IVｂ線断面図。
【図７】この発明の車両用ランプユニットに関する他の実施形態について説明するための分解斜視図。
【図８】図７の正面図。
【図９】図８のＶａ−Ｖｂ線断面図。
【図１０】図８のVIａ−VIｂ線断面図。
【図１１】図８のVIIａ−VIIｂ線断面図。
【図１２】図８のVIIIａ−VIIIｂ線断面図。
【図１３】この発明の効果について説明するための説明図。
【符号の説明】
【００４２】
１００  車両用ランプユニット
１１  ＬＥＤ
１１１  本体部
１１２  発光部
１２  光源ユニット
１３  レンズ
１３１  レンズ部
１３２  上側フレクタ部
１３３  下側リフレクタ部
１３１ａ，１３２ａ，１３３ａ  入射面
１３２ｂ  上側反射面
１３３ｂ  下側反射面
１４  ＬＥＤ基板
１４１，１４２  段部
１５  受光部
１６１，１６２  連通孔
７１，７２  切欠部
７３，７４  連通孔
【図１】
2010153138.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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