(57)【要約】【課題】高輝度型のＬＥＤを用いた場合でも、放熱性を高め、更に組み付けを容易にするＬＥＤランプを提供する。【解決手段】端子１２ａ，１２ｂを有するＬＥＤ１０が装着される樹脂製のホルダ２０は、端子部材及び放熱部材として機能する放熱器３０が装着される。放熱器３０は、ホルダ２０の外表面の両側に互いに絶縁されるように装着される半円型断面形状の放熱板３１ａ，３１ｂを備えて構成され、ホルダ２０に装着されたＬＥＤ１０の端子１２ａ，１２ｂに接触する接触片３３ａ，３３ｂ及び受電用の端子部３６ａ，３６ｂが形成されている。端子１２ａ，１２ｂの熱は接触片３３ａ，３３ｂを通して放熱板３１ａ，３１ｂに伝熱され、放熱が行われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の端子を有するＬＥＤと、
前記ＬＥＤが装着される絶縁材製のホルダと、
前記ホルダに装着された前記ＬＥＤの前記一対の端子に接触する接触片と、前記ＬＥＤに電力を供給する受電用の端子部を有し、前記ホルダの外表面を囲むようにして互いに絶縁して装着される金属製の２枚の放熱板からなる放熱器を備えることを特徴とするＬＥＤランプ。
【請求項２】
前記２枚の放熱板は、コの字型を成し、その上辺又は下辺に嵌入片が形成されると共に他方の辺に前記接触片が形成され、
前記ホルダは、両側に上下一対の溝を有し、その一方に前記嵌入片が嵌入し、他方に前記接触片が嵌入することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤランプ。
【請求項３】
前記接触片は、弾性力を有するように加工されていることを特徴とする請求項１又は２記載のＬＥＤランプ。
【請求項４】
前記２枚の放熱板は、側面に開口を有し、
前記ホルダは、前記放熱板の装着時に前記開口に嵌合する突起を有することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤランプ。
【請求項５】
前記ホルダは、他の部材に結合するための係着部が前記ＬＥＤの装着側の端部に形成されていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤランプ。
【請求項６】
前記他の部材は、集光用のリフレクタを含む部材であることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤランプ。
【請求項７】
前記ＬＥＤの主たる照射方向は、発光素子の中心軸に対して直角な平面方向であることを特徴とする請求項１から６に記載のＬＥＤランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＥＤランプに関し、特に、発熱に対して放熱を考慮する必要があるＬＥＤランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車では、ヘッドランプ、テールランプ、ウインカーランプ、ストップランプなど、安全走行のために様々なランプを装備している。これらランプは、用途に応じて数ワットから数十ワットのランプを採用しているが、いずれも従来より白熱電球（以下、バルブという）が用いられてきた。上記した各種のランプは、着脱が容易に行えるようにソケットに装着され、発光部には所望の方向に光を集光できるようにリフレクタが配設されている。
【０００３】
自動車用のバルブは交換部品であるため、ソケットに装着される構造となる。そして、製造ラインでの装着時間を短縮するため、ねじ込み構造ではなく挿入型のランプを採用している。例えば、バルブのベース部にはソケットへの凸型の挿入部が形成されており、その両側には２つの電極が添う様に引き出されている。リフレクタに装着されるソケットは、前記電極に接触するコンタクト電極を内蔵すると共に前記挿入部が嵌入されるバルブ支持用開口を有し、バルブの着脱が挿入／引き抜きの操作のみで行える構成を有している（特許文献１参照）。
【０００４】
一部の車種では、従来より、ストップランプには、バルブに代えて高出力の赤色発光ダイオード（赤色ＬＥＤ）を複数個並べたＬＥＤランプが用いられている。このＬＥＤランプは、各素子が小型軽量であり、ソケットが小型もしくは不要、透明赤色の正面パネルが不要になる等から全体の小型化及び構造の簡略化が図れる利点があるほか、長寿命であることにより、自動車への利用には最適なランプとなっている。
【０００５】
従来、ＬＥＤランプは赤色が主体であったが、近年、高出力の青色発光ダイオード（青色ＬＥＤ）が開発され、これに基づいて白色のＬＥＤ（以下、白色ＬＥＤという）が作れるようになり、従来のバルブに代えて用いられ始めている。白色ＬＥＤは、バルブに比べて低消費電力及び長寿命という特長を有しており、将来、低価格化が可能になれば、急激に普及すると考えられる。
【０００６】
ＬＥＤを用いた市販の照明器具（懐中電灯、キーホルダ等）は、一般に、ＬＥＤのリードをプリント基板等のパターンや端子に直にハンダ付けし、交換できない構成になっている。しかし、自動車用ランプにおいてハンダ付けを用いることは、製造ラインに組み入れることが難しくなり、また、製造工程も複雑になる。そこで、バルブと同様に、ハンダ付けを行うことなくソケットに挿入する構造とするのが望ましい。これにより、バルブと同様に、ＬＥＤを単品の交換部品として扱うことが可能になる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１１０２１０号公報（第２〜３頁、図２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のＬＥＤランプによると、数ワットから１０数ワット程度の高出力（高輝度）型にした場合、通電電流が多くなることから発熱は避けられないが、自動車のテールランプやウインカーランプ等は、外部光の照射を受け、通風の悪い狭いスペースに配置されることが多いため、放熱が十分に行われにくく、ＬＥＤ、ソケット、周辺部材等を過熱する可能性があり、これにより発光素子の温度が上昇し、輝度が低下するという問題がある。
【０００９】
従って、本発明の目的は、高輝度型のＬＥＤを用いた場合でも、放熱性を高め、さらに組み付けを容易にするＬＥＤランプを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、一対の端子を有するＬＥＤと、
前記ＬＥＤが装着される絶縁材製のホルダと、
前記ホルダに装着された前記ＬＥＤの前記一対の端子に接触する接触片と、前記ＬＥＤに電力を供給する受電用の端子部を有し、前記ホルダの外表面を囲むようにして互いに絶縁して装着される金属製の２枚の放熱板からなる放熱器を備えることを特徴とするＬＥＤランプを提供する。
【００１１】
この構成によれば、ホルダの外表面の両側に装着された２枚の放熱板による放熱器は、ホルダに装着されたＬＥＤの端子に接触片が接触し、通電に伴うＬＥＤの発熱は放熱板のそれぞれに伝熱し、放熱が行われる。これにより、ＬＥＤの過熱防止が図れるほか、ＬＥＤランプの組み付け性及び作業性が高められる構造であるため、製造ラインにおける工程の簡略化が可能になる。
【００１２】
また、２枚の放熱板をコの字型に形成し、その上辺又は下辺に嵌入片を形成すると共に、他方の辺に接触片を形成してホルダに形成された上下一対の溝の一方に嵌入片を嵌入し、他方に接触片を嵌入するようにすることで、放熱板をホルダに容易に固定できる。
【００１３】
また、接触片が弾性力を有するように加工されていることによって、ＬＥＤの一対の端子との電気接続性が確実になるとともに、振動等の外乱や熱膨張による接触不良の発生を抑制する。
【００１４】
また、２枚の放熱板が側面に開口を有し、放熱板の装着時にホルダに設けられる突起と開口とが嵌合することによって、放熱板のホルダに対する固定を安定化することができる。
【００１５】
また、ホルダは、ＬＥＤの装着側の端部に他の部材と結合するための係着部を形成することで、他の部材との位置決めと装着とを同時に容易に行えるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤランプの分解状態を示し、図２は図１のＬＥＤランプの完成状態を示す。
ＬＥＤランプ１は、発光素子としてのＬＥＤ１０、このＬＥＤ１０が装着される樹脂製のホルダ２０、このホルダ２０の両側に装着される放熱器３０を備えて構成される。放熱器３０は、左右一対の放熱板３１ａと３１ｂからなり、図２に示すようにホルダ２０の両側面に装着される。
【００１７】
ＬＥＤ１０は、筒型の本体１１と、この本体１１の後部に突設された端子１２ａ，１２ｂを備えている。本体１１は前面が透明であり、端子１２ａ，１２ｂ間に通電した時に発光する。ＬＥＤ１０は、矢印Ｂに示すようにその端子１２ａ，１２ｂがホルダ２０に挿入される。
【００１８】
ホルダ２０は樹脂成型等により作られるが、その材料には耐熱性樹脂を用いるのが望ましい。このホルダ２０は、端子１２ａ，１２ｂが矢印Ａ方向から挿入される端子穴２１と、後述するリフレクタ５０の中心部に嵌合する円筒状の係合部２２と、この係合部２２の対向する２ヵ所に形成されてリフレクタ５０に係着固定される係着部２３ａ，２３ｂと、放熱板３１ａと３１ｂを嵌入させるために両側部の上下に形成された溝部２４と、放熱板３１ａと３１ｂの抜け出しを防止するための突起２５とを備えて構成されている。
【００１９】
放熱器３０の放熱板３１ａ，３１ｂは、図１の矢印Ａ方向からホルダ２０に嵌め込まれる。放熱板３１ａ，３１ｂは、上下が反転した形状を有し、前端部から中央部にかけて略Ｃ字型、後端部が平板型の断面形状を有している。その材料には、放熱性及び導電性に優れる金属、例えば、銅、銅合金などが適しており、腐食を避けるため、表面に金や銀のメッキを施すことが望ましい。放熱板３１ａ，３１ｂの中央部の側面には、ホルダ２０の突起２５が嵌入する開口部３２ａ，３２ｂが設けられている。さらに、放熱板３１ａ，３１ｂの中央部の片辺には、ホルダ２０に挿入された端子１２ａ，１２ｂに接触する接触片３３ａ，３３ｂが側面と平行になるように形成されている。
【００２０】
接触片３３ａ，３３ｂは、端子１２ａ，１２ｂとの接触が確実になされるように、内側にやや曲げた状態に加工し、端子１２ａ，１２ｂに適度な弾性力を付与できるようにする。また、接触片３３ａ，３３ｂの長さは、端子１２ａ，１２ｂの長さ程度を有するものとし、十分な接触範囲が得られるようにする。放熱板３１ａ，３１ｂの中央部の他辺には、溝２４に嵌合したままスライドする一対の嵌入片３４，３５が設けられている。放熱板３１ａ，３１ｂの後端には、端子部３６ａ，３６ｂが形成されている。
【００２１】
このような構成により、放熱板３１ａ，３１ｂをホルダ２０に容易に装着することができ、かつ突起２５が開口部３２ａ，３２ｂに嵌入すれば、放熱板３１ａ，３１ｂがホルダ２０から抜け出ることがないので、ネジ止めの必要もない。したがって、組み立てが容易であり、作業性も改善される。
【００２２】
図３は、図２のＣ−Ｃ断面を示す。
ホルダ２０に放熱器３０が装着され、さらにＬＥＤ１０が挿入されているとき、ＬＥＤ１０の端子１２ａは放熱板３１ａの接触片３３ａに弾性的に接触し、端子１２ｂは放熱板３１ｂの接触片３３ｂに弾性的に接触する。したがって、端子部３６ａと端子部３６ｂの間に所定の直流電圧が印加されると、その電圧は端子部３６ａ，３６ｂから接触片３３ａ，３３ｂに印加され、さらに、端子１２ａ，１２ｂに印加されることにより、ＬＥＤ１０が発光する。
【００２３】
通電に伴ってＬＥＤ１０が発熱すると、その熱は端子１２ａ，１２ｂに伝熱する。端子１２ａ，１２ｂに伝わった熱は、端子１２ａ，１２ｂに接触している接触片３３ａ，３３ｂに伝わり、放熱板３１ａ，３１ｂの他の部分に伝わり、放熱板３１ａ，３１ｂは全体が放熱部材として機能し、放熱が行われる。放熱板３１ａ，３１ｂは、ホルダ２０の外表面に設けられているため、放熱は効果的に行われる。
【００２４】
図４は、本発明のＬＥＤランプを組み付けるリフレクタ５０を示し、リフレクタ５０は、光反射面５０Ａの中心に位置するように設けられる取付穴５１と、前述のＬＥＤランプ１に設けられる係着部２３ａ，２３ｂと係着可能な切欠部５２ａ、５２ｂとを有し、光反射面５０Ａは、凹面状を成すとともに複数の反射領域によって構成されており、ＬＥＤ１０から放射された光を集光して前方に照射するようになっている。
【００２５】
ＬＥＤランプの組み立て手順は、まず、図１に示すように、ホルダ２０の後端から両側の溝部２４に放熱板３１ａ，３１ｂを図の矢印Ａ方向から１つずつ挿入し、突起２５が開口部３２ａ，３２ｂに嵌入するまで押し込むことにより、放熱板３１ａ，３１ｂはホルダ２０にロックされる。次に、ＬＥＤ１０の端子１２ａ，１２ｂの極性（＋，−）とホルダ２０の端子穴２１の極性とを合致させ、この状態のまま端子１２ａ，１２ｂを図１の矢印Ｂ方向からホルダ２０の端子穴２１に挿入する。この挿入は、ＬＥＤ１０の本体１１の後面が係合部２２の内面に突き当たるまで行う。こうして、図２に示したように、ＬＥＤランプ１が完成する。
【００２６】
次に、図２のように組み立ての完成した図２のＬＥＤランプ１に対し、図４に示すように、放熱板３１ａ，３１ｂの端子部３６ａ，３６ｂにＦ型圧着端子４１ａ，４１ｂを図示のＤ方向から挿入し、端子部３６ａとＦ型圧着端子４１ａとの接続、及び端子部３６ｂとＦ型圧着端子４１ｂとの接続を行う。このＦ型圧着端子４１ａ，４１ｂには、ワイヤハーネスからの配線４２ａ，４２ｂの端部が圧着により接続されている。次に、ホルダ２０を持ってリフレクタ５０の背部から、ホルダ２０の係着部２３ａ，２３ｂをリフレクタ５０の切欠部５２ａ，５２ｂに合わせて、取付穴５１にＬＥＤ１０の先端部を図示のＥ方向から挿入する。ホルダ２０の係合部２２を取付穴５１に嵌入させた後、ホルダ２０を所定の方向に回転させると、係着部２３ａ，２３ｂがリフレクタ５０にロックされ、抜け出しが防止される。
【００２７】
上記した第１の実施の形態によれば、ＬＥＤ１０を保持するホルダ２０に放熱器３０を設けてＬＥＤ１０の点灯に伴って生じる発熱を放散させるようにしたので、熱によるＬＥＤ発光特性の低下を生じることなく安定して動作させることが可能になる。放熱器３０を構成する一対の放熱板３１ａおよび３１Ｂは、Ｆ型圧着端子４１ａ，４１ｂとの電気接続部を兼ねるとともにホルダ２０の外部に嵌合して一体化しているので、ホルダ２０を大型化することなく充分な放熱面積を有している。
【００２８】
また、ＬＥＤランプ１は、ホルダ２０の係着部２３ａ，２３ｂとリフレクタ５０の切欠部５２ａ，５２ｂとの係着によってリフレクタ５０に固定されるので、ＬＥＤランプ１を取付穴５１に挿入して回転させることにより容易かつ確実に固定することができ、また、そのことによってＬＥＤ１０と反射面５０Ａとが高精度で位置決めされる。
【００２９】
また、第１の実施の形態では、図１及び図３に示した様に、端子１２ａ，１２ｂと接触片３３ａ，３３ｂとが直交するように接触するものとしたが、放熱板３１ａ，３１ｂの接触片３３ａ，３３ｂの向きを９０度曲げることにより、端子１２ａ，１２ｂと接触片３３ａ，３３ｂとが重なる状態で接触させることができる。この構成にした場合、接触面積が拡大されるため、放熱効果はさらに良くなる。
【００３０】
また、放熱板３１ａ，３１ｂにさらに別の放熱部材を取り付け、或いは接触するように構成することにより、放熱面積を拡大することが可能になり、さらに放熱効果を高めることができる。
【００３１】
また、図１〜図４においては、嵌入片（３４，３５）と接触片（３３ａ，３３ｂ）の配置を上下逆にしてもよい。さらに、放熱板３１ａ，３１ｂをホルダ２０の左右の方向から取り付けるものとしたが、ホルダ２０の上下方向から取り付ける構成であってもよい。
【００３２】
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る自動車のコンビネーションランプの概観構成を示す斜視図である。
【００３３】
コンビネーションランプ６０は、矢印Ｚ方向の正面から矢印Ｘ１方向の一方の側面に繋がって開口され、内部が空洞となったカバー６１の中に、仕切板６２を水平に段違いに２枚配置することにより内部を等間隔で横３列に区切り、各々の列に横３段の台座６３を配置し、台座６３の各正面にＬＥＤランプ１を固定した。また、カバー６１内部における内壁の天井面６１ａ、底面６１ｂ、側面６１ｃと、仕切板６２の上面６２ａ、下面６２ｂと、台座６３の上面６３ａ、側面６３ｂとにアルミ蒸着を施した。言い換えれば、カバー６１の内部全てにアルミ蒸着を施した。
【００３４】
また、図５のＤ−Ｄ断面図である図６に示すように、ＬＥＤランプ１とリフレクタ５０とが組み合わされて構成されており、ＬＥＤランプ１は、ホルダ２０の係着部２３ａ，２３ｂを切欠部５２ａ，５２ｂに係着することによってリフレクタ５０に取り付けられている。
【００３５】
上記した第２の実施の形態によれば、コンビネーションランプ６０に設けられるＬＥＤランプ１を第１の実施の形態で説明したようにホルダ２０の係着部２３ａ，２３ｂと切欠部５２ａ，５２ｂとの係着に基づいてリフレクタ５０に固定するようにしたので、組み付け時にＬＥＤランプ１とリフレクタ５０とを容易に確実に位置決めすることができる。また、このようにして装着された複数のＬＥＤランプ１を有するコンビネーションランプ６０において、ＬＥＤランプ１の点灯不良が生じた場合に速やかに良品と交換することが可能になるので、コンビネーションランプ６０そのものを交換するといった無駄を排除できる。
【００３６】
図７は、本発明の第３の実施の形態に係る側面放射型ＬＥＤ１０Ａの縦断面を示し、ＬＥＤ１０Ａは、Ｘ−Ｙ平面上に絶縁のための間隙を介して配置した一対のリードフレーム１２ａ，１２ｂと、細長い平板形状をＬ字形に折り曲げたリードフレーム１２ａの上記原点位置に実装される発光素子１３と、発光素子１３の上面の電極とリードフレーム１２ｂの先端部とを電気的に接続するボンディングワイヤ１４と、リードフレーム１２ａ，１２ｂ、発光素子１３、およびボンディングワイヤ１４を封止する平坦な概略円柱形状の透明エポキシ樹脂１５とを有する。
【００３７】
透明エポキシ樹脂１５は、発光素子１３の直上に設けられる平坦部１５Ａと、この平坦面１５Ａに続いて側面方向に弧状に形成される反射面１５Ｂと、側面放射面１５Ｃとを有する。
【００３８】
反射面１５Ｂは、発光素子１３の発光面の中心を焦点とし、Ｘ軸方向を対称軸とする放物線の一部を原点からＺ軸に対して６０度以上の範囲内においてＺ軸の周りに回転させることによって傘状に形成されている。
【００３９】
このようなＬＥＤ１０Ａを用いると、発光素子の中心軸に対して直角な平面方向に効率良く放射することが可能になる。これにより、ＬＥＤ１０Ａをホルダ２０に装着してリフレクタ５０に固定することにより、発光素子１３の側面方向に放射された光がリフレクタ５０で反射されることによって広範囲に均一に光を放射できるようになり、光放射性が良好で視認性を高めることができる。
【００４０】
さらに、上記説明においては、ＬＥＤランプを自動車用のランプに適用する場合について説明したが、本発明は自動車用に限定されるものではなく、発熱し易いＬＥＤランプの全てに適用可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上より明らかなように、本発明のＬＥＤランプによれば、ホルダに装着された放熱器は、外部から電源を供給するための端子部材として機能すると共に、ＬＥＤの端子からの熱を大気に放熱するための放熱部材として機能するので、ＬＥＤの過熱防止が可能になる。更に、ＬＥＤランプの構造を簡略化できるために、ＬＥＤランプの組み付け性及び作業性が高められる構造であるため、製造ラインにおける工程の簡略化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤランプを示す分解斜視図である。
【図２】図１のＬＥＤランプの完成状態を示す斜視図である。
【図３】図２のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
【図４】本発明のＬＥＤランプをリフレクタに組み付ける状態を示す斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る自動車のコンビネーションランプの概観構成を示す斜視図である。
【図６】図５のＤ−Ｄ断面を示す断面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係るＬＥＤの発光素子部における縦断面図である。
【符号の説明】
１  ＬＥＤランプ
１０  ＬＥＤ
１０Ａ  ＬＥＤ
１１  本体
１２ａ，１２ｂ  端子
２０  ホルダ
２１  端子穴
２２  係合部
２３ａ，２３ｂ  係着部
２４  溝部
２５  突起
３０  放熱器
３１ａ，３１ｂ  放熱板
３２ａ，３２ｂ  開口部
３３ａ，３３ｂ  接触片
３４，３５  嵌入片
３６ａ，３６ｂ  端子部
４１ａ，４１ｂ  Ｆ型圧着端子
４２ａ，４２ｂ  配線
５０  リフレクタ
５１  取付穴
５２ａ，５２ｂ  切欠部
６０  コンビネーションランプ
６１  カバー
６１ｃ  側面
６１ａ  天井面
６１ｂ  底面
６２ａ  上面
６２ｂ  下面
６２  仕切板
６３  台座
６３ａ  上面
６３ｂ  側面
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004186277.tif 000005
【図４】
2004186277.tif 000006
【図５】
2004186277.tif 000007
【図６】
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【図７】
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