(57)【要約】      （修正有）【課題】発光ダイオードで発生する熱を効率よく逃がすと共に、点灯回路により発生する熱も同時に逃がし、コンパクトに構成すると同時に、組み立て分解を容易にする発光ダイオード前照灯を提供する。【解決手段】発光ダイオード２を搭載した基板回路を固定した金属製の熱伝導平面を有する金属製の熱伝導棒４と、熱伝導平面を有する金属製の熱伝導棒４を嵌着した口金５と、口金５を介して中心部が空洞部を有する金属製の放熱台座６と、空洞部内に放熱用ファン８と点灯回路用及びモータ駆動用回路ケース９を組み込んだことを特徴とする、点灯回路組み込み型発光ダイオード前照灯。【選択図】図２
2017162626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードを用い、発光ダイオードから発生する熱を放散させるべく、発光ダイオードを搭載した基板回路を固定した金属製の熱伝導平面を有する金属製の熱伝導棒と、前記熱伝導平面を有する金属製の熱伝導棒を嵌着した口金と、前記口金を介して中心部が空洞部を有する金属製の放熱台座と、前記空洞部内に冷却用のファンと点灯回路ケースと有し、前記空洞部において前記冷却ファンの下部に前記発光ダイオードを点灯させるための点灯回路を収納した収納ケースを前記空洞部に組み込んだことを特徴とする、点灯回路組み込み型発光ダイオード前照灯。
【請求項２】
前記金属製の放熱台座は、口金を受け入れる部分が細く、空洞部が太い二段円筒体から構成され、かつ、円筒の外周は溝状の放熱フィン又はスリットを有し、冷却用ファンは小型モータにより駆動されている請求項1に記載した点灯回路組み込み型発光ダイオード前照灯。
【請求項３】
発光ダイオードを搭載した基板回路を固定した金属製の熱伝導平面が、金属製の熱伝導棒の一部であり、前記熱伝導棒を嵌着した口金と、前記口金を介して中心部が空洞部になっている金属製の放熱台座に前記熱伝導棒が嵌着され、前記熱伝導棒の先端部が空洞部に侵入した位置で前記放熱台座に嵌着固定された請求項1または請求項２に記載した点灯回路組み込み型発光ダイオード前照灯。
【請求項４】
発光ダイオードを搭載した基板回路を固定した金属製の熱伝導平面が、ヒートパイプの扁平体であり、当該扁平体と一体化されたヒートパイプが前記口金に嵌合する部位は円筒状であり、前記口金を介して、ヒートパイプが、中心部が空洞部を有する金属製の放熱台座に嵌着固定された請求項1または請求項２に記載した点灯回路組み込み型発光ダイオード前照灯。
【請求項５】
前記点灯回路は、バッテリーからの電圧を、発光ダイオードを点灯するために所定の電圧に昇圧するためのDC-DCコンバータを組み込んだ請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の点灯回路組み込み型発光ダイオード前照灯。
【請求項６】
前記放熱台座はアルミニウム製で作られており、前記熱伝導棒又はヒートパイプは銅製であり、点灯回路の収納ケースは合成樹脂製で作られている、請求項１〜５のいずれかに記載の点灯回路組み込み型発光ダイオード前照灯。
【請求項７】
点灯回路の収納ケースは、中心軸の断面が円形又は方形であることを特徴とする請求項１〜６に記載の点灯回路組み込み型発光ダイオード前照灯。
【請求項８】
点灯回路を収納した収納ケース及び／又は冷却用ファンは、放熱台座に弾性係止具で着脱自在に取り付け取り外しできるようにしたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の点灯回路組み込み型発光ダイオード前照灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード前照灯、特に、発光ダイオード前照灯に、発光ダイオードに安定した電流と電圧を供給するためのＬＥＤ点灯回路（ドライバー回路）を小型化して収納したケースを一体に組み込んだコンパクトな前照灯に関する。
【０００２】
近年発光ダイオード前照灯が、消費電力の少なさ、輝度が高いこと、放熱が少ないことなどから、好んで使われる。その発光ダイオードは、ドライバーとして点灯回路が必要であり、従来は、発光ダイオード前照灯と、点灯回路ケースが別々の部材であり、これらにコネクター等を介して電線で連結していた。
【背景技術】
【０００３】
特許文献１には、既存の前照灯ケースに取り付けられている純正ランプをLEDランプに容易に交換することができると共に、LEDランプを安定して点灯させることを課題として、断熱材料から形成され、既存の前照灯ケースに着脱自在に設けられるフランジと、複数のLEDによって構成され、フランジの一面に固定されるLEDモジュールと、フランジに固定され、バッテリーから出力される電源電圧を所定のランプ電圧に変換してLEDモジュールに電源供給を行う点灯装置とを備える、点が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、明細書の段落[００３７]には、「発光素子には、LEDアッシーケースの前方に開口するコネクター挿着口に、ブラケットの前面側から給電コネクターを挿脱着できるように構成されている。そして、ランプボディの下面には、各ランプA,B,Cにおける発光素子の点灯を制御する回路を収容一体化した点灯回路ユニットが設けられ、点灯回路ユニットから灯室内に導入した給電用コードは、各ランプA,B,Cの発光素子に延びている。」と記載されている。
【０００５】
特許文献３には、「低電力で高出力で長超寿命であり、構造が簡単で、コンパクトな照明灯および車両用前照灯を提供するため、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、銅製の熱伝導棒に直接固定し、当該固定されたアルミニウム板部位の熱伝導棒部位を除いて、遮光壁Aと遮光壁Bを形成するように、銅製の熱伝導棒の表面をアルミニウムで口金に達する部位まで被覆した上部構造と、長い銅製の熱伝導棒を有する下部構造からなる銅製の熱伝導棒で連結された光源支持体を、長い銅製の熱伝導棒で、口金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に嵌合させ、銅製の熱伝導棒の先端部が空洞部の奥深く侵入した位置で固定し、空洞部の空気で銅製の熱伝導棒を冷却することにより、発光ダイオードからの発熱をアルミニウム製台座で逃がす」と記載されている。
しかし、いずれの文献にも、発光素子を使ったランプと、点灯回路を一体にして冷却させる点は、開示されていない。
本発明が好適に適用できるＬＥＤ前照灯は、代表的には、特許文献４ないし特許文献８に開示されている高輝度ＬＥＤ前照灯であるが、これに限定されるものではなく、ＬＥＤから発生する熱を、熱伝導や熱放射により、ＬＥＤの温度を下げる前照灯なら幅広く適用することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１９２２１０号公報
【特許文献２】特開２００７−３５５４７号公報
【特許文献３】特許第５５５９３８６号明細書
【特許文献４】特許第５８４６６９１号明細書
【特許文献５】特願２０１４−２１１２５１
【特許文献６】特願２０１４−２１１２５２
【特許文献７】特願２０１５−４４０９２
【特許文献８】特願２０１５−４４１００
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来、発光ダイオードを用いた前照灯と点灯回路は、別部材であり、電線でそれぞれ結ばれていた。それぞれに関する冷却方法も別個になされていた。
したがって、電線も必要以上の長くなり、組み立て、分解時に電線が複雑に絡み合って、非常に不便であった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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と共に、点灯回路により発生する熱も同時に逃がし、コンパクトに構成すると同時に、組み立て分解を容易にする発光ダイオード前照灯を見出すに至った。
【０００９】
本発明は、発光ダイオードを用い、発光ダイオードから発生する熱を放散させるべく、発光ダイオードを搭載した基板回路を固定した金属製の熱伝導平面を有する金属製の熱伝導棒と、前記熱伝導平面を有する金属製の熱伝導棒を嵌着した口金と、前記口金を介して中心部が空洞部を有する金属製の放熱台座と、前記空洞部内に冷却用のファンと点灯回路ケースと有し、前記空洞部において前記冷却ファンの下部に前記発光ダイオードを点灯させるための点灯回路を収納した収納ケースを前記空洞部に組み込んだことを特徴とする、点灯回路組み込み型発光ダイオード前照灯である。
また、本発明の点灯回路組み込み型発光ダイオード前照灯は、前記金属製の放熱台座は、口金を受け入れる部分が細く、空洞部が太い二段円筒体から構成され、かつ、円筒の外周は溝状の放熱フィン又はスリットを有し、冷却用ファンは小型モータにより駆動することができる。
さらに、本発明の点灯回路組み込み型発光ダイオード前照灯は、発光ダイオードを搭載した基板回路を固定した金属製の熱伝導平面が、金属製の熱伝導棒の一部であり、前記熱伝導棒を嵌着した口金と、前記口金を介して中心部が空洞部になっている金属製の放熱台座に前記熱伝導棒が嵌着され、前記熱伝導棒の先端部が空洞部に侵入した位置で前記放熱台座に嵌着固定された発光ダイオード前照灯である。
また、本発明の点灯回路組み込み型発光ダイオード前照灯は、発光ダイオードを搭載した基板回路を固定した金属製の熱伝導平面が、ヒートパイプの扁平体であり、当該扁平体と一体化されたヒートパイプが前記口金に嵌合する部位は円筒状であり、前記口金を介して、ヒートパイプが、中心部が空洞部を有する金属製の放熱台座に嵌着固定された発光ダイオード前照灯である。
さらに、本発明の点灯回路組み込み型発光ダイオード前照灯においては、前記点灯回路は、バッテリーからの電圧を、発光ダイオードを点灯するために所定の電圧に昇圧するためのDC-DCコンバータを組み込むことが出来る。
また、本発明の点灯回路組み込み型発光ダイオード前照灯においては、前記放熱台座はアルミニウム製で作られており、前記熱伝導棒又はヒートパイプは銅製であり、点灯回路の収納ケースは合成樹脂製で作ることができる。
さらに、本発明の点灯回路組み込み型発光ダイオード前照灯においては、点灯回路の収納ケースは、中心軸の断面が円形又は方形とすることができる。
また、本発明の点灯回路組み込み型発光ダイオード前照灯においては、点灯回路収納ケース及び／又は冷却用ファンは、放熱台座に弾性係止具で着脱自在に取り付け取り外しできるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明は、発光ダイオード前照灯と点灯回路のケースを放熱台座に組み込んだので、全体がコンパクトになり、発光ダイオードの冷却ファンが、点灯回路も同時に冷却し相乗効果を挙げると共に組み立て、分解も、発光ダイオード部分、冷却ファン部分、点灯回路のケース部分を小型のコネクターを介し着脱自在であるから、組み立て、分解容易であるうえ、見た目にも機能的で美しい。
冷却も、同時に行うので、冷却効率を上げることもできる。  
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】は、本発明の正面図
【図２】は、本発明の軸方向断面図
【図３】は、発光ダイオード前照灯から、冷却ファン、点灯回路を分解した図である。
【図４】は、発光ダイオード及び冷却ファンを点灯回路のケースにコネクターを介して接続する図である。
【図５】は、バッテリーからの電力を発光ダイオードに電圧を昇圧して給電する点灯回路のDC―DCコンバータの１例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１図は、本発明の正面図である。
２は、発光ダイオードで、車両用前照灯のヘッドライト又はフォッグライトに用いられる。３は熱伝導性の良いアルミニウム板又は銅板を、発光ダイオードを搭載した半導体基板を介して、接着剤、ロー付け又はネジにより、熱伝導棒４に固定される。熱伝導棒４は、熱伝導性の良い、銅が好ましいが、アルミニウム、鉄、銀などの材料を使っても良い。
【００１３】
熱伝導棒４は、先端部に遮光部、その軸方向後方に扁平部その後方に棒状本体部よりなり、棒状本体部は、発光ダイオードに給電する電線を通すように中空になっている。発光ダイオード２は、アルミニウム板又は銅板を介して、上記熱伝導棒４の扁平部に固着される。発光ダイオードの給電線は、前記半導体基板から延出しており、後述するように、熱伝導部４の中空部を介して、コネクター１８により、点灯回路ケース９の他方のコネクター端子に接続される。
図２により明らかなように、熱伝導棒４は、口金５、放熱用台座６を嵌合してなり、熱伝導棒の後方先端部は、放熱用台座６の空間部に突出している。これは放熱を効率よくするためである。
【００１４】
放熱用台座６は、放熱をするために、その円周上に軸方向に平行な多数のスリット又はフィン１１が設けられている。放熱用台座の空間部には、放熱用ファン８が設けられ、その後方には、点灯回路ケース９が設けられている。
この放熱用ファンは、熱伝導棒の後方先端部を冷却するだけでなく、点灯回路ケース９も冷却する。
したがって、ファンケースは軸方向前方と軸方向後方に開口し、ケースの両端に橋渡しした支柱に駆動用モータ１６、及びモータ１６により駆動されるファン１７を載置し、ファンにより前方及び後方を同時に冷却する構造とすることが好ましい。駆動用モータは、例えば、ブリッジ状の取り付け台１６‘の中ほどに取りつける。
点灯回路ケース９は、熱伝導性の良い合成樹脂で作ることが好ましいが、金属製であっても良い。
【００１５】
一例を示せば、放熱用ファン１７のケース８は、その外周部の２か所から４か所に弾性係止片１３が設けられ、放熱台座の係止孔１２に容易に着脱できるようにしてある。また、点灯回路ケース９も放熱台座に着脱自在な２〜４個の弾性係止片１５が設けられ、容易に着脱できるようにしてある。弾性係止片１３、弾性係止片１５がはめ込まれる凹部１３‘、１５’を放熱台座６の空洞周辺に設けることが出来る。
【００１６】
図４は、発光ダイオード２の給電電線７の先端に接続してあるコネクター１８と、ファン駆動用モータに給電接続してあるコネクター１４を点灯回路ケースに設けた他方のコネクター端子１９，２０に接続し、放熱台座に放熱ファン８、点灯回路ケース９を組み込む。
このようすることで、放熱台座に放熱ファン、点灯ケースを組み込む際に電線が複雑に絡み合うことなく、簡単にスムーズにすることができる。さらに、底蓋２２を設けることができる。底蓋２２は放熱台座６の空洞内周に凹凸を設けて係止することもできる。
【００１７】
図５は、点灯回路の電圧昇圧回路の一例を示している。回路はこれに限らずいろんなものが想定される。
図５について説明する。Vinから入力された電流は、インダクタンスL１を介してアースにスイッチング素子FET１で連結されている。インダクタンスL1は、ダイオードD1を介しコンダクタンスC1を介しアースされている。ダイオードD1は、他方スイッチング素子FET2に接続され、その出力はインダクタンスL2とダイオードD2に連結され、ダイオードD2の他端はアースされている。インダクタンスL２は、コンダクタンスC2を介してアースされると共に、Voutとして出力される。スイッチング素子FET1、FET2は、制御部３０によりオン、オフに制御され、LC回路により、Voutで昇圧される。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明の発光ダイオード前照灯は、車両用前照灯のあらゆる分野に適しており、その利用範囲が広いため産業上きわめて利用可能性が高いものである。
【符号の説明】
【００１９】
２・・・発光ダイオード
３・・・アルミニウム板
４・・・熱伝導棒
５・・・口金
６・・・放熱台座
７・・・電線
８・・・放熱用ファン
９・・・点灯回路用及びモータ駆動用回路ケース
１０・・・電線
１１・・・放熱フィン
１２・・・コネクタ
１３・・・弾性係止片
１３‘・・・弾性係止片を止める凹部
１４・・・コネクタ（モータ駆動用）
１５・・・弾性係止片
１５‘・・・弾性係止片を止める凹部
１６・・・小型モータ
１６‘・・・小型モータ取付け部
１７・・・回転ファン
１８・・・コネクタ（ＬＥＤ点灯用）
１９・・・１４と連結するコネクタ
２０・・・１８と連結するコネクタ
２２・・・底蓋
３０・・・制御部
L1,L2・・・インダクタンス
C1,C2・・・コンダクタンス
FET1,FET2・・・スイッチング素子
Vin・・・入力
Vout・・・出力
【図１】
2017162626.tif 000003
【図２】
2017162626.tif 000004
【図３】
2017162626.tif 000005
【図４】
2017162626.tif 000006
【図５】
2017162626.tif 000007