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JP5435757B2 - 自動車用led照明ランプ及び自動車led照明ランプ用ヒートシンク - Google Patents

自動車用led照明ランプ及び自動車led照明ランプ用ヒートシンク Download PDF

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JP5435757B2
JP5435757B2 JP2013090503A JP2013090503A JP5435757B2 JP 5435757 B2 JP5435757 B2 JP 5435757B2 JP 2013090503 A JP2013090503 A JP 2013090503A JP 2013090503 A JP2013090503 A JP 2013090503A JP 5435757 B2 JP5435757 B2 JP 5435757B2
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Description

本発明は、自動車用LED照明ランプに関し、より詳しくは自動車の前照灯またはフォグランプにおいて用いられるLED照明ランプに複数の放熱フィンが形成された放熱手段を備えることにより、高温に発熱するLEDの熱を冷却して、LED照明ランプの寿命を増大させるための自動車用LED照明ランプ及び自動車LED照明ランプ用ヒートシンクに関する。
一般的に、前照灯またはフォグランプは、夜間や悪天候時に自動車を運行する場合、運転者の夜間視認性を確保するために自動車の前面に設けられる電灯を指称し、前照灯は暗闇の中で前方100mの距離にある物体を確認することのできる明るさを持つために、前照灯の内部にハロゲンランプ、HIDランプ(high intensity discharge)、LEDランプ(Light Emitting Diode)のような多様な発光体が交換可能に結合されて用いられてきた。
このような前照灯またはフォグランプのランプにおいてハロゲンランプの場合、寿命が短く頻繁に交換をしなければならない煩わしさによって維持費用が増加する短所とともに、ハロゲンランプの内部に封入されるガスが環境汚染を引き起こすだけでなく、使用済みのハロゲンランプの処理が面倒であり、HIDランプの場合消費電力が大きく、製造及び設置費用が高価であることから最近は発光量が相対的に多く、寿命が長く、製造及び設置費用が安価なLEDランプが多様に開発されて幅広く用いられているのが実情である。
これに伴い、従来においては、挿入ホールが中央に位置する挿入円形部材と、前記挿入ホールに挿入及び結合されて、下側部に係止突起が形成された一文字状のPCB板と、前記PCB板に形成された複数のLEDと、前記LEDと電気的に連結されたLEDモジュールとで構成される車両ヘッドライトランプが提示されている(特許文献1参照)。
しかし、従来においては、高輝度に発光するLEDランプは一般的に発熱量が高いため、長時間LEDランプを用いる場合、自動車の前照灯の内部がLEDの発熱により温度が上昇して高温によりLEDランプの輝度が低下したり、LEDランプの部品が損傷して、故障に繋がったりすると、前記LEDランプを交換しなければならないために資源の浪費をもたらし、消費者の負担を増加させることになるという問題点があった。
また、従来においては、単にPCB板に複数のLEDを取り付けてなるLEDモジュール自体を自動車の前照灯に結合してLEDランプとして用いたため、LEDランプが外部衝撃に弱く、LEDランプにおいて必要な抵抗などのその他の電子部品が外部にそのまま露出してLEDランプに結合されることにより、LEDランプの外観美を損なわせるというまた他の問題点があった。
特に、図7として示しているように、自動車前照灯10における発光部分12は、カバー14や反射板16に囲まれた閉鎖された空間X(閉鎖空間)に配置されるので、当該空間X内の温度上昇により、輝度低下や損傷等が誘発されてしまう。
韓国実用新案公開20−2010−0009205号公報 実開平3−32302号公報
本発明は、上記のような問題点を解決するためのものであって、自動車の前照灯またはフォグランプにおいて用いられるLED照明ランプを熱伝導率に優れた金属材質で作製するとともに、LED照明ランプの後方に複数の放熱フィンが形成された放熱手段を備えることによって、これにより高温に発熱するLEDの熱を冷却して、LED照明ランプの寿命を増大させるようにする自動車用LED照明ランプを提供することを目的とする。
また、本発明は、LED照明ランプの構成要素を着脱構造で作製して、LEDモジュールとその他の電子部品の組み立て及びLED照明ランプの作製を容易にするとともに、前記放熱手段の内部にLED照明ランプの電子部品を収容可能な空間を形成することによって、これによりその他の電子部品を外部に露出させないようにして外観美を向上させることをまた他の目的とする。
このような目的を解決するため、本発明は、運転者の夜間視認性を確保するために自動車の前照灯に結合されるLED照明ランプにおいて、PCB基板の上部に複数のLEDが取り付けられて光を発散するLEDモジュールと、前記LEDモジュールが結合されるために支持フレームが形成され、前記支持フレームの側面に複数のLEDモジュールが取り付けられるモジュール装着手段と、前記モジュール装着手段の後方にランプ結合部がネジ締め方式で結合され、前記ランプ結合部を用いてLED照明ランプを自動車の前照灯に固定させるランプ固定手段と、前記ランプ固定手段の後方に円形フレームがネジ締め方式で結合され、前記円形フレームの外周面に複数の放熱フィンが突出形成されて前記LEDを通じて発散される熱を前記放熱フィンの熱交換作用を用いて冷却する放熱手段と、を含んで構成されたことを特徴とする自動車用LED照明ランプを提供する。
また、本発明は、自動車の前照灯に結合されるLED照明ランプ用ヒートシンクであって、前記前照灯への結合時、前記前照灯の閉鎖空間内に配置され、LEDモジュールを取り付けるモジュール装着手段と、該モジュール装着手段の後方に着脱自在に取り付けられ、当該モジュール装着手段を前記前照灯に固定する固定手段と、前記前照灯への結合時、前記前照灯の閉鎖空間外に配置されると共に、前記固定手段の更に後方に着脱自在に取り付けられ、複数の放熱フィンが形成された放熱手段と、を備え、前記モジュール装着手段、前記固定手段及び前記放熱手段のいずれもを金属材料を主として構成する事により、前記LEDモジュールの発熱を前記放熱手段を介して前記前照灯の閉鎖空間外へと導くことができることを特徴とする自動車LED照明ランプ用ヒートシンクを提供する。
かかる本発明によれば、自動車の前照灯またはフォグランプにおいて用いられるLED照明ランプが熱伝導率に優れた金属材質で作製されるとともに、LED照明ランプの後方に複数の放熱フィンが形成された放熱手段が備えられ、これにより高温に発熱するLEDの熱を冷却してLED照明ランプの寿命が増大するという効果がある。
また、LED照明ランプの構成要素が着脱構造で作製されて、LEDモジュールとその他の電子部品の組み立て及びLED照明ランプの作製が容易であり、前記放熱手段の内部にLED照明ランプの電子部品を収容可能な空間(貫通孔)が形成されることにより、これを通じてその他の電子部品が外部に露出せず、LED照明ランプの外観美が向上するというまた別の効果がある。
本発明による自動車用LED照明ランプの斜視図である。 本発明による自動車用LED照明ランプの分解斜視図である。 本発明による自動車用LED照明ランプの側断面図である。 他の実施例による自動車用LED照明ランプを示した図面である。 他の実施例による自動車用LED照明ランプを示した図面である。 (a)他の実施例による自動車用LED照明ランプを示した図面である。(b)他の実施例による自動車用LED照明ランプを示した図面である。 特許文献2に記載されている自動車前照灯の断面図である。
本発明による自動車用LED照明ランプは、添付の図面を参照として以下に詳述する実施例によってその特徴を理解することができるであろう。
図1〜図3は、本発明による自動車用LED照明ランプを説明するために示した図面である。
これによる、自動車用LED照明ランプ(100)を概略的に説明すると、運転者の夜間視認性を確保するために自動車の前照灯に結合されるLED照明ランプにおいて、PCB基板(112)の上部に複数のLED(111)が取り付けられて光を発散するLEDモジュール(110)と、前記LEDモジュール(110)が結合されるために支持フレーム(121)が形成され、前記支持フレーム(121)の側面に複数のLEDモジュール(110)が取り付けられるモジュール装着手段(120)と、前記モジュール装着手段(120)の後方にランプ結合部(131)がネジ締め方式で結合されて前記ランプ結合部(131)を用いてLED照明ランプを自動車の前照灯に固定させるランプ固定手段(130)と、前記ランプ固定手段(130)の後方に円形フレーム(141)がネジ締め方式で結合され、前記円形フレーム(141)の外周面に複数の放熱フィン(142)が突出形成されて前記LED(111)を通じて発散される熱を前記放熱フィン(142)の熱交換作用を用いて冷却する放熱手段(140)とを含んで構成されている。
以下、本発明の各部構成を具体的に説明する。
まず、前記LEDモジュール(110)は、運転者の夜間視認性を確保するために高輝度に発光する複数のLED(111)が取り付けられ、自動車の前照灯で光を発散するために備えられるものであって、前記LEDモジュール(110)は、四角形の板状に作製されるPCB基板(112)の上部に高輝度に発光する複数のLED(111)が取り付けられ、前記PCB基板(112)との電気的な連結を通じて光を発光するものであり、前記LEDモジュール(110)は、一般的にLED(111)で光を発散するためのLEDランプに広く用いられるものであるため、これに対する詳細な構造の説明は省略する。
そして、前記モジュール装着手段(120)は、複数のLEDモジュール(110)を結合して固定するために備えられるものであって、前記モジュール装着手段(120)は、前記LED(111)を通じて発散される熱を効率的に分散するために熱伝導率に優れたアルミニウムのような金属材質で支持フレーム(121)を内部が貫通形成される正方形のフレーム形状に作製し、前記支持フレーム(121)の側面には前記LEDモジュール(110)を結合するためのモジュール結合面(122)が形成され、前記モジュール結合面(122)は前記支持フレーム(121)の3つの面にそれぞれ形成され、前記LEDモジュール(110)がボルトまたは接着剤による結合方式でそれぞれ結合される。
そして、前記ランプ固定手段(130)は、前記モジュール装着手段(120)と放熱手段(140)が結合されてなるLED照明ランプ(100)を自動車の前照灯に備えられている結合ソケット(図示せず)に結合するために備えられるものであって、前記ランプ固定手段(130)は、前記LED(111)を通じて発散される熱を効率的に分散するために熱伝導率に優れたアルミニウムのような金属材質でランプ結合部(131)を内部が貫通形成される円板形状に作製し、前記ランプ結合部(131)を前記モジュール装着手段(120)の後方に締まり嵌め方式で結合されることにより前記ランプ結合部(131)を用いてLED照明ランプ(100)を自動車の前照灯に固定させることができるようになる。
このとき、前記ランプ結合部(131)は、自動車の前照灯に形成された結合ソケット(図示せず)に対応して外形の形状が多様に作製可能であり、前記ランプ結合部(131)の外形が多様な形状に作製されることにより多様なモデルで製造される自動車の前照灯に前記LED照明ランプ(100)を結合して用いることができるようになる。
一方、前記モジュール装着手段(120)の後方と前記ランプ固定手段(130)の前方内側には結合突出部(123)と挿入貫通部(132)がそれぞれ形成されることにより前記モジュール装着手段(120)の結合突出部(123)が前記ランプ固定手段(130)の挿入貫通部(132)に締まり嵌め方式で結合され、前記モジュール装着手段(120)とランプ固定手段(130)とを互いに結合させることができるようになる。
このとき、前記ランプ固定手段(130)のランプ結合部(131)の外周の一側には固定ボルト(135)を挿入して結合するためのボルト挿入孔(134)が貫通形成され、前記ボルト挿入孔(134)で前記固定ボルト(135)が結合されることによって前記固定ボルト(135)の下端部が前記モジュール装着手段(120)の側面を加圧し、これによって前記ランプ固定手段(130)からモジュール装着手段(120)が分離されるのを防止することとなる。
そして、前記放熱手段(140)は、前記ランプ固定手段(130)の後方に結合されて前記LED(111)から発散される熱を、前記ランプ固定手段(130)の熱伝導を通じて伝達を受けて冷却するために備えられるものであって、前記放熱手段(140)は、前記LED(111)の熱を効率的に冷却するために熱伝導率に優れたアルミニウムのような金属材質で円形フレーム(141)が円筒形状に作製され、前記円形フレーム(141)の外周面に複数の放熱フィン(142)が等間隔に突出形成されて前記放熱フィン(142)を通じてLED(111)から発散される熱を冷却するようになり、前記放熱フィン(142)は相対的に冷たい空気と熱平衡への熱交換をすることで冷却作用をすることになる。
このとき、前記放熱手段(140)の円形フレーム(141)の内部には収容空間(貫通孔)(144)が貫通形成され、前記収容空間(144)は、LED(111)の発光のために必要な抵抗のような電子部品(S)を前記収容空間(144)に挿入した状態で前記LEDモジュール(110)と電気的に連結して前記電子部品(S)が外部に露出しないようにすることによりLED照明ランプ(100)の外観美を向上させることになる。また、この貫通孔の存在によって、前照灯内部の閉鎖空間内の暖まった空気と閉鎖空間外の冷たい空気との循環が可能となり、閉鎖空間内の過度の温度上昇を防止するという効果も発揮される。
一方、前記ランプ固定手段(130)の後方と前記放熱手段(140)の前方内側には雄ネジ部(133)と雌ネジ部(143)がそれぞれ形成されることによって、前記ランプ固定手段(130)の雄ネジ部(133)が前記放熱手段(140)の雌ネジ部(143)にネジ結合されて前記ランプ固定手段(130)と放熱手段(140)を互いに結合させることができるようになる。このように雄雌のネジで結合することによって互いに接触面積を大きく確保することができ、熱をより効率よく速やかに放熱手段(140)側へと導くことが可能に構成されている。
そして、前記モジュール装着手段(120)の支持フレーム(121)の下部側面には複数の補助放熱フィン(124)が等間隔に突出形成され、前記補助放熱フィン(124)は、相対的に冷たい空気と熱平衡への熱交換をすることで前記LED(111)から発散される熱を前記放熱手段(140)とともに補助的に冷却することができるようになる。
したがって、自動車の前照灯において用いられるLED照明ランプ(100)が熱伝導率に優れた金属材質で作製されるとともに、前記LED照明ランプ(100)の後方に複数の放熱フィン(142)が突出形成された放熱手段(140)が備えられ、前記LED照明ランプ(100)の熱伝導を通じた放熱フィン(142)の熱交換作用を用いて高温に発熱するLED(111)の熱を冷却することによりLED照明ランプ(100)の寿命が増大するという特徴的な利点が生ずることとなる。特に本発明のように、放熱手段が前照灯の閉鎖空間の外に配置されているので、LEDが配置されている閉鎖空間内の過度の温度上昇を防止することが可能となっている。
また、前記LED照明ランプ(100)の構成要素が着脱構造で作製されて前記LEDモジュール(110)と電子部品(S)の組み立て及びLED照明ランプ(100)の作製が容易になり、前記放熱手段(140)の内部にLED照明ランプ(100)の電子部品(S)を収容可能な空間が形成されることにより、LED照明ランプ(100)の外観美が向上するというまた別の特徴的な利点が生ずることとなる。
一方、図4〜図6は、他の実施例による自動車用LED照明ランプを示した図面である。
これによれば、図4は、悪天候などの気象条件で運転者の視認性を確保するために自動車のフォグランプに結合されるLED照明ランプ(200)を示したものであって、前記LED照明ランプ(200)は、PCB基板(212)の上部に複数のLED(211)が取り付けられて光を発散するLEDモジュール(210)と、前記LEDモジュール(210)を結合するために、支持フレーム(221)が長方形の形状に作製され、前記支持フレーム(221)の両側面に前記LEDモジュール(210)がそれぞれ取り付けられるモジュール装着手段(220)と、前記モジュール装着手段(220)の後方にランプ結合部(231)がフレーム固定突起(232)により結合され、前記ランプ結合部(231)を用いてLED照明ランプ(200)を自動車のフォグランプに固定させるランプ固定手段(230)と、前記ランプ固定手段(230)の後方に円形フレーム(241)がネジ締め方式で結合され、前記円形フレーム(241)の外周面に複数の放熱フィン(242)が等間隔に突出形成されて前記LED(211)を通じて発散される熱を前記放熱フィン(242)の熱交換作用を用いて冷却する放熱手段(240)とからなっている。
このとき、前記ランプ固定手段(230)の後方には雄ネジ部(233)が形成され、前記放熱手段(240)の前方内側には前記雄ネジ部(233)とネジ結合される雌ネジ部(243)が形成され、前記モジュール装着手段(220)が結合されているランプ固定手段(230)と放熱手段(240)とを互いに結合させることができるようになる。
一方、前記モジュール装着手段(220)の上部、下部で両側面には複数の補助放熱フィン(242)が等間隔に突出形成され、前記補助放熱フィン(242)は相対的に冷たい空気と熱平衡への熱交換をすることで、前記LED(211)から発散される熱を前記放熱手段(240)とともに補助的に冷却することができるようになる。
そして、前記ランプ固定手段(230)のランプ結合部(231)の外周の一側には固定ボルト(235)を挿入して結合するためのボルト挿入孔(234)が貫通形成され、前記ボルト挿入孔(234)で前記固定ボルト(235)が結合されることによって前記固定ボルト(235)の下端部が前記モジュール装着手段(220)の側面を加圧し、これにより前記ランプ固定手段(230)からモジュール装着手段(220)が分離されることを防止することとなる。
このとき、前記ランプ結合部(231)と放熱手段(240)との間には円板形状に作製される分配板(400)が備えられ、前記分配板(400)に前記放熱手段(240)の側面が面接着することにより、前記LED(211)から発散される熱が前記ランプ固定手段(230)を経ると、前記分配板(400)を通じて効率的に放熱手段(240)に熱を分散させることができるようになる。
そして、図5は悪天候などの気象条件で運転者の視認性を確保するために自動車のフォグランプに結合されるLED照明ランプ(300)を示したものであって、前記LED照明ランプ(300)は、PCB基板(312)の上部に複数のLED(311)が取り付けられて光を発散するLEDモジュール(310)と、前記LEDモジュール(310)が結合されるために長方形状の支持フレーム(321)が形成され、前記支持フレーム(321)の両側面にLEDモジュール(310)がそれぞれ取り付けられるモジュール装着手段(320)と、前記モジュール装着手段(320)の後方にランプ結合部(331)が単純挿入される方式で結合されて前記ランプ結合部(331)によりLED照明ランプを自動車のフォグランプに固定させるランプ固定手段(330)と、前記ランプ固定手段(330)の後方に円形フレーム(341)が前記モジュール装着手段(320)とのネジ締め方式で結合され、前記円形フレーム(341)の外周面に複数の放熱フィン(342)が等間隔に突出形成され、前記LED(311)を通じて発散される熱を前記放熱フィン(342)の熱交換作用を用いて冷却する放熱手段(340)とからなっている。
このとき、前記モジュール装着手段(320)の後方には雄ネジ部(323)が形成され、前記放熱手段(340)の前方内側には前記雄ネジ部(323)とネジ結合される雌ネジ部(343)が形成され、前記モジュール装着手段(320)と放熱手段(340)とを互いに結合させることができるようになる。
一方、前記モジュール装着手段(320)の上部、下部で両側面には複数の補助放熱フィン(324)が等間隔に突出形成され、前記補助放熱フィン(324)は相対的に冷たい空気と熱平衡への熱交換をすることで、前記LED(311)から発散される熱を前記放熱手段(340)とともに補助的に冷却することができるようになる。
そして、前記ランプ固定手段(330)のランプ結合部(331)の外周の一側には固定ボルト(333)を挿入して結合するためのボルト挿入孔(332)が貫通形成され、前記ボルト挿入孔(332)で前記固定ボルト(333)が結合されることによって前記固定ボルト(333)の下端部が前記モジュール装着手段(320)の側面を加圧し、これにより、前記ランプ固定手段(330)からモジュール装着手段(320)が分離されることを防止することとなる。
このとき、前記ランプ結合部(331)と放熱手段(340)との間には円板形状に作製される分配板(400)が備えられ、前記分配板(400)に前記放熱手段(340)の側面が面着することにより、前記LED(311)から発散される熱が前記ランプ固定手段(330)を経ると、前記分配板(400)を通じて効率的に放熱手段(340)に熱を分散させることができるようになる。
そして、図6は、前記放熱手段(140、240、340)の円形フレーム(141、241、341)の外周面に突出形成される放熱フィン(142、242、342)が多様な形状に作製される状態を示したものであって、前記放熱フィン(142、242、342)は、前記円形フレーム(141、241、341)の外周面でユーザの選択によって横方向または縦方向に等間隔離隔させて突出形成させることができるものであり、前記のように放熱フィン(142、242、342)の形状を多様に作製することによってLED照明ランプ(100、200、300)の外観美を向上させることができるようになる。
以上で説明したように、本発明を特定の好ましい実施例を例示した説明と図面で表現したが、本発明は、上記の実施例による特許請求の範囲によって示された発明の思想及び領域を逸脱しない範囲内で、当該発明が属する技術分野における当業者によって多様な変更及び改造、修正などが可能であることを、容易に理解できるであろう。
100、200、300 LED照明ランプ
110、210、310 LEDモジュール
111、211、311 LED
112、212、312 PCB基板
120、220、320 モジュール装着手段
121、221、321 支持フレーム
130、230、330 ランプ固定手段
131、231、331 ランプ結合部
140、240、340 放熱手段
141、241、341 円形フレーム
142、242、342 放熱フィン
400 分配板
S 電子部品


Claims (1)

  1. 自動車の前照灯に結合されるLED照明ランプ用ヒートシンクであって、
    前記前照灯への結合時、前記前照灯の閉鎖空間内に配置され、LEDモジュールを取り付けるモジュール装着手段と、
    該モジュール装着手段の後方に着脱自在に取り付けられ、当該モジュール装着手段を前記前照灯に固定する固定手段と、
    前記前照灯への結合時、前記前照灯の閉鎖空間外に配置されると共に、前記固定手段の更に後方に着脱自在に取り付けられ、複数の放熱フィンが形成された放熱手段と、を備え、
    前記モジュール装着手段、前記固定手段及び前記放熱手段のいずれもを金属材料を主として構成する事により、前記LEDモジュールの発熱を前記放熱手段を介して前記前照灯の閉鎖空間外へと導くことができ、
    更に、前記モジュール装着手段、前記固定手段及び前記放熱手段を組み付けると、前方から後方へと貫通する貫通孔が形成される
    ことを特徴とする自動車LED照明ランプ用ヒートシンク。
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