(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、この発明にかかる車両用灯具の半導体型光源ユニットの実施形態(実施例)、および、この発明にかかる車両用灯具の実施形態のうちの3例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【0018】
(実施形態1の構成の説明)
以下、この実施形態1における車両用灯具の半導体型光源ユニットおよびこの実施形態1における車両用灯具の構成について説明する。
図1において、符号100は、この実施形態1における車両用灯具である。
【0019】
(車両用灯具100の説明)
前記車両用灯具100は、この例では1灯式のテール・ストップランプである。すなわち、前記車両用灯具100は、1灯、すなわち、1個のランプ、1個の灯具、でテールランプ機能とストップランプ機能とを併用するものである。前記車両用灯具100は、車両(図示せず)の後部の左右にそれぞれ装備される。前記車両用灯具100は、図示しない他のランプ機能、たとえば、バックアップランプ機能、ターンシグナルランプ機能、リアフォグランプ機能、と組み合わせられてリヤコンビネーションランプを構成する場合がある。
【0020】
前記車両用灯具100は、
図1に示すように、ランプハウジング101およびランプレンズ102およびリフレクタ103と、この実施形態1における車両用灯具の半導体型光源ユニット1と、を備えるものである。
【0021】
前記ランプハウジング101は、たとえば、光不透過性の部材、例えば、樹脂部材から構成されている。前記ランプハウジング101は、一方が開口し、他方が閉塞されている中空形状をなす。前記ランプハウジング101の閉塞部には、取付孔104が設けられている。前記取付孔104は、円形形状をなす。
【0022】
図10に示すように、前記取付孔104の縁には、複数個この例では4個の凹部191、192、193、194がほぼ等間隔に設けられている。前記4個の凹部191〜194の円周方向の幅がそれぞれ異なる。すなわち、第1の凹部191の幅が最長である。第2の凹部192の幅が最短である。第3の凹部193の幅と第4の凹部194の幅とがほぼ同等であり、前記第1の凹部191の幅より短くかつ前記第2の凹部192の幅より長い。前記第1の凹部191の左側の端部(径方向の縁部)190は、ストッパ部を構成する。
【0023】
前記ランプレンズ102は、たとえば、光透過性の部材、例えば、透明樹脂部材やガラス部材から構成されている。前記ランプレンズ102は、一方が開口し、他方が閉塞されている中空形状をなす。前記ランプレンズ102の開口部の周縁部と前記ランプハウジング101の開口部の周縁部とは、水密に固定されている。前記ランプハウジング101および前記ランプレンズ102により、灯室105が区画されている。
【0024】
前記リフレクタ103は、前記半導体型光源ユニット1から放射される光を配光制御する配光制御部である。前記リフレクタ103は、前記灯室105内に配置されていて、かつ、前記ランプハウジング101などに固定されている。前記リフレクタ103は、たとえば、光不透過性の部材、例えば、樹脂部材や金属部材から構成されている。前記リフレクタ103は、一方が開口し、他方が閉塞されている中空形状をなす。前記リフレクタ103の閉塞部には、透孔106が前記ランプハウジング101の前記取付孔104と連通するように設けられている。前記リフレクタ103の内面には、反射面107が設けられている。なお、前記リフレクタ103は、前記ランプハウジング101と別個の部材からなるものであるが、ランプハウジングと一体のリフレクタの場合であっても良い。この場合においては、ランプハウジングの一部に反射面を設けてリフレクタ機能を設けるものである。
【0025】
(半導体型光源ユニット1の説明)
前記半導体型光源ユニット1は、
図1〜
図9に示すように、半導体型光源としての光源部10と、ソケット部11と、光学部品としてのレンズ部12と、を備える。前記光源部10は、前記ソケット部11の一端部(上端部)に取り付けられている。前記レンズ部12は、前記ソケット部11の一端部に固定もしくは着脱可能に取り付けられている。前記光源部10は、キャップ形状もしくはカバー形状の前記レンズ部12により覆われている。
【0026】
前記半導体型光源ユニット1は、
図1に示すように、前記車両用灯具100に装備されている。すなわち、前記ソケット部11が前記ランプハウジング101にパッキン(Oリング)108を介して着脱可能に取り付けられている。前記光源部10および前記レンズ部12が前記ランプハウジング101の前記取付孔104および前記リフレクタ103の前記透孔106を経て前記灯室105内であって、前記リフレクタ103の前記反射面107側に配置されている。
【0027】
(光源部10の説明)
前記光源部10は、
図2、
図3、
図9に示すように、基板3と、複数個この例では5個の半導体発光素子(LEDチップ)40、41、42、43、44(以下、「40〜44」と記載する場合がある)と、制御素子としての抵抗(図示せず)およびダイオード(図示せず)と、配線素子としての配線パターン(図示せず)およびボンディングワイヤ(図示せず)および導電性接着剤(図示せず)および実装パッド(図示せず)およびワイヤパッド(図示せず)と、包囲壁部材18と、封止部材180と、を備えるものである。
【0028】
(ソケット部11の説明)
前記ソケット部11は、
図1〜
図9に示すように、絶縁部材7と、放熱部材8と、3本の給電部材91、92、93(以下、「91〜93」と記載する場合がある)と、を備えるものである。熱伝導性と導電性を有する前記放熱部材8と、導電性を有する前記給電部材91〜93とは、絶縁性を有する前記絶縁部材7中に、相互に絶縁状態で一体に組み込まれている。
【0029】
前記ソケット部11は、前記絶縁部材7と、前記放熱部材8と、前記給電部材91〜93との一体構造からなるものである。たとえば、前記絶縁部材7と前記放熱部材8と前記給電部材91〜93とをインサート成形(一体成形)により一体に構成している構造である。あるいは、前記絶縁部材7と前記給電部材91〜93とをインサート成形により一体に構成し、一体構成の前記絶縁部材7および前記給電部材91〜93に前記放熱部材8を一体に取り付けてなる構造である。あるいは、前記絶縁部材7に前記給電部材91〜93を一体に組み付け、一体組付の前記絶縁部材7および前記給電部材91〜93に前記放熱部材8を一体に取り付けてなる構造である。
【0030】
(半導体型光源ユニット1の組立構成の説明)
前記半導体型光源ユニット1は、
図1〜
図9に示すように、前記絶縁部材7と前記放熱部材8と前記給電部材91〜93が一体成型された前記ソケット部11の前記放熱部材8の表面の当接面と、前記光源部10の前記半導体発光素子40〜44がマウント封止された前記基板3の裏面の当接面と、が密接状態に配置されている。それと同時に、前記ソケット部11の前記給電部材91〜93と、前記基板3の前記配線パターンと、が接続部材17を介して、前記放熱部材8の前記当接面と前記基板3の前記当接面との密接状態を維持しつつ、強固に電気的に接続されている。すなわち、前記ソケット部11の前記放熱部材8の表面側から突き出た前記給電部材91〜93の一端部を、前記接続部材17の切欠孔中に挿入して、前記給電部材91〜93の一端部と前記接続部材17とを、弾性当接や加締め付けおよび溶接などにより、電気的にかつ機械的に接続する。一方、前記接続部材17を、嵌合などにより、前記基板3に機械的に接続し、かつ、半田または導電性接着剤により、前記基板3の前記配線パターンに電気的に接続する。前記接続部材17により、前記基板3の裏面と前記放熱部材8の表面との密接状態が維持される。この結果、前記半導体型光源ユニット1は、放熱性能に優れている。また、前記ソケット部11の前記給電部材91〜93と、前記基板3の前記配線パターンと、の電気的接続状態が維持される。この結果、電気回路的接続状態が強固となる。
【0031】
(基板3の説明)
前記基板3は、この例では、セラミックからなる。前記基板3は、
図2、
図3に示すように、平面すなわち上から見てほぼ八角形の板形状をなす。前記基板3の3辺の右辺、左辺、下辺のほぼ中央には、前記ソケット部11の給電部材91〜93が挿通する挿通孔(図示せず)がそれぞれ設けられている。前記基板3の一面の上面には、平面の実装面34が設けられている。前記基板3の他面の下面には、平面の当接面が設けられている。なお、高反射部材のセラミック製の前記基板3の実装面34に、さらに高反射塗料や高反射蒸着などの高反射面30を設けても良い。前記基板3の前記実装面34には、前記5個の半導体発光素子40〜44および前記制御素子および前記配線素子および前記包囲壁部材18が実装されている。
【0032】
(半導体発光素子40〜44の説明)
前記5個の半導体発光素子40〜44からなる前記半導体型光源は、LED、EL(有機EL)などの自発光半導体型光源、この例では、LEDを使用する。前記半導体発光素子40〜44は、
図2、
図3に示すように、平面から、すなわち、前記基板3の実装面34に対して垂直方向から、見て微小な矩形すなわち正方形もしくは長方形形状の半導体チップ(光源チップ)からなり、この例では、ベアチップからなる。前記5個の半導体発光素子40〜44は、前記基板3に実装されている面以外の一正面および四側面から光を放射する。前記5個の半導体発光素子40〜44は、
図3に示すように、光学系の前記リフレクタ103の焦点F、および、前記半導体型光源ユニット1の前記ソケット部11の中心であって取付回転中心O近傍に一列に一直線上に、ほぼ等間隔の隙間を開けて配置されている。
【0033】
前記5個の半導体発光素子40〜44は、小電流が供給される半導体発光素子であって、テールランプの光源である1個の半導体発光素子40すなわち第1グループの半導体発光素子40と、大電流、すなわち、前記半導体発光素子40に供給される電流と比較して大電流が供給される半導体発光素子であって、ストップランプの光源である4個の半導体発光素子41〜44すなわち第2グループの半導体発光素子41〜44と、に区分されている。前記テールランプ機能のテールランプの光源の1個の半導体発光素子40は、右側の前記ストップランプ機能のストップランプの光源の2個の半導体発光素子41、42と左側の前記ストップランプ機能のストップランプの光源の2個の半導体発光素子43、44との間に挟まれた状態で配置されている。すなわち、前記テールランプ機能の1個の半導体発光素子40は、前記5個の半導体発光素子40〜44の真中に位置する。前記ストップランプ機能の4個の半導体発光素子41〜44は、順方向、すなわち、電流が流れる方向に直列に接続されている。
【0034】
前記5個の半導体発光素子40〜44のうち、前記テールランプ機能の1個の半導体発光素子40は、前記基板3の中心Oであって前記放熱部材8の中心Oもしくはその近傍に配置されている。すなわち、前記テールランプ機能の1個の半導体発光素子40の中心と、前記基板3の中心Oであって前記放熱部材8の中心Oとは、一致もしくはほぼ一致する。前記5個の半導体発光素子40〜44のうち、前記ストップランプ機能の4個の半導体発光素子41〜44は、一列に一直線上に配置されているので、光源バルブや電球のフィラメントもしくは放電電球やHIDランプのアーク放電による発光とほぼ同様の発光が得られる。
【0035】
(制御素子の説明)
前記抵抗および前記ダイオードは、前記基板3に実装されていて、前記ソケット部11の前記給電部材91〜93と前記5個の半導体発光素子40〜44との間を前記配線素子を介して電気的に接続されている。前記抵抗および前記ダイオードは、前記5個の半導体発光素子40〜44に供給する電流を制御する素子である。
【0036】
(配線素子の説明)
前記配線素子は、図示しないが、配線パターンと、5本のボンディングワイヤと、5個の実装パッドのファーストパッドと、5個のワイヤパッドのセカンドパッドと、から構成されている。前記配線素子は、接続部材17を介して前記ソケット部11の給電部材91、92、93と電気的に接続されていて、前記制御素子を介して前記5個の半導体発光素子40〜44に給電するものである。
【0037】
(包囲壁部材18の説明)
前記包囲壁部材18は、絶縁性部材たとえば樹脂、この例では、前記封止部材180の膨張収縮に追随できる柔軟性を持つエラストマー性を有する樹脂、たとえば、熱可塑性エラストマー、オレフィン系TPO樹脂などから構成されている。前記包囲壁部材18は、
図2、
図3に示すように、5個の前記半導体発光素子40〜44全部と、前記配線素子の一部、すなわち、前記配線パターンの一部および5本の前記ボンディングワイヤ全部および5個の前記実装パッド全部および5個の前記ワイヤパッド全部、を包囲する環形状をなすものである。すなわち、前記包囲壁部材18は、中央部が中空部であり、かつ、周囲部が壁部である環形状をなすものである。
【0038】
前記包囲壁部材18は、特に図示しないが、前記半導体発光素子40〜44および前記配線素子の前記ボンディングワイヤの高さよりも十分な高さを有する。前記包囲壁部材18は、前記封止部材180を充填する容量を小容量に規制する部材である。
【0039】
前記基板3に実装された前記包囲壁部材18の前記中空部中であって、前記基板3の前記実装面34と前記包囲壁部材18の前記壁部の内周面とにより区画されている空間中には、5個の前記半導体発光素子40〜44と5個の前記ワイヤパッドとがそれぞれ実装されていて、5本の前記ボンディングワイヤがそれぞれボンディングされていて、前記封止部材180が充填されている。
【0040】
前記包囲壁部材18の前記壁部の内周面には、前記半導体発光素子40〜44、特に、前記半導体発光素子40〜44の四側面から放射される光(図示せず)を所定の方向、たとえば、前記半導体発光素子40〜44の一正面から放射される光の方向とほぼ同方向、に反射させる反射面が設けられている。
【0041】
(封止部材180の説明)
前記封止部材180は、光透過性部材、たとえば、光透過性を有するエポキシ系樹脂もしくはシリコーン系樹脂から構成されている。前記封止部材180は、この例では、前記接着剤とほぼ同様に、前記半導体発光素子40〜44の高温環境域では低弾性特性を有したエポキシ系樹脂もしくはシリコーン系樹脂を使用する。
【0042】
前記封止部材180は、前記基板3に、前記半導体発光素子40〜44が実装され、かつ、前記ボンディングワイヤがボンディング配線された後に、前記基板3に嵌合した前記包囲壁部材18によって形成された凹部の前記中空部中に充填される。前記封止部材180が硬化することにより、5個の前記半導体発光素子40〜44全部と、前記配線パターンの一部および前記ボンディングワイヤ全部および前記実装パッド全部および前記ワイヤパッド全部および前記導電性接着剤が前記封止部材180により封止されることとなる。
【0043】
前記封止部材180は、5個の前記半導体発光素子40〜44全部と、前記配線パターンの一部および前記ボンディングワイヤ全部および前記実装パッド全部および前記ワイヤパッド全部および前記導電性接着剤を外からの影響、たとえば、他のものが接触したり、塵埃が付着したりするのを防ぎ、かつ、紫外線や硫化ガスやNOxや水から保護するものである。すなわち、前記封止部材180は、前記5個の半導体発光素子40〜44などを外乱から保護するものである。
【0044】
(絶縁部材7の説明)
前記絶縁部材7は、前記半導体型光源ユニット1を前記車両用灯具100に、着脱可能にあるいは固定的に取り付けるための複数個この例では4個の取付部701、702、703、704(以下、「701〜704」と記載する場合がある)が設けられているものである。前記絶縁部材7は、たとえば、絶縁性の樹脂部材からなる。すなわち、前記絶縁部材7は、前記車両用灯具100に、着脱可能にあるいは固定的に取り付けることができる外装樹脂部材を構成するものである。前記絶縁部材7は、外径が前記ランプハウジング101の前記取付孔104の内径より若干小さいほぼ円筒形状をなす。前記絶縁部材7の一端部の上端部には、円形の鍔部71が一体に設けられている。
【0045】
前記絶縁部材7の一端部の上端部には、前記取付部701〜704が、前記ランプハウジング101の前記凹部191〜194と対応して、ほぼ等間隔に一体に設けられている。前記4個の取付部701〜704の円周方向の幅がそれぞれ異なる。すなわち、第1の取付部701の幅が最長である。第2の取付部702の幅が最短である。第3の取付部703の幅と第4の取付部704の幅とがほぼ同等であり、前記第1の取付部701の幅より短くかつ前記第2の取付部702の幅より長い。前記第1の取付部701の右側の端部には、ストッパ凸部700が、前記ランプハウジング101の前記ストッパ部190に対応して、一体に設けられている。
【0046】
前記第1の取付部701は、前記半導体型光源ユニット1の前記ソケット部11が前記車両用灯具100の前記ランプハウジング101に着脱可能にあるいは固定的に取り付けられた際に、上方に位置するように配置されている。前記第3の取付部703は、前記半導体型光源ユニット1の前記ソケット部11が前記車両用灯具100の前記ランプハウジング101に着脱可能にあるいは固定的に取り付けられた際に、下方に位置するように配置されている。
【0047】
前記取付部701〜704は、前記半導体型光源ユニット1を前記車両用灯具100に装備するものである。すなわち、前記ソケット部11の前記レンズ部12側の一部および前記取付部701〜704を前記ランプハウジング101の前記取付孔104および前記凹部191〜194中に挿入する。その状態で、前記ソケット部11を中心O軸回りに回転させて(
図4中の実線矢印参照)、前記ソケット部11の前記絶縁部材7の前記ストッパ凸部700を前記ランプハウジング101の前記ストッパ部190に当てる。この時点において、前記取付部701〜704と前記鍔部71とが前記パッキン108を介して前記ランプハウジング101の前記取付孔104の縁部を上下から挟み込んで、前記半導体型光源ユニット1が前記車両用灯具100に取り付けられる(
図1、
図6、
図8参照)。
【0048】
この結果、前記半導体型光源ユニット1の前記ソケット部11は、
図1に示すように、前記車両用灯具100の前記ランプハウジング101に前記パッキン108を介して着脱可能にあるいは固定的に取り付けられる。この時点において、
図1に示すように、ソケット部11のうちランプハウジング101から外側に突出している部分すなわち
図1中のランプハウジング101よりも下側の部分がソケット部11のうち灯室105内に収納されている部分すなわち
図1中のランプハウジング101よりも上側の部分よりも大である。
【0049】
前記絶縁部材7の一端面の上端面には、収納凹部72が設けられている。前記収納凹部72中には、前記光源部10が収納されている。前記収納凹部72の周辺の立壁(環形状の保護壁)の縁部720は、前記基板3の平面形状とほぼ同様に、平面すなわち上から見てほぼ八角形をなす。すなわち、前記縁部720のうち前記取付部701〜704が位置する箇所は、直線をなし、かつ、その他の箇所は、円の一部をなす。前記絶縁部材7の一端面の上端面である前記収納凹部72の底面の3辺の右辺、左辺、下辺のほぼ中央には、凸部(図示せず)が一体に設けられている。
【0050】
前記絶縁部材7の他端部の下端部には、光源側のコネクタ部13が一体に設けられている。前記コネクタ部13には、電源側のコネクタ14が機械的に着脱可能にかつ電気的に断続可能に取り付けられている。
【0051】
(放熱部材8の説明)
前記放熱部材8は、前記光源部10で発生する熱を外部に放射させるものである。前記放熱部材8は、たとえば、熱伝導性なお導電性をも有するアルミダイカストや樹脂部材からなる。前記放熱部材8は、一端部の上端部が平板形状をなし、中間部から他端部の下端部にかけてフィン形状をなす。前記放熱部材8の一端部の上面には、当接面が設けられている。前記放熱部材8の前記当接面には、前記基板3の前記当接面が相互に当接されている状態で、熱伝導性媒体(図示せず)により接着されている。この結果、前記半導体発光素子40〜44は、前記基板3を介して前記放熱部材8の中心Oであって前記ソケット部11の中心O近傍部分が位置する箇所に対応して位置することとなる。
【0052】
前記放熱部材8の3辺の右辺、左辺、下辺のほぼ中央には、切欠が、前記基板3の前記挿通孔および前記絶縁部材7の前記凸部にそれぞれ対応して設けられている。前記放熱部材8の切欠および前記基板3の前記挿通孔には、前記3本の給電部材91〜93がそれぞれ配置されている。前記放熱部材8と前記給電部材91〜93との間には、前記絶縁部材7が介在されている。前記放熱部材8は、前記絶縁部材7に密着している。前記給電部材91〜93は、前記絶縁部材7に密着している。
【0053】
(給電部材91〜93の説明)
前記給電部材91〜93は、前記光源部10に給電するものである。前記給電部材91〜93は、たとえば、導電性の金属部材からなる。前記給電部材91〜93の一端部の上端部は、末広形状をなしていて、前記放熱部材8の切欠および前記基板3の前記挿通孔にそれぞれ位置する。前記給電部材91〜93の一端部は、前記絶縁部材7の前記凸部から突出して、前記接続部材17に電気的にかつ機械的に接続されている。
【0054】
前記給電部材91〜93の他端部の下端部は、窄まった形状をなしていて、前記コネクタ部13中に配置されている。前記給電部材91〜93の他端部は、オスターミナルすなわちおす型端子を構成するものである。
【0055】
(接続部材17の説明)
前記接続部材17は、導電性および弾性および展性、延性、塑性を有する部材、たとえば、リン青銅や黄銅などの部材から構成されている。前記接続部材17は、前記光源部10と前記ソケット部11とを電気的に接続するものである。
【0056】
すなわち、前記接続部材17は、嵌合などにより、前記基板3に機械的に接続されていて、かつ、半田または導電性接着剤(図示せず)により、前記基板3の前記配線素子の導体に電気的に接続されている。一方、前記接続部材17は、前記給電部材91〜93の一端部に、弾性当接や加締め付けおよび溶接などにより、電気的にかつ機械的に接続されている。
【0057】
(コネクタ部13およびコネクタ14の説明)
前記コネクタ14には、前記コネクタ部13の前記オスターミナルに電気的に断続するメスターミナルすなわちめす型端子(図示せず)が設けられている。前記コネクタ14を前記コネクタ部13に取り付けることにより、前記メスターミナルが前記オスターミナルに電気的に接続する。また、前記コネクタ14を前記コネクタ部13から取り外すことにより、前記メスターミナルと前記オスターミナルとの電気的接続が遮断される。
【0058】
図1に示すように、前記コネクタ14の前記メスターミナルのうちの第1メスターミナルおよび第2メスターミナルは、ハーネス144、145およびスイッチ(図示せず)を介して電源たとえば直流電源のバッテリー(図示せず)に接続されている。前記コネクタ14の前記メスターミナルのうちの第3メスターミナルは、ハーネス146を介してアースすなわちグランドされている。前記コネクタ部13および前記コネクタ14は、3ピンタイプのコネクタ部およびコネクタである。すなわち、前記3本の給電部材91〜93、前記3本のオスターミナル、前記3本のメスターミナルからなるコネクタ部およびコネクタである。
【0059】
(レンズ部12の説明)
前記レンズ部12は、光透過性部材からなる。前記レンズ部12は、インナーレンズ(一次レンズ)である。前記レンズ部12には、前記5個の半導体発光素子40〜44からの光を光学制御して射出するプリズムなどの光学制御部120が設けられている。前記レンズ部12は、光学部品である。前記レンズ部12は、一面(上面)が閉塞し、他面(下面)が開口されている中空のキャップ形状(カバー形状)をなす。
【0060】
前記レンズ部12の閉塞部の中央部には、円形の前記光学制御部120が一体に設けられている。前記レンズ部12の開口部の周辺の立壁の縁部121は、前記ソケット部11の前記絶縁部材7の前記縁部720とほぼ同様に、平面すなわち上から見てほぼ八角形(4本の直線と4本の円の一部からなる八角形)をなす。この結果、前記ソケット部11の前記縁部720の端面(上端面)と前記レンズ部12の前記縁部121の他面(下端面)とが相互に当接することにより、前記光源部10は、前記レンズ部12で覆われる。すなわち、前記光源部10は、前記ソケット部11の前記収納凹部72と前記レンズ部12とにより閉塞される。
【0061】
前記レンズ部12は、
図1〜
図9に示すように、前記光源部10をカバーするように、円筒形状の前記ソケット部11の一端部の一端開口部に取り付けられている。前記レンズ部12は、前記封止部材180と共に、前記5個の半導体発光素子40〜44を外からの影響、たとえば、他のものが接触したり、塵埃が付着したりするのを防ぎ、かつ、紫外線や硫化ガスやNOxや水から保護するものである。すなわち、前記レンズ部12は、前記5個の半導体発光素子40〜44を外乱から保護するものである。また、前記レンズ部12は、前記5個の半導体発光素子40〜44以外に、前記制御素子の前記抵抗、前記ダイオードおよび前記配線素子の前記配線パターン、前記ボンディングワイヤ、前記実装パッド、前記ワイヤパッド、前記導電性接着剤をも外乱から保護するものである。前記レンズ部12には、通気用の開口部122が設けられている。
【0062】
(ソケット部11とレンズ部12との取付構造、開口部、誤組付防止構造の説明)
前記ソケット部11の前記絶縁部材7の前記縁部720のうち、上辺の外側および下辺の外側には、ランス形状の係合凸部73がそれぞれ一体に設けられている。前記レンズ部12の前記縁部121のうち、上辺の外側および下辺の外側には、前記係合凸部73に弾性係合する係合孔123を有する弾性係合片124がそれぞれ設けられている。前記弾性係合片124は、ほぼ4分の1円形に湾曲したアーム形状をなす。前記弾性係合片124の両側には、前記弾性係合片124に弾性を付与するために、前記縁部121と切り離す切欠125がそれぞれ設けられている。前記ソケット部11の前記係合凸部73に前記レンズ部12の前記弾性係合片124の前記係合孔123の縁を弾性係合することにより、前記ソケット部11に前記レンズ部12が取り付けられる。
【0063】
前記弾性係合片124は、前記半導体型光源ユニット1の前記ソケット部11が前記車両用灯具100の前記ランプハウジング101に着脱可能にあるいは固定的に取り付けられた際に、上下にそれぞれ位置するように配置されている。前記弾性係合片124の前記係合孔123および前記切欠125は、通気用の前記開口部122を兼用する。この結果、前記弾性係合片124は、通気用の前記開口部122を有する。
【0064】
前記ソケット部11の前記絶縁部材7の前記縁部720のうち、右辺の外側および左辺の外側には、誤組付防止用凸部74、75が取付方向(前記レンズ部12を前記ソケット部11(前記絶縁部材7)に取り付ける方向であって、
図2、
図5、
図7中の二点鎖線矢印に示す方向)にそれぞれ一体に設けられている。右側の前記誤組付防止用凸部74の幅は、左側の前記誤組付防止用凸部75の幅より小さい。前記レンズ部12の前記縁部121のうち、右辺の外側および左辺の外側には、前記誤組付防止用凸部74、75に前記取付方向に嵌合する誤組付防止用切欠126、127を有する舌片128がそれぞれ設けられている。右側の前記誤組付防止用切欠126の幅は、左側の前記誤組付防止用切欠127の幅より小さい。前記誤組付防止用凸部74、75と前記誤組付防止用切欠126、127とにより、前記レンズ部12を前記ソケット部11に正規の位置に取り付けることができる。すなわち、前記レンズ部12を前記ソケット部11に誤った位置に取り付けることを防止することができる。
【0065】
前記ソケット部11の前記係合凸部73と前記レンズ部12の前記係合孔123を有する前記弾性係合片124、および、前記ソケット部11の前記誤組付防止用凸部74、75と前記レンズ部12の前記誤組付防止用切欠126、127は、前記光源部10と前記レンズ部12とを近接させて、かつ、前記光源部10の中心O位置と前記レンズ部12の中心O位置とを合わせて、取り付ける取付機構および位置合わせ機構を構成する。
【0066】
(実施形態1の作用の説明)
この実施形態1における車両用灯具の半導体型光源ユニット1およびこの実施形態1における車両用灯具100(以下、「この実施形態1における半導体型光源ユニット1および車両用灯具100」と称する)は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。
【0067】
まず、スイッチをテールランプ点灯に操作する。すると、テールランプ機能の1個の半導体発光素子40に電流が供給される。この結果、テールランプ機能の1個の半導体発光素子40が発光する。
【0068】
このテールランプ機能の1個の半導体発光素子40から放射された光は、封止部材180、空気層、半導体型光源ユニット1のレンズ部12の光学制御部120を透過して配光制御される。なお、半導体発光素子40から放射された光の一部は、基板3の高反射面30でレンズ部12側に反射される。配光制御された光は、車両用灯具100のランプレンズ102を透過して再度配光制御されて外部に照射される。これにより、車両用灯具100は、テールランプ機能の配光を外部に照射する。
【0069】
つぎに、スイッチをストップランプ点灯に操作する。すると、ストップランプ機能の4個の半導体発光素子41〜44に電流が供給される。この結果、ストップランプ機能の4個の半導体発光素子41〜44が発光する。
【0070】
このストップランプ機能の4個の半導体発光素子41〜44から放射された光は、封止部材180、空気層、半導体型光源ユニット1のレンズ部12の光学制御部120を透過して配光制御される。なお、半導体発光素子41〜44から放射された光の一部は、基板3の高反射面30でレンズ部12側に反射される。配光制御された光は、車両用灯具100のランプレンズ102を透過して再度配光制御されて外部に照射される。これにより、車両用灯具100は、ストップランプ機能の配光を外部に照射する。このストップランプ機能の配光は、前記のテールランプ機能の配光と比較して、明るい、すなわち、光束、輝度、光度、照度が大である。
【0071】
ここで、光源部10の半導体発光素子40〜44および制御素子の抵抗およびダイオードおよび配線素子の導体において発生した熱は、基板3および熱伝導性媒体を介して放熱部材8に伝達し、この放熱部材8から外部に放射される。また、
図9中の実線矢印に示すように、レンズ部12の上下の通気用の開口部122により、対流(熱対流)が発生するので、光源部10の熱は、ソケット部11およびレンズ部12の外部に排出される。
【0072】
(実施形態1の効果の説明)
この実施形態1における半導体型光源ユニット1および車両用灯具100は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。
【0073】
この実施形態1における半導体型光源ユニット1および車両用灯具100は、ソケット部11に設けられている係合凸部73に、レンズ部12に設けられている弾性係合片124の係合孔123の縁を、弾性係合することにより、ソケット部11にレンズ部12を高精度に取り付けることができる。
【0074】
しかも、この実施形態1における半導体型光源ユニット1および車両用灯具100は、ソケット部11にレンズ部12を取り付けることにより、レンズ部12と光源部10とを近接させることができ、レンズ部12の光学性能が向上する。また、この実施形態1における半導体型光源ユニット1および車両用灯具100は、光源部12およびレンズ部12をランプ機能ごとの専用部品とし、一方、ソケット部11を共通部品とすることにより、製造コストを安価にすることができる。
【0075】
この実施形態1における半導体型光源ユニット1および車両用灯具100は、レンズ部12に通気用の開口部122を設けたので、キャップ形状のレンズ部12が光源部10を覆っていても、レンズ部12の通気用の開口部122を介して光源部10の熱をレンズ部12の外部に排出することができる。
【0076】
この実施形態1における半導体型光源ユニット1および車両用灯具100は、レンズ部12の弾性係合片124に係合孔123および切欠125と兼用の開口部122を有するので、開口部122を弾性係合片124と別個にレンズ部12に設ける必要がない。このために、レンズ部12の構造が簡単となり、かつ、レンズ部12の強度の低下を抑制することができる。
【0077】
この実施形態1における半導体型光源ユニット1および車両用灯具100は、開口部122がレンズ部12の上部と下部とにそれぞれ設けられているので、レンズ部12の上下の開口部122を介して上下方向の対流(熱対流)が確実に発生する。これにより、キャップ形状のレンズ部12が光源部10を覆っていても、上下方向の対流で光源部10の熱をレンズ部12の外部に確実に排出することができる。
【0078】
(実施形態2の説明)
図11は、この発明にかかる半導体型光源ユニット1Aおよび車両用灯具100Aの実施形態2を示す。以下、この実施形態2における半導体型光源ユニット1Aおよび車両用灯具100Aについて説明する。図中、
図1〜
図10と同符号は、同一のものを示す。
【0079】
前記の実施形態1における半導体型光源ユニット1および車両用灯具100のレンズ部12の光学制御部120は、プリズムなどである。この実施形態2における半導体型光源ユニット1Aおよび車両用灯具100Aのレンズ部12Aの光学制御部120Aは、導光部材である。導光部材である前記光学制御部120Aは、半導体発光素子40〜44からの光を所定の方向に導き、かつ、所定の箇所からリフレクタ103に照射するものである。この実施形態2における半導体型光源ユニット1Aおよび車両用灯具100Aは、以上のごとき構成、作用からなるので、前記の実施形態1における半導体型光源ユニット1および車両用灯具100とほぼ同様の効果を達成することができる。
【0080】
(実施形態3の構成の説明)
図12〜
図18は、この発明にかかる車両用灯具の半導体型光源ユニットの実施形態3、および、この発明にかかる車両用灯具の実施形態3、を示す。以下、この実施形態3における車両用灯具の半導体型光源ユニットおよびこの実施形態3における車両用灯具の構成について説明する。図中、
図1〜
図11と同符号は、同一のものを示す。
【0081】
(車両用灯具100Bの説明)
図12において、符号100Bは、この実施形態3における車両用灯具である。前記車両用灯具100Bは、この例では、リアフォグランプである。前記車両用灯具100Bは、車両(図示せず)の後部の左右にそれぞれ装備される。前記車両用灯具100Bは、図示しない他のランプ機能、たとえば、テール・ストップランプ機能、テールランプ機能、ストップランプ機能、バックアップランプ機能、ターンシグナルランプ機能、クリアランスランプ機能などと組み合わせられてリヤコンビネーションランプを構成する場合がある。
【0082】
前記車両用灯具100Bは、
図12に示すように、この実施形態3における車両用灯具の半導体型光源ユニット1Bを備えるものである。前記車両用灯具100Bは、前記の実施形態1の車両用灯具100および前記の実施形態2の車両用灯具100Aと、ほぼ同様の構成をなすので、構成の詳細な説明を省略する。
【0083】
(半導体型光源ユニット1Bの説明)
前記半導体型光源ユニット1Bは、
図12〜
図17に示すように、半導体型光源としての光源部10Bと、ソケット部11Bと、光学部品としてのレンズ部12Bと、を備える。前記光源部10Bは、前記ソケット部11Bの一端部(上端部)に取り付けられている。前記レンズ部12Bは、前記ソケット部11Bの一端部に固定もしくは着脱可能に取り付けられている。前記光源部10Bは、キャップ形状もしくはカバー形状の前記レンズ部12Bにより覆われている。
【0084】
前記半導体型光源ユニット1Bは、
図12に示すように、前記車両用灯具100Bに装備されている。すなわち、前記ソケット部11Bが前記ランプハウジング101にパッキン(Oリング)108を介して着脱可能に取り付けられている。前記光源部10Bおよび前記レンズ部12Bが前記ランプハウジング101の前記取付孔104および前記リフレクタ103の前記透孔106を経て前記灯室105内であって、前記リフレクタ103の前記反射面107側に配置されている。
【0085】
(光源部10Bの説明)
前記光源部10Bは、
図13〜
図17に示すように、基板3Bと、複数個この例では4個の半導体発光素子(LEDチップ、発光チップ)41B、42B、43B、44B(以下、「41B〜44B」と記載する場合がある)と、制御素子としての抵抗(図示せず)およびダイオード(図示せず)と、配線素子としての配線パターン(図示せず)およびボンディングワイヤ(図示せず)および4個の導電性接着剤(図示せず)および4個の実装パッド(図示せず)およびワイヤパッド(図示せず)と、包囲壁部材18Bと、封止部材180と、を備えるものである。
【0086】
(基板3Bの説明)
前記基板3Bは、この例では、セラミックからなる。前記基板3Bは、
図13〜
図17に示すように、正面視四角形をなす。なお、前記基板3Bは、四角形の4角を切除したほぼ八角形の板形状をなすものであっても良い。前記基板3Bの1辺(下辺)には、前記ソケット部11Bの3本の給電部材91B、92B、93B(以下、「91B〜93B」と記載する場合がある)が挿通する挿通孔が設けられている。前記基板3Bの一面には、平面の実装面30Bが設けられている。前記基板3Bの他面の下面には、平面の当接面が設けられている。なお、高反射部材のセラミック製の前記基板3Bの実装面30Bに、さらに高反射塗料や高反射蒸着などの高反射面を設けても良い。
【0087】
前記基板3Bの前記実装面30Bには、4個の前記半導体発光素子41B〜44Bおよび前記制御素子および前記配線素子および前記包囲壁部材18Bが実装されている。
【0088】
(半導体発光素子41B〜44Bの説明)
4個の前記半導体発光素子41B〜44Bからなる前記半導体型光源は、LED、EL(有機EL)などの自発光半導体型光源、この実施形態3では、LEDを使用する。前記半導体発光素子41B〜44Bは、前記の実施形態1の半導体発光素子40〜44とほぼ同様の構成をなす。4個の前記半導体発光素子41B〜44Bは、
図13に示すように、対角線が上下左右に十字となる状態で、上下左右に十字にそれぞれ配置されている。すなわち、4個の正方形の前記半導体発光素子41B〜44Bは、対角線が斜めにX字となる状態(4辺が上下左右となる状態)から約45°傾けてなる状態である。
【0089】
(包囲壁部材18Bの説明)
前記包囲壁部材18Bは、前記の実施形態1の包囲壁部材18とほぼ同様の構成をなし、中央部が中空部であり、かつ、周囲部が壁部である円環状形状をなすものである。前記包囲壁部材18B中には、封止部材180が充填されている。
【0090】
(ソケット部11Bの説明)
前記ソケット部11Bは、
図13〜
図17に示すように、絶縁部材7Bと、放熱部材8Bと、3本の前記給電部材91B〜93Bと、金属体2と、を備えるものである。熱伝導性と導電性を有する前記放熱部材8Bと、導電性を有する前記給電部材91B〜93Bとは、絶縁性を有する前記絶縁部材7B中に、相互に絶縁状態で一体に組み込まれている。前記ソケット部11Bは、前記絶縁部材7Bと、前記放熱部材8Bと、前記給電部材91B〜93Bとの一体構造からなるものである。
【0091】
(金属体2の説明)
前記金属体2は、
図14〜
図17に示すように、この例では、アルミニウム製の板形状をなし、プレス加工により成形されている。前記金属体2の一面の固定面は、グリース(熱伝導性グリース)を介して前記放熱部材8Bに固定されている。前記金属体2の他面の当接面には、図示しない熱伝導性媒体(たとえば、熱伝導性接着剤や熱伝導性グリースなど)を介して前記基板3Bの前記当接面が密着している。
【0092】
(絶縁部材7Bの説明)
前記絶縁部材7Bは、
図14、
図15に示すように、前記給電部材91B〜93Bの一部の中間部を外装して、前記放熱部材8Bと前記給電部材91B〜93Bとを相互に絶縁状態で組み込むものである。前記絶縁部材7Bは、たとえば、絶縁性の樹脂部材からなる。前記絶縁部材7Bの一端面から前記給電部材91B〜93Bの一端部が突出している。前記絶縁部材7Bの他端面から前記給電部材91B〜93Bの他端部が突出している。
【0093】
(放熱部材8Bの説明)
前記放熱部材8Bは、前記光源部10Bで発生する熱を外部に放射させるものである。前記放熱部材8Bは、たとえば、熱伝導性なお導電性をも有する樹脂部材からなる。樹脂部材の前記放熱部材8Bは、熱伝導性樹脂、たとえば、炭素繊維(短炭素繊維)、あるいは、炭素顆粒、あるいは、炭素繊維と炭素顆粒との混合物を含有する樹脂から構成されている。前記放熱部材(熱伝導樹脂部材)8Bは、この例では、少なくとも炭素繊維を含有する樹脂の射出成形品から構成されている。なお、前記放熱部材8Bは、たとえば、熱伝導性なお導電性をも有するアルミダイカストから構成されているものであっても良い。
【0094】
前記放熱部材8Bは、前記ソケット部11Bの外装部分(外側の部分)を形成する。前記放熱部材8Bは、一端部が平板形状をなし、中間部から他端部にかけてフィン形状をなす。前記放熱部材8Bの一端部の端面には、固定面が設けられている。前記放熱部材8Bの固定面には、前記金属体2の固定面がグリース(熱伝導性グリース)を介して固定されている。すなわち、前記放熱部材8Bの一部が前記金属体2の固定部に超音波溶着により加締め付けられていて、前記金属体2が前記放熱部材8Bに固定されている。この結果、前記ソケット部11Bの前記放熱部材8Bには、前記光源部10Bの前記基板3Bが、前記金属体2を介して固定されている。これにより、4個の前記半導体発光素子41B〜44Bは、前記放熱部材8Bの中心O(前記ソケット部11Bの中心O)もしくはその近傍箇所に位置する。
【0095】
前記放熱部材8Bの固定面の外周には、環形状の保護壁80が前記金属体2および前記基板3Bを包囲するように、一体に設けられている。この結果、前記基板3Bは、前記保護壁80中に収納されていて、かつ、前記保護壁80により保護されている。
【0096】
前記放熱部材8Bの保護壁80の上下とには、2個の係合孔81がそれぞれ設けられている。前記放熱部材8Bの保護壁80の左右には、2個の嵌合凹部82、83が、取付方向(前記レンズ部12Bを前記ソケット部11B(前記放熱部材8B)に取り付ける方向であって、
図15、
図17中の実線矢印に示す方向)にそれぞれ設けられている。左右2個の前記嵌合凹部82、83の幅は、前記レンズ部12Bの左右逆の誤組付防止のために異なる。すなわち、幅狭の前記嵌合凹部82の幅と、幅広の前記嵌合凹部83の幅とは、異なる。
【0097】
前記放熱部材8Bの他端部の下側、すなわち、前記半導体型光源ユニット1Bが装備されている車両用灯具100Bを車両に装備した際の下側の中央部には、コネクタ嵌合部が一体に設けられている。前記放熱部材8Bの内部のうち、前記固定面と前記コネクタ嵌合部との間の部分には、取付貫通孔84が設けられている。前記取付貫通孔84中には、前記給電部材91B〜93Bが一体に組み込まれている前記絶縁部材7Bが挿入固定されている。この結果、前記放熱部材8Bと前記給電部材91B〜93Bとは、前記絶縁部材7Bを介して、絶縁状態で一体に組み込まれている。
【0098】
前記放熱部材8Bの中間部の外周面には、前記パッキン108を前記ランプハウジング101に圧接する円板形状の鍔部86が一体に設けられている(
図12、
図14、
図16参照)。前記放熱部材8Bの中間部の外周面には、複数個この例では4個の取付部87が、前記ランプハウジング101の前記凹部(191〜194)と対応させて、かつ、前記鍔部86と対向して、一体に設けられている。
【0099】
前記鍔部86および4個の前記取付部87は、前記半導体型光源ユニット1Bを前記車両用灯具100Bに装備するための取付部を構成する。すなわち、前記ソケット部11Bの前記レンズ部12B側の一部および前記取付部87を前記ランプハウジング101の前記取付孔104および前記凹部(191〜194)中に挿入する。その状態で、前記ソケット部11Bを中心O軸回りに回転させて、前記取付部87を前記ランプハウジング101の前記ストッパ部(190)に当てる。この時点において、前記取付部87と前記鍔部86とが前記パッキン108を介して前記ランプハウジング101の前記取付孔104の縁部を両側から挟み込む(
図12、
図14、
図16参照)。
【0100】
この結果、前記半導体型光源ユニット1Bの前記ソケット部11Bは、
図12、
図14、
図16に示すように、前記車両用灯具100Bの前記ランプハウジング101に前記パッキン108を介して着脱可能にあるいは固定的に取り付けられる。
【0101】
(給電部材91B〜93Bの説明)
前記給電部材91B〜93Bは、前記光源部10Bに電気的に接続されていて、前記光源部10Bに給電するものである。前記給電部材91B〜93Bの一端部(前記基板3Bに取り付けられる端部)は、それぞれストレートピンからなる。ストレートピンの前記給電部材91B〜93Bの一端部は、横一直線上に配置されていて、前記絶縁部材7Bの一端面(前記基板3Bに対向する面)から突出している。前記給電部材91B〜93Bの一端部は、前記基板3Bを貫通して、半田62により、電気的に接続されていてかつ機械的に取り付けられている。なお、前記半田62の代わりにレーザー溶接などであっても良い。
【0102】
前記給電部材91B〜93Bの他端部(前記基板3Bに取り付けられる端部と反対側の端部)は、一直線上に配置されていて、前記絶縁部材7Bの他端面(前記基板3Bに対向する面と反対側の面)から突出している。前記給電部材91B〜93Bの他端部は、前記放熱部材8Bの前記コネクタ嵌合部内に一直線上に配置されているターミナル(図示せず)を構成する。
【0103】
(コネクタ部13Bおよびコネクタ14Bの説明)
前記放熱部材8Bの一部の前記コネクタ嵌合部および前記給電部材91B〜93Bの一部の前記ターミナルは、コネクタ部13Bを構成する。前記コネクタ部13Bには、電源側のコネクタ14Bが機械的に着脱可能にかつ電気的に断続可能に取り付けられている。
【0104】
図12に示すように、前記コネクタ14Bは、ハーネス144、145およびスイッチ(図示せず)を介して図示しない電源(直流電源のバッテリー)に接続されている。前記コネクタ14Bは、ハーネス146を介してアースされている(グランドされている)。前記コネクタ部13Bおよび前記コネクタ14Bは、3ピン(前記3本の給電部材91B〜93B、前記3本のターミナル、電源側の前記3本のターミナル)タイプの防水構造のコネクタ部およびコネクタである。
【0105】
前記コネクタ部13Bは、前記ソケット部11Bの他端部(前記光源部10Bが取り付けられている側の端部と反対側の端部)の下側に設けられている。すなわち、前記コネクタ部13Bは、前記半導体型光源ユニット1Bが装備されている車両用灯具100Bを車両に装備した際に、下側に位置する。
【0106】
(レンズ部12Bの説明)
前記レンズ部12Bは、光透過性部材からなる光学部品でかつカバー部材である。前記レンズ部12Bは、インナーレンズ(一次レンズ)である。前記レンズ部12Bは、
図12、
図14〜
図17に示すように、外径が前記放熱部材8Bの保護壁80の内径とほぼ同等もしくは若干小さいほぼ円筒形状をなす。前記レンズ部12Bは、ほぼ円錐台形(杯形状)のレンズ本体120Bと、前記レンズ本体120Bに一体に設けられている4本の取付体(弾性係合片)121Bと、から構成されている。前記レンズ本体120Bと4本の前記取付体121Bとの間、および、4本の前記取付体121B相互間には、開口部122Bが設けられている。
【0107】
前記レンズ本体120Bの一面(前記光源部10Bと対向する面)には、前記半導体発光素子41B〜44Bから放射される光を入射する入射面126B、127B(回転双曲面の入射面126B、回転円筒面の入射面127B)が設けられている。前記レンズ本体120Bの他面(前記光源部10と対向する面と反対側の面)には、前記半導体発光素子41B〜44Bからの光であって前記レンズ本体120B中に入射した光を光学制御して出射させるプリズムなどの光学制御部を有する出射面128Bが設けられている。
【0108】
4本の前記取付体121Bのうち、上下2本の取付体121Bの外面には、ランス形状の係合凸部123Bがそれぞれ一体に設けられている。4本の前記取付体121Bのうち、左右2本の取付体121Bの外面には、嵌合凸部124B、125Bが取付方向(前記レンズ部12Bを前記ソケット部11B(前記放熱部材8B)に取り付ける方向であって、
図15、
図17中の実線矢印に示す方向)にそれぞれ設けられている。左右の前記嵌合凸部124B、125Bの幅は、左右2個の前記嵌合凹部82、83と同様に、前記レンズ部12Bの左右逆の誤組付防止のために異なる。すなわち、幅狭の前記嵌合凸部124Bの幅と、幅広の前記嵌合凸部125Bの幅とは、異なる。
【0109】
前記レンズ部12Bの前記取付体121Bを前記放熱部材8Bの前記保護壁80の内側に嵌合させる。そして、前記レンズ部12Bの2個の前記嵌合凸部124B、125Bを前記放熱部材8Bの2個の前記嵌合凹部82、83にそれぞれスライド嵌合させる。かつ、前記レンズ部12Bの2個の前記係合凸部123Bを前記放熱部材8Bの2個の前記係合孔81にそれぞれ弾性嵌合する。この結果、前記レンズ部12Bは、前記放熱部材8Bに取り付けられる。これにより、前記レンズ部12Bは、前記光源部10Bをカバーするように、前記ソケット部11Bの一端部に取り付けられる。
【0110】
前記レンズ部12Bが前記ソケット部11Bに取り付けられた際には、前記レンズ部12Bの前記開口部122Bが、前記光源部10Bを収納する前記放熱部材8Bの保護壁80中に連通する。この結果、前記半導体発光素子41B〜44Bにおいて発生する熱を、前記放熱部材8Bの保護壁80中から前記レンズ部12Bの前記開口部122Bを介して外部に逃がすことができる。
【0111】
前記ソケット部11Bの前記放熱部材8Bに設けられている2個の前記係合孔81と、前記レンズ部12Bに設けられている弾性係合片としての前記取付体121Bの2個の前記係合凸部123Bとは、取付機構を構成するものである。前記レンズ部12Bの2個の前記嵌合凸部124B、125Bと、前記放熱部材8Bの2個の前記嵌合凹部82、83とは、位置合わせ機構を構成するものである。前記取付機構および前記位置合わせ機構は、前記光源部10Bと前記レンズ部12Bとを近接させて、かつ、前記光源部10Bの中心O位置と前記レンズ部12Bの中心O位置とを合わせて、取り付ける機構である。
【0112】
図18(A)、(B)、(C)に示すように、設ける位置が異なる前記位置合わせ機構の前記放熱部材8Bの幅狭の前記嵌合凹部82および前記レンズ部12Bの幅狭の前記嵌合凸部124Bは、誤組付防止機構を構成する。すなわち、
図18(A)に示す前記放熱部材8Bの前記嵌合凹部82の位置と、
図18(B)、(C)に示す前記レンズ部12Bの前記嵌合凸部124Bの位置とは、異なるので、
図18(A)に示す前記放熱部材8Bの前記嵌合凹部82に、
図18(B)、(C)に示す前記レンズ部12Bの前記嵌合凸部124Bを、組み付けることができない。また、同じく、
図18(B)に示す前記放熱部材8Bの前記嵌合凹部82の位置と、
図18(A)、(C)に示す前記レンズ部12Bの前記嵌合凸部124Bの位置とは、異なるので、
図18(B)に示す前記放熱部材8Bの前記嵌合凹部82に、
図18(A)、(C)に示す前記レンズ部12Bの前記嵌合凸部124Bを、組み付けることができない。さらに、同様に、
図18(C)に示す前記放熱部材8Bの前記嵌合凹部82の位置と、
図18(A)、(B)に示す前記レンズ部12Bの前記嵌合凸部124Bの位置とは、異なるので、
図18(C)に示す前記放熱部材8Bの前記嵌合凹部82に、
図18(A)、(B)に示す前記レンズ部12Bの前記嵌合凸部124Bを、組み付けることができない。
【0113】
(誤組付防止機構の説明)
前記誤組付防止機構は、たとえば、車両用灯具に半導体型光源ユニットを装備する際に、仕様が異なる半導体型光源ユニットのソケット部(光源部を含む)とレンズ部とが誤って組み付けられるのを防止するものである。たとえば、テール・ストップランプ機能の前記の実施形態1の半導体型光源ユニット1のソケット部11(あるいはレンズ部12)に、リアフォグランプ機能のこの実施形態3の半導体型光源ユニット1Bのレンズ部12B(あるいはソケット部11B)が、誤って組み付けられるのを防止するものである。
【0114】
(実施形態3の作用の説明)
この実施形態3における車両用灯具の半導体型光源ユニット1Bおよびこの実施形態3における車両用灯具100B(以下、「この実施形態3における半導体型光源ユニット1Bおよび車両用灯具100B」と称する)は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。
【0115】
スイッチを操作して、4個の半導体発光素子41B〜44Bに電流を供給する。すると、4個の半導体発光素子41B〜44Bが発光する。4個の半導体発光素子41B〜44Bから放射された光は、封止部材180、空気層、半導体型光源ユニット1Bのレンズ部12Bのレンズ本体120Bを透過して配光制御される。なお、4個の半導体発光素子41B〜44Bから放射された光の一部は、基板3Bの高反射面でレンズ部12B側に反射される。配光制御された光は、車両用灯具100Bのランプレンズ102を透過して再度配光制御されて、リアフォグランプの配光特性の配光パターンで外部に照射される。これにより、車両用灯具100Bは、リアフォグランプ機能の配光を外部に照射する。
【0116】
ここで、光源部10Bの半導体発光素子41B〜44Bおよび制御素子の抵抗およびダイオードおよび配線素子の導体において発生した熱は、基板3Bおよび熱伝導性媒体および金属体2および熱伝導性グリースを介して放熱部材8Bに伝達し、この放熱部材8Bから外部に放射される。また、前記の熱は、放熱部材8Bの保護壁80中からレンズ部12Bの開口部122Bを介して外部に放射される。
【0117】
(実施形態3の効果の説明)
この実施形態3における半導体型光源ユニット1Bおよび車両用灯具100Bは、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。
【0118】
この実施形態3における半導体型光源ユニット1Bおよび車両用灯具100Bは、取付機構および位置合わせ機構により、レンズ部12Bをソケット部11B(放熱部材8B)に、光源部10Bとレンズ部12Bとを近接させて、かつ、光源部10Bの中心O位置とレンズ部12Bの中心O位置とを合わせて、取り付けることができる。この結果、この実施形態3における半導体型光源ユニット1Bおよび車両用灯具100Bは、ソケット部11B(放熱部材8B)にレンズ部12Bを高精度に取り付けることができる。
【0119】
しかも、この実施形態3における半導体型光源ユニット1Bおよび車両用灯具100Bは、ソケット部11Bにレンズ部12Bを取り付けることにより、レンズ部12Bと光源部10Bとを近接させることができ、レンズ部12Bの光学性能が向上する。また、この実施形態3における半導体型光源ユニット1Bおよび車両用灯具100Bは、光源部12Bおよびレンズ部12Bをランプ機能ごとの専用部品とし、一方、ソケット部11Bを共通部品とすることにより、製造コストを安価にすることができる。
【0120】
この実施形態3における半導体型光源ユニット1Bおよび車両用灯具100Bは、取付機構が、ソケット部11Bの放熱部材8Bに設けられている2個の係合孔81と、レンズ部12Bに設けられている弾性係合片としての取付体121Bの2個の係合凸部123Bと、から構成されていて、位置合わせ機構が、レンズ部12Bの2個の嵌合凸部124B、125Bと、放熱部材8Bの2個の嵌合凹部82、83と、から構成されている。この結果、この実施形態3における半導体型光源ユニット1Bおよび車両用灯具100Bは、簡単な構造で、ソケット部11B(放熱部材8B)にレンズ部12Bを高精度に取り付けることができる。
【0121】
この実施形態3における半導体型光源ユニット1Bおよび車両用灯具100Bは、
図18(A)、(B)、(C)に示すように、設ける位置が異なる位置合わせ機構の放熱部材8Bの幅狭の嵌合凹部82およびレンズ部12Bの幅狭の嵌合凸部124Bにより、誤組付防止機構を構成することができる。この結果、この実施形態3における半導体型光源ユニット1Bおよび車両用灯具100Bは、簡単な構造で、仕様が異なる半導体型光源ユニットのソケット部(光源部を含む)とレンズ部とが誤って組み付けられるのを防止することができる。なお、個数が異なる位置合わせ機構の放熱部材8Bの幅狭の嵌合凹部82およびレンズ部12Bの幅狭の嵌合凸部124Bにより、同じく、簡単な構造で誤組付防止機構を構成することができる。また、設ける位置が異なる位置合わせ機構の放熱部材8Bの幅狭の嵌合凹部82およびレンズ部12Bの幅狭の嵌合凸部124Bと、個数が異なる位置合わせ機構の放熱部材8Bの幅狭の嵌合凹部82およびレンズ部12Bの幅狭の嵌合凸部124Bとにより、同じく、誤組付防止機構を構成しても良い。
【0122】
この実施形態3における半導体型光源ユニット1Bおよび車両用灯具100Bは、レンズ部12Bの取付体121Bおよび放熱部材8Bの保護壁80には取付機構および位置合わせ機構がそれぞれ設けられていて、レンズ部12Bの取付体121Bが放熱部材8Bの保護壁80の内側に嵌合するものである。この結果、この実施形態3における半導体型光源ユニット1Bおよび車両用灯具100Bは、レンズ部12Bの外径が放熱部材8Bの保護壁80の内径とほぼ同等もしくは若干小さいので、レンズ部12Bしいては半導体型光源ユニット1Bを小型化することができる。なお、レンズ部12Bの取付体121Bが放熱部材8Bの保護壁80の外側に嵌合するものであっても良い。この場合においては、レンズ部12Bの内径が放熱部材8Bの保護壁80の外径とほぼ同等もしくは若干大きいので、半導体発光素子41B〜44Bを収納する空間が大きくなり、その分、半導体発光素子41B〜44Bにおいて発生する熱を効率良く外部に放出することができる。
【0123】
この実施形態3における半導体型光源ユニット1Bおよび車両用灯具100Bは、レンズ部12Bのレンズ本体120Bと4本の取付体121Bとの間、および、4本の取付体121B相互間には開口部122Bが設けられている。この結果、この実施形態3における半導体型光源ユニット1Bおよび車両用灯具100Bは、レンズ部12Bをソケット部11Bに取り付けた際には、レンズ部12Bの開口部122Bがソケット部11Bの光源部10Bを収納する放熱部材8Bの保護壁80中に連通する。このために、半導体発光素子41B〜44Bにおいて発生する熱を、放熱部材8Bの保護壁80中からレンズ部12Bの開口部122Bを介して外部に逃がすことができる。
【0124】
(実施形態1、2、3以外の例の説明)
なお、前記の実施形態1、2においては、ソケット部11に係合凸部73を設け、レンズ部12、12Aに係合孔123を有する弾性係合片124を設けるものである。ところが、この発明においては、ソケット部11に係合孔を有する弾性係合片を設け、レンズ部12、12Aに係合凸部を設けるものであっても良いし、あるいは、ソケット部11に係合凸部73と係合孔を有する弾性係合片とをそれぞれ設け、レンズ部12、12Aに係合孔123を有する弾性係合片124と係合凸部とをそれぞれ設けるものであっても良い。
【0125】
また、前記の実施形態1、2においては、通気用の開口部122を設けるものである。ところが、この発明においては、通気用の開口部122を設けなくても良い。
【0126】
さらに、前記の実施形態1、2においては、通気用の開口部122を上下に設けるものである。ところが、この発明においては、通気用の開口部122を左右にあるいは斜めに設けても良い。
【0127】
さらにまた、前記の実施形態1、2においては、通気用の開口部122を弾性係合片124に設けるものである。ところが、この発明においては、通気用の開口部122を弾性係合片124以外の箇所に設けても良い。
【0128】
さらにまた、前記の実施形態1、2においては、5個の半導体発光素子40〜44を使用するものである。ところが、この発明においては、半導体発光素子として、2個〜4個、6個以上であっても良い。テールランプ機能として使用する半導体発光素子の個数やレイアウト、および、ストップランプ機能として使用する半導体発光素子の個数やレイアウトは、特に限定しない。すなわち、複数個の半導体発光素子が一列に実装されていれば良い。
【0129】
さらにまた、前記の実施形態1、2においては、テール・ストップランプの複機能のランプに使用するものである。ところが、この発明においては、テール・ストップランプの複機能のランプ以外のコンビネーションランプの複機能のランプにも使用することができる。すなわち、小電流が供給され発光量が小さい半導体発光素子と大電流が供給され発光量が大きい半導体発光素子とを、発光量が小さいサブフィラメントと発光量が大きいメインフィラメントとに、代用することができる。
【0130】
さらにまた、前記の実施形態1、2においては、テール・ストップランプの複機能のランプに使用するものである。ところが、この発明においては、単機能のランプにも使用することができる。すなわち、複数個の半導体発光素子をシングルフィラメントに代用して単機能のランプに使用することができる。単機能のランプとしては、ターンシグナルランプ、バックアップランプ、ストップランプ、テールランプ、ヘッドランプのロービームランプすなわちすれ違い用ヘッドランプ、ヘッドランプのハイビームランプすなわち走行用ヘッドランプ、フォグランプ、クリアランスランプ、コーナリングランプ、ディタイムランニングランプなどがある。
【0131】
さらにまた、前記の実施形態1、2においては、テールランプとストップランプとの2個のランプの切替に使用するものである。ところが、この発明においては、3個以上のランプの切替にも使用でき、または、切替を行わない1個のランプにも使用できる。
【0132】
さらにまた、前記の実施形態1、2においては、ソケット部11の放熱部材8の一部、特に、後部のフィン形状の部分が絶縁部材7から露出しているものである。ところが、この発明においては、ソケット部11の放熱部材8が絶縁部材7で覆われているものであっても良い。
【0133】
さらにまた、前記の実施形態1、2においては、電源側のコネクタ14のコネクタ部13への取付方向と半導体型光源ユニット1、1Aの車両用灯具100、100Aへの取付方向とが一致するあるいは平行であるものである。ところが、この発明においては、電源側のコネクタ14のコネクタ部13への取付方向と半導体型光源ユニット1、1Aの車両用灯具100、100Aへの取付方向とが交差あるいは直交するものであっても良い。
【0134】
なお、前記の実施形態3においては、ソケット部11Bの放熱部材8Bの保護壁80に係合孔81を設け、一方、レンズ部12Bの取付体121B(弾性係合片)に係合凸部123Bを設けるものである。ところが、この発明においては、ソケット部11Bの放熱部材8Bの保護壁80に係合凸部を設け、一方、レンズ部12Bの取付体121B(弾性係合片)に係合孔を設けるものであっても良い。また、ソケット部11Bの放熱部材8Bの保護壁80に弾性係合片を設け、その弾性係合片に係合孔もしくは係合凸部を設け、一方、レンズ部12Bに係合凸部もしくは係合孔を設けても良い。
【0135】
また、前記の実施形態3においては、ソケット部11Bの放熱部材8Bの保護壁80に嵌合凹部82、83を設け、一方、レンズ部12Bの取付体121B(弾性係合片)に嵌合凸部124B、125Bを設けるものである。ところが、この発明においては、ソケット部11Bの放熱部材8Bの保護壁80に嵌合凸部を設け、一方、レンズ部12Bの取付体121B(弾性係合片)に嵌合凹部を設けるものであっても良い。
【0136】
さらに、前記の実施形態3においては、ソケット部11Bの放熱部材8Bの保護壁80の係合孔81、嵌合凹部82、83に、内側から、レンズ部12Bの取付体121B(弾性係合片)の係合凸部123B、嵌合凸部124B、125Bを、係合、嵌合するものである。ところが、この発明においては、ソケット部11Bの放熱部材8Bの保護壁80の係合孔81、嵌合凹部82、83に、外側から、レンズ部12Bの取付体121B(弾性係合片)の係合凸部123B、嵌合凸部124B、125Bを、係合、嵌合するものであっても良い。