(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024016965
(43)【公開日】2024-02-08
(54)【発明の名称】車両用照明装置、および車両用灯具
(51)【国際特許分類】
F21S 43/19 20180101AFI20240201BHJP
F21S 43/14 20180101ALI20240201BHJP
F21W 103/55 20180101ALN20240201BHJP
F21W 103/10 20180101ALN20240201BHJP
F21W 103/20 20180101ALN20240201BHJP
F21W 103/35 20180101ALN20240201BHJP
F21W 103/00 20180101ALN20240201BHJP
F21W 103/45 20180101ALN20240201BHJP
F21W 103/40 20180101ALN20240201BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20240201BHJP
【FI】
F21S43/19
F21S43/14
F21W103:55
F21W103:10
F21W103:20
F21W103:35
F21W103:00
F21W103:45
F21W103:40
F21Y115:10
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022119282
(22)【出願日】2022-07-27
(71)【出願人】
【識別番号】000003757
【氏名又は名称】東芝ライテック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100146592
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 浩
(74)【代理人】
【氏名又は名称】白井 達哲
(74)【代理人】
【識別番号】100176751
【弁理士】
【氏名又は名称】星野 耕平
(72)【発明者】
【氏名】白石 寛光
(57)【要約】
【課題】封止部の大きさを小さくすることができる車両用照明装置、および車両用灯具を提供することである。
【解決手段】実施形態に係る車両用照明装置は、ソケットと;前記ソケットの一方の端部側に設けられ、実装パッドと、前記実装パッドと電気的に接続された接続バッドと、を有する配線パターンが設けられた基板と;チップ状を呈し、前記実装パッドに接合され、上端に電極を有する発光素子と;前記発光素子の前記電極と、前記接続バッドと、に接続されたワイヤ配線と;枠状を呈し、前記発光素子と、前記ワイヤ配線と、を囲み、前記基板に設けられた枠部と;前記枠部の内側に設けられ、前記発光素子と、前記ワイヤ配線と、を覆う封止部と;を具備している。車両用照明装置の中心軸に沿った方向から見て、前記ワイヤ配線が接続された前記接続バッドの端部が、前記枠部の内面の、前記基板側の端部よりも、前記枠部の外面側に設けられている。
【選択図】
図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ソケットと;
前記ソケットの一方の端部側に設けられ、実装パッドと、前記実装パッドと電気的に接続された接続バッドと、を有する配線パターンが設けられた基板と;
チップ状を呈し、前記実装パッドに接合され、上端に電極を有する発光素子と;
前記発光素子の前記電極と、前記接続バッドと、に接続されたワイヤ配線と;
枠状を呈し、前記発光素子と、前記ワイヤ配線と、を囲み、前記基板に設けられた枠部と;
前記枠部の内側に設けられ、前記発光素子と、前記ワイヤ配線と、を覆う封止部と;
を具備し、
車両用照明装置の中心軸に沿った方向から見て、前記ワイヤ配線が接続された前記接続バッドの端部が、前記枠部の内面の、前記基板側の端部よりも、前記枠部の外面側に設けられている車両用照明装置。
【請求項2】
前記枠部は、前記枠部の内面と、前記枠部の前記基板側の端部と、に開口する凹部を有し、
前記車両用照明装置の中心軸に沿った方向から見て、前記凹部は、前記ワイヤ配線が接続された前記接続バッドの少なくとも一部と重っている請求項1記載の車両用照明装置。
【請求項3】
前記凹部は、前記枠部の、前記基板側とは反対側の端部にさらに開口している請求項2記載の車両用照明装置。
【請求項4】
前記枠部は、前記ワイヤ配線と前記接続バッドの接続部分、および、前記ワイヤ配線の、前記接続バッドとの接続部分の近傍を覆っている請求項1記載の車両用照明装置。
【請求項5】
請求項1記載の車両用照明装置と;
前記車両用照明装置が取り付けられる筐体と;
を具備した車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、車両用照明装置、および車両用灯具に関する。
【背景技術】
【0002】
省エネルギー化や長寿命化などの観点から、フィラメントを備えた車両用照明装置に代えて発光ダイオードなどの発光素子を備えた車両用照明装置の普及が進んでいる。例えば、ソケットと、ソケットの一方の端部側に設けられた発光モジュールと、を備えた車両用照明装置が提案されている。
【0003】
発光モジュールは、基板、基板の上に設けられたチップ状の発光素子、チップ状の発光素子を囲む枠部、および、枠部の内側に設けられ、チップ状の発光素子を覆う封止部を有している。チップ状の発光素子は、基板に設けられた実装パッド(アイランドパターンなどとも称される)に接合される。また、チップ状の発光素子の上端に設けられた電極と、実装パッドに接続された接続パッドとがワイヤ配線により電気的に接続される。ワイヤ配線は、チップ状の発光素子とともに封止部により覆われる。
【0004】
ここで、発光素子が点灯すると熱が発生して、封止部が膨張する。点灯した発光素子が消灯すると、封止部の温度が下がり、封止部が収縮する。そのため、発光素子の点灯と消灯に伴い、封止部に熱変形(温度変化による膨張と収縮)が生じる。封止部に熱変形が生じると、封止部に覆われている発光素子とワイヤ配線に応力が発生する。
【0005】
また、車両用照明装置の場合には、雰囲気温度の変化が大きい。例えば、雰囲気温度は、-40℃~85℃の範囲で変動する場合がある。さらに、近年においては、車両用照明装置の高光束化が求められており、発光素子に流れる電流の値が大きくなる傾向にある。発光素子に流れる電流の値が大きくなると、点灯時に発生する熱が増える。そのため、封止部の熱変形量がさらに大きくなり、発光素子とワイヤ配線に発生する応力がさらに大きくなる場合がある。
【0006】
発光素子とワイヤ配線に発生する応力が大きくなると、発光素子が剥離したり、ワイヤ配線が断線したり、ワイヤ配線の接続部分が剥離したりするおそれがある。
【0007】
この場合、封止部の熱変形量は、封止部の中心から離れるほど大きくなるので、封止部の大きさを小さくすれば、封止部の熱変形量を小さくすることができる。封止部の熱変形量が小さくなれば、発光素子とワイヤ配線に発生する応力が小さくなるので、発光素子などの剥離や、ワイヤ配線の断線などを抑制することができる。
【0008】
ところが、単に、封止部の大きさを小さくすれば、発光素子およびワイヤ配線と、これらを囲む枠部とが干渉するおそれがある。そのため、封止部の大きさを小さくするのが困難となっていた。
そこで、封止部の大きさを小さくすることができる技術の開発が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明が解決しようとする課題は、封止部の大きさを小さくすることができる車両用照明装置、および車両用灯具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
実施形態に係る車両用照明装置は、ソケットと;前記ソケットの一方の端部側に設けられ、実装パッドと、前記実装パッドと電気的に接続された接続バッドと、を有する配線パターンが設けられた基板と;チップ状を呈し、前記実装パッドに接合され、上端に電極を有する発光素子と;前記発光素子の前記電極と、前記接続バッドと、に接続されたワイヤ配線と;枠状を呈し、前記発光素子と、前記ワイヤ配線と、を囲み、前記基板に設けられた枠部と;前記枠部の内側に設けられ、前記発光素子と、前記ワイヤ配線と、を覆う封止部と;を具備している。車両用照明装置の中心軸に沿った方向から見て、前記ワイヤ配線が接続された前記接続バッドの端部が、前記枠部の内面の、前記基板側の端部よりも、前記枠部の外面側に設けられている。
【発明の効果】
【0012】
本発明の実施形態によれば、封止部の大きさを小さくすることができる車両用照明装置、および車両用灯具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【
図1】本実施の形態に係る車両用照明装置を例示するための模式分解図である。
【
図2】
図1における車両用照明装置のA-A線断面図である。
【
図3】比較例に係る枠部と、接続バッドとの位置関係を例示するための模式断面図である。
【
図4】本実施の形態に係る枠部と、接続バッドとの位置関係を例示するための模式断面図である。
【
図5】他の実施形態に係る枠部と、接続バッドとの位置関係を例示するための模式断面図である。
【
図6】他の実施形態に係る枠部と、接続バッドとの位置関係を例示するための模式平面図である。
【
図7】他の実施形態に係る枠部と、接続バッドとの位置関係を例示するための模式断面図である。
【
図8】車両用灯具を例示するための模式部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【0015】
(車両用照明装置)
本実施の形態に係る車両用照明装置1は、例えば、自動車や鉄道車両などに設けることができる。自動車に設けられる車両用照明装置1としては、例えば、フロントコンビネーションライト(例えば、デイタイムランニングランプ(DRL:Daytime Running Lamp)、ポジションランプ、ターンシグナルランプなどが適宜組み合わされたもの)や、リアコンビネーションライト(例えば、ストップランプ、テールランプ、ターンシグナルランプ、バックランプ、フォグランプなどが適宜組み合わされたもの)などに用いられるものを例示することができる。ただし、車両用照明装置1の用途は、これらに限定されるわけではない。
【0016】
図1は、本実施の形態に係る車両用照明装置1を例示するための模式分解図である。
図2は、
図1における車両用照明装置1のA-A線断面図である。
図1、および
図2に示すように、車両用照明装置1には、例えば、ソケット10、発光モジュール20、給電部30、および伝熱部40が設けられている。
【0017】
ソケット10は、例えば、装着部11、バヨネット12、フランジ13、放熱フィン14、およびコネクタホルダ15を有する。
装着部11は、フランジ13の、放熱フィン14が設けられる側とは反対側の面に設けられている。装着部11の外形形状は、柱状とすることができる。装着部11の外形形状は、例えば、円柱状である。装着部11は、例えば、フランジ13側とは反対側の端部に開口する凹部11aを有する。
【0018】
バヨネット12は、例えば、装着部11の側面に設けられる。バヨネット12は、車両用照明装置1の外側に向けて突出している。バヨネット12は、フランジ13と対向している。バヨネット12は、複数設けることができる。バヨネット12は、車両用照明装置1を、例えば、後述する車両用灯具100の筐体101に装着する際に用いられる。バヨネット12は、ツイストロックに用いることができる。
【0019】
フランジ13は、例えば、板状を呈している。フランジ13は、例えば、略円板状を呈している。フランジ13の側面は、バヨネット12の側面よりも車両用照明装置1の外方に位置している。
【0020】
放熱フィン14は、フランジ13の、装着部11側とは反対側に設けられる。放熱フィン14は、少なくとも1つ設けることができる。例えば、
図2に示すように、ソケット10には複数の放熱フィン14を設けることができる。複数の放熱フィン14は、所定の方向に並べて設けることができる。放熱フィン14は、例えば、板状、または筒状を呈している。
【0021】
コネクタホルダ15は、フランジ13の、装着部11側とは反対側に設けられている。コネクタホルダ15は、放熱フィン14と並べて設けることができる。コネクタホルダ15は、筒状を呈し、内部にシール部材105aを有するコネクタ105が挿入される。
【0022】
ソケット10は、発光モジュール20、および給電部30を保持する機能と、発光モジュール20において発生した熱を外部に伝える機能を有する。そのため、ソケット10は、熱伝導率の高い材料から形成するのが好ましい。
ソケット10は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金などの金属から形成することができる。
【0023】
また、近年においては、ソケット10は、発光モジュール20において発生した熱を効率よく放熱することができ、且つ、軽量であることが望まれている。そのため、ソケット10は、例えば、高熱伝導性樹脂から形成することもできる。高熱伝導性樹脂は、例えば、樹脂と、無機材料を用いたフィラーと、を含む。高熱伝導性樹脂は、例えば、PET(Polyethylene terephthalate)やナイロン(Nylon)などの樹脂に、炭素や酸化アルミニウムなどを用いたフィラーを混合させたものである。なお、
図1、および
図2に例示をしたソケット10は、高熱伝導性樹脂から形成されたものである。
【0024】
高熱伝導性樹脂を含み、装着部11、バヨネット12、フランジ13、放熱フィン14、およびコネクタホルダ15が一体に成形されたソケット10とすれば、発光モジュール20において発生した熱を効率よく放熱することができる。また、ソケット10の重量を軽くすることができる。この場合、装着部11、バヨネット12、フランジ13、放熱フィン14、およびコネクタホルダ15は、射出成形法などを用いて、一体成形することができる。また、インサート成形法を用いて、ソケット10、給電部30、および伝熱部40を一体成形することもできる。
【0025】
発光モジュール20(基板21)は、ソケット10の一方の端部側に設けられる。
発光モジュール20は、例えば、基板21、発光素子22、枠部23、封止部24、および回路素子25を有する。
基板21は、例えば、伝熱部40の上面に接着される。この場合、接着剤は、熱伝導率の高い接着剤とすることが好ましい。例えば、接着剤は、無機材料を用いたフィラーが混合された接着剤とすることができる。この場合、基板21と伝熱部40との間には、接着剤が硬化することで形成された接着層41が設けられる。
【0026】
基板21は、板状を呈している。基板21の平面形状は、例えば、四角形である。基板21は、例えば、セラミックス(例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなど)などの無機材料、紙フェノールやガラスエポキシなどの有機材料などから形成することができる。また、基板21は、金属板の表面を絶縁性材料で被覆したメタルコア基板などであってもよい。発光素子22の発熱量が多い場合には、放熱の観点から熱伝導率の高い材料を用いて基板21を形成することが好ましい。熱伝導率の高い材料としては、例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなどのセラミックス、高熱伝導性樹脂、メタルコア基板などを例示することができる。基板21は、単層構造を有するものであってもよいし、多層構造を有するものであってもよい。
【0027】
また、基板21の表面には、配線パターン21aが設けられている。配線パターン21aは、実装パッド21a1と、実装パッド21a1と電気的に接続された接続バッド21a2と、を有する(例えば、後述する
図3や
図6などを参照)。配線パターン21aは、例えば、銀を主成分とする材料や、銅を主成分とする材料などから形成される。
【0028】
また、基板21の、枠部23が設けられる領域の外側には、配線パターン21aや、後述する膜状の抵抗器などを覆う被覆部を設けることができる。被覆部は、例えば、ガラス材料を含んでいる。
【0029】
発光素子22は、基板21の上(基板21の、ソケット10側とは反対側の面)に設けられている。発光素子22は、例えば、ダイアタッチ材やダイアタッチシートなどの接合材を用いて、実装パッド21a1に接合される。発光素子22は、少なくとも1つ設けることができる。
図1、および
図2に例示をした車両用照明装置1には複数の発光素子22が設けられている。複数の発光素子22を設ける場合には、複数の発光素子22を直列接続することができる。
発光素子22は、例えば、発光ダイオード、有機発光ダイオード、レーザダイオードなどである。
【0030】
発光素子22は、チップ状の発光素子である。発光素子22がチップ状の発光素子であれば、発光素子22が設けられる領域を小さくすることができる。そのため、発光モジュール20の小型化、ひいては車両用照明装置1の小型化を図ることができる。チップ状の発光素子22は、COB(Chip On Board)により配線パターン21a(実装パッド21a1)に実装することができる。
【0031】
発光素子22は、少なくとも上端に電極を有する。発光素子22は、例えば、上下電極型の発光素子、または、上部電極型の発光素子である。発光素子22の上部電極は、ワイヤ配線21bにより配線パターン21a(接続バッド21a2)と電気的に接続される。例えば、ワイヤ配線21bは、ワイヤボンディング法により、発光素子22の上部電極と、配線パターン21aの接続バッド21a2とに接続される。
【0032】
図1、および
図2に例示をした発光素子22は上下電極型の発光素子であるため、上部電極は発光素子22の上端に1つ設けられている。そのため、上下電極型の発光素子の場合には、1つの発光素子22に対して1つのワイヤ配線21bが設けられている。発光素子22が上部電極型の発光素子である場合には、上部電極は発光素子22の上端に2つ設けられている。そのため、上部電極型の発光素子の場合には、1つの発光素子22に対して2つのワイヤ配線21bが設けられることになる。
以下においては、一例として、発光素子22が上下電極型の発光素子である場合を説明する。
【0033】
なお、発光素子22の数、大きさ、配置などは、例示をしたものに限定されるわけではなく、車両用照明装置1の大きさや用途などに応じて適宜変更することができる。
【0034】
枠部23は、基板21の上に設けられている。枠部23は、枠状を呈し、基板21に接着されている。そのため、枠部23と基板21の間には、接着層23aが形成されている。接着層23aは、接着剤が硬化したものであってもよいし、封止部24を形成する際に用いる樹脂が硬化したものであってもよい。
【0035】
枠部23は、発光素子22、およびワイヤ配線21bを囲んでいる。枠部23は、例えば、樹脂から形成される。樹脂は、例えば、PBT(polybutylene terephthalate)、PC(polycarbonate)、PET、ナイロン、PP(polypropylene)、PE(polyethylene)、PS(polystyrene)などの熱可塑性樹脂とすることができる。枠部23は、例えば、射出成形法や、切削加工などにより形成することができる。
【0036】
枠部23は、封止部24の形成範囲を規定する機能と、リフレクタの機能とを有することができる。そのため、枠部23は、反射率を向上させるために、酸化チタンの粒子などを含んでいたり、白色の樹脂を含んでいたりすることができる。また、枠部23の内面23bは、傾斜面とすることもできる。車両用照明装置1の中心軸1aと、枠部23の内面23bとの間の距離は、枠部23の基板21側とは反対側の端部に近づくに従い漸増するようにすることができる。枠部23が反射率の高い材料を含んでいたり、枠部23の内面23bが傾斜面であったりすれば、発光素子22から照射された光の利用効率を向上させることができる。また、枠部23が設けられていれば、封止部24が形成される範囲を小さくすることができるので、発光モジュール20の小型化、ひいては車両用照明装置1の小型化を図ることができる。
【0037】
封止部24は、枠部23の内側に設けられる。封止部24は、枠部23により囲まれた領域を覆うように設けられる。封止部24は、発光素子22とワイヤ配線21bを覆うように設けられる。封止部24は、透光性を有する樹脂を含んでいる。封止部24は、例えば、枠部23の内側に樹脂を充填することで形成される。樹脂の充填は、例えば、ディスペンサなどを用いて行われる。充填する樹脂は、例えば、シリコーン樹脂などである。
【0038】
また、封止部24には蛍光体を含めることができる。蛍光体は、例えば、YAG系蛍光体(イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体)などとすることができる。ただし、蛍光体の種類は、車両用照明装置1の用途などに応じて所定の発光色が得られるように適宜変更することができる。
【0039】
回路素子25は、発光素子22を有する発光回路を構成するために用いられる受動素子または能動素子とすることができる。回路素子25は、例えば、枠部23の周辺に設けられ、配線パターン21aと電気的に接続される。回路素子25は、例えば、少なくとも1つ設けることができる。
【0040】
回路素子25は、例えば、抵抗25a、および保護素子25bとすることができる。
ただし、回路素子25の種類は例示をしたものに限定されるわけではなく、発光素子22を有する発光回路の構成に応じて適宜変更することができる。例えば、回路素子25は、前述したものの他に、コンデンサ、正特性サーミスタ、負特性サーミスタ、インダクタ、サージアブソーバ、バリスタ、FETやバイポーラトランジスタなどのトランジスタ、集積回路、演算素子などであってもよい。
【0041】
抵抗25aは、基板21の上に設けられている。抵抗25aは、配線パターン21aと電気的に接続される。抵抗25aは、例えば、表面実装型の抵抗器、リード線を有する抵抗器(酸化金属皮膜抵抗器)、スクリーン印刷法などを用いて形成された膜状の抵抗器などとすることができる。なお、
図1、および
図2に例示をした抵抗25aは、膜状の抵抗器である。
【0042】
膜状の抵抗器の材料は、例えば、酸化ルテニウム(RuO2)である。膜状の抵抗器は、例えば、スクリーン印刷法および焼成法を用いて形成される。抵抗25aが膜状の抵抗器であれば、抵抗25aと基板21との接触面積を大きくすることができるので、放熱性を向上させることができる。また、複数の抵抗25aを一度に形成することができる。そのため、生産性を向上させることができる。また、複数の抵抗25aにおける抵抗値のばらつきを抑制することができる。
【0043】
ここで、発光素子22の順方向電圧特性には、ばらつきがあるので、アノード端子とグランド端子との間の印加電圧を一定にすると、発光素子22から照射される光の明るさ(光束、輝度、光度、照度)にばらつきが生じる。そのため、発光素子22から照射される光の明るさが所定の範囲内に収まるように、発光素子22に直列接続された抵抗25aにより、発光素子22に流れる電流の値が所定の範囲内となるようにする。この場合、抵抗25aの抵抗値を変化させることで、発光素子22に流れる電流の値が所定の範囲内となるようにする。
【0044】
抵抗25aが表面実装型の抵抗器やリード線を有する抵抗器などの場合には、発光素子22の順方向電圧特性に応じて適切な抵抗値を有する抵抗25aを選択する。抵抗25aが膜状の抵抗器の場合には、抵抗25aの一部を除去すれば、抵抗値を増加させることができる。例えば、膜状の抵抗器にレーザ光を照射すれば、膜状の抵抗器の一部を容易に除去することができる。なお、抵抗25aの数、大きさなどは、例示をしたものに限定されるわけではなく、発光素子22の数や仕様などに応じて適宜変更することができる。
【0045】
保護素子25bは、基板21の上に設けられている。保護素子25bは、配線パターン21aと電気的に接続される。保護素子25bは、例えば、逆方向電圧が発光素子22に印加されないようにするため、および、逆方向からのパルスノイズが発光素子22に印加されないようにするために設けられる。保護素子25bは、例えば、ダイオードである。
図1に例示をした保護素子25bは、表面実装型のダイオードである。
【0046】
その他、必要に応じて光学要素を設けることもできる。光学要素は、例えば、封止部24の上に設けることができる。光学要素は、例えば、凸レンズ、凹レンズ、導光体などである。
【0047】
給電部30は、例えば、複数の給電端子31、および保持部32を有する。
複数の給電端子31は、棒状体とすることができる。複数の給電端子31は、例えば、所定の方向に並べて設けられる。複数の給電端子31の一方の端部は、凹部11aの底面11a1から突出している。複数の給電端子31の一方の端部は、基板21に設けられた配線パターン21aと半田付けされる。複数の給電端子31の他方の端部は、コネクタホルダ15の孔の内部に露出している。コネクタホルダ15の孔の内部に露出する複数の給電端子31には、後述するコネクタ105が嵌め合わされる。複数の給電端子31は、例えば、銅合金などの金属から形成される。なお、複数の給電端子31の形状、配置、材料などは例示をしたものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。
【0048】
前述したように、ソケット10は熱伝導率の高い材料から形成することが好ましい。ところが、熱伝導率の高い材料は導電性を有している場合がある。例えば、アルミニウム合金などの金属や、炭素を用いたフィラーを含む高熱伝導性樹脂などは、導電性を有している。そのため、保持部32は、複数の給電端子31と、導電性を有するソケット10との間を絶縁するために設けられている。また、保持部32は、複数の給電端子31を保持する機能をも有する。なお、ソケット10が絶縁性を有する高熱伝導性樹脂(例えば、酸化アルミニウムを用いたフィラーを含む高熱伝導性樹脂など)から形成される場合には、保持部32を省くことができる。この場合、ソケット10が複数の給電端子31を保持する。保持部32は、例えば、絶縁性を有する樹脂から形成される。保持部32は、例えば、ソケット10に設けられた孔に圧入したり、孔の内壁に接着したりすることができる。
【0049】
伝熱部40は、板状を呈し、ソケット10と、発光モジュール20(基板21)との間に設けられている。伝熱部40の上面は、ソケット10の、発光モジュール20が設けられる側の端部から露出している。例えば、
図2に示すように、伝熱部40は、凹部11aの底面11a1に接着することができる。また、凹部11aの底面11a1に設けられた凹部の内部に、伝熱部40を接着するようにしてもよい。また、凹部11aの底面11a1に設けられた凸状の台座の上に、伝熱部40を接着するようにしてもよい。伝熱部40とソケット10とを接着する接着剤は、熱伝導率の高い接着剤とすることが好ましい。例えば、接着剤は、前述した、発光モジュール20(基板21)と伝熱部40とを接着する接着剤と同じとすることができる。
【0050】
また、インサート成形法により、伝熱部40とソケット10を一体に成形することもできる。また、熱伝導グリス(放熱グリス)を含む層を介して、伝熱部40をソケット10に取り付けてもよい。熱伝導グリスは、例えば、変性シリコーンに、無機材料を用いたフィラーが混合されたものである。
【0051】
伝熱部40は、発光モジュール20において発生した熱をソケット10に伝えやすくするために設けられる。そのため、伝熱部40は、熱伝導率の高い材料から形成される。例えば、伝熱部40は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などの金属から形成される。
【0052】
また、例えば、発光モジュール20において発生する熱が少ない場合や、ソケット10が金属から形成される場合などには、伝熱部40を省くことができる。伝熱部40を省く場合には、発光モジュール20(基板21)が、ソケット10の端部に接着される。例えば、発光モジュール20(基板21)を凹部11aの底面11a1に接着したり、発光モジュール20(基板21)を凹部11aの底面11a1に設けられた凸状の台座の上に接着したりすることができる。例えば、接着剤は、前述した、発光モジュール20(基板21)と伝熱部40とを接着する接着剤と同じとすることができる。
【0053】
ここで、発光素子22が点灯すると熱が発生して、封止部24が膨張する。点灯した発光素子22が消灯すると、封止部24の温度が下がり、封止部24が収縮する。また、車両用照明装置1の場合には、雰囲気温度が、-40℃~85℃の範囲で変動する場合がある。さらに、近年においては、車両用照明装置1の高光束化が求められており、発光素子22に流れる電流の値が大きくなる傾向にある。雰囲気温度の変動が大きくなったり、発光素子22に流れる電流の値が大きくなったりすると、封止部24の熱変形量がさらに大きくなる。
【0054】
封止部24が熱変形すると、封止部24に覆われている発光素子22とワイヤ配線21bに応力が発生する。そして、雰囲気温度の変動が大きくなったり、発光素子22に流れる電流の値が大きくなったりすると、熱変形量がさらに大きくなり、発生する応力がさらに大きくなる。発生する応力が大きくなると、発光素子22が剥離したり、ワイヤ配線21bが断線したり、ワイヤ配線21bの接続部分が剥離したりするおそれがある。
【0055】
図3は、比較例に係る枠部123と、接続バッド21a2との位置関係を例示するための模式断面図である。
図3に示すように、一般的には、ワイヤ配線21bが接続された接続バッド21a2の端部は、枠部123の内面123bの、基板21側の端部よりも、枠部123の内側に設けられる。この様にすれば、枠部123が、ワイヤ配線21bと干渉するのを抑制することができる。しかしながら、この様にすると、枠部123の小型化、ひいては封止部24の小型化が困難になる。
【0056】
ここで、封止部24の熱変形量は、封止部24の中心から離れるほど大きくなる。そのため、封止部24の中心から離れた位置、すなわち、枠部123の内面123bの近傍に設けられる、ワイヤ配線21bと接続バッド21a2の接続部分に大きな応力が発生しやすくなる。
【0057】
そのため、封止部24の小型化が困難になると、ワイヤ配線21bと接続バッド21a2の接続部分に発生する応力や、ワイヤ配線21bの、接続バッド21a2との接続部分の近傍に発生する応力の低減が困難になる。発生する応力の低減が困難になると、ワイヤ配線21bが接続バッド21a2から剥離したり、ワイヤ配線21bの、接続バッド21a2との接続部分の近傍が断線したりする場合がある。
【0058】
図4は、本実施の形態に係る枠部23と、接続バッド21a2との位置関係を例示するための模式断面図である。
図4に示すように、車両用照明装置1においては、車両用照明装置1の中心軸1aに沿った方向から見た場合に、ワイヤ配線21bが接続された接続バッド21a2の端部が、枠部23の内面23bの、基板21側の端部よりも、枠部23の外面23d側に設けられている。この様にすれば、封止部24の小型化を図ることができ、ひいては、ワイヤ配線21bと接続バッド21a2の接続部分に発生する応力や、ワイヤ配線21bの、接続バッド21a2との接続部分の近傍に発生する応力を低減させることができる。
【0059】
そのため、ワイヤ配線21bが接続バッド21a2から剥離したり、ワイヤ配線21bの、接続バッド21a2との接続部分の近傍が断線したりするのを抑制することができる。また、車両用照明装置1の温度変動に対する信頼性を向上させたり、車両用照明装置1の高光束化を容易にしたりすることができる。
【0060】
この場合、
図4に示すように、車両用照明装置1の中心軸1aに沿った方向から見た場合に、ワイヤ配線21bと接続バッド21a2の接続部分が、枠部23の内面23bの、基板21側の端部よりも、枠部23の外面23d側に設けられる様にすることもできる。すなわち、枠部23と、ワイヤ配線21bとが干渉したり、枠部23と、ワイヤ配線21bと接続バッド21a2の接続部分とが干渉したりしなければよい。
例えば、以下の様にして枠部23を接着すればよい。
【0061】
例えば、基板21の、発光素子22、およびワイヤ配線21bが設けられた領域を囲む様に接着剤を枠状に塗布し、枠状の接着剤の上に枠部23を載せて接着剤を硬化させる。接着剤を硬化させる際には、枠部23を基板21の上方の所定の位置に維持する。また、枠部23と基板21との間に所定の隙間を設けた状態で、枠部23の内側に樹脂を充填して、封止部24を形成するとともに、枠部23を基板21の上方の所定の位置に接着することもできる。
【0062】
また、
図4に示すように、枠部23の、基板21側の端部に凸部23cを設けることもできる。車両用照明装置1の中心軸1aに沿った方向から見た場合に、凸部23cは、接続バッド21a2と重ならない位置に設けることができる。枠部23を接着する際には、凸部23cを基板21に接触させることができる。凸部23cが基板21に接触していれば、枠部23の位置を安定させることができる。この場合、複数の凸部23cが設けられていれば、枠部23の位置をさらに安定させることができる。前述した様に、枠部23はリフレクタの機能を有する場合がある。枠部23がリフレクタの機能を有している場合に、枠部23の位置を安定させることができれば、配光特性が変動するのを抑制することができる。
【0063】
図5は、他の実施形態に係る枠部33と、接続バッド21a2との位置関係を例示するための模式断面図である。
図5に示すように、車両用照明装置1の中心軸1aに沿った方向から見て、ワイヤ配線21bが接続された接続バッド21a2の端部が、枠部33の内面33bの、基板21側の端部よりも、枠部33の外面33d側に設けられている。また、枠部33には、凹部33aが設けられている。凹部33aは、枠部33の内面33bと、枠部33の基板21側の端部33cとに開口している。車両用照明装置1の中心軸1aに沿った方向から見た場合に、凹部33aは、ワイヤ配線21bが接続された接続バッド21a2の少なくとも一部と重っている。
【0064】
この場合、
図5に示すように、凹部33aは、環状を呈し、枠部33の内面33bに沿って1つ設けることができる。また、凹部33aは、接続バッド21a2と重なる部分にのみ設けることもできる。この場合、枠部33の内面33bに沿って複数の凹部33aを設けることもできる。環状を呈する1つの凹部33aを設ければ、複数種類の接続バッド21a2の位置に対応することができる。そのため、枠部33の兼用化を図ることができる。接続バッド21a2と重なる部分にのみ凹部33aを設ければ、枠部33の内面33bの面積が小さくなるのを抑制することができる。そのため、発光素子22から照射された光の利用効率が低減するのを抑制することができる。
【0065】
凹部33aが設けられていれば、
図5に示すように、凹部33aの内部に、ワイヤ配線21bの、接続バッド21a2との接続部分の近傍を設けることができる。この様にすれば、封止部24をさらに小さくすることができるので、ワイヤ配線21bと接続バッド21a2の接続部分に発生する応力や、ワイヤ配線21bの、接続バッド21a2との接続部分の近傍に発生する応力をさらに低減させることができる。
【0066】
そのため、ワイヤ配線21bが接続バッド21a2から剥離したり、ワイヤ配線21bの、接続バッド21a2との接続部分の近傍が断線したりするのをさらに抑制することができる。また、車両用照明装置1の温度変動に対する信頼性をさらに向上させたり、車両用照明装置1の高光束化をさらに容易にしたりすることができる。
【0067】
この場合、
図5に示すように、枠部33の基板21側の端部33cと、基板21との間には隙間を設けることができる。また、枠部33の端部33cの一部と、基板21とを接触させることもできる。枠部33の端部33cの一部が、基板21に接触していれば、枠部33の位置を安定させることができる。そのため、配光特性が変動するのを抑制することができる。
【0068】
図6は、他の実施形態に係る枠部43と、接続バッド21a2との位置関係を例示するための模式平面図である。
図6は、車両用照明装置1の中心軸1aに沿った方向から、枠部43と、接続バッド21a2を見た場合である。
図6に示すように、
車両用照明装置1の中心軸1aに沿った方向から見て、ワイヤ配線21bが接続された接続バッド21a2の端部が、枠部43の内面43bの、基板21側の端部よりも、枠部43の外面43d側に設けられている。また、枠部43には、凹部43aが設けられている。凹部43aは、枠部43の内面43b、枠部43の基板21側の端部、および、枠部43の、基板21側とは反対側の端部に開口している。車両用照明装置1の中心軸1aに沿った方向から見た場合に、凹部43aは、接続バッド21a2の少なくとも一部と重なる位置に設けられている。
【0069】
この場合、
図6に示すように、凹部43aは、複数の接続バッド21a2毎に設けることができる。この様にすれば、枠部43の内面43bの面積が小さくなるのを抑制することができる。そのため、発光素子22から照射された光の利用効率が低減するのを抑制することができる。
【0070】
また、
図6に示すように、凹部43aの内部に、ワイヤ配線21bの、接続バッド21a2との接続部分の近傍を設けることができる。この様にすれば、封止部24をさらに小さくすることができるので、ワイヤ配線21bと接続バッド21a2の接続部分に発生する応力や、ワイヤ配線21bの、接続バッド21a2との接続部分の近傍に発生する応力をさらに低減させることができる。
【0071】
そのため、ワイヤ配線21bが接続バッド21a2から剥離したり、ワイヤ配線21bの、接続バッド21a2との接続部分の近傍が断線したりするのをさらに抑制することができる。また、車両用照明装置1の温度変動に対する信頼性をさらに向上させたり、車両用照明装置1の高光束化をさらに容易にしたりすることができる。
【0072】
図7は、他の実施形態に係る枠部53と、接続バッド21a2との位置関係を例示するための模式断面図である。
図7に示すように、枠部53は、枠状を呈し、基板21の、発光素子22、およびワイヤ配線21bが設けられた領域を囲んでいる。車両用照明装置1の中心軸1aに沿った方向から見て、ワイヤ配線21bが接続された接続バッド21a2の端部が、枠部53の内面53bの、基板21側の端部よりも、枠部53の外面53d側に設けられている。
前述した枠部23、33、43は、ワイヤ配線21bと接続バッド21a2の接続部分、および、ワイヤ配線21bの、接続バッド21a2との接続部分の近傍には接触していない。これに対して、枠部53は、ワイヤ配線21bと接続バッド21a2の接続部分、および、ワイヤ配線21bの、接続バッド21a2との接続部分の近傍を覆っている。
【0073】
この様な枠部53は、以下の様にして形成することができる。例えば、基板21の、発光素子22、およびワイヤ配線21bが設けられた領域を囲む様に、軟化させた樹脂を枠状に塗布する。この際、ワイヤ配線21bと接続バッド21a2の接続部分、および、ワイヤ配線21bの、接続バッド21a2との接続部分の近傍が、枠状に塗布された樹脂により覆われる様にする。枠状に塗布された樹脂を硬化させることで、ワイヤ配線21bと接続バッド21a2の接続部分、および、ワイヤ配線21bの、接続バッド21a2との接続部分の近傍を覆う枠部53を形成することができる。
【0074】
例えば、熱可塑性樹脂を加熱して軟化させた樹脂を枠状に塗布することができる。例えば、ホットメルト装置を用いて、熱可塑性樹脂を枠状に塗布することができる。また、溶剤などを用いて軟化させた樹脂を枠状に塗布することができる。例えば、ディスペンサなどを用いて、軟化させた樹脂を枠状に塗布することができる。この場合、樹脂の枠状の塗布は、複数回に分けて行うことができる。例えば、基板21の上に樹脂を枠状に塗布し、枠状に塗布された樹脂の上に、樹脂を枠状に塗布することができる。
【0075】
枠部53とすれば、封止部24をさらに小さくすることができるので、ワイヤ配線21bと接続バッド21a2の接続部分に発生する応力や、ワイヤ配線21bの、接続バッド21a2との接続部分の近傍に発生する応力をさらに低減させることができる。
【0076】
そのため、ワイヤ配線21bが接続バッド21a2から剥離したり、ワイヤ配線21bの、接続バッド21a2との接続部分の近傍が断線したりするのをさらに抑制することができる。また、車両用照明装置1の温度変動に対する信頼性をさらに高くしたり、車両用照明装置1の高光束化をさらに容易にしたりすることができる。
また、枠部53の形成が容易となるので、車両用照明装置1の生産性の向上や製造コストの低減を図ることができる。
【0077】
ただし、軟化させた樹脂を枠状に塗布して枠部53を形成すると、枠部53の形状がばらつく場合がある。枠部53の形状がばらつくと、配光特性がばらつくおそれがある。これに対して、枠部23、33、43は、前述した様に、射出成形法や、切削加工などにより形成することができる。そのため、枠部23、33、43とすれば、枠部23、33、43の形状がばらつくのを抑制することができるので、配光特性がばらつくのを抑制することができる。
【0078】
枠部23、33、43、53は、例えば、要求される温度変動に対する信頼性、光束、製造コストなどに応じて適宜選択することができる。
【0079】
(車両用灯具)
本発明の1つの実施形態において、車両用照明装置1を具備した車両用灯具100を提供することができる。前述した車両用照明装置1に関する説明、および車両用照明装置1の変形例(例えば、前述した枠部33、43、53など)は、いずれも車両用灯具100に適用することができる。
【0080】
また、以下においては、一例として、車両用灯具100が自動車に設けられるフロントコンビネーションライトである場合を説明する。ただし、車両用灯具100は、自動車に設けられるフロントコンビネーションライトに限定されるわけではない。車両用灯具100は、自動車や鉄道車両などに設けられる車両用灯具であればよい。
【0081】
図8は、車両用灯具100を例示するための模式部分断面図である。
図8に示すように、車両用灯具100は、例えば、車両用照明装置1、筐体101、カバー102、光学要素103、シール部材104、およびコネクタ105を有する。
【0082】
筐体101には、車両用照明装置1が取り付けられる。筐体101は、装着部11を保持する。筐体101は、一方の端部側が開口した箱状を呈している。筐体101は、例えば、光を透過しない樹脂などから形成される。筐体101の底面には、装着部11の、バヨネット12が設けられた部分が挿入される取付孔101aが設けられる。取付孔101aの周縁には、装着部11に設けられたバヨネット12が挿入される凹部が設けられる。なお、筐体101に取付孔101aが直接設けられる場合を例示したが、取付孔101aを有する取付部材が筐体101に設けられていてもよい。
【0083】
車両用照明装置1を車両用灯具100に取り付ける際には、装着部11のバヨネット12が設けられた部分を取付孔101aに挿入し、車両用照明装置1を回転させる。すると、例えば、取付孔101aの周縁に設けられた嵌合部にバヨネット12が保持される。この様な取り付け方法は、ツイストロックと呼ばれている。
【0084】
カバー102は、筐体101の開口を塞ぐように設けられる。カバー102は、透光性樹脂などから形成される。カバー102は、レンズなどの機能を有することもできる。
【0085】
光学要素103には、車両用照明装置1から出射した光が入射する。光学要素103は、車両用照明装置1から出射した光の反射、拡散、導光、集光、所定の配光パターンの形成などを行う。例えば、
図8に例示をした光学要素103はリフレクタである。この場合、光学要素103は、車両用照明装置1から出射した光を反射して、所定の配光パターンを形成する。
【0086】
シール部材104は、フランジ13と筐体101の間に設けられる。シール部材104は、環状を呈し、ゴムやシリコーン樹脂などの弾性を有する材料から形成される。
【0087】
車両用照明装置1が車両用灯具100に取り付けられた際には、シール部材104は、フランジ13と筐体101との間に挟まれる。そのため、シール部材104により、筐体101の内部空間を密閉することができる。また、シール部材104の弾性力により、バヨネット12が筐体101に押し付けられる。そのため、車両用照明装置1が、筐体101から脱離するのを抑制することができる。
【0088】
コネクタ105は、コネクタホルダ15の内部に露出している複数の給電端子31の端部に嵌め合わされる。コネクタ105には、点灯回路などが電気的に接続される。そのため、コネクタ105を複数の給電端子31の端部に嵌め合わせることで、点灯回路などと、発光素子22とを電気的に接続することができる。
【0089】
また、コネクタ105には、シール部材105aが設けられている。シール部材105aを有するコネクタ105が、コネクタホルダ15の内部に挿入された際には、コネクタホルダ15の内部が水密となるように密閉される。
【0090】
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【0091】
以下、前述した実施形態に関する付記を示す。
【0092】
(付記1)
ソケットと;
前記ソケットの一方の端部側に設けられ、実装パッドと、前記実装パッドと電気的に接続された接続バッドと、を有する配線パターンが設けられた基板と;
チップ状を呈し、前記実装パッドに接合され、上端に電極を有する発光素子と;
前記発光素子の前記電極と、前記接続バッドと、に接続されたワイヤ配線と;
枠状を呈し、前記発光素子と、前記ワイヤ配線と、を囲み、前記基板に設けられた枠部と;
前記枠部の内側に設けられ、前記発光素子と、前記ワイヤ配線と、を覆う封止部と;
を具備し、
車両用照明装置の中心軸に沿った方向から見て、前記ワイヤ配線が接続された前記接続バッドの端部が、前記枠部の内面の、前記基板側の端部よりも、前記枠部の外面側に設けられている車両用照明装置。
【0093】
(付記2)
前記枠部は、前記枠部の内面と、前記枠部の前記基板側の端部と、に開口する凹部を有し、
前記車両用照明装置の中心軸に沿った方向から見て、前記凹部は、前記ワイヤ配線が接続された前記接続バッドの少なくとも一部と重っている付記1記載の車両用照明装置。
【0094】
(付記3)
前記凹部は、前記枠部の、前記基板側とは反対側の端部にさらに開口している付記2記載の車両用照明装置。
【0095】
(付記4)
前記枠部は、前記ワイヤ配線と前記接続バッドの接続部分、および、前記ワイヤ配線の、前記接続バッドとの接続部分の近傍を覆っている付記1記載の車両用照明装置。
【0096】
(付記5)
付記1~4のいずれか1つに記載の車両用照明装置と;
前記車両用照明装置が取り付けられる筐体と;
を具備した車両用灯具。
【符号の説明】
【0097】
1 車両用照明装置、1a 中心軸、10 ソケット、20 発光モジュール、21 基板、21a 配線パターン、21a1 実装パッド、21a2 接続パッド、21b ワイヤ配線、22 発光素子、23 枠部、23b 内面、23c 凸部、23d 外面、33 枠部、33a 凹部、33b 内面、33c 端部、33d 外面、33c 端部、43 枠部、43a 凹部、43b 内面、43d 外面、53 枠部、53b 内面、53d 外面、100 車両用灯具、101 筐体