JP2014038731A - 車両用灯具の半導体型光源、車両用灯具の半導体型光源ユニット、車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の半導体型光源では、リアフォグランプの配光パターンを効率良く照射することができない。
【解決手段】この発明は、実装面３０を有する基板３と、基板３の実装面３０に実装されている４個の半導体発光素子４１〜４４と、を備える。４個の半導体発光素子４１〜４４は、正方形をなし、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。この結果、この発明は、リアフォグランプの配光パターンを効率良く照射することができる。
【選択図】 図２

Description

この発明は、車両用灯具の半導体型光源に関するものである。また、この発明は、車両用灯具の半導体型光源ユニットに関するものである。さらに、この発明は、半導体型光源ユニットを光源とする車両用灯具に関するものである。

この種の半導体型光源は、従来からある（たとえば、特許文献１）。以下、従来の半導体型光源について説明する。従来の半導体型光源は、基板に複数のＬＥＤチップを実装し、かつ、基板にリフレクターを接着剤を介して配置し、リフレクターに透明体の樹脂すなわち封止部材を充填して、複数のＬＥＤチップを封止部材で覆ってなるものである。従来の半導体型光源においては、テールランプの光源である３個のＬＥＤチップが同心円の小円上に等間隔に配置されていて、ストップランプの光源である６個のＬＥＤチップが同心円の大円上に等間隔に配置されている。

特開２００７−１７６２１９号公報

ところが、前記の従来の半導体型光源は、テールランプの配光パターンとストップランプの配光パターンとをそれぞれ照射するものである。このために、前記の従来の半導体型光源では、リアフォグランプの配光パターンを効率良く照射するのには、課題がある。

この発明が解決しようとする課題は、従来の半導体型光源では、リアフォグランプの配光パターンを効率良く照射することができないという点にある。

この発明（請求項１にかかる発明）は、実装面を有する基板と、基板の実装面に実装されている少なくとも４個の半導体発光素子と、を備え、少なくとも４個の半導体発光素子のうち４個の半導体発光素子が、正方形をなし、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、ことを特徴とする。

この発明（請求項２にかかる発明）は、４個の半導体発光素子が、上下２個の半導体発光素子の中心間距離と、左右２個の半導体発光素子の中心間距離と、の比が１：２となる状態で、上下左右にひし形にそれぞれ配置されている、ことを特徴とする。

この発明（請求項３にかかる発明）は、４個の半導体発光素子が、上下２個の半導体発光素子の中心間距離と、上左２個の半導体発光素子の中心間距離と、上右２個の半導体発光素子の中心間距離と、下左２個の半導体発光素子の中心間距離と、下右２個の半導体発光素子の中心間距離と、がそれぞれ最小距離で等しくなる状態で、上下左右にひし形にそれぞれ配置されている、ことを特徴とする。

この発明（請求項４にかかる発明）は、絶縁部材と放熱部材と給電部材とを組み合わせてなるソケット部と、ソケット部に取り付けられている請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用灯具の半導体型光源と、を備える、ことを特徴とする。

この発明（請求項５にかかる発明）は、灯室を区画するランプハウジングおよびランプレンズと、請求項４に記載の車両用灯具の半導体型光源ユニットと、を備え、ソケット部がランプハウジングに取り付けられていて、半導体型光源が灯室内に配置されている、ことを特徴とする。

この発明の車両用灯具の半導体型光源、および、この発明の車両用灯具の半導体型光源ユニット、および、この発明の車両用灯具は、少なくとも４個の半導体発光素子のうち４個の半導体発光素子が、正方形をなし、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ので、図６に示すリアフォグランプの配光特性（すなわち、輝度が、太い実線で示す上下左右の十字（ＶＵ―５°〜ＶＤ−５°、ＨＬ−１０°〜ＨＲ−１０°）において高輝度であり、破線で示す菱形形状内において低輝度であるリアフォグランプの特性）とほぼ一致する。すなわち、上下２個の半導体発光素子の上下方向の対角線と左右２個の半導体発光素子の左右方向の対角線とは、上下左右の十字となり、図６に示すリアフォグランプの配光特性における高輝度の上下左右の十字とほぼ一致する。これにより、この発明の車両用灯具の半導体型光源、および、この発明の車両用灯具の半導体型光源ユニット、および、この発明の車両用灯具は、リアフォグランプの配光パターンを効率良く照射することができる。なお、図６に示すリアフォグランプの配光特性は、車両用灯具の光源から放射された光が車両用灯具のレンズなどの光学部材を透過して車両用灯具から１０ｍ離れたスクリーン上に照射されて得られる配光パターンにおける配光特性である。

図１は、この発明にかかる車両用灯具の半導体型光源の実施形態１、および、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１、および、この発明にかかる車両用灯具の実施形態１を示し、半導体型光源ユニットを車両用灯具に組み付けた状態の断面図である。 図２は、光源部（半導体型光源）とソケット部とを組み付けた状態の半導体型光源ユニットを示す正面図である。 図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図４は、図２におけるＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図５は、４個の半導体発光素子および配線素子（４個の導電性接着剤、および、４個の実装パッド）を示す拡大正面図である。 図６は、リアフォグランプの配光特性を示す説明図である。 図７は、この発明にかかる車両用灯具の半導体型光源の実施形態２、および、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２、および、この発明にかかる車両用灯具の実施形態２を示し、４個の半導体発光素子および配線素子（４個の導電性接着剤、および、４個の実装パッド）の拡大正面図である。 図８は、この発明にかかる車両用灯具の半導体型光源の実施形態３、および、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を示し、４個の半導体発光素子および配線素子（４個の導電性接着剤、および、４個の実装パッド）の拡大正面図である。

以下、この発明にかかる車両用灯具の半導体型光源の実施形態（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（実施例）、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。また、この明細書および特許請求の範囲において、「上」、「下」、「左」、「右」とは、車両用灯具を車両に搭載した際の「上」、「下」、「左」、「右」である。

（実施形態１の構成の説明）
図１〜図６は、この発明にかかる車両用灯具の半導体型光源の実施形態１、および、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１、および、この発明にかかる車両用灯具の実施形態１、を示す。図６中において、符号「ＶＵ−ＶＤ」はスクリーンの上下垂直線を、符号「ＨＬ−ＨＲ」はスクリーンの左右水平線を、それぞれ示す。

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およびこの実施形態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。

（車両用灯具１００の説明）
前記車両用灯具１００は、この例では、リアフォグランプである。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、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。

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。

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。前記取付孔１０４の縁には、複数個の凹部（図示せず）と複数個のストッパ部（図示せず）とがほぼ等間隔に設けられている。

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。

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所定の配光パターンに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。

（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４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。

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。

（光源部１０の説明）
前記光源部１０は、図２〜図５に示すように、基板３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）４１、４２、４３、４４（以下、「４１〜４４」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４個の導電性接着剤６１０、６２０、６３０、６４０（以下、「６１０〜６４０」と記載する場合がある）および４個の実装パッド６１１、６２１、６３１、６４１（以下、「６１１〜６４１」と記載する場合がある）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。

（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４に示すように、正面視四角形をなす。なお、前記基板３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３の１辺（下辺）には、前記ソケット部１１の３本の給電部材９１、９２、９３（以下、「９１〜９３」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３の一面には、平面の実装面３０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３０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。

前記基板３の前記実装面３０には、４個の前記半導体発光素子４１〜４４および前記制御素子および前記配線素子６１０〜６４０、６１１〜６４１および前記包囲壁部材１８が実装されている。

（半導体発光素子４１〜４４の説明）
４個の前記半導体発光素子４１〜４４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、この実施形態１では、ＬＥＤを使用する。前記半導体発光素子４１〜４４は、図２〜図５に示すように、正面視、すなわち、前記基板３の実装面３０に対して垂直方向から、見て微小な矩形すなわち正方形の半導体チップ（光源チップ）からなり、この例では、ベアチップからなる。４個の前記半導体発光素子４１〜４４は、前記基板３の実装面３０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。

４個の前記半導体発光素子４１〜４４は、図５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４１〜４４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。４個の前記半導体発光素子４１〜４４は、光学系の前記リフレクタ１０３の焦点（図示せず）、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Ｏ（取付回転中心Ｏ、前記基板３の中心Ｏ）もしくはその近傍を中心とする円上に上下左右に十字にそれぞれ配置されている。４個の前記半導体発光素子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。

（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４個の前記半導体発光素子４１〜４４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、４個の前記半導体発光素子４１〜４４に供給する電流を制御する素子である。

（配線素子６１０〜６４０、６１１〜６４１の説明）
前記配線素子は、図５に示すように、複数の配線パターンと、４本のボンディングワイヤと、４個の導電性接着剤６１０〜６４０と、４個の実装パッド６１１〜６４１と、４個のワイヤパッドと、から構成されている。前記配線素子６１０〜６４０、６１１〜６４１は、半田６２を介して前記ソケット部１１の給電部材９１〜９３と電気的にかつ機械的に接続されていて、前記制御素子を介して４個の前記半導体発光素子４１〜４４に給電するものである。

複数の前記配線パターンは、たとえば、導電性部材の薄膜配線もしくは厚膜配線などからなる。複数の前記配線パターンには、前記抵抗および前記ダイオードが接続されている。複数の前記配線パターンには、前記実装パッド６１１〜６４１と前記ワイヤパッドとがそれぞれ設けられている。複数の前記配線パターンの面積は、ほぼ均等とする。これにより、複数の前記配線パターンにおいて発生する熱を前記基板３を介して外部の前記放熱部材８にほぼ均等に逃がすことができる。複数の前記配線パターンは、相互に所定の間隔（隙間）を開けて配線されている。

前記実装パッド６１１〜６４１は、図４に示すように、十字上に、ほぼ等間隔の隙間を開けて、４個の前記半導体発光素子４１〜４４と同数個、この例では、４個配置されている。４個の前記実装パッド６１１〜６４１には、４個の前記半導体発光素子４１〜４４が、銀ペーストなどの導電性接着剤６１０〜６４０を介して、それぞれ接着されている。前記実装パッド６１１〜６４１は、正面視微小な円形をなす。

前記導電性接着剤６１０〜６４０は、正面視微小な円形形状をなす。すなわち、前記導電性接着剤６１０〜６４０は、スタンプにより、正面視微小な円形形状をなす。円形の前記導電性接着剤６１０〜６４０の直径は、正方形の前記半導体発光素子４１〜４４の一辺の長さより大きい。円形の前記実装パッド６１１〜６４１の直径は、円形の前記導電性接着剤６１０〜６４０の直径より大きい。

（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、反射率を上げた樹脂から構成されている。前記包囲壁部材１８は、図２〜図４に示すように、４個の前記半導体発光素子４１〜４４全部と、前記配線素子の一部（複数の前記配線パターンの一部および４本の前記ボンディングワイヤ全部および４個の前記導電性接着剤６１０〜６４０全部および４個の前記実装パッド６１１〜６４１全部および４個の前記ワイヤパッド全部）を包囲する円環状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円環状形状をなすものである。前記包囲壁部材１８の前記壁部の肉厚（前記壁部の内周面から外周面までの厚さ）は、ほぼ均一（均等）である。

前記包囲壁部材１８は、前記半導体発光素子４１〜４４および前記配線素子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（注入、モールド、モールディング）する容量（範囲）を小容量に規制する部材（土手、ダム）である。前記包囲壁部材１８の前記壁部の一端面は、前記基板３の前記実装面３０に、嵌合接着により、固定されかつ位置決めされている。

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４１〜４４（特に、前記半導体発光素子４１〜４４の４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４１〜４４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。

（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、エポキシ系樹脂またはシリコン系樹脂から構成されている。

前記封止部材１８０は、前記基板３に、前記半導体発光素子４１〜４４が実装され、かつ、ワイヤがボンディング配線された後に、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３０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充填される。前記封止部材１８０が硬化することにより、４個の前記半導体発光素子４１〜４４全部と、前記配線素子の一部が前記封止部材１８０により封止されることとなる。

前記封止部材１８０は、４個の前記半導体発光素子４１〜４４全部と、前記配線素子の一部を外からの影響、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、４個の前記半導体発光素子４１〜４４などを外乱から保護するものである。

（ソケット部１１の説明）
前記ソケット部１１は、図２〜図４に示すように、絶縁部材７と、放熱部材８と、３本の前記給電部材９１〜９３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。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。

（金属体２の説明）
前記金属体２は、図３、図４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８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３の前記当接面が密着している。

前記金属体２は、正面視ほぼ四角形形状をなす。前記金属体２の外周縁の１辺（前記給電部材９１〜９３が対応する辺）には、前記給電部材９１〜９３を回避する回避凹部が設けられている。前記金属体２の外周縁の前記回避凹部以外の３辺の中央部には、長方形の固定部が一体に設けられている。前記固定部の一面は、前記固定面と面一であり、かつ、前記固定部の他面は、前記当接面と段差がある。

（絶縁部材７の説明）
前記絶縁部材７は、図３に示すように、前記給電部材９１〜９３の一部の中間部を外装して、前記放熱部材８と前記給電部材９１〜９３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７は、たとえば、絶縁性の樹脂部材からなる。前記絶縁部材７の一端面から前記給電部材９１〜９３の一端部が突出している。前記絶縁部材７の他端面から前記給電部材９１〜９３の他端部が突出している。

（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樹脂部材からなる。樹脂部材の前記放熱部材（熱伝導樹脂部材）８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８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から構成されているものであっても良い。

前記放熱部材８は、前記ソケット部１１の外装部分（外側の部分）を形成する。前記放熱部材８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８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８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８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８に固定されている。この結果、前記ソケット部１１の前記放熱部材８には、前記光源部１０の前記基板３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４１〜４４は、前記放熱部材８の中心Ｏ（前記ソケット部１１の中心Ｏ）もしくはその近傍箇所に位置する。

前記放熱部材８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３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３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。

前記放熱部材８の保護壁８０の上下と左右とには、２個の取付孔８１と２個のガイド凹部８２、８３とがそれぞれ設けられている。左右２個の前記ガイド凹部８２、８３の幅は、前記レンズ部１２の左右逆の誤組付防止のために異なる。

前記放熱部材８の他端部の下側、すなわち、前記半導体型光源ユニット１が装備されている車両用灯具１００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８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９１〜９３が一体に組み込まれている前記絶縁部材７が挿入固定されている。この結果、前記放熱部材８と前記給電部材９１〜９３とは、前記絶縁部材７を介して、絶縁状態で一体に組み込まれている。

前記放熱部材８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１、図３、図４参照）。前記放熱部材８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。

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１を前記車両用灯具１００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１１の前記レンズ部１２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、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１、図３、図４参照）。

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、図３、図４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、図３、図４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がソケット部１１のうち灯室１０５内に収納されている部分よりも大である。

（給電部材９１〜９３の説明）
前記給電部材９１〜９３は、前記光源部１０に電気的に接続されていて、前記光源部１０に給電するものである。前記給電部材９１〜９３の一端部（前記基板３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９１〜９３の一端部は、横一直線上に配置されていて、前記絶縁部材７の一端面（前記基板３に対向する面）から突出している。前記給電部材９１〜９３の一端部は、前記基板３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。

前記給電部材９１〜９３の他端部（前記基板３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７の他端面（前記基板３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９１〜９３の他端部は、前記放熱部材８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。

（コネクタ部１３およびコネクタ１４の説明）
前記放熱部材８の一部の前記コネクタ嵌合部および前記給電部材９１〜９３の一部の前記ターミナルは、コネクタ部１３を構成する。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。

図１に示すように、前記コネクタ１４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１４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１３および前記コネクタ１４は、３ピン（前記３本の給電部材９１〜９３、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。

前記コネクタ部１３は、前記ソケット部１１の他端部（前記光源部１０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１３は、前記半導体型光源ユニット１が装備されている車両用灯具１００を車両に装備した際に、下側に位置する。

（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光学部品でかつカバー部材である。前記レンズ部１２は、図１、図３、図４に示すように、外径が前記放熱部材８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１２は、ほぼ円錐台形（杯形状）のレンズ本体１２０と、前記レンズ本体１２０に一体に設けられている４本の取付体１２１と、から構成されている。前記レンズ本体１２０と４本の前記取付体１２１との間、および、４本の前記取付体１２１相互間には、開口部１２２が設けられている。

前記レンズ本体１２０の一面（前記光源部１０と対向する面）には、前記半導体発光素子４１〜４４から放射される光を入射する入射面が設けられている。前記レンズ本体１２０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４１〜４４からの光であって前記レンズ本体１２０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（図示せず）が設けられている。

４本の前記取付体１２１のうち、上下２本の取付体１２１の外面には、ランス形状の取付突起１２３が一体に設けられている。４本の前記取付体１２１のうち、左右２本の取付体１２１の外面には、ガイド凸部１２４、１２５が設けられている。左右の前記ガイド凸部１２４、１２５の幅は、左右２個の前記ガイド凹部８２、８３と同様に、前記レンズ部１２の左右逆の誤組付防止のために異なる。

前記レンズ部１２の前記ガイド凸部１２４、１２５を前記放熱部材８の前記ガイド凹部８２、８３にスライド嵌合させる。かつ、前記レンズ部１２の前記取付突起１２３を前記放熱部材８の前記取付孔８１に弾性嵌合する。この結果、前記レンズ部１２は、前記放熱部材８に取り付けられる。これにより、前記レンズ部１２は、前記光源部１０をカバーするように、前記ソケット部１１の一端部に取り付けられる。

前記レンズ部１２が前記ソケット部１１に取り付けられた際には、前記レンズ部１２の前記開口部１２２が、前記光源部１０を収納する前記放熱部材８の保護壁８０中に連通する。この結果、前記半導体発光素子４１〜４４において発生する熱を、前記放熱部材８の保護壁８０中から前記レンズ部１２の前記開口部１２２を介して外部に逃がすことができる。

前記レンズ部１２は、前記封止部材１８０と共に、前記半導体発光素子４１〜４４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、前記半導体発光素子４１〜４４を外乱から保護するものである。また、前記レンズ部１２は、前記半導体発光素子４１〜４４以外に、前記制御素子および前記配線素子および前記導電性接着剤をも外乱から保護するものである。

（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（光源部１０）およびこの実施形態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（光源部１０）および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。

スイッチを操作して、４個の半導体発光素子４１〜４４に電流を供給する。すると、４個の半導体発光素子４１〜４４が発光する。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のレンズ本体１２０を透過して配光制御される。なお、４個の半導体発光素子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、図６に示す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１００は、リアフォグランプ機能の配光を外部に照射する。

ここで、光源部１０の半導体発光素子４１〜４４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８に伝達し、この放熱部材８から外部に放射される。また、前記の熱は、放熱部材８の保護壁８０中からレンズ部１２の開口部１２２を介して外部に放射される。

（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すなわち光源部１０および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。

この実施形態１における半導体型光源すなわち光源部１０および半導体型光源ユニット１および車両用灯具１００は、４個の半導体発光素子４１〜４４が、正方形をなし、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ので、図６に示すリアフォグランプの配光特性（すなわち、輝度が、太い実線で示す上下左右の十字（ＶＵ―５°〜ＶＤ−５°、ＨＬ−１０°〜ＨＲ−１０°）において高輝度であり、破線で示す菱形形状内において低輝度であるリアフォグランプの特性）とほぼ一致する。すなわち、上下２個の半導体発光素子４１、４３の上下方向の対角線と左右２個の半導体発光素子４２、４４の左右方向の対角線とは、上下左右の十字となり、図６に示すリアフォグランプの配光特性における高輝度の上下左右の十字とほぼ一致する。

これにより、この実施形態１における半導体型光源すなわち光源部１０および半導体型光源ユニット１および車両用灯具１００は、リアフォグランプの配光パターンを効率良く照射することができる。ここで、この実施形態１における半導体型光源すなわち光源部１０および半導体型光源ユニット１および車両用灯具１００により得られる上下左右の十字の光束と、４個の正方形をなす半導体発光素子を、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）で、上下左右に十字にそれぞれ配置してなるものにより得られる上下左右の十字の光束と、を比較する。すると、この実施形態１における対角線が上下左右に十字となる状態の４個の半導体発光素子４１〜４４から放射される上下左右の十字の光束は、４個の正方形の半導体発光素子４１〜４４の対角線に基づいて得られる。これに対して、対角線が斜めにＸ字となる状態の４個の半導体発光素子から放射される上下左右の十字の光束は、４個の正方形の半導体発光素子の辺に基づいて得られる。このように、この実施形態１における対角線が上下左右に十字となる状態の４個の半導体発光素子４１〜４４から放射される上下左右の十字の光束は、対角線が斜めにＸ字となる状態の４個の半導体発光素子から放射される上下左右の十字の光束に対して、約√２倍増加する。この結果、この実施形態１における半導体型光源すなわち光源部１０および半導体型光源ユニット１および車両用灯具１００は、リアフォグランプの配光パターンを効率良く照射することができる。

（実施形態２の構成の説明）
図７は、この発明にかかる半導体型光源すなわち光源部および半導体型光源ユニットおよび車両用灯具の実施形態２を示す。以下、この実施形態２における半導体型光源すなわち光源部および半導体型光源ユニットおよび車両用灯具について説明する。図中、図１〜図６と同符号は、同一のものを示す。

前記の実施形態１における半導体型光源すなわち光源部１０および半導体型光源ユニット１および車両用灯具１００は、４個の半導体発光素子４１〜４４が、正方形をなし、対角線が上下左右に十字になるように傾いた状態で、上下左右に十字にそれぞれ配置されているものである。これに対して、この実施形態２における半導体型光源すなわち光源部および半導体型光源ユニットおよび車両用灯具は、４個の半導体発光素子４１〜４４が、正方形をなし、対角線が上下左右に十字になるように傾いた状態で、上下左右に十字にそれぞれ配置されているものであって、上下２個の半導体発光素子４１、４３の中心間距離Ｔ１と、左右２個の半導体発光素子４２、４４の中心間距離Ｔ２と、の比が１：２となる状態で、上下左右にひし形にそれぞれ配置されているものである。

（実施形態２の作用、効果の説明）
この実施形態２における半導体型光源すなわち光源部および半導体型光源ユニットおよび車両用灯具は、前記の実施形態１における半導体型光源すなわち光源部１０および半導体型光源ユニット１および車両用灯具１００と、ほぼ同様の作用効果を達成することができる。

特に、この実施形態２における半導体型光源すなわち光源部および半導体型光源ユニットおよび車両用灯具は、上下２個の半導体発光素子４１、４３の中心間距離Ｔ１と、左右２個の半導体発光素子４２、４４の中心間距離Ｔ２と、の比が１：２となる状態で、上下左右にひし形にそれぞれ配置されている。この１：２の比は、上下と左右との比が１：２である図６に示すリアフォグランプの配光特性における高輝度の上下左右の十字の上下と左右との比とほぼ一致する。

このために、この実施形態２においては、４個の半導体発光素子４１〜４４から放射される光を、図６に示すリアフォグランプの配光特性に基づくリアフォグランプの配光パターンに、容易にかつ効率良く配光制御したり配光設計したりすることができる。

（実施形態３の構成の説明）
図８は、この発明にかかる半導体型光源すなわち光源部および半導体型光源ユニットおよび車両用灯具の実施形態３を示す。以下、この実施形態３における半導体型光源すなわち光源部および半導体型光源ユニットおよび車両用灯具について説明する。図中、図１〜図７と同符号は、同一のものを示す。

前記の実施形態１における半導体型光源すなわち光源部１０および半導体型光源ユニット１および車両用灯具１００は、４個の半導体発光素子４１〜４４が、正方形をなし、対角線が上下左右に十字になるように傾いた状態で、上下左右に十字にそれぞれ配置されているものである。これに対して、この実施形態３における半導体型光源すなわち光源部および半導体型光源ユニットおよび車両用灯具は、４個の半導体発光素子４１〜４４が、正方形をなし、対角線が上下左右に十字になるように傾いた状態で、上下左右に十字にそれぞれ配置されているものであって、上下２個の半導体発光素子４１、４３の中心間距離Ｔ３と、上左２個の半導体発光素子４１、４２の中心間距離Ｔ３と、上右２個の半導体発光素子４１、４４の中心間距離Ｔ３と、下左２個の半導体発光素子４３、４２の中心間距離Ｔ３と、下右２個の半導体発光素子４３、４４の中心間距離Ｔ３と、がそれぞれ最小距離で等しくなる状態で、上下左右にひし形にそれぞれ配置されているものである。ここで、最小距離とは、４個の実装パッド６１１〜６４１が相互に絶縁状態を維持できる程度の距離を言う。

（実施形態３の作用、効果の説明）
この実施形態３における半導体型光源すなわち光源部および半導体型光源ユニットおよび車両用灯具は、前記の実施形態１における半導体型光源すなわち光源部１０および半導体型光源ユニット１および車両用灯具１００と、ほぼ同様の作用効果を達成することができる。

特に、この実施形態３における半導体型光源すなわち光源部および半導体型光源ユニットおよび車両用灯具は、上下２個の半導体発光素子４１、４３の中心間距離Ｔ３と、上左２個の半導体発光素子４１、４２の中心間距離Ｔ３と、上右２個の半導体発光素子４１、４４の中心間距離Ｔ３と、下左２個の半導体発光素子４３、４２の中心間距離Ｔ３と、下右２個の半導体発光素子４３、４４の中心間距離Ｔ３と、がそれぞれ最小距離で等しくなる状態で、上下左右にひし形にそれぞれ配置されている。この結果、４個の半導体発光素子４１〜４４が相互に中心Ｏに近接して点光源に近い光源となる。

このために、この実施形態３においては、４個の半導体発光素子４１〜４４から放射される光を、図６に示すリアフォグランプの配光特性に基づくリアフォグランプの配光パターンに、容易にかつ効率良く配光制御したり配光設計したりすることができる。

（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、３においては、４個の半導体発光素子４１〜４４を使用するものである。ところが、この発明においては、半導体型光源を５個以上使用しても良い。

１００ 車両用灯具
１０１ ランプハウジング
１０２ ランプレンズ
１０３ リフレクタ
１０４ 取付孔
１０５ 灯室
１０６ 透孔
１０７ 反射面
１０８ パッキン
１ 半導体型光源ユニット
１０ 光源部（半導体型光源）
１１ ソケット部
１２ レンズ部
１２０ レンズ本体
１２１ 取付体
１２２ 開口部
１２３ 取付突起
１２４、１２５ ガイド凸部
１３ コネクタ部
１４ コネクタ
１４４、１４５、１４６ ハーネス
１８ 包囲壁部材
１８０ 封止部材
２ 金属体
３ 基板
３０ 実装面
４１、４２、４３、４４ 半導体発光素子
６１０、６２０、６３０、６４０ 導電性接着剤（配線素子）
６１１、６２１、６３１、６４１ 実装パッド（配線素子）
６２ 半田
７ 絶縁部材
８ 放熱部材
８０ 保護壁
８１ 取付孔
８２、８３ ガイド凹部
８４ 取付貫通孔
８６ 鍔部
８７ 取付部
９１、９２、９３ 給電部材
Ｏ 中心
ＶＵ−ＶＤ 上下垂直線
ＨＬ−ＨＲ 左右水平線
Ｔ１ 上下２個の半導体発光素子の中心間距離
Ｔ２ 左右２個の半導体発光素子の中心間距離
Ｔ３ 上下２個の半導体発光素子の中心間距離、上左２個の半導体発光素子の中心間距離、上右２個の半導体発光素子の中心間距離、下左２個の半導体発光素子の中心間距離、下右２個の半導体発光素子の中心間距離

Claims (5)

1. 実装面を有する基板と、
   前記基板の前記実装面に実装されている少なくとも４個の半導体発光素子と、
   を備え、
   少なくとも４個の前記半導体発光素子のうち４個の前記半導体発光素子は、正方形をなし、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、
   ことを特徴とする車両用灯具の半導体型光源。
2. ４個の前記半導体発光素子は、上下２個の前記半導体発光素子の中心間距離と、左右２個の前記半導体発光素子の中心間距離と、の比が１：２となる状態で、上下左右にひし形にそれぞれ配置されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具の半導体型光源。
3. ４個の前記半導体発光素子は、上下２個の前記半導体発光素子の中心間距離と、上左２個の前記半導体発光素子の中心間距離と、上右２個の前記半導体発光素子の中心間距離と、下左２個の前記半導体発光素子の中心間距離と、下右２個の前記半導体発光素子の中心間距離と、がそれぞれ最小距離で等しくなる状態で、上下左右にひし形にそれぞれ配置されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具の半導体型光源。
4. 絶縁部材と放熱部材と給電部材とを組み合わせてなるソケット部と、
   前記ソケット部に取り付けられている前記請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用灯具の半導体型光源と、
   を備える、
   ことを特徴とする車両用灯具の半導体型光源ユニット。
5. 灯室を区画するランプハウジングおよびランプレンズと、
   前記請求項４に記載の車両用灯具の半導体型光源ユニットと、
   を備え、
   前記ソケット部が前記ランプハウジングに取り付けられていて、前記半導体型光源が前記灯室内に配置されている、
   ことを特徴とする車両用灯具。

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