JP2014170716A - 照明装置および車両用照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性の優れた照明装置および車両用照明装置を提供する。
【解決手段】実施形態の照明装置１は、ソケット部２と、発光部３と、蓋部４とを有する。発光部３は、ソケット部２の収納部２１に設けられ、発光素子３１を有する。蓋部４は、ソケット部２の収納部２１を閉塞し、かつ発光素子３１から照射される光を通過させる開口部４１が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、照明装置および車両用照明装置に関する。

発光素子を光源とした照明装置、例えば車両用照明装置は、フロントコンビネーションライトやリアコンビネーションライトに用いられている。発光素子を照明装置として用いる場合は、発光素子の熱対策が重要な項目となる。発光素子は、素子自体の温度上昇に伴い発光効率が低下する特性を有しているためである。特に、車両用照明装置では、車載のため、−４０℃の低温環境から８５℃の高温環境までの使用環境下で機能を維持することが要求されており、高温環境下での熱対策が重要となる。また、車両用照明装置では、小型化が要求されているため、放熱面積を十分に確保することができないため、熱対策がさらに重要となる。車両用照明装置では、発光素子を実装した基板を外部と隔離するため、発光素子を含めて基板を覆うレンズやプリズムなどで形成された蓋部を有するものがある。

特開２０１２−４３７５０号公報 特開２０１２−３８６９８号公報

本発明は、放熱性の優れた照明装置を提供することを目的とする。

実施形態の照明装置は、ソケット部と、発光部と、蓋部とを有する。発光部は、ソケット部の収納部に設けられ、発光素子を有する。蓋部は、ソケット部の収納部を閉塞し、かつ発光素子から照射される光を通過させる開口部が形成されている。

本発明によれば、放熱性の優れた照明装置および車両用照明装置を提供することができる。

図１は、実施形態の照明装置を示す図である。 図２は、実施形態の照明装置を蓋側から見た状態を示す図である。 図３は、実施形態の照明装置の蓋部を分解した状態を示す図である。 図４は、実施形態の照明装置の開口部と発光部との関係を示す模式図である。 図５は、発光部の配光特性を示す図である。 図６は、実施形態の照明装置の他の開口部を示す図である。 図７は、変形例の照明装置を示す図である。

以下で説明する実施形態に係る照明装置１は、ソケット部２と、発光部３と、蓋部４とを有する。発光部３は、ソケット部２の収納部２１に設けられ、発光素子３１を有する。蓋部４は、ソケット部２の収納部２１を閉塞し、かつ発光素子３１から照射される光を通過させる開口部４１が形成されている。

また、以下に説明する実施形態に係る照明装置１は、発光部３の開口部４１側の端面（発光部上面３ａ）は、蓋部４の厚さ方向において開口部４１と重なり合い、かつ蓋部４の発光部３側と反対側の端面（蓋部上面４ａ）よりも発光部３側に位置する。

また、以下に説明する実施形態に係る照明装置１は、開口部４１は、発光部３の外周よりも大きく形成されている。

また、以下に説明する実施形態に係る照明装置１は、開口部４１は、内周面が発光部３側から反対側に向かって拡幅する傾斜面４１ａで構成されている。

また、以下に説明する実施形態に係る照明装置１は、傾斜面４１ａの蓋部４の厚さ方向を含む断面における角度である開口角度αは、発光部３の光強度の半値角度β以上である。

また、以下に説明する実施形態に係る照明装置１は、傾斜面は、発光素子３１からの照射される光を反射する反射面である。

また、以下に説明する実施形態に係る照明装置１は、少なくとも１以上有することで車両用照明装置を構成する。

〔実施形態〕
図１〜図６を参照して、実施形態を説明する。図１は、実施形態の照明装置を示す図である。図２は、実施形態の照明装置を蓋側から見た状態を示す図である。図３は、実施形態の照明装置の蓋部を分解した状態を示す図である。図４は、実施形態の照明装置の開口部と発光部との関係を示す模式図である。図５は、発光部の配光特性を示す図である。なお、図５は、横軸が発光部から照射された光の強度、円周方向の軸が照射角度である。

本実施形態の照明装置は、車両のエクステリア、あるいはインテリアにおいて用いられる車両用照明装置であり、例えば、フロントコンビネーションライト、リアコンビネーションライトなどを構成するストップランプ、テールランプ、ターンシグナルランプ、フォグランプである。これらの構成は、レンズと、リフレクタと、照明装置と、リフレクタと照明装置とをシールするシール部材とを含んで構成されている。照明装置１は、図１〜図３に示すように、発光部３と、点灯回路部５と、給電接続部６とがソケット部２の収納部２１に収納され、蓋部４により収納部２１が閉塞されている。

ソケット部２は、少なくとも発光部３を収容し、発光部３からの熱を放熱するためのものである。ソケット部２は、収納部２１に発光部３および発光部３に電力を供給するための部品、例えば点灯回路部５などが収容されている。ソケット部２は、図３に示すように、照明装置１の外部に設けられた図示しない外部電源と電気的に接続される給電部材７が内蔵されている。ソケット部２は、樹脂材料で構成されており、本実施形態では、放熱性を向上させるために、図１に示すように、金属を材料として形成されたヒートシンク２２が樹脂材料で構成された本体に取り付けられている。なお、ソケット部２とヒートシンク２２は、放射性の高い樹脂などに一体的に成形された構成でもよい。

発光部３は、光を照射するものであり、発光素子基板３２に実装された発光素子３１を有する。発光素子３１は、ＬＥＤ、ＬＤなどの光を照射する半導体素子であり、１個以上、本実施形態では複数個が直列に発光素子基板３２に実装されている。各発光素子３１は、図４に示すように、ワイヤ３３を介して発光素子基板３２と電気的に接続されている。発光部３は、発光素子３１からの光を反射するリフレクタ３４がすべての発光素子３１を囲うように設けられている。リフレクタ３４は、内周面が発光素子基板３２側から蓋部４側に向かって拡幅する傾斜面３４ａである。発光部３は、発光素子３１の損傷およびワイヤ３３の切断の防止を目的として、リフレクタ３４によりできた空間部に透過性を有する樹脂を充填することで、発光素子３１が樹脂封止されている。発光素子基板３２は、図１に示すように、給電接続部６が接触する給電端子である素子基板側端子３６，３７が形成されている。素子基板側端子３６，３７は、発光素子３１が実装されている側（蓋部４側）の面に形成されており、図示しない配線（抵抗等の部品を含む）を介して各発光素子３１と電気的に接続されている。ここで、発光素子基板３２は、収納部２１に形成されたマウント２３に固定されており、熱伝導率の高い金属やセラミックスなど発光素子３１が発生する熱移動が容易な材料で形成されている絶縁基板である。また、各発光素子３１と素子基板側端子３６，３７との電気的な接続は、並列あるいは直列のいずれであってもよい。

ここで、発光部３は、給電接続部６を介して点灯回路部５と電気的に接続されている。点灯回路部５は、発光素子３１を点灯させる基板であり、発光部３とは別個に形成された基板である。点灯回路部５は、発光部３の駆動回路であり、発光部３に電力を供給するものである。点灯回路部５は、給電接続部６が接触する給電端子である図示しない回路基板側端子が形成されている。回路基板側端子は、蓋部４側と反対側である収納部２１の底部側の面に形成されており、図示しない配線（電流制限抵抗等の部品を含む）を介して、図３に示すように、給電部材７と電気的に接続されている。ここで、点灯回路部５は、収納部２１内において発光部３よりも底部側、すなわち下方に固定されており、各発光素子３１などの発熱量の多い部品が実装されていないことから熱移動を重視することがないため、紙フェノール、紙エポキシ、ガラスエポキシなどの安価な材料で形成されている絶縁基板である。

また、給電接続部６は、発光部３と点灯回路部５とを電気的に接続、本実施形態では、素子基板側端子３６および一方の回路基板側端子の間、素子基板側端子３７および他方の回路基板側端子の間をそれぞれ電気的に接続するものである。給電接続部６は、発光部３および点灯回路部５の上方に配置され、弾性を有する材料、例えば導電性を有する板バネである。給電接続部６は、発光部３あるいは点灯回路部５の一方とは固定されることで電気的に接触し、他方とは弾性変形をした状態で電気的に接触する。

蓋部４は、ソケット部２の収納部２１を閉塞するものであり、弾性を有する材料で構成されたパッキン８を介してソケット部２に固定されている。つまり、蓋部４のソケット部２に固定されている部分から外部の雰囲気が侵入することをパッキン８により防止することができる。ここで、蓋部４は、図示しない固定部が形成されており、照明装置１を固定する照明装置固定対象、例えば灯具に対して固定されることで、照明装置１が照明装置固定対象に固定される。蓋部４には、発光素子３１から照射される光を通過させる開口部４１が形成されている。

開口部４１は、図４に示すように、蓋部４の厚さ方向（照明装置１の上下方向）において発光部３と対向する位置に形成されている。開口部４１は、収納部２１を外部と連通させる通気口として機能するものである。ここで、蓋部４がソケット部２に固定された際に、発光部３の開口部４１側の端面である発光部上面３ａは、蓋部４の厚さ方向において開口部４１と重なり合うように設定されている。また、発光部上面３ａは、蓋部４の発光部３側と反対側の端面である蓋部上面４ａよりも発光部３側に位置するように設定されている。つまり、蓋部４がソケット部２に固定された際には、開口部４１から発光部３が突出せず、発光部上面３ａが開口部４１内に収まっている。従って、照明装置１の組み立て時、検査時、照明装置固定対象への取り付け時などにおいて、作業員や周辺部材が不用意に発光部３に接触することを抑制することができる。これにより、発光部３の損傷を抑制することができ、耐久性を向上することができる。また、発光部上面３ａが開口部４１内にあることから、照明装置１の発熱源である発光部３の一部が外部と連通する開口部４１に位置することで、収納部２１への放熱が抑制されるので、放熱性をさらに向上させることができる。

開口部４１は、発光部３の外周よりも大きく形成されている。開口部４１は、本実施形態では、発光部３の円形に形成されたリフレクタ３３の外周の径Ｄｒに対して、大きい径Ｄｓの円形に形成されている。つまり、発光部３に対して蓋部４は、厚さ方向から見た場合に隙間Ｓが形成されている。ここで、ソケット部２と蓋部４との固定に遊びがあり、蓋部４がソケット部２に対して、厚さ方向と直交する水平面において移動する場合がある。この場合、開口部４１は、蓋部４がソケット部２に対して移動しても、厚さ方向から見た場合に発光部３が蓋部４と接触しない大きさで形成されている。従って、隙間Ｓが形成されているため、発光部３の一部が開口部４１内にあっても、収納部２１と外部との連通状態を確保することができる。これにより、収納部２１内の熱を開口部４１を介して外部に放出することができるので、放熱効果を大きくすることができる。また、隙間Ｓは、蓋部４がソケット部２に対して移動してもとぎれることはない、すなわち蓋部４が発光部３と接触することはないので、外部から与えられる振動や、蓋部４を照明装置固定対象に固定することで、蓋部４を除く照明装置１の自重の一部を蓋部４と発光部３との間で受けることを防止できる。これにより、発光部３の損傷を抑制することができ、耐久性を向上することができる。

開口部４１は、内周面が発光部３側から反対側、すなわち蓋部４側に向かって拡幅する傾斜面４１ａで構成されている。ここで、傾斜面４１ａの蓋部４の厚さ方向を含む断面における角度である開口角度αは、発光部３の光の強度の半値角度β以上に設定されている。図５に、半値角度βの定義を示す。同図の円周方向に沿って記載される角度数値は、発光部３からの光の放射角度を示し、角度０°は、傾斜面４１ａの開口角度αが０°となる方向である。同図の横軸には、発光部３の光の強度を示しており、各放射角度における光の強度を実線でプロットしている。半値角度βとは、図５に示すように、開口角度０度における発光部３から照射される光の強度を１とした場合に、０．５（半値）となる開口角度をいう。ここで、開口角度αは、開口角度０度を中心としたプラスマイナス方向であり、本実施形態では、例えば１２０度程度であるが、発光部３の特性によって半値角度βは変化するものである。なお、傾斜面４１ａは、リフレクタ３４の内周面の傾斜面３４ａの傾斜角度よりも大きく設定されていることが好ましい。これにより、発光部３から照射された光が開口部４１を構成する傾斜面４１ａによって遮光されることを抑制することができる。

次に、照明装置１の動作について説明する。照明装置１は、照明装置固定対象に固定され、給電部材７が外部電源と電気的に接続される。外部電源から電力の供給が開始されると、給電部材７を介して点灯回路部５に供給された外部電源からの電力は、給電接続部６を介して発光素子基板３２に供給され、各発光素子３１が供給された電力により発光することで発光部３が発光する。発光部３から照射された光は、開口部４１を介して外部に照射されることで、照明装置１が点灯する。

以上のように、本実施形態に係る照明装置１は、蓋部４に収納部２１を外部と連通させる開口部４１が形成されているので、収納部２１が蓋部４により閉塞される場合と比較して、開口部４１が通気口として機能するので、照明装置１の内部の温度上昇を抑制することができる。特に、開口部４１は、発光部３の近傍に形成されているので、発光部３からの発熱を開口部４１を介して外部に放出することができるので、放熱効果を大きくすることができる。これにより、放熱性が向上するので、発光素子３１や、発光素子基板３２および点灯回路部５の温度上昇による効率低下を抑制し、高い発光効率とすることができる。従って、本実施形態に係る照明装置１は、車両用照明装置として使用していることが適している。

また、収納部２１が蓋部４により閉塞され、発光部３から照射された光をレンズやプリズムなどの光学部材を介して放出する場合は、光学部品による光の透過損失が発生するが、本実施形態に係る照明装置１では透過損失がないため、高い発光効率とすることができる。さらに、放熱性が向上するので、放熱性のために収納部２１の容積を拡大することによる大型化が不要となり、小型化を図ることができる。従って、本実施形態に係る照明装置１は、小型化を要求される車両用照明装置として使用していることが適している。

ここで、発光部３から照射された光は、各発光素子３１の配光特性やリフレクタ３４の形状に基づいて指向性を有する。発光部３は、通常、図４の一点鎖線に示すように、放射状に光を照射する。従って、開口部４１が厚さ方向に平行な内周面（同図２点差線）で構成されていると、発光部３から照射された光が蓋部上面４ａに遮光され、照明装置１の光量が低減する虞がある。しかしながら、本実施形態に係る照明装置１は、開口部４１を構成する内周面が発光部３側から蓋部４側に向かって拡幅、すなわち各発光素子３１の光放射方向に向かって拡幅する傾斜面４１ａで構成されているので、照明装置１の光量の低減を抑制することができ、高い効率を維持することができる。また、傾斜面４１ａの開口角度αが発光部３の光の強度の半値角度β以上であるので、発光部３から照射された光が蓋部４により遮光されることを抑制することができるため、発光部３から照射された光を効率的に外部に放出することができ、高い効率を維持することができる。

なお、上記実施形態では、開口部４１を構成する内周面を発光部３から照射される光の遮光を抑制するために傾斜面として説明したがこれに限定されるものではない。図６は、実施形態の照明装置の他の開口部を示す図である。同図に示すように、開口部４１を構成する内周面である傾斜面４１ａは、例えば、蒸着などにより、アルミニウムなどの材料からなる反射膜を積層することで、全反射あるいは拡散反射する反射面としてもよい。この場合は、発光部３から照射された光Ｌのうち、開口部４１を通過して外部に取り出されずに、傾斜面４１ａに照射される光Ｌを傾斜面４１ａにおいて反射することで、結果として開口部４１を通過して外部に放出することができ、高い効率を維持することができる。また、傾斜面４１ａを反射面とするので、傾斜面４１ａを直線状や曲線状などに調整することで、照明装置１の外部に照射される光の配光角度を調整することができる。従って、開口部４１の内外に光学部品などの配光調整部材を設けずとも、照明装置１の外部に照射される光の配光角度を調整することができる。

また、上記実施形態では、発光素子基板３２と、点灯回路部５とを分けて給電接続部６により電気的に接続しているが、これに限定されるものではなく、１つの基板として発光素子３１が実装し、発光素子３１を点灯させてもよい。また、上記実施形態では、発光部３にリフレクタ３４が設けられ、各発光素子３１が樹脂封止３５されているが、これに限定されるものではなく、リフレクタ３４あるいは樹脂封止３５のいずれか一方がなくてもよい。

〔実施形態の変形例〕
また、上記実施形態では、蓋部４がソケット部２に固定された際には、開口部４１から発光部３が突出せず、発光部上面３ａが開口部４１内に収まっている場合について説明したが、これに限定されるものではない。図７は、変形例の照明装置を示す図である。同図に示すように、発光部上面３ａが開口部４１よりも収納部２１側、すなわち収納部２１に位置していてもよい。この場合は、蓋部４がソケット部２に対して移動しても、発光部３と接触することがないため、発光部３の損傷による耐久性の低下を防止することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、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、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。

１ 照明装置
２ ソケット部
２１ 収納部
３ 発光部
３ａ 端面
３１ 発光素子
４ 蓋部
４ａ 端面
４１ 開口部
４１ａ 傾斜面
５ 点灯回路部
６ 給電接続部
７ 給電部材
８ パッキン

Claims (7)

1. ソケット部と、
   ソケット部の収納部に収納され、発光素子を有する発光部と、
   前記ソケット部の収納部を閉塞し、かつ前記発光素子から照射される光を通過させる開口部が形成されている蓋部と、
   を有する照明装置。
2. 請求項１に記載の照明装置において、
   前記発光部の前記開口部側の端面は、前記蓋部の厚さ方向において前記開口部と重なり合い、かつ前記蓋部の前記発光部側と反対側の端面よりも発光部側に位置する照明装置。
3. 請求項１または２に記載の照明装置において、
   前記開口部は、前記発光部の外周よりも大きく形成されている照明装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の照明装置において、
   前記開口部は、内周面が前記発光部側から反対側に向かって拡幅する傾斜面で構成されている照明装置。
5. 請求項４に記載の照明装置において、
   前記傾斜面の前記蓋部の厚さ方向を含む断面における角度である開口角度は、前記発光部の光の強度の半値角度以上である照明装置。
6. 請求項４または５に記載の照明装置において、
   前記傾斜面は、前記発光素子からの照射される光を反射する反射面である照明装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一つに記載の照明装置を少なくとも１以上有する車両用照明装置。

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