JP2019106263A - 車両用照明装置、および車両用灯具 - Google Patents
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Abstract
【課題】伝熱部とソケットとの接合強度を向上させるとともに、伝熱部の製造コストの低減を図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た基板と;前記基板の前記ソケット側とは反対側の面に設けられた少なくとも1つの発光素子と;前記基板と、前記ソケットと、の間に設けられた伝熱部と;を具備している。前記伝熱部は、板状を呈し前記基板が設けられる第1の部分と、板状を呈し前記第1の部分と対峙して設けられた第2の部分と、前記第1の部分の端部と前記第2の部分の端部とを接続する接続部と、を有する。【選択図】図3
Description
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。
ソケットと、ソケットの一方の端部に設けられ、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)を有する発光部と、を備えた車両用照明装置がある。
ここで、車両用照明装置は軽量であることが好ましい。そのため、ソケットが高熱伝導性樹脂から形成される場合がある。ところが、高熱伝導性樹脂は、金属に比べると熱伝導率が低くなるので、発光部において発生した熱がソケットを介して外部に放出されにくくなる。そこで、アルミニウムからなる伝熱部を発光部とソケットとの間に設ける技術が提案されている。
ここで、車両用照明装置は軽量であることが好ましい。そのため、ソケットが高熱伝導性樹脂から形成される場合がある。ところが、高熱伝導性樹脂は、金属に比べると熱伝導率が低くなるので、発光部において発生した熱がソケットを介して外部に放出されにくくなる。そこで、アルミニウムからなる伝熱部を発光部とソケットとの間に設ける技術が提案されている。
この場合、アルミニウムの板材を複数回折り曲げて、ソケットの外形形状に似た外形形状を有する伝熱部とすることができる。しかしながら、この様にすると、伝熱部の製造コストが増大したり、伝熱部をソケットに固定するためのインサート成形が難しくなったりするおそれがある。またさらに、発光部において発生した熱が、ソケットの外側面側に伝わり易くなるので、複数の放熱フィンが設けられた領域に温度分布が生じ、放熱がし難くなるおそれがある。
また、アルミニウムの板材からなる伝熱部の周縁近傍をプレス加工して段差部を形成し、段差部をソケットに保持させる技術も提案されている。しかしながら、この様にすると、プレス加工を行うための金型が必要となる。この場合、発光部の平面寸法は、車両用照明装置の用途や大きさなどにより変化するので、発光部の平面寸法に適合した伝熱部が必要となる。そのため、伝熱部の平面寸法ごとにプレス加工用の金型が必要となり、伝熱部の製造コストが増大するおそれがある。
そこで、伝熱部とソケットとの接合強度を向上させるとともに、伝熱部の製造コストの低減を図ることができる技術の開発が望まれていた。
そこで、伝熱部とソケットとの接合強度を向上させるとともに、伝熱部の製造コストの低減を図ることができる技術の開発が望まれていた。
本発明が解決しようとする課題は、伝熱部とソケットとの接合強度を向上させるとともに、伝熱部の製造コストの低減を図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。
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た基板と;前記基板の前記ソケット側とは反対側の面に設けられた少なくとも1つの発光素子と;前記基板と、前記ソケットと、の間に設けられた伝熱部と;を具備している。前記伝熱部は、板状を呈し前記基板が設けられる第1の部分と、板状を呈し前記第1の部分と対峙して設けられた第2の部分と、前記第1の部分の端部と前記第2の部分の端部とを接続する接続部と、を有する。
本発明の実施形態によれば、伝熱部とソケットとの接合強度を向上させるとともに、伝熱部の製造コストの低減を図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。
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。
(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。
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。
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斜視図である。
図2は、車両用照明装置1の模式分解図である。
図3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4(a)は、伝熱部40の模式斜視図である。
図4(b)は、伝熱部40の模式展開図である。
図5は、伝熱部40の保持を例示するための模式断面図である。
図1〜図3に示すように、車両用照明装置1には、ソケット10、発光部20、給電部30、および伝熱部40が設けられている。
図2は、車両用照明装置1の模式分解図である。
図3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4(a)は、伝熱部40の模式斜視図である。
図4(b)は、伝熱部40の模式展開図である。
図5は、伝熱部40の保持を例示するための模式断面図である。
図1〜図3に示すように、車両用照明装置1には、ソケット10、発光部20、給電部30、および伝熱部40が設けられている。
ソケット10は、装着部11、バヨネット12、フランジ13、および放熱フィン14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、円柱状とすることができる。装着部11は、フランジ13側とは反対側の端面に開口する凹部11a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、円柱状とすることができる。装着部11は、フランジ13側とは反対側の端面に開口する凹部11aを有する。
また、凹部11aの側面には、基板21の角部を収納する複数の凹部11a2が設けられている。装着部11の周方向における凹部11a2の寸法(幅寸法)は、基板21の角部の寸法よりも僅かに大きくなっている。そのため、凹部11a2の内部に基板21の角部を挿入することで、基板21の位置決めができるようになっている。
また、凹部11a2を設けるようにすれば、基板21の平面形状を大きくすることができる。そのため、基板21上に実装する素子の数を増加させることができる。あるいは、装着部11の外形寸法を小さくすることができるので、装着部11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。
また、凹部11a2を設けるようにすれば、基板21の平面形状を大きくすることができる。そのため、基板21上に実装する素子の数を増加させることができる。あるいは、装着部11の外形寸法を小さくすることができるので、装着部11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。
バヨネット12は、装着部11の外側面に複数設けられている。複数のバヨネット12は、車両用照明装置1の外側に向けて突出している。複数のバヨネット12は、フランジ13と対峙している。複数のバヨネット12は、車両用照明装置1を車両用灯具100の筐体101に取り付ける際に用いられる。複数のバヨネット12は、ツイストロックに用いられるものである。
フランジ13は、板状を呈している。フランジ13は、例えば、円板状を呈したものとすることができる。フランジ13の外側面は、バヨネット12の外側面よりも車両用照明装置1の外方に設けられている。
放熱フィン14は、フランジ13の、装着部11が設けられる側とは反対側の面に複数設けられている。複数の放熱フィン14は、互いに平行となるように設けることができる。複数の放熱フィン14は、板状を呈したものとすることができる。
また、図3に示すように、ソケット10には、孔10aと、孔10aに接続された孔10bが設けられている。孔10aの内部には絶縁部32が設けられている。孔10bには、シール部材105aを有するコネクタ105が挿入される。そのため、孔10bの断面形状は、シール部材105aを有するコネクタ105の断面形状に適合したものとなっている。
発光部20において発生した熱は、主に、伝熱部40、装着部11、およびフランジ13を介して放熱フィン14に伝わる。放熱フィン14に伝わった熱は、主に、放熱フィン14から外部に放出される。
そのため、発光部20において発生した熱を外部に伝えることを考慮して、ソケット10は高い熱伝導率を有する材料から形成することが好ましい。高い熱伝導率を有する材料は、例えば、高熱伝導性樹脂などとすることができる。高熱伝導性樹脂は、例えば、PET(Polyethylene terephthalate)やナイロン(Nylon)等の樹脂に、無機材料を用いたフィラーを混合させたものである。無機材料は、例えば、酸化アルミニウムなどのセラミックスや炭素などとすることができる。高熱伝導性樹脂を用いてソケット10を形成すれば、発光部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、軽量化を図ることができる。
そのため、発光部20において発生した熱を外部に伝えることを考慮して、ソケット10は高い熱伝導率を有する材料から形成することが好ましい。高い熱伝導率を有する材料は、例えば、高熱伝導性樹脂などとすることができる。高熱伝導性樹脂は、例えば、PET(Polyethylene terephthalate)やナイロン(Nylon)等の樹脂に、無機材料を用いたフィラーを混合させたものである。無機材料は、例えば、酸化アルミニウムなどのセラミックスや炭素などとすることができる。高熱伝導性樹脂を用いてソケット10を形成すれば、発光部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、軽量化を図ることができる。
発光部20(基板21)は、ソケット10の一方の端部側に設けられている。
発光部20は、基板21、発光素子22、抵抗23、および制御素子24を有する。
基板21は、板状を呈している。基板21の平面形状は、例えば、四角形とすることができる。基板21の材料や構造には特に限定はない。例えば、基板21は、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ものであってもよい。なお、金属板の表面を絶縁性材料で被覆する場合には、絶縁性材料は、有機材料からなるものであってもよいし、無機材料からなるものであってもよい。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、金属板の表面を絶縁性材料で被覆したものなどを例示することができる。また、基板21は、単層であってもよいし、多層であってもよい。
発光部20は、基板21、発光素子22、抵抗23、および制御素子24を有する。
基板21は、板状を呈している。基板21の平面形状は、例えば、四角形とすることができる。基板21の材料や構造には特に限定はない。例えば、基板21は、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ものであってもよい。なお、金属板の表面を絶縁性材料で被覆する場合には、絶縁性材料は、有機材料からなるものであってもよいし、無機材料からなるものであってもよい。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、金属板の表面を絶縁性材料で被覆したものなどを例示することができる。また、基板21は、単層であってもよいし、多層であってもよい。
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、例えば、銀を主成分とする材料から形成することができる。配線パターン21aは、例えば、銀や銀合金から形成することができる。ただし、配線パターン21aの材料は、銀を主成分とする材料に限定されるわけではない。配線パターン21aは、例えば、銅を主成分とする材料などから形成することもできる。
発光素子22は、基板21の、伝熱部40側(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、基板21の上に設けられている。発光素子22は、基板21の表面に設けられた配線パターン21aと電気的に接続されている。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とすることができる。発光素子22は、少なくとも1つ設けることができる。以下においては、複数の発光素子22が設けられる場合を例示する。複数の発光素子22は、互いに直列接続することができる。また、発光素子22は、抵抗23と直列接続されている。
発光素子22は、例えば、PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)型などの表面実装型の発光素子とすることができる。なお、発光素子22は、例えば、砲弾型などのリード線を有する発光素子とすることもできる。
また、発光素子22は、COB(Chip On Board)により実装されるものとすることもできる。COBにより実装される発光素子22とする場合には、チップ状の発光素子22と、発光素子22と配線パターン21aとを電気的に接続する配線と、発光素子22と配線を囲む枠状の部材と、枠状の部材の内部に設けられた封止部などを基板21の上に設けることができる。この場合、枠状の部材は、封止部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ものとすることができる。また、封止部には、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。なお、枠状の部材を設けずに封止部のみを設けることもできる。封止部のみを設ける場合には、ドーム状の封止部が基板21の上に設けられる。
発光素子22の光の出射面は、車両用照明装置1の正面側に向けられている。発光素子22は、主に、車両用照明装置1の正面側に向けて光を出射する。
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。
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。
抵抗23は、基板21の、伝熱部40側(ソケット10側)とは反対側の面に設けられている。抵抗23は、基板21の上に設けられている。抵抗23は、基板21の表面に設けられた配線パターン21aと電気的に接続されている。抵抗23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23は、膜状の抵抗器である。
膜状の抵抗器の材料は、例えば、酸化ルテニウム(RuO2)とすることができる。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することができる。抵抗23が膜状の抵抗器であれば、抵抗23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23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、また、複数の抵抗23における抵抗値のばらつきを抑制することができる。
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、抵抗23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23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。
抵抗23が膜状の抵抗器の場合には、抵抗23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、抵抗23にレーザ光を照射すれば抵抗23の一部を容易に除去することができる。抵抗23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23を選択する。抵抗23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、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。
制御素子24は、基板21の、伝熱部40側(ソケット10側)とは反対側の面に設けられている。制御素子24は、基板21の上に設けられている。制御素子24は、基板21の表面に設けられた配線パターン21aと電気的に接続されている。制御素子24は、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ている。
制御素子24は、例えば、ダイオードとすることができる。制御素子24は、例えば、表面実装型のダイオードや、リード線を有するダイオードなどとすることができる。図1および図2に例示をした制御素子24は、表面実装型のダイオードである。
制御素子24は、例えば、ダイオードとすることができる。制御素子24は、例えば、表面実装型のダイオードや、リード線を有するダイオードなどとすることができる。図1および図2に例示をした制御素子24は、表面実装型のダイオードである。
その他、発光素子22の断線の検出や、誤点灯防止などのために、プルダウン抵抗を設けることもできる。また、配線パターン21aや膜状の抵抗器などを覆う被覆部を設けることもできる。被覆部は、例えば、ガラス材料を含むものとすることができる。
給電部30は、給電端子31および絶縁部32を有する。
給電端子31は、棒状体とすることができる。給電端子31は、凹部11aの底面11a1から突出している。給電端子31は、複数設けられている。複数の給電端子31は、所定の方向に並べて設けることができる。複数の給電端子31は、絶縁部32の内部に設けられている。複数の給電端子31は、絶縁部32の内部を延び、絶縁部32の発光部20側の端面、および絶縁部32の放熱フィン14側の端面から突出している。複数の給電端子31の発光部20側の端部は、基板21に設けられた配線パターン21aと電気的および機械的に接続されている。すなわち、給電端子31の一方の端部は、配線パターン21aと半田付けされている。複数の給電端子31の放熱フィン14側の端部は、孔10bの内部に露出している。孔10bの内部に露出する複数の給電端子31には、コネクタ105が嵌め合わされる。給電端子31は、導電性を有する。給電端子31は、例えば、銅合金などの金属から形成することができる。なお、給電端子31の数、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。
給電端子31は、棒状体とすることができる。給電端子31は、凹部11aの底面11a1から突出している。給電端子31は、複数設けられている。複数の給電端子31は、所定の方向に並べて設けることができる。複数の給電端子31は、絶縁部32の内部に設けられている。複数の給電端子31は、絶縁部32の内部を延び、絶縁部32の発光部20側の端面、および絶縁部32の放熱フィン14側の端面から突出している。複数の給電端子31の発光部20側の端部は、基板21に設けられた配線パターン21aと電気的および機械的に接続されている。すなわち、給電端子31の一方の端部は、配線パターン21aと半田付けされている。複数の給電端子31の放熱フィン14側の端部は、孔10bの内部に露出している。孔10bの内部に露出する複数の給電端子31には、コネクタ105が嵌め合わされる。給電端子31は、導電性を有する。給電端子31は、例えば、銅合金などの金属から形成することができる。なお、給電端子31の数、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。
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、炭素からなる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、絶縁部32は、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、絶縁部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、セラミックスからなる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、絶縁部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。
絶縁部32は、複数の給電端子31とソケット10との間に設けられている。絶縁部32は、絶縁性を有している。絶縁部32は、絶縁性を有する樹脂から形成することができる。絶縁部32は、例えば、PETやナイロンなどから形成することができる。絶縁部32は、ソケット10に設けられた孔10aの内部に設けられている。
ここで、車両用照明装置1は、高温、低温、多湿などの使用環境において用いられる。例えば、自動車用の車両用照明装置の場合には、環境温度が85℃、湿度が85%という高温高湿の環境や、−40℃という低温の環境において用いられる場合がある。また、自動車用の車両用照明装置の場合には、走行に伴う振動や衝撃などが車両用照明装置に加わる場合がある。
この場合、車両用照明装置1の点灯時においては、発光素子22、抵抗23、制御素子24などが発熱し、さらに点灯と消灯が繰り返されることで発熱と冷却が繰り返される。そのため、発光部20において発生した熱の放出が充分でないと、発光素子22の温度が高くなり、発光素子22の寿命が短くなったり、発光素子22の機能が低下したりするおそれがある。また、発熱と冷却が繰り返されると、封止部に熱膨張と収縮が繰り返し発生し、発光素子22やその配線に過大な応力が加わって不点灯となるおそれがある。
そこで、発光部20(基板21)とソケット10との間に伝熱部40を設け、発光部20において発生した熱をソケット10に効率よく伝えるようにしている。発光部20において発生した熱がソケット10に伝わり易くなれば、封止部などにおける熱勾配を緩和させることができる。
この場合、車両用照明装置1の点灯時においては、発光素子22、抵抗23、制御素子24などが発熱し、さらに点灯と消灯が繰り返されることで発熱と冷却が繰り返される。そのため、発光部20において発生した熱の放出が充分でないと、発光素子22の温度が高くなり、発光素子22の寿命が短くなったり、発光素子22の機能が低下したりするおそれがある。また、発熱と冷却が繰り返されると、封止部に熱膨張と収縮が繰り返し発生し、発光素子22やその配線に過大な応力が加わって不点灯となるおそれがある。
そこで、発光部20(基板21)とソケット10との間に伝熱部40を設け、発光部20において発生した熱をソケット10に効率よく伝えるようにしている。発光部20において発生した熱がソケット10に伝わり易くなれば、封止部などにおける熱勾配を緩和させることができる。
図4(a)に示すように、伝熱部40は、第1の部分40a、第2の部分40b、および接続部40cを有する。
第1の部分40aは、板状を呈し、一方の端部に切り欠き40a3を有する。
第2の部分40bは、板状を呈し、一方の端部に切り欠き40b3を有する。第2の部分40bは、第1の部分40aと対峙している。
接続部40cは、第1の部分40aの他方の端部と、第2の部分40bの他方の端部とを接続する。
第1の部分40aは、板状を呈し、一方の端部に切り欠き40a3を有する。
第2の部分40bは、板状を呈し、一方の端部に切り欠き40b3を有する。第2の部分40bは、第1の部分40aと対峙している。
接続部40cは、第1の部分40aの他方の端部と、第2の部分40bの他方の端部とを接続する。
第1の部分40aには、基板21が設けられる。第2の部分40bは、第1の部分40aと接触している。すなわち、第1の部分40aの面40a1と、第2の部分40bの面40b1とは接触している。第2の部分40bの幅寸法W2は、第1の部分40aの幅寸法W1よりも大きい。そのため、平面視において、第2の部分40bの幅方向の端部が、第1の部分40aの幅方向の端部から外側に出っ張っている。
図4(b)に示すように、伝熱部40は、例えば、一枚の板材を折り曲げることで形成することができる。そのため、プレス加工のための専用の金型ではなく折り曲げ加工のための汎用の金型を用いることができるので、伝熱部40の製造コストの低減を図ることができる。
伝熱部40は、熱伝導率が高く、曲げ加工がしやすい材料から形成することが好ましい。伝熱部40は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金などから形成することができる。第1の部分40aおよび第2の部分40bの厚みは、例えば、0.1mm〜5.0mm程度とすることができる。
伝熱部40は、熱伝導率が高く、曲げ加工がしやすい材料から形成することが好ましい。伝熱部40は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金などから形成することができる。第1の部分40aおよび第2の部分40bの厚みは、例えば、0.1mm〜5.0mm程度とすることができる。
第1の部分40aの面40a2には、発光部20(基板21)が設けられる。面40a2の平面寸法は、基板21の平面寸法と同じか、若干大きくすることが好ましい。基板21は、面40a2に接着することができる。面40a2と基板21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、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。無機材料は、例えば、酸化アルミニウムなどのセラミックスとすることができる。接着剤の熱伝導率は、例えば、0.5W/(m・K)以上、10W/(m・K)以下とすることができる。
一枚の板材を折り曲げた際には、切り欠き40a3と切り欠き40b3が重なるようにすることができる。図3に示すように、切り欠き40a3と切り欠き40b3が重なることで形成された空間には、複数の給電端子31が設けられる。そのため、複数の給電端子31と伝熱部40との間で短絡が生じるのを抑制することができる。なお、第1の部分40aの端部に開口する切り欠き40a3を例示したが、第1の部分40aの端部に開口しない孔とすることもできる。第2の部分40bの端部に開口する切り欠き40b3を例示したが、第2の部分40bの端部に開口しない孔とすることもできる。また、複数の給電端子31と伝熱部40との間で短絡が生じないのであれば、切り欠き40a3および切り欠き40b3を省くことができる。例えば、複数の給電端子31が伝熱部40の外側に設けられる場合には、切り欠き40a3および切り欠き40b3を省くことができる。
第2の部分40bの面40b2は、凹部11aの底面11a1の上に設けることができる。
ここで、高熱伝導性樹脂を含むソケット10は、射出成形法により成形することができる。ところが、高熱伝導性樹脂には無機材料を用いたフィラーが添加されるので、流動性が低下する場合がある。そのため、射出成形法により高熱伝導性樹脂を含むソケット10を成形すると、凹部11aの底面11a1に「ひけ」が生じる場合がある。すなわち、高熱伝導性樹脂を含むソケット10の場合には、凹部11aの底面11a1を完全な平坦面とすることは困難である。この場合、面40b2と底面11a1との間に隙間が生じると熱の伝達が悪くなるおそれがある。そのため、面40b2と底面11a1との間には熱伝導グリス(放熱グリス)からなる層を設けることが好ましい。熱伝導グリスの種類には特に限定はないが、例えば、変性シリコーンに、酸化アルミニウムなどのセラミックスを用いたフィラーが混合されたものとすることができる。熱伝導グリスの熱伝導率は、例えば、1W/(m・K)以上、5W/(m・K)以下とすることができる。
ここで、高熱伝導性樹脂を含むソケット10は、射出成形法により成形することができる。ところが、高熱伝導性樹脂には無機材料を用いたフィラーが添加されるので、流動性が低下する場合がある。そのため、射出成形法により高熱伝導性樹脂を含むソケット10を成形すると、凹部11aの底面11a1に「ひけ」が生じる場合がある。すなわち、高熱伝導性樹脂を含むソケット10の場合には、凹部11aの底面11a1を完全な平坦面とすることは困難である。この場合、面40b2と底面11a1との間に隙間が生じると熱の伝達が悪くなるおそれがある。そのため、面40b2と底面11a1との間には熱伝導グリス(放熱グリス)からなる層を設けることが好ましい。熱伝導グリスの種類には特に限定はないが、例えば、変性シリコーンに、酸化アルミニウムなどのセラミックスを用いたフィラーが混合されたものとすることができる。熱伝導グリスの熱伝導率は、例えば、1W/(m・K)以上、5W/(m・K)以下とすることができる。
熱伝導グリスからなる層を設ける場合には、第2の部分40bを以下の様にして凹部11aの底面11a1に取り付けることができる。
例えば、図5に示すように、凹部11aの底面11a1に凸部11a3を設ける。凸部11a3の高さは、第2の部分40bの厚みより大きくする。そして、凸部11a3の頂部を溶融、加圧することで、凸部11a3が第2の部分40bを保持するようにする。溶融は、例えば、超音波溶融や加熱による溶融とすることができる。凸部11a3は、第2の部分40bの幅方向の両端側に少なくとも1つずつ設けることが好ましい。凸部11a3の数、形状、寸法、配置には特に限定がなく、伝熱部40の大きさや溶融のし易さなどに応じて適宜変更することができる。
例えば、図5に示すように、凹部11aの底面11a1に凸部11a3を設ける。凸部11a3の高さは、第2の部分40bの厚みより大きくする。そして、凸部11a3の頂部を溶融、加圧することで、凸部11a3が第2の部分40bを保持するようにする。溶融は、例えば、超音波溶融や加熱による溶融とすることができる。凸部11a3は、第2の部分40bの幅方向の両端側に少なくとも1つずつ設けることが好ましい。凸部11a3の数、形状、寸法、配置には特に限定がなく、伝熱部40の大きさや溶融のし易さなどに応じて適宜変更することができる。
また、面40b2と底面11a1を接着することもできる。接着剤は、例えば、前述した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。接着剤による接合のみとする場合には、凸部11a3を省くことができる。また、接着剤による接合と凸部11a3による接合を併せて行うこともできる。接着剤による接合と凸部11a3による接合を併せて行えば、接合強度を向上させることができる。
なお、第2の部分40bの幅方向の両端は、ソケット10に保持されていればよい。そのため、第2の部分40bを凹部11aの底面11a1に埋め込むこともできる。例えば、インサート成形法により伝熱部40とソケット10を一体成形することで、第2の部分40bを凹部11aの底面11a1に埋め込むことができる。第2の部分40bを凹部11aの底面11a1に埋め込めば、第2の部分40bとソケット10とを密着させることができる。そのため、発光部20において発生した熱を伝熱部40を介してソケット10に効率よく伝えることができる。また、伝熱部40とソケット10の接合強度を向上させることができる。
以上に説明したように、本実施の形態に係る伝熱部40とすれば、伝熱部40とソケット10との接合強度を向上させるとともに、伝熱部40の製造コストの低減を図ることができる。
以上に説明したように、本実施の形態に係る伝熱部40とすれば、伝熱部40とソケット10との接合強度を向上させるとともに、伝熱部40の製造コストの低減を図ることができる。
図6は、他の実施形態に係る車両用照明装置1aを例示するための模式分解図である。 図7は、車両用照明装置1aの模式断面図である。
図8は、伝熱部41を例示するための模式斜視図である。
図6、図7に示すように、車両用照明装置1aには、ソケット10、発光部20、給電部30、および伝熱部41が設けられている。
図8は、伝熱部41を例示するための模式斜視図である。
図6、図7に示すように、車両用照明装置1aには、ソケット10、発光部20、給電部30、および伝熱部41が設けられている。
図6〜図8に示すように、伝熱部41は、第1の部分41a、第2の部分41b、および接続部41cを有する。
第1の部分41aは板状を呈している。
第2の部分41bは板状を呈している。第2の部分41bは第1の部分41aと対峙している。平面視において、第2の部分41bの少なくとも一部は、第1の部分41aと重なっている。第2の部分41bは第1の部分41aと平行となるようにすることもできるし、第2の部分41bが第1の部分41aに対して傾いていてもよい。
第1の部分41aは板状を呈している。
第2の部分41bは板状を呈している。第2の部分41bは第1の部分41aと対峙している。平面視において、第2の部分41bの少なくとも一部は、第1の部分41aと重なっている。第2の部分41bは第1の部分41aと平行となるようにすることもできるし、第2の部分41bが第1の部分41aに対して傾いていてもよい。
本実施の形態に係る伝熱部41の場合には、第1の部分41aおよび第2の部分41bの一方の端部に切り欠きを設けていないが、前述した第1の部分40aおよび第2の部分40bと同様に切り欠きを設けることもできる。
接続部41cは、第1の部分41aの他方の端部と、第2の部分41bの他方の端部とを接続する。
接続部41cは、第1の部分41aの他方の端部と、第2の部分41bの他方の端部とを接続する。
第2の部分41bは、第1の部分41aと離隔している。すなわち、第1の部分41aの面41a1と、第2の部分41bの面41b1とは離隔している。第1の部分41aの幅寸法W1は、基板21の幅寸法と同程度か、若干大きくすることができる。第2の部分41bの幅寸法W2には特に限定はないが、第2の部分41bの幅寸法W2を大きくすれば、ソケット10への伝熱を容易とすることができる。
伝熱部41は、例えば、一枚の板材を折り曲げることで形成することができる。そのため、プレス加工のための専用の金型ではなく折り曲げ加工のための汎用の金型を用いることができるので、伝熱部41の製造コストの低減を図ることができる。
伝熱部41は、熱伝導率が高く、曲げ加工がしやすい材料から形成することが好ましい。伝熱部41は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金などから形成することができる。第1の部分41a、第2の部分41b、および接続部41cの厚みは、例えば、0.1mm〜5.0mm程度とすることができる。
伝熱部41は、熱伝導率が高く、曲げ加工がしやすい材料から形成することが好ましい。伝熱部41は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金などから形成することができる。第1の部分41a、第2の部分41b、および接続部41cの厚みは、例えば、0.1mm〜5.0mm程度とすることができる。
第1の部分41aの面41a2には、発光部20(基板21)が設けられる。基板21は、面41a2に接着することができる。面41a2と基板21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、基板21と面40a2とを接着する接着剤と同様とすることができる。
第1の部分41aおよび第2の部分41bに切り欠きを設ける場合には、平面視において切り欠き同士が重なるようにすることができる。切り欠き同士が重なることで形成された空間には、複数の給電端子31が設けられる。そのため、複数の給電端子31と伝熱部41との間で短絡が生じるのを抑制することができる。なお、前述したように、切り欠きに代えて孔などを設けることもできる。
第1の部分41aの面41a2は、凹部11aの底面11a1から露出している。すなわち、第1の部分41aの基板21が設けられる面41a2は、ソケット10から露出している。第1の部分41aの面41a1は、ソケット10と接触している。この場合、面41a1は、凹部11aの底面11a1と接触していてもよいし、ソケット10の内部に設けられていてもよい。面41a1とソケット10とが接触していれば、第1の部分41aからソケット10に直接熱を伝えることができる。
第2の部分41bおよび接続部41cは、ソケット10の内部に設けられている。例えば、インサート成形法により伝熱部41とソケット10を一体成形することで、第2の部分41bおよび接続部41cをソケット10の内部に設けることができる。第2の部分41bおよび接続部41cがソケット10の内部に設けられていれば、伝熱部41とソケット10との接合強度を高めることが容易となる。
また、第2の部分41bと複数の放熱フィン14との間の距離を短くすることができるので、発光部20において発生した熱を複数の放熱フィン14に伝えるのが容易となる。 また、第2の部分41bは、複数の放熱フィン14が並ぶ方向に延びている。この様にすれば、複数の放熱フィン14に熱を伝えるのが容易となる。そのため、複数の放熱フィン14が設けられた領域における温度分布が均一となるようにすることが容易となるので、放熱性の向上を図ることができる。
(車両用灯具)
次に、車両用灯具100について例示する。
なお、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。
次に、車両用灯具100について例示する。
なお、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。
図9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9に示すように、車両用灯具100には、車両用照明装置1、筐体101、カバー102、光学要素部103、シール部材104、およびコネクタ105が設けられている。
図9に示すように、車両用灯具100には、車両用照明装置1、筐体101、カバー102、光学要素部103、シール部材104、およびコネクタ105が設けられている。
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することができる。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が設けられている。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ている。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。
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、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。
カバー102は、筐体101の開口を塞ぐようにして設けられている。カバー102は、透光性を有する樹脂などから形成することができる。カバー102は、レンズなどの機能を有するものとすることもできる。
光学要素部103には、車両用照明装置1から出射した光が入射する。光学要素部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9に例示をした光学要素部103はリフレクタである。この場合、光学要素部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が形成されるようにする。
シール部材104は、フランジ13と筐体101の間に設けられている。シール部材104は、環状を呈するものとすることができる。シール部材104は、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することができる。
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の内部空間が密閉される。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。
コネクタ105は、孔10b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、図示しない電源などが電気的に接続されている。そのため、コネクタ105を給電端子31の端部に嵌め合わせることで、図示しない電源などと、発光素子22とが電気的に接続される。また、コネクタ105は、段差部分を有している。そして、シール部材105aが、段差部分に取り付けられている。シール部材105aは、孔10bの内部に水が侵入するのを防ぐために設けられている。シール部材105aを有するコネクタ105が孔10bに挿入された際には、孔10bが水密となるように密閉される。シール部材105aは、環状を呈するものとすることができる。シール部材105aは、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することができる。コネクタ105は、例えば、接着剤などを用いてソケット10側の要素に接着することもできる。
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。
1 車両用照明装置、10 ソケット、11 装着部、11a 凹部、11a1 底面、20 発光部、21 基板、22 発光素子、30 給電部、40 伝熱部、40a 第1の部分、40a1 面、40a2 面、40b 第2の部分、40b1 面、40b2 面、40c 接続部、41 伝熱部、41a 第1の部分、41a1 面、41a2 面、41b 第2の部分、41b1 面、41b2 面、41c 接続部
Claims (9)
- ソケットと;
前記ソケットの一方の端部側に設けられた基板と;
前記基板の前記ソケット側とは反対側の面に設けられた少なくとも1つの発光素子と;
前記基板と、前記ソケットと、の間に設けられた伝熱部と;
を具備し、
前記伝熱部は、板状を呈し前記基板が設けられる第1の部分と、板状を呈し前記第1の部分と対峙して設けられた第2の部分と、前記第1の部分の端部と前記第2の部分の端部とを接続する接続部と、を有する車両用照明装置。 - 前記第2の部分は、前記第1の部分と接触し、
前記第2の部分の幅寸法は、前記第1の部分の幅寸法よりも大きい請求項1記載の車両用照明装置。 - 前記第2の部分の幅方向の両端は、前記ソケットに保持されている請求項2記載の車両用照明装置。
- 前記第2の部分は、前記第1の部分と離隔している請求項1記載の車両用照明装置。
- 前記第2の部分は、前記ソケットの内部に設けられている請求項4記載の車両用照明装置。
- 前記ソケットは、前記基板側とは反対側に複数の放熱フィンを有し、
前記第2の部分は、前記複数の放熱フィンが並ぶ方向に延びている請求項4または5に記載の車両用照明装置。 - 前記第1の部分の前記基板が設けられる面は、前記ソケットから露出している請求項1〜6のいずれか1つに記載の車両用照明装置。
- 前記ソケットは、高熱伝導性樹脂を含み、
前記伝熱部は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を含む請求項1〜7のいずれか1つに記載の車両用照明装置。 - 請求項1〜8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。
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JP2021068640A (ja) * | 2019-10-25 | 2021-04-30 | 東芝ライテック株式会社 | 車両用照明装置、および車両用灯具 |
-
2017
- 2017-12-11 JP JP2017237037A patent/JP2019106263A/ja active Pending
Cited By (2)
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JP7385824B2 (ja) | 2019-10-25 | 2023-11-24 | 東芝ライテック株式会社 | 車両用照明装置、および車両用灯具 |
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