JP2021012907A - 発光素子実装用の基板及び車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】 応力による意図しない変形またはクラックを抑制することができる発光素子実装用の基板及び車両用灯具を提供すること。【解決手段】 発光素子実装用の基板４０は、互いに離れて配置される複数の貫通孔４３を有する基板本体４１と、貫通孔４３それぞれの内部に配置され、熱を伝導する熱伝導部材４５とを備える。基板４０は、互いに隣り合う一方の貫通孔４３と他方の貫通孔４３との間に配置され、熱伝導部材４５によって基板本体４１にかかる応力を緩衝する応力緩衝部４７をさらに備える。【選択図】 図２

Description

本発明は、発光素子実装用の基板及び車両用灯具に関する。

例えば特許文献１は、放熱構造を備え、発熱源となるＬＥＤ素子が実装されるＬＥＤ用の銅インレイ基板を開示している。この基板は、ＬＥＤ素子の直下に配置される貫通孔を有する板状の基板本体と、貫通孔に圧入され、ＬＥＤ素子に熱的に接続される銅ピンとを備える。この基板は、ＬＥＤ素子から発生する熱を、銅ピンを通じて基板本体の背面に逃がしている。

特開２０１８−２２７５８号公報

車両用灯具の前照灯に用いられる複数の発光素子から出射される複数の照明光によって１つの配光パターンが形成される場合、特許文献１に開示される基板において、発光素子が１枚の基板に列状に実装され、互いに隣り合う発光素子が互いに近づいて密に配置されることがある。この配置に伴い、貫通孔同士の間隔が狭くなる。この状態の基板では、例えば、貫通孔への熱伝導部材の圧入、または貫通孔内に配置される熱伝導部材の熱膨張等によって、応力が基板の平面方向において熱伝導部材から基板にかかることがある。このとき一部の応力は、貫通孔それぞれの内部に配置された熱伝導部材それぞれから互いに隣り合う２つの貫通孔の間に向かってかかることがある。これにより、当該基板は、互いに隣り合う２つの貫通孔において、撓み、歪みまたは反りといった意図しない変形、またはクラックを起こすことがある。意図しない変形またはクラックが発生すると、発光素子から出射される照明光の配光が例えば設計時に想定した配光に対してずれてしまい、基板及び車両用灯具の配光性能は設計時に想定した配光性能に対してずれてしまう懸念がある。

そこで、本発明は、応力による意図しない変形またはクラックを抑制することができる発光素子実装用の基板及び車両用灯具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の発光素子実装用の基板は、互いに離れて配置される複数の貫通孔を有する基板本体と、前記貫通孔それぞれの内部に配置され、熱を伝導する熱伝導部材と、互いに隣り合う一方の前記貫通孔と他方の前記貫通孔との間に配置され、前記熱伝導部材によって前記基板本体にかかる応力を緩衝する応力緩衝部と、を備えることを特徴とする。

このような基板では、例えば、貫通孔への熱伝導部材の配置、または熱伝導部材の熱膨張等によって、応力が基板の平面方向において熱伝導部材から基板にかかることがある。このとき一部の応力は、互いに隣り合う２つの貫通孔それぞれの内部に配置された２つの熱伝導部材それぞれから互いに隣り合う２つの貫通孔の間に向かってかかることがある。本発明では、応力緩衝部は、互いに隣り合う２つの貫通孔の間に配置されており、この互いに隣り合う２つの貫通孔の間にかかる応力を緩衝し得る。従って、この基板によれば、応力による基板の意図しない変形またはクラックを抑制することができる。

また、前記基板本体は、前記基板本体を平面視する場合に、一方の前記貫通孔の外周縁と他方の前記貫通孔の外周縁とに接する共通外接線に垂直で一方の前記貫通孔の外周縁に接する一対の第１直線の間に配置され、前記共通外接線を基準として一方の前記貫通孔とは反対側に配置される電気的な第１の接続端子と、前記共通外接線に垂直で一方の前記貫通孔に隣り合う他方の前記貫通孔の外周縁に接する一対の第２直線の間に配置され、前記共通外接線を基準として他方の前記貫通孔とは反対側に配置される電気的な第２の接続端子とを有し、前記応力緩衝部は、前記共通外接線と、前記第１の接続端子と前記第２の接続端子と結ぶ第３直線との間まで延在されることが好ましい。

互いに隣り合う２つの貫通孔が互いに近くに配置されればされるほど、２つの熱伝導部材それぞれから互いに隣り合う２つの貫通孔の間にかかる応力は強くなる傾向にある。応力緩衝部は、互いに隣り合う２つの貫通孔の間から共通外接線を超えて延在されていると、共通外接線を超えない場合に比べて、長くなる。このため応力緩衝部は隣り合う２つの貫通孔の間にかかる応力を緩衝し得る。従って、この基板によれば、応力による基板の意図しない変形またはクラックをより抑制することができる。また第１，２の接続端子それぞれは、半田などによって発光素子に電気的に接続される。応力緩衝部が第３直線に届かず第３直線と共通外接線との間まで延在されるため、応力緩衝部は応力緩衝部から接続端子への応力の波及を抑制し得る。従って、この基板によれば、接続端子への応力の波及による電気的な接続に対する不具合の発生を抑制することができる。

また、前記応力緩衝部は、互いに異なる方向に延在される複数の延在部を有し、前記延在部それぞれと前記貫通孔との間の最短距離は、互いに同一であることが好ましい。

この場合、応力緩衝部における応力集中が抑制され得る。従って、この基板によれば、応力集中による応力緩衝部の破断を抑制することができる。

また、前記応力緩衝部は、スリットまたは溝から成ることが好ましい。

この場合、応力緩衝部は、応力が基板本体から逃げる逃げ部として構成され得る。また応力緩衝部がスリットである場合、基板本体にスリットを貫通させるだけでよいため、スリットのための基板本体の加工の手間を簡略にし得る。また応力緩衝部が溝である場合、基板本体を貫通させる必要がなく、応力緩衝部がスリットである場合と比べて基板の強度を向上し得る。

また、前記溝の断面の底面の形状は、円弧状であることが好ましい。

この場合、溝における応力集中が避けられ得る。従って、この基板によれば、応力集中による底面におけるクラックを抑制することができる。

また、前記貫通孔は、前記基板本体に実装される発光素子の直下に配置され、前記熱伝導部材は、前記貫通孔に圧入される金属から成ることが好ましい。

この場合、熱伝導部材は、熱伝導部材の直上に配置される発光素子から発生した熱を、基板本体の背面に逃がし得る。従って、基板は、熱による劣化を抑制されるため、設計時に想定した発光素子の性能に対するずれを抑制することができる。

また、前記応力緩衝部は、３つ以上の前記貫通孔のなかで互いに隣り合う２つの前記貫通孔の全ての組み合わせにおける２つの前記貫通孔の間に配置されることが好ましい。

この場合、互いに隣り合う貫通孔が配置されているのであれば、２つの貫通孔の間にかかる応力を緩衝することができる。

また、本発明の車両用灯具は、上記のいずれか１つに記載の基板と、前記貫通孔を覆うように前記基板本体の正面に実装され、前記基板本体に電気的に接続され、前記熱伝導部材に熱的に接続される発光素子と、前記基板本体の背面に配置され、前記熱伝導部材に熱的に接続されるヒートシンクとを備えることを特徴とする。

この車両用灯具では、応力緩衝部は、互いに隣り合う２つの貫通孔の間にかかる応力を緩衝し得るため、応力による基板の意図しない変形またはクラックを抑制することができる。従ってこの車両用灯具によれば、車両用灯具の設計時に想定した配光に対するずれを抑制することができ、基板及び車両用灯具は設計時に想定した配光性能に対するずれを抑制することができる。

以上のように、本発明によれば、応力による意図しない変形またはクラックを抑制することができる発光素子実装用の基板及び車両用灯具を提供することができる。

図１は、本発明の第１実施形態における車両用灯具の構成を概略的に示す図である。 図２は、図１の車両用灯具における発光素子実装用の基板の概略的な平面図である。 図３は、図２に示すＡ−Ａ線における基板の断面図である。 図４は、図２に示すＢ−Ｂ線における基板に配置された応力緩衝部であるスリットの断面図である。 図５Ａは、応力緩衝部である円弧状の溝の断面図である。 図５Ｂは、応力緩衝部であるＶ字形状の溝の断面図である。 図５Ｃは、応力緩衝部である凹形状の溝の断面図である。 図６は、第２実施形態における基板の概略的な平面図である。 図７は、第３実施形態における基板の概略的な平面図である。 図８は、応力緩衝部の延在部の配置の一例を示す図である。 図９は、応力緩衝部の延在部の配置の一例を示す図である。 図１０は、応力緩衝部の延在部の配置の一例を示す図である。

以下、本発明に係る発光素子実装用の基板の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良することができる。また本発明は、以下に例示する各実施形態における構成要素を適宜組み合わせてもよい。なお、理解の容易のため、それぞれの図において一部が誇張して記載される場合等がある。

（第１実施形態）
図１は、本発明にかかる車両用灯具１の構成を概略的に示す図であり、車両用灯具１の水平方向における断面図である。車両用灯具１は、例えば、自動車の前照灯として用いられる。前照灯は自動車の前方の左右方向のそれぞれに備えられ、左右の前照灯は左右方向に概ね対称の構成とされる。本実施形態の車両用灯具１は、一方の前照灯として説明する。また、本実施形態の車両用灯具１は、光源ユニット３０から出射される照明光を、投影レンズ５３を介して直接前方に出射する直射型の灯具である。

車両用灯具１は、筐体１０と、灯具ユニット２０とを備える。

筐体１０は、筒状のハウジング１１と、フロントカバー１２と、バックカバー１３とを備える。ハウジング１１の前方には開口が配置されており、当該開口を塞ぐようにフロントカバー１２がハウジング１１に固定されている。また、ハウジング１１の後方には前方の開口よりも小さな開口が配置されており、当該開口を塞ぐようにバックカバー１３がハウジング１１に固定されている。

ハウジング１１とフロントカバー１２とバックカバー１３とによって、密閉された空間としての灯室１４が形成される。灯室１４には、灯具ユニット２０が収容される。バックカバー１３は、ハウジング１１の後方の開口を通じての灯具ユニット２０の交換のために、バックカバー１３に対して開閉可能または着脱可能となっている。

フロントカバー１２は透光性を有する材料で構成されており、灯具ユニット２０から出射される照明光はフロントカバー１２を透過する。ハウジング１１とバックカバー１３とは、例えば、樹脂で構成される。

灯具ユニット２０は、光源ユニット３０と、リフレクタ５１と、投影レンズ５３と、ヒートシンク６０と、冷却ファン７０とを備えており、不図示の構成により筐体１０に固定されている。

光源ユニット３０は、複数の発光素子３１と、発光素子３１が実装される発光素子実装用の基板４０とを有している。

本実施形態では、例えば、３つの発光素子３１が基板４０上に１列に並んで配置されている。例えば、発光素子３１は、白色の光を照明光として出射する。発光素子３１の出射面は、概ね長方形であり、投影レンズ５３に対向している。発光素子３１は、照明光の出射によって発熱源となりうる。１つの発光素子３１は、例えば、表面実装型のＬＥＤを有している。例えば、ＬＥＤは、１０２４個配置されており、格子状に配置されている。

基板４０は、発光素子３１のための配線基板である。基板４０は、発光素子３１の制御によって発熱源となりうる。基板４０の構成については、下記に詳細に説明する。

リフレクタ５１は、例えば、回転楕円曲面に基づいた形状であり、複数の発光素子３１を囲うように配置されている。リフレクタ５１は、発光素子３１と対向する面に曲面状の反射面を有している。発光素子３１から出射される照明光の少なくとも一部は、反射面によって投影レンズ５３側へ反射される。

投影レンズ５３は、例えば、非球面平凸レンズである。投影レンズ５３は、発光素子３１の前方に配置されている。投影レンズ５３は、発光素子３１からの照明光が入射する側の面である平面上の入射面と、照明光が出射する側の面であり、当該照明光の出射方向に膨らむ凸面状の出射面とを有する。

ヒートシンク６０は、発光素子３１から出射される照明光の出射方向に直交する直交方向に延在されるアルミニウム等の金属製のベース板６１と、当該ベース板６１の背面に配置され、ベース板６１と一体である複数の放熱フィン６３とを有する。

ベース板６１の正面には、基板４０が配置されている。ベース板６１は、基板４０に熱的に接続されており、発光素子３１及び基板４０から発生する熱を放熱フィン６３に伝導する。放熱フィン６３は、照明光の出射方向に沿ってバックカバー１３に向かって延在されている。放熱フィン６３同士は、直交方向において互いに離れて配置されている。

冷却ファン７０は、放熱フィン６３と隙間を隔てて配置され、ヒートシンク６０に固定されている。この冷却ファン７０の回転による気流により、ヒートシンク６０は冷却される。なお、冷却ファン７０は、ヒートシンク６０に固定される必要はない。冷却ファン７０は、例えば、光源ユニット３０を保持する図示しないブランケットに固定されてもよいし、ハウジング１１の内面に固定されてもよい。

次に図２、図３及び図４を用いて、基板４０の構成について詳細に説明する。図２は、基板４０の概略的な平面図である。図２では、図示の明瞭化のために基板４０に実装される発光素子３１を二点鎖線で図示している。図３は、図２に示すＡ−Ａ線における基板４０の断面図である。図４は、図２に示すＢ−Ｂ線における基板４０に配置された応力緩衝部４７であるスリットの断面図である。

図２に示すように、基板４０は、互いに離れて配置される複数の貫通孔４３を有する基板本体４１と、貫通孔４３それぞれの内部に配置され、熱を伝導する熱伝導部材４５と、互いに隣り合う一方の貫通孔４３と他方の貫通孔４３との間に配置され、熱伝導部材４５によって基板本体４１にかかる応力を緩衝する応力緩衝部４７とを有する。

基板本体４１は、例えば、ガラス繊維がエポキシ樹脂によって固められることで成形された板状の部材である。本実施形態では、図２に示すように基板本体４１を平面視した際に、３つの貫通孔４３が発光素子３１の配列に倣って列状に並んで配置されている。例えば、貫通孔４３の断面の形状は円形であり、貫通孔４３それぞれの直径は互いに同一である。

基板本体４１は、基板本体４１の正面に２列に並んで配置され、基板本体４１に配置される不図示の配線に電気的に接続される電気的な接続端子４９を有している。例えば、列状の接続端子４９の並び方向は、互いに隣り合う２つの貫通孔４３それぞれの中心を結ぶ直線８１が延びる方向に沿っている。また２列の接続端子４９は、１つの貫通孔４３を挟み込んで配置されている。２列の接続端子４９は、図示しない半田によって１つの発光素子３１に電気的に接続される。

図３に示すように、１つの発光素子３１は、１つの貫通孔４３と当該貫通孔４３の内部に配置される熱伝導部材４５との直上に配置され１つの貫通孔４３と熱伝導部材４５とを覆うように接続端子４９を介して基板本体４１に配置される不図示の配線に電気的に接続されている。発光素子３１は、基板本体４１に配置される不図示の配線を介して不図示の電源から電力を供給されて、照明光を出射する。発光素子３１は照明光の出射によって熱を放出し、この熱は、基板本体４１と熱伝導部材４５とに伝導される。基板本体４１は発光素子３１への電力供給によって熱を放出し、この熱は、熱伝導部材４５と基板本体４１が配置されて基板本体４１に熱的に接続されるベース板６１とに伝導される。

熱伝導部材４５は、発光素子３１の直下及びベース板６１の直上に配置されており、発光素子３１と基板本体４１とベース板６１とに図示しないグリスなどを介して熱的に接続されている。熱伝導部材４５は、発光素子３１と基板本体４１とから伝導された熱をベース板６１に伝導する。

熱伝導部材４５は、例えば円柱形状であり、円形の貫通孔４３に圧入される。例えば、熱伝導部材４５の断面形状は、円形であるが、三角形、四角形などでもよい。例えば、熱伝導部材４５は銅などの金属から成り、基板４０は銅の熱伝導部材４５が圧入される銅インレイ基板である。熱伝導部材４５は、金属に限定されず、セラミックでもよい。

ここで図２を用いて応力緩衝部４７について説明する。応力緩衝部４７は、例えば、直線８１方向において互いに隣り合う２つの貫通孔４３それぞれから等距離離れて配置されている。従って、一方の貫通孔４３と他方の貫通孔４３とは、応力緩衝部４７を中心に対称に配置されている。応力緩衝部４７の一部は、直線８１上に配置されている。

例えば、応力緩衝部４７は、直線８１に対して直交する直交方向に沿って直線状に延在されている。以下に、応力緩衝部４７の延在された一端の位置について、図２における３つの貫通孔４３のなかから左側と中央とに配置される互いに隣り合う２つの貫通孔４３を用いて説明する。

互いに隣り合う２つの貫通孔４３それぞれの外周縁に接する接線を、共通外接線８３と称する。本実施形態では、円形の貫通孔４３それぞれの直径が同一であるため共通外接線８３は直線８１に平行であり、応力緩衝部４７の中心軸は直線８１と共通外接線８３とに直交している。共通外接線８３に垂直で一方の貫通孔４３の外周縁に接する一対の直線を、第１直線８５と称する。また共通外接線８３に垂直で一方の貫通孔４３に隣り合う他方の貫通孔４３の外周縁に接する一対の直線を、第２直線８７と称する。一対の第１直線８５の間に配置され、共通外接線８３を基準として一方の貫通孔４３とは反対側に配置される接続端子４９を、第１の接続端子と称する。一対の第２直線８７の間に配置され、共通外接線８３を基準として他方の貫通孔４３とは反対側に配置され、第１の接続端子に隣り合う接続端子４９を、第２の接続端子と称する。第１の接続端子と第２の接続端子とを結ぶ直線を、第３直線８９と称する。例えば、第３直線８９は、第１の接続端子の中で最も共通外接線８３に近い部分と、第２の接続端子の中で最も共通外接線８３に近い部分とを結ぶ直線である。第３直線８９は、共通外接線８３に平行である。応力緩衝部４７は、直線８１に直交する直交方向において共通外接線８３を超えており、貫通孔４３の外周縁よりも外側に突出している。また応力緩衝部４７は、第３直線８９まで到達せず、共通外接線８３と第３直線８９との間まで延在されている。ここでは、応力緩衝部４７の一端の位置について説明したが、応力緩衝部４７の他端の位置も同様である。このような応力緩衝部４７は、貫通孔４３の直径よりも長くなっている。

次に、応力緩衝部４７の構成について説明する。応力緩衝部４７は、２つの熱伝導部材４５それぞれから互いに隣り合う２つの貫通孔４３の間に向かってかかる応力が基板４０から逃げる逃げ部として構成される。図４に示すように、例えば、応力緩衝部４７は、基板本体４１の厚み方向において基板本体４１を貫通するスリットから成る。図５Ａと図５Ｂと図５Ｃとに示すように、応力緩衝部４７は、溝から成ってもよい。図５Ａに示すように、溝の断面の底面の形状は、円弧状である。なお溝の断面の形状は、図５Ｂに示すＶ字形状でもよいし、図５Ｃに示す凹形状でもよい。

次に、応力緩衝部４７による基板４０にかかる応力の緩衝について説明する。

例えば、貫通孔４３への熱伝導部材４５の圧入、または発光素子３１及び基板本体４１からベース板６１への熱伝導時に起こる熱伝導部材４５の熱膨張等によって、応力が基板本体４１の平面方向において熱伝導部材４５から基板４０にかかることがある。このとき一部の応力は、互いに隣り合う２つの貫通孔４３それぞれの内部に配置された２つの熱伝導部材４５それぞれから互いに隣り合う２つの貫通孔４３の間に向かってかかることがある。これにより、当該基板４０は、互いに隣り合う２つの貫通孔４３の間において、撓み、歪みまたは反りといった意図しない変形を起こすことに、またクラックを起こすことに繋がる。本実施形態では、応力緩衝部４７は互いに隣り合う２つの貫通孔４３の間に配置されるため、互いに隣り合う２つの貫通孔４３の間にかかる応力は、逃げ部としての応力緩衝部４７に吸収され、応力緩衝部４７によって緩衝される。従って、基板４０は、２つの貫通孔４３の間において、応力による、撓み、意図しない変形またはクラックを抑制される。

また互いに隣り合う２つの貫通孔４３が互いに近くに配置されればされるほど、２つの熱伝導部材それぞれから互いに隣り合う２つの貫通孔の間にかかる応力は強くなる傾向にある。応力緩衝部４７は、互いに隣り合う２つの貫通孔４３の間から共通外接線８３を超えて延在されているため、共通外接線８３を超えない場合に比べて、長くなる。このため応力緩衝部４７は、互いに隣り合う２つの貫通孔４３の間にかかる応力を緩衝する。また応力緩衝部４７は、第３直線８９に届かず第３直線８９と共通外接線８３との間まで延在される。このため、応力緩衝部４７は、応力緩衝部４７から接続端子４９への応力の波及を抑制する。従って、この基板４０によれば、接続端子４９への応力の波及による電気的な接続に対する不具合の発生が抑制される。

また互いに隣り合う貫通孔４３それぞれの直径は互いに同一であるため、一方の貫通孔４３における熱伝導部材４５から応力緩衝部４７に向かう応力の大きさは他方の貫通孔４３における熱伝導部材４５から応力緩衝部４７に向かう応力の大きさと同じとなる。本実施形態では、応力緩衝部４７は互いに隣り合う２つの貫通孔４３それぞれから等距離離れて配置された状態で、互いに向かい合う２つの応力は同じ大きさで応力緩衝部４７にかかる。従って、応力緩衝部４７にかかる応力のばらつきが抑制され、応力のばらつきによる応力緩衝部４７の局所的な破断が抑制される。

次に、車両用灯具１からの照明光の出射と、発光素子３１及び基板４０の冷却とについて説明する。

発光素子３１は、不図示の電源から基板本体４１と接続端子４９とを介して電力を供給されて、照明光を出射する。照明光の一部は投影レンズ５３に直接進行し、照明光の残りの一部はリフレクタ５１の反射面によって反射され投影レンズ５３に進行する。照明光は、投影レンズ５３を透過し、対象物を照明する。上記したように基板４０は意図しない変形またはクラックを抑制されるため、対象物を照明する照明光の配光は例えば設計時に想定して配光に対してずれを抑制される。従って、基板４０及び車両用灯具１は、設計時に想定した配光性能に対するずれを抑制する。また、上記したように、電気的な接続に対する不具合の発生が抑制されるため、基板４０及び車両用灯具１は、設計時に想定した配光性能に対するずれを抑制する。

発熱源である発光素子３１及び基板４０は、駆動によって熱を放出する。熱は、基板４０及び熱伝導部材４５を通じてベース板６１に伝導され、さらにベース板６１から放熱フィン６３に伝導される。熱は、冷却ファン７０の回転による気流により、放出され、ヒートシンク６０と発光素子３１と基板４０とは冷却される。上記したように基板４０は意図しない変形またはクラックを抑制されるため、例えば設計時に想定した熱量が発光素子３１及び基板４０から放熱フィン６３に伝導され、発光素子３１及び基板４０は熱による劣化を抑制される。従って、基板４０及び車両用灯具１は設計時に想定した配光性能に対するずれを抑制する。

以上のように、本実施形態の発光素子実装用の基板４０は、互いに離れて配置される複数の貫通孔４３を有する基板本体４１と、貫通孔４３それぞれの内部に配置され、熱を伝導する熱伝導部材４５と、互いに隣り合う一方の貫通孔４３と他方の貫通孔４３との間に配置され、熱伝導部材４５によって基板本体４１にかかる応力を緩衝する応力緩衝部４７と、を備える。

このような基板４０では、例えば、貫通孔４３への熱伝導部材４５の配置、または熱伝導部材４５の熱膨張等によって、応力が基板４０の平面方向において熱伝導部材４５から基板４０にかかることがある。このとき一部の応力は、互いに隣り合う２つの貫通孔４３それぞれの内部に配置された２つの熱伝導部材４５それぞれから互いに隣り合う２つの貫通孔４３の間に向かってかかる。本実施形態では、応力緩衝部４７は、隣り合う２つの貫通孔４３の間に配置されており、この互いに隣り合う２つの貫通孔４３の間にかかる応力を緩衝し得る。従って、この基板４０によれば、応力による基板４０の意図しない変形またはクラックを抑制することができる。

また、本実施形態では、基板本体４１は、基板本体４１を平面視する場合に、一方の貫通孔４３の外周縁と他方の貫通孔４３の外周縁とに接する共通外接線８３に垂直で一方の貫通孔４３の外周縁に接する一対の第１直線８５の間に配置され、共通外接線８３を基準として一方の貫通孔４３とは反対側に配置される電気的な第１の接続端子と、共通外接線８３に垂直で一方の貫通孔４３に隣り合う他方の貫通孔４３の外周縁に接する一対の第２直線８７の間に配置され、共通外接線８３を基準として他方の貫通孔４３とは反対側に配置される電気的な第２の接続端子とを有し、応力緩衝部４７は、共通外接線８３と、第１の接続端子と第２の接続端子と結ぶ第３直線８９との間まで延在される。

互いに隣り合う２つの貫通孔４３が互いに近くに配置されればされるほど、２つの熱伝導部材４５それぞれから互いに隣り合う２つの貫通孔４３の間にかかる応力は強くなる傾向にある。応力緩衝部４７は、互いに隣り合う２つの貫通孔４３の間から共通外接線８３を超えて延在されていると、共通外接線８３を超えない場合に比べて、長くなる。このため応力緩衝部は、互いに隣り合う２つの貫通孔４３の間にかかる応力を緩衝し得る。従って、この基板４０によれば、応力による基板４０の意図しない変形またはクラックをより抑制することができる。また応力緩衝部４７が第３直線８９に届かず第３直線８９と共通外接線８３との間まで延在されるため、応力緩衝部４７は応力緩衝部４７から接続端子４９への応力の波及を抑制し得る。従って、この基板４０によれば、接続端子４９への応力の波及による電気的な接続に対する不具合の発生を抑制することができる。

また、本実施形態では、応力緩衝部４７は、スリットまたは溝から成る。この場合、応力緩衝部４７は、応力が基板本体４１から逃げる逃げ部として構成され得る。従って、簡単な構成で応力による基板４０の意図しない変形またはクラックをより抑制することができる。また応力緩衝部４７がスリットである場合、基板本体４１にスリットを貫通させるだけでよいため、スリットのための基板本体４１の加工の手間を簡略にすることができる。また応力緩衝部４７が溝である場合、基板本体４１を貫通させる必要がなく、応力緩衝部４７がスリットである場合と比べて基板４０の強度を向上することができる。

また、本実施形態では、溝の横断面の底面の形状は、円弧状である。この場合、溝における応力集中が避けられ得る。従って、この基板４０によれば、応力集中による応力緩衝部４７におけるクラックを抑制することができる。

また、本実施形態では、貫通孔４３は、基板本体４１に実装される発光素子３１の直下に配置され、熱伝導部材４５は、貫通孔４３に圧入される金属から成る。この場合、熱伝導部材４５は、熱伝導部材４５の直上に配置される発光素子３１から発生した熱を、基板本体４１の背面に逃がし得る。従って、基板４０は、熱による劣化を抑制されるため、設計時に想定した発光素子３１の性能に対するずれを抑制することができる。

また、本実施形態では、車両用灯具１は、上記のいずれか１つに記載の基板４０と、基板本体４１の正面において貫通孔４３を覆うように実装され、基板本体４１に電気的に接続され、熱伝導部材４５に熱的に接続される発光素子３１と、基板本体４１の背面に配置され、熱伝導部材４５に熱的に接続されるヒートシンクとを備える。

この車両用灯具では、応力緩衝部４７は、互いに隣り合う２つの貫通孔４３の間にかかる応力を緩衝し得るため、応力による基板４０の意図しない変形またはクラックを抑制することができる。従ってこの車両用灯具１によれば、車両用灯具１の設計時に想定した配光に対するずれを抑制することができ、基板４０及び車両用灯具１は設計時に想定した配光性能に対するずれを抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図６を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。

図６は、本実施形態にかかる基板４０の平面図である。図６では、図示の明瞭化のために発光素子３１の図示を二点鎖線で図示している。本実施形態では、応力緩衝部４７の構成と配置とが第１実施形態のそれとは異なる。

本実施形態の応力緩衝部４７は、互いに異なる方向に延在される複数の延在部４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄ，４７ｅを有している。延在部４７ａは、第１実施形態の応力緩衝部４７に相当し、互いに隣り合う２つの貫通孔４３の間に配置され、直線８１方向において互いに隣り合う２つの貫通孔４３それぞれから等距離離れて配置され、直線８１に直交する直交方向に沿って直線状に配置されている。

基板本体４１を平面視した際に、延在部４７ｂ，４７ｃは、Ｖ字形状を構成し、Ｖ字の底において延在部４７ａの一端に連続している。延在部４７ｂは延在部４７ａに対して一方の貫通孔４３に向かって傾斜しており、延在部４７ｃは延在部４７ａに対して一方の貫通孔４３に隣り合う他方の貫通孔４３に向かって傾斜している。延在部４７ｃは、延在部４７ａを中心に延在部４７ｃに対して対称に配置されている。延在部４７ｂ，４７ｃは、直線状に配置されている。延在部４７ｂは、延在部４７ａと同様に、スリットまたは溝から成る。

また、延在部４７ｄ，４７ｅは、延在部４７ｂ，４７ｃと同様の構成を有しており、Ｖ字の底において延在部４７ａの他端に連続している。延在部４７ｄ，４７ｅは、延在部４７ａを中心に延在部４７ｂ，４７ｃ対して対称に配置されている。

ここで、延在部４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄ，４７ｅと貫通孔４３との位置関係について、図６における３つの貫通孔４３のなかから左側と中央とに配置される互いに隣り合う２つの貫通孔４３と、この２つの間に配置された延在部４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄ，４７ｅとを用いて説明する。

延在部４７ａ，４７ｂ，４７ｄそれぞれと、延在部４７ａ，４７ｂ，４７ｄに隣り合う左側の一方の貫通孔４３との最短距離は、同一である。また延在部４７ａ，４７ｃ，４７ｅそれぞれと、延在部４７ａ，４７ｃ，４７ｅに隣り合い一方の貫通孔４３の隣り合う他方の貫通孔４３との最短距離は、同一である。最短距離とは、延在部４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄ，４７ｅそれぞれの外周縁と貫通孔４３の外周縁との間の距離を示す。最短距離が同一であると、応力は貫通孔４３から最短距離離れた延在部４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄ，４７ｅのある部分それぞれに同じ大きさでかかり、応力緩衝部４７における応力集中が抑制される。従って、この基板４０によれば、応力集中による応力緩衝部４７の破断を抑制することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図７を参照して詳細に説明する。なお、第２実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。

図７は、本実施形態にかかる基板４０の平面図である。図７では、図示の明瞭化のために発光素子３１の図示を二点鎖線で図示している。本実施形態では、貫通孔４３と接続端子４９との配置と、この配置に伴う応力緩衝部４７の配置及び構成とが第１実施形態のそれと異なる。

本実施形態では、同じ構成を有する４つの貫通孔が配置されており、便宜上、図７の左右に配置されている２つの貫通孔を貫通孔４３と称し、図７の上下に配置されている２つの貫通孔を貫通孔４３ａと称する。

貫通孔４３の配列と接続端子４９の配列とは、第２実施形態のそれと同一である。

貫通孔４３ａそれぞれには、熱伝導部材４５が圧入されている。２つの貫通孔４３ａは、直線８１に直交する直交方向に沿って列状に配置されている。一方の貫通孔４３ａは応力緩衝部４７の延在部４７ａの延長線上において延在部４７ａの一端側に配置され、他方の貫通孔４３ａは応力緩衝部４７の延在部４７ａの延長線上において延在部４７ａの他端側に配置されている。貫通孔４３ａに対して、貫通孔４３ａを覆う発光素子３１のための接続端子４９は直線８１に直交する直交方向に沿って配置されている。

本実施形態では、直線状の延在部４７ｂ，４７ｄが配置されており、延在部４７ｃ，４７ｅは省略されている。延在部４７ｂは、直線８１に平行に配置されており、延在部４７ａの一端に連続している。また延在部４７ｄは、直線８１に平行に配置されており、延在部４７ａの他端に連続している。延在部４７ｄは、延在部４７ａを中心に、延在部４７ｂに対称に配置されている。

応力緩衝部４７の延在部４７ｂ，４７ｄの延在された一端の位置については、第１実施形態の応力緩衝部４７の一端と共通外接線８３と第３直線８９との関係と同様であり、以下に説明する。

互いに隣り合う２つの貫通孔４３ａそれぞれの外周縁に接する接線を、共通外接線８３ａと称する。本実施形態では、円形の貫通孔４３ａそれぞれの直径が同一であるため、共通外接線８３ａは、互いに隣り合う２つの貫通孔４３ａそれぞれの中心を結ぶ直線８１ａに平行であり、延在部４７ｂ，４７ｄは直線８１ａと共通外接線８３ａとに直交している。共通外接線８３ａに垂直で一方の貫通孔４３ａの外周縁に接する一対の直線を、第１直線８５ａと称する。また共通外接線８３ａに垂直で一方の貫通孔４３ａに隣り合う他方の貫通孔４３ａの外周縁に接する一対の直線を、第２直線８７ａと称する。一対の第１直線８５ａの間に配置され、共通外接線８３ａを基準として一方の貫通孔４３ａとは反対側に配置される接続端子４９を、第１の接続端子と称する。一対の第２直線８７ａの間に配置され、共通外接線８３ａを基準として他方の貫通孔４３ａとは反対側に配置される接続端子４９を、第２の接続端子と称する。第１の接続端子と第２の接続端子とを結ぶ直線を、第３直線８９ａと称する。例えば、第３直線８９ａは、第１の接続端子の中で最も共通外接線８３ａに近い部分と、第２の接続端子の中で最も共通外接線８３ａに近い部分とを結ぶ直線である。第３直線８９ａは、共通外接線８３ａに平行である。延在部４７ｂ，４７ｄの一端は、共通外接線８３ａを超えて、共通外接線８３ａと第３直線８９ａの間まで延在されている。ここでは、延在部４７ｂ，４７ｄの一端の位置について説明したが、延在部４７ｂ，４７ｄの他端の位置も同様である。このような延在部４７ｂ，４７ｄは、貫通孔４３ａの直径よりも長くなっている。

上記したように延在されている延在部４７ｂは、互いに隣り合う２つの貫通孔４３，４３ａの間に配置されている。詳細に説明すると、延在部４７ｂは、一方の貫通孔４３ａと、一方の貫通孔４３ａに隣り合う貫通孔４３を覆う発光素子３１のための接続端子４９との間に配置されている。

また延在部４７ｄは、互いに隣り合う２つの貫通孔４３，４３ａの間に配置されている。詳細に説明すると、延在部４７ｄは、他方の貫通孔４３ａと、他方の貫通孔４３ａに隣り合う貫通孔４３を覆う発光素子３１のための接続端子４９との間に配置されている。

本実施形態では、４つの貫通孔において、貫通孔４３同士と、貫通孔４３と貫通孔４３ａと、貫通孔４３ａ同士とが隣り合って配置されている。延在部４７ａ，４７ｂ，４７ｄを備える応力緩衝部４７は、３つ以上の貫通孔４３，４３ａのなかで互いに隣り合う２つの貫通孔の全ての組み合わせにおける２つの貫通孔の間に配置される。

この場合、互いに隣り合う貫通孔が配置されているのであれば、２つの貫通孔の間、つまり２つの貫通孔４３の間と、貫通孔４３と貫通孔４３ａとの間と、２つの貫通孔４３ａの間とにかかる応力を緩衝することができる。

以上、本発明について、上記各実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。

例えば、発光素子３１には、ＬＤが用いられてもよい。または発光素子３１には、所定の波長のレーザ光を出射する複数のレーザ光源が用いられてもよい。例えば、第１のレーザ光源はパワーのピーク波長が例えば６３８ｎｍの赤色のレーザ光を出射し、第２のレーザ光源はパワーのピーク波長が例えば５１５ｎｍの緑色のレーザ光を出射し、第３のレーザ光源はパワーのピーク波長が例えば４４５ｎｍの青色のレーザ光を出射する。

熱伝導部材４５が貫通孔４３の内部に配置されれば、貫通孔４３の形状と熱伝導部材４５の形状とは特に限定はされなくてもよい。また熱伝導部材４５の直径が貫通孔４３の直径よりも小さく、熱伝導部材４５は圧入ではなく半田などの固定部材で貫通孔４３に固定されてもよい。この場合、熱伝導部材４５は、固定部材も熱伝導部材４５として含み得る。

基板４０は、直射型の車両用灯具１に搭載される必要はなく、例えば、照明光を投影レンズ５３に向けて反射するリフレクタを備えるパラボラ型の車両用灯具に搭載されてもよい。車両用灯具１は、車両用前照灯に限定されず、例えば、車両の外部に文字や図形等を表示する描画ランプとされてもよい。

第１実施形態では、発光素子３１と貫通孔４３とは、基板本体４１上に１列に並んで配置されている必要はなく、２列に並んで配置されてもよいし、格子状に配置されてもよい。

第１実施形態では、基板本体４１を平面視した際に、応力緩衝部４７の形状は、特に限定される必要はなく、例えば、円形または六角形などの等方形状でもよいし、楕円形、長方形、矩形、菱形など異方性を有する形状でもよいし、４隅が円弧状の長方形形状でもよい。

第１実施形態では、応力緩衝部４７は、一方の貫通孔４３よりも他方の貫通孔４３の近くに配置されていてもよい。応力緩衝部４７の少なくとも一部は、直線８１上に配置されていてもよい。応力緩衝部４７は、直線８１上から共通外接線８３に向かって延在し、共通外接線８３と結ぶ第３直線８９との間まで延在するとよい。互いに隣り合う２つの貫通孔４３の形状または大きさが互いに異なる場合、応力緩衝部４７の少なくとも一部は、互いに隣り合う２つの貫通孔４３の間において、一方の貫通孔の外周縁と他方の貫通孔の外周縁との間の距離が最も短い部分に配置されていればよい。応力緩衝部４７は、最も短い部分から共通外接線８３に向かって延在し、共通外接線８３と結ぶ第３直線８９との間まで延在するとよい。

第１実施形態では、１つの応力緩衝部４７が配置されているが、複数の応力緩衝部が、互いに平行に配置されていてもよいし、１列に配置されていてもよい。また複数の応力緩衝部は、例えば２列に互い違いに配置されていてもよい。応力緩衝部４７は、同一直線上に配置され複数の孔から構成されてもよい。応力緩衝部４７は、直線８１に対して斜行して配置されてもよい。

第２実施形態では、延在部４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄ，４７ｅは、直線状であるがこれに限定される必要はなく、貫通孔４３の外周縁に平行な形状、例えば、円弧状であってもよい。

図８に示すように、第３実施形態の直線状の延在部４７ｂ，４７ｄは、延在部４７ａと別体であってもよい。図９に示すように、第３実施形態の延在部４７ｂ，４７ｄは、Ｖ字形状であってもよい。図１０に示すように、図９に示すＶ字形状の延在部４７ｂ，４７ｄは、延在部４７ａと別体であってもよい。

本発明によれば、応力による意図しない変形またはクラックを抑制することができる基板及び車両用灯具が提供され、自動車等の分野において利用可能である。

１・・・車両用灯具
３１・・・発光素子
４０・・・基板
４１・・・基板本体
４３・・・貫通孔
４５・・・熱伝導部材
４７・・・応力緩衝部

Claims (8)

1. 互いに離れて配置される複数の貫通孔を有する基板本体と、
   前記貫通孔それぞれの内部に配置され、熱を伝導する熱伝導部材と、
   互いに隣り合う一方の前記貫通孔と他方の前記貫通孔との間に配置され、前記熱伝導部材によって前記基板本体にかかる応力を緩衝する応力緩衝部と、
   を備えることを特徴とする発光素子実装用の基板。
2. 前記基板本体は、前記基板本体を平面視する場合に、
   一方の前記貫通孔の外周縁と他方の前記貫通孔の外周縁とに接する共通外接線に垂直で一方の前記貫通孔の外周縁に接する一対の第１直線の間に配置され、前記共通外接線を基準として一方の前記貫通孔とは反対側に配置される電気的な第１の接続端子と、
   前記共通外接線に垂直で一方の前記貫通孔に隣り合う他方の前記貫通孔の外周縁に接する一対の第２直線の間に配置され、前記共通外接線を基準として他方の前記貫通孔とは反対側に配置される電気的な第２の接続端子と、
   を有し、
   前記応力緩衝部は、前記共通外接線と、前記第１の接続端子と前記第２の接続端子と結ぶ第３直線との間まで延在される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の基板。
3. 前記応力緩衝部は、互いに異なる方向に延在される複数の延在部を有し、
   前記延在部それぞれと前記貫通孔との間の最短距離は、互いに同一である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の基板。
4. 前記応力緩衝部は、スリットまたは溝から成る、
   ことを特徴とする請求項３に記載の基板。
5. 前記溝の断面の底面の形状は、円弧状である、
   ことを特徴とする請求項４に記載の基板。
6. 前記貫通孔は、前記基板本体に実装される発光素子の直下に配置され、前記熱伝導部材は、前記貫通孔に圧入される金属から成る、
   ことを特徴とする請求項３に記載の基板。
7. 前記応力緩衝部は、３つ以上の前記貫通孔のなかで互いに隣り合う２つの前記貫通孔の全ての組み合わせにおける２つの前記貫通孔の間に配置される、
   ことを特徴とする請求項３に記載の基板。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の基板と、
   前記貫通孔を覆うように前記基板本体の正面に実装され、前記基板本体に電気的に接続され、前記熱伝導部材に熱的に接続される発光素子と、
   前記基板本体の背面に配置され、前記熱伝導部材に熱的に接続されるヒートシンクと、
   を備えることを特徴とする車両用灯具。
   

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