JP2021197307A - 車両用照明装置、および車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱性の向上と軽量化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。【解決手段】実施形態に係る車両用照明装置１は、フランジ１３、フランジ１３の一方の側に設けられた装着部１１及びフランジ１３の装着部１１側とは反対側に設けられた放熱フィン１４を有し、高熱伝導性樹脂を含むソケット１０と、装着部１１のフランジ１３側とは反対側の端部の内部に設けられ、第１の面が装着部１１から露出した伝熱部４０と、伝熱部４０の第１の面に設けられた基板２１と、基板２１の、伝熱部４０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２２と、を具備する。伝熱部４０は、金属を含み、形状は、直方体または立方体である。【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、発光ダイオードを有する発光モジュールとを備えた車両用照明装置がある。ソケットは、フランジと、フランジの一方の側に設けられた装着部と、フランジの、装着部側とは反対側に設けられた放熱フィンと、を備えている。装着部の、フランジ側とは反対側の端部には、発光モジュールが設けられる。この様な車両用照明装置においては、発光モジュールにおいて発生した熱は、主に、装着部を介してフランジに伝わる。フランジに伝わった熱は、放熱フィンに伝わり、放熱フィンから外部に放出される。

ここで、近年においては、車両用照明装置の軽量化を図るために、アルミニウムなどの金属に代えて、高熱伝導性樹脂から形成されたソケットが用いられるようになってきている。ところが、高熱伝導性樹脂の熱伝導率は金属の熱伝導率よりも低いので、放熱フィン側に熱が伝わり難くなり、放熱性が低下するおそれがある。そこで、発光モジュールとソケットとの間に、アルミニウムなどの金属から形成された部材を設ける技術が提案されている。

金属から形成された部材の、発光モジュール側の端部と、放熱フィン側の端部との間の距離を大きくすれば、発光モジュールにおいて発生した熱を放熱フィンの近傍に伝えやすくなる。しかしながら、金属の比重は、高熱伝導性樹脂の比重よりも大きいので、金属から形成された部材の寸法を単に大きくすると、車両用照明装置の軽量化が図れなくなる。
そこで、放熱性の向上と軽量化を図ることができる技術の開発が望まれていた。

特開２０１６−１９５０９９号公報

本発明が解決しようとする課題は、放熱性の向上と軽量化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、フランジと、前記フランジの一方の側に設けられた装着部と、前記フランジの、前記装着部側とは反対側に設けられた放熱フィンと、を有し、高熱伝導性樹脂を含むソケットと；前記装着部の、前記フランジ側とは反対側の端部の内部に設けられ、第１の面が前記装着部から露出した伝熱部と；前記伝熱部の前記第１の面に設けられた基板と；前記基板の、前記伝熱部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；を具備している。前記伝熱部は、金属を含んでいる。前記伝熱部の形状は、直方体、または立方体である。
この車両用照明装置は、以下の式を満足する。
２．５（ワット）≦Ｗ≦５．５（ワット）
１０（ワット／（ｍ・Ｋ））≦ＷＴ≦２５（ワット／（ｍ・Ｋ））
０．６≦Ｔ（ｍｍ）／Ｌ（ｍｍ）≦１
なお、Ｗ（ワット）は、前記発光素子に印加する電力である。
ＷＴ（ワット／（ｍ・Ｋ））は、前記高熱伝導性樹脂の熱伝導率である。
Ｔ（ｍｍ）は、前記伝熱部の厚みである。
Ｌ（ｍｍ）は、前記伝熱部の、前記第１の面の辺の寸法である。

本発明の実施形態によれば、放熱性の向上と軽量化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。

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斜視図である。 図１における車両用照明装置をＡ方向から見た模式斜視図である。 図１における車両用照明装置のＢ−Ｂ線断面図である。 伝熱部の面の面積と、基板の伝熱部側の面の面積との関係を示す表である。 伝熱部の厚みと、面の辺の寸法との関係を示す表である。 車両用灯具を例示するための模式部分断面図である。

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。

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、図１における車両用照明装置１をＡ方向から見た模式斜視図である。
図３は、図１における車両用照明装置１のＢ−Ｂ線断面図である。
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、発光モジュール２０、給電部３０、および伝熱部４０を設けることができる。

ソケット１０には、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を設けることができる。
装着部１１は、フランジ１３の一方の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側とは反対側の端部に開口する凹部１１ａを有する。

装着部１１には、少なくとも１つのスリット１１ｂを設けることができる。スリット１１ｂの内部には、基板２１の角部を設けることができる。スリット１１ｂが設けられていれば、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の軽量化を図ることができる。

バヨネット１２は、装着部１１の側面１１ｄに複数設けることができる。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ることができる。複数のバヨネット１２は、ツイストロックに用いることができる。

フランジ１３は、板状を呈している。例えば、フランジ１３は、円板状を呈する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の外方に位置している。

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ることができる。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１〜図３に例示をしたソケット１０には複数の放熱フィン１４が設けられている。

放熱フィン１４は、例えば、筒状を呈する放熱フィン１４ａとしたり、板状を呈する放熱フィン１４ｂとしたりすることができる。図２に示すように、筒状を呈する放熱フィン１４ａの内部空間１４ａ１は、放熱フィン１４ａの、フランジ１３側とは反対側の端面に開口させることができる。この様にすれば、内部空間１４ａ１の熱を外部に放熱させるのが容易となる。

この場合、筒状を呈する放熱フィン１４ａのみを設けることもできるし、板状を呈する放熱フィン１４ｂのみを設けることもできるし、図２に示すように、筒状を呈する放熱フィン１４ａと板状を呈する放熱フィン１４ｂとを設けることもできる。

筒状を呈する放熱フィン１４ａとすれば、放熱フィン１４ａの剛性を高めることができる。そのため、例えば、車両用照明装置１を車両用灯具１００の筐体１０１に装着する際に、作業者が放熱フィン１４ａを掴んだとしても放熱フィン１４ａが破損するのを抑制することができる。この場合、筒状を呈する放熱フィン１４ａの外側面には、凹部１４ａ２を設けることができる。凹部１４ａ２は、曲面を有するものとすることができる。凹部１４ａ２の形状は、例えば、人の指の形状に合わせることができる。凹部１４ａ２が設けられていれば、作業者がソケット１０（放熱フィン１４ａ）をさらに掴みやすくなる。

一方、板状の放熱フィン１４ｂとすれば、狭い範囲により多くの放熱フィン１４ｂを設けることができる。そのため、車両用照明装置１の小型化と放熱性の向上を図ることができる。

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ることができる。コネクタホルダ１５は、筒状を呈している。例えば、図２に示すように、コネクタホルダ１５は、放熱フィン１４ａと放熱フィン１４ａとの間に、放熱フィン１４ａと並べて設けることができる。コネクタホルダ１５の内部には、複数の給電端子３１の端部を露出させることができる。コネクタホルダ１５の内部には、シール部材１０５ａを有するコネクタ１０５を挿入することができる。コネクタホルダ１５の内部に挿入されたコネクタ１０５は、複数の給電端子３１と電気的に接続される。また、シール部材１０５ａにより、コネクタホルダ１５の内部が液密に封止される。

発光モジュール２０において発生した熱は、主に、ソケット１０を介して外部に放出される。そのため、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、アルミニウムなどの金属とすることもできるが、ソケット１０の軽量化を考慮すると、高熱伝導性樹脂とすることが好ましい。高熱伝導性樹脂は、例えば、樹脂と無機材料からなるフィラーを含む。高熱伝導性樹脂は、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）やナイロン等の樹脂に、炭素や酸化アルミニウムなどからなるフィラーを混合させたものとすることができる。

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、且つ、軽量化を図ることができる。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、例えば、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、インサート成形法などを用いて、ソケット１０および給電部３０を一体成形したり、ソケット１０、給電部３０、および伝熱部４０を一体成形したりすることもできる。

発光モジュール２０は、基板２１、発光素子２２、抵抗２３、制御素子２４、枠部２５、および、封止部２６を有することができる。

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は、伝熱部４０の面４０ａ（第１の面の一例に相当する）に設けることができる。基板２１は、伝熱部４０の面４０ａに接着することができる。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。接着剤（接着層）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。

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）などの無機材料を用いて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。この様にすれば、発光素子２２において発生した熱を伝熱部４０に伝えるのが容易となる。
また、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。

また、基板２１の表面には、配線パターン２１ａを設けることができる。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もできるし、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、少なくとも１つ設けることができる。図１および図３に例示をした発光モジュール２０の場合には、４つの発光素子２２が設けられている。なお、発光素子２２の数は、車両用照明装置１の用途や大きさなどに応じて適宜変更することができる。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。また、発光素子２２は、抵抗２３と直列接続することができる。

発光素子２２は、基板２１の、伝熱部４０側とは反対側の面に設けることができる。発光素子２２は、配線パターン２１ａに電気的に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とすることができる。

発光素子２２は、表面実装型の発光素子、リード線を有する砲弾型の発光素子、チップ状の発光素子などとすることができる。ただし、車両用照明装置１の小型化を考慮すると、発光素子２２は、チップ状の発光素子とすることが好ましい。図１および図３に例示をした発光素子２２は、チップ状の発光素子である。

チップ状の発光素子２２は、ＣＯＢ（Chip On Board）により実装することができる。発光素子２２は、上下電極型の発光素子、上部電極型の発光素子、および下部電極型（フリップチップ型）の発光素子のいずれであってもよい。上下電極型の発光素子および上部電極型の発光素子は、配線により配線パターン２１ａと電気的に接続することができる。フリップチップ型の発光素子は、配線パターン２１ａに直接実装することができる。
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側とは反対側の面に設けることができる。抵抗２３は、少なくとも１つ設けることができる。抵抗２３は、配線パターン２１ａに電気的に接続することができる。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（ＲｕＯ_２）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る。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から出射する光の明るさ（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から出射す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ことができる。

抵抗２３が膜状の抵抗器であれば、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を選択すればよい。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側とは反対側の面に設けることができる。制御素子２４は、少なくとも１つ設けることができる。制御素子２４は、配線パターン２１ａに電気的に接続することができる。制御素子２４は、発光素子２２および抵抗２３と直列接続することができる。

制御素子２４は、例えば、逆方向電圧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ることができる。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、リード線を有するダイオード、チップ状のダイオードなどとすることができる。図１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に関する導通の検出や、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。

枠部２５は、基板２１の、伝熱部４０側とは反対側の面に設けることができる。枠部２５は、基板２１の面に接着することができる。枠部２５は、枠状を呈するものとすることができる。枠部２５に囲まれた領域には、少なくとも１つの発光素子２２を設けることができる。例えば、枠部２５は、複数の発光素子２２を囲むことができる。

なお、射出成形法などを用いて枠部２５を成形し、成形した枠部２５を基板２１の面に接着する場合を例示したがこれに限定されるわけではない。枠部２５は、例えば、溶解した樹脂を、ディスペンサなどを用いて基板２１の面に枠状に塗布し、これを硬化させることで形成することもできる。また、枠部２５は省くこともできる。枠部２５が省かれる場合には、発光素子２２を覆うドーム状の封止部２６を設けることができる。

封止部２６は、枠部２５の内側に設けることができる。封止部２６は、枠部２５により囲まれた領域を覆うように設けることができる。封止部２６は、チップ状の発光素子２２を覆っている。封止部２６は、チップ状の発光素子２２を保護する機能を有している。なお、発光素子２２が、表面実装型の発光素子や、リード線を有する砲弾型の発光素子などの場合には、枠部２５および封止部２６を省くことができる。

封止部２６は、透光性を有する材料から形成することができる。封止部２６は、例えば、枠部２５により囲まれた領域に樹脂を供給することで形成することができる。樹脂は、例えば、シリコーン樹脂などとすることができる。また、封止部２６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）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。

図３に示すように、給電部３０は、複数の給電端子３１および絶縁部３２を有することができる。
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、凹部１１ａの底面１１ａ１から突出している。複数の給電端子３１の発光モジュール２０側の端部は、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、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、複数の給電端子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。

ソケット１０の材料である高熱伝導性樹脂は、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、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、ソケット１０に設けられた孔の内部に圧入したり、孔の内部に接着したり、孔の内部に溶着したりすることができる。

ここで、前述したように、軽量化を考慮して、ソケット１０は高熱伝導性樹脂から形成されている。ところが、高熱伝導性樹脂の熱伝導率は金属の熱伝導率よりも低いので、高熱伝導性樹脂から形成されたソケット１０とすると、発光モジュール２０において発生した熱が放熱フィン１４に伝わり難くなるおそれがある。そこで、本実施の形態に係る車両用照明装置１には、伝熱部４０が設けられている。

伝熱部４０は、装着部１１の、フランジ１３側とは反対側の端部の内部に設けられている。伝熱部４０は、凹部１１ａの底面１１ａ１に開口する凹部の内部に接着することができる。この場合、接着剤は、基板２１を伝熱部４０の面４０ａに接着する接着剤と同じとすることができる。すなわち、伝熱部４０は、装着部１１の、フランジ１３側とは反対側の端部の内部に、接着層４０ｃを介して設けることができる。接着層４０ｃの熱伝導率は、０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下とすることができる。

また、伝熱部４０は、凹部１１ａの底面１１ａ１に開口する凹部の内部に、熱伝導グリス（放熱グリス）を含む層を介して取り付けることもできる。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。
また、伝熱部４０は、インサート成形法などを用いて、装着部１１の内部に埋め込むこともできる。

なお、伝熱部４０が、接着層４０ｃや熱伝導グリスを含む層を介して設けられていれば、これらの層が緩衝材となるので、走行に伴う震動が車両用照明装置１に加わったり、点灯と消灯に起因する熱応力が発生したりしても、伝熱部４０が脱落するのを抑制することができる。

伝熱部４０の面４０ａは、装着部１１から露出している。この場合、面４０ａは、凹部１１ａの底面１１ａ１よりも発光モジュール２０側に設けられていてもよいし、底面１１ａ１と略同一の位置に設けられていてもよいし、底面１１ａ１よりも放熱フィン１４側に設けられていてもよい。面４０ａが、底面１１ａ１よりも放熱フィン１４側に設けられていれば、接着剤の塗布範囲が規定されるので接着作業が容易となる。一方、面４０ａが、底面１１ａ１よりも発光モジュール２０側の位置、または、底面１１ａ１と略同一の位置に設けられていれば、接着層の厚みを薄くすることができるので、発光モジュール２０から伝熱部４０への熱の伝達が容易となる。

伝熱部４０の形状は、直方体または立方体とすることができる。すなわち、伝熱部４０には、複数の給電端子３１との短絡を防ぐための切り欠きや孔が設けられていない。この様にすれば、伝熱部４０の製造が容易となるので、製造コストの低減を図ることができる。
伝熱部４０の材料は、金属とすることができる。金属は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などとすることができる。金属を含む伝熱部４０であれば、発光モジュール２０において発生下熱を、放熱フィン１４の近傍に伝えるのが容易となる。すなわち、発光モジュール２０と放熱フィン１４との間の熱伝導性を向上させることができる。

ここで、近年においては、発光素子２２から出射される光の明るさをさらに明るくすることが求められており、発光素子２２に印加される電力が、２．５ワット以上となる場合がある。この様な場合には、発光素子２２において発生する熱が多くなるので、発光素子２２の温度が最大ジャンクション温度を越え易くなる。

この場合、伝熱部４０を設けるとともに、高熱伝導性樹脂に含まれるフィラーの量を多くすれば、発光素子２２の温度が最大ジャンクション温度を越え難くなる。ところが、フィラーの量を多くすれば高熱伝導性樹脂が脆くなる。前述したように、車両用照明装置１を車両用灯具１００に取り付ける際には、作業者が放熱フィン１４を掴むので、高熱伝導性樹脂が脆くなると放熱フィン１４が破損するおそれがある。

本発明者の得た知見によれば、発光素子２２に印加される電力が、２．５ワット以上、５．５ワット以下の場合には、伝熱部４０を設けるとともに、熱伝導率が１０ワット／（ｍ・Ｋ）以上、２５ワット／（ｍ・Ｋ）以下の高熱伝導性樹脂を用いることが好ましい。この様にすれば、放熱性の向上を図ることができ、且つ、放熱フィン１４の破損を抑制することができる。

ここで、伝熱部４０の面４０ａの面積を大きくすれば、発光モジュール２０において発生した熱を伝熱部４０に伝えるのが容易となる。そのため、放熱性の向上を図ることができる。また、伝熱部４０の面４０ａの面積を大きくすれば、面４０ａに接着される発光モジュール２０（基板２１）の姿勢を安定させることができる。

一方、金属の比重は、高熱伝導性樹脂の比重よりも大きいので、面４０ａの面積を大きくし過ぎると、車両用照明装置１の軽量化が図れなくなる。ここで、発熱源である発光素子２２は、基板２１の中央領域に設けられている。そのため、基板２１の周縁領域から伝熱部４０に伝わる熱は、基板２１の中央領域から伝熱部４０に伝わる熱よりも少なくなる。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、発光素子２２が面４０ａの辺の内側に位置していれば、発光素子２２において発生した熱を効率よく伝熱部４０に伝えることができる。一方、面４０ａの面積を大きくし過ぎると、発光素子２２において発生した熱の伝達効果が低い領域が増えるので、軽量化の観点からは好ましくない。

図４は、伝熱部４０の面４０ａの面積Ｓ２（ｍｍ^２）と、基板２１の伝熱部４０側の面の面積Ｓ１（ｍｍ^２）との関係を示す表である。
なお、図４中の「○」は効果があることを表し、「△」は効果があるが低いことを表し、「×」は効果がないことを表している。

図４から分かるように、「Ｓ２（ｍｍ^２）／Ｓ１（ｍｍ^２）」が大きくなれば、放熱性を向上させることができ、且つ、発光モジュール２０（基板２１）の姿勢を安定させることができる。しかしながら、「Ｓ２（ｍｍ^２）／Ｓ１（ｍｍ^２）」を大きくし過ぎると、前述した、熱の伝達効果が低い領域が増えるので、軽量化が図れなくなる。

そのため、図４から分かるように、「０．４≦Ｓ２（ｍｍ^２）／Ｓ１（ｍｍ^２）≦０．９」とすることが好ましく、「０．４≦Ｓ２（ｍｍ^２）／Ｓ１（ｍｍ^２）≦０．８」とすることがさらに好ましい。

また、伝熱部４０の、面４０ａに対向する面４０ｂ（第２の面の一例に相当する）は、放熱フィン１４に最も近い位置に設けられるので、放熱フィン１４への熱の伝達は、面４０ｂの位置の影響を受ける。この場合、伝熱部４０の厚みＴ（面４０ａと面４０ｂとの間の距離）を厚くすれば、発光モジュール２０と放熱フィン１４との間の領域に含まれる金属の割合を多くすることができるので、この領域における熱伝導性を向上させることができ、ひいては放熱性の向上を図ることができる。

ところが、金属の比重は、高熱伝導性樹脂の比重よりも大きいので、伝熱部４０の厚みＴを厚くし過ぎると、車両用照明装置１の軽量化が図れなくなる。またさらに、車両用照明装置１の温度は、発光素子２２の点灯と消灯により変動するので、熱膨張率が異なるソケット１０と伝熱部４０との間に熱応力が繰り返し発生する。そのため、伝熱部４０の厚みＴを厚くし過ぎると熱応力が大きくなって、経時的に、ソケット１０と伝熱部４０との間に隙間が生じるおそれがある。隙間には、固体よりも熱伝導率が低い気体（例えば、空気）があるので、隙間が生じると、伝熱部４０からソケット１０に熱が伝わり難くなる。

図５は、伝熱部４０の厚みＴ（ｍｍ）と、面４０ａの辺の寸法Ｌ（ｍｍ）との関係を示す表である。
なお、伝熱部４０の形状が直方体の場合には、面４０ａの辺の寸法Ｌは、長方形の短辺の寸法とすることができる（例えば、図３を参照）。伝熱部４０の形状が立方体の場合には、面４０ａの辺の寸法Ｌは、正方形の辺の寸法とすることができる。
また、図５中の「○」は効果があることを表し、「△」は効果があるが低いことを表し、「×」は効果がないことを表している。

図５から分かるように、「Ｔ（ｍｍ）／Ｌ（ｍｍ）」が大きくなれば、前述したように、発光モジュール２０と放熱フィン１４との間の領域に含まれる金属の割合を多くすることができるので、この領域の熱伝導性を向上させることができる。

ところが、本発明者の得た知見によれば、「Ｔ（ｍｍ）／Ｌ（ｍｍ）」が１．１以上の場合の熱伝導性は、「Ｔ（ｍｍ）／Ｌ（ｍｍ）」が１の場合の熱伝導性と余り変わらなくなることが判明した。すなわち、「Ｔ（ｍｍ）／Ｌ（ｍｍ）」を１．１以上としても、伝熱効果が大きくならず、伝熱部４０の重量が増加するという欠点が生じることが判明した。

そのため、図５から分かるように、「０．６≦Ｔ（ｍｍ）／Ｌ（ｍｍ）≦１」とすることが好ましく、「０．７≦Ｔ（ｍｍ）／Ｌ（ｍｍ）≦１」とすることがさらに好ましい。

また、伝熱部４０から放熱フィン１４に熱が伝わる際には、面４０ｂから放射状に熱が伝搬すると考えられる。そのため、図３に示すように、車両用照明装置１の中心軸１ａを含み、且つ、中心軸１ａに平行な断面において、面４０ｂの辺を通り、面４０ｂとの間の角度が１３５°の線分１ｂが、装着部１１の側面１１ｄと、フランジ１３の面との接続部分１ｃよりも中心軸１ａの側に位置する様にすることが好ましい。この様にすれば、面４０ｂから放射された熱の大部分を放熱フィン１４に直接伝えることができる。そのため、放熱性のさらなる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。

図６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６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を設けることができる。

筐体１０１には車両用照明装置１を取り付けることができる。筐体１０１は、装着部１１を保持することができる。筐体１０１は、一方の端部側が開口した箱状を呈したものとすることができる。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を設けることができる。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が挿入される凹部を設けることができる。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、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。

カバー１０２は、筐体１０１の開口を塞ぐように設けることができる。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ことができる。例えば、図６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を形成することができる。

シール部材１０４は、フランジ１３と筐体１０１の間に設けることができる。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。

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の端部に嵌め合わせることができる。コネクタ１０５には、図示しない電源などを電気的に接続することができる。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、図示しない電源などと、発光素子２２とを電気的に接続することができる。

また、コネクタ１０５には、シール部材１０５ａを設けることができる。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の内部が液密となるように密閉される。シール部材１０５ａ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することができる。

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、１ａ 中心軸、１ｂ 線分、１ｃ 接続部分、１０ ソケット、１１ 装着部、１１ｄ 側面、１３ フランジ、１４ 放熱フィン、２０ 発光モジュール、２１ 基板、２２ 発光素子、４０ 伝熱部、４０ａ 面、４０ｂ 面、１００ 車両用灯具、１０１ 筐体

Claims (5)

1. フランジと、前記フランジの一方の側に設けられた装着部と、前記フランジの、前記装着部側とは反対側に設けられた放熱フィンと、を有し、高熱伝導性樹脂を含むソケットと；
   前記装着部の、前記フランジ側とは反対側の端部の内部に設けられ、第１の面が前記装着部から露出した伝熱部と；
   前記伝熱部の前記第１の面に設けられた基板と；
   前記基板の、前記伝熱部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；
   を具備し、
   前記伝熱部は、金属を含み、
   前記伝熱部の形状は、直方体、または立方体であり、以下の式を満足する車両用照明装置。
   ２．５（ワット）≦Ｗ≦５．５（ワット）
   １０（ワット／（ｍ・Ｋ））≦ＷＴ≦２５（ワット／（ｍ・Ｋ））
   ０．６≦Ｔ（ｍｍ）／Ｌ（ｍｍ）≦１
   なお、Ｗ（ワット）は、前記発光素子に印加する電力である。
   ＷＴ（ワット／（ｍ・Ｋ））は、前記高熱伝導性樹脂の熱伝導率である。
   Ｔ（ｍｍ）は、前記伝熱部の厚みである。
   Ｌ（ｍｍ）は、前記伝熱部の、前記第１の面の辺の寸法である。
2. 前記車両用照明装置の中心軸を含み、且つ、前記中心軸に平行な断面において、前記伝熱部の、前記第１の面と対向する第２の面の辺を通り、前記第２の面との間の角度が１３５°の線分が、前記装着部の側面と、前記フランジの面と、の接続部分よりも前記中心軸側に位置する請求項１記載の車両用照明装置。
3. 以下の式をさらに満足する請求項１または２に記載の車両用照明装置。
   ０．４≦Ｓ２（ｍｍ^２）／Ｓ１（ｍｍ^２）≦０．９
   なお、Ｓ１（ｍｍ^２）は、前記基板の、前記伝熱部側の面の面積である。
   Ｓ２（ｍｍ^２）は、前記伝熱部の前記第１の面の面積である。
4. 前記伝熱部は、前記装着部の、前記フランジ側とは反対側の端部の内部に、接着層を介して設けられ、
   前記接着層の熱伝導率は、０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両用照明装置。
5. 請求項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。

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