JP2023157065A - 車両用照明装置、および車両用灯具 - Google Patents
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Abstract
【課題】光の取り出し効率を向上させることができ、且つ、枠部にクラックが発生するのを抑制す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、配線パターンを有する基板と；前記基板の上に設けられ、前記配線パターンと電気的に接続された発光素子と；前記基板の上に設けられ、前記発光素子を囲む枠部と；前記枠部の内側に設けられ、前記発光素子を覆う封止部と；を具備している。前記車両用照明装置は、前記基板の面の、前記枠部の内側に位置する領域の面積をＳ１（ｍｍ２）とし、前記基板の面の、前記枠部の内側に位置する領域の露出面積をＳ２（ｍｍ２）とした場合に、以下の式を満足する。０．０４≦Ｓ２（ｍｍ２）／Ｓ１（ｍｍ２）≦０．２３【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。
省エネルギー化や長寿命化などの観点から、フィラメントを備えた車両用照明装置に代えて発光ダイオードなどの発光素子を備えた車両用照明装置の普及が進んでいる。
近年においては、車両用照明装置の小型化が望まれている。そのため、基板と、基板上に設けられたチップ状の発光素子と、発光素子を囲む枠部と、枠部の内側に設けられ、発光素子を覆う封止部と、を備えた車両用照明装置が提案されている。
近年においては、車両用照明装置の小型化が望まれている。そのため、基板と、基板上に設けられたチップ状の発光素子と、発光素子を囲む枠部と、枠部の内側に設けられ、発光素子を覆う封止部と、を備えた車両用照明装置が提案されている。
この場合、発光素子を囲む枠部が設けられていれば、発光素子から出射した光の一部を、枠部の内壁により反射させて車両用照明装置の外部に照射することができる。そのため、光の取り出し効率を向上させることができる。
ここで、近年においては、車両用照明装置の高光束化が望まれており、光の取り出し効率のさらなる向上が求められている。ところが、単に、光の取り出し効率を向上させると、発光素子から出射した光により、枠部にクラックが発生する場合がある。枠部にクラックが発生すると、車両用照明装置の寿命が短くなるおそれがある。
そこで、光の取り出し効率を向上させることができ、且つ、枠部にクラックが発生するのを抑制することができる技術の開発が望まれていた。
そこで、光の取り出し効率を向上させることができ、且つ、枠部にクラックが発生するのを抑制す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、光の取り出し効率を向上させることができ、且つ、枠部にクラックが発生するのを抑制す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、配線パターンを有する基板と；前記基板の上に設けられ、前記配線パターンと電気的に接続された発光素子と；前記基板の上に設けられ、前記発光素子を囲む枠部と；前記枠部の内側に設けられ、前記発光素子を覆う封止部と；を具備している。前記車両用照明装置は、前記基板の面の、前記枠部の内側に位置する領域の面積をＳ１（ｍｍ２）とし、前記基板の面の、前記枠部の内側に位置する領域の露出面積をＳ２（ｍｍ２）とした場合に、以下の式を満足する。
０．０４≦Ｓ２（ｍｍ２）／Ｓ１（ｍｍ２）≦０．２３
０．０４≦Ｓ２（ｍｍ２）／Ｓ１（ｍｍ２）≦０．２３
本発明の実施形態によれば、光の取り出し効率を向上させることができ、且つ、枠部にクラックが発生するのを抑制す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、デイライトランニングランプ（ＤＲＬ；Daylight 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、デイライトランニングランプ（ＤＲＬ；Daylight 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のＡ－Ａ線断面図である。
図１および図２に示すように、車両用照明装置１には、例えば、ソケット１０、発光モジュール２０、給電部３０、および伝熱部４０が設けられている。
図２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１および図２に示すように、車両用照明装置１には、例えば、ソケット１０、発光モジュール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、例えば、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を有する。
装着部１１は、例えば、フランジ１３の、放熱フィン１４が設けられる側とは反対側の面に設けられる。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、円柱状である。装着部１１は、例えば、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は、例えば、フランジ１３の、放熱フィン１４が設けられる側とは反対側の面に設けられる。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、円柱状である。装着部１１は、例えば、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。
バヨネット１２は、例えば、装着部１１の側面に設けられる。バヨネット１２は、例えば、車両用照明装置１の外側に向けて突出している。バヨネット１２は、フランジ１３と対向している。バヨネット１２は、複数設けることができる。バヨネット１２は、車両用照明装置１を、例えば、後述する車両用灯具１００の筐体１０１に装着する際に用いられる。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、例えば、板状を呈している。フランジ１３は、例えば、円板状を呈している。フランジ１３の側面は、バヨネット１２の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、例えば、フランジ１３の、装着部１１側とは反対側に設けられる。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。複数の放熱フィン１４は、所定の方向に並べて設けることができる。放熱フィン１４は、例えば、板状、または筒状を呈している。
コネクタホルダ１５は、例えば、フランジ１３の、装着部１１側とは反対側に設けられる。コネクタホルダ１５は、放熱フィン１４と並べて設けることができる。コネクタホルダ１５は、筒状を呈し、内部にシール部材１０５ａを有するコネクタ１０５が挿入される。
ソケット１０は、発光モジュール２０、および給電部３０を保持する機能と、発光モジュール２０において発生した熱を外部に伝える機能を有する。そのため、ソケット１０は、熱伝導率の高い材料から形成するのが好ましい。例えば、ソケット１０は、アルミニウム合金などの金属から形成することができる。
また、近年においては、ソケット１０は、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、軽量であることが望まれている。そのため、ソケット１０は、例えば、高熱伝導性樹脂から形成することがさらに好ましい。高熱伝導性樹脂は、例えば、樹脂と、無機材料を用いたフィラーと、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を用いたフィラーを混合させたものである。
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る。また、ソケット１０の重量を軽くすることができる。この場合、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、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、例えば、ソケット１０、給電部３０、および伝熱部４０を一体成形することもできる。
給電部３０は、例えば、給電端子３１、および保持部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、所定の方向に並べて設けることができる。給電端子３１の一方の端部は、凹部１１ａの底面１１ａ１から突出している。給電端子３１の一方の端部は、基板２１に設けられた配線パターン２１ａと半田付けされる。給電端子３１の他方の端部は、コネクタホルダ１５の孔の内部に露出している。コネクタホルダ１５の孔の内部に露出する給電端子３１の端部には、コネクタ１０５が嵌め合わされる。給電端子３１は、例えば、銅合金などの金属から形成される。なお、給電端子３１の形状、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、所定の方向に並べて設けることができる。給電端子３１の一方の端部は、凹部１１ａの底面１１ａ１から突出している。給電端子３１の一方の端部は、基板２１に設けられた配線パターン２１ａと半田付けされる。給電端子３１の他方の端部は、コネクタホルダ１５の孔の内部に露出している。コネクタホルダ１５の孔の内部に露出する給電端子３１の端部には、コネクタ１０５が嵌め合わされる。給電端子３１は、例えば、銅合金などの金属から形成される。なお、給電端子３１の形状、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、アルミニウム合金などの金属や、炭素を用いた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、保持部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、保持部３２は、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、酸化アルミニウムを用いた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、保持部３２を省くことができる。この場合、ソケット１０が給電端子３１を保持する。保持部３２は、例えば、絶縁性を有する樹脂から形成される。保持部３２は、例えば、ソケット１０に設けられた孔１０ａに圧入したり、孔１０ａの内壁に接着したりすることができる。
伝熱部４０は、例えば、基板２１と、凹部１１ａの底面１１ａ１との間に設けられている。伝熱部４０は、例えば、凹部１１ａの底面１１ａ１に接着することができる。伝熱部４０と凹部１１ａの底面１１ａ１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、熱伝導率の高い材料（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）とすることが好ましい。
また、伝熱部４０は、インサート成形法により、凹部１１ａの底面１１ａ１に埋め込むこともできる。また、伝熱部４０は、熱伝導グリス（放熱グリス）を含む層を介して、凹部１１ａの底面１１ａ１に取り付けることもできる。熱伝導グリスの種類には特に限定はないが、例えば、熱伝導グリスは、変性シリコーンに、熱伝導率の高い材料（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）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。
伝熱部４０は、発光モジュール２０において発生した熱が、ソケット１０に伝わりやすくするために設けられる。そのため、伝熱部４０は、熱伝導率の高い材料から形成することが好ましい。伝熱部４０は、板状を呈し、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などの金属から形成することができる。
なお、発光モジュール２０において発生する熱が少ない場合などには、伝熱部４０を省くこともできる。
なお、発光モジュール２０において発生する熱が少ない場合などには、伝熱部４０を省くこともできる。
発光モジュール２０（基板２１）は、例えば、ソケット１０の一方の端部側に設けられている。発光モジュール２０（基板２１）は、例えば、伝熱部４０の上に接着される。伝熱部４０が省かれる場合には、発光モジュール２０（基板２１）は、例えば、凹部１１ａの底面１１ａ１に接着される。発光モジュール２０（基板２１）を接着する接着剤は、例えば、伝熱部４０と凹部１１ａの底面１１ａ１とを接着する接着剤と同じとすることができる。
発光モジュール２０は、例えば、基板２１、発光素子２２、枠部２３、封止部２４、および、素子２５を有する。
発光モジュール２０は、例えば、基板２１、発光素子２２、枠部２３、封止部２４、および、素子２５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、四角形である。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、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メタルコア基板であってもよい。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、メタルコア基板などを例示することができる。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は、配線パターン２１ａを有する。配線パターン２１ａは、基板２１の表面に設けられている。配線パターン２１ａは、金属を含んでいる。金属は、導電性が高いものとすることが好ましい。配線パターン２１ａは、例えば、銀を主成分とする材料や、銅を主成分とする材料を含むことができる。
発光素子２２は、基板２１の上（伝熱部４０側とは反対側）に設けられている。発光素子２２は、配線パターン２１ａと電気的に接続される。後述するように、発光素子２２は、枠部２３により囲まれている。そのため、配線パターン２１ａは、基板２１の面の、枠部２３の内側に位置する領域にも設けられている。
発光素子２２は、少なくとも１つ設けることができる。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。
発光素子２２は、少なくとも１つ設けることができる。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。
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。封止部２４に蛍光体を含ませて、所定の発光色の光を発光モジュール２０から出射させる場合には、発光素子２２は、例えば、青色発光ダイオードや、青色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、チップ状の発光素子とすることができる。チップ状の発光素子２２は、ＣＯＢ（Chip On Board）により配線パターン２１ａに実装することができる。チップ状の発光素子２２は、例えば、上部電極型の発光素子、上下電極型の発光素子、フリップチップ型の発光素子などとすることができる。発光素子２２がチップ状の発光素子であれば、発光モジュール２０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。
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。
枠部２３は、基板２１の上に設けられている。枠部２３は、基板２１の上に接着されている。枠部２３は、枠状を呈し、発光素子２２を囲んでいる。枠部２３は、例えば、樹脂から形成される。樹脂は、例えば、ＰＢＴ（polybutylene terephthalate）、ＰＣ（polycarbonate）、ＰＥＴ、ナイロン（Nylon）、ＰＰ(polypropylene)、ＰＥ(polyethylene)、ＰＳ(polystyrene)などの熱可塑性樹脂とすることができる。
枠部２３は、例えば、封止部２４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。そのため、枠部２３は、反射率を向上させるために、酸化チタンの粒子などを含んでいたり、白色の樹脂を含んでいたりすることができる。
枠部２３が発光素子２２を囲み、発光素子２２から出射した光に対する枠部２３の反射率が高ければ、枠部２３の内壁に入射した光を反射させて車両用照明装置１の外部に照射するのが容易となる。そのため、光の取り出し効率を向上させることができる。
また、枠部２３が設けられていれば、封止部２４が形成される範囲を小さくすることができるので、発光モジュール２０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。
封止部２４は、枠部２３の内側に設けられる。封止部２４は、発光素子２２を覆っている。封止部２４は、基板２１の面の、枠部２３の内側に位置する領域を覆うように設けられる。封止部２４は、透光性を有する樹脂を含んでいる。封止部２４は、例えば、枠部２３の内側に樹脂を充填することで形成される。樹脂の充填は、例えば、ディスペンサなどを用いて行われる。充填する樹脂は、例えば、シリコーン樹脂などである。
また、封止部２４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）や、サイアロン蛍光体などである。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。
また、必要に応じて、封止部２４の上に凸レンズなどの光学要素をさらに設けることもできる。
また、必要に応じて、封止部２４の上に凸レンズなどの光学要素をさらに設けることもできる。
素子２５は、発光素子２２を有する発光回路を構成するために用いられる受動素子または能動素子とすることができる。素子２５は、例えば、枠部２３の外側、および枠部２３の内側の少なくともいずれかに設けることができる。素子２５は、配線パターン２１ａと電気的に接続される。素子２５は、少なくとも１つ設けることができる。
素子２５は、例えば、抵抗２５ａ、ダイオード２５ｂ、およびツェナーダイオード２５ｃなどとすることができる。
ただし、素子２５の種類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を有する発光回路の構成に応じて適宜変更することができる。例えば、素子２５は、前述したものの他に、コンデンサ、正特性サーミスタ、負特性サーミスタ、インダクタ、サージアブソーバ、バリスタ、ＦＥＴやバイポーラトランジスタなどのトランジスタ、集積回路、演算素子などであってもよい。
ただし、素子２５の種類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を有する発光回路の構成に応じて適宜変更することができる。例えば、素子２５は、前述したものの他に、コンデンサ、正特性サーミスタ、負特性サーミスタ、インダクタ、サージアブソーバ、バリスタ、ＦＥＴやバイポーラトランジスタなどのトランジスタ、集積回路、演算素子などであってもよい。
抵抗２５ａは、基板２１の上に設けられている。抵抗２５ａは、例えば、枠部２３の外側に設けることができる。抵抗２５ａは、配線パターン２１ａと電気的に接続される。抵抗２５ａ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２５ａ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）である。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される。抵抗２５ａが膜状の抵抗器であれば、抵抗２５ａ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２５ａ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２５ａ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、発光素子２２に直列接続された抵抗２５ａ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２５ａ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２５ａ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２５ａを選択する。抵抗２５ａが膜状の抵抗器の場合には、抵抗２５ａ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、膜状の抵抗器にレーザ光を照射すれば、膜状の抵抗器の一部を容易に除去することができる。なお、抵抗２５ａ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。
ダイオード２５ｂは、基板２１の上に設けられている。ダイオード２５ｂは、例えば、枠部２３の外側に設けることができる。ダイオード２５ｂは、配線パターン２１ａと電気的に接続される。ダイオード２５ｂは、例えば、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る。ダイオード２５ｂ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である。図１に例示をしたダイオード２５ｂは、表面実装型のダイオードである。
ツェナーダイオード２５ｃは、基板２１の上に設けられている。ツェナーダイオード２５ｃは、配線パターン２１ａと電気的に接続される。ツェナーダイオード２５ｃのカソードは、給電端子３１と発光素子２２との間の配線パターン２１ａと電気的に接続される。ツェナーダイオード２５ｃのアノードは、配線パターン２１ａを介して、グランドと電気的に接続される。
車両用照明装置１に所定の電圧が印加されている時は、ツェナーダイオード２５ｃに電流が流れない。そのため、車両用照明装置１に印加された電圧は、発光素子２２に印加される。一方、車両用照明装置１に過大な電圧が印加された時には、ツェナーダイオード２５ｃに電流が流れる。そのため、過大な電圧が発光素子２２に印加されるのを抑制することができる。
この場合、発光素子２２に所定の電圧が印加されるように、適切なツェナー電圧（降伏電圧）を有するツェナーダイオード２５ｃを選択する。発光素子２２の順方向電圧の最大定格値などに応じて、適切なツェナー電圧を有するツェナーダイオード２５ｃを選択すれば、過大な電圧が印加された場合であっても発光素子２２が破損するのを抑制することができる。
ここで、抵抗２５ａ、ダイオード２５ｂ、およびツェナーダイオード２５ｃは、枠部２３の外側に設けることもできる。しかしながら、これらを枠部２３の外側に設けると、基板２１の平面寸法を小さくするのが困難となる。基板２１の平面寸法を小さくするのが困難となれば、車両用照明装置１の小型化を図るのが難しくなる。
一方、これらを枠部２３の内側に設けると、枠部２３が大きくなり、且つ、封止部２４の体積が大きくなる。枠部２３が大きくなると、枠部２３のリフレクタとしての機能が低下するおそれがある。封止部２４の体積が大きくなると、封止部２４の製造コストが増大したり、発光素子２２の点灯と消灯により発生する熱応力が大きくなる。熱応力が大きくなると、発光素子２２に加わる力が大きくなって、発光素子２２が配線パターン２１ａから剥離するおそれがある。
図３は、枠部２３の内側にツェナーダイオード２５ｃを設ける場合を例示するための模式平面図である。
ツェナーダイオード２５ｃは、抵抗２５ａ、およびダイオード２５ｂに比べてサイズが小さい。そのため、図１、および図３に示すように、枠部２３の内側に発光素子２２、およびツェナーダイオード２５ｃを設け、図１に示すように、枠部２３の外側に抵抗２５ａ、およびダイオード２５ｂを設けることができる。この様にすれば、枠部２３、および封止部２４が大きくなるのを抑制することができ、且つ、基板２１の小型化、ひいては車両用照明装置１の小型化を図るのが容易となる。
ツェナーダイオード２５ｃは、抵抗２５ａ、およびダイオード２５ｂに比べてサイズが小さい。そのため、図１、および図３に示すように、枠部２３の内側に発光素子２２、およびツェナーダイオード２５ｃを設け、図１に示すように、枠部２３の外側に抵抗２５ａ、およびダイオード２５ｂを設けることができる。この様にすれば、枠部２３、および封止部２４が大きくなるのを抑制することができ、且つ、基板２１の小型化、ひいては車両用照明装置１の小型化を図るのが容易となる。
前述したように、発光素子２２を囲む枠部２３が設けられていれば、光の取り出し効率を向上させることができる。しかしながら、近年においては、車両用照明装置１の高光束化が望まれており、光の取り出し効率のさらなる向上が求められている。
ここで、発光素子２２から出射した光の一部が、封止部２４と外気との界面で反射して、基板２１の面の、枠部２３の内側に位置する領域に入射する場合がある。また、封止部２４に蛍光体が含まれている場合には、発光素子２２から出射した光の一部が、蛍光体により散乱して、基板２１の面の、枠部２３の内側に位置する領域に入射する場合がある。基板２１がセラミックスなどの無機材料から形成されている場合には、基板２１に入射した光の一部が基板２１を透過したり、基板２１に吸収されたりする。基板２１が有機材料やメタルコア基板の場合には、基板２１に入射した光の一部が基板２１に吸収される。基板２１に入射した光の一部が、基板２１を透過したり、基板２１に吸収されたりすると、光の取り出し効率の向上が図れなくなる。
この場合、図３に示すように、基板２１の面の、枠部２３の内側に位置する領域には、発光素子２２や、ツェナーダイオード２５ｃが電気的に接続される配線パターン２１ａが設けられている。配線パターン２１ａは金属を含んでいるので、発光素子２２から出射した光に対する反射率は、基板２１よりも配線パターン２１ａの方が高い。そのため、基板２１の面の、枠部２３の内側に位置する領域における配線パターン２１ａの面積を大きくすれば、配線パターン２１ａにより反射される光の光量を多くすることができる。配線パターン２１ａにより反射される光の光量が多くなれば、光の取り出し効率を向上させることができる。
ところが、配線パターン２１ａにより反射される光の光量が多くなれば、枠部２３の内壁に入射する光の光量が多くなる。前述した様に、枠部２３は樹脂を含んでいるため、枠部２３の内壁に入射する光の光量が多くなると、入射した光により枠部２３にクラックが発生する場合がある。枠部２３にクラックが発生すると、枠部２３や封止部２４が剥離などして、車両用照明装置１の寿命が短くなるおそれがある。
また、枠部２３の内側にツェナーダイオード２５ｃを設ける場合であっても、枠部２３の外径寸法が大きくならないようにすることが好ましい。例えば、枠部２３の外径寸法を変えずに、枠部２３の内径寸法を大きくすることができる。しかしながら、この様にすると、枠部２３の剛性が小さくなるので、枠部２３にクラックが発生した際に、枠部２３や封止部２４が剥離し易くなる。
また、封止部２４に蛍光体が含まれていると、発光素子２２から出射した光の一部が、蛍光体により散乱して、枠部２３の内壁に入射し易くなる。また、封止部２４に蛍光体が含まれている場合には、紫外線などの波長の短い光を出射する発光素子２２（例えば、青色発光ダイオードや、青色レーザダイオードなど）が用いられる。そのため、封止部２４に蛍光体が含まれている場合には、紫外線などの波長の短い光により枠部２３にクラックが発生し易くなる。その結果、車両用照明装置１の寿命がさらに短くなるおそれがある。
本発明者の得た知見によれば、基板２１の面の、枠部２３の内側に位置する領域の面積をＳ１（ｍｍ２）とし、基板２１の面の、枠部２３の内側に位置する領域の露出面積をＳ２（ｍｍ２）とした場合に、「０．０４≦Ｓ２（ｍｍ２）／Ｓ１（ｍｍ２）≦０．２３」とすれば、光の取り出し効率を向上させることができ、且つ、枠部２３にクラックが発生するのを抑制することができる。
なお、露出面積Ｓ２（ｍｍ２）は、基板２１の面の、枠部２３の内側に位置する領域において、発光素子２２と配線パターン２１ａが設けられていない部分の面積とすることができる。枠部２３の内側にツェナーダイオード２５ｃが設けられる場合には、露出面積Ｓ２（ｍｍ２）は、発光素子２２、ツェナーダイオード２５ｃ、および配線パターン２１ａが設けられていない部分の面積とすることができる。
また、発光素子２２から出射する光の放射強度を大きくすれば、枠部２３にクラックが発生し易くなる。発光素子２２から出射する光の放射強度を小さくすれば、枠部２３にクラックが発生するのを抑制することができるが、所望の光束が得られなくなる。
本発明者の得た知見によれば、定格電圧（例えば、１３．５Ｖの直流電圧）を発光素子２２に印加した場合に、発光素子２２から出射した光の放射スペクトルにおいて、波長が４５０ｎｍの場合の傾き（分光放射強度）を、３５ｍＷ／５ｎｍ以上、７５ｍＷ／５ｎｍ以下とすれば、枠部２３にクラックが発生するのを抑制することができ、且つ、所望の光束を得るのが容易となる。
（車両用灯具）
本発明の１つの実施形態において、車両用照明装置１を具備した車両用灯具１００を提供することができる。前述した車両用照明装置１に関する説明、および車両用照明装置１の変形例（例えば、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもので、本発明の特徴を備えているもの）は、いずれも車両用灯具１００に適用することができる。
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リア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リア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。
本発明の１つの実施形態において、車両用照明装置１を具備した車両用灯具１００を提供することができる。前述した車両用照明装置１に関する説明、および車両用照明装置１の変形例（例えば、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもので、本発明の特徴を備えているもの）は、いずれも車両用灯具１００に適用することができる。
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リア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リア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４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４に示すように、車両用灯具１００は、例えば、車両用照明装置１、筐体１０１、カバー１０２、光学要素１０３、シール部材１０４、およびコネクタ１０５を有する。
図４に示すように、車両用灯具１００は、例えば、車両用照明装置１、筐体１０１、カバー１０２、光学要素１０３、シール部材１０４、およびコネクタ１０５を有する。
筐体１０１には、車両用照明装置１が取り付けられる。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される。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られる。カバー１０２は、透光性樹脂などから形成される。カバー１０２は、レンズなどの機能を有することもできる。
光学要素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４に例示をした光学要素１０３はリフレクタである。この場合、光学要素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。
シール部材１０４は、フランジ１３と筐体１０１の間に設けられる。シール部材１０４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される。
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が設けられている。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の内部が水密となるように密閉される。
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。
以下、前述した実施形態に関する付記を示す。
（付記１）
ソケットと；
前記ソケットの一方の端部側に設けられ、配線パターンを有する基板と；
前記基板の上に設けられ、前記配線パターンと電気的に接続された発光素子と；
前記基板の上に設けられ、前記発光素子を囲む枠部と；
前記枠部の内側に設けられ、前記発光素子を覆う封止部と；
を具備し、
前記基板の面の、前記枠部の内側に位置する領域の面積をＳ１（ｍｍ２）とし、
前記基板の面の、前記枠部の内側に位置する領域の露出面積をＳ２（ｍｍ２）とした場合に、以下の式を満足する車両用照明装置。
０．０４≦Ｓ２（ｍｍ２）／Ｓ１（ｍｍ２）≦０．２３
ソケットと；
前記ソケットの一方の端部側に設けられ、配線パターンを有する基板と；
前記基板の上に設けられ、前記配線パターンと電気的に接続された発光素子と；
前記基板の上に設けられ、前記発光素子を囲む枠部と；
前記枠部の内側に設けられ、前記発光素子を覆う封止部と；
を具備し、
前記基板の面の、前記枠部の内側に位置する領域の面積をＳ１（ｍｍ２）とし、
前記基板の面の、前記枠部の内側に位置する領域の露出面積をＳ２（ｍｍ２）とした場合に、以下の式を満足する車両用照明装置。
０．０４≦Ｓ２（ｍｍ２）／Ｓ１（ｍｍ２）≦０．２３
（付記２）
前記発光素子から出射した光の放射スペクトルにおいて、波長が４５０ｎｍの場合の傾きが、３５ｍＷ／５ｎｍ以上、７５ｍＷ／５ｎｍ以下である付記１記載の車両用照明装置。
前記発光素子から出射した光の放射スペクトルにおいて、波長が４５０ｎｍの場合の傾きが、３５ｍＷ／５ｎｍ以上、７５ｍＷ／５ｎｍ以下である付記１記載の車両用照明装置。
（付記３）
前記枠部の内側に設けられ、前記配線パターンと電気的に接続されたツェナーダイオードをさらに備えた付記１または２に記載の車両用照明装置。
前記枠部の内側に設けられ、前記配線パターンと電気的に接続されたツェナーダイオードをさらに備えた付記１または２に記載の車両用照明装置。
（付記４）
前記封止部は、蛍光体を含んでいる付記１～３のいずれか１つに記載の車両用照明装置。
前記封止部は、蛍光体を含んでいる付記１～３のいずれか１つに記載の車両用照明装置。
（付記５）
付記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。
付記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。
１ 車両用照明装置、１０ ソケット、２０ 発光モジュール、２１ 基板、２１ａ 配線パターン、２２ 発光素子、２３ 枠部、２４ 封止部、２５ 素子、２５ｃ ツェナーダイオード、１００ 車両用灯具、１０１ 筐体
Claims (5)
- ソケットと；
前記ソケットの一方の端部側に設けられ、配線パターンを有する基板と；
前記基板の上に設けられ、前記配線パターンと電気的に接続された発光素子と；
前記基板の上に設けられ、前記発光素子を囲む枠部と；
前記枠部の内側に設けられ、前記発光素子を覆う封止部と；
を具備し、
前記基板の面の、前記枠部の内側に位置する領域の面積をＳ１（ｍｍ２）とし、
前記基板の面の、前記枠部の内側に位置する領域の露出面積をＳ２（ｍｍ２）とした場合に、以下の式を満足する車両用照明装置。
０．０４≦Ｓ２（ｍｍ２）／Ｓ１（ｍｍ２）≦０．２３ - 前記発光素子から出射した光の放射スペクトルにおいて、波長が４５０ｎｍの場合の傾きが、３５ｍＷ／５ｎｍ以上、７５ｍＷ／５ｎｍ以下である請求項１記載の車両用照明装置。
- 前記枠部の内側に設けられ、前記配線パターンと電気的に接続されたツェナーダイオードをさらに備えた請求項１または２に記載の車両用照明装置。
- 前記封止部は、蛍光体を含んでいる請求項１または２に記載の車両用照明装置。
- 請求項１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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022066721A JP2023157065A (ja) | 2022-04-14 | 2022-04-14 | 車両用照明装置、および車両用灯具 |
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| JP2022066721A JP2023157065A (ja) | 2022-04-14 | 2022-04-14 | 車両用照明装置、および車両用灯具 |
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|---|---|
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| JP2022066721A Pending JP2023157065A (ja) | 2022-04-14 | 2022-04-14 | 車両用照明装置、および車両用灯具 |
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