JP6631192B2 - 車両用照明装置、および車両用灯具 - Google Patents
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Description
発光ダイオードにおいて発生した熱は、主に、ソケットを介して外部に放出される。そのため、ソケットは、金属などの熱伝導率の高い材料から形成されている。ところが、金属などの熱伝導率の高い材料は導電性を有している場合がある。そこで、ソケットと給電端子との間には、絶縁性を有する絶縁部が設けられている。絶縁部は、ソケットに設けられた孔に圧入されている。
ここで、車両用照明装置には走行に伴う振動が加わる。また、自動車に設けられる車両用照明装置の場合には、使用環境の温度が、−40℃〜85℃となる。
そのため、圧入により絶縁部をソケットに固定すると、振動や熱膨張率の差により発生した熱応力により、時間の経過とともにソケットと絶縁部との間の接合強度が低下するおそれがある。
そこで、絶縁部の固定に対する信頼性を向上させることができる車両用照明装置の開発が望まれていた。
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;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2は、車両用照明装置1の模式分解図である。
図1および図2に示すように、車両用照明装置1には、ソケット10、発光部20、および給電部30が設けられている。
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。
車両用照明装置1の中心軸1aと直交する方向において、装着部11の外形寸法は、フランジ13の外形寸法よりも小さい。
位置決め部11bの内部には、基板21の角部の近傍が設けられる。基板21の角部の近傍を位置決め部11bの内部に設けることで、発光部20の位置決めができるようになっている。
また、位置決め部11bは、互いに対峙する2つの傾斜面を有するものとすることもできる。2つの傾斜面は、フランジ13側に向かうに従い互いに近接する方向に傾斜するものとすることができる。
また、後述するように、凸部11eの先端が放熱板25の固定部25aを覆っている。そのため、車両用照明装置1の中心軸1a方向における放熱板25の位置が規定される(図4を参照)。なお、放熱板25が設けられない場合には、凸部11eの先端を加工する必要はない。
そして、車両用照明装置1を回転させることで、灯具に車両用照明装置1が保持されるようになっている。
すなわち、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の外側面と車両用照明装置1の中心軸1aとの間の距離は、バヨネット12の外側面と車両用照明装置1の中心軸1aとの間の距離よりも長い。すなわち、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。
発光部20において発生した熱は、主に、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。
ただし、装着部11、バヨネット12、フランジ13、および放熱フィン14を一体成型すれば、放熱性の向上、外力に対する耐性の向上、製造コストの低減などを図ることができる。
そのため、熱を放出する機能を考慮して、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。熱伝導率の高い材料は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属、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)やナイロン等の樹脂に、熱伝導率の高い炭素や酸化アルミニウムなどからなる繊維や粒子を混合させたものである。
基板21は、ソケット10の一方の端部に設けられている。基板21は、放熱板25を介して凹部11aの底面11dに固定される。また、放熱板25が設けられない場合には、基板21は、凹部11aの底面11dに固定される。
なお、基板21(発光部20)の固定に関する詳細は後述する。
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。
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。
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とすることができる。この場合、発光素子22と配線パターンを電気的に接続する配線と、発光素子22と配線を囲む枠状体22aと、枠状体22aの内部に設けられ発光素子22と配線を覆う封止部などを基板21の上に設けることができる。
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。
例えば、発光素子22が青色発光ダイオード、蛍光体がYAG系蛍光体である場合には、発光素子22から出射した青色の光によりYAG系蛍光体が励起され、YAG系蛍光体から黄色の蛍光が放射される。そして、青色の光と黄色の光が混ざり合うことで、白色の光が車両用照明装置1から出射される。なお、蛍光体の種類や発光素子22の種類は、例示をしたものに限定されるわけではない。蛍光体の種類や発光素子22の種類は、車両用照明装置1の用途などに応じて所望の発光色が得られるように適宜変更することができる。
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もできる。
また、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。
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。
制御素子23は、例えば、発光素子22に流れる電流を制御するものとすることができる。
なお、図1および図2に例示をした制御素子23は、膜状の抵抗器である。
例えば、制御素子23が膜状の抵抗器の場合には、複数の制御素子23毎に一部を除去して図示しない除去部をそれぞれに形成する。そして、除去部の大きさなどにより、複数の制御素子23毎に抵抗値を変化させる。この場合、制御素子23の一部を除去すれば、抵抗値は増加することになる。制御素子23の一部の除去は、例えば、制御素子23にレーザ光を照射することで行うことができる。
制御素子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、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。
また、配線パターン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。
なお、放熱板25の固定に関する詳細は後述する。
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。
すなわち、給電端子31の一方の端部は、絶縁部32から突出して基板21と接続されている。
複数の給電端子31の放熱フィン14側の端部は、ソケット10から露出している。ソケット10から露出する複数の給電端子31には、図示しないコネクタが嵌め合わされる。コネクタには、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。
なお、給電端子31の数、形状、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。
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。この場合、例えば、複数の給電端子31を絶縁部32に圧入するか、複数の給電端子31と絶縁部32を一体成型(インサート成型)することで、複数の給電端子31を絶縁部32に保持させることができる。
図3(b)は、図3(a)におけるA部の模式拡大図である。
図3(a)、(b)に示すように、絶縁部32は、絶縁性を有し、ソケット10に設けられた孔11cの内部に設けられている。
絶縁部32は、支持部32a、支持部32b、および固定部32cを有する。
支持部32bは、支持部32aの基板21側とは反対側に設けられている。固定部32cは、支持部32aと支持部32bとの間に設けられている。
支持部32aは、絶縁部32の基板21側の端部に設けられている。支持部32bは、絶縁部32の放熱フィン14側の端部に設けられている。支持部32aは、孔11cの基板21側の内壁に接触する。支持部32bは、孔11cの放熱フィン14側の内壁に接触する。なお、支持部32aおよび支持部32bは、孔11cに圧入することができる。
固定部32cは、接着層33を挟んで孔11cの内壁に対峙している。
この様にすれば、絶縁部32の取り付け方向を間違えるのを防止することができる。
また、車両用照明装置1の中心軸1aに直交する方向において、固定部32cの断面積は、支持部32aの断面積よりも小さい。
この様にすれば、接着層33(第1の接着層の一例に相当する)を形成する際に接着剤が基板21側に流出するのを抑制することができる。
また、車両用照明装置1の中心軸1aに直交する方向において、固定部32cの断面積は、孔11cの放熱フィン14側の断面積よりも大きい。そのため、固定部32cの放熱フィン14側の端面が、孔11cの段差面により支持される。
ところが、車両用照明装置1には走行に伴う振動が加わる。また、自動車に設けられる車両用照明装置1の場合には、使用環境の温度が、−40℃〜85℃となる。
そのため、圧入や部分的な溶着により、絶縁部をソケット10に固定すると、振動や熱膨張率の差により発生した熱応力により、時間の経過とともにソケット10と絶縁部との間の接合強度が低下するおそれがある。
そのため、絶縁部32の固定に対する信頼性を向上させることができる。
そのため、絶縁部32が傾くのを抑制することができる。
なお、絶縁部32の傾きによる影響は、コネクタ側よりも基板21側の方が大きい。そのため、支持部32aのみを設けるようにしてもよい。ただし、支持部32aおよび支持部32bを設けるようにすれば、絶縁部32の傾きをより小さくすることができるので不具合の発生を効果的に抑制することができる。
そのため、給電端子31の先端が、所定の位置となるようにすることが容易となる。給電端子31の先端が所定の位置にあれば、給電端子31と基板21との接続が容易となる。また、給電端子31の先端が所定の位置にあれば、給電端子31にコネクタを嵌め合わせるのが容易となる。
図4は、放熱板25の固定を例示するための模式拡大図である。
なお、図4は、図3(a)におけるB部の模式拡大図である。
図4に示すように、凸部11eの先端は、放熱板25の固定部25aを覆っている。例えば、超音波または熱などを印加するとともに凸部11eの先端を加圧して、凸部11eの先端が放熱板25の固定部25aを覆うようにすることができる。
また、放熱板25と凹部11aの底面11dとの間には、接着剤が塗布される。塗布された接着剤が硬化することで、接着層34(第2の接着層の一例に相当する)が形成される。すなわち、放熱板25がソケット10に接着される。
またさらに、基板21と放熱板25との間にも接着剤が塗布される。塗布された接着剤が硬化することで、接着層35(第3の接着層の一例に相当する)が形成される。すなわち、基板21が放熱板25に接着される。
なお、接着剤は、熱伝導率の高い炭素や酸化アルミニウムなどからなるフィラーが添加されたものを用いることが好ましい。この様にすれば、形成された接着層34および接着層35の熱伝導率を高めることができるので、放熱性を向上させることができる。
すなわち、絶縁部32の固定に対する信頼性をさらに向上させることができる。
Claims (6)
- 導電性を有するソケットと;
前記ソケットの一方の端部に設けられた基板と;
前記基板の上に設けられた発光素子と;
絶縁性を有し、前記ソケットに設けられた孔の内部に設けられ、前記孔の内壁に接触する第1の支持部と第1の接着層を挟んで前記孔の内壁に対峙する固定部とを有する絶縁部と;
導電性を有し、前記絶縁部の内部を延び、一方の端部が前記絶縁部から突出して前記基板と接続された給電端子と;
を具備し、
車両用照明装置の中心軸に直交する方向において、前記固定部の断面積は、前記第1の支持部の断面積よりも小さく、
前記車両用照明装置の中心軸に直交する方向において、前記孔の、前記固定部が設けられる位置の断面寸法は、前記孔の、前記第1の支持部が設けられる位置の断面寸法と略同じである車両用照明装置。 - 前記絶縁部は、前記孔の内壁に接触する第2の支持部をさらに有し、
前記第2の支持部は、前記第1の支持部の前記基板側とは反対側に設けられ、
前記固定部は、前記第1の支持部と前記第2の支持部との間に設けられている請求項1記載の車両用照明装置。 - 前記車両用照明装置の中心軸に直交する方向において、前記第1の支持部の断面積は、前記第2の支持部の断面積よりも大きい請求項2記載の車両用照明装置。
- 前記基板と前記ソケットとの間に設けられた第2の接着層をさらに具備した請求項1〜3のいずれか1つに記載の車両用照明装置。
- 前記基板と前記ソケットとの間に設けられた放熱板と;
前記基板と前記放熱板との間に設けられた第3の接着層と;
をさらに具備し、
前記第2の接着層は、前記放熱板と前記ソケットとの間に設けられている請求項4記載の車両用照明装置。 - 請求項1〜5のいずれか1つに記載の車両用照明装置を具備した車両用灯具。
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