JP6634303B2 - 光源ユニット、光源ユニットの製造方法及び車輌用灯具 - Google Patents

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本発明は、ソケットハウジングとソケットハウジングに配置された基板とを有する光源ユニット、光源ユニットの製造方法及び車輌用灯具についての技術分野に関する。
特開2014−41738号公報
車輌用灯具には、例えば、ランプボデイとカバーによって構成された灯具外筐に対して着脱可能とされた光源ユニットが設けられ、光源ユニットの光源として発光ダイオード等の発光素子が用いられたものがある。
このような光源ユニットには、光源として機能する発光素子と少なくとも発光素子に電流を供給するための配線パターンと配線パターンが形成された基板とが設けられ、基板がソケットハウジングに配置されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載された光源ユニットにあっては、基板が屈曲されてコ字状に形成され、基板の一部がソケットハウジングに形成された開口部に挿入されている。
ところで、上記のような光源ユニットにおいては、発光素子からの光の出射時に発生する熱に関する放熱性を高めて発光素子の安定した発光状態を確保する必要がある。
ところが、特許文献1に記載された光源ユニットにあっては、基板の一部がソケットハウジングの内部に位置されており、基板から放出される熱がソケットハウジングの内部に滞留される可能性があり、十分な放熱性を確保することができないおそれがある。
そこで、本発明光源ユニット、光源ユニットの製造方法及び車輌用灯具は、上記した問題点を克服し、発光素子からの光の出射時に発生する熱に関する放熱性の向上を図ることを目的とする。
本発明に係る光源ユニットは、金属材料によって形成された放熱板と熱伝導性の樹脂材料によって形成された樹脂成形部とを有するソケットハウジングと、前記ソケットハウジングに搭載された基板と、前記基板に形成された配線パターンと、光源として機能する発光素子と、前記配線パターンと前記発光素子を接続する導電部とを備え、前記放熱板には前記基板に接する第1の放熱部が設けられ、前記樹脂成形部には複数の放熱フィンと所定の部材に係合される係合部とが設けられ、前記ソケットハウジングは前記放熱板と前記樹脂成形部が一体成形されることにより形成され、前記放熱板には前記第1の放熱部に対して直交された第2の放熱部が設けられ、前記放熱板には前記第1の放熱部に対して直交する方向へ折り曲げられ前記第1の放熱部に連続する第3の放熱部が設けられたものである。
これにより、発光素子からの光の出射時において金属材料によって形成された放熱板と熱伝導性の樹脂材料によって形成された樹脂成形部とから熱が放出される。また、第1の放熱部の他に第2の放熱部からも熱が放出される。また、第1の放熱部の他に第3の放熱部からも放熱が行われる。
上記した本発明に係る光源ユニットにおいては、前記複数の放熱フィンのうち最も外側に位置された放熱フィンの内部に前記第2の放熱部が位置されることが望ましい。
これにより、第2の放熱部によって最も外側に位置された放熱フィンの強度が高くなる。
上記した本発明に係る光源ユニットにおいては、前記放熱板には前記第2の放熱部及び前記第3の放熱部に対してともに直交する方向へ折り曲げられ前記第2の放熱部及び前記第3の放熱部にともに連続する第4の放熱部が設けられることが望ましい。
これにより、第1の放熱部と第2の放熱部と第3の放熱部の他に第4の放熱部からも放熱が行われる。
上記した本発明に係る光源ユニットにおいては、前記ソケットハウジングに前記基板が配置される配置凹部が形成され、前記基板が接着剤によって前記放熱板に取り付けられ、前記配置凹部の内周面と前記基板の外周面との間に隙間が形成されることが望ましい。
これにより、基板が接着剤によって放熱板に取り付けられるときに基板から接着剤のはみ出しが可能である。
本発明に係る光源ユニットは、金属材料によって形成された放熱板と熱伝導性の樹脂材料によって形成された樹脂成形部とを有するソケットハウジングと、前記ソケットハウジングに搭載された基板と、前記基板に形成された配線パターンと、光源として機能する発光素子と、前記配線パターンと前記発光素子を接続する導電部とを備え、前記放熱板には前記基板に接する第1の放熱部が設けられ、前記樹脂成形部には複数の放熱フィンと所定の部材に係合される係合部とが設けられ、前記ソケットハウジングは前記放熱板と前記樹脂成形部が一体成形されることにより形成され、前記配線パターンが前記基板の表面と裏面にそれぞれ形成され、前記基板の表面に形成された前記配線パターンに表側制御素子が搭載され、前記基板の裏面に形成された前記配線パターンに裏側制御素子が搭載され、前記表側制御素子の少なくとも一部と前記裏側制御素子の少なくとも一部とがずれた位置に搭載されたものである。
これにより、発光素子からの光の出射時において金属材料によって形成された放熱板と熱伝導性の樹脂材料によって形成された樹脂成形部とから熱が放出される。また、表側制御素子と裏側制御素子において、発光素子の駆動時に表側制御素子と裏側制御素子から発生する熱の影響を相互に受け難くなる。
上記した本発明に係る光源ユニットにおいては、前記発光素子として第1の点灯状態において光を出射する第1の発光素子と第2の点灯状態において光を出射する第2の発光素子とが設けられ、前記表側制御素子として前記第1の点灯状態において発熱する第1の表側制御素子と前記第2の点灯状態において発熱する第2の表側制御素子とが設けられ、前記裏側制御素子として前記第1の点灯状態において発熱する第1の裏側制御素子と前記第2の点灯状態において発熱する第2の裏側制御素子とが設けられ、前記第1の表側制御素子の少なくとも一部と前記第1の裏側制御素子の少なくとも一部とがずれた位置に搭載され、前記第2の表側制御素子の少なくとも一部と前記第2の裏側制御素子の少なくとも一部とがずれた位置に搭載されることが望ましい。
これにより、第1の発光素子と第2の発光素子のそれぞれの駆動時に、表側制御素子と裏側制御素子において、発光素子の駆動時に表側制御素子と裏側制御素子から発生する熱の影響を相互に受け難くなる。
上記した本発明に係る光源ユニットにおいては、前記基板が接着剤によって前記放熱板に取り付けられ、前記接着剤が前記裏側制御素子に塗布されることが望ましい。
これにより、裏側制御素子への別途の防滴処理が不要になる。
上記した本発明に係る光源ユニットにおいては、前記接着剤がフィラーを含有したシリコン樹脂であることが望ましい。
これにより、フィラーによって放熱性能が高くなる。
本発明に係る光源ユニットは、金属材料によって形成された放熱板と熱伝導性の樹脂材料によって形成された樹脂成形部とを有するソケットハウジングと、前記ソケットハウジングに搭載された基板と、前記基板に形成された配線パターンと、光源として機能する発光素子と、前記配線パターンと前記発光素子を接続する導電部とを備え、前記放熱板には前記基板に接する第1の放熱部が設けられ、前記樹脂成形部には複数の放熱フィンと所定の部材に係合される係合部とが設けられ、前記ソケットハウジングは前記放熱板と前記樹脂成形部が一体成形されることにより形成され、前記基板は裏面が前記第1の放熱部に対向した状態で前記放熱板に取り付けられ、前記基板の裏面における前記配線パターンが形成された以外の領域に放熱性を有する凸部が設けられたものである。
これにより、発光素子からの光の出射時において金属材料によって形成された放熱板と熱伝導性の樹脂材料によって形成された樹脂成形部とから熱が放出される。また、熱が凸部から放熱板に伝達される。
本発明に係る光源ユニットの製造方法は、金属材料によって形成された放熱板と熱伝導性の溶融樹脂が固化されて形成された樹脂成形部とを有するソケットハウジングを備えた光源ユニットの製造方法であって、金型のキャビティにおいて移動型によって前記放熱板の被支持部を支持して前記放熱板を前記キャビティに保持する保持工程と、前記キャビティに前記溶融樹脂を充填し前記放熱板の一部を除いた部分を前記溶融樹脂によって覆う第1の充填工程と、前記移動型を前記金型に対して移動させて前記被支持部に対する支持状態を解除すると共に前記溶融樹脂によって前記被支持部を覆う第2の充填工程とを備えたものである。
これにより、移動型によってキャビティに放熱板が安定した状態で保持されると共に放熱板における移動型によって支持された部分が溶融樹脂によって覆われる。
本発明に係る車輌用灯具は、光源ユニットを備えた車輌用灯具であって、前記光源ユニットは、金属材料によって形成された放熱板と熱伝導性の樹脂材料によって形成された樹脂成形部とを有するソケットハウジングと、前記ソケットハウジングに搭載された基板と、前記基板に形成された配線パターンと、光源として機能する発光素子と、前記配線パターンと前記発光素子を接続する導電部とを備え、前記放熱板には前記基板に接する第1の放熱部が設けられ、前記樹脂成形部には複数の放熱フィンと所定の部材に係合される係合部とが設けられ、前記ソケットハウジングは前記放熱板と前記樹脂成形部が一体成形されることにより形成され、前記放熱板には前記第1の放熱部に対して直交された第2の放熱部が設けられ、前記放熱板には前記第1の放熱部に対して直交する方向へ折り曲げられ前記第1の放熱部に連続する第3の放熱部が設けられたものである。
これにより、発光素子からの光の出射時において金属材料によって形成された放熱板と熱伝導性の樹脂材料によって形成された樹脂成形部とから熱が放出される。また、第1の放熱部の他に第2の放熱部からも熱が放出される。また、第1の放熱部の他に第3の放熱部からも放熱が行われる。
本発明によれば、発光素子からの光の出射時において金属材料によって形成された放熱板と熱伝導性の樹脂材料によって形成された樹脂成形部とから熱が放出されるため、発光素子からの光の出射時における放熱性の向上を図ることができる。
図2乃至図16と共に本発明の実施の形態を示すものであり、本図は、車輌用灯具の断面図である。 光源ユニットの分解斜視図である。 光源ユニットの斜視図である。 光源ユニットの断面図である。 光源ユニットの正面図である。 光源ユニットの背面図である。 発光素子及び導電部が封止され封止部上にレンズ部が配置された状態を示す概略拡大断面図である。 基板が放熱板に接着された状態を示す拡大断面図である。 ソケットハウジングと発光モジュールを分離して示す光源ユニットの斜視図である。 発光モジュールの拡大斜視図である。 電子部品を省略した状態で示す発光モジュールの拡大正面図である。 電子部品を省略した状態で示す発光モジュールの拡大背面図である。 表側と裏側の印刷抵抗の重なり具合を示す拡大平面図である。 図15及び図16と共にソケットハウジングの製造方法の一例を示すものであり、本図は、保持工程における状態を示す概略断面図である。 第1の充填工程における状態を示す概略断面図である。 第2の充填工程における状態を示す概略断面図である。
以下に、本発明を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。
以下に示した実施の形態は、本発明光源ユニットをストップランプ及びテールランプの機能を有するコンビネーションランプにおいて用いられる光源ユニットに適用し、本発明光源ユニットの製造方法をこの光源ユニットの製造方法に適用し、本発明車輌用灯具をこの光源ユニットを備えた車輌用灯具に適用したものである。但し、本発明の適用範囲はストップランプ及びテールランプの機能を有するコンビネーションランプにおいて用いられる光源ユニット、この光源ユニットの製造方法及びこの光源ユニットを備えた車輌用灯具に限られることはない。
本発明光源ユニットは、ヘッドランプ、クリアランスランプ、テールランプ、ターンシグナルランプ、ストップランプ、デイタイムランニングランプ、コーナーリングランプ、ハザードランプ、ポジションランプ、バックランプ、フォグランプ等又はこれらの組み合わせであるコンビネーションランプ等の各種の車輌用灯具に用いられる光源ユニットに広く適用することができる。また、本発明光源ユニットの製造方法は、これらの各種の光源ユニットの製造方法に広く適用することができ、本発明車輌用灯具は、これらの各種の光源ユニットを備えた車輌用灯具に広く適用することができる。
以下の説明においては、光軸方向を前後方向とし光の出射方向を後方として前後上下左右の方向を示すものとする。尚、以下に示す前後上下左右の方向は説明の便宜上のものであり、本発明の実施に関しては、これらの方向に限定されることはない。
先ず、車輌用灯具の概略構成について説明する(図1参照)。
車輌用灯具1は、それぞれ車体の前端部における左右両端部に取り付けられて配置されている。
車輌用灯具1は後方に開口された凹部を有するランプボデイ2とランプボデイ2の後側の開口2aを閉塞するカバー3とを備えている。ランプボデイ2とカバー3によって灯具外筐4が構成され、灯具外筐4の内部空間が灯室5として形成されている。
ランプボデイ2の前端部は前後に貫通された略円筒状のユニット取付部6として設けられ、ユニット取付部6の内側の空間が取付孔6aとして形成されている。ユニット取付部6の内周面には内方に突出された係合突部7、7、・・・が周方向に離隔して設けられている。
次に、ランプボデイ2に取り付けられる光源ユニット8の構造について説明する(図2乃至図6参照)。
ランプボデイ2のユニット取付部6には光源ユニット8が着脱可能にされている。光源ユニット8はソケットハウジング9と給電体10と発光モジュール11を有している(図2乃至図6参照)。
ソケットハウジング9は樹脂成形部12と放熱板13が一体成形されることにより形成されている。一体成形としては、例えば、金型のキャビティに金属材料が保持された状態で溶融樹脂(樹脂材料)が充填されて金属材料と樹脂材料によって成形品が一体に形成される所謂インサート成形が用いられている。
樹脂成形部12は熱伝導性に優れ、例えば、カーボン等が含有された樹脂材料によって形成され、導電性をも有している。樹脂成形部12は、熱伝導係数が1W/mk〜30W/mkにされていることが好ましく、熱伝導率が放熱板13の熱伝導率より低く後述する端子保持部(21)より高くされていることが好ましい。樹脂成形部12は前後方向を向く円板状のベース面部14とベース面部14の中央部から後方に突出された突状部15とベース面部14から前方に突出された第1の放熱フィン16、16、・・・とベース面部14から前方に突出された第2の放熱フィン17、17とベース面部14から前方に突出されたコネクター連結部18とを有している。
突状部15は外形が円形状に形成された基板配置部19と基板配置部19の外周面に設けられた係合部20、20、・・・とを有している。
基板配置部19には後方に開口された配置凹部19aが形成されている。配置凹部19aは略矩形状に形成され、発光モジュール11の外形状より一回り大きくされている。係合部20、20、・・・は周方向に離隔して設けられている。係合部20、20、・・・は基板配置部19の後端部に位置されている。
第1の放熱フィン16、16、・・・は、例えば、左右方向において等間隔に並んで設けられ、ベース面部14の左右両端部以外の部分における上半部から突出されている(図6参照)。
第2の放熱フィン17、17は左右方向においてそれぞれ第1の放熱フィン16、16、・・・の両側に位置され、ベース面部14の左右両端部から突出されている。第2の放熱フィン17、17は左右方向における厚みが第1の放熱フィン16、16、・・・の左右方向における厚みより厚くされている。
コネクター連結部18は軸方向が前後方向にされた筒状に形成され、第1の放熱フィン16、16、・・・の下側に位置されている。
放熱板13は熱伝導性の高いアルミニウム等の板状の金属材料が所定の形状に形成されて成る(図2及び図4参照)。放熱板13は第1の放熱部13aと第2の放熱部13b、13bと第3の放熱部13c、13cと第4の放熱部13d、13dから成る。
第1の放熱部13aと第4の放熱部13d、13dはそれぞれ前後方向を向く略矩形状に形成され、第2の放熱部13b、13bと第3の放熱部13c、13cはそれぞれ左右方向を向く略矩形状に形成されている。第3の放熱部13c、13cはそれぞれ後端部が第1の放熱部13aの左右両端部に連続され、第4の放熱部13d、13dは、それぞれ内側の端部が第3の放熱部13c、13cの前端部に連続され、それぞれ外側の端部が第2の放熱部13b、13bの後端部に連続されている。従って、第3の放熱部13c、13cはそれぞれ第1の放熱部13aに対して直交する方向へ折り曲げられて形成され、第4の放熱部13d、13dはそれぞれ第3の放熱部13c、13cに対して直交する方向へ折り曲げられて形成され、第2の放熱部13b、13bはそれぞれ第4の放熱部13d、13dに対して直交する方向へ折り曲げられて形成されている。
放熱板13は第1の放熱部13aが樹脂成形部12における基板配置部19の配置凹部19aに位置され、樹脂成形部12に対して露出されている(図4参照)。放熱板13は、第2の放熱部13b、13bがそれぞれ第2の放熱フィン17、17の内部に位置され、第3の放熱部13c、13cが基板配置部19の内部に位置され、第4の放熱部13d、13dがベース面部14の内部に位置されている。
樹脂成形部12には基板配置部19からベース面部14に亘る位置に図示しない挿入配置孔が形成され、挿入配置孔は配置凹部19aとコネクター連結部18の内部とに連通されている。
給電体10は絶縁性の樹脂材料によって形成された端子保持部21と端子保持部21に保持され図示しない電源回路(外部電力)に接続される接続端子22、22、22とを有している(図2参照)。
端子保持部21は前後方向に延び上下の厚みが薄い扁平な形状に形成されている。
接続端子22、22、22は金属材料によって形成され、一部を除いて端子保持部21の内部において左右に並んで位置されている。接続端子22は前後に延びる端子部23と端子部23の後端寄りの位置から互いに反対方向へ突出された抜け止め突部24、24とから成る。端子部23は前端側の部分がコネクター接続部23aとして設けられ後端部がワイヤー接続部23bとして設けられている。ワイヤー接続部23bの表面の少なくとも一部には、例えば、ニッケルや金等による表面処理が施されている。
接続端子22はコネクター接続部23aが端子保持部21から前方に突出されワイヤー接続部23bが端子保持部21から後方に突出されている。接続端子22は抜け止め突部24、24が端子保持部21の内部に位置されることにより、端子保持部21からの前後方向における脱落が防止されている。
給電体10は端子保持部21と接続端子22、22、22が、例えば、インサート成形によって一体に形成されている。給電体10はコネクター接続部23a、23a、23a及びワイヤー接続部23b、23b、23b以外の部分が樹脂成形部12に形成された挿入配置孔に挿入され、コネクター接続部23a、23a、23aがコネクター連結部18の内部に位置され(図6参照)、ワイヤー接続部23b、23b、23bが配置凹部19aに位置される(図3参照)。
給電体10は、例えば、インサート成形により形成された状態において金型のキャビティに配置され、キャビティに樹脂成形部12を形成するための溶融樹脂が充填され、ソケットハウジング9と、例えば、インサート成形によって一体に形成される。
発光モジュール11は前後方向を向き略矩形状に形成された基板25と基板25上に搭載された発光素子26、26、・・・と基板25上に搭載された各種の制御素子27、27、・・・とを有している(図2乃至図5参照)。
基板25は、例えば、セラミック基板であり、基板25には発光素子26、26、・・・に電流の供給等を行うための配線パターンが形成されている。基板25の大きさは放熱板13の第1の放熱部13aの大きさと略同じにされている。
発光素子26、26、・・・・は基板25の中央部に、例えば、五つが搭載され、発光素子26、26、・・・としては発光ダイオード(LED)が用いられている。発光素子26、26、・・・は、一つの発光素子26の周囲に四つの発光素子26、26、・・・が周方向に等間隔に離隔した状態で搭載され、中央の発光素子26が、例えば、テールランプ用の光源として機能し、周囲の四つの発光素子26、26、・・・が、例えば、ストップランプ用の光源として機能する。発光素子26、26、・・・はそれぞれ導電部として機能する導電ワイヤー28、28、・・・によって配線パターンに接続されている(図7参照)。尚、発光素子26、26、・・・と配線パターンの接続は導電ワイヤー28、28、・・・以外の他の導電部によって行われていてもよく、例えば、導電部として半田が用いられるフリップチップ型の半田実装等によって行われていてもよい。
接続端子22、22、22はそれぞれテールランプ用の電源供給端子とストップランプ用の電源供給端子とアース用の電源供給端子として設けられている。
尚、基板25に搭載される発光素子26の数及び機能は車輌用灯具1の種類や必要な輝度等に応じて任意に設定することが可能である。
制御素子27、27、・・・としては、例えば、ダイオードやコンデンサや抵抗器等が用いられ、発光モジュール11における発光素子26、26、・・・の外側の位置に搭載され、それぞれ配線パターンに接続されている。
基板25は背面が放熱板13における第1の放熱部13aの表面に接着剤30によって接着されている(図4参照)。接着剤30としては熱伝導性の接着剤が用いられている。
基板25の下端部には配線パターンに接続された電極パッド29、29、29が左右に並んで形成されている(図3参照)。
電極パッド29、29、29はそれぞれ接続端子22、22、22におけるワイヤー接続部23b、23b、23bの近傍に位置されている。
電極パッド29、29、29は、例えば、アルミニウム等によって形成されたワイヤー31、31、31によりそれぞれ接続端子22、22、22のワイヤー接続部23b、23b、23bに半田付け等によって接続されている。ワイヤー接続部23bとワイヤー31の接続は、ワイヤー接続部23bにおけるニッケルや金等による表面処理が施された部分で行われている。
基板25には発光素子26、26、・・・と制御素子27、27、・・・の間に枠体32が取り付けられている(図3、図4及び図7参照)。枠体32は、例えば、樹脂材料によって略円環状に形成され、発光素子26、26、・・・と導電ワイヤー28、28、・・・を囲む位置に配置されている。
枠体32の内部には封止部33が配置され、封止部33によって発光素子26、26、・・・と導電ワイヤー28、28、・・・が封止されている(図7参照)。封止部33は枠体32の内部に液状の封止用樹脂が充填(注入)され硬化されることにより成形され、発光素子26、26、・・・と導電ワイヤー28、28、・・・を封止する。従って、枠体32は封止用樹脂の制御素子27、27、・・・側への不必要な流動を防止し、封止部33を所定の形状に定める機能を有している。
封止部33は屈折率が発光素子26、26、・・・と空気の屈折率の中間にされており、封止部33が発光素子26、26、・・・を封止することにより、発光素子26、26、・・・の屈折率と空気の屈折率との相違が緩和され、発光素子26、26、・・・からの外部への光の出射効率の向上が図られる。
封止部33上にはレンズ部34が配置されている。レンズ部34は所定の成形用樹脂によって後方に凸の半球状に形成されている。レンズ部34は、例えば、液状の所定の成形用樹脂が枠体32の内部において硬化前又は硬化後の封止部33上に充填され、硬化されることにより形成される。従って、枠体32はレンズ部34を形成する成形用樹脂の制御素子27、27、・・・側への不必要な流動を防止し、レンズ部34を所定の形状に定める機能をも有している。
成形用樹脂は封止部33上に充填され、硬化されることにより形成される。従って、枠体32はレンズ部34を形成する成形用樹脂の制御素子27、27、・・・側への不必要な流動を防止し、レンズ部34を所定の形状に定める機能をも有している。
また、レンズ部34は屈折率が発光素子26と空気の屈折率の中間にされており、発光素子26、26、・・・から出射された光が封止部33とレンズ部34の界面において全反射され難く、光の外部への出射効率の向上を図ることができる。
さらに、枠体32が設けられていることにより、枠体32の内側に封止用樹脂又は成形用樹脂が注入されるときに封止用樹脂又は成形用樹脂の注入位置が所定の位置に対してずれた場合においても封止用樹脂又は成形用樹脂が一定の形状に形成され、封止用樹脂又は成形用樹脂の成形精度の向上が図られる。
成形用樹脂は粘度が封止用樹脂の粘度より高くされ、封止用樹脂に対して流動性が低くされている。成形用樹脂の粘度は、例えば、40Pa・s(パスカル・秒)以上にされ、封止用樹脂の粘度は、例えば、5〜15Pa・s(パスカル・秒)にされている。
成形用樹脂が40Pa・s以上にされることにより、成形用樹脂が封止用樹脂上に注入されたときに必要以上に流動されずレンズ部34の形状が所望の形状に形成され易い。
一方、封止用樹脂が5〜15Pa・sにされることにより、封止用樹脂が基板25上に注入されたときに所望の状態に流動され平面状の形状を維持し易く、良好な成形性を確保することが可能である。また、封止用樹脂が5〜15Pa・sにされることにより、封止用樹脂が基板25上に注入されたときの導電ワイヤー28、28、・・・に対する負荷が小さく、導電ワイヤー28、28、・・・の断線等の発生を抑制することができる。
尚、封止用樹脂が基板25上に注入されるときには枠体32の内側に封止用樹脂が注入され、枠体32によって封止用樹脂(封止部33)の形状が定められるため、封止用樹脂の粘度は5Pa・s未満であってもよい。
また、レンズ部34は金型によって形成され封止部33上に配置される場合もあるが、この場合にはレンズ部34が金型によって所定の形状に形成されるため、粘度が40Pa・s未満の成形用樹脂が用いられていてもよい。尚、弾性率については常温(25°C)において封止部33が1MPa未満にされレンズ部34が1MPa以上にされていることが望ましい。
レンズ部34が配置された状態においては、発光素子26、26、・・・と導電ワイヤー28、28、・・・が封止部33に封止された状態でレンズ部34によって覆われる。
尚、上記には、枠体32が樹脂材料によって形成された例を示したが、枠体32は金属材料によって形成されていてもよく、また、樹脂材料によって形成され表面に金属蒸着等の処理が行われていてもよく、また、白色の樹脂によって形成されていてもよい。枠体32がこのような構成にされることにより、枠体32を発光素子26、26、・・・から出射される光の一部を反射するリフレクターとして機能させることが可能になる。
上記したように、ソケットハウジング9の基板配置部19に形成された配置凹部19aは発光モジュール11の外形状より一回り大きくされており、配置凹部19aに発光モジュール11が配置された状態においては、基板25の外周面と配置凹部19aの内周面との間に隙間35が形成される(図8参照)。隙間35には、基板25が接着剤30によって放熱板13の第1の放熱部13aに取り付けられるときに基板25の背面からはみ出される接着剤30が充填される。
従って、隙間35における接着剤30の存在の有無により、基板25の放熱板13に対する接着が完了されているか否かを判断することが可能になり、発光モジュール11のソケットハウジング9に対する配置状態を確認することができる。
また、基板25の第1の放熱部13aに対する取付時に、接着剤30の基板25からのはみ出しを回避するために接着剤30の使用量を減じる必要がなく、十分な量の接着剤30を使用して基板25の放熱部13aに対する強固な取付状態を確保することができる。
さらに、基板25の背面における全面に接着剤30を塗布して第1の放熱部13aに取り付けることができ、発光素子26、26、・・・の点灯時に基板25からの接着剤30を介しての第1の放熱部13aに対する伝熱性が高くなり、放熱性能の向上を図ることができる。
上記のように構成された光源ユニット8には、突状部15に環状のガスケット36が外嵌状に取り付けられる(図4参照)。ガスケット36は樹脂材料又はゴム材料によって形成されている。光源ユニット8はガスケット36が取り付けられた状態において、突状部15がランプボデイ2のユニット取付部6に前側から挿入され、周方向に回転されて係合部20、20、・・・がそれぞれ係合突部7、7、・・・に後側から係合される(図1参照)。このとき係合突部7、7、・・・は係合部20、20、・・・とガスケット36に挟持され、光源ユニット8がランプボデイ2に取り付けられる。光源ユニット8がランプボデイ2に取り付けられた状態においては、ガスケット36によってユニット取付部6が閉塞され、外部からのユニット取付部6を介しての灯室5への水分等の異物の侵入が防止される。
逆に、光源ユニット8が周方向において上記とは反対方向へ回転されると、係合部20、20、・・・の係合突部7、7、・・・に対する係合が解除され、突状部15をユニット取付部6から引き出すことにより、光源ユニット8をランプボデイ2から取り外すことができる。
光源ユニット8がランプボデイ2に取り付けられた状態において、電源回路から接続端子22、22、22を介して配線パターンに電流が供給されると、少なくとも一つの発光素子26から光が出射される。このとき車輌用灯具1がテールランプとして機能する場合には中央に位置された一つの発光素子26から光が出射され、車輌用灯具1がストップランプとして機能する場合には中央に位置された以外の四つの発光素子26、26、・・・から光が出射される。
発光素子26から出射された光は封止部33及びレンズ部34を透過され、カバー3を介して外部に照射される。このときレンズ部34によって光の照射方向が制御され、光が所定の方向へ向けて外部に照射される。このとき枠体32がリフレクターとして機能する場合には、発光素子26から出射された光の一部が枠体32で反射されて外部に照射される。
発光素子26からの光の出射時には発光モジュール11において熱が発生するが、発生した熱は熱伝導性に優れた接着剤30を介して第1の放熱部13aに伝達され放熱板13及び樹脂成形部12に伝達される。放熱板13及び樹脂成形部12に伝達された熱は、主に、第1の放熱フィン16、16、・・・と第2の放熱フィン17、17から外部に放出される。
上記したように、車輌用灯具1にあっては、放熱板13に基板25に接する第1の放熱部13aが設けられ、樹脂成形部12に第1の放熱フィン16、16、・・・と第2の放熱フィン17、17が設けられ、ソケットハウジング9は放熱板13と樹脂成形部12が一体成形されることにより形成されている。
従って、発光素子26からの光の出射時において金属材料によって形成された放熱板13と熱伝導性の樹脂材料によって形成された樹脂成形部12とから熱が放出されるため、発光素子26からの光の出射時における放熱性の向上を図ることができる。
また、ソケットハウジング9が樹脂成形部12と放熱板13によって形成され全体が放熱板によって構成されていないため、製造コストの低減を図った上で発光素子26からの光の出射時における放熱性の向上を図ることができる。
また、放熱板13には第1の放熱部13aに対して直交された第2の放熱部13b、13bが設けられているため、第1の放熱部13aの他に第2の放熱部13b、13bからも熱が放出され、放熱性の一層の向上を図ることができる。
さらに、光源ユニット8にあっては、最も外側に位置された第2の放熱フィン17、17の内部にそれぞれ第2の放熱部13b、13bが位置されているため、第2の放熱部13b、13bが第1の放熱フィン16、16、・・・の外側に位置され、光源ユニット8の強度の向上を図ることができる。
特に、第2の放熱フィン17、17は光源ユニット8のランプボデイ2に対する着脱時に把持される部分であり指から力が付与され易い部分であるため、第2の放熱フィン17、17の内部にそれぞれ第2の放熱部13b、13bが位置されて強度が向上されることにより、光源ユニット8のランプボデイ2に対する着脱を容易かつ適正に行うことができる。
さらにまた、放熱板13には第1の放熱部13aに対して直交され第1の放熱部13aに連続する第3の放熱部13c、13cが設けられている。
従って、第1の放熱部13aと第2の放熱部13b、13bの他に第3の放熱部13c、13cからも放熱が行われ、放熱性の一層の向上を図ることができると共に第1の放熱部13aと第3の放熱部13b、13bが直交した状態で連続して設けられており光源ユニット8の強度の向上を図ることができる。
加えて、放熱板13には第2の放熱部13b、13b及び第3の放熱部13cに対してともに直交する方向へ折り曲げられ第2の放熱部13b、13b及び第3の放熱部13cにともに連続する第4の放熱部13d、13dが設けられている。
従って、第1の放熱部13aと第2の放熱部13b、13bと第3の放熱部13c、13cの他に第4の放熱部13d、13dからも放熱が行われ、放熱性のより一層の向上を図ることができると共に第4の放熱部13dが第2の放熱部13b、13bと第3の放熱部13c、13cに対してともに直交した状態で連続して設けられており光源ユニット8の一層の強度の向上を図ることができる。
以下に、光源ユニットの別の例について説明する(図9乃至図13参照)。
尚、以下に示す別の例に係る光源ユニット8Aは、上記した光源ユニット8と比較して、発光モジュール及びこれに関連する構成の一部のみが相違するため、光源ユニット8と比較して異なる部分についてのみ詳細に説明をし、その他の部分については光源ユニット8における同様の部分に付した符号と同じ符号を付して説明は省略する。
光源ユニット8Aはソケットハウジング9と給電体10と発光モジュール11Aを有している(図9参照)。
発光モジュール11Aは前後方向を向き略矩形状に形成された基板25Aと基板25Aの表面25aに搭載された発光素子26、26、・・・と基板25Aの表面25aと裏面25bに搭載された各種の制御素子27A、27A、・・・とを有している(図10乃至図12参照)。
基板25Aは、例えば、セラミック基板であり、基板25Aには発光素子26、26、・・・に電流の供給等を行うための配線パターン37、37、・・・が形成されている。基板25Aの一端部にはそれぞれ給電体10の接続端子22、22、22が挿通される挿通孔25c、25c、25cが形成されている。
発光素子26、26、・・・・は、中央の第1の発光素子26aが、例えば、テールランプ用の光源として機能し、周囲の四つの第2の発光素子26b、26b、・・・が、例えば、ストップランプ用の光源として機能する。発光素子26、26、・・・は導電ワイヤー28、28、・・・によって配線パターン37、37、・・・に接続されている。
制御素子27A、27A、・・・としては、例えば、ダイオードやコンデンサ等の電子部品38、38、・・・や印刷技術によって形成される印刷抵抗39、39、39、40、40、40等が設けられ、制御素子27A、27A、・・・は枠体32の外側の位置に搭載され、それぞれ配線パターン37、37、・・・に接続されている。印刷抵抗39、39、39、40、40、40は発光素子26、26、・・・の発光時(駆動時)に特に発熱量の大きな素子である。
基板25Aには、表面25aに電子部品38、38、・・・と印刷抵抗39、39、39が搭載され、裏面25bに印刷抵抗40、40、40が搭載されている。表面25aに搭載された印刷抵抗39、39、39は表側制御素子とされ、裏面25bに搭載された印刷抵抗40、40、40は裏側制御素子とされている。
印刷抵抗39、39、39のうち、テールランプ用の第1の発光素子26aの駆動に携わる抵抗が第1の表側制御素子39aとされ、ストップランプ用の第2の発光素子26b、26bの駆動に携わる抵抗が第2の表側制御素子39b、39bとされている。また、印刷抵抗40、40、40のうち、テールランプ用の第1の発光素子26aの駆動に携わる抵抗が第1の裏側制御素子40aとされ、ストップランプ用の第2の発光素子26b、26bの駆動に携わる抵抗が第2の裏側制御素子40b、40bとされている。
基板25Aの裏面25bには放熱性を有する銅等の金属材料によって形成された点状の凸部41、41、・・・がマトリクス状に設けられている。凸部41、41、・・・は配線パターン37、37、・・・及び印刷抵抗40、40、40が存在しない位置に設けられ、厚みが印刷抵抗40、40、40の厚みと略同じにされている。
基板25Aの表面25aと裏面25bにはそれぞれ図示しないオーバーコートガラスが塗布されている。オーバーコートガラスは厚さが数μm乃至数十μmの絶縁を行うためのコーティングである。オーバーコートガラスは、制御素子27A、27A、・・・や配線パターン37、37、・・・等が存在する絶縁を必要とする各領域(図11及び図12に示す一点鎖線の内側の領域A、B)に塗布されている。オーバーコートガラスは薄膜であるため、発光モジュール11Aにおいて発生する熱はオーバーコートガラスを通って外部へ放出される。
上記のように構成された発光モジュール11Aは、ソケットハウジング9の配置凹部19aに配置された状態において基板25Aの挿通孔25c、25c、25cにそれぞれ接続端子22、22、22の一端部が挿通され、半田付けによって接続端子22、22、22と配線パターン37、37、37がそれぞれ接続される。
発光モジュール11Aにおいては、基板25Aが両面基板として用いられ、表面25aに搭載された表側制御素子として機能する印刷抵抗39、39、39の少なくとも一部と裏面25bに搭載された裏側制御素子として機能する印刷抵抗40、40、40の少なくとも一部とが表裏においてずれた位置に搭載されている(図13参照)。
従って、表側制御素子として機能する印刷抵抗39、39、39と裏側制御素子として機能する印刷抵抗40、40、40とにおいて、発光素子26、26、・・・の駆動時に印刷抵抗39、39、39、40、40、40から発生する熱の影響を相互に受け難くなり、発光モジュール11Aの動作の信頼性の向上を図ることができる。
具体的には、表面25aに搭載された第1の表側制御素子39aと裏面25bに搭載された第1の裏側制御素子40aとにおいて、表裏において両者の全体が重ならない状態にされている。また、表面25aに搭載された第2の表側制御素子39b、39bと裏面25bに搭載された第2の裏側制御素子40b、40bとにおいては、表裏において一部のみが重なりそれ以外の略全体が重ならない状態にされている。
このように発光モジュール11Aにあっては、第1の発光素子26aの駆動に携わる第1の表側制御素子39aと第1の裏側制御素子40aとにおいて全体がずれて位置され、第2の発光素子26b、26b、・・・の駆動に携わる第2の表側制御素子39b、39bと第2の裏側制御素子40b、40bとにおいて略全体がずれて位置されている。
従って、第1の発光素子26aと第2の発光素子26b、26b、・・・のそれぞれの駆動時に、印刷抵抗39、39、39と印刷抵抗40、40、40において熱の影響を相互に受け難くなり、第1の発光素子26aの駆動動作と第2の発光素子26b、26b、・・・の駆動動作の信頼性の向上を図ることができる。
尚、第2の表側制御素子39b、39bと第2の裏側制御素子40b、40bとにおいても、第1の表側制御素子39aと第1の裏側制御素子40aの関係と同様に、表裏において両者の全体が重ならない状態にされていてもよい。
発光モジュール11Aがソケットハウジング9の配置凹部19aに配置された状態において、基板25Aは裏面25bが第1の放熱部13aに対向した状態で放熱板13に取り付けられる。このとき発光モジュール11Aは基板25Aが両面基板にされ裏面25bに印刷抵抗40、40、40が形成されているため、その分、基板25Aと第1の放熱部13aの間に隙間が生じるが、裏面25bには放熱性を有する凸部41、41、・・・が形成されている。
従って、凸部41、41、・・・が第1の放熱部13aに接するため、発光モジュール11Aにおいて発生する熱が印刷抵抗40、40、40及び凸部41、41、・・・からそれぞれ放熱板13に伝達され、発光素子26、26、・・・の駆動時における良好な放熱性を確保することができる。
また、発光モジュール11Aにおいて、基板25Aにおける裏面25bの配線パターン37、37、・・・が形成されていない部分の全面に放熱性を有する材料を塗布することも可能であるが、この全面に放熱性を有する材料を塗布すると、基板25Aに反りが生じるおそれがある。従って、上記したように、裏面25bに点状の凸部41、41、・・・をマトリクス状に設けることにより、良好な放熱性を確保した上で基板25Aの反りの発生を抑制することができる。
基板25Aは裏面25bに塗布される熱伝導性を有する接着剤によって放熱板13に取り付けられる。この場合に接着剤を裏面25bの全体に塗布することにより、放熱板13に対する絶縁性を図ることが可能である。発光モジュール11Aにおいては、抵抗である制御素子27、27、・・・に対して抵抗値を所定の値に設定するための表面の一部を削るトリミングが行われることがある。従って、例えば、第1の裏側制御素子40a又は第2の裏側制御素子40b、40bに対してトリミングが行われた場合に、接着剤を裏面25bの全体に塗布することによりトリミングが行われた部分に対する別途の防滴処理が不要になり、製造コストの低減を図ることができる。
また、接着剤としてフィラーが含有されたシリコン樹脂を用いることにより、フィラーによって放熱性能が向上し、製造コストの低減を図った上で発光モジュール11Aにおける高い放熱性を確保することができる。
次に、ソケットハウジング9の製造方法の一例について説明する(図14乃至図16参照)。ソケットハウジング9は金型100と移動型200、200を用いた射出成形(インサート成形)によって形成される。尚、以下において参照する図は、説明の理解を容易にするために金型100や移動型200、200等を簡略化して示す。
金型100は第1の型101と第2の型102を有し、金型100には第1の型101と第2の型102が突き合わされることにより内部空間がキャビティ103として形成される(図14参照)。
移動型200、200はスライダー等であり、金型100に移動自在に支持されている。移動型200、200の先端部にはそれぞれ支持部201、201が設けられている。
ソケットハウジング9の成形に際しては、先ず、キャビティ103に放熱板13が挿入され、放熱板13が移動型200、200によって保持される保持工程が行われる(図14参照)。
放熱板13は第2の放熱部13b、13bの下端部が支持部201、201によって支持されて移動型200、200によって保持される。従って、第2の放熱部13b、13bの下端部はそれぞれ支持部201、201によって支持される被支持部13e、13eとされる。このとき、例えば、放熱板13における第1の放熱部13aの表面に金型100における内面の一部が接した状態にされている。また、保持工程において、移動型200、200は支持部201、201がキャビティ103に位置されている。
次に、キャビティ103に図示しないゲートから溶融樹脂300が充填される第1の充填工程が行われる(図15参照)。
キャビティ103に溶融樹脂300が充填されると、放熱板13の一部を除く部分が溶融樹脂300によって覆われる。即ち、放熱板13は第1の放熱部13aの表面と被支持部13e、13e以外の部分が溶融樹脂300によって覆われる。
次いで、移動型200、200が放熱板13から離隔する方向へ移動されると共に引き続きキャビティ103に溶融樹脂300が充填される第2の充填工程が行われる(図16参照)。
移動型200、200が放熱板13から離隔する方向へ移動されることにより、支持部201、201による被支持部13e、13eに対する支持状態が解除される。このとき引き続きキャビティ103に溶融樹脂300が充填されるため、溶融樹脂300によって被支持部13e、13eが覆われる。
続いて、溶融樹脂300は冷却されて固化されることにより樹脂成形部12として成形され、樹脂成形部12と放熱板13がインサート成形によってソケットハウジング9として一体に形成される。形成されたソケットハウジング9は第1の型101と第2の型102が型開きされることにより、金型100から取り出される。
上記した製造方法にあっては、移動型200、200によって放熱板13が安定した状態で保持されると共に放熱板13における移動型200、200によって支持された部分も溶融樹脂300、300によって覆われ、ソケットハウジング9の良好な成形性を確保することができる。
また、放熱板13は第2の保持部13b、13bの全体が樹脂成形部12によって覆われるため、第2の保持部13b、13bと樹脂成形部12の間に水分が侵入することがなく、ソケットハウジング9の高い防水性を図ることができる。
1…車輌用灯具、8…光源ユニット、9…ソケットハウジング、12…樹脂成形部、13…放熱板、13a…第1の放熱部、13b…第2の放熱部、13c…第3の放熱部、13d…第4の放熱部、16…第1の放熱フィン、17…第2の放熱フィン、19a…配置凹部、20…係合部、25…基板、26…発光素子、28…導電ワイヤー(導電部)、30…接着剤、35…隙間、8A…光源ユニット、25A…基板、25a…表面、25b…裏面、26…発光素子、26a…第1の発光素子、26b…第2の発光素子、27A…制御素子、37…配線パターン、39a…第1の表側制御素子、39b…第2の表側制御素子、40a…第1の裏側制御素子、40b…第2の裏側制御素子、100…金型、103…キャビティ、200…移動型、201…支持部、13e…被支持部

Claims (11)

  1. 金属材料によって形成された放熱板と熱伝導性の樹脂材料によって形成された樹脂成形部とを有するソケットハウジングと、
    前記ソケットハウジングに搭載された基板と、
    前記基板に形成された配線パターンと、
    光源として機能する発光素子と、
    前記配線パターンと前記発光素子を接続する導電部とを備え、
    前記放熱板には前記基板に接する第1の放熱部が設けられ、
    前記樹脂成形部には複数の放熱フィンと所定の部材に係合される係合部とが設けられ、
    前記ソケットハウジングは前記放熱板と前記樹脂成形部が一体成形されることにより形成され
    前記放熱板には前記第1の放熱部に対して直交された第2の放熱部が設けられ、
    前記放熱板には前記第1の放熱部に対して直交する方向へ折り曲げられ前記第1の放熱部に連続する第3の放熱部が設けられた
    光源ユニット。
  2. 前記複数の放熱フィンのうち最も外側に位置された放熱フィンの内部に前記第2の放熱部が位置された
    請求項1に記載の光源ユニット。
  3. 前記放熱板には前記第2の放熱部及び前記第3の放熱部に対してともに直交する方向へ折り曲げられ前記第2の放熱部及び前記第3の放熱部にともに連続する第4の放熱部が設けられた
    請求項1又は請求項2に記載の光源ユニット。
  4. 前記ソケットハウジングに前記基板が配置される配置凹部が形成され、
    前記基板が接着剤によって前記放熱板に取り付けられ、
    前記配置凹部の内周面と前記基板の外周面との間に隙間が形成された
    請求項1、請求項2又は請求項3に記載の光源ユニット。
  5. 金属材料によって形成された放熱板と熱伝導性の樹脂材料によって形成された樹脂成形部とを有するソケットハウジングと、
    前記ソケットハウジングに搭載された基板と、
    前記基板に形成された配線パターンと、
    光源として機能する発光素子と、
    前記配線パターンと前記発光素子を接続する導電部とを備え、
    前記放熱板には前記基板に接する第1の放熱部が設けられ、
    前記樹脂成形部には複数の放熱フィンと所定の部材に係合される係合部とが設けられ、
    前記ソケットハウジングは前記放熱板と前記樹脂成形部が一体成形されることにより形成され
    前記配線パターンが前記基板の表面と裏面にそれぞれ形成され、
    前記基板の表面に形成された前記配線パターンに表側制御素子が搭載され、
    前記基板の裏面に形成された前記配線パターンに裏側制御素子が搭載され、
    前記表側制御素子の少なくとも一部と前記裏側制御素子の少なくとも一部とがずれた位置に搭載された
    光源ユニット。
  6. 前記発光素子として第1の点灯状態において光を出射する第1の発光素子と第2の点灯状態において光を出射する第2の発光素子とが設けられ、
    前記表側制御素子として前記第1の点灯状態において発熱する第1の表側制御素子と前記第2の点灯状態において発熱する第2の表側制御素子とが設けられ、
    前記裏側制御素子として前記第1の点灯状態において発熱する第1の裏側制御素子と前記第2の点灯状態において発熱する第2の裏側制御素子とが設けられ、
    前記第1の表側制御素子の少なくとも一部と前記第1の裏側制御素子の少なくとも一部とがずれた位置に搭載され、
    前記第2の表側制御素子の少なくとも一部と前記第2の裏側制御素子の少なくとも一部とがずれた位置に搭載された
    請求項5に記載の光源ユニット。
  7. 前記基板が接着剤によって前記放熱板に取り付けられ、
    前記接着剤が前記裏側制御素子に塗布された
    請求項5又は請求項6に記載の光源ユニット。
  8. 前記接着剤がフィラーを含有したシリコン樹脂である
    請求項7に記載の光源ユニット。
  9. 金属材料によって形成された放熱板と熱伝導性の樹脂材料によって形成された樹脂成形部とを有するソケットハウジングと、
    前記ソケットハウジングに搭載された基板と、
    前記基板に形成された配線パターンと、
    光源として機能する発光素子と、
    前記配線パターンと前記発光素子を接続する導電部とを備え、
    前記放熱板には前記基板に接する第1の放熱部が設けられ、
    前記樹脂成形部には複数の放熱フィンと所定の部材に係合される係合部とが設けられ、
    前記ソケットハウジングは前記放熱板と前記樹脂成形部が一体成形されることにより形成され
    前記基板は裏面が前記第1の放熱部に対向した状態で前記放熱板に取り付けられ、
    前記基板の裏面における前記配線パターンが形成された以外の領域に放熱性を有する凸部が設けられた
    光源ユニット。
  10. 金属材料によって形成された放熱板と熱伝導性の溶融樹脂が固化されて形成された樹脂成形部とを有するソケットハウジングを備えた光源ユニットの製造方法であって、
    金型のキャビティにおいて移動型によって前記放熱板の被支持部を支持して前記放熱板を前記キャビティに保持する保持工程と、
    前記キャビティに前記溶融樹脂を充填し前記放熱板の一部を除いた部分を前記溶融樹脂によって覆う第1の充填工程と、
    前記移動型を前記金型に対して移動させて前記被支持部に対する支持状態を解除すると共に前記溶融樹脂によって前記被支持部を覆う第2の充填工程とを備えた
    光源ユニットの製造方法。
  11. 光源ユニットを備えた車輌用灯具であって、
    前記光源ユニットは、
    金属材料によって形成された放熱板と熱伝導性の樹脂材料によって形成された樹脂成形部とを有するソケットハウジングと、
    前記ソケットハウジングに搭載された基板と、
    前記基板に形成された配線パターンと、
    光源として機能する発光素子と、
    前記配線パターンと前記発光素子を接続する導電部とを備え、
    前記放熱板には前記基板に接する第1の放熱部が設けられ、
    前記樹脂成形部には複数の放熱フィンと所定の部材に係合される係合部とが設けられ、
    前記ソケットハウジングは前記放熱板と前記樹脂成形部が一体成形されることにより形
    成され
    前記放熱板には前記第1の放熱部に対して直交された第2の放熱部が設けられ、
    前記放熱板には前記第1の放熱部に対して直交する方向へ折り曲げられ前記第1の放熱部に連続する第3の放熱部が設けられた
    車輌用灯具。
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