JP6819932B2 - 車両用照明装置および車両用灯具 - Google Patents

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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、ソケットの一方の端部に設けられ、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)を有する発光部と、を備えた車両用照明装置がある。
一般的には、発光部はソケットの一方の端部に接着される。あるいは、発光部は熱伝導グリスを介してソケットの一方の端部に設けられる。
発光部をソケットの一方の端部に接着する際には、ソケットの一方の端部に接着剤を塗布し、接着剤が塗布されたソケットの一方の端部に発光部を押し当てるようにする。発光部をソケットの一方の端部に熱伝導グリスを介して設ける際には、ソケットの一方の端部に熱伝導グリスを塗布し、熱伝導グリスが塗布されたソケットの一方の端部に発光部を押し当てるようにする。接着剤または熱伝導グリスは流動性を有するので、発光部を押し当てることで発光部のソケット側の面に接着剤または熱伝導グリスを行き渡らせることができる。
ところが、接着剤または熱伝導グリスの塗布量が多すぎたり、発光部の押し当て方向が傾いていたりした場合には、接着剤または熱伝導グリスが発光部の周縁からはみ出すことがある。はみ出した接着剤または熱伝導グリスが発光部のソケット側とは反対側の面に付着すると、外観品質が低下したり、はみ出した接着剤または熱伝導グリスにゴミなどが取り込まれるおそれがある。
そのため、熱伝導グリスを塗布する領域を囲む溝を設ける技術が提案されている。熱伝導グリスを塗布する領域を囲む溝を設ければ、熱伝導グリスが溝により囲まれた領域の外側に流出するのを抑制することができる。
ここで、発光部のソケット側の面に接着剤または熱伝導グリスを行き渡らせるためには、接着剤または熱伝導グリスを多めに塗布することが好ましい。ところが、接着剤または熱伝導グリスを多めに塗布すると、接着剤または熱伝導グリスが溝を乗り越えて溝により囲まれた領域の外側にはみ出す場合がある。この場合、接着剤または熱伝導グリスを少なめに塗布すればはみ出しを抑制することができるが、接着強度や放熱性が低下するおそれがある。
そこで、接着剤または熱伝導グリスの意図しないはみ出しを抑制することができる技術の開発が望まれていた。
特開2013−247062号公報
本発明が解決しようとする課題は、接着剤または熱伝導グリスの意図しないはみ出し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、発光素子が設けられた基板と;前記基板と、ソケットの一方の端面に開口する第1の凹部の底面との間に設けられ、接着剤または熱伝導グリスから形成された第1の層と;前記底面に設けられた第1の溝と;前記ソケットの外側面と、前記第1の凹部の内壁面との間を貫通するスリットと;を具備している。
前記第1の溝は、前記底面の中心から見て、第1の方向と、前記第1の方向と反対の第2の方向と、前記第1の方向と前記第2の方向とに交差する第3の方向と、に設けられ、
前記第3の方向と反対の第4の方向には設けられておらず、
平面視において、前記スリットと前記第1の溝との間に前記底面に開口する第2の凹部が設けられている。
本発明の実施形態によれば、接着剤または熱伝導グリスの意図しないはみ出し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。
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。 車両用照明装置1の模式分解図である。 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における車両用照明装置1をB方向から見た図である。 溝11bの平面形状を例示するための模式図である。 他の実施形態に係る溝11bの平面形状を例示するための模式図である。 他の実施形態に係る溝11bの平面形状を例示するための模式図である。 放熱板28を例示するための模式図である。 車両用灯具100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、車両用照明装置1の模式分解図である。
図3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4は、図1における車両用照明装置1をB方向から見た図である。
図1〜図4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。
ソケット10は、装着部11、バヨネット12、フランジ13、および放熱フィン14を有する。
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の面に設けられている。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、円柱状である。装着部11は、フランジ13側とは反対側の端面に開口する凹部11aを有する。
また、図1、図2、および図4に示すように、装着部11には、複数のスリット11dを設けることができる。複数のスリット11dは、装着部11の外側面と装着部11の内側面(凹部11aの内壁面)との間を貫通している。また、複数のスリット11dの一方の端部は、装着部11の、フランジ13側とは反対側の端面に開口している。複数のスリット11dの他方の端部は、凹部11aの底面11a1と同じ位置に設けられている。複数のスリット11dのそれぞれの内部には、基板21の角部が設けられる。装着部11の周方向における複数のスリット11dの寸法(幅寸法)は、基板21の角部の寸法よりも僅かに大きくなっている。そのため、複数のスリット11dのそれぞれの内部に基板21の角部を挿入することで、基板21の位置決めができるようになっている。
また、複数のスリット11dを設けるようにすれば、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の小型化を図ることができる。
バヨネット12は、装着部11の外側面に複数設けられている。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られる。複数のバヨネット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は、板状を呈している。フランジ13は、例えば、円板状を呈した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が設けられる側とは反対側の面に複数設けられている。複数の放熱フィン14は、互いに平行となるように設けることができる。複数の放熱フィン14は、平板状を呈したものとすることができる。
また、ソケット10には、孔10aと、孔10aに接続された孔10bが設けられている。孔10aの内部には絶縁部32が設けられている。図3に示すように、絶縁部32の発光部20側の端面32aは、凹部11aの底面11a1よりも放熱フィン14側に設けられている。そのため、孔10aと絶縁部32とにより凹部11aの底面11a1に開口する凹部10cが形成される。なお、後述する様に、絶縁部32が設けられない場合には、凹部10cが、凹部11aの底面11a1に直接設けられる。凹部10cの内部には余剰の接着剤または熱伝導グリス(放熱グリス)を流入させることができる。
孔10bには、シール部材105aを有するコネクタ105が挿入される。そのため、孔10bの断面形状は、シール部材105aを有するコネクタ105の断面形状に適合したものとなっている。
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。
そのため、発光部20において発生した熱を外部に伝えることを考慮して、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、例えば、アルミニウムなどの金属や、高熱伝導性樹脂などとすることができる。この場合、ソケット10は、金属から形成された部分と高熱伝導性樹脂から形成された部分を接合したものとすることもできる。
高熱伝導性樹脂は、例えば、PET(Polyethylene terephthalate)やナイロン等の樹脂に、熱伝導率の高い酸化アルミニウムや炭素などからなるフィラーを混合させたものである。また、高熱伝導性樹脂を用いてソケット10を形成すれば、発光部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。
発光部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。
図3に示すように、基板21は、接着剤が硬化することで形成された層10d(第1の層の一例に相当する)を介して凹部11aの底面11a1に設けられている。また、基板21は、熱伝導グリスから形成された層10d(第1の層の一例に相当する)を介して凹部11aの底面11a1に設けることもできる。すなわち、層10dは、基板21と、ソケット10の一方の端面に開口する凹部11aの底面11a1との間に設けられている。層10dは、接着剤または熱伝導グリスから形成されている。また、図2および図3に示すように、凹部11aの底面11a1には溝11b(第1の溝の一例に相当する)が設けられている。なお、層10dおよび溝11bに関する詳細は後述する。
基板21は、平板状を呈している。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。
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、金属板の表面を絶縁性材料で被覆したものなどを例示することができる。
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。
また、基板21の表面には、配線パターン21aが設けられている。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ができる。配線パターン21aは、例えば、銀や銀合金から形成することができる。ただし、配線パターン21aの材料は、銀を主成分とする材料に限定されるわけではない。配線パターン21aは、例えば、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、基板21の、凹部11aの底面11a1側(ソケット10側)とは反対側に設けられている。発光素子22は、基板21の上に設けられている。発光素子22は、基板21の表面に設けられた配線パターン21aと電気的に接続されている。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、複数設けることができる。複数の発光素子22は、互いに直列接続することができる。また、発光素子22は、抵抗23と直列接続されている。
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)により実装されている。この様にすれば、狭い領域に多くの発光素子22を設けることができる。そのため、発光部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は、配線21bにより配線パターン21aと電気的に接続されている。発光素子22と配線パターン21aとは、例えば、ワイヤーボンディング法により電気的に接続することができる。
なお、発光素子22は、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とすることもできる。
抵抗23は、基板21の、凹部11aの底面11a1側とは反対側に設けられている。抵抗23は、基板21の上に設けられている。抵抗23は、基板21の表面に設けられた配線パターン21aと電気的に接続されている。
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、図2、および図4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)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、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、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。
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を選択する。
抵抗23が膜状の抵抗器の場合には、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、凹部11aの底面11a1側とは反対側に設けられている。制御素子24は、基板21の上に設けられている。制御素子24は、基板21の表面に設けられた配線パターン21aと電気的に接続されている。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、図2、および図4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の断線の検出や、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。
チップ状の発光素子22の場合には、枠部25および封止部26を設けることができる。
枠部25は、基板21の、凹部11aの底面11a1側とは反対側の面に設けられている。枠部25は、例えば、環状形状を有し、内側に複数の発光素子22が配置されるようになっている。すなわち、枠部25は、複数の発光素子22を囲んでいる。
枠部25は、樹脂から形成されている。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。
また、樹脂に酸化チタンなどの粒子を混合して、発光素子22から出射した光に対する反射率を向上させることができる。なお、酸化チタンの粒子に限定されるわけではなく、発光素子22から出射した光に対する反射率が高い材料からなる粒子を混合させるようにすればよい。また、枠部25は、例えば、白色の樹脂から形成することもできる。
枠部25の内壁面は、基板21から離れるに従い枠部25の中心軸から離れる方向に傾斜する斜面となっている。そのため、発光素子22から出射した光の一部は、枠部25の内壁面で反射されて、車両用照明装置1の前面側に向けて出射する。また、発光素子22から車両用照明装置1の前面側に向けて出射された光の一部であって封止部26の上面(封止部26と外気との界面)で全反射した光は、枠部25の内壁面で反射して、再び車両用照明装置1の前面側に向けて出射する。すなわち、枠部25は、封止部26の形成範囲を規定する機能と、リフレクタの機能を有する。
封止部26は、枠部25の内側に設けられている。封止部26は、枠部25の内側を覆うように設けられている。すなわち、封止部26は、枠部25の内側に設けられ、発光素子22や配線21bなどを覆っている。封止部26は、透光性を有する材料から形成されている。封止部26は、例えば、枠部25の内側に樹脂を充填することで形成することができる。樹脂の充填は、例えば、ディスペンサなどの液体定量吐出装置を用いて行うことができる。充填する樹脂は、例えば、シリコーン樹脂などとすることができる。
枠部25の内側に樹脂を充填すれば、発光素子22、枠部25の内側に配置された配線パターン21a、および配線21bなどに対する外部からの機械的な接触を抑制することができる。また、水分やガスなどが、発光素子22、枠部25の内側に配置された配線パターン21a、および配線21bなどに付着するのを抑制することができる。そのため、車両用照明装置1に対する信頼性を向上させることができる。
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。
また、枠部25を設けずに封止部26のみを設けることもできる。封止部26のみを設ける場合には、ドーム状の封止部26が基板21の上に設けられる。
給電部30は、給電端子31および絶縁部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、複数設けられている。複数の給電端子31は、所定の方向に並べて設けることができる。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32a、および絶縁部32の放熱フィン14側の端面32bから突出している。複数の給電端子31の発光部20側の端部は、基板21に設けられた配線パターン21aと電気的および機械的に接続されている。すなわち、給電端子31の一方の端部は、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、孔10bの内部に露出している。孔10bの内部に露出する複数の給電端子31には、コネクタ105が嵌め合わされる。給電端子31は、導電性を有する。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、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。
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、金属や、炭素からなる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、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が絶縁性を有する樹脂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。また、凹部11aの底面11a1に開口する凹部10cを、ソケット10に直接設けるようにする。
絶縁部32は、絶縁性を有している。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、PETやナイロンなど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10aに圧入したり、接着したりすることができる。
次に、層10dおよび溝11bについてさらに説明する。
ミクロンオーダで見た場合、基板21と凹部11aの底面11a1とを完全に密着させるのは困難である。そのため、発光部20を凹部11aの底面11a1に直接設けるようにすると、基板21と凹部11aの底面11a1との間に部分的な隙間(空気の層)が生じることになる。空気は断熱性が高いため、部分的な隙間が生じると熱伝導性が低下することになる。層10dは、接着剤が硬化することで形成された層、または、熱伝導グリスから形成された層であるため隙間を埋めることができる。そのため、層10dを設けるようにすれば、熱伝導性を向上させることができる。
また、層10dが、接着剤が硬化することで形成された層である場合には、発光部20(基板21)を凹部11aの底面11a1に固定することができる。
層10dが、熱伝導グリスから形成された層である場合には、発光部20(基板21)を保持する図示しない保持部を凹部11aの底面11a1に設けるようにすればよい。
接着剤の種類には特に限定はないが、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、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)からなる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。
熱伝導グリスの種類には特に限定はないが、例えば、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)からなるフィラーが混合された熱伝導グリスとすることができる。熱伝導グリスの熱伝導率は、例えば、0.5W/(m・K)以上、10W/(m・K)以下とすることができる。
ソケット10(装着部11)の熱伝導率と比べると、接着剤または熱伝導グリスから形成された層10dの熱伝導率は低くなる。そのため、層10dの厚み寸法は、小さくなるようにすることが好ましい。ただし、層10dの厚み寸法を余り小さくしすぎると、層10dが形成されない領域が生じ、接着強度が低下したり、放熱性が低下したりするおそれがある。そのため、層10dの厚み寸法は、例えば、0.005mm以上、0.05mm以下とすることが好ましい。
ここで、発光部20を凹部11aの底面11a1に接着する際には、凹部11aの底面11a1に接着剤を塗布し、接着剤が塗布された凹部11aの底面11a1に発光部20(基板21)を押し当てるようにする。発光部20を凹部11aの底面11a1に熱伝導グリスを介して設ける際には、凹部11aの底面11a1に熱伝導グリスを塗布し、熱伝導グリスが塗布された凹部11aの底面11a1に発光部20(基板21)を押し当てるようにする。接着剤または熱伝導グリスは流動性を有するので、発光部20(基板21)を押し当てることで基板21の底面11a1側の面に接着剤または熱伝導グリスを行き渡らせることができる。
ところが、接着剤または熱伝導グリスの塗布量が多すぎたり、発光部20(基板21)の押し当て方向が傾いていたりした場合には、接着剤または熱伝導グリスが基板21の周縁からはみ出すことがある。はみ出した接着剤または熱伝導グリスが基板21の底面11a1側とは反対側の面に付着すると、外観品質が低下したり、はみ出した接着剤または熱伝導グリスにゴミなどが取り込まれるおそれがある。
そのため、凹部11aの底面11a1に開口する溝11bが設けられている。
図5は、溝11bの平面形状を例示するための模式図である。
底面11a1の中心11a1aから見て、矢印X2(第2の方向の一例に相当する)は、矢印X1(第1の方向の一例に相当する)と反対の方向を表している。矢印Y1(第3の方向の一例に相当する)は、矢印X1と矢印X2とに交差する方向を表している。矢印Y2(第4の方向の一例に相当する)は、矢印Y1と反対の方向を表している。また、底面11a1の中心11a1aから見て、矢印Y2は、凹部10cが設けられる方向を表している。
図5に示すように、溝11bは、底面11a1の中心11a1aから見て、矢印X1、矢印X2、および矢印Y1の方向に設けることができる。この場合、図5に示すように、各方向に設けられた溝11bが互いに連結されているようにすることもできるし、各方向に設けられた溝11bが離隔しているようにすることもできる。なお、各方向に設けられた溝11bが互いに連結されているようにすれば、矢印X1、矢印X2、および矢印Y1の方向にはみ出す接着剤または熱伝導グリスの量を少なくすることができる。
また、底面11a1の中心11a1aから見て、矢印Y2の方向には溝11bを設けないようにすることができる。底面11a1の中心11a1aから見て、矢印Y2の方向には凹部10cを設けることができる。
接着剤または熱伝導グリスは、溝11bと凹部10cにより囲まれる領域に塗布される。接着剤または熱伝導グリスの塗布は、例えば、ディスペンサなどの液体定量吐出装置を用いて行うことができる。塗布された接着剤または熱伝導グリスは、発光部20(基板21)が押し当てられることで押し広げられる。押し広げられた接着剤または熱伝導グリスは、溝11bにより基板21の外方への流出が抑制される。
ここで、基板21の底面11a1側の面のなるべく広い領域に接着剤または熱伝導グリスを付着させるためには、塗布する接着剤または熱伝導グリスの量を多めにすることが好ましい。ところが、塗布する接着剤または熱伝導グリスの量を多めにすると、接着剤または熱伝導グリスが溝11bを乗り越えて基板21の外方にはみ出しやすくなる。接着剤または熱伝導グリスが基板21の外方にはみ出しやすくなると、接着剤または熱伝導グリスが基板21の底面11a1側とは反対側の面に付着するおそれがある。
この場合、枠状の溝により接着剤または熱伝導グリスが塗布される領域を囲む様にすると、接着剤または熱伝導グリスが意図しない方向にはみ出すことになる。接着剤または熱伝導グリスが意図しない方向にはみ出すと、接着剤または熱伝導グリスが基板21の底面11a1側とは反対側の面に付着するのを抑制することが困難となる。
本実施の形態に係る溝11bは、底面11a1の中心11a1aから見て、矢印Y2の方向には設けられていない。接着剤または熱伝導グリスの流動抵抗は、溝11bが設けられている矢印X1、矢印X2、および矢印Y1の方向が高く、溝11bが設けられていない矢印Y2の方向が低くなる。そのため、余剰の接着剤または熱伝導グリスは、矢印Y2の方向に流動し易くなるので、接着剤または熱伝導グリスの意図しないはみ出しを抑制することができる。また、矢印Y2の方向には凹部10cが設けられているので、余剰の接着剤または熱伝導グリスを凹部10cの内部に流入させることができる。凹部10cが設けられていれば、接着剤または熱伝導グリスの意図しないはみ出しをさらに効果的に抑制することができる。なお、凹部10cの開口の大部分は基板21により覆われているので、凹部10cの内部に流入した接着剤または熱伝導グリスにより外観品質が低下したり、接着剤または熱伝導グリスにゴミなどが取り込まれたりするのを抑制することができる。
また、塗布する接着剤または熱伝導グリスの量を多めにすることができるので、発光部20(基板21)の接着強度を向上させたり、放熱性を向上させたりすることができる。
図5に示すように、溝11bは、基板21が設けられる領域の内側に設けることができる。この場合、基板21の周縁の位置になるべく近くなるように溝11bを設けるようにすれば、基板21の底面11a1側の面のより広い領域に接着剤または熱伝導グリスを付着させることができる。そのため、発光部20(基板21)の接着強度を向上させたり、放熱性を向上させたりするのが容易となる。
なお、基板21の平面形状が小さい場合には、溝11bは、基板21が設けられる領域の外側に設けることができる。この場合、基板21の周縁の位置になるべく近くなるように溝11bを設けるようにすればよい。ただし、溝11bは、基板21が設けられる領域の内側に設けることが好ましい。溝11bが、基板21が設けられる領域の内側に設けられていれば、接着剤または熱伝導グリスが基板21の底面11a1側とは反対側の面に付着するのを抑制することが容易となる。
また、平面視における溝11bの幅寸法は、図5および後述する図6に例示をしたように一定であってもよいし、変化するようにしてもよい。例えば、溝11bの幅寸法は、凹部10c側になるに従い小さくなるようにしてもよい。
溝11bの断面形状には特に限定がなく、例えば、四角形としたり、三角形としたり、半円としたりすることができる。
溝11bの幅寸法を小さくしすぎたり、溝11bの深さを浅くしすぎたりすると、接着剤または熱伝導グリスが溝11bを乗り越えやすくなる。一方、後述するように、溝11bが形成されていない部分に比べて、溝11bが形成されている部分における放熱効果は小さくなる。そのため、溝11bの幅寸法を大きくしすぎたり、溝11bの深さを深くしすぎたりすると、発光部20の温度上昇を抑制する効果が低下するおそれがある。
本発明者らの得た知見によれば、溝11bの幅寸法は、0.5mm以上、5mm以下とすることが好ましい。溝11bの深さは、0.5mm以上、10mm以下とすることが好ましい。
また、図5に示すように、底面11a1の中心11a1aから見て、矢印Y2の方向に溝11bよりも浅い溝11c(第2の溝の一例に相当する)をさらに設けることもできる。溝11cは、底面11a1の中心11a1aと凹部10cの間に設けられている。溝11cと凹部10cとの間の距離は、なるべく短くなるようにすることが好ましい。溝11cを設けるようにすれば、矢印Y2の方向における接着剤または熱伝導グリスの流動抵抗を高めることができるので、接着剤または熱伝導グリスを等方的に広げることが容易となる。なお、溝11bは溝11cよりも深いので、溝11cを設けたとしても、接着剤または熱伝導グリスが溝11bを乗り越えるのを抑制することができる。ただし、溝11cを深くしすぎると、接着剤または熱伝導グリスが溝11bを乗り越えるおそれがある。そのため、溝11cの深さは、接着剤または熱伝導グリスの広がり形状と、接着剤または熱伝導グリスのはみ出しを考慮して決定することが好ましい。この場合、溝11cの深さは、接着剤または熱伝導グリスの粘度なども考慮して、実験やシミュレーションを行うことで適宜決定すれば良い。
また、前述したように、複数のスリット11dは、装着部11の外側面と装着部11の内側面(凹部11aの内壁面)との間を貫通している。そのため、仮に、溝11bの外方に流出した(溝11bを乗り越えた)接着剤または熱伝導グリスの量が多くなると、接着剤または熱伝導グリスが複数のスリット11dを介して装着部11の外部に流出するおそれがある。接着剤または熱伝導グリスが装着部11の外側面に付着すると、車両用照明装置1を車両用灯具100の筐体101に取り付けるのが困難となったり、車両用照明装置1の外観品質が低下したりするおそれがある。
この場合、図5に例示をしたように、平面視において、スリット11dと溝11bとの間に、底面11a1に開口する凹部11e(第2の凹部の一例に相当する)を設けるようにすれば、溝11bの外方に流出した接着剤または熱伝導グリスが装着部11の外部に流出するのを抑制することができる。 凹部11eは、スリット11dと接続されていない。凹部11eは、図5に示すように溝11bと接続することもできるし、後述する図6に示すように溝11bと接続しないようにすることもできる。凹部11eの深さは、溝11bの深さよりも深くすることができる。凹部11eの平面形状には特に限定がなく、スリット11dと溝11bとの位置関係などに応じて適宜変更することができる。
図6は、他の実施形態に係る溝11bの平面形状を例示するための模式図である。
平面視における溝11bの輪郭は、図5に例示をしたように直線からなるものとすることもできるし、図6に例示をしたように曲線からなるものとすることもできるし、図は省略するが直線と曲線を組み合わせたものとすることもできる。
また、平面視における溝11bの輪郭は、円や多角形などの輪郭の一部を複数連結したものであってもよい。
また、平面視における溝11bの凹部10c側の端部は、図5に例示をしたように凹部10cと接続されていなくてもよいし、図6に例示をしたように凹部10cと接続されていてもよい。溝11bの凹部10c側の端部が凹部10cと接続されていれば、溝11bに流入した接着剤または熱伝導グリスを凹部10cに導くことができる。そのため、接着剤または熱伝導グリスが、溝11bを乗り越えるのを効果的に抑制することができる。
図7は、他の実施形態に係る溝11bの平面形状を例示するための模式図である。
前述したように、ソケット10(装着部11)の熱伝導率と比べると、接着剤または熱伝導グリスから形成された層10dの熱伝導率は低くなる。そのため、放熱性を考慮すると、層10dの厚みは薄くすることが好ましい。しかしながら、溝11bが形成されている部分においては層10dの厚みを薄くすることが困難となる。そのため、溝11bが、通電により発熱する発熱素子27(例えば、発光素子22、抵抗23、および制御素子24など)の下方に設けられていると、発光部20の温度上昇を抑制する効果が低下するおそれがある。
そのため、図7に示すように、平面視において溝11bと発熱素子27とが重ならないようにすることが好ましい。この場合、発光素子22は発熱量が多いが、底面11a1の中心11a1の近傍に設けられる。そのため、平面視において溝11bと発光素子22とが重なる場合は少ない。一方、次に発熱量の多い抵抗23は、底面11a1の周縁側に設けられる。そのため、平面視において、抵抗23と溝11bとが重ならないようにすることが好ましい。この様にすれば、発光部20の温度上昇を抑制する効果を向上させることができる。
また、基板21と凹部11aの底面11a1との間に放熱板28を設けることもできる。
図8は、放熱板28を例示するための模式図である。
放熱板28は、板状を呈し、熱伝導率の高い材料から形成することができる。放熱板28は、例えば、アルミニウムや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。放熱板28を設ければ、発光部20において発生した熱が、ソケット10に伝わりやすくなる。
基板21と放熱板28との間に接着剤または熱伝導グリスから形成された層10d1(第2の層の一例に相当する)を設ける場合には、放熱板28の基板21側の面に溝11b1(第3の溝の一例に相当する)を設けることができる。溝11b1は、前述した溝11bと同様とすることができるので詳細な説明は省略する。また、放熱板28の基板21側の面に前述した溝11c(第4の溝の一例に相当する)をさらに設けるようにしてもよい。
基板21と放熱板28との間に接着剤または熱伝導グリスから形成された層10dを設けない場合には、溝11b1を設ける必要はない。
また、底面11a1と放熱板28との間に接着剤または熱伝導グリスから形成された層10d2(第3の層の一例に相当する)を設ける場合には、放熱板28の底面11a1側の面に溝11b1を設けることもできる。また、放熱板28の底面11a1側の面に前述した溝11cをさらに設けるようにしてもよい。ただし、底面11a1に溝11bが設けられていれば、放熱板28の底面11a1側の面に溝11b1を設ける必要はない。
また、基板21と放熱板28との間に接着剤または熱伝導グリスから形成された層10dを設け、底面11a1と放熱板28との間に接着剤または熱伝導グリスから形成された層10dを設けない場合には、放熱板28の基板21側の面に溝11bを設け、放熱板28の底面11a1側の面および底面11a1に溝11bを設けないようにすることができる。
また、平面視において、スリット11dと溝11b1との間に底面11a1に開口する凹部11e(第3の凹部の一例に相当する)を設けることができる。
また、底面11a1の中心11a1aから見て、矢印Y2の方向には、底面11a1に開口する凹部10c(第4の凹部の一例に相当する)を設けることができる。
(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9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9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が設けられている。
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が設けられている。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ている。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、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して設けられている。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。例えば、図9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が形成されるようにする。
シール部材104は、フランジ13と筐体101の間に設けられている。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の内部空間が密閉される。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、孔10a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ている。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とが電気的に接続される。また、コネクタ105は、段差部分を有している。そして、シール部材105aが、段差部分に取り付けられている。シール部材105aは、孔10aの内部に水が侵入するのを防ぐために設けられている。シール部材105aを有するコネクタ105が孔10aに挿入された際には、孔10aが水密となるように密閉される。シール部材105aは、環状を呈するものとすることができる。シール部材105a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。コネクタ105は、例えば、接着剤などを用いてソケット10側の要素に接着することもできる。
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、10 ソケット、10c 凹部、10d 層、10d1 層、10d2 層、11 装着部、11a 凹部、11a1 底面、11b 溝、11b1 溝、11c 溝、11d スリット、11e 凹部、20 発光部、21 基板、22 発光素子、23 抵抗、24 制御素子、27 発熱素子、28 放熱板、30 給電部、31 給電端子、100 車両用灯具、101 筐体

Claims (10)

  1. 発光素子が設けられた基板と;
    前記基板と、ソケットの一方の端面に開口する第1の凹部の底面との間に設けられ、接着剤または熱伝導グリスから形成された第1の層と;
    前記底面に設けられた第1の溝と;
    前記ソケットの外側面と、前記第1の凹部の内壁面との間を貫通するスリットと;
    を具備し、
    前記第1の溝は、前記底面の中心から見て、第1の方向と、前記第1の方向と反対の第2の方向と、前記第1の方向と前記第2の方向とに交差する第3の方向と、に設けられ、
    前記第3の方向と反対の第4の方向には設けられておらず、
    平面視において、前記スリットと前記第1の溝との間に前記底面に開口する第2の凹部が設けられている車両用照明装置。
  2. 前記基板と、前記第1の層との間に設けられた放熱板をさらに具備した請求項1記載の車両用照明装置。
  3. 前記底面の中心から見て、前記第4の方向に設けられ、前記第1の溝よりも浅い第2の溝をさらに具備した請求項1または2に記載の車両用照明装置。
  4. 前記基板には、抵抗がさらに設けられ、
    平面視において、前記抵抗と、前記第1の溝とは重なっていない請求項1〜3のいずれか1つに記載の車両用照明装置。
  5. 発光素子が設けられた基板と;
    前記基板と、ソケットの一方の端面に開口する第1の凹部の底面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、接着剤または熱伝導グリスから形成された第2の層と;
    前記放熱板の前記基板側の面に設けられた第3の溝と;
    を具備し、
    前記第3の溝は、前記底面の中心から見て、第1の方向と、前記第1の方向と反対の第2の方向と、前記第1の方向と前記第2の方向とに交差する第3の方向と、に設けられ、
    前記第3の方向と反対の第4の方向には設けられていない車両用照明装置。
  6. 前記放熱板と、前記底面との間に設けられ、接着剤または熱伝導グリスから形成された第3の層をさらに具備し、
    前記第3の溝は、前記放熱板の前記底面側の面、および前記底面の少なくともいずれかにさらに設けられている請求項記載の車両用照明装置。
  7. 前記底面の中心から見て、前記第4の方向に設けられ、前記第3の溝よりも浅い第4の溝をさらに具備した請求項またはに記載の車両用照明装置。
  8. 前記ソケットの外側面と、第1の凹部の内壁面との間を貫通するスリットをさらに具備し、
    平面視において、前記スリットと前記第3の溝との間に前記底面に開口する第3の凹部が設けられている請求項のいずれか1つに記載の車両用照明装置。
  9. 前記底面の中心から見て、前記第4の方向には、前記底面に開口する第4の凹部が設けられている請求項1〜のいずれか1つに記載の車両用照明装置。
  10. 請求項1〜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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