JP2013211235A - 車両用灯具の半導体型光源の光源ユニット、車両用灯具 - Google Patents

車両用灯具の半導体型光源の光源ユニット、車両用灯具 Download PDF

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勝昭 中野
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有輝 山本
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政輝 林
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Abstract

【課題】防水性を向上させること。
【解決手段】この発明は、光源部10と、ソケット部11と、を備える。光源部10は、半導体型光源の発光チップ40〜44を有する。ソケット部11は、放熱部材8と、給電部材91〜93と、絶縁部材7と、保持絶縁部材5と、から構成されている一体成形部品である。ソケット部11には、給電部材91〜93の一部と絶縁部材7の一部とから構成されているコネクタ部13が設けられている。放熱部材8のうち車両用灯具100の外側およびコネクタ部13の外側の部分は、絶縁部材7により覆われている。この結果、この発明は、防水性を向上させることができる。
【選択図】 図2

Description

この発明は、車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットに関するものである。また、この発明は、半導体型光源を光源とする車両用灯具に関するものである。
この種の光源ユニットは、従来からある(たとえば、特許文献1)。以下、従来の光源ユニットについて説明する。従来の光源ユニットは、光源部と、ソケット部と、を備えるものである。そのソケット部は、絶縁部材と放熱部材と給電部材とから構成されている一体成形部品である。
特開2011−171276号公報
かかる光源ユニットにおいては、車両用灯具に使用するので、防水性を向上させることが重要である。
この発明が解決しようとする課題は、車両用灯具としての使用上において、防水性を向上させることが重要であるという点にある。
この発明(請求項1にかかる発明)は、光源部と、ソケット部と、を備え、光源部が、半導体型光源の発光チップを有し、ソケット部が、光源部が取り付けられていて光源部で発生する熱を外部に放射させる放熱部材と、光源部と電気的に接続されていて光源部に給電する給電部材と、給電部材の中間部を外装しかつ放熱部材と給電部材とを相互に絶縁状態で組み込む絶縁部材と、から構成されている一体成形部品であり、ソケット部には、給電部材の一部と絶縁部材の一部とから構成されているコネクタ部が設けられていて、放熱部材のうち車両用灯具の外側およびコネクタ部の外側の部分が、絶縁部材により覆われている、ことを特徴とする。
この発明(請求項2にかかる発明)は、コネクタ部が、小形のコネクタ部であり、ソケット部が、給電部材を組み付けた保持絶縁部材に放熱部材を保持させて成形金型の空間内に配置して、保持絶縁部材をコネクタ部の外側において成形金型の保持部で保持した状態で、成形金型の空間内に絶縁部材を成形してなる一体成形部品である、ことを特徴とする。
この発明(請求項3にかかる発明)は、コネクタ部が、大形のコネクタ部であり、ソケット部が、給電部材の中間部を成形金型の空間内に配置しかつ給電部材の両端部を成形金型に保持し、放熱部材を成形金型の空間内に配置しかつ放熱部材をコネクタ部の内側において成形金型の保持部で保持した状態で、成形金型の空間内に絶縁部材を成形してなる一体成形部品である、ことを特徴とする。
この発明(請求項4にかかる発明)は、灯室を区画するランプハウジングおよびランプレンズと、灯室内に配置されている前記請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットと、を備える、ことを特徴とする。
この発明の車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットおよびこの発明の車両用灯具は、防水性を向上させることができる。
図1は、この発明にかかる車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットの実施形態1、および、この発明にかかる車両用灯具の実施形態1を示し、光源ユニットを車両用灯具に組み付けた状態の横断面図(水平断面図)である。 図2は、光源ユニットの光源部とソケット部とを組み付けた状態を示す斜視図である。 図3は、図2におけるIII矢視図(光源ユニットの背面図)である。 図4は、図2におけるIV矢視図(光源ユニットの側面図)である。 図5は、図3におけるV−V線断面図である。 図6は、図3におけるVI−VI線断面図である。 図7は、光源ユニットのソケット部の放熱部材と給電部材および保持絶縁部材とを示す分解背面図である。 図8は、光源ユニットのソケット部の放熱部材と給電部材および保持絶縁部材とを示す分解断面図(図5の断面図に対応する断面図)である。 図9は、光源ユニットのソケット部の放熱部材と給電部材および保持絶縁部材とを示す分解断面図(図6の断面図に対応する断面図)である。 図10は、光源ユニットのソケット部の放熱部材と給電部材および保持絶縁部材とを組み付けた状態を示す背面図である。 図11は、図3におけるXI部の拡大断面図である。 図12は、光源ユニットのソケット部の放熱部材と給電部材および保持絶縁部材とを組み付けた状態を示す断面図(図5の断面図に対応する断面図)である。 図13は、光源ユニットのソケット部の放熱部材と給電部材および保持絶縁部材とを組み付けた状態を示す断面図(図6の断面図に対応する断面図)である。 図14は、光源ユニットのソケット部の放熱部材と給電部材および保持絶縁部材とを成形金型の空間内に配置した状態を示す断面図(図6の断面図に対応する断面図)である。 図15は、光源ユニットのソケット部の放熱部材と給電部材および保持絶縁部材とを配置した成形金型の空間内に絶縁部材を成形した状態を示す断面図(図6の断面図に対応する断面図)である。 図16は、この発明にかかる車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットの実施形態2、および、この発明にかかる車両用灯具の実施形態2を示す光源ユニットの背面図である。 図17は、図16におけるXVII−XVII線断面図である。 図18は、図16におけるXVIII−XVIII線断面図である。 図19は、光源ユニットのソケット部の放熱部材を成形金型の空間内に配置した状態を示す断面図(図18の断面図に対応する断面図)である。 図20は、光源ユニットのソケット部の放熱部材を配置した成形金型の空間内に絶縁部材を成形した状態を示す断面図(図18の断面図に対応する断面図)である。
以下、この発明にかかる車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットの実施形態(実施例)の2例およびこの発明にかかる車両用灯具の実施形態(実施例)の2例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
(実施形態1の構成の説明)
図1〜図15は、この発明にかかる車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットの実施形態1およびこの発明にかかる車両用灯具の実施形態1を示す。図2中においては、制御素子および配線素子の図示を省略してある。以下、この実施形態1における車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットおよびこの実施形態1における車両用灯具の構成について説明する。図1において、符号100は、この実施形態1における車両用灯具である。
(車両用灯具100の説明)
前記車両用灯具100は、この例では1灯式のテール・ストップランプである。すなわち、前記車両用灯具100は、1灯(1個のランプ、1個の灯具)でテールランプ機能とストップランプ機能とを併用するものである。前記車両用灯具100は、車両(図示せず)の後部の左右にそれぞれ装備される。前記車両用灯具100は、図示しない他のランプ機能(たとえば、バックアップランプ機能、ターンシグナルランプ機能)と組み合わせられてリヤコンビネーションランプを構成する場合がある。なお、前記車両用灯具100は、テール・ストップランプであるから、前記車両用灯具100における正面とは、車両の後側から見た面である。
前記車両用灯具100は、図1に示すように、ランプハウジング101およびランプレンズ102およびリフレクタ103と、半導体型光源を光源とする光源ユニット、すなわち、この実施形態1における車両用灯具の半導体型光源の光源ユニット1と、前記光源ユニット1の前記半導体型光源の駆動回路(図示せず)と、を備えるものである。
前記ランプハウジング101は、たとえば、光不透過性の部材(例えば、樹脂部材)から構成されている。前記ランプハウジング101は、一方が開口し、他方が閉塞されている中空形状をなす。前記ランプハウジング101の閉塞部には、透孔104が設けられている。前記透孔104は、円形形状をなす。前記透孔104の縁には、複数個の凹部(図示せず)と複数個のストッパ部(図示せず)とがほぼ等間隔に設けられている。
前記ランプレンズ102は、たとえば、光透過性の部材(例えば、透明樹脂部材やガラス部材)から構成されている。前記ランプレンズ102は、一方が開口し、他方が閉塞されている中空形状をなす。前記ランプレンズ102の開口部の周縁部と前記ランプハウジング101の開口部の周縁部とは、水密に固定されている。前記ランプハウジング101および前記ランプレンズ102により、灯室105が区画されている。
前記リフレクタ103は、前記光源ユニット1から放射される光を焦点(図示せず)に集光するように配光制御する配光制御部である。前記リフレクタ103は、前記灯室105内に配置されていて、かつ、前記ランプハウジング101などに固定されている。前記リフレクタ103は、たとえば、光不透過性の部材(例えば、樹脂部材や金属部材)から構成されている。前記リフレクタ103は、一方が開口し、他方が閉塞されている中空形状をなす。前記リフレクタ103の閉塞部には、透孔106が前記ランプハウジング101の前記透孔104と連通するように設けられている。前記リフレクタ103の内面には、反射面107が設けられている。なお、前記リフレクタ103は、前記ランプハウジング101と別個の部材からなるものであるが、ランプハウジングと一体のリフレクタの場合であっても良い。この場合においては、ランプハウジングの一部に反射面を設けてリフレクタ機能を設けるものである。
(光源ユニット1の説明)
前記光源ユニット1は、図1、図2に示すように、光源部(光学部品)10と、ソケット部(ソケット部品)11と、光学部品としてのカバー部(カバー部品)12と、を備える。前記光源部10および前記カバー部12は、前記ソケット部11の一端部に取り付けられている。前記光源部10は、前記カバー部12によりカバーされている。
前記光源ユニット1は、図1、図4に示すように、前記車両用灯具100に装備されている。すなわち、前記ソケット部11が前記ランプハウジング101にパッキン(Oリング)108を介して着脱可能にあるいは固定的に取り付けられている。前記光源部10および前記カバー部12が前記ランプハウジング101の前記透孔104および前記リフレクタ103の前記透孔106を経て前記灯室105内であって、前記リフレクタ103の前記反射面107側に配置されている。
(光源部10の説明)
前記光源部10は、図2に示すように、基板3と、前記半導体型光源の複数個この例では5個の発光チップ40、41、42、43、44(以下、「40〜44」と記載する場合がある)と、制御素子(図示せず)と、配線素子(図示せず)と、包囲壁部材18と、封止部材180と、を備えるものである。前記制御素子は、前記5個の発光チップ40〜44の発光を制御するものである。前記配線素子は、前記ソケット部11の給電部材91、92、93(以下、「91〜93」と記載する場合がある)と電気的に接続されていて、前記制御素子を介して前記5個の発光チップ40〜44に給電するものである。
(基板3の説明)
前記基板3は、この例では、セラミックからなる。前記基板3は、図2に示すように、平面(上)から見てほぼ八角形の板形状をなす。前記基板3のうち前記ソケット部11の前記給電部材91〜93が位置する3辺(右辺、左辺、下辺)のほぼ中央には、切欠31、32、33(以下、「31〜33」と記載する場合がある)がそれぞれ設けられている。前記基板3の一面には、平面の実装面34が設けられている。前記基板3の他面には、平面の当接面(図示せず)が設けられている。なお、高反射部材のセラミック製の前記基板3の実装面34に、さらに高反射塗料や高反射蒸着などの高反射面30を設けても良い。
前記基板3の前記実装面34には、前記5個の発光チップ40〜44および前記制御素子および前記配線素子および前記包囲壁部材18が実装されている(すなわち、印刷、焼成、蒸着、接着、嵌合などにより、設けられている)。
(発光チップ40〜44の説明)
前記5個の発光チップ40〜44からなる前記半導体型光源は、LED、EL(有機EL)などの自発光半導体型光源(この実施形態1ではLED)を使用する。前記発光チップ40〜44は、図2に示すように、微小な矩形(正方形もしくは長方形)形状の半導体チップ(光源チップ)からなり、この例では、ベアチップからなる。前記5個の発光チップ40〜44は、前記基板3に実装されている面以外の面(正面および4側面)から光を放射する。
前記5個の発光チップ40〜44は、光学系の前記リフレクタ103の焦点、および、前記光源ユニット1の前記ソケット部11の中心(取付回転中心)O(図3参照)近傍に1個(40)配置されていて、かつ、前記焦点および前記中心Oを中心とする円周上に4個(41〜44)ほぼ等間隔の隙間を開けて配置されている。
前記5個の発光チップ40〜44は、小電流が供給される発光チップであって、テールランプの光源である1個の発光チップ40すなわち第1グループの発光チップ40と、大電流(前記発光チップ40に供給される電流と比較して大電流)が供給される発光チップであって、ストップランプの光源である4個の発光チップ41〜44すなわち第2グループの発光チップ41〜44と、に区分されている。
前記テールランプ機能(テールランプの光源)の1個の発光チップ40は、前記焦点および前記中心Oであって、円周上に配置されている前記ストップランプ機能(ストップランプの光源)の4個の発光チップ41〜44の中心に配置されている。すなわち、前記テールランプ機能の1個の発光チップ40は、前記5個の発光チップ40〜44の真中に位置する。前記ストップランプ機能の4個の発光チップ41〜44は、順方向(電流が流れる方向)に直列に接続されている。
前記5個の発光チップ40〜44のうち、前記テールランプ機能の1個の発光チップ40は、前記基板3の中心Oであって後記放熱部材8の中心Oもしくはその近傍に配置されている。すなわち、前記テールランプ機能の1個の発光チップ40の中心と、前記基板3の中心O(後記放熱部材8の中心O)とは、一致もしくはほぼ一致する。
(包囲壁部材18の説明)
前記包囲壁部材18は、絶縁性部材たとえば樹脂、この例では、反射率を上げた樹脂から構成されている。前記包囲壁部材18は、図2に示すように、5個の前記発光チップ40〜44全部と、前記配線素子の一部を包囲する円環状形状をなすものである。すなわち、前記包囲壁部材18は、中央部が中空部であり、かつ、周囲部が壁部である円環状形状をなすものである。前記包囲壁部材18の前記壁部の肉厚(前記壁部の内周面から外周面までの厚さ)は、ほぼ均一(均等)である。
前記包囲壁部材18は、前記発光チップ40〜44および前記配線素子の高さよりも十分な高さを有する。前記包囲壁部材18は、前記封止部材180を充填(注入、モールド、モールディング)する容量(範囲)を小容量に規制する部材(土手、ダム)である。前記包囲壁部材18の前記壁部の一端面は、前記基板3の前記実装面34に、嵌合接着により、固定されかつ位置決めされている。
前記包囲壁部材18の前記壁部の内周面には、前記発光チップ40〜44(特に、前記発光チップ40〜44の4側面)から放射される光(図示せず)を所定の方向(たとえば、前記発光チップ40〜44の一正面から放射される光の方向とほぼ同方向)に反射させる反射面が設けられている。前記反射面は、前記壁部の内周面の一端(下端)から他端(上端)にかけて末広がりに傾斜している。前記反射面は、前記包囲壁部材18全体を高反射率の部材で構成したり、たとえば、エラストマー性樹脂に酸化チタンを含有して前記包囲壁部材18全体を白色化したり、あるいは、前記包囲壁部材18の前記壁部の内周面のみを高反射率の部材で構成したりして形成する。
(封止部材180の説明)
前記封止部材180は、光透過性部材、たとえば、エポキシ系樹脂またはシリコン系樹脂から構成されている。
前記封止部材180は、前記基板3に、前記発光チップ40〜44が実装され、かつ、前記ワイヤがボンディング配線された後に、前記基板3に実装された前記包囲壁部材18の前記中空部中であって、前記基板3の前記実装面34と前記包囲壁部材18の前記壁部の内周面とにより区画されている空間中に充填される。前記封止部材180が硬化することにより、5個の前記発光チップ40〜44全部と、前記配線素子の一部が前記封止部材180により封止されることとなる。
前記封止部材180は、5個の前記発光チップ40〜44全部と、前記配線素子の一部を外からの影響、たとえば、他のものが接触したり、塵埃が付着したりするのを防ぎ、かつ、紫外線や硫化ガスやNOxや水から保護するものである。すなわち、前記封止部材180は、前記5個の発光チップ40〜44などを外乱から保護するものである。
(ソケット部11の説明)
前記ソケット部11は、図5、図6に示すように、絶縁部材7および保持絶縁部材(サブ樹脂)5と、放熱部材8と、3本の前記給電部材91〜93と、から構成されている一体成形部品である。熱伝導性と導電性を有する前記放熱部材8と、導電性を有する前記給電部材91〜93とは、絶縁性を有する前記絶縁部材7および前記保持絶縁部材5中に、相互に絶縁状態で一体に組み込まれている。前記放熱部材8の一端面の当接面80を除いた部分および前記給電部材91〜93の中間部は、前記絶縁部材7および前記保持絶縁部材5により外装されている。
図3、図5に示すように、前記ソケット部11には、コネクタ部13が一体に設けられている。前記コネクタ部13は、前記絶縁部材7の一部のコネクタ嵌合部73および前記給電部材91〜93の一部のオスターミナル(おす型端子)910、920、930(以下、「910〜930」と記載する場合がある)から構成されている。
(絶縁部材7の説明)
前記絶縁部材7は、絶縁性の樹脂部材からなる。前記絶縁部材7は、図1、図4に示すように、外径が前記ランプハウジング101の前記透孔104の内径より若干小さいほぼ円筒形状をなす。前記絶縁部材7の一端部には、前記パッキン108を前記ランプハウジング101に圧接する円板形状の鍔部71が一体に設けられている。前記絶縁部材7の一端部には、複数個この例では4個の取付部70が、前記ランプハウジング101の前記凹部と対応させて、一体に設けられている。前記絶縁部材7の他端部には、コネクタ嵌合部73が一体に設けられている。前記コネクタ嵌合部73の内部には、凹部74が設けられている。
前記取付部70および前記鍔部71は、前記光源ユニット1を前記車両用灯具100に装備するものである。すなわち、前記ソケット部11の前記カバー部12側の一部および前記取付部70を前記ランプハウジング101の前記透孔104および前記凹部中に挿入する。その状態で、前記ソケット部11を中心O軸回りに回転させて、前記取付部70を前記ランプハウジング101の前記ストッパ部に当てる。この時点において、前記取付部70と前記鍔部71とが前記パッキン108を介して前記ランプハウジング101の前記透孔104の縁部を両側(前後)から挟み込む。
この結果、前記光源ユニット1の前記ソケット部11は、図1、図4に示すように、前記車両用灯具100の前記ランプハウジング101に前記パッキン108を介して着脱可能にあるいは固定的に取り付けられる。この時点において、前記ソケット部11のうち前記ランプハウジング101から外側に突出している部分(図1中のランプハウジング101よりも下側の部分、図4中のランプハウジング101よりも右側の部分)が前記ソケット部11のうち前記灯室105内に収納されている部分(図1中のランプハウジング101よりも上側の部分、図4中のランプハウジング101よりも左側の部分)よりも大である。
前記絶縁部材7は、前記ソケット部11の外装部分(外側の部分)を形成するものである。前記絶縁部材7は、前記光源部10で発生する熱を前記放熱部材8を介して外部(外気)に伝えるもの(放射させるもの、輻射させるもの)である。図11に示すように、前記絶縁部材7の外面には、乱流発生用の小凹凸72が設けられている。
(保持絶縁部材5の説明)
前記保持絶縁部材5は、図5、図6に示すように、前記絶縁部材7の一部を構成する。前記保持絶縁部材5は、前記絶縁部材7と同様の絶縁性の樹脂部材からなる。なお、前記保持絶縁部材5と前記絶縁部材7とは、別の絶縁性の樹脂部材からなるものであっても良い。
前記保持絶縁部材5は、図7〜図10に示すように、水平部50と、前記水平部50の左右両端部および中央部から一体に突設されている3本の垂直部51、52、53と、から構成されている。前記保持絶縁部材5は、前記給電部材91〜93の中間部を外装する。前記保持絶縁部材5と前記給電部材91〜93とは、インサート成形(一体成形)により一体に組み付けられている。あるいは、一次成形した前記保持絶縁部材5に前記給電部材91〜93が一体に組み付けられている。
(放熱部材8の説明)
前記放熱部材8は、前記光源部10が取り付けられていて、前記光源部10で発生する熱を前記絶縁部材7に伝えるもの(伝導するもの)である。前記放熱部材8は、アルミダイカストからなる。前記放熱部材8は、図7〜図10に示すように、一端部84が円板形状をなし、中間部から他端部85にかけてフィン形状をなす。前記放熱部材8の中間部から前記他端部85にかけての部分のうち前記絶縁部材7の前記コネクタ嵌合部73に対応する部分には、凹部86が設けられている。
前記放熱部材8の一端部84の一面には、前記当接面80が設けられている。前記放熱部材8の当接面80には、前記基板3の前記当接面が相互に当接されている状態で、熱伝導性媒体(図示せず)により接着されている。この結果、前記発光チップ40〜44は、前記基板3を介して前記放熱部材8の中心O(前記ソケット部11の中心O)近傍部分が位置する箇所に対応して位置することとなる。
前記放熱部材8の3辺(右辺、左辺、下辺)のほぼ中央には、挿入孔81、82、83(以下、「81〜83」と記載する場合がある)が、前記基板3の前記切欠31〜33にそれぞれ対応して設けられている。前記放熱部材8の挿入孔81〜83および前記基板3の前記切欠31〜33には、前記3本の給電部材91〜93の中間部がそれぞれ挿入挿通配置されている。前記放熱部材8と前記給電部材91〜93との間には、前記絶縁部材7および前記保持絶縁部材5が介在されている。前記放熱部材8は、前記絶縁部材7および前記保持絶縁部材5に密着している。前記給電部材91〜93は、前記絶縁部材7および前記保持絶縁部材5に密着している。前記放熱部材8の挿入孔81〜83は、切欠であっても良い。
前記放熱部材8のうち前記車両用灯具100の外側および前記コネクタ部13の外側の部分は、前記絶縁部材7および前記保持絶縁部材5により覆われている。すなわち、前記放熱部材8は、図5、図6に示すように、前記一端部84の一面および前記当接面80を除いた部分が前記絶縁部材7および前記保持絶縁部材5により外装されている。
(給電部材91〜93の説明)
前記給電部材91〜93は、前記光源部10に電気的に接続されていて、前記光源部10に給電するものである。前記給電部材91〜93は、たとえば、導電性の金属部材からなる。前記給電部材91〜93の中間部は、クランク形状に折り曲げられている。前記給電部材91〜93の一端部は、前記放熱部材8の挿入孔81〜83および前記基板3の前記切欠31〜33にそれぞれ挿入挿通して位置する。前記給電部材91〜93の一端部は、前記絶縁部材7および前記保持絶縁部材5から突出して、前記基板3の前記配線素子に導電金属部材(図示せず)あるいは半田あるいは溶接(レザー溶接)などにより電気的にかつ機械的に接続されている。
前記給電部材91〜93の他端部(下端部)は、前記コネクタ部13すなわち前記コネクタ嵌合部73の凹部74中に一直線上に配置されている。前記給電部材91〜93の他端部は、前記オスターミナル910〜930を構成するものである。
前記給電部材91〜93の中間部(すなわち、前記基板3に接続されている一端部から前記オスターミナル910〜930までの中間部)は、前記絶縁部材7および前記保持絶縁部材5により外装されている。
(コネクタ部13およびコネクタ14の説明)
前記コネクタ部13は、前記絶縁部材7の一部のコネクタ嵌合部73および前記給電部材91〜93の一部の前記オスターミナル910〜930から構成されている。前記コネクタ部13には、電源側のコネクタ14が機械的に着脱可能にかつ電気的に断続可能に取り付けられている。
前記コネクタ14には、前記コネクタ部13の前記オスターミナル910〜930に電気的に断続するメスターミナル(めす型端子)(図示せず)が設けられている。前記コネクタ14を前記コネクタ部13に取り付けることにより、前記メスターミナルが前記オスターミナル910〜930に電気的に接続する。また、前記コネクタ14を前記コネクタ部13から取り外すことにより、前記メスターミナルと前記オスターミナル910〜930との電気的接続が遮断される。
図1に示すように、前記コネクタ14の前記メスターミナルのうちの第1メスターミナルおよび第2メスターミナルは、ハーネス144、145およびスイッチ(図示せず)を介して電源(直流電源のバッテリー)(図示せず)に接続されている。前記コネクタ14の前記メスターミナルのうちの第3メスターミナルは、ハーネス146を介してアースされている(グランドされている)。前記コネクタ部13および前記コネクタ14は、3ピン(前記3本の給電部材91〜93、前記3本のオスターミナル910〜930、前記3本のメスターミナル)タイプのコネクタ部およびコネクタである。
前記コネクタ部13と前記コネクタ14は、集中防水コネクタである。前記集中防水コネクタ(前記コネクタ部13と前記コネクタ14)は、引っ張り応力が車両用防水コネクタの引っ張り応力(たとえば、50N)と比較して、小さい。このために、前記集中防水コネクタは、前記車両用防水コネクタと比較して、小形である。
前記コネクタ部13は、前記ソケット部11の他端部(前記光源部10が取り付けられている側の端部と反対側の端部)の中間部に横長に設けられている。前記コネクタ部13は、前記絶縁部材7の一部からなる前記コネクタ嵌合部73と、前記給電部材91〜93の一部からなる前記オスターミナル910〜930と、から構成されている。前記オスターミナル910〜930は、横一直線上に配置されている。前記コネクタ嵌合部73は、横一直線上の配置されている前記オスターミナル910〜930を包囲する。前記コネクタ嵌合部73は、図3、図5に示すように、中空状の横長の長方形状をなす。前記コネクタ嵌合部73の下辺には、ロック部75が設けられている。前記コネクタ嵌合部73の内部には、前記凹部74が形成されている。
一方、前記コネクタ部13と対をなす前記コネクタ14の前記メススターミナルは、前記オスターミナル910〜930の配置に合わせて、横一直線上に配置されている。また、前記コネクタ14の外形は、前記コネクタ部13の前記コネクタ嵌合部73の内形に合わせて、長方形状をなす。前記コネクタ14の下辺には、ロック部(図示せず)が設けられている。
前記コネクタ部13の前記コネクタ嵌合部73中に前記コネクタ14を水密に嵌合することにより、前記コネクタ部13と前記コネクタ14との間の防水性が確保される。また、前記オスターミナル910〜930と前記メスターミナルとを接続することにより、光源部10の発光チップ40〜44への給電が可能となる。さらに、前記コネクタ嵌合部73の前記ロック部75に前記コネクタ14のロック部をロックすることにより、前記コネクタ部13と前記コネクタ14とが機械的に接合される。前記コネクタ部13と前記コネクタ14との外形は、前記車両用防水コネクタのコネクタ部とコネクタとの外形と比較して、小形である。
(ソケット部11の成形の説明)
以下、前記ソケット部11の成形について図7〜図15を参照して説明する。まず、前記保持絶縁部材5に前記給電部材91〜93を一体に組み付ける(図7、図8参照)。つぎに、前記給電部材91〜93を組み付けた前記保持絶縁部材5に前記放熱部材8を保持させる(図10、図12、図13参照)。すなわち、前記給電部材91〜93を組み付けた前記保持絶縁部材5の前記垂直部51〜53を前記放熱部材8の前記挿入孔81〜83中に挿入する。また、前記給電部材91〜93を組み付けた前記保持絶縁部材5の前記水平部50に前記放熱部材8の前記凹部86の底を載置させる。
それから、前記給電部材91〜93を組み付けた前記保持絶縁部材5に前記放熱部材8を保持させて成形金型21、22、23(以下、「21〜23」と記載する場合がある)の空間(キャビティ)20内に配置する(図14参照)。すなわち、前記保持絶縁部材5を前記コネクタ部13(前記放熱部材8の前記凹部86)の外側において前記成形金型23の保持部24で保持する。前記保持部24は、前記給電部材91〜93および前記保持絶縁部材5および前記放熱部材8を前記成形金型21〜23の前記空間20内にバランスよく保持させるために、複数この例では4本のピン構造からなる。
このとき、図14に示すように、前記保持部24と前記放熱部材8との間、および、前記保持部24が保持する前記保持絶縁部材5と前記放熱部材8との間には、空間が形成されている。そして、前記成形金型21〜23の前記空間20内に前記絶縁部材7を射出成形する(図15参照)。
この結果、前記絶縁部材7および前記保持絶縁部材5と、前記放熱部材8と、前記給電部材91〜93と、から構成されている前記ソケット部11が一体成形部品として成形される(図5、図6参照)。このとき、前記保持部24と前記放熱部材8との間の空間、および、前記保持部24が保持する前記保持絶縁部材5と前記放熱部材8との間の空間中には、前記絶縁部材7が充填されている。これにより、前記放熱部材8のうち前記車両用灯具100の外側および前記コネクタ部13の外側の部分は、前記絶縁部材7および前記保持絶縁部材5により覆われている。すなわち、図6に示すように、金型成形後の前記ソケット部11の前記絶縁部材7のうち、前記成形金型23の前記保持部24が位置していた箇所には、孔76が形成されている。前記孔76内には、前記絶縁部材7と前記保持絶縁部材5との界面(図6中の二点鎖線円内参照)が存在するが、前記放熱部材8と前記絶縁部材7、前記保持絶縁部材5との界面は存在しない。
前記ソケット部11が前記成形金型21〜23により一体成形部品として成形されるときには、図11に示すように、前記絶縁部材7の外面に乱流発生用の小凹凸72が形成される。
(カバー部12の説明)
前記カバー部12は、光透過性部材からなる。前記カバー部12には、前記5個の発光チップ40〜44からの光を光学制御して射出するプリズムなどの光学制御部(図示せず)が設けられている。前記カバー部12は、光学部品である。
前記カバー部12は、図1に示すように、前記光源部10をカバーするように、円筒形状の前記ソケット部11の一端部(一端開口部)に取り付けられている。前記カバー部12は、前記封止部材180と共に、前記5個の発光チップ40〜44を外からの影響、たとえば、他のものが接触したり、塵埃が付着したりするのを防ぎ、かつ、紫外線や硫化ガスやNOxや水から保護するものである。すなわち、前記カバー部12は、前記5個の発光チップ40〜44を外乱から保護するものである。また、前記カバー部12は、前記5個の発光チップ40〜44以外に、前記制御素子および前記配線素子をも外乱から保護するものである。なお、前記カバー部12には、通気孔(図示せず)を設ける場合がある。
(実施形態1の作用の説明)
この実施形態1における車両用灯具の半導体型光源の光源ユニット1およびこの実施形態1における車両用灯具100(以下、「この実施形態1における光源ユニット1および車両用灯具100」と称する)は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。
まず、スイッチをテールランプ点灯に操作する。すると、電流(駆動電流)は、テールランプ機能の制御素子および配線素子を経て、テールランプ機能の1個の発光チップ40に供給される。この結果、テールランプ機能の1個の発光チップ40が発光する。
このテールランプ機能の1個の発光チップ40から放射された光は、封止部材180、空気層、光源ユニット1のカバー部12を透過して配光制御される。なお、発光チップ40から放射された光の一部は、基板3の高反射面30でカバー部12側に反射される。配光制御された光は、車両用灯具100のランプレンズ102を透過して再度配光制御されて外部に照射される。これにより、車両用灯具100は、テールランプ機能の配光を外部に照射する。
つぎに、スイッチをストップランプ点灯に操作する。すると、電流(駆動電流)は、ストップランプ機能の制御素子および配線素子を経て、ストップランプ機能の4個の発光チップ41〜44に供給される。この結果、ストップランプ機能の4個の発光チップ41〜44が発光する。
このストップランプ機能の4個の発光チップ41〜44から放射された光は、封止部材180、空気層、光源ユニット1のカバー部12を透過して配光制御される。なお、発光チップ41〜44から放射された光の一部は、基板3の高反射面30でカバー部12側に反射される。配光制御された光は、車両用灯具100のランプレンズ102を透過して再度配光制御されて外部に照射される。これにより、車両用灯具100は、ストップランプ機能の配光を外部に照射する。このストップランプ機能の配光は、前記のテールランプ機能の配光と比較して、明るい(光束、輝度、光度、照度が大である)。
それから、スイッチを消灯に操作する。すると、電流(駆動電流)は、遮断される。この結果、1個の発光チップ40もしくは4個の発光チップ41〜44は、消光する。これにより、車両用灯具100は、消灯する。
ここで、光源部10の発光チップ40〜44および制御素子の抵抗およびダイオードおよび配線素子の導体において発生した熱は、基板3および導熱金属部材および熱伝導性媒体を介して放熱部材8に伝達し、この放熱部材8から外部に放射される。
(実施形態1の効果の説明)
この実施形態1における光源ユニット1および車両用灯具100は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。
この実施形態1における光源ユニット1および車両用灯具100は、放熱部材8のうち車両用灯具100の外側およびコネクタ部13の外側の部分が絶縁部材7および保持絶縁部材5により覆われているので、防水性を向上させることができる。すなわち、車両用灯具100の内側は、パッキン108により水密性が確保されているので、放熱部材8の一端部84の一面および当接面80が灯室105内において露出していても防水性が確保される。また、コネクタ部13の内側は、集中防水コネクタであるコネクタ部13とコネクタ14とにより防水性が確保されている。この結果、防水性を向上させることができる。
この実施形態1における光源ユニット1および車両用灯具100は、放熱部材8と絶縁部材7および保持絶縁部材5と密着しているので、放熱部材8のうち車両用灯具100の外側およびコネクタ部13の外側の部分が絶縁部材7および保持絶縁部材5により覆われていても、放熱効果が維持される。すなわち、光源部10で発生した熱は、基板3を介して放熱部材8に伝わる(伝導される)。放熱部材8に伝わった熱は、密着する絶縁部材7および保持絶縁部材5に効率良く伝わる(伝導される)。絶縁部材7および保持絶縁部材5に伝わった熱は、主に絶縁部材7の外面から外部空間に効率良く伝わる(放射される、輻射される)。
この実施形態1における光源ユニット1および車両用灯具100は、ソケット部11の外装部分を形成する絶縁部材7の外面には、乱流発生用の小凹凸72が設けられている。この結果、絶縁部材7の外面の小凹凸72において、乱流が発生するので、放熱効果がさらに向上する。しかも、絶縁部材7の取付部70および鍔部71の表面積の増大により、外気への放射面積(輻射面積)を大きくすることができ、その分、絶縁部材7の放熱効果をさらに向上させることができる。
この実施形態1における光源ユニット1および車両用灯具100は、集中防水コネクタ(コネクタ部13とコネクタ14)を使用するので、ソケット部11特にコネクタ嵌合部73を小形化することができる。
この実施形態1における光源ユニット1および車両用灯具100は、光源ユニット1の奥行き方向の寸法の小形化も図ることができる。すなわち、コネクタ部13を構成する絶縁部材7のコネクタ嵌合部73が小形であるから、放熱部材8の中間部から他端部85にかけてのフィン部においてコネクタ嵌合部73が占める割合が小さい。このために、コネクタ嵌合部73の凹部74を放熱部材8中(基板3側)に位置させても、放熱効果の低下が小さくて済む。これにより、光源ユニット1の奥行き方向の寸法(図4の左右方向の寸法であって、光源ユニット1を車両用灯具100の灯室内に挿入する方向の寸法)を小さくすることができる。
この実施形態1における光源ユニット1および車両用灯具100は、ソケット部11を金型成形する際に、コネクタ部13の外側において保持絶縁部材5を成形金型23の保持部24により保持させるものである。このために、コネクタ部13が小形であって、コネクタ嵌合部73内において放熱部材8を成形金型の保持部で保持させることができない場合であっても、放熱部材8を保持絶縁部材5を介して成形金型21〜23の空間20内に保持することができる。しかも、放熱部材8を保持絶縁部材5を介して成形金型21〜23の空間20内に保持するので、放熱部材8および保持絶縁部材5の保持がコネクタ部13の外側において行われても、前記の通り、防水性を確保することができる。
(実施形態2の構成の説明)
図16〜図20は、この発明にかかる車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットの実施形態2およびこの発明にかかる車両用灯具の実施形態2を示す。図中、図1〜図15と同符号は、同一のものを示す。
この実施形態2における光源ユニット1Aのソケット部11A、すなわち、コネクタ部13Aおよびコネクタ、絶縁部材7A、給電部材91A、92A、93A(以下、「91A〜93A」と記載する場合がある)の形状構造が、前記の実施形態1における光源ユニット1のソケット部11、すなわち、コネクタ部13およびコネクタ14、絶縁部材7および保持絶縁部材5、給電部材91〜93の形状構造と異なる。
(コネクタ部13Aおよびコネクタの説明)
前記の実施形態1におけるコネクタ部13は、集中防水コネクタのコネクタ部である。これに対して、この実施形態2におけるコネクタ部13Aは、車両用防水コネクタのコネクタ部である。前記車両用防水コネクタは、前記集中防水コネクタと比較して、引っ張り応力が大きい。このために、前記車両用防水コネクタは、前記集中防水コネクタと比較して、小形である。
前記コネクタ部13Aは、前記絶縁部材7Aの一部からなるコネクタ嵌合部73Aと、給電部材91A〜93Aの一部からなるオスターミナル910A、920A、930A(以下、「910A〜930A」と記載する場合がある)と、から構成されている。前記オスターミナル910A〜930Aは、三角形(もしくは、逆三角形)の角に配置されている。前記コネクタ部13Aの前記コネクタ嵌合部73Aは、三角形の角に配置されている前記オスターミナル910A〜930Aを包囲する。前記コネクタ嵌合部73Aは、中空状の三角形状(もしくは、逆三角形状)をなす(図16を参照)。前記コネクタ嵌合部73Aの上辺には、ロック部75Aが設けられている。前記コネクタ嵌合部73の内部には、凹部74Aが形成されている。
一方、コネクタ(図示せず)のメススターミナル(図示せず)は、前記オスターミナル910A〜930Aの配置に合わせて、三角形(もしくは、逆三角形)の角に配置されている。また、前記コネクタの外形は、前記コネクタ部13Aの前記コネクタ嵌合部73Aの内形に合わせて、三角形状(もしくは、逆三角形状)をなす。前記コネクタの上辺には、ロック部(図示せず)が設けられている。
前記コネクタ部13Aの前記コネクタ嵌合部73A中に前記コネクタを水密に嵌合することにより、前記コネクタ部13Aと前記コネクタとの間の防水性が確保される。また、前記オスターミナル910A〜930Aと前記メスターミナルとを接続することにより、前記光源部10の前記発光チップ40〜44への給電が可能となる。さらに、前記コネクタ嵌合部73Aのロック部に前記コネクタのロック部をロックすることにより、前記コネクタ部13Aと前記コネクタとが機械的に接合される。
(ソケット部11Aの成形の説明)
以下、前記ソケット部11Aの成形について図19、図20を参照して説明する。まず、放熱部材8を成形金型21A、22A、23A(以下、「21A〜23A」と記載する場合がある)の空間(キャビティ)20A内に配置する(図19参照)。すなわち、前記放熱部材8を前記コネクタ部13A(前記絶縁部材7Aの前記コネクタ嵌合部73A)の内側において前記成形金型23Aの保持部24Aで保持する。前記保持部24Aは、前記放熱部材8を前記成形金型21A〜23Aの前記空間20A内にバランスよく保持させるために、複数この例では4本のピン構造からなる。
このとき、図示していないが、前記給電部材91A〜93Aの一端部と他端部の前記オスターミナル910A〜930Aとは、前記成形金型21A、23Aに保持されていて、一方、前記給電部材91A〜93Aの中間部は、前記成形金型21A〜23Aの前記空間20A内に配置されている。そして、前記成形金型21A〜23Aの前記空間20A内に前記絶縁部材7Aを射出成形する(図20参照)。
この結果、前記絶縁部材7Aと、前記放熱部材8と、前記給電部材91A〜93Aと、から構成されている前記ソケット部11Aが一体成形部品として成形される(図16〜図18参照)。このとき、図18に示すように、金型成形後の前記ソケット部11Aの前記絶縁部材7Aの前記コネクタ嵌合部73Aの内側のうち、前記成形金型23Aの前記保持部24Aが位置していた箇所には、孔76Aが形成されている。前記孔76A内には、前記絶縁部材7Aと前記放熱部材8との界面が存在している。前記ソケット部11Aが前記成形金型21A〜23Aにより一体成形部品として成形されるときには、前記絶縁部材7Aの外面に乱流発生用の小凹凸(図11を参照)が形成される。
(実施形態2の作用、効果の説明)
この実施形態2における光源ユニット1Aおよび車両用灯具は、前記の実施形態1における光源ユニット1および車両用灯具100の作用効果とほぼ同様の作用効果を達成することができる。
特に、この実施形態2における光源ユニット1Aおよび車両用灯具は、ソケット部11Aに大形の車両用防水コネクタのコネクタ部13Aを設けたので、引っ張り応力が大きくなる。
この実施形態2における光源ユニット1Aおよび車両用灯具は、ソケット部11Aのコネクタ部13Aが大形になるので、ソケット部11Aを金型成形する際に、コネクタ嵌合部73A内において放熱部材8を成形金型23Aの保持部24Aで保持させることができる。このために、保持絶縁部材を使用せずに、放熱部材8を成形金型21A〜23Aの空間20A内に保持することができる。しかも、コネクタ嵌合部73A内の孔76A内に絶縁部材7Aと放熱部材8との界面が存在していても、コネクタ部13Aとコネクタとの嵌合により、防水性が確保される。
(実施形態1、2以外の例の説明)
なお、前記の実施形態1、2においては、5個の発光チップ40〜44を使用するものである。ところが、この発明においては、発光チップとして、2個〜4個、6個以上であっても良い。テールランプ機能として使用する発光チップの個数やレイアウト、および、ストップランプ機能として使用する発光チップの個数やレイアウトは、特に限定しない。すなわち、複数個の発光チップが一列にあるいは円周上に実装されていれば良い。しかも、複数個の発光チップを円周上に配置する場合において、円周の中心に発光チップを配置しなくても良い。その上、2個以上の発光チップを円周上に配置する場合において、等間隔に配置しなくても良い。
また、前記の実施形態1、2においては、テール・ストップランプの複機能のランプに使用するものである。ところが、この発明においては、テール・ストップランプの複機能のランプ以外のコンビネーションランプの複機能のランプにも使用することができる。すなわち、小電流が供給され発光量が小さい発光チップと大電流が供給され発光量が大きい発光チップとを、発光量が小さいサブフィラメントと発光量が大きいメインフィラメントとに、代用することができる。
さらに、前記の実施形態1、2においては、テール・ストップランプの複機能のランプに使用するものである。ところが、この発明においては、単機能のランプにも使用することができる。すなわち、複数個の発光チップをシングルフィラメントに代用して単機能のランプに使用することができる。単機能のランプとしては、ターンシグナルランプ、バックアップランプ、ストップランプ、テールランプ、ヘッドランプのロービームランプ(すれ違い用ヘッドランプ)、ヘッドランプのハイビームランプ(走行用ヘッドランプ)、フォグランプ、クリアランスランプ、コーナリングランプ、ディタイムランニングランプなどがある。
さらにまた、前記の実施形態1、2においては、テールランプとストップランプとの2個のランプの切替に使用するものである。ところが、この発明においては、3個以上のランプの切替にも使用でき、または、切替を行わない1個のランプにも使用できる。
さらにまた、前記の実施形態1、2においては、電源側のコネクタ14のコネクタ部13、13Aへの取付方向と光源ユニット1の車両用灯具100への取付方向とが一致する(平行である)ものである。ところが、この発明においては、電源側のコネクタ14のコネクタ部13、13Aへの取付方向と光源ユニット1の車両用灯具100への取付方向とが交差(直交)するものであっても良い。
さらにまた、前記の実施形態1、2においては、封止部材180としてエポキシ樹脂を使用するものである。ところが、この発明においては、封止部材180としてエポキシ樹脂以外の樹脂、たとえば、シリコンを使用しても良い。
さらにまた、前記の実施形態1、2においては、包囲壁部材18としてエラストマー性樹脂を使用するものである。ところが、この発明においては、包囲壁部材18としてエラストマー性樹脂以外の樹脂を使用しても良い。ただし、封止部材180としてエポキシ樹脂を使用した場合においては、エポキシ樹脂の膨張収縮による応力の緩和のために、包囲壁部材18としてエラストマー性樹脂を使用する。
さらにまた、前記の実施形態1、2においては、包囲壁部材18の壁部の内周面の一端(下端)から他端(上端)にかけて末広がりに傾斜している反射面が設けられているものである。ところが、この発明においては、包囲壁部材18の壁部の内周面に反射面を設けなくても良い。この場合において、包囲壁部材18の壁部の内周面は、傾斜面ではなく、垂直面であっても良い。
さらにまた、前記の実施形態1、2においては、包囲壁部材18の壁部の肉厚(壁部の内周面から外周面までの厚さ)がほぼ均一(均等)である。ところが、この発明においては、包囲壁部材18の壁部の肉厚がほぼ均一でなくても良い。
さらにまた、前記の実施形態1、2においては、包囲壁部材18の壁部の内周面の形状が円形状、すなわち、基板3の実装面34に対して垂直方向に見て、4個の発光チップ41〜44の円周と同心円の円形状である。ところが、この発明においては、包囲壁部材18の壁部の内周面の形状が、楕円形状、あるいは、楕円を基調とした形状(すなわち、基準楕円の長軸方向の両端部の曲線を基準楕円の中心側に変位させた形状)であっても良い。この場合においては、複数個の発光チップを楕円あるいは基準楕円の長軸方向に一列に配置する。
100 車両用灯具
101 ランプハウジング
102 ランプレンズ
103 リフレクタ
104 透孔
105 灯室
106 透孔
107 反射面
108 パッキン
1、1A 光源ユニット
10 光源部
11、11A ソケット部
12 カバー部
13、13A コネクタ部
14 コネクタ
144、145、146 ハーネス
18 包囲壁部材
180 封止部材
20、20A 空間
21、22、23、21A、22A、23A 成形金型
24、24A 保持部
3 基板
30 高反射面
31、32、33 切欠
34 実装面
35 当接面
40、41、42、43、44 発光チップ
5 保持絶縁部材
50 水平部
51、52、53 垂直部
7、7A 絶縁部材
70 取付部
71 鍔部
72 小凹凸
73、73A コネクタ嵌合部
74、74A 凹部
75、75A ロック部
76、76A 孔
8 放熱部材
80 当接面
81、82、83 挿入孔
84 一端部
85 他端部
86 凹部
91、92、93、91A、92A、93A 給電部材
910、920、930、910A、920A、930A オスターミナル
O 中心

Claims (4)

  1. 車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットにおいて、
    光源部と、ソケット部と、を備え、
    前記光源部は、半導体型光源の発光チップを有し、
    前記ソケット部は、
    前記光源部が取り付けられていて、前記光源部で発生する熱を外部に放射させる放熱部材と、
    前記光源部と電気的に接続されていて、前記光源部に給電する給電部材と、
    前記給電部材の中間部を外装し、かつ、前記放熱部材と前記給電部材とを相互に絶縁状態で組み込む絶縁部材と、
    から構成されている一体成形部品であり、
    前記ソケット部には、前記給電部材の一部と前記絶縁部材の一部とから構成されているコネクタ部が設けられていて、
    前記放熱部材のうち、車両用灯具の外側および前記コネクタ部の外側の部分は、前記絶縁部材により覆われている、
    ことを特徴とする車両用灯具の半導体型光源の光源ユニット。
  2. 前記コネクタ部は、小形のコネクタ部であり、
    前記ソケット部は、前記給電部材を組み付けた保持絶縁部材に前記放熱部材を保持させて成形金型の空間内に配置して、前記保持絶縁部材を前記コネクタ部の外側において前記成形金型の保持部で保持した状態で、前記成形金型の空間内に前記絶縁部材を成形してなる一体成形部品である、
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具の半導体型光源の光源ユニット。
  3. 前記コネクタ部は、大形のコネクタ部であり、
    前記ソケット部は、前記給電部材の中間部を成形金型の空間内に配置しかつ前記給電部材の両端部を前記成形金型に保持し、前記放熱部材を前記成形金型の空間内に配置しかつ前記放熱部材を前記コネクタ部の内側において前記成形金型の保持部で保持した状態で、前記成形金型の空間内に前記絶縁部材を成形してなる一体成形部品である、
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具の半導体型光源の光源ユニット。
  4. 半導体型光源を光源とする車両用灯具において、
    灯室を区画するランプハウジングおよびランプレンズと、
    前記灯室内に配置されている前記請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットと、
    を備える、ことを特徴とする車両用灯具。
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