JP6003382B2 - 車両用灯具の半導体型光源、車両用灯具の半導体型光源ユニット、車両用灯具 - Google Patents
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図1〜図6は、この発明にかかる車両用灯具の半導体型光源の実施形態1、および、この発明にかかる車両用灯具の半導体型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6中において、符号「VU−VD」はスクリーンの上下垂直線を、符号「HL−HR」はスクリーンの左右水平線を、それぞれ示す。
前記車両用灯具100は、この例では、リアフォグランプである。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、テール・ストップランプ機能、テールランプ機能、ストップランプ機能、バックアップランプ機能、ターンシグナルランプ機能、クリアランスランプ機能など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。
前記半導体型光源ユニット1は、図1〜図4に示すように、半導体型光源としての光源部10と、ソケット部11と、光学部品としてのレンズ部12と、を備える。前記光源部10は、前記ソケット部11の一端部(上端部)に取り付けられている。前記レンズ部12は、前記ソケット部11の一端部に固定もしくは着脱可能に取り付けられている。前記光源部10は、キャップ形状もしくはカバー形状の前記レンズ部12により覆われている。
前記光源部10は、図2〜図5に示すように、基板3と、複数個この例では4個の半導体発光素子(LEDチップ、発光チップ)41、42、43、44(以下、「41〜44」と記載する場合がある)と、制御素子としての抵抗(図示せず)およびダイオード(図示せず)と、配線素子としての配線パターン(図示せず)およびボンディングワイヤ(図示せず)および4個の導電性接着剤610、620、630、640(以下、「610〜640」と記載する場合がある)および4個の実装パッド611、621、631、641(以下、「611〜641」と記載する場合がある)およびワイヤパッド(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〜図4に示すように、正面視四角形をなす。なお、前記基板3は、四角形の4角を切除したほぼ八角形の板形状をなすものであっても良い。前記基板3の1辺(下辺)には、前記ソケット部11の3本の給電部材91、92、93(以下、「91〜93」と記載する場合がある)が挿通する挿通孔が設けられている。前記基板3の一面には、平面の実装面30が設けられている。前記基板3の他面の下面には、平面の当接面が設けられている。なお、高反射部材のセラミック製の前記基板3の実装面30に、さらに高反射塗料や高反射蒸着などの高反射面を設けても良い。
4個の前記半導体発光素子41〜44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。前記半導体発光素子41〜44は、図2〜図5に示すように、正面視、すなわち、前記基板3の実装面30に対して垂直方向から、見て微小な矩形すなわち正方形の半導体チップ(光源チップ)からなり、この例では、ベアチップからなる。4個の前記半導体発光素子41〜44は、前記基板3の実装面30に実装されている面以外の一正面および四側面から光を放射する。
前記抵抗および前記ダイオードは、前記基板3に実装されていて、前記ソケット部11の前記給電部材91〜93と4個の前記半導体発光素子41〜44との間を前記配線素子を介して電気的に接続されている。前記抵抗および前記ダイオードは、4個の前記半導体発光素子41〜44に供給する電流を制御する素子である。
前記配線素子は、図5に示すように、複数の配線パターンと、4本のボンディングワイヤと、4個の導電性接着剤610〜640と、4個の実装パッド611〜641と、4個のワイヤパッドと、から構成されている。前記配線素子610〜640、611〜641は、半田62を介して前記ソケット部11の給電部材91〜93と電気的にかつ機械的に接続されていて、前記制御素子を介して4個の前記半導体発光素子41〜44に給電するものである。
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〜図4に示すように、4個の前記半導体発光素子41〜44全部と、前記配線素子の一部(複数の前記配線パターンの一部および4本の前記ボンディングワイヤ全部および4個の前記導電性接着剤610〜640全部および4個の前記実装パッド611〜641全部および4個の前記ワイヤパッド全部)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。
前記ソケット部11は、図2〜図4に示すように、絶縁部材7と、放熱部材8と、3本の前記給電部材91〜93と、金属体2と、を備えるものである。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中に、相互に絶縁状態で一体に組み込まれている。前記ソケット部11は、前記絶縁部材7と、前記放熱部材8と、前記給電部材91〜93との一体構造からなるものである。
前記金属体2は、図3、図4に示すように、この例では、アルミニウム製の板形状をなし、プレス加工により成形されている。前記金属体2の一面の固定面は、グリース(熱伝導性グリース)を介して前記放熱部材8に固定されている。前記金属体2の他面の当接面には、図示しない熱伝導性媒体(たとえば、熱伝導性接着剤や熱伝導性グリースなど)を介して前記基板3の前記当接面が密着している。
前記絶縁部材7は、図3に示すように、前記給電部材91〜93の一部の中間部を外装して、前記放熱部材8と前記給電部材91〜93とを相互に絶縁状態で組み込むものである。前記絶縁部材7は、たとえば、絶縁性の樹脂部材からなる。前記絶縁部材7の一端面から前記給電部材91〜93の一端部が突出している。前記絶縁部材7の他端面から前記給電部材91〜93の他端部が突出している。
前記放熱部材8は、前記光源部10で発生する熱を外部に放射させるものである。前記放熱部材8は、たとえば、熱伝導性なお導電性をも有する樹脂部材からなる。樹脂部材の前記放熱部材(熱伝導樹脂部材)8は、熱伝導性樹脂、たとえば、炭素繊維(短炭素繊維)、あるいは、炭素顆粒、あるいは、炭素繊維と炭素顆粒との混合物を含有する樹脂から構成されている。前記放熱部材8は、この例では、少なくとも炭素繊維を含有する樹脂の射出成形品から構成されている。なお、前記放熱部材8は、たとえば、熱伝導性なお導電性をも有するアルミダイカストから構成されているものであっても良い。
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の一端部(前記基板3に取り付けられる端部)は、それぞれストレートピンからなる。ストレートピンの前記給電部材91〜93の一端部は、横一直線上に配置されていて、前記絶縁部材7の一端面(前記基板3に対向する面)から突出している。前記給電部材91〜93の一端部は、前記基板3を貫通して、半田62により、電気的に接続されていてかつ機械的に取り付けられている。なお、前記半田62の代わりにレーザー溶接などであっても良い。
前記放熱部材8の一部の前記コネクタ嵌合部および前記給電部材91〜93の一部の前記ターミナルは、コネクタ部13を構成する。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。
前記レンズ部12は、光透過性部材からなる光学部品でかつカバー部材である。前記レンズ部12は、図1、図3、図4に示すように、外径が前記放熱部材8の保護壁80の内径とほぼ同等もしくは若干小さいほぼ円筒形状をなす。前記レンズ部12は、ほぼ円錐台形(杯形状)のレンズ本体120と、前記レンズ本体120に一体に設けられている4本の取付体121と、から構成されている。前記レンズ本体120と4本の前記取付体121との間、および、4本の前記取付体121相互間には、開口部122が設けられている。
この実施形態1における車両用灯具の半導体型光源(光源部10)およびこの実施形態1における車両用灯具の半導体型光源ユニット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における半導体型光源(光源部10)および半導体型光源ユニット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。
この実施形態1における半導体型光源すなわち光源部10および半導体型光源ユニット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。
図7は、この発明にかかる半導体型光源すなわち光源部および半導体型光源ユニットおよび車両用灯具の実施形態2を示す。以下、この実施形態2における半導体型光源すなわち光源部および半導体型光源ユニットおよび車両用灯具について説明する。図中、図1〜図6と同符号は、同一のものを示す。
この実施形態2における半導体型光源すなわち光源部および半導体型光源ユニットおよび車両用灯具は、前記の実施形態1における半導体型光源すなわち光源部10および半導体型光源ユニット1および車両用灯具100と、ほぼ同様の作用効果を達成することができる。
図8は、この発明にかかる半導体型光源すなわち光源部および半導体型光源ユニットおよび車両用灯具の実施形態3を示す。以下、この実施形態3における半導体型光源すなわち光源部および半導体型光源ユニットおよび車両用灯具について説明する。図中、図1〜図7と同符号は、同一のものを示す。
この実施形態3における半導体型光源すなわち光源部および半導体型光源ユニットおよび車両用灯具は、前記の実施形態1における半導体型光源すなわち光源部10および半導体型光源ユニット1および車両用灯具100と、ほぼ同様の作用効果を達成することができる。
なお、前記の実施形態1、2、3においては、4個の半導体発光素子41〜44を使用するものである。ところが、この発明においては、半導体型光源を5個以上使用しても良い。
101 ランプハウジング
102 ランプレンズ
103 リフレクタ
104 取付孔
105 灯室
106 透孔
107 反射面
108 パッキン
1 半導体型光源ユニット
10 光源部(半導体型光源)
11 ソケット部
12 レンズ部
120 レンズ本体
121 取付体
122 開口部
123 取付突起
124、125 ガイド凸部
13 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
2 金属体
3 基板
30 実装面
41、42、43、44 半導体発光素子
610、620、630、640 導電性接着剤(配線素子)
611、621、631、641 実装パッド(配線素子)
62 半田
7 絶縁部材
8 放熱部材
80 保護壁
81 取付孔
82、83 ガイド凹部
84 取付貫通孔
86 鍔部
87 取付部
91、92、93 給電部材
O 中心
VU−VD 上下垂直線
HL−HR 左右水平線
T1 上下2個の半導体発光素子の中心間距離
T2 左右2個の半導体発光素子の中心間距離
T3 上下2個の半導体発光素子の中心間距離、上左2個の半導体発光素子の中心間距離、上右2個の半導体発光素子の中心間距離、下左2個の半導体発光素子の中心間距離、下右2個の半導体発光素子の中心間距離
Claims (5)
- 実装面を有する基板と、
前記基板の前記実装面に実装されている少なくとも4個の半導体発光素子と、
を備え、
少なくとも4個の前記半導体発光素子のうち4個の前記半導体発光素子は、正方形をなし、対角線が上下左右に十字となる状態で、上下左右に十字にそれぞれ配置されており、
4個の前記半導体発光素子の全部を包囲する円環状形状の包囲壁部材をさらに備え、
前記包囲壁部材の内周面には、4個の前記半導体発光素子から放射される光を所定の方向に反射させる反射面が設けられている
ことを特徴とする車両用灯具の半導体型光源。 - 4個の前記半導体発光素子は、上下2個の前記半導体発光素子の中心間距離と、左右2個の前記半導体発光素子の中心間距離と、の比が1:2となる状態で、上下左右にひし形にそれぞれ配置されている、
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。 - 4個の前記半導体発光素子は、上下2個の前記半導体発光素子の中心間距離と、上左2個の前記半導体発光素子の中心間距離と、上右2個の前記半導体発光素子の中心間距離と、下左2個の前記半導体発光素子の中心間距離と、下右2個の前記半導体発光素子の中心間距離と、がそれぞれ最小距離で等しくなる状態で、上下左右にひし形にそれぞれ配置されている、
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。 - 絶縁部材と放熱部材と給電部材とを組み合わせてなるソケット部と、
前記ソケット部に取り付けら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と、
を備える、
ことを特徴とする車両用灯具の半導体型光源ユニット。 - 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、
前記請求項4に記載の車両用灯具の半導体型光源ユニットと、
を備え、
前記ソケット部が前記ランプハウジングに取り付けられていて、前記半導体型光源が前記灯室内に配置されている、
ことを特徴とする車両用灯具。
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