本発明の一実施形態は、光源ユニット、照明装置、及び、車両に関し、より詳細には、半導体発光素子を光源とする光源ユニット、照明装置、及び、車両に関する。
以下、本実施形態に係る光源ユニットについて図面を参照して説明する。本実施形態では、光源ユニットは、車両(例えば自動車、自動二輪車など)のフォグランプに用いられているが、光源ユニットの用途はフォグランプに限定されず、車両のヘッドライト又はバックライトでもよいし、車両用の照明装置以外の照明装置にも使用できる。すなわち、本発明は、以下の実施形態に限定されず、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
本実施形態の光源ユニット1について図1〜図8を参照して説明する。
本実施形態の光源ユニット1は、半導体発光素子(LED10)、点灯回路20、第1放熱板30、第2放熱板40、配線部材(ワイヤーハーネス29)、連結部材50を備えているとともに、カバー60、導電部材130をさらに備えている。以下の光源ユニット1の説明では、図1A及び図1Bに矢印で示した上下方向、左右方向、及び前後方向が、それぞれ、光源ユニット1の上下方向、左右方向、及び前後方向にあたる。
光源ユニット1は、半導体発光素子としてLED(Light Emitting Diode
)10を備えている。LED10の数は1個でも複数個でもよく、光源ユニット1が複数個のLED10を備える場合は、複数個のLED10が直列又は並列に接続されていてもよい。なお、半導体発光素子はLED10に限定されず、有機EL素子(Organic Electro Luminescent Devices)でもよい。
点灯回路20は、図4に示すように、入力フィルタ回路21と、DC−DCコンバータ回路22と、出力フィルタ回路23と、制御回路24とを備えている。
入力フィルタ回路21は、車両のバッテリである直流電源120に電気的に接続される。入力フィルタ回路21は例えばチョークコイルを備えたノイズフィルタであり、DC−DCコンバータ回路22から直流電源120側に流れる高周波のノイズ成分を減衰させる。
DC−DCコンバータ回路22は例えば昇圧型のチョッパ回路である。DC−DCコンバータ回路22は、入力フィルタ回路21を介して入力された直流電源120の電源電圧を、一定の直流電圧に変換して出力する。なお、DC−DCコンバータ回路22は昇圧形のチョッパ回路に限定されず、昇降圧型のチョッパ回路や、降圧型のチョッパ回路でもよい。
出力フィルタ回路23は、DC−DCコンバータ回路22とLED10との間に電気的に接続されている。出力フィルタ回路23は、例えばコモンモードチョークを備えるノイズフィルタであり、DC−DCコンバータ回路22の出力に含まれる高周波のノイズ成分を減衰させる。
制御回路24は、DC−DCコンバータ回路22が有するスイッチング素子を制御する。制御回路24は、スイッチング素子のデューティ比を制御することによって、DC−DCコンバータ回路22の出力電圧を調整する。制御回路24は、LED10に流れる電流値が所望の電流値となるように、スイッチング素子のデューティ比を制御する。
この点灯回路20では、DC−DCコンバータ回路22が、直流電源120から入力フィルタ回路21を介して入力された直流電圧の電圧変換を行う。DC−DCコンバータ回路22の出力電圧は出力フィルタ回路23を介してLED10に印加される。DC−DCコンバータ回路22の出力電圧に応じた電流がLED10に流れることで、LED10が点灯する。
点灯回路20はプリント配線基板のような回路基板25を有している(図2参照)。回路基板25には、入力フィルタ回路21、DC−DCコンバータ回路22、出力フィルタ回路23、及び制御回路24を構成する電気部品26が実装されている。回路基板25は、第2放熱板40の厚み方向における2つの面(第1面40a、第2面40b)のうち第1放熱板30に近い第1面(前面)40aに取り付けられている(図1A参照)。第2放熱板40の第1面40aには、後面が開口した箱型のカバー60が取り付けられている。第2放熱板40にカバー60が取り付けられた状態では、カバー60によって回路基板25が覆われている。
回路基板25には、2本の差込端子27(第2の端子)が取り付けられている(図2参照)。2本の差込端子27は雄側の端子であり、点灯回路20に通電するための端子である。2本の差込端子27は、回路基板25を厚み方向に貫通しており、回路基板25の後面から後方に突出している。差込端子27には、直流電源120からの給電線110に設けられた雌側の接続端子111(第1の端子)が着脱可能に接続される(図5参照)。光源ユニット1の差込端子27に、直流電源120からの給電線110の接続端子111が接続されると、直流電源120から点灯回路20に直流電圧が供給される。なお、第1の端子および第2の端子の形状は本実施形態の形状に限定されず、他の形状でもよい。例えば、第2の端子は、給電線110の端末に設けられた端子(第1の端子)又は給電線110自体がネジ止めされるネジ端子でもよいし、第1の端子および第2の端子は、互いに着脱可能なコネクタの端子でもよい。
また、回路基板25の前面には、ワイヤハーネス29の一端に設けられたプラグコネクタ29aが着脱可能に接続されるソケットコネクタ28が設けられている(図1A参照)。ソケットコネクタ28は出力フィルタ回路23の出力端に電気的に接続されている。ソケットコネクタ28は、カバー60に設けられた角孔61を通してカバー60の外側に露出している。
第1放熱板30は、金属材料(例えばアルミ合金など)により平板状に形成されている。第1放熱板30は、例えば、矩形状であり、第1放熱板30の長さ方向、幅方向、及び厚み方向は、それぞれ、光源ユニット1の左右方向、前後方向、及び、上下方向に一致する。第1放熱板30には、連結部材50の上面(第1取付面50a)と上下方向において重なる部位に貫通孔31が設けられている。貫通孔31には皿ネジ71が挿入される。貫通孔31の内周面は、下端側から上端側に向かって穴径が徐々に大きくなるような傾斜面となっている。したがって、皿ネジ71が貫通孔31に挿入された状態では、皿ネジ71の頭部が第1放熱板30の上面から上側に突出しないようになっている。
第1放熱板30の厚み方向における2つの面のうち、第2放熱板40に近い実装面(図1Aの下面)30aには絶縁膜が形成されている。実装面30aに形成された絶縁膜の表面には、LED10と、ワイヤハーネス29の他端に設けられたプラグコネクタ29bが着脱可能に接続されるソケットコネクタ32とが設けられている。また、実装面30aに形成された絶縁膜の表面には、ソケットコネクタ32とLED10との間を電気的に接続する回路配線(例えば銅箔などの金属膜からなる回路配線)が形成されている。ここで、ワイヤハーネス29のプラグコネクタ29aがソケットコネクタ28に接続され、プラグコネクタ29bがソケットコネクタ32に接続されると、出力フィルタ回路23の出力端にワイヤハーネス29を介してLED10が電気的に接続される。
なお、LED10と点灯回路20とを電気的に接続する配線部材はワイヤハーネス29に限定されない。例えば、LED10と点灯回路20とが、導電板を介して電気的に接続されてもよい。また、LED10と点灯回路20とが、連結部材50を構成する成形部品に一体に設けられた導電板を介して電気的に接続されてもよい。
第1放熱板30には、導電部材130の一部が挿入される貫通孔33(第1凹部)が設けられている。貫通孔33は例えば第1放熱板30をプレス加工することによって形成されているので、貫通孔33の内周面には絶縁膜が形成されておらず、第1放熱板30の地金が露出している。なお、本実施形態では第1凹部が貫通孔33であるが、第1凹部が第1放熱板30を貫通することは必須ではなく、第1凹部は第1放熱板30を貫通しない穴でもよい。
第2放熱板40は、金属材料(例えばアルミ合金など)により平板状に形成されている。第2放熱板40は、例えば、矩形状であり、第2放熱板40の長さ方向、幅方向、及び厚み方向は、それぞれ、光源ユニット1の左右方向、上下方向、及び、前後方向に一致する。第2放熱板40の左右方向における最大幅寸法は、第1放熱板30の後端部の左右方向における最大幅寸法とほぼ同じである。
第2放熱板40の厚み方向における2つの面(第1面40A、第2面40B)のうち、第1放熱板30に近い第1面(図1Aの前面)40aには点灯回路20の回路基板25がネジ73を用いてネジ止めされる。第2放熱板40には、連結部材50を固定するための2本のネジ72がそれぞれネジ込まれる2個のネジ孔41と、回路基板25を固定するための3本のネジ73がそれぞれネジ込まれる3個のネジ孔42とが設けられている。ここで、2個のネジ孔41と、3個のネジ孔42のうちの2個とは、第2放熱板40において連結部材50の後面(第2取付面50b)と前後方向において重なる部位に設けられている。
また、第2放熱板40の前面には、回路基板25を位置決めするための2個の突起43と、回路基板25の後面に接触する2個の突起44と、カバー60を位置決めするための2個の突起45とが、例えばプレス加工によって形成されている。回路基板25には3個のネジ孔42にそれぞれ対向する3個の貫通孔251が設けられている。また、回路基板25には、2個の突起43にそれぞれ対応する2個の貫通孔252が設けられている。
回路基板25は、2個の貫通孔252にそれぞれ対応する突起43が挿入された状態で第2放熱板40の前側に配置され、3個の貫通孔251にそれぞれ挿入されたネジ73を対応するネジ孔42にネジ込むことによって第2放熱板40に取り付けられる。回路基板25が第2放熱板40にネジ止めされた状態では、回路基板25の後面に突起44が接触しているので、回路基板25が安定する。
連結部材50は、第1放熱板30及び第2放熱板40のそれぞれの材料(例えばアルミ合金のような金属材料)に比べて、熱伝導率が低い材料で形成されている。本実施形態では、連結部材50は例えばPBT(Poly Butylene Terephthalate)のような合成樹脂で形成されているが、連結部材50の材料はPBTに限定されるものではなく、PBT以外の合成樹脂でもよい。連結部材50は、例えば、電気絶縁性の材料で形成される。
連結部材50は、多面体であり、左右方向に直交する面での断面形状が逆L字形となるように形成されている。連結部材50の上面である第1取付面50aには、第1放熱板30の後端部が皿ネジ71を用いてネジ止めされている。連結部材50の後面である第2取付面50bには、第2放熱板40の上部がネジ72を用いてネジ止めされている。
連結部材50において、第1放熱板30が取り付けられる第1取付面50aと、第2放熱板40が取り付けられる第2取付面50bとは、互いに交差する位置関係にある(図3参照)。第1取付面50aと第2取付面50bとが互いに交差する位置関係にあるとは、第1放熱板30の厚み方向における一面及び第2放熱板40の厚み方向における一面とそれぞれ直交する面内で、第1取付面50aの法線方向(図3の直線D1と平行な方向)と第2取付面50bの法線方向(図3の直線D2と平行な方向)とが任意の角度で交差する位置関係にあることを意味する。なお、本実施形態では第1取付面50aの法線方向と第2取付面50bの法線方向とは直交している。ただし、第1取付面50aの法線方向と第2取付面50bの法線方向との角度は厳密な意味での直角でなくてもよく、直角と見なせるような角度であってもよい。
連結部材50には、第2放熱板40の2個のネジ孔41にそれぞれ対向する2個の貫通孔51が設けられている。また、連結部材50には、第2放熱板40において連結部材50と前後方向において重なる部位に設けられた2個のネジ孔42にそれぞれ対向する2個の貫通孔52が設けられている。また、回路基板25の後面には、前後方向において連結部材50と重なる部位に上記した2つの差込端子27が設けられており、連結部材50には、2つの差込端子27がそれぞれ挿入される2つのスリット53(第2凹部)が設けられている。光源ユニット1では、2つのスリット53のそれぞれに、対応する差込端子27の一部が配置されており、連結部材50によって差込端子27の一部が支持されている。
カバー60は金属材料で形成されている。カバー60は後面が開口した箱型に形成されている。カバー60の左右の側板の後端部には、それぞれ外向きに突出する取付片62が設けられており、左右の取付片62には突起45が挿入される貫通孔63が設けられている。
導電部材130は導電性を有する材料(例えば金属材料)で形成されている。導電部材130は、図6に示すように、固定片131と、突出片132とを有している。
固定片131は矩形の板状に形成されており、固定片131には貫通孔134が設けられている。固定片131は、回路基板25の前面に、回路基板25の右上に設けられた貫通孔251に貫通孔134が重なるように配置される(図2参照)。
突出片132を左右方向から見た形状は略U字形であり、突出片132の一端は固定片131の上側片につながっている。突出片132の他端は二股に分かれており、二股に分かれた部位の先端にはそれぞれ上側に突出する接触片133が設けられている。
この光源ユニット1は以下のようにして組み立てられる。
作業者は、連結部材50の第2取付面50bに第2放熱板40の上部を重ねた状態で、貫通孔51に通したネジ72をネジ孔41にねじ込むことによって、連結部材50に第2放熱板40をネジ止めする。次に、作業者は、第2放熱板40の前面40aに回路基板25を配置し、突起43を貫通孔252に挿入することによって、回路基板25を第2放熱板40に対して位置決めする。作業者は、回路基板25の3つの貫通孔251にそれぞれ前側からネジ73を挿入し、これらのネジ72を対応するネジ孔42にネジ込むことによって、回路基板25を第2放熱板40に取り付ける。この段階では、貫通孔251に貫通孔134が重なるように固定片131が回路基板25の前面40aに配置されており、ネジ72によって導電部材130は回路基板25とともに第2放熱板40に固定されている。したがって、導電部材130と第2放熱板40とがネジ72を介して電気的に接続されている。また、突出片132は連結部材50を迂回するように配置され、接触片133は連結部材50の上面(第1取付面50a)に配置されている。
その後、作業者は、回路基板25を覆うようにしてカバー60を第2放熱板40の前面40aに配置し、取付片62の貫通孔63に挿入された突起45を押し潰すことによって、カバー60を第2放熱板40に固定する。
次に、作業者は、連結部材50の第1取付面50aに第1放熱板30の後部を重ねた状態で、貫通孔31に通した皿ネジ71を連結部材50のネジ穴にねじ込むことによって、連結部材50に第1放熱板30をネジ止めする。このとき、図1B及び図7に示すように、導電部材130の一対の接触片133は、第1放熱板30の貫通孔33に挿入されており、一対の接触片133が貫通孔33の表面に接触する。第1放熱板30の下面30aには絶縁膜が形成されているが、第1放熱板30に穴開け加工を施すことで貫通孔33が形成されているので、貫通孔33の表面には絶縁膜が存在せず、接触片133と第1放熱板30とが電気的に接続される。すなわち、導電部材130を介して第1放熱板30と第2放熱板40とが電気的に接続される。ここで、接触片133のバネ性によって接触片133と第1放熱板30との接触圧が確保されている。
そして、作業者は、ワイヤハーネス29のプラグコネクタ29aをソケットコネクタ28に接続し、プラグコネクタ29bをソケットコネクタ32に接続する。これによって、光源ユニット1の組み立てが完了する。
光源ユニット1の組み立てが完了した状態では、導電部材130を介して第1放熱板30と第2放熱板40との間が電気的に接続されている。なお、導電部材130において第1放熱板30と熱的に結合される部位は接触片33である。また、導電部材130において第2放熱板40と熱的に結合される部位は、固定片131においてネジ72の頭部が接触する部位である。一方、連結部材50において第1放熱板30と接触する部位は第1取付面50aであり、連結部材50において第2放熱板40と接触する部位は第2取付面50bである。したがって、導電部材130において第1放熱板30と第2放熱板40とにそれぞれ熱的に結合される部位の面積は、それぞれ、連結部材50において第1放熱板30と第2放熱板40とにそれぞれ接触する部位の面積よりも小さい。よって、導電部材130の材料が連結部材50の材料より熱伝導率が高くても、第1放熱板30と第2放熱板40との間で導電部材130を介して移動する熱量を、第1放熱板30と第2放熱板40との間で連結部材50を介して移動する熱量よりも小さくできる。したがって、第1放熱板30と第2放熱板40とが導電部材130を介して電気的に接続されていたとしても、第1放熱板30と第2放熱板40との間で熱が伝わりにくくなる。
なお、光源ユニット1では、導電部材130が第2放熱板40に取り付けられ、接触片133が第1放熱板30に接触している。ただし、導電部材130が第1放熱板30に取り付けられ、接触片133が第2放熱板40に接触してもよい。
また、導電部材130は上記の形態に限定されず、第1放熱板30と第2放熱板40との間を低抵抗で電気的に接続可能であれば、適宜変更が可能である。例えば、導電部材130の一端が、第1放熱板30の側面に溶接、ネジ止めなどの方法で固定され、導電部材130の他端が、第2放熱板40の側面に溶接、ネジ止めなどの方法で固定されていてもよい。これにより、第1放熱板30と第2放熱板40とが導電部材130を介して電気的に接続される。また、図8に示す光源ユニット1の別の例のように、導電部材130に代えて、第1放熱板30と第2放熱板40との間に跨がるように貼り付けられた導電テープ140が導電部材として用いられてもよい。また、光源ユニット1のさらに別の例では、導電部材130に代えて、一端が第1放熱板30にネジ止めされ、他端が第2放熱板30にネジ止めされた電線が導電部材として用いられてもよい。
以上述べたように、本実施形態の光源ユニット1は、半導体発光素子(LED10)と、点灯回路20と、第1放熱板30と、第2放熱板40と、配線部材(ワイヤーハーネス29)と、連結部材50とを備える。点灯回路20は半導体発光素子を点灯させる。第1放熱板30には半導体発光素子が配置されている。第2放熱板40には点灯回路20が配置されている。配線部材は、半導体発光素子と点灯回路20とを電気的に接続する。連結部材50には第1放熱板30と第2放熱板40とがそれぞれ取り付けられている。連結部材50は、第1放熱板30及び第2放熱板40に比べて熱伝導率が低い。
これにより、第1放熱板30と第2放熱板40とが一体的に連結されている場合に比べて、第1放熱板30と第2放熱板40との間で熱が伝わりにくくなる。したがって、半導体発光素子及び点灯回路20の一方で発生した熱が他方に伝わりにくくなり、その結果、半導体発光素子及び点灯回路20の放熱をそれぞれで適切に行うことができるから、光源ユニット1の放熱性能を向上できる。また、第1放熱板30と第2放熱板40とはそれぞれ連結部材50に取り付けられているので、一体の部品として取り扱うことができ、光源ユニット1の運搬作業や組立作業が容易になるという利点もある。
また、本実施形態の光源ユニット1では、連結部材50は、第1取付面50aと、第1取付面50aと交差する位置関係にある第2取付面50bとを有する。第1取付面50aには第1放熱板30が取り付けられ、第2取付面50bには第2放熱板40が取り付けられる。
これにより、第1放熱板30と第2放熱板40とが平行するように連結部材50に取り付けられる場合に比べて、光源ユニット1を小型にできる。
また、本実施形態の光源ユニット1は、第1放熱板30と第2放熱板40とを電気的に接続する導電部材130をさらに備えている。
第1放熱板30及び第2放熱板40の一方をアースに接続すれば、第1放熱板30及び第2放熱板40の他方もアースに接続されることになる。この場合、第1放熱板30及び第2放熱板40の両方をアースに接続することができるから、点灯回路20から放射されるノイズを低減できる。
また、本実施形態の光源ユニット1では、導電部材130は、第1放熱板30と第2放熱板40との間で導電部材130を介して移動する熱量が、第1放熱板30と第2放熱板40との間で連結部材50を介して移動する熱量に比べて小さくなるように形成されている。
これにより、第1放熱板30と第2放熱板40とが導電部材130を介して電気的に接続されている場合でも、第1放熱板30と第2放熱板40との間で熱が伝わりにくくなる。
また、本実施形態の光源ユニット1では、導電部材130において第1放熱板30と第2放熱板40とにそれぞれ熱的に結合される部位の面積が、それぞれ、連結部材50において第1放熱板30と第2放熱板40とにそれぞれ接触する部位の面積より小さい。
これにより、第1放熱板30と第2放熱板40との間で導電部材130を介して移動する熱量が減少する。
また、本実施形態の光源ユニット1では、導電部材130が、可撓性を有する接触片133を有している。第1放熱板30及び第2放熱板40のうちの一方の表面に接触片133が接触しており、第1放熱板30及び第2放熱板40のうちの他方に導電部材130が取り付けられている。
これにより、第1放熱板30及び第2放熱板40がそれぞれ連結部材50に取り付けられると、第1放熱板30及び第2放熱板40のうちの一方の表面に接触片133が接触する。したがって、導電部材130を第1放熱板30及び第2放熱板40の両方に取り付ける必要がなくなり、導電部材130の取付作業が簡単になる。
また、本実施形態の光源ユニット1では、第1放熱板30及び第2放熱板40のうち接触片133が接触する放熱板は、接触片133が挿入される第1凹部(貫通孔33)を備えている。
これにより、第1凹部に挿入された接触片133を第1凹部の表面(つまり、内面)に接触させることで、第1放熱板30と第2放熱板40とが導電部材130を介して電気的に接続される。なお、第1凹部は、放熱板を貫通する貫通孔でもよいし、放熱板の一部が凹んだ穴(放熱板を貫通しない穴)でもよい。
また、本実施形態の光源ユニット1は、点灯回路20に通電するための電気接続部(差込端子27)をさらに備えており、連結部材50は、電気接続部の一部が挿入される第2凹部(スリット53)を備えている。
これにより、第1放熱板30と第2放熱板40とが取り付けられる連結部材50に電気接続部(差込端子27)を支持させることができる。
また、本実施形態の光源ユニット1では、電気接続部は、給電線110の第1の端子(雌側の接続端子111)に電気的に接続される第2の端子(雄側の差込端子27)を有している。
これにより、給電線110の第1の端子を電気接続部の第2の端子に電気的に接続する作業を容易に行うことができる。
次に、本実施形態の光源ユニット1を備える照明装置300について図5及び図9を参照して説明する。なお、照明装置300の説明では、図5及び図9に矢印で示した上下方向、左右方向、及び前後方向が、それぞれ、照明装置300の上下方向、左右方向、及び前後方向にあたるの各方向を基準として説明を行う。
照明装置300は、例えば車両(例えば自動車、自動二輪車など)の車体101に搭載されるフォグランプである。
照明装置300は、本実施形態の光源ユニット1と、ケース301と、カバー303(透光性部材)とを備える。ここにおいて、透光性部材とは光の透過性を有する部材であり、透光性部材は透明の部材でも、半透明の部材でもよい。
ケース301は例えばPBTなどの合成樹脂の成型品である。ケース301は、前面に開口部302を有する箱型に形成されている。ケース301の内部には光源ユニット1が収納されている。光源ユニット1は、第2放熱板40の第2面40bをケース301の後壁に対向させ、第1放熱板30をケース301の上側壁に接触させた状態で、ケース301の内部に収納されている。
第1放熱板30は、ケース301の内部において、第2放熱板40よりも開口部302に近い位置であって、前後方向と交差する方向の一端側(例えば上側)に配置されている。ただし、第1放熱板30は下側に配置されてもよいし、左側又は右側に配置されてもよい。第1放熱板30はケース301に接触しているので、ケース301が車体101に電気的に接続されていれば、第1放熱板30が車体101と電気的に接続されることになる。
ケース301の後壁には、差込端子27を外部に露出させるための貫通孔304が設けられ、この貫通孔304の周りには筒状の周壁305が設けられている。直流電源120からの給電線110の先端には雌側の接続端子111が設けられ、この接続端子111の周りを囲むように筒状のハウジング112が取り付けられている。ハウジング112の内部に周壁305が挿入されると、雌側の接続端子111が雄側の差込端子27に接続されて、直流電源120が点灯回路20に電気的に接続される。また、ハウジング112の内部に周壁305が挿入されると、周壁305の外側面に設けられた突起306が、ハウジング112の内側面に設けられた凹部に引っ掛かることで、ハウジング112と周壁305との接続状態が保持される。
ケース301は、後部の上側に設けられた軸を中心にして所定の角度範囲で揺動可能な状態で車体101に取り付けられている。ケース301の向きが所定の角度範囲内の任意の角度に設定されることで、照射光の向きが調整される。点灯回路20に通電するための差込端子27は連結部材50から後方に突出しており、連結部材50が上側に位置するように光源ユニット1がケース301に収納されている。すなわち、ケース301の揺動中心に近い位置に差込端子27が位置しているので、照射光の向きを調整するためにケース301を揺動させる場合でも差込端子27の変位量を小さくできる。
カバー303は、光の透過性を有する合成樹脂(例えばポリカーボネートなど)又はガラスによって形成されている。カバー303は、ケース301に取り付けられた状態で開口部302を閉塞する(図5及び図9参照)。カバー303は光の透過性を有しているので、光源ユニット1からの光はカバー303を通して外部に放射される。なお、カバー303は光の透過性を有していればよく、カバー303は透明でも半透明でもよい。
ここで、第1放熱板30に取り付けられたLED10は下向きに光を放射するので、光源ユニット1には、LED10から放射された光を前方に反射する反射部材80が取り付けられている。反射部材80は、例えば合成樹脂の成型品である。反射部材80は、第1放熱板30の実装面30aに固定される固定部81と、反射部82とを有している。
固定部81は、例えば第1放熱板30の貫通孔35に上側から挿入されたネジ74を、固定部81のネジ孔81aにねじ込むことによって、第1放熱板30にネジ止めされる(図5参照)。
反射部82は、固定部81の前端部から前方下向きに突出している。反射部82の左右方向と直交する断面の形状は、後端部から前端部に向かうにつれて、第1放熱板30からの距離が徐々に大きくなるような断面形状である。反射部82の厚み方向における2つの面のうちLED10に近い面はLED10の光を反射する反射面82aとなる。この反射面82aはLED10の位置を焦点とするような放物面となっているので、LED10から照射された光は反射面82aで反射され、前方に向かって照射される。なお、反射面82aには反射率を高めるために例えば銀メッキが施されている。
ところで、図5に示す光源ユニット1では、カバー60の前面60aが、下側にいくほど前方に突出するように第2放熱板40(回路基板25)の前面に対して傾斜している。点灯回路20を構成する電気部品26には、チョークコイルやコモンモードチョークのような相対的に背が高い長身部品26aと、抵抗器やコンデンサのような相対的に背が低い短身部品26bとがある。光源ユニット1では、点灯回路20を構成する複数の電気部品26は、長身部品26aと連結部材50との距離L2が、短身部品26bと連結部材50との距離L1よりも大きくなるように、回路基板25(第2放熱板40)に配置されている。したがって、カバー60の前面60aを、下側にいくほど前方に突出するように第2放熱板40の前面に対して傾斜させることができ、反射部材80とカバー60との機械的な干渉が起こりにくくなる。
図10は照明装置300を備える車両100の正面図である。車両100は、照明装置300と、照明装置300が取り付けられる車体101とを有している。具体的には、車両100では、車体101の前部の左右にそれぞれフォグランプである2つの照明装置300が取り付けられている。なお、車体101の前部の左右には、フォグランプとして使用される照明装置300の上側に、それぞれ前照灯として使用される2つの照明装置200が取り付けられている。
上述のように、照明装置300は、光源ユニット1と、開口部302を有し内部に光源ユニット1を収納するケース301と、開口部302を閉塞するようにケース301に取り付けられた透光性部材(カバー303)とを有している。照明装置300は光源ユニット1を備えているので、半導体発光素子(LED10)及び点灯回路20の放熱がそれぞれ適切に行われ、放熱性能が向上する。
また、車両100は、照明装置300と、照明装置300が取り付けられる車体101とを有している。照明装置300は光源ユニット1を備えているので、半導体発光素子(LED10)及び点灯回路20の放熱がそれぞれ適切に行われ、放熱性能が向上する。
また、照明装置300において、開口部302がケース301の前側にあり、第1放熱板30及び第2放熱板40は以下のように配置されてもよい。第2放熱板40は、厚み方向における第1面40a及び第2面40b(図1A,図1B参照)を有している。第2放熱板40の第2面40bは、ケース301の内部においてケース301の後側に対向して配置されている。第1放熱板30は、ケース301の内部において、第2放熱板40よりも開口部302に近い位置に配置される。そして、第2放熱板40の第1面40aに点灯回路20(回路基板25)が配置されている。 このように配置されることで、ケース301の内部に光源ユニット1をコンパクトに収納できる。
また、照明装置300は反射部材80をさらに備えている。第1放熱板30の厚み方向における2つの面のうち第2放熱板40に近い面(実装面30a)に、半導体発光素子(LED10)が配置されている。反射部材80は、反射部82を有しており、ケース301の内部において、第2放熱板40よりも開口部302に近い位置に、反射部82が半導体発光素子と対向するように配置されている。反射部82は、後端部から前端部に向かうにつれて、第1放熱板30からの距離が徐々に大きくなるような反射面82aを有しており、反射部材80の反射部82と第2放熱板40との間に点灯回路20(回路基板25)が配置されている。
これにより、反射部材80と第2放熱板40との間にできる空間を利用して点灯回路20を収納することができ、照明装置300の小型化を図ることができる。
また、本実施形態の照明装置300において、点灯回路20を構成する複数の電気部品26には、相対的に背が高い電気部品(長身部品26a)と、相対的に背が低い電気部品(短身部品26b)とがある。ここで、複数の電気部品26のうち長身部品26aと連結部材50との距離L2が、複数の電気部品26のうち短身部品26bと連結部材50との距離L1よりも大きくなるように回路基板25(第2放熱板40)に配置されている。
これにより、電気部品26と反射部材80との機械的な干渉が起こりにくくなる。
また、本実施形態の照明装置300において、反射部材80は、反射部82の後端部に設けられて第1放熱板30に固定される固定部81をさらに有している。半導体発光素子(LED10)が搭載された第1放熱板30に反射部材80が固定されているので、半導体発光素子と反射部材80との位置関係を精度良く管理できる。
また、車両100は、照明装置300と、照明装置300が取り付けられる車体101とを備えている。車両100は光源ユニット1を備えているので、半導体発光素子(LED10)及び点灯回路20の放熱がそれぞれ適切に行われ、放熱性能が向上する。
ところで、図5及び図9は、光源ユニット1を備える、フォグランプである照明装置300を示している。一方、図11は、本実施形態の変形例の光源ユニット1aを備える、前照灯である照明装置200を示している。
図11は、照明装置200の断面図である。
この照明装置200は、光源ユニット1aと、開口部202を有する箱型のケース201と、ケース201に取り付けられた状態でケース201の開口部202を閉塞するレンズ203(透光性部材)とを備える。
光源ユニット1aはケース201の内部に収納されている。この光源ユニット1aでは、第1放熱板30の厚み方向における2つの面30a,30bのうち第2放熱板40から遠い面30bに、半導体発光素子であるLED10が搭載されている。実装面30bの表面には絶縁膜が形成され、この絶縁膜の表面にLED10が搭載されている。また、絶縁膜の表面には、ソケットコネクタ32と、このソケットコネクタ32とLED10との間を電気的に接続する回路配線(例えば銅箔などの金属膜からなる回路配線)も形成されている。なお、光源ユニット1aにおいて光源ユニット1と同一の構成要素には共通の符号を付して説明を省略する。
第1放熱板30の実装面30bには、LED10から上向きに照射された光を前方に反射する反射部材80aが取り付けられている。反射部材80aは、図5の反射部材80と同様の構成を有しているので、同一の構成要素には共通の符号を付して説明を省略する。
反射部材80aは、固定部81の孔81bに通したネジ75を第1放熱板30のネジ孔36にネジ込むことによって、第1放熱板30に取り付けられる。反射部材80aの反射部82は、固定部81の前端部から前方上向きに突出している。反射部82は、後端部から前端部に向かうにつれて、第1放熱板30からの距離が徐々に大きくなるような断面形状に形成されている。反射部82の厚み方向における2つの面のうちLED10に近い面はLED10の光を反射する反射面82aとなる。この反射面82aはLED10の位置を焦点とするような放物面となっているので、LED10から放射された光は反射面82aで反射され、前方に向かって照射される。反射面82aには反射率を高めるために例えば銀メッキが施されている。なお、固定部81は第1放熱板30にネジ止めされているが、固定部81はネジ止め以外の方法で第1放熱板30に固定されてもよい。例えば、固定部81は、溶接・カシメ固定・スナップフィットなどの適宜の方法で第1放熱板30に固定されてもよい。
ケース201は例えばPBTなどの合成樹脂の成型品である。ケース201は、前面に開口部202を有する箱型に形成されている。光源ユニット1aは、第2放熱板40をケース201の後壁に接触させた状態で、ケース201の内部に収納されている。第1放熱板30は、ケース201の内部において、第2放熱板40よりも開口部202に近い位置に配置されている。
ケース201の後壁には、差込端子27を外部に露出させるための貫通孔204が設けられ、この貫通孔204の周りには筒状の周壁205が設けられている。直流電源120からの給電線110の先端には雌側の接続端子111が設けられ、この接続端子111の周りを囲むように筒状のハウジング112が取り付けられている。ハウジング112の内部に周壁205が挿入されると、雌側の接続端子111が雄側の差込端子27に接続されて、直流電源120が点灯回路20に電気的に接続される。また、ハウジング112の内部に周壁205が挿入されると、周壁205の外側面に設けられた突起206が、ハウジング112の内側面に設けられた凹部に引っ掛かることで、ハウジング112と周壁205との接続状態が保持される。
レンズ203は、透明な合成樹脂(例えばポリカーボネートなど)又はガラスによって形成され、ケース201に取り付けられた状態で開口部202を閉塞する。レンズ203には、LED10からの直接光又は反射部材80aによる反射光が入射されており、レンズ203によって配光が制御される。
また、第1放熱板30の厚み方向における2つの面30a,30bのうち、第2放熱板40に近い面30aには、反射部材90が取り付けられている。反射部材90は固定部91と反射部92とを有している。固定部91はネジ76を用いて第1放熱板30の下側の面30aにネジ止めされる。反射部92は固定部91の前端部から前方下向きに突出する。この反射部92は、第2放熱板40の前方に配置されており、前方から第2放熱板40を見えないようにしている。反射部92の開口部202側の面92aには例えば銀メッキなどを施すことが好ましい。なお、固定部91は第1放熱板30にネジ止めされているが、固定部91はネジ止め以外の方法で第1放熱板30に固定されてもよい。例えば、固定部91は、溶接・カシメ固定・スナップフィットなどの適宜の方法で第1放熱板30に固定されてもよい。 以上のように、照明装置200において、第1放熱板30の厚み方向における2つの面30a,30bのうち第2放熱板40から遠い面30bに、半導体発光素子(LED10)が搭載されてもよい。
これにより、第1放熱板30の厚み方向における2つの面30a,30bのうち第2放熱板40から遠い面30bに半導体発光素子が搭載された照明装置200を提供できる。
上記の実施形態から明らかなように、本発明の第1の態様の光源ユニット(1,1a)は、半導体発光素子(10)と、点灯回路(20)と、第1放熱板(30)と、第2放熱板(40)と、配線部材(29)と、連結部材(50)とを備える。点灯回路(20)は半導体発光素子(10)を点灯させるように構成されている。第1放熱板(30)には半導体発光素子(10)が配置されている。第2放熱板(40)には点灯回路(20)が配置されている。配線部材(29)は、半導体発光素子(10)と点灯回路(20)とを電気的に接続する。連結部材(50)には第1放熱板(30)と第2放熱板(40)とがそれぞれ取り付けられている。連結部材(50)は、第1放熱板(30)及び第2放熱板(40)に比べて熱伝導率が低い。
本発明の第2の態様の光源ユニット(1,1a)は、第1の態様に基づいており、連結部材(50)は、第1取付面(50a)と、第1取付面(50a)と交差する位置関係にある第2取付面(50b)とを有する。第1取付面(50a)には第1放熱板(30)が取り付けられ、第2取付面(50)bには第2放熱板(40)が取り付けられる。
本発明の第3の態様の光源ユニット(1,1a)は、第1又は第2の態様に基づいており、第1放熱板(30)と第2放熱板(40)とを電気的に接続する導電部材(130)をさらに備えている。
本発明の第4の態様の光源ユニット(1,1a)は、第3の態様に基づいており、導電部材(130)は、第1放熱板(30)と第2放熱板(40)との間で導電部材(130)を介して移動する熱量が、第1放熱板(30)と第2放熱板(40)との間で連結部材(50)を介して移動する熱量に比べて小さくなるように形成されている。
本発明の第5の態様の光源ユニット(1,1a)は、第3又は第4の態様に基づいており、導電部材(130)において第1放熱板(30)と第2放熱板(40)とにそれぞれ熱的に結合される部位の面積が、それぞれ、連結部材(50)において第1放熱板(30)と第2放熱板(40)とにそれぞれ接触する部位の面積より小さい。
本発明の第6の態様の光源ユニット(1,1a)は、第3〜第5の態様のいずれか一つに基づいており、導電部材(130)は、可撓性を有する接触片(133)を有している。第1放熱板(30)及び第2放熱板(40)のうちの一方の表面に接触片(133)が接触しており、第1放熱板(30)及び第2放熱板(40)のうちの他方に導電部材(130)が取り付けられている。
本発明の第7の態様の光源ユニット(1,1a)は、第6の態様に基づいており、第1放熱板(30)及び第2放熱板(40)のうち接触片(133)が接触する放熱板は、接触片(133)が挿入される第1凹部(33)を備えている。
本発明の第8の態様の光源ユニット(1,1a)は、第1〜第7の態様のいずれか一つに基づいており、点灯回路(20)に通電するための電気接続部(27)をさらに備えている。連結部材(50)は、電気接続部の一部が挿入される第2凹部(53)を備えている。
本発明の第9の態様の光源ユニット(1,1a)は、第8の態様に基づいており、電気接続部(27)は、給電線110の第1の端子(111)に電気的に接続される第2の端子(27)を有している。
本発明の第10の態様の照明装置(200,300)は、第1〜第9の態様の光源ユニット(1,1a)と、開口部(202,302)を有し内部に光源ユニット(1)を収納するケース(201,301)と、開口部(202,302)を閉塞するようにケース(201,301)に取り付けられた透光性部材(203,303)とを備えている。
本発明の第11の態様の照明装置(200,300)は、第10の態様に基づいており、開口部(202,302)がケース(201,301)の前側にある。第2放熱板(40)は、厚み方向における第1面(40a)及び第2面(40b)を有している。第2放熱板(40)の第2面(40b)は、ケース(201,301)の内部においてケース(201,301)の後側に対向して配置されている。第1放熱板(30)は、ケース(201,301)の内部において、第2放熱板(40)よりも開口部(202,302)に近い位置に配置されている。そして、第2放熱板(40)の第1面(40a)に点灯回路(20)が配置されている。
本発明の第12の態様の照明装置(300)は、第11の態様に基づいており、反射部材(80)をさらに備えている。第1放熱板(30)の厚み方向における2つの面(30a,30b)のうち第2放熱板(40)に近い面(実装面30a)に、半導体発光素子(10)が配置されている。反射部材(80)は、反射部(82)を有しており、ケース(301)の内部において、第2放熱板(40)よりも開口部(302)に近い位置に、反射部(82)が半導体発光素子(10)と対向するように配置されている。反射部(82)は、後端部から前端部に向かうにつれて、第1放熱板(30)からの距離が徐々に大きくなるような反射面(82a)を有しており、反射部材(80)の反射部(82)と第2放熱板(40)との間に点灯回路(20)が配置されている。
本発明の第13の態様の照明装置(300)は、第12の態様に基づいており、点灯回路(20)を構成する複数の電気部品(26)は、複数の電気部品(26)のうち相対的に背が高い電気部品(26a)と連結部材(50)との距離(L2)が複数の電気部品(26)のうち相対的に背が低い電気部品(26b)と連結部材(50)との距離(L1)よりも大きくなるように配置されている。
本発明の第14の態様の照明装置(200)は、第11の態様に基づいており、第1放熱板(30)の厚み方向における2つの面(30a,30b)のうち第2放熱板(40)から遠い面(30b)に、半導体発光素子(10)が配置されている。反射部材(80)は、反射部(82)を有しており、ケース(201)の内部において、反射部(82)が半導体発光素子(10)と対向するように配置されている。反射部(82)は、後端部から前端部に向かうにつれて、第1放熱板(30)からの距離が徐々に大きくなるような反射面(82a)を有している。
本発明の第15の態様の照明装置(200,300)は、第12〜第14の態様のいずれか一つに基づいており、反射部材(80)は、反射部(82)の後端部に設けられて第1放熱板(30)に固定される固定部(81)をさらに有している。
本発明の第16の態様の車両(100)は、第10〜第15の態様のいずれか一つの照明装置(200,300)と、照明装置(200,300)が取り付けられる車体(101)とを備えている。