説明

車両用灯具の半導体型光源の光源ユニット、車両用灯具

【課題】従来の光源ユニットでは、光学系の設計が煩雑となり、また、ユニットが大型化する。
【解決手段】この発明は、第1ランプ機能の少なくとも1個の発光チップ40および第2ランプ機能の少なくとも2個の発光チップ41〜44がフリップチップタイプのベアチップからなる。第2ランプ機能の発光チップ41〜44が集中して実装されている。第1ランプ機能の発光チップ40が第2ランプ機能の発光チップ41〜44の一側に近接して実装されている。この結果、この発明は、第2ランプ機能の少なくとも2個の発光チップ41〜44が集中して実装されているので、点光源として、光学系の設計が簡単となる。また、この発明は、フリップチップタイプのベアチップを使用するので、ユニットを小型化することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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、第1の軌道上に配置された複数個のフリップチップ型のLEDチップと、第1の軌道の外側の第2の軌道上に配置された複数個のフリップチップ型のLEDチップと、を備えるものである。第1の軌道の複数個のLEDチップのみを点灯することによりテールランプが点灯し、第1の軌道の複数個のLEDチップと第2の軌道の複数個のLEDチップとを同時に点灯することによりストップランプが点灯する。
【0003】
従来の光源ユニットは、第1の軌道の複数個のLEDチップの外側に第2の軌道の複数個のLEDチップを配置するものであるから、第2の軌道の複数個のLEDチップが集中していない。このために、従来の光源ユニットは、第2の軌道の複数個のLEDチップが点光源ではなく面光源となるので、光学系の設計が煩雑となる。また、従来の光源ユニットは、第1の軌道の複数個のフリップチップ型のLEDチップの外側に第2の軌道の複数個のフリップチップ型のLEDチップを配置するものであるから、ユニットが大型化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2007−176219号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
この発明が解決しようとする課題は、従来の光源ユニットでは、光学系の設計が煩雑となり、また、ユニットが大型化する、という点にある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明(請求項1にかかる発明)は、半導体型光源が、第1ランプ機能としての少なくとも1個の発光チップと、第2ランプ機能としての少なくとも2個の発光チップと、からなり、第1ランプ機能の発光チップおよび第2ランプ機能の発光チップがフリップチップタイプのベアチップからなり、第2ランプ機能の発光チップが集中して実装されていて、第1ランプ機能の発光チップが第2ランプ機能の発光チップの一側に近接して実装されている、ことを特徴とする。
【0007】
また、この発明(請求項2にかかる発明)は、第2ランプ機能の発光チップが1列に集中して実装されていて、第1ランプ機能の発光チップが第2ランプ機能の発光チップの列のいずれか一側に近接して実装されていて、第1ランプ機能の発光チップが実装されている第2ランプ機能の発光チップの列のいずれか一側には、第1ランプ機能の発光チップと第2ランプ機能の発光チップとの共通のグランドが配置されている、ことを特徴とする。
【0008】
さらに、この発明(請求項3にかかる発明)は、第1ランプ機能の発光チップおよび第2ランプ機能の発光チップの周囲には、土手部材が実装されていて、土手部材中には、第1ランプ機能の発光チップおよび第2ランプ機能を封止する光透過性の封止部材が注入されている、ことを特徴とする。
【0009】
さらにまた、この発明(請求項4にかかる発明)は、第1ランプ機能の発光チップおよび第2ランプ機能の発光チップが放熱部材に固定されている基板の一面に集中して実装されていて、基板の一面には、発光チップの発光を制御する制御素子と、制御素子を介して発光チップに給電する配線素子と、がそれぞれ実装されていて、基板が、第1ランプ機能の発光チップおよび第2ランプ機能の発光チップおよび配線素子の一部分が実装されている部分と、制御素子および配線素子の残りの部分が実装されている部分と、に分割されていて、第1ランプ機能の発光チップおよび第2ランプ機能の発光チップおよび配線素子の一部分が実装されている発光チップ側の基板と、制御素子および配線素子の残りの部分が実装されている制御素子側の基板とが、相互に隣接して配置されていて、第1ランプ機能の発光チップおよび第2ランプ機能の発光チップ側の配線素子の一部分と、制御素子側の配線素子の残りの部分とには、第1ランプ機能の発光チップおよび第2ランプ機能の発光チップ側の配線素子の一部分と制御素子側の配線素子の残りの部分とを相互に電気的に接続する配線素子接続部材が、それぞれ電気的に接続されていて、発光チップ側の基板が、制御素子側の基板と比較して、熱伝導率が高い部材から構成されている、ことを特徴とする。
【0010】
さらにまた、この発明(請求項5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1〜4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。
【発明の効果】
【0011】
この発明(請求項1にかかる発明)の車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットは、第2ランプ機能の少なくとも2個の発光チップが集中して実装されているので、点光源に近似した第2ランプ機能の光源を得ることができ、これにより、光学系の設計が容易となる。
【0012】
しかも、この発明(請求項1にかかる発明)の車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットは、第1ランプ機能の発光チップおよび第2ランプ機能の発光チップとしてフリップチップタイプのベアチップを使用するので、ワイヤボンディングタイプのベアチップを使用するものと比較して、ユニットを小型化することができる。特に、この発明(請求項1にかかる発明)の車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットは、集中して実装されている第2ランプ機能の発光チップの一側に第1ランプ機能の発光チップを近接して実装するので、ユニットをさらに小型化することができる。
【0013】
また、この発明(請求項2にかかる発明)の車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットは、第1ランプ機能の発光チップが実装されている第2ランプ機能の発光チップの列のいずれか一側には、第1ランプ機能の発光チップと第2ランプ機能の発光チップとの共通のグランドが配置されている。この結果、この発明(請求項2にかかる発明)の車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットは、1列の第2ランプ機能の発光チップの間に第1ランプ機能の発光チップを実装するユニットのように、第2ランプ機能の発光チップに給電する配線素子を、第1ランプ機能の発光チップを跨ぐように配線する必要がなく、第2ランプ機能の発光チップに給電する配線素子を、隣り合う第2ランプ機能の発光チップに最短距離で配線することができる。これにより、この発明(請求項2にかかる発明)の車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットは、第2ランプ機能の発光チップをさらに集中して実装することができるので、その分、光学系の設計がさらに容易となり、かつ、ユニットをさらに小型化することができる。
【0014】
さらに、この発明(請求項3にかかる発明)の車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットは、第1ランプ機能の発光チップおよび第2ランプ機能の発光チップがフリップチップタイプのベアチップであるから、土手部材で第1ランプ機能の発光チップおよび第2ランプ機能の発光チップの周囲を包囲する範囲(面積)を、ワイヤボンディングタイプのベアチップと比較して、小さく(狭く)することができる。この結果、この発明(請求項3にかかる発明)の車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットは、土手部材中に注入する封止部材の容量が小容量で済むので、大容量の封止部材と比較して、封止部材のクラックの発生を低く抑えることができ、その分、封止部材の封止性能を向上させることができ、ユニットの製造の歩留まりが向上する。しかも、この発明(請求項3にかかる発明)の車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットは、封止部材の容量が小容量で済むので、製造コストを安価にすることができ、かつ、封止部材の硬化時間を短縮して製造時間を短縮することができる。
【0015】
さらにまた、この発明(請求項4にかかる発明)の車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットは、発光チップ側の基板が、制御素子側の基板と比較して、熱伝導率が高い部材から構成されているので、発光チップにおいて発生する熱を熱伝導率が高い基板を介して放熱部材から効率良く外部に放射(放出)することができる。これにより、この発明(請求項4にかかる発明)の車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットは、発光チップに供給する電流を上げる(高くする、多くする)ことができ、その分、発光チップから放射される光の光束(光度、輝度、照度、光量)を高く(多く)することができる。
【0016】
しかも、この発明(請求項4にかかる発明)の車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットは、発光チップ側の基板を熱伝導率が高い部材から構成し、一方、制御素子側の基板を安価で熱伝導率が低い部材から構成することができる。このために、この発明(請求項4にかかる発明)の車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットは、発光チップ側の基板として熱伝導率が高い部材から構成されている基板を使用しても、製造コストを安価に保持することができる。
【0017】
その上、この発明(請求項4にかかる発明)の車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットは、第1ランプ機能の発光チップおよび第2ランプ機能の発光チップがフリップチップタイプのベアチップであるから、発光チップ側の基板を、ワイヤボンディングタイプのベアチップを実装する基板と比較して、小さくすることができ、その分、製造コストをさらに安価に保持することができる。
【0018】
さらにまた、この発明(請求項5にかかる発明)の車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットは、前記の課題を解決するための手段により、前記の請求項1〜4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同様の効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】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例を示し、光源部と、ソケット部と、接続部材とを組み付けた状態の平面図である。
【図2】図2は、同じく、光源ユニットを車両用灯具に組み付けた状態を示す縦断面図(垂直断面図)、すなわち、この発明にかかる車両用灯具の実施例を示す縦断面図(垂直断面図)である。
【図3】図3は、同じく、光源ユニットの光源部と、ソケット部の絶縁部材および放熱部材および給電部材との分解斜視図である。
【図4】図4は、同じく、光源ユニットとソケット部との分解斜視図である。
【図5】図5は、同じく、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6】図6は、同じく、発光チップ側の基板を示す平面図である。
【図7】図7は、同じく、制御素子側の基板を示す平面図である。
【図8】図8は、同じく、発光チップ側の基板と制御素子側の基板とを組み付けた状態を示す平面図である。
【図9】図9は、同じく、第1機能の発光チップが右側の第2機能の2個の発光チップと左側の第2機能の2個の発光チップとの間に挟まれた状態で配置されている発光チップ側の基板を示す平面図である。
【図10】図10は、同じく、ワイヤボンディングタイプのベアチップが実装されている発光チップ側の基板と制御素子側の基板とを組み付けた状態を示す平面図である。
【図11】図11は、同じく、図8におけるXI−XI線断面図である。
【図12】図12は、同じく、図8におけるXII−XII線断面図である。
【図13】図13は、同じく、図8におけるXIII−XIII線断面図である。
【図14】図14は、同じく、光源ユニットの半導体型光源の駆動回路を示す電気回路図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
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例およびこの発明にかかる車両用灯具の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。なお、図1、図3〜図5、図11、図12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。また、図3〜図5中においては、接続部材の図示を省略してある。さらに、図8、図10中の発光チップ側の基板の配線素子の図示を省略してある。
【実施例】
【0021】
(構成の説明)
以下、この実施例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例における車両用灯具の構成について説明する。図2において、符号100は、この実施例における車両用灯具である。
【0022】
(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)で第1ランプ機能としてのテールランプ機能と第2ランプ機能としての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。
【0023】
前記車両用灯具100は、図2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、この実施例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14参照)と、を備えるものである。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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配光制御する配光制御部材であって、焦点Fを有する。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。前記ランプハウジング101の前記透孔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。
【0027】
(光源ユニット1の説明)
前記光源ユニット1は、図1〜図5、図13に示すように、光源部10と、ソケット部11と、光学部品としてのカバー部12と、接続部材17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(上端部)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。
【0028】
前記光源ユニット1は、図2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。
【0029】
(光源部10の説明)
前記光源部10は、図1、図3〜図13に示すように、基板3、300と、前記半導体型光源としての複数個この例では5個の発光チップ40、41、42、43、44と、制御素子としての抵抗RS、RT、RPおよびダイオードDS、DTと、配線素子としての導体(パターン、導体パターン)51〜57と、配線素子接続部材15と、土手部材18と、封止部材180と、を備えるものである。
【0030】
前記基板3、300は、図1、図3〜図8、図11〜図14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、300の3辺(右辺、左辺、下辺)のほぼ中央には、前記ソケット部11の給電部材91、92、93が挿通する挿通孔31、32、33がそれぞれ設けられている。前記基板3、300の一面(上面)には、実装面としての平面の取付面34が設けられている。前記基板3、300の他面(下面)には、固定面としての平面の当接面35が設けられている。前記基板3、300の前記挿通孔31〜33の両側には、2個の嵌合孔37がそれぞれ設けられている。なお、前記挿通孔31〜33は、切欠であっても良い。この場合、2個の前記嵌合孔37は、前記の切欠の両側にそれぞれ設けられている。また、前記基板3、300が高反射部材のセラミック製の場合においては、前記取付面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。
【0031】
前記基板3、300の前記取付面34には、前記5個の発光チップ40〜44および前記抵抗RS、RT、RPおよび前記ダイオードDS、DTおよび前記導体51〜57および前記配線素子接続部材15および前記接続部材17および前記土手部材18および前記封止部材180が取り付けられている(すなわち、実装、印刷、焼成、蒸着、半田、レーザー溶接、加締め付け、などにより、設けられている)。
【0032】
(発光チップの説明)
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(この実施例ではLED)であって、前記5個の発光チップ40〜44からなる。すなわち、前記半導体型光源は、第1ランプ機能としてのテールランプ機能(以下、単に「第1ランプ機能」と称する)の1個の発光チップ40と、第2ランプ機能としてのストップランプ機能(以下、単に「第2ランプ機能」と称する)の4個の発光チップ41、42、43、44と、からなる。前記第1ランプ機能の1個の発光チップ40および前記第2ランプ機能の4個の発光チップ41〜44は、フリップチップタイプのベアチップからなる。
【0033】
前記発光チップ40〜44は、図1、図3〜図6、図8、図11、図12に示すように、平面(上)から見て微小な矩形(正方形もしくは長方形)形状の半導体チップ(光源チップ)からなる。前記発光チップ40〜44の一面(下面) の対角線上の2個の角部には、電極45がそれぞれ設けられている。前記発光チップ40〜44の一面を前記基板3、300の前記取付面34に実装して、前記発光チップ40〜44の前記電極45と前記基板3、300の前記導体51〜57とを電気的に接続する。前記5個の発光チップ40〜44は、前記基板3、300に実装されている面以外の正面および側面から光を放射する。
【0034】
前記第2ランプ機能の4個の発光チップ41〜44は、図1に示すように、光学系の前記リフレクタ103の焦点F、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近傍に左右方向に1列に、光源バルブ(電球)のフィラメントもしくは放電電球(HIDランプ)のアーク放電による発光とほぼ同様になるように、配置されている。前記第2ランプ機能の4個の発光チップ41〜44のうち、右側の前記第2ランプ機能の2個の発光チップ41、42と左側の前記第2ランプ機能の2個の発光チップ43、44との間には、前記基板3、300の中心Oであって後記放熱部材8の中心Oもしくはその近傍が位置する。
【0035】
前記第1ランプ機能の1個の発光チップ40は、前記第2ランプ機能の4個の発光チップ41〜44の列の下側に近接して位置する。前記第1ランプ機能の1個の発光チップ40には、小電流が供給され、前記第2ランプ機能の4個の発光チップ41〜44には、大電流が供給される。前記第2ランプ機能の4個の発光チップ41〜44は、順方向に直列に接続されている。
【0036】
(抵抗の説明)
前記抵抗RS、RT、RPは、たとえば、薄膜抵抗もしくは厚膜抵抗もしくはSMDタイプの抵抗などからなる。前記抵抗RS、RTは、所定の駆動電流の値を得るための調整用の抵抗である。すなわち、前記発光チップ40〜44のVf(順方向電圧特性)のばらつきにより、前記発光チップ40〜44に供給される駆動電流の値が変化して前記発光チップ40〜44の明るさ(光束、輝度、光度、照度)においてばらつきが発生する。このために、前記抵抗RS、RTの値を調整して(トリミングして)前記発光チップ40〜44に供給される駆動電流の値を所定値にほぼ一定に設定することにより、前記発光チップ40〜44の明るさ(光束、輝度、光度、照度)のばらつきを調整(吸収)することができる。あるいは、直接、前記発光チップ40〜44の明るさ(光束、輝度、光度、照度)をモニターしながら前記発光チップ40〜44の明るさ(光束、輝度、光度、照度)が一定になるように前記抵抗RS、RTの値をトリミング調整することができる。前記トリミングは、たとえば、レーザーで前記抵抗RS、RTの一部を切り欠いてあるいは全部を切り欠いて(オープン)抵抗値を調整するものである。なお、オープンおよびトリミングにより抵抗値は増加する。
【0037】
前記抵抗RPは、ストップランプの光源である前記第2機能の4個の前記発光チップ41〜44の断線を検出するためのプルダウン抵抗である。前記抵抗RPは、ストップランプ機能の前記ダイオードDSの後段(カソード側)と、グランド側の前記給電部材93との間に直列に接続されている。
【0038】
前記第1ランプ機能の1個の発光チップ40に直列に接続されている前記抵抗RTと、前記第2ランプ機能の4個の発光チップ41〜44に直列に接続されている前記抵抗RSと、前記ストップランプ機能のダイオードDSの後段に直列に接続されている前記抵抗RPとは、それぞれ1個、3個、2個配置されているが、抵抗の容量および調整する抵抗の可変幅により、配置する個数を変える場合がある。すなわち、前記抵抗RS、RT、RPの個数は、限定しない。
【0039】
前記大電流供給のストップランプ機能の発熱容量が大きい前記抵抗RSは、前記光源ユニット1を前記車両用灯具100に装備した際(図2参照)に、5個の前記発光チップ40〜44よりも上位の位置に位置するように配置されている。これは、熱が上昇する性質を利用することにより、前記抵抗RSにおいて発生した熱を、5個の前記発光チップ40〜44に影響を与えずに、上方に逃がすことができる。
【0040】
(ダイオードの説明)
前記ダイオードDS、DTは、たとえば、ベアチップダイオードもしくはSMDダイオードなどからなる。前記第1ランプ機能の1個の発光チップ40と前記抵抗RTとに直列に接続されているダイオードDTと、前記第2ランプ機能の4個の発光チップ41〜44と前記抵抗RSとに直列に接続されているダイオードDSとは、逆接防止機能および逆方向からのパルスノイズ保護機能のダイオードである。
【0041】
(導体の説明)
前記導体51〜57は、たとえば、導電性部材の薄膜配線もしくは厚膜配線などからなる。配線素子としての前記導体51〜57は、制御素子としての前記抵抗RS、RT、RPおよび前記ダイオードDS、DTを介して前記発光チップ40〜44に給電するものである。
【0042】
(発光チップ、抵抗、ダイオード、導体のレイアウトの説明および駆動回路の説明)
前記5個の発光チップ40〜44および前記抵抗RS、RT、RPおよび前記ダイオードDS、DTおよび前記導体51〜57は、図6〜図8のレイアウト図および図14の電気回路図に示すように、配置されていてかつ接続されている。
【0043】
第1導体51には、前記第1ランプ機能の発光チップ40と抵抗RTとダイオードDTとが直列に配置接続されている。第2導体52には、前記第1ランプ機能の発光チップ40と前記第2ランプ機能の発光チップ44とがそれぞれ接続されている。第3導体53には、前記第2ランプ機能の発光チップ41と抵抗RSとダイオードDSとが直列に配置接続されている。第4導体54には、前記第2ランプ機能の発光チップ42が接続されている。第5導体55には、前記第2ランプ機能の発光チップ43が接続されている。第6導体56には、前記第2ランプ機能の発光チップ44が接続されている。第7導体57には、前記抵抗RPが接続されている。前記第7導体57は、前記第3導体53の前記ダイオードDSの後段(カソード)側と、前記第2導体52とに接続されている。
【0044】
(基板3、300の説明)
図6〜図8に示すように、前記基板3、300は、前記5個の発光チップ40〜44および前記配線素子の一部分(すなわち、前記導体51〜56)が実装されている部分300(図6参照)と、前記制御素子(すなわち、前記抵抗RS、RT、RPおよび前記ダイオードDS、DT)および前記配線素子の残りの部分(すなわち、前記導体51〜57)が実装されている部分3(図7参照)と、に分割されている。
【0045】
前記発光チップ40〜44および前記配線素子の一部分51〜56が実装されている発光チップ側の前記基板300と、前記制御素子RS、RT、RP、DS、DTおよび前記配線素子の残りの部分51〜57が実装されている制御素子側の前記基板3とは、相互に隣接して配置されている。すなわち、前記制御素子側の基板3の中央には、前記発光チップ側の基板300よりも一回り大きい抜き孔38が設けられている。前記制御素子側の基板3の前記抜き孔38中には、前記発光チップ側の基板300が配置されている。なお、前記制御素子側の基板3の前記抜き孔38は、前記発光チップ側の基板300よりも一回り大きいので、前記制御素子側の基板3の前記抜き孔38の内周面と前記発光チップ側の基板300の外周面との間には、若干の隙間が開いている(図8、図12参照)。
【0046】
図6、図7、図8に示すように、前記発光チップ側の基板300の周縁部と前記制御素子側の基板3の前記抜き孔38の周縁部とには、前記発光チップ側の基板300と前記制御素子側の基板3との相対位置を決める相対位置決め部39、390がそれぞれ設けられている。前記相対位置決め部39、390は、前記発光チップ側の基板300の周縁部すなわち上下2辺のほぼ中央に設けられている半円形の相対位置決め凹部390と、前記制御素子側の基板3の前記抜き孔38の周縁部すなわち上下2辺のほぼ中央に設けられている半円形の相対位置決め凸部39と、から構成されている。前記相対位置決め凹部390と前記相対位置決め凸部39とは、図7に示すように、非対称に設けられている。この結果、前記相対位置決め凹部390と前記相対位置決め凸部39とは、誤組付機能を有することとなる。前記相対位置決め凹部390と前記相対位置決め凸部39とを相互に嵌合させることにより、図8、図11に示すように、前記相対位置決め凹部390の外面と前記相対位置決め凸部39の内面とが相互当接して(0タッチの状態で当接して)、前記発光チップ側の基板300と前記制御素子側の基板3との平面方向における相対位置が決められると共に、前記発光チップ側の基板300が前記制御素子側の基板3に機械的に固定される。
【0047】
前記御素子側の基板3には、前記ソケット部11の放熱部材8に機械的に固定する固定部材すなわち前記接続部材17が設けられている。この結果、前記御素子側の基板3は、前記接続部材17により、前記ソケット部11の放熱部材8に機械的に固定される。また、前記発光チップ側の基板300は、前記相対位置決め部39、390により、前記制御素子側の基板3に相対位置決めされているので、前記御素子側の基板300を介して、前記ソケット部11の放熱部材8に機械的に固定される。前記発光チップ側の基板300と前記制御素子側の基板3とが前記放熱部材8に固定された状態において、前記発光チップ側の基板300の前記取付面34(実装面、上面)と前記制御素子側の基板3の前記取付面34(実装面、上面)とは、ほぼ面一である。
【0048】
前記発光チップ側の基板300の前記配線素子の一部分(すなわち、テール側の導体51、グランド側の導体52、ストップ側の導体53)と、前記制御素子側の基板3の前記配線素子の残りの部分(すなわち、テール側の導体51、グランド側の導体52、ストップ側の導体53)とには、前記配線素子接続部材15がそれぞれ電気的に接続されている。
【0049】
(配線素子接続部材15の説明)
前記配線素子接続部材15は、導電性部材から構成されている。図12に示すように、前記配線素子接続部材15のほぼ中央には、前記発光チップ側の基板300と前記制御素子側の基板3との相互に作用する応力を緩和する逆U字形状の応力緩和部151が一体に設けられている。また、前記配線素子接続部材15の両端部には、L字形状の配線素子接続部152がそれぞれ一体に設けられている。
【0050】
図12に示すように、前記配線素子接続部152は、前記発光チップ側の基板300の前記配線素子の一部分(すなわち、テール側の導体51、グランド側の導体52、ストップ側の導体53)の電極511、521、531と、前記制御素子側の基板3の前記配線素子の残りの部分(すなわち、テール側の導体51、グランド側の導体52、ストップ側の導体53)の電極510、520、530とに、導電性接着剤(半田または導電ペーストなど)を介してそれぞれ電気的に接続されている。この結果、前記発光チップ側の基板300の前記配線素子の一部分と、前記制御素子側の基板3の前記配線素子の残りの部分とは、前記配線素子接続部材15を介して、相互に電気的に接続されていることとなる。
【0051】
図12に示すように、前記基板3、300には、差込孔370がそれぞれ設けられていて、前記差込孔370中には、前記配線素子接続部152が差し込まれている。これにより、前記配線素子接続部材15は、2分割されている前記基板3、300に機械的に固定され、かつ、2分割されている前記基板3、300の前記配線素子(すなわち、テール側の導体51、グランド側の導体52、ストップ側の導体53)を電気的に接続する。前記配線素子接続部材15としては、図12に示すように、前記配線素子接続部152が2個有するものの外に、前記配線素子接続部152が4個有するものもある。
【0052】
(基板3、300の材質の説明)
前記発光チップ側の基板300は、前記制御素子側の基板3と比較して、熱伝導率が高い部材から構成されている。たとえば、前記発光チップ側の基板300は、(AIN)の基板を使用する。前記制御素子側の基板3は、(アルミナ)の基板または(FR4)の基板を使用する。なお、(FR4)の基板を使用する場合においては、SMDタイプのトリミング抵抗を使用する。
【0053】
(ソケット部11の説明)
前記ソケット部11は、図1〜図5に示すように、絶縁部材7と、放熱部材8と、3本の給電部材91、92、93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。
【0054】
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。たとえば、前記絶縁部材7と前記放熱部材8と前記給電部材91〜93とをインサート成形(一体成形)により一体に構成している構造である。あるいは、前記絶縁部材7と前記給電部材91〜93とをインサート成形(一体成形)により一体に構成して、前記絶縁部材7および前記給電部材91〜93に前記放熱部材8を一体に取り付けてなる構造である。あるいは、前記絶縁部材7に前記給電部材91〜93を一体に組み付け、前記絶縁部材7および前記給電部材91〜93に前記放熱部材8を一体に取り付けてなる構造である。
【0055】
(絶縁部材7の説明)
前記絶縁部材7は、前記光源ユニット1を前記車両用灯具100に、着脱可能にあるいは固定的に取り付けるための取付部が設けられているものである。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は、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(上端部)には、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(上端部)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。なお、前記取付部70は、図3〜図5において3個しか図示されていない。
【0056】
前記取付部70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の縁部を上下から挟み込む(図2参照)。
【0057】
この結果、前記光源ユニット1の前記ソケット部11は、図2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取り付けられる。この時点において、図2に示すように、ソケット部11のうちランプハウジング101から外側に突出している部分(図2中のランプハウジング101よりも下側の部分)がソケット部11のうち灯室105内に収納されている部分(図2中のランプハウジング101よりも上側の部分)よりも大である。
【0058】
前記絶縁部材7の他端部(下端部)には、光源側のコネクタ部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。
【0059】
(放熱部材8の説明)
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(導電性をも有する)のアルミダイカストや樹脂部材からなる。前記放熱部材8は、一端部(上端部)が平板形状をなし、中間部から他端部(下端部)にかけてフィン形状をなす。前記放熱部材8の一端部の上面には、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、300の前記当接面35が相互に当接されている状態で、熱伝導性媒体360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、300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。前記発光チップ側の基板300と前記制御素子側の基板3とが前記放熱部材8に固定された状態において、前記発光チップ側の基板300の前記当接面35(下面)と前記制御素子側の基板3の前記当接面35(下面)とは、ほぼ面一である。
【0060】
前記熱伝導性媒体360は、たとえば、熱伝導性接着剤であって、材質として、エポキシ系樹脂接着剤、シリコン系樹脂接着剤、アクリル系樹脂接着剤などからなり、形態として、液状形態、流動状形態、テープ形態などからなる。なお、前記熱伝導性媒体は、熱伝導性接着剤のほかに、熱伝導性グリースであっても良い。
【0061】
前記放熱部材8の3辺(右辺、左辺、下辺)のほぼ中央には、切欠81、82、83が、前記基板3の前記挿通孔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の切欠81〜83および前記基板3の前記挿通孔31〜33には、前記3本の給電部材91〜93がそれぞれ配置している。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が介在している。前記放熱部材8は、前記絶縁部材7に密着している。前記給電部材91〜93は、前記絶縁部材7に密着している。
【0062】
(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の一端部(上端部)は、末広形状をなしていて、前記放熱部材8の切欠81〜83および前記基板3の前記挿通孔31〜33にそれぞれ位置する。前記給電部材91〜93の一端部は、前記接続部材17を介して、前記光源部10の前記配線6にそれぞれ電気的に接続されている。
【0063】
すなわち、図4に示すように、前記絶縁部材7の一端面(上端面)のうち前記放熱部材8の前記切欠81〜83に対応する箇所には、前記切欠81〜83中に突出する凸部72が一体に設けられている。前記給電部材91、92、93の一端部は、前記凸部72から突出して、前記接続部材17に電気的にかつ機械的に接続されて、前記基板3のテール側の導体51、ストップ側の導体53、グランド側の導体52に、それぞれ電気的に接続されている。このようにして、前記光源部10は、円筒形状の前記ソケット部11の一端部(一端開口部)に取り付けられることとなる。
【0064】
前記給電部材91〜93の他端部(下端部)は、窄まった形状をなしていて、前記コネクタ部13中に配置されている。前記給電部材91〜93の他端部は、オスターミナル(おす型端子)910、920、930を構成するものである。
【0065】
前記第1ランプ機能の1個の発光チップ40のグランドと、前記第2ランプ機能の4個の発光チップ41〜44のグランドとは、共通のグランドである。前記共通のグランドは、前記グランド側の給電部材92からなる。前記共通のグランドとしての前記グランド側の給電部材92は、前記基板3、300のうち、前記第1ランプ機能の1個の発光チップ40と同様に、前記第2ランプ機能の4個の発光チップ41〜44の列の下側に位置する。
【0066】
(コネクタ部13およびコネクタ14の説明)
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)141、142、143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141〜143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141〜143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。
【0067】
図2に示すように、前記コネクタ14の前記第1メスターミナル141〜143および前記第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141〜143)タイプのコネクタ部およびコネクタである。
【0068】
(スイッチの説明)
前記スイッチSWは、可動接点150と、第1固定接点151と、第2固定接点152と、第3固定接点153と、共通固定接点154と、からなる3位置切替スイッチである。
【0069】
前記可動接点150が第1固定接点151の位置に切り替わっているとき(図14中の一点鎖線に示す状態のとき)には、電源15からの電流(駆動電流)が前記第1ランプ機能のダイオードDTと抵抗RTとを経て前記第1ランプ機能の1個の発光チップ40に供給されている状態である。すなわち、前記第1ランプ機能の1個の発光チップ40は、前記第1ランプ機能のダイオードDTと抵抗RTを経て駆動電流が供給されている。
【0070】
前記可動接点150が第2固定接点152の位置に切り替わっているとき(図14中の二点鎖線に示す状態のとき)には、電源15からの電流(駆動電流)が前記第2ランプ機能のダイオードDSと抵抗RSとを経て前記第2ランプ機能の4個の発光チップ41〜44に供給されている状態である。すなわち、前記第2ランプ機能の4個の発光チップ41〜44は、前記第2ランプ機能のダイオードDSと抵抗RSとを経て駆動電流が供給されている。
【0071】
前記可動接点150が第3固定接点153の位置に切り替わっているとき(図14中の実線に示す状態のとき)には、前記5個の発光チップ40〜44への電流供給が遮断されている状態である。
【0072】
(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。
【0073】
前記カバー部12は、図2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ぐものである。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、前記制御素子としての前記抵抗RS、RT、RP、前記ダイオードDS、DTおよび前記配線素子としての前記導体51〜57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。
【0074】
(接続部材17の説明)
以下、前記接続部材17について説明する。前記接続部材17は、導電性および弾性および展性(延性、塑性)を有する部材、たとえば、リン青銅や黄銅などの部材から構成されている。前記接続部材17は、前記光源部10と前記ソケット部11とを電気的に接続するものである。前記接続部材17は、図13に示すように、長方形の板形状の本体部170と、ピン形状(小長方形の板形状)の光源接続部171と、富士山形状(ハの字形状、八の字形状)のソケット接続部172と、を備えるものである。
【0075】
前記光源接続部171は、前記光源部10の前記配線素子(すなわち、テール側の導体51、グランド側の導体52、ストップ側の導体53)に電気的にかつ機械的に接続されるものである。前記光源接続部171は、前記本体部170の2短辺のほぼ中央部に一体に設けられた小長方形の板部を一方向(下方向)にほぼ直角に折り曲げてなるものである。
【0076】
前記ソケット接続部172は、前記ソケット部11の前記給電部材91〜93に電気的にかつ機械的に接続されるものである。前記ソケット接続部172は、前記本体部170に設けられたH形(エ形)の溝に囲まれている2個の片を、前記本体部170から他方向(上方向)に延ばして富士山形状に形成してなるものである。2個の前記ソケット接続部172の一端(上端)の間には、前記給電部材91〜93の一端部が挿入する挿入孔としての隙間173が設けられている。2個の前記ソケット接続部172の相互に対向する内面には、前記本体部170から一方向に湾曲して窄まる面のガイド174が設けられている。前記ガイド174は、前記給電部材91〜93の一端部が前記隙間173に挿入するのをガイドするものである。
【0077】
(接続部材17による光源部10とソケット部11との電気的接続の説明)
まず、前記接続部材17の2個の光源接続部171を前記光源部10の前記基板3の2個の嵌合孔37にそれぞれ嵌合させて、前記基板3の前記嵌合孔37の周囲に設けた導電性接着剤(半田または導電ペーストなど)380に熱を加える。これにより、前記接続部材17の前記光源接続部171が、前記光源部10の前記基板3の前記配線素子(すなわち、テール側の導体51、グランド側の導体52、ストップ側の導体53)にそれぞれ電気的にかつ機械的に接続されることとなり、かつ、前記光源部10の前記基板3と前記接続部材17とが仮固定(サブアセンブリ)される。なお、前記発光チップ側の基板300は、前記相互位置決め部39、390を介して前記制御素子側の基板3に誤組付けされることなく機械的に固定されている。
【0078】
つぎに、前記ソケット部11の前記放熱部材8の前記当接面80上に前記熱伝導性媒体360を塗布して、前記給電部材91〜93の一端部を前記基板3の前記挿通孔31〜33の中に挿通させる。
【0079】
つづいて、前記光源部10の前記基板3の前記当接面35を前記ソケット部11の前記熱伝導性媒体360上に載せる。それから、前記接続部材17の2個のソケット接続部172を前記給電部材91〜93の一端部の両側に弾性当接または加締め付ける。そして、弾性当接したまたは加締め付けた前記接続部材17の2個の前記ソケット接続部172と前記給電部材91〜93の一端部の両側とをレーザー溶接などにより溶接する。なお、図13中の符号「175」および太い実線部分は、溶接部分を示す。これにより、前記接続部材17の前記ソケット接続部172が、前記ソケット部11の前記給電部材91〜93に電気的にかつ機械的に接続されることとなる。
【0080】
前記の弾性当接または加締め付け工程中および前記溶接工程中において、前記基板3、300を前記放熱部材8側に加圧する。前記加圧下において、前記熱伝導性媒体360を取り付け固定させる。これにより、前記光源部10と前記ソケット部11とが前記接続部材17により電気的に接続される。また、前記加圧下において、2分割されている前記基板3、300相互に応力がかかっても、前記配線素子接続部材15の前記応力緩和部151により前記の応力は緩和される。さらに、前記加圧下において、2分割されている前記基板3、300を接続する前記配線素子接続部材15にかかるたわみ応力を緩和させるために、クッション性を有する押し冶具を使用して、前記基板3、300を前記放熱部材8側に加圧する。さらにまた、前記制御素子側の基板3は、前記給電部材91〜93のレイアウト(配置)により、前記放熱部材8に誤組付けされることなく固定されている。
【0081】
(土手部材18、封止部材180の説明)
前記土手部材18は、絶縁性部材たとえば樹脂から構成されている。前記土手部材18は、平面からみてT字形状をなし、かつ、前記発光チップ40〜44および前記配線素子としての前記導体51〜56の高さよりも十分な高を有する。前記土手部材18は、前記封止部材180を注入(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。
【0082】
前記土手部材18の一端面(下端面)には、位置決め部としての位置決め凸部184が少なくとも2個一体に設けられている。一方、前記基板3の前記取付面34には、位置決め部としての位置決め貫通孔36が少なくとも2個、前記位置決め凸部184と対応して設けられている。前記位置決め凸部184と前記位置決め貫通孔36とを相互に嵌合することにより、前記土手部材18と前記基板3とは、相互に位置決めされる。なお、前記位置決め貫通孔36は、前記位置決め凸部184が嵌合する位置決め凹部であっても良い。
【0083】
前記位置決め凸部184および前記位置決め貫通孔36により前記基板3と相互に位置決めされた前記土手部材18は、前記発光チップ40〜44および前記導体51〜56が実装されている前記基板300の前記取付面34に絶縁性接着剤(図示せず)により接着固定(実装)されている。
【0084】
前記土手部材18は、図6、図8に示すように、5個の前記発光チップ40〜44全部および前記導体51〜56の一部を包囲するものである。
【0085】
前記封止部材180は、光透過性部材、たとえば、エポキシ樹脂から構成されていて、前記土手部材18中に適量注入される。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全部および前記導体51〜56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全部および前記導体51〜56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ぐものである。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。
【0086】
(作用の説明)
この実施例における車両用灯具の半導体型光源の光源ユニット1およびこの実施例における車両用灯具100(以下、「この実施例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。
【0087】
まず、スイッチSWの可動接点150を第1固定接点151に切り替える。すると、電源15からの電流(駆動電流)は、第1ランプ機能のダイオードDTと抵抗RTとを経て、第1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、第1ランプ機能の1個の発光チップ40が発光する。
【0088】
この第1ランプ機能の1個の発光チップ40から放射された光は、光源ユニット1の封止部材およびカバー部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、第1ランプ機能としてのテールランプ機能の配光を外部に照射する。
【0089】
つぎに、スイッチSWの可動接点150を第2固定接点152に切り替える。すると、電源15からの電流(駆動電流)は、第2ランプ機能のダイオードDSと抵抗RSとを経て、第2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、第2ランプ機能の4個の発光チップ41〜44が発光する。
【0090】
この第2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、光源ユニット1の封止部材およびカバー部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、第2ランプ機能としての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)。
【0091】
それから、スイッチSWの可動接点150を第3固定接点153に切り替える。すると、電流(駆動電流)が遮断される。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。
【0092】
そして、光源部10の発光チップ40〜44および抵抗RT、RS、RPおよびダイオードDT、DSおよび導体51〜57において発生した熱は、基板3、300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。また、第2ランプ機能の4個の発光チップ41〜44のうち少なくとも1個が断線すると、車両側のシステムがプルダウン抵抗RPの状態変化により第2ランプ機能の4個の発光チップ41〜44のうち少なくとも1個の断線を検出することができる。
【0093】
(効果の説明)
この実施例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。
【0094】
この実施例における光源ユニット1および車両用灯具100は、第2ランプ機能の4個の発光チップ41〜44が集中して実装されているので、点光源に近似した第2ランプ機能の光源を得ることができ、これにより、光学系の設計が容易となる。
【0095】
しかも、この実施例における光源ユニット1および車両用灯具100は、第1ランプ機能の1個の発光チップ40および第2ランプ機能の4個の発光チップ41〜44としてフリップチップタイプのベアチップを使用するものであるから、ワイヤボンディングタイプのベアチップを使用するものと比較して、ユニットを小型化することができる。特に、この実施例における光源ユニット1および車両用灯具100は、集中して実装されている第2ランプ機能の4個の発光チップ41〜44の一側に第1ランプ機能の1個の発光チップ40を近接して実装するので、ユニットをさらに小型化することができる。
【0096】
また、この実施例における光源ユニット1および車両用灯具100は、第1ランプ機能の1個の発光チップ40が実装されている第2ランプ機能の4個の発光チップ41〜44の列のいずれか一側には、第1ランプ機能の1個の発光チップ40と第2ランプ機能の4個の発光チップ41〜44との共通のグランドとしての給電部材93が配置されている。この結果、この実施例における光源ユニット1および車両用灯具100は、図9に示すように、1列の第2ランプ機能の発光チップ41、42と43、44との間に第1ランプ機能の発光チップ40を実装するユニットのように、第2ランプ機能の発光チップ42、43に給電する配線素子である導体55を、第1ランプ機能の発光チップ40を跨ぐように配線する必要がない。すなわち、この実施例における光源ユニット1および車両用灯具100は、図6に示すように、第2ランプ機能の発光チップ41〜44に給電する配線素子54〜56を、隣り合う第2ランプ機能の発光チップ41〜44に最短距離で配線することができる。これにより、この実施例における光源ユニット1および車両用灯具100は、第2ランプ機能の4個の発光チップ41〜44をさらに集中して実装することができるので、その分、光学系の設計がさらに容易となり、かつ、ユニットをさらに小型化することができる。
【0097】
さらに、この実施例における光源ユニット1および車両用灯具100は、第1ランプ機能の1個の発光チップ40および第2ランプ機能の4個の発光チップ41〜44がフリップチップタイプのベアチップであるから、土手部材18で第1ランプ機能の1個の発光チップ40および第2ランプ機能の4個の発光チップ41〜44の周囲を包囲する範囲(面積)を、図10に示すように、ワイヤボンディングタイプのベアチップ400〜440と比較して、小さく(狭く)することができる。この結果、この実施例における光源ユニット1および車両用灯具100は、土手部材18中に注入する封止部材180の容量が小容量で済むので、大容量の封止部材と比較して、封止部材180のクラックの発生を低く抑えることができ、その分、封止部材180の封止性能を向上させることができ、ユニットの製造の歩留まりが向上する。しかも、この実施例における光源ユニット1および車両用灯具100は、封止部材180の容量が小容量で済むので、製造コストを安価にすることができ、かつ、封止部材の硬化時間を短縮して製造時間を短縮することができる。
【0098】
さらにまた、この実施例における光源ユニット1および車両用灯具100は、発光チップ側の基板300が、制御素子側の基板3と比較して、熱伝導率が高い部材から構成されているので、発光チップ40〜44において発生する熱を熱伝導率が高い基板を介して放熱部材8から効率良く外部に放射(放出)することができる。これにより、この実施例における光源ユニット1および車両用灯具100は、発光チップ40〜44に供給する電流を上げる(高くする、多くする)ことができ、その分、発光チップ40〜44から放射される光の光束(光度、輝度、照度、光量)を高く(多く)することができる。
【0099】
しかも、この実施例における光源ユニット1および車両用灯具100は、発光チップ側の基板300を熱伝導率が高い部材から構成し、一方、制御素子側の基板3を安価で熱伝導率が低い部材から構成することができる。このために、この実施例における光源ユニット1および車両用灯具100は、発光チップ側の基板300として熱伝導率が高い部材から構成されている基板を使用しても、製造コストを安価に保持することができる。
【0100】
その上、この実施例における光源ユニット1および車両用灯具100は、第1ランプ機能の1個の発光チップ40および第2ランプ機能の4個の発光チップ41〜44がフリップチップタイプのベアチップであるから、発光チップ側の基板300を、図10に示すように、ワイヤボンディングタイプのベアチップ400〜440を実装する基板300と比較して、小さくすることができ、その分、製造コストをさらに安価に保持することができる。
【0101】
(実施例以外の例の説明)
なお、前記の実施例においては、第1ランプ機能の発光チップとして1個の発光チップ40を、第2ランプ機能の発光チップとして4個の発光チップ41〜44を、それぞれ使用するものである。ところが、この発明においては、第1ランプ機能の発光チップとして2個の発光チップを使用しても良いし、第2ランプ機能の発光チップとして2個、3個、5個以上の発光チップを使用しても良い。テールランプ機能の第1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の第2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。
【0102】
また、前記の実施例においては、テール・ストップランプの2つのランプ機能を有する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・ストップランプ以外のコンビネーションランプすなわち2つのランプ機能を有するランプにも使用することができる。たとえば、ディタイムランニングランプとロービームランプ(すれ違い用ヘッドランプ)とのコンビネーションランプなどがある。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からなる光源ユニットが、恰も、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からなるダブルフィラメントの光源ユニットと同様の作用をなすものである。
【0103】
さらに、前記の実施例においては、ソケット部11にコネクタ部13を一体に設けたものである。ところが、この発明においては、ソケット部11にコネクタ部13を一体に設けなくても良い。この場合においては、ソケット部11と別個に光源側のコネクタを設け、この光源側のコネクタをハーネスを介して光源ユニット1の給電部材(実施例の給電部材91〜93参照)に電気的に接続するものである。この光源側のコネクタに電源側のコネクタ14を取り付けることにより、光源部10に電気が供給され、また、光源側のコネクタから電源側のコネクタ14を取り外すことにより、光源部10への電気供給が遮断される。
【0104】
さらにまた、前記の実施例においては、土手部材18は、平面から見てT字形状をなすものである。ところが、この発明においては、土手部材の形状、封止部材の容量を規制する範囲などは、特に限定しない。
【0105】
さらにまた、前記の実施例においては、光源ユニット1として、絶縁部材7と放熱部材8と3本の給電部材91、92、93とを備えるソケット部11を使用するものである。ところが、この発明においては、光源ユニットとして、絶縁部材7と3本の給電部材91、92、93とを使用せずに、放熱部材8のみを使用するものであっても良い。この場合において、光源ユニットは、放熱部材と、2分割の基板と、光源部と、を備えるものであって、一方、車両用灯具は、光源部の給電電極(図示せず)に電気的に接続する給電部材を備えるものである。
【0106】
さらにまた、前記の実施例においては、相対位置決め部39、390が、発光チップ側の基板300の周縁部すなわち上下2辺のほぼ中央に設けられている半円形の相対位置決め凹部390と、制御素子側の基板3の抜き孔38の周縁部すなわち上下2辺のほぼ中央に設けられている半円形の相対位置決め凸部39と、から構成されているものである。ところが、この発明においては、逆に、発光チップ側の基板300に相対位置決め凸部を設け、一方、制御素子側の基板3の抜き孔38に相対位置決め凹部を設けても良いし、または、相対位置決め部39、390の個数、形状、位置などは特に限定しない。
【0107】
さらにまた、前記の実施例〜6においては、発光チップ側の基板300が制御素子側の基板3の抜き孔38(発光チップ側の基板300よりも一回り大きい抜き孔38)中に配置されているものである。ところが、この発明においては、発光チップ側の基板と制御素子側の基板の抜き孔とをほぼ同等の大きさとして、発光チップ側の基板を制御素子側の基板の抜き孔中に圧入しても良い。
【0108】
さらにまた、前記の実施例においては、カバー部12、ランプレンズ102により配光制御するものである。ところが、この発明においては、カバー部12、ランプレンズ102のうち少なくともいずれか一方により、あるいは、反射面やレンズなどにより、配光制御するようにしても良い。
【0109】
さらにまた、前記の実施例においては、取付部材としての基板3、300の取付面34に、発光チップ40〜44、配線素子の導体51〜57、抵抗RT、RS、RP、ダイオードDT、DSを実装したものである。ところが、この発明においては、基板3、300を使用せずに、放熱部材8の取付面(当接面80)に絶縁層を介して発光チップ40〜44、配線素子の導体51〜57、抵抗RT、〜RS、RP、ダイオードDT、DSを実装したものであっても良い。この場合において、放熱部材8が取付部材となる。
【0110】
さらにまた、前記の実施例においては、基板を発光チップ側の基板300と制御素子側の基板3とに分割したものである。ところが、この発明においては、基板を分割せずに1枚の基板を使用するものであっても良い。
【0111】
さらにまた、前記の実施例においては、発光チップ側の基板300の配線素子の一部分(すなわち、テール側の導体51、グランド側の導体52、ストップ側の導体53)と制御素子側の基板3の配線素子の残りの部分(すなわち、テール側の導体51、グランド側の導体52、ストップ側の導体53)とをそれぞれ電気的に接続する配線素子接続部材として、応力緩和部151と配線素子接続部152とからなる配線素子接続部材15を使用するものである。ところが、この発明においては、配線素子接続部材として、ボンディングワイヤであっても良い。
【0112】
さらにまた、前記の実施例においては、基板3を放熱部材8に固定する固定部材として接続部材17を使用するものである。ところが、この発明においては、固定部材として、放熱部材に設けたピン部を基板に設けた透孔に通して、そのピン部にワッシャを介してプレートを加締め付けて基板を放熱部材に固定する固定部材であっても良い。
【0113】
さらにまた、前記の実施例においては、制御素子側の基板3を放熱部材8に固定するものである。ところが、この発明においては、発光チップ側の基板300を放熱部材8に固定するようにしても良いし、または、発光チップ側の基板300と制御素子側の基板3とを放熱部材8に固定するようにしても良い。
【0114】
さらにまた、前記の実施例においては、基板3、300に土手部材18を設け、その土手部材18中に封止部材180を注入するものである。ところが、この発明においては、土手部材18にレンズなどの光学部品を設けても良いし、または、土手部材18に反射面を設けても良い。
【0115】
さらにまた、前記の実施例においては、第1ランプ機能の1個の発光チップ40を1列に並べた第2ランプ機能の4個の発光チップ41〜44の下側に位置させ、かつ、共通グランドの給電部材92を第1ランプ機能の1個の発光チップ40と同様に1列に並べた第2ランプ機能の4個の発光チップ41〜44の下側に位置させるものである。ところが、この発明においては、第1ランプ機能の発光チップおよび共通グランドを第2ランプ機能の発光チップの下側に位置させなくても良い。たとえば、第1ランプ機能の発光チップおよび共通グランドを第2ランプ機能の発光チップの上側、左側、右側に位置させても良い。
【符号の説明】
【0116】
1 光源ユニット
10 光源部
11 ソケット部
12 カバー部(光学部品)
13 コネクタ部
14 コネクタ
144、145、146 ハーネス
15 配線素子接続部材
151 応力緩和部
152 配線素子接続部
17 接続部材(固定部材)
170 本体部
171 光源接続部(嵌合突起)
172 ソケット接続部
173 隙間(挿入孔)
174 ガイド
175 溶接部分
18 土手部材
180 封止部材
184 位置決め凸部
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
3 制御素子側の基板
300 発光チップ側の基板
30 高反射面
31、32、33 挿通孔
34 取付面(実装面)
35 当接面(固定面)
36 位置決め貫通孔
360 熱伝導性媒体
37 嵌合孔
370 差込孔
38 抜き孔
380 導電性接着剤
39 相対位置決め凸部
390 相対位置決め凹部
40 第1ランプ機能の発光チップ
41、42、43、44 第2ランプ機能の発光チップ
51、52、53、54、55、56、57 導体(配線素子)
510、511、520、521、530、531 電極
7 絶縁部材
70 取付部
71 鍔部
72 凸部
8 放熱部材
80 当接面(固定面)
81、82、83 切欠
91、92、93 給電部材
910、920、930 オスターミナル
F 焦点
O 中心
RS、RT、RP 抵抗(制御素子)
DS、DT ダイオード(制御素子)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両用灯具の半導体型光源の光源ユニットにおいて、
前記半導体型光源は、第1ランプ機能としての少なくとも1個の発光チップと、第2ランプ機能としての少なくとも2個の発光チップと、からなり、
前記第1ランプ機能の発光チップおよび前記第2ランプ機能の発光チップは、フリップチップタイプのベアチップからなり、
前記第2ランプ機能の発光チップは、集中して実装されていて、
前記第1ランプ機能の発光チップは、前記第2ランプ機能の発光チップの一側に近接して実装されている、
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。
【請求項2】
前記第2ランプ機能の発光チップは、1列に集中して実装されていて、
前記第1ランプ機能の発光チップは、前記第2ランプ機能の発光チップの列のいずれか一側に近接して実装されていて、
前記第1ランプ機能の発光チップが実装されている前記第2ランプ機能の発光チップの列のいずれか一側には、前記第1ランプ機能の発光チップと前記第2ランプ機能の発光チップとの共通のグランドが配置されている、
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の光源ユニット。
【請求項3】
前記第1ランプ機能の発光チップおよび前記第2ランプ機能の発光チップの周囲には、土手部材が実装されていて、
前記土手部材中には、前記第1ランプ機能の発光チップおよび前記第2ランプ機能を封止する光透過性の封止部材が注入されている、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の車両用灯具の半導体型光源の光源ユニット。
【請求項4】
前記第1ランプ機能の発光チップおよび前記第2ランプ機能の発光チップは、放熱部材に固定されている基板の一面に集中して実装されていて、
前記基板の一面には、前記発光チップの発光を制御する制御素子と、前記制御素子を介して前記発光チップに給電する配線素子と、がそれぞれ実装されていて、
前記基板は、前記第1ランプ機能の発光チップおよび前記第2ランプ機能の発光チップおよび前記配線素子の一部分が実装されている部分と、前記制御素子および前記配線素子の残りの部分が実装されている部分と、に分割されていて、
前記第1ランプ機能の発光チップおよび前記第2ランプ機能の発光チップおよび前記配線素子の一部分が実装されている発光チップ側の基板と、前記制御素子および前記配線素子の残りの部分が実装されている制御素子側の基板とは、相互に隣接して配置されていて、
前記第1ランプ機能の発光チップおよび前記第2ランプ機能の発光チップ側の前記配線素子の一部分と、前記制御素子側の前記配線素子の残りの部分とには、前記第1ランプ機能の発光チップおよび前記第2ランプ機能の発光チップ側の前記配線素子の一部分と前記制御素子側の前記配線素子の残りの部分とを相互に電気的に接続する配線素子接続部材が、それぞれ電気的に接続されていて、
前記発光チップ側の基板は、前記制御素子側の基板と比較して、熱伝導率が高い部材から構成されている、
ことを特徴とする請求項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。
【請求項5】
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1〜4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。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【公開番号】特開2012−64359(P2012−64359A)
【公開日】平成24年3月29日(2012.3.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−205936(P2010−205936)
【出願日】平成22年9月14日(2010.9.14)
【出願人】(000000136)市光工業株式会社 (774)
【Fターム(参考)】