(57)【要約】【課題】基板に実装されたＬＥＤと電子部品との熱的な干渉を防いで両者のジャンクション温度を低く抑えることができるＬＥＤランプを提供すること。【解決手段】ハウジング２とその開口部を覆うレンズ３によって形成される空間Ｓ内に、ＬＥＤ４とトランジスタ（電子部品）５が実装された基板６を収容して構成されるＬＥＤランプ１において、前記基板６を、前記ＬＥＤ４が実装された第１領域６Ａと前記トランジスタ５が実装された第２領域６Ｂとに区画するとともに、前記ＬＥＤ４の第１領域６Ａにおける単位面積当たりの消費電力（ワット密度）と前記トランジスタ５の前記第２領域６Ｂにおける単位面積当たりの消費電力（ワット密度）とを略等しく設定する。又、前記基板６の第１領域６Ａと第２領域６Ｂとの境界部分に孔（円孔７又は矩形孔９）を形成する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングとその開口部を覆うレンズによって形成される空間内に、ＬＥＤと電子部品が実装された基板を収容して構成されるＬＥＤランプにおいて、
前記基板を、前記ＬＥＤが実装された第１領域と前記電子部品が実装された第２領域とに区画するとともに、前記ＬＥＤの第１領域における単位面積当たりの消費電力（ワット密度）と前記電子部品の前記第２領域における単位面積当たりの消費電力（ワット密度）とを略等しく設定したことを特徴とするＬＥＤランプ。
【請求項２】
前記基板の第１領域と第２領域との境界部分に孔を形成したことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源としてＬＥＤ(発光ダイオード)を使用するＬＥＤランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両のルームランプ等においても、光源として省電力で高寿命であるＬＥＤが使用されてきているが、ＬＥＤの最大の問題は、投入した電力の大部分が熱となり、自身が発する熱によって発光効率と寿命が低下するという点である。
【０００３】
ところで、ＬＥＤを光源とするＬＥＤランプは、ハウジングとその開口部を覆うレンズによって形成される空間内に、ＬＥＤとトランジスタ等の電子部品が実装された基板を収容して構成されているが、ＬＥＤが発する熱による該ＬＥＤと電子部品のジャンクション温度を許容温度以下に抑えることが課題となっている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、基板に孔を形成し、該孔に熱伝導性樹脂組成物を充填して発熱体に接触、隣接又は熱伝導材料を介して接触させたプリント配線板が提案されている。これによれば、熱拡散を高めて発熱体の温度上昇を抑えることができる。
【０００５】
又、特許文献２には、表面にＬＥＤが搭載されたＬＥＤ搭載領域を有するフレキシブル基板をその裏面の伝熱部材に湾曲した状態で接触させて成るＬＥＤ照明装置において、フレキシブル基板のＬＥＤ搭載領域の湾曲方向両側に、ＬＥＤ搭載領域の曲げ変形を緩和する貫通孔（曲げ変形緩和領域）を形成する構成が提案されている。これによれば、フレキシブル配線基板に搭載されたＬＥＤ半田付け部に加わる曲げ応力を低減して半田クラックや半田剥がれが防がれるともに、フレキシブル配線基板と伝熱部材との接触面積の増大によって放熱性が高められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−０８６７１１号公報
【特許文献２】特開２０１２−１１４０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来のＬＥＤランプにおいて、基板のＬＥＤが実装された領域におけるＬＥＤの単位面積当たりの消費電力（ワット密度）と電子部品が実装された領域における電子部品の単位面積当たりの消費電力（ワット密度）とは同等ではなく、両者の間にはアンバランスが生じていたため、両領域間で熱の移動が生じ、ＬＥＤと電子部品が互いに熱的な影響を受けるという問題があった。例えば、基板の電子部品が実装された領域におけるワット密度の方がＬＥＤが実装された領域のワット密度よりも大きい場合には、電子部品の熱がＬＥＤへと伝導し、ＬＥＤのジャンクション温度が上昇して該ＬＥＤの発光効率と寿命が低下するという問題があった。尚、特許文献１，２には、このような問題の提起と解決策は開示されていない。
【０００８】
本発明は上記観点に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、基板に実装されたＬＥＤと電子部品との熱的な干渉を防いで両者のジャンクション温度を低く抑えることができるＬＥＤランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ハウジングとその開口部を覆うレンズによって形成される空間内に、ＬＥＤと電子部品が実装された基板を収容して構成されるＬＥＤランプにおいて、前記基板を、前記ＬＥＤが実装された第１領域と前記電子部品が実装された第２領域とに区画するとともに、前記ＬＥＤの第１領域における単位面積当たりの消費電力（ワット密度）と前記電子部品の前記第２領域における単位面積当たりの消費電力（ワット密度）とを略等しく設定したことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記基板の第１領域と第２領域との境界部分に孔を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、基板を、ＬＥＤが実装された第１領域と電子部品が実装された第２領域とに区画するとともに、ＬＥＤの第１領域における単位面積当たりの消費電力（ワット密度）と電子部品の前記第２領域における単位面積当たりの消費電力（ワット密度）を略等しく設定したため、基板の第１領域と第２領域間で熱の移動が起こらず、基板の第１領域に実装されたＬＥＤと第２領域に実装された電子部品との熱的な干渉が防がれ、両者のジャンクション温度が低く抑えられる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、基板の第１領域と第２領域との境界部分に形成された孔によって第１領域と第２領域間で熱の移動が確実に防がれるため、ＬＥＤと電子部品のジャンクション温度が低く抑えられ、これらの信頼性が高められる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るＬＥＤランプの斜視図である。
【図２】本発明に係るＬＥＤランプの分解斜視図である。
【図３】本発明に係るＬＥＤランプの平面図である。
【図４】本発明に係るＬＥＤランプの側面図である。
【図５】本発明に係るＬＥＤランプの底面図である。
【図６】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】本発明に係るＬＥＤランプの基板の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本発明に係るＬＥＤランプの斜視図、図２は同ＬＥＤランプの分解斜視図、図３は同ＬＥＤランプの平面図、図４は同ＬＥＤランプの側面図、図５は同ＬＥＤランプの底面図、図６は図３のＡ−Ａ線断面図、図７は同ＬＥＤランプの基板の平面図である。
【００１６】
本実施の形態に係るＬＥＤランプ１は、車両のルームライトとして使用されるものであって、図２及び図６に示すように、ハウジング２とその開口部を覆うレンズ３によって形成される空間Ｓ（図６参照）内に、３つのＬＥＤ４と１つのトランジスタ５が実装された基板６を収容して構成されている。
【００１７】
上記ハウジング２は、光不透過性樹脂によって略矩形ボックス状に一体成形されており、底の深い幅広部２Ａと、該幅広部２Ａに連続して幅広部２Ａよりも幅が狭くて底の浅い幅狭部２Ｂと、該幅狭部２Ｂから一体に突出する端子支持部２Ｃを有している。そして、このハウジング２の幅広部２Ａの左右の側壁には矩形の係合孔２ａが形成されており、端子支持部２Ｂの左右には一対の端子溝２ｂが長手方向に沿って平行に形成されている。又、図５に示すように、ハウジング２の底壁には、前後左右各２つずつ、計４つの矩形の通気用開口孔２ｃと１つの矩形の通気用開口孔２ｄが形成されている。
【００１８】
前記レンズ３は、透明な光透過性樹脂によって略矩形ボックス状に一体成形されており、ハウジング２の前記幅広部２Ａを覆う幅広部３Ａと、該幅広部３Ａに連続してハウジング２の前記幅狭部２Ｂを覆う幅狭部３Ｂを有している。ここで、ハウジング２の端子支持部２Ｃは、レンズ３によって覆われておらず、レンズ３の外部に露出している。又、図６に示すように、レンズ３の幅広部３Ａの内面には配光用のレンズカットが施されており、図２、図４及び図５に示すように、幅広部３Ａの左右からはフック状の係合爪３ａが一体に突設されている。更に、レンズ３の幅広部３Ａの左右の側壁には、各２つの矩形切欠状の通気用開口孔３ｂがそれぞれ形成されている。
【００１９】
前記基板６は、図７に示すように、幅広の第１領域６Ａとこれに連なる幅狭の第２領域６Ｂとに区画した場合、第１領域６Ａの上面には３つの前記ＬＥＤ４が縦方向（図７の左右方向）に適当な間隔で実装されており、第２領域６Ｂの下面には図６に示すように前記トランジスタ５が実装されている。そして、本実施の形態では、図７（ａ）に示すように、基板６の第１領域６Ａと第２領域６Ｂの境界部分には３つの円孔７が幅方向（図７（ａ）の上下方向）に適当な間隔で形成されている。尚、基板６の第１領域６Ａと第２領域６ＢのＬＥＤ４とトランジスタ５の周囲には複数の放熱用の円孔６ａが形成されている。又、図２に示すように、基板６の第２領域６Ｂの端部からは左右２本の端子８が平行に延びた後、Ｕ字状に折り返されて基板６側に向かって平行に延びている。尚、本実施の形態では、基板６の第１領域と６Ａ第２領域６Ｂの境界部分に３つの円孔７を形成したが、これらの円孔７に代えて図７（ｂ）に示すように１つの細長い矩形孔９を形成しても良い。
【００２０】
而して、基板６は、その第１領域６Ａがハウジング２の幅広部２Ａに収容され、第２領域６Ｂがハウジング２の幅狭部２Ｂに収容されるようにしてハウジングク２に組み込まれ、その上からレンズ３を被せ、該レンズ３の左右に突設された係合爪３ａをハウジング２の左右の側壁に形成された係合孔２ａにそれぞれ係合させることによってレンズ３がハウジング２に取り付けられ、これによってＬＥＤランプ１が組み立てられる。尚、このとき、基板６から延びる左右２本の端子８は、ハウジング２の端子支持部２Ｃを上下から挟持しており、その折り返し部はハウジング２の端子支持部２Ｃに形成された左右の端子溝２ｂにそれぞれ嵌め込まれている。
【００２１】
以上のように構成されたＬＥＤランプ１に左右２本の端子８から電力が供給されると、直列に接続された各ＬＥＤ４が発光し、その光はレンズ３を透過して配光されつつ出射することによって周囲の照明に供される。尚、本実施の形態では、トランジスタ５を含む定電流回路によって各ＬＥＤ４には一定の電流がそれぞれ供給される。
【００２２】
而して、本実施の形態は、基板６において、３つのＬＥＤ４の第１領域６Ａにおける単位面積当たりの消費電力（ワット密度）とトランジスタ５の第２領域６Ｂにおける単位面積当たりの消費電力（ワット密度）とを略等しく設定したことを特徴としている。つまり、３つのＬＥＤ４と１つのトランジスタ５の各ワット密度は次式によってそれぞれ算出される。
【００２３】
ＬＥＤのワット密度＝ＬＥＤの消費電力／基板の第１領域の面積            …（１）
トランジスタのワット密度＝トランジスタの消費電力／基板の第２領域の面積…（２）
従って、ＬＥＤ４とトランジスタ５の各ワット密度は、基板６の第１領域６Ａと第２領域６Ｂの各面積を調整することによって略同等となるよう設定される。
【００２４】
本実施の形態においては、表１に示すように、ＬＥＤ４とトランジスタ５に１３．５Ｖの電圧を印加したときの各消費電力はそれぞれ０．３８７Ｗ、０．１３３Ｗ、基板６の第１領域６Ａと第２領域６Ｂの各面積はそれぞれ１３６．１６ｍｍ２、５７．７２ｍｍ２である。
【００２５】
【表１】
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従って、ＬＥＤ４とトランジスタ５の各ワット密度を（１），（２）式から求めると、以下のように略等しくなる。
【００２６】
ＬＥＤのワット密度＝０．３８７Ｗ／１３６．１６ｍｍ２＝０．００２８Ｗ／ｍｍ２
トランジスタのワット密度＝０．１３３Ｗ／５７．７２ｍｍ２
＝０．００２３Ｗ／ｍｍ２
而して、本実施の形態では、ＬＥＤ４とトランジスタ５の各ワット密度を略等しく設定したため、基板６の第１領域６Ａと第２領域６Ｂとの間で熱の移動が起こらず、基板６の第１領域６Ａに実装されたＬＥＤ４と第２領域６Ｂに実装されたトランジスタ５との熱的な干渉が防がれ、両者のジャンクション温度が低く抑えられる。そして、本実施の形態では、基板６の第１領域６Ａと第２領域６Ｂとの境界部分に３つの円孔７を形成したため、これらの円孔７によって基板６の第１領域６Ａと第２領域６Ｂとの間での熱の移動が確実に防がれ、ＬＥＤ４とトランジスタ５の各ジャンクション温度が低く抑えられることとなり、これらのＬＥＤ４とトランジスタ５の信頼性が高められる。因みに、雰囲気温度８０℃、電源電圧１６ＶにおいてＬＥＤ４とトランジスタ５の各ジャンクション温度を評価したところ、それぞれ約１１０℃、約１３０℃であり、各ジャンクション温度がＬＥＤ４とトランジスタ５の各最大（許容）ジャンクション温度１２０℃、１５０℃以下に抑えられることが確認された、
尚、図７（ｂ）に示すように、基板６の第１領域６Ａと第２領域６Ｂとの境界部分に細長い矩形孔９を形成しても上記と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００２７】
１          ＬＥＤランプ
２          ハウジング
２Ａ        ハウジングの幅広部
２Ｂ        ハウジングの幅狭部
２Ｃ        ハウジングの端子支持部
２ａ        ハウジングの係合孔
２ｂ        ハウジングの端子溝
２ｃ，２ｄ  ハウジングの通気用開口孔
３          レンズ
３Ａ        レンズの幅広部
３Ｂ        レンズの幅狭部
３ａ        レンズの係合爪
３ｂ        レンズの通起用開口孔
４          ＬＥＤ
５          トランジスタ（電子部品）
６          基板
６Ａ        基板の第１領域
６Ｂ        基板の第２領域
６ａ        基板の円光
７          円光（孔）
８          端子
９          矩形孔
Ｓ          空間
【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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