(57)【要約】【課題】信頼性の優れた照明装置および車両用照明装置を提供する。【解決手段】照明装置１は、半導体発光素子基板２と、点灯回路基板３と、給電接続部４とを有する。半導体発光素子基板２は、半導体発光素子２１が実装されている。点灯回路基板３は、半導体発光素子２１を点灯させる。給電接続部４は、第１の弾性部４１と、第１の弾性部４１と対向する第２の弾性部４２とを有し、第１の弾性部４１および第２の弾性部４２を介して半導体発光素子基板２と点灯回路基板３とが電気的に接続されている。【選択図】図２
2014096291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子が実装された半導体発光素子基板と、
前記半導体発光素子を点灯させる点灯回路基板と、
前記半導体発光素子基板と前記点灯回路基板とを電気的に接続する給電接続部と、
を有し、
前記給電接続部は、第１の弾性部と、前記第１の弾性部と対向する第２の弾性部とを有し、前記第１の弾性部および前記第２の弾性部を介して前記半導体発光素子基板と前記点灯回路基板とが電気的に接続されている照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置において、
前記半導体発光素子から照射される光を通過させ、かつ実装状態の前記給電接続部が経年劣化により広がる方向において前記各基板と対向する蓋部をさらに有する照明装置。
【請求項３】
請求項２に記載の照明装置において、
前記実装状態における前記各弾性部の一方は、前記各基板の一方に保持され、
前記実装状態における前記各弾性部の他方は、弾性変形して前記基板の他方と接触するものであり、
他方の前記弾性部は、無負荷状態に対する他方の前記基板との接触時における変位量は、前記実装状態における前記給電接続部と前記蓋部との最短隙間よりも大きい照明装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の照明装置において、
前記給電接続部は、前記各基板のうち少なくとも一方と接触する複数の接点部を有する照明装置。
【請求項５】
請求項４に記載の照明装置において、
前記各接点部は、バネ定数が異なる照明装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つに記載の照明装置を少なくとも１以上有する車両用照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、照明装置および車両用照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子を光源とした照明装置、例えば車両用照明装置は、フロントコンビネーションランプやリアコンビネーションランプに用いられている。照明装置は、半導体発光素子を実装する半導体発光素子基板と、電源制限抵抗などを含む半導体発光素子を点灯させる点灯回路基板と、半導体発光素子基板と点灯回路基板とを電気的に接続する給電接続部で構成されており、外部電源から点灯回路基板に供給された電力を給電接続部を介して半導体発光素子基板に供給し、半導体発光素子を発光する。給電接続部の経年劣化により、半導体発光素子基板あるいは点灯回路基板に対する接点不良が生じるおそれがあり、信頼性の向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１１５２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、信頼性の優れた照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の照明装置は、半導体発光素子基板と、点灯回路基板と、給電接続部とを有する。半導体発光素子基板は、半導体発光素子が実装されている。点灯回路基板は、半導体発光素子を点灯させる。給電接続部は、第１の弾性部と、第１の弾性部と対向する第２の弾性部とを有し、第１の弾性部および第２の弾性部を介して半導体発光素子基板と点灯回路基板とが電気的に接続されている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、信頼性の優れた照明装置および車両用照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態の照明装置を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態の給電接続部の接続状態を示す模式図である。
【図３】図３は、第１の実施形態の照明装置の給電接続部を示す図である。
【図４】図４は、第１の実施形態の給電接続部の経年劣化時の接続状態を示す模式図である。
【図５】図５は、第２の実施形態の給電接続部の他の例を示す図である。
【図６】図６は、給電接続部の他の接続状態を示す図である。
【図７】図７は、給電接続部の他の接続状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下で説明する実施形態に係る照明装置１は、半導体発光素子基板２と、点灯回路基板３と、給電接続部４とを有する。半導体発光素子基板２は、半導体発光素子２１が実装されている。点灯回路基板３は、半導体発光素子２１を点灯させる。給電接続部４は、第１の弾性部４１と、第１の弾性部４１と対向する第２の弾性部４２とを有し、第１の弾性部４１および第２の弾性部４２を介して半導体発光素子基板２と点灯回路基板３とが電気的に接続されている。
【０００９】
また、以下に説明する実施形態に係る照明装置１は、半導体発光素子２１から照射される光を通過させ、かつ給電接続部４の実装状態における各弾性部４１，４２が劣化時に広がる方向において各基板２，３と対向する蓋部６をさらに有する。
【００１０】
また、以下に説明する実施形態に係る照明装置１は、実装状態における各弾性部４１，４２の一方は、各基板２，３の一方に保持され、実装状態における各弾性部４１，４２の他方は、弾性変形して各基板２，３の他方と接触するものであり、他方の各弾性部４１，４２は、無負荷状態に対する他方の前記基板２，３との接触時における変位量ｈ１は、実装状態における給電接続部４と蓋部６との最短隙間ｈ２よりも大きい。
【００１１】
また、以下に説明する実施形態に係る照明装置１は、給電接続部４は、各基板２，３のうち少なくとも一方と接触する複数の接点部Ｓ１１，Ｓ１２を有する。
【００１２】
また、以下に説明する実施形態に係る照明装置１は、各接点部Ｓ１１，Ｓ１２は、バネ定数が異なる。
【００１３】
また、以下に説明する実施形態に係る照明装置１は、少なくとも１以上有することで車両用照明装置を構成する。
【００１４】
〔第１の実施形態〕
図１〜図３を参照して、第１の実施形態を説明する。図１は、第１の実施形態の照明装置を示す図である。図２は、第１の実施形態の照明装置の給電接続部を示す図である。図３は、第１の実施形態の給電接続部の接続状態を示す模式図である。
【００１５】
本実施形態の照明装置は、車両のエクステリア、あるいはインテリアにおいて用いられる車両用照明装置であり、例えば、フロントコンビネーションライト、リアコンビネーションライトなどを構成するストップランプ、テールランプ、ターンシグナルランプ、フォグランプである。照明装置１は、図１に示すように、半導体発光素子基板２と、点灯回路基板３と、給電接続部４とがソケット部５の収納空間５１に、格納され、蓋部６により収納空間５１が閉塞されている。
【００１６】
半導体発光素子基板２は、半導体発光素子２１が実装された基板である。半導体発光素子２１は、ＬＥＤ、ＬＤなどの光を照射する半導体素子であり、１個以上、本実施形態では複数個が直列に半導体発光素子基板２に実装されている。また、半導体発光素子基板２は、半導体発光素子２１から光を反射するリフレクタ２２が各半導体発光素子２１を囲って取り付けられている。半導体発光素子基板２は、給電接続部４が接触する給電端子である素子基板側端子２３，２４が形成されている。素子基板側端子２３，２４は、半導体発光素子２１が実装されている側（蓋部６側）の面２５に形成されており、図示しない配線（抵抗等の部品を含む）を介して各半導体発光素子２１と電気的に接続されている。ここで、半導体発光素子基板２は、収納空間５１に形成されたマウント５２に固定されており、熱伝導の高い金属やセラミックスなど半導体発光素子２１が発生する熱移動が容易な材料で形成されている絶縁基板である。また、各半導体発光素子２１と素子基板側端子２３，２４との電気的な接続は、並列あるいは直列のいずれであってもよい。
【００１７】
点灯回路基板３は、半導体発光素子２１を点灯させる基板であり、半導体発光素子基板２とは別個に形成された基板である。点灯回路基板３は、半導体発光素子基板２の駆動回路であり、半導体発光素子基板２に電力を供給するものである。点灯回路基板３は、図２に示すように、給電接続部４が接触する給電端子である回路基板側端子３１，３２が形成されている。回路基板側端子３１，３２は、蓋部６側と反対側である収納空間５１の底部側の面３３に形成されており、図示しない配線（電流制限抵抗等の部品を含む）を介して、本実施形態では、照明装置１の外部に設けられた外部電源と電気的に接続する図示しない給電部材と電気的に接続されている。ここで、点灯回路基板３は、収納空間５１内において半導体発光素子基板２よりも底部側、すなわち下方に固定されており、半導体発光素子２１などの発熱量の多い部品が実装されていないことから熱移動を重視することがないため、紙フェノール、紙エポキシ、ガラスエポキシなどの安価な材料で形成されている絶縁基板である。
【００１８】
給電接続部４は、半導体発光素子基板２と点灯回路基板３とを電気的に接続、本実施形態では、素子基板側端子２３および回路基板側端子３１の間、素子基板側端子２４および回路基板側端子３２の間をそれぞれ電気的に接続するものである。給電接続部４は、半導体発光素子基板２および点灯回路基板３の上方に配置され、図３に示すように、第１の弾性部４１と、第２の弾性部４２と有しており、本実施形態では、連結部４３と、保持部４４と、をさらに有している。給電接続部４は、弾性を有する材料で構成されており、例えば導電性を有する板バネである。
【００１９】
第１の弾性部４１は、両端部を湾曲部で連結し、第２の弾性部４２に向かって開口する凹形状であり、上下方向において半導体発光素子基板２に対向して配置されている。第１の弾性部４１は、一方の端部（同図の下側の端部）が素子基板側端子２３，２４と接触する接点部Ｓ１として機能し、他方の端部（同図の上側の端部）が連結部４３と連結されている。第２の弾性部４２は、両端部を湾曲部で連結し、第１の弾性部４１に向かって開口する凹形状であり、上下方向において点灯回路基板３に対向して配置されている。第２の弾性部４２は、一方の端部（同図の下側の端部）が保持部４４の他方の端部と連結されており、他方の端部（同図の上側の端部）が連結部４３と連結されている。ここで、半導体発光素子基板２および点灯回路基板３は、図２に示すように、上下方向において段差を有して収納空間５１に配置されているため、第２の弾性部４２の開口Ｋ２が第１の弾性部４１の開口Ｋ１よりも広く、すなわち両端部までが長く設定されている。保持部４４は、両端部を屈曲部で連結し、点灯回路基板３に向かって開口する凹形状であり、開口Ｋ３から点灯回路基板３を挟み込むことで、給電接続部４を点灯回路基板３に保持するとともに、一方の端部（同図の下側の端部）が回路基板側端子３１，３２と接触する接点部Ｓ２として機能する。本実施形態では、図３に示す、保持部４４の一方の端部に形成された接触部４５が接点部Ｓ２である。従って、給電接続部４は、図２に示すように、第１の弾性部４１および第２の弾性部４２を介して、半導体発光素子基板２と点灯回路基板３とを電気的に接続する。
【００２０】
ソケット部５は、照明装置１を照明装置１を取り付ける部材に固定するためのものであり、本実施形態では、照明装置１の外部に設けられた外部電源と電気的に接続される給電部材が内蔵されている。ソケット部５は、樹脂材料で構成されており、放熱性を向上させる場合には、金属を材料として形成されたヒートシンクが樹脂材料で構成された本体部に取り付けられている。
【００２１】
蓋部６は、ソケット部５の収納空間５１を閉塞するものであり、収納空間５１の天井側に形成された開口と対向してソケット部５に固定されている。つまり、蓋部６は、給電接続部４を挟んで半導体発光素子基板２および点灯回路基板３と上下方向において対向している。蓋部６は、上下方向において各半導体発光素子２１と対向する位置に開口部６１が形成されている。従って、各半導体発光素子２１から照射された光は、開口部６１を介して蓋部６を通過し、照明装置１の外部に取り出される。
【００２２】
次に、給電接続部４による半導体発光素子基板２と点灯回路基板３との電気的な接続状態について説明する。図２に示すように、給電接続部４を照明装置１に実装した状態では、保持部４４により点灯回路基板３を保持することで、接点部Ｓ２が回路基板側端子３１，３２と接触し、この状態で第１の弾性部４１が上下方向において半導体発光素子基板２と対向して、接点部Ｓ１が素子基板側端子２３，２４と接触する。従って、ソケット部５の給電部材を介して点灯回路基板３に供給された外部電源からの電力は、給電接続部４を介して半導体発光素子基板２に供給され、各半導体発光素子２１が供給された電力により照射した光が、蓋部６を介して外部に照射される。
【００２３】
ここで、給電接続部４は、新品時、保持部４４により点灯回路基板３に保持され、かつ無負荷状態では、第１の弾性部４１の接点部Ｓ１が素子基板側端子２３，２４よりも下方に位置するように設定されている（同図に示す２点差線参照）。つまり、実装状態における給電接続部４は、無負荷状態の第１の弾性部４１が弾性変形した状態で半導体発光素子基板２と接続することとなる。つまり、経年劣化をしていない、すなわち初期の給電接続部４は、第１の弾性部４１が弾性復帰しようと開口Ｋ１が広がる方向に作用する弾性力Ｆ１と、この弾性力Ｆ１により第２の弾性部４２が弾性変形され、第２の弾性部４２が弾性復帰しようと開口Ｋ２が狭まる方向に作用する弾性力Ｆ２とが釣り合った状態で実装されている。さらに、給電接続部４は、本実施形態では、初期の実装状態において第１の弾性部４１は、無負荷状態に対する半導体発光素子基板２との接触時の上下方向における変位量ｈ１は、実装状態における給電接続部４と蓋部６との上下方向における最短隙間ｈ２よりも大きく設定されている。
【００２４】
初期の実装状態の給電接続部４は、照明装置１が使用され続けることで、経年劣化する。図４は、第１の実施形態の給電接続部の経年劣化時の接続状態を示す模式図である。給電接続部４が経年劣化すると、第２の弾性部４２は保持部４４により点灯回路基板３を保持しているため、開口Ｋ２が広がる方向（上方向）に変形する。このため、第１の弾性部４１は、給電接続部４の経年劣化により蓋部６側に移動する。しかしながら、第１の弾性部４１は、初期の実装状態から弾性変形しているため、蓋部６側に移動することで第１の弾性部４１と半導体発光素子基板２との間に隙間が形成されようとしても、給電接続部４の移動に伴い弾性復帰することで、接点部Ｓ１が開口Ｋ１が広がる方向（下方向）に変形し、素子基板側端子２３，２４に対する接点部Ｓ１の接触を維持、すなわち半導体発光素子基板２に対する給電接続部４の接続を維持する。
【００２５】
以上のように、本実施形態に係る照明装置１は、給電接続部４が第１の弾性部４１と、第１の弾性部４１と対向する第２の弾性部４２とを有し、第１の弾性部４１および第２の弾性部４２を介して半導体発光素子基板２と点灯回路基板３とが電気的に接続されているので、給電接続部４が経年劣化により広がっても、第１の弾性部４１が弾性復帰することで、半導体発光素子基板２との接触を維持することができる。これにより、経年劣化による接触不良を抑制することができ、優れた信頼性を得ることができる。
【００２６】
また、給電接続部４の経年劣化がさらに進行し、第２の弾性部４２が開口Ｋ２が広がる方向（上方向）に変形すると、同図に示すように、給電接続部４が蓋部６に接触する。従って、給電接続部４の経年劣化がさらに進行することで、第２の弾性部４２が開口Ｋ２が広がる方向（上方向）に変形しようとしても、実装状態の給電接続部４が経年劣化により広がる方向、本実施形態では上方向において、蓋部６が半導体発光素子基板２および点灯回路基板３と対向するので、蓋部６により給電接続部４の変形が規制される。これにより、経年劣化により第１の弾性部４１が弾性復帰するまで、すなわち接点部Ｓ１が素子基板側端子２３，２４と離れるまで給電接続部４が広がることを抑制することができ、経年劣化による接触不良をさらに抑制することができ、さらに優れた信頼性を得ることができる。
【００２７】
給電接続部４の経年劣化により、給電接続部４が蓋部６と接触した状態では給電接続部４が最短隙間ｈ２上方に移動したこととなる。この最短隙間ｈ２は、第１の弾性部４１の変位量ｈ１よりも小さいので、第１の弾性部４１の無負荷状態では、接点部Ｓ１が半導体発光素子基板２の下方に位置する（同図に示す２点鎖線）。つまり、第１の弾性部４１は、給電接続部４が蓋部６と接触しても、弾性変形した状態を維持して、確実に半導体発光素子基板２と接触する。これにより、経年劣化により給電接続部４が蓋部６と接触しても、第１の弾性部４１が弾性変形を維持することができ、経年劣化による接触不良をさらに抑制することができ、さらに優れた信頼性を得ることができる。
【００２８】
〔第２の実施形態〕
次に、図５を参照して、第２の実施形態を説明する。図５は、第２の実施形態の給電接続部の他の例を示す図である。なお、第２の実施形態に係る照明装置１が第１の実施形態に係る照明装置１と異なる点は、給電接続部４の構造であるので、他の構成要素の説明は省略あるいは簡略化する。
【００２９】
第２の実施形態に係る照明装置１の給電接続部４は、図５に示すように、各基板２，３のうち少なくとも一方と接触する複数の接点部、本実施形態では半導体発光素子基板２と接触する２つの接点部Ｓ１１，Ｓ１２を有する。給電接続部４は、第１の弾性部４１の一方の端部（同図の下側の端部）が２つに分岐し、各接点部Ｓ１１，Ｓ１２を構成する。各接点部Ｓ１１，Ｓ１２は、第１の弾性部４１の湾曲部から分岐し、幅Ｗ１，Ｗ２および長さＬ１，Ｌ２が同じで、同一形状である。つまり、給電接続部４は、初期の実装状態において、弾性変形を維持したまま、素子基板側端子２３，２４に対して各接点部Ｓ１１，Ｓ１２により接触することとなる。
【００３０】
従って、給電接続部４の経年劣化が進行し、第２の弾性部４２が開口Ｋ２が広がる方向（上方向）に変形することで、第１の弾性部４１が弾性復帰するように開口Ｋ１が広がる方向（上方向）に変形しても、各接点部Ｓ１１，Ｓ１２それぞれが素子基板側端子２３，２４に接触することができる。これにより、各接点部Ｓ１１，Ｓ１２の一方が素子基板側端子２３，２４と接触しなくなったとしても、他方が弾性変形しつつ接触状態を維持することができるので、経年劣化による接触不良をさらに抑制することができ、さらに優れた信頼性を得ることができる。
【００３１】
〔第２の実施形態の変形例〕
ここで、上記第２の実施形態では、各接点部Ｓ１１，Ｓ１２を同一形状としたがこれに限定されるものではなく、バネ定数を異ならせても良い。例えば、各接点部Ｓ１１，Ｓ１２の幅Ｗ１，Ｗ２あるいは長さＬ１，Ｌ２の少なくとも一方を異ならせることでバネ定数を異ならせる。各接点部Ｓ１１，Ｓ１２は、バネ定数が異なることで、異なる固有振動数となるため、半導体発光素子基板２あるいは点灯回路基板３から与えられた振動による共振周波数をずらすことができる。従って、照明装置１が振動することにより、各接点部Ｓ１１，Ｓ１２の一方が共振することで大きくばたついても、他方のばたつきを抑制することができる。これにより、各接点部Ｓ１１，Ｓ１２の一方が振動により素子基板側端子２３，２４と接触しなくなったとしても、他方の振動が抑制され接触状態を維持することができるので、経年劣化による接触不良をさらに抑制することができ、さらに優れた信頼性を得ることができる。なお、各接点部Ｓ１１，Ｓ１２のバネ定数を異ならせる方法は、各接点部Ｓ１１，Ｓ１２の形状を異ならせることに限らず、接点部Ｓ１１，Ｓ１２を形成する材料を異ならせてもよい。また、接点部が３以上ある場合は、バネ定数が異なる接点部が少なくとも１以上あればよい。
【００３２】
なお、上記実施形態１〜２では、給電接続部４は、半導体発光素子基板２と、半導体発光素子基板２よりも下方に位置する点灯回路基板３とを電気的に接続する場合について説明したがこれに限定されるものではない。図６は、給電接続部の他の接続状態を示す図である。図７は、給電接続部の他の接続状態を示す図である。
【００３３】
給電接続部４は、図６に示すように、半導体発光素子基板２と、半導体発光素子基板２と上下方向において同じ位置の点灯回路基板３とを電気的に接続してもよい。この場合は、第１の弾性部４６の開口Ｋ４と、第２の弾性部４７の開口Ｋ５とが同じ広さ、すなわち両端部までが同じ長さに設定されている。また、給電接続部４は、新品時、保持部４４により点灯回路基板３に保持され、かつ無負荷状態では、第１の弾性部４６の接点部Ｓ１が素子基板側端子２３，２４よりも下方に位置するように設定されている。
【００３４】
また、給電接続部４は、図７に示すように、半導体発光素子基板２と、半導体発光素子基板２と上下方向において上方に位置する点灯回路基板３とを電気的に接続してもよい。この場合は、第１の弾性部４８の開口Ｋ６が第２の弾性部４９の開口Ｋ７よりも広く、すなわち両端部までが長く設定されている。また、給電接続部４は、新品時、保持部４４により点灯回路基板３に保持され、かつ無負荷状態では、第１の弾性部４８の接点部Ｓ１が素子基板側端子２３，２４よりも下方に位置するように設定されている。
【００３５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３６】
１  照明装置
２  半導体発光素子基板
２１  半導体発光素子
３  点灯回路基板
４  給電接続部
４１  第１の弾性部
４２  第２の弾性部
４６  第１の弾性部
４７  第２の弾性部
４８  第１の弾性部
４９  第２の弾性部
５  ソケット
６  蓋部
【図１】
2014096291.tif 000003
【図２】
2014096291.tif 000004
【図３】
2014096291.tif 000005
【図４】
2014096291.tif 000006
【図５】
2014096291.tif 000007
【図６】
2014096291.tif 000008
【図７】
2014096291.tif 000009