WO2012042762A1 - 回路モジュール、発光モジュールおよび車両用灯具 - Google Patents

回路モジュール、発光モジュールおよび車両用灯具 Download PDF

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heat radiating
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heat
control circuit
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明浩 松本
井上　貴司
智之 中川
直樹 曽根
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a circuit module, a light emitting module, and a vehicle lamp.
  • a semiconductor light emitting element such as an LED (Light Emitting Diode) as a light source for a vehicle lamp
  • a vehicular lamp may require a lighting circuit for controlling the lighting of the semiconductor light emitting element.
  • the semiconductor light emitting element and the lighting circuit generate heat, and thus appropriate heat dissipation measures are required. Therefore, in order to efficiently transfer heat to a heat radiating member such as a heat sink, a light source module including a metal substrate having high thermal conductivity and a semiconductor light emitting element and a lighting circuit mounted together has been devised (see Patent Document 1). ).
  • the semiconductor light emitting element and the lighting control circuit have different heat generation amounts and different temperatures at which operation is permitted.
  • the semiconductor light emitting element and the lighting control circuit are mounted together on one heat radiating member, it is necessary to design the heat radiating member in consideration of an electronic component whose temperature at which operation is permitted is set low. Therefore, the heat radiating member designed in this way has excessive performance for an electronic component in which the temperature at which operation is permitted is set high.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a technology capable of individually optimizing the heat radiation of the semiconductor light emitting element and the lighting control circuit.
  • a circuit module includes a lighting control circuit that controls lighting of a semiconductor light emitting element, a first heat radiating member on which the lighting control circuit is mounted, and a first heat radiating member. And a second heat radiating member having a mounting surface on which the semiconductor light emitting element is mounted, a coupling portion for coupling the first heat radiating member and the second heat radiating member to each other, and the lighting control circuit to the semiconductor light emitting element And a connection mechanism having a conductive portion for transmitting the above signal.
  • the coupling portion is made of a material having lower thermal conductivity than the first heat radiating member and the second heat radiating member.
  • the first heat radiating member and the second heat radiating member are separated from each other, and the coupling portion that couples each other is made of a material having low thermal conductivity.
  • Heat conduction with the heat radiating member 2 is suppressed. That is, it becomes difficult for the temperature of the lighting control circuit and the semiconductor light emitting element to approach each other due to the movement of heat through the heat dissipation member. Therefore, the lighting control circuit and the semiconductor light emitting element can be operated in different temperature ranges, and the configurations of the first heat radiating member and the second heat radiating member are individually optimized in accordance with the temperature ranges in which they are operated. Can do.
  • the light emitting module includes a circuit module and a semiconductor light emitting element mounted on the mounting surface of the second heat radiating member.
  • the first heat dissipating member on which the lighting control circuit is mounted and the second heat dissipating member on which the semiconductor light emitting element is mounted can be individually designed in consideration of the respective heat dissipation properties.
  • the overall size can be reduced.
  • the maximum temperature at which the operation of the lighting control circuit is allowed is set lower than the maximum temperature at which the operation of the semiconductor light emitting element is allowed, and the thermal resistance of the first heat radiating member is the thermal resistance of the second heat radiating member. Bigger than.
  • Still another aspect of the present invention is a vehicular lamp.
  • This vehicular lamp is a vehicular lamp used in a vehicle, and includes a light emitting module and a reflector that reflects light emitted from the light emitting module toward the front of the vehicle.
  • the light emitting module is disposed so that the light emitting surface of the semiconductor light emitting element faces the reflector.
  • the first heat dissipating member on which the lighting control circuit is mounted and the second heat dissipating member on which the semiconductor light emitting element is mounted can be individually designed in consideration of the respective heat dissipation properties.
  • the lamp can be downsized.
  • a cooling fan may be further provided.
  • the cooling fan may be arrange
  • the heat radiation of the semiconductor light emitting element and the lighting control circuit can be individually optimized.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a vehicle headlamp 10 according to a first embodiment.
  • the vehicle headlamp 10 shown in FIG. 1 is configured such that a projection lens described later is positioned on the front side of the vehicle and a light emitting module described later is positioned on the vehicle rear side.
  • Line X is the optical axis.
  • the vehicle headlamp 10 includes a projection lens 12, a circuit module 14, a package 16, a reflector 18, and a cooling fan 20.
  • the projection lens 12 is an aspherical convex lens having a convex surface on the front side, and projects the light source image in front of the lamp as a reverse image.
  • the package 16 includes a semiconductor light emitting element such as an LED.
  • the circuit module 14 includes a lighting control circuit 22 that controls the lighting of the semiconductor light emitting elements included in the package 16, a first heat radiating member 24 on which the lighting control circuit 22 is mounted, and a second on which the package 16 is mounted.
  • the heat dissipation member 26 and the connection mechanism 28 are provided.
  • the connection mechanism 28 includes a housing 30 that couples and fixes the first heat radiating member 24 and the second heat radiating member 26 to each other, and a conductive portion 32 that transmits a signal from the lighting control circuit 22 to the semiconductor light emitting element of the package 16. Have.
  • the first heat radiating member 24 and the second heat radiating member 26 are both made of a material having high thermal conductivity. As such a material, a metal material such as aluminum or copper is used.
  • the housing 30 is made of a material such as a resin having a lower thermal conductivity than the first heat radiating member and the second heat radiating member. Thus, the first heat radiating member 24 and the second heat radiating member 26 are thermally separated from each other. Note that the circuit module 14 mounted with the package 16 is referred to as a light emitting module 34.
  • the first heat radiating member 24 includes a first heat radiating plate 36 and a first heat sink 38. As for the 1st heat sink 38, the 1st heat sink 36 is being fixed to the upper surface.
  • the second heat radiating member 26 includes a second heat radiating plate 40 and a second heat sink 42. The second heat sink 42 has a second heat radiating plate 40 fixed to the upper surface thereof.
  • the surface 36a of the first heat radiating plate 36 functions as a mounting surface on which the lighting control circuit 22 is mounted.
  • the surface 40 a of the second heat radiating plate 40 functions as a mounting surface on which the semiconductor light emitting element included in the package 16 is mounted.
  • each heat radiating member is comprised from the heat sink and the heat sink, you may be comprised from any one member.
  • the first heat radiating member 24 collects the heat generated by the lighting control circuit 22 via the first heat radiating plate 36 and dissipates it, thereby suppressing the temperature rise of the lighting control circuit 22.
  • the second heat dissipating member 26 collects the heat generated by the package 16 through the second heat dissipating plate 40 and dissipates it, thereby suppressing the temperature rise of the package 16.
  • the reflector 18 is provided so as to cover the package 16 from above, and a reflection surface 18a that reflects and collects light emitted from the package 16 forward is formed inside. That is, the light emitting module 34 is disposed such that the surface 40 a that is the mounting surface of the second heat radiating plate 40 faces the reflector 18. Thereby, the reflector 18 reflects and collects the light emitted from the package 16 by the reflection surface 18a.
  • the housing 30 coupled to the first heat radiating member 24 and the second heat radiating member 26 is made of a resin material having low thermal conductivity. Since it is configured, the first heat radiating member 24 and the second heat radiating member 26 are thermally separated. Therefore, heat conduction between the first heat radiating member 24 and the second heat radiating member 26 is suppressed. That is, it is suppressed that the temperature of the lighting control circuit and the semiconductor light emitting element approaches due to the movement of heat through the heat dissipation member. Therefore, the lighting control circuit 22 and the semiconductor light emitting element can be operated in different temperature ranges, and the configurations of the first heat radiating member 24 and the second heat radiating member 26 are individually optimized in accordance with the temperature ranges in which they are operated. Can be
  • the maximum temperature (for example, 125 ° C.) at which the operation of the lighting control circuit 22 is permitted is the maximum temperature (for example, the operation of the semiconductor light emitting element (package 16)). 150 ° C.).
  • the heat generation amount of the lighting control circuit 22 according to the present embodiment is smaller than the heat generation amount of the semiconductor light emitting element of the package 16. Therefore, if the amount of heat generated by the lighting control circuit 22 is small, a heat radiating member having a large thermal resistance (low heat radiating performance) can be adopted as the first heat radiating member 24.
  • a heat radiating member having low heat radiating performance can be reduced in size, and cost can be reduced from the viewpoint of shape and material. Therefore, the thermal resistance of the first heat radiating member 24 according to the present embodiment is set larger than the thermal resistance of the second heat radiating member 26.
  • circuit module 14 and the light emitting module 34 can individually design the first heat radiating member 24 and the second heat radiating member 26 in consideration of the respective heat radiation properties, The overall size is reduced. Further, the vehicle headlamp 10 including the circuit module 14 and the light emitting module 34 is also downsized.
  • the cooling fan 20 provided in the vehicle headlamp 10 according to the present embodiment is disposed so as to be able to blow air to both the first heat radiating member 24 and the second heat radiating member 26. Accordingly, the first heat radiating member 24 and the second heat radiating member 26 can be further reduced in size while satisfying the desired heat dissipation performance, and the vehicle headlamp 10 can also be reduced in size. Moreover, since the number of the cooling fans 20 can also be reduced, it contributes to the cost reduction of the vehicle headlamp 10.
  • the cooling fan 20 may be fixed to a heat sink.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the light emitting module according to the second embodiment.
  • FIG. 3 is a top view mainly showing the configuration of the heat dissipation member in the light emitting module according to the second embodiment. Note that description of the same configurations and effects as those of the first embodiment will be omitted as appropriate.
  • the light emitting module 50 includes a package 16, a lighting control circuit 22, a first heat radiating member 56 (see FIG. 3), a second heat radiating member 58, and a connection mechanism 52.
  • the connection mechanism 52 includes a resin housing 54 that couples and fixes the first heat radiating member 56 and the second heat radiating member 58, and the lighting control circuit 22 to the package 16. And a conductive portion 60 that transmits a signal to the semiconductor light emitting element.
  • the first heat radiating member 56 includes a first heat radiating plate 62 on which the lighting control circuit 22 is mounted, and a first heat sink 64 provided so as to be in contact with the lower surface of the first heat radiating plate 62.
  • the second heat radiating member 58 includes a second heat radiating plate 66 on which the package 16 is mounted, and a second heat sink 68 provided so as to be in contact with the lower surface of the second heat radiating plate 66.
  • the second heat sink 68 is provided with four screw holes 68a on the surface thereof.
  • the housing 54 is fixed to the second heat sink 68 with four screws 70 while holding the first heat radiating member 56 on which the lighting control circuit 22 is mounted.
  • a connector portion 54a to which power supplied from an external power source is input is integrally formed at the end of the housing 54.
  • An FPC FlexibleFlexPrinted Circuits
  • the second heat radiating member 58 is formed in a U-shape, and includes a base portion 58a on which the second heat radiating plate 66 is provided, and a pair of arm portions 58b extending in the same direction from both sides of the base portion 58a.
  • the pair of arm portions 58b extend from both ends of the base portion 58a so as to face each other and be substantially parallel to each other. Further, the pair of arm portions 58b are arranged so as to sandwich the rectangular first heat radiating member 56.
  • the pair of arm portions 58 b of the first heat radiating member 58 and the housing 54 are fixed to each other by screws 70.
  • an adhesive may be used for fixing the housing 54 and each heat radiating member.
  • a brush, an Au wire, an Al wire, an Al ribbon, or the like is used for the conductive part 60.
  • the second heat radiating plate 66 is preferably a highly heat radiating member such as Al, Cu, or Cu alloy.
  • each heat radiating member which concerns on embodiment is integrated by adhesion
  • the first heat radiating member 56 and the second heat radiating member 58 are thermally separated, and the housing 30 that couples each other is made of a resin material having low thermal conductivity. It is configured. Therefore, the heat conduction between the first heat radiating member 56 and the second heat radiating member 58 is suppressed.
  • FIG. 4 is a top view showing a schematic configuration of the light emitting module according to the third embodiment. Note that the description of the same configurations and operational effects as those of the above-described embodiments will be omitted as appropriate.
  • the light emitting module 72 includes a package 16, a lighting control circuit 22, a first heat dissipation member 74, a second heat dissipation member 76, and a connection mechanism 78.
  • the connection mechanism 78 includes a coupling portion 80 made of a resin material that couples the first heat radiation member 74 and the second heat radiation member 76, and a metal wire that transmits a signal from the lighting control circuit 22 to the semiconductor light emitting element of the package 16.
  • 82 For the material of the metal wire 82, Al, Au, or the like is used. Note that an FPC may be used instead of the metal wire 82.
  • the first heat radiating member 74 and the second heat radiating member 76 are thermally separated, and the coupling portion 80 that couples each other has a thermal conductivity. It is made of a low resin material. Therefore, heat conduction between the first heat radiating member 74 and the second heat radiating member 76 is suppressed.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the light emitting module according to the fourth embodiment. Note that the description of the same configurations and operational effects as those of the above-described embodiments will be omitted as appropriate.
  • the light emitting module 84 is a component except that the cross section of the housing 86 is L-shaped and the directions of the first heat radiating member 24 and the second heat radiating member 26 are different. Including the light emitting module of the first embodiment. By applying such a light emitting module 84 to a vehicle headlamp, the length of the vehicle headlamp in the optical axis direction can be shortened.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the light emitting module according to the fifth embodiment. Note that the description of the same configurations and operational effects as those of the above-described embodiments will be omitted as appropriate.
  • the first heat radiating member 24 and the second heat radiating member 26 are arranged so that the first heat sink 38 and the second heat sink 42 face each other.
  • the first heat radiating member 24 and the second heat radiating member 26 are coupled by a resin housing (not shown).
  • the light emitting module 88 is provided with a metal wire 89 that transmits a signal from the lighting control circuit 22 to the semiconductor light emitting element of the package 16.
  • an air path is formed between the first heat radiating member 24 and the second heat radiating member 26.
  • a part of the wind generated by the cooling fan 20 passes through the air path while taking heat from the first heat sink 38 and the second heat sink 42. Further, part of the wind generated by the cooling fan 20 simultaneously cools the side surfaces 38 a and 42 a of the first heat sink 38 and the second heat sink 42.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the light emitting module according to the sixth embodiment. Note that the description of the same configurations and operational effects as those of the above-described embodiments will be omitted as appropriate.
  • the light emitting module 90 includes a package 16, a lighting control circuit 22, a first heat radiating member 92 that mounts the lighting control circuit 22, a second heat radiating member 94 that mounts the package 16, and a connection. And a mechanism 96.
  • the first heat radiating member 92 is fixed to the same surface as the first heat radiating plate 98 on which the lighting control circuit 22 is mounted and the mounting surface 98a on which the lighting control circuit 22 of the first heat radiating plate 98 is mounted.
  • Heat sink 100 The first heat sink 100 is fixed to the first heat radiating plate 98 so that the longitudinal direction of the fins 100a is parallel to the mounting surface 98a.
  • the second heat dissipating member 94 includes a second heat dissipating plate 102 on which the package 16 is mounted, and a second heat sink 104 fixed to the same surface as the mounting surface 102a on which the package 16 of the second heat dissipating plate 102 is mounted. Have.
  • the second heat sink 104 is fixed to the second heat sink 102 so that the longitudinal direction of the fins 104a is parallel to the mounting surface 102a.
  • the connection mechanism 96 includes a housing 106 that couples and fixes the first heat radiating plate 98 and the second heat radiating plate 102 to each other, a metal wire 108 that transmits a signal from the lighting control circuit 22 to the semiconductor light emitting element of the package 16, and Have.
  • the cooling fan 20 is provided at a position facing each fin of the first heat sink 100 and the second heat sink 104 of the light emitting module 90.
  • 8 to 11 are diagrams schematically showing a positional relationship between the plurality of light emitting modules and the cooling fan.
  • the plurality of light emitting modules described below may be any of the light emitting modules according to the above-described embodiments, or may be a combination of a plurality of types of light emitting modules.
  • the lamp 110 includes three light emitting modules 112, 114, 116 and a cooling fan 20.
  • the three light emitting modules 112, 114, and 116 are arranged in a line, and the cooling fan 20 is arranged at a position facing the middle light emitting module 114. For this reason, the wind of the cooling fan 20 is directed to the light emitting module 114 and is then blocked by the light emitting module 114 and directed to the adjacent light emitting modules 112 and 116.
  • the plurality of light emitting modules 112, 114, 116 can be efficiently cooled by the single cooling fan 20.
  • the lamp 120 shown in FIG. 9 three light emitting modules 112, 114, and 116 are arranged on both sides of the air path S.
  • the lamp 130 shown in FIG. 10 sends wind to an area surrounded by the three light emitting modules 112, 114, and 116. Therefore, in these lamps, the plurality of light emitting modules 112, 114, 116 can be efficiently cooled by the single cooling fan 20.
  • the lamp 140 shown in FIG. 11 is provided with a duct 118 between the cooling fan 20 and the three light emitting modules 112, 114, and 116. Therefore, the lamp 140 can efficiently cool the plurality of light emitting modules 112, 114, 116 with the single cooling fan 20. Moreover, in the lamp 140, the freedom degree of arrangement
  • the present invention has been described with reference to the above-described embodiments.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the configurations of the embodiments are appropriately combined or replaced. Those are also included in the present invention. Further, it is possible to appropriately change the combination and processing order in each embodiment based on the knowledge of those skilled in the art and to add various modifications such as various design changes to each embodiment. Embodiments to which is added can also be included in the scope of the present invention.
  • the present invention can be used for vehicle lamps.

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Abstract

　回路モジュール１４は、半導体発光素子の点灯を制御する点灯制御回路２２と、点灯制御回路２２が搭載される第１の放熱部材２４と、第１の放熱部材２４と分離され、半導体発光素子が搭載される表面４０ａを有する第２の放熱部材２６と、第１の放熱部材２４および第２の放熱部材２６とを互いに結合するハウジング３０と、点灯制御回路２２から半導体発光素子への信号を伝達する導電部３２とを有する接続機構２８と、を備える。ハウジング３０は、第１の放熱部材２４および第２の放熱部材２６より熱伝導率が低い材料で構成されている。

Description

回路モジュール、発光モジュールおよび車両用灯具
　本発明は、回路モジュール、発光モジュールおよび車両用灯具に関する。
　従来、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの半導体発光素子を光源として車両用灯具に利用する技術の開発が進められている。このような車両用灯具においては、半導体発光素子の点灯を制御するための点灯回路が必要な場合がある。車両用灯具の点灯時においては、半導体発光素子や点灯回路はそれぞれ発熱するため、適当な放熱対策が必要となる。そこで、ヒートシンクなどの放熱部材に効率よく熱を伝達するために、半導体発光素子と点灯回路を一緒に搭載した熱伝導率が高い金属基板を備えた光源モジュールが考案されている（特許文献１参照）。
特開２００５－２５９６０３号公報
　ところで、半導体発光素子と点灯制御回路とでは、それぞれの発熱量も異なり、動作が許容される温度も異なる。しかしながら、半導体発光素子と点灯制御回路とを一つの放熱部材に一緒に搭載する場合、動作が許容される温度が低く設定されている電子部品を考慮して放熱部材の設計を行う必要がある。そのため、このように設計された放熱部材は、動作が許容される温度が高く設定されている電子部品にとっては、過剰な性能を有することになる。
　本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、半導体発光素子と点灯制御回路の放熱を個別に最適化できる技術を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明のある態様の回路モジュールは、半導体発光素子の点灯を制御する点灯制御回路と、点灯制御回路が搭載される第１の放熱部材と、第１の放熱部材と分離され、半導体発光素子が搭載される搭載面を有する第２の放熱部材と、第１の放熱部材および第２の放熱部材とを互いに結合する結合部と、点灯制御回路から半導体発光素子への信号を伝達する導電部とを有する接続機構と、を備える。結合部は、第１の放熱部材および第２の放熱部材より熱伝導率が低い材料で構成されている。
　この態様によると、第１の放熱部材と第２の放熱部材とが分離されており、互いを結合する結合部が熱伝導率の低い材料で構成されているため、第１の放熱部材と第２の放熱部材との熱伝導が抑制される。つまり、放熱部材を介した熱の移動により点灯制御回路と半導体発光素子の温度が近づく、といったことが起きにくくなる。そのため、点灯制御回路と半導体発光素子を異なる温度範囲で動作させることが可能となり、それぞれを動作させる温度範囲に合わせて第１の放熱部材と第２の放熱部材の構成を個別に最適化することができる。
　本発明の別の態様は、発光モジュールである。この発光モジュールは、回路モジュールと、第２の放熱部材の搭載面に搭載された半導体発光素子と、を備える。
　この態様によると、点灯制御回路が搭載される第１の放熱部材と、半導体発光素子が搭載される第２の放熱部材とを、それぞれの放熱性を考慮して個別に設計できるため、発光モジュール全体として小型化できる。
　点灯制御回路の動作が許容される最高温度は、半導体発光素子の動作が許容される最高温度よりも低く設定されており、第１の放熱部材の熱抵抗は、第２の放熱部材の熱抵抗よりも大きい。
　本発明のさらに別の態様は、車両用灯具である。この車両用灯具は、車両に用いられる車両用灯具であって、発光モジュールと、発光モジュールから出射された光を車両前方に向けて反射するリフレクタと、を備える。発光モジュールは、半導体発光素子の発光面がリフレクタと対向するように配置されている。
　この態様によると、点灯制御回路が搭載される第１の放熱部材と、半導体発光素子が搭載される第２の放熱部材とを、それぞれの放熱性を考慮して個別に設計できるため、車両用灯具を小型化できる。
　冷却ファンを更に備えてもよい。冷却ファンは、第１の放熱部材および第２の放熱部材の両方に対して送風可能に配置されていてもよい。これにより、所望の放熱性能を満たしつつ、第１の放熱部材および第２の放熱部材を更に小型化できるとともに、車両用灯具も小型化できる。
　なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
　本発明によれば、半導体発光素子と点灯制御回路の放熱を個別に最適化できる。
第１の実施の形態に係る車両用前照灯の概略構成を示す断面図である。 第２の実施の形態に係る発光モジュールの概略構成を示す斜視図である。 第２の実施の形態に係る発光モジュールのうち主として放熱部材の構成を示す上面図である。 第３の実施の形態に係る発光モジュールの概略構成を示す上面図である。 第４の実施の形態に係る発光モジュールの概略構成を示す断面図である。 第５の実施の形態に係る発光モジュールの概略構成を示す断面図である。 第６の実施の形態に係る発光モジュールの概略構成を示す断面図である。 複数の発光モジュールと冷却ファンとの位置関係を模式的に示した図である。 複数の発光モジュールと冷却ファンとの位置関係を模式的に示した図である。 複数の発光モジュールと冷却ファンとの位置関係を模式的に示した図である。 複数の発光モジュールと冷却ファンとの位置関係を模式的に示した図である。
　以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
　（第１の実施の形態）
　第１の実施の形態では、車両用灯具のひとつである車両用前照灯を例に説明する。図１は、第１の実施の形態に係る車両用前照灯１０の概略構成を示す断面図である。図１に示す車両用前照灯１０は、後述する投影レンズが車両前方側、後述する発光モジュールが車両後方側に位置するように構成されている。なお、ラインＸは光軸である。
　車両用前照灯１０は、投影レンズ１２、回路モジュール１４、パッケージ１６、リフレクタ１８、冷却ファン２０、を備える。投影レンズ１２は、前方側表面が凸面に形成されている非球面凸レンズであり、光源像を反転像として灯具前方に投影する。パッケージ１６は、ＬＥＤなどの半導体発光素子が含まれている。
　回路モジュール１４は、パッケージ１６に含まれている半導体発光素子の点灯を制御する点灯制御回路２２と、点灯制御回路２２が搭載される第１の放熱部材２４と、パッケージ１６が搭載される第２の放熱部材２６と、接続機構２８と、を備える。接続機構２８は、第１の放熱部材２４と第２の放熱部材２６とを互いに結合し固定するハウジング３０と、点灯制御回路２２からパッケージ１６の半導体発光素子への信号を伝達する導電部３２と、を有する。
　第１の放熱部材２４および第２の放熱部材２６は、共に熱伝導率の高い材料で構成されている。このような材料としては、アルミニウムや銅などの金属材料が用いられる。ハウジング３０は、第１の放熱部材および第２の放熱部材より熱伝導率が低い樹脂等の材料で構成されている。これにより、第１の放熱部材２４と第２の放熱部材２６とは、互いに熱的に分離されている。なお、回路モジュール１４にパッケージ１６を搭載したものを発光モジュール３４と称する。
　第１の放熱部材２４は、第１の放熱板３６と、第１のヒートシンク３８とで構成されている。第１のヒートシンク３８は、その上面に第１の放熱板３６が固定されている。第２の放熱部材２６は、第２の放熱板４０と、第２のヒートシンク４２とで構成されている。第２のヒートシンク４２は、その上面に第２の放熱板４０が固定されている。
　第１の放熱板３６の表面３６ａは、点灯制御回路２２が搭載される搭載面として機能する。第２の放熱板４０の表面４０ａは、パッケージ１６に含まれる半導体発光素子が搭載される搭載面として機能する。なお、各放熱部材は、放熱板とヒートシンクとから構成されているが、いずれか一つの部材から構成されていてもよい。
　第１の放熱部材２４は、点灯制御回路２２が発する熱を第１の放熱板３６を介して回収し放熱することで、点灯制御回路２２の温度上昇を抑制する。第２の放熱部材２６は、パッケージ１６が発する熱を第２の放熱板４０を介して回収し放熱することで、パッケージ１６の温度上昇を抑制する。
　リフレクタ１８は、パッケージ１６を上方から覆うように設けられており、パッケージ１６が発した光を前方へ反射して集光する反射面１８ａが内側に形成されている。つまり、発光モジュール３４は、第２の放熱板４０の搭載面である表面４０ａがリフレクタ１８と対向するように配置されている。これにより、リフレクタ１８は、パッケージ１６が発した光を反射面１８ａで反射して集光する。
　ところで、従来、一つの放熱部材に半導体発光素子と点灯制御回路とを搭載した発光モジュールの場合、連続動作中に放熱部材を介した熱の移動により熱的な平衡状態に達すると、半導体発光素子および点灯制御回路はほぼ同じ温度となる。そのため、半導体発光素子および点灯制御回路のいずれかの部材のうち、動作が許容される温度が低い部材を考慮して、一つの放熱部材の性能を決めなければならなかった。
　しかしながら、上述のように、本実施の形態に係る回路モジュール１４や発光モジュール３４においては、第１の放熱部材２４と第２の放熱部材２６と結合するハウジング３０が熱伝導率の低い樹脂材料で構成されているため、第１の放熱部材２４と第２の放熱部材２６とが熱的に分離されている。そのため、第１の放熱部材２４と第２の放熱部材２６との熱伝導が抑制される。つまり、放熱部材を介した熱の移動により点灯制御回路と半導体発光素子の温度が近づく、といったことが抑制される。そのため、点灯制御回路２２と半導体発光素子を異なる温度範囲で動作させることが可能となり、それぞれを動作させる温度範囲に合わせて第１の放熱部材２４と第２の放熱部材２６の構成を個別に最適化することができる。
　また、本実施の形態に係る発光モジュール３４においては、点灯制御回路２２の動作が許容される最高温度（例えば１２５℃）は、半導体発光素子（パッケージ１６）の動作が許容される最高温度（例えば１５０℃）よりも低く設定されている。また、本実施の形態に係る点灯制御回路２２の発熱量は、パッケージ１６の半導体発光素子の発熱量よりも少ない。そのため、点灯制御回路２２の発熱量が少なければ、第１の放熱部材２４として熱抵抗の大きい（放熱性能の低い）放熱部材を採用することができる。一般的に、放熱性能の低い放熱部材は、小型化が可能であり、形状や材質の観点からは低コスト化が可能である。そこで、本実施の形態に係る第１の放熱部材２４の熱抵抗は、第２の放熱部材２６の熱抵抗よりも大きく設定されている。
　このように、本実施の形態に係る回路モジュール１４や発光モジュール３４は、第１の放熱部材２４と、第２の放熱部材２６とを、それぞれの放熱性を考慮して個別に設計できるため、全体として小型化される。また、このような回路モジュール１４や発光モジュール３４を備える車両用前照灯１０も小型化される。
　なお、本実施の形態に係る車両用前照灯１０が備える冷却ファン２０は、第１の放熱部材２４および第２の放熱部材２６の両方に対して送風可能に配置されている。これにより、所望の放熱性能を満たしつつ、第１の放熱部材２４および第２の放熱部材２６を更に小型化できるとともに、車両用前照灯１０も小型化できる。また、冷却ファン２０の数も削減できるため、車両用前照灯１０のコストの低減にも寄与する。なお、冷却ファン２０は、ヒートシンクに固定されていてもよい。
　（第２の実施の形態）
　図２は、第２の実施の形態に係る発光モジュールの概略構成を示す斜視図である。図３は、第２の実施の形態に係る発光モジュールのうち主として放熱部材の構成を示す上面図である。なお、第１の実施の形態と同様の構成や作用効果については説明を適宜省略する。
　図２に示すように、発光モジュール５０は、パッケージ１６と、点灯制御回路２２と、第１の放熱部材５６（図３参照）と、第２の放熱部材５８と、接続機構５２と、を備える。接続機構５２は、図２および図３に示すように、第１の放熱部材５６と第２の放熱部材５８とを互いに結合し固定する樹脂製のハウジング５４と、点灯制御回路２２からパッケージ１６の半導体発光素子への信号を伝達する導電部６０と、を有する。
　第１の放熱部材５６は、点灯制御回路２２が搭載される第１の放熱板６２と、第１の放熱板６２の下面と接触するように設けられている第１のヒートシンク６４と、を有する。第２の放熱部材５８は、パッケージ１６が搭載される第２の放熱板６６と、第２の放熱板６６の下面と接触するように設けられている第２のヒートシンク６８と、を有する。第２のヒートシンク６８は、その表面に４つのねじ穴６８ａが設けられている。ハウジング５４は、点灯制御回路２２が搭載されている第１の放熱部材５６を保持した状態で、４つのねじ７０により第２のヒートシンク６８に固定されている。ハウジング５４の端部には、外部の電源から供給される電力が入力されるコネクタ部５４ａが一体に成型されている。なお、コネクタ部５４ａの代わりにＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）を接続してもよい。
　第２の放熱部材５８は、コの字状に形成されており、第２の放熱板６６が設けられている基部５８ａと、基部５８ａの両側から同じ方向に延びている一対のアーム部５８ｂとを有する。一対のアーム部５８ｂは、互いに対向しかつほぼ平行になるように基部５８ａの両端から延設されている。また、一対のアーム部５８ｂは、矩形の第１の放熱部材５６を挟むように配置されている。第１の放熱部材５８の一対のアーム部５８ｂとハウジング５４とは、ねじ７０により互いに固定されている。
　なお、ハウジング５４と各放熱部材との固定には接着剤を用いてもよい。また、導電部６０は、ブラシ、Ａｕワイヤ、Ａｌワイヤ、Ａｌリボン等が用いられる。第２の放熱板６６は、ＡｌやＣｕ、Ｃｕ合金などの放熱性の高い部材が好ましい。なお、実施の形態に係る各放熱部材は、別々に作製された放熱板とヒートシンクとを接着または金属接合により一体化されているが、アルミダイキャスト法により一体成型したものであってもよい。
　本実施の形態に係る発光モジュール５０においても、第１の放熱部材５６と第２の放熱部材５８とが熱的に分離されており、互いを結合するハウジング３０が熱伝導率の低い樹脂材料で構成されている。そのため、第１の放熱部材５６と第２の放熱部材５８との熱伝導が抑制される。
　（第３の実施の形態）
　図４は、第３の実施の形態に係る発光モジュールの概略構成を示す上面図である。なお、前述の各実施の形態と同様の構成や作用効果については説明を適宜省略する。
　図４に示すように、発光モジュール７２は、パッケージ１６と、点灯制御回路２２と、第１の放熱部材７４と、第２の放熱部材７６と、接続機構７８と、を備える。接続機構７８は、第１の放熱部材７４と第２の放熱部材７６とを結合する樹脂材料からなる結合部８０と、点灯制御回路２２からパッケージ１６の半導体発光素子への信号を伝達する金属ワイヤ８２とで構成されている。金属ワイヤ８２の材料にはＡｌやＡｕなどが用いられる。なお、金属ワイヤ８２の代わりにＦＰＣを用いてもよい。
　このように、本実施の形態に係る発光モジュール７２においても、第１の放熱部材７４と第２の放熱部材７６とが熱的に分離されており、互いを結合する結合部８０が熱伝導率の低い樹脂材料で構成されている。そのため、第１の放熱部材７４と第２の放熱部材７６との熱伝導が抑制される。
　（第４の実施の形態）
　図５は、第４の実施の形態に係る発光モジュールの概略構成を示す断面図である。なお、前述の各実施の形態と同様の構成や作用効果については説明を適宜省略する。
　本実施の形態に係る発光モジュール８４は、ハウジング８６の断面がＬ字状になっている点、第１の放熱部材２４と第２の放熱部材２６の向きが異なっている点、以外は構成部品を含め第１の実施の形態の発光モジュールと同様である。このような発光モジュール８４を車両用前照灯に適用することで、車両用前照灯の光軸方向の長さを短くすることができる。
　（第５の実施の形態）
　図６は、第５の実施の形態に係る発光モジュールの概略構成を示す断面図である。なお、前述の各実施の形態と同様の構成や作用効果については説明を適宜省略する。
　本実施の形態に係る発光モジュール８８は、第１のヒートシンク３８および第２のヒートシンク４２が対向するように、第１の放熱部材２４および第２の放熱部材２６が配置されている。第１の放熱部材２４と第２の放熱部材２６は、樹脂製のハウジング（不図示）で結合されている。また、発光モジュール８８は、点灯制御回路２２からパッケージ１６の半導体発光素子への信号を伝達する金属ワイヤ８９が設けられている。
　発光モジュール８８は、第１の放熱部材２４と第２の放熱部材２６との間に風路が形成されている。そして、冷却ファン２０で発生する風の一部は、第１のヒートシンク３８や第２のヒートシンク４２の熱を奪いながら風路を通過する。また、冷却ファン２０で発生する風の一部は、第１のヒートシンク３８や第２のヒートシンク４２の側面３８ａ，４２ａも同時に冷却する。このような発光モジュール８８を車両用前照灯に適用することで、車両用前照灯の光軸方向の長さを短くすることができる。
　（第６の実施の形態）
　図７は、第６の実施の形態に係る発光モジュールの概略構成を示す断面図である。なお、前述の各実施の形態と同様の構成や作用効果については説明を適宜省略する。
　本実施の形態に係る発光モジュール９０は、パッケージ１６と、点灯制御回路２２と、点灯制御回路２２を搭載する第１の放熱部材９２と、パッケージ１６を搭載する第２の放熱部材９４と、接続機構９６と、を備える。
　第１の放熱部材９２は、点灯制御回路２２を搭載する第１の放熱板９８と、第１の放熱板９８の点灯制御回路２２が搭載される搭載面９８ａと同じ面に固定されいてる第１のヒートシンク１００と、を有する。第１のヒートシンク１００は、フィン１００ａの長手方向が搭載面９８ａと平行になるように第１の放熱板９８に固定されている。
　第２の放熱部材９４は、パッケージ１６を搭載する第２の放熱板１０２と、第２の放熱板１０２のパッケージ１６が搭載される搭載面１０２ａと同じ面に固定されいてる第２のヒートシンク１０４と、を有する。第２のヒートシンク１０４は、フィン１０４ａの長手方向が搭載面１０２ａと平行になるように第２の放熱板１０２に固定されている。
　接続機構９６は、第１の放熱板９８と第２の放熱板１０２とを互いに結合し固定するハウジング１０６と、点灯制御回路２２からパッケージ１６の半導体発光素子への信号を伝達する金属ワイヤ１０８と、を有する。冷却ファン２０は、発光モジュール９０の第１のヒートシンク１００および第２のヒートシンク１０４の各フィンと対向する位置に設けられている。
　そして、冷却ファン２０で発生する風は、第１のヒートシンク１００や第２のヒートシンク１０４の各フィンに対して均等に当たるため、第１の放熱部材９２や第２の放熱部材９４から効率よく熱を奪うことができる。
　次に、前述の各実施の形態に係る発光モジュールを複数用いた灯具を冷却する場合について説明する。図８乃至図１１は、複数の発光モジュールと冷却ファンとの位置関係を模式的に示した図である。なお、以下の説明の複数の発光モジュールは、前述の各実施の形態に係る発光モジュールのいずれであってもよく、また、複数種の発光モジュールを組み合わせたものであってもよい。
　図８に示すように、灯具１１０は、３つの発光モジュール１１２，１１４，１１６と、冷却ファン２０とを備える。３つの発光モジュール１１２，１１４，１１６は、一列に並んで配置されており、真ん中の発光モジュール１１４と対向する位置に冷却ファン２０が配置されている。そのため、冷却ファン２０の風は、発光モジュール１１４に向かった後、発光モジュール１１４で遮られて隣接する発光モジュール１１２，１１６に向かう。これにより、一つの冷却ファン２０で複数の発光モジュール１１２，１１４，１１６を効率よく冷却することができる。
　また、図９に示す灯具１２０は、３つの発光モジュール１１２，１１４，１１６が風路Ｓを挟んで両側に配置されている。また、図１０に示す灯具１３０は、３つの発光モジュール１１２，１１４，１１６で囲まれた領域に風が送られる。そのため、これらの灯具では、一つの冷却ファン２０で複数の発光モジュール１１２，１１４，１１６を効率よく冷却することができる。
　また、図１１に示す灯具１４０は、冷却ファン２０と３つの発光モジュール１１２，１１４，１１６との間にダクト１１８が設けられている。そのため、灯具１４０は、一つの冷却ファン２０で複数の発光モジュール１１２，１１４，１１６を効率よく冷却することができる。また、灯具１４０では、冷却ファン２０と３つの発光モジュール１１２，１１４，１１６の配置の自由度が増す。そのため、灯具全体を小型化できる。
　以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
　１０　車両用前照灯、　１４　回路モジュール、　１６　パッケージ、　２０　冷却ファン、　２２　点灯制御回路、　２４　第１の放熱部材、　２６　第２の放熱部材、　２８　接続機構、　３０　ハウジング、　３２　導電部、　３４　発光モジュール、　３６　第１の放熱板、　３８　第１のヒートシンク、　４０　第２の放熱板、　４２　第２のヒートシンク。
　本発明は、車両用灯具などに利用することができる。

Claims (5)

  1. 　半導体発光素子の点灯を制御する点灯制御回路と、
    　前記点灯制御回路が搭載される第１の放熱部材と、
    　前記第１の放熱部材と分離され、半導体発光素子が搭載される搭載面を有する第２の放熱部材と、
    　前記第１の放熱部材および前記第２の放熱部材とを互いに結合する結合部と、前記点灯制御回路から半導体発光素子への信号を伝達する導電部とを有する接続機構と、
    　を備え、
    　前記結合部は、前記第１の放熱部材および前記第２の放熱部材より熱伝導率が低い材料で構成されていることを特徴とする回路モジュール。
  2. 　請求項１に記載の回路モジュールと、
    　前記第２の放熱部材の搭載面に搭載された半導体発光素子と、
    　を備えることを特徴とする発光モジュール。
  3. 　前記点灯制御回路の動作が許容される最高温度は、前記半導体発光素子の動作が許容される最高温度よりも低く設定されており、
    　前記第１の放熱部材の熱抵抗は、前記第２の放熱部材の熱抵抗よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の発光モジュール。
  4. 　車両に用いられる車両用灯具であって、
    　請求項２または３に記載の発光モジュールと、
    　前記発光モジュールから出射された光を車両前方に向けて反射するリフレクタと、を備え、
    　前記発光モジュールは、前記半導体発光素子の発光面が前記リフレクタと対向するように配置されていることを特徴とする車両用灯具。
  5. 　冷却ファンを更に備え、
    　前記冷却ファンは、前記第１の放熱部材および前記第２の放熱部材の両方に対して送風可能に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の車両用灯具。
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