JP2009295369A - 発光素子給電構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 半田を用いることなく発光素子への給電を行い、電気接続の信頼性を高め、かつ低コストに構成することを可能にした発光素子給電構造を提供する。
【解決手段】 ベース部材６の表面に配設されて給電用の導電膜７１が露呈されている面状配線部材７と、面状配線部材７に対面する電極５１３を備えた発光素子５１と、発光素子５１を面状配線部材７の導電層７１に対して位置決めし、面状配線部材７に対して押圧状態に固定する固定手段（ケース５２，カバー５３）と、発光素子５１の電極５１３と面状配線部材７の導電層７１との間に介在されて両者に弾接する導電性の接点部材（接点片５４）とを備える。半田を用いることなく信頼性の高い電気接続が得られ、組立に際しては発光素子、固定手段、接点部材を係合させ、あるいは一部においてネジ止めするだけでよく、組立作業を簡略化し、低コスト化が可能になる。
【選択図】 図３

Description

本発明はＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子を光源とする車両の照明灯や標識灯に関し、特に発光素子に電力を供給するための給電構造に関するものである。

近年の自動車では、ヘッドランプやテールランプ等の灯具の省エネルギ化を図るために、光源体にＬＥＤ素子等の発光素子を用いたランプが提案されている。この種のランプではランプハウジング内に配設した配線部材にＬＥＤ素子を実装し、当該配線部材を通して車載バッテリ電力をＬＥＤ素子に給電しているが、この給電構造としてはＬＥＤ素子の電極を配線部材に対して半田付け等により機械的、電気的に接続する構成がとられている。しかし、光源体として多数個のＬＥＤ素子を搭載するランプではそれぞれのＬＥＤ素子に対して半田付けを行う必要があるため、半田付けの作業工数が無視できず、コスト高の要因になる。また、ＬＥＤ素子を発光したときの熱で半田が溶融して半田付けの信頼性が低下するおそれがあるため、ＬＥＤ素子に給電する電力を制限してＬＥＤ素子の発光を抑制せざるを得ず、ランプの照射光度を高める上での障害になっている。

このような半田付け構造に起因する問題を解消するために、特許文献１ではＬＥＤ素子に設けた被係合部に電極を露呈させた構造とし、一方ベース部材には導電部を一体に有する係合部を設けておき、ＬＥＤ素子をベース部材の係合部に係合させることにより、ＬＥＤ素子の係合保持と電極に対する給電を同時に行うようにした技術が提案されている。また、特許文献２ではＬＥＤ素子の電極を給電用の導電フィルムの金属層に対して超音波接合した技術が提案されている。このように半田付けに代えて係合構造や超音波接合構造を採用することで、少なくともＬＥＤ素子の発熱が要因となる半田付けの信頼性の低下が解消できる。
特開２００１−８０４１２号公報 特開２００５−３２２４５０号公報

特許文献１の技術はＬＥＤ素子の電極とベース部材の導電部とを直接接触させて給電を行っているが、電極と導電部はそれぞれ平坦面であるので両者の接触不良が生じ易い。特に、ＬＥＤ素子やベース部材の製造上の寸法誤差による接触不良や、自動車の走行に伴う振動による接触不良が生じ易く、ＬＥＤ素子の発光不良や発光の瞬断等が生じるおそれがある。また、特許文献１のＬＥＤ素子は被係合部に電極を露呈させるための構造が必要であり、標準化されている市販のＬＥＤ素子をそのまま利用することが難しく、ＬＥＤ素子を特注したときにはコスト高を招くことになる。特許文献２の技術はＬＥＤ素子と金属層との電気的な接続の信頼性に高いものが得られるが、個々のＬＥＤ素子に対して超音波接合を行う必要があるため、組付け作業が煩雑になり、コストを削減することが難しい。また、超音波溶着構造であるために、メンテナンス等においてＬＥＤ素子を交換することが難しい。

本発明の目的は、半田を用いることなく発光素子への給電を実現する一方で、電極での電気接続の信頼性を高め、かつ低コストに構成することを可能にした発光素子給電構造を提供するものである。

本発明は、ベース部材の表面に密接して配設され、少なくとも一部に給電用の導電層が露呈されている面状配線部材と、面状配線部材に対面する電極を備えて面状配線部材に対向配置される発光素子と、発光素子を面状配線部材の露呈された導電層に対して位置決めし、かつ面状配線部材に対して押圧状態に固定する固定手段と、発光素子の電極と導電層との間に介在され、これら電極と導電層に弾接する導電性の接点部材とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、発光素子の電極と、面状配線部材の導電層とを弾性を有する接点部材を介して電気接続するので半田を用いなくても接触抵抗の小さい電気接続が実現できる。また、発光素子で発生した熱を接点部材を介して面状配線部材に効率良く伝熱し、さらにベース部材にまで伝熱させることで放熱性を高めることができる。そのため、発光素子の発熱による半田の溶融及び接続不良の問題が解消でき、信頼性の高い電気接続が得られる。組立に際しては発光素子、固定手段、接点部材を係合させ、あるいは一部においてネジ止めするだけでよく、組立作業を簡略化し、低コスト化が可能になる。

本発明における形態の一つとして、接点部材を固定手段と一体に形成した形態とすれば、構成部品点数を削減し、組立作業のさらなる簡略化、低コスト化を図ることができる。

本発明における好ましい形態の一つとして、固定手段を、発光素子の位置決めを行うためのケースと、発光素子を面状配線部材に向けて押圧するためのカバーとで構成する。ケースとカバー、ないし接点部材をサブアッシーして発光素子をユニット化することが可能であり、組立の作業性を改善する上で有利になる。

さらに、本発明において、カバーを発光素子から出射した光を反射、又は屈折する光学部材の一部で構成した形態とすれば、独立したカバーが不要になり、部品点数を削減し、かつ組立作業の簡略化が可能になる。

本発明において、ベース部材を放熱体とした形態とすれば、発光素子で発生した熱を面状配線部材からベース部材に伝熱し、さらにベース部材から放熱させることができ、発光素子の放熱効果を高めることができる。

次に、本発明の実施例１を説明する。図１は本発明を自動車のヘッドランプに適用した断面図である。容器状をしたランプボディ２と、ランプボディ２の前面開口に取着される光透過カバー３とでランプハウジング１が構成されており、このランプハウジング１内にリフレクタ４が配設され、このリフレクタ４の裏面側に光源体としての複数個のＬＥＤ素子ユニット５が配設されている。各ＬＥＤ素子ユニット５はヒートシンクを兼ねるベース部材６に支持された面状配線部材７に対して実装されており、この面状配線部材７に接続したコネクタ８を通して図には表れない車載バッテリに接続され、車載バッテリの電力が給電されて発光するようになっている。前記リフレクタ４は前記各ＬＥＤ素子ユニット５に対応した開口窓４１が開けられており、各ＬＥＤ素子ユニット５で発光した光は開口窓４１を通してリフレクタ４の表面側の反射面に投射され、ここで反射されて前記光透過カバー３を透過し、自動車の前方に向けて所要の配光特性で照射されるようになっている。

前記ＬＥＤ素子ユニット５、ベース部材６、面状配線部材７の詳細を図２に示す。ここでは説明を簡略化するために、多数のＬＥＤ素子ユニット５のうち、３つのＬＥＤ素子ユニット５についてのみ図示している。ベース部材６はアルミニウムや鉄等の剛性が高く、熱伝導性の良い金属でヒートシンクとして形成されており、各ＬＥＤ素子ユニット５を実装するための実装領域６１は前記リフレクタ４の背面形状に沿って横方向に段差を有する階段状に形成されている。また、ベース部材６の後面側には各実装領域における放熱効果を高めるために後方に突出した複数の放熱フィン６２を有している。一方、ベース部材６の前面側には面状配線部材７として、ここでは横方向に延長されたＦＰＣ（フレキシブルプリント回路）が配設されており、ベース部材６の階段形状に沿って階段状に折り曲げられている。このＦＰＣ７は表裏の絶縁層７４間に並列平面配置された一対の導電層７１が所要パターンに形成されたものであり、ここでは導電層７１は図２の上下方向に隣接配置されて左右方向に延びる一対の導電層として形成されている。この一対の導電層７１は一端部にコネクタ８が接続され、図には示されない車載バッテリにコネクタ接続される。また、前記ＦＰＣ７は、前記ベース部材６の各実装領域６１に対応する箇所において前面側の絶縁層が部分的に除去された窓部７２が形成されており、この窓部７２において各導電層７１が露呈されている。

図３は前記ＬＥＤ素子ユニット５、ベース部材６、面状配線部材７の部分分解斜視図である。前記ベース部材６の各実装領域６１にはそれぞれＬＥＤ素子ユニット５を固定するための一対のネジ穴６３が開口され、これに対応するＦＰＣ７にはそれぞれ一対の挿通穴７２が開口されている。ＬＥＤ素子ユニット５は、概念構成としては、ＬＥＤ素子５１と、このＬＥＤ素子５１をベース部材６及び面状配線部材７に対して固定するための固定手段と、ＬＥＤ素子５１を面状配線部材７に対して電気接続するための接点部材とで構成されている。ここで、固定手段はケース５２とカバー５とで構成されている。ＬＥＤ素子５１は偏平な四角柱に近い外形をしたパッケージ５１１の頂面にレンズ５１２を一体化したディスクリート型ＬＥＤ素子として構成されており、パッケージ５１１の底面には破線で示すように一対の電極５１３が上下に並んで配設されている。このＬＥＤ素子５１は、前記一対の電極５１３に対して給電することによりパッケージ５１１内に内装した図には表れないＬＥＤチップが発光し、発光した光が前記レンズ５１２を透過して集光されながら出射されるものであり、このようなＬＥＤ素子は広く知られているのでここでは詳細な説明は省略する。

前記ケース５２は前記ＬＥＤ素子５１を収納できるように板厚方向に貫通した矩形（正方形）の収納口５２１を有する直方体をした絶縁樹脂で形成されており、この収納口５２１を上下に挟む位置には前記ベース部材６のネジ穴６３に対応する一対の挿通穴５２２が開口されており、この挿通穴５２２を挿通する一対のネジ５０を前記ＦＰＣ７の挿通穴７３を通した上でベース部材６のネジ穴６３に螺合させることによりケース５２及びＦＰＣ７をベース部材６の実装領域６１に固定するようになっている。また、前記ケース５２の前記収納口５２１内には一対の接点部材５４をそれぞれ一端支持している。これら接点部材５４は、実施例１では銅等の弾性力のある導電材料をストリップ状に形成した上で、一端をケース５２に一体成形して支持させるとともに、他端部は板厚方向に湾曲加工して円形ないし楕円形に近い形状の接点片として構成している。これらの接点片５４は収納口５２１にＬＥＤ素子５１が収納されたときに、一方の面において当該ＬＥＤ素子５１の一対の電極５１３に接触すると同時に、他方の面においてＦＰＣ７の窓部７２内に露呈された一対の導電層７１に接触するように、両面がケース５２の前面側の後面側にそれぞれ突出するように形成されている。また、ケース５２の左右の側面にはテーパ状をした係合爪５２３が一体に突出形成されている。

前記カバー５３は、弾力性のある金属板で概ねコ字状に形成されており、中央片５３ｃには前記ＬＥＤ素子５１のレンズ５１２を挿通させるための円形窓５３１が開口され、左側片５３ｌと右両側片５３ｒには前記ケース５２の係合爪５２３に係合可能な係合穴５３２が開口されている。このカバー５３は前記ケース５２の正面側から被せたときに、両側片５３ｌ，５３ｒの係合穴５３２が係合爪５２３に係合し、ケース５２に対してカバー５３が取着されることになる。

この構成によれば、ランプの組立に際しては、図４（ａ），（ｂ）の垂直断面図と水平断面図を参照すると、最初にケース５２の収納口５２１内にＬＥＤ素子５１を収納し、カバー５３をＬＥＤ素子５１を前方から覆うようにケース５２の前面側から被せて左右の各側片の係合穴５３２を係合爪５２３に係合させる。これによりカバー５３はケース５２に一体化され、同時にケース５２内にＬＥＤ素子５１を内挿支持し、これらでサブアッシーしたＬＥＤ素子ユニット５が構成される。このＬＥＤ素子ユニット５では、ＬＥＤ素子５１はカバー５３によって収納口５２１の前方に脱落することが防止され、後面側においては一対の電極５１３が一対の接点片５４にそれぞれ当接されることにより収納口５２１の後方に脱落することも防止される。しかる上で、ＬＥＤ素子ユニット５をベース部材６に固定する。ここでは、一対のネジ５０をケース５２の挿通穴５２２に挿通させ、次いでＦＰＣ７の挿通穴７３を挿通させた上でベース部材６のネジ穴６３に螺合させる。これによりＬＥＤ素子ユニット５はベース部材６に固定されるが、このときＦＰＣ７をベース部材６との間に挟持した状態で固定支持させる。そして、この固定した状態では、一対の接点片５４はＦＰＣ７の露呈されている一対の導電層７１に接触し、電気的な導通が行われる。これらの接点片５４はＬＥＤ素子５１の裏面の一対の電極５１３にそれぞれ接しているので、これらの接点片５４を介してＬＥＤ素子５１の各電極５１３がＦＰＣ７の一対の導電層７１に電気接続されることになる。

図１に示したコネクタ８を介して車載バッテリの電力がＦＰＣ７の導電層７１に供給されると、導電層７１から接点片５４を介してＬＥＤ素子５１に給電されＬＥＤ素子５１が発光される。発光した光はＬＥＤ素子５１のレンズ５１２から前方に出射され、リフレクタ４の開口窓４１を通してリフレクタ４の反射面に投射され、ここで自動車の前方に向けて照射される。一方、ＬＥＤ素子５１の発光に伴って発生した熱はパッケージ５１１の４側面からケース５２に伝熱され、さらにベース部材６に伝熱される。同時にパッケージ５１１の裏面の電極５１３から接点片５４を介してＦＰＣ７の導電層７１に伝導され、さらにこれに接しているベース部材６に伝熱される。これらのベース部材６に伝熱された熱は放熱フィン６２を通して放熱される。これにより、ＬＥＤ素子５１の過熱が防止され、ＬＥＤ素子５１の安定した発光が保持される。

このように、実施例１では、手作業によってＬＥＤ素子５１をケース５２に収納し、さらにカバー５３をケース５２に係合することによってＬＥＤ素子ユニット５が構成でき、その上でＬＥＤ素子ユニット５をＦＰＣ７と共にベース部材６にネジ止めする作業を行うことによってＬＥＤ素子のランプハウジング１内への実装が完了できるので、ランプの組立に際しては半田付けやその他の特許文献２のような超音波溶着作業は不要であり、作業工数の増大を抑制してランプの低コスト化に有利となる。一方、ＬＥＤ素子５１とＦＰＣ７の電気接続においては、電極５１３と導電層７１との間に介在される接点片５４の弾性力によって接触が保持されるので、これらにおける寸法誤差や自動車の走行に伴う振動等によっても接触不良が生じることは少なく、ＬＥＤ素子５１における発光不良や発光の瞬断等が防止できる。また、接点片５４の幅寸法を可及的に大きくすることでＬＥＤ素子５１からＦＰＣ７への伝熱効果を高め、ＬＥＤ素子５１の放熱効果を高める上でも有利になる。

図５は本発明の固定手段の変形例である実施例２の要部の部分斜視図である。実施例１と等価な部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。実施例２はＬＥＤ素子ユニット５の一部を構成する接点部材をケース５２とは別部品として構成したものである。ケース５２には実施例１と同様にＬＥＤ素子５１を収納する収納口５２１を有しているが、この収納口内５２１には実施例１のような接点片５４は設けられていない。その代わりに、ＬＥＤ素子５１のパッケージ５１１の外形にほぼ等しく収納口５２１内に収納可能な寸法の矩形枠状をした絶縁樹脂からなる枠体５５１を備え、この枠体５５１の内部に一対の接点片５５２を一体に支持した接点部材５５が設けられている。これら接点片５５２の構成は実施例１の接点片５４とほぼ同じであるが、板厚方向に湾曲加工して円形ないし楕円形に近い形状に加工された部分は枠体５５１の前面側と後面側にそれぞれ突出した構成としていることが肝要である。

実施例２においては、ランプの組立に際しては、図６（ａ），（ｂ）の垂直断面図と水平断面図を参照すると、ここでは先にケース５２をＦＰＣ７を挟んでベース部材６にネジ５０でネジ止めする。しかる上で、ケース５２の収納口５２１内に接点部材５５を内装し、次いでＬＥＤ素子５１を内装し、最後にカバー５３をケース５２の前面側から被せ、係合穴５３２を係合爪５２３に係合させる。このようにすることでベース部材６及びＦＰＣ７に対して固定された状態のＬＥＤ素子ユニット５を組み立てることができる。組み立てられたＬＥＤ素子ユニット５では、ＬＥＤ素子５１の裏面の電極５１３とＦＰＣ７の露呈された導電層７１との間に接点部材５５が介在され、接点部材５５の枠体５５１がＬＥＤ素子５１とＦＰＣ７との間のスペーサとして機能する一方で、接点部材５５の接点片５５２によって実施例１と同様にＬＥＤ素子５１の電極５１３とＦＰＣ７の導電層７１との間の電気接続が行われ、ＬＥＤ素子５１の発光が可能になる。ＬＤＥ素子５１の発光により発生した熱はケース５２及びＦＰＣ７を介してベース部材６に伝熱され、ここから放熱されることは言うまでもない。

実施例２は、規格の異なるＬＥＤ素子を使用する場合でも同じケースやカバーを利用することが可能になる。例えば、パッケージの厚み寸法が異なるＬＥＤ素子や、パッケージ裏面の電極の位置や寸法が異なるＬＥＤ素子においても、接点片が当該ＬＥＤ素子の電極の位置や寸法に対応した規格の接点部材に変更すればＬＥＤ素子に対する給電が可能になる。例えば、図７（ａ）に示すように、パッケージ５１１の裏面からＬ字状に電極５１４が突出されているＬＥＤ素子５１Ａの場合でも、枠５５１の厚み寸法を小さくした接点部材５５Ａを用意しておくことにより、同じケース５２とカバー５３を利用しても当該ＬＥＤ素子５１Ａの電極５１４とＦＰＣ７の導電層７１との間の電気接続が確保でき、ＬＥＤ素子５１Ａに対する給電が可能になる。あるいは、図７（ｂ）に示すように、パッケージ５１１の外形寸法がケース５２の収納口５２１の寸法よりも小さいＬＥＤ素子５１Ｂの場合でも、枠体５５１の周縁部をパッケージ５１１の側面と収納口５２１の内面との間に介在するように突出形成した突出縁５５１ａを有する接点部材５５Ｂを用いることで、この突出縁５５１ａがＬＥＤ素子５１Ｂのパッケージ５１１と収納口５２１との間のガタを吸収するスペーサとして機能し、当該ＬＥＤ素子５１Ｂを収納口５２１内において安定な位置に収納することが可能になる。

なお、実施例１，２において、ケース５２をベース部材６にネジ止めする構成として、ベース部材６のネジ穴６３を挿通穴に変更し、またケース５２の挿通穴５２２をネジ穴に変更した上で、ベース部材６の裏面側から挿通穴に挿入したネジをケース５２のネジ穴に螺合してケース５２をベース部材６に固定するようにしてもよい。

図８は本発明の固定手段の他の変形例である実施例３の要部の部分斜視図である。実施例１，２ではケースをベース部材にネジ止めしていたが、実施例３ではこのネジ止めを不要にしたものである。実施例３は実施例１の変形例を示しており、実施例１と等価な部分には同一符号を付して説明は省略する。ここでは、ベース部材６の実装領域６１の前面にはケース５２の挿通穴５２２に対応する位置に一対のボス６４が前方に向けて突出形成され、このボス６４がＦＰＣ７の挿通穴７３とケース５２の挿通穴５２２に挿入され、これらによってケース５２とＦＰＣ７のベース部材６に対する位置決めを行っている。ケースは実施例１と同じであり、収納口５２１内に本発明の接点部材を構成する一対の接点片５４が一端支持状態で配設されている。一方、カバー５３Ａは中央片５３ｃ及び左右側片５３ｌ，５３ｒは実施例１，２と同じであるが、これに加えて中央片５３ｃの上縁部と下縁部からそれぞれ上下方及び後方に延びる上側片５３ｕと下側片５３ｄを有しており、これら上側片５３ｕと下側片５３ｄの先端はベース部材６の上面部と下面部にまで達し、かつ先端部が内側に折り曲げられたフック部５３３として形成されている。このフック部５３３に対応してベース部材６の上面部と下面部にはそれぞれフック部５３３が嵌入可能なスリット６５が形成されている。

実施例３では、図９（ａ），（ｂ）の垂直断面図と水平断面図を参照すると、先にベース部材６のボス６４にＦＰＣ７の挿通穴７３とケース５２の挿通穴５２２を挿通させてケース５２を仮固定する。その上でケース５２の収納口５２１内にＬＥＤ素子５１を内装する。最後にカバー５３Ａをケース５２に係合させる。カバー５３ＡはＬＥＤ素子５１の前面側、すなわちケース５２の前面側から被せて係合穴５３２を係合爪５２３に係合させることによりケース５２に一体化され、カバー５３ＡによってＬＥＤ素子５１が収納口５２１の前方から脱落することが防止される。また、これと同時にカバー５３Ａの上側片５３ｕと下側片５３ｄの各フック部５３３をベース部材６の上面と下面の各スリット６５にそれぞれ係合させ、カバー５３Ａをベース部材６に固定する。これにより、カバー５３Ａを介してケース５２及びＦＰＣ７がベース部材６に挟持された状態で固定される。このとき、実施例１と同様にＬＥＤ素子５１は裏面において一対の電極５１３が接点部材の一対の接点片５４にそれぞれ接触され、収納口５２１の後方に脱落することが防止されることは言うまでもなく、さらに、一対の接点片５４はＦＰＣ７の露呈されている一対の導電層７１に接触し、電気的な導通が行われるので、これら接点片５４を介してＬＥＤ素子５１の一対の電極５１３はＦＰＣ７の一対の導電層７１に電気接続されることになる。

実施例３では、ケース５２をベース部材６に固定するためのネジの締結作業が不要になるため、組立の作業を極めて簡略化することができる。ケース５２はカバー５３Ａによってベース部材６に押圧された状態で支持されているので、実施例１，２のようなネジによる固定よりも支持の安定性は若干低下するが、ＬＥＤ素子５１とＦＰＣ７との間には弾性を有する接点片５４が介在されているので、ＬＥＤ素子５１の電極５１３とＦＰＣ７の導電層７１との電気接続の信頼性が低下されることはない。

この実施例３において、ベース部材６の実装領域の前面の上下方向の寸法に余裕があるときには、当該実装領域の前面のＦＰＣ７を挟む上下の位置に横方向に延びる一対のスリットを形成しておき、このスリットにカバー５３Ａの上側片５３ｕと下側片５３ｄの各フック部５３３を挿入してスリットに対する係合を行い、カバー５２をベース部材６に固定させるようにしてもよい。この場合には、フック部５３３の形状を実施例３とは変形させてスリットに対する係合を行うようにすることが必要となる場合がある。

図１０は本発明の固定手段のさらに他の変形例である実施例４の部分斜視図である。ここではケースをカバーで兼用し、ケースを省略している。実施例２におけるケース５２はＬＥＤ素子５１や接点部材５５の位置決め機能を行うためのものであるので、これをカバーでも行うようにし、そのため実施例４のカバー５３Ｂは左右の各側片５３ｌ，５３ｒと上下の各側片５３ｕ，５３ｄとでＬＥＤ素子５１と接点部材５５の周囲を囲むような矩形容器状部分を形成し、この矩形容器状部分においてＬＥＤ素子５１と接点部材５５の支持と位置決めを行うようにしている。また、カバー５３Ｂの上下の側片５３ｕ，５３ｄは実施例３と同様にベース部材６の上下寸法に対応するように矩形容器部分よりも上下方向の間隔を拡大させ、変復調器部材６の上下面に設けたスリット６５に係合するフック部５３３を設けている。この実施例４では、カバー５３Ｂには左右側片５３ｌ，５３ｒに係合穴は不要である。なお、ＦＰＣ７をベース部材６に対して位置決めが必要であるので、実施例３よりもボス６４の長さを短くして位置決めを行うようにする。

実施例４においては、図１１（ａ），（ｂ）の垂直断面図と水平断面図を参照すると、先にカバー５３Ｂの上下、左右の各側片５３ｌ，５３ｒ，５３ｕ，５３ｄで囲まれる矩形容器状部分の内部に後面側からＬＥＤ素子５１と接点部材５５を順次内挿し、しかる上でＦＰＣ７を介在させながらカバー５３Ｂの上下側片のフック部５３３をベース部材６の上下面のスリット６５に係合させる。ＬＥＤ素子５１と接点部材５５、さらにＦＰＣ７はカバー５３Ｂによってベース部材６との間に挟持された状態でベース部材６に固定される。ＬＥＤ素子５１の電極５１３は接点部材５５の接点片５５２を介してＦＰＣ７の導電層７１に電気接続され、ＬＥＤ素子５１への給電が可能になる。なお、実施例４においても、ベース部材６の実装領域の前面にＦＰＣ７を上下に挟む領域に余裕があるときには、スリットを当該前面に設けてフック部５３３を係合させるようにしてもよい。

図１２は本発明の固定手段のさらに異なる他の変形例である実施例５の部分斜視図であり、カバーとケースを省略し、代わりにサブプレートを用いた構成である。サブプレート５６は伝熱性のある樹脂等でベース部材６の実装領域の前面に対応する寸法をした板状に形成しており、例えば接着によりベース部材６の前面に固定している。あるいは、ネジによりベース部材６に固定してもよい。サブベース５６の前面には前方に向けて一対の係合片５６１が突出されている。これら係合片５６１はＦＰＣ７の窓７２を上下に挟む位置にそれぞれ設けたスリット７５を挿通することが可能であり、これら係合片５６１の各先端には内側に向けて突出するフック部５６２が設けられている。これら一対の係合片５６１の突出寸法はＬＥＤ素子５１のパッケージの高さ寸法と接点部材５５の高さ寸法を合わせた寸法にほぼ等しく、両係合片５６１の対向間隔はＬＥＤ素子５１のパッケージ５１１及び接点部材５５の枠体５５１の辺寸法にほぼ等しくされている。

実施例５では、図１３（ａ），（ｂ）の垂直断面図と水平断面図を参照すると、ベース部材６に固定されているサブベース５６に対し、係合片５６１をＦＰＣ７のスリット７５に挿通させることでＦＰＣ７をベース部材６に仮固定する。このとき、ＦＰＣ７の露呈された導電層７１は係合片５６１の上下の間に位置される。次いで、上下の係合片５６１の間に前面側から接点部材５５を内挿し、次いでＬＥＤ素子５１を内挿する。ＬＥＤ素子５１を内挿したときに各係合片５６１のフック部５６３がＬＥＤ素子５１のパッケージ５１１の両肩に係合し、この係合力によってＬＥＤ素子５１は接点部材５５をＦＰＣ７の表面に押圧した状態でサブベース５６に固定され、結局ベース部材６に固定支持される。この固定支持により、ＬＥＤ素子５１の電極５１３は接点部材５５の接点片５５２を介してＦＰＣ７の導電層７１に接触して電気接続が行われる。

この実施例５では、図示は省略するが、係合片５６１のフック部５６２は必ずしもＬＥＤ素子５１のパッケージ５１１の肩部に係合するものではなく、例えば、パッケージ５１１の両側面に電極５１３の一部が延在しているような場合には、この電極５１３の一部にフック部５６２を係合させて固定を行うようにしてもよい。また、図示は省略するが、ベース部材６の前面に一対の係合片を一体に、形成することが可能であれば、サブベースは不要であり、部品点数をさらに低減でき、組立工数のさらなる削減も可能である。

図１４は前記実施例２の変形例の実施例６の部分断面図であり、カバー５３をリフレクタ４で兼用した構成である。図１に示したリフレクタ４の開口窓４１を挟む位置に一対の係合片４２を後方に向けて突出形成し、これらの係合片４２にはケース５２の係合爪５２３に係合する係合穴４３を形成している。実施例６では、ランプハウジング１内に配設されているベース部材６に対し、ＦＰＣ７を挟むようにしてケース５２をベース部材６にネジ止めし、その上でケース５２の収納口５２１にＬＥＤ素子５１を内挿する。ケース５２の収納口５２１内には実施例１と同様に接点片５４が設けられている。しかる上で、リフレクタ４をベース部材６の前面側から装着すると、リフレクタ４の一対の係合片４２はケース５２の前面側に被せられる状態となり、係合片４２の係合穴４３がケース５２の係合爪５２３に係合され、リフレクタ４とケース５２は一体化される。これにより、ＬＥＤ素子５１はリフレクタ４によって前方への脱落が防止された状態でケース５２の収納口５２１内に保持される。このとき接点片５４はＬＥＤ素子５１の電極５１３とＦＰＣ７の導電層７１それぞれ接触して両者の電気接続が行われ、ＬＥＤ素子５１への給電が可能とされることは実施例１と同じである。実施例６ではリフレクタ４がカバーを兼用することになり、カバーが不要となるので部品点数を削減でき、またカバーの取付工数を削減することができる。

実施例６のようにカバーとリフレクタを一体化する構成は、実施例３，４，５についても同様に適用することは可能である。また、これとは反対に、図１５に示すように、レンズを備えていないＬＥＤ素子５１Ｃを光源として用い、ＬＥＤ素子５１Ｃから出射した光を独立した集光レンズによって集光してランプハウジング１の前方に照射させるランプに適用する場合には、ＬＥＤ素子５１Ｃから出射した光を集光するための集光レンズ５３４を一体に形成した透明樹脂でカバー５３Ｃを構成するようにしてもよい。この場合ではカバー５３Ｃは集光レンズ５３４のブラケットを兼用することになり、ランプの部品点数を削減し、取付工数を削減する。

図１６（ａ）は前記実施例１等で用いた接点片５４の変形例を示す実施例７の斜視図である。実施例１等では接点片５４として金属板を曲げ加工し、当該金属板の弾性力を利用してＬＥＤ素子の電極とＦＰＣの導電層との電気接続を行っているが、図１６（ａ）の接点片５４Ａでは形状復元力のある材料を用いて接点片を構成している。ここでは、同図（ｂ）のように、矩形をした柔軟な絶縁膜５４１の表面に可撓性のある柔軟な導電膜５４２を貼り合わせ、かつ両端及び両側部を表面絶縁膜５４３で覆ったシート材を形成する。ここでは一対の導電膜５４２をほぼ平行に平面配置する。このシート材を同図（ｃ）のようにほぼ中央で折り返すように曲げ加工し、かつ折り返した両端部を接着して導電膜５４２が外面に露呈された無端状の湾曲部５４４を形成する。しかる上で、同図（ｄ）のように、この湾曲部内に形状復元力のある材料としてシリコンゲル５４５を内装している。このシート材は片面の絶縁膜を部分的に除去したＦＰＣで構成してもよい。この接点片５４Ａはケース５２の収納口５２１内に内装した上で基端部をケース５２に一体化することで実施例１と同様なケースが構成できる。

また、実施例２等の接点部材５５に代えた接点部材５５Ａとして、図１７（ａ）のように、形状復元力のある材料を用いて接点部材を構成している。ここでは、同図（ｂ）のように、矩形をした柔軟な絶縁膜５５５の表面に可撓性のある柔軟な導電膜５５６を貼り合わせ、かつ両端及び両側部を表面絶縁膜５５７で覆ったシート材を形成する。ここでは一対の幅広い導電膜５５６を長さ方向に並ぶように平面配置する。このシート材を同図（ｃ）のように、両端部をそれぞれ折り返すように曲げ加工し、かつ折り返した各両端部を絶縁膜５５５に対して接着して導電膜５５６が外面に露呈された無端状の湾曲部５５８を両端部に形成する。しかる上で、同図（ｄ）のように、これらの湾曲部内に形状復元力のある材料としてシリコンゲル５５９を内装している。このシート材は片面の絶縁膜を部分的に除去したＦＰＣで構成してもよい。この接点部材５５Ａは実施例２の接点部材５５と同様に用いることができる。

実施例７の接点片５４Ａや接点部材５５Ａでは、ＬＥＤ素子５１とＦＰＣ７との間に挟持されたときにシリコンゲル５４５，５５９が圧縮状態に変形され、かつその際の変形復元力によって導電膜５４２，５５６がＬＥＤ素子５１の電極５１３とＦＰＣ７の導電層７１にそれぞれ密接し、両者間を電気接続する。基材となるシート材が柔軟であることとシリコンゲル５４５，５５９の復元力とによって導電膜５４２，５５６は電極５１３と導電層７１のそれぞれに対して広い面積で密接することになるため、前記実施例１〜６の金属板からなる接点片５４や接点部材５５に比較して両者間の接触面積が大きくなり、電気抵抗を低減するとともにＬＥＤ素子５１からベース部材６への伝熱性を高め、放熱効果を高めることが可能になる。

前記実施例１〜７では本発明にかかる面状配線部材としてＦＰＣを用いた例を示したが、ＰＣＢ（プリント配線基板）あるいはＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）を利用することもできる。ＰＣＢの場合には、図１８のように、矩形平板状をしたＰＣＢ５７をベース部材６の複数の実装領域の前面にそれぞれネジ、あるいは接着等により配設した上で、各ＰＣＢ５７の基板の表面に形成された導電層５７１に対してコネクタ５７２及びケーブル５７３により図には表れない車載電源に接続する。しかる上で、実施例１と同様にＰＣＢ５７に対してＬＥＤ素子ユニット５をネジ５０で固定する。これにより、ＬＥＤ素子ユニット５のＬＥＤ素子５１の電極５１３はケース５２に支持させている接点片５４を介してＰＣＢ５７の導電層５７１に電気接続されることになる。図示は省略するが、ＦＦＣについてもＦＰＣとほぼ同様に適用できる。

以上の各実施例において、ケースをベース部材に固定する手法として、ケースに係合片を設けておき、この係合片をベース部材に対して係合して固定を行うようにしてもよい。また、本発明において、実施例１〜７では本発明にかかる発光素子としてＬＥＤ素子を用いた例を示したが、ＥＬ素子（エレクトロルミネッセンス素子）やＬＤ素子（レーザダイオード）を使用することも可能である。さらに、本発明は実施例１の自動車用ヘッドランプに限られるものではなく、各種車両のヘッドランプやその他の照明用ランプ、あるいは標識用ランプの発光素子の給電構造として適用が可能である。

本発明を適用したランプの全体構成を示す断面図である。 実施例１のランプの一部の分解斜視図である。 実施例１の要部の部分分解斜視図である。 実施例１の要部の垂直断面図と水平断面図である。 実施例２の要部の部分分解斜視図である。 実施例２の要部の垂直断面図と水平断面図である。 実施例２の変形例の垂直断面図と水平断面図である。 実施例３の要部の部分分解斜視図である。 実施例３の要部の垂直断面図と水平断面図である。 実施例４の要部の部分分解斜視図である。 実施例４の要部の垂直断面図と水平断面図である。 実施例５の要部の部分分解斜視図である。 実施例５の要部の垂直断面図と水平断面図である。 実施例６の水平断面図である。 実施例６の変形例の水平断面図である。 実施例７の外観図と断面図である。 実施例７の変形例の外観図と断面図である。 実施例８の部分斜視図である。

符号の説明

１ ランプハウジング
４ リフレクタ
５ ＬＥＤ素子ユニット
６ ベース部材
７ ＦＰＣ（面状配線部材）
５１ ＬＥＤ素子
５２ ケース
５３ カバー
５４ 接点片（接点部材）
５５ 接点部材
７１ 導電層
５１１ パッケージ
５１２ レンズ
５１３ 電極

Claims (5)

1. ベース部材の表面に密接して配設され、少なくとも一部に給電用の導電層が露呈されている面状配線部材と、前記面状配線部材に対面する電極を備えて前記面状配線部材に対向配置される発光素子と、前記発光素子を前記面状配線部材の前記露呈された導電層に対して位置決めし、かつ前記面状配線部材に対して押圧状態に固定する固定手段と、前記発光素子の電極と前記導電層との間に介在され、これら電極と導電層に弾接する導電性の接点部材とを備えることを特徴とする発光素子給電構造。
2. 前記接点部材は前記固定手段と一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子給電構造。
3. 前記固定手段は、前記発光素子の位置決めを行うためのケースと、前記発光素子を前記面状配線部材に向けて押圧するためのカバーとを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光素子の給電構造。
4. 前記カバーは前記発光素子から出射した光を反射、又は屈折する光学部材の一部で構成されていることを特徴とする請求項３に記載の発光素子給電構造。
5. 前記ベース部材は放熱体として構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の発光素子給電構造。
   
   

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