JP2013171709A - 車両用灯具 - Google Patents
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Abstract
【課題】発光ダイオード等の発光素子チップを利用した車両用灯具の組立コスト・部品点数の削減を図る。
【解決手段】車両用灯具1は、前面が開口したハウジング2と、ハウジング2の前面の開口部2bを塞ぐようにしてハウジング2に取り付けられたアウターレンズ3と、折り曲げられた状態でハウジング2内に収容され、その折り曲げられた形状を保持可能な金属ベースプリント配線板5と、金属ベースプリント配線板に表面実装された発光素子チップ6と、を備える。
【選択図】図1
【解決手段】車両用灯具1は、前面が開口したハウジング2と、ハウジング2の前面の開口部2bを塞ぐようにしてハウジング2に取り付けられたアウターレンズ3と、折り曲げられた状態でハウジング2内に収容され、その折り曲げられた形状を保持可能な金属ベースプリント配線板5と、金属ベースプリント配線板に表面実装された発光素子チップ6と、を備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、車両用灯具に関する。
従来、自動車の灯具の光源として発光ダイオードが使用され、発光ダイオードに対する給電はバスバーによって行われる(例えば、特許文献1,2参照)。具体的には、発光ダイオードのアノード及びカソードが2枚の帯状のバスバーにそれぞれボンディングされており、それらバスバーは階段状に折り曲げられている。バスバーはその自重や発光ダイオードの重みにより変形してしまうため、バスバーがブラケットに面接触するようにしてブラケットに取り付けられ、バスバー及びブラケットが灯具のハウジング内に収容される(例えば、特許文献2参照)。或いは、バスバーを支持するための形状が灯具のハウジングの内面に形成され、バスバーがその部分に面接触するように取り付けられる(例えば、特許文献1参照)。
しかし、バスバーの支持のためにブラケットやハウジング内面形状が必要となり、部品点数・コストの増大の要因になってしまう。また、バスバーを支持箇所に面接触させるための作業が複雑となり、車両用灯具の組立工程の増大の要因になってしまう。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、発光ダイオード等の発光素子チップを利用した車両用灯具の組立コスト・部品点数の削減を図ることである。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、発光ダイオード等の発光素子チップを利用した車両用灯具の組立コスト・部品点数の削減を図ることである。
以上の課題を解決するために、請求項1に係る発明は、前面が開口したハウジングと、前記ハウジングの前面の開口部を塞ぐようにして前記ハウジングに取り付けられたアウターレンズと、折り曲げられた状態で前記ハウジング内に収容され、その折り曲げられた形状を保持可能な金属ベースプリント配線板と、前記金属ベースプリント配線板に表面実装された発光素子チップと、を備えることを特徴とする車両用灯具である。
請求項2に係る発明は、前記金属ベースプリント配線板が階段状に折り曲げられた段々部を有し、前記発光素子チップの数が複数であり、前記発光素子チップが前記段々部の各段にそれぞれ表面実装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である。
請求項3に係る発明は、前記金属ベースプリント配線板が前記段々部の各段にそれぞれ連結された複数のヒートスプレッド部を更に有し、前記ヒートスプレッド部が前記段々部の各段に対して垂直となるように折り曲げられていることを特徴とする請求項2に記載の車両用灯具である。
請求項4に係る発明は、複数の電気部品を更に備え、前記金属ベースプリント配線板が前記段々部の段に連結された電気部品搭載部を更に有し、前記電気部品が前記電気部品搭載部に表面実装され、前記電気部品搭載部が前記段々部の段に対して垂直となるように折り曲げられていることを特徴とする請求項2又は3に記載の車両用灯具である。
請求項5に係る発明は、前記金属ベースプリント配線板が前記電気部品搭載部に連結された端子部を更に有し、前記端子部が前記電気部品搭載部から前記電気部品搭載部に沿う方向へ延び出ていることを特徴とする請求項4に記載の車両用灯具である。
本発明によれば、発光素子チップが金属ベースプリント配線板に表面実装されているから、金属ベースプリント配線板の形状を保持するためのブラケットや形状が不要となる。そのため、車両用灯具の部品点数・組立工程・コストの削減を図ることができる。
以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の技術的範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
図1は、車両用灯具1の縦断面図である。図2は、車両用灯具1の横断面図である。
この車両用灯具1は、その前面が車両の前方に向けられた状態で車両の左前部に取り付けられる。車両の右前部に取り付けられる車両用灯具は車両用灯具1を左右反転させたものであり、右前部の車両用灯具とこの車両用灯具1は鏡像の関係にある。そのため、左前部の車両用灯具1について説明し、右前部の車両用灯具の説明を省略する。
この車両用灯具1は、その前面が車両の前方に向けられた状態で車両の左前部に取り付けられる。車両の右前部に取り付けられる車両用灯具は車両用灯具1を左右反転させたものであり、右前部の車両用灯具とこの車両用灯具1は鏡像の関係にある。そのため、左前部の車両用灯具1について説明し、右前部の車両用灯具の説明を省略する。
この車両用灯具1は、ポジションランプ、デイライトランニングランプ、ターンランプその他の信号灯である。
この車両用灯具1は、ハウジング2、アウターレンズ3、光学素子4、金属ベースプリント配線板5、複数の発光素子チップ6及び複数の電気部品7を備える。
ハウジング2の内側に内部空間2aが形成され、ハウジング2の前面が開口部2bとして開口している。アウターレンズ3は前方に膨出するよう成形され、アウターレンズ3の裏側に空洞3aが形成されている。アウターレンズ3がハウジング2の前面に取り付けられ、ハウジング2の開口部2bがアウターレンズ3によって塞がれ、アウターレンズ3の裏側の空洞3aがハウジング2の内部空間2aに連通して、それら内部空間2a及び空洞3aからなる灯室がハウジング2及びアウターレンズ3の内側に形成される。
灯室内には、光学素子4、金属ベースプリント配線板5、複数の発光素子チップ6及び複数の電気部品7が収容されている。特に、光学素子4はアウターレンズ3の空洞3aに収容され、取付構造によって光学素子4がアウターレンズ3若しくはハウジング2又はこれらの両方に取り付けられている。
光学素子4の後面には、複数の入射部4aが形成されている。光学素子4の前面には、レンズカット4bが形成されている。
発光素子チップ6は、発光ダイオード、有機EL素子、無機EL素子その他の発光素子をチップ化してパッケージしたものである。
発光素子チップ6は、発光ダイオード、有機EL素子、無機EL素子その他の発光素子をチップ化してパッケージしたものである。
金属ベースプリント配線板5は、フレキシブル性及び形状保持性を有する。フレキシブル性とは、金属ベースプリント配線板5に所定以上の荷重を付与すると金属ベースプリント配線板5を折り曲げることができることをいう。形状保持性とは、金属ベースプリント配線板5の自重によって金属ベースプリント配線板5が大きく変形することなく、金属ベースプリント配線板5の形状が保持されることをいう。
金属ベースプリント配線板5は、薄い金属基板(例えば、アルミ基板)と、その金属基板上に成膜された絶縁膜と、その絶縁膜上にパターニングされた配線パターン(例えば、銅箔パターン)と、その配線パターンの上から前記絶縁膜上に形成されたレジスト膜と、を有する。レジスト膜のうち発光素子チップ6や電気部品7が実装される箇所に、微細なコンタクトホールが形成され、配線パターンの一部が接続パッドとしてコンタクトホールの内側に位置する。
図3は、金属ベースプリント配線板5の斜視図である。図4は、金属ベースプリント配線板5の展開図である。折り曲げられる前の金属ベースプリント配線板5は図4に示すように切り出されており、それを折り曲げることによって金属ベースプリント配線板5が図3に示すように形作られ、折り曲げ部分が塑性変形することによって金属ベースプリント配線板5の形状が保持される。
金属ベースプリント配線板5は、段々部5a、複数のヒートスプレッド部5b、電気部品搭載部5c及び複数の端子部5dを有する。
図3に示すように、段々部5aは階段状に折り曲げられている。図4に示すように折り曲げ前の段々部5aは帯状に延びており、それを階段状に折り曲げることによって段々部5aが階段状に形作られる。段々部5aの折り曲げ部において金属基板が塑性変形している。
図3に示すように、複数のヒートスプレッド部5bは、段々部5aの複数の段5a1にそれぞれ連結されているとともに、これら段5a1に対して垂直である。図4に示すように、折り曲げ前のヒートスプレッド部5bは帯状に形成されている。折り曲げ前のヒートスプレッド部5bは、折り曲げ前の段々部5aの縁から段々部5aの延在方向に対して直交する方向に延び出ている。ヒートスプレッド部5bの根元部分5b1を折り曲げることによってその根元部分5b1が塑性変形し、ヒートスプレッド部5bが段5a1に対して略垂直になる。
複数の発光素子チップ6は、複数の段5a1にそれぞれ表面実装(具体的には、フリップチップ実装)されている。なお、発光素子チップ6の数が1でもよいが、その場合に発光素子チップ6が何れかの段5a1に表面実装されている。
発光素子チップ6の端子は、コンタクトホールを介して、段5a1に形成された配線パターンに接続されている。
発光素子チップ6の端子は、コンタクトホールを介して、段5a1に形成された配線パターンに接続されている。
電気部品搭載部5cは多角形状に形作られている。電気部品搭載部5cは、段々部5aの何れかの段5a1に連結されているとともに、段5a1に対して垂直である。図4に示すように、電気部品搭載部5cの根元部分5c1を折り曲げることによってその根元部分5c1が塑性変形し、電気部品搭載部5cが段5a1に対して略垂直になる。電気部品搭載部5cとヒートスプレッド部5bは互いに平行である。なお、電気部品搭載部5c及びヒートスプレッド部5bの折り曲げ方向は、発光素子チップ6が搭載された面の反対方向である。
電気部品搭載部5cには、複数の電気部品7が表面実装されている。これら電気部品7は抵抗器、ダイオード、インダクタ、コンデンサ、トランジスタ、集積回路チップその他の電気部品である。電気部品7の端子は、電気部品搭載部5cに形成された配線パターンに接続されている。
端子部5dが電気部品搭載部5cに連結されている。端子部5dは、電気部品搭載部5cから電気部品搭載部5cに沿う面方向に延出している。端子部5dの表面においてはレジストが剥離されており、端子部5dに形成された配線パターンが露出している。
図1及び図2に示すように、金属ベースプリント配線板5の段々部5a、複数のヒートスプレッド部5b、電気部品搭載部5c及び複数の端子部5dが光学素子4の後方に配置されている。具体的には、段々部5aが前側に、ヒートスプレッド部5bが上側に、電気部品搭載部5cが下側にそれぞれなるように、金属ベースプリント配線板5が灯室内に収容されている。発光素子チップ6が前方のアウターレンズ3に向いて、発光素子チップ6の光軸が発光素子チップ6から前方に延びている。また、発光素子チップ6は光学素子4の入射部4aにそれぞれ相対向している。
金属ベースプリント配線板5は、光学素子4に取り付けられている。具体的には、金属ベースプリント配線板5の段々部5aがネジ8、鋲等の締結具によって光学素子4に締結されている。なお、金属ベースプリント配線板5がハウジング2に取り付けられていてもよいし、アウターレンズ3に取り付けられていてもよい。
ハウジング2の後面には、通し孔2cが形成されている。端子部5dがハウジング2の内側から外側へ通し孔2cを貫通している。
発光素子チップ6が発光すると、発光素子チップ6から発した光が前方に投射され、光学素子4によって所定の配光が形成される。具体的には、発光素子チップ6から発した光が入射部4aから光学素子4の内部に取り込まれ、光学素子4の内部に取り込まれた光がレンズカット4bから光学素子4の前方に出射される。発光素子チップ6から発した光が入射部4aやレンズカット4bによって屈折されることによって、所定の配光が形成される。
発光素子チップ6から発した熱は、段々部5aの段5a1を通じてヒートスプレッド部5bへ伝導し、その熱がヒートスプレッド部5bから外部へ放熱される。また、電気部品7から発した熱が電気部品搭載部5cへ伝導し、その熱が電気部品搭載部5c等から放熱される。
以上の実施の形態によれば、以下のような効果を奏する。
(1) 金属ベースプリント配線板5はフレキシブル性を有するとはいえ、形状保持性を有する。そのため、金属ベースプリント配線板5を支持して金属ベースプリント配線板5の形状を保持するための部材が不要となる。従って、車両用灯具1の部品点数や組立工程の削減を図ることができる。
(1) 金属ベースプリント配線板5はフレキシブル性を有するとはいえ、形状保持性を有する。そのため、金属ベースプリント配線板5を支持して金属ベースプリント配線板5の形状を保持するための部材が不要となる。従って、車両用灯具1の部品点数や組立工程の削減を図ることができる。
(2) 段々部5aが階段状に折り曲げられているので、複数の発光素子チップ6を前方に向けてこれら発光素子チップ6の光軸を車両用灯具1としての光軸に揃えた状態で、これら発光素子チップ6を前後方向及び左右方向に対して斜めに配列することができる。つまり、複数の発光素子チップ6を車両の表面の形状に沿って配列しても、これら発光素子チップ6の光軸を車両前後方向に沿わせることができる。
(3) 金属ベースプリント配線板5には配線パターンがプリントされており、その配線パターンと複数の発光素子チップ6と複数の電気部品7によって回路が構成されている。そのため、別途リード線等が不要であり、車両用灯具1の部品点数や組立工程の削減を図ることができる。
(4) 金属ベースプリント配線板5が可撓性を有するので、ハウジング2やアウターレンズ3が小さくても、金属ベースプリント配線板5を折り曲げて灯室内に配置することができる。そのため、車両用灯具1の小型化を図ることができる。
(5) ヒートスプレッド部5b及び電気部品搭載部5cが段々部5aの段5a1に対して垂直であるから、車両用灯具1の上下方向の長さを短くすることができ、車両用灯具1の小型化・薄型化を図ることができる。
(6) ヒートスプレッド部5b及び電気部品搭載部5cが同じ方向(後方)に曲げられているから、車両用灯具1の前後方向の長さを短くすることができ、車両用灯具1の小型化を図ることができる。
(7) 金属ベースプリント配線板5が金属基板をベースとするから、金属ベースプリント配線板5の熱伝導率が高く、発光素子チップ6や電気部品7から発した熱を放熱しやすい。特に、ヒートスプレッド部5bによって放熱効果の向上を図ることができる。
(8) 端子部5dが形状保持性を有するから、別途強固な端子を金属ベースプリント配線板5に取り付けずに済む。そのため、車両用灯具1の部品点数や組立工程の削減を図ることができる。
(9) 金属ベースプリント配線板5は樹脂基材のFPC(Flexible Printed Circuit)よりも低価格である。そのため、車両用灯具1のコスト削減を図ることができる。
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、光学素子4は導光板に限るものではない。レンズ素子、導光板若しくはリフレクタ又はこれらの組み合わせを光学素子4に用いて、所定の配光特性を得るようにしてもよい。
例えば、光学素子4は導光板に限るものではない。レンズ素子、導光板若しくはリフレクタ又はこれらの組み合わせを光学素子4に用いて、所定の配光特性を得るようにしてもよい。
また、車両用灯具1は、車両の後部に取り付けられるランプ(リアコンビネーションランプ、テールランプ、ストップランプ、ハイマウントストップランプ、ターンランプ、バックランプ)に適用されてもよい。更に、車両用灯具1が、ドアミラーランプ、サイドターンランプその他の信号灯に適用されてもよい。つまり、車両用灯具1を取り付ける位置、車両用灯具1の色、車両用灯具1の種類は適宜変更可能である。
また、アウターレンズ3が光を素通しするものであったが、レンズ機能を有していてもよい。
1 車両用灯具
2 ハウジング
2b 開口部
3 アウターレンズ
5 金属ベースプリント配線板
5a 段々部
5a1 段
5b ヒートスプレッド部
5c 電気部品搭載部
6 発光素子チップ
2 ハウジング
2b 開口部
3 アウターレンズ
5 金属ベースプリント配線板
5a 段々部
5a1 段
5b ヒートスプレッド部
5c 電気部品搭載部
6 発光素子チップ
Claims (5)
- 前面が開口したハウジングと、
前記ハウジングの前面の開口部を塞ぐようにして前記ハウジングに取り付けられたアウターレンズと、
折り曲げられた状態で前記ハウジング内に収容され、その折り曲げられた形状を保持可能な金属ベースプリント配線板と、
前記金属ベースプリント配線板に表面実装された発光素子チップと、を備えることを特徴とする車両用灯具。 - 前記金属ベースプリント配線板が階段状に折り曲げられた段々部を有し、
前記発光素子チップの数が複数であり、
前記発光素子チップが前記段々部の各段にそれぞれ表面実装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。 - 前記金属ベースプリント配線板が前記段々部の各段にそれぞれ連結された複数のヒートスプレッド部を更に有し、
前記ヒートスプレッド部が前記段々部の各段に対して垂直となるように折り曲げられていることを特徴とする請求項2に記載の車両用灯具。 - 複数の電気部品を更に備え、
前記金属ベースプリント配線板が前記段々部の段に連結された電気部品搭載部を更に有し、
前記電気部品が前記電気部品搭載部に表面実装され、
前記電気部品搭載部が前記段々部の段に対して垂直となるように折り曲げられていることを特徴とする請求項2又は3に記載の車両用灯具。 - 前記金属ベースプリント配線板が前記電気部品搭載部に連結された端子部を更に有し、
前記端子部が前記電気部品搭載部から前記電気部品搭載部に沿う方向へ延び出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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- 2012-02-21 JP JP2012034830A patent/JP2013171709A/ja active Pending
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