JP2013171709A

JP2013171709A - 車両用灯具

Info

Publication number: JP2013171709A
Application number: JP2012034830A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Ogino; 哲也荻野
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2012-02-21
Filing date: 2012-02-21
Publication date: 2013-09-02

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

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）。

特開２０００−２６０２０６号公報特開２０１０−１９２３２０号公報

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。

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。

本発明の実施形態に係る車両用灯具の縦断面図である。同車両用灯具の横断面図である。同車両用灯具に内蔵された金属ベースプリント配線板の斜視図である。同金属ベースプリント配線板の展開図である。

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、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。

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。

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。

(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。

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

Claims

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。