JP2001110203A

JP2001110203A - Ｌｅｄ光源の灯具

Info

Publication number: JP2001110203A
Application number: JP28745799A
Authority: JP
Inventors: Kenji Tanigaki; 健志谷垣; Akikazu Matsumoto; 晃和松本; Takashi Noda; 孝巳野田; Shogo Izawa; 省吾井沢
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1999-10-08
Filing date: 1999-10-08
Publication date: 2001-04-20

Abstract

(57)【要約】【課題】より簡略であって低コストなＬＥＤ光源の灯具
を提供とすること。【解決手段】本発明のＬＥＤ光源の灯具は、電気絶縁性
樹脂からなる絶縁部１０と、絶縁部１０と一体的に成型
された導電性樹脂からなり電源を供給する配線を形成す
る導電部１１とをもつ基部１と、基部１の所定面に位置
し、個々のリードが直接導電部１１に固定された複数個
のＬＥＤ２と、ＬＥＤ２が固定された基部１の所定面を
覆う透明部材３とを有することを特徴とする。すなわ
ち、電気絶縁性樹脂と導電性樹脂とからなる２色成形等
の射出成形によりＬＥＤに電源を供給する配線を形成す
ることにより、基板を用いなくてもＬＥＤへの電気供給
を行うことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源としてＬＥＤ
を用いる車両用灯具などのＬＥＤ光源の灯具に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＥＤ光源は、ＬＥＤが高効率および高
寿命である点から従来の電球等を用いた灯具の代替品と
しての使用分野が広がっている。ＬＥＤは、単独では光
量が少ないので通常複数で用いられ、それぞれ基板上に
配設固定して使用している。そしてＬＥＤを固定した基
板は、筐体に内設され、その発光面側を透明部材で覆わ
れている。

【０００３】また、自動車の後部灯などの車両用灯具で
は、一般にこの透明部材が湾曲しており、光の照射方向
を制御するレンズが複数設けられている。このレンズ
は、発光面が均一に光るように個別に設計されている。
特開平６−３４９３０６号公報では、図６に示すよう
に、このレンズの設計を容易にする目的で、ＬＥＤ２が
固定された基板５を分割し、それぞれのＬＥＤ２がレン
ズ３１と等間隔となるように、段差を設けた筐体６にそ
の基板５１、５２、５３、５４を内設している。

【０００４】その他に、図７に示すように、ＬＥＤ２と
透明部材３との間にインナーレンズ７１、７２を設けて
発光面を均一に光らせることが行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たＬＥＤを用いた灯具では、ＬＥＤの固定に独立した部
材である基板を用いている。さらに、透明部材の湾曲に
対応するためには、基板を分割しその基板を段差を設け
て固定するという複雑な製造工程を経る必要がある。こ
れらのことからコストが上昇するという不都合があっ
た。また、インナーレンズを用いる方法では、コストの
上昇に加えてインナーレンズの設置空間が必要であると
いう不都合があった。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、より簡略であって低コストなＬＥＤ光源の
灯具を提供とすることを解決すべき課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のＬＥＤ光源の灯具は、電気絶縁性樹脂からなる絶縁
部と、該絶縁部と一体的に成形された導電性樹脂からな
り電源を供給する配線を形成する導電部とをもつ基部
と、該基部の所定面に位置し、個々のリードが直接該導
電部に固定された複数個のＬＥＤと、該ＬＥＤが固定さ
れた該基部の該所定面を覆う透明部材とを有することを
特徴とする。

【０００８】すなわち、電気絶縁性樹脂と導電性樹脂と
からなる２色成形等の射出成形によりＬＥＤに電源を供
給する配線を形成することにより、基板を用いなくても
ＬＥＤへの電気供給を行うことが可能となる。その場合
に、基部をＬＥＤ光源の灯具の筐体とすることによって
さらなるコスト低下が達成できるという利点もある。

【０００９】また、基部を射出成形等によって一体的に
成形することが可能であるので、複雑な形状を形成する
こともきわめて容易である。したがって、空間を有効に
利用することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明のＬＥＤ光源の灯具
について、実施形態に基づいて説明する。なお本発明の
ＬＥＤ光源の灯具は、以下の実施形態に限定するもので
ない。またこれからは便宜的に自動車用尾灯に用いたＬ
ＥＤ光源の灯具を例にとって本灯具を説明するが、本発
明の灯具は、ＬＥＤ光源の灯具を複数用いるＬＥＤ光源
の灯具であれば、いずれの種類の灯具であるかは問わな
い。たとえば、道路用信号灯等である。

【００１１】なお、図面については、要部のみを模式的
に表したものであるため、細部の形状、縮尺等について
まで正確に表現したものとなっていない。

【００１２】〈実施態様１〉図１に、本実施形態である
ＬＥＤ光源の灯具の断面図を示す。

【００１３】本実施態様のＬＥＤ光源の灯具１００は、
基部１とＬＥＤ２と透明部材３とを有する。

【００１４】ＬＥＤ２は、基部１の表面に実装されてい
る。そして、それらを透明部材３が覆っている。

【００１５】基部１は、絶縁部１０とその絶縁部１０と
一体的に成形された導電部１１とをもつ。また、本実施
形態の基部１は、本ＬＥＤ光源の灯具１００の筐体を兼
ねている。これにより、部品点数の削減ができコストの
低下を図ることができる利点がある。

【００１６】以上のように、基部１は、ＬＥＤ光源の灯
具１００の構造を維持する作用と、実装されているＬＥ
Ｄ２に電源を供給する作用とを有する部材である。ま
た、基部１は、その表面に反射面を設けることによっ
て、基部１に対して反射鏡の作用を付与することもでき
る。

【００１７】基部１の製造方法は、２色成形、各樹脂の
接着等により製造することができる。そのなかでも２色
成形による製造が好ましい。簡便に複雑な形状を形成可
能だからである。２色成形は、融点の低い樹脂から成形
することが好ましい。本実施形態では、絶縁部を先に形
成し、その後、導電部を形成している。その他にも導電
部１１を形成した後に、絶縁部１０を形成することも可
能である。

【００１８】こうして絶縁部１０と導電部１１との配置
を変化させることにより、導電部１１は、ＬＥＤ２に電
源を供給できる配線を形成する。そしてＬＥＤ２以外に
その他の部品を基部１に実装する必要がある場合に、導
電部１１は、ＬＥＤ２への電源供給の配線のみでなく他
の部品への配線をも形成する。

【００１９】このように、２色成形によって基部１に配
線を形成することにより、従来の基板形成時に発生する
ような種々の廃棄物を発生しないという利点がある。

【００２０】基部１において導電部１１が配線を形成す
る部分としては、図２に示すように、大きく分けて３通
りが考えられる。すなわち、図２ａに示すように、基部
１のＬＥＤ２の反対側（基部裏面）、図２ｂに示すよう
に、基部１のＬＥＤ２側（基部表面）、図２ｃに示すよ
うに、基部１の内部（基部内部）の３通りである。この
うち基部表面に配線を形成するものがＬＥＤ２の実装の
容易さの点からは好ましい。ただし、配線が表面に現れ
るので２色成形により形成した配線のまだら模様が透明
部材を介して外部から観察可能となり、用途によっては
好ましくない場合もある。そのような場合には、基部表
面に着色できる絶縁性の表面コーティング、たとえばあ
る種のメッキ等を行ったり（反射部材を兼ねる）、基部
裏面に配線を設ける方法を用いることが好ましい。ただ
し、基部裏面に配線を形成する場合には、配線としての
導電部１１が基部１の裏面に現れているので、その部分
を電気的に隔離する必要がある場合がある。そのように
導電部１１が基部１の表面にも裏面にも現れては不都合
を生ずる場合には、基部内部に配線を設けることによっ
て解決できる。

【００２１】絶縁部１０は、電気絶縁性樹脂からなる部
材である。したがって、絶縁部１０に用いる電気絶縁性
樹脂としては、体積固有抵抗値が高いこと、そして、体
積固有抵抗値が経時的に劣化しないこと、また、誘電率
が低いこと等の電気的性質が重要である。また、２色成
形を行う場合には、射出成形性がよいことも求められ
る。

【００２２】このような電気絶縁性樹脂としては、公知
の樹脂を用いることができる。たとえば、ポリブチレン
テレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリフェニレンサルファイド、ＡＢＳ樹脂、ポリス
チレン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエーテルイ
ミド、ポリエーテル−エーテルケトンポリエーテルサル
フォン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネ
ート、これらの共重合体、ポリマーアロイ等の熱可塑性
樹脂や、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エ
ポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。そのなかで
も本発明のＬＥＤ光源の灯具に用いる電気絶縁性樹脂
は、熱可塑性樹脂が好ましい。２色成形が射出成形によ
って、容易に行うことができるからである。さらにそれ
らの熱可塑性樹脂のなかでも、ＰＢＴが好ましい。溶融
温度が低融点合金に近く細かく分散しやすいからであ
る。

【００２３】導電部１１は、導電性樹脂からなりＬＥＤ
２に電源を供給する配線を形成する部材である。したが
って、導電部１１に用いる導電性樹脂としては、絶縁部
１０に用いる電気絶縁性樹脂とは逆に電気の損失を抑え
る目的で体積固有抵抗値が低いこと等の電気的性質が求
められる。たとえば、体積固有抵抗値が１０^-2Ω・ｃｍ
以下であることが好ましく、さらには１０^-4Ω・ｃｍ以
下であることがより好ましい。

【００２４】このような導電性樹脂としては、樹脂自体
が電気伝導性をもつ導電性高分子を用いる他、電気絶縁
性の高分子（マトリックス樹脂）に導電性を有する物質
（充填剤）を一定量加えることによって充填剤の３次元
網目状の構造を有する金属組織を形成し、導電性を付与
した樹脂がある。入手が容易であることや射出成形性を
制御しやすいという利点を有するのでマトリックス樹脂
に充填剤を一定量加えた導電性樹脂を用いることが好ま
しい。

【００２５】マトリックス樹脂としては、前述した電気
絶縁性樹脂と同様に、２色成形を行いやすい前述の熱可
塑性樹脂を用いることが好ましい。その場合に、マトリ
ックス樹脂は、絶縁部１０に用いている電気絶縁性樹脂
との間で親和性が高いことが好ましい。

【００２６】充填剤としては、導電性を有する物質であ
れば特に限定しない。たとえば、金属、カーボンブラッ
ク等の電気伝導性を有する物質を用いることができる。
そしてそれらは、粉末状、繊維状として用いることが好
ましい。そのなかでも金属の粉を用いることが好まし
い。

【００２７】充填剤として用いられる金属粉としては、
銅等の高融点金属を含むことができるが、さらに低融点
合金を含むことがより好ましい。低融点合金が好ましい
理由は、後述するＬＥＤ２の導電部１１への取り付け方
法の説明の際に合わせて説明する。低融点合金として好
ましいものとしては、スズ−銅系合金、スズ−鉛系合金
等のスズ系合金を挙げることができる。そのなかでも、
スズ−銅系合金を用いることが、より好ましい。鉛は環
境への負荷が高いからである。また、金属粉としては、
前述の低融点金属単独で用いることもできる。

【００２８】充填剤をマトリックス樹脂に加える割合と
しては、生成する導電性樹脂の体積固有抵抗値が前述の
望ましい値以下となるように調節する。また、充填剤
は、マトリックス樹脂に加えることによって、生成する
導電性樹脂の機械的性質が低下するのでできるだけ加え
る量は少ないことが好ましい。具体的には、ＰＢＴにス
ズ−銅−ニッケル−リンからなる合金を５０重量％〜９
５重量％程度加えることが好ましい。

【００２９】充填剤をマトリックス樹脂に加える方法と
しては、マトリックス樹脂が熱可塑性樹脂の場合には、
マトリックス樹脂と充填剤とを必要ならば分散剤ととも
に加熱下において充分に混練してペッレト状に成形す
る。マトリックス樹脂が熱硬化性樹脂の場合には、硬化
前の熱硬化性樹脂に充填剤を充分に分散させるために分
散剤とともに充填剤を加えて充分に分散させる。

【００３０】ＬＥＤ２は、基部１の所定面に位置し、個
々のリードが直接導電部１１に固定されている部材であ
る。ＬＥＤ２は、ＬＥＤ光源の灯具１００が必要とする
明るさが得られるように複数個とする。

【００３１】ＬＥＤ２は、公知のものを使用することが
できる。たとえば、図１に示したような表面実装型のＬ
ＥＤ２や、図２に示したようなリードをリード線として
もつＬＥＤ２がある。

【００３２】ＬＥＤ２を基部１固定する所定面とは、Ｌ
ＥＤ光源の灯具１００の場合には光は基部１の片面に放
射できればよいので基部１の片面のことである。すなわ
ち、所定面とは、基部１の光の放射が必要である面のこ
とである。

【００３３】ＬＥＤ２の個々のリードを直接導電部に固
定する方法は、リードと導電部１１とが電気的に接続で
きて、かつＬＥＤ２と導電部１１との接続がＬＥＤ光源
の灯具１００の使用環境において、充分な強度を有する
ように、固定できるならば特に限定するものでない。

【００３４】たとえば、ＬＥＤ２のリードと導電部１１
とを融着する方法や、ハンダ付けを行う方法、機械的方
法（圧入等）等がある。

【００３５】このなかでも、融着する方法は、機械的強
度が高くなってリードと導電部１１との接続部分の信頼
性が向上する利点がある。

【００３６】リードと導電部１１とを融着する方法とし
ては、リードまたは導電部１１を導電部のマトリックス
樹脂の温度が軟化する温度以上となるように、加熱し、
ＬＥＤ２を圧入することによって行われる。特にリード
を加熱する方法が余分な部分の導電部１１の加熱をする
おそれがないので好ましい。このような融着する方法に
よりＬＥＤ２のリードと導電部１１とを固定すると、リ
ードに導電部１１の樹脂が融着して強固な結合となる。
したがって、融着する方法によってＬＥＤ２のリードと
導電部１１とを固定するためには、導電部１１に用いる
導電性樹脂が熱可塑性樹脂であることが好ましい。

【００３７】リードを加熱する方法としては、リードと
導電部１１とにそれぞれ電極を接触させて、双方の電極
間に電流を流し、リードと導電部１１との界面抵抗を利
用して発生する抵抗発熱を利用する方法や、リードと導
電部１１との少なくともいずれか一方を高速振動させる
ことによって、摩擦による発熱を利用する方法、リード
を直接加熱装置で加熱する方法等がある。

【００３８】このようにリードを加熱することで、導電
部１１のマトリックス樹脂が軟化して簡単にリードを導
電部１１内部に圧入することができる。また、この場合
に導電部１１の充填剤に低融点金属を用いている場合に
は、この低融点金属が融解してリードの表面と融着し、
より強固な固定が可能となる利点がある。また、リード
の表面にも同じように低融点金属の層を形成しておくこ
とによって、その表面の低融点金属も溶解し、より強固
な固定が達成される。

【００３９】このように、融着によってリードと導電部
１１を固定する場合には、ハンダ等の余分な部材が必要
なく強固な固定ができるという効果がある。また、リー
ドを固定する前に、導電部１１に対しては、特に面倒な
前処理も必要なく簡単に固定ができるという利点もあ
る。

【００４０】透明部材３は、ＬＥＤ２が固定された基部
１の所定面を覆う透明な部材である。透明部材３は、Ｌ
ＥＤ２の保護する作用とともに外観の意匠性を向上する
作用を有する部材である。透明部材３は、ＬＥＤ２の光
を透過できる公知の材料から形成されている。また、着
色することによってある程度の発光色の制御ができる。
そして、図１には示していないがＬＥＤ２から照射され
る光の方向を制御する目的で、透明部材３にレンズを形
成してもよい。レンズは複数の部位からなることが好ま
しい。それは、レンズが一様であると方向によっては、
透明部材が一様に光ってしまい自動車用尾灯等の信号灯
としては、不適切だからである。したがって、光の方向
を制御する目的であらゆる方向に光が照射されるように
レンズ形状が決定される。

【００４１】透明部材３は、基部１と公知の方法、たと
えばネジ止め等により接合される。

【００４２】以上のような構成を有することから本実施
形態のＬＥＤ光源の灯具は、部品点数の削減と基部１作
成時における廃物の発生が少ないという効果がある。

【００４３】〈実施態様２〉本実施態様のＬＥＤ光源の
灯具の断面図を図３、図４に示す。

【００４４】本実施態様のＬＥＤ光源の灯具２００は、
実施態様１のＬＥＤ光源の灯具１００と同様に基部１
と、ＬＥＤ２と、透明部材３とを有する。このなかで、
基部１の材質と、ＬＥＤ２と、ＬＥＤ２と基部との固定
方法、透明部材３とについては、おおむね実施形態１と
同様である。

【００４５】ＬＥＤ光源の灯具に用いられる透明部材
は、通常種々の形状をもっている。本実施形態のＬＥＤ
光源の灯具２００は、透明部材３の湾曲に合わせてＬＥ
Ｄ２を配置することができるものである。

【００４６】透明部材３は、湾曲部をもつ。湾曲部は、
光を照射するべき方向に合わせて設けられる場合と意匠
上の観点から設ける場合とがある。

【００４７】基部１の形状は、ＬＥＤ２の発光部と透明
部材３との間隔を所定の間隔とする形状である。ここで
所定の間隔とは、透明部材３に対して数多くの異なった
形状のまたは特殊なレンズを設けることなしに、ＬＥＤ
光源の灯具の発光面が一様に発光するようにした際のＬ
ＥＤ２の発光部と透明部材３との間隔である。たとえ
ば、ＬＥＤ２の発光部と透明部材との間隔を一定とする
ことによって、おおむね一様な発光状態となる。また、
一定間隔とすることにより、透明部材３にレンズがなく
てもある程度の発光の一様性は達成できる。

【００４８】基部１の形状としては、たとえばＬＥＤ２
の発光部の位置を調節する際に、それぞれのＬＥＤ２の
位置を調節するように、図３に示すように、基部１の形
状に段差部を設けたり、図４に示すように、基部１の形
状を透明部材３の形状にそった湾曲部となるようにした
りすることができる。基部１の形状に段差部を設けるこ
とにより、ＬＥＤ２の発光部と透明部材３との間隔を一
定間隔に保ちながら、ＬＥＤ２の光軸をすべて同じ向き
とすることが可能となる。また、基部１の形状を透明部
材３の形状にそった湾曲部となるようにすることによ
り、ＬＥＤ２の光軸方向についても変化させることがで
きる。したがって、基部１に対して、段差部と透明部材
３にそった湾曲部とを適宜設けることによって、ＬＥＤ
２の光軸を自在に向けることができる。

【００４９】基部１の形状として具体的には、図５に示
すように、Ｌ字型（ａ）、コの字型（ｂ）、多面体型
（ｃ）、凹凸型（ｄ）が挙げられる。必要とされるＬＥ
Ｄ光源の灯具の形状にあわせて、基部１も種々の形状と
なるのである。基部１をこのような種々の形状とした場
合には、ＬＥＤ２を固定する所定面としては、いずれの
面であってもよいものとする。たとえば、必要ならば、
ＬＥＤ２は、基部１のすべての面にそれぞれ固定しても
よい。

【００５０】

【発明の効果】本発明は、より簡略であって低コストな
ＬＥＤ光源の灯具を提供とすることができるという効果
を有する。

【００５１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１のＬＥＤ光源の灯具の断面
図である。

【図２】ＬＥＤと導電部との１固定方法を示す図であ
る。

【図３】本発明の実施形態２のＬＥＤ光源の灯具の断面
図である。

【図４】本発明の実施形態２のＬＥＤ光源の灯具の断面
図である。

【図５】基部の形状の例を示す断面図である。

【図６】従来のＬＥＤ光源の灯具の断面図である。

【図７】従来のＬＥＤ光源の灯具の断面図である。

【符号の説明】

１…基部１０…絶縁部１１…導電部２…Ｌ
ＥＤ３…透明部材５、５１、５２、５３、５４…基板６…筐体７
…インナーレンズ

フロントページの続き (72)発明者野田孝巳愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地アイシン精機株式会社内 (72)発明者井沢省吾愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地アイシン精機株式会社内Ｆターム(参考） 3K080 AA01 AB17 AB18 BA04 BA07 BE01 BE07 CC06 CC17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気絶縁性樹脂からなる絶縁部と、該絶
縁部と一体的に成形された導電性樹脂からなり電源を供
給する配線を形成する導電部とをもつ基部と、該基部の所定面に位置し、個々のリードが直接該導電部
に固定された複数個のＬＥＤと、該ＬＥＤが固定された該基部の該所定面を覆う透明部材
とを有することを特徴とするＬＥＤ光源の灯具。
【請求項２】前記透明部材は、湾曲部を有し、前記基部は、前記ＬＥＤの発光部と該透明部材との間隔
を所定の間隔とする形状である請求項１に記載のＬＥＤ
光源の灯具。
【請求項３】前記ＬＥＤが固定されている前記基部の
表面は、該透明部材の形状にそった湾曲部となっている
請求項２に記載のＬＥＤ光源の灯具。
【請求項４】前記ＬＥＤのリードと前記導電部との固
定は、該リード表面と該導電部とが融着している請求項
１に記載のＬＥＤ光源の灯具。
【請求項５】前記導電性樹脂は、マトリックスとして
の樹脂と該マトリックス中に形成された網目状の金属組
織とで形成されている請求項１に記載のＬＥＤ光源の灯
具。