JP2008186796A - 発光ダイオードの固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ハーネスとの接続箇所をホルダー位置とは関係なく自由に選択でき、ハーネスをホルダーに直接接続しない発光ダイオードの固定構造を得る。
【解決手段】表面に複数の給電部９が設けられた発光ダイオード２と、前記発光ダイオード２を固定するためのヒートシンク４と、前記発光ダイオード２を前記ヒートシンク４の表面に固定するためのホルダー３と、前記ホルダー３に設けられ、前記給電部９に接触するとともにその一端が接続端子１６としてホルダー３から外部へ突出している複数の金属配線体１４と、を備える発光ダイオードの固定構造であって、前記ヒートシンク４の表面に、所定の面積を有し且つ複数の回路配線２２が形成されたプリント基板２１を設け、前記回路配線２２の一端に、前記接続端子１６の先端部１７と接合される端子接合部２３を設けるとともに、他端に、ハーネス２６と接続されるハーネス接続部２４を設けた。
【選択図】図３

Description

本発明は、発光ダイオードの固定構造、特に車両用ランプ装置に好適な発光ダイオードの固定構造に関する。

従来、車両用ランプ装置における光源としての発光ダイオードとして、放熱のためにヒートシンクの表面にホルダーによって固定された状態で使用されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１では、発光ダイオードの表面には複数の給電部が形成されており、ホルダーにはその給電部に接触する複数の金属配線体が設けられている。そして、金属配線体の一端がホルダーから外部へ接続端子として突出しているとともに、その接続端子に外部からハーネスのコネクタが接続され、金属配線体を介して発光ダイオードの給電部へ電力供給できるようになっている。
特開２００４−２６５６２６号

しかしながら、このような従来の技術にあっては、ハーネスのコネクタをホルダーの近くまでもっていき、ホルダーから突出した接続端子へコネクタを接続する構造のため、ヒートシンクの種類により、発光ダイオード及びホルダーの位置が異なると、車体側におけるハーネスの長さや経路も変更する必要があり、不便である。また、ホルダーの接続端子に直接コネクタを接続する作業は、作業が面倒であるとともに、無理な力が加わるため、ホルダーや発光ダイオードの破損を招くおそれもある。

そこで、本発明は、ハーネスとの接続箇所をホルダー位置とは関係なく自由に選択でき、ハーネスをホルダーに直接接続しない発光ダイオードの固定構造を得ることを目的とする。

請求項１に記載の発明は、表面に複数の給電部が設けられた発光ダイオードと、前記発光ダイオードを固定するためのヒートシンクと、前記発光ダイオードを前記ヒートシンクの表面に固定するためのホルダーと、前記ホルダーに設けられ、前記給電部に接触するとともにその一端が接続端子としてホルダーから外部へ突出している複数の金属配線体と、を備える発光ダイオードの固定構造であって、前記ヒートシンクの表面に、所定の面積を有し且つ複数の回路配線が形成されたプリント基板を設け、前記回路配線の一端に、前記接続端子の先端部と接合される端子接合部を設けるとともに、他端に、ハーネスと接続されるハーネス接続部を設けたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発光ダイオードの固定構造において、前記端子接合部は、前記プリント基板の表面に露出しているとともに、前記接続端子の先端部よりも広い面積を有していることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発光ダイオードの固定構造において、前記接続端子の先端部には、半田付け用の半田孔が形成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光ダイオードの固定構造において、前記金属配線体にヒートシンク側へ曲げたバネ部を形成したことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ハーネスが接続されるハーネス接続部を、プリント基板の回路配線を介して、ホルダーから離れた任意の位置に設定することができるため、ヒートシンクの種類により、発光ダイオード及びホルダーの位置が異なっても、当該発光ダイオード及びホルダーの位置に適合した長さ及び経路を有する回路配線を採用することにより、ヒートシンク表面におけるハーネス接続部の位置を同じ位置にすることができる。したがって、異なる種類のヒートシンクや発光ダイオードが採用されても、ハーネス側の構造を変える必要がなく、同じものを共用することができる。また、ハーネスを接続する作業を、ホルダーから離れた位置で行うことができるため、作業が容易であるとともに、ホルダーや発光ダイオードに無理な力が加わらず、それらの破損や変形を抑制することができる。

請求項２に記載の発明によれば、端子接合部が接続端子の先端部よりも広い面積を有しているため、ホルダーの取付位置に誤差が生じても、その誤差を吸収した状態で接続端子と端子接合部との接合を行うことができる。

請求項３に記載の発明によれば、接続端子の先端部に半田孔が形成されているため、接続端子と端子接合部との半田付けを確実に行うことができる。

請求項４に記載の発明によれば、金属配線体にヒートシンク側へ曲げたバネ部が形成されているため、発光ダイオードの給電部をバネ部の弾性力で押圧することができる。そのため、発光ダイオードとヒートシンクとを密着させることができ、ヒートシンクによる放熱性能を向上させることができる。また、バネ部の弾性力によって金属配線体と給電部も同様に密着させることができるため、発光ダイオードへの給電性能も向上させることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本実施形態にかかる発光ダイオードの固定構造を採用した前照灯の内部構造を示す斜視図、図２は、発光ダイオードの固定構造を示す斜視図、図３は、発光ダイオードの固定構造を示す分解斜視図、図４は、発光ダイオードの固定構造を示す平面図、図５は、図４のＳＡ−ＳＡ断面図である。

自動車前部の左右両側に配置されている前照灯は複数の灯具ユニットから構成されている。図１は、その１つの灯具ユニット１を示す基本構造である。発光ダイオード２は上向き状態で、ホルダー３により、ヒートシンク４上面の前方位置に固定されている。そして、発光ダイオード２の上部には楕円面を基調としたリフレクタ５が設置されている。発光ダイオード２の発光部８は、このリフレクタ５の第１焦点に合致しており、発光ダイオード２から出射された光Ｌは、リフレクタ５で前方へ反射される。

前方にはプロジェクタレンズ６が配置されており、リフレクタ５で反射された光Ｌは第２焦点Ｆを経てからプロジェクタレンズ６に導かれ、そこから車両前方へ照射される。第２焦点Ｆ近傍には図示せぬシェードが設けられ、プロジェクタレンズ６から光Ｌは、そのシェードの形状に応じた配光パターンで車両前方へ照射される。

次に、発光ダイオード２の固定構造を説明する。発光ダイオード２は、白色光を出射するもので、車幅方向Ａの方が、前後方向Ｂよりも長い長方形状の本体７の上に、本体７よりも小さい形状の発光部８を有する構造をしている。本体７は熱伝導性を有し、その上面の車幅方向両側には、それぞれカソード及びアノード用の給電部９が形成されている。

発光ダイオード２をヒートシンク４に固定するためのホルダー３は、樹脂（絶縁材料）製で、基本的に長方形であり、発光ダイオード２の本体７よりも大きい厚さを有する板部材である。

ホルダー３の中央部には開口部１０が形成され、車幅方向両側には半円状の固定部１１が張り出した状態で形成されている。固定部１１には、それぞれ円形の固定孔１２が形成されている。そして、ヒートシンク４の表面には、この固定孔１２に対応するネジ孔１３が形成されている。

開口部１０は、発光ダイオード２の本体７の外形に合致した長方形状をしている。そして、ホルダー３の開口部１０における車幅方向両側には、それぞれ短冊板状の金属配線体１４がそれぞれ前後方向に貫通した状態でインサート成形されている。

本実施形態では、金属配線体１４は、その車幅方向外側半分が、ホルダー３の表面と同一面を有する被覆部２９により上側から覆われている。そして、開口部１０の車幅方向両側において、金属配線体１４の下面はその全幅が露出した状態になっている。

また、金属配線体１４には、下側に向けて台形状に曲げられたバネ部１５が形成されている。本実施形態では、図４に示すように、金属配線体１４の下側全幅を開口部１０内に露出させることで、バネ部１５が開口部１０内で自由に変形できるようにしている。そして、このバネ部１５の変形による弾性力により、発光ダイオード２の給電部９を押圧することができるようになっている。

金属配線体１４の後端部は、ホルダー３から外部に接続端子１６として突出しており、その先端部１７は下側に向けてＬ形に曲折し、ヒートシンク４の表面と同じレベルになっている。また、先端部１７には円形の半田孔１８が形成されている。

金属配線体１４の前端部１９は、わずかにホルダー３から前方へ突出している。そして、前端部１９付近のホルダー３の内部における金属配線体１４には位置決め孔２０が形成されている。この位置決め孔２０は、金属配線体１４をホルダー３にインサート成形する金型（図示せず）にセットする際に使用されるものである。

ヒートシンク４の表面の後方側には、後方側の略全面にプリント基板２１が設けられている。このプリント基板２１は、シート状の絶縁材料で形成されている。そして、本実施形態では、プリント基板２１上に張付けられた金属箔（銅など）をパターンエッチング処理することにより回路配線２２を形成している。なお、回路配線２２はプリント基板２１の表面にメッキを施すことにより形成してもよい。本実施形態では、回路配線２２は、金属配線体１４に対応して一対設けられており、前端には端子接合部２３が設けられるとともに、後端には雌形コネクタ状のハーネス接続部２４が設けられている。

端子接合部２３は、接続端子１６の先端部１７に対応する位置に形成され、先端部１７よりも大きい面積を有し、先端部１７はその端子接合部２３の略中央に位置している。

ハーネス接続部２４は、回路配線２２の後端に実装されたもので、内部には各回路配線２２に対応した端子２５が設けられている。そしてこのハーネス接続部２４には、給電用のハーネス２６のコネクタ２７を差し込んで接続することができるようになっている。

このようなプリント基板２１を表面に有するヒートシンク４に対して、ハーネス接続部２４を固定する場合には、まず最初に発光ダイオード２をホルダー３の開口部１０内に裏面側から挿入する。このとき、開口部１０が発光ダイオード２の本体７と合致した形状のため、発光ダイオード２は開口部１０内にぴったりとセットされることとなる。ただし、この状態では、発光ダイオード２は、開口部１０内に完全に挿入されず、その裏面がホルダー３の裏面より若干突出した状態になっている。

次に、ホルダー３の固定孔１２と、ヒートシンク４のネジ孔１３とを合わせて、上からネジ２８を挿入してネジ孔１３に締結する。ホルダー３は、ネジ２８の締結力によりヒートシンク４の表面側へ押圧されて当接し、固定状態となる。

ホルダー３が固定状態になると、開口部１０内のバネ部１５が発光ダイオード２の給電部９を押圧し、発光ダイオード２の本体７の裏面が、ヒートシンク４の表面に確実に密着するとともに、バネ部１５と給電部９との接触状態も確実になる。

また、ホルダー３が固定された状態になると、ホルダー３から突出している接続端子１６の先端部１７が、プリント基板２１の端子接合部２３の略中央に接した状態となる。したがって、その接続端子１６の先端部１７を、端子接合部２３に対して半田付けする。先端部１７には半田孔１８が形成されているため、半田付けの作業が容易で且つ確実である。また、端子接合部２３が接続端子１６の先端部１７よりも広い面積を有しているため、接続端子１６の先端部１７を端子接合部２３に半田付けする際にホルダー３の取付位置に誤差が生じても、その誤差を吸収した状態で接続端子１６と端子接合部２３との接合を行うことができる。

そして、接続端子１６と端子接合部２３との接合が終了した後に、回路配線２２の後端にあるハーネス接続部２４にハーネス２６のコネクタ２７を差し込んで接続する。これにより、ハーネス接続部２４から回路配線２２及び金属配線体１４を介して発光ダイオード２の給電部９に給電することができ、発光ダイオード２の発光部８を発光させることができる。

以上の本実施形態によれば、ハーネス２６のコネクタ２７が接続されるハーネス接続部２４を、プリント基板２１の回路配線２２を介して、ホルダー３から離れた任意の位置に設定することができるため、例えば異なる車体で別の種類のヒートシンクを用いることで、発光ダイオード２及びホルダー３の位置が異なるようになったとしても、発光ダイオード２及びホルダー３の位置に適合した長さ及び経路を有する別の回路配線を採用すれば、そのヒートシンク表面におけるハーネス接続部２４の位置を、本実施形態と同じ位置にすることができる。

したがって、異なる種類のヒートシンクや発光ダイオードが採用されたとしても、車体側におけるハーネス２６の構造を変える必要がなく、同じものを共用することができる。また、ハーネス２６を接続する作業を、ホルダー３から離れた位置で行うことができるため、作業が容易であるとともに、ホルダー３に無理な力が加わらないため、ホルダー３や発光ダイオード２が破損するのを抑制することができる。

さらに、本実施形態によれば、開口部１０内に発光ダイオード２をセットした状態のホルダー３を、ヒートシンク４に固定するだけで、発光ダイオード２の給電部９が開口部１０内の金属配線体１４によりヒートシンク４側へ押圧されるため、発光ダイオード２とヒートシンク４とを密着させることができ、ヒートシンク４よる放熱性能を向上させることができる。

特に、金属配線体１４にヒートシンク４側へ曲げたバネ部１５が形成されているため、発光ダイオード２の給電部９をバネ部１５の弾性力で押圧することができる。さらに、バネ部１５の弾性力で押圧することで、給電部９に対する経時的な押圧力の低下を抑制することができる。しかも、バネ部１５が台形状に曲げられているため、給電部９との密着面積を大きくすることができ、確実な給電を行うことができるようになる。

さらに、バネ部１５の弾性力により、金属配線体１４と給電部９も同様に密着させることができるため、発光ダイオード２への給電性能も向上させることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施形態では、接続端子と端子接合部との接合は半田付けにより行われているが、接続端子と端子接合部との接合はこれに限定されるものではなく様々な方法で接合することができる。

また、上記実施形態では、一対（２本）の給電部９、金属配線体１４、回路配線２２を例にしたが、３本以上のものでもよい。

さらに、上記実施形態では、ハーネス接続部２４とハーネス２６とがコネクタ接続により接続されているが、ターミナルロック端子による接続でもよい。

図１は、本実施形態にかかる発光ダイオードの固定構造を採用した前照灯の内部構造を示す斜視図。 本実施形態にかかる発光ダイオードの固定構造を示す斜視図。 本実施形態にかかる発光ダイオードの固定構造を示す分解斜視図。 本実施形態にかかる発光ダイオードの固定構造を示す平面図。 図４のＳＡ−ＳＡ断面図。

符号の説明

１ 灯具ユニット
２ 発光ダイオード
３ ホルダー
４ ヒートシンク
９ 給電部
１４ 金属配線体
１５ バネ部
１６ 接続端子
１７ 先端部
１８ 半田孔
２１ プリント基板
２２ 回路配線
２３ 端子接合部
２４ ハーネス接続部
２６ ハーネス
Ａ 車幅方向
Ｂ 前後方向
Ｌ 光
Ｆ 第２焦点

Claims (4)

1. 表面に複数の給電部が設けられた発光ダイオードと、前記発光ダイオードを固定するためのヒートシンクと、前記発光ダイオードを前記ヒートシンクの表面に固定するためのホルダーと、前記ホルダーに設けられ、前記給電部に接触するとともにその一端が接続端子としてホルダーから外部へ突出している複数の金属配線体と、を備える発光ダイオードの固定構造であって、
   前記ヒートシンクの表面に、所定の面積を有し且つ複数の回路配線が形成されたプリント基板を設け、
   前記回路配線の一端に、前記接続端子の先端部と接合される端子接合部を設けるとともに、他端に、ハーネスと接続されるハーネス接続部を設けたことを特徴とする発光ダイオードの固定構造。
2. 前記端子接合部は、前記プリント基板の表面に露出しているとともに、前記接続端子の先端部よりも広い面積を有していることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードの固定構造。
3. 前記接続端子の先端部には、半田付け用の半田孔が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光ダイオードの固定構造。
4. 前記金属配線体にヒートシンク側へ曲げたバネ部を形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光ダイオードの固定構造。

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