JP2012146583A

JP2012146583A - 車両用灯具

Info

Publication number: JP2012146583A
Application number: JP2011005394A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Ito; 範明伊東; Misao Yamamoto; 操山本; Yuki Takahashi; 祐貴高橋
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-01-14
Filing date: 2011-01-14
Publication date: 2012-08-02

Abstract

【課題】発光素子を光源とし、放熱性に優れ、構成の簡潔な車両用灯具を提供する。
【解決手段】透光カバー4とランプボディ2で画成された灯室S内に、金属製ベースとフレキシブル回路基板を一体化し可撓性を備えながら所定の立体形状を維持するメタルベースＦＰＣ60を用いて、その一方の面61a₁に光源である発光素子10を実装し、係る素子実装面61a₁に発光素子10の光を所定方向に反射させる反射処理を施した。これにより、素子実装面61a₁がリフレクタとして機能して発光素子10の出射光が所定方向に反射されるとともに、点灯に伴う発光素子10からの発熱はメタルベースＦＰＣ60の金属ベース部で放熱される。即ち、メタルベースＦＰＣ60が反射光形成部と放熱部を兼ねるので、別途リフレクタや放熱部材（ヒートシンク等）を設ける必要がなく、部品点数が大幅に削減される。
【選択図】図３

Description

本願発明は、発光素子を光源とし、係る光源光を所定方向に反射させるとともに、発光素子の点灯に伴う発熱の放熱性を備えた車両用灯具に関する。

近年、半導体発光素子を光源とする車両用灯具の開発が盛んに行われている。発光素子は、電流を供給すると発熱して発光効率が低下すること、出射光に指向性がある（拡散角が狭い）ため、照射範囲を広げるには出射光を所定方向へ反射させる必要があることが知られている。

このことから、例えば特許文献１のように、フレキシブル基板（以下、ＦＰＣという）の端部に光源である発光素子を実装し、これとは別にリフレクタ部を一体形成したアルミプレートを用意して、係るアルミプレートを発光素子実装部に組み付けることで、出射光を所定方向に反射させるとともに放熱性を確保したものがある。

特開２００９−２２７０８１号公報（段落番号００１９、００２７、図１）

特許文献１では、リフレクタ部を備えた放熱部材が、発光素子が実装されたＦＰＣと別体であるため、部品点数が多く、その分光源ユニットも大型化した。

本発明は、前記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、発光素子を光源とし、放熱性に優れ、かつ構成の簡潔な車両用灯具を提供することにある。

前記目的を達成するために、請求項１に係る車両用灯具においては、透光カバーとランプボディで画成された灯室内に、金属製ベースとフレキシブル回路基板を一体化し、可撓性を備えながら所定の立体形状を維持するメタルベースＦＰＣと、前記メタルベースＦＰＣの一方の面に実装された光源である発光素子と、を備えた車両用灯具において、前記素子実装面に、前記発光素子の光を所定方向に反射させる反射処理を施して、リフレクタとして機能するように構成した。

（作用）メタルベースＦＰＣの素子実装面に反射処理を施したことで、該素子実装面が発光素子の出射光を所定方向に反射させる。また、点灯に伴う発光素子からの発熱は、メタルベースＦＰＣの金属ベース部で放熱される。即ち、発光素子が実装されたメタルベースＦＰＣが反射光形成部と放熱部を兼ねるので、別途リフレクタや放熱部材（ヒートシンク等）を設ける必要がなく、部品点数が大幅に削減できる。

請求項２においては、請求項１に記載の車両用灯具において、前記素子実装面と反対側の面に、前記発光素子の点灯制御回路を実装した。

（作用）メタルベースＦＰＣの発光素子実装面と反対側の面（裏面）に点灯制御回路が設けられたことで、リフレクタと光源及びその点灯制御回路が一体化（ユニット化）する。また、発光素子だけでなく、その点灯制御回路からの発熱も金属製ベース部によって放熱できる。さらに、点灯制御回路を発光素子近傍を避けた位置（発光素子から遠ざけた位置に）に実装すれば、点灯制御回路と発光素子が離間する分、それぞれの発熱を灯室内空間に広く効率良く放熱できる。

請求項３においては、請求項１または請求項２に記載の車両用灯具において、前記メタルベースＦＰＣを、前記ランプボディにカシメにより固定した。

（作用）例えば、ランプボディ側に突出ピンを設け、メタルベースＦＰＣ側にその係合孔を設けて両者を係合し、孔から突出する突出ピンの先端部をカシメることで、簡単にメタルベースＦＰＣを灯室内に固定することができる。

請求項４においては、請求項１〜３のいずれかに記載の車両用灯具において、前記メタルベースＦＰＣの周縁部を、前記発光素子の光が灯具前方に向けて出射するように折り曲げた。

（作用）発光素子の出射光は指向性を有するものの、若干拡散傾向を持つものもあるので、これを考慮した光制御をするために、メタルベースＦＰＣの周縁部を発光素子の光が灯具前方に向けて出射されるように折り曲げたことで、漏光が防止される。さらに、折り曲げの角度を調節することによって、所定の配光を取ることが出来る。また、折り曲げによってメタルベースＦＰＣの周縁部にリブが形成される。

以上より、請求項１に係る発明によれば、部品点数が少ないため、その分光源ユニットが小型化・軽量化する。また、発光素子が実装されたメタルベースＦＰＣに、別途リフレクタや放熱部材を組み付ける必要が無いので、作業工数が減り、低コスト化を実現できる。

請求項２に係る発明によれば、リフレクタと光源及びその点灯制御回路が一体化した分、光源ユニットがさらに小型化する。また、放熱効率が高い分、発光素子の発光効率の低下が抑制されて、長期にわたり車両用灯具における所定の光量が保障される。

請求項３に係る発明によれば、灯室内へのメタルベースＦＰＣの組み付けが容易である。

請求項４に係る発明によれば、発光素子の光を無駄なく有効に利用することができる。また、周縁部にリブを形成したことで、メタルベースＦＰＣの強度が向上する。

本発明の第１及び第２の実施例に係るランプを一体に収容する車両用灯具の正面図。第１の実施例に係るターンシグナルランプの断面図（図１示す線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図）。同ランプをランプボディに固定する前の状態の斜視図。第２の実施例に係るバックアップランプの断面図（図１示す線ＩＶ−ＩＶに沿う断面図）。

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。図１は本発明の第１及び第２の実施例に係るランプを一体に収容する車両用灯具１の正面図である。なお、図１では透光カバー４を介してぼやけて見える灯室Ｓ内を実線で示している。

車両用灯具１は、車両後部左右に設けられるリアコンビネーションランプであって、車両後方から見て右側に設けられたものである。符号Ｓは、ランプボディ２と透明な透光カバー４で画成された車両用灯具１の灯室である。透光カバー４の内面全体には拡散ステップ４ａが設けられている。ランプボディ２及び透光カバー４は、車体の流線形状に倣って三次元的に湾曲に形成されている。灯室Ｓ内には、下方から順に、テール＆ストップランプＢ、その上方の車両中央部側に第２の実施例に係るバックアップランプＡ、車両側方側に第１の実施例に係るターンシグナルランプＣ、さらにその上方にテールランプＤが収容されている。テール＆ストップランプＢ及びテールランプＤは、横断面略円形の透明な合成樹脂をライン形状に成型した導光体であって、その両端部に配置された発光素子の光が導光されることで導光体前面全体が発光するものである。

図２、図３は、本発明の第１の実施例に係るターンシグナルランプＣを示し、図２はランプＣの断面図（図１示す線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図）、図３はランプＣをランプボディに固定する前の状態の斜視図である。

図１〜３において、第１の実施例に係るターンシグナルランプＣは、ドーム形状のメタルベースＦＰＣ３０の内側に光源である発光素子１０が配置された光源ユニットＵ１からなる。以下、詳細に説明する。

本実施例で用いられているメタルベースＦＰＣとは、厚銅箔と樹脂基板とをサンドイッチ構造にした金属ベース部の上に銅箔パターンを形成し、その上に絶縁層を真空引きして一体にしたことで、金属ベース部とＦＰＣ部が一体化した全体の厚みが２８０〜３００μｍの基板である。即ち、ＦＰＣ部により既存のＦＰＣと同様の立体配線が可能であり、金属ベース部があることで可撓性を備えながら所定の立体形状を維持することができるとともに、放熱性も兼ね備えた基板である。

ランプＣでは、略円形のメタルベースＦＰＣ３０の一方の面３１ａ_１に、発光素子１０の点灯回路３３（図示せず）である銅箔パターンが形成されている。面３１ａ_１の反対側の面３１ａ_２には、発光素子１０の点灯制御回路３４である銅箔パターンが後述箇所に形成されており、係るメタルベースＦＰＣ３０の円周縁部３０ｂを除く部分に絞り加工を施すことで、面３１ａ_１を内側とする半球状のドーム部３０ａが形成されている。

絞り加工により内側となった面３１ａ_１には、表面にアルミ蒸着塗装が施され、面３１ａ_１の中央部（ドーム頂部）の点灯回路３３上に発光素子１０がハンダ付けされている。発光素子１０はメタルベースＦＰＣ３０の金属ベース部の強度により内面３１ａ_１に確実に固定保持されている。以下、面３１ａ_１を素子実装面３１ａ_１という。また、点灯制御回路３４は、発光素子１０の近傍を避け極力遠ざけた位置に形成されている。なお、点灯制御回路３４上にはコンデンサや抵抗等の電子部品３５がハンダ付けされている。また、ドーム部３０ａには点灯回路３３と点灯制御回路３４を電気的に接触する金属配線体３９が配設されている。

円周縁部３０ｂには、周方向等間隔３箇所に、後述するランプボディ２に設けられた突出ピン２ａと係合する固定孔３７が設けられている。また、円周縁部３０ｂにおいて配線体３９が通る箇所は、電源コネクタ２０に電気的に接続可能な端子形状に加工され、コネクタ端子３８が形成されている。コネクタ端子３８に電源コネクタ２０が接続されることで、発光素子１０に給電される。なお、素子実装面３１ａ_１の反対側の面３１ａ_２を熱伝導性を備えた絶縁層で覆えば、放熱性を確保したまま保護層が形成できる。

以上より、ランプＣは、メタルベースＦＰＣ３０の素子実装面３１ａ_１上に光源，反対側の面３１ａ_２に点灯制御回路３４が一体化（ユニット化）した光源ユニットＵ１となっている。

ランプボディ２は、ランプＣが配設される部分が灯具後方へドーム部３０ａよりも一回り大きく窪んでいる。また、電源コネクタ２０が配設される部分も同様に灯具後方へ窪んでいるため、係る窪み部２ｂに、ランプＣ及び電源コネクタ２０が収容可能となっている。また、窪み部２ｂのランプＣ収容部分の周縁部には、メタルベースＦＰＣ３０の固定孔３７に対応する位置に突出ピン２ａが形成されている。そして、メタルベースＦＰＣ３０を、コネクタ端子３８が灯具１の下方となる位置で、固定孔３７に突出ピン２ａを係合させ、突出ピン２ａの先端部をカシメれば、簡単にメタルベースＦＰＣ３０がランプボディ２に固定されるので、光源ユニットＵ１は灯室Ｓ内に極めて簡単に組み付けられる。

また、メタルベースＦＰＣ３０の透光カバー４側には配光形成部材５０が配設されている。配光形成部材５０は、全体形状はメタルベースＦＰＣ３０よりも小さい椀形状であって、その椀底部は光をそのまま透過させる透光領域５１となっており、透光領域５１の周縁部から周方向に延出した椀側壁部分は前記透過光以外の光を反射して素子実装面３１ａ_１に導くように配光するサブリフレクタ部５２となっている。係る配光形成部材５０は、配光形成部材５０の湾曲がメタルベースＦＰＣ３０の湾曲に倣う形態で、かつ発光素子１０と対峙する位置に透光領域５１が配置されるように灯室Ｓ内に固定されている。

上記構成により、発光素子１０の光は、発光素子１０の出射軸上にある透光領域５１からは出射光がそのまま透過して灯具前方に出射し、前記透過光とならなかった光はサブリフレクタ部５２で第１反射されて素子実装面３１ａ_１に導かれ、素子実装面３１ａ_１で第２反射されて灯具前方に出射されるので、素子実装面３１ａ_１全体から光が出射し、かつ透光カバー４の拡散ステップ４ａで上下左右に光が拡散されてランプＣ全体が略均一に発光する。即ち、素子実装面３１ａ_１が発光素子１０の光を灯具前方へ反射させるリフレクタとして機能している。

また、発光素子１０は点灯に伴って発熱し、電流が流れることで点灯制御回路３４も発熱するが、メタルベースＦＰＣ３０の金属ベース部により灯室Ｓ空間に放熱される。なお、発光素子１０及びその点灯制御回路３４からの発熱は、仮に発光素子１０と点灯制御回路３４が近接配置されていると放熱効率が悪くなるが、本実施例では、点灯制御回路３４を発光素子１０から遠ざけた位置に実装したため、点灯制御回路３４と発光素子１０が離間した分、それぞれの発熱は灯室Ｓ空間に広く効率良く放熱されるようになっている。

また、従来から、発光素子を光源とする場合には、発光素子は出射光に指向性がある（拡散角が狭い）ため、リフレクタ等の光学部材を用いて照射範囲を広げる必要があることが知られている。また、発光素子の点灯に伴う発熱により発光効率が低下するのを防止するために、例えば光源ユニットの支持部材として熱伝導性の高いアルミダイキャストからなる金属ブラケット（ヒートシンク）を設けるものが知られている。例えば特許文献１では、ＦＰＣの端部に光源である発光素子を実装し、これとは別にリフレクタ部を一体形成したアルミプレートをヒートシンク（放熱部材）として用いて、係るアルミプレートを発光素子実装部に組み付けることで、出射光を所定方向に反射させるとともに放熱性を確保している。しかし、リフレクタ部を備えた放熱部材が発光素子が実装されたＦＰＣと別体であるため、部品点数が多く、その分光源ユニットが大型である。

対して、光源ユニットＵ１は、素子実装面３１ａ_１に反射塗装を施すだけでリフレクタが形成され、金属ベース部が放熱性能を有するため、メタルベースＦＰＣ３０が光学部材と放熱部材を兼ね備えている。よって、メタルベースＦＰＣ３０に別途リフレクタやヒートシンクを設ける必要がないため、部品点数が大幅に削減されている。そして、部品点数が非常に少ない分、光源ユニットＵ１は従来に比して大幅に小型かつ軽量である。また、メタルベースＦＰＣ３０の一部でコネクタ端子３８が形成されたことで、給電部材を別途に設ける必要もない。

また、メタルベースＦＰＣ３０に、別途リフレクタや放熱部材を組み付ける必要が無いことから、作業工数が大幅に減少する点でも低コスト化が実現される。

図４は、本願発明の第２の実施例に係るバックアップランプＡの断面図（図１示す線ＩＶ−ＩＶに沿う断面図）である。

第２の実施例は、灯具１のバックアップランプＡに係るものである。ランプＡは、第１実施例と同様、その一方の面４１ａ_１（素子実装面４１ａ_１）に発光素子１０の点灯回路４３、反対側の面（裏面）４１ａ_２の後述箇所に発光素子１０の点灯制御回路４４が形成された矩形状のメタルベースＦＰＣ４０を、素子実装面４１ａ_１が内側となるようにその四方周縁部を折り曲げて箱形に加工したものである。

素子実装面４１ａ_１は表面にアルミ蒸着塗装が施されており、箱の底板部４０ａ中央部の点灯回路４３上には発光素子１０がハンダ付けされている。底板部４０ａの四隅部には、ランプボディ２に設けられた突出ピン２Ａと係合する固定孔４７が設けられている。

点灯制御回路４４は、箱の側板部４０ｂのいずれか１枚の裏面４１ａ_２に形成されており、回路４４上にコンデンサ、抵抗等の電子部品４５がハンダ付けされている。なお、側板部４０ｂは、底板部４０ａと側板部４０ｂとがなす角度が９０度となるように折り曲げられている。

以上より、ランプＡは、第１実施例と同様に、メタルベースＦＰＣ４０の素子実装面４１ａ_１上に光源，反対側の面（裏面）４１ａ_２に点灯制御回路４４が一体化した光源ユニットＵ２となっている。

ランプボディ２は、ランプＡが配設される部分で、メタルベースＦＰＣ４０の固定孔４７に対応する箇所に、固定孔４７に係合する突出ピン２Ａが形成されている。そして、点灯制御回路４４が実装された側板部４０ｂが灯具１の車両中央部側となる位置で、固定孔４７に突出ピン２Ａを係合させ、突出ピン２Ａの先端部をカシメれば、第１実施例と同様、光源ユニットＵ２は灯室Ｓ内に簡単に組み付けられる。

上記構成により、発光素子１０の光のうち、略出射軸方向の出射光はそのまま灯具前方に出射する。そして、出射軸と略垂直方向の出射光は側板部４０ｂの素子実装面４１ａ_１で反射されて、素子実装面４１ａ_１から略４５度の方向に配光されて灯具前方に出射し、拡散ステップ４ａにより光が上下左右に拡散される。即ち、メタルベースＦＰＣ４０に反射塗装を施してその周縁部を折り曲げるだけで、側板部４０ｂが配光形成のためのリフレクタとして機能するとともに、側板部４０ｂが立壁となって出射軸と略垂直方向の発光素子１０の光が灯室Ｓ内へ漏光するのを防ぎ、光源光が有効に利用されている。

また、第１実施例と同様に、発光素子１０及び点灯制御回路４４からの発熱は、メタルベースＦＰＣ４０の金属ベース部により灯室Ｓ空間に効率よく放熱される。即ち、メタルベースＦＰＣ４０が折り曲げられ、発光素子１０は底板部４０ａ、点灯制御回路４４は側板部４０ｂに配置されたことで、点灯制御回路４４と発光素子１０が離間したため、それぞれの発熱は灯室Ｓ空間に広く放熱される。

そして、第１実施例と同様に、メタルベースＦＰＣ４０が光学部材と放熱部材を兼ね備えているため、光源ユニットＵ２も、従来に比して部品点数が非常に少なく、小型かつ軽量である。

また、側板部４０ｂを折り曲げたことでメタルベースＦＰＣ４０周縁部にリブが形成された形態となり、メタルベースＦＰＣ４０（光源ユニットＵ２）の強度も保障されている。

なお、第２実施例において、メタルベースＦＰＣ４０の周縁部の折り曲げ角度（底板部４０ａと側板部４０ｂとがなす角度）を９０度に形成したが、係る折り曲げ角度を調節することによって配光を調整することができる。

なお、第１及び第２実施例において、反射処理として素子実装面３１ａ_１、４１ａ_１の表面にアルミ蒸着塗装を施したが、例えば反射テープ等、発光素子１０の光を灯具前方へ反射させる処理であればよく、実施例の形態に限られるものではない。

なお、第１及び第２実施例においては、カシメる方法の中でも熱カシメする方法を採用している。

１車両用灯具
２ランプボディ
２ａ、２Ａ突出ピン
４透光カバー
１０発光素子
３０、４０メタルベースＦＰＣ
３１ａ_１、４１ａ_１素子実装面
３１ａ_２、４１ａ_２素子実装面と反対側の面
３３、４３ＬＥＤ点灯回路
３４、４４点灯制御回路
３７、４７熱カシメ用固定孔
５０配光形成部材
Ｕ１、Ｕ２光源ユニット

Claims

透光カバーとランプボディで画成された灯室内に、
金属製ベースとフレキシブル回路基板を一体化し、可撓性を備えながら所定の立体形状を維持するメタルベースＦＰＣと、
前記メタルベースＦＰＣの一方の面に実装された光源である発光素子と、
を備えた車両用灯具において、
前記素子実装面は、前記発光素子の光を所定方向に反射させる反射処理が施されリフレクタとして機能することを特徴とする車両用灯具。
前記素子実装面と反対側の面には、前記発光素子の点灯制御回路が実装されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
前記メタルベースＦＰＣは、前記ランプボディにカシメにより固定されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用灯具。
前記メタルベースＦＰＣの周縁部は、前記発光素子の光が灯具前方に向けて出射されるように折り曲げられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用灯具。