JP2015207367A - 車両用灯具および光源ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】光軸の向きが異なる複数の光源を灯室内に設置する際の作業性を向上させる。
【解決手段】車両用灯具は、互いに光軸が異なる複数のＬＥＤ４４が搭載された光源ユニット２０と、複数のＬＥＤ４４から出射される光を反射するリフレクタ２６と、を備える。光源ユニット２０は、複数の基板搭載面５２，５４，５６を有し、その基板搭載面間に設けられたヒンジ５８を境界に折り曲げ可能に形成されたベース３４と、複数の基板搭載面５２，５４，５６にそれぞれ取り付けられ、その基板搭載面とは反対側面にＬＥＤ４４がそれぞれ実装された複数のプリント基板３６，３８，４０と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は車両用灯具に関し、特に光源ユニットの構造に関する。

近年、車両用灯具においてもデザイン性が重要視されている。ＬＥＤ等の採用により光源が小型化可能となったことから、灯室内に複数の光源を互いに光軸が交差するように配置することによって、その複数の光源から発せられる光を灯室内に設けられた複数の反射面に反射させることで、ランプの配置や角度にバリエーションを与えることができ、灯具の装飾性を高めることもできる。

このように複数の光源を配置する場合、それらを設計通りの位置および向きに配置するための支持構造が必要となる。このような支持構造として、例えば光源の向きに対応した複数の載置基板を設け、各載置基板を所定の支持部材により異なる角度にて支持する構造が提案されている（特許文献１参照）。各載置基板をランプボディに対して適切な位置および角度にて設置することで、上述の機能を発揮させることができる。

特開２００５−１５００３６号公報

しかしながら、特許文献１に記載のような構成を採用する場合、ランプボディに対して複数の載置基板を順次個別に固定する作業を要する。また、設計通りの機能を高精度に発揮させるためには、固定後の載置基板間の相対的な位置調整が必要となり、作業性の観点で改善の余地があった。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光軸の向きが異なる複数の光源を灯室内に設置する際の作業性を向上させることにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様は、車両用灯具に組み込まれる光源ユニットであって、複数の基板搭載面を有し、その基板搭載面間に設けられた軸を境界に折り曲げ可能に形成されたベースと、複数の基板搭載面にそれぞれ取り付けられ、その基板搭載面とは反対側面に光源が実装された複数のプリント基板と、を備える。

この態様によると、ベースを軸を中心に折り曲げるという簡単な作業を行うだけで基板搭載面間の相対角度を異ならせることができる。このため、複数のプリント基板をその複数の基板搭載面にそれぞれ取り付けるだけで、複数の光源の光軸の向きを異ならせることができる。その折り曲げに際し、各基板搭載面の軸に対する位置関係は自律的に保たれるため、各基板搭載面を個別に設置する場合よりも作業性が著しく向上する。複数の基板搭載面における光源の配置と、基板搭載面間の軸の位置および方向を予め定めておくことにより、ベースを折り曲げた際の複数の光源の位置関係を高精度に設定することができる。当該光源ユニットを車両用灯具に組み込むことにより、複数の光源を灯室内に設計通りの位置関係にて設置することができる。

複数の基板搭載面がベースの片側面に設けられており、複数のプリント基板が、ベースの折り曲げ前の展開状態において対応する基板搭載面にそれぞれ固定されてもよい。この態様によれば、ベースの展開状態において複数のプリント基板を対応する基板搭載面に対し、一方向から熱加締め等の加工により載置できるので、１回の加工で複数のプリント基板を簡単に組み付けることができ、その固定も容易に行うことができる。それらの固定後にベースを折り曲げることで、複数の光源間の位置調整を簡易に行うことができる。特に折り曲げ後のベースがコンパクトになるような場合、折り曲げ後にプリント基板を組み付けることが困難となることも想定される。この点、この態様ではベースの展開状態でプリント基板を組み付けるため、このような場合でも難なく組み付けることができる。

ベースが樹脂材を一体成形して得られたものであり、軸がベースに設けられた薄肉部からなるものでもよい。この態様によれば、上記機能を実現するための主要構成である軸を簡易に形成することができ、ベース全体として製造コストを抑えることが可能となる。

本発明の別の態様は、車両用灯具である。この車両用灯具は、互いに光軸が異なる複数の光源が搭載された光源ユニットと、複数の光源から出射される光を反射するリフレクタと、を備える車両用灯具であって、光源ユニットは、複数の基板搭載面を有し、その基板搭載面間に設けられた軸を境界に折り曲げ可能に形成されたベースと、複数の基板搭載面にそれぞれ取り付けられ、その基板搭載面とは反対側面に光源がそれぞれ実装された複数のプリント基板と、を備える。

この態様によると、光源ユニットの製造段階において、ベースを軸を中心に折り曲げるという簡単な作業を行うだけで基板搭載面間の相対角度を異ならせることができる。このため、複数のプリント基板をその複数の基板搭載面にそれぞれ取り付けるだけで、複数の光源の光軸の向きを互いに異ならせることができる。その折り曲げに際して各基板搭載面の軸に対する位置関係は自律的に保たれるため、基板搭載面を個別に設置する場合よりも作業性が著しく向上する。複数の基板搭載面における光源の配置と、基板搭載面間の軸の位置および方向を予め定めておくことにより、ベースを折り曲げた際の複数の光源の位置関係を高精度に設定することができる。この光源ユニットを当該車両用灯具内に組み込むことにより、複数の光源から発生された光をリフレクタにてそれぞれ反射させ、設計通りの機能を発揮させることができる。

光源ユニットおよびリフレクタは、ランプボディとアウターレンズとの間に画成された灯室に収容され、ベースが、折り曲げられた状態にて灯室の周縁部に沿うように配置されていてもよい。この態様によれば、ベースの折り曲げられた形状を有効に利用し、複数のプリント基板を灯室の周縁部に沿って異なる角度で配置することができる。それにより、複数の光源を互いの光軸の向きを異ならせつつ、内方又は外方に位置するリフレクタに向けて発光させることができる。

その場合、ベースに囲まれた空間に、光源ユニットとは別に設置されるランプの配置スペースが形成されていてもよい。この態様によれば、灯室の中央にランプを配置して一つの機能を発揮させ、灯室の周縁部に沿って配置された複数の光源に他の機能を発揮させることができる。例えば、中央のランプをアウターレンズの外部に向けて発光する主光源として機能させ、周縁部の複数の光源を装飾用の副光源として機能させることもできる。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、光軸の向きが異なる複数の光源を灯室内に設置する際の作業性を向上させることができる。

実施形態に係る車両用灯具の外観を表す斜視図である。 車両用灯具の主要構成部品を示す分解斜視図である。 光源ユニットの構成および取付構造を表す図である。 ベースとプリント基板〜との組付構造を示す図である。 光源ユニットの組立方法を表す説明図である。 光源ユニットの組立方法を表す説明図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素には同一の符号を付すなどして適宜重複した説明は省略する。なお、以下に説明する車両用灯具は、テール・ストップランプおよびターンランプを含むリアコンビネーションランプを例に説明するが、ヘッドランプその他のランプであってもよい。

図１は、実施形態に係る車両用灯具の外観を表す斜視図である。車両用灯具１０は、アウターレンズ１２の内方にターンランプ１４およびテール・ストップランプ１６を備える。車両用灯具１０の中央にターンランプ１４が設けられ、そのターンランプ１４の周囲にテール・ストップランプ１６が設けられている。ターンランプ１４は１つの放電灯バルブからなり、テール・ストップランプ１６は複数のＬＥＤからなる。

図２は、車両用灯具の主要構成部品を示す分解斜視図である。車両用灯具１０は、ランプボディ１８に対して内側から光源ユニット２０、エクステンション２２、アウターレンズ１２を組み付けて構成される。エクステンション２２の表面にはアルミニウムの反射膜が蒸着により形成されており、それが光源からの光を反射するリフレクタ２６を形成する。すなわち、エクステンション２２は、いわゆるエクステンションリフレクタとして機能する。これらが組み付けられると、ランプボディ１８とアウターレンズ１２との間に灯室が画成され、その灯室内に光源ユニット２０およびリフレクタ２６が収容される。

ランプボディ１８の中央には、ターンランプ１４（図１参照）を挿通して固定するための取付孔３０が設けられている。取付孔３０の周囲には、光源ユニット２０を固定するための複数のねじ孔３２が設けられている。

光源ユニット２０は、その本体を形成するＵ字状のベース３４と、ベース３４に固定された複数のプリント基板３６，３８，４０，４２を有する。本実施形態では、これらのプリント基板３６〜４２として、フレキシブルプリント基板（以下「ＦＰＣ」ともいう）よりも安価な樹脂製の剛性基板（脆性基板）が用いられる。プリント基板３６〜４０には、それぞれ光源としての複数のＬＥＤ４４が実装されている。プリント基板４２には、プリント基板３６〜３８に設けられたＬＥＤ４４の点灯制御を行うための制御回路が実装されている。これらのプリント基板には、ランプボディ１８の背面側に設置された図示しない電源回路から電力が供給される。この光源ユニット２０の詳細については後述する。

エクステンション２２は、ランプボディ１８およびアウターレンズ１２のそれぞれと相補形状となるように形成されている。エクステンション２２の中央には、ターンランプ１４を収容するための収容部４６が区画されている。収容部４６の中央には、ターンランプ１４を挿通させるための挿通孔４８が設けられている。収容部４６の周囲にはリフレクタ２６が形成され、その上壁、下壁および側壁には、ＬＥＤ４４を露出させるための複数の挿通孔５０がそれぞれ形成されている。エクステンション２２は、その背面側にＵ字状の凹部を有し、その周縁部に沿って光源ユニット２０を嵌合できるように構成されている。

アウターレンズ１２は、光透過性の樹脂材からなり、光源ユニット２０およびエクステンション２２を間に挟むようにしてランプボディ１８に組み付けられる。

図３は、光源ユニット２０の構成および取付構造を表す図である。（ａ）は光源ユニット２０の組み立て後の構造を示し、（ｂ）は光源ユニット２０のエクステンション２２への取付構造を示す。図３（ａ）に示すように、光源ユニット２０は、内面側に３つの基板搭載面５２，５４，５６を有するＵ字状のベース３４と、各基板搭載面にそれぞれ固定された３つのプリント基板３６，３８，４０を備える。

ベース３４は、樹脂材の射出成形により形成された一つの板状部材を２箇所で折り曲げて形成される。その折り曲げ部は、射出成形時に形成された薄肉部からなるヒンジ５８であり、折り曲げの境界となる「軸」を構成する。ベース３４は、２つのヒンジ５８によって中央の第１ベース部６２と、第１ベース部６２の一端側に連設された第２ベース部６４と、第１ベース部６２の他端側に連設された第３ベース部６６とに分けられる。図示のようにＵ字状に折り曲げられた内面側に基板搭載面が形成される。すなわち、第１ベース部６２に基板搭載面５２が形成され、プリント基板３６が固定されている。第２ベース部６４に基板搭載面５４が形成され、プリント基板３８が固定されている。第３ベース部６６に基板搭載面５６が形成され、プリント基板４０が固定されている。

各ベース部には、隣接するベース部間を固定するための板状の取付部が基板搭載面に対して垂直に立設されている。すなわち、第１ベース部６２には取付部７２が立設され、第２ベース部６４には取付部７４が立設され、第３ベース部６６には取付部７６が立設されている。そして、取付部７２の第２ベース部６４側の端部と、取付部７４の第１ベース部６２側の端部とがねじ７８により締結されることで、第１ベース部６２と第２ベース部６４とが直角となるように固定される。また、取付部７２の第３ベース部６６側の端部と、取付部７６の第１ベース部６２側の端部とがねじ８０により締結されることで、第１ベース部６２と第３ベース部６６とが直角となるように固定される。これにより、Ｕ字状のベース３４が形成されている。

プリント基板４２は、取付部７２と取付部７４にねじ７８，８２を介して固定される。すなわち、プリント基板４２は、第１ベース部６２および第２ベース部６４のそれぞれに対して直角となるように固定される。本実施形態では、プリント基板４２の背面側、つまりプリント基板３６〜４０の基板搭載面との対向面とは反対側面に制御回路が実装されている。これは、ＬＥＤ４４が比較的熱に弱いことを考慮し、制御回路から発する熱の影響を受け難くするものである。

なお、プリント基板４２と取付部７４のオーバラップ部を貫通するように挿通孔８４が設けられている。また、取付部７２，７４，７６には、それぞれ個別の挿通孔８６が設けられている。これらの挿通孔８４，８６には、光源ユニット２０をランプボディ１８に組み付ける際に、上述したねじ孔３２に螺合させるねじが挿通される。

上述のように組み立てられた光源ユニット２０をランプボディ１８に対して組み付けた後、図３（ｂ）に示すように、エクステンション２２を組み付ける。エクステンション２２の背面にはその周縁部に沿うＵ字状の凹部が形成されているため、その凹部にベース３４を差し込むようにして両者を組み付ける。エクステンション２２の凹部内側の上下面および側面には上述した複数の挿通孔５０が設けられているため、それらの挿通孔５０にＬＥＤ４４を露出させる。すなわち、プリント基板３６上のＬＥＤ４４を側面の挿通孔５０に露出させ、プリント基板３８上のＬＥＤ４４を下面の挿通孔５０に露出させ、プリント基板４０上のＬＥＤ４４を上面の挿通孔５０に露出させる。このようにして露出した各ＬＥＤ４４が発光すると、出射した光がリフレクタ２６にて前方にも反射し、テール・ストップランプ１６として機能するようになる。

なお、このようにベース３４をＵ字状に構成してエクステンション２２の周縁部に組み付けるようにしたことで、そのベース３４に囲まれた空間に、光源ユニット２０とは別に設置されるターンランプ１４の配置スペースが形成されるようになる。

図４は、ベース３４とプリント基板３６〜４０との組付構造を示す図である。（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図である。なお、同図にはベース３４が折り曲げられる前の展開された状態が示されている。図４（ａ）および（ｂ）に示すように、第１ベース部６２は、正面側および背面側の端縁がやや円弧状に形成され、背面側の周縁部に取付部７２が立設されている。プリント基板３６は、第１ベース部６２の基板搭載面５２に沿う形状を有し、その上面、つまり基板搭載面５２とは反対側面には５つのＬＥＤ４４が配設されている。これらのＬＥＤ４４は、プリント基板３６の長手方向にほぼ一定間隔をあけて配設されている。プリント基板３６と第１ベース部６２とは、３箇所の接合部８８にて固定されている。

同様に、第２ベース部６４は、正面側および背面側の端縁が円弧状に形成され、背面側の端縁に取付部７４が立設されている。プリント基板３８は、第２ベース部６４の基板搭載面５４に沿う形状を有し、その上面、つまり基板搭載面５４とは反対側面には３つのＬＥＤ４４が配設されている。これらのＬＥＤ４４は、プリント基板３８の長手方向にほぼ一定間隔をあけて配設されている。プリント基板３８と第２ベース部６４とは、３箇所の接合部８８にて固定されている。

第３ベース部６６は、正面側および背面側の端縁が円弧状に形成され、背面側の端縁に取付部７６が立設されている。プリント基板４０は、第３ベース部６６の基板搭載面５６に沿う形状を有し、その上面、つまり基板搭載面５６とは反対側面には３つのＬＥＤ４４が配設されている。これらのＬＥＤ４４は、プリント基板４０の長手方向にほぼ一定間隔をあけて配設されている。プリント基板４０と第３ベース部６６とは、３箇所の接合部８８にて固定されている。

プリント基板３６の配線とプリント基板３８の配線とは、複数のリード線９０を介して接続されている。また、プリント基板３６の配線とプリント基板４０の配線とは、複数のリード線９２を介して接続されている。プリント基板３８の配線には、プリント基板４２の配線と接続されるリード線９３が接続されている。このような構成により、各プリント基板に電力を供給することができ、ＬＥＤ４４の点灯制御を行うことができる。

図５および図６は、光源ユニット２０の組立方法を表す説明図である。図５（ａ），（ｂ）および図６（ａ）は、光源ユニット２０の組み付け過程を示している。図６（ｂ）は図４（ｂ）のＡ部拡大図であり、図６（ｃ）は図６（ａ）のＡ部拡大図である。

光源ユニット２０の組み付けに際しては、まず図５（ａ）に示すように、ベース３４を折り曲げる前の展開状態において、そのベース部６２，６４，６６に対し、プリント基板３６，３８，４０を載置する。図示のように、ベース部６２，６４，６６の基板搭載面５２，５４，５６には位置決め用の嵌合突起９４，９６が設けられ、プリント基板３６，３８，４０の対応する位置には、位置決め用の嵌合孔１００，１０２が設けられているため、それらを嵌合させるようにして組み付ける（点線矢印参照）。なお、嵌合突起９４および嵌合孔１００は、相補形状の円断面を有し、後述する熱加締めの対象となる。一方、嵌合突起９６および嵌合孔１０２は、相補形状の角断面を有し、位置決めのみの機能を有する。

この組み付けが完了すると、図５（ｂ）に示すように、嵌合突起９４と嵌合孔１００とが嵌合した箇所に熱加締めを施す。この熱加締めは、公知の専用の装置を用いて行う。図示のようにベース３４が展開され、プリント基板３６，３８，４０上面がいずれも上方に向いているため、熱加締め用の工具をアプローチさせ易い。工具の仕様にもよるが、全ての接合部８８について同時に（一工程にて）熱加締めを施すことができる。それにより、作業効率を高めることができる。

この熱加締めが完了した後、図中太線矢印にて示すように、ヒンジ５８を利用してベース３４を折り曲げる。そして、図６（ａ）に示すように、ベース３４をＵ字状にした状態で、取付部７２と取付部７６とをねじ８０により固定する。続いて、プリント基板４２を取付部７４に対して組み付ける。すなわち、図３（ａ）に示したように、ねじ７８，８２により固定する。このようにして光源ユニット２０の組み付けが完了する。

なお、ベース３４の折り曲げは、図６（ｂ）および（ｃ）に示すように、ヒンジ５８の片側（外側）が開くことにより容易に行うことができる。このようなヒンジ５８の機能は、図４（ｂ）および図６（ａ）に示すＢ部についても同様である。

以上に説明したように、本実施形態では、光源ユニット２０の製造段階において、ベース３４をヒンジ５８を中心に折り曲げるという簡単な作業を行うだけで基板搭載面５２，５４，５６の相対角度を異ならせることができる。このため、複数のプリント基板３６，３８，４０をその複数の基板搭載面５２，５４，５６にそれぞれ取り付けておくだけで、複数のＬＥＤ４４の光軸の向きをプリント基板間で互いに異ならせることができる。

その折り曲げに際して各基板搭載面５２，５４，５６のヒンジ５８に対する位置関係は自律的に保たれるため、基板搭載面を個別に設置する場合よりも作業性が著しく向上する。本実施形態のように、複数の基板搭載面５２，５４，５６におけるＬＥＤ４４の配置と、ヒンジ５８の位置および方向を予め定めておくことにより、ベース３４を折り曲げた際の複数のＬＥＤ４４の位置関係を高精度に設定することができる。その結果、車両用灯具１０において、複数のＬＥＤ４４から発生された光をリフレクタ２６にてそれぞれ反射させ、設計通りの機能を発揮させることができる。

以上、本発明を実施形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。

上記実施形態では、ベース３４を３つのベース部に分割し、それらにプリント基板３６〜４０をそれぞれ搭載する例を示した。すなわち、ＬＥＤ４４が実装される３つの基板を各ベース部に搭載する構成を示した。変形例においては、ベース３４を１つのヒンジ５８により２つのベース部に分割する構成とし、光源が実装される２つの基板を各ベース部に搭載してもよい。あるいは、ベース３４を３つのヒンジ５８により４つのベース部に分割する構成とし、光源が実装される４つの基板を各ベース部に搭載してもよい。

上記実施形態では、樹脂材の一体成形により得られたベース３４の薄肉部にてヒンジ５８を構成し、折り曲げの際の軸とした。変形例においては、複数のベース部を別部材のヒンジにて回動可能に接続してもよい。その場合、ヒンジを金属製の蝶番にて構成してもよい。ただし、製造コストを勘案すると、上記実施形態のようにベースの成形時に同時にヒンジを作製するのが好ましい。

上記実施形態では、プリント基板３６〜４２を樹脂製のリジッドな基板（剛性基板）にて構成したが、ＦＰＣとして構成してもよい。ただし、部品コスト等を勘案すると、上記実施形態のように安価な基板を採用するのが好ましい。

上記実施形態では、光源ユニット２０の光源としてＬＥＤ４４を例示したが、レーザダイオード、放電灯バルブ、白熱バルブ、ハロゲンバルブなども使用可能である。ただし、構造上、プリント基板３６〜４０に複数搭載可能な程度に小さな光源とする。

上記実施形態では述べなかったが、図６に示した取付部７２と取付部７４との間に、両者の位置決め用の嵌合構造を設けてもよい。例えば、一方の取付部に嵌合突起を設け、他方の取付部に嵌合孔又は嵌合溝を設け、それらを嵌合させることで両取付部の位置決めがなされるようにしてもよい。取付部７２と取付部７６との間にも同様の嵌合構造を設けてもよい。このような構成により、両取付部を安定に保持した状態でねじ接合等をすることができる。あるいは、ねじ接合等をなくし、嵌合構造のみで両者を接合してもよい。

上記実施形態では、エクステンション２２の外側にアウターレンズ１２を組み付ける構成としたが、エクステンション２２とアウターレンズ１２との間にインナーレンズを配置してもよい。

１０ 車両用灯具、 １２ アウターレンズ、 １８ ランプボディ、 ２０ 光源ユニット、 ２２ エクステンション、 ２６ リフレクタ、 ３４ ベース、 ３６，３８，４０，４２ プリント基板、 ４４ ＬＥＤ、 ５２，５４，５６ 基板搭載面、 ５８ ヒンジ、 ６２ 第１ベース部、 ６４ 第２ベース部、 ６６ 第３ベース部、 ８８ 接合部。

Claims (6)

1. 車両用灯具に組み込まれる光源ユニットであって、
   複数の基板搭載面を有し、その基板搭載面間に設けられた軸を境界に折り曲げ可能に形成されたベースと、
   前記複数の基板搭載面にそれぞれ取り付けられ、その基板搭載面とは反対側面に光源が実装された複数のプリント基板と、
   を備えることを特徴とする光源ユニット。
2. 前記複数の基板搭載面が前記ベースの片側面に設けられており、
   前記複数のプリント基板が、前記ベースの折り曲げ前の展開状態において対応する基板搭載面にそれぞれ固定されることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
3. 前記ベースが樹脂材を一体成形して得られたものであり、
   前記軸が前記ベースに設けられた薄肉部からなることを特徴とする請求項１または２に記載の光源ユニット。
4. 互いに光軸が異なる複数の光源が搭載された光源ユニットと、前記複数の光源から出射される光を反射するリフレクタと、を備える車両用灯具であって、
   前記光源ユニットは、
   複数の基板搭載面を有し、その基板搭載面間に設けられた軸を境界に折り曲げ可能に形成されたベースと、
   前記複数の基板搭載面にそれぞれ取り付けられ、その基板搭載面とは反対側面に前記光源がそれぞれ実装された複数のプリント基板と、
   を備えることを特徴とする車両用灯具。
5. 前記光源ユニットおよび前記リフレクタは、ランプボディとアウターレンズとの間に画成された灯室に収容され、
   前記ベースが、折り曲げられた状態にて前記灯室の周縁部に沿うように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の車両用灯具。
6. 前記ベースに囲まれた空間に、前記光源ユニットとは別に設置されるランプの配置スペースが形成されていることを特徴とする請求項５に記載の車両用灯具。

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