JP2015220034A - Ｌｅｄモジュール及びこれを備えた車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の機械的な固定と電気的な接合を確実に行って信頼性の向上を図ることができるＬＥＤモジュールを提供すること。
【解決手段】本発明に係るＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ８が実装されたＬＥＤ基板２と、制御素子１１が実装された回路基板３と、電源側コネクタが接続されるコネクタ部４Ａを有するソケットハウジング４と、該ソケットハウジング４と一体化されたヒートシンク５及び給電端子６を備え、前記ＬＥＤ基板２と前記回路基板３を前記ソケットハウジング４にネジ１５によって結合するとともに、前記給電端子６を前記回路基板３に電気的に接続し、該回路基板３と前記ＬＥＤ基板２をジャンパ端子９によって電気的に接続して構成される
【選択図】図３

Description

本発明は、ユニット化されたＬＥＤモジュールとこれを備えた車両用灯具に関するものである。

例えば、テール・ストップランプ等の車両用灯具には、光源としてユニット化されたＬＥＤモジュールがハウジング等に着脱可能に装着されるが、斯かるＬＥＤモジュールに関して特許文献１には、図１１及び図１２に示すものが提案されている。

即ち、図１１は特許文献１において提案されたＬＥＤモジュールの分解斜視図、図１２は同ＬＥＤモジュールにおける基板の機械的な固定構造と電気的な接続構造を示す部分断面図であり、図示のＬＥＤモジュール１０１は、図１１に示すように、インサート成形によって一体化されたソケットハウジング１０４とヒートシンク（放熱部材）１０５及び給電端子１０６と、光源部を構成する基板１０２を含んで構成されている。

上記ソケットハウジング１０４は、絶縁性を有する樹脂材料によって構成され、前記ヒートシンク１０５は、熱伝導性の高いアルミダイカストによって構成され、前記給電端子１０６は、導電性金属によって構成されている。

又、前記基板１０２には、複数（図示例では、４つ）のＬＥＤチップ１０８と、抵抗やダイオード等の複数の制御素子（不図示）が実装されており、この基板１０２は、図１２に示す取付構造によってソケットハウジング１０４に機械的に固定されるとともに、給電端子１０６に電気的に接合される。

即ち、基板１０２は、熱伝導性接着剤１１４によってソケットハウジング１０４に接着され、給電端子１０６によってソケットハウジング１０４に機械的に固定されるとともに、電気的に接合されている。具体的には、図１２（ａ）に示すように、ソケットハウジング１０４に挿通する給電端子１０６の割りピン状の端部１０６ａは、熱伝導性接着剤１１４と基板１０２を貫通して基板１０２の外部へと突出しており、この割りピン状の端部１０６ａを図１２（ｂ）に示すように左右に開いて基板１０２に密着させ、その密着部をハンダ付け、レーザー溶接、抵抗溶接等によって固定することによって、基板１０２はソケットハウジング１０４に機械的に固定されるとともに、給電端子１０６に電気的に接続される。

特開２０１１−１７１２７６号公報

しかしながら、特許文献１において提案されたＬＥＤモジュール１０１における基板１０２の取付構造では、給電端子１０６のハンダ付け等による基板１０２の機械的な固定と電気的な接合とが同一箇所で行われているため、その部分に応力が集中し、該部分が破壊されると不灯等の問題が発生する。

又、車両の走行時の振動や、ＬＥＤチップ１０８や制御素子の発熱等によって基板１０２の固定部に応力が集中したり、基板１０２を接着する熱伝導性接着剤１１４が劣化し、基板１０２がソケットハウジング１０４から浮いてしまい、基板１０２の放熱性が低下するという問題も発生する。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、基板の機械的な固定と電気的な接合を確実に行って信頼性の向上を図ることができるＬＥＤモジュール及びこれを備えた車両用灯具を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載のＬＥＤモジュールは、ＬＥＤチップが実装されたＬＥＤ基板と、制御素子が実装された回路基板と、電源側コネクタが接続されるコネクタ部を有するソケットハウジングと、該ソケットハウジングと一体化されたヒートシンク及び給電端子を備え、前記ＬＥＤ基板と前記回路基板を前記ソケットハウジングにネジ結合するとともに、前記給電端子を前記回路基板に電気的に接続し、該回路基板と前記ＬＥＤ基板をジャンパ端子によって電気的に接続して成ることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ＬＥＤ基板を熱伝導性部材によって前記ヒートシンクの天面に密着させたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記ソケットハウジングを導電性を有する熱伝導樹脂材料で構成し、該ソケットハウジングと前記給電端子との間に、絶縁性を有する樹脂材料から成るリテーナを介在させたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、ハウジングとその開口部を覆うアウタレンズによって画成される灯室内に、少なくとも光源とリフレクタ又はレンズを収容して構成される車両用灯具において、前記光源として請求項１〜３の何れかに記載のＬＥＤモジュールを前記ハウジング又は前記リフレクタに着脱可能に取り付けたことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、ＬＥＤ基板と回路基板をソケットハウジングにネジ結合によって機械的に確実に固定することができる。そして、ＬＥＤ基板と回路基板のソケットハウジングへの機械的な固定箇所と、ＬＥＤ基板と回路基板のジャンパ端子と給電端子による電気的な接合箇所を分けたため、応力集中等の影響を受けることなく、ＬＥＤ基板と回路基板の機械的な固定と電気的な接合を確実に行ってＬＥＤモジュールの信頼性を高めることができる。

又、ＬＥＤチップと制御素子をＬＥＤ基板と回路基板にそれぞれ振り分けて実装したため、制御素子が発生する熱がＬＥＤチップに及ぶことがなく、ＬＥＤチップの温度上昇が抑えられて該ＬＥＤチップの発光効率と寿命の低下が防がれる。

請求項２記載の発明によれば、ＬＥＤ基板を熱伝導性部材によってヒートシンクの天面に密着させたため、ＬＥＤチップが発生する熱がＬＥＤ基板を経てヒートシンクに直接伝わり、ヒートシンクから放熱されるためにＬＥＤチップが効率良く冷却されてその温度上昇が抑えられる。

請求項３記載の発明によれば、ソケットハウジングを導電性を有する熱伝導樹脂材料で構成したため、ＬＥＤチップや制御素子が発生する熱がヒートシンクからソケットハウジングへと効率良く伝導し、ソケットハウジングから周囲に放熱されるためにＬＥＤチップや制御素子が効率良く冷却されてその温度上昇が抑えられる。

請求項４記載の発明によれば、車両用灯具は、信頼性の高いＬＥＤモジュールを光源として使用するため、不灯等の不具合の発生が防がれる。

本発明に係る車両用灯具の断面図である。 本発明に係るＬＥＤモジュールの斜視図である。 本発明に係るＬＥＤモジュールの分解斜視図である。 本発明に係るＬＥＤモジュールの側面図である。 本発明に係るＬＥＤモジュールの側断面図である。 本発明に係るＬＥＤモジュールの平面図である。 本発明に係るＬＥＤモジュールの底面図である。 本発明に係るＬＥＤモジュールのＬＥＤ基板と回路基板のソケットハウジングへの固定構造を示す部分側断面図である。 本発明の変形例に係るＬＥＤモジュールの側断面図である。 本発明の変形例に係るＬＥＤモジュールの底面図である。 特許文献１において提案されたＬＥＤモジュールの分解斜視図である。 特許文献１において提案されたＬＥＤモジュールの基板の機械的な固定構造と電気的な接続構造を示す部分断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
［車両用灯具］
図１は本発明に係る車両用灯具の断面図であり、図示の車両用灯具５０は、車両の後部左右に配置されるテール・ストップランプとして使用されるものであって、ハウジング５１とその開口部を覆うアウタレンズ５２によって画成された灯室５３内にリフレクタ５４を収容するとともに、ハウジング５１の背面にＬＥＤモジュール１を着脱可能に装着して構成されており、ＬＥＤモジュール１の一部（発光部）は灯室５３内に臨んでいる。

上記ハウジング５１は、光不透過性樹脂によってボックス状に一体に成形されており、その開口部を覆う前記アウタレンズ５２は、透明な光透過性樹脂又はガラスによって構成されている。又、前記リフレクタ５４は、ＬＥＤモジュール１から出射する光を車両後方（図１の上方）へと反射させるものであって、このリフレクタ５４によって反射した光は、透明なアウタレンズ５２を透過して車両後方に向かって出射する。尚、本実施の形態では、配光制御部品としてレフレクタ５４を灯室５３内に収容し、ＬＥＤモジュール１をハウジング５１に着脱可能に装着したが、配光制御部品としてレンズを灯室５３内に収容し、このレンズにＬＥＤモジュール１を着脱可能に装着しても良い。
［ＬＥＤモジュール］
次に、本発明に係る前記ＬＥＤモジュール１の詳細を図２〜図８に基づいて説明する。

図２はＬＥＤモジュールの斜視図、図３は同ＬＥＤモジュールの分解斜視図、図４は同ＬＥＤモジュールの側面図、図５は同ＬＥＤモジュールの側断面図、図６は同ＬＥＤモジュールの平面図、図７は同ＥＤモジュールの底面図、図８は同ＬＥＤモジュールのＬＥＤ基板と回路基板のソケットハウジングへの固定構造を示す部分側断面図である。

本発明に係るＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤ基板２と、回路基板３と、インサート成形によって一体化されたソケットハウジング４とヒートシンク５及び複数（本実施の形態では３本）の給電端子６を組付一体化してユニットとして構成されており、前述のように図１に示す車両用灯具５０のハウジング５１に着脱可能に装着される。

上記ＬＥＤ基板２は、略矩形平板状の部材であって、その表面の中央に形成されたリング状のダム７によって囲まれた領域には複数のＬＥＤチップ８が実装されている。そして、このＬＥＤ基板２の円弧状の外周縁（図３の上下２箇所）には半円切欠き状のネジ挿通溝２ａと位置決め溝２ｂがそれぞれ形成されており、ＬＥＤ基板２と前記回路基板３とは複数のジャンパ端子９によって電気的に接続されている。

又、前記回路基板３は、略円板状の部材であって、その中央には円孔１０が形成されており、表面の円孔１０の周囲には、抵抗、ダイオード、リニアＩＣ等の複数の制御素子１１が実装されている。そして、この回路基板３の一方の側端部には、前記給電端子６が挿通するための３つの挿通孔１２が形成されており、同回路基板３の円弧状の外周縁（図３の上下２箇所）には半円切欠き状のネジ挿通溝３ａと位置決め溝３ｂがそれぞれ形成されている。

前記ソケットハウジング４は、絶縁性を有する樹脂材料によって前記ヒートシンク５と給電端子６と共にインサート成形によって一体に構成されており、その一部には、不図示の電源側コネクタを差し込むための有底筒状のコネクタ部４Ａが一体に形成されており、このコネクタ部４Ａの内部に３本の前記給電端子６の端部が臨んでいる（図５及び図７参照）。

又、ソケットハウジング４の軸方向一端には有底円筒状の基板収納部４Ｂが一体に形成されており、この基板収納部４Ｂの基端部外周に全周に亘って形成された溝４ａ（図２及び図３参照）にはＯリング１３が嵌着されている（図４及び図５参照）。更に、ソケットハウジング４の基板収納部４Ｂの外周には、当該ＬＥＤモジュール１を図１に示す車両用灯具５０のハウジング５１に固定するための複数の係合突起４ｂが一体に突設されている。

そして、ソケットハウジング４の基板収納部４Ｂの相対向する２箇所（図２及び図３の上下２箇所）には矩形の切欠き４ｃが形成されており、基板収納部４Ｂの底面の各切欠き４ｃが形成された箇所（図２及び図３の上下２箇所）にはネジ孔４ｄがそれぞれ形成されている。又、基板収納部４Ｂの内周の相対向する２箇所（ＬＥＤ基板２と回路基板３にそれぞれ形成された位置決め溝２、３ｂに対応する２箇所）には位置決めリブ４ｅが突設されている。尚、基板収納部４Ｂの底面からは、３本の前記給電端子６の端部が突出している(図３及び図５参照)。

前記ヒートシンク５は、熱伝導性の高いアルミダイカストによって一体成形されており、矩形ブロック状のベース部５ａと、該ベース部５ａから一体に延びる複数の放熱フィン５ｂを備えている。

而して、ＬＥＤモジュール１は、以下の要領で組み付けられて一体化される。

即ち、ソケットハウジング４に一体化されて組み込まれたヒートシンク５の矩形の天面にＬＥＤ基板２を熱伝導部材１４（図３参照）によって密着させる。このとき、ＬＥＤ基板２の円弧状の外周縁に形成された２つの位置決め溝２ｂにソケットハウジング４側に形成された２つの位置決めリブ４ｅを係合させることによって、該ＬＥＤ基板２がソケットハウジング４に対して正確に位置決めされる。尚、熱伝導性部材１４には、熱伝導性シート又は熱伝導性接着剤が使用される。

次に、ＬＥＤ基板２の上に回路基板３を重ねるが、このとき、回路基板３の円弧状の外周縁に形成された２つの位置決め溝３ｂにソケットハウジング４側に形成された２つの位置決めリブ４ｅを係合させることによって、該回路基板４がＬＥＤ基板２とソケットハウジング４に対して正確に位置決めされる。そして、このようにＬＥＤ基板２の上に回路基板３を重ねると、ＬＥＤ基板２と回路基板３とがジャンパ端子９によって電気的に接続されるとともに、ソケットハウジング４から突出する３本の給電端子６が回路基板３の各挿通孔１２に挿通されて回路基板３が給電端子６を介して不図示の電源側コネクタに電気的に接続される。尚、ＬＥＤ基板２の上に回路基板４を重ねた状態では、回路基板３の中央に形成された円孔１０にＬＥＤ基板２に実装されたＬＥＤチップ８が露出し、各ＬＥＤチップ８から出射する光は、回路基板３に遮られることなく直進することができるとともに、ＬＥＤチップ８の回路基板３との干渉による損傷が防がれる。

上述のようにＬＥＤ基板２の上に回路基板３を重ねた状態で、ネジ１５を回路基板３とＬＥＤ基板２の円弧所湯の外周にそれぞれ形成された２つのネジ挿通溝３ａ，２ａに通し、ソケットハウジング４の２箇所に形成されたネジ孔４ｄにネジ１５を図８に示すようにねじ込むことによって、ＬＥＤ基板２と回路基板３がソケットハウジング４に機械的に確実に固定され、ユニット化されたＬＥＤモジュール１が得られる（図２及び図４〜図７参照）。

以上のように、本発明に係るＬＥＤモジュール１においては、ＬＥＤ基板２と回路基板３をソケットハウジング４にネジ１５による結合によって機械的に確実に固定することができる。そして、本実施の形態では、ＬＥＤ基板２と回路基板３のソケットハウジング４への機械的な固定箇所と、ＬＥＤ基板２と回路基板３のジャンパ端子９と給電端子６による電気的な接合箇所とを分けたため、応力集中等の影響を受けることなく、ＬＥＤ基板２と回路基板３の機械的な固定と電気的な接合を確実に行ってＬＥＤモジュール１の信頼性を高めることができる。

又、本実施の形態では、ＬＥＤチップ８と制御素子１１をＬＥＤ基板２と回路基板３にそれぞれ振り分けて実装したため、制御素子１１が発生する熱がＬＥＤチップ８に及ぶことがなく、ＬＥＤチップ８の温度上昇が抑えられて該ＬＥＤチップ８の発光効率と寿命の低下が防がれる。そして、本実施の形態では、ＬＥＤ基板２を熱伝導性部材１４を介してヒートシンク５の天面に直接密着させたため、ＬＥＤチップ８が発生する熱がＬＥＤ基板２を経てヒートシンク５に直接伝わり、ヒートシンク５から放熱されるためにＬＥＤチップ８が効率良く冷却されてその温度上昇が抑えられる。

而して、以上のように信頼性の高いＬＥＤモジュール１を光源として使用する図１に示す車両用灯具５０においては、不灯等の不具合の発生が防がれ、当該車両用灯具５０の信頼性も高められる。

ところで、以上の実施の形態では、ソケットハウジング４を絶縁性を有する樹脂材料で構成したが、ソケットハウジング４を導電性を有する熱伝導樹脂材料で構成すれば、ＬＥＤチップ８や制御素子１１が発生する熱がヒートシンク５からソケットハウジング４へと効率良く伝導し、ソケットハウジング４から周囲に放熱されるためにＬＥＤチップ８や制御素子１１が効率良く冷却されてそれらの温度上昇が抑えられるという効果が得られる。但し、この場合には、図９及び図１０に示すように、ソケットハウジング４の給電端子６が挿通する箇所に、絶縁性を有する樹脂材料から成るリテーナ１６を介在させ、ソケットハウジング４と給電端子６とを電気的に絶縁する必要がある。

尚、以上は本発明をテール・ストップランプとして使用される車両用灯具とこれに備えられるＬＥＤモジュールに対して適用した形態について説明したが、本発明は、他の任意の車両用灯具とこれに備えられるＬＥＤモジュールに対しても同様に適用可能であることは勿論である。

１ ＬＥＤモジュール
２ ＬＥＤ基板
３ 回路基板
４ ソケットハウジング
４Ａ ソケットハウジングのコネクタ部
４Ｂ ソケットハウジングの基板収納部
４ａ ソケットハウジングの溝
４ｂ ソケットハウジングの係合突起
４ｃ ソケットハウジングの切欠き
４ｄ ソケットハウジングのネジ孔
４ｅ ソケットハウジングの位置決めリブ
５ ヒートシンク
５ａ ヒートシンクのベース部
５ｂ ヒートシンクの放熱フィン
６ 給電端子
７ ダム
８ ＬＥＤチップ
９ ジャンパ端子
１０ 回路基板の円孔
１１ 制御素子
１２ 回路基板の挿通孔
１３ Ｏリング
１４ 熱伝導性部材
１５ ネジ
１６ リテーナ
５０ 車両用灯具
５１ ハウジング
５２ アウタレンズ
５３ 灯室
５４ リフレクタ

Claims (4)

1. ＬＥＤチップが実装されたＬＥＤ基板と、制御素子が実装された回路基板と、電源側コネクタが接続されるコネクタ部を有するソケットハウジングと、該ソケットハウジングと一体化されたヒートシンク及び給電端子を備え、前記ＬＥＤ基板と前記回路基板を前記ソケットハウジングにネジ結合するとともに、前記給電端子を前記回路基板に電気的に接続し、該回路基板と前記ＬＥＤ基板をジャンパ端子によって電気的に接続して成ることを特徴とするＬＥＤモジュール。
2. 前記ＬＥＤ基板を熱伝導性部材によって前記ヒートシンクの天面に密着させたことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤモジュール。
3. 前記ソケットハウジングを導電性を有する熱伝導樹脂材料で構成し、該ソケットハウジングと前記給電端子との間に、絶縁性を有する樹脂材料から成るリテーナを介在させたことを特徴とする請求項１又は２記載のＬＥＤモジュール。
4. ハウジングとその開口部を覆うアウタレンズによって画成される灯室内に、少なくとも光源とリフレクタ又はレンズを収容して構成される車両用灯具において、
   前記光源として請求項１〜３の何れかに記載のＬＥＤモジュールを前記ハウジング又は前記リフレクタに着脱可能に取り付けたことを特徴とする車両用灯具。
   

Images