JP2017191712A - 照明装置および照明装置の組立方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】放熱部材を備える照明装置において、大型化の抑制と放熱性の確保を両立する。
【解決手段】第二回路基板173は、光源171と電気的に接続されている。ハウジング12は、光源171と第二回路基板173を収容する灯室14を区画する。放熱部材16は、ハウジング12と結合されており、光源171から生じた熱を放散する。給電コネクタ176は、放熱部材16に設けられている。給電コネクタ176は、絶縁性のコネクタハウジング175と導電性の給電端子173cを備えている。コネクタハウジング175は、貫通穴175bを有している。給電端子173cは、第二回路基板173に接続され、貫通穴175bを通過して延びている。
【選択図】図11

Description

本発明は、車両に搭載される照明装置、および当該照明装置の組立方法に関する。
特許文献1は、この種の照明装置の一例であるフォグランプを開示している。当該フォグランプは、ハウジングと透光カバーにより区画された灯室内に、光源と投影レンズを収容している。光源から出射された光は、投影レンズを通過することにより、車両前方に所定の配光パターンを形成する。
光源を動作させるための電力は、ハウジングに設けられたコネクタを通じて灯室内に収容された制御回路に供給される。光源の動作に伴い生じた熱は、放熱部材を通じて放散される。
特表2015−522929号公報
本発明は、放熱部材を備える照明装置において、大型化の抑制と放熱性の確保を両立することを目的とする。
上記の目的を達成するために本発明がとりうる第一の態様は、車両に搭載される照明装置であって、
光源と、
前記光源と電気的に接続されている回路基板と、
前記光源と前記回路基板を収容する灯室を区画するハウジングと、
前記ハウジングと結合されており、前記光源から生じた熱を放散する放熱部材と、
前記放熱部材に設けられたコネクタと、
を備えており、
前記コネクタは、
第一貫通穴を有している絶縁性のコネクタハウジングと、
前記回路基板に接続され、前記第一貫通穴を通過して延びている導電性の端子と、
を備えている。
上記の目的を達成するために本発明がとりうる第二の態様は、車両に搭載される照明装置の組立方法であって、
光源と電気的に接続されているとともに導電性の端子を備えている回路基板を用意し、
第一貫通穴を有している絶縁性のコネクタハウジングを用意し、
前記光源と前記回路基板を収容する灯室を区画するハウジングと結合可能であるとともに第二貫通穴を有している放熱部材を用意し、
前記コネクタハウジングを前記第二貫通穴の一端から前記放熱部材に装着し、
前記端子の先端が前記第二貫通穴の他端から前記第二貫通穴に進入するように前記回路基板を前記放熱部材に装着し、
前記端子の先端に前記第一貫通穴を通過させることによりコネクタを形成する。
上記の構成においては、放熱部材にコネクタが設けられている。そのため、特許文献1に記載された照明装置のように放熱部材が結合されるハウジングに給電コネクタが設けられる構成と比較すると、光源の光出射方向から見たハウジングの断面積を小さくしやすい。他方、同方向から見た放熱部材の断面積を大きくしやすい。したがって、放熱部材を備える照明装置において、大型化の抑制と放熱性の確保を両立できる。
一般に、照明装置の仕様に応じて意匠が大きく変化するのはハウジングである。そのため、意匠に変更の多いハウジングに給電コネクタが設けられる構成と比較すると、部品の標準化に対応しやすい。
また、上記の構成においては、放熱部材に形成された第二貫通穴の一端の側からコネクタハウジングが装着され、第二貫通穴の他端の側から端子が挿入されることによりコネクタが形成される。そのため、例えばコネクタを予め回路基板上に形成しておき、他端の側から第二貫通穴を通過させる場合と比較すると、組立て作業性を向上できる。
上記の照明装置は、以下のように構成されうる。
前記放熱部材は、第二貫通穴を有しており、
前記第二貫通穴は、第一最大幅寸法を有しており、
前記コネクタハウジングの一部は、前記第二貫通穴の外に配置されており、前記第一最大幅寸法よりも大きい第二最大幅寸法を有している。
例えばコネクタを予め回路基板上に形成しておき、他端の側から第二貫通穴を通過させる場合、第二貫通穴の最小幅寸法は、第二最大幅寸法以上とされる必要がある。しかしながら、上記の組立方法においては、放熱部材に形成された第二貫通穴の一端の側からコネクタハウジングが装着され、第二貫通穴の他端の側から端子が挿入されることによりコネクタが形成される。そのため、上記のような構成を有していても、第一最大幅寸法、すなわち第二貫通穴の大きさを必要最小限にできる。この事実は、放熱部材の大型化を抑制できるだけでなく、放熱に寄与する部分の体積をより大きくできることを意味する。したがって、放熱部材を備える照明装置において、大型化の抑制と放熱性の確保を両立できる。
この場合、上記の照明装置は、以下のように構成されうる。
前記コネクタハウジングの一部と前記放熱部材の間に配置されており、かつ前記第一最大幅寸法よりも大きい第三最大幅寸法を有する封止部材を備えている。
このような構成によれば、予め封止部材を装着したコネクタハウジングを放熱部材に組み付けるのみで第二貫通穴を通じて灯室内に水分や埃が進入することを防止できる。例えばコネクタを予め回路基板上に形成しておき、他端の側から第二貫通穴を通過させる場合、通過後のコネクタを第二貫通穴の径方向外側から包囲し、かつ第二貫通穴を封止する必要がある。このような場合と比較すると、組立て作業性を大幅に向上できる。
上記の照明装置は、以下のように構成されうる。
前記コネクタハウジングは、前記回路基板から離間した位置において前記放熱部材に支持されている。
前述のように、上記の組立方法においては、放熱部材に形成された第二貫通穴の一端の側からコネクタハウジングが装着され、第二貫通穴の他端の側から端子が挿入されることによりコネクタが形成される。そのため、コネクタを予め回路基板上に形成しておき、他端の側から第二貫通穴を通過させる場合とは異なり、コネクタハウジングの前後方向の長さを必要最小限にできる。この点に関してコネクタハウジングに課せられる要件は放熱部材に保持されうることであり、回路基板に到達する必要がないからである。
上記の照明装置は、以下のように構成されうる。
前記放熱部材における前記ハウジングと結合される結合部は、前記光源の光出射方向から見て円形を呈している。
このような構成によれば、前述した部品の標準化に供される部分の光源の光出射方向から見た断面積を小さくできる。そのため、様々な仕様の照明装置に対する小型化の要求に対応しやすい。
一実施形態に係るフォグランプを示す斜視図である。 図1のフォグランプの一部を示す正面図である。 図1のフォグランプを示す斜視図である。 図1のフォグランプの一部を示す正面図である。 図1のフォグランプの一部を示す斜視図である。 図1のフォグランプの一部を示す斜視図である。 図1のフォグランプの一部を示す斜視図である。 図1のフォグランプの一部を示す斜視図である。 図1のフォグランプにおける第二回路基板を示す斜視図である。 図1のフォグランプの一部を分解して示す断面図である。 図1のフォグランプの一部を示す断面図である。 図1のフォグランプの変形例を示す斜視図である。
添付の図面を参照しつつ、本発明に係る実施形態の例について以下詳細に説明する。以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
添付の図面において、矢印Fは、図示された構造の前方向を示している。矢印Bは、図示された構造の後方向を示している。矢印Uは、図示された構造の上方向を示している。矢印Dは、図示された構造の下方向を示している。矢印Rは、図示された構造の右方向を示している。矢印Lは、図示された構造の左方向を示している。以降の説明に用いる「右」および「左」は、運転席から見た左右の方向を示している。
図1は、一実施形態に係るフォグランプ11(照明装置の一例)を左前上方から見た外観を示す斜視図である。フォグランプ11は、車両の前部に搭載される。フォグランプ11は、ハウジング12と透光カバー13を備えている。
図2は、図1に示した状態から透光カバー13を取り外したフォグランプ11の外観を示す正面図である。透光カバー13は、ハウジング12に装着されて灯室14を区画している。フォグランプ11は、投影レンズ15を備えている。投影レンズ15は、灯室14内に収容されている。
図3は、フォグランプ11を左後下方から見た外観を示す斜視図である。フォグランプ11は、放熱部材16を備えている。放熱部材16は、金属などの熱伝導性が比較的高い材料により成形されている。放熱部材16は、背板16aと複数の放熱板16bを備えている。背板16aは、ハウジング12の後部に装着されて灯室14の内側と外側を隔てている。複数の放熱板16bは、背板16aの後面に設けられている。すなわち、複数の放熱板16bは、灯室14の外側に位置している。複数の放熱板16bは、上下方向に延びている。
図4は、図2に示した状態から投影レンズ15を取り外したフォグランプ11の外観を示す正面図である。フォグランプ11は、光源ユニット17を備えている。
図5は、図4に示した状態からハウジング12を取り外したフォグランプ11を左前上方から見た外観を示す斜視図である。光源ユニット17は、光源171、第一回路基板172、第二回路基板173、および接続ユニット174を備えている。
光源171は、所定の波長を含む光を出射する半導体発光素子である。半導体発光素子の例としては、発光ダイオード(LED)、レーザダイオード(LD)、有機EL素子などが挙げられる。光源171は、第一回路基板172に搭載されている。第一回路基板172は、表面に絶縁層が形成された金属基板である。
第一回路基板172は、光源171と電気的に接続された電気回路172aを備えている(詳細な回路構造の図示は省略する)。第一回路基板172は、第一コネクタ172bを備えている。第一コネクタ172bは、電気回路172aと電気的に接続されている。
第二回路基板173は、光源171の点消灯を含む動作を制御するための素子群を含む制御回路173aを備えている(詳細な回路構造の図示は省略する)。第二回路基板173は、第二コネクタ173bを備えている。第二コネクタ173bは、制御回路173aと電気的に接続されている。
接続ユニット174は、第三コネクタ174a、第四コネクタ174b、および接続線174cを備えている。接続線174cは、第三コネクタ174aと第四コネクタ174bを電気的に接続している。第三コネクタ174aは、第一回路基板172の第一コネクタ172bに接続されている。第四コネクタ174bは、第二回路基板173の第二コネクタ173bに接続されている。結果として、光源171と制御回路173aが電気的に接続されている。
図6は、図5に示した状態から光源171、第一回路基板172、および接続ユニット174を取り外したフォグランプ11を左前上方から見た外観を示す斜視図である。図7は、図6に示した状態から第二回路基板173を取り外したフォグランプ11を左前下方から見た外観を示す斜視図である。
図7に示されるように、光源ユニット17は、コネクタハウジング175を備えている。コネクタハウジング175は、絶縁性の材料により形成されている。コネクタハウジング175は、隔壁175aを備えている。隔壁175aは、放熱部材16の背板16aとともに灯室14の内側と外側を隔てている。隔壁175aには、一対の貫通穴175b(第一貫通穴の一例)が形成されている。
図8は、図7に示した状態からコネクタハウジング175を取り外したフォグランプ11を左前下方から見た外観を示す斜視図である。放熱部材16には、背板16aの前面と後面を連通する貫通穴16c(第二貫通穴の一例)が形成されている。すなわち、貫通穴16cは、放熱部材16がハウジング12に装着された状態において灯室14の内側と外側を連通する。
図9は、第二回路基板173を左後下方から見た外観を示す斜視図である。第二回路基板173は、一対の給電端子173cを備えている。一対の給電端子173cは、導電性の材料により形成されている。一対の給電端子173cの基端部は、第二回路基板173の後面に固定されている。一対の給電端子173cは、第二回路基板173の後面より後方に延びている。一対の給電端子173cは、制御回路173aと電気的に接続されている。すなわち、一対の給電端子173cは、接続ユニット174を介して光源171と電気的に接続される。
図10は、図2における線V1−V1に沿う放熱部材16、第二回路基板173、およびコネクタハウジング175の断面を矢印方向から見た構成を示している。
図7と図10に示されるように、コネクタハウジング175は、円筒状部175cを有している。コネクタハウジング175は、複数の爪175dを備えている。複数の爪175dは、円筒状部175cの周方向に沿って間隔をあけて配列されている。他方、放熱部材16の貫通穴16cの内周面には、複数の爪175dに対応するように複数の溝16c1が形成されている。
本実施形態においては、コネクタハウジング175は、灯室14の外側から放熱部材16に装着される。具体的には、放熱部材16に形成された貫通穴16cの後端16c2(第二貫通穴の一端の一例)からコネクタハウジング175の円筒状部175cが挿入される。円筒状部175cの挿入は、複数の爪175dと複数の溝16c1が係合された状態で行なわれる。
複数の爪175dが貫通穴16cの前端16c3(第二貫通穴の他端の一例)を通過すると、コネクタハウジング175が円筒状部175cの周方向に捻られる。これにより、図7に示されるように、複数の爪175dと複数の溝16c1の係合が解除され、コネクタハウジング175の後方への変位が規制される。すなわち、コネクタハウジング175の放熱部材16への装着は、いわゆるバヨネットマウント方式を通じて行なわれる。
次に、一対の給電端子173cの先端が貫通穴16cの前端16c3から貫通穴16cに進入するように第二回路基板173が放熱部材16に装着される。これにより、一対の給電端子173cの先端にコネクタハウジング175の一対の貫通穴175bを通過させる。これにより、図11に示される給電コネクタ176が形成される。
図11は、図2における線V1−V1に沿うフォグランプ11の断面を矢印方向から見た構成を示している。なお、透光カバー13も図示に含まれている。図6と図11に示されるように、第二回路基板173は、放熱部材16の背板16aの前面に支持される。
図3と図11に示されるように、給電コネクタ一対の給電端子173cの先端は、コネクタハウジング175内に配置されるとともに、フォグランプ11の後方に露出している。一対の給電端子173cの一部は、コネクタハウジング175における一対の貫通穴175b内に配置されている。
放熱部材16は、支持テーブル16dを備えている。支持テーブル16dは、背板16aの前面より前方に突出している。すなわち、支持テーブル16dは、灯室14の内側に位置している。第一回路基板172は、ネジなどの締結部材によって支持テーブル16dに固定される。
車両側から電力を供給するためのコネクタ(不図示)が、給電コネクタ176に接続される。供給された電力は、給電端子173cを通じて制御回路173aに入力される。制御回路173aは、所望の動作に応じた制御信号を出力する。ここで「制御信号」とは、光源171の動作状態を規定する電圧または電流の経時的変化を意味する。一時的に一定値をとり続けることもまた「経時的変化」の意味に含む。
出力された信号は、接続ユニット174を介して第一回路基板172の電気回路172aに入力され、光源171に至る。光源171は、制御信号に応じた強度の光を出射する。光源171から出射された光の少なくとも一部は、投影レンズ15を通過する。投影レンズ15を通過した光は透光カバー13を通過し、フォグランプ11の前方を所定の配光パターンで照明する。
光源171の光出射動作に伴い生じる熱は、第一回路基板172を介して放熱部材16に伝わり、放熱部材16によって放散される。
本実施形態の構成においては、放熱部材16に給電コネクタ176が設けられている。そのため、特許文献1に記載された照明装置のように放熱部材が結合されるハウジングに給電コネクタが設けられる構成と比較すると、光源171の光出射方向から見たハウジング12の断面積を小さくしやすい。他方、同方向から見た放熱部材16の断面積を大きくしやすい。したがって、放熱部材16を備えるフォグランプ11において、大型化の抑制と放熱性の確保を両立できる。
一般に、フォグランプ11の仕様に応じて意匠が大きく変化するのはハウジング12である。図12は、一変形例として、そのような意匠の異なるハウジング12Aを備えるフォグランプ11Aを示している。意匠に変更の多いハウジングに給電コネクタが設けられる構成と比較すると、部品の標準化に対応しやすい。
実際、フォグランプ11とフォグランプ11Aの相違点はハウジング12とハウジング12Aの形状の相違点のみである(ハウジング12Aに結合される透光カバーの形状も当然に相違する)。フォグランプ11Aが備えている光源ユニット17と放熱部材16は、フォグランプ11を参照して説明したものと同一である。
また、本実施形態においては、放熱部材16に形成された貫通穴16cの後端16c2の側からコネクタハウジング175が装着され、貫通穴16cの前端16c3の側から給電端子173cが挿入されることにより給電コネクタ176が形成される。そのため、例えば給電コネクタ176を予め第二回路基板173上に形成しておき、前端16c3の側から貫通穴16cを通過させる場合と比較すると、組立て作業性を向上できる。
図11に示されるように、給電コネクタ176におけるコネクタハウジング175の後部175eは、放熱部材16に形成された貫通穴16cの外側(灯室14の外側)に配置されている。図10に示されるように、貫通穴16cは、第一最大幅寸法W1を有している。他方、コネクタハウジング175の後部175eは、第二最大幅寸法W2を有している。第二最大幅寸法W2は、第一最大幅寸法W1よりも大きい。
例えば給電コネクタ176を予め第二回路基板173上に形成しておき、前端16c3の側から貫通穴16cを通過させる場合、貫通穴16cの最小幅寸法は、第二最大幅寸法W2以上とされる必要がある。しかしながら、本実施形態においては、放熱部材16に形成された貫通穴16cの後端16c2の側からコネクタハウジング175が装着され、貫通穴16cの前端16c3の側から給電端子173cが挿入されることにより給電コネクタ176が形成される。そのため、上記のような構成を有していても、第一最大幅寸法W1、すなわち貫通穴16cの大きさを必要最小限にできる。この事実は、放熱部材16の大型化を抑制できるだけでなく、放熱に寄与する部分の体積をより大きくできることを意味する。したがって、放熱部材16を備えるフォグランプ11において、大型化の抑制と放熱性の確保を両立できる。
図11に示されるように、光源ユニット17は、封止部材177を備えている。封止部材177は、コネクタハウジング175の後部175eと放熱部材16の間に配置されている。封止部材177は、弾性変形可能な部材により形成されている。封止部材177は、例えばOリングである。
図10に示されるように、封止部材177は、第三最大幅寸法W3を有している。第三最大幅寸法W3は、第一最大幅寸法W1よりも大きい。本実施形態においては、第三最大幅寸法W3は、第二最大幅寸法W2よりも小さい。しかしながら、第三最大幅寸法W3の第二最大幅寸法W2に対する寸法関係は任意である。
このような構成によれば、予め封止部材177が装着されたコネクタハウジング175を放熱部材16に組み付けるのみで貫通穴16cを通じて灯室14内に水分や埃が進入することを防止できる。例えば給電コネクタ176を予め第二回路基板173上に形成しておき、前端16c3の側から貫通穴16cを通過させる場合、通過後の給電コネクタ176を貫通穴16cの径方向外側から包囲し、かつ貫通穴16cを封止する必要がある。このような場合と比較すると、組立て作業性を大幅に向上できる。
図11に示されるように、コネクタハウジング175は、第二回路基板173から離間した位置において放熱部材16に支持されている。
前述のように、本実施形態においては、放熱部材16に形成された貫通穴16cの後端16c2の側からコネクタハウジング175が装着され、貫通穴16cの前端16c3の側から給電端子173cが挿入されることにより給電コネクタ176が形成される。そのため、給電コネクタ176を予め第二回路基板173上に形成しておき、前端16c3の側から貫通穴16cを通過させる場合とは異なり、コネクタハウジング175の前後方向の長さを必要最小限にできる。この点に関してコネクタハウジング175に課せられる要件は放熱部材16に保持されうることであり、第二回路基板173に到達する必要がないからである。
図3および図5から図8より明らかなように、放熱部材16においてハウジング12と結合される背板16a(結合部の一例)は、光源171の光出射方向から見て円形を呈している。
このような構成によれば、前述した部品の標準化に供される部分の光源171の光出射方向から見た断面積を小さくできる。そのため、様々な仕様のフォグランプ(例えばフォグランプ11、11A)に対する小型化の要求に対応しやすい。
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための例示にすぎない。上記の実施形態に係る構成は、本発明の趣旨を逸脱しなければ、適宜に変更・改良されうる。また、等価物が本発明の技術的範囲に含まれることは明らかである。
本実施形態においては、灯室14内に配置される第二回路基板173が、光源171の動作を制御する制御回路173aと一対の給電端子173cを備えている。しかしながら、制御回路は、フォグランプ11の外部(車両のECUなど)に設けられうる。この場合、光源171を支持している第一回路基板172に信号入力端子が設けられ、当該信号入力端子とコネクタハウジング175によって信号中継コネクタが形成される。外部で生成された制御信号は、信号中継コネクタの信号入力端子を介して第一回路基板172に入力され、光源171に所望の動作を実行させる。
上記の実施形態においては、接続ユニット174を介して第一コネクタ172bと第二コネクタ173bが接続されることにより、光源171と制御回路173aが電気的に接続されている。しかしながら、両者が電気的に接続されうるのであれば、介在する電気的な構成は適宜のものが採用されうる。例えば、接続ユニット174の信号線174cはFFCなどで置き換えられうる。また、第一コネクタ172bと第二コネクタ173bの少なくとも一方は、電気的接点などで置き換えられうる。
本実施形態においては、いわゆるバヨネットマウント方式を通じてコネクタハウジング175が放熱部材16に装着されている。しかしながら、コネクタハウジング175は、スナップフィット方式など適宜の手法を通じて放熱部材16に装着されうる。
第二回路基板173とコネクタハウジング175は物理的に分離されているため、コネクタハウジング175は、後方へ着脱可能に構成されうる。
上記の実施形態においては、照明装置の一例としてフォグランプ11を例示した。しかしながら、本発明は、車両に搭載されるように構成され、放熱部材を備える各種の照明装置に適用可能である。フォグランプ11の前後方向、左右方向、および上下方向と車両の前後方向、左右方向、および上下方向はそれぞれ一致している。しかしながら、本発明が適用される照明装置によっては、当該照明装置の前後方向、左右方向、および上下方向と車両の前後方向、左右方向、および上下方向の少なくとも一つは一致しない。
11、11A:フォグランプ、12、12A:ハウジング、14:灯室、16:放熱部材、16a:背板、16c:貫通穴、16c2:貫通穴の後端、16c3:貫通穴の前端、171:光源、173:第二回路基板、173c:給電端子、175:コネクタハウジング、175b:貫通穴、175e:後部、176:給電コネクタ、177:封止部材、W1:第一最大幅寸法、W2:第二最大幅寸法、W3:第三最大幅寸法

Claims (6)

  1. 車両に搭載される照明装置であって、
    光源と、
    前記光源と電気的に接続されている回路基板と、
    前記光源と前記回路基板を収容する灯室を区画するハウジングと、
    前記ハウジングと結合されており、前記光源から生じた熱を放散する放熱部材と、
    前記放熱部材に設けられたコネクタと、
    を備えており、
    前記コネクタは、
    第一貫通穴を有している絶縁性のコネクタハウジングと、
    前記回路基板に接続され、前記第一貫通穴を通過して延びている導電性の端子と、
    を備えている、
    照明装置。
  2. 前記放熱部材は、第二貫通穴を有しており、
    前記第二貫通穴は、第一最大幅寸法を有しており、
    前記コネクタハウジングの一部は、前記第二貫通穴の外に配置されており、前記第一最大幅寸法よりも大きい第二最大幅寸法を有している、
    請求項1に記載の照明装置。
  3. 前記コネクタハウジングの一部と前記放熱部材の間に配置されており、かつ前記第一最大幅寸法よりも大きい第三最大幅寸法を有する封止部材を備えている、
    請求項2に記載の照明装置。
  4. 前記コネクタハウジングは、前記回路基板から離間した位置において前記放熱部材に支持されている、
    請求項1から3のいずれか一項に記載の照明装置。
  5. 前記放熱部材における前記ハウジングと結合される結合部は、前記光源の光出射方向から見て円形を呈している、
    請求項1から4のいずれか一項に記載の照明装置。
  6. 車両に搭載される照明装置の組立方法であって、
    光源と電気的に接続されているとともに導電性の端子を備えている回路基板を用意し、
    第一貫通穴を有している絶縁性のコネクタハウジングを用意し、
    前記光源と前記回路基板を収容する灯室を区画するハウジングと結合可能であるとともに第二貫通穴を有している放熱部材を用意し、
    前記コネクタハウジングを前記第二貫通穴の一端から前記放熱部材に装着し、
    前記端子の先端が前記第二貫通穴の他端から前記第二貫通穴に進入するように前記回路基板を前記放熱部材に装着し、
    前記端子の先端に前記第一貫通穴を通過させることによりコネクタを形成する、
    組立方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110953555A (zh) * 2018-09-26 2020-04-03 株式会社小糸制作所 光源单元以及车辆用灯具

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