JP2019169278A

JP2019169278A - 車載用灯具及び車載用灯具の製造方法

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Publication number: JP2019169278A
Application number: JP2018054499A
Authority: JP
Inventors: 崇文森原; Takafumi Morihara; 大澤　孝; Takashi Osawa; 孝大澤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-03-22
Filing date: 2018-03-22
Publication date: 2019-10-03
Anticipated expiration: 2038-03-22
Also published as: JP6968015B2

Abstract

【課題】半導体光源を用いる車載用灯具において、光源の位置ずれにより必要な明るさ及び配光を確保でき、追加部品を用いずに半導体光源を高精度に位置決めする車載用灯具を提供する。【解決手段】基板１２は、表面にＬＥＤ１１が実装され、実装されたＬＥＤ１１の位置を基準にして端面に複数の位置決め用凹部１２ａ、１２ｂ、１２ｃが形成されている。固定部材１６は、複数の位置決め用凹部１２ａ、１２ｂ、１２ｃに当接して基板１２を位置決めする複数の位置決め用凸部１６ａ、１６ｂ、１６ｃを有し、位置決めされた基板１２と固定部材１６とが固定される。ここで基板１２が固定部材１６に固定される前の、基板１２の複数の位置決め用凹部１２ａ、１２ｂ、１２ｃの当接部を直線でつないでできる多角形は、固定部材１６の複数の位置決め用凸部１６ａ、１６ｂ、１６ｃの当接部を直線でつないでできる多角形より大きい。【選択図】図８

Description

この発明は、車載用灯具及び車載用灯具の製造方法に関するものである。

昨今、前照灯、車幅灯及び尾灯等の車載用灯具の光源には、従来のタングステンフィラメントの電球及びアーク放電による放電灯に代替して、発光ダイオード（ＬＥＤ）及びレーザダイオード（ＬＤ）等の半導体光源が普及してきた。当半導体光源は、長寿命であり、かつ、少ない電力で必要な明るさを確保できるうえに、一定の電流を供給する簡単な制御によって安定した明るさを発することができるため、車載用灯具の光源として好適な光源である。

また、上記半導体光源の発光部は、上記タングステンフィラメントに対して小さいため、上記半導体光源を用いる車載用灯具を、小形に構成することができる。そのため、車体デザインの自由度が増して、ユーザの嗜好に沿った好ましいデザインの車体が実現しやすい。

なお、光源が小形になったことによって車載用灯具のレンズ及び反射鏡等の光学部材が小形になると、光源の位置ずれが光学系に及ぼす影響が大きくなる。そのため、光源の小さな位置ずれによって、車載用灯具として必要な明るさ及び配光を確保できないことがある。つまり、発光部が小さな半導体光源を光源として用いる車載用灯具においては、半導体光源を精度よく固定する必要がある。特に小形の車載用灯具においては、さらに高精度に半導体光源を固定することが要求される。

例えば、特許文献１に係る光源モジュールは、ＬＥＤパッケージを搭載したモジュール基板をネジによりランプユニットの台座に固定支持する構成である。モジュール基板の支持バネ板は、ネジを台座のネジ穴に螺合したときにモジュール基板を台座の基準ピンに当接させる。この支持バネ板により、ネジ穴の公差にかかわらず、高い位置精度で光源モジュールを組み立てることができる。

特開２０１０−２０９１７号公報

特許文献１に記載された構成は、ネジ穴の公差に起因した光源の位置ずれを回避できるが、支持バネ板等の追加部品を配置する空間の確保が必要となり、小形の車載用灯具を実現するための障害になるという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、追加部品を用いずに半導体光源を高精度に位置決めすることを目的とする。

この発明に係る車載用灯具は、半導体光源と、表面に半導体光源が実装され、端面に複数の位置決め用凹部が形成されている基板と、半導体光源が発する光を車両の前方へ導く光学部材と、基板の位置決め用凹部に当接する位置決め用凸部を有し、基板と光学部材とが固定された固定部材とを備える車載用灯具であって、基板が固定部材に固定される前の、基板の複数の位置決め用凹部の当接部を直線でつないでできる多角形が、固定部材の複数の位置決め用凸部の当接部を直線でつないでできる多角形より大きいものである。

この発明によれば、基板が固定部材に固定される前の、基板の複数の位置決め用凹部の当接部を直線でつないでできる多角形が、固定部材の複数の位置決め用凸部の当接部を直線でつないでできる多角形より大きいので、追加部品を用いずに半導体光源を高精度に位置決めすることができる。

実施の形態１に係る前照灯の車両設置例を示す図である。実施の形態１に係るすれ違い灯用ユニットの構成例を示す模式図である。実施の形態１に係る走行灯用ユニットの構成例を示す側面図である。実施の形態１における基板の構成例を示す平面図である。実施の形態１における基板の別の構成例を示す平面図である。実施の形態１におけるＬＥＤの構成例を示す断面図である。実施の形態１における基板の加工例を説明する斜視図である。実施の形態１において基板が固定部材に固定される手順を説明する斜視図である。実施の形態１において基板が固定部材に固定される手順を説明する側面図であり、図９Ａは基板が押し込まれる前、図９Ｂは押し込まれた後の状態である。実施の形態１において基板が固定部材に固定される手順を説明する斜視図である。図１１Ａは、実施の形態１における固定部材の変形例を示す側面図であり、図１１Ｂは、図１１Ａにおいて破線で囲まれた部分の拡大図である。実施の形態１における基板の変形例を示す平面図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る前照灯１の車両設置例を示す図である。前照灯１は、車体前部の左側及び右側に１つずつ設置され、車両の前方を照らす。図１においては右側に設置された前照灯１を示す。図１の例では、前照灯１は、ロービームを照射するすれ違い灯用ユニット２と、ハイビームを照射する走行灯用ユニット３とを備える。すれ違い灯用ユニット２及び走行灯用ユニット３を含む前照灯１は、車載用灯具のひとつである。

図２は、実施の形態１に係るすれ違い灯用ユニット２の構成例を示す模式図である。図２では、外殻部材１７の一部が切断され、すれ違い灯用ユニット２の内部構成が模式的に図示されている。紙面左側が車両前方、紙面右側が車両後方である。すれ違い灯用ユニット２は、光源であるＬＥＤ１１、基板１２、光学部材１３、固定部材１６、外殻部材１７、及びＬＥＤ点灯装置２０を備える。基板１２の表面には、ＬＥＤ１１が実装される。基板１２の裏面は、固定部材１６に固定される。光学部材１３は、配光部材１４及び投影レンズ１５を含み、ＬＥＤ１１が発する光を車両の前方へ導く。配光部材１４は、ＬＥＤ１１が発する光をすれ違い灯用の配光に形成する。投影レンズ１５は、配光部材１４により形成されたすれ違い灯用の光を、車両の前方へ照射する凸レンズである。固定部材１６は、ＬＥＤ１１の前方において配光部材１４を固定し、配光部材１４の前方において投影レンズ１５を固定する。また、この固定部材１６は、ＬＥＤ１１が発する熱を後方に伝え放熱するヒートシンクとしても機能する。外殻部材１７は、前面レンズ１８及びケース１９により構成され、ＬＥＤ１１、基板１２、光学部材１３、及び固定部材１６を収容する。外殻部材１７の底面には、ＬＥＤ１１の点灯を制御するＬＥＤ点灯装置２０が固定される。

図３は、実施の形態１に係る走行灯用ユニット３の構成例を示す図である。走行灯用ユニット３は、基本的に、すれ違い灯用ユニット２と同じ構成であり、ＬＥＤ１１、基板１２、光学部材１３、固定部材１６、外殻部材１７、及びＬＥＤ点灯装置２０を備える。ただし、走行灯用ユニット３の光学部材１３には、すれ違い灯用に必要な配光を形成する配光部材１４はない。

なお、すれ違い灯用ユニット２及び走行灯用ユニット３の光源は、半導体光源であればよく、発光ダイオード（ＬＥＤ）に限らずレーザダイオード（ＬＤ）等であってもよい。

図４は、実施の形態１における基板１２の構成例を示す平面図である。基板１２は、一般的なガラスエポキシ基板及びセラミック基板に比べて、熱伝導性が高く、かつ柔らかいアルミニウムを基材とした基板であることが望ましい。基板１２の表面にはＬＥＤ１１がはんだ付けされている。基板１２の端面には、基板１２を固定部材１６に位置決めするための、円弧状の位置決め用凹部１２ａ，１２ｂ，１２ｃが形成されている。図４の例では、基板１２の位置決め用凹部１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、位置決め用凹部１２ａの当接部と位置決め用凹部１２ｂの当接部と位置決め用凹部１２ｃの当接部とを直線でつないでできる三角形が位置決め用凹部１２ａの当接部を頂点とする二等辺三角形１０１になるように、配置されている。また、ＬＥＤ１１は、ＬＥＤ１１と位置決め用凹部１２ａ，１２ｂ，１２ｃが定められた位置関係になるよう、配置されている。例えば、二等辺三角形１０１の重心、内心、又は外心等に相当する位置にＬＥＤ１１が配置される。なお、位置決め用凹部の数及び位置は任意でよく、各位置決め用凹部の当接部をつないでできる多角形の形状も任意でよいが、各位置決め用凹部間の距離が略均等で、形成される多角形の面積が大きいほど、基板１２は固定部材１６に安定して固定される。

また、図４の基板１２には、基板１２を固定部材１６に固定するための固定用ビス２３ａ，２３ｂを貫通させる固定用穴１２ｄ，１２ｅが２つ形成されている。固定用ビス２３ａ，２３ｂについては後述する。さらに、図４の基板１２には、位置決め用凹部１２ａの近傍に丸穴形状の変形部１２ｆが形成されている。変形部１２ｆは、穴、切り欠き、溝、又は基板１２の厚さを薄くした形状等である。従って、基板１２において変形部１２ｆが形成された部位は、基板１２の他の部位に比べて変形しやすい。なお、変形部１２ｆが近傍に形成された位置決め用凹部１２ａは「第１位置決め用凹部」に相当し、位置決め用凹部１２ａに当接する位置決め用凸部１６ａは「第１位置決め用凸部」に相当する。

図５は、実施の形態１における基板１２の別の構成例を示す平面図である。図５の例では、基板１２の位置決め用凹部１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、位置決め用凹部１２ａの当接部と位置決め用凹部１２ｂの当接部と位置決め用凹部１２ｃの当接部とをつないでできる三角形が正三角形１０１ａになるように、配置されている。また、変形部１２ｆは、切り欠きである。

図６は、実施の形態１におけるＬＥＤ１１の構成例を示す断面図である。図６のＬＥＤ１１は、基台１１ａ、青色を発光する青色発光ＬＥＤ１１ｂ、及び黄色を発光する黄色発光蛍光体１１ｃにより構成され、はんだ２１によって基台１１ａが基板１２の表面に実装されて固定される。このＬＥＤ１１は、基台１１ａに設置された青色発光ＬＥＤ１１ｂが発する青色光と、青色光に励起された黄色発光蛍光体１１ｃが発する黄色光とが混合された白色光を発する。なお、一般的な表面実装方法においては、ペースト状のはんだ２１を使用してＬＥＤ１１を基板１２の表面に実装する都合上、加熱して溶融したはんだ２１の上にＬＥＤ１１を浮かせ、その後、冷却してはんだ２１を凝固してＬＥＤ１１を固定、即ち実装する工程が存在する。この工程において、溶融したはんだ２１に浮くＬＥＤ１１を支持しながらはんだ２１を凝固することが困難である。そのため、ＬＥＤ１１の実装位置ははんだ２１の固まり具合に任せざるを得ない。つまり、表面実装タイプのＬＥＤ１１を基板１２に対して精度よく実装することが困難であることは否めない。従って、はんだ２１が凝固するときにＬＥＤ１１がずれて実装されることを考慮して、実際に実装されたＬＥＤ１１の位置を基準にして、基板１２を固定部材１６に固定することが望ましい。

換言すれば、実装位置が不定なＬＥＤ１１を固定部材１６の所定の位置に配置するために、基板１２の端面に設ける位置決め用凹部１２ａ，１２ｂ，１２ｃの位置を、実際に基板１２の表面に実装されたＬＥＤ１１の位置を基準にして決定することが望ましい。図６に示される構成のＬＥＤ１１において、位置決め用凹部１２ａ，１２ｂ，１２ｃの位置は、ＬＥＤ１１の外形１１ｄの位置を基準にして決定されてもよいし、ＬＥＤ１１の発光部１１ｅの位置を基準にして決定されてもよい。例えば、位置決め用凹部１２ａ，１２ｂ，１２ｃの位置を、ＬＥＤ１１の発光部１１ｅの位置が重心になる二等辺三角形１０１の３つの頂点に位置するように、決定してもよい。

ＬＥＤ１１の外形１１ｄの位置は、カメラを用いた画像認識等により、容易に特定できる。一方、ＬＥＤ１１の表面に設けられた黄色発光蛍光体１１ｃは、青色光を発する青色発光ＬＥＤ１１ｂより大きく、かつ青色発光ＬＥＤ１１ｂを覆い隠すため、外見では青色発光ＬＥＤ１１ｂの位置、つまり実際に発光する発光部１１ｅの位置を特定することは困難である。対策として、ＬＥＤ１１を点灯することによって、黄色発光蛍光体１１ｃに隠れた実際に光っている青色発光ＬＥＤ１１ｂの位置を特定する。ＬＥＤ１１が点灯すれば、青色発光ＬＥＤ１１ｂの発光部は、黄色発光蛍光体１１ｃの中に明部として現れるため、簡素な光学式センサにより容易に青色発光ＬＥＤ１１ｂの位置を特定できる。

図７は、実施の形態１における基板１２の加工例を説明する斜視図である。図７の例では、基板１２の端面が、回転方向３１の方向に回転する回転刃物３０によって切削され、位置決め用凹部１２ａ，１２ｂ，１２ｃが形成される。位置決め用凹部１２ａ，１２ｂ，１２ｃの切削加工位置は、上述したように、ＬＥＤ１１の実装位置を基準にした位置に決定される。

図７に示される回転刃物３０の周面には、軸方向に渡る切削歯が複数形成されており、回転することによって、基板１２の端面が切削され、位置決め用凹部１２ａ，１２ｂ，１２ｃが形成される。なお、ＬＥＤ１１の表面実装時の位置ずれは１ｍｍに満たない小さなものであり、実際に当ＬＥＤ１１の位置ずれを相殺するために行う基板１２の切削加工量は少ないので、切削歯への負担は少ない。また、回転刃物３０が基板１２の端面を切削加工する際、切削歯の使用部位を軸方向に順次変えることで、１本の回転刃物３０で多くの基板１２を切削加工することができ、メンテナンス費用を削減できる。ちなみに、回転刃物３０にて切削する工法に代えて、ドリルにて位置決め用凹部１２ａ，１２ｂ，１２ｃを穿孔する工法を採用してもよい。ただし、ドリルを用いる場合、ＬＥＤ１１の位置ずれの有無又は位置ずれの大小にかかわらず常に同じ大きさの穴を穿孔することとなるため、回転刃物３０にて基板１２の端面を切削する工法に比べて、必然的に切削量が多く、基板１２を穿孔する切削歯は先端部だけであり、切削歯への負担は多い。従って、１本のドリルで加工できる基板１２の数は、１本の回転刃物３０で加工できる基板１２の数より少ない。また、回転刃物３０及びドリルのような加工用の刃物は切削力が低下すると交換せざるを得ないため、回転刃物３０に比べてドリルの方が交換頻度が高い。以上より、ドリルによる加工に比べて回転刃物３０による加工の方がメンテナンス費用が安い。

図８、図９、及び図１０は、実施の形態１において基板１２が固定部材１６に固定される手順を説明する図である。図２又は図３に示される固定部材１６のうちの一部が、図８、図９、及び図１０に示されているものとする。

固定部材１６は、ヒートシンクとして機能するために、熱伝導性が高いアルミニウム等により構成されることが望ましい。図８の斜視図に示されるように、固定部材１６の表面には、基板１２の位置決め用凹部１２ａが当接するための位置決め用凸部１６ａと、位置決め用凹部１２ｂが当接するための位置決め用凸部１６ｂと、位置決め用凹部１２ｃが当接するための位置決め用凸部１６ｃとが形成されている。固定部材１６の位置決め用凸部１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、位置決め用凸部１６ａの当接部と位置決め用凸部１６ｂの当接部と位置決め用凸部１６ｃの当接部とを直線でつなぎ位置決め用凸部１６ａの当接部を頂点とする二等辺三角形１０２が、基板１２の位置決め用凹部１２ａの当接部と位置決め用凹部１２ｂの当接部と位置決め用凹部１２ｃの当接部とを直線でつなぎ位置決め用凹部１２ａの当接部を頂点とする二等辺三角形１０１より小さくなるように配置されている。

また、固定部材１６と基板１２の間には、放熱グリス等の、熱伝導性が高い放熱部材２２が介在している。放熱部材２２は、ＬＥＤ１１が発する熱を、固定部材１６に伝熱し放熱性を向上する。さらに、固定部材１６には、基板１２を固定部材１６に固定するための固定用ビス２３ａ，２３ｂを螺合する固定用穴１６ｄ，１６ｅが、２つ形成されている。

図８に示されるように、基板１２は、組み付け方向１０３へ組み付けられる。その際、図９Ａの側面図に示されるように、先ず、基板１２の位置決め用凹部１２ａが固定部材１６の位置決め用凸部１６ａの先端側に当接された状態で、基板１２の位置決め用凹部１２ｂ，１２ｃが固定部材１６の位置決め用凸部１６ｂ，１６ｃの根元側へ組み付けられる。続いて、基板１２の位置決め用凹部１２ａが、固定部材１６の位置決め用凸部１６ａの周面に沿って押し込み方向１０４へ押し込まれる。基板１２の位置決め用凹部１２ａと位置決め用凹部１２ｂとの距離及び位置決め用凹部１２ａと位置決め用凹部１２ｃとの距離よりも、固定部材１６の位置決め用凸部１６ａと位置決め用凸部１６ｂとの距離及び位置決め用凸部１６ａと位置決め用凸部１６ｃとの距離の方が短い。そのため、基板１２の位置決め用凹部１２ａが押し込み方向１０４へ押し込まれる際に、変形部１２ｆが押し潰されて変形させられることによって、基板１２が割れたり欠けたりすることなく位置決め用凹部１２ａを固定部材１６の位置決め用凸部１６ａの根元部まで押し込み可能となると共に、押圧方向１０５の力が好適な大きさに調整される。また、基板１２の位置決め用凹部１２ａが押し込み方向１０４へ押し込まれる際に、位置決め用凹部１２ｂ，１２ｃが押圧方向１０５に押圧され固定部材１６の位置決め用凸部１６ｂ，１６ｃに押し付けられることによって、基板１２の位置決め用凹部１２ｂ，１２ｃが位置決めされる。

なお、固定部材１６の位置決め用凸部１６ａ，１６ｃ，１６ｂのうちの少なくとも１つは、先端部から根元部へ向かうにつれて外径が大きくなるテーパ形状であることが望ましい。図８、図９、及び図１０の例では、位置決め用凸部１６ａ，１６ｂ，１６ｃのすべてがテーパ形状になっている。固定部材１６の位置決め用凸部をテーパ状にすることで実質的な開口部が広がり、基板１２を組み付けやすい。また、変形部１２ｆが近傍に形成されている位置決め用凹部１２ａに対応する位置決め用凸部１６ａが、テーパ形状である場合、位置決め用凹部１２ａが押し込み方向１０４へ押し込まれる際に押圧方向１０５の力を基板１２に加えることができるので、基板１２の位置決め精度が向上する。なお、固定部材１６の位置決め用凸部１６ａ，１６ｃ，１６ｂがテーパ形状である場合、基板１２の位置決め用凹部１２ａ，１２ｂ，１２ｃのそれぞれの当接部をつないでできる二等辺三角形１０１は、完成状態において基板１２のそれぞれの当接部が当接する位置決め用凸部１６ａ，１６ｃ，１６ｂの各部位をつないでできる二等辺三角形１０２より大きい。

基板１２の位置決め用凹部１２ａが押し込み方向１０４へ押し込まれる際、位置決め用凹部１２ａが固定部材１６の位置決め用凸部１６ａの周面に沿って根元部へ移動していくと、位置決め用凸部１６ａの表面を削る可能性があり、根元部には切削粉が落ちる可能性がある。切削粉等の異物が基板１２と固定部材１６との間に挟み込まれた場合、基板１２が固定部材１６から浮き上がり、ＬＥＤ１１が投影レンズ１５に接近して投影レンズ１５の焦点との位置関係がずれることとなり、配光特性を損ねることになる。そのため、固定部材１６の位置決め用凸部１６ａの根元部に、基板１２が対面する固定部材１６の表面より低い凹部が形成されていることが望ましい。

図１１Ａは、実施の形態１における固定部材１６の変形例を示す側面図であり、図１１Ｂは、図１１Ａにおいて破線で囲まれた部分の拡大図である。図１１Ａに示されるように、位置決め用凸部１６ａの根元部には、固定部材１６の表面より低い凹部１６ｆが形成されている。図１１Ｂに示されるように、位置決め用凹部１２ａが押し込み方向１０４へ押し込まれる際に位置決め用凸部１６ａが削られて切削粉１１０が生じても、凹部１６ｆに落ち、基板１２と固定部材１６との間に介在する放熱部材２２に巻き込まれて固定される。そのため、たとえ切削粉１１０が生じたとしても、この切削粉１１０が障害を及ぼす異物になることはない。

また、固定部材１６がダイキャストによって製造されたものである場合、固定部材１６の表面と位置決め用凸部１６ａ，１６ｂ，１６ｃの各根元部との境界には、図１１Ｂに示されるようなスロープ１６ｇが形成される。基板１２を固定部材１６に組み付ける際、当スロープ１６ｇの途中に基板１２が係止されると、基板１２が浮き上がった状態になる。基板１２が固定部材１６から浮き上がれば、上記と同様に、配光特性を損ねる。そのため、固定部材１６がダイキャストによって製造される場合、基板１２を沿わせて押し込む部位である位置決め用凸部１６ａの根元部だけでなく、位置決め用凸部１６ｂの根元部及び位置決め用凸部１６ｃの根元部にも凹部１６ｆが形成されていることが望ましい。これにより、スロープ１６ｇは、基板１２が当接する部位より低い凹部１６ｆ内に形成されることになり、基板１２の厚み方向の位置決めに悪い影響を及ぼすことなく、組み付けを阻害することはない。

図９Ｂに示されるように、基板１２が固定部材１６の位置決め用凸部１６ａ，１６ｂ，１６ｃの内側に押し込まれて基板１２が固定部材１６に対して位置決めされた後、図１０の斜視図に示されるように、固定用ビス２３ａ，２３ｂによって基板１２が固定部材１６に固定される。固定用ビス２３ａは、固定用穴１２ｄ，１６ｄに固定され、固定用ビス２３ｂは、固定用穴１２ｅ，１６ｅに固定される。なお、基板１２の固定部材１６への固定方法は、固定用ビス２３ａ，２３ｂを用いた締結方法以外の方法であってもよい。例えば、ＬＥＤ１１を露出させる開口部が形成されたばね部材によって、基板１２が固定部材１６に押し付けられて固定されてもよい。

なお、固定用ビス２３ａ，２３ｂによって基板１２を固定部材１６に直接締め付ける工法において、固定用ビス２３ａ，２３ｂの回転に引きずられて基板１２が回転すると、ＬＥＤ１１の位置がずれてしまう。そのため、基板１２の回転を抑制することが望ましい。

図１２は、実施の形態１における基板１２の変形例を示す平面図である。図１２に示される基板１２において、固定用ビス２３ａが固定用穴１２ｄ，１６ｄに最初に締め付けられるものとする。固定用ビス２３ａが回転方向１２０の方向へ回転して締め付けられる場合、基板１２には、固定用ビス２３ａの回転に引きずられて回転方向１２１のトルクが生じる。図１２の例では、固定用ビス２３ａによる基板１２の回転方向１２０の回転を止めるべく位置決め用凸部１６ｃが配置され、固定用ビス２３ａと位置決め用凸部１６ｃをつなぐ直線と、位置決め用凸部１６ａと位置決め用凸部１６ｃをつなぐ直線が直交するように位置決め用凸部１６ａが配置されている。当位置決め用凸部１６ａ，１６ｃの配置により、基板１２の位置決め用凹部１２ａ，１２ｃが固定部材１６の位置決め用凸部１６ａ，１６ｃに当接することによって生じる位置決め用の押圧方向１０５に対する抗力の方向と、回転方向１２１のトルクに対する抗力１２２の方向が同一方向になり、基板１２の位置決めを歪ませることなく回転が規制される。また、位置決め用凸部１６ｃ及び位置決め用凹部１２ｃは、固定用ビス２３ａが締め付けられる固定用穴１２ｄ，１６ｄからできるだけ遠い位置に配置されることで、固定用ビス２３ａが回転する時のトルクに対する抗力を小さくしている。

以上のように、実施の形態１に係る前照灯１は、ＬＥＤ１１と、基板１２と、光学部材１３と、固定部材１６とを備える。基板１２は、表面にＬＥＤ１１が実装され、端面に複数の位置決め用凹部１２ａ，１２ｂ，１２ｃが形成されている。光学部材１３は、ＬＥＤ１１が発する光を車両の前方へ導く。固定部材１６は、基板１２の複数の位置決め用凹部１２ａ，１２ｂ，１２ｃに当接して基板１２を位置決めする複数の位置決め用凸部１６ａ，１６ｂ，１６ｃを有し、基板１２と光学部材１３とが固定される。この前照灯１において、基板１２が固定部材１６に固定される前の、基板１２の複数の位置決め用凹部１２ａ，１２ｂ，１２ｃを直線でつないでできる多角形は、固定部材１６の複数の位置決め用凸部１６ａ，１６ｂ，１６ｃを直線でつないでできる多角形より大きい。そのため、基板１２が固定部材１６に組み付けられる際、位置決め用凹部１２ａ，１２ｂ，１２ｃが位置決め用凸部１６ａ，１６ｂ，１６ｃに押圧されることによって、ＬＥＤ１１が実装された基板１２が、固定部材１６に対して高精度に位置決めされる。この構成により、支持バネ板等の追加部品を用いずに、ＬＥＤ１１が実装された基板１２を高精度に位置決めすることができ、その結果、車両の前方に照射される光の配光及び明るさのばらつきを減らすことができ、高品質の車載用灯具を実現することができる。

また、実施の形態１において、複数の位置決め用凸部１６ａ，１６ｂ，１６ｃのうちの少なくとも１つの根元部には、基板１２が対面する固定部材１６の面より低い凹部１６ｆが形成される。これにより、ＬＥＤ１１が実装された基板１２の平面方向の位置ずれに加えて、基板１２の厚み方向の位置ずれも抑制することができる。その結果、配光及び明るさのばらつきをさらに減らすことができ、さらに高品質の車載用灯具を実現することができる。

また、実施の形態１において、基板１２は、複数の位置決め用凹部１２ａ，１２ｂ，１２ｃのうちの１つの近傍に、基板１２の他の部位より変形しやすい変形部１２ｆを有する。基板１２が固定部材１６に組み付けられる際に変形部１２ｆが変形することにより、基板１２の端面が位置決め用凸部１６ｂ，１６ｃに押圧される力を好適な大きさに調整することができる。

また、実施の形態１において、固定部材１６の複数の位置決め用凸部１６ａ，１６ｂ，１６ｃのうちの少なくとも１つは、先端部から根元部へ向かうにつれて外径が大きくなるテーパ形状である。これにより、位置決め用凸部１６ａ，１６ｂ，１６ｃの内側に基板１２を組み付けやすくなる。また、基板１２が、位置決め用凹部１２ａのテーパ形状の周面に沿って固定部材１６側へ押し込まれることにより、基板１２を位置決め用凸部１６ｂ，１６ｃの方向にずらして押し当てる力を、基板１２に加えることができ、基板１２を精度よく位置決めできる。

また、実施の形態１において、基板１２は、アルミニウムを基材にした基板である。熱伝導性が高いアルミニウムを基材に使用することで、ＬＥＤ１１が発する熱を、ヒートシンクとして機能する固定部材１６に伝熱し放熱する効果が高くなり、ＬＥＤ１１の熱ストレスを軽減できる。また、アルミニウムの基板１２は、ガラスエポキシ基板及びセラミック基板より粘り、かつ柔らかいため、位置決め用凹部１２ａを位置決め用凸部１６ａに沿わせながら基板１２を固定部材１６側へ押し込んでも、割れたり欠けたりせず、基板１２の特性を損なうことがない。従って、車載用灯具の信頼性が向上する。

また、実施の形態１において、基板１２の複数の位置決め用凹部１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、それぞれ、ＬＥＤ１１の実装位置を基準位置とした複数の位置に形成される。これにより、はんだ２１が凝固するときにＬＥＤ１１がずれて固定されても、固定部材１６に対してＬＥＤ１１を高精度に位置決めすることができる。その結果、配光及び明るさのばらつきをさらに減らすことができ、さらに高品質の車載用灯具を実現することができる。

また、実施の形態１において、基板１２の複数の位置決め用凹部１２ａ，１２ｂ，１２ｃの基準位置となるＬＥＤ１１の実装位置は、ＬＥＤ１１の発光部１１ｅの位置である。これにより、はんだ２１が凝固するときにＬＥＤ１１がずれて固定されても、固定部材１６に対してＬＥＤ１１の実際に光る発光部１１ｅを高精度に位置決めすることができる。その結果、配光及び明るさのばらつきをさらに減らすことができ、さらに高品質の車載用灯具を実現することができる。

また、実施の形態１において、基板１２の複数の位置決め用凹部１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、基板１２の端面を切削して形成される。回転刃物３０を用いて基板１２の端面を切削する工法は、ドリルを用いて基板１２を穿孔する工法に比べて、工具のメンテナンス費用が安い。

また、実施の形態１において、基板１２の位置決め用凹部１２ａの近傍に、基板１２の他の部位より変形しやすい変形部１２ｆが形成される。そして、当基板１２の位置決め用凹部１２ａが、固定部材１６の位置決め用凸部１６ａの先端側に当接してから、基板１２の変形部１２ｆが変形させられながら固定部材１６の位置決め用凸部１６ａの周面に沿って根元部に押し込まれる。これにより、基板１２の位置決め用凹部１２ｂ，１２ｃが固定部材１６の位置決め用凸部１６ｂ，１６ｃに押し付けられ、位置決め用凹部１２ｂ，１２ｃが精度よく位置決めされる。また、変形部１２ｆが押し潰されて変形させられることによって、基板１２が割れたり欠けたりすることなく位置決め用凹部１２ａを位置決め用凸部１６ａの根元部まで押し込み可能となると共に、基板１２を位置決め用凸部１６ｂ，１６ｃの方向にずらして押し当てる力を好適な大きさに調整できる。

なお、本発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、又は実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

上記説明では、車載用灯具として前照灯１のすれ違い灯用ユニット２及び走行灯用ユニット３を例示したが、車載用灯具はこれらに限定されるものではなく、車幅灯及び尾灯等であってもよい。

１前照灯、２すれ違い灯用ユニット３走行灯用ユニット、１１ＬＥＤ、１１ａ基台、１１ｂ青色発光ＬＥＤ、１１ｃ黄色発光蛍光体、１１ｄ外形、１１ｅ発光部、１２基板、１２ａ位置決め用凹部（第１位置決め用凹部）、１２ｂ，１２ｃ位置決め用凹部、１２ｄ，１２ｅ，１６ｄ，１６ｅ固定用穴、１２ｆ変形部、１３光学部材、１４配光部材、１５投影レンズ、１６固定部材、１６ａ位置決め用凸部（第１位置決め用凸部）、１６ｂ，１６ｃ位置決め用凸部、１６ｆ凹部、１６ｇスロープ、１７外殻部材、１８前面レンズ、１９ケース、２０ＬＥＤ点灯装置、２１はんだ、２２放熱部材、２３ａ，２３ｂ固定用ビス、３０回転刃物、３１，１２０，１２１回転方向、１０１，１０２二等辺三角形、１０１ａ正三角形、１０３組み付け方向、１０４押し込み方向、１０５押圧方向、１１０切削粉、１２２抗力。

Claims

半導体光源と、
表面に前記半導体光源が実装され、端面に複数の位置決め用凹部が形成されている基板と、
前記半導体光源が発する光を車両の前方へ導く光学部材と、
前記基板の複数の位置決め用凹部に当接して前記基板を位置決めする複数の位置決め用凸部を有し、前記基板と前記光学部材とが固定された固定部材とを備える車載用灯具であって、
前記基板が前記固定部材に固定される前の、前記基板の複数の位置決め用凹部の当接部を直線でつないでできる多角形が、前記固定部材の複数の位置決め用凸部の当接部を直線でつないでできる多角形より大きいことを特徴とする車載用灯具。
前記複数の位置決め用凸部のうちの少なくとも１つの根元部に、前記基板が対面する前記固定部材の面より低い凹部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の車載用灯具。
前記基板は、前記複数の位置決め用凹部のうちの１つの近傍に、前記基板の他の部位より変形しやすい変形部を有することを特徴とする請求項１記載の車載用灯具。
前記複数の位置決め用凸部のうちの少なくとも１つは、先端部から根元部へ向かうにつれて外径が大きくなるテーパ形状であることを特徴とする請求項１記載の車載用灯具。
前記基板は、アルミニウムを基材にした基板であることを特徴とする請求項３記載の車載用灯具。
前記複数の位置決め用凹部は、それぞれ、実装された前記半導体光源の位置を基準位置にして形成されていることを特徴とする請求項１記載の車載用灯具。
前記複数の位置決め用凹部の前記基準位置となる前記半導体光源の位置は、前記半導体光源の発光部の位置であることを特徴とする請求項６記載の車載用灯具。
半導体光源と、
表面に前記半導体光源が実装され、端面に複数の位置決め用凹部が形成されている基板と、
前記半導体光源が発する光を車両の前方へ導く光学部材と、
前記基板の複数の位置決め用凹部に当接して前記基板を位置決めする複数の位置決め用凸部を有し、前記基板と前記光学部材とが固定された固定部材とを備え、
前記基板が前記固定部材に固定される前の、前記基板の複数の位置決め用凹部の当接部を直線でつないでできる多角形が、前記固定部材の複数の位置決め用凸部の当接部を直線でつないでできる多角形より大きい車載用灯具の製造方法であって、
前記複数の位置決め用凹部は、前記基板に実装された前記半導体光源の位置を基準位置にして形成されることを特徴とする車載用灯具の製造方法。
前記複数の位置決め用凹部は、前記基板の端面を切削して形成されることを特徴とする請求項８記載の車載用灯具の製造方法。
前記基板の前記複数の位置決め用凹部のうちの１つである第１位置決め用凹部の近傍に、前記基板の他の部位より変形しやすい変形部が形成され、
前記基板の前記第１位置決め用凹部が、前記固定部材の前記複数の位置決め用凸部のうちの１つである第１位置決め用凸部の先端側に当接してから、前記基板の前記変形部が変形させられながら前記固定部材の前記第１位置決め用凸部の周面に沿って根元部に押し込まれることを特徴とする請求項８記載の車載用灯具の製造方法。