WO2022065030A1 - 車両用灯具および車両用灯具の製造方法 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a vehicle lamp.
  • a lamp unit for projecting has been devised (see Patent Document 1).
  • a convex projection lens is supported by a lens holder, the lens holder is supported by a base member extending rearward, and the light source unit is placed in a predetermined position on the base member. Supports the heat sink.
  • the projection lens and the light source unit are separated from each other, and many members are interposed between the projection lens and the light source unit. Therefore, there is room for improvement in the positioning accuracy between the projection lens and the light source unit. be.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and one of its exemplary purposes is to provide a new technique for improving the positioning accuracy between a substrate on which a light source is mounted and a lens.
  • a vehicle lamp includes a substrate on which a light source is mounted, a lens in which light emitted from the light source is incident, passes through the inside, and is emitted forward. It is provided with a holder for holding. The substrate and lens are positioned relative to the holder.
  • the substrate and the lens are positioned with respect to the holder which is the same component, the positioning accuracy between the substrate and the lens is improved.
  • the lens is provided on the substrate side of the opening of the holder, and is located in the central portion where the light of the light source is refracted and emitted forward, and around the central portion, where the light of the incident light source is internally reflected. It may have an outer edge portion that emits forward. As a result, unlike the convex lens, the lens does not protrude from the holder, so that the thickness of the vehicle lamp in the vehicle front-rear direction can be reduced.
  • the holder may have a flange portion so as to surround the opening.
  • the lens may be fixed to a positioning portion provided inside the flange portion. This allows the lens to be assembled and positioned from behind the holder.
  • the substrate is a metal plate having a thickness of 1 to 2 mm, and the metal plate may have an exposed surface opposite to the surface on which the light source is mounted. As a result, the thickness of the vehicle lamp in the vehicle front-rear direction can be reduced.
  • Another aspect of the present invention is a method for manufacturing a vehicle lamp.
  • This method involves a preparatory step of preparing a tubular holder with an opening from which light from a light source is emitted, and positioning the lens on a positioning portion formed inside the opening so as to surround the opening. It includes a lens positioning step and a substrate positioning step of positioning a substrate on which a light source is mounted in a fixed portion on the opposite side of the holder opening.
  • the lens positioning step and the substrate positioning step are performed by welding with a laser emitted from the same side.
  • the lens positioning step and the substrate positioning step can be performed by laser welding emitted from the same side, the direction of the laser welding device can be changed or parts such as lenses and holders can be rotated during manufacturing. Can be reduced.
  • the positioning accuracy between the substrate and the lens can be improved.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA of the vehicle lamp shown in FIG. 1. It is a schematic diagram for demonstrating the manufacturing method of the lighting fixture for a vehicle which concerns on 1st Embodiment. It is a perspective view which looked at the light emitting module which concerns on 1st Embodiment from above. It is a rear view of the light emitting module which concerns on 1st Embodiment.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the opening of the light emitting module shown in FIG.
  • FIG. 9 is an enlarged view of the vicinity of the opening of the light emitting module shown in FIG. 12 (a) and 12 (b) are enlarged views of the vicinity of the connection portion between the wiring board and the circuit board in the light emitting module according to the second embodiment.
  • 13 (a) is a front view of the vehicle lamp according to the third embodiment
  • FIG. 13 (b) is a perspective view of the vehicle lamp according to the third embodiment. It is an exploded perspective view of the vehicle lighting fixture which concerns on 3rd Embodiment.
  • FIG. 1 is a front view of a vehicle lamp according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a vehicle lamp according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA of the vehicle lamp shown in FIG.
  • the vehicle lamp 10 includes a light emitting module 12, a lens 14, and a holder 16.
  • the light emitting module 12 has a plate-shaped metal plate 18 made of aluminum, copper, or the like, and three semiconductor light emitting elements (light emitting diodes 20) mounted on the metal plate 18 as separate light sources.
  • the semiconductor light emitting device may be a laser element or an EL element.
  • the lens 14 has three optical control regions R1 to R3 in which the optical path is controlled so that the light L emitted from the light emitting diode 20 is incident, passes through the inside, and is emitted forward.
  • the holder 16 holds the lens 14 in a state where the lens 14 is positioned with respect to the holder 16. Further, the metal plate 18 is fixed to the holder 16 by three screws 19 in a state of being positioned with respect to the holder 16.
  • the positioning accuracy between the metal plate 18 and the lens 14 is high. improves. That is, the accuracy of the relative position between the metal plate 18 and the lens 14 is improved, and a desired light distribution pattern projected to the front of the vehicle can be accurately formed.
  • the lens 14 does not protrude forward from the opening 16a of the holder 16, and is provided on the metal plate 18 side of the opening 16a. That is, all of the lens 14 is contained in the region between the holder 16 and the metal plate 18.
  • Each of the optical control regions R1 to R3 of the lens 14 refracts the light L of the light emitting diode 20 and emits it forward, and the light L of the incident light emitting diode 20 around the central portion 14a. It has an outer edge portion 14b that reflects on the inner surface and emits forward.
  • the lens 14 can form a desired light distribution pattern even if it does not have a shape protruding from the holder like a convex lens, and the thickness of the vehicle lamp 10 in the vehicle front-rear direction can be reduced.
  • the holder 16 has a flange portion 16b so as to surround the opening 16a.
  • the lens 14 is fixed to a positioning portion 16c provided inside the flange portion 16b. As a result, the lens 14 can be assembled and positioned from behind the holder 16.
  • the metal plate 18 is formed with a positioning hole 18a into which a positioning protrusion 16e provided on the rear end surface 16d of the holder 16 is inserted. Then, the metal plate 18 is positioned with respect to the holder 16 by fitting the protrusion 16e into the positioning hole 18a.
  • the metal plate 18 is a metal plate having a thickness of 1 to 2 mm, and the surface is blackened by alumite treatment or painting, so that the emissivity of heat from the metal plate 18 is improved.
  • the surface 18c opposite to the mounting surface 18b on which the light emitting diode 20 is mounted is exposed to the outside, the emissivity of heat from the metal plate 18 is improved, and the plurality of light emitting diodes 20 are spaced apart from each other.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a method for manufacturing a vehicle lamp according to the first embodiment. Note that FIG. 4 is an exploded view of the vehicle lamp as viewed from the side.
  • the manufacturing method according to the present embodiment includes a preparatory step of preparing a tubular holder 16 having an opening 16a from which the light of the light emitting diode 20 is emitted, and a preparatory step of surrounding the opening 16a.
  • the protrusion 16e) includes a substrate positioning step of positioning the metal plate 18 on which the light emitting diode 20 is mounted.
  • the lens 14 and the metal plate 18 can be assembled to the holder 16 from the same direction. Further, the welding and fixing of the lens 14 to the holder 16 is performed by irradiating the abutted region with a laser from the rear side of the lens 14 in a state where the front end surface 14c is abutted against the positioning portion 16c of the holder 16. Further, for welding and fixing the metal plate 18 to the holder 16, the metal plate 18 is abutted against the rear end surface 16d of the holder 16, and the protrusion 16e is inserted into the positioning hole 18a, and the protrusion protrudes to the back surface side of the metal plate 18. It is performed by irradiating the vicinity of 16e with a laser from the rear side. Alternatively, the protrusion 16e is inserted into the positioning hole 18a, positioned, and then fastened with a screw or the like using another hole installed for fixing.
  • the lens positioning step and the substrate positioning step can be performed by welding with a laser emitted from the same side, the direction of the laser welding device is changed during manufacturing, and parts such as a lens and a holder are rotated. Can be reduced. Further, since the portion where the lens 14 is welded to the holder 16 is inside (the back side) of the flange portion 16b, the welded portion cannot be seen when the vehicle lamp 10 is viewed from the front, and the appearance is improved. Further, since the light passing through the welded portion is shielded by the flange portion 16b, it is possible to reduce leakage of uncontrolled light such as glare to the outside. Alternatively, since the assembly work can be performed from the same direction even when fastening the screw or the like, the workability is improved and the occurrence of defects due to the assembly error can be suppressed.
  • FIG. 5 is a perspective view of the light emitting module according to the first embodiment as viewed from above.
  • FIG. 6 is a rear view of the light emitting module according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is an enlarged view of the vicinity of the opening of the light emitting module shown in FIG.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view including the opening of the light emitting module according to the first embodiment.
  • the light emitting module 12 includes a circuit board 24 provided with three light emitting diodes 20, a lighting control circuit 22 for controlling turning on and off of the light emitting diode 20, a connector 23 to which an external connector is connected, and a light emitting diode 20.
  • a metal plate 18 as a metal plate for a mounted element is provided.
  • the circuit board 24 is a multilayer resin board having a wiring portion 26 for connecting the light emitting diode 20 and the lighting control circuit 22 formed therein. As a result, as shown in FIG. 8, the lighting control circuit 22 and the light emitting diode 20 can be connected with a simple configuration.
  • the lighting control circuit 22 includes a passive element (for example, a resistor, a coil, a capacitor, etc.) and an active element (for example, a transistor, an IC, a diode, an operational amplifier, etc.) necessary for driving the light emitting diode 20. Is configured.
  • a passive element for example, a resistor, a coil, a capacitor, etc.
  • an active element for example, a transistor, an IC, a diode, an operational amplifier, etc.
  • the circuit board 24 is a multilayer board in which the wiring portion 26 is inside and on the surface layer, and is, for example, a substrate on which a copper foil pattern as a wiring portion is formed on the surface or inside of a glass epoxy board. ..
  • the circuit board may be made of a phenol resin or a polyimide resin.
  • the wiring portion 26 exposed to the opening portion 24b is subjected to metal surface treatment (nickel plating treatment, gold plating treatment, etc.). This improves the bondability of the metal wire 28 such as the gold wire, the aluminum wire, and the aluminum ribbon.
  • the back surface side surface layer in contact with the metal plate 18 of the circuit board 24 is made of only an insulating material. As a result, when the circuit board 24 is adhered to the conductive metal plate 18, not only an insulating adhesive having good heat dissipation but also a conductive adhesive can be used.
  • the circuit board 24 is mounted on the metal plate 18, and the wiring portion 26 is located between the lighting control circuit 22 and the metal plate 18 in the thickness direction of the substrate. It is formed.
  • the lighting control circuit 22 is mounted on the surface 24a of the circuit board 24.
  • the light emitting diode 20 is arranged in the opening 24b formed in the circuit board 24. As a result, the light emitting diode 20 can be mounted directly on the metal plate 18. A plurality of openings 24b are provided at intervals, and a light emitting diode 20 is arranged in each of the openings 24b.
  • the optical control regions R1 to R3 of the lens 14 correspond to each of the light emitting diodes 20. This makes it possible to provide a plurality of light sources having different light distributions in one light emitting module.
  • the light emitting diode 20 is connected to the wiring portion 26 via the metal wire 28.
  • the connection reliability between the electrode pad 20a of the light emitting diode 20 and the wiring portion 26 can be improved.
  • the area of the electrode pad 20a can be reduced.
  • the electrode pad 20a according to the present embodiment has a smaller area than the light emitting surface 20b of the light emitting diode 20. As described above, when the light emitting surface 20b of the light emitting diode 20 faces the front of the vehicle, the thin metal wire 28 or the small electrode pad 20a is less noticeable when the vehicle lamp 10 is viewed from the front.
  • the light emitting module 12 further includes a metal plate 30 for a circuit different from the metal plate 18.
  • the circuit board 24 is mounted so as to pass over the metal plate 18 and the circuit metal plate 30, and the metal plate 18 and the circuit metal plate 30 are thermally separated from each other.
  • the shape and size of the metal plate 18 which is the metal plate for the element is set in consideration of the heat generated by the light emitting diode 20, and the shape and size of the metal plate 30 for the circuit are generated by the lighting control circuit 22. It can be set in consideration of heat, and the degree of freedom of setting is improved.
  • the metal plate 18 is a single plate-shaped member, and a rectangular notch portion 18e into which a rectangular circuit metal plate 30 is inserted is formed in an outer peripheral portion 18d, and is inserted into the metal plate 18 and the notch portion 18e.
  • it is rectangular as a whole due to the circuit metal plate 30.
  • the entire two metal plates have a simple rectangular shape, and interference with other members and space competition are reduced, so that the degree of freedom in layout is increased.
  • the metal plate 18 and the circuit metal plate 30 are metal plates having a thickness of 1 to 2 mm, such as aluminum or copper. As a result, the light emitting module 12 can be made thin. Further, as shown in FIG. 5, the lighting control circuit 22 including an element having a relatively large heat generation such as an IC is located at a position away from the central light emitting diode 20A having relatively poor heat dissipation among the three light emitting diodes 20 arranged. By providing the light emitting diode 20A, the influence of the heat generated by the lighting control circuit 22 on the light emitting diode 20A can be reduced. Further, as shown in FIGS.
  • the region surrounded by the lens 14, the metal plate 18, and the holder 16 has a certain amount of dead space, and therefore, the components constituting the lighting control circuit 22 in the dead space. Is located. As a result, it is possible to prevent the lighting fixture 10 for the vehicle from becoming thicker in the front-rear direction of the vehicle due to the lighting control circuit 22.
  • FIG. 9 is a perspective view of the light emitting module according to the second embodiment as viewed from above.
  • FIG. 10 is a rear view of the light emitting module according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is an enlarged view of the vicinity of the opening of the light emitting module shown in FIG. 12 (a) and 12 (b) are enlarged views of the vicinity of the connection portion between the wiring board and the circuit board in the light emitting module according to the second embodiment.
  • the light emitting module 32 lights the three light emitting diodes 20, the metal plate 18 as a metal plate for an element on which the light emitting diode 20 is mounted, the wiring board 34 arranged on the metal plate 18, and the light emitting diode 20.
  • a circuit board 36 provided with a lighting control circuit (not shown) for control is provided.
  • the wiring board 34 is formed with an opening 34a for mounting the light emitting diode 20 on the metal plate 18, and the opening 34a is exposed to a part 38a of the wiring (bus bar) 38 inside the wiring board 34. It has a depth that surrounds the metal wire 28 as a connecting member that connects the light emitting diode 20 and a part 38a of the exposed wiring 38.
  • the opening 34a has a depth D (see FIG. 8) so as to surround the metal wire 28, the metal wire 28 is less likely to come into contact with other parts.
  • the opening 34a is configured so that the metal wire 28 does not protrude from the surface of the wiring board 34. This prevents the metal wire 28 from coming into contact with other parts that should be non-contact, eliminating the need to cover the metal wire 28 with, for example, an insulating protective resin. As a result, the cost of the light emitting module 32 can be reduced.
  • the wiring board 34 is a resin board integrally molded with the metal plate 18 and the metal bus bar.
  • the opening 34a is a recess in which the light emitting diode 20 is housed, and a part of the bus bar is exposed from the side wall of the recess.
  • the metal wire 28 is connected to a part of the bus bar without protruding from the surface of the wiring board 34.
  • the wiring board 34 has an exterior portion and a housing made of engineering plastic, and a bus bar provided inside the wiring board 34, but the wiring board 34 is not limited to this, and a copper foil pattern is embedded as wiring. It may be a multilayer resin substrate.
  • connection between the wiring board 34 and the circuit board 36 is the end of the bus bar which is the wiring 38 and the end of the copper foil pattern which is the wiring 40 of the circuit board 36. Is connected by a metal jumper wire 42.
  • the end of the wiring 38 is formed so as to extend above the wiring 40 of the circuit board 36, and the wiring 38 is processed so as to urge the wiring 40 by springiness. You may.
  • the wiring board 34 and the circuit board 36 may be a common board. As a result, the number of boards can be reduced, the cost of members such as jumper wires connecting the boards can be reduced, and the number of assembly steps can be reduced.
  • FIG. 13 (a) is a front view of the vehicle lamp according to the third embodiment
  • FIG. 13 (b) is a perspective view of the vehicle lamp according to the third embodiment
  • FIG. 14 is an exploded perspective view of the vehicle lamp according to the third embodiment.
  • the same components as those of the vehicle lamp 10 according to the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • the vehicle lamp 110 includes a light emitting module 112, a lens 114, and a holder 116.
  • the light emitting module 112 has a plate-shaped metal plate 118 made of aluminum, copper, or the like, and three semiconductor light emitting elements (light emitting diodes 20) mounted on the metal plate 118 as separate light sources.
  • the three light emitting diodes 20 are arranged at the vertices of a triangle (equilateral triangle or isosceles triangle).
  • the lens 114 has three optical control regions R4 to R6 in which the optical path is controlled so that the light L emitted from the light emitting diode 20 is incident, passes through the inside, and is emitted forward.
  • Each of the optical control regions R4 to R6 is provided so as to form a triangle in front of the corresponding three light emitting diodes 20.
  • the present invention has been described above with reference to the above-described embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the configurations of the embodiments may be appropriately combined or substituted. Those are also included in the present invention. Further, it is also possible to appropriately rearrange the combinations and the order of processing in each embodiment based on the knowledge of those skilled in the art, and to add modifications such as various design changes to the embodiments. Additional embodiments may also be included within the scope of the invention.
  • the present invention can be used for vehicle lamps.
  • Vehicle lighting fixtures 12 light emitting modules, 14 lenses, 14a center part, 14b outer edge part, 14c front end face, 16 holder, 16a opening, 16b flange part, 16c positioning part, 16d rear side end face, 16e protrusion, 18 metal plate , 18a positioning hole, 18b mounting surface, 18c surface, 18d outer peripheral part, 18e notch, 20 light emitting diode, 20a electrode pad, 20b light emitting surface, 22 lighting control circuit, 23 connector, 24 circuit board, 24a surface, 24b opening Part, 26 wiring part, 28 metal wire, 30 metal plate for circuit, 32 light emitting module, 34 wiring board, 34a opening, 36 circuit board, 38 wiring.

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Abstract

車両用灯具（１０）は、光源が搭載された金属板（１８）と、光源から出射した光が入射し、内部を透過して前方へ出射するレンズ（１４）と、レンズを保持するホルダ（１６）と、を備える。金属板（１８）およびレンズ（１４）は、ホルダ（１６）に対して位置決めされている。

Description

車両用灯具および車両用灯具の製造方法
　本発明は、車両用灯具に関する。
　従来、光源から上方に照射された光をリフレクタで前方へ反射し、反射された光のうちシェードでカットされなかった一部の光が通過する凸状の投影レンズによって、車両前方に光源像を投影する灯具ユニットが考案されている（特許文献１参照）。この灯具ユニットは、凸状の投影レンズがレンズホルダに支持されており、レンズホルダは後方に延在しているベース部材に支持されており、更に、ベース部材は光源ユニットが所定位置に載置されたヒートシンクを支持している。
特開２０１６－１３９５１４号公報
　しかしながら、上述の灯具ユニットは、投影レンズと光源ユニットが離れており、投影レンズと光源ユニットとの間に介在する部材も多いため、投影レンズと光源ユニットとの位置決め精度の向上に改善の余地がある。
　本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その例示的な目的の一つは、光源が搭載された基板とレンズとの位置決め精度を向上する新たな技術を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用灯具は、光源が搭載された基板と、光源から出射した光が入射し、内部を透過して前方へ出射するレンズと、レンズを保持するホルダと、を備える。基板およびレンズは、ホルダに対して位置決めされている。
　この態様によると、基板およびレンズが、同じ部品であるホルダに対して位置決めされているので、基板とレンズとの位置決め精度が向上する。
　レンズは、ホルダの開口部よりも基板側に設けられており、光源の光を屈折して前方へ出射する中央部と、中央部の周囲であって、入射した光源の光を内面反射して前方へ出射する外縁部と、を有してもよい。これにより、凸レンズのようにレンズがホルダから突出していないため、車両用灯具の車両前後方向の厚みを薄くできる。
　ホルダは、開口部を囲むようにフランジ部を有してもよい。レンズは、フランジ部の内側に設けられた位置決め部に固定されていてもよい。これにより、レンズをホルダの後方から組み付けて位置決めできる。
　基板は、厚みが１～２ｍｍの金属板であり、金属板は、光源が搭載されている面と反対側の面が露出していてもよい。これにより、車両用灯具の車両前後方向の厚みを薄くできる。
　本発明の別の態様は、車両用灯具の製造方法である。この方法は、光源の光が出射する開口部のある筒状のホルダを準備する準備工程と、開口部を囲むように、該開口部の内側に形成されてている位置決め部にレンズを位置決めするレンズ位置決め工程と、ホルダの開口部と反対側の固定部に、光源が搭載された基板を位置決めする基板位置決め工程と、を含む。レンズ位置決め工程および基板位置決め工程は、同じ側から出射したレーザによる溶着で行う。
　この態様によると、レンズ位置決め工程および基板位置決め工程を、同じ側から出射したレーザ溶着で行えるので、製造の際にレーザ溶着装置の向きを変えたり、レンズやホルダ等の部品を回転させたりすることを低減できる。
　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、基板とレンズとの位置決め精度を向上できる。
第１の実施の形態に係る車両用灯具の正面図である。 第１の実施の形態に係る車両用灯具の分解斜視図である。 図１に示す車両用灯具のＡ－Ａ断面図である。 第１の実施の形態に係る車両用灯具の製造方法を説明するための模式図である。 第１の実施の形態に係る発光モジュールを上方から見た斜視図である。 第１の実施の形態に係る発光モジュールの背面図である。 図５に示す発光モジュールの開口部近傍を拡大した図である。 第１の実施の形態に係る発光モジュールの開口部を含む一断面の模式図である。 第２の実施の形態に係る発光モジュールを上方から見た斜視図である。 第２の実施の形態に係る発光モジュールの背面図である。 図９に示す発光モジュールの開口部近傍を拡大した図である。 図１２（ａ）、図１２（ｂ）は、第２の実施の形態に係る発光モジュールにおける配線基板と回路基板との接続部近傍を拡大した図である。 図１３（ａ）は、第３の実施の形態に係る車両用灯具の正面図、図１３（ｂ）は、第３の実施の形態に係る車両用灯具の斜視図である。 第３の実施の形態に係る車両灯具の分解斜視図である。
　以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、以下に述べる構成は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
　（第１の実施の形態）
　［車両用灯具］
　図１は、第１の実施の形態に係る車両用灯具の正面図である。図２は、第１の実施の形態に係る車両用灯具の分解斜視図である。図３は、図１に示す車両用灯具のＡ－Ａ断面図である。
　車両用灯具１０は、発光モジュール１２と、レンズ１４と、ホルダ１６とを備える。発光モジュール１２は、アルミニウムや銅等からなる板状の金属板１８と、金属板１８に搭載された、別々の光源となる３つの半導体発光素子（発光ダイオード２０）とを有する。半導体発光素子は、レーザ素子やＥＬ素子であってもよい。レンズ１４は、発光ダイオード２０から出射した光Ｌが入射し、内部を透過して前方へ出射するように光路が制御される３つの光学制御領域Ｒ１～Ｒ３を有する。ホルダ１６は、レンズ１４がホルダ１６に対して位置決めされた状態で、レンズ１４を保持する。また、金属板１８は、ホルダ１６に対して位置決めされた状態で、３本のスクリュ１９によりホルダ１６に固定される。
　このように、本実施の形態に係る車両用灯具１０は、金属板１８およびレンズ１４が、同じ部品であるホルダ１６に対して位置決めされているので、金属板１８とレンズ１４との位置決め精度が向上する。つまり、金属板１８とレンズ１４との相対位置の精度が向上し、車両前方へ投影される所望の配光パターンを精度良く形成できる。
　レンズ１４は、ホルダ１６の開口部１６ａから前方に突出せず、全て開口部１６ａよりも金属板１８側に設けられている。つまり、レンズ１４の全ては、ホルダ１６と金属板１８との間の領域に収まっている。レンズ１４の光学制御領域Ｒ１～Ｒ３のそれぞれは、発光ダイオード２０の光Ｌを屈折して前方へ出射する中央部１４ａと、中央部１４ａの周囲であって、入射した発光ダイオード２０の光Ｌを内面反射して前方へ出射する外縁部１４ｂと、を有している。これにより、レンズ１４は、凸レンズのようにホルダから突出する形状でなくても、所望の配光パターンの形成が可能となり、車両用灯具１０の車両前後方向の厚みを薄くできる。
　次に、本実施の形態に係る車両用灯具１０における各部品の位置決めについて説明する。ホルダ１６は、開口部１６ａを囲むようにフランジ部１６ｂを有している。レンズ１４は、フランジ部１６ｂの内側に設けられた位置決め部１６ｃに固定されている。これにより、レンズ１４をホルダ１６の後方から組み付けて位置決めできる。
　また、金属板１８は、ホルダ１６の後方側端面１６ｄに設けられている位置決め用の突起１６ｅが挿入される位置決め穴１８ａが形成されている。そして、突起１６ｅが位置決め穴１８ａに嵌入することで、金属板１８がホルダ１６に対して位置決めされる。
　なお、金属板１８は、厚みが１～２ｍｍの金属板であり、表面がアルマイト処理又は塗装等により黒色化されていることで、金属板１８からの熱の放射率が向上している。そして、発光ダイオード２０が搭載されている搭載面１８ｂと反対側の面１８ｃが外部に露出していること、金属板１８からの熱の放射率の向上、複数の発光ダイオード２０が間隔をおいて分散配置されていること、等が組み合わされることで、発光モジュール１２は、金属板１８を搭載するためのヒートシンクを必要とせずに所望の放熱性を満たすことができる。これにより、車両用灯具１０の車両前後方向の厚みを薄くできる。
　図４は、第１の実施の形態に係る車両用灯具の製造方法を説明するための模式図である。なお、図４は、車両用灯具を側方から見た分解図である。
　図４に示すように、本実施の形態に係る製造方法は、発光ダイオード２０の光が出射する開口部１６ａのある筒状のホルダ１６を準備する準備工程と、開口部１６ａを囲むように、開口部１６ａの内側（基板側）に形成されている位置決め部１６ｃにレンズ１４の前方端面１４ｃを位置決めするレンズ位置決め工程と、ホルダ１６の開口部１６ａと反対側の固定部（後方側端面１６ｄの突起１６ｅ）に、発光ダイオード２０が搭載された金属板１８を位置決めする基板位置決め工程と、を含む。
　レンズ位置決め工程および基板位置決め工程においては、ホルダ１６に対してレンズ１４および金属板１８を同じ方向から組み付けることができる。また、ホルダ１６に対するレンズ１４の溶着固定は、前方端面１４ｃをホルダ１６の位置決め部１６ｃに突き当てた状態で、その突き当てた領域にレンズ１４の後方側からレーザを照射することで行われる。また、ホルダ１６に対する金属板１８の溶着固定は、金属板１８をホルダ１６の後方側端面１６ｄに突き当て、突起１６ｅが位置決め穴１８ａに入り込んだ状態で、金属板１８の裏面側に突き出た突起１６ｅ近傍に後方側からレーザを照射することで行われる。あるいは、突起１６ｅを位置決め穴１８ａに挿入して位置決め後、固定用に設置した別の穴を用いてスクリュ等により締結する事で行われる。
　この態様によると、レンズ位置決め工程および基板位置決め工程を、同じ側から出射したレーザによる溶着で行えるので、製造の際にレーザ溶着装置の向きを変えたり、レンズやホルダ等の部品を回転させたりすることを低減できる。また、レンズ１４をホルダ１６に溶着した部分が、フランジ部１６ｂの内側（裏側）になるため、車両用灯具１０を正面から見て溶着部分が見えなくなり、外観の見映えが良くなる。また、溶着部分を通る光はフランジ部１６ｂで遮蔽されるため、グレア等の制御されない光が外部に漏れることを低減できる。あるいは、スクリュ等の締結においても同じ方向から組付け作業ができるため、作業性が向上し、組付けミスによる不良発生を抑制することができる。
　［発光モジュール］
　次に、発光モジュールの好ましい形態について説明する。図５は、第１の実施の形態に係る発光モジュールを上方から見た斜視図である。図６は、第１の実施の形態に係る発光モジュールの背面図である。図７は、図５に示す発光モジュールの開口部近傍を拡大した図である。図８は、第１の実施の形態に係る発光モジュールの開口部を含む一断面の模式図である。
　発光モジュール１２は、３つの発光ダイオード２０と、発光ダイオード２０の点消灯を制御する点灯制御回路２２、外部のコネクタが接続されるコネクタ２３とが設けられている回路基板２４と、発光ダイオード２０が搭載される素子用金属板としての金属板１８と、を備える。回路基板２４は、発光ダイオード２０と点灯制御回路２２とを接続する配線部２６が内部に形成された多層樹脂基板である。これにより、図８に示すように、点灯制御回路２２と発光ダイオード２０とを簡易な構成で接続できる。ここで、点灯制御回路２２は、発光ダイオード２０を駆動するために必要な受動素子（例えば、抵抗、コイル、コンデンサ等）や能動素子（例えば、トランジスタ、ＩＣ、ダイオード、オペアンプ等）を含んで回路が構成されている。
　本実施の形態に係る回路基板２４は、配線部２６が内部及び表層にある多層基板であり、例えば、ガラスエポキシ基板の表面や内部に配線部としての銅箔パターンが形成されている基板である。これにより、バスバーを内蔵した給電アタッチメントのように厚みが厚く、材料や製造コストも高いものと比較して、コストの低減が可能である。なお、回路基板は、フェノール樹脂またはポリイミド樹脂で構成されていてもよい。また、開口部２４ｂに露出している配線部２６は、金属表面処理（ニッケルメッキ処理又は金メッキ処理等）されている。これにより、金ワイヤやアルミワイヤ、アルミリボン等の金属ワイヤ２８の接合性が良くなる。また、回路基板２４の金属板１８と接する裏面側表層は、絶縁材料のみで構成されている。これにより、回路基板２４を、導電性の金属板１８に対して接着する際に、絶縁性の放熱性の良い接着剤だけでなく、導電性接着剤を用いることができる。
　図８に示すように、回路基板２４の少なくとも一部は、金属板１８の上に搭載されており、配線部２６は、基板の厚み方向において、点灯制御回路２２と金属板１８との間に形成されている。点灯制御回路２２は、回路基板２４の表面２４ａに実装されている。これにより、点灯制御回路２２に用いられている部品（例えば、ＩＣ）が発する熱は、回路基板２４の配線部２６を介して、厚み方向だけでなく水平方向にも移動するため、放熱性が向上する。
　また、発光ダイオード２０は、回路基板２４に形成された開口部２４ｂに配置されていている。これにより、発光ダイオード２０を金属板１８の上に直接搭載することができる。開口部２４ｂは、間隔を空けて複数設けられており、それぞれに発光ダイオード２０が配置されている。そして、発光ダイオード２０ごとにレンズ１４の異なる光学制御領域Ｒ１～Ｒ３が対応している。これにより、一つの発光モジュールに配光の異なる複数の光源を設けることができる。
　発光ダイオード２０は、配線部２６と金属ワイヤ２８を介して接続されている。これにより、発光ダイオード２０の電極パッド２０ａと配線部２６との接続信頼性を向上できる。また、金属ワイヤ２８を使うことで、電極パッド２０ａの面積を小さくできる。また、本実施の形態に係る電極パッド２０ａは、発光ダイオード２０の発光面２０ｂよりも面積が小さい。このように、発光ダイオード２０の発光面２０ｂが車両前方に向いている場合、車両用灯具１０を正面から見たときに、細い金属ワイヤ２８や小さい電極パッド２０ａであれば目立ちにくい。
　発光モジュール１２は、図６に示すように、金属板１８とは異なる回路用金属板３０を更に備えている。回路基板２４は、金属板１８および回路用金属板３０の上に渡すように搭載されており、金属板１８と回路用金属板３０とは熱的に分離されている。これにより、素子用金属板である金属板１８の形状や大きさは、発光ダイオード２０が発する熱を考慮して設定し、回路用金属板３０の形状や大きさは、点灯制御回路２２が発する熱を考慮して設定することができ、設定の自由度が向上する。
　金属板１８は、一枚の板状部材であり、外周部１８ｄに矩形の回路用金属板３０が入り込む矩形の切り欠き部１８ｅが形成されており、金属板１８と、切り欠き部１８ｅに入り込んだ回路用金属板３０とにより全体として矩形になっている。これにより、２つの金属板全体で単純な矩形形状となり、他の部材との干渉やスペースの取り合いが減ることで、レイアウトの自由度が増す。
　なお、金属板１８や回路用金属板３０は、厚みが１～２ｍｍのアルミニウム又は銅等の金属板である。これにより、発光モジュール１２を薄型にできる。また、図５に示すように、ＩＣといった比較的発熱が大きい素子を含む点灯制御回路２２を、３個配置された発光ダイオード２０のうち放熱性が比較的劣る中央の発光ダイオード２０Ａから離れた位置に設けることで、点灯制御回路２２の発熱が発光ダイオード２０Ａに与える影響を低減できる。また、図２や図３に示すように、レンズ１４と金属板１８とホルダ１６とで囲まれた領域は、ある程度のデッドスペースが存在するため、そのデッドスペースに点灯制御回路２２を構成する部品が位置するようにしている。これにより、点灯制御回路２２が原因で車両用灯具１０が車両前後方向に厚くなることを抑制できる。
　（第２の実施の形態）
　図９は、第２の実施の形態に係る発光モジュールを上方から見た斜視図である。図１０は、第２の実施の形態に係る発光モジュールの背面図である。図１１は、図９に示す発光モジュールの開口部近傍を拡大した図である。図１２（ａ）、図１２（ｂ）は、第２の実施の形態に係る発光モジュールにおける配線基板と回路基板との接続部近傍を拡大した図である。
　発光モジュール３２は、３つの発光ダイオード２０と、発光ダイオード２０が搭載される素子用金属板としての金属板１８と、金属板１８の上に配置される配線基板３４と、発光ダイオード２０の点灯を制御する点灯制御回路（不図示）が設けられている回路基板３６と、を備える。配線基板３４は、発光ダイオード２０を金属板１８に搭載するための開口部３４ａが形成されており、開口部３４ａは、配線基板３４の内部にある配線（バスバー）３８の一部３８ａが露出しており、発光ダイオード２０と露出している配線３８の一部３８ａとを接続する接続部材としての金属ワイヤ２８を囲むような深さを有する。
　これにより、点灯制御回路と発光ダイオード２０とを簡易な構成で接続できる。また、開口部３４ａが金属ワイヤ２８を囲むような深さＤ（図８参照）を有するため、金属ワイヤ２８が他の部品と接触しにくくなる。
　開口部３４ａは、金属ワイヤ２８が配線基板３４の表面から突出しないように構成されている。これにより、金属ワイヤ２８が非接触であるべき他の部品と接触することが回避され、例えば、絶縁性の保護樹脂で金属ワイヤ２８を被覆する必要がなくなる。その結果、発光モジュール３２のコストの低減が図られる。
　配線基板３４は、金属板１８および金属のバスバーと一体成形された樹脂基板である。開口部３４ａは、発光ダイオード２０が収容される凹部であり、バスバーの一部が凹部の側壁から露出している。これにより、金属ワイヤ２８は、配線基板３４の表面から突出しないで、バスバーの一部と接続される。なお、配線基板３４は、エンジニアリングプラスチックで構成されている外装部や筐体と、その内部に設けられたバスバーとを有しているが、これに限らず、配線として銅箔パターンが埋め込まれた多層樹脂基板であってもよい。
　なお、配線基板３４と回路基板３６との間の接続は、図１２（ａ）に示すように、配線３８であるバスバーの端部と、回路基板３６の配線４０である銅箔パターンの端部と、を金属のジャンパー線４２で結んでいる。あるいは、図１２（ｂ）に示すように、配線３８の端部が回路基板３６の配線４０の上まで延びるように形成し、配線３８がばね性により配線４０を付勢するように加工されていてもよい。なお、配線基板３４と回路基板３６とは共通の一枚の基板であってもよい。これにより、基板の数が減り、基板同士を接続するジャンパー線等の部材コストの低減や組立て工数の削減ができる。
　（第３の実施の形態）
　図１３（ａ）は、第３の実施の形態に係る車両用灯具の正面図、図１３（ｂ）は、第３の実施の形態に係る車両用灯具の斜視図である。図１４は、第３の実施の形態に係る車両灯具の分解斜視図である。なお、第１の実施の形態に係る車両用灯具１０と同様の構成については同じ符号を付して説明を適宜省略する。
　車両用灯具１１０は、発光モジュール１１２と、レンズ１１４と、ホルダ１１６とを備える。発光モジュール１１２は、アルミニウムや銅等からなる板状の金属板１１８と、金属板１１８に搭載された、別々の光源となる３つの半導体発光素子（発光ダイオード２０）とを有する。３つの発光ダイオード２０は、三角形（正三角形または二等辺三角形）の頂点の位置に配置されている。
　レンズ１１４は、発光ダイオード２０から出射した光Ｌが入射し、内部を透過して前方へ出射するように光路が制御される３つの光学制御領域Ｒ４～Ｒ６を有する。光学制御領域Ｒ４～Ｒ６のそれぞれは、対応する３つの発光ダイオード２０の前方に三角形を成すように設けられている。
　以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の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各実施の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の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の形態も本発明の範囲に含まれうる。
　本発明は、車両用灯具に利用できる。
　１０　車両用灯具、　１２　発光モジュール、　１４　レンズ、　１４ａ　中央部、　１４ｂ　外縁部、　１４ｃ　前方端面、　１６　ホルダ、　１６ａ　開口部、　１６ｂ　フランジ部、　１６ｃ　位置決め部、　１６ｄ　後方側端面、　１６ｅ　突起、　１８　金属板、　１８ａ　位置決め穴、　１８ｂ　搭載面、　１８ｃ　面、　１８ｄ　外周部、　１８ｅ　切り欠き部、　２０　発光ダイオード、　２０ａ　電極パッド、　２０ｂ　発光面、　２２　点灯制御回路、　２３　コネクタ、　２４　回路基板、　２４ａ　表面、　２４ｂ　開口部、　２６　配線部、　２８　金属ワイヤ、　３０　回路用金属板、　３２　発光モジュール、　３４　配線基板、　３４ａ　開口部、　３６　回路基板、　３８　配線。

Claims (5)

  1. 　光源が搭載された基板と、
    　前記光源から出射した光が入射し、内部を透過して前方へ出射するレンズと、
    　前記レンズを保持するホルダと、を備え、
    　前記基板および前記レンズは、前記ホルダに対して位置決めされていることを特徴とする車両用灯具。
  2. 　前記レンズは、前記ホルダの開口部よりも前記基板側に設けられており、
    　光源の光を屈折して前方へ出射する中央部と、
    　前記中央部の周囲であって、入射した光源の光を内面反射して前方へ出射する外縁部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
  3. 　前記ホルダは、前記開口部を囲むようにフランジ部を有し、
    　前記レンズは、前記フランジ部の内側に設けられた位置決め部に固定されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用灯具。
  4. 　前記基板は、厚みが１～２ｍｍの金属板であり、
    　前記金属板は、前記光源が搭載されている面と反対側の面が露出していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用灯具。
  5. 　光源の光が出射する開口部のある筒状のホルダを準備する準備工程と、
    　前記開口部を囲むように、該開口部の内側に形成されている位置決め部にレンズを位置決めするレンズ位置決め工程と、
    　前記ホルダの前記開口部と反対側の固定部に、光源が搭載された基板を位置決めする基板位置決め工程と、を含み、
    　前記レンズ位置決め工程および前記基板位置決め工程は、同じ側から出射したレーザによる溶着で行うことを特徴とする車両用灯具の製造方法。
PCT/JP2021/032946 2020-09-24 2021-09-08 車両用灯具および車両用灯具の製造方法 WO2022065030A1 (ja)

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