JP2019145302A

JP2019145302A - 車両用灯具用光源ユニット及び車両用灯具

Info

Publication number: JP2019145302A
Application number: JP2018027716A
Authority: JP
Inventors: 浩一郎阿野; Koichiro Ano; 規文今関; Norifumi Imazeki; 修央嘉藤; Nobuo Kato; 井上　将一; Masakazu Inoue; 将一井上
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2018-02-20
Filing date: 2018-02-20
Publication date: 2019-08-29
Also published as: US20190257489A1; US10724698B2; CN110186010A; EP3527877A1

Abstract

【課題】製造コストの削減を行いながら、回路基板をソケット本体に安定して取り付けることを可能とした車両用灯具用光源ユニットを提供する。【解決手段】発光素子２が設けられた回路基板３と、回路基板３が取り付けられる基板取付部４と、リード端子６ａ，６ｂを介して回路基板３と電気的に接続されるコネクタ部７とが設けられたソケット本体８とを備え、基板取付部４は、回路基板３を固定する固定端子１６を有し、回路基板３は、リード端子６ａ，６ｂが挿入される第１の孔部１２ａ，１２ｂと、固定端子１６が挿入される第２の孔部１３とを有して、第１の孔部１２ａ，１２ｂの周囲にリード端子６ａ，６ｂが固定されると共に、第２の孔部１３の周囲に固定端子１６が固定されることによって、基板取付部４に取り付けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、車両用灯具用光源ユニット及び車両用灯具に関する。

近年の車両用灯具では、発光ダイオード（ＬＥＤ）の高輝度化や低コスト化が進むに従って、光源にＬＥＤを採用したものが徐々に増えてきている。ＬＥＤは、長寿命で消費電力が少ないといったメリットがある。

例えば、ＬＥＤが搭載されたカプラー付ソケットを、灯体の背面側に設けられた取付孔に着脱自在に取り付ける光源ユニットが提案されている（例えば、下記特許文献１を参照。）。このような光源ユニットは、例えば、赤色発光する車両のテールランプなどの交換（取替）可能な光源として好適に用いられる。

特開２０１６−１９５０９８号公報

ところで、上述した特許文献１に記載の光源ユニットでは、ＬＥＤが搭載された基板を放熱板と一体に形成されたソケットハウジング（ソケット本体）に接着剤を介して固定する構成となっている。しかしながら、この構成の場合、接着剤の硬化工程において、硬化炉などの設備が必要となる。また、接着剤が硬化するまでの加工工数が必要となる。したがって、このような接着剤を介して基板をソケットハウジングに固定する構成では、製造コストが嵩むことになる。

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、製造コストの削減を行いながら、回路基板をソケット本体に安定して取り付けることを可能とした車両用灯具用光源ユニット、並びに、そのような車両用灯具用光源ユニットを備えた車両用灯具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕発光素子が設けられた回路基板と、
前記回路基板が取り付けられる基板取付部と、リード端子を介して前記回路基板と電気的に接続されるコネクタ部とが設けられたソケット本体とを備え、
前記基板取付部は、前記回路基板を固定する固定端子を有し、
前記回路基板は、前記リード端子が挿入される第１の孔部と、前記固定端子が挿入される第２の孔部とを有して、前記第１の孔部の周囲に前記リード端子が固定されると共に、前記第２の孔部の周囲に前記固定端子が固定されることによって、前記基板取付部に取り付けられていることを特徴とする車両用灯具用光源ユニット。
〔２〕前記回路基板は、前記第１の孔部の周囲に第１のランド部を有し、
前記リード端子は、前記第１のランド部にはんだ接合により固定されていることを特徴とする前記〔１〕に記載の車両用灯具用光源ユニット。
〔３〕前記回路基板は、前記第２の孔部の周囲に第２のランド部を有し、
前記固定端子は、前記第２のランド部にはんだ接合により固定されていることを特徴とする前記〔２〕に記載の車両用灯具用光源ユニット。
〔４〕前記第１の孔部と前記第２の孔部とは、前記回路基板上の前記発光素子を挟んで向かい合う位置に設けられていることを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕の何れか一項に記載の車両用灯具用光源ユニット。
〔５〕前記ソケット本体には、前記発光素子が発する熱を放熱させるヒートシンクが設けられていることを特徴とする前記〔１〕〜〔４〕の何れか一項に記載の車両用灯具用光源ユニット。
〔６〕前記〔１〕〜〔５〕の何れか一項に記載の車両用灯具用光源ユニットを備えることを特徴とする車両用灯具。
〔７〕前記車両用灯具用光源ユニットは、灯体に対して着脱自在に取り付けられていることを特徴とする前記〔６〕に記載の車両用灯具。

以上のように、本発明によれば、製造コストの削減を行いながら、回路基板をソケット本体に安定して取り付けることを可能とした車両用灯具用光源ユニット、並びに、そのような車両用灯具用光源ユニットを備えた車両用灯具を提供することが可能である。

本発明の一実施形態に係る車両用灯具用光源ユニットを備えた車両用灯具の構成を示す断面図である。図１に示す車両用灯具用光源ユニットの構成を示す斜視図である。図１に示す車両用灯具用光源ユニットの構成を示す分解斜視図である。図１に示す車両用灯具用光源ユニットの回路基板及びソケット本体の構成を示す斜視図である。図１に示す車両用灯具用光源ユニットの構成を示す正面図である。図５中に示す線分Ａ−Ａによる車両用灯具用光源ユニットの断面図である。図６に示す車両用灯具用光源ユニットの要部を拡大した断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがあり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らないものとする。

本発明の一実施形態として、例えば図１に示す車両用灯具用光源ユニット（以下、光源ユニットという。）１を備えた車両用灯具１００について説明する。なお、図１は、光源ユニット１を備えた車両用灯具１００の構成を示す断面図である。

また、以下に示す図面では、ＸＹＺ直交座標系を設定し、Ｘ軸方向を光源ユニット１（車両用灯具１００）の前後方向（長さ方向）、Ｙ軸方向を光源ユニット１（車両用灯具１００）の左右方向（幅方向）、Ｚ軸方向を光源ユニット１（車両用灯具１００）の上下方向（高さ方向）として、それぞれ示すものとする。

本実施形態の車両用灯具１００は、例えば、車両（図示せず。）の後端側の両コーナー部において赤色発光するテールランプに本発明を適用したものである。また、本実施形態の光源ユニット１は、交換（取替）可能なＬＥＤランプが搭載されたカプラー付ソケットである。

なお、以下の説明において、「前」「後」「左」「右」「上」「下」との記載は、特に断りのない限り、車両用灯具１００（光源ユニット１）を正面（車両後方）から見たときのそれぞれの方向を意味するものとする。したがって、車両を正面（車両前方）から見たときのそれぞれの方向とは、前後左右を逆にした方向となっている。

具体的に、この車両用灯具１００は、図１に示すように、前面が開口したハウジング１０１と、このハウジング１０１の開口を覆う透明なレンズカバー１０２とにより構成される灯体１０３の内側に、本実施形態の光源ユニット１を収容した構成となっている。

光源ユニット１は、ハウジング１０１（灯体１０３）の背面（後面）側に設けられた取付孔１０１ａから、その前面側を灯体１０３の内側に挿入した状態で、取付孔１０１ａの周囲にリング状のパッキン（Ｏリング）１０４を介して着脱自在に取り付けることが可能となっている。

以下、本実施形態の光源ユニット１の具体的な構成について、図２〜図７を参照して説明する。なお、図２は、光源ユニット１の構成を示す斜視図である。図３は、光源ユニット１の構成を示す分解斜視図である。図４は、光源ユニット１の回路基板３及びソケット本体８の構成を示す斜視図である。図５は、光源ユニット１の構成を示す正面図である。図６は、図５中に示す線分Ａ−Ａによる光源ユニット１の断面図である。図７は、図６に示す光源ユニット１の要部を拡大した断面図である。

本実施形態の光源ユニット１は、図２〜図７に示すように、複数の発光素子２が設けられた回路基板３と、回路基板３が取り付けられる基板取付部４、発光素子２が発する熱を放熱させるヒートシンク５、及び一対のリード端子６ａ，６ｂを介して回路基板３と電気的に接続されるコネクタ部７が設けられたソケット本体８とを概略備えている。

複数の発光素子２は、赤色光（以下、光という。）を発するチップＬＥＤ（ＳＭＤＬＥＤ）からなる。また、チップＬＥＤには、車両照明用の高出力タイプのものが使用されている。なお、本実施形態では、４つの発光素子２を用いている。これら４つの発光素子２は、回路基板３の面内の略中央部において、互いの中心となる位置（回路基板３の略中央部）から上下左右に放射状に離れた位置に等間隔に並んで配置されている。

回路基板３は、矩形平板状のプリント配線基板（ＰＷＢ）からなる。回路基板３の前面（表面）には、複数の発光素子２と、これら複数の発光素子２を駆動する駆動回路を構成する複数の電子部品９と、複数の発光素子２が発する光を前方に向けて反射するリフレクタ１０とが設けられている。また、リフレクタ１０は、複数の発光素子２の周囲を囲むように設けられている。リフレクタ１０の内側には、このリフレクタ１０の内側を封止する封止樹脂１１が設けられている。

また、回路基板３の前面には、図示を省略するものの、複数の発光素子２を互いに直列に接続するための配線や、発光素子２と電子部品９との間を電気的に接続するための配線、電子部品９と一対のリード端子６ａ，６ｂとの間を電気的に接続するための配線、発光素子２と配線との間を電気的に接続するためのボンディングワイヤーなどが設けられている。

回路基板３には、この回路基板３を貫通する一対の第１の孔部１２ａ，１２ｂと、第２の孔部１３とが設けられている。第１の孔部１２ａ，１２ｂの周囲には、上述した配線の一部を形成する第１のランド部１４ａ，１４ｂが設けられている。一方、第２の孔部１３の周囲には、上述した配線とは独立した第２のランド部１５が設けられている。

一対の第１の孔部１２ａ，１２ｂと第２の孔部１３とは、回路基板３上の発光素子２を挟んで向かい合う位置に設けられている。本実施形態では、発光素子２を挟んだ下方側に一対の第１の孔部１２ａ，１２ｂが配置され、発光素子２を挟んだ上方側に第２の孔部１３が配置されている。また、これら一対の第１の孔部１２ａ，１２ｂ及び第２の孔部１３を結ぶ領域の中心と回路基板の中心とを略一致させている。

光学ユニット１は、熱電導性の高い金属材料からなるヒートシンク５と、熱電導性の高い絶縁樹脂材料からなるソケット本体８とをインサート成形することによって、このソケット本体８の内側にヒートシンク５が一体に取り付けられた構造を有している。

具体的に、ヒートシンク５は、前方に向かって突出された断面略方形状の突起部５ａと、突起部５ａの基端側から互いに離間する方向に延長された後、互いに背面側に向かって略直角に折り曲げられた一対の延長部５ｂとを有している。

一方、ソケット本体８は、断面略円形状の前壁部８ａと、前壁部８ａの背面側からコネクタ部７の周囲を囲むように設けられた複数の放熱フィン８ｂと、前壁部８ａの前面側の略中央部から前方に向かって突出された断面略円形状の前筒部８ｃと、前筒部８ｃの内側に前壁部８ａを貫通する断面略方形状の貫通孔８ｄとを有している。

また、前筒部８ｃの外周面には、上記取付孔１０１ａに対する回り止め及び抜け止めとなる複数の爪部８ｅが周方向に並んで設けられている。パッキン１０４は、前筒部８ｃを貫通させた状態で、前壁部８ａに接触した状態で取り付けられる。

コネクタ部７は、前壁部８ａの背面側の略中央部から後方に向かって突出された略矩形筒状のソケット部８ｆを有している。コネクタ部７は、このソケット部８ｆの内側において、互いに平行に並ぶ一対のリード端子６ａ，６ｂを有している。各リード端子６ａ，６ｂは、貫通孔８ｄを挟んだ下方側に位置して、前壁部８ａを前後方向に貫通した状態でソケット本体８に一体に取り付けられている。

基板取付部４は、前筒部８ｃの先端に設けられている。ヒートシンク５は、突起部５ａが貫通孔８ｄを貫通した状態で、ソケット本体８の内側に一体に取り付けられている。これにより、基板取付部４では、貫通孔８ｄから露出した突起部５ａの先端と前筒部８ｃの先端とが互いに連続した平坦面を形成している。

また、基板取付部４は、前筒部８ｃの先端から前方に向かって突出された固定端子１６を有している。固定端子１６は、貫通孔８ｄを挟んだ上方側に位置して、前壁部８ａを前後方向に貫通しない状態でソケット本体８に一体に取り付けられている。固定端子１６には、リード端子６ａ，６ｂと同じ材質のものを用いることができる。また、固定端子１６には、リード端子６ａ，６ｂよりも短いものを用いている。なお、リード端子６ａ，６ｂ及び固定端子１６の断面形状については、特に限定されるものではなく、円形状であっても、角形状であってもよい。

また、基板取付部４は、前筒部８ｃの先端から前方に向かって突出された一対の位置決め突起（位置決め凸部）１７ａ，１７ｂを有している。一対の位置決め突起１７ａ，１７ｂは、一対のリード端子６ａ，６ｂ及び固定端子１６が並ぶ方向（本実施形態では上下方向）とは交差する方向（本実施形態では幅方向）に並んで、貫通孔８ｄを挟んで向かい合う位置に設けられている。これに対応して、回路基板３には、幅方向の両端中央部を切り欠く一対の切欠凹部（位置決め凹部）１８ａ，１８ｂが設けられている。

基板取付部４に回路基板３を取り付ける際は、先ず、基板取付部４の前面に熱伝導グリス（図示せず。）を配置する。そして、一対の第１の孔部１２ａ，１２ｂに一対のリード端子６ａ，６ｂをそれぞれ貫通させると共に、第２の孔部１３に固定端子１６を貫通させた状態とする。また、一対の切欠凹部１８ａ，１８ｂに一対の位置決め突起１７ａ，１７ｂを係合させた状態とする。さらに、この状態で、回路基板３の背面を基板取付部４の前面に熱伝導グリスを介して押し当てた状態とする。なお、回路基板３は、この状態において、ヒートシンク５とは電気的に絶縁された状態となっている。

次に、この状態から、各第１の孔部１２ａ，１２ｂの周囲にある第１のランド部１４ａ，１４ｂと各リード端子６ａ，６ｂとをはんだ接合により固定する。同様に、第２の孔部１３の周囲にある第２のランド部１５と固定端子１６とをはんだ接合により固定する。これにより、基板取付部４の前面に回路基板３を取り付けることが可能である。

以上のような構成を有する本実施形態の光源ユニット１では、上述したはんだ接合により回路基板３を基板取付部４に対して固定することから、従来のような接着剤を用いることなく、回路基板３をソケット本体８の基板取付部４に安定して取り付けることが可能である。

また、本実施形態の光源ユニット１では、リード端子６ａ，６ｂと第１のランド部１４ａ，１４ｂとをはんだ接合により固定する工程と、固定端子１６と第２のランド部１５とをはんだ接合により固定する工程とを同一プロセスで行うことが可能である。

したがって、本実施形態の光源ユニット１では、従来のような接着剤の硬化工程において使用される硬化炉などの設備が不要となるだけでなく、接着剤が硬化するまでの加工工数も不要となることから、製造コストの削減が可能である。

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、１本の固定端子１６を用いた構成となっているが、複数本の固定端子１６を用いた構成としてもよい。また、固定端子１６の配置についても適宜変更を加えることが可能である。

また、上記実施形態では、固定端子１６をはんだ接合により固定する構成となっているが、場合によっては、それ以外の固定方法を用いてもよい。例えば、固定端子として、基板取付部４から突出された突起部を用い、この突起部を第２の孔部１３に貫通させた状態で、その先端を熱カシメにより固定してもよい。

なお、上記実施形態では、上述したテールランプに本発明を適用した場合を例示したが、テールランプを構成する場合、上述した光源ユニット１の他にも、例えば、インナーレンズやアウターレンズ、リフレクタ、エクステンションなどの他の部材と組み合わせることが可能である。

また、本発明が適用される車両用灯具については、上述したテールランプに限らず、例えば、車両用前照灯（ヘッドランプ）、車幅灯（ポジションランプ）、補助前照灯（サブヘッドランプ）、前部（後部）霧灯（フォグランプ）、昼間点灯用（ＤＲＬ）ランプ、リッドランプ、ブレーキランプ（ストップランプ）、バックランプ、方向指示器（ウィンカーランプ）などの車両用灯具に対して本発明を幅広く適用することが可能である。

また、本発明を適用した光源ユニットについては、上述したＬＥＤ以外にも、例えばレーザーダイオード（ＬＤ）などの発光素子を用いることができる。また、発光素子が発する光の色については、上述した赤色光に限らず、白色光や橙色光など、その光源ユニットの用途に応じて適宜変更することも可能である。さらに、発光素子の数については、複数に限らず１つであってもよい。また、発光素子の配置についても適宜変更を加えることが可能である。

１…光源ユニット（車両用灯具用光源ユニット）２…発光素子３…回路基板４…基板取付部５…ヒートシンク６ａ，６ｂ…リード端子７…コネクタ部８…ソケット本体９…電子部品１０…リフレクタ１１…封止樹脂１２ａ，１２ｂ…第１の孔部１３…第２の孔部１４ａ，１４ｂ…第１のランド部１５…第２のランド部１６…固定端子１７ａ，１７ｂ…位置決め突起（位置決め凸部）１８ａ，１８ｂ…切欠凹部（位置決め凹部）１００…車両用灯具１０１…ハウジング１０２…レンズカバー１０３…灯体１０４…パッキン

Claims

発光素子が設けられた回路基板と、
前記回路基板が取り付けられる基板取付部と、リード端子を介して前記回路基板と電気的に接続されるコネクタ部とが設けられたソケット本体とを備え、
前記基板取付部は、前記回路基板を固定する固定端子を有し、
前記回路基板は、前記リード端子が挿入される第１の孔部と、前記固定端子が挿入される第２の孔部とを有して、前記第１の孔部の周囲に前記リード端子が固定されると共に、前記第２の孔部の周囲に前記固定端子が固定されることによって、前記基板取付部に取り付けられていることを特徴とする車両用灯具用光源ユニット。
前記回路基板は、前記第１の孔部の周囲に第１のランド部を有し、
前記リード端子は、前記第１のランド部にはんだ接合により固定されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具用光源ユニット。
前記回路基板は、前記第２の孔部の周囲に第２のランド部を有し、
前記固定端子は、前記第２のランド部にはんだ接合により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用光源ユニット。
前記第１の孔部と前記第２の孔部とは、前記回路基板上の前記発光素子を挟んで向かい合う位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用灯具用光源ユニット。
前記ソケット本体には、前記発光素子が発する熱を放熱させるヒートシンクが設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の車両用灯具用光源ユニット。
請求項１〜５の何れか一項に記載の車両用灯具用光源ユニットを備えることを特徴とする車両用灯具。
前記車両用灯具用光源ユニットは、灯体に対して着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項６に記載の車両用灯具。