(57)【要約】【課題】灯具の小型化、特に灯具奥行き方向の寸法を削減し、さらに部品点数の削減も図れる車両用灯具を提供する。【解決手段】車両用灯具1において、発光素子10と、その配線基板であるＦＰＣ20と、発光素子10からの光が出射する前面カバー40と、を備えて、前面カバー40に光出射方向に対して後方に突出する凸部41a，41ｂを備え、ＦＰＣ20に発光素子10が搭載された第１領域201と搭載されていない第２領域202を備え、凸部41a，41ｂと第２領域202とを直接固定する構成とした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源である半導体発光素子と、
前記発光素子の配線基板であるフレキシブルプリント基板と、
前記発光素子からの光が出射する前面カバーと、
を備え、
前記前面カバーは、光出射方向に対して後方に突出する凸部を備え、
前記フレキシブルプリント基板は、前記発光素子が搭載された第１領域と、発光素子が搭載されていない第２領域と、を備え、
前記凸部と前記第２領域が固定されることを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記前面カバーの裏面は、前記第１領域と対向する領域に凹部を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項３】
前記フレキシブルプリント基板は、前記第２領域の前面の少なくとも一部に、前記発光素子の厚みよりも厚い絶縁層を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記フレキシブルプリント基板に、厚銅箔層を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、光源に半導体発光素子を用い、その配線基板にフレキシブルプリント基板を用いた車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子を実装したフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣ）を用いた車両用灯具の一般的な構造として、前面カバーとランプボディで画成された灯室内に、ＦＰＣを形状保持するための支持部材と、発光素子からの光を灯具前方へ（前面カバー方向に向けて）出射させるためのリフレクタと、を備え、支持部材をランプボディに固定し、支持部材で発光素子（ＦＰＣ）を下方支持し、リフレクタで発光素子からの光を配光させるものがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２６７４６８号公報（図２等参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１では、支持部材の存在分、灯具奥行き方向に空間が必要となるため、灯具全体が大きくなるという問題があった。また、前面カバー方向へ光を出射させるためのリフレクタ及びその固定手段が必要となるため、部品点数も多かった。
【０００５】
本発明は、前記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、灯具の小型化、特に灯具奥行き方向の寸法を削減し、さらに部品点数の削減も図れる車両用灯具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、請求項１に係る車両用灯具では、光源である半導体発光素子と、前記発光素子の配線基板であるフレキシブルプリント基板と、前記発光素子からの光が出射する前面カバーと、を備え、前記前面カバーは、光出射方向に対して後方に突出する凸部を備え、前記フレキシブルプリント基板は、前記発光素子が搭載された第１領域と、発光素子が搭載されていない第２領域と、を備え、前記凸部と前記第２領域が固定されることを特徴とする。
【０００７】
請求項２では、請求項１に記載の車両用灯具において、前記前面カバーの裏面は、前記第１領域と対向する領域に凹部を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３では、請求項１又は２に記載の車両用灯具において、前記フレキシブルプリント基板は、前記第２領域の前面の少なくとも一部に、前記発光素子の厚みよりも厚い絶縁層を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項４では、請求項１〜３のいずれかに記載の車両用灯具において、前記フレキシブルプリント基板に、厚銅箔層を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、発光素子を実装したフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）が、前面カバーの裏面に形成された凸部で固定されるので、光源である発光素子が、前面カバーの裏面に沿って、前面カバーに直接固定される。また、発光素子からの光は、前面カバーの方向に向かって直接出射する。これにより、発光素子（ＦＰＣ）を支持するための支持部材や、発光素子からの光を前面カバー方向に向けて出射させるためのリフレクタを用いる必要がなくなる。よって、支持部材の廃止分、灯具奥行き方向の寸法を削減することができ、リフレクタの廃止分、部品点数も削減できる。
【００１１】
また、発光素子（ＦＰＣ）は前面カバーに直接固定されるので、ランプボディが無くても灯具として成立する。よって、ランプボディは灯具の任意の構成部品となるので、さらなる部品点数の削減と灯具の薄型化が実現できる。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、発光素子が、前面カバーの裏面に設けられた凹部に配置されるように、前面カバー（凸部）とＦＰＣ（第２領域）とを固定すればよいので、前面カバーに対するＦＰＣの位置決めが容易となる。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、第１領域の前面にある発光素子の厚みよりも、第２領域の前面の絶縁層の厚みのほうが厚いため、前面カバーとＦＰＣとを固定すると、前面カバーの裏面と接触する可能性がある部位は絶縁層となる。よって、発光素子の破損を危惧することなく、前面カバー（凸部）とＦＰＣ（第２領域）とを容易に固定できる。
【００１４】
請求項４に係る発明によれば、ＦＰＣに、さらに厚銅箔層を形成することで、ＦＰＣが金属ベースを兼ね備えた配線基板となる。即ち、厚銅箔層（金属ベース）の存在により、可撓性を備えながら形状維持が可能であるとともに、放熱効果も備えた配線基板とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本願発明の第１乃至第３の実施例に係る車両用灯具の正面図。
【図２】（ａ）本願発明の第１の実施例に係る車両用灯具の横断面図。（ｂ）同灯具の固定構造を示す図。
【図３】本願発明の第２の実施例に係る車両用灯具の横断面図の一部拡大図。
【図４】同実施例の他の例に係る一部拡大図。
【図５】（ａ）本願発明の第３の実施例に係る車両用灯具の横断面図。（ｂ）同灯具の固定構造を示す図。
【図６】本願発明の車両用灯具に備えるＦＰＣの他の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本願発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。図１は本願発明の第１乃至第３の実施例に係る車両用灯具の正面図である。図１において、車両用灯具１は、光源に半導体発光素子１０を用い、その配線基板にフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣ）２０を用いた車両用灯具であり、例えば車体のリアランプに適用可能である。発光素子１０を実装したＦＰＣ２０の灯具前方（矢印Ｆ方向）は、透明な前面カバー４０で覆われており、発光素子１０からの出射光は前面カバー４０を介して灯具前方Ｆへ出射する。以下、灯具１の構成について、実施例ごとに詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図２（ａ）は本発明の第１の実施例に係る車両用灯具の横断面図であり、図１に示す線ＩＩ（ａ）−ＩＩ（ａ）に沿う断面図である。図２（ｂ）は同灯具の固定構造を示す図であり、図２（ａ）に示す線ＩＩ（ｂ）−ＩＩ（ｂ）に沿う断面図である。
【００１８】
第１の実施例において、発光素子１０は、一例として厚さ約０．２ｍｍのいわゆるベアチップタイプのＬＥＤであり、ＦＰＣ２０に形成された陽極パターンにはマウント部材によって、陰極パターンにはワイヤーによって導通されている。
【００１９】
ＦＰＣ２０は、発光素子１０の配線基板であり、本実施例におけるＦＰＣ２０は、基本として、発光素子１０が実装される側を前面２０ａ、他方の側を裏面２０ｂとすると、前面２０ａから裏面２０ｂにかけて、第１絶縁層２１（約０．５ｍｍ）、銅箔層２２（約３５〜７０μｍ）、第２絶縁層２３（約２５μｍ）、厚銅箔層２４（約１００〜２００μｍ）の四層からなる。そして、本実施例では、上記のＦＰＣ２０に、一例として四つの発光素子１０，１０，１０，１０が所定間隔を空けて実装されている。よって、ＦＰＣ２０には、発光素子１０が搭載された第１領域２０１が四箇所と、発光素子１０が搭載されていない第２領域２０２が五箇所存在している。さらに具体的には、各発光素子１０は、第１領域２０１において、陽極及び陰極パターンが形成された銅箔層２２上に実装されており、上記の第１絶縁層２１は、発光素子１０が搭載されていない第２領域２０２にのみ形成されている。即ち、ＦＰＣ２０は、第２領域２０２の前面に、発光素子１０の厚みよりも厚い第１絶縁層２１を備えている。なお、本実施例では、第１絶縁層２１を第２領域２０２に一様に形成しているが、第２領域２０２の一部にだけ形成する構成としてもよい。以上の構成からなるＦＰＣ２０は、薄肉で、その可撓性により大きく変形させることが可能であり、厚銅箔層２４の存在により可撓性を備えながら形状維持が可能である。各発光素子１０は、ＦＰＣ２０の裏面２０ｂに形成されている駆動回路（図示せず）と電気的に接続され、点灯する。
【００２０】
また、各第２領域２０２のＦＰＣ前面２０ａには、後述する前面カバー４０の内突起４２と係合する前面側係合孔２２０が、各第２領域２０２のＦＰＣ裏面２０ｂには、後述する前面カバー４０の内突部４０１ａ，４０１ｂと凹凸ランス係合する裏面側係合孔２１０が形成されている。
【００２１】
なお、図６に示すように、ＦＰＣ２０は、第１絶縁層２１（約０．５ｍｍ）、銅箔層２２（約３５〜７０μｍ）、第２絶縁層２３（約５０〜１００μｍ）の三層から形成してもよい。
【００２２】
前面カバー４０は、灯具後方Ｂに開口する箱状のポリカーボネート樹脂等からなる成型品であり、発光素子１０に係る光源ユニットＵを外部から保護する部材であるとともに、以下の構成により、発光素子１０（ＦＰＣ２０）の支持部材ともなっている。
【００２３】
前面カバー４０において、発光素子１０と対向する面をカバー裏面４０ｂ、他方の面をカバー前面４０ａとすると、図２（ａ）に示すとおり、カバー裏面４０ｂからは、発光素子１０の光出射方向に対して後方、即ち灯具後方（矢印Ｂ方向）へ延出する一対の凸部４１ａ，４１ｂが、ＦＰＣ２０の各第２領域２０２と対応する位置に一体成形されている。一対の凸部４１ａ，４１ｂは、図２（ｂ）に示すとおり、Ｌ字形に形成されており、灯具上下方向（矢印Ｕ−Ｄ方向）にＦＰＣ２０の幅に相当する所定間隔をあけて上下に形成されている。上方の凸部４１ａは、灯具後方Ｂへ延出したのち灯具下方Ｄに向けて屈曲し、係る屈曲部に爪状の内突部４０１ａが形成されている。下方の凸部４１ｂは、灯具後方Ｂへ延出したのち灯具上方Ｕに向けて屈曲し、係る屈曲部に爪状の内突部４０１ｂを備えている。
【００２４】
また、前面カバー裏面４０ｂには、ＦＰＣ２０の第２領域２０２と対向する位置であって、各内突部４０１ａ，内突部４０１ｂとは対向しない位置に、位置決め用の内突起４２が形成されている。
【００２５】
上記のＦＰＣ２０を前面カバー４０に固定するには、まず、ＦＰＣ前面２０ａ側を灯具前方Ｆに向け、前面カバー４０の凸部４１ａ，４１ｂで外包される空間に、ＦＰＣ２０を、灯具後方Ｂ側から前方Ｆ側へむけて、ＦＰＣ２０の可撓性をもって押し込む。次に、前面カバー裏面４０ｂの内突起４２とＦＰＣ前面２０ａの前面側係合孔２２０とが係合するように動かすと、ＦＰＣ２０と前面カバー４０とが位置決めされて、前面カバー４０の各凸部４１ａ，４１ｂ（内突部４０１ａ，４０１ｂ）と、ＦＰＣ裏面２０ｂの各第２領域２０２（裏面側係合孔２１０）とが、凹凸ランス係合する。これにより、発光素子１０を実装したＦＰＣ２０は前面カバー４０に固定される。そして、前面カバー４０の周縁部４４には、その四隅に車体取付用ボルト４６が設けられており、発光素子１０に係る光源ユニットＵが固定された前面カバー４０は、防水パッキン５０を介して、車体取付用ボルト４６によって車体に取り付けられる。
【００２６】
本実施例によれば、発光素子１０を実装したＦＰＣ２０が、前面カバー裏面４０ｂに形成された上下一対の凸部４１ａ，４１ｂで固定されるので、光源である発光素子１０が、前面カバー裏面４０ｂに沿って、前面カバー４０に直接固定される。これにより、特許文献１のような発光素子１０（ＦＰＣ２０）を支持するための支持部材を用いる必要がない。また、発光素子１０は、前面カバー４０と対向する形態で固定されているので、発光素子１０からの光は前面カバー４０の方向に向かって出射する。これにより、特許文献１のような発光素子１０からの光を灯具前方Ｆに向けて出射させるためのリフレクタを用いる必要がなくなる。よって、本実施例では、支持部材の廃止分、灯具奥行き方向の寸法は削減され、リフレクタの廃止分、部品点数も削減されている。
【００２７】
また、従来一般に、発光素子１０に係る光源ユニットＵは、特許文献１のように、前面カバーと容器状のランプボディで画成され、金属製ブラケットやハウジング等の支持部材を介してランプボディに固定されるのが一般的であった。しかし、本実施例では、光源ユニットＵは前面カバー４０に直接固定されているので、ランプボディをその固定部材として用いる必要がない。よって、前面カバー４０の後方開口を、防水パッキン５０で封止し、前面カバー４０に車体取付用ボルト４６を備えることで、灯具１として成立する。よって、ランプボディは灯具の任意の構成部品となるので、さらなる部品点数の削減が実現できる。また、容器状のランプボディとする必要がないことから、さらなる灯具の薄型化が実現できる。また、ＦＰＣ２０において、第１領域２０１の発光素子１０の厚みよりも、第２領域２０２の第１絶縁層２１の厚みのほうが厚いため、前面カバー４０にＦＰＣ２０を押し込む際に、前面カバー裏面４０ｂと接触する可能性がある部位は第１絶縁層２１となる。よって、ＦＰＣ２０を強く押し込んだとしても第１絶縁層２１がクッションとなるため、発光素子１０の破損を危惧することなく、前面カバー４０（凸部４１ａ，４１ｂ）とＦＰＣ２０（第２領域２０２）とを固定できる。
【００２８】
また、ＦＰＣ２０に、厚銅箔層２４を形成したことで、ＦＰＣ２０が金属ベースを兼ね備えているので、ＦＰＣ２０において発光素子１０からの発熱を放熱でき、発光効率を低下させることのない配線基板となっている。
【００２９】
なお、本実施例で、一対の凸部４１ａ，４１ｂは第２領域２０２と同等箇所（五箇所）に形成したが、ＦＰＣ２０が形状維持している場合には、第２領域２０２と同数にする必要はなく、形成箇所を減らしてもよい。
【実施例２】
【００３０】
図３は本発明の第２の実施例に係る車両用灯具の横断面図の一部拡大図である。第２の実施例では、発光素子１０に、一例として厚さ約０．８ｍｍのいわゆる表面実装タイプのＬＥＤを用い、これを第１領域２０１の銅箔層２２の陽極，陰極パターン上にハンダ付けして実装している。また、前面カバー４０のカバー裏面４０ｂには、図３に示すように、ＦＰＣ第１領域２０１と対向する領域に、灯具前方Ｆ側へ矩形的に窪ませた凹部４３が形成されている。この構成により、後述のように、ＦＰＣ２０の第１絶縁層２１は発光素子１０の厚みよりも厚くある必要はない。また、第１の実施例で位置決め用に形成されていた、前面カバー４０の内突起４２及びＦＰＣ２０の前面側係合孔２２０は形成されなくてよい。その他の構成は、第１の実施例と同様である。
【００３１】
本実施例においてＦＰＣ２０を前面カバー４０に固定する際には、各発光素子１０が前面カバー裏面４０ｂの各凹部４３に配置（収容）されるように位置合わせし、ＦＰＣ第２領域２０２の前面（第１絶縁層２１）と前面カバー裏面４０ｂとが当接するようにＦＰＣ２０を押し込み、前面カバー４０（凸部４１ａ，４１ｂ）とＦＰＣ２０（第２領域２０２）とを凹凸ランス固定する。
【００３２】
本実施例によれば、第１の実施例の効果に加えて、前面カバー４０に対するＦＰＣ２０の位置決めは、各凹部４３と各発光素子１０とが対向するように配置すればよいので、容易である。なお、各発光素子１０は、各凹部４３の空間に収容される形態で前面カバー４０に固定されるので、発光素子１０を保護する目的の第１絶縁層２１は、発光素子１０よりも厚くする必要はなく、約２５μｍ程度でよい。また、第１絶縁層２１が前面カバー裏面４０ｂと当接するように押し込めば、前面カバー４０に対するＦＰＣ２０の位置決めはより容易となるが、必ずしも当接させる必要は無い。
【００３３】
図４は本実施例の他の例に係る一部拡大図である。上記において、前面カバー４０の凹部４３の形状は、発光素子１０からの出射光がそのまま透過する平面的な形状であったが、一例として、図４に示すように、凹部４３の形状を、発光素子１０の指向性が強い位置を非球面レンズ形状の集光レンズ４３ａ、発光素子１０の指向性が弱い位置をフレネルレンズ形状の集光素子４３ｂとして形成し、発光素子１０からの出射光が拡散されて灯具前方Ｆへ出射するように、凹部４３の形状で配光をとるようにすると好ましい。なお、この構成をとる際には、ＦＰＣ２０の第１絶縁層２１は発光素子１０の厚みよりも厚くすることが、発光素子１０の破損を防ぐ観点から好ましい。
【実施例３】
【００３４】
図５（ａ）は本発明の第３の実施例に係る車両用灯具の横断面図、図５（ｂ）は同灯具の固定構造を示す図である。第３の実施例では、第１の実施例と同様の発光素子１０とＦＰＣ２０を用いている。しかし、ＦＰＣ２０の固定構造と、防水パッキン５０に代えて、前面開口した容器状のＡＢＳ樹脂製のランプボディ２によって光源ユニットＵが封止されている点が、第１の実施例と異なる。
【００３５】
本実施例では、前面カバー裏面４０ｂの上下一対の凸部４１ａ，４１ｂは、灯具後方Ｂへ柱状に延出形成され、各凸部４１ａ，４１ｂの灯具前後方向（矢印Ｆ−Ｂ方向）には、ボルト用ネジ穴４０２ａ，４０２ｂが形成されているとともに、各凸部４１ａ，４１ｂの灯具左右方向（矢印Ｌ−Ｒ方向）には、ＦＰＣ２０の厚み相当のスライド溝４０３ａ，４０３ｂが形成されている。一方、ＦＰＣ２０の各第２領域２０２には、ボルト挿通孔２５ａ，２５ｂが形成されている。また、この固定構造の変更により、第１の実施例で位置決め用に形成されていた内突起４２及び前面側係合孔２２０は形成されなくてよい。
【００３６】
本実施例においてＦＰＣ２０を前面カバー４０に固定する際には、前面カバー４０の凸部４１ａ，４１ｂのスライド溝４０３ａ，４０３ｂ内に、ＦＰＣ２０を、灯具左右方向のいずれか一方からスライド挿入し、各凸部４１ａ，４１ｂのボルト用ネジ穴４０２ａ，４０２ｂとＦＰＣ２０のボルト挿通孔２５ａ，２５ｂとを位置合わせして、固定用ボルト６０を螺合させてネジ留めする。そして、前面カバー４０の周縁部４４はランプボディ２の周縁部と溶着され、光源ユニットＵが固定された前面カバー４０は、ランプボディ２の四隅に設けられた車体取付用ボルト４６によって車体に取り付けられる。
【００３７】
本実施例によれば、第１の実施例の効果に加えて、凸部４１ａ，４１ｂのボルト用ネジ穴４０２ａ，４０２ｂとＦＰＣ２０のボルト挿通孔２５ａ，２５ｂとを位置合わせした上でネジ固定すればよいので、前面カバー４０に対するＦＰＣ２０の位置決めは容易である。また、発光素子１０（ＦＰＣ２０）を前面カバー４０に直接固定しても、従来通りランプボディ２で光源ユニットＵを画成する構成としてよい。この場合であっても、光源ユニットＵの支持部材，リフレクタは廃止されているので、灯具奥行き方向の寸法削減及び部品点数削減が十分に実現されている。
【００３８】
なお、第１，第２の実施例では、固定構造に凹凸ランス固定、第３の実施例では、固定構造にネジ固定を採用したが、前面カバー裏面４０ｂから灯具後方へ延出させた凸部４１ａ，４１ｂに対してＦＰＣ２０を接着によって固定してもよい。
【００３９】
また、第１〜第３の実施例における前面カバー４０の各構成（凸部４１ａ，４１ｂ，内突起４２，凹部４３等）を、前面カバー４０にではなく、前面カバー４０の内側に配置するインナーレンズに形成し、これに発光素子１０（ＦＰＣ２０）を直接固定してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１      車両用灯具
１０    発光素子
２０    ＦＰＣ
２１    第１絶縁層
２４    厚銅箔層
４０    前面カバー
４０ｂ  カバー裏面
４１ａ，４１ｂ  凸部
４３    凹部
２０１  第１領域
２０２  第２領域
【図１】
2013206782.tif 000003
【図２】
2013206782.tif 000004
【図３】
2013206782.tif 000005
【図４】
2013206782.tif 000006
【図５】
2013206782.tif 000007
【図６】
2013206782.tif 000008