説明

ランプモジュール及びランプユニット

【課題】全体の厚さが相対的に薄いランプモジュール及びランプユニットを提供すること。
【解決手段】ランプモジュール13は、少なくとも一つの発光素子であるLED15、LED15の電圧調整用の抵抗16及びLED用の配線17を有するLED実装体13aと、ランプユニット1に装着可能な装着部を有し、LED実装体13aが着脱可能であるホルダ13bと、ホルダ13bに取り付けられており、LED実装体13aを受けると共に、LED実装体13aの配線17と電気的に接続される接続部材である接点ばね13cとから主に構成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光素子を用いたランプモジュール及びランプユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、自動車用ランプ(車載用ルームランプやマップランプなど)には、ランプバルブ(豆電球)を使用していた。ランプバルブを用いたランプユニットは、バルブソケットにランプバルブを取り付けてランプモジュール(特許文献1参照)としたものをユニット筐体に取り付け、そのユニット筐体にカバーを被せて構成されている。
【特許文献1】特開平11−260107号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、ランプバルブは発熱が大きいので、ランプバルブとカバーとの距離をある程度保つ必要がある。このため、ランプユニットの厚さが必然的に厚くなり、ランプユニットの薄型化を図ることができないという問題があった。
【0004】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、全体の厚さが相対的に薄いランプモジュール及びランプユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明のランプモジュールは、少なくとも一つの発光素子、前記発光素子の電圧調整用の抵抗及び前記発光素子用の配線を有する発光素子実装体と、被装着部材に装着可能な装着部を有し、前記発光素子実装体が取り付けられたホルダと、を具備することを特徴とする。
【0006】
この構成によれば、ホルダに発光素子実装体を装着したものであるので、簡単な構成であり、容易にランプユニットに組み立てることが可能である。
【0007】
本発明のランプモジュールにおいては、前記発光素子実装体は、MID技術により得られた成形基板であることが好ましい。この場合、本発明のランプモジュールにおいては、前記抵抗及び前記配線は印刷により形成されたことが好ましい。
【0008】
これらの構成によれば、発光素子実装体は、MID技術を用いて成形されるので、凹部や湾曲面のある構造や、嵌合構造でも実現することができる。このため、設計の自由度が向上する。さらに、この構成によれば、発光素子実装体に、抵抗などの素子や配線を印刷により直接形成することができるので、部品点数を削減することができる。
【0009】
本発明のランプモジュールにおいては、前記発光素子実装体は、凹状面を有し、前記凹状面に前記発光素子が実装されたことが好ましい。
【0010】
この構成によれば、発光素子からの光をランプユニット外で容易に集光させることができるので、自動車ランプ用のランプユニットなどの用途により適するように構成することができる。
【0011】
本発明のランプモジュールにおいては、前記発光素子はLEDであることが好ましい。また、本発明のランプモジュールにおいては、前記発光素子実装体がプリント配線板であることが好ましい。
【0012】
本発明のランプユニットは、開口を有する箱形状の被装着部材と、前記被装着部材の内側に前記発光素子が露出するように装着された請求項1から請求項6のいずれかに記載のランプモジュールと、前記被装着部材に着脱可能であり、前記発光素子に対向する領域にレンズを有するカバー部材と、を具備することを特徴とする。
【0013】
この構成によれば、過度の発熱の心配のない発光素子を使った構成であるので、ランプモジュールとユニットカバーとの距離を短く設定することが可能となる。これにより、ランプユニットの薄型化を実現することができる。
【発明の効果】
【0014】
本発明のランプモジュールによれば、少なくとも一つの発光素子、前記発光素子の電圧調整用の抵抗及び前記発光素子用の配線を有する発光素子実装体と、被装着部材に装着可能な装着部を有し、前記発光素子実装体が取り付けられたホルダと、を具備するので、全体の厚さを相対的に薄くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
近年、白色LEDが開発され、自動車用ランプとして用いることが検討されている。しかしながら、白色LEDを自動車用ランプとして使用する場合、電圧調整用の抵抗が必要となるため、ランプモジュールの形態としては、LEDと抵抗を実装したプリント配線板を用いる形態が考えられる。本発明者らは、この点に着目し、LEDの「長寿命」、「発熱が小さい」という特徴を生かして薄型化を図ると共に、部品点数の少ない、簡単な構成で実現でき、しかも組み立てが簡単であるランプモジュール及びランプユニットを見出した。
【0016】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。以下の実施の形態においては、ランプユニット1が自動車ランプ(車載用ルームランプ、マップランプなど)用のランプユニットである場合について説明する。なお、本発明のランプユニットは、自動車ランプ以外の用途にも適用することが可能である。
【0017】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係るランプユニットの表面を示す斜視図である。また、図2は、図1に示すランプユニットの裏面を示す斜視図である。なお、本実施の形態においては、図1の方向から見た面を表面とし、図2の方向から見た面を裏面としているが、図2の方向から見た面を表面とし、図1の方向から見た面を裏面としても良い。
【0018】
このランプユニット1は、上方に開口を有する箱形状のユニットベース11と、このユニットベースの開口を塞ぐユニットカバー12と、ユニットベース11の底面に取り付けられたランプモジュール13とから主に構成されている。このランプユニット1は、ランプモジュール13の被装着部材である。ランプユニット1の大きさは、ランプユニット1を装着する装置の大きさに応じて適宜決定される。
【0019】
ユニットベース11は、四隅のうち一つの隅にコネクタボックス11aを有する。また、ユニットベース11の底面11bには、所定の間隔で穴部が形成されており、その穴部にランプモジュール13のLED実装体13aが突出している。また、ユニットベース11の開口部は、後述するユニットカバー12が着脱可能に取り付けられるように構成されている。コネクタボックス11a内には、図2に示すように、コネクタ端子14が設けられている。ユニットベース11の深さは、特に制限はないが、ランプモジュール13のLED実装体13aが十分に突出できる程度であることが好ましい。さらに、ユニットベース11の深さは、LED実装体13aに実装されたLEDとユニットカバー12のレンズ12aの焦点などを考慮して決定することが望ましい。
【0020】
ユニットカバー12は、ユニットベース11に着脱可能に装着されるものであり、ユニットベース11の開口部の構成に対応する構成を有する。ユニットカバー12において、LED実装体13aのLED15に対向する領域には、レンズ12aが形成されている。このレンズ12aは、LED15からの光をランプユニット1外で集光させるように焦点合わせされている。このユニットカバー12は、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの透明樹脂材料を用いた射出成形などにより作製することができる。なお、図1及び図2においては、ユニットカバー12は片側しか示していないが、実際には2つのユニットカバーによりユニットベース11の開口を塞ぐようになっている。また、ユニットカバー12の枚数は2枚に限定されず、1枚又は3枚以上であっても良い。
【0021】
図3は、本発明の実施の形態1に係るランプモジュールを示す斜視図であり、(a)
は斜視図であり、(b)は断面図である。ランプモジュール13は、少なくとも一つの発光素子であるLED15、LED15の電圧調整用の抵抗16及びLED用の配線17を有するLED実装体13aと、ランプユニット1に装着可能な装着部を有し、LED実装体13aが着脱可能であるホルダ13bと、ホルダ13bに取り付けられており、LED実装体13aを受けると共に、LED実装体13aの配線17と電気的に接続される接続部材である接点ばね13cとから主に構成されている。
【0022】
LED実装体13aは、MID(Molded Interconnect Device)技術を用いてプラスチック材料を成形してなる成形体であり、略直方体形状を有する。このようにMID技術を用いて成形することにより、LED実装体13aにLED15を収容する凹部、湾曲面、平面を所望の場所に設けることが可能となる。LED実装体13aを構成する材料としては、ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン)樹脂やアクリル樹脂などの汎用プラスチック、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、PBT(ポリブチレンテレフタレート)樹脂などのエンジニアリングプラスチック、液晶ポリマー、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)樹脂などのスーパーエンプラなどを挙げることができる。
【0023】
このLED実装体13aは、LED15を実装する実装面と、ホルダ13bに取り付けられた接点ばね13cで受けられる側面とを有する。また、LED実装体13aの大きさは、ホルダ13bに設けられた穴部に大きさに応じて適宜設定される。なお、LED実装体13aは、MID技術を用いて成形されているので、略直方体以外の形状にも成形することが可能である。LED実装体13aの形状については、LED実装体13aを受けるホルダ13bの形状に応じて適宜変更することが可能である。
【0024】
LED実装体13aの実装面には、LEDを収容できる凹部が形成されており、その凹部内にLED15が収容されている。LED実装体13aにLED15を実装する場合には、接合材として導電性接着剤や半田などを用いることができる。後述する抵抗層や配線層を転写法により形成する場合には、LED15の接合材として導電性接着剤を用いることが好ましい。なお、LEDの配列形態や数などについては特に制限はない。LED実装体13aは、上述したように、MID技術を用いて成形されるのであれば、LED実装体13aを形成する際に凹部を形成することが可能である。なお、本発明において、実装面が凹状面であり、この凹状面にLED15が実装された構成が好ましい。このようにLED15を配置することにより、LED15からの光をランプユニット1外で容易に集光させることができるので、自動車ランプ用のランプユニットなどの用途により適するように構成することができる。
【0025】
LED実装体13aには、LED15の電圧調整用の抵抗16及びLED用の配線17が形成されている。自動車ランプのランプユニットとして用いる場合、自動車で使用される電圧が通常12Vであり、LED15の駆動電圧が通常3Vであるので、電圧調整が必要になる。このため、LED15をLED実装体13aに実装するには、電圧調整用の抵抗16が必要になる。また、LED15や抵抗16を、接点ばね13cを介して外部機器と電気的に接続させるために配線17が必要になる。
【0026】
この抵抗16及び配線17は、LED実装体13aがMID技術により得られる場合には、印刷により形成された抵抗パターンや配線パターンを転写することにより、LED実装体13a上に形成することができる。具体的には、まず、図4に示すように、ポリエステル樹脂やPEN(ポリエチレンナフタレート)樹脂のベースフィルム20上にオーバレイ層21を設け、その上に抵抗用のカーボンペーストで抵抗16のパターンを印刷して抵抗層22を形成し、その上に配線用の導電ペーストで配線17のパターンを印刷して配線層23を形成する。次いで、印刷後のフィルムを熱乾燥炉において乾燥して、カーボンペースト及び導電ペーストを硬化させる。その後、乾燥後のフィルムを、抵抗層22及び配線層23が内側を向くようにして金型に取り付け、その金型にLED実装体13aを構成する樹脂を用いて射出成形し、最後にベースフィルム20を剥離する。このようにして、LED実装体13aに印刷により形成された抵抗16及び配線17を形成する。なお、導電ペーストととしては、AgペーストやAg,Cu,Al,C粉末を混合したペーストなどを用いることができる。なお、抵抗層22及び配線層23の厚さなどについては特に制限はない。
【0027】
ホルダ13bは、図3(b)に示すように、LED実装体13aを収容できる収容領域を有している。この収容領域の大きさは、LED実装体13aの大きさ及び後述する接点ばね13cの厚さを考慮して適宜決定することができる。また、ホルダ13bには、収容領域から外側に延在する、ユニットベース11の底面11bと当接するフランジ13dを有しており、このフランジ13dには、収容領域と反対側に延在するつまみ13eが設けられている。ホルダ13bを構成する材料としては、LED実装体13aと同様に、ABS樹脂やアクリル樹脂などの汎用プラスチック、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、PBT樹脂などのエンジニアリングプラスチック、液晶ポリマー、PEEK樹脂などのスーパーエンプラなどを挙げることができる。
【0028】
ホルダ13bの収容領域には、LED実装体13aを受けると共に、LED実装体13aの配線17と電気的に接続される接点ばね13cが取り付けられている。この接点ばね13cは、フランジ13dに沿って延在しており、外部機器と電気的に接続できるようになっている。接点ばね13dの形状については、LED実装体13aを受けると共に、LED実装体13aの配線17と電気的に接続できれば特に制限はない。接点ばね13cは、リン青銅、黄銅、洋箔などで構成された板材をプレス加工した後にメッキ処理(Auメッキ、Cuメッキ、Snメッキ、Niメッキ、半田メッキなど)を施して作製される。
【0029】
上記構成を有するランプユニットを組み立てる場合、まず、MID技術を用いてLED用の凹部を有するLED実装体13aを成形する。この成形の際に、印刷された抵抗層及び配線層を有する転写フィルムを金型に設置することにより、LED実装体13aに抵抗16及び配線17を形成する。成形後に転写フィルムのベースフィルム20を剥離する。次いで、LED実装体13aの凹部にLED15を実装する。この実装の際には、導電性接着剤を用いる。このとき、LED15と、LED実装体13aの配線17とが電気的に接続される。
【0030】
次に、LED実装体13aの収容領域、フランジ13d及びつまみ13eを有するホルダ13bを成形する。そして、金属の板材をプレス加工し、メッキ処理して得た接点ばね13cをホルダ13bの収容領域に取り付け、さらにLED15の実装面が露出するようにして、LED実装体13aをホルダ13bの収容領域に装着する。このとき、LED実装体13aの配線17と接点ばね13cとが電気的に接続される。これにより、本実施の形態に係るランプモジュール13が得られる。このランプモジュール13は、ホルダ13bにLED実装体13aを装着したものであるので、簡単な構成であり、容易にランプユニットに組み立てることが可能である。
【0031】
次に、ユニットベース11の内側にLED15が露出するように、ランプモジュール13をユニットベース11に装着する。ユニットベース11にランプモジュール13が装着された状態では、図2に示すように、ランプモジュール13のフランジ13dが底面11bの裏側に当接され、フランジ13dに設けられたつまみ13eが外側に突出するようになっている。なお、ユニットベース11にランプモジュール13が装着されると、ランプモジュール13の接点ばね13cがユニットベース11に予めインサートモールドで形成された配線(図示せず)と電気的に接続するようになっている。この配線は、コネクタボックス11aのコネクタ端子14に電気的に接続されており、外部機器をコネクタ端子14に接続することにより外部から電源を供給できるようになっている。
【0032】
次に、ユニットベース11の開口を塞ぐように、ユニットカバー12を取り付ける。この場合、レンズ12aがLED15に対向する領域に位置するようにする。このようにして、本実施の形態に係るランプユニット1が組み立てられる。
【0033】
このようなランプユニットによれば、過度の発熱の心配のないLEDを使った構成であるので、ランプモジュールとユニットカバーとの距離を短く設定することが可能となる。これにより、ランプユニットの薄型化を実現することができる。実際に、ランプバルブを用いたランプユニットの厚さが30mm〜40mmであるのに対して、本実施の形態に係るランプユニットの厚さは約20mm以下になることが分かった。また、本ランプユニットにおいては、LED実装体は、MID技術を用いて成形されるので、凹部や湾曲面のある構造や、嵌合構造でも実現することができる。このため、設計の自由度が向上する。さらに、本ランプユニットにおいては、LED実装体に、抵抗などの素子や配線を印刷により直接形成することができるので、部品点数を削減することができる。
【0034】
(実施の形態2)
本実施の形態2に係るランプモジュールは、図5(a),(b)に示すように、相対的に厚さが厚いLED実装体31aを用いた構成であっても良い。このLED実装体31aは、互いに対向する一対の端面のうちの一方の端面がホルダ31bの収容領域に収容され、他方の端面上に電圧調整用の抵抗素子33が実装されている。また、LED実装体31aの互いに対向する一対の主面のうちの一方の主面上に側面発光型のLED32が実装されている。このLED実装体31aの配線は、Cuメッキ、Niメッキ、Auメッキをこの順で施すことにより形成される。
【0035】
上記構成を有するランプユニットを組み立てる場合、まず、MID技術を用いてLED実装体31aを成形する。次いで、LED実装体31aにメッキを施して配線を形成する。次いで、配線上の所定の場所に抵抗素子33及びLED32を実装する。この実装の際には、半田を用いる。このとき、LED32と、LED実装体31aの配線とが電気的に接続される。
【0036】
次に、LED実装体31aの収容領域、フランジ及びつまみを有するホルダ31bを成形する。そして、金属の板材をプレス加工し、メッキ処理して得た接点ばね31cをホルダ31bの収容領域に取り付け、さらにLED32の実装面が露出するようにして、LED実装体31aをホルダ31bの収容領域に装着する。このとき、LED実装体31aの配線と接点ばね31cとが電気的に接続される。これにより、本実施の形態に係るランプモジュール31が得られる。
【0037】
本ランプモジュール31を実施の形態1と同様にユニットベースに装着し、ユニットカバーを取り付けてなるランプユニットも、実施の形態1と同様に、過度の発熱の心配のないLEDを使った構成であるので、ランプモジュールとユニットカバーとの距離を短く設定することが可能となる。これにより、ランプユニットの薄型化を実現することができる。また、本ランプユニットにおいては、LED実装体は、MID技術を用いて成形されるので、凹部や湾曲面のある構造や、嵌合構造でも実現することができる。このため、設計の自由度が向上する。
【0038】
(実施の形態3)
本実施の形態3に係るランプモジュールは、図6に示すように、LED実装体41aとしてプリント配線板を用いた構成であっても良い。このLED実装体41aは、一方の端部がホルダ41bの収容領域に収容され、一方の主面上にLED42が実装され、他方の主面上に電圧調整用の抵抗素子43が実装されている。このLED実装体41aの配線は、銅張積層板をエッチングしてパターニングした後に、Niメッキ、Auメッキをこの順で施すことにより形成される。
【0039】
上記構成を有するランプユニットを組み立てる場合、まず、プリント配線板であるLED実装体41aにメッキを施して配線を形成する。次いで、配線上の所定の場所に抵抗素子43及びLED42を実装する。この実装の際には、半田を用いる。このとき、LED42と、LED実装体41aの配線とが電気的に接続される。
【0040】
次に、LED実装体41aの収容領域、フランジ及びつまみを有するホルダ41bを成形する。そして、金属の板材をプレス加工し、メッキ処理して得た接点ばね41cをホルダ41bの収容領域に取り付け、さらにLED42の実装面が露出するようにして、LED実装体41aをホルダ41bの収容領域に装着する。このとき、LED実装体41aの配線と接点ばね41cとが電気的に接続される。これにより、本実施の形態に係るランプモジュール41が得られる。
【0041】
本ランプモジュール41を実施の形態1と同様にユニットベースに装着し、ユニットカバーを取り付けてなるランプユニットも、実施の形態1と同様に、過度の発熱の心配のないLEDを使った構成であるので、ランプモジュールとユニットカバーとの距離を短く設定することが可能となる。これにより、ランプユニットの薄型化を実現することができる。
【0042】
本発明は、上記実施の形態1〜3に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態1〜3においては、発光素子としてLEDを用いているが、本発明は、発光素子が他の素子である場合にも適用することができる。また、上記実施の形態1〜3においては、ランプユニットが自動車に装着される場合について説明しているが、本発明は、ランプユニットが自動車以外に装着される場合にも適用することができる。また、上記実施の形態1〜3においては、LED実装体とホルダとの間の接続部材が接点ばねである場合について説明しているが、本発明においては、他の接続部材を用いても良い。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】本発明の実施の形態1に係るランプユニットの表面を示す斜視図である。
【図2】図1に示すランプユニットの裏面を示す斜視図である。
【図3】本発明の実施の形態1に係るランプモジュールを示す図であり、(a)は斜視図であり、(b)は断面図である。
【図4】本発明の実施の形態1に係るランプユニットのホルダを作製する際に使用する転写フィルムを示す断面図である。
【図5】本発明の実施の形態2に係るランプモジュールを示す図であり、(a)は斜視図であり、(b)は断面図である。
【図6】本発明の実施の形態3に係るランプモジュールを示す断面図である。
【符号の説明】
【0044】
1 ランプユニット
11 ユニットベース
11a コネクタボックス
11b 底面
12 ユニットカバー
13,31,41 ランプモジュール
13a,31a,41a LED実装体
13b,31b,41b ホルダ
13c,31c,41c 接点ばね
13d,31d,41d フランジ
13e,31e,41e つまみ
14 コネクタ端子
15,32,42 LED
16 抵抗
17 配線
20 ベースフィルム
21 オーバレイ層
22 抵抗層
23 配線層
33,43 抵抗素子

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも一つの発光素子、前記発光素子の電圧調整用の抵抗及び前記発光素子用の配線を有する発光素子実装体と、被装着部材に装着可能な装着部を有し、前記発光素子実装体が取り付けられたホルダと、を具備することを特徴とするランプモジュール。
【請求項2】
前記発光素子実装体は、MID技術により得られた成形基板であることを特徴とする請求項1記載のランプモジュール。
【請求項3】
前記抵抗及び前記配線は印刷により形成されたことを特徴とする請求項2記載のランプモジュール。
【請求項4】
前記発光素子実装体は、凹状面を有し、前記凹状面に前記発光素子が実装されたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のランプモジュール。
【請求項5】
前記発光素子はLEDであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載のランプモジュール。
【請求項6】
前記発光素子実装体がプリント配線板であることを特徴とする請求項1又は請求項5記載のランプモジュール。
【請求項7】
開口を有する箱形状の被装着部材と、前記被装着部材の内側に前記発光素子が露出するように装着された請求項1から請求項6のいずれかに記載のランプモジュールと、前記被装着部材に着脱可能であり、前記発光素子に対向する領域にレンズを有するカバー部材と、を具備することを特徴とするランプユニット。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2006−147330(P2006−147330A)
【公開日】平成18年6月8日(2006.6.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−335479(P2004−335479)
【出願日】平成16年11月19日(2004.11.19)
【出願人】(000010098)アルプス電気株式会社 (4,263)
【Fターム(参考)】