(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-03-03
(45)【発行日】2022-03-11
(54)【発明の名称】光源ユニット
(51)【国際特許分類】
F21V 19/00 20060101AFI20220304BHJP
F21V 23/06 20060101ALI20220304BHJP
F21S 41/19 20180101ALI20220304BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20220304BHJP
【ＦＩ】
F21V19/00 450
F21V19/00 150
F21V19/00 170
F21V23/06
F21S41/19
F21Y115:10 300
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2017238240
(22)【出願日】2017-12-13
(65)【公開番号】P2019106298
(43)【公開日】2019-06-27
【審査請求日】2020-11-09
(73)【特許権者】
【識別番号】000001133
【氏名又は名称】株式会社小糸製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100081433
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 章夫
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 哲也
【審査官】山崎 晶
(56)【参考文献】
【文献】特開２００６－３５１６９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－３０７８３１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２１Ｖ １９／００
Ｆ２１Ｖ ２３／０６
Ｆ２１Ｓ ４１／００
Ｆ２１Ｙ １１５／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
カード基板に光源が搭載され、かつ当該カード基板の一部にカードエッジコネクタが形成されたカード型光源と、当該カードエッジコネクタにより前記カード型光源に嵌合されて給電を行う給電コネクタとを含む光源ユニットであって、前記カード型光源と前記給電コネクタの一方には、他方との位置合せ状態を確認するための位置合せ手段が設けられており、当該位置合せ手段は、前記カード型光源に形成されて前記給電コネクタと嵌合する方向に伸びる位置合せ溝であり、前記カード型光源が前記給電コネクタに正しく嵌合したときに、前記位置合せ溝が当該給電コネクタによって覆い隠されることを特徴とする光源ユニット。
【請求項2】
前記給電コネクタは、前記カードエッジコネクタが内挿されるコネクタ本体を主体に構成されており、前記給電コネクタが正しく嵌合したときに、前記カード型光源が内挿される側に向けられている当該コネクタ本体の端面が、前記位置合せ溝の先端と同じ位置となるように形成される請求項１に記載の光源ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は車両用ランプに設けられる光源ユニットに関し、特にカード型の基板に発光素子を搭載したカード型光源を備える光源ユニットに関するものである。
【背景技術】
【0002】
自動車等の車両用ランプでは、近年ＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（レーザダイオード）等の発光素子を光源としてユニット化した光源装置、すなわち光源ユニットが提案されている。このような、光源ユニットでは、１つあるいは複数の発光素子をカード型の基板（以下、カード基板と称する）に搭載してカード型光源を構成し、このカード型光源をランプ内に組み込むとともに、当該カード型光源を車載電源に電気接続し、発光素子への給電を行うように構成している。
【0003】
従来、このようなカード型光源を用いる光源ユニットでは、所要の形状をしたカード基板の一部に別体の受電コネクタを搭載し、この受電コネクタに車載電源に接続されている給電コネクタを嵌合することにより給電を行う構成がとられている。しかし、この構成では、受電コネクタをカード基板に搭載するための工数がかかるとともに、受電コネクタによってカード型光源を小型化する際の障害になる。そこで、例えば、特許文献１のように、受電コネクタとしてカード基板の一辺部に電極パッドを形成してカードエッジコネクタを形成することにより、別体のコネクタを搭載することを不要にし、工数削減及び小型化を可能にしたカード型光源が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１７－１５２３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１には、カード型光源に形成されたカードエッジコネクタに対して給電を行うための具体的な構成は記載されていないが、通常ではカードエッジコネクタに対してして電気的接続を行うための給電コネクタが設けられる。この給電コネクタはコネクタ本体に設けられた凹溝内に電極端子が配設されており、当該凹溝にカードエッジコネクタが内挿されたときに当該電極端子がカードエッジコネクタの電極パッドに接触して電気的に導通されるようになっている。
【0006】
このような、カードエッジコネクタを有するカード型光源を給電コネクタに嵌合して電気接続を行う場合、両者を嵌合させる組立工程において、組立作業者の不慣れ等の要因によって両者が十分に嵌合されないことがある。このような十分ではない嵌合状態（以下、半嵌合状態と称する）が生じると、光源ユニットないしランプユニットの組立工程中に嵌合が外れてしまうことがあり、ランプユニットの組立不良の要因になる。また、半嵌合状態でカード型光源がランプユニットに取り付けられると、両者間での電気的な接触が不十分となり、電気抵抗の増大や、点灯時における発熱が顕著になり、光源ユニットないしランプユニットの信頼性が低下する要因になる。
【0007】
本発明の目的は、カード型光源と、このカード型光源に設けたカードエッジコネクタを介して電気接続される給電コネクタとの半嵌合状態が生じることを未然に防止することが可能な光源ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の光源ユニットは、カード基板に光源が搭載され、かつ当該カード基板の一部にカードエッジコネクタが形成されたカード型光源と、当該カードエッジコネクタによりカード型光源に嵌合されて給電を行う給電コネクタとを含んでおり、これらカード型光源と給電コネクタの一方には、他方との位置合せ状態を確認するための位置合せ手段が設けられている。
【0009】
本発明における位置合せ手段は、カード型光源に形成されて給電コネクタと嵌合する方向に伸びる位置合せ溝であり、給電コネクタがカード型光源に正しく嵌合したときに、当該位置合せ溝が給電コネクタによって覆い隠される構成である。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、位置合せ手段を目視しながらカード型光源と給電コネクタを嵌合することにより、カード型光源と給電コネクタとの正しい嵌合状態が確認できる。例えば、位置合せ手段としての位置合せ溝が覆い隠される状態を確認することにより正しい嵌合状態を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の光源ユニットを備えたヘッドランプの、光源ユニットを透視的に表した正面図。
【図3】カード型光源と給電コネクタの概略斜視図。
【図4】カード型光源と給電コネクタの正面図。
【図5】光源ユニットの部分分解斜視図。
【図6】カード型光源のカードエッジコネクタと給電コネクタを嵌合したときの断面図。
【図7】位置合せ溝によりカードエッジコネクタと給電コネクタの嵌合状態を確認する方法を説明する模式的な正面図。
【発明を実施するための形態】
【0012】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の光源ユニットを備えた自動車用ヘッドランプＨＬの正面図であり、一部を透視的に示している。図２はそのＩＩ－ＩＩ線に沿った概略断面図である。ランプボディ３１と、このランプボディ３１の前面開口に取着された透光カバー３２とで構成されるランプハウジング３内に所要の配光で光照明を行うランプユニット２、ここではハイビーム配光のランプユニットが内装されている。
【0013】
前記ランプユニット２は光源ユニット１と、この光源ユニット１から出射される光を自動車の前方領域に投影する投影レンズ４を備えて構成される。
【0014】
前記光源ユニット１は、概ね平板状をしたベース部５１を有するヒートシンク５を備えている。このヒートシンク５はベース部５１の周辺部３箇所において、公知のエイミング機構５２、例えばエイミングスクリューにより前記ランプボディ３１に取り付けられている。このエイミング機構５２の詳細については省略するが、エイミング調整を行うことにより当該ヒートシンク５のベース部５１は上下方向及び左右方向に傾動可能とされている。前記ベース部５１の主面はランプユニットの前方に向けられており、この主面にカード型光源６が取り付けられている。また、このヒートシンク５の後面には放熱ファン５３が取り付けられており、当該カード型光源６で発生した熱の放熱効果を高めている。
【0015】
前記ベース部５１の主面には、前記カード型光源６と共にリフレクタ８が取り付けられており、カード型光源６から出射した光を所要の方向に向けて反射する。このとき一部の光は遮光される。また、前記ベース部５１には、前記投影レンズ４がレンズホルダ４１により取り付けられている。この投影レンズ４は前記カード型光源６から出射されて前記リフレクタ８により反射された光をランプユニット２の前方に向けて投影し、自動車の前方領域を所要の配光で照明する。
【0016】
また、前記光源ユニット１は、前記カード型光源６に電気接続する給電コネクタ７を含んでいる。この給電コネクタ７は電気コード７１により、図には表れない自動車の車載電源に接続されており、後述するカードエッジコネクタ６４を介して嵌合されるカード型光源１に電気接続され、車載電源の電力をカード型光源６に給電して発光させるようになっている。
【0017】
図３は前記カード型光源６と給電コネクタ７の外観斜視図であり、図４はこれらの一部を破断した正面図である。前記カード型光源６は、所要形状をしたカード基板６０を主体に構成されている。このカード基板６０は絶縁基板の一方の面に導電膜を所要パターンに形成した導電パターン６１を有しており、この一方の面に複数個の発光素子としてのＬＥＤ６２が面実装により搭載されている。ここでは、このカード基板６０において、これらＬＥＤ６２が搭載されている側の面を表面と称し、反対側の面を裏面と称する。
【0018】
前記カード基板６０は、幅方向（図４の左右方向）の寸法が所要の幅寸法に形成された素子搭載部６０Ａと、これよりも両側が後退されて幅寸法が短くされたコネクタ部６０Ｂとで構成されている。そして、前記複数の導電パターン６１は、素子搭載部６０Ａからコネクタ部６０Ｂの両部位にわたって形成されており、前記素子搭載部６０Ａでは当該導電パターン６１の一部は前記複数のＬＥＤ６２の搭載ランド（図示せず）として構成され、前記コネクタ部６０Ｂでは導電パターン６１の他の一部は後述するコネクタ電極パッド６１Ｐとして構成されている。
【0019】
前記素子搭載部６０Ａにおいては、複数の搭載ランドが幅方向にほぼ一列に配置されており、それぞれの搭載ランドにＬＥＤ６２が半田等により面実装されている。図２に要部を拡大図示するように、各ＬＥＤ６２は発光面部６２ａがランプ前方に向けられ、この発光面部６２ａを囲むように光反射部６２ｂが設けられている。この光反射部６２ｂは発光面部６２ａからランプ側方に向けて出射される光をランプ前方に向けて反射する。また、各ＬＥＤ６２はボンディングワイヤ６２ｃにより前記各導電パターン６１の一端部に電気接続されている。このボンディグワイヤ６２ｃは樹脂６３により封止されている。
【0020】
一方、前記ＬＥＤ６２に電気接続された導電パターン６１の他端部はコネクタ部６０Ｂの縁部にまで延長され、当該縁部に沿って幅方向に配列されて前記コネクタ電極パッド６１Ｐとして構成されている。これらのコネクタ電極パッド６１Ｐにより、前記コネクタ部６０Ｂの当該縁部はカードエッジコネクタ６４として構成される。
【0021】
前記素子搭載部６０Ａには、幅方向の両端部にそれぞれ一対の円形の穴６５，６６が板厚方向に貫通されている。それぞれ対をなす穴のうち、図４における下側の穴６５は他方の穴６６よりも幾分穴径が大きくされており、この大径の穴６５はカード型光源６をベース部５１に取り付けるための取付穴として構成され、小径の穴６６はベース部５１に対してカード型光源６の位置決めを行うための位置決め穴として構成されている。
【0022】
前記コネクタ部６０Ｂには、カードエッジコネクタ６４を構成している縁部から素子搭載部６０Ａに向けて垂直な１本の直線状をした細幅の切欠き溝６９が形成されている。この切欠き溝６９はカード基板６０の板厚方向に貫通されており、かつ並列配置されている複数のコネクタ電極パッド６１Ｐのうち、所定のコネクタ電極パッド６１Ｐの間に形成されている。また、この切欠き溝６９はその先端部がカード基板６０の表面上での特定の位置となるようその長さＬが正確に決められている。この切欠き溝６９は給電コネクタ７との嵌合状態を確認するための位置合せ溝として構成されており、本発明における位置合せ手段である。
【0023】
この位置合せ溝６９は、コネクタ部６０Ｂに設けられた複数のコネクタ電極パッド６１Ｐの配列方向、すなわちコネクタ部６０Ｂの幅方向の中央位置よりも一方の側に偏った位置に形成される。
【0024】
一方、前記光源ユニット１の構成要素の一つとしての前記給電コネクタ７は、図３と図４にも示すように、偏平な矩形筒状をした樹脂製のコネクタ本体７０を有しており、その一方の端面７０ａ（以下、前面と称する）に開口されている筒溝７２内に前記カード型光源６のカードエッジコネクタ６４が内挿されるようになっている。このコネクタ本体７０の筒溝７２内には、当該カードエッジコネクタ６４を構成している複数のコネクタ電極パッド６１Ｐに対応する位置にそれぞれ金属等の導電性部材からなるコネクタ電極端子７３が配列されている。これらのコネクタ電極端子７３は、前記カードエッジコネクタ６４が内挿されたときに対応するコネクタ電極パッド６１Ｐに接触して電気接続されるようになっている。各コネクタ電極端子７３には前記電気コード７１が接続されている。
【0025】
前記コネクタ本体７０の筒溝７２内には、前記コネクタ電極端子７３の配列方向の中間一部にコネクタ本体７０の強度を高めるためのリブ７４が形成されている。このリブ７４は、前記カード型光源６に設けられている位置合せ溝６９に対応する位置である。すなわち、カードエッジコネクタ６４が筒溝７２に内挿されるときに、位置合せ溝６９内にリブ７４が進入することにより、当該内挿を可能とするようになっている。前記したように位置合せ溝６９は幅方向の中央に対して偏った位置にあり、これに対応してリブ７４も幅方向に偏った位置に設けられているので、給電コネクタ７に対してカード型光源６が表裏反対の向きに嵌合されることが防止される。
【0026】
また、前記コネクタ本体７０の筒溝７２内の各コネクタ電極端子７３が配列されている幅方向の両側位置には、それぞれ掛止片７５が設けられている。これら掛止片７５はコネクタ本体７０と一体に形成された片持ち片として構成されている。この掛止片７５は筒溝７２内にカードエッジコネクタ６４が内挿されたときに、コネクタ部６０Ｂの前記掛止溝６７に掛止され、その掛止力によってカード型光源６が容易に脱落されないようにする。
【0027】
ここで、前記コネクタ本体７０の筒軸方向の寸法、すなわちカード型光源６が嵌合される方向の寸法は、カードエッジコネクタ６４が給電コネクタ７内に所定の正しい位置にまで内挿されたときに、当該コネクタ本体７０の前面７０ａが前記位置合せ溝６９の先端部と一致する寸法に形成されている。
【0028】
以上の構成のカード型光源６と給電コネクタ７は、相互に嵌合された上で前記ヒートシンク５のベース部５１に取り付けられて前記光源ユニット１が構成される。図５は光源ユニット１の分解斜視図である。前記ヒートシンク５の前記ベース部５１の主面には、前記カード型光源６の前記取付穴６５に対応する位置に取付ネジ穴５４が開口されている。また、前記位置決め穴６６に対応する位置に円柱状の位置決めボス５５が立設されている。
【0029】
この光源ユニット１を組み立てるには、先ず、カード型光源６を給電コネクタ７に嵌合して両者を一体化する。具体的には、カード型光源６のカードエッジコネクタ６４を給電コネクタ７のコネクタ本体７０の前面７０ａ側から筒溝７２内に内挿する。図６は内挿したときの断面図であり、図６（ａ）のように、内挿されたカードエッジコネクタ６４を構成しているカード基板６０の表面上の複数のコネクタ電極パッド６１Ｐにそれぞれ給電コネクタ７のコネクタ電極端子７３が接触され、相互に電気接続される。
【0030】
また、カードエッジコネクタ６４が内挿されると、図６（ｂ）のように、コネクタ本体７０の両側位置にある掛止片７５のフック状先端がカード型光源６の掛止溝６７に掛止される。このとき、掛止片７５と掛止溝６７との間に生じるクリック感により、カード型光源６と給電コネクタ７の嵌合状態を触感で確認することができる。また、その掛止力によってカード型光源６が簡単には脱落されないようにすることができる。
【0031】
その上で、図５に示したように、給電コネクタ７が嵌合されたカード型光源６をベース部５１に取り付ける。この取り付けでは、カード型光源６の位置決め穴６６にベース部５１の位置決めボス５５を内挿させることによりカード型光源６の位置決めが行われる。次いで、取付ネジ５７をカード型光源６の取付穴６５を挿通させた上でベース部５１の取付ネジ穴５４に螺合させることにより、カード型光源６をベース部５１に固定的に取り付ける。
【0032】
なお、この実施形態では、カード型光源６を取り付けるのと同時に、前記リフレクタ８をカード型光源６に重ねた状態で前記取付ネジ５７により一体的にベース部５１に取り付ける。これにより光源ユニット１の組み立てが完了する。その後、詳細な説明は省略するが、図２に示したように、レンズホルダ４１により投影レンズ４をベース部５１に取り付けることによりランプユニット２が構成される。
【0033】
このように組み立てられたランプユニット２では、カード型光源６と給電コネクタ７が嵌合されることにより、車載電源の電力がカード型光源６に給電され、ＬＥＤ６２が発光される。発光した各ＬＥＤ６２から出射された光は図２に拡大図示したリフレクタ８の開口８１を通り、反射面８２で反射された後、投影レンズ４により前方に投影される。これにより、ランプユニット２ないしヘッドランプＨＬが点灯状態となり、自動車の前方領域が照明される。
【0034】
前記光源ユニット１の組み立てに際しては、カード型光源６に給電コネクタ７を嵌合させているが、このときに嵌合が不十分な半嵌合状態であると、前記したようにランプユニット２の組立工程中にカード型光源６と給電コネクタ７の嵌合が外れてしまうことがあり、ランプユニット２の組立工程不良の要因になる。また、そのままの状態でランプユニット２がヘッドランプＨＬに組み立てられてしまうと、両者間での電気接続における電気抵抗の増大や、点灯時における発熱が顕著になり、ランプユニット２ないしヘッドランプＨＬの信頼性が低下するおそれがある。
【0035】
このような組み立てにおける半嵌合を防止するために、図６（ｂ）に示した掛止片７５と掛止溝６７が掛止する際のクリック感を利用して嵌合状態を確認することは可能であるが、このクリック感は組立作業者の触感によるものであるので、感覚の個人差によって確実に半嵌合を防止することは難しい。
【0036】
この半嵌合を確実に防止するために、実施形態の光源ユニット１では、カード型光源６に設けられた位置合せ手段としての位置合せ溝６９が有効に機能する。図７はこの位置合せを説明する正面図であり、カード型光源６のカードエッジコネクタ６４を給電コネクタ７に内挿させながら両者を嵌合して行くと、図７（ａ）のように、コネクタ本体７０の前面７０ａは位置合せ溝６９に沿って移動され、コネクタ本体７０が徐々に位置合せ溝６９を覆うように移動される。
【0037】
前記したように、コネクタ本体７０の嵌合方向の寸法は、位置合せ溝６９の長さＬに対応する所定の寸法に形成されているので、図７（ｂ）のように、コネクタ本体７０の前面７０ａが位置合せ溝６９の先端に一致され、コネクタ本体７０が位置合せ溝６９を完全に覆い隠す位置まで移動されたときに、給電コネクタ７がカード型光源６に対して正しい状態に嵌合されたことが確認される。すなわち、位置合せ溝６９において光の透過を観察することにより嵌合状態が確認できる。
【0038】
以上のように、実施形態の光源ユニットでは、カード型光源と給電コネクタを嵌合する際に、位置合せ溝を利用して目視にて両者の嵌合状態を確認することができる。したがって、掛止片と掛止溝とのクリック感に対する作業者の感覚の相違がある場合でも、確実に嵌合状態を確認し、半嵌合を防止することができ、光源ユニットの信頼性が向上できる。
【0039】
ここで、前記実施形態では、位置合せ溝をカード基板の縁部から切り欠いているが、嵌合したときにコネクタ本体の前面が位置される部位を含む所要の領域にわたって形成された長溝であってもよい。
【0040】
本発明における位置合せ手段は、位置合せ溝を給電コネクタに形成し、カード型光源との間で嵌合位置を確認するように構成してもよい。
【0041】
本発明は実施形態に記載のハイビーム配光のランプユニットに適用される光源ユニットに限定されるものではなく、ロービーム配光のランプユニット、あるいはその他の配光のランプユニットに適用される光源ユニットとして構成できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【0042】
１ 光源ユニット
２ ランプユニット
３ ランプハウジング
４ 投影レンズ
５ ヒートシンク
６ カード型光源
７ 給電コネクタ
８ リフレクタ
５１ ベース部
６０ カード基板
６１ 導電パターン
６１Ｐ コネクタ電極パッド
６２ 発光素子（光源：ＬＥＤ）
６４ カードエッジコネクタ
６５ 取付穴
６６ 位置決め穴
６９ 位置合せ溝（位置合せ手段）
７０ コネクタ本体
７２ 凹溝
７３ コネクタ電極端子
７１ 電気コード
２ ランプユニット
３ ランプハウジング
４ 投影レンズ
５ ヒートシンク
６ カード型光源
７ 給電コネクタ
８ リフレクタ
５１ ベース部
６０ カード基板
６１ 導電パターン
６１Ｐ コネクタ電極パッド
６２ 発光素子（光源：ＬＥＤ）
６４ カードエッジコネクタ
６５ 取付穴
６６ 位置決め穴
６９ 位置合せ溝（位置合せ手段）
７０ コネクタ本体
７２ 凹溝
７３ コネクタ電極端子
７１ 電気コード
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】