特許 7419535 自動車用の照明装置

(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】2024-01-12

(45)【発行日】2024-01-22

(54)【発明の名称】自動車用の照明装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 41/19 20180101AFI20240115BHJP

   F21S 45/00 20180101ALI20240115BHJP

   F21S 45/47 20180101ALI20240115BHJP

   F21W 102/30 20180101ALN20240115BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20240115BHJP

【ＦＩ】

F21S41/19

F21S45/00

F21S45/47

F21W102:30

F21Y115:10

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022535758

(86)(22)【出願日】2020-12-10

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-02-15

(86)【国際出願番号】 EP2020085526

(87)【国際公開番号】W WO2021116284

(87)【国際公開日】2021-06-17

【審査請求日】2022-07-27

(31)【優先権主張番号】1914213

(32)【優先日】2019-12-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】391011607

【氏名又は名称】ヴァレオ ビジョン

【氏名又は名称原語表記】ＶＡＬＥＯ ＶＩＳＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100106655

【弁理士】

【氏名又は名称】森 秀行

(72)【発明者】

【氏名】フランク、ディナン

(72)【発明者】

【氏名】ディルキー、サシェ

【審査官】當間 庸裕

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－０２１４１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２４１６２４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１５－５２２９２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｓ ４１／１９

Ｆ２１Ｓ ４５／００

Ｆ２１Ｓ ４５／４７

Ｆ２１Ｗ １０２／３０

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自動車用の照明装置であって、
光源（３；１３）および／または光学部品（２１）と、
電気トラックを備える基板（２；１２）であって、前記光源（３；１３）および／または光学部品（２１）が前記基板（２；１２）に固定されている、基板（２；１２）と、
前記電気トラックのための電気的接地を形成する接地形成部（４、１４）と、を備え、
前記基板（２；１２）は、タブ（７；１７）を形成する切り欠き（６；１６）を備え、
前記基板（２；１２）の前記電気トラックは、前記タブ（７；１７）上に延在し、
前記タブ（７；１７）上の前記電気トラックの少なくとも１つは、前記接地形成部（４；１４）と電気的に接触し、
前記タブ（７；１７）は、基部（７ｂ；１７ｂ）と自由端（７ａ；１７ａ）との間に延在し、前記基部は、前記基板を前記照明装置のフレーム（５；１５）に固定するための固定手段（８；１８）に隣接している、ことを特徴とする照明装置。

【請求項2】

前記接地形成部（４；１４）は、ヒートシンクである、ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。

【請求項3】

前記タブは、前記接地形成部と電気的に接触している前記タブの前記電気トラックの少なくとも一部に導電性材料の少なくとも１つの堆積物（９）を備える、ことを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。

【請求項4】

前記堆積物（９）は、隆起部を形成する、ことを特徴とする請求項３に記載の照明装置。

【請求項5】

前記接地形成部（４；１４）は、前記タブの前記電気トラックの少なくとも一部との電気的接触を確実にするように配置された少なくとも１つの隆起部（４ａ）を備える、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の照明装置。

【請求項6】

前記切り欠き（６；１６）は、スロットである、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の照明装置。

【請求項7】

前記固定手段（８；１８）は、ねじである、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の照明装置。

【請求項8】

前記照明装置は、前記光源（３；１３）および／または前記光学部品（２１）によって放射された光ビームを偏向させるように構成された光学システムを備え、前記光学システムの位置は、前記基板（２；１２）の変形とは無関係である、ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の照明装置。

【請求項9】

前記タブと前記接地形成部との間の前記接触は、前記タブの弾性変形によって維持される、ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の照明装置。

【請求項10】

前記照明装置は、フォグライトである、ことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の照明装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車用の照明装置に関する。

【背景技術】

【0002】

照明装置は、電気トラックを備える基板と、半導体光源と、接地形成部とを備えることが知られており、前記接地形成部は、基板のトラックと接地形成部との間の電気的接触を保証する可撓性部分を有する付加部品を介して基板のトラックと電気的に接触する。これは、付加部品の可撓性部分の変形によって基板の変形を防止しつつ、基板と接地形成部との間の静電気放電を防止するという技術的効果を有する。このような基板の変形は、ＬＥＤを移動させる効果を有し、発光効率の損失をもたらす。

【0003】

しかしながら、この付加部品は、供給、材料および組み立てプロセスに関して、照明装置の製造コストを伴う。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的は、ＬＥＤの移動および／または光学部品の移動および／または発光効率の低下を制限しながら、これらの製造コストを排除することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

その目的のために、本発明の主題は、自動車用の照明装置であって、
－光源および／または光学部品と、
－電気トラックを備える基板であって、前記光源が前記基板に固定される、基板と、
－前記電気トラックのための電気的接地を形成する部品と、を備える、照明装置である。

【0006】

基板は、タブを形成する切り欠きと、前記タブ上に延びる基板の電気トラックと、を備え、前記トラックの少なくとも１つは、接地形成部と電気的に接触する。この接触は、接地形成部と基板との間の静電気放電を防止する効果を有する。

【0007】

有利には、基板と接地形成部との間の接触は、タブの弾性変形によって、好ましくは曲げによって維持され、大きい製造公差にもかかわらず接触を保証することを可能にする。弾性変形によって理解されることは、タブのこの変形は可逆的であり、タブ接点上のタブの支持応力が解放されると、部品はその初期形状に戻ることである。これにより、照明モジュールを得るためのコストを大幅に削減することができる。

【0008】

有利には、基板は、フレックスＰＣＢとして当業者に知られている可撓性基板とは対照的に、剛性基板である。好ましくは、基板は、７ＧＰａ超、好ましくは１５ＧＰａ超、好ましくは２０ＧＰａ超の弾性率（ヤング率として知られている）を有し、これにより、基板と接地形成部との間の接触がより良好に保持され、特に振動モータ車両環境においても接触が保持される。

【0009】

有利には、基板の厚さは、０．４ｍｍ超、好ましくは０．８ｍｍ超で、好ましくは１ｍｍに近く、このような厚さは、基板の十分な機械的強度を確保することを可能にし、それにより、基板と接地形成部との間の接触がより良好に保持されることを可能にし、特に、振動モータ車両環境においても接触が保持されるようにする。剛性および／または厚い基板は、それが支持する光源および／またはその光学部品を正確な高さに維持することにも寄与することが理解される。有利には、基板の厚さは、２ｍｍ未満、好ましくは１．６ｍｍ以下、好ましくは１．２ｍｍ未満である。これにより、基板内の過度に高い応力、特にせん断応力、並びに表面およびその導電性を損傷する可能性があるタブの接点への過度の負荷を防止することが可能になる。好ましくは、基板は、ＦＲ４などの剛性基板、あるいは絶縁金属基板、例えば誘電体層で覆われたアルミニウム基板である。好ましい一実施形態では、基板はＦＲ４で作製され、２０ＧＰａを超えるヤング率を有し、１ｍｍに近い厚さを有する。

【0010】

基板と接地形成部との接触のための変形は、タブに集中する。したがって、このようにして、基板の残りの部分に対するこの変形の影響は制限される。特に、基板の平面に垂直な方向への前記光源および／または光学部品の移動、および／または発光効率の損失が制限される。

【0011】

例えば、基板の残留変形および移動は、光源および／または光学部品を移動させず、照明装置の性能の損失を伴い、特に、照明装置の調節機能が、残留変形にもかかわらず保証される。

【0012】

この効果は、照明装置が光源および／または光学部品からの光ビームを偏向させるための光学システムを備える場合、特に前記光学システムの位置が基板の変形とは無関係である場合に特に有利である。次いで、基板の限定された変形は、光源および／または光学部品から前記光学システムに向けられた光ビームが前記光学システムによって正しく偏向されることを可能にする。したがって、照明装置の発光効率がさらに向上する。

【0013】

さらに、接地形成部と基板のトラックとの間の電気的接触は、付加部品を使用することなく確立される。付加部品による照明装置の製造コストは、その後排除される。

【0014】

本発明による照明モジュールは、任意選択的に、以下の特徴のうちの１つ以上を有することができる：
－光源は、基板に固定される、
－光源は、一般に略語ＬＥＤと呼ばれる半導体源、すなわち発光ダイオードである、
－光学部品は、基板に固定される、
－光学部品は、レンズを備える、
－光学部品は、光源からの光ビームを偏向させる、
－光源は、以下で「サブマウント搭載ＬＥＤ」と呼ばれるサブマウントに搭載されたＬＥＤである、
－前記サブマウント搭載ＬＥＤは、接地形成部の表面に直接固定される、
－前記サブマウント搭載ＬＥＤは、基板に固定された光学部品に直接固定される、
－前記サブマウント搭載ＬＥＤは、サブマウント搭載ＬＥＤによって発せられた光が基板内の貫通開口部を通過するように配置される、
－前記サブマウント搭載ＬＥＤは、一般に「ワイヤボンディング」と呼ばれる技術を使用して、ワイヤ接続によって基板の電気トラックに接続される、
－前記サブマウント搭載ＬＥＤは、基板に固定された前記光学部品と協働する、
－接地形成部は、ヒートシンクである、
－前記接地形成部は、前記サブマウント搭載ＬＥＤが位置するヒートシンクである、
－前記接地形成部は、前記サブマウント搭載ＬＥＤが配置されるヒートシンクであり、前記サブマウント搭載ＬＥＤは、基板に固定された光学部品と協働する、
－前記接地形成部は、モジュールの内側の部分とモジュールの外側の部分とを備える、
－前記ヒートシンクは、照明装置のフレームに固定される、
－前記ヒートシンクは、金属材料で作製されている；これにより、その効率が向上する、
－前記金属材料は、アルミニウムをベースとする；これは、問題の部品の放熱と重量の両方に有利であり、経済的観点から有利である、
－前記フレームは、プラスチックで作製されている；これは経済的観点から有利である、
－前記フレームは、ヒートシンク上にオーバーモールドされる；これにより、ヒートシンクが照明モジュールの内側の部分と外側の部分とを有する場合に、モジュールを理想的に封止することができる、
－光学システムは、光源からの光ビームおよび／または光学部品からの光ビームを偏向させるように配置され、このようにして、照明装置の発光効率が改善される、
－前記光学システムの位置は、基板の変形とは無関係である；このようにして、照明装置の発光効率が改善される、
－ヒートシンクは、基板に固定されたＬＥＤおよび／または光学部品と熱的に接触している、
－熱伝導体は、電気トラックとヒートシンクとの間の接触領域を除く基板の領域に貼り付けられる；このようにして、基板のトラックと接地形成部との間に望ましくない電気的接触を生じさせることなく、基板とヒートシンクとの間の熱的接触が達成される、
－熱伝導体は、例えば、熱ペーストまたは熱グリースである、
－タブは、接地形成部と電気的に接触しているタブのトラックの少なくとも一部に導電性材料の少なくとも１つの堆積物を備える；この堆積物は、接地形成部との機械的接触による摩耗からタブのトラックを保護する技術的効果を有する、
－導電性材料の前記堆積物は、金属材料の堆積物である；このようにして、材料の堆積物の摩耗が制限される、
－導電性材料の前記堆積物は、スズを備える；このようにして、堆積物を生成するコストが低減される、
－接地形成部と電気的に接触しているタブのトラックの少なくとも一部上の導電性材料の堆積物は、隆起部を構成する；これは、接地形成部との機械的接触を容易にする効果を有する、
－接地形成部は、タブのトラックの少なくとも一部との電気的接触を確実にするように配置された少なくとも１つの隆起部を備える、
－接地形成部の前記隆起部は、材料を添加することなく作製される；例えば、それは、成形、機械加工、鍛造、または接地形成部上で行われる材料を追加しない他の操作から直接生じる、
－切り欠きは、基板のリム内の空隙である；このようにして、タブは、基板のリム上に形成されてもよい、
－切り欠きは、基板のリムに隣接していない基板の部分の空隙である；このようにして、タブは、基板のリムに隣接しない基板の部分に形成されてもよい、
－切り欠きは、スロットであり、すなわち狭い；このようにして、切り欠きを形成することは、基板からのより少ない表面積の除去を必要とし、これは費用がかかる；スロットが狭い場合、電子部品のために利用可能なスペースが最大化され、したがって基板の製造コストが低減される、
－好ましくは、スロットの一方の縁部から他方の縁部までの距離は、基板の厚さのオーダーである；このようにして、基板の厚さは、タブの曲げによって生じる動きを妨げない；具体的には、過度に狭いスロット内の摩擦は、このタイプの移動を妨げ、または防止する可能性がある、
－タブは、基部と自由端との間に延在し、基部は、照明装置のフレームに基板を固定するための手段に隣接している；このようにして、タブの変形は、基板の他の領域、特にＬＥＤおよび／または光学部品を備える領域に影響を及ぼさない、
－固定手段は、基板の中央領域に配置される、
－固定手段は、ねじである、
－固定手段は、ヘディングピンである、
－基板は、プリント回路基板（ＰＣＢ）である、
－基板は、電気トラックの少なくとも３つの層を備える多層ＰＣＢである、
－接地形成部の側面に位置する多層ＰＣＢの電気トラックの層は、接地専用である、
－基板は、エポキシ、特にＦＲ４エポキシで作製されている、
－照明装置は、フロントフォグライトである、
－照明装置は、ロービーム、ハイビーム、ポジションライト、日中走行ライト、リアライト、リアフォグライトまたはブレーキライトである、
－照明装置は、車両の室内を照明するための装置である。

【0015】

材料は、そのような材料の測定された導電率がスズおよび／または銅および／または金および／または白金および／または鉄をベースとする合金の導電率に近い場合に、導電性である。逆に、そのような材料の測定された導電率がエポキシ基板の導電率に近い場合、材料は導電性ではない。

【0016】

本発明の他の特徴および利点は、１つの実施形態の以下の詳細な説明を読むことから明らかになり、その理解のために添付の図面を参照すべきである。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、ＬＥＤ３が基板２に固定され、接地形成部４がＬＥＤ３と熱的に接触するヒートシンクである、本発明による自動車用の照明装置の斜視図である。

【図2a】図２ａは、基板（２）の縁部を切り欠くことによって形成されたタブ（７）の上方からの図である。

【図2b】図２ｂは、基板（２）の縁部を切り欠くことによって形成されたタブ（７）の上方からの図であり、切り欠き（６）はスロットを形成している。

【図2c】図２ｃは、基板の縁部に隣接しない切り欠きによって形成されたタブ（７）の上方からの図であり、切り欠きはスロットを形成している。

【図2d】図２ｄは、基板の縁部に隣接しない切り欠きによって形成されたタブ（７）の上方からの図であり、前記切り欠きはスロットを形成していない。

【図3a】図３ａは、基部（７ｂ）と、隆起部（９）を形成するスズ堆積物が形成された自由端（７ａ）とを備えるタブ（７）を示す。

【図3b】図３ｂは、基部（７ｂ）と、隆起部（９）を形成するスズ堆積物が形成された自由端（７ａ）とを備えるタブ（７）を示し、隆起部（４ａ）を備える接地形成部（４）との電気的接触を確実にしている。

【図3c】図３ｃは、基部（７ｂ）と、隆起部（９）を形成するスズ堆積物が形成された自由端（７ａ）とを備えるタブ（７）を示す。

【図4】図４は、ヒートシンクに固定されたサブマウントにＬＥＤが取り付けられ、光学部品が基板に固定されている、本発明による装置の断面図である。

【図5】図５は、本発明によるフォグライトの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

照明装置（１）は、基板（２）と、接地形成部（４）と、ＬＥＤ（３）と、を備え、前記ＬＥＤ（３）は、基板（２）に固定されている。基板は、タブ（７）を形成する切り欠き（６）を有する。

【0019】

図１に示す１つの好ましい実施形態では、接地形成部（４）は、ＬＥＤ（３）と熱的に接触する、アルミニウム素子で形成されたヒートシンクである。

【0020】

図１に示す実施形態では、照明装置（１）のフレーム（５）は、接地形成部（４）上に成形される。切り欠き（６）は、基部（７ｂ）および自由端（７ａ）を備えるタブ（７）を形成する空隙である。基部（７ｂ）は、ねじを構成する、基板をフレーム（５）に固定するための手段（８）に隣接している。装置は、ＬＥＤ（３）によって放射された光線を偏向させるように配置された光学システム（図示せず）を備える。前記光学システムは、照明装置（１）のフレーム（５）に固定され、したがって、前記光学システムの位置は、ここでは基板の変形とは無関係である。

【0021】

図３ａに示す実施形態では、基部（７ａ）および自由端（７ｂ）を備えるタブ（７）は、隆起部を形成するスズ堆積物（９）を備える。接地形成部（４）は、タブ（７）の電気トラックの少なくとも１つとヒートシンク（４）との間の電気的接触を確実にするようにスズ堆積物（９）と協働する隆起部（４ａ）を備える。

【0022】

図３ｂに示す実施形態では、基部（７ａ）および自由端（７ｂ）を備えるタブ（７）は、隆起部を備えない。接地形成部（４）は、タブ（７）の電気トラックの少なくとも１つとヒートシンク（４）との間の電気的接触を確実にするようにタブの自由端（７ｂ）と協働する隆起部（４ａ）を備える。

【0023】

図３ｃに示す実施形態では、基部（７ａ）および自由端（７ｂ）を備えるタブ（７）は、隆起部を形成するスズ堆積物（９）を備える。接地形成部（４）は、隆起部を備えず、タブ（７）の電気トラックのうちの少なくとも１つとヒートシンク（４）との間の電気的接触を確実にするようにタブの自由端（７ｂ）と協働する平坦な表面である。

【0024】

図１～図３ｂに示す実施形態のすべてにおいて、切り欠き（６）によって形成されたタブは、タブの自由端（７ａ）上の電気トラックとヒートシンク（４）との間の電気的接触を確実にするように変形され、タブの基部（７ｂ）は、固定ねじ（８）によってフレーム上に保持される。このようにして、タブ（７）の変形は、基板の変形を引き起こさず、したがってＬＥＤ（３）の垂直移動が制限され、したがってモジュール（１）の発光効率の損失が防止される。

【0025】

図４に示す実施形態では、接地形成部はヒートシンク（１４）であり、光源はサブマウント搭載ＬＥＤ（１３）である。前記ＬＥＤ（１３）は、ヒートシンク（１４）に固定され、ワイヤ接続によって基板のトラックに電気的に接続され、基板（１２）を通る貫通開口部（２０）を通して光を放射する。光学部品（２１）は、ＬＥＤ（１３）によって放射された光ビームを偏向させるように基板に固定される。照明装置（１１）のフレーム（１５）は、ヒートシンク（１４）上に成形される。切り欠き（１６）は、基部（１７ｂ）および自由端（１７ａ）を備えるタブ（１７）を形成する空隙である。基部（１７ｂ）は、ねじを構成する、基板をフレーム（１５）に固定するための手段（１８）に隣接している。光学システム（図示せず）は、光学部品（２１）からの光ビームを偏向させるように配置される。前記光学システムは、照明装置（１１）のフレーム（１５、図示せず）に固定され、したがって、前記光学システムの位置は、基板の変形とは無関係である。

【0026】

図４に示す実施形態では、切り欠き（６）によって形成されたタブは、タブの自由端（７ａ）上の電気トラックとヒートシンク（４）との間の電気的接触を確実にするように変形され、タブの基部（７ｂ）は、固定ねじ（８）によってフレーム上に保持される。このようにして、タブ（７）の変形は基板の変形を引き起こさず、したがって光学部品（３）の垂直移動が制限され、したがってモジュール（１）の発光効率の損失が防止される。

【0027】

上記の説明は、本発明がそのために設定された目的をどのように達成するか、特に、ＬＥＤの移動および／または光学部品の移動および／または発光効率の低下を制限しながら、基板と接地形成部との間の接触を確実にするための付加部品の使用による製造コストがどのように排除されるかを明確に説明している。

【0028】

本発明は、非限定的な例として本明細書に具体的に記載された実施形態に限定されず、特にすべての同等の手段およびこれらの手段の任意の技術的に動作可能な組み合わせに及ぶ。したがって、本発明の特徴、変形および様々な実施形態は、相互に適合しないかまたは相互に排他的でない限り、様々な組み合わせで、互いに組み合わせることができる。

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図2c】

【図2d】

【図3a】

【図3b】

【図3c】

【図4】

【図5】