JP2017191648A - Ｌｅｄ灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】主に、基板の裏面に伝熱シートを貼付ける際の作業性を改善して、熟練した作業員でなくても生産性や歩留まり良く貼付け作業を行い得るようにする。
【解決手段】ＬＥＤ１４が実装された基板１５と、この基板１５の表面側に配設されたリフレクター１６と、基板１５の裏面側に配設されたヒートシンク１７と、伝熱シート１８と、を備えていると共に、リフレクター１６とヒートシンク１７とが、間に基板１５および伝熱シート１８を圧接挟持した状態で締結固定されているＬＥＤ灯具１に関する。
リフレクター１６またはヒートシンク１７に、締結用ボス２１が突設される。
基板１５および伝熱シート１８に、締結用ボス２１を通すためのボス孔２２，２３が設けられる。
締結用ボス２１は、ボス孔２２，２３を引掛け可能な引掛部２４を有している。
【選択図】図８

Description

この発明は、ＬＥＤ灯具に関するものである。

自動車などの車両には、各種の表示装置が設けられている。このような、表示装置には、ＬＥＤを光源とするＬＥＤ灯具を使用しているものがある（例えば、特許文献１参照）。

このようなＬＥＤ灯具には、ＬＥＤが実装された基板と、この基板の表面側に設置されて、上記ＬＥＤの光を反射させるリフレクターと、上記基板の裏面側に設置されて、上記ＬＥＤの熱を放熱させるヒートシンクと、を備えたものが存在している。ヒートシンクと基板との間には、基板からヒートシンクへの伝熱性を向上するための伝熱シートが介在される。

そして、上記リフレクターとヒートシンクとが、間に基板および伝熱シートを圧接挟持した状態で締結固定されることで、一体化されている。

特開２００２−９３２０６号公報

しかしながら、上記ＬＥＤ灯具には、以下のような問題があった。
即ち、基板の裏面に伝熱シートを貼付ける際には、間に空気が入って内部に気泡ができないように、慎重に伝熱シートの面を貼付ける必要がある。そのため、この貼付け作業は、熟練作業となっており、作業者の熟練度によって生産性や歩留まりが大きく左右されている。

そこで、本発明は、上記した問題点を解決することを、主な目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、
ＬＥＤが実装された基板と、
該基板の表面側に配設されて、前記ＬＥＤの光を反射可能なリフレクターと、
前記基板の裏面側に配設されて、前記ＬＥＤの熱を放熱可能なヒートシンクと、
該ヒートシンクと前記基板との間に介在された伝熱シートと、を備えていると共に、
前記リフレクターと前記ヒートシンクとが、間に前記基板および伝熱シートを圧接挟持した状態で締結固定されているＬＥＤ灯具において、
前記リフレクターまたは前記ヒートシンクに、締結用ボスが突設され、
前記基板および伝熱シートに、前記締結用ボスを通すためのボス孔が設けられ、
前記締結用ボスは、前記ボス孔を引掛け可能な引掛部を有していることを特徴とする。

本発明によれば、上記構成によって、基板の裏面に伝熱シートを貼付ける際の作業性を改善して、熟練した作業員でなくても生産性や歩留まり良く貼付け作業を行うことができる。

本実施の形態にかかるＬＥＤ灯具が用いられる表示装置（ヘッドアップディスプレイ装置）の説明図（側方から見た図）である。 図１のヘッドアップディスプレイ装置の分解斜視図である。 図２のＬＥＤ灯具の全体斜視図である。 図３のＬＥＤ灯具の全体平面図である。 図３のリフレクターを表面側から見た斜視図である。 リフレクターを裏面側から見た、締結用ボスの状態を示す斜視図である。 図６のリフレクターに基板と伝熱シートと取付ける様子を示す斜視図である。 締結用ボスの引掛部を示すリフレクターの斜視図である。 図８のリフレクターを下側から見た底面図である。 引掛部が設けられた締結用ボス周辺の部分拡大断面図である。 ２つの引掛部の配置（外側−外側配置）を示す図である。 ２つの引掛部の配置（外側−内側配置）を示す図である。

以下、本実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
図１〜図１２は、この実施の形態を説明するためのものである。

＜構成＞以下、この実施例の構成について説明する。

自動車などの車両に対して表示装置を設ける。この表示装置に、ＬＥＤを光源とするＬＥＤ灯具を使用する。

図１、図２は、ＬＥＤ灯具１を使用した表示装置の一例としての、ヘッドアップディスプレイ装置２を示すものである。このヘッドアップディスプレイ装置２は、速度計などの計器装置よりも高い位置に設けられるものであり、運転中に計器装置を見るよりも少ない視線移動で運転に必要な情報などを視認できるようにしたものである。但し、ＬＥＤ灯具１を使用した表示装置は、ヘッドアップディスプレイ装置２に限るものではなく、また、ヘッドアップディスプレイ装置２の構成も、上記に限るものではない。

このヘッドアップディスプレイ装置２は、表示パネル３の画像４を運転席５の前方の反射部材６（例えば、コンバイナなどの専用の反射板）で反射させて反射部材６の奥側に上記した画像４の虚像７を結像させるようにしたものである。この際、上記したＬＥＤ灯具１は、液晶パネルなどとされた表示パネル３のバックライト光源として用いられている。

表示パネル３の画像４は、直接またはミラー８などの光学部品を介して間接的に反射部材６へ導かれるようになっている。この場合、ヘッドアップディスプレイ装置２は、インストルメントパネル９の部分（例えば、上面の前部の位置など）に取付けられると共に、フロントウインドウ１１の奥側の位置に対し、フロントウインドウ１１を通した前景とほぼ重なるように虚像７が視認されるようになっている。なお、反射部材６は、フロントウインドウ１１の近傍の位置に、フロントウインドウ１１の下縁部とほぼ前後方向に重複するように設けられているが、反射部材６には、フロントウインドウ１１を直接用いることも可能である。

そして、図２に示すように、ＬＥＤ灯具１を備えた表示パネル３やミラー８は、ヘッドアップディスプレイ装置２のロワケーシング１２に取付けられている。また、上記した反射部材６は、ヘッドアップディスプレイ装置２のアッパケーシング１３に対して角度調整可能に取付けられている。

そして、このＬＥＤ灯具１は、図３、図４に示すように、
ＬＥＤ１４（図４参照）が実装された基板１５と、
この基板１５の表面側に配設されて、上記ＬＥＤ１４の光を反射可能なリフレクター１６と、
上記基板１５の裏面側に配設されて、上記ＬＥＤ１４の熱を放熱可能なヒートシンク１７と、を備えたものとされる。
このヒートシンク１７と上記基板１５との間には、（基板１５からヒートシンク１７への）伝熱性を向上するための伝熱シート１８が介在される。
そして、上記リフレクター１６と上記ヒートシンク１７とが、間に上記基板１５および伝熱シート１８を圧接挟持した状態で締結固定されることで、一体化されている。

ここで、ＬＥＤ１４が実装された基板１５は、ＬＥＤ基板などの光源基板のことである。リフレクター１６（図５、図６参照）は、ＬＥＤ１４の周囲を取り囲んで光を所要の方向へ導く反射板である。リフレクター１６の表面側には、表示パネル３が取付けられる。リフレクター１６は、例えば、樹脂製の部品に、鏡面処理を施すことなどによって設けられる。

この場合、リフレクター１６は、ＬＥＤ１４の光を裏面側から表面側へ通すための貫通孔部１６ａと、貫通孔部１６ａの表面側に表示パネル３を取付けるためのパネル取付部１６ｂと、ロワケーシング１２に取付けるための取付部１６ｃとを有している。

ヒートシンク１７は、基板１５に実装されたＬＥＤ１４が発生する熱を放熱するためのものであり、アルミなどの熱伝導性の高い金属などで構成される。ヒートシンク１７には、多数の放熱フィンなどが設けられる。

ヒートシンク１７と基板１５との接触部は、ミクロレベルで見た時に、面接触ではなく細かい点接触の連続となっているため、熱接触抵抗が高いことから、基板１５とヒートシンク１７との間には、熱接触抵抗を低減させるための伝熱シート１８が必要になる。

伝熱シート１８には、シリコーン系やアクリル系などのような、厚みがあって柔軟な素材が基材として用いられる。そして、これらの基材に対してフィラーなどと呼ばれる添加物を添加することで、熱伝導性や絶縁性、硬度などが調整される。伝熱シート１８には、例えば、厚さ１ｍｍで硬度が１０（アスカーゴム硬度計Ｃ型）のシリコーン系のもの（信越化学製熱伝導シート「ＴＣ−１００ＣＡＢ−１０」など）を使用することができる。リフレクター１６と上記ヒートシンク１７との締結固定には、ネジ１９やボルトなどの締結具が用いられる。リフレクター１６と上記ヒートシンク１７との締結固定によって、伝熱シート１８は（厚さ０．８ｍｍ程度に）軽圧縮される。この厚みを７割〜９割程度にする軽圧縮によって接触面積が増加され、熱伝導性が向上される。

以上のような基本的な構成に対し、この実施例では、以下のような構成を備えるようにしている。

（１）図６に示すように、上記リフレクター１６または上記ヒートシンク１７（以下、リフレクター１６として説明する）に、締結用ボス２１が突設される。
そして、図７に示すように、上記基板１５および伝熱シート１８に、上記締結用ボス２１を通すためのボス孔２２，２３が設けられる。
更に、図８、図９に示すように、上記締結用ボス２１は、上記ボス孔２２，２３を引掛け可能な引掛部２４を有するものとされる。

ここで、締結用ボス２１は、円筒状の突起などとされて、少なくとも、リフレクター１６とヒートシンク１７のどちらか一方に、他方へ向けて設けられる。この場合、締結用ボス２１は、リフレクター１６から突設されている。ボス孔２２，２３は、リフレクター１６（またはヒートシンク１７）に対して基板１５および伝熱シート１８を正確に位置合わせした時に、締結用ボス２１と合致する位置に設けられる。引掛部２４は、例えば、ボス孔２２，２３を引掛けることができれば、どのようなものであっても良いが、例えば、フック状の突起などとすることができる。

そして、図１０に示すように、引掛部２４を設けるために、締結用ボス２１は、基板１５の厚みと伝熱シート１８の厚みとを合計した長さよりも、引掛部２４の分だけ長く形成すると共に、締結用ボス２１の基板１５および伝熱シート１８から突出した部分（突出部２７、図９参照）に対して引掛部２４を設けるのが好ましい。そして、リフレクター１６およびヒートシンク１７のうちの締結用ボス２１を受ける側には、上記突出部２７の先端部を収容可能な凹部２８を設けるようにする。

（２）図８、図９に示すように、好ましくは、上記引掛部２４は、上記締結用ボス２１の側面に設けた切込形状部２５によって構成されるようにする。

ここで、切込形状部２５は、例えば、円筒状をした締結用ボス２１の引掛部２４よりも基部側の部分を一部切欠くようにして設けられる。これにより、締結用ボス２１の切込形状部２５よりも先端側の部分がフック状に張出した状態の引掛部２４となる。このような切込形状部２５は、リフレクター１６を成形する成形金型の形状を一部調整するだけで比較的容易に得ることが可能である。

（３）図１１または図１２に示すように、上記締結用ボス２１が複数設けられると共に、上記引掛部２４が、少なくとも２つの締結用ボス２１に対して設けられるようにする。
そして、一方の引掛部２４ａは、上記２つの締結用ボス２１間の外側となる位置に設けられるようにする。
また、他方の引掛部２４ｂは、上記２つの締結用ボス２１間の外側（図１１参照）または内側（図１２参照）となる位置に設けられるようにする。

ここで、図８、図９に示すように、締結用ボス２１は、リフレクター１６の長手方向に対し、所要の距離だけ離して２つ設けられているが、締結用ボス２１は、２つまたはそれ以上設けても良い。

この際、図１１に示すように、２つの締結用ボス２１間の間隔が比較的短い場合には、一方（例えば、図の左側）のボス孔２３を一方の締結用ボス２１に先に通してから、伝熱シート１８を浮かせた状態のまま、他方（例えば、図の右側）のボス孔２３を他方の締結用ボス２１に通し、その後に、伝熱シート１８全体を基板１５に対して貼り付けるようにすることが多いと考えられるので、他方の引掛部２４ｂは締結用ボス２１の外側に設けるのが作業上有利である。

また、図１２に示すように、２つの締結用ボス２１間の間隔が比較的長い場合には、一方のボス孔２３を一方の締結用ボス２１に先に通してから、伝熱シート１８の一方のボス孔２３周辺部分を一旦基板１５に軽く貼り付けてから、他方のボス孔２３を他方の締結用ボス２１に通し、その後に、伝熱シート１８の残りの部分を基板１５に貼り付けるようにし、更に、伝熱シート１８全体を基板１５に対して貼り付けるようにして仕上げることが多いと考えられるので、他方の引掛部２４ｂは締結用ボス２１の内側に設ける方が、他方のボス孔２２，２３が締結用ボス２１に入れ易くなるので作業上有利である。

なお、上記において、締結用ボス２１間の間隔の長い短いは、相対的なものであり、実際に作業を行う場合の作業のやり方や、やり易さなどに基いて決めることができる。

また、リフレクター１６（またはヒートシンク１７）と基板１５および伝熱シート１８との間には、位置決めピン３５や、この位置決めピン３５に嵌合する孔状または溝状の位置決め部３６などを設けることができる（図７参照）。

＜作用＞以下、この実施例の作用について説明する。

基板１５に伝熱シート１８を貼り付ける場合、先ず、リフレクター１６を裏返しにして締結用ボス２１を上に向ける。次に、締結用ボス２１へボス孔２２を通すようにしてリフレクター１６の裏面に基板１５を配置する。そして、締結用ボス２１へボス孔２３を通すようにしながら、リフレクター１６の裏面に設置された基板１５の裏面に伝熱シート１８を貼り付ける。

その後、伝熱シート１８の上にヒートシンク１７を設置し、ヒートシンク１７とリフレクター１６とをネジ１９などの締結具で締結固定し、基板１５と伝熱シート１８とを圧接挟持状態にして一体化する。

この際、締結用ボス２１を、基板１５の厚みと伝熱シート１８の厚みを合計した長さとほぼ等しくすると、基板１５の裏面に伝熱シート１８を貼り付ける際に、伝熱シート１８のボス孔２３の縁部が締結用ボス２１の頂部に掛かってしまうのを避けることが難しくなる。また、締結用ボス２１が存在していると、締結用ボス２１が邪魔になって基板１５の裏面に伝熱シート１８の貼り付け作業がやり難くなるので、間に空気が入って内部に気泡などができ易くなる。

＜効果＞この実施例によれば、以下のような効果を得ることができる。

（効果１）上記したように、ＬＥＤ灯具１は、リフレクター１６の裏面に基板１５を配置し、基板１５の裏面に伝熱シート１８を貼付け、その上からヒートシンク１７を取付けて、ヒートシンク１７とリフレクター１６とを締結固定することによって組み立てられている。基板１５および伝熱シート１８は、リフレクター１６またはヒートシンク１７の裏面から突設された締結用ボス２１へ、そのボス孔２２，２３を通すようにしてセットされる。

基板１５の裏面に伝熱シート１８を貼付ける際には、伝熱シート１８のボス孔２３の縁部が締結用ボス２１の頂部に掛からないように慎重に締結用ボス２１に伝熱シート１８のボス孔２３を通す必要がある。また、基板１５と伝熱シート１８との間に空気が入って内部に気泡ができないように、慎重に伝熱シート１８を貼付ける必要がある。そのため、この貼付け作業は、熟練作業となっており、作業者の熟練度によって生産性や歩留まりが大きく左右されている。

そこで、締結用ボス２１に引掛部２４を設けた。そして、伝熱シート１８のボス孔２３を引掛部２４に引掛けるようにしつつ締結用ボス２１へ通し、そのまま伝熱シート１８を基板１５の裏面へ貼付けられるようにした。

これにより、ボス孔２３が引掛部２４に引掛かることで、確実にボス孔２３が締結用ボス２１に通されたことが確認されると共に、引掛部２４が作業の目安となるため、作業性が劇的に改善され、熟練した作業員でなくても、内部に気泡ができないように、また、ズレのない正確な位置に貼付けられるように、生産性や歩留まり良く貼付け作業を行うことができるようになる。

（効果２）引掛部２４を、締結用ボス２１の側面に設けた切込形状部２５によって構成した。これにより、締結用ボス２１の全体形状を大きく変更することなく引掛部２４を設けることが可能となる。その結果、リフレクター１６の成形金型を僅かに修正するだけで引掛部２４を有する締結用ボス２１を得ることができる。以って、コストをかけずに実施することができる。

（効果３）締結用ボス２１が複数設けられると共に、引掛部２４が、少なくとも２つの締結用ボス２１に対して設けられるようにした。そして、一方の引掛部２４ａが、（引掛部２４が設けられた）２つの締結用ボス２１間の外側となる位置に設けられ、他方の引掛部２４ｂが、当該２つの締結用ボス２１間の外側または内側となる位置に設けられるようにした。

これにより、一方の締結用ボス２１に伝熱シート１８の一方のボス孔２３を通して外側の引掛部２４に引掛けた後に、伝熱シート１８を引張るなどして、他方の締結用ボス２１に伝熱シート１８の他方のボス孔２３を通して外側または内側の引掛部２４に引掛けるようにして伝熱シート１８を貼付けることができるようになり、容易且つ確実に伝熱シート１８を貼り付けることができるようになる。

以上、実施例を図面により詳述してきたが、実施例は例示にしか過ぎないものである。よって、本発明は、実施例にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。また、例えば、各実施例に複数の構成が含まれている場合には、特に記載がなくとも、これらの構成の可能な組合せが含まれることは勿論である。また、複数の実施例や変形例が開示されている場合には、特に記載がなくとも、これらに跨がった構成の組合せのうちの可能なものが含まれることは勿論である。また、図面に描かれている構成については、特に記載がなくとも、含まれることは勿論である。更に、「等」の用語がある場合には、同等のものを含むという意味で用いられている。また、「ほぼ」「約」「程度」などの用語がある場合には、常識的に認められる範囲や精度のものを含むという意味で用いられている。

１ ＬＥＤ灯具
１４ ＬＥＤ
１５ 基板
１６ リフレクター
１７ ヒートシンク
１８ 伝熱シート
２１ 締結用ボス
２２ ボス孔
２３ ボス孔
２４ 引掛部
２４ａ 一方の引掛部
２４ｂ 他方の引掛部
２５ 切込形状部

Claims (3)

1. ＬＥＤが実装された基板と、
   該基板の表面側に配設されて、前記ＬＥＤの光を反射可能なリフレクターと、
   前記基板の裏面側に配設されて、前記ＬＥＤの熱を放熱可能なヒートシンクと、
   該ヒートシンクと前記基板との間に介在された伝熱シートと、を備えていると共に、
   前記リフレクターと前記ヒートシンクとが、間に前記基板および伝熱シートを圧接挟持した状態で締結固定されているＬＥＤ灯具において、
   前記リフレクターまたは前記ヒートシンクに、締結用ボスが突設され、
   前記基板および伝熱シートに、前記締結用ボスを通すためのボス孔が設けられ、
   前記締結用ボスは、前記ボス孔を引掛け可能な引掛部を有していることを特徴とするＬＥＤ灯具。
2. 請求項１に記載のＬＥＤ灯具において、
   前記引掛部は、前記締結用ボスの側面に設けた切込形状部によって構成されていることを特徴とするＬＥＤ灯具。
3. 請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ灯具において、
   前記締結用ボスが複数設けられると共に、前記引掛部が、少なくとも２つの締結用ボスに対して設けられ、
   一方の引掛部が、前記２つの締結用ボス間の外側となる位置に設けられ、
   他方の引掛部が、前記２つの締結用ボス間の外側または内側となる位置に設けられたことを特徴とするＬＥＤ灯具。