JP2009239255A - Ledランプ装置及びledランプ装置の製造方法 - Google Patents

Ledランプ装置及びledランプ装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】外部コネクタに取付ける際の外力による故障を無くし、且つ一層の小型化が可能な、回路部をプリント基板で構成したLEDランプ装置及びその製造方法を提供する
【解決手段】プリント基板にLEDランプが実装されたLEDランプ装置において、前記プリント基板を嵌合し支持するケース部と、前記LEDランプと、前記プリント基板と、前記ケース部とを一体に収容するよう設けられるカバー部と、を有し、前記プリント基板には、前記カバー部及び前記ケース部から表出し、外部コネクタと接続するための接続端子が設けられており、前記接続端子は、前記プリント基板に挿入され半田付けされる半田部と、該半田部と逆側に折り曲げられる枝部と、を有し、前記枝部は、前記カバー部の内面側に設けられた保持部で挟み保持されることで、前記外部コネクタと接続する際の外力による故障を防止する。
【選択図】図2

Description

本発明はLEDランプ装置及びLEDランプ装置の製造方法に関するものである。
従来、LEDランプとして、砲弾型やSMD(Surface Mount Device:表面実装型デバイス)のものが知られている。これらのLEDランプを例えば車両用ランプとして使用するときには、LEDランプのリードをプリント基板にハンダ付けしてその基板をケース部に嵌め込んでLEDランプ装置を構成し、これを車両の所定の位置に取付けていた。プリント基板は車両の照明コントロール装置に配線され、もってLEDの点滅及び点灯時の明るさや発光色が車両のスイッチや制御回路により制御される。
以上のような従来のLEDランプ装置として、LEDランプがプリント基板に取付けられる形態(特許文献1、2)や、LEDランプが取付けられる回路部をメタル板で構成した形態(特許文献3)が開示されている。
特開2002−36950号公報 特開2001−243829号公報 特開2007−184547号公報
特許文献3に開示の技術では、メタル板をプリント基板の代わりとするため放熱性が良いが、取付けのための接続端子(コネクタ)と回路部が同一のメタル板により構成されているため、車両取付け時などの外部コネクタに取付ける際、接続端子に加わる外力が直接回路部に伝達され、メタル板に取付けられた電気、電子部品等が故障してしまうなどの問題があった。特許文献1、2に開示の技術では、プリント基板に接続端子が半田付けされているため上記のような問題は改善されるが、この場合、取付け時の外力は半田付けされた部位(以後、半田部)に直接印加されることとなり、クラックや導通不良などの信頼性低下の原因となる。
このような問題を解決する方法としては、接続端子に沿って半田部を増やし(例えば特許文献1の図4など)外力を分散させることが考えられる。しかし半田付け時の熱を回路部品に伝達しないよう、半田部と回路部の間には所定の距離が必要であり、半田部を増やした場合、この距離や半田部のためのスペースが必要となり、装置の小型化が阻害されてしまう。車両用光源として特に車室内用光源では、車室内という極僅かな限られたスペースに光源を配置しなければならず、上記の課題は特に問題となる。
そこで本発明は、外部コネクタに取付ける際の外力による故障を無くし、且つ一層の小型化が可能な、回路部をプリント基板で構成したLEDランプ装置及びその製造方法を提供することを主たる課題とする。
上記課題を解決するため、本発明によれば、LEDランプが実装されるプリント基板と、前記プリント基板に挿入され半田付けされる半田部、前記半田部から前記プリント基板と平行に延びる本体部、及び、前記本体部から所定方向へ延びる枝部を有する接続端子と、前記プリント基板が固定され、前記接続端子の前記枝部を保持する保持部を有するケース部と、前記ケース部とともに前記LEDランプ及び前記プリント基板を収容するカバー部と、を備えるLEDランプ装置が提供される。
上記LEDランプ装置において、前記接続端子の前記枝部は、前記ケース部と前記プリント基板により挟まれることが好ましい。
上記LEDランプ装置において、前記カバー部は、前記プリント基板について前記接続端子の前記枝部と反対側に設けられ前記プリント基板を支持する支持部を有することが好ましい。
また、上記課題を解決するため、本発明によれば、LEDランプが実装されるプリント基板に、接続端子の本体部が前記プリント基板と平行となるように、前記接続端子の半田部を前記プリント基板に挿入して半田付けする半田付け工程と、ケース部に形成された保持部により前記接続端子の前記本体部から所定方向へ延びる枝部を保持しつつ、前記プリント基板を前記ケース部に固定する固定工程と、前記ケース部とともに前記LEDランプ及び前記プリント基板を収容するカバー部を前記ケース部に組み付ける組付工程と、を含むLEDランプ装置の製造方法が提供される。
上記LEDランプ装置の製造方法において、前記組付工程にて、前記接続端子の前記枝部は前記ケース部と前記プリント基板により挟まれることが好ましい。
上記LEDランプ装置の製造方法において、前記組付工程にて、前記カバー部の支持部により、前記プリント基板における前記接続端子の前記枝部と反対側が支持されることが好ましい。
さらに、上記課題を解決するため、本発明によれば、プリント基板にLEDランプが実装されたLEDランプ装置において、前記プリント基板を嵌合し支持するケース部と、前記LEDランプと、前記プリント基板と、を、前記ケース部とともに一体に収容するよう設けられるカバー部と、を有し、前記プリント基板には、前記カバー部及び前記ケース部から表出し、外部コネクタと接続するための接続端子が設けられており、前記接続端子は、前記プリント基板に挿入され半田付けされる半田部と、該半田部と逆側に折り曲げられる枝部と、を有し、前記枝部は、前記ケース部の内面側に設けられた保持部で挟み保持されることで、前記外部コネクタと接続する際の外力による故障を防止するLEDランプ装置が提供される。
このLEDランプ装置では、外部コネクタと接続しプリント基板に半田付けされる接続端子に枝部を設け、また一方でLEDランプ、プリント基板を収容するケース部に枝部を保持する保持部を設け、枝部及び保持部により接続端子の変形を防止している。これにより接続端子に過度の外力が加わった際の変形を防止でき、また該外力が半田付けされた半田部に集中することで発生するクラックや導通不良などの不具合を防止することができる。
上記LEDランプ装置において、前記枝部は、前記プリント基板上に配置され、前記保持部と前記プリント基板とにより挟まれ保持されることが好ましい。
このLEDランプ装置によれば、枝部がプリント基板上に配置され、保持部とプリント基板とにより挟まれることで保持されるため、半田部に加わる外力を更に低下させることができる他、枝部が保持部から外れることを防止できるため、更に好ましい。
上記LEDランプ装置において、前記カバー部が、前記プリント基板を介し、前記枝部と対向する部位に設けられ、前記プリント基板を支持する支持部を有することが好ましい。
このLEDランプ装置によれば、カバー部に、プリント基板を介し枝部と対向する部位に支持部を設け、プリント基板を支持することで、プリント基板自体に加わる外力をも低下させることができ、プリント基板上の回路や、別途設けられる回路保護素子等の故障を防止することができる。
上記LEDランプ装置において、前記ケース部は、棒状導光体を支持する筒部を有し、該棒状導光体を発光させる車室内用光源として用いられてもよい。
上記LEDランプ装置において、前記ケース部は、車両に固定するための取付穴を有し、該取付穴内面には、ネジ溝が設けられていてもよい。
本発明によれば、外部コネクタに取付ける際の外力による故障を無くし、且つ一層の小型化が可能となる。
以下、実施形態に基づき本発明を詳細に説明する。本発明の第1の実施形態のLEDランプ装置1を図1、図2、及び図3に示す。図1はLEDランプ装置1の全体図を示すものであり、(a)右側面図、(b)平面図、(c)底面図、(d)正面図である。図2はLEDランプ装置1の断面を示す図であり、図3は接続端子3に用いられているリード部31、32を示した斜視図である。
砲弾型のLEDランプ2はプリント基板4に半田付けされている。接続端子3となるリード部31、32は、その一端がほぼ90度に折り曲げられ半田部311、321となる。該半田部311、321がプリント基板4の穴を介し、該プリント基板4の裏面に半田付けされることで固定されている。LEDランプ2とリード部31、32の間には、回路がプリントされている。該回路やLEDランプ2など保護する目的で、抵抗やダイオードなどの回路保護素子がプリント基板4に実装されている。
LEDランプ2、及びリード部材31、32が半田付けされたプリント基板4は、ケース部5に嵌合固定される。ケース部5には、LEDランプ装置1を外部装置(例えば車室内のルーフやドアなど)に取付けるための爪部51と、LEDランプ2から発せられる光を光学制御するための棒状導光体や光ファイバーなどの導光体を挿入するための筒部52が設けられている。更に、外部装置への取付けを容易とし、且つ強固に固定するため、ケース部5には取付穴54が設けられている。車室内照明用光源として用いられる本実施形態において、爪部51のみでは車両走行時の振動などにより外部装置から脱落してしまう恐れがあるが、取付穴54を介して、例えばネジや棒等の固定部材で固定することにより、このような不具合を未然に防止することが可能となる。以上のようにケース部5を構成とすることで汎用性が向上し、車両用光源としてのみならず、様々な部位に本実施形態のLEDランプ装置1を用いることが可能となる。
リード部31、32はそれぞれ、折り曲げられた半田部311、321と逆側(プリント基板4から離れる方向)に折り曲げられる枝部312、322を備える。枝部312、322はケース部5に設けられた保持部53により挟まれるよう保持される。こうすることにより、接続端子3を外部コネクタと接続する際に加わる外力が、半田接合部(半田部)に集中することを防止でき、クラックや導通不良などの不具合が生じることを防止することができる。
ここで、枝部312、322をプリント基板4上に配置することで、保持部53とプリント基板4とで枝部312、322を挟み固定することが可能となる。枝部312、322がプリント基板4の外側に配置された場合、接続時の外力は保持部53、枝部312、322と、半田部311、321とに分散されるが、該外力が保持部53から外れる方向に印加された場合、枝部312、322が保持部53から外れてしまい、接続端子3が変形してしまうなどの不具合が起こりうる。しかし保持部53とプリント基板4とで枝部312、322を挟み固定することにより、この不具合を防止することができる。
LEDランプ装置1は、LEDランプ2及びプリント基板4を、ケース部5とともに一体に収容するよう設けられるカバー部6を有している。カバー部6は、側面に設けられた爪部61により、ケース部5に固定される。またカバー部6において、枝部312、322とプリント基板4を介し対向する部位に、リブなどの支持部63を設けることが更に好ましい。これによりプリント基板4を支持するのみならず、接続時の外力をより分散させることができ、LEDランプ装置1に、振動や不測の外力が加わった際における故障を防止することができる。
ケース部5には、LEDランプ2から発せられる光を導光し照明するため、棒状導光体などの導光体を挿入するための筒部52が設けられている。導光体とLEDランプ2の距離(隙間)を一定に保つため、筒部内面に突起などのストッパーを設け、導光体挿入時の位置決めを行うことが望ましい。このような突起を有するカバー部は、成形樹脂の射出成形などにより、容易に形成することができる。
また、筒部52は更に、LEDランプ2側面を覆うように設けられ、LEDランプ2から発せられる光が装置外部に漏れずに導光できる様、配置されている。筒部52の内面側にLEDランプ2から側方に漏れる光を効率よく導光する為に反射部材を設けても良い。反射部材としては、筒部内面に蒸着される反射層や、金属薄膜をフィルム状に形成し筒部内面に設ける形態などがあげられる。
プリント基板4にはLEDランプ2の他、図示しない回路保護部品が実装される。回路保護部品としては、LEDランプと並列接続されるツェナーダイオード、LEDランプ2と直列接続される抵抗などがあげられ、プリント基板4には公知の回路保護部品が実装される。
回路保護部品と接続端子3の半田部311、321とは、所定の距離を隔てることが望ましい。半田付け時の熱による故障を防ぐ他、外力が加わった際にプリント基板4が僅かに変形する恐れがあり、これによりプリント基板4上に実装された回路部品にまで外力が加わってしまうことを防止するためである。
本実施形態においては、LEDランプ2として砲弾型LEDランプを用いた形態を示したが、砲弾型に限らずSMD型や、側面実装型(SV:Side View)など既知のLEDランプを用いても良いのはもちろんである。しかし、ケース部5に接続する導光体への導光効率などを考慮する場合、その簡易さから砲弾型を用いることが好ましい。別途レンズなどの集光部材を設ける場合はSMD型であっても良いが、この場合LEDランプ装置1の組立工程や各構成部品が複雑となってしまうからである。
以上、第1の実施形態に記載の通り、ケース部5とカバー部6は、別部材で構成することが好ましい。別部材とすることで、外部装置への取付け方法や、導光体の支持方法など、ケース部5の外形を変更するのみで対処することが可能となり、汎用性が飛躍的に向上するためである。このような第2の実施形態として、ケース部5を変更したLEDランプ装置11を図4及び図5に示す。第1の実施形態と共通する部材、及び名称には、同一の符号を付してある。
図4及び図5に示された様、第1の実施形態に対し、本形態においては爪部51が取り除かれ、取付穴54が筒状に形成されている点で相違する。取付穴54を筒状にすることで、例えばネジや棒等の固定部材で固定することで、第1の実施形態に対し、より強固に固定することができる。更にこの固定部材をネジとし、取付穴54内面に該ネジがネジ止めされるよう溝を設けることにより、固定部材を軸として回転することで位置ズレが生じるなどの不具合をも低減することができる。尚、このような筒状の取付穴54を設ける場合においては、取付穴54の変形を防止するため、図に示すようなリブを形成することが更に好ましい。
図6から図8は、本発明の第3の実施例を示し、図6はLEDランプ装置101の断面を示す図、図7は接続端子103及び基板104の平面図、図8は接続端子103に用いられているリード部131,132を示した斜視図である。
図6に示すように、このLEDランプ装置101は、砲弾型のLEDランプ102が実装されるプリント基板104と、プリント基板104に電気的に接続される接続端子103と、プリント基板104が固定されるケース部105と、ケース部105とともにLEDランプ102及びプリント基板104を収容するカバー部106と、を備えている。LEDランプ102は、プリント基板104に半田付けされて実装される。尚、LEDランプ102は、砲弾型に限らずSMD型や、SV型など他の型としても良い。
図7に示すように、接続端子103は、カソード側とアノード側の一対のリード部131,132から構成される。各リード部131,132は、プリント基板104に挿入され半田付けされる半田部133,134と、半田部133,134からプリント基板104と平行に延びる本体部135,136と、本体部135,136から所定方向へ延びる枝部137,138を有する。
半田部133,134は、リード部131,132の本体部135,136の一端を、ほぼ直角に折り曲げた形状を呈している。半田部133,134は、プリント基板104の穴を表面側から裏面側へ挿通し、プリント基板4の裏面に半田付けにより固定されている。本実施形態においては、枝部137,138は、リード部131,132とほぼ直交し、プリント基板104に平行な方向へ延びる。また、図8に示すように、枝部137,138の端部は、平面視にて、プリント基板104の幅方向について、プリント基板104の端部と同じ位置となっている。
プリント基板104は、平面視にて四角形状に形成され、ケース部105に嵌合して固定される。ここで、プリント基板104のケース部105への嵌合方法は任意であり、プリント基板104に実装されたLEDランプ102を介してケース部105に嵌合させてもよいし、プリント基板104を直接的にケース部105に嵌合させてもよい。尚、嵌合によらずに、プリント基板104をケース部105に固定してもよいことは勿論である。
プリント基板104には、LEDランプ102とリード部131、132が離隔して実装され、これらの間に回路がプリントされている。また、プリント基板104には、回路、LEDランプ102等を保護するために、抵抗、ダイオード等の回路保護素子が実装されている。ここで、回路保護部品と接続端子3の半田部133,134とは、所定の距離を隔てることが望ましい。
ケース部105は、カバー部106とともにLEDランプ102及びプリント基板104を収容し、接続端子103の枝部137,138を保持する保持部153を有している。本実施形態においては、保持部153は、プリント基板104と平行に延びる溝部153aを有し、溝部153aにて枝部137,138を幅方向外側から挟み込むようにして保持する。これにより、仮に接続端子103に半田部133,134を中心とした回転方向の負荷や、本体部135,136の延在方向の負荷が加わったとしても、保持部153により接続端子103を保持することができる。従って、接続端子3を外部コネクタと接続する際に加わる外力が、半田接合部(半田部)に集中することを防止でき、クラックや導通不良などの不具合が生じることを防止することができる。
本実施例においても、第1の実施例と同様に、カバー部106の側面に設けた爪部(図示せず)により、カバー部106はケース部105に固定される。また、また、ケース部105には、LEDランプ装置101を外部装置に取付けるための爪部(図示せず)と、LEDランプ102から発せられる光を光学制御するための棒状導光体、光ファイバー等の導光体を挿入するための筒部152が設けられている。更に、外部装置への取付けを容易とし、且つ強固に固定するため、ケース部105には取付穴154が設けられている。
以上のように構成されたLEDランプ装置101の製造方法について説明する。
まず、LEDランプ102が実装されるプリント基板104に、接続端子103の本体部135,136がプリント基板104と平行となるように、接続端子103の半田部133,134をプリント基板104に挿入して半田付けする(半田付け工程)。LEDランプ102の実装は、接続端子103の実装と同時に行ってもよいし、接続端子103の実装よりも先に行っても、後に行ってもよい。
次いで、ケース部105に形成された保持部153により接続端子103の本体部135,136から所定方向へ延びる枝部137,138を保持しつつ、プリント基板104をケース部105に固定する(固定工程)。
そして、ケース部105とともにLEDランプ102及びプリント基板104を収容するカバー部106を、ケース部105に組み付ける(組付工程)。
尚、プリント基板104をカバー106に支持させておき、プリント基板104のケース部105への固定と、カバー106のケース部105への組み付けを同時に行うことも可能である。すなわち、固定工程と組付工程を同時に行うことも可能である。
以上のように構成されたLEDランプ装置101によれば、接続端子103の枝部137,138をケース部105の保持部105で保持することにより、接続端子103の本体部135,136に負荷が加わったとしても、接続端子103の変形が防止されるし、半田部133,134に過度の応力やモーメントが生じることはない。これにより、外部コネクタの接続時等に、接続端子103へ過度の外力が加わった場合にも、接続端子103が変形したり、半田部133,134にてクラック、導通不良等の不具合が生じることはない。
また、本実施形態のLEDランプ装置101によれば、接続端子103の枝部137,138をプリント基板104に平行な方向へ延びるようにしたので、接続端子103のプリント基板104から上方への突出寸法を小さくすることができる。これにより、ケース部105とカバー部106により形成されるLEDランプ102及びプリント基板104の収容空間の上下寸法を小さくし、装置全体を薄型とすることができる。また、枝部137,138がプリント基板104の幅方向についてプリント基板104の端部と同じ位置まで形成され、枝部137,138をケース部105及びカバー部106の収容空間内で目一杯延在させて接続端子103の変形等を防止しており、プリント基板104の大きさに応じて形成されているケース部105及びカバー部106の収容空間を枝部137,138に応じて大きくする必要もなく、実用に際して極めて有利である。
尚、第3の実施形態においては、接続端子103の枝部137,138が平面視にてプリント基板104と重ならないように形成されたものを示したが、枝部137,138を平面視にてプリント基板104と重なるようにし、組付工程にて、枝部137,138がカバー部105とプリント基板104により挟まれるようにしてもよい。
さらに、この構成において、カバー部106が、プリント基板104について接続端子103の枝部137,138と反対側に設けらプリント基板104を支持する支持部を有していてもよい。この場合、組付工程にて、カバー部106の支持部により、プリント基板104における接続端子103の枝部137,138と反対側が支持されることとなる。
また、第3の実施形態において、ケース部105に各接続端子103の本体部135,136の間に配置される位置決め部を形成し、当該位置決め部により各接続端子103の位置決めを行うようにしてもよい。
さらに、前記各実施形態において、例えばケース部5,105の筒部52,152を省略してもよいし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
本発明のLEDランプ装置は、車室内照明用(ルーフの間接照明、足下照明など)や、各種線状導光体に導光するための光源として、好適に用いることができる。
図1は、本発明の第1の実施形態を示すLEDランプ装置の全体図であり、(a)は左側面図、(b)は平面図、(c)は底面図、(d)は正面図である。 図2は、本発明の第1の実施形態を示すLEDランプ装置の断面図である。 図3は、本発明の第1の実施形態を示すLEDランプ装置に用いられる接続端子の斜視図である。 図4は、本発明の第2の実施形態を示すLEDランプ装置の斜視図である。 図5は、本発明の第2の実施形態を示すLEDランプ装置の斜視図である。 図6は、本発明の第3の実施形態を示すLEDランプ装置の断面図である。 図7は、本発明の第3の実施形態を示す接続端子及び基板の平面図である。 図8は、本発明の第3の実施形態を示す接続端子に用いられているリード部の斜視図である。
符号の説明
1 LEDランプ装置
2 LEDランプ
3 接続端子
4 プリント基板
5 ケース部
6 カバー部
11 LEDランプ装置
101 LEDランプ装置
102 LEDランプ
103 接続端子
104 プリント基板
105 ケース部
106 カバー部

Claims (11)

  1. LEDランプが実装されるプリント基板と、
    前記プリント基板に挿入され半田付けされる半田部、前記半田部から前記プリント基板と平行に延びる本体部、及び、前記本体部から所定方向へ延びる枝部を有する接続端子と、
    前記プリント基板が固定され、前記接続端子の前記枝部を保持する保持部を有するケース部と、
    前記ケース部とともに前記LEDランプ及び前記プリント基板を収容するカバー部と、を備えるLEDランプ装置。
  2. 前記接続端子の前記枝部は、前記ケース部と前記プリント基板により挟まれる請求項1に記載のLEDランプ装置。
  3. 前記カバー部は、前記プリント基板について前記接続端子の前記枝部と反対側に設けられ前記プリント基板を支持する支持部を有する請求項2に記載のLEDランプ装置。
  4. LEDランプが実装されるプリント基板に、接続端子の本体部が前記プリント基板と平行となるように、前記接続端子の半田部を前記プリント基板に挿入して半田付けする半田付け工程と、
    ケース部に形成された保持部により前記接続端子の前記本体部から所定方向へ延びる枝部を保持しつつ、前記プリント基板を前記ケース部に固定する固定工程と、
    前記ケース部とともに前記LEDランプ及び前記プリント基板を収容するカバー部を前記ケース部に組み付ける組付工程と、を含むLEDランプ装置の製造方法。
  5. 前記組付工程にて、前記接続端子の前記枝部は前記ケース部と前記プリント基板により挟まれる請求項4に記載のLEDランプ装置の製造方法。
  6. 前記組付工程にて、前記カバー部の支持部により、前記プリント基板における前記接続端子の前記枝部と反対側が支持される請求項5に記載のLEDランプ装置の製造方法。
  7. プリント基板にLEDランプが実装されたLEDランプ装置において、
    前記プリント基板を嵌合し支持するケース部と、
    前記LEDランプと、前記プリント基板と、を、前記ケース部とともに一体に収容するよう設けられるカバー部と、を有し、
    前記プリント基板には、前記カバー部及び前記ケース部から表出し、外部コネクタと接続するための接続端子が設けられており、
    前記接続端子は、前記プリント基板に挿入され半田付けされる半田部と、該半田部と逆側に折り曲げられる枝部と、を有し、
    前記枝部は、前記ケース部の内面側に設けられた保持部で挟み保持されることで、前記外部コネクタと接続する際の外力による故障を防止するLEDランプ装置。
  8. 前記枝部は、前記プリント基板上に配置され、前記保持部と前記プリント基板とにより挟まれ保持される請求項7に記載のLEDランプ装置。
  9. 前記カバー部が、前記プリント基板を介し、前記枝部と対向する部位に設けられ、前記プリント基板を支持する支持部を有する請求項8に記載のLEDランプ装置。
  10. 前記ケース部は、棒状導光体を支持する筒部を有し、該棒状導光体を発光させる車室内用光源として用いられる請求項9に記載のLEDランプ装置。
  11. 前記ケース部は、車両に固定するための取付穴を有し、該取付穴内面には、ネジ溝が設けられている請求項9又は10に記載のLEDランプ装置。
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