JP2009272171A - 接続構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】接続信頼性を向上させることができる接続構造の提供を目的とする。
【解決手段】電子デバイス3と、中間端子5と、接続端子6とをデバイスホルダー7に組付けた後、アンダーホルダー9の掛合溝91に、フラットケーブル100の掛合部110を被せる。デバイスホルダー7とアンダーホルダー9とでフラットケーブル100の掛合部110を挟み込むとともに、デバイスホルダー7の係合爪7a,7bとアンダーホルダー9の被係合部93a,93bとを、デバイスホルダー7の底面に突出された接続端子6のピアス刃63bより外側で互いに係合して嵌着する。デバイスホルダー7の底面に突出するピアス部63のピアス刃63bを、フラットケーブル100の不導電性ラミネートシート102ごと導電体101を貫通して、接続端子6と導電体101とを電気的に接続する。
【選択図】図3

Description

この発明は、例えば車両の照明装置や制御装置に使用される電子部品を、フラットケーブル等の電気ケーブルに接続する接続構造に関する。
従来から、LED灯具などの電子部品と、フラットケーブルなどの電気ケーブルとを接続する構造及び方法としては、特許文献1のLED灯具とフラットケーブルの接続構造及び接続方法が提案されている(特許文献1参照)。
この接続構造及び接続方法は、例えばLED灯具のリード部に設けられた接続タブ部をフラットケーブルのフラット導体に相当する位置に重ね、接続タブ部に跨らせた接続子の突き刺し片を、フラット導体に突き刺して貫通した部分を内側にカールさせて接続するものである。
しかし、LED灯具とフラットケーブルとは、接続子の突き刺し片をフラットケーブルのフラット導体に突き刺して固定しているので、例えばフラットケーブルに対して変形や伸長等による長手方向の外力が付与された際、フラットケーブルのフラット導体と接続子の突き刺し片との接続部に外力の影響が及ぶことがあり、電気的な接続状態が不安定となるおそれがある。
特開2005−50986号公報
この発明は、接続信頼性を向上させることができる接続構造の提供を目的とする。
この発明は、電子部品の対向配置した接点の一方と接して前記電子部品を電気ケーブルに電気的に接続する接続端子と、前記接続端子を挿着する第1函体と、該第1函体の底面に対して前記電気ケーブルを挟み込むようにして嵌着される第2函体とで構成し、前記接続端子に、前記電気ケーブルに対して長手方向の位置を拘束された状態で接続する接続部を備えた接続構造であって、前記電気ケーブルの長手方向の一部に、厚み方向に偏心する掛合部を形成するとともに、前記第1函体及び第2函体の少なくとも一方の対向面に、前記掛合部の掛合を許容する被掛合部を備え、前記第1函体と第2函体との対向する幅方向両側面の前方側及び後方側に、互いに係合される係合部と被係合部とで構成する係合手段を備え、該係合手段を、前記接続部より前後方向の外側の位置に配置した接続構造であることを特徴とする。
この発明の態様として、前記電気ケーブルの掛合部又は被掛合部の前後端に形成された一対の折り曲げ部を、前記係合手段の係合箇所より前後方向の外側の位置に配置することができる。
また、この発明の態様として、前記電気ケーブルを、幅方向に所定間隔を隔てて配設した複数の平型導体と、該複数の平型導体を一体的に被覆する被覆部材とからなるフラットケーブルで構成し、前記接続部を、前記フラットケーブルの平型導体を貫通して接続する貫通接続部で構成することができる。
前記電子部品には、LEDチップ等の光源デバイスや各種センサ、さらには供給電圧を調整する抵抗器や、高い電圧が印加される場合のバイパス回路を構成するダイオード等であることを含む。
前記接続端子は、電子部品を電気ケーブルに直接接続するピアス端子等の端子であることを含む。
前記第1函体は、LEDチップ、抵抗器等の電子デバイスの組付けが許容され、上面開放の直方体形状に形成されたデバイスホルダーであることを含む。
前記第2函体は、第1函体であるデバイスホルダーの底面と合致する大きさ及び形状に形成され、フラットケーブル等の電気ケーブルを挟み込むようにしてデバイスホルダーの底面に対して嵌着されるアンダーホルダーであることを含む。
なお、電気ケーブルとして丸撚り線を幅方向に並べて一体化したリボン電線を用いてもよいが、放熱効果が高いフラットケーブルがより好ましい。
また、前後方向の外側の位置とは、電気ケーブルの長手方向において、接続部より係合手段の全てが外側となる位置、あるいは、接続部と係合手段とが長手方向に重なり合い、残りの一部が外側となる位置である。
この発明によれば、電気ケーブルに対して外力が付与されても、接続端子と電気ケーブルとの接続部にまで外力の影響が及ぶことがなく、接続信頼性が向上する。
本発明のLEDモジュール1は、図1乃至7に示すように、電子デバイス3(LEDチップ30,抵抗器40)における対向配置した接点32,41のうち一方側の一方側接点32a,41aと接して電子デバイス3をフラットケーブル100に電気的に接続する接続端子6と、接続端子6を挿着するデバイスホルダー7と、デバイスホルダー7の底面に対してフラットケーブル100を挟み込むようにして嵌着されるアンダーホルダー9とで構成し、接続端子6に、フラットケーブル100の導電体101に貫通して接続するピアス刃63bを備えた接続構造である。
前記フラットケーブル100は、2本の導電体101と、該導電体101を被覆する不導電性ラミネートシート102とで構成し、フラットケーブル100の長手方向Lの一部に、厚み方向Hに偏心する掛合部110を形成している。
なお、前記デバイスホルダー7の底面と対向するアンダーホルダー9の上面には、前記掛合部110の掛合を許容する掛合溝91を備えている。
また、前記デバイスホルダー7とアンダーホルダー9との対向する幅方向W両側面の前方側及び後方側に、互いに係合される凸状の係合爪7a,7bと凹状の被係合部93a,93bとを形成している。また、係合爪7a,7b及び被係合部93a,93bは、デバイスホルダー7の底面に突出される接続端子6のピアス刃63bより長手方向Lの外側の位置に配置している。
上述するLEDモジュール1の構成について、図1乃至図7とともに、詳述する。なお、図1はLEDモジュール1の斜視図を示し、図2はLEDモジュール1の底面図を示し、図3はLEDモジュールのA−A線矢視断面図を示し、図4はLEDモジュール1の分解斜視図を示し、図5は中間端子5及び接続端子6が組み付けられたデバイスホルダー7と、アンダーホルダー9と、フラットケーブル100の組み付けについての斜視図による説明図を示し、図6は中間端子5及び接続端子6が組み付けられたデバイスホルダー7と、フラットケーブル100が挿着されたアンダーホルダー9との組み付けについての斜視図による説明図を示し、図7は接続端子6のピアス刃63bと、デバイスホルダー7の係合爪7a,7bと、フラットケーブル100の折り曲げ部100a,100bとの位置関係についての説明図を示している。
LEDモジュール1は、図4に示すように、デバイスホルダー7に挿着したLEDチップ30や抵抗器40からなる電子デバイス3をフラットケーブル100に接続する接続ユニットである。
すなわち、第1函体であるデバイスホルダー7と、デバイスホルダー7に挿着されるLEDチップ30及び抵抗器40と、LEDチップ30と抵抗器40をフラットケーブル100に接続する接続端子6(6a,6b)と、LEDチップ30と抵抗器40を固定する中間端子5と、中間端子5を上方から覆うカバー部材2と、第2函体であるアンダーホルダー9とを備えている。
カバー部材2は、樹脂製のプレートで形成された平面視縦長矩形体のカバー本体2aと、該カバー本体2aにおける、フラットケーブル100の長手方向L(以下、単に「長手方向」とする)の両端に、デバイスホルダー7の上面褄部に係合する係合爪部2bとを備えており、デバイスホルダー7に組付けられたLEDチップ30、抵抗器40、中間端子5及び接続端子6を上方から覆うようにデバイスホルダー7に上方から組付けるように構成している。
また、カバー本体2aにおける、フラットケーブル100の幅方向W(以下、単に「幅方向」とする)の中央には、デバイスホルダー7のカバー嵌着部70Aに嵌着された際に、内部に挿着されたLEDチップ30の発光部31を外部から視認できる平面視円形の円形窓21を備えている。
電子デバイス3は、光源となるLED30と、LEDモジュール1の外部から印加される電圧をLED30の特性に合わせて所定電圧に調整する電圧調整回路を構成する抵抗器40とで構成している。なお、LED30は、幅方向W(フラットケーブル100の幅方向と同じ方向)及び長手方向L(フラットケーブル100の長手方向と同じ方向)の長さに対して高さの低い約1〜2mm角の略直方体で形成されている。
前記LED30は上面に平面視円形の発光部31を備えるとともに、幅方向Wの対向する両側面に底面から連続するL型の接点32を備えている。なお、接点32のうち、図4の左奥側を一方側接点32aとし、右手前側を他方側接点32bとしている。
抵抗器40は、LED30より幅広、同程度の奥行き、並びに1/4程度の高さで形成された幅方向Wに長い薄型の直方体形状であり、幅方向Wの対向する両側面に底面から上面まで連続する接点41を備えている。なお、接点41のうち、図4の左奥側を一方側接点41aとし、右手前側を他方側接点41bとしている。
このような構成のLED30と抵抗器40とは、フラットケーブル100の長手方向Lに沿って、図4における手前側に抵抗器40を、奥側にLED30を、対向する接点32a、32b及び接点41a、41bが幅方向Wにそれぞれ並ぶように配置されている。
中間端子5は、1枚の適宜の弾性を有する銅合金製のプレートから形成される。詳しくは、プレス加工により、LED30および抵抗器40が配置される部品配置開口55a,55bを打ち抜き、長手方向Lに所定間隔を隔てて配置した3本の平行な幅方向Wのメインスプリング51と、3本のメインスプリング51の端部を連結する長手方向Lの2本の平行する長手方向フレーム53(53a,53b)とで構成された平面視日の字型に形成している。
メインスプリング51は、幅方向Wの中央付近に、高さ方向のサインカーブ形状で形成された振幅部51aを備え、振幅部51aによる幅方向Wの付勢力によってスプリングを構成している。
3本のメインスプリング51の端部を連結する長手方向Lの2本の長手方向フレーム53のうち、図4における右手前側の他方側長手方向フレーム53bの部品配置開口55a,55b側の側面には、LED30や抵抗器40の他方側接点32b,41bと接する正面視逆U型の端子接触部52を備えている。
端子接触部52は、部品配置開口55a,55b側がフリーで、長手方向フレーム53側が長手方向フレーム53の側面に固定された片側支持状態に形成され、逆U字形状による幅方向Wの付勢力によってスプリングを構成している。なお、本実施例において、中間端子5は銅合金で構成したが、導電性を有すれば金属製部材以外であってもよい。
デバイスホルダー7は、電子デバイス3と、中間端子5と、接続端子6とを挿着固定する、上面開放の直方体形状に形成されたホルダーであり、図2乃至図5に示すように、上面の開放部分に、長手方向Lの両側面と上面とに渡ってカバー部材2が嵌着されるカバー嵌着部70Aを形成している。
また、幅方向W両側面の後方側には、アンダーホルダー9の被係合部93aに対して係合される係合爪7aを形成している。また、幅方向W両側面の前方側には、アンダーホルダー9の被係合部93bに対して係合される係合爪7bを形成している。また、長手方向の両褄面の中央下端には、下方に突出する褄部突出片7cを形成している。また、一対の係合爪7a,7bは、デバイスホルダー7の底面に突出される接続端子6のピアス刃63bより長手方向Lの外側の位置に配置されている。
なお、デバイスホルダー7の底面は、アンダーホルダー9の上面と合致する大きさ及び形状に形成されている。
カバー嵌着部70A内側の上面の幅方向Wの中央には、電子デバイス3及び中間端子5を挿着固定するデバイス挿着凹部70を構成している。また、底面に接続端子6を挿着固定する接続端子挿着凹部79を備えている。
デバイス挿着凹部70は、上方からの中間端子5の挿着ができるよう、中間端子5の平面形状より一回り大きく形成され、部品配置開口55a,55bに対応する部分に、囲いブロック71(71a,71b)を配置している。したがって、部品配置開口55a,55bと囲いブロック71とをはめ合わせて挿着した中間端子5は、デバイス挿着凹部70内における水平方向を略固定することができる。
なお、囲いブロック71は、平面視内側に挿着する電子デバイス3の側方を三方向から囲繞する、図4における右手前側が開放された角構成のU型、即ち逆コの字型に形成され、左奥側の底面部分に、デバイスホルダー7の底面側の接続端子挿着凹部79に挿着された接続端子6の接触プレート61の挿通を許容する貫通孔72を備えている。
後述する接続端子6の挿着を許容する接続端子挿着凹部79は、それぞれのピアス部63の挿着を許容する溝形状で構成するとともに、上述の貫通孔72を備えている。
接続端子6は、LED30をフラットケーブル100に接続するLED用接続端子6bと、抵抗器40をフラットケーブル100に接続する抵抗用接続端子6aの2種類があり、それぞれは上から順に、LEDチップ3及び抵抗器4の接触端子32,41と接触する接触凸部61aを有する接触プレート61と、該接触プレート61に対して略直角で平面視カギ状の水平プレート部62と、該水平プレート部62の先端に備えたピアス部63とで構成している。
抵抗用接続端子6aとLED用接続端子6bとは、水平プレート部62における幅方向Wの長さとカギ状の向きとを調整することでピアス部63が、フラットケーブル100の導電体101の位置に合うとともに、長手方向Lの位置が合うように配置することができる。
ピアス部63は、上方に凸な正面視半円形のルーフ部63aと、該ルーフ部63aの幅方向W両端から下方に突出するピアス刃63bとで構成している。なお、本実施例においては、1つのピアス部63には、一端側で長手方向Lの所定間隔を隔てて配置した2枚のピアス刃63bと他端側の1枚のピアス刃63bとの計3枚のピアス刃63bを備えている。
なお、中間端子5及び接続端子6は、0.1〜0.5mm厚の銅合金製板材で構成しているが、LED30のサイズ等に合わせて、0.2〜0.25mm厚程度の銅合金製板材が好適である。また、導電性を有するものであれば良く、前記銅合金に限定されない。
フラットケーブル100は、図3、図4にも示すように、幅方向Wに所定間隔を隔てて配設した2本の導電体101と、2本の導電体101を一体的に被覆する不導電性ラミネートシート102とで構成している。なお、図中においてフラットケーブル100の一部のみを示しているが、フラットケーブル100は、必要な長さで形成されている。
また、フラットケーブル100は可撓性を有しており、折り曲げによって、側面視凸状、すなわち他の部分より高い段状、且つアンダーホルダー9の長さ分の面状体で構成する掛合部110を形成している。
掛合部110は、フラットケーブル100を谷折線Aで谷折りし、山折線Bで山折りして、側面視凸状の掛合部110を厚み方向Hに偏心して形成する。なお、谷折線Aと山折線Bとの間隔はアンダーホルダー9の掛合溝91内側の高さと略同一に形成され、山折線B同士の間隔はアンダーホルダー9の掛合溝91内側の長さと略同一に形成されている。また、掛合部110の前後端に形成された一対の折り曲げ部100a,100bは、デバイスホルダー7の係合爪7a,7bとアンダーホルダー9の被係合部93a,93bとの係合箇所より長手方向Lの外側の位置に配置されている。
アンダーホルダー9は、上面に、フラットケーブル100の係着を許容する、フラットケーブル100の掛合部110よりわずかに幅が広く、深さがフラットケーブル100の厚さよりわずかに深い凹状の掛合溝91を厚み方向Hに偏心して形成している。また、図2、図3に示すように、幅方向W両側面の後方側には、デバイスホルダー7の係合爪7aが係合される凹状の被係合部93aを形成している。
また、幅方向W両側面の前方側には、デバイスホルダー7の係合爪7bが係合される凹状の被係合部93bを形成している。また、一対の被係合部93a,93bは、デバイスホルダー7の底面に突出されるピアス部63のピアス刃63bより長手方向Lの外側の位置に配置されている。
また、掛合溝91の平面視中央付近には、フラットケーブル100を貫通したピアス刃63bの支障を防止する回避凹部92を備えている。
次に、それぞれを前記構成で構成したLEDモジュール1の組み付けについて説明する。
まず、図4に示すように、デバイスホルダー7の接続端子挿着凹部79に、ピアス刃63bが下方に突出する姿勢に保持した接続端子6を、貫通孔72に接触プレート61が貫通すように挿着する。
この接続端子挿着凹部79への接続端子6の挿着によって、接続端子6は、ピアス刃63bがデバイスホルダー7の底面から突出する態様となり、貫通孔72を貫通した接触プレート61が、囲いブロック71の平面視内側からデバイス挿着凹部70に突出する態様となる。
そして、接続端子6が挿着されたデバイスホルダー7のデバイス挿着凹部70の上方から中間端子5を挿着する。これにより、振幅部51aが囲いブロック71の側部に配置されるとともに、端子接触部52が接触プレート61と幅方向Wにおける対向する位置に配置され、一方側長手方向フレーム53aによって幅方向Wの位置が固定された態様で挿着することができる。
中間端子5及び接続端子6が挿着されたデバイス挿着凹部70の上方から電子デバイス3を挿着する。詳しくは、抵抗器40は、抵抗用接続端子6aの接触プレート61と抵抗器配置開口55aの端子接触部52との間に上方から挟み込むように割り込ませて挿着する。
LED30は、LED用接続端子6bの接触プレート61とLED配置開口55bの端子接触部52との間に上方から挟み込むように割り込ませて挿着する。これにより、電子デバイス3と、中間端子5と、接続端子6とをデバイスホルダー7に組付けることができる(図5参照)。
次に、アンダーホルダー9の掛合溝91に、フラットケーブル100の掛合部110を上方から被せた後(図6参照)、電子デバイス3、中間端子5、接続端子6が組付けられたデバイスホルダー7と、アンダーホルダー9との対向面間にフラットケーブル100の掛合部110を上下方向に挟み込む。
掛合部110を挟み込む際に、デバイスホルダー7の係合爪7a,7bとアンダーホルダー9の被係合部93a,93bとを、デバイスホルダー7の底面に突出された接続端子6のピアス刃63bより長手方向Lの外側の位置で互いに係合して、デバイスホルダー7の底面に対してアンダーホルダー9を下方から嵌着する(図2、図3参照)。
また、アンダーホルダー9の掛合溝91を形成する長手方向の両側面、すなわち両褄部及び上面と、デバイスホルダー7の底面及び褄部突出片7c,7cの内側とでフラットケーブル100の掛合部110を挟み込む。
これにより、デバイスホルダー7の底面から下方に突出するピアス部63のピアス刃63bは、接続端子挿着凹部79を介してルーフ部63aが下方に押圧され、フラットケーブル100の不導電性ラミネートシート102ごと導電体101を貫通して、接続端子6と導電体101とが電気的に接続される。
この後、カバー部材2を、電子デバイス3、中間端子5、接続端子6が組付けられたデバイスホルダー7のカバー嵌着部70Aに上方から嵌着すれば、LEDモジュール1の組み立てが完了する(図1参照)。
前記構成の接続構造によれば、デバイスホルダー7とアンダーホルダー9とを嵌着する際にフラットケーブル100の掛合部110を上下方向に挟み込み、デバイスホルダー7の底面に突出する接続端子6のピアス刃63bを、フラットケーブル100の導電体101に貫通して接続するので、電子デバイス3のLEDチップ30と抵抗器40とをフラットケーブル100に対して安定した状態に接続することができる。
また、アンダーホルダー9の掛合溝91にフラットケーブル100の掛合部110を被せた後、デバイスホルダー7の係合爪7a,7bとアンダーホルダー9の被係合部93a,93bとを、デバイスホルダー7の底面に突出された接続端子6のピアス刃63bより長手方向Lの外側の位置で互いに係合する。
これにより、フラットケーブル100に対して変形や伸長等による長手方向Lの外力が付与された際に、デバイスホルダー7の係合爪7a,7bとアンダーホルダー9の被係合部93a,93bとの係合箇所より外側に形成されたフラットケーブル100の折り曲げ部100a,100bに対して外力が集中して付与されることになる。つまり、接続端子6のピアス刃63bとフラットケーブル100の導電体101との接続部にまで外力の影響が及ぶことがなく、接続信頼性が向上する。
また、アンダーホルダー9の掛合溝91にフラットケーブル100の掛合部110を掛合させて、デバイスホルダー7とアンダーホルダー9とを嵌着させるため、フラットケーブル100に対する位置を容易に定めることができる。
したがって、接続端子6のピアス刃63bをフラットケーブル100の導電体101に対して確実に貫通させて、電気的に接続することができる。
以上、この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の接続構造は、LEDモジュール1に対応し、
以下同様に、
前後方向は、長手方向Lに対応し、
電子部品は、電子デバイス3、LED30、抵抗器40に対応し、
一方の接点は、一方側接点32a,41aに対応し、
他方の接点は、他方側接点32b,41bに対応し、
端子部材は、中間端子5に対応し、
接続端子は、接続端子6に対応し、
接続部及び貫通接続部は、ピアス刃63bに対応し、
第1函体は、デバイスホルダー7に対応し、
第2函体は、アンダーホルダー9に対応し、
電気ケーブルは、フラットケーブル100に対応し、
平型導体は、導電体101に対応し、
被覆部材は、不導電性ラミネートシート102に対応し、
係合手段の係合部は、係合爪7a,7bに対応し、
係合手段の被係合部は、被係合部93a,93bに対応し、
被掛合部は、掛合溝91に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
実施例では、フラットケーブル100の掛合部110を側面視凸状に形成し、その掛合部110が掛合されるアンダーホルダー9の掛合溝91を側面視凹状に形成しているが、例えば掛合部110を側面視凹状に形成し、掛合溝91を側面視凸状に形成してもよい。
LEDモジュールの斜視図。 LEDモジュールの底面図。 図2に示すLEDモジュールのA−A線矢視断面図。 LEDモジュールの分解斜視図。 デバイスホルダー、アンダーホルダー、フラットケーブルの組み付けについての説明図。 デバイスホルダー、アンダーホルダーの組み付けについての説明図。 デバイスホルダーの係合爪、接続端子のピアス刃、フラットケーブルの折り曲げ部の位置関係についての説明図。
符号の説明
1…LEDモジュール
3…電子デバイス
30…LED
40…抵抗器
6…接続端子
63b…ピアス刃
7…デバイスホルダー
7a,7b…係合爪
9…アンダーホルダー
91…掛合溝
93a,93b…被係合部
100…フラットケーブル
100a,100b…折り曲げ部
101…導電体
102…不導電性ラミネートシート
110…掛合部
L…長手方向
W…幅方向
H…厚み方向

Claims (3)

  1. 電子部品の対向配置した接点の一方と接して前記電子部品を電気ケーブルに電気的に接続する接続端子と、
    前記接続端子を挿着する第1函体と、
    該第1函体の底面に対して前記電気ケーブルを挟み込むようにして嵌着される第2函体とで構成し、
    前記接続端子に、前記電気ケーブルに対して長手方向の位置を拘束された状態で接続する接続部を備えた接続構造であって、
    前記電気ケーブルの長手方向の一部に、厚み方向に偏心する掛合部を形成するとともに、
    前記第1函体及び第2函体の少なくとも一方の対向面に、前記掛合部の掛合を許容する被掛合部を備え、
    前記第1函体と第2函体との対向する幅方向両側面の前方側及び後方側に、互いに係合される係合部と被係合部とで構成する係合手段を備え、
    該係合手段を、前記接続部より前後方向の外側の位置に配置した
    接続構造。
  2. 前記電気ケーブルの掛合部又は被掛合部の前後端に形成された一対の折り曲げ部を、
    前記係合手段の係合箇所より前後方向の外側の位置に配置した
    請求項1に記載の接続構造。
  3. 前記電気ケーブルを、
    幅方向に所定間隔を隔てて配設した複数の平型導体と、該複数の平型導体を一体的に被覆する被覆部材とからなるフラットケーブルで構成し、
    前記接続部を、
    前記フラットケーブルの平型導体を貫通して接続する貫通接続部で構成した
    請求項1又は2に記載の接続構造。
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