JP3475893B2 - 照明近傍に配置される電子機器の内部配線接合構造及びその接合方法 - Google Patents

照明近傍に配置される電子機器の内部配線接合構造及びその接合方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高輝度放電灯用イグ
ナイタのような照明近傍に配置される電子機器の内部配
線接合構造及び接合方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】高輝度放電灯(HID)のバルブはその
点灯時、かなりの高温になるために、該放電灯 用のイグナイタは、通常、バルブソケットに高圧ケーブ
ルを介して接続されるものとなっているが、小型化や配
線などの都合上、バルブソケットにイグナイタを一体化
させたものが提案されている。
【0003】この場合、電子機器(イグナイタ)はその
使用部品に耐熱性のあるものを用いるのはもちろん、内
部配線の接合も耐熱性を持たせたものとしなくてはなら
ず、このために高温はんだ付けや抵抗溶接による接合が
なされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、高温半田の場
合、電子部品のリード線を基板に実装する必要があり、
小型化に関して制限がある上に、はんだ付け時のはんだ
ボールの除去や検査によるコストアップ及び高温はんだ
そのものが高価であるといった点で問題を有している。
【0005】また、抵抗溶接による接合の場合、抵抗溶
接のための電極を入れることができるスペースを確保し
ておかなくてはならず、これが小型化に関する制限とな
って現れる上に、抵抗溶接は電極の管理に注意を必要と
して、接合部の品質の安定化に関して問題を有してい
る。
【0006】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
であって、その目的とするところは小型化やコストダウ
ンを図ることができる照明近傍に配置される電子機器の
内部配線接合構造及び接合方法を提供するにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】しかして本発明に係る照
明近傍に配置される電子機器の内部配線接合構造は、下
箱内に設けた配線板にリード線を有する電子部品を接合
して電子回路部が形成されるとともに下箱開口部に被せ
られる上蓋を備えている電子機器であって、照明近傍に
配置される該電子機器の下箱内の上記配線板は、下箱開
口部から下箱内に収納される電子部品のリード線を支持
するとともにリード線挿入穴を有する支持部を備えてお
り、片面側が凸、他面側が凹となっている上記リード線
挿入穴にはリード線が凸側から挿入され、下箱開口部外
方の凹側から照射したレーザで上記支持部と該支持部に
支持させたリード線とを溶着することによって、電子部
品が配線板に接合されていることに特徴を有している。
【0008】そして本発明に係る照明近傍に配置される
電子機器の内部配線接合方法は、下箱内に設けた配線板
リード線を有する電子部品を接合して電子回路部が
形成されるとともに下箱開口部に被せられる上蓋を備え
ている電子機器における配線板とリード線とを接合する
にあたり、照明近傍に配置される該電子機器の下箱の開
口部から電子部品を下箱内に収納するとともに、リード
線を支持する支持部としてリード線の線径より小さい幅
の支持凹部を配線板に設け、この支持凹部に電子部品の
リード線を圧入した状態で支持させ、この状態で下箱開
口部外方からレーザ照射して支持凹部面の反射を利用し
てリード線にレーザ光を集中させて溶融させることで支
持凹部に溶着することによって、電子部品を配線板に接
合することに特徴を有している。
【0009】レーザ照射は不活性ガス雰囲気中で行うの
が好ましく、また、支持凹部を上部よりも底部付近の幅
が広いものとし、該支持凹部面の反射を利用してリード
線にレーザ光を集中させて溶融させることで支持凹部に
溶着するようにしてもよい。
【0010】
【発明の実施の形態】以下本発明を実施の形態の一例に
基づいて詳述すると、図示例の電子機器1は、自動車の
ヘッドライトとして用いる高輝度放電灯(HID)バル
ブ9のためのイグナイタであって、この電子機器1の下
箱11と上蓋12とからなるハウジングにおける上蓋1
2には上記バルブ9の装着用のソケット15が設けられ
ており、さらに上記上蓋12で上面開口が閉じられる下
箱11内には複数の電子部品3が収納され、下箱11の
下面側の収納溝にはトランスである電子部品3が収納さ
れている。
【0011】上記下箱11は、リードフレームとも称さ
れる配線板2が埋め込まれた樹脂成形品であり、該配線
板2は電子部品3との接合のための複数本の支持片7を
突出させている。
【0012】ここにおける各支持片7はその先端部にU
字形の溝である支持凹部70を備えており、電子部品3
から導出されているリード線4を支持凹部70に置い
て、下箱11の上方からレーザLの照射を行って、支持
片7もしくはリード線4を溶融させることで、リード線
4 と支持片7とを結合する。ハンダ接合と較べると、耐熱
性がある上に接合強度の高い回路を構成することができ
るものであり、車灯体のように耐高温性(170度)及
び耐振動性等が要求される場合の電子回路を構成するこ
とができる。また、レーザ溶接による非接触接合加工で
あるために、接合工程の機械化への対応も容易である。
【0013】電子部品3が前述のトランスであってリー
ド線(巻き線)4が柔らかい場合には、支持片7に一定
の形で設置することが困難であることから、この場合、
図5に示すように、リード線4の先端に金属パイプから
なる剛性材20を結合し、該剛性材20を支持片7にレ
ーザ接合すればよい。
【0014】リード線と剛性材20との接合は、剛性材
20に挿入したリード線4を剛性材20を潰すことで
うことができるほか、図5に示すように、剛性材20に
リード線4を通した状態で剛性材20の端部をレーザで
溶融させることで行ってもよく、この場合、剛性材20
と柔らかいリード線4との接合及び剛性材20と支持片
7との接合を同一のレーザ溶接機内で一緒に行うことが
できるために、加工費の低減を図ることができる。殊
に、金属パイプである剛性材20を低融点金属(例えば
銅、銀、アルミニウム)で形成することで、低出力レー
ザでの接合が可能となるために、柔らかいリード線4を
切ってしまうことがなくなり、歩留まりを向上させるこ
とができる。
【0015】レーザ照射によるリード線4と支持片7と
の接合は、リード線4を溶融させて支持片7に接合して
も、支持片7を溶融させてリード線4に接合してもよい
が、支持片7の材質がリード線4の材質よりもレーザ吸
収率が高い場合は、支持片7を溶融させる方が接合強度
が増すことになって好ましく、特に図6に示すように、
支持凹部70に置いたリード線4に支持片7の一部が被
さる形状としておくと、支持片7のリード線4に被さっ
ている部分にレーザ照射を行うことで、効率良く且つ確
実な接合を行うことができる。
【0016】逆にリード線4の材質が支持片7の材質よ
りもレーザ吸収率が高い場合は、リード線4を溶融させ
るようにした方が好ましい。
【0017】また、上記支持凹部70の底部形状は、
に示すように、リード線4の断面形状に合わせた形
(図示例では円形断面であるリード線4と同一径(φ=
D)の半円状としている)としてリード線4が支持片7
に面接触するようにすることも、接合強度の向上の点で
好ましい結果を得ることができる。
【0018】図8に示すものは、配線板2から支持片7
に加えて位置規制片13を突設し、電子部品3の本体部
を該位置規制片13で規制される位置に配置すれば、位
置規制片13による電子部品3の位置決めで電子部品3
から導出したリード線4が支持片7から所定長だけ突出
する状態が確実に得られるようにしたものである。レー
ザ照射エネルギーが一定となるために、電子部品3の接
合の歩留まり向上、及び接合強度の安定化を図ることが
できる。
【0019】図9に示すように、支持片7そのものが位
置規制片13を兼ねるようにしたり、図10に示すよう
に、配線板2を埋め込んだ樹脂成形品である下箱11に
位置規制片13を一体に形成してもよい。
【0020】図11は1つの支持片7に複数の電子部品
3のリード線4を接合したものを示している。立体的に
回路を構成することができるために、高密度でより小型
化されたものを得ることができる。
【0021】図12に示すように、リード線4あるいは
支持片7あるいは双方にレーザ吸収率の高い材料からな
る被膜5を設けておくようにしてもよい。たとえば、銅
からなるリード線4の周囲はんだやニッケルのメッキ
を施したり、銅からなる支持片7にニッケルメッキを施
しておくのである。リード線4や支持片7がレーザ吸収
率の低い素材(例えば銅)からなる場合にも、結合強度
が高く且つ安定度の高いレーザ接合を行うことができ
る。
【0022】ところで、レーザ照射による接合にあたっ
ては、不活性ガス(たとえばアルゴンガス)の雰囲気中
でレーザ溶接することにより、溶接部の酸化を防いで結
合強度の高いレーザ接合とすることができる。図13
ノズル80から不活性ガスを吹き付けながらレーザ溶接
している状態を示している。
【0023】また、レーザ照射に際して、溶融させる部
分に直接レーザLを照射するのではなく、図14に示す
ように、支持凹部70の表面での反射を利用してレーザ
Lを集光させるように している。図示例では集光効率を上げるために、支持凹
部70を開き角αが90度以内のV字形とし、支持凹部
70表面で反射したレーザLが支持凹部70の底部上に
位置させたリード線4に集光するようにしている。
【0024】図15に示すように、支持凹部70を上部
側がV字形、底部側が上部の最小幅よりも径が大きい円
形となるようにしておけば、支持凹部70の表面上部で
反射したレーザ光が支持凹部70の底部付近でさらに反
射してリード線4に達することになるとともに反射した
レーザLが外部に出てしまうことが少なくなるために、
リード線4へのエネルギー吸収率を高めることができ
る。
【0025】図16はレーザ溶接強度を上げるために、
支持凹部70の幅をリード線4の線径より小さくして、
リード線4を支持凹部70内に圧入した状態でレーザ溶
接するようにしたものを示している。隙間が無くて強度
の高い接合を得ることができる。
【0026】電子部品3のリード線4がレーザLの照射
方向と平行(上向き)となる場合は、図17に示すよう
に、水平な支持片7にリード線挿入穴71を形成すると
ともに、該リード線挿入穴71付近を下側に凸、上側に
凹となるようにしておき、凸側である下側からリード線
挿入穴71にリード線4を挿通した状態で上方から凹側
の部分にレーザLを照射してリード線4を溶融させるこ
とで支持片7に溶着させる。凹部表面におけるレーザL
の反射でリード線4に集光されるために、効率の良いレ
ーザ溶接ができる。
【0027】
【発明の効果】以上のように本発明に係る照明近傍に配
置される電子機器の内部配線接合構造は、下箱内に設け
た配線板にリード線を有する電子部品を接合して電子回
路部が形成されるとともに下箱開口部に被せられる上蓋
を備えている電子機器であって、照明近傍に配置される
該電子機器の下箱内の上記配線板は、下箱開口部から下
箱内に収納される電子部品のリード線を支持する支持部
を備えており、電子部品は下箱開口部外方から照射され
たレーザによる上記支持部と該支持部に支持させたリー
ド線との溶着で配線板に接合されていることから、耐熱
性及び耐振動性が高い接合となっており、しかも小型化
についての制限が殆どなく、安定した接合も行うことが
できてコストダウンを図ることができるものである。
【0028】さらには、配線板にリード線挿入穴を有す
る支持部を設けて、片面側が凸、他面側が凹となってい
る上記リード線挿入穴にリード線を凸側から挿入し、凹
側から照射したレーザでリード線を接合するようにして
いるので、リード線の方向がレーザ照射方向と同じであ
ってもレーザ溶接することができる上に、凹面による集
光で効率の高い溶接を行うことができる。
【0029】そして本発明に係る照明近傍に配置される
電子機器の内部配線接合方法は、下箱内に設けた配線板
にリード線を有する電子部品を接合して電子回路部が形
成されるとともに下箱開口部に被せられる上蓋を備えて
いる電子機器における配線板とリード線とを接合するに
あたり、照明近傍に配置される該電子機器の下箱の開口
部から電子部品を下箱内に収納して配線板に設けた支持
部に電子部品のリード線を支持させ、この支持部で支持
したリード線に下箱開口部外方からレーザ照射して支持
部に溶着して電子部品を配線板に接合することから、耐
熱性及び耐振動性が高い接合を効率よく行うことができ
る。
【0030】また、支持凹部面の反射を利用してリード
線にレーザ光を集中させて溶融させることで支持凹部に
溶着するようにしているので、レーザ光を逃がすことな
く集光させることができるために、さらに好ましいレー
ザ溶接を行うことができる。
【0031】さらに、支持凹部の幅をリード線の線径よ
り小さくし、リード線を支持凹部に圧入した状態でレー
ザ光を集中させて溶融させ支持凹部に溶着するようにし
ているので、隙間のない強固な溶接を得ることができ
る。
【0032】レーザ照射は不活性ガス雰囲気中で行うの
が溶接部の酸化を防いで結合強度を高くすることができ
る点で好ましく、また、支持凹部面の反射を利用してリ
ード線にレーザ光を集中させるにあたり、支持凹部を上
部よりも底部付近の幅が広いものとし、該支持凹部面の
反射を利用してリード線にレーザ光を集中させて溶融さ
せることで支持凹部に溶着すれば、レーザ光を逃がすこ
となく集光させることができるために、さらに好ましい
レーザ溶接を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例の分解斜視図であ
る。
【図2】同上の分解斜視図である。
【図3】(a)は同上の全体構成を示す分解斜視図、
(b)は使用状態を示す説明図である。
【図4】同上の一例の要部を示すもので、(a)は斜視
図、(b)は断面図である。
【図5】同上の別の例を示すもので、(a)は斜視図、
(b)は断面図である。
【図6】同上のさらに別の例を示すもので、(a)は斜
視図、(b)は正面図である。
【図7】他例の正面図である。
【図8】さらに他例の断面図である。
【図9】別の例の断面図である。
【図10】さらに別の例の断面図である。
【図11】異なる例を示しており、(a)は斜視図、
(b)は断面図である。
【図12】他例の斜視図である。
【図13】さらに他例の斜視図である。
【図14】別の例を示しており、(a)は斜視図、
(b)は正面図である。
【図15】さらに別の例を示しており、(a)は斜視
図、(b)は正面図である。
【図16】同上の他例を示しており、(a)は斜視図、
(b)は正面図である。
【図17】他例を示すもので、(a)は斜視図、(b)
は断面図である。
【符号の説明】
2 配線板 3 電子部品 4 リード線 7 支持片 11 下箱 12 上蓋
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 絹谷 和彦 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (56)参考文献 特開 平8−186061(JP,A) 特開 平7−85901(JP,A) 特開 昭63−130291(JP,A) 特開 昭59−165305(JP,A) 特開 平8−10974(JP,A) 特開 平9−122954(JP,A) 実開 昭54−63183(JP,U) 実開 昭60−67234(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F21V 23/00 B23K 26/00 H01R 4/02

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下箱内に設けた配線板にリード線を有す
    る電子部品を接合して電子回路部が形成されるとともに
    下箱開口部に被せられる上蓋を備えている電子機器であ
    って、照明近傍に配置される該電子機器の下箱内の上記
    配線板は、下箱開口部から下箱内に収納される電子部品
    のリード線を支持するとともにリード線挿入穴を有する
    支持部を備えており、片面側が凸、他面側が凹となって
    いる上記リード線挿入穴にはリード線が凸側から挿入さ
    れ、下箱開口部外方の凹側から照射したレーザで上記支
    持部と該支持部に支持させたリード線とを溶着すること
    によって、電子部品が配線板に接合されていることを特
    徴とする照明近傍に配置される電子機器の内部配線接合
    構造。
  2. 【請求項2】 下箱内に設けた配線板に、リード線を有
    する電子部品を接合して電子回路部が形成されるととも
    に下箱開口部に被せられる上蓋を備えている電子機器に
    おける配線板とリード線とを接合するにあたり、照明近
    傍に配置される該電子機器の下箱の開口部から電子部品
    を下箱内に収納するとともに、リード線を支持する支持
    部としてリード線の線径より小さい幅の支持凹部を配線
    板に設け、この支持凹部に電子部品のリード線を圧入し
    た状態で支持させ、この状態で下箱開口部外方からレー
    ザ照射して支持凹部面の反射を利用してリード線にレー
    ザ光を集中させて溶融させることで支持凹部に溶着する
    ことによって、電子部品を配線板に接合することを特徴
    とする照明近傍に配置される電子機器の内部配線接合方
    法。
  3. 【請求項3】 レーザ照射を不活性ガス雰囲気中で行う
    ことを特徴とする請求項2に記載の照明近傍に配置され
    る電子機器の内部配線接合方法。
  4. 【請求項4】 支持凹部を上部よりも底部付近の幅が広
    いものとし、該支持凹部面の反射を利用してリード線に
    レーザ光を集中させて溶融させることで支持凹部に溶着
    することを特徴とする請求項2に記載の照明近傍に配置
    される電子機器の内部配線接合方法。
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