JP4634980B2

JP4634980B2 - Ｌｅｄユニット

Info

Publication number: JP4634980B2
Application number: JP2006230271A
Authority: JP
Inventors: 幸毅石川; 茂石川
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2006-08-28
Filing date: 2006-08-28
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2026-08-28
Also published as: JP2008049936A

Description

この発明は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode)等の半導体発光素子を電線に接続するＬＥＤユニットに関する。

従来、自動車などで使用される室内照明装置等の光源としては、バルブ型のランプの他に、最近、ＬＥＤ（Light Emitting Diode)が使用されるようになってきた（引用文献１〜３）。この種のＬＥＤを用いた照明装置は、例えばＬＥＤ、抵抗器、バスバーとなる接続端子等を基板に実装することによりコネクタを一体形成する構成となっている。
特開２００１−２９４０７９号公報特開２００１−２９４０８２号公報特開２００１−２９０４８３号公報

しかしながら、従来技術においては、ＬＥＤ、抵抗器、端子、バスバーを基板に半田付け或いは溶接により接続し、一体成形等でコネクタを形成する手法がとられており、バスバーによる手法は、端子と基板を一体化可能であるが構造が複雑となり、込み入った回路では実現が困難となる。さらに、一体成形による部品への悪影響（熱や内部応力）が考えられ、成形後の補修は事実上不可能である。また、導光板とＬＥＤ部分の接続については別の部品（手法）を考慮しなければならないため製造コストがかかる。

本発明は、このような問題を鑑みてなされたものであって、組み立て作業が容易であり、低コストに製造可能なＬＥＤユニットを提供することを目的とする。

本発明に係るＬＥＤユニットは、可撓性フラット回路基板の一端側に半導体発光素子が搭載され前記可撓性フラット回路基板の他端側が補強されて相手方接続部材と直接接続される接続端子部を形成してなる可撓性フラット回路と、一端に前記半導体発光素子からの光を通過させる開口部を有すると共に他端に前記可撓性フラット回路の接続端子部が挿通する挿通口を有し、前記半導体発光素子を照光軸を前記開口部に向けて且つ前記接続端子部を前記挿通口に挿通させると共に挿通方向への移動を規制した状態で前記可撓性フラット回路を収容する収容部およびこの収容部の前記挿通口側に一体形成されて前記相手方接続部材を有する相手方コネクタが装着されるコネクタ部を有するベースハウジングと、このベースハウジングの収容部を塞ぐように前記ベースハウジングに嵌合され嵌合状態で前記半導体発光素子の背面に当接する突起が形成されたカバーとを備えたことを特徴とする。

このように、ベースハウジングに、可撓性フラット回路基板を所定位置に配置し、カバーに設けられた突起を半導体発光素子が形成された可撓性フラット回路基板の背面に当接するように形成しているので、半導体発光素子のベースハウジングに対する位置を確定した状態で、半導体発光素子コネクタハウジングを組み立てることができる。

また、前記ベースハウジングは、前記接続端子部の側縁が収容される溝が形成された支持部を備えた構成としてもよい。このようなベースハウジングが支持部を備える構成により、コネクタハウジングに接続する際に、可撓性フラット回路基板の自重による座屈を防止することができる。

また、前記可撓性フラット回路は、前記可撓性フラット回路基板の一部に補強板が添設されることにより前記補強された接続端子部を形成していてもよく、さらに可撓性フラット回路基板の座屈を防止することができる。

また、前記ベースハウジングは、前記補強板の両側縁の端部をコネクタ挿脱方向に受ける段部を有し、この段部によって前記接続端子部の移動を規制するものであってもよい。このような構成とすることにより、接続端子部の移動を規制することが可能となり、コネクタの引抜力を向上させることができる。

また、前記ベースハウジングの開口部に結合された導光部材を更に備えた構成としてもよい。

本発明によれば、半導体発光素子が設けられた可撓性フラット基板を、ベースハウジングの所定箇所に配置し、カバーに設けられた突起を半導体発光素子が形成された可撓性フラット回路基板の背面に当接するように形成しているので、半導体発光素子のベースハウジングに対する位置を確定した状態で、半導体発光素子コネクタハウジングを組み立てることができる。そして、このような構成であるので、半田付け、溶接などの工程が不要であるため、組み付け作業が容易であり、低コストに製造可能なＬＥＤユニットを提供することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るＬＥＤユニットの分解斜視図であり、図２は、図１とは反対方向から観たＬＥＤユニットの分解斜視図である。

本実施形態に係るコネクタは、ＬＥＤコネクタ１と、ＬＥＤコネクタ１に接続される相手方コネクタ２とから構成されている。図３には、図２におけるＡ−Ａ’断面図が、図４には、図３におけるＢ−Ｂ’断面図が、また図５には、図３におけるＣ−Ｃ’断面図がそれぞれ示されている。なお、以下の説明において、コネクタのＬＥＤコネクタ１側を先端とし、相手方コネクタ２側を基端とする。

ＬＥＤコネクタ１は、図１に示すように、可撓性基板であるＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）１１と、このＦＰＣ１１を内部に収容するＬＥＤコネクタハウジング１２とにより構成されている。

ＦＰＣ１１は、ＰＥＴなどの絶縁フィルム１１１上に銅箔等の配線パターン１１２を形成し、その上を樹脂のカバーレイ１１３で覆ったものであり、末端部に接続端子部１１４が形成されている。この接続端子部１１４は、カバーレイ１１３が除去され、配線パターン１１２が露出された状態として形成されている。ＦＰＣ１１の接続端子部１１４と反対側の末端背面においても、カバーレイ１４が除去された状態とされ、配線パターン１１２上にＬＥＤ１１５が設けられている。

また、ＦＰＣ１１は、接続端子部１１における物理的強度を高めるため、接続端子部１１４を構成するＦＰＣ１１の端部背面に、ＦＰＣ１１の短手方向の長さより幅広の金属又は耐熱性の高いポリイミド樹脂等からなる補強板１１６を添接されている。このようにＦＰＣ１１にＬＥＤ１１５が実装可能であるので、多彩な回路設計が可能とされている。

このＦＰＣ１１の立体形状は、図１及び図３に示されるように、接続端子部１１１が形成された回路本体部１１ａと、その回路本体部１１ａから斜め下方向に折り曲げられた連結部１１ｂと、その連結部１１ｂから回路本体部１１ａと直交する方向に折り曲げられたＬＥＤ搭載部１１ｃとにより構成されている。

ＬＥＤコネクタハウジング１２は、主に、ベースハウジング１２１と、ベースハウジング１２１に係止されるカバー１２２とから構成されている。

また、ベースハウジング１２１には、導光体１２３が設けられており、この導光体１２３と、ベースハウジング１２１と、カバー１２２とは、ベースハウジング１２１に取り付けられるケース部材１２４内に収容される。導光体１２３の先端側には、遮光部材１２３ａが設けられ、基端側の対向する側面箇所に突出部１２３ｂ，１２３ｃが形成されている。なお、これら突出部１２３ｂ及び突出部１２３ｃは、異なる形状を有しており、突出部１２３ｃは、その中央が凹んだスリット部１２３ｃ１を有している。ケース部材１２４は、基端側の対向する側面箇所に第１スリット１２４ａ，１２４ａ及び第２スリット１２４ｂ，１２４ｂが形成されている。

ベースハウジング１２１は、先端側に導光体１２３を接続する開口１２１ａと、基端側にＦＰＣ１１の接続端子部１１４を挿通させるための平型の挿通口１２１ｂと、相手方コネクタ２を四面から包囲して受容する相手方コネクタ受容部１２１ｃと、上面側にカバー１２２を装着すると共にＦＰＣ１１を収容する収容部１２１ｄとが形成されている。また、相手方コネクタ受容部１２１ｃの上面には、開口１２１ｃ１が設けられている。

このベースハウジング１２１の長手方向の対向する側面においては、後述するカバー１２２の接続脚部２２２と接続される箇所に、内側に窪んだ凹部１２１ｅ，１２１ｅが形成されている。この凹部１２１ｅ，１２１ｅにより、そのベースハウジング１２１内の凹部１２１ｅ，１２１ｅを挟んで先端側及び基端側に一対の第１段部１２１ｅ１，１２１ｅ１及び第２段部１２１ｅ２，１２１ｅ２が形成されている。

また、ベースハウジング１２１の対向する側面箇所には、凹部１２１ｅ，１２１ｅに一対の第１突出部１２１ｆ，１２１ｆと、開口１２１ａ付近の側面に一対の第２突出部１２１ｇ，１２１ｇと、挿通口１２１ｂ付近に一対の第３突出部１２１ｈ，１２１ｈとが形成されている。第１突出部１２１ｆ，１２１ｆは、後述するカバー１２２の突出脚部１２２ｂと係止され、第２突出部１２１ｇ，１２１ｇ及び第３突出部１２１ｈ，１２１ｈは、ケース部材１２４の第１スリット１２４ａ，１２４ａの段部及び第２スリット１２４ｂ，１２４ｂの段部に係止される。

収納部１２１ｄには、その上面が挿通口１２１ｂの底面と略同位置となるようにＦＰＣ１１の回路本体部１１ａが載置される載置台１２１ｉが設けられている。開口１２１ａの内側左右側面は、異なる形状を有している。つまり、開口１２１ａに向かって右側の内面側面は右方向に凹型に窪んで形成されており、開口１２１ａに向かって左側の内面側面には、突出した突部１２１ａ１が形成されている。また、開口１２１ａ付近の両側面には、応力により弾性変形可能であるランス１２１ａ２，１２１ａ２が設けられている。

このように構成されたベースハウジング１２１により、導光体１２３の突出部１２３ｂ，１２３ｃは、ベースハウジング１２１のランス１２１ａ２，１２１ａ２により係止され、導光体１２３は、ベースハウジング１２１に対して、その位置を固定することが可能となる。

さらに、開口１２１には突部１２１ａ１が設けられているので、導光体１２３の突出部１２３ｂの対応箇所に設けられたスリット１２３ｃ1をその突部１２１ａ１に向けてのみ、導光体１２３を挿入可能であり、導光体１２３の誤った取り付けを防止している。

挿通口１２１ｂの外側の短手方向の両側端部には、図６に示すように、ＦＰＣ１１の接続端子部１１４の側縁が収容される溝が形成された支持部１２１ｊが設けられている。

このように構成されたベースハウジング１２１により、ＦＰＣ１１の接続端子部１１４及び補強板１１６を挿通口１２１ｂに挿入して、支持部１２１ｊにより支持させ、ベースハウジング１２１の載置台１２１ｉにより、ＦＰＣ１１の回路本体部１１ａを載置させ、ＦＰＣ１１を安定して設置することができる。また、ベースハウジング１２１の段部１２１ｅ_２，１２１ｅ_２と、ＦＰＣ１１及び補強板１１６とが当接するので、先端方向へのＦＰＣ１１の移動が規制された構成となっている。

カバー１２２は、ベースハウジング１２１の収容部１２１ｄに装着可能なカバー本体１２２ａと、カバー本体１２２ａからベースハウジング１２１の凹部１２１ｅに当接する位置に設けられた開口を有する一対の接続脚部１２２ｂ，１２２ｂと、カバー本体１２２ａの先端側に接続脚部１２２ｂと同方向に略四角柱型に突出した一対の第１突出部１２２ｃ，１２２ｃと、一対の第１突出部１２２ｃ，１２２ｃ間に位置すると共に同方向に突出した第２突出部１２２ｄとから構成されている。

このようなカバー１２２により、第１突出部１２２ｃ，１２２ｃをベースハウジング１２１の段部１２１ｅ_１，１２１ｅ_１に当接させ、ベースハウジング１２１に対するカバー１２２の位置決めをして、接続脚部１２２ｂの開口１２２ｂ_１をベースハウジング１２２の第１突出部１２２ｃに係止させることにより、カバー１２２とベースハウジング１２１とを接続している。また、ベースハウジング１２１に固定されたＦＰＣ１１のＬＥＤ搭載部１１ｃ（ＬＥＤ１１５が設けられた面の背面）に、カバー１２の第２突出部１２２ｄが当接されるので、ＦＰＣ１１に設けられたＬＥＤ１１５のベースハウジング１２１に対する傾きを固定することができる。したがって、導光体１２３とＬＥＤ１１５との間隔は、一定間隔に保たれるので、ＬＥＤ１１５から導光体１２３へ伝搬される光量を最適な状態で維持することができる。

相手方コネクタ２は、電線３０の接続端部にかしめにより固定された複数の接続端子２１と、これを内部に収容する電線ハウジング２２と、この電線コネクタハウジング２２に装着されて複数の接続端子２１を固定するリテーナ２３とを備えて構成されている。

接続端子２１は、例えば図２及び図３に示すように、金属板をプレス加工して形成され、先端側にＦＰＣ１１の接続端子部１１が挿入されるスリットが形成されて接続端子部１１に両面から圧接される圧接片２１２，２１３を有する圧接部２１４が形成され、基端側に電線３０の先端と接続される電線かしめ部２１５及び被覆線かしめ部２１６が形成された電線圧着部２１７とを備えている。

電線ハウジング２２は、内部に複数の接続端子２１をそれぞれ収容する複数の端子収容室２２０が形成され、図５に示すような、先端側にＦＰＣ１１の接続端子部１１４及び支持部材１２１ｊが挿入されるＨ型の挿入口２２１が形成され、基端側に複数の接続端子２１がそれぞれ挿入される端子挿入口２２２が形成され、その下面側にリテーナ２３を収容するリテーナ装着溝２２３と、その上面側にＬＥＤコネクタハウジング１２との係止を行うランス２２４とが設けられている。また、端子収容室２２０の内部に接続端子２１を係止するためのランス２２５が形成されている。リテーナ２３は、複数の接続端子２１がそれぞれ挿入される複数の端子挿入孔２３１を有する。リテーナ２３がハウジング２２のリテーナ装着溝２２３に半挿入された状態で、接続端子２１が端子挿入口２２２側から挿通された後、接続端子２１の下側の係止孔２１８とランス２２５の先端部とを係合させると共に、リテーナ２３とリテーナ装着溝２２３に完全装着することにより、接続端子２１は、ランス２２５とリテーナ２３とで２重係止される。

このように構成された電線ハウジング２２は、その先端を相手方コネクタ収容部１２１ｃに挿入させることにより、開口１２１ｃ１の段部にランス２２４の突部を係止させ、その位置を固定することができる。

以上のように構成された第１実施形態のコネクタは、ＬＥＤ１１５が設けられた可撓性フラット基板を、ベースハウジング１２１の所定の位置に配置し、カバー１２２に設けられた第２突出部１２２ｄをＬＥＤ１１５が形成されたＦＰＣ１１の裏面に当接するように形成しているので、ＬＥＤ１１５のベースハウジング１２１に対する位置を確定することができる。このような構成は、半田付け、溶接などの工程が不要であるため、組み付け作業が容易であり、低コストに製造可能なＬＥＤユニットを提供することが可能となる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係るＬＥＤユニットについて説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係るＬＥＤユニットの分解斜視図である。なお、第１実施形態と同様の構成箇所は、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図６に示すように、第２実施形態に係るＬＥＤユニットの第１実施形態と異なる構成は、ＬＥＤコネクタハウジング１２’である。

ベースハウジング１２１’は、第１実施形態と異なり、その左右両側壁面に弾性変形可能なランス１２１ａ２，１２１ａ２が設けられていない。また、収容部１２１ｄの中央付近、及び収容部１２１ｄの挿通口１２１ｂの側壁には、収容部１２１ｄの底面から挿通口１２１ｂの下端まで延びて形成された載置台１２１ｉ１’，１２１ｉ２’が設けられている。

カバー１２２’には、その先端側の一辺の左右両端に第１突出部１２２ｃ’，１２２ｃ’が設けられている。

ＬＥＤユニットの組立時、導光部１２３をベースハウジング１２１’の開口１２１ａから挿入し、カバー１２２’をベースハウジング１２１’に装着する。この装着により、カバー１２２’の第１突出部１２２ｃ’，１２２ｃ’に、導光部１２３の突出部１２３ｂ，１２３ｃが係止され、導光部１２３とベースハウジング１２１’とが固定される。

以上のように第２実施形態に係る構成によれば、第１実施形態と同様に、半田付け、溶接などの工程が不要であるため、組み付け作業が容易であり、低コストに製造可能なＬＥＤユニットを提供することが可能となる。さらに、ベースハウジング１２１’の左右両側壁面に、ヒンジ部を形成することなく、導光部１２３をベースハウジング１２１’に係止することが可能となる。よって、さらに低コストにＬＥＤユニットを製造可能である。

本発明の第１実施形態に係るＬＥＤコネクタ及び電線コネクタの分解斜視図である。図１の反対方向からの斜視図である。図２のＡ−Ａ’断面図である。図３のＢ−Ｂ’断面図である。図３の拡大Ｃ−Ｃ’断面図である。本発明の第２実施形態に係るＬＥＤコネクタ及び電線コネクタの分解斜視図である。

符号の説明

１…ＬＥＤコネクタ、２…相手方コネクタ、１１…ＦＰＣ、１２，１２’…ＬＥＤコネクタハウジング、１２１，１２１’…ベースハウジング、１２２，１２２’…カバー、１２３…導光部材、１２４…ケース。

Claims

可撓性フラット回路基板の一端側に半導体発光素子が搭載され前記可撓性フラット回路基板の他端側が補強されて相手方接続部材と直接接続される接続端子部を形成してなる可撓性フラット回路と、
一端に前記半導体発光素子からの光を通過させる開口部を有すると共に他端に前記可撓性フラット回路の接続端子部が挿通する挿通口を有し、前記半導体発光素子を照光軸を前記開口部に向けて且つ前記接続端子部を前記挿通口に挿通させると共に挿通方向への移動を規制した状態で前記可撓性フラット回路を収容する収容部およびこの収容部の前記挿通口側に一体形成されて前記相手方接続部材を有する相手方コネクタが装着されるコネクタ部を有するベースハウジングと、
このベースハウジングの収容部を塞ぐように前記ベースハウジングに嵌合され嵌合状態で前記半導体発光素子の背面に当接する突起が形成されたカバーと
を備えたことを特徴とするＬＥＤユニット。
前記ベースハウジングは、前記接続端子部の側縁が収容される溝が形成された支持部を備えたことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤユニット。
前記可撓性フラット回路は、前記可撓性フラット回路基板の一部に補強板が添設されることにより前記補強された接続端子部を形成していることを特徴とする請求項１又は２記載のＬＥＤユニット。
前記ベースハウジングは、前記補強板の両側縁の端部をコネクタ挿脱方向に受ける段部を有し、この段部によって前記接続端子部の移動を規制するものであることを特徴とする請求項３記載のＬＥＤユニット。
前記ベースハウジングの開口部に結合された導光部材を更に備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のＬＥＤユニット。