JP4865666B2 - 電子部品構造体及びその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、例えば、車両のフロント部、リア部に備える照明ユニット等を構成する電子部品構造体及びその製造方法に関する。

昨今の意匠性の多様化に伴い、車両のフロント部、リア部に備える照明ユニットについて、特許文献１に記載されているように、複数のＬＥＤを３次元的に配置した立体的な構成のものの需要が高まっている。そのような、立体的な照明ユニットを構成するための給電回路として従来からバスバー、ＦＰＣ或いは基板等が用いられてきた。

厚い金属板で形成されたバスバーは可撓性を有していないため、立体状に回路形成するには、平面回路を階段状に組み合わせて接続する「つなぎ」バスバーを用いるが、このつなぎバスバーを用いた場合、立体的な回路を形成できるものの、立体形状におけるデザインの制約が大きかった。

また、ＬＥＤで生じた熱をバスバーへ伝達させて放熱させるため、バスバーを大きく形成する必要がある。これにより、給電回路自体の重量が重くなるとともに、また奥行きスペースが必要になるという問題があった。

柔軟性があり大きく変形させることが可能なプリント基板であるＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）を用いた給電回路の場合、薄いフィルム状の回路で構成されているため曲げることができるが、放熱性が劣り、自動車のランプのような輝度の高いＬＥＤには適さなかった。基板にＬＥＤを取付けた給電回路は、バスバー同様、デザインの制約、重量の問題、並びにスペース制約があった。

このように、従来から用いられているバスバー、ＦＰＣ或いは基板による給電回路では、デザイン性および機能性の両面から利用者の満足を得ることのできる電子部品構造体を構成することはできなかった。

また、このように、デザイン性の要求が高まりにつれ、各ＬＥＤをそれぞれが少しずつ異なる方向に向けるような、より複雑な立体構造の回路が求められることがあるが、従来から用いられているバスバー、ＦＰＣ或いは基板による給電回路を用いた照明ユニットにおけるＬＥＤでは向きの変更が十分ではなかった。

特開２００２−２４５８１２号公報

この発明は、重量、スペース、放熱性等の機能を維持しつつ、デザイン上の自由度を高めた電子部品構造体及びその製造方法を提供することを目的とする。

この発明は、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平板状に被覆する被覆部材とから成るフラット配線体に、複数の電子部品を略等間隔に取付けた回路体と、適宜の間隔を隔てた相対位置に配置した少なくとも２枚以上のベース板と、隣合う該ベース板の間に配置され、前記電子部品の挿着を許容する少なくとも１つの挿着孔を有する支持部材とからなるベース構造体とで構成し、前記挿着孔に前記電子部品を挿着して、前記ベース構造体に前記回路体を取付けた電子部品構造体であることを特徴とする。

この発明の態様として、前記電子部品を、発光部を有するＬＥＤで構成し、前記回路体への取付け及び前記挿着孔への固定を許容するとともに、前記ＬＥＤの前記挿着孔への挿着において、前記ＬＥＤと前記挿着孔との間に介在するＬＥＤ保護部材を備えることができる。

また、この発明の態様として、前記ＬＥＤ保護部材に、前記回路体の前記フラット配線体に係止して取付ける第１係止爪と、前記挿着孔に係止して固定する第２係止爪とを備えることができる。
また、この発明の態様として、前記支持部材に、前記発光部から照射された光を反射する反射手段を備えることができる。

また、この発明は、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平板状に被覆する被覆部材とから成るフラット配線体に、複数の電子部品を略等間隔に取付けて回路体を構成し、適宜の間隔を隔てた相対位置に配置した少なくとも２枚以上のベース板の間に、前記電子部品の挿着を許容する少なくとも１つの挿着孔を有する支持部材を配置してベース構造体を構成し、前記挿着孔に前記電子部品を挿着して、前記ベース構造体に前記回路体を取付ける電子部品構造体の製造方法であることを特徴とする。

この発明の態様として、前記電子部品を、発光部を有するＬＥＤで構成し、前記回路体への取付け及び前記挿着孔への固定を許容するとともに、前記ＬＥＤの前記挿着孔への挿着において、前記ＬＥＤと前記挿着孔との間に介在するＬＥＤ保護部材を備えることができる。

また、この発明の態様として、前記ＬＥＤ保護部材を、前記回路体の前記フラット配線体に係止して取付ける第１係止爪で前記フラット配線体に係止して取付け、前記回路体に取付けた前記ＬＥＤ保護部材を、前記挿着孔に係止して固定する第２係止爪で前記挿着孔に係止して固定することができる。

また、この発明の別の態様として、前記ＬＥＤ保護部材を、前記挿着孔に係止して固定する第２係止爪で前記挿着孔に係止して固定し、前記回路体の前記フラット配線体を、前記挿着孔に固定された前記ＬＥＤ保護部材に備えた第１係止爪で係止して取付けることができる。

上記電子部品には、ＬＥＤチップ等の光源デバイスや各種センサ等であることを含む。
なお、フラット配線体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良いが、放熱効果が高いフラットケーブルがより好ましい。

この発明によれば、重量、スペース、放熱性等の機能を維持しつつ、デザイン上の自由度を高めた電子部品構造体及びその製造方法を提供することができる。

本発明のリアコンビランプ１は、リアコンビランプ１の斜視図である図１に示すように、複数のＬＥＤチップ１１を有するＬＥＤ回路体１０と、該ＬＥＤ回路体１０が配索されたベース構造体４０とで構成している。
ＬＥＤ回路体１０は、幅方向に所定間隔を隔てて配設した複数の導電体２１と、該複数の２１を一体的に平板状に被覆する不導電性ラミネートシート２２とから成るフラットケーブル２０に、複数のＬＥＤチップ１１を略等間隔に取付けて構成している。

なお、上記幅方向は、フラットケーブル２０の長さ方向（以下においてケーブル長さ方向という）に対して直交するケーブルの幅方向であり、以下においてケーブル幅方向という。

ベース構造体４０は、適宜の間隔を隔てた相対位置に配置した少なくとも２枚以上のベース板４１，４１と、該ベース板４１，４１の間に配置され、ＬＥＤチップ１１の挿着を許容する少なくとも１つの挿着孔４５を有する複数の支持プレート４３，４４とで構成している。なお、上記適宜の間隔とは、ベース構造体４０の高さ方向の間隔である。

なお、ＬＥＤレンズ１２ａを有するＬＥＤチップ１１を備えたＬＥＤ回路体１０は、ＬＥＤチップ１１の前記挿着孔４５への挿着において、ＬＥＤチップ１１と挿着孔４５との間に介在するＬＥＤ保護部材３０を備え、ＬＥＤ保護部材３０は、ＬＥＤ回路体１０のフラットケーブル２０に係止して取付ける第１係止爪３１ａと、挿着孔４５に係止して固定する第２係止爪３２ａとを備えている。
また、支持プレート４３，４４は、表面にメッキ加工を施してＬＥＤレンズ１２ａから照射された光を反射するリフレクタを構成している。

上記構成について、以下において、リアコンビランプ１の斜視図である図１、リアコンビランプ１の正面図である図２（ａ）、リアコンビランプ１の背面図である図２（ｂ）、並びにベース構造体４０の底面側のベース板４１の平面図である図３とともに詳述する。

なお、図１乃至８中においてＬＥＤ回路体１０についてケーブル長さ方向の一部のみを示しているが、ＬＥＤ回路体１０は必要な長さで形成され、一端を図示省略した制御装置に接続されている。

本発明のリアコンビランプ１は、７つのＬＥＤチップ１１を備えた３本のＬＥＤ回路体１０を、ベース構造体４０に設置された各７本の支持プレート４３，４４に配索して構成している。

ベース構造体４０は、ベース構造体４０の分解斜視図である図４に示すように、上下２枚のベース板４１，４１と、左右に備えた連結部材４６，４６と、各７枚ずつ備えたＬＥＤ支持部材４３，４４により構成されている。

ベース板４１，４１は、前側が曲線波型形状の板状の樹脂製である。これはＬＥＤチップ１１の発光による熱を受けるため、耐熱性を必要とするが、金属製であると重量が増えるため、樹脂製であることが好ましい。なお、樹脂はＰＥＴ、ＰＢＴ或いはＰＰが好ましく、板厚は１〜３ｍｍ程度であれば、より好ましい。また、板厚が不均一であると、樹脂冷却時に発生する内部応力が発生し、所望の形状を得るのが困難に成る。よって板厚はほぼ一定にするのが好ましい。

上下２枚のベース板４１，４１を接続固定する連結部材４６，４６は、ベース板４１と同素材で円柱形状に形成している。なお、本実施例において、連結部材４６を円柱形状で形成したが、角柱形状に形成してもよい。

ＬＥＤ支持部材４３，４４は、所定の幅を有する板状であり、ベース板４１と同素材で構成している。
前側に配置したＬＥＤ支持部材４３は、連結部材４６の２／３程度の長さに形成され、下端を底面側のベース板４１に設置された設置挿入溝４３ａに挿入固定され、所定箇所にＬＥＤチップ１１の挿着を許容する挿着孔４５を１つ備えている。

後側に配置したＬＥＤ支持部材４４は、連結部材４６と同程度の長さに形成され、上下端を各ベース板４１に設置された設置挿入溝４４ａに挿入固定され、所定箇所にＬＥＤチップ１１の挿着を許容する挿着孔４５を２つ備えている。

ベース構造体４０の底面側のベース板４１の平面図である図３においてＬＥＤ支持部材４３，４４の下端を挿入して固定する設置挿入溝４３ａ，４４ａの向きに示すように、各ＬＥＤ支持部材４３，４４は所望の向きで配置されている。

したがって、リアコンビランプ１の正面図である図２（ａ）に示すように、前側に配置したＬＥＤ支持部材４３と後側に配置したＬＥＤ支持部材４４とは、ベース構造体４０本体における幅方向位置は同じであるが、向きが異なって配置されている。

さらには、各ＬＥＤ支持部材４３，４４は、表側面をめっき加工し、挿着孔４５に挿着されたＬＥＤチップ１１で照射された光を前方に反射するように構成している。すなわち各ＬＥＤ支持部材４３，４４は、挿着するＬＥＤチップ１１のリフレクタとして機能している。

ＬＥＤ回路体１０は、ＬＥＤ回路体１０の平面図である図５に示すように、ケーブル幅方向に所定間隔を隔てて配設した２枚の導電体２１と、２枚の導電体２１を一体的に平板状に被覆する不導電性ラミネートシート２２とから成るフラットケーブル２０に、７つのＬＥＤチップ１１をケーブル長さ方向に略等間隔に取付けて構成している。

ＬＥＤチップ１１は、ＬＥＤ回路体１０の組立について斜視図によって説明する説明図である図６、及び底面側からの斜視図によってＬＥＤ回路体１０の組立について説明する説明図である図７に示すように、上面にＬＥＤレンズ１２ａを有するＬＥＤ本体１２と、該ＬＥＤ本体１２の底面からケーブル幅方向外向きのＬ型で、導電体２１に接続する２つの脚端子１３，１３とで構成している。

脚端子１３，１３には、不導電性ラミネートシート２２ごと導電体２１を貫通し、貫通した部分をフラットケーブル２０の裏側で曲げて固定するピアス刃１３ａをケーブル長さ方向の端部に２枚ずつ備えている。

また、ＬＥＤ回路体１０には、ＬＥＤチップ１１の前記挿着孔４５への挿着において、ＬＥＤチップ１１と挿着孔４５との間に介在するＬＥＤ保護部材３０を取付けている。

ＬＥＤ保護部材３０は、ケーブル幅方向に長い平面視長方形の樹脂製であり、平面視中央に、ＬＥＤチップ１１のＬＥＤ本体１２の挿通を許容する矩形の貫通孔３３を備え、上面側の該貫通孔３３の周囲を周方向に４分割し、上方に突出する保護突起３２を備えている。

各保護突起３２の外側面には、挿着孔４５に縁部に係止する第２係止爪３２ａを備えている。なお、保護突起３２は、貫通孔３３に挿通されたＬＥＤ本体１２のＬＥＤレンズ１２ａより低く形成されている。

また、ＬＥＤ保護部材３０は、底面側のケーブル幅方向の両端を下方に突出させた係止側部３１を備えている。左右の係止側部３１の内側面同士の間隔はフラットケーブル２０の幅よりわずかに大きく形成されており、各係止側部３１の内側面には、フラットケーブル２０の側部に係止する第１係止爪３１ａを備えている。
なお、係止側部３１及び保護突起３２は、構成素材の弾性により弾性変形することができる。

上記構成を有するＬＥＤ回路体１０は、まず、脚端子１３のピアス刃１３ａでフラットケーブル２０を貫通させ、フラットケーブル２０の裏面側に突き抜けたピアス刃１３ａを図７に示すように、ケーブル長さ方向にカールさせて、ＬＥＤチップ１１をフラットケーブル２０に固定する。
このとき、ピアス刃１３ａは不導電性ラミネートシート２２ごと導電体２１を貫通しているため、ＬＥＤチップ１１を導電体２１に電気的接続することができる。

この状態で、ＬＥＤチップ１１の上方から、貫通孔３３にＬＥＤ本体１２を挿通させながら、第１係止爪３１ａをフラットケーブル２０の側部に係止させてＬＥＤ保護部材３０を取付ける。このとき、貫通孔３３に挿通したＬＥＤ本体１２以外の部分はＬＥＤ保護部材３０でカバーされた状態となる。

続いて、上述したように組み立てられたベース構造体４０へのＬＥＤ回路体１０の組み付けについて説明する。
挿着孔４５へのＬＥＤチップ１１の挿着について斜視図によって説明する説明図である図８に示すように、複数のＬＥＤチップ１１が取付けられたＬＥＤ回路体１０を、各ＬＥＤ支持部材４３，４４の裏面側に配索し、各ＬＥＤ支持部材４３，４４の裏面側から挿着孔４５にＬＥＤチップ１１を挿入する。

詳しくは、貫通孔３３に挿通したＬＥＤ本体１２の周囲にある保護突起３２ごと挿着孔４５に挿入し、４方向の保護突起３２のそれぞれに備えた第２係止爪３２ａを挿着孔４５の表面側周縁部に係止させてＬＥＤチップ１１を挿着孔４５に固定する。このような、挿着孔４５への挿着作業を全ての挿着孔４５において行い、ＬＥＤ回路体１０をベース構造体４０に取付けて、リアコンビランプ１を完成させる。

上述したような構成で組み立てられたリアコンビランプ１は、各ＬＥＤ回路体１０に備えた複数のＬＥＤチップ１１を発光させ、そのＬＥＤチップ１１から照射した光をＬＥＤ支持部材４３，４４の表面に施しためっき部分で反射させて前方を照射することができる。

このとき、ＬＥＤチップ１１を装着したＬＥＤ支持部材４３，４４は、所望の向きでベース構造体４０に固定されているため、ＬＥＤチップ１１で発光された光を所望の方向に照射することができる。したがって、リアコンビランプ１のデザイン上の自由度を向上することができる。

なお、ＬＥＤチップ１１を可撓性を有するフラットケーブル２０に取付けたため、所望の向きに固定されたＬＥＤ支持部材４３，４４の所定位置に備えた挿着孔４５に無理なく、容易に挿着することができる。したがって、デザイン性の高いリアコンビランプ１を容易に構成することができる。

また、板状のＬＥＤ支持部材４３，４４の裏面側からフラットケーブル２０に取付けられたＬＥＤチップ１１を挿着する構成であるため、リアコンビランプ１全体を薄く構成することができる。

フラットケーブル２０は放熱性能も高く、ＬＥＤチップ１１の発光によって生じる熱を有効に放熱することができるとともに、ベース構造体４０を樹脂製で構成したため、ＬＥＤチップ１１からの発光によって生じる熱に対するリアコンビランプ１の耐熱性能を有するとともに、リアコンビランプ１の重量増加抑制効果もある。

また、ＬＥＤ保護部材３０をＬＥＤチップ１１を上方から覆うように、フラットケーブル２０に取付けているため、ＬＥＤチップ１１とフラットケーブル２０との接続部分である脚端子１３を上方からカバーして保護することができる。

さらに、ＬＥＤ保護部材３０は、ＬＥＤチップ１１に直接的取付けられずに、フラットケーブル２０に係止するとともに、挿着孔４５に係止しているため、挿着孔４５へのＬＥＤチップ１１の挿着状態においてフラットケーブル２０に外力が付与された場合であっても、ＬＥＤ保護部材３０の構成素材である樹脂が有する弾性が外力を吸収し、外力が直接ＬＥＤチップ１１に付与されることをない。したがって、ＬＥＤチップ１１とフラットケーブル２０との電気的接続状態の信頼性を向上することができる。

また、ＬＥＤ保護部材３０は、第１係止爪３１ａでフラットケーブル２０に係止して取付けられ、第２係止爪３２ａで挿着孔４５に係止して固定されるため、容易にＬＥＤ回路体１０にＬＥＤ保護部材３０を取付け、ＬＥＤ保護部材３０を取り付けたＬＥＤ回路体１０のＬＥＤチップ１１を挿着孔４５に挿着することができる。

詳しくは、ＬＥＤレンズ１２ａはポリカーボネート製であり、傷つきやすく、ベース構造体４０に組みつけられたＬＥＤ支持部材４３，４４の裏面側からＬＥＤチップ１１を挿入する際に、狭い部位での挿入作業になるが、ＬＥＤ保護部材３０を介在させたことにより、ＬＥＤ支持部材４３，４４とＬＥＤレンズ１２ａとが接触して傷がつくことを防止できる。

したがって、挿着孔４５へのＬＥＤチップ１１への挿着によってＬＥＤレンズ１２ａに傷がつき、この傷が原因となる割れや回路故障の発生を防止することができる。

また、ＬＥＤ保護部材３０の保護突起３２の高さを、貫通孔３３に挿通させたＬＥＤレンズ１２ａの高さより低く形成しているため、ＬＥＤレンズ１２ａから照射される光をさえぎることが無く、有効に照射することができる。
なお、挿着孔４５の内径を保護突起３２の外径よりわずかに小さくすることで、挿着孔４５へのＬＥＤチップ１１の固定をより強固にすることができる。

本実施例のＬＥＤ支持部材４３，４４は板状に構成したが、表面が湾曲した曲面状であってもよい。また、ＬＥＤ支持部材４３，４４の表面をめっき加工せずとも、ＬＥＤ支持部材４３，４４の後ろ側に反射板を備える構成であってもよい。

また、挿着孔４５にＬＥＤ保護部材３０を予め固定し、挿着孔４５に固定されたＬＥＤ保護部材３０にＬＥＤ回路体１０を取付ける構成でもよい。この場合も、ＬＥＤ保護部材３０によってＬＥＤレンズ１２ａへの傷を防止することができる。

また、ベース構造体４０に対するＬＥＤ支持部材４３，４４の固定方向を変化させることのできる固定方向可変手段を備えてもよい。

これにより、ＬＥＤチップ１１から照射される光の照射方向を自由に変更できるため、さらにデザイン上の自由度を向上することができる。したがって、照射方向を固定した専用のリアコンビランプ１よりも汎用性が向上し、リアコンビランプ１の製造コストを低減することができる

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、
この発明の平型導体は、導電体２１に対応し、
以下同様に、
被覆部材は、不導電性ラミネートシート２２に対応し、
フラット配線体は、フラットケーブル２０に対応し、
電子部品は、ＬＥＤチップ１１に対応し、
回路体は、ＬＥＤ回路体１０に対応し、
支持部材は、ＬＥＤ支持部材４３，４４に対応し、
電子部品構造体は、リアコンビランプ１に対応し、
発光部は、ＬＥＤレンズ１２ａに対応し、
ＬＥＤは、ＬＥＤ本体１２に対応し、
反射手段は、めっき加工に対応するも
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。

フラットケーブル２０は、ＬＥＤチップ１１の脚端子１３，１３が接続しやすい絶縁部材である不導電性ラミネートシート２２で被覆されたフラットケーブル２０であればよく、特に、本実施形態のものに限定されるものではないが、不導電性ラミネートシート２２の材質として、具体的にはＰＥＴ樹脂が好ましい。

また、導電体２１についても、放熱性に優れる帯状の導電体だけでなく、丸形断面の導電体であってもよく、導電体２１の材質としては導電性を有するものであれば良いが、好ましくは金属製、より好ましくは導電性に優れる銅、銅合金が良い。

リアコンビランプの斜視図。 リアコンビランプの正面図及び平面図による説明図。 ベース構造体の底面側のベース板の平面図。 ベース構造体の分解斜視図。 ＬＥＤ回路体の平面図。 ＬＥＤ回路体の組立についての説明図。 ＬＥＤ回路体の組立についての説明図。 挿着孔へのＬＥＤチップの挿着についての説明図。

符号の説明

１…リアコンビランプ
１０…ＬＥＤ回路体
１１…ＬＥＤチップ
１２…ＬＥＤ本体
１２ａ…ＬＥＤレンズ
２０…フラットケーブル
２１…導電体
２２…不導電性ラミネートシート
３０…ＬＥＤ保護部材
３１ａ…第１係止爪
３２ａ…第２係止爪
４０…ベース構造体
４１…ベース板
４３，４４…ＬＥＤ支持部材
４５…挿着孔

Claims (8)

1. 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平板状に被覆する被覆部材とから成るフラット配線体に、複数の電子部品を略等間隔に取付けた回路体と、
   適宜の間隔を隔てた相対位置に配置した少なくとも２枚以上のベース板と、隣合う該ベース板の間に配置され、前記電子部品の挿着を許容する少なくとも１つの挿着孔を有する支持部材とからなるベース構造体とで構成し、
   前記挿着孔に前記電子部品を挿着して、前記ベース構造体に前記回路体を取付けた
   電子部品構造体。
2. 前記電子部品を、発光部を有するＬＥＤで構成し、
   前記回路体への取付け及び前記挿着孔への固定を許容するとともに、前記ＬＥＤの前記挿着孔への挿着において、前記ＬＥＤと前記挿着孔との間に介在するＬＥＤ保護部材を備えた
   請求項１に記載の電子部品構造体。
3. 前記ＬＥＤ保護部材に、
   前記回路体の前記フラット配線体に係止して取付ける第１係止爪と、
   前記挿着孔に係止して固定する第２係止爪とを備えた
   請求項２に記載の電子部品構造体。
4. 前記支持部材に、
   前記発光部から照射された光を反射する反射手段を備えた
   請求項２又は３に記載の電子部品構造体。
5. 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平板状に被覆する被覆部材とから成るフラット配線体に、複数の電子部品を略等間隔に取付けて回路体を構成し、
   適宜の間隔を隔てた相対位置に配置した少なくとも２枚以上のベース板の間に、前記電子部品の挿着を許容する少なくとも１つの挿着孔を有する支持部材を配置してベース構造体を構成し、
   前記挿着孔に前記電子部品を挿着して、前記ベース構造体に前記回路体を取付ける
   電子部品構造体の製造方法。
6. 前記電子部品を、発光部を有するＬＥＤで構成し、
   前記回路体への取付け及び前記挿着孔への固定を許容するとともに、前記ＬＥＤの前記挿着孔への挿着において、前記ＬＥＤと前記挿着孔との間に介在するＬＥＤ保護部材を備えた
   請求項５に記載の電子部品構造体の製造方法。
7. 前記ＬＥＤ保護部材を、前記回路体の前記フラット配線体に係止して取付ける第１係止爪で前記フラット配線体に係止して取付け、
   前記回路体に取付けた前記ＬＥＤ保護部材を、前記挿着孔に係止して固定する第２係止爪で前記挿着孔に係止して固定した
   請求項６に記載の電子部品構造体の接続方法。
8. 前記ＬＥＤ保護部材を、前記挿着孔に係止して固定する第２係止爪で前記挿着孔に係止して固定し、
   前記回路体の前記フラット配線体を、前記挿着孔に固定された前記ＬＥＤ保護部材に備えた第１係止爪で係止して取付けた
   請求項６に記載の電子部品構造体の接続方法。
   
   

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