JP5417844B2

JP5417844B2 - Ｌｅｄランプ装置及びｌｅｄランプ装置の製造方法

Info

Publication number: JP5417844B2
Application number: JP2008332188A
Authority: JP
Inventors: 忠沖市川; 幸彦梅田
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2008-03-06
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2028-12-26
Also published as: JP2009239255A; US20090224645A1; US7880372B2

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、車内用光源として用いられるＬＥＤランプ装置において、ＬＥＤランプが実装されたプリント基板と、前記プリント基板と平行に延びる本体部、前記本体部から折り曲げられることにより前記プリント基板に挿入され半田付けされる半田部、及び、前記本体部から前記半田部と逆側に折り曲げられた単一の枝部を有する接続端子と、前記ＬＥＤランプ、及び前記プリント基板が嵌合固定され、前記接続端子の前記単一の枝部を幅方向外側から挟み込んで保持する保持部を内側面に有するケース部と、前記ＬＥＤランプ、及び前記プリント基板を前記ケース部とともに一体に収容するカバー部と、を備え、前記カバー部は、前記単一の枝部と反対側の部位で前記プリント基板を支持する支持部を有し、前記単一の枝部は、前記プリント基板上に配置され、前記プリント基板が前記支持部に支持されることにより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単一の枝部を設け、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幅方向外側から挟み込んで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。また、単一の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。更に、カバー部に、単一の枝部と反対側の部位でプリント基板を支持する支持部を設けることで、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、前記ＬＥＤランプからの光を導光し車内用照明として用いる棒状導光体を支持する筒部を有することが好ましい。

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、車内用光源として用いられるＬＥＤランプ装置の製造方法において、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、前記接続端子の前記本体部から折り曲げられた半田部を前記プリント基板に挿入して半田付けし、前記接続端子の前記本体部から前記半田部と逆側に折り曲げられた単一の枝部を前記プリント基板上に配置する半田付け工程と、ケース部の内側面に形成された保持部により前記接続端子の前記単一の枝部を幅方向外側から挟み込んで保持しつつ、前記プリント基板を前記ケース部に固定して、前記ＬＥＤランプを前記ケース内に収容する固定工程と、前記単一の枝部と反対側の部位で前記プリント基板を支持する支持部を有し、前記ケース部とともに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、前記プリント基板が前記支持部に支持されることにより前記単一の枝部を前記保持部と前記プリント基板とにより挟んで保持する組付工程と、を含むＬＥＤランプ装置の製造方法が提供される。

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

１ＬＥＤランプ装置
２ＬＥＤ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
１１ＬＥＤランプ装置
１０１ＬＥＤランプ装置
１０２ＬＥＤ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

車内用光源として用いられるＬＥＤランプ装置において、
ＬＥＤランプが実装されたプリント基板と、
前記プリント基板と平行に延びる本体部、前記本体部から折り曲げられることにより前記プリント基板に挿入され半田付けされる半田部、及び、前記本体部から前記半田部と逆側に折り曲げられた単一の枝部を有する接続端子と、
前記ＬＥＤランプ、及び前記プリント基板が嵌合固定され、前記接続端子の前記単一の枝部を幅方向外側から挟み込んで保持する保持部を内側面に有するケース部と、
前記ＬＥＤランプ、及び前記プリント基板を前記ケース部とともに一体に収容するカバー部と、を備え、
前記カバー部は、前記単一の枝部と反対側の部位で前記プリント基板を支持する支持部を有し、
前記単一の枝部は、前記プリント基板上に配置され、前記プリント基板が前記支持部に支持されることにより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ＬＥＤランプ装置。
前記ケース部は、前記ＬＥＤランプからの光を導光し車内用照明として用いる棒状導光体を支持する筒部を有する請求項１に記載のＬＥＤランプ装置。
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１又は２に記載のＬＥＤランプ装置。
車内用光源として用いられるＬＥＤランプ装置の製造方法において、
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、前記接続端子の前記本体部から折り曲げられた半田部を前記プリント基板に挿入して半田付けし、前記接続端子の前記本体部から前記半田部と逆側に折り曲げられた単一の枝部を前記プリント基板上に配置する半田付け工程と、
ケース部の内側面に形成された保持部により前記接続端子の前記単一の枝部を幅方向外側から挟み込んで保持しつつ、前記プリント基板を前記ケース部に固定して、前記ＬＥＤランプを前記ケース内に収容する固定工程と、
前記単一の枝部と反対側の部位で前記プリント基板を支持する支持部を有し、前記ケース部とともに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、前記プリント基板が前記支持部に支持されることにより前記単一の枝部を前記保持部と前記プリント基板とにより挟んで保持する組付工程と、を含むＬＥＤランプ装置の製造方法。