JP5640895B2

JP5640895B2 - Ｌｅｄランプ用ホルダ

Info

Publication number: JP5640895B2
Application number: JP2011120659A
Authority: JP
Inventors: 梅田　幸彦; 幸彦梅田
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2011-05-30
Filing date: 2011-05-30
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2031-05-30
Also published as: JP2012248474A

Description

本発明は、特に車両の外装部品に設けられるＬＥＤランプ用ホルダに関する。

現在、ＬＥＤランプは車両の様々な部位に設けられている。ＬＥＤは半導体素子であり、これを車両用照明として用いるには、ＬＥＤランプと車両用回路とを電気的に接続し、かつＬＥＤランプを車両に取付け・固定するためのホルダ構成が必要となる。
このような例として特許文献１には、車両の室内に設けられるＬＥＤランプ用のホルダが開示されている。該技術によれば、ＬＥＤランプを車室内パネルに取付けつつ、車両電源により給電するためのコネクタをコンパクトに配置することができる。

特開２０１０−０８３２１０

ＬＥＤランプを車両の外装部材に設ける場合、ホルダを防水構造とする必要がある。このような防水構造を備える外装用ランプの例として前照灯があり、カバー（アウタレンズ）をハウジングに接着・溶着することで防水構造をなしている。
しかしこの構造を特許文献１の技術に適用した際、ＬＥＤ実装基板と端子との半田接続部に亀裂が生じてしまい、電気接続不良により生産性が低下する問題が生じた。特に超音波溶着時に発生率が高くなった。これはカバーを超音波溶着により接着する際、振動が半田接続部にまで伝播し、応力集中により故障するものと考えられる。

そこで本発明の課題は、防水性をそなえ、かつ半田接続部にクラックなど故障を生じない、生産性の良いＬＥＤランプ用ホルダを提供することである。

本発明のＬＥＤ用ホルダは、第１の特徴として、
ＬＥＤランプが搭載された基板と、
外部コネクタが接続されるコネクタと、前記基板が配置される収容部と、収容部を環状に取り囲む接着部と、を備え、コネクタと収容部とにその端部がそれぞれ突出するように端子がインサートされたコネクタケースと、
前記ＬＥＤと前記基板とを覆うよう、その端部が前記接着部に接着されるカバーと、を有し、
前記端子は、その一端が前記基板に半田接続され、該半田接続部とインサートされた部位の間に、その周囲よりも幅狭とされた幅狭部を有する。

第２の特徴として、
前記接着部に前記カバーが超音波溶着により接着され、該接着面と垂直な仮想面を前記端子が通過しない。

第３の特徴として、
前記端子は、Ｌ字状に折り曲げられ、屈曲部が前記コネクタケースにインサートされ、
前記コネクタ内において、その一端が前記外部コネクタの抜き差し方向に対し平行に突出し、
前記収容部内において、その他端が前記収容部内で前記外部コネクタの抜き差し方向に対し垂直に突出する。

第４の特徴として、
前記接着部の外壁は、前記端子の突出方向において、前記基板の裏面よりも前記コネクタ側に形成される。

本発明の第１の特徴によれば、幅狭部により、カバー接着時に半田接続部への応力集中を緩和でき、半田接続部のクラックによる生産性の低下を抑制することができる。このため超音波溶着などの防水性が高い構成を採用することができ、接着剤など部品点数の低減による低コスト化が可能である。
本発明の第２の特徴によれば、超音波溶着した際の振動が端子により吸収・散乱されることがなくなり、接着面において良好な溶着が可能となる。このため防水性をより確実なものとすることができる。
本発明の第３の特徴によれば、端子をＬ字状に構成することで、端子・コネクタ・ＬＥＤおよび基板が、接着面と垂直な仮想面内に配置されない構成とすることができ、より溶着を確実なものにでき、さらには仮想面で囲まれた領域内にこれら構成が集約できるため、さらなる小型化が可能となる。
本発明の第４の特徴によれば、超音波溶着後の半田接続部の状態を目視にて確認することができ、不良を低減でき生産性が向上する。

図１は本発明のＬＥＤランプ用ホルダの外観斜視図。図２は本発明のＬＥＤランプ用ホルダの分解斜視図。図３は本発明のＬＥＤランプ用ホルダのＡ−Ａ端面図。図４は本発明のＬＥＤランプ用ホルダのＢ−Ｂ端面図。

本発明のＬＥＤランプ用ホルダ１０を図１〜４を用い説明する。図１は本発明のＬＥＤランプ用ホルダの斜視図、図２は図１の分解斜視図、図３は外部コネクタ７を省略したＡ−Ａ端面図、図４は外部コネクタ７を省略したＢ−Ｂ端面図である。

図１〜２に示したようＬＥＤランプ用ホルダ１０は、ＬＥＤランプ１、ＬＥＤランプが実装された基板２、基板２と半田接続される端子４がインサートされたコネクタケース３、コネクタケース３にその縁が取付けられるカバー５、からなる。コネクタケース３に外部コネクタ７を取付けることによりＬＥＤランプ用ホルダ１０に給電可能とし、ＬＥＤランプ用ホルダが発光する。
次に各構成の詳細について説明する。

ＬＥＤランプ１は、表面実装型のＬＥＤランプであり、凹状の開口内にＬＥＤ素子が実装され、凹部内が蛍光体を含有する透光性樹脂により封止されている。また基板２の表面には回路が形成されており、基板上にＬＥＤランプ１、図示していないＬＥＤランプを静電気保護するための保護素子と、供給電力を調整するための抵抗素子と、が半田接続により実装されている。
なお本実施例においては表面実装型のＬＥＤランプ１を用いた例を示しているが、ＬＥＤランプ１として砲弾型のものを用いても良いが、砲弾型は表面実装型と比べ素子高さが高いため、装置の大型化につながり好ましくない。またＬＥＤランプと基板とを組合せ、ＬＥＤ素子を基板上に直接搭載するＣＯＢ型のＬＥＤランプを構成しても良い。この場合、ＬＥＤ素子の放射光を光学制御するための封止部材やレンズなどが必要となるが、装置全体の小型化に寄与することができる。

コネクタケース３は、基板２が配置される収容部３ａ、外部コネクタ７が接続されるコネクタ３ｂ、収容部３ａを環状に取り囲み、カバー５が接着される接着部３ｃを有し、リードフレームが折り曲げ形成された端子４が、コネクタ３ｂと収容部３ａとにその端部がそれぞれ突出するようにインサートされ、これらが一体に成形される。
インサート成形により構成することで、圧入など端子４の外付けの場合と比べ生産性が向上する。また、コネクタケース３と端子４との間に隙間が出来ずに密着するため、隙間から水滴など異物が浸入する恐れがなく、防水性・防塵性が必要な用途において好適に用いることが出来る。

収容部３ａはコネクタ３ｂの外面上に設けられ、外部コネクタ７の抜き差し方向と略並行な面により基板２の裏面を支持する。基板２はネジなどの固定具６により収容部３ａに固定される。
接着部３ｃはカバー５に対応して収容部３ａを環状に取り囲む溝により構成され、接着部３ｃとカバー５とを接着することにより、この間からの水滴の浸入を防止できる。またカバー５と接着部３ｃとは、超音波溶着により接着されている。このためシール材を用いる形態と比べ、部品点数が削減でき低コスト化することができる。さらに環状とされた接着部３ｃの内側に収納部３ａとコネクタ３ｂを配置しているため、超音波溶着する断面上（接着面と垂直な仮想面。図３・４の点線に沿った面Ｘ）に端子４などの他部材が存在しない。このため超音波を均一に接着部３ｃとカバー５との間の接着面に印加でき、良好な溶着を行うことができるため、防水性がより向上する。

コネクタケース３には、リードフレームがＬ字状に折り曲げられた端子４が、その一端側がコネクタ３ｂ内に、他端側が収納部３ａ内に、そろぞれ突出するようインサートされている。インサート成形していることで、コネクタ３ｂ内に突出する端子４とコネクタケース３との間に隙間がなくなり、この間からの水滴の浸入を防止できる。
また図３に示したよう、端子４の折り曲げられた屈曲部はコネクタケース３内に埋没している。これにより外部コネクタ７の抜き差し時の応力に対し、端子４をより強固に保持することができる。

収納部３ａ側の端子４は、外部コネクタ７の抜き差し方向に対して垂直方向に突出しており、その先端が基板２と半田接続される。突出方向を垂直としていることで、コネクタ３ｂと基板２とを最短距離で接続でき、全体として小型化とすることができる。また基板２に対しても端子４が垂直となるため、端子が斜めの場合と比べて半田接続部にストレスがかからず、良好な電気接続を得る事ができる。
ここで上述の「垂直」は、垂直（９０°）を基準として、リードフレームの折り曲げ加工、インサート成形、半田付け、超音波溶着など各工程で生じる小さな変形について、上記同様の作用効果を奏する角度範囲を許容するものとする。

従来では、カバー５を超音波溶着した際に、振動がコネクタケース３から端子４に伝播し、半田接続部に応力集中が生じて半田接続部にクラックが生じてしまう問題があった。
そこで本発明では図４に示したよう、収納部３ａ側に突出した端子４について、半田接続部とインサート部との間に幅狭部４ａを設けている。幅狭部４ａはリードフレームの打ち抜き加工時に形成され、「周囲」よりも幅狭とされる。この幅狭部４ａにより、超音波溶着の振動の伝播経路を狭め、また端子４に応力が印加された際の脆弱部として機能させることができ、超音波溶着による製造が容易になる。
ここで「周囲」とは、幅狭部４ａを挟んだインサート部側および半田接続部側の端子の部位を指している。インサート部側の端子は、基板２の配置・固定時の外力で変形しないよう、幅狭部４ａよりも幅広としている。また半田接続部側の端子は、半田接続前の基板の支持や、半田接続時に溶融した半田が濡れてインサート部側へ流れ、十分な半田フィレットが形成できなくなることを防止すべく、幅広としている。

さらに、この半田接続による半田フィレットを目視確認できるようにするため、コネクタケース３の接着部３ｃを構成する壁の高さは、端子４の収容部３ａ内での突出方向（外部コネクタ７の抜き差し方向と垂直な方向）において、基板２の裏面よりも低く、コネクタ側に位置するように形成されている（図３・４の矢印Ｙ）。接着部３ｃの壁の高さは、基板２と端子４とによる半田接続部が外観により目視できる高さが好ましく、基板２と同程度の厚みがあれば良い。これにより、基板２をコネクタケース３に取り付けた状態で基板両面の半田フィレットを目視検査することが容易となる。なおこの検査をカバー５の溶着前にすることで、半田フィレットを形成するのに充分な半田供給量へと微調整することが容易となる。

カバー５は透光性樹脂からなり、接着部３ｃに接着されることで、ＬＥＤランプ１と基板２を収容する。ＬＥＤランプ１と対向した部位には凸状のレンズが形成されており、ＬＥＤランプ１の放射光を透光する。レンズの周囲にはシボ加工が施してあり、基板２や固定具６が直視できないようにしている。これにより全体として意匠性が向上し、美感に優れたＬＥＤランプ用ホルダ１０とすることができる。

以上の構成によれば、外部に露出する異部材の接合部位、すなわちコネクタケース３とカバー５との間の接着部３ｃ、コネクタケース３と端子４との間、で良好な防水性がえられ、ＬＥＤランプ用ホルダ内に水滴が浸入する恐れがない。また超音波溶着した際に半田接続部にクラックなど故障を生じないため、低コストで生産性の良いＬＥＤランプ用ホルダを得ることが出来る。

本発明は、車両外装のほか、車両以外の屋外、また屋内であっても水際や塵埃などの防水・防塵性が必要な環境下において、ＬＥＤランプ全般に適用できる。

１ＬＥＤランプ
２基板
３コネクタケース
３ａ収容部
３ｂコネクタ
３ｃ接着部
４端子
４ａ幅狭部
５カバー
６固定具
７外部コネクタ
１０ＬＥＤランプ用ホルダ

Claims

ＬＥＤランプが搭載された基板と、
外部コネクタが接続されるコネクタと、前記基板が配置される収容部と、収容部を環状に取り囲む接着部と、を備え、コネクタと収容部とにその端部がそれぞれ突出するように端子がインサートされたコネクタケースと、
前記ＬＥＤと前記基板とを覆うよう、その端部が前記接着部に接着されるカバーと、を有し、
前記端子は、Ｌ字状に折り曲げられ、屈曲部が前記コネクタケースにインサートされ、
前記コネクタ内において、その一端が前記外部コネクタの抜き差し方向に対し平行に突出し、
さらに前記収容部内において、その他端が前記収容部内で前記外部コネクタの抜き差し方向に対して前記コネクタケースから垂直方向に突出して前記基板に半田接続され、該半田接続部とインサートされた部位の間に、その周囲よりも幅狭とされた幅狭部を有し、
前記幅狭部よりもコネクタケース側の端子と半田接続部側の端子は、前記幅狭部よりも幅広とされている
ことを特徴とするＬＥＤランプ用ホルダ。
前記接着部に前記カバーが超音波溶着により接着され、該接着面と垂直な仮想面を前記端子が通過しないことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤランプ用ホルダ。
前記接着部を構成する外壁の一部は、前記端子の突出方向において、前記基板の裏面よりも低く形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤランプ用ホルダ。