JP6769430B2

JP6769430B2 - 回路体、車両用発光装置及び回路体の製造方法

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Publication number: JP6769430B2
Application number: JP2017254146A
Authority: JP
Inventors: 遠藤　隆吉; 隆吉遠藤; 大介松下
Original assignee: Dai Ichi Seiko Co Ltd
Current assignee: I Pex Inc
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2020-10-14
Anticipated expiration: 2037-12-28
Also published as: DE102018132841A1; JP2019121648A

Description

本発明は、回路体、車両用発光装置及び回路体の製造方法に関する。

車両に取り付けられる部品には、光源等の電気部品を備えて回路体を構成するものがある。特許文献１には、ランプハウジング内にベース部を配設し、このベース部に光源を搭載した車両用灯具が開示されている。

特開２０１３−１４９４１２号公報

特許文献１の車両用灯具において、光源と電源とを接続する部分は、電源と接続されるコネクタ付ソケットが必要である。このコネクタ付ソケットが接続されるために、ベース部に円形のバヨネット取付穴を開口する必要がある。

また、特許文献１では、回路体を構成するために、取付穴の内縁に沿って通電路をベース部の反対面まで延長し、コネクタ付ソケットに接する当接パッドを形成する必要がある。加えて、車両用灯具の回路体を構成するための電気部品を別のプリント基板上に配置してベース部の回路と接続している。

以上のように、従来の回路体は、複雑な構造を有するものとなっていた。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、部品点数が少なく簡素な構造を有する回路体、車両用発光装置及び回路体の製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る回路体は、
ベース部材と、
前記ベース部材上に形成された電気回路と、
前記電気回路と相手側コネクタとを接続するコネクタ部と、を備え、
前記電気回路は、前記ベース部材上に形成された導電性の金属箔と、前記金属箔と電気的に接続された電気部品と、を備え、
前記コネクタ部は、前記相手側コネクタと機械的に接続する、前記ベース部材と一体に形成された機械的接続機構と、前記相手側コネクタと電気的に接続される接点の位置に延出した前記金属箔と、から形成され、
前記機械的接続機構は、前記相手側コネクタの少なくとも一部が挿入される貫通した筒状に形成された筒状部を備え、
前記接点は、前記金属箔が前記ベース部材と前記筒状部の一方の開口部との境界部まで延出した領域に設けられる。

前記ベース部材及び前記機械的接続機構は、熱可塑性樹脂から形成されている、
こととしてもよい。

上記の目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る車両用発光装置は、
上記のいずれかに記載の回路体を備え、
前記ベース部材は、車両の相手部材に取り付け可能に形成され、
前記電気部品は、発光部品を備える。

上記の目的を達成するため、本発明の第３の観点に係る回路体の製造方法は、
相手側コネクタと機械的に接続される機械的接続機構が一体に形成されるように、ベース部材を成形する工程と、
前記機械的接続機構と前記相手側コネクタとが機械的に接続されたときに、前記相手側コネクタと電気的に接続される接点を有する金属箔をホットプレスにより前記ベース部材上に形成する工程と、
前記金属箔に電気部品を取り付けて電気回路を形成する工程と、を備え、
前記機械的接続機構は、前記相手側コネクタの少なくとも一部が挿入される貫通した筒状に形成された筒状部を備え、
前記金属箔を前記ベース部材上に形成する際に、前記金属箔を前記ベース部材と前記筒状部の一方の開口部との境界部まで延出させて、前記接点を構成する。

本発明では、ベース部材と一体に形成された機械的接続機構と、ベース部材に形成された金属箔の端部と、がコネクタ部となる。また、金属箔に電気部品が電気的に接続されて、電気回路を構成している。従って、本発明によれば、部品点数が少なく簡素な構造を有する回路体、車両用発光装置及び回路体の製造方法を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る回路体を示す斜視図である。図２は、回路体の上面図である。図３（ａ）は図２のＡ方向から見た図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ方向から見たコネクタ部を示す図である。図４は、図３のＣ−Ｃ線で切断した、回路体のコネクタ部を示す部分拡大断面図である。図５は、回路体に雌コネクタが接続された状態を示す上面図である。図６は、図５のＤ−Ｄ線で切断した部分拡大断面図である。図７は、本発明の実施の形態２に係る回路体を模式的に示す図である。

以下、本発明を実施するための形態に係る回路体について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上下関係については、各図に示したＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の内、Ｚ軸の矢印が示す方向を便宜上「上」とし、反対側を「下」とする。

実施の形態１．
図１、図２、図３（ａ）、（ｂ）及び図４に示す回路体１００は、車両に取り付けられる照明装置である。回路体１００は、ベース部材１０を備える。

ベース部材１０は、耐熱性を有する熱可塑性樹脂から形成されている。熱可塑性樹脂は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）が使用される。

ベース部材１０は、取り付けられる車両の相手側部材に合わせた輪郭を有する。ベース部材１０は、略一定の厚さの板材が２箇所曲げられている。これにより、ベース部材１０は、２段の平面である上段部１０ａ及び下段部１０ｃと、上段部１０ａと下段部１０ｃとをつなぐ傾斜部１０ｂと、を備える。

ベース部材１０は、接続部１１と、ベース部材１０と、取付孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと、接続用孔１３と、を備える。

接続部１１は、ベース部材１０の母材と同じ材料で、ベース部材１０と一体に形成されている。接続部１１は、ベース部材１０の縁部に配置された略四角形の筒状部として形成されている。筒状部の一端において、図３（ｂ）に示すように、略四角形の中間でベース部材１０の側面と結合している。また、接続部１１は、車両の相手側部材に配置された後述の雌コネクタ２００と機械的に接続されるための間口となる構造を有する。

取付孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、図１に示すように、車両の相手側部材に回路体１００を取り付けるためのねじ等の部材が挿通するようになっている。取付孔１２ａ、１２ｂは、ベース部材１０の下側の段に設けられている。取付孔１２ｃ、１２ｄは、ベース部材１０の上側の段に設けられている。

接続用孔１３は、図２に示すように、ベース部材１０に６個設けられている。接続用孔１３は、後述の抵抗２３を３個はんだ付けするための３組計６本のリード線が挿通する孔である。

切欠き１４は、ベース部材１０の上段部１０ａの下面における、接続部１１の＋Ｘ側に設けられた、雌コネクタ２００との干渉を回避するために設けられている。切欠き１４における、ベース部材１０と後述する金属箔２１ａまたは２１ｆとを含めたＺ方向における厚さは、１．６mmである。

ベース部材１０の一方の側には、電気回路２０が形成されている。電気回路２０は、金属箔２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆと、ＬＥＤ２２と、抵抗２３と、ダイオード２４と、コンデンサー２５と、チップ抵抗２６と、を備える。

金属箔２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆは、いずれもベース部材１０上に形成された、電気回路２０の配線となる導体である。金属箔２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆは、Ｃｕ系の導電材料にＮｉ及びＳｎのめっきがなされたものである。

金属箔２１ｄ、２１ｆは、それぞれ、ベース部材１０の上段から斜面を経由して下段に亘って延びている。

金属箔２１ａ、２１ｆのそれぞれの一端は、図４に示すように、後述の雌コネクタ２００の雌端子２０３と電気的に接続される接点２１ａ１、２１ｆ１となるように、Ｘ方向に沿って平行に延びている。換言すれば、金属箔２１ａ、２１ｆは、金属箔の他の部分とは別体となった接点が設けられているのではなく、金属箔の一部が接点２１ａ１、２１ｆ１として機能する。

図２に示すように、ＬＥＤ２２、抵抗２３、ダイオード２４、コンデンサー２５及びチップ抵抗２６は、公知の電気部品である。ＬＥＤ２２、抵抗２３、ダイオード２４、コンデンサー２５及びチップ抵抗２６は、いずれも金属箔２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆから形成された配線にはんだ付けされている。

ＬＥＤ２２は、金属箔２１ｅと金属箔２１ｆとの間に配置されている。３個の抵抗２３は、金属箔２１ｃと金属箔２１ｄとの間に配置されている。抵抗２３は、それぞれ２本のリード線が接続用孔１３に挿通されてからはんだ付けされる。ダイオード２４は、金属箔２１ａと金属箔２１ｃとの間に配置されている。２個のコンデンサー２５は、金属箔２１ａと金属箔２１ｂとの間、及び、金属箔２１ｂと金属箔２１ｆとの間に配置されている。チップ抵抗２６は、金属箔２１ｄと金属箔２１ｅとの間に配置されている。

回路体１００は、さらに、コネクタ部３０を備える。

コネクタ部３０は、ベース部材１０の上段部１０ａ、接続部１１、切欠き１４、金属箔２１ａ、２１ｆを含む雄コネクタとして構成されている。

図３（ｂ）に示すように、接続部１１を雌コネクタ２００が挿入される側から見ると（図３（ａ）に示すＢ方向から見ると）、内側に嵌合部１５が設けられている。図３（ｂ）で指し示している箇所は、入口付近であり、テーパ状となっている。この他、接続部１１には後述する係合部１６が設けられている。

接続部１１と金属箔２１ａ、２１ｆとの位置関係を図４に示す。図４に示すように、金属箔２１ａ、２１ｆのそれぞれの一端が接続部１１に向かって平行に延びている。金属箔２１ａ、２１ｆのそれぞれの端部は、ベース部材１０の上段部１０ａと接続部１１との境界部にある。

次に、上記のように構成された回路体１００の製造方法について説明する。

まず、ベース部材１０を形成する。ベース部材１０の材料は熱可塑性樹脂であるため、材料を加熱して、所望の形状となるよう型を用いて成形する。

続いて、ベース部材１０の表面に金属箔２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆを形成する。まず、金属箔２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆの領域を含む１枚の金属箔を用意する。上述のように、金属箔は、Ｃｕ系の導電材料であり、表面にＮｉ及びＳｎのめっきがなされている。裏面には、エッチングによる粗化処理がされて凹凸が形成されている。

１枚の金属箔を、所望の金属箔２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆの形状に切り抜く。続いて、切り抜かれた金属箔２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆをホットプレスによりベース部材１０の表面に貼り付ける。貼り付けの際、金属箔２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆの裏面に形成された凹凸が、ベース部材１０の表面へ固定し密着性を向上させるアンカーとして機能する。

このとき、金属箔２１ａ、２１ｆのそれぞれの一端は、図４で示す位置に平行に並べて配置される。これらの端部は、雌コネクタ２００との接続における電気的な接点２１ａ１、２１ｆ１となる。

続いて、ＬＥＤ２２、抵抗２３、ダイオード２４、コンデンサー２５及びチップ抵抗２６をベース部材１０上の所定の位置に配置する。ＬＥＤ２２、抵抗２３、ダイオード２４、コンデンサー２５及びチップ抵抗２６は、金属箔２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆの内、対応するものとはんだ付けされる。抵抗２３のようにリード線がある部品は、リード線をベース部材１０に設けられた接続用孔１３に挿入してからはんだ付けされる。

以上の各工程により、本実施の形態の回路体１００が製造される。

次に、上述の回路体１００が車両の相手側部材に設けられた雌コネクタ２００と接続された状態について、図５及び図６を用いて説明する。なお、図６において、金属箔２１ａが図示されているが、図示されていない金属箔２１ｆについても金属箔２１ａと同様に存在している。また、図６において、輪郭を太線で表示したものが回路体１００の各部である。

図５及び図６に示す雌コネクタ２００は、雌ハウジング２１０と、ケーブル２２０と、雌端子２３０と、係合部２４０と、を備える。

回路体１００の接続部１１に雌コネクタ２００が図示左側から右側に向かって挿入される。これにより、回路体１００と雌コネクタ２００とが機械的に接続される。

図６に示すように、回路体１００と雌コネクタ２００とが接続されたとき、接続部１１の内側上部に設けられた係合部１６と雌ハウジング２１０の外側上部に設けられた係合部２４０とが係合する。これにより、雌コネクタ２００の脱落が防止される。

雌ハウジング２１０の先端部は、切欠き１４が設けられた部分の上段部１０ａを図６に示す上下から包含するように分割されている。

雌ハウジング２１０の先端部の内側には、雌端子２３０が配置されている。雌端子２３０は導電性を有する金属部材が曲げられて形成されている。雌端子２３０の屈曲部が回路体１００の接点２１ａ１、２１ｆ１（金属箔２１ａ、２１ｆ）と弾性接触している。雌端子２３０は、後端部がケーブル２２０の導線と電気的に接続されている。ケーブル２２０は、図示しない電源回路に接続されている。電源回路は、ＬＥＤ２２の点灯のタイミング等を制御する制御回路を含む。

また、雌端子２３０は、雌ハウジング２１０の上下に分かれた先端部に対応して配置されている。これにより、上下に分かれた雌端子２３０は、上段部１０ａと接点２１ａ１、２１ｆ１（金属箔２１ａ、２１ｆ）との組み合わせを弾性的に挟み込む。

従って、回路体１００と雌コネクタ２００とが機械的に接続されたとき、回路体１００の接点２１ａ１、２１ｆ１（金属箔２１ａ、２１ｆ）と雌コネクタ２００の雌端子２３０とにおいて電気的に接続される。

このように回路体１００と雌コネクタ２００とが接続された状態で、雌コネクタ２００のケーブル２２０を経由して、図示しない電源回路から電力が供給される。これにより、コネクタ部３０における接点２１ａ１、２１ｆ１（金属箔２１ａ、２１ｆ）、及び、電気回路２０の各部を経由して、ＬＥＤ２２に電力が供給される。電力が供給されたＬＥＤ２２は、電源回路に制御されたタイミング等に従い点灯する。

以上説明したように、本実施の形態の回路体１００は、ベース部材１０上に配線及び電気部品の回路体が形成されている。また、回路体１００は、ベース部材１０に一体に形成された接続部１１を有するコネクタ部３０を備える。コネクタ部３０は、接続部１１によって雌コネクタ２００と機械的に接続される。加えて、コネクタ部３０は、配線である金属箔２１ａ、２１ｆの一端の接点２１ａ１、２１ｆ１によって雌コネクタ２００と電気的に接続される。

これにより、別々の基板をワイヤ状の配線で接続するような回路体に比べて、一体で簡素な構造のコネクタ付き回路体が得られる。

また、本実施の形態では、段差を有する形状及び任意の取付形状に合わせて、ベース部材１０を形成し、配線となる金属箔２１ａ、２１ｂ等を容易に形成することができる。

また、本実施の形態では、ベース部材１０及び接続部１１の材料に熱可塑性樹脂を使用している。これにより、上記のような任意の形状のベース部材１０にコネクタ部３０の一部となる接続部１１を一体に設けることが容易となる。

実施の形態２．
実施の形態１では、車両用照明装置である回路体１００について説明したが、実施の形態２のように、例えば温度センサ２７を用いる回路体１００とすることができる。

図７に、実施の形態２の回路体１００の構成を模式的に示す。ベース部材１０と接続部１１が一体に形成され、雌コネクタ２００と接続されるコネクタ部３０が設けられることは、実施の形態１と同じである。

図示された電気回路２０は、図７でブロックとして表示された接続部１１と電気回路２０との間の配線も含む。電気回路２０は、実施の形態１のＬＥＤ２２に代えて温度センサ２７を備える。その他、金属箔２１ａ、２１ｂ等の配線及び抵抗２３、ダイオード２４等の電気部品を温度センサ２７に合わせて任意に設けることができる。電気部品は、実施の形態１で示した抵抗２３、ダイオード２４、コンデンサー２５及びチップ抵抗２６に限られるものではない。

実施の形態２の回路体１００の温度センサ２７は、例えば、車両のオートマチックトランスミッション内に配置されて、温度を検出する。検出された温度は、回路体１００の電気回路２０、コネクタ部３０及び雌コネクタ２００を経由して、図示しない制御回路に送信される。

なお、この発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。

上述の実施の形態では、ベース部材１０の材料に、ＰＰＳ樹脂を使用した。上記以外にもＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチレン）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＳＰＳ（シンジオタクチックポリスチレン）及びＬＣＰ（液晶ポリマー）等の各樹脂を使用することとしてもよい。また、樹脂は、ガラスフィラーを有するものとしてもよい。

また、上記の実施の形態では、ＬＥＤ２２及び温度センサ２７が例示されているが電気回路２０で使用される素子又はセンサはこれらに限られない。例えば、電気回路２０が圧力センサ、回転センサ等のセンサを備え、その入力及び出力をコネクタ部３０によってコネクタ接続することとしてもよい。

また、素子又はセンサを１つに限らず、複数個設けることとしてもよい。その他の電気部品及び配線の種類、個数及び配置も任意である。

また、上述の実施の形態では、電気回路２０の配線及び各電気部品をベース部材１０の一の面上に配置している。これに加えて、他の配線及び各電気部品をベース部材１０の他の面上に配置することとしてもよい。

この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。

１０：ベース部材、１０ａ：上段部、１０ｂ：傾斜部、１０ｃ：下段部、１１：接続部、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ：取付孔、１３：接続用孔、１４：切欠き、１５：嵌合部、１６：係合部、２０：電気回路、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ：金属箔、２１ａ１、２１ｆ１：接点、２２：ＬＥＤ、２３：抵抗、２４：ダイオード、２５：コンデンサー、２６：チップ抵抗、２７：温度センサ、３０：コネクタ部、１００：回路体、２００：雌コネクタ、２１０：雌ハウジング、２２０：ケーブル、２３０：雌端子、２４０：係合部。

Claims

ベース部材と、
前記ベース部材上に形成された電気回路と、
前記電気回路と相手側コネクタとを接続するコネクタ部と、を備え、
前記電気回路は、前記ベース部材上に形成された導電性の金属箔と、前記金属箔と電気的に接続された電気部品と、を備え、
前記コネクタ部は、前記相手側コネクタと機械的に接続する、前記ベース部材と一体に形成された機械的接続機構と、前記相手側コネクタと電気的に接続される接点の位置に延出した前記金属箔と、から形成され、
前記機械的接続機構は、前記相手側コネクタの少なくとも一部が挿入される貫通した筒状に形成された筒状部を備え、
前記接点は、前記金属箔が前記ベース部材と前記筒状部の一方の開口部との境界部まで延出した領域に設けられる、
回路体。
前記ベース部材及び前記機械的接続機構は、熱可塑性樹脂から形成されている、
請求項１に記載の回路体。
請求項１又は２に記載の回路体を備え、
前記ベース部材は、車両の相手部材に取り付け可能に形成され、
前記電気部品は、発光部品を備える、
車両用発光装置。
相手側コネクタと機械的に接続される機械的接続機構が一体に形成されるように、ベース部材を成形する工程と、
前記機械的接続機構と前記相手側コネクタとが機械的に接続されたときに、前記相手側コネクタと電気的に接続される接点を有する金属箔をホットプレスにより前記ベース部材上に形成する工程と、
前記金属箔に電気部品を取り付けて電気回路を形成する工程と、を備え、
前記機械的接続機構は、前記相手側コネクタの少なくとも一部が挿入される貫通した筒状に形成された筒状部を備え、
前記金属箔を前記ベース部材上に形成する際に、前記金属箔を前記ベース部材と前記筒状部の一方の開口部との境界部まで延出させて、前記接点を構成する、
回路体の製造方法。