JP4345016B2

JP4345016B2 - 発光装置

Info

Publication number: JP4345016B2
Application number: JP2005115743A
Authority: JP
Inventors: 貴士北出; 孝丹羽; 昌樹岡本
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2005-04-13
Filing date: 2005-04-13
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2025-04-13
Also published as: JP2006294502A

Description

本発明は、発光ダイオード等を用いた発光装置に関する。

近年、車両用灯具の一部には、光源として口金付きバルブやウエッジベースバルブ等の電球に代わり、発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ＬＥＤの配設構造はより具体的には、灯具本体内に導電路を形成する金属製基板（バスバー）が収容され、複数のＬＥＤが所定位置に配されて、それぞれのリード端子が基板上にレーザ溶接により接続された構造となっている。
特開２０００−２２２９１５公報

ところで、車種によってはＬＥＤの配置が異なることがあるが、上記した従来のものでは配置が変わる毎に適合したバスバーを準備する必要があるなど、配置換えに関して簡単に対応し得ないという問題があった。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、発光素子の配置の変更にも簡単に対応することができ、かつ組み付け作業性に優れる発光装置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の手段として、請求項１の発明は、樹脂製のソケットと、このソケットに装着される一対の接続端子と、両接続端子間に架け渡される一対のリード端子を備えた発光素子とを備えた複数の発光素子ユニットを、予め設定された径路に沿って給電用の電線が配索されるベース部材へ装着することによって、前記各発光素子への給電がなされる発光装置であって、前記接続端子は、前記電線の被覆に切り込んで芯線と接触可能な圧接溝を有する電線接続部と、外部回路との接続のための外部接続部とが備えられているものを含んで構成されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記接続端子の外部接続部には、前記発光素子のための放熱部が形成されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２に記載のものにおいて、前記放熱部は、前記発光素子ユニットが前記ベース部材へ装着されたときに、前記ベース部材の裏面側へ突出することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項２又は３記載のものにおいて、前記外部接続部は、放熱板の下端縁からスリットが切り込まれ、このスリットと外部接続部の側縁とで挟まれた部分へ、前記外部回路に接続された端子金具が嵌合可能となっていることを特徴とする。

＜請求項１の発明＞
請求項１の発明では、発光素子が接続端子と共にソケットに装着されることにより、発光素子ユニットが構成される。この発光素子ユニットを、ベース部材へ装着すると、ベース部材に配索された電線が圧接溝へ押し込まれて電線接続部との接続がなされる。

請求項１の発明によれば、電線を用いて配索されるため、発光素子の配置の変更にも簡単に対応することができる。また、発光素子は予め接続端子と共にソケットに装着されることでユニット化されているため、取り扱い性及びベース部材への作業性にも優れる。さらに、接続端子は発光素子との接続に加え、電線との接続、さらには外部接続部をも備えて外部回路との接続も行う、といった三つの機能を集約化するものも含まれるため、部品点数の削減にも寄与することができる。
＜請求項２の発明＞
請求項２の発明によれば、接続端子は請求項１の機能に加え、さらに放熱機能をも兼備するため、さらに部品点数の削減が期待できる。
＜請求項３の発明＞
請求項３の発明によれば、放熱部がベース部材の裏面側に突出するため、発光素子で発生し放熱部へと伝達された熱を発光装置の外部環境へと効果的に放出することができる。
＜請求項４の発明＞
請求項４の発明によれば、外部回路との接続をコネクタを介することなく、直接に端子金具と接続するようにしたため、接続部の構造を簡素化できる。また、放熱板の幅寸法を外部回路側の端子金具に適合して減ずるのでなく、スリットを設けることで接続可能したため、放熱面積が確保され、優れた放熱性が維持される。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図７によって説明する。この実施形態の発光装置では、車両用灯具の光源、たとえばリヤコンビネーションランプのうちの、車幅灯を兼ねてブレーキ操作に連動して点灯するテール・ストップランプに発光ダイオード（発光素子、以下、ＬＥＤ１という。）を使用する場合を例示している。

図１において、２は合成樹脂材にて形成されたベース部材であり、図１ではその一部のみが示されている。ベース部材２の上面には各ＬＥＤ１に対する装着部３が複数箇所に形成されている。図のものでは手前側と奥側にそれぞれ列をなして配設されており、列同士は対応する装着部３が並び方向に若干ずれた配置となっている（図３参照）。

各装着部３は共に方形状をなしてベース部材２の表面側に立設された外枠４と内枠５とからなっている。外枠４において各装着部３の並び方向に対向する壁面には逃がし凹部６が切り欠き形成されていて、後述の発光素子ユニットの組み付け作業時の干渉を避けるようにしてある。また、外枠４において逃がし凹部６が設けられた壁面と直交する方向に対向する壁面にはそれぞれ二条ずつ電線挿通溝７が配され、それぞれは上端から縦向きに切り込むことによって形成されている。一方、内枠５にも外枠４側の各電線挿通溝７と同一線上で対応するようにして電線挿通溝７が切り込み形成されている。また、内枠５において電線挿通溝７が設けられた壁面の中央部は位置決め凹部８が全高さ範囲にわたって設けられている。

なお、ベース部材２において外枠４の逃がし凹部６が設けられた壁面と内枠５との間の箇所には、スリット状の通し孔１１が貫通している。この通し孔１１は発光素子ユニットＵを組み付けるときに、接続端子８の接続板１０を貫通させてベース部材２の裏面側（図示下方）へ突出させる。

ＬＥＤ１は、ブロック状の本体部１２の上面に発光部１３を突出して設けた形態であって、本体部１２の下面からは、左右一対の板状のリード端子１４が下向きに突出され、さらにそれぞれの突出端は外側に向けて直角曲げされている。また、いずれのリード端子１４が負側あるいは正側であるかの判別のために、図３に示すように、本体部１２において負側に対応する角部は面取りされて判別用の目印１５が形成されている。

接続端子１６は導電金属板をプレス加工によって所定形状に折り曲げ形成したものであり、ＬＥＤ１と接続された状態でソケット１７に装着される。すなわち、ＬＥＤ１毎に発光素子ユニットＵ１，Ｕ２とされてベース部材２への装着がなされる。

まず、ソケット１７について説明すると、ソケット１７は合成樹脂材にて一体に形成されており、中央には略Ｈ字形状をなす支柱１８が配されている。この支柱１８は装着部３における内枠５の位置決め凹部８内に嵌合されて幅方向に関して位置決めがなされる。また、支柱１８は一対の突片１９が上方に突出して形成されており、ＬＥＤ１の本体部１２を前後方向から挟持可能に形成されている。また、ソケット１７は支柱１８を境にして接続端子１６を載置するための載置面２０がそれぞれ張り出し状に形成されている。支柱１８の連結部１８Ａは両載置面２０より一段高く形成されており、その段差箇所に空いた差込スリット２１からは支柱１８の連結部１８Ａの下方空間が覗いている。この差込スリット２１は、接続端子１６をソケット１７へセットするときに、接続端子１６の張り出し片２２が圧入気味に差込み可能となっている。さらに、両載置面２０の幅方向両端には下向きに支持片２３が垂下されていて、内枠５と外枠４との間に嵌め入れられ、上記した支柱１８と共にソケット１７、ひいては発光素子ユニットＵ１，Ｕ２全体を装着部３内で支持する。両支持片２３の外面中央部には接続端子１６との溶着のための凸部２４が椀状に突出形成されている。

発光素子ユニットは図５に示すもの（入力端ユニットＵ２）と、図４に示すもの（出力端ユニットＵ１と中間ユニットＵ２）との２種類が設定されている。両者の相違はＬＥＤ１の正極側リード端子（図４、図５において共に斜め右上に位置する側）に接続される接続端子において、放熱板を兼ねた外部回路との接続板１０（外部接続部）の有無である。

すなわち、各接続端子１６はＬＥＤ１のリード端子１４と溶着されかつソケット１７の載置面２０上に載置される方形の受け面２５を有している。この受け面２５の一縁における中央部には上記した張り出し片２２が水平に突出形成されている。また、受け面２５において張り出し片２２が設けられた辺に隣接する両辺からは電線接続片２６（電線接続部）が共に下向きに折り曲げ形成されている。両電線接続片２６の下端縁からは圧接溝２７が形成されていて、発光素子ユニットＵ１，Ｕ２が装着部３に組み込まれると、各圧接溝２７は対応する電線挿通溝７と同一線上で対向するようにして形成されている。各圧接溝２７の開口縁には鋭利な刃が形成され、発光素子ユニットＵ１，Ｕ２が装着部３へ組み込まれる動作に伴って電線Ｗ被覆に切り込みを入れ、電線Ｗの芯線と接触可能となっている。さらに、受け面２５において張り出し片２２が設けられているのと反対側の辺には接続板１０が下方へ向けて折り曲げ形成されている。但し、ＬＥＤ１の正極側リード端子１４に接続される接続端子１６に関し、入力端ユニットＵ２におけるものだけは負極側のものと同一のものが使用されるが、出力端ユニットＵ１及び中間ユニットＵ２において使用される接続板１０（負極側）は上部構造（後述する透孔２８及び圧入片２９）のみを残してこれより下部の構造（放熱部と外部回路との接続のための構造）は切り落とされている。

なお、張り出し片２２を差込スリット２１へ差し込んだ状態で、接続端子１６をソケット１７にセットしたときには、受け面２５は両電線接続片２６との間でほぼ密着して挟み込まれ、かつ接続板１０は両支持片２３にほぼ密着した状態となるようにしてある。

接続板１０は受け面２５寄りの高さ位置に円形の透孔２８が貫通している。透孔２８はソケット１７へ接続端子１６をセットしたときには凸部２４（透孔２８より大径）と整合し、超音波溶着等の手段が施されることで溶融した凸部２４の一部が透孔２８を通過してアンカーを構成することにより、接続端子１６はソケット１７に対し溶着と併せて機械的な抜け止めもなされる。また、接続板１０の受け面２５寄りであって両側縁には一対の圧入片２９が張り出し形成されている。接続板１０は発光素子ユニットＵ１，Ｕ２を装着部３へ装着する際に、ベース部材２側の通し孔１１へ挿通されることは既に述べた通りであるが、このときに両圧入片２９が通し孔１１の開口縁に食い込むことで、発光素子ユニットＵ１，Ｕ２がベース部材２から抜けないようになっている。さらに、接続板１０の下端縁には中心からやや片側へずれた位置に高さ方向に沿ってスリット３０が入れられている。これにより、接続端子１６においてスリット３０を挟んでその片側（図１では左側）には外部回路に接続されたファストン型の雌端子金具３１と接続されるタブ部３２とされている。

ところで、接続板１０はベース部材２の下方へ突出するような長さ寸法に設定されている。これは、ＬＥＤ１に通電したときに専ら負極側において発熱を生じることから、接続板１０を負極側のリード端子１４に接続することで放熱効果が期待できるからである。これに対し、接続端子１６のうちＬＥＤ１の正極側のリード端子１４に接続されるものは放熱を特に考慮する必要はなく、ベース部材２及びソケット１７に対する装着機能のみ果たされればよいことから、透孔２８及び圧入片２９を備えてこれらより下方は切り落とされた形態となっており、装着部３内に収められて下方へ突出しない。出力端ユニットＵ１と各中間ユニットＵ１については、ＬＥＤ１の両リード端子１４に接続される接続端子１６の組合せが全て共通にしてある。つまり、本実施形態においては、入力端ユニットＵ２を除く全ての発光素子ユニットは共通構造となっている。入力端ユニットのみはリード端子１４の正極側に接続される接続端子１６も負極側のものと同一構成のものが使用されて、そのタブ部３２には外部回路との接続が可能にしてある。

次に、上記のように構成された本実施形態の作用効果を具体的に説明する。まず、組み付け手順について説明すると、ベース部材２において前後に対応する装着部３（図１では斜め右側と斜め左側に対応するもの）の相互間に電線Ｗを二本ずつ架け渡す。このときには、各電線Ｗは内外の枠体の電線挿通溝７に深く差し込まれる。

一方、発光素子ユニットＵ１，Ｕ２を形成するべく、まず、ソケット１７の両載置面２０上へ接続端子１６の受け面２５を載置させ、透孔２８をソケット１７側の凸部２４に適合させておく。この状態で、超音波溶着等の溶着方法により、凸部２４を溶融させ透孔２８より外部へはみ出させる。これにより、接続端子１６はソケット１７に対し機械的な抜け止めを伴った溶着がなされる。次に、両接続端子１６の受け面２５へＬＥＤ１の両リード端子１４を架け渡すようにして載置し、これらを溶着する。この場合、ＬＥＤ１の負極側に対応するリード端子１４をタブ部３２を有する側の接続端子１６に接続させるのであるが、前述したように、ＬＥＤ１の本体部１２には負極側を示す目印１５が設けられているから、正負極を誤る虞はない。かくして、発光素子ユニットＵ１，Ｕ２が構成されるが、入力端ユニットＵ２として使用するものについてだけは、ＬＥＤ１の正極側リード端子１４に接続される接続端子１６も、タブ部３２を備えたものが組み付けられる。

上記の発光素子ユニットＵ１，Ｕ２を、予め電線Ｗが配索された各装着部３へ装着する。この場合には、各発光素子ユニットＵ１，Ｕ２の接続板１０を装着部３の通し孔１１へ挿通されることから、接続板１０の装着案内によって発光素子ユニットＵ１，Ｕ２は位置決めされた状態で装着がなされる。また、発光素子ユニットＵ１，Ｕ２の装着に伴い、両電線接続片２６の圧接溝２７が内枠５と外枠４との間において電線Ｗ被覆に切り込みを入れつつ電線Ｗ芯線と接触する。こうして、発光素子ニットが正規状態で装着部３内に収容されると、接続板１０の圧入片２９が通し孔１１の開口縁に食い込むため、発光素子ユニットＵ１，Ｕ２が装着部３内に抜け止めされる。

かくして、各発光素子ユニットＵ１，Ｕ２がベース部材２上に組み付けられれば、出力端ユニットと入力端ユニットの各タブ部３２に外部回路に接続された雌端子金具３１が接続される。

以上のように、本実施形態によれば、各ＬＥＤ１間が電線Ｗを用いて接続されるため、自由度の高い配索が可能となる。また、各ＬＥＤ１は装着部３へ組み付ける前に予めソケット１７、接続端子１６と一体化された発光素子ユニットＵ１，Ｕ２とされるため、取り扱い性及び組み付け作業性に優れる。さらに、入力端ユニットＵ２を除く、出力端ユニットＵ１及び残りの中間ユニットＵ１は全て共用ユニットであるため、部品の種類を必要最小限に留めることができる。また、接続端子１６はＬＥＤ１との接続機能、放熱機能、さらには外部回路との接続機能といった３つの機能を備えたものとなっているため、部品点数の削減にも寄与する。さらにまた、接続板１０は外部回路側とコネクタを介することなく雌端子金具３１によって直接接続するようにしたため、接続部分の構造を簡素化することができる。また、雌端子金具３１の接続を可能にするために、接続板１０に単にスリット３０を切り込んだだけで、タブ部３２を形成するようにしている。これにより、接続板１０は下端に至るまで均一幅とすることができ、したがって接続板１０は下端に至る全高さ範囲にわたって放熱機能が発揮されるため、優れた放熱性が確保される、という効果が得られる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）この実施形態では、接続端子１６をソケット１７に溶着するようにしたが、他の固着手段であっても良い。例えば別体のクリップを用いて固定するようにしてもよい。

（２）本実施形態では接続板１０に放熱機能も兼備させたが、放熱機能は接続端子１６とは別に放熱専用の部材を用いても良い。

発光素子ユニットをベース部材に装着する状態を示す斜視図外部回路との接続状態を示す斜視図発光装置の平面図出力・中間ユニットを構成する発光素子ユニットの分解斜視図入力端ユニットを構成する発光素子ユニットの分解斜視図発光素子ユニットの装着状態を示す断面図発光装置の側面図

符号の説明

１…ＬＥＤ（発光素子）
１６…接続端子
１７…ソケット
２６…電線接続片（電線接続部）
３０…スリット
３２…タブ部（外部接続部）
Ｕ１，Ｕ２…発光素子ユニット

Claims

樹脂製のソケットと、このソケットに装着される一対の接続端子と、両接続端子間に架け渡される一対のリード端子を備えた発光素子とを備えた複数の発光素子ユニットを、予め設定された径路に沿って給電用の電線が配索されるベース部材へ装着することによって、前記各発光素子への給電がなされる発光装置であって、
前記接続端子は、前記電線の被覆に切り込んで芯線と接触可能な圧接溝を有する電線接続部と、外部回路との接続のための外部接続部とが備えられているものを含んで構成されていることを特徴とする発光装置。
前記接続端子の外部接続部には、前記発光素子のための放熱部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
前記放熱部は、前記発光素子ユニットが前記ベース部材へ装着されたときに、前記ベース部材の裏面側へ突出することを特徴とする請求項２記載の発光装置。
前記外部接続部は、放熱板の下端縁からスリットが切り込まれ、このスリットと外部接続部の側縁とで挟まれた部分へ、前記外部回路に接続された端子金具が嵌合可能となっていることを特徴とする請求項２又は３記載の発光装置。