(57)【要約】【課題】通電の不具合や振動衝撃による板状電極の脱落や破損等の発生を防いでＬＥＤに確実且つ安定的に給電することができるＬＥＤ給電部の固定構造を提供すること。【解決手段】ＬＥＤ３を実装して成るＬＥＤ実装基板１の絶縁層１ｂ上に形成された配線パターン２を前記ＬＥＤ実装基板１の端部まで延ばし、電源に連なる板状電極５と前記配線パターン２とを前記ＬＥＤ実装基板１と共に一対の小型強力磁石６によって挟持して両者を固定及び電気的に接続する。ここで、前記小型強力磁石６に永久磁石を使用する。又、前記小型強力磁石６を鉄系のヨーク７，８で覆う。【選択図】図３
2010093151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤを実装して成るＬＥＤ実装基板の絶縁層上に形成された配線パターンを前記ＬＥＤ実装基板の端部まで延ばし、電源に連なる板状電極と前記配線パターンとを前記ＬＥＤ実装基板と共に一対の小型強力磁石によって挟持して両者を固定及び電気的に接続することを特徴とするＬＥＤ給電部の固定構造。
【請求項２】
前記小型強力磁石に永久磁石を使用することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ給電部の固定構造。
【請求項３】
前記小型強力磁石を鉄系のヨークで覆ったことを特徴とする請求項１又は２記載のＬＥＤ給電部の固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ実装基板上に実装されたＬＥＤと電源とを電気的に接続するためのＬＥＤ給電部の固定構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤへの給電は、コネクタ部品であるカプラをＬＥＤ実装基板に実装し、このカプラによって電源とＬＥＤとを電気的に接続することによってなされている。ここで、ＬＥＤ実装基板にはＬＥＤに給電するための配線パターンが形成されており、このＬＥＤ実装基板には、カプラがチップ抵抗やコンデンサ等の電子部品と同様にハンダ付けによって実装されている。尚、カプラのＬＥＤ実装基板への実装方法としては、ハンダ付け以外にネジ止め、抵抗溶接、レーザー溶接等による接合が一般的に採用されている。
【０００３】
ところで、近年、車両のヘッドランプのＬＥＤ化への開発が進められており、ハイパワーＬＥＤへの給電方法に関する提案が種々なされている。
【０００４】
例えば、車載ＬＥＤの実装技術に関して特許文献１には、クリップ状の端子でＬＥＤを挟み込むことによってＬＥＤへの給電と固定を同時に行う提案がなされ、特許文献２には、ＬＥＤとヒートシンクを給電アタッチメントで挟み込み、これらをクリップ状の部品で押さえ込んで固定する構成が提案されている。
【０００５】
又、特許文献３には板バネを備えた端子付き部品にＬＥＤを嵌め込んで給電と固定を行う構成が提案され、特許文献４には、ＬＥＤに雄端子を接合し、この雄端子に雌端子を挿入してＬＥＤと電源とを電気的に接続するとともに、ＬＥＤをヒートシンクにクリップ状部品で押さえて固定する構成が提案されている。
【０００６】
他方、車載ＬＥＤ以外の実装技術に関して特許文献５には、接続端子を鰐口クリップの噛み合わせの開口方向と直交する姿勢で並列するよう支持する構成が提案され、特許文献６には、挟持部材に設けられている一対の挟持板が帯状の雄タブを厚み方向に沿って挟持する雌端子において、雄タブが振動した場合でも多数の接触点を確保して接触信頼性の向上を図るため、挟持板の対向する面に設けられた奥側突出部と手前側突出部が雄タブに接触する構成とする提案がなされている。
【特許文献１】特開２００７−２０７５９４号公報
【特許文献２】特開２００７−２４２２６７号公報
【特許文献３】特開２００７−２００６９７号公報
【特許文献４】特開２００７−１９４１７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ヘッドランプ等の車載用部品の信頼性試験項目にはヒートショックが含まれており、カプラのＬＥＤ実装基板へのハンダ付けに関して、現在、ハンダメーカーによって高信頼性製品が多数リリースされているが、部材の組み合わせや金属基板とＬＥＤの線膨張係数の違いのためにハンダ接合部にクラックが発生するという問題がある。ハンダ接合部にクラックが発生すると、ヘッドライトの給電不良による不灯やＬＥＤ等の実装部品の脱落が発生する可能性がある。
【０００８】
又、エンジンに近い位置に取り付けられた車載用部品は高温環境下に晒されるため、実装部品とハンダとの間に熱による金属拡散が発生して金属間化合物が形成される。この金属間化合物は、一般的に脆くなってしまうために自動車の振動や衝撃、更にはリード線の撓み等によってハンダ接合部が破壊され、カプラが脱落する可能性がある。
【０００９】
特許文献１〜３に記載された構成では、ＬＥＤの固定と給電を板バネ状の端子で行っているが、この固定方法では、振動によって板バネが共振した場合、ＬＥＤへの給電が遮断されてＬＥＤの不灯が発生したり、ＬＥＤが点灯と不灯を繰り返し、ＬＥＤを光源とするヘッドライト等の車両用灯具にあっては法規を満たさない事態が発生する。
【００１０】
又、特許文献１〜３に記載された構成ではＬＥＤを板バネ状端子で挟み込んでいるが、通常、金属は高温環境下において柔らかくなる傾向があるため、初期状態ではＬＥＤを所定の圧力で保持していても、ＬＥＤの発熱や環境温度の上昇によって圧力が低下してしまい、板バネ状端子の接点不良によるＬＥＤの不灯やＬＥＤ自体の脱落が発生する可能性がある。
【００１１】
特許文献４に記載された構成では、ＬＥＤに雄端子を溶接等によって接合しているが、この雄端子に雌端子を差し込む際に、ＬＥＤに接合されている雄端子が変形する可能性がある。又、溶接等による端子のＬＥＤへの接合は、ＬＥＤは小型で給電用電極も小さいことから、十分に広い接合面積を確保することができず、雌端子の抜き差しによってＬＥＤに接合されている雄端子が剥がれてしまう可能性がある。
【００１２】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、通電の不具合や振動衝撃による板状電極の脱落や破損等の発生を防いでＬＥＤに確実且つ安定的に給電することができるＬＥＤ給電部の固定構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ＬＥＤを実装して成るＬＥＤ実装基板の絶縁層上に形成された配線パターンを前記ＬＥＤ実装基板の端部まで延ばし、電源に連なる板状電極と前記配線パターンとを前記ＬＥＤ実装基板と共に一対の小型強力磁石によって挟持して両者を固定及び電気的に接続することを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記小型強力磁石に永久磁石を使用することを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記小型強力磁石を鉄系のヨークで覆ったことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、板状電極の固定にハンダを使用しないため、ハンダのクラックによる通電の不具合や振動衝撃による板状電極の脱落等の問題が発生することがない。
【００１７】
又、従来のようにＬＥＤに雄端子を溶接等によって接合する構成を採用せず、板状電極を小型強力磁石で挟持して強固に固定する構成を採用しているため、板状電極の抜き差しを繰り返しても該板状電極が破損することがない。
【００１８】
従って、本発明によれば、通電の不具合や振動衝撃による板状電極の脱落や破損等の発生を防いでＬＥＤに確実且つ安定的に給電することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は本発明に係るＬＥＤ給電部の固定構造を示す斜視図、図２は同ＬＥＤ給電部の固定構造を示す分解斜視図、図３は図１のＡ−Ａ線断面図、図４は図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【００２１】
図において、ＬＥＤ実装基板１は、図３及び図４に示すように、Ｃｕ層１ａの上に絶縁層１ｂを形成して構成されており、絶縁層１ｂ上には配線パターン２が形成されるとともに、ＬＥＤ３が熱伝導性接着剤によって接着されて実装されている。そして、ＬＥＤ３はＡｕワイヤー（又はＡｌウェッジ）４によって配線パターン２にボンディングされており、配線パターン２はＬＥＤ実装基板１の端部まで延びている。
【００２２】
上記配線パターン２の端部上には、図３及び図４に示すように、不図示の電源に連なるリード線としての板状電極（金属バスパー）５が配置されており、この板状電極５は、上下一対の小型強力磁石６によって配線パターン２と共にＬＥＤ実装基板１の間で挟持されてＬＥＤ給電部を形成している。このＬＥＤ給電部においては、板状電極５と配線パターン２との電気的接続がなされ、不図示の電源から板状電極５と配線パターン２及びＡｕワイヤー（又はＡｌウェッジ）４を経てＬＥＤ３に給電がなされる。
【００２３】
ところで、ＬＥＤ実装基板１を構成する前記絶縁層１ｂの材質には、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルフォン等の熱可塑性樹脂やエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を使用することができ、必要に応じてガラス繊維布等の補強材を介在させても良い。
【００２４】
前記配線パターン２は、Ｃｕ箔にＡｕメッキを施して構成されており、その厚みは０．１ｍｍ〜１ｍｍが望ましく、エッチング処理又はプレス処理によってＬＥＤ実装基板１の絶縁層１ｂ上に形成されている。
【００２５】
前記板状電極５の材質にはＣｕ等の導電性金属が使用され、表面に酸化防止膜が形成されていることが望ましい。この板状電極５は、その厚みが１００μｍ以上であれば磁力による切断はないと考えられる。尚、板状電極５の切断防止が強く求められる場合には、該板状電極５の材質として、ＣｕとＳＵＳ等の異種金属を貼り合わせて構成されるクラッド材を使用すると良い。
【００２６】
小型強力磁石６としては、ネオジウムやフェライト、アルニコ、サマリウム−コバルト系等に代表される永久磁石を使用することが望ましい。特に、ＬＥＤ３が車載用部品に使用される場合には、小型強力磁石６として温度特性に優れたサマリウム−コバルト系の磁石を使用することが望ましい。
【００２７】
本実施の形態では、小型強力磁石６の吸着力を高めるために、金属片から成るヨーク７，８で小型強力磁石６を囲む構成を採用している。ここで、ヨーク７，８の材質には、純鉄や軟鉄が使用されるが、このヨーク７，８で小型強力磁石６を囲むことによって小型強力磁石６単体よりも磁力を高めることができる。
【００２８】
又、小型強力磁石６では、図５に示すように磁力線が小型強力磁石６の外に漏れるが、ヨーク７，８で小型強力磁石を囲むと、図６に示すように閉磁路が形成され、周囲に磁力線が漏れないために小型強力磁石６の吸着力が高められるとともに、ＬＥＤ３の誤点灯が防がれる。
【００２９】
更に、本実施の形態では、ＬＥＤ実装基板１の上側に設置される小型強力磁石６を囲むヨーク７に左右一対の羽７ａを設けている。このようにヨーク７に羽７ａを設けると、図７に示すように、小型強力磁石６を取り外す際に各羽７ａにフック９を掛けてこれを手前側に引っ張ることによって磁力の方向が変化するため、小型強力磁石６と板状電極５を容易に取り外すことができる。
【００３０】
而して、本実施の形態では、板状電極５の固定にハンダを使用しないため、ハンダのクラックによる通電の不具合や振動衝撃による板状電極５の脱落等の問題が発生することがない。
【００３１】
又、本実施の形態では、従来のようにＬＥＤ３に雄端子を溶接等によって接合する構成を採用せず、板状電極５を小型強力磁石６で挟持して強固に固定する構成を採用しているため、板状電極５の抜き差しを繰り返しても該板状電極５が破損することがない。
【００３２】
板状電極５に求められている接着強度（固定強度）は１ｋｇｆであり、この値を満足するためには、小型強力磁石６としてサマリウム−コバルト系の磁石を使用した場合、その磁石には幅１０ｍｍ×奥行き５ｍｍ×厚さ２．５ｍｍ程度の大きさが必要であり、ヨーク７，８には幅１０ｍｍ、厚み２．０ｍｍ以上が必要である。
【００３３】
ところで、車載用ＬＥＤの給電構造に用いられているカプラには自動車専用のものを使用しているために大きなサイズのものが多いが、本発明に係るＬＥＤ給電部の固定構造によれば、給電部のサイズを小さく抑えることができるため、ヘッドライトの取り付けにおいて該ヘッドライトと給電部との干渉が避けられ、ヘッドライトの取付自由度及び取付作業性が高められる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、バックライト用ＬＥＤ、車両用灯具用ＬＥＤ、照明用ＬＥＤ等、任意の用途に供されるＬＥＤに給電するための給電部に対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係るＬＥＤ給電部の固定構造を示す斜視図である。
【図２】本発明に係るＬＥＤ給電部の固定構造を示す分解斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】小型強力磁石の磁束分布を示す図である。
【図６】小型強力磁石をヨークで覆った場合の磁束分布を示す図である。
【図７】小型強力磁石の取り外し要領を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１      ＬＥＤ実装基板
１ａ    ＬＥＤ実装基板のＣｕ層
１ｂ    ＬＥＤ実装基板の絶縁層
２      配線パターン
３      ＬＥＤ
４      Ａｕワイヤー（Ａｌウェッジ）
５      板状電極（金属バスパー）
６      小型強力磁石
７，８  ヨーク
７ａ    ヨークの羽
９      フック
【図１】
2010093151.tif 000003
【図２】
2010093151.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010093151.tif 000006
【図５】
2010093151.tif 000007
【図６】
2010093151.tif 000008
【図７】
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