JP6597674B2 - 発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、量産可能な発光装置に関する。

従来では、特許文献１に記載のように、導電性部材を保持する樹脂ホルダをインサート成形により形成した発光装置が知られている。また、特許文献１では、導電性部材に対して、リフロー加工により発光素子、抵抗素子等を取り付けることについても開示されている。

特開２０１０−２０５７８７号公報

ところで、発光素子の量産工程においては、複数の発光装置用の導電性部材は繋がった状態となっており、樹脂ホルダがインサート成形された後に、発光装置ごとに導電性部材が切断される。こうした場合では、樹脂ホルダの外側に導電性部材が露出することとなり、露出部がショートの発生に繋がる虞がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ショートの発生を抑制できる発光装置を提供することにある。

上記の課題は、本発明に係る発光装置によれば、電気回路を構成する導電性部材と、前記導電性部材の一部をインサートすることにより前記導電性部材を保持する保持部材と、前記導電性部材に取り付けられる発光素子と、前記保持部材を覆うカバー部材と、を備え、前記導電性部材は、前記保持部材にインサートされる回路部と、該回路部と接続し、前記発光素子が取り付けられる電極パッドと、前記導電性部材を外部の回路と接続するための接続端子と、を備え、前記回路部は、前記電極パッドを前記接続端子と接続しており、前記保持部材は、前記回路部を保持する実装部と、前記実装部から延出する前記接続端子を収容する収容部と、を備え、前記導電性部材のうち前記回路部は、前記保持部材の前記実装部から外側に露出した露出部を有し、前記カバー部材は、前記実装部及び前記露出部を覆うことにより解決される。
上記の発光装置によれば、カバー部材が保持部材から露出する導電性部材の露出部の全てを覆うようにしたことで、ショートの発生を抑制できる。

また、上記の発光装置において、前記カバー部材は、前記発光素子に対向する位置に配されるレンズ部を有すると好適である。
こうすることで、カバー部材とレンズ部を別体に構成する場合と比較して、発光装置を小型化できる。

また、上記の発光装置において、前記保持部材の前記実装部は、前記露出部が露出する側部に第１係合部を備え、前記カバー部材は、前記レンズ部が形成された上面部と、前記第１係合部と係合する第２係合部が形成された側面部と、を有し、前記発光装置において、前記発光素子が取り付けられる側の面を上面としたときに、前記第２係合部は、上面視にて、前記発光装置の短手方向において前記レンズ部の外側に設けられることで前記レンズ部とは重ならない位置に形成されると好適である。
こうすることで、カバー部材の第２係合部に製造上の誤差が生じた場合でも、それがレンズ部に与える影響を低減できる。これにより、発光装置における光学系の精度のばらつきを低減できる。

また、上記の発光装置において、前記第１係合部は、上面視にて、前記発光装置の長手方向において前記露出部とは異なる位置に設けられることで前記露出部とは重ならない位置に形成されると好適である。
こうすることで、露出部がカバー部材と保持部材の係合に干渉することを抑制できる。

また、上記の発光装置において、前記カバー部材の前記第２係合部は、前記保持部材の前記第１係合部に対しスライドして係合すると好適である。
こうすることで、保持部材に対するカバー部材の取付を容易にできる。

本発明によれば、発光装置におけるショートの発生を抑制できる。
本発明の一側面によれば、発光装置を小型化できる。
本発明の一側面によれば、レンズ部と係合部との干渉が抑制される。
本発明の一側面によれば、露出部がカバー部材と保持部材の係合に干渉することを抑制できる
本発明の一側面によれば、発光装置の上面部を段差なく構成できる。
本発明の一側面によれば、保持部材に対するカバー部材の取付を容易にできる。

量産工程において製造される導電性部材ロットの一例を示す図である。 導電性部材ロットに保持部材をインサート成形した状態を示す図である。 第１の実施形態に係る発光装置の基板部の上面図である。 第１の実施形態に係る発光装置の基板部の側面図である。 第１の実施形態に係る発光装置の本体部の上面図である。 第１の実施形態に係る発光装置の本体部の側面図である。 第１の実施形態に係るカバー部材上面図である。 図７のVIII-VIIIにおける、カバー部材の断面図である。 第１の実施形態に係る発光装置の上面図である。 第１の実施形態に係る発光装置の側面図である。 第２の実施形態に係る発光装置の本体部の側面図である。 第２の実施形態に係るカバー部材の上面図である。 図１２のXIII-XIIIにおける、カバー部材の断面図である。 第２の実施形態に係る発光装置の側面図である。 第３の実施形態に係る発光装置の側面図である。

以下、図１乃至図１５を参照しながら、本発明の実施の形態（以下、本実施形態）に係る発光装置について説明する。発光装置は、例えば車両の内装等に搭載されるものである。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。すなわち、以下に説明する部材の形状、寸法、配置等については、本発明の趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
また、以下では、発光装置において発光素子が取り付けられる面を上面、上面と接続する面を側面と称する。

まず、図１乃至図１０に基づいて、第１の実施形態に係る発光装置１について説明する。次いで、図１１乃至図１４に基づいて、第２の実施形態に係る発光装置１Ａについて説明する。更に、図１５に基づいて、第３の実施形態に係る発光装置１Ｂについて説明する。

［第１の実施形態］
図１乃至図１０を参照しながら、発光装置１の製造工程と、発光装置１の構成について説明する。

［第１の工程］
図１に示されるように、まず、導電性材料からなる導電性部材ロット１０を形成する。例えば、導電性部材ロット１０は、型成形により形成されることとしてもよいし、打ち抜き成形と曲げ加工により形成されることとしてもよい。
なお、導電性材料には、銅、鋼、アルミニウム等の金属を用いることとしてよい。

図１に示されるように、導電性部材ロット１０には、１つの発光装置１に用いられる導電性部材１１が連結部１５により複数連結されている。
それぞれの導電性部材１１は、電極パッド１３及び接続端子１４と、電極パッド１３及び接続端子１４を接続する回路部１２とを備える。
電極パッド１３には、ＬＥＤ等の発光素子、抵抗素子等のデバイスが取り付けられる。また、接続端子１４は、外部の電源回路や制御回路と接続する端子となる。

［第２の工程］
次に、図２に示されるように、導電性部材１１をインサートした状態で樹脂材料を射出成形することで（すなわちインサート成形により）、保持部材２０を形成する。樹脂材料には、例えば液晶ポリマー、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等を用いることとしてよい。
なお、保持部材２０は、各導電性部材１１に対して１つずつ成形されるものであり、保持部材２０の構成の詳細については後述する。

［第３の工程］
保持部材２０が成形されると、導電性部材ロット１０の連結部１５を、保持部材２０の近傍の切断箇所２４において切断する。これにより、図３及び図４に示す基板部２が製造される。

図３及び図４に示されるように、基板部２は、導電性部材１１と保持部材２０からなる。導電性部材１１の構成については上述した通りであるため、以下では保持部材２０の構成について説明する。

図３及び図４に示されるように、保持部材２０は、実装部２１と収容部２２からなる。
実装部２１は、回路部１２と電極パッド１３の周囲に形成される部分であり、収容部２２は、接続端子１４の周囲に形成される部分である。
図４に示されるように、実装部２１の上面よりも、収容部２２の上面が高くなっている。また、導電性部材１１に関しては、側面視において、回路部１２と接続端子１４は同一平面上にある。

また、実装部２１において、上面の電極パッド１３に対向する部分には開口部が形成されており、開口部から電極パッド１３が露出した状態となっている。
そして、回路部１２は、その主な部分が実装部２１に埋設されている。

図３及び図４に示されるように、実装部２１の側面には、爪部２３が形成されている。
なお、第１の実施形態においては、実装部２１において、収容部２２と連結していない３つの側面のそれぞれに爪部２３が形成されている。爪部２３は、外側に凸の係合部である。
また、実装部２１の側面においては、導電性部材１１の露出部１６が保持部材２０の外側に露出している。
ここで、露出部１６及び爪部２３は、上面視において互いに重ならない位置に形成されている。

図３及び図４に示されるように、収容部２２は中空形状をなし、その内部に接続端子１４が収容されている。

［第４の工程］
次に、基板部２に対し、発光素子３０及び抵抗素子３５等の電子素子を実装する電極パッド１３以外の箇所をマスクした状態で、はんだペーストを塗布する。

［第５の工程］
次いで、電極パッド１３の上に、発光素子３０及び抵抗素子３５等の電子素子を配置し、リフロー炉で加熱する。
これにより、図５及び図６に示されるように、基板部２に発光素子３０及び抵抗素子３５等の電子素子を実装した本体部３が製造される。

［第６の工程］
次に、本体部３に対しては、カバー部材４０を取り付ける。なお、本体部３にカバー部材４０を取り付けたものを発光装置１とする。

ここで、図７及び図８を参照しながら、カバー部材４０の構成について説明する。カバー部材４０は、プラスチック、アクリル、硝子等により形成された透明部材とする。
なお、カバー部材４０は、その全体を透明部材により構成しなくともよく、後述するレンズ部４１のみを透明部材により構成することとしてもよい。

図７及び図８に示されるように、カバー部材４０は、レンズ部４１が形成された上面部４２と、凹部４４が内面に形成された側面部４３を備える。
レンズ部４１は、上面部４２と一体に形成されてもよいし、上面部４２に形成された貫通孔に別体のレンズを嵌合させて構成してもよい。

上面部４２の裏面には下方に突出した第１当接部４８Ａ及び第２当接部４８Ｂが形成されている。第１当接部４８Ａ及び第２当接部４８Ｂはレンズ部４１を挟む位置に形成され、カバー部材４０が本体部３に取り付けられた際に、実装部２１の上面に当接する部位となる。
また、カバー部材４０において、上面部４２と対向する下面側は開口しており、この開口部分を第１開口部４５とする。
また、カバー部材４０において、側面の一部（図面における下側）も開口しており、この開口部分を第２開口部４７とする。

第１の実施形態では、カバー部材４０の第１開口部４５を、本体部３の実装部２１の上面に合わせ、且つ、カバー部材４０の第２開口部４７を、本体部３の収容部２２側に向けた状態で、カバー部材４０を本体部３に押し込む。これにより、カバー部材４０の凹部４４（第２係合部の一例）に、本体部３の爪部２３（第１係合部の一例）が嵌合し、カバー部材４０が本体部３に固定される。この際、カバー部材４０の第１当接部４８Ａ及び第２当接部４８Ｂがそれぞれ実装部２１の上面に当接することで、カバー部材４０のガタツキを抑制できる。
以上の工程により、図９及び図１０に示される発光装置１が完成する。

上述したように、発光装置１の量産工程では、保持部材２０の側部から導電性部材１１の一部が露出部１６として露出することとなる。
しかしながら、図９及び図１０に示されるように、発光装置１においては、カバー部材４０の側面部４３が、本体部３の実装部２１の側部の露出部１６を全て覆っている。そのため、発光装置１によれば、ショートの発生を抑制することができる。

また、図９及び図１０に示されるように、発光装置１において、カバー部材４０は、発光素子３０に対向する位置に配されるレンズ部を有する。
こうすることで、カバー部材４０とレンズ部４１とを別々に構成する場合と比較して、発光装置１を小型化できる。

また、図９及び図１０に示されるように、発光装置１において、保持部材２０の爪部２３と係合するカバー部材４０の凹部４４は、上面視にて、レンズ部４１とは重ならない位置に形成される。
こうすることで、仮にカバー部材４０の凹部４４に製造上の誤差が生じた場合でも、それがレンズ部４１に与える影響を低減できる。これにより、発光装置１の光学系の精度のばらつきを低減できる。

また、図９及び図１０に示されるように、発光装置１において、爪部２３は、上面視にて、露出部１６とは重ならない位置に形成される。
こうすることで、露出部１６がカバー部材４０と保持部材２０の係合に干渉することを抑制できる。

また、図１０に示されるように、発光装置１において、カバー部材４０の上面部４２は、側面視にて、保持部材２０の上面部２１Ａと略同一平面にある。
こうすることで、発光装置１の上面部を段差なく構成できる。これにより、発光装置１の意匠性を向上できる。

［第２の実施形態］
次に、図１１乃至図１４を参照しながら、第２の実施形態に係る発光装置１Ａについて説明する。
第２の実施形態に係る発光装置１Ａは、カバー部材４０Ａを保持部材２０Ａに対してスライドさせて係合するようにした点で、第１の実施形態に係る発光装置１と相違する。以下においては、上記の相違点について主に説明する。

図１１には、第２の実施形態に係る発光装置１Ａの本体部３Ａの側面図を示した。なお、本体部３Ａに関し、保持部材２０Ａの側面部２１Ｂ以外については、本体部３と同様の構成であるため説明を省略する。以下では、保持部材２０Ａの側面部２１Ｂの構成について説明する。

図１１に示されるように、第２の実施形態では、保持部材２０Ａの側面部２１Ｂに、回路部１２の延出方向に沿ったスライド溝２５が形成されている。
スライド溝２５は、露出部１６よりも下面側において、側面部２１Ｂの一端から他端に渡って形成されている。
なお、スライド溝２５は、露出部１６が露出している保持部材２０Ａの側面部２１Ｂにそれぞれ形成されている。

図１２には、第２の実施形態に係る発光装置１Ａのカバー部材４０Ａの上面図を示した。
また、図１３には、カバー部材４０ＡのXIII-XIII断面図を示した。
カバー部材４０Ａの上面部４２の構成は、カバー部材４０の上面部４２の構成と同様であるため説明を省略し、以下では、カバー部材４０Ａの側面部４３の構成について主に説明する。

図１２及び図１３に示されるように、カバー部材４０Ａの側面部４３の内面には、スライド溝２５と係合する凸部４６が形成される。
ここで、凸部４６は、側面部４３の内面から突出した、線状の突出部である。

第２の実施形態では、カバー部材４０Ａの第２開口部４７を、本体部３Ａの上方端部に向ける。そして、カバー部材４０Ａの凸部４６が、本体部３Ａのスライド溝２５の中に入り込むように、カバー部材４０Ａを本体部３Ａ側にスライドさせる。これにより、図１４に示されるように、カバー部材４０Ａを、本体部３Ａに取り付ける。

図１４に示されるように、発光装置１Ａにおいては、カバー部材４０Ａの側面部４３が、本体部３Ａの実装部２１の側部の露出部１６を全て覆っている。これにより、発光装置１Ａによれば、ショートの発生を抑制することができる。

また、以上説明した第２の実施形態に係る発光装置１Ａでは、カバー部材４０Ａを、保持部材２０Ａに対しスライドして係合させるようにしたことで、保持部材２０Ａに対しカバー部材４０Ａの取付を容易にできる。

［第３の実施形態］
次に、図１５を参照しながら、第３の実施形態に係る発光装置１Ｂについて説明する。
第３の実施形態に係る発光装置１Ｂは主に、保持部材２０Ｂ、及び導電性部材１１Ｂの構成において第１の実施形態に係る発光装置１と相違し、他の点では共通している。以下、上記の相違点について説明する。

まず、発光装置１Ｂの保持部材２０Ｂでは、実装部２１の上面と、収容部２２の上面が同じ高さに構成されている点で、発光装置１の保持部材２０と相違する。このように、保持部材２０Ｂの上面を略同一平面としたことにより、実装部２１に発光素子３０等の電子素子を取り付けるためのリフロー加工が容易となる。

次に、発光装置１Ｂの導電性部材１１Ｂでは、導電性部材１１Ｂの回路部１２が接続端子１４よりも上側に配され、両者が上下延出部１７を介して接続されている点で、発光装置１の導電性部材１１と相違する。換言すれば、導電性部材１１Ｂは上下に屈曲した屈曲部を有することで、導電性部材１１と相違する。
このように、導電性部材１１Ｂは、上下延出部１７と、上下延出部１７の一端と電極パッド１３を連結する回路部１２と、を有し、接続端子１４は、上下延出部１７の他端と連結するように構成することで、発光装置１Ｂの設計自由度を高めることができる。
ここで、上下延出部１７と回路部１２の接続角度、及び上下延出部１７と接続端子１４との接続角度は直角としてもよいし、直角以外の角度であってもよい。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、発光装置１は、複数の発光素子３０を備えていてもよい。また、発光素子３０には、ＬＥＤに限られず、蛍光灯、半導体レーザ等を用いてもよい。

また、上記の実施形態において、保持部材２０には、保持部材２０の成形時に導電性部材１１を支持する支持部材を取り除いた際にできる孔が形成されていてもよい。この場合に、導電性部材１１と保持部材２０の下面との距離を離すことによって、孔から浸入した水等の液体が導電性部材１１まで到達することを抑制できる。これにより、発光装置１の防水性を高めることができる。この点は、発光装置１Ａ及び発光装置１Ｂについても同様に適用可能である。

また、上記の実施形態において、実装部２１にヒートシンクを設けることにより、実装部２１からの放熱性を向上させてもよい。こうした場合には、発光装置１の温度上昇を抑制し、安定性を高めることができる。この点は、発光装置１Ａ及び発光装置１Ｂについても同様に適用可能である。

１ 発光装置
１Ａ 発光装置
１Ｂ 発光装置
２ 基板部
３ 本体部
３Ａ 本体部
１０ 導電性部材ロット
１１ 導電性部材
１１Ｂ 導電性部材
１２ 回路部
１３ 電極パッド
１４ 接続端子
１５ 連結部
１６ 露出部
１７ 上下延出部
２０ 保持部材
２０Ａ 保持部材
２０Ｂ 保持部材
２１ 実装部
２１Ａ 上面部
２１Ｂ 側面部
２２ 収容部
２３ 爪部
２４ 切断箇所
２５ スライド溝
３０ 発光素子
３５ 抵抗素子
４０ カバー部材
４０Ａ カバー部材
４０Ｂ カバー部材
４１ レンズ部
４２ 上面部
４３ 側面部
４４ 凹部
４５ 第１開口部
４６ 凸部
４７ 第２開口部
４８Ａ 第１当接部
４８Ｂ 第２当接部

Claims (5)

1. 電気回路を構成する導電性部材と、
   前記導電性部材の一部をインサートすることにより前記導電性部材を保持する保持部材と、
   前記導電性部材に取り付けられる発光素子と、
   前記保持部材を覆うカバー部材と、を備え、
   前記導電性部材は、
   前記保持部材にインサートされる回路部と、
   該回路部と接続し、前記発光素子が取り付けられる電極パッドと、
   前記導電性部材を外部の回路と接続するための接続端子と、を備え、
   前記回路部は、前記電極パッドを前記接続端子と接続しており、
   前記保持部材は、
   前記回路部を保持する実装部と、
   前記実装部から延出する前記接続端子を収容する収容部と、を備え、
   前記導電性部材のうち前記回路部は、前記保持部材の前記実装部から外側に露出した露出部を有し、
   前記カバー部材は、前記実装部及び前記露出部を覆うことを特徴とする発光装置。
2. 前記カバー部材は、前記発光素子に対向する位置に配されるレンズ部を有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記保持部材の前記実装部は、前記露出部が露出する側部に第１係合部を備え、
   前記カバー部材は、
   前記レンズ部が形成された上面部と、
   前記第１係合部と係合する第２係合部が形成された側面部と、を有し、
   前記発光装置において、前記発光素子が取り付けられる側の面を上面としたときに、
   前記第２係合部は、上面視にて、前記発光装置の短手方向において前記レンズ部の外側に設けられることで前記レンズ部とは重ならない位置に形成されることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
4. 前記第１係合部は、上面視にて、前記発光装置の長手方向において前記露出部とは異なる位置に設けられることで前記露出部とは重ならない位置に形成されることを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
5. 前記カバー部材の前記第２係合部は、前記保持部材の前記第１係合部に対しスライドして係合することを特徴とする請求項３又は４に記載の発光装置。

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