(57)【要約】【課題】組み立てが容易で、熱による樹脂部材の変形等がなく、発光素子へ確実に電気的な接続が行われた信頼性の高い発光装置、その製造方法ならびに自発光指針を提供することを目的とする。【解決手段】発光素子を搭載した配線基板と、前記発光素子からの光を導光する導光体と、前記配線基板及び前記導光体を載置する支持部材とを備えた発光装置であって、前記配線基板は、前記発光素子と電気的に接続する接続端子の突出部を有し、前記支持部材は、前記接続端子の突出部と嵌合する孔を有する端子受けを備え、かつ導体配線が施されており、該導体配線が、前記端子受けを介して前記接続端子と電気的に接続されてなることを特徴とする発光装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子を搭載した配線基板と、前記発光素子からの光を導光する導光体と、前記配線基板及び前記導光体を載置する支持部材とを備えた発光装置であって、
前記配線基板は、前記発光素子と電気的に接続する接続端子の突出部を有し、
前記支持部材は、前記接続端子の突出部と嵌合する孔を有する端子受けを備え、かつ導体配線が施されており、該導体配線が、前記端子受けを介して前記接続端子と電気的に接続されてなることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記接続端子の突出部は、前記配線基板の厚み方向に貫通された孔に挿通されたピンにより設けられる請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記請求項１又は２に記載の発光装置を備えた自発光指針。
【請求項４】
発光素子が搭載された配線基板と、
前記発光素子からの光を導光する導光体と、
前記配線基板及び前記導光体を載置する支持部材と、を備えた発光装置の製造方法であって、
前記発光素子が搭載された配線基板を支持部材に載置する工程と、
前記接続端子の一部を前記配線基板の裏面から突出させる工程と、
前記接続端子の突出部を、前記支持部材に備えられた端子受けに嵌合させて、前記支持部材と配線基板とを固定する工程とを有することを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記配線基板の厚み方向に貫通させた孔に接続端子を挿通することにより、接続端子の一部を前記配線基板の裏面から突出させる請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記接続端子は、前記配線基板と前記支持部材の導体配線とを電気的に接続する請求項４又は５に記載の発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記接続端子は、前記配線基板を前記支持部材に載置する前に、前記配線基板に予め半田付けされている請求項４〜６のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項８】
前記接続端子の端部の形状は直方体であり、かつ、前記端子受けには前記接続端子の端部を嵌合させる直方体の開口部が形成されてなる請求項４〜７のいずれか１項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置及びその製造方法ならびに自発光指針に関し、より詳細には、発光素子からの光が導光体を介して放出され、各種メーターの指針等に利用することができる発光装置及びその製造方法ならびに自発光指針に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両用計器等に用いられる指針として、より視認性を向上させるため、指針にＬＥＤ等の発光素子を実装して、指針自体が発光する自発光指針が利用されている。
この種の自発光指針としては、例えば、発光素子を搭載した指針と、この指針を軸回りに回転させる回転軸を有する駆動装置と、指針の背後に配置され発光素子と所定の導電部材（回路基板）とを導通接続する帯状の可撓性導体とから構成されたものが提案されている（例えば、特許文献１）。
この自発光指針では、発光素子は指針に直接搭載されており、発光素子の電極端子への電気的接続は、指針に形成された貫通孔に挿通された指針端子を介して、半田を用いて行われている。
【特許文献１】特開２００２−３５７４６２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
指針自体は、通常、軽量化のため樹脂材料によって形成されているため、発光素子の電極端子と、このような樹脂材料へ挿通した端子との半田付けにより、指針自体が熱で変形、劣化など、損傷を受けることがあった。従って、この段階で良否の検品をする必要があり、製造工程を煩雑化させていた。また、組み立て作業が複雑で、量産性を低下させるのみならず、不良品が出易く、歩留まりを低下させていた。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、組み立てが容易で、熱による樹脂部材等の変形、劣化等がなく、発光素子へ確実に電気的な接続が行われた信頼性の高い発光装置、その製造方法ならびに自発光指針を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の発光装置は、発光素子を搭載した配線基板と、前記発光素子からの光を導光する導光体と、前記配線基板及び前記導光体を載置する支持部材とを備えた発光装置であって、前記配線基板は、前記発光素子と電気的に接続する接続端子の突出部を有し、前記支持部材は、前記接続端子の突出部と嵌合する孔を有する端子受けを備え、かつ導体配線が施されており、該導体配線が、前記端子受けを介して前記接続端子と電気的に接続されてなることを特徴とする。
この発光装置においては、前記接続端子の突出部は、前記配線基板の厚み方向に貫通された孔に挿通されたピンにより設けられることが好ましい。
また、本発明の自発光指針は、上述した発光装置を備えることを特徴とする。
【０００５】
さらに、本発明の発光装置の製造方法は、
発光素子が搭載された配線基板と、
前記発光素子からの光を導光する導光体と、
前記配線基板及び前記導光体を載置する支持部材と、を備えた発光装置の製造方法であって、
前記発光素子が搭載された配線基板を支持部材に載置する工程と、
前記接続端子の一部を前記配線基板の裏面から突出させる工程と、
前記接続端子の突出部を、前記支持部材に備えられた端子受けに嵌合させて、前記支持部材と配線基板とを固定する工程とを有することを特徴とする。
【０００６】
このような発光装置の製造方法では、前記配線基板の厚み方向に貫通させた孔に接続端子を挿通することにより、接続端子の一部を前記配線基板の裏面から突出させることができる。
また、前記接続端子は、前記配線基板と前記支持部材の導体配線とを電気的に接続することができる。
さらに、前記接続端子は、前記配線基板を前記支持部材に載置する前に、前記配線基板に予め半田付けされていることが好ましい。
また、前記接続端子の端部の形状は直方体であり、かつ、前記端子受けには前記接続端子の端部を嵌合させる直方体の開口部が形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の発光装置及び自発光指針によれば、発光素子を用いているため、視認性が良好な発光装置及び自発光指針を得ることができるのみならず、接続端子と導体配線とを、部材の挿入又は嵌合による簡便な方法で接続することができるため、組立性を大きく向上させることができる。加えて、電気的な接続を確実にして歩留まりを向上させることができ、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
また、本発明の発光装置の製造方法によれば、半田接続を行うことなく、それに伴う検査工程を不要とし、製造工程をより簡便にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の発光装置は、例えば、図１に示したように、主として、発光素子１１を搭載した配線基板１２と、発光素子１１の光を導光する導光体（図示せず）と、配線基板１２及び導光体を載置する支持部材１４とを備えて構成される。
【０００９】
配線基板は、例えば、プラスチック等からなる硬質又は可撓性基板であって、発光素子と、任意に、例えば、保護素子、抵抗、コンデンサ等の各種回路部品（図示せず）等とが、電気的に接続される配線パターンを有して構成されており、これらの発光素子又は部品等を、その上に搭載している。なお、発光素子は、例えば、半導体発光素子として知られるものであればどのようなものを用いてもよく、１つの配線基板に２個以上搭載されていてもよい。
【００１０】
また、配線基板には、通常、発光素子と接続される配線パターンに電気的に接続する接続端子が突出する突出部が設けられている。接続端子の突出部の形状及び突出の態様は特に限定されず、例えば、配線基板が延長する平面方向に突出してもよいし、配線基板が延長する平面と平行する平面方向に屈曲して突出していてもよいし、配線基板が延長する平面上下に凸部を構成するように突出していてもよい。なかでも、配線基板が延長する平面下に凸部を形成するように突出していることが好ましい。接続端子自体の形成が容易となり、発光装置の組立てが簡便となるからである。
【００１１】
接続端子は、例えば、配線基板と一体的に設けられていてもよいし、配線基板とは別個に、形成されていてもよい。前者の場合には、例えば、配線基板と一体的に、端子状に成形された配線基板材料による突出部が形成され、その突出部に導電性材料が蒸着、印刷等によって施されたもの等が挙げられる。後者の場合は、ピン状、棒状等の種々の形状の導電性材料による部品を組み合わせることによって形成することができる。なお、接続端子の端部の形状は、特に限定されないが、四角柱又は円柱等であることが適している。後述する端子受けへの嵌合を安定的に行うためである。また、この場合、配線基板の厚み方向に貫通孔が形成されており、この貫通孔に接続端子を挿通することにより、接続端子を配線基板から、好ましくは配線基板の裏面から突出させることが好ましい。なお、配線基板と接続端子とは、その接続を固定するために、半田を用いてもよいし、導電性ペースト状等の接着剤を用いてもよい。特に、配線基板と接続端子とを、支持部材と配線基板との固定の前に半田付けしておくことにより、半田付けによる強固な固定による発光装置の信頼性が得られ、支持部材の半田付けによる熱損傷を回避することができる。
【００１２】
導光体は、通常、透光性を有する樹脂によって、後述する支持部材と略同形状で形成されている。導光体は、発光素子等を被覆し、発光素子からの光を導光し、拡散させる役割を果たす。
【００１３】
支持部材は、上述した配線基板を支持する部材であり、その用途に応じて種々の形状とすることができる。例えば、後述するような自発光指針を構成する場合には、メーター等の目盛表示板に対応して、長手状に延長する指針状の形状をしていることが好ましい。支持部材は、例えば、光透過性、半透過性、無透過性の樹脂等によって形成することができる。なお、支持部材は、上述した配線基板をその上に載置し、さらに、その配線基板、特にそれに搭載されている発光素子上を導光体が被覆するように、導光体をも載置する。
【００１４】
また、支持部材は、導体配線が施され、端子受けを備えている。これら導体配線と端子受けとは、支持部材と一体的に形成されていてもよいし、別個に、支持部材に組み合わせられるように形成されていてもよい。特に、導体配線は、支持部材とは異なる材料で、別個に形成し、後に支持部材に貼着するか、支持部材にその一部を埋設するように形成することが好ましい。また、端子受けは、支持部材とは別個に形成し、その後に支持部材（つまり、導体配線）に組み合わせる（つまり、嵌合させる）ように形成することが好ましい。
【００１５】
導体配線は、接続端子と電気的に接続するためものであり、その一端は接続端子との接続用に、他端は発光素子等の通電を可能とする電源、その他の駆動回路又は装置、制御回路又は装置等との接続用に形成されている。
導体配線は、導電性材料により形成されていれば、その形状は特に限定されないが、例えば、一端及び他端の双方が、支持部材から突出した形状で形成されていることが好ましい。この突出部を有することにより、後述する端子受けとの接続、さらに、電源等との接続が容易となる。
【００１６】
導体配線の一端及び他端は、例えば、支持部材が延長する平面方向に突出してもよいし、支持部材が延長する平面と平行する平面方向に突出していてもよいし、支持基板が延長する平面上下に凸部を構成するように突出していてもよい。特に、接続端子と接続するための一端は、支持部材が延長する平面方向に突出していることが好ましく、さらに、接続端子の先端の近傍に向かって突出していることが好ましい。また、電源等に接続するための他端は、支持基板が延長する平面から下に凸部を構成するように突出していることが好ましい。
導体配線は、例えば、金属板をプレス又は切断等することにより、所望の平面形状に形成することができ、さらに、この平面形状を屈曲させることにより、所望の形状に形成することができる。
【００１７】
端子受けは、支持部材の導体配線と、接続端子とを嵌合により電気的に接続させるものであり、この機能を果たすことができるものであれば、どのような形状、どのような材料で形成されていてもよい。例えば、導体配線及び接続端子を嵌合させるために、導体配線及び接続端子の一部の形状（つまり、突出部）に対応する孔を有していることが好ましい。なお、少なくとも、導体配線及び接続端子と接触する部分は導電性材料が配置し、かつこれらの間が導電性材料で接続されていることが必要である。従って、導体配線及び接続端子を嵌合するための孔のうちの少なくとも一部（少なくとも内側の一部）が導電性材料で被覆されていることが好ましい。また、これらの間の接続は、孔間の外側を跨いで行われていてもよいが、孔同士が、その内部で繋がっていることが好ましい。これにより、外側からの物理的な応力、衝撃等により、導電性材料の断線を防止することができる。なお、端子受けの全部が導電性部材で形成されていてもよい。
【００１８】
例えば、端子受けの外形は、四角柱、円柱、球及びこれに近似する形状が挙げられる。また、これらが２つ直接又は間接的に繋がった形状であってもよい。また、接続端子の端部形状が、上述したように、四角柱又は円柱である場合には、これに対応する孔は、四角柱又は円柱の形状を有していることが適している。接続端子の外形を長方体とし、接続端子の突出部と嵌合する端子受けの孔の形状を直方体とすることにより、接続端子の回転を抑え、確実に固定することができる。
【００１９】
従って、導体配線及び接続端子を嵌合するための端子受けは、例えば、外形が略四角柱等であり、上面から接続端子、側面から導体配線を嵌合するために、上面及び側面にそれぞれ孔が形成されており、それら孔が内部で電気的に連通している形態（図３参照）、外形が略四角柱等であり、上側から接続端子、下側から導体配線を嵌合するために、側面の異なる位置にそれぞれ孔が形成されており、それら孔が内部で連通している形態（図６参照）、外形が略四角柱等であり、上面から接続端子及び導体配線の双方を嵌合するために、上面の異なる位置にそれぞれ孔が形成されており、それら孔が内部で連通している形態、外形が略四角柱であり、上側から接続端子、下側から導体配線を嵌合するために、上面及び下面にそれぞれ孔が形成されており、それら孔が内部で連通している形態、これらに準じた外形及び孔を有している形状もの、それらが２つ直接又は間接的に繋がった形状（図５参照）のもの等が例示される。孔は、有底形状でもよいし、貫通孔でもよい。
【００２０】
端子受けは、例えば、金属により中空の二股の管を形成することによってこの管をそのまま利用してもよいし、この管を金型に挟んで、例えば、四角柱等の形状に成形することにより形成することができる。また、導電性材料の塊を形成し、２方向から両者が連通するように孔を開け、連通するように形成してもよい。
端子受けと、接続端子又は導体配線とを嵌合する際、その接続を強固にするために、導電性ペースト状等の接着剤を用いてもよい。
【００２１】
このような発光装置を用いて自発光指針を形成する場合には、支持部材等のカバー部材、その他、発光装置を駆動するための電源、指針を駆動するための各種回路などを備えていてもよい。特に、電源、指針を駆動するための各種回路などとの接続は、例えば、導体配線の突出部によって実現することができる。
【００２２】
以下、本発明の発光装置及びその製造方法、自発光指針の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
実施の形態１
この自発光指針は、例えば、自動車の速度計等に利用されるものであり、図１に示したように、発光装置１０と、カバー部材（図示せず）とから構成されている。
発光装置１０は、発光素子１１を搭載した配線基板１２と、発光素子１１の光を導光する導光体（図示せず）と、配線基板１２及び導光体を支持する支持部材１４とを備えて構成される。
【００２４】
配線基板１２は、図１及び図２に示すように、外周に突出又は窪みがある、基本形状が四角形の板状のプラスチック基板であり、その表面に、例えば、銅からなる所定の配線パターン（図示せず）が形成されている。また、その上面に第１の発光素子１１と、その第１の発光素子１１よりも小さく、第１の発光素子１１の前方に配置された第２の発光素子１５と、第１の発光素子１１の後方に配置される保護素子とが、それぞれ１つずつ載置されている。配線基板１２の内側であって、かつ一辺方向に偏った位置に、少なくとも２つの貫通孔１２ａが形成されており、その貫通孔１２ａの外周にも配線パターンが形成されている。この２つの貫通孔１２ａには、接続端子１６が、発光素子１１の載置面から挿入されており、その先端が裏側に突出している。
【００２５】
接続端子１６は、その一端に平板状の頭がついたピン形状に形成されており、例えば、銅、鉄、さらに最表面が金又は銀等によって形成されている。この接続端子１６を、各貫通孔１２ａに挿入することにより、貫通孔１２ａの外周部分に形成された配線パターンが、接続端子１６の頭と電気的に接続され、さらに、配線パターン及びワイヤ（図示せず）等を介して、第１の発光素子１１及び第２の発光素子１５及び保護素子の正負各電極それぞれに、電気的に接続される。接続端子１６は、半田又は接着剤等によって、配線基板１２に固定又は接続されている。
【００２６】
発光素子１１、１５は、例えば、白色系の光を発するＬＥＤであり、保護素子は、例えば、ツェナーダイオードである。
支持部材１４は、図１及び図２に示すように、プラスチックによって形成されており、一端が指針の針部を構成するように長手方向に延長する針形状を有しており、他端は、配線基板１２を載置するためにテラス形状を有している。なお、テラス形状部分は、その一部が他端側に突き出ている。これによって、支持部材１４は、そのテラス形状部分の上に、貫通孔１２ａが形成されている辺側の一部が支持部材１４から突き出るように、配線基板１２を支持している。従って、配線基板１２の接続端子１６は、支持部材１４を貫通せずに、その裏面側からなお突出するように配置されている。
【００２７】
支持部材１４には、導体配線１３が、発光素子１１等の正負電極に対応して、少なくとも２つ搭載されている。各導体配線１３は、図４に示すように、２種類の突出部が形成された、基本形状が四角形の板状体であり、１つの突出部１３ａは、支持部材１４の他端から突出する、細長い形状で形成されている。他の突出部１３ｂは、細長い突出部の反対側で、支持部材１４の裏面側に突き出るように、細長い形状で、屈曲形成されている。
また、支持部材１４には、図３に示すように、端子受け１７が、少なくとも２つ組み合わせられている。端子受け１７は、略直方体であり、その上面に、支持部材１４の裏面側から突出する接続端子１６の外形と一致し、接続端子１６が挿入される孔１７ａが形成されており、さらに、一側面に、支持部材１４の他端から突出する細長い形状の導体配線１３の突出部の外形と一致し、導体配線１３が挿入される孔１７ｂが形成されている。これらの孔１７ａ、１７ｂは、それらの内部で連結しており、さらに、それらの内側には導電材料が内装されている。これにより、図４に示すように、各端子受け１７に、接続端子１６を、例えば、上面から挿入し、かつ導体配線１３を側面から挿入するという簡便な嵌合により、接続端子１６、さらには発光素子１１等を、導体配線１３と簡便に電気的に接続することができる。
【００２８】
支持部材１４の上面には、第１の発光素子１１及び第２の発光素子１５の光を導光する導光体（図示せず）が、針形状の部分から、第１の発光素子１１及び第２の発光素子１５の上面にわたって配置している。導光体は、例えば、アクリル樹脂などの透光性を有する樹脂から形成されており、支持部材の針形状と略同形状である。なお、図示しないが、これら導光体及び支持部材１４は、カバー部材によりその端部が被覆されて一体的に組み立てられている。これにより、より視認性の高い自発光指針を得ることができる。
【００２９】
このような構成を有する発光装置は、以下のように組み立てることができる。
（１）配線基板１２を、支持部材１４上に載置し、
（２）配線基板１２に、接続端子１６を、例えば、半田等によって固定し、配線基板１２から突出させ、
（３）支持部材１４に端子受け１７を組み合わせる、つまり、接続端子１６を端子受け１７の孔１７ａに挿入し、支持部材１４と接続端子１６を固定する。支持部材１４に端子受け１７を組み合わせる際、導体配線１３の突出部１３ａは、端子受け１７の側面の孔１７ｂに挿入及び嵌合されている。
なお、（１）から（３）の組立て順序は、接続端子と導体配線との形状、組み合わせ態様等によって、その順序を変更してもよい。
【００３０】
このように、この発光装置は、確実な電気的接続を、半田等の加熱手段を用いることなく、簡便に製造することができる。
つまり、従来、接続端子と導体配線とは、樹脂部材（例えば、支持部材及び配線基板等）の直近で、半田等により接続していたが、それらの直近が局所的な高温にさらされることから、部材自体の変形・劣化、微細な配線パターンの断線等が生じていた。そのため、接続端子と導体配線との電気的接続等の状態が良好に行われていることの検査工程が必要となり、製造工程を煩雑にしていた。さらに、不良品の廃棄により、歩留まりを低減させる原因となっていた。
一方、本発明の発光装置は、接続端子と導体配線とを、予め導電部材が内装された端子受けに挿入・嵌合することのみで、固定及び電気的接続を実現することができる。よって、製造工程をより簡便にし、歩留まりを向上させることができる。
【００３１】
実施例２
この実施例の発光装置は、図５に示すように、端子受け２７が、略直方体の形状ではなく、平面視コの字の柱状の形状を有し、その両端部近傍の上面にそれぞれ孔２７ａが形成されているとともに、一側面から孔２７ｂが形成され、これらの孔２７ａ、２７ｂは内部で連通し、それらの内側が導電材料で内装されている以外、実施例１と同様の構成の発光装置である。
【００３２】
実施例３
この実施例の発光装置は、接続端子（図示せず）が、配線基板と一体的に、配線基板が延長する平面と同一平面に形成され、配線基板及び支持部材の他端側に突出しており、かつ、図６に示すように、端子受け３７が略直方体で、その側面に、少なくとも２つの孔３７ａ、３７ｂが縦に並んで配置しており、孔３７ａ、３７ｂが連通し、導電材料で内装されている以外、実施例１と同様の構成の発光装置である。
このような構成の端子受け３７では、接続端子が突出した配線基板を、支持部材上に載置し、支持部材に端子受けを組み合わせる、つまり、接続端子と導体配線とを同時にそれぞれ端子受け３７の孔３７ａ、３７ｂに挿入し、固定することにより、簡便にかつ確実に両者を電気的に接続することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の発光装置は、自動車の指針のみならず、種々のメーターの指針として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の発光装置の構造を説明するための要部の概略組み立て図である。
【図２】本発明の発光装置の構造を説明するための要部の拡大断面図である。
【図３】本発明の発光装置における端子受けの構造を説明するための概略斜視図である。
【図４】本発明の発光装置における端子受けへの嵌合を説明するための概略斜視図である。
【図５】本発明の発光装置における別の端子受けの構造を説明するための概略斜視図である。
【図６】本発明の発光装置におけるさらに別の端子受けの構造を説明するための概略斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  発光装置
１１  第１の発光素子
１２  配線基板
１２ａ  貫通孔
１３  導体配線
１３ａ、１３ｂ  突出部
１４  支持部材
１５  第２の発光素子
１６  接続端子
１７、２７、３７  端子受け
１７ａ、１７ｂ、２７ａ、２７ｂ、３７ａ、３７ｂ  孔
【図１】
2008164312.tif 000003
【図２】
2008164312.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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