(57)【要約】【課題】光の出射方向を正しく設定可能な発光ダイオードを提供すること。【解決手段】電極としてのランド５２，５４が設けられる実装面１４並びに実装面１６と、反対面としての非実装面１８との間を貫通する貫通孔５０を有する回路基板１２に実装される発光ダイオード２０は、貫通孔５０の内部に配置されるベース部６０と、ベース部６０から実装面１４へ向かって延設され、ベース部６０とランド５２，５４とを接続する端子部６２，６４と、貫通孔５０の外部に配置され、非実装面１８側において光を出射する出射部７０と、ベース部６０と出射部７０とを接続し、塑性変形可能な接続部７２，７４と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極が設けられる実装面並びに前記実装面と反対面との間を貫通する貫通孔を有する回路基板に実装される発光ダイオードであって、
前記貫通孔の内部に配置されるベース部と、
前記ベース部から前記実装面へ向かって延設され、前記ベース部と前記電極とを接続する端子部と、
前記貫通孔の外部に配置され、前記反対面側において光を出射する出射部と、
前記ベース部と前記出射部とを接続し、塑性変形可能な接続部と、
を備えることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項２】
前記出射部は、前記反対面側において光を前記回路基板の側方へ出射することを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項３】
前記出射部は、前記反対面に設置された光学系へ向かって光を出射することを特徴とする請求項１又は２に記載の発光ダイオード。
【請求項４】
前記ベース部は前記貫通孔に嵌挿されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項５】
前記ベース部の外周形状は、前記貫通孔の内周形状を補完する多角形状であることを特徴とする請求項４に記載の発光ダイオード。
【請求項６】
前記ベース部は前記貫通孔に遊挿されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項７】
前記ベース部は、外周側へ突出し周方向の少なくとも一箇所において前記貫通孔に係合する係合突起を有することを特徴とする請求項６に記載の発光ダイオード。
【請求項８】
電極が設けられる実装面並びに前記実装面と反対面との間を貫通する貫通孔を有する回路基板と、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の発光ダイオードと、
を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項９】
前記実装面に実装され、前記発光ダイオードを駆動する駆動回路を、
さらに備えることを特徴とする請求項８に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード並びにそれを備えた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用表示装置等を照明する照明装置としては、回路基板に発光ダイオードを実装したものが知られている。そして、こうした照明装置に用いられる発光ダイオードの一種に、回路基板において電極が設けられる実装面と反対面との間で貫通させた貫通孔の内部にベース部を挿入配置し、当該反対面側において発光素子をベース部に取り付けたものがある（例えば特許文献１参照）。この種の発光ダイオードによれば、実装面とは反対面側において発光素子を発光させることができるので、例えば当該反対面に沿った側面発光に好適となる。
【特許文献１】特開２００２−３５３５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上述した種の発光ダイオードの場合、ベース部から実装面へ向かって延設される端子部が実装面の電極に接合される際に、ベース部が端子部により引っ張られて貫通孔に対して傾くと、発光ダイオードからの光の出射方向が正規の方向からずれるという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、光の出射方向を正しく設定可能な発光ダイオード並びにそれを備えた照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、電極が設けられる実装面並びに実装面と反対面との間を貫通する貫通孔を有する回路基板に実装される発光ダイオードであって、貫通孔の内部に配置されるベース部と、ベース部から実装面へ向かって延設され、ベース部と電極とを接続する端子部と、貫通孔の外部に配置され、前記反対面側において光を出射する出射部と、ベース部と出射部とを接続し、塑性変形可能な接続部と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
このような請求項１に記載の発明によると、貫通孔の外部に配置され、回路基板の実装面とは反対面（以下、解決手段の欄では、単に「反対面」という。）側において光を出射する出射部は、塑性変形可能な接続部によってベース部に接続される。故に、ベース部から実装面へ向かって延設される端子部が実装面の電極に接合される際に、端子部が電極により引っ張られて当該端子部に接続のベース部が貫通孔に対して傾いたとしても、接続部を塑性変形させることによって、出射部からの光の出射方向を正規の方向に設定することができる。また、例えば電極等を実装面に集中させて反対面には設けないようにすることができるので、その場合には、回路基板を片面実装型の基板として、コストの低減を図ることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明によると、出射部は、反対面側において光を回路基板の側方へ出射するので、当該側方への出射方向を上述の原理によって正しく設定することができる。また、例えば電極等を実装面に集中させて反対面には設けないようにした場合には、回路基板側方への光の出射領域を十分に確保することができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明によると、出射部は、反対面に設置された光学系へ向かって光を出射するので、出射部から側方へ出射された光を光学系へと入射させて、当該入射光を所望の方向へ導くことができる。尚、「光学系」は、例えば導光部材であってもよいし、レンズ部材であってもよいし、ミラー部材であってもよい。
【０００９】
請求項４に記載の発明によると、ベース部は貫通孔に嵌挿される。それ故、電極に端子部が接合される際、当該端子部に接続のベース部が貫通孔との間の嵌合クリアランス内で傾いたとしても、ベース部と出射部との間の接続部を塑性変形さることによって、出射部からの光の出射方向を正しく設定することができる。
【００１０】
請求項５に記載の発明によると、ベース部の外周形状は、貫通孔の内周形状を補完する多角形状であるので、貫通孔に嵌挿されたベース部が周方向において回転し難くなる。故に、接続部を塑性変形させる際にベース部が回転して当該ベース部に接続の端子部が電極から離脱する事態を防止することができる。
【００１１】
請求項６に記載の発明によると、ベース部は貫通孔に遊挿されるので、電極に端子部が接合される際には、当該端子部に接続のベース部が傾き易くなる。しかし、傾いたベース部と出射部との間において接続部を塑性変形させることによれば、出射部からの光の出射方向を正しく設定することができる。
【００１２】
請求項７に記載の発明によると、ベース部は、外周側へ突出し周方向の少なくとも一箇所において貫通孔に係合する係合突起を有するので、貫通孔に遊挿されたベース部が周方向において回転し難くなる。故に、接続部を塑性変形させる際にベース部が回転して当該ベース部に接続の端子部が電極から離脱する事態を防止することができる。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、電極が設けられる実装面並びに実装面と反対面との間を貫通する貫通孔を有する回路基板と、請求項１〜７のいずれか一項に記載の発光ダイオードと、を備えることを特徴とする。このような請求項８に記載の発明によれば、発光ダイオードの出射部からの光の出射方向を、上述した原理によって正しく設定することができる。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、実装面に実装され、発光ダイオードを駆動する駆動回路をさらに備える。これによれば、例えば反対面には、電極のみならず駆動回路も設けないようにすることができるので、その場合には、回路基板を片面実装型の基板として、コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。
【００１６】
（第一実施形態）
図１，２は、本発明の第一実施形態による照明装置１０を示している。照明装置１０は、例えばコンビネーションメータ、液晶パネル等の車両用表示装置を照明するための光源として用いられる。照明装置１０は、回路基板１２、発光ダイオード２０、駆動回路３０及び光学系としての導光部材４０等から構成されている。
【００１７】
回路基板１２は、ガラスエポキシ等の基板材料によって平板状に形成されている。回路基板１２において一方の板面１４は、銅箔等の導体パターン１６が設けられた実装面１４である。また、回路基板１２において実装面１４の反対面となる他方の板面１８は、導体パターン１６が設けられない非実装面１８である。このように回路基板１２は片面実装型であり、比較的安価なものとなっている。
【００１８】
発光ダイオード２０は回路基板１２に複数実装されており、それぞれ実装面１４側において導体パターン１６に接続されている。各発光ダイオード２０は、図１，２に一点鎖線矢印で示すように非実装面１８側において光を回路基板１２の側方へと出射する、所謂側面発光型である。
【００１９】
駆動回路３０は、回路基板１２の実装面１４に実装された複数の回路部品３２からなる。各回路部品３２が実装面１４の導体パターン１６に接続されている駆動回路３０は、当該導体パターン１６に接続されている各発光ダイオード２０へ電力を供給して、それら発光ダイオード２０を駆動する。
【００２０】
導光部材４０は、透光性樹脂によって平板状に形成されている。導光部材４０は、一方の板面４２を非実装面１８に重ね合わせた状態で設置されており、各発光ダイオード２０からの光の出射方向前側に位置している。導光部材４０は、各発光ダイオード２０から導光部材４０へ向かって出射された光を各発光ダイオード２０とは反対側の側面４４へと導いて、当該側面４４から照射対象側へ出射する。
【００２１】
図３，４は、発光ダイオード２０の回路基板１２に対する取付構造を示している。尚、各発光ダイオード２０の取付構造は実質的に同じであるので、以下では、一発光ダイオード２０の取付構造についてのみ説明する。
【００２２】
回路基板１２には、実装面１４と非実装面１８との間を貫通する貫通孔５０が形成されている。本実施形態の貫通孔５０は、内周形状が四角形のストレート孔状である。回路基板１２の実装面１４において貫通孔５０の周囲となる箇所には、導体パターン１６の一部である電極としてのランド５２，５４が設けられている。
【００２３】
発光ダイオード２０は、ベース部６０、端子部６２，６４、出射部７０及び接続部７２，７４を備えている。
【００２４】
ベース部６０は、樹脂モールドにより金属配線８２，８４をインサートしてなる。直方体状のベース部６０は、貫通孔５０の内周形状を補完する四角形の外周形状を有しており、当該貫通孔５０に同心的に嵌挿されている。これによりベース部６０は、周方向両側への回転が抑制された状態で貫通孔５０の内部に配置されている。尚、本実施形態において、ベース部６０の一端面８６は実装面１４と略面一となっている一方、ベース部６０の他端面８７は非実装面１８よりも突出した面となっている。
【００２５】
端子部６２，６４は、いずれも金属によって形成されており、それぞれベース部６０の金属配線８２，８４に接合されている。また、端子部６２，６４は、ベース部６０の一端面８６から実装面１４へ向かって相反方向に延設されており、それぞれ半田付けによって実装面１４上のランド５２，５４に接合されている。以上により、端子部６２，６４はベース部６０とランド５２，５４とを接続している。
【００２６】
出射部７０は、発光素子９０及びケース９１を有している。発光素子９０は、白色等の光を発するＬＥＤ素子である。ケース９１は、樹脂モールドにより発光素子９０のリード９２，９４をインサートしてなり、発光素子９０を収容する矩形箱状に形成されている。ケース９１は、一端面９６がベース部６０の端面８７と向き合うように配置されており、それによって出射部７０が貫通孔５０の外部に飛び出した形となっている。ケース９１において回路基板１２の側方を向く側面９７には、発光素子９０から発せられた光を出射する出射窓９８が設けられている。本実施形態において出射窓９８からの光の出射方向は、非実装面１８に沿う略平行方向に設定されている。尚、出射窓９８は、透光性部材により閉塞されていてもよいし、開放されていてもよい。
【００２７】
接続部７２，７４は、いずれも塑性変形可能な銅、銅合金、鉄等の金属によって形成されている。各接続部７２，７４の一端部は、それぞれベース部６０の金属配線８２，８４に接合されている。また、各接続部７２，７４の他端部は、それぞれ出射部７０の発光素子９０のリード９２，９４に接合されている。以上により、接続部７２，７４がベース部６０と出射部７０とを接続していると共に、当該接続部７２，７４を介して出射部７０がベース部６０により荷重支持されて位置決めされている。
【００２８】
図５は、回路基板１２への発光ダイオード２０の取付方法を示している。この方法では、まず、発光ダイオード２０を回路基板１２の貫通孔５０に実装面１４側から挿入し、非実装面１８側において出射部７０を貫通孔５０の外部へ突出させると共に、ベース部６０を貫通孔５０に嵌合させる（図５（ａ）参照）。
【００２９】
次に、図示しない半田槽を用いて、端子部６２，６４を実装面１４上のランド５２，５４に半田付けする。このとき、製造公差により貫通孔５０との間に嵌合クリアランスを有するベース部６０は、ランド５２，５４に端子部６２，６４が引っ張られることによって、貫通孔５０に対して傾くことがある（図５（ｂ）参照）。この場合、ベース部６０に接続部７２，７４を介して接続される出射部７０の側面９７が非実装面１８に対して傾くことになるため、光の出射方向が正規の方向からずれてしまう。
【００３０】
そこで、ベース部６０が傾いた場合には、接続部７２，７４を塑性変形により屈曲させて非実装面１８に対する側面９７の角度を調整することにより、出射部７０からの光の出射方向を非実装面１８の略平行方向に正しく設定する（図５（ｃ）参照）。このとき、塑性変形のために接続部７２，７４へ加えられる外力がベース部６０にまで及ぶおそれがあるが、ベース部６０は貫通孔５０への嵌挿によって周方向回転し難くなっているので、ベース部６０に接続の端子部６２，６４が当該回転によってランド５２，５４から離脱する事態を防止することができる。
【００３１】
このような第一実施形態によれば、非実装面１８側における出射部７０からの光の出射方向を、導光部材４０へ向かう正規の方向に設定することができるので、発光ダイオード２０の取付後においては、導光部材４０から照明対象へ所望量の光を導くことができる。
【００３２】
尚、上述の取付方法において、実装面１４上のランド５２，５４に端子部６２，６４を半田付けするときには、同じ実装面１４上の導体パターン１６に駆動回路３０の回路部品３２も同時に半田付けして接合するようにしてもよい。これにより、照明装置１０の生産性が向上して、コストが低減する。
【００３３】
（第二実施形態）
図６は、第一実施形態の変形例である本発明の第二実施形態を示している。第二実施形態において回路基板１００の貫通孔１０２は、内周形状が円形のストレート孔状に形成されており、内周面に開口する係合凹部１０４を周方向の一箇所に有している。また、発光ダイオード１１０のベース部１１２は、外周形状が貫通孔１０２よりも小さな四角形となる直方体状に形成されており、貫通孔１０２に遊挿されている。このベース部１１２において周方向の一箇所となる側面１１３には、外周側へ突出する係合突起１１４が形成されており、当該係合突起１１４が貫通孔１０２の係合凹部１０４に係合している。
【００３４】
以上によりベース部１１２は、周方向両側への回転が抑制された状態で貫通孔１０２の内部に配置されている。故に、接続部７２，７４を塑性変形させて出射部７０の側面９７の角度を調整する際には、ベース部１１２の回転によって端子部６２，６４がランド５２，５４から離脱する事態を防止することができる。
【００３５】
（他の実施形態）
照明装置１０に設ける発光ダイオード２０の個数については、図２に示す以外の適数に設定することができる。
【００３６】
照明装置１０において回路基板１２の面１８上には、導光部材４０に代えて又は加えて、出射部７０からの出射光を集光するレンズ部材や、出射部７０からの出射光を反射するミラー部材等の光学系要素を設けてもよい。
【００３７】
出射部７０からの光の出射方向については、回路基板１２の非実装面１８に沿う方向以外にも、非実装面１８に対して傾斜する方向や、非実装面１８に対して直交する方向であってもよい。このように出射方向を変更した場合でも、接続部７２，７４の塑性変形によって出射方向の正確な設定が可能となる。
【００３８】
貫通孔５０，１０２及びベース部６０，１１２については、図４，６に示す以外の形状であってもよい。
【００３９】
係合凹部１０４及び係合突起１１４については、ベース部１１２の周方向への回転を規制可能であれば、図６に示す以外の形状であってもよい。また、係合凹部１０４及び係合突起１１４については、貫通孔１０２及びベース部１１２の周方向や軸方向に複数並べて設けるようにしてもよい。
【００４０】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は、説明の実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第一実施形態による照明装置を示す側面図である。
【図２】本発明の第一実施形態による照明装置を示す平面図である。
【図３】本発明の第一実施形態による発光ダイオードの回路基板に対する取付構造を示す縦断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態による発光ダイオードの回路基板に対する取付構造を示す横断面図である。
【図５】本発明の第一実施形態による発光ダイオードの回路基板への取付方法を示す模式図である。
【図６】本発明の第二実施形態による発光ダイオードの回路基板に対する取付構造を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  照明装置、１２，１００  回路基板、１４  実装面、１６  導体パターン、１６  非実装面（反対面）、２０，１１０  発光ダイオード、３０  駆動回路、３２  回路部品、４０  導光部材（光学系）、５０，１０２  貫通孔、５２，５４  ランド（電極）、６０，１１２  ベース部、６２，６４  端子部、７０  出射部、７２，７４  接続部、８２，８４  金属配線、９０  発光素子、９１  ケース、９２，９４  リード、９７  側面、９８  出射窓、１０４  係合凹部、１１４  係合突起
【図１】
2008071962.tif 000003
【図２】
2008071962.tif 000004
【図３】
2008071962.tif 000005
【図４】
2008071962.tif 000006
【図５】
2008071962.tif 000007
【図６】
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