(57)【要約】【課題】部品点数を削減すると共に組立工程の簡素化を図り、電気的な接合点をなくす。【解決手段】発光モールド部３７,受光モールド部３８およびコネクタモールド部３５が形成されたリードフレーム３９でなる第１部品を、コネクタ部３２が一体に形成されると共に、発光モールド部挿入口,受光モールド部挿入口およびコネクタモールド部挿入口が形成された外装ケース３１でなる第２部品に挿入し、発光モールド係止部４１,受光モールド係止部４２およびコネクタモールド係止部４０によって係止して固定する。このようにして、部品点数を削減すると共に組み立て工程を簡素化してコストダウンを図り、電気的な接合点をなくして高信頼性を得る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭載された発光素子および受光素子が透光性樹脂によってモールドされると共に、一端に外部接続用のコネクタ端子を有するリードフレームと、
遮光性樹脂によって形成されると共に、コネクタ部を有して、上記リードフレームを内部に収納して一体化させる外装ケースと
を備え、
上記コネクタ端子は、上記リードフレームが上記外装ケース内に収納された場合には、上記コネクタ部内に収納されるようになっており、
上記コネクタ端子の少なくとも一部を透光性樹脂によって覆って形成されたコネクタモールド部と、
上記外装ケースと上記コネクタモールド部との少なくとも何れか一方に設けられて、上記コネクタモールド部を上記外装ケースに係止する係止部と
を備えたことを特徴とする光結合装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光結合装置において、
上記発光素子を透光性樹脂によってモールドして成る発光モールド部と、上記受光素子を透光性樹脂によってモールドして成る受光モールド部とは、上記リードフレームの面に対して直立している
ことを特徴とする光結合装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光結合装置において、
上記発光素子と上記受光素子とは、上記リードフレームにおける同一面上に搭載されており、
上記発光モールド部と上記受光モールド部とは、上記リードフレームに対して同一側に直立しており、
上記発光モールド部と上記受光モールド部との何れか一方に、上記発光素子から出射された光の光路の向きあるいは上記受光素子に入射される光の光路の向きを反対側に曲げるための光反射面を有している
ことを特徴とする光結合装置。
【請求項４】
請求項２に記載の光結合装置において、
上記発光モールド部と上記受光モールド部とは、上記リードフレームの表面と裏面とにおける互いに異なる面上に形成されると共に、上記リードフレームに対して同一側に直立しており、
上記発光素子と上記受光素子とは互いに対向している
ことを特徴とする光結合装置。
【請求項５】
請求項２に記載の光結合装置において、
上記発光素子と上記受光素子とは、上記リードフレームにおける同一面上に搭載されており、
上記発光モールド部と上記受光モールド部とのうちの何れか一方は、上記リードフレームに対して一方向に折り曲げられた状態で直立し、他方は、上記リードフレームに対して上記一方向とは反対の他方向に折り曲げられた状態で直立して、上記発光モールド部と上記受光モールド部とは上記リードフレームに対して同一側に直立しており、
上記発光素子と上記受光素子とは互いに対向している
ことを特徴とする光結合装置。
【請求項６】
請求項１に記載の光結合装置において、
上記コネクタモールド部内には、機械的に分離された複数の上記コネクタ端子が存在しており、
上記機械的に分離された上記コネクタ端子間が、ワイヤーボンディングよって結線されて電気的に接続されている
ことを特徴とする光結合装置。
【請求項７】
請求項１に記載の光結合装置において、
上記コネクタ端子の延在方向における上記コネクタモールド部よりも一方側および他方側の少なくとも何れか一方の上記外装ケースに、上記コネクタモールド部を上記外装ケースに対して固定するためのコネクタモールド固定部を設けた
ことを特徴とする光結合装置。
【請求項８】
請求項１に記載の光結合装置において、
上記外装ケースに形成されると共に、上記リードフレームの本体の延在方向と直交する方向に延在して、上記リードフレームの本体を固定するリードフレーム固定支柱を備えた
ことを特徴とする光結合装置。
【請求項９】
請求項１に記載の光結合装置において、
上記コネクタモールド部に形成された溝状の切り欠きと、
上記外装ケースの内面に設けられると共に、上記切り欠きに係合して上記コネクタモールド部を係止する柱状のコネクタモールド係止部と
を備えたことを特徴とする光結合装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の光結合装置において、
上記発光素子と上記受光素子とは、上記リードフレームにおける同一面上に搭載されており、
上記外装ケースの内面における上記発光素子と対向する位置に設けられると共に、上記発光素子からの出射光を上記受光素子側に反射する第１反射面と、
上記外装ケースの内面における上記受光素子と対向する位置に設けられると共に、上記第１反射面からの光を上記受光素子に向かって反射させる第２反射面と
を備え、
上記第１反射面と上記第２反射面とによって、上記発光素子と上記受光素子の光軸が結合されている
ことを特徴とする透過型の光結合装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の光結合装置において、
上記発光素子と上記受光素子とは、上記リードフレームにおける同一面上に搭載されており、
上記外装ケースにおける上記発光素子と対向する位置に設けられると共に、上記発光素子からの出射光を屈折させて検知対象物に向かわせる出射光屈折部と、
上記外装ケースにおける上記受光素子と対向する位置に設けられると共に、上記検知対象物で反射された光を屈折させて上記受光素子に向かわせる入射光屈折部と
を備えたことを特徴とする反射型の光結合装置。
【請求項１２】
搭載された発光素子および受光素子が透光性樹脂によってモールドされると共に、一端に外部接続用のコネクタ端子を有するリードフレームと、
遮光性樹脂によって形成されると共に、コネクタ部を有して、上記リードフレームを内部に収納して一体化させる外装ケースと
を備え、
上記コネクタ端子は、上記リードフレームが上記外装ケース内に収納された場合には、上記コネクタ部内に収納されるようになっており、
上記コネクタ端子の少なくとも一部を、上記受光素子および上記発光素子をモールドしている透光性樹脂とは異なる樹脂によって覆って形成されたコネクタモールド部と、
上記外装ケースと上記コネクタモールド部との少なくとも何れか一方に設けられて、上記コネクタモールド部を上記外装ケースに係止する係止部と
を備えたことを特徴とする光結合装置。
【請求項１３】
請求項１および請求項１２に記載の光結合装置において、
上記コネクタモールド部を形成している上記樹脂はフィラーが混入された樹脂であることを特徴とする光結合装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の光結合装置の製造方法であって、
コネクタ端子の一部が複数組み形成されているリードフレームに、複数の発光素子と複数の受光素子とを搭載し、上記各発光素子および上記各受光素子に対して所定の結線を行う工程と、
上記リードフレームの上記各発光素子,上記各受光素子および上記各コネクタ端子の一部を透光性樹脂でモールドすることによって、発光モールド部,受光モールド部およびコネクタモールド部を形成する工程と、
少なくとも上記各発光モールド部および各受光モールド部の周辺位置するタイバーを切断する工程と、
上記発光モールド部,上記受光モールド部,上記コネクタモールド部および上記コネクタ端子を有する各デバイスを上記リードフレームの本体に接続固定しているタイバーを切断して個々のデバイスに分離する工程と、
射出成形によって、一端にコネクタ部を有する外装ケースを形成する工程と、
上記分離された一つのデバイスを、上記デバイスの上記コネクタ端子が上記外装ケースのコネクタ部に位置するように上記外装ケース内に装着することによって、上記外装ケースと上記コネクタモールド部との少なくとも何れか一方に設けられた係止部により上記コネクタモールド部を上記外装ケースに係止して、上記デバイスを上記外装ケース内に収納して固定する工程と
を含み、
上記射出成形によって上記外装ケースを形成する工程と、上記透光性樹脂によって上記コネクタモールド部を形成する工程と、の何れかにおいて、上記係止部を形成し、
上記発光モールド部および上記受光モールド部の周辺に位置するタイバーを切断する工程と、各デバイスを上記リードフレームの本体に接続固定しているタイバーを切断して個々のデバイスに分離する工程と、の何れかにおいて、上記コネクタ端子の全体の形状を形成する
ことを特徴とする光結合装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の光結合装置の製造方法において、
上記コネクタ端子の全体の形状を形成することを含む上記タイバーを切断する工程の後に、上記コネクタ端子を金属被覆するメッキ工程を含んでいる
ことを特徴とする光結合装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１２に記載の光結合装置の製造方法であって、
コネクタ端子の一部が形成されているリードフレームに、発光素子と受光素子とを搭載し、上記発光素子および上記受光素子に対して所定の結線を行う工程と、
上記リードフレームの上記発光素子および上記受光素子を透光性樹脂でモールドすることによって、発光モールド部および受光モールド部を形成する工程と、
上記コネクタ端子の一部を、上記透光性樹脂とは異なる樹脂でモールドすることによって、コネクタモールド部を形成する工程と、
射出成形によって、一端にコネクタ部を有する外装ケースを形成する工程と、
上記発光モールド部,上記受光モールド部および上記コネクタモールド部が形成された上記リードフレームを、このリードフレームの上記コネクタ端子が上記外装ケースのコネクタ部に位置するように上記外装ケース内に装着することによって、上記リードフレームを上記外装ケース内に収納する工程と
を含み、
上記射出成形によって上記外装ケースを形成する工程と、上記樹脂によって上記コネクタモールド部を形成する工程と、の何れかにおいて、上記コネクタモールド部を上記外装ケースに係止する係止部を形成し、
上記リードフレームを上記外装ケース内に収納する際に、上記外装ケースと上記コネクタモールド部との少なくとも何れか一方に形成された上記係止部によって上記コネクタモールド部を上記外装ケースに係止して固定する
ことを特徴とする光結合装置の製造方法。
【請求項１７】
請求項１２に記載の光結合装置の製造方法であって、
コネクタ端子の一部が形成されているリードフレームに、発光素子と受光素子とを搭載し、上記発光素子および上記受光素子に対して所定の結線を行う工程と、
上記リードフレームの上記発光素子および上記受光素子を第１の樹脂供給源から供給される透光性樹脂でモールドする一方、上記コネクタ端子の一部を第２の樹脂供給源から供給される上記透光性樹脂とは異なる樹脂でモールドすることによって、発光モールド部,受光モールド部およびコネクタモールド部を形成する工程と、
射出成形によって、一端にコネクタ部を有する外装ケースを形成する工程と、
上記発光モールド部,上記受光モールド部および上記コネクタモールド部が形成された上記リードフレームを、このリードフレームの上記コネクタ端子が上記外装ケースのコネクタ部に位置するように上記外装ケース内に装着することによって、上記リードフレームを上記外装ケース内に収納する工程と
を含み、
上記射出成形によって上記外装ケースを形成する工程と、上記樹脂によって上記コネクタモールド部を形成する工程と、の何れかにおいて、上記コネクタモールド部を上記外装ケースに係止する係止部を形成し、
上記リードフレームを上記外装ケース内に収納する際に、上記外装ケースと上記コネクタモールド部との少なくとも何れか一方に形成された上記係止部によって上記コネクタモールド部を上記外装ケースに係止して固定する
ことを特徴とする光結合装置の製造方法。
【請求項１８】
請求項１から請求項１３までの何れか一つに記載の光結合装置を用いたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発光素子から受光素子への光路上に物体の通過路を有して、物体の有無あるいは物体の通過を検知する光結合装置(フォトインタラプタ)およびその製造方法、並びに、上記光結合装置を用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のコネクタ端子を有する光結合装置として、図３０および図３１に示すような光結合装置(特許第３１７６４９６号公報(特許文献１))および図３２に示すような光結合装置(特開２００２‐３６８２５５号公報(特許文献２))がある。
【０００３】
先ず、上記特許文献１について説明する。図３０は、光結合装置における製造工程の途中の状態を示しており、図３１は完成品の断面を示している。
【０００４】
図３０(a)に示すように、発光素子(図示せず)および受光素子(図示せず)がボンディングされて結線され、透光性の樹脂でモールドされたリードフレーム１を、適切な位置で折り曲げて、上記受光素子と上記発光素子とを対向させる。尚、図３０(a)において、２は発光素子のモールド樹脂であり、３は受光素子のモールド樹脂である。その際に、リードフレーム１を折り曲げる折り曲げ工程中において、タイバーカットによってリードフレーム１の一端(クレードル)がカットされて、コネクタ接続部４,５,６が形成される。
【０００５】
次に、図３０(b)に示すように、上記リードフレーム１のコネクタ接続部４,５,６とコネクタ７のピン８(図３１参照)とをスポット溶接することによって、リードフレーム１とコネクタ７とが接続される。
【０００６】
最後に、図３１に示すように、上記コネクタ７と接続されたリードフレーム１を上記外装ケース９内に収容し、外装ケース９におけるリードフレーム１との密着部に設けられた固定用の熱可塑性樹脂製のピン１０をリードフレーム１に設けられた孔(図示せず)に挿通する一方、外装ケース９におけるリードフレーム１のコネクタ接続部４,５,６(図３１ではコネクタ接続部４のみが見えている)の近傍に設けられた固定用の熱可塑性樹脂製のピン１１をコネクタ接続部４,５,６の間に挿通し、熱可塑性樹脂のピン１０,１１を熱によって変形させることによって、リードフレーム１と外装ケース９とを固定する。尚、図３１においては、ピン１０,１１は熱によって変形されているため、変形前のピンの形状を呈してはいない。
【０００７】
次に、上記特許文献２について説明する。図３２は、光結合装置の製造工程中における斜視図である。
【０００８】
図３２において、コンセント端子２２を有するリードフレーム２１に、インサート成型によってコネクタ部２３を有する外装ケースとしての封止体２４を形成している。封止体２４の上部には箱形の２つのケース体２５が形成されており、各ケース体２５の天面には開口２６が形成されている。そして、開口２６からは、別途作製された発光素子２７および受光素子２８が挿入される。リードフレーム２１における発光素子２７および受光素子２８の電極端子２９が結合される箇所には、複数の切り込みが交差するように入れられて形成された切片を下側に切り起こしてなる接続構造(図示せず)が形成されている。
【０００９】
上記開口２６から発光素子２７および受光素子２８を挿入する際に、発光素子２７および受光素子２８の電極端子２９がリードフレーム２１に形成された上記接続構造に圧入されて、リードフレーム２１と発光素子２７および受光素子２８とが電気的に接続される。そうした後、個々のデバイス毎に切り分けられて、光結合装置が完成する。
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１および特許文献２に開示された従来の光結合装置においては、以下のような問題がある。
【００１１】
すなわち、上記特許文献１においては、上記リードフレーム１とコネクタ７と外装ケース９との個別の３点の部品に対し、コネクタ７とリードフレーム１とを接続する工程(スポット溶接やはんだ付け等)と、互いに接続されたリードフレーム１およびコネクタ７を外装ケース９に結合する工程(熱かしめ)とが必要である。したがって、部品数が多く、組み立てに要する工程が多くなるという問題がある。
【００１２】
また、上記特許文献２においては、上記リードフレーム２１とコネクタ部２３と封止体２４とは一体成形されるが、発光素子２７と受光素子２８とは個別の部品を用いている。したがって、部品数が多く、発光素子２７および受光素子２８を圧入する工程が必要となる。さらに、リードフレーム２１上に外装ケースとしての封止体２４を一体成型するためには、封止体２４が形成されるのに必要な領域をリードフレーム２１上に確保しておく必要があり、リードフレーム２１上のデバイスピッチが大きくなってしまう。その結果、一定長のリードフレーム２１から製造される光結合装置の取り数が少なくなるという問題がある。
【００１３】
さらに、上記特許文献１においては、スポット溶接によるリードフレーム１のコネクタ接続部４,５,６とコネクタ７のピン８との電気的な接合点を有し、上記特許文献２においては、リードフレーム２１と発光素子２７および受光素子２８との圧入による電気的な接合点を有しており、信頼性の低下が懸念されている。
【特許文献１】特許第３１７６４９６号公報
【特許文献２】特開２００２‐３６８２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
そこで、この発明の課題は、部品点数を削減すると共に組立工程の簡素化を図ってさらなるコストダウンを可能にし、電気的な接合点をなくして高い信頼性を得ることができる光結合装置およびその製造方法、並びに、上記光結合装置を用いた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、この発明の光結合装置は、
搭載された発光素子および受光素子が透光性樹脂によってモールドされると共に、一端に外部接続用のコネクタ端子を有するリードフレームと、
遮光性樹脂によって形成されると共に、コネクタ部を有して、上記リードフレームを内部に収納して一体化させる外装ケースと
を備え、
上記コネクタ端子は、上記リードフレームが上記外装ケース内に収納された場合には、上記コネクタ部内に収納されるようになっており、
上記コネクタ端子の少なくとも一部を透光性樹脂によって覆って形成されたコネクタモールド部と、
上記外装ケースと上記コネクタモールド部との少なくとも何れか一方に設けられて、上記コネクタモールド部を上記外装ケースに係止する係止部と
を備えたことを特徴としている。
【００１６】
上記構成によれば、組み立て工程に必要な部品を、発光素子および受光素子がモールドされると共にコネクタモールド部が形成されたリードフレームと、コネクタ部を有する外装ケースと、の２部品にすることができ、上記従来の光結合装置に比して部品点数を削減し、コストダウンを図ることができる。さらに、上記リードフレームが上記外装ケース内に収納される際に、上記外装ケースと上記コネクタモールド部との少なくとも何れか一方に設けられた係止部によって、上記コネクタモールド部が上記外装ケースに係止されて上記リードフレームが上記外装ケースに固定される。したがって、上記特許文献１に開示された従来の光結合装置に比して溶接等を用いる必要がなく組立てが容易であり、コストダウンを図ることができる。
【００１７】
さらに、上記コネクタ端子の一部に上記コネクタモールド部が形成され、このコネクタモールド部が上記外装ケースに上記係止部によって係止されるので、上記コネクタ端子を上記外装ケースに対して十分な強度で固定することができる。さらに、上記外装ケースは上記リードフレームとは個別に作製されるので、上記特許文献２に開示された従来の光結合装置のように、上記外装ケースが形成されるのに必要な領域を上記リードフレーム上に確保しておく必要がなく、デバイスに必要なパターンをリードフレームに最密配置することができる。したがって、同面積のリードフレームに対するデバイスの取り数を大きくすることができ、コストダウンを図ることができる。さらに、電気信号を扱う部品が上記リードフレーム１つに集約されて電気的な接合点が無いので、高い信頼性を得ることができる。
【００１８】
また、１実施の形態の光結合装置では、
上記発光素子を透光性樹脂によってモールドして成る発光モールド部と、上記受光素子を透光性樹脂によってモールドして成る受光モールド部とは、上記リードフレームの面に対して直立している。
【００１９】
この実施の形態によれば、発光モールド部と受光モールド部とが上記リードフレームの面に対して直立しているので、上記発光モールド部と上記受光モールド部とを上記リードフレームを折り曲げて直立させた場合には、光軸高さの分だけ受発光素子間隔(光路長)を小さくすることができ、光の結合効率を大きくすることができる。その結果、より安価な発光量の小さい発光素子や受光面積の小さい受光素子を用いることができ、さらなるコストダウンを図ることができる。
【００２０】
また、１実施の形態の光結合装置では、
上記発光素子と上記受光素子とは、上記リードフレームにおける同一面上に搭載されており、
上記発光モールド部と上記受光モールド部とは、上記リードフレームに対して同一側に直立しており、
上記発光モールド部と上記受光モールド部との何れか一方に、上記発光素子から出射された光の光路の向きあるいは上記受光素子に入射される光の光路の向きを反対側に曲げるための光反射面を有している。
【００２１】
この実施の形態によれば、上記リードフレームの同一面上に上記発光素子と上記受光素子とを搭載し、上記発光モールド部と上記受光モールド部とは上記リードフレーム面の同一側に直立しているので、上記発光素子の発光面と上記受光素子の受光面とは同一方向を向くことになり、互いに対向することがない。しかしながら、上記発光モールド部と上記受光モールド部との何れか一方に、上記発光素子から出射された光の光路の向きあるいは上記受光素子に入射される光の光路の向きを反対側に曲げるための光反射面を有しているので、上記発光素子の光軸と受光素子の光軸とを結合させることができる。
【００２２】
さらに、上記リードフレームにおける同一面上に上記発光素子と上記受光素子とを搭載するので、特別な冶具や工程を必要とせずに通常ラインで上記発光素子と上記受光素子とを実装することができ、上記発光素子と上記受光素子との連続処理が可能になる。したがって、生産設備費を抑えると共に、生産効率を高くすることができ、さらなるコストダウンを図ることができる。
【００２３】
また、１実施の形態の光結合装置では、
上記発光モールド部と上記受光モールド部とは、上記リードフレームの表面と裏面とにおける互いに異なる面上に形成されると共に、上記リードフレームに対して同一側に直立しており、
上記発光素子と上記受光素子とは互いに対向している。
【００２４】
この実施の形態によれば、上記リードフレーム面の一方の面に上記発光素子を搭載する一方、他方の面に上記受光素子を搭載し、上記発光モールド部と上記受光モールド部とを上記リードフレームに対し同一側に直立させているので、上記発光素子の発光面と上記受光素子の受光面とは互いに対向している。したがって、上記発光素子の光軸と上記受光素子の光軸とを容易に結合させることができる。さらに、上記発光素子と上記受光素子とが互いに対向しているので、光の結合効率を大きくすることができる。したがって、安価な発光素子や受光素子を用いることができ、さらなるコストダウンを図ることができる。
【００２５】
また、１実施の形態の光結合装置では、
上記発光素子と上記受光素子とは、上記リードフレームにおける同一面上に搭載されており、
上記発光モールド部と上記受光モールド部とのうちの何れか一方は、上記リードフレームに対して一方向に折り曲げられた状態で直立し、他方は、上記リードフレームに対して上記一方向とは反対の他方向に折り曲げられた状態で直立して、上記発光モールド部と上記受光モールド部とは上記リードフレームに対して同一側に直立しており、
上記発光素子と上記受光素子とは互いに対向している。
【００２６】
この実施の形態によれば、上記リードフレームにおける同一面上に搭載された上記発光素子と上記受光素子とが、上記発光モールド部と上記受光モールド部とが上記リードフレームに対して同一側に直立した状態で互いに対向しているので、上記発光素子の光軸と上記受光素子の光軸とを容易に結合させることができる。さらに、上記リードフレームにおける同一面上に上記発光素子と上記受光素子とを搭載するので、特別な冶具や工程を必要とせずに通常ラインで上記発光素子と上記受光素子とを実装することができ、上記発光素子と上記受光素子との連続処理が可能になる。したがって、生産設備費を抑えると共に、生産効率を高くすることができ、さらなるコストダウンを図ることができる。
【００２７】
また、１実施の形態の光結合装置では、
上記コネクタモールド部内には、機械的に分離された複数の上記コネクタ端子が存在しており、
上記機械的に分離された上記コネクタ端子間が、ワイヤーボンディングよって結線されて電気的に接続されている。
【００２８】
この実施の形態によれば、上記コネクタモールド部内の上記コネクタ端子間をワイヤーボンディングによって電気的に結線するので、上記コネクタ端子のピン配置を自由に設定することが可能になる。したがって、種々のパッド配置を有する上記発光素子や上記受光素子を用いる場合であっても、上記コネクタ端子のピン配置を所望の配置にすることができる。特に、小型の光結合装置を作製する場合には、上記リードフレームの配線の引き回しに使用できるスペースが小さくなるため、上記発光素子および上記受光素子のパッド配置によっては上記コネクタ素子のピン配置を所望の配置にすることが困難になってくる。そのような場合であっても、パッド配置を変更した上記発光素子や上記受光素子を開発する必要がなく、上記コネクタ素子のピン配置を所望の配置にすることができ、さらなるコストダウンを図ることができる。
【００２９】
また、１実施の形態の光結合装置では、
上記コネクタ端子の延在方向における上記コネクタモールド部よりも一方側および他方側の少なくとも何れか一方の上記外装ケースに、上記コネクタモールド部を上記外装ケースに対して固定するためのコネクタモールド固定部を設けている。
【００３０】
この実施の形態によれば、コネクタモールド固定部によって上記コネクタモールド部が上記外装ケースに固定されるので、上記コネクタ端子にメス型コネクタを抜き差しする際に、上記コネクタ端子に掛かる力が上記外装ケースに固定された上記コネクタモールド部によって押さえられて、上記発光素子および上記受光素子が搭載された上記リードフレームに掛かることがない。したがって、上記リードフレームの変形を防ぐことができ、信頼性を向上させることができる。
【００３１】
また、１実施の形態の光結合装置では、
上記外装ケースに形成されると共に、上記リードフレームの本体の延在方向と直交する方向に延在して、上記リードフレームの本体を固定するリードフレーム固定支柱を備えている。
【００３２】
この実施の形態によれば、上記外装ケースに形成されたリードフレーム固定支柱によって、上記リードフレームの本体が固定されるので、メス型コネクタを抜き差しする際に、上記コネクタ端子に掛かる力が上記外装ケースに形成された上記リードフレーム固定支柱によって押さえられて、上記発光素子および上記受光素子が搭載された上記リードフレームに掛かることがない。したがって、上記リードフレームの変形を防ぐことができ、信頼性を向上させることができる。
【００３３】
また、１実施の形態の光結合装置では、
上記コネクタモールド部に形成された溝状の切り欠きと、
上記外装ケースの内面に設けられると共に、上記切り欠きに係合して上記コネクタモールド部を係止する柱状のコネクタモールド係止部と
を備えている。
【００３４】
この実施の形態によれば、上記コネクタモールド部に形成された溝状の切り欠きに上記外装ケースの内面に設けられた柱状のコネクタモールド係止部が係合して、上記コネクタモールド部が係止されるので、メス型コネクタを抜き差しする際に、上記コネクタ端子に掛かる力が上記外装ケースに設けられた上記コネクタモールド係止部によって押さえられて、上記発光素子および上記受光素子が搭載された上記リードフレームに掛かることがない。したがって、上記リードフレームの変形を防ぐことができ、信頼性を向上させることができる。
【００３５】
また、１実施の形態の光結合装置では、
上記発光素子と上記受光素子とは、上記リードフレームにおける同一面上に搭載されており、
上記外装ケースの内面における上記発光素子と対向する位置に設けられると共に、上記発光素子からの出射光を上記受光素子側に反射する第１反射面と、
上記外装ケースの内面における上記受光素子と対向する位置に設けられると共に、上記第１反射面からの光を上記受光素子に向かって反射させる第２反射面と
を備え、
上記第１反射面と上記第２反射面とによって、上記発光素子と上記受光素子の光軸が結合されている。
【００３６】
この実施の形態によれば、上記外装ケースの内面に、上記発光素子からの出射光を上記受光素子側に反射する第１反射面と、上記第１反射面からの光を上記受光素子に向かって反射させる第２反射面とを設け、上記第１反射面と上記第２反射面とによって上記発光素子と上記受光素子の光軸を結合させるので、上記発光モールド部および上記受光モールド部を上記リードフレームの面に対して直立させる必要がない。したがって、製造工程を簡略化することができ、さらなるコストダウンを図ることができる。
【００３７】
また、１実施の形態の光結合装置では、
上記発光素子と上記受光素子とは、上記リードフレームにおける同一面上に搭載されており、
上記外装ケースにおける上記発光素子と対向する位置に設けられると共に、上記発光素子からの出射光を屈折させて検知対象物に向かわせる出射光屈折部と、
上記外装ケースにおける上記受光素子と対向する位置に設けられると共に、上記検知対象物で反射された光を屈折させて上記受光素子に向かわせる入射光屈折部と
を備えている。
【００３８】
この実施の形態によれば、上記外装ケースに、上記発光素子からの出射光を検知対象物に向かうように屈折させる出射光屈折部と、上記検知対象物で反射された光を上記受光素子に向かうように屈折させる入射光屈折部とを設けたので、上記発光モールド部と上記受光モールド部とを上記リードフレームの面に対して直立させる必要がない。したがって、製造工程を簡略化することができ、さらなるコストダウンを図ることができる。
【００３９】
また、この発明の光結合装置は、
搭載された発光素子および受光素子が透光性樹脂によってモールドされると共に、一端に外部接続用のコネクタ端子を有するリードフレームと、
遮光性樹脂によって形成されると共に、コネクタ部を有して、上記リードフレームを内部に収納して一体化させる外装ケースと
を備え、
上記コネクタ端子は、上記リードフレームが上記外装ケース内に収納された場合には、上記コネクタ部内に収納されるようになっており、
上記コネクタ端子の少なくとも一部を、上記受光素子および上記発光素子をモールドしている透光性樹脂とは異なる樹脂によって覆って形成されたコネクタモールド部と、
上記外装ケースと上記コネクタモールド部との少なくとも何れか一方に設けられて、上記コネクタモールド部を上記外装ケースに係止する係止部と
を備えたことを特徴としている。
【００４０】
上記構成によれば、コネクタモールド部を形成している樹脂は、受光素子および発光素子をモールドしている透光性樹脂とは異なる樹脂である。したがって、以下のように、用いられるモールド部に要求される機能に最適な樹脂を選択することができる。例えば、上記発光モールド部および上記受光モールド部用のモールド樹脂としては、上記受光素子および上記発光素子と上記リードフレームとを結線している金線等を切断しないように流動性の高い樹脂であって、上記発光素子から出射される光を透過可能な透光性樹脂を選択できる。また、上記コネクタモールド部用のモールド樹脂としては、機械的強度の大きい樹脂を選択できる。さらに、上記受光素子および上記発光素子の形成に際して上記透光性樹脂を供給する経路と、上記コネクタモールド部の形成に際して上記樹脂を供給する経路とを、互いに独立して設けることによって、上記両経路を短く簡素化して、生産性の安定化を図ることができる。
【００４１】
また、１実施の形態の光結合装置では、
上記コネクタモールド部を形成している上記樹脂はフィラーが混入された樹脂である。
【００４２】
この実施の形態によれば、機械的強度が要求される上記コネクタモールド部用の樹脂として、フィラーが混入された樹脂を用いている。したがって、上記コネクタモールド部用の樹脂の機械的強度を増大させることができ、本光結合装置の信頼性をさらに向上させることができる。
【００４３】
また、この発明は、
上記光結合装置の製造方法であって、
コネクタ端子の一部が複数組み形成されているリードフレームに、複数の発光素子と複数の受光素子とを搭載し、上記各発光素子および上記各受光素子に対して所定の結線を行う工程と、
上記リードフレームの上記各発光素子,上記各受光素子および上記各コネクタ端子の一部を透光性樹脂でモールドすることによって、発光モールド部,受光モールド部およびコネクタモールド部を形成する工程と、
少なくとも上記各発光モールド部および各受光モールド部の周辺位置するタイバーを切断する工程と、
上記発光モールド部,上記受光モールド部,上記コネクタモールド部および上記コネクタ端子を有する各デバイスを上記リードフレームの本体に接続固定しているタイバーを切断して個々のデバイスに分離する工程と、
射出成形によって、一端にコネクタ部を有する外装ケースを形成する工程と、
上記分離された一つのデバイスを、上記デバイスの上記コネクタ端子が上記外装ケースのコネクタ部に位置するように上記外装ケース内に装着することによって、上記外装ケースと上記コネクタモールド部との少なくとも何れか一方に設けられた係止部により上記コネクタモールド部を上記外装ケースに係止して、上記デバイスを上記外装ケース内に収納して固定する工程と
を含み、
上記射出成形によって上記外装ケースを形成する工程と、上記透光性樹脂によって上記コネクタモールド部を形成する工程と、の何れかにおいて、上記係止部を形成し、
上記発光モールド部および上記受光モールド部の周辺に位置するタイバーを切断する工程と、各デバイスを上記リードフレームの本体に接続固定しているタイバーを切断して個々のデバイスに分離する工程と、の何れかにおいて、上記コネクタ端子の全体の形状を形成する
ことを特徴としている。
【００４４】
上記構成によれば、組み立て工程に必要な部品を、発光素子および受光素子がモールドされると共にコネクタモールド部が形成されたリードフレームと、コネクタ部を有する外装ケースと、の２部品にすることができ、上記従来の光結合装置に比して部品点数を削減し、コストダウンを図ることができる。さらに、上記リードフレームを上記外装ケース内に収納する際に、上記外装ケースと上記コネクタモールド部との少なくとも何れか一方に設けられた係止部によって、上記コネクタモールド部が上記外装ケースに係止されて上記リードフレームが上記外装ケースに固定される。したがって、上記特許文献１に開示された従来の光結合装置に比して溶接等を用いないため組立てが容易であり、コストダウンを図ることができる。
【００４５】
さらに、タイバーを切断する工程において上記コネクタ端子の全体の形状を形成するので、切断する金型を変更するだけで種々の形状や種々の端子間隔を有する上記コネクタ端子を形成することができる。したがって、同一のリードフレームから複数のパターンの上記コネクタ端子を作製することが可能になる。その結果、上記リードフレームを共通部品とすることによって、複数の形状の上記リードフレームを作製するために必要な費用を抑えることができ、さらなるコストダウンを図ることができる。
【００４６】
また、１実施の形態の光結合装置の製造方法では、
上記コネクタ端子の全体の形状を形成することを含む上記タイバーを切断する工程の後に、上記コネクタ端子を金属被覆するメッキ工程を含んでいる。
【００４７】
この実施の形態によれば、切断面が剥き出しになっている上記コネクタ端子を金属で被覆することによって、防錆性等の信頼性を向上させることができる。さらに、メス型コネクタと同種金属で被覆することによって、上記コネクタ端子の接合の信頼性を向上させることができる。
【００４８】
また、この発明は、
上記光結合装置の製造方法であって、
コネクタ端子の一部が形成されているリードフレームに、発光素子と受光素子とを搭載し、上記発光素子および上記受光素子に対して所定の結線を行う工程と、
上記リードフレームの上記発光素子および上記受光素子を透光性樹脂でモールドすることによって、発光モールド部および受光モールド部を形成する工程と、
上記コネクタ端子の一部を、上記透光性樹脂とは異なる樹脂でモールドすることによって、コネクタモールド部を形成する工程と、
射出成形によって、一端にコネクタ部を有する外装ケースを形成する工程と、
上記発光モールド部,上記受光モールド部および上記コネクタモールド部が形成された上記リードフレームを、このリードフレームの上記コネクタ端子が上記外装ケースのコネクタ部に位置するように上記外装ケース内に装着することによって、上記リードフレームを上記外装ケース内に収納する工程と
を含み、
上記射出成形によって上記外装ケースを形成する工程と、上記樹脂によって上記コネクタモールド部を形成する工程と、の何れかにおいて、上記コネクタモールド部を上記外装ケースに係止する係止部を形成し、
上記リードフレームを上記外装ケース内に収納する際に、上記外装ケースと上記コネクタモールド部との少なくとも何れか一方に形成された上記係止部によって上記コネクタモールド部を上記外装ケースに係止して固定する
ことを特徴としている。
【００４９】
上記構成によれば、発光モールド部および受光モールド部とコネクタモールド部とを、互いに異なる工程によって、互いに異なる樹脂を用いて、形成するようにしている。したがって、用いられるモールド部に要求される機能に最適な樹脂を選択して、各モールド部を形成することができる。さらに、夫々の樹脂の供給経路を短く簡素化して、生産性の安定化を図ることができる。
【００５０】
また、この発明は、
上記光結合装置の製造方法であって、
コネクタ端子の一部が形成されているリードフレームに、発光素子と受光素子とを搭載し、上記発光素子および上記受光素子に対して所定の結線を行う工程と、
上記リードフレームの上記発光素子および上記受光素子を第１の樹脂供給源から供給される透光性樹脂でモールドする一方、上記コネクタ端子の一部を第２の樹脂供給源から供給される上記透光性樹脂とは異なる樹脂でモールドすることによって、発光モールド部,受光モールド部およびコネクタモールド部を形成する工程と、
射出成形によって、一端にコネクタ部を有する外装ケースを形成する工程と、
上記発光モールド部,上記受光モールド部および上記コネクタモールド部が形成された上記リードフレームを、このリードフレームの上記コネクタ端子が上記外装ケースのコネクタ部に位置するように上記外装ケース内に装着することによって、上記リードフレームを上記外装ケース内に収納する工程と
を含み、
上記射出成形によって上記外装ケースを形成する工程と、上記樹脂によって上記コネクタモールド部を形成する工程と、の何れかにおいて、上記コネクタモールド部を上記外装ケースに係止する係止部を形成し、
上記リードフレームを上記外装ケース内に収納する際に、上記外装ケースと上記コネクタモールド部との少なくとも何れか一方に形成された上記係止部によって上記コネクタモールド部を上記外装ケースに係止して固定する
ことを特徴としている。
【００５１】
上記構成によれば、発光モールド部および受光モールド部とコネクタモールド部とを、互いに異なる樹脂を用いて同じ工程で形成するようにしている。したがって、用いられるモールド部に要求される機能に最適な樹脂を選択して、各モールド部を１つの工程で形成することができる。さらに、夫々の樹脂を互いに異なる樹脂供給源から供給することによって、夫々の樹脂の供給経路を短く簡素化し、生産性の安定化を図ることができる。
【００５２】
また、この発明の電子機器は、
上記光結合装置を用いたことを特徴としている。
【００５３】
上記構成によれば、部品点数を少なくすることができ、上記リードフレームと上記外装ケースとの組立工程の簡素化を図ることができ、電気的な接合点が無く高信頼性が得られる光結合装置を用いたので、コピー機やプリンタ等の電子機器において、用紙の有無検出や用紙のエッジ検出等をより円滑に行うことができる。さらに、上記コネクタモールド部を上記発光モールド部および受光モールド部とは異なる樹脂で形成して、上記コネクタモールド部の機械的強度を高めた光結合装置を用いれば、上記電子機器の信頼性をより高めることができる。
【発明の効果】
【００５４】
以上より明らかなように、この発明の光結合装置およびその製造方法は、組み立て工程に必要な部品を、発光素子および受光素子がモールドされると共にコネクタモールド部が形成されたリードフレームと、コネクタ部を有する外装ケースと、の２部品にすることができ、上記従来の光結合装置に比して部品点数を削減し、コストダウンを図ることができる。さらに、上記リードフレームを上記外装ケース内に収納する際に、上記外装ケースと上記コネクタモールド部との少なくとも何れか一方に設けられた係止部によって、上記コネクタモールド部を上記外装ケースに係止させて上記リードフレームを上記外装ケースに固定できる。したがって、上記特許文献１に開示された従来の光結合装置に比して溶接等を用いる必要がなく組立てが容易であり、コストダウンを図ることができる。
【００５５】
さらに、上記コネクタ端子の一部に上記コネクタモールド部を形成し、このコネクタモールド部を上記外装ケースに上記係止部によって係止するので、上記コネクタ端子を上記外装ケースに対して十分な強度で固定することができる。さらに、上記外装ケースを上記リードフレームとは個別に作製するので、上記特許文献２に開示された従来の光結合装置のように、上記外装ケースが形成されるのに必要な領域を上記リードフレーム上に確保しておく必要がなく、デバイスに必要なパターンをリードフレームに最密配置することができる。したがって、同面積のリードフレームに対するデバイスの取り数を大きくすることができ、コストダウンを図ることができる。
【００５６】
さらに、電気信号を扱う部品を上記リードフレーム１つに集約して電気的な接合点を無くしたので、高い信頼性を得ることができる。
【００５７】
また、この発明の光結合装置の製造方法は、タイバーを切断する工程において上記コネクタ端子の全体の形状を形成するので、切断する金型を変更するだけで種々の形状や種々の端子間隔を有する上記コネクタ端子を形成することができる。したがって、同一のリードフレームから複数のパターンの上記コネクタ端子を作製することが可能になる。その結果、上記リードフレームを共通部品とすることによって、複数の形状の上記リードフレームを作製するために必要な費用を抑えることができ、さらなるコストダウンを図ることができる。
【００５８】
また、この発明の光結合装置およびその製造方法は、コネクタモールド部と発光モールド部および受光モールド部とを、互いに異なる樹脂を用いて形成しているので、用いられるモールド部に要求される機能に最適な樹脂を選択して、各モールド部を形成することができる。したがって、上記コネクタモールド部用の樹脂として機械的強度の大きい樹脂を選択し、上記コネクタモールド部の機械的強度を向上させて高信頼性化を図ることが可能になる。さらに、互いに異なる樹脂を用いることによって、夫々の樹脂の供給経路を短く簡素化し、生産性の安定化を図ることができる。
【００５９】
また、この発明の電子機器は、部品点数を少なくすることができ、上記リードフレームと上記外装ケースとの組立工程の簡素化を図ることができ、電気的な接合点が無く高信頼性が得られる光結合装置を用いているので、コピー機やプリンタ等の電子機器において、用紙の有無検出や用紙のエッジ検出等をより円滑に行うことができる。さらに、上記コネクタモールド部を上記発光モールド部および受光モールド部とは異なる樹脂で形成して、上記コネクタモールド部の機械的強度を高めた光結合装置を用いれば、上記電子機器の信頼性をより高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００６１】
・第１実施の形態
図１は、本実施の形態の光結合装置における構成を示す。但し、図１(a)は上面図、図１(b)は側面図、図１(c)は前面図である。また、図２は、図１に示す光結合装置の断面を示す。但し、図２(a)は、図１(a)におけるＡ‐Ａ'矢視断面図である。また、図２(b)は、図１(a)におけるＢ‐Ｂ'矢視断面図である。
【００６２】
先ず、図１にしたがって本光結合装置の外形について簡単に説明する。図１(a)および図１(b)に示すように、外装ケース３１はコネクタ部３２と一体に形成されており、コネクタ部３２にはコネクタ端子３３が形成されている。尚、コネクタ部３２は、図１(a)に示すように上側からはコネクタ端子３３が見えるが、図１(b)に示すように側面からはコネクタ端子３３が見えないような形状に形成されている。しかしながら、コネクタ部３２の形状はこれに限定したものではなく、接続されるメス型コネクタに対応した形状であれば特に制限はない。
【００６３】
上記外装ケース３１の底部における四隅には、外部基板(図示せず)や外部機器に装着するためのフック３４が設けられている。また、図１(c)に示すように、コネクタ部３２の正面には、コネクタモールド部３５,コネクタ端子３３および第１コネクタモールド固定部３６が形成されている。
【００６４】
次に、図２に従って、本光結合装置の内部構造について説明する。図２(a)に示すように、本光結合装置は、遮光性樹脂によってコネクタ部３２が一体に形成された外装ケース３１と、コネクタモールド部３５,発光モールド部３７および受光モールド部３８を有するリードフレーム３９との、２部品から構成される。そして、この２つの部品は、コネクタモールド部３５およびコネクタモールド係止部４０と、発光モールド部３７および発光モールド係止部４１と、受光モールド部３８および受光モールド係止部４２との、３点で固定されている。
【００６５】
上記発光モールド部３７と受光モールド部３８とは、リードフレーム３９の面(基準面)に対して直立している。こうして、光軸４３を所定の高さに配置すると共に、光軸４３の高さにおいて受発光素子間隔(光路長)を減少させて、光の結合効率を高めるようにしている。尚、４４は発光素子であり、４５は受光素子である。
【００６６】
また、上記コネクタ端子３３の根元がコネクタモールド部３５に固定され、さらにコネクタモールド部３５がコネクタモールド係止部４０によって外装ケース３１に固定されている。そのため、コネクタ端子３３は外装ケース３１に十分な強度で固定されている。したがって、コネクタ部３２に接続されるメス型コネクタを外部機器から挿入する際に、上記メス型コネクタがこじられた場合であっても、コネクタ端子３３やコネクタ部３２に変形や破損が生ずることはない。尚、コネクタモールド部３５とコネクタモールド係止部４０との構造は、図２(b)に示すように、外装ケース３１の本体からコネクタ部３２にかけて形成されたコネクタモールド係止部４０がコネクタモールド部３５の底部の角を抱え込むことによって、コネクタモールド部３５が固定される構造になっている。
【００６７】
本実施の形態においては、上記外装ケース３１の下側から、上記コネクタモールド部３５,発光モールド部３７および受光モールド部３８が形成されたリードフレーム３９を押し込んで、コネクタモールド部３５,発光モールド部３７および受光モールド部３８と、それらに対応するコネクタモールド係止部４０,発光モールド係止部４１および受光モールド係止部４２とを、各モールド部を構成する透光性樹脂と各係止部を構成する遮光性樹脂との弾性を利用して互いに嵌め合わせて係止させるようにしている。ここで、上記係止部４０〜４２の構造の一例として嵌め合わせる構造を示したが、圧入や接着等でもよく、係止の方法については限定するものではない。
【００６８】
また、図２(a)における「Ｃ部拡大図」に示すように、上記コネクタ部３２には、コネクタモールド部３５をコネクタ部３２側から押さえる第１コネクタモールド固定部３６が形成されている。また、外装ケース３１の本体およびコネクタ部３２には、コネクタモールド部３５をコネクタ部３２側と外装ケース３１の本体側とから挟み込む第２コネクタモールド固定部４６が形成されている。外部から上記メス型コネクタを抜き差しすると、コネクタ端子３３(つまりリードフレーム３９)は抜き差しする方向に引っ張り力あるいは押し込み力を受けることになる。そこで、この引っ張り力や押し込み力は、コネクタモールド部３５を介して、第１コネクタモールド固定部３６および第２コネクタモールド固定部４６に伝えられ、第１コネクタモールド固定部３６および第２コネクタモールド固定部４６によって押さえられる。したがって、リードフレーム３９に掛かる上記両方の力が本光結合装置の内部に印加されるのを防止することができる。その結果、リードフレーム３９の基準面から直立した発光モールド部３７および受光モールド部３８が変形し、光軸４３の位置がずれる光結合装置の破損を防止することができるのである。
【００６９】
尚、図２(b)では、上記外装ケース３１の本体からコネクタ部３２にかけてコネクタモールド係止部４０を設けた構造を示している。しかしながら、これに限定されるものではなく、図３(a)に示すように、コネクタモールド部３５に「ひさし」状の係止部４７を設けてもよい。また、図３(b)に示すように、コネクタモールド部３５と外装ケース３１の本体からコネクタ部３２にかけてとの両者に係止部４０,４７を設けても差し支えない。
【００７０】
また、図４は、上記メス型コネクタの抜き差し時にリードフレーム３９に生ずる引っ張り力と押し込み力に起因する光結合装置の破損の防止構造の図２(a)とは異なる構造を示す。図４(a)は上面図であり、図４(b)は側面図であり、図４(c)は正面図である。尚、図４においては、説明を簡単にするために、説明に不要な部分は省略している。図４(a)および図４(b)に示すように、コネクタモールド部３５の両側面に垂直方向に延在する溝状の切り欠き４８が形成されている。また、外装ケース３１に設けられたコネクタモールド部３５の収納部(図示せず)におけるコネクタモールド部３の切り欠き４８に対向する面(図示せず)には、図４(c)に示すように、垂直方向に延在する柱状の突出部からなるコネクタモールド係止部４９が形成されている。そして、外装ケース３１の下側からリードフレーム３９を挿入する際に、リードフレーム３９側のコネクタモールド部３５に形成された切り欠き４８に、外装ケース３１側のコネクタモールド係止部４９を挿入して、コネクタモールド係止部４９が切り欠き４８で係止されるようにするのである。
【００７１】
こうすることによって、上記メス型コネクタの抜き差しによってコネクタ端子３３(つまりリードフレーム３９)が引っ張られたり押し込まれたりしても、引っ張り力や押し込み力は、コネクタモールド部３５を介して、コネクタモールド係止部４９に伝えられ、コネクタモールド係止部４９によって押さえられる。したがって、リードフレーム３９に掛かる上記両方の力が本光結合装置の内部に印加されるのを防止することができる。その結果、リードフレーム３９における発光モールド部３７および受光モールド部３８の変形による光結合装置の破損を防止することができる。
【００７２】
さらに、図２(a)に示すように、上記外装ケース３１内には、垂直方向に延在する２本のリードフレーム固定支柱５０が形成されている。図５は、リードフレーム固定支柱５０を詳細に説明するための上面図である。但し、説明を容易にするため、外装ケース３１の一部を省略して内部のリードフレーム３９,コネクタモールド部３５,発光モールド部３７および受光モールド部３８が透視できるようにしている。尚、以下における他の図においても同様である。
【００７３】
図５に示すように、上記外装ケース３１の内部には、発光モールド部３７と受光モールド部３８とを電気的に接続するリードフレーム３９が形成されている。また、リードフレーム３９における発光モールド部３７の近傍には、コネクタ端子３３の延在方向と直交する方向に延在して形成されたフレームライン(テストパッド)５１が形成されている。リードフレーム固定支柱５０はフレームライン５１を挟み込むように形成されており、上記メス型コネクタの抜き差し時にリードフレーム３９に力が加えられた場合でも、フレームライン５１(つまりリードフレーム３９)がリードフレーム固定支柱５０によって挟み込まれているため、リードフレーム３９の位置ずれが防止される。その結果、リードフレーム３９の変形による光結合装置の破損を防止することができる。
【００７４】
尚、上記リードフレーム固定支柱５０によって挟み込まれるリードフレーム３９のパターンの一例として、本実施の形態においては、図５に示すようなフレームライン(テストパッド)５１を例示した。しかしながら、この発明においては、これに限定するものではなく、上記メス型コネクタの抜き差し方向にリードフレーム３９に対して加えられる力を吸収できる構造であればその形状にも位置にも制限はない。
【００７５】
また、以上のごとく、上記メス型コネクタの抜き差し時にリードフレーム３９に加えられる引っ張り押し込み力によるリードフレーム３９の変形防止構造を複数説明した。しかしながら、勿論、そのうちの全構造を採用する必要はなく、使用シーン等を考慮して必要に応じて適宜選択して用いればよい。
【００７６】
次に、本実施の形態における光結合装置の詳細な構造を、図６〜図１２にしたがって説明する。尚、以下の説明においては、リードフレーム３９にコネクタモールド部３５,発光モールド部３７および受光モールド部３８等の各モールド部が形成されたものを「第１部品」と言い、コネクタ部３２が一体に形成された外装ケース３１を「第２部品」と言うことにする。
【００７７】
図６〜図１１は、上記第１部品の構造の一例を示す。また、図１２および図１３は、上記第２部品と上記第１部品との組み立て方法の説明図である。
【００７８】
先ず、上記第１部品について説明する。図６は、第１部品の基体となるリードフレーム３９のパターン図の一例を示すものである。図６に示すような一枚のリードフレーム３９に、所定の数量のデバイスが整列して形成される。夫々のデバイスは各製造工程において同じ構造を呈するため、以後の説明はデバイス個々の構造について説明する。
【００７９】
図７は、図６に示すパターンを有するリードフレーム３９に発光素子４４と受光素子４５とをダイボンドし、ワイヤーボンディングによってリードフレーム３９と結線した状態を示す。リードフレーム３９における図中上部には発光素子４４を配置する一方、中央部に受光素子４５を配置している。尚、図７は一例を示したものであり、発光素子４４と受光素子４５との位置関係は、上記上部および上記中央部の何れに発光素子４４と受光素子４５とが配置されていてもよく、適宜選択すればよい。また、図７においては、後工程の説明を簡単にするため、発光素子４４および受光素子４５はリードフレーム３９裏面(紙面の裏側)に搭載されている。しかしながら、この発明は、これに限定されるものではない。また、図７中には、リードフレーム３９間をワイヤーで結線して成るワイヤーブリッジ５２が記載されているが、説明は後述する。
【００８０】
図８は、透光性樹脂によって発光素子４４,受光素子４５およびコネクタ端子３３の根元をモールドした状態を示す。尚、図８(a)は上面図であり、図８(b)は側面図である。図８においても、図７と同様に、後工程の説明を簡単にするために、リードフレーム３９の裏面に発光素子４４および受光素子４５が搭載され、発光モールド部３７および受光モールド部３８においてもリードフレーム３９の裏面側にレンズ(図示せず)等が形成されている。図８においては、リードフレーム３９の裏面に形成されたコネクタモールド部３５,発光モールド部３７および受光モールド部３８の形状が、リードフレーム３９を透過して確認できるように実線で記載している。
【００８１】
図９は、タイバーカット後の上面図を示している。図９において、各モールド部３５,３７,３８の周辺およびコネクタ端子３３部のリードフレーム３９が切断されて、コネクタ端子３３における全体の形状が形成されると共に、後工程のフォーミング(折り曲げ)が可能な状態になる。このように、コネクタ端子３３をリードフレーム３９のカット工程で形成するために、コネクタ端子３３の側面はリードフレーム３９の部材が剥き出しになった状態になっている。そのため、コネクタ端子３３に接続されるメス型コネクタの素材等を考慮して、コネクタ端子３３のコーティング素材が決定され、メッキ工程によって上記剥き出しの状態になっているコネクタ端子３３の側面が金属被覆される。こうして、コネクタ端子３３が防錆加工される。
【００８２】
続いて、上記リードフレーム３９における図９の破線Ｄ‐Ｄ'上に位置する領域Ｄ１と領域Ｄ２とで、発光モールド部３７を紙面の延在方向に対して上方(図８(b)中において反時計回り方向)に折り曲げて直立させる。さらに、リードフレーム３９における図９の破線Ｅ‐Ｅ'上に位置する領域Ｅ１,領域Ｅ２および領域Ｅ３で、受光モールド部３８を、発光モールド部３７と同様に直立させる。図１０は、発光モールド部３７および受光モールド部３８を直立させた状態における上面図を示す。
【００８３】
最後に、周辺部を固定しているリードフレーム３９をカットして個々のデバイスに切り分けられて、図１１に示すようなモールド部３５,３７,３８を有するリードフレーム部品が得られるのである。但し、図１１(a)は上面図であり、図１１(b)は側面図である。
【００８４】
本実施の形態においては、図１１(b)に示すように、上記リードフレーム３９の同一面（裏面)上に発光素子４４および受光素子４５を搭載し、リードフレーム３９に対して同一方向に発光モールド部３７および受光モールド部３８を直立させるため、発光素子４４および受光素子４５はリードフレーム３９の上記基準面に対して同一方向(図１１(b)中上方)を向いている。そこで、発光素子４４と受光素子４５との光軸を結合するため、図１１(ｂ)に示すように、発光モールド部３７には、発光素子４４からの出射光を受光素子４５側に向って反射させるための透光性樹脂から成る２つの反射面３７a,３７bが形成されている。このように、主光線の２回の反射で光軸４３が結合するように構成されており、そのうちの第１反射面３７aを凹面鏡状にして集光効果を高めるようにしている。このような構造を取ることによって、リードフレーム３９の同一面上に発光素子４４および受光素子４５を搭載することが可能となり、生産効率を十分高めることができる。さらに、透光性樹脂によるモールド部３７,３８のレンズもリードフレーム３９の同一面側に形成できるため、モールド部３７,３８の生産が容易になる。
【００８５】
尚、本実施の形態においては、上記反射面３７a,３７bを発光モールド部３７に設けている。しかしながら、この発明はこれに限定されるものではなく、受光モールド部３８に反射面を設けて、受光素子４５への入射光を反射させて光軸４３を曲げてもよい。そうした場合には、発光素子４４および受光素子４５をリードフレーム３９の表面に形成することが可能になる。
【００８６】
次に、上記第２部品について説明する。図１２(a)および図１２(b)は、上記第２部品および上記第１部品の下面図を示している。図１２(a)に示すように、遮光性樹脂によって構成された外装ケース３１の下面には、発光モールド部３７が挿入される発光モールド部挿入口５３が形成され、受光モールド部３８が挿入される受光モールド部挿入口５４が形成され、コネクタモールド部３５が挿入されるコネクタモールド部挿入口５５が形成されている。
【００８７】
上述のように形成された上記第１部品と上記第２部品とは、以下のようにして組み立てられる。すなわち、図１３に示すように、上記第１部品の発光モールド部３７,受光モールド部３８およびコネクタモールド部３５が、上記第２部品の発光モールド部挿入口５３,受光モールド部挿入口５４およびコネクタモールド部挿入口５５に挿入され、発光モールド係止部４１,受光モールド係止部４２およびコネクタモールド係止部４０の各係止部によって係止されて固定される。このようにして、上記第１部品が上記第２部品内に収納されて固定された状態は、図１および図２に示す通りである。
【００８８】
図９で説明したように、本実施の形態においては、上記コネクタ端子３３はリードフレーム３９のカット工程により形成される。図１４は、ピッチｍでコネクタ端子３３を形成した場合(図１４(a))とピッチｎでコネクタ端子３３を形成した場合(図１４(b))とのリードフレーム３９の上面図を示している。図１４から分かるように、共通のリードフレーム３９から異なる形状のコネクタ端子３３を作製することが可能であり、モールド金型も共通にできるため、大幅なコストダウンが可能になる。勿論、コネクタ端子３３は、最初からリードフレーム３９上で形成されていてもよい。
【００８９】
次に、図１５にしたがって、上記ワイヤーブリッジ５２について詳細に説明する。図１５(a)は、コネクタモールド部３５内にワイヤーブリッジ５２を用いた上記第１部品を示しており、図９と同様の図である。発光素子４４から上記第１部品の図中右側を走るフレームラインＡは、真っ直ぐコネクタモールド部３５内に入り、コネクタモールド部３５内で２本のワイヤーブリッジ５２およびダミーフレーム５６を介して一番左の電圧Ｖcc用のコネクタ端子３３に電気的に接続されている。これに対し、図１５(b)は、ワイヤーブリッジ５２が無い場合における上記第１部品を示す。この場合には、フレームラインＡは真っ直ぐ上記第１部品の図中右側を走り、そのまま一番右側の電圧Ｖcc用のコネクタ端子３３に接続されている。
【００９０】
本実施の形態における光結合装置は電子部品であり、電子機器に搭載されて使用されるために、上記電子機器によって要求されるピン配置に揃えることが必要となる。ピン配置について理想的な配置というものはないが、ピン配置が電子機器によって指定される場合にはワイヤーブリッジ５２を用いることによって容易に要求されるピン配置を実現することができるのである。
【００９１】
上記構成を有する光結合装置は、以下のように動作する。図２(a)に示すように、上記発光素子４４から出射された光は、図１１(ｂ)に示すように、発光モールド部３７の反射面３７a,３７bで反射されて、光路４３で示すように物体検出領域となる外装ケース３１の外部空間へ一旦放出される。そして、再び外装ケース３１内に入った光は、受光モールド部３８内の受光素子４５で検出される。その際に、上記外部空間の光路４３上に検知対象物(図示せず)が挿入されると、光路４３が上記検知対象物によって遮断されて、受光素子４５で光が検出されなくなる。そのため、上記検知対象物の存在を検出することができるのである。
【００９２】
図１６および図１７は、本実施の形態における他の構成を有する光結合装置を示す。図１６(a)および図１６(b)は上記第１部品の側面を示し、図１７は、上記第１部品と上記第２部品とを係合させて固定した状態の断面図を示す。本構成においては、図１１に示す上述の構成とは異なり、図１６(a)から分かるように、発光素子４４と受光素子４５とがリードフレーム３９の互いに異なる面上に搭載されている。また、これに伴って、発光モールド部３７に形成される発光レンズ５７と受光モールド部３８に形成される受光レンズ５８とが互いに異なる面に形成されている。そして、このように構成された第１部品を、図１１に示す上述の構成と同様に、所定の位置で図１６(a)に示すように反時計回りの方向に同一方向に直立させると、図１６(b)に示すように発光素子４４および発光レンズ５７と受光素子４５および受光レンズ５８とが互いに対向した配置となる。
【００９３】
上記第１部品を、図１３に示す上述の構成と同様の方法で、外装ケース３１に固定して図１７に示すような構造にする。こうすることによって、発光素子４４と受光素子４５とが互いに対向しているため、図１１に示す上述の構成に比べて第１反射面３７aおよび第２反射面３７bが不要となる。したがって、その分だけ光の結合効率(発光量に対する受光量の割合)を大きくすることができる。本構成の光結合装置は、その製造過程において図１１に示す上述の構成に比べて複雑になるが、光結合効率が大きいため、出力の小さな安価な発光素子４４や、受光面積の小さい安価な小型受光素子４５を、用いることが可能になる。
【００９４】
また、図１８は、本実施の形態におけるさらに他の構成を有する光結合装置を示す。図１８(a)および図１８(b)はリードフレーム３９の折り曲げ前における側面および上面を示し、図１８(c)は折り曲げ後の側面であって、発光モールド部３７および受光モールド部３８が直立した状態を示している。本構成においては、リードフレーム３９上の同一面に発光素子４４および受光素子４５が搭載され、発光モールド部３７の発光レンズ５７および受光モールド部３８の受光レンズ５８も同一面に形成されている。また、本構成においては、先の２つの構成に比べてコネクタモールド部３５の位置が異なり、発光モールド部３７と受光モールド部３８との間に形成されている。そして、図１８(b)に示すように、受光モールド部３８から出たリードフレーム３９は、コネクタモールド部３５の両側を通過し、適切に発光モールド部３７とコネクタモールド部３５とに接続されている。
【００９５】
上述のような構成を有する上記第１部品において、図１８(a)および図１８(b)に示すように、発光モールド部３７を、破線Ｆ‐Ｆ'上に位置する領域Ｆ１,領域Ｆ２および領域Ｆ３で図１８(a)中反時計回りに直立させる。これに対して、受光モールド部３８は、破線Ｇ‐Ｇ'上に位置する領域Ｇ１および領域Ｇ２で図１８(a)中時計回り(発光モールド部３７とは逆方向)に直立させるのである。この場合、受光モールド部３８は、コネクタモールド部３５の上空を通過して直立位置まで移動することになる。こうすることによって、図１８(c)に示すように発光素子４４と受光素子４５とが互いに対向した構造を得ることができる。
【００９６】
ところで、本構成においては、上記受光モールド部３８がコネクタモールド部３５の上空を通過して直立するため、図１８(a)および図１８(b)に示すように、受光モールド部３８は、リードフレーム３９の折り曲げ位置である破線Ｇ‐Ｇ'に対して、コネクタモールド部３５と同じ側であって、コネクタモールド部３５よりも外側にある。そのため、受光モールド部３８の光軸高さは、コネクタモールド部３５の長さとコネクタ端子３３の長さとの和「ｄ」よりも長くなっている。一般に、コネクタ部３２は規格品であり大きさがある程度決まっている。したがって、使用するコネクタ部３２が決まると、上記長さ「ｄ」もある程度決まり、その長さ「ｄ」に応じて光軸高さも決まることになる。そのため、光軸高さが小さい場合にはコネクタ端子３３の長さが短くコネクタモールド部３５が小さくなり、コネクタ部３２の嵌合強度等の問題が出てくる。したがって、本構成は、光軸高さが十分高く、比較的中・大型の光結合装置を形成する場合や非常に小型の光結合装置でコネクタ部３２に強い力が印加されないような用途に適している。
【００９７】
以上のごとく、本実施の形態においては、光結合装置を、上記発光モールド部３７,受光モールド部３８およびコネクタモールド部３５が形成されたリードフレーム３９でなる「第１部品」と、コネクタ部３２が一体に形成された外装ケース３１でなる「第２部品」との２つの部品で構成している。そして、上記第１部品の発光モールド部３７,受光モールド部３８およびコネクタモールド部３５を、上記第２部品に形成された発光モールド部挿入口５３,受光モールド部挿入口５４およびコネクタモールド部挿入口５５に挿入することにより上記第１部品を上記第２部品内に挿入(圧入)して、上記第１部品の発光モールド部３７,受光モールド部３８およびコネクタモールド部３５を、上記第２部品側の発光モールド係止部４１,受光モールド係止部４２およびコネクタモールド係止部４０で係止して、上記第１部品を上記第２部品に収納すると共に固定するようにしている。
【００９８】
したがって、部品点数が少なく、組み立てが容易なコネクタ付の光結合装置を、提供することができる。また、電気的な接合点が存在しないため、高信頼性を有する光結合装置を提供することができる。
【００９９】
・第２実施の形態
図１９は、本実施の形態の光結合装置における構成を示す。但し、図１９(a)は第１部品の上面図、図１９(b)は第１部品を第２部品に係合し固定してなる光結合装置の断面図である。
【０１００】
本実施の形態においては、図１９(a)に示すように、リードフレーム６１の同一面(紙面の表側)上に発光素子(図示せず)と受光素子(図示せず)を搭載し、発光モールド部６２の発光レンズ６３と受光モールド部６４の受光レンズ６５もリードフレーム６１の同一面上に形成されている。そして、上記第１実施の形態の場合と同様に、コネクタ端子６６の根元を覆うようにコネクタモールド部６７が形成されている。
【０１０１】
本実施の形態においては、上記第１実施の形態の場合とは異なり、図１９(b)に示すように、上記受発光モールド部６４をリードフレーム６１の基準面に対して直立させることなく、そのままコネクタ部６９が一体に形成された外装ケース６８に挿入して係合させて固定されている。外装ケース６８の内側には、発光レンズ６３に対向する位置に第１反射面７０が形成され、受光レンズ６５に対向する位置に第２反射面７１が形成されている。そして、上記発光素子から上方に向って出射された光は第１反射面７０で反射され、さらに第２反射面７１で反射されて上記受光素子に入射する。尚、７２はコネクタモールド係止部であり、７３は発光モールド係止部であり、７４は受光モールド係止部である。
【０１０２】
上述のような構成を取ることによって、上記第１実施の形態の場合に比して、発光モールド部６２および受光モールド部６４をリードフレーム６１の面(基準面)に対して直立させる工程が不要となり、さらにリードフレーム６１に直立させる部分のパターンを確保する必要が無くなるので、リードフレーム６１の１デバイス当りの必要面積を小さくできるのである。
【０１０３】
・第３実施の形態
図２０は、本実施の形態の光結合装置における構成を示す。尚、本実施の形態においては、上記第２実施の形態と同じ部分には同じ番号を付して説明は省略し、上記第２実施の形態と異なる部分のみについて説明する。
【０１０４】
本実施の形態においては、発光モールド部６２,受光モールド部６４およびコネクタモールド部６７が形成されたリードフレーム６１でなる第１部品は、上記第２実施の形態の場合と同じ構成を有している。しかしながら、コネクタ部８２が一体に形成された外装ケース８１でなる第２部品の構成は、上記第２実施の形態の場合とは異なる。図２０に示すように、外装ケース８１には、上記第２実施の形態の場合のような上記発光素子から出射された光を反射する反射面は形成されていない。その代わり、外装ケース８１は、Ｍ字状の断面形状を有しており、天面を形成する２つの傾斜面の一方には、上記発光素子からの光を屈折させて斜め中央方向に出射させる出射光屈折部８３を設けている。一方、天面を形成する２つの傾斜面の他方には、中央方向からの斜めの光を屈折させて上記受光素子に入出射させる入射光屈折部８４を設けている。
【０１０５】
上記構成において、上記発光モールド部６２から出射された光は出射光屈折部８３で屈折されて斜め中央方向に出射され、検知対象物８５で反射され、入射光屈折部８４で屈折されて受光モールド部６４に入射する。このような構成にすることによって、上記第１実施の形態および上記第２実施の形態の場合のような透過型の光結合装置ばかりではなく、反射型の光結合装置を構成することも可能であり、上記第１実施の形態および上記第２実施の形態の場合に比べて光結合装置の高さを大幅に縮小できるのである。尚、８６はコネクタモールド係止部であり、８７は発光モールド係止部であり、８８は受光モールド係止部である。
【０１０６】
また、上記各実施の形態において、図２１に示すように、コネクタ端子９１をリードフレーム９２の本体に対して折り曲げることによって、メス型コネクタの挿入方向を変更することも可能である。
【０１０７】
以上のごとく、上記各実施の形態に示す構造を有するコネクタ付の光結合装置は、大きく分けて各モールド部が形成されたリードフレームでなる第１部品と、コネクタ部が一体に形成された外装ケースでなる第２部品との２つの部品を組み立てることによって作製することが可能である。したがって、部品点数が少なく、組み立てが容易なコネクタ付の光結合装置を提供することが可能になる。また、電気的な接合点が存在しないため、高信頼性を有する光結合装置を提供することが可能になる。
【０１０８】
ところで、上記各実施の形態における光結合装置を形成する際には、デバイス単価の低減の要求から、１枚のリードフレームに可能な限りの光結合装置を搭載することが望ましい。また、図２２に示すように、一回のモールド工程によって複数のリードフレームを処理することが望ましい。しかしながら、マトリクスに配置された複数のリードフレームに対して、発光素子４４を樹脂封止する発光モールド部３７,６２と、受光素子４５を樹脂封止する受光モールド部３８,６４と、コネクタ端子３３の一部を樹脂封止するコネクタモールド部３５,６７と、を一回のモールド工程によって形成する場合には、多数のモールド部３７,３８,３５；６２,６４,６７を一度に樹脂封止するため、樹脂供給源１０１から各光結合装置のモールド部３７,３８,３５；６２,６４,６７までの距離における最長部１０２と最短部１０３との差が大きいことに起因してパッケージ間の封止性の差やモールド形状の差が生じ、そのために樹脂流動性等の生産安定性が低下する場合がある。
【０１０９】
また、通常、上記発光モールド部３７,６２および受光モールド部３８,６４は、発光素子４４および受光素子４５とリードフレーム３９とを結線する金線等が注入される透光性樹脂によって断線しないように、上記透光性樹脂として流動性の高い樹脂が用いられる。そして、この流動性の高い透光性樹脂は概ね機械強度が低い。したがって、図２２に示すように、コネクタモールド部３５,６７を発光モールド部３７,６２および受光モールド部３８,６４と同じ透光性樹脂で形成する場合には、コネクタモールド部３５,６７も流動性の高い透光性樹脂で形成されるため、コネクタモールド部３５,６７の機械強度が低くなる。その結果、コネクタ端子３３に対してメス側コネクタ(図示せず)を繰り返して抜き差しする際に、コネクタモールド部３５,６７の強度が不十分なために光結合装置が破損に至る場合も予測される。
【０１１０】
・第４実施の形態
本実施の形態においては、上記各実施の形態の特徴を維持しつつ、光結合装置の強度を高めてさらなる高信頼性化を図ると共に、生産時における安定性の向上を図る方法について述べる。
【０１１１】
図２３は、本実施の形態の光結合装置における外観斜視図を示す。尚、図２３(a)は外装ケース１０５を示し、図２３(b)はリードフレーム(単品)１０６を示し、図２３(c)は外装ケース１０５とリードフレーム１０６とを組み立てた状態を示す。この光結合装置の外観は、上記第１実施の形態における図１および図２に示す光結合装置の場合と略同一である。
【０１１２】
本実施の形態における光結合装置の構成は、上記第１実施の形態における図１および図２に示す光結合装置と略同一であり、以下簡単に説明する。図２３(a)に示すように、外装ケース１０５には、メス型コネクタ(図示せず)が嵌め込まれるコネクタ部１０７が形成されており、コネクタ一体型の外装ケースを構成している。さらに、外装ケース１０５には、その中に納められるリードフレーム１０６を係止する係止部１０８が、中心軸に対して対称位置に２箇所形成されている。また、リードフレーム１０６は、モールド後、タイバーカット,リードフォーミング工程および単品カット工程を経て、図２３(b)に示すように、発光モールド部１０９と受光モールド部１１０とが互いに対向し、コネクタモールド部１１１からコネクタ端子１１２が突出した形状に加工されている。このリードフレーム１０６を外装ケース１０５の下方(図２３(a)中の下方)から挿入することによって、外装ケース１０５の係止部１０８はリードフレーム１０６におけるコネクタモールド部１１１の側部を係止して、図２３(c)に示すように組み立てられる。尚、係止部１０８の具体的構成は、図２３に現れてはいないが、上記第１実施の形態における図２に示すコネクタモールド係止部４０と同様の構成を有している。こうして組み立てられた光結合装置は、図２３(c)に示すように、２つのタワー状の突出部材１１３,１１４の間を発光素子(図示せず)からの光の光軸が結んでおり、この両突出部材１１３,１１４の間の遮蔽物の有無を検知することができる。
【０１１３】
次に、本実施の形態における光結合装置の製造方法について説明する。図２４は、リードフレーム体１１５のパターンの一例を示すものであり、個々の光結合装置用のリードフレーム(単品)１０６のパターンがマトリクス状に配列されている。尚、図２４においては(４×２)個のパターン配置となっているが、生産設備等の条件によって任意に設定することができる。ここで、(４×２)個のリードフレーム１０６のパターンのうち、１列４個のリードフレーム１０６のパターンは、各発光モールド部１０９の形成領域が図中列方向に一直線状に配列されている。同様に、各受光モールド部１１０の形成領域および各コネクタモールド部１１１の形成領域も、同じ方向に一列に配列されている。
【０１１４】
上述のように構成されたリードフレーム体１１５に対して、図２５に示すように、一列に配列された２箇所のコネクタモールド部形成領域１１６に対して、矢印方向から成型によって樹脂を注入して、コネクタモールド部１１１を形成する。このように、本実施の形態においては、コネクタモールド部１１１のみを形成するので、コネクタモールド部１１１に要求される機能に特化した樹脂を選択的に使用することが可能になる。次に、図２６に示すように、一列に配列された２箇所の発光モールド部形成領域１１７と一列に配列された２箇所の受光モールド部形成領域１１８とに対して、矢印方向からトランスファー成型によって透光性のモールド樹脂を注入して、発光モールド部１０９と受光モールド部１１０とを同時に形成する。
【０１１５】
その際に、図２５に示すコネクタモールド工程においては、モールド樹脂に適時フィラー等を混ぜることによって、コネクタモールド部１１１の強度を増大させることが可能である。また、コネクタモールド部１１１の形成工程と、発光モールド部１０９および受光モールド部１１０の形成工程との順序は、一例としてコネクタモールド部１１１の形成工程を発光モールド部１０９および受光モールド部１１０の形成工程よりも先であるとして説明したが、その順序は何れでも構わない。
【０１１６】
何れにしても、上記コネクタモールド部１１１と発光,受光モールド部１０９,１１０とを異なるモールド工程で形成するので、モールド樹脂供給路(図示せず)の引き回しパターンを簡素化することができ、樹脂供給源位置(図示せず)から各光結合装置のモールド部１０９,１１０,１１１までの最長距離と最短距離との差の縮小化を図ると共に、一度に形成される光結合装置の数を減少させることができる。そのため、上記モールド樹脂の流し込みを安定化させることができ、生産の安定性を向上させることができる。
【０１１７】
以上のようにして樹脂モールドが行われたリードフレーム体１１５は、通常のタイバーカット,リードフォーミングおよび単品カットの各工程を経て個別に切り分けられて、図２３(b)に示すような形状の単品のリードフレーム１０６が形成されるのである。
【０１１８】
本実施の形態の光結合装置は、使用時において、図２７に示すように、外装ケース１０５の底部における四隅に形成された４本のフック１１９を外部基板(図示せず)や外部機器の取り付け板に挿入して固定する。そして、コネクタ部１０７の形状に適合するメス型コネクタ１２０をコネクタ部１０７に挿入して、メス型コネクタ１２０とコネクタ端子１１２との電気的接続を行う。メス型コネクタ１２０からは任意の長さの配線１２１が伸びており、配線１２１の先に接続されている電子機器(図示せず)に本光結合装置から上記遮蔽物の有無を表す信号が入力され、この信号に基づいて上記電子機器が制御される。
【０１１９】
ところで、図２７において、黒の矢印で示すように上記コネクタ部１０７に対してメス型コネクタ１２０を差し込みまたは抜き取る際には、光結合装置の中心軸に対して垂直方向への外力(白抜きの矢印で示す)が多かれ少なかれ加わる。特に、人間の手によってメス型コネクタ１２０の抜き差しを行う場合には上記外力の影響が大きく、図２８に示すように、コネクタ端子１１２の先端部を力点とし、コネクタ端子１１２の根元を支点とし、コネクタモールド部１１１の内部を作用点として、コネクタモールド部１１１の内部に大きな力が作用することになる。
【０１２０】
その場合には、上記コネクタモールド部１１１が、光学特性を重視した発光モールド部１０９および受光モールド部１１０と同様に、透光性樹脂(特に流動性の高い透光性樹脂)によって形成されている場合には、コネクタモールド部１１１の内部に作用する大きな力によって、コネクタモールド部１１１が破損する可能性がある。しかしながら、本実施の形態においては、コネクタモールド部１１１が、発光モールド部１０９および受光モールド部１１０とは異なるモールド工程によって、発光モールド部１０９および受光モールド部１１０とは異なって機械強度の大きいモールド樹脂で形成されている。したがって、メス型コネクタ１２０の抜き差しを行う際に作用する上記外力によって、コネクタモールド部１１１が破損されるのを防止することが可能になる。さらに、上記モールド樹脂に適宜フィラーを混入させることによって、さらに機械強度を上げて、さらなる信頼性の向上を図ることも可能である。
【０１２１】
図２９は、本実施の形態の光結合装置における図２５および図２６とは異なる製造方法を示す。図２９においては、一例として、図２４に示すパターンを有するリードフレーム体１１５がマトリクス状に４個配置されている。また、図２４の場合と同様に、各発光モールド部１０９,各受光モールド部１１０および各コネクタモールド部１１１の形成領域が、図中列方向に一直線状に配列されている。そして、４個のリードフレーム体１１５の中央部には、一列に配列された８箇所のコネクタモールド部形成領域１１６に対してモールド樹脂を供給する第１樹脂供給源１２２が配置されている。そして、第１樹脂供給源１２２と各コネクタモールド部形成領域１１６とは、ランナー１２３によって接続されている。
【０１２２】
また、４個の上記リードフレーム体１１５がマトリクス状に配置されてなる領域の長手方向一側には、２個のリードフレーム体１１５における一列に配列された４箇所の発光モールド部形成領域１１７と一列に配列された４箇所の受光モールド部形成領域１１８とに対して、モールド樹脂を供給する第２樹脂供給源１２４が配置されている。そして、第２樹脂供給源１２４と各発光モールド部形成領域１１７および各受光モールド部形成領域１１８とは、ランナー１２５によって接続されている。同様に、４個のリードフレーム体１１５がマトリクス状に配置されてなる領域の長手方向他側には、２個のリードフレーム体１１５における４箇所の発光モールド部形成領域１１７と４箇所の受光モールド部形成領域１１８とに対して、モールド樹脂を供給する第３樹脂供給源１２６が配置されている。そして、第３樹脂供給源１２６と各発光モールド部形成領域１１７および各受光モールド部形成領域１１８とは、ランナー１２７によって接続されている。
【０１２３】
すなわち、本実施の形態においては、上記第１樹脂供給源１２２によって上記第２の樹脂供給源を構成する一方、第２樹脂供給源１２４および第３樹脂供給源１２６によって上記第１の樹脂供給源を構成するのである。
【０１２４】
図２９の構成によれば、上記第１樹脂供給源１２２からは、コネクタモールド部１１１の機能に特化したモールド樹脂を選択的に供給することが可能になる。また、第２樹脂供給源１２４および第３樹脂供給源１２６からは、発光モールド部１０９および受光モールド部１１０の機能に特化したモールド樹脂を選択的に供給することが可能になる。すなわち、第１樹脂供給源１２２から、フィラーが混入された遮光性樹脂を供給することが可能である。したがって、コネクタモールド部１１１と発光,受光モールド部１０９,１１０とで異なった特徴を有するモールド樹脂を同時に供給することができる。したがって、発光モールド部１０９と受光モールド部１１０とコネクタモールド部１１１とを同時に同じ樹脂で形成する場合に比して、上述したような封止性やモールド形状における光結合装置の間の差を低減することができ、安定した生産を行うことができると共に、高信頼性の光結合装置を提供することができるのである。
【０１２５】
以上のごとく、上記実施の形態における光結合装置は、上記コネクタモールド部１１１を、発光モールド部１０９および受光モールド部１１０とは異なるモールド樹脂供給路で供給されるモールド樹脂によって形成されるので、コネクタモールド部１１１用のモールド樹脂として例えばフィラー等が混入された遮光性樹脂を用いることができ、コネクタモールド部１１１の強度を大きくすることができる。したがって、コネクタ部１０７に対してメス型コネクタ１２０を抜き差しする場合のひねり応力等に対する信頼性を大きく向上させることが可能になる。さらに、上記モールド樹脂供給路であるランナー１２３,１２５,１２７の引き回しパターンを簡素化することができ、上記モールド樹脂の流し込みを安定化させて、生産の安定性を向上させることができるのである。
【０１２６】
ところで、上記各実施の形態における光結合装置は、プリンタあるいはコピー機等の用紙検出装置として用いることが非常に効果的である。プリンタあるいはコピー機等の電子機器は紙送り機能を有しており、各紙送り機構に上記各光結合装置を搭載することによって、用紙が何れの紙送り機構まで通過して処理されたかを知ることができ、上記電子機器の処理を円滑にすることができる。また、紙詰まり等が発生した場合にも、何れの紙送り機構に用紙が詰まっているのかを使用者に知らせることができる等、その効果は非常に大きいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】この発明の光結合装置における構成を示す図である。
【図２】図１に示す光結合装置の断面を示す図である。
【図３】図２とは異なるコネクタモールド係止部の構造を示す断面図である。
【図４】メス型コネクタの抜き差し時における破損防止構造の図２とは異なる構造を示す図である。
【図５】リードフレーム固定支柱の説明図である。
【図６】リードフレームのパターンの一例を示す図である。
【図７】図６に示すパターンを有するリードフレームに発光素子と受光素子とをダイボンドした状態を示す図である。
【図８】発光素子,受光素子およびコネクタ端子の根元をモールドした状態を示す図である。
【図９】タイバーカット後の上面図である。
【図１０】図９における発光モールド部および受光モールド部を直立させた状態の上面図である。
【図１１】図９における周辺部を固定しているリードフレームをカットして得られるリードフレーム部品を示す図である。
【図１２】第１部品および第２部品の下面を示す図である。
【図１３】第１部品が第２部品に挿入される様子を示す図である。
【図１４】異なるコネクタ端子を形成した場合のリードフレームの上面図である。
【図１５】ワイヤーブリッジの機能を説明するための図である。
【図１６】図２とは異なる光結合装置における第１部品の側面図である。
【図１７】図１６に示す第１部品を第２部品に係合させた状態を示す断面図である。
【図１８】図２および図１６と異なる光結合装置における第１部品の側面図である。
【図１９】図２,図１６および図１８とは異なる光結合装置における構成を示す図である。
【図２０】図２,図１６,図１８および図１９とは異なる光結合装置における構成を示す図である。
【図２１】図２,図１６,図１８〜図２０とは異なる光結合装置における構成を示す図である。
【図２２】一回のモールド工程によって複数のリードフレームの各モールド部に同一のモールド樹脂を供給する場合の樹脂供給経路を示す図である。
【図２３】図２,図１６,図１８〜図２１とは異なる光結合装置における外観斜視図である。
【図２４】単品のリードフレームがマトリクス状に配列されてなるリードフレーム体のパターンの一例を示す図である。
【図２５】図２４に示すリードフレーム体にコネクタモールド部を形成する方法の説明図である。
【図２６】図２４に示すリードフレーム体に発光モールド部および受光モールド部を形成する方法の説明図である。
【図２７】図２３における光結合装置のコネクタ部にメス型コネクタ抜き差しする状態を示す図である。
【図２８】図２７においてコネクタモールド部の内部に作用する力の説明図である。
【図２９】リードフレーム体に対して発光,受光モールド部とコネクタモールド部とを一工程で形成する方法の説明図である。
【図３０】従来の光結合装置におけるコネクタ接続構造の説明図である。
【図３１】図３０に示す互いに接続されたコネクタとリードフレームとを外装ケース内に収容した状態を示す縦断面図である。
【図３２】図３０とは異なる従来の光結合装置における組立説明図である。
【符号の説明】
【０１２８】
３１,６８,８１,１０５…外装ケース、
３２,６９,８２,１０７…コネクタ部、
３３,６６,９１,１１２…コネクタ端子、
３５,６７,１１１…コネクタモールド部、
３６…第１コネクタモールド固定部、
３７,６２,１０９…発光モールド部、
３８,６４,１１０…受光モールド部、
３９,６１,９２,１０６…リードフレーム、
４０,７２, ８６,１０８…コネクタモールド係止部、
４１,７３, ８７…発光モールド係止部、
４２,７４, ８８…受光モールド係止部、
４３…光軸、
４４…発光素子、
４５…受光素子、
４６…第２コネクタモールド固定部、
４７…係止部、
４８…切り欠き、
４９…コネクタモールド係止部、
５０…リードフレーム固定支柱、
５１…フレームライン、
５２…ワイヤーブリッジ、
５３…発光モールド部挿入口、
５４…受光モールド部挿入口、
５５…コネクタモールド部挿入口、
５６…ダミーフレーム、
５７,６３…発光レンズ、
５８,６５…受光レンズ、
７０…第１反射面、
７１…第２反射面、
８３…出射光屈折部、
８４…入射光屈折部、
８５…検知対象物、
１１５…リードフレーム体、
１１６…コネクタモールド部形成領域、
１１７…発光モールド部形成領域、
１１８…受光モールド部形成領域、
１２０…メス型コネクタ、
１２２,１２４,１２６…樹脂供給源、
１２３,１２５,１２７…ランナー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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