JP5717495B2

JP5717495B2 - Ｌｅｄ照明器具

Info

Publication number: JP5717495B2
Application number: JP2011068016A
Authority: JP
Inventors: 今井　康雄; 康雄今井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2031-03-25
Also published as: JP2012204153A

Description

この発明は、光源に発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いたＬＥＤ照明器具に関する。

従来、電気部品を配線基板に電気的に接続する電気接続装置に関する技術がある。特許文献１は発光モジュールを被取付体に配置し被取付体に形成した支持部に配線基板を発光モジュールを狭圧するように取り付けることにより電気的接続するものであり、取り付け部である螺合機構は発光モジュールに対して複数備えているものである（例えば、特許文献１）。

特開２０１０−１４６８１２公報

しかしながら、例えば上記の特許文献１では、確実な電気的接続が実現できるように１つの発光ダイオード（電気部品）に対し複数のネジ止め部（螺合機構）を設ける必要があった。よって、発光ダイオードを複数個使用する多灯光源になると、ネジ止め箇所が多くなり組み立て時間が多くなるという課題があった。

また、電気的な接続は配線基板と金属プレート（被取付体）をネジ止め（螺合機構）の押圧（狭圧）にて行うため、配線基板の接続端子付近に行わなければならず、金属プレートおよび照明器具本体との絶縁距離がとりづらいという課題があった。

更に発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）の位置決めとして、金属プレート（被取付体）からなる支柱によりガイド部を構成している。このため、放熱を考慮して被取付体を金属製の材質とした場合、接続端子と金属プレート（被取付体）との距離は絶縁距離が小さくなってしまう。

尚、配線基板の上面全面に放熱のため熱伝導性の高い銅からなる放熱用パターンを設けた場合、放熱用パターンとネジ（螺合機構）と金属プレート（被取付体）が電気的な接続経路となってしまう。このため、ほぼ発光モジュール側接続端子およびその配線パターンから放熱用パターンまでにある配線基板の厚み分の距離となり、十分な絶縁距離の確保が難しいという課題がある。

その他、複数のＬＥＤを配置した光源の場合、ネジ止め箇所が多いことによりＬＥＤを交換する場合に手間がかかるという課題があった。

本発明は、ＬＥＤを使用した光源の組み立て工程を簡素化が図れるコネクターおよびＬＥＤの固定構造を提供することを目的とする。

この発明のＬＥＤ照明器具は、
発光面から光を出射するＬＥＤが、実装面となる一方の面に実装される基板と、
前記発光面の裏側となる裏面が前記実装面に対向して実装されると共に、発光面側であるおもて面に前記発光面と正極電極と負極電極とが形成されたＬＥＤと、
前記ＬＥＤを前記基板に固定する第１ＬＥＤ固定部であって、相手部品の押圧部を受けて押し圧される受け部が形成されていると共に前記ＬＥＤの前記正極電極に電気的に接続するリード線と、前記ＬＥＤの前記負極電極に電気的に接続するリード線とが接続される第１ＬＥＤ固定部と、
前記相手部品となる第２ＬＥＤ固定部であって、前記第１ＬＥＤ固定部の前記受け部を押圧して前記第１ＬＥＤ固定部を前記実装面の方向に押し付けることで、前記第１ＬＥＤ固定部を介して前記ＬＥＤを前記基板に固定し、かつ、前記正極電極と前記負極電極とにそれぞれの前記リード線を電気的に接続させる第２ＬＥＤ固定部と
を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、ＬＥＤとコネクターを固定する固定ネジの削減による構造の簡略化が図れ、組立て工数の削減と同時に確実な電気的接続をすることができる。

実施の形態１の照明器具１００の外観を示す斜視図。実施の形態１の照明器具１００の主要部の分解斜視図。実施の形態１の組立て後の照明器具１００の上面図（方向矢視）。実施の形態１の金属プレートへのＬＥＤの実装方法を示す図。図２の破線部Ｂの部分拡大図。図３のＡ−Ａ’断面図。実施の形態１のコネクターを用いた場合のＬＥＤの接続例を示す模式図。実施の形態１のコネクターを用いた場合のＬＥＤの別の接続例を示す模式図。実施の形態１のコネクターを用いた場合のＬＥＤのさらに別の接続例を示す模式図。

実施の形態１．
図１〜図９を参照して、実施の形態１の照明器具１００を説明する。
図１は、照明器具１００の外観を示す斜視図である。
図２は、照明器具１００の主要部となる発光ユニット１１の分解斜視図である。
図３は、照明器具１００の上面図（Ｘ方向矢視）である。
図４は、金属プレート６へのＬＥＤ５の実装方法を示す図である。
図５は、図２の破線部Ｂの部分拡大図である。
図６は、図３のＡ−Ａ’断面図である。
図７は、後述のコネクターを用いた場合のＬＥＤの接続例を示す模式図である。
図８は、コネクターを用いた場合のＬＥＤの別の接続例を示す模式図である。
図９は、コネクターを用いた場合のＬＥＤのさらに別の接続例を示す模式図である。

図１に示すように、照明器具１００は、照明器具本体８、枠９、取付けバネ１０、発光ユニット１１を備える。

（発光ユニット１１）
図２に示すように、発光ユニット１１は、金属プレート６と、コネクター４と、コネクター４により金属プレート６に密着するように配置されたＬＥＤ５と、複数のコネクター４を同時に固定できる内部反射板３と、内部反射板３の外部に取付けられ、配光を制御する外部反射板１とを備える。

図４に示すように、金属プレート６（基板）は、発光面５３から光を出射するＬＥＤ５が、実装面６１となる一方の面に実装される。ＬＥＤ５は、発光面５３の裏面が実装面６１に対向して実装される。ＬＥＤ５には、発光面５３側に発光面５３、正極電極５１、負極電極５２が形成されている。コネクター４（第１ＬＥＤ固定部、区別するときはコネクター４ａ、４ｂという）は、ＬＥＤ５を金属プレート６に固定する機能と、リード線とＬＥＤ電極とを電気的に接続する機能を有する。コネクター４は、後述するコネクターネジ止め穴４１（受け部、凹部）が形成されており、また、ＬＥＤ５の正極電極５１に電気的に接続するリード線７２と、負極電極５２に電気的に接続するリード線７３とが接続されている。各コネクター４は、正極電極５１の側を覆い、また負極電極５２を覆っている。金属プレート６は、コネクター４を位置決めする嵌合部６２が設けられている。図４では嵌合部６２は、金属プレート６にあけられた穴である。コネクター４には、この穴に嵌合する突起（図示していない）が設けられている。図４に示すようにコネクター４を金属プレート６の嵌合部６２に嵌合させることで、コネクター４を金属プレート６に仮止めすることができる。コネクター４によりＬＥＤ５を押圧するように仮止めすることにより、ＬＥＤ５を金属プレート６に位置決めすることが出来る。また、コネクター４には予めリード線７（配線）が接続されているため、複数のＬＥＤ５を直列または並列に接続することができる。並列接続等のバリエーションは、この実施の形態１の最後で説明する（図７〜図９）。

このように図４では、コネクター４ａ（正極側固定部）は、ＬＥＤ５の正極電極５１側を覆うように配置され、コネクターネジ止め穴４１（凹部）を有し、正極電極５１に接続するリード線７２が接続される。コネクター４ｂ（負極側固定部）もＬＥＤ５の負極電極５２側を覆うように配置され、コネクターネジ止め穴４１を有し、負極電極５２に接続するリード線７３が接続される。内部反射板３はコネクター４ａ、コネクター４ｂの各コネクターネジ止め穴４１に嵌る各コネクター押さえ部３１（正極側凸部、負極側凸部）を有する（図６に示した）。図２に示すように、金属プレート６にＬＥＤ５を仮止めし、内部反射板３を固定ネジ部２で金属プレート６に固定する。このとき内部反射板３の各コネクター押さえ部３１（正極側凸部、負極側凸部）が各コネクターネジ止め穴４１（凹部）を金属プレート６方向に押圧し嵌合する。これにより各コネクターは正極電極５１、負極電極５２と電気的に接続しかつＬＥＤ５を金属プレート６に固定する。

図５に示すように、コネクター４には固定ネジにより固定することが出来るコネクターネジ止め穴４１が設けられている。

図６に示すように、樹脂製の内部反射板３の内側には、コネクター押さえ部３１が設けられている。図６のコネクター４ｃはコネクターネジ止め穴４１が断面上にあり、コネクター４ｄはコネクターネジ止め穴４１が断面から外れている。また、内部反射板３には固定ネジ部２（図２、図６）が設けられ、固定ネジ部２により、内部反射板３は金属プレート６に固定される。図２には固定ネジ部２の雄ネジ２１と、雄ネジ２１を受ける金属プレート６側の雌ネジ６３を示した。

（ＬＥＤ５の金属プレート６への固定）
固定ネジ部２によって内部反射板３を金属プレート６に固定するときに、内部反射板３に設けられたコネクター押さえ部３１（図６）が、コネクターネジ止め穴４１を金属プレート６方向に押圧するように嵌合する。このように押圧するように嵌合することで、ＬＥＤ５の発光面側方向に形成された電極（図４に示した正極電極５１、負極電極５２）とコネクターとが確実な電気的接続を行うことができると同時に、ＬＥＤ５を金属プレート６に対して固定することができる。このように、内部反射板３（第２ＬＥＤ固定部）は、コネクター４（第１ＬＥＤ固定部）のコネクターネジ止め穴４１に嵌る形状のコネクター押さえ部３１（押圧部、凸部）を有する。そして、コネクター押さえ部３１がコネクターネジ止め穴４１（受け部、凹部）に嵌り込んでコネクターネジ止め穴４１を押圧してコネクター４を実装面６１の方向に押し付ける。この押し付けによって、ＬＥＤ５をコネクター４を介して金属プレート６に固定する。

このように、内部反射板３を金属プレート６に固定することにより、コネクター４とＬＥＤ５との両方を金属プレート６に固定することができるので、コネクター押さえ部３１がコネクター４のコネクターネジ止め穴４１を押圧する力により、確実な電気的接続も可能となる。

また、コネクター４付近には固定ネジのような導電材がないため、十分に電気的な絶縁距離が確保可能となり、安全性が向上する。

なお外部反射板１の反射部の構造を変えることにより配光を変化させることが可能である。

なお、以上の実施の形態１では、コネクター４の凹形状のコネクターネジ止め穴４１と、内部反射板３の凸形状のコネクター押さえ部３１とを嵌合することによって、ＬＥＤ５を金属プレート６に固定したが、一例である。内部反射板３に設けられた押圧部が、金属プレート６に仮止めされたコネクター４に設けられた被押圧部を押圧することで、ＬＥＤ５を金属プレート６に固定する構成であればよい。したがって、コネクター押さえ部３１が凹形状であり、コネクター４に設けられた被押圧部が凸形状であっても構わない。ただし上記の実施の形態１の構成であれば、ネジ止用のコネクター４を流用し、ネジを使用することなく、コネクターネジ止め穴４１にコネクター押さえ部３１を嵌合させることができる。

また、以上の実施の形態１では、一つのＬＥＤ５を二つのコネクター４で固定したが、以下のような構成でも構わない。
図７は、コネクター４、コネクター４−１を用いて、並列接続する場合の模式的な図である。２つのＬＥＤ５の正極を電気的に接続するコネクター４−１を用いることで、並列接続の構成とした例である。コネクター４−１にはコネクター押さえ部３１によって押し圧される凹部が形成されている。
また、図８は、一つのＬＥＤ５を、一つのコネクター４−２で固定する例を示す模式的な図である。図２の破線部Ｂでは二つのコネクター４で一つのＬＥＤ５を固定しているが、図８のコネクター４−２は、破線部Ｂの２つのコネクター４を一体化した形状である。
図９は、コネクター４、コネクター４−１、コネクター４−２の３種類を用いて、ＬＥＤの並列回路を構成した例である。
図７〜図９に示すようなコネクターを用いても、ＬＥＤを簡単に基板に固定し、導通させることができる。

１外部反射板、２固定ネジ部、３内部反射板、２１雄ネジ、３１コネクター押さえ部、４コネクター、４１コネクターネジ止め穴、５ＬＥＤ、５１正極電極、５２負極電極、５３発光面、６金属プレート、６１実装面、６２嵌合部、６３雌ネジ、７配線、８照明器具本体、９枠、１０取付けバネ、１１発光ユニット、１００照明器具。

Claims

発光面から光を出射するＬＥＤが、実装面となる一方の面に実装される基板と、
前記発光面の裏側となる裏面が前記実装面に対向して実装されると共に、発光面側であるおもて面に前記発光面と正極電極と負極電極とが形成されたＬＥＤと、
前記ＬＥＤを前記基板に固定する第１ＬＥＤ固定部であって、相手部品の押圧部を受けて押し圧される受け部が形成されていると共に前記ＬＥＤの前記正極電極に電気的に接続するリード線と、前記ＬＥＤの前記負極電極に電気的に接続するリード線とが接続される第１ＬＥＤ固定部と、
前記相手部品となる第２ＬＥＤ固定部であって、前記第１ＬＥＤ固定部の前記受け部を押圧して前記第１ＬＥＤ固定部を前記実装面の方向に押し付けることで、前記第１ＬＥＤ固定部を介して前記ＬＥＤを前記基板に固定し、かつ、前記正極電極と前記負極電極とにそれぞれの前記リード線を電気的に接続させる第２ＬＥＤ固定部と
を備え、
前記第２ＬＥＤ固定部は、前記ＬＥＤが出射した光を反射する反射部であり、
前記基板は、嵌合部を備え、
前記第１ＬＥＤ固定部は、前記嵌合部に嵌合することを特徴とするＬＥＤ照明器具。
前記第１ＬＥＤ固定部は、
前記ＬＥＤの前記正極電極の側を覆うと共に前記受け部が形成され、前記正極電極に電気的に接続する前記リード線が接続された正極側固定部と、
前記ＬＥＤの前記負極電極の側を覆うと共に前記正極側固定部の前記受け部とは異なる別の受け部が形成され、前記負極電極に電気的に接続する前記リード線が接続された負極側固定部との、別個の２つの固定部からなり、
前記第２ＬＥＤ固定部は、
前記正極側固定部の前記受け部を押し圧する正極側押圧部と、前記負極側固定部の前記受け部を押し圧する負極側押圧部とを有し、前記正極側押圧部と前記負極側押圧部とがそれぞれ前記正極側固定部の前記受け部と前記負極側固定部の前記受け部とを押圧して前記正極側固定部と前記負極側固定部とを前記実装面の方向に押し付けることで、前記正極側固定部と前記負極側固定部とを介して前記ＬＥＤを前記基板に固定すると共に前記正極電極と前記負極電極とにそれぞれの前記リード線を電気的に接続させることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明器具。
前記第１ＬＥＤ固定部は、
前記受け部として、凹形状の凹部が形成されており、
前記第２ＬＥＤ固定部は、
前記押圧部として前記第１ＬＥＤ固定部の前記凹部に嵌る形状の凸部を有し、前記凸部が前記第１ＬＥＤ固定部の前記凹部に嵌り込んで前記凹部を押圧して前記第１ＬＥＤ固定部を前記実装面の方向に押し付けることで、前記第１ＬＥＤ固定部を介して前記ＬＥＤを前記基板に固定すると共に前記正極電極と前記負極電極とに前記リード線を電気的に接続させることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明器具。
前記第１ＬＥＤ固定部は、
前記ＬＥＤの前記正極電極の側を覆うと共に前記凹部が形成され、前記正極電極に電気的に接続する前記リード線が接続された正極側固定部と、
前記ＬＥＤの前記負極電極の側を覆うと共に前記正極側固定部の前記凹部とは異なる別の凹部が形成され、前記負極電極に電気的に接続する前記リード線が接続された負極側固定部との、別個の２つの固定部からなり、
前記第２ＬＥＤ固定部は、
前記正極側固定部の前記凹部に嵌る形状の凸部である正極側凸部と、前記負極側固定部の前記凹部に嵌る形状の凸部である負極側凸部とを有し、前記正極側凸部と前記負極側凸部とがそれぞれ前記正極側固定部の前記凹部と前記負極側固定部の前記凹部とに嵌り込んでそれぞれの前記凹部を押圧して前記正極側固定部と前記負極側固定部とを前記実装面の方向に押し付けることで、前記正極側固定部と前記負極側固定部とを介して前記ＬＥＤを前記基板に固定すると共に前記正極電極と前記負極電極とにそれぞれの前記リード線を電気的に接続させることを特徴とする請求項３記載のＬＥＤ照明器具。
前記第１ＬＥＤ固定部は、
前記受け部として、所定の雄ネジに対応して形成された雌ネジのネジ穴を流用することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＬＥＤ照明器具。