JP2004265626A - Ｌｅｄ光源用ソケット - Google Patents
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Abstract
【課題】発光時におけるＬＥＤの発熱を効果的に放熱させ、安定した駆動を行うことが可能なＬＥＤ光源用ソケットを提供する。
【解決手段】ＬＥＤカード６０のＬＥＤベアチップ６０１をソケット１の開口部１１０から露出し、固定脚１２Ｒ、１２Ｌ、および脚１３によってソケット１に内包・保持する。そして、ソケット１ごとヒートシンク７０側に、ビス穴ビス穴１２０Ｒ、１２１Ｒ、１２０Ｌ、１２１Ｌから複数のビス８００〜８０３で固定する。これによりＬＥＤカード６０をヒートシンク７０と密着させ、ＬＥＤカード６０裏の全面を利用して発光熱をヒートシンク７０側に伝えることで放熱効果を得る。
【選択図】 図１
【解決手段】ＬＥＤカード６０のＬＥＤベアチップ６０１をソケット１の開口部１１０から露出し、固定脚１２Ｒ、１２Ｌ、および脚１３によってソケット１に内包・保持する。そして、ソケット１ごとヒートシンク７０側に、ビス穴ビス穴１２０Ｒ、１２１Ｒ、１２０Ｌ、１２１Ｌから複数のビス８００〜８０３で固定する。これによりＬＥＤカード６０をヒートシンク７０と密着させ、ＬＥＤカード６０裏の全面を利用して発光熱をヒートシンク７０側に伝えることで放熱効果を得る。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明用光源などに用いられるＬＥＤ光源のソケットに関し、特にＬＥＤの放熱対策の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
次世代の新しい光源として、ＬＥＤ（発光ダイオード）が注目されている。ＬＥＤは従来の一般的な光源の構成と異なり、フィラメントが不要なので長寿命であり、また非常に小型で薄く、コンパクトに製造できるといったメリットを持つ。このため、取付位置の制約軽減などの優れた特徴を発揮して、幅広い用途が期待されている。
【０００３】
具体的には、例えば特開昭６２−８４０３号公報には複数のスルーホール型ＬＥＤ素子を線状のリードフレームに保持し、このリードフレームを並設してなるＬＥＤ照明が開示されている。またリードフレームの代わりに、カード型基板上に面実装型ＬＥＤ素子を並設実装してなる「カード型ＬＥＤモジュール」を、これに対応するソケットに対して挿抜自在に装着できる技術がある。当該技術によれば、ソケットが配設された主基板上で、発光色や輝度の異なる種々のカード型ＬＥＤモジュールを場合に応じて交換し、装着することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−８４０３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ＬＥＤは用途の拡大に伴い、主に照明用途においては高輝度化が要求される傾向にあり、それを実現するために高集積・大電流駆動化が図られている。その結果、その発光量が増加すると、それに比例してＬＥＤの発熱量も増える。一般的な光源に比べるとＬＥＤの発熱量は平均的に少ないと言われているものの、それでもこのようなＬＥＤ素子が多数集積されたカード型ＬＥＤモジュールなどでは、その量が無視できなくなる。また、照明用途の性質上、長時間点灯が要求される場合もあるので、ＬＥＤの発熱量が多くなる。このようなことから、カード型モジュールをソケットに差すと、個々のＬＥＤからの発熱がソケット周辺に充満し、集中的な発熱が顕著になる。ＬＥＤの発光輝度は温度特性に依存する性質があるので、高温条件では所望の輝度が得られにくくなることもある。また、複数色のＬＥＤを組み合わせた場合、発光色によって異なる温度特性を示すこともあり、光色制御が困難になるといった課題もある。
【０００６】
以上の問題に対し上記公報では、リードフレームを放熱部材と組み合わせたり、前記ソケットを伝熱性に優れる金属材料で構成することで放熱効果を図る例が開示されているが、ＬＥＤが良好に発光するために、その発熱に対する十分な放熱対策がなされているとは言い難く、ＬＥＤ照明としては未だ改良の余地が見られる。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、発光時におけるＬＥＤの発熱を効果的に放熱させ、安定した駆動を行うことが可能なＬＥＤ光源用ソケットを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、ＬＥＤ素子が実装されてなるカード型ＬＥＤモジュールに対して脱着可能であり、ヒートシンクに固定されるＬＥＤ光源用ソケットであって、前記ＬＥＤ光源用ソケットは前記カード型ＬＥＤモジュールのＬＥＤ光源部を露出させるための開口部を有し、当該開口部の周縁からカード型ＬＥＤモジュールの裏面をヒートシンク側に押圧する構成とした。
【０００９】
このような構成によれば、カード型ＬＥＤモジュールはＬＥＤ光源用ソケットによって単に保持されるだけでなく、ＬＥＤ光源部周縁を中心にヒートシンク側に押圧されるので、カード型ＬＥＤモジュールの裏面がヒートシンク側と確実に密着する。その結果、カード型ＬＥＤモジュール上で発生した発熱が良好にヒートシンク側へ伝熱されるので、温度上昇を抑えつつＬＥＤを発光させることができる。したがって、高温に弱い温度特性を持つＬＥＤでも高い輝度を発揮し、安定した駆動が実現できる。
【００１０】
ＬＥＤ光源用ソケットの構成としては、前記ＬＥＤ光源用ソケットは、カード型ＬＥＤモジュールを被覆しつつ、当該カード型ＬＥＤモジュールを介してヒートシンクに固定される構成であって、カード型ＬＥＤモジュールと対向する、ＬＥＤ光源用ソケット裏側の開口部周辺には弾性押圧体が配設されており、これによってカード型ＬＥＤモジュールがヒートシンクに押圧される構成とすることができる。この構成によれば、カード型ＬＥＤモジュールはＬＥＤ光源用ソケットに被覆されながら直接ヒートシンク側と密着するので、高い放熱効果が期待できる。また、ＬＥＤ光源用ソケットに備えられた弾性押圧体によってカード型ＬＥＤモジュールがヒートシンク側に確実に押圧されるので、カード型ＬＥＤモジュールの裏面から効率よく放熱される効果も奏される。また弾性押圧体のたわみの設定により、所望の押圧力を得ることができる。
【００１１】
より具体的なＬＥＤ光源用ソケットの構成としては、枠状のフレームに、カード型ＬＥＤモジュール上に配設された端子と電気的に接続するための給電端子が配設された構成を有し、前記弾性押圧体は、前記フレームと一体形成されたものとすることができる。これにより部品点数を減らすことができるので、コスト削減が可能となる。
【００１２】
また、別のＬＥＤ光源用ソケットの構成例としては、前記ＬＥＤ光源用ソケットの開口部に、外部と連通する切り欠き領域が設けられており、当該ＬＥＤ光源用ソケットをヒートシンクに固定した状態で、前記切り欠き領域からカード型ＬＥＤモジュールが脱着可能な構成としてもよい。この構成によれば、カード型ＬＥＤモジュールの脱着がより簡単にできる。
【００１３】
さらに別のＬＥＤ光源用ソケットの構成例としては、ヒートシンクと密着するロアフレームと、当該ロアフレームに対してカード型ＬＥＤモジュールを保持しつつ固定される枠状のアッパーフレームを備えており、アッパーフレームに配された弾性押圧体によって、カード型ＬＥＤモジュールがロアフレーム表面に押圧されるとともに、当該ロアフレームがヒートシンクに密着固定される構成とすることができる。この構成によれば、カード型ＬＥＤモジュールはロアフレームを介し、ヒートシンクに対して間接的に押圧されるが、カード型ＬＥＤモジュールの発熱がヒートシンク側へ良好に伝熱されるので、高い放熱効果が期待できる。また、この構成を有するＬＥＤ光源用ソケットでは、ロアフレームをヒートシンクに固定した後でも、容易にカード型ＬＥＤモジュールを脱着できるという利点も兼ね備えている。
【００１４】
ここで前記フレーム、ロアフレーム、アッパーフレームは、それぞれ黄銅あるいはステンレスなどの伝熱性に優れる材料から構成するのが望ましい。
また、前記ＬＥＤ光源用ソケットのカード型ＬＥＤモジュールに対する押圧力としては、０．０５ｋｇ／ｃｍ２〜１ｋｇ／ｃｍ２の範囲とすることが望ましい。これは、上記ＬＥＤカード６０の全体で大体０．３ｋｇ〜６．７ｋｇの押圧力が掛けられることに相当する。この数値範囲は、最適な押圧効果が得られ、かつカード型ＬＥＤモジュールの基板強度を考慮したものである。
【００１５】
さらに前記給電端子には、電気伝導性に優れるリン青銅からなる複数のコンタクトを備えるのが望ましく、また当該コンタクトの弾性力を利用して、カード型ＬＥＤモジュールをヒートシンクに押圧する構成とするのが望ましい。
ここで前記ＬＥＤ光源用ソケットでは、例えばソケットとヒートシンクをビスにより固定する方法がある。この方法によれば、ビスを外すことでＬＥＤカードを比較的簡単に脱着・交換できるので望ましい。また、ビスの締め込み量によって、ソケットのＬＥＤカードに対する押圧量を調整することもできるメリットがある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
１．実施の形態１
１−１．ＬＥＤ光源用ソケットの構成
図１は本発明の一適用例である、実施の形態１におけるＬＥＤ光源用ソケット周辺の斜視図である。当図では、ＬＥＤ光源用ソケットとしてのカード型ＬＥＤモジュールソケット１（以下「ソケット１」と称す）、カード型ＬＥＤモジュール６０（以下「ＬＥＤカード６０」と称す）、ヒートシンク７０の構成を示している。
【００１７】
このうちヒートシンク７０は、伝熱性に優れる直方体の金属部材（ここではアルミニウム部材）からなり、一方の主面に多数の櫛歯状フィン７２が形成され、放熱効果が高められている。他方の主面７１（図中上面）にはソケット１を固定するビス８００〜８０３のためのビス穴７１０〜７１３（７１３は不図示）が穿孔されている。そして、前記ビス穴７１０、……に囲まれた主面７１中央部には、その位置に合わせてＬＥＤカード６０が載置される。なおＬＥＤカード６０の取り外し・交換は、前記ビス８００〜８０３を取り外すことで容易に行える。本発明のソケット１とヒートシンク７０との固定は、ビス８００〜８０３を用いる方法以外（例えばツメとこれに嵌合するタブを利用する方法）であってもよい。またヒートシンクの形状も、上記の直方体以外であってもよいが、少なくともＬＥＤカード６０の裏面が密着できるように反りは凹凸の少ないフラット面を有する形状が望ましい。
【００１８】
ＬＥＤカード６０は、ＬＥＤ光源部６２と給電端子６１ａ〜６１ｎが形成された厚み０．２ｍｍの実装層６３２に、放熱効果を高める目的で、厚み１．０ｍｍのアルミニウムなどの金属層６３１が積層された高放熱性メタルベース基板６３（サイズ例；縦２８．５ｍｍ×横２３．５ｍｍ×厚１．２ｍｍ）を持つ。図７はＬＥＤカードの構成を示す図である。当図７（ｂ）のカード断面図に示すように、ＬＥＤ光源部６２には一例として、直径２ｍｍの半球状外形を持つ樹脂レンズ内部に、ＬＥＤベアチップ６０１が正方形の８×８配列で計６４個にわたり実装され、各ＬＥＤベアチップ６０１の周囲に擂り鉢状斜面を有するアルミニウム反射板６０２が配置されている。各ＬＥＤベアチップ６０１は、当図７（ｃ）（ｄ）に示すように、ベアチップ６０１０が蛍光体および樹脂６０２０により塗布され、その上にシリコーン樹脂やエポキシ樹脂が充填されることによって樹脂レンズ６０３０が形成された構成を有する（ＬＥＤカード６０の詳細な構成については特願平２００１−２４２８５７に記載されている）。ここで、実装層６３２の幅はＬＥＤ光源部６２の幅より広くなっており、ＬＥＤ光源部６２の周囲に余白部分が確保されている。各ベアチップ６０１は互いに適宜直列・並列に配列されており、給電端子６１ａ〜６１ｎと電気的に接続される。また当該給電端子６１ａ〜６１ｎは、ソケット１側の給電端子１６における弾性接触部１６２ａ〜１６２ｎとそれぞれ接続されるようになっている。
【００１９】
ソケット１は、フレーム１０と、給電端子１６等とを組み合わせてなる。ソケット１の本体をなすフレーム１０は、放熱特性に優れる厚さ０．１ｍｍ〜０．５ｍｍのステンレス鋼鈑をプレスし、折り曲げ・切り起こし加工して形成されたものであって、ＬＥＤカード６０のＬＥＤ光源部６２のサイズに合わせた開口部１１０が設けられた主面１１と、主面１１の周囲からほぼ直角に切り起こされてなる固定脚１２Ｒ、１２Ｌ、および脚１３が配設されている。このうち固定脚１２Ｒ、１２Ｌは、さらにその先端が主面１１と平行に切り起こされ、ビス穴１２０Ｒ、１２１Ｒ、１２０Ｌ、１２１Ｌが穿孔されている。なお本ソケット１では、後述のように、開口部１１０の内部においても折り曲げ・切り起こし加工が施されている。フレーム１０の材料としては、ステンレス鋼鈑の他に黄銅等の放熱特性に優れるものを用いることができる。
【００２０】
図２は、ソケット１の詳細な構成を示すソケット裏面図である。当図のように、ソケット１の長方形状開口部１１０の縁に沿った内側には、フレーム１０と一体成形された板バネ構造体である、３個の弾性押圧部１４Ｒ、１４Ｌ、１４Ｃが形成されている。これらはともに開口部１１０の内側において、鋼鈑をＴ字型にパンチ加工した部分を折り曲げ、バー１４０Ｒ、１４０Ｌ、１４０Ｃとこれらに支持されるバー１４１Ｒ、１４１Ｌ、１４１Ｃ（１４０Ｌは不図示）と、前記バー１４１Ｒ、１４１Ｌ、１４１Ｃの各両端を円弧状に整えてなる押圧接触部１４２Ｒ、１４３Ｒ、１４２Ｌ、１４３Ｌ、１４２Ｃ、１４３Ｃとが形成された構成を持つ。ここでソケット１の厚み方向（Ｚ方向）高さは、詳細を後述するように、弾性押圧部１４Ｒ、１４Ｌ、１４ＣによってＬＥＤカード６０を確実にヒートシンク７０の主面７１に押圧するため、弾性押圧部１４Ｒ、１４Ｌ、１４ＣとＬＥＤカード６０の厚み方向（Ｚ方向）高さよりも若干小さくなるように設計されている。
【００２１】
一方、前記開口部１１０の一辺に合わせて、給電端子６１ａ〜６１ｎに対応する箇所には、ソケット１裏面から給電端子ユニット１５が配設されている。これは液晶ポリマー、または耐熱性難燃材料等である樹脂材料からなる端子保持部材１５０（絶縁ハウジング）に、電気伝導性、挿抜（挿入抜去）耐久性に優れるリン青銅からなる給電端子１６が保持された構成を持つ。このうち、開口部１１０側に突出した部分はソケット１厚み方向に反るように形成され、弾性押圧部１４Ｒ、１４Ｌ、１４ＣとともにＬＥＤカード６０をヒートシンク７０側へ押圧する作用をなす弾性接触部１６２ａ〜１６２ｎとなる。当該弾性接触部１６２ａ〜１６２ｎは、ＬＥＤカード６０の給電端子１６と電気的に接続するコンタクトとなる部分である。ソケット１の外側に突出した部分は外部からの電源供給を受けるための外部接触部１６１ａ〜１６１ｎとなる。この外部接触部１６１ａ〜１６１ｎには、これと接続可能な不図示のコネクタを介して公知のＬＥＤ発光回路が接続され、電力供給されるとともに適宜駆動される。
【００２２】
１−２．実施の形態１の効果
以上の構成を有するソケット１によれば、ＬＥＤカード６０はそのＬＥＤ光源部６２を開口部１００から露出し、固定脚１２Ｒ、１２Ｌ、および脚１３によってソケット１に内包・保持されながら、当該ソケット１ごとヒートシンク７０側に、ビス穴１２０Ｒ、１２１Ｒ、１２０Ｌ、１２１Ｌから複数のビス８００〜８０３で固定される。
【００２３】
そしてこのとき、ＬＥＤカード６０は押圧接触部１４２Ｒ、１４３Ｒ、１４２Ｌ、１４３Ｌ、１４２Ｃ、１４３Ｃおよび弾性接触部１６２ａ〜１６２ｎと接触する構造となり、３個の弾性押圧部１４Ｒ、１４Ｌ、１４Ｃおよび給電端子１６の弾性接触部１６２ａ〜１６２ｎの弾性力によって、確実にヒートシンク７０の主面７１に押圧される。このときＬＥＤカード６０は、前記３個の弾性押圧部１４Ｒ、１４Ｌ、１４Ｃによって、ＬＥＤカード６０全体で０．３ｋｇ〜６．７ｋｇ、すなわち約０．０５ｋｇ／ｃｍ２〜１ｋｇ／ｃｍ２の押圧力の範囲で固定される。この数値範囲は、最適な押圧効果が得られるとともに、基板６３の機械的強度を考慮したものである。これにより、金属層６３１が形成されたＬＥＤカード６０の背面は良好にヒートシンク７０と密着する。
【００２４】
そして、このようにＬＥＤカード６０がヒートシンク７０と密着することにより、図３の断面図に示すように、ＬＥＤカード６０裏の全面を利用して発熱がヒートシンク７０側に伝わる。ＬＥＤカード６０では照明用途の目的から、画面表示用などの用途における単純発光時よりも高輝度を得る必要があり、例えば上記ベアチップ６０１の場合、一個当たり４０ｍＡ程度の比較的大きな電流を供給するので、これに伴う発熱熱が問題となるが、本実施の形態１では非常に高い放熱効果が得られ、安定してＬＥＤを発光駆動させることができる。一般に、ＬＥＤの発光効率は温度上昇とともに低下する傾向が見られるので、本実施の形態１のように確実な放熱を行えば、ＬＥＤ素子を複数個にわたり高密度実装しても優れた発光効率を発揮することが可能となり、高温に弱い温度特性を持つＬＥＤを照明用光源として用いる場合に非常に有利となる。
【００２５】
一般にＬＥＤソケットでは、例えばＬＥＤカード６０のＬＥＤ光源部６２を露出させるために比較的大きな開口部１１０を設ける必要があり、このためＬＥＤカード６０をヒートシンク７０側へ押圧する手段の配設が基本的に困難な性質を有しているが、本実施の形態１では上記のように開口部１１０を配しながらも、当該開口部１１０周縁の部材を折り曲げ・切り起こし加工することで弾性押圧部１４Ｒ、１４Ｌ、１４Ｃを形成し、この問題を解決している。
【００２６】
また、本実施の形態１および後述の実施の形態２では、ソケット１または２０、３０とヒートシンク７０とをビス８００〜８０３により固定する構造なので、当該８００〜８０３の締め込み量を調整すると、ＬＥＤカード６０のヒートシンク７０に対する密着量を調整することができる。
２．その他の実施の形態
ここでは本発明の別の実施の形態について説明する。
【００２７】
２−１．実施の形態２
図４（ａ）に示す実施の形態２のソケット２０は、伝熱性に優れるアルミニウム部材から構成されたものであって、パンチ加工または削り出し加工された開口部２０１を持つ枠状フレームに、実施の形態１と同様の構成の電極端子ユニット２７が取り付けられた構造を有する。さらにフレーム下面には、ＬＥＤカード６０のサイズおよび厚み分に対応して段差・パターニングが施されており、確実にＬＥＤカード６０を内包・保持できるようになっている。本実施の形態２では、ソケット２０のフレーム自体がＬＥＤカード６０の光源部６２周縁を押圧する構成となっている。ヒートシンクとしては、前記ヒートシンク７０の構成のものを用いることができる。
【００２８】
このような構成を持つ実施の形態２のソケット２０によれば、使用時には、フレーム２１の下方面にＬＥＤ光源用カード６０が配される。そして、当図中に示されるフレーム突出部２２〜２５のビス穴２２０〜２５０を利用し、ＬＥＤカード６０がヒートシンクに固定される。このとき、ＬＥＤカード６０のＬＥＤ光源部６２は開口部２０１より露出されるが、ＬＥＤ光源部６２の周縁はフレーム２１によってヒートシンク主面７１の方向に押圧されるので、ＬＥＤカード６０の裏面とヒートシンク７０の主面７１とが良好に密着される。その結果、実施の形態１と同様に、優れた放熱効果が発揮される。
【００２９】
なお、本発明のＬＥＤ光源用ソケットの形状は四角形に限定するものではなく、例えば図４（ｂ）のソケット３０に示すように、円形フレーム３１中に開口部３０１を有し、ビス穴３０１〜３０３を備える構成としてもよい。
２−２．実施の形態３
図５に示す実施の形態３のソケット４０は、上記各実施の形態の効果に加えて、ＬＥＤカード６０の脱着が非常に容易であるメリットを有するものである。
【００３０】
すなわち当図に示すように、ソケット４０はステンレス鋼鈑をパンチ加工・曲げ加工してなるアッパーフレーム４１とロアフレーム４２とを組み合わせた構成を持ち、開口部４３を持つアッパーフレーム４１周囲に形成された複数のツメ４１１Ｌ、４１２Ｌ、４１３Ｌ、４１４Ｌ、４１１Ｒ、４１２Ｒ、４１３Ｒ、４１４Ｒ（４１１Ｒ、……は不図示）、が、ロアフレーム４２の主面端部に形成されたツメ４２２Ｌ、４２３Ｌ、４２４Ｌ、４２５Ｌ、４２２Ｒ、４２３Ｒ、４２４Ｒ、４２５Ｒ（４２２Ｒ、……は不図示）と嵌合し固定されている。アッパーフレーム４１の開口部４３左右両側裏面には弾性押圧部が配設されており、実施の形態１と同様の機構によって、バー４４Ｒ、４４Ｌ（４４Ｌは不図示）に支持された弾性接触部４４２Ｒ、４４２Ｌ（４４２Ｌは不図示）および弾性接触部４５１Ｒ、４５１Ｌ、電極端子ユニット４６の端子がそれぞれＬＥＤカード６０を押圧し、ＬＥＤカード６０の裏面をロアフレーム４２の主面に密着させる。ここで、ロアフレーム４２にはビス穴４２０Ｌ、４２１Ｌ、４２０Ｒ、４２１Ｒ（ビス穴４２０Ｒ、４２１Ｒは不図示）が穿孔されており、ビス８００〜８０３によってヒートシンク７０の主面７１に密着固定されるので、ＬＥＤカード６０の発熱はロアフレーム４２を介し、ヒートシンク７０に良好に伝熱され、高い放熱効果が発揮されることとなる。一方、前記開口部４３はその一辺が解放されているので、ソケット４０をビス８００〜８０３でヒートシンク７０に固定した後も、簡単にＬＥＤカード６０を脱着・交換できるといったメリットも合わせ持つ。
【００３１】
なお本実施の形態３では、ＬＥＤカード６０の良好な脱着を行うために、弾性押圧部４４Ｒ、４５Ｒ、４４Ｌ、４５Ｌによる押圧力が余り強くならないように注意する必要がある。
３．その他の事項
上記実施の形態では、８×８配列の計６４個にわたりＬＥＤ素子を集積してなるＬＥＤカードを用いる例について示したが、当然ながら本発明はこれに限定するものではなく、他の配列のＬＥＤカードを適用してもよい。また、ＬＥＤカードおよびソケットのサイズも上記例に限定せず、適宜変更してもよい。ＬＥＤカードの厚みも実施の形態に記載の１．２ｍｍに限らず、例えば１．０〜１．５ｍｍの範囲で設定してもよい。
【００３２】
また、本発明ではＬＥＤカードの裏面がフラットであり、ヒートシンクに対して密着しやすい形状のものであれば、高い効果が期待できる。このような裏面がフラットなＬＥＤカードは、ベアチップを用いて構成される場合が多いが、本発明ではベアチップに限らず、これ以外の形式のＬＥＤ素子（例えばＳＭＤ型（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ；面実装型））を用いたＬＥＤカードであっても、それなりの効果が期待できる。
【００３３】
さらに、上記実施の形態では、金属層６３１を持つＬＥＤカード６０を用いる例について記載したが、これは開口部１００の周縁に配した弾性押圧部１４Ｒ、１４Ｌ、１４ＣによってＬＥＤ光源部６２周縁を押圧したときに、ＬＥＤカード６０の裏面がヒートシンク７０側と密着する目的で、ＬＥＤカード６０の機械的強度を高めるために望ましい構成である。本発明に用いられるＬＥＤカード６０に対して前記金属層６３１を必ずしも配する必要はないが、ＬＥＤカード６０の放熱性・機械的強度を得るためには設けることが望ましい。
【００３４】
さらに、実施の形態３では、ロアフレーム４２とアッパーフレーム４１とを組み合わせる構成例を示したが、例えば図６の構成図に示すようにロアフレーム４２を廃し、アッパーフレーム４１にビス穴を穿孔した構成とし、これを直接ヒートシンク７０に固定するようにしてもよい。こうするとＬＥＤカード６０はヒートシンク７０と直接密着するので、より高い放熱効果が期待できる。
【００３５】
またＬＥＤカードについては、その裏面全面がヒートシンクやロアフレームと密着することが最も高い効果を得るために望ましいが、当該裏面の一部をヒートシンクやロアフレームと密着するようにしても、それなりの効果が望める。
さらに本発明のＬＥＤ光源用ソケットでは、ＬＥＤカード６０の給電端子６１ａ〜６１ｎのうちの一部の長さや位置を変更したり、ＬＥＤ光源用ソケット側の給電端子１６の長さや位置を部分的に変更して、各端子６１ａ〜６１ｎ、１６が互いに接触するタイミングをずらすことで、カード挿入の有無或いは電源ＯＮ／ＯＦＦを電気的に検知するような構造を備えてもよい。
【００３６】
或いは、ＬＥＤカード６０の光源部６２、給電端子６１ａ〜６１ｎ以外の部分に窪みを設け、ＬＥＤ光源用ソケットに配された弾性押圧体が前記窪みに勘合し落ち込むときのクリック感で、カード挿入を検知する構造としてもよい。
さらには、ＬＥＤカード６０の角部に切り欠きを設け、この切り欠きに対応するＬＥＤ光源用ソケット内部に凸状部を設けることで、ＬＥＤカード６０の誤挿入を防止する構成を持たせてもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上のことから明らかなように、本発明はＬＥＤ素子が実装されてなるカード型ＬＥＤモジュールに対して脱着可能であり、ヒートシンクに固定されるＬＥＤ光源用ソケットであって、前記ＬＥＤ光源用ソケットは前記カード型ＬＥＤモジュールのＬＥＤ光源部を露出させるための開口部を有し、当該開口部の周縁からカード型ＬＥＤモジュールの裏面をヒートシンク側に押圧する構成なので、カード型ＬＥＤモジュールはＬＥＤ光源用ソケットによって単に保持されるだけでなく、ＬＥＤ光源部周縁を中心にヒートシンク側に押圧されるので、カード型ＬＥＤモジュールの裏面がヒートシンク側と確実に密着する。その結果、カード型ＬＥＤモジュール上で発生した発熱が良好にヒートシンク側へ伝熱されるので、従来のように発熱が充満するのが回避され、温度上昇を抑えつつＬＥＤを発光させることができる。したがって、高温に弱い温度特性を持つＬＥＤでも高い輝度を発揮し、安定した駆動が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるＬＥＤ光源用ソケットの構成を示す図である。
【図２】ソケットの内部構成を示すソケット裏面図である。
【図３】本発明の効果を示すソケット断面図である。
【図４】本発明の別のソケット構成を示す図である。
【図５】本発明の別のソケット構成を示す図である。
【図６】本発明の別のソケット構成を示す図である。
【図７】ＬＥＤカードの構成を示す図である。
【符号の説明】
１、２０、３０、４０ ＬＥＤ光源用ソケット
１０ フレーム
１２Ｒ、１２Ｌ 固定脚
１４Ｒ、１４Ｌ、１４Ｃ 弾性押圧部
１５ 給電端子ユニット
１６ 給電端子
６２ ＬＥＤ光源部
６３ 基板
７０ ヒートシンク
１１０ 開口部
１５０ 端子保持部材（絶縁ハウジング）
１６１ａ〜１６１ｎ 外部接触部
１６２ａ〜１６２ｎ 弾性接触部（コンタクト）
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明用光源などに用いられるＬＥＤ光源のソケットに関し、特にＬＥＤの放熱対策の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
次世代の新しい光源として、ＬＥＤ（発光ダイオード）が注目されている。ＬＥＤは従来の一般的な光源の構成と異なり、フィラメントが不要なので長寿命であり、また非常に小型で薄く、コンパクトに製造できるといったメリットを持つ。このため、取付位置の制約軽減などの優れた特徴を発揮して、幅広い用途が期待されている。
【０００３】
具体的には、例えば特開昭６２−８４０３号公報には複数のスルーホール型ＬＥＤ素子を線状のリードフレームに保持し、このリードフレームを並設してなるＬＥＤ照明が開示されている。またリードフレームの代わりに、カード型基板上に面実装型ＬＥＤ素子を並設実装してなる「カード型ＬＥＤモジュール」を、これに対応するソケットに対して挿抜自在に装着できる技術がある。当該技術によれば、ソケットが配設された主基板上で、発光色や輝度の異なる種々のカード型ＬＥＤモジュールを場合に応じて交換し、装着することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−８４０３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ＬＥＤは用途の拡大に伴い、主に照明用途においては高輝度化が要求される傾向にあり、それを実現するために高集積・大電流駆動化が図られている。その結果、その発光量が増加すると、それに比例してＬＥＤの発熱量も増える。一般的な光源に比べるとＬＥＤの発熱量は平均的に少ないと言われているものの、それでもこのようなＬＥＤ素子が多数集積されたカード型ＬＥＤモジュールなどでは、その量が無視できなくなる。また、照明用途の性質上、長時間点灯が要求される場合もあるので、ＬＥＤの発熱量が多くなる。このようなことから、カード型モジュールをソケットに差すと、個々のＬＥＤからの発熱がソケット周辺に充満し、集中的な発熱が顕著になる。ＬＥＤの発光輝度は温度特性に依存する性質があるので、高温条件では所望の輝度が得られにくくなることもある。また、複数色のＬＥＤを組み合わせた場合、発光色によって異なる温度特性を示すこともあり、光色制御が困難になるといった課題もある。
【０００６】
以上の問題に対し上記公報では、リードフレームを放熱部材と組み合わせたり、前記ソケットを伝熱性に優れる金属材料で構成することで放熱効果を図る例が開示されているが、ＬＥＤが良好に発光するために、その発熱に対する十分な放熱対策がなされているとは言い難く、ＬＥＤ照明としては未だ改良の余地が見られる。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、発光時におけるＬＥＤの発熱を効果的に放熱させ、安定した駆動を行うことが可能なＬＥＤ光源用ソケットを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、ＬＥＤ素子が実装されてなるカード型ＬＥＤモジュールに対して脱着可能であり、ヒートシンクに固定されるＬＥＤ光源用ソケットであって、前記ＬＥＤ光源用ソケットは前記カード型ＬＥＤモジュールのＬＥＤ光源部を露出させるための開口部を有し、当該開口部の周縁からカード型ＬＥＤモジュールの裏面をヒートシンク側に押圧する構成とした。
【０００９】
このような構成によれば、カード型ＬＥＤモジュールはＬＥＤ光源用ソケットによって単に保持されるだけでなく、ＬＥＤ光源部周縁を中心にヒートシンク側に押圧されるので、カード型ＬＥＤモジュールの裏面がヒートシンク側と確実に密着する。その結果、カード型ＬＥＤモジュール上で発生した発熱が良好にヒートシンク側へ伝熱されるので、温度上昇を抑えつつＬＥＤを発光させることができる。したがって、高温に弱い温度特性を持つＬＥＤでも高い輝度を発揮し、安定した駆動が実現できる。
【００１０】
ＬＥＤ光源用ソケットの構成としては、前記ＬＥＤ光源用ソケットは、カード型ＬＥＤモジュールを被覆しつつ、当該カード型ＬＥＤモジュールを介してヒートシンクに固定される構成であって、カード型ＬＥＤモジュールと対向する、ＬＥＤ光源用ソケット裏側の開口部周辺には弾性押圧体が配設されており、これによってカード型ＬＥＤモジュールがヒートシンクに押圧される構成とすることができる。この構成によれば、カード型ＬＥＤモジュールはＬＥＤ光源用ソケットに被覆されながら直接ヒートシンク側と密着するので、高い放熱効果が期待できる。また、ＬＥＤ光源用ソケットに備えられた弾性押圧体によってカード型ＬＥＤモジュールがヒートシンク側に確実に押圧されるので、カード型ＬＥＤモジュールの裏面から効率よく放熱される効果も奏される。また弾性押圧体のたわみの設定により、所望の押圧力を得ることができる。
【００１１】
より具体的なＬＥＤ光源用ソケットの構成としては、枠状のフレームに、カード型ＬＥＤモジュール上に配設された端子と電気的に接続するための給電端子が配設された構成を有し、前記弾性押圧体は、前記フレームと一体形成されたものとすることができる。これにより部品点数を減らすことができるので、コスト削減が可能となる。
【００１２】
また、別のＬＥＤ光源用ソケットの構成例としては、前記ＬＥＤ光源用ソケットの開口部に、外部と連通する切り欠き領域が設けられており、当該ＬＥＤ光源用ソケットをヒートシンクに固定した状態で、前記切り欠き領域からカード型ＬＥＤモジュールが脱着可能な構成としてもよい。この構成によれば、カード型ＬＥＤモジュールの脱着がより簡単にできる。
【００１３】
さらに別のＬＥＤ光源用ソケットの構成例としては、ヒートシンクと密着するロアフレームと、当該ロアフレームに対してカード型ＬＥＤモジュールを保持しつつ固定される枠状のアッパーフレームを備えており、アッパーフレームに配された弾性押圧体によって、カード型ＬＥＤモジュールがロアフレーム表面に押圧されるとともに、当該ロアフレームがヒートシンクに密着固定される構成とすることができる。この構成によれば、カード型ＬＥＤモジュールはロアフレームを介し、ヒートシンクに対して間接的に押圧されるが、カード型ＬＥＤモジュールの発熱がヒートシンク側へ良好に伝熱されるので、高い放熱効果が期待できる。また、この構成を有するＬＥＤ光源用ソケットでは、ロアフレームをヒートシンクに固定した後でも、容易にカード型ＬＥＤモジュールを脱着できるという利点も兼ね備えている。
【００１４】
ここで前記フレーム、ロアフレーム、アッパーフレームは、それぞれ黄銅あるいはステンレスなどの伝熱性に優れる材料から構成するのが望ましい。
また、前記ＬＥＤ光源用ソケットのカード型ＬＥＤモジュールに対する押圧力としては、０．０５ｋｇ／ｃｍ２〜１ｋｇ／ｃｍ２の範囲とすることが望ましい。これは、上記ＬＥＤカード６０の全体で大体０．３ｋｇ〜６．７ｋｇの押圧力が掛けられることに相当する。この数値範囲は、最適な押圧効果が得られ、かつカード型ＬＥＤモジュールの基板強度を考慮したものである。
【００１５】
さらに前記給電端子には、電気伝導性に優れるリン青銅からなる複数のコンタクトを備えるのが望ましく、また当該コンタクトの弾性力を利用して、カード型ＬＥＤモジュールをヒートシンクに押圧する構成とするのが望ましい。
ここで前記ＬＥＤ光源用ソケットでは、例えばソケットとヒートシンクをビスにより固定する方法がある。この方法によれば、ビスを外すことでＬＥＤカードを比較的簡単に脱着・交換できるので望ましい。また、ビスの締め込み量によって、ソケットのＬＥＤカードに対する押圧量を調整することもできるメリットがある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
１．実施の形態１
１−１．ＬＥＤ光源用ソケットの構成
図１は本発明の一適用例である、実施の形態１におけるＬＥＤ光源用ソケット周辺の斜視図である。当図では、ＬＥＤ光源用ソケットとしてのカード型ＬＥＤモジュールソケット１（以下「ソケット１」と称す）、カード型ＬＥＤモジュール６０（以下「ＬＥＤカード６０」と称す）、ヒートシンク７０の構成を示している。
【００１７】
このうちヒートシンク７０は、伝熱性に優れる直方体の金属部材（ここではアルミニウム部材）からなり、一方の主面に多数の櫛歯状フィン７２が形成され、放熱効果が高められている。他方の主面７１（図中上面）にはソケット１を固定するビス８００〜８０３のためのビス穴７１０〜７１３（７１３は不図示）が穿孔されている。そして、前記ビス穴７１０、……に囲まれた主面７１中央部には、その位置に合わせてＬＥＤカード６０が載置される。なおＬＥＤカード６０の取り外し・交換は、前記ビス８００〜８０３を取り外すことで容易に行える。本発明のソケット１とヒートシンク７０との固定は、ビス８００〜８０３を用いる方法以外（例えばツメとこれに嵌合するタブを利用する方法）であってもよい。またヒートシンクの形状も、上記の直方体以外であってもよいが、少なくともＬＥＤカード６０の裏面が密着できるように反りは凹凸の少ないフラット面を有する形状が望ましい。
【００１８】
ＬＥＤカード６０は、ＬＥＤ光源部６２と給電端子６１ａ〜６１ｎが形成された厚み０．２ｍｍの実装層６３２に、放熱効果を高める目的で、厚み１．０ｍｍのアルミニウムなどの金属層６３１が積層された高放熱性メタルベース基板６３（サイズ例；縦２８．５ｍｍ×横２３．５ｍｍ×厚１．２ｍｍ）を持つ。図７はＬＥＤカードの構成を示す図である。当図７（ｂ）のカード断面図に示すように、ＬＥＤ光源部６２には一例として、直径２ｍｍの半球状外形を持つ樹脂レンズ内部に、ＬＥＤベアチップ６０１が正方形の８×８配列で計６４個にわたり実装され、各ＬＥＤベアチップ６０１の周囲に擂り鉢状斜面を有するアルミニウム反射板６０２が配置されている。各ＬＥＤベアチップ６０１は、当図７（ｃ）（ｄ）に示すように、ベアチップ６０１０が蛍光体および樹脂６０２０により塗布され、その上にシリコーン樹脂やエポキシ樹脂が充填されることによって樹脂レンズ６０３０が形成された構成を有する（ＬＥＤカード６０の詳細な構成については特願平２００１−２４２８５７に記載されている）。ここで、実装層６３２の幅はＬＥＤ光源部６２の幅より広くなっており、ＬＥＤ光源部６２の周囲に余白部分が確保されている。各ベアチップ６０１は互いに適宜直列・並列に配列されており、給電端子６１ａ〜６１ｎと電気的に接続される。また当該給電端子６１ａ〜６１ｎは、ソケット１側の給電端子１６における弾性接触部１６２ａ〜１６２ｎとそれぞれ接続されるようになっている。
【００１９】
ソケット１は、フレーム１０と、給電端子１６等とを組み合わせてなる。ソケット１の本体をなすフレーム１０は、放熱特性に優れる厚さ０．１ｍｍ〜０．５ｍｍのステンレス鋼鈑をプレスし、折り曲げ・切り起こし加工して形成されたものであって、ＬＥＤカード６０のＬＥＤ光源部６２のサイズに合わせた開口部１１０が設けられた主面１１と、主面１１の周囲からほぼ直角に切り起こされてなる固定脚１２Ｒ、１２Ｌ、および脚１３が配設されている。このうち固定脚１２Ｒ、１２Ｌは、さらにその先端が主面１１と平行に切り起こされ、ビス穴１２０Ｒ、１２１Ｒ、１２０Ｌ、１２１Ｌが穿孔されている。なお本ソケット１では、後述のように、開口部１１０の内部においても折り曲げ・切り起こし加工が施されている。フレーム１０の材料としては、ステンレス鋼鈑の他に黄銅等の放熱特性に優れるものを用いることができる。
【００２０】
図２は、ソケット１の詳細な構成を示すソケット裏面図である。当図のように、ソケット１の長方形状開口部１１０の縁に沿った内側には、フレーム１０と一体成形された板バネ構造体である、３個の弾性押圧部１４Ｒ、１４Ｌ、１４Ｃが形成されている。これらはともに開口部１１０の内側において、鋼鈑をＴ字型にパンチ加工した部分を折り曲げ、バー１４０Ｒ、１４０Ｌ、１４０Ｃとこれらに支持されるバー１４１Ｒ、１４１Ｌ、１４１Ｃ（１４０Ｌは不図示）と、前記バー１４１Ｒ、１４１Ｌ、１４１Ｃの各両端を円弧状に整えてなる押圧接触部１４２Ｒ、１４３Ｒ、１４２Ｌ、１４３Ｌ、１４２Ｃ、１４３Ｃとが形成された構成を持つ。ここでソケット１の厚み方向（Ｚ方向）高さは、詳細を後述するように、弾性押圧部１４Ｒ、１４Ｌ、１４ＣによってＬＥＤカード６０を確実にヒートシンク７０の主面７１に押圧するため、弾性押圧部１４Ｒ、１４Ｌ、１４ＣとＬＥＤカード６０の厚み方向（Ｚ方向）高さよりも若干小さくなるように設計されている。
【００２１】
一方、前記開口部１１０の一辺に合わせて、給電端子６１ａ〜６１ｎに対応する箇所には、ソケット１裏面から給電端子ユニット１５が配設されている。これは液晶ポリマー、または耐熱性難燃材料等である樹脂材料からなる端子保持部材１５０（絶縁ハウジング）に、電気伝導性、挿抜（挿入抜去）耐久性に優れるリン青銅からなる給電端子１６が保持された構成を持つ。このうち、開口部１１０側に突出した部分はソケット１厚み方向に反るように形成され、弾性押圧部１４Ｒ、１４Ｌ、１４ＣとともにＬＥＤカード６０をヒートシンク７０側へ押圧する作用をなす弾性接触部１６２ａ〜１６２ｎとなる。当該弾性接触部１６２ａ〜１６２ｎは、ＬＥＤカード６０の給電端子１６と電気的に接続するコンタクトとなる部分である。ソケット１の外側に突出した部分は外部からの電源供給を受けるための外部接触部１６１ａ〜１６１ｎとなる。この外部接触部１６１ａ〜１６１ｎには、これと接続可能な不図示のコネクタを介して公知のＬＥＤ発光回路が接続され、電力供給されるとともに適宜駆動される。
【００２２】
１−２．実施の形態１の効果
以上の構成を有するソケット１によれば、ＬＥＤカード６０はそのＬＥＤ光源部６２を開口部１００から露出し、固定脚１２Ｒ、１２Ｌ、および脚１３によってソケット１に内包・保持されながら、当該ソケット１ごとヒートシンク７０側に、ビス穴１２０Ｒ、１２１Ｒ、１２０Ｌ、１２１Ｌから複数のビス８００〜８０３で固定される。
【００２３】
そしてこのとき、ＬＥＤカード６０は押圧接触部１４２Ｒ、１４３Ｒ、１４２Ｌ、１４３Ｌ、１４２Ｃ、１４３Ｃおよび弾性接触部１６２ａ〜１６２ｎと接触する構造となり、３個の弾性押圧部１４Ｒ、１４Ｌ、１４Ｃおよび給電端子１６の弾性接触部１６２ａ〜１６２ｎの弾性力によって、確実にヒートシンク７０の主面７１に押圧される。このときＬＥＤカード６０は、前記３個の弾性押圧部１４Ｒ、１４Ｌ、１４Ｃによって、ＬＥＤカード６０全体で０．３ｋｇ〜６．７ｋｇ、すなわち約０．０５ｋｇ／ｃｍ２〜１ｋｇ／ｃｍ２の押圧力の範囲で固定される。この数値範囲は、最適な押圧効果が得られるとともに、基板６３の機械的強度を考慮したものである。これにより、金属層６３１が形成されたＬＥＤカード６０の背面は良好にヒートシンク７０と密着する。
【００２４】
そして、このようにＬＥＤカード６０がヒートシンク７０と密着することにより、図３の断面図に示すように、ＬＥＤカード６０裏の全面を利用して発熱がヒートシンク７０側に伝わる。ＬＥＤカード６０では照明用途の目的から、画面表示用などの用途における単純発光時よりも高輝度を得る必要があり、例えば上記ベアチップ６０１の場合、一個当たり４０ｍＡ程度の比較的大きな電流を供給するので、これに伴う発熱熱が問題となるが、本実施の形態１では非常に高い放熱効果が得られ、安定してＬＥＤを発光駆動させることができる。一般に、ＬＥＤの発光効率は温度上昇とともに低下する傾向が見られるので、本実施の形態１のように確実な放熱を行えば、ＬＥＤ素子を複数個にわたり高密度実装しても優れた発光効率を発揮することが可能となり、高温に弱い温度特性を持つＬＥＤを照明用光源として用いる場合に非常に有利となる。
【００２５】
一般にＬＥＤソケットでは、例えばＬＥＤカード６０のＬＥＤ光源部６２を露出させるために比較的大きな開口部１１０を設ける必要があり、このためＬＥＤカード６０をヒートシンク７０側へ押圧する手段の配設が基本的に困難な性質を有しているが、本実施の形態１では上記のように開口部１１０を配しながらも、当該開口部１１０周縁の部材を折り曲げ・切り起こし加工することで弾性押圧部１４Ｒ、１４Ｌ、１４Ｃを形成し、この問題を解決している。
【００２６】
また、本実施の形態１および後述の実施の形態２では、ソケット１または２０、３０とヒートシンク７０とをビス８００〜８０３により固定する構造なので、当該８００〜８０３の締め込み量を調整すると、ＬＥＤカード６０のヒートシンク７０に対する密着量を調整することができる。
２．その他の実施の形態
ここでは本発明の別の実施の形態について説明する。
【００２７】
２−１．実施の形態２
図４（ａ）に示す実施の形態２のソケット２０は、伝熱性に優れるアルミニウム部材から構成されたものであって、パンチ加工または削り出し加工された開口部２０１を持つ枠状フレームに、実施の形態１と同様の構成の電極端子ユニット２７が取り付けられた構造を有する。さらにフレーム下面には、ＬＥＤカード６０のサイズおよび厚み分に対応して段差・パターニングが施されており、確実にＬＥＤカード６０を内包・保持できるようになっている。本実施の形態２では、ソケット２０のフレーム自体がＬＥＤカード６０の光源部６２周縁を押圧する構成となっている。ヒートシンクとしては、前記ヒートシンク７０の構成のものを用いることができる。
【００２８】
このような構成を持つ実施の形態２のソケット２０によれば、使用時には、フレーム２１の下方面にＬＥＤ光源用カード６０が配される。そして、当図中に示されるフレーム突出部２２〜２５のビス穴２２０〜２５０を利用し、ＬＥＤカード６０がヒートシンクに固定される。このとき、ＬＥＤカード６０のＬＥＤ光源部６２は開口部２０１より露出されるが、ＬＥＤ光源部６２の周縁はフレーム２１によってヒートシンク主面７１の方向に押圧されるので、ＬＥＤカード６０の裏面とヒートシンク７０の主面７１とが良好に密着される。その結果、実施の形態１と同様に、優れた放熱効果が発揮される。
【００２９】
なお、本発明のＬＥＤ光源用ソケットの形状は四角形に限定するものではなく、例えば図４（ｂ）のソケット３０に示すように、円形フレーム３１中に開口部３０１を有し、ビス穴３０１〜３０３を備える構成としてもよい。
２−２．実施の形態３
図５に示す実施の形態３のソケット４０は、上記各実施の形態の効果に加えて、ＬＥＤカード６０の脱着が非常に容易であるメリットを有するものである。
【００３０】
すなわち当図に示すように、ソケット４０はステンレス鋼鈑をパンチ加工・曲げ加工してなるアッパーフレーム４１とロアフレーム４２とを組み合わせた構成を持ち、開口部４３を持つアッパーフレーム４１周囲に形成された複数のツメ４１１Ｌ、４１２Ｌ、４１３Ｌ、４１４Ｌ、４１１Ｒ、４１２Ｒ、４１３Ｒ、４１４Ｒ（４１１Ｒ、……は不図示）、が、ロアフレーム４２の主面端部に形成されたツメ４２２Ｌ、４２３Ｌ、４２４Ｌ、４２５Ｌ、４２２Ｒ、４２３Ｒ、４２４Ｒ、４２５Ｒ（４２２Ｒ、……は不図示）と嵌合し固定されている。アッパーフレーム４１の開口部４３左右両側裏面には弾性押圧部が配設されており、実施の形態１と同様の機構によって、バー４４Ｒ、４４Ｌ（４４Ｌは不図示）に支持された弾性接触部４４２Ｒ、４４２Ｌ（４４２Ｌは不図示）および弾性接触部４５１Ｒ、４５１Ｌ、電極端子ユニット４６の端子がそれぞれＬＥＤカード６０を押圧し、ＬＥＤカード６０の裏面をロアフレーム４２の主面に密着させる。ここで、ロアフレーム４２にはビス穴４２０Ｌ、４２１Ｌ、４２０Ｒ、４２１Ｒ（ビス穴４２０Ｒ、４２１Ｒは不図示）が穿孔されており、ビス８００〜８０３によってヒートシンク７０の主面７１に密着固定されるので、ＬＥＤカード６０の発熱はロアフレーム４２を介し、ヒートシンク７０に良好に伝熱され、高い放熱効果が発揮されることとなる。一方、前記開口部４３はその一辺が解放されているので、ソケット４０をビス８００〜８０３でヒートシンク７０に固定した後も、簡単にＬＥＤカード６０を脱着・交換できるといったメリットも合わせ持つ。
【００３１】
なお本実施の形態３では、ＬＥＤカード６０の良好な脱着を行うために、弾性押圧部４４Ｒ、４５Ｒ、４４Ｌ、４５Ｌによる押圧力が余り強くならないように注意する必要がある。
３．その他の事項
上記実施の形態では、８×８配列の計６４個にわたりＬＥＤ素子を集積してなるＬＥＤカードを用いる例について示したが、当然ながら本発明はこれに限定するものではなく、他の配列のＬＥＤカードを適用してもよい。また、ＬＥＤカードおよびソケットのサイズも上記例に限定せず、適宜変更してもよい。ＬＥＤカードの厚みも実施の形態に記載の１．２ｍｍに限らず、例えば１．０〜１．５ｍｍの範囲で設定してもよい。
【００３２】
また、本発明ではＬＥＤカードの裏面がフラットであり、ヒートシンクに対して密着しやすい形状のものであれば、高い効果が期待できる。このような裏面がフラットなＬＥＤカードは、ベアチップを用いて構成される場合が多いが、本発明ではベアチップに限らず、これ以外の形式のＬＥＤ素子（例えばＳＭＤ型（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ；面実装型））を用いたＬＥＤカードであっても、それなりの効果が期待できる。
【００３３】
さらに、上記実施の形態では、金属層６３１を持つＬＥＤカード６０を用いる例について記載したが、これは開口部１００の周縁に配した弾性押圧部１４Ｒ、１４Ｌ、１４ＣによってＬＥＤ光源部６２周縁を押圧したときに、ＬＥＤカード６０の裏面がヒートシンク７０側と密着する目的で、ＬＥＤカード６０の機械的強度を高めるために望ましい構成である。本発明に用いられるＬＥＤカード６０に対して前記金属層６３１を必ずしも配する必要はないが、ＬＥＤカード６０の放熱性・機械的強度を得るためには設けることが望ましい。
【００３４】
さらに、実施の形態３では、ロアフレーム４２とアッパーフレーム４１とを組み合わせる構成例を示したが、例えば図６の構成図に示すようにロアフレーム４２を廃し、アッパーフレーム４１にビス穴を穿孔した構成とし、これを直接ヒートシンク７０に固定するようにしてもよい。こうするとＬＥＤカード６０はヒートシンク７０と直接密着するので、より高い放熱効果が期待できる。
【００３５】
またＬＥＤカードについては、その裏面全面がヒートシンクやロアフレームと密着することが最も高い効果を得るために望ましいが、当該裏面の一部をヒートシンクやロアフレームと密着するようにしても、それなりの効果が望める。
さらに本発明のＬＥＤ光源用ソケットでは、ＬＥＤカード６０の給電端子６１ａ〜６１ｎのうちの一部の長さや位置を変更したり、ＬＥＤ光源用ソケット側の給電端子１６の長さや位置を部分的に変更して、各端子６１ａ〜６１ｎ、１６が互いに接触するタイミングをずらすことで、カード挿入の有無或いは電源ＯＮ／ＯＦＦを電気的に検知するような構造を備えてもよい。
【００３６】
或いは、ＬＥＤカード６０の光源部６２、給電端子６１ａ〜６１ｎ以外の部分に窪みを設け、ＬＥＤ光源用ソケットに配された弾性押圧体が前記窪みに勘合し落ち込むときのクリック感で、カード挿入を検知する構造としてもよい。
さらには、ＬＥＤカード６０の角部に切り欠きを設け、この切り欠きに対応するＬＥＤ光源用ソケット内部に凸状部を設けることで、ＬＥＤカード６０の誤挿入を防止する構成を持たせてもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上のことから明らかなように、本発明はＬＥＤ素子が実装されてなるカード型ＬＥＤモジュールに対して脱着可能であり、ヒートシンクに固定されるＬＥＤ光源用ソケットであって、前記ＬＥＤ光源用ソケットは前記カード型ＬＥＤモジュールのＬＥＤ光源部を露出させるための開口部を有し、当該開口部の周縁からカード型ＬＥＤモジュールの裏面をヒートシンク側に押圧する構成なので、カード型ＬＥＤモジュールはＬＥＤ光源用ソケットによって単に保持されるだけでなく、ＬＥＤ光源部周縁を中心にヒートシンク側に押圧されるので、カード型ＬＥＤモジュールの裏面がヒートシンク側と確実に密着する。その結果、カード型ＬＥＤモジュール上で発生した発熱が良好にヒートシンク側へ伝熱されるので、従来のように発熱が充満するのが回避され、温度上昇を抑えつつＬＥＤを発光させることができる。したがって、高温に弱い温度特性を持つＬＥＤでも高い輝度を発揮し、安定した駆動が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるＬＥＤ光源用ソケットの構成を示す図である。
【図２】ソケットの内部構成を示すソケット裏面図である。
【図３】本発明の効果を示すソケット断面図である。
【図４】本発明の別のソケット構成を示す図である。
【図５】本発明の別のソケット構成を示す図である。
【図６】本発明の別のソケット構成を示す図である。
【図７】ＬＥＤカードの構成を示す図である。
【符号の説明】
１、２０、３０、４０ ＬＥＤ光源用ソケット
１０ フレーム
１２Ｒ、１２Ｌ 固定脚
１４Ｒ、１４Ｌ、１４Ｃ 弾性押圧部
１５ 給電端子ユニット
１６ 給電端子
６２ ＬＥＤ光源部
６３ 基板
７０ ヒートシンク
１１０ 開口部
１５０ 端子保持部材（絶縁ハウジング）
１６１ａ〜１６１ｎ 外部接触部
１６２ａ〜１６２ｎ 弾性接触部（コンタクト）
Claims (9)
- ＬＥＤ素子が実装されてなるカード型ＬＥＤモジュールに対して脱着可能であり、ヒートシンクに固定されるＬＥＤ光源用ソケットであって、
前記ＬＥＤ光源用ソケットは前記カード型ＬＥＤモジュールのＬＥＤ光源部を露出させるための開口部を有し、当該開口部の周縁からカード型ＬＥＤモジュールの裏面をヒートシンク側に押圧する構成であることを特徴とするＬＥＤ光源用ソケット。 - 前記ＬＥＤ光源用ソケットは、カード型ＬＥＤモジュールを被覆しつつ、当該カード型ＬＥＤモジュールを介してヒートシンクに固定される構成であって、
カード型ＬＥＤモジュールと対向する、ＬＥＤ光源用ソケット裏側の開口部周辺には弾性押圧体が配設されており、これによってカード型ＬＥＤモジュールがヒートシンクに押圧される構成であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ光源用ソケット。 - 前記ＬＥＤ光源用ソケットの開口部に、外部と連通する切り欠き領域が設けられており、当該ＬＥＤ光源用ソケットをヒートシンクに固定した状態で、前記切り欠き領域からカード型ＬＥＤモジュールが脱着可能な構成であることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ光源用ソケット。
- 前記弾性押圧体は、前記フレームと一体形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載のＬＥＤ光源用ソケット。
- 前記ＬＥＤ光源用ソケットは、ヒートシンクと密着するロアフレームと、当該ロアフレームに対してカード型ＬＥＤモジュールを保持しつつ固定される枠状のアッパーフレームを備えており、
アッパーフレームに配された弾性押圧体によって、カード型ＬＥＤモジュールがロアフレーム表面に押圧されるとともに、当該ロアフレームがヒートシンクに密着固定される構成であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ光源用ソケット。 - 前記フレーム、ロアフレーム、アッパーフレームは、それぞれ黄銅あるいはステンレスからなることを特徴とする請求項４または５に記載のＬＥＤ光源用ソケット。
- 前記ＬＥＤ光源用ソケットのカード型ＬＥＤモジュールに対する押圧力は０．０５ｋｇ／ｃｍ２〜１ｋｇ／ｃｍ２の範囲であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のＬＥＤ光源用ソケット。
- 前記給電端子には、リン青銅からなる複数のコンタクトが備えられており、当該コンタクトの弾性力によってカード型ＬＥＤモジュールをヒートシンクに押圧する構成であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のＬＥＤ光源用ソケット。
- 前記ＬＥＤ光源用ソケットは、ヒートシンクとビスにより固定されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のＬＥＤ光源用ソケット。
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