JP2005032483A - Led照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電線を使用しなくても隣り合うLEDチップモジュールを電気的に接続することができ、また、LEDチップモジュールの増設やメンテナンス時の取り外しを容易に行うことができるLED照明装置を提供する。
【解決手段】チップベース12と、チップベース12に固定されたプリント回路体45と、チップベース12に合体されプリント回路体45を覆うチップカバーとを備えたLEDチップモジュールが、複数直列に連結されてなるLED照明装置であって、隣り合う増設側LEDチップモジュールのプリント回路体45を、このプリント回路体45の端子部49aを挟持する一対のばね片からなる挟持部39,39を両側に有する中継端子37で相互に接続する。カバーの一方に連結用の係止を設け、カバーの他方にこの係止部に係合する被係止部が設け、隣り合う増設側LEDチップモジュールを相互に連結する。
【選択図】 図2
【解決手段】チップベース12と、チップベース12に固定されたプリント回路体45と、チップベース12に合体されプリント回路体45を覆うチップカバーとを備えたLEDチップモジュールが、複数直列に連結されてなるLED照明装置であって、隣り合う増設側LEDチップモジュールのプリント回路体45を、このプリント回路体45の端子部49aを挟持する一対のばね片からなる挟持部39,39を両側に有する中継端子37で相互に接続する。カバーの一方に連結用の係止を設け、カバーの他方にこの係止部に係合する被係止部が設け、隣り合う増設側LEDチップモジュールを相互に連結する。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の室内灯やマップライトなどに用いられて車室内を照らしたり、コンソールボックスやグローブボックス、小物収容ポケットや灰皿などの小物入れの内部を照らしたり、カップホルダ自体を照らしたり、足下を照らしたりする小型のLED照明装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図7は従来の照明装置の一例を示すものである(特許文献1)。
【0003】
この従来例は、コンソールボックス66などの小物入れの内部を低消費電力で適度な明るさに照らすことができる照明装置60を提供したものであり、ランプ本体61と、ランプ本体61に取り付けられた基板63と、基板63を覆うレンズ65とを備えたことを特徴とするものである。
【0004】
ランプ本体61は、合成樹脂材料から全体が箱形状に形成されたものである。ランプ本体61の下側部分には、照明装置60をコンソールボックス66の壁面に取り付けるための取付部62を有している。ランプ本体61には、基板63及びレンズ65がそれぞれ係止手段により固定保持されている。
【0005】
基板63には、複数のLEDチップ64が実装されている。LEDチップ64は、直線状に配列されており、分岐線66を介してオルタネータおよびバッテリと接続され、線状に発光されるようになっている。基板63には、図示しないノイズ防止用の整流ダイオードや電流制限抵抗などの電子部品も実装されている。
【0006】
レンズ65は、光透過性のよい合成樹脂材料から箱状に形成されている。このため、LEDチップ64から照射される光が、レンズ65を透過することにより集光されて、コンソールボックス66内が明るく照らされるようになっている。
【0007】
このような構成によれば、LEDチップ64が多数実装されているから、小物入れの内部を十分な明るさに照らすことができ、かつ、消費電力の低い照明装置を提供することができる。
【0008】
図8は、従来の照明装置の他の一例として、第2の従来例を示したものである。この従来例は、前記第1の従来例と同様にして、コンソールボックスやグローブボックスなどの小物入れに取り付けられる照明装置70に関するものである。照明装置70は、車内に配索されるワイヤハーネス75に、ジョイントコネクタ71、分岐線72及びモジュール側コネクタ73を介していわゆるバス型接続されている。
【0009】
照明装置70を増設する場合は、ジョイントコネクタ71、分岐線72、モジュール側コネクタ73を新たに用意するとともに、それらを接続し、他の照明装置70と同様にしてワイヤハーネス75に沿って並列に並べられる。
【0010】
しかしながら、上記第1、2の従来例にあっては、以下の問題点がある。
【0011】
第1の従来例では、一枚の基板63に複数のLEDチップ64が取り付けられているため、ランプ本体61が大きくなり、スペースの狭い小物入れに取り付けることができないという問題がある。例えば、灰皿やカップホルダなどには、取り付けることができない場合がある。
【0012】
照明装置60が、灰皿やカップホルダなどの小物入れに用いられる場合は、高照度を必要としないため少数のLEDチップ64を備えれば十分であり、他方、照明装置60が、室内灯やマップライトなどに用いられる場合には、高照度が必要であるため多数のLEDチップ64を備える必要がある。このように、基板63に搭載されるLEDチップ64の数は、小物入れのサイズや照らされる場所で必要とされる照度によって変更されるべきものであるが、前記照明装置60は、LEDチップ64の増加や縮小にフレキシブルに対応することができず、照明設計の自由度が小さく、また、新たにランプ本体61、基板63、レンズ65などを作り直すとすれば、金型費用などを含めたトータルコストが嵩むという問題もある。
【0013】
第2の従来例は、照明装置70が分岐線72とコネクタ接続されるものであるため、接続作業が容易であるという利点があるものの、照明装置70を増設するのが容易ではないという問題や、照明装置70を小型化することができず、小物入れなどに取り付けることができないという問題がある。また、照明装置70は、ワイヤハーネス75にジョイントコネクタ71、分岐線72及びモジュール側コネクタ73を介して接続されたものであり、部品点数が多くなり、トータルコストが嵩むという問題もある。
【0014】
【特許文献1】
特開平9−272377号公報(第2−4頁、第1図)
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した点に鑑み、電線を使用しなくても隣り合うLEDチップモジュールを電気的に接続することができ、また、LEDチップモジュールの増設(取り付け)やメンテナンス時の取り外しを容易に行うことができ、狭いスペースにも取り付けることができるLED照明装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、ベースと、該ベースに固定された回路体と、該ベースに合体され該回路体を覆うカバーとを備えたLEDチップモジュールが、少なくとも二つ以上直列に連結されてなるLED照明装置であって、隣り合う前記LEDチップモジュールの前記回路体が、両側に端子接続部を有する中継端子により導通されたことを特徴とする。
上記構成によれば、複数のLEDチップモジュールが直列に連結されるから、被照明物に応じてLEDの照度を適宜調整することが可能となり、照明設計の自由度が向上する。また、隣り合うLEDチップモジュールの回路体同士が、中継端子により導通されるから、電線を不要とすることができる。さらに、電線の余長部分が外部に露出することもなく、LED照明装置の周囲が開放される。
【0017】
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載のLED照明装置において、前記中継端子の両側の前記端子接続部の間に、電線接続部が形成されたことを特徴とする。
上記構成によれば、中継端子に電線接続部が形成されることで、部品点数を増やすことなく、LEDチップモジュールの構造を複雑化することなく、電線を接続することができる。そして、この電線を介してLED照明装置にバッテリからの電源が供給されるようになっている。
【0018】
また、請求項3記載の発明は、請求項2記載のLED照明装置において、前記電線接続部が、一対の圧接刃の間にY字状のスロットが形成された電線圧接部であることを特徴とする。
上記構成によれば、電線の絶縁被覆を皮剥きすることなく、電線を中継端子に接続することができる。
【0019】
また、請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載のLED照明装置において、前記端子接続部が一対のばね片からなる挟持部であることを特徴とする。
上記構成によれば、挟持部に回路体の端子部を押し込むことで、中継端子と端子部の接続を容易に行うことができる。また、ばね片は振動を吸収する性質を有するから、接触信頼性を高めることができる。
【0020】
また、請求項5記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載のLED照明装置において、前記カバーの一方に連結用の係止部が設けられ、該カバーの他方に該係止部に係合する被係止部が設けられたことを特徴とする。
上記構成によれば、カバーの係止部がベースの被係止部に係合することにより、隣り合うLEDチップモジュールが外れることなく複数連結される。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の具体例を図面を用いて詳細に説明する。
図1〜図6は、本発明に係るLED照明装置の一実施形態を示すものである。
【0022】
LED(Light Emitting Diode、発光ダイオード)照明装置10は、2芯のフラット電線35に接続された上流側に位置するLEDチップモジュール11に、下流側(増設側)のLEDチップモジュール11を複数直列に連結させたものであり、自動車の室内灯やマップライトなどに用いられて車室内を照らしたり、コンソールボックスやグローブボックス、小物収容ポケットなどの小物入れの内部を照らしたりする小型の照明装置である。
【0023】
個体としてのLEDチップモジュール11は、ケース(12,25)内に一つの光源用LEDチップ47を有し、外部から電源が供給されることによりLEDチップ47が点灯し、ケース(12,25)に形成された投光窓27から光が外部に照射されるようになっている。LEDチップモジュール11を複数連結させると、LEDチップ11の照度が向上し、被照明物を明るく照らすことができる。連結されるLEDチップモジュール11の数は、被照明物のサイズや照らされる場所や取付スペースの大きさによって適宜調整される。
【0024】
本発明に係るLED照明装置10は、電線(フラット電線35)を使用しなくても隣り合うLEDチップモジュール11を電気的に接続することができ、また、LEDチップモジュール11の増設(取り付け)やメンテナンス時の取り外しを容易に行うことができものであり、チップベース(ベース)12と、チップベース12に固定されたプリント回路体(回路体)45と、チップベース12に合体されプリント回路体45を覆うチップカバー(カバー)25とを備えたLEDチップモジュール11が、複数直列に連結されてなるLED照明装置10であって、隣り合うLEDチップモジュール11,11のプリント回路体45同士が、一対のばね片40,41からなる挟持部(端子接続部)39,39を両側に有する中継端子37で接続されたことを第1の特徴とするものである。また、中継端子37の両側の挟持部39,39の間に、電線と接続される電線圧接部43が形成されたことを有効とするものである。
【0025】
また、LED照明装置10は、チップカバー25の一方に連結用の係止突起(係止部)31が設けられ、チップカバー25の他方に係止突起31に係合する間口部(被係止部)33が設けられたことを第2の特徴とするものである。
【0026】
以下に、LED照明装置10の主要構成部分及びその作用について、詳細に説明する。
LED照明装置10は、フラット電線35を介してバッテリから電源の供給を受ける上流側に位置するLEDチップモジュール11と、中継端子37を介して上流側のLEDチップモジュール11に接続される下流側に位置する複数のLEDチップモジュール11とから構成されている。フラット電線35の上流側には、図示しないジャンクションボックスおよび図示しないジョイントコネクタが接続されている。
【0027】
例えば、ジャンクションボックスは、図示しないワイヤハーネス(幹線)を介してバッテリに接続され、ジョイントコネクタはワイヤハーネスを介してジャンクションボックスに接続されている。そして、上流側のLEDチップモジュール11は、ワイヤハーネスから分岐されたフラット電線35を介してジョイントコネクタに接続されている。なお、ジャンクションボックスが、ワイヤハーネスを分岐する機能を有するものであれば、ジョイントコネクタを設けずに、フラット電線35をジャンクションボックスから分岐させることも可能である。
【0028】
ジャンクションボックスは、既存の電気接続箱であり、例えば合成樹脂製のケース内に配線板を有するとともに、配線板に搭載されたコネクタやリレーやヒューズなどの電気部品を備えたものである。このようなジャンクションボックスは、例えば自動車のエンジンルームやインストルメントパネル廻りに配置される。ジョイントコネクタは、ジャンクションブロックより下流側の例えばフロントピラーやその近傍に配置される。
【0029】
フラット電線35(図4)は、プラス側の一本の絶縁被覆電線(電源線35a)と、マイナス側の一本の絶縁被覆電線(グランド線35b)とが中間のフラット絶縁帯35cで平行に連結されたものであり、二本の電線35a,35bはフラット絶縁帯35cから所望の位置で切り離し可能になっている。フラット電線35は、その端側が切り離され、絶縁被覆が皮剥きされないままで、プラス側とマイナス側の中継端子37の電線圧接部43に圧接されるようになっている。
【0030】
図5に示すように、中継端子37は、導電性基板が打ち抜き・折り曲げられ、一体に形成されたものであり、長手方向の一方に上下一対のばね片40,41からなる挟持部39を有し、他方にも同様にして挟持部39を有している。上側のばね片40は、水平な基板38に続く基部40aと、基部40aに続き外向きに湾曲形成されたばね部40bと、ばね部40bに続き下向きに湾曲形成された先端部40cとから構成されている。下側のばね片41は、基板38に続き下向きにUターン状に折り返された基部41aと、基部41aに続くばね部41bと、ばね部41bに続く先端部41cとからなっている。上下のばね片40,41は対向して形成されており、相対向する先端部40c,41cの間隔が狭くなっている。先端部40c,41cの間にプリント回路体45の端子部49aが押し込まれ、一対のばね片40,41のばね力により、端子部49aが挟持されるようになっている。先端部40c,41cの内面は、端子部49aに対する接触面となっている。
【0031】
両側の挟持部39,39の間で、基板38の両側には、一対の圧接刃43a,43aからなる電線圧接部43が起立形成されている。両側の電線圧接部43,43は、対向して位置している。一対の圧接刃43a,43aの間にY字状のスロット44が形成されている。両側に切り離された電源線35aとグランド線35bは、スロット44に圧入されつつ、絶縁被覆が切り裂かれ、芯線が一対の圧接刃43a,43aの間に挟持されるようになっている。
【0032】
また、基板38の両側には、下向きに折り曲げられた固定片42が形成されている。固定片42の先端側は、碇状の係止部42aが形成されており、この係止部42aがチップベース12に形成された係止孔22(図4)に係合することにより、中継端子37が外れることなく固定されるようになっている。
【0033】
図4に示すように、チップベース12には、電源線35aとグランド線35bとに接続される2つの中継端子37,37が固定されている。中継端子37には、一種類の端子が用いられており、中継端子37が反対向きに取り付けられることで、各端子37の電線圧接部43が互い違いになり、電源線35aとグランド線35bとが離れて短絡しないようになっている。
【0034】
なお、図2に示すように、フラット電線35は、上流側に位置するLEDチップモジュール11の中継端子37に接続されるが、上流側のLEDチップモジュール11に連結される下流側のLEDチップモジュール11の中継端子37には接続されないようになっている。すなわち、下流側のLEDチップモジュール11は、中継端子37を介して上流側のLEDチップモジュール11に導通されるようになっている。
【0035】
LEDチップモジュール11は、チップベース12と、LEDチップ47が実装されたプリント回路体45と、チップカバー25とを備えている。チップベース12とチップカバー25とで箱状のケースが形成されている。
【0036】
図4(図2)に示すように、チップベース12は、絶縁性の合成樹脂材料で成形されたものであり、矩形板状をなしている。このチップベース12には、プリント基板46を保持する複数の係止部13,14と、カバー用係止部15と、カバー位置決め用の立壁16と、基板支持部18と、電線圧接部43の倒れ防止用リブ19,20がそれぞれ上向きに突出形成されている。また、チップベース12の前側には、チップカバー25の枠壁30と対向する位置で、中継端子37の前側の挟持部39を保護する突板部21が形成されている。
【0037】
複数の係止部13,14は、プリント基板46が上方へ抜け出すのを防止する3つのフック状係止部13,13,13と、プリント基板46がスライド反対方向へ抜け出すのを防止する2つの突起状係止部14,14であり、これらの係止部13,14は、プリント基板46の縁部に沿うようにコ字状に配置され、プリント基板46を四方に動かないよう固定している。プリント基板46は、係止部13,14が設けられていないチップベース12の後方からスライド挿入されるようになっている。なお、本明細書における前後方向および幅方向は、プリント基板46の挿入方向と定め、前側を中継端子37の位置する側または突板部12の位置する側と定め、中継端子37の並ぶ方向を幅方向と定めることとする。
【0038】
カバー用係止部15は、チップカバー25の係止溝32に対応する位置で、チップベース12の縁側に4つ設けられている。各カバー用係止部15は、真直に起立しており、先端側に爪部15aが外向きに形成されている。爪部15aが係止溝32に係合することで、チップベース12とチップカバー25とが係止されるようになっている(図3)。
【0039】
立壁16は、チップベース12の後端側に起立形成されている。一対の立壁16,16の間隔は、プリント基板46が挿通される程度の寸法に形成されている。立壁16の外面に、チップカバー25の間口部33が当接することで、チップカバー25の幅方向の位置決めが行われるようになっている。
【0040】
基板支持部18は、プリント基板46を支持するものであり、3箇所に形成されている(図4には、2つの基板支持部18が示されている)。プリント基板46は、基板支持部18に支持されることで、放熱性が向上し、LEDチップ47の発光効率が低下しないようになっている。
【0041】
倒れ防止用リブ19,20は、中継端子37の側部に起立連成された電線圧接部43の倒れを防止する補強リブであり、電源線35aおよびグランド線35bを挿通させるスロット19a,20aを有している。各一対の倒れ防止用リブ19,20は、互い違いに形成されている。これにより、電源線35aおよびグランド線35bが電線圧接部43のY字状のスロット44の間にスムーズに圧入され、圧接作業性が向上するようになっている。
【0042】
プリント回路体45は、絶縁性のプリント基板46と、基板46に印刷された配線導体49と、配線導体49にはんだ付けされたLEDチップ47と、定電流ダイオード48とから構成されている。プリント基板46は、紙基材エポキシ樹脂、ガラス布基材エポキシ樹脂やガラス布・紙複合基材エポキシ樹脂等が適用される。所定の回路パターンを形成する配線導体49には、厚さ数10μmの導電性金属箔、例えば銅箔等が適用される。配線導体49は、二色成形や接着等により、プリント基板46に形成されたものであってもよい。プリント基板46の前側及び後側に形成された配線導体49は、中継端子37に接続される端子部49aである(図4には、後側に形成された配線導体49および端子部49aが示されている)。
【0043】
LEDチップ47は、裏面に正負2極の端子(図示せず)を有する表面実装型の白色発光ダイオードである。本実施形態では、定格電流20mA、定格電圧3.5VのLEDチップ47が用いられている。バッテリ電圧は、定電流ダイオード48により減圧されて、定格電圧3.5Vに調整されるようになっている。定電流ダイオード48は、自動車などのように電圧が変動する場合に有効であるが、電圧が変動しない場合は、電流制限抵抗を用いることもできる。なお、本発明は、上記LEDチップ47に制約するものではなく、種々の出力のLEDチップを用いることができる。また、表面実装型のLEDチップ47に制約するものでもなく、砲弾型のLEDチップを用いることもできる。
【0044】
図6(図3)に示すように、チップカバー25は、樹脂成形により矩形箱状に形成され、天井壁26と、天井壁26の縁部に直交して連なる周壁29とから構成されている。下部(図では、上下が逆に示されている)は開口形成されており、プリント回路体45が覆われるようになっている。天井壁26には、LEDチップ47の光を外側に放出させる投光窓27と、後側の周壁29の間口部33に続く切欠部28が形成されている。
【0045】
間口部33は、連結される相手側チップカバー25の枠壁30が進入可能な寸法に形成されている。内面は、係止突起31に対する被係止面33aとなっている。すなわち、LEDチップモジュール11の連結時に、相手側チップカバー25の枠壁30に形成された係止突起31の係止面31bが、間口部33の被係止面33aに当接することにより、LEDチップモジュール11が複数直列に連結されるようになっている。
【0046】
前側の周壁29には、連結時に切欠部28に進入する矩形状の枠壁30が突出形成されている。枠壁30の両側には、傾斜面31aと垂直な係止面31bとを有する連結用の係止突起31が形成されている。
【0047】
両側の周壁29には、係止溝32が形成されている。係止溝32は、チップベース12のカバー用係止部15に対応して位置し、周壁29と天井壁26の交差部に形成されている。チップベース12にチップカバー25を合体させると、カバー用係止部15の爪部15aが係止溝32に係合して、チップカバー25が外れないようになっている。
【0048】
このように本実施形態によれば、チップベース12に取り付けられたプリント回路体45がチップカバー25で覆われることで、電子部品としてのLEDチップ47や定電流ダイオード48などが保護され、電気的接続の信頼性が維持される。連結されるLEDチップモジュール11の数を増減することで、LED照明装置の照度を適度に調整することが可能となり、照明設計の自由度が向上する。複数直列に連結されたLEDチップモジュール11が、中継端子37により導通されるから、増設側のLEDチップモジュール11に対するフラット電線35が不要となり、電線接続作業やはんだ付け作業といった手間と時間のかかる作業をすることなく、LEDチップモジュール11の増設をすることができる。LEDチップモジュール11の構造が簡素化し、小型化・軽量化を図ることもできる。
【0049】
なお、本発明は、本実施形態に制約されるものではなく、本発明の骨子を逸脱しない範囲で次のように変更することも可能である。プリント回路体45に代えて、ブスバー回路体を用いることや、リード線で形成された回路体を用いることもできる。ブスバー回路体を用いた場合は、回路導体としてのブスバーにタブ状の雄端子を突出形成し、この雄端子を挟持部39で挟持することもできる。また、電線圧接部43を、一対の圧着片を有する電線圧着部に代えることもできる。また、クリップ状の挟持部39を、音叉状の挟持部とすることもできる。LEDチップモジュール11の連結手段として、チップカバー25に係止部としての凹部を設け、チップベース12に凹部に係合する凸部を設けたり、他の連結手段を適用したりすることもできる。
【0050】
【発明の効果】
以上の如く、請求項1記載の発明によれば、隣り合うLEDチップモジュールの回路体同士が、中継端子により導通されるから、電線が不要となり、電線接続作業やはんだ付け作業といった手間と時間のかかる作業をすることなく、LEDチップモジュールの増設をすることができる。また、電線の余長部分が外部に露出することもなく、LED照明装置の周囲のスペースが開放され、狭いスペースにも取り付けることが可能となる。
【0051】
また、請求項2記載の発明によれば、中継端子に電線接続部が形成されることで、部品点数を増やすことなく、LEDチップモジュールの構造を複雑化することなく、電線を接続することができる。したがって、LED照明装置をコンパクトにすることができる。
【0052】
また、請求項3記載の発明によれば、電線接続部が電線圧接部であるから、電線の絶縁被覆を皮剥きすることなく、電線を中継端子に接続することができる。したがって、電線の接続作業性が向上する。
【0053】
また、請求項4記載の発明によれば、端子接続部はばね性を有する挟持部であるから、この挟持部に回路体の端子部を押し込むことで、中継端子と端子部の接続を容易に行うことができるとともに、接触信頼性を高めることができる。
【0054】
また、請求項5記載の発明によれば、カバーの係止部が、相手側カバーの被係止部に係合することにより、隣り合うLEDチップモジュールが外れることなく連結される。したがって、中継端子が回路体から外れることが防止され、電気的接続の信頼性が維持される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るLED照明装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図2】図1に示されるLED照明装置のチップカバーを外した状態の斜視図である。
【図3】個体としてのLEDチップモジュールを示す斜視図である。
【図4】チップカバーが外されたLEDチップモジュールを示す斜視図である。
【図5】隣り合うLEDチップモジュールのフラット回路体同士を導通させる中継端子を示す斜視図である。
【図6】LEDチップモジュールのチップカバーを示す斜視図である。
【図7】従来の照明装置の一例(第1の従来例)を示す断面図である。
【図8】従来の照明装置の他の一例(第2の従来例)を示す斜視図である。
【符号の説明】
10 LED照明装置
11 LEDチップモジュール
12 チップベース(ベース)
25 チップカバー(カバー)
31 係止突起(係止部)
33 間口部(被係止部)
37 中継端子
39 挟持部(端子接続部)
40,41 ばね片
43 電線圧接部(電線接続部)
44 スロット
45 プリント回路体
47 LEDチップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の室内灯やマップライトなどに用いられて車室内を照らしたり、コンソールボックスやグローブボックス、小物収容ポケットや灰皿などの小物入れの内部を照らしたり、カップホルダ自体を照らしたり、足下を照らしたりする小型のLED照明装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図7は従来の照明装置の一例を示すものである(特許文献1)。
【0003】
この従来例は、コンソールボックス66などの小物入れの内部を低消費電力で適度な明るさに照らすことができる照明装置60を提供したものであり、ランプ本体61と、ランプ本体61に取り付けられた基板63と、基板63を覆うレンズ65とを備えたことを特徴とするものである。
【0004】
ランプ本体61は、合成樹脂材料から全体が箱形状に形成されたものである。ランプ本体61の下側部分には、照明装置60をコンソールボックス66の壁面に取り付けるための取付部62を有している。ランプ本体61には、基板63及びレンズ65がそれぞれ係止手段により固定保持されている。
【0005】
基板63には、複数のLEDチップ64が実装されている。LEDチップ64は、直線状に配列されており、分岐線66を介してオルタネータおよびバッテリと接続され、線状に発光されるようになっている。基板63には、図示しないノイズ防止用の整流ダイオードや電流制限抵抗などの電子部品も実装されている。
【0006】
レンズ65は、光透過性のよい合成樹脂材料から箱状に形成されている。このため、LEDチップ64から照射される光が、レンズ65を透過することにより集光されて、コンソールボックス66内が明るく照らされるようになっている。
【0007】
このような構成によれば、LEDチップ64が多数実装されているから、小物入れの内部を十分な明るさに照らすことができ、かつ、消費電力の低い照明装置を提供することができる。
【0008】
図8は、従来の照明装置の他の一例として、第2の従来例を示したものである。この従来例は、前記第1の従来例と同様にして、コンソールボックスやグローブボックスなどの小物入れに取り付けられる照明装置70に関するものである。照明装置70は、車内に配索されるワイヤハーネス75に、ジョイントコネクタ71、分岐線72及びモジュール側コネクタ73を介していわゆるバス型接続されている。
【0009】
照明装置70を増設する場合は、ジョイントコネクタ71、分岐線72、モジュール側コネクタ73を新たに用意するとともに、それらを接続し、他の照明装置70と同様にしてワイヤハーネス75に沿って並列に並べられる。
【0010】
しかしながら、上記第1、2の従来例にあっては、以下の問題点がある。
【0011】
第1の従来例では、一枚の基板63に複数のLEDチップ64が取り付けられているため、ランプ本体61が大きくなり、スペースの狭い小物入れに取り付けることができないという問題がある。例えば、灰皿やカップホルダなどには、取り付けることができない場合がある。
【0012】
照明装置60が、灰皿やカップホルダなどの小物入れに用いられる場合は、高照度を必要としないため少数のLEDチップ64を備えれば十分であり、他方、照明装置60が、室内灯やマップライトなどに用いられる場合には、高照度が必要であるため多数のLEDチップ64を備える必要がある。このように、基板63に搭載されるLEDチップ64の数は、小物入れのサイズや照らされる場所で必要とされる照度によって変更されるべきものであるが、前記照明装置60は、LEDチップ64の増加や縮小にフレキシブルに対応することができず、照明設計の自由度が小さく、また、新たにランプ本体61、基板63、レンズ65などを作り直すとすれば、金型費用などを含めたトータルコストが嵩むという問題もある。
【0013】
第2の従来例は、照明装置70が分岐線72とコネクタ接続されるものであるため、接続作業が容易であるという利点があるものの、照明装置70を増設するのが容易ではないという問題や、照明装置70を小型化することができず、小物入れなどに取り付けることができないという問題がある。また、照明装置70は、ワイヤハーネス75にジョイントコネクタ71、分岐線72及びモジュール側コネクタ73を介して接続されたものであり、部品点数が多くなり、トータルコストが嵩むという問題もある。
【0014】
【特許文献1】
特開平9−272377号公報(第2−4頁、第1図)
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した点に鑑み、電線を使用しなくても隣り合うLEDチップモジュールを電気的に接続することができ、また、LEDチップモジュールの増設(取り付け)やメンテナンス時の取り外しを容易に行うことができ、狭いスペースにも取り付けることができるLED照明装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、ベースと、該ベースに固定された回路体と、該ベースに合体され該回路体を覆うカバーとを備えたLEDチップモジュールが、少なくとも二つ以上直列に連結されてなるLED照明装置であって、隣り合う前記LEDチップモジュールの前記回路体が、両側に端子接続部を有する中継端子により導通されたことを特徴とする。
上記構成によれば、複数のLEDチップモジュールが直列に連結されるから、被照明物に応じてLEDの照度を適宜調整することが可能となり、照明設計の自由度が向上する。また、隣り合うLEDチップモジュールの回路体同士が、中継端子により導通されるから、電線を不要とすることができる。さらに、電線の余長部分が外部に露出することもなく、LED照明装置の周囲が開放される。
【0017】
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載のLED照明装置において、前記中継端子の両側の前記端子接続部の間に、電線接続部が形成されたことを特徴とする。
上記構成によれば、中継端子に電線接続部が形成されることで、部品点数を増やすことなく、LEDチップモジュールの構造を複雑化することなく、電線を接続することができる。そして、この電線を介してLED照明装置にバッテリからの電源が供給されるようになっている。
【0018】
また、請求項3記載の発明は、請求項2記載のLED照明装置において、前記電線接続部が、一対の圧接刃の間にY字状のスロットが形成された電線圧接部であることを特徴とする。
上記構成によれば、電線の絶縁被覆を皮剥きすることなく、電線を中継端子に接続することができる。
【0019】
また、請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載のLED照明装置において、前記端子接続部が一対のばね片からなる挟持部であることを特徴とする。
上記構成によれば、挟持部に回路体の端子部を押し込むことで、中継端子と端子部の接続を容易に行うことができる。また、ばね片は振動を吸収する性質を有するから、接触信頼性を高めることができる。
【0020】
また、請求項5記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載のLED照明装置において、前記カバーの一方に連結用の係止部が設けられ、該カバーの他方に該係止部に係合する被係止部が設けられたことを特徴とする。
上記構成によれば、カバーの係止部がベースの被係止部に係合することにより、隣り合うLEDチップモジュールが外れることなく複数連結される。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の具体例を図面を用いて詳細に説明する。
図1〜図6は、本発明に係るLED照明装置の一実施形態を示すものである。
【0022】
LED(Light Emitting Diode、発光ダイオード)照明装置10は、2芯のフラット電線35に接続された上流側に位置するLEDチップモジュール11に、下流側(増設側)のLEDチップモジュール11を複数直列に連結させたものであり、自動車の室内灯やマップライトなどに用いられて車室内を照らしたり、コンソールボックスやグローブボックス、小物収容ポケットなどの小物入れの内部を照らしたりする小型の照明装置である。
【0023】
個体としてのLEDチップモジュール11は、ケース(12,25)内に一つの光源用LEDチップ47を有し、外部から電源が供給されることによりLEDチップ47が点灯し、ケース(12,25)に形成された投光窓27から光が外部に照射されるようになっている。LEDチップモジュール11を複数連結させると、LEDチップ11の照度が向上し、被照明物を明るく照らすことができる。連結されるLEDチップモジュール11の数は、被照明物のサイズや照らされる場所や取付スペースの大きさによって適宜調整される。
【0024】
本発明に係るLED照明装置10は、電線(フラット電線35)を使用しなくても隣り合うLEDチップモジュール11を電気的に接続することができ、また、LEDチップモジュール11の増設(取り付け)やメンテナンス時の取り外しを容易に行うことができものであり、チップベース(ベース)12と、チップベース12に固定されたプリント回路体(回路体)45と、チップベース12に合体されプリント回路体45を覆うチップカバー(カバー)25とを備えたLEDチップモジュール11が、複数直列に連結されてなるLED照明装置10であって、隣り合うLEDチップモジュール11,11のプリント回路体45同士が、一対のばね片40,41からなる挟持部(端子接続部)39,39を両側に有する中継端子37で接続されたことを第1の特徴とするものである。また、中継端子37の両側の挟持部39,39の間に、電線と接続される電線圧接部43が形成されたことを有効とするものである。
【0025】
また、LED照明装置10は、チップカバー25の一方に連結用の係止突起(係止部)31が設けられ、チップカバー25の他方に係止突起31に係合する間口部(被係止部)33が設けられたことを第2の特徴とするものである。
【0026】
以下に、LED照明装置10の主要構成部分及びその作用について、詳細に説明する。
LED照明装置10は、フラット電線35を介してバッテリから電源の供給を受ける上流側に位置するLEDチップモジュール11と、中継端子37を介して上流側のLEDチップモジュール11に接続される下流側に位置する複数のLEDチップモジュール11とから構成されている。フラット電線35の上流側には、図示しないジャンクションボックスおよび図示しないジョイントコネクタが接続されている。
【0027】
例えば、ジャンクションボックスは、図示しないワイヤハーネス(幹線)を介してバッテリに接続され、ジョイントコネクタはワイヤハーネスを介してジャンクションボックスに接続されている。そして、上流側のLEDチップモジュール11は、ワイヤハーネスから分岐されたフラット電線35を介してジョイントコネクタに接続されている。なお、ジャンクションボックスが、ワイヤハーネスを分岐する機能を有するものであれば、ジョイントコネクタを設けずに、フラット電線35をジャンクションボックスから分岐させることも可能である。
【0028】
ジャンクションボックスは、既存の電気接続箱であり、例えば合成樹脂製のケース内に配線板を有するとともに、配線板に搭載されたコネクタやリレーやヒューズなどの電気部品を備えたものである。このようなジャンクションボックスは、例えば自動車のエンジンルームやインストルメントパネル廻りに配置される。ジョイントコネクタは、ジャンクションブロックより下流側の例えばフロントピラーやその近傍に配置される。
【0029】
フラット電線35(図4)は、プラス側の一本の絶縁被覆電線(電源線35a)と、マイナス側の一本の絶縁被覆電線(グランド線35b)とが中間のフラット絶縁帯35cで平行に連結されたものであり、二本の電線35a,35bはフラット絶縁帯35cから所望の位置で切り離し可能になっている。フラット電線35は、その端側が切り離され、絶縁被覆が皮剥きされないままで、プラス側とマイナス側の中継端子37の電線圧接部43に圧接されるようになっている。
【0030】
図5に示すように、中継端子37は、導電性基板が打ち抜き・折り曲げられ、一体に形成されたものであり、長手方向の一方に上下一対のばね片40,41からなる挟持部39を有し、他方にも同様にして挟持部39を有している。上側のばね片40は、水平な基板38に続く基部40aと、基部40aに続き外向きに湾曲形成されたばね部40bと、ばね部40bに続き下向きに湾曲形成された先端部40cとから構成されている。下側のばね片41は、基板38に続き下向きにUターン状に折り返された基部41aと、基部41aに続くばね部41bと、ばね部41bに続く先端部41cとからなっている。上下のばね片40,41は対向して形成されており、相対向する先端部40c,41cの間隔が狭くなっている。先端部40c,41cの間にプリント回路体45の端子部49aが押し込まれ、一対のばね片40,41のばね力により、端子部49aが挟持されるようになっている。先端部40c,41cの内面は、端子部49aに対する接触面となっている。
【0031】
両側の挟持部39,39の間で、基板38の両側には、一対の圧接刃43a,43aからなる電線圧接部43が起立形成されている。両側の電線圧接部43,43は、対向して位置している。一対の圧接刃43a,43aの間にY字状のスロット44が形成されている。両側に切り離された電源線35aとグランド線35bは、スロット44に圧入されつつ、絶縁被覆が切り裂かれ、芯線が一対の圧接刃43a,43aの間に挟持されるようになっている。
【0032】
また、基板38の両側には、下向きに折り曲げられた固定片42が形成されている。固定片42の先端側は、碇状の係止部42aが形成されており、この係止部42aがチップベース12に形成された係止孔22(図4)に係合することにより、中継端子37が外れることなく固定されるようになっている。
【0033】
図4に示すように、チップベース12には、電源線35aとグランド線35bとに接続される2つの中継端子37,37が固定されている。中継端子37には、一種類の端子が用いられており、中継端子37が反対向きに取り付けられることで、各端子37の電線圧接部43が互い違いになり、電源線35aとグランド線35bとが離れて短絡しないようになっている。
【0034】
なお、図2に示すように、フラット電線35は、上流側に位置するLEDチップモジュール11の中継端子37に接続されるが、上流側のLEDチップモジュール11に連結される下流側のLEDチップモジュール11の中継端子37には接続されないようになっている。すなわち、下流側のLEDチップモジュール11は、中継端子37を介して上流側のLEDチップモジュール11に導通されるようになっている。
【0035】
LEDチップモジュール11は、チップベース12と、LEDチップ47が実装されたプリント回路体45と、チップカバー25とを備えている。チップベース12とチップカバー25とで箱状のケースが形成されている。
【0036】
図4(図2)に示すように、チップベース12は、絶縁性の合成樹脂材料で成形されたものであり、矩形板状をなしている。このチップベース12には、プリント基板46を保持する複数の係止部13,14と、カバー用係止部15と、カバー位置決め用の立壁16と、基板支持部18と、電線圧接部43の倒れ防止用リブ19,20がそれぞれ上向きに突出形成されている。また、チップベース12の前側には、チップカバー25の枠壁30と対向する位置で、中継端子37の前側の挟持部39を保護する突板部21が形成されている。
【0037】
複数の係止部13,14は、プリント基板46が上方へ抜け出すのを防止する3つのフック状係止部13,13,13と、プリント基板46がスライド反対方向へ抜け出すのを防止する2つの突起状係止部14,14であり、これらの係止部13,14は、プリント基板46の縁部に沿うようにコ字状に配置され、プリント基板46を四方に動かないよう固定している。プリント基板46は、係止部13,14が設けられていないチップベース12の後方からスライド挿入されるようになっている。なお、本明細書における前後方向および幅方向は、プリント基板46の挿入方向と定め、前側を中継端子37の位置する側または突板部12の位置する側と定め、中継端子37の並ぶ方向を幅方向と定めることとする。
【0038】
カバー用係止部15は、チップカバー25の係止溝32に対応する位置で、チップベース12の縁側に4つ設けられている。各カバー用係止部15は、真直に起立しており、先端側に爪部15aが外向きに形成されている。爪部15aが係止溝32に係合することで、チップベース12とチップカバー25とが係止されるようになっている(図3)。
【0039】
立壁16は、チップベース12の後端側に起立形成されている。一対の立壁16,16の間隔は、プリント基板46が挿通される程度の寸法に形成されている。立壁16の外面に、チップカバー25の間口部33が当接することで、チップカバー25の幅方向の位置決めが行われるようになっている。
【0040】
基板支持部18は、プリント基板46を支持するものであり、3箇所に形成されている(図4には、2つの基板支持部18が示されている)。プリント基板46は、基板支持部18に支持されることで、放熱性が向上し、LEDチップ47の発光効率が低下しないようになっている。
【0041】
倒れ防止用リブ19,20は、中継端子37の側部に起立連成された電線圧接部43の倒れを防止する補強リブであり、電源線35aおよびグランド線35bを挿通させるスロット19a,20aを有している。各一対の倒れ防止用リブ19,20は、互い違いに形成されている。これにより、電源線35aおよびグランド線35bが電線圧接部43のY字状のスロット44の間にスムーズに圧入され、圧接作業性が向上するようになっている。
【0042】
プリント回路体45は、絶縁性のプリント基板46と、基板46に印刷された配線導体49と、配線導体49にはんだ付けされたLEDチップ47と、定電流ダイオード48とから構成されている。プリント基板46は、紙基材エポキシ樹脂、ガラス布基材エポキシ樹脂やガラス布・紙複合基材エポキシ樹脂等が適用される。所定の回路パターンを形成する配線導体49には、厚さ数10μmの導電性金属箔、例えば銅箔等が適用される。配線導体49は、二色成形や接着等により、プリント基板46に形成されたものであってもよい。プリント基板46の前側及び後側に形成された配線導体49は、中継端子37に接続される端子部49aである(図4には、後側に形成された配線導体49および端子部49aが示されている)。
【0043】
LEDチップ47は、裏面に正負2極の端子(図示せず)を有する表面実装型の白色発光ダイオードである。本実施形態では、定格電流20mA、定格電圧3.5VのLEDチップ47が用いられている。バッテリ電圧は、定電流ダイオード48により減圧されて、定格電圧3.5Vに調整されるようになっている。定電流ダイオード48は、自動車などのように電圧が変動する場合に有効であるが、電圧が変動しない場合は、電流制限抵抗を用いることもできる。なお、本発明は、上記LEDチップ47に制約するものではなく、種々の出力のLEDチップを用いることができる。また、表面実装型のLEDチップ47に制約するものでもなく、砲弾型のLEDチップを用いることもできる。
【0044】
図6(図3)に示すように、チップカバー25は、樹脂成形により矩形箱状に形成され、天井壁26と、天井壁26の縁部に直交して連なる周壁29とから構成されている。下部(図では、上下が逆に示されている)は開口形成されており、プリント回路体45が覆われるようになっている。天井壁26には、LEDチップ47の光を外側に放出させる投光窓27と、後側の周壁29の間口部33に続く切欠部28が形成されている。
【0045】
間口部33は、連結される相手側チップカバー25の枠壁30が進入可能な寸法に形成されている。内面は、係止突起31に対する被係止面33aとなっている。すなわち、LEDチップモジュール11の連結時に、相手側チップカバー25の枠壁30に形成された係止突起31の係止面31bが、間口部33の被係止面33aに当接することにより、LEDチップモジュール11が複数直列に連結されるようになっている。
【0046】
前側の周壁29には、連結時に切欠部28に進入する矩形状の枠壁30が突出形成されている。枠壁30の両側には、傾斜面31aと垂直な係止面31bとを有する連結用の係止突起31が形成されている。
【0047】
両側の周壁29には、係止溝32が形成されている。係止溝32は、チップベース12のカバー用係止部15に対応して位置し、周壁29と天井壁26の交差部に形成されている。チップベース12にチップカバー25を合体させると、カバー用係止部15の爪部15aが係止溝32に係合して、チップカバー25が外れないようになっている。
【0048】
このように本実施形態によれば、チップベース12に取り付けられたプリント回路体45がチップカバー25で覆われることで、電子部品としてのLEDチップ47や定電流ダイオード48などが保護され、電気的接続の信頼性が維持される。連結されるLEDチップモジュール11の数を増減することで、LED照明装置の照度を適度に調整することが可能となり、照明設計の自由度が向上する。複数直列に連結されたLEDチップモジュール11が、中継端子37により導通されるから、増設側のLEDチップモジュール11に対するフラット電線35が不要となり、電線接続作業やはんだ付け作業といった手間と時間のかかる作業をすることなく、LEDチップモジュール11の増設をすることができる。LEDチップモジュール11の構造が簡素化し、小型化・軽量化を図ることもできる。
【0049】
なお、本発明は、本実施形態に制約されるものではなく、本発明の骨子を逸脱しない範囲で次のように変更することも可能である。プリント回路体45に代えて、ブスバー回路体を用いることや、リード線で形成された回路体を用いることもできる。ブスバー回路体を用いた場合は、回路導体としてのブスバーにタブ状の雄端子を突出形成し、この雄端子を挟持部39で挟持することもできる。また、電線圧接部43を、一対の圧着片を有する電線圧着部に代えることもできる。また、クリップ状の挟持部39を、音叉状の挟持部とすることもできる。LEDチップモジュール11の連結手段として、チップカバー25に係止部としての凹部を設け、チップベース12に凹部に係合する凸部を設けたり、他の連結手段を適用したりすることもできる。
【0050】
【発明の効果】
以上の如く、請求項1記載の発明によれば、隣り合うLEDチップモジュールの回路体同士が、中継端子により導通されるから、電線が不要となり、電線接続作業やはんだ付け作業といった手間と時間のかかる作業をすることなく、LEDチップモジュールの増設をすることができる。また、電線の余長部分が外部に露出することもなく、LED照明装置の周囲のスペースが開放され、狭いスペースにも取り付けることが可能となる。
【0051】
また、請求項2記載の発明によれば、中継端子に電線接続部が形成されることで、部品点数を増やすことなく、LEDチップモジュールの構造を複雑化することなく、電線を接続することができる。したがって、LED照明装置をコンパクトにすることができる。
【0052】
また、請求項3記載の発明によれば、電線接続部が電線圧接部であるから、電線の絶縁被覆を皮剥きすることなく、電線を中継端子に接続することができる。したがって、電線の接続作業性が向上する。
【0053】
また、請求項4記載の発明によれば、端子接続部はばね性を有する挟持部であるから、この挟持部に回路体の端子部を押し込むことで、中継端子と端子部の接続を容易に行うことができるとともに、接触信頼性を高めることができる。
【0054】
また、請求項5記載の発明によれば、カバーの係止部が、相手側カバーの被係止部に係合することにより、隣り合うLEDチップモジュールが外れることなく連結される。したがって、中継端子が回路体から外れることが防止され、電気的接続の信頼性が維持される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るLED照明装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図2】図1に示されるLED照明装置のチップカバーを外した状態の斜視図である。
【図3】個体としてのLEDチップモジュールを示す斜視図である。
【図4】チップカバーが外されたLEDチップモジュールを示す斜視図である。
【図5】隣り合うLEDチップモジュールのフラット回路体同士を導通させる中継端子を示す斜視図である。
【図6】LEDチップモジュールのチップカバーを示す斜視図である。
【図7】従来の照明装置の一例(第1の従来例)を示す断面図である。
【図8】従来の照明装置の他の一例(第2の従来例)を示す斜視図である。
【符号の説明】
10 LED照明装置
11 LEDチップモジュール
12 チップベース(ベース)
25 チップカバー(カバー)
31 係止突起(係止部)
33 間口部(被係止部)
37 中継端子
39 挟持部(端子接続部)
40,41 ばね片
43 電線圧接部(電線接続部)
44 スロット
45 プリント回路体
47 LEDチップ
Claims (5)
- ベースと、該ベースに固定された回路体と、該ベースに合体され該回路体を覆うカバーとを備えたLEDチップモジュールが、少なくとも二つ以上直列に連結されてなるLED照明装置であって、
隣り合う前記LEDチップモジュールの前記回路体が、両側に端子接続部を有する中継端子により導通されたことを特徴とするLED照明装置。 - 前記中継端子の両側の前記端子接続部の間に、電線接続部が形成されたことを特徴とする請求項1記載のLED照明装置。
- 前記電線接続部が、一対の圧接刃の間にY字状のスロットが形成された電線圧接部であることを特徴とする請求項2記載のLED照明装置。
- 前記端子接続部が一対のばね片からなる挟持部であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のLED照明装置。
- 前記カバーの一方に連結用の係止部が設けられ、該カバーの他方に該係止部に係合する被係止部が設けられたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のLED照明装置。
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