JP2005285446A

JP2005285446A - Ｌｅｄ光源装置

Info

Publication number: JP2005285446A
Application number: JP2004095393A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Imai; 康雄今井; Kenichi Ishii; 健一石井; Hiroyoshi Tanabe; 浩義田辺; Akito Tanaka; 章人田中; Takuo Murai; 卓生村井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Priority date: 2004-03-29
Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2024-03-29
Also published as: JP4360960B2

Abstract

【課題】放熱特性が優れ、光出力の低下特性が改善されたＬＥＤ光源装置を提供する。
【解決手段】複数のＬＥＤが基板に実装され給電部を有するＬＥＤモジュールと、電源部を有する照明器具の器体と、該ＬＥＤモジュールと照明器具の器体の電源部とにそれぞれ電気的に接続し、且つ両者を相対位置に保持するための保持部材とを備えており、前記保持部材は、前記電気的接続をするための電源側接続部およびモジュール側接続部を有し、且つ、電源側接続部に対する正負極の誤接続を防止するための誤接続防止機構を備えており、また前記保持部材は、ＬＥＤモジュールと照明器具の電源部との相対位置保持のための接合部材を有しており、該接合部材は、ＬＥＤモジュールを照明器具電源部に支持すると共に、前記モジュール側接続部とＬＥＤモジュール給電部とを電気的に接合するに十分な接合力を有することを特徴とするＬＥＤ光源装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤを有する照明装置に関するものである。

一般に発光ダイオード（ＬＥＤ）の光源色には、赤や橙、緑など様々な種類があり、この中で照明用光源としては、主として白色ＬＥＤが用いられる。この白色ＬＥＤを実現するには、青色光を発光するＬＥＤ素子または近紫外光を発光するＬＥＤ素子と蛍光体の組み合わせ等により実現されている。
この白色ＬＥＤは、青や近紫外などの短波長を発光するＬＥＤ素子を利用して蛍光体を励起することにより白色光を実現するため、赤や緑などのＬＥＤに比べ、ＬＥＤ素子を覆う樹脂の劣化が早く、それにより光出力の低下が発生する。そこで、白色ＬＥＤを利用した照明器具においては、或る期間経過後に光源モジュールの交換が容易にできるようにする必要がある。また、ＬＥＤの交換が可能な光源装置として、発光ダイオード素子モジュールと、該モジュールに電源を供給する電源側接続部に着脱自在に接続され且つ発光ダイオード素子に電気的に接続された基板側接続部とを備えた光源装置等が開示されている（例えば、特許文献１参照）

特開２００２−３０４９０２号公報（段落番号０００６〜０００９）

白色ＬＥＤにおいて、光出力が低下する要因としては、蛍光体を励起している素子の発光波長が短波長側であることにより、素子を覆っている樹脂部材を劣化させることに加え、白色ＬＥＤにより高い光出力を得ようとすると、白色ＬＥＤより温度が高くなり、その発生熱が更に樹脂部材の劣化を加速させることになる。このためＬＥＤから発生する熱を早期、円滑に放熱してやることが、光出力低下を防止するために必要である。そこで、ＬＥＤとＬＥＤモジュールを取り付ける照明器具の器体部分との間にある基板の熱伝導率を良くし、放熱効果を上げることが求められており、また、ＬＥＤモジュールの基板裏側を照明器具の器体に十分に密着支持させ、且つＬＥＤモジュールが容易に取付け取外しのできる構成が求められている。

従来、放熱効果を上げるために熱伝導率の優れた基板として、紙フェノール基板やガラスエポキシ基板などよりは熱伝導率の良いアルミや銅などを用いた金属基板の使用が考えられている。しかしながら、基板表面に実装されるＬＥＤの場合には、配線パターンが基板表面にあるために、基板表面から裏側へ電気的接続を行うためのピンを設けることは、金属基板では電気的な短絡が発生するため不可能であった。また、通電状態で基板を交換する場合には基板表面の配線パターンに手が触れる恐れがあった。

本発明は、上記に鑑み、基板に直接手を触れずに光源を容易に交換でき、且つ放熱特性が優れ、光出力の低下特性が改善されたＬＥＤ光源装置を提供することをその目的としている。

本発明のＬＥＤ光源装置は、複数のＬＥＤが基板に実装され、給電部を有するＬＥＤモジュールと、電源部を有する照明器具の器体と、前記ＬＥＤモジュールの給電部と前記照明器具の器体の電源部とにそれぞれ電気的に接続し、且つ両者を相対位置に保持するための保持部材とを備えたものである。

本発明によれば、前記保持部材を着脱することにより容易にＬＥＤモジュールを交換できるので、ＬＥＤモジュールの基板に直接手を触れずに光源を容易に交換できる。また、この保持部によりＬＥＤモジュールを照明器具の器体へ密着支持させることができると同時に、前記照明器具の器体の電源部に対して電気的に十分な接続が得られるので、熱伝導率の良い基板を使用することができ、且つ保持部に密着してＬＥＤモジュールを保持できることから放熱性が優れ、ＬＥＤモジュールの寿命特性を良くする効果がある。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１におけるＬＥＤ光源装置の分解説明図である。
図２は、本実施の形態１におけるＬＥＤ光源装置の他斜視による分解説明図である。
図３は、図１の保持部材の拡大説明図である。
図４は、本実施の形態１における電気的接続方法を示す概念図である。

図１、図２および図３を用いて本実施の態様１を説明する。
本実施の形態１に係るＬＥＤ光源装置は、電源部１３を備えた照明器具の器体１４と、基板３の片側表面に複数のＬＥＤ１を実装されたＬＥＤモジュール１００と、照明器具の器体１４の電源部１３とＬＥＤモジュール１００とにそれぞれ電気的に接続し、且つ照明器具の器体１４側とＬＥＤモジュール１００とを相対位置に密着保持するための保持部材１５とを備えている。

ＬＥＤモジュール１００にはＬＥＤモジュール給電部２が設けられており、ＬＥＤモジュール給電部２から基板３の片側表面に設けられた配線パターン（図示せず）を介して各ＬＥＤ１に給電される。また、照明器具２００の電源部１３には、ＬＥＤモジュール１００と電気的に接続するために、保持部材１５の電源側接続部７を挿入するための電源側挿入穴１０が設けられている。なお、この電源側挿入穴１０の内周壁は導電部材から構成されている。

保持部材１５には、少なくとも２つ以上の電気的な接続を行う金属性などの導電性材料よりなるＬＥＤモジュール側接続部６および電源側接続部７を備えた接続部が設けられている。ＬＥＤモジュール側接続部６は平板状の部材から構成されており、電源側接続部７は１対の棒状の部材から構成されており、ＬＥＤモジュール側接続部６と電源側接続部７とは電気的に接続されている（図４参照）。
また、保持部材１５には、つまみ部９と、つまみ部９と一体で連動する引掛部８を備えた接合部材１６が設けられており、引掛部８をモジュールの基板３に設けられた保持部貫通穴１１を通して照明器具の器体１４に設けられた保持孔１２に係止することにより、ＬＥＤモジュール１００を照明器具の器体１４に密着保持することができる。これによりＬＥＤモジュール１００で発生した熱は照明器具の器体１４を介して放熱することができ、ＬＥＤモジュールの温度上昇を抑制でき結果的にＬＥＤモジュールの長寿命化を図ることができる。

さらに、保持部材１５の電源側接続部７をＬＥＤモジュール１００に設けられた接続部貫通穴４を介して電源側挿入穴１０に挿入することにより、電源部１３とＬＥＤモジュール１００とは電気的に接続される。この保持部材１５の電源側接続部７とモジュール側接続部６とは導電性部材から構成されており、上述の引掛部８により接触密着されることにより、保持部材１５の電源側接続部７、モジュール側接続部６を介して、電源１３からの電力をＬＥＤモジュールの給電部２に給電し、ＬＥＤ１を点灯させることができる。

また、保持部材１５は、接合部材１６の引掛部８を保持孔１２から外すことにより、照明器具の器体１４から容易に外すことができ、これにより電気的な電路が完全に切断され安全にＬＥＤモジュールを交換することができる。この保持部材１５を取外す構成により、金属基板を使用する場合でも電気的な短絡を起こすこともなく、また通電状態で基板を交換する場合でも基板表面の配線パターンに手が触れる恐れはなくなった。

図４において、この保持部材１５に設けられた電源側接続部７には、少なくともＬＥＤモジュール１００の基板３の厚み以上の絶縁部５を設ける必要があり、前記絶縁部５により基板３に金属基板などの熱伝導率の優れた基板材を用いても電気的な短絡を防止することができる。
また、保持部材１５の接合部１６による、保持部材１５のモジュール側接続部６とＬＥＤモジュール給電部２との電気的接続を確実にするため、引掛部８による密着性に加味して、モジュール側接続部６を板ばね状の弾性形状とするか、または接点圧力を上げるために球面状の突起接点を設けることが好ましい。

実施の形態２．
図５は、本発明の実施の態様２に係る保持部材を示す説明図である。
図６は、本発明の実施の態様２に係る他の形態の保持部材を示す説明図である。
本実施の態様２においては、保持部材１５の電源側接続部７に対して、電源側接続部７の正負極の誤接続によるトラブルを防止するための誤接続防止機構を備えたものである。電源側接続部７の正負極の誤接続は、ＬＥＤモジュール３への逆方向電流によるモジュールの破損を生じるため、絶対に避けなければならない。

図５の保持部材１５においては、電源側挿入部７の２極接続端子を、板状に構成し、且つそれをＴ字状に配置することにより誤接続防止機構を構成し、極性を誤って接続されることを防止するものである。
また、図６の保持部材１５においては、保持部材１５の一部に設けられた切り欠部１８と、ＬＥＤモジュール１００の相関する位置に設けられた突出部（図示せず）とにより誤接続防止機構を構成し、両者の位置を規制する。
上記の誤接続防止機構により電源側接続部７の正負極の誤接続を確実に防止することができ、これによるモジュールの破損を避けることができる。
本実施の形態２の他に誤接続防止機構としては、２極接続端子の形状を変える方法、非対称の配置とする方法、別途の突起等を設け端子位置を規制する方法等の手段が考えられる。

本発明は、主として白色ＬＥＤが用いた照明用光源として述べられているが、保持部材１５を設けることによる作用、効果は、赤や橙、緑などの光源色の発光光源装置としても適用することができる。

本発明の実施の形態１におけるＬＥＤ光源装置の分解説明図である。実施の形態１におけるＬＥＤ光源装置の他斜視による分解説明図である。図１の保持部材の拡大説明図である。本実施の形態１における電気的接続方法を示す概念図である。本発明の実施の態様２に係る保持部材を示す説明図である。本発明の実施の態様２に係る他の保持部材を示す説明図である。

符号の説明

１ＬＥＤ、２ＬＥＤモジュール給電部、３基板、４接続部貫通穴、５絶縁部、６モジュール側接続部、７電源側接続部、８引掛部、９つまみ部、１０電源側挿入部、１１保持部貫通穴、１２保持孔、１３電源部、１４照明器具の器体、１５保持部材、１６接合部材、１００ＬＥＤモジュール、２００照明器具。

Claims

複数のＬＥＤが基板に実装され、給電部を有するＬＥＤモジュールと、電源部を有する照明器具の器体と、前記ＬＥＤモジュールの給電部と前記照明器具の器体の電源部とにそれぞれ電気的に接続し、且つ両者を相対位置に保持するための保持部材とを備えたことを特徴とするＬＥＤ光源装置。
前記保持部材は、前記照明器具の器体の電源部と電気的に接続するための電源側接続部と、前記モジュールの給電部と電気的に接続するためのモジュール側接続部とを有しており、且つ、前記電源側接続部の正負極の誤接続を防止するための誤接続防止機構を備えたことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ光源装置。
前記誤接続防止機構は、前記電源側接続部を板状とし、且つＴ字状に配置して構成されることを特徴とする請求項１または２記載のＬＥＤ光源装置。
前記誤接続防止機構は、前記保持部材と前記照明器具の器体側とに配設され、相嵌される凹凸部から構成されることを特徴とする請求項１または２記載のＬＥＤ光源装置。
前記保持部材は、前記ＬＥＤモジュールと前記照明器具の器体の電源部との相対位置保持のための接合部材を有しており、該接合部材は、前記ＬＥＤモジュールを前記照明器具の器体側に支持し、且つ前記電源側接続部との電気的接合力を有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のＬＥＤ光源装置。
前記電気的接合力は、板ばね状の弾性形状または球面状突起接点形状からなる前記モジュール側接続部により加味されることを特徴とする請求項５記載のＬＥＤ光源装置。