JP2006032087A - Ｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＬＥＤをプリント回路基板に組み付ける作業性を向上する。
【解決手段】 ドーナツ状のケース２内に収容されたリング形状の硬質のプリント回路基板１０は、その内周縁１０ａに数多くのＬＥＤ１１が互いに接した状態で配列されている。各ＬＥＤ１１は、一方の電極１１ａがプリント回路基板１０の上側の板面に沿って配置され、他方の電極１１ｂがプリント回路基板１０の下側の板面に沿って配置され、これらの電極１１ａ、１１ｂは直線状に延びた状態のままでプリント回路基板１０に半田付けされている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、数多くのＬＥＤを配列した面発光のＬＥＤ照明装置に関する。

近年、数多くのＬＥＤを使った面発光技術が注目されている。特許文献１及び２は、共に、検査対象の物品又は製品の周囲から光を当てるための検査用照明装置を提案しており、この中で、フレキシブル基板に数多くのＬＥＤを搭載し、このフレキシブル基板をリング状に形付けることにより、ＬＥＤをリング状に配列することを提案している。

また、他の従来例として、硬質の支持基板を用意し、この支持基板に各ＬＥＤの２つの電極を受け入れる数多くの小孔を穿設して、ＬＥＤの電極を小孔を通過させることでＬＥＤを位置決めするＬＥＤ照明装置が知られている。この種のＬＥＤ照明装置にあっては、各ＬＥＤの電極に配線ケーブルを半田付けする手法が採用されていた。
特開平７−１６７７８８号公報 特開平１０−２１７１７号公報

従来のＬＥＤ照明装置は、フレキシブル基板にＬＥＤを搭載することから、ＬＥＤを位置決めした状態で固定するための部材が必要となる。ちなみに、特許文献２にあっては、ＬＥＤからの光を導く透明体に凹所を設け、この凹所の中にＬＥＤを収容した後に透明シリコンを充填することを提案している。すなわち、特許文献２にあっては、透明体が実質的にＬＥＤの支持体を構成している。

また、硬質の支持基板を備えたＬＥＤ照明装置にあっては、支持基板にＬＥＤを組み付ける際に、支持基板の数多くの小孔に各ＬＥＤの電極を挿通させる手間のかかる作業が必要とされていたため、ＬＥＤ照明装置に組み込まれるＬＥＤの数が多くなるほど、その作業は繁雑なものとなっていた。また、この硬質の支持基板を採用したＬＥＤ照明装置では、そのケースの設計においては、各ＬＥＤの電極を結線するための配線ケーブルを収容するための空間的な余裕を考慮に入れる必要があった。

本発明の目的は、硬質の支持基板を採用しつつＬＥＤの搭載作業の作業性を改善することのできるＬＥＤ照明装置を提供することにある。

本発明の更なる目的は、ＬＥＤの位置決めのために硬質の支持基板に小孔を設ける必要の無いＬＥＤ照明装置を提供することにある。

本発明の更なる目的は、従来から多用されている半田付けを利用してＬＥＤの位置決め固定が可能なＬＥＤ照明装置を提供することにある。

本発明の更なる目的は、従来の硬質の支持基板を用いたＬＥＤ照明装置に比べて小型化が可能なＬＥＤ照明装置を提供することにある。

かかる技術的課題は、本発明によれば、
プリント配線を含む硬質のプリント回路基板の端縁に沿って配置された複数のＬＥＤを備えたＬＥＤ照明装置であって、
各ＬＥＤの２本の電極が前記プリント回路基板の板面に沿って延び且つ該板面上で半田付けされていることを特徴とするＬＥＤ照明装置を提供することにより達成される。

すなわち、本発明によれば、プリント配線を設けた硬質のプリント回路基板の板面にＬＥＤの電極を沿わせた状態で半田付けすることでＬＥＤの結線作業が終わるため、ＬＥＤの搭載作業の容易である。また、この半田付けにより、ＬＥＤは位置決めされた状態でプリント回路基板に固定される。

叙上のようにＬＥＤの２本の電極をプリント回路基板の板面に沿った状態で半田付けするだけで、各ＬＥＤはプリント回路基板及び半田付けによって実質的に位置決め及び固定されため、従来の硬質の支持基板を採用したものに比べて、支持基板が不要であるだけでなく、ＬＥＤの電極を支持基板の小孔に通す作業や、これら電極を互いに接続するための配線ケーブルを省くことができ、ＬＥＤ照明装置の組立作業を軽減することができるだけでなく、小型化も可能である。

プリント回路基板の端に沿って互いに隣接して配置されるＬＥＤは、隣同士が密接した状態となるように設計するのがよい。つまり、数多くのＬＥＤが最密状態でプリント回路基板に搭載されるように設計するのがよい。これにより、ＬＥＤ同士が互いに接した状態を利用することでＬＥＤの更なる位置決めも可能となる。

ＬＥＤの２本の電極をプリント回路基板の板面に沿って配置させる具体的なやり方として、ＬＥＤの２本の電極をプリント回路基板の一方の板面つまり共通の板面に沿って配置させるようにしてもよいし、一方の電極をプリント回路基板の一方の板面に沿って配置させ、他方の電極をプリント回路基板の他方の板面に沿って配置させるようにしてもよい。

後者の搭載方法を採用するときには、ＬＥＤの２本の電極の離間距離と実質的に同じ厚みとなるようにプリント回路基板の板厚を設計することで、ＬＥＤの位置決め及び固定を更に確実なものすることができる。

プリント回路基板はリング状の形状を有してもよい。リング状のプリント回路基板を採用したときには、ＬＥＤをプリント回路基板に搭載する際に、ＬＥＤの基端面をプリント回路基板の内周縁に当接させた状態で組み付けることで、ＬＥＤはリング状回路基板のほぼ中心に向けた状態で自動的に位置決めされる。

以下に、本発明の好ましい実施例を添付の図面を参照して説明する。

図１、図２は、実施例のＬＥＤ照明装置１を示す。ＬＥＤ照明装置１は、周方向に連続したドーナツ状のケース２を有し、ケース２は、上方に向けて開放したケース本体３と、ケース本体の上方開口を覆う蓋４とで構成されている。図示の例では、ケース２の外周及び内周は円形の形状を有しているが、矩形であってもよい。

ＬＥＤ照明装置１は、ケース２内に収容された硬質のプリント回路基板１０を有する。図３は、ケース２内に収容したときに下面を構成するプリント回路基板１０の底面図である。この図３を参照して、プリント回路基板１０は、内周縁１０ａと外周縁１０ｂとを備えたリング状の形状を有し、このプリント回路基板１０の内周縁１０ａには、数多くのＬＥＤ１１が互いに隣接して配列されている。

プリント回路基板１０には、その一方側の板面（実施例ではケース２に収容された状態で下方側の板面）に、ＬＥＤ１１を駆動するための回路１２が組み込まれている。このＬＥＤ１１及び抵抗Ｒを含む回路１２を図５に回路図で図示してある。図５に示すように、回路１２は、直列に接続した複数のＬＥＤ１１群の各グループ毎に抵抗Ｒが設けられており、プリント配線１２ａの電源端子１２ｂ、１２ｃには電源ケーブル１３が半田付けされ、この電源ケーブル１３を通じてＬＥＤ駆動回路１２に電源が供給される。

また、プリント回路基板１０は、その上側及び下側の板面の各々に、各ＬＥＤ１１の電極１１ａ、１１ｂを接合するためのＬＥＤ接続用端子１４（図２、図４）がリング状のプリント回路基板１０の周方向に等間隔に間隔を隔てて設けられている。各ＬＥＤ１１は、図４にも示すように、一方の電極１１ａがプリント回路基板１０の上側の板面に沿って直線状に延び、他方の電極１１ｂがプリント回路基板１０の下側の板面に沿って直線状に延びて、各電極１１ａ、１１ｂが対応するＬＥＤ接続用端子１４に半田付けされている。半田付けした部分を参照符号１５で示してある（図２などを参照）。

より詳しくは、各ＬＥＤ１１は、その２本の電極１１ａ、１１ｂでプリント回路基板１０を挟み込むようにしてＬＥＤ１１の基端面１１ｃがプリント回路基板１０の内周縁１０ａにほぼ当接するまで差し込んだ状態で搭載される。

ＬＥＤ照明装置１は、数多くのＬＥＤ１１がプリント回路基板１０に支持された状態でリング状に配列され、これらＬＥＤ１１は、ケース本体３と蓋４との間の隙間つまり中心部分に向けて開口した照明窓２ａ（図１、図２）を通じて、装置１の中心部分の空所１ａに置かれたワーク（図示せず）を照明することができる。

第１実施例のＬＥＤ照明装置１によれば、プリント回路基板１０の内周縁１０ａに、直線状の２本の電極１１ａ、１１ｂでプリント回路基板１０を挟み込むようにしてＬＥＤ１１を組付け、次いで、各電極１１ａ、１１ｂが直線状に延びた状態のままでプリント回路基板１０に半田付けするだけで、プリント回路基板１０に設けられた回路１２に各ＬＥＤ１１を結線することができるだけでなく、従来から多用されている半田付けを利用してＬＥＤ１１を位置決め固定することができる。したがって、従来の硬質の支持基板を採用したＬＥＤ照明装置のように、各ＬＥＤの電極同士を電気的に接続するための配線ケーブルが不要であり、ケース２内に配線ケーブルを収容するための空間が不要となるため、ケース２の小型化が可能になる。

また、ＬＥＤ１１をリング状のプリント回路基板１０の内周縁１０ａにほぼ当接した状態で搭載することで、ＬＥＤ１１の指向方向をプリント回路基板１０の中心Ｏに差し向ける位置決めが容易になる。ＬＥＤ１１をプリント回路基板１０に搭載するのに、一つのやり方として、従来のように、硬質の支持基板に各ＬＥＤの電極毎に小孔を穿設し、この小孔に各ＬＥＤ毎に２本の電極を挿入する方法を採用した場合に比べて、実施例のＬＥＤ照明装置１によれば、小孔にＬＥＤの電極を挿入する手間を省くことができるだけでなく、第１実施例のように、各ＬＥＤ１１をプリント回路基板１０の内周縁１０ａに沿って配置させることでＬＥＤ１１の位置決めも可能になるため、ＬＥＤ１１の位置決めを含めて照明装置１の組み立て作業を大幅に軽減することができる。

上述したＬＥＤ１１の実質的な自動位置決めは、プリント回路基板１０の板厚Ｔ（図４）を、ＬＥＤ１１の２つの電極１１ａ、１１ｂの離間距離と実質的に等しくなるように設定するのが効果的であり、また、図３から理解できるように、プリント回路基板１０の内周縁１０ａに沿って配設された複数のＬＥＤ１１の間に隙間の無い最密な状態となるようにプリント回路基板１０の内径を設定することで、隣接するＬＥＤ１１同士の相互作用を利用したＬＥＤ１１の自動位置決めが可能になる。

上述したように、第１実施例のプリント回路基板１０は、事実上、ＬＥＤ１１の支持体として機能することから、従来と対比して、別途ＬＥＤ用の支持体（従来の一つの例では硬質の支持基板）を用意する必要は無いため、部品点数の削減が可能であり、ＬＥＤ照明装置１の製造コストを低下させることができる。また、ＬＥＤ１１の支持体として機能するプリント回路基板１０にはプリント配線１２ａを含むため、各ＬＥＤを結線するための配線ケーブルが不要であり、ケース２の小型化、ひいてはＬＥＤ照明装置１の小型化が可能となる。

上記の実施例では、ＬＥＤ１１の一方の電極１１ａをプリント回路基板１０の一方の板面に沿って配置し、他方の電極１１ｂをプリント回路基板１０の他方の板面に沿って配置するようにしたが、図６〜図９に示す第２実施例のように、ＬＥＤ１１の２本の電極１１ａ、１１ｂをプリント回路基板１０の共通の板面に沿って配置するようにしてもよい。

図８は、ケース２内に収容したときに上面を構成する回路基板１０の平面図であり、図９は、その底面図である。図８から理解できるように、各ＬＥＤ１１は、その２本の電極１１ａ、１１ｂが上面（図８）に沿って延びて、この上面で半田付けされている。他方、プリント回路基板１０の下面には、図９に示すように、プリント配線１２ａ及び電源端子１２ｂ、１２ｃが設けられており、また、抵抗Ｒが設けられている。

この第２実施例によれば、プリント回路基板１０の上面（図８）には、各ＬＥＤ１１毎の２つの接続端子１４を集約的に設け、他方、これにより余裕のある下面（図９）には、回路１２を構成する他の要素を集約的に設けてあるため、プリント回路基板１０の幅Ｗ（図８）を幅狭に設計することができ、これによりＬＥＤ照明装置１のケース２の小型化が可能になる。なお、第２実施例は、第１実施例とは異なり、プリント回路基板１０の一方側の面にＬＥＤ１１を半田付けするようにあるため、プリント回路基板１０の板厚は任意である。

実施例のＬＥＤ照明装置の斜視図である。 図１のII−II線に沿った断面図である。 図１のＬＥＤ照明装置のケースから、ＬＥＤを搭載したプリント回路基板を取り出した、プリント回路基板の背面図である。 図３のIV−IV線に沿った断面図である。 ＬＥＤ照明装置に内蔵されたＬＥＤ駆動回路の回路図である。 第２実施例のＬＥＤ照明装置に含まれる、ＬＥＤを搭載したプリント回路基板の平面図である。 図６に図示のプリント回路基板の底面図である。 図６のVIII−VIII線に沿った断面図である。 図６のプリント回路基板を組み込んだ第２実施例のＬＥＤ照明装置の図２に対応する断面図である。

符号の説明

１ ＬＥＤ照明装置
２ ドーナツ状ケース
２ａ 隙間（ＬＥＤ照明窓）
３ ケース本体
４ 蓋
１０ プリント回路基板
１０ａ 回路基板の内周縁
１０ｂ 回路基板の外周縁
１１ ＬＥＤ
１１ａ ＬＥＤの一方の電極
１１ｂ ＬＥＤの他方の電極
１５ 半田付け部分

Claims (6)

1. プリント配線を含む硬質のプリント回路基板の端縁に沿って配置された複数のＬＥＤを備えたＬＥＤ照明装置であって、
   各ＬＥＤの２本の電極が前記プリント回路基板の板面に沿って延び且つ該板面上で半田付けされていることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
2. 前記ＬＥＤの２本の電極が、前記プリント回路基板の一方の板面に沿って延びている、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
3. 前記ＬＥＤの２本の電極の一方が、前記プリント回路基板の一方の板面に沿って延び、他方の電極が、前記プリント回路基板の他方の板面に沿って延びている、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
4. 前記複数のＬＥＤが互いに接した状態で前記プリント回路基板に搭載されている、請求項１〜３に記載のＬＥＤ照明装置。
5. 前記プリント回路基板が、外周縁と内周縁を備えたリング状の形状を有し、該リング状のプリント回路基板の内周縁に沿って前記ＬＥＤが配設されている、請求項１〜４に記載のＬＥＤ照明装置。
6. 周方向に連続したドーナツ状のケースと、
   該ケースに収容され、プリント配線が設けられたリング状のプリント回路基板と、
   該プリント回路基板の内周縁に沿って配列された複数のＬＥＤとを有し、
   各ＬＥＤの２本の電極が前記プリント回路基板の板面に沿って延び且つ前記プリント回路基板に半田付けされていることを特徴とするＬＥＤ照明装置。

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