JP2006517332A - 直付けｌｅｄランプ - Google Patents

Abstract

ランプは、非導電性ハウジングを有する。一つ又はそれ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）が、一つ又はそれ以上の導電性エポキシによって、ハウジングに取り付けられる。ＬＥＤを、随意に、ハウジングに機械的に取り付けてもよい。導電性エポキシは、ＬＥＤを駆動回路に接続するための一つ又はそれ以上の電圧レールを提供する。

Description

本発明は、ランプの分野に関し、より詳細には、直付けＬＥＤランプに関する。

発光ダイオード（light emitting diodes：ＬＥＤ）は、多くの自動車用途において、白熱灯電球と徐々に取って代わりつつある。例えば、最新世代のＬＥＤとすれば長寿命かつ高輝度のため、ブレーキランプ、方向指示ランプ又は他の信号ランプのような自動車の外部照明用途にＬＥＤを使用することは魅力的である。ＬＥＤはまた、ランプハウジングが狭い又は浅い輪郭を有することを可能にし、それは、多くの用途で有利であろう。

白熱灯に匹敵する輝度レベルを提供するため、一連の又は複数のＬＥＤが、しばしば、ランプに使用されなければならず、かくして、複雑さ及び製造コストを増大させる。例えば、在来の製造実例は、ＬＥＤを、ランプハウジングに取り付けられるプリント回路基板（printed circuit board：ＰＣＢ）に実装することにある。この実例での問題は、典型的には、精巧な半田付け機械装置又は技術の使用を必要とすることであり、また、ＰＣＢが一般に平らである（複雑な形状のＰＣＢは、調達するのに相当高価である。）から、それによって生ずるＰＣＢは、典型的には、形態の要因が限定される。しかしながら、自動車の方向指示信号のような照明器具ハウジングは、複雑な形状に成るかもしれず、かくして、ＰＣＢベースのＬＥＤランプは、最適なデザイン選択ではない。

ＰＣＢ又は他の基板に実装されたＬＥＤアレイの例が、米国特許第４７４２４３２号、第４９６６８６２号、第５１１９１７４号、第５３３１５１２号、第６２９９３３７号及び第６３４６７７７号に見出される。

ＬＥＤアレイを構成する他の方法は、ＬＥＤを、クリンチング機を使用して、半田なしで接続することができる折り畳み可能な金属基板を用いる。その金属基板は、ＬＥＤの母線の列の間に、基板を複雑な形状に形成することを可能にするフレキシブルジョイントを有する。かかる装置は、米国特許第５，４０４，２８２号及び米国特許第５５１９５９６号に開示されている。米国特許５，５１９，５９６号に開示のものと同じ市販の装置は、カリフォルニア州サンジョゼ（San Jose）のルミレドス・ライティング（LumiＬＥＤ Lighting）によってスナップＬＥＤ（SnapLED（登録商標））のブランドに関連して販売されている。この装置は、金属基板の制作のための機械装置、ＬＥＤを金属基板にクリンチングするための工具設備（又は、その外部委託）、並びに、金属基板を所望の最終形状に打ち抜くための工具設備を必要とする。

特に、自動車外部照明用途において見出されるような、複雑に形成された照明器具ハウジングに使用するＬＥＤアレイを組み立てるためのコスト及び／又は複雑さを最小にするより経済的な方策が望まれる。

本発明の一つの側面によれば、ランプは、非導電性ハウジングを有する。一つ又はそれ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）が、導電性エポキシの一つ又はそれ以上のビードによってハウジングに取り付けられる。ＬＥＤは、選択的に、ハウジングに機械的に取り付けられてもよい。導電性エポキシは、ＬＥＤを駆動回路に接続するための一つ又はそれ以上の電圧レール（voltage rail）をなす。

好ましい実施形態では、少なくとも二つの溝がハウジングに形成される。二つの壁の間に形成され、或いは存在するプラットホームが、ＬＥＤをハウジングに機械的に取り付けるためのスナップをなす。溝の一方は、ＬＥＤカソードの位置決めのためのものであり、他方の溝は、ＬＥＤアノードの位置決めのためのものである。導電性エポキシのビードは、ＬＥＤに電力供給する電圧レールをなすように、各溝に堆積される。

本発明の別の側面によれば、ランプを構成する方法を提供する。非導電性ハウジングが設けられる。一つ又はそれ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）が、ハウジングに機械的に取り付けられる。導電性エポキシの一つ又はそれ以上のビードが、ＬＥＤをハウジングに固着し、かつ、ＬＥＤを駆動回路に接続するように、ハウジングに堆積される。

本発明の前述及び他の側面は、例示の実施形態の以下の説明、及び、本発明の原理を、例示として図示する添付の図面からより明らかになるであろう。

図１は、ランプハウジング組立体１２を有し、レンズ（図示せず）がハウジングの周囲に沿って取り付けられるＬＥＤ式ランプ１０を示す。ハウジング１２は、好ましくは、ポリ塩化ビニル（polyvinyl chloride：ＰＣＢ）、ポリエチレン・テレフタレート（polyethylene terephthalate：ＰＥＴ）及びアクリロルニトリル・ブタジエン・スチレン（acrylonitorile butadiene styrene：ＡＢＳ）のような、非導電性プラスチック材料から構成され、かつ、それ自体当該技術で知られているように、周知の成形技術により製造される。図示した例では、ハウジング１２は、（図２に最もよく見えるように、）形状が曲線であるが、スタイリング基準によって決定された、もっと複雑な形状に成形されてもよいことが理解されるべきである。他の種類の非導電性材料をハウジングに用いることもできるが、まもなく論ずるように、幾分弾力性がある材料が最も好ましい。

ハウジング１２は、それに形成された少なくとも一つのチャネル１５を有し、チャネル１５は、二つの独立した溝１６ａ及び１６ｂを有する。図２の線Ａ−Ａ及び線Ｂ−Ｂに沿う好ましいハウジング１２の断面形状を、図２及び図３に示し、ハウジングの詳細な斜視図を図４に示す。これらの図面で分かるように、チャネル１５は、内壁２０ａ及び２０ｂと、外壁２２ａ及び２２ｂと、を有する。畝又はプラットホーム１８が、接合部の内壁２０ａと内壁２０ｂとの間に形成される。このプラットホームには、各々二つのポスト２３ａ及び２３ｂからなる複数のスナップが設けられている。各ポストは小さいノッチ２４を有し、ノッチより上のポストの上部分は、僅かにテーパー付けされ、或いは面取りされる。

カリフォルニア州サンジョゼ（San Jose）のルミレドスライティング（LumiＬＥＤ Lighting）によって製造されたスーパーフラックス（SuperFlux（登録商標））モデルのようなＬＥＤ３０（図３に分離して示されている）が、チャネル１５内で又はチャネル１５上でポスト２３ａ及び２３ｂに機械的に取り付けられる。ポスト２３ａ、２３ｂ及びノッチ２４は、ＬＥＤ３０のカソードリード又はピン３２が、溝１６ａ及び１６ｂの一方（図示したように、溝１６ａ）の中へ延び、そして、アノードリード又はピン３４が、他方の溝（図示したように、溝１６ｂ）の中へ延びるように寸法決めされる。ＬＥＤの本体は、ポスト２３ａ及び２３ｂによって支持され、ポストの間隔は、スナップ嵌めをなすように、ＬＥＤ本体の寸法とほぼ一致する。ＬＥＤ３０は、好ましくは、ＬＥＤ本体がポストに形成されたノッチ２４の中に落ちつくまで、ポスト２３ａ及び２３ｂを反らせるように、強制的に挿入される。ポスト２３ａ及び２３ｂは、好ましくは、ＰＶＣ、ＰＥＴ又はＡＢＳプラスチックのような弾性有機材料で形成されているので、一旦ＬＥＤが挿入されると、ポストが反らされない限り、ＬＥＤは、ポストから外れない。通常の操作条件下では、ランプがそのような力に遭遇することはありそうもなく、かくして、好ましい実施形態は、ＬＥＤをハウジング１２に機械的に取り付けるためのスナップ機構を提供する。

スナップに加えて、エポキシ２８のビードを使用して、ＬＥＤ３０のリード又はピン３２、３４をチャネル１５に、それ故にハウジング１２に結合する。エポキシ２８は、好ましくは、導電性かつ熱伝導性であり、かくして、同じ溝１６ａ又は１６ｂに取り付けられたＬＥＤのカソード３２又はアノード３４の全てを一緒に電気的に接続するのに役立ち、かつ、ＬＥＤから熱を運び去るためのヒートシンクをなす。ＬＥＤをポスト２３ａ、２３ｂに取り付けることによって、多くの用途のために、十分な著しい熱散逸及び電気伝導をもたらすように、溝１６ａ、１６ｂを比較的広くかつ深く作ることができる。適当なエポキシの例は、マサチューセッツ州、Ｓ．イーストン（S. Easton）のレジン・テクノロジー・グループ・ＬＬＰ（Resin Technology Group LLC）によって販売されているＴＩＧＡ９２０（登録商標）、ＴＩＧＡ９５１（登録商標）及びＴＩＧＡ９０１（登録商標）の銀導電性エポキシ、マサチューセッツ州、ビルリカ（Billerica）のテック・フィルム・サービス社（Tech Film services Inc.）によって販売されているボルジャーＣ−１４（Bolger C-14（登録商標））のエポキシ、ロードアイランド州、ウエスト・ウォリック（West Warwick）のメルコ・テクノロジーズ・グループ（Mereco Technologies Group）によって販売されているメタダクト（Metaduct（登録商標））を含む。これらのエポキシは、広範囲の作業温度にわたって、柔軟であり、変形可能であり、機能的である。手動又は自動手段により、複雑な形態上に塗ることができる。

好ましい実施形態では、導電性エポキシ２８のビードは、当該技術において周知であるようなロボットによって塗られる。上述のエポキシは、硬化前に或る粘度を有し、かくして、エポキシは、溝１６ａ、１６ｂを満たして、リード又はピン３２，３４を定着させる。その上、エポキシをリード又はピンの近位に堆積させるために、ロボットのマニピュレータ又は作業先端をリード又はピン３２，３４の近くでＬＥＤ本体の下に達するように斜めにすることができる。

図示例では、溝１６ｂは、導電性エポキシで満たされたとき、溝１６ｂに取り付けられた一連のＬＥＤのカソードを電気的に接続する接地レールとして機能する。溝１６ａは、導電性エポキシで満たされたとき、溝１６ａに取り付けられた一連のＬＥＤのアノードを電気的に接続する正電圧レールとして機能する。図示したランプは、第二の電気回路と関連した別の一連のＬＥＤのアノードを取り付けるために、溝１６ｂと協働する第三の溝１６ｃを有する。ハウジングのこの領域では、溝１６ｂ及び１６ｃ。一つ又はそれ以上の列のＬＥＤを取り付けるために、多数の他のパターンを採用することができ、各チャネルのＬＥＤの数は、使用される特定のエポキシの電気伝導及び熱伝導の限度によってのみ制限される。

ＬＥＤ制御駆動回路を支持するＰＣＢ４０が、当該技術においてよく知られたように、ハウジングに取り付けられる。ＰＣＢ４０は、導電性エポキシ２８のビードを駆動回路に電気的に接続するための（明示されない）端子を有する。

変形例の製造工程では、接着ロボットを使用して、導電性エポキシのビードを最初に塗り付けることが可能であり、ＬＥＤをチャネルに取り付けるのに第二のロボットの使用が可能である。これは、エポキシが硬化するのに一般に必要とされる、しばしば１０分間を越える時間により、可能である。これは、各ＬＥＤの下で、各溝内に導電性エポキシの連続ビードを確保するであろう。ＬＥＤが適所に挿入されたときに、エポキシが、ＬＥＤを適所に保持するのに十分に硬化されるならば、機械的アタッチメントの使用を回避することをも可能である。

更なる製造工程では、導電性エポキシを各溝に置き、続いて、フレキシブル金属ストリップを各溝に置き、続いて、導電性エポキシの第二の層を各溝に置くことが望ましい。第二のエポキシ層の堆積の前又は後に、ＬＥＤをチャネルに取り付けるのがよい。

どんな形にもなるエポキシを使用して、ＬＥＤをフレキシブルハウジングに直接取り付けることによって、ランプハウジングは、幾分柔軟性のままでありこれは、ランプハウジングを車両に取り付けるときに有利である。

本発明の別の実施形態が、図５に断面図で示されている。この実施形態では、ハウジング１２に形成されたチャネル２１５が、平らな内壁２２０ａ及び２２０ｂと、平らな外壁２２２ａ及び２２２ｂを有し、外壁は、内壁より高い。独立した溝２１６ａ及び２１６ｂが、図示するように、内壁と外壁との間に位置決めされる。畝又はプラットホーム２１８は、内壁２２０ａと内壁２２０ｂとの間に形成され、内壁は、僅かにテーパー付けされ、或いは面取りされる。外壁２２２ａ、２２２ｂは、小さいノッチ２２４を有し、そのノッチ２２４の上方の外壁２２２ａ、２２２ｂの頂部分も、僅かにテーパー付けされ、或いは面取りされる。この実施形態では、チャネル２１５の外壁２２２ａと外壁２２２ｂとの間の間隔、及び、各ノッチ２２４の寸法は、スナップ嵌めをなすように、ＬＥＤ本体の寸法形状にほぼ一致する。所望ならば、ＬＥＤ３０の本体をもプラットホーム２１８によって支持することができる。

図示した実施形態は、ＬＥＤをハウジングに機械的に取り付けるためのスナップの使用を示したが、移動止め（detents）、インデックス・キー（index keys）、ラッチ、又は他のかかる機構のような、種々の他の機構を、ＬＥＤをハウジングに機械的に取り付けるのに使用することができる。機械的な取り付け手段は、好ましくは、ＬＥＤをハウジングに係止するが、ＬＥＤをハウジングにしっかりと固定する必要ない、というのは、エポキシが、ＬＥＤを適所にしっかりと固定する更なる手段をなすからである。

当業者は、本発明の精神から逸脱することなく、好ましい実施形態に種々の変更を行うことができることを認識するであろう。

好ましい実施形態によるランプの平面図である。 図１の線Ａ−Ａに沿ったランプの断面図である。 図１の線Ｂ−Ｂに沿ったランプの断面図である。 図１中の領域Ｃの詳細な斜視図である。 本発明の変形例によるランプの断面図である。

Claims (18)

1. 非導電性ハウジングと、
   少なくとも二つのＬＥＤと、
   ＬＥＤをハウジングに取り付け、かつ、照明のためにＬＥＤを電気的に接続する、導電性エポキシの少なくとも二つのビードと、
   を有する、ランプ組立体。
2. 前記ハウジングは、ハウジングに形成された少なくとも二つの溝を有し、前記溝の第一のものは、前記ＬＥＤのアノードを受け入れ、前記溝の第二のものは、前記ＬＥＤのカソードを受け入れる、請求項１記載のランプ組立体。
3. 前記ビードの第一のものは、第一の溝に挿入され、前記ビードの第二のものは、第二の溝に挿入される、請求項２記載のランプ組立体。
4. 前記少なくとも二つの溝は、前記ＬＥＤを受け入れる取り付け面を有するプラットホームによって分離される、請求項３記載のランプ組立体。
5. 前記プラットホームは、前記ＬＥＤを前記ハウジングに機械的に取り付ける、前記ＬＥＤの一つをスナップ的に受け入れる、少なくとも一対の協働する舌部を有する、請求項４記載のランプ組立体。
6. 前記ＬＥＤの各々は、アノードリードと、カソードリードと、を有する、請求項４記載のランプ組立体。
7. 前記ＬＥＤ組立体は、更に、ＬＥＤ制御及び駆動回路を有するＰＣＢを有し、前記ＰＣＢは、前記ビードに電気的に接続され、前記ＬＥＤの照明を可能にする、請求項５記載のランプ組立体。
8. 前記ハウジングは、前記ＬＥＤを受け入れる細長い取り付け面を有するプラットホームを有する、請求項１記載のランプ組立体。
9. 前記プラットホームは、前記少なくとも二つのビードを分離する、請求項８記載のランプ組立体。
10. 前記プラットホームは、その両側に溝を有し、前記ビードの第一のものは第一の溝に挿入され、前記ビードの第二のものは第二の溝に挿入される、請求項９記載のランプ組立体。
11. 前記ハウジングは、前記ＬＥＤをハウジングに取り付ける少なくとも二つの留め具を有する、請求項１記載のランプ組立体。
12. 前記留め具の各々は、前記ＬＥＤの一つをスナップして受け入れる少なくとも一対の協働する舌部を有する、請求項１１記載のランプ組立体。
13. 前記ハウジングは、前記ＬＥＤを受け入れる細長い取り付け面を有するプラットホームを有する、請求項１２記載のランプ組立体。
14. 前記プラットホームは、前記少なくとも二つのビードを分離する、請求項１３記載のランプ組立体。
15. 前記留め具は、前記プラットホームから延びる、請求項１４記載のランプ組立体。
16. 前記プラットホームは、その両側に溝を有し、第一の前記ビードは、第一の溝に挿入され、第二の前記ビードは、第二の溝に挿入される、請求項１４記載のランプ組立体。
17. 前記溝は、少なくとも一対の舌部の間に延びる、請求項１６記載のランプ組立体。
18. 細長いプラットホームを有する非導電性ハウジングを準備するステップと、
    前記プラットホームに、少なくとも二つのＬＥＤを位置決めするステップと、
    ＬＥＤをハウジングに固定し、かつ、照明のためにＬＥＤを電気的に接続するように、ハウジングに、導電性エポキシの一つ又はそれ以上のビードを堆積するステップと、
    を有する、ランプ組立体の製造方法。

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