JP2007018878A

JP2007018878A - 照明器具

Info

Publication number: JP2007018878A
Application number: JP2005199291A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Aoki; 博司青木; Yoshinori Wakabayashi; 美紀若林
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-07-07
Filing date: 2005-07-07
Publication date: 2007-01-25

Abstract

【課題】配線の手間を少なくした照明器具を提供する。
【解決手段】照明器具は、複数の発光ダイオードと点灯回路の回路部品が実装される回路基板２を備える。回路基板２の実装面２ａには、９個の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ９の端子が接続されるランド２１ａ，２１ｂが設けられ、ランド２１ａ，２１ｂ間を接続する配線パターン２３ａ〜２３ｈにより発光ダイオードＬＥＤ１…を直列接続する電路２４が構成される。また実装面２ａには４個の発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１４の端子が接続されるランド２２ａ，２２ｂが設けられ、ランド２２ａ，２２ｂ間を接続する配線パターン２５ａ〜２５ｃにより、発光ダイオードＬＥＤ１１…を直列接続する電路２６が構成される。電路２４を構成する配線パターン２３ａ…は、電路２６を構成する配線パターン２５ａ…と互いに交差しないような経路で形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光ダイオードを光源に用いた照明器具に関するものである。

この種の照明器具としては、光源として複数の発光ダイオードを用い、複数の発光ダイオードを直列に接続し、各発光ダイオードに励磁電流を供給して点灯させるものが従来より提供されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００４−３９６８４号公報（段落番号［００１３］、及び、第１図）

上記構成の照明装置では、均一な照明光が得られるように、回路基板に複数個の発光ダイオードを一定の間隔でマトリックス状に配置していた。

ここで、光出力の仕様が異なる場合は、発光ダイオードの取付ピッチを変えて、その個数を変更することによって対応していたが、コストダウンのために、発光ダイオードの個数が異なる場合でも回路基板を共用することで、部品の種類を減らすことが望まれている。

例えば図７は、発光ダイオードの取付ピッチをＤ１として９個実装する場合と、発光ダイオードの取付ピッチをＤ２（＞Ｄ１）として４個実装する場合とで兼用される回路基板２を示している。略正方形の回路基板２に複数の発光ダイオードを均等に配置するために、９個用の場合は回路基板２の図７中上側部と中央部と下側部とに左右方向に３個ずつ並べて合計９個の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ９を実装してある。また４個用の場合は、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ９の上側の列と中央の列の間、および、中央の列と下側の列の間に、発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１４を左右に２個ずつ並べて実装している。

ここで、複数個の発光ダイオードを点灯させる場合、特許文献１に示されるように複数個の発光ダイオードを直列に接続することで、個々の発光ダイオードに流れる電流のばらつきを少なくしており、図７に示す回路基板２では９個の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ９を直列に接続するために、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ９の間を順番に接続する略Ｚ字状の配線パターンＰＴ１が形成されている。このような配線パターンＰＴ１を形成した場合、図７中の上側に実装された２個の発光ダイオードＬＥＤ１１，ＬＥＤ１２と、下側に実装された２個の発光ダイオードＬＥＤ１３，ＬＥＤ１４との間が配線パターンＰＴ１によって分断されるため、発光ダイオードＬＥＤ１２とＬＥＤ１３との間を短距離で結ぶ配線パターンを形成することができなかった。したがって、回路基板２の実装面において配線パターンＰＴ１を挟んで対向する位置にスルーホールＰ１，Ｐ２を形成するとともに、発光ダイオードＬＥＤ１１と発光ダイオードＬＥＤ１２とスルーホールＰ１との間を接続する配線パターンＰＴ２と、スルーホールＰ２と発光ダイオードＬＥＤ１３と発光ダイオードＬＥＤ１４との間を接続する配線パターンＰＴ３とを形成しておき、４個の発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１４を実装して使用する場合は、スルーホールＰ１，Ｐ２間をジャンパ線ＪＰで短絡することによって、４個の発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１４を直列接続していたため、４個の発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１４を接続して使用する場合は配線の手間がかかるという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、配線の手間を少なくした照明器具を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の発光ダイオードと、複数の発光ダイオードを点灯させる点灯回路の回路部品とが実装される回路基板を備え、当該回路基板の一方の実装面には、複数の発光ダイオードの端子がそれぞれ接続される接続部が設けられ、複数の発光ダイオードの内の複数個が直列接続されるように、各発光ダイオードが接続される接続部の間を電気的に接続する電路が複数形成され、各々の電路を構成する配線パターンが、他の電路を構成する配線パターンと交差しないような経路で形成されたことを特徴とする。

この発明によれば、複数の発光ダイオードの内の複数個を直列接続する電路が複数形成され、各々の電路を構成する配線パターンを、他の電路を構成する配線パターンと交差しないような経路で形成しているので、複数の電路の何れかに発光ダイオードを実装することによって、１枚の回路基板に実装する発光ダイオードの個数を変更することができ、且つ実装する発光ダイオードの個数が異なる場合でもジャンパ線などを用いて配線することなく、１枚の回路基板で対応することができる。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、複数の電路の内で最も外側にある電路が略螺旋状に形成されたことを特徴とする。

この発明によれば、最も外側にある電路を略螺旋状に形成しているので、この電路を構成する配線パターンの間に連続した螺旋状の配線スペースができ、この配線スペースを利用して、ジャンパ線などを用いることなく、複数の発光ダイオードを直列接続する別の電路を形成することができる。しかも、最も外側にある電路を略螺旋状に形成しているので、この電路を回路基板の外周に沿って形成すれば、無駄な配線スペースを無くすことができ、回路基板の小型化を図ることができる。

本発明によれば、複数の発光ダイオードの内の複数個を直列接続する電路が複数形成され、各々の電路を構成する配線パターンを、他の電路を構成する配線パターンと交差しないような経路で形成しているので、複数の電路の何れかに発光ダイオードを実装することによって、１枚の回路基板に実装する発光ダイオードの個数を変更することができ、且つ実装する発光ダイオードの個数が異なる場合でもジャンパ線などを用いて配線することなく、１枚の回路基板で対応することができるから、配線の手間を少なくした照明器具を提供することができる。

本実施形態の照明器具の一実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。図４（ａ）は本実施形態の照明器具Ａを２台並べて設置した状態の平面図、同図（ｂ）は照明器具Ａの側面図であり、この照明器具Ａは、取付ベース１と、回路基板２と、カバー３と、配線カバー４とを主要な構成として備える。

取付ベース１は略正方形状の板金により形成され、取付ベース１の表面（図４（ｂ）中の上面）には回路基板２を保持したカバー３が図４（ａ）中の右上、左上、右下、左下の位置にそれぞれ取着されている。取付ベース１における上下方向略中央の左右両側部、および、左右方向略中央の上下両側部には、カバー３の間から露出する部位の一部を矩形状に凹没させることによって、取付ベース１の他の部位よりも背面側に突出した取付座１ａが形成されている。左右両側の取付座１ａには、取付ベース１を施工面に取り付けるための取付ねじ１３を挿通する挿通孔（図示せず）がそれぞれ貫設されている。また上下両側の取付座１ａにも取付ねじ１３を挿通するための挿通孔１１，１２がそれぞれ貫設されている。なお一方の挿通孔１１は、上下方向において長孔とこの長孔よりも大径の丸孔とが連続しただるま孔形状に形成され、他方の挿通孔１２は長径が左右方向に沿って延びる長孔形状に形成されており、挿通孔１１，１２に通した取付ねじ１３を施工面に螺入して仮止めした状態で、取付ベース１の取付位置を調整できるようになっている。

また取付ベース１の四隅には、取付ベース１の一部を背面側に突出させることによって、円形の突起１ｂが形成されており、突起１ｂの突出量は取付座１ａの突出量と略同じに形成されている。而して取付ベース１を造営面に固定する際には、取付座１ａおよび突起１ｂを造営面に当接させた状態で、各取付座１ａの挿通孔１１，１２に通した取付ねじ１３を造営材に螺合することによって、取付ベース１が造営材に固定されるのである。この時、取付座１ａおよび突起１ｂは取付ベース１の他の部位よりも背面側に突出しているので、取付ベース１の他の部位は造営面に当接せず、取付座１ａと突起１ｂのみが当接することになり、造営面に凹凸があったとしても取付ベース１をがたつき無く取り付けることができる。また取付座１ａおよび突起１ｂの高さ分だけ、取付ベース１と造営材との間に隙間ができるので、カバー３を取付ベース１に固定する後述の固定ねじ３７の先端が造営材に干渉することはない。

さらに取付ベース１には、右上および左上に取着したカバー３，３の間の部位に、カバー３に保持された回路基板２に電源を供給するための入力用コネクタ５が取着され、この入力用コネクタ５と回路基板２との間は多芯のケーブル６を介して電気的に接続されている。また取付ベース１には、右上および右下に取着したカバー３，３の間の部位に送り配線用の多芯のケーブル７が通され、このケーブル７の先端には別の照明器具Ａの入力用コネクタ５に接続される送り用コネクタ８が電気的に接続されている。なお取付ベース１には、４つのカバー３の間にできる十字状の配線スペースに、板金により略コ字形に形成された長尺の配線カバー４，４が取付金具９，９を用いて互いに略直交するように取着されており、これらの配線カバー４，４によって入力用コネクタ５およびケーブル６，７を覆うことで、入力用コネクタ５やケーブル６，７の破損を防止している。ここに配線カバー４は、長手方向一端側の横壁から延出させた引掛片４ａ，４ａを取付ベース１に設けた溝に係止させるとともに、長手方向他端側に設けたねじ挿通孔に固定ねじ１４を挿通し、この固定ねじ１４を取付ベース１に固定した取付金具９のねじ孔（図示せず）に螺合することによって、取付ベース１に固定される。なお、取付ベース１にはアース端子１５がねじ止めされており、このアース端子１５にアース線（図示せず）を接続することによって、取付ベース１を接地することができる。

次に回路基板２について説明する。回路基板２は略正方形状のプリント配線板からなり、一方の面に複数個の発光ダイオードが実装され、他方の面には発光ダイオードの点灯回路を構成する回路部品が実装される。この回路基板２には、９個の発光ダイオードを直列接続するための配線パターンと、４個の発光ダイオードを直列接続するための配線パターンが共に形成されているので、実装する発光ダイオードの数を９個又は４個の何れかに選択できる。つまり９個用の基板と４個用の基板を１枚の回路基板２で兼用している。また回路基板２には、充填剤の注入時に空気を抜くために、回路基板２の表裏を貫通する複数個の丸孔２ｃが形成されるとともに、回路基板２の周縁部に矩形状に凹んだ複数の切欠２ｄが形成されている。

図２（ａ）（ｂ）は回路基板２を９個用の基板として使用した場合を示し、一方の実装面２ａには発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ９が実装され、他方の実装面２ｂには点灯回路を構成する回路部品（全波整流器ＤＢ１、トランジスタＱ１，Ｑ２…、チップ抵抗Ｒ１−１，Ｒ１−２…、ツェナダイオードＺＤ１などからなる）が実装されている。９個の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ９は例えば約５０ｍｍピッチで実装されており、実装面２ａにおいて図２（ａ）中の上下両側部および中央部に左右方向に３個ずつ並べて等間隔に実装されている。また図１に示すように、実装面２ａには、各発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ９の実装位置に、表面実装タイプの発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ９が備える一対の端子をそれぞれ接続するランド（接続部）２１ａ，２１ｂが形成されている。

また図３（ａ）（ｂ）は回路基板２を４個用の基板として使用した場合を示し、一方の実装面２ａには発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１４が実装され、他方の実装面２ｂには点灯回路を構成する回路部品（全波整流器ＤＢ１、トランジスタＱ１，Ｑ２…、チップ抵抗Ｒ１−１，Ｒ１−２…、ツェナダイオードＺＤ１などからなる）が実装されている。４個の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ９は例えば約７５ｍｍピッチで実装されており、実装面２ａにおいて、回路基板２の図２中上側に実装される発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ３の列と、中央部に実装される発光ダイオードＬＥＤ４〜ＬＥＤ６の列との間に、発光ダイオードＬＥＤ１１，ＬＥＤ１２が左右に並べて実装されるとともに、回路基板２の中央部に実装される発光ダイオードＬＥＤ４〜ＬＥＤ６の列と、下側部に実装される発光ダイオードＬＥＤ７〜ＬＥＤ９の列との間に発光ダイオードＬＥＤ１３，ＬＥＤ１４が左右に並べて実装されている。また図１に示すように、実装面２ａには、各発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１４の実装位置に、表面実装型の発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１４が備える一対の端子をそれぞれ接続するランド（接続部）２２ａ，２２ｂが形成されている。

さらに回路基板２の実装面２ａには、９個の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ９を直列に接続する電路２４を形成するため、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ９の端子が接続されるランド２１ａ，２１ｂの間を電気的に接続する配線パターン２３ａ〜２３ｈが形成されており、これらの配線パターン２３ａ〜２３ｈによって螺旋状の電路２４を構成している。また実装面２ａには、他の４個の発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１４を直列に接続する電路２６を形成するため、発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１４の端子が接続されるランド２２ａ，２２ｂの間を電気的に接続する配線パターン２５ａ〜２５ｃが形成されており、これらの配線パターン２５ａ〜２５ｃによって略Ｚ字状の電路２６を構成している。また発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ１１のアノードがそれぞれ接続されるランド２１ａ，２２ａは配線パターン２７ａを介して端子ＣＮ２，ＣＮ３に接続され、発光ダイオードＬＥＤ９，ＬＥＤ１４のカソードがそれぞれ接続されるランド２１ｂ，２２ｂは配線パターン２７ｂを介して端子ＣＮ４に接続されている。すなわち、端子ＣＮ２，ＣＮ３と端子ＣＮ４との間に、９個の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ９を直列接続する電路２４と、４個の発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１４を直列接続する電路２６とが並列的に接続されている。而して、端子ＣＮ２，ＣＮ３と端子ＣＮ４との間に直流電圧を印加すれば、実装面２ａに実装された９個の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ９、或いは、４個の発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１４に励磁電流を供給して、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ９、又は、発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１４を点灯させることができる。

またカバー３は、図５（ａ）〜（ｅ）に示すように透光性を有する透明な合成樹脂（例えばアクリルなど）により、略正方形状の主部３１と、主部３１の周縁部から背面側に延出する側部３２とを一体に形成したような形状に形成されている。なお主部３１の４つの角の内、対角の位置にある２つの角を矩形状に凹没させており、この凹没部分の側部３２の後縁からはＵ字状の切り込み溝３４を有する取付片３３が側方に向かって突出している。また側部３２の内側面には、主部３１との連結部位から開口側に向かって、回路基板２の実装面２ｂと当接する柱状突起３５が複数突設されるとともに、これら柱状突起３５との間で回路基板２を挟持する係止爪３６が突設されている。なお係止爪３６は、カバー３の開口側から主部３１側に近付くにつれて、側部３２からの突出量が大きくなるような形状に形成されている。

ここで、照明器具Ａを組み立てるに当たっては、先ずカバー３の開口部から、実装面２ｂを主部３１側にして回路基板２を挿入すると、回路基板２の左右の側縁が係止爪３６と当接し、係止爪３６が設けられた側部３２を外側に押し広げる。その後、回路基板２をさらに押し込むと、回路基板２が係止爪３６を乗り越えて、係止爪３６と柱状突起３５との間に回路基板２が保持される（図５（ｅ）参照）。回路基板２をカバー３に保持させると、カバー３の開口側から透光性を有する透明な充填剤（例えばシリコンなど）を充填して、回路基板２に実装された発光ダイオードＬＥＤ１…や回路部品などを樹脂で封止して保護する。ここで回路基板２には丸孔２ｃや切欠２ｄが形成されているので、充填剤を充填する際に丸孔２ｃや切欠２ｄから空気が抜けやすく、回路基板２とカバー３の主部３１との間に気泡が残ってしまうのを防止できる。以上のようにして回路基板２をカバー３に保持させると、取付ベース１の所定の取付位置にカバー３を載置し、カバー３の取付片３３に設けた切り込み溝３４に、パッキン３８に通した固定ねじ３７を挿通し、この固定ねじ３７を取付ベース１に螺合することによって、カバー３を取付ベース１に固定する。また回路基板２に接続されたケーブル６，７を取付ベース１の所定の位置に配線し、ケーブル６の先端に接続された入力用コネクタ５を適宜の取付手段を用いて取付ベース１に固定した後、取付ベース１に固定された取付金具９に配線カバー４を固定ねじ１４で固定することによって、配線カバー４が取付ベース１に固定され、照明器具Ａの組立を完了する。

ところで、本実施形態では回路基板２の実装面２ａに、９個の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ９を直列接続する電路２４と、４個の発光ダイオードＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１４を直列接続する電路２６とを形成し、一方の電路２４を構成する配線パターン２３ａ〜２３ｈを、他方の電路２６を構成する配線パターン２５ａ〜２５ｃと交差しないような経路に形成しているので、２つの電路２４，２６の内の何れかに発光ダイオードを実装することによって、１枚の回路基板２に実装する発光ダイオードの個数を変更することができ、実装する発光ダイオードの個数が異なる場合でもジャンパ線などを用いて配線することなく、１枚の回路基板で対応することができるから、配線作業を簡単に行うことができる。さらに本実施形態では、複数の電路２４，２６の内、最も外側にある電路２４が略螺旋状に形成されているので、電路２４を構成する配線パターン２３ａ〜２３ｈの間に連続した螺旋状の配線スペースができ、この配線スペースを利用して、ジャンパ線などを用いることなく、複数の発光ダイオードを直列接続する別の電路２６を形成することができ、且つ、最外縁の電路２４を回路基板２の外周に沿って形成すれば、無駄な配線スペースを無くして、回路基板２の小型化が図れるという利点もある。

なお回路基板２に形成する電路の数や経路は上記の形態に限定されるものではなく、複数の電路をそれぞれ構成する配線パターンが、他の電路を構成する配線パターンと交差しないような経路で形成されれば、電路の数や経路は問わない。本実施形態では９個の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ９を直列に接続する電路２４を螺旋状に形成しているが、図６（ａ）に示すように上述の回路基板２において発光ダイオードＬＥＤ８と発光ダイオードＬＥＤ９の位置を入れ替えて電路２４を形成しても良く、電路２４の両端にある発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ９が近接して配置されるので、励磁電流を供給する端子ＣＮ２，ＣＮ３および端子ＣＮ４と発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ９との間を電気的に接続する配線パターンを容易に形成することができる。また図６（ｂ）に示すように回路基板２に１８個の発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ１８が実装される場合には、発光ダイオードＬＥＤ１〜ＬＥＤ９の間を電気的に接続する螺旋状の配線パターンと、発光ダイオードＬＥＤ１０〜ＬＥＤ１８の間を電気的に接続する螺旋状の配線パターンとを２重に形成し、発光ダイオードＬＥＤ９，ＬＥＤ１０間を配線パターンにより電気的に接続することで２重螺旋形状の電路２４を形成しても良く、この場合にも電路２４の両端にある発光ダイオードＬＥＤ１と発光ダイオードＬＥＤ１８とを近接して配置することができる。また回路基板２を正方形以外の形状に形成しても良いことは勿論のことであり、例えば図６（ｃ）に示すように略楕円形状に形成された回路基板２’を用い、この回路基板２’の実装面２ａの適宜の位置に複数個の発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２…ＬＥＤｎを実装するとともに、複数個の発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２…ＬＥＤｎを直列に接続するための電路２４を形成しても良い。

なお、本発明の精神と範囲に反することなしに、広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は、特定の実施形態に制約されるものではない。

本実施形態の照明器具に用いる回路基板のパターン図である。（ａ）（ｂ）は同上の回路基板に発光ダイオードを９個実装する場合の実装組立図である。（ａ）（ｂ）は同上の回路基板に発光ダイオードを４個実装する場合の実装組立図である。同上の照明器具を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。同上に用いるカバーを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図、（ｃ）はＣ−Ｃ断面図、（ｄ）は右側面図、（ｅ）はＤ部拡大図である。（ａ）〜（ｃ）は同上に用いる回路基板の他の配線パターンを模式的に示したパターン図である。従来の照明器具に用いる回路基板の配線パターンを模式的に示したパターン図である。

符号の説明

２回路基板
２ａ実装面
２１ａ，２１ｂランド
２２ａ，２２ｂランド
２４，２６電路
２３ａ〜２３ｈ配線パターン
２５ａ〜２５ｃ配線パターン
ＬＥＤ１〜ＬＥＤ９発光ダイオード
ＬＥＤ１１〜ＬＥＤ１４発光ダイオード

Claims

複数の発光ダイオードと、前記複数の発光ダイオードを点灯させる点灯回路の回路部品とが実装される回路基板を備え、当該回路基板の一方の実装面には、複数の発光ダイオードの端子がそれぞれ接続される接続部が設けられ、前記複数の発光ダイオードの内の複数個が直列接続されるように、各発光ダイオードが接続される接続部の間を電気的に接続する電路が複数形成され、各々の電路を構成する配線パターンが、他の電路を構成する配線パターンと交差しないような経路で形成されたことを特徴とする照明器具。
前記複数の電路の内で最も外側にある電路が略螺旋状に形成されたことを特徴とする請求項１記載の照明器具。