JP2009231016A - Ｌｅｄ照明ユニット、ｌｅｄ照明装置およびｌｅｄ照明ユニット接続用コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】ラインの左右の向きを識別することなく取り付け固定でき、小型で安価に実現し得るＬＥＤ照明ユニットおよびＬＥＤ照明装置を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ照明装置に取り付けられる複数または単一のＬＥＤ照明ユニット１０であって、ＬＥＤ実装用の基板１１と、基板の上面に実装された複数のＬＥＤ１２と、基板上で複数のＬＥＤを電気的に接続してＬＥＤ回路を形成するパターン配線１３と、基板の下面側で長手方向中央部に配設され、ＬＥＤ回路に電気的に接続された電源接続用の第１のコネクタ１４と、を具備する。第１のコネクタの複数の接続ピン１４１，１４２，１４３は、それぞれに対応して割当てられる駆動電圧の極性関係が照明ユニットの長手方向中心に対して点対称となるように配列されてなり、照明ユニットの左右の向きに関係なくＬＥＤ回路を点灯駆動することが可能である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた照明ユニット（以下、ＬＥＤ照明ユニットと記す）、ＬＥＤ照明装置およびＬＥＤ照明ユニット接続用コネクタに係り、特にそれらの構造、ＬＥＤ照明ユニットのＬＥＤ回路の接続とそのパターン配線に関する。

従来のＬＥＤ照明装置は、装置の光源部分として使用されているＬＥＤ照明ユニットに対して、ＤＣ（直流）電源からケーブルハーネスおよびＬＥＤ照明ユニットのＬＥＤ実装面に実装されているコネクタを介して給電している。ＬＥＤ照明装置のデザインを損ねないように、ケーブルハーネスを装置の使用者から見える状態で接続することは好まれない傾向にある。また、コネクタをＬＥＤ照明ユニットの左端または右端に配置する場合は、ケーブルハーネスをＬＥＤ照明ユニットの左側または右側に配置せねばならず、デザイン上の制約になる。

また、コネクタをＬＥＤ照明ユニットの中央に配置した場合でも、コネクタのピン配置から、コネクタを一定方向に向けて配置する必要があった。これにより、ＬＥＤ照明ユニットをＬＥＤ照明装置へ組み込む作業に際して、作業者などが照明ユニットの向きを認識しながらの取り付けを行う必要があり、作業性に欠けていた。

また、一般的なＬＥＤ照明ユニットは、ＬＥＤの駆動電流を一定に保つことで一定の光束を得るために、ＬＥＤ照明ユニットのＬＥＤ実装面に定電流回路を配置することがある。しかし、この方法は、ＬＥＤ実装面上に定電流回路を実装するエリアが必要となり、小型で高い光束量を持つＬＥＤ照明ユニットを低価格で実現する妨げとなる場合がある。

なお、従来のＬＥＤ照明ユニットの配置方向を所定方向に物理的に導くために、形状の異なる電極を用いるＬＥＤ照明装置（特許文献１参照）や、従来のＬＥＤ照明ユニットのＬＥＤ回路に所定の方向に駆動電流を供給するために整流ダイオードなどを用いるＬＥＤ光源（特許文献２参照）が知られている。
特開２００３−４５２２４号公報 特開２００５−２７６９７９号公報

本発明は前記した従来の問題点を解決すべくなされたもので、ラインの左右の向きを識別（意識）することなくＬＥＤ照明装置へ取り付け固定でき、小型で安価に実現し得るＬＥＤ照明ユニットを提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、小型で安価なＬＥＤ照明装置を提供することにある。さらに、本発明の他の目的は、ＬＥＤ照明ユニットを容易に着脱でき、ＬＥＤ照明ユニットを確実に保持し得るＬＥＤ照明ユニット接続用コネクタを提供することにある。

本発明のＬＥＤ照明ユニットは、ＬＥＤ実装用の基板と、前記基板の上面に実装された複数のＬＥＤと、前記基板上で前記複数のＬＥＤを電気的に接続してＬＥＤ回路を形成するパターン配線と、前記基板の下面側で長手方向中央部に配設され、前記ＬＥＤ回路に電気的に接続された電源接続用の第１のコネクタと、を具備するＬＥＤ照明ユニットであって、前記第１のコネクタは、複数の接続端子を有しており、ＬＥＤ照明ユニットの左右の向きに関係なく前記ＬＥＤ回路が点灯駆動可能であることを特徴とする。

前記複数の接続端子は、それぞれに対応して割当てられる駆動電圧の極性関係がＬＥＤ照明ユニットの長手方向中心に対して点対称となるように配列されている。

前記複数のＬＥＤは、前記基板の上面にライン状に配列されて実装されており、前記ＬＥＤ回路のパターン配線の一部は、前記基板の長手方向中央部から基板両端部に向かってライン状に延びると共に、隣接した各ＬＥＤ間の基板上面を連続して被覆するように形成されていることが望ましい。

前記パターン配線は、基板の上面を４０％以上覆っていることが望ましい。前記パターン配線は、表面に凹凸を有していることが望ましい。前記パターン配線は、基板の短手方向において、ＬＥＤの幅と同等かそれ以上の幅を有することが望ましい。

さらに、前記複数のＬＥＤを覆うように基板上面側に配設されたカバーを有することが望ましい。前記カバーは、前記第１のコネクタに嵌合する第２のコネクタに係止・離脱自在な爪部を有することが望ましい。前記カバーの最大幅は１５ｍｍφ以下であることが望ましい。前記ＬＥＤ実装用の基板の上面に形成される回路は、定電流回路を含まないことが望ましい。

前記複数のＬＥＤは、第１のグループおよび第２のグループに分割され、各グループ内のＬＥＤは直列に接続されてＬＥＤ直列回路を形成している。

ＬＥＤ回路の一例は、第１のグループにおけるＬＥＤ直列回路の一端は第１のコネクタの第１接続端子に接続されており、第２のグループにおけるＬＥＤ直列回路の一端は第１のコネクタの第２接続端子および第３接続端子に接続されている。そして、第１のグループにおけるＬＥＤ直列回路の他端と第２のグループにおけるＬＥＤ直列回路の他端とが接続されており、第２接続端子および第３接続端子は第１接続端子の両側に配置され、各接続端子は全体としてライン状に配列されている。

ＬＥＤ回路の他の例は、第１のグループにおけるＬＥＤ直列回路の一端は第１のコネクタの第１接続端子および第２接続端子に接続されており、第２のグループにおけるＬＥＤ直列回路の一端は第１のコネクタの第３接続端子および第４接続端子に接続されている。そして、第１のグループにおけるＬＥＤ直列回路の他端と第２のグループにおけるＬＥＤ直列回路の他端とが接続されており、４個の接続端子は、第１接続端子、第３接続端子、第２接続端子および第４接続端子の順で四方形の各コーナー部に対応して配置されている。

本発明のＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ回路を有する単一または複数のＬＥＤ照明ユニットと、前記ＬＥＤ照明ユニットを支持する支持体と、を具備するＬＥＤ照明装置であって、前記ＬＥＤ照明ユニットは、ＬＥＤ実装用の基板と、前記基板の上面に実装されたＬＥＤ回路と、前記基板の長手方向中央部に配設された電源接続用の第１のコネクタと、を具備し、前記ＬＥＤ照明ユニットは、前記第１のコネクタの左右の向きに関係なく前記支持体により支持された状態で前記ＬＥＤ回路が点灯駆動されることを特徴とする。

前記支持体は、前記第１のコネクタの左右の向きに関係なく接続可能な第２のコネクタを有することが望ましい。前記第２のコネクタは、前記基板の長手方向に延設された一対のバネ部を有し、当該一対のバネ部が前記ＬＥＤ照明ユニットの下面に当接して押圧することが望ましい。前記支持体は、前記ＬＥＤ回路にＬＥＤ駆動電流を供給するＤＣ電源を格納した電源格納部をさらに具備することが望ましい。

本発明のＬＥＤ照明ユニット接続用コネクタは、ＬＥＤ照明ユニットのコネクタに嵌合自在なＬＥＤ照明ユニット接続用コネクタであって、前記ＬＥＤ照明ユニットから底面方向に突出した爪部を係止・離脱自在なラッチ部を有することを特徴とする。

前記ラッチ部として、前記爪部を係止・離脱自在な段差部を側面部に設けることが可能である。前記ＬＥＤ照明ユニットの長手方向に沿って両側へ延設された一対のバネ部を両端部に設けることにより、前記ＬＥＤ照明ユニットのコネクタとの嵌合状態において前記一対のバネ部が前記ＬＥＤ照明ユニットの底面に当接して押圧することが望ましい。

本発明のＬＥＤ照明ユニットによれば、ライン状のＬＥＤ照明ユニットの左右を識別（意識）することなくＬＥＤ照明装置へ組み込むことができる。つまり、照明ユニットの接続方向を認識してＬＥＤ照明装置へ組み込む必要が無くなるので、取り付けの作業性が向上する。したがって、コネクタの誤挿入が発生せず、ＬＥＤ照明ユニットの着脱を簡単に行うことができる。また、ＬＥＤの配列ライン上に形成されたパターン配線がＬＥＤ光を反射するので、ライン状の発光に近づけることができると共に、基板の長手方向における発光ムラの発生を抑制することができる。

前記パターン配線は、前記基板の上面を４０％以上覆っていることが望ましい。これにより、照明ユニットをライン状の発光により近づけることができる。前記パターン配線は、表面に凹凸を有していることが望ましい。これにより、ＬＥＤ光を拡散することができるので、ＬＥＤ照明ユニットをライン状の発光により近づけることができる。前記パターン配線は、基板の短手方向において、ＬＥＤの幅と同等かそれ以上の幅を有することが望ましい。これにより、ＬＥＤ照明ユニットをライン状の発光により近づけることができる。

本発明のＬＥＤ照明装置によれば、ライン状のＬＥＤ照明ユニットの左右を識別（意識）することなくＬＥＤ照明装置へ組み込むことができる。つまり、照明ユニットの接続方向を認識してＬＥＤ照明装置へ組み込む必要が無くなるので、取り付けの作業性が向上する。したがって、コネクタの誤挿入が発生せず、ＬＥＤ照明ユニットの着脱を簡単に行うことができる。ＬＥＤ回路のパターン配線の一部は、コネクタの両側からＬＥＤ実装用基板の長手方向の両端部に向かってライン状に延びると共に、隣接した各ＬＥＤ間の基板上面を連続して被覆することが望ましい。これにより、ＬＥＤの配列ライン上に形成されたパターン配線がＬＥＤ光を反射するので、ライン状の発光に近づけることができると共に、基板の長手方向における発光ムラの発生を抑制することができる。

さらに、前記複数のＬＥＤを覆うように基板上面側に配設されたカバーを有し、前記カバーは第２のコネクタに係止・離脱自在な爪部を有し、第２のコネクタは基板長手方向に延設された一対のバネ部を有し、当該一対のバネ部がＬＥＤ照明ユニットの下面に当接して押圧する構造を有することが望ましい。これにより、ＬＥＤ照明ユニットを左右どちらの向きに取り付けたとしても、安定して支持することができる。

また、ＤＣ電源には定電流動作機能を持たせるがＬＥＤ照明ユニット側には定電流動作機能を持たせない場合、照明ユニットのＬＥＤ実装エリアを広く確保することができ、複数のＬＥＤを等ピッチに実装を行うことができ、光学的に一様な照明をつくることができる。これに対して、ＬＥＤ照明ユニット側には定電流動作機能を持たせるがＤＣ電源には定電流動作機能を持たせない場合、ＤＣ電源として一般的に安価で汎用的なスイッチング電源等を利用することができる。

また、ＤＣ電源は、ＤＣ２４Ｖ〜４８Ｖの任意の電圧で定電流動作を行えることが望ましい。これにより、ＬＥＤ照明ユニットのＬＥＤ直列数が変化した場合にも一定の電流を流すことができるので、安全性、安定性を確保できる。また、ＤＣ電源に出力電流値をスイッチ等で設定できることが望ましい。

本発明のＬＥＤ照明ユニット接続用コネクタによれば、ＬＥＤ照明ユニットを左右どちらの向きに接続してもＬＥＤ回路を駆動することができるので、ＬＥＤ照明ユニットの取り付けの作業性が向上する。また、ＬＥＤ照明ユニット接続用コネクタは、両端部に基板長手方向に沿って両側へ延設された一対のバネ部を有しており、ＬＥＤ照明ユニット接続用コネクタとの勘合状態において一対のバネ部がＬＥＤ照明ユニットの裏面に当接して押圧するので、ＬＥＤ照明ユニットの落下を防止する機能を持たせることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。この説明に際して、全図にわたり共通する部分には共通する参照符号を付す。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明に係るＬＥＤ照明ユニットおよびそれを用いたＬＥＤ照明装置の第１の実施形態について、一部切り欠いた状態の構成を示す斜視図である。図２は、図１中のＬＥＤ照明ユニットの１個分を取り出し、一部切り欠いた状態の構成を示す分解斜視図である。図３は、図１中のＬＥＤ照明ユニット側コネクタと電源側コネクタの部分を取り出し、縦断面構造を示す断面図である。図４は、図１中のＬＥＤ照明ユニット側コネクタと電源側コネクタの結合構造の一例を示す斜視図である。図５は、本発明の第１の実施形態について外観の一例を示す斜視図である。図６は、図２中のＬＥＤ回路およびＬＥＤ照明ユニット側コネクタとの接続関係の一例を示す等価回路図である。

本実施形態のＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ回路を有する複数のＬＥＤ照明ユニット１０と、このＬＥＤ照明ユニットを支持する支持体（筐体）２０と、ＬＥＤ照明ユニットのＬＥＤ回路にＬＥＤ駆動電流を供給するＤＣ電源３０と、を具備する。上記ＤＣ電源３０は、商用交流電源からＤＣ電圧を生成するＡＣ−ＤＣ電源を用いることができる。筐体２０は、ＬＥＤ照明ユニット１０にＤＣ電圧・電流を供給するための第２のコネクタ（電源側コネクタ）３１と、ＡＣ−ＤＣ電源３０を格納する電源格納部３２を具備する。

以下、各部の構成を説明する。

（ＬＥＤ照明ユニット） ＬＥＤ照明ユニット１０は、ＬＥＤ実装用の基板１１と、この基板の上面にライン状に配列されて実装された複数のＬＥＤ１２と、基板上に形成されたパターン配線１３と、このパターン配線により複数のＬＥＤが電気的に（直列に）接続されたＬＥＤ回路と、基板の下面（裏面）側で長手方向中央部に配設された電源接続用の第１のコネクタ（ＬＥＤユニット側コネクタ）１４と、このＬＥＤユニット側コネクタを避けて基板の下面（裏面）側に取り付けられて放熱を行うための放熱板１５と、ＬＥＤに直接触れられないようにＬＥＤを覆うように基板の上面側に配設された透光性を有するカバー１６と、を有する。

（ＡＣ−ＤＣ電源） ＡＣ−ＤＣ電源３０は、法的規制の緩やかなローボルト規格品として製品化するためにＤＣ４８Ｖ以下を出力する。電源効率の面からは高い電圧（４８Ｖ付近）を出力するものが望ましい。この場合、互いに独立した複数のＬＥＤ駆動電流供給端子を有する１つのＡＣ−ＤＣ電源を用い、このＡＣ−ＤＣ電源から複数のＬＥＤ照明ユニット１０のＬＥＤ回路にそれぞれＬＥＤ駆動電流を供給することが望ましい。

ＡＣ−ＤＣ電源３０に定電流動作機能を持たせる場合には、ＬＥＤ照明ユニット側には定電流動作機能を持たせなくて済む。この場合、ＬＥＤ照明ユニットのＬＥＤ実装エリアを広く確保することができ、複数のＬＥＤを等ピッチに実装を行うことができ、光学的に一様な照明をつくることができる。また、ＬＥＤ照明ユニットは、ＤＣ２４Ｖ〜４８Ｖの任意の電圧で定電流動作を行えることが望ましい。これにより、ＬＥＤ照明ユニットのＬＥＤ直列数が変化した場合にも一定の電流を流すことができるので、安全性、安定性を確保できる。また、ＡＣ−ＤＣ電源に出力電流値をスイッチ等で設定できることが望ましい。

これに対して、ＬＥＤ照明ユニット側には定電流動作機能を持たせる場合には、ＡＣ−ＤＣ電源には定電流動作機能を持たせなくて済む。この場合、ＡＣ−ＤＣ電源として一般的に安価で汎用的なスイッチング電源等を利用することができる。

（筐体） 筐体２０は、板金、アルミなどの金属を材料としており、折り曲げやプレスなどの工程を経て成型される。また、筐体は、照明装置全体を壁や天井へ取り付けるための構造、ＡＣ−ＤＣ電源を固定するための構造、電源側コネクタを固定するための構造を有する。また、筐体は、ＡＣ−ＤＣ電源と商用電源を接続するための電源ケーブル（図示せず）や、ＡＣ―ＤＣ電源と電源側コネクタとを接続するケーブルハーネス（図示せず）を格納することができる。

（ＬＥＤ実装用の基板） ＬＥＤ実装用の基板１１は、複数のＬＥＤ１２をライン状に配列して実装し、かつ、ＬＥＤ照明ユニット側コネクタ１４を実装するための長尺な印刷配線基板であり、ＬＥＤ照明ユニットに求められる光束量に応じてＬＥＤの数量を変更することができる。また、隣接するＬＥＤ間のピッチを自由に変更できる。

また、ＬＥＤ実装用の基板１１には、ＬＥＤを定電流駆動させる定電流回路を搭載しても良いが、電源側に持たせたほうが好ましい。これにより、例えば15φ以下などの基板サイズが小さくなるＬＥＤ光源ユニット１０を設計仕様とした際でも、ＬＥＤ照明ユニットに求められる光束量が大きい場合にはＬＥＤを定電流駆動する定電流回路を搭載するエリアが確保することができる。

（ＬＥＤ回路およびパターン配線） 図６に示すように、複数のＬＥＤ１２が第１のグループおよび第２のグループに分割され、各グループ内のＬＥＤ１２はパターン配線１３により直列に接続されてＬＥＤ直列回路を形成している。この際、第１のグループにおけるＬＥＤ直列回路の一端は第１接続ピン１４１に接続されており、第２のグループにおけるＬＥＤ直列回路の一端は第２接続ピン１４２および第３接続ピン１４３に接続されている。第１のグループにおけるＬＥＤ直列回路の他端は第２のグループにおけるＬＥＤ直列回路の他端に接続されている。各接続ピン１４１，１４２，１４３の配置は、第１接続ピン１４１の両側に第２接続ピン１４２および第３接続ピン１４３が位置し、全体としてライン状に配列されている。

パターン配線１３の一部は、ＬＥＤ照明ユニット側コネクタ１４の両側から基板の長手方向の両端部に向かってライン状に延びると共に、隣接した各ＬＥＤ間の基板上面を連続して被覆するように形成されている。各ＬＥＤは両側に一対の接続端子が位置する表面実装型のＬＥＤチップが用いられており、この一対の接続端子がＬＥＤの両側のパターン配線に例えば半田付けにより接続されている。

パターン配線１３は、基板の上面を４０％以上覆っていることが望ましく、さらに望ましくは８０％以上を覆っている。これにより、照明ユニットをライン状の発光により近づけることができると共に、放熱性に優れたものにすることができる。また、パターン配線は、表面に微細な凹凸を有していることが望ましい。これにより、ＬＥＤ光を拡散することができるので、ＬＥＤ照明ユニットをライン状の発光により近づけることができる。また、パターン配線は、基板の短手方向において、ＬＥＤの幅と同等かそれ以上の幅を有することが望ましい。これにより、ＬＥＤ照明ユニットをライン状の発光により近づけることができる。

（ＬＥＤ照明ユニット側コネクタ） ＬＥＤ照明ユニット側コネクタ１４は、ＬＥＤ照明ユニット１０の中央に配置する。これは、ＬＥＤ照明ユニットが左右反転した状態でも装着可能とするように、位置の対称性を維持するためである。

ＬＥＤ照明ユニット側コネクタ１４は、電源側コネクタ３１に合わせたピン配置で複数の接続端子（本例では３本の接続ピン１４１，１４２，１４３）を有し、各接続ピンの一端部は基板の裏面側から上面側へ貫通し、前記パターン配線１３を介してＬＥＤ回路に接続されている。この３本の接続ピン１４１，１４２，１４３は、例えば図６に示すように、それぞれに対応して割当てられるＬＥＤ回路供給電圧の極性関係がＬＥＤ照明ユニットの長手方向中心に対して点対称となるように配列されている。これにより、ＬＥＤ照明ユニット側コネクタ１４の左右の向き、つまり、ＬＥＤ照明ユニットの左右の向きに関係なく、このコネクタ に結合（嵌合）するための電源側コネクタ３１からＬＥＤ照明ユニット側コネクタの接続ピンを介してＬＥＤ回路にＬＥＤ駆動電流を供給し、ＬＥＤ回路を点灯駆動することが可能である。なお、ＬＥＤ照明ユニットは、上記２つのコネクタの結合によりＬＥＤ照明装置への組み込み（取り付け）が行われる。

（放熱板１５） 放熱板は、板金またはアルミ板などの放熱性が良くて安価に入手できる金属が用いられており、ＬＥＤが発する熱を放熱させる役割を持つ。ＬＥＤ照明ユニットの長手方向が１５０ｍｍ以上のサイズになる場合には、断面がＬ字型となるように放熱板を形成することによって、放熱板の剛性を維持する。放熱板の中央部にはＬＥＤ照明ユニット側コネクタを挿入するための穴が開口されている。

（カバー） カバー１６は、例えば合成樹脂製であり、基板上面にライン状に配列されて実装された複数のＬＥＤを覆うように基板上面側に配設されており、ＬＥＤに直接触れられないように保護する。カバー１６の内面に拡散部材を配置したり、カバー１６の内面を適切な形状にすることにより、ＬＥＤ光に対する拡散効果やレンズ効果を持たせことができる。また、カバー１６は、フック構造を持ち、電源側コネクタ３１のソケット部に設けられたラッチ部３１ａに格納されてラッチ可能である。これにより、ＬＥＤ照明装置のＬＥＤ照明ユニットが下向きになるように使用された状態でも、ＬＥＤ照明ユニットの落下を防止する機能を持つ。前記フック構造の一例として、例えばカバー１６から基板の側方へ爪部１６ａを突出させている。また、ＬＥＤ照明ユニットをＬＥＤ照明装置から離脱させる際には、カバー１６のフック構造と電源側コネクタ３１のラッチ部３１ａとのラッチ状態を解除する。この際、カバーの爪部１６ａを両側から使用者の指で挟みつけることにより爪部１６ａが撓み、ラッチ状態を簡単に解除できる。なお、フック構造は、カバーに設けずに、別の部品として設けることも可能である。

（電源側コネクタ） 電源側コネクタ３１は、筐体２０に固定されており、電源格納部空間側に突出した（図示せず）接続ピンに対してＡＣ−ＤＣ電源３０から引き出された電源ケーブル（図示せず）が接続される。電源側コネクタ３１の接続ピンの配置は、一列のみならず二列、三列でもよく、左右対称に配置している。例えば一列に配置している場合、列方向における１番目の接続ピンがＤＣ電源のプラス側電極、２番目の接続ピンがＤＣ電源のマイナス側電極、３番番目の接続ピンがＤＣ電源のプラス側電極プラスのように、左右対称となる配置にする。あるいは、１番目の接続ピンがＤＣ電源のマイナス側電極、２番目の接続ピンがＤＣ電源のプラス側電極、３番目の接続ピンがＤＣ電源のマイナス側電極のように、左右対称となる配置にする。なお、電源側コネクタ３１の接続ピンの数は偶数でも奇数でもよい。

電源側コネクタ３１のＬＥＤ照明ユニット側には、ＬＥＤ照明ユニット側コネクタ１４に勘合自在なソケット部が配置されている。このソケット部は、ＬＥＤ照明ユニット側コネクタ１４が左右の別なく勘合できるように対称性を有するように構成されている。

また、前記ソケット部は、ＬＥＤ照明ユニットに設けられているフック部をラッチする構造を有する。この構造の一例として、ＬＥＤ照明ユニットのカバー１６から基板の側方へ突出した爪部１６ａを係止・離脱自在な段差部（ラッチ部３１ａ）を側面部に有している。

また、ソケット部は、ＬＥＤ照明ユニットを取り付けた後の落下を防止する構造を有する。この構造の一例として、基板長手方向に沿って両側へ延設された一対のバネ部３１ｂを両端部に有する。これにより、ソケット部にＬＥＤ照明ユニット接続用コネクタ１４が嵌合した状態において、一対のバネ部３１ｂがＬＥＤ照明ユニットの基板の裏面側の放熱板１５に当接してカバー１６側へ押圧する。

（ＬＥＤ回路およびパターン配線の具体例１） 図７（ａ）、（ｂ）に示すように、複数のＬＥＤ１２が第１のグループおよび第２のグループに分割され、各グループのＬＥＤは極性の向きがライン上で同じ方向となるように配置されている。そして、各グループ内のＬＥＤは、ライン状のパターン配線により直列に接続されてＬＥＤ直列回路を形成している。第１のグループにおけるＬＥＤ直列回路の一端は第１接続ピン１４１に接続されており、第２のグループにおけるＬＥＤ直列回路の一端は第２接続ピン１４２および第３接続ピン１４３に接続されている。第１のグループにおけるＬＥＤ直列回路の他端と第２のグループにおけるＬＥＤ直列回路の他端とが、基板上の長手方向に沿う両側に平行に形成された２本のパターン配線１３ａ，１３ｂにより接続されている。各接続ピン１４１，１４２，１４３の配置は、第１接続ピン１４１の両側に第２接続ピン１４２および第３接続ピン１４３が位置し、全体としてライン状に配列されている。

（ＬＥＤ回路およびパターン配線の具体例２） 図８（ａ）、（ｂ）に示すように、複数のＬＥＤ１２が第１のグループおよび第２のグループに分割され、第１のグループ内のＬＥＤと第２のグループ内のＬＥＤとは極性の向きがライン上で逆方向となるように配置されている。そして、各グループのＬＥＤはライン状のパターン配線により直列に接続されてＬＥＤ直列回路を形成している。第１のグループにおけるＬＥＤ直列回路の一端は第１接続ピン１４１に接続されており、第２のグループにおけるＬＥＤ直列回路の一端は第２接続ピン１３２および第３接続ピン１４３に接続されている。第１のグループにおけるＬＥＤ直列回路の他端と第２のグループにおけるＬＥＤ直列回路の他端とは、基板上の長手方向に沿う片側に形成されたパターン配線１３ｃにより接続されている。各接続ピン１４１，１４２，１４３の配置は、第１接続ピン１４１の両側に第２接続ピン１４２および第３接続ピン１４３が位置し、全体としてライン状に配列されている。

（ＬＥＤ回路およびパターン配線の具体例３） 図９（ａ）、（ｂ）に示すように、複数のＬＥＤ１２が第１のグループおよび第２のグループに分割され、各グループのＬＥＤは極性の向きがライン上で同じ方向となるように配置されている。そして、各グループ内のＬＥＤはライン状のパターン配線により直列に接続されてＬＥＤ直列回路を形成している。第１のグループにおけるＬＥＤ直列回路の一端は第１接続ピン１４１および第２接続ピン１４２に接続されており、第２のグループにおけるＬＥＤ直列回路の一端は第３接続ピン１４３および第４接続ピン１４４に接続されている。第１のグループにおけるＬＥＤ直列回路の他端と第２のグループにおけるＬＥＤ直列回路の他端とは、基板上の長手方向に沿う片側に形成された１本のパターン配線１３ｄにより接続されている。前記各接続ピン１４１，１４２，１４３，１４４の配置は、第１接続ピン１４１、第３接続ピン１４３、第２接続ピン１４２および第４接続ピン１４４の順で四方形の各コーナー部に対応して配置されている。

（ＬＥＤ照明ユニットの組立方法） パターン配線１３が予め形成された基板１１にＬＥＤ１２とＬＥＤ照明ユニット側コネクタ１４を実装し、基板１１を両面接着テープや接着剤（図示せず）で放熱板１５に接着する。この後、カバー１６を取り付ける。

（筐体２０側の製造方法） 筐体２０の電源格納部３２にＡＣ−ＤＣ電源３０をネジなど（図示せず）で搭載する。さらに、電源側コネクタ３１を取り付け、ＡＣ−ＤＣ電源３０には商用電源からの給電線を半田付けや圧着端子などで取り付ける。なお、電源側コネクタ３１の取り付けピッチは、ＬＥＤ照明ユニット１０の長手方向の長さより大きくとる。電源側コネクタ３１のピンとＡＣ−ＤＣ電源３０は、ピンと半田付けや圧着端子など（図示せず）で接続する。

上述したように本実施形態のＬＥＤ照明ユニット１０およびＬＥＤ照明装置によれば、ＬＥＤ照明ユニット１０を組み込む際、ＬＥＤ照明ユニット１０の左右を識別（意識）することなく組み込むことができるので、取り付けの作業性が向上する。したがって、ＬＥＤ照明ユニット側コネクタ１４の誤挿入が発生せず、ＬＥＤ照明ユニット１０の着脱を簡単に行うことができる。また、複数のＬＥＤの配列ライン上に形成されたパターン配線１３はＬＥＤ光を反射するので、ライン状の発光に近づけることができると共に、ＬＥＤ照明ユニット１０を左右どちらの向きで取り付けたとしても基板の長手方向における発光ムラの発生を抑制することができる。また、ＡＣ−ＤＣ電源３０からＬＥＤ照明ユニット１０へケーブルハーネスで接続する必要がないので、デザイン上の制約を受け難くなる。

（実施例１） 実施例１では、長手方向の長さが３０ｃｍのＬＥＤ照明ユニットを１台だけ支持体に取り付け、光源部分の長さが３０ｃｍ程度のＬＥＤ照明装置を実現した。この場合、１Ｗ級のパワーＬＥＤを１２個使用することにより、点灯した状態で５００ｌｍ程度の光束を得ることができた。

（実施例２） 実施例２のＬＥＤ照明装置は、それぞれ長手方向の長さが３０ｃｍの４台のＬＥＤ照明ユニットを直線状の配置で支持体に取り付け（図１参照）、光源部分の長さが１．２ｍ程度のＬＥＤ照明装置を実現した。この場合、各ＬＥＤ照明ユニットに１Ｗ級のパワーＬＥＤを１２個使用することにより、点灯した状態で２０００ｌｍ程度の光束を得ることができる。これは、４０Ｗ相当の蛍光灯またはＴ５管と同等の照度を得ることができ、その代替用途として使用できる。

（実施例３） 長手方向の長さが３０ｃｍのＬＥＤ照明ユニットを複数列に配置することも可能である。例えば４台のＬＥＤ照明ユニットを並行配置で支持体に取り付け、蛍光灯またはＴ５管と同等の照度を得ることができ、その代替用途として使用できる。

本発明は前述した各実施の形態および実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。例えば、前述した各実施の形態および実施例において、ＬＥＤは、白色系に限らず、様々な発光色のものを使用し、イルミネーション用の照明装置に適用することができる。また、ＬＥＤ照明ユニットを例えば車に搭載し、バッテリーなどからＤＣ２４Ｖなどを直接に供給可能な場合には、ＬＥＤ照明ユニットにＤＣ電源を格納することを省略することができる。

本発明は、例えば蛍光灯の代替用の照明灯具にとして利用可能である。

本発明に係るＬＥＤ照明ユニットおよびそれを用いたＬＥＤ照明装置の第１の実施形態について一部切り欠いた状態の構成を示す斜視図。 図１中のＬＥＤ照明ユニットの１個分を取り出し、一部切り欠いた状態の構成を示す分解斜視図。 図１中のＬＥＤ照明ユニット側コネクタと電源側コネクタの部分を取り出し、縦断面構造を示す断面図。 図１中のＬＥＤ照明ユニット側コネクタと電源側コネクタの結合構造の一例を示す斜視図。 本発明の第１の実施形態について外観の一例を示す斜視図。 図２中のＬＥＤ回路およびＬＥＤ照明ユニット側コネクタとの接続関係の一例を示す等価回路図。 本発明の第１の実施形態におけるＬＥＤ回路およびパターン配線の具体例１を示す等価回路図および平面図。 本発明の第１の実施形態におけるＬＥＤ回路およびパターン配線の具体例２を示す等価回路図および平面図。 本発明の第１の実施形態におけるＬＥＤ回路およびパターン配線の具体例３を示す等価回路図および平面図。

符号の説明

１０…ＬＥＤ照明ユニット、１１…ＬＥＤ実装用の基板、１２…ＬＥＤ、１３…パターン配線、１４…第１のコネクタ（ＬＥＤユニット側コネクタ）、１５…放熱板、１６…カバー、２０…支持体（筐体）、３０…ＤＣ電源、３１…第２のコネクタ（電源側コネクタ）、３２…電源格納部。

Claims (19)

1. ＬＥＤ実装用の基板と、前記基板の上面に実装された複数のＬＥＤと、前記基板上で前記複数のＬＥＤを電気的に接続してＬＥＤ回路を形成するパターン配線と、前記基板の下面側で長手方向中央部に配設され、前記ＬＥＤ回路に電気的に接続された電源接続用の第１のコネクタと、を具備するＬＥＤ照明ユニットであって、
   前記第１のコネクタは、複数の接続端子を有しており、
   ＬＥＤ照明ユニットの左右の向きに関係なく前記ＬＥＤ回路が点灯駆動可能であることを特徴とするＬＥＤ照明ユニット。
2. 前記複数の接続端子は、それぞれに対応して割当てられる駆動電圧の極性関係がＬＥＤ照明ユニットの長手方向中心に対して点対称となるように配列されていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明ユニット。
3. 前記複数のＬＥＤは、前記基板の上面にライン状に配列されて実装されており、前記ＬＥＤ回路のパターン配線の一部は、前記基板の長手方向中央部から基板両端部に向かってライン状に延びると共に、隣接した各ＬＥＤ間の基板上面を連続して被覆するように形成されていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明ユニット。
4. 前記パターン配線は、基板の上面を４０％以上覆っていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明ユニット。
5. 前記パターン配線は、表面に凹凸を有していることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明ユニット。
6. 前記パターン配線は、基板の短手方向において、ＬＥＤの幅と同等かそれ以上の幅を有することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明ユニット。
7. 前記複数のＬＥＤを覆うように前記基板の上面側に配設されたカバーを有することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明ユニット。
8. 前記カバーは、前記第１のコネクタに嵌合する第２のコネクタに係止・離脱自在な爪部を有することを特徴とする請求項７記載のＬＥＤ照明ユニット。
9. 前記カバーの最大幅が１５ｍｍφ以下であることを特徴とする請求項７記載のＬＥＤ照明ユニット。
10. 前記ＬＥＤ実装用の基板の上面に形成される回路は、定電流回路を含まないことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明ユニット。
11. 前記複数のＬＥＤは、第１のグループおよび第２のグループに分割され、各グループ内のＬＥＤは直列に接続されてＬＥＤ直列回路を形成しており、前記第１のグループにおけるＬＥＤ直列回路の一端は前記第１のコネクタの第１接続端子に接続されており、前記第２のグループにおけるＬＥＤ直列回路の一端は前記第１のコネクタの第２接続端子および第３接続端子に接続されており、前記第１のグループにおけるＬＥＤ直列回路の他端と前記第２のグループにおけるＬＥＤ直列回路の他端とが接続されており、前記第２接続端子および第３接続端子は前記第１接続端子の両側に配置され、各接続端子は全体としてライン状に配列されていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明ユニット。
12. 前記複数のＬＥＤは、第１のグループおよび第２のグループに分割されて各グループ内のＬＥＤは直列に接続されてＬＥＤ直列回路を形成しており、前記第１のグループにおけるＬＥＤ直列回路の一端は前記第１のコネクタの第１接続端子および第２接続端子に接続されており、前記第２のグループにおけるＬＥＤ直列回路の一端は前記第１のコネクタの第３接続端子および第４接続端子に接続されており、前記第１のグループにおけるＬＥＤ直列回路の他端と前記第２のグループにおけるＬＥＤ直列回路の他端とが接続されており、前記４個の接続端子は、第１接続端子、第３接続端子、第２接続端子および第４接続端子の順で四方形の各コーナー部に対応して配置されていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明ユニット。
13. ＬＥＤ回路を有する単一または複数のＬＥＤ照明ユニットと、前記ＬＥＤ照明ユニットを支持する支持体と、を具備するＬＥＤ照明装置であって、
    前記ＬＥＤ照明ユニットは、ＬＥＤ実装用の基板と、前記基板の上面に実装されたＬＥＤ回路と、前記基板の長手方向中央部に配設された電源接続用の第１のコネクタと、を具備し、
    前記ＬＥＤ照明ユニットは、前記第１のコネクタの左右の向きに関係なく前記支持体により支持された状態で前記ＬＥＤ回路が点灯駆動されることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
14. 前記支持体は、前記第１のコネクタの左右の向きに関係なく接続可能な第２のコネクタを有することを特徴とする請求項１３記載のＬＥＤ照明装置。
15. 前記第２のコネクタは、前記基板の長手方向に延設された一対のバネ部を有し、当該一対のバネ部が前記ＬＥＤ照明ユニットの下面側に当接して押圧することを特徴とする請求項１４記載のＬＥＤ照明装置。
16. 前記支持体は、前記ＬＥＤ回路にＬＥＤ駆動電流を供給するＤＣ電源を格納した電源格納部をさらに具備することを特徴とする請求項１３記載のＬＥＤ照明装置。
17. ＬＥＤ照明ユニットのコネクタに嵌合自在なＬＥＤ照明ユニット接続用コネクタであって、前記ＬＥＤ照明ユニットから底面方向に突出した爪部を係止・離脱自在なラッチ部を有することを特徴とするＬＥＤ照明ユニット接続用コネクタ。
18. 前記ラッチ部として、前記爪部を係止・離脱自在な段差部が側面部に設けられていることを特徴とする請求項３記載のＬＥＤ照明ユニット接続用コネクタ。
19. 前記ＬＥＤ照明ユニットの長手方向に沿って両側へ延設された一対のバネ部を両端部に有しており、前記ＬＥＤ照明ユニットのコネクタとの嵌合状態において前記一対のバネ部が前記ＬＥＤ照明ユニットの底面に当接して押圧することを特徴とする請求項３記載のＬＥＤ照明ユニット接続用コネクタ。

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