JP2010539652A - Ｌｅｄソケット - Google Patents

Abstract

【解決手段】ＬＥＤ（１２）を印刷回路基板（ＰＣＢ）に取り付けるためのコネクタは、ＬＥＤのねじを有する基部（２２）を受容するために第１端に中空収容室を区画する内側の側壁を有する中空の筒状本体部（１４）を具備する。第２端は、ＬＥＤ（１２）に電気接続する複数の導電コンタクト部材（１６，１８）を有する。第１の電気コンタクト部材（１６）は、収容室内へ部分的に延びる少なくとも１個の突起を有する。この突起は、挿入のためにねじ部（２２）が突起を通過することができるよう十分に柔軟性を有し、且つ収容室内部にねじ部（２２）を維持するためにねじ部と電気的に係合するよう部分的に戻る。また、突起は、収容室に対して回転方向にＬＥＤ（１２）を取り外すことを許容する。コンタクト部材（１６，１８）は、ねじを有する基部（２２）が本体部（１４）内に挿入される際に、ねじを有する基部及びＬＥＤ（１２）に電気的に繋がっている。

Description

本発明は、電子部品に関し、特に印刷回路基板（ＰＣＢ）にＬＥＤを取り付けるためのコネクタに関する。

近年、一般用途の照明用、並びに大看板用途及び映像ディスプレー用途等の特殊照明用途における高輝度ＬＥＤの使用が増加してきている。代表的には、ＬＥＤは、予め印刷された回路にＬＥＤを直接半田付けすることにより、ＰＣＢに取り付けられる。ＰＣＢは、大量生産用に自動噴流半田技法を用いて最も一般的に製造される。ＰＣＢ製造後にＬＥＤが不良になると、現場でのＬＥＤの半田付けは多くの場合、非効率且つ非現実的であるので、ＰＣＢは通常廃棄され、代わりのＰＣＢに交換される。代わりのＬＥＤのコストは無視できるほどであるものの、代わりのＬＥＤを現場でＰＣＢに半田付けすることに関連する労務コスト及び休止コストは、ＰＣＢ全体を交換するコストよりも大きいことが多い。

特殊用途ＬＥＤコネクタの中には、ねじを有する基部を有し、その基部を受容するために機械組立を要するものがある。これらのコネクタは、複数の相互接続部品を特徴とする。内側ねじは、コネクタ本体内で機械加工されなければならない。ＬＥＤのねじ接続は、時間がかかり組立コストを増大させるねじ締め作業により遂行される。また、ＰＣＢ上でのコンタクトの交換は、ＬＥＤ及びコネクタ間の接触が信頼性高くなるようにしっかりと管理されなければならない。ＰＣＢ部品の接触は、初期不良となる接触力の大きな変動を伴うおそれがある。逆に、コンタクトの交換がしっかりと管理されている場合、生産コストが増大し、コストの観点からは非現実的なデバイスを生産することになるおそれがある。

発明が解決しようとする課題は、信頼性が高く、ＬＥＤを単一作業でコネクタ内の所定位置に付勢すなわちスナップ係合させることができる、ねじ部を有するＬＥＤを接続するコネクタに対するニーズである。他の構造及び利点は、本明細書から明白であろう。一つ以上の上述のニーズを達成するかどうかとは無関係に、開示事項は、特許請求の範囲内の実施形態にまで及ぶ。

課題を解決するための手段は、ねじを有する基部を有する高性能のＬＥＤを印刷回路基板に取り付けるための接続リセプタクルにより提供される。この接続リセプタクルは、内側の側壁、第１端、及び第１端とは反対側の第２端を有する中空の筒状本体部を具備する。側壁は、ＬＥＤの基部を受容するために、第１端に隣接する中空収容室を区画する。第２端は、ＬＥＤに電気接続するよう構成された複数の導電コンタクト部材を有する。第１の電気コンタクト部材は、収容室内へ部分的に延びる少なくとも１個の突起を有する。この突起は、挿入のためにねじ部が少なくとも１個の突起を通過することができるよう十分に柔軟性を有し、且つ収容室内部にねじ部を維持するためにねじ部と係合するよう部分的に戻る。また、突起は、収容室に対して回転方向にＬＥＤを取り外すことができるよう構成されている。コンタクト部材は、ねじを有する基部が本体部内に挿入される際に、ねじを有する基部及びＬＥＤに電気的に繋がっている。

本発明の他の特徴及び利点は、本発明の原理を例示する添付図面と併用して、以下の好適な実施形態の詳細な説明から明白であろう。

直立したＬＥＤ及びコネクタ組立体を示す斜視図である。 ＬＥＤ及びコネクタ組立体を示す分解斜視図である。 組立後のＬＥＤ及びコネクタを下から見た斜視図である。 組立後のＬＥＤ及びコネクタの中心に沿った断面図である。 コネクタ部の分解斜視図である。 コネクタ部を部分断面した斜視図である。 ３個の突起を有する別のコンタクト部を示す斜視図である。 コネクタ部の平面図である。 別の実施形態を示す斜視図である。 図８の実施形態及びＬＥＤを示す斜視図である。

以下、添付図面を参照して本発明を例示により説明する。

可能な限り、同一又は同様の部品を参照するよう、全図を通して同一の参照番号が使用される。

図１ないし図３を参照すると、組立後のＬＥＤ及びコネクタ１０は、接続リセプタクル１４内に挿入されたＬＥＤ組立体１２を有する。接続リセプタクル１４から、１対のコネクタコンタクト１６，１８が突出する。ＬＥＤ中心電極２０が、ＬＥＤ組立体１２を貫通すると共に２個のＬＥＤ内部端子（図示せず）のうちの一方に電気接続する。ＬＥＤ組立体１２のねじを有する基部２２は、残りのＬＥＤ内部端子に電気接続される縁部２４から延びる。ＬＥＤの縁部は、導電性であってもよいが、コネクタが適切に作動するためには導電性である必要はない。ＬＥＤ組立体１２の内部ＬＥＤは、ねじを有する基部２２及びＬＥＤ中心電極２０間で電気接続される。ねじを有する基部２２及びＬＥＤ中心電極２０は、ＬＥＤの短絡を防止するために互いに絶縁されている。ねじを有する基部が一体化された典型的なＬＥＤ組立体１２は、米国ユタ州のCAO Group Incが製造している。

接続リセプタクル１４は、ねじを有する基部２２を受容する中空の筒状収容室２６を有する。接続リセプタクル１４の内部収容室２６は、ＬＥＤ組立体１２のねじを有する基部２２の外径より若干大きい内径を有する、ほぼ直立した滑らかな側壁２８を有する。この結果、ねじを有する基部２２は、回転することなく、すなわち、図１Ａに矢印２３で示されるように、接続リセプタクル１４の内部収容室２６内へＬＥＤ組立体１２を直接下方へ付勢することにより、接続リセプタクル１４内に挿入することができる。

ＬＥＤ組立体１２が接続リセプタクル１４内に一旦付勢されると、１対のコンタクト部材１６，１８は、ねじを有する基部２２及びＬＥＤ中心電極２０にそれぞれ係合する。第１コンタクト部材１６は可撓性を有する突起３０を有する。第１コンタクト部材１６は、例えば銅合金製導電性ストリップである金属箔等の導電性構造から形成されてもよい。この箔ストリップは、好適にはねじを有する基部２２が収容室２６内に付勢されると突起３０が撓むことができるよう十分な可撓性を有する。突起３０は、基部２２の１個のねじ部に係合し、電気接触を提供すると共に収容室２６からのＬＥＤ組立体１２の脱落を防止する。ＬＥＤ組立体１２は、突起３０により所定位置に固定されると共に、従来の回転手段により、すなわち、逆向きのねじ部も存在し同様に機能するものの、取付及び取り外しのために逆回転で、ＬＥＤ組立体１２のねじを有する基部２２を代表的には反時計回りに構成される向きに回転することにより、取外し可能である。このため、ＬＥＤ組立体１２は、収容室２６内にＬＥＤ組立体１２を単に付勢することにより接続リセプタクル１４内に取付け可能であるが、適当な向きにＬＥＤ組立体１２を回転することによってのみ取外し可能である。

第２コンタクト部材１８は、第２コンタクト部材１８に対して鋭角に曲げられた、すなわち折り返された端部３２を有する。この端部３２は、内方へ湾曲する先端部３４を有する。端部３２は、突起３０と同様に弾性可撓性を有し、ＬＥＤ組立体１２が収容室２６内に押圧されると、ＬＥＤ中心電極２０と係合する。先端部３４の湾曲により、ＬＥＤ中心電極２０は、移動の両向きに端部３２と摺動係合することができる。このため、端部３２は、ＬＥＤ中心電極２０を抉ることなく、ＬＥＤ中心電極２０の外れを防止する。

収容室２６は、接続リセプタクル１４の両端の中間に配置された、内方へ突出する突出部３６を有する。突出部３６は、ＬＥＤ中心電極２０を捕捉し下部収容室３８へ案内するために、収容室２６の内側半径を小さくする。好適には、下部収容室３８を突出部３６に接続すると共にＬＥＤ中心電極２０の端部を下部収容室３８の中心に配置することを補助する傾斜過渡区分４０がある。下部収容室３８は、ＬＥＤ中心電極２０と密接嵌合することが好ましい内径を有する。端部３２は、下部収容室３８内に少なくとも部分的に突出し、ばね力によりＬＥＤ中心電極２０に向って押圧する。端部３２との曲げ交点からの第２コンタクト部材１８の撓みは、ばね力を提供する。

次に、図５及び図６を参照すると、接続リセプタクル１４は、例えばガラス入り６６ナイロン又は他の高温耐熱絶縁樹脂等の高温耐熱成形樹脂製であることが好ましく、接続リセプタクル１４の両側に配置された１対の内部通路４２，４４を有する。第１コンタクト部材１６は、上部収容室２６及び下部収容室３８の双方に隣接して延びる通路４２内に取り付けられ、接続リセプタクル１４の下端から突出する。一実施形態において、第１コンタクト部材１６は、幅が累進的に変化する３個の段部４６，４８，５０を有する平坦な金属導体ストリップである。段部４６，４８間の段は、第１コンタクト部材１６が接続リセプタクル１４内に配置される際に第１コンタクト部材１６を着座させるための停止制限部を提供する。また、第１コンタクト部材１６は、内方へ突出する１対の曲げ突起３０，５２を有する。第１突起３０は、上述したように、ねじを有する基部２２のねじ部を保持し且つ電気的に係合する。第１突起３０は、単一の突出部材として図示されている。しかし、対応するねじ部との係合を改善するために単一のねじ距離だけ離間するのが好ましい、例えば直列に配置された２個又は３個の突起等の追加の突起を有してもよい。第２突起５２は、収容室２６の内壁の一部の背後を通過し、突出部３６に隣接する開口（図示せず）内の所定位置にラッチ係合するためにばね復帰することができるよう撓む。

第２コンタクト部材１８は、下部収容室３８に隣接する接続リセプタクル１４のスロット４４内に挿入される。第２コンタクト部材１８は、内壁のスロット４４内に摺動する中間ロック部材５４を有する。中間ロック部材５４は、そのいずれかの縁に配置された突起５６の係合により第２コンタクト部材１８を所定位置にロックする。

次に、図６及び図７を参照すると、別の実施形態が、撓んでねじ部上に嵌まる新規な３突起コンタクトを示す。コンタクト部材１６は、図４に示されるコンタクト部材１６の単一の段部４６に置換できる３個の連結部（web portions）４６ａ，４６ｂ，４６ｃを有する。２個の突起４６ｂ，４６ｃは、中央の突起４６ａの両側で外向きに突出し、ねじ部２２の周囲を部分的に包むために内方へ曲げられる。可撓性を有する突起３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、ＬＥＤ組立体１２の導電性ねじ部２２と係合するために各々の連結部４６ａ，４６ｂ，４６ｃから内方へ突出する。突起３０ａ，３０ｂ，３０ｃの末端６０ａ，６０ｂ，６０ｃはそれぞれ、個別のねじの螺旋ピッチと協働し、ねじ部２２とほぼ均等に係合するよう長さが互い違いになってもよい。このようにして、ＬＥＤ組立体１２が矢印７０により示される第１の向きに挿入される際に、突起３０ａ，３０ｂ，３０ｃがねじ部２２により撓められることが明白であろう。次に、突起３０ａ，３０ｂ，３０ｃはばね復帰し、ねじ部２２のねじと嵌合し、ＬＥＤ組立体１２が接続リセプタクル１４から直線的に脱落することを防止するために、ラチェット爪且つ電気コンタクトとして作用する。しかし、ＬＥＤ組立体１２は、その軸の周りを回転可能であり、逆回転の向きにねじを捩ることによりさらに締まると同様に、一方の回転の向きに捩ることにより、突起３０ａ，３０ｂ，３０ｃと協働して取り外すことができる。このため、ＬＥＤ組立体１２は、押圧移動或いは螺合により、接続リセプタクル１４内にしっかりと取り付けることができる。しかし、ＬＥＤ組立体１２は、ねじ部２２が使用されない限り、突起３０ａ，３０ｂ，３０ｃにより接続リセプタクル１４から脱落することが防止される。

次に、図８及び図９を参照すると、別の一実施形態において、コネクタ部１４は、電線７２を接続部に半田付けするための半田端子７０を有してもよい。ＬＥＤ１２は、上述したものと同様な方法でコネクタ部１４に挿入されると共にコネクタ部１４から取り外される。しかし、図８及び図９の実施形態において、コネクタ部１４は、上述したコンタクトピンの代わりにリード線７２を取り付けるよう構成されている。これらのリード線７２により、ＰＣＢ以外の表面（図示せず）に六角ナット７４によりコネクタ部１４を固定することができる。

１２ ＬＥＤ組立体（ＬＥＤ）
１４ 接続リセプタクル（筒状本体部）
１６ 第１コンタクト部材
１８ 第２コンタクト部材
２０ ＬＥＤ中心電極
２２ ねじを有する基部
２６ 内部収容室（中空収容室）
２８ 側壁
３０ 突起
３２ 端部
３６ 突出部
３８ 下部収容室
４０ 傾斜過渡区分
４２，４４ 内部通路
４６，４８，５０ 段部

Claims (15)

1. ねじを有する基部（２２）を有する高性能のＬＥＤ（１２）を取り付けるための接続リセプタクルであって、
   内側の側壁（２８）、第１端、及び該第１端とは反対側の第２端を有する中空の筒状本体部（１４）を具備し、
   前記側壁は、前記ＬＥＤの前記基部（２２）を受容するために、前記第１端に隣接する中空収容室（２６）を区画し、
   前記第２端は、前記ＬＥＤに電気接続するよう構成された複数の導電性のコンタクト部材（１６，１８）を有し、
   前記複数の導電性のコンタクト部材のうち第１のコンタクト部材（１６）は、前記収容室（２６）内へ部分的に延びる少なくとも１個の突起（３０）を有し、
   該少なくとも１個の突起は、挿入のために前記ねじ部が前記少なくとも１個の突起を通過することができるよう十分に柔軟性を有し、且つ前記収容室内部に前記ねじ部を維持するために前記ねじ部の少なくとも一ねじ部と係合するよう部分的に戻り、
   前記少なくとも１個の突起は、前記収容室に対して回転方向に前記ＬＥＤを取り外すことができるよう構成されており、
   前記複数のコンタクト部材は、前記ねじを有する基部が前記筒状本体部内に挿入される際に、前記ねじを有する基部及び前記ＬＥＤに電気的に繋がっていることを特徴とする接続リセプタクル。
2. 前記筒状本体部は、前記収容室に隣接するほぼ直線的な内部側壁をさらに有し、
   前記収容室は、前記ねじを有する基部の外径より若干大きい内径を有し、
   前記ねじを有する基部は、前記収容室内に挿入される際に前記側壁と密接嵌合し、
   前記ねじを有する基部は、前記収容室内に前記ＬＥＤを付勢することにより、前記接続リセプタクル内に挿入可能であることを特徴とする請求項１記載の接続リセプタクル。
3. 前記第１コンタクト部材は前記側壁内に配置され、
   前記少なくとも１個の突起は、前記ＬＥＤの挿入向きとは逆向きの鋭角で前記第１コンタクト部材から放射方向内方へ延びており、前記ねじ部が前記挿入向き前記側壁内で摺動することを可能にすると共に前記ねじ部が前記挿入向きとは逆向きに摺動することを制限することを特徴とする請求項１記載の接続リセプタクル。
4. 前記複数のコンタクト部材は、前記ＬＥＤが前記接続リセプタクル内に挿入される際に、前記ねじを有する基部及びＬＥＤ中心電極（２０）と係合することを特徴とする請求項１記載の接続リセプタクル。
5. 前記第１コンタクト部材は、前記側壁の内径の周囲で離間すると共に前記ねじ部の対応する３点と係合するよう構成された３個の可撓性の突起（３０）を有することを特徴とする請求項１記載の接続リセプタクル。
6. 前記複数のコンタクト部材は、下部収容室（３８）内に少なくとも部分的に突出する少なくとも１個の第２のコンタクト部材（１８）を有し、
   該第２のコンタクト部材は、縦方向の主ビームと、前記ＬＥＤ中心電極とばね接触して前記主ビームに対して鋭角に曲げられる端部（３２）とを有することを特徴とする請求項１記載の接続リセプタクル。
7. 前記端部は先端部（３４）を有し、
   該先端部は、前記主ビームの方へ湾曲すると共に、前記ＬＥＤが前記収容室内に押圧されて前記ＬＥＤ中心電極がいずれかの移動の向きに前記端部と摺動接触することを許容する際に、前記ＬＥＤ中心電極と係合するよう弾性可撓性を有することを特徴とする請求項６記載の接続リセプタクル。
8. 前記ねじを有する基部を支持するために前記第１端及び前記第２端に直に配置された内方へ突出する突出部（３６）をさらに有することを特徴とする請求項１記載の接続リセプタクル。
9. 前記突出部は、ＬＥＤ中心電極（２０）を捕捉するために前記収容室の内径を小さくすると共に前記ＬＥＤ中心電極を下部収容室（３８）内に軸方向へ案内することを特徴とする請求項８記載の接続リセプタクル。
10. 前記ＬＥＤ中心電極を前記下部収容室内に案内するために、前記下部収容室及び前記突出部間に傾斜過渡区分（４０）を有することを特徴とする請求項９記載の接続リセプタクル。
11. 前記下部収容室は、前記ＬＥＤ中心電極と密接嵌合するよう構成された内径を有することを特徴とする請求項８記載の接続リセプタクル。
12. 前記第２コンタクト部材の前記端部は、前記主ビーム及び前記端部の交点から生ずるばね力の下で、前記ＬＥＤ中心電極に対して押圧することを特徴とする請求項８記載の接続リセプタクル。
13. 前記接続リセプタクルは、前記第１コンタクト部材及び前記少なくとも１個の第２コンタクト部材を受容するよう、前記接続リセプタクルの両側に配置された複数の内部通路（４２，４４）をさらに具備し、
    一方の前記内部通路（４２）は、前記収容室及び前記下部収容室の双方に隣接する前記第１コンタクト部材を受容し、
    前記第１コンタクト部材は、前記接続リセプタクルの下端から突出することを特徴とする請求項６記載の接続リセプタクル。
14. 前記内部通路のうち少なくとも他方の内部通路は、前記下部収容室に隣接する少なくとも１個の第２コンタクト部材を受容し、
    前記第２コンタクト部材は、前記接続リセプタクルの前記下端から突出することを特徴とする請求項１３記載の接続リセプタクル。
15. 前記第１コンタクト部材は、累進的に変化する３個の段部（４６，４８，５０）を有する平坦な金属導体ストリップを有し、
    前記段部の各々は、徐々に大きくなる幅を有し、
    前記段部は、前記側壁内に前記コンタクト部材（１６）を支持することを特徴とする請求項１記載の接続リセプタクル。

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