JP2011187161A - Ｌｅｄライト - Google Patents

Abstract

【課題】生産効率を向上し製品の不良率の軽減を図るＬＥＤライトを提供する。
【解決手段】ＬＥＤライトを組み立てるとき、あらかじめ底部にソケット２２が結合された絶縁ハウジング２１を放熱ハウジング２０の収容孔２００に挿着する。このとき、絶縁ハウジング２１の突出し部２１０が放熱ハウジング２０の収容孔２００の嵌合溝２０１に嵌合し、ソケット２２は、放熱ハウジング２０の底部から外部に突出する。続いて、電気回路板２３を絶縁ハウジング２１に挿入し、電気回路板２３をソケット２２および取付け基板２５に配線した後、ライトハウジング２６を被せてＬＥＤライトを仕上げることができる。これにより、作業時の部品の位置ずれによる組立不良を防止でき、組立時間を短縮し、生産ラインの作業効率を向上できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という）ライトに関する。

従来、夜間または室内の照明には、取付けが簡単な白熱灯が使用されてきた。しかし、白熱灯には、消費電力が多く、使用寿命が短い（平均寿命は約１，０００時間前後）などの欠点があることから、環境保護とエネルギー節約を図るため、多くの需要者は、十数年前から省電力に有利な蛍光灯に切り替えている。蛍光灯は、蛍光灯本体と安定器とを組み合わせた一式の照明器具であり、その平均寿命は６，０００時間に達する。蛍光灯は白熱灯に寸法が近似し、ソケットも白熱灯と同じであるため、白熱灯をそのまま取り替えることができる。一方、蛍光灯の発光効率は白熱灯よりはるかに高く、同じ照明条件において、蛍光灯の消費電力は白熱灯に比べてはるかに少ない。つまり、蛍光灯は省エネルギー型の電灯である。

前記白熱灯と蛍光灯以外に、ＬＥＤの技術の進歩につれて、各種タイプの照明器具は、ＬＥＤを主な発光光源として利用することがますます多くなり、多くのライト製造業者はＬＥＤライトを生産し始めている。ＬＥＤライトは、省電力であること、使用寿命が長い（約４０，０００時間）こと、および、水銀等の有毒物質を含まないことなどの長所を有する。また、発光する光のスペクトルに紫外線や赤外線をほとんど含まないため、ＬＥＤの光線は、熱量または輻射等の問題をほとんど発生しない。よってＬＥＤのコストが次第に低下するなか、ＬＥＤライトは徐々に需要者に好まれ、日々に普及する傾向がある。

ＬＥＤライトは、例えば、特許文献１、２、３等に開示されている。

特開２００９−４１３０号公報 特開２００６−３１３７１７号公報 特開２００９−３７９９５号公報

ある種のＬＥＤライトでは、電気回路板の放熱と降温効果を図るため、ライト内部に電気回路板を収容する空間に充填剤を注入する方法が使用されている。しかし、ライトが重く、また、充填剤のコストも高いという問題があった。
また、別のＬＥＤライトは、以下、図１を参照して説明するように、生産ラインの組立に未解決問題があった。

図１に示す通り、従来のＬＥＤライトは、主に放熱ハウジング１０、ソケット１１、絶縁樹脂ハウジング１２、電気回路板１３、発光モジュール１４、及び、ライトハウジング１５からなる。
放熱ハウジング１０はアルミ合金製であり、通常は金属鋳型を利用し鋳造される。放熱ハウジング１０の外側に多数の放熱フィン１００が設けられる。かつ、放熱ハウジング１０の底面に開口して、内側に絶縁樹脂ハウジング１２を収容する収容孔が設けられる。放熱ハウジング１０の上端部に第１通線孔１０１が開けられ、絶縁樹脂ハウジング１２の上端部に第２通線孔１２０とねじ孔１２１が開けられる。絶縁樹脂ハウジング１２は、ねじ１６によって、図１の下方から放熱ハウジング１０に締結される。

電気回路板１３は、絶縁樹脂ハウジング１２に取付けられ、絶縁樹脂ハウジング１２の優れた絶縁性を利用し、電気回路板１３に取り付けられた回路または電子部品と放熱ハウジング１０との直接接触を防止し、電気回路板１３の短絡を防ぐ。
発光モジュール１４は、取付け基板１４１と多数のＬＥＤ１４２からなる。取付け基板１４１の上面に導電回路が形成されている。導電回路には各ＬＥＤ１４２が実装される。取付け基板１４１に第３通線孔１４３が開けられる。電気回路板１３から延びる２本のリード線１３０は、通線孔１２０、１０１、１４３を通り、発光モジュール１４の導電回路に配線される。さらに、電気回路板１３に接続される別の２本のリード線１３１はソケット１１と配線される。ソケット１１は、絶縁樹脂ハウジング１２の底部と螺合する。発光モジュール１４は、電気回路板１３とソケット１１を介して外部電力を取り入れて、電力をＬＥＤ１４２に通電して、ＬＥＤ１４２を発光させる。

また、取付け基板１４１の底面が放熱ハウジング１０の上端部に取付けられ、ＬＥＤ１４２で発生した熱エネルギーは、取付け基板１４１の下面から放熱ハウジング１０に伝達し、放熱ハウジング１０を介して、外部の大気に放出される。このように、ＬＥＤ１４２の稼働温度を有効に軽減し、ＬＥＤ１４２に理想的な色の光を発光させる。
ライトハウジング１５は、略半球面状で、放熱ハウジング１０の上方に被せられる。ライトハウジング１５開口部の周縁は、接着剤で放熱ハウジング１０上端面の周縁に接合されるため、ＬＥＤ１４２の発光する光線は、ライトハウジング１５を通過しＬＥＤライトの外部に照射される。

前記ＬＥＤライトを生産ラインで組み立てるときは、まず、絶縁樹脂ハウジング１２を下方より放熱ハウジング１０に挿入する。次に、ねじ１６を絶縁樹脂ハウジング１２のねじ孔１２１に締め付けることによって、絶縁樹脂ハウジング１２を放熱ハウジング１０に固定した後に、電気回路板１３を絶縁樹脂ハウジング１２に取り付け、リード線１３１によって電気回路板１３とソケット１１とを配線する。

しかし、作業者が手作業によって絶縁樹脂ハウジング１２を一つずつ放熱ハウジング１０に挿入した後、絶縁樹脂ハウジング１２を放熱ハウジング１０の規定位置に合わせてねじ１６で締め付けることは大量な手間が掛かり、作業時間が大幅に増加し生産効率に大きな悪影響を与えるばかりでなく、作業者の不注意によって絶縁樹脂ハウジング１２またはソケット１１が放熱ハウジング１０の規定位置に締め付けられないと、ＬＥＤライトの製品不良率が増加する可能性がある。また、作業者によって絶縁樹脂ハウジング１２を放熱ハウジング１０に組み付けるとき、位置決め精度のずれを発生し、ＬＥＤライトの製品不良率が高いレベルを維持することとなる。

よって、従来のＬＥＤライトの構造を改良し、部品加工と組立工程を確実に簡素化させ、かつＬＥＤライトの生産効率と良品率を大きくアップさせることは、本発明に係る重要な課題である。

上述の種々の課題について、本発明者は長期の努力と実験を重ねた結果、本発明のＬＥＤライトを設計開発した。本発明の目的は、部品加工と組立工程の簡素化を図り、ひいては、生産効率を向上し製品の不良率の軽減を図るＬＥＤライトを提供することにある。

本発明ＬＥＤライトは、主に、放熱ハウジング、絶縁ハウジング、ソケット、電気回路板、ＬＥＤ、取付け基板、及び、ライトハウジングを含む。
放熱ハウジングは、略筒状で、内側に軸方向に沿って収容孔が貫設され、収容部の上端部内壁に嵌合溝が設けられる。
絶縁ハウジングは、絶縁部材からなる。絶縁ハウジングの形状は、収容孔に収容可能な筒状である。絶縁ハウジングの上端部の径方向外側には、突出し部が設けられる。突出し部が嵌合溝に嵌合して、絶縁ハウジングは、収容孔に挿着される。
さらに、絶縁ハウジングの内側には、軸方向に沿って一対の支持部が互いに対向して設けられる。

ソケットは、第１電極と第２電極とを含む。ソケットの端部は絶縁ハウジングの底面に接合する。突出し部が嵌合溝に嵌合して絶縁ハウジングが収容孔に挿着された状態で、ソケットは放熱ハウジングの底面から外部に突出し、第１電極および第２電極を介して外部電力の供給を受ける。

電気回路板は、略長方形の平板状で、絶縁ハウジングの径方向内側に収容される。電気回路板は、軸方向に略平行な二辺が一対の支持部に挟まれることで、絶縁ハウジングに支持される。電気回路板は、第１、第２電極に配線され、第１、第２電極より外部電力を供給される。
取付け基板の上面に導電回路が形成される。導電回路にはＬＥＤが実装され、電気回路板と配線される。取付け基板の底面は、放熱ハウジングの上端面に接合する。
ライトハウジングは、取付け基板の上面に被せられ、ライトハウジング開口部の周縁は、放熱ハウジング上端部の周縁に結合する。

これにより、本発明のＬＥＤライトを組み立てるとき、絶縁ハウジングおよびその底部側のソケットを収容孔に挿入してソケットを放熱ハウジングの底面より突出させておき、突出し部と嵌合溝とを嵌合した後に電気回路板を絶縁ハウジングに挿入して、電気回路板を第１、第２電極に配線する。取付け基板と電気回路板を配線した後に、取付け基板を放熱ハウジングの上端面に接合し、ライトハウジングを被せてＬＥＤライトを仕上げる。

本発明を適用すれば、ソケットと絶縁ハウジングをあらかじめ一体に結合しておき、製造業者がＬＥＤライトを組み立てるときに、絶縁ハウジングとその底部側のソケットとを同時にＬＥＤライトの放熱ハウジングに挿入できるため、ＬＥＤライトの組立時間を大幅に短縮できる。また、作業者の不注意により、部品が規定位置に取付けられないことを防止できるほか、作業者によるＬＥＤライトの組立作業時間を短縮でき、良品率と生産効率を大幅に向上できる。

従来のＬＥＤライトの分解斜視図である。 本発明の好ましい実施例のＬＥＤライトの分解斜視図である。 本発明の好ましい実施例のＬＥＤライトの組立段階での分解斜視図である。

本発明の目的、構造及びその効果のさらなる認識と理解を図るため、図２を参照して実施例を説明する。
（実施例）
本発明の好ましい実施例のＬＥＤライトは、図２に示す通り、放熱ハウジング２０、絶縁ハウジング２１、ソケット２２、電気回路板２３、少なくとも一つのＬＥＤ２４、取付け基板２５、及び、ライトハウジング２６を含む。
放熱ハウジング２０は、アルミ合金またはセラミックス部材からなる放熱性を持つハウジングである。アルミ合金で放熱ハウジング２０を製作する場合は、放熱ハウジング２０の外側に多数の放熱フィン２０３が設けられ、放熱ハウジング２０の放熱面積を増やすことによって、放熱ハウジング２０の放熱効率を向上させる。一方、セラミックス部材で放熱ハウジング２０を製作する場合、セラミックス部材は空気に対する伝熱効率が高いため、放熱フィンを放熱ハウジング２０上に設けることを省き、放熱ハウジング２０の体積を小さくすることができる。
放熱ハウジング２０の内側に軸方向に沿って収容孔２００が貫設され、収容孔２００の上端部内壁に嵌合溝２０１が設けられる。

絶縁ハウジング２１は、合成樹脂その他の絶縁部材からなる。本実施例において、絶縁ハウジング２１は略円筒状である。ただし、本発明のその他実施例においては、この限りでない。製造業者は、実務上の要求と構造設計に従って、収容孔２００と絶縁ハウジング２１の形状を改変して、絶縁ハウジング２１を収容孔２００に固定してもよい。
絶縁ハウジング２１の上端部の径方向外側に突出し部２１０が設けられる。突出し部２１０が嵌合溝２０１に嵌合した状態で、絶縁ハウジング２１が収容孔２００に挿着される。
さらに、絶縁ハウジング２１の内側には、一対の支持部２１１が互いに対向して設けられる。本実施例において、支持部２１１はそれぞれ絶縁ハウジング２１の軸方向に沿って平行に凸設された２つの支持リブである。絶縁ハウジング２１およびその内部に凸設される支持部２１１は、射出成形等の方法によって一体成形で製作することができる。

ソケット２２は、Ｅ２６規格のコネクタである。ただし、本発明のその他実施例においては、実務上の使用要求に従って、他の規格、たとえば、Ｅ１２、Ｅ１４、Ｅ２７、Ｅ３９のコネクタに代えることができる。Ｅ２６規格とは、ソケット２２の直径が２６ｍｍであることを示し、Ｅ１２、Ｅ１４等その他規格は、これを類推することができる。
ソケット２２は、第１電極２２０と第２電極２２１とを含み、ソケット２２の開口端部は、絶縁ハウジング２１の底部と螺合方式によって締結される。絶縁ハウジング２１が収容孔２００に組み込まれた状態で、絶縁ハウジング２１とその底部のソケット２２とは、同時に放熱ハウジング２０に挿入され、突出し部２１０が嵌合溝２０１に嵌合する。ソケット２２は放熱ハウジング２０底面から外部に突出して、ＬＥＤライトは第１、第２電極２２０、２２１を介して外部電力の供給を受ける。

電気回路板２３は、略長方形の平板状で、絶縁ハウジング２１に収容される。電気回路板２３の軸方向に平行な二辺が支持部２１１に挟まれて支持されることで、電気回路板２３は絶縁ハウジング２１に支持される。
さらに、電気回路板２３は２本のリード線２３０によって第１、第２電極２２０、２２１と配線され、第１、第２電極２２０、２２１を介して外部電力を取り入れる。さらに、絶縁ハウジング２１の上端部に第１切欠き２１２が設けられ、取付け基板２５の端部に第２切欠き２５２が設けられる。取付け基板２５は円板状で、取付け基板２５の上面に導電回路２５０が形成される。導電回路２５０にはＬＥＤ２４が実装される。
電気回路板２３からは、また別の２本のリード線２３１が延びる。２本のリード線２３１は、第１、第２切欠き２１２、２５２を通り、取付け基板２５の導電回路２５０に配線される。

取付け基板２５と放熱ハウジング２０の対応位置にねじ孔２５１、２０２が設けられる。取付け基板２５の底面の周縁が放熱ハウジング２０の上端面に当接した状態で、取付け基板２５のねじ孔２５１から放熱ハウジング２０のねじ孔２０２へねじ２７を締め付け、取付け基板２５を放熱ハウジング２０に接合することできる。これにより、絶縁ハウジング２１を放熱ハウジング２０に安定して固定でき、絶縁ハウジング２１底面のソケット２２は、放熱ハウジング２０底面の外部に所定の長さを突出した状態で保持される。
本発明の別の実施例においては、接着方式によって、取付け基板２５の底面の周縁を放熱ハウジング２０の上端面に接着することで本発明の迅速組立効果を実現できる。

ライトハウジング２６は、取付け基板２５の上面に取付けられ、かつライトハウジング２６開口部の周縁は粘着、螺合または組み込み方式によって、放熱ハウジング２０上端面の周縁と接合する。

上述の実施例のＬＥＤライトを組み立てるとき、作業者は、図２、図３に示すように、絶縁ハウジング２１とその底部のソケット２２とを合わせて収容孔２００に挿入する。突出し部２１０と嵌合溝２０１とを嵌合して、ソケット２２を放熱ハウジング２０底面の外部に突出した後、支持部２１１に沿って、電気回路板２３を絶縁ハウジング２１に挿入する。引き続き、２本のリード線２３０によって、電気回路板２３を第１、第２電極２２０、２２１に配線し、また２本のリード線２３１によって、取付け基板２５と電気回路板２３を配線する。最後に、取付け基板２５を放熱ハウジング２０の上端面に接合した後、ライトハウジング２６を被せることで、組立工程をすばやく、かつ正確に完成し、ＬＥＤライトを迅速に生産することができる。

このように、作業者は、従来技術の生産プロセスのように、絶縁樹脂ハウジングを一つずつ放熱ハウジングに締め付ける必要はない。作業者の工数を有効に軽減できるほか、生産ラインの作業時間を短縮し単位時間の生産量を向上できる。また、作業者は、絶縁ハウジング２１とソケット２２とを放熱ハウジング２０に組み付けるだけであり、従来技術の生産プロセスのように目視によって絶縁ハウジング２１と放熱ハウジング２０との位置を合わせる必要がなく、これらの部材を正確に組み立てられる。よって、作業者の不注意による部材取付け位置のずれを有効に防止し、ＬＥＤライトの製品不良率を大幅に軽減できる。

さらに、本発明を適用すれば、ソケット２２、絶縁ハウジング２１、および放熱ハウジング２０間の位置精度を確保でき、電気回路板２３を絶縁ハウジング２１に取付けるときの位置ずれを未然に防止でき、かつ電気回路板２３上の電気回路と放熱ハウジング２０または取付け基板２５との接触を避けられ、短絡等の事故の発生を防止できる。

以上の説明は本発明の一実施例である。ただし、本発明の技術特徴はこれに限らない。本発明の技術分野において当業者が容易に変更又は付加できるものは、なお本発明の特許請求範囲に含まれる。

２０：放熱ハウジング、２００：収容孔、２０１：嵌合溝、２０２、２５１：ねじ孔、２０３：放熱フィン、２１：絶縁ハウジング、２１０：突出し部、２１１：支持部、２１２：第１切欠き、２２：ソケット、２２０：第１電極、２２１：第２電極、２３：電気回路板、２３０、２３１：リード線、２４：ＬＥＤ、２５：取付け基板、２５０：導電回路、２５２：第２切欠き、２６：ライトハウジング、２７：ねじ

Claims (7)

1. 略筒状で、内側に軸方向に沿って収容孔が貫設され、前記収容孔の上端部内壁に嵌合溝が設けられる放熱ハウジングと、
   絶縁部材からなり、外形が前記収容孔に収容可能な筒状で、上端部の径方向外側に設けられる突出し部が前記嵌合溝に嵌合して前記収容孔に挿着される絶縁ハウジングと、
   外部電力の供給を受けるための第１電極および第２電極を有し、端部が前記絶縁ハウジングの底面に接合し、前記絶縁ハウジングが前記収容孔に挿着されたとき、前記放熱ハウジングの底面から外部に突出するソケットと、
   前記絶縁ハウジングの径方向内側に収容され、前記第１電極および第２電極に配線される電気回路板と、
   ＬＥＤと、
   平板状で、上面に、前記ＬＥＤが実装され前記電気回路板に配線される導電回路が形成され、底面が前記放熱ハウジングの上端面に接合する取付け基板と、
   を備えることを特徴とするＬＥＤライト。
2. 底側が開口する蓋状で、前記取付け基板の上面に取付けられ、開口部の周縁が前記放熱ハウジングの上端面の周縁に接合するライトハウジングを備えることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤライト。
3. 前記電気回路板は、略長方形の平板状であり、軸方向に略平行な二辺が、前記絶縁ハウジングの内側に互いに対向して設けられる一対の支持部に挟まれて支持されることを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤライト。
4. 前記支持部は、それぞれ前記絶縁ハウジングの内側に軸方向に沿って凸設される２本の支持リブによって構成されることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤライト。
5. 前記放熱ハウジングの外側に放熱フィンが設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のＬＥＤライト。
6. 前記取付け基板は、底面が前記放熱ハウジングの上端面にねじで締結されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のＬＥＤライト。
7. 前記取付け基板は、底面が前記放熱ハウジングの上端面に接着されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のＬＥＤライト。

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