JP2011513917A - Ｌｅｄソケット用の一体化ｌｅｄドライバ - Google Patents

Abstract

【解決手段】実装組立体（１０）は、照明器具内にＬＥＤ（２８）を支持するためのものである。第１基板（１６）は、ＬＥＤと電気的につながっている複数のコンタクトパッド（１９）を有する。コンタクトキャリア（１３）は、第１基板のコンタクトパッドに対応する複数のコンタクト（３６）を有する。第２基板（２０）は、ＬＥＤに電源を供給するよう構成された電子部品（２３，４２）を有する。第２基板の第１コンタクト構造は、コンタクトキャリアのコンタクトと係合する。第２コンタクト構造は、電子部品への外部接続部を提供する。ヒートシンク部（１８）は、コンタクトキャリア及び第１基板と熱的につながった状態で係合する。ヒートシンク部は、その中に配置されたＬＥＤが発生する熱を散逸させるフィン部（３１）を有する。第２基板を受容及び固定するために、ヒートシンク部の縦方向に延びるスロットがヒートシンク部に設けられる。

Description

本発明は、電子部品に関し、特に発光ダイオード（ＬＥＤ）用の一体化ドライバ組立体を有する汎用ソケット組立体に関する。

高輝度ＬＥＤは、一般目的の照明に使用されると共に、特に建築及びビデオディスプレー用途等の特殊照明用途に使用される。製造業者の中には、特定デバイス用に特注されたＬＥＤ照明組立体を設計する業者がある。

ＬＥＤは電流駆動のデバイスであるので、多くのＬＥＤは適切に作動するために定電流電源を要する。ＬＥＤに対する定電流を制御するために、別体のＬＥＤドライバ組立体が必要とされる。ＬＥＤドライバ組立体は、ＬＥＤから離れた照明器具に実装され、離間したＬＥＤまで配線される別体のユニットである。ＬＥＤドライバ組立体を実装し配線するのに要する労力及びハードウエアは、ＬＥＤ照明器具の製造及び取付けには不利になる。実装及び配線に要する労力及びハードウエアはまた、ＬＥＤを組み込んだ上品でスマートな照明器具を設計する際に障害となる。

従って、本発明が解決しようとする課題は、高輝度ＬＥＤ用の標準的ＬＥＤ照明ソケット又はＬＥＤ画素ホルダに一体的に取り付けられるドライバ組立体に対するニーズである。このドライバ組立体は、単一のリセプタクル内に電気接続部及び熱接続部を一体化する。他の特徴及び利点は、本明細書から明白になるであろう。本明細書に開示された教示は、一つ以上の上述のニーズを達成するかどうかにかかわらず、特許請求の範囲の技術的範囲内にある実施形態までが外延である。

解決手段は、第１基板に実装された１個以上のＬＥＤ及びＬＥＤと電気的につながっている複数のコンタクトパッドを有する第１基板を具備する、照明器具用のＬＥＤ実装組立体により達成される。コンタクトキャリアは、その周辺に配置された複数の一体化電気接触部を有する。複数の一体化電気接触部は、第１基板の複数の電気コンタクトパッドに対応する。第２基板は、ＬＥＤに電源を供給するよう構成された電子部品を有する。第２基板は、コンタクトキャリアの一体化電気接触部と係合する第１コンタクト構造と、電子部品の外部接続部と係合する第２コンタクト構造とを有する。ヒートシンク部は、コンタクトキャリア及び第１基板と熱的につながった状態で保持力をもって係合可能である。

付加的な実施形態は、以下の発明の詳細な説明の範囲内で考えられる。

本発明の他の特徴及び利点は、本発明の原理を例示により示す添付図面に関連した、以下の好適な実施形態の詳細な説明から明白であろう。

本発明の一体化ＬＥＤドライバ及び典型的なＬＥＤソケットを示す分解斜視図である。 図１の一体化ドライバの基板をＬＥＤの中心に沿って断面した縦断面図である。 図１のＬＥＤドライバのカードを示す斜視図である。 図１のＬＥＤドライバカードをＬＥＤソケットの中心に沿って断面した斜視図である。 ＬＥＤソケットに挿入されたＬＥＤドライバカードを示す一実施形態の斜視図である。 ＬＥＤソケットに挿入されたＬＥＤドライバカードを示す別の実施形態の斜視図である。 一体化ドライバを有する組立後の典型的なＬＥＤソケットを示す斜視図である。 エッジコネクタを有するＬＥＤドライバカードを有する別の実施形態を示す斜視図である。 図８の破線９で示された領域の拡大図である。

図１ないし図７を参照すると、ＬＥＤコネクタ組立体１０の典型的な一実施形態は、放熱のための付加的表面積を提供する縦溝彫りの本体すなわちフィンを持った本体を有するヒートシンク１８を具備する。ヒートシンク１８は、ＬＥＤコネクタ組立体１０が従来の電球と交換可能となるように反射組立体に外側リングを有するＧＵ１０型又はＭＲ１６型標準電球等の従来のハロゲン電球と同様に、相補的な外側リング１１を有して設計される。別の実施形態においては、ねじ部付き照明器具（図示せず）に螺合するヒートシンク１８のねじ部付き後部（図示せず）を設けてもよい。ＬＥＤ２８は、ＰＣＢすなわち印刷回路基板組立体１６上に実装されている。ＬＥＤＰＣＢ組立体１６は、ＬＥＤＰＣＢ組立体１６を受容するよう構成されたキャビティ（室）１５内に載置される。キャビティ１５は、ヒートシンク１８の外側半径から半径方向内側に突出する個々のフィン部３１の一端に配置された周囲壁１７により区画される。コンタクト３６は、コンタクトキャリア１３内に挿入される。コンタクト３６は、フィン部３１により区画された溝（ガイドスロット）３３内へ延びている。フィン部３１は、隣接するフィン部３１により区画される空間すなわち溝３４内で循環する外気に放射熱を散逸させる。

ＬＥＤＰＣＢ組立体１６のコンタクトパッド１９の数は、ＬＥＤＰＣＢ組立体１６に実装されたＬＥＤ２８の数に依存する。ＬＥＤＰＣＢ組立体１６は、単一のＬＥＤ２８を有するＬＥＤＰＣＢ組立体１６用に２個のコンタクトパッドを有し、３個のＬＥＤ２８を収容するＬＥＤＰＣＢ１６は４個のコンタクトパッド１９を有するが、さまざまなＬＥＤ相互接続部を使用してもよい。例えば、赤、緑、青（ＲＧＢ）のＬＥＤは、共通アノード接続部を共有する３個のＬＥＤを有するので、３個のＬＥＤを電源供給するには４個のコンタクトパッド１９で十分である。図面に示されるコンタクト３６の数は単に例示であり、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。コンタクトキャリア１３は、ヒートシンク１８の一端に配置されたキャビティ１５内に挿入される。コンタクトキャリア１３は、キャビティ１５内に嵌まると共にＬＥＤＰＣＢ組立体１６に対して熱接触し、ＬＥＤＰＣＢ組立体１６をキャビティ１５内の所定位置に維持する。ロックリング２７は、コンタクトキャリア１３上に嵌まると共にフランジ部１１の下の位置へ徐々に移動し、コンタクトキャリア１３及び任意の透明レンズ（図示せず）を固定する。ロックリング２７は、光の貫通を可能にする開口２５を有する。ＬＥＤＰＣＢ組立体１６は、ロックリング２７により所定位置に固定される。ロックリング２７は、積極的に電気接触するためにコンタクトパッド１９に対してコンタクト３６を押圧すると共に、ＬＥＤＰＣＢ組立体１６をヒートシンク１８に熱接触させる。コンタクトキャリア１３は、ＬＥＤＰＣＢ組立体のコンタクトパッド１９と嵌合するためのコンタクト３６を有する。ＬＥＤＰＣＢ組立体１６は、ヒートシンク１８と熱接触すなわち熱的につながった状態をロックリング２７により維持されている。

次に、図２及び図３を参照すると、溝３４ａ〜３４ｄ（例えば、図５参照）は、フランジ部１１の方向にヒートシンク１８の末端３８から軸方向コア開口４０に沿って延びている。ＬＥＤドライバカード２０は、軸方向コア開口４０の対向する両側のガイドスロット３３に挿入される。これらガイドスロット３３は、ＬＥＤドライバカード２０を受容するよう構成されている。ＬＥＤドライバカード２０には、１対の嵌合スロット３７が設けられている。嵌合スロット３７は、ガイドスロット３３の端壁４７に対応し、ガイドスロット３３内でのＬＥＤドライバカード２０の行程を制限すると共に、嵌合スロット３７に隣接するリセプタクル部２６にコンタクト３６を受容するためにＬＥＤドライバカード２０を位置決めする。ＬＥＤドライバカード２０の保持は、ヒートシンク１８上に配置された対応するディテント突条（例えば、図４参照）と凹部３７ａとの係合により達成される。

ＬＥＤドライバカード２０は、ＬＥＤＰＣＢ組立体１６に印加される定電流及び低電圧等のさまざまな電気的及び電子的パラメータを制御する集積回路（図示せず）を有する。外部コネクタ２１は、ＬＥＤドライバカード２０の後縁４９に隣接して位置する。リセプタクル部２６は、ＬＥＤドライバカード２０の反対側の縁に隣接して位置する。外部コネクタ２１は、外部電源をＬＥＤドライバカード２０の内部パターン導体に相互接続するために、例えば半田付けにより印刷回路基板４１に接続するリード３５を有する。外部コネクタ２１は、タイコエレクトロニクスコーポレイションが製造するＣＴ（共通端子）コネクタ又は任意の適当な印刷回路基板コネクタであってもよい。電子業界では表面実装技術（ＳＭＴ）部品と一般に称される電子部品２３，４２は、ＬＥＤドライバカード２０上に実装される。ＳＭＴ部品２３，４２は、ＬＥＤＰＣＢ組立体１６に電源を供給し制御するためにドライバ集積回路及び受動電子部品を収容する。ＳＭＴ部品４２，２３は、ＬＥＤドライバカード２０が内部に挿入される際に、内壁５２からの干渉を回避する十分な間隙を有してコア開口の内部に嵌まる。

リセプタクル部２６は、コンタクト３６を受容するために先端縁にばねアーム２６ａを有する。ばねアーム２６ａは、コンタクト３６がリセプタクル部２６に入るガイド領域を形成するために、接触領域２６ｆ（例えば、図４参照）へ内向きに収束した後に末端で外向きに分岐する対向するリーフ部２６ｄを有する。１対のパネル２６ｂは、リセプタクル部２６の中空枠部２６ｇから横方向に突出する。中空枠部２６ｇは、コンタクト３６を取り囲んでコンタクト３６の移動を中空枠部２６ｇ内に制限する。これにより、コンタクト３６の、ヒートシンク１８や、ＬＥＤドライバカード２０上のパターンや他の導電性表面との短絡を回避する。リセプタクル２６は単に一実施形態で示されるが、例えば、カードエッジコネクタ（図８及び図９参照）等の他のコネクタ配置等は、特許請求の範囲の技術的範囲内で使用してもよい。

図４を参照すると、ＬＥＤドライバカード２０は、図面ではクロスハッチングで示されるように、表面に印刷回路パターン（図示せず）がない表面領域５４を有する。表面領域５４は、パターン及びヒートシンク１８間の可能性のある短絡を防止するために、内壁５２及びガイドスロット３３内のＬＥＤドライバカード２０近傍に設けられる。

次に、図５を参照すると、ＬＥＤドライバカード２０は、矢印５６で示される移動方向に、ヒートシンク１８に対して挿抜されるように図示されている。リセプタクル部２６は、３４ａ，３４ｂで示された対向する１対の溝を使用すると、コンタクト３６と嵌合する。平らな交差溝３４ａ，３４ｂから軸方向に約30°回転した位置に、第２組のコンタクト３９と整列した状態で、第２組の溝３４ｃ、３４ｄが配列されている。ＬＥＤドライバカード２０は、例えば２個の異なる色のＬＥＤがＬＥＤＰＣＢ組立体１６上に設けられる場合、いずれかの対の溝３４ａ，３４ｂ又は３４ｃ、３４ｄに選択的に挿入されてもよい。或いは、コンタクト３６，３９及び関連する溝３４ａ〜３４ｄは、ＬＥＤＰＣＢ組立体１６上の異なる部品を駆動するために、異なるスタイルの基板を受容する排除構造を伴って構成されてもよい。溝の対３４ａ，３４ｂ及び３４ｃ、３４ｄに関連した２位置により、ＬＥＤＰＣＢ組立体１６上の異なるパッド構成に接続する柔軟性が可能になる。

次に、図６を参照すると、別の実施形態のＬＥＤドライバカード２０が図示されている。図６の実施形態は図５の実施形態に類似しており、ＬＥＤドライバカード２０は別のリセプタクル２６を有し、このリセプタクル２６は、リセプタクル２６のヒートシンク１８との電気接触を絶縁する外部絶縁シェル５９を有する。矢印５６により示される挿入移動及び溝３４は、図５に関して上述したのと同じやり方で作動する。

次に、図８及び図９を参照すると、別の実施形態のＬＥＤドライバカード２２０において、カードエッジコネクタ配置により、コンタクトキャリア２１３が接続される。ＬＥＤドライバカード２２０は、ＬＥＤドライバカード２２０の上下面にコンタクト２３６と嵌合するコンタクトパッド２２６を有する。１対のコンタクトビーム２３６ａ，２３６ｂは、ＬＥＤドライバカード２２０のコンタクトパッド２２６を摩擦嵌めで挟む二股コンタクト２３６を形成する。

本発明の利点は、印刷回路基板組立体が、ＬＥＤ画素組立体に直接一体化される定電流ドライバ回路を有することである。

別の利点は、印刷回路基板組立体がＬＥＤ画素組立体に容易、迅速且つ一体的に組み立てられ、ＬＥＤ画素組立体に半田接続又は熱接着接続を要しないことである。

１０ ＬＥＤコネクタ組立体
１３ コンタクトキャリア
３６ コンタクト（一体化電気接触部）
１６ ＬＥＤＰＣＢ組立体（第１基板）
１９ コンタクトパッド
２８ ＬＥＤ
１８ ヒートシンク
２０ ＬＥＤドライバカード（第２基板）
２３，４２ 電子部品
２６ リセプタクル部（第１コンタクト構造）
４１ 印刷回路基板（第２コンタクト構造）
１５ キャビティ
１７ 周囲壁
２１ 外部コネクタ
２６ａ ばねアーム
３１ フィン部
３３ ガイドスロット（溝）
３４ 溝
３４ａ，３４ｂ 溝
３４ｃ，３４ｄ 溝
３５ リード
４９ 後縁

Claims (10)

1. 照明器具用のＬＥＤコネクタ組立体（１０）であって、
   第１基板（１６）に実装された少なくとも１個のＬＥＤ（２８）及び該少なくとも１個のＬＥＤと電気的につながっている複数のコンタクトパッド（１９）を有する前記第１基板と、
   コンタクトキャリア（１３）の周辺に配置され、前記第１基板の前記複数のコンタクトパッドに対応する複数の一体化電気接触部（３６）を有する前記コンタクトキャリアと、
   前記少なくとも１個のＬＥＤに電源を供給するよう構成された電子部品（２３，４２）、前記コンタクトキャリアの前記一体化電気接触部と係合するよう構成された第１コンタクト構造（２６）、及び前記電子部品に対して外部接続するための第２コンタクト構造（４１）を有する第２基板（２０）と、
   コンタクトキャリア及び第１基板と熱的につながった状態で保持力をもって係合可能であるヒートシンク部（１８）と
   を具備することを特徴とするＬＥＤコネクタ組立体。
2. 前記ヒートシンク部は、前記コンタクトキャリアから縦方向に延びることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤコネクタ組立体。
3. 前記第１基板と電気的につながった状態で前記第２基板を一体的に受容するために、前記ヒートシンク部の軸方向の長さの少なくとも一部だけ延びる少なくとも１個の溝（３３）をさらに具備することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤコネクタ組立体。
4. 前記ヒートシンクの一端に配置された周囲壁（１７）により区画され、前記第１基板を受容するよう構成されたキャビティ（１５）をさらに具備することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤコネクタ組立体。
5. 前記複数の一体化電気接触部は、放射熱を散逸させるよう構成されたフィン部（３１）により区画された複数の溝（３４）に延びていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤコネクタ組立体。
6. 前記第１基板は、前記複数の一体化電気接触部を前記コンタクトパッドに電気的に接触させると共に前記ヒートシンク部と熱的に接触させることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤコネクタ組立体。
7. 前記第２基板の前記第２コンタクト構造は、前記第２基板の第１縁（４９）に隣接して配置された外部コネクタ（２１）をさらに具備し、
   前記外部コネクタは、印刷回路基板のパッド（４１）に接続されたリード（３５）を有すると共に、前記第２基板にエッチングされた少なくとも１個のパターン導体に外部電源を相互接続するよう構成されていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤコネクタ組立体。
8. 前記第２基板は複数のリセプタクル部（２６）をさらに具備し、
   少なくとも１個の前記リセプタクル部は、前記一体化電気接触部の少なくとも１個を受容するために先端縁に配置された１対の対向するばねアーム（２６ａ）を有し、
   前記ばねアームは、接触領域へ収束した後に末端で外向きに分岐して前記一体化電気接触部を前記リセプタクル部に案内する、対向するリーフ部を有することを特徴とする請求項７記載のＬＥＤコネクタ組立体。
9. 前記ヒートシンク部は、前記第２基板を前記複数の一体化電気接触部の第１対の接触部と電気的につなげるために前記一体化電気接触部と整列した第１対の溝（３４ａ，３４ｂ）と、前記複数の一体化電気接触部の第２対の接触部と整列した第２対の溝（３４ｃ、３４ｄ）とをさらに具備することを特徴とする請求項８記載のＬＥＤコネクタ組立体。
10. 前記第２基板は、エッジコネクタにより前記コンタクトキャリアに接続され、
    第１コンタクト構造は、前記第２基板の両面に配置された上側コンタクトパッド及び下側コンタクトパッドを有し、
    前記上側コンタクトパッド及び下側コンタクトパッドは、前記複数の一体化電気接触部と嵌合可能であり、
    前記コンタクトキャリアは、前記第１基板の前記コンタクトパッドと係合するよう構成された二股コンタクト構造をさらに有することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤコネクタ組立体。

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