JP2012022987A

JP2012022987A - 光源モジュール及び照明装置

Info

Publication number: JP2012022987A
Application number: JP2010161989A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Shimojima; 光広下嶋; Takamitsu Komatsu; 琢充小松
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2012-02-02

Abstract

【課題】簡単な構成で、光源で発生した熱を効率よく放熱する。
【解決手段】光源は、基板１４０の表側の面に実装されている。基板カバー１１０は、基板１４０の表側の面を覆う。雄ネジ１７０は、基板１４０を基板カバー１１０に固定する。光源モジュール１００をモジュール取付台に取り付けると、基板１４０の裏側の面がモジュール取付台に当接する。更に、基板押さえ部１１７（密着部）が、基板１４０を上から押さえ、基板１４０の裏側の面をモジュール取付台に密着させる。
【選択図】図１４

Description

この発明は、ＬＥＤなどの光源を有する光源モジュールに関する。

ＬＥＤなどの光源は、点灯すると発熱し、温度が上昇すると、発光効率が落ち、寿命が短くなる。
このため、ＬＥＤなどの光源を用いた光源モジュールや照明装置は、光源で発生した熱を効率よく放熱する必要がある。

特開２００９−９９４９７号公報

この発明は、例えば上記のような課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成で、光源で発生した熱を効率よく放熱することができる光源モジュールを得ることを目的とする。

この発明にかかる光源モジュールは、モジュール取付台に固定される光源モジュールにおいて、光源を有し、上記光源を一方の面に実装した基板と、上記モジュール取付台に固定され、上記基板の光源が実装された面を覆う基板カバーとを有し、上記基板は、上記基板カバーに固定され、上記基板カバーは、上記基板を上記モジュール取付台に密着させる密着部を有することを特徴とする。

この発明にかかる光源モジュールによれば、簡単な構成で、基板をモジュール取付台に密着させることができるので、光源で発生した熱を、モジュール取付台を介して、効率よく放熱することができる。

実施の形態１における照明装置８００の一部を示す斜視図。実施の形態１におけるモジュール取付台８１０の形状を示す斜視図。実施の形態１における光源モジュール１００の構造を示す分解斜視図。実施の形態１における配線ケーブル１８０Ａ〜１８０Ｃの構造を示す斜視図。実施の形態１における基板１４０と配線ケーブル１８０との接続を示す結線図。実施の形態１における基板カバー１１０の形状を示す正視図。実施の形態１における基板カバー１１０の形状を示す側面図。実施の形態１における基板カバー１１０の形状を示すＡ−Ａ断面図。実施の形態１における基板カバー１１０の形状を示すＢ−Ｂ断面図。実施の形態１における基板カバー１１０の形状を示すＣ−Ｃ断面図。実施の形態１における基板カバー１１０の形状を示すＤ−Ｄ断面図。実施の形態１における基板カバー１１０の形状を示すＥ−Ｅ断面図。実施の形態１における基板カバー１１０の形状を示すＦ−Ｆ断面図。実施の形態１における光源モジュール１００の組立て過程を示す図。実施の形態１における照明装置８００の組立て過程を示す図。実施の形態２における基板１４０の構造を示す斜視図。実施の形態２における基板カバー１１０の構造を示す斜視図。実施の形態２における基板カバー１１０の構造を示す底面図。実施の形態２における基板カバー１１０及び光源モジュール１００の組立て過程を示す図。

実施の形態１．
実施の形態１について、図１〜図１５を用いて説明する。

図１は、この実施の形態における照明装置８００の一部を示す斜視図である。
照明装置８００は、例えば天井などに取り付けて使用する照明器具である。照明装置８００は、光源モジュール１００と、モジュール取付台８１０とを有する。
モジュール取付台８１０は、光源モジュール１００を取り付ける部分であり、例えば、照明装置の筐体、ケース、本体、放熱部などの一部である。光源モジュール１００は、複数の雄ネジ８２０（例えば４つ）を用いて、モジュール取付台８１０に固定されている。
光源モジュール１００は、複数の光源１４１（例えば１０個）を有する。光源１４１は、電気エネルギーにより発光する光源デバイスである。光源１４１は、例えばＬＥＤである。照明装置８００は、図示していない点灯回路を有する。点灯回路は、例えば商用電源などの交流電源や、バッテリーなどの直流電源から電力の供給を受けて、供給された電力を、光源１４１を点灯する電力に変換する。光源モジュール１００は、点灯回路が変換した電力の供給を受けて、光源１４１を点灯する。

図２は、この実施の形態におけるモジュール取付台８１０の形状を示す斜視図である。
モジュール取付台８１０は、平面板状である。モジュール取付台８１０は、ネジ穴８１１と、ネジ除け穴８１２とを有する。
ネジ穴８１１は、雄ネジ８２０と螺合して光源モジュール１００を固定するための雌ネジが切られた穴である。ネジ穴８１１の数は、雄ネジ８２０の数と同じであり、例えば４つである。
ネジ除け穴８１２は、光源モジュール１００の裏側にある雄ネジ１７０（後述）のネジ頭とモジュール取付台８１０とが干渉しないように除けるための開口穴である。ネジ除け穴８１２の数は、雄ネジ１７０の数と同じであり、例えば８つである。

図３は、この実施の形態における光源モジュール１００の構造を示す分解斜視図である。
光源モジュール１００は、基板カバー１１０と、基板１４０と、雄ネジ１７０と、配線ケーブル１８０とを有する。なお、同じ要素を区別するため、符号の後ろにアルファベットを付す場合がある。
基板１４０は、例えば長方形板状のプリント配線板である。基板１４０は、光源１４１と、コネクタ１４２と、ネジ穴１４３と、ネジ除け切欠部１４４とを有する。
光源１４１やコネクタ１４２は、表面実装型の部品であり、基板１４０の一方の面（表面）に実装されている。基板１４０の他方の面（裏面）には、なにも実装されず、平らである。基板１４０に実装された光源１４１やコネクタ１４２の間は、基板１４０の表面に設けられたプリント配線（配線パターン）によって電気接続されている。
基板１４０一枚につき、例えば５つの光源１４１が実装されている。照明装置８００は、基板１４０を２枚使うことにより、１０個の光源１４１を有する。
コネクタ１４２は、基板１４０の長尺方向両端付近に１つずつ実装されている。
ネジ穴１４３は、雄ネジ１７０を通すための貫通穴である。雄ネジ１７０は、ネジ穴１４３を通り、基板カバー１１０の裏側に設けられたネジ穴１１６（後述）と螺合することにより、基板１４０を基板カバー１１０に固定する。基板１４０は、例えば４つの雄ネジ１７０により、基板カバー１１０に固定される。なお、ネジ穴１４３の内側には、雄ネジ１７０と螺合する雌ネジが切られていてもよい。
ネジ除け切欠部１４４は、基板カバー１１０をモジュール取付台８１０に固定する雄ネジ８２０と基板１４０とが干渉しないように除けるため、基板１４０の一部を切り欠いた部分である。なお、ネジ除け切欠部１４４は、貫通穴形状であってもよいし、雄ネジ８２０の取付位置によっては、なくてもよい。
基板１４０Ａのコネクタ１４２ｂと、基板１４０Ｂのコネクタ１４２ａとの間は、配線ケーブル１８０Ｂによって電気接続されている。また、基板１４０Ａのコネクタ１４２ａは、配線ケーブル１８０Ａによって、点灯回路に電気接続されている。また、基板１４０Ｂのコネクタ１４２ｂには、配線ケーブル１８０Ｃが電気接続されている。

基板カバー１１０は、基板１４０の表側の面（光源１４１が実装されている側の面）を覆う形状である。基板カバー１１０は、光源開口部１１１と、反射部１１２と、ネジ穴１１３とを有する。
光源開口部１１１は、基板１４０の光源１４１に対応する位置にあり、光源１４１が放射した光を外部に出すための貫通穴である。光源開口部１１１の数は、光源１４１の数と同じであり、例えば１０個である。なお、複数の光源１４１に対して１つの光源開口部１１１を設ける構成であってもよい。
反射部１１２は、光源開口部１１１の周囲に位置し、光源１４１が側方へ放射した光を反射する。反射部１１２による反射は、鏡面反射でもよいし、拡散反射でもよい。反射部１１２の数は、光源開口部１１１の数と同じであり、例えば１０個である。なお、複数の光源開口部１１１に対して１つの反射部１１２を設ける構成であってもよい。
ネジ穴１１３は、雄ネジ８２０を通すための貫通穴である。雄ネジ８２０は、ネジ穴１１３を通り、モジュール取付台８１０のネジ穴８１１と螺合することにより、基板カバー１１０をモジュール取付台８１０に固定する。ネジ穴１１３の数は、雄ネジ８２０の数と同じであり、例えば４つである。このとき、基板１４０は、基板カバー１１０とモジュール取付台８１０との間に挟まれ、基板１４０の裏側の面（何も実装されていない平らな面）が、モジュール取付台８１０に押し付けられる。これにより、光源１４１で発生した熱が、基板１４０を介して、モジュール取付台８１０に伝わり、放熱される。なお、基板１４０からモジュール取付台８１０への伝熱をよくするため、基板１４０とモジュール取付台８１０との間に伝熱シートなどの伝熱材料を挟む構成であってもよい。

図４は、この実施の形態における配線ケーブル１８０Ａ〜１８０Ｃの構造を示す斜視図である。
配線ケーブル１８０Ａは、コード１８１ａと、コネクタ１８２ａとを有する。配線ケーブル１８０Ｂは、コード１８１ｂと、２つのコネクタ１８２ｂ，１８２ｃとを有する。配線ケーブル１８０Ｃは、コード１８１ｃと、コネクタ１８２ｄとを有する。
コネクタ１８２ａ，１８２ｃは、コネクタ１４２ａと係合して、電気的に接続する。コネクタ１８２ｂ，１８２ｄは、コネクタ１４２ｂと係合して、電気的に接続する。
コード１８１ａは、２本の電線を有し、コネクタ１８２ａと、点灯回路に接続している反対側の端子（図示せず）とを電気的に接続する。コード１８１ｂは、２本の電線を有し、コネクタ１８２ｂと、コネクタ１８２ｃとを電気的に接続する。コード１８１ｃは、１本の電線を有し、コネクタ１８２ｄの２つの端子を電気的に接続する。

図５は、この実施の形態における基板１４０と配線ケーブル１８０との接続を示す結線図である。
コネクタ１４２ａは、２つの端子１４５ａ，１４５ｂを有する。コネクタ１４２ｂは、２つの端子１４５ｃ，１４５ｄを有する。
端子１４５ａと端子１４５ｃとの間は、直列に電気接続した光源１４１を介して、電気接続している。端子１４５ｂと端子１４５ｄとの間は、直接電気接続している。
配線ケーブル１８０Ａは、基板１４０Ａの端子１４５ａを点灯回路のマイナス側出力端子に電気接続し、基板１４０Ａの端子１４５ｂを点灯回路のプラス側出力端子に電気接続する。配線ケーブル１８０Ｂは、基板１４０Ａの端子１４５ｃと基板１４０Ｂの端子１４５ａとを電気接続し、基板１４０Ａの端子１４５ｄと基板１４０Ｂの端子１４５ｂとを電気接続する。配線ケーブル１８０Ｃは、基板１４０Ｂの端子１４５ｃと基板１４０Ｂの端子１４５ｄとを電気接続する。これにより、２つの基板１４０Ａ，１４０Ｂのすべての光源１４１が、直列に電気接続される。このような構成とすることにより、任意の数の基板１４０を容易に接続することができるので、光源１４１の数が異なる照明装置８００を容易に製造することができる。

なお、すべての光源１４１を端子１４５ａと端子１４５ｃとの間に接続するのではなく、一部の光源１４１を端子１４５ｂと端子１４５ｄとの間に直列に電気接続する構成としてもよい。
また、発光色が異なる複数種類の光源１４１を用いる場合など、光源１４１によって流れる電流が異なる場合、すべての光源１４１を直列に電気接続するのではなく、流れる電流が同じ光源１４１だけを直列に電気接続する構成としてもよい。その場合、配線ケーブル１８０やコネクタ１４２は、光源１４１を直列に接続した直列回路の数に応じて、２線ではなく、３線以上のものを用いる。

図６は、この実施の形態における基板カバー１１０の形状を示す正視図である。
図７は、この実施の形態における基板カバー１１０の形状を示す側面図である。
図８は、この実施の形態における基板カバー１１０の形状を示すＡ−Ａ断面図である。
図９は、この実施の形態における基板カバー１１０の形状を示すＢ−Ｂ断面図である。
図１０は、この実施の形態における基板カバー１１０の形状を示すＣ−Ｃ断面図である。
図１１は、この実施の形態における基板カバー１１０の形状を示すＤ−Ｄ断面図である。
図１２は、この実施の形態における基板カバー１１０の形状を示すＥ−Ｅ断面図である。
図１３は、この実施の形態における基板カバー１１０の形状を示すＦ−Ｆ断面図である。

基板カバー１１０は、光源開口部１１１と、反射部１１２と、ネジ穴１１３と、枠部１１４と、スカート部１１５と、ネジ穴１１６と、基板押さえ部１１７とを有する。
枠部１１４は、反射部１１２全体を囲む略長方形状の枠である。
スカート部１１５は、枠部１１４の左右に位置し、基板１４０を覆う形状を有する。
ネジ穴１１６は、雄ネジ１７０と螺合して、基板１４０を基板カバー１１０に固定するための非貫通穴である。
基板押さえ部１１７（密着部）は、ネジ穴１１６を中心として縦横４方向に伸びる板状である。基板押さえ部１１７は、雄ネジ１７０で基板カバー１１０に固定された基板１４０を、上から押さえつけて、モジュール取付台８１０に密着させる。

図１４は、この実施の形態における光源モジュール１００の組立て過程を示す図である。
この図は、Ｅ−Ｅ断面およびＣ−Ｃ断面に相当する。
作業者は、２枚の基板１４０Ａ，１４０Ｂに配線ケーブル１８０Ａ〜１８０Ｃを接続する。
作業者は、基板カバー１１０の裏側の面に、基板１４０Ａ，１４０Ｂの表側の面を当て、ネジ穴１１６の位置とネジ穴１４３の位置とを合わせる。作業者は、雄ネジ１７０をネジ穴１４３に挿入し、ネジ穴１１６と螺合させて、固く締め、基板カバー１１０に基板１４０Ａ，１４０Ｂをしっかりと固定する。
これにより、基板押さえ部１１７が基板１４０の表側の面に当接するので、基板１４０に反りなどがあっても、基板１４０がまっすぐに伸ばされる。
基板１４０の裏側の面には、部品が実装されていないので、雄ネジ１７０の頭だけが飛び出し、それ以外は、ほぼ平らな形状である。

図１５は、この実施の形態における照明装置８００の組立て過程を示す図である。
この図は、Ｆ−Ｆ断面およびＢ−Ｂ断面に相当する。
作業者は、上述した手順で組み立てた光源モジュール１００の裏側の面（基板１４０の裏側の面）を、モジュール取付台８１０に当て、ネジ穴１１３の位置とネジ穴８１１の位置とを合わせる。作業者は、雄ネジ８２０をネジ穴１１３に挿入し、ネジ穴８１１と螺合させて、固く締め、モジュール取付台８１０に光源モジュール１００をしっかりと固定する。このとき、雄ネジ８２０は、ネジ除け切欠部１４４を通るので、基板１４０とは直接接触しない。基板１４０は、基板押さえ部１１７とモジュール取付台８１０との間に挟まれる。雄ネジ１７０の位置には、ネジ除け穴８１２が設けられているので、基板１４０の裏側の面がモジュール取付台８１０の表側の面に密着する。
これにより、光源１４１で発生した熱が、モジュール取付台８１０に伝わりやすくなる。
また、基板１４０と、基板カバー１１０とをそれぞれ別々にモジュール取付台８１０に固定する場合と比べて、照明装置８００の組立作業の効率が高くなる。

この実施の形態における光源モジュール１００によれば、ＬＥＤなどの光源１４１で発生した熱を効率良く放熱することができるので、光源１４１の温度上昇を抑えることができる。ＬＥＤなどの光源１４１は、温度が高くなると発光効率が低下し、寿命が短くなる。光源１４１の温度上昇を抑えることにより、光源１４１の発光効率を維持し、寿命を延ばすことができる。

実施の形態２．
実施の形態２について、図１６〜図１９を用いて説明する。
なお、実施の形態１と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。

図１６は、この実施の形態における基板１４０の構造を示す斜視図である。
基板１４０は、実施の形態１で説明した基板１４０にあったコネクタ１４２を有さず、ランド１４６ａ〜１４６ｄがむき出しになっている。
ランド１４６ａ〜１４６ｄ（導通露出部）は、導通可能な面が露出している。ランド１４６ａ〜１４６ｄは、実施の形態１で説明した端子１４５ａ〜１４５ｄと、電気的には等価である。すなわち、ランド１４６ａとランド１４６ｃとの間は、直列に電気接続した光源１４１を介して、電気接続している。ランド１４６ｂと１４６ｄとの間は、直接電気接続している。

図１７は、この実施の形態における基板カバー１１０の構造を示す斜視図である。
基板カバー１１０は、導通金具１９０と、導通金具取付部１１８と、コネクタ１１９（図１９参照）とを有する。
導通金具１９０は、例えば板バネなど、導電性があり、かつ、弾性を有する材料で形成された導通バネである。導通金具１９０は、基板１４０のランド１４６に密着して、密着したランド１４６間を導通させる。
導通金具取付部１１８は、導通金具１９０を、ランド１４６に密着する位置に固定する。導通金具取付部１１８は、例えば、下側が開口した箱状である。
導通金具１９０ａは、導通金具取付部１１８Ａに固定され、基板１４０Ａのランド１４６ａと密着して、電気接続する。導通金具１９０ｂは、導通金具取付部１１８Ａに固定され、基板１４０Ａのランド１４６ｂと密着して、電気接続する。導通金具１９０ｃは、導通金具取付部１１８Ｂに固定され、基板１４０Ａのランド１４６ｃ及び基板１４０Ｂのランド１４６ａと密着して、電気接続する。導通金具１９０ｄは、基板１４０Ａのランド１４６ｄ及び基板１４０Ｂのランド１４６ｂと密着して、電気接続する。導通金具１９０ｅは、基板１４０Ｂのランド１４６ｃ及びランド１４６ｄと密着して、電気接続する。これにより、導通金具１９０ｃ，１９０ｄが配線ケーブル１８０Ｂの代わりとなり、導通金具１９０ｅが配線ケーブル１８０Ｃの代わりとなる。
コネクタ１１９は、配線ケーブル１８０Ａを接続することにより、導通金具１９０ａ，１９０ｂを介して、点灯回路と、ランド１４６ａ，１４６ｂとを電気接続する。

図１８は、この実施の形態における基板カバー１１０の構造を示す底面図である。
導通金具取付部１１８Ａは、導通金具１９０ａと導通金具１９０ｂとが接触しないようにするため、中央に間仕切り部１２１を有する。
導通金具取付部１１８Ｂは、導通金具１９０ｃ，１９０ｄを係止するため、係止部１２２，１２３を有する。係止部１２３は、導通金具１９０ｃ，１９０ｄを引っ掛けるための突起である。係止部１２２は、係止部１２３に引っ掛けた導通金具１９０ｃ，１９０ｄが横にずれないようにするためのストッパーである。

図１９は、この実施の形態における基板カバー１１０及び光源モジュール１００の組立て過程を示す図である。
作業者は、導通金具１９０ａ〜１９０ｅを基板カバー１１０に取り付ける。導通金具１９０ａ〜１９０ｅは、先端が基板カバー１１０の下側にはみ出した状態となる。
次に、作業者は、基板１４０Ａ，１４０Ｂを、雄ネジ１７０を使って、基板カバー１１０に取り付ける。導通金具１９０ａ〜１９０ｅは、弾性変形し、ランド１４６に密着した状態となる。これにより、配線ケーブル１８０Ｂ，１８０Ｃを使わずに、基板１４０Ａ，１４０Ｂを電気接続することができる。
したがって、照明装置８００の組立作業の効率が、更に高くなる。

１００光源モジュール、１１０基板カバー、１１１光源開口部、１１２反射部、１１３，１１６，１４３，８１１ネジ穴、１１４枠部、１１５スカート部、１１７基板押さえ部、１１８導通金具取付部、１１９，１４２，１８２コネクタ、１２１間仕切り部、１２２，１２３係止部、１４０基板、１４１光源、１４４ネジ除け切欠部、１４５端子、１４６ランド、１７０，８２０雄ネジ、１８０配線ケーブル、１８１コード、１９０導通金具、８００照明装置、８１０モジュール取付台、８１２ネジ除け穴。

Claims

モジュール取付台に固定される光源モジュールにおいて、
光源を有し、上記光源を一方の面に実装した基板と、
上記モジュール取付台に固定され、上記基板の光源が実装された面を覆う基板カバーとを有し、
上記基板は、上記基板カバーに固定され、
上記基板カバーは、上記基板を上記モジュール取付台に密着させる密着部を有することを特徴とする光源モジュール。
上記基板は、
導通可能な面が露出した複数の導通露出部を有し、
上記複数の導通露出部のうち少なくともいずれかは、上記光源と電気接続し、
上記基板カバーは、
上記複数の導通露出部のうち少なくともいずれか２つに密着して、密着した導通露出部の間を電気接続する密着導通部を有することを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
上記基板は、少なくとも４つの導通露出部を有し、
上記少なくとも４つの導通露出部のうち第一の導通露出部と第二の導通露出部との間は、上記光源を介して電気接続し、
上記少なくとも４つの導通露出部のうち第三の導通露出部と第四の導通露出部との間は、互いに電気接続し、
上記密着導通部は、上記第二の導通露出部と上記第三の導通露出部とに密着して、上記第二の導通露出部と上記第三の導通露出部との間を電気接続することを特徴とする請求項２に記載の光源モジュール。
上記光源モジュールは、複数の基板を有し、
上記複数の基板は、それぞれ、少なくとも４つの導通露出部を有し、
上記少なくとも４つの導通露出部のうち第一の導通露出部と第二の導通露出部との間は、上記光源を介して電気接続し、
上記少なくとも４つの導通露出部のうち第三の導通露出部と第四の導通露出部との間は、互いに電気接続し、
上記基板カバーは、複数の密着導通部を有し、
上記複数の密着導通部のうち第一の密着導通部は、上記複数の基板のうち第一の基板の第二の導通露出部と上記複数の基板のうち第二の基板の第一の導通露出部とに密着して、上記第一の基板の第二の導通露出部と上記第二の基板の第一の導通露出部とを電気接続し、
上記複数の密着導通部のうち第二の密着導通部は、上記複数の基板のうち第一の基板の第三の導通露出部と上記複数の基板のうち第二の基板の第四の導通露出部とに密着して、上記第一の基板の第三の導通露出部と上記第二の基板の第四の導通露出部とを電気接続することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の光源モジュール。
上記基板は、複数の光源を有し、
上記第一の導通露出部と上記第二の導通露出部との間は、上記複数の光源のうち第一の光源を介して電気接続し、
上記第三の導通露出部と上記第四の導通露出部との間は、上記複数の光源のうち第二の光源を介して電気接続していることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の光源モジュール。
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光源モジュールと、上記光源モジュールが固定されたモジュール取付台と、上記光源モジュールの光源を点灯する電力を上記光源モジュールに供給する点灯回路とを有することを特徴とする照明装置。