JP2012234979A - Ｌｅｄモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 リペア性および組立性に優れ、薄型化および低コスト化が可能なＬＥＤモジュールを提供すること。
【解決手段】 基板２上にＬＥＤ部３が設けられ該ＬＥＤ部３に電気的に接続された一対のＬＥＤ側電極部が基板２上に設けられたＬＥＤ部材４と、上面に該ＬＥＤ部材４が載置されているヒートシンク部材５と、該ヒートシンク部材５上に載置されていると共にＬＥＤ部材４に隣接した一対のベース側電極部が上面に設けられたベース板６と、ＬＥＤ部材４を覆ってベース板６上に設置された透明カバー部材７とを備え、該透明カバー部材７が、ベース板６に設置された状態で互いに対応するＬＥＤ側電極部とベース側電極部とに両端部が付勢状態で接触する一対の導電性のバネ部材８を内面に備えている。
【選択図】図４

Description

本発明は、リペア性および組立性に優れ、薄型化も可能なＬＥＤモジュールに関する。

近年、高出力の白色ＬＥＤを使用した照明器具が広く一般に採用されつつある。例えば、特許文献１では、ＬＥＤチップを用いた複数のＬＥＤ部材（発光装置）が搭載されたＬＥＤモジュールと、ＬＥＤモジュールを固定ネジで取り付けるモジュール取付部を有する金属製の器具本体とを備えた照明器具が提案されている。この照明器具では、ＬＥＤチップの実装基板の各外部接続用電極部が、端子板を介して回路基板の回路パターンと電気的に接続されている。上記端子板は、細長の金属板の一端部が回路基板の回路パターンに半田を用いて接合されていると共に、他端部が外部接続用電極部に半田を用いて接合されている。

また、特許文献２では、熱伝導シート、熱伝導プレート、ＬＥＤが実装された回路基板および配光制御レンズが配置されたＬＥＤ光学モジュールを、ハウジング上に実装したＬＥＤ照明灯具が提案されている。このＬＥＤ照明器具では、ハウジングに取り付けられて、外部の電力供給源からの電力をユニット内に導入する外部接続コネクタからユニット内に配線されたコードに取り付けられた配線コネクタとＬＥＤ光学モジュールの基板コネクタとを接続している。

特開２００９−７６３２６号公報 特開２０１０−６７４１５号公報

しかしながら、上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、従来、ＬＥＤ部材と電源回路とを接続する際に、特許文献１に記載の技術のように端子板を半田付けする場合やリード線を半田付けする場合、劣化したＬＥＤ部材の交換などのリペア性に難があると共に、半田付け時にヒューマンエラー等のイレギュラーによる不良が発生しやすく、さらに工数が増えて製造コストが高いという問題があった。また、ＬＥＤ部材にコネクタを設けて接続を図る場合、コネクタが凸部となってレンズとの干渉を配慮しなければならず設計上の自由度が制限されると共に全体の薄型化が困難になるという不都合があった。さらに、コネクタと配線とが必要になり、部材コストの増加を招いてしまう問題もあった。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、リペア性および組立性に優れ、薄型化および低コスト化が可能なＬＥＤモジュールを提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明のＬＥＤモジュールは、基板上にＬＥＤ部が設けられ該ＬＥＤ部に電気的に接続された一対のＬＥＤ側電極部が前記基板上に設けられたＬＥＤ部材と、上面に該ＬＥＤ部材が載置されているヒートシンク部材と、該ヒートシンク部材上に載置されていると共に前記ＬＥＤ部材に隣接した一対のベース側電極部が上面に設けられたベース板と、前記ＬＥＤ部材を覆って前記ベース板上に設置された透明カバー部材とを備え、該透明カバー部材が、前記ベース板に設置された状態で互いに対応する前記ＬＥＤ側電極部と前記ベース側電極部とに両端部が付勢状態で接触する一対の導電性のバネ部材を内面に備えていることを特徴とする。

このＬＥＤモジュールでは、透明カバー部材が、ベース板に設置された状態で互いに対応するＬＥＤ側電極部とベース側電極部とに両端部が付勢状態で接触する一対の導電性のバネ部材を内面に備えているので、透明カバー部材をベース板上に設置するだけでＬＥＤ側電極部とベース側電極部とをバネ部材を介して電気的に導通させることができる。したがって、半田付けやリード線によって接合または接続させる必要が無く、リペア性および組立性に優れている。また、ＬＥＤ部材にコネクタを設ける必要が無く、部材コストの増大を抑制することができると共に、付勢により変形可能なバネ部材で導通を図るので、設計上の自由度も比較的高く、透明カバー部材との干渉も抑制することができる。

第２の発明のＬＥＤモジュールは、第１の発明において、前記透明カバー部材が、前記ＬＥＤ部からの出射される光を集光して外部に出射するレンズ部を前記ＬＥＤ部の上方に備えていることを特徴とする。
すなわち、このＬＥＤモジュールでは、透明カバー部材が、ＬＥＤ部からの出射される光を集光して外部に出射するレンズ部をＬＥＤ部の上方に備えているので、レンズ部により透明カバー部材がカバーだけでなくレンズも兼ねて高い集光効果を得ることができる。

第３の発明のＬＥＤモジュールは、第１または第２の発明において、前記基板が、４つの角部を有した略四角形状であり、前記４つの角部のうち対向する一対の角部に前記一対のＬＥＤ側電極部が形成されていると共に、他の対向する一対の角部が一対のＬＥＤ用ネジにより前記ヒートシンク部材に押し付けられて固定されていることを特徴とする。
すなわち、このＬＥＤモジュールでは、基板の４つの角部のうち対向する一対の角部に一対のＬＥＤ側電極部が形成されていると共に、他の対向する一対の角部が一対のＬＥＤ用ネジによりヒートシンク部材に押し付けられて固定されているので、四隅（４つの角部）がバネ部材およびＬＥＤ側電極部によりヒートシンク部材に押し付けられてＬＥＤ部材を安定して固定することができ、位置ズレなどを防ぐことができる。

第４の発明のＬＥＤモジュールは、第１から第３の発明のいずれかにおいて、前記透明カバー部材の内面に複数のリベット部が形成されていると共に前記バネ部材に前記リベット部が挿通可能なかしめ用孔部が形成され、前記バネ部材が、前記かしめ用孔部に挿通された前記リベット部をかしめることで前記透明カバー部材に固定されていることを特徴とする。
すなわち、このＬＥＤモジュールでは、バネ部材が、かしめ用孔部に挿通されたリベット部をかしめることで透明カバー部材に固定されているので、バネ部材の固定が容易であると共にネジ等の固定部材が不要で部材コストを低減することができる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るＬＥＤモジュールによれば、透明カバー部材が、ベース板に設置された状態で互いに対応するＬＥＤ側電極部とベース側電極部とに両端部が付勢状態で接触する一対の導電性のバネ部材を内面に備えているので、リペア性および組立性に優れていると共に、設計上の自由度も比較的高く、部材コストの増大を抑制することもできる。

本発明に係るＬＥＤモジュールの一実施形態を示す斜視図である。 本実施形態において、内部を透視して示すＬＥＤモジュールの斜視図である。 本実施形態において、ＬＥＤモジュールを示す平面図である。 図３のＡ−Ａ線断面図である。 本実施形態において、透明カバー部材を示す下面（裏面）側から見た斜視図である。 本実施形態において、ＬＥＤ部材を示す斜視図である。 本実施形態において、ＬＥＤモジュールを示す上面（平面）側から見た分解斜視図である。 本実施形態において、ＬＥＤモジュールを示す下面（裏面）側から見た分解斜視図である。

以下、本発明に係るＬＥＤモジュールの一実施形態を、図１から図８に基づいて説明する。

本実施形態におけるＬＥＤモジュール１は、図１から図４に示すように、全体が薄型の略円盤状であり、基板２上にＬＥＤ部３が実装され該ＬＥＤ部３に電気的に接続された一対のＬＥＤ側電極部２ａが基板２上に設けられたＬＥＤ部材４と、上面に該ＬＥＤ部材４が載置されているヒートシンク部材５と、該ヒートシンク部材５上に載置されていると共にＬＥＤ部材４に隣接した一対のベース側電極部６ａが上面に設けられたベース板６と、該ベース板６が載置されるヒートシンク部材５と、ＬＥＤ部材４を覆ってベース板６上に設置された透明カバー部材７とを備えている。

上記ＬＥＤ部３は、白色ＬＥＤであり、図６に示すように、略四角形状の基板２上に実装された青色ＬＥＤなどのＬＥＤチップ（図示略）を、シリコーン樹脂を主剤としてＹＡＧ蛍光体等が添加された樹脂材で円板状に封止したものである。なお、白色ＬＥＤとしては、上記以外でも種々のものが採用可能である。
上記ＬＥＤ側電極部２ａは、基板２上にパターン形成された金属膜であり、略長方形状の基板２における互いに対向した角部近傍に形成されている。これらのＬＥＤ側電極部２ａは、基板２に形成された配線パターン（図示略）によりＬＥＤ部３のＬＥＤチップに電気的に接続されている。

上記ヒートシンク部材５は、例えば放熱性の高いアルミ板で形成されている。このヒートシンク部材５は、中央にＬＥＤ部材４が載置可能な円盤状に形成されている。すなわち、ＬＥＤ部材４は、ヒートシンク部材５上の中央設置領域に熱伝導ペースト（図示略）を介して載置される。

上記ベース板６は、図７および図８に示すように、中央にＬＥＤ部材４を配置するための中央孔６ｂが形成された略円板状に形成されている。ベース板６の上面には、一対のベース側電極部６ａが略半円状にそれぞれ対向状態にパターン形成されている。また、ベース板６の外縁には、半径方向外方に突出した突出部６ｃが形成され、該突出部６ｃの上面に一対のベース側電極部６ａに接続された一対の外部接続用電極部６ｄがパターン形成されている。
なお、上記ベース側電極部６ａは、交流電圧を整流して直流に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路である外部のＬＥＤ駆動回路等に、一対の外部接続用電極部６ｄを介して電気的に接続される。

上記透明カバー部材７は、図５に示すように、ガラスまたはプラスチックで略円盤状に形成され、例えばアクリル樹脂などの光透過性材料で一体成形されたものである。この透明カバー部材７は、ベース板６に設置された状態で互いに対応するＬＥＤ側電極部２ａとベース側電極部６ａとに両端部が付勢状態で接触する一対の導電性のバネ部材８を内面に備えている。

この透明カバー部材７の内面には、複数のリベット部７ａが突出状態に一体成形されていると共に、バネ部材８にはリベット部７ａが挿通可能なかしめ用孔部が一対ずつ形成されている。すなわち、バネ部材８は、かしめ用孔部に挿通されたリベット部７ａをかしめることで透明カバー部材７に固定されている。

また、透明カバー部材７は、ＬＥＤ部３からの出射される光を集光して外部に出射するレンズ部７ｂをＬＥＤ部３の上方に備えている。
このレンズ部７ｂは、例えば透明カバー部材７の内面中央に形成されたフレネルレンズであり、ＬＥＤ部３の光軸を中心とした同心円上の複数のプリズム部で構成されている。なお、レンズ部７ｂは、フレネルレンズの他に、ＴＩＲ（Total Internal Reflection）レンズや通常の凸レンズ等の他のレンズ形状を採用しても構わない。

上記バネ部材８は、金属製のものが採用されるが、導電性を有していれば他の材質または構成としても構わない。例えば、バネ部材８として、プラスチックの表面に金属めっきを施したものや、プラスチックに金属箔をラミネートしたものでも構わない。
このバネ部材８は、レンズ部７ｂの外周部に取り付けられ、一対のかしめ用孔部が形成された中央部から互いに反対方向に突出して延在した一対の端子部８ａを有している。これら端子部８ａは、くの字状に屈曲して先端が下方に向けて傾斜している。また、バネ部材８は、一対の端子部８ａの先端が対応するＬＥＤ側電極部２ａとベース側電極部６ａとに対向して取り付けられている。したがって、透明カバー部材７がベース板６上に設置された際に、一対のバネ部材８の端子部８ａがそれぞれＬＥＤ側電極部２ａとベース側電極部６ａとに押圧状態に接触して付勢された状態となり、ＬＥＤ側電極部２ａとベース側電極部６ａとの電気的導通を図るようになっている。

上記ＬＥＤ部材４は、一対のＬＥＤ用ネジ９によりヒートシンク部材５に固定されている。すなわち、基板２の角部のうちＬＥＤ側電極部２ａが形成されていない一対が円弧状に切り欠かれており、これらの角部にＬＥＤ用ネジ９が配されてヒートシンク部材５に形成されたＬＥＤ用ネジ孔５ａに螺着されると共にＬＥＤ用ネジ９の頭部により一対の上記角部がヒートシンク部材５に押し付けられてＬＥＤ部材４が固定されている。したがって、４つの角部のうち対向する一対の角部に一対のＬＥＤ側電極部２ａが形成されてバネ部材８で押さえ付けられていると共に、他の対向する一対の角部が一対のＬＥＤ用ネジ９によりヒートシンク部材５に押し付けられて固定されている。

上記ベース板６および透明カバー部材７は、一対の組立用ネジ１０によりヒートシンク部材５に固定されている。
ヒートシンク部材５には、一対の組立用ネジ１０が螺着される一対の組立用ネジ孔５ｂが形成されていると共に、ベース板６および透明カバー部材７には、一対の組立用ネジ１０が挿通可能な一対のベース側貫通孔６ｅおよびカバー側貫通孔７ｃが形成されている。
すなわち、一対の組立用ネジ１０を、カバー側貫通孔７ｃとベース側貫通孔６ｅとに挿入すると共に組立用ネジ孔５ｂに螺着させることで、透明カバー部材７とヒートシンク部材５とでベース板６を挟んだ状態にしてこれらを互いに固定している。

なお、透明カバー部材７は、カバー側貫通孔７ｃの上部にざぐり部が形成されて組立用ネジ１０の頭部が収納可能になっており、透明カバー部材７の表面から突出しないようになっている。また、ＬＥＤ側電極部２ａは、ベース側貫通孔６ｅの周囲を避けてパターン形成されており、組立用ネジ１０に接触しないようになっている。

このように本実施形態のＬＥＤモジュール１では、透明カバー部材７が、ベース板６に設置された状態で互いに対応するＬＥＤ側電極部２ａとベース側電極部６ａとに両端部が付勢状態で接触する一対の導電性のバネ部材８を内面に備えているので、透明カバー部材７をベース板６上に設置するだけでＬＥＤ側電極部２ａとベース側電極部６ａとをバネ部材８を介して電気的に導通させることができる。

したがって、半田付けやリード線によって接合または接続させる必要が無く、リペア性および組立性に優れている。また、ＬＥＤ部材４にコネクタを設ける必要が無く、部材コストの増大を抑制することができると共に、付勢により変形可能なバネ部材８で導通を図るので、設計上の自由度も比較的高く、透明カバー部材７との干渉も抑制することができる。特に、レンズ部７ｂの外周部にバネ部材８を配するので、レンズ部７ｂによる集光の妨げにならないと共に、バネ部材８がＬＥＤモジュール１の厚さ方向に柔軟に変形するので、レンズ部７ｂをＬＥＤ部３に近接させることが可能になる。

また、透明カバー部材７が、ＬＥＤ部３からの出射される光を集光して外部に出射するレンズ部７ｂをＬＥＤ部３の上方に備えているので、レンズ部７ｂにより透明カバー部材７がカバーだけでなくレンズも兼ねて高い集光効果を得ることができる。

さらに、基板２の４つの角部のうち対向する一対の角部に一対のＬＥＤ側電極部２ａが形成されていると共に、他の対向する一対の角部が一対のＬＥＤ用ネジ９によりヒートシンク部材５に押し付けられて固定されているので、四隅（４つの角部）がバネ部材８およびＬＥＤ側電極部２ａによりヒートシンク部材５に押し付けられてＬＥＤ部材４を安定して固定することができ、位置ズレなどを防ぐことができる。
また、バネ部材８が、かしめ用孔部に挿通されたリベット部７ａをかしめることで透明カバー部材７に固定されているので、バネ部材８の固定が容易であると共にネジ等の固定部材が不要で部材コストを低減することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。

１…ＬＥＤモジュール、２…基板、２ａ…ＬＥＤ側電極部、３…ＬＥＤ部、４…ＬＥＤ部材、５…ヒートシンク部材、６…ベース板、６ａ…ベース側電極部、７…透明カバー部材、７ａ…リベット部、７ｂ…レンズ部、８…バネ部材、９…ＬＥＤ用ネジ

Claims (4)

1. 基板上にＬＥＤ部が設けられ該ＬＥＤ部に電気的に接続された一対のＬＥＤ側電極部が前記基板上に設けられたＬＥＤ部材と、
   上面に該ＬＥＤ部材が載置されているヒートシンク部材と、
   該ヒートシンク部材上に載置されていると共に前記ＬＥＤ部材に隣接した一対のベース側電極部が上面に設けられたベース板と、
   前記ＬＥＤ部材を覆って前記ベース板上に設置された透明カバー部材とを備え、
   該透明カバー部材が、前記ベース板に設置された状態で互いに対応する前記ＬＥＤ側電極部と前記ベース側電極部とに両端部が付勢状態で接触する一対の導電性のバネ部材を内面に備えていることを特徴とするＬＥＤモジュール。
2. 請求項１に記載のＬＥＤモジュールにおいて、
   前記透明カバー部材が、前記ＬＥＤ部からの出射される光を集光して外部に出射するレンズ部を前記ＬＥＤ部の上方に備えていることを特徴とするＬＥＤモジュール。
3. 請求項１または２に記載のＬＥＤモジュールにおいて、
   前記基板が、４つの角部を有した略四角形状であり、
   前記４つの角部のうち対向する一対の角部に前記一対のＬＥＤ側電極部が形成されていると共に、他の対向する一対の角部が一対のＬＥＤ用ネジにより前記ヒートシンク部材に押し付けられて固定されていることを特徴とするＬＥＤモジュール。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のＬＥＤモジュールにおいて、
   前記透明カバー部材の内面に複数のリベット部が形成されていると共に前記バネ部材に前記リベット部が挿通可能なかしめ用孔部が形成され、
   前記バネ部材が、前記かしめ用孔部に挿通された前記リベット部をかしめることで前記透明カバー部材に固定されていることを特徴とするＬＥＤモジュール。

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