JP2012243390A - 発光装置、口金付ランプおよび照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成・手段によって確実に接続することが可能な発光装置、口金付ランプおよび照明器具を提供する。
【解決手段】発光装置１０は、基板１１と一対の端子部材１４を具備する。基板１１は、固体発光素子１２を配設する。端子部材１４は、基板の一端および他端に設けられ、固体発光素子の正極側および負極側とそれぞれ電気的に接続される一対の給電端子１４ａ−１、１４ｂ−１と、基板の一端および他端に設けられ、前記給電端子１４ａ−１、１４ｂ−１と絶縁状態で互いに導通する一対の導通端子１４ａ−２、１４ｂ−２とを有し、少なくとも基板の一方の端部または基板の回転対象位置にある給電端子と導通端子の対がバネ性を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、発光ダイオード等の固体発光素子を光源とする発光装置、口金付ランプおよび照明器具に関する。

近年、フィラメント電球や蛍光ランプに代わって、寿命が長く、また消費電力の少ない固体発光素子である発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」と称する）を光源とした発光装置、およびこの発光装置を用いたＬＥＤランプ等の口金付ランプが商品化されている。これら口金付ランプにおいては、屋内外の照明器具に広く使用されている直管形の蛍光ランプに代えて使用することが可能な直管状をなす口金付ランプが提案され商品化されている。

実用新案登録第３１６４１２０号公報 特開２０１１−０２３２２７号公報

これら直管状をなす口金付ランプは、口金と基板との電気接続がコネクタやリード線によって接続されている。また、全長が６００〜２４００ｍｍ程度の長さを有する直管形の口金付ランプの場合は、発光モジュールを構成する発光装置も長尺な基板が必要となる。この基板は、製造性等を考慮して短く構成した基板を複数構成し、この複数の基板を長手方向に連結して長尺な発光装置を構成している。このため、複数の各基板を電気的に接続する必要が生じることから、一般的には各基板にコネクタを設け、ワイヤハーネスによって接続する構成が採用されている。

しかしながら、これらの接続作業は、人手を介さなければならず、コネクタの接続は機械を用いた自動化には不向きであることや、製品原価に対してのコネクタの占める部品単価、実装費用、および接続作業にかける人件費は大きかった。このため、簡単な構成・手段によって確実に接続することができる電気的接続手段を、如何にして構成するかが重要な課題となっている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、簡単な構成・手段によって確実に接続することが可能な発光装置、口金付ランプおよび照明器具を提供しようとするものである。

実施形態における発光装置は、基板と一対の端子部材を具備する。基板は、固体発光素子を配設する。端子部材は、基板の一端および他端に設けられ、固体発光素子の正極側および負極側とそれぞれ電気的に接続される一対の給電端子と、基板の一端および他端に設けられ、前記給電端子と絶縁状態で互いに導通する一対の導通端子とを有し、少なくとも基板の一方の端部または基板の回転対象位置にある給電端子と導通端子の対がバネ性を有する。

本発明によれば、簡単な構成・手段によって確実に接続することが可能な発光装置、口金付ランプおよび照明器具を提供することが可能となる。

第１の実施形態に係る発光装置を示し、（ａ）は一部を切り欠いて示す縦断面図、（ｂ）は分解した状態を縮小して示す斜視図。 同じく発光装置を示し、（ａ）は図１（ｂ）の発光装置における左方の端部を拡大して示す斜視図、（ｂ）は図１（ｂ）の発光装置における右方の端部を拡大して示す斜視図。 同じく発光装置を用いた口金付ランプを示し、（ａ）は口金付ランプを分解し、一部を切り欠いて示す斜視図、（ｂ）は口金を外した状態で示す端面図。 同じく図３（ａ）における口金付ランプの右方の口金部材を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は基板との接続部分を分解して示す斜視図。 同じく図３（ａ）における口金付ランプの左方の口金部材を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は受端子を示す斜視図。 同じく図３（ａ）における口金付ランプの左方の口金部材と基板との接続部分を分解して示す斜視図。 同じく口金付ランプの一部を切り欠いて示す縦断面図。 同じく口金付ランプの概略的な電気回路図。 同じく口金付ランプを示し、基板を逆方向に挿入した状態を示す要部の縦断面図。 同じく口金付ランプの第２の変形例の要部を示す縦断面図。 第２の実施形態に係る発光装置および口金付ランプを縮小して示す斜視図。 同じく発光装置の組み立て手順の要部を示す斜視図。 同じく口金付ランプを示し、（ａ）は一部を切り欠いて示す縦断面図、（ｂ）は基板の接続部分を示す斜視図。 同じく口金付ランプの概略的な電気回路図。 第３の実施形態に係る照明器具を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。

以下、発光装置、口金付ランプおよび照明器具の実施形態につき、図に従い説明する。

第１の実施形態

先ず、発光装置につき説明する。本実施形態の発光装置は、直管形の口金付ＬＥＤランプに用いられる発光モジュールを構成するもので、図１に示すように、発光装置１０は、固体発光素子１２を配設する基板１１と、基板１１の一端および他端に設けられ、固体発光素子１２の正極側および負極側とそれぞれ電気的に接続される一対の給電端子１４ａ−１、１４ｂ−１と、基板１１の一端および他端に設けられ、前記給電端子１４ａ−１、１４ｂ−１と絶縁状態で互いに導通する一対の導通端子１４ａ−２、１４ｂ−２とを有し、少なくとも基板１１の一方の端部または基板の回転対象位置にある給電端子１４ａ−１、１４ｂ−１と導通端子１４ａ−２、１４ｂ−２の対がバネ性を有する端子部材１４等で構成される。

基板１１は、光源体を構成するもので、電気絶縁性の良好な部材、本実施形態では、長さ約３００ｍｍ、幅約２０ｍｍ、厚さ約１．６ｍｍ程度の平板状の薄く細長い矩形状のガラスエポキシ樹脂からなる回路基板で構成され、その表面（図１（ａ）における上方の面）に銅箔等で構成された配線パターン（図示省略）が形成され、この配線パターン上に複数個の発光部を構成するように固体発光素子１２が基板１１の長手方向の軸線ｘ−ｘに沿って略直線状に一列に略等間隔に配設される。

また、基板１１の表面には、配線パターンの形成時に同時に一対の電極１３が形成され、この電極１３に端子部材１４が固定される。なお、基板１１は、セラミックスで構成しても、さらには、エポキシ樹脂等で電気絶縁処理を施した熱伝導性の良好な金属、例えば、アルミニウムや銅等で構成したものであってもよい。

固体発光素子１２は、本実施形態では発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」と称す）で構成し、複数個のＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）タイプのＬＥＤからなり、これら各ＬＥＤ１２は、基板１１の配線パターン上に実装され直列に接続される。なお、固体発光素子は、基板に直接実装される複数個のＬＥＤチップおよびこのＬＥＤチップから照射される光により励起される蛍光体を含む樹脂で封止し、白色（昼白色、昼光色、電球色等を含む）を発光するように構成されたＣＯＢ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｂｏａｒｄ）タイプであってもよい。

電極１３は、基板１１の両端の短手方向の辺１１ａ、１１ｂに沿って一対ずつ計４個が形成される。この各電極１３は、同様の形状をなし、配線パターンの形成時に同時に形成されることによって、配線パターンと同様に銅箔等で構成される。そして、基板の一端および他端に設けられ、固体発光素子１２の正極側および負極側とそれぞれ電気的に接続される一対の給電用電極と、基板の一端および他端に設けられ、前記給電用電極と絶縁状態で互いに導通する一対の導通用電極とを有して構成され、配線パターンによって形成される電路Ｒ１、Ｒ２に接続される（図８）。

本実施形態では、端子部材１４は、図２（ｂ）に示すように、基板１１の端部に設けられた給電端子１４ａ−１および導通端子１４ａ−２が基板の長手方向にバネ性を有するように構成される。具体的には、導電性を有する金属で一定の剛性を有し、かつＶ字形やＵ字形に折り曲げることによって一定のバネ性を発揮する銅板で構成され、基板１１の一端に設けられた各電極１３、１３と電気的に接続されて設けられる。

さらに、基板１１の一端（図１（ａ）中、右方）の短手方向の辺１１ａの電極１３、１３に対応する給電端子１４ａ−１および導通端子１４ａ−２としてのバネ端子１４ａは、平坦な固定部１４ａ１と、この固定部の一方に接触部１４ａ２を形成するために、先端に若干内方に向かう平坦な部分を有するように略逆Ｖ字形をなすように折り曲げられて構成され、折り曲げ部分を起点ｐとして接触部１４ａ２が図１（ａ）中、矢印ａ方向に対して撓むようにバネ性を有して構成される。この構成のバネ端子１４ａは、一方の辺１１ａの一対の電極１３に対応して一対が用意され、それぞれが銅箔からなる各電極１３の表面に対し、Ｖ字をなす接触部１４ａ２が基板１１の板面に略直交して立設されるように、スポット溶接等の手段によって固定される。

他端の端子部材、すなわち、基板１１の他端（図１（ａ）中、左方）の短手方向の辺１１ｂの電極１３、１３に対応する給電端子１４ｂ−１および導通端子１４ｂ−２としての平端子１４ｂは、平坦な固定部１４ｂ１と、この固定部の一方に接触部１４ｂ２を形成するために略Ｌ字形に折り曲げられて構成される。なお、平端子１４ｂは、略Ｌ字形に折り曲げられた部分を起点ｐとして撓むことがなく、すなわち、バネ端子１４ａのようにバネ性を有することなく一定の剛性を有して構成される。この構成の平端子１４ｂは、他方の辺１１ｂの一対の電極１３に対応して一対が用意され、それぞれが銅箔からなる各電極１３の表面に対し、Ｌ字をなす接触部１４ｂ２が基板１１の端面から寸法ｌ１だけ内側の位置から板面に略直交して立設されるように、スポット溶接等の手段によって固定される。

上記のように、端子部材１４が各電極１３に接続されることによって、配線パターンによって形成されるパターンとともに、電路Ｒ１、Ｒ２が形成される（図８）。なお、上記説明では、一端の端子部材１４のみをバネ性を有するバネ端子で構成したが、他端の端子部材１４もバネ性を有するように構成してもよく、少なくとも一方がバネ性を有していればよい。また、端子部材１４は、基板の回転対象位置にある給電端子と導通端子がバネ性を有していてもよい。すなわち、一端の給電端子１４ａ−１と他端の導通端子１４ｂ−２がバネ性を有していても、他端の給電端子１４ｂ−１と一端の導通端子１４ａ−２がバネ性を有していてもよい。

上記により、ＬＥＤ１２を配設する基板１１と、基板１１に設けられるとともに、ＬＥＤ１２の両極に接続され、少なくとも一方がバネ性を有して接触するように構成される一対の端子部材１４とを具備する発光モジュール、すなわち、発光装置１０が構成され、熱伝導性を有する筐体１５に取り付けられる。

筐体１５は、ＬＥＤ１２の点灯時に発生する熱を外部に放熱させるための放熱部材を兼ねるもので、熱伝導性を有する部材、本実施形態では、熱伝導性の良好なアルミニウムの押し出し成形によって、長手方向に延在する細く長い形状に構成する。本実施形態では、上述した１枚の発光装置１０が設置できる長さ寸法を有して形成される。筐体１５は、図２（ａ）に示すように、断面形状が円弧部１５ａと直線部１５ｂとを有し、全体の断面形状が円弧状底面を有する略半円筒状をなすように形成する。

円弧部１５ａは、後述する口金部材２２等を支持するためのネジをねじ込むことが可能な一対の支持孔１５ａ１を両側に形成した空洞に形成されている。この空洞は、アルミニウムの押し出し成形によって、筐体１５の長手方向に沿って延在するように一体に形成されるとともに、筐体の両端面に開口するように形成される。また、直線部１５ｂは、平坦な基板支持部１５ｂ１と、その両側を立ち上げた側壁部１５ｂ２が形成され、両側壁部の内面に対向して一対のガイド溝１５ｂ３が形成されている。これらの基板支持部１５ｂ１、側壁部１５ｂ２、ガイド溝１５ｂ３は、円弧部１５ａと同様に、アルミニウムの押し出し成形によって、長手方向に沿って延在するように一体に形成されるとともに、筐体の両端面に開口するように形成される。

筐体１５は、上記のように長い形状をなし、発光装置１０の長手方向に沿って延在して基板１１の補強材の作用をなすことから、細く長い発光装置１０の強度を強くすることが可能になる。同時に、中空状をなしていることから、軽量化、強度アップさらに材料費削減が可能になる。なお、筐体１５の円弧部は、中空に構成しなくてもよい。

上記に構成された筐体１５は、電気絶縁性を有する絶縁部材１６を介して発光装置１０を支持する。絶縁部材１６は、本実施形態では、電気絶縁性および熱伝導性を有するシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等からなるシートまたは接着剤等で構成されている。

そして、発光装置１０は、絶縁部材１６が筐体１５の基板支持部１５ｂ１に予め載置された状態で、基板１１の両側部が筐体１５の一端面からガイド溝１５ｂ３に挿入され、この溝をガイドにして、筐体の他端面までスライドさせる。これにより、直線部１５ｂの平坦な基板支持部１５ｂ１の表面側に、電気絶縁性を有する絶縁部材１６を介して発光装置１０が筐体１５の長手方向に沿い、かつ発光装置１０および筐体１５におけるそれぞれの長手方向の軸線が合致して支持される。

これにより、基板１１が筐体１５に対し、絶縁部材１６を介在させた状態で支持され、基板１１と筐体１５との間、すなわち、電極１３および端子部材１４とアルミニウムからなる筐体１５との間の電気絶縁性を十分に確保することが可能になる。なお、本実施形態において、電気絶縁性を十分に確保することが可能であれば、絶縁部材１６を省略して電気絶縁性を有する樹脂からなる基板１１を直接、筐体１５に設けるように構成してもよい。

また、発光装置１０の基板１１を熱伝導性の良好なセラミックスや電気絶縁処理を施したアルミニウム等で構成した場合には、筐体１５を設けずに、基板１１単独で発光装置１０を構成してもよい。これによれば、高価な銅やアルミニウム製の筐体１５を省略することによって、一層のコストダウンおよび発光装置の軽量化を図ることが可能になる。

次に、上記に構成された発光装置１０を用いた口金付ランプの構成を、図３に従い説明する。本実施形態の口金付ランプ２０は、上記に構成される１枚の発光装置１０と、一対の口金部材２２と、発光装置１０を内部に配設し、両端部に口金部材２２が設けられる透光性のカバー部材２６等で構成される。

一方の口金部材２２は、図５（ａ）に示すように、口金本体２３と、口金本体の内面側に装着される一方の受端子２４ａ、２４ａと、口金本体の外面側に装着され、一方の受端子２４ａ、２４ａと電気的に接続される外部端子２５、２５等で構成される。口金本体２３は、耐熱性および電気絶縁性を有する合成樹脂、本実施形態では、白色のＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）で有底の円形のキャップ状に形成され、同様構成のものが一対構成される。

一方の受端子２４は、導電性を有する金属、本実施形態では一定の剛性を有し、かつＶ字形やＵ字形に折り曲げることによって一定のバネ性を発揮する銅板で構成され、基板１１の他端に設けられた端子部材１４、すなわち、平端子１４ｂにそれぞれに対応してバネ受端子２４ａとして設けられる。

一方の受端子としてのバネ受端子２４ａは、図５（ｂ）に示すように、平坦な固定部２４ａ１と、この固定部２４ａ１から垂直に立ち上げられて、起点ｐで折り返されて接触部２４ａ２が形成される。接触部２４ａ２は、図５（ｂ）中、矢印ａ方向に対して撓むようにバネ性を有して構成される。この構成のバネ受端子２４ａは、図６に示すように、基板１１の一対の平端子１４ｂに対応して一対が用意され、それぞれが一対の外部端子２５に接続されて固定される。外部端子２５は、基板１１の各ＬＥＤ１２に対する給電用の一対の端子を構成するもので、基板１１の端子部材１４や受端子２４と同様に、導電性を有する金属、本実施形態では一定の剛性を有する厚さで構成され、先端部を略Ｌ字形に折り曲げて構成したＬ型端子として構成される。

このＬ型の外部端子２５は、一対のバネ受端子２４ａにそれぞれ対応して設けられ、後端部にバネ受端子２４ａの固定部２４ａ１がスポット溶接等の手段によって接続されて固定される。この際、バネ受端子２４ａは、図５（ｂ）に示すように、Ｖ字をなす接触部２４ａ２の板面が横になるようにして固定される。そして、バネ受端子２４ａを固定した一対の外部端子２５は、それぞれのＬ字の先端が逆方向に外方に向かうようにして、樹脂製の口金本体２３に埋め込まれて固定される。

他方の受端子２４、すなわち、基板１１のバネ端子１４ａに対応する平受端子２４ｂは、図４（ｂ）に示すように、両端の固定部２４ｂ１と、この両端の固定部を連結する平坦な接触部２４ｂ２を形成するために略Ｕ字形をなすように折り曲げられて構成される。なお、平受端子２４ｂは、略Ｕ字形に折り曲げられた部分を起点ｐとして撓むことがなく、すなわち、一方の受端子としてのバネ受端子２４ａのようにバネ性を有することなく一定の剛性を有して構成される。

この構成の平受端子２４ｂは、基板１１の一対のバネ端子１４ａに対応し、この一対のバネ端子１４ａを短絡してループ電路Ｌ１を形成する。そして、この平受端子２４ｂは、両端の固定部２４ｂ１が口金本体２３の内面側に設けられた一対の溝２３ａに嵌合されることによって、口金本体２３の内面側に固定される。なお図４中、Ｇは、口金本体２３の外面側に設けられたアース端子である。

なお、受端子２４は、一方の受端子としてのバネ受端子２４ａのみをバネ性を有するように構成したが、他方の受端子としての平受端子２４ｂもバネ性を有するように構成してもよく、少なくとも一方がバネ性を有していればよい。これにより、発光装置１０の端子部材１４と受端子２４とは、バネ性を有して接触されるように構成される。

カバー部材２６は、図３に示すように、合成樹脂で構成された透光性を有する部材、本実施形態では、乳白色の半透明のポリカーボネート製で、断面が略円形で両端に開口２６ａ、２６ａを有する略直管状をなす筒形に構成される。なお、カバー部材２６は、発光装置１０を内部に挿入し配設するための作業性を考慮すると、両端が開口されていることが好ましいが、いずれか一方の端部が閉口されたものであってもよい。

上記のように構成されたカバー部材２６に対して、上記構成の発光装置１０が挿入され配設される。すなわち、発光装置１０の一端部をカバー部材２６の一方の開口２６ａから差し込む。この際、筐体１５の円弧部１５ａをカバー部材２６の円弧内面に載置してガイドにさせながらスライドさせて差し込む。そして、さらなる押し込み操作によって、カバー部材２６の他方の開口２６ａ近傍までスライドさせる。

これにより、発光装置１０が、カバー部材２６の長手方向に沿って挿入され内部に配設されるとともに、図３（ｂ）に示すように、基板１１の円弧部１５ａがカバー部材２６の円弧内面に載置されて支持される。これにより、基板１１に設けられた各ＬＥＤ１２が、カバー部材２６の断面における円の中心Ｏより片方（図３（ｂ）中、下方）に偏位した位置に支持され、筐体１５の円弧部１５ａがカバー部材２６の円弧内面に合致し密着して支持される。

上記のように構成されたカバー部材２６および発光装置１０は、カバー部材２６内に発光装置１０が挿入によって配設された状態で、カバー部材２６の両端の開口２６ａ、２６ａに対し、図３（ａ）に示すように、口金部材２２が嵌め込まれて両端の開口が塞がれる。そして、口金部材２２は、筐体１５の両端面に設けられた一対の支持孔１５ａ１に対してネジＳ１によって固定される（図７）。

このネジＳ１のねじ込みによって、口金部材２２は、基板１１に対して次のように電気的接続がなされるようにカバー部材２６の両端に嵌め込まれる。先ず、基板１１のバネ端子１４ａに対して、平受端子２４ｂを有する他方の口金部材２２を嵌め込む（図７中、右方の口金部材）。これにより、基板１１の一対のバネ端子１４ａ、１４ａが、平受端子２４ｂによって短絡されてループ電路Ｌ１を形成する。

この接続状態は、図７に示すように、一方の口金部材２２をカバー部材２６の開口２６ａにバネ端子１４ａ、１４ａのバネ性に抗して嵌め込む操作によって、口金部材２２の平受端子２４ｂが基板１１のバネ端子１４ａに当接して矢印ａ方向に押圧される。この押圧力によってバネ端子１４ａが内方（矢印ａ方向）に撓んで圧縮され接続される。換言すれば、電気的接続のためにリード線やコネクタ等を用いずに、口金部材の嵌合操作のみによって接続される。しかも、電気的な接続状態は、圧縮されたバネ端子１４ａの反発力によって、バネ端子１４ａが平受端子２４ｂの表面に強固に接触することから確実な電気接続がなされる。

次に、基板１１の平端子１４ｂに対して、バネ受端子２４ａを有する一方の口金部材２２（図７中、左方の口金部材）を嵌め込む。これにより、基板１１の一対の平端子１４ｂ、１４ｂが、バネ受端子２４ａ、２４ａに接続され、給電端子である外部端子２５、２５に接続される。

この接続状態も、図７に示すように、一方の口金部材２２をカバー部材２６の開口２６ａに嵌め込む操作によって、口金部材２２のバネ受端子２４ａ、２４ａが基板１１の一対の平端子１４ｂ、１４ｂに当接して矢印ｂ方向に押圧される。この押圧力によってバネ受端子２４ａが内方（矢印ｂ方向）に撓んで圧縮され接続される。換言すれば、電気的接続のためにリード線やコネクタ等を用いずに、口金部材の嵌合操作のみによって自動的に接続される。しかも、電気的な接続状態は、圧縮されたバネ受端子２４ａの反発力によって、平端子１４ｂの表面に強固に接触することから確実な電気接続がなされる。

上記の電気的接続がなされることにより、図８の電気回路図が構成される。すなわち、基板１１の端子部材１４（１４ａ、１４ｂ）が、口金部材２２の受端子２４（２４ａ、２４ｂ）と接続されることによって、配線パターンの電路Ｒ１、Ｒ２が形成される。

なお、バネ受端子２４ａを有する口金部材２２と、平受端子２４ｂを有する口金部材２２を逆にして基板１１に嵌め込んだ場合には、図９に示すように、一方がバネ端子同士の接触となり反対側が突出するので、一見して誤挿入であることが分かる。しかも、平端子１４ｂの接触部１４ｂ２が、基板１１の端面から寸法ｌ１だけ内側の位置から板面に略直交して立設されるようにしてあるので、受端子２４ｂとの間に隙間ｔ１が形成され、間違った向きで挿入されたときの電力供給を防止することができる。

上記により、ＬＥＤ１２を光源とする発光装置１０がカバー部材２６内に配設された直管形の口金付ランプ２０が構成される。なお、発光装置１０の各ＬＥＤ１２を点灯するための点灯装置は、上記に構成された口金付ランプ２０が組み込まれる照明器具側に設けられる。そして、商用電源Ｅから器具内の点灯装置を介し、器具に装着された口金付ランプ２０のＬ型の外部端子２５から各ＬＥＤ１２に電源が供給され点灯制御される。なお、点灯装置は、口金付ランプ２０に内蔵させるように構成してもよい。この場合、点灯装置を基板１１の裏側（発光面の裏側）に配設することによって、基板１１の面積、すなわち、発光面の面積を減少させることなく構成することが可能になる。

以上、本実施形態の発光装置１０および口金付ランプ２０によれば、基板１１の端子部材１４は、少なくとも基板の一方の端部または基板の回転対象位置にある給電端子と導通端子の対がバネ性を有して構成されているので、口金部材２２との電気的接続は、従来のリード線やコネクタ等を用いずに、口金部材の嵌合操作によって自動的に接続され、しかも、バネ性を有する端子部材の反発力によって、確実に接続することが可能になる。しかも、端子部材１４は、単に板材を折り曲げることによって形成されるバネ端子によって構成することができ、簡単な構成・手段によって確実に電気接続することが可能な発光装置および口金付ランプを提供することができる。

また、基板１１と口金部材２２の電気接続は、口金部材２２の嵌合操作によって行うことができ、自動化も可能になることから、従来のリード線やコネクタ等の連結作業のための人件費を削減することができ、製造原価を大きく削減することが可能になる。また、製造原価に対して占める部品単価が大きなコネクタ等の部品を省略することができ、より一層のコスト削減が可能になる。

また、端子部材１４と受端子２４との電気的接続は、バネ性を有しているため、熱による基板１１、カバー部材２６および筐体１５の長手方向の膨張・収縮が生じたとしても、バネ性を有する構成によって吸収し、常に確実な電気接続を確保することが可能になる。

また、発光装置１０は、基板１１の両側部を筐体１５の一端面からガイド溝１５ｂ３に挿入しスライドさせればよく、その組み立て作業が簡素化されるとともに、発光装置１０の幅方向と厚み方向の位置規制が筐体１５によって確実になされる。これにより、基板１１と筐体１５を固定するためのネジや接着・溶接等の工程を必要としないため、作業工程が減ることでリードタイムを短縮することができ、設備投資の大きな削減が可能になる。同時に、発光装置１０および筐体１５におけるそれぞれの長手方向の軸線を確実に合致させて支持することができるので、配光にムラが生じ難い均一な配光特性を有する発光装置および口金付ランプを提供することが可能になる。さらに、従来のように、接続のためのリード線やコネクタが突出することがなく、光の影が形成され難くなる。同時に、外観意匠的にも良好で商品性に優れた発光装置および口金付ランプを提供することが可能になる。

また、放熱部材を兼ねる筐体１５の円弧部１５ａを、カバー部材２６の円弧内面に合致して密着し、熱的に結合された状態で支持し、各ＬＥＤ１２で発生する熱を筐体１５からカバー部材２６に伝達させ、外部に効果的に放熱させてもよい。これにより、各ＬＥＤの温度上昇を防止して発光効率の低下を抑制することができ、また寿命の長い口金付ランプを提供することが可能になる。

以上、本実施形態において、基板１１の端子部材１４におけるバネ端子１４ａは、図１０に示すように、コイルスプリングによって構成してもよい。すなわち、接触部１４ａ２に貫通孔１４ａ３を形成し、貫通孔に挿通した軸の先端に鍔状の接点部材１４ａ４を形成し、接点部材の内側と接触部１４ａ２の板面との間にコイルスプリング１４ａ５を圧縮させた状態で介在させ、軸の後端をストッパー部材１４ａ６によって係止して構成する。これにより、接点部材１４ａ４がコイルスプリング１４ａ５によって、図１０中、矢印ａ方向へバネ性を有したバネ端子１４ａが構成される。なお、口金部材の受端子２４におけるバネ受端子２４ａも、同様にしてコイルスプリングによって構成することができる。

カバー部材２６は、乳白色の半透明のプラスチック製のカバー部材２６を用いたが、ガラス製のカバー部材を用いて構成したものであってもよい。また、カバー部材２６は、青色や赤色等に着色したものであってもよい。また、カバー部材２６は、略半円形の断面形状を有する樋状に形成し、筐体１５の直線部１５ｂの表面側に基板１１を覆い被せるように支持してもよい。この構成によれば、カバー部材２６の材料費を削減してコストダウンを図ることが可能になると同時に、放熱部材を兼ねる筐体１５を外部に露出させることができ、一層効果的な放熱を行うことが可能になる。

さらに、発光装置１０の基板１１を熱伝導性の良好なセラミックスや電気絶縁処理を施したアルミニウム等で構成した場合には、筐体１５を設けずに、基板１１単独で発光装置１０を構成し、カバー部材２６内に挿入することにより、筐体レスの口金付ランプ２０を構成するようにしてもよい。これによれば、筐体１５を省略することによって、一層のコストダウンおよび口金付ランプの軽量化を図ることが可能になる。なお、発光装置１０および口金付ランプ２０の変形例を示す図９（ｂ）、図１０には、図１〜図９（ａ）と同一部分に同一の符号を付し、詳細な説明は省略した。

第２の実施形態

次に、上記構成された発光装置を複数枚連結して構成した長尺状の口金付ランプの構成を説明する。本実施形態の口金付ランプ３０は、現行４０Ｗタイプの直管形蛍光ランプに相当する全長が約１２００ｍｍの直管形の口金付ＬＥＤランプを構成するもので、図１１に示すように、第１の実施形態で構成された複数の発光装置１０と、この発光装置を支持する筐体１５と、第１の実施形態で構成された一対の口金部材２２と、複数の発光装置１０を内部に配設し、両端部に口金部材２２が設けられる透光性のカバー部材２６等で構成される。

そして、本実施形態においては、図１１に示すように、第１の実施形態で構成された発光装置１０が４枚用意され、４枚の各発光装置１０が、その長手方向の軸線ｘ−ｘに沿って連結されてカバー部材２６内に挿入され、さらに両端部に口金部材２２が嵌め込まれて、全長が約１２００ｍｍの長尺な口金付ランプ３０が構成される。

次に、その組み立て手順につき、図１２、図１３に従い説明する。先ず、長尺の発光装置１０を構成する。なお、筐体１５は、第１の実施形態と同様の構成をなし、発光装置の４枚の基板１１を装着することが可能な長さを有している。また、筐体１５の基板支持部１５ｂ１に、予め絶縁部材１６が載置された状態にしておく。

そして、４枚の発光装置を順番に筐体１５に装着する。先ず、１枚目の発光装置１０における基板１１の両側部を筐体１５の一端面からガイド溝１５ｂ３に挿入し、この溝をガイドにして、筐体１５の他端面までスライドさせる。この際、基板１１は、バネ端子１４ａを先頭、平端子１４ｂを後端にして挿入する。

次に、２枚目の発光装置１０の基板１１を同様に、バネ端子１４ａを先頭にしてガイド溝１５ａ３に挿入する。次いで、同様にして、３枚目、４枚目の発光装置１０の基板１１を、バネ端子１４ａをそれぞれ先頭にしてガイド溝１５ａ３に挿入する。

これにより、図１３に示すように、４枚の発光装置１０が筐体１５の基板支持部１５ｂ１に支持されると同時に、１枚目の基板１１の後端と２枚目の基板１１の先端が当接する。これにより、１枚目の基板１１の後端に設けられた平端子１４ｂと２枚目の基板１１の先端に設けられたバネ端子１４ａが当接して電気接続がなされる。

同様にして、２枚目の基板１１の後端と３枚目の基板１１の先端が当接し、さらに、３枚目の基板１１の後端と４枚目の基板１１の先端が当接し、それぞれの平端子１４ｂとバネ端子１４ａが当接して電気接続がなされる。そして、連結された４枚の発光装置１０の先頭（図１３中、右方）にバネ端子１４ａが位置し、後端（図１３中、左方）に平端子１４ｂが位置した状態になる。このように連結された状態で、４枚の発光装置１０が筐体１５の長手方向に沿い、かつ各発光装置１０および筐体１５におけるそれぞれの長手方向の軸線が合致されて支持され、長尺の発光装置１０が構成される。

次に、上記に連結された長尺の発光装置１０は、カバー部材２６内に挿入され配設される。なお、カバー部材２６は、上述した第１の実施形態と同様な構成をなし、発光装置の４枚の基板を装着することが可能な長さを有している。そして、発光装置１０の一端部をカバー部材２６の一方の開口２６ａから差し込む。この際、連結された発光装置１０における先端のバネ端子１４ａを先頭にして、筐体１５の円弧部１５ａをカバー部材２６の円弧内面に嵌合してガイドにしながらスライドさせて差し込む。そして、さらなる押し込み操作によって、カバー部材２６の他方の開口２６ａ近傍までスライドさせる。

これにより、発光装置１０が、カバー部材２６の長手方向に沿って挿入され内部に配設されるとともに、カバー部材２６の先頭の開口２６ａに４枚の発光装置１０の先端のバネ端子１４ａが露出し、後端の開口２６ａに４枚の発光装置１０の後端の平端子１４ｂが露出した状態になる。さらに、図３（ｂ）に示すと同様に、筐体１５の円弧部１５ａがカバー部材２６の円弧内面に密着して支持され、基板１１に設けられた各ＬＥＤ１２が、カバー部材２６の断面における円の中心Ｏより片方に偏位した位置に支持される。

上記のように構成されたカバー部材２６および発光装置１０は、カバー部材２６内に発光装置１０が挿入によって配設された状態で、カバー部材２６の両端の開口２６ａ、２６ａに対し、図１３（ａ）に示すように、口金部材２２が嵌め込まれて両端の開口が塞がれる。そして、口金部材２２は、筐体１５の両端面に設けられた一対の支持孔１５ａ１に対してネジＳ１によって固定される。

このネジＳ１のねじ込みによって、口金部材２２は、基板１１に対して次のように電気的接続がなされるようにカバー部材２６の両端に嵌め込まれる。先ず、カバー部材２６のバネ端子１４ａが露出している先頭の開口２６ａに対して、平受端子２４ｂを有する他方の口金部材２２を嵌め込む（図１３（ａ）中、右方の口金部材）。これにより、先頭の開口２６ａから露出している基板１１の一対のバネ端子１４ａ、１４ａが、平受端子２４ｂによって短絡されてループ電路Ｌ１を形成する。

この接続状態は、第１の実施形態の図７に示すと同様に、電気的接続のためにリード線やコネクタ等を用いずに、口金部材の嵌合操作のみによってバネ端子およびバネ受端子のバネ性に抗して接続される。しかも、電気的な接続状態は、圧縮されたバネ端子１４ａの反発力によって、バネ端子１４ａが平受端子２４ｂの表面に強固に接触することから確実な電気接続がなされる。

次に、カバー部材２６の平端子１４ｂが露出している後端の開口２６ａに対して、バネ受端子２４ａを有する一方の口金部材２２（図１３（ａ）中、左方の口金部材）を嵌め込む。これにより、後端の開口２６ａから露出している基板１１の一対の平端子１４ｂ、１４ｂが、バネ受端子２４ａ、２４ａに接続され、給電端子である外部端子２５、２５に接続される。

この接続状態も、第１の実施形態の図７に示すと同様に、電気的接続のためにリード線やコネクタ等を用いずに、口金部材の嵌合操作のみによって接続される。しかも、電気的な接続状態は、圧縮されたバネ受端子２４ａの反発力によって、平端子１４ｂの表面に強固に接触することから確実な電気接続がなされる。

また、両端の口金部材２２のカバー部材２６に対する嵌め込み操作によって、連結された基板１１には、左右両端部から挟む方向の力（図中矢印ａ、ｂ）によって、連結された各基板１１のバネ端子１４ａと平端子１４ｂとの接触部が押圧される（図１３（ｂ））。この左右の押圧力によって各基板１１のバネ端子１４ａが内方（図１３中、矢印ａ、ｂ方向）に撓んで圧縮されて接続される。

この接続状態も上記と同様に、電気的接続のためにリード線やコネクタ等を用いずに、口金部材の嵌合操作のみによって接続される。しかも、電気的な接続状態は、圧縮されたバネ端子１４ａの反発力によって、バネ端子１４ａが平端子１４ｂの表面に強固に接触することから確実な電気接続がなされる。

上記の電気的接続がなされることにより、図１４の電気回路図が構成される。すなわち、４枚の基板１１の各端子部材１４（１４ａ、１４ｂ）がそれぞれ接続されるとともに、先頭と後端の基板１１の端子部材１４（１４ａ、１４ｂ）が口金部材２２の受端子２４（２４ａ、２４ｂ）に接続されることによって、配線パターンの電路Ｒ１、Ｒ２が形成される。

なお、口金部材２２を逆に嵌め込んだとしても電気的接続は、第１の実施形態と同様にして自動的に防止される。同時に、本実施形態においては、複数枚の各基板を逆方向に挿入して連結した場合には、電路Ｒ１、Ｒ２が形成されず、逆方向の連結を自動的に防止することができる。

例えば、２枚目の基板１１を逆にして挿入した場合、すなわち、平端子１４ｂを先頭にして挿入した場合には、第１の実施形態の図９と同様に、２枚目の基板１１の先頭になった平端子１４ｂ（図９における平受端子２４ｂに相当する）と１枚目の基板１１の後端の平端子１４ｂの平らな面同士が接触せず、ＬＥＤ１２が点灯しない現象が発生するため基板１１の逆の挿入は自動的に防止される。すなわち、第１の実施形態の図９と同様に、隙間ｔ１が形成されるようにして、完全に不点灯状態になるように構成されている。

上記により、長尺の口金付ランプ３０が構成され、各種照明器具の光源として用いられる。本実施形態は、カバー部材２６の長さが約１２００ｍｍ、カバー部材２６の外径が約２５．５ｍｍで、現行４０Ｗ形の直管形蛍光ランプに相当する直管形のＬ型口金付ＬＥＤランプ３０を構成した。

以上、本実施形態の口金付ランプによれば、基板１１の端子部材１４は、少なくとも基板の一方の端部または基板の回転対象位置にある給電端子と導通端子の対がバネ性を有して構成されているので、複数の基板１１を連結して長尺の口金付ランプを構成する場合において、各基板１１間の電気接続は、従来のリード線やコネクタ等を用いずに、口金部材の嵌合操作によって自動的に接続され、しかも、バネ性を有する端子部材の反発力によって、確実に接続することが可能になる。

同時に、口金部材２２の受端子２４は、基板１１のバネ性を有しない端子部材１４に対応する端子がバネ性を有して構成されているので、上述した第１の実施形態と同様に、基板１１と口金部材２２との電気接続も、従来のリード線やコネクタ等を用いずに、口金部材の嵌合操作によって自動的に接続され、しかも、バネ性を有する端子部材の反発力によって、確実に接続することが可能になる。

また、長尺の口金付ランプを構成する際には、複数の基板を単にカバー部材に順番に挿入する単純な作業によって確実に電気接続することが可能な口金付ランプを提供することができる。特に、基板を逆向きに挿入した場合には、不点灯状態になるため、逆向き挿入を製造工程において、確実に抽出することができ、より確実な電気接続を行うことができるとともに、安全な発光装置および口金付ランプを提供することが可能になる。また、給電端子と導通端子を基板の回転対象位置に設けた場合には、基板、口金を入れ替えても電路Ｒ１、Ｒ２、ループ電路Ｌ１およびバネ性による電気的接続は確保される。

また、複数の基板１１間の電気接続および口金部材２２との電気接続は、口金部材２２の嵌合操作によって同時に行うことができ、自動化も可能になることから、従来のリード線やコネクタ等の連結作業のための人件費を削減することができ、製造原価を大きく削減することが可能になる。また、製造原価に対して占める部品単価が大きなコネクタ等の部品を省略することができ、より一層のコスト削減が可能になる。

また、端子部材は、バネ性を有しているため、熱による複数の基板１１、長尺のカバー部材２６および金属からなる長尺の筐体における長手方向の膨張・収縮が生じたとしても、バネ性を有する構成によって吸収し、基板間の接続は勿論、基板と口金部材との間においても常に確実な電気接続を確保することが可能になる。

また、複数の発光装置１０は、各基板１１の両側部を筐体１５のガイド溝１５ｂ３に挿入しスライドさせればよく、その組み立て作業が簡素かされるとともに、筐体１５によってその幅方向と厚み方向に対して確実に位置規制がなされる。これにより、上述した第１の実施形態と同様に、複数の基板１１と筐体１５を固定するためのネジや接着・溶接等の工程を必要としないため、作業工程が減ることでリードタイムを短縮することができ、設備投資の大きな削減が可能になる。同時に、長尺な発光装置１０および筐体１５におけるそれぞれの長手方向の軸線を確実に合致させて支持することができるので、長尺なランプにおいても配光にムラが生じ難い均一な配光特性を有する発光装置および口金付ランプを提供することが可能になる。

さらに、従来のように、基板間を接続する多数のワイヤハーネスや口金部材を接続するためのリード線やコネクタが、長尺な基板から外方に突出することがなく、光の影が形成され難くなる。同時に、外観意匠的にも良好で商品性に優れた口金付ランプを提供することが可能になる。また、使用中に、万一基板が故障した場合には、故障した基板のみを簡単に取り出して交換することができ、交換修理も容易に行うことができる口金付ランプを提供することが可能になる。

さらに、基板１１の使用個数または長さ、さらには筐体１５やカバー部材２６の長さを変更するだけで、同様な簡易な組み立て作業によって、ワットの異なる各種の発光装置や口金付ランプを容易に提供することが可能になる。

また、本実施形態では、全長が約１２００ｍｍの口金付ランプを構成したが、全長が約６００ｍｍ、さらには、約２４００ｍｍの口金付ランプを構成し、用途に合わせた長さの各種の口金付ランプを構成するようにしてもよい。さらに、管外径の細い口金付ランプを構成してもよい。以上、本実施形態における他の構成・作用・作用効果・変形例等は、上述した第１の実施形態と同様である。

第３の実施形態

次に、上記のように構成された口金付ランプ３０を用いた照明器具の構成を説明する。本実施形態の照明器具４０は、店舗、オフィスなど施設・業務用のベースライト等の照明器具を構成したもので、図１５に示すように、器具本体４１と、器具本体に装着される上述した口金付ランプ３０等で構成される。

器具本体４１は、白色の塗装鋼板等で構成された長尺の矩形箱状をなすベース部４１ａと、ベース部の下面に設けられた逆富士形をなす一対の反射板４１ｂ、４１ｂで構成され、ベース部４１ａに点灯装置４１ｃが内蔵されている。点灯装置４１ｃは、交流電圧１００Ｖを直流電圧に変換して口金付ランプ３０の各ＬＥＤ１２に定電流を供給する点灯回路で構成されている。

各反射板４１ｂには、口金付ランプ３０に設けられた口金部材２２が装着される一対のソケット４１ｄ、４１ｄが設けられている。そして、一対のソケット４１ｄ、４１ｄに対し、上述した構成の２本の口金付ランプ３０が装着され、照明器具４０が構成される。上記に構成された照明器具４０は、商用電源に配線され部屋の天井等の被設置部Ｘに直付けされて設置される。

設置された照明器具４０を点灯すると、商用電源から点灯装置４１ｃ、ソケット４１ｄ、４１ｄから口金付ランプ３０の口金部材２２、２２を介して各ＬＥＤ１２に電源が供給され白色の光を放射し部屋の照明を行う。

この際、カバー部材２６は乳白色のポリカーボネートで構成され光を拡散させることができ、明るく、しかもＬＥＤ点灯時に生じる輝点を抑制し、眩しさ感を減じた照明を行うことができる。特に、基板１１の各ＬＥＤ１２は、カバー部材２６の円の中心Ｏから偏位した位置に設けられているので、光が１８０°を越えた角度で放射されるので、一層広範囲にわたって光を拡散させた照明を行うことが可能になる。

以上、本実施形態の照明器具によれば、自動化に適した電気的な接続手段を構成することが可能な発光装置および口金付ランプを光源として用いることにより、量産化に適した照明器具を提供することができる。さらに、使用中に、万一故障した場合には、交換修理を容易に行うことができる照明器具を提供することが可能になる。さらに、安全で寿命の長い照明器具を提供することが可能になる。本実施形態において、照明器具は、上記に例示した店舗やオフィスなど施設・業務用等に限らず、住宅用の各種の照明器具、さらには防犯灯・街路灯・道路灯など屋外用の各種照明器具を構成してもよい。

以上、上述した各実施形態において、発光装置１０を構成する固体発光素子１２は、例えば、青色を発光する窒化ガリウム（ＧａＮ）系半導体からなるＬＥＤチップで構成されることが好適であるが、半導体レーザ、有機ＥＬなどを発光源とした固体発光素子が許容される。また、白色で発光するようにしたが、口金付ランプの用途に応じ、赤色、青色、緑色等でも、さらには各種の色を組み合わせて構成してもよい。また、固体発光素子は、矩形状の基板に直線状をなすように１列に実装したが、多数の固体発光素子をマトリックス状に配置したものや、千鳥状または放射状など、規則的に一定の順序をもって一部または全体が面状に配置され実装されたものであってもよい。

さらに、固体発光素子１２は、ＳＭＤタイプでもＣＯＢタイプでもよく、ＳＭＤタイプの場合は、複数個の固体発光素子で構成されていることが好ましいが、照明の用途に応じて必要な個数は選択され、例えば、４個程度の素子群を構成し、この群１個、若しくは複数の群をなすように構成してもよい。さらには、１個の固体発光素子で構成されたものであってもよい。

基板１１の形状は、直管形の口金付ランプを構成するために、長方形や正方形などの矩形状をなしていることが好ましいが、六角形や八角形などの多角形状、さらには、円形や楕円形状等をなすものを直線状や環状に配設したものであってもよい。

カバー部材２６は、配光特性向上のため内面の一部に反射膜等の反射手段が形成されていてもよい。また、カバー部材２６は、発光部を実質的に密閉する外囲器を構成することが好ましいが、完全に密閉することが条件ではなく、光学的に密閉していればよく、例えば、一部に小さな通気用の孔等を形成したものであってもよい。

筐体１５は、固体発光素子の放熱性を高めるために熱伝導性の良好な金属、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）の少なくとも一種を含む金属で形成することが好ましいが、この他に、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）などの工業材料で構成してもよい。さらに、高熱伝導樹脂で構成してもよい。さらに、外周面には放熱性能をより高めるために一端部側から他端部側に向かい放射状に突出する多数の放熱フィンや、放射方向に突出する放熱ピン等を一体に形成してもよい。

口金部材２２は、一般の直管形蛍光ランプで使用されるピン形の端子でも、例えば、白熱電球や電球形蛍光ランプ等に用いられているエジソンタイプのＥ１７やＥ２６等の口金であってもよい。さらに、フラットな薄型構造のランプに用いられるＧＸ５３口金でもよく、特定の口金には限定されない。また、固体発光素子１２を点灯制御するための点灯装置は、固体発光素子を調光するための調光回路や調色回路等を有するものであってもよい。以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上述の各実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更を行うことができる。

１０ 発光装置
１１ 基板
１２ 固体発光素子
１４ 端子部材
１４ａ−１、１４ｂ−１ 給電端子
１４ａ−２、１４ｂ−２ 導通端子
１５ 筐体
２０ 口金付ランプ
２２ 口金部材
２４ 受端子
２６ カバー部材
３０ 口金付ランプ
４０ 照明器具
４１ 器具本体

Claims (4)

1. 固体発光素子を配設する基板と；
   基板の一端および他端に設けられ、固体発光素子の正極側および負極側とそれぞれ電気的に接続される一対の給電端子と、基板の一端および他端に設けられ、前記給電端子と絶縁状態で互いに導通する一対の導通端子とを有し、少なくとも基板の一方の端部または基板の回転対象位置にある給電端子と導通端子の対がバネ性を有する端子部材と；
   を具備していることを特徴とする発光装置。
2. 請求項１に記載の発光装置と；
   前記発光装置を内部に配設した透光性のカバー部材と；
   前記カバー部材の両端部に前記端子部材のバネ性に抗して取り付けられ、一方が前記発光装置に電気的に接続されて電力を供給し、他方が前記発光装置の端部に設けられた給電端子と導通端子とを短絡させる一対の口金部材と；
   を具備していることを特徴とする口金付ランプ。
3. 請求項１に記載の複数の発光装置と；
   複数の発光装置の各端子部材が、それぞれバネ性を有して接触されるように支持する筐体と；
   前記筐体および発光装置を内部に配設した透光性のカバー部材と；
   前記カバー部材の両端部に前記端子部材のバネ性に抗して取り付けられ、一方が前記発光装置に電気的に接続されて電力を供給し、他方が前記発光装置の端部に設けられた給電端子と導通端子とを短絡させる一対の口金部材と；
   を具備していることを特徴とする口金付ランプ。
4. 器具本体と；
   器具本体に装着される請求項２または３に記載の口金付ランプと；
   を具備していることを特徴とする照明器具。
   

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