JP2012243512A - Ｌｅｄコネクタおよび照明器具 - Google Patents

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Abstract

【課題】
照射範囲の広範囲化および低背化が可能なＬＥＤコネクタおよび照明器具を提供する。
【解決手段】
ＬＥＤコネクタ１２は、モジュール基板１１１の上に発光部１１２と接触パッドとが設けられたＬＥＤモジュール１１と接続する。ＬＥＤコネクタ１２は、コネクタ基板１２１と、モジュールコンタクト１２２と、電線接続部１２３とを有する。コネクタ基板１２１は平板形状であってモジュール基板１１１に対向するコンタクト面１２１ｂに導体パターン１２１２が形成され、開口１２１１から発光部１１２を露出させてモジュール基板１１１を覆う。モジュールコンタクト１２２は、コネクタ基板１２１のコンタクト面１２１ｂに支持されて接触パッドに接触する。電線接続部１２３は、コネクタ基板１２１のコンタクト面１２１ｂに支持され、電線が接続されてこの電線と導体パターン１２１２との間の電力の受け渡しを仲介する。
【選択図】 図１２

Description

本発明は、ＬＥＤモジュールと接続するＬＥＤコネクタ、およびこのＬＥＤコネクタを用いた照明器具に関する。
従来の白熱電球や蛍光管に比べ低消費電力で長寿命であるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）を有するＬＥＤモジュールが、例えば照明装置や表示装置に使われ始めている。特許文献１には、このようなＬＥＤモジュールと接続する電気コネクタが開示されている。
この電気コネクタは、樹脂成形品である絶縁性のハウジングと、ハウジングに収容される端子と、ハウジングに受容される圧入ピンとを備えている。照明器具では、２つの電気コネクタが、ヒートシンク上に配置されたＬＥＤモジュールの対角部分に配置されている。電気コネクタのそれぞれは、上部からの圧入ピンの打ち込みによってヒートシンクに固定される。
特開２０１０−２８７４８０号公報
特許文献１の電気コネクタを用いた照明器具は、ＬＥＤモジュールの対角部分に配置されたハウジングが、ＬＥＤモジュールの発光部側の領域で突出している。このため、照明器具の照射範囲（照射角度）を広げた設計とした場合には、ハウジングの影が生じる可能性がある。また、照明器具全体を低背にすることも困難である。
本発明は上記問題点を解決し、照射範囲の広範囲化および低背化が可能なＬＥＤコネクタおよび照明器具を提供することを目的とするものである。
上記目的を達成する本発明のＬＥＤコネクタは、モジュール基板上に発光部とこの発光部に電力を供給するための接触パッドとが設けられてなるＬＥＤモジュールと接続するＬＥＤコネクタであって、
上記ＬＥＤモジュールより広い面積を有する平板形状であって、表裏面に貫通して上記発光部を露出させる開口が形成されるとともに、このＬＥＤモジュールへの電力供給用の導体パターンがこのモジュール基板に対向する第１面に形成され、この開口からこの発光部を露出させてこのモジュール基板を覆うコネクタ基板と、
上記コネクタ基板の上記第１面に支持されて上記接触パッドに接触し上記導体パターン経由の電力を上記ＬＥＤモジュールに供給するモジュールコンタクトと、
上記コネクタ基板の上記第１面に支持され、電力供給用の電線が接続されてこの電線と上記導体パターンとの間の電力の受け渡しを仲介する電線接続部とを有することを特徴とする。
本発明のＬＥＤコネクタでは、ＬＥＤモジュールのモジュール基板を覆うコネクタ基板が平板形状であり、モジュールコンタクトおよび電線接続部の双方が、モジュール基板に対向する第１面に支持される。このため、コネクタ基板による光の妨げが抑えられる。またさらに、モジュールコンタクトおよび電線接続部で光が妨げられない。このため、照射可能な範囲が広い。またさらに、コネクタ基板に対し、モジュールコンタクトおよび電線接続部の双方が、モジュール基板と同じ面側に配置されるため、低背化が可能となる。
ここで、上記本発明のＬＥＤコネクタにおいて、上記発光部は、上記コネクタ基板の、上記第１面の反対側の面である第２面と略同一面をなす位置まで上記モジュール基板から突出して設けられたものであることが好ましい。
コンタクト基板の第２面と発光部が略同一面をなすことで、発光部から平角に近い角度の範囲に光が照射可能となる。
また、上記目的を達成する照明器具は、
モジュール基板と、このモジュール基板上に設けられた、発光部およびこの発光部に電力を供給するための接触パッドとを有するＬＥＤモジュールと、
上記ＬＥＤモジュールを支持するヒートシンクと、
上記ＬＥＤモジュールを上記ＬＥＤコネクタとで挟む位置に置かれてこのＬＥＤモジュールと接続するＬＥＤコネクタとを備え、
上記ＬＥＤコネクタが、
平板形状であって、表裏面に貫通して上記発光部を露出させる開口が形成されるとともに、このＬＥＤモジュールへの電力供給用の導体パターンがこのモジュール基板に対向する第１面に形成され、この開口からこの発光部を露出させてこのモジュール基板を覆うコネクタ基板と、
上記コネクタ基板の上記第１面に支持されて上記接触パッドに接触し上記導体パターン経由の電力を上記ＬＥＤモジュールに供給するモジュールコンタクトと、
上記コネクタ基板の上記第１面に支持され、電力供給用の電線が接続されてこの電線と上記導体パターンとの間の電力の受け渡しを仲介する電線接続部とを有し、
上記ヒートシンクは、上記電線接続部を受け入れてこの電線接続部との干渉を避ける穴が設けられたことを特徴とする。
以上説明したように、本発明によれば、照射範囲の広範囲化および低背化が可能なＬＥＤコネクタおよび照明器具が実現する。
本発明の一実施形態である照明器具を示す斜視図である。 図１に示す照明器具からＬＥＤコネクタを外した状態を示す分解斜視図である。 ＬＥＤモジュールを示す斜視図である。 図２に示すＬＥＤコネクタの表裏反転した状態を示す斜視図である。 図４に示すＬＥＤコネクタのコネクタ基板を示す斜視図である。 図４に示すＬＥＤコネクタのモジュールコンタクトを示す斜視図である。 図４に示すＬＥＤコネクタの電線接続部を示す斜視図である。 図７に示す電線接続部の分解斜視図である。 図７に示す電線接続部に電線が接続された状態を示す断面図である。 図１に示す照明器具のヒートシンクを示す斜視図である。 図１に示す照明器具の構造を説明する図であり、パート（Ａ）は底面図であり、パート（Ｂ）は断面図である。 図１１に示す照明器具のＬＥＤモジュール周辺の構造を模式的に示す拡大断面図である。
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態である照明器具を示す斜視図である。
図１に示す照明器具１は、４つのＬＥＤモジュール１１、ＬＥＤコネクタ１２、およびヒートシンク１３を備えている。ＬＥＤコネクタ１２とヒートシンク１３は、ＬＥＤモジュール１１を挟む位置に配置されている。ＬＥＤコネクタ１２は、ねじ１４でヒートシンク１３に固定されている。図１には、ＬＥＤモジュール１１の発光部１１２が示されており、４つの発光部１１２は平面上に配列されている。なお、照明器具１には、４つの発光部１１２を覆う位置に、図示しない光透過性のカバーが取り付けられる場合もある。
図２は、図１に示す照明器具からＬＥＤコネクタを外した状態を示す分解斜視図である。
４つのＬＥＤモジュール１１は盤状のヒートシンク１３の上に配列されている。ＬＥＤコネクタ１２およびヒートシンク１３は、４つのＬＥＤモジュール１１を挟む位置に置かれている。
図３は、ＬＥＤモジュールを示す斜視図である。
図３に示すＬＥＤモジュール１１は、モジュール基板１１１および発光部１１２を備えている。モジュール基板１１１は絶縁性の樹脂またはセラミック、あるいは絶縁コーティングされたアルミニウムからなる板である。本実施形態のモジュール基板１１１は矩形の平板状である。発光部１１２は、モジュール基板１１１の上に突出して設けられた、モジュール基板１１１よりも小さい円板状である。発光部１１２は、モジュール基板１１１の上に載った図示しないＬＥＤ素子を光透過性の樹脂で封止したものである。発光部１１２は、図１に示すようにＬＥＤコネクタ１２がモジュール基板１１１の上を覆った状態で、ＬＥＤコネクタ１２の外装面１２１ａと略一面をなす位置まで、モジュール基板１１１から突出している。
また、モジュール基板１１１上には、発光部１１２に電力を供給するための一対の接触パッド１１３，１１４が設けられている。一対の接触パッド１１３，１１４は、発光部１１２を挟んだ両側に設けられており、詳細には、発光部１１２を中心とした対称の位置に設けられている。より詳細には、一対の接触パッド１１３，１１４は、矩形のモジュール基板１１１の対角近傍に配置されている。一方の接触パッド１１３はＬＥＤ素子のアノードに繋がり、他方の接触パッド１１４はカソードに繋がっている。
図４は、図２に示すＬＥＤコネクタの表裏反転した状態を示す斜視図である。
ＬＥＤコネクタ１２はＬＥＤモジュール１１（図２参照）と電気的に接続され、図示しない電源回路からの電力をＬＥＤモジュール１１に供給する。ＬＥＤコネクタ１２は、本発明のＬＥＤコネクタの一実施形態である。
ＬＥＤコネクタ１２は、コネクタ基板１２１、モジュールコンタクト１２２、および電線接続部１２３を備えている。
コネクタ基板１２１は、４つのＬＥＤモジュール１１（図２参照）よりも広い外形面積を有する平板状である。図４には、コネクタ基板１２１の表裏面のうち、ＬＥＤモジュール１１のモジュール基板１１１（図３参照）に対向するコンタクト面１２１ｂが示されている。図２に示された外装面１２１ａは、図４に示すコンタクト面１２１ｂとは反対側の面である。ここで、コンタクト面１２１ｂが本発明にいう第１面の一例に相当し、外装面１２１ａが本発明にいう第２面の一例に相当する。
コネクタ基板１２１には、ＬＥＤモジュール１１の発光部１１２（図３参照）を露出させる４つの開口１２１１が、表裏面すなわちコンタクト面１２１ｂおよび外装面１２１ａ（図２参照）を貫通して形成されている。４つの開口１２１１からは４つの発光部１１２（図３参照）がそれぞれ露出する。コネクタ基板１２１は、発光部１１２（図３参照）を露出させるとともに、発光部１１２の周囲のモジュール基板１１１（図３参照）を覆う。
図５は、図４に示すＬＥＤコネクタのコネクタ基板を示す斜視図である。
コネクタ基板１２１のコンタクト面１２１ｂには、ＬＥＤモジュール１１（図３参照）への電力供給用の導体パターン１２１２が線状に延びて形成されている。
図４を再び参照して説明すると、モジュールコンタクト１２２および電線接続部１２３は、導体パターン１２１２の上に半田接続されることによって、コネクタ基板１２１のコンタクト面１２１ｂに支持されている。モジュールコンタクト１２２は、各導体パターン１２１２の一端に配置され、電線接続部１２３は他端に配置されている。ただし、導体パターン１２１２のうち中央部分に配置されたものについては、導体パターン１２１２の両端にモジュールコンタクト１２２が配置されている。
図４，５に示すコネクタ基板１２１は、例えば、ガラスエポキシ樹脂やフェノール樹脂の基板表面に、エッチングやめっきによって、金属製の導体パターン１２１２を形成し、開口部分や外周を切除することで形成される。また、モジュールコンタクト１２２および電線接続部１２３は、コネクタ基板１２１のコンタクト面１２１ｂに例えば半田リフローによって半田接続される。すなわち、コネクタ基板１２１は、一般的なプリント回路基板と同様の工程で製造され得る。
図６は、図４に示すＬＥＤコネクタのモジュールコンタクトを示す斜視図である。
モジュールコンタクト１２２は、ＬＥＤモジュール１１の接触パッド１１３又は１１４（図３参照）に接触し、導体パターン１２１２（図５参照）経由の電力をＬＥＤモジュール１１（図３参照）に供給する部材である。モジュールコンタクト１２２は、金属製の板を打抜きおよび曲げ加工して形成された部材であり、Ｕ字状の概略形状を有している。モジュールコンタクト１２２は、一方の端側である固定部１２２ａと、および他方の端側である接触アーム１２２ｂとを有する。固定部１２２ａは、コネクタ基板１２１の導体パターン１２１２（図５参照）に半田接続によって固定される。接触アーム１２２ｂは、図４に示すように、コネクタ基板１２１から離れる向きに斜めに延びる。接触アーム１２２ｂは、ＬＥＤモジュール１１の接触パッド１１３又は１１４（図３参照）に対し弾性的に接触する。
図７は、図４に示すＬＥＤコネクタの電線接続部を示す斜視図である。また、図８は、図７に示す電線接続部の分解斜視図である。図８には、電線接続部の内部構造が見やすいよう、図７とは別の角度から見た図が示されている。
電線接続部１２３は、電線Ｃ（図９参照）と導体パターン１２１２（図５参照）との間の電力の受け渡しを仲介する。電線接続部１２３は、電線コンタクト１２３１と、電線コンタクト１２３１を覆う絶縁カバー１２３２とを備えている。
絶縁カバー１２３２は、樹脂材料からなる成型品である。絶縁カバー１２３２の一方の端面には電線が挿入される挿入穴１２３２ｈが設けられている。
電線コンタクト１２３１は、電線挿入部１２３１ａおよび固定部１２３１ｂを有する。電線コンタクト１２３１は、金属製の板を打抜きおよび曲げ加工して形成されたものである。電線挿入部１２３１ａおよび固定部１２３１ｂは一体に形成されている。
電線挿入部１２３１ａは円筒状に形成されている。電線挿入部１２３１ａには、電線Ｃ（図９参照）が矢印Ｘで示す方向に挿入される。固定部１２３１ｂは、電線挿入部１２３１ａの両端の位置に２つずつ合計４つ配置されている。固定部１２３１ｂは、コネクタ基板１２１の導体パターン１２１２（図５参照）に半田接続によって固定される。
電線コンタクト１２３１は、ポークインコンタクトの機能を有している。電線挿入部１２３１ａには、抜止片（ランス）１２３１ｃが設けられている。抜止片１２３１ｃは、電線挿入部１２３１ａの一部に形成された切片が、筒状の電線挿入部１２３１ａの内部で、電線が挿入される方向Ｘの奥に向かって斜めに突出したものである。抜止片１２３１ｃの先端の縁は鋭角に形成されている。
図９は、図７に示す電線接続部に電線が接続された状態を示す断面図である。
端部において被覆を除去し心線Ｃ１を露出させた電線Ｃが、絶縁カバー１２３２の挿入穴１２３２ｈを介して電線挿入部１２３１ａに挿入されると、電線Ｃの心線Ｃ１が電線挿入部１２３１ａと接続される。また、抜止片１２３１ｃが、電線挿入部１２３１ａに挿入された電線Ｃの心線Ｃ１に引掛かり、電線Ｃを抜け止めする。
図１０は、図１に示す照明器具のヒートシンクを示す斜視図である。
図１０に示すヒートシンク１３は、金属材料からなる盤状の部材である。ただし、ヒートシンク１３の材料としては、セラミックや樹脂も採用可能である。また、ヒートシンク１３の形状も、ＬＥＤモジュール１１（図３参照）の配列や照明器具のデザインに合わせて、例えば箱型といった盤状以外の形状も採用可能である。
ヒートシンク１３には、ＬＥＤモジュール１１（図３参照）を受容する受容凹部１３１が設けられている。受容凹部１３１は、ＬＥＤモジュール１１のモジュール基板１１１（図３参照）に合わせた大きさを有する浅い窪みである。ＬＥＤモジュール１１（図３参照）は、受容凹部１３１に嵌め込まれることで位置決めされる。また、ヒートシンク１３には、電線接続部１２３（図４参照）を受け入れて電線接続部１２３との干渉を避ける接続部穴１３２と、ＬＥＤモジュール１１（図７参照）との接触状態を確認するための確認用穴１３３が設けられている。また、ヒートシンク１３には、ねじ１４（図１参照）が取り付けられる、ねじ取付部１３４が設けられている。
図１に示す照明器具１の組立てでは、まず、図１０に示すヒートシンク１３の受容凹部１３１に、図３に示すＬＥＤモジュール１１を配置する。次に、ＬＥＤモジュール１１の上に、図４に示すＬＥＤコネクタ１２を被せる。これによって、４つのＬＥＤモジュール１１とＬＥＤコネクタ１２との接続が１度の作業で行える。次に、ＬＥＤコネクタ１２をねじ１４（図１参照）で固定する。次に、電線Ｃ（図９参照）を接続する。なお、電線Ｃの接続は、ＬＥＤコネクタ１２をＬＥＤモジュール１１に被せる前に実施してもよい。
図１１は、図１に示す照明器具の構造を説明する図である。図１１のパート（Ａ）は底面図である。また、パート（Ｂ）はＢーＢ線断面図である。
図１１のパート（Ａ）に示すように、ヒートシンク１３に設けられた確認用穴１３３を通して、モジュールコンタクト１２２がモジュール基板１１１の上に接触していることが確認される。また、図１１のパート（Ａ）およびパート（Ｂ）に示すように、ヒートシンク１３に設けられた接続部穴１３２には、電線接続部１２３が入り込んでおり、電線接続部１２３との干渉が避けられる。
図１２は、図１１に示す照明器具のＬＥＤモジュール周辺の構造を模式的に示す拡大断面図である。なお、図１２は図１の姿勢に対応しており、図１１のパート（Ｂ）とは上下が逆である。
ＬＥＤモジュール１１はヒートシンク１３の上に配置されている。そして、ＬＥＤコネクタ１２のコネクタ基板１２１は、ＬＥＤモジュール１１の発光部１１２を露出させてモジュール基板１１１を覆っている。コネクタ基板１２１は、ヒートシンク１３のねじ取付部１３４にねじ１４で固定されている。ＬＥＤモジュール１１の発光部１１２は、ＬＥＤコネクタ１２の外装面１２１ａと略一面をなしている。
本実施形態のＬＥＤコネクタ１２は、ＬＥＤモジュール１１のモジュール基板１１１が平板形状を有するコネクタ基板１２１によって押さえられている。したがって、発光部１１２からの光がコネクタ基板１２１によって妨げられることが抑えられる。また、ＬＥＤモジュール１１の発光部１１２は、ＬＥＤコネクタ１２の外装面１２１ａと略一面をなす位置まで、モジュール基板１１１から突出している。したがって、発光部１１２から光が平角に近い角度の範囲に照射される。
また、コネクタ基板１２１のモジュールコンタクト１２２および電線接続部１２３の双方が、ＬＥＤモジュール１１のモジュール基板１１１と同じコンタクト面１２１ｂに配置されている、発光部１１２からの照射範囲を広く確保したまま、照明器具１の低背化が可能となる。また、電線接続部１２３は接続部穴１３２に入り込み、ヒートシンク１３との接触が避けられることからも、ヒートシンク１３を含めた照明器具１の低背化が可能となる。
また、本実施形態のＬＥＤコネクタ１２は、プリント回路基板と同様の工程で製造できるため、樹脂成型品のハウジングを用いる場合に比べて、製造が容易である。また、照明器具におけるＬＥＤモジュールの形状、配置個数、または配置位置の仕様が変更となっても、モジュール基板の導体パターンと、モジュールコンタクトおよび電線接続部の配置を変更することで対応することができる。
なお、上述した実施形態には、本発明にいうＬＥＤモジュールの例として、４つのＬＥＤモジュール１１が示されている。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、ＬＥＤモジュールは４つ以外の複数個であってもよく、また１つであってもよい。
また、上述した実施形態におけるコネクタ基板は、ガラスエポキシ樹脂やフェノール樹脂の基板に金属製の導体パターンを形成することで形成されるコネクタ基板である。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、コネクタ基板は、例えば、金属製の板の表面に絶縁材料の層を設け、その上に導体パターンが形成されたものであってもよい。
また、上述した実施形態におけるＬＥＤモジュールは、円板状である発光部１１２と、発光部１１２を中心とした対称の位置に設けられた一対の接触パッド１１３を有するＬＥＤモジュール１１である。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、発光部の形状は例えば矩形板状や球面状でもよく、また、接触パッドは、発光部の一辺に並んで配置されてもよい。
また、上述した実施形態におけるＬＥＤモジュール１１の発光部１１２は、ＬＥＤコネクタ１２の外装面１２１ａと略一面をなす位置まで、モジュール基板１１１から突出している。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、発光部は、ＬＥＤコネクタの面から突出したものであってよく、ＬＥＤコネクタの面から凹んだものであってもよい。
また、上述した実施形態におけるヒートシンク１３は、電線接続部１２３との干渉を避ける貫通穴である接続部穴１３２が設けられている。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、電線接続部との干渉を避ける穴は、例えば、有底の溝であってもよい。
さらに、上述した電線接続部１２３は、ポークインコンタクトである電線コンタクト１２３１および絶縁カバー１２３２からなっている。しかし、電線接続部はこれに限定されず、他のタイプのワイヤ・ツー・ボード接続部、例えば、コネクタ基板１２１上のリセプタクルコンタクトに接続される電線Ｃ側の圧着コンタクトであってもよい。或いは、ボード・ツー・ボード接続部、例えば、コネクタ基板１２１側のピンに挿入されるリセプタクルコンタクトが電線側であるＦＰＣ等の基板実装されたものであってもよい。
１ 照明器具
１１ ＬＥＤモジュール
１２ ＬＥＤコネクタ
１２１ コネクタ基板
１２１ｂ コンタクト面
１２１ａ 外装面
１２１１ 開口
１２１２ 導体パターン
１２２ モジュールコンタクト
１２３ 電線接続部
１３ ヒートシンク
１３２ 接続部穴

Claims (3)

  1. モジュール基板上に発光部と該発光部に電力を供給するための接触パッドとが設けられてなるＬＥＤモジュールと接続するＬＥＤコネクタであって、
    前記ＬＥＤモジュールより広い面積を有する平板形状であって、表裏面に貫通して前記発光部を露出させる開口が形成されるとともに、該ＬＥＤモジュールへの電力供給用の導体パターンが該モジュール基板に対向する第１面に形成され、該開口から該発光部を露出させて該モジュール基板を覆うコネクタ基板と、
    前記コネクタ基板の前記第１面に支持されて前記接触パッドに接触し前記導体パターン経由の電力を前記ＬＥＤモジュールに供給するモジュールコンタクトと、
    前記コネクタ基板の前記第１面に支持され、電力供給用の電線が接続されて該電線と前記導体パターンとの間の電力の受け渡しを仲介する電線接続部とを有することを特徴とするＬＥＤコネクタ。
  2. 前記発光部は、前記コネクタ基板の、前記第１面の反対側の面である第２面と略同一面をなす位置まで前記モジュール基板から突出して設けられたものであることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤコネクタ。
  3. モジュール基板と、該モジュール基板上に設けられた、発光部および該発光部に電力を供給するための接触パッドとを有するＬＥＤモジュールと、
    前記ＬＥＤモジュールを支持するヒートシンクと、
    前記ＬＥＤモジュールを前記ＬＥＤコネクタとで挟む位置に置かれて該ＬＥＤモジュールと接続するＬＥＤコネクタとを備え、
    前記ＬＥＤコネクタが、
    平板形状であって、表裏面に貫通して前記発光部を露出させる開口が形成されるとともに、該ＬＥＤモジュールへの電力供給用の導体パターンが該モジュール基板に対向する第１面に形成され、該開口から該発光部を露出させて該モジュール基板を覆うコネクタ基板と、
    前記コネクタ基板の前記第１面に支持されて前記接触パッドに接触し前記導体パターン経由の電力を前記ＬＥＤモジュールに供給するモジュールコンタクトと、
    前記コネクタ基板の前記第１面に支持され、電力供給用の電線が接続されて該電線と前記導体パターンとの間の電力の受け渡しを仲介する電線接続部とを有し、
    前記ヒートシンクは、前記電線接続部を受け入れて該電線接続部との干渉を避ける穴が設けられたことを特徴とする照明器具。
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