JP2013232331A - チップ型ｌｅｄ用ソケット - Google Patents

Abstract

【課題】汎用のチップ型ＬＥＤの電源端子とソケットの導体との接続の確実性と信頼性を確保でき、放熱特性に優れたチップ型ＬＥＤ用ソケットを提供する。
【解決手段】一対の長辺部材２１と該長辺部材の対向面に渡して設けられた一対の短辺部材２２とからなる矩形開口２４内にチップ型ＬＥＤ１０が収容される矩形枠体２３と、各長辺部材の上面からチップ型ＬＥＤの上面周縁に当接可能な係止突起２５とを備えてなる樹脂製のソケット本体２８と、板状導体をＵ字状に折り曲げて各短辺部材２２を上面側から跨いで圧入され、板状導体の矩形枠体２３の開口２４内に位置する先端３１を開口中心側に折り曲げ、その上面にチップ型ＬＥＤ１０の各電源端子１３が当接される凸部３２を形成した一対のソケット導体３０と有するチップ型ＬＥＤ用ソケットを提案する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、チップ型ＬＥＤの電源端子を外部電源に接続するためのチップ型ＬＥＤ用ソケットに関する。

車両用照明や電球などの光源としてチップ型ＬＥＤが広く用いられている。チップ型ＬＥＤは、１又は複数のＬＥＤチップを基板上に形成し、それらのＬＥＤチップの電極をまとめて基板外の一対の電源端子に接続して形成されている。このように形成されるチップ型ＬＥＤの電源端子を配線基板あるいはコネクタ端子にはんだ付けなどで接続することが知られている（特許文献１）。しかし、はんだ付け又はろう付けの熱がＬＥＤに伝わると、ＬＥＤの性能が劣化することが知られており、従来から種々の工夫が提案されている。

例えば、特許文献２には、２枚の金属板の一端を対向させて絶縁性のデバイス本体の上面開口部に露出させて、他端をデバイス本体の下面側に折り曲げてインサート成型し、金属板の露出面にＬＥＤチップを搭載し、上面開口部に絶縁性の透明樹脂を充填したチップ型ＬＥＤが提案されている。これによれば、チップ型ＬＥＤの下面側に形成された板状の端子部を、配線基板側に板ばねなどで形成した電源側の雌端子を有するソケットに着脱することができるので、はんだ付けなどの熱によるＬＥＤの性能劣化を回避することができる。しかし、特許文献２に記載のチップ型ＬＥＤは、ソケットの構造に合わせて板状の端子部をデバイス本体に一体成形しなければならない。したがって、種々の用途に用いることができる汎用性を備えたチップ型ＬＥＤには適用できないという問題がある。

これに対し、特許文献３には、汎用のチップ型ＬＥＤに適用できるチップ型ＬＥＤ用ソケットが提案されている。このチップ型ＬＥＤ用ソケットを用いるチップ型ＬＥＤは、上面が開口した筐体と、この筐体内に配置されたＬＥＤチップと、開口に取り付けられたフラットレンズと、筐体の下部に取り付けられた複数の端子とからなる汎用タイプのものである。そして、同文献３のチップ型ＬＥＤ用ソケットは、チップ型ＬＥＤを保持するとともに、このチップ型ＬＥＤと電源ケーブルとを電気的に接続するように構成されている。したがって、同文献３のチップ型ＬＥＤ用ソケットは、はんだ付けなどの熱によるＬＥＤの性能劣化を回避することができ、かつ汎用のチップ型ＬＥＤに適用できる。

特開２０１０-２１２５１３号公報 特開２０１２-３８８５９号公報 特開２００８-７１９６８号公報

しかしながら、特許文献３に記載のチップ型ＬＥＤソケットは、チップ型ＬＥＤの発熱を放熱することについて配慮されていない。また、チップ型ＬＥＤの電源端子とソケット側の導体端子との接続の確実性ないし信頼性を確保することについて配慮されていない。すなわち、同文献３に記載のチップ型ＬＥＤソケットには、ソケット部の上面に開口して凹状に形成されたチップ取付部が設けられ、チップ取付部は平面視においてチップ型ＬＥＤと略同一形状に形成されている。そして、チップ取付部の底部にスロット状に延在する複数のコンタクト挿入孔が平行に並んで形成されている。コンタクト挿入孔に挿入されるコンタクトは、先端部がコンタクト挿入孔からチップ取付部内に突出するように傾斜して形成された腕部と、この腕部を支持する基部が連設されたケーブル圧接部とを有し、ケーブル圧接部はソケット部の側部から垂下して設けられたソケット本体部に固定されている。そして、チップ取付部の凹所にチップ型ＬＥＤを収納して固定カバー部材で押し付けると、チップ型ＬＥＤの底面に形成された電源端子とコンタクトの先端が接触し、コンタクトの腕部と基部の弾性変形し、その反力でチップ型ＬＥＤの電源端子とソケット側の導体端子であるコンタクトが接触して電気的に接続される。このように、ＬＥＤの電源端子とコンタクトとの接触圧は、略Ｌ字型に薄い帯状に部材で形成された腕部と基部の弾性変形の反力であるから不確実であり、ＬＥＤの電源端子とコンタクトとの接続の確実性ないし信頼性を確保することが難しい。また、同文献３によれば、ＬＥＤの放熱経路が電源端子とコンタクトの経路しかないから、放熱特性が悪いという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、汎用のチップ型ＬＥＤに適用でき、ＬＥＤの電源端子とソケットの導体との接続の確実性ないし信頼性を確保でき、放熱特性に優れたチップ型ＬＥＤ用ソケットを提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明は、絶縁材で形成された矩形平板状の本体と、該本体の上面部に形成された透明部材の下層に埋め込まれたＬＥＤチップと、前記本体の下面に露出して形成され前記ＬＥＤチップの複数の電極に接続された複数の電源端子とを有してなるチップ型ＬＥＤを外部電源に接続するためのチップ型ＬＥＤ用ソケットであって、一対の平行な長辺部材と該長辺部材の対向面に渡して設けられた一対の平行な短辺部材とから形成される矩形開口内に前記チップ型ＬＥＤが収容される矩形枠体と、前記各長辺部材の上面から前記矩形枠体の開口内に突出して形成され前記チップ型ＬＥＤの上面周縁に当接可能な先端を有する係止突起とを備えてなる樹脂製のソケット本体と、板状導体をＵ字状に折り曲げて前記各短辺部材を上面側から跨いで圧入され、該板状導体の前記矩形枠体の開口内に位置される先端を開口中心側に折り曲げ、該折り曲げ部の上面に前記チップ型ＬＥＤの前記各電源端子が当接される凸部を形成してなる一対のソケット導体と有してなることを特徴とする。

このように、本発明によれば、チップ型ＬＥＤの電源端子と接続されるソケット導体を板状導体をＵ字状に形成し、ソケット本体の短辺部材を跨いで圧入させたことから、ソケット導体をソケット本体に強固に固定することができる。また、ソケット導体の凸部にチップ型ＬＥＤの電源端子を当接させて電気的に接続するようにしたから、板状導体の弾性変形の大きな反力を利用して電源端子とソケット導体との接続をし、かつチップ型ＬＥＤを支持する凸部を設けたことから、ＬＥＤの電源端子とソケット導体との接続の確実性ないし信頼性を確保できる。さらに、ソケット導体を板状導体で形成したから、伝熱断面積を大きくでき、放熱特性に優れたソケットを実現できる。

この場合において、ソケット本体は、さらに、前記長辺部材のそれぞれの中央部から垂下された係止脚部が設けられ、該係止脚部を配線基板に形成された開口に係合させて固定され、前記一対のソケット導体は、前記矩形枠体の開口外側に位置される当該ソケット導体の先端を開口外側に折り曲げて形成し、その折り曲げ部の下面に凸部を形成し、前記ソケット本体が前記配線基板に係合固定された位置で、前記凸部が前記配線基板に形成された電源回路の配線パターンに当接するように形成することができる。これによれば、チップ型ＬＥＤをはんだ付け等によらないで、配線基板に形成された電源配線パターンに、着脱自在に接続することができる。

また、係止脚部は、脚部を断面矩形に形成し、先端部に矩形断面の一面側を拡大して前記配線基板に形成された前記開口縁に係止する係止段部を設け、該係止段部を前記一対の長辺部材の互いに反対側に突き出して形成することができる。また、係止段部に上向きの形成される面は、係止脚部の脚柱部に向けて高くなる傾斜面に形成することが望ましい。これによれば、一対の係止脚部を配線基板に開口に挿入したとき、弾性変形の反力により傾斜面と開口縁との間にソケット本体を配線基板側に抑えつける力が生ずることから、ソケット導体を電源配線パターンに押し付ける力を増加させることができる。

本発明のチップ型ＬＥＤ用ソケットは、配線基板に搭載するチップ型ＬＥＤに用いるものに限られず、例えば、電源に接続されたコネクタに接続するようにすることができる。この場合、前記一対のソケット導体は、前記短辺部材の外側面に沿ってそれぞれ垂下させて雄端子として形成され、該一対の雄端子に対応させて電源に接続された一対の雌端子を有するコネクタに接続可能に形成することができる。

本発明によれば、汎用のチップ型ＬＥＤに適用でき、ＬＥＤの電源端子とソケットの導体との接続の確実性ないし信頼性を確保でき、放熱特性に優れたチップ型ＬＥＤ用ソケットを提供することができる。

本発明のチップ型ＬＥＤ用ソケットの実施形態１の分解斜視図である。 実施形態１のチップ型ＬＥＤ用ソケットにチップ型ＬＥＤを組付けて配線基板に搭載する方法を説明する図である。 図２の線III−IIIにおける断面図である。 本発明のチップ型ＬＥＤ用ソケットの実施形態２の平面構成図である。 実施形態２のチップ型ＬＥＤ用ソケットを配線基板に搭載した状態を説明する平面図である。 本発明のチップ型ＬＥＤ用ソケットの実施形態３の斜視図である。 実施形態３のチップ型ＬＥＤ用ソケットをコネクタに組付けた状態を示す図である。

以下、本発明のチップ型ＬＥＤ用ソケットを実施形態に基づいて設明する。
（実施形態１）
図１は、汎用のチップ型ＬＥＤ１０用のチップ型ＬＥＤ用ソケットの実施形態１である。図示のように、チップ型ＬＥＤ１０は、絶縁材で形成された矩形平板状の本体１１と、本体１１の上面部に形成された矩形の凹所１２と、本体１１の下面に露出して形成された複数の電源端子１３を有して形成されている。凹所１２は、図示していないが１又は複数のＬＥＤチップを収容した後、透明樹脂などの絶縁材が充填されている。つまり、ＬＥＤチップは、透明部材の下層に埋め込まれている。また、複数の電源端子１３は本体１１に一体成形され、ＬＥＤチップに形成された複数の電極にそれぞれ接続されている。

一方、本実施形態１のチップ型ＬＥＤ用ソケット２０は、チップ型ＬＥＤを外部電源に接続するためのものである。チップ型ＬＥＤ用ソケット２０は、図示のように、一対の平行な長辺部材２１と，一対の長辺部材２１の対向面に渡して設けられた一対の平行な短辺部材２２とを有して矩形枠体２３が形成されている。また、各長辺部材２１の上面から矩形枠体２３の開口２４内に突出して複数（図示例では４個）の係止突起２５が設けられている。係止突起２５は、長辺部材２１に直交する方向の断面が略台形状に形成され、開口２４内に突出する部位の厚みが薄くなるように形成されている。また、長辺部材２１のそれぞれの中央部から対称に一対の係止脚部２６が垂下して設けられている。係止脚部２６の下端部には、一対の長辺部材２１に対して互いに外向きに突き出した係止段部２７が形成されている。係止段部２７の上面２７ａは、それぞれ係止脚部２６の脚柱部に向けて高くなる傾斜面に形成されている。このようにして、樹脂製のソケット本体２８が形成されている。

一方、一対のソケット導体３０は、短辺部材２２にそれぞれ圧入されるように形成され、それらは開口２４をはさんで互いに対称に形成されている。つまり、ソケット導体３０は、それぞれ板状導体をＵ字状に折り曲げて、各短辺部材２２を上面側から跨いで圧入可能に形成されている。また、ソケット導体３０の開口２４内に位置される内側先端部３１は、開口２４の中心側に向けて折り曲げられている。内側先端部３１の上面にチップ型ＬＥＤ１０の各電源端子１３が当接される凸部３２が形成されている。また、ソケット導体３０は、矩形枠体２２の開口２４の外側に位置される板状導体の外側先端部３３を開口２４の外側に向けて折り曲げた凸部３４が形成されている。

ここで、図１のように構成される実施形態１のチップ型ＬＥＤ用ソケット２０を用いて、チップ型ＬＥＤ１０を配線基板に接続する組立例を図１〜図３を用いて説明する。まず、ソケット本体２８の短辺部材２２にそれぞれソケット導体３０のＵ字部を圧入する。そして、チップ型ＬＥＤ１０を矩形枠体２３の開口２４に電源端子１３を下側にして嵌め込む。このとき、図３に示すように、チップ型ＬＥＤ１０と長辺部材３１との間には十分な隙間があるから、チップ型ＬＥＤ１０を一方側に片寄せて係止突起２５をかわして、チップ型ＬＥＤ１０の縁部を図において下方に押し下げながら、係止突起２５の下面に挿入する。これにより、ソケット導体３０の先端部３１の凸部３２が電源端子１３に当接し、さらに先端部３１が下方に弾性変形され、その反力でチップ型ＬＥＤ１０が係止突起２５に押し付けられて固定される。これにより、電源端子１３とソケット導体３０が十分な接触力で電気的に接続される。

このようにしてチップ型ＬＥＤ１０を接続したチップ型ＬＥＤ用ソケット２０の一対の係止脚部２６を図２（ａ）に示すように、配線基板４０に形成された開口４１に挿入する。係止脚部２６を十分に挿入すると係止段部２７の上面２７ａが、配線基板４０の開口４１の裏面の縁に係止される。これにより、ソケット導体３０の先端部３３の凸部３４が配線基板４０の上面に形成された電源配線の配線パターン４２，４３に当接されて、ソケット導体３０が配線パターン４２，４３に押接される。ここで、係止段部２７の上面２７ａは係止脚部２６ａ、ｂの脚柱部に向けて高くなる傾斜面に形成されているから、ソケット導体３０の先端部３３の弾性変形の反力で係止段部２７の上面２７ａが開口４１の縁に押し付ける力を増加できるから、チップ型ＬＥＤ用ソケット２０を配線基板４０に強固に固定することができる。

上述した実施形態１のように、本発明によれば、チップ型ＬＥＤの電源端子と接続されるソケット導体を板状導体をＵ字状に形成し、ソケット本体の短辺部材を跨いで圧入させたことから、ソケット導体をソケット本体に強固に固定することができる。また、ソケット導体の凸部にチップ型ＬＥＤの電源端子を当接させて電気的に接続するようにしたから、板状導体の弾性変形の大きな反力を利用して電源端子とソケット導体との接続をし、かつチップ型ＬＥＤを支持する凸部を設けたことから、ＬＥＤの電源端子とソケット導体との接続の確実性ないし信頼性を確保できる。さらに、ソケット導体を板状導体で形成したから、伝熱断面積を大きくでき、放熱特性に優れたソケットを実現できる。

また、ソケット本体が配線基板に係合固定された位置で、ソケット導体の凸部が配線基板に形成された電源回路の配線パターンに当接するように形成しているから、チップ型ＬＥＤをはんだ付け等によらないで、配線基板に形成された電源配線パターンに、着脱自在に接続することができる。

（実施形態２）
図４に、本発明の汎用のチップ型ＬＥＤに適用するチップ型ＬＥＤ用ソケットの実施形態２の平面図を示す。本実施形態２が実施形態１と相違する点は、チップ型ＬＥＤ５０が三原色を発光可能に形成され、三原色に対応する複数の電源端子がそれぞれ設けられ、チップ型ＬＥＤ用ソケット５１には、ソケット導体５２ａ〜ｃ、５３ａ〜ｃが三原色に対応させて複数設けられていることにある。その他の点は、実施形態１と同一であることから同一の符号を付して説明を省略する。このように構成される本実施形態２のチップ型ＬＥＤ用ソケット５１を図５に示すように配線基板６０に形成された電源配線の配線パターン６１，６２ａ〜ｃに当接させて接続する。なお、電源端子５２ａ〜ｃは共通に用いられる＋極である。一方、電源端子５３ａ〜ｃは三原色に合わせてそれぞれ個別の電源線に接続される−極である。

（実施形態３）
図６に、本発明の汎用のチップ型ＬＥＤに適用するチップ型ＬＥＤ用ソケットの実施形態３の斜視図を示す。本実施形態が実施形態１，２と相違する点は、電源に接続されたコネクタに接続するチップ型ＬＥＤ用ソケットであり、ソケット導体の配線基板の配線パターンに当接させる先端部を折り曲げずに、短辺部材２２の外側面に沿ってそれぞれ垂下させて雄端子７０として形成したことにある。これにより、図６（ａ）〜（ｃ）に示した雌端子の電源コネクタ８０に差し込んで、電源線８１に接続することができる。

１０ チップ型ＬＥＤ
１１ 本体
１２ 凹所
１３ 電源端子
２０ チップ型ＬＥＤ用ソケット
２１ 長辺部材
２２ 短辺部材
２３ 矩形枠体
２４ 開口
２５ 係止突起
２６ 係止脚部
２７ 係止段部
２７ａ 上面
２８ ソケット本体

Claims (4)

1. 絶縁材で形成された矩形平板状の本体と、該本体の上面部に形成された透明部材の下層に埋め込まれたＬＥＤチップと、前記本体の下面に露出して形成され前記ＬＥＤチップの複数の電極に接続された複数の電源端子とを有してなるチップ型ＬＥＤを外部電源に接続するためのチップ型ＬＥＤ用ソケットであって、
   一対の平行な長辺部材と該長辺部材の対向面に渡して設けられた一対の平行な短辺部材とから形成される矩形開口内に前記チップ型ＬＥＤが収容される矩形枠体と、前記各長辺部材の上面から前記矩形枠体の開口内に突出して形成され前記チップ型ＬＥＤの上面周縁に当接可能な先端を有する係止突起とを備えてなる樹脂製のソケット本体と、
   板状導体をＵ字状に折り曲げて前記各短辺部材を上面側から跨いで圧入され、該板状導体の前記矩形枠体の開口内に位置される先端を開口中心側に折り曲げ、該折り曲げ部の上面に前記チップ型ＬＥＤの前記各電源端子が当接される凸部を形成してなる一対のソケット導体と有してなるチップ型ＬＥＤ用ソケット。
2. 請求項１に記載のチップ型ＬＥＤ用ソケットにおいて、
   前記ソケット本体は、さらに、前記長辺部材のそれぞれの中央部から垂下された係止脚部が設けられ、該係止脚部を配線基板に形成された開口に係合させて固定され、
   前記一対のソケット導体は、前記矩形枠体の開口外側に位置される当該ソケット導体の先端を開口外側に折り曲げて形成された折り曲げ部を有し、該折り曲げ部の下面に凸部が形成され、前記ソケット本体が前記配線基板に係合固定された位置で、前記凸部が前記配線基板に形成された電源回路の配線パターンに当接するように形成されてなることを特徴とするチップ型ＬＥＤ用ソケット。
3. 請求項１に記載のチップ型ＬＥＤ用ソケットにおいて、
   前記一対のソケット導体は、前記短辺部材の外側面に沿ってそれぞれ垂下させて雄端子として形成され、該一対の雄端子に対応させて電源に接続された一対の雌端子を有するコネクタに接続可能に形成されてなることを特徴とするチップ型ＬＥＤ用ソケット。
4. 請求項１又は２に記載のチップ型ＬＥＤ用ソケットにおいて、
   前記チップ型ＬＥＤは、三原色を発光可能に形成され、前記三原色に対応する複数の電極がそれぞれ設けられ、
   前記電源端子と前記ソケット導体が前記三原色に対応させて複数設けられていることを特徴とするチップ型ＬＥＤ用ソケット。
   

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