JP2014229590A - Led lighting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LED照明装置に関する。 The present invention relates to an LED lighting device.
特許文献1には、複数のLEDチップを光源として用いたLED照明装置が開示されている。このLED照明装置は、いわゆるスポットライトとして用いられることが意図されている。複数のLEDチップは、マトリクス状に配置されている。これらのLEDチップに対向する位置にこれらのLEDチップと略平行な姿勢で、アレイレンズが離間配置されている。また、アレイレンズの出射側には、集光レンズおよび照射角制御レンズがそれぞれ離間して配置されている。複数のLEDチップから発せられた光は、アレイレンズ、集光レンズおよび照射角制御レンズによって集光され、あるいは指向性が高められる。これにより、所望の限定された領域に選択的に光を照射することが可能とされている。
しかしながら、複数のLEDチップから発せられる光は、アレイレンズに向かう方向だけでなく、アレイレンズに向かう方向に対して傾斜した方向、あるいは直角な方向にも進行する。このため、複数のLEDチップとアレイレンズとの間から、一部の光が漏れてしまうことが避けられない。また、アレイレンズと集光レンズとの間、あるいは集光レンズと照射角制御レンズとの間からも、光が漏れてしまう。このため、複数のLEDチップからの光の指向性を高める一方で、漏光による光量不足が問題であった。 However, light emitted from the plurality of LED chips travels not only in the direction toward the array lens, but also in a direction inclined with respect to the direction toward the array lens or in a direction perpendicular thereto. For this reason, it is inevitable that some light leaks from between the plurality of LED chips and the array lens. Further, light leaks from between the array lens and the condenser lens or between the condenser lens and the irradiation angle control lens. For this reason, while improving the directivity of the light from a several LED chip, the shortage of the light quantity by light leakage was a problem.
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、光量を高めることが可能なLED照明装置を提供することをその課題とする。 The present invention has been conceived under the circumstances described above, and an object thereof is to provide an LED illumination device capable of increasing the amount of light.
本発明によって提供されるLED照明装置は、複数のLEDチップを有するLED発光部と、上記LED発光部を支持する主面を有する基板と、上記LED発光部からの光を屈折させるレンズと、を備えており、上記レンズは、上記主面に平行な内周端および外周端を有する環状面と、上記環状面の上記内周端から凹み、かつ上記LED発光部からの光が入射する入射凹部と、を有しており、上記主面の法線方向視において、上記環状面の上記内周端が上記主面内に含まれており、かつ上記LED発光部が上記環状面の上記内周端の内側に配置されており、上記主面から上記環状面までの距離は、上記LED発光部のうち上記主面からもっとも離間した部位と上記主面との距離よりも小であることを特徴としている。 An LED lighting device provided by the present invention includes an LED light emitting unit having a plurality of LED chips, a substrate having a main surface that supports the LED light emitting unit, and a lens that refracts light from the LED light emitting unit. The lens includes an annular surface having an inner peripheral end and an outer peripheral end parallel to the main surface, and an incident concave portion that is recessed from the inner peripheral end of the annular surface and into which light from the LED light emitting unit is incident. And the inner peripheral end of the annular surface is included in the main surface in the normal direction view of the main surface, and the LED light emitting portion is the inner periphery of the annular surface. The distance from the main surface to the annular surface is arranged inside the end, and is smaller than the distance between the main surface and a portion of the LED light emitting unit that is farthest from the main surface. It is said.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記環状面は、上記主面と平行である。 In a preferred embodiment of the present invention, the annular surface is parallel to the main surface.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記LED発光部は、上記主面と平行な出射面を有しており、上記主面から上記環状面までの距離は、上記主面から上記出射面までの距離よりも小である。 In preferable embodiment of this invention, the said LED light emission part has an output surface parallel to the said main surface, The distance from the said main surface to the said annular surface is from the said main surface to the said output surface. Is less than the distance.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記環状面と上記主面との間には、隙間が設けられている。 In a preferred embodiment of the present invention, a gap is provided between the annular surface and the main surface.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記レンズは、上記LED発光部からの光を集光する、あるいは指向性を高める。 In preferable embodiment of this invention, the said lens condenses the light from the said LED light emission part, or improves directivity.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記レンズは、上記主面の法線方向において上記主面から遠ざかるほどこの法線方向と直角な方向において上記LED発光部から離間するように傾斜した反射傾斜面を有する。 In a preferred embodiment of the present invention, the lens has a reflection inclination that is inclined so as to be separated from the LED light emitting unit in a direction perpendicular to the normal direction as the distance from the main surface increases in the normal direction of the main surface. Has a surface.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記反射傾斜面は、上記主面の法線方向において上記入射凹部と重なる。 In a preferred embodiment of the present invention, the reflective inclined surface overlaps the incident recess in the normal direction of the main surface.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記基板は、セラミックスからなる基材を有する。 In a preferred embodiment of the present invention, the substrate has a base material made of ceramics.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のLEDチップは、上記基板に実装されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the plurality of LED chips are mounted on the substrate.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記LED発光部は、上記複数のLEDチップを囲む堰部と、上記堰部に囲まれた領域に充填され、上記複数のLEDチップを覆う封止樹脂と、を備える。 In a preferred embodiment of the present invention, the LED light emitting section includes a dam section surrounding the plurality of LED chips, a sealing resin filling the region surrounded by the dam section and covering the plurality of LED chips. .
本発明の好ましい実施の形態においては、上記封止樹脂は、透明な樹脂と、上記LEDチップからの光によって励起されることにより、上記LEDチップからの光とは異なる波長の光を発する蛍光材料と、を含む。 In a preferred embodiment of the present invention, the sealing resin is a transparent resin and a fluorescent material that emits light having a wavelength different from that of the light from the LED chip by being excited by light from the LED chip. And including.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記基板を支持するケースを備える。 In a preferred embodiment of the present invention, a case for supporting the substrate is provided.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースは、アルミあるいはアルミ合金からなる。 In a preferred embodiment of the present invention, the case is made of aluminum or an aluminum alloy.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースは、上記基板が固定された中板部を有する。 In a preferred embodiment of the present invention, the case has an intermediate plate portion to which the substrate is fixed.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記中板部には、上記基板を固定するための基板凹部が形成されている。 In a preferred embodiment of the present invention, a substrate recess for fixing the substrate is formed in the middle plate portion.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記レンズは、上記主面とは反対側を向く位置決め面を有しており、上記ケースは、上記レンズの上記位置決め面と当接する当接面を有する。 In a preferred embodiment of the present invention, the lens has a positioning surface facing away from the main surface, and the case has a contact surface that contacts the positioning surface of the lens.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記レンズには、上記主面の法線方向に対して直角な方向において、互いに反対側に突出する1対の係止片が形成されており、上記1対の係止片を上記ケースの上記中板部に対して固定するレンズ固定片を有する1対の固定具を備える。 In a preferred embodiment of the present invention, the lens is formed with a pair of locking pieces that protrude in opposite directions in a direction perpendicular to the normal direction of the main surface. A pair of fixtures having a lens fixing piece for fixing the pair of locking pieces to the middle plate portion of the case are provided.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記1対の係止片は、上記環状面の上記外周端から突出している。 In a preferred embodiment of the present invention, the pair of locking pieces protrude from the outer peripheral end of the annular surface.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記1対の係止片は、上記主面の法線方向視において上記基板の外側に位置する。 In a preferred embodiment of the present invention, the pair of locking pieces are located outside the substrate in the normal direction of the main surface.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記1対の固定具の一方は、上記基板を上記ケースの上記中板部に対して固定する基板固定片を有する。 In a preferred embodiment of the present invention, one of the pair of fixtures has a substrate fixing piece for fixing the substrate to the middle plate portion of the case.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記1対の固定具の上記レンズ固定片は、上記主面の法線方向に対して直角である第1方向において上記LED発光部を挟んで離間配置されており、かつ上記第1方向に対して直角である第2方向において互いに反対側に延びている。 In a preferred embodiment of the present invention, the lens fixing pieces of the pair of fixing tools are spaced apart from each other with the LED light emitting portion interposed in a first direction perpendicular to the normal direction of the main surface. And extend in opposite directions in a second direction perpendicular to the first direction.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記LED発光部に繋がる発光側ケーブルを備えており、上記基板は、上記基材上に形成され、上記複数のLEDチップと導通し、上記発光側ケーブルの2つの先端部が各別に接合された2つのパッド部を有する配線パターンを有しており、上記2つのパッド部は、上記レンズの上記外周端の外側に配置されている。 In preferable embodiment of this invention, the light emission side cable connected to the said LED light emission part is provided, The said board | substrate is formed on the said base material, and is electrically connected with these LED chips, The said light emission side cable of The wiring pattern has two pad portions in which two tip portions are separately bonded, and the two pad portions are arranged outside the outer peripheral end of the lens.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記2つのパッド部は、上記1対の固定具のうち上記基板固定片を有するものとは反対側に設けられている。 In a preferred embodiment of the present invention, the two pad portions are provided on the opposite side of the pair of fixtures having the substrate fixing piece.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記中板部には、上記発光側ケーブルを挿通させるケーブル孔が形成されている。 In a preferred embodiment of the present invention, a cable hole through which the light emitting side cable is inserted is formed in the middle plate portion.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースの外部に配置された電源部と、この電源部から延びる電源側ケーブルとを備えており、上記電源側ケーブルには、電源側コネクタが取り付けられており、上記発光側ケーブルには、上記電源側コネクタに接続される発光側コネクタが取り付けられている。 In a preferred embodiment of the present invention, a power supply unit disposed outside the case and a power supply cable extending from the power supply unit are provided, and a power supply connector is attached to the power supply cable. The light emitting side cable is attached with a light emitting side connector connected to the power source side connector.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケーブル孔は、上記発光側コネクタが通過可能な大きさである。 In a preferred embodiment of the present invention, the cable hole has a size through which the light emitting side connector can pass.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記1対の固定具のうち上記基板固定片を有さないものは、上記主面の法線方向視において上記ケーブル孔を内包している。 In a preferred embodiment of the present invention, the pair of fixtures that do not have the board fixing piece includes the cable hole as viewed in the normal direction of the main surface.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースは、上記中板部から上記基板とは反対側に延びる複数のフィンを有する。 In a preferred embodiment of the present invention, the case has a plurality of fins extending from the middle plate portion to the side opposite to the substrate.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースは、上記主面の法線方向と直角な方向から上記複数のフィンを覆う傘部を有する。 In a preferred embodiment of the present invention, the case includes an umbrella portion that covers the plurality of fins from a direction perpendicular to the normal direction of the main surface.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のフィンと上記傘部とは、離間している。 In a preferred embodiment of the present invention, the plurality of fins and the umbrella portion are separated from each other.
本発明によれば、上記LED発光部から発せられた光のほとんどを、上記入射凹部に入射させることができる。したがって、上記LED発光部からの光が漏れてしまうことを抑制可能であり、上記LED照明装置の光量を高めることができる。。 According to the present invention, most of the light emitted from the LED light emitting unit can be incident on the incident recess. Therefore, it can suppress that the light from the said LED light emission part leaks, and can increase the light quantity of the said LED illuminating device. .
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1〜図5は、本発明の第1実施形態に基づくLED照明装置を示している。本実施形態のLED照明装置A1は、ケース1、基板2、LED発光部3、レンズ4、固定具5A,5Bおよび電源部6を備えている。本実施形態のLED照明装置A1は、いわゆるスポットライトとして、たとえば衣服や食料品などを照らす用途に好適に用いられる。
1 to 5 show an LED lighting device according to a first embodiment of the present invention. The LED illumination device A1 of the present embodiment includes a
図1は、LED照明装置A1の斜視図であり、図2は、側面図である。図3は、ケース1、基板2およびLED発光部3を実線で表し、レンズ4の一部を想像線で表す要部平面図である。図4は、図3のIV−IV線に沿うyz平面における要部断面図であり、図5は、要部拡大断面図である。
FIG. 1 is a perspective view of the LED lighting device A1, and FIG. 2 is a side view. FIG. 3 is a plan view of a principal part in which the
ケース1は、基板2、LED発光部3およびレンズ4を収容しており、たとえばアルミあるいはアルミ合金などの金属からなる。ケース1は、中板部11、筒状部12、複数のフィン13および傘部14を有している。なお、図6は、単体のケース1を示す平面図であり、図7は、背面図である。
中板部11は、xy平面に平行に広がる板状部分であり、本実施形態においては、円形状である。中板部11は、基板凹部11a、ケーブル孔11b、2つのケーブル溝11c、複数の突起11dおよびボルト穴11eを有する。
The
基板凹部11aは、基板2を固定するためのものであり、z方向に凹む比較的浅い凹みである。本実施形態においては、基板凹部11aは、z方向視においてx方向およびy方向に沿った四辺を有する略矩形状とされている。
The
ケーブル孔11bは、中板部11を貫通している。ケーブル孔11bは、基板凹部11aに対してy方向に若干離間した位置に設けられており、本実施形態においては、z方向視において矩形状である。ケーブル孔11bは、後述する発光側ケーブル72を挿通させるためのものであり、本実施形態においては、後述する発光側コネクタ72aを通過さることが可能な大きさとされている。
The
2つのケーブル溝11cは、ケーブル孔11bを挟んでx方向に離間配置されている。各ケーブル溝11cは、基板凹部11aの隅部からケーブル孔11bの側方へと延びている。
The two
複数の突起11dは、固定具5を取り付けるためのものである。本実施形態においては、基板凹部11aを挟んでy方向両側方に2つずつの突起11dが配置されている。複数のボルト穴11eは、固定具5A,5Bを取り付けるためのものである。本実施形態においては、基板凹部11aを挟んでy方向両側方に1つずつのボルト穴11eが配置されている。
The plurality of
筒状部12は、中板部11に繋がっており、z方向を軸方向とする略円柱状である。筒状部12は、レンズ4を収容する。筒状部12のz方向上端付近には、当接面12aが形成されている。当接面12aは、z方向において筒状部12が開口する側を向いており、本実施形態においては、円環状である。
The
複数のフィン13は、LED発光部3からの熱を外部に放散するためのものである。複数のフィン13は、各々が板状であり、中板部11に筒状部12とは反対側に繋がっている。複数のフィン13は、各々がyz平面に平行であり、x方向に略等ピッチで配置されている。
The plurality of
傘部14は、中板部11に複数のフィン13と同じ側に繋がっており、z方向に延びる湾曲した板状部材である。図7によく表れているように、傘部14は、z方向視において中心角が180度程度の円弧形状である。傘部14は、の複数のフィン13に対してy方向に離間配置されている。傘部14のx方向寸法は、複数のフィン13がx方向において占める長さよりも大である。また、図2によく表れているように、傘部14のz方向寸法は、複数のフィン13のz方向寸法よりも大である。
The
基板2は、LED発光部3を支持するものである。図8は、基板2を含む平面図であり、図9は、図8のIX−IX線に沿うzx平面における断面図である。なお、図9においては、配線パターン22を省略している。本実施形態においては、基板2は、基材21および配線パターン22を有する。
The
基材21は、たとえばアルミナなどのセラミックスからなり、本実施形態においては、x方向およびy方向に沿う四辺を有する矩形状である。基板2は、主面2aを有している。主面2aは、基材21のうちLED発光部3が配置された面である。本実施形態においては、主面2aの法線方向をz方向として定義している。
The
配線パターン22は、基材21上に形成されており、Cu,Ni,Ag,Auなどの金属からなる。配線パターン22は、後述するLED発光部3の複数のLEDチップ31に導通している。配線パターン22は、2つのパッド部22aを有している。図8によく表れているように、2つのパッド部22aは、基材21のうちy方向一方側に位置する2つの隅部に近接した位置に設けられている。
The
LED発光部3は、LED照明装置A1の発光部分であり、基板2の略中央に配置されている。本実施形態においては、LED発光部3は、複数のLEDチップ31、堰部32および封止樹脂33を有する。
The LED
複数のLEDチップ31は、たとえばGaN系半導体層を有しており、本実施形態においては、青色光を発する。複数のLEDチップ31は、基板2の配線パターン22に直接実装されており、マトリクス状あるいは千鳥状に配置されている。
The plurality of
堰部32は、複数のLEDチップ31を囲んでおり、本実施形態においては、z方向視円形状である。堰部32は、たとえばシリコーン樹脂からなり、特に白色のシリコーン樹脂からなるものが好ましい。図9に示すように堰部32は、基板2の主面2aからz方向に若干隆起した形状とされている。堰部32のz方向高さは、たとえば0.4〜1.0mm程度である。
The
封止樹脂33は、堰部32によって囲まれた領域に充填されており、複数のLEDチップ31を覆っている。封止樹脂33は、たとえば透明なシリコーン樹脂あるいはエポキシ樹脂に蛍光材料が混入された材質からなる。この蛍光材料は、たとえばLEDチップ31からの青色光によって励起されることにより、黄色光を発する。あるいは、上記蛍光材料として、LEDチップ31からの青色光によって励起されることにより、緑色光を発するものと、赤色光を発するものとを混ぜて用いてもよい。
The sealing
封止樹脂33に混入する上記蛍光材料を適宜設定することにより、LED発光部3からは、色温度が異なる白色光を発することが可能である。本実施形態においては、複数種類の封止樹脂33によって、色温度がたとえば3000K、3500K、4000K、5000Kの白色光を発する構成を実現しうる。
By appropriately setting the fluorescent material mixed in the sealing
封止樹脂33は、出射面33aを有している。出射面33aは、z方向を向く面であり、基板2の主面2aと略平行である。上述した白色光は、出射面33aから出射される。主面2aから出射面33aまでのz方向距離は、堰部32のz方向高さと略同じか若干小である。
The sealing
レンズ4は、LED発光部3からの光を入射させ、集光し、あるいは指向性を高めて出射するものである。レンズ4は、透明な樹脂からなり、その材質としては、PMMA樹脂(ポリメタクリル酸メチル樹脂)、PC樹脂(ポリカーボネート樹脂)、PS樹脂(ポリスチレン樹脂)などが挙げられる。本実施形態のレンズ4は、環状面41、入射凹部42、出射面43、出射凹部44、反射傾斜面45、鍔部46および2つの係止片47を有する。図12〜図15は、レンズ4を示す斜視図、正面図、平面図および底面図である。
The
環状面41は、z方向において基板2の主面2aと反対側を向いており、内周端41aおよび外周端41bを有している。本実施形態においては、環状面41は、円環状であるが、これに限定されず、楕円環状、矩形環状など、内周端41aおよび外周端41bを有しうる環状であればよい。なお、図3においては、環状面41、内周端41aおよび外周端41bを想像線で示している。
The
図3に示すように、環状面41は、z方向視において、基板2とその一部が重なる配置とされている。内周端41aは、環状面41の内方の端縁である。内周端41aは、z方向視において、基板2の主面2a内に含まれている。また、z方向視において、LED発光部3は、内周端41aの内側配置されている。本実施形態においては、LED発光部3の外形と内周端41aとは同心円状である。
As shown in FIG. 3, the
外周端41bは、環状面41の外方の端縁である。外周端41bは、z方向視においてy方向両端寄り部分が基板2の主面2aからはみ出している。このため、環状面41のy方向両端寄り部分が基板2の主面2aからはみ出している。
The outer
図4および図5に示すように、環状面41は、その一部が基板2の主面2aと対向している。本実施形態においては、環状面41と主面2aとの距離H0が、たとえば0.1mm程度に設定されている。堰部32の主面2aからの高さである距離H2が、0.4〜1.0mm程度であるため、この距離H0は、距離H2よりも小である。距離H2は、LED発光部3のうちz方向において主面2aからもっとも離間した部位の高さである。また、距離H0は、出射面33aの主面2aからの距離H1よりも小である。
As shown in FIGS. 4 and 5, a part of the
入射凹部42は、環状面41の内周端41aからz方向に凹んでおり、図4および図5に示すようにLED発光部3を収容する、あるいはLED発光部3を覆う配置とされている。入射凹部42は、たとえば円錐台形状であり、z方向視において環状面41およびLED発光部3と同心円状である。LED発光部3から発せられた光は、入射凹部42に入射する。
The
出射面43は、環状面41とは反対側を向く面であり、入射凹部42から入射した光が出射する面である。出射面43の外形は、円形状とされている。出射凹部44は、出射面43の中央からz方向に凹んでおり、たとえば円錐台形状である。z方向視において出射凹部44は、入射凹部42と重なっており、互いに同心円状である。入射凹部42と出射凹部44とが設けられることにより、レンズ4は、x方向およびy方向における中心付近部分が薄肉となっている。
The
反射傾斜面45は、環状面41の外周端41b付近と出射面43の外周端付近を繋ぐように形成されており、z方向において主面2aから遠ざかるほどx方向またはy方向においてLED発光部3の中心からの距離が大となるように傾斜している。反射傾斜面45と入射凹部42とは、z方向において互いに重なっている。
The reflective
入射凹部42に入射した光のうち、略z方向に沿って進行する光は、出射凹部44から出射する。一方、入射凹部42に入射した光のうち、z方向に対して一定以上傾いた方向に進行する光は、反射傾斜面45によって反射された後に、出射面43から出射する。
Of the light incident on the
鍔部46は、出射面43の外周端縁付近に形成されており、xy平面に沿って突出する円環状の部位である。鍔部46には、位置決め面46aが形成されている。位置決め面46aは、主面2aとは反対側を向き、環状面41と同じ側を向いており、本実施形態においては、円環状の面である。
The
2つの係止片47は、環状面41の外周端41bからxy平面に沿って外方に突出している。2つの係止片47は、互いに反対側に突出しており、図3に示すようにケース1にレンズ4が取り付けられた状態においては、y方向に突出している。また、この状態においては、2つの係止片47は、z方向視において基板2の主面2aの外側に位置している。
The two locking
2つの固定具5A,5Bは、レンズ4をケース1に対して固定するためのものである。また、固定具5Aは、基板2をケース1に対して固定する機能を果たす。2つの固定具5A,5Bは、良好な強度と適度な弾性変形を許容する材料からなり、たとえば金属あるいは樹脂などからなる。
The two
固定具5Aは、本体部51,レンズ固定片52および2つの基板固定片53を有している。本体部51は、固定具5Aの大部分を占める部位であり、図3に示すように、ケース1の中板部11において基板凹部11aに対してy方向一方側(図中下方側)に取り付けられている。固定具5Aの中板部11への取り付けは、固定具5Aに設けられた孔を通してボルト55を上述したボルト穴11eに締結することによりなされる。また、固定具5Aに設けられた他の2つの孔には、中板部11の2つの突起11dが嵌めこまれる。
The fixture 5 </ b> A includes a
レンズ固定片52は、本体部51のy方向一端部から段差部を介してx方向左方に延びており、本体部51よりもz方向において若干高い位置にある。2つの基板固定片53は、本体部51のx方向両端部からy方向に向かって延びており、その先端が基板凹部11aのy方向中央付近に到達している。
The
固定具5Bは、本体部51およびレンズ固定片52を有している。本体部51は、固定具5Bの大部分を占める部位であり、図3に示すように、ケース1の中板部11において基板凹部11aに対してy方向他方側(図中上方側)に取り付けられている。固定具5Bの中板部11への取り付けは、固定具5Bに設けられた孔を通してボルト55を上述したボルト穴11eに締結することによりなされる。また、固定具5Bに設けられた他の2つの孔には、中板部11の2つの突起11dが嵌めこまれる。
The fixture 5 </ b> B includes a
レンズ固定片52は、本体部51のy方向一端部から段差部を介してx方向右方に延びており、本体部51よりもz方向において若干高い位置にある。
The
基板2は、固定具5Aの2つの基板固定片53によって中板部11の基板凹部11aの底面に押し付けられることによってケース1に対して固定されている。図9には、理解の便宜上、基板2およびLED発光部3とともに、2つの基板固定片53を示している。各基板固定片53には、突起53aが形成されている。突起53aは、たとえば基板固定片53の先端付近の一部を押し出し変形させることによって形成されている。この突起53aが基板2の主面2aに当接すると、突起53aの高さ分だけ基板固定片53が撓む。この撓みによって生じる弾性力が、基板2をケース1に対して固定する保持力となる。
The
レンズ4は、2つの係止片47が固定具5A,5Bのレンズ固定片52に各別に係合することと、位置決め面46aがケース1の当接面12aに当接することとによってケース1に固定される。たとえば、ケース1に固定具5A,5Bおよび基板2を固定した状態で、ケース1の筒状部12の開口部からレンズ4をz方向に挿入する。この際、図10に示すようにレンズ4の2つの係止片47と固定具5A,5Bのレンズ固定片52とのz方向視位置をずれた状態としておく。そして、係止片47のz方向における位置がレンズ固定片52よりも中板部11寄りとした後に、レンズ4全体を図10の矢印方向に回転させる。
The
図11は、この回転における係止片47と固定具5Aのレンズ固定片52とを示す要部拡大断面図である。レンズ固定片52には、突起52aが形成されている。突起52aは、z方向下方に突出しており、たとえばレンズ固定片52の先端寄り部分をz方向下方に押し出し変形することによって形成されている。一方、係止片47には、面取り部47aが形成されている。面取り部47aは、係止片47のうちz方向上方に位置する辺が、斜めに加工された部位である。面取り部47aは、上述した回転において回転方向前方に位置する。このため、係止片47がレンズ固定片52と中板部11との間に進入しようとすると、面取り部47aが突起52aを持ち上げる格好となる。さらに、レンズ4を回転させると、係止片47全体が突起52aを通過する。これにより、レンズ固定片52が図示された姿勢となり、係止片47がレンズ固定片52によってz方向下方に押される状態となる。固定具5Bのレンズ固定片52によるレンズ4のもう一方の係止片47の固定もこれと同様に、かつ同時になされる。
FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing the locking
レンズ4の2つの係止片47が固定具5A,5Bのレンズ固定片52によってz方向下方に押さえられるものの、図4に示すようにレンズ4の位置決め面46aとケース1の当接面12aとが当接する。この当接によってレンズ4のz方向位置が決定されている。本実施形態においては、位置決め面46aと当接面12aとが当接した状態で、レンズ4の環状面41と基板2の主面2aとの距離H0が0.1mm程度となるように設定されている。
Although the two locking
電源部6は、たとえば入力された商用交流100V電力をLED発光部3を発光させるのに適した直流電力に変換する機能を果たす。また、本実施形態においては、電源部6は、天井などに取り付けられる部位として用いられている。電源部6は、電源カバー61、電源基板62、および複数の電子部品63を有する。
The
電源カバー61は、電源基板62および複数の電子部品63を収容しており、本実施形態においては、金属板からなる、直方体形状の部材である。電源基板62は、たとえば長矩形状のガラスエポキシ樹脂からなる配線基板である。複数の電子部品63は、電源基板62に実装されており、たとえばトランス、コイル、コンデンサ、抵抗器、ICなどである。
The
本実施形態においては、電源部6とケース1とは、ステー81によって連結されている。ステー81は電源部6の一端付近とケース1の両側方とに取り付けられている。ステー81は、電源部6に対して所定角度だけ回転可能であり、ケース1は、ステー81に対して所定角度だけ回転可能である。
In the present embodiment, the
電源部6には、電源側ケーブル71が接続されている。また、基板2には、LED発光部3に導通する発光側ケーブル72が接続されている。電源側ケーブル71には、電源側コネクタ71aが取り付けられており、発光側ケーブル72には、発光側コネクタ72aが取り付けられている。電源側コネクタ71aと発光側コネクタ72aとは互いに嵌合し、これによって電源側ケーブル71と発光側ケーブル72とが導通する。
A power
図3に示すように、本実施形態においては、発光側ケーブル72は、いわゆる2芯線であり、LED発光部3側の先端が2本の先端部に分かれている。これらの先端部は、基板2の配線パターン22の2つのパッド部22aに各別に接合されている。この接合は、たとえばハンダによってなされる。また、発光側ケーブル72の2つの先端部は、中板部11の2つのケーブル溝11c内に配置される。そして、発光側ケーブル72は、中板部11のケーブル孔11bを貫通して、複数のフィン13がある側に延びている。本実施形態においては、ケーブル孔11bは、z方向視において固定具5Aの本体部51によって覆われている。
As shown in FIG. 3, in this embodiment, the light
次に、LED照明装置A1の作用について説明する。 Next, the operation of the LED lighting device A1 will be described.
本実施形態によれば、図5に示すように、LED発光部3のうちz方向においてもっとも高い部位と主面2aとの距離H2よりも、レンズ4の環状面41と主面2aとの距離H0の方が小さい。このため、LED発光部3から発せられた光のほとんどを、入射凹部42に入射させることができる。したがって、LED発光部3からの光が漏れてしまうことを抑制可能であり、LED照明装置A1の光量を高めることができる。
According to the present embodiment, as shown in FIG. 5, the distance between the
環状面41が、主面2aと平行であることにより、環状面41の全体が主面2aと距離H0をおいて位置することとなる。これにより、環状面41の一部と主面2aとの距離が不当に大きくなることを回避可能であり、漏光防止に好ましい。
Since the
また、LED発光部3の出射面33aから主面2aまでの距離H1よりも距離H0が小であることにより、LED発光部3からの漏光をより好ましく防止することができる。
Further, since the distance H0 is smaller than the distance H1 from the
環状面41と主面2aとの間に隙間が設けられていることにより、レンズ4が基板2に当接することによって基板2が破損することを防止することができる。
By providing a gap between the
反射傾斜面45が、z方向において入射凹部42と重なることにより、LED発光部3からz方向に対して一定以上傾いた角度で進行した光が入射凹部42に入射すると、この光を反射傾斜面45によって反射できる可能性が高くなる。これは、LED照明装置A1の光量増加に好ましい。
When the reflection inclined
基板2が、セラミックスからなる基材21を有することにより、LED発光部3からの熱をより効率よくケース1へと伝えることができる。複数のLEDチップ31が、基板2に実装されていることにおり、伝熱効率をさらに高めることができる。
Since the board |
中板部11に、基板凹部11aが形成されていることにより、基板2をより確実に固定することができる。
Since the
レンズ4の位置決め面46aとケース1の当接面12aとを当接させることにより、たとえば基板2を破損させること無く、ケース1に対してレンズ4のz方向位置を適切に決定することができる。
By bringing the
レンズ4の1対の係止片47を1対の固定具5A,5Bによって固定することにより、レンズ4をケース1に対して押し付けるように固定することができる。1対の係止片47が、環状面41の外周端41bから突出し、z方向視において基板2の外側に位置していることにより、仮に係止片47が固定具5A,5Bからの押圧力によって撓んでも、係止片47が基板2に当接してしまうことを回避することができる。
The
固定具5Aに基板固定片53を設けることにより、レンズ4と基板2とを一括してケース1に固定することができる。また、レンズ4と基板2との相対位置が不当にずれてしまうことを防止することができる。図10に示したように、レンズ4を回転させることによって1対の係止片47を固定具5A,5Bのレンズ固定片52に係合させる構成は、レンズ4の固定を容易かつ確実に行えるという利点がある。また、集光の度合いが異なる狭角、中角、広角などのレンズ4を任意に取り替えることができる。
By providing the
配線パターン22の2つのパッド部22aは、基板固定片53を有する固定具5Aとy方向において反対側に配置されている。また、これらのパッド部22aにハンダ付けされた発光側ケーブル72は、固定具5Aとはy方向において反対側に設けられたケーブル孔11bに挿通されている。このため、一旦完成した状態のLED照明装置A1からレンズ4を取り除くと、固定具5A,5Bを外すこと無く基板2をケース1の中板部11から外すことができる。また、ケーブル孔11bは、発光側コネクタ72aが通過できる大きさである。したがって、基板2を取り外した後に、たとえば色温度が互いに異なる仕様のLED発光部3が搭載された基板2に容易かつ確実に取り替えることができる。
The two
このように、レンズ4および基板2の交換が容易であることは、レンズ4およびLED発光部3の仕様が異なる複数種類の多数のLED照明装置A1を在庫として保有することが必ずしも必要ではないという利点がある。すなわち、レンズ4および基板2の取り付けが完成したLED照明装置A1、あるいはレンズ4および基板2の取り付けのみが未完である中間品を用意しておき、ユーザーなどのニーズに併せてレンズ4および基板2の交換あるいは取り付けを行えばよい。
Thus, the easy exchange of the
複数のフィン13が傘部14によって覆われていることにより、複数のフィン13に埃などが堆積することを防止することができる。複数のフィン13に埃が堆積すると、清掃することが面倒であるが、傘部14に堆積した埃は容易に取り除くことができる。これは、LED照明装置A1をたとえば食料品の照明に用いるのに適している。
Since the plurality of
複数のフィン13と傘部14とが離間していることにより、複数のフィン13の周囲の空気の流動を促進することが可能であり、LED発光部3からの放熱効率を向上させることができる。
Since the plurality of
本発明に係るLED照明装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るLED照明装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The LED lighting device according to the present invention is not limited to the embodiment described above. The specific configuration of each part of the LED lighting device according to the present invention can be varied in design in various ways.
本発明でいうLED発光部は、基板に複数のLEDチップが直接搭載された構成に限定されない。各々がLEDチップを有する複数のLEDモジュールが基板に搭載されることによってLED発光部が構成されていてもよい。 The LED light emitting section referred to in the present invention is not limited to a configuration in which a plurality of LED chips are directly mounted on a substrate. The LED light emitting unit may be configured by mounting a plurality of LED modules each having an LED chip on a substrate.
A1 LED照明装置
1 ケース
11 中板部
11a 基板凹部
11b ケーブル孔
11c ケーブル溝
11d 突起
11e ボルト穴
12 筒状部
12a 当接面
13 フィン
14 傘部
2 基板
2a 主面
21 基材
22 配線パターン
22a パッド部
3 LED発光部
31 LEDチップ
32 堰部
33 封止樹脂
33a 出射面
4 レンズ
41 環状面
41a 内周端
41b 外周端
42 入射凹部
43 出射面
44 出射凹部
45 反射傾斜面
46 鍔部
46a 位置決め面
47 係止片
47a 面取り部
5A 固定具
5B 固定具
51 本体部
52 レンズ固定片
52a 突起
53 基板固定片
53a 突起
55 ボルト
6 電源部
61 電源カバー
62 電源基板
63 電子部品
71 電源側ケーブル
71a 電源側コネクタ
72 発光側ケーブル
72a 発光側コネクタ
81 ステー
A1
Claims (30)
上記LED発光部を支持する主面を有する基板と、
上記LED発光部からの光を屈折させるレンズと、を備えており、
上記レンズは、上記主面に平行な内周端および外周端を有する環状面と、上記環状面の上記内周端から凹み、かつ上記LED発光部からの光が入射する入射凹部と、を有しており、
上記主面の法線方向視において、上記環状面の上記内周端が上記主面内に含まれており、かつ上記LED発光部が上記環状面の上記内周端の内側に配置されており、
上記主面から上記環状面までの距離は、上記LED発光部のうち上記主面からもっとも離間した部位と上記主面との距離よりも小であることを特徴とする、LED照明装置。 An LED light emitting unit having a plurality of LED chips;
A substrate having a main surface for supporting the LED light emitting unit;
A lens that refracts light from the LED light emitting unit,
The lens includes an annular surface having an inner peripheral end and an outer peripheral end parallel to the main surface, and an incident concave portion that is recessed from the inner peripheral end of the annular surface and into which light from the LED light emitting unit is incident. And
When viewed in the normal direction of the main surface, the inner peripheral end of the annular surface is included in the main surface, and the LED light emitting unit is disposed inside the inner peripheral end of the annular surface. ,
The distance from the said main surface to the said annular surface is smaller than the distance of the site | part most spaced apart from the said main surface among the said LED light emission parts, and the said main surface, The LED illuminating device characterized by the above-mentioned.
上記主面から上記環状面までの距離は、上記主面から上記出射面までの距離よりも小である、請求項2に記載のLED照明装置。 The LED light emitting unit has an emission surface parallel to the main surface,
The LED lighting device according to claim 2, wherein a distance from the main surface to the annular surface is smaller than a distance from the main surface to the emission surface.
上記堰部に囲まれた領域に充填され、上記複数のLEDチップを覆う封止樹脂と、を備える、請求項9に記載のLED照明装置。 The LED light emitting unit includes a weir unit surrounding the plurality of LED chips,
The LED lighting device according to claim 9, further comprising: a sealing resin that fills a region surrounded by the dam portion and covers the plurality of LED chips.
上記ケースは、上記レンズの上記位置決め面と当接する当接面を有する、請求項14または15に記載のLED照明装置。 The lens has a positioning surface facing away from the main surface,
The LED lighting device according to claim 14 or 15, wherein the case has a contact surface that contacts the positioning surface of the lens.
上記1対の係止片を上記ケースの上記中板部に対して固定するレンズ固定片を有する1対の固定具を備える、請求項16に記載のLED照明装置。 The lens is formed with a pair of locking pieces protruding in opposite directions in a direction perpendicular to the normal direction of the main surface,
The LED lighting device according to claim 16, further comprising a pair of fixtures having a lens fixing piece for fixing the pair of locking pieces to the middle plate portion of the case.
上記基板は、上記基材上に形成され、上記複数のLEDチップと導通し、上記発光側ケーブルの2つの先端部が各別に接合された2つのパッド部を有する配線パターンを有しており、
上記2つのパッド部は、上記レンズの上記外周端の外側に配置されている、請求項21に記載のLED照明装置。 Equipped with a light emitting side cable connected to the LED light emitting unit,
The substrate has a wiring pattern formed on the base material, electrically connected to the plurality of LED chips, and having two pad portions in which two tip portions of the light emitting side cable are joined to each other,
The LED lighting device according to claim 21, wherein the two pad portions are disposed outside the outer peripheral end of the lens.
上記電源側ケーブルには、電源側コネクタが取り付けられており、
上記発光側ケーブルには、上記電源側コネクタに接続される発光側コネクタが取り付けられている、請求項24に記載のLED照明装置。 A power supply unit arranged outside the case, and a power supply side cable extending from the power supply unit,
A power supply side connector is attached to the power supply side cable.
The LED lighting device according to claim 24, wherein a light emitting side connector connected to the power source side connector is attached to the light emitting side cable.
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