JP2016081689A - Cobホルダ、それを利用した光源モジュール、および、トンネル用照明灯具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 COB2用搭載平面壁40に搭載したチップ基板20外がわ適所に、夫々COBホルダ1、1用被着部43を設けたマウントベース4に、COB2を搭載可能とするよう、各COBホルダ1,1用被着部43に、固着可能な固着部11,12を有し、搭載チップ基板20一方向側縁23に当接・位置規制可能な枠壁13、同搭載チップ基板20一方向側縁23付近の表面壁21を固定可能な抑爪4、枠壁13固定位置を規制可能とする回転規制片15、および、電源接続点25を絶縁状態に覆うカバー翼17を設け、当該マウントベース4に合計2個組み込み、COB2を所定位置に着脱自在に固着可能としてなるCOBホルダ1である。
【選択図】 図1
Description
LED照明技術は、照明環境を維持・向上しつつ、照明コスト・消費電力の節減を可能にするものとして、近年、多方面において急速に普及し、その有効性が確認され、省電力化および維持経費の削減を目的とした道路・トンネル用照明などへの導入が広く進められてきているが、特に、トンネル照明は、基本照明、入口部照明、出口部照明、および、特殊構造部照明(分合流部、非常駐車帯、歩道部等)があり、入口部と出口部照明とは、高い野外輝度から基本照明までの境界部、移行部、緩和部の領域を設定し、基本部の10倍程度の設計路面輝度を必要とし、そのために照明灯具もより大きな定格光束が必須となり、こうした要求性能を満たすため、より高輝度のLEDを搭載し、且つLED搭載数を増加するなどし、照明灯具の照明性能を大幅に高めたものとする必要がなり、それを実現化するには、灯具筐体内LED配置の自由度や、放熱性能をより高める必要から、基本照明用の外、入口部照明用、出口部照明用、および特殊構造部照明用など、用途に応じて寸法の異なる複数種類の筐体を製造しなければならず、夫々個別に金型を準備すると製造コストが嵩み、販売・設置価格やメンテナンスコストの高騰を招く虞があった。
こうした状況を反映し、その打開策となるような提案もこれまでに散見されない訳ではない。
例えば、下記する特許文献1(1)に提案されているものに代表されるように、複数のLEDチップ、該複数のLEDチップを支持する金属基板、該金属基板を複数配置する支持部材からなる光源装置および電源装置を、筐体に取付けたトンネル用照明装置であって、前記支持部材は、断面視凸字形状とした金属板からなり、前記金属基板の裏面に当接するよう接続すると共に、前記支持部材の裏面には、断面視凸字形状とした金属板からなるヒートシンクを熱接触するよう取り付け、該ヒートシンクと前記筐体とを熱接触させて接続したものとし、部品同士の熱接触面積を増加させ、放熱性を高めるようにしたトンネル用LED照明放熱構造のものや、同特許文献1(2)に見られるような、金属素材と樹脂組成物からなり、平均厚みが0.2〜2.0mmであるアルミニウム押出し成型品などの金属素材と、平均厚みが0.5mm〜3mmであり、かつ分散度θが45度以上である樹脂組成物とを、一体化成型して、軽量化、放熱性を有し、安価に製造可能なものとした金属・樹脂組成物複合成型品などが散見される。
上述に見るとおり、従前までに提案されてきている各種トンネル用LED照明放熱構造などは、何れもヒートシンクの形状を見直し、放熱面積を拡大したものが多く、照明性能および筐体サイズに応じて個別・複数の灯具筐体用金型を準備しなければならず、製造コストが嵩むという課題が残るものであり、また、アルミニウム押出し成型品などの金属素材に、分散度θが45度以上の樹脂組成物を一体化成型した金属・樹脂組成物複合成型品などは、殆ど分解不可能なものとなってしまい、保守・整備が不可欠なトンネル用のLED照明灯具にそのまま利用することができないという致命的な欠点があり、さらに加えて、従前までのCOBの各電源接続点は、コネクターなどによってリード線を抑え込んで接続するようにしたものとならざるを得ないが、こうした接続は、長期間の利用に際し、接点が劣化して正常な電気的接続が困難になり、照明性能の低下や、故障の原因となり易く、耐久性の低下を招く虞があり、永年、様々な照明装置の開発、製造、提供、設置、および保守・整備に携わり、既に自らにおいて特許文献1(5)および1(6)のようなトンネル照明用灯具を完成、提供し続けてきている中、それらから得られた様々な知見と共に、関係各方面から発信される情報などに基づき、製造コストの削減は勿論のこと、従来のセラメタ(セラミックメタルハイドランプ)灯具に置き換え可能であって、高出力化、小型・軽量化、放熱性向上、生産効率およびメンテナンス効率の向上などといった多くの課題を悉く解決するものとなり、これまで困難とされてきたトンネル入口用LED照明を実用化可能とする構成につき、更なる改善の可能性を痛感するに至ったものである。
そこで、この発明は、COBの位置決め組み込み作業性、および着脱を伴ったメンテナンス作業性を高めると共に、電源接続点の絶縁を維持する上、配光制御レンズに干渉しない新たなCOB搭載技術の開発はできないものかとの判断から、逸速くその開発、研究に着手し、長期に渡る試行錯誤と幾多の試作、実験とを繰り返してきた結果、今回、遂に新規な構造のCOBホルダ、それを利用した新規な構造の光源モジュール、および、新規な構造のトンネル用照明灯具を実現化することに成功したものであり、以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構成を詳述することとする。
図面に示すこの発明を代表する実施例からも明確に理解されるように、この発明のCOBホルダは、基本的に次のような構成から成り立っている。
即ち、チップ基板表面壁にLED素子および一対の電源接続点を露出するよう実装したCOBを、COBチップ基板を搭載可能とする搭載平面壁、搭載チップ基板側縁の平行な2辺を規制する一対の規制溝壁、および、搭載チップ基板のスライド可能方向両側縁外がわに、夫々被着部を設けたマウントベースに搭載可能とするよう、該マウントベース各被着部に着脱自在な固着部、搭載チップ基板スライド可能方向側縁に当接・位置規制可能な枠壁、搭載チップ基板表面壁を、同マウントベースとの間に挟み込むよう固定可能な抑爪、および、電源接続点を覆うカバー翼を設け、当該マウントベースの各被着部に1個ずつ組み込み、COBを所定位置に着脱可能としてなるものとした構成を要旨とするCOBホルダである。
上記したCOBホルダに関連し、この発明には、それを利用した光源モジュールも包含している。
即ち、チップ基板表面壁にLED素子および一対の電源接続点を露出するよう実装したCOBを、COBチップ基板を搭載可能とする搭載平面壁、搭載チップ基板側縁の平行な2辺を規制する一対の規制溝壁、および、搭載チップ基板のスライド可能方向両側縁外がわに、夫々被着部を設けたマウントベースに搭載した上、固着部、枠壁、抑爪およびカバー翼を設けた一対のCOBホルダを、当該マウントベース各被着部に1個ずつ組み込み、各枠壁が搭載チップ基板一方向両側縁に各々当接・位置規制し、各抑爪が同搭載チップ基板表面壁を、マウントベースとの間に挟み込むよう固定し、各カバー翼が搭載チップ基板の電源接続点を絶縁状態に覆うよう組み込み、当該マウントベース所定位置にCOBを位置決め搭載してなるものとした、この発明の基本をなすCOBホルダを利用した光源モジュールである。
上記したCOBホルダ、およびそれを利用した光源モジュールに関連し、この発明には、それらを利用したトンネル用照明灯具も包含している。
即ち、一定幅寸法、任意長さ寸法とした矩形底壁、および、該矩形底壁幅両端から、夫々一定深さ寸法に幅端側壁を立ち上げ、長さ寸法方向任意位置を垂直に切断した断面外郭形状を何れも一定の概略凵形とした高熱伝導率素材製筐体枠を設け、該筐体枠の長さ寸法方向両端木口を前記幅端側壁と同じ一定深さ寸法とするよう、密閉状閉鎖可能な高熱伝導率素材製長端側板を結合・一体化し、両幅端側壁、両長端側板の矩形枠状に連続する照明用開口に、防水パッキンを介在可能とする密閉用枠部を設け、矩形器型灯具筐体とした上、電源モジュール、調光モジュールおよび光源モジュールなどの光源装置を適所に収容し、該灯具筐体密閉用枠部に防水パッキンを介在し、矩形透明板を着脱自在に装着・密閉化してなるものとした、この発明の光源モジュールを利用したトンネル用照明灯具である。
光源装置は、外部電力の供給を受け、この発明のトンネル用照明灯具の発光を可能とする機能を担っており、少なくとも、電源モジュール、調光モジュール、光源モジュールを有するものとし、後述する実施例にも示すように、電源モジュール、調光モジュール、ノイズフィルタ、雷サージフィルタ、光源モジュールなどからなるものとするのが望ましい。
以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構造について詳述することとする。
以上のとおりの構成からなるこの発明のCOBホルダ1は、図1ないし図3に示すように、耐熱樹脂(ポリオキシメチレン(polyoxymethylene,POM)、ポリブチレンテレフタレート(polybutylene terephthalate, PBT)、フッ素樹脂、またはその他)製、且つ白色のものとしてあるから、COB2のセラミック製矩形チップ基板20に過剰な負担を掛けずに充分な強度を持って緊締・固定することができ、しかも充分な耐久強度を発揮するものとなり、光源モジュール3の耐久寿命を格段に延命化することができる上、白色としたから、配光制御レンズ5からの戻り光を、効率的に反射し、COB2の加熱を防止すると共に、照明効率を格段に高めることができるという利点がある。
また、各LED素子24,24,……に個別の配光制御レンズ5,5,……を配するようにしてあって、搭載LED素子24,24,……の個数や配置を自由に設定することができ、仕様毎に異なる灯具光量設定を格段に容易なものとして実現可能とするという効果が得られる。
叙述の如く、この発明のCOBホルダ、それを利用した光源モジュール、および、トンネル用照明灯具は、その新規な構成によって所期の目的を遍く達成可能とするものであり、しかも製造も容易であり、従前からの光源モジュールへのLED素子搭載技術に比較し、大幅に耐久強度を高めて高密度化、軽量且つ低廉化すると共に、冷却性能にも秀でたものとして、遥かに経済的なものとすることができる上に、灯具筐体のサイズおよび光源モジュールの配置など設計の自由度を格段に高め、低廉にてあらゆるトンネル用照明を実現化可能とし、さらに製造およびメンテナンス作業性を大幅に改善し得るものとなることから、従前まではLED照明の採用が困難とされてきたいたトンネル入口用灯具として利用可能なものとし、より経済的で安全性に秀でた新たな照明技術の実現化を目指す照明機器業界は固よりのこと、耐久性能の点でも遥かに秀でていて、維持管理が極めて容易な照明技術の提供を希望する道路管理業界および照明管理業界においても高く評価され、広範に渡って利用、普及していくものになると予想される。
11 同 ネジ(固着部)
12 同 貫通孔(固着部)
13 同 枠壁
14 同 抑爪
15 同 回転規制片
16 同 姿勢誘導枠
17 同 カバー翼
18 同 舌片状外縁部
19 同 補強用肉厚部
2 COB(chip on board)LED(Light Emitting Diode)
20 同 チップ基板
21 同 表面壁
22 同 裏面壁
23 同 側縁
24 同 LED(Light Emitting Diode)素子
25 同 電源接続点
26 同 リード線
3 光源モジュール
G 放熱グリス
4 マウントベース
40 同 搭載平面壁
41 同 規制溝壁
42 同 案内壁
43 同 雌ネジ孔(被着部)
44 同 リード線引き出し孔
45 同 反射シート
46 同 ネジ孔(レンズ装着部)
47 同 ネジ(レンズ装着部)
5 配光制御レンズ
6 トンネル用照明灯具
60 同 灯具筐体
61 同 固定脚
62 同 放熱板
63 同 深層域
64 同 表層域
65 同 支持脚板
66 同 反射シート
7 筐体枠
70 同 矩形底壁
71 同 幅端側壁
72 同 両端木口
73 同 長端側板
74 同 嵌合縁
75 同 取付け機構
76 同 補強用凸条部
8 照明用開口(密閉用枠部)
80 同 防水パッキン
81 同 矩形透明板
82 同 緊締金具
9 光源装置
90 同 電源モジュール
91 同 調光モジュール
92 同 ノイズフィルタ
93 同 雷サージフィルタ
Claims (12)
- チップ基板表面壁にLED素子および一対の電源接続点を露出するよう実装したCOBを、COBチップ基板を搭載可能とする搭載平面壁、搭載チップ基板側縁の平行な2辺を規制する一対の規制溝壁、および、搭載チップ基板のスライド可能方向両側縁外がわに、夫々被着部を設けたマウントベースに搭載可能とするよう、該マウントベース各被着部に着脱自在な固着部、搭載チップ基板スライド可能方向側縁に当接・位置規制可能な枠壁、搭載チップ基板表面壁を、同マウントベースとの間に挟み込むよう固定可能な抑爪、および、電源接続点を覆うカバー翼を設け、当該マウントベースの各被着部に1個ずつ組み込み、COBを所定位置に着脱可能としてなるものとしたことを特徴とするCOBホルダ。
- 矩形チップ基板表面壁中央にLED素子、同表面壁対角寄りに一対の電源接続点を夫々配するよう実装したCOBを、高熱伝導率素材製であって、COB矩形チップ基板裏面壁との間に、放熱グリスを介在し、搭載可能とする搭載平面壁、搭載チップ基板側縁の平行な2辺を、回転不能、一方向にスライド可能な直線溝壁状に対峙し、位置規制する一対の規制溝壁、搭載チップ基板のスライド可能な一方向両側縁外がわとなる適所に、夫々COBホルダ用被着部を設けたマウントベースに搭載可能とするよう、該マウントベース各COBホルダ用被着部に、夫々独立部品として着脱自在に固着可能な固着部を有し、同マウントベースに固着状態にて、前記搭載チップ基板一方向側縁に当接・位置規制可能な枠壁、同搭載チップ基板一方向側縁付近の表面壁を、同マウントベースとの間に挟み込むよう固定可能な抑爪、同搭載チップ基板表面壁対角寄りの当該マウントベース規制溝壁に対峙する側縁に当接し、枠壁固定位置を規制可能とする回転規制片、および、抑爪付近から搭載チップ基板の一対中近接するがわの電源接続点を絶縁状態に覆うカバー翼を設け、当該マウントベースの各COBホルダ用被着部に合計2個組み込み、COBを所定位置に着脱自在に固着可能としてなるものとしたことを特徴とするCOBホルダ。
- 矩形チップ基板表面壁中央にLED素子、同表面壁対角寄りに一対の電源接続点を夫々配するよう実装したCOBを、高熱伝導率素材製であって、COB矩形チップ基板裏面壁との間に、放熱グリスを介在し、搭載可能とする搭載平面壁、搭載チップ基板側縁な2辺を、回転不能、一方向にスライド可能な直線溝壁状に対峙し、位置規制する一対の規制溝壁、該一対の規制溝壁の互いに異なる各外端に、所定角度をなす案内壁、および、搭載チップ基板のスライド可能な一方向両側縁外がわとなる適所に、夫々COBホルダ用被着部を設けたマウントベースに搭載可能とするよう、該マウントベース各COBホルダ用被着部に、夫々独立部品として着脱自在に固着可能な固着部を有し、同マウントベースに固着状態にて、前記搭載チップ基板一方向側縁に当接・位置規制可能な枠壁、同搭載チップ基板一方向側縁付近の表面壁を、同マウントベースとの間に挟み込むよう固定可能な抑爪、同搭載チップ基板表面壁対角寄りの当該マウントベース規制溝壁に対峙する側縁に当接し、枠壁固定位置を規制可能とする回転規制片、当該マウントベース案内壁に当接し、枠壁および回転規制片の姿勢を、規制溝壁に対して位置規制可能とする姿勢誘導枠、および、抑爪付近から搭載チップ基板の一対中近接するがわの電源接続点を絶縁状態に覆うカバー翼を設け、当該マウントベースの各COBホルダ用被着部に合計2個組み込み、COBを所定位置に着脱自在に固着可能としてなるものとしたことを特徴とするCOBホルダ。
- 最大肉厚寸法が、対象COBチップ基板の肉厚に、カバー翼の高さを加えた寸法に抑えてなる、請求項1ないし3何れか一記載のCOBホルダ。
- 固着部が、マウントベースCOBホルダ用被着部とした1個の雌ネジ孔に、着脱自在に螺着可能であって、COBホルダ対応箇所に穿設した貫通孔に装着した1本のネジからなるものとした、請求項1ないし4何れか一記載のCOBホルダ。
- チップ基板表面壁にLED素子および一対の電源接続点を露出するよう実装したCOBを、COBチップ基板を搭載可能とする搭載平面壁、搭載チップ基板側縁の平行な2辺を規制する一対の規制溝壁、および、搭載チップ基板のスライド可能方向両側縁外がわに、夫々被着部を設けたマウントベースに搭載した上、固着部、枠壁、抑爪およびカバー翼を設けた一対のCOBホルダを、当該マウントベース各被着部に1個ずつ組み込み、各枠壁が搭載チップ基板一方向両側縁に各々当接・位置規制し、各抑爪が同搭載チップ基板表面壁を、マウントベースとの間に挟み込むよう固定し、各カバー翼が搭載チップ基板の電源接続点を絶縁状態に覆うよう組み込み、当該マウントベース所定位置にCOBを位置決め搭載してなるものとした、請求項1ないし5何れか一記載のCOBホルダを利用した光源モジュール。
- 矩形チップ基板表面壁中央にLED素子、同表面壁対角寄りに一対の電源接続点を夫々配するよう実装したCOBを、高熱伝導率素材製であって、COB矩形チップ基板裏面壁との間に、放熱グリスを介在し、搭載する搭載平面壁、搭載チップ基板側縁の平行な2辺を、回転不能、一方向にスライド可能な直線溝壁状に対峙し、位置規制する一対の規制溝壁、搭載チップ基板のスライド可能な一方向両側縁外がわとなる適所に、夫々COBホルダ用被着部を設けたマウントベースに搭載した上、固着部、枠壁、抑爪、回転規制片およびカバー翼を設けた一対のCOBホルダを、夫々の回転規制片が同搭載チップ基板表面壁対角寄りの当該マウントベース各規制溝壁に対峙する各側縁に当接し、各々の枠壁固定位置を規制し、双方の枠壁が搭載チップ基板一方向両側縁に各々当接・位置規制し、双方の抑爪が同搭載チップ基板一方向両側縁付近の表面壁を、夫々同マウントベースとの間に挟み込むよう固定し、双方のカバー翼が搭載チップ基板の一対中近接するがわの電源接続点を夫々絶縁状態に覆うよう組み込み、夫々の固着部を当該マウントベース各COBホルダ用被着部に着脱自在に固着し、前記COBホルダ合計2個にて当該マウントベース所定位置にCOBを位置決め搭載してなるものとした、請求項1ないし5何れか一記載のCOBホルダを利用した光源モジュール。
- 矩形チップ基板表面壁中央にLED素子、同表面壁対角寄りに一対の電源接続点を夫々配するよう実装したCOBを、高熱伝導率素材製であって、COB矩形チップ基板裏面壁との間に、放熱グリスを介在し、搭載可能とする搭載平面壁、搭載チップ基板側縁の平行な2辺を、回転不能、一方向にスライド可能な直線溝壁状に対峙し、位置規制する一対の規制溝壁、該一対の規制溝壁の互いに異なる各外端に、所定角度をなす案内壁、および、搭載チップ基板のスライド可能な一方向両側縁外がわとなる適所に、夫々COBホルダ用被着部を設けたマウントベースに搭載した上、固着部、枠壁、抑爪、回転規制片、姿勢誘導枠およびカバー翼を設けた一対のCOBホルダを、夫々の回転規制片が同搭載チップ基板表面壁対角寄りの当該マウントベース各規制溝壁に対峙する各側縁に当接し、各々の枠壁固定位置を規制し、双方の枠壁が搭載チップ基板一方向両側縁に各々当接・位置規制し、双方の抑爪が同搭載チップ基板一方向両側縁付近の表面壁を、夫々同マウントベースとの間に挟み込むよう固定し、双方の姿勢誘導枠がマウントベース案内壁に当接し、枠壁および回転規制片の姿勢を、規制溝壁に対して位置規制し、双方のカバー翼が搭載チップ基板の一対中近接するがわの電源接続点を夫々絶縁状態に覆うよう組み込み、夫々の固着部を当該マウントベース各COBホルダ用被着部に着脱自在に固着し、前記COBホルダ合計2個にて当該マウントベース所定位置にCOBを位置決め搭載してなるものとした、請求項1ないし5何れか一記載のCOBホルダを利用した光源モジュール。
- マウントベース適所にレンズ装着部を設け、該マウントベースに搭載したCOBLED素子に対し、光軸を一致するよう独立した配光制御レンズを配し、該レンズ装着部に着脱自在組み込んでなる、請求項6ないし8何れか一記載の光源モジュール。
- 一定幅寸法、任意長さ寸法とした矩形底壁、および、該矩形底壁幅両端から、夫々一定深さ寸法に幅端側壁を立ち上げ、長さ寸法方向任意位置を垂直に切断した断面外郭形状を何れも一定の概略凵形とした高熱伝導率素材製筐体枠を設け、該筐体枠の長さ寸法方向両端木口を前記幅端側壁と同じ一定深さ寸法とするよう、密閉状閉鎖可能な高熱伝導率素材製長端側板を結合・一体化し、両幅端側壁、両長端側板の矩形枠状に連続する照明用開口に、防水パッキンを介在可能とする密閉用枠部を設け、矩形器型灯具筐体とした上、電源モジュール、調光モジュールおよび光源モジュールなどの光源装置を適所に収容し、該灯具筐体密閉用枠部に防水パッキンを介在し、矩形透明板を着脱自在に装着・密閉化してなるものとした、請求項6ないし9何れか一記載の光源モジュールを利用したトンネル用照明灯具。
- 一定幅寸法、任意長さ寸法とした矩形底壁、および、該矩形底壁幅両端から、夫々一定深さ寸法に幅端側壁を立ち上げ、長さ寸法方向任意位置を垂直に切断した断面外郭形状を何れも一定の概略凵形とするよう押出し成型したアルミニウム合金製筐体枠を設け、該筐体枠の長さ寸法方向両端木口を前記幅端側壁と同じ一定深さ寸法とするよう、密閉状閉鎖可能なアルミニウム合金ダイカスト製共通長端側板を、取付け機構を介して結合・一体化し、両幅端側壁、両長端側板の矩形枠状に連続する照明用開口に、防水パッキンを介在可能とする密閉用枠部を設け、矩形器型灯具筐体とした上、電源モジュール、調光モジュールおよび光源モジュールなどの光源装置を適所に収容し、該灯具筐体密閉用枠部に防水パッキンを介在し、矩形透明板を着脱自在に装着・密閉化してなるものとした、請求項6ないし9何れか一記載の光源モジュールを利用したトンネル用照明灯具。
- 矩形器型灯具筐体が、その内部を少なくとも底壁寄りの深層域と、照明用開口寄りの表層域とに区画可能とした1枚または複数枚の放熱板を、該底壁に平行姿勢とするよう着脱可能に装着し、該深層域がわに電源モジュール、調光モジュールなどを配し、該表層域がわに光源モジュールを配してなるものとした、請求項10または11何れか一方記載のトンネル用照明灯具。
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JP2013182692A (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-12 | Nichia Corp | 照明装置 |
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