JP2016081886A - LED bulb - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LED電球に関する。 The present invention relates to an LED bulb.
近年、ハロゲン電球からLED電球への置き換えが急速に進んでおり、LED電球の需要がますます高くなっている。LED電球においては、外部電源からの電力を、電源用基板においてLED素子の規格に適した電圧等に変換した後、LED素子に供給する。 In recent years, the replacement of halogen bulbs with LED bulbs has been rapidly progressing, and the demand for LED bulbs has been increasing. In an LED bulb, electric power from an external power source is converted into a voltage suitable for the standard of the LED element on the power supply substrate and then supplied to the LED element.
従来、外部電源との電気的接続部分と電源用基板とは、フレキシブルなリード線により接続されている(例えば、特許文献1、特に、図1を参照)。
Conventionally, an electrical connection portion with an external power supply and the power supply substrate are connected by a flexible lead wire (see, for example,
本発明者は、外部電源との電気的接続部分と電源用基板とをリード線により接続する作業は煩雑であり、改善の余地があると考えるに至った。 The present inventor has come to consider that the work of connecting the electrical connection portion with the external power supply and the power supply substrate with the lead wires is complicated and there is room for improvement.
本発明は、上記の課題に鑑み、外部電源との電気的接続部分と電源用基板とを効率良く接続することが可能なLED電球を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an LED bulb that can efficiently connect an electrical connection portion with an external power source and a power supply substrate.
本発明は、LED電球であって、外部電源に接続するためのリードピンと、前記リードピンを一端側で固定している口金と、前記口金の他端側に収容された電源用基板とを備え、前記リードピンは、外側に突出した側とは反対側の他端が前記電源用基板と電気的に接続されていることを特徴とする。 The present invention is an LED bulb, comprising a lead pin for connecting to an external power source, a base for fixing the lead pin on one end side, and a power supply substrate housed on the other end side of the base, The lead pin is characterized in that the other end opposite to the side protruding outward is electrically connected to the power supply substrate.
本発明において、「リードピン」とは、ある程度の硬さを有しており、製造時における加工工程等で変形させない限り変形しないものをいう。リードピンの形成材質としては、例えば、ニッケル、銅、銅合金等が挙げられる。 In the present invention, the “lead pin” means a pin that has a certain degree of hardness and does not deform unless it is deformed by a manufacturing process during manufacturing. Examples of the material for forming the lead pin include nickel, copper, and copper alloy.
前記構成によれば、リードピンの外側(外部電源側)に突出した側とは反対側の他端が電源用基板と電気的に接続されている。従って、当該LED電球を製造する際は、リードピンが一端側で固定されている口金を準備し、前記口金の他端側に電源用基板を配置すれば、リードピンの他端が電源用基板に接触する。このように、前記構成によれば、リードピンと電源用基板とを効率良く接続することが可能となる。 According to the said structure, the other end on the opposite side to the side which protruded the outer side (external power supply side) of the lead pin is electrically connected with the board | substrate for power supplies. Therefore, when manufacturing the LED bulb, if a base with a lead pin fixed on one end side is prepared and a power supply substrate is arranged on the other end side of the base, the other end of the lead pin contacts the power supply substrate. To do. Thus, according to the said structure, it becomes possible to connect a lead pin and a power supply board | substrate efficiently.
前記構成においては、前記電源用基板には、電子部品が搭載されており、前記リードピンは、前記電子部品を避けるように屈曲されて、前記電源用基板と電気的に接続されている、という構成でもよい。 In the above configuration, an electronic component is mounted on the power supply substrate, and the lead pin is bent so as to avoid the electronic component and is electrically connected to the power supply substrate. But you can.
電源用基板の口金側に電子部品が搭載されていると、リードピンを屈曲させることなくそのまま電源用基板にまで延伸することにすると、電子部品の配置が制約されてしまう。そこで、リードピンを、電子部品を避けるように屈曲させれば、電子部品の配置を制約することなく、リードピンと電源用基板とを電気的に接続することができる。 If an electronic component is mounted on the base side of the power supply substrate, if the lead pins are stretched as they are without bending the lead pins, the arrangement of the electronic components is restricted. Therefore, if the lead pin is bent so as to avoid the electronic component, the lead pin and the power supply substrate can be electrically connected without restricting the arrangement of the electronic component.
本発明のLED電球によれば、外部電源との電気的接続部分と電源用基板とを効率良く接続することが可能なLED電球を提供することができる。 According to the LED bulb of the present invention, it is possible to provide an LED bulb capable of efficiently connecting an electrical connection portion with an external power source and a power supply substrate.
以下、本発明の一実施形態に係るLED電球について、図1〜図10を参酌して説明する。 Hereinafter, an LED bulb according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1〜図10に示すように、本実施形態に係るLED電球1は、発光する複数(本実施形態においては4つ)のLED素子2と、先端側に開口部421を有し、LED素子2を内部に収容するLEDケース4と、開口部421を覆うカバー5と、LEDケース4の開口部421とは反対側(以下、「末端ともいう」)に接続された口金7と、外部電源に接続するためのリードピン73とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 10, the
本実施形態において、LED電球1は、低電圧LED電球である。低電圧LED電球とは、低電圧(一般的には、直流12V)で正常に点灯するLED電球である。従って、直流12V以外の電源に接続して使用可能とするために、内部(本実施形態では、電源部6)で電圧を12Vに変更している。ただし、本発明におけるLED電球は、低電圧LED電球に限定されず、高電圧(一般的には、直流100V)LED電球であってもよく、LED素子を発光させて電球として使用するものであれば、特に限定されない。
In the present embodiment, the
口金7は、LEDケース4の末端の形状に対応した円筒形状の接続部72と、接続部72から連続的に形成された、断面が中空矩形状である矩形筒状部71と、矩形筒状部71を塞ぐように形成された平板状のベース部74(図5、図10(b)参照)とを備えている。また、口金7の内部は、シリカ充填材入りの封止樹脂により封止されている(図示せず)。
The
口金7を構成する円筒形状の接続部72、矩形筒状部71、平板状のベース部74、及び、前記封止樹脂は、同一の樹脂材料で形成されていることが好ましい。同一の樹脂材料で形成されていれば、口金の強度のさらなる向上が期待できる。また、口金7内の気密性が向上する。ただし、本発明においてはこの例に限定されず、口金の一部分が他の部分と異なる樹脂材料で形成されていても問題ない。また、口金を構成する材料と前記封止樹脂とが異なる材料であっても問題ない。口金7を形成する樹脂としては、ポリフェニレンサルファイド(PPS)等を挙げることができる。なお、口金は、樹脂ではなく、金属であっても構わない。
It is preferable that the
口金7の一端側(外部電源に接続する側)にあるベース部74には、リードピン73が固定されている。
A
口金7の他端側内部には、電源部6が収容されている。電源部6は、外部電源から入力された電力を12V直流に変換する機能を含む。電源部6は、電源用基板61を備えており、電源用基板61には、電解コンデンサ62aと電解コンデンサ62bとの2つの電解コンデンサを含む各種の電子部品が設けられている(図9参照)。電解コンデンサ62aと電解コンデンサ62bとは、LED素子2に対して、並列に接続されている。
A
ここで、電解コンデンサを2つ並列に接続して使用する理由について説明する。
LED電球の技術分野においては、光源のちらつき発生が問題視されており、ちらつきを抑えるための方策が検討されている。このちらつきは、これまでは、低電圧電球においては大きな問題とはされていなかった。しかしながら、本発明者らは、さらなる性能向上の観点から、低電圧LED電球においてもちらつき抑制対策を行うべきと考えるに至った。従来、ちらつきを抑制する方法として、高電圧LED電球においては、電源部に電解コンデンサを搭載する手法が知られている(例えば、特開2012−22892号公報参照)。
そこで、低電圧LED電球においても、ちらつきを抑制するためには、電源部に電解コンデンサを搭載する方法が考えられる。しかしながら、電解コンデンサを、LED素子と口金との間のスペースに配置すると、その分だけかさ高くなり、従来の低電圧ハロゲン電球よりも胴長となってしまう。その結果、低電圧ハロゲン電球の代替として使用した場合に、電球が飛び出してしまい、見栄えが悪くなる。
そこで、本発明者らは、口金内に電解コンデンサを配置することに想到した。しかしながら、低電圧LED電球は規格により口金が小型であるために、口金内に容易に納めることはできない。特に、電解コンデンサは、一般的にサイズが大きいほど容量が大きいため、ちらつきを好適に抑制するためには、ある程度の大きさのものを使用する必要がある。そのため、1つの電解コンデンサで必要な容量を確保しようとすると、電解コンデンサの平面視直径が、口金7の矩形筒状部71の断面における内壁短辺の長さよりも大きくなり、口金7内に納めることができなくなる。そこで、必要な容量を、2つの電解コンデンサに分け、比較的小さな電解コンデンサを2つ設けることにより、口金内に納めることを可能とした。その結果、汎用の電解コンデンサを適宜選択して口金内に納めることが可能となる。
以上、電解コンデンサを2つ並列に接続して使用する理由について説明した。
Here, the reason why two electrolytic capacitors are connected in parallel will be described.
In the technical field of LED bulbs, the occurrence of flickering of light sources is regarded as a problem, and measures for suppressing flickering are being studied. This flicker has not previously been a major problem in low voltage bulbs. However, the present inventors came to think that the countermeasure against flicker should be taken also in a low voltage LED bulb from the viewpoint of further performance improvement. Conventionally, as a method of suppressing flickering, a method of mounting an electrolytic capacitor in a power supply unit is known in a high-voltage LED bulb (see, for example, JP 2012-22892 A).
Therefore, in order to suppress flickering even in a low-voltage LED bulb, a method of mounting an electrolytic capacitor in the power supply unit can be considered. However, when the electrolytic capacitor is disposed in the space between the LED element and the base, the electrolytic capacitor becomes bulky by that amount, and the body length becomes longer than that of the conventional low-voltage halogen bulb. As a result, when used as an alternative to a low-voltage halogen bulb, the bulb will pop out and look bad.
Therefore, the present inventors have conceived of disposing an electrolytic capacitor in the base. However, the low voltage LED bulb cannot be easily stored in the base because the base is small according to the standard. In particular, since an electrolytic capacitor generally has a larger capacity as its size increases, it is necessary to use a capacitor having a certain size in order to suitably suppress flickering. Therefore, when it is attempted to secure a necessary capacity with one electrolytic capacitor, the diameter in plan view of the electrolytic capacitor becomes larger than the length of the short side of the inner wall in the cross section of the rectangular
The reason for using two electrolytic capacitors connected in parallel has been described above.
リードピン73において、外側に突出した側の部分73aは、外部電源と接続される。一方、リードピン73の部分73aとは反対側の他端73bは、電源用基板61を貫通した後、図示しないハンダにて電源用基板61と電気的に接続されている(図7参照)。ここでLED電球1を製造する際は、リードピン73が一端側で固定されている口金7を準備し、口金7の他端側に電源用基板61を配置する。そして、電源用基板61を口金に押しつけた状態でリードピン73と電源用基板61とをハンダ等により電気的に接続する。従って、接続後は、リードピン73の延伸方向に電源用基板61が移動することを抑制することができる。
In the
本実施形態では、リードピン73は、電解コンデンサ62aと電解コンデンサ62bとを避けるように屈曲されて電源用基板61と電気的に接続されている(図8参照)。具体的は、矩形筒状部71の断面における長辺Y(図8参照)の中央部且つ矩形筒状部71の断面における短辺X(図8参照)の両端にそれぞれ1つのピンがくるように、ベース部74内において2回屈曲されている(図10(b)参照)。これにより、断面が円形の電解コンデンサ62と矩形筒状部71の壁面との隙間にリードピン73が配置されている。また、リードピン73は、部分73aと屈曲部との間において径が太くなっている部分73cが存在する(図9参照)。部分73cが存在するため、リードピン73の抜け落ちをより抑制することができる。
なお、リードピン73は、部分73aと他端73b側と部分73cとで太さが異なるが同一の材質であり太さを異ならせたものである。すなわち、部分73aは、外部電源との接続に適した太さとし、他端73b側は、リードピンを口金7内において電子部品を避けつつ挿通させるためにある程度細く形成し、部分73cは、抜け落ちを抑制するために部分的に太く形成されているだけであり、同一の材料で形成されている。
In the present embodiment, the
The
口金7の形状は、一般的に、規格によって定められている。本実施形態のような低電圧電球においては、例えば、GX5.3、GU5.3、EZ10等を使用することが定められている。このような低電圧電球用の口金は、高電圧タイプの電球で規格化されている口金と比較して小型である。そのため、特に、LED電球1が低電圧LED電球の場合、その製造の際、リードピンと電源用基板とを効率良く接続することが可能となる。本実施形態では、口金7がGU5.3タイプである場合について説明するが、GU5.3以外の上記で例示したタイプの口金であってもよい。
The shape of the
リードピン73が固定された口金7の形成方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。
<方法1>
(1)ベース部74となる平板状の樹脂板にリードピン73が固定されたものを準備する。
(2)リードピン73が固定された前記樹脂板を圧縮成形機内に配置する。
(3)圧縮成形により、ベース部74に連続するように矩形筒状部71と円筒形状の接続部72とを形成する。以上により、リードピン73がベース部74に固定された口金7を得る。
<方法2>
(1)リードピン73を圧縮成形機内に配置する。
(2)圧縮成形により、リードピンが口金7のベース部74を貫通するように口金7形成する。
<方法3>
(1)圧縮成形により口金7を形成する。
(2)口金7のベース部74に貫通孔を形成し、前記貫通孔にリードピン73を挿通する。
Examples of a method for forming the
<
(1) Prepare a plate-shaped resin plate to be the
(2) The resin plate on which the lead pins 73 are fixed is placed in a compression molding machine.
(3) The rectangular
<
(1) The
(2) The
<Method 3>
(1) The
(2) A through hole is formed in the
LED電球1は、LEDケース4とカバー5とを接続する接続機構3を備えている。
The
接続機構3は、図2、図6、図7及び図9に示すように、LEDケース4とカバー5とを接続する接続体31を備えている。接続機構3は、接続体31とカバー5とを固定するための複数(本実施形態においては3つ)の第1固定部32と、接続体31とLEDケース4と口金7とを固定するための複数(本実施形態においては3つ)の第2固定部33とを備えている。なお、本実施形態においては、第1固定部32及び第2固定部33は、雄ネジとしている。
As shown in FIGS. 2, 6, 7, and 9, the connection mechanism 3 includes a
LEDケース4は、図2、図6、図7及び図9に示すように、LED素子2が搭載されるLED基板41と、開口部421のある先端側に向けて拡径し、LED基板41を固定するLEDケース本体42とを備えている。LEDケース4は、筒状のLEDケース本体42で、周壁部を構成し、LED基板41で、基端側を閉塞して基端面(底面)を構成している。
As shown in FIGS. 2, 6, 7, and 9, the
LED基板41は、先端側の面の中央部にLED素子2を固定している。LED基板41は、LED素子2よりも外方に、第2固定部33に挿通される孔411を複数(本実施形態においては3つ)備えている。
The
なお、LED素子2とLED基板41とを合わせて、光源部ともいう。LED基板41は、熱伝導率が大きくなるように形成されている。本実施形態においては、LED基板部41は、金属(例えば、アルミ)で形成されている。
The
LEDケース本体42は、熱伝導率が大きくなるように形成されている。本実施形態においては、LEDケース本体42は、金属(例えば、アルミ)で形成されている。
The LED case
LEDケース本体42は、LED基板41から伝導された熱を外部に放出すべく、径方向に突出する複数のフィンを備えている。
また、LEDケース本体42は、LED基板41を支持する基板支持部423を有しており、基板支持部423は、LED基板部41を基端側から支持していると共に、口金7を先端側から支持している。
The LED case
The LED case
本実施形態では、LED基板41と電源用基板61とが平行となるように配置されている。LED基板41と電源用基板61とが平行であると、LED基板41と電源用基板61との距離を近づけることができ、LED電球1の胴部分の長さを短くすることができる。なお、電解コンデンサ62は、LED基板41と電源用基板61との間には位置しておらず、口金7内に位置している。その結果、電解コンデンサ62を配置したことにより、LED電球1の胴部分の長さが長くなることはない。その結果、低電圧ハロゲン電球と同等の形状とし易い。
In the present embodiment, the
カバー5は、図7及び図9に示すように、LEDケース4の開口部421を覆う平板状のカバー部51と、LED素子2の光が入射される光学系52とを備えている。カバー5は、第1固定部32に挿通される複数(本実施形態においては3つ)の孔54(図6参照)を備えている。カバー5は、透光性を有して形成されている。本実施形態においては、カバー5は、ポリカーボネートやアクリル樹脂等の透光性樹脂で形成されている。
As shown in FIGS. 7 and 9, the
光学系52は、カバー部51から基端側に向けて突出している。光学系52は、LED素子2の光軸を長軸とした半楕円状のレンズを並列している。
The
以上、本実施形態に係るLED電球1によれば、リードピン73の外側(外部電源側)に突出した側の部分73aとは反対側の他端73bが電源用基板61と電気的に接続されている。従って、LED電球1を製造する際は、リードピン73が一端側で固定されている口金7を準備し、口金7の他端側に電源用基板61を配置すれば、リードピン73の他端73bが電源用基板61に接触する。このように、LED電球1によれば、リードピン73と電源用基板61とを効率良く接続することが可能となる。
また、LED電球1によれば、リードピン73を、電子部品(特に、電解コンデンサ62)を避けるように屈曲させているため、電子部品の配置を制約することなく、リードピン73と電源用基板61とを電気的に接続することができる。
As described above, according to the
Further, according to the
上述した実施形態では、リードピンを2回屈曲させる場合について説明したが、屈曲方法は特に限定されず、2回以上であってもよい。 In the embodiment described above, the case where the lead pin is bent twice has been described, but the bending method is not particularly limited, and may be two or more times.
上述した実施形態では、リードピン73を電解コンデンサ62と矩形筒状部71の壁面との隙間に配置する場合について説明したが、本発明においてリードピンの配置は、電子部品を避けるように屈曲すればこの例に限定されない。例えば、2つの電解コンデンサを矩形筒状部71の長辺Y方向の両サイドに配置し、長辺Y方向の中央部且つ短辺X方向の中央部に2つのリードピンが配置されるように屈曲させてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
上述した実施形態では、リードピン73をベース部74内において屈曲させる場合について説明したが、本発明においてリードピンを屈曲させる箇所は限定されない。例えば、ベース部内においては屈曲させず、口金内に入った直後の部分において屈曲させてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
上述した実施形態では、主に電解コンデンサ62を避けるようにリードピン73を屈曲させて配置する場合について説明したが、本発明においてはこの例に限定されず、電源用基板に電解コンデンサが設けられていない構成とし、電解コンデンサ以外の電子部品を避けるようにリードピンが屈曲されている構成であってもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
上述した実施形態では、リードピン73の他端73bと電源用基板61とをハンダにて電気的に接続する場合について説明した。しかしながら、本発明において電気的に接続する方法は、この例に限定されず、例えば、溶接にて電気的に接続してもよい。また、単に接触させるだけでもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
上述した実施形態では、口金7が、円筒形状の接続部72と断面が中空矩形状である矩形筒状部71と平板状のベース部74とから構成される形状である場合ついて説明した。しかしながら、本発明において口金の外側の形状や内部の形状は、特に限定されない。例えば、断面内側形状がどの断面においても円形である口金であってもよい。
In the above-described embodiment, the case has been described in which the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した例に限定されるものではなく、本発明の構成を充足する範囲内で、適宜設計変更を行うことが可能である。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described example, and it is possible to make design changes as appropriate within a range that satisfies the configuration of the present invention.
1…LED電球、2…LED素子、3…接続機構、4…LEDケース、5…カバー、6…電源部、7…口金、31…接続体、32…第1固定部、33…第2固定部、41…LED基板、42…LEDケース本体、51…カバー部、52…光学系、54…孔、61…電源用基板、62(62a、62b)…電解コンデンサ、71…矩形筒状部、72…接続部、73…リードピン、73a…リードピン73の外側に突出した側の部分、73b…リードピン73の部分73aとは反対側の他端、74…ベース部、411…孔、421…開口部、423…基板支持部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記リードピンを一端側で固定している口金と、
前記口金の他端側に収容された電源用基板と
を備え、
前記リードピンは、外側に突出した側とは反対側の他端が前記電源用基板と電気的に接続されていることを特徴とするLED電球。 Lead pins for connection to an external power source;
A base fixing the lead pin on one end side;
A power supply substrate housed on the other end of the base,
The LED light bulb, wherein the lead pin has the other end opposite to the side projecting outwardly and electrically connected to the power supply substrate.
前記リードピンは、前記電子部品を避けるように屈曲されて、前記電源用基板と電気的に接続されていることを特徴とする請求項1に記載のLED電球。 Electronic components are mounted on the power supply board,
The LED light bulb according to claim 1, wherein the lead pin is bent so as to avoid the electronic component and is electrically connected to the power supply substrate.
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