JP2016143634A - Ledモジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】回転方向及び引張方向の応力に対して強固に取り付けることができるとともに、小型・軽量化と放熱性の向上を図ることができるLEDモジュールを提供すること。【解決手段】電子部品2,3が実装された第1印刷回路基板4を保持するハウジング5と、LED6が実装された第2印刷回路基板7を保持するキャップ8と、前記第2印刷回路基板7の熱を放熱させるヒートシンク9と、備えるLEDモジュール1において、前記ヒートシンク9を中心としてこれの両側に前記ハウジング5と前記キャップ8をスナップフィット5b,8aによって固定するとともに、前記第2印刷回路基板7を伝熱パテ11を介して前記ヒートシンク9に密着させる。【選択図】図3
Description
本発明は、LED(発光ダイオード)を光源とするLEDモジュールに関するものである。
近年、発光効率が高くて寿命が長いLEDが車両用灯具等の光源として用いられるようになってきている。車両用灯具等に用いられるLED光源として、特許文献1には図7に示すものが提案されている。
即ち、図7は特許文献1において提案されたLED光源の縦断面図であり、図示のLED光源101においては、台座102aを有するハウジング102が設けられ、このハウジング102の台座102aから一体に延出する円筒状の中空コア102bの内部には、銅等の電熱性材料から成る円柱状の中央伝熱体103が圧入によって挿入されている。そして、ハウジング102の台座102aには、円板状の第1印刷回路基板104が位置決めされ、中央伝熱体103の上端部には、同じく円板状の第2印刷回路基板105が嵌装されており、この第2印刷回路基板105には、光源である不図示のLEDが実装されている。
又、ハウジング102の台座102aには、ヒートシンク106が伝熱パテ107を介して第1印刷回路基板104に熱的に接触する状態で取り付けられている。具体的には、ヒートシンク106は、これの外周に形成された複数のフィンガ部106aを折り曲げることによってハウジング102の台座102aに取り付けられている。
そして、ハウジング102の上端面には、第2印刷回路基板105が銅製のワッシャ108によって位置決めされ、第2印刷回路基板は、スレッドフォーミングスクリューによって中央伝熱体に固定されており、第2印刷回路基板105は、キャップ109によって覆われている。ここで、第1印刷回路基板104と第2印刷回路基板105とは、複数の細い導電体(不図示)によって電気的に接続されている。
しかしながら、特許文献1において提案された図7に示すLED光源101においては、ハウジング102の台座102aとヒートシンク106との固定を、ヒートシンク106に形成された複数のフィンガ部106aを折り曲げることによって行うようにしているため、当該LED光源101を車両用灯具等に取り付ける際に作用する回転方向及び引張方向の大きな応力によってハウジング102とヒートシンク106が相対移動し、これらを強固に保持することができないという問題がある。
又、第1印刷回路基板104と第2印刷回路基板105の位置決め固定に多くの部品を要するため、構造が複雑化し、LED光源101の小型化と軽量化が困難であるという問題もある。
更に、LEDによって発熱する第2印刷回路基板105の熱は、中央伝熱体103や不図示の細い導電体を介してヒートシンク106に伝えられるため、LEDの放熱性が悪く、LEDの発光効率や寿命の低下を招くという問題が発生する。
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、回転方向及び引張方向の応力に対して強固に取り付けることができるとともに、小型・軽量化と放熱性の向上を図ることができるLEDモジュールを提供することにある。
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、
電子部品が実装された第1印刷回路基板を保持するハウジングと、
LEDが実装された第2印刷回路基板を保持するキャップと、
前記第2印刷回路基板の熱を放熱させるヒートシンクと、
を備えるLEDモジュールにおいて、
前記ヒートシンクを中心としてこれの両側に前記ハウジングと前記キャップをスナップフィットによって固定するとともに、
前記第2印刷回路基板を伝熱パテを介して前記ヒートシンクに密着させたことを特徴とする。
電子部品が実装された第1印刷回路基板を保持するハウジングと、
LEDが実装された第2印刷回路基板を保持するキャップと、
前記第2印刷回路基板の熱を放熱させるヒートシンクと、
を備えるLEDモジュールにおいて、
前記ヒートシンクを中心としてこれの両側に前記ハウジングと前記キャップをスナップフィットによって固定するとともに、
前記第2印刷回路基板を伝熱パテを介して前記ヒートシンクに密着させたことを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記ハウジングの前記第1印刷回路基板を保持する保持部に、前記第1印刷回路基板を位置決めする位置決めピンを設け、
前記キャップの前記第2印刷回路基板を保持する保持部に、前記第2印刷回路基板を位置決めする位置決めピンを設けたことを特徴とする。
前記キャップの前記第2印刷回路基板を保持する保持部に、前記第2印刷回路基板を位置決めする位置決めピンを設けたことを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記ヒートシンクの外周に複数のフィンを形成し、該フィンを前記ハウジングの外周に形成された複数の嵌合溝にそれぞれ嵌合させたことを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1〜3の何れかに記載の発明において、前記ヒートシンクに凸部を形成し、該凸部の内部に、前記第1印刷回路基板に実装された電子部品を収納したことを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項1〜4の何れかに記載の発明において、前記ハウジングに組み込まれた端子を前記第1印刷回路基板と前記第2印刷回路基板に貫通させ、該端子によって前記第1印刷回路基板と前記第2印刷回路基板の位置決めと導通を行うことを特徴とする。
請求項1記載の発明によれば、ヒートシンクを中心としてこれの両側にハウジングとキャップをスナップフィットによって固定するようにしたため、ハウジングとキャップがヒートシンクにワンタッチで簡単に固定される。そして、ハウジングとキャップがヒートシンクに対してスナップフィットによって回転方向及び引張方向に固定されるため、当該LEDモジュールを車両用灯具等に組み付ける際に発生する回転方向及び引張方向の大きな応力によってもハウジングとキャップがヒートシンクに対して相対移動することがなく、これらがヒートシンクに確実に組付保持される。
又、熱源であるLEDを実装する第2印刷回路基板が伝熱パテを介してヒートシンクに直接密着するため、第2印刷回路基板からヒートシンクへの伝熱経路が短縮され、第2印刷回路基板からヒートシンクへの熱伝導が促進されて放熱性が高められ、LEDが効率良く冷却されてその発光効率と寿命の低下が防がれる。
請求項2記載の発明によれば、第1印刷回路基板と第2印刷回路基板は、ハウジングの保持部とキャップの保持部にそれぞれ設けられた位置決めピンによって位置決めされるため、これらを位置決めするための部品が不要となり、当該LEDモジュールの構造が単純化されて小型化と軽量化を図ることができる。
請求項3記載の発明によれば、ヒートシンクの外周に複数のフィンを形成し、該フィンをハウジングの外周に形成された複数の嵌合溝にそれぞれ嵌合させることによって、ハウジングとヒートシンクの相対回転が規制されて両者が回転方向に確実に固定される。
請求項4記載の発明によれば、ヒートシンクに凸部を形成し、該凸部の内部に、第1印刷回路基板に実装された電子部品を収納したため、電子部品の実装スペースが確保されてLEDモジュールの小型化が図られるとともに、凸部によってヒートシンクの伝熱面積が増えるため、その放熱性が高められる。
請求項5記載の発明によれば、ハウジングに組み込まれた端子を第1印刷回路基板と第2印刷回路基板に貫通させたため、第1印刷回路基板と第2印刷回路基板の位置決めと導通が端子によって確実になされる。
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1は本発明に係るLEDモジュールの分解斜視図、図2は同LEDモジュールの斜視図、図3は図2のA−A線断面図、図4(a)はヒートシンクの斜視図、図4(b)は第2印刷回路基板を保持するキャップをヒートシンクに組み付けた状態を示す斜視図、図4(c)は同底面図、図5は図4(c)のB−B線断面図、図6(a)はハウジングの斜視図、図6(b)はハウジングに第1印刷回路基板を組み付けた状態を示す斜視図、図6(c)はヒートシンクにハウジングを組み付けるとともに、ヒートシンクの突部に第1印刷回路基板を密着させた状態を示す斜視図である。
本実施の形態に係るLEDモジュール1は、ヘッドランプ等の車両用灯具の光源として使用されるものであって、図1〜図3に示すように、上下面に複数の電子部品2,3が実装された第1印刷回路基板4を保持するハウジング5と、複数のLED6が実装された第2印刷回路基板7を保持するキャップ8と、前記第2回路基板7の熱を放熱させるヒートシンク9を含んで構成されている。
上記キャップ8は、樹脂にて略円筒状に一体成形されており、その外周の4箇所には爪状のスナップフィット8aが周方向に等角度ピッチ(90°ピッチ)で一体に形成されており、隣接する2つのスナップフィット8aの間には、当該LEDモジュール1を不図示の車両用灯具にバヨネット機構によって組み付けるための係合突起8bがそれぞれ一体に突設されている。又、キャップ8の前記第2印刷回路基板7を保持するために内部に形成された保持部の相対向する2箇所には、図5に示すように、第2印刷回路基板7を位置決めするための位置決めピン8cが一体に形成されている。
前記第2印刷回路基板7の上面には、光源である複数の前記LED6が実装されており、これらのLED6の周囲は、矩形のダムリング10によって保護されている。ここで、第2印刷回基板7の外周の相対向する2箇所には、図1及び図6(c)に示すように、切欠円状の係合孔7aが形成されており、各係合孔7aには、図5に示すように、キャップ8に形成された各位置決めピン8cがそれぞれ係合しており、これによって第2印刷回路基板7がキャップ8に対して正確に位置決めされている。
前記ヒートシンク9は、熱伝導性の高いアルミダイカストによって図4(a)に示すようにハット状に一体成形されており、その上面の中心部には凸部9Aが一体に突設されている。そして、このヒートシンク9の凸部9Aの上壁には、後述の端子14(図6参照)が貫通するための長孔9aが形成されており、凸部9Aの基端部の周方向4箇所(キャップ8の4つのスナップフィット8aに対応する箇所)には、キャップ8のスナップフィット8aが差し込まれて係合するための係合孔9bが形成されている。
又、ヒートシンク9の外周の3箇所には、径方向外方に延びる矩形のブラケット9Bが周方向に等角度ピッチ(120°ピッチ)で一体に形成されており、各ブラケット9Bには矩形の係合孔9cがそれぞれ形成されている。そして、ヒートシンク9の外周の隣接する2つのブラケット9Bの間には、垂直下方に折り曲げられた各3つのフィン9dがそれぞれ一体に形成されている。
而して、内部に第2印刷回路基板7が位置決め保持されたキャップ8は、図4(b)及び図5に示すように、ヒートシンク9の上面に被着される。具体的には、図4(b),(c)及び図5に示すように、キャップ8は、これに形成された4つのスナップフィット8aをヒートシンク9に形成された4つの係合孔9bに上方から通して係合させることによって、ヒートシンク9の上面にワンタッチで簡単に取り付けられる。このとき、第2印刷回路基板7は、熱伝導率の高い矩形平板状の伝熱パテ11を介してヒートシンク9の突部9Aの上面に密着している。
前記ハウジング5は、図6(a)に示すように、樹脂によって有底円筒状に一体成形されており、上面開口部の周縁には、図1に示すOリング12が嵌合するためのリング状の嵌合溝5aが形成されている。そして、ハウジング5の外周の周方向3箇所(ヒートシンク9の3つの係合孔9cに対応する箇所)には、垂直に起立する爪状のスナップフィット5bが一体に形成されている。又、ハウジング5の外周の隣接する2つのスナップフィット5bの間には、上下方向に貫通する3つの嵌合溝5cがそれぞれ形成されている。更に、図6(a)に示すように、ハウジング5の内部の前記第1印刷回路基板4を保持するための保持部の相対向する2箇所には、第1印刷回路基板4の位置決めを行うための位置決めピン5dが一体に形成されている。
又、図3及び図6に示すように、ハウジング5の下部には、垂直下方に延びるソケット5Aが一体に形成されており、このソケット5Aには、ハウジング5の底壁を垂直に貫通する3本の端子13の下端が臨んでおり、各端子13の上端は、ハウジング5の内部に臨んで第1印刷回路基板4を貫通している。そして、ハウジング5の底壁上に一体に立設されたブロック5Bには、3本の端子14が垂直に植設されており、各端子14は、第1印刷回路基板4と第2印刷回路基板7を貫通してハウジング5の上方へと垂直に延びている。
前記第1印刷回路基板4の上面には、図3及び図6(b)に示すように、2つの前記電子部品2が実装されており、同第1印刷回路基板4の下面には複数の前記回路基板3が実装されている。又、この第1印刷回路基板4の外周の相対向する2箇所(ハウジング5の位置決めピン5dに対応する2箇所)には、切欠円状の係合孔4aが形成されている。
第1印刷回路基板4は、図6(b)に示すように、ハウジング5の内部の保持部に水平に保持されるが、このとき、該第1印刷回路基板4の外周に形成された2つの係合溝4aにハウジング5の各位置決めピン5dがそれぞれ係合することによって、第1印刷回路基板4がハウジング5に対して正確に位置決めされる。
而して、内部に第1印刷回路基板4が位置決め保持されたハウジング5は、ヒートシンク9の下面に被着される。具体的には、図2、図3、図5及び図6(c)に示すように、ハウジング5は、これに形成された3つのスナップフィット5bをヒートシンク9に形成された3つの係合孔9cに下方から通して係合させることによって、ヒートシンク9の下面にワンタッチで簡単に取り付けられる。このとき、ヒートシンク9の外周に形成された複数のフィン9dは、ハウジング5の外周に形成された複数の嵌合溝5cにそれぞれ嵌合しており、ハウジング5は、ヒートシンク9に対して回転が規制された状態で固定される。
尚、ハウジング5がヒートシンク9に固定された状態では、図3及び図5に示すように、第1印刷回路基板4の上面に実装された電子部品2は、ヒートシンク9の凸部9Aの内部に収納されている、又、図3及び図6(b)に示すように、ハウジング5に設けられた一方の3本の端子13は、第1印刷回路基板4を貫通し、他方の3本の端子14は、第1印刷回路基板4と第2印刷回路基板7を貫通している。従って、不図示の電源から端子13へと供給される電流は、第1印刷回路基板4から端子14を経て第2印刷回路基板7へと供給され、各3本の端子13,14によって第1印刷回路基板4と第2印刷回路基板7の位置決めと導通がなされる。更に、ハウジング5とヒートシンク9は、ハウジング5の嵌合溝5aに嵌装されたOリング12によってシールされている。
以上のように、本実施の形態に係るLEDモジュール1は、LED6が実装された第2印刷回路基板7を保持して成るキャップ8と、電子部品2,3が実装された第1印刷回路基板4を保持して成るハウジング5をヒートシンク9の上下面に固定して構成されるが、車両用灯具のリフレクタ等に形成された不図示の取付孔にキャップ8を差し込み、当該LEDモジュール1を所定角度だけ回すことによって、該LEDモジュール1がバヨネット機構によって車両用灯具に組み付けられる。尚、このとき、LEDモジュール1と車両用灯具との間は、キャップ8の外周に嵌着されたリング状のガスケット15によってシールされる。
而して、本実施の形態に係るLEDモジュール1によれば、ヒートシンク9を中心としてこれの両側にハウジング5とキャップ8をスナップフィット5b,8aによってそれぞれ固定するようにしたため、ハウジング5とキャップ8がヒートシンク9にワンタッチで簡単に固定される。そして、ハウジング5とキャップ8がヒートシンク9に対してスナップフィット5b,8aによって回転方向及び引張方向に固定されるため、当該LEDモジュール1を車両用灯具等に組み付ける際に発生する回転方向及び引張方向の大きな応力によってもハウジング5とキャップ8がヒートシンク9に対して相対移動することがなく、これらがヒートシンク9に確実に組付保持される。
又、熱源であるLED6を実装する第2印刷回路基板7が伝熱パテ11を介してヒートシンク9に直接密着するため、第2印刷回路基板7からヒートシンク9への伝熱経路が短縮され、第2印刷回路基板7からヒートシンク9への熱伝導が促進されて放熱性が高められ、LED6が効率良く冷却されてその発光効率と寿命の低下が防がれる。
そして、本実施の形態に係るLEDモジュール1においては、第1印刷回路基板4と第2印刷回路基板7は、ハウジング5の保持部とキャップ8の保持部にそれぞれ設けられた位置決めピン5d,8cによって位置決めされるため、これらを位置決めするための部品が不要となり、当該LEDモジュール1の構造を単純化して小型化と軽量化を図ることができる。
又、ヒートシンク9の外周に複数のフィン9dを形成し、該フィン9dをハウジング5の外周に形成された複数の嵌合溝5cにそれぞれ嵌合させることによって、ハウジング5とヒートシンク9の相対回転が規制されて両者が回転方向に確実に固定される。
そして、本実施の形態に係るLEDモジュール1によれば、ヒートシンク9に凸部9Aを形成し、該凸部9Aの内部に、第1印刷回路基板4に実装された電子部品2を収納したため、電子部品2の実装スペースが確保されてLEDモジュール1の小型化が図られるとともに、凸部9Aによってヒートシンク9の伝熱面積が増えるため、その放熱性が高められる。
更に、本実施の形態では、ハウジング5に組み込まれた端子14を第1印刷回路基板4と第2印刷回路基板7に貫通させたため、第1印刷回路基板4と第2印刷回路基板7の位置決めと導通が端子14によって確実になされるという効果が得られる。
尚、以上は車両用灯具に用いられるLEDモジュールについて説明したが、本発明に係るLEDモジュールは、車両用灯具以外の任意の用途に供され得ることは勿論である。
1 LEDモジュール
2,3 電子部品
4 第1印刷回路基板
5 ハウジング
5b ハウジングのスナップフィット
5c ハウジングの嵌合溝
5d ハウジングの位置決めピン
6 LED
7 第2印刷回路基板
8 キャップ
8a キャップのスナップフィット
8c キャップの位置決めピン
9 ヒートシンク
9A ヒートシンクの凸部
9d ヒートシンクのフィン
10 ダムリング
11 伝熱パテ
12 Oリング
13,14 端子
15 ガスケット
2,3 電子部品
4 第1印刷回路基板
5 ハウジング
5b ハウジングのスナップフィット
5c ハウジングの嵌合溝
5d ハウジングの位置決めピン
6 LED
7 第2印刷回路基板
8 キャップ
8a キャップのスナップフィット
8c キャップの位置決めピン
9 ヒートシンク
9A ヒートシンクの凸部
9d ヒートシンクのフィン
10 ダムリング
11 伝熱パテ
12 Oリング
13,14 端子
15 ガスケット
Claims (5)
- 電子部品が実装された第1印刷回路基板を保持するハウジングと、
LEDが実装された第2印刷回路基板を保持するキャップと、
前記第2印刷回路基板の熱を放熱させるヒートシンクと、
を備えるLEDモジュールにおいて、
前記ヒートシンクを中心としてこれの両側に前記ハウジングと前記キャップをスナップフィットによって固定するとともに、
前記第2印刷回路基板を伝熱パテを介して前記ヒートシンクに密着させたことを特徴とするLEDモジュール。 - 前記ハウジングの前記第1印刷回路基板を保持する保持部に、前記第1印刷回路基板を位置決めする位置決めピンを設け、
前記キャップの前記第2印刷回路基板を保持する保持部に、前記第2印刷回路基板を位置決めする位置決めピンを設けたことを特徴とする請求項1記載のLEDモジュール。 - 前記ヒートシンクの外周に複数のフィンを形成し、該フィンを前記ハウジングの外周に形成された複数の嵌合溝にそれぞれ嵌合させたことを特徴とする請求項1又は2記載のLEDモジュール。
- 前記ヒートシンクに凸部を形成し、該凸部の内部に、前記第1印刷回路基板に実装された電子部品を収納したことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のLEDモジュール。
- 前記ハウジングに組み込まれた端子を前記第1印刷回路基板と前記第2印刷回路基板に貫通させ、該端子によって前記第1印刷回路基板と前記第2印刷回路基板の位置決めと導通を行うことを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のLEDモジュール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015021021A JP2016143634A (ja) | 2015-02-05 | 2015-02-05 | Ledモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015021021A JP2016143634A (ja) | 2015-02-05 | 2015-02-05 | Ledモジュール |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016143634A true JP2016143634A (ja) | 2016-08-08 |
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ID=56570754
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2015021021A Pending JP2016143634A (ja) | 2015-02-05 | 2015-02-05 | Ledモジュール |
Country Status (1)
Country | Link |
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-
2015
- 2015-02-05 JP JP2015021021A patent/JP2016143634A/ja active Pending
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