JP2019053972A - 発光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】発光ユニットと電源ソケット装置を相互取り付けと取り外しが可能とし、発光色の変換と故障の際、簡単に取り替えが可能とすること。【解決手段】発光モジュールは、電源ソケット装置と発光ユニットを備える。電源ソケット装置は、絶縁外枠１０を備え、絶縁外枠１０の中にソケット用プリント基板２０を備え、プリント基板２０には複数の接触用導電盤２１と複数の電源コード用はんだ点２２が設けられる。発光ユニットは、発光用プリント基板５０を取り付けたユニットケース４０を備える。発光用プリント基板５０に光源５１と関連電子部品を実装する。発光用プリント基板５０に複数の導電用はんだ穴５２が設けられ、はんだ穴５２と光源５１は電気的に連結する。導電用はんだ穴５２にスプリング式導電針６０を実装し、スプリング式導電針６０の下部に接触導電頭６１が取り付け、接触用導電盤２１と接触する。【選択図】図１

Description

本発明は発光モジュールに関し、特に広告看板用と間接照明に関する。

広告看板、発光文字及び間接照明は、装飾系ライトとして、デザインや発光色に対してこだわりが求められる。大量生産をするメーカーとしては、通常一本に繋いである発光モジュールの発光色は全て一種類の発光色で生産するので、発光色は簡単に変えることができない。デザインに応じて発光色を変えるのに、交換コストが高く、手作業で電源コードを切って、取り変える方法は作業の効率が低く、絶縁不良になる可能性も高い。

LEDモジュールは広告看板、発光文字及び間接照明としてよく用いられる。現存のLEDモジュールは通常二つの種類となる。一つは絶縁外枠、LED光源と関連部品が実装されてあるプリント基板、レンズと電源コードを含む。先ず、プリント基板の両端に電源コードをはんだ付けする。プリント基板にレンズを取り付け、その上にプラスチック注射成型機で絶縁外枠を成型する。

もう一つのLEDモジュールの構造は上述内容と似ているが、絶縁処理が異なる。構造を説明すると、絶縁ケースの中にプリント基板を取り付け、その上に防水糊で防止する。LEDモジュールの間には電源輸出と輸入コードで連結され、複数のLEDモジュールが1本のチェイン状となっている。

生産と使用の途中、不良品が発生することを避けられない。また、発光色対しこだわりがある広告看板は任意に発光色のデザインの変更する場合もある。1本のチェイン状に繋がっている発光モジュールは取り外しができないため、メンテナンスと発光色の取り換えのために手作業で工具を使い、LED発光モジュールの絶縁層を強制的に分解する必要がある。その際にプリント基板と電源コードを破損し易い、さらに通常広告看板などモジュールを取り付けた施工空間が狭いため、交換作業が簡単にできない。本発明では簡易交換が可能な発光モジュールを提供して技術問題を解決しようとする。

上述技術問題を解決するために、本実施形態では一種の発光モジュールを提供する。発光モジュールは電源ソケット装置と発光ユニットに分かれている。前記電源ソケット装置は絶縁外枠を備え、前記絶縁外枠の中にはソケット用プリント基板を備える。前記ソケット用プリント基板には多数の接触式導電盤及び多数の電源コード用接続部が設けられている。前記発光ユニットはユニットケースを備え、ユニットケースの中には発光用プリント基板を取り付ける、前記発光用プリント基板には光源と関連電子部品を実装する、また前記発光用プリント基板に複数の導電用接続部が設けられ、前記導電用接続部と光源は電気的に連結している、前記導電用接続部に弾性式導電針を実装する、前記弾性式導電針の下部にはメタルの接触導電頭が取り付けられ、前記接触用導電盤に接触して使う。前記発光ユニットと前記電源ソケット装置は相互取り付けと取り外しが可能である。

一態様として、前記弾性式導電針は筒体を備え、その筒体の中にスプリングが装置されており、スプリングの一端にメタルの接触導電頭が取り付けられており、メタルの接触導電頭は伸縮可能な物として筒体の外へ一部分露出してある。

一態様として、前記発光ユニットのユニットケースの中の壁の少なくとも二つの対称された位置に発光用プリント基板取り付け用土台が設けられ、発光用プリント基板の正面と裏面のそれぞれに空間がある。

一態様として、前記発光ユニットのユニットケースの表の下面の中端部位に突出状連結部があり、絶縁外枠の凹状連結部に嵌め合わすものである、前記突出状連結部の下部には弾性式導電針を通す多数の穴が設けられている、突出状連結部に反対方向挿し入れ防止用溝を設け、絶縁外枠の凹状連結部には溝に応じた反対方向挿し入れ防止用柱を設けている。

一態様として、前記ユニットケースの表の下面と突出状連結部の間には防水リングの取り付け用溝を設け、防水リングの取り付け用溝には防水リングを取り付けてある。

一態様として、前記ユニットケースの表の両側のそれぞれにグラブフックを設け、前記絶縁外枠の両側のそれぞれにグラブフック結合用土台を設け、前記グラブフックの下部の形が内側斜めとなり、前記グラブフック結合用土台の上部の形は前記グラブフックの下部に連結するために外側向きに斜めとなる形を有する。

一態様として、前記ユニットケースの上部に透明ケースを取り付けており、透明ケースの両側に多数の固定用穴を設け、ユニットケースの両側には固定用穴に応じた多数の透明ケースの取り付け用土台を設けている。一態様として、前記電源ソケット装置は絶縁外枠、ソケット用プリント基板と電源コードが一緒にプラスチック成型となった一体型のものである。

本発明の発光モジュールは電源ソケット装置と発光ユニット２つの部分に分けられ、この２つの部分は取り付けと取り外しが可能で、発光色の交換、或いは故障の際に、古い物を取り外して新しい発光ユニットの取り付けができる。

発光モジュールの分解図である。 ユニットケースの表面の下面と防水リングを示す斜視図である。 発光ユニットと電源ソケット装置の取り付け状態を示す斜視図である。

以下に本分野の技術者が本発明の実施可能性を更によく理解できるように図とともに本実施の形態を詳しく説明するが、本発明の権利範囲を限定することを意図したものではない。図１〜図３に示すように、本実施形態によれば、発光モジュールは電源ソケット装置と発光ユニットを含んでいる。

電源ソケット装置は絶縁外枠１０を備え、絶縁外枠１０の中にはソケット用プリント基板２０を備え、ソケット用プリント基板２０には多数の接触式導電盤２１及び多数の電源コード用はんだ点（接続部）２２が設けられている。電源コード用はんだ点（接続部）２２をはんだ付けすることにより、電源コード３０と接続する電源から導電し、電気的に接続する。電源ソケット装置と発光ユニットを備えることにより構成された発光モジュールが、電源コード３０により互いに直列に連結される。直列なので、終端の発光モジュールに備えられた電源コード３０を電源に接続することによって電力が入力される。引き入れた電力が電源コード３０を介して、互いに連結された発光モジュールのそれぞれに供給されることにより、各発光モジュールの電源ソケット装置にそれぞれ電力が供給される。

本実施形態では、複数の発光モジュールを互いに連結することにより、看板照明に使用する鎖型の発光モジュールチェーンについて説明する。個々の発光モジュールは、電源コード３０により互いに接続されており、そのうちの最終の一端と、反対側の一端の両方に電源を接続する。電源から電源コード３０を通って発光モジュールの１つに電力が供給され、その発光モジュールの反対側の電源コードを通って隣の発光モジュールに電力が供給され、ということを繰り返して、一連のチェーン化した発光モジュールチェーン全体に電力が供給される。

例えば看板照明では、チェーンに連結される発光モジュールは同じ色などの共通の性質を有することにより、揃った光を証明する必要があると共に、発光モジュールごとに電源を設けるのはコスト上の問題があることから、上述のように一連のチェーン型の発光モジュールとして照明を提供している。このように、複数の発光モジュールではあるが、一連の性質を有するために、一組の照明機器として製造され、互いに連結している。従って、互いに切り離して用いるという用途は想定されていない。

しかしながら、発光部分については、故障などの問題に対応するために、別途交換が必要な場合もある。本実施形態では、電源ソケット装置の部分については、チェーン状の看板照明などの用に供するために、連結状態を保ちながら、発光ユニットの部分を簡易に取り外しできる構成について説明する。本実施形態では、発光モジュールの１つと、その両側に連結する電源コード３０を中心に説明するが、上述のように、チェーン状となった一連の発光モジュールチェーンとして用いることにより、看板照明等に用いるものであるので、複数の発光モジュールを含む構成の一例として説明するものである。

発光ユニットはユニットケース４０を備え、ユニットケース４０の中には発光用プリント基板５０が取り付けられ、発光用プリント基板５０には光源５１と関連電子部品が実装される。光源５１はSMD式LED光源である。図１に示す通り、二つのSMD式LED光源を実装するが、個数は２つに限定するものではない。SMDとは、Surface Mount Deviceの略で、LED以外の部品も含むチップ部品(表面実装部品)のことである。LEDは発光ダイオードで、Light Emitting Diodeの略である。一般的なSMDは、小さなチップLEDを複数備えたLEDである。発光用プリント基板５０に複数の導電用はんだ穴５２が設けられ、はんだ穴５２と光源５１は電気的に接続される。すなわち導電用はんだ穴５２は、光源５１への電気的接続を実現する導電用接続部である。

スプリング式導電針６０は、弾性体からなる弾性式導電針の一例である。導電用はんだ穴５２には、スプリング式導電針６０の上部がはんだ付けされる。スプリング式導電針６０の下部にはメタルの接触導電頭６１が設けられ、接触用導電盤２１に連結する。スプリング式導電針６０は円筒状の筒体６２を含み、その筒体６２の中にばね・スプリングが内蔵される。スプリングの一端にメタルの接触導電頭６１が取り付けられており、メタルの接触導電頭６１は伸縮可能に筒体６２の外へ一部分露出している。

スプリングは伸縮可能な弾性体の一例であり、弾力がある材料であればスプリングに限られない。例えば伸縮可能な材料を用いてもよいが、ここではスプリングを例に挙げて説明する。弾性体とは、力を加えていると変形するが、力を除くともとに戻る物体であり、弾性限度内の変形を受けている物体である。従って、ばね・スプリングもここに含まれる。ここでは、弾性体を備えたものを弾性式と説明する。そして、スプリング式導電針６０は、この弾性体としての弾性式導電針の一例である。

発光ユニットと電源ソケット装置は、互いに組み合わせて、取り付け及び取り外し可能である。取り付けた状態で接触導電頭６１により電源ソケット装置から発光ユニットに導電する。接触導電頭６１により単に接触しているにすぎないので、切り離したり解体したりしなくても、取り付け及び取り外し可能である。

更に、ユニットケース４０の中に４つの壁にとも取り付け用土台４１が設けられる。ユニットケース４０内には、収納スペースとして空間を設けるが、４つの壁面に沿って段差を設け、ユニットケース４０に次いで取り付け用土台４１は高い位置にあり、その内部が収納空間としてさらに低く配置される。ユニットケース４０の壁は４つとは限らないが、少なくとも二つの対称された位置に発光用プリント基板取り付け用土台４１を設ける。発光用プリント基板５０が土台４１に取り付けられた際に正面と裏面にそれぞれ空間が形成され、それは（LEDの）光源５１、関連電子部品及び防水用糊の収納用空間である。

図１と図２に示す通り、ユニットケース４０の下面の中端の部位が突出状連結部４２となっていて、絶縁外枠１０の凹状連結部１１に嵌合する。突出状連結部４２の下部にはスプリング式導電針６０が通る多数の穴４３が設けられる。突出状連結部４２の側面に反対方向挿し入れ防止用の一つの溝４４が設けられる。絶縁外枠１０の凹状連結部１１には溝に応じた反対方向挿し入れ防止用の一つの柱１２が設けられている。

ここで反対方向挿し入れ防止用溝４４と柱１２の個数は限定しない。また、仮に反対方向挿しいれ防止用溝が絶縁外枠１０に設けられ、逆に反対方向挿しいれ防止用柱１２が突出状連結部４２に設けられるという位置の変更と２つずつ或は多数の反対方向挿し入れ防止用溝と柱が設けられていても本発明の保護範囲を超えたと見なされない。また、ユニットケース４０表の下面と突出状連結部４２の間には防水リングの取り付け用溝４５が設けられ、溝には防水リング８０が取り付けられてある。

本実施形態の発光ユニットと電源ソケット装置は組み合わせ連結する構造のものである。ユニットケース４０の外側の両側にそれぞれ「J」型のグラブフック４６が設けられ、絶縁外枠１０の両側のそれぞれにグラブフック結合用土台１３が設けられる。グラブフック４６の下部の形は、ユニットケース４０の側に突出した突起状であると共に、絶縁外枠１０に連結する側に沿って傾斜した構造である内側斜め４７を形成する。一方でグラブフック結合用土台１３の上部は絶縁外枠１０の側から外向きに突出した突起状であると共に、ユニットケース４０に連結する側に沿って傾斜した構造である外側斜め１４の形を有する。言い換えると、グラブフック４６の下部の外側斜め１４は、連結側に沿って開く傾斜形状を形成する。グラブフック結合用土台１３の上部の内側斜め４７はグラブフック４６の下部に連結するために、連結側に沿って突起が小さくなる傾斜形状を形成する。

発光ユニットと電源ソケット装置の連結の際には、グラブフック４６がかみ合うが、かみあわせの際に内側斜め４７と外側斜め１４がこすり合わさりながらグラブフック４６が開き、通過した時点で閉じることで装着が完了する。このように、グラブフック４６の具体的な工作原理はグラブフック４６の上部に外力を加えると下部が開けられ、外力が消えた際は下部が復帰する弾力を有する構造である。

光源５１を保護するために、ユニットケース４０の上部に透明ケース７０を取り付ける。透明ケース７０の両側に多数の固定用穴７１が設けられているが、個数は本発明の限定にならない。ユニットケース４０の両側には固定用穴７１に応じた多数の透明ケース取り付け用土台４８が設けられてある、固定用穴７１との組み合わせをし易くするために。土台１３の上部は外側斜め１４の形を有する。

防水密閉性能を高めるためにユニットケース４０の発光用プリント基板５０が置かれた空間を防水用糊で防止する。防水用糊は一例であり、内部空間を防水密閉するための保護部材を収納する。本態様を応用して広告看板、発光文字及び間接照明を施工する際に、デザインの発光色通りに正しい発光色の発光ユニットを簡易に取り付ける。臨時的に発光色の変更のある場合、或は故障の場合でも、強制的に破った取り換えの作業無しでも、簡易に取り換えができる。

詳細には、電源の引き入れ部分と発光部分はそれぞれ独立に構成される。電源の引き入れ部分は絶縁外枠１０を備え、その中に接触式導電盤２１が設けられてあるソケット用プリント基板２０が取り付けられる。電源コード３０はそれぞれソケット用プリント基板２０の両端にはんだ付けされ、絶縁外枠１０上部に設けてある凹状連結部１１はソケット用プリント基板２０の接触式導電盤２１まで直通される。凹状連結部１１の壁に反対方向挿し入れ防止用柱１２設けられる。絶縁外枠１０はソケット用プリント基板２０とはんだ付けされた電源コード３０の上にプラスチック成型されたものであり、表の両側の中端に結合用土台１３が設けられる。

発光部分には、発光用プリント基板５０と透明ケース７０を備える。透明ケース７０の表の両側のそれぞれに二つの四角型の穴を設ける。発光用プリント基板５０にLED光源である光源５１、関連電子部品とスプリング式導電針６０を実装する。ユニットケース４０の中の底部から突出状連結部４２表面へ穴が設けてあり、スプリング式導電針６０の接触導電頭６１は穴を通して突出状連結部４２の外へ出る。

ユニットケース４０の中の四周に発光用プリント基板取り付け用土台４１が設けられる。ユニットケース４０の表の両側の中端にそれぞれ「J」型のグラブフック４６を設け、絶縁外枠１０の結合用土台１３に連結して使用する。グラブフック４６は、ユニットケース４０の側面に、この側面に沿って真っすぐに配置され、絶縁外枠１０の側の端部でフック状、鈎状にユニットケース４０の内向きに屈曲して形成される。このフック状の形状は英文字の「J」の形に似ていることから、本実施形態では、「J」型と呼ぶ。

グラブフック４６はユニットケース４０に固定されるが、若干の屈曲は可能であり、結合用土台１３に押し付ける際に外向きに曲がり、結合用土台１３を通過する際に、内側に戻ることで、グラブフック４６のフック部分が結合用土台１３によって固定される。グラブフック４６と結合用土台１３の固定により、発光ユニットを電源ユニットに連結することができる。

ユニットケース４０の下部の中端、すなわち下面には、凸状を有した突出状連結部４２が形成される。突出状連結部４２の側面に反対方向挿し入れ防止用溝４４が設けられ、該突出状連結部４２とユニットケース４０の表の下面との間に防水リング取り付け用溝４５が設けられる。

本実施形態では発光用プリント基板５０をユニットケース４０の中の取り付け用の土台に取り付け、SMD式LED光源である光源５１を発光用プリント基板５０一層面に、関連電子部品を二層面に実装する。ユニットケース４０の中の取り付け用土台４１の上部と下部に空間がある。取り付けられた発光用プリント基板５０の一層面に実装されているSMD式LED光源である光源５１は上部の空間に配置され、二層面に実装されてある関連電子部品は下部の空間に配置される。発光用プリント基板５０に実装されているスプリング式導電針６０はユニットケース４０の穴を通して突出状連結部４２の外側へ出す。

ユニットケース４０の両側に設けられている「J」型のグラブフック４６と絶縁外枠１０の両側に設けられている結合用土台１３と組み合わせて使うことで、発光ユニットを電源ソケット装置に取り付ける際にグラブフック４６の内側斜めと結合用土台１３の外側斜め１４が組み合わされて係止する。取り外しの際は二つのグラブフック４６の上部を内側へ押して下部を開く。防水リング取り付け用溝４５は防水リング８０を取り付けために使い、防水リング８０の脱落を防ぐ、発光ユニットと電源ソケット装置が連結される際にユニットケース４０の下面と絶縁外枠１０の上面が防水リングに対し力を加え密閉条件を作り、水や湿気が導電部位に入りこむのを防ぐ。

本実施形態では、発光用プリント基板５０にスプリング式導電針はんだ用はんだ穴５２が設けられ、スプリング式導電針６０をはんだ穴５２を通してはんだ付けする、スプリング式導電針６０の材質は黄銅C3604であり、導電頭６１は弾性を有する。ソケット用プリント基板２０の接触式導電盤２１と接触する際には緊密性を有することと同時に導電頭６１が外筒状の中で縮められる。発光ユニットと電源ソケット装置との連結高さが低くなる点で有利である。

本実施形態の絶縁外枠１０はソケット用プリント基板２０と電源コード３０とプラスチック成型されたものである。絶縁外枠１０の上面に設けられてある凹状連結部１１はソケット用プリント基板２０にまで直通となっている構造である。凹状連結部１１の中の壁に反対方向挿し入れ防止用柱１２は、ユニットケース４０の突出状連結部４２に設けられている反対方向挿し入れ防止用溝４４と嵌合する。ソケット用プリント基板２０に電源コード用はんだ点２２と導電盤２１が設けられ、導電盤２１はスプリング式導電針６０の導電頭６１と接触する。

導電性能の向上と酸化することを防ぐために、導電盤は半田レベラー処理される。半田レベラーは、プリント基板のランド部となる銅上に表面の保護や実装時の濡れ性を高めることを目的として半田コートするものである。 作業としては基板を溶融させた半田内に浸漬し、引き上げ時に半田槽上部にあるエアーナイフより高温のエアーを吹き付けて基板穴やパッド表面、レジスト上の余分な半田を取り除くことにより行う。

本実施形態では、防水リング８０の厚みは1.7mmである。防水リング８０は、発光ユニットと電源ソケット装置が連結される際に押さえられ、厚みは0.8mmまで変形される。そのため、グラブフック４６と結合用土台１３の完全な組み合わせのために、ユニットケース４０の下面と絶縁外枠１０の上面の間に0.8mm高さの隙間を持った構造となっている。

以上説明した発光モジュールは、以下の過程により製造する。
１．電源コード３０をソケット用プリント基板２０にはんだ付けする。プラスチック注射成型機で成型する。そして、電源コード３０、ソケット用プリント基板２０が一体型になった絶縁外枠１０を得る。
２．（SMD式LED）光源５１と関連電子部品が実装されている発光用プリント基板５０を、ユニットケース４０の中に取り付ける。
３．防水糊をユニットケース４０の中に注入し防止して固体化させる。
４．透明ケース７０をユニットケース４０に取り付ける。
５．防水リング８０を防水リングの取り付け用溝４５に取り付ける。
６．発光ユニットと電源ソケット装置を取り付ける。

１０，絶縁外枠； １１，凹状連結部； １２，反対方向挿し入れ防止用柱； １３，結合用土台；１４，外側斜め； ２０，ソケット用プリント基板；
２１，接触式導電盤； ２２，はんだ点； ３０，電源コード；
４０，ユニットケース； ４１，取り付け用土台； ４２，突出状連結部；
４３，穴； ４４，反対方向挿し入れ防止用溝； ４５，防水リングの取り付け用溝； ４６，グラブフック； ４７，内側斜め； ４８，透明ケース取り付け用土台； ５０，発光用プリント基板； ５１，光源； ５２，はんだ穴；
６０，スプリング式導電針； ６１，導電頭； ６２，外筒状；
７０，透明ケース； ７１，固定用穴； ８０，防水リング

Claims (8)

1. 電源ソケット装置と発光ユニットを備え、
   前記電源ソケット装置は、
   絶縁外枠と、前記絶縁外枠の中にソケット用プリント基板と、前記ソケット用プリント基板に複数の接触用導電盤及び複数の電源コード用接続部を備え、
   前記発光ユニットは、
   ユニットケースを備え、前記ユニットケースの中に発光用プリント基板を取り付け、前記発光用プリント基板に光源を実装し、前記発光用プリント基板に複数の導電用接続部を設け、
   前記導電用接続部と光源は電気的に連結し、前記導電用接続部に弾性式導電針を実装し、前記弾性式導電針の下部には接触導電頭が取り付けられ、前記接触用導電盤と接触可能に配置された、
   前記発光ユニットと前記電源ソケット装置の取り付けと取り外しが可能な発光モジュール。
2. 前記発光用プリント基板に実装している弾性式導電針は、
   筒体を備え、当該筒体の中にスプリングを備え、当該スプリングの一端に接触導電頭が取り付けてあり、前記接触導電頭は伸縮可能で筒体の外へ一部分露出してあることを特徴とする請求項１に記載の発光モジュール。
3. 前記ユニットケースの中の壁の少なくとも二つの対称された位置に、発光用プリント基板の取り付け用土台が設けられ、
   前記発光用プリント基板が土台に取り付けられた際に、発光用プリント基板の正面と裏面のそれぞれに空間があることを特徴とする請求項２に記載の発光モジュール。
4. 前記ユニットケースの表の下面の中端部位に、前記絶縁外枠に嵌合するための突出状連結部を備え、のに嵌め合わして使うものである
   前記突出状連結部の下部には弾性式導電針を通す複数の穴を開口し、突出状連結部に反対方向挿し入れ防止用溝を設け、
   前記絶縁外枠は、前記突出状連結部に嵌め合わせるための凹状連結部を小名江、当該凹状連結部には溝に応じた反対方向挿し入れ防止用柱を設けたことを特徴とする請求項３に記載の発光モジュール。
5. 前記ユニットケースの表の下面と突出状連結部の間には防水リングの取り付け用溝を設け、
   当該防水リングの取り付け用溝には、防水リングを取り付けることを特徴とする請求項４に記載の発光モジュール。
6. 前記ユニットケースの表面の両側の少なくとも一方にグラブフックを設け、前記絶縁外枠の両側のそれぞれにグラブフック結合用土台を設け、
   前記グラブフックの下部の形が連結側に沿って開く傾斜形状を形成し、
   前記グラブフック結合用土台の上部の形は前記グラブフックの下部に連結するために、連結側に沿って突起が小さくなる傾斜形状を形成することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の発光モジュール。
7. 前記ユニットケースの上部に透明ケースを取り付けており、透明ケースの両側に多数の固定用穴を設け、ユニットケースの両側には固定用穴に応じた多数の透明ケースの取り付け用土台を設けていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の発光モジュール。
8. 前記電源ソケット装置は、絶縁外枠、ソケット用プリント基板と電源コードが一緒にプラスチック成型となった一体型のものである請求項１〜５のいずれかに記載の発光モジュール。