JP2023062686A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源ボードの固定材料が少なくてすみ、重さを低減可能な発光装置を提供する。【解決手段】発光装置は、ケースと、ヒートシンクと、光源モジュールボードと、電源ボードとを含み、光源モジュールボードは、ヒートシンクに取り付けられ、ヒートシンクは、ケースに取り付けられ、ヒートシンクは、板状の平台を含み、平台には、平台に対して突出する複数の爪部が設けられ、複数の爪部が電源ボードを挟持することにより、電源ボードは、平台に垂直になるようにヒートシンクに対して固定され、電源ボードは、光源モジュールボードに電気的に接続されている。【選択図】図７

Description

本開示は、照明分野に関し、より詳しくは、発光装置に関する。

光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を用い、主に光源モジュールボードと、ヒートシンクと、電源ボードと、ケースとを含む発光装置はよく知られている。従来の発光装置では、通常、電源ボードは、ケース内部に固定的に取り付けられ、光源モジュールボードは、ヒートシンクに取り付けられている。ヒートシンクは、ケースに取り付けられ、光源モジュールボードと電源ボードはピン（ＰＩＮ針）を介して集積回路ソケットに電気的に接続されている。

しかし、例えば特許文献１に記載のライトバルブにおいては、電源ボードの機械的固定は、例えばケースと一体になる非金属プラスチック部品などのケース内の固定装置に依存しているが、これらの固定装置は、照明装置の重さの増加を招いた。電源ボードは、ヒートシンクに接触せず、電源ボードの放熱は、ケース内の固定装置に依存しているため、放熱が思わしくない。また、ピンと集積回路ソケットとの位置決めは、ヒートシンクとランプ台との位置決めによって間接的に行われるため、発光装置の組立が不便になる。加工誤差や組立誤差の影響により、ピンと集積回路ソケットに応力が発生しやすいため、発光装置の信頼性に影響を与える。

米国特許第８４２１３２１号明細書

本開示の目的は、電源ボードの固定材料が少なくてすみ、重さを低減可能な発光装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本開示は、以下の技術的手段を採用する。

本開示の発光装置は、ケースと、ヒートシンクと、光源モジュールボードと、電源ボードとを含み、光源モジュールボードは、ヒートシンクに取り付けられ、ヒートシンクは、ケースに取り付けられ、ヒートシンクは、板状の平台を含み、平台には、平台に対して突出する複数の爪部が設けられ、複数の爪部が電源ボードを挟持することにより、電源ボードは、平台に垂直になるようにヒートシンクに対して固定され、電源ボードは、光源モジュールボードに電気的に接続されていることを特徴とする。

選択可能な一実施形態では、複数の爪部による電源ボードを挟持する挟持力の方向は、電源ボードに垂直であるようにしてもよい。

選択可能な一実施形態では、各爪部は弾性片であり、弾性片は平台と一体に形成され、弾性片は、平台に接続される根元部と、平台から離れた自由端部とを含み、根元部は、平台に垂直な方向に延び、自由端部は、平台から離れる方向に延びるとともに、電源ボードから離れる方向に延びるようにしてもよい。

選択可能な一実施形態では、各爪部は剛性片であり、剛性片の間には収容空間が形成され、電源ボードの一部は、剛性片により挟持されて固定されるように収容空間に挿入されるようにしてもよい。

選択可能な一実施形態では、電源ボードの縁部は、平台に当接するようにしてもよい。

選択可能な一実施形態では、複数の爪部は、２列に配置され、一方の列の爪部と他方の列の爪部とが互いにずれているか、又は一方の列の爪部と他方の列の爪部とが互いに位置合わせされているようにしてもよい。

選択可能な一実施形態では、複数の爪部の数は、２～４個としてもよい。

選択可能な一実施形態では、複数の爪部は、金属製としてもよい。

選択可能な一実施形態では、ケースは、電源ボードが収容されている収容キャビティを含むようにしてもよい。

選択可能な一実施形態では、光源モジュールボードは、平台に平行になるように平台のケースから離れた側に取り付けられ、平台には、貫通孔が設けられ、電源ボードと光源モジュールボードは、貫通孔を介して電気的に接続されているようにしてもよい。

本開示に係る照明装置は、電源ボードの固定材料が少なくてすみ、重さが低減可能である。

本開示の一実施例に係る発光装置の斜視図を示す。 図１の発光装置のヒートシンクの斜視図を示す。 図１の発光装置の光源モジュールボードの斜視図を示す。 図１の発光装置のヒートシンク及び光源モジュールボードの組立図を示す。 図１の発光装置のヒートシンクの断面図を示す。 図１の発光装置の電源ボードの斜視図を示す。 図１の発光装置のヒートシンク及び電源ボードの組立図を示す。 図１の発光装置のヒートシンク、光源モジュールボード及び電源ボードの組立図を示す。

以下、図面を参照しながら、本開示の例示的な実施例を説明する。これらの具体的な説明は、当業者が本発明をどのように実施するかを教示するためのものにすぎず、本発明のすべての実施可能な形態を網羅するものではなく、本発明の範囲を限定するものでもないと理解されるべきである。

なお、本開示に記載される「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」は、本開示の発光装置の使用状態を限定するものではなく、本開示の発光装置の構造を容易に説明するためのものにすぎない。前後方向は電源ボードに垂直であり、上下方向は板状の平台に垂直であり、左右方向は前後方向及び上下方向に垂直である。本開示に記載される「爪部」は、平台における電源ボードを固定できる構造を指し、本開示の実施例で言及される第１の弾性片及び第３の弾性片であってもよいが、これらに限定されない。

図１～図８は、本開示の一実施例に係る発光装置の構造を示す。

図１は、本開示の一実施例に係る発光装置を示す。発光装置は、ヒートシンク１と、光源モジュールボード２と、電源ボード３（図６、図７及び図８を参照）と、グローブ４と、ケース５と、口金６とを含む。ヒートシンク１は、ケース５の内部に取り付けられ、光源モジュールボード２は、ヒートシンク１に取り付けられる。

図２は、図１の発光装置のヒートシンク１を示す。ヒートシンク１は金属製であり、頂部及び側壁により一端が閉じられた円筒状に形成され、その頂部が閉じられて円板状の平台１１が形成されている。ヒートシンク１の頂部の直径は、その底部の直径よりも大きいため、ヒートシンク１は、ラッパ状のような形状をなしている。平台１１には、方形の第１の貫通孔１２、方形の第２の貫通孔１３及び方形の第３の貫通孔１４が設けられている。

第１の貫通孔１２は、平台１１の中央部に設けられ、第１の貫通孔１２の前側及び後側には、２つの方形の第２の貫通孔１３がそれぞれ設けられている。第１の貫通孔１２と後側の第２の貫通孔１３との間には、２つの第３の貫通孔１４が設けられており、２つの第３の貫通孔１４はそれぞれ、第１の貫通孔１２の左右両側に位置する。

２つの第２の貫通孔１３の後側縁部には、断面がＺ字形の２つの第２の弾性片１３１がそれぞれ設けられている。第２の弾性片１３１は、平台１１をプレスすることにより形成されてもよい。第２の弾性片１３１は、第３のアーム部１３１１、第４のアーム部１３１２及び第５のアーム部１３１３を含む。第３のアーム部１３１１は、平台１１が所在する平面に位置し、前後方向に延びる。第３のアーム部１３１１の後側端部である第２の弾性片１３１の根元部は、第２の貫通孔１３の後側縁部に接続され、第３のアーム部１３１１の前側端部は、第２の貫通孔１３の内部に位置する。第４のアーム部１３１２は、上下方向に延びる。第４のアーム部１３１２の下側端部は、第３のアーム部１３１１の前側端部に接続され、第４のアーム部１３１２の上側端部は、平台１１の上面の上側に位置する。第５のアーム部１３１３は、前後方向に延びる。第５のアーム部１３１３の後側端部は、第４のアーム部１３１２の上側端部に接続され、第５のアーム部１３１３の前側端部である第２の弾性片１３１の自由端部は、前方に延びるとともに上方に延びる。第２の弾性片１３１は弾性を有するため、第２の弾性片１３１の自由端部は、平台１１に対して互いにさらに分離可能である。

図３は、図１の発光装置の光源モジュールボード２を示す。光源モジュールボード２は方形板状をなし、その上面には、光源として１０個の発光ダイオード２１が設けられ、１０個の発光ダイオード２１は、環状に配列されている。光源モジュールボード２の中央部には、第１の貫通孔１２に対応する集積回路ソケット２２が設けられている。集積回路ソケット２２の前側及び後側には、第２の弾性片１３１に対応する第４の貫通孔２３及び切欠部２４がそれぞれ設けられている。

図４は、図１の発光装置のヒートシンク１及び光源モジュールボード２の組立図を示す。組立時に、光源モジュールボード２の下面を平台１１の上面に当接させることにより、２つの第２の弾性片１３１は、第４の貫通孔２３及び切欠部２４をそれぞれ通過する。２つの第２の弾性片１３１が弾性変形し、２つの第２の弾性片１３１の自由端部が平台１１に対して互いにさらに分離するように光源モジュールボード２を後側に移動させる。光源モジュールボード２の取り付けが完了すると、第５のアーム部１３１３の下面は、光源モジュールボード２の上面に当接し、第４のアーム部１３１２の前側面は、第４の貫通孔２３及び切欠部２４の内側に当接する。第２の弾性片１３１は弾性力により光源モジュールボード２を挟持するため、光源モジュールボード２は、平台１１に対して固定される。集積回路ソケット２２は、第１の貫通孔１２と位置合わせされている。

図５は、図１の発光装置のヒートシンク１の断面図を示す。第１の貫通孔１２の後側縁部には、プレスにより形成された２つの第１の弾性片１２１が設けられている。２つの第１の弾性片１２１は、２つの第１の弾性片１２１が平台１１の前後方向に延びる中心線に対して左右対称に配置されるように、第１の貫通孔１２の後側縁部の左右両側端部にそれぞれ設けられている。第１の弾性片１２１は、第１のアーム部１２１１と、第２のアーム部１２１２とを含む。第１のアーム部１２１１は、上下方向に延び、その上側端部である第１の弾性片１２１の根元部は、第１の貫通孔１２の後側縁部に接続されている。第２のアーム部１２１２の上側端部は、第１のアーム部１２１１の下側端部に接続されている。第２のアーム部１２１２は、下方に延びるとともに前方に延びるため、第２のアーム部１２１２と第１のアーム部１２１１は、一定の角度をなしている。

２つの第３の弾性片１４１は平台１１の前後方向に延びる中心線に対して左右対称に配置されるように、２つの第３の貫通孔１４の前側縁部には、２つの第３の弾性片１４１がそれぞれ設けられている。第３の弾性片１４１は、平台１１をプレスすることにより形成される。第３の弾性片１４１は、第６のアーム部１４１１と、第７のアーム部１４１２とを含む。第６のアーム部１４１１は、上下方向に延び、その上側端部である第３の弾性片１４１の根元部は、第３の貫通孔１４の前側縁部に接続されている。第７のアーム部１４１２の上側端部は、第６のアーム部１４１１の下側端部に接続されている。第７のアーム部１４１２は、下方に延びるとともに後方に延びるため、第７のアーム部１４１２と第６のアーム部１４１１は、一定の角度をなしている。

第１の弾性片１２１及び第３の弾性片１４１は、電源ボード３を挟持するためのものであり、第１の弾性片１２１は、１列に形成され、第３の弾性片１４１は、別の列に形成されている。前後方向に沿って見たとき、第１の弾性片１２１と第３の弾性片１４１は互いにずれている。左右方向に沿って見たとき、第１の弾性片１２１と第３の弾性片１４１が互いにずれることにより、第１の弾性片１２１と第３の弾性片１４１との間には、電源ボード３が挿入される収容空間が形成されている。第１の弾性片１２１及び第３の弾性片１４１は、第１の弾性片１２１及び第３の弾性片１４１の自由端部が互いにさらに分離するように、前後方向に弾性変形可能である。

本実施例では、第１の弾性片１２１、第２の弾性片１３１及び第３の弾性片１４１は、平台１１をプレスすることにより形成されるため、加工プロセスが簡単であり、発光装置の製造コストが効果的に低減される。また、第１の弾性片１２１、第２の弾性片１３１及び第３の弾性片１４１の自由端部と根元部が一定の角度をなしており、光源モジュールボード２及び電源ボード３の取付をガイドする機能を有するため、光源モジュールボード２及び電源ボード３の組立の難しさが低減される。

図６は、図１の発光装置の電源ボード３を示す。電源ボード３には、ピン３１（ＰＩＮ針）が設けられ、ピン３１は、電源ボード３に平行な方向に沿って上方へ延び、電源ボード３の外部に突出している。

図７は、図１の発光装置のヒートシンク１及び電源ボード３の組立図を示す。電源ボード３は、前後方向に垂直である。電源ボード３は、ヒートシンク１の下方から収容空間に入り、第１の弾性片１２１は、電源ボード３の前側面を挟持し、第３の弾性片１４１は、電源ボード３の後側面を挟持する。第１の弾性片１２１及び第３の弾性片１４１は、第１の弾性片１２１及び第３の弾性片１４１が電源ボード３を弾性的に挟持するように弾性変形する。電源ボード３の取り付けが完了すると、電源ボード３は、平台１１に垂直であり、電源ボード３の上縁部は、平台１１の下面に当接し、ピン３１は、第１の貫通孔１２を通過して平台１１の上面側に突出する。安全に絶縁することを考慮して、電源ボード３の上縁部が平台１１に当接する場合、電源ボード３の上縁部及び上縁部に近い部分には配線が設けられておらず、電源ボード３の配線は、平台１１及び爪部と適切な絶縁距離を保っている。

電源ボード３は、第１の弾性片１２１及び第３の弾性片１４１を介してヒートシンク１に固定的に接続されているため、電源ボード３の固定材料が節約され、発光装置の重さが低減される。ヒートシンク１は、電源ボード３の熱を伝達できるため、発光装置の放熱効率が向上され、さらに発光装置の寿命が延ばされる。電源ボード３の配線は、平台１１及び爪部と適切な絶縁距離を保っているため、発光装置が安全で信頼できる。

図８は、図１の発光装置のヒートシンク１、光源モジュールボード２及び電源ボード３の組立図を示す。組立時に、まず、光源モジュールボード２を平台１１の上面に取り付ける。光源モジュールボード２の取り付けが完了した後に、電源ボード３を平台１１の下面に取り付ける。電源ボード３を取り付ける際、ピン３１を集積回路ソケット２２に位置合わせして集積回路ソケット２２に挿入して接続することにより、電源ボード３と光源モジュールボード２との電気的接続を実現する。電源ボード３の取り付けが完了すると、ピン３１は、集積回路ソケット２２を通過して集積回路ソケット２２の上側に突出する。

電源ボード３及び光源モジュールボード２はいずれも、ヒートシンク１に取り付けられているため、電源ボード３と光源モジュールボード２との位置決め誤差が低減され、発光装置の組立が容易になる。電源ボード３と光源モジュールボード２が集積回路ソケット２２とピン３１で接続されると、集積回路ソケット２２とピン３１との間の応力が効果的に低減され、発光装置の信頼性が向上される。

本開示は、以下の利点のうちの少なくとも１つを有する。

（ｉ）電源ボード３は、第１の弾性片１２１及び第３の弾性片１４１を介してヒートシンク１に固定的に接続されているため、電源ボード３の固定材料が節約され、発光装置の重さが低減される。ヒートシンク１は、電源ボード３の熱を伝達できるため、発光装置の放熱効率が向上され、さらに発光装置の寿命が延ばされる。電源ボード３の配線は、平台１１及び爪部と適切な絶縁距離を保っているため、発光装置が安全で信頼できる。

（ｉｉ）電源ボード３及び光源モジュールボード２はいずれも、ヒートシンク１に取り付けられているため、電源ボード３と光源モジュールボード２との位置決め誤差が低減され、発光装置の組立が容易になる。電源ボード３と光源モジュールボード２が集積回路ソケット２２とピン３１で接続されると、集積回路ソケット２２とピン３１との間の応力が効果的に低減され、発光装置の信頼性が向上される。

（ｉｉｉ）第１の弾性片１２１、第２の弾性片１３１及び第３の弾性片１４１は、平台１１をプレスすることにより形成されるため、加工プロセスが簡単であり、発光装置の製造コストが効果的に低減される。また、第１の弾性片１２１、第２の弾性片１３１及び第３の弾性片１４１の自由端部と根元部が一定の角度をなしており、光源モジュールボード２及び電源ボード３の取付をガイドする機能を有するため、光源モジュールボード２及び電源ボード３の組立の難しさが低減される。

上記実施形態は、例示的なものにすぎず、本発明を限定するものではないと理解されるべきである。当業者は、本発明の範囲を逸脱することなく、本開示の教示から上記実施形態に対して様々な変形や変更を行うことができる。

爪部は、第１の弾性片１２１又は第３の弾性片１４１に限定されず、係止爪やスナップなどの構造であってもよいし、単純な突出構造であってもよい。爪部は、それ自体の弾性変形による弾性力により電源ボード３を挟持することに限定されず、締り嵌め、構造的ロック、ボルト接続、ねじ接続、接着などによって電源ボード３を固定してもよい。例えば、爪部は、剛性片であってもよく、剛性片の間には収容空間が形成され、電源ボード３の一部は、剛性片により挟持されて固定されるように収容空間に挿入される。具体的には、剛性片間の収容空間は、拡開形状又は収束形状に形成されてもよく、電源ボード３は、収容空間に対応する形状に形成されている。爪部は、電源ボード３に垂直な方向に電源ボード３を挟持することに限定されず、電源ボード３に平行な方向又は他の任意の方向から電源ボード３を挟持してもよい。爪部は、平台１１と一体に形成されることに限定されず、係合、接着、ボルト接続、ねじ接続などによって平台１１に接続されてもよい。第１のアーム部１２１１及び第６のアーム部１４１１は、上下方向に延びることに限定されず、第１のアーム部１２１１は、下方に延びるとともに後方に延びてもよく、第６のアーム部１４１１は、下方に延びるとともに前方に延びてもよい。爪部の数及び配置形態は、実施例に示される数及び配置形態に限定されない。第１の弾性片１２１及び第３の弾性片１４１の左右方向の長さは限定されず、例えば、２つの第１の弾性片１２１は接触しているか、又は、一体に形成してもよい。

光源モジュールボード２及び電源ボード３はいずれも、プリント回路基板だけでなく、プリント回路基板に設けられた電子部品も含むプリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）である。光源モジュールボード２と電源ボード３は、集積回路ソケット２２とピン３１を用いて接続されることに限定されず、導線、フラットケーブルなどにより電気的に接続されてもよい。

ヒートシンク１の形状は、実施例に示される形状に限定されず、板状などの任意の形状であってもよい。ヒートシンク１は、金属製に限定されず、プラスチック、セラミックス、グラファイトなどの材料によって製造されてもよい。

光源モジュールボード２は、光源として発光ダイオード２１を用いることに限定されない。発光ダイオード２１の数及び配置形態は、実施例に示される数及び配置形態に限定されない。

発光装置は、ヒートシンク１、光源モジュールボード２、電源ボード３、グローブ４、ケース５及び口金６からなることに限定されず、任意の可能な部品をさらに含んでもよい。

１ ヒートシンク、１１ 平台、１２ 第１の貫通孔、１２１ 第１の弾性片、１２１１ 第１のアーム部、１２１２ 第２のアーム部、１３ 第２の貫通孔、１３１ 第２の弾性片、１３１１ 第３のアーム部、１３１２ 第４のアーム部、１３１３ 第５のアーム部、１４ 第３の貫通孔、１４１ 第３の弾性片、１４１１ 第６のアーム部、１４１２ 第７のアーム部、２ 光源モジュールボード、２１ 発光ダイオード（ＬＥＤ）、２２ 集積回路ソケット、２３ 第４の貫通孔、２４ 切欠部、３ 電源ボード、３１ ピン、４ グローブ、５ ケース、６ 口金

Claims (10)

1. ケースと、ヒートシンクと、光源モジュールボードと、電源ボードとを含む発光装置において、
   前記光源モジュールボードは、前記ヒートシンクに取り付けられ、前記ヒートシンクは、前記ケースに取り付けられ、前記ヒートシンクは、板状の平台を含み、
   前記平台には、前記平台に対して突出する複数の爪部が設けられ、前記複数の爪部が前記電源ボードを挟持することにより、前記電源ボードは、前記平台に垂直になるように前記ヒートシンクに対して固定され、前記電源ボードは、前記光源モジュールボードに電気的に接続されていることを特徴とする発光装置。
2. 前記複数の爪部による前記電源ボードを挟持する挟持力の方向は、前記電源ボードに垂直であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 各前記爪部は弾性片であり、前記弾性片は前記平台と一体に形成され、前記弾性片は、前記平台に接続される根元部と、前記平台から離れた自由端部とを含み、
   前記根元部は、前記平台に垂直な方向に延び、前記自由端部は、前記平台から離れる方向に延びるとともに、前記電源ボードから離れる方向に延びることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
4. 各前記爪部は剛性片であり、前記剛性片の間には収容空間が形成され、前記電源ボードの一部は、前記剛性片により挟持されて固定されるように前記収容空間に挿入されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
5. 前記電源ボードの縁部は、前記平台に当接することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の発光装置。
6. 前記複数の爪部は、２列に配置され、
   一方の列の前記爪部と他方の列の前記爪部とが互いにずれているか、又は一方の列の前記爪部と他方の列の前記爪部とが互いに位置合わせされていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の発光装置。
7. 前記複数の爪部の数は、２～４個であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の発光装置。
8. 前記複数の爪部は、金属製であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の発光装置。
9. 前記ケースは、前記電源ボードが収容されている収容キャビティを含むことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の発光装置。
10. 前記光源モジュールボードは、前記平台に平行になるように前記平台の前記ケースから離れた側に取り付けられ、前記平台には、貫通孔が設けられ、前記電源ボードと前記光源モジュールボードは、前記貫通孔を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の発光装置。
    

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