JP4430737B2 - Ｌｅｄユニットの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤユニットの製造方法に関する。

ＬＥＤユニットは通常、１個または複数個のＬＥＤチップ（素子）を備えている。そして大抵の場合、絶縁基板の全面に貼り付けられた銅箔をエッチングすることにより、所定の回路パターンを形成したプリント基板が用意され、その回路パターンの所定位置にＬＥＤチップが支持されている。しかし、一般的に銅箔の厚さは３５μｍ程度であり、高輝度のＬＥＤチップを、殊に多数搭載する用途には全く適さず、特別な放熱手段を付加してもＬＥＤチップの高温度化は避けられないため、その発光輝度が大幅に低下する上、短寿命になる。従って、一般的な居室の主照明のように、およそ５０００〜１００００ルーメンもの総光束が必要な用途には到底適合しがたい。また、銅箔をエッチングすると、除去された銅が無駄になり、いわゆる材料ロスが大きく発生する。そして、環状のＬＥＤユニットを製造しようとすれば、絶縁基板の中央部を大きく打ち抜く必要があり、これまた、材料ロスが大きく発生する。ところで、いわゆるプリント基板を用いていない環状のＬＥＤユニットとして、特許文献１に開示されたものがある。しかしながら、そのＬＥＤユニットにおいて用いられる電極パターンにあっても、当該公報の図３に示されるように、やはり中央部が相当な大径に打ち抜かれた環状を成している。また、特許文献２によれば、環状のＬＥＤユニットが開示されている。また、特許文献３によれば、ＬＥＤ素子が開示されている。

実公平７−２３９６９号公報 特開２００４−３３５４２６号公報 特開２００６−１３４９９２号公報

従って、特許文献１〜３に開示されたＬＥＤユニットまたはＬＥＤ素子においては、環状のＬＥＤユニットを容易に製造することができる方法が全く開示されていない。本発明はこのような解決すべき課題を鑑み、実用性かつ経済性に優れた環状のＬＥＤユニットを容易に製造する方法を提供することを目的とするものである。

次に、上記目的を達成する代表的な発明を要約する。
第一発明は、全体として略環状または略Ｃ状を成すように、複数の金属板を互いに離間して配置する第１工程と、前記各金属板の表面側にＬＥＤチップを支持してＬＥＤエレメントを構成する第２工程と、各ＬＥＤエレメントに、少なくとも一箇所において電気的接続のループが途切れるように所定の直列順序で電気的接続する第３工程と、前記金属板の裏面側が突出されるように前記金属板の表面側に電気絶縁性の透光性部材を成形付着する第４工程と、前記金属板の裏面側に電気絶縁性の透光性部材またはベース部材を成形付着する第５工程とを備えたＬＥＤユニットの製造方法である。
第二発明は、全体として略環状または略Ｃ状を成すように、ＬＥＤチップを予め表面側に支持した金属板を含む複数のＬＥＤエレメントを互いに離間して配置する第１工程と、各ＬＥＤエレメントに、少なくとも一箇所において電気的接続のループが途切れるように所定の直列順序で電気的接続する第２工程と、前記金属板の裏面側が突出されるように前記金属板の表面側に電気絶縁性の透光性部材を成形付着する第３工程と、前記金属板の裏面側に電気絶縁性の透光性部材またはベース部材を成形付着する第４工程とを備えたＬＥＤユニットの製造方法である。

第一発明と第二発明のＬＥＤユニットの製造方法によれば、ＬＥＤユニットを容易に製造することができるという効果を奏する。

天井用照明器具の一実施形態を示す断面図 同グローブを取り外した状態の下面図 ＬＥＤユニットの実施形態を示す断面図及び部分拡大図 図３の下面図 ＬＥＤユニットの実施形態を示す下面透視図 ＬＥＤユニットの実施形態を示す部分縦断面図 ＬＥＤユニットの実施形態を示す部分横断面図 （Ａ）〜（Ｅ）は、ＬＥＤユニットの製造方法例を順に示す工程図 （Ａ）同製造方法に用いられる第一金型の上面図、（Ｂ）同製造方法に用いられる第三金型の上面図 （Ａ）ＬＥＤユニットを照明器具の本体（第二本体）に取り付けた状態を示す部分拡大断面図、（Ｂ）同接続器の端子及び端子に接続されたリード線を示す斜視図 図１０（Ａ）の上面付近の横断面図 ＬＥＤユニットの他の実施形態を示す部分縦断面図 ＬＥＤユニットのさらに他の実施形態を示す部分縦断面図 ＬＥＤユニットのさらに他の実施形態を示す部分縦断面図 ＬＥＤユニットのさらに他の実施形態を示す部分横断面図 ＬＥＤユニットのさらに他の実施形態を示す部分縦断面図 ＬＥＤユニットのさらに他の実施形態を示す部分縦断面図 ＬＥＤユニットのさらに他の実施形態を示す部分縦断面図 ＬＥＤユニットのさらに他の実施形態を示す部分縦断面図 ＬＥＤユニットのさらに他の実施形態を示す下面透視図 ＬＥＤユニットのさらに他の実施形態を示す下面透視図 ＬＥＤユニットのさらに他の実施形態を示す下面透視図 ＬＥＤユニットのさらに他の実施形態を示す下面透視図 さらに他の実施形態のＬＥＤユニットを照明器具の本体（第二本体）に取り付けた状態を示す部分断面図 ＬＥＤユニットの点灯制御回路部の一実施形態を示す回路ブロック図

次に、本発明の実施形態を説明するが、それはあくまで本発明に基づいて採択された例示的な実施形態であり、本発明をその実施形態に特有な事項に基づいて限定解釈してはならず、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の請求項に示した事項さらにはその事項と実質的に等価である事項に基づいて定めなければならない。

まず、図１と図２に示す天井用照明器具について説明する。この照明器具は、天井Ｃ側に設けられ本体を構成する金属製の第一本体１と、第一本体１の下面にビス２などの取付手段で取り付けられ本体を構成する金属製の第二本体３と、好ましくは第二本体３の下面に接してビス２などの取付手段で取り付けられたＬＥＤユニット４と、第二本体３の上方空間に収められ例えば第一本体１の下面に設けられた、ＬＥＤユニット４のための点灯制御回路部５と、第一本体１の外周部付近において取り付けられＬＥＤユニット４が覆われる透光性材料（例えば合成樹脂）などによるグローブ６とを備えている。

第一本体１、第二本体３の材質としては例えば、鉄、アルミなどを用いる。第一本体１、第二本体３の少なくとも下面側は例えば白色の塗装膜・樹脂コーティング膜・セラミック膜などの薄膜が形成されて光反射性を有し、光反射率を例えば９０％以上としている。ＬＥＤユニット４の発熱は第一本体１及び第二本体３に放熱されてＬＥＤユニット４の温度上昇を抑えている。第一本体１の下面周部には図示されないグローブ支持具などを設けており、これに対してグローブ６が着脱可能に支持される。第二本体３の略中央には孔７が形成される。第一本体１は第二本体３よりも大径を成し、その略中央には孔８が形成されるとともに孔８の近辺は外周側部分よりも低く形成された段差状を成している。また、第二本体３には点灯制御回路部５から突設されたリモコン信号受信部９が貫通されている。なお、リモコン信号受信部９が第二本体３の上面側に配置され、第二本体３にはリモコン信号受信部９に対応する孔を形成してもよいし、さらに、その孔にリモコン信号が通過可能な樹脂板などを装着しておいてもよい。

第一本体１及び第二本体３を含む本体は、その略中央部に天井Ｃへの取り付け機構が設けられ、ＬＥＤユニット４は、その本体の下面に前記取り付け機構を避けるように設けられているものである。次に、その取り付け機構について述べる。天井Ｃには引掛ローゼット１０が固定されており、引掛ローゼット１０に対して本照明器具が取り付けられている。引掛ローゼット１０はその下端に鍔状の係止部１１があるタイプを例示している。第一本体１の中央付近の前記段差状部下面には例えば環状を成す被取付具１２が固定され、その略逆Ｌ状の被係止部１３がその背面側のバネ１４により中心孔方向に付勢されて、被係止部１３の先端下面が係止部１１の上面に係止されることにより、本照明器具が天井Ｃにいわゆる直付け状態で取り付けられている。

本照明器具を取り付けるには、引掛ローゼット１０に対して孔８を位置合わせしてからグローブ６のない状態の本照明器具を押し上げるとよい。そうすると、下面を斜面とした係止部１１に対して先端上面を斜面とした被係止部１３がバネ１４の付勢方向に逆らって後退してから、図１のように被係止部１３は係止部１１の上面に係止されるようになる。そして、点灯制御回路部５に給電する引掛プラグ１５を引掛ローゼット１０下面の一対の給電用円弧孔（図示せず）に差し込んで所定角度回転して受電する。受電された交流電源はコード１６を介して点灯制御回路部５に給電される。また、本照明器具を取り外すには、引掛プラグ１５を引掛ローゼット１０から前記とは反対方向に回転して取り外してから、被取付具１２下面の孔１７から突出するように被係止部１３から下方に向けて形成した操作部１８を指で外向きに後退させるとよい。

なお、以上例示した照明器具の天井取り付け機構はごく一例に過ぎず、天井に固定した一般的な角形や丸形の引掛ローゼットの下面に着脱可能なアダプタを介して照明器具を取り付けたり、天井に固定した金具に照明器具を取り付けたり、天井に対して照明器具をねじにより取り付けたりするなど、種々の取り付け機構を採用できるものである。

次に、ＬＥＤユニット４について図３〜図７を参照して説明する。ＬＥＤユニット４は、ＬＥＤチップ２１が支持された金属板２２を含むＬＥＤエレメント２３を複数個備えている。これらのＬＥＤエレメント２３は、隣り合う金属板２２、２２が互いに離間した状態で全体として略環状または略Ｃ状に配置され、各ＬＥＤエレメント２３は、例えば金またはアルミなどの金属線２４を用いて、所定の直列順序で電気的接続されているが、少なくとも一箇所において、その電気的接続のループが途切れている。そして、この途切れた箇所は一対の外部端子２５、２６に電気的接続され、かつ、各ＬＥＤエレメント２３は環状を成すエポキシ樹脂その他合成樹脂などの電気絶縁性の透光性部材２７に固着され、その中央部には窓孔２８が形成されている。なお、図５において矢印Ｘの延長線上で透光性部材２７が途切れており、透光性部材２７が略Ｃ状を成していても光学的性能に別段影響はないが、ＬＥＤユニット４を単体で取り扱うときにねじれを発生しやすくなり、強度面ではあまり好ましいとは言えない。なお、各金属板２２は、図示されない金属フープ材などの所定の大面積の金属元板を切断することにより形成され、各金属板２２が略矩形状であれば、実質的に材料ロスなく切断形成でき、実用性かつ経済性に極めて優れたものとなる。また、金属板２２を径方向に所定幅をもつ略円弧状（最大でも略半円周にわたる略円弧状）に切断形成することもでき、この場合でも、略円弧状の金属板２２を切断形成する際に、金属板２２同士がオーバーラップしない限り、ぎりぎりまで近づけて金属元板から切断形成できるため、従来に比して材料ロスを大幅に低減でき、実用性かつ経済性に優れたものとなる。

前記ＬＥＤユニット４は、ＬＥＤチップ２１が金属板２２に図示されない導電性のＳｉＣ基板（層）を介して導電可能状態で支持されている例である。従って、金属線２４はＬＥＤチップ２１の表面層から隣り合う金属板２２に電気的接続される接続形態を繰り返すことによって所定の直列順序の電気的接続が実現されている。なお、各金属板２２にはそれぞれ一つのＬＥＤチップ２１を搭載した実施形態を図示しているが、各金属板２２に、殊に順電流・順電圧特性が所定の範囲内でマッチした複数のＬＥＤチップ２１を搭載しておき、各ＬＥＤチップ２１から隣り合う金属板２２に金属線２４を各々電気接続すれば、各ＬＥＤチップ２１は並列接続されながら全体として直列接続されたものとなり、このような場合でも本発明の範囲に当然含まれる。また、一つの外部端子２５はＬＥＤチップ２１を支持した金属板２２が兼ねているが、他の外部端子２６はＬＥＤチップ２１を支持していない端子専用の金属板２２ａが用いられている。なお、図４、５に示されるように、透光性部材２７の例えば外周部には外向きに開口する切り欠き２９のある取付部３０が一体的に設けられており、切り欠き２９に図２に示したようにビス２を通して第二本体３に螺入することにより、ＬＥＤユニット４が第二本体３に取り付けられている。なお、ＬＥＤチップ２１が支持される各金属板２２はすべて平面視で同一形状を成し、端子専用の金属板２２ａも端子を折り曲げ形成する前の段階では平面視で同一形状を成していると、すべての金属板２２、２２ａを同一歯型形状の切断手段を用いて、切断形成できる利点がある。また、ＬＥＤチップ２１が支持された金属板２２に外部端子２５を形成せずに、その金属板２２の近傍に外部端子専用の金属板を別途設けてもよい。さらにまた、そもそも外部端子２５、２６を折り曲げ形成せずに、金属板２２、２２ａに電気接続した絶縁被覆電線をＬＥＤユニット４から引き出してもよい。この場合、引き出された絶縁被覆電線が外部端子に相当するのは当然であり、後述する接続器４１そのものは不要であるが、その絶縁被覆電線の先端部にコネクタを接続しておくと、点灯制御回路部５との接続に好都合となる。

次に、ＬＥＤユニット４の製造方法について図８と図９を参照して説明する。図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は前工程を示し、金型としては、環状溝を成し、その内底面に所定形状の凹部３１が離間した状態で複数形成された第一金型３２と、第一金型３２の開口を閉塞可能とした環状の第二金型３３とを備えている。そして、図８（Ａ）のように、前記凹部３１の所定のものにそれぞれ金属板２２（図外の金属板２２ａも含む）を配置する第一工程と、前記各金属板２２の所定のものにそれぞれＬＥＤチップ２１を支持してＬＥＤエレメント２３を構成する第二工程と、各ＬＥＤエレメント２３に、少なくとも一箇所において電気的接続のループが途切れるように所定の直列順序で金属線２４により電気的接続する第三工程とを備える。次に図８（Ｂ）、（Ｃ）のように、第二金型３３により第一金型３２の開口を閉塞した状態で第一金型３２と第二金型３３間の空間に電気絶縁性の透光性部材（例えばエポキシ樹脂）２７を充填成形する第四工程を備えている。充填成形としては例えば射出成形を用い、例えば第一金型３２の内周壁に数箇所のゲート（図示せず）を設けてそれらのゲートから熱溶融状態の透光性部材２７を第一金型３２の内部に射出成形するとよい。次に、第二金型３３を取り外すことにより第二金型３３と第一金型３２を分離して、電気的接続された各ＬＥＤエレメント２３及び透光性部材２７を含むＬＥＤユニット４の半製品４ａを取り出す第五工程を備える。

なお、第一金型３２は、内周側と外周側に分離可能な内型３２ａ及び外型３２ｂとして構成し、外型３２ｂを図８（Ｃ）の矢印方向に変位させた状態にするとＬＥＤユニット４の半製品４ａを取り出しやすい。さらに詳述すると、図９（Ａ）に示すように、外型３２ｂは周方向の少なくとも二箇所において分離された複数の外型要素３２ｂ１、３２ｂ２を有しており、ＬＥＤユニット４の半製品４ａを第一金型３２から取り出す工程において、二つの外向き矢印方向に複数の外型要素３２ｂ１、３２ｂ２を外側に変位させた状態にするとＬＥＤユニット４の半製品４ａを取り出しやすい。なお、外型要素３２ｂ１と３２ｂ２はその隣接する所定の箇所においてヒンジ機構３２ｃで結合されているとよい。そして、凹部３１と、外部端子２５、２６を位置決めする孔２５ａ、２６ａは、内型３２ａと外型要素３２ｂ１または３２ｂ２にまたがって形成されている。

次に、後工程を図８（Ｄ）、（Ｅ）を参照して説明する。この工程では、金型として、環状溝を成す第三金型３４と、第三金型３４の開口を閉塞可能とした第四金型３５とを備えている。まず、前記半製品４ａを図８（Ｄ）のように第三金型３４の内部に上下逆の状態で収めてから第四金型３５により第三金型３４の開口を閉塞した状態で、前記半製品４ａと第四金型３５間の空間に電気絶縁性の透光性部材（例えばエポキシ樹脂）を充填成形して図８（Ｅ）のようにする第六工程を備えている。充填成形としては例えば射出成形を用い、例えば第三金型３４の内周壁の前記空間に対応する高さ位置に数箇所のゲート（図示せず）を設けてそれらのゲートから熱溶融状態の透光性部材を第三金型３４の内部に射出成形するとよい。そして、第七工程において、第四金型３５を第三金型３４から分離してＬＥＤユニット４を取り出す。なお、第四金型３５には外部端子２５、２６が通る孔（図示せず）が形成される。

ここでも、図９（Ｂ）にも示すように、第三金型３４は、内周側と外周側に分離可能な内型３４ａ及び外型３４ｂを構成するとともに、外型３４ｂは周方向の少なくとも二箇所において分離可能とされた複数の外型要素３４ｂ１、３４ｂ２を有している。そして、ＬＥＤユニット４を第三金型３４から取り出す工程において、やはり前記と同様なヒンジ機構３２Ｃを利用して、図９（Ｂ）の二つの外向き矢印方向に複数の外型要素３４ｂ１、３４ｂ２を外側に変位させた状態（図８（Ｅ）の矢印方向）にするとよい。この構造に関しては前記第一金型３２の構造と同等であるが、外型要素３４ｂ１、３４ｂ２の周壁上面側に凹部３０ａを形成して、凹部３０ａに充填成形された透光性部材２７によりＬＥＤユニット４の外周部に取付部３０を外向きに形成する場合、ヒンジ機構３２ｃがあることにより、取付部３０の形成方向と外型要素３４ｂ１、３４ｂ２の開き方向がほぼ一致するため、取付部３０に無理な力が加わらなくて、その破損を招くおそれが少ない。
なお、以上示したＬＥＤユニット４の製造方法を簡明に述べると、全体として略環状または略Ｃ状を成すように、複数の金属板２２を互いに離間して配置する第１工程と、前記各金属板２２の表面側にＬＥＤチップ２１を支持してＬＥＤエレメント２３を構成する第２工程と、各ＬＥＤエレメント２３に、少なくとも一箇所において電気的接続のループが途切れるように所定の直列順序で電気的接続する第３工程と、前記金属板２２の裏面側が突出されるように前記金属板２２の表面側に電気絶縁性の透光性部材２７を成形付着する第４工程と、前記金属板２２の裏面側に電気絶縁性の透光性部材２７（または後述するベース部材５１）を成形付着する第５工程とを備えたものであることに他ならない。

なお、前述した前工程の第一工程において、前記凹部３１の所定のものにそれぞれ、ＬＥＤチップ２１を予め支持した金属板２２を含むＬＥＤエレメント２３における金属板２２を配置するようにしてもよい。この場合は、第二工程として、各ＬＥＤエレメント２３に、少なくとも一箇所において電気的接続のループが途切れるように所定の直列順序で電気的接続する。次に第三工程として、第二金型３３により第一金型３２の開口を閉塞した状態で第一金型３２と第二金型３３間の空間に電気絶縁性の透光性部材を充填成形する。次いで第四工程として、第二金型３３と第一金型３２を分離して、電気的接続されたＬＥＤエレメント２３及び透光性部材２７を含むＬＥＤユニット４の半製品４ａを取り出す。

そして、前述した後工程では、前記半製品４ａを第三金型３４の内部に上下逆の状態で収めてから第四金型３５により第三金型３４の開口を閉塞した状態で、前記半製品４ａと第四金型間３５の空間に電気絶縁性の透光性部材を充填成形する第五工程と、第四金型３５を第三金型３４から分離してＬＥＤユニット４を取り出す第六工程を経て、ＬＥＤユニット４が製造される。
なお、以上示したＬＥＤユニット４の製造方法を簡明に述べると、全体として略環状または略Ｃ状を成すように、ＬＥＤチップ２１を予め表面側に支持した金属板２２を含む複数のＬＥＤエレメント２３を互いに離間して配置する第１工程と、各ＬＥＤエレメント２３に、少なくとも一箇所において電気的接続のループが途切れるように所定の直列順序で電気的接続する第２工程と、前記金属板２２の裏面側が突出されるように前記金属板２２の表面側に電気絶縁性の透光性部材２７を成形付着する第３工程と、前記金属板２２の裏面側に電気絶縁性の透光性部材２７（または後述するベース部材５１）を成形付着する第４工程とを備えたものであることに他ならない。

次に、ＬＥＤユニット４の外部端子２５、２６及び外部端子２５、２６と電気的接続される接続器４１について図１０と図１１を参照して説明する。外部端子２５、２６は金属板２２、２２ａの一部を略直角に折り曲げて形成され、ＬＥＤユニット４の裏面に露出している。ＬＥＤユニット４の外部端子２５、２６と電気的接続される接続器４１は、本体の一部を構成する第二本体３に設けた上方側（図１０の姿勢では下方側）への凹所３ａに設けている。ＬＥＤユニット４を第二本体３に取り付けるときには、その外部端子２５、２６を接続器４１に差し込む。接続器４１のケース４２は電気絶縁性の合成樹脂を含み、その端子保持孔４３、４３に外部端子２５、２６と電気的接続可能な断面略コ字状の端子４４、４４がそれぞれ収められる。端子４４、４４には予めリード線４５、４５がスポット溶接などの適宜手段で電気的に接続されている。そして、ケース４２の表面側、図１０では上面側に外部端子２５、２６を通す孔が形成された電気絶縁性の合成樹脂で形成された蓋４６がケース４２に超音波溶着などの適宜手段で固定されている。なお、端子４４、４４の先端側は外部端子２５、２６を受け入れやすく、かつ、弾性的に安定に接触挟持できるよう、特に図１０（Ｂ）でよく理解されるように外部端子２５、２６の側面に向かって凸となる湾曲状に形成されている。なお、ケース４２の裏面側の外周部には係止爪４７が外向きに形成され、その係止爪４７はケース４２の弾性材質を利用して、前記凹所３ａの底面に形成された孔３ａ１に押し込まれることで、孔３ａ１の外縁に係止されている。また、蓋４６を含むケース４２が例えば、ポリプロピレン樹脂などの比較的耐熱温度の低い合成樹脂で形成されている場合は、図１のような実使用状態を考慮すれば、ＬＥＤユニット４の裏面と接続器４１の表面（蓋４６）とは非接触が好ましく、また、蓋４６を含むケース４２がＬＥＤユニット４におけるＬＥＤチップ２１の直上を避けた位置に設けられていると、蓋４６及びケース４２の熱変形を防止しやすい。また、リード線４５、４５は図１の点灯制御回路部５に接続されている。

次に、図１２は本発明の他の実施形態を示し、透光性部材２７の先端側を凸の湾曲状としており、透光性部材２７の使用量を節約できる。図１３は本発明のさらに他の実施形態を示し、金属板２２においてＬＥＤチップ２１が支持されていない裏面側に接するベース部材５１を含み、このベース部材５１は透光性部材２７よりも高熱伝導性を有するものである。ベース部材５１としては例えば、高熱伝導性であるポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）またはセラミック材料などを用いる。これによりＬＥＤチップ２１の発熱が金属板２２とベース部材５１を介して第二本体３に熱伝導しやすくなり、ＬＥＤチップ２１の輝度を向上できる。なお、白色のセラミック材料を用いると光反射性がよいため、透光性部材２７から外部に放射される光束を向上できる。また、ベース部材５１は、図８（Ｄ）の段階でＬＥＤユニット４の半製品４ａと第四金型３５の間の空間に充填成形すればよい。また、ベース部材５１の外周部に外向きに開口する切り欠き２９のある取付部３０を一体的に設けてもよい。

図１４は本発明のさらに他の実施形態を示し、金属板２２の裏面が透光性部材２７に覆われずに外部に露出している。この場合、第二本体３との間に熱伝導性のよい絶縁シート５２を介在させるとよい。なお、第二本体３の表面が良好に絶縁被膜処理されておれば、絶縁シート５２を特段必要としない。図１５は本発明のさらに他の実施形態を示し、透光性部材２７の内部にＬＥＤエレメント２３に接しない金属補強線５３が略環状または略Ｃ状を成して封入され、ＬＥＤユニット４の剛性を向上し、ＬＥＤチップ２１の破損防止に寄与している。なお、金属補強線５３は図示されない長く巻かれた金属線を単に切断して形成すればすむため、材料ロスは別段発生しない。また、金属補強線５３は前記ベース部材５１の内部に封入されていてもよい。

以上の実施形態のＬＥＤユニット４では、ＬＥＤチップ２１は青色光、紫色光、または紫外光などを発光し、透光性部材２７には前記青色光、紫色光、または紫外光などを可視光に変換するＹＡＧ蛍光体などの蛍光体、あるいは光の三原色に変換する蛍光体などが含まれるものなどが利用できる。しかし、図１６に示す本発明のさらに他の実施形態では、ＬＥＤチップ２１は青色光、紫色光、または紫外光を発光し、ＬＥＤチップ２１の近傍にのみ、前記青色光、紫色光、または紫外光を可視光に変換する蛍光体６１、あるいは光の三原色に変換する蛍光体６１などが設けられる。すなわち、金属板２２のＬＥＤチップ２１支持部付近を皿状にしてその内部に蛍光体６１を設けている。これにより、使用する蛍光体６１の量を減少できて、安価に製造できる。なお、後述する図１７〜２４のＬＥＤユニット４では、透光性部材２７に蛍光体が含まれるが、図１５以前のＬＥＤユニット４も含めて、ＬＥＤチップ２１の近傍にのみ、蛍光体が含まれるように変更してももちろんよい。

図１７は本発明のさらに他の実施形態を示し、ＬＥＤチップ２１の構成が異なっているものである。このＬＥＤユニット４では、ＬＥＤチップ２１が電気絶縁状態で支持された金属板２２を含むＬＥＤエレメント２３を複数個備えている。これらのＬＥＤエレメント２３は、隣り合う金属板２２、２２が互いに離間した状態で全体として略環状または略Ｃ状に配置され、各ＬＥＤチップ２１は所定の直列順序で電気的接続されているが、少なくとも一箇所において、その電気的接続のループが途切れている。そして、この途切れた箇所は前述した一対の外部端子２５、２６に電気的接続され、かつ、各ＬＥＤエレメント２３は環状または略Ｃ状を成す電気絶縁性の透光性部材２７に固着され、その中央部には前記窓孔２８が形成されている。この実施形態の場合、ＬＥＤチップ２１と金属板２２の間に図示されない電気絶縁性のサファイア基板（層）が介在されるため、金属線２４は表面側が段差状である各ＬＥＤチップ２１間を電気接続しており、金属板２２には接続されていない。なお、このようなサファイアベースのＬＥＤチップ２１自体は公知のため、さらなる説明は特に要しないものである。

図１８は本発明のさらに他の実施形態を示し、図１７において図１３の実施形態を適用して、金属板２２においてＬＥＤチップ２１が支持されていない裏面側に接するベース部材５１を含み、このベース部材５１は透光性部材２７よりも高熱伝導性を有するようにしたものである。図１９は本発明のさらに他の実施形態を示し、図１７において図１４の実施形態を適用して、金属板２２の裏面が透光性部材２７に覆われずに外部に露出している。この場合、ＬＥＤチップ２１と金属板２２の間に電気絶縁性であるサファイア基板（層）が介在されるため、図１９の場合は、前記第二本体３との間にあえて絶縁シートを介在させる必要はない場合がある。すなわち、この場合、第二本体３の表面に通常形成されるような塗装被膜または樹脂被膜などでも特段問題はない場合がある。

図２０は本発明のさらに他の実施形態を示し、各ＬＥＤエレメント２３は、所定の直列順序で電気的接続されているが、二箇所において、その電気的接続のループが途切れているものである。そして、この途切れた箇所は各々、一対の外部端子２５、２６に電気的接続されている。

図２１〜図２３は本発明のさらに他の実施形態を示し、それらのＬＥＤユニット４においては、各ＬＥＤエレメント２３は二重の略環状または略Ｃ状に配置され、一つのＬＥＤユニット４によりさらに高光束を得ることができる。

図２４は本発明のさらに他の実施形態を示し、このＬＥＤユニット４では、ＬＥＤチップ２１を支持した金属板２２の内周寄り部分に斜め下方向に折り曲げられた折り曲げ部２２ｂが形成され、ＬＥＤチップ２１の内側面からの発光を前記折り曲げ部２２ｂにより下方に向けて反射可能としている。この構成によれば、第二本体３の下面に取り付けた状態で、ＬＥＤチップ２１の内側から放射される光を下面方向に反射させて下面配光を向上できるとともに、ＬＥＤチップ２１の外側面から放射される光はそのまま横向きに放射されるため、図示されない天井を含む横方向の光が得られ、下面配光と天井配光を両立しやすい。なお、前述のように透光性部材２７またはＬＥＤチップ２１の近傍のみに蛍光体が混在するため、図２４の点線矢印ような直線光のみにはならず、図示の点線Ｂのように適度な配光曲線を呈し、ＬＥＤユニット４が環状または略Ｃ状であることを鑑みると、ＬＥＤユニット４による配光は下面方向から横方向までおおよそ均等となり、天井用照明器具に好適となる。このようなＬＥＤユニット４は、図１の場合では外側のＬＥＤユニット４に用いるとよいが、内側のＬＥＤユニット４に用いても差し支えない。なお、内側のＬＥＤユニット４には、図１６の実施形態で示したように、金属板２２においてＬＥＤチップ２１が支持された付近を皿状に形成して、主として下面方向の配光を得てもよい。また、前記折り曲げ部２２ｂを図２１〜図２３における外側のＬＥＤエレメント２３の金属板２２に適用してもよいし、さらに、内側のＬＥＤエレメント２３の金属板２２に適用してもよい。また、内側のＬＥＤエレメント２３の金属板２２においては、図１６の実施形態で示したように、金属板２２においてＬＥＤチップ２１が支持された付近を皿状に形成して、主として下面方向の配光を得てもよい。

次に図２５は、以上述べた各実施形態に適用できる点灯制御回路部５を含む回路ブロックの一例を示す。例えば前記引掛プラグ１５で受電された交流電源６１は整流器６２で整流された後、昇圧または降圧型のチョッパー回路などの電源回路６３を介してＬＥＤユニット４に対して直流電圧を供給している。ＬＥＤユニット４には低抵抗６４が直列接続され、ＬＥＤユニット４に流れる電流に応じて低抵抗６４に発生する電圧をＡ／Ｄコンバータ６５によりデジタル信号に変換し、そのデジタル信号がマイコン６６に入力される。マイコン６６には、図外のリモコン送信器で送信されたリモコン信号を受信するリモコン信号受信部９の出力信号も入力される。そして、リモコン信号受信部９の出力信号と前記デジタル信号が、マイコン６６にストアされたプログラムによって比較され、比較により生成された出力信号は電源回路６３に与えられて、ＬＥＤユニット４に所望の電流が流れるように制御される。電源回路６３としてチョッパー回路を用いる場合は、よく知られたように、チョークコイル・半導体スイッチング素子・ダイオード・平滑コンデンサ及びＰＷＭスイッチング制御回路部などを設けた通常のものでよい。また、電源回路６３の出力電圧を図示しない直列接続された抵抗で分圧して、その分圧電圧を別のＡ／Ｄコンバータに入力してデジタル信号化し、このデジタル信号もマイコン６６に入力することにより電圧検出制御を行い、低抵抗６４による電流検出制御と併用して、ＬＥＤユニット４を定電力制御してもよい。

ＬＥＤユニット４の輝度（光束）を変更するには例えば、リモコン送信器が何種類かの輝度に対応するコード信号を送信可能として、その輝度を変化させるか、または、操作される毎にリモコン送信器が同一コード信号を送信することにより、輝度をサイクリックに調節可能にすればよい。そうすると、ＬＥＤユニット４の輝度を、許容最大値から、夜間に常夜灯として機能すればよい最小値付近、さらにはもちろん消灯するゼロ値まで、実質連続的または段階的に設定できる。そうすると、リモコン送信器によって容易にＬＥＤユニット４の明〜暗の遠隔制御を行え、一般居室用として好ましい。

なお、図１のように複数のＬＥＤユニット４を用いる場合は、各ＬＥＤユニット４の順電圧が異なるときには、それらを直列接続すると、一つの電源回路６３のみですむため、経済性がよい。各ＬＥＤユニット４の順電圧が実質的に同一のときには、並列接続してもよいし、各ＬＥＤユニット４の順電圧が多少ばらつく場合には、低抵抗６４のような抵抗を各ＬＥＤユニット４に直列接続したものを、並列接続してばらつきによる弊害を抑えるとよい。
なお、本明細書および特許請求の範囲においてＬＥＤ（発光ダイオード）とはＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）を含むのは当然である。また、ＬＥＤとは、半導体発光素子さらには発光素子を意味するものと定義する。また、ベース部材５１は、熱伝導性・電気絶縁性に優れた単結晶もしくは非結晶のダイヤモンド層を含むものであってもよい。
また、図８において、透光性部材２７の成形は、金型３２、３３（３４、３５）を開いた状態で溶融した樹脂を金型３２（３４）内に注ぎ込み、金型３３（３５）を閉じて固化させる成形手法でもよいし、熱溶融可能な環状の樹脂体を金型３２（３４）内に入れ、金型３３（３５）を閉じてから加熱して金型３２、３３（３４、３５）内の所定範囲に行き渡らせる成形手法でもよい。図１３、図１８のベース部材５１の成形に関しても、これらと同様な成形手法を採用できる。これらの成形手法は特許請求の範囲の請求項１３、１４、２３、２４に含まれるものと定義する。

Ｃ 天井
１ 第一本体（本体）
３ 第二本体（本体）
３ａ 凹所
４ ＬＥＤユニット
４ａ ＬＥＤユニットの半製品
２１ ＬＥＤチップ
２２ 金属板
２２ａ 金属板
２２ｂ 折り曲げ部
２３ ＬＥＤエレメント
２４ 金属線
２５ 外部端子
２６ 外部端子
２７ 透光性部材
２８ 窓孔
２９ 切り欠き
３０ 取付部
３０ａ 凹部
３１ 凹部
３２ 第一金型
３２ａ 内型
３２ｂ 外型
３２ｂ１ 外型要素
３２ｂ２ 外型要素
３２ｃ ヒンジ機構
３３ 第二金型
３４ 第三金型
３４ａ 内型
３４ｂ 外型
３４ｂ１ 外型要素
３４ｂ２ 外型要素
３５ 第四金型
４１ 接続器
４２ ケース
５１ ベース部材
５３ 金属補強線

Claims (7)

1. 全体として略環状または略Ｃ状を成すように、複数の金属板を互いに離間して配置する第１工程と、前記各金属板の表面側にＬＥＤチップを支持してＬＥＤエレメントを構成する第２工程と、各ＬＥＤエレメントに、少なくとも一箇所において電気的接続のループが途切れるように所定の直列順序で電気的接続する第３工程と、前記金属板の裏面側が突出されるように前記金属板の表面側に電気絶縁性の透光性部材を成形付着する第４工程と、前記金属板の裏面側に電気絶縁性の透光性部材またはベース部材を成形付着する第５工程とを備えたＬＥＤユニットの製造方法。
2. 全体として略環状または略Ｃ状を成すように、ＬＥＤチップを予め表面側に支持した金属板を含む複数のＬＥＤエレメントを互いに離間して配置する第１工程と、各ＬＥＤエレメントに、少なくとも一箇所において電気的接続のループが途切れるように所定の直列順序で電気的接続する第２工程と、前記金属板の裏面側が突出されるように前記金属板の表面側に電気絶縁性の透光性部材を成形付着する第３工程と、前記金属板の裏面側に電気絶縁性の透光性部材またはベース部材を成形付着する第４工程とを備えたＬＥＤユニットの製造方法。
3. 環状溝を成し、その内底面に所定形状の凹部が離間した状態で複数形成された第一金型と、第一金型の開口を閉塞可能とした第二金型とを備え、
   前記凹部の所定のものにそれぞれ金属板を配置する第一工程と、前記各金属板の所定のものにそれぞれＬＥＤチップを支持してＬＥＤエレメントを構成する第二工程と、各ＬＥＤエレメントに、少なくとも一箇所において電気的接続のループが途切れるように所定の直列順序で電気的接続する第三工程と、第二金型により第一金型の開口を閉塞した状態で第一金型と第二金型間の空間に電気絶縁性の透光性部材を充填成形する第四工程と、第二金型と第一金型を分離して、電気的接続された各ＬＥＤエレメント及び透光性部材を含むＬＥＤユニットの半製品を取り出す第五工程と、
   環状溝を成す第三金型と、第三金型の開口を閉塞可能とした第四金型とを備え、
   前記半製品を第三金型の内部に上下逆の状態で収めてから第四金型により第三金型の開口を閉塞した状態で、前記半製品と第四金型間の空間に電気絶縁性の透光性部材またはベース部材を充填成形する第六工程と、第四金型を第三金型から分離してＬＥＤユニットを取り出す第七工程とを備えたＬＥＤユニットの製造方法。
4. 環状溝を成し、その内底面に所定形状の凹部が離間した状態で複数形成された第一金型と、第一金型の開口を閉塞可能とした第二金型とを備え、
   前記凹部の所定のものにそれぞれ、ＬＥＤチップを予め支持した金属板を含むＬＥＤエレメントにおける金属板を配置する第一工程と、各ＬＥＤエレメントに、少なくとも一箇所において電気的接続のループが途切れるように所定の直列順序で電気的接続する第二工程と、第二金型により第一金型の開口を閉塞した状態で第一金型と第二金型間の空間に電気絶縁性の透光性部材を充填成形する第三工程と、第二金型と第一金型を分離して、電気的接続されたＬＥＤエレメント及び透光性部材を含むＬＥＤユニットの半製品を取り出す第四工程と、
   環状溝を成す第三金型と、第三金型の開口を閉塞可能とした第四金型とを備え、
   前記半製品を第三金型の内部に上下逆の状態で収めてから第四金型により第三金型の開口を閉塞した状態で、前記半製品と第四金型間の空間に電気絶縁性の透光性部材またはベース部材を充填成形する第五工程と、第四金型を第三金型から分離してＬＥＤユニットを取り出す第六工程とを備えたＬＥＤユニットの製造方法。
5. 請求項３または４において、第一金型または／および第三金型は、内周側と外周側に分離可能な内型及び外型を構成するとともに、外型は周方向の少なくとも二箇所において分離可能とされた複数の外型要素を有しており、ＬＥＤユニットの半製品または／およびＬＥＤユニットを第一金型または／および第三金型から取り出す工程において、複数の外型要素を外側に変位させた状態にするＬＥＤユニットの製造方法。
6. 請求項５において、複数の外型要素は隣接する所定の箇所においてヒンジ機構で結合されているＬＥＤユニットの製造方法。
7. 請求項５において、第三金型の複数の外型要素は隣接する所定の箇所においてヒンジ機構で結合され、外型要素の周壁上面側に凹部を形成して、凹部に充填成形された透光性部材またはベース部材によりＬＥＤユニットの外周部に外向きの取付部を形成するＬＥＤユニットの製造方法。

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