JP4669459B2 - 照明器具構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えば給電レールに対してコネクタを装着することにより、電気的接続及び機械的固定が行なわれるようにした照明器具構造に関するものである。

従来、特許文献１によれば、ＬＥＤ素子を実装した基板と、この基板が固定されるヒートシンクと、から成り、基板の給電部に直接にリード線をハンダ付け等により接続することにより、給電を行なうようにした、車両用灯具が開示されている。
このような構成の車両用灯具においては、組立の際には、まずＬＥＤ素子を基板に実装した後、基板の給電部に対してリード線をハンダ付けしてから、基板をヒートシンクに固定し、さらに基板に対してカバーを装着することにより、車両用灯具が完成する。

また、特許文献２によれば、ＬＥＤ素子を実装した金属基板と、この基板が絶縁用の樹脂プレートを挟んで固定されるヒートシンクと、基板に取り付けられたコネクタと、から成り、このコネクタに接続されるコードにより給電を行なうようにした、ＬＥＤ信号灯具が開示されている。
このような構成のＬＥＤ信号灯具においては、組立の際には、まずＬＥＤ素子を基板に実装した後、基板を樹脂プレートを挟んでヒートシンクに固定し、基板に取り付けられたコネクタに対してリード線側のコネクタを装着することにより、ＬＥＤ信号灯具が完成する。
特開２００５−０７１８１８号公報 特開２００２−０９３２０６号公報

しかしながら、特許文献１による車両用灯具においては、ＬＥＤ素子への給電が、基板の給電部に直接にハンダ付けしたコードにより行なわれるので、ＬＥＤ素子が実装された基板（ＬＥＤランプ）を灯具内にて支持部材に取り付ける場合、取付手段が必要になると共に、上記コードを電源側に接続するための給電手段が必要になる。このため、車両用灯具全体が複雑な構成となり、部品コスト及び組立コストが高くなってしまう。

これに対して、特許文献２によるＬＥＤ信号灯具においては、実装基板として使用される金属基板の一部が端子として利用されており、この端子に対して給電用のコネクタを接続する必要がある。従って、接続による応力がコネクタから基板へ、そしてＬＥＤ素子の接続部に伝達されることになるため、接続不良等が発生することがあった。

さらに、金属基板の一部を端子として利用する構成であっても、給電のためのコネクタが必要であると共に、基板を灯具内にて支持部材に機械的に固定すると、同様にＬＥＤの接続不良等が発生する可能性があるため、別途取付手段が必要になってしまう。従って、同様にＬＥＤ信号灯具全体が複雑な構成となり、部品コスト及び組立コストが高くなってしまう。

また、上述した給電用コネクタを、コードではなく直接に給電レールに装着して、給電を行なうような構成のＬＥＤ照明器具の場合にも、同様に接続不良等が発生する可能性があると共に、灯具全体が複雑な構成になってしまう。

本発明は、以上の点から、簡単な構成により、コネクタを介して直接に給電が行なわれるようにした照明器具構造を提供することを目的としている。

上記目的は、本発明の第一の態様によれば、少なくとも一つの発光素子と、この発光素子が実装される回路パターンを備えた回路基板と、その上面に載置された上記回路基板を固定保持する金属台と、この金属台の上面にて各発光素子及び上記回路基板を覆うカバー部材と、上記金属台の下面に対して固定されるコネクタと、から成る照明器具構造であって、上記コネクタが、絶縁材料から構成されていると共に、上記金属台及び回路基板に設けられた貫通孔を貫通する突出部と、一端がこの突出部の頂面に露出するようにインサート成形された給電端子と、を備えており、上記突出部が上記金属台及び回路基板の貫通孔に挿入された状態で、上記給電端子の一端のネジ孔に螺合される給電用ネジにより、上記金属台及び回路基板に対して固定されると共に、上記回路基板の貫通孔周囲の回路パターンと電気的に接続されることを特徴とする、照明器具構造により、達成される。

この第一の態様では、組立の際、発光素子が実装された回路基板を金属台上に載置した状態で、上記金属台の下方からコネクタの突出部を貫通孔内に挿入する。
そして、上記金属台の上面側から、上記突出部の頂面に露出する給電端子の一端のネジ孔内に上記給電用ネジを螺合させ、締め付ける。
これにより、上記コネクタが上記金属台そして上記回路基板に対して相対的に機械的に固定される。
最後に、上記金属台上にカバー部材を取り付けることにより、照明器具構造が完成することになる。

従って、組立の際に、従来のようにリード線をハンダ付けしたり、あるいはコネクタ付きのコードを使用する必要がなく、上記コネクタ内に組み込まれた給電端子の突出部の頂面に露出する一端が、上記給電用ネジを介して上記回路基板の貫通孔周囲の回路パターンと電気的に接続されるので、簡単な構成により、部品点数が少なくて済み、部品コスト及び組立コストが低減され得ることになる。
また、コネクタの給電レール等に対する着脱の際に、応力が回路基板や発光素子に伝達されるようなことがないので、このような応力による接続不良の発生が抑制され得ることになる。

本発明の第二の態様による照明器具構造は、前記第一の態様による照明器具構造において、上記給電端子の突出部の頂面に露出する一端が、上記コネクタ内に埋め込まれたナットにより構成されていることを特徴とする。
この第二の態様では、給電端子の一端をナットで構成することにより、容易に且つ低コストでネジ孔を設けることができる。

本発明の第三の態様による照明器具構造は、前記第一または第二の態様による照明器具構造において、上記給電端子の突出部の頂面に露出する一端が、上記給電用ネジにより共締めされるワッシャを介して、上記回路基板の貫通孔周囲の回路パターンと電気的に接続されることを特徴とする。
この第三の態様では、上記金属台及び回路基板の貫通孔が、上記給電用ネジの頭部の径に対して比較的大きい場合であっても、上記給電用ネジが、ワッシャを介して上記金属台及び回路基板の貫通孔の周囲に係合するので、給電用ネジによる機械的固定がより確実に行なわれ得ることになる。

以上のように、本発明によれば、簡単な構成により、コネクタを介して給電が行なわれるようにした、照明器具構造が提供され得ることになる。

以下、この発明の好適な実施形態を図１乃至図５を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

図１は、本発明による照明器具構造の一実施形態の構成を示している。
図１において、照明器具構造１０は、三個の発光素子としてのＬＥＤ素子１１が実装される回路基板１２と、金属台１３と、カバー部材１４と、コネクタ１５及び１６と、から構成されている。

上記回路基板１２は、図２に示すように、細長い平坦な絶縁体から成る基板本体１２ａと、この基板本体１２ａの表面に形成された導電パターンによる導体部１２ｂと、から構成されていると共に、その長手方向の両端付近にそれぞれ設けられた比較的大きな貫通孔１２ｃ及びその両側に設けられた比較的小さな一対の固定孔１２ｄを備えている。

上記導体部１２ｂは、基板本体１２ａの上面の中央付近にて、ＬＥＤ素子実装部１２ｅを画成していると共に、基板本体１２ａの上面の両端付近にて、それぞれ上述した貫通孔１２ｃの周囲に位置する二つの電極部１２ｆ，１２ｇを画成している。
尚、上記ＬＥＤ素子実装部１２ｅは、各ＬＥＤ素子１１が実装されることにより、各ＬＥＤ素子１１に対して給電が行なわれるように、適宜の形状に形成されている。
図示の場合には、上記ＬＥＤ素子実装部１２ｅは、三個のＬＥＤ素子１１が上記電極部１２ｆ，１２ｇに対して、互いに直列に接続されるように、形成されている。

上記金属台１３は、この場合、ヒートシンクとして金属から構成されており、板状のベース部１３ａと、ベース部１３ａから下方に突出する複数の放熱フィン部１３ｂと、から構成されている。
尚、上記金属台１３は、そのベース部１３ａの下面の両端付近にて、後述するコネクタ１５が取り付けられるスペースを確保するために、これらの領域には放熱フィン部１３ｂが備えられていない。

さらに、上記金属台１３は、上述した回路基板１２の貫通孔１２ｃ及び固定孔１２ｄに対応して、貫通孔１３ｃ及び固定孔１３ｄを備えている。
これらの貫通孔１３ｃ及び固定孔１３ｄは、それぞれ上記回路基板１２の貫通孔１２ｃ及び固定孔１２ｄとほぼ同じ直径、またはこれより僅かに大きい直径を有するように、形成されている。

上記カバー部材１４は、上記回路基板１２の表面及び各ＬＥＤ素子１１を覆うように、扁平で且つ下方が開放した直方体状に形成されており、四隅付近から下方に突出した係止部１４ａを備えている。
この係止部１４ａは、上記金属台１３上に上記回路基板１２が載置され固定された状態にて、上記金属台１３の四隅付近に設けられた切欠部１３ｅに係合すると共に、先端が内側に折曲げられることにより、上記金属台１３に対して固定されるようになっている。
尚、上記カバー部材１４は、その上面中央付近に、比較的大きな円形の光を透過する樹脂等による透光窓１４ｂを備えており、組立状態にてＬＥＤ素子１１から出射した光がこの透光窓１４ｂを通って外部に出射するようになっている。
そして、この透光窓１４ｂ以外は、光を透過しない樹脂等により形成されている。

上記コネクタ１５及び１６は、上記金属台１３に対して、その下面の両端付近にそれぞれ取り付けられるようになっている。
ここで、上記コネクタ１５及び１６は、上記コネクタ１５が二本の脚部を備えているのに対して、上記コネクタ１６が一本の脚部を備えている点でのみ異なる構成になっている。

上記コネクタ１５は、図３に示すように、直方体状の本体１５ａと、本体１５ａの上端から全周にて外側に張り出したフランジ部１５ｂと、フランジ部１５ｂの上面中央から上方に突出した突出部１５ｃと、から構成されている。
ここで、上記コネクタ１５は、上記フランジ部１５ｂの上面が、上記金属台１３の下面に当接した状態で、上記金属台１３に対して取り付けられるようになっている。

さらに、上記コネクタ１５は、内部に給電端子１７がインサート成形等により組み込まれている。
この給電端子１７は、図３（Ｂ）から明らかであるように、その上端１７ａが突出部１５ｃの頂面付近まで延びていると共に、下端が本体１５ａ内で二つに分岐して、分岐した双方の脚部１７ｂ，１７ｃが、それぞれ本体１５ａの下端の両側付近から下方に垂直に延びている。
ここで、これらの脚部１７ｂ，１７ｃは、図３（Ｂ）に示すように、それぞれ板状に形成されており、互いに平行になっている。

さらに、上記上端１７ａの上面には、固定用の導電性の金属から成るナット１７ｄが取り付けられており、このナット１７ｄも、同様にインサート成形等により、上記コネクタ１５内に埋め込まれている。
このナット１７ｄは、上記コネクタ１５の上記金属台１３及び回路基板１２への取付の際に、上記回路基板１２の貫通孔１２ｃ及び上記金属台１３の貫通孔１３ｃを介して、給電用ネジ１８が螺合され、締め付けられることにより、上記コネクタ１５が上記金属台１３及び回路基板１２に対して機械的に固定されると共に、上記回路基板１２の導体部１２ｂが、給電端子１７に対して電気的に接続されるようになっている。

尚、図示の場合には、上記突出部１５ｃの直径が、給電用ネジ１８の頭部より大きいことから、上記給電用ネジ１８は、突出部１５ｃの直径より大きな外径のワッシャ１８ａを介して、上記給電端子１７のナット１７ｄに対して螺合されるようになっている。
これにより、上記給電用ネジ１８がナット１７ｄに螺合され、締め込まれたとき、ワッシャ１８ａの外縁が、上記回路基板１２の導体部１２ｂの各電極部１２ｆ，１２ｇに当接するので、上記給電用ネジ１８が上記ワッシャ１８ａを介して、各電極部１２ｆ，１２ｇと電気的に接続され得ることになる。

また、上記コネクタ１５は、上述した突出部１５ｃの両側にて、上記フランジ部１５ｂに、固定部としてのネジ孔を備えている。
これらのネジ孔は、上記フランジ部１５ｂ内にインサート成形等により埋め込まれたナット１５ｄ，１５ｅから構成されている。
これらのナット１５ｄ，１５ｅは、上記コネクタ１５の上記金属台１３及び回路基板１２への取付の際に、上記回路基板１２の固定孔１２ｄ及び上記金属台１３の固定孔１３ｄを介して、固定用ネジ１９が螺合され、締め付けられることにより、上記コネクタ１５が上記金属台１３及び回路基板１２に対して機械的に固定されるようになっている。

これに対して、上記コネクタ１６は、図４に示すように、その給電端子１７の下端が、上述した脚部１７ｂ，１７ｃの代わりに、本体１５ａの下端の中央付近から下方に垂直に延びている脚部１７ｅを備えている点を除いては、上記コネクタ１５と同様に構成されている。

本発明実施形態による照明器具構造１０は、以上のように構成されており、組立の際には、以下のように組立が行なわれる。
即ち、まず、上記回路基板１２の導体部１２ｂのＬＥＤ素子実装部１２ｅに対して、各ＬＥＤ素子１１が実装される。
次に、上記金属台１３のベース部１３ａの下面の両端付近に対して、それぞれ上記コネクタ１５及び１６が持ち来たされ、これらの突出部１５ｃが、対応する上記金属台１３の貫通孔１３ｃ及び回路基板１２の貫通孔１２ｃ内に挿入され、上記コネクタ１５，１６のフランジ部１５ｂの上面が、上記金属台１３の下面に当接される。
その際、各コネクタ１５，１６の給電端子１７の上端は、絶縁材料から成る突出部１５ｃにより周囲が包囲されているので、上記金属台１３と接触することがない。

続いて、ＬＥＤ素子１１が実装された回路基板１２が、上記金属台１３のベース部１３ａの上面に載置される。

そして、上記回路基板１２の各固定孔１２ｄを通して、その下方に位置する各コネクタ１５，１６の固定部材としてのナット１５ｄ，１５ｅに対して、それぞれ固定用ネジ１９が螺合され、締め付けられる。
これにより、上記固定用ネジ１９の頭部が、上記回路基板１２の各固定孔１２ｄの周縁に当接することにより、上記コネクタ１５，１６が上記回路基板１２及び金属台１３に対して機械的に固定される。

さらに、上記回路基板１２の各貫通孔１２ｃ内に位置する各コネクタ１５，１６の突出部１５ｃの頂面に露出するナット１７ｄに対して、それぞれ給電用ネジ１８がワッシャ１８ａを介して螺合され、締め付けられる。
これにより、上記給電用ネジ１８の頭部がワッシャ１８ａを介して、上記回路基板１２の各貫通孔１２ｃの周縁に当接することにより、上記コネクタ１５，１６が上記回路基板１２及び金属台１３に対して機械的に固定されると共に、各コネクタ１５，１６の給電端子１７が、給電用ネジ１８及びワッシャ１８ａを介して、上記回路基板１２の各電極部１２ｆ，１２ｇに対して電気的に接続されることになる。

最後に、上記回路基板１２の上方から上記カバー部材１４が被せられ、その係止部１４ａが、上記金属台１３の対応する切欠部１３ｅに係合され、その先端が内側に折曲げられることにより、上記金属台１３に対して固定されて、照明器具構造１０が完成する。

このようにして組み立てられた照明器具構造１０は、図５に示すように、給電レール２０に対して接続される。
ここで、給電レール２０は、図５に示すように、全体が長尺の棒状に構成されていると共に、その上面にて三本の平行に延びる溝状の給電部２１，２２，２３を備えている。
これらの給電部２１，２２，２３は、例えば両側の給電部２１，２３が、＋側に設定され、また中央の給電部２２が、−側に設定されている。
尚、＋側に関して、実際には、一方の給電部２１または２３のみが通電されるようにしてもよい。

従って、上述した照明器具構造１０は、そのコネクタ１５，１６の本体１５ａの下面から下方に延びている給電端子１７の脚部のうち、一方のコネクタ１５の脚部１７ｂ，１７ｃを、上記給電レール２０の両側の給電部２１，２３内に挿入すると共に、他方のコネクタ１６の脚部１７ｅを、上記給電レール２０の中央の給電部２２内に挿入することにより、給電レール２０に対して装着される。
これにより、上記給電レール２０の給電部２１，２３または２２が、各コネクタ１５，１６の給電端子１７の脚部１７ｂ，１７ｃまたは１７ｅを介して、上記回路基板１２の各電極部１２ｆ，１２ｇに対して、電気的に接続されることになり、各ＬＥＤ素子１１に対して給電が行なわれる。
従って、各ＬＥＤ素子１１が駆動されて発光し、各ＬＥＤ素子１１から出射した光は、上記カバー部材１４の透光窓１４ｂを介して外部に出射することになる。

この場合、上記回路基板１２の導体部１２ｂへの給電が、従来のようにリード線をハンダ付けしたり、コネクタ付きのコードを使用することなく、上記回路基板１２に対して給電用ネジ１８によりコネクタ１５，１６が機械的に固定されることにより、同時に、上記コネクタ１５，１６の各給電端子１７が、上記回路基板１２の導体部１２ｂに対して電気的に接続され得るので、組立が容易に行なわれ得ることになる。

上述した実施形態においては、上記金属台１３は、ヒートシンクとして構成されているが、これに限らず、放熱フィン部１３ｂが省略されてもよい。

また、上述した実施形態においては、各コネクタ１５，１６の突出部１５ｃは、給電用ネジ１８の頭部より大きな直径を有するように形成されているが、これに限らず、上記突出部１５ｃは、給電用ネジ１８の頭部より小さな直径を有するように形成されていてもよく、その場合には、ワッシャ１８ａが省略され得る。

さらに、上述した実施形態においては、各コネクタ１５，１６の給電端子１７は、その上端１７ａにて、ナット１７ｄによりネジ孔を備えるように構成されているが、これに限らず、給電端子１７の上端１７ａに直接にネジ孔を形成してもよく、この場合、さらに部品点数が削減され得ることになる。

また、上述した実施形態においては、上記回路基板１２には、三個のＬＥＤ素子１１が実装されているが、これに限らず、一個，二個または四個以上のＬＥＤ素子１１が実装されていてもよい。

さらに、上述した実施形態においては、上記回路基板１２には、ＬＥＤ素子１１が実装されているが、これに限らず、他の任意の構成の発光素子が実装されていてもよいことは明らかである。

このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、コネクタを介して直接に給電が行なわれるようにした、極めて優れた照明器具構造を提供することができる。
そして、本発明による面光源装置は、光源としてＬＥＤ素子を使用した各種照明灯具や、ＬＥＤ素子を使用した非常用灯具等として利用することができる。

本発明による照明器具構造の一実施形態の構成を示す分解斜視図である。 図１の照明器具構造で使用される回路基板を示す概略平面図である。 図１の照明器具構造で使用される一方のコネクタを示す（Ａ）正面図及び（Ｂ）断面図である。 図１の照明器具構造で使用される他方のコネクタを示す断面図である。 図１の照明器具構造の使用状態を示す概略斜視図である。

符号の説明

１０ 照明器具構造
１１ ＬＥＤ素子（発光素子）
１２ 回路基板
１２ａ 基板本体
１２ｂ 導体部
１２ｃ 貫通孔
１２ｄ 固定孔
１２ｅ ＬＥＤ素子実装部
１２ｆ，１２ｇ 電極部
１３ 金属台
１３ａ ベース部
１３ｂ 放熱フィン部
１３ｃ 貫通孔
１３ｄ 固定孔
１３ｅ 切欠部
１４ カバー部材
１４ａ 係止部
１４ｂ 透光窓
１５，１６ コネクタ
１５ａ 本体
１５ｂ フランジ部
１５ｃ 突出部
１５ｄ，１５ｅ ナット
１７ 給電端子
１７ａ 上端
１７ｂ，１７ｃ，１７ｅ 脚部
１７ｄ ナット（ネジ部）
１８ 給電用ネジ
１９ 固定用ネジ
２０ 給電レール
２１，２２，２３ 給電部

Claims (3)

1. 少なくとも一つの発光素子と、この発光素子が実装される回路パターンを備えた回路基板と、その上面に載置された上記回路基板を固定保持する金属台と、この金属台の上面にて各発光素子及び上記回路基板を覆うカバー部材と、上記金属台の下面に対して固定されるコネクタと、から成る照明器具構造であって、
   上記コネクタが、絶縁材料から構成されていると共に、上記金属台及び回路基板に設けられた貫通孔を貫通する突出部と、一端がこの突出部の頂面に露出するようにインサート成形された給電端子と、を備えており、
   上記突出部が上記金属台及び回路基板の貫通孔に挿入された状態で、上記給電端子の一端のネジ孔に螺合される給電用ネジにより、上記金属台及び回路基板に対して固定されると共に、回路基板の貫通孔周囲の回路パターンと電気的に接続されることを特徴とする、照明器具構造。
2. 上記給電端子の突出部の頂面に露出する一端が、上記コネクタ内に埋め込まれたナットにより構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の照明器具構造。
3. 上記給電端子の突出部の頂面に露出する一端が、上記給電用ネジにより共締めされるワッシャを介して、上記回路基板の貫通孔周囲の回路パターンと電気的に接続されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の照明器具構造。

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