JP5229840B2 - 電源回路一体型ｌｅｄ基板ユニットを用いた照明ユニット - Google Patents

Description

本発明は、高輝度発光ダイオードを照明用に用いた電源回路一体型ＬＥＤ基板ユニットを用いた照明ユニットに関するものである。

最近、照明用に使用が可能な高輝度ＬＥＤ（発光ダイオード）が提供されてきている。照明用に高輝度ＬＥＤを使用する場合、照度の点から複数の高輝度ＬＥＤが用いられているのが一般的であり、複数の高輝度ＬＥＤを実装したＬＥＤ基板が使用される。
このＬＥＤ基板は高輝度ＬＥＤのみを実装したものであり、複数の高輝度ＬＥＤを駆動点灯させる電源回路とは分離されており、ＬＥＤ基板と電源回路基板との２つの基板により構成されている。

また、他の従来例としては、上述した複数の高輝度ＬＥＤを実装したＬＥＤ基板に対して、市販のＤＣ電源とを組み合わせる場合がある。

上記の各従来例においては、ＬＥＤ基板に対して電源回路基板若しくは市販のＤＣ電源とが対となるために、ＬＥＤ基板の個数分だけＬＥＤ基板若しくは市販のＤＣ電源が必要となり、そのため、電源回路基板等の設置場所が個数分だけ増加して、設置スペースが増加するという問題がある。
また、ＬＥＤ基板と電源回路基板等の間をそれぞれコードで接続する必要があり、その上、電源回路基板等からＡＣ１００Ｖへ接続しなければならず、照明ユニットとしての設置作業が煩雑になり、作業効率が悪くなるという問題もある。

また、高輝度ＬＥＤは、一般に順電圧Ｖ_F のバラツキが大きく、定電圧タイプのＤＣ電源では高輝度ＬＥＤとのマッチングが必要であり、ミスマッチングが起こり易い。さらに、一般のＤＣ２４Ｖ定電圧回路では、ＬＥＤの高温においては、高電流が流れ、ＬＥＤの焼損、または短寿命になり、本来高輝度ＬＥＤが持っている長寿命の特徴を活かすことができないことになる。

本発明は上述の問題点に鑑みて提供したものであって、少なくとも以下の目的を持った電源回路一体型ＬＥＤ基板ユニットを用いた照明ユニットを提供するものである。
（１）ＬＥＤ基板に電源を一体化することにより、電源の設置場所を不要とすること。
（２）ＡＣ１００Ｖの商用電源を接続するだけでＬＥＤの駆動点灯ができ、設置の際の配線作業を容易にすること。
（３）複数の棚に設置する場合には、個々に独立した配線を可能にすること。
（４）ＬＥＤ基板の連結接続を可能として、用途に応じてＬＥＤ基板の長さを長くできるようにすること。
（５）ＬＥＤへは定電流駆動として、ＬＥＤへの大電流が流れるのを防止して、ＬＥＤの長寿命化を図ること。

そこで、本発明の請求項１に記載の電源回路一体型ＬＥＤ基板ユニットを用いた照明ユニットでは、プリント基板２に高輝度の複数の発光ダイオード３と、これらの発光ダイオード３を駆動点灯する電源回路とを一体に実装して第１のＬＥＤ基板ユニット１ａを構成し、
前記プリント基板２は長尺物で構成され、該プリント基板２の長手方向と直交する一方側に該プリント基板２の長手方向の略全長にわたって前記発光ダイオード３を所定のピッチ毎に列設し、
前記プリント基板２の長手方向と直交する他方側に前記電源回路を、前記列設した発光ダイオード３に対して並設すると共に、該電源回路を構成している複数の部品を前記プリント基板２の長手方向に沿って列設し、
前記電源回路は、前記複数の発光ダイオード３と同一の面のプリント基板２上に実装し、
前記第１のＬＥＤ基板ユニット１ａの電源回路の入力側はＡＣ１００Ｖの商用電源が直接入力されて、該ＡＣ１００Ｖの商用電源が前記電源回路に供給されることで、前記発光ダイオード３が駆動点灯され、
前記電源回路に電源を供給するための一対のパターン１４が前記プリント基板２の略全長にわたって該プリント基板２に形成されており、
前記第１のＬＥＤ基板ユニット１ａと同様に、プリント基板２の長手方向に所定のピッチ毎に列設されている発光ダイオード３と、前記発光ダイオード３に対して並設され、前記プリント基板２の長手方向に沿って構成部品が列設されている電源回路と、前記電源回路に電源を供給するための一対のパターン１４とで第２のＬＥＤ基板ユニット１ｂを構成し、
前記第１のＬＥＤ基板ユニット１ａと前記第２のＬＥＤ基板ユニット１ｂとを長手方向に隣接して配置し、
前記第１のＬＥＤ基板ユニット１ａの前記一対のパターン１４の他端側と、前記第２のＬＥＤ基板ユニット１ｂの前記一対のパターン１４の一端側とを電気的に接続して第１のＬＥＤ基板ユニット１ａと第２のＬＥＤ基板ユニット１ｂとを長手方向に連結するようにしていることを特徴としている。

請求項２に記載の電源回路一体型ＬＥＤ基板ユニットを用いた照明ユニットでは、前記発光ダイオード３を前記電源回路にて定電流駆動していることを特徴としている。

本発明の請求項１に記載の電源回路一体型ＬＥＤ基板ユニットを用いた照明ユニットによれば、プリント基板２に高輝度の複数の発光ダイオード３と、これらの発光ダイオード３を駆動点灯する電源回路とを一体に実装して第１のＬＥＤ基板ユニット１ａを構成し、前記プリント基板２は長尺物で構成され、該プリント基板２の長手方向と直交する一方側に該プリント基板２の長手方向の略全長にわたって前記発光ダイオード３を所定のピッチ毎に列設し、前記プリント基板２の長手方向と直交する他方側に前記電源回路を、前記列設した発光ダイオード３に対して並設すると共に、該電源回路を構成している複数の部品を前記プリント基板２の長手方向に沿って列設し、前記電源回路は、前記複数の発光ダイオード３と同一の面のプリント基板２上に実装しているので、発光ダイオード３を駆動点灯するための電源回路の設置場所を不要とすることができる。
前記第１のＬＥＤ基板ユニット１ａの電源回路の入力側はＡＣ１００Ｖの商用電源が直接入力されて、該ＡＣ１００Ｖの商用電源が前記電源回路に供給されることで、前記発光ダイオード３が駆動点灯されるようになっているので、ＡＣ１００Ｖの商用電源を接続するだけで、発光ダイオード３の駆動点灯ができ、設置の際の配線作業を容易にすることができる。また、例えば、什器３０の複数の棚３１にＬＥＤ基板ユニット１を照明ユニットとして設置する場合、ＬＥＤ基板ユニット１個々に独立した配線ができ、設置作業が容易となる。
さらに、前記第１のＬＥＤ基板ユニット１ａと同様に、プリント基板２の長手方向に所定のピッチ毎に列設されている発光ダイオード３と、前記発光ダイオード３に対して並設され、前記プリント基板２の長手方向に沿って構成部品が列設されている電源回路と、前記電源回路に電源を供給するための一対のパターン１４とで第２のＬＥＤ基板ユニット１ｂを構成し、前記第１のＬＥＤ基板ユニット１ａと前記第２のＬＥＤ基板ユニット１ｂとを長手方向に隣接して配置し、前記第１のＬＥＤ基板ユニット１ａの前記一対のパターン１４の他端側と、前記第２のＬＥＤ基板ユニット１ｂの前記一対のパターン１４の一端側とを電気的に接続して第１のＬＥＤ基板ユニット１ａと第２のＬＥＤ基板ユニット１ｂとを長手方向に連結するようにしているので、使用箇所に応じて照明ユニットとしての長さを適宜長くすることができる。

請求項２に記載の電源回路一体型ＬＥＤ基板ユニットを用いた照明ユニットによれば、前記発光ダイオード３を前記電源回路にて定電流駆動していることで、高輝度の発光ダイオード３は大電流が必要であるものの、必要以上の大電流が発光ダイオード３に流れるのを防止できて、発光ダイオード３が焼損するのを防止でき、発光ダイオード３の長寿命化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１はＬＥＤ基板ユニット１を示し、横方向に寸法が長いＬＥＤ基板ユニットを１ａとし、このＬＥＤ基板ユニット１ａより横方向に寸法が短い方のＬＥＤ基板ユニットを１ｂとする。
この２つのＬＥＤ基板ユニット１ａ、１ｂは後述するように横方向に連結可能としており、使用箇所に応じて照明ユニットとしての長さを適宜長くできるようにしている。なお、両ＬＥＤ基板ユニット１ａ、１ｂの違いは、長さに応じて使用している高輝度ＬＥＤの個数が異なるだけで、該ＬＥＤを点灯駆動する電源回路等は同じ構成としている。

ＬＥＤ基板ユニット１ａ、１ｂについて説明するが、上述したように両者は同じ構成なので、ＬＥＤ基板ユニット１ａの方について説明し、他方のＬＥＤ基板ユニット１ｂについて同一の番号を付して説明は省略する。
なお、図１（ａ）はＬＥＤや電源回路を実装していない状態を示し、（ｂ）は高輝度ＬＥＤ３を実装した状態を示している。ＬＥＤ３を実装するためのプリント基板２は、細長状のガラスエポキシ基板にて構成されており、該プリント基板２の一方側にＬＥＤ３を実装するための取付穴１０が所定のピッチ毎に略全長にわたって穿孔されている。

なお、上記プリント基板２の材質として、ガラスエポキシを例として説明したが、ガラスエポキシに限らず、アルミ基板や、ベークライト基板にてプリント基板２を構成するようにしても良く、どのような材質でプリント基板２を構成しても良い。

また、プリント基板２の長手方向の３箇所には、ＬＥＤ基板ユニット１ａを設置箇所にボルト等にて取り付けるためのボルト挿通用の固定用穴１１が穿設されている。プリント基板２の一方の端部にはオス型のコネクタ１２が配設されており、このオス型のコネクタ１２と接続されるメス型のコネクタ１３がプリント基板２の他方の端部に配設されている。
両ＬＥＤ基板ユニット１ａ、１ｂを横方向に並設すると、ＬＥＤ基板ユニット１ａのメス型のコネクタ１３に、他方のＬＥＤ基板ユニット１ｂのオス型のコネクタ１２が対向した状態となり、このコネクタ１２をコネクタ１３に挿入接続することで、両ＬＥＤ基板ユニット１ａ、１ｂが連結されることになる。

ＬＥＤ基板ユニット１ａのプリント基板２には略全長にわたってＡＣ１００Ｖを通電するための一対のパターン１４が銅箔にて形成されていて、このパターン１４は前記コネクタ１２、１３間に接続されている。
また、プリント基板２にはＡＣ１００Ｖのコードの導体部分が挿入される電源接続用穴１５が一対穿孔されており、この電源接続用穴１５の銅箔のランドとパターン１４とが導通していて、この電源接続用穴１５にＡＣ１００Ｖのコードの導体をハンダ付けすることで、一対の銅箔のパターン１４にＡＣ１００Ｖが供給される。なお、この一対のパターン１４はプリント基板２の上下面に１条ずつ形成しているが、プリント基板２の表面、あるいは裏面のいずれかに並設してパターン１４を形成するようにしても良い。

したがって、ＬＥＤ基板ユニット１ａ、１ｂを図２に示すように、コネクタ１２、１３にて接続した場合には、一方のＬＥＤ基板ユニット１ａから、他方のＬＥＤ基板ユニット１ｂへは、パターン１４及びコネクタ１２、１３を介してＡＣ１００Ｖが供給されるようになっている。
このコネクタ１２、１３には、構造的に連結する機構以外に、隣り合うプリント基板２、２のパターン１４を接続すべく、コネクタ１２、１３の内部には、パターン１４と接続されたピン（図示せず）が設けてあり、両コネクタ１２、１３のピン同士が接触して、ＡＣ１００Ｖを他方のプリント基板２に供給可能となっている。

なお、本実施形態では、ＬＥＤ３は砲弾型と呼ばれる発光ダイオードを用いているが、表面実装型の発光ダイオードを用いるようにしても良い。

図３は、プリント基板２に実装されるＬＥＤ３を駆動点灯するための駆動回路（電源回路）の具体回路図を示しており、端子Ｔ１、Ｔ２間にＡＣ１００Ｖの商用電源が印加されて、コンデンサＣ１、サージアブソーバーＺ１、チョークコイルＬ１、ダイオードブリッジＤＢ及び電解コンデンサＣ２を介して直流電圧に変換される。
本発明では、ＬＥＤ３を定電流駆動しており、このＬＥＤ駆動回路は、主にＩＣ２０、コイルＬ２、ＬＥＤ３に流す定電流値調整用のボリュームＶＲ、抵抗等で構成されている。

ダイオードブリッジＤＢの出力端とコイルＬ２との間に端子Ｔ３、Ｔ４が設けられており、この端子Ｔ３、Ｔ４に直列に接続した複数のＬＥＤ３・・・が接続されるようになっており、これらの複数のＬＥＤ３がＩＣ２０、コイルＬ２等で構成される駆動回路により定電流にて駆動点灯される。
このように、ＬＥＤ３を定電流にて駆動点灯しているので、高輝度ＬＥＤ３は大電流が必要であるものの、必要以上の大電流が流れるのを防止でき、そのため、ＬＥＤ３が焼損するのを防止できて、ＬＥＤ３の長寿命化を図ることができる。

図２に図３に示す回路を実装した状態を示し、ＬＥＤ３をプリント基板２の片側に実装し、そのＬＥＤ３列の側方のあいたスペースに各部品を実装しているものである。この駆動回路（点灯回路）にノイズ対策回路等種々の保護回路を内蔵することで、自己完結型のＬＥＤ基板ユニット１ａを構成することができる。

図４は、例えば化粧品等を陳列するための什器３０の正面図を示し、複数段の棚３１の下面前方に照明ユニットとして上記ＬＥＤ基板ユニット１を配設したものである。このＬＥＤ基板ユニット１は、例えば、棚３１の横方向の寸法に合わせて図２に示すように、２つのＬＥＤ基板ユニット１ａ、１ｂをコネクタ１２、１３にて連結して使用している。

また、什器３０の一方の端部には縦方向にＡＣ１００Ｖを供給するための縦長のラインコンセント３２が配設されていて、このラインコンセント３２にＬＥＤ基板ユニット１から導出されているプラグ３３を差し込むだけで、ＬＥＤ基板ユニット１にＡＣ１００Ｖが容易に供給でき、棚３１ごとに独立した配線が可能となる。
特に、ＬＥＤ基板ユニット１にはＬＥＤ３を駆動点灯するための駆動回路（電源回路）をＬＥＤ３と一体に搭載しているので、駆動回路の設置場所が不要となり、省スペース化を図ることができ、また、ＬＥＤ基板ユニット１の設置の際の配線を容易にすることができる。

なお、上記の説明では、定電流調整用のボリュームＶＲをＬＥＤ基板ユニット１に実装して、このボリュームＶＲを調整することで、ＬＥＤ３に調光機能を持たせているが、別途外部からの調整によりＬＥＤ３の調光を行なうようにしても良い。例えば、ボリュームＶＲをＬＥＤ基板ユニット１に実装せずに、該ボリュームＶＲを外部へ引き出しておいて、適宜な場所、例えば、図４に示す什器３０の側面等に配置しておき、ＬＥＤ基板ユニット１を棚３１の下面に設置後に、該ボリュームＶＲにて調光して、適宜な明るさに可変設定が可能となる。

（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態におけるＬＥＤ基板ユニットの平面図及び側面図である。 本発明の実施の形態におけるＬＥＤ基板ユニットを連結した状態の平面図である。 本発明の実施の形態における電源回路の具体回路図である。 本発明のＬＥＤ基板ユニットを照明ユニットとして什器の棚に設置した例を示す図である。

１ａ 第１のＬＥＤ基板ユニット
１ｂ 第２のＬＥＤ基板ユニット
２ プリント基板
３ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
１２、１３ コネクタ
１４ パターン

Claims (2)

1. プリント基板（２）に高輝度の複数の発光ダイオード（３）と、これらの発光ダイオード（３）を駆動点灯する電源回路とを一体に実装して第１のＬＥＤ基板ユニット（１ａ）を構成し、
   前記プリント基板（２）は長尺物で構成され、該プリント基板（２）の長手方向と直交する一方側に該プリント基板（２）の長手方向の略全長にわたって前記発光ダイオード（３）を所定のピッチ毎に列設し、
   前記プリント基板（２）の長手方向と直交する他方側に前記電源回路を、前記列設した発光ダイオード（３）に対して並設すると共に、該電源回路を構成している複数の部品を前記プリント基板（２）の長手方向に沿って列設し、
   前記電源回路は、前記複数の発光ダイオード（３）と同一の面のプリント基板（２）上に実装し、
   前記第１のＬＥＤ基板ユニット（１ａ）の電源回路の入力側はＡＣ１００Ｖの商用電源が直接入力されて、該ＡＣ１００Ｖの商用電源が前記電源回路に供給されることで、前記発光ダイオード（３）が駆動点灯され、
   前記電源回路に電源を供給するための一対のパターン（１４）が前記プリント基板（２）の略全長にわたって該プリント基板（２）に形成されており、
   前記第１のＬＥＤ基板ユニット（１ａ）と同様に、プリント基板（２）の長手方向に所定のピッチ毎に列設されている発光ダイオード（３）と、前記発光ダイオード（３）に対して並設され、前記プリント基板（２）の長手方向に沿って構成部品が列設されている電源回路と、前記電源回路に電源を供給するための一対のパターン（１４）とで第２のＬＥＤ基板ユニット（１ｂ）を構成し、
   前記第１のＬＥＤ基板ユニット（１ａ）と前記第２のＬＥＤ基板ユニット（１ｂ）とを長手方向に隣接して配置し、
   前記第１のＬＥＤ基板ユニット（１ａ）の前記一対のパターン（１４）の他端側と、前記第２のＬＥＤ基板ユニット（１ｂ）の前記一対のパターン（１４）の一端側とを電気的に接続して第１のＬＥＤ基板ユニット（１ａ）と第２のＬＥＤ基板ユニット（１ｂ）とを長手方向に連結するようにしていることを特徴とする
   電源回路一体型ＬＥＤ基板ユニットを用いた照明ユニット。
2. 前記発光ダイオード（３）を前記電源回路にて定電流駆動していることを特徴とする請求項１に記載の電源回路一体型ＬＥＤ基板ユニットを用いた照明ユニット。

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