JP5233351B2 - LED lighting unit, LED lighting device, and LED lighting unit connector - Google Patents
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Description
本発明は、LED(発光ダイオード)を用いた照明ユニット(以下、LED照明ユニットと記す)、LED照明装置およびLED照明ユニット接続用コネクタに係り、特にそれらの構造、LED照明ユニットのLED回路の接続とそのパターン配線に関する。 The present invention relates to an illumination unit (hereinafter referred to as an LED illumination unit) using an LED (light emitting diode), an LED illumination device, and an LED illumination unit connection connector, in particular, their structure, connection of an LED circuit of the LED illumination unit. And its pattern wiring.
従来のLED照明装置は、装置の光源部分として使用されているLED照明ユニットに対して、DC(直流)電源からケーブルハーネスおよびLED照明ユニットのLED実装面に実装されているコネクタを介して給電している。LED照明装置のデザインを損ねないように、ケーブルハーネスを装置の使用者から見える状態で接続することは好まれない傾向にある。また、コネクタをLED照明ユニットの左端または右端に配置する場合は、ケーブルハーネスをLED照明ユニットの左側または右側に配置せねばならず、デザイン上の制約になる。 A conventional LED lighting device supplies power to an LED lighting unit used as a light source portion of the device from a DC (direct current) power source via a cable harness and a connector mounted on an LED mounting surface of the LED lighting unit. ing. In order not to impair the design of the LED lighting device, it is not preferable to connect the cable harness in a state that is visible to the user of the device. Further, when the connector is disposed at the left end or the right end of the LED lighting unit, the cable harness must be disposed at the left side or the right side of the LED lighting unit, which is a design limitation.
また、コネクタをLED照明ユニットの中央に配置した場合でも、コネクタのピン配置から、コネクタを一定方向に向けて配置する必要があった。これにより、LED照明ユニットをLED照明装置へ組み込む作業に際して、作業者などが照明ユニットの向きを認識しながらの取り付けを行う必要があり、作業性に欠けていた。 Further, even when the connector is arranged at the center of the LED lighting unit, it is necessary to arrange the connector in a certain direction from the pin arrangement of the connector. Accordingly, when the LED lighting unit is incorporated into the LED lighting device, it is necessary for an operator or the like to perform attachment while recognizing the direction of the lighting unit, and workability is lacking.
また、一般的なLED照明ユニットは、LEDの駆動電流を一定に保つことで一定の光束を得るために、LED照明ユニットのLED実装面に定電流回路を配置することがある。しかし、この方法は、LED実装面上に定電流回路を実装するエリアが必要となり、小型で高い光束量を持つLED照明ユニットを低価格で実現する妨げとなる場合がある。 In general LED lighting units, a constant current circuit may be disposed on the LED mounting surface of the LED lighting unit in order to obtain a constant luminous flux by keeping the LED driving current constant. However, this method requires an area for mounting a constant current circuit on the LED mounting surface, and may hinder the realization of a small-sized LED lighting unit having a high luminous flux at a low price.
なお、従来のLED照明ユニットの配置方向を所定方向に物理的に導くために、形状の異なる電極を用いるLED照明装置(特許文献1参照)や、従来のLED照明ユニットのLED回路に所定の方向に駆動電流を供給するために整流ダイオードなどを用いるLED光源(特許文献2参照)が知られている。
本発明は前記した従来の問題点を解決すべくなされたもので、ラインの左右の向きを識別(意識)することなくLED照明装置へ取り付け固定でき、小型で安価に実現し得るLED照明ユニットを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and is an LED lighting unit that can be mounted and fixed to an LED lighting device without identifying (consciously) the left and right directions of the line, and can be realized in a small size and at low cost. The purpose is to provide.
また、本発明の他の目的は、小型で安価なLED照明装置を提供することにある。さらに、本発明の他の目的は、LED照明ユニットを容易に着脱でき、LED照明ユニットを確実に保持し得るLED照明ユニット接続用コネクタを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a small and inexpensive LED lighting device. Another object of the present invention is to provide a connector for connecting an LED illumination unit that can easily attach and detach the LED illumination unit and can reliably hold the LED illumination unit.
本発明のLED照明ユニットは、LED実装用の基板と、前記基板の上面に実装された複数のLEDと、前記基板上で前記複数のLEDを電気的に接続してLED回路を形成するパターン配線と、前記基板の下面側で長手方向中央部に配設され、前記LED回路に電気的に接続された電源接続用の第1のコネクタと、を具備するLED照明ユニットであって、前記第1のコネクタは、複数の接続端子を有しており、当該複数の接続端子は、それぞれに対応して割当てられる駆動電圧の極性関係がLED照明ユニットの長手方向中心に対して点対称となるように配列されており、前記複数のLEDは、前記基板の上面にライン状に配列されて実装されており、前記LED回路のパターン配線の一部は、前記基板の長手方向中央部から基板両端部に向かってライン状に延びると共に、隣接した各LED間の基板上面を連続して被覆するように形成されており、LED照明ユニットの左右の向きに関係なく前記LED回路が点灯駆動可能であることを特徴とする。 The LED lighting unit according to the present invention includes an LED mounting substrate, a plurality of LEDs mounted on the upper surface of the substrate, and a pattern wiring that electrically connects the plurality of LEDs on the substrate to form an LED circuit. And a first connector for connecting a power source, which is disposed in the central portion in the longitudinal direction on the lower surface side of the substrate and is electrically connected to the LED circuit. The connector has a plurality of connection terminals, and the plurality of connection terminals are configured so that the polarity relationship of the drive voltage assigned to each of the connection terminals is point-symmetric with respect to the longitudinal center of the LED lighting unit. The plurality of LEDs are arrayed and mounted in a line on the upper surface of the substrate, and part of the pattern wiring of the LED circuit extends from the longitudinal center of the substrate to both ends of the substrate. With headed extending linearly are formed so as to cover continuously the top surface of the substrate between the LED adjacent, in that the LED circuit regardless Swiveling of the LED lighting unit can be turned on and driven Features.
前記パターン配線は、基板の上面を40%以上覆っていることが望ましい。前記パターン配線は、表面に凹凸を有していることが望ましい。前記パターン配線は、基板の短手方向において、LEDの幅と同等かそれ以上の幅を有することが望ましい。 It is desirable that the pattern wiring covers 40% or more of the upper surface of the substrate. The pattern wiring desirably has irregularities on the surface. The pattern wiring desirably has a width equal to or greater than the width of the LED in the short direction of the substrate.
さらに、前記複数のLEDを覆うように基板上面側に配設されたカバーを有することが望ましい。前記カバーは、前記第1のコネクタに嵌合する第2のコネクタに係止・離脱自在な爪部を有することが望ましい。前記カバーの最大幅は15mmφ以下であることが望ましい。前記LED実装用の基板の上面に形成される回路は、定電流回路を含まないことが望ましい。 Furthermore, it is desirable to have a cover disposed on the upper surface side of the substrate so as to cover the plurality of LEDs. It is desirable that the cover has a claw portion that can be locked and detached from a second connector fitted to the first connector. The maximum width of the cover is preferably 15 mmφ or less. It is preferable that the circuit formed on the upper surface of the LED mounting substrate does not include a constant current circuit.
前記複数のLEDは、第1のグループおよび第2のグループに分割され、各グループ内のLEDは直列に接続されてLED直列回路を形成している。 The plurality of LEDs are divided into a first group and a second group, and the LEDs in each group are connected in series to form an LED series circuit.
LED回路の一例は、第1のグループにおけるLED直列回路の一端は第1のコネクタの第1接続端子に接続されており、第2のグループにおけるLED直列回路の一端は第1のコネクタの第2接続端子および第3接続端子に接続されている。そして、第1のグループにおけるLED直列回路の他端と第2のグループにおけるLED直列回路の他端とが接続されており、第2接続端子および第3接続端子は第1接続端子の両側に配置され、各接続端子は全体としてライン状に配列されている。 In an example of the LED circuit, one end of the LED series circuit in the first group is connected to the first connection terminal of the first connector, and one end of the LED series circuit in the second group is the second of the first connector. The connection terminal and the third connection terminal are connected. The other end of the LED series circuit in the first group and the other end of the LED series circuit in the second group are connected, and the second connection terminal and the third connection terminal are arranged on both sides of the first connection terminal. The connection terminals are arranged in a line as a whole.
LED回路の他の例は、第1のグループにおけるLED直列回路の一端は第1のコネクタの第1接続端子および第2接続端子に接続されており、第2のグループにおけるLED直列回路の一端は第1のコネクタの第3接続端子および第4接続端子に接続されている。そして、第1のグループにおけるLED直列回路の他端と第2のグループにおけるLED直列回路の他端とが接続されており、4個の接続端子は、第1接続端子、第3接続端子、第2接続端子および第4接続端子の順で四方形の各コーナー部に対応して配置されている。 In another example of the LED circuit, one end of the LED series circuit in the first group is connected to the first connection terminal and the second connection terminal of the first connector, and one end of the LED series circuit in the second group is The third connection terminal and the fourth connection terminal of the first connector are connected. The other end of the LED series circuit in the first group and the other end of the LED series circuit in the second group are connected, and the four connection terminals include a first connection terminal, a third connection terminal, The two connection terminals and the fourth connection terminals are arranged in the order corresponding to each corner of the quadrilateral.
本発明のLED照明装置は、LED回路を有する単一または複数のLED照明ユニットと、前記LED照明ユニットを支持する支持体と、を具備するLED照明装置であって、前記LED照明ユニットは、LED実装用の基板と、前記基板の上面に実装されたLED回路と、前記基板の長手方向中央部に配設された電源接続用の複数の接続端子を有する第1のコネクタと、を具備し、前記複数の接続端子は、それぞれに対応して割当てられる駆動電圧の極性関係がLED照明ユニットの長手方向中心に対して点対称となるように配列されており、前記複数のLEDは、前記基板の上面にライン状に配列されて実装されており、前記LED回路のパターン配線の一部は、前記基板の長手方向中央部から基板両端部に向かってライン状に延びると共に、隣接した各LED間の基板上面を連続して被覆するように形成されており、前記LED照明ユニットは、前記第1のコネクタの左右の向きに関係なく前記支持体により支持された状態で前記LED回路が点灯駆動されることを特徴とする。 The LED lighting device of the present invention is an LED lighting device comprising a single or a plurality of LED lighting units each having an LED circuit, and a support that supports the LED lighting unit, wherein the LED lighting unit is an LED. A mounting board; an LED circuit mounted on the upper surface of the board; and a first connector having a plurality of connection terminals for power connection disposed in a longitudinal central portion of the board; The plurality of connection terminals are arranged so that the polarity relationship of the drive voltage assigned to each of the connection terminals is point-symmetric with respect to the longitudinal center of the LED lighting unit, and the plurality of LEDs are arranged on the substrate. It is arranged and mounted on the upper surface in a line, and a part of the pattern wiring of the LED circuit extends in a line from the center in the longitudinal direction of the substrate toward both ends of the substrate. A is formed so as to cover continuously the top surface of the substrate between the LED adjacent the LED lighting unit, while being supported by the support regardless of the left and right direction of the first connector The LED circuit is driven to be lit.
前記支持体は、前記第1のコネクタの左右の向きに関係なく接続可能な第2のコネクタを有することが望ましい。前記第2のコネクタは、前記基板の長手方向に延設された一対のバネ部を有し、当該一対のバネ部が前記LED照明ユニットの下面に当接して押圧することが望ましい。前記支持体は、前記LED回路にLED駆動電流を供給するDC電源を格納した電源格納部をさらに具備することが望ましい。 The support preferably has a second connector that can be connected regardless of the left-right orientation of the first connector. The second connector preferably includes a pair of spring portions extending in the longitudinal direction of the substrate, and the pair of spring portions abuts and presses against the lower surface of the LED lighting unit. The support may further include a power storage unit that stores a DC power source that supplies an LED driving current to the LED circuit.
本発明のLED照明ユニット接続用コネクタは、LED実装用の基板と、前記基板の上面に実装された複数のLEDと、前記基板上で前記複数のLEDを電気的に接続してLED回路を形成するパターン配線と、前記基板の下面側で長手方向中央部に配設され、前記LED回路に電気的に接続された電源接続用の複数の接続端子を有する第1のコネクタと、を具備し、前記複数の接続端子は、それぞれに対応して割当てられる駆動電圧の極性関係がLED照明ユニットの長手方向中心に対して点対称となるように配列されており、前記複数のLEDは、前記基板の上面にライン状に配列されて実装されており、前記LED回路のパターン配線の一部は、前記基板の長手方向中央部から基板両端部に向かってライン状に延びると共に、隣接した各LED間の基板上面を連続して被覆するように形成されており、LED照明ユニットのコネクタに嵌合自在なLED照明ユニット接続用コネクタであって、前記LED照明ユニットから底面方向に突出した爪部を係止・離脱自在なラッチ部を有することを特徴とする。 The LED lighting unit connection connector of the present invention includes an LED mounting substrate, a plurality of LEDs mounted on the top surface of the substrate, and an LED circuit formed by electrically connecting the plurality of LEDs on the substrate. And a first connector having a plurality of connection terminals for power connection, which is disposed at a central portion in the longitudinal direction on the lower surface side of the substrate and is electrically connected to the LED circuit, The plurality of connection terminals are arranged so that the polarity relationship of the drive voltage assigned to each of the connection terminals is point-symmetric with respect to the longitudinal center of the LED lighting unit, and the plurality of LEDs are arranged on the substrate. A part of the pattern wiring of the LED circuit extends in a line from the central portion in the longitudinal direction of the substrate toward both ends of the substrate and is adjacent to the LED circuit. An LED lighting unit connection connector that is formed so as to continuously cover the upper surface of the substrate between the LEDs, and can be fitted to the connector of the LED lighting unit, and protrudes from the LED lighting unit toward the bottom surface It has a latch part which can lock and detach the part freely.
前記ラッチ部として、前記爪部を係止・離脱自在な段差部を側面部に設けることが可能である。前記LED照明ユニットの長手方向に沿って両側へ延設された一対のバネ部を両端部に設けることにより、前記LED照明ユニットのコネクタとの嵌合状態において前記一対のバネ部が前記LED照明ユニットの底面に当接して押圧することが望ましい。 As the latch portion, it is possible to provide a step portion on the side surface portion that can freely engage and disengage the claw portion. By providing a pair of spring portions extending to both sides along the longitudinal direction of the LED lighting unit at both ends, the pair of spring portions are in the state of being fitted to the connector of the LED lighting unit. It is desirable to abut against the bottom surface of the plate.
本発明のLED照明ユニットによれば、ライン状のLED照明ユニットの左右を識別(意識)することなくLED照明装置へ組み込むことができる。つまり、照明ユニットの接続方向を認識してLED照明装置へ組み込む必要が無くなるので、取り付けの作業性が向上する。したがって、コネクタの誤挿入が発生せず、LED照明ユニットの着脱を簡単に行うことができる。また、LEDの配列ライン上に形成されたパターン配線がLED光を反射するので、ライン状の発光に近づけることができると共に、基板の長手方向における発光ムラの発生を抑制することができる。 According to the LED lighting unit of the present invention, the line-shaped LED lighting unit can be incorporated into the LED lighting device without discernment (consciousness) of the left and right sides. That is, it is not necessary to recognize the connection direction of the lighting unit and incorporate it into the LED lighting device, so that the mounting workability is improved. Therefore, the erroneous insertion of the connector does not occur, and the LED illumination unit can be easily attached and detached. Moreover, since the pattern wiring formed on the LED array line reflects the LED light, it can be brought close to line-like light emission, and the occurrence of light emission unevenness in the longitudinal direction of the substrate can be suppressed.
前記パターン配線は、前記基板の上面を40%以上覆っていることが望ましい。これにより、照明ユニットをライン状の発光により近づけることができる。前記パターン配線は、表面に凹凸を有していることが望ましい。これにより、LED光を拡散することができるので、LED照明ユニットをライン状の発光により近づけることができる。前記パターン配線は、基板の短手方向において、LEDの幅と同等かそれ以上の幅を有することが望ましい。これにより、LED照明ユニットをライン状の発光により近づけることができる。 It is preferable that the pattern wiring covers 40% or more of the upper surface of the substrate. Thereby, the illumination unit can be brought closer to the line-like light emission. The pattern wiring desirably has irregularities on the surface. Thereby, since the LED light can be diffused, the LED illumination unit can be brought closer to the line-like light emission. The pattern wiring desirably has a width equal to or greater than the width of the LED in the short direction of the substrate. Thereby, the LED illumination unit can be brought closer to the line-like light emission.
本発明のLED照明装置によれば、ライン状のLED照明ユニットの左右を識別(意識)することなくLED照明装置へ組み込むことができる。つまり、照明ユニットの接続方向を認識してLED照明装置へ組み込む必要が無くなるので、取り付けの作業性が向上する。したがって、コネクタの誤挿入が発生せず、LED照明ユニットの着脱を簡単に行うことができる。LED回路のパターン配線の一部は、コネクタの両側からLED実装用基板の長手方向の両端部に向かってライン状に延びると共に、隣接した各LED間の基板上面を連続して被覆することが望ましい。これにより、LEDの配列ライン上に形成されたパターン配線がLED光を反射するので、ライン状の発光に近づけることができると共に、基板の長手方向における発光ムラの発生を抑制することができる。 According to the LED lighting device of the present invention, it is possible to incorporate the linear LED lighting unit into the LED lighting device without identifying (considering) the left and right of the line-shaped LED lighting unit. That is, it is not necessary to recognize the connection direction of the lighting unit and incorporate it into the LED lighting device, so that the mounting workability is improved. Therefore, the erroneous insertion of the connector does not occur, and the LED illumination unit can be easily attached and detached. It is desirable that part of the pattern wiring of the LED circuit extends in a line shape from both sides of the connector toward both ends in the longitudinal direction of the LED mounting substrate, and continuously covers the upper surface of the substrate between adjacent LEDs. . Thereby, since the pattern wiring formed on the LED array line reflects the LED light, it can be brought close to line-like light emission, and the occurrence of light emission unevenness in the longitudinal direction of the substrate can be suppressed.
さらに、前記複数のLEDを覆うように基板上面側に配設されたカバーを有し、前記カバーは第2のコネクタに係止・離脱自在な爪部を有し、第2のコネクタは基板長手方向に延設された一対のバネ部を有し、当該一対のバネ部がLED照明ユニットの下面に当接して押圧する構造を有することが望ましい。これにより、LED照明ユニットを左右どちらの向きに取り付けたとしても、安定して支持することができる。 Further, the cover has a cover disposed on the upper surface side of the substrate so as to cover the plurality of LEDs, and the cover has a claw portion that can be locked and detached from the second connector. It is desirable to have a pair of spring portions extending in the direction, and the pair of spring portions abut against and press against the lower surface of the LED lighting unit. Thereby, even if it attaches an LED illumination unit in any direction on either side, it can support stably.
また、DC電源には定電流動作機能を持たせるがLED照明ユニット側には定電流動作機能を持たせない場合、照明ユニットのLED実装エリアを広く確保することができ、複数のLEDを等ピッチに実装を行うことができ、光学的に一様な照明をつくることができる。これに対して、LED照明ユニット側には定電流動作機能を持たせるがDC電源には定電流動作機能を持たせない場合、DC電源として一般的に安価で汎用的なスイッチング電源等を利用することができる。 In addition, if the DC power supply has a constant current operation function but does not have a constant current operation function on the LED lighting unit side, the LED mounting area of the lighting unit can be secured widely, and a plurality of LEDs can be arranged at an equal pitch. Can be mounted, and optically uniform illumination can be created. On the other hand, when the LED lighting unit side is provided with a constant current operation function but the DC power source is not provided with a constant current operation function, a generally inexpensive and general-purpose switching power supply is used as the DC power supply. be able to.
また、DC電源は、DC24V〜48Vの任意の電圧で定電流動作を行えることが望ましい。これにより、LED照明ユニットのLED直列数が変化した場合にも一定の電流を流すことができるので、安全性、安定性を確保できる。また、DC電源に出力電流値をスイッチ等で設定できることが望ましい。 Further, it is desirable that the DC power source can perform a constant current operation with an arbitrary voltage of DC24V to 48V. Thereby, even when the number of LEDs in series in the LED lighting unit is changed, a constant current can be passed, so that safety and stability can be ensured. In addition, it is desirable that the output current value can be set to the DC power source with a switch or the like.
本発明のLED照明ユニット接続用コネクタによれば、LED照明ユニットを左右どちらの向きに接続してもLED回路を駆動することができるので、LED照明ユニットの取り付けの作業性が向上する。また、LED照明ユニット接続用コネクタは、両端部に基板長手方向に沿って両側へ延設された一対のバネ部を有しており、LED照明ユニット接続用コネクタとの勘合状態において一対のバネ部がLED照明ユニットの裏面に当接して押圧するので、LED照明ユニットの落下を防止する機能を持たせることができる。 According to the LED lighting unit connection connector of the present invention, the LED circuit can be driven even if the LED lighting unit is connected in the left or right direction, so that the workability of mounting the LED lighting unit is improved. Further, the LED lighting unit connection connector has a pair of spring portions extending to both sides along the longitudinal direction of the substrate at both ends, and the pair of spring portions in the mating state with the LED lighting unit connection connector. Since it touches and presses the back surface of an LED lighting unit, the function which prevents fall of an LED lighting unit can be given.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。この説明に際して、全図にわたり共通する部分には共通する参照符号を付す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this description, common parts are denoted by common reference numerals throughout the drawings.
<第1の実施形態>
図1は、本発明に係るLED照明ユニットおよびそれを用いたLED照明装置の第1の実施形態について、一部切り欠いた状態の構成を示す斜視図である。図2は、図1中のLED照明ユニットの1個分を取り出し、一部切り欠いた状態の構成を示す分解斜視図である。図3は、図1中のLED照明ユニット側コネクタと電源側コネクタの部分を取り出し、縦断面構造を示す断面図である。図4は、図1中のLED照明ユニット側コネクタと電源側コネクタの結合構造の一例を示す斜視図である。図5は、本発明の第1の実施形態について外観の一例を示す斜視図である。図6は、図2中のLED回路およびLED照明ユニット側コネクタとの接続関係の一例を示す等価回路図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a partially cut-out state of a first embodiment of an LED lighting unit and an LED lighting device using the same according to the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view showing a configuration in which one LED lighting unit in FIG. 1 is taken out and partially cut away. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure of the LED illumination unit side connector and the power supply side connector in FIG. FIG. 4 is a perspective view showing an example of a coupling structure of the LED lighting unit side connector and the power source side connector in FIG. 1. FIG. 5 is a perspective view showing an example of the appearance of the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is an equivalent circuit diagram illustrating an example of a connection relationship between the LED circuit and the LED illumination unit side connector in FIG. 2.
本実施形態のLED照明装置は、LED回路を有する複数のLED照明ユニット10と、このLED照明ユニットを支持する支持体(筐体)20と、LED照明ユニットのLED回路にLED駆動電流を供給するDC電源30と、を具備する。上記DC電源30は、商用交流電源からDC電圧を生成するAC−DC電源を用いることができる。筐体20は、LED照明ユニット10にDC電圧・電流を供給するための第2のコネクタ(電源側コネクタ)31と、AC−DC電源30を格納する電源格納部32を具備する。
The LED lighting device of the present embodiment supplies a plurality of
以下、各部の構成を説明する。 Hereinafter, the configuration of each unit will be described.
(LED照明ユニット) LED照明ユニット10は、LED実装用の基板11と、この基板の上面にライン状に配列されて実装された複数のLED12と、基板上に形成されたパターン配線13と、このパターン配線により複数のLEDが電気的に(直列に)接続されたLED回路と、基板の下面(裏面)側で長手方向中央部に配設された電源接続用の第1のコネクタ(LEDユニット側コネクタ)14と、このLEDユニット側コネクタを避けて基板の下面(裏面)側に取り付けられて放熱を行うための放熱板15と、LEDに直接触れられないようにLEDを覆うように基板の上面側に配設された透光性を有するカバー16と、を有する。
(LED lighting unit) The
(AC−DC電源) AC−DC電源30は、法的規制の緩やかなローボルト規格品として製品化するためにDC48V以下を出力する。電源効率の面からは高い電圧(48V付近)を出力するものが望ましい。この場合、互いに独立した複数のLED駆動電流供給端子を有する1つのAC−DC電源を用い、このAC−DC電源から複数のLED照明ユニット10のLED回路にそれぞれLED駆動電流を供給することが望ましい。
(AC-DC power supply) The AC-
AC−DC電源30に定電流動作機能を持たせる場合には、LED照明ユニット側には定電流動作機能を持たせなくて済む。この場合、LED照明ユニットのLED実装エリアを広く確保することができ、複数のLEDを等ピッチに実装を行うことができ、光学的に一様な照明をつくることができる。また、LED照明ユニットは、DC24V〜48Vの任意の電圧で定電流動作を行えることが望ましい。これにより、LED照明ユニットのLED直列数が変化した場合にも一定の電流を流すことができるので、安全性、安定性を確保できる。また、AC−DC電源に出力電流値をスイッチ等で設定できることが望ましい。
When the AC-
これに対して、LED照明ユニット側には定電流動作機能を持たせる場合には、AC−DC電源には定電流動作機能を持たせなくて済む。この場合、AC−DC電源として一般的に安価で汎用的なスイッチング電源等を利用することができる。 On the other hand, when the LED lighting unit side is provided with a constant current operation function, the AC-DC power supply need not have a constant current operation function. In this case, a generally inexpensive and general-purpose switching power supply can be used as the AC-DC power supply.
(筐体) 筐体20は、板金、アルミなどの金属を材料としており、折り曲げやプレスなどの工程を経て成型される。また、筐体は、照明装置全体を壁や天井へ取り付けるための構造、AC−DC電源を固定するための構造、電源側コネクタを固定するための構造を有する。また、筐体は、AC−DC電源と商用電源を接続するための電源ケーブル(図示せず)や、AC―DC電源と電源側コネクタとを接続するケーブルハーネス(図示せず)を格納することができる。
(Housing) The
(LED実装用の基板) LED実装用の基板11は、複数のLED12をライン状に配列して実装し、かつ、LED照明ユニット側コネクタ14を実装するための長尺な印刷配線基板であり、LED照明ユニットに求められる光束量に応じてLEDの数量を変更することができる。また、隣接するLED間のピッチを自由に変更できる。
(Substrate for LED Mounting) The
また、LED実装用の基板11には、LEDを定電流駆動させる定電流回路を搭載しても良いが、電源側に持たせたほうが好ましい。これにより、例えば15φ以下などの基板サイズが小さくなるLED光源ユニット10を設計仕様とした際でも、LED照明ユニットに求められる光束量が大きい場合にはLEDを定電流駆動する定電流回路を搭載するエリアが確保することができる。
The
(LED回路およびパターン配線) 図6に示すように、複数のLED12が第1のグループおよび第2のグループに分割され、各グループ内のLED12はパターン配線13により直列に接続されてLED直列回路を形成している。この際、第1のグループにおけるLED直列回路の一端は第1接続ピン141に接続されており、第2のグループにおけるLED直列回路の一端は第2接続ピン142および第3接続ピン143に接続されている。第1のグループにおけるLED直列回路の他端は第2のグループにおけるLED直列回路の他端に接続されている。各接続ピン141,142,143の配置は、第1接続ピン141の両側に第2接続ピン142および第3接続ピン143が位置し、全体としてライン状に配列されている。
(LED Circuit and Pattern Wiring) As shown in FIG. 6, a plurality of
パターン配線13の一部は、LED照明ユニット側コネクタ14の両側から基板の長手方向の両端部に向かってライン状に延びると共に、隣接した各LED間の基板上面を連続して被覆するように形成されている。各LEDは両側に一対の接続端子が位置する表面実装型のLEDチップが用いられており、この一対の接続端子がLEDの両側のパターン配線に例えば半田付けにより接続されている。
A part of the
パターン配線13は、基板の上面を40%以上覆っていることが望ましく、さらに望ましくは80%以上を覆っている。これにより、照明ユニットをライン状の発光により近づけることができると共に、放熱性に優れたものにすることができる。また、パターン配線は、表面に微細な凹凸を有していることが望ましい。これにより、LED光を拡散することができるので、LED照明ユニットをライン状の発光により近づけることができる。また、パターン配線は、基板の短手方向において、LEDの幅と同等かそれ以上の幅を有することが望ましい。これにより、LED照明ユニットをライン状の発光により近づけることができる。
The
(LED照明ユニット側コネクタ) LED照明ユニット側コネクタ14は、LED照明ユニット10の中央に配置する。これは、LED照明ユニットが左右反転した状態でも装着可能とするように、位置の対称性を維持するためである。
(LED lighting unit side connector) The LED lighting
LED照明ユニット側コネクタ14は、電源側コネクタ31に合わせたピン配置で複数の接続端子(本例では3本の接続ピン141,142,143)を有し、各接続ピンの一端部は基板の裏面側から上面側へ貫通し、前記パターン配線13を介してLED回路に接続されている。この3本の接続ピン141,142,143は、例えば図6に示すように、それぞれに対応して割当てられるLED回路供給電圧の極性関係がLED照明ユニットの長手方向中心に対して点対称となるように配列されている。これにより、LED照明ユニット側コネクタ14の左右の向き、つまり、LED照明ユニットの左右の向きに関係なく、このコネクタ に結合(嵌合)するための電源側コネクタ31からLED照明ユニット側コネクタの接続ピンを介してLED回路にLED駆動電流を供給し、LED回路を点灯駆動することが可能である。なお、LED照明ユニットは、上記2つのコネクタの結合によりLED照明装置への組み込み(取り付け)が行われる。
The LED lighting
(放熱板15) 放熱板は、板金またはアルミ板などの放熱性が良くて安価に入手できる金属が用いられており、LEDが発する熱を放熱させる役割を持つ。LED照明ユニットの長手方向が150mm以上のサイズになる場合には、断面がL字型となるように放熱板を形成することによって、放熱板の剛性を維持する。放熱板の中央部にはLED照明ユニット側コネクタを挿入するための穴が開口されている。 (Heat radiation plate 15) The heat radiation plate is made of a metal that has good heat radiation properties, such as a sheet metal or an aluminum plate, and can be obtained at low cost, and has a role of radiating heat generated by the LED. When the LED lighting unit has a size of 150 mm or more in the longitudinal direction, the heat radiating plate is formed so that the cross section is L-shaped, thereby maintaining the rigidity of the heat radiating plate. A hole for inserting the LED lighting unit side connector is opened at the center of the heat sink.
(カバー) カバー16は、例えば合成樹脂製であり、基板上面にライン状に配列されて実装された複数のLEDを覆うように基板上面側に配設されており、LEDに直接触れられないように保護する。カバー16の内面に拡散部材を配置したり、カバー16の内面を適切な形状にすることにより、LED光に対する拡散効果やレンズ効果を持たせことができる。また、カバー16は、フック構造を持ち、電源側コネクタ31のソケット部に設けられたラッチ部31aに格納されてラッチ可能である。これにより、LED照明装置のLED照明ユニットが下向きになるように使用された状態でも、LED照明ユニットの落下を防止する機能を持つ。前記フック構造の一例として、例えばカバー16から基板の側方へ爪部16aを突出させている。また、LED照明ユニットをLED照明装置から離脱させる際には、カバー16のフック構造と電源側コネクタ31のラッチ部31aとのラッチ状態を解除する。この際、カバーの爪部16aを両側から使用者の指で挟みつけることにより爪部16aが撓み、ラッチ状態を簡単に解除できる。なお、フック構造は、カバーに設けずに、別の部品として設けることも可能である。
(Cover) The
(電源側コネクタ) 電源側コネクタ31は、筐体20に固定されており、電源格納部空間側に突出した(図示せず)接続ピンに対してAC−DC電源30から引き出された電源ケーブル(図示せず)が接続される。電源側コネクタ31の接続ピンの配置は、一列のみならず二列、三列でもよく、左右対称に配置している。例えば一列に配置している場合、列方向における1番目の接続ピンがDC電源のプラス側電極、2番目の接続ピンがDC電源のマイナス側電極、3番番目の接続ピンがDC電源のプラス側電極プラスのように、左右対称となる配置にする。あるいは、1番目の接続ピンがDC電源のマイナス側電極、2番目の接続ピンがDC電源のプラス側電極、3番目の接続ピンがDC電源のマイナス側電極のように、左右対称となる配置にする。なお、電源側コネクタ31の接続ピンの数は偶数でも奇数でもよい。
(Power Supply Side Connector) The power
電源側コネクタ31のLED照明ユニット側には、LED照明ユニット側コネクタ14に勘合自在なソケット部が配置されている。このソケット部は、LED照明ユニット側コネクタ14が左右の別なく勘合できるように対称性を有するように構成されている。
On the LED illumination unit side of the power
また、前記ソケット部は、LED照明ユニットに設けられているフック部をラッチする構造を有する。この構造の一例として、LED照明ユニットのカバー16から基板の側方へ突出した爪部16aを係止・離脱自在な段差部(ラッチ部31a)を側面部に有している。
The socket part has a structure for latching a hook part provided in the LED lighting unit. As an example of this structure, the side surface portion has a step portion (latch
また、ソケット部は、LED照明ユニットを取り付けた後の落下を防止する構造を有する。この構造の一例として、基板長手方向に沿って両側へ延設された一対のバネ部31bを両端部に有する。これにより、ソケット部にLED照明ユニット接続用コネクタ14が嵌合した状態において、一対のバネ部31bがLED照明ユニットの基板の裏面側の放熱板15に当接してカバー16側へ押圧する。
Further, the socket part has a structure for preventing a drop after the LED lighting unit is attached. As an example of this structure, a pair of
(LED回路およびパターン配線の具体例1) 図7(a)、(b)に示すように、複数のLED12が第1のグループおよび第2のグループに分割され、各グループのLEDは極性の向きがライン上で同じ方向となるように配置されている。そして、各グループ内のLEDは、ライン状のパターン配線により直列に接続されてLED直列回路を形成している。第1のグループにおけるLED直列回路の一端は第1接続ピン141に接続されており、第2のグループにおけるLED直列回路の一端は第2接続ピン142および第3接続ピン143に接続されている。第1のグループにおけるLED直列回路の他端と第2のグループにおけるLED直列回路の他端とが、基板上の長手方向に沿う両側に平行に形成された2本のパターン配線13a,13bにより接続されている。各接続ピン141,142,143の配置は、第1接続ピン141の両側に第2接続ピン142および第3接続ピン143が位置し、全体としてライン状に配列されている。
(Specific Example 1 of LED Circuit and Pattern Wiring) As shown in FIGS. 7A and 7B, a plurality of
(LED回路およびパターン配線の具体例2) 図8(a)、(b)に示すように、複数のLED12が第1のグループおよび第2のグループに分割され、第1のグループ内のLEDと第2のグループ内のLEDとは極性の向きがライン上で逆方向となるように配置されている。そして、各グループのLEDはライン状のパターン配線により直列に接続されてLED直列回路を形成している。第1のグループにおけるLED直列回路の一端は第1接続ピン141に接続されており、第2のグループにおけるLED直列回路の一端は第2接続ピン132および第3接続ピン143に接続されている。第1のグループにおけるLED直列回路の他端と第2のグループにおけるLED直列回路の他端とは、基板上の長手方向に沿う片側に形成されたパターン配線13cにより接続されている。各接続ピン141,142,143の配置は、第1接続ピン141の両側に第2接続ピン142および第3接続ピン143が位置し、全体としてライン状に配列されている。
(Specific Example 2 of LED Circuit and Pattern Wiring) As shown in FIGS. 8A and 8B, the plurality of
(LED回路およびパターン配線の具体例3) 図9(a)、(b)に示すように、複数のLED12が第1のグループおよび第2のグループに分割され、各グループのLEDは極性の向きがライン上で同じ方向となるように配置されている。そして、各グループ内のLEDはライン状のパターン配線により直列に接続されてLED直列回路を形成している。第1のグループにおけるLED直列回路の一端は第1接続ピン141および第2接続ピン142に接続されており、第2のグループにおけるLED直列回路の一端は第3接続ピン143および第4接続ピン144に接続されている。第1のグループにおけるLED直列回路の他端と第2のグループにおけるLED直列回路の他端とは、基板上の長手方向に沿う片側に形成された1本のパターン配線13dにより接続されている。前記各接続ピン141,142,143,144の配置は、第1接続ピン141、第3接続ピン143、第2接続ピン142および第4接続ピン144の順で四方形の各コーナー部に対応して配置されている。
(Specific Example 3 of LED Circuit and Pattern Wiring) As shown in FIGS. 9A and 9B, a plurality of
(LED照明ユニットの組立方法) パターン配線13が予め形成された基板11にLED12とLED照明ユニット側コネクタ14を実装し、基板11を両面接着テープや接着剤(図示せず)で放熱板15に接着する。この後、カバー16を取り付ける。
(Assembly Method of LED Lighting Unit) The
(筐体20側の製造方法) 筐体20の電源格納部32にAC−DC電源30をネジなど(図示せず)で搭載する。さらに、電源側コネクタ31を取り付け、AC−DC電源30には商用電源からの給電線を半田付けや圧着端子などで取り付ける。なお、電源側コネクタ31の取り付けピッチは、LED照明ユニット10の長手方向の長さより大きくとる。電源側コネクタ31のピンとAC−DC電源30は、ピンと半田付けや圧着端子など(図示せず)で接続する。
(Manufacturing Method on the
上述したように本実施形態のLED照明ユニット10およびLED照明装置によれば、LED照明ユニット10を組み込む際、LED照明ユニット10の左右を識別(意識)することなく組み込むことができるので、取り付けの作業性が向上する。したがって、LED照明ユニット側コネクタ14の誤挿入が発生せず、LED照明ユニット10の着脱を簡単に行うことができる。また、複数のLEDの配列ライン上に形成されたパターン配線13はLED光を反射するので、ライン状の発光に近づけることができると共に、LED照明ユニット10を左右どちらの向きで取り付けたとしても基板の長手方向における発光ムラの発生を抑制することができる。また、AC−DC電源30からLED照明ユニット10へケーブルハーネスで接続する必要がないので、デザイン上の制約を受け難くなる。
As described above, according to the
(実施例1) 実施例1では、長手方向の長さが30cmのLED照明ユニットを1台だけ支持体に取り付け、光源部分の長さが30cm程度のLED照明装置を実現した。この場合、1W級のパワーLEDを12個使用することにより、点灯した状態で500lm程度の光束を得ることができた。 (Example 1) In Example 1, only one LED lighting unit having a length of 30 cm in the longitudinal direction was attached to a support, and an LED lighting device having a light source portion having a length of about 30 cm was realized. In this case, by using twelve 1W class power LEDs, it was possible to obtain a luminous flux of about 500 lm in a lighted state.
(実施例2) 実施例2のLED照明装置は、それぞれ長手方向の長さが30cmの4台のLED照明ユニットを直線状の配置で支持体に取り付け(図1参照)、光源部分の長さが1.2m程度のLED照明装置を実現した。この場合、各LED照明ユニットに1W級のパワーLEDを12個使用することにより、点灯した状態で2000lm程度の光束を得ることができる。これは、40W相当の蛍光灯またはT5管と同等の照度を得ることができ、その代替用途として使用できる。 (Example 2) In the LED lighting device of Example 2, four LED lighting units each having a longitudinal length of 30 cm are attached to a support body in a linear arrangement (see FIG. 1), and the length of the light source portion. Realized an LED lighting device of about 1.2 m. In this case, by using twelve 1W class power LEDs for each LED lighting unit, a luminous flux of about 2000 lm can be obtained in a lighted state. This can obtain an illuminance equivalent to that of a fluorescent lamp equivalent to 40 W or a T5 tube, and can be used as an alternative.
(実施例3) 長手方向の長さが30cmのLED照明ユニットを複数列に配置することも可能である。例えば4台のLED照明ユニットを並行配置で支持体に取り付け、蛍光灯またはT5管と同等の照度を得ることができ、その代替用途として使用できる。 (Example 3) It is also possible to arrange LED lighting units having a length in the longitudinal direction of 30 cm in a plurality of rows. For example, four LED lighting units can be attached to a support in parallel arrangement to obtain the same illuminance as a fluorescent lamp or a T5 tube, and can be used as an alternative.
本発明は前述した各実施の形態および実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。例えば、前述した各実施の形態および実施例において、LEDは、白色系に限らず、様々な発光色のものを使用し、イルミネーション用の照明装置に適用することができる。また、LED照明ユニットを例えば車に搭載し、バッテリーなどからDC24Vなどを直接に供給可能な場合には、LED照明ユニットにDC電源を格納することを省略することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims, and these are also included in the scope of the present invention. It goes without saying that it is a thing. For example, in each of the above-described embodiments and examples, the LED is not limited to a white type, and LEDs having various emission colors can be used and applied to an illumination device for illumination. Further, when the LED lighting unit is mounted on, for example, a car and DC 24V or the like can be directly supplied from a battery or the like, storing the DC power source in the LED lighting unit can be omitted.
本発明は、例えば蛍光灯の代替用の照明灯具にとして利用可能である。 The present invention can be used as, for example, an illumination lamp for replacing a fluorescent lamp.
10…LED照明ユニット、11…LED実装用の基板、12…LED、13…パターン配線、14…第1のコネクタ(LEDユニット側コネクタ)、15…放熱板、16…カバー、20…支持体(筐体)、30…DC電源、31…第2のコネクタ(電源側コネクタ)、32…電源格納部。
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記第1のコネクタは、複数の接続端子を有しており、当該複数の接続端子は、それぞれに対応して割当てられる駆動電圧の極性関係がLED照明ユニットの長手方向中心に対して点対称となるように配列されており、
前記複数のLEDは、前記基板の上面にライン状に配列されて実装されており、前記LED回路のパターン配線の一部は、前記基板の長手方向中央部から基板両端部に向かってライン状に延びると共に、隣接した各LED間の基板上面を連続して被覆するように形成されており、
LED照明ユニットの左右の向きに関係なく前記LED回路が点灯駆動可能であることを特徴とするLED照明ユニット。 An LED mounting substrate; a plurality of LEDs mounted on the upper surface of the substrate; a pattern wiring that electrically connects the plurality of LEDs on the substrate to form an LED circuit; and a lower surface side of the substrate An LED lighting unit comprising a first connector for connecting a power source, which is disposed in a central portion in the longitudinal direction and electrically connected to the LED circuit,
The first connector has a plurality of connection terminals, and the plurality of connection terminals are symmetrical with respect to the longitudinal direction center of the LED lighting unit with respect to the polarity relationship of the drive voltage assigned to each of the plurality of connection terminals. Are arranged so that
The plurality of LEDs are arranged and mounted in a line on the upper surface of the substrate, and a part of the pattern wiring of the LED circuit is formed in a line from the longitudinal center of the substrate toward both ends of the substrate. And is formed so as to continuously cover the upper surface of the substrate between adjacent LEDs,
The LED illumination unit, wherein the LED circuit can be driven to light regardless of the left and right orientations of the LED illumination unit.
前記LED照明ユニットは、LED実装用の基板と、前記基板の上面に実装されたLED回路と、前記基板の長手方向中央部に配設された電源接続用の複数の接続端子を有する第1のコネクタと、を具備し、前記複数の接続端子は、それぞれに対応して割当てられる駆動電圧の極性関係がLED照明ユニットの長手方向中心に対して点対称となるように配列されており、前記複数のLEDは、前記基板の上面にライン状に配列されて実装されており、前記LED回路のパターン配線の一部は、前記基板の長手方向中央部から基板両端部に向かってライン状に延びると共に、隣接した各LED間の基板上面を連続して被覆するように形成されており、前記LED照明ユニットは、前記第1のコネクタの左右の向きに関係なく前記支持体により支持された状態で前記LED回路が点灯駆動されることを特徴とするLED照明装置。 An LED lighting device comprising a single or a plurality of LED lighting units each having an LED circuit, and a support that supports the LED lighting units,
The LED lighting unit has a first LED mounting board, an LED circuit mounted on the upper surface of the board, and a plurality of connection terminals for power supply arranged at a central portion in the longitudinal direction of the board. A plurality of connection terminals , and the plurality of connection terminals are arranged so that a polarity relationship of drive voltages assigned to each of the connection terminals is point-symmetric with respect to a longitudinal center of the LED lighting unit. The LEDs are arranged and mounted in a line on the upper surface of the substrate, and part of the pattern wiring of the LED circuit extends in a line from the longitudinal center of the substrate toward both ends of the substrate. It is formed so as to cover continuously the top surface of the substrate between the LED adjacent the LED lighting unit, supported by the support regardless of the left and right direction of the first connector LED illumination device state by said LED circuit is characterized in that it is driven lighted.
前記複数の接続端子は、それぞれに対応して割当てられる駆動電圧の極性関係がLED照明ユニットの長手方向中心に対して点対称となるように配列されており、
前記複数のLEDは、前記基板の上面にライン状に配列されて実装されており、前記LED回路のパターン配線の一部は、前記基板の長手方向中央部から基板両端部に向かってライン状に延びると共に、隣接した各LED間の基板上面を連続して被覆するように形成されており、
前記LED照明ユニットから底面方向に突出した爪部を係止・離脱自在なラッチ部を有することを特徴とするLED照明ユニット接続用コネクタ。 An LED mounting substrate; a plurality of LEDs mounted on the upper surface of the substrate; a pattern wiring that electrically connects the plurality of LEDs on the substrate to form an LED circuit; and a lower surface side of the substrate A first connector having a plurality of connection terminals for connecting to a power supply, which is disposed in the central portion in the longitudinal direction and electrically connected to the LED circuit, and that can be fitted to the connector of the LED lighting unit. A unit connection connector,
The plurality of connection terminals are arranged so that the polarity relationship of the drive voltage assigned corresponding to each of them is point-symmetric with respect to the longitudinal center of the LED lighting unit,
The plurality of LEDs are arranged and mounted in a line on the upper surface of the substrate, and a part of the pattern wiring of the LED circuit is formed in a line from the longitudinal center of the substrate toward both ends of the substrate. And is formed so as to continuously cover the upper surface of the substrate between adjacent LEDs,
A connector for connecting an LED illumination unit, comprising: a latch portion that can freely engage and disengage a claw projecting from the LED illumination unit toward the bottom surface.
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