JP5451163B2 - 照明装置および照明器具 - Google Patents
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Description
このような照明装置では、従来、LEDモジュールの基台への取付けは、以下のようにしていた。すなわち、LEDモジュールの基板部分を基台にねじ止めすると共に、基板に形成された端子と電源からのリード線とを半田付けしていた。
当該照明装置300は、図16に示すように、LEDモジュール302を3個分装着できる照明器具304を有する。
LEDモジュール302は、導体パターンが形成されてなるプリント配線板306を有し、プリント配線板306には不図示のLEDチップが複数個実装されている。LEDチップは、蛍光体含有樹脂308で封止されており、蛍光体含有樹脂308から露出した導体パターン部分がLEDチップに電力を供給するためのアノード端子310とカソード端子312になっている。
このような構成とすることにより、例えば、光色の異なるLEDモジュールへの交換や、LEDモジュールの清掃ための取り外し・取り付けがユーザ側で容易することが可能になる。
<実施の形態1>
(発光モジュールの基本構成)
図1は、実施の形態に係るLEDモジュール10の概略基本構成を示す斜視図であり、図2は、LEDモジュール10の回路図である。なお、図1を含む全ての図において、各部材間の縮尺は統一していない。
プリント配線板16には、ベアチップ形態の発光ダイオード(以下、「LEDチップ」と言う。)が複数個(本例では12個)、所定の実装領域にフリップチップ実装されている。12個のLEDチップD1〜D12は、導体パターン14によって、図2に示すように、3個ずつが直列に接続されて4つのLED列を成し4つのLED列が並列に接続される、いわゆる3直4並列に接続されている。LEDチップD1〜D12には、例えば、青色発光するものを用いることができる。
定電流電源16(図2)からの電力がアノード端子20、カソード端子22を介して供給されると、LEDチップD1〜D12は青色発光する。LEDチップD1〜D12から放出される青色光は、蛍光体膜18で一部が吸収され黄緑色光や赤色光に変換される。青色光と黄緑色光と赤色光が合成されて白色光となり、蛍光体膜18から放出されることとなる。
(照明器具)
図3は、LEDモジュール10が装着される照明器具32の概略構成を示す斜視図である。照明器具32は、ソケット36,38,40が取り付けられている基台としてのヒートシンク34を有する。ヒートシンク34は、アルミニウムからなりその表面にはアルマイト処理が施されている。
ソケット36,38,40は、いずれも同じ構成なので、以下、ソケットの詳細は、ソケット36を代表に説明する。
図4を参照しながら、ソケット36について、さらに説明する。
図4(a)は、ソケット36のみをヒートシンク34側から見た図であり、図4(b)は、図4(b)におけるA・A線断面図であり、図(c)は、矢印Bの向きにアングル材44を見た図である。
同じく、アングル材44は、小ねじ48によってヒートシンク34に固定される固定板部56と、固定板部56から略直角に屈曲した立ち上がり板部58と、立ち上がり板部58から、もう一方のアングル材42に向かって略直角に屈曲した押圧板部60とを有する。
アングル材42における押圧板部54のソケット取付面34Aに対向する面54Aには、その長手方向2箇所に給電端子62,64が設けられている。給電端子62,64は、いずれも同様の構成なので、給電端子62を代表に説明する。給電端子62は、短冊状をした金属片の長手方向2箇所に凸部62A,62Bが形成されてなる。給電端子62には、耐摩耗性に優れ、酸化しにくい材料として、例えば、ステンレススチールを用いることができる。なお、ヒートシンク34の取付面34Aからの凸部62A,62Bの頂部までの高さは、プリント配線板16のアノード端子20、カソード端子22部分における厚みよりも少し短く設定されている。これにより、LEDモジュール10がソケット36に装着された状態で、アングル材42が全体的に弾性変形し、その復元力によって、押圧板部54はLEDモジュール10の後述する部位をヒートシンク34の取付面34A方向に押圧する。
アングル材44における押圧板部60は、そのソケット取付面34Aに対向する面60Aに、その長手方向2箇所において弾性片78,80を有する。弾性片78,80は、短冊状をした金属片が略「コ」字に屈曲されてなるものである。弾性片78,80の下面のヒートシンク34の取付面34Aからの高さは、プリント配線板16の絶縁基板12の厚みよりも少し短く設定されている。これにより、LEDモジュール10がソケット36に装着された状態で、アングル材44および弾性片78,80が全体的に弾性変形し、その復元力によって、押圧板部60はLEDモジュール10の後述する部位をヒートシンク34の取付面34A方向に押圧する。
上記構成からなるソケット36へのLEDモジュール10の装着と脱着について、図5を参照しながら説明する。図5(a)は、ソケット36をヒートシンク34のソケット取付面34Aに垂直な方向から見た図であり、図5(b)は、ソケット36にLEDモジュール10が装着された状態において、図4(a)におけるA・A線に相当する位置で切断した図である。なお、図5(b)において、LEDモジュール10は切断していない。
ヒートシンク34のソケット取付面34Aとアングル材44の立ち上がり板部58に案内されて、LEDモジュール10の挿入が進むと、やがて、ボールプランジャ82,84が、それぞれLEDモジュール10に設けた凹部28,30に係合し、その手ごたえでLEDモジュール10のソケット36への装着が完了したことが了知できる。
よって、リード線74,76によって定電流電源26からの直流電力をLEDモジュール10に供給することにより、LEDモジュール10が発光する。
上述の通り、ソケット36は、対向配置された一対のアングル材42,44からなる係止部材46を有し、ソケット36は、LEDモジュール10の装着状態においては、LEDモジュール10を、対向する2辺部(10A,10B(図5(a)に対応する部分)で係止する。また、係止部材46は、当該2辺部の対向方向と交差する方向(矢印F、矢印G)が開放されている。
図6は、変形例1に係るソケット86における一方のアングル材88(上記アングル材44に相当)を示す。変形例1に係るソケット86は、ソケットの開口方向(アングル材の対向方向と直交する方向(図5(a)の矢印C,E,F,Gの方向))が鉛直方向に取り付けられる場合に、装着されたLEDモジュール10が不用意に鉛直下方に落下するのを防止するためのストッパー96が設けられていることを特徴とする。このストッパー96を有すること以外は、上記実施の形態1と同様の構成であるため、同様の構成部分には同じ符号を付して、その説明は省略し、以下、異なる部分を中心に説明する。
アングル材88は、実施の形態1のアングル材44と同様、固定板部90、立ち上がり板部92、および押圧板部94を有する。また、押圧板部94には、弾性片78,80
が設けられている。
ストッパー96は、押圧板部94の上記延長部に植設されたピン98とピン98に回転自在に軸支された爪100とからなる。爪100は、その一端部(図中右端部)が押圧板部94の端面に当接して静止しており、他方端部(図中左端部)に上向きの外力が加わると、時計回りに回転する。
図7(a)に示すように、LEDモジュール10を下方からソケット86に進入させると、プリント配線板16の進入方向先端の端面に当接してストッパー96の爪100が時計回りに回転する。
さらに、進入させると(図7(b))、爪100は、さらに回転し、プリント配線板16は、爪100に摺接して移動する。プリント配線板16の後端がストッパー96(爪100)を通過すると(図7(c))、爪100は重力の作用により、反時計周りに回転して、元の位置(図6)に戻る。そして、ストッパー96を行き過ぎた分、LEDモジュール10を下方に押し戻して、装着が完了する。
なお、上記の例では、一方のアングル材88にストッパー96を設けたが、他方のアングル材に設けても構わない。あるいは、両方のアングル材に設けても構わない。
図8(a)は、変形例2に係る照明器具102のソケット104を示す縦断面図であり、図8(b)は、ソケット104にLEDモジュール106を装着した状態を示す図である。
実施の形態1に係るLEDモジュール10は、アノード端子20、カソード端子22の両方が、絶縁基板12の1辺に沿って設けられていたが(図1)、変形例2に係るLEDモジュール106は、図8(b)に示すように、絶縁基板108の対向する2辺の各々に分かれてアノード端子110とカソード端子112とが形成されている。なお、アノード端子110とカソード端子112とは、対応する辺の長さ方向、中央部に形成されている。
(変形例3)
図9は、変形例3に係る照明装置120を示す図である。実施の形態1では、図3に示すように、3個のソケット36,38,40を、間隔L2を空けてヒートシンク34の取付面34Aに設けたが、変形例3では、ヒートシンク122の取付面122Aの3個のソケット36,38,40を、間隔を空けずに設けている。
変形例3の場合、3個並んで装着されたLEDモジュール10A,10B,10Cの内、両端のいずれかのLEDモジュール10A,10Cを脱着する場合、例えば、LEDモジュール10Aを脱着する場合は、LEDモジュール10Cの側面をLEDモジュール10A側に向かって押圧し、LEDモジュール10Aをソケット36から押し出すことによりなされる。このとき、LEDモジュール10Bは、ソケット36に移動し、LEDモジュール10Cは、ソケット38へ移動する。
<実施の形態2>
実施の形態1では、LEDモジュール10は、ソケット36に対し、対向配置されたアングル材42,44の当該対向方向と直交する方向から装着した(図5(a))。これに対し、実施の形態2では、対向方向における両アングル材の間隙から、ヒートシンクにおけるソケット取付面に対し、LEDモジュールを斜めに進入させることにより装着する構成となっている。
なお、実施の形態2におけるソケット134のアングル材138は、その押圧板部140の幅が、実施の形態1のアングル材42のよりも長めである以外は、基本的に実施の形態1と同様である。給電端子142も、実施の形態1の給電端子62よりも少し長めである以外は、実施の形態1と基本的に同様である。ばね146も、実施の形態1のばね66よりもその自由長が少し長めである以外は、基本的に実施の形態1と同様である。そして、弾性片78は、実施の形態1とは、設ける向きが異なる以外は同じ構造をしている。
上記の構成からなるソケット134に対し、図10(a)に示すように、アングル材138とアングル材44の対向間隙から、LEDモジュール136を、カソード端子22側を先頭に矢印Hの向き(すなわち、ヒートシンク34のソケット取付面34Aに対して斜めの向き)に挿入すると、アングル材140は、弾性変形して、押圧いた部140が全体的に取付面34Aから遠ざかる向きに撓む。
LEDモジュール136の後端がアングル材144の押圧板部60を行き過ぎたときに、LEDモジュール136の後端を矢印Jの向きに落とし込むと、LEDモジュール136は、ばね146の復元力によって、全体的にアングル材44側に在る側面が立ち上がり板部58に当接するまで移動する。これにより、LEDモジュール136のソケット134への装着が完了する。
<実施の形態3>
図11(a)は、実施の形態3に係る照明装置160の平面図の一部を示す図、図11(b)は、その右側面図、図11(c)は、図11(a)におけるK・K線断面図である。
実施の形態3に係る照明器具162におけるソケット164の有するアングル材166は、立ち上がり板部168から押圧板部170にかけて開設されたスリット180を有する。スリット180は、ヒートシンク34におけるソケット取付面34Aに対し略垂直方向に開放されている。
図12を参照しながら、LEDモジュール136のソケット164からの脱着手順について説明する。
図12(a)に示すように、アングル材166のスリット180から脱着棒182を挿入し、LEDモジュール136の絶縁基板148側面をもう一方のアングル材138の立ち上がり板部52に向かって押圧し、ばね146の弾発力に抗してLEDモジュール136を押し込む。
すると、LEDモジュール136は、ばね146の復元力によって、アングル材138から押し出されて、脱着される。
なお、LEDモジュール136の絶縁基板148における脱着棒182の押圧を受ける面に、脱着棒182の先端が嵌り込む凹部(浅い穴)を設けても良い。これにより、脱着棒182によってLEDモジュール136の端部を持ち上げる際(図12(b))に、脱着棒182が滑って絶縁基板148端面から外れてしまうのを防止できる。また、凹部に限らず、段部でも構わない。あるいは、絶縁基板148の対応する側面の表面を適度に粗面化して、脱着棒182が滑りにくくしても構わない。これとは、反対に、脱着棒182の先端部を粗面化した半球面状にしても構わない。
(変形例)
図13は、変形例に係る照明装置190を示す図である。照明装置190は、ヒートシンク192のソケット取付面192Aに複数個(本例では、9個)のソケット164を、間隔を空けずに設けて照明器具194を構成した。
また、図9に示した照明装置120の場合と異なり、いずれのソケット164に装着されたLEDモジュール136でも、他のLEDモジュールを移動させることなく、ソケット164から脱着することができる。
<実施の形態4>
図14に、実施の形態4に係る照明装置200を示す。図14は、図5(b)と同様に描いた図である。
これにより、ヒートシンク上面202Bに拡散板(不図示)等を取り付けた場合の蛍光体膜206上面206Aと当該拡散板との距離を可能な限り近づけた形の位置あわせが容易になり、直下型のバックライトユニットとして有効である。
<LEDモジュールの変形例>
図15(a)〜(d)にLEDモジュールの変形例を示す。図15(a)〜(d)は、図5(a)と同様に描いたものである。
図15(a)に示すLEDモジュール210は、ドーム状をし、平面視で円形をした蛍光体膜212を有する。蛍光体膜212は、その形状からレンズとして機能する。
図15(a)、(b)に示すように蛍光体膜を構成することにより、配光特性のバリエーションを豊富にすることができる。このため、バックライトの光源や演出照明等に好適に利用できる。
図15(d)に示すLEDモジュール222は、平面視で正方形をした蛍光体膜224を複数個(本例では4個)有する。蛍光体膜224の各々は、グループ化されたLEDチップ(不図示)ごとに設けられている。
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上記した形態に限らないことは勿論であり、例えば、以下の形態とすることもできる。
(1)上記実施の形態のLEDモジュールでは、軟質樹脂であるシリコーンに蛍光体粉末を含有させてなる蛍光体膜でLEDチップを封止したが、軟質樹脂に限らず硬質樹脂を用いてもかまわない。
(2)上記実施の形態では、例えば、図3や図9に示すようにソケットを1列に配して、照明器具を構成したが、2列以上に配しても構わない。また、1列におけるソケットの個数も任意である。
16,150 プリント配線板
18,152,212,216,220,224 蛍光体膜
32,102,120.132,162,194 照明器具
36,86,104,134,164 ソケット
46 係止部材
120.130,160,190 照明装置
D1〜D12 LEDチップ
Claims (4)
- 基板の一方の主面に半導体発光素子が実装され、当該発光素子が樹脂で封止されてなる発光モジュールと、
基台と基台上面に取り付けられた、前記発光モジュール用のソケットとを備える照明器具と、
を有し、
前記ソケットは、前記発光モジュールを、前記基台に係止する係止部材を有しており、
当該係止部材は、クランク状の横断面を有し、対向配置された第1アングル材と第2アングル材を有していて、
当該第1および第2アングル材は、それぞれ、前記基台上面に固定された固定板部と、固定板部から略直角に屈曲した立ち上がり板部と、立ち上がり板部から、相手方のアングル材に向かって略直角に屈曲した押圧板部とからなり、
前記第1アングル材の押圧板部は前記基板の一方の主面の第1辺に近い部位を基台上面へ押圧し、前記第2アングル材の押圧板部は前記基板の一方の主面の前記第1辺と対向する第2辺に近い部位を基台上面へ押圧して、前記発光モジュールを前記基台へ係止し、
前記発光モジュールが前記基台へ係止された状態で、前記係止部材は、前記第1および第2辺の対向方向と交差する方向に在る第3辺および第4辺に対応する部分が開放されていて、前記発光モジュールの、第1および第2辺に沿う方向へのスライドを許容しており、
前記発光モジュールが前記係止部材の開放部分から、前記第1および第2辺に沿う方向へスライドされて脱着される際、および、発光モジュールが前記係止部材の開放部分から挿入されて装着される際は、前記基板の他方の主面が前記基台上面に案内されることを特徴とする照明装置。 - 前記発光モジュールの前記基板は、絶縁基板に導体パターンが形成されてなる基板であって、前記導体パターンの一部が、前記半導体発光素子に給電するための第1および第2の端子を形成しており、
前記第1アングル材の押圧板部と前記第2アングル材の押圧板部の一方または両方の前記基台上面の対向する面に、前記ソケットに装着された発光モジュールの前記第1および第2の端子を押圧して、当該第1および第2の端子に電気的に接続され、電源からの電力を前記半導体発光素子に給電するための給電端子が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 - 前記第1アングル材の立ち上がり板部には、前記第1辺に対応する基板側面を前記第2アングル材の立ち上がり板部に向かって弾発付勢する付勢手段が設けられており、
当該第1アングル材は、ばね性を有する板材からなり、
第1および第2アングル材は、両押圧板部の対向間隙から前記発光モジュールが前記第1辺を先頭に前記基台上面に対し斜め向きに進入し得る間隔をもって配置されていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 - 前記第2アングル材は、前記第2辺に対応する前記基板側面の少なくとも一部が露出し、前記基台上面に対し略垂直方向に開設されたスリットを有することを特徴とする請求項3に記載の照明装置。
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