JP5492511B2 - 発光装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複数個の発光モジュールを平面状に密集して取り付けて成る発光装置に関する。
従来、この種の発光装置において、LEDや有機ELのような平面型の発光素子をモジュール化した発光モジュールを用いる場合、発光モジュールを平面状に取付面に配置し、給電できるようにする必要がある。発光モジュールの取り付けは、ねじを用いる場合、作業性が悪いと共に、給電構造として、発光モジュール同士を電気的に接続するためのコネクタ等を必要とし、コストアップとなる。
この種の発光装置として、隣接する有機EL素子パネル間で、対応する電極同士を導電性部材を介して接続するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、この装置は、透明電極や金属電極層等をガラス基板上からさらに基板端面まで蒸着して端部電極を形成し、パネル間の電極同士を異方性導電シートの加熱又は加圧により接続するので、特別な蒸着工程や組立工程を必要とし、構成が複雑でコスト高となっていた。
また、発光パネルの追加、着脱が自在であるマガジンが複数組み込まれ、隣接するマガジンの発光パネルが平面的に配置される照明装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。この装置は、故障パネルの交換を素早くするために、マガジンに一時保管される予備の発光モジュール、又は古い発光モジュールがスペースを取らないように積み重ねて収納されるので、薄型化が難しい。
また、格子状に配置される天井バーに、正方形の光源パネルから成るモジュールを配置して成る天井用照明装置がある(例えば、特許文献3参照)。この装置は、モジュール個々を天井バーの枠体で支持する必要があり、取り付けが煩雑となる。
特開平5−205875号公報 特開2008−270334号公報 特開2008−282782号公報
本発明は、上記の問題を解決するものであり、複数個の発光モジュールを平面状に密集して取り付ける発光装置において、複数個の発光モジュールの取り付けと給電を簡単な構成で行うことができる発光装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために請求項1の発明は、互いに隣接して面状に複数配置される多角形の発光モジュールを備えた発光装置において、前記面状に配置された状態の発光モジュールの隅部同士を電気的又は機械的に係合させるための係り合い部を有するキャップを備え、前記各発光モジュールは、それらの隅部に前記キャップの係り合い部が係合される係り受け部を有し、前記係り受け部の少なくとも一部には、前記発光モジュールに給電するための給電端子を有し、前記係り合い部の少なくとも一部には、前記隣接する発光モジュールの係り受け部の給電端子間を導通するための導電体を有し、前記係り合い部には、隣接する発光モジュール間を導通させるための導通係り合い部、及び非導通にするための非導通係り合い部が含まれるものである。
請求項2の発明は、請求項1に記載の発光装置において、前記発光モジュールは、その隅部が面取りされているものである。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発光装置において、前記キャップは、前記発光モジュールが面状に取付けられる取付部材に対して該キャップを固着するための固着部を有するものである。
請求項4の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発光装置において、前記キャップと別体の固着部材により前記取付部材に固着されるものである。
請求項5の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の発光装置において、前記キャップは、前記発光モジュールの該キャップと係合する側と反対のキャップ露出側が面状部材より成り、前記発光モジュールは、前記面状部材が前記発光モジュールの前記キャップと係合する面側から突出しないように、その隅部に段部を有するものである。
請求項1の発明によれば、複数の隣接する発光モジュールをその隅部にキャップを係合するだけで、導通状態にすることができるので、密集配置された発光モジュールの給電接続を、複雑な蒸着工程や組立工程を必要とせず、簡単に安価に行うことができる。また、発光モジュールの給電端子とキャップの導電体との係合の組合せを選択することにより、隣接する発光モジュールの配置に応じて並列又は直列接続が可能であり、電流経路を好適に形成することができる。さらに、発光モジュールに給電を行いたくない場合は、キャップの係り合い部を絶縁部材とすればよいため、電流経路の選択幅が広い。またさらに、キャップの導通係り合い部及び非導通係り合い部との組み合わせを選択することにより、電気経路の選択幅を広くできる。


請求項2の発明によれば、複数の発光モジュールを隙間なく配置したとき、各発光モジュールの隅部により空間が形成されるので、例えば、キャップで各隅部を覆いながら、この空間を利用してキャップを発光モジュールの取付部材などに固定することができ、発光モジュール固定のための特別なスペースを必要としない。
請求項3の発明によれば、キャップはその固着部により取付部材に固着されたとき、隣接する発光モジュールの給電端子間をキャップの係り合い部で係合するので、キャップを取付部材へ固着するだけで、発光モジュールの固定と、給電とを同時に行うことができる。
請求項4の発明によれば、キャップの形状が単純化される。
請求項5の発明によれば、キャップの露出側が発光モジュールのキャップと係合する面から突出しないので、薄い発光装置を製作することができる。
本発明の第1の実施形態に係る発光装置の斜視図。 同発光装置の器具本体であって発光モジュールなどが配置される前の状態を示す斜視図。 同発光装置の発光モジュールの斜視図。 (a)は同発光装置に用いられるキャップの斜視図、(b)は同キャップの裏面図、(c)はキャップの断面図。 同発光装置の器具本体と発光モジュールにキャップを係合する途中状態を示す斜視図。 図5のA部の拡大図。 同発光装置のキャップ装着後の導通、非導通を示す図。 本発明の第2の実施形態に係る発光装置の斜視図。 同発光装置の発光モジュールの斜視図。 同発光装置の器具本体であって発光モジュールなどが配置される前の状態を示す斜視図。 同発光装置に用いられるキャップの斜視図。 同発光装置の器具本体と発光モジュールにキャップを係合する途中状態を示す斜視図。 同発光装置の発光モジュールとキャップと固定部との結合関係を示す分解斜視図。 同発光装置のキャップをねじ止め後の導通、非導通を示す図。 (a)は上記実施形態の変形例におけるキャップの斜視図、(b)は同発光装置の発光モジュールとキャップと固定部との結合関係を示す分解斜視図。 (a)は上記実施形態の他の変形例におけるキャップの斜視図、(b)は同発光装置のキャップと固定部との結合関係を示す分解斜視図。 本発明の第3の実施形態に係る発光装置の発光モジュールの斜視図。 (a)は同発光装置の発光モジュールとキャップと器具本体の固定部との結合関係を示す分解斜視図、(b)は同発光装置における器具本体の枠部の分解斜視図。
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態に係る発光装置について図1乃至図7を参照して説明する。図1は、本実施形態の発光装置1の構成を示し、器具本体3への発光モジュール2の取り付けが完了した状態を示す。本実施形態の発光装置1は、多角形(ここでは、長方形)の発光モジュール2と、この発光モジュール2の複数個を平面状に隣接して取り付けるための器具本体3と、発光モジュール2の隅部23を覆ってモジュールと係合するキャップ4とを備える。器具本体3には、発光モジュール2に給電するための、プラス及びマイナスの外部電源に繋がる給電線5がそれぞれ接続されている。キャップ4は器具本体3の中央部では隣接する発光モジュール2間に係合され、周辺部では発光モジュール2と器具本体3とに跨って係合される。
図2は器具本体3の構成を示す。器具本体3は、矩形状の凹部31を有する筐体30を備え、セラミックや樹脂部材等の絶縁部材から成り、凹部31の底面32は複数の発光モジュール2を取り付ける取付面となっている。筺体30は凹部31周辺の枠部33上に、キャップ4と係合するための係り受け部34を有する。この係り受け部34は、給電線5と電気的に接続され正及び負の電源端子となる給電端子を有する。なお、給電を必要としない係り受け部34は、機械的な係合のみを行うものでよい。この状態で、発光モジュール2は凹部31の底面32に格子状に順次隣接して装着される。キャップ4は、器具本体3の係り受け部34と、発光モジュール2の係り受け部24とに係合される。発光モジュール2の取付面への固定には、接着材や取付面へのかしめなどが用いられる。また、筐体30は、金属部材で構成することもできる。
図3は発光モジュール2の構成を示し、図4(a)乃至(c)はキャップ4の構成を示す。図3に示すように、発光モジュール2は、有機ELやLED等の平面型の発光デバイス20と、発光デバイス20を収納するためのセラミックや樹脂製の絶縁材で成る矩形のケース21と、発光デバイス20を収納したケース21に蓋をするための矩形のカバー22とを備える。発光モジュール2は図の上方を光照射面とし、カバー22は光を透過するための透光部を有している。ケース21とカバー22とは、係り爪や接着などにより互いに嵌合して一体化される。発光モジュール2は複数の発光素子チップで構成されてもよい。
発光モジュール2は、その隅部23にキャップ4の係り合い部42(詳細は後述)と係合される係り受け部24を有する。この係り受け部24内には、各発光モジュール2のプラス電極又はマイナス電極となる給電端子25a、25bが設けられており、これらは発光デバイス20の各電極に接続される。
これら給電端子25a、25bは、キャップ4の係り合い部42の係合爪43a、43b、44a、44bが係合可能な、バネ性を有した導電材で成る係合用のコネクタを有している。各給電端子25a、25bは、発光モジュール2の各隅部23において、45度の角度を成し、隅部23の頂点から互いに等距離に配置されている。ここでは、係合用のコネクタとして、係合用のスリットを有するスリット型コネクタを用いている。
図4(a)乃至(c)に示すように、キャップ4は、樹脂やゴムなどの絶縁部材からなり、隣接する発光モジュール2の隅部23を覆う正方形状のキャップ基板41と、このキャップ基板41に設けられ、隣接する発光モジュール2の隅部同士を電気的又は機械的に係合させる係り合い部42とを有する。係り合い部42は、発光モジュール2の係り受け部24と係合する際、接続する発光モジュール2間を導通にする場合と非導通のままでよい場合とがあるので、隣接する発光モジュール2間を導通させるための導通係り合い部43と、非導通にするための非導通係り合い部44とを含む。
導通係り合い部43は、金属部材から成り、金属板(導電体)を板金加工等により、その両端側で折り曲げ形成された係合爪43a、43bを有する。係合爪43a、43bは、キャップ基板41に対して垂直に、かつ、キャップ基板41の隣接する側辺にそれぞれ平行に形成されている。非導通係り合い部44は、樹脂材等の絶縁部材から成り、上記係合爪と同形を成す係合爪44a、44bを有する。これら導通係り合い部43及び非導通係り合い部44は、キャップ基板41に絶縁部材45で接着されればよい。
これら係合爪43a、43b及び44a、44bは、キャップ基板41の中心に対して互いに回転対称を成すように配置され、また、発光モジュール2の給電端子25a、25bの各スリットと嵌合可能な大きさに形成されている。このキャップ4が隣り合う発光モジュール2の隅部23に装着されたとき、導通係り合い部43は、発光モジュール2の給電端子25a、25b間を導通し、非導通係り合い部44は、発光モジュール2の給電端子25a、25b間を通電しない。
次に、発光モジュール2の器具本体3への取り付けとそれらへのキャップ4の装着について説明する。図5に示すように、発光モジュール2は筺体30の枠部33内に隣接して装着され、隣接する発光モジュール2は、キャップ4によりその隅部23が覆われ、その係り受け部24がキャップ4の係り合い部42に係合される。
キャップ4の係り合い部42は、密接配置された発光モジュール2間の隣接する4つの隅部23における各係り受け部24と係合する。発光モジュール2が枠部33側に沿って位置する場合は、隣接する2つの隅部23の係り受け部24と枠部33の2箇所の係り受け部34とに係合する。また、発光モジュール2が枠部33のコーナに位置する場合は、その隅部23の係り受け部24と、枠部33のコーナにおける3箇所の係り受け部34とがキャップ4により係合される。係り受け部34はスリット型コネクタとしてもよい。
ここで、図6を参照して、キャップ4による発光モジュール2間の導通、非導通について説明する。発光モジュール2a、2b及び発光モジュール2c、2dはそれらの給電端子25a、25bが交互に隣接するように直列に配置される。これら隣接する4つの隅部23における給電端子25a、25bの各スリットは、正方形状の4辺にあり、その中心に対して回転対称を成すように位置される。これら4つのスリットは、キャップ4の各係合爪43a、43b、44a、44bの位置に対応する。
この状態において、係り合い部42の導電性の係合爪43a、43bが、発光モジュール2a、2bの隣接する給電端子25a、25bとそれぞれ係合されて、発光モジュール2a、2b間が導通状態になる。一方、係り合い部42の絶縁性の係合爪44a、44bは、発光モジュール2c、2dの各給電端子25a、25bとそれぞれ係合されるが、発光モジュール2c、2d間は非導通状態のままであり、機械的な係合のみとなる。
図7は、器具本体3の発光モジュール2にキャップ4を装着した状態における各モジュール間の通電状態を示す。複数の発光モジュール2は、筐体30の長手方向に沿って直列に複数列に配列され、それぞれの列の発光モジュール2間がキャップ4により電気的に直列接続される。これらの直列接続された発光モジュール2は、給電線5から筐体30の枠部33に配置された係り受け部34の給電端子を介して給電される。キャップ4上の矢印は、導通係り合い部43の係合による導通状態を示し、点線は非導通係り合い部44が係合され、非導通状態であることを示す。各発光モジュール2はマイナス及びプラス電極に対応する給電端子25a、25bを2組有するが、ここでは、その1組のみを通電する構成を成す。
上記実施形態の発光装置1によれば、隣接された発光モジュール2の互いの隅部23にキャップ4を係合するだけで、発光モジュール2同士を導通状態にすることができる。このため、密集配置された発光モジュール2の給電接続を、キャップ4と発光モジュール2に設けた係り受け部24だけで行え、複雑な蒸着工程や組立工程を必要とせず、簡単に構成することができ、コストを抑えることができる。
また、発光モジュール2の給電端子25と、キャップ4の導通係り合い部43及び非導通係り合い部44との組合せを選択することにより、複数配置された発光モジュール2に適した並列又は直列等の電流経路を形成することができる。さらに、発光モジュール2に給電を行いたくない場合は、係り合い部42を絶縁部材とすればよいため、電流経路の選択幅が広い。なお、発光モジュール2は、天井面、壁面、及び床面等を取付面として、それらに直接配置されてもよい。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態に係る発光装置について図8乃至図14を参照して説明する。図8は、本実施形態の発光装置1の構成を示し、キャップ4をねじ6で固定して器具本体3に発光モジュール2を取り付けた状態を示す。本実施形態の発光装置1は、発光モジュール2の隅部が面取りされ、器具本体3にキャップ4を固定するための固定部35(図10参照)を有し、キャップ4を固定部35に固定するためのねじ(固着部材)6を備えている。
図9は発光モジュール2の構成を示す。発光モジュール2は、矩形の隅部23が45度の角度で面取りされた面取り面26を有する。
図10は器具本体3の構成を示す。器具本体3は、ねじ6でキャップ4を筺体30に固定するための固定部35を備える。固定部35は、筺体30の凹部31の底面32上に突起状に設けられる正方形のブロック部35aと、枠部33の側面側から凹部31内に向け突出する三角柱状の突出部35bとを有する。ここでは、面取りされた発光モジュール2は、器具本体3の凹部31内で固定部35により位置決め固定される。
これらブロック部35aと突出部35bは、ねじ6を止めるためのねじ穴36を有する。ブロック部35aは、その上面が枠部33上面と面一となっており、隣接して配置された各4つの発光モジュール2の面取り面26により囲まれる空間内に配置される。突出部35bは、枠部33側面と、枠部33に接する発光モジュール2の各面取り面26とで形成される三角柱状の空間を埋めるように形成される。発光モジュール2は器具本体3の固定部35の各側面と接するようにして格子状に装着される。
図11はキャップ4の構成を示す。このキャップ4は、前記実施形態の図3のキャップ4において、キャップ基板41にねじ6を貫通するための貫通孔46を設けたものである。
図12に示すように、発光モジュール2は、器具本体3に装着された後、キャップ4によりモジュールの隅部23が覆われて、隣接する発光モジュール2の係り受け部24がキャップ4の係り合い部42に係合され、キャップ4がねじ6により器具本体3の固定部35に固定される。
図13は、互いに結合するねじ6と、キャップ4と、ブロック部35aと、発光モジュール2との位置関係を示す。発光モジュール2とキャップ4とが係合された状態では、発光モジュール2の隅部23はキャップ基板41で覆われ、ねじ6によるキャップ4のブロック部35aへの固定により、発光モジュール2はキャップ基板41で押圧され固定される。
複数の発光モジュール2が器具本体3に取り付けられたとき、ブロック部35aは、互いに対向する各モジュール2の隅部23の面取り面26で形成される空間に位置する。これにより、ブロック部35aの配置用に特別なスペースを必要とすることなく、各発光モジュール2を隣接配置して密接した状態で器具本体3に固定でき、各モジュール2に給電することができる。
図14は、発光モジュール2にキャップ4を装着し、ねじ6で固定した状態における各モジュール2間の通電状態を示す。複数の隣接する発光モジュール2は、直列に複数列に配列されて器具本体3に固定されると共に、それぞれの列の発光モジュール2間がキャップ4により電気的に直列接続され、給電線5から給電される。
本実施形態によれば、各発光モジュール2のキャップ4による通電と、器具本体3への固定とを同時に行なえると共に、固定のための特別なスペースを必要としないので、発光モジュール2を密集した状態で、確実に取り付けることができる。また、ねじ6を固定部35にネジ留めするだけで発光モジュール2を固定できるので、キャップ4自身に器具本体3への固定のための固着部材を設ける必要がなくなり、キャップ4が簡単になる。
次に、本実施形態の変形例について図15(a)、(b)を参照して説明する。本変形例においては、キャップ4がそれ自身を器具本体3の筐体30の固定部35に仮止するための突起片47を備えたものである。
図15(a)に示すように、キャップ4は、樹脂成形による円板状のキャップ基板41と、そのキャップ基板41上に一体に設けられた突起片47とを有する。突起片47は、先端に引掛け部を有する。導通係り合い部43及び非導通係り合い部44は、丸棒の両端側でL字型に折り曲げられた形状とされ、これらにより、係合爪43a、43b、及び44a、44bが形成されている。
図15(b)に示すように、固定部35は、キャップ4の突起片47を係止するための2つ受け穴37を有する。突起片47は受け穴37に押圧挿入されるとき、弾性変形し、受け穴37に引っ掛かって仮止めされる。ここでは、発光モジュール2の係り受け部24は円形状になる。これにより、キャップ4は、ねじ6で固定部35に固定されるとき、突起片47により仮止めされるので、ねじ固定が容易になる。
次に、本実施形態の他の変形例について図16(a)、(b)を参照して説明する。本変形例においては、キャップ4は、それ自身を器具本体(取付部材)3に固着するための取付爪(固着部)48を有している。取付爪48は、キャップ基板41の中央部に互いに向かい合うように立設される。
固定部35は、その底面側が開口となる凹部38を有し筐体30と一体に樹脂成形され、その上面側に取付爪48を挿入して係止するための係止孔39が設けられている。取付爪48は、係止孔39に挿入される際、弾性変形して係止孔39を貫通し、固定部35の凹部38内で引っ掛かって係合固定される。これにより、ねじ6を用いることなくキャップ4を器具本体3に固定でき、部品点数を削減できると共に、係合固定により、固定が容易になる。
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態に係る発光装置について図17及び図18(a)、(b)を参照して説明する。図17は本実施形態おける発光装置1の発光モジュール2の構成を示す。本実施形態の発光モジュール2は、キャップ4で覆われる発光モジュール2の隅部23に段差を成す台座(段部)27を備えたものである。この台座27は、カバー22の発光モジュール2の隅部23に対応する位置に、キャップ基板41の板厚以上の段差を成している。この台座27上に、係り受け部24が形成されている。
図18(a)に示すように、台座27は、発光モジュール2の底側からの高さがブロック部35aの高さと同等となるように設定される。これにより、キャップ4はキャップ基板41(面状部材)が発光モジュール2の台座27を覆って、その係り合い部42が台座27上の係り受け部24と係合された状態で、その露出面側が発光モジュール2の上面から突出しないようになる。なお、キャップ基板41の貫通孔46には、ねじ止めの際、ねじ6の頭が突出しないように、ねじ用座グリが設けられている。
また、図18(b)に示すように、筐体30の枠部33上においても、発光モジュール2のキャップ4で覆われる部分は削り取られ、台座35cが突出部35bの上面と面一になるように一体に形成され、台座35c上に係り受け部34が形成される。
これにより、キャップ4を発光モジュール2に係合させたとき、キャップ4が発光モジュール2の発光面側から突出しなくなり、キャップ4の露出側における突出が低減され、キャップ4を発光モジュール2に装着した状態で薄型化することができる。
なお、本発明は上記各種実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を変更しない範囲で適宜に種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態において、キャップ4の導通係り合い部43の2つの係合爪43a、43b同士、及び非導通係り合い部44の2つの係合爪44a、44b同士は、キャップ基板41上でそれぞれ互いに隣接するように配置したが、互いに対向するように十字状に配置してもよい。また、上記各実施形態では発光モジュール2を四角形及びその面取り形状としたが、他の多角形や正多角形及びその面取り形状としてもよく、これに合わせて、キャップ基板41及び固定部35も発光モジュール2と同じ多角形や正多角形とし、また、導通係り合い部43や非導通係り合い部44の数を変更すればよい。
1 発光装置
2 発光モジュール
23 隅部
24 係り受け部
25a、25b 給電端子
26 面取り面
27 台座(段部)
3 器具本体(取付部材)
4 キャップ
41 キャップ基板(面状部材)
42 係り合い部
43 導通係り合い部(導電体)
44 非導通係り合い部
43a、43b、44a、44b 係合爪(係り合い部)
48 取付爪(固着部)
6 ねじ(固着部材)

Claims (5)

  1. 互いに隣接して面状に複数配置される多角形の発光モジュールを備えた発光装置において、
    前記面状に配置された状態の発光モジュールの隅部同士を電気的又は機械的に係合させるための係り合い部を有するキャップを備え、
    前記各発光モジュールは、それらの隅部に前記キャップの係り合い部が係合される係り受け部を有し、
    前記係り受け部の少なくとも一部には、前記発光モジュールに給電するための給電端子を有し、
    前記係り合い部の少なくとも一部には、前記隣接する発光モジュールの係り受け部の給電端子間を導通するための導電体を有し、
    前記係り合い部には、隣接する発光モジュール間を導通させるための導通係り合い部、及び非導通にするための非導通係り合い部が含まれることを特徴とする発光装置。
  2. 前記発光モジュールは、その隅部が面取りされていることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
  3. 前記キャップは、前記発光モジュールが面状に取付けられる取付部材に対して該キャップを固着するための固着部を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の発光装置。
  4. 前記キャップは、前記キャップと別体の固着部材により前記取付部材に固着されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の発光装置。
  5. 前記キャップは、前記発光モジュールの該キャップと係合する側と反対のキャップ露出側が面状部材より成り、
    前記発光モジュールは、前記面状部材が前記発光モジュールの前記キャップと係合する面側から突出しないように、その隅部に段部を有することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の発光装置。
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