JP5811960B2 - 発光モジュール - Google Patents
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すなわち、LEDと光学系との間に電気接続用接続素子が介在していることから、LEDと光学系との距離が電気接続用接続素子の分だけ長くなるため、LEDの放射光が光学系に入射される入射効率が低下し、LEDの放射光の利用率も低下するという問題がある。
また、基板と電気接続用接続素子と光学系とのそれぞれに位置ズレが生じ易いため、光学精度が低下するという問題がある。
さらに、光学系を電気接続用接続素子よりも大きくする必要があるため、LED電灯(発光モジュール)全体の小型化が困難であるという問題がある。
加えて、電気接続用接続素子の分だけ構成部材が多くなるため、部品コストが増大する上に、組み立てに要する製造コストも増大するという問題がある。
第1の局面は、
基板と、
前記基板上に搭載された発光素子と、
前記基板における前記発光素子と同一面上に配置形成され、前記発光素子に接続された外部電極と、
前記発光素子に対向配置された照明用レンズと、
前記照明用レンズに取付固定され、前記外部電極と接触して電気的に接続される接続端子と、
前記接続端子に対して着脱自在に取付固定され、前記接続端子と接触して電気的に接続される給電ケーブルとを備えた発光モジュールである。
すなわち、電気接続用接続素子を設けた場合に比べて、第1の局面によれば、発光素子と照明用レンズとの距離を短くすることが可能になるため、発光素子の放射光が照明用レンズに入射される入射効率を向上させて、発光素子の放射光の利用率を高めることができる。
さらに、電気接続用接続素子を設けた場合に比べて、第1の局面によれば、発光モジュールを全体として小型化することができる。
そして、第1の局面では、特許文献2のように導線(給電ケーブル)を給電板(絶縁基板)に接合せず、接続端子に対して給電ケーブルを着脱自在に取付固定しているため、汎用性を高めることができる。
第2の局面は、第1の局面において、
前記接続端子は、第1接触部と第2接触部とを備え、
前記第1接触部の先端部は、前記照明用レンズの出射面とは反対側から突出して前記外部電極と接触し、
前記第2接触部は、前記照明用レンズの側面側から露出して前記給電ケーブルと接触する。
第3の局面は、第2の局面において、
前記基板と前記照明用レンズとの間に介在するホルダと、
前記基板と前記ホルダと前記照明用レンズとを取付固定する固定手段とを備え、
前記固定手段により前記基板と前記ホルダと前記照明用レンズとを取付固定した状態では、前記第1接触部の先端部が前記外部電極に対して付勢されて接触する。
第4の局面は、第3の局面において、前記照明用レンズと前記ホルダとが一体形成されている。
第4の局面によれば、発光モジュールの構成部材を減らすことが可能になるため、更なる低コスト化を図ることができる。
第5の局面は、第3または第4の局面において、前記固定手段により前記基板に取付固定されたヒートシンクを備える。
第5の局面によれば、発光素子が発生する熱を基板を介してヒートシンクへ伝導させた後にヒートシンクから放熱させることが可能になるため、発光素子の過熱を防止して故障や寿命低下を回避できる。
また、第5の局面では、ヒートシンクの取付固定に固定手段を流用できるため、ヒートシンクの取付固定に専用部材を用いる必要が無く、低コスト化を図ることができる。
第6の局面は、第3〜5の局面において、前記固定手段は、前記基板と前記ホルダと前記照明用レンズとに挿通された雄ネジを備える。
第6の局面によれば、固定手段を雄ネジによる簡易な構成で実現可能であるため、更なる低コスト化を図ることができる。
また、各図面では、説明を分かり易くするために、各実施形態の構成部材の寸法形状および配置箇所を誇張して模式的に図示してあり、各構成部材の寸法形状および配置箇所が実物とは異なっている。
ヒートシンク11の平坦な表面には、雄ネジ12a〜12dの先端部を螺着させるための雌ネジ穴11a〜11dが螺設されている。
絶縁基板13は、矩形板状を成しており、絶縁材料(例えば、窒化アルミニウムなどのセラミックス材料、合成樹脂材料など)のバルク材から成る基板や、金属材料(例えば、アルミニウム合金など)の表面に絶縁層が形成された基板などによって形成されている。
絶縁基板13には、雄ネジ12a〜12dを挿通するための挿通孔13a〜13dが板厚方向に貫通形成されている。
外部電極(電極パッド)15a,15bは、導電性の高い金属材料(例えば、アルミニウム合金、銅など)の薄膜層から成り、絶縁基板13における発光素子14と同一面上に配置形成されている。
発光素子14は絶縁基板13上に形成された配線層から成る配線パターン(図示略)に接続されて点灯回路が構成され、その配線パターンのうち絶縁基板13上から露出した部分が外部電極15a,15bとなる。換言すれば、発光素子14と外部電極15a,15bとは、外部電極15a,15bをその一部とする配線パターンを介して接続されている。
レンズ部21およびリフレクタ部22の出射面は連接して同一平面を形成し、その同一平面が照明用レンズ20の正面側に位置する出射面23となる。
レンズ部21およびリフレクタ部22の入射面によって囲まれた空間は、照明用レンズ20の背面側に位置する凹部24を形成している。
出射面23の外周縁は、矩形平板状のフランジ部25に連接されている。
フランジ部25には、雄ネジ12a〜12dを挿通するための挿通孔25a〜25dが板厚方向に貫通形成されている。
レンズ部21は、発光素子14の放射光を入射し、入射面および出射面における屈折により、光軸Lを囲繞する円周方向(360゜方向)の放射角を平行光に近づけるよう変化させて出射する。
リフレクタ部22は、発光素子14の放射光を入射し、入射面および出射面における屈折や、反射面における全反射などにより、光軸Lを囲繞する円周方向の放射角を平行光に近づけるよう変化させて出射する。
第1接触部31は略円柱状を成し、その先端部31aは照明用レンズ20の背面側(出射面23の反対側)にてリフレクタ部22から突出している。
第2接触部32は略円筒状を成し、その円筒内面32aは照明用レンズ20の側面側にてリフレクタ部22に開口された開口部から露出されている。
接続端子30a,30bを照明用レンズ20内に埋設する方法には、例えば、照明用レンズ20の形成時に接続端子30a,30bをインサート成形する方法、照明用レンズ20に形成しておいた取付孔に接続端子30a,30bを嵌め込む方法などがある。
ヒートシンク11上に絶縁基板13を載置し、絶縁基板13上にホルダ16を載置し、ホルダ16の上方から照明用レンズ20の背面側を差し入れ、照明用レンズ20のフランジ部25をホルダ16に当接させる。
そして、ヒートシンク11の雌ネジ穴11a〜11dと、絶縁基板13の挿通孔13a〜13dと、ホルダ16の挿通孔16a〜16fと、フランジ部25の挿通孔25a〜25dとを合致させた状態で、ホルダ16の上方から雄ネジ12a〜12dを挿通し、雄ネジ12a〜12dの先端部を雌ネジ穴11a〜11dに螺着させることにより、ヒートシンク11と絶縁基板13とホルダ16と照明用レンズ20とを一体に取付固定する。
また、絶縁基板13上に配置形成されている外部電極15a,15bの表面に対して、照明用レンズ20の背面側から突出している接続端子30a,30bにおける第1接触部31の先端部31aが付勢されて接触し、外部電極15a,15bと接続端子30a,30bとが電気的に接続される。
そこで、給電ケーブル17a,17bを、ホルダ16の側方から挿通孔16e,16fを介して、接続端子30a,30bにおける第2接触部32の円筒内面32a内に挿通して取り付け、給電ケーブル17a,17bの先端部と円筒内面32aとを接触させることにより、給電ケーブル17a,17bと接続端子30a,30bとが電気的に接続される。
また、接続端子30a,30bにおける第2接触部32の円筒内面32a内から、給電ケーブル17a,17bの先端部を引き抜くことにより、接続端子30a,30bから給電ケーブル17a,17bを取り外すことができる。
本実施形態の発光モジュール10によれば、以下の作用・効果を得ることができる。
そして、接続端子30a,30bは照明用レンズ20に取付固定されており、給電ケーブル17a,17bは接続端子30a,30bに対して着脱自在に取付固定されている。
すなわち、電気接続用接続素子を設けた場合に比べて、発光モジュール10では、発光素子14と照明用レンズ20との距離を短くすることが可能になるため、発光素子14の放射光が照明用レンズ20に入射される入射効率を向上させて、発光素子14の放射光の利用率を高めることができる。
さらに、電気接続用接続素子を設けた場合に比べて、発光モジュール10を全体として小型化することができる。
そして、発光モジュール10では、特許文献2のように導線(給電ケーブル17a,17b)を給電板(絶縁基板13)に接合せず、接続端子30a,30bに対して給電ケーブル17a,17bを着脱自在に取付固定しているため、汎用性を高めることができる。
第1接触部31の先端部31aは、照明用レンズ20の出射面23とは反対側から突出して外部電極15a,15bと接触する。
第2接触部32は、照明用レンズ20の側面側から露出して給電ケーブル17a,17bと接触する。
そのため、発光モジュール10では、接続端子30a,30bと外部電極15a,15bとを確実に接触させると共に、接続端子30a,30bと給電ケーブル17a,17bとを確実に接触させた上で両者の着脱を容易にできる。
また、絶縁基板13とホルダ16と照明用レンズ20とを取付固定する固定手段として、ヒートシンク11に螺設された雌ネジ穴11a〜11dと、その雌ネジ穴11a〜11dに螺着される雄ネジ12a〜12dとを備える。
そして、固定手段により絶縁基板13とホルダ16と照明用レンズ20とを取付固定した状態では、接続端子30a,30bにおける第1接触部31の先端部が、外部電極15a,15bに対して付勢されて接触するため、接続端子30a,30bと外部電極15a,15bとの接触を更に確実なものにできる。
尚、雄ネジ12a〜12dとヒートシンク11の雌ネジ穴11a〜11dとの螺合による固定手段に限らず、発光モジュール10の各部材11,13,16,20を確実に取付固定することが可能であれば、どのような固定手段を用いてもよい。
例えば、発光モジュール10の各部材11,13,16,20のそれぞれに、係合凸部と、その係合凸部に対応した係合凹部とを形成しておき、係合凸部を係合凹部に嵌合させることにより、各部材11,13,16,20を相互に取付固定させてもよい。
また、発光モジュール10の各部材11,13,16,20を接着剤を用いて接着固定してもよい。
また、ヒートシンク11と絶縁基板13とホルダ16と照明用レンズ20とは雄ネジ12a〜12dによって取付固定されて一体化されているため、ヒートシンクの取付固定のためだけの専用部材を用いる場合に比べて、低コスト化を図ることができる。
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、前記実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。
この場合には、発光モジュール100の構成部材を減らすことが可能になるため、更なる低コスト化を図ることができる。
この場合には、給電ケーブル17a,17bと接続端子30a,30bとの電気的接続を良好にした上で、接続端子30a,30bに対する給電ケーブル17a,17bの着脱を更に容易にできる。
この場合には、発光素子14の放射光の利用率を更に高めることができる。
11…ヒートシンク
11a〜11d…雌ネジ穴(固定手段)
12a〜12d…雄ネジ(固定手段)
13…絶縁基板
14…発光素子
15a,15b…外部電極
16…ホルダ
17a,17b…給電ケーブル
20…照明用レンズ
23…出射面
30a,30b…接続端子
31…第1接触部
31a…第1接触部31の先端部
32…第2接触部
32a…接触部32の円筒内面
L…光軸
Claims (4)
- 基板と、
前記基板上に搭載された発光素子と、
前記基板における前記発光素子と同一面上に配置形成され、前記発光素子に接続された外部電極と、
前記発光素子に対向配置された照明用レンズと、
前記照明用レンズに取付固定され、前記外部電極と接触して電気的に接続される接続端子と、
前記接続端子に対して着脱自在に取付固定され、前記接続端子と接触して電気的に接続される給電ケーブルと、
前記基板と前記照明用レンズとの間に介在するホルダと、
前記基板と前記ホルダと前記照明用レンズとを取付固定する固定手段と、を備え、
前記接続端子は、第1接触部と第2接触部とを備え、
前記第1接触部の先端部は、前記照明用レンズの出射面とは反対側から突出して前記外部電極と接触し、
前記第2接触部は、前記照明用レンズの側面側から露出して前記給電ケーブルと接触し、
前記固定手段により前記基板と前記ホルダと前記照明用レンズとを取付固定した状態では、前記第1接触部の先端部が前記外部電極に対して付勢されて接触する、
発光モジュール。 - 前記照明用レンズと前記ホルダとが一体形成されている、請求項1に記載の発光モジュール。
- 前記固定手段により前記基板に取付固定されたヒートシンクを備える、請求項1または請求項2に記載の発光モジュール。
- 前記固定手段は、前記基板と前記ホルダと前記照明用レンズとに挿通された雄ネジを備える、請求項1〜3のいずれか1項に記載の発光モジュール。
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