JP6003236B2 - Ledランプ取付構造 - Google Patents

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Description

本発明は、LEDランプの取付構造に関するものである。
近年、照明の分野では、低消費電力、長寿命であるLED(発光ダイオード)ランプが広く使用されるようになっており、自動車の分野においても、計器類や室内灯は勿論のこと、コンビネーションランプやヘッドランプなどにもLEDランプが採用されようになってきている。
例えば、LEDランプを自動車の室内灯として使用する場合、フレキシブルなフラットケーブルの表面に2つの導体を所定間隔を開けて配置し、これら両導体にLEDランプのプラス側のリード及びマイナス側のリードをそれぞれ接合した構成の自動車用LEDランプ取付構造が提案されている(特許文献1参照)。
特開2007−335345号公報
ところで、LEDランプを自動車の室内灯、コンビネーションランプ、またはヘッドランプとして使用する場合、LEDランプを白熱電球のようにバルブ型ランプとして、ランプハウジングにワンタッチで取り付けられる構造のものが要求されている。
しかしながら、LEDランプにおいては、LEDを点灯制御するための制御回路が内蔵されているが、ユーザが要求するランプ使用によっては、制御回路に電気的な保護部品や付加部品を追加したLEDランプが必要となって、LEDランプの種類が増加するという問題がある。
例えば、図11はLED1〜LED5を点灯制御するための制御回路であり、基本仕様の回路である。図12と図13は付加的電子部品を追加した場合の制御回路を示しており、図12においてはバリスタZNR1,ZNR2と抵抗Rsが、図13においてはバリスタZNR1,ZNR2がそれぞれ付加されている。
このように、従来の技術では、制御回路として、図11の基本仕様の制御回路の外に、図12や図13の制御回路があるために、これらの制御回路の各々を備えたLEDランプが用意されており、その結果、LEDランプの種類が増加してしまう。
なお、電気的な保護部品や付加部品を追加した制御回路(図12に示す制御回路)が搭載されたLEDランプだけにするという対応策もあるが、電気的な保護部品や付加部品を必要としないユーザにとっては、過剰仕様でかつコスト高となる。
本発明の課題は、LEDランプの種類を増やすことなく、ユーザの要求に柔軟に対応することのできるLEDランプ取付構造を提供することにある。
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、LEDが取り付けられた円柱状又は円筒状のランプモジュール本体と、該ランプモジュール本体の外周面に所定の隙間を有して配置された少なくとも2つのフランジと、該2つのフランジの両端面のうち、互いに対向する端面にそれぞれ設けられたフランジ側電極対と、前記ランプモジュール本体に内蔵され、前記フランジ側電極対に接続されて前記LEDの点灯制御を行う制御回路と、付加的電子部品が搭載された回路基板と、該回路基板の基板両面に設けられ、前記付加的電子部品に接続された基板側電極対とを備え、前記回路基板が前記2つのフランジ間にセットされたとき、前記基板側電極対は前記フランジ側電極対の各々と電気的に接触することを特徴とする。
上記構成によれば、回路基板が2つのフランジ間にセットされる構造であるから、いろいろな種類の付加的電子部品が搭載された回路基板を2つのフランジ間にセットすることができる。その結果、ランプモジュール本体に内蔵された制御回路に手を加えることなく、つまり、LEDランプの種類を増やすことなく、ユーザの要求に柔軟に対応することが可能となる。
請求項2に記載の発明は、請求項1において、前記回路基板が前記2つのフランジ間にセットされていないときは、前記フランジ側電極対は互いに電気的に接触していることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2において、前記2つのフランジのうち1つのフランジには第1の切り欠きが設けられ、前記回路基板には円形の貫通穴が形成され、その貫通穴の一部には該貫通穴の中心に向けて第1の凸部が設けられ、前記回路基板を前記2つのフランジ間にセットする際、前記第1の凸部を前記第1の切り欠き通してから、前記回路基板を前記貫通穴を中心に回動させて、前記基板側電極対を前記フランジ側電極対の各々に接触させることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項において、前記ランプモジュール本体には、前記フランジとは別に、当該ランプモジュール本体をランプハウジングに固定するための2つの固定用フランジが設けられ、前記2つの固定用フランジのうち1つの固定用フランジには第2の切り欠きが設けられ、前記ランプハウジングには円形の貫通穴が形成され、その貫通穴の一部には該貫通穴の中心に向けて第2の凸部が設けられ、前記ランプモジュール本体を前記ランプハウジングに固定する際、前記第2の切り欠き前記第2の凸部を通しながら前記ランプモジュール本体を前記ランプハウジング内に押し込んで、前記ランプモジュール本体をその中心軸周りに回動させて、前記ランプモジュール本体を前記ランプハウジングに固定することを特徴とする。
本発明によれば、LEDランプの種類を増やすことなく、ユーザの要求に柔軟に対応することのできるLEDランプ取付構造を実現することが可能となる。
本発明によるLEDランプ取付構造を説明するための、ランプモジュール本体、及びそのランプモジュール本体に接続される電源コネクタの斜視図である。 ランプモジュール本体及び電源コネクタを示しており、(a)はそれらの正面図、(b)はランプモジュール本体の左側面図、(c)はランプモジュール本体の右側面図である。 ランプモジュール本体の上半分の拡大正面図である。 付加的電子部品が搭載された回路基板の正面図である。 回路基板をランプモジュール本体へ取り付ける様子、及び、回路基板が取り付けられたランプモジュール本体をランプハウジングへ取り付ける様子をそれぞれ示した斜視図である。 回路基板が取り付けられたランプモジュール本体をランプハウジングに固定した様子を示す図である。 図4の回路基板とは別の種類の回路基板の正面図である。 本発明によるLED制御回路の基本仕様部分を示した回路図である。 図8のLED制御回路に追加する付加的電子部品の回路図である。 図8のLED制御回路に追加する他の付加的電子部品の回路図である。 従来技術によるLED制御回路の基本仕様部分を示した回路図である。 図11のLED制御回路に付加的電子部品を追加した場合の回路図である。 図11のLED制御回路に他の付加的電子部品を追加した場合の回路図である。
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
図1は、本実施例によるLEDランプ取付構造を説明するための、ランプモジュール本体、及びそのランプモジュール本体に接続される電源コネクタの斜視図である。図2はランプモジュール本体及び電源コネクタを示しており、(a)はそれらの正面図、(b)はランプモジュール本体の左側面図、(c)はランプモジュール本体の右側面図である。また図3は、ランプモジュール本体の上半分の拡大正面図である。
図1に示すように、ランプモジュール本体11は円柱状又は円筒状を成し、その一端面(図の左斜め下方の端面)11Aには5個のLED(発光ダイオード)12〜16が取り付けられている。5個のLED12〜16のうち、4個のLED12〜15は正方形を形成するように4つの隅部に各々配置され、残りの1つのLED16は前記正方形の中央部に配置されている。
ランプモジュール本体11の他端面(図の右斜め上方の端面)11Bには直方体の接続部11Cが設けられ、この接続部11Cには電源コネクタ17が着脱自在に取り付けられる。電源コネクタ17は外形が直方体を成し、その一側(ランプモジュール本体11に近い側)の面に凹所17Aが形成されている。凹所17Aの内部には、電源ケーブル18A,19A,20Aに各々繋がった棒状電極18,19,20が設けられている。そして、電源コネクタ17を接続部11Cに接続したとき、棒状電極18,19,20は、接続部11Cの電極穴21,22,23(図2(b)参照)に各々嵌合して、棒状電極18,19,20と電極穴21,22,23とは各々電気的に接続される。
図2及び図3に示すように、ランプモジュール本体11の外周面のうち、一端面11Aに近い側の外周面には2つのフランジ24,25が設けられている。これらフランジ24,25は所定の隙間を有して配置されている。フランジ24(一端面11Aに最も近い側に配置されたフランジ)はその一部が欠落しており、当該欠落部分は切り欠き24A,24Bを形成している。これら2つの切り欠き24A,24Bは、ランプモジュール本体11の中心軸に関して互いに点対称に配置されている。フランジ25は、上記のような切り欠きは有しておらず、ランプモジュール本体11の外周面に沿って全体に設けられている。
また、ランプモジュール本体11の外周面のうち、他端面11Bに近い側の外周面には2つのフランジ26,27が設けられている。これらフランジ26,27は所定の隙間を有して配置されている。フランジ27(他端面11Bに最も近い側に配置されたフランジ)はその一部が欠落しており、当該欠落部分は切り欠き27A,27Bを形成してる。これら2つの切り欠き27A,27Bは、ランプモジュール本体11の中心軸に関して互いに点対称に配置されている。フランジ26は上記のような切り欠きは有しておらず、ランプモジュール本体11の外周面に沿って全体に設けられている。
フランジ26には、その両端面のうちフランジ27に対向する面に、フランジ側電極として電極片28,29,30が各々設けられている。電極片28,29はフランジ26の上部に、電極片30はフランジ26の下部にそれぞれ配置され、また、電極片28,29,30はフランジ26の円周方向に沿って設けられている。一方、フランジ27には、その両端面のうちフランジ26に対向する面に、フランジ側電極として電極片31,32,33が各々設けられている。電極片31,32はフランジ27の上部に、電極片33はフランジ27の下部にそれぞれ配置され、また、電極片31,32,33はフランジ27の円周方向に沿って設けられている。ここで、電極片28と電極片31は互いに対向配置され、また電極片29と電極片32も互いに対向配置されている。また、電極片30と電極片33も互いに対向配置されている。
電極片28〜33の各々は電気伝導率の高い材料(例えば、銅など)で形成されている。そして、電極片28,29は、フランジ26の端面に対して進退自在に、つまり、矢印A方向に可動自在となっている。電極片28,29は弾性を有しており、通常時、フランジ27に接近する方向に突出している。また、電極片31,32は、フランジ27の端面に対して進退自在に、つまり、矢印B方向に可動自在となっている。電極片31,32は弾性を有しており、通常時、フランジ26に接近する方向に突出している。そして、電極片28と電極片31は通常、互いに電気的に接触し、また電極片29と電極片32も通常、互いに電気的に接触している。
さらに、電極片30,33もフランジ26,27のそれぞれの端面に対して進退自在となっている。これら電極片30,33は弾性を有しており、通常時、互いに接近する方向に突出している。そして、電極片30と電極片33は通常、互いに電気的に接触している。
なお、ここでは、電極片28,31、電極片29,32、及び電極片30,33は、各々フランジ側電極対を構成している。
図4は、付加的電子部品が搭載された回路基板34の正面図である。回路基板34は外形が円形を成し、その中央部に円形の貫通穴34Aが設けられている。貫通穴34Aの内周縁には、貫通穴34Aの中心軸に向けて2つの凸部34B,34Cが形成されている。これら凸部34B,34Cは、貫通穴34Aの中心軸に関して互いに点対称に配置されている。凸部34B,34Cの各内周縁34BB,34CCはランプモジュール本体11の外周面に合わせて円弧状に形成され、これら内周縁34BB,34CC間の距離(つまり、凸部34B,34C間の内径)は、ランプモジュール本体11の他端面11Bに近い側(小径部)の外径よりも僅かに大きく設定されている。
回路基板34の表面には、バリスタZNR1,ZNR2、抵抗Rsが各々設けられている。また回路基板34のうち、凸部34Bには電極35(Vt)が、凸部34Cには電極36(Vs)と電極37(Vg)が各々設けられている。そして、バリスタZNR1は、その1側が電極36(Vs)に、2側が電極37(Vg)にそれぞれ接続されている。また、バリスタZNR2は、その1側が電極35(Vt)に、2側が電極37(Vg)にそれぞれ接続されている。また、抵抗Rsは電極36(Vs)と電極37(Vg)にそれぞれ接続されている。回路基板34上の付加的電子部品を有する回路を回路図で示せば、図9のようになる。
なお、図4においては、バリスタZNR1,ZNR2や抵抗Rsは回路基板34の表面側に形成されているが、電極35(Vt)、電極36(Vs)及び電極37(Vg)は回路基板34の表面側と裏面側に形成されている。そして、表面側の電極35(Vt)と裏面側の電極35(Vt)とは、図示していないスルーホールを介して互いに電気的に繋がっている。同様に、表面側の電極36(Vs)と裏面側の電極36(Vs)も図示していないスルーホールを介して互いに電気的に繋がっており、表面側の電極37(Vg)と裏面側の電極37(Vg)も図示していないスルーホールを介して互いに電気的に繋がっている。
ここでは、表面側の電極35と裏面側の電極35、表面側の電極36と裏面側の電極36、及び表面側の電極37と裏面側の電極37は、各々回路基板側電極対を構成している。
次に、回路基板34をランプモジュール本体11へ取り付ける手順について説明する。
図5は、回路基板34をランプモジュール本体11へ取り付ける様子を示している。また、図5においては、回路基板34が取り付けられたランプモジュール本体11をリアコンビネーションランプのランプハウジング40へ取り付ける様子も示している。
図5に示すように、先ず、回路基板34の貫通穴34A内の凸部34Bがランプモジュール本体11のフランジ27の切り欠き27Aに合致するよう、また同貫通穴34A内の凸部34Cがランプモジュール本体11のフランジ27の切り欠き27B(図2(b)参照)に合致するよう、回路基板34をランプモジュール本体11の他端面11Bに対向配置する。そして、回路基板34の貫通穴34A内にランプモジュール本体11を嵌合させ、回路基板34をランプモジュール本体11に沿って矢印C方向に押し込む。このとき、貫通穴34A内の凸部34B,34C間の内径は、ランプモジュール本体11の小径部の外径よりも僅かに大きく設定されているので、回路基板34をランプモジュール本体11に沿って容易に押し込むことができる。
回路基板34をランプモジュール本体11に沿って押し込むと、貫通穴34A内の凸部34Bはフランジ27の切り欠き27Aを、貫通穴34A内の凸部34Cはフランジ27の切り欠き27B(図2(b)参照)をそれぞれ通過し、つまり、凸部34B,34Cがフランジ27に引っ掛かることなく回路基板34がフランジ26に突き当たる。
回路基板34がフランジ26に突き当たったら、回路基板34がフランジ26とフランジ27とで挟まれた状態で、回路基板34を矢印D方向に回動させて、回路基板34の凸部34Cが上部に、凸部34Bが下部にそれぞれ位置するようにする。このとき、凸部34Cは、電極片28と電極片31間及び電極片29と電極片32間を押し広げる。そして、凸部34Cに形成された電極36(Vs),37(Vg)のうち、回路基板34の表面側の電極36,37がフランジ26に設けられた電極片28,29にそれぞれ当接するとともに、回路基板34の裏面側の電極36,37がフランジ27に設けられた電極片31,32にそれぞれ当接する。同時に、凸部34Bは、電極片30と電極片33間を押し広げる。そして、凸部34Bに形成された電極35(Vt)のうち、回路基板34の表面側の電極35がフランジ26に設けられた電極片30に当接するとともに、回路基板34の裏面側の電極35がフランジ27に設けられた電極片33に当接する。
回路基板34の表面側に形成された電極35,36,37は、回路基板34の裏面側に形成された電極35,36,37とスルーホール(図示省略)を介して繋がっているので、これらの電極35,36,37がフランジ26の電極片28,29,30及びフランジ27の電極片31,32,33に各々当接すると、回路基板34内の付加的電子部品(つまり、バリスタZNR1,ZNR2や抵抗Rs等)が、電源コネクタ17の棒状電極18,19,20とLED12〜16とを結ぶ各配線に接続されたことになる。この点については後述する。
上記のようにして、回路基板34をランプモジュール本体11に取り付けたら、次に、ランプモジュール本体11をランプハウジング40に取り付ける。ランプハウジング40には、ランプモジュール本体11を取り付けるための貫通穴40Aが形成され、この貫通穴40Aの内周縁には、貫通穴40Aの中心軸に向けて2つの凸部40B,40Cが形成されている。これら凸部40B,40Cは、貫通穴40Aの中心軸に関して互いに点対称に配置されている。凸部40B,40Cの内周縁40BB,40CCはランプモジュール本体11の外周面に合わせて円弧状に形成され、これら内周縁40BB,40CC間の距離(つまり、凸部40B,40C間の内径)は、ランプモジュール本体11の一端面11Aに近い側(大径部)の外径よりも僅かに大きく設定されている。
次に、ランプハウジング40の貫通穴40A内の凸部40Bがランプモジュール本体11のフランジ24の切り欠き24Aに合致するよう、また同貫通穴40A内の凸部40Cがランプモジュール本体11のフランジ24の切り欠き24B(図2(b)参照)に合致するよう、ランプモジュール本体11の一端面11Aをランプハウジング40に対向配置する。そして、ランプモジュール本体11をランプハウジング40の貫通穴40A内に嵌合させ、ランプモジュール本体11を回路基板34の場合と同様に矢印C方向に押し込む。このとき、貫通穴40A内の凸部40B,40C間の内径は、ランプモジュール本体11の大径部の外径よりも僅かに大きく設定されているので、ランプモジュール本体11をランプハウジング40の貫通穴40A内に容易に押し込むことができる。
ランプモジュール本体11にランプハウジング40の貫通穴40A内に押し込むと、貫通穴40A内の凸部40Bはフランジ24の切り欠き24Aを、同貫通穴40A内の凸部40Cはフランジ24の切り欠き24B(図2(b)参照)をそれぞれ通過し、つまり、凸部40B,40Cがフランジ24に引っ掛かることなく、ランプモジュール本体11のフランジ25がランプハウジング40に突き当たる。
ランプモジュール本体11のフランジ25がランプハウジング40に突き当たったら、ランプハウジング40の貫通穴40Aの内周縁部がフランジ24とフランジ25とで挟まれた状態で、ランプモジュール本体11を矢印E方向又は矢印E方向とは反対の方向に回動させて、フランジ24の切り欠き24A,24Bが上下方向に位置するようにする。これにより、ランプモジュール本体11をランプハウジングに固定することができる。
図6は、回路基板34が取り付けられたランプモジュール本体11を、ランプハウジング40に固定した様子を示している。ここでは、回路基板34とランプハウジング40は断面で示されている。
ランプモジュール本体11をランプハウジング40に固定したら、図5に示すように、電源コネクタ17を矢印F方向に操作して、電源コネクタ17をランプモジュール本体11の接続部11Cに取り付ける。このとき、電源コネクタ17の棒状電極18,19,20を接続部11Cの電極穴21,22,23に各々嵌合させながら、電源コネクタ17を接続部11Cに取り付ける。
図7は、図4の回路基板34とは別の種類の回路基板45の正面図である。この回路基板45においては、電極37(Vg)と電極36(Vs)との間に抵抗Rs(図4参照)が設けられていない。他の構成は図4の場合と同様である。また、回路基板45上の付加的電子部品を有する回路を回路図で示せば、図10のようになる。
本実施例においては、図4に示す回路基板34や、図7に示す回路基板45をランプモジュール本体11に取り付けることが可能である。
図8は、LEDの点灯制御を行うための基本回路を示している。Stop端子、Tail端子及びGND端子が設けられ、Stop端子は棒状電極18に、Tail端子は棒状電極19に、GND端子に各々接続される。
そして、Stop端子は、ダイオードD1、並列接続された抵抗R1,R2、抵抗R3を介して、直列接続された4つのLED1〜LED4に接続されている。LED4のカソード側はGND端子に接続されている。ここで、LED1〜LED4はストップランプとして機能する。
また、Tail端子は、ダイオードD2、抵抗R4を介して、1つのLED5に接続されている。LED5のカソード側はGND端子に接続されている。ここで、LED5はテールランプとして機能する。
本実施例では、Stop端子とダイオードD1との間に接点Vsが、Tail端子とダイオードD2との間に接点Vtが、GND端子とLED4又はLED5との間に接点Vgがそれぞれ設けられている。接点Vsは電極片28,29を、接点Vtは電極片29,30を、接点Vgは電極片30,31を各々構成している。
そして、図4に示した回路基板34をランプモジュール本体11に取り付けた場合は、図9に示す回路のVs端子、Vt端子及びVg端子が、図8の回路の接点Vs、接点Vt及び接点Vgに各々接続される。
また、図7に示した回路基板45をランプモジュール本体11に取り付けた場合は、図10に示す回路のVs端子、Vt端子及びVg端子が、図8の回路の接点Vs、接点Vt及び接点Vgに各々接続される。
このように、本実施例では、図8に示す基本的な制御回路のままであったり、図9の付加的電子部品を有する回路を図8の制御回路に追加したり、また図10の付加的電子部品を有する回路を図8の制御回路に追加したりすることができ、ユーザの要求に柔軟に対応することができる。
以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、上記実施例は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記実施例の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれることは勿論である。
例えば、上記実施例では、本発明をリアコンビネーションランプに適用した場合について説明してきたが、本発明は、計器類、室内灯、及びヘッドランプなどにも適用可能である。また、本発明は自動車以外の分野にも適用可能である。
11 ランプモジュール本体
12〜16 LED
17 電源コネクタ
24,25 フランジ
24A,24B 切り欠き
26,27 フランジ
27A,27B 切り欠き
28,31 電極片(フランジ側電極対)
29,32 電極片(フランジ側電極対)
30,33 電極片(フランジ側電極対)
34,45 回路基板
34A 貫通穴
34B,34C 凸部
35 電極(回路基板側電極対)
36 電極(回路基板側電極対)
37 電極(回路基板側電極対)
40 ランプハウジング
40A 貫通穴
40B,40C 凸部
Rs 抵抗(付加的電子部品)
ZNR1,ZNR2 バリスタ(付加的電子部品)

Claims (4)

  1. LEDが取り付けられた円柱状又は円筒状のランプモジュール本体と、
    該ランプモジュール本体の外周面に所定の隙間を有して配置された少なくとも2つのフランジと、
    該2つのフランジの両端面のうち、互いに対向する端面にそれぞれ設けられたフランジ側電極対と、
    前記ランプモジュール本体に内蔵され、前記フランジ側電極対に接続されて前記LEDの点灯制御を行う制御回路と、
    付加的電子部品が搭載された回路基板と、
    該回路基板の基板両面に設けられ、前記付加的電子部品に接続された基板側電極対とを備え、
    前記回路基板が前記2つのフランジ間にセットされたとき、前記基板側電極対は前記フランジ側電極対の各々と電気的に接触することを特徴とするLEDランプ取付構造。
  2. 前記回路基板が前記2つのフランジ間にセットされていないときは、前記フランジ側電極対は互いに電気的に接触していることを特徴とする請求項1に記載のLEDランプ取付構造。
  3. 前記2つのフランジのうち1つのフランジには第1の切り欠きが設けられ、
    前記回路基板には円形の貫通穴が形成され、その貫通穴の一部には該貫通穴の中心に向けて第1の凸部が設けられ、
    前記回路基板を前記2つのフランジ間にセットする際、前記第1の凸部を前記第1の切り欠き通してから、前記回路基板を前記貫通穴を中心に回動させて、前記基板側電極対を前記フランジ側電極対の各々に接触させることを特徴とする請求項1又は2に記載のLEDランプ取付構造。
  4. 前記ランプモジュール本体には、前記フランジとは別に、当該ランプモジュール本体をランプハウジングに固定するための2つの固定用フランジが設けられ、
    前記2つの固定用フランジのうち1つの固定用フランジには第2の切り欠きが設けられ、
    前記ランプハウジングには円形の貫通穴が形成され、その貫通穴の一部には該貫通穴の中心に向けて第2の凸部が設けられ、
    前記ランプモジュール本体を前記ランプハウジングに固定する際、前記第2の切り欠き前記第2の凸部を通しながら前記ランプモジュール本体を前記ランプハウジング内に押し込んで、前記ランプモジュール本体をその中心軸周りに回動させて、前記ランプモジュール本体を前記ランプハウジングに固定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のLEDランプ取付構造。
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