JP6125463B2 - Led素子固定装置、それ用のcobシートカバー、リフレクター装置、および、led光源モジュール - Google Patents
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Description
消費電力の大幅削減と光源の長寿命化、自然環境保護に有効など、数多くの特徴をもつLED光源モジュールが、近年様々な照明機器に広く採用されるようになっており、その一例として、図8に示すように、COB(Chip On Board)タイプのLEDパッケージ4をCOB固定ベース3に固定するのに、確りとした厚みのある枠状の合成樹脂製成形品からなり、LEDパッケージ4の各電極(アノード・カソード)に対応する適所に、電源用リード線接続用の挟着型接続機構や、コネクター類(何れも図示せず)などの電気的接続部分を有し、COB固定ベース3への正確な位置決めをすると共に、リフレクター8に短絡しないよう、絶縁保護可能とするLEDホルダーHを用い、該LEDホルダーHに当該LEDパッケージ4を組み込み、COB固定ベース3の位置決め用形状部分に嵌合するよう位置決めし、電源用の各リード線に干渉せず、しかもLEDパッケージ4の周囲に均衡するよう配した、例えば2ヵ所の取付け孔に夫々ネジS,Sを装着し、該COB固定ベース3に着脱可能に固着し、同COB固定ベース3から搭載LEDパッケージ4の周囲に立ち上げたリフレクター固定筒部7内にリフレクター8を装着するようにしたものなどがある。
こうした状況を反映し、その打開策となるような提案もこれまでに散見されない訳ではない。
例えば、下記の特許文献1(1)に提案されているものに代表されるように、ランプボディの前面に設けたシール溝にシール剤を装填し、前面レンズのシール脚を該シール溝に挿入し、シール溝形成壁と前面レンズとの間に介装した締結手段(シール溝形成壁に設けたランプボディ側の係止突起と、シール脚に設けた開口部をもつ前面レンズ側の舌片状弾性片)により、前面レンズとランプボディとを機械的に締結し、部品点数を削減し、組立作業性を向上した車両用灯具や、同特許文献1(2)に見られるもののような、上ケーシングと底蓋の間に配置した照明モジュールは、底蓋によって機械的に支持し、同照明モジュールに、同照明モジュールと底蓋との対向位置を規制する位置決め部材を設け、該底蓋は、上ケーシングに設けたスプリングによって開閉自在に組み合わせ、部品点数の削減および組立工数の削減を可能とした照明装置、および、同特許文献1(3)のように、金属製の基体の一端側に、金属製基板の一面にLEDチップを実装した発光部を有する発光モジュールを、該発光モジュールの発光部露出用の開口部、および挿通孔を備えた絶縁カラー(LEDホルダー)を介し、同発光モジュールを位置決めするよう基板周辺域を嵌め込み、ねじ固定し、発光モジュールの正確な位置決めおよび固定を効率的に行えるようにした照明器具などが散見される。
上述したとおり、従前までに提案のある各種灯具類のように、弾性素材製係合爪などの着脱機構を採用したものにあっては、前記図8に示した、COB固定ベース3およびそのリフレクター固定筒部7を合成樹脂などの弾性素材製のものとするか、または、スプリングなどの弾性部品を、熔接やネジ結合(何れも図示せず)などによってCOB固定ベース3やそのリフレクター固定筒部7などに一体化・結合したものとする必要があり、耐久性や生産効率などを考慮すると実用化が難しく、また、肉厚なLEDホルダーHや絶縁カラーなどを組み込む照明器具類などは、リフレクター8をLED素子41に近接するよう組み込むことができないという欠点が残るものであり、リフレクター8をLED素子41に、より近接するよう配置可能とし、照明高率を高めることができ、リフレクター8の組み込み作業の効率をより高め、しかも確りと組み込むことができ、部品点数を削減可能とするための構成につき、更なる改善の可能性を痛感するに至ったものである。
そこで、この発明は、COB固定ベース3に対するLEDパッケージ4の固定部分を薄形化し、リフレクター8をLEDパッケージ4に格段に接近させることができ、しかもリフレクター8をリフレクター固定筒7に組み込むために必要とする部品点数を大幅に削減し、リフレクター8をリフレクター固定筒7に組み込む作業効率を一段と高めることが可能となる新たなLED光源モジュール技術の開発はできないものかとの判断から、逸速くその開発、研究に着手し、長期に渡る試行錯誤と幾多の試作、実験とを繰り返してきた結果、今回、遂に新規な構造のLED素子固定装置、それ用の新規な構造のCOBシートカバー、新規な構造のリフレクター装置、および、新規な構造のLED光源モジュールの一連の新技術を実現化することに成功したものであり、以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、それらの構成について詳述することとする。
図面に示すこの発明を代表する実施例からも明確に理解されるように、この発明のLED素子固定装置は、基本的に次のような構成から成り立っている。
即ち、熱伝導性素材からなり、中央適所にLEDパッケージ搭載用の位置決め嵌合部を有する搭載座壁を設けたCOB固定ベースの、該搭載座壁に、LEDパッケージを位置決め搭載し、該LEDパッケージの基板周縁を上回る外郭寸法の絶縁フィルム製であって、該基板表面中央に配したLED素子に対応する中央に露出口を開口し、該LED素子露出口の周囲に均衡する少なくとも2ヵ所に、当該COB固定ベースへの固着機構組み込み可能形状の固着部を設けたCOBシートカバーを、当該搭載LEDパッケージ上より被着した上、該LED素子を露出口に露出させた状態に覆った基板諸共、各固着機構にて当該COB固定ベースに固着し、基板周縁付近の少なくとも正・負電極に接続したリード線芯線を絶縁状に包囲可能なものとしてなるものとした構成を要旨とするLED素子固定装置である。
上記したLED素子固定装置に関連し、この発明には、それに利用するCOBシートカバーも包含している。
即ち、LEDパッケージの基板周縁を上回る外郭寸法の透明絶縁フィルム製であって、該基板表面中央に配したLED素子に対応する中央に露出口を開口し、同基板周縁付近の少なくとも正・負電極外がわに対応する2ヵ所に設けた角部を、夫々下向きに折り曲げた包囲角を設け、同基板周縁付近の各包囲角間であって該LED素子露出口の周囲に均衡する少なくとも2ヵ所に、固着機構を組み込み可能な形状とした固着部を設け、当該LEDパッケージ上より被着した上、該LED素子を露出口に露出させた状態に覆った基板諸共、各固着機構にて対象物に固着し、各包囲角が基板周縁付近の少なくとも正・負電極に接続したリード線芯線を絶縁状に包囲可能なものとしてなる、この発明のLED素子固定装置に利用するCOBシートカバーである。
この発明のリフレクター装置は、基本的に次のような構成から成り立っている。
即ち、LEDパッケージを中央適所に搭載したCOB固定ベースの外周がわ適所にリフレクター固定筒の基部を一体化し、同リフレクター固定筒の筒口近傍内周壁にバネ受け溝を凹設し、該バネ受け溝の基部がわにリフレクター受け段差溝部を連続して設け、該リフレクター固定筒内に、焦点開口から照射口に至る反射内壁を有し、同照射口外周縁に鍔部を一体化したリフレクターを収容し、該リフレクター鍔部を、当該リフレクター固定筒段差溝部に係合すると共に、該焦点開口を、当該LEDパッケージに非接触位置に規制した上、該リフレクター固定筒バネ受け溝にバネリングを装着し、該リフレクターを当該リフレクター固定筒内所望位置に固定可能に組み込んでなるものとした構成からなるリフレクター装置である。
この発明のLED光源モジュールは、基本的に次のような構成から成り立っている。
即ち、熱伝導性素材からなるCOB固定ベースの中央適所にLEDパッケージを搭載し、該LEDパッケージを上回る外郭寸法の絶縁フィルム製であって、該基板表面のLED素子に対応する露出口を開口し、同基板周縁付近の少なくとも正・負電極との干渉を回避した外がわであって、該LED素子周囲の均衡する少なくとも2ヵ所に、当該COB固定ベースへの固着機構組み込み可能形状の固着部を設けたCOBシートカバーを、当該搭載LEDパッケージ上より被着した上、該LED素子を露出口に露出させた状態に覆った基板諸共、各固着機構にて当該COB固定ベースに固着したLED素子固定装置を有し、LEDパッケージを中央適所に搭載したCOB固定ベースの外周がわ適所にリフレクター固定筒の基部を一体化し、同リフレクター固定筒の筒口近傍内周壁にバネ受け溝を凹設し、該バネ受け溝の基部がわにリフレクター受け段差溝部を連続して設け、該リフレクター固定筒内に、焦点開口から照射口に至る反射内壁を有し、同照射口外周縁に鍔部を一体化したリフレクターを収容し、該リフレクター鍔部を、当該リフレクター固定筒段差溝部に係合すると共に、該焦点開口を、当該LEDパッケージに非接触位置に規制した上、該リフレクター固定筒バネ受け溝にバネリングを装着したリフレクター装置を設け、該リフレクターを、該LEDパッケージおよびそのLED素子に対して非接触状態、および、COBシートカバーを介在して電気的絶縁状態を維持可能とするよう、LEDパッケージおよびリフレクターを組み込んでなるものとした構成からなるLED光源モジュールである。
COB固定ベースは、LEDパッケージおよびリフレクターを正確に位置決めし、取り付けする対象となり、この発明のLED光源モジュールを対象となる灯具に組み込み可能とし、LEDパッケージが発する熱を外部に円滑に伝達し、効率的に放熱可能とする機能を担っており、下記のような熱伝導性素材からなり、中央適所にLEDパッケージ搭載用の位置決め嵌合部を有する搭載座壁を設けたものとしなければならず、搭載座壁に搭載したLEDパッケージを充分に上回る内径の円筒内壁形としたリフレクター固定筒の基部を一体化したものか、または、後述する実施例にも示すように、別体部品としたリフレクター固定筒の基部を、着脱可能に組み立てたものとすることが可能であり、より具体的には、軽量で耐久強度および熱伝達性に秀れたアルミニウム合金製のものとするのが良く、また、それ以外のステンレス合金製、チタン合金製、マグネシウム合金製、銅合金製など、金属、非金属に関わらず、置き換え可能な素材製のものとすることができる。
以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構造について詳述することとする。
以上のとおりの新規な構成からなるこの発明のLED光源モジュール1は、図1ないし図7に示してあるとおり、LED素子固定装置2を有していて、その透明絶縁フィルム製COBシートカバー5、およびその各包囲角51,51が、当該LEDパッケージ4正・負電極42、42の各上がわおよび各外がわを包囲するよう被覆することから、当該LEDパッケージ4およびリフレクター8両者間の絶縁性を確実に確保することができ、しかも図2ないし図5に示すように、各包囲角51,51の各下向き折り曲げ部分(山折り部分)が、LED素子発光面41よりも凸状となる正・負電極42,42およびそれらに接続した電源用リード線芯線43,43の上を跨ぐよう被覆し、固着機構32低頭ネジ33,33の固定力によってLED素子41外周縁との間に隙間を生じず、露出口50を密着するよう押圧する弾性力を生じるから、該LED素子固定装置2を一層薄形化することができ、さらに、透明絶縁フィルム製COBシートカバー5は、分解せずに異物の侵入や、部品の破損などを目視確認することができ、メンテナンス工数を削減し、より経済的に維持管理することができるものとなる。
叙述の如く、この発明のLED素子固定装置、それ用のCOBシートカバー、リフレクター装置、および、LED光源モジュールは、その新規な構成によって所期の目的を遍く達成可能とするものであり、しかも製造も容易で、従前からのLED光源モジュール技術に比較して大幅に、耐久強度を高め、軽薄短小化し、且つ低廉化して遥かに経済的なものとすることができる上、組立て作業およびメンテナンス作業の効率を格段に高め、安全性と信頼性とを一段と改善したものとすることができるから、家電業界および照明機器業界はもとより、各種道路やトンネル、洞道などの維持・管理を担う施設管理業界や、建設業界および建築施設のメンテナンス業界などにおいても高く評価され、広範に渡って利用、普及していくものになると予想される。
2 LED素子固定装置
3 COB固定ベース
30 同 搭載座壁
31 同 位置決め嵌合部
32 同 固着機構
33 同 低頭ネジ
34 同 雌ネジ孔
4 LEDパッケージ
40 同 基板
41 同 LED素子
42 同 正・負電極
43 同 電源用リード線(芯線)
5 COBシートカバー
50 同 露出口
51 同 包囲角
52 同 固着部
53 同 位置決め片部
6 リフレクター装置
7 リフレクター固定筒
70 同 筒口
71 同 基部
72 同 内周壁
73 同 バネ受け溝
74 同 段差溝部
75 同 フランジ部
76 同 鍋ネジ
8 リフレクター
80 同 反射内壁
81 同 焦点開口
82 同 照射口
83 同 鍔部
9 バネリング
D1 内周壁72直径
D2 筒口70内径
D3 バネ受け溝73直径
D4 段差溝部74直径(鍔部83外径)
D5 バネリング9嵌合状態の内径
W1 バネ受け溝73溝幅
W2 段差溝部74溝幅
T1 鍔部83厚み
T2 バネリング9の厚み
M 従来型LED光源モジュール
H LEDホルダー
F 環状フランジ蓋
S ネジ
D 隙間
Claims (3)
- 熱伝導性素材からなり、中央適所にLEDパッケージ搭載用の位置決め嵌合部を有する搭載座壁を設けたCOB固定ベースの、該搭載座壁に、LEDパッケージが位置決め搭載され、該LEDパッケージの基板周縁を上回る外郭寸法の絶縁フィルム製であって、該基板表面中央に配したLED素子に対応する中央に露出口を開口し、同基板周縁付近で、相対状に配された基板正・負電極外がわに対応する2ヵ所に角部を設け、それら2ヵ所の角部が、夫々下向きに折り曲げられて包囲角とされ、それら包囲角を除く露出口周囲であって、しかも基板および正・負電極を覆う部位から外れる範囲の、該露出口を挟み対峙する複数箇所に、当該COB固定ベースへの固着機構を組み込み可能な形状とした固着部が設けられたCOBシートカバーが、当該搭載LEDパッケージ上より被着された上、該LED素子を露出口に露出させた状態に覆った基板諸共、各固着機構によって当該COB固定ベースに固着され、各包囲角が基板周縁付近の少なくとも正・負電極に接続したリード線芯線を絶縁状に包囲可能なものとしてなることを特徴とするLED素子固定装置。
- LEDパッケージの基板周縁を上回る外郭寸法の透明絶縁フィルム製であって、該基板表面中央に配したLED素子に対応する中央に露出口を開口し、同基板周縁付近で、相対状に配された基板正・負電極外がわに対応する2ヵ所の角部を設け、それら2ヵ所の角部が、夫々下向きに折り曲げられて包囲角とされ、それら包囲角を除く露出口周囲であって、しかも基板および正・負電極を覆う部位から外れる範囲の、該露出口を挟み対峙する複数箇所に、当該COB固定ベースへの固着機構を組み込み可能な形状とした固着部が設けられ、当該LEDパッケージ上から被着された上、該LED素子を露出口に露出させた状態に覆った基板諸共、各固着機構によって対象物に固着され、各包囲角が基板周縁付近の少なくとも正・負電極に接続したリード線芯線を絶縁状に包囲可能なものとしてなることを特徴とする、請求項1記載のLED素子固定装置に利用するCOBシートカバー。
- 露出口における平面配置上で釣り合いの取れた複数箇所に、LED素子外周に当接・位置決め可能とする位置決め片部を内向き突出状に設けてなる、請求項2記載のCOBシートカバー。
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