JP6171634B2

JP6171634B2 - 照明器具

Info

Publication number: JP6171634B2
Application number: JP2013139520A
Authority: JP
Inventors: 加藤　英昭; 英昭加藤
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2013-07-03
Filing date: 2013-07-03
Publication date: 2017-08-02
Anticipated expiration: 2033-07-03
Also published as: JP2015015276A

Description

本発明は、ＬＥＤモジュールの電極に外部電源を接続するコネクタに関する。

基板上にＬＥＤパッケージやＬＥＤチップを配置したＬＥＤモジュールを、照明器具に設置して発光利用する場合、基板固定の方法や、電力供給の方法や、光取出しの方法や、放熱（伝熱）の方法等について留意する必要があるが、電力供給の方法としては、次の［１］〜［３］に示す方法がある。

［１］ＬＥＤモジュールの電極に外部電源から延びる配線を直接半田付けする方法。
［２］外部電源から延びる配線の先端部に、導体の弾性体接点を接続し、該弾性体接点をＬＥＤモジュールの電極に接触させる方法（特許文献１）。そして、配線の先端部に弾性体接点を接続する方法としては、半田付けで接続する方法や、配線の先端部に弾性体接点を速結端子や圧接端子やタブ端子として接続する方法等がある。
［３］ＬＥＤモジュールの電極に外部電源を接続するコネクタを設置する方法（特許文献２）。

特開平０４−０８２１７４号公報特開２０１０−２８７４８０号公報

［１］の方法は、照明器具を組み立てる現場で半田付けを行わなければならないので、現場での作業が手間となる。また、［２］の方法も、現場で配線の先端部にある弾性体接点をＬＥＤモジュールの電極に接触させなければならないので、現場での作業が手間となる。また、［３］の方法は、現場でコネクタを設置するだけでよいので、現場での作業が［１］［２］に比べて手間とならない。しかしながら、ＬＥＤモジュールの周辺に纏まった広いスペースがない場合等、コネクタを設置するスペースがない場合には、用いることができない。

そこで、本発明者は、図１１に示す参考例のＬＥＤ照明器具９のように、コネクタ９０を、可撓性のあるフレキシブル基板９１とそれに埋設された配線９６とから構成し、配線９６の一部に、フレキシブル基板９１からその面側に露出した接触端子９６ｂを設けることを考えた。そして、ＬＥＤモジュール３０を固定する固定部材４０に、押圧突起４９を設け、その押圧突起４９でフレキシブル基板９１の接触端子９６ｂ周辺を集中的にＬＥＤモジュール３０の電極３６ａに向けて押圧することで、この部分を押し曲げて、接触端子９６ｂを電極３６ａに接触させることを考えた。

この参考例によれば、ＬＥＤモジュール３０の周辺に纏まった広いスペースがない場合等にも、ＬＥＤモジュール３０と固定部材４０との間の隙間等、各隙間を利用して柔軟にコネクタ９０を設置することができる。しかしながら、押圧突起４９でフレキシブル基板９１の接触端子９６ｂ周辺を集中的に押圧してこの部分を押し曲げるため、この部分で、押圧突起４９がフレキシブル基板９１を貫通して絶縁破壊を起こすおそれがある。

そこで、フレキシブル基板を押し曲げなくても、接触端子を接続対象物の電極に接触させられるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の照明器具は、発光部と、発光部を囲む該発光部の複数の電極と、発光部と全ての前記電極とが実装された発光部基板と、前記電極に外部電源を接続するコネクタとを備え、コネクタは、可撓性のあるフレキシブル基板と、該フレキシブル基板に埋設された配線とを含み構成され、一枚のフレキシブル基板における、配線の全ての前記電極に対応する部分に、フレキシブル基板からその面側に露出するとともに周囲の配線部分に比べてフレキシブル基板の厚さ方向に厚く形成されたことで、フレキシブル基板からその厚さ方向に突出した接触端子が設けられ、前記一枚のフレキシブル基板が前記電極に向けて押し曲げられることなく、全ての前記電極に前記突出した接触端子が接触しており、前記一枚のフレキシブル基板には、前記配線として、一方の配線と他方の配線とが埋設され、前記接触端子は、一方の配線に設けられた複数の一方の接触端子と、他方の配線に設けられた複数の他方の接触端子とからなり、前記一枚のフレキシブル基板における、一方の配線の一方の接触端子どうしを繋ぐ部分が埋設された部分と、他方の配線の他方の接触端子どうしを繋ぐ部分が埋設された部分とは、発光部基板の側方で、発光部基板の面方向に対して直交する方向に延びていることを特徴とする。

コネクタの接続対象物は、特に限定されないが、ＬＥＤチップを備えた前記発光部を備えたＬＥＤモジュールであることが好ましい。但し、前記コネクタは、ＬＥＤモジュール以外の接続対象物に対しても使用することができる。

接触端子の厚さは、特に限定されないが、接触端子は、周囲の配線部分に比べてフレキシブル基板の厚さ方向に３０〜３００μｍ厚く形成されてことが好ましい。３０μｍに満たないと、接触端子がフレキシブル基板からその厚さ方向に十分に突出しないことで、接触端子が電極に十分に強く接触しないおそれがある一方、３００μｍを超えると接触端子が無駄に厚くなり過ぎるからである。より好ましくは、接触端子は、周囲の配線部分に比べてフレキシブル基板の厚さ方向に６０〜２００μｍ厚く形成されていることである。

本発明の照明器具は、特に限定されないが、次のＬＥＤ照明器具を例示する。すなわち、筐体と、ＬＥＤチップを備えた前記発光部を備えたＬＥＤモジュールと、筐体にＬＥＤモジュールを固定する固定部材と、ＬＥＤモジュールと固定部材との間の隙間に介装された前記コネクタとを含み構成され、１つの固定部材に、フレキシブル基板を全ての前記電極に向けて押圧することで、全ての前記電極に前記突出した接触端子を押圧する押圧部を備えたＬＥＤ照明器具である。ここで、このような押圧部を設けるのは、それにより、該突出した接触端子とＬＥＤモジュールの電極との接触をより確実なものにできるからである。

本発明よれば、フレキシブル基板を前記電極に向けて押し曲げなくても、突出した接触端子が全ての前記電極に接触するので、フレキシブル基板を押し曲げる必要性がなくなる。そのため、フレキシブル基板を押し曲げるために、フレキシブル基板の接触端子周辺を集中的に押圧する必要性もなくなり、この部分が貫通され難くなる。そのため、絶縁破壊も生じ難くなる。

（ａ）は、実施例１のＬＥＤ照明器具を示す斜視図、（ｂ）は、正面断面図である。実施例１のＬＥＤ照明器具を示す分解斜視図である。（ａ）は、実施例１のＬＥＤ照明器具のフレキシブル基板の基板材料の下面側を示す斜視図、（ｂ）は、上面側を示す斜視図、（ｃ）は、フレキシブル基板を示す斜視図である。（ａ）は、実施例１のＬＥＤ照明器具のフレキシブル基板の基板材料を示す平面図、（ｂ）は、正面断面図である。実施例２のＬＥＤ照明器具を示す分解斜視図である。（ａ）は、実施例３のＬＥＤ照明器具を示す斜視図、（ｂ）は、正面断面図である。実施例３のＬＥＤ照明器具を示す分解斜視図である。（ａ）は、実施例３のＬＥＤ照明器具のフレキシブル基板の上面側を示す斜視図、（ｂ）は、下面側を示す斜視図である。実施例４のＬＥＤ照明器具を示す平面図である。（ａ）は、変更例１のフレキシブル基板の基板材料を示す底面図、（ｂ）は、変更例２のフレキシブル基板の基板材料を示す底面図である。（ａ）は、参考例のＬＥＤ照明器具を示す斜視図、（ｂ）は、正面断面図である。

以下、本発明のコネクタ及びＬＥＤ照明器具を図面を参照に説明する。なお、以下では、図面に合わせて、ＬＥＤ基板の厚さ方向の一方及び他方を、それぞれ「上」「下」といい、ＬＥＤ基板の面方向の４方を、それぞれを「前」「後」「左」「右」というが、任意に回転させた状態、例えば「上」が前で「下」が後の状態等、で実施してもよい。

図１〜図４に示す実施例１のＬＥＤ照明器具１は、次に示す、筐体１０と、放熱体２０と、ＬＥＤモジュール３０と、固定部材４０と、コネクタ５０とを含み構成されている。

［筐体１０］
筐体１０は、ＬＥＤモジュール３０やその他の部材が取り付けられるケースである。この筐体１０の上面には、固定部材４０を螺着するためのネジ孔１４，１４が穿設されている。

［放熱体２０］
放熱体２０は、熱伝導性を向上させることでＬＥＤモジュール３０からの放熱性を向上させる目的と、ＬＥＤモジュール３０を筐体１０の上面よりも一段かさ上げすることで光の取出し効率を向上させる目的とで設けられた略直方体のブロックである。よって、この放熱体２０は、熱伝導性の高い材料（例えば、銅、アルミニウム又はそれらの合金、合成樹脂など）で設けられている。そして、この放熱体２０の下端部の四隅には、固定部材４０の係止爪４２，４２・・に係止される切欠２４，２４・・が凹設されている。

［ＬＥＤモジュール３０］
ＬＥＤモジュール３０は、次に示す、ＬＥＤ基板３１と、ＬＥＤチップ３２，３２・・と、封止枠３３と、封止体３４と、ＬＥＤ配線３６とを含み構成されている。

ＬＥＤ基板３１は、上下両面が平坦な略正方形の平板状の基板であって、放熱体２０の上面に設置される。このＬＥＤ基板３１は、全体が絶縁体の基板（例えば、窒化アルミニウムなどの絶縁材料のバルブ材からなる基板）であってもよいし、一部のみが絶縁体の基板（例えば、アルミニウムなどの金属材料の表面に絶縁層が形成された基板）であってもよい。

ＬＥＤチップ３２，３２・・は、ＬＥＤ基板３１の中央部の上面に左右方向に間隔を空けて碁盤目状に実装されている。

封止枠３３は、合成樹脂からなる略正方形の枠であって、ＬＥＤ基板３１の中央部の上面にＬＥＤチップ３２，３２・・を取り囲むようにして設置されている。そして、この封止枠３３の正方形は、ＬＥＤ基板３１の正方形に対して４５°傾いている。

封止体３４は、蛍光体を含有したシリコーン樹脂からなり、封止枠３３の内側に充填されている。そして、この封止体３４とその内側に封止されたＬＥＤチップ３２，３２・・とがＬＥＤモジュール３０の発光部を構成し、封止体３４の表面が発光面を構成している。

ＬＥＤ配線３６は、ＬＥＤチップ３２，３２・・に電力を供給するための配線であって、ＬＥＤ基板３１の上面に設置された導電体の層（例えば、金属箔）からなる。そして、このＬＥＤ配線３６の一部、詳しくは、ＬＥＤ基板３１の上面の四隅に位置する部分には、封止枠３３の外方に露出した電極３６ａ，３６ａ・・が設けられている。

［固定部材４０］
固定部材４０は、筐体１０にＬＥＤモジュール３０を固定するための部材であって、弾力性が高い薄板材（例えば、ステンレス板、燐青銅板、銅板、真鍮板などの金属板、合成樹脂板など）がプレス加工によって折り曲げられて形成されている。この固定部材４０は、ＬＥＤモジュール３０と放熱体２０とを上方から覆う下方に開口した箱状の箱状部４０ａと、該箱状部４０ａの下端の前端から前方及び後端から後方に突出した固定用突起４０ｂ，４０ｂとを含み構成されている。

そして、この固定部材４０の箱状部４０ａの上部の中央部には、封止体３４を露出させるための透光窓４３が設けられている。また、この固定部材４０の箱状部４０ａの下端の四隅には、放熱体２０の切欠２４，２４・・を係止する係止爪４２，４２・・が設けられている。そして、この固定部材４０のコネクタ５０の上面と接触する部分、詳しくは、箱状部４０ａの下面の透光窓４３の各辺の外側に位置する部分は、コネクタ５０のフレキシブル基板５１の上面を下方に押し曲げることなく押圧することで、コネクタ５０の接触端子５６ｂ，５６ｂ・・をＬＥＤモジュール３０の電極３６ａ，３６ａ・・に押圧する押圧部４５，４５・・を構成している。

また、この固定部材４０の固定用突起４０ｂ，４０ｂには、ネジＳ１，Ｓ１を通すためのネジ通孔４４，４４が貫設されている。そして、ネジＳ１，Ｓ１がそのネジ通孔４４，４４に通されてから筐体１０のネジ穴１４，１４に螺着されたことで、この固定部材４０は、その内側にコネクタ５０とＬＥＤモジュール３０と放熱体２０とを内包した状態で、筐体１０に固定されている。

［コネクタ５０］
コネクタ５０は、ＬＥＤモジュール３０の電極３６ａに外部電源（図示略）を接続するための部材であって、ＬＥＤモジュール３０と固定部材４０との間の隙間に介装されている。このコネクタ５０は、次に示す、フレキシブル基板５１と、コネクタ配線５６とを含み構成されている。

フレキシブル基板５１は、可撓性及び絶縁性を有する基板であって、基板材料５１ｐが折り曲げられて形成されている。その基板材料５１ｐは、合成樹脂（例えば、ポリアミド、液晶ポリマー、結晶性ポリマーなど）からなるフレキシブル絶縁層５１ｅの表面（下面）に、同じく合成樹脂からなる厚さＡ＝２０μｍ程度の絶縁カバーフィルム５１ｆが結合されて構成されている。このフレキシブル基板５１は、ＬＥＤモジュール３０と放熱体２０の上部とを上方から覆う下方に開口した箱状の箱状部５１ａと、その箱状部５１ａの右下の端から下方に延びたのち右方に延びる入力側突起５１ｂとを含み構成されている。そして、このフレキシブル基板５１の箱状部５１ａの上部の中央部には、封止体３４を露出させるための透光窓５３が貫設されている。

コネクタ配線５６，５６は、ＬＥＤモジュール３０の電極３６ａ，３６ａ・・に外部電源（図示略）を接続するための配線であって、フレキシブル基板５１のフレキシブル絶縁層５１ｅと絶縁カバーフィルム５１ｆとの間に埋設された厚さＢ＝２０〜５０μｍ程度の導電体の層（例えば、胴箔等の金属箔）からなる。

そして、このコネクタ配線５６，５６の一部、詳しくは、入力側突起５１ｂの右端部に位置する部分の上面には、フレキシブル基板５１から露出した入力側の接触端子５６ａ，５６ａが設けられている。そして、この入力側の接触端子５６ａ，５６ａが外部電源（図示略）の電極に接触する。

また、このコネクタ配線５６，５６の別の一部、詳しくは、透光窓５３の各辺の外側に位置する部分の下面には、フレキシブル基板５１から露出するとともに周囲の配線部分に比べて下方に付加厚さＢ^＋＝７０〜１２０μｍ程度厚く形成されたことで、フレキシブル基板５１から絶縁カバーフィルム５１ｆの下面よりも下方に５０〜１００μｍ程度突出した出力側の接触端子５６ｂ，５６ｂ・・が設けられている。そのため、出力側の各接触端子５６ｂは、フレキシブル基板５１の該接触端子５６ｂ周辺をＬＥＤモジュール３０の電極３６ａに向けて押し曲げなくても、該電極３６ａに接触するようになっている。

出力側の各接触端子５６ｂは、次のようにして形成する。すなわち、まず、絶縁カバーフィルム５１ｆの透光窓５３の各辺の外側に位置する部分を除去してコネクタ配線５６の一部を露出させる。次に、その露出させたコネクタ配線５６の一部に、メッキバンプ（電解メッキによる銅の析出）を行う。その後、メッキバンプの表面（下面）に、金メッキを行い接点とする。この金メッキは、メッキバンプの腐食を防止して接触抵抗の増大を防止する目的で行うものである。以上により、各接触端子５６ｂを形成する。

本実施例１によれば、次の［Ａ］〜［Ｃ］の効果を得ることができる。

［Ａ］コネクタ５０は、その基板に可撓性のあるフレキシブル基板５１を用いているので、本実施例１のようにＬＥＤモジュール３０の周辺に纏まった広いスペースがない場合等にも、ＬＥＤモジュール３０と固定部材４０との間の隙間を利用して柔軟にコネクタ５０を設置することができる。

［Ｂ］フレキシブル基板５１をＬＥＤモジュール３０の電極３６ａ，３６ａ・・に向けて押し曲げなくても、突出した出力側の接触端子５６ｂ，５６ｂ・・がＬＥＤモジュール３０の電極３６ａ，３６ａ・・に接触するので、フレキシブル基板５１を押し曲げる必要性がなくなる。そのため、フレキシブル基板５１を押し曲げるために、フレキシブル基板５１の接触端子５６ｂ，５６ｂ・・周辺を集中的に押圧する必要性もなくなり、この部分が貫通され難くなる。そのため、絶縁破壊も生じ難くなる。

［Ｃ］固定部材４０の押圧部４５が、その固定部材４０の弾力性でフレキシブル基板５１を下方に押圧することで、出力側の接触端子５６ｂ，５６ｂ・・をＬＥＤモジュール３０の電極３６ａ，３６ａ・・に押圧するため、出力側の接触端子５６ｂ，５６ｂ・・とＬＥＤモジュール３０の電極３６ａ，３６ａ・・との間に反発力や接触抵抗がある場合等にも、それらに抗して両者の接触を確実なものにすることができる。

図５に示す本実施例２のＬＥＤ照明器具２は、実施例１のＬＥＤ照明器具１と比べて次の［ア］の点で相違し、その他の点で同様である。
［ア］放熱体２０が、略直方体のブロックではなく円柱状のブロックであり、それに合わせて、固定部材４０及びコネクタ５０も丸みを帯びた形状をしている点。

本実施例２によっても、実施例１に記載の［Ａ］〜［Ｃ］の効果を得ることができる。

図６〜図８に示す本実施例３のＬＥＤ照明器具３は、実施例１のＬＥＤ照明器具１と比べて次の［ア］〜［キ］の点で相違し、その他の点で同様である。
［ア］ＬＥＤ照明器具３は、放熱体２０を備えない点。
［イ］筐体１０に、固定部材４０を螺着するためのネジ孔１４，１４の他に、コネクタ５０を螺着するためのネジ孔１５，１５が設けられている点。
［ウ］ＬＥＤモジュール３０は、放熱体２０の上面にではなく、筐体１０の上面に直接設置されている点。
［エ］固定部材４０は、下方に開口した箱状ではなく、前後方向に長くて左右方向に幅をもつ平板状である点。
［オ］固定部材４０は、放熱体２０を係止する係止爪４２，４２・・の代わりに、ＬＥＤ基板３１を係止する係止爪４６，４６・・を備えている点。その係止爪４６，４６は、固定部材４０の透光窓４３の各辺の近傍に位置する部位が、略コ字形に切り込まれて形成されている。
［カ］フレキシブル基板５１は、下方に開口した箱状ではなく、左右方向に長くて前後方向に幅をもつ平板状である点。
［キ］フレキシブル基板５１に、ネジＳ２，Ｓ２を通すためのネジ通孔５５，５５が貫設されている点。

本実施例３によっても、実施例１に記載の［Ａ］〜［Ｃ］の効果を得ることができる。

図９に示す本実施例４のＬＥＤ照明器具４は、実施例３のＬＥＤ照明器具３と比べて、次の［ア］［イ］の点で相違し、その他の点で同様である。
［ア］コネクタ５０は、透光窓５３を備えず、代わりに、封止体３４を露出させる形で左右２つに分離されている点。
［イ］固定部材４０は、透光窓４３を備えず、代わりに、封止体３４を露出させる形で左右２つに分離されている点。

本実施例４によっても、実施例１に記載の［Ａ］〜［Ｃ］の効果を得ることができる。

なお、本発明は前記実施例１〜４に限定されるものではなく、例えば次の変更例１〜５のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。

［変更例１］
図１０（ａ）に示すように、出力側の各接触端子５６ｂの形状を任意の形状に変更してもよい。

［変更例２］
図１０（ｂ）に示すように、コネクタ配線５６の出力側の同一の露出部に、複数の突出した接触端子５６ｂ，５６ｂを設けてもよい。

［変更例３］
入力側の各接触端子５６ａも、出力側の各接触端子５６ｂと同様にフレキシブル基板５１から突出させてもよい。

［変更例４］
出力側の各接触端子５６ｂに金メッキを行う代わりに、ニッケル等の他の金属のメッキを行ってもよい。

［変更例５］
入力側の各接触端子５６ａやＬＥＤモジュール３０の各電極３６ａに、金やニッケル等の各種金属のメッキを行ってもよい。露出した導電体の層（例えば、金属箔）の腐食を防止することができ、それにより、接触抵抗の増大を防止することができるからである。

１ＬＥＤ照明
２ＬＥＤ照明
３ＬＥＤ照明
４ＬＥＤ照明
１０筐体
３０ＬＥＤモジュール（接続対象物）
３２ＬＥＤチップ
３６ａＬＥＤモジュールの電極
４０固定部材
４５押圧部
５０コネクタ
５１フレキシブル基板
５６コネクタ配線（配線）
５６ｂ出力側の接触端子（突出した接触端子）

Claims

発光部と、発光部を囲む該発光部の複数の電極（３６ａ）と、発光部と全ての前記電極（３６ａ）とが実装された発光部基板（３１）と、前記電極（３６ａ）に外部電源を接続するコネクタ（５０）とを備え、
コネクタ（５０）は、可撓性のあるフレキシブル基板（５１）と、該フレキシブル基板（５１）に埋設された配線（５６）とを含み構成され、
一枚のフレキシブル基板（５１）における、配線（５６）の全ての前記電極（３６ａ）に対応する部分に、フレキシブル基板（５１）からその面側に露出するとともに周囲の配線部分に比べてフレキシブル基板（５１）の厚さ方向に厚く形成されたことで、フレキシブル基板（５１）からその厚さ方向に突出した接触端子（５６ｂ）が設けられ、
前記一枚のフレキシブル基板（５１）が前記電極（３６ａ）に向けて押し曲げられることなく、全ての前記電極（３６ａ）に前記突出した接触端子（５６ｂ）が接触しており、
前記一枚のフレキシブル基板（５１）には、前記配線（５６）として、一方の配線（５６）と他方の配線（５６）とが埋設され、
前記接触端子（５６ｂ）は、一方の配線（５６）に設けられた複数の一方の接触端子（５６ｂ）と、他方の配線（５６）に設けられた複数の他方の接触端子（５６ｂ）とからなり、
前記一枚のフレキシブル基板（５１）における、一方の配線（５６）の一方の接触端子（５６ｂ）どうしを繋ぐ部分が埋設された部分と、他方の配線（５６）の他方の接触端子（５６ｂ）どうしを繋ぐ部分が埋設された部分とは、発光部基板（３１）の側方で、発光部基板（３１）の面方向に対して直交する方向に延びていることを特徴とする照明器具。
筐体（１０）と、ＬＥＤチップ（３２）を備えた前記発光部を備えたＬＥＤモジュール（３０）と、筐体（１０）にＬＥＤモジュール（３０）を固定する固定部材（４０）と、ＬＥＤモジュール（３０）と固定部材（４０）との間の隙間に介装された前記コネクタ（５０）とを含み構成され、
１つの固定部材（４０）に、フレキシブル基板（５１）を全ての前記電極（３６ａ）に向けて押圧することで、全ての前記電極（３６ａ）に前記突出した接触端子（５６ｂ）を押圧する押圧部（４５）を備えた請求項１記載の照明器具。