JP6767086B2 - Ｌｅｄ電球 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤ電球に関する。

近年、ハロゲン電球からＬＥＤ電球への置き換えが急速に進んでおり、ＬＥＤ電球の需要がますます高くなっている。ＬＥＤ電球においては、外部電源からの電力を、電源用基板においてＬＥＤ素子の規格に適した電圧等に変換した後、ＬＥＤ素子に供給する。

従来、外部電源との電気的接続部分と電源用基板とは、フレキシブルなリード線により接続されている（例えば、特許文献１、特に、図１を参照）。

特許第５２７６２３９号公報

本発明者は、外部電源との電気的接続部分と電源用基板とをリード線により接続する作業は煩雑であり、改善の余地があると考えるに至った。

本発明は、上記の課題に鑑み、外部電源との電気的接続部分と電源用基板とを効率良く接続することが可能なＬＥＤ電球を提供することを目的とする。

本発明は、ＬＥＤ電球であって、外部電源に接続するためのリードピンと、前記リードピンを一端側で固定している口金と、前記口金の他端側に収容された電源用基板とを備え、前記リードピンは、外側に突出した側とは反対側の他端が前記電源用基板と電気的に接続されていることを特徴とする。

本発明において、「リードピン」とは、ある程度の硬さを有しており、製造時における加工工程等で変形させない限り変形しないものをいう。リードピンの形成材質としては、例えば、ニッケル、銅、銅合金等が挙げられる。

前記構成によれば、リードピンの外側（外部電源側）に突出した側とは反対側の他端が電源用基板と電気的に接続されている。従って、当該ＬＥＤ電球を製造する際は、リードピンが一端側で固定されている口金を準備し、前記口金の他端側に電源用基板を配置すれば、リードピンの他端が電源用基板に接触する。このように、前記構成によれば、リードピンと電源用基板とを効率良く接続することが可能となる。

前記構成においては、前記電源用基板には、電子部品が搭載されており、前記リードピンは、前記電子部品を避けるように屈曲されて、前記電源用基板と電気的に接続されている、という構成でもよい。

電源用基板の口金側に電子部品が搭載されていると、リードピンを屈曲させることなくそのまま電源用基板にまで延伸することにすると、電子部品の配置が制約されてしまう。そこで、リードピンを、電子部品を避けるように屈曲させれば、電子部品の配置を制約することなく、リードピンと電源用基板とを電気的に接続することができる。

本発明のＬＥＤ電球によれば、外部電源との電気的接続部分と電源用基板とを効率良く接続することが可能なＬＥＤ電球を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るＬＥＤ電球を模式的に示す全体斜視図である。 図１に示したＬＥＤ電球のカバーが取り外された状態における全体斜視図である。 図１に示したＬＥＤ電球の正面図である。 図１に示したＬＥＤ電球の側面図である。 図１に示したＬＥＤ電球の底面図である。 図１に示したＬＥＤ電球の全体分解斜視図である。 図３に示したＬＥＤ電球のＢ−Ｂ断面図である。 図３に示したＬＥＤ電球のＥ−Ｅ断面図である。 図４に示したＬＥＤ電球のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）は、図１に示したＬＥＤ電球のリードピン及び口金の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示したリードピンの斜視図である。

以下、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ電球について、図１〜図１０を参酌して説明する。

図１〜図１０に示すように、本実施形態に係るＬＥＤ電球１は、発光する複数（本実施形態においては４つ）のＬＥＤ素子２と、先端側に開口部４２１を有し、ＬＥＤ素子２を内部に収容するＬＥＤケース４と、開口部４２１を覆うカバー５と、ＬＥＤケース４の開口部４２１とは反対側（以下、「末端ともいう」）に接続された口金７と、外部電源に接続するためのリードピン７３とを備えている。

本実施形態において、ＬＥＤ電球１は、低電圧ＬＥＤ電球である。低電圧ＬＥＤ電球とは、低電圧（一般的には、直流１２Ｖ）で正常に点灯するＬＥＤ電球である。従って、直流１２Ｖ以外の電源に接続して使用可能とするために、内部（本実施形態では、電源部６）で電圧を１２Ｖに変更している。ただし、本発明におけるＬＥＤ電球は、低電圧ＬＥＤ電球に限定されず、高電圧（一般的には、直流１００Ｖ）ＬＥＤ電球であってもよく、ＬＥＤ素子を発光させて電球として使用するものであれば、特に限定されない。

口金７は、ＬＥＤケース４の末端の形状に対応した円筒形状の接続部７２と、接続部７２から連続的に形成された、断面が中空矩形状である矩形筒状部７１と、矩形筒状部７１を塞ぐように形成された平板状のベース部７４（図５、図１０（ｂ）参照）とを備えている。また、口金７の内部は、シリカ充填材入りの封止樹脂により封止されている（図示せず）。

口金７を構成する円筒形状の接続部７２、矩形筒状部７１、平板状のベース部７４、及び、前記封止樹脂は、同一の樹脂材料で形成されていることが好ましい。同一の樹脂材料で形成されていれば、口金の強度のさらなる向上が期待できる。また、口金７内の気密性が向上する。ただし、本発明においてはこの例に限定されず、口金の一部分が他の部分と異なる樹脂材料で形成されていても問題ない。また、口金を構成する材料と前記封止樹脂とが異なる材料であっても問題ない。口金７を形成する樹脂としては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等を挙げることができる。なお、口金は、樹脂ではなく、金属であっても構わない。

口金７の一端側（外部電源に接続する側）にあるベース部７４には、リードピン７３が固定されている。

口金７の他端側内部には、電源部６が収容されている。電源部６は、外部電源から入力された電力を１２Ｖ直流に変換する機能を含む。電源部６は、電源用基板６１を備えており、電源用基板６１には、電解コンデンサ６２ａと電解コンデンサ６２ｂとの２つの電解コンデンサを含む各種の電子部品が設けられている（図９参照）。電解コンデンサ６２ａと電解コンデンサ６２ｂとは、ＬＥＤ素子２に対して、並列に接続されている。

ここで、電解コンデンサを２つ並列に接続して使用する理由について説明する。
ＬＥＤ電球の技術分野においては、光源のちらつき発生が問題視されており、ちらつきを抑えるための方策が検討されている。このちらつきは、これまでは、低電圧電球においては大きな問題とはされていなかった。しかしながら、本発明者らは、さらなる性能向上の観点から、低電圧ＬＥＤ電球においてもちらつき抑制対策を行うべきと考えるに至った。従来、ちらつきを抑制する方法として、高電圧ＬＥＤ電球においては、電源部に電解コンデンサを搭載する手法が知られている（例えば、特開２０１２−２２８９２号公報参照）。
そこで、低電圧ＬＥＤ電球においても、ちらつきを抑制するためには、電源部に電解コンデンサを搭載する方法が考えられる。しかしながら、電解コンデンサを、ＬＥＤ素子と口金との間のスペースに配置すると、その分だけかさ高くなり、従来の低電圧ハロゲン電球よりも胴長となってしまう。その結果、低電圧ハロゲン電球の代替として使用した場合に、電球が飛び出してしまい、見栄えが悪くなる。
そこで、本発明者らは、口金内に電解コンデンサを配置することに想到した。しかしながら、低電圧ＬＥＤ電球は規格により口金が小型であるために、口金内に容易に納めることはできない。特に、電解コンデンサは、一般的にサイズが大きいほど容量が大きいため、ちらつきを好適に抑制するためには、ある程度の大きさのものを使用する必要がある。そのため、１つの電解コンデンサで必要な容量を確保しようとすると、電解コンデンサの平面視直径が、口金７の矩形筒状部７１の断面における内壁短辺の長さよりも大きくなり、口金７内に納めることができなくなる。そこで、必要な容量を、２つの電解コンデンサに分け、比較的小さな電解コンデンサを２つ設けることにより、口金内に納めることを可能とした。その結果、汎用の電解コンデンサを適宜選択して口金内に納めることが可能となる。
以上、電解コンデンサを２つ並列に接続して使用する理由について説明した。

リードピン７３において、外側に突出した側の部分７３ａは、外部電源と接続される。一方、リードピン７３の部分７３ａとは反対側の他端７３ｂは、電源用基板６１を貫通した後、図示しないハンダにて電源用基板６１と電気的に接続されている（図７参照）。ここでＬＥＤ電球１を製造する際は、リードピン７３が一端側で固定されている口金７を準備し、口金７の他端側に電源用基板６１を配置する。そして、電源用基板６１を口金に押しつけた状態でリードピン７３と電源用基板６１とをハンダ等により電気的に接続する。従って、接続後は、リードピン７３の延伸方向に電源用基板６１が移動することを抑制することができる。

本実施形態では、リードピン７３は、電解コンデンサ６２ａと電解コンデンサ６２ｂとを避けるように屈曲されて電源用基板６１と電気的に接続されている（図８参照）。具体的は、矩形筒状部７１の断面における長辺Ｙ（図８参照）の中央部且つ矩形筒状部７１の断面における短辺Ｘ（図８参照）の両端にそれぞれ１つのピンがくるように、ベース部７４内において２回屈曲されている（図１０（ｂ）参照）。これにより、断面が円形の電解コンデンサ６２と矩形筒状部７１の壁面との隙間にリードピン７３が配置されている。また、リードピン７３は、部分７３ａと屈曲部との間において径が太くなっている部分７３ｃが存在する（図９参照）。部分７３ｃが存在するため、リードピン７３の抜け落ちをより抑制することができる。
なお、リードピン７３は、部分７３ａと他端７３ｂ側と部分７３ｃとで太さが異なるが同一の材質であり太さを異ならせたものである。すなわち、部分７３ａは、外部電源との接続に適した太さとし、他端７３ｂ側は、リードピンを口金７内において電子部品を避けつつ挿通させるためにある程度細く形成し、部分７３ｃは、抜け落ちを抑制するために部分的に太く形成されているだけであり、同一の材料で形成されている。

口金７の形状は、一般的に、規格によって定められている。本実施形態のような低電圧電球においては、例えば、ＧＸ５．３、ＧＵ５．３、ＥＺ１０等を使用することが定められている。このような低電圧電球用の口金は、高電圧タイプの電球で規格化されている口金と比較して小型である。そのため、特に、ＬＥＤ電球１が低電圧ＬＥＤ電球の場合、その製造の際、リードピンと電源用基板とを効率良く接続することが可能となる。本実施形態では、口金７がＧＵ５．３タイプである場合について説明するが、ＧＵ５．３以外の上記で例示したタイプの口金であってもよい。

リードピン７３が固定された口金７の形成方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。
＜方法１＞
（１）ベース部７４となる平板状の樹脂板にリードピン７３が固定されたものを準備する。
（２）リードピン７３が固定された前記樹脂板を圧縮成形機内に配置する。
（３）圧縮成形により、ベース部７４に連続するように矩形筒状部７１と円筒形状の接続部７２とを形成する。以上により、リードピン７３がベース部７４に固定された口金７を得る。
＜方法２＞
（１）リードピン７３を圧縮成形機内に配置する。
（２）圧縮成形により、リードピンが口金７のベース部７４を貫通するように口金７形成する。
＜方法３＞
（１）圧縮成形により口金７を形成する。
（２）口金７のベース部７４に貫通孔を形成し、前記貫通孔にリードピン７３を挿通する。

ＬＥＤ電球１は、ＬＥＤケース４とカバー５とを接続する接続機構３を備えている。

接続機構３は、図２、図６、図７及び図９に示すように、ＬＥＤケース４とカバー５とを接続する接続体３１を備えている。接続機構３は、接続体３１とカバー５とを固定するための複数（本実施形態においては３つ）の第１固定部３２と、接続体３１とＬＥＤケース４と口金７とを固定するための複数（本実施形態においては３つ）の第２固定部３３とを備えている。なお、本実施形態においては、第１固定部３２及び第２固定部３３は、雄ネジとしている。

ＬＥＤケース４は、図２、図６、図７及び図９に示すように、ＬＥＤ素子２が搭載されるＬＥＤ基板４１と、開口部４２１のある先端側に向けて拡径し、ＬＥＤ基板４１を固定するＬＥＤケース本体４２とを備えている。ＬＥＤケース４は、筒状のＬＥＤケース本体４２で、周壁部を構成し、ＬＥＤ基板４１で、基端側を閉塞して基端面（底面）を構成している。

ＬＥＤ基板４１は、先端側の面の中央部にＬＥＤ素子２を固定している。ＬＥＤ基板４１は、ＬＥＤ素子２よりも外方に、第２固定部３３に挿通される孔４１１を複数（本実施形態においては３つ）備えている。

なお、ＬＥＤ素子２とＬＥＤ基板４１とを合わせて、光源部ともいう。ＬＥＤ基板４１は、熱伝導率が大きくなるように形成されている。本実施形態においては、ＬＥＤ基板部４１は、金属（例えば、アルミ）で形成されている。

ＬＥＤケース本体４２は、熱伝導率が大きくなるように形成されている。本実施形態においては、ＬＥＤケース本体４２は、金属（例えば、アルミ）で形成されている。

ＬＥＤケース本体４２は、ＬＥＤ基板４１から伝導された熱を外部に放出すべく、径方向に突出する複数のフィンを備えている。
また、ＬＥＤケース本体４２は、ＬＥＤ基板４１を支持する基板支持部４２３を有しており、基板支持部４２３は、ＬＥＤ基板部４１を基端側から支持していると共に、口金７を先端側から支持している。

本実施形態では、ＬＥＤ基板４１と電源用基板６１とが平行となるように配置されている。ＬＥＤ基板４１と電源用基板６１とが平行であると、ＬＥＤ基板４１と電源用基板６１との距離を近づけることができ、ＬＥＤ電球１の胴部分の長さを短くすることができる。なお、電解コンデンサ６２は、ＬＥＤ基板４１と電源用基板６１との間には位置しておらず、口金７内に位置している。その結果、電解コンデンサ６２を配置したことにより、ＬＥＤ電球１の胴部分の長さが長くなることはない。その結果、低電圧ハロゲン電球と同等の形状とし易い。

カバー５は、図７及び図９に示すように、ＬＥＤケース４の開口部４２１を覆う平板状のカバー部５１と、ＬＥＤ素子２の光が入射される光学系５２とを備えている。カバー５は、第１固定部３２に挿通される複数（本実施形態においては３つ）の孔５４（図６参照）を備えている。カバー５は、透光性を有して形成されている。本実施形態においては、カバー５は、ポリカーボネートやアクリル樹脂等の透光性樹脂で形成されている。

光学系５２は、カバー部５１から基端側に向けて突出している。光学系５２は、ＬＥＤ素子２の光軸を長軸とした半楕円状のレンズを並列している。

以上、本実施形態に係るＬＥＤ電球１によれば、リードピン７３の外側（外部電源側）に突出した側の部分７３ａとは反対側の他端７３ｂが電源用基板６１と電気的に接続されている。従って、ＬＥＤ電球１を製造する際は、リードピン７３が一端側で固定されている口金７を準備し、口金７の他端側に電源用基板６１を配置すれば、リードピン７３の他端７３ｂが電源用基板６１に接触する。このように、ＬＥＤ電球１によれば、リードピン７３と電源用基板６１とを効率良く接続することが可能となる。
また、ＬＥＤ電球１によれば、リードピン７３を、電子部品（特に、電解コンデンサ６２）を避けるように屈曲させているため、電子部品の配置を制約することなく、リードピン７３と電源用基板６１とを電気的に接続することができる。

上述した実施形態では、リードピンを２回屈曲させる場合について説明したが、屈曲方法は特に限定されず、２回以上であってもよい。

上述した実施形態では、リードピン７３を電解コンデンサ６２と矩形筒状部７１の壁面との隙間に配置する場合について説明したが、本発明においてリードピンの配置は、電子部品を避けるように屈曲すればこの例に限定されない。例えば、２つの電解コンデンサを矩形筒状部７１の長辺Ｙ方向の両サイドに配置し、長辺Ｙ方向の中央部且つ短辺Ｘ方向の中央部に２つのリードピンが配置されるように屈曲させてもよい。

上述した実施形態では、リードピン７３をベース部７４内において屈曲させる場合について説明したが、本発明においてリードピンを屈曲させる箇所は限定されない。例えば、ベース部内においては屈曲させず、口金内に入った直後の部分において屈曲させてもよい。

上述した実施形態では、主に電解コンデンサ６２を避けるようにリードピン７３を屈曲させて配置する場合について説明したが、本発明においてはこの例に限定されず、電源用基板に電解コンデンサが設けられていない構成とし、電解コンデンサ以外の電子部品を避けるようにリードピンが屈曲されている構成であってもよい。

上述した実施形態では、リードピン７３の他端７３ｂと電源用基板６１とをハンダにて電気的に接続する場合について説明した。しかしながら、本発明において電気的に接続する方法は、この例に限定されず、例えば、溶接にて電気的に接続してもよい。また、単に接触させるだけでもよい。

上述した実施形態では、口金７が、円筒形状の接続部７２と断面が中空矩形状である矩形筒状部７１と平板状のベース部７４とから構成される形状である場合ついて説明した。しかしながら、本発明において口金の外側の形状や内部の形状は、特に限定されない。例えば、断面内側形状がどの断面においても円形である口金であってもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した例に限定されるものではなく、本発明の構成を充足する範囲内で、適宜設計変更を行うことが可能である。

１…ＬＥＤ電球、２…ＬＥＤ素子、３…接続機構、４…ＬＥＤケース、５…カバー、６…電源部、７…口金、３１…接続体、３２…第１固定部、３３…第２固定部、４１…ＬＥＤ基板、４２…ＬＥＤケース本体、５１…カバー部、５２…光学系、５４…孔、６１…電源用基板、６２（６２ａ、６２ｂ）…電解コンデンサ、７１…矩形筒状部、７２…接続部、７３…リードピン、７３ａ…リードピン７３の外側に突出した側の部分、７３ｂ…リードピン７３の部分７３ａとは反対側の他端、７４…ベース部、４１１…孔、４２１…開口部、４２３…基板支持部

Claims (1)

1. 外部電源に接続するためのリードピンと、
   前記リードピンを一端側で固定している口金と、
   前記口金の他端側に収容された電源用基板と
   を備え、
   前記電源用基板には、電子部品が搭載されており、
   前記口金は、前記一端側にベース部を有しており、
   前記リードピンは、前記電子部品を避けるように前記ベース部を構成する部材の内部において屈曲されて、外側に突出した側とは反対側の他端が前記電源用基板を貫通した後、前記電源用基板と電気的に接続されていることを特徴とするＬＥＤ電球。

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