JP6948834B2 - 光源ユニット、照明器具及び光源ユニットの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電源ユニットからの給電ケーブルが接続されるコネクタを備える光源ユニット、照明器具及び光源ユニットの製造方法に関する。

従来、電源ユニットからの給電ケーブルが接続されるコネクタを備える光源ユニットが知られている。光源ユニットは、例えば天井等から吊り下げて設置される器具本体に取り付けられ、これにより照明器具が構成されている。照明器具は、例えばＬＥＤ光源素子が列状に配置された長尺の基板が取り付けられるプレートと、ＬＥＤ光源素子から出射される光を透過して拡散しプレートを覆うカバーとを備えている。照明器具において、基板には、光源に電力を供給する電源ユニットからの給電ケーブルが裏面から表面にかけて引き回されている。これにより、引き回された給電ケーブルが、カバーの外側から透けて点灯中に影になるおそれがある。また、給電ケーブルの線長が長くなるため、ノイズ増大、材料コスト増大及び組立作業悪化という課題が生じる。

これらの課題を解決することを目的として、特許文献１には、基板及び基板が取り付けられる取付部材に貫通孔が形成された光源ユニットが開示されている。特許文献１は、貫通孔に端子が挿入されており、端子の一端が基板に接続され、端子の他端が給電ケーブルを収納するハウジングに接続される。よって、給電ケーブルが基板の裏面から表面にかけて引き回されることが抑制される。また、特許文献１は、接続部材によって貫通孔を閉塞し、貫通孔から異物が侵入することを抑制しようとするものである。また、特許文献２にも、基板及び基板取付台に貫通孔が形成された光源モジュールが開示されている。特許文献２も、コネクタが、貫通穴を塞ぐように基板及び基板取付台に挿入されて取り付けられる。

特開２０１６−０４６０４７号公報 特開２０１２−１２３９４３号公報

しかし、特許文献１及び特許文献２に開示された光源ユニットは、取付部材又は基板取付台が金属であるため、取付部材又は基板取付台と端子との間の距離を広げる必要がある。このため、設計制約が多い。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、設計制約が少ない光源ユニット、照明器具及び光源ユニットの製造方法を提供するものである。

本発明に係る光源ユニットは、光源が配置される表面から表面の反対側である裏面まで貫通する貫通孔が形成された基板と、基板が取り付けられる一面から一面の反対側である他面まで貫通するプレート開口が形成されたプレートと、プレート開口を覆うように設けられ、一面の側から他面の側に貫通するホルダ孔が形成された電気絶縁性を有するコネクタホルダと、光源に点灯電力を供給する経路である給電ケーブルが接続され、コネクタホルダに取り付けられるコネクタとを備え、コネクタは、コネクタホルダに取り付けられるレセプタクルと、レセプタクルに設けられ、貫通孔、プレート開口及びホルダ孔に挿入され、一端が基板に接続され、他端が給電ケーブルに接続される端子と、を有し、レセプタクルは、プレート開口及び貫通孔に跨って配置されており、端子の他端が、斜め上方を向いている。

本発明によれば、端子を有するコネクタが、電気絶縁性を有するコネクタホルダに取り付けられている。このため、コネクタホルダの大きさを変えるだけで、端子とフレームとの間の距離を充分に確保することができる。従って、設計制約が少ない。

本発明の実施の形態１に係る照明器具１を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る照明器具１を示す正面図である。 本発明の実施の形態１に係る照明器具１を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る照明器具１を示す分解正面図である。 本発明の実施の形態１におけるカバー２５を示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係る光源ユニット２を示す断面図である。 本発明の実施の形態１におけるコネクタ２４を示す拡大斜視図である。 本発明の実施の形態１におけるコネクタ２４を示す拡大斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る光源ユニット２の絶縁距離を示す断面図である。 本発明の実施の形態２に係る光源ユニット１００を示す断面図である。 本発明の実施の形態２に係る光源ユニット１００の絶縁距離を示す断面図である。

実施の形態１．
以下、本発明に係る光源ユニット、照明器具及び光源ユニットの製造方法の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る照明器具１を示す斜視図であり、図２は、本発明の実施の形態１に係る照明器具１を示す正面図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る照明器具１を示す分解斜視図であり、図４は、本発明の実施の形態１に係る照明器具１を示す分解正面図である。図１、図２、図３及び図４に基づいて、照明器具１について説明する。図１、図２、図３及び図４に示すように、照明器具１は、本体ユニット３と、光源ユニット２と、電源ユニット４とを備えている。

本体ユニット３は、天井等の取付面に直接取り付けられる部材であり、断面台形状且つ長尺状をなしている。光源ユニット２は、複数の光源２０が配置された基板２１がカバー２５で覆われた部材であり、本体ユニット３の照射面側に取り付けられている。電源ユニット４は、点灯電力を生成し、本体ユニット３の内側に収納され、給電ケーブル５に接続される機器である。給電ケーブル５は、光源２０に点灯電力を供給する経路であり、二次側ハーネスとも呼称される。

図５は、本発明の実施の形態１におけるカバー２５を示す断面図である。次に、光源ユニット２について詳細に説明する。光源ユニット２は、カバー２５を備えており、図５に示すように、カバー２５は、取付部２５ａと照射部２５ｂとを有している。取付部２５ａは、爪形状をなしており、本体ユニット３に引っ掛かることによって、カバー２５が本体ユニット３に取り付けられる。照射部２５ｂは、断面円弧状をなしており、光源２０から照射された光を配光する。

図６は、本発明の実施の形態１に係る光源ユニット２を示す断面図である。図６に示すように、光源ユニット２は、カバー２５のほかに、光源２０と、基板２１と、プレート２２と、コネクタホルダ２３と、コネクタ２４とを備えている。光源２０は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子である。光源２０は、複数設けられており、基板２１上に列状に配置されている（図１参照）。基板２１は、長尺状をなしており、表面２１ａと裏面２１ｂとを有している。表面２１ａには、光源２０等が配置されている。裏面２１ｂは、表面２１ａの反対側の面であり、プレート２２に取り付けられている。また、基板２１には、表面２１ａから裏面２１ｂまで貫通する貫通孔２１ｃが形成されている。更に、基板２１は、導電部２１ｄを有している。導電部２１ｄは、コネクタ２４の端子２４ｂの一端が電気接続されることによって光源２０に供給される点灯電力を受ける例えば半田フィレットである。

プレート２２は、基板２１が取り付けられる部材であり、例えば電源ユニット４が載置される。プレート２２は、例えば金属である。プレート２２は、長尺状をなしており、一面２２ａと他面２２ｂとを有する。一面２２ａには、基板２１の裏面２１ｂと対向して基板２１が取り付けられている。一面２２ａの反対側の面である他面２２ｂには、電源ユニット４が載置されている。また、プレート２２には、一面２２ａから他面２２ｂまで貫通するプレート開口２２ｃが形成されている。なお、プレート開口２２ｃは、プレート２２の長手方向の中央且つ短手方向の中央に形成されている。

コネクタホルダ２３は、例えば筒状をなしており、プレート開口２２ｃを覆うようにプレート２２に取り付けられている。本実施の形態１では、コネクタホルダ２３は、プレート開口２２ｃにおいてプレート２２に嵌合している。コネクタホルダ２３の底面には、プレート２２の一面２２ａの側から他面２２ｂの側に貫通するホルダ孔２３ａが形成されている。コネクタホルダ２３は、電気絶縁性を有しており、例えば樹脂である。なお、コネクタホルダ２３は、縁部から外側に延びるフランジ２３ｂを有しており、フランジ２３ｂは、プレート２２の他面２２ｂに載置される。

コネクタ２４は、レセプタクル２４ａと、端子２４ｂとを有しており、ボードインコネクタである。レセプタクル２４ａは、コネクタホルダ２３に取り付けられる部材であり、例えば樹脂である。電源ユニット４から延びる給電ケーブル５の先端には、ハウジング６が設けられており、レセプタクル２４ａには、ハウジング６が着脱自在の差込口が形成されている。レセプタクル２４ａは、ホルダ孔２３ａ及びプレート開口２２ｃを塞ぐように配置されている。ここで、前述の如く、プレート開口２２ｃがプレート２２の長手方向の中央且つ短手方向の中央に形成されているため、レセプタクル２４ａは、プレート２２の長手方向の中央且つ短手方向の中央に配置されている。端子２４ｂは、一部がレセプタクル２４ａの内部に設けられた部材であり、導電性を有する。端子２４ｂは、貫通孔２１ｃ、プレート開口２２ｃ及びホルダ孔２３ａに挿入されている。端子２４ｂは、例えばピン状をなしている。

端子２４ｂの一端は、基板２１の表面２１ａから突出しており、基板２１の導電部２１ｄに電気的に接続されている。端子２４ｂの他端は、給電ケーブル５に電気的に接続される。レセプタクル２４ａにハウジング６が挿し込まれることにより、端子２４ｂの他端と給電ケーブル５とが接続される。なお、端子２４ｂの他端の側は、端子２４ｂの一端の側と交差する方向に延びている。端子２４ｂの他端の側は、基板２１の裏面２１ｂに沿って延びている。本実施の形態１では、端子２４ｂの他端の側は、水平に延びている。なお、端子２４ｂは、二次側充電部とも呼称される。

図７は、本発明の実施の形態１におけるコネクタ２４を示す拡大斜視図であり、プレート２２の他面２２ｂ側からみた図である。図７に示すように、コネクタホルダ２３は、プレート開口２２ｃを塞ぐようにプレート２２に取り付けられているため、プレート開口２２ｃを通して基板２１側が見えないようにしている。また、コネクタホルダ２３は、コネクタ２４が直接基板２１を押さないように、プレート２２と共にコネクタ２４を支えている。

図８は、本発明の実施の形態１におけるコネクタ２４を示す拡大斜視図であり、基板２１の表面２１ａ側からみた図である。図８に示すように、端子２４ｂは、基板２１から突出しており、端子２４ｂの周囲には導電部２１ｄが形成されている。

次に、光源ユニット２の製造方法について説明する。先ず、コネクタ２４が基板２１に配置されていない状態で、プレート２２に基板２１が取り付けられる。次に、コネクタホルダ２３がプレート開口２２ｃを覆うようにプレート２２に配置される。そして、端子２４ｂがホルダ孔２３ａ及び貫通孔２１ｃを挿通するように、コネクタ２４がコネクタホルダ２３に取り付けられる。また、基板２１から突出した端子２４ｂの一端が、半田付け又はカシメ等の接続手段によって、基板２１の導電部２１ｄに電気的に接続される。最後に、給電ケーブル５が端子２４ｂの他端に接続される。なお、最初にプレート２２に基板２１が取り付けられる時点で、コネクタホルダ２３がプレート２２に予め嵌合していてもよい。

図９は、本発明の実施の形態１に係る光源ユニット２の絶縁距離を示す断面図である。図９において、絶縁距離の説明を分かり易くするために、プレート２２と基板２１とが実際の構成よりも高さ方向に間隔を空けた状態を図示している。図９に示すように、プレート２２は、例えば金属であるため、導電性を有する端子２４ｂとプレート２２との間で、絶縁距離を確保する必要がある。端子２４ｂとプレート２２との間の距離が近い箇所は、二箇所ある。絶縁距離（１）は、端子２４ｂの他端からコネクタホルダ２３のフランジ２３ｂの端部までの距離である。絶縁距離（１）は、例えばコネクタホルダ２３の大きさを調整することにより、必要な距離を確保することができる。具体的には、コネクタホルダ２３のフランジ２３ｂの長さを長くすることによって、絶縁距離が長くなる。

絶縁距離（２ａ）及び絶縁距離（２ｂ）は、コネクタホルダ２３から突出した端子２４ｂとプレート２２までの距離である。絶縁距離（２ａ）及び絶縁距離（２ｂ）は、例えばコネクタ２４の位置又はコネクタホルダ２３の大きさを調整することにより、必要な距離を確保することができる。

また、導電部２１ｄとプレート２２との間でも、絶縁距離を確保する必要がある。絶縁距離（３ａ）及び絶縁距離（３ｂ）は、導電部２１ｄとプレート２２との間の距離である。絶縁距離（３ａ）及び絶縁距離（３ｂ）は、導電部２１ｄの形状又は基板２１の幅方向の長さを調整することにより、必要な距離を確保することができる。

本実施の形態１によれば、端子２４ｂを有するコネクタ２４が、電気絶縁性を有するコネクタホルダ２３に取り付けられている。このため、コネクタ２４又はコネクタホルダ２３の大きさ又は形状等を変えるだけで、端子２４ｂとプレート２２との間の距離を充分に確保することができる。従って、設計制約が少ない。

また、貫通孔２１ｃに端子２４ｂが挿入されており、端子２４ｂの一端が基板２１に接続され、端子２４ｂの他端が給電ケーブル５に接続される。よって、給電ケーブル５が基板２１の裏面２１ｂから表面２１ａにかけて引き回されることが抑制される。従って、光源２０が発光しているときに、給電ケーブル５がカバー２５の外側からみて透けることが抑制され、また影になることも抑制される。また、給電ケーブル５が引き回されないため、電源ユニット４からコネクタ２４までの給電ケーブル５の距離が最短となるように配線することができる。これにより、給電ケーブル５に重畳されるノイズの影響を小さくすることができる。また、給電ケーブル５が短くなるため、材料費を抑制することもできる。

また、端子２４ｂの他端の側は、基板２１の裏面２１ｂに沿って延びている。従来、端子２４ｂの他端が上方を向いている光源ユニット２が知られている。従来の光源ユニット２において、電源ユニット４からの給電ケーブル５が端子２４ｂに装着される際、上方から下方に向けて力が加わる。即ち、基板２１とプレート２２との間の接合部を剥離させる方向に応力が加わる。このため、電気的な接続が不十分となるおそれがある。これに対し、本実施の形態１は、端子２４ｂの他端の側が基板２１の裏面２１ｂに沿って延びているため、給電ケーブル５は一側方から他側方に向けて装着される。このように、上方から下方に向けて応力が加わらないため、十分な電気的接続を維持することができる。

また、従来のように端子２４ｂが上方を向いている場合、設計基準を満たすために、端子２４ｂとプレート２２との間の高さ方向の距離を確保する必要があるため、その分、レセプタクル２４ａの高さが高くなる。これに対し、本実施の形態１は、端子２４ｂの他端の側が基板２１の裏面２１ｂに沿って延びているため、高さ方向の設計制約を少なくすることができる。

実施の形態２．
図１０は、本発明の実施の形態２に係る光源ユニット１００を示す断面図である。本実施の形態２は、レセプタクル１２４ａがプレート開口２２ｃ及び貫通孔２１ｃに跨って配置されている点で、実施の形態１と相違する。本実施の形態２では、実施の形態１と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

図１０に示すように、コネクタ１２４は、ボードインコネクタである。コネクタ１２４のレセプタクル１２４ａは、プレート開口２２ｃ及び貫通孔２１ｃに跨って配置されており、即ち、レセプタクル１２４ａは、基板２１及びプレート２２に埋設されている。レセプタクル１２４ａは、導電性の接点１２４ｃを有しており、接点１２４ｃは、基板２１に形成されたランドである導電部２１ｄに半田付け等によって接続されている。これにより、レセプタクル１２４ａ内の端子１２４ｂの一端と基板２１とが電気的に接続される。また、端子１２４ｂの他端は、給電ケーブル５の芯線５ａが接続される。なお、コネクタホルダ２３のホルダ孔２３ａは、実施の形態１よりも大きい。これにより、レセプタクル１２４ａ全体がコネクタホルダ２３のホルダ孔２３ａに挿入される。また、基板２１の貫通孔２１ｃは、実施の形態１よりも大きい。これにより、レセプタクル１２４ａは、貫通穴に挿入される。

次に、光源ユニット１００を組み立てる工程について説明する。先ず、基板２１の表面２１ａ側からコネクタ１２４が挿し込まれ、コネクタ１２４の接点１２４ｃが基板２１に電気的に接続される。次に、プレート２２にコネクタホルダ２３が嵌合する。最後に、基板２１がプレート２２に取り付けられる。これにより、レセプタクル１２４ａがプレート２２の他面２２ｂから突出する。

図１１は、本発明の実施の形態２に係る光源ユニット１００の絶縁距離を示す断面図である。図１２に示すように、絶縁距離（１）は、端子１２４ｂの他端からコネクタホルダ２３のフランジ２３ｂの端部までの距離である。絶縁距離（１）は、例えばコネクタホルダ２３の大きさを調整することにより、必要な距離を確保することができる。具体的には、コネクタホルダ２３のフランジ２３ｂの長さを長くすることによって、絶縁距離が長くなる。絶縁距離（３）は、接点１２４ｃとプレート２２との間の距離である。絶縁距離（３）は、コネクタホルダ２３の大きさ又はプレート開口２２ｃの大きさを調整することにより、必要な距離を確保することができる。なお、絶縁距離（３）は、幅方向ではなく高さ方向が最短となる。

本実施の形態２によれば、レセプタクル１２４ａがプレート開口２２ｃ及び貫通孔２１ｃに跨って配置されているため、基板２１とプレート２２との間に導体である端子１２４ｂが露出しない。このため、実施の形態２における絶縁距離（２）を考慮する必要がない。従って、より容易に絶縁距離を確保することができる。また、本実施の形態２は、給電ケーブル５の芯線５ａが直接コネクタ１２４に装着される。このため、給電ケーブル５に、コネクタ１２４と着脱自在のハウジング６を設ける必要がない。また、コネクタ１２４のレセプタクル１２４ａは、基板２１に光源２０を実装する半田付けの工程において、同時に基板２１に実装することができる。従って、製造工程を削減することができる。

また、給電ケーブル５にはハウジング６が設けられておらず、芯線５ａが直接端子１２４ｂに接続されるため、端子１２４ｂをレセプタクル１２４ａの内部の奥側に配置することができる。従って、端子１２４ｂとプレート２２との間の絶縁距離を広げることができる。

１ 照明器具、２ 光源ユニット、３ 本体ユニット、４ 電源ユニット、５ 給電ケーブル、５ａ 芯線、６ ハウジング、２０ 光源、２１ 基板、２１ａ 表面、２１ｂ 裏面、２１ｃ 貫通孔、２１ｄ 導電部、２２ プレート、２２ａ 一面、２２ｂ 他面、２２ｃ プレート開口、２３ コネクタホルダ、２３ａ ホルダ孔、２３ｂ フランジ、２４ コネクタ、２４ａ レセプタクル、２４ｂ 端子、２５ カバー、２５ａ 取付部、２５ｂ 照射部、１００ 光源ユニット、１２４ コネクタ、１２４ａ レセプタクル、１２４ｂ 端子、１２４ｃ 接点。

Claims (12)

1. 光源が配置される表面から前記表面の反対側である裏面まで貫通する貫通孔が形成された基板と、
   前記基板が取り付けられる一面から前記一面の反対側である他面まで貫通するプレート開口が形成されたプレートと、
   前記プレート開口を覆うように設けられ、前記一面の側から前記他面の側に貫通するホルダ孔が形成された電気絶縁性を有するコネクタホルダと、
   前記光源に点灯電力を供給する経路である給電ケーブルが接続され、前記コネクタホルダに取り付けられるコネクタと
   を備え、
   前記コネクタは、
   前記コネクタホルダに取り付けられるレセプタクルと、
   前記レセプタクルに設けられ、前記貫通孔、前記プレート開口及び前記ホルダ孔に挿入され、一端が前記基板に接続され、他端が前記給電ケーブルに接続される端子と、を有し、
   前記レセプタクルは、前記プレート開口及び前記貫通孔に跨って配置されており、
   前記端子の他端が、斜め上方を向いている
   光源ユニット。
2. 前記給電ケーブルは、
   前記点灯電力を生成する電源ユニットに接続される、
   請求項１に記載の光源ユニット。
3. 前記端子の前記他端の側は、
   前記端子の前記一端の側と交差する方向に延びている、
   請求項１又は２に記載の光源ユニット。
4. 前記端子の前記他端の側は、
   前記基板の前記裏面に沿って延びている
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の光源ユニット。
5. 前記レセプタクルは、
   前記ホルダ孔及び前記プレート開口を塞ぐように配置されている、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の光源ユニット。
6. 前記コネクタホルダは、
   縁部から外側に延び、前記プレートに載置されるフランジを有する、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の光源ユニット。
7. 前記基板は、
   前記端子の前記一端が電気接続されることによって前記光源に供給される点灯電力を受ける導電部を有する、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の光源ユニット。
8. 前記基板は長尺状をなしている、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の光源ユニット。
9. 前記プレートは長尺状をなしており、
   前記レセプタクルは、
   前記プレートの長手方向の中央に配置されている
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の光源ユニット。
10. 前記プレートは長尺状をなしており、
    前記レセプタクルは、
    前記プレートの短手方向の中央に配置されている
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の光源ユニット。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光源ユニットと、
    前記光源ユニットが取り付けられる本体ユニットと、
    前記本体ユニットの内側に収納され、前記給電ケーブルに接続される電源ユニットと、
    を備える照明器具。
12. 光源が配置される表面から前記表面の反対側である裏面まで貫通する貫通孔が形成された基板と、
    前記基板が取り付けられる一面から前記一面の反対側である他面まで貫通するプレート開口が形成されたプレートと、
    前記プレート開口を覆うように設けられ、前記一面の側から前記他面の側に貫通するホルダ孔が形成された電気絶縁性を有するコネクタホルダと、
    前記光源に点灯電力を供給する経路である給電ケーブルが接続され、前記コネクタホルダに取り付けられるコネクタと
    を備え、
    前記コネクタは、
    前記コネクタホルダに取り付けられるレセプタクルと、
    前記レセプタクルに設けられ、前記貫通孔、前記プレート開口及び前記ホルダ孔に挿入され、一端が前記基板に接続され、他端が前記給電ケーブルに接続される端子と、を有する光源ユニットの製造方法であって、
    前記プレート開口を覆うように前記コネクタホルダを配置する工程と、
    前記端子が前記ホルダ孔及び前記貫通孔を挿通するように、前記コネクタを前記コネクタホルダに取り付ける工程と、
    前記端子の一端を前記基板に接続する工程と、
    前記給電ケーブルを前記端子の前記他端に接続する工程と
    を含み、
    前記レセプタクルは、前記プレート開口及び前記貫通孔に跨って配置されており、
    前記端子の他端が、斜め上方を向いている
    光源ユニットの製造方法。

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