JP7041417B2 - Ledソケット及びledソケット構造体 - Google Patents

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本発明は、LED(Light Emitting Diode)素子をセラミックやアルミニウム基板の上に実装したCOB(Chip On Board)タイプに用いられるLEDソケット及びCOBタイプLEDを保持したLEDソケット構造体に関する。
なお、COBタイプは、LED構造体と称されたり、LEDパッケージやCOBタイプLEDパッケージ等と称されている。本明細書では、COBタイプをLED構造体と称し、LED構造体を保持するホルダー等をLEDソケットと称し、LEDソケットにLED構造体を保持したものをLEDソケット構造体と称する。
COBタイプのLED構造体は、SMD(Surface Mount Device)タイプに比べ給電端子の位置が表面(上面)側になると共に搭載チップ数が多く高出力や高光束の照明用に好適とされ、また、LEDソケットにLED構造体を保持したLEDソケット構造体として灯具や照明用機器などに組み込まれる。図11と図12は、特許文献1と2に開示のLEDソケット及びLEDソケット構造体の2例を示している。
図11(a)と(b)は、特許文献1に開示のLEDソケット1200にLED構造体1210を装着したLEDソケット構造体を表(上)と裏(下)側より見た図である。まず、LED構造体1210は基板の上面に発光部及び給電部を配置している。LEDソケット1200は、第一半体1230及びその上に重合される第二半体1240、並びに両半体にそれぞれ設けられてLED構造体1210に対応した開口及び同軸線上の取付穴(図の左右に貫通された穴)を備えている。また、第一半体1230は、開口の一部が段差部に形成されると共に、開口の対向した内側部に設けられた支承受部1231と、その隣にそれぞれ設けられた片持弾性支持部1232とを有している。そして、このLED構造体1210は、基板が第一半体1230に設けられた段差部に配置された状態で対向した支承受部1231に位置規制されると共に、支持手段である対向した片持弾性支持部1232により挟まれて保持される。すなわち、両片持弾性支持部1232は、基板の対向側面を片持梁構造にて挟持状態に側方より弾性支持することで基板を圧着固定する。符号1250は両半体1230,1240を重合状態に連結するクリップ、符号1220は上記給電部に給電端子などを介し接続されたリード線である。
図12(a)と(b)は、特許文献2に開示のLEDソケット5にLED構造体6を装着したLEDソケット構造体50を表(上)と裏(下)側より見た図である。この文献2の発明は本出願人が先に開発したものである。要部は、樹脂製の第一半体1及びその上に重合される樹脂製の第二半体2、並びに両半体1,2にそれぞれ設けられた開口及び同軸線上の取付穴を備え、基板7の上面に発光部8及び給電部を配置したLED構造体6を、基板7が第一半体下面に設けた段差部15に位置決めされた状態で支持手段である一対の弾性挟持片16により保持され、両半体1,2が照明用機器側の取付面に対し各取付穴に挿入されるネジ等の取付部材Sにより固定される。また、LEDソケット5は、両半体1,2の間に挟持されると共に、取付部材Sに当接可能に配置される不図示の放熱部材を有している。ここで、各弾性挟持片16は、下傾斜状態に突出されて、先端が基板7を受け止め可能なL形段差16aに形成されている。そして、この構造では、例えば、基板7が一端側だけを対応する片側の段差部15に当てると共に、両側の弾性挟持片の段差16aに載せた状態から、基板7の他方側を縦方向に押し込むと、各弾性挟持片16が水平又は若干内側傾斜状態に切り換えられる。基板7は両段差16aの対向面の間に挟まれて仮止めされる。また、両半体1,2共に樹脂製であるためセラミック製に比べ量産時の加工精度を維持したり製造コストを低減でき、両半体1,2で挟持された放熱部材により放熱性に優れたものとなる。すなわち、放熱部材は、発光部及び給電部などに発生した熱がネジ等の取付部材Sを通して外部、つまり例えば適用灯具や各種器具側へ効率よく逃がし、それにより樹脂製の両半体にこもり易い熱対策として良好な放熱特性を付与できる。
特開2015-204157号公報 特開2018-182061号公報
以上のLEDソケット構造体では、長期使用により発光部が寿命などで点灯しなくなると、照明用機器の取付面から取り外した後、LEDソケットに装着されたLED構造体を外し、新たなLED構造体と交換しなければならない。ところが、LEDソケットとして、少なくともLED構造体の基板を保持している第一半体が樹脂製の場合は、文献1の片持弾性支持部、文献2の弾性挟持片の熱変形が進んで、基板を当初のごとく仮止めできず、照明用機器の取付面に両半体をネジ等の取付部材により固定する前に外れたり位置ずれする虞がある。このような不具合は、発光部が寿命などで点灯しなくなると、LEDソケット構造体つまりLEDソケットも含めて新規なものに交換しなければならず商品価値、引いては経済性に欠けるものとなる。
本発明の目的は、以上のような背景から、簡単かつ簡明な構造を維持しながら、第一半体に対するLED構造体の基板に対する仮止め構造を改良し、同時に文献2の放熱特性を更に向上することにある。他の目的は以下の内容説明の中で明らかにする。
上記目的を達成するため請求項1の発明は、図面を参照して特定すると、樹脂製の第一半体1及びその上に重合される樹脂製の第二半体2、並びに前記両半体にそれぞれ設けられた開口10,20及び同軸線上の取付穴11,21を備え、基板7の上面に発光部8及び給電部9を配置したLED構造体6を、前記基板7が前記第一半体下面に設けた段差部15に配置された状態で支持手段により保持され、前記両半体1,2が照明用機器側の取付面に対し前記各取付穴11,21に挿入されるネジ等の取付部材Sにより固定されるLEDソケット5であって、前記第一半体1及び前記第二半体2の間に挟持されると共に、前記取付部材に当接可能に配置される放熱部材3を有し、前記支持手段は、一端側が前記放熱部材3に当接され、他端8b側が前記第一半体の下面より外へ突出した状態で前記基板7を仮止め可能にすると共に、照明用機器側の取付面に前記第一半体の下面を接面するときに前記開口10の内側へ弾性変位して前記基板7を本止め可能にする弾性支持部材8からなることを特徴としている。
以上の本発明において、取付部材としてはネジやボルトそれらに類似の部材である。この材質は、金属や合金等のごとく熱伝導に優れていることが好ましい。放熱部材は、取付部材と同様に金属や合金等のごとく熱伝導に優れていることが好ましい。弾性支持部材も、放熱特性を向上するため放熱部材と同様に熱伝導に優れていることが好ましい。要は、これらの部材は樹脂以外の材質のものを想定している。
以上の本発明は、請求項2から5で特定したように具体化されることがより好ましい。
(1)、前記弾性支持部材8は、一端側が前記放熱部材3に設けられた係止部に係合され、他端側が前記基板7の対応側面を受け止め可能な受け部に形成されている構成である(請求項2)。
(2)、前記弾性支持部材8は線細工ばねからなり、一端側と他端側との間に設けられた巻線部8cを有し、前記巻線部8cが前記放熱部材3に設けられた溝部35に揺動可能に配置される構成である(請求項3)。
(3)、前記放熱部材3は、前記両半体1,2の間に挟持される本体30、及び前記本体から折り曲げられて前記第二半体の開口内周囲の一部を覆う遮光部37を有している構成である(請求項4)。
(4)、請求項4において、前記第二半体2の開口内周部は、前記放熱部材3の遮光部37と共に遮光部同士の間に配設される遮光片9により全周が覆われる構成である(請求項5)。
これに対し、請求項6の発明は、LEDソケット構造体50として、請求項1から4の何れかに記載のLEDソケット5に前記LED構造体6を組み付けていることを特徴としている。
請求項1の発明では、両半体が樹脂製であるためセラミック製に比べ量産時の加工精度を上げたり製造コストを低減でき、放熱部材が発光部及び給電部などに発生した熱を取付部材を通して外部、例えば適用灯具や各種器具側へ効率よく逃がし、それにより両半体にこもり易い熱対策として優れた放熱特性を付与できる。加えて、この発明では、LED構造体の基板を仮止めする支持手段である弾性支持部材を有している。この弾性支持部材は、一端側が放熱部材に当接され、他端側が第一半体の下面より外へ突出した状態で基板を仮止め可能にし、かつ照明用機器側の取付面に第一半体の下面を接面するときに開口の内側へ弾性変位して基板を本止め可能にする。
換言すると、本発明の弾性支持部材は、一端側が放熱部材に当接しており、他端の受け部が第一半体の外へ突出した状態でLED構造体の基板を段差部との間で動かないよう仮止めする。この仮止め状態は、LEDソケットを照明用機器側の取付面に固定操作するため第一半体の下面を機器側取付面に接面するときに、取付面から受ける応力により弾性支持部材の他端である受け部が基板の対応部と共に第一半体の開口内へ弾性変位して基板を本止め可能、つまり照明用機器側の取付面にネジ等の取付部材により固定操作可能となる。以上のLEDソケット、LED構造体をLEDソケットに装着したLEDソケット構造体は次のような利点を有している。
(ア)長期使用により樹脂製の第一半体が仮に熱変形したとしても、LED構造体の基板は第一半体の段差部との間で弾性支持部材の付勢力を受けて不用意に動いたり、がたつかないよう常に弾性保持される。そのため、給電部の電気的接触状態も安定に維持される。
(イ)LEDソケット構造体では発光部の点灯により両半体と共に基板が加熱されるが、基板の熱は弾性支持部材から放熱部材へ伝達されて取付部材から照明用機器側へ効率よく放熱される。また、図9(c)から推察されるごとく基板の熱を弾性支持部材の他端側から直接、照明用機器の取付面側へ放熱することも可能となる。このため、放熱特性は、放熱部材と共に弾性支持部材を有している方がより優れている。
(ウ)LEDソケット構造体は、発光部が寿命などで点灯しなくなるとLED構造体を交換しなければならない。この交換作業において、LED構造体の基板が樹脂製第一半体の段差部に配置され、かつ第一半体に一体に設けられた特許文献1の片持弾性支持部や特許文献2の弾性挟持片により仮止めされている場合だと、熱変形により当初の支持力や挟持力が得られなくなり交換後に仮止め不能となることがある。この点、本発明の弾性支持部材は、第一半体と別の部材であり、請求項3のごとく耐熱性に優れた材質のもので作成することでLED構造体の交換後も仮止め可能となる。
請求項2の発明では、弾性支持部材が一端側を放熱部材に設けられた係止部に係止した状態で、他端側に形成された受け部で基板の対応部を受け止めるため、弾性支持部材の組付け及び基板に対する仮止め共に容易に行える。また、弾性支持部材の他端側を図9(c)の端末8eのごとく長くすることでLED構造体の交換時に、基板が確実にロックされる。
請求項3の発明では、弾性支持部材が線細工ばねからなるため熱伝導性に優れ放熱特性を向上できる点、線細工ばねが一端側と他端側との間に設けられた巻線部に付勢力を蓄積できる点、巻線部が放熱部材に設けられた溝部に遊嵌されているためスペース効率に優れている点、等の利点を有している。
請求項4の発明では、放熱部材本体から折り曲げられて第二半体の開口内周囲の一部を覆う遮光部を有しているため、第二半体の熱影響を遮光部により受け難くしそれによって品質向上が図られる。
請求項5の発明では、第二半体の開口内周部の全周を放熱部材の遮光部と共に遮光部同士の間に配設される遮光片により覆うと、熱影響をより一層受け難くできるため請求項4に比べ品質向上により寄与できる。
請求項6の発明では、LEDソケット構造体として、請求項1から5に挙げたような利点や付加価値を具備できる。
(a)は発明形態のLEDソケットとLED構造体の関係を示す斜視図、(b)は発明形態のLEDソケット構造体の使用状態を示す斜視図である。 (a)は図1(b)のY-Y線模式断面図、(b)は(a)のX-X線模式断面図である。 上記LEDソケット構造体を分解して上側より見た概略分解斜視図である。 上記LEDソケットを構成している第一半体単品を示し、(a)は内面ないしは上面図、(b)は外面ないしは下面図である。 (a)は図4(a)のA矢視図、(b)はB-B線部分断面図、(c)はC-C線部分断面図、(d)はD-D線部分断面図、(e)はE-E線部分断面図である。 上記LEDソケットを構成している第二半体単品を示し、(a)は内面ないしは下面図、(b)は外面ないしは上面図である。 (a)は図6(a)のA1-A1線模式断面図、(b)は図6(b)のB1-B1線部分断面図、(c)はC1-C1線部分断面図、(d)はD1-D1線部分断面図、(e)はE1-E1線部分断面図である。 LEDソケットを構成している給電端子(接続部材)単品を示し、(a)は上面図、(b)は(a)のY矢視図である。 上記LEDソケットを構成している弾性支持部材単品を示し、(a)は上面図、(b)は側面図、(c)は本止め状態での側面図である。 (a)は第二半体に放熱部材及び遮光板並びにチップを配置した状態を示す説明図、(b)は放熱部材を示す下面図、(c)は(b)のX1矢視図である。 特許文献1のLEDソケット及びソケット構造体として、(a)及び(b)は文献1の図12を示している。 特許文献2のLEDソケット及びソケット構造体として、(a)は文献2の図1(b)に機器側の取付面を追加した状態で示し、(b)は文献2の図4(b)を示している。
以下、本発明の形態例を図面を参照して説明する。この説明では、LEDソケット及びLEDソケット構造体の部材構成を説明した後、その作動特徴を明らかにする。
(部材構成)図1~図3に示したLEDソケット構造体7は、LEDソケット5にLED構造体6を組み付けたものであり、灯具や照明用機器Mの取付面M1に対し取付部材である複数のネジSにより装着される。ここで、LED構造体6は、公知のもので、アルミニウム等の基板6aの上面にLED素子等の発光部6b及び給電部6cを配置したものである。給電部6cは、2箇所設けられて、外部電源に接続されるリード線45,46の端末に給電端子4を介して外部電力の供給を受ける。
照明用機器Mは、取付面M1に雌ねじを形成した取付穴M2を有している。そして、LEDソケット構造体7は、LEDソケット5にLED構造体6を弾性支持部材8を用いて仮止めした状態で、図1(b)のごとく取付面M1に対し該取付面に設けられている取付穴M3とLEDソケット5側の取付穴11,21とを合わて位置出しし、ネジSにより固定される。なお、照明用機器Mには、放熱特性に優れるようヒートシンクなどが採用されることもある。ネジSは典型的な取付部材の例であるが、ネジSに代えて金属製の連結棒とナット等の取付手段であってもよい。
LEDソケット5は、図3のごとくLED構造体6を支持可能な樹脂製の第一半体1と、第一半体1に重ねられた状態で連結される樹脂製の第二半体2と、第一半体1及び第二半体2の間に挟持される放熱部材3と、2個の給電端子4と、基板6aを保持する支持手段である弾性支持部材8と、遮光片9と、2個の絶縁性チップ39を少なくとも備えている。
このうち、第一半体1は、図3から図5に示されるごとく環状の射出成形品であり、中央部に設けられた開口10、開口10より外周側に設けられて上下に貫通している複数(この例では2つ)の取付穴11、第一半体の上面1aに突設された複数(この例では4つ)の連結片12及び複数(この例では2つ)のボス13、外周囲の2箇所に設けられた切欠部16、切欠部16,16のうち一方の切欠部16の隣に設けられた凸部14と、図4(b)のごとく下面1bにあって開口10の対向する縁側に設けられて基板6aを位置決めする段差部15と、対向した対の段差部15のうち、一方段差部15の隣に設けられている導出穴17とを有している。
開口10は、発光部6bを上面1a側に突出可能な形状となっている。各取付穴11は同心円上に設けられた貫通穴である。各連結片12は、図5(a)のごとく第一半体の上面1aの外周側に設けられて先端内側に突出された爪12aを有している。各ボス13は開口10と外周囲との間に設けられている。切欠部16は、両半体1,2の間に配置される放熱部材3に設けられた爪34と係合する箇所である。凸部14は後述する第二半体2の凹部2eと係合する。この凸部14と凹部2eは、第一半体1と第二半体2が180°回転されて+、-が逆にならないよう両半体1,2を正規位置で凹凸係合する。段差部15は、略矩形の基板6aを、基板の対向した角部側を対応する段差部15で受け止めることで基板を第一半体1の肉厚内に位置決め可能にする。導出穴17は、弾性支持部材8の受け部8b側を外へ導出可能にする。
なお、第一半体の上面1aにおいて、符号18は2箇所に対向して設けられた浅い溝部である。各溝部18は後述する遮光片9の下端を位置決めする箇所である。また、下面1bにおいて、符号19a,19bは、第一半体の下面1bに刻印されてLED構造体6を第一半体1に仮止めする際、LED構造体の給電部6cがアノード側かカソード側かが分かるようにして誤組み付けを防ぐ目印である。
第二半体2は、図3及び図6から図7に示されるごとく第一半体1と重ねられる環状の射出成形品であり、中央部に設けられた開口20、下面2bにあって開口20より外周側に設けられて放熱部材3を配置する2箇所の窪み部2c及び窪み部2cと開口20の間に設けられて給電端子4の座部41を受ける台座2dと、窪み部2cにあって上下に貫通している取付穴21及びボス26と、外周囲の4箇所に設けられた切欠部22と、一箇所の切欠部22の隣に設けられた上記した凹部2eと、ボス13が嵌合する2箇所の穴部23と、リード線45,46を配置する2箇所の溝24と、溝24に通じている凹所25と、各台座2dと窪み部2cの間に設けられているチップ装着用凹所29とを備えている。
開口20は発光部6bを下から上へ露出する略円形であり、上内縁側が上傾斜部20aに形成されている。窪み部2cは、外周及び内周の間に設けられて放熱部材3の厚さに相当する深さである。台座2dは、下面2bより低く、窪み部2cよりも少し高い。取付穴21は取付穴11と同軸線上に設けられている。ボス26には放熱部材の切欠部33嵌合される。切欠部22は、下縁に突設したリブ22aを有していると共に、該リブ22aの上面2a側を段差22bに形成している。この段差22bには、連結片の爪12aが係合する。各穴部23は同心円上に設けられている。
各溝24は、両半体1,2の積層状態で、リード線45又は46を半体内から外へ導出可能にする。台座2dは給電端子4を保持する。凹部25には給電端子4のベース40が配置される。凹所29には絶縁性チップ39が嵌合される。この凹所29は窪み部2cの一部に接近した設けられる。そして、凹所29に嵌合されるチップ39が窪み部2cに配置される放熱部材3と接触されるようにすることが好ましい。チップ39の材質は、絶縁性に優れたセラミック製が好ましいが、他の絶縁性の素材でもよい。但し、セラミック製でも小さいため経済的である。
なお、第二半体の下面2bにおいて、符号27は弾性支持部材8の巻線部8cを微動自在に逃がす溝部である。符号27aは弾性支持部材8の一端8aを逃がす凹部である。符号28は2箇所に対向して設けられた浅い溝部である。各溝部28は、両半体1,2を重ねた状態で第一半体1の溝部18との間に遮光板9の上下端を位置決めする箇所である。また、上面2aにおいて、符号29a,29bは、両半体1,2の間から外へ引き出されるリード線45,46がアノード側リード線かカソード側リード線かを表す刻印である。
ここで、放熱部材3は、2枚構成であり、図3及び図10(b)に示されるごとくアルミ板等を用いてプレス加工した略円弧状の金属製板体からなる。放熱部材3は、挿通穴31及び挿通穴31の縁部に突出された筒部30とを有している。この筒部30は、バーリング加工により放熱部材3の上面3a側に突出形成されたもので、同10(a)のごとく第二半体の取付穴21に嵌入される。そして、この構造では、LEDソケット5が両半体1,2を連結一体化した状態で、灯具や各種機器Mに対し取付部材であるネジSなどにより取り付ける場合、放熱部材3が筒部30の存在によりネジSに確実に当接可能となると共に、両半体1,2と強固に共締め可能となる。つまり、ネジSは、筒部30が取付穴21よりも長さ的に若干高く形成されているため、ネジSの締め付けにより該ネジの頭部が筒部30の端面に当たって該筒部端面を押し潰した状態で両半体1,2に放熱部材3を共締めする。
また、放熱部材3は、弧状の外周側に設けられて、第二半体のリブ22aに嵌合する切欠部32と、第二半体のボス26に嵌合する切欠部33と、第一半体の切欠部16に嵌合する爪部34と、後述する弾性支持部材8の巻線部8cを逃がす溝部35及び一端8aを係止する係止穴36を有している。溝部35及び係止穴36は、第二半体の溝部27及び係止穴27aに対応した位置に設けられている。なお、この例では、各放熱部材3が溝部35及び係止穴36を有している。これは同じ放熱部材3を兼用したからであり、溝35及び係止穴36は第二半体2に対応した一方放熱部材に設けられていればよい。
また、弧状の内周側には、下面3bから上面3a側へ折り曲げられた弧状の遮光部37と、遮光部37の一端側と挿入穴31との間に設けられたスリット38とを有している。遮光部37は、第二半体の開口20の縁部分を覆う形状であると共に、両端に形成された細い延長部37aを有している。この両延長部37aは、図10(c)において、下端面が遮光部37の下端面と面一で、上端面が遮光部37に比べ段差つまり低くなっているため、図10(b)の矢印X2方向から見ると、スリット38が延長部37aの段差から目視可能となっている。
換言すると、この構造では、図10(a)及び図3及び図6の態様で説明すると、第二半体の下面2bに設けられた図6の二カ所の窪み部2cに、対応する放熱部材3を、筒部30と取付穴21の嵌合、切欠部32とリブ22aの嵌合、切欠部33とボス26の嵌合により組み付ける。この状態では、放熱部材3同士の対向している延長部37a,37a、つまり一方放熱部材3の延長部37aと、他方放熱部材3の延長部37aとの間に遮光板9を上記した各延長部37aの段差を利用して連続して配置可能となる。
すなわち、遮光板9は、マイカ(雲母)板であり、図10(a)及び図3の態様で長手方向の両端9a側が上側を低くした段差に形成されている。そして、遮光板9は、両端9a側が対応する延長部37aの下側段差を通って対応するスリット38,28に嵌合した状態で組み込まれている。なお、この遮光板9は、直線形にしたが、放熱部材の遮光部37のような弧形状に形成してもよい。また、この例では、図示を省いたが、一端を略45°曲げることによって斜め方向からの光の遮光を可能にしている。また、遮光板の係止構造は、放熱部材3の一部を折り曲げたり潰すことで遮光板9を固定する構成でもよい。これらは色々変形可能である。
これに対し、弾性支持部材8は、図9に示されるごとくステンレス鋼線(例えば、JIS規格でSUS631の鋼線)で形成された線細工ばねからなり、一端8aと他端側の受け部8bの間に巻線部8cを有している。そして、弾性支持部材8は、一端8a側が第二半体2に組み込まれた放熱部材の係止穴36及び第二半体の係止穴27aに係合され、他端8b側がLED構造体の基板6aの対応端面を受け部8bで受け止める。また、弾性支持部材8は、図9(b)と(c)に示されるごとく受け部8b手前に折り曲げ部8dを有し、その折り曲げ部8dが同(c)のごとく本止め状態で基板6aの端面と圧接する。
詳述すると、弾性支持部材8は、基板6aが対向した両端面のうち、一方端面を対応する段差部15に位置規制し、他方端面側を第一半体の導出穴17を通って下面1bより外へ突出した受け部8bに掛け止めた状態で基板6aないしはLED構造体6を仮止め可能にする。その際、巻線部8cは、上記した溝部35及び27に水平方向に微動可能に遊嵌されており、図9(b)のごとく受け部8bが実線の仮止め位置から破線の本止め位置つまり同(c)のごとく不図示の取付面M1に面一になるまで押圧される過程で付勢力を蓄える。そして、この時、同(c)に示される受け部8bの延長末端8eは放熱部材の遮光部37に近づき、かつ、受け部8bの折り曲げ部8dは照明用機器Mに当接する。すなわち、この形態では、基板6aを仮止め位置から本止め位置に付勢力に抗して押圧し切り換えても、受け部8bの先端を長くした延長末端8eを有しているため、基板6aが延長末端8eより下方に不用意に潜り込むことを防止可能となる。また、形態では、その付勢力によりLED構造体の基板6aが対応する段差部15と受け部8bの折り曲げ部8dの間に確実強固に拘束可能となり、しかも仮に第一半体1が熱膨張しても、がたつかないよう隙間を吸収可能となる。おおむね樹脂は曲げることに弱く、押す圧力には強い。そして、この構造では、LEDソケット構造体7が灯具などの機器Mの取付部M1に対し複数のネジSにより螺着されることによりLED構造体6も本固定状態に保持される。
一方、給電端子4は、導電性板材のプレス品であり、図8に示されるごとく縦配置のベース40と、ベース40先端側部に設けられた係止部40aと、ベース40の先端側に連結されて台座2dに受け止められる座部41と、座部41の縁部から折り曲げられた係止部42と、座部41の前側より斜め上側に立ち上げられた接続部43と、接続部43の先端裏面にあって両側に突設された規制壁部44とを一体に有している。符号43aは、接続部43の上面側に突出されて給電部6cに当接する接点部である。
ベース部40には、内側面に対しリード線45又は46の先端側芯線が半田等にて結合される。そして、以上の給電端子4は、第二半体2に対し座部41が台座2dに配置された状態で、係止部40a、係止部42が対応する箇所に装着される。その際は、不図示の板ばねが接続部43と両規制壁部44の間に位置規制された状態で、接続部43を下方へ押圧して接点部43aが給電部6cに確実に接触されるようにする。
以上のようにして、放熱部材3及び給電端子4を配置した第二半体2には、第一半体1が連結される。すなわち、両半体1,2は、第一半体の複数のボス13と第二半体の対応する穴部23との嵌合、及び第一半体の連結片の爪12aと第二半体の段差22bとの係合により連結される。その際、両半体1,2は、上記した凸部14と凹部2eが係合することで正規位置に連結され誤組付けが確実に阻止される。
(作動特徴)以上のLEDソケットやLEDソケット構造体の利点について明らかにする。
(ア)、以上のLEDソケット5ないしはLEDソケット構造体7としては、LED構造体6を支持する第一半体1及び給電端子4を配置する配置部を有する第二半体2からなるタイプにおいて、両半体1,2が共に樹脂製であるためセラミック製に比べ量産時の加工精度を安定維持したり製造コストを低減できる。同時に、両半体1,2で挟持された熱伝導に優れた放熱部材3により優れた放熱特性を有している。この点はセラミック製よりも優れている。すなわち、放熱部材3は、発光部6b及び給電部6c、接続部43や給電端子4等に発生した熱がネジSを通して照明用機器M側へ効率よく逃がすよう作用し、それにより樹脂製の両半体1,2にこもり易い熱対策として最良の放熱特性を付与できる。
(イ)、LEDソケット5ないしはLEDソケット構造体7は、第二半体2が放熱部材3を配置する窪み部2cを有しているため、LEDソケット全体の厚さ寸法を放熱部材3のない場合と同じ厚さに維持できる。同時に、放熱部材3は、ネジSに当接する筒部30を有していると共に、発光部6bの周囲を覆うように設けられた遮光部37、及び遮光部37の延長部37a同士の間に配置された遮光片9を有している。このため、この構造では、LEDソケット構造体7において熱が最も発生し易い箇所から取付用のネジS側へ効率よく流れ、最終的にネジSを介して照明用機器M側へ効率よく放熱可能となる。
(ウ)、LEDソケット5ないしはLEDソケット構造体7は、放熱部材3が板状でありネジSが貫入される挿通穴31及び第二半体の取付穴21に嵌入される筒部30を有しているためネジSにより放熱部材3を両半体1,2と共締め可能となる。この共締めでは、上述したごとく筒部30の端部側をネジSの頭部で潰した状態となる。また、このLEDソケット5は弾性支持部材8を有している。そして、弾性支持部材8は、一端8a側が放熱部材側係止穴36及び第二半体側係止穴27aに係合固定され、他端の受け部8bが第一半体側の導出穴17より外へ突出した状態でLED構造体の基板6aを一方段差部15との間で動かないよう仮止めする。この仮止め状態は、LEDソケット5を照明用機器側の取付面M1に固定操作するため第一半体の下面1bを機器側取付面M1に接面するときに、取付面M1から受ける応力により受け部8bが基板6aの対応部と共に第一半体の開口10内へ弾性変位して基板6aを本止め可能にする。この本止め状態では、LEDソケット構造体7として、照明用機器側の取付面M1に取付部材であるネジSにより固定操作可能となる。
換言すると、以上のLEDソケット5やLEDソケット構造体7は特許文献1に比べ以下に述べる点で優れている。
第1に、長期使用により樹脂製の第一半体1が仮に熱変形したとしても、LED構造体の基板6aは第一半体の段差部15との間で弾性支持部材8の付勢力を受けて、不用意に動いたりがたつかないよう常に弾性保持されている。そのため、給電部の電気的接触状態も安定に維持される。
第2に、LEDソケット構造体7では、発光部6bの点灯により両半体1,2と共に基板6aが加熱されるが、基板6a側の熱は弾性支持部材8から放熱部材3へ直に伝達されて取付部材であるネジSから照明用機器M側へ効率よく放熱される。この結果、放熱特性は、放熱部材3と共に弾性支持部材8を有している方がより優れている。
第3に、LEDソケット構造体7は、発光部6bが寿命などで点灯しなくなるとLED構造体6を交換しなければならない。この交換作業においては、LED構造体の基板6aが樹脂製第一半体の段差部15に配置され、かつ第一半体に一体に設けられた特許文献1の片持弾性支持部や特許文献2の弾性挟持片により仮止めされている場合だと、熱変形により当初の支持力や挟持力が得られなくなり交換後に仮止め不能となることがある。この点、以上の弾性支持部材8は、第一半体1と別の部材であり、付勢力で仮止めしたり本止め可能にするため、耐熱性に優れたばね材質等で作成することでLED構造体6を交換した後も、形態例のごとく仮止め不能となることはなくなる。
第4に、この仮止め構造では、弾性支持部材8が一端8aを放熱部材の係止穴36及び第二半体の係止穴27aに係止した状態で、他端側の受け部8bで基板6aの対応部、つまり基板6aの対向した各端面のうち、一方段差部15に当接している端面と対向している端面を受け止めて保持するため、弾性支持部材8の組付け及び基板6aに対する仮止め共に容易に行える。仮止め操作では、図9(b)から推察されるごとく受け部8bが延長端末8eを有しているため、基板6aを滑らせるようにしても、延長末端8eの存在により潜り込ませることなく仮止めできる。また、弾性支持部材8が線細工ばねからなるため熱伝導性の点からも優れ放熱特性を向上できる。また、弾性支持部材8は巻線部8cに付勢力を蓄積できると共に、巻線部8cは放熱部材の溝部35及び第二半体の溝部27に遊嵌されているためスペース効率に優れている。
第5に、この構造において、放熱部材3は、一部を折り曲げて第二半体の開口内周囲の一部を覆う遮光部37を有しているため、第二半体2の熱影響を遮光部37により受け難くしそれによって品質向上が図られる。加えて、この構造では、第二半体の開口20の内周の全周を放熱部材の遮光部37と共に遮光部同士の間に配設される遮光片9により覆うようにしているため熱影響をより一層受け難くでき、品質向上がより一層図られる。この場合、マイカ製の遮光片9は、反射面として遮光部37よりも劣るので一部に小さな影がでることもあるが、樹脂の変色防止作用も期待でき長く使用できる等の利点がある。
なお、本発明は、以上の形態例に示したLED構造体、LEDソケット、LEDソケット構造体に何ら制約されるものではない。本発明は、請求項に特定される技術要素を備えておればよく、細部は必要に応じて種々変更可能なものである。その一例として、形態例では、全体の厚さが放熱部材によっても増えないようにするため第二半体側に逃げ用の窪み形状の配置部を設けたが、この配置部を第一半体側に設けたり、両半体にそれぞれ設けるようにしても差し支えない。また、支持手段である弾性支持部材は、形態例に示した線細工ばねに限られず、板ばね等であってもよい。絶縁性チップは、省略可能であるが、電気的障害防止と共に放熱特性を向上するため追加することが好ましい。
1・・・・・第一半体(1aは上面、1bは下面)
2・・・・・第二半体(2aは上面、2bは下面)
3・・・・・放熱部材(3aは上面、3bは下面)
4・・・・・給電端子(接続部材、40はベース)
5・・・・・LEDソケット
6・・・・・LED構造体(6aは基板、6bは発光部、6cは給電部)
7・・・・・LEDソケット構造体
8・・・・・弾性支持部材(8aは一端、8bは受け部、8cは巻線部)
9・・・・・遮光片
10・・・・開口
11・・・・取付穴
12・・・・連結片
15・・・・段差部
20・・・・開口
21・・・・取付穴
27・・・・溝部
27a・・・係止穴
29・・・・チップ用凹所
30・・・・筒部(当接部)
31・・・・挿通穴
35・・・・溝部
36・・・・係止穴
37・・・・遮光部(37aは延長部)
38・・・・溝部
39・・・・絶縁性チップ
S・・・・・ネジ(取付部材)
M・・・・・照明用機器(M1は取付面、M2は取付穴)

Claims (6)

  1. 樹脂製の第一半体及びその上に重合される樹脂製の第二半体、並びに前記両半体にそれぞれ設けられた開口及び同軸線上の取付穴を備え、基板の上面に発光部及び給電部を配置したLED構造体を、前記基板が前記第一半体下面に設けた段差部に配置された状態で支持手段により保持され、前記両半体が照明用機器側の取付面に対し前記各取付穴に挿入されるネジ等の取付部材により固定されるLEDソケットであって、
    前記第一半体及び前記第二半体の間に挟持されると共に、前記取付部材に当接可能に配置される放熱部材を有し、
    前記支持手段は、一端側が前記放熱部材に当接され、他端側が前記第一半体の下面より外へ突出した状態で前記基板を仮止め可能にすると共に、照明用機器側の取付面に前記第一半体の下面を接面するときに前記開口の内側へ弾性変位して前記基板を本止め可能にする弾性支持部材からなることを特徴とするLEDソケット。
  2. 前記弾性支持部材は、一端側が前記放熱部材に設けられた係止部に係合され、他端側が前記基板の対応側面を受け止め可能な受け部に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のLEDソケット。
  3. 前記弾性支持部材は線細工ばねからなり、一端側と他端側との間に設けられた巻線部を有し、前記巻線部が前記放熱部材に設けられた溝部に揺動可能に配置されることを特徴とする請求項1又は2に記載のLEDソケット。
  4. 前記放熱部材は、前記両半体の間に挟持される本体、及び前記本体から折り曲げられて前記第二半体の開口内周囲の一部を覆う遮光部を有していることを特徴とする請求項1から3の何れかに記載のLEDソケット。
  5. 前記第二半体の開口内周部は、前記放熱部材の遮光部と共に遮光部同士の間に配設される遮光片により全周が覆われることを特徴とする請求項4に記載のLEDソケット。
  6. 請求項1から5の何れかに記載のLEDソケットに前記LED構造体を組み付けていることを特徴とするLEDソケット構造体。
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