JP7217453B2

JP7217453B2 - ホルダ及び照明器具

Info

Publication number: JP7217453B2
Application number: JP2018241123A
Authority: JP
Inventors: 崇長崎
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2018-12-25
Filing date: 2018-12-25
Publication date: 2023-02-03
Anticipated expiration: 2038-12-25
Also published as: JP2020102406A

Description

本発明は、ホルダ及び照明器具に関するものである。

特許文献１には、ホルダによって、発光モジュールが基台に固定された照明装置が開示されている。発光モジュールは、ホルダの接触端子によって基台側に押圧されている。また、発光モジュールの電極とホルダの接触端子とが、電気的に接続されている。

特開２０１４－１０７２０５号公報

ところで、接触端子と基台との絶縁距離が短い場合には、沿面放電によって短絡するおそれがある。そこで、絶縁距離を確保するために、ホルダの厚みを大きくして段差を大きくすることが考えられるが、ホルダの外径が大きくなってしまうので好ましくない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、絶縁距離を確保しつつホルダの小型化を図ることにある。

本発明は、所定の厚みの発光モジュールを厚み方向に挟んで保持するための第１絶縁部材及び第２絶縁部材を備えたホルダを対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明は、前記第１絶縁部材には、導電部材が設けられ、前記第２絶縁部材には、前記導電部材の周囲に立設する絶縁壁部が設けられ、前記絶縁壁部の先端部には、該絶縁壁部の立設方向と直交する平面に対して傾斜した傾斜面が設けられているものである。

第１の発明では、導電部材の周囲に絶縁壁部が立設しており、絶縁壁部の先端部に傾斜面が設けられている。

これにより、導電部材から離れた位置に金属部材（例えば、ホルダを固定する基台）が配置されている場合に、導電部材から金属部材までの絶縁距離を確保しつつホルダの小型化を図ることができる。

具体的に、絶縁壁部の先端部に傾斜面が設けられていない場合には、沿面放電によって導電部材から金属部材に向かう電流は、絶縁壁部の厚み分の距離を直線状に流れることとなる。そのため、絶縁距離を確保するためには、絶縁壁部の厚みを大きくしなければならず、ホルダの外径が大きくなってしまう。

これに対し、本発明では、絶縁壁部の先端部に傾斜面を設けるようにしたから、沿面放電によって導電部材から金属部材に向かう電流は、絶縁壁部の厚み分よりも絶縁距離が長くなる傾斜面を流れることとなる。そのため、絶縁壁部の厚みを大きくしなくても、必要な絶縁距離を確保することができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記絶縁壁部の傾斜面は、前記導電部材から前記絶縁壁部の先端部に向かって傾斜しているものである。

第２の発明では、絶縁壁部の傾斜面が、導電部材から絶縁壁部の先端部に向かって傾斜しているので、沿面放電によって導電部材から金属部材に向かう電流は、絶縁壁部の傾斜面に沿って先端部に向かって上っていき、その後、絶縁壁部の壁面に沿って下っていくように流れる。これにより、絶縁距離を十分に確保することができる。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記絶縁壁部の傾斜面は、前記絶縁壁部の先端部に２つ以上設けられているものである。

第３の発明では、絶縁壁部の先端部に２つ以上の傾斜面を設けているので、傾斜面の数を増やした分だけ、絶縁距離を長くすることができる。

第４の発明は、第１乃至第３の発明のうち何れか１つにおいて、前記第１絶縁部材には、前記絶縁壁部の傾斜面に対応して傾斜したガイド面が設けられているものである。

第４の発明では、絶縁壁部の傾斜面に対応して、第１絶縁部材にガイド面が設けられている。これにより、第１絶縁部材と第２絶縁部材とを組み合わせる際に、絶縁壁部の傾斜面にガイド面を当接させることで、第１絶縁部材と第２絶縁部材との位置合わせを容易に行うことができる。

第５の発明は、第１乃至第４の発明のうち何れか１つに記載のホルダと、前記ホルダに保持された前記発光モジュールと、前記ホルダを固定する基台とを備えた照明器具である。

第５の発明では、第１乃至第４の発明のうち何れか１つに記載のホルダに発光モジュールを保持して、ホルダを基台に固定することで、照明器具を構成するようにしている。

本発明によれば、絶縁距離を確保しつつホルダの小型化を図ることができる。

本実施形態に係る照明器具の構成を示す斜視図である。ホルダの構成を示す分解斜視図である。ホルダの構成を示す平面図である。図３のＡ－Ａ矢視断面図である。絶縁距離を説明するための図４相当図である。本変形例に係るホルダの構成を示す図４相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１に示すように、照明器具１０は、器具本体１１と、ホルダ１５と、ホルダ１５に保持された発光モジュール４０とを備えている。

器具本体１１は、光を出射する出射部１２と、ホルダ１５を収納する収納部１３と、発光モジュール４０で生じた熱を放熱させるフィン部１４とを備えている。

出射部１２は、円筒状の部材で形成されている。出射部１２の内面は、出射端の開口に向かって次第に径方向外側に広がるように傾斜している。出射部１２の内面は、発光モジュール４０から出射される光を反射する反射面を構成している。

出射部１２の内面には、光の反射率を高めるために、蒸着、メッキ、スパッタリング等により金属層が形成されていてもよく、研磨等により鏡面仕上げされていてもよい。また、出射部１２の内面に、白色顔料を含有する白色の塗膜が形成されていてもよい。

ホルダ１５には、発光モジュール４０が保持されている。発光モジュール４０は、例えば、正方形状の基板４１に実装されたＣＯＢ（Chip on Board）タイプの発光部４２を有する。発光部４２は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）で構成されている。

ホルダ１５は、発光モジュール４０の発光部４２を出射部１２の開口に向けた姿勢で、収納部１３に収納されている。

フィン部１４は、発光モジュール４０に熱的に接触されている。発光モジュール４０で生じた熱は、フィン部１４から放熱される。

図２～図４に示すように、ホルダ１５は、第１絶縁部材２０と、第２絶縁部材３０とを有する。第１絶縁部材２０及び第２絶縁部材３０は、樹脂材料で構成されている。第１絶縁部材２０及び第２絶縁部材３０は、発光モジュール４０を厚み方向に挟んだ状態で保持する。ホルダ１５は、基台５０にネジ止めされる。

第１絶縁部材２０は、第１本体部２１と、板バネ状の導電部材４５と、絶縁バネ２５とを有する。第１本体部２１は、中央が開口する窓枠状に形成されている。第１本体部２１の中央の開口からは、発光モジュール４０の発光部４２、配線部４３、電極部４４が露出している。

第１本体部２１の左右の側壁には、係合孔２２が形成されている。係合孔２２には、後述する第２絶縁部材３０の係合爪３４が係合される。第１本体部２１には、電線（図示省略）を挿入するための電線挿入孔２３が設けられている。

導電部材４５は、いわゆる速結端子であって、板バネ部４６と、端子本体部４７と、電線保持部４８とを有する。板バネ部４６、端子本体部４７、電線保持部４８は、一つの板状の金属（例えば、銅板）に対して折り曲げ加工や切り起こし加工を施すことで形成されている。導電部材４５は、第１本体部２１の図３で左上隅部と右下隅部に配置されている。

板バネ部４６は、第１本体部２１の中央の開口内に突出している。板バネ部４６の先端部には、接点部４６ａが設けられている。接点部４６ａは、発光モジュール４０の電極部４４に電気的に接触している。板バネ部４６は、弾性変形することで、発光モジュール４０を基台５０側に押圧する。

端子本体部４７は、上方が開口する断面凹状に形成されている（図４参照）。端子本体部４７は、第１本体部２１の内部に配置されている。

電線保持部４８は、端子本体部４７の側壁の一部が折り曲げられて形成されている。電線保持部４８は、電線挿入孔２３から挿入された電線（図示省略）を、端子本体部４７との間に挟み込んで保持する。

このように、ホルダ１５は、導電部材４５と発光モジュール４０とを電気的に接続させた状態で、発光モジュール４０を基台５０に固定している。また、ホルダ１５は、電線（図示省略）から供給される電力を、導電部材４５を介して発光モジュール４０に供給する。

第１本体部２１には、絶縁バネ２５が設けられている。絶縁バネ２５は、図３で左上隅部と右下隅部に配置され、第１本体部２１の中央の開口内に突出している。絶縁バネ２５は、弾性変形することで、発光モジュール４０を基台５０側に押圧する。

第１本体部２１には、図３で左上角部と右下角部とにボス部２４が設けられている。ボス部２４には、ネジ１６を挿通させる貫通孔２４ａが形成されている。ボス部２４を基台５０にネジ止めすることで、ホルダ１５が基台５０に固定される。

発光モジュール４０は、基板４１と、基板４１の表面に設けられた発光部４２とを有する。基板４１は、矩形状の平板で構成されている。基板４１は、熱伝導性が高い材料で構成することが好ましく、例えば、セラミック基板により構成される。

発光部４２は、丸型形状に形成されている。基板４１の表面には、一対の電極部４４が配置されている。発光部４２と電極部４４とは、配線部４３によって電気的に接続されている。そして、導電部材４５から電極部４４及び配線部４３を介して、発光部４２が発光するための電力が供給される。

第２絶縁部材３０は、第２本体部３１を有する。第２本体部３１は、厚み方向に貫通する開口部３２が設けられ、中央が開口する窓枠状に形成されている。第２本体部３１の開口部３２の周縁部は、発光モジュール４０の下面を支持する支持部３３を構成している。

第２本体部３１の左右の側壁には、係合爪３４が設けられている。第１絶縁部材２０と第２絶縁部材３０とは、係合孔２２に係合爪３４を係合させることで、仮組み立て状態とされる。第１絶縁部材２０と第２絶縁部材３０との間には、発光モジュール４０が挟まれた状態で保持されている。

ホルダ１５は、仮組み立て状態とした後で、基台５０に固定される。具体的に、基台５０には、図示しないネジ孔が形成されており、第１絶縁部材２０のボス部２４を基台５０にネジ止めすることで、ホルダ１５が基台５０に固定される。

基台５０は、長方形状の金属製の部材で構成されている。基台５０の上面には、第２絶縁部材３０の支持部３３が収容される収容凹部５１が形成されている。支持部３３が収容凹部５１に入り込むと、支持部３３に支持されていた発光モジュール４０が、基台５０の上面に載置される。つまり、基台５０における収容凹部５１で囲まれた部分が、支持部３３から離れるように発光モジュール４０を押し出す押出部５２を構成している。

基台５０と発光モジュール４０との間には、放熱グリス５３が塗布されている。基台５０は、発光モジュール４０の熱を拡散させるヒートシンクとして機能する。これにより、発光モジュール４０で生じる熱を効率良く放出することができる。

ところで、導電部材４５と基台５０の収容凹部５１の周縁部との距離が短い場合には、沿面放電によって、導電部材４５と基台５０とが短絡するおそれがある。ここで、絶縁距離を確保するために、ホルダ１５の厚みを大きくすることが考えられるが、ホルダ１５の外径幅が大きくなってしまうので好ましくない。

そこで、本実施形態では、導電部材４５と発光モジュール４０とを仕切る絶縁壁部３５の形状を工夫することで、絶縁距離を確保しつつホルダ１５の小型化を図るようにした。

具体的に、第２絶縁部材３０には、絶縁壁部３５が設けられている。絶縁壁部３５は、導電部材４５と発光モジュール４０との間に立設している。絶縁壁部３５の先端部には、絶縁壁部３５の立設方向に直交する平面に対して傾斜する傾斜面３６が形成されている。傾斜面３６は、導電部材４５から絶縁壁部３５の先端部に向かって傾斜している。

第１絶縁部材２０には、第２絶縁部材３０の絶縁壁部３５に対向する位置に仕切壁２６が設けられている。仕切壁２６の先端部には、絶縁壁部３５の傾斜面３６に対応して傾斜したガイド面２７が設けられている。

これにより、第１絶縁部材２０と第２絶縁部材３０とを組み合わせる際に、絶縁壁部３５の傾斜面にガイド面２７を当接させることで、第１絶縁部材２０と第２絶縁部材３０との位置合わせを容易に行うことができる。

図５には、導電部材４５から基台５０の収容凹部５１の周縁部までの絶縁経路を、太線と仮想線とで図示している。太線は、絶縁壁部３５の先端部に傾斜面３６が設けられている場合の絶縁経路を示す。仮想線は、絶縁壁部３５の先端部に傾斜面３６が設けられていない場合の絶縁経路を示す。

図５に示すように、絶縁壁部３５の先端部に傾斜面３６が設けられている場合には、沿面放電によって導電部材４５から基台５０に向かう電流は、絶縁壁部３５の傾斜面３６に沿って先端部に向かって上っていき、その後、絶縁壁部３５の壁面に沿って下っていくように流れる（図５の太線の経路を参照）。これにより、絶縁距離を十分に確保することができる。

これに対し、絶縁壁部３５の先端部に傾斜面３６が設けられていない場合には、沿面放電によって導電部材４５から基台５０に向かう電流は、絶縁壁部３５の厚み分の距離を直線状に流れることとなる（図５の仮想線の経路を参照）。

ここで、例えば、絶縁壁部３５の厚みが１ｍｍ、傾斜面３６の傾斜角度が４５°の場合、傾斜面３６の長さは１．４１ｍｍとなる。そのため、本実施形態のホルダ１５によれば、絶縁壁部３５の先端部に傾斜面３６が設けられていない場合に比べて、絶縁距離を１．４１ｍｍ長くすることができる。

ここで、絶縁壁部３５に傾斜面３６を設けた場合と同等の絶縁距離を、絶縁壁部３５の厚みを大きくすることで確保しようとすると、絶縁壁部３５の厚みを２．４１ｍｍ（＝１＋１．４１）にする必要がある。そのため、左右の絶縁壁部３５の厚み増加分を合計すると、ホルダ１５の左右方向の外径幅Ｗが２．８２ｍｍ（＝１．４１＋１．４１）ほど大きくなってしまう。

一方、絶縁壁部３５に傾斜面３６を設けた場合と同等の絶縁距離を、基台５０の収容凹部５１の掘り込み深さを深くすることで確保しようとすると、基台５０の厚みが１．４１ｍｍほど大きくなるとともに、放熱性能も低下してしまう。

これに対し、本実施形態のホルダ１５によれば、絶縁壁部３５の厚みを大きくしたり、基台５０の収容凹部５１の堀り込み深さを深くしなくても、必要な絶縁距離を確保することができる。これにより、照明器具１０全体として小型化を図ることができる。

なお、傾斜面３６の傾斜角度は、樹脂成形性を考慮して、３０°～６０°の範囲で設定するのが好ましい。

《変形例》
以下、前記実施形態と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。図６に示すように、第２絶縁部材３０には、絶縁壁部３５が設けられている。絶縁壁部３５は、導電部材４５と発光モジュール４０との間に立設している。

絶縁壁部３５の先端部には、絶縁壁部３５の立設方向に直交する平面に対して傾斜する２つの傾斜面３６が形成されている。２つの傾斜面３６のうち一方の面は、導電部材４５から絶縁壁部３５の先端部に向かって傾斜している。２つの傾斜面３６のうち他方の面は、絶縁壁部３５の先端部から発光モジュール４０に向かって傾斜している。

第１絶縁部材２０の仕切壁２６の先端部には、絶縁壁部３５の２つの傾斜面３６に対応して傾斜した２つのガイド面２７が設けられている。

このように、絶縁壁部３５の先端部に設ける傾斜面３６の数を増やすことで、その分だけ、絶縁距離を長くすることができる。なお、傾斜面３６の数は、２つに限定するものではなく、３つ以上であっても構わない。

《その他の実施形態》
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

本実施形態では、発光モジュール４０の発光部４２をＬＥＤで構成するようにしたが、例えば、半導体レーザ等の半導体発光素子、有機ＥＬ（Electro Luminescence）、無機ＥＬ等の発光素子で構成するようにしてもよい。

また、本実施形態では、導電部材４５と発光モジュール４０とを仕切る絶縁壁部３５の先端部に傾斜面３６を設けるようにしたが、この形態に限定するものではない。

例えば、図示しないレンズを保持するためのボス部が、導電部材４５と基台５０とを仕切るようにホルダ１５の外周側に立設されている場合に、ボス部に対して傾斜面を設けることで、導電部材４５から基台５０までの絶縁距離を確保することができる。

以上説明したように、本発明は、絶縁距離を確保しつつホルダの小型化を図ることができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。

１０照明器具
１５ホルダ
２０第１絶縁部材
２７ガイド面
３０第２絶縁部材
３５絶縁壁部
３６傾斜面
４０発光モジュール
４５導電部材
５０基台

Claims

所定の厚みの発光モジュールを厚み方向に挟んで保持するための第１絶縁部材及び第２絶縁部材を備えたホルダであって、
前記第１絶縁部材には、導電部材が設けられ、
前記第２絶縁部材には、前記導電部材の周囲に立設する絶縁壁部が設けられ、
前記絶縁壁部の先端部には、該絶縁壁部の立設方向と直交する平面に対して傾斜した傾斜面が設けられているホルダ。
請求項１において、
前記絶縁壁部の傾斜面は、前記導電部材から前記絶縁壁部の先端部に向かって傾斜しているホルダ。
請求項１又は２において、
前記絶縁壁部の傾斜面は、前記絶縁壁部の先端部に２つ以上設けられているホルダ。
請求項１乃至３のうち何れか１つにおいて、
前記第１絶縁部材には、前記絶縁壁部の傾斜面に対応して傾斜したガイド面が設けられているホルダ。
請求項１乃至４のうち何れか１つに記載のホルダと、
前記ホルダに保持された発光モジュールと、
前記ホルダを固定する基台とを備えた照明器具。