JP7366409B2 - 発光体搭載構造 - Google Patents

Description

ＬＥＤなどの発光体を搭載するための発光体搭載構造に関する。

一般に、ＬＥＤ電灯（発光体）は、ＡＣ１００～２４０Ｖの電源によって動作する。電源と導通させたり遮断したりするスイッチは、ＡＣ電源の片側のみを切り離すもの（片切りスイッチ）が多い。片切りスイッチを使用した場合であっても、Ｌ（ライブ（ＡＣ電圧））及びＮ（ニュートラル）が適切に電灯に接続されている場合には、片切りスイッチをオフにしても、Ｌが切り離されるため、電源が遮断されて残照が生ずることはない（例えば、特許文献１参考）。

特許第６４２２６０９号公報

しかしながら、ＬとＮとが、互いに逆に接続された場合には、Ｎが開放されるため、電灯は消灯するが、ＬにＡＣ電圧が印加されるため、Ｎを経由することなく電流が流れる場合がある。このため、基板や筐体などから電流がリークし、発光体に微小な電流が流れ、発光体がわずかに点灯し続ける（以下、残照と称する）。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発光体から筐体を経由する電流の経路を形成しないようにして、残照を防止することができる発光体搭載構造を提供することにある。

本発明による発光体搭載構造の特徴は、
絶縁性を有し、発光体が搭載される第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面とを有する基板と、
前記第１の面上に配置され、導電性を有し、所定の第１の電位を前記発光体に供給する第１の配線体と、
前記基板を挟んで前記第２の面上に配置され、導電性を有し、前記第１の電位よりも低い第２の電位の第２の配線体と、を備える。

発光体と筐体とを経由する電流の経路が形成されないので、残照を防止することができる。

本実施の形態による発光体搭載構造１０の構成を示す断面図である。 本実施の形態による発光体搭載構造１０を有する発光体の電源２００の構成を示すブロック図である。 本実施の形態による発光体搭載構造の正電位導電パターン１２０と負電位導電パターン１３０の大きさを示すための平面図（ａ）と、切断線Ｉ－Ｉにおける断面図（ｂ）とである。

＜＜＜＜本実施の形態の概要＞＞＞＞
現行のＬＥＤ電灯などの発光体では、リーク電流の経路が形成されると、発光体が微点灯し残照（残光）となる。筐体が、人や他の部材や配線などに触れると、ＧＮＤへ電流が流れるリーク電流の経路が形成される。筐体を基板から離すことによって、残照を消すことはできるが、筐体と基板とは。密接して構成されており、離隔させることが困難である。

このため、基板の裏側に、ＧＮＤよりも低い最低電位の導電体を設けて、リーク電流が、最低電位の導電体に流れるようにする。すなわち、筐体（ＧＮＤ)と発光体との間に、最低電位の負電位の導電体を設けることによって、筐体と発光体とを流れる電流の経路が形成されないようにし、微点灯を防止できる。

直列に接続された発光体の電圧が高い基板の裏面に、負電位の導電体を設けることで、微点灯を効果的に防止できる。

なお、負電位の導電体の代わりに、ＧＮＤ（接地電位）を設けても、ＡＣ電圧からのリーク電流の経路は遮断できず、効果がない。また、フローティング（どこにも接続されていない導電体）を挿入してもリーク電流の経路は形成され、ガードリングでは効果がない。

＜＜第１の実施の態様＞＞
第１の実施の態様によれば、
絶縁性を有し、発光体（例えば、後述するＬＥＤ素子１００など）が搭載される第１の面（例えば、後述する第１の面１１２など）と、前記第１の面と反対側の第２の面（例えば、後述する第２の面１１４など）とを有する基板（例えば、後述する基板１１０など）と、
前記第１の面上に配置され、導電性を有し、電極の正電位側に接続されると共に該電極の正電位を前記発光体に供給する第１の配線体（例えば、後述する正電位導電パターン１２０など）と、
前記基板を挟んで前記第２の面上に配置され、導電性を有し、電極の負電位側に接続されると共に該電極の負電位を前記発光体に供給する第２の配線体（例えば、後述する負電位導電パターン１３０など）と、を備える発光体搭載構造（例えば、後述する発光体搭載構造１０など）が提供される。

リーク電流が生じた場合でも、リーク電流が、第２の電位の第２の配線体を経由しやすくして、第１の配線体を経由しないようにすることで、残照を防止することができる。
また、第１の配線体が、電極の正電位側に接続されると共に該電極の正電位を発光体に供給する一方、第２の配線体が、電極の負電位側に接続されると共に該電極の負電位を前記発光体に供給するように構成されているので、リーク電流をより積極的に第２の配線体を経由させることができ、その結果、残照を的確に防止することが可能である。

＜＜第２の実施の態様＞＞
第２の実施の態様は、第１の実施の態様において、
絶縁性を有する絶縁体（例えば、後述する絶縁板１４０など）と、
前記絶縁体を挟んで、前記第２の配線体と向かい合う筐体（例えば、後述する筐体１５０など）と、をさらに備える。

絶縁体に人体などが接触することでリーク電流が生じた場合に、リーク電流を第１の配線体を経由させずに、第２の配線体を経由させることで、残照を防止することができる。

＜＜第３の実施の態様＞＞
第３の実施の態様は、第１又は２の実施の態様において、
前記第１の配線体は、前記第１の面に延在し、
前記第２の配線体は、前記第２の面に延在し、
前記第１の配線体は、前記基板を挟んで前記第２の配線体と向かい合って配置され、
前記第２の配線体は、前記第１の配線体以上の大きさを有し、
前記第２の配線体は、第１の配線体よりも延在して重なる。

リーク電流が第１の配線体を経由させずに、第２の配線体を積極的に経由させることができ、残照を的確に防止することができる。

＜＜＜＜本実施の形態の詳細＞＞＞＞
以下に、実施の形態について図面に基づいて説明する。

＜＜＜発光体搭載構造１０＞＞＞
図１は、本実施の形態による発光体搭載構造１０の構成を示す断面図である。

発光体搭載構造１０は、ＬＥＤ素子１００と、基板１１０と、正電位導電パターン１２０と、負電位導電パターン１３０とを有する。発光体搭載構造１０は、絶縁板１４０を介して筐体１５０に設けられている。発光体搭載構造１０は、ＬＥＤ素子１００などの電子部品がはんだ付けされ、電子回路として動作し。プリント回路板（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）として機能を有する。

＜＜ＬＥＤ素子１００＞＞
ＬＥＤ素子１００は、所定の波長の光を発する発光体である。ＬＥＤ素子１００は、所望される光源に応じたものであればよく、適宜に選択される。

複数のＬＥＤ素子１００が、基板１１０に所定の位置に配置されている。複数のＬＥＤ素子１００の配置は、所望される光源として機能すればよく、任意に配置にすることができる。例えば、複数のＬＥＤ素子１００は、基板１１０に、直線状に配置したり、環状に配置にしたりできる。

ＬＥＤ素子１００の数は、所望される光源として、必要な明るさや広がりとなるように適宜に選択することができる。また、消費電力などによって、数を決めることができる。

＜＜基板１１０＞＞
基板１１０は、絶縁性を有し、板状の形状を有する。例えば、基板１１０は、紙フェノール基板、紙エポキシ基板、ガラスエポキシ基板などからなる。必要とされる特性に応じて、任意の材質の基板を選択することができる。

基板１１０は、平坦な形状を有する第１の面１１２と第２の面１１４とを有する。第１の面１１２と第２の面１１４とは、互いに向かい合って平行に配置されている。

＜＜正電位導電パターン１２０＞＞
正電位導電パターン１２０が、基板１１０の第１の面１１２に形成されている。正電位導電パターン１２０は、導電性を有する。正電位導電パターン１２０は、銅箔などからなり、銅箔などの導電体によって回路（パターン）配線として機能する。

正電位導電パターン１２０は、ＬＥＤ素子１００の正電位側の端子（図示せず）に電気的に接続されている。正電位導電パターン１２０には、電源２００の正電位端子（＋Ｖ）が接続される（図２参照）。正電位導電パターン１２０を介して、ＬＥＤ素子１００の正電位側の端子に正電位（例えば、２００Ｖなど）が供給される。

＜＜負電位導電パターン１３０＞＞
負電位導電パターン１３０が、基板１１０の第２の面１１４に形成されている。正電位導電パターン１２０と同様に、負電位導電パターン１３０は、導電性を有する。負電位導電パターン１３０は、銅箔などからなり、銅箔などの導電体によって回路（パターン）配線として機能する。

負電位導電パターン１３０は、ＬＥＤ素子１００の負電位側の端子（図示せず）に電気的に接続されている。負電位導電パターン１３０には、電源２００の負電位端子（－Ｖ）が接続される（図２参照）。負電位導電パターン１３０を介して、ＬＥＤ素子１００の負電位側の端子に負電位（例えば、－２００Ｖなど）が供給される。

＜＜絶縁板１４０＞＞
絶縁板１４０は、絶縁性を有し、板状の形状を有する。絶縁板１４０は、絶縁性の樹脂などからなる。

＜＜筐体１５０＞＞
筐体１５０は、発光体搭載構造１０や絶縁板１４０を所定の位置に保持するとともに、発光体搭載構造１０及び絶縁板１４０を収納する。

筐体１５０は、アルミなどからなり、導電性を有する。筐体１５０は、接地電位（ＧＮＤ）となる。

＜＜基板１１０、正電位導電パターン１２０、負電位導電パターン１３０の配置＞＞
正電位導電パターン１２０が、基板１１０の第１の面１１２に形成され、負電位導電パターン１３０が、基板１１０の第２の面１１４に形成されている。すなわち、正電位導電パターン１２０と負電位導電パターン１３０とは、基板１１０を挟んで向かい合って配置されている。基板１１０は、正電位導電パターン１２０と負電位導電パターン１３０との間に配置される。正電位導電パターン１２０と負電位導電パターン１３０とは、基板１１０によって離隔されている。正電位導電パターン１２０と負電位導電パターン１３０とは、基板１１０によって、絶縁されている。

＜＜負電位導電パターン１３０、絶縁板１４０、筐体１５０＞＞
負電位導電パターン１３０と筐体１５０とは、絶縁板１４０を挟んで配置されている。絶縁板１４０は、負電位導電パターン１３０と筐体１５０との間に配置される。負電位導電パターン１３０と筐体１５０とは、絶縁板１４０によって離隔されている。負電位導電パターン１３０と筐体１５０とは、絶縁板１４０によって、絶縁されている。

＜＜正電位導電パターン１２０、負電位導電パターン１３０、筐体１５０の配置＞＞
正電位導電パターン１２０、負電位導電パターン１３０、筐体１５０は、互いに絶縁されている。正電位導電パターン１２０と負電位導電パターン１３０とは、基板１１０によって絶縁され、負電位導電パターン１３０と筐体１５０とは、絶縁板１４０によって、絶縁されている。

負電位導電パターン１３０は、正電位導電パターン１２０と筐体１５０との間に配置されている。正電位導電パターン１２０は、負電位導電パターン１３０よりも筐体１５０から離隔した位置に配置される。正電位導電パターン１２０は、筐体１５０から最も離隔した位置に配置される。最も低い電位となる負電位導電パターン１３０が、正電位導電パターン１２０と筐体１５０との間に配置されている。

このように、負電位導電パターン１３０を正電位導電パターン１２０と筐体１５０との間に配置したことにより、筐体１５０が人体などと接触した場合であっても、筐体１５０と負電位導電パターン１３０とを経由する回路を形成し（図１の破線Ａ）、正電位導電パターン１２０と筐体１５０とを経由する回路は形成されず（図１の破線Ｂ）、残照を防止することができる。

＜＜＜電源２００の構成＞＞＞
図２は、本実施の形態による発光体搭載構造を有する発光体の電源２００の構成を示すブロック図である。

電源２００は、整流回路２１０、昇圧回路２２０、平滑回路２３０とを有する。整流回路２１０は、交流の外部電源に接続され、整流回路２１０には、交流が供給される。整流回路２１０は、交流を整流して、直流に近づける。なお、整流回路２１０によって変換された電流は、脈流を含む。昇圧回路２２０は、ＬＥＤ素子１００に必要な電圧に昇圧する。整流回路２１０は、整流回路２１０によって整流された電流の中に含まれている脈流を減少させ、より直流に近い電流に変換する。

平滑回路２３０には、ＬＥＤ素子１００が接続されている。平滑回路２３０の正電位（＋Ｖ）は、正電位導電パターン１２０を介して、ＬＥＤ素子１００の正電位側の端子（図示せず）に供給される。平滑回路２３０の負電位（－Ｖ）は、負電位導電パターン１３０を介して、ＬＥＤ素子１００の負電位側の端子（図示せず）に供給される。

＜＜＜正電位導電パターン１２０及び負電位導電パターン１３０の大きさ＞＞＞
図３は、本実施の形態による発光体搭載構造の正電位導電パターン１２０と負電位導電パターン１３０の大きさを示すための平面図（ａ）と、切断線Ｉ－Ｉにおける断面図（ｂ）とである。正電位導電パターン１２０及び負電位導電パターン１３０は、電子回路を形成するための様々な形状を有する複数の配線パターンからなるが、図３では、正電位導電パターン１２０及び負電位導電パターン１３０の全体的な輪郭を示した。

図３（ｂ）に示すように、正電位導電パターン１２０は、幅Ｗ１を有し、負電位導電パターン１３０は、幅Ｗ２を有する。幅Ｗ２は、幅Ｗ１よりも長い。負電位導電パターン１３０は、正電位導電パターン１２０よりも大きい。負電位導電パターン１３０は、正電位導電パターン１２０から延在し（はみ出て）、基板１１０を挟んで正電位導電パターン１２０と重なる。

このように、負電位導電パターン１３０を正電位導電パターン１２０から延在し正電位導電パターン１２０に重なるように構成することで、筐体１５０が人体などと接触した場合に、筐体１５０と負電位導電パターン１３０とを経由する回路（図１の破線Ａ）を的確に形成しやすくし、正電位導電パターン１２０と筐体１５０とを経由する回路（図１の破線Ｂ）を形成しにくくすることで、残照を的確に防止することができる。

＜＜＜残照の防止＞＞＞
従来のガードリングは、ハイインピーダンス周辺をフローティングの導電体パターンで囲うことにより、飛びつきノイズを抑えるためのものである。また、同電位の導電体パターンで囲むこともガードリングの手法としてあるが、導電体パターンの面積を大きくしたり、配線を複雑にしたりするため、大型化せざるを得ず、実現性が低く、残照に対し効果が低い。

本実施の形態の発光体搭載構造としたことにより、リーク電流を負電位の導電体パターンに流すものであり、電位差とインピーダンスが重要となる。ＬＥＤ素子１００から筐体１５０を通過する電流の経路（図１の破線Ｂ）を形成しないことで、残照を防止することができる。

＜＜＜他の電位＞＞＞
前述した例では、正電位導電パターン１２０に接地電位よりも高い正電位を供給し、負電位導電パターン１３０に接地電位よりも低い負電位を供給する例を示したが、負電位導電パターン１３０に、正電位導電パターン１２０よりも低い正電位を供給してもよい。この場合にも、正電位導電パターン１２０を経由せずに、負電位導電パターン１３０を経由する回路を形成して、残照を防止することができる。

＜＜＜＜本実施の形態の範囲＞＞＞＞
上述したように、本発明は、本実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記載及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきでない。このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態等を含む。

１０ 発光体搭載構造
１００ ＬＥＤ素子
１１０ 基板
１２０ 正電位導電パターン
１３０ 負電位導電パターン
１４０ 絶縁板
１５０ 筐体

Claims (3)

1. 絶縁性を有し、発光体が搭載される第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面とを有する基板と、
   前記第１の面上に配置され、導電性を有し、電極の正電位側に接続されると共に該電極の正電位を前記発光体に供給する第１の配線体と、
   前記基板を挟んで前記第２の面上に配置され、導電性を有し、電極の負電位側に接続されると共に該電極の負電位を前記発光体に供給する第２の配線体と、を備える発光体搭載構造。
2. 絶縁性を有する絶縁体と、
   前記絶縁体を挟んで、前記第２の配線体と向かい合う筐体と、をさらに備える請求項１に記載の発光体搭載構造。
3. 前記第１の配線体は、前記第１の面に延在し、
   前記第２の配線体は、前記第２の面に延在し、
   前記第１の配線体は、前記基板を挟んで前記第２の配線体と向かい合って配置され、
   前記第２の配線体は、前記第１の配線体以上の大きさを有し、
   前記第２の配線体は、第１の配線体よりも延在して重なる請求項１又は２に記載の発光体搭載構造。