JPWO2017115862A1 - Ｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Abstract

建材に取り付けられるＬＥＤ照明装置であって、配線パターンに対応した薄板の形状からなる導電性の配線材と当該配線材に直接実装される少なくとも１つ以上のＬＥＤとから構成される基板レスの発光モジュールと、発光モジュールを覆う透光性カバーと、透光性カバーが取り付けられる支持部材と、を有し、配線材は、透光性カバー及び支持部材のいずれかに配設されているものである。

Description

本発明は、ＬＥＤ照明装置、特に、照明光源に１つ以上のＬＥＤチップを用いたＬＥＤ照明装置に関する。

従来から、照明光源として１つ以上のＬＥＤチップを用いたＬＥＤ照明装置が知られている。この際、ＬＥＤ照明装置は、配線パターンと、コンポジット材料からなる絶縁層を形成した金属ベース基板と、金属ベース基板の片面に実装した複数のＬＥＤチップと、を備えるものなどが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−５９９３０号公報

一般に、このようなＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤの長寿命化の為、放熱性に優れた、金属ベース基板を備えている場合が多い。そのため、ＬＥＤ照明装置は、長寿命化を確保することができる反面、重量が増すうえ、又、複数の層からなる(複雑な)構成のため高価であった。

本発明は、上述のような課題を解決するために、ベース基板とコンポジット材料からなる絶縁層とを不要とした基板レス化を実現するとともに、放熱性に優れ長寿命化を維持しつつ、軽量且つ安価なものとすることができるＬＥＤ照明装置を提供することを目的とする。

本発明に係るＬＥＤ照明装置は、上記目的を達成のため、建材に取り付けられるＬＥＤ照明装置であって、配線パターンに対応した薄板の形状からなる導電性の配線材と当該配線材に直接実装される少なくとも１つ以上のＬＥＤとから構成される基板レスの発光モジュールと、発光モジュールを覆う透光性カバーと、透光性カバーが取り付けられる支持部材と、を有し、配線材は、透光性カバー及び支持部材のいずれかに配設されているものである。

本発明によれば、配線パターンに対応した薄板の形状からなる導電性の配線材を透光性カバー及び支持部材のいずれかに配設したことにより、金属ベース基板及び／又は絶縁板を不要とした基板レス化を実現するとともに、長寿命化を維持しつつ、軽量且つ安価なものとすることができる。

ＬＥＤ照明装置を天井取付用の直管型照明装置に適用した例を示し、ＬＥＤ照明装置の斜視図である。 ＬＥＤ照明装置を天井取付用の直管型照明装置に適用した例を示し、（Ａ）は直管型照明装置の長手方向に沿う横断面図、（Ｂ）は管体の縦断面図である。 ＬＥＤ照明装置に適用される発光モジュールの一例を示し、（Ａ）は発光モジュールの平面図、（Ｂ）は発光モジュールの底面図である。 ＬＥＤ照明装置を天井取付用器具に取り付けた例を示し、照明装置全体の斜視図である。 ＬＥＤ照明装置の縦断面図である。 ＬＥＤ照明装置を天井取付用の球型照明装置に適用した例を示し、（Ａ）はＬＥＤ照明装置の斜視図、（Ｂ）は球体の一部を破断した正面図である。 ＬＥＤ照明装置を天井取付用の球型照明装置に適用した例を示し、ソケットの断面図ある。 ＬＥＤ照明装置に適用される配線体の一例を示し、発光モジュールの模式図である。 ＬＥＤ照明装置を天井取付用器具に取り付けた例を示し、（Ａ）は照明装置全体の斜視図、（Ｂ）はＬＥＤ照明装置の一部を破断した正面図である。 ＬＥＤ照明装置を天井取付け用シーリングライトに適用した例を示し、ＬＥＤ照明装置の断面図である。 ＬＥＤ照明装置に適用される配線体を帯状に形成した例を示し、（Ａ）は打ち抜き形成状態の配線体の正面図、（Ｂ）はＬＥＤチップを実装した状態（一部）の配線体の正面図である。 帯状に形成した配線体にＬＥＤチップを実装する例を示す説明図である。 ブロック単位で連続する配線体を屈曲させる例を示し、（Ａ）はブロック屈曲状態の配線体の正面図、（Ｂ）は屈曲部の拡大正面図、（Ｃ）は立ち上げた状態の正面図、（Ｄ）は屈曲させた状態の正面図、（Ｅ）は波型状とした例の説明図、（Ｆ）は傾斜状とした例の説明図、である。 配線体の接続例を示し、（Ａ）は電源基板との接続例を示す説明図、（Ｂ）は嵌め型接続部の説明図、（Ｃ）はハンダ接続部の説明図、である。 配線体にＬＥＤチップ位置ズレ防止部を形成した例を示し、（Ａ）はＬＥＤチップ固定用液状部材を塗布した状態の配線体の正面図、（Ｂ）は（Ａ）の要部の断面図、（Ｃ）はＬＥＤチップを実装した状態の配線体の正面図、（Ｄ）は（Ｃ）の要部の断面図、である。 配線体をランド状に形成した例を示し、（Ａ）はＬＥＤ載置部の配置例の説明図、（Ｂ）はＬＥＤ載置部に溶接材を塗布した説明図、（Ｃ）はＬＥＤ載置部以外にレジスト処理を行った要部の説明図である。 配線体の屈曲例を示し、（Ａ）は正多角形に屈曲させた配線体の正面図、（Ｂ）は折り返し形状に屈曲させた配線体の正面図、（Ｃ）は十字形状に屈曲させた配線体の正面図、である。 配線体の高電位側配線体及び低電位側配線体の各端部を延長した例を示し、（Ａ）は配線体の正面図、（Ｂ）は配線体を電球型のＬＥＤランプに配置した状態の説明図、である。 配線体を直列配置した例を示し、（Ａ）は配線体の正面図、（Ｂ）は配線体を高天井照明装置の光源部として実装した状態の説明図、である。 配線体を並列配置した例を示し、（Ａ）は配線体の正面図、（Ｂ）は配線体をダウンライトのリフレクタに配置した斜視図である。 配線体を円筒状として街灯に配置した例の説明図である。 配線体を蛸足状に屈曲させた電球型のＬＥＤランプに配置した例の説明図である。 帯状の導体金属版を並列配置した配線体の例を示す斜視図である。 ＬＥＤ照明装置に適用される発光モジュールの一例を示し、（Ａ）は発光モジュールの斜視図、（Ｂ）は発光モジュールの一部拡大図であって、その側面図である。 ＬＥＤ照明装置に適用される発光モジュールの一例を示し、図２４（Ａ）に示す発光モジュールの裏面を示す斜視図である。 ＬＥＤ照明装置に適用される発光モジュールの一例を示す斜視図である。 ＬＥＤ照明装置に適用される発光モジュールの一例であって、図２６に示す発光モジュールの裏面を示す斜視図である。 ＬＥＤ照明装置に適用される発光モジュールの一例を示す斜視図である。

次に、本発明に係る一実施の形態について図面を参照して説明する。

図１乃至図３に示すＬＥＤ照明装置１は、天井取付用の直管型照明装置に適用したものである。

図１に示すように、ＬＥＤ照明装置１は、筐体１１及び一対のソケット１２を備えた天井取付け用の照明器具１０と、照明器具１０に着脱（交換）可能に装着した直管型のＬＥＤランプ２０と、を備える。

図２（Ａ）に示すように、照明器具１０は、建物の天井Ｒにねじ等を介して筐体１１を固定している。筐体１１は、使用者の所望の明るさ等によってソケット１２に装着するＬＥＤランプ２０の長さや本数が異なるように複数の仕様のものを用いることができる。本実施の形態において、筐体１１は、金属製の薄肉板を上面（天井Ｒ側）に開口しており、その内部には、建物の内に配策した電源ケーブル（図示せず）と接続される電源装置１３を収納している。

これにより、照明器具１０は、ＡＣ/ＤＣコンバータや過電流保護素子等の電子部品を含む電源回路を電源装置１３に構成することにより、光源にＬＥＤチップを用いたＬＥＤランプ２０を利用することが可能となっている。

図２（Ｂ）に示すように、ＬＥＤランプ２０は、例えば、長尺状の筒状体からなるガラス製の透光性カバー２１の両端にソケット１２と係合する口金２２を備える。透光性カバー２１の内部に、少なくとも１つ以上のＬＥＤチップ２３と、１つ以上のＬＥＤチップ２３を表面に直接実装するとともに配線パターン状に形成した導電性材料からなる配線体２４と、を備える。したがって、矩形（例えば、長方形）の１つ以上のＬＥＤチップ２３と、このＬＥＤチップ２３を直接実装した配線体２４とは、請求の範囲における発光モジュールを構成する。なお、口金２２は、透光性カバー２１の両端を支持する支持部材を兼用している。

図３に示すように、本実施の形態における配線体２４は、ＬＥＤチップ２３を並列に配置し、高電位側配線体２４Ａと低電位側配線体２４Ｂとを有している。配線体２４は、配線パターンに対応した薄板の形状からなる導電性とすることにより、基材（プリント配線基板）を配さずに２次元に配線パターン状に構成したものである。換言すれば、配線体２４は、通常のプリント配線基板（ガラスエポキシ基板など）から絶縁体の基材の部分を無くし、銅箔の配線パターンだけ取り出したようなものとなっている。配線体２４は、例えば、金属箔板をレーザーカット、エッチング、プレス抜きなどで製作することができる。また、配線体２４は、ＬＥＤチップ２３をハンダ付け等によって固定していない裏面側をガラス管である透光性カバー２１の内面に対する接着固定面としている。さらに、配線体２４は、図２（Ｂ）に示すように、絶縁性を有しかつＬＥＤチップ２３を点灯させた際の発熱に対する耐熱性を有する接着剤２５により、透光性カバー２１の内壁面に直接固定している。これにより、電源装置１３から電力が配線体２４に供給され、各ＬＥＤチップ２３が点灯する。なお、図２（Ｂ）において、配線体２４の高電位側配線体２４ＡはＬＥＤチップ２３のアノード端子２３Ａにハンダ２６により接続・固定され、低電位側配線体２４ＢはＬＥＤチップ２３のカソード端子２３Ｂにハンダ２６により接続・固定される。

なお、接着剤には、例えば、オルガノポリシロキサンを主成分としたシリコーン系接着剤や、エポキシ樹脂を主成分としたエポキシ系接着剤等、絶縁性を有しかつＬＥＤチップ２３を点灯させた際の発熱に対する耐熱性を有する接着材を用いるのが好ましい。また、配線体２４は、その材質としては、鉄板にニッケルメッキ加工を施したものや、銅板等を用い、その厚さは、鉄板の場合は約０．２〜０．６ｍｍ、銅板の場合はや約０．３ｍｍ〜１．０ｍｍである。また、適宜切れ込みを入れることにより、ＬＥＤチップ２３の位置決めや、ハンダ付けする際のハンダの流れ防止、ハンダ付け後の応力緩和等の効果を発揮することができる。同様に、エンボス加工を施すことにより、ハンダ流れ防止に加え、配線体２４の強度を向上することができる。なお、例えば、高電位側配線体２４Ａと低電位側配線体２４Ｂとの間に接着剤や樹脂を充填、或は、ポッティングを施してもよい。これにより、配線体２４の強度向上に加え、配線体２４とＬＥＤチップ２３との間のハンダ付け部の保護、絶縁性の確保、及び、レンズ形状への対応が可能となる。なお、接着剤に替えて粘着シートでもよい。

このように、本実施の形態においては、透光性カバー２１の内部には、少なくとも１つ以上のＬＥＤチップ２３と、１つ以上のＬＥＤチップ２３を表面に直接実装するとともに配線パターン状に形成した導電性材料からなる配線体２４と、からなる発光モジュールを備えることにより、配線のための高価で重量及びスペースを必要とするプリント配線基板を廃止し得て、長寿命化を維持しつつ、軽量且つ安価なＬＥＤランプ２０とすることができる。

なお、上記実施の形態では。複数のＬＥＤチップ２３を電気的に並列配置としたものを例示したが、電気的に直列配置としてもよい。

図４及び図５に示すＬＥＤ照明装置２は、直管型の天井取付用の照明器具３０に取り付けた例を示すものである。

すなわち、上記実施の形態では、照明器具１０と直管型のＬＥＤランプ２０とでＬＥＤ照明装置１を構成していたが、この実施の形態に係るＬＥＤ照明装置２は、内部に電源回路を設けることにより、建物の既存の直管型蛍光灯照明装置に対して、蛍光管に替えて使用可能としたものである。

図４に示すように、ＬＥＤ照明装置２は、筐体３１及び一対のソケット３２を備えた天井取付用の照明器具３０に着脱（交換）可能に装着するものである。

ＬＥＤ照明装置２は、長尺状の筒状体からなるガラス製の透光性カバー４１の両端にソケット３２と係合することにより照明器具３０に保持される口金４２を有する。なお、口金４２は、透光性カバー４１の両端を支持する支持部材を兼用している。

図５に示すように、ＬＥＤ照明装置２は、透光性カバー４１の内部に、複数のＬＥＤチップ２３を実装した配線体２４と、配線体２４に電力を供給する電源回路を有する電源装置４３と、電源装置４３を覆う筒状カバー４４と、配線体２４と電源装置４３とを管軸に沿って仕切って配線体２４と電源装置４３とを支持する長尺状かつ平板状に形成したヒートシンク４５と、を備える。なお、本実施の形態において、透光性カバー４１（又は筒状カバー４４）は請求の範囲における筐体を構成し、ヒートシンク４５は、請求の範囲における支持部材を構成している。

透光性カバー４１は、内層から順に、光拡散層、透光性のガラス層、及び透光性の保護層、が位置する一体の構成を少なくとも有する管状であり、その全体がＬＥＤチップ２３から照射された照明光束を透光するガラス製の透光部として機能する。光拡散層は、例えば、ガラス層の内周面全体に白色シリコーン系塗料からなる塗膜によって形成しており、その層厚は約０．０８ｍｍである。ガラス層は、例えば、硼珪酸ガラスからなる無色透明のガラス管であり、その厚さは約０．７５ｍｍである。保護層は、例えば、ＰＥＴ等の熱収縮性樹脂フィルムであり、その熱収縮後の厚さは約０．０８ｍｍである。

電源装置４３は、ＡＣ/ＤＣコンバータや過電流保護素子等の電子部品を含む電源回路によって構成することにより、光源にＬＥＤチップ２３を用いたＬＥＤ照明装置２とすることができる。

筒状カバー４４は、給電側の口金４２から管内側に向って延びる底壁４４ａと、底壁４４ａの長手方向に沿う縁部から立ち上がる一対の縦壁４４ｂと、縦壁４４ｂの上端間に跨る上壁４４ｃと、で両端を開放する筒状に形成している。

ヒートシンク４５は、一面を配線体２４を接着剤を介して固定する下面４５ａとし、この下面４５ａとは反対側である他面を電源装置４３を支持する上面４５ｂとしている。ヒートシンク４５は、上面４５ｂから上向きに立ち上がる壁部４５ｃと、壁部４５ｃと上面４５ｂとの間に位置して管軸方向に沿って延びる溝４５ｄと、を一体に有する。

壁部４５ｃは、ヒートシンク４５の管軸Ｐに沿って延びる両縁部から立ち上がるとともに、その基部側において断面Ｕの字状に屈曲することで溝４５ｄを一体に形成している。この際、溝４５ｄは、ヒートシンク４５の管軸方向に沿って延びる長手方向全幅、すなわち、ヒートシンク４５の全長にわたって形成している。溝４５ｄには、口金４２にヒートシンク４５を保持させるためのホルダ（図示せず）に設けた支持ネジ４６が螺合するようになっている。なお、溝４５ｄには、雌ネジを形成してもよいし、支持ネジ４６を螺合させる際の材質（例えば、アルミ）の硬度差による塑性変形によって対応してもよい。

これにより、ヒートシンク４５は、例えば、アルミ等の金属材料の押し出し成形によって成形することができる。

また、成形後、アルマイト処理を施しヒートシンク４５の放熱効果を高くすることができる。ヒートシンク４５と配線体２４の間に、その間の絶縁を兼ねる反射シートを設け、光の取出し効率をあげることができる。また、反射シートは一般的なプリント基板と比べ厚みが薄いため熱抵抗が低くなり、ＬＥＤの熱を効率良くヒートシンク４５に伝達させることができる。

さらに、壁部４５ｃの屈曲構造がヒートシンク４５の平板部分の直近に長辺方向の縁部に沿って形成され、ヒートシンク４５のねじり方向の強度を確保することができる。

すなわち、ヒートシンク４５は、長尺に成形したものを組み付け作業する際に、ねじれ及びたわみが発生してしまうと、例えば、一方の口金４２とホルダとを組み付ける際には問題が発生し難いものの、他方の口金４２とホルダとを組み付ける際に相対位置にズレが発生してしまい、組み付け作業が困難となってしまう。しかしながら、ヒートシンク４５の剛性を確保するために断面形状を閉断面とすることなく軽量化を確保しつつ、ねじれやたわみの発生を抑制することによって、ヒートシンク４５などの組み付け作業の容易化に貢献し得て、しかも、図示しないコネクタや回路部品等を配置するための管内スペースの有効活用にも貢献することができる。

このような構成においても、透光性カバー４１の内部に、少なくとも１つ以上のＬＥＤチップ２３と、１つ以上のＬＥＤチップ２３を表面に直接実装するとともに配線パターン状に形成した導電性材料からなる配線体２４と、からなる発光モジュールを配置することができる。

この際、配線体２４は、その裏面がヒートシンク４５の下面４５ａに対する接着固定面となる。したがって、配線のための高価で重量及びスペースを必要とするプリント配線基板を廃止し得て、長寿命化を維持しつつ、軽量且つ安価なＬＥＤ照明装置２とすることができる。

図６乃至図８に示すＬＥＤ照明装置３は、天井取付用の球型照明装置に適用したものである。

図６に示すように、ＬＥＤ照明装置３は、天井から吊り下げた照明器具５０と、照明器具５０に着脱（交換）可能に装着した球型のＬＥＤランプ６０と、を備える。

照明器具５０は、天井から吊り下げた配線５１と、配線５１の下端に装着してＬＥＤランプ６０を着脱可能に保持するとともにＬＥＤランプ６０に電力を供給するソケット５２と、ＬＥＤランプ６０を覆う傘５３と、を備える。

図７に示すように、ソケット５２は、カバー５４と、ＬＥＤランプ６０の口金６１（図６（Ｂ）参照）と係合する受口金５５と、受口金５５の裏側に配置した基台５６と、基台５６に配置するとともに配線５１を介して外部電源から電力供給される電源装置５７と、を備える。したがって、ソケット５２は、請求の範囲における筐体を構成している。

カバー５４は、基台５６を支持するベースカバー５４Ａと、ベースカバー５４Ａにランス状の係合爪５４ａが係合することによってベースカバー５４Ａに保持されるソケットカバー５４Ｂと、を備える。

受口金５５は、基台５６に一端が保持された状態で電源装置５７の高電位側と接続されるとともに他端をソケットカバー５４Ｂの内部に臨ませた出力端子５８と、ソケットカバー５４Ｂに保持されて電源装置５７の低電位側と接続される受口金部５９と、で構成されている。

ＬＥＤランプ６０は、出力端子５８と接触する接点部６２を絶縁状態で設けた口金６１と、口金６１に装着した球体状ガラス（グローブ）６３と、球体状ガラス６３の内部において内壁面に沿うように所定形状に屈曲させた１つ又は複数の配線体２４と、配線体２４にハンダ付けにより固定した複数のＬＥＤチップ２３と、を備える。

図８に示すように、本実施の形態における配線体２４は、ＬＥＤチップ２３を並列に配置し、図３と同様に高電位側配線体（図示せず）と低電位側配線体（図示せず）とを有している。また、配線体２４は、展開状態において略キの字状（十の字を縦に連続させた形状）に構成され、図６（Ｂ）に示すように、両端を接点部６２又は口金６１の一方と電気的に接続した状態で３次元の立体状に屈曲させることで球体状ガラス６３の内部において内壁面に沿っている。

このような構成においても、球体状ガラス６３の内部に、少なくとも１つ以上のＬＥＤチップ２３と、１つ以上のＬＥＤチップ２３を表面に直接実装するとともに配線パターン状に形成した導電性材料からなる配線体２４と、からなる発光モジュールを配置することができる。

この際、１つ以上のＬＥＤチップ２３が球体状ガラス６３の内面に位置するように３次元の立体状に配線体２４を屈曲させている。したがって、配線のための高価で重量及びスペースを必要とするプリント配線基板を廃止し得て、長寿命化を維持しつつ、軽量且つ安価なＬＥＤ照明装置２とすることができる。

図９に示すＬＥＤ照明装置４は、球型の天井取付用の照明器具７０に取り付けた例を示すものである。

すなわち、上記実施の形態では、照明器具５０と球型のＬＥＤランプ６０とでＬＥＤ照明装置３を構成していたが、この実施の形態に係るＬＥＤ照明装置４は、内部に電源回路を設けることにより、建物の既存の電球型照明装置に対して、電球に替えて使用可能としたものである。

図９は、天井から吊り下げた照明器具７０に着脱（交換）可能に球型のＬＥＤ照明装置４を装着したものを示す。

照明器具７０は、天井から吊り下げた配線７１と、配線７１の下端に装着してＬＥＤ照明装置４を着脱可能に保持するとともにＬＥＤ照明装置４に電力を供給するソケット７２と、ＬＥＤ照明装置４を覆う傘７３と、を備える。

ＬＥＤ照明装置４は、ソケット７２の出力端子（図示せず）と接触する接点部８１を絶縁状態で設けた口金８２と、口金８２に装着した筒状のカバー８３と、カバー８３に装着した球体状ガラス（グローブ）８４と、を備える。

ＬＥＤ照明装置４は、球体状ガラス８４の内部において内壁面に沿うように所定形状に屈曲させた複数の配線体２４と、配線体２４にハンダ付けにより固定した複数のＬＥＤチップ２３と、を備える。また、ＬＥＤ照明装置４は、ソケット７２の内部に、配線体２４に電力を供給する電源回路を有する電源装置８５と、配線体２４と電源装置８５とを上下（使用状態）で仕切って配線体２４と電源装置８５とを支持する円板状に形成したヒートシンク８６と、を備える。なお、カバー８３は、電源装置８５を収容する筐体として機能するとともに、口金８２に球体状ガラス（透光性カバー）８４を支持部材として機能している。

本実施の形態における配線体２４は、ＬＥＤチップ２３を並列に配置し、図３と同様に高電位側配線体（図示せず）と低電位側配線体（図示せず）とを有している。また、配線体２４は、図６と同様に、展開状態において略キの字状に構成したものの両端を接点部８１又は口金８２の一方と電気的に接続した状態で３次元の立体状に屈曲させることで球体状ガラス８４の内部において内壁面に沿っている。これにより、ＬＥＤチップ２３をハンダ付けした配線体２４を立体に折り曲げることで配光角を広く（例えば、通常のＬＥＤランプで１２０°のところを３００°前後）に確保することができる。なお、配線体２４を加工するには、立体構造、強度向上及び放熱性向上を確保するために曲げ加工を施すのが好ましい。

このような構成においても、球体状ガラス８４の内部に、少なくとも１つ以上のＬＥＤチップ２３と、１つ以上のＬＥＤチップ２３を表面に直接実装するとともに配線パターン状に形成した導電性材料からなる配線体２４と、からなる発光モジュールを配置することができる。したがって、電球型のＬＥＤ照明装置４は、口金８２の軸心方向に沿って、口金８２、カバー（筐体・支持部材）８３、発光モジュール、球体状ガラス（透光性カバー）８４を、この順に配置している。

この際、１つ以上のＬＥＤチップ２３が球体状ガラス８４の内面に位置するように３次元の立体状に配線体２４を屈曲させている。したがって、配線のための高価で重量及びスペースを必要とするプリント配線基板を廃止し得て、長寿命化を維持しつつ、軽量且つ安価なＬＥＤ照明装置４とすることができる。

図１０に示すＬＥＤ照明装置５は、所謂シーリングライト型に適用した例を示すものである。

図１０に示すように、ＬＥＤ照明装置５は、天井に装着可能な引掛シーリングプラグ９１を有するシーリングライト型であり、引掛シーリングプラグ９１を固定したベース９２と、ベース９２に装着した透光性カバー（セード）９３と、透光性カバー９３を保持するようにベース９２に固定したヒートシンク９４と、ヒートシンク９４の上面に固定して引掛シーリングプラグ９１から外部電力の供給を受ける電源装置９５と、を備える。

ヒートシンク９４の下面には、全体として矩形又は扇形等の所定形状に構成した複数の配線体２４と、配線体２４に溶接により固定した複数のＬＥＤチップ２３と、を備える。

本実施の形態における配線体２４は、ＬＥＤチップ２３を並列に配置し、図３と同様に高電位側配線体（図示せず）と低電位側配線体（図示せず）とを有している。また、配線体２４は、ヒートシンク９４に接着剤により固定し、電源装置９５から電力供給を受けるようになっている。

このような構成においても、透光性カバー９３の内部に、少なくとも１つ以上のＬＥＤチップ２３と、１つ以上のＬＥＤチップ２３を表面に直接実装するとともに配線パターン状に形成した導電性材料からなる配線体２４と、からなる発光モジュールを配置することができる。

したがって、配線のための高価で重量及びスペースを必要とするプリント配線基板を廃止し得て、長寿命化を維持しつつ、軽量且つ安価なＬＥＤ照明装置４とすることができる。

ところで、配線体２４は、導電性材料の薄肉金属板をプレス成形（打ち抜き）によって高電位側と低電位側とを一体に成形し、ＬＥＤチップ２３を固定して発光モジュールとした状態で高電位側と低電位側とを別体に切り離せばよいため、各種ＬＥＤ照明装置用として適用が可能である。

例えば、上述したＬＥＤ照明装置を天井取付用の直管型照明装置に適用可能な配線体２４の場合には、一直線上に連続するものである。この際、高電位側配線体２４Ａと低電位側配線体２４Ｂとは、ＬＥＤチップ２３を搭載して電力を供給する際には電気的に分離している必要がある。一方、それ以前の製造時、例えば、薄肉金属の打ち抜き加工時には、図１１（Ａ）に示すように、高電位側配線体２４Ａと低電位側配線体２４Ｂとは縁さん２７によって繋がっている状態で成形することができる。

その後、図１１（Ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ２３を実装したときに、縁さん２７を除去して高電位側配線体２４Ａと低電位側配線体２４Ｂとを分離させる。なお、配線体２４は、打ち抜きにより不要な部分を除去したうえで、縁さん２７を除去するもので、結果的に不要な部分を除去するための打ち抜き加工を意味し、通常のブランク加工等の打ち抜きのように、製品を取り出す場合とは逆工程となっている。

したがって、図１２に示すように、縁さん２７により高電位側配線体２４Ａと低電位側配線体２４Ｂとが繋がっている状態で、ロール状に巻き取れば、ＬＥＤチップ２３を実装機２８によりラインで実装することができる。

また、図１１及び図１２に示すように、配線体２４を複数のブロック、例えば、図１１（Ｂ）に示すように、５個のＬＥＤチップ２３で１ブロック（２４−１，２４−２）として、屈曲部２４Ｃによって連続させることができる。なお、図１１では屈曲部２４Ｃで高電位側配線体２４Ａを連続させた例を示したが、低電位側配線体２４Ｂでもよいし、交互でもよい。

図１３は、このような屈曲部２４Ｃによってブロック単位で屈曲させる例を示す。図１３（Ａ）に示すように、配線体２４の各ブロック（２４−１，２４−２）は、屈曲部２４Ｃで適宜に屈曲させることができる。この際、配線体２４は、１枚の金属プレートからなるため、高電位側配線体２４Ａ、低電位側配線体２４Ｂ、屈曲部２４Ｃ、は同一平面状に位置している。したがって、屈曲部２４Ｃをそのまま屈曲させようとすると、隣り合うブロック（２４−１，２４−２）に捻じれや段差が発生し易くなってしまう。

そこで、図１３（Ｂ）に示す平面状態から、図１３（Ｃ）に示しように、屈曲部２４Ｃのみを立ち上げたうえで、屈曲部２４Ｃを屈曲させると、所望の方向にブロック（２４−１，２４−２）の全体を傾けることができる。なお、配線体２４の設置スペースの関係上、屈曲部２４Ｃを立ち上げることができない場合には、例えば、図１３（Ｅ）に示す波型の屈曲部２４Ｄ、或は、図１３（Ｆ）に示す傾斜状の屈曲部２４Ｅのように、幅狭で切れ込み等を形成することで屈曲部２４Ｄ，２４Ｅをブロック（２４−１，２４−２）と同一平面上に位置するように構成することも可能である。

一方、図１４（Ａ）に示すように、高電位側配線体２４Ａ及び低電位側配線体２４Ｂの各端部は、電子部品４７や電源装置４３（図１４では図示略）を実装した電源基板４８に対して、直接接続（溶接など）するよう、所定の状態で屈曲させることができる。これにより、配線体２４と電源基板４８とをリード線によって接続する必要がなくなり、部品点数を削減することができる。また、比較的重量のある電源基板４８と配線体２４とを強度を確保した状態で一体化することができるため、例えば、照明装置への取付作業を迅速に行うことができる。

また、図１４（Ｂ）に示すように、一方の高電位側配線体２４Ａ（又は低電位側配線体２４Ｂ）の端部を段差状に形成して接続孔２４Ｆを形成するとともに、他方の高電位側配線体２４Ａ（又は低電位側配線体２４Ｂ）の端部に切り起こし状の係合片２４Ｇを形成して、接続孔２４Ｆに係合片２４Ｇを嵌合することでブロックの端部同士を接続することも可能である。

なお、図１４（Ｃ）に示すように、一方の高電位側配線体２４Ａ（又は低電位側配線体２４Ｂ）の端部を段差状に形成して接続孔２４Ｆを形成するとともに、他方の高電位側配線体２４Ａ（又は低電位側配線体２４Ｂ）の端部とハンダＨにより接続してもよい。

また、高電位側配線体２４Ａ及び低電位側配線体２４Ｂにおいて、ＬＥＤチップ２３は、ハンダによって固定される。具体的には、図１５に示すように、高電位側配線体２４Ａ及び低電位側配線体２４Ｂには、互いに対向してＬＥＤチップ２３を跨らせて載置する載置部２４ａ，２４ｂを有する。

載置部２４ａ，２４ｂには、図１５（Ａ），（Ｂ）に示すように、クリーム半田２９を塗布したうえで、図１５（Ｃ），（Ｄ）に示すように、ＬＥＤチップ２３を載置する。その後、リフロー炉などで、このハンダ２９を溶融させ載置部２４ａ，２４ｂにＬＥＤチップ２３を実装することができる。

この際、溶融状態のハンダ２９によってＬＥＤチップ２３が流され動いてしまう虞がある。そこで、載置部２４ａ，２４ｂのＬＥＤチップ２３を載置する位置よりも外側に、打ち抜き時に表裏に貫通する溝２４ｃ，２４ｄを形成しておけば、ハンダ２９の表面張力によりそれ以上流れなくなりその位置に半田がとどまり不測な動きを抑制することができる。溝２４ｃ，２４ｄは貫通しない孔やディンプル加工等でもよい。

また、載置部２４ａ，２４ｂは、例えば、図１６（Ａ）に示すように、ランド形状としてもよい。この場合、図１６（Ｂ）に示すように、溶融状態のハンダ２９は載置部２４ａ，２４ｂのランド形状で留まり、位置ずれなくＬＥＤチップ２３を半田付けできる。
また、図１６（Ｃ）に示すように、ソルダーレジスト液または耐熱性塗料で、半田付けが必要な箇所をマスクして塗らないように皮膜を作り、溶融状態のハンダ２９がランド形状で留まるようにしてもよい。

なお、ハンダ２９（ハンダ２６）に替えて、溶接、導電性接着、圧着などの電気的接続をともなう固定としても良い。また、鉄板を配線体２４のベースとした場合、銅板を用いる場合よりも安価にすることができる。なお、配線体２４は、ＬＥＤチップ２３を実装した状態で、透明樹脂（有色又は無色の半透明を含む）で覆ってもよいし、拡散レンズや各種プリズムを配置してもよい。

上述したように、配線体２４は、打ち抜きによって、高電位側配線体２４Ａと低電位側配線体２４Ｂとを単なるリード線として容易に加工することができるため、所謂バスバー（母線）を不要とし、設計の自由度を高くすることができる。また、接着剤によりＬＥＤチップ２３を仮固定したうえでハンダ２９によりＬＥＤチップ２３を固定してもよい。

この際、接着剤に絶縁性のものを用いた場合、ハンダ２９によって配線体２４とＬＥＤチップ２３との電気的な接続状態を維持する。なお、生産性及び量産性の観点から打ち抜き加工によって配線体２４を加工する場合で説明しているが、レーザカッタやエッチングによって加工することも可能である。また、配線体には、熱輻射、光反射を増やすための表面処理、例えば、熱輻射特性がよい。なお、高反射レジストなどを塗布してもよい。

これにより、例えば、図１７（Ａ）に示すように、配線体２４を正多角形（略正六角形）にブロック単位（２４−１〜２４−６）で屈曲させることにより、管型のＬＥＤランプ１００に適用することも可能である。

また、図１７（Ｂ）に示すように、配線体２４をブロック単位（２４−１〜２４−４）で交互に折り返すことにより、ＬＥＤランプ１１０に適用することも可能である。

さらに、図１７（Ｃ）に示すように、配線体２４をブロック単位（２４−１〜２４−８）で十字形状に屈曲させることにより、シーリングライト型のＬＥＤランプ１２０に適用することも可能である。

このように、配線体２４は、製品形状に合わせて容易に屈曲させることができる。この際、各ブロック単位で湾曲させることも可能である。また、打ち抜きの余剰部分は、必要に応じて打ち抜かずにフィン状に屈曲させることにより、強度を維持しつつ、放熱性を確保することも可能である。

また、図１８（Ａ）に示すように、配線体２４の高電位側配線体２４Ａ及び低電位側配線体２４Ｂの各端部を延長してもよい。これにより、ＬＥＤチップ２３を実装した配線体２４を、例えば、図１８（Ｂ）に示すように、フィラメント電球に代わるＬＥＤランプ１３０として、配線体２４をフィラメントと同様の位置となるように高電位側配線体２４Ａ及び低電位側配線体２４Ｂの各端部をリード線として用いてもよい。

さらに、図１９（Ａ）に示すように、配線体２４を直列配置するとともに、ブロック単位（２４−１〜２４−５）を折り返した場合、図１９（Ｂ）に示すように、高天井照明装置（図示せず）の光源部１４０として実装することも可能である。

配線体２４に熱伝導率が高い金属を使用すれば、ＬＥＤはそこに直接半田付けされる構成であるため、最も熱特性的に有利になる。構造的にも配線体２４とヒートシンク１４１との間に、十分な絶縁特性を持つシリコンパッド１４２を挿入するだけでよいので簡単である。なお、高天井照明装置とは、工場や体育館などの天井高が６ｍ以上に設置される照明装置であって全光束が１００００ｌｍ以上のものとなるため、高輝度化に対応することができる。

これとは逆に、図２０（Ａ）に示すように、配線体２４をブロック単位（２４−１〜２４−５）で並列配置してもよい。なお、図２０（Ａ）に示した例は説明の便宜上であって、ブロック体の数は限定されるものではない。これにより、図２０（Ｂ）に示すように、ブロック単位の配線体２４をダウンライト１５０のヒートシンク１５１に固定したリフレクタ１５２の表面形状に沿って湾曲させて配置することも可能である。

さらに、図２１に示すように、配線体２４を全体的に湾曲させて円筒状とすれば、全方位を万遍なく照明する街灯１６０に適用することも可能である。この際、ブロックの方向は筒状の軸線方向に沿うのが好ましい。

また、図２２に示すように、配線体２４をブロック単位（２４−１〜２４−５）で蛸足状に屈曲させれば、スリムタイプの電球型のＬＥＤランプ１７０に適用することも可能である。この際、図１８に示した電球型のＬＥＤランプ１３０の場合と同様に、配線体２４にリード線を一体に形成してもよい。

なお、図２２に示したＬＥＤランプ１７０では、配線体２４の各ブロックは実際には８個を正八角形の各辺に対応して配置している。また、上記各例の説明では、全体を通じて共通の構成には、説明の便宜上、必要に応じてＬＥＤチップ２３の図示を省略したり、配線体２４の構成を略図で示している。

ところで、一般的に、ＬＥＤチップは、１チップ当たりの消費電力が、０．１Ｗ未満（Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ：）のものは、携帯端末のバックライト用などに用いられており、一般家庭等に設置の照明装置としては０．１Ｗ以上かつ１Ｗ未満（Ｍｉｄｄｌｅ Ｐｏｗｅｒ）のものを用いるのが好ましい。なお、１Ｗ以上（Ｈｉｇｈ Ｐｏｗｅｒ）のものを用いてもよい。通常、Ｍｉｄｄｌｅ ＰｏｗｅｒのＬＥＤチップは樹脂製であり、Ｈｉｇｈ ＰｏｗｅｒのＬＥＤチップは高価なセラミック製である。また、Ｍｉｄｄｌｅ ＰｏｗｅｒのＬＥＤチップは、Ｈｉｇｈ ＰｏｗｅｒのＬＥＤチップのように大電流をかけられないが、例えば、一般家庭用の照明装置用の場合、定格電圧は３Ｖであるため、あえてＨｉｇｈ ＰｏｗｅｒのＬＥＤチップを用いる必要はない。

例えば、ＬＧ社の商品名：Ｍｉｄ Ｐｏｗｅｒ Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ５６３０ ｓｅｒｉｅｓの場合、
消費電力＝３×０．０６５＝０．１９５Ｗ≒０．２Ｗ
となる。また、ＬＧ社の商品名：Ｈｉｇｈ Ｐｏｗｅｒ ３５３５ ３Ｗの場合、
消費電力＝３×０．３５＝１．０５Ｗ≒１Ｗ
となり、Ｍｉｄｄｌｅ ＰｏｗｅｒのＬＥＤチップを使うことの方が、コストが安いうえに高効率であるためメリットが大きい。なお、Ｈｉｇｈ ＰｏｗｅｒのＬＥＤチップを使用する場合、信頼性が高いうえに、今後の商品開発等の発展も期待できる。

図２３は、複数個のＬＥＤチップ２３を、並列に配列したブロックを、直列に複数接続し、ＬＥＤチップ２３を２次元配列する発光モジュールに用いる配線体２４を示している。配線体２４は、帯状の導体金属を複数枚並列に並べ、縁さん２７によりそれらの並列に並べた導体金属を繋いだ形状をしている。図２３において、点線で囲った領域２３０は、ＬＥＤチップ２３を配置する位置を示している。各領域２３０において、導体金属間の溝を挟んでＬＥＤチップ２３の高電位側への接続領域と低電位側への接続領域が対向している。このとき、対抗する接続領域を互いに異なる形状とすることで、ＬＥＤチップ２３を半田付けするときに高電位側と低電位側を間違えるなどの誤接続を防止することができる。なお、図２３においては、図面の見やすさを考慮して、全ての領域２３０に対して符号は付していないことに留意されたい。図２３に示すように、配線体２４を用いた場合は、隣接する導体金属間に実装される複数のＬＥＤチップ２３が並列接続されるとともに、複数の導体金属がＬＥＤチップ２３を介して直列接続される構成となる。図２３の例で言えば、３並列×８直列という配列で各ＬＥＤチップ２３が接続される構成となるが、配列数はこれに限られるものではない。例えば、３並列×６直列というような配列であってもよいし、８並列×１２直列というような配列であってもよいし、並列接続するＬＥＤチップ２３の個数は列によって異なってもよいし、直列接続するＬＥＤチップ２３は千鳥状に配置してもよいし、並列個数は列によって異なってもよい。また、並列に並ぶ複数の帯状の導体金属も列によって異なる形状であってもよい。なお、縁さん２７は、ＬＥＤチップ２３が実装された後に除去される部分である。

ところで、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように配線体２４が一方向に長尺状である場合や図２０（Ａ）に示すように配線体２４が２次元的にその面積が広い場合には、特にＬＥＤ照明装置の組み立て作業時等に、配線体２４に対して捻じり等の力（荷重）が加わる場合がある。図３（Ａ），（Ｂ）や図２０（Ａ）に示す構成の場合、高電位側配線体２４Ａと低電位側配線体２４Ｂは複数のＬＥＤチップ２３の電極端子（アノード端子２３Ａ、カソード端子２３Ｂ）のみで接続することで発光モジュールとしての形状を維持している。このような構成において配線体２４が荷重を受けて変形すると、力の一部がＬＥＤチップ２３に加わり、ＬＥＤチップ２３の電極端子部分におけるはんだ剥離、ＬＥＤチップ２３の特性劣化、破損等の事態を引き起こす可能性がある。このような可能性を回避するために、配線体２４に補強部を形成して、発光モジュールの機械的強度（曲げ、捻じりに対する耐性）を強化する例を、図２４〜図２８を用いて説明する。

図２４（Ａ）は、図２３に示した配線体２４に対して、複数のＬＥＤチップ２３及び複数の補強部３５を配した発光モジュールの斜視図を示し、図２４（Ｂ）は、図２４（Ａ）における領域３６を矢印２４０の方向から見た場合の側面図を示している。また、図２５は、図２４（Ａ）に示した発光モジュールの裏面側の斜視図を示している。図２４（Ａ）,（Ｂ）,図２５に示すように、補強部３５は、ＬＥＤチップ２３の両側に、隣接する配線体２４間を繋ぐように形成する。なお、図２４（Ａ）においては、図面の見やすさを考慮して、一部のＬＥＤチップ２３、補強部３５の符号は省略しており、以降の図面においても一部のＬＥＤチップ２３、補強部３５に対する符号は省略する。補強部３５は、等間隔に配する必要はなく、ＬＥＤチップ２３が配列された位置に重ならない位置に、ＬＥＤチップ２３の数に依らず複数個所に配置することができる。また、列によって補強部３５の位置や数が、他の列と異なる構成としてもよい。

補強部３５の一例としては、樹脂を用いることとしてよい。樹脂材料は絶縁性が高く、機械的特性（引っ張り、圧縮、曲げ、衝撃等）が高い材料が望ましい。補強部３５に用いる樹脂材料としては、例えば、ポリアミド、ポリカーボネートなどを用いることができる。補強部３５は、一例として、厚さ１ｍｍ、幅２ｍｍ、長さ６ｍｍとしてよいが、この寸法に限るものではない。補強部３５は、例えば、接着やアウトサート成形などにより、配線体２４に対して形成することができる。補強部３５は、配線体２４との間に絶縁層（例えば、絶縁シートなど）を挟んで配線体２４と電気的に導通しない形態で、樹脂材料の代わりに金属片を接着するようにして構成してもよい。また、導電性のない構成を実現でき、配線体２４を補強し得るのであれば、補強部３５には、樹脂材料や金属以外の材料を用いてもよい。

図２４（Ａ）及び図２５に示す例では、配線体２４の両面に補強部３５を構成する例を示しているが、これは、片側の面だけでもよい。しかしながら、補強部３５を配線体２４の両面に構成すると、樹脂硬化時や樹脂の環境温度による熱変形があったとしても、両面に配された補強部３５によりその変形を相殺でき、配線体２４の曲がり、反りといった事態を抑制する効果が期待できる。

配線体２４を補強部３５により補強することで、配線体２４を屈曲させたりしてもＬＥＤチップ２３に対する荷重を低減することができる。したがって、ＬＥＤ照明装置の組み立て時等におけるＬＥＤチップ２３の性能劣化、破損と言った事態を招くことなく、配線体２４を屈曲、あるいは、湾曲させるというような作業を容易に行うことができる。

また、補強部３５は、図２６、図２７に示すように、複数の配線体２４を繋ぐように連続体で形成することとしてもよい。図２６や図２７に示すように補強部３５を連続体で形成する場合には、配線体２４を屈曲させるときの屈曲線に対して直交する、或いは湾曲方向に直交するように形成するとよい。

配線体２４に対して補強部３５を形成することにより、上述の通り、配線体２４を屈曲させたり、湾曲させたりというような作業が行いやすくなる。したがって、例えば、図２８に示すように、発光モジュールを広配光に適した３次元形状に成形しやすくなる。図２８には、円筒状（八角柱状）に形成した発光モジュールの例を示している。図２８に示す発光モジュールは、配線体２４に対してＬＥＤチップ２３を８並列１５直列に実装し、補強部３５を配線体２４の片面にのみ配し、配線体２４を８並列方向に屈曲させて、略円筒状に形成した後に、縁さん２７を切除した状態を示している。なお、図２８に示したＬＥＤチップ２３の配列数はこれに限るものではない。

また、図２４〜図２８にかけては、ＬＥＤチップ２３を片面のみに配した例を示したが、ＬＥＤチップ２３は、配線体２４の両面に実装する構成としてもよい。

以上説明したように、本発明に係るＬＥＤ照明装置１，２，３，４，５は、金属ベース基板と絶縁板とを不要とした基板レス化を実現するとともに、長寿命化を維持しつつ、軽量且つ安価なものとすることができるという効果を有し、照明光源に１つ以上のＬＥＤチップを用いたＬＥＤ照明装置全般に有用である。

１ ＬＥＤ照明装置
２ ＬＥＤ照明装置
３ ＬＥＤ照明装置
４ ＬＥＤ照明装置
５ ＬＥＤ照明装置
２３ ＬＥＤチップ
２４ 配線体
２５ 接着剤
３５ 補強部

Claims (4)

1. 建材に取り付けられるＬＥＤ照明装置であって、
   配線パターンに対応した薄板の形状からなる導電性の配線材と当該配線材に直接実装される少なくとも１つ以上のＬＥＤとから構成される基板レスの発光モジュールと、
   前記発光モジュールを覆う透光性カバーと、
   前記透光性カバーが取り付けられる支持部材と、を有し、
   前記配線材は、前記透光性カバー及び前記支持部材のいずれかに配設されているＬＥＤ照明装置。
2. 前記透光性カバーは長尺状の筒状体であり、
   前記支持部材は前記筒状体の長手方向の両端側に設けられた口金とされる直管型であって、
   前記配線材は前記筒状体の内面に配設されている請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
3. 前記発光モジュールを駆動する回路基板を収容する筺体と、口金と、をさらに備え、
   前記口金の軸心方向に沿って、前記口金、前記筺体、前記支持部材、前記発光モジュール、前記透光性カバーの順に位置するとともに、
   前記透光性カバーは、前記支持部材を覆うグローブとされる電球型であって、
   前記配線材は、前記支持部材の前記グローブ側に配設されている、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
4. 前記支持部材は前記建材側に取り付けられる板状のベース部材であり、
   前記透光性カバーは前記ベース部材を覆うセードとされるシーリング型であって、
   前記配線材は前記ベース部材の前記建材側と反対側に配設されている、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。

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