説明

発光装置

【課題】絶縁部材における熱膨張の影響を低減させた発光装置を提供する。
【解決手段】発光装置は、長尺の板状に形成された実装基板10の表面に1乃至複数の発光ダイオードが実装されてなる光源部1と、少なくとも一部が実装基板10の裏面に接触する放熱部材2と、絶縁材料によって長尺の板状に形成され、光源部1の長手方向に沿って並べられて、光源部1と放熱部材2との間に介装される複数の絶縁部材3A,3Bとを備える。そして光源部1は、少なくとも隣接する2つの絶縁部材3A,3Bに跨るようにして配置される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光ダイオードなどの固体発光素子を光源とする発光装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来より、発光ダイオードを光源とする発光装置が提供されている(例えば特許文献1参照)。この発光装置は、表裏面を貫通する貫通孔が形成された平板状の絶縁基体と、絶縁基体よりも熱伝導率が高く上記貫通孔に挿入された状態で絶縁基体に接合される金属体と、金属体を絶縁基体に接合するための金属板と、金属板の表面に実装される発光ダイオードチップとを備える。この発光装置では、発光ダイオードチップで発生した熱が金属板を介して金属体に伝導されることで効率的に放熱される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2006−128265号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上述の特許文献1に示した発光装置では上記絶縁基体が合成樹脂により形成されているため、絶縁基体の長さ寸法が長くなると発光ダイオードチップで発生した熱による熱膨張の影響が大きくなるという問題があった。
【0005】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、絶縁部材における熱膨張の影響を低減させた発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の発光装置は、長尺の板状に形成された実装基板の表面に1乃至複数の固体発光素子が実装されてなる光源部と、少なくとも一部が実装基板の裏面に接触する放熱部材と、絶縁材料によって長尺の板状に形成され、光源部の長手方向に沿って並べられて、光源部と放熱部材との間に介装される複数の絶縁部材とを備える。そして光源部は、少なくとも隣接する2つの絶縁部材に跨るようにして配置される。
【0007】
この発光装置において、各絶縁部材は、隣接する絶縁部材との間に隙間を設けた状態で配置されるのが好ましい。
【0008】
また、この発光装置において、光源部は複数の実装基板が連接されてなり、各絶縁部材は、板状に形成された主部の短手方向における両側に主部から離れるに従って互いの間隔が拡がるように傾斜する第1の反射面が設けられた一対の反射部を有し、少なくとも1つの絶縁部材は、連接された実装基板の連接部分近傍の反射部に、連接された実装基板間を電気的に接続する電線を保持するための電線保持部が設けられており、電線保持部の表面には第1の反射面と略同じ角度で傾斜する第2の反射面が設けられているのも好ましい。
【0009】
さらに、この発光装置において、複数の絶縁部材は、光源部の長手方向における両端部に配置される第1の絶縁部材と、第1の絶縁部材と異なる長さ寸法に設定され第1の絶縁部材間に配置される第2の絶縁部材とで構成されるのも好ましい。
【0010】
また、この発光装置において、各絶縁部材は、実装基板を固定するためのリブを有し、実装基板を絶縁部材に載置させた状態でリブを変形させることにより実装基板が絶縁部材に固定されるのも好ましい。
【発明の効果】
【0011】
絶縁部材における熱膨張の影響を低減させた発光装置を提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本実施形態の発光装置を示し、(a)は一部省略せる正面図、(b)はその一部拡大図である。
【図2】同上の分解斜視図である。
【図3】同上の別の分解斜視図である。
【図4】(a)は同上の背面図、(b)は同上の側面図である。
【図5】同上に用いられる絶縁部材を示し、(a)は外観斜視図、(b)はその要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下に、発光装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0014】
本実施形態の発光装置は、図2及び図3に示すように、光源部1と、放熱部材2と、絶縁部材3A,3Bと、取付部材4と、カバー5A,5Bとを主要な構成として備える。
【0015】
光源部1は、絶縁材料(例えば、セラミック)によって長尺の板状に形成された実装基板10を有し、実装基板10の表面には複数個の発光ダイオード(図示せず)と導電体(図示せず)とが実装されている。複数個の発光ダイオードは、実装基板10の長手方向に沿って等間隔且つ直線状に並べて実装されており、透光性を有し且つ蛍光材料が混合された合成樹脂製の封止部材11で封止されている。したがって、発光ダイオードから放射される光(例えば、青色光)の一部が蛍光材料で波長変換され、波長変換された光(例えば、黄色光)と波長変換されなかった光(青色光)が混ざることにより、光源部1から放射される光が全体として白色光となる。また光源部1は、実装基板10の長さ寸法が2つの絶縁部材3A,3Bに跨る長さ寸法に設定されており、1列に並べられた3つの絶縁部材3A,3Bに対して2つの実装基板10が長手方向に沿って並べて配置される。さらに、実装基板10の長手方向における両端寄りには給電用のコネクタ12,12が実装されており、コネクタ12,12間には複数の発光ダイオードが直列又は並列に接続されている。
【0016】
放熱部材2は、長尺の平板状に形成され、絶縁部材3A,3Bを介して光源部1が載置される主片20と、主片20の短手方向における両端より主片20の厚み方向に延びる一対の側片21とが、熱伝導度の高い材料(例えば、アルミ板)によって一体に形成されている。また、主片20の一方の面(図2中の下面)には、光源部1に近づく向きに突出する複数(図2では4つ)の突条部22が長手方向に沿って設けられている。
【0017】
絶縁部材3A,3Bは、放熱部材2の主片20と光源部1の実装基板10との間に介装される平板状の主部30と、主部30の短手方向における両端より光源部1に近づく向きに立ち上がる当接部31と、各当接部31の先端より突出する一対の反射部32とが合成樹脂成形品として一体に形成されている。一対の反射部32は、当接部31から離れるに従って外側に開くように傾斜し、光源部1に対向する側の表面(図2中の下面)が反射面32Aとなって光源部1から放射される光を前方(図2中の下方)へ反射させる。また、絶縁部材3A,3Bが放熱部材2の主片20上に載置された状態において、突条部22が挿通される長孔状の挿通孔33が主部30の中央に貫通している。さらに、絶縁部材3Aの長手方向における一端側には、放熱部材2の端部を塞ぐ壁部34が突設されるとともに、一対の当接部31の両端を連結する当接部35が形成されている。ここに本実施形態では、絶縁部材3Aは実装基板10の略1/2の長さ寸法に設定されており、絶縁部材3Bは実装基板10と略同じ長さ寸法に設定されている。したがって、絶縁部材3A,3Bに実装基板10を取り付けた状態では、各実装基板10が隣接する絶縁部材3A,3Bに跨るようにして配置される。また、絶縁部材3Bは実装基板10と略同じ長さ寸法に設定されているため、例えば実装基板10の枚数が増えた場合にはそれに応じて絶縁部材3Bを追加することで対応することができる。
【0018】
また絶縁部材3A,3Bは、放熱部材2の主片20に設けられた複数の位置決め孔20Aにそれぞれ挿通される複数の位置決め突起36を有している。位置決め突起36は、主部30の短手方向における両端から放熱部材2の主片20に近づく向き(図3中の上向き)に突出する円柱形状に形成されるとともに、主部30の長手方向に沿って等間隔に配置されている。而して、主片20に設けられた位置決め孔20Aにそれぞれ位置決め突起36が挿通され、且つ、主部30の挿通孔33に突条部22が挿通されることにより、放熱部材2の主片20に対して絶縁部材3A,3Bが位置決めされる。また、位置決め突起36と反対向き(図2中の下向き)に突出する円柱状の突起37が各位置決め突起36と一体に形成されている。これらの突起37は、光源部1の実装基板10を絶縁部材3A,3Bにかしめ固定するためのものであり、例えば主部30上に実装基板10を載置した状態で突起37を熱変形させることにより、主部30と突起37の間で実装基板10が保持されて実装基板10が絶縁部材3A,3Bに固定される。ここに本実施形態では、実装基板
10を絶縁部材3A,3Bに固定するためのリブが突起37で構成されている。
【0019】
さらに、反射部32における反射面と反対側の面には、当接部31と略平行に突出する突部(図示せず)がそれぞれ突設されており、各突部の先端に設けられた係止爪を放熱部材2の側片21に設けられた係止孔(図示せず)に挿入係止させることで絶縁部材3A,3Bが放熱部材2に対して抜け止めされる。
【0020】
また、図5(a)は絶縁部材3Bの外観斜視図であり、図5(b)はその要部拡大図である。絶縁部材3Bの各反射部32の長手方向における中央には、反射部32の反射面32Aから離れる方向に突出し反射面32Aとの間で接続ケーブル7を保持するL字状の電線保持部38が設けられており、各電線保持部38の表面(図5(b)中の上面)は反射面32Aと略同じ角度で傾斜する反射面38Aとなっている。ここに本実施形態では、反射部32の反射面32Aにより第1の反射面が構成され、電線保持部38の反射面38Aにより第2の反射面が構成されている。
【0021】
取付部材4は、長尺矩形状の底板40と、底板40の短手方向における両側より立ち上がる一対の側板41とが鋼板などの金属板を曲げ加工することで一体且つ角樋状に形成され、放熱部材2の側片21間に収納された状態で放熱部材2に固定される。なお、取付部材4と放熱部材2との固定は、取付部材4の側板41に設けられたかしめ爪44を、例えばマイナスドライバなどの工具を用いて外側に押し広げて放熱部材2の曲げ部23に係止させることで行なわれる。
【0022】
さらに取付部材4には、取付金具43を用いてレセプタクルコネクタ6が取り付けられている。レセプタクルコネクタ6は、光源部1の上記導電体と電気的に接続された接続ケーブル7(図1(a)参照)が接続される接続端子部60と、プラグコネクタ(図示せず)に差し込まれるコネクタ接続部61とを有している。プラグコネクタは電線を介して点灯装置(図示せず)に接続されており、レセプタクルコネクタ6がプラグコネクタに挿抜自在に差込接続される。すなわち、レセプタクルコネクタ6がプラグコネクタに差込接続されることで点灯装置と光源部1とが電気的に接続され、点灯装置から光源部1に給電されて光源部1が発光(点灯)するのである。なお、隣接する実装基板10,10間は接続ケーブル7(図1(a)参照)により接続されており、この接続ケーブル7を介して給電される。
【0023】
取付金具43は、レセプタクルコネクタ6を保持する矩形枠状のコネクタ保持部43Aと、コネクタ保持部43Aの端部より曲げ起こされた略台形状の支持部43Bと、支持部43Bの先端より突出する一対の固定爪43Cとが鋼板などの金属板によって一体に形成されている。取付金具43は、取付部材4の底板40の端部に形成された一対の固定溝40Aに固定爪43Cが挿通され、且つ、支持部43Bを貫通するねじ挿通孔43Dに挿通された固定ねじが底板40の長手方向両端に形成されたねじ孔42にねじ込まれることで底板40に固定される。
【0024】
カバー5A,5Bは、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂などの透光性を有する合成樹脂材料により、底板50と底板50の3方を囲む側壁部51とで上面及び長手方向における一側面が開口する長尺の矩形箱状に形成されている。また、長手方向に沿った一対の側壁部51には、放熱部材2の側片21に設けられた複数の係合突起21Bが係脱自在に係合する複数の係合凹部52が設けられている。さらに一方のカバー5Aは、長手方向に沿った一対の側壁部51及び底板50の開口端縁に、他方のカバー5B側に突出する突片53が設けられており、これらの突片53を他方のカバー5Bの開口端縁に当接させることで一体的に連結されて1つのカバーとして機能する。
【0025】
次に、本実施形態の発光装置の組立手順について説明する。まず、絶縁部材3A,3Bの位置決め突起36が放熱部材2の位置決め孔20Aにそれぞれ挿通され、且つ、放熱部材2の突条部22が絶縁部材3A,3Bの挿通孔33にそれぞれ挿通されることにより、絶縁部材3A,3Bが放熱部材2に対して位置決めされる。このとき、絶縁部材3A,3Bの係止爪(図示せず)が放熱部材2の係止孔(図示せず)に挿入係止され、絶縁部材3A,3Bが放熱部材2に対して抜け止めされる。
【0026】
続いて、光源部1の各実装基板10が隣接する絶縁部材3A,3Bに跨るようにして各主部30上に載置され、突起37を熱変形させることで各絶縁部材3A,3Bと結合される。このとき、絶縁部材3A,3Bの各主部30上に載置された各実装基板10は、主部30の長手方向に沿って各当接部31に当接することで短手方向の位置ずれが抑制され、且つ、主部30の短手方向に沿って各当接部35に当接することで長手方向の位置ずれが抑制される。ここに、まず最初に放熱部材2に対して絶縁部材3A,3Bを位置決めすることで、突起37を熱変形させる際の絶縁部材3A,3Bの位置ずれを抑制することができる。
【0027】
そして、取付金具43によってレセプタクルコネクタ6が取り付けられた取付部材4が放熱部材2と固定される。最後に、底板50を光源部1に対向させる向きでカバー5A,5Bが放熱部材2に被せられ、側壁部51の係合凹部52に側片21の係合突起21Bが係合してカバー5A,5Bが放熱部材2に結合されると発光装置の組み立てが完成する(図4(a)及び図4(b)参照)。
【0028】
また、図1(a)は発光装置を組み立てた状態の一部省略せる正面図であり、図1(b)はその一部拡大図である。本実施形態では、図1(b)に示すように、隣接する絶縁部材3A,3B間に隙間bを設けた状態で絶縁部材3A,3Bを放熱部材2に取り付けており、そのため発光ダイオードで発生する熱によって絶縁部材3A,3Bが熱膨張した場合でも、熱膨張分を隙間bに逃がすことができる。また、図1(a)に示すように実装基板10間を接続する接続ケーブル7が電線保持部38に保持され、実装基板10側に接続ケーブル7が垂れ下がるのを抑えることができる。その結果、光源部1を発光させた際に接続ケーブル7によって影が生じるのを抑えることができる。さらに、図1(a)に示すように各実装基板10は隣接する絶縁部材3A,3Bを跨ぐようにして配置され、絶縁部材3A,3Bに設けられた突起37を熱変形させることによって絶縁部材3A,3Bに固定される。
【0029】
而して本実施形態によれば、絶縁部材を1部品で構成した場合に比べて各絶縁部材3A,3Bの長さ寸法を短くすることができるので、発光ダイオードで発生する熱による熱膨張の影響を低減することができる。また、電線保持部38に反射面38Aを設けることによって、反射部32に電線保持部38を設けたことによる反射率の低下を補うことができる。さらに、長さ寸法の異なる2種類の絶縁部材3A,3Bを組み合わせることで、光源部1の実装基板10が増えた場合でも絶縁部材3Bを追加することで対応することができ、長さ違いの光源部1に対応可能な発光装置を安価に実現することができる。また、実装基板10が載置される絶縁部材3A,3Bに突起37(リブ)を設けており、この突起37を変形させることで実装基板10を絶縁部材3A,3Bに密着させることができるので、実装基板10が固定された絶縁基板3A,3Bを放熱部材2に密着させることで実装基板10と放熱部材2の密着性を高めることができる。
【0030】
なお本実施形態では、実装基板10が2枚の場合を例に説明したが、実装基板10の枚数は本実施形態に限定されるものではなく、設置環境などに応じて適宜設定すればよい。ここで、絶縁部材3Bは実装基板10と略同じ長さ寸法に設定されているため、実装基板10が1枚増えるごとに絶縁部材3Bを1つ追加するようにすればよい。また本実施形態では、固体発光素子として発光ダイオードを例に説明したが、固体発光素子は発光ダイオードに限定されるものではなく、例えば有機EL素子や無機EL素子などであってもよい。
【符号の説明】
【0031】
1 光源部
2 放熱部材
3A,3B 絶縁部材
10 実装基板

【特許請求の範囲】
【請求項1】
長尺の板状に形成された実装基板の表面に1乃至複数の固体発光素子が実装されてなる光源部と、
少なくとも一部が前記実装基板の裏面に接触する放熱部材と、
絶縁材料によって長尺の板状に形成され、前記光源部の長手方向に沿って並べられて、前記光源部と前記放熱部材との間に介装される複数の絶縁部材とを備え、
前記光源部は、少なくとも隣接する2つの前記絶縁部材に跨るようにして配置されることを特徴とする発光装置。
【請求項2】
前記各絶縁部材は、隣接する前記絶縁部材との間に隙間を設けた状態で配置されることを特徴とする請求項1記載の発光装置。
【請求項3】
前記光源部は複数の前記実装基板が連接されてなり、
前記各絶縁部材は、板状に形成された主部の短手方向における両側に前記主部から離れるに従って互いの間隔が拡がるように傾斜する第1の反射面が設けられた一対の反射部を有し、
少なくとも1つの前記絶縁部材は、連接された前記実装基板の連接部分近傍の前記反射部に、連接された前記実装基板間を電気的に接続する電線を保持するための電線保持部が設けられており、前記電線保持部の表面には前記第1の反射面と略同じ角度で傾斜する第2の反射面が設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載の発光装置。
【請求項4】
複数の前記絶縁部材は、前記光源部の長手方向における両端部に配置される第1の絶縁部材と、前記第1の絶縁部材と異なる長さ寸法に設定され前記第1の絶縁部材間に配置される第2の絶縁部材とで構成されることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の発光装置。
【請求項5】
前記各絶縁部材は、前記実装基板を固定するためのリブを有し、前記実装基板を前記絶縁部材に載置させた状態で前記リブを変形させることにより前記実装基板が前記絶縁部材に固定されることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の発光装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2013−98511(P2013−98511A)
【公開日】平成25年5月20日(2013.5.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−243101(P2011−243101)
【出願日】平成23年11月7日(2011.11.7)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】