説明

LEDユニット

【課題】簡素な構造でありながら各LEDの発熱を充分に放熱でき、しかも、室内の壁面にそのまま固定することが可能なLEDユニットを提供する。
【解決手段】LEDユニットは、ユニット基板1の端部に固定部として形成された一対の舌片が室内の壁面に固定される一対の受金具に差し込まれることで、壁面に固定可能であり、例えば、3個のLEDパッケージ2が実装されたユニット基板1の一方の面を下に向けた状態で固定すれば、各LEDパッケージ2の点灯によりその点灯光が透光カバーを通して壁面付近の下方を照明する。その際、各LEDパッケージ2の点灯による発熱は、ユニット基板1の上方に露出する複数の放熱フィン1Cにより充分に放熱される。その結果、各LEDパッケージ2の高温化が抑制されて各LEDパッケージ2の寿命が延びる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数のLED(発光ダイオード)がユニット基板に実装されたLEDユニットに関し、詳しくは、室内の壁面照明用に好適なLEDユニットに関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、照明機器の分野では、省エネルギー対策として、LEDを発光源とする各種の照明機器が開発されており、例えば、特許文献1には、LEDを光源とした壁面照明装置が開示されている。
【0003】
この壁面照明装置は、テレビスタジオやステージの背景壁を照明する壁面照明装置であって、複数のLEDが取り付けられた長板状のモジュールをボックス内に複数個並べて組み込んだものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2007−080666号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、特許文献1に記載の壁面照明装置に組み込まれているモジュール(LEDユニット)は、室内の壁面に固定できるようには構成されていない。また、このモジュール(LEDユニット)は、ボックス内に組み込まれているため、各LEDの発熱を充分に放熱することが難しく、各LEDの寿命の低下も懸念される。
【0006】
本発明は、このような従来技術の問題点に対応してなされたものであり、簡素な構造でありながら各LEDの発熱を充分に放熱でき、しかも、室内の壁面にそのまま固定することが可能なLEDユニットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
このような課題を解決するため、本発明に係るLEDユニットは、複数のLEDがユニット基板の一方の面に実装されたLEDユニットであって、ユニット基板は、高熱伝導樹脂またはセラミックスにより、壁面または壁面の隅部に固定可能な扇状の平面形状に形成されており、その端部には壁面に固定するための固定部が一体に形成され、その一方の面には各LEDに給電するための回路パターンが導電メッキ層により形成され、その他方の面には複数の放熱フィンが一体に形成されていることを特徴とする。
【0008】
本発明に係るLEDユニットは、ユニット基板の端部に形成された固定部により室内の壁面または壁面の隅部にそのまま固定可能であり、例えば、複数のLEDが実装されたユニット基板の一方の面を下に向けた状態で固定すれば、各LEDの点灯によりその点灯光が壁面付近の下方を照明する。その際、各LEDの点灯による発熱は、ユニット基板の上方に露出する複数の放熱フィンにより充分に放熱される。その結果、各LEDは高温化が抑制されて寿命が延びる。
【0009】
ここで、ユニット基板は高熱伝導樹脂またはセラミックスで構成されているため、複数の放熱フィンを射出成型により容易に形成でき、回路パターンも導電メッキ層により容易に形成することができるから、LEDユニットの構造がユニット基板を母体とした部品点数の少ない簡素な構造となる。
【0010】
本発明のLEDユニットにおいて、ユニット基板の一方の面には、回路パターンに接続するコネクタが付設されているのが好ましく、また、各LEDを覆う透光カバーが付設されているのが好ましい。
【発明の効果】
【0011】
本発明に係るLEDユニットは、ユニット基板の端部に形成された固定部により室内の壁面または壁面の隅部にそのまま固定可能であり、例えば、複数のLEDが実装されたユニット基板の一方の面を下に向けた状態で固定すれば、各LEDの点灯によりその点灯光が壁面付近の下方を照明することができる。その際、各LEDの点灯による発熱をユニット基板の上方に露出する複数の放熱フィンにより充分に放熱することができ、各LEDの高温化を抑制してその高寿命化を達成することができる。
【0012】
そして、ユニット基板が高熱伝導樹脂またはセラミックスで構成されているため、複数の放熱フィンを射出成型により容易に形成でき、回路パターンも導電メッキ層により容易に形成することができる。その結果、LEDユニットの構造をユニット基板を母体とした部品点数の少ない簡素な構造とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の一実施形態に係るLEDユニットの使用例を示す斜視図である。
【図2】図1に示したLEDユニットの構成を示す斜視図である。
【図3】図2に示した各LEDパッケージの給電用の回路図である。
【図4】図2に示したユニット基板の他方の面を示す斜視図である。
【図5】図2に示したLEDユニットの壁面固定状態を示す斜視図である。
【図6】本発明の他の実施形態に係るLEDユニットの構成を示す図5に対応した斜視図である。
【図7】図4に示した複数の放熱フィンの異なる変形例を示す平面図であって、(a)は第1の変形例を示し、(b)は第2の変形例を示す。
【図8】図4に示した複数の放熱フィンの異なる変形例を示す平面図であって、(a)は第3の変形例を示し、(b)は第4の変形例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、添付の図面を参照して本発明に係るLEDユニットの実施の形態を説明する。一実施形態のLEDユニットは、室内の壁面照明用に好適なものであり、図1に示すように、室内の壁面W1にそのまま固定可能なユニット基板1を備えている。
【0015】
ユニット基板1は、成形可能な高熱伝導樹脂またはセラミックスにより、図2に示すような扇状の平面形状、すなわち、直線状をなす一端部1Aと他端部1Bとが同一直線上に位置するような扇状の平面形状に成形されている。このユニット基板1を構成する高熱伝導樹脂は、例えばポリフェニレンサルファイド(PPS)であって、耐熱性があり、かつ、熱伝導性が高く、その熱伝導率は2〜10W/(m・k)に達する。なお、この高熱伝導樹脂は、ポリカーボネート(PC)や液晶ポリマー(LCP)、あるいはポリフタリルアミド(PPA)やポリアミド(PA)などであってもよい。
【0016】
また、ユニット基板1を構成するセラミックスは、例えばアルミナ(Al23)であって、耐熱性があり、かつ、熱伝導性が高く、その熱伝導率は3〜270W/(m・k)に達する。なお、このセラミックスは、ステアタイト(MgO−SiO2)やフォルステライト(2MgO−SiO2)、あるいは窒化アルミ(AlN)や炭化ケイ素(SiC)などであってもよい。
【0017】
扇状のユニット基板1の一方の面(符号省略)には、その周方向に沿って3個のLEDパッケージ2が実装されている。各LEDパッケージ2は、ポリカーボネート(PC)やセラミックスからなる薄型ボックス状のキャビティ基体2Aに形成されたリフレクタ凹部(符号省略)の底部にLEDチップ(図示省略)が配置され、このLEDチップがリフレクタ凹部に充填された封入樹脂(符号省略)により封入された構造を有するものであり、LEDチップの発光により、例えば白色に点灯する。
【0018】
そして、ユニット基板1の一方の面(符号省略)には、3個のLEDパッケージ2に給電するための回路パターン3が導電メッキ層により形成されている。この導電メッキ層は、例えば、銅(Cu),ニッケル(Ni),銀(Ag)のメッキ層を順次積層した3層構造とされている。なお、この導電メッキ層は、銀(Ag),ニッケル(Ni),銅(Cu),ニッケル(Ni),銀(Ag)のメッキ層を順次積層した5層構造としてもよい。
【0019】
回路パターン3は、3個のLEDパッケージ2を相互に直列に接続するパターンで形成されており、その一端部および他端部は、ユニット基板1の一端部1A付近において相互に平行に延びている。そして、回路パターン3の一端部および他端部には、コネクタ4が半田付けにより接続されている。
【0020】
コネクタ4は、図3の回路図に示す定電流ユニット5およびスイッチ6を介して交流電源に接続される。定電流ユニット5には、交流を直流に変換するダイオードブリッジ回路などの整流回路や、整流された直流の電圧を所定電圧に制御する電圧制御回路、過電流を遮断するヒューズを有する保護回路などが組み込まれている。
【0021】
一方、扇状のユニット基板1の他方の面(符号省略)には、各LEDパッケージ2の発熱を放熱するための複数の放熱フィン1Cが一体に形成されている。各放熱フィン1Cは、図4に示すように、ユニット基板1の外周縁部を除いた部分において、ユニット基板1の直線状の一端部1Aおよび他端部1Bと平行に所定の相互間隔を空けて形成されている。
【0022】
ここで、ユニット基板1の他方の面の外周縁部には、ユニット基板1の外周に沿う同心円孤状の装着溝1Dが形成されている。この装着溝1Dは、図1に示した透光カバー7を着脱自在に装着するためのものである。
【0023】
透光カバー7は、各LEDパッケージ2を覆ってその点灯光を透過させるカバー部材であり、例えばポリカーボネート(PC)やアクリル樹脂などの透明樹脂に適宜の光拡散剤を混入して成形されており、いわゆるすりガラス状の外観を呈する。この透光カバー7は、球形を概略4等分したほどの形状に形成されており、扇状のユニット基板1の他方の面の外周縁部に形成された円孤状の装着溝1Dに着脱自在に嵌め込まれる円孤状の装着片(図示省略)を有する。
【0024】
ここで、ユニット基板1の一端部1Aおよび他端部1Bには、ユニット基板1の一方の面に向けて突出する舌片1E,1Eが一体に形成されている。この舌片1E,1Eは、ユニット基板1を壁面に固定するための固定部を構成するものであり、図1に示した壁面W1に固定される一対の受金具(図示省略)に差し込まれることで、ユニット基板1を壁面W1に固定可能となっている。
【0025】
以上のように構成された一実施形態に係るLEDユニットは、例えば図1に示すように、室内の壁面W1の照明用に使用される。ここで、一実施形態のLEDユニットは、図5に示すように、3個のLEDパッケージ2が実装されたユニット基板1の一方の面を下に向けた状態で壁面W1に固定される。すなわち、ユニット基板1の端部に形成された一対の舌片1E,1Eを室内の壁面W1に固定される一対の受金具(図示省略)に上方から差し込むことで、一実施形態のLEDユニットは、各LEDパッケージ2が下方を照射する向きで壁面W1に固定される。そして、ユニット基板1の上方に向く他方の面に形成された円孤状の装着溝1D(図4参照)に透光カバー7の円孤状の装着片(図示省略)を上方から嵌め込むことで、ユニット基板1に透光カバー7が装着される。
【0026】
このように室内の壁面W1に固定された状態において、スイッチ6のオンにより定電流ユニット5からコネクタ4および回路パターン3を介して各LEDパッケージ2に所定電圧の直流電流が供給されると、3個のLEDパッケージ2が例えば白色に点灯し、その点灯光が透光カバー7を通して壁面W1付近の下方を照明する。その際、各LEDパッケージ2の点灯による発熱は、ユニット基板1の上方に露出する複数の放熱フィン1Cにより充分に放熱される。その結果、各LEDパッケージ2の高温化が抑制されて各LEDパッケージ2の寿命が延びる。
【0027】
ここで、一実施形態のLEDユニットにおいては、ユニット基板1が高熱伝導樹脂で構成されているため、複数の放熱フィン1Cを射出成型により容易に形成でき、回路パターン3も導電メッキ層により容易に形成することができるから、LEDユニットの構造がユニット基板を母体とした部品点数の少ない簡素な構造となる。
【0028】
すなわち、一実施形態のLEDユニットによれば、室内の壁面に簡単に固定することができ、各LEDパッケージ2の点灯により透光カバー7を通して壁面付近を照明することができる。そして、各LEDパッケージ2の点灯による発熱を複数の放熱フィン1Cにより充分に放熱することができ、各LEDパッケージ2の高温化を抑制してその高寿命化を達成することができる。
【0029】
本発明のLEDユニットは、前述した一実施形態に限定されるものではない。例えば、ユニット基板1は、図1に示した室内の壁面W1と壁面W2との隅部に固定可能な扇状の平面形状、すなわち、図6に示すような円環を4等分した扇状とすることができる。この場合、透光カバー7は、球形を略8等分した形状や4等分した形状とすることができる。
【0030】
また、ユニット基板1に一体に形成される複数の放熱フィン1Cは、相互に平行なものに限らず、図7の(a)に示すように放射方向に直線状に延びるものや、図7の(b)に示すように放射方向に湾曲して延びるものとしてもよい。あるいは、図8の(a)に示すような同心半円状のものや、図8の(b)に示すような格子状のものとしてもよい。また、これらの形態の各放熱フィン1Cは、基端部から突出端部まで同じ肉厚の断面形状であってもよいが、基端部から突出端部に向かって肉厚が漸次減少する断面形状としてもよい。
【0031】
図7の(a),(b)あるいは図8の(a),(b)に示したような放熱フィン1Cの構造によれば、ユニット基板1周りの空気の流れ方向に影響が生じ、その結果、放熱フィン1Cによる各LEDパッケージ2の放熱効果にも影響が生じるため、本発明のLEDユニットは、その設置環境に応じて、最適な構造の放熱フィン1Cを選定することが肝要である。
【0032】
ここで、放熱フィン1Cの表面は、放熱面積が増大するように、例えば細かい波形などの形状が連続する断面形状に形成されているのが好ましい。また、同様の理由から、放熱フィン1Cの表面は、ショットブラストなどにより疎面化されているのが好ましい。
【符号の説明】
【0033】
1 :ユニット基板
1A:一端部
1B:他端部
1C:放熱フィン
1D:装着溝
1E:舌片
2 :LEDパッケージ
2A:キャビティ基体
3 :回路パターン
4 :コネクタ
5 :定電流ユニット
6 :スイッチ
7 :透光カバー
W1:壁面
W2:壁面

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のLEDがユニット基板の一方の面に実装されたLEDユニットであって、
前記ユニット基板は、高熱伝導樹脂またはセラミックスにより、壁面または壁面の隅部に固定可能な扇状の平面形状に形成されており、その端部には壁面に固定するための固定部が一体に形成され、その一方の面には各LEDに給電するための回路パターンが導電メッキ層により形成され、その他方の面には複数の放熱フィンが一体に形成されていることを特徴とするLEDユニット。
【請求項2】
前記ユニット基板の一方の面には、前記回路パターンに接続するコネクタが付設されていることを特徴とする請求項1に記載のLEDユニット。
【請求項3】
前記ユニット基板の一方の面には、前記各LEDを覆う透光カバーが付設されていることを特徴とする請求項1または2に記載のLEDユニット。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate


【公開番号】特開2012−33290(P2012−33290A)
【公開日】平成24年2月16日(2012.2.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−169571(P2010−169571)
【出願日】平成22年7月28日(2010.7.28)
【出願人】(391014055)カンタツ株式会社 (84)
【Fターム(参考)】