説明

LEDユニット

【課題】回路基板に取り付けられた電子部品への熱負荷を効率よく低減することができるLEDユニットを提供すること。
【解決手段】LED10と、該LED10が取り付けられ、かつ前記LED10に電力を供給する陰極配線21および陽極配線22が基板上に形成されてなる回路基板20と、該回路基板20が収容されるハウジング30とを有してなり、前記LED10の光が前記ハウジング30外に出射されるLEDユニット1において、前記LED10を筒内にして囲い、かつ両端部61が開口した筒状をなし、前記回路基板10への取り付け側の縁面となる取付側端縁面62が前記陰極配線21、あるいは前記陽極配線22のいずれか一方の配線に半田付けされ、他方の配線に接触されないように切り欠きが形成されてなる筒状金属放熱部60を有してなる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、LEDが取り付けされる回路基板と、回路基板が収容されるハウジングとを有してなるLEDユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、省電力化の要求の高まりに応じて、白熱電球に代わってLED(Light Emitting Diode)を組み込んだ照明器具が用いられている。このような照明器具としては、LEDと、LEDが取り付けされる回路基板と、回路基板が収容されるハウジングとを有してなるLEDユニットがある。このLEDユニットは、LEDが熱源となるため、LEDから発せれる熱を効率良く放熱させることが重要となる。例えば特許文献1には、LEDから発せれる熱を効率良く放熱させる車両用照明器具が提案されている。
【0003】
特許文献1に記載された車両用照明器具は、LEDが実装されるLED基板と、該LED基板からの熱を伝達し放熱する材料で構成され、本体ケースへ固定するための基板取付台と、を備え、基板取付台にはLED基板が装着される面に対する裏面に、LED基板からの熱を放熱するための放熱空間が備われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2008−221983号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1に記載された車両照明器具は、LED基板(回路基板)を介してLEDから熱を放熱するようにしている、すなわちLED基板が放熱器として機能されるので、LED基板の全体にわたって熱が伝達されることによって、LED基板上にLED以外の電子部品が実装されている場合、電子部品に熱が負荷されてしまうという問題があった。
【0006】
このような問題を解消するため、回路基板上に金属からなる放熱手段を設けることも考えられるが、LEDの近傍にはLEDに電力を供給する陰極配線、および陽極配線が形成されるので、放熱手段が陰極配線および陽極配線に接触されるとショートを発生させる恐れがある。このため、LEDの近傍に放熱手段を設けることが難しく、回路基板上の電子部品にかかる熱負荷を効率よく低減させることができない。
【0007】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、回路基板に取り付けられた電子部品への熱負荷を効率よく低減することができるLEDユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項1に係るLEDユニットは、LEDと、該LEDが取り付けられ、かつ前記LEDに電力を供給する陰極配線および陽極配線が基板上に形成されてなる回路基板と、該回路基板が収容されるハウジングとを有してなり、前記LEDの光が前記ハウジング外に出射されるLEDユニットにおいて、前記LEDを筒内にして囲い、かつ両端部が開口した筒状をなし、前記回路基板への取り付け側の縁面となる取付側端縁面が前記陰極配線、あるいは前記陽極配線のいずれか一方の配線に半田付けされ、他方の配線に接触されないように切り欠きが形成されてなる筒状金属放熱部を有してなることを特徴とする。
【0009】
また、本発明の請求項2に係るLEDユニットは、上記の発明において、前記筒状金属放熱部は、筒内面に光沢処理が施されてなることを特徴とする。
【0010】
また、本発明の請求項3に係るLEDユニットは、上記の発明において、前記筒状金属放熱部は、前記両端部のうち前記ハウジングに向けられた側のハウジング側端部が該ハウジングに接触されることを特徴とする。
【0011】
また、本発明の請求項4に係るLEDユニットは、上記の発明において、前記ハウジングは、前記筒状金属放熱部の前記ハウジング側端部が嵌合される溝形状の嵌合溝部、あるいはスリット形状の嵌合スリット部が形成されてなり、前記筒状金属放熱部は、前記ハウジング側端部が前記嵌合溝部、あるいは前記嵌合スリット部に嵌合されることを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明の請求項1に係るLEDユニットは、前記筒状金属放熱部がショートを発生させないようにして前記LEDの近傍で前記LEDを囲うことができるので、前記LEDの熱が前記筒状金属放熱部に効率よく吸収され、結果的に回路基板に取り付けられた電子部品への熱負荷を効率よく低減することができる。
【0013】
本発明の請求項2に係るLEDユニットは、前記筒状金属放熱部が筒内面に光沢処理が施されることによってリフレクターとして機能するので、前記LEDの周辺における光の出射効率を高めることができる。
【0014】
本発明の請求項3に係るLEDユニットは、前記筒状金属放熱部によって吸収された前記LEDの熱が前記ハウジングに伝導され易いようになっているので、放熱効率が向上される。しかも、前記筒状金属放熱部と前記ハウジングとの隙間が低減されるので、前記LEDから発せれた光を前記筒状金属放熱部内から漏れ難くし、結果的に光を効率よく前記ハウジング外に出射させることができる。
【0015】
本発明の請求項4に係るLEDユニットは、前記筒状金属放熱部によって吸収された前記LEDの熱が前記ハウジングに伝導され易いようになっているので、放熱効率が向上される。しかも、前記筒状金属放熱部を介して前記回路基板が前記ハウジングに保持されるようになっているので、前記ハウジング内での前記回路基板のガタツキを抑えることができる。
さらに、前記ハウジング側端部と前記ハウジングとの隙間がより確実に塞がれるようになっているので、前記LEDから発せれた光が前記筒状金属放熱部内からより漏れ難くなり、結果的に、より効率よく光を前記ハウジング外に出射させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】図1は、本発明の実施例1に係るLEDユニットの斜視図である。
【図2】図2は、図1に示したLEDユニットの上面図である。
【図3】図3は、図2に示したLEDユニットのA−A線断面図である。
【図4】図4は、図1に示したLEDユニットの回路基板と回路基板上に取り付けられた筒状金属放熱部等を示した図である。
【図5】図5は、図4に示し回路基板と回路基板上に取り付けられた筒状金属放熱部等の斜視図である。
【図6】図6は、LEDを省略して筒状金属放熱部周辺を示した要部拡大図である。
【図7】図7は、LEDユニットの組み付け手順を示した図である。
【図8】図8は、本発明の実施例2に係るLEDユニットの斜視図である。
【図9】図9は、図1に示したLEDユニットの上面図である。
【図10】図10は、図9に示したLEDユニットのA−A線断面図である。
【図11】図11は、LEDユニットの組み付け手順を示した図である。
【図12】図12は、本発明の実施例2に係るLEDユニットの変形例のLEDユニットの上面図である。
【図13】図13は、図12に示したLEDユニットのA−A線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、図面を参照して、この発明に係るLEDユニットの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【実施例1】
【0018】
図1は、本発明の実施例1に係るLEDユニット1の斜視図である。図2は、図1に示したLEDユニット1の上面図である。図3は、図2に示したLEDユニット1のA−A線断面図である。図4は、図1に示したLEDユニット1の回路基板20と回路基板20上に取り付けられた筒状金属放熱部60等を示した図である。図5は、図4に示し回路基板20と回路基板20上に取り付けられた筒状金属放熱部60等の斜視図である。図6は、LED10を省略して筒状金属放熱部60周辺を示した要部拡大図である。
なお、便宜上、図中の互いに直交する矢印の方向を前後左右上下方向とする。
また。回路基板20上に形成される導体配線は、LED10に電力を供給する陰極配線21および陽極配線22の一部のみ図中に示すようにしている。
【0019】
本発明の実施例1に係るLEDユニット1は、LED10と、LED10が取り付けられ、かつLED10に電力を供給する陰極配線21および陽極配線22が基板上に形成されてなる回路基板20と、回路基板20が収容されるハウジング30と、回路基板20の端面に当接されて回路基板20をハウジング30内の所定位置に保持するためのホルダー40と、ハウジング30の後述する開口部32を塞ぐカバー50と、筒状金属放熱部60と有してなる。このLEDユニット1は、LED10の光がハウジング30外に出射されるものである。
【0020】
まず、回路基板20について説明する。
回路基板20は、基板上に陰極配線21および陽極配線22等の導体配線が形成され、LED10、抵抗等の電子部品23が取り付けられている。陰極配線21は、LED10の不図示の陰極端子に接続され、陽極配線22はLED10の不図示の陽極端子に接続されている。
また、回路基板20は、基板上に形成された端子24を介して、信号線あるいは給電線としての電線Wに接続されている。回路基板20は、この電線Wを介して、外部から電力が供給されるようになっている。
LED10は、箱状のパッケージ内に発光部があり、不図示の陰極端子が陰極配線21に接続され、不図示の陽極端子が陽極配線22に接続されることによって電力が供給され、この供給された電力によって光を発するようになっている。
【0021】
次に、ハウジング30について説明する。
ハウジング30は、光透過性の合成樹脂材からなり、ハウジング30内に回路基板20が収容される収容部31を有してなる。このハウジング30は、一端に回路基板20の挿入口となる開口部32が形成されてなる。回路基板20は、ハウジング30内に設けられた不図示のガイド機構にガイドされながら収容部31内の所定位置に取り付けられるようになっている。
なお、ハウジング30は光透過性の合成樹脂からなるもの、すなわちハウジング30の全体が光を透過されるものを例示したが、これに限らず、LED10の光をハウジング30外に出射させる部分に限定して、光が透過される光透過窓を設けるようにしても構わない。
【0022】
ホルダー40は、ホルダ外周面40aがハウジング内面30aに沿うよう形成され、回路基板20に接続された各電線Wが挿通される電線挿通孔41を有してなる。各電線Wは筒状弾性シール部材42に挿通された状態で各電線挿通孔41内に挿通されるようになっている。すなわち、筒状弾性シール部材42によって、各電線挿通孔41のシール性が高められるようになっている。
また、ホルダ外周面40aの一部領域には、外周用弾性シール部材43が取り付けられることによって、ハウジング内面30aとホルダ外周面40aとの密着性が向上され、シール性が高められるようになっている。
カバー50は、各電線Wがハウジング30外に引き出し可能にハウジング30の開口部32を塞ぐものである。このカバー50からハウジング30外に引き出された各電線Wは、図1に示すように、束ねられて可撓性の電線保護チューブ51に覆われることによって保護されるようになっている。
【0023】
次に、筒状金属放熱部60について説明する。
筒状金属放熱部60は、LED10を筒内にして囲い、かつ両端部61が開口した筒状をなし、回路基板20への取り付け側の面となる取付側端縁面62が陰極配線21に半田付けされ、陽極配線22に接触されないように切り欠き63が形成されてなる。
【0024】
この筒状金属放熱部60は、より具体的には、アルミニウム、あるいは銅等の金属からなる円筒状をなし、ハウジング30に向けられた側のハウジング側端縁面64がハウジング内面30aに接し、取付側端縁面62が回路基板20の基板上に半田付けされるようになっている。
【0025】
切り欠き63は、図5および図6に示すように、取付側端縁面62の二箇所に矩形状に切り込まれてなる。各切り欠き63は、筒状金属放熱部60が、陽極配線22に接触されないように、すなわち、筒状金属放熱部60が、陰極配線21および陽極配線22に接触されてショートされないように、陽極配線22と干渉される部分の取付側端縁面62が陽極配線22を跨ぐように形成されている。
このため、筒状金属放熱部60は、陰極配線21および陽極配線22の位置に関わらずLED10の近傍に配置させることができる。
なお、各切り欠き63が、矩形状に切り込まれてなるものを例示したが、形状はこれに限定されず、例えば、アーチ状に切り込まれてなるものであっても構わない。
【0026】
また、筒状金属放熱部60は、筒内面60aに光沢処理が施されてなる。光沢処理としては、めっき処理、あるいは鏡面処理等がある。このように、筒状金属放熱部60は、筒内面60aに光沢処理が施されることによってリフレクターとして機能し、LED10の周辺における光の出射効率を高めることができるようになっている。
なお、光沢処理としてめっき処理を用いる場合、回路基板20との接触面となる部分にはめっき処理が施さないようにする。これは、回路基板20との接触面でめっきの剥がれが発生し、筒状金属放熱部60が回路基板20から離脱されることを防止するためである。
【0027】
また、筒状金属放熱部60は、両端部61のうちハウジング30に向けられた側のハウジング側端部61aがハウジング30に接触されるようになっている。 より具体的には、筒状金属放熱部60は、収容部31内の回路基板20の取り付け位置にて、その高さHが回路基板20の基板面20aとハウジング内面30aとの間隔Dと略等しくなるように形成されている。これにより、筒状金属放熱部60によって吸収されたLED10の熱がハウジング30に伝導され易いようになっている。また、筒状金属放熱部60とハウジング30との隙間が低減されるので、LED10から発せれた光が筒状金属放熱部60内から漏れ難いようになっている。
【0028】
次に、図7を用いて、LEDユニット1の組み付け手順について説明する。図7は、LEDユニット1の組み付け手順を示した図である。
まず、作業者は、LED10、電子部品23、電線W、筒状金属放熱部60を回路基板20の基板面20aに半田付けする(図7(a)参照)。
【0029】
その後、作業者は、ホルダー40に外周用弾性シール部材43を取り付けるとともに、各電線Wを筒状弾性シール部材42に挿通させた状態で各電線挿通孔41内に挿通する(図7(b)参照)。
【0030】
その後、作業者は、回路基板20とともにホルダー40を開口部32から収容部31内に挿入し、回路基板20を収容部31内の取り付け位置に配置する(図7(c)参照)。このように回路基板20が取り付け位置に配置されると、筒状金属放熱部60がハウジング内面30aに接触された状態で収容部31内に配置される。
【0031】
その後、作業者は、カバー50をハウジング30に取り付けることによってLEDユニットの組み付けを完了する(図7(d)参照)。これにより、開口部32が塞がれ、収容部31内が密閉される。
【0032】
本発明の実施例1に係るLEDユニット1は、筒状金属放熱部60がショートを発生させないようにしてLED10の近傍でLED10を囲うことができるので、LED10の熱が効率よく筒状金属放熱部60に吸収され、結果的に回路基板20に取り付けられた電子部品23への熱負荷を効率よく低減することができる。
【0033】
また、本発明の実施例1に係るLEDユニット1は、筒状金属放熱部60が筒内面60aに光沢処理が施されることによってリフレクターとして機能するので、LED10の周辺における光の出射効率を高めることができる。
【0034】
また、本発明の実施例1に係るLEDユニット1は、筒状金属放熱部60によって吸収されたLED10の熱がハウジング30に伝導され易いようになっているので、放熱効率が向上される。しかも、筒状金属放熱部60とハウジング30との隙間が低減されるので、LED10から発せれた光を筒状金属放熱部60内から漏れ難くし、結果的に光を効率よくハウジング30外に出射させることができる。
【実施例2】
【0035】
次に、図8−図10を用いて、本発明の実施例2に係るLEDユニット2について説明する。図8は、本発明の実施例2に係るLEDユニット2の斜視図である。図9は、図1に示したLEDユニット2の上面図である。図10は、図9に示したLEDユニット2のA−A線断面図である。
この変形例2のLEDユニット2は、ハウジング30に代わってハウジング70を有し、筒状金属放熱部60に代わって筒状金属放熱部80を有してなる点で実施例1のLEDユニット1と異なる。
なお、実施例1と同一構成部分には同一符号を付している。
【0036】
ハウジング70は、筒状金属放熱部80のハウジング側端部81aが嵌合される溝形状の嵌合溝部82が形成されてなる。この嵌合溝部82は、より具体的には、筒状金属放熱部80のハウジング側端部81aの形状に対応して溝の外形が円形状に形成され、溝内面82aが筒状金属放熱部80に接するようになっている。
【0037】
筒状金属放熱部80は、ハウジング側端部81aが嵌合溝部82に嵌合されるようになっている。より具体的には、収容部71内の回路基板20の取り付け位置にて、その高さHが回路基板の表面とハウジングの内面との間隔Dよりも大きくなるように形成されている。これにより、ハウジング側端部81aが嵌合溝部82内に嵌入されるようになっている。
このような、LEDユニット2では、筒状金属放熱部80の端部側面83が嵌合溝部82の溝内面82aに接触されるようになっている。
また、回路基板20が筒状金属放熱部80を介してハウジング70に保持されるようになっている。
さらにまた、筒状金属放熱部80のハウジング側端部81aとハウジング70との隙間が塞がれるようになっている。
【0038】
次に、図11を用いてLEDユニット2の組み付け手順について説明する。図11は、LEDユニット2の組み付け手順を示した図である。
LEDユニット2の組み付け手順は、実施例1のLEDユニット1の組み付け手順と略同様であるが、回路基板20がハウジング70の収容部71内に挿入される際、ハウジング側端部81aが嵌合溝部82に嵌合されるようになっている点で異なる。
【0039】
LEDユニット2は、回路基板20がハウジング70の収容部71内に挿入される際、ハウジング側端部81aと嵌合溝部82とが嵌合されるように回路基板20の移動方向を変化させる。
【0040】
本発明の実施例2に係るLEDユニット2は、実施例1のLEDユニット1と同様の効果を奏するとともに、筒状金属放熱部80がハウジング70に接触される面積が大きくなるため、放熱効率がより向上される。
しかも、筒状金属放熱部80を介して回路基板20がハウジング70に保持されるようになっているので、収容部30内での回路基板20のガタツキを抑えることができる。
さらに、ハウジング側端部81aとハウジング70との隙間がより確実に塞がれるようになっているので、LED10から発せれた光が筒状金属放熱部80内からより漏れ難くなり、結果的に、より効率よく光をハウジング70外に出射させることができる。
【0041】
(変形例)
次に、図12および図13を用いて、本発明の実施例2に係るLEDユニットの変形例について説明する。図12は、本発明の実施例2に係るLEDユニット2の変形例のLEDユニット3の上面図である。図13は、図12に示したLEDユニット3のA−A線断面図である。
この変形例のLEDユニット3は、ハウジング70に代わってハウジング90を有し、筒状金属放熱部80に代わって筒状金属放熱部100を有してなる点で実施例2のLEDユニット2と異なる。
なお、実施例1と同一構成部分には同一符号を付している。
【0042】
ハウジング90は、筒状金属放熱部100のハウジング90に向けられた側のハウジング側端部101aが嵌合されるスリット形状の嵌合スリット部102が形成されてなる。
【0043】
筒状金属放熱部100は、ハウジング側端部101aが嵌合スリット部102に嵌合されるようになっている。なお、ハウジング側端部101aは、嵌合スリット部102に嵌入される部分が部分的に上方に突出されるようになっている。
【0044】
この変形例のLEDユニット3は、実施例2のLEDユニット2と同様の効果を奏することができる。
しない。
【0045】
なお、本発明の実施例1,2に係るLEDユニット1,2,3は、筒状金属放熱部60,80,100が陰極配線21に半田付けされるものを例示したが、これに限らない。すなわち、陰極配線21、あるいは陽極配線22のいずれか一方の配線に半田付けされ、他方の配線に接触されないようになっていればよい。このため、筒状金属放熱部60,80,100が陽極配線22に半田付けされるようにしてもよい。
【0046】
また、本発明の実施例1,2に係るLEDユニット1,2,3は、回路基板20上に一つのLED10が取り付けられるものを例示したが、これに限らない。すなわち、複数のLED10が回路基板20上に取り付けられるようにしてもよい。この場合、各LED10に対して筒状金属放熱部60,80,100が設けるようにてもよいし、選択したLED10に対してのみ筒状金属放熱部60,80,100が設けるようにてもよい。
【0047】
また、本発明の実施例1,2に係るLEDユニット1,2,3は、筒状金属放熱部60,80,100がハウジング30,70,90に接触されるものを例示したが、これに限らない。すなわち、筒状金属放熱部60,80,100は、収容部31,71,91内の回路基板20の取り付け位置にて、その高さが回路基板20の基板面20aとハウジング内面30aとの間隔に比して小さく形成されていても構わない。
【0048】
また、本発明の実施例1,2に係るLEDユニット1,2,3は、筒状金属放熱部60,80,100が円筒形状であるものを例示したが、これに限らず、LED10を筒内にして囲い、かつ両端部が開口した筒状であればその他の形状であっても構わない。このため、筒状金属放熱部60,80,100は、例えば角筒形状であっても構わない。
【0049】
また、本発明の実施例1,2に係るLEDユニット1,2,3は、切り欠き63が二箇所に形成されるものを例示したが、これに限らない。すなわち、切り欠き63は、筒状金属放熱部60,80,100が半田付けされない側の配線に接触されないように形成されていればよい。例えば、切り欠き63が筒状金属放熱部60,80,100の一箇所に形成されていてもよいし、筒状金属放熱部60,80,100の三箇所以上に形成されていてもよい。
【0050】
以上、本発明者によってなされた発明を、上述した発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上述した発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
【符号の説明】
【0051】
1、2、3 LEDユニット
10 LED
20 回路基板
20a 基板面
21 陰極配線
22 陽極配線
23 電子部品
24 端子
30、70、90 ハウジング
30a ハウジング内面
31、71、91 収容部
32 開口部
40 ホルダー
40a ホルダ外周面
41 電線挿通孔
42 筒状弾性シール部材
43 外周用弾性シール部材
50 カバー
51 電線保護チューブ
60、80、100 筒状金属放熱部
60a 筒内面
61 端部
61a、81a、101a ハウジング側端部
62 取付側端縁面
63 切り欠き
64 ハウジング側端縁面
82、 嵌合溝部
82a 溝内面
83 端部側面
102 嵌合スリット部
W 電線

【特許請求の範囲】
【請求項1】
LEDと、該LEDが取り付けられ、かつ前記LEDに電力を供給する陰極配線および陽極配線が基板上に形成されてなる回路基板と、該回路基板が収容されるハウジングとを有してなり、前記LEDの光が前記ハウジング外に出射されるLEDユニットにおいて、
前記LEDを筒内にして囲い、かつ両端部が開口した筒状をなし、前記回路基板への取り付け側の縁面となる取付側端縁面が前記陰極配線、あるいは前記陽極配線のいずれか一方の配線に半田付けされ、他方の配線に接触されないように切り欠きが形成されてなる筒状金属放熱部
を有してなることを特徴とするLEDユニット。
【請求項2】
前記筒状金属放熱部は、
筒内面に光沢処理が施されてな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】
前記筒状金属放熱部は、
前記両端部のうち前記ハウジングに向けられた側のハウジング側端部が該ハウジングに接触され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。
【請求項4】
前記ハウジングは、
前記筒状金属放熱部の前記ハウジング側端部が嵌合される溝形状の嵌合溝部、あるいはスリット形状の嵌合スリット部が形成されてなり、
前記筒状金属放熱部は、
前記ハウジング側端部が前記嵌合溝部、あるいは前記嵌合スリット部に嵌合されることを特徴とする請求項3に記載のLEDユニット。

【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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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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