ＬＥＤ発光装置及びＬＥＤ発光装置の製造方法
【課題】組み立て性に優れたＬＥＤ発光装置及びこのＬＥＤ発光装置の製造方法を提供する。
【解決手段】基板２６にＬＥＤ２９を実装した発光モジュール２と、この発光モジュール２のＬＥＤ２９を係止する係止孔３４を有した位置決め部材３３とを備え、位置決め部材３３の係止孔３４にＬＥＤ２９を係止させた状態で、位置決め部材３３を保持部材３６を介してベース２０に設けた保持部２２に保持させることにより、発光モジュール２をベース２０に固定可能とした。
【解決手段】基板２６にＬＥＤ２９を実装した発光モジュール２と、この発光モジュール２のＬＥＤ２９を係止する係止孔３４を有した位置決め部材３３とを備え、位置決め部材３３の係止孔３４にＬＥＤ２９を係止させた状態で、位置決め部材３３を保持部材３６を介してベース２０に設けた保持部２２に保持させることにより、発光モジュール２をベース２０に固定可能とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤを備えるＬＥＤ発光装置及びＬＥＤ発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、照明装置において、基板に実装されたＬＥＤを有する発光モジュールを備え、ＬＥＤを光源として用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
発光モジュールをベースに取り付けて照明装置を組み立てる方法としては、照明装置のベースに雌ねじ部を形成すると共に、発光モジュールの基板にこの雌ねじ部と対応する貫通孔を設け、ビスを貫通孔を介して雌ねじ部に螺合し、ビス止めによって発光モジュールをベースに組み付ける方法（以下、「第一の方法」という。）が知られている。また、上記の方法の他、クリームハンダ等の接着剤を介して発光モジュールをベースに取り付ける方法（以下、「第二の方法」という。）や、ベースに弾性変形可能な係止爪等を設けると共に、発光モジュールの基板にこの係止爪と対応した係止孔等を設け、これら係止片等と係止孔等とを係合させることにより、発光モジュールを弾発的にベースに取り付ける方法（以下、「第三の方法」という。）が知られている。
【特許文献１】特開２００４−２４１３１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した３つの方法によって発光モジュールをベースに取り付ける場合、以下の問題があった。すなわち、第一の方法では、発光モジュールをベースに取り付ける際、取り付け工程においてベースに雌ねじ部を形成し、基板に貫通孔を形成し、さらに所定のビスを螺合させるという作業が必要であり、製造に係る作業が煩雑であった。
また、第二の方法では、発光モジュールの取り付け作業が簡略化されるものの、発光モジュールを接着剤によってベースに一度固着してしまうと、これを取り外すことが非常に困難となる。したがって、例えば、ＬＥＤ素子の寿命に伴い発光モジュールを交換する必要が生じた際、容易に交換することができずメンテナンス性が悪いという問題があった。
また、第三の方法では、ベースや発光モジュールの基板に専用の係止爪や係止孔等を設ける必要があるため、ベースや基板を基材から成形する際に、その係止爪や係止孔を設けるための設備や製造工程が必要になると共に、発光モジュールを取り付ける際に、これら係止爪と係止孔とを対向させ確実に係合させる必要があるため、取り付けに係る作業が煩雑化する、という問題があった。
【０００４】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、組み立て性に優れたＬＥＤ発光装置及びこのＬＥＤ発光装置の製造方法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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、ＬＥＤ発光装置において、基板にＬＥＤを実装した発光モジュールと、この発光モジュールのＬＥＤを係止する係止孔を有した位置決め部材とを備え、前記位置決め部材の係止孔にＬＥＤを係止させた状態で、前記位置決め部材を保持部材を介してベースに設けた保持部に保持させることにより、前記発光モジュールを前記ベースに固定可能としたことを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、位置決め部材にＬＥＤを係止させるだけで発光モジュールが所定の取り付け位置に位置決めされ、そして、発光モジュールを位置決めした状態で、保持部材によって位置決め部材をベースに固定するだけで、ＬＥＤを有する発光モジュールのベースへの位置決め及び固定のための作業が完了する。
したがって、発光モジュールをベースに取り付ける際に、ねじを螺合させる作業や、また、発光モジュールとベースを正確に弾発的に係止させる必要がなく、ＬＥＤ発光装置の組み立てが容易となる。
【０００７】
また本発明は、上記発明のＬＥＤ発光装置において、前記位置決め部材及び前記保持部材は、前記発光モジュールのＬＥＤを、前記ＬＥＤの放射光を制御する光学系に応じて規定される所定の位置に位置決め固定することを特徴とする。
この構成によれば、位置決め部材及び保持部材を用いて発光モジュールをベースに固定するだけで、ＬＥＤの光を制御する光学系との間の相対的な位置決めがなされるため、光学系が設けられる事を前提としたＬＥＤ発光装置の組み立てが容易となる。
【０００８】
本発明は、上記発明のＬＥＤ発光装置において、前記位置決め部材に、前記ＬＥＤから前記基板側に放射された光を、前記ＬＥＤで照射すべき方向に反射する反射面を設けたことを特徴とする。
この構成によれば、位置決め部材が、ＬＥＤから基板へ向かい無駄になる光を反射面で照射方向に反射することにより、光の使用効率の向上が図られる。
【０００９】
本発明は、上記発明のＬＥＤ発光装置において、前記保持部材を、その外周部を塑性変形させた状態で、前記ベースの前記保持部に保持させ、前記保持部材を介して前記位置決め部材を前記保持部に保持させることを特徴とする。
この構成によれば、保持部に保持部材を嵌め込むことによって、容易に保持部材を保持部に保持させ、これにより、位置決め部材をベースに固定することができるため、ＬＥＤ発光装置の組み立て作業が容易になる。
また、保持部をベースから取り外し、その外周部の塑性変形を修復することにより、当該保持部を繰り返し使用することができ、取り付け作業のやり直しや、ＬＥＤ発光装置を分解してのメンテナンスを可能にすることができる。
【００１０】
また、上記発明のＬＥＤ発光装置において、前記位置決め部材における前記発光モジュールの前記基板と対向する箇所が絶縁材で形成されていてもよい。
この構成によれば、位置決め部材における基板と対向する箇所が絶縁材で形成されているため、位置決め部材が基板と接触した際にも、基板に設けられた配線が短絡する、ということがない。
また、上記発明のＬＥＤ発光装置において、前記位置決め部材と、前記保持部材とが一体的に形成されていてもよい。
この構成によれば、ＬＥＤ発光装置の部品点数が減り、製造コストの削減を図ることができる。
【００１１】
また、上記目的を達成するために本発明は、基板にＬＥＤを実装した発光モジュールを有するＬＥＤ発光装置の製造方法において、前記発光モジュールをベースに載置し、前記ＬＥＤを、前記ＬＥＤの放射光を制御する光学系に応じて規定される所定の位置に位置決め固定した状態で、位置決め部材を前記ベースに載置した後、保持部材を押圧部材によってベースへ向かって押圧し、前記保持部材の外周を前記ベースの保持部に圧入して、前記保持部材を固定することを特徴とする。
この方法によれば、押圧部材を利用して簡単にＬＥＤ発光装置を組み立てることができるため、ＬＥＤ発光装置の組み立て作業が容易になると共に、組み立てに要する時間を短縮することができる。
特に、位置決め部材及び保持部材を用いて発光モジュールをベースに固定するだけで、ＬＥＤの光を制御する光学系との間の相対的な位置決めがなされるため、光学系が設けられる事を前提としたＬＥＤ発光装置の組み立てが容易となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、位置決め部材にＬＥＤを係止させるだけで発光モジュールが所定の取り付け位置に位置決めされ、そして、発光モジュールを位置決めした状態で、保持部材によって位置決め部材をベースに固定することで、ＬＥＤを有する発光モジュールのベースへの位置決め及び固定のための作業が完了するため、発光モジュールをベースに取り付ける際に、従来のように、ねじを螺合させる作業や、発光モジュールとベースを正確に弾発的に係止させる必要がなく、ＬＥＤ発光装置の組み立てが容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本実施の形態に係る照明装置１の斜視図であり、図２は、この照明装置１の断面図である。
照明装置１は、光源であるＬＥＤ２９を実装した発光モジュール２（図２）から放射される光を所定の照射方向へ照射する装置であり、発光モジュール２を内部に備えるＬＥＤ発光装置３と、このＬＥＤ発光装置３の上方にボルトを介して連結され、発光モジュール２が放射する光を制御するための光学素子の一例たる反射鏡を光学系（光学素子）４として有している。
【００１４】
この光学系４は、図２に示すように、円柱状の基材の内部に、その先端から基端へ向かうに従って縮径した回転放物面状の凹部６が反射面９として形成されており、この凹部６の上開口部７が光の照射開口として機能する。また、凹部６の基端側には、凹部６の底部、すなわち、反射面９の焦点位置近傍が切り落とされて上開口部７よりも小径でありＬＥＤ２９よりも若干大きな下開口部８が形成されている。
そして、光学系４にＬＥＤ発光装置３を連結して照明装置１を構成した場合には、図２に示すように、ＬＥＤ発光装置３のＬＥＤ２９が、上記下開口部８に臨む位置、すなわち、光学系４の反射面９の焦点位置に位置決め固定される。
このような照明装置１においては、砲弾型のＬＥＤ２９から放射された光は、上開口部７を通って光学系４に入射し、この光学系４の反射面９にて進行方向が制御されて上開口部７から照射光として照明装置１の外へ放射される。
また、光学系４の外周には、図１に示すように、放熱用の複数のフィン５が形成されており、発光モジュール２が発する熱が光学系４から効率良く放出され、ＬＥＤ２９の長寿命化が図られている。
【００１５】
なお、ＬＥＤ２９と反射面９との相対位置関係を微調整するために、ＬＥＤ発光装置３の当該ＬＥＤ２９が反射面９の焦点位置になるように、ＬＥＤ発光装置３と光学系４との間にスペーサを介在させＬＥＤ２９を位置決め固定したり、或いは、ＬＥＤ発光装置３において後述するベース２０と発光モジュール２との間に高さ調整用のスペーサを介在させＬＥＤ２９を位置決め固定したりする構成としてもよい。
【００１６】
本実施形態に係る光学系４は、以下の製造方法によって製造されている。すなわち、光学系４の外形の形状が彫り込まれた専用の金型に、光学系４の材料となる円柱状の高純度アルミニウム（本実施形態では純度約９９．７％のものを使用）を入れた後、この金型を専用の鍛造プレス装置の所定の位置にセットする。この鍛造プレス装置は、光学系４の一次成形品を鍛造するための装置であり、先端が上記凹部６の形状と略同一の形状に形成された押し型を有している。金型を鍛造プレス装置にセットした後、鍛造プレス装置が作動されると、上記押し型の先端が金型の内部に挿入され、この押し型の圧力によって、金型に彫り込まれた形状と同形状の外形、及び、押し型の先端の形状と同形状の凹部を有した一次成形品が鍛造される。
【００１７】
次いで、上記ＬＥＤ発光装置３について、より具体的に説明する。
図３は、ＬＥＤ発光装置３の斜視図であり、図４は、上記ＬＥＤ発光装置３の分解斜視図である。
図４に示すように、ＬＥＤ発光装置３は、筐体たるベース２０と、このベース２０上に載置された発光モジュール２と、この発光モジュール２をベース２０内で位置決めするための位置決め部材３３と、この位置決め部材３３をベース２０に固定するための保持部材３６とを備えている。
上記ベース２０は、図３及び図４に示すように、有底円筒形状をなしており、円筒部分が、上記発光モジュール２が保持される保持部２２として構成され、また、その底面が上記発光モジュール２が載置される載置部２１として構成されている。
またベース２０には、ＬＥＤ発光装置３と光学系４とを連接する際にボルトが貫通するねじ孔２３が形成されている。また、このベース２０には、その側面の一部を切り欠いてベース凹部２４が形成され、このベース凹部２４には、外部電源に接続された電源コードが差し込まれるコネクタ２５が嵌め込まれている。
【００１８】
上記ベース２０の載置部２１には、図４に示すように、発光モジュール２が載置される。この発光モジュール２は、平面視六角形の基板２６を有し、この基板２６上には、電気的に接続された２つの給電部２７が形成されている。ＬＥＤ２９は、上記２つの給電部２７のそれぞれと、ＬＥＤ２９の電力の供給を受けるためのリード２８と電気的に接続され、基板２６上に実装されている。このＬＥＤ２９は、図４に示すように、箱形状をした樹脂製の鍔部３０と、この鍔部３０の上面に突出して形成された、発光素子（不図示）を封止するための封止部３１とを有している。
また、基板２６には、図４に示すように、上記コネクタ２５と一端が接続されたリード線３２の他端が電気的に接続されており、基板２６上の回路パターンやＬＥＤ２９には、上記電源コード、上記コネクタ２５、及び、このリード線３２を介して電力が供給される構成となっている。
【００１９】
上記発光モジュール２には、図３及び図４に示すように、発光モジュール２を覆って当該発光モジュール２のＬＥＤ２９を位置決めする位置決め部材３３が設けられている。
この位置決め部材３３は、図４に示すように、円板形状をなした絶縁性を有する薄い樹脂製の部材であり、中央に上記ＬＥＤ２９の封止部３１の基端における径と略同一径を有した係止孔３４が形成されている。位置決め部材３３の外径は、上記ベース２０の保持部２２の内径と略同一である。
すなわち、位置決め部材３３は、図３に示すように、係止孔３４にＬＥＤ２９の封止部３１が挿入されて係止すると共に、保持部２２の内周に嵌め込まれる。この状態においては、発光モジュール２は、ＬＥＤ２９の封止部３１が位置決め部材３３の係止孔３４に係止されるため、当該位置決め部材３３とＬＥＤ２９との相対位置が規制され、さらに、位置決め部材３３の外周（縁部）が保持部２２の内周面に嵌め込まれて係合することで、保持部２２に対する位置決め部材３３の係止孔３４の相対位置、すなわち、保持部２２に対するＬＥＤ２９の相対位置が規制されることとなる。これにより、ベース２０内の所定の位置にＬＥＤ２９が位置決めされる。この所定の位置は、例えば、光学系４によって規定される位置であり、本実施形態では、光学系４が反射鏡であるため、その焦点位置が所定の位置決め位置として規定されることとなる。
【００２０】
位置決め部材３３の上面の全域には、光反射性を有するフィルム３５が貼り付けられている。すなわち、位置決め部材３３にＬＥＤ２９を係止させたときには、係止孔３４からＬＥＤ２９が突出するため、当該ＬＥＤ２９から基板２６側に向かって放射され照明に寄与しない光が前掲図２の矢印Ｙ１に示すように、位置決め部材３３のフィルム３５にて反射され下開口部８を通って光学系４に進入し、当該光学系４から照射光として取り出されることとなる。これにより、照明装置１の効率の向上が図られる。
【００２１】
位置決め部材３３の上方には、図３及び図４に示すように、保持部材３６が取り付けられる。この保持部材３６は、図４に示すように、可塑性を有する金属で形成された薄い輪状の部材であり、その外周に、外側に突出して形成された４つの突起３７が所定の間隔をあけて形成されている。この保持部材３６の外径は、ベース２０の保持部２２の内径と略同一の大きさである。なお、保持部材３６は、弾性を有する材料にて形成されていてもよい。
この保持部材３６は、ベース２０において位置決め部材３３を固定するための部材であり、図３及び図４に示すように、保持部２２の内周に嵌め込まれて取り付けられる。保持部材３６が保持部２２の内周に嵌め込まれると、上記４つの突起３７のそれぞれが保持部２２の内周面に沿って根元から折り曲がるように塑性変形し、保持部２２の内周を外側へ向かって押圧する。このとき、保持部材３６は、この突起３７の押圧力、及び、突起３７と保持部２２の内周との接触部分に生じる摩擦力によって、保持部２２に保持され、保持部２２の内部において固定され、そして、位置決め部材３３を下方へ向かって押圧して固定する。このとき、位置決め部材３３は、図２に示すように、保持部材３６と上記ＬＥＤ２９の鍔部３０によって挟持されて、ベース２０内で保持、固定されると共に、発光モジュール２は、この位置決め部材３３とベース２０の載置部２１とで挟持される。
なお、保持部材３６が弾性を有する材料にて形成されている場合、保持部材３６が保持部２２の内周にはめ込まれると、４つの突起３７のそれぞれが保持部２２の内周面に沿って根元から折り曲がるように弾性変形する。このとき、保持部材３６は、突起３７の押圧力、及び、突起３７と保持部２２の内周との接触部分に生じる摩擦力によって、保持部２２の内部において固定される。
【００２２】
次いで、ＬＥＤ発光装置３の製造方法として、発光モジュール２をベース２０に組み付ける際の作業手順について図５及び図６を参照して説明する。
発光モジュール２のベース２０への組み付けの際には、図５の上部に示す押圧部材３８を使用する。この押圧部材３８は、保持部２２の内周の径より僅かに小さい径の円筒状（中空円柱状）をなし、その底面側（押圧側）の縁部に、凹状の切り欠き部３９を形成したものである。
【００２３】
そして、発光モジュール２をベース２０に組み付ける際には、まず、ベース２０の載置部２１に発光モジュール２を載置する。次いで、この発光モジュール２を覆うように位置決め部材３３を被せると共に、この位置決め部材３３の係止孔３４からＬＥＤ２９の封止部３１を突出させてＬＥＤ２９を係止孔３４に係止させ、位置決め部材３３とＬＥＤ２９との相対位置を規制する。このとき、位置決め部材３３の外周（縁部）がベース２０の保持部２２の内周面と係合することにより、保持部２２に対する位置決め部材３３の係止孔３４の相対位置、すなわち、保持部２２に対するＬＥＤ２９の相対位置が規制され、ＬＥＤ２９の位置決めが行われる。そして、保持部材３６を保持部２２の内周に嵌め込んだ状態で位置決め部材３３の上に載置する。
【００２４】
その後、図５に示すように、上記切り欠き部３９と上記リード線３２とを上下方向において対向させた状態で、押圧部材３８を図５中の矢印に示す方向へ押すことにより、保持部材３６を保持部２２の内周に嵌め込みつつ押し込む。その際、この押し込みに応じて、保持部材３６の外周に形成された４つの突起３７は、保持部２２の内周に接触しつつ、根元から上方へ向かって塑性変形し、保持部２２の内周に圧入されて固定される。
保持部材３６は、押圧部材３８によって、鍔部３０の上面と位置決め部材３３の下面が接触し、かつ、位置決め部材３３の上面と保持部材３６の下面とが接触する状態（図２の状態）に至るまで押し込まれる。このとき、図２に示すように、位置決め部材３３は、発光モジュール２を位置決めしつつ、鍔部３０と保持部材３６とで挟持され、また、発光モジュール２は、位置決め部材３３と載置部２１とで挟持される。このようにして、ＬＥＤ発光装置３は、製造される。
【００２５】
ＬＥＤ発光装置３を分解する際は、保持部材３６を保持部２２から抜き取ることによって、保持部２２における保持部材３６の保持を解除する。これにより、ベース２０における位置決め部材３３の固定が解除され、これに伴い、発光モジュール２の固定が解除され、ＬＥＤ発光装置３を分解することができる。
そして、再度、発光モジュール２をベース２０に組み付ける際には、保持部材３６の突起３７の塑性変形を指などで延ばすなどして戻し、上述した手順にしたがって組み付けを行う。
なお、保持部材３６が弾性を有する材料にて形成されている場合には、保持部２２における保持部材３６の保持を解除すると、突起３７は、弾性力により元の形状に戻るため、突起３７を指で伸ばす、という作業を省くことができる。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態によれば、ＬＥＤ発光装置３のベース２０において、発光モジュール２は、位置決め部材３３によって位置決めされる。さらに、発光モジュール２は、この位置決め部材３３が保持部材３６によって固定されることにより、ベース２０において位置決めされつつ固定されるため、発光モジュール２をベース２０に取り付ける際に、ねじを螺合させる作業や、また、発光モジュール２とベース２０を正確に弾発的に係止させる必要がなく、製造に係る作業が単純化される。また、発光モジュール２は、保持部２２における保持部材３６の保持を解除することにより、簡単にベース２０から取り外すことができるため、メンテナンス性が良好である。
また、本実施の形態によれば、位置決め部材３３及び保持部材３６によって、発光モジュール２のＬＥＤ２９を、光学系４の反射面９の焦点の位置に位置決め固定するため、例えばＬＥＤ２９を光学系４の反射面９の焦点の位置に位置決めするべく、ベース２０の所定の位置に雌ねじ部を設け、この雌ねじ部にねじを螺合させて発光モジュール２をねじ止めし、位置決めする、といった煩雑な作業を経ることなく、ＬＥＤ２９を光学系４の反射面９の焦点の位置に容易に位置決めすることができる。
【００２７】
また、本実施の形態によれば、位置決め部材３３の上面に光反射性を有するフィルム３５が貼り付けられており、このフィルム３５が、発光モジュール２から発光される光のうち基板２６側に向かう放射光を照射方向へ向かって反射し、この光を利用可能とするため、光の使用効率を向上することができる。
また、本実施形態によれば、保持部材３６の外周に形成された４つの突起３７が塑性変形した状態で保持部２２の内周に接触し、この突起３７を介して保持部材３６が保持部２２に保持される。このため、保持部２２に保持部材３６を嵌め込むことによって、容易に保持部材３６を保持部２２に保持させることができるので、ＬＥＤ発光装置３の作成が容易である。
また、本実施形態によれば、位置決め部材３３が絶縁材で形成されているため、位置決め部材３３が基板２６と接触した際に、基板２６に設けられた配線が短絡する、ということがない。
【００２８】
また、本実施形態によれば、押圧部材３８を利用して、簡単にＬＥＤ発光装置３を製造することができるため、ＬＥＤ発光装置３の製造に係る作業が単純化されると共に、製造に係る時間を短縮することができ製造コストの削減を図ることができる。
【００２９】
＜第２実施形態＞
本実施形態では、ベース６０に複数の発光モジュール２が設けられ、これら発光モジュール２のそれぞれに、透過型光学素子の一例たるレンズ型の光学系６１が対応して設けられたＬＥＤ発光装置６２について説明する。
図７は、ＬＥＤ発光装置６２の斜視図（後述の蓋体６４をベース６０に取り付ける前の状態における斜視図）であり、図８は、ＬＥＤ発光装置６２に設けられた発光モジュール２のうち１つの発光モジュール２の断面図である。なお、これらの図において、図２および図３に示す構成要素と同じものについては同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３０】
図７に示すように、本実施形態では、板状のベース６０に、上面視略円形の凹部６３が複数設けられている。これらの凹部６３は、第１実施形態にて説明した保持部２２に相当するものであり、凹部６３の内部に、発光モジュール２が配設されている。このとき、第１実施形態と同様に、位置決め部材３３及び保持部材３６により、発光モジュール２のＬＥＤ２９が凹部６３の内で所定の位置に位置決め固定されている。
このベース６０には、各発光モジュール２を覆うように蓋体６４が取り付けられる。このとき蓋体６４とベース６０との間には、若干の隙間を有して構成しても良い。
【００３１】
蓋体６４には、ベース６０に設けた凹部６３に対向する箇所に、レンズ型の光学系６１が設けられている。すなわち、発光モジュール２は、図８に示すように、ベース６０に蓋体６４が取り付けられた際に、ＬＥＤ２９が上記光学系６１の直下（特に、光学中心上）に配置されるように、位置決め部材３３及び保持部材３６により凹部６３に対して位置決め固定されることとなる。
【００３２】
そして、ＬＥＤ２９から放射された光は、図８の矢印Ｙ３に示すように、直上の光学系６１に入射し、当該光学系６１によって進行方向が制御されて照射光として光学系６１から出射される。このとき、ＬＥＤ２９から基板２６側に向かう光は、図８の矢印Ｙ４に示すように、位置決め部材３３の上面に貼り付けられたフィルム３５によって光学系６１に向けて反射され当該光学系６１から照射光として外部へ放たれる。
【００３３】
本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、位置決め部材３３及び保持部材３６により発光モジュール２をベース６０の凹部６３に取り付ける構成としたため、ねじを螺合させる作業等が必要がなく、組み立て作業が容易となる。
特に本実施形態のように、多数の発光モジュール２を備えたＬＥＤ発光装置６２では、各ＬＥＤ２９の位置決め固定を容易に行うことができるため、組み付けに要する時間の大幅な短縮を図ることができる。
【００３４】
＜第３実施形態＞
上述した第１実施形態では、位置決め部材３３及び保持部材３６がそれぞれ別部材であったが、第３実施形態では、これら２部材が一体的に形成されているＬＥＤ発光装置５０について説明する。
図９は、本実施形態に係るＬＥＤ発光装置５０の分解斜視図である。なお、この図において、図４に示す構成要素と同じものについては同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、図９に示すように、位置決め部材５１の外周に、外側に突出して形成された４つの突起５２が所定の間隔をあけて形成されている。この位置決め部材５１がベース２０に取り付けられると、位置決め部材５１は、第１実施形態と同様、発光モジュール２を位置決めし、さらに、位置決め部材５１は、上記突起５２が塑性変形しつつ保持部２２の内周に接触することにより、保持部２２の内周において固定される。
なお、位置決め部材５１は、弾性を有する材料にて形成されていてもよく、この場合、位置決め部材５１は、突起５２が弾性変形しつつ保持部２２の内周に接触することにより、保持部２２の内周において固定される。
この第２実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様の効果を得ることができると共に、以下の効果を得ることができる。すなわち、第二実施形態では、第一実施形態における位置決め部材３３及び保持部材３６（図４参照）の機能を、１つの位置決め部材５１（図９参照）で実現するため、部品点数を削減することができ、製造に係るコストの削減を図ることができる。
【００３５】
＜第４実施形態＞
本実施形態では、発光モジュール２を４個備えるＬＥＤ発光装置７１について説明する。なお、本実施形態で使用されている発光モジュール２の構成は、第１実施形態で使用されている発光モジュール２の構成と同一である。
【００３６】
図１０は、ＬＥＤ発光装置７１の斜視図であり、図１１は、上記ＬＥＤ発光装置７１の分解斜視図であり、図１２は、ＬＥＤ発光装置７１を横から見た図である。
ＬＥＤ発光装置７１は、４つの発光モジュール２を固定するための装置であり、板状のベース８２と、これらの図に示すように、このベース８２の上面に突設された８本のピン状の保持部８４と、ベース８２おいて保持部８４で囲まれた箇所に載置された発光モジュール２と、この発光モジュール２を位置決めするための位置決め部材９２と、この位置決め部材９２を固定するための保持部材８６と、を有している。
【００３７】
上記ベース８２は、図１０及び図１１に示すように、板形状の部材であり、その上面には、ピン状の８本の保持部８４が照射方向へ突出した形状で設けられており、ベース８２においてこれら保持部８４によって囲まれた箇所に載置部８５が形成されている。これら８本の保持部８４は、ベース８２の上面に略等間隔で突設されており、詳細は後述するが、保持部材８６がベース８２に取り付けられた際、その保持部材８６の外周が、全ての保持部８４と接触する構成となっている。
【００３８】
この載置部８５には、図１１に示すように、４つの発光モジュール２が所定の間隔をあけて載置されており、この４つの発光モジュール２の上方には、この４つの発光モジュール２を覆うように、位置決め部材９２が取り付けられる。
この位置決め部材９２は、図１０に示すように、絶縁性を有する部材で成形された、正面視長方形の薄い部材であり、同一の径を有した４つの係止孔９３が長手方向に所定の間隔をあけて形成されている。この係止孔９３の径は、ＬＥＤ２９の封止部３１の基端における径と略同一の大きさである。また、位置決め部材９２の上面の全域には、光反射性を有するフィルム９４が貼り付けられている。
この位置決め部材９２は、図１０及び図１２に示すように、係止孔９３のそれぞれにＬＥＤ２９の封止部３１を貫通させた状態で、載置部８５に取り付けられる。その際、発光モジュール２のそれぞれは、それらのＬＥＤ２９の封止部３１が位置決め部材９２の係止孔９３に係止することにより、載置部８５において位置決めされると共に、この位置決め部材９２は、その外周が保持部８４に保持され、保持部８４において位置決めされる。このように、４つの発光モジュール２のそれぞれは、位置決め部材９２によってベース８２の載置部８５の所定の位置に位置決めされる。
また、上述したように、位置決め部材９２の上面には、光反射性を有するフィルム９４が貼り付けられているため、図１２の矢印Ｙ２に示すように、ＬＥＤ２９から放射された光うち下方へ向かう光の一部が、このフィルム９４により上方へ向かって反射する構成となっている。
【００３９】
位置決め部材９２の照射方向には、図１０〜図１２に示すように、保持部材８６が設けられる。
この保持部材８６は、図１１に示すように、可塑性を有する金属で形成された正面視長方形の薄い部材であり、中央が大きく切り欠かれている。
なお、保持部材８６は、弾性を有する材料にて形成されていてもよい。
この保持部材８６は、ベース８２の載置部８５において、位置決め部材９２を固定するための部材であり、図１２に示すように、その下面が、位置決め部材９２の上面に接触し、かつ、位置決め部材９２を下方へ向かって付勢した状態で、保持部８４で囲まれた空間に嵌めこまれる。このとき、保持部材８６の外周は、保持部８４の全てに塑性変形しつつ接触する構成となっており、保持部材８６と保持部８４との間に生じる摩擦力によって、保持部材８６が保持部８４に保持される。保持部材８６が固定されると、図１２に示すように、位置決め部材９２は、この保持部材８６とＬＥＤ２９の鍔部３０によって挟持されると共に、発光モジュール２は、位置決め部材９２と載置部８５とで挟持される。
なお、保持部材８６が弾性を有する材料にて形成されている場合、保持部材８６の外周は、保持部８４に弾性変形しつつ接触し、保持部材８６と保持部８４との間に生じる摩擦力によって、保持部材８６は、保持部８４に保持される。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態によれば、複数の発光モジュール２を、位置決め部材９２及び保持部材８６によって、同時にベースに位置決め及び固定することができるため、第１実施形態と同様、発光モジュール２をベース８２に固定する際、ねじを螺合させる作業や、また、発光モジュール２とベース８２を正確に弾発的に係止させる必要がなく、製造に係る作業が単純化される。また、発光モジュール２は、保持部８４における保持部材８６の保持を解除することにより、簡単にベース８２から取り外すことができるため、メンテナンス性が良好である。
【００４１】
なお、上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。
また、第１実施形態において、位置決め部材３３にＬＥＤ２９の封止部３１の基端における径と同じ大きさの径を有する係止孔３４を設け、この係止孔３４の内周によって、封止部３１の外周を支持する構成となっているが、これは、例えば、係止孔３４の径を封止部３１の基端における径より大きく形成し、この係止孔３４の内周に中心へ向かって突出した突起を３つ以上形成し、これら突起により封止部３１を支持する構成としてもよい。すなわち、係止孔３４の形状は任意であり、位置決め部材３３を確実に支持可能な形状であればよい。同様のことは、第２，第３実施形態についても言うことができる。
また、第３実施形態において、８本のピン状の保持部８４が、保持部材８６を保持する構成としているが、保持部材８６の本数はこの本数に限らず、また、形状もピン状に限らず、例えば、複数の板状の壁を設け、この壁によって保持部材８６を保持する構成としてもよい。すなわち、保持部８４の形状は任意であり、位置決め部材９２を保持可能な形状であればよい。同様のことは、第１，第２実施形態についても言うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１実施形態に係る照明装置の斜視図。
【図２】第１実施形態に係る照明装置の断面図。
【図３】第１実施形態に係るＬＥＤ発光装置の斜視図。
【図４】第１実施形態に係るＬＥＤ発光装置の分解斜視図。
【図５】第１実施形態に係るＬＥＤ発光装置の製造方法を説明するための図。
【図６】第１実施形態に係るＬＥＤ発光装置の製造方法を説明するための図。
【図７】第２実施形態に係るＬＥＤ発光装置の斜視図。
【図８】第２実施形態に係るＬＥＤ発光装置の断面図。
【図９】第３実施形態に係るＬＥＤ発光装置の分解斜視図。
【図１０】第４実施形態に係るＬＥＤ発光装置の斜視図。
【図１１】第４実施形態に係るＬＥＤ発光装置の分解斜視図。
【図１２】第４実施形態に係るＬＥＤ発光装置の側面図。
【符号の説明】
【００４３】
２ 発光モジュール
３，５０，６２，７１ ＬＥＤ発光装置
４，６１ 光学系
２０，６０，８２ ベース
２２，８４ 保持部
２６ 基板
２９ ＬＥＤ
３３，９２ 位置決め部材
３４，９３ 係止孔
３５，９４ フィルム
３６，８６ 保持部材
３８ 押圧部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤを備えるＬＥＤ発光装置及びＬＥＤ発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、照明装置において、基板に実装されたＬＥＤを有する発光モジュールを備え、ＬＥＤを光源として用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
発光モジュールをベースに取り付けて照明装置を組み立てる方法としては、照明装置のベースに雌ねじ部を形成すると共に、発光モジュールの基板にこの雌ねじ部と対応する貫通孔を設け、ビスを貫通孔を介して雌ねじ部に螺合し、ビス止めによって発光モジュールをベースに組み付ける方法（以下、「第一の方法」という。）が知られている。また、上記の方法の他、クリームハンダ等の接着剤を介して発光モジュールをベースに取り付ける方法（以下、「第二の方法」という。）や、ベースに弾性変形可能な係止爪等を設けると共に、発光モジュールの基板にこの係止爪と対応した係止孔等を設け、これら係止片等と係止孔等とを係合させることにより、発光モジュールを弾発的にベースに取り付ける方法（以下、「第三の方法」という。）が知られている。
【特許文献１】特開２００４−２４１３１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した３つの方法によって発光モジュールをベースに取り付ける場合、以下の問題があった。すなわち、第一の方法では、発光モジュールをベースに取り付ける際、取り付け工程においてベースに雌ねじ部を形成し、基板に貫通孔を形成し、さらに所定のビスを螺合させるという作業が必要であり、製造に係る作業が煩雑であった。
また、第二の方法では、発光モジュールの取り付け作業が簡略化されるものの、発光モジュールを接着剤によってベースに一度固着してしまうと、これを取り外すことが非常に困難となる。したがって、例えば、ＬＥＤ素子の寿命に伴い発光モジュールを交換する必要が生じた際、容易に交換することができずメンテナンス性が悪いという問題があった。
また、第三の方法では、ベースや発光モジュールの基板に専用の係止爪や係止孔等を設ける必要があるため、ベースや基板を基材から成形する際に、その係止爪や係止孔を設けるための設備や製造工程が必要になると共に、発光モジュールを取り付ける際に、これら係止爪と係止孔とを対向させ確実に係合させる必要があるため、取り付けに係る作業が煩雑化する、という問題があった。
【０００４】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、組み立て性に優れたＬＥＤ発光装置及びこのＬＥＤ発光装置の製造方法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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、ＬＥＤ発光装置において、基板にＬＥＤを実装した発光モジュールと、この発光モジュールのＬＥＤを係止する係止孔を有した位置決め部材とを備え、前記位置決め部材の係止孔にＬＥＤを係止させた状態で、前記位置決め部材を保持部材を介してベースに設けた保持部に保持させることにより、前記発光モジュールを前記ベースに固定可能としたことを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、位置決め部材にＬＥＤを係止させるだけで発光モジュールが所定の取り付け位置に位置決めされ、そして、発光モジュールを位置決めした状態で、保持部材によって位置決め部材をベースに固定するだけで、ＬＥＤを有する発光モジュールのベースへの位置決め及び固定のための作業が完了する。
したがって、発光モジュールをベースに取り付ける際に、ねじを螺合させる作業や、また、発光モジュールとベースを正確に弾発的に係止させる必要がなく、ＬＥＤ発光装置の組み立てが容易となる。
【０００７】
また本発明は、上記発明のＬＥＤ発光装置において、前記位置決め部材及び前記保持部材は、前記発光モジュールのＬＥＤを、前記ＬＥＤの放射光を制御する光学系に応じて規定される所定の位置に位置決め固定することを特徴とする。
この構成によれば、位置決め部材及び保持部材を用いて発光モジュールをベースに固定するだけで、ＬＥＤの光を制御する光学系との間の相対的な位置決めがなされるため、光学系が設けられる事を前提としたＬＥＤ発光装置の組み立てが容易となる。
【０００８】
本発明は、上記発明のＬＥＤ発光装置において、前記位置決め部材に、前記ＬＥＤから前記基板側に放射された光を、前記ＬＥＤで照射すべき方向に反射する反射面を設けたことを特徴とする。
この構成によれば、位置決め部材が、ＬＥＤから基板へ向かい無駄になる光を反射面で照射方向に反射することにより、光の使用効率の向上が図られる。
【０００９】
本発明は、上記発明のＬＥＤ発光装置において、前記保持部材を、その外周部を塑性変形させた状態で、前記ベースの前記保持部に保持させ、前記保持部材を介して前記位置決め部材を前記保持部に保持させることを特徴とする。
この構成によれば、保持部に保持部材を嵌め込むことによって、容易に保持部材を保持部に保持させ、これにより、位置決め部材をベースに固定することができるため、ＬＥＤ発光装置の組み立て作業が容易になる。
また、保持部をベースから取り外し、その外周部の塑性変形を修復することにより、当該保持部を繰り返し使用することができ、取り付け作業のやり直しや、ＬＥＤ発光装置を分解してのメンテナンスを可能にすることができる。
【００１０】
また、上記発明のＬＥＤ発光装置において、前記位置決め部材における前記発光モジュールの前記基板と対向する箇所が絶縁材で形成されていてもよい。
この構成によれば、位置決め部材における基板と対向する箇所が絶縁材で形成されているため、位置決め部材が基板と接触した際にも、基板に設けられた配線が短絡する、ということがない。
また、上記発明のＬＥＤ発光装置において、前記位置決め部材と、前記保持部材とが一体的に形成されていてもよい。
この構成によれば、ＬＥＤ発光装置の部品点数が減り、製造コストの削減を図ることができる。
【００１１】
また、上記目的を達成するために本発明は、基板にＬＥＤを実装した発光モジュールを有するＬＥＤ発光装置の製造方法において、前記発光モジュールをベースに載置し、前記ＬＥＤを、前記ＬＥＤの放射光を制御する光学系に応じて規定される所定の位置に位置決め固定した状態で、位置決め部材を前記ベースに載置した後、保持部材を押圧部材によってベースへ向かって押圧し、前記保持部材の外周を前記ベースの保持部に圧入して、前記保持部材を固定することを特徴とする。
この方法によれば、押圧部材を利用して簡単にＬＥＤ発光装置を組み立てることができるため、ＬＥＤ発光装置の組み立て作業が容易になると共に、組み立てに要する時間を短縮することができる。
特に、位置決め部材及び保持部材を用いて発光モジュールをベースに固定するだけで、ＬＥＤの光を制御する光学系との間の相対的な位置決めがなされるため、光学系が設けられる事を前提としたＬＥＤ発光装置の組み立てが容易となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、位置決め部材にＬＥＤを係止させるだけで発光モジュールが所定の取り付け位置に位置決めされ、そして、発光モジュールを位置決めした状態で、保持部材によって位置決め部材をベースに固定することで、ＬＥＤを有する発光モジュールのベースへの位置決め及び固定のための作業が完了するため、発光モジュールをベースに取り付ける際に、従来のように、ねじを螺合させる作業や、発光モジュールとベースを正確に弾発的に係止させる必要がなく、ＬＥＤ発光装置の組み立てが容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本実施の形態に係る照明装置１の斜視図であり、図２は、この照明装置１の断面図である。
照明装置１は、光源であるＬＥＤ２９を実装した発光モジュール２（図２）から放射される光を所定の照射方向へ照射する装置であり、発光モジュール２を内部に備えるＬＥＤ発光装置３と、このＬＥＤ発光装置３の上方にボルトを介して連結され、発光モジュール２が放射する光を制御するための光学素子の一例たる反射鏡を光学系（光学素子）４として有している。
【００１４】
この光学系４は、図２に示すように、円柱状の基材の内部に、その先端から基端へ向かうに従って縮径した回転放物面状の凹部６が反射面９として形成されており、この凹部６の上開口部７が光の照射開口として機能する。また、凹部６の基端側には、凹部６の底部、すなわち、反射面９の焦点位置近傍が切り落とされて上開口部７よりも小径でありＬＥＤ２９よりも若干大きな下開口部８が形成されている。
そして、光学系４にＬＥＤ発光装置３を連結して照明装置１を構成した場合には、図２に示すように、ＬＥＤ発光装置３のＬＥＤ２９が、上記下開口部８に臨む位置、すなわち、光学系４の反射面９の焦点位置に位置決め固定される。
このような照明装置１においては、砲弾型のＬＥＤ２９から放射された光は、上開口部７を通って光学系４に入射し、この光学系４の反射面９にて進行方向が制御されて上開口部７から照射光として照明装置１の外へ放射される。
また、光学系４の外周には、図１に示すように、放熱用の複数のフィン５が形成されており、発光モジュール２が発する熱が光学系４から効率良く放出され、ＬＥＤ２９の長寿命化が図られている。
【００１５】
なお、ＬＥＤ２９と反射面９との相対位置関係を微調整するために、ＬＥＤ発光装置３の当該ＬＥＤ２９が反射面９の焦点位置になるように、ＬＥＤ発光装置３と光学系４との間にスペーサを介在させＬＥＤ２９を位置決め固定したり、或いは、ＬＥＤ発光装置３において後述するベース２０と発光モジュール２との間に高さ調整用のスペーサを介在させＬＥＤ２９を位置決め固定したりする構成としてもよい。
【００１６】
本実施形態に係る光学系４は、以下の製造方法によって製造されている。すなわち、光学系４の外形の形状が彫り込まれた専用の金型に、光学系４の材料となる円柱状の高純度アルミニウム（本実施形態では純度約９９．７％のものを使用）を入れた後、この金型を専用の鍛造プレス装置の所定の位置にセットする。この鍛造プレス装置は、光学系４の一次成形品を鍛造するための装置であり、先端が上記凹部６の形状と略同一の形状に形成された押し型を有している。金型を鍛造プレス装置にセットした後、鍛造プレス装置が作動されると、上記押し型の先端が金型の内部に挿入され、この押し型の圧力によって、金型に彫り込まれた形状と同形状の外形、及び、押し型の先端の形状と同形状の凹部を有した一次成形品が鍛造される。
【００１７】
次いで、上記ＬＥＤ発光装置３について、より具体的に説明する。
図３は、ＬＥＤ発光装置３の斜視図であり、図４は、上記ＬＥＤ発光装置３の分解斜視図である。
図４に示すように、ＬＥＤ発光装置３は、筐体たるベース２０と、このベース２０上に載置された発光モジュール２と、この発光モジュール２をベース２０内で位置決めするための位置決め部材３３と、この位置決め部材３３をベース２０に固定するための保持部材３６とを備えている。
上記ベース２０は、図３及び図４に示すように、有底円筒形状をなしており、円筒部分が、上記発光モジュール２が保持される保持部２２として構成され、また、その底面が上記発光モジュール２が載置される載置部２１として構成されている。
またベース２０には、ＬＥＤ発光装置３と光学系４とを連接する際にボルトが貫通するねじ孔２３が形成されている。また、このベース２０には、その側面の一部を切り欠いてベース凹部２４が形成され、このベース凹部２４には、外部電源に接続された電源コードが差し込まれるコネクタ２５が嵌め込まれている。
【００１８】
上記ベース２０の載置部２１には、図４に示すように、発光モジュール２が載置される。この発光モジュール２は、平面視六角形の基板２６を有し、この基板２６上には、電気的に接続された２つの給電部２７が形成されている。ＬＥＤ２９は、上記２つの給電部２７のそれぞれと、ＬＥＤ２９の電力の供給を受けるためのリード２８と電気的に接続され、基板２６上に実装されている。このＬＥＤ２９は、図４に示すように、箱形状をした樹脂製の鍔部３０と、この鍔部３０の上面に突出して形成された、発光素子（不図示）を封止するための封止部３１とを有している。
また、基板２６には、図４に示すように、上記コネクタ２５と一端が接続されたリード線３２の他端が電気的に接続されており、基板２６上の回路パターンやＬＥＤ２９には、上記電源コード、上記コネクタ２５、及び、このリード線３２を介して電力が供給される構成となっている。
【００１９】
上記発光モジュール２には、図３及び図４に示すように、発光モジュール２を覆って当該発光モジュール２のＬＥＤ２９を位置決めする位置決め部材３３が設けられている。
この位置決め部材３３は、図４に示すように、円板形状をなした絶縁性を有する薄い樹脂製の部材であり、中央に上記ＬＥＤ２９の封止部３１の基端における径と略同一径を有した係止孔３４が形成されている。位置決め部材３３の外径は、上記ベース２０の保持部２２の内径と略同一である。
すなわち、位置決め部材３３は、図３に示すように、係止孔３４にＬＥＤ２９の封止部３１が挿入されて係止すると共に、保持部２２の内周に嵌め込まれる。この状態においては、発光モジュール２は、ＬＥＤ２９の封止部３１が位置決め部材３３の係止孔３４に係止されるため、当該位置決め部材３３とＬＥＤ２９との相対位置が規制され、さらに、位置決め部材３３の外周（縁部）が保持部２２の内周面に嵌め込まれて係合することで、保持部２２に対する位置決め部材３３の係止孔３４の相対位置、すなわち、保持部２２に対するＬＥＤ２９の相対位置が規制されることとなる。これにより、ベース２０内の所定の位置にＬＥＤ２９が位置決めされる。この所定の位置は、例えば、光学系４によって規定される位置であり、本実施形態では、光学系４が反射鏡であるため、その焦点位置が所定の位置決め位置として規定されることとなる。
【００２０】
位置決め部材３３の上面の全域には、光反射性を有するフィルム３５が貼り付けられている。すなわち、位置決め部材３３にＬＥＤ２９を係止させたときには、係止孔３４からＬＥＤ２９が突出するため、当該ＬＥＤ２９から基板２６側に向かって放射され照明に寄与しない光が前掲図２の矢印Ｙ１に示すように、位置決め部材３３のフィルム３５にて反射され下開口部８を通って光学系４に進入し、当該光学系４から照射光として取り出されることとなる。これにより、照明装置１の効率の向上が図られる。
【００２１】
位置決め部材３３の上方には、図３及び図４に示すように、保持部材３６が取り付けられる。この保持部材３６は、図４に示すように、可塑性を有する金属で形成された薄い輪状の部材であり、その外周に、外側に突出して形成された４つの突起３７が所定の間隔をあけて形成されている。この保持部材３６の外径は、ベース２０の保持部２２の内径と略同一の大きさである。なお、保持部材３６は、弾性を有する材料にて形成されていてもよい。
この保持部材３６は、ベース２０において位置決め部材３３を固定するための部材であり、図３及び図４に示すように、保持部２２の内周に嵌め込まれて取り付けられる。保持部材３６が保持部２２の内周に嵌め込まれると、上記４つの突起３７のそれぞれが保持部２２の内周面に沿って根元から折り曲がるように塑性変形し、保持部２２の内周を外側へ向かって押圧する。このとき、保持部材３６は、この突起３７の押圧力、及び、突起３７と保持部２２の内周との接触部分に生じる摩擦力によって、保持部２２に保持され、保持部２２の内部において固定され、そして、位置決め部材３３を下方へ向かって押圧して固定する。このとき、位置決め部材３３は、図２に示すように、保持部材３６と上記ＬＥＤ２９の鍔部３０によって挟持されて、ベース２０内で保持、固定されると共に、発光モジュール２は、この位置決め部材３３とベース２０の載置部２１とで挟持される。
なお、保持部材３６が弾性を有する材料にて形成されている場合、保持部材３６が保持部２２の内周にはめ込まれると、４つの突起３７のそれぞれが保持部２２の内周面に沿って根元から折り曲がるように弾性変形する。このとき、保持部材３６は、突起３７の押圧力、及び、突起３７と保持部２２の内周との接触部分に生じる摩擦力によって、保持部２２の内部において固定される。
【００２２】
次いで、ＬＥＤ発光装置３の製造方法として、発光モジュール２をベース２０に組み付ける際の作業手順について図５及び図６を参照して説明する。
発光モジュール２のベース２０への組み付けの際には、図５の上部に示す押圧部材３８を使用する。この押圧部材３８は、保持部２２の内周の径より僅かに小さい径の円筒状（中空円柱状）をなし、その底面側（押圧側）の縁部に、凹状の切り欠き部３９を形成したものである。
【００２３】
そして、発光モジュール２をベース２０に組み付ける際には、まず、ベース２０の載置部２１に発光モジュール２を載置する。次いで、この発光モジュール２を覆うように位置決め部材３３を被せると共に、この位置決め部材３３の係止孔３４からＬＥＤ２９の封止部３１を突出させてＬＥＤ２９を係止孔３４に係止させ、位置決め部材３３とＬＥＤ２９との相対位置を規制する。このとき、位置決め部材３３の外周（縁部）がベース２０の保持部２２の内周面と係合することにより、保持部２２に対する位置決め部材３３の係止孔３４の相対位置、すなわち、保持部２２に対するＬＥＤ２９の相対位置が規制され、ＬＥＤ２９の位置決めが行われる。そして、保持部材３６を保持部２２の内周に嵌め込んだ状態で位置決め部材３３の上に載置する。
【００２４】
その後、図５に示すように、上記切り欠き部３９と上記リード線３２とを上下方向において対向させた状態で、押圧部材３８を図５中の矢印に示す方向へ押すことにより、保持部材３６を保持部２２の内周に嵌め込みつつ押し込む。その際、この押し込みに応じて、保持部材３６の外周に形成された４つの突起３７は、保持部２２の内周に接触しつつ、根元から上方へ向かって塑性変形し、保持部２２の内周に圧入されて固定される。
保持部材３６は、押圧部材３８によって、鍔部３０の上面と位置決め部材３３の下面が接触し、かつ、位置決め部材３３の上面と保持部材３６の下面とが接触する状態（図２の状態）に至るまで押し込まれる。このとき、図２に示すように、位置決め部材３３は、発光モジュール２を位置決めしつつ、鍔部３０と保持部材３６とで挟持され、また、発光モジュール２は、位置決め部材３３と載置部２１とで挟持される。このようにして、ＬＥＤ発光装置３は、製造される。
【００２５】
ＬＥＤ発光装置３を分解する際は、保持部材３６を保持部２２から抜き取ることによって、保持部２２における保持部材３６の保持を解除する。これにより、ベース２０における位置決め部材３３の固定が解除され、これに伴い、発光モジュール２の固定が解除され、ＬＥＤ発光装置３を分解することができる。
そして、再度、発光モジュール２をベース２０に組み付ける際には、保持部材３６の突起３７の塑性変形を指などで延ばすなどして戻し、上述した手順にしたがって組み付けを行う。
なお、保持部材３６が弾性を有する材料にて形成されている場合には、保持部２２における保持部材３６の保持を解除すると、突起３７は、弾性力により元の形状に戻るため、突起３７を指で伸ばす、という作業を省くことができる。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態によれば、ＬＥＤ発光装置３のベース２０において、発光モジュール２は、位置決め部材３３によって位置決めされる。さらに、発光モジュール２は、この位置決め部材３３が保持部材３６によって固定されることにより、ベース２０において位置決めされつつ固定されるため、発光モジュール２をベース２０に取り付ける際に、ねじを螺合させる作業や、また、発光モジュール２とベース２０を正確に弾発的に係止させる必要がなく、製造に係る作業が単純化される。また、発光モジュール２は、保持部２２における保持部材３６の保持を解除することにより、簡単にベース２０から取り外すことができるため、メンテナンス性が良好である。
また、本実施の形態によれば、位置決め部材３３及び保持部材３６によって、発光モジュール２のＬＥＤ２９を、光学系４の反射面９の焦点の位置に位置決め固定するため、例えばＬＥＤ２９を光学系４の反射面９の焦点の位置に位置決めするべく、ベース２０の所定の位置に雌ねじ部を設け、この雌ねじ部にねじを螺合させて発光モジュール２をねじ止めし、位置決めする、といった煩雑な作業を経ることなく、ＬＥＤ２９を光学系４の反射面９の焦点の位置に容易に位置決めすることができる。
【００２７】
また、本実施の形態によれば、位置決め部材３３の上面に光反射性を有するフィルム３５が貼り付けられており、このフィルム３５が、発光モジュール２から発光される光のうち基板２６側に向かう放射光を照射方向へ向かって反射し、この光を利用可能とするため、光の使用効率を向上することができる。
また、本実施形態によれば、保持部材３６の外周に形成された４つの突起３７が塑性変形した状態で保持部２２の内周に接触し、この突起３７を介して保持部材３６が保持部２２に保持される。このため、保持部２２に保持部材３６を嵌め込むことによって、容易に保持部材３６を保持部２２に保持させることができるので、ＬＥＤ発光装置３の作成が容易である。
また、本実施形態によれば、位置決め部材３３が絶縁材で形成されているため、位置決め部材３３が基板２６と接触した際に、基板２６に設けられた配線が短絡する、ということがない。
【００２８】
また、本実施形態によれば、押圧部材３８を利用して、簡単にＬＥＤ発光装置３を製造することができるため、ＬＥＤ発光装置３の製造に係る作業が単純化されると共に、製造に係る時間を短縮することができ製造コストの削減を図ることができる。
【００２９】
＜第２実施形態＞
本実施形態では、ベース６０に複数の発光モジュール２が設けられ、これら発光モジュール２のそれぞれに、透過型光学素子の一例たるレンズ型の光学系６１が対応して設けられたＬＥＤ発光装置６２について説明する。
図７は、ＬＥＤ発光装置６２の斜視図（後述の蓋体６４をベース６０に取り付ける前の状態における斜視図）であり、図８は、ＬＥＤ発光装置６２に設けられた発光モジュール２のうち１つの発光モジュール２の断面図である。なお、これらの図において、図２および図３に示す構成要素と同じものについては同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３０】
図７に示すように、本実施形態では、板状のベース６０に、上面視略円形の凹部６３が複数設けられている。これらの凹部６３は、第１実施形態にて説明した保持部２２に相当するものであり、凹部６３の内部に、発光モジュール２が配設されている。このとき、第１実施形態と同様に、位置決め部材３３及び保持部材３６により、発光モジュール２のＬＥＤ２９が凹部６３の内で所定の位置に位置決め固定されている。
このベース６０には、各発光モジュール２を覆うように蓋体６４が取り付けられる。このとき蓋体６４とベース６０との間には、若干の隙間を有して構成しても良い。
【００３１】
蓋体６４には、ベース６０に設けた凹部６３に対向する箇所に、レンズ型の光学系６１が設けられている。すなわち、発光モジュール２は、図８に示すように、ベース６０に蓋体６４が取り付けられた際に、ＬＥＤ２９が上記光学系６１の直下（特に、光学中心上）に配置されるように、位置決め部材３３及び保持部材３６により凹部６３に対して位置決め固定されることとなる。
【００３２】
そして、ＬＥＤ２９から放射された光は、図８の矢印Ｙ３に示すように、直上の光学系６１に入射し、当該光学系６１によって進行方向が制御されて照射光として光学系６１から出射される。このとき、ＬＥＤ２９から基板２６側に向かう光は、図８の矢印Ｙ４に示すように、位置決め部材３３の上面に貼り付けられたフィルム３５によって光学系６１に向けて反射され当該光学系６１から照射光として外部へ放たれる。
【００３３】
本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、位置決め部材３３及び保持部材３６により発光モジュール２をベース６０の凹部６３に取り付ける構成としたため、ねじを螺合させる作業等が必要がなく、組み立て作業が容易となる。
特に本実施形態のように、多数の発光モジュール２を備えたＬＥＤ発光装置６２では、各ＬＥＤ２９の位置決め固定を容易に行うことができるため、組み付けに要する時間の大幅な短縮を図ることができる。
【００３４】
＜第３実施形態＞
上述した第１実施形態では、位置決め部材３３及び保持部材３６がそれぞれ別部材であったが、第３実施形態では、これら２部材が一体的に形成されているＬＥＤ発光装置５０について説明する。
図９は、本実施形態に係るＬＥＤ発光装置５０の分解斜視図である。なお、この図において、図４に示す構成要素と同じものについては同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、図９に示すように、位置決め部材５１の外周に、外側に突出して形成された４つの突起５２が所定の間隔をあけて形成されている。この位置決め部材５１がベース２０に取り付けられると、位置決め部材５１は、第１実施形態と同様、発光モジュール２を位置決めし、さらに、位置決め部材５１は、上記突起５２が塑性変形しつつ保持部２２の内周に接触することにより、保持部２２の内周において固定される。
なお、位置決め部材５１は、弾性を有する材料にて形成されていてもよく、この場合、位置決め部材５１は、突起５２が弾性変形しつつ保持部２２の内周に接触することにより、保持部２２の内周において固定される。
この第２実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様の効果を得ることができると共に、以下の効果を得ることができる。すなわち、第二実施形態では、第一実施形態における位置決め部材３３及び保持部材３６（図４参照）の機能を、１つの位置決め部材５１（図９参照）で実現するため、部品点数を削減することができ、製造に係るコストの削減を図ることができる。
【００３５】
＜第４実施形態＞
本実施形態では、発光モジュール２を４個備えるＬＥＤ発光装置７１について説明する。なお、本実施形態で使用されている発光モジュール２の構成は、第１実施形態で使用されている発光モジュール２の構成と同一である。
【００３６】
図１０は、ＬＥＤ発光装置７１の斜視図であり、図１１は、上記ＬＥＤ発光装置７１の分解斜視図であり、図１２は、ＬＥＤ発光装置７１を横から見た図である。
ＬＥＤ発光装置７１は、４つの発光モジュール２を固定するための装置であり、板状のベース８２と、これらの図に示すように、このベース８２の上面に突設された８本のピン状の保持部８４と、ベース８２おいて保持部８４で囲まれた箇所に載置された発光モジュール２と、この発光モジュール２を位置決めするための位置決め部材９２と、この位置決め部材９２を固定するための保持部材８６と、を有している。
【００３７】
上記ベース８２は、図１０及び図１１に示すように、板形状の部材であり、その上面には、ピン状の８本の保持部８４が照射方向へ突出した形状で設けられており、ベース８２においてこれら保持部８４によって囲まれた箇所に載置部８５が形成されている。これら８本の保持部８４は、ベース８２の上面に略等間隔で突設されており、詳細は後述するが、保持部材８６がベース８２に取り付けられた際、その保持部材８６の外周が、全ての保持部８４と接触する構成となっている。
【００３８】
この載置部８５には、図１１に示すように、４つの発光モジュール２が所定の間隔をあけて載置されており、この４つの発光モジュール２の上方には、この４つの発光モジュール２を覆うように、位置決め部材９２が取り付けられる。
この位置決め部材９２は、図１０に示すように、絶縁性を有する部材で成形された、正面視長方形の薄い部材であり、同一の径を有した４つの係止孔９３が長手方向に所定の間隔をあけて形成されている。この係止孔９３の径は、ＬＥＤ２９の封止部３１の基端における径と略同一の大きさである。また、位置決め部材９２の上面の全域には、光反射性を有するフィルム９４が貼り付けられている。
この位置決め部材９２は、図１０及び図１２に示すように、係止孔９３のそれぞれにＬＥＤ２９の封止部３１を貫通させた状態で、載置部８５に取り付けられる。その際、発光モジュール２のそれぞれは、それらのＬＥＤ２９の封止部３１が位置決め部材９２の係止孔９３に係止することにより、載置部８５において位置決めされると共に、この位置決め部材９２は、その外周が保持部８４に保持され、保持部８４において位置決めされる。このように、４つの発光モジュール２のそれぞれは、位置決め部材９２によってベース８２の載置部８５の所定の位置に位置決めされる。
また、上述したように、位置決め部材９２の上面には、光反射性を有するフィルム９４が貼り付けられているため、図１２の矢印Ｙ２に示すように、ＬＥＤ２９から放射された光うち下方へ向かう光の一部が、このフィルム９４により上方へ向かって反射する構成となっている。
【００３９】
位置決め部材９２の照射方向には、図１０〜図１２に示すように、保持部材８６が設けられる。
この保持部材８６は、図１１に示すように、可塑性を有する金属で形成された正面視長方形の薄い部材であり、中央が大きく切り欠かれている。
なお、保持部材８６は、弾性を有する材料にて形成されていてもよい。
この保持部材８６は、ベース８２の載置部８５において、位置決め部材９２を固定するための部材であり、図１２に示すように、その下面が、位置決め部材９２の上面に接触し、かつ、位置決め部材９２を下方へ向かって付勢した状態で、保持部８４で囲まれた空間に嵌めこまれる。このとき、保持部材８６の外周は、保持部８４の全てに塑性変形しつつ接触する構成となっており、保持部材８６と保持部８４との間に生じる摩擦力によって、保持部材８６が保持部８４に保持される。保持部材８６が固定されると、図１２に示すように、位置決め部材９２は、この保持部材８６とＬＥＤ２９の鍔部３０によって挟持されると共に、発光モジュール２は、位置決め部材９２と載置部８５とで挟持される。
なお、保持部材８６が弾性を有する材料にて形成されている場合、保持部材８６の外周は、保持部８４に弾性変形しつつ接触し、保持部材８６と保持部８４との間に生じる摩擦力によって、保持部材８６は、保持部８４に保持される。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態によれば、複数の発光モジュール２を、位置決め部材９２及び保持部材８６によって、同時にベースに位置決め及び固定することができるため、第１実施形態と同様、発光モジュール２をベース８２に固定する際、ねじを螺合させる作業や、また、発光モジュール２とベース８２を正確に弾発的に係止させる必要がなく、製造に係る作業が単純化される。また、発光モジュール２は、保持部８４における保持部材８６の保持を解除することにより、簡単にベース８２から取り外すことができるため、メンテナンス性が良好である。
【００４１】
なお、上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。
また、第１実施形態において、位置決め部材３３にＬＥＤ２９の封止部３１の基端における径と同じ大きさの径を有する係止孔３４を設け、この係止孔３４の内周によって、封止部３１の外周を支持する構成となっているが、これは、例えば、係止孔３４の径を封止部３１の基端における径より大きく形成し、この係止孔３４の内周に中心へ向かって突出した突起を３つ以上形成し、これら突起により封止部３１を支持する構成としてもよい。すなわち、係止孔３４の形状は任意であり、位置決め部材３３を確実に支持可能な形状であればよい。同様のことは、第２，第３実施形態についても言うことができる。
また、第３実施形態において、８本のピン状の保持部８４が、保持部材８６を保持する構成としているが、保持部材８６の本数はこの本数に限らず、また、形状もピン状に限らず、例えば、複数の板状の壁を設け、この壁によって保持部材８６を保持する構成としてもよい。すなわち、保持部８４の形状は任意であり、位置決め部材９２を保持可能な形状であればよい。同様のことは、第１，第２実施形態についても言うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１実施形態に係る照明装置の斜視図。
【図２】第１実施形態に係る照明装置の断面図。
【図３】第１実施形態に係るＬＥＤ発光装置の斜視図。
【図４】第１実施形態に係るＬＥＤ発光装置の分解斜視図。
【図５】第１実施形態に係るＬＥＤ発光装置の製造方法を説明するための図。
【図６】第１実施形態に係るＬＥＤ発光装置の製造方法を説明するための図。
【図７】第２実施形態に係るＬＥＤ発光装置の斜視図。
【図８】第２実施形態に係るＬＥＤ発光装置の断面図。
【図９】第３実施形態に係るＬＥＤ発光装置の分解斜視図。
【図１０】第４実施形態に係るＬＥＤ発光装置の斜視図。
【図１１】第４実施形態に係るＬＥＤ発光装置の分解斜視図。
【図１２】第４実施形態に係るＬＥＤ発光装置の側面図。
【符号の説明】
【００４３】
２ 発光モジュール
３，５０，６２，７１ ＬＥＤ発光装置
４，６１ 光学系
２０，６０，８２ ベース
２２，８４ 保持部
２６ 基板
２９ ＬＥＤ
３３，９２ 位置決め部材
３４，９３ 係止孔
３５，９４ フィルム
３６，８６ 保持部材
３８ 押圧部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にＬＥＤを実装した発光モジュールと、
この発光モジュールのＬＥＤを係止する係止孔を有した位置決め部材とを備え、
前記位置決め部材の係止孔にＬＥＤを係止させた状態で、前記位置決め部材を保持部材を介してベースに設けた保持部に保持させることにより、前記発光モジュールを前記ベースに固定可能とした
ことを特徴とするＬＥＤ発光装置。
【請求項２】
前記位置決め部材及び前記保持部材は、前記発光モジュールのＬＥＤを、前記ＬＥＤの放射光を制御する光学系に応じて規定される所定の位置に位置決め固定する
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ発光装置。
【請求項３】
前記位置決め部材に、前記ＬＥＤから前記基板側に放射された光を、前記ＬＥＤで照射すべき方向に反射する反射面を設けた
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＥＤ発光装置。
【請求項４】
前記保持部材を、その外周部を塑性変形または弾性変形させた状態で、前記ベースの前記保持部に保持させ、前記保持部材を介して前記位置決め部材を前記保持部に保持させる
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項記載のＬＥＤ発光装置。
【請求項５】
基板にＬＥＤを実装した発光モジュールを有するＬＥＤ発光装置の製造方法において、
前記発光モジュールをベースに載置し、
前記ＬＥＤを、前記ＬＥＤの放射光を制御する光学系に応じて規定される所定の位置に位置決め固定した状態で、位置決め部材を前記ベースに載置した後、
保持部材を押圧部材によってベースへ向かって押圧し、前記保持部材の外周を前記ベースの保持部に圧入して、前記保持部材を固定する
ことを特徴とするＬＥＤ発光装置の製造方法。
【請求項１】
基板にＬＥＤを実装した発光モジュールと、
この発光モジュールのＬＥＤを係止する係止孔を有した位置決め部材とを備え、
前記位置決め部材の係止孔にＬＥＤを係止させた状態で、前記位置決め部材を保持部材を介してベースに設けた保持部に保持させることにより、前記発光モジュールを前記ベースに固定可能とした
ことを特徴とするＬＥＤ発光装置。
【請求項２】
前記位置決め部材及び前記保持部材は、前記発光モジュールのＬＥＤを、前記ＬＥＤの放射光を制御する光学系に応じて規定される所定の位置に位置決め固定する
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ発光装置。
【請求項３】
前記位置決め部材に、前記ＬＥＤから前記基板側に放射された光を、前記ＬＥＤで照射すべき方向に反射する反射面を設けた
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＥＤ発光装置。
【請求項４】
前記保持部材を、その外周部を塑性変形または弾性変形させた状態で、前記ベースの前記保持部に保持させ、前記保持部材を介して前記位置決め部材を前記保持部に保持させる
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項記載のＬＥＤ発光装置。
【請求項５】
基板にＬＥＤを実装した発光モジュールを有するＬＥＤ発光装置の製造方法において、
前記発光モジュールをベースに載置し、
前記ＬＥＤを、前記ＬＥＤの放射光を制御する光学系に応じて規定される所定の位置に位置決め固定した状態で、位置決め部材を前記ベースに載置した後、
保持部材を押圧部材によってベースへ向かって押圧し、前記保持部材の外周を前記ベースの保持部に圧入して、前記保持部材を固定する
ことを特徴とするＬＥＤ発光装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−２１１４４（Ｐ２００９−２１１４４Ａ）
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８３８６３（Ｐ２００７−１８３８６３）
【出願日】平成１９年７月１３日（２００７．７．１３）
【出願人】（００００００１９２）岩崎電気株式会社 (533)
【出願人】（５９２２４７７６８）大成電機工業株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１３日（２００７．７．１３）
【出願人】（００００００１９２）岩崎電気株式会社 (533)
【出願人】（５９２２４７７６８）大成電機工業株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
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