(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面側に配線パターンおよび給電端子が形成された基板と；
前記基板の一面側に実装される発光素子と；
前記基板の前記給電端子に接触する基板側接触部を一端部に有し、給電用の配線が接続される配線接続部を他端部に有し、前記配線接続部は前記配線が挿入される筒状に形成されているとともに前記配線接続部に挿入された前記配線を係止する係止片が設けられており、前記配線接続部が前記基板の一面側とは対向する他面側に延出して設けられている導電性のコネクタ部材と；
前記配線接続部を覆い前記基板の一面側から他面側に突出するとともに横断面形状が多角形状に形成された支持脚部を有する合成樹脂製のハウジングと；
前記基板の他面側を支持しており、縁部に前記支持脚部の形状に対応した切り欠きが設けられ、前記切り欠きに前記支持脚部が挿入嵌合されている筐体と；
を具備していることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記コネクタ部材の一面側の高さは、前記基板の一面側の板面から約２ｍｍ以下に設けられたことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
器具本体と；
器具本体に装着される請求項１または２記載の発光装置と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード等の発光素子を光源とした発光装置および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光素子、特に、発光ダイオードを用いた発光装置は、白熱電球に代替可能な電球形のＬＥＤランプやダウンライト、スポットライト等の各種照明器具の光源として、また、薄型テレビ、液晶ディスプレイ、携帯電話、各種情報端末のバックライト、さらには屋内外の看板広告等、多方面への展開が進んでいる。また、その長寿命、低消費電力、耐衝撃性、高速応答性、高純度表示色、軽薄短小化等を実現できることから、一般照明用のみならず、各種産業分野での応用が進んでいる。
【０００３】
これらに使用される発光ダイオードを光源とする発光装置は、大光量化、高効率化が進むことに加え、光源サイズの縮小化により高い放熱性が求められている。また、使用環境としても誘導灯や非常灯などに使用される場合には、耐熱性も必要とされる。これらの要求に対応するため、発光ダイオードを実装するための基板として熱伝導性の良好なアルミニウム等からなる金属基板やアルミナ等のセラミックス基板が用いられている。例えば、特許文献１、特に段落番号［００１０］および特許文献２、特に段落番号［００３６］参照。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０３７９９５号公報
【特許文献２】特開２００８−２２７４１２号公報
【特許文献３】特開２００３−０５９３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、発光ダイオードの寿命として定義されている光束劣化７０％の時間も、通常の４００００時間以上に伸びている現在、これらアルミニウム基板やセラミックス基板における共通の問題として、基板の電気接続手段としてコネクタが用いられ、このコネクタは、例えば、特許文献３に示されているように、一般的にはハウジングおよびベースからなるコネクタが用いられ、給電用の配線との電気接続や基板へのコネクタの固定は半田を用いて行われている。特に、セラミックス基板は、アウトガスが少ないことから、ジャンクジョン温度Ｔｊを上げることができる。しかし、現在この半田部の信頼性から半田部温度Ｔｓを９０℃以下にする必要があり、ジャンクション温度Ｔｊを上げることができない。Ｔｊを上げるためには、半田レスの電気接続手段が求められている。一方、半田レスの電気接続においては、発光面にコネクタや配線の影が出ることから光が吸収され発光効率が低下すると共に配光を乱す問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、発光効率の低下を抑制することが可能な半田レスによる電気接続手段によって構成される発光装置および照明装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発光装置の発明は、一面側に配線パターンおよび給電端子が形成された基板と；前記基板の一面側に実装される発光素子と；前記基板の前記給電端子に接触する基板側接触部を一端部に有し、給電用の配線が接続される配線接続部を他端部に有し、前記配線接続部は前記配線が挿入される筒状に形成されているとともに前記配線接続部に挿入された前記配線を係止する係止片が設けられており、前記配線接続部が前記基板の一面側とは対向する他面側に延出して設けられている導電性のコネクタ部材と；前記配線接続部を覆い前記基板の一面側から他面側に突出するとともに横断面形状が多角形状に形成された支持脚部を有する合成樹脂製のハウジングと；前記基板の他面側を支持しており、縁部に前記支持脚部の形状に対応した切り欠きが設けられ、前記切り欠きに前記支持脚部が挿入嵌合されている筐体と；を具備しているものである。本発明によれば、基板の給電端子に接触する基板側接触部を一端部に有し、給電用の配線が接続される配線接続部を他端部に有し、この他端部は基板の一面側とは対向する他面側に延出して設けられている導電性のコネクタ部材により、発光効率の低下を抑制することが可能な半田レスによる電気接続手段によって発光装置を構成することができる。
【０００８】
本発明において、発光素子は、例えば、青色を発光する窒化ガリウム（ＧａＮ）系半導体からなる発光ダイオードチップで構成されることが好適であるが、半導体レーザ、有機ＥＬなどを発光源とした発光素子が許容される。発光素子は、ＣＯＢ（Chip On Board）技術を用いて、マトリックス状や千鳥状または放射状など、規則的に一定の順序をもって一部または全体が配列されて実装されたものでも、ＳＭＤ形（Surface Mount Device）で構成されたものであってもよく、ＳＭＤ形の場合、発光素子は複数個で構成されていることが好ましいが、照明の用途に応じて必要な個数は選択され、例えば、４個程度の素子群を構成し、この群１個、若しくは複数の群をなすように構成してもよい。さらには、１個の発光素子で構成されたものであってもよい。さらに、白色で発光するように構成することが好ましいが、照明装置の用途に応じ、赤色、青色、緑色等でも、さらには各種の色を組み合わせて構成してもよい。
【０００９】
基板は、光源としての発光素子を実装するための部材で、電気絶縁性を有する窒化アルミニウム、窒化珪素、アルミナ、アルミナとジルコニア等の化合物などの焼結体からなるセラミックスが許容される。基板の材質、構成および実装するための手段は特定のものに限定されない。例えば、材質は、セラミックスに限らず、エポキシ樹脂等で電気絶縁を施したアルミニウムやアルミニウム合金、銅や銅合金等の金属で構成したものであってもよい。または、エポキシ樹脂等の合成樹脂やガラスエポキシ材、紙フェノール材等の電気絶縁性を有する部材で構成してもよい。また、基板の形状は、点または面モジュールを構成するために板状の円形、四角形、六角形などの多角形状、さらには楕円形状等をなすものであってもよく、目的とする配光特性を得るための全ての形状が許容される。
【００１０】
コネクタ部材は、半田レスで基板の給電端子と給電用の配線を電気的に接続するための手段で、導電性を有し、一定の剛性とバネ性を有する例えばリン青銅で構成されることが好ましいが、弾性を有するステンレス鋼等からなる導電性の金属薄板で構成されたものであってもよい。また、基板の給電端子に接触する基板側接触部は、例えば、リン青銅からなる薄板を「く」の字状に折り曲げて「く」の字の頂点を給電端子に接触させることが好ましいが、接触する部分の形状は、ポンチによって形成された凸部等であってもよい。
【００１１】
また、給電用の配線が接続される配線接続部は、基板の一面側とは対向する他面側に、例えば、略鉛直方向に延出して設けられるが、厳密に鉛直方向に延出されている必要はなく、斜め方向等に延出されたものであってもよく、要は、基板の一面側に影となって現われないように、基板の他面側に延出されていればよい。また、給電用の配線は、例えば、円筒状に形成された配線接続部に対して、絶縁被覆を剥いだ電線を挿入するだけで、円筒内の係止片に係止して接続することが可能なＳＬ端子（スクリュウレス）で構成することが好ましいが、溶接やラッピング等の手段によって接続されるようにしてもよい。さらに、これら手段を組み合わせて、より確実な接続を確保するようにしてもよい。
【００１２】
また、コネクタ部材は、異材質間腐食を防止するために、基板の給電端子と同材質で構成されていることが好ましい。例えば、給電端子が金（Ａｕ）で形成されていればコネクタ部材の少なくとも基板側接触部は金メッキを、銀（Ａｇ）で形成されていれば銀メッキをすることが好ましい。
【００１３】
また、コネクタ部材の基板側接触部における給電端子に対する接触圧、すなわち、コンタクト接点の荷重は、７０〜２００ｇが適切である。７０ｇ以下の場合は基板の配線層、すなわち、給電端子上の酸化層が接点接触時に除去できず接点不良になる虞がある。一方２００ｇより強い場合には固定が強すぎ、基板がセラミックスの場合にはワレが発生する虞がある。
【００１４】
また、コンタクト接点の荷重は、配線接続部が固定され、先端部の基板側接触部がフリーとなった状態で、固定部における基板側接触部の曲げ角度を変位させることで調整することが好ましいが、例えば、コンタクト部材の材質を選択したり、形状等を変える等の手段によって調整してもよく、荷重の調整手段は、上記に例示された特定の手段には限定されない。
【００１５】
また、コネクタ部材は、合成樹脂からなるハウジングに樹脂成形によって支持されることが許容される。ハウジングの合成樹脂としては、発光効率を向上させるために白色であり反射率の高い材料が好ましく、例えば、耐熱性が高いＬＣＰ（液晶ポリマー）やナイロン系樹脂に対し、反射率が高い酸化チタン（ＴｉО2）などの添加材を加えたものが好適である。しかし、これら樹脂で構成されたハウジングに支持することなく、裸のコネクタ部材のみで構成したものであってもよい。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発光装置において、前記コネクタ部材の一面側の高さは、基板の一面側の板面から約２ｍｍ以下に設けられたことを特徴とする。本発明によれば、発光効率の低下を一層抑制することが可能となる。
【００１７】
本発明において、コネクタ部材は、基板の一面側の板面から約２ｍｍ以下の高さに設けられるが、コネクタ部材が樹脂製のハウジングを有している場合には、基板の一面側の板面からハウジングの上面までが約２ｍｍ以下の高さで設けられる。また、裸のコネクタ部材の場合には、基板側接触部または配線接続部の最上面部までの高さが２ｍｍ以下に設けられる。これらコネクタ部材の構成、形状や、発光素子を実装した発光面の高さ寸法（約１ｍｍ程度）を考慮した場合における高さ寸法は、２ｍｍ以下、好ましくは１．５ｍｍが好ましい。これにより、半田レスの電気接続において、発光面にコネクタ部材や配線の影が出なくなり、若しくは出にくくなり、光の吸収が防止されて発光効率の低下が抑制されると共に、配光を乱す問題が解消される。
【００１８】
また、本発明によれば、発光効率の低下を抑制することが可能となると共に、コネクタ部材に配線を接続するときの作業性を向上させることができる。
【００１９】
本発明において、コネクタ部材の配線接続部は、基板の一面側から他面側に向かって略鉛直方向に延出する鉛直部が設けられ、この鉛直部の横断面形状が多角形状に形成されることにより、基板が取り付けられる例えば照明装置における筐体の多角形状をなす挿通部に対して配線接続部が挿入され、コネクタ部材が回転しないように設けられるが、多角形状の配線接続部が挿入される挿入部は、筐体に限らず、基板に設けられる多角形状の挿入部であって、基板との間でコネクタ部材の回転を阻止するようにしてもよい。
【００２０】
また、多角形状をなす形状は、例えば、四角形、六角形等の多角形に形成しても、さらには、これら形状に限定されず、凸起と凹部による係合手等であってもよい。要は、回転を阻止することが可能な、多角形状をなす全ての形状、手段が許容される。
【００２１】
筐体または基板に設けられる挿通部は、例えば筐体の縁部を切り欠いた切欠孔で形成して、コネクタ部材の配線接続部を切欠の横方向から挿入できるように構成し、配線接続部が筐体の縁部から突出しないように位置させることが、小形化に寄与することができ、また、基板へのコネクタ部材の取り付け作業を簡素化できることから好ましいが、筐体や基板の縁部を切り欠くことなく、貫通する孔で構成したものであってもよい。
【００２２】
請求項３に記載の照明装置の発明は、器具本体と；器具本体に装着される請求項１または２記載の発光装置と；を具備していることを特徴とする。本発明によれば、発光効率の低下を抑制することが可能な半田レスによる電気接続手段によって照明装置を構成することが可能となる。
【００２３】
本発明において、照明装置は、一般白熱電球に代替可能な電球形の照明装置、ダウンライトやスポットライト等の住宅用など一般照明用の小型の照明装置、さらには、天井等から全般照明を行うオフィス等、施設・業務用などの比較的大きな照明装置、さらに、高速道路や一般道路等の道路灯、公園等屋外の照明をなす防犯灯などの大型の照明装置、さらに、これら照明装置に限らず、薄型テレビ、液晶ディスプレイ、携帯電話、各種情報端末のバックライトさらには屋内外の看板広告用の照明装置等、各種、多様な照明装置に適用することができる。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１記載の発明によれば、基板の給電端子に接触する基板側接触部を一端部に有し、給電用の配線が接続される配線接続部を他端部に有し、この他端部は基板の一面側とは対向する他面側に延出して設けられている導電性のコネクタ部材により、発光効率の低下を抑制することが可能な半田レスによる電気接続手段によって構成される発光装置を提供することができる。
【００２５】
請求項２記載の発明によれば、コネクタ部材の一面側の高さは、基板の一面側の板面から約２ｍｍ以下に設けられたことにより、発光効率の低下を一層抑制することが可能な発光装置を提供することができる。
【００２６】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または２記載の発光装置を用いることにより、発光効率の低下を抑制することが可能な半田レスによる電気接続手段によって構成される照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態である発光装置を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）はコネクタ部材を示す斜視図。
【図２】同じく発光装置を示し、（ａ）は図１（ａ）のａ−ａ線に沿う断面図、（ｂ）は給電端子を模式的に拡大して示す断面図、（ｃ）は図１（ａ）のｃ−ｃ線に沿う断面図。
【図３】同じく発光装置を装着した照明装置を示す縦断面図。
【図４】同じく発光装置の第１の変形例を示す斜視図。
【図５】同じく発光装置を装着した照明装置の第１の変形例を示す斜視図。
【図６】同じく照明装置の第１の変形例を示し、（ａ）は発光装置を装着した光学ユニットを一部断面して示す断面図、（ｂ）は発光装置の斜視図。
【図７】同じく発光装置の第２の変形例を示す、図２（ｃ）に相当する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係る発光装置および照明装置の実施形態について説明する。
【実施例１】
【００２９】
本実施例は、ミニクリプトン電球に代替可能な口金付ランプの光源として用いられる発光装置１０を構成するもので、図１に示すように、一面側に配線パターンおよび給電端子が形成された基板１１、基板の一面側に実装される発光素子１２、基板の給電端子に接触する基板側接触部１３ａを一端部に有し、給電用の配線が接続される配線接続部１３ｂを他端部に有し、この他端部は基板の一面側とは対向する他面側に延出して設けられている導電性のコネクタ部材１３で構成する。図中１５は、発光装置１０を支持するための筐体である。
【００３０】
基板１１は、四隅をカットした略正方形をなし、熱伝導性を有し電気絶縁性を有する部材、本実施例では、アルミナからなるセラミックス製の薄い平板で構成する。基板１１の一面側（表面側）には、内周面が略正方形をなす土手部１１ａを形成することにより、浅い略正方形の収容凹部１１ｂを形成し、この収容凹部の底面、すなわち、基板１１の表面に銅箔等からなる配線パターンを形成する。この際、基板１１はセラミックスで構成されており電気絶縁性を有しているので、配線パターンとの間には電気絶縁処理を施す必要がなくなり、コスト的に有利となる。
【００３１】
この基板１１には、ＣＯＢ技術を使用して基板の収容凹部１１ｂにおける配線パターンに対して、複数の発光素子１２、本実施例では発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」と称す）を略マトリックス状に実装する。また、略マトリックス状に規則的に配置された各ＬＥＤ１２は、隣接する配線パターンとボンディングワイヤによって直列に接続される。本実施例のＬＥＤ１２は、高輝度、高出力の青色ＬＥＤチップで構成する。
【００３２】
上記に構成された基板１１の収容凹部１１ｂには、黄色蛍光体を分散・混合した封止部材１１ｃが塗布または充填されて発光面Ａが構成され、上述した青色ＬＥＤチップから放射される青色光を透過させると共に、青色光によって黄色蛍光体を励起して黄色光に変換し、透過した青色光と黄色光が混光して白色の光が発光面Ａから放射される。
【００３３】
また、図２（ａ）に示すように、配線パターンから基板１１の対向する側縁部に、それぞれ延長して入力端子部を構成する一対の給電端子１１ｄが設けられる。この各給電端子１１ｄは、図２（ｂ）に詳細に示すように、セラミックス製の基板１１上に銀（Ａｇ）層１１ｄ１が形成され、この銀層の上にニッケル（Ｎｉ）層１１ｄ２が設けられ、最上部に金（Ａｕ）層１１ｄ３がメッキされている。また、一方が＋側の給電端子、他方が−側の給電端子を構成する。
【００３４】
また、給電端子１１ｄが設けられていない基板１１の対向するそれぞれの角部には、筐体１５に対して、基板１１を支持するための貫通した孔からなる一対の支持孔１１ｅを形成する。これにより、一面側に配線パターンおよび給電端子１１ｄが形成され、発光素子であるＬＥＤ１２が一面側に実装された発光面Ａを有する基板１１が構成される。
【００３５】
ここで、上記に構成された基板１１が支持される筐体１５の構成につき説明する。筐体は、発光装置１０が支持されて照明装置を構成するための部材で、発光装置１０から発生する熱を放熱させるために、アルミニウム等の熱伝導性の良好な肉厚の金属板で構成されてヒートシンクとしての作用を行う。その形状は、基板１１より大きな略正方形状をなし、その側縁部、すなわち、基板１１の給電端子１１ｄに隣接して、筐体１５の一面側から他面側に向けて貫通する挿通部１５ａを形成する。挿通部は、筐体１５の縁部を切り欠いた多角形状の孔、本実施例では、後述するコネクタ部材１３の支持脚部１３ｃ２を挿入することができる大きさの略四角形の切欠孔からなる。挿通部１５ａは、＋−の給電端子１１ｄに対応して、筐体１５の対向する側縁部にそれぞれ設けられる。図１（ａ）中１５ｂは、挿通部１５ａが設けられていない角部に設けられた切欠孔からなる固定用の一対の支持孔である。
【００３６】
コネクタ部材１３は、図１（ｂ）に示されるように、半田レスで基板１１の各給電端子１１ｄと給電用の配線ｗ１を電気的に接続するための手段で、導電性を有し、一定の剛性とバネ性を有する金属、本実施例ではリン青銅で構成し、基板１１の各給電端子１１ｄに接触する基板側接触部１３ａを一端部に有し、給電用の配線ｗ１が接続される配線接続部１３ｂを他端部に有して構成される。
【００３７】
基板１１の給電端子１１ｄに接触する基板側接触部１３ａは、リン青銅からなる薄板を「く」の字状に折り曲げて「く」の字の頂点を給電端子１１ｄの表面に接触させるように構成する（図２（ｃ））。また、給電用の配線ｗ１が接続される配線接続部１３ｂは、リン青銅からなる薄板を円筒状に成形し、さらに略直角方向に折り曲げることにより、基板１１の一面側とは対向する他面側（裏面側）に延出して、本実施例では、基板１１の一面側から他面側に向かって略鉛直方向に延出して設けられるように構成する。
【００３８】
円筒状をなす配線接続部１３ｂは、絶縁被覆を剥いだ給電用の配線ｗ１を挿入するだけで、円筒内の係止片１３ｂ１に係止して接続することが可能なＳＬ端子で構成する。また、コネクタ部材１３は、異材質間腐食を防止するために、給電端子１１ｄの最上層に形成された金（Ａｕ）と同材質である金を基板側接触部１３ａにメッキをして構成した。
【００３９】
上記に構成したコネクタ部材１３は、図２に示すように、合成樹脂からなるハウジング１３ｃに樹脂成形によって一体化されて支持される。ハウジング１３ｃは、矩形状の板状をなすコネクタ支持部１３ｃ１と、コネクタ支持部１３ｃ１の板面から略鉛直方向に一体に形成された支持脚部１３ｃ２からなり、支持脚部１３ｃ２にコネクタ部材１３の円筒状をなす配線接続部１３ｂが樹脂に一体に埋め込まれて固定され、コネクタ支持部１３ｃ１の開口１３ｃ３に、基板側接触部１３ａの板面が揺動できるように臨ませている。この構成により、従来のコネクタにおけるハウジングとベース部分が一体化されたコネクタが構成される。
【００４０】
支持脚部１３ｃ２は、中空の略四角柱をなすように構成し、その略鉛直方向に直交する横断面形状は、上述した筐体１５における挿通部１５ａの切欠孔に対して、支持脚部１３ｃ２が挿入できる大きさの略四角形に形成する。これにより、コネクタ部材１３は、筐体１５の挿通部１５ａに対して横方向（図２（ａ）中の矢印Ａ方向）から挿入嵌合できると共に、コネクタ部材１３が支持脚部１３ｃ２の鉛直軸ａ−ａを中心とする回転が阻止され、同時に、配線接続部１３ｂが基板１１の他面側から、さらに筐体１５に設けられた挿通部１５ａを介して基板１１および筐体１５の他面側（裏面側）に延出されて設けられる。これにより、コネクタ部材１３のハウジング１３ｃ（配線接続部１３ｂを設けた支持脚部１３ｃ２）および配線ｗ１が、基板１１の発光面Ａ側にないことから、基板１１の発光面Ａから放射される光によって基板の表面側に影が出なくなり、光の吸収が防止されて発光効率の低下が抑制され、さらに配光を乱す問題が解消される。
【００４１】
なお、本実施例においては、コネクタ部材１３の配線接続部１３ｂにおける基板１１の一面側から他面側に向かって略鉛直方向に延出する鉛直部Ｖは、ハウジング１３ｃの支持脚部１３ｃ２で構成されるが、これら樹脂で構成されたハウジングに支持することなく、裸のコネクタ部材のみで構成した場合には、円筒状をなす配線接続部１３ｂ自体で鉛直部Ｖが構成される。したがって、これら鉛直部Ｖを構成する支持脚部１３ｃ２または円筒状の配線接続部１３ｂにおける横断面形状が多角形状に形成され、コネクタ部材１３の鉛直軸ａ−ａを中心とする回転が阻止される。
【００４２】
また、コネクタ部材１３の一面側の高さは、基板１１の一面側（表面側）の板面から約２ｍｍ以下の高さに設けられる。本実施例においては、基板１１の一面側の板面からハウジング１３ｃの上面までの高さ寸法ｈ１を、約２ｍｍに構成した。この高さ寸法は、ＬＥＤ１２を実装した発光面Ａにおける収容凹部１１ｂの高さ寸法（約１ｍｍ）と略同等の寸法である。これにより、半田レスの電気接続手段において、基板１１の発光面Ａから放射される光によって、基板１１の表面側にコネクタ部材１３におけるハウジング１３ｃ（基板側接触部１３ａを設けたコネクタ支持部１３ｃ１）の影が出なくなり、光の吸収が防止されて発光効率の低下が抑制され、さらに配光を乱す問題が解消される。
【００４３】
また、各ハウジング１３ｃは、図２（ｃ）に示すように、矩形状の板状をなすコネクタ支持部１３ｃ１の一端部に、断面形状がＬ字形をなすように固定部１３ｃ４が一体に形成され、その略中心部分に貫通する孔からなる固定孔１３ｃ５を形成する。この固定孔は、コネクタ部材１３を筐体１５に固定するためのネジ１３ｃ６を挿通するための孔である。また、Ｌ字をなすコネクタ支持部１３ｃ１の底面と固定部１３ｃ４の底面までの高さ寸法ｈ２は、基板１１の厚さ寸法ｔ１より大きく形成し（ｈ２＞ｔ１）、コネクタ支持部１３ｃ１の底面と基板１１の一面側（表面側）の板面との間に隙間ｓ１（ｓ１＝ｈ２−ｔ１）が形成されるように構成する。この隙間ｓ１を形成することにより、コネクタ部材１３の基板側接触部１３ａが、その弾性力による所定の接触圧をもって給電端子１１ｄに接触させることができる。同時に、コネクタ部材１３を筐体１５にネジ１３ｃ６により締め付けて固定する際に、セラミックスからなる基板１１に締め付け力がかかることがなく、ワレを防止することができる。
【００４４】
また、本実施例において、ハウジング１３ｃを構成する合成樹脂は、耐熱性が高いＬＣＰに反射率が高い酸化チタン（ＴｉО2）からなる添加材を加えた白色の樹脂で構成した。また、コネクタ部材１３における基板側接触部１３ａにおける接触圧、すなわち、コンタクト接点の荷重は、一端部が固定部１３ｃ４に揺動可能に支持され、先端部がフリーとなった状態で、固定部１３ｃ４における基板側接触部１３ａの曲げ角度を変位させることで調整し、本実施例においては、約７０ｇに設定した。
【００４５】
上記に構成された発光装置１０は、照明装置２０、本実施例ではミニクリプトン電球に代替が可能な口金付ランプの光源として用いられる。この口金付ランプ２０は、図３に示すように、器具本体２１、器具本体に装着される上記構成の発光装置１０、発光装置を点灯する点灯装置２２、点灯装置に電力を供給する口金部材２３、グローブを構成するカバー部材２４で構成する。
【００４６】
器具本体２１は、熱伝導性の良好な金属、本実施例ではアルミニウムで構成された横断面形状が略円形の円柱状をなし、一端部に径の大きな開口部２１ａを他端部に径の小さな開口部２１ｂを有する収納凹部２１ｃを一体に形成する。また、外周面は一端部から他端部に向かい順次直径が小さくなる略円錐状のテーパー面をなすように形成し、外観がミニクリプトン電球におけるネック部のシルエットに近似させた形状に構成する。外周面には一端部から他端部に向かい放射状に突出する多数の放熱フィン２１ｄを一体に形成する。器具本体２１の一端部の開口部２１ａには、円形の凹部が形成されるように表面を平坦な面に形成した基板支持部２１ｅが一体に形成され、この凹部の周囲にリング状をなす凸条部２１ｆを一体に形成する。
【００４７】
上記に構成された発光装置１０は、予め基板１１に対してコネクタ部材１３を筐体１５に取り付けることによって、基板１１と筐体１５が一体化され、基板１１と一体化された筐体１５を介して、器具本体２１の基板支持部２１ｅに密着するように装着される。すなわち、基板１１の発光面Ａが表面側に面するようにして、筐体１５の裏面側を平坦な面からなる基板支持部２１ｅに載置する。そして、基板１１の対向する角部に設けられた支持孔１１ｅにネジ１１ｆを挿入し、筐体１５の支持孔１５ｂを介して基板支持部２１ｅに設けられたネジ孔に締め付けることにより固定する（図１（ａ））。なお、筐体１５を省略して、器具本体２１の基板支持部２１ｅ自体を筐体となし、基板１１を器具本体に直接支持するように構成してもよい。
【００４８】
上記により、基板１１が基板支持部２１ｅに確実に密着され、基板１１が熱伝導性の良好なセラミックスで構成されていることと相まって、ＬＥＤ１２から発生する熱を効果的にアルミニウム製の器具本体２１に伝達し放熱させることができる。また、基板１１はセラミックスで構成されており電気絶縁性を有しているので、アルミニウム製の筐体１５や本体２１との間には電気絶縁を図るための格別の絶縁シート等は不要となり、コスト的にも有利となる。
【００４９】
発光装置１０を点灯する点灯装置２２は、基板１１に実装されたＬＥＤ１２の点灯回路を構成する回路部品を実装した平板状の回路基板２２ａからなる。点灯回路は、交流電圧１００Ｖを直流電圧に変換してＬＥＤ１２に供給するように構成される。上記に構成された回路基板２２ａが、器具本体２１の収納凹部２１ｃに対し、絶縁ケース２５等によって電気絶縁をなすようにして収容される。また、回路基板２２ａの出力端子にはＬＥＤ１２へ給電するための給電用の配線ｗ１が接続され、入力端子には入力線（図示せず）が接続される。
【００５０】
ＬＥＤ１２へ給電するための配線ｗ１は、器具本体２１に形成された貫通孔２１ｇおよびガイド溝２１ｈを介して器具本体２１の一端部の開口部２１ａに導出され、絶縁被覆が剥がされた給電用の配線ｗ１の先端を、コネクタ部材１３の円筒状をなす配線接続部１３ｂに挿入する。これにより、円筒内の係止片１３ｂ１に係止されて配線ｗ１とコネクタ部材１３が接続される(図２（ａ）)。なお、この電線接続は、基板１１を基板支持部２１ｅに支持する前に、事前の作業として行われる。
【００５１】
この電線接続作業は、コネクタ部材１３の基板１１への取り付けを横方向から行えるように構成し、かつコネクタ部材１３の回転が阻止される構成とし、さらに、コネクタ部材１３と配線ｗ１との接続にＳＬ端子方式を採用したことが相まって、効率的にかつ確実に行うことができる。すなわち、コネクタ部材１３は、支持脚部１３ｃ２（鉛直部Ｖ）を筐体１５の切欠孔からなる挿通部１５ａを介して横方向から挿入嵌合することができるので、支持脚部１３ｃ２を筐体１５の一面側から他面側に貫通させる面倒な作業がない。また、ＳＬ端子としたので、配線ｗ１をコネクタ部材１３に溶接やラッピング等の面倒な作業を行うことない。さらに、配線ｗ１をコネクタ部材１３の配線接続部１３ｂに挿入する際は、支持脚部１３ｃ２と挿通部１５ａの切欠孔を略四角形に形成したので、コネクタ部材１３が回転することがない。これら作用により容易かつ確実に電線接続作業を行うことができる。また、上記の電線接続作業は手作業で行ってもよいが、コネクタ部材１３は、ＳＬ端子により予め配線ｗ１が接続されたハーネス部品として構成することもでき、上述した一連の作業を自動化することも可能である。
【００５２】
口金部材２３は、図３に示すように、エジソンタイプのＥ１７形を構成する口金で、ねじ山を備えた銅板製の筒状のシェル部２３ａと、このシェル部の下端の頂部に電気絶縁部２３ｂを介して設けられた導電性のアイレット部２３ｃを備えている。シェル部２３ａの開口部が、器具本体２１の他端の開口部２１ｂに電気絶縁をなして固定される。シェル部２３ａおよびアイレット部２３ｃには、点灯装置２２における回路基板２２ａの入力端子から導出された入力線（図示せず）が接続される。
【００５３】
カバー部材２４は、グローブを構成するもので、乳白色のポリカーボネートで一端部に開口２４ａを有するミニクリプトン電球のシルエットに近似させた滑らかな曲面状に形成する。カバー部材２４は開口２４ａの開口端部を、発光装置１０の発光面Ａを覆うようにして基板支持部２１ｅの凸条部２１ｆに嵌め込み、接着剤等の固定手段によって固定される。これにより、一端部にカバー部材２４であるグローブを有し、他端部にＥ１７形の口金部材２３が設けられ、全体の外観形状がミニクリプトン電球のシルエットに近似し、ミニクリプトン電球に代替が可能な口金付ランプ、すなわち、本発明の発光装置１０を光源とした照明装置２０が構成される。
【００５４】
上記に構成された口金付ランプに電源を投入すると、口金部材２３を介して電源が供給され、点灯装置２２が動作し４３Ｖの直流電圧が出力される。この直流電圧は点灯装置２２の出力端子に接続された給電用の配線ｗ１から、コネクタ部材１３、給電端子１１ｄを介してＬＥＤ１２に印加される。これにより、全てのＬＥＤ１２が同時に点灯して発光面Ａから白色の光が放射される。この際、コネクタ部材１３の配線接続部１３ｂおよび配線ｗ１が、基板１１の発光面Ａ側にないことから、影が出なくなる。また、コネクタ部材１３は、基板１１の一面側（表面側）の板面から約２ｍｍの高さに設けられるので、コネクタ部材１３の影が出ることがなく、発光効率の低下が抑制され、さらに配光を乱すことがない。
【００５５】
同時に、口金付ランプ２０が点灯すると、ＬＥＤ１２の温度が上昇し熱が発生する。その熱は、熱伝導性の良好なセラミックからなる基板１１から、基板が密着して固定された器具本体２１の基板支持部２１ｅに伝達され、アルミニウム製の器具本体２１から放熱フィン２１ｄを介して外部に効果的に放熱される。
【００５６】
以上、本実施例によれば、従来のコネクタを用いることなく、換言すれば、半田を用いることなく基板における給電用の配線との電気接続を行うことができるので、半田部分における信頼性確保のための温度制限がなくなりジャンクション温度を上げることが可能となる。そして、基板材料として有効なセラミックスを採用することが可能となる。特に、セラミックス製の基板においては、アウトガスが少ないことから、ジャンクジョン温度を上げることが可能、換言すれば、耐熱性能があるにもかかわらず、半田部分における温度制限からジャンクション温度を上げることができなかった問題が解消され、耐熱性に優れた発光装置を提供することができ、例えば、火災等の非常時に用いられる各種電球の光源として、また誘導灯や非常灯などの光源に、この発光装置を用いることによって必要な耐熱性を持たせた各種の照明装置を提供することができる。
【００５７】
また、従来のように半田によって基板に固定するコネクタ部品を使用することなく、半田レスの安価なコネクタ部材１３により電気接続が行えるようにしたので、コストを抑えた発光装置および照明装置を提供することができる。また、コネクタ部材１３は、基板側接触部１３ａを設けたコネクタ支持部１３ｃ１と、配線ｗ１を接続する配線接続部１３ｂを設けた支持脚部１３ｃ２が、合成樹脂により一体に形成され、従来のコネクタにおけるハウジングとベース部分が一体化された構成となり、一層コスト的に有利な発光装置および照明装置を提供することができる。
【００５８】
また、本実施例では、コネクタ部材１３は、その配線接続部１３ｂが筐体１５に設けられた挿通部１５ａを介し、基板１１の他面側に延出されて設けられるので、コネクタ部材１３の配線接続部１３ｂおよび配線ｗ１が、基板１１の発光面Ａ側にないことから影が出なくなる。また、同時にコネクタ部材１３は、基板１１の一面側（表面側）の板面から約２ｍｍの高さに設けられるので、コネクタ部材１３の影が出なくなる。これら有効な構成によって、光の吸収が防止され発光効率の低下が抑制され、さらに配光を乱す問題を解消することができる。同時に、基板１１の表面には多数のＬＥＤ１２がＣＯＢによって、略マトリックス状に規則的に配置されて実装されているので、各ＬＥＤ１２から放射される光は、カバー部材２４の内面全体に向かって略均等に放射され、乳白色のグローブで光が拡散され、ミニクリプトン電球に近似した配光特性をもった照明を行うことができる。
【００５９】
さらに、コネクタ部材１３の支持脚部１３ｃ２（鉛直部Ｖ）は、中空の略四角柱をなすように構成し、その横断面形状を筐体１５における挿通部１５ａの切欠孔に対して、支持脚部１３ｃ２が挿入できる大きさの略四角形に形成したので、コネクタ部材１３は、筐体１５の挿通部１５ａに対して横方向から挿入嵌合できる。同時に、支持脚部１３ｃ２の回転が阻止され、配線ｗ１をコネクタ部材１３の配線接続部１３ｃｂに容易かつ確実に挿入することができる。これら有効な構成によって、コネクタ部材１３と配線ｗ１との接続作業は、コネクタ部材１３と配線ｗ１との接続にＳＬ端子方式を採用したことが相まって、効率的にかつ確実に行うことができ、電線接続における作業性を一層向上させることができる。また、これら一連の作業を自動化することも可能であり、自動機械を使用して行うことにより有効なコストダウンを図ることも可能となる。
【００６０】
さらに、基板１１として電気絶縁性を有するセラミックを使用したので短絡が生じることなく、半田レスの安価な構成のコネクタ部材１３の使用を可能となすと共に、基板１１と配線パターンとの間、および、基板１１とアルミニウム製の器具本体２１との間には電気絶縁処理を施す必要がなくなり、一層コスト的に有利となる。また、基板１１が器具本体２１の基板支持部２１ｅに確実に密着され、基板１１が熱伝導性の良好なセラミックスで構成されていることと相まって、ＬＥＤ１２から発生する熱を効果的にアルミニウム製の器具本体２１に伝達し放熱させることができる。これら効果的に放熱作用により、各ＬＥＤ１２の温度上昇および温度むらが防止され、発光効率の低下が抑制され、光束低下による照度の低下を防止することができ、所定の光束を十分に得ることが可能な照明装置を提供することができる。同時にＬＥＤの長寿命化を図ることができる。
【００６１】
以上、本実施例において、＋側の給電端子１１ｄと−側の給電端子１１ｄを、基板１１の対向する側縁部からそれぞれ導出し、コネクタ部材１３をそれぞれに設けるように構成したが、図４に示すように、＋側の給電端子１１ｄと−側の給電端子１１ｄを同一の方向から導出し、両極一体化形コネクタ部材１３を構成するようにしてもよい。
【００６２】
本例のコネクタ部材１３は、両極を構成するハウジング１３ｃの基板側接触部１３ａを設けたコネクタ支持部１３ｃ１および配線接続部１３ｂを設けた支持脚部１３ｃ２（鉛直部Ｖ）を、合成樹脂で一体に形成し、一体化した２本の支持脚部１３ｃ２の横断面形状を長方形の四角形に形成する。また、支持脚部１３ｃ２が挿入される筐体１５の挿通部１５ａも一体化された２本の支持脚部１３ｃ２が挿入されるように、長方形の四角形の切欠孔で構成する。
【００６３】
本構成によれば、＋側、−側の各配線ｗ１の接続を同一の方向から行うことができ、さらに、２部品が１部品に一体化されるので部品点数が減少し、コネクタ部材１３の筐体１５や基板１１への取り付け作業が１回で済み作業性を、より一層向上させることができ、さらにコスト的にも一層有利となる。
【００６４】
また、本実施例において、発光装置１０における基板１１としてセラミックスを用いたが、熱伝導性の良好なアルミニウムやアルミニウム合金、銅や銅合金等の金属で構成したものであってもよい。以下、アルミニウムを基板とした発光装置および照明装置の構成を説明する。なお、上述した発光装置１０および照明装置である口金付ランプ２０と同一部分には同一の符合を付し、共通な部分は省略して説明する。
【００６５】
図５に示すように、１０はアルミニウム製の基板を用いた発光装置、２０はこの発光装置１０を光源として用いた道路灯である。発光装置としては、上述した図４に示されている両極一体化形の発光装置１０を用い、基板１１をアルミニウムで構成し、筐体１５を略正方形をなす形状に構成した（図６（ｂ））。それ以外は、上述した発光装置１０と同一の構成を有している。なお、アルミニウムは導電性を有しているため、基板の表裏両面にエポキシ樹脂をコーティングすることによって、セラミックスと同様に電気絶縁性を有する基板１１となるように構成する。
【００６６】
上記に構成された発光装置１０は、図６に示すように、アルミニウムからなる筐体１５に相当するユニット支持板１５に密着して支持され、さらに発光装置１０を中心にして周囲を囲むように反射板３０が設けられ光学ユニット３１が構成される。図中２１ｄは、筐体１５の裏面側に一体に設けられた放熱フィンである。上記に構成された光学ユニット３１は、同様構成のものが複数台用意され、ステンレス等の熱伝導性を有する金属板からなるユニット取付板３２に設置される。ユニット取付板３２に設置された複数の発光装置１０は、道路灯２０の器具本体２１内に、目的とする配光が得られるように配設され、器具本体２１がポール３３に支持されることにより道路灯２０が構成される。本例においても、上述した発光装置１０および照明装置２０と同様の作用効果を奏することができると共に、特に、基板としてセラミックスより安価なアルミニウム等の金属を用いることができるので、道路灯のような大型のコストが嵩む照明器具に用いる発光装置としては、コスト的に有利な発光装置を提供することが可能となる。
【００６７】
以上、上述した実施例において、基板１１を筐体１５に対して固定するための機能を、コネクタ部材１３に持たせるように構成してもよい。図７に示すように、コネクタ部材１３は、コネクタ支持部１３ｃ１の底面と基板１１の一面側（表面側）の板面との間の隙間ｓ１をなくすように構成する。これにより、固定部１３ｃ４の固定孔１３ｃ５にネジ１３ｃ６を挿入して筐体１５にねじ込むことによって、コネクタ支持部１３ｃ１の底面によって、基板１１の一面側（表面側）の板面を筐体１５に対して押圧することができ、コネクタ部材１３に基板１１を筐体１５に固定するための機能を付加させることができ、基板１１を筐体１５に対し、より確実に支持することができる。同時に、基板１１の固定手段をコネクタ部材１３に兼用させることができコスト的にも有利となる。この構成は、特に、基板ワレの生じないアルミニウム等の金属基板に用いることが好ましいが、押圧力等を適宜調整することによって、セラミックス基板にも用いることができる。なお、変形例を示す図４〜図７には、図１〜図３と同一部分に同一符号を付し、詳細な説明は省略した。
【００６８】
次に、上述した発光装置における発光効率および作業性を確認するための実験を行った。実験では、コネクタ部材１３の材質は、リン青銅を用いた。基板１１の給電端子１１ｄは金メッキを施し、コネクタ部材の基板側接触部１３ａも同様に金メッキを施した。コンタクト接点の荷重は、約７０ｇに設定した。コネクタ部材１３のハウジング１３ｃは、Ｌ
ＣＰに酸化チタンを添加した白色の樹脂で構成した。
【００６９】
点灯条件は、定格電流：７０ｍＡ、定格電圧：４３Ｖ、コネクタの耐電圧：１７００Ｖ以上、絶縁抵抗：１００ＭΩ以上、接点部の温度は最大でも使用温度：１１０℃、発光装置を構成する樹脂の材質は全てハロゲンフリーに対応し、沿面／空間距離：２ｍｍ以上とした。なお、接点部の温度は、コネクタ部材１３の基板側接触部１３ａが給電端子１１ｄに接触した状態における、給電端子側の温度である。
【００７０】
上記条件により、［従来例１：ハーネス方向が横でコネクタ部材の高さ寸法ｈ１が４ｍｍ］、［実施例１：ハーネス方向が下でコネクタ部材の高さ寸法ｈ１が４ｍｍでハーネス側樹脂形状が丸］、［実施例２：ハーネス方向が下でコネクタ部材の高さ寸法ｈ１が２ｍｍでハーネス側樹脂形状が丸］、［実施例３：ハーネス方向が下でコネクタ部材の高さ寸法ｈ１が２ｍｍでハーネス側樹脂形状が四角］の各例における発光効率および作業性を比較した。その結果が表１である。
【００７１】
【表１】
0005532231.tif 000002
【００７２】
なお、ハーネス方向が横とは、コネクタ部材１３における配線接続部１３ｂが、基板１１の板面に平行に引き出されたものである。ハーネス方向が下とは、本実施例における図１に示すように、コネクタ部材１３における配線接続部１３ｂが、基板の他面側に延出して設けられたものである。ハーネス側樹脂形状は、支持脚部１３ｃ２（鉛直部Ｖ）の横断面形状である。また、発光効率は、従来例１における発光効率を１００とした場合の値である。作業性は、コネクタ部材１３の配線接続部１３ｂに対し、配線ｗ１を接続する際の作業性を見たものである。
【００７３】
表１に示すように、［実施例３：ハーネス方向が下でコネクタ部材の高さ寸法ｈ１が２ｍｍでハーネス側樹脂形状が四角］が、コネクタ部材が影になることがなく発光効率もよく、また、コネクタ部材１３の配線接続部１３ｂが回転することがなく作業性が良好であることが確認された。また、図４に示す両極一体化形の発光装置においても同様の結果を得ることができた。基板としてセラミックス製のものと、アルミニウム製のものを用意したが、それぞれの構成においても、同様の結果を得ることができた。また、上述した構成の半田レスのコネクタ方式であっても、ＬＥＤは耐用年数：４００００時間でも変化が少なく良好であった。
【００７４】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上述の実施例に限定されることなく、例えば、薄型テレビなどのバックライトを構成する等、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００７５】
１０    発光装置
１１    基板
１１ｄ  給電端子
１２    発光素子
１３    コネクタ部材
１３ａ  基板側接触部
１３ｂ  配線接続部
１３ｂ１ 係止片
１３ｃ ハウジング
１３ｃ２ 支持脚部
１５    筐体
ｗ１    配線
２０    照明装置
２１    器具本体
【図１】
0005532231.tif 000003
【図２】
0005532231.tif 000004
【図３】
0005532231.tif 000005
【図４】
0005532231.tif 000006
【図５】
0005532231.tif 000007
【図６】
0005532231.tif 000008
【図７】
0005532231.tif 000009