(57)【要約】【課題】回路設計や灯具構成の設計への制約を軽減し、静電気の放電によるＬＥＤの破壊を確実に防ぐことができる照明装置を提供すること。【解決手段】樹脂製のレンズ２とこれを覆うカバー７によって画成された空間Ｓ内に、表面にＬＥＤ３が実装された基板４を収容して成る照明装置１において、前記基板４の配線部ａ，ｂの接地側の一部を前記基板４の背面に露出させて接地配線露出部ａ１，ｂ４とし、前記基板４と前記カバー７との間に導電金属製のバネ６を介設し、該バネ６を前記基板４の接地配線露出部ａ１，ｂ４に当接させる。例えば、複数の前記ＬＥＤ３を前記配線部ａ，ｂによって直列接続された状態で前記基板４上に実装し、これら複数のＬＥＤ３のうちの接地側ＬＥＤ３の接地側配線部ａ，ｂの一部を前記基板４の背面に露出させることによって前記接地配線露出部ａ１，ｂ４を形成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製のレンズとこれを覆うカバーによって画成された空間内に、表面にＬＥＤが実装された基板を収容して成る照明装置において、
前記基板の配線部の接地側の一部を前記基板の背面に露出させて接地配線露出部とし、
前記基板と前記カバーとの間に導電金属製のバネを介設し、該バネを前記基板の接地配線露出部に当接させたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
複数の前記ＬＥＤを前記配線部によって直列接続された状態で前記基板上に実装し、これら複数のＬＥＤのうちの最も接地側ＬＥＤの接地側配線の一部を前記基板の背面に露出させることによって前記接地配線露出部を形成したことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記レンズは、前記カバーと直接接触していることを特徴とする請求項１又は２記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源とする照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
作業灯等の照明装置の光源として、近年、発光効率が高くて長寿命、且つ、省電力であるＬＥＤが使用されつつある。斯かるＬＥＤを光源とする照明装置には、樹脂製のレンズとこれを覆うカバーによって画成された空間内に、表面にＬＥＤが実装された基板を収容して成るものがある。
【０００３】
斯かる照明装置においては、樹脂製のレンズが当該照明装置の量産工程や輸送中に静電気によって帯電し、このレンズに蓄えられた静電気がＬＥＤにおいて放電する際にＬＥＤが破壊されるという問題が発生していた。
【０００４】
そこで、特許文献１には、ＬＥＤを実装する基板の一部に接地側の回路金属部を露出させ、該回路金属部の露出部にリフレクタの導電部を接触又は近接させて両者を電気的に導通させる車両用灯具が提案されている。この車両用灯具によれば、ハウジングとリフレクタが基板の接地側の回路金属部を経てアースされるため、車両用灯具の量産工程や輸送中にハウジングやリフレクタに発生する静電気は、リフレクタから基板の接地側の回路金属部を経てアースへと流れてハウジングやリフレクタに蓄積されることがなく、ＬＥＤが静電気の放電によって破壊されるという問題の発生が防がれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−０８５８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１において提案された構成は、基板上の一部に回路金属部の露出部を配置し、該露出部とリフレクタの導電部とを接触させる必要があり、特に回路金属部の露出部は、基板の周縁部に配置する場合が多く、回路設計や灯具構成の設計に制約を与えるという問題があった。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、回路設計や灯具構成の設計への制約を軽減し、静電気の放電によるＬＥＤの破壊を確実に防ぐことができる照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、樹脂製のレンズとこれを覆うカバーによって画成された空間内に、表面にＬＥＤが実装された基板を収容して成る照明装置において、前記基板の配線部の接地側の一部を前記基板の背面に露出させて接地配線露出部とし、前記基板と前記カバーとの間に導電金属製のバネを介設し、該バネを前記基板の接地配線露出部に当接させたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、複数の前記ＬＥＤを前記配線部によって直列接続された状態で前記基板上に実装し、これら複数のＬＥＤのうちの最も接地側ＬＥＤの接地側配線部の一部を前記基板の背面に露出させることによって前記接地配線露出部を形成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記レンズは、前記カバーと直接接触していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、基板の配線部の接地側の一部を該基板の背面に露出させて接地配線露出部とし、この接地配線露出部に、基板とカバーとの間に介設された導電金属製のバネを当接させたため、樹脂製のレンズがカバーとバネ及び基板の接地配線露出部を経てアースされる。このため、照明装置の量産工程や輸送中にレンズに発生する静電気は、レンズからカバーとバネ及び基板の接地側配線部を経てアースへと流れてレンズに蓄積されることがなく、ＬＥＤが静電気の放電によって破壊されるという問題の発生が防がれる。特に、接地配線露出部は、回路設計に応じた基板の背面側の任意の場所に配置することができ、該露出部に合わせたバネを介設することによってＬＥＤの静電破壊を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る照明装置の分解斜視図である。
【図２】本発明に係る照明装置の正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】本発明に係る照明装置のバネの正面図である。
【図６】本発明に係る照明装置の電気回路図である。
【図７】図６のＣ部詳細図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は本発明に係る照明装置のバネの接触を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は本発明に係る照明装置の分解斜視図、図２は同照明装置の正面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線断面図、図５は同照明装置のバネの正面図、図６は同照明装置の電気回路図、図７は図６のＣ部詳細図、図８（ａ），（ｂ）は本発明に係る照明装置のバネの接触を示す模式図であり、本実施の形態に係る照明装置１は、作業灯として使用されるものである。
【００１５】
作業灯としての用途に供される照明装置１は、図１に示すように、レンズ２と、光源である６つのＬＥＤ３が表面側に実装された基板４と、シールリング５と、バネ６及びカバー７を含んで構成されている。
【００１６】
上記レンズ２は、例えばアクリル樹脂等の光透過性を有する透明樹脂によって円形皿状に一体成形されており、図４に示すように、その内面の各ＬＥＤ３に対向する箇所には、凸状の集光部２ａが各ＬＥＤ３に向かって一体に突設されている。そして、レンズ２の内面の６つの集光部２ａを除く部位には、レンズカット２ｂが施されている。尚、レンズカット２ｂは、外部から照明装置１の内部が見えるのを防止している。
【００１７】
前記基板４は、円形状の平板として構成されており、その表面に６つの前記ＬＥＤ３が同一円周上に等角度ピッチ（６０°ピッチ）で実装されている。ここで、各ＬＥＤ３は、その光出射方向が前方（図３の左方）となる向きに実装されている。そして、この基板４は、その左右が図１に示すプッシュナット８によってレンズ２に内側から固定されている。具体的には、基板４の左右２箇所には切欠き４ａがそれぞれ形成されており、各切欠き４ａをレンズ２の内面に突設された不図示の突起に通した後、各突起にプッシュナット８を差し込んでこれを強い力で押圧することによって、前述のように基板４がレンズ２にその内側から固定されている。そして、レンズ２と基板４とは、周縁において互いに接触している。
【００１８】
基板４の表面には、６つのＬＥＤ３が搭載されている。又、基板４には、表面及び裏面に亘って、金属から成る配線部ａ，ｂが形成されている。尚、配線部ａ，ｂは、ＬＥＤ３と電気的に接続されており、それぞれ３つのＬＥＤ３を直列に接続する駆動回路を構成している。
【００１９】
又、基板４の裏面には、配線部ａ，ｂと同様に金属から成る独立金属部ｃが形成されている。この独立金属部ｃは、ＬＥＤ３及び配線部ａ，ｂに対して電気的に独立している（電気的に接続されていない）。そして、独立金属部ｃは、基板４における４つのＬＥＤ３のそれぞれの搭載領域に対向する位置に４つ設けられている。これらの４つのＬＥＤ３は、６つのＬＥＤ３のうち、負極側に直列接続された２つのＬＥＤ３を除いたＬＥＤ３である。
【００２０】
基板４の裏面には、図８に示すように、配線部ａ，ｂ及び独立金属部ｃを部分的に被覆する樹脂製の絶縁保護膜１６が形成されている。基板４の裏面において、配線部ａ，ｂは、絶縁保護層１６から露出した接地側配線露出部ａ１，ｂ４を備えている。又、基板４の裏面において、独立金属部ｃは、絶縁保護層１６から独立した独立金属露出部ｃ２，ｃ３，ｃ５，ｃ６を備えている。
【００２１】
又、図１に示すように、基板４の下端の幅方向中央には、矩形状の切欠き４ｂが形成されており、該基板４の表面から導出する２本のコード９，１０は、基板４の裏面側へと折り曲げられて基板４の切欠き４ｂを通過して後方（カバー７方向）へと延びている。
【００２２】
前記シールリング５は、図３及び図４に示すように、レンズ２の外周縁に形成されたリング状の凹溝２ｃに嵌め込まれており、後述のようにレンズ２の外周縁に密着した状態で固定される前記カバー７とレンズ２との間に高いシール性を確保する機能を果たすものである。
【００２３】
前記カバー７は、熱伝導率の高い導電性金属であるアルミニウムによって円板状に成形されており、これは、間に前記シールリング５を介在させた状態でレンズ２の外周縁に密着した状態で、４本のネジ１１（図１参照）によってレンズ２に固定されている。具体的には、図１に示すように、カバー７の同一円周上には４つの円孔７ａが等角度ピッチ（９０°ピッチ）で形成されており、カバー７は、各円孔７ａに挿通する前記ネジ１１をレンズ２にねじ込むことによって、図３及び図４に示すように、その外周部がレンズ２の外周縁に密着した状態でレンズ２に固定されている。つまり、レンズ２とカバー７とは直接接触している。そして、レンズ２とこれに固定されたカバー７によって空間Ｓが画成されており、この空間Ｓの内部に前記基板４が垂直に起立した状態で収容されている。
【００２４】
又、カバー７の幅方向上部と下部には、図１に示すように、円孔７ｂ，７ｃがそれぞれ形成されており、上方の円孔７ｂには呼吸キャップ１２が嵌め込まれており、下方の円孔７ｃにはゴム製のグロメット１３が嵌め込まれている。ここで、呼吸キャップ１２は、レンズ２とカバー７によって画成された空間Ｓと外部との間で空気のみの通過を許容することによって、空間Ｓの内圧と温度の上昇を抑える機能を果たすものである。又、前記グロメット１３には、基板４の表面下部から延びて該基板４の切欠き４ｂを通過して後方へと延びる前記コード９，１０(図１参照)が挿通しており、これらのコード９，１０のカバー７の外へと延びる部分は、束ねられた状態でチューブ状の樹脂カバー１４によって覆われている（図３参照）。尚、コード９，１０は、電源である不図示のバッテリに電気的に接続されており、配線部ａ，ｂの接地側と接続された一方のコード１０は、バッテリを介して接地（アース）される。
【００２５】
更に、図４に示すように、カバー７の背面には、カバー７と同材質のアルミニウム製のヒートシンク１５がカシメによって結着されている。ここで、ヒートシンク１５は、上下方向に長い板状の複数の放熱フィン１５ａを適当な間隔で幅方向（図４の左右方向）に配列して構成されている。
【００２６】
前記バネ６は、熱伝導率が高い導電性金属であるアルミニウムによって板バネとして構成されており、図５に示すように、前記ＬＥＤ３と同数の押圧片６Ａ１〜６Ａ６が設けられている。即ち、バネ６の上部左右には、前方（基板４方向）に向かって屈曲する弾性変形可能な押圧片６Ａ１，６Ａ２がそれぞれ上方に向かって延びており、下部左右には、同じく前方に向かって屈曲する押圧片６Ａ３，６Ａ４が下方に向かって延びている。又、バネ６の左右側部には、前方に向かって屈曲する弾性変形可能な押圧片６Ａ５，６Ａ６がそれぞれ左右に向かってそれぞれ延びている。そして、各押圧片６Ａ１〜６Ａ６の先端には平坦な接触部６ａ１，６ａ２，６ａ３，６ａ４，６ａ５，６ａ６がそれぞれ形成されているが、左上の押圧片６Ａ１と右下の押圧片６Ａ４の先端部にそれぞれ形成された接触部６ａ１，６ａ４の面積は、他の接触部６ａ２，６ａ３，６ａ５，６ａ６の面積よりも大きく設定されている。
【００２７】
ここで、本実施の形態に係る照明装置１の電気回路を図６に示す。図６において、電気回路は、基板４の表面側、つまりＬＥＤ３搭載側から見た状態で示す。又、図６には、配線部ａ，ｂの一部である接地側配線露出部ａ１，ｂ４及び独立金属露出部ｃ２，ｃ３，ｃ５，ｃ６についても示している。接地側配線露出部ａ１，ｂ４は、配線部ａ，ｂに電気的に接続されているため、図６において実線枠にて示す。又、独立金属露出部ｃ２，ｃ３，ｃ５，ｃ６は、配線部ａ，ｂとは電気的に独立しているため、図６において点線枠で示す。
【００２８】
図６において、接地側配線露出部ａ１，ｂ４と独立金属露出部ｃ２，ｃ３，ｃ５，ｃ６は、複数のＬＥＤ３のそれぞれに対応しているが、位置関係について示すものではないが、接地側配線露出部ａ１，ｂ４と独立金属露出部ｃ２，ｃ３，ｃ５，ｃ６は、各ＬＥＤ３の搭載位置に対して重なる位置に設けることが放熱性向上の点で好ましい。本実施の形態では、６つのＬＥＤ３が３つずつの２グループに分かれており、各グループの３つのＬＥＤ３は、配線部ａ，ｂによってそれぞれ直列接続された状態で基板４上に実装されている。尚、実際には、各配線部ａ，ｂは、基板４上に印刷された複数の銅箔パターンによってそれぞれ構成されているが、各グループに属する各３つのＬＥＤ３が実装された銅箔パターンの一部が基板４の背面にそれぞれ露出して配線露出部(パッド)ａ１，ｂ４を備えている。これらの配線露出部ａ１，ｂ４は、それぞれ直列に接続された複数のＬＥＤ３の最も接地側のＬＥＤ３（図６の左上のＬＥＤ３と右下のＬＥＤ３）が接続された領域の接地側（カソード側）となるために「接地側配線露出部」と称する。
【００２９】
上記接地側配線露出部ａ１，ｂ４は、銅箔パターンで形成した配線部ａ，ｂにおける直列回路を構成する部分の最も接地側（アース側）領域の一部を基板４の背面に露出させることによって形成される。独立金属露出部ｃ３，ｃ５，ｃ２，ｃ６は、図７（図７には配線露出部ｂ２の周囲のみを示す）に示すように、他の銅箔パターンとは電気的に独立した位置に配置されている。接地側配線露出部ａ１，ｂ４は、独立金属露出部ｃ２，ｃ３，ｃ５，ｃ６に比べて大きな面積で形成することができる。接地側配線露出部ａ１，ｂ４は、ＬＥＤ３の搭載領域の直下領域から配線部ａ，ｂのカソード側に亘って形成することができるのに対して、独立金属露出部ｃ２，ｃ３，ｃ５，ｃ６は、ＬＥＤ３の搭載領域の直下領域に形成しながら配線部ａ，ｂと電気的に独立して形成する必要があるためである。
【００３０】
而して、カバー７の内面に固定されたバネ６は、カバー７を図３に示すようにレンズ２に固定することによってカバー７と基板４との間で圧縮変形し、これに形成された計６つの押圧片６Ａ１〜６Ａ６の各先端部の接触部６ａ１〜６ａ６が基板４の裏面に露出する接地側配線露出部ａ１、独立金属露出部ｃ２，ｃ３、接地側配線露出部ｂ４、独立金属露出部ｃ５，ｃ６にそれぞれ押圧される。２つの接地側配線露出部ａ１，ｂ４とバネ６とが電気的に導通してアースへと接続される。又、４つの独立金属露出部ｃ２，ｃ３，ｃ５，ｃ６とバネ６とが接触することにより、ＬＥＤ３から発生する熱を独立金属露出部ｃ２，ｃ３，ｃ５，ｃ６を介して、バネ６及びカバー７へと移動させて放熱させることができる。ここで、前述のように２つの接地側配線露出部ａ１，ｂ４とこれに押圧されるバネ６の２つの押圧片６Ａ１，６Ａ４の先端の接触部６ａ１，６ａ４の各面積は、他の独立金属露出部ｃ３，ｃ５，ｃ２，ｃ６とバネ６の他の押圧片６Ａ３，６Ａ５，６Ａ２，６Ａ６の各接触部６ａ３，６ａ５，６ａ２，６ａ６の面積よりも大きく設定されているため、接地側配線露出部ａ１，ｂ４とバネ６の押圧片６Ａ１，６Ａ４の接触部６ａ１，６ａ４との接触面積は、他の独立金属露出部ｃ３，ｃ５，ｃ２，ｃ６とバネ６の他の押圧片６Ａ２，６Ａ３，６Ａ５，６Ａ６の接触部６ａ２，６ａ３，６ａ５，６ａ６との接触面積よりも大きい値を示す。
【００３１】
図８（ａ）は接地側配線露出部ａ１，ｂ４とバネ６との接触状態、（ｂ）は独立金属露出部ｃ２，ｃ３，ｃ５，ｃ６とバネ６との接触状態をそれぞれ模式的に示す図である。ＬＥＤチップを収容したＬＥＤ３のアノード電極Ｌａ，Ｌｃが配線部ａ又はｂに、はんだ等の導電性接合材によって接合されている。
【００３２】
図８（ａ）において、ＬＥＤ３の電極と電気的に独立した放電パッドＬｂは、配線部ａ又はｂのカソード側に導電性接合材によって接合されている。基板４の背面において絶縁保護層１６から露出した接地側配線露出部ａ１，ｂ４にバネ６の接触部６ａ１，６ａ４が接触している。
【００３３】
図８（ｂ）において、ＬＥＤ３の電極と電気的に独立した放電パッドＬｂは、独立電極部ｃに導電性接合材によって接合されている。基板４の背面において絶縁保護層１６から露出した独立金属露出部ｃ２，ｃ３，ｃ５，ｃ６にバネ６の接触部６ａ２，６ａ３，６ａ５，６ａ６が接触している。
【００３４】
以上のように構成された照明装置１において、電源である不図示のバッテリから図１に示すコード９，１０を経て基板４に電流が供給されると、電流は、図５に示す配線部ａ，ｂを流れるために各ＬＥＤ３が発光する。すると、各ＬＥＤ３から前方に向かって出射する光は、レンズ２の各集光部２ａへと入射して集光し、この集光した強い光がレンズ２から前方に向かって出射するため、前方が照明されて当該照明装置１が作業灯としての用途に供される。
【００３５】
而して、本実施の形態に係る照明装置１においては、基板４の配線部ａ，ｂの接地側の一部を該基板４の背面に露出させて接地配線露出部ａ１，ｂ４とし、これらの接地配線露出部ａ１，ｂ４に、基板４とカバー７との間に介設されたアルミニウム製のバネ６を当接させたため、樹脂製のレンズ２がカバー７とバネ６及び基板４の接地配線露出部ａ１，ｂ４を経てアースされる。このため、照明装置１の量産工程や輸送中にレンズ２に発生する静電気は、レンズ２からカバー７とバネ６及び基板４の接地側配線露出部ａ１，ｂ４を経てアースへと流れてレンズ２に蓄積されることがなく、ＬＥＤ３が静電気の放電によって破壊されるという問題の発生が防がれる。従って、本発明は、リフレクタを備えない作業灯等の照明装置１にも適用対象を広げることができ、バネ６を設けるだけの簡単な構成でＬＥＤ３の静電気による破壊を防ぐことができる。
【００３６】
又、ＬＥＤ３が発生する熱は、接地側配線露出部ａ１，ｂ４、独立金属露出部ｃ３，ｃ５，ｃ２，ｃ６からバネ６を経てカバー７へと伝導し、カバー７からヒートシンク１５の放熱フィン１５ａを経て周囲に散逸するため、ＬＥＤ３の温度上昇が抑えられる。特に、本実施の形態では、接地側配線露出部ａ１，ｂ４とこれに接触するバネ６の押圧片６Ａ１，６Ａ４の接触部６ａ１，６ａ４の面積を大きくしたため、両者の接触面積（伝熱面積）も大きくなって伝熱効率が高められる。このように各ＬＥＤ３の温度上昇が抑えられる結果、各ＬＥＤ３の発光効率や寿命の低下が防がれる。
【００３７】
又、レンズ２が集光部２ａを備える場合、集光部２ａとＬＥＤ３との位置固定精度の重要性が高いため、基板４は、カバー７側と比較してレンズ２側への固定を優先し、カバー７側に公差を持たせる設計事情が生じる。これにより、基板４とカバー７との隙間が発生し、該隙間がＬＥＤ３から発生する熱のカバー７を介した外部への放熱を妨げていたところ、本発明に係る照明装置１におけるバネ６の介設により、バネ６を経由した放熱経路が得られることにより、放熱性が向上する。
【００３８】
更に、本実施の形態に係る照明装置１においては、基板４とカバー７との微小隙間のバラツキがバネ６の弾性変形によって吸収されるため、照明装置１の組立時における基板４とカバー７との微小隙間の面倒な管理が不要となり、当該照明装置１の組立性が高められるという効果も得られる。
【００３９】
尚、上記実施の形態に係る照明装置１において、カバー７は、好ましい形態として導電性金属から構成したものを用いたが、これに限ることはなく、樹脂等によって構成したものであっても、本発明の前記効果を得ることができる。例えば、レンズ２をポリカーボネート樹脂で構成し、カバー7をポリプロピレン樹脂で構成することもできる。又、以上は本発明を作業灯に対して適用した形態について説明したが、本発明は、車両用灯具等の他の照明装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００４０】
１              照明装置
２              レンズ
２ａ            レンズの集光部
２ｂ            レンズのレンズカット
２ｃ            レンズの凹溝
３              ＬＥＤ
４              基板
４ａ，４ｂ      基板の切欠き
５              シールリング
６              バネ
６Ａ１〜６Ａ６  バネの押圧片
６ａ１〜６ａ６  押圧片の接触部
７              カバー
７ａ〜７ｃ      カバーの円孔
８              プッシュナット
９，１０        コード
１１            ネジ
１２            呼吸キャップ
１３            グロメット
１４            樹脂カバー
１５            ヒートシンク
１５ａ          ヒートシンクの放熱フィン
１６            絶縁保護層
ａ，ｂ          配線部
ａ１，ｂ４      接地側配線露出部
ｃ              独立金属部
ｃ２，ｃ３，ｃ５，ｃ６  独立金属露出部
Ｓ              空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
2019117748.tif 000005
【図４】
2019117748.tif 000006
【図５】
2019117748.tif 000007
【図６】
2019117748.tif 000008
【図７】
2019117748.tif 000009
【図８】
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