(57)【要約】【課題】少なくとも１つの回路基板を内側に有する細長いハウジングを備えるＬＥＤ発光管用回路基板取付台であり、前記回路基板取付台は前記ハウジングの開口端に嵌合するよう構成されたエンドキャップを備え、前記エンドキャップは、端壁と、前記端壁を介して延びる少なくとも１つのピンコネクタと、前記端壁により支持され、前記回路基板の端部を受容するように構成される少なくとも１つの嵌合穴を備え、前記エンドキャップは前記回路基板に圧力を付与し、前記回路基板を固定させクッションを付すよう構成されることを特徴とする回路基板取付台。【選択図】図１
2013531350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの回路基板を内側に有する細長いハウジングを備えるＬＥＤ発光管用回路基板取付台であり、
前記回路基板取付台は前記ハウジングの開口端に嵌合するよう構成されたエンドキャップを備え、
前記エンドキャップは、
端壁と、
前記端壁を介して延びる少なくとも１つのピンコネクタと、
前記端壁により支持され、前記回路基板の端部を受容するように構成される少なくとも１つの嵌合穴とを備え、
前記エンドキャップは前記回路基板に圧力を付与し、前記回路基板を固定させクッションを付すよう構成されることを特徴とする回路基板取付台。
【請求項２】
前記少なくとも１つの嵌合穴が前記端壁内に形成される、請求項１に記載の回路基板取付台。
【請求項３】
前記少なくとも１つの嵌合穴それぞれが前記端壁の内部面から延びる少なくとも２つの壁部により画定される、請求項１に記載の回路基板取付台。
【請求項４】
前記エンドキャップは、前記少なくとも１つの嵌合穴内それぞれに伸縮部材をさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の回路基板取付台。
【請求項５】
前記エンドキャップは、内部に前記少なくとも１つの嵌合穴が形成され、前記端壁により支持される調整部をさらに備える、請求項１に記載の回路基板取付台。
【請求項６】
前記調整部が伸縮性材料である、請求項５に記載の回路基板取付台。
【請求項７】
前記少なくとも１つの嵌合穴それぞれは、前記少なくとも１つの嵌合穴に前記回路基板が容易に嵌合されるよう形成された少なくとも１つの傾斜端を備える、請求項１、２、３、５及び６のいずれか１項に記載の回路基板取付台。
【請求項８】
前記少なくとも１つのピンコネクタは、前記ピンコネクタの２つの間を延伸する前記少なくとも１つの嵌合穴を有する２つのピンコネクタであることを特徴とする請求項１、２、３、５及び６のいずれか１項に記載の回路基板取付台。
【請求項９】
発光管固定具に固定される従来の発光管に代わるＬＥＤ発光管であって、前記ＬＥＤ発光管は、
２つの開口端を備える細長いハウジングと、
前記２つの開口端の間で前記細長いハウジングを介して延びる回路基板と、
前記回路基板の表面に実装された複数のＬＥＤと、
２つのエンドキャップとを備え、
各エンドキャップは前記ハウジングの開口端に嵌合され、端壁と少なくとも１つのピンコネクタとを備え、
前記少なくとも１つのエンドキャップは、前記端壁により支持され、かつ前記回路基板の端部を受容するように構成される少なくとも１つの嵌合穴を備え、
前記エンドキャップは前記回路基板に圧力を付与し、前記回路基板を固定させクッションを付すよう構成されることを特徴とするＬＥＤ発光管。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの嵌合穴が前記端壁内に形成される、請求項９に記載の前記ＬＥＤ発光管。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの嵌合穴それぞれが前記端壁の内部面から延びる少なくとも２つの壁部により画定される、請求項９に記載のＬＥＤ発光管。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの嵌合穴それぞれは、前記回路基板が受容される伸縮部材を有する、請求項９〜１１のいずれか１項に記載のＬＥＤ発光管。
【請求項１３】
前記エンドキャップは、前記少なくとも１つの嵌合穴が形成される調整部を備え、前記調整部は前記端壁により支持される、請求項９に記載のＬＥＤ発光管。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの嵌合穴それぞれは、前記少なくとも１つの嵌合穴に前記回路基板を導くように形成された少なくとも１つの傾斜端を備える、請求項９〜１１及び１３のいずれか１項に記載のＬＥＤ発光管。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのピンコネクタは、前記２つのピンコネクタの間を延伸する前記少なくとも１つの嵌合穴を有する前記２つのピンコネクタであることを特徴とする請求項９〜１１及び１３のいずれか１項に記載のＬＥＤ発光管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、発光ダイオード（ＬＥＤ）による発光管に関する。特にＬＥＤ発光管用回路基板取付台、及び回路基板の取付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光灯は、学校やオフィスビル等、様々な場所で広く使用されている。従来の蛍光灯は白熱電灯に比べて一定の利点を有しているが、例えば、ガラス管に含まれる有害物質による廃棄問題が挙げられる。
【０００３】
ＬＥＤ発光管は近年生産された蛍光灯に対して１対１で取り換え可能である。ＬＥＤ発光管は、管内にＬＥＤおよび他の回路構成要素を一以上の回路基板に取り付けた状態で、部分的にまたは完全に囲まれた管として組み立てることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回路基板は細長く、縦横比が大きいため、製造公差と熱膨張を考慮しつつ回路基板を管内中央に配置することが困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書では、前記ハウジングに延びる少なくとも１つの回路基板を含む細長いハウジングを備えるＬＥＤ発光管による回路基板取付台の実施形態を開示する。本明細書に開示の一実施形態では、回路基板取付台は前記ハウジングの開口端に固定されるよう構成されるエンドキャップを備える。前記エンドキャップは端壁、前記端壁から延びる側壁、前記端壁を通して延びる少なくとも１つのピンコネクタ、前記回路基板の端を受容するように構成された側壁内の前記端壁から延びる少なくとも１つの嵌合穴を備え、前記少なくとも１つの嵌合穴は前記回路基板を保護するように構成された前記少なくとも１つの嵌合穴内に伸縮部材を備える。
少なくとも１つの回路基板を内側に有する細長いハウジングを備えるＬＥＤ発光管による回路基板取付台は、前記ハウジングの開口端に嵌合するよう構成されたエンドキャップを備え、前記エンドキャップは、端壁と、前記端壁を介在して延びる少なくとも１つのピンコネクタ及び、前記端壁により支持され、前記回路基板の端部を受容するように構成される少なくとも１つの嵌合穴を備え、前記エンドキャップは前記回路基板に圧力を付与し、前記回路基板を固定させクッションを付すよう構成される。
【０００６】
前記少なくとも１つの嵌合穴は前記端壁内に形成することができる。前記エンドキャップはさらに前記少なくとも１つの嵌合穴内それぞれに伸縮部材を備えることができる。前記少なくとも１つの嵌合穴それぞれは、前記少なくとも１つの嵌合穴に前記回路基板を導くように形成された少なくとも１つの傾斜端を備えることができる。
【０００７】
前記エンドキャップはさらに、前記少なくとも１つの嵌合穴が形成される調整部を備え、前記調整部は前記端壁により支持される。前記調整部は伸縮性材料とすることができる。前記少なくとも１つの嵌合穴それぞれは、前記少なくとも１つの嵌合穴に、前記回路基板を導くよう形成された少なくとも１つの傾斜端を備えることができる。
【０００８】
前記少なくとも１つの嵌合穴それぞれは、前記端壁の内部面から延びる少なくとも２つの壁部により画定することができる。前記少なくとも１つの嵌合穴それぞれは前記回路基板を導くよう形成された少なくとも１つの傾斜端を備えることができる。前記エンドキャップはさらに前記少なくとも１つの嵌合穴内それぞれに伸縮部材を備えることができる。
【０００９】
前記少なくとも１つのピンコネクタは、前記ピンコネクタの２つの間を延伸する前記少なくとも１つの嵌合穴を有する２つのピンコネクタであってもよい。
【００１０】
また本明細書では、発光管固定具に固定される従来の発光管に代わるＬＥＤ発光管の実施形態を開示する。本明細書に開示の一実施形態では、ＬＥＤ発光管は２つの開口端を備える細長いハウジングと、前記２つの開口端の間で前記細長いハウジングを介して延びる回路基板と、前記回路基板の表面に実装された複数のＬＥＤと２つのエンドキャップを備える。各エンドキャップは前記ハウジングの開口端に固定される。各エンドキャップは、端壁と少なくとも１つのピンコネクタを備える。前記少なくとも１つのエンドキャップは前記端壁により支持され、前記回路基板の端部を受容するように構成される少なくとも１つの嵌合穴を備え、前記エンドキャップは前記回路基板に圧力を付与し、前記回路基板を固定させクッションを付すよう構成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、製造公差と熱膨張を考慮しつつ回路基板を管内中央に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本明細書の記載は添付図面を引用する。いくつかの図面では同様の参照番号が同様の部位に付される。
【図１】本明細書に記載のＬＥＤ発光管の一実施形態の斜視図である。
【００１３】
【図２】本明細書に記載のＬＥＤ発光管の一部に取り付けられた回路基板の一実施形態の拡大断面図である。
【００１４】
【図３】図２の線３による断面図である。
【００１５】
【図４】本明細書に記載の調整部の斜視図である。
【００１６】
【図５】本明細書に記載のＬＥＤ発光管の一部に取り付けられた回路基板の別の実施形態の拡大断面図である。
【００１７】
【図６】本明細書に記載のＬＥＤ発光管の一部に取り付けられた回路基板の別の実施形態の拡大断面図である。
【００１８】
【図７】本明細書に記載のＬＥＤ発光管の一部に取り付けられた回路基板の別の実施形態の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は本明細書に記載の実施形態によるＬＥＤ発光管１０を示す。発光管１０は、例えば、これまで蛍光灯の光学システムで使用されてきた既存の蛍光灯固定具１１に使用することができる。固定具１１は信号源と照明モジュール１０の間に接続できる安定器（図示せず）を含むことができる。
【００２０】
発光管１０はハウジング１２と、ハウジング１２内部に備えられる回路基板１４と、回路基板１４に取り付けられた複数のＬＥＤ１８と、ハウジング１２の両端に取り付けられた一対のエンドキャップ２０とを備える。発光管１０はさらに電気部品や熱放散を促す一以上の複数の高度な熱伝導構造等、他の構成要素を備えることができる。本明細書に記載の照明は例として提示されており、限定されるものではない。本明細書に記載のハウジングの実施形態は、本明細書に記載内容に該当する分野における通常の知識を有する者に周知のいずれの内部照明部品にも適用できる。
【００２１】
ハウジング１２は本明細書に記載のいかなる実施形態においても、ポリカーボネート、アクリル、ガラスまたは別の透光性物質によって作ることができる。（すなわちハウジング１２は透明、または半透明とすることができる）例えば、半透明のハウジングは、ポリカーボネートに散在する光屈折性粒子を有するポリカーボネート等の混合物から作ることができる。図示するハウジング１２は円筒形であるが、四角形、三角形、多角形またはその他の断面図形状を有するものも適用することができる。さらに図示の通り、ハウジングは単一の部品である必要はない。代わりに、別の例では、必ずしも全ての部品が透光性を備えなくてもよいが、複数の個別の部品を取り付けることでハウジングを形成できる。例えば、モジュール用ハウジング１２は、不透明な下位部や、ＬＥＤ１８を覆う下位部に取り付けられるレンズまたは他の透明カバー等、複数の個別の部品を取り付けることで形成できる。ハウジング１２は粗面処理や光拡散フィルムを適用すること等により光の拡散性または屈折性を備えるよう製造することができる。一般的な蛍光灯固定具と係合するために、典型的な単一のハウジングの長さはおおよそ４８インチであり、その直径は０．６２５インチ、１．０インチまたは１．５インチである。
【００２２】
ＬＥＤ１８は少なくとも１つのＬＥＤ、複数の直列または並列接続されたＬＥＤ、またはＬＥＤアレイを含むことができる。少なくとも１つのＬＥＤアレイは複数のＬＥＤアレイを含むことができる。ＬＥＤ１８にはいかなる種類のＬＥＤを使用してもよい。例として、高輝度半導体ＬＥＤ、有機発光ダイオード(ＯＬＥＤ)、電流に反応して光を生成する半導体ダイ、発光ポリマー、ＥＬストリップ等が挙げられる。ＬＥＤ１８は日亜化学工業株式会社の製品である表面実装型デバイスとすることもできる。ＬＥＤ１８は、はんだ、スナップ式接続、または他の方法によって、回路基板１４に実装することができる。ＬＥＤ１８は白色光を発することができる。しかしながら、白色光ＬＥＤ１８の代わりに、青色光、紫外線、または他の波長の光を発するＬＥＤを使用することもできる。ＬＥＤのみを含むモジュールについて、実施形態において説明するが、照明モジュールの他の実施形態は、必ずしもＬＥＤのみに限定しなくともよい。例えば照明モジュールの他の実施形態では蛍光灯とＬＥＤとを組み合わせたものを含んでいてもよい。
【００２３】
発光管１０に含まれるＬＥＤ１８の個数は、発光管１０の所望の電力とＬＥＤ１８の電力との関数となりうる。４８インチの発光管であれば、ＬＥＤ１８の個数は約５個から４００個にまで変えることができ、発光管１０の出力は約５００ルーメンから３，０００ルーメンとなる。しかし、ＬＥＤ１８の個数は異なっていても良く、その場合発光管１０の出力量を異なる値とすることができる。ＬＥＤ１８は回路基板１４に沿って等間隔に配置することができ、ＬＥＤ１８の間隔は、例えば、各ＬＥＤ１８の配光及びＬＥＤ１８の個数によって決定することができる。
【００２４】
回路基板１４は、図示の例に限定されない。回路基板１４はＬＥＤ実装面及び、その反対側に主の熱伝導面を備えることができる。回路基板１４は回路基板に沿って光の通過を可能とする開口部のあるＬＥＤ実装面を備えてもよい。回路基板１４は一個体であるか、もしくは電気ブリッジコネクタによって長手方向で結合してもよい。回路基板１４とハウジング１２は、高い熱伝導性を持つ粘着剤転写テープを利用して回路基板１４をハウジング１２に取り付けることで熱伝導関係にすることができる。回路基板１４は好ましくは「プリンティング」と呼ばれる処理によって金属化された導体パターンが形成され、エンドキャップ２０上のコネクタからＬＥＤ１８へ、及びＬＥＤ１８間で電流が流れうるものが望ましい。絶縁基板が一般的であり、他の回路基板等、例えば、メタルコア回路基板も代替的に使用できる。
【００２５】
回路基板の公差や、製造上の発光管の長さのばらつき、熱膨張を許容しつつ、回路基板１４は通常ハウジング１２内において長手方向に中央へ配置される。そのような長さのばらつきや熱膨張を許容するため、エンドキャップ２０と回路基板１４との間にスペースを設けることができる。回路基板１４は輸送時や設置時にスペース内を移動するかもしれない。あるいは、もし取扱いを誤って過大な負荷が回路基板１４へかかった場合は、回路基板１４間および他の部品から分離される。回路基板１４はその長さに沿ってハウジング１２またはエンドキャップ２０に接着もしくは固定され、滑りを防止することができる。しかしこれには製造上、時間とコストがかかる。
【００２６】
図２及び図３は本明細書に開示のＬＥＤ発光管の回路基板取付台の一実施形態を示す。図１に示すように、エンドキャップ２０はハウジング１２の各端部に嵌合される。図２は第１の実施形態におけるエンドキャップ２０の拡大図である。エンドキャップ２０は端壁２２とその内部面２４を備える。エンドキャップ２０はネジまたは他金属部品、クリップ、摩擦、接着剤等によってハウジング１２に固定することができる。内部面２４から端壁２２にかけて延びるのは、内部面２４の直径に沿って離間した３つの嵌合穴２６である。端壁２２は、外壁２７を維持しつつ、嵌合穴２６を画定するのに十分な厚みを有する。３つの嵌合穴が図示されているが、嵌合穴の数については限定されない。例えば、図５は単一の嵌合穴２６を備えるエンドキャップ２０を図示し、回路基板１４の末端を受容している。図２に示すように、各嵌合穴２６はその穴内に伸縮部材２８を備える。伸縮部材２８は嵌合穴２６よりも短く、回路基板１４を受容可能な空洞３０を備える。図２に示すように、回路基板１４を、３つの嵌合穴２６の内、中央の嵌合穴へ位置することで実質的にハウジング１２内の中央へ取り付けることができる。
【００２７】
図２の実施形態において、各エンドキャップは伸縮部材２８を有する嵌合穴２６を備えるように形成される。エンドキャップ２０は、ハウジング１２の長手軸に平行な方向に伸縮部材２８を加圧するように、ハウジング１２へ固定することができる。回路基板１４へより大きな力が加わることで回路基板１４の安定が維持され、かつ回路基板１４に接するコネクタの適切な嵌め合いが維持される。伸縮部材２８はまた、発光管１０に付与される端部荷重に対するパッドの機能を果たす。
【００２８】
嵌合穴２６を画定するために必要な厚みを有する端壁２２の代わりに、嵌合穴２６を画定する厚みのある端壁２２を複製する調整部２９をエンドキャップ２０へ挿入することができる。図４に調整部２９を示す。調整部２９はエンドキャップへ摩擦嵌合されるか、例えば、接着剤で固定することができる。調整部は各嵌合穴２６中の伸縮部材２８を不要とするように、伸縮性の材料により作ることができる。調整部２９自体はあらかじめ加圧することができ、伸縮部材２８のパッドとしての機能を果たすことができる。調整部２９は適切な材料であればその種類は限定されない。図示の通り、ゴム、ポリクロロプレン及び他の伸縮性ポリマー等の材料を用いることができるがこれに限定されない。
【００２９】
図３は図２に記載の線３に沿った断面図である。図３に示す通り、嵌合穴２６は傾斜端４０を備えることができる。傾斜端４０によって回路基板１４の嵌合穴２６への取付が容易となる。図３に示す通り、嵌合穴の両側端が面取されている。しかし全く面取されていないか、もしくは片側のみ面取されることも考えられる。また嵌合穴の３つもしくは４つ全ての端を面取りすることも考えられる。調整部２９内の嵌合穴２６も上述のような傾斜端を備えることができる。
【００３０】
図３にはエンドキャップ２０のピン３２を示す。図示するにあたり、嵌合穴２６はピン３２の間に長手に配置されている。嵌合穴２６はピン３２に対し異なった配置関係となることが考えられる。図示する２つのピン３２は図によって例示されているが、これに限定されない。２つのピン３２の片方を電気的に接続しない「ダミーピン」とすることもできる。あるいは、図示のような対をなすピン３２の代わりに、発光管固定具１１の種類に応じて他の種類の電気コネクタをエンドキャップ２０からハウジング１２内にまで延ばすことができる。例えば、２つのピン３２の代わりに、単一ピン固定具に合わせて単一ピンを用いることができる。あるいは、両方のピン３２を電気的に接続しない「ダミーピン」とすることができるので、発光管固定具１１に通電する別の端部モジュールを備えるようなモジュールを使用する必要がある。調整部２９はピン３２に合わせて貫通孔３１も備えることになる。
【００３１】
図６は、エンドキャップ２００の別の実施形態を示す。本実施形態において、エンドキャップ２００は内部面２４０を有する端壁２２０を備える。内部面２４０から延びるのは壁部２５０であり、嵌合穴２６０を画定する。図６に図示の通り、６つの壁部２５０が３つの嵌合穴２６０を画定している。３つの嵌合穴２６０が図示されているが、いくつの嵌合穴２６０を形成することもできる。各嵌合穴２６０は側部の開口する２つの壁部２５０により形成することができるか、または嵌合穴２６０の側部は壁部と垂直となる、さらなる壁部で閉じることができる。嵌合穴２６０は上述の通り伸縮部材２８０に嵌合される。壁部２５０の端部２９０は上述の通り面取りすることができる。
【００３２】
図７は、中央の穴以外の嵌合穴２６の使用例を示す。図５に図示される回路基板１４が外側の嵌合穴２６内に受容されており、ハウジング１２内に電力変換器３６およびその他の電気回路の為のスペースがより広く取られている。電力変換器３６は発光管固定具を介して受け取る電力をＬＥＤ１８により使用可能かつ適する電力に変換することができる。電力変換器３６は一以上の電力突入防止回路、サージ抑制回路、ノイズフィルタ回路、整流回路、主フィルタ回路、電流調整回路及び分流電圧調整回路を含むことができる。電流調整回路はＬＥＤ１８に接続することができる。電力変換器３６は電源からの広範囲な電流及び/または電圧を受けるよう適切に設計することができる。
【００３３】
発光管１０は、伸縮部材２８と一以上の嵌合穴２６を備えるエンドキャップ２０をハウジング１２の両端に備えるように構成することができる。回路基板１４は、各端部である程度のパッド機能を有しつつ、嵌合穴２６の伸縮部材２８間で安定して保持される。発光管１０が、伸縮部材２８を備える一以上の嵌合穴２６を有するエンドキャップ２０をハウジング１２の一端に備える一方、ハウジング１２の他端に従来のエンドキャップを用いることも考えられる。従来のエンドキャップは、回路基板１４が静止する硬い停止部を提供することができる。伸縮部材２８と嵌合穴２６とを備えるエンドキャップ２０はパッド機能及び柔軟性を有し、熱膨張に耐えることができる。
【００３４】
伸縮部材２８は適切な材料であればその種類は問わない。図示の通り、ゴム、ポリクロロプレン、伸縮性ポリマー等を利用することができるがこれに限定されない。
【００３５】
本発明では特定の実施形態に関連した記述がなされているが、本発明は開示の実施形態に限定されず、むしろ添付された特許請求の範囲の趣旨または意図において様々な修正及び等価の構成を含み、その意図には法の下において最大限の解釈が与えられ、全ての修正及び等価の構成を含むことができることを理解されたい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明によれば、製造公差と熱膨張を考慮しつつ回路基板を管内中央に配置することができる。
【図１】
2013531350.tif 000003
【図２】
2013531350.tif 000004
【図３】
2013531350.tif 000005
【図４】
2013531350.tif 000006
【図５】
2013531350.tif 000007
【図６】
2013531350.tif 000008
【図７】
2013531350.tif 000009
【国際調査報告】
2013531350.tif 000010
2013531350.tif 000011