(57)【要約】【課題】自動車等のスイッチ部の表示用や装飾用ランプに使用されている白熱電球をＬＥＤによる照明方式に変更しても、実装基板の変更や交換作業をともなうことなく光源と基板とのユニットのみの交換で済むとともに、簡単な構成で安価にＬＥＤ方式への切り替えを可能とする光源ユニット、及び照明装置を提供する。【解決手段】光源部を収納する空洞を形成したレンズ一体型あるいは光源部を載置した樹脂成形体からなるソケット３と、ソケット下部の外方への突出鍔部９に形成したガイド凹溝10と、ガイド凹溝からソケット内に嵌入固定される矩形板状の光源基板２と、この光源基板の表面に実装された光源部であるＬＥＤ５及び光源基板の表面あるいは裏面に実装した保護抵抗６とから光源ユニット１を形成し、光源ユニットを配線基板17の所定位置に設置した際には光源基板の上面に突設した素子側電極16が配線基板の裏面に設けた供電側電極18に接触するようにする。【選択図】図７
2007165559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソケットに嵌着して一体化させる光源基板に、発光ダイオードとそれ以外の部品を実装したことを特徴とする光源ユニット。
【請求項２】
光源基板には、発光ダイオードと少なくとも保護抵抗とを一体に実装したことを特徴とする請求項１記載の光源ユニット。
【請求項３】
光源基板は、矩形板状にしてソケットの側面に設けた開口からソケット内に嵌入して固定するものであり、光源基板上には発光ダイオードを実装するとともに発光ダイオード以外の部品を光源基板の表面あるいは裏面に実装したことを特徴とする請求項１または２記載の光源ユニット。
【請求項４】
ソケットの下部に形成した外方への突出鍔部に凹溝を設け、この凹溝及び凹溝に連通してソケット内外を貫通する開口に光源基板を嵌挿して固定したことを特徴とする請求項１または２記載の光源ユニット。
【請求項５】
ソケットの裏面に光源ユニットを配線基板に固着するための工具係合用の凹部を形成したことを特徴とする請求項１または２記載の光源ユニット。
【請求項６】
光源部を収納する空洞を形成したレンズ一体型あるいは光源部を載置して一体化した樹脂成形体からなるソケットと、このソケットの下部に外方に突出して設けた鍔部の上面に形成したガイド凹溝と、このガイド凹溝からソケット内に嵌入して固定される矩形板状の光源基板と、この光源基板の表面に実装された光源部である発光ダイオード及び光源基板の表面あるいは裏面に実装した発光ダイオード以外の部品とから光源ユニットを形成し、光源ユニットを配線基板の所定位置に設置した際には光源基板の上面端部に突設した素子側電極が配線基板の裏面に設けた供電側電極に接触するようにした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（ＬＥＤ）を実装した光源基板をソケットに固着した光源ユニット、及びこの光源ユニットで形成した照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体特性を利用した光源である発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という。）の技術改良は著しく、１９９３年に青色ＬＥＤが実用化され、１９９５年には緑色ＬＥＤが実用化されて光の３原色が出揃ったことで１９９６年には白色ＬＥＤが実用化され、高輝度化や発光色の多色化ととともに携帯機器等の照明用途への展開が多くなっている。これに伴い、家電製品や車のスイッチ部、あるいは信号等の表示用ランプや装飾用ランプについても、これまで主に使用されてきた白熱電球に対して、消費電力が少ないとともに寿命が長く、小型化、薄型化が可能なＬＥＤへの変換が進んでいる。
【０００３】
一方、ＬＥＤランプを基板に装着した発光体を本体側に装着するには、従来より種々の構成が実施されており、近年では、図14に示すように、発光体（51）を配線基板（67）の装着部（70）に対して着脱自在に設けるとともに、発光体（51）は、ＬＥＤ素子（55）が実装される基板（52）と、ＬＥＤ素子に接続される素子側電極（66）と、ＬＥＤ素子（55）を被覆する透光性部材（53）とを備え、装着部（70）に発光体（51）が装着されたときには素子側電極（66）が本体側電極（68）に電気的に接続するように構成し、故障の場合には、発光体（51）のみの交換を可能にして配線基板（67）全体の交換をなくすようにし、故障時の修理を低コストでおこなうとともに修理時間を短くした電子機器が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
上記特許文献１に記載されている発光体（51）の構成は、ＬＥＤ素子（55）が実装された矩形状の基板（52）の上面に、ＬＥＤ素子（55）を被覆するドーム型の樹脂からなる透光性部材（53）を載置したものであって、透光性部材（53）と基板（52）との固着構成については触れられていない。
【特許文献１】特開２００４−２６６１６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記に照らして、例えば、現状の自動車等におけるスイッチ部の照明装置の構成を考えた場合、通常、従来の白熱電球からＬＥＤによる照明方式に変更した際には、電球とＬＥＤ発光体の取着構成が相違し互換性がないことから、光源の装着部である配線基板（67）側の形状をも変更する必要があり、多様な基板成形型を個々に対応して変更するためには製造設備を含めて多大なコストアップをともなう問題がある。
【０００６】
また、光源回路におけるＬＥＤの保護回路であり、電源部からの電圧を低減するためにＬＥＤに直列接続される抵抗は、本体側の配線基板（67）等に配設されており、その抵抗値はＬＥＤの規格に沿って設けられていることから、ＬＥＤを実装した光源基板（52）をより容量の大きなタイプ等に取り替えた場合は、前記抵抗をも取り替える必要を生じ、配線基板の変更とともに、修理交換作業が煩雑になっていた。
【０００７】
本発明は上記点を考慮してなされたもので、家電製品や自動車のスイッチ部等の表示用ランプや装飾用ランプに使用されている白熱電球をＬＥＤによる照明方式に変更しても、実装基板の変更や交換作業をともなうことなく光源と基板とのユニットのみの交換で済むとともに、簡単な構成で安価にＬＥＤ方式への切り替えを可能とする光源ユニット、及び照明装置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】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１記載の光源ユニットは、ソケットに嵌着して一体化させる光源基板に、発光ダイオードとそれ以外の部品を実装したことを特徴とするものであり、また、請求項６記載の照明装置は、光源部を収納する空洞を形成したレンズ一体型あるいは光源部を載置して一体化した樹脂成形体からなるソケットと、このソケットの下部に外方に突出して設けた鍔部の上面に形成したガイド凹溝と、このガイド凹溝からソケット内に嵌入して固定される矩形板状の光源基板と、この光源基板の表面に実装された光源部である発光ダイオード及び光源基板の表面あるいは裏面に実装した発光ダイオード以外の部品とから光源ユニットを形成し、光源ユニットを配線基板の所定位置に設置した際には光源基板の上面端部に突設した素子側電極が配線基板の裏面に設けた供電側電極に接触するようにしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の光源ユニットによれば、ＬＥＤの仕様変更や故障等でこれを交換するような場合には、ＬＥＤとともにＬＥＤの規格に沿った保護抵抗等それ以外の部品が一体に実装された光源基板部のみを交換すればよく、修理交換等の作業時間を短縮できるとともに簡単な構成であることから光源ユニットも容易に製造することができる。また、光源ユニットとしてＬＥＤと抵抗等が一体化されているため、配線基板等本体側の成型品の大幅な型変更をおこなう必要がなく、従来型を継続して使用できるため、光源の白熱電球からＬＥＤによる照明方式への変更やＬＥＤ容量を増大する際等にも大幅なコストアップを伴わないで安価に移行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面に基づき本発明の１実施形態について説明する。図１に拡大斜視図を示す光源ユニット（１）は、光源基板（２）とこれを嵌着したソケット（３）とからなり、光源基板（２）は、図２に全体形状を示すように、矩形の樹脂製板状体で形成されて、その上面側に２個のＬＥＤ（５）（５）と供電側からの電圧を低減してＬＥＤ（５）を保護するように接続される抵抗（６）とを実装している。
【００１１】
ソケット（３）は、図３に単体構成の斜視図、図４にその正面図を示すように、前記光源基板（２）を保持し、内部は前記ＬＥＤ（５）や保護抵抗（６）の光源部を収納する空洞を設けた円筒部（７）と、上方に半球状のレンズ部（８）を形成して閉塞した無色透明の透光性樹脂成形体からなるレンズ一体型に構成されている。そして、下方部には外方に突出する鍔部（９）を設け、この鍔部（９）の上面には前記光源基板（２）を装着するためのガイド凹溝（10）を形成している。
【００１２】
このガイド凹溝（10）の幅と深さ寸法は、光源基板（２）の幅と厚み寸法に合わせており、光源基板（２）を図３の矢印の方向からガイド凹溝（10）に嵌入し、前記円筒部（７）の側面を貫通して対向側に延出させた場合には、光源ユニット（１）を上方からみた図５に示すように、その長手寸法が前記鍔部（９）の両端縁と合致して外部にはみだすことなくガイド凹溝（10）部に嵌着され、ＬＥＤ（５）部分を円筒部（７）内に位置するように保持することで光源ユニット（１）として一体化される。なお、前記ＬＥＤ（５）とは、ＬＥＤチップ及びＬＥＤチップを封止樹脂やケースで被覆したＬＥＤパッケージを含むものであり、本発明においては搭載されるＬＥＤの形態は問わない。
【００１３】
このとき、ソケットのガイド凹溝（10）の挿入側の後端に設けた凸部（11）と光源基板（２）の挿入先端部に設けた凹部（12）とを挿入の最終段階で係合させるようにすれば、より確実に光源基板（２）を所定の位置に位置決めすることができるものであり、逆に、前記係合を解除して弾性嵌合力に抗して引き抜けば、ソケット（３）から光源基板（２）を取り外すことは容易である。
【００１４】
なお、前記ガイド凹溝（10）の上部には、光源基板（２）を嵌挿した際に実装されて上面に突出するＬＥＤ（５）や保護抵抗（６）等が接触しないように開口（13）を設けており、また、前記円筒部（７）周縁の円周上に対向する２箇所には、外方へ部分的に突出し、回動により詳細を後述する配線基板（２）側の係合部と係合して光源ユニット（１）を嵌着する係合凸部（15）を突設している。
【００１５】
しかして、前記光源基板（２）の長手方向の両端部における上面には、ＬＥＤ（５）や保護抵抗（６）に接続した素子側の電極（16）を突設させている。この電極（16）は、前述のようにソケットのガイド凹溝（10）内に光源基板（２）を嵌挿した際には、鍔部（９）の上面と同一面となる光源基板（２）の上面よりわずかに突出するように設けられているものであり、光源ユニット（１）を供電側基板である配線基板（17）に装着したときには、電源側の電極（18）と接触してＬＥＤ（５）側に電力を供給するようにしている。
【００１６】
以下、光源ユニット（１）を供電側の配線基板（17）に装着する構成について説明する。光源ユニット（１）の上面図である図５からも明確なように、光源基板（２）はソケット（３）のガイド凹溝（９）に嵌着され、その素子側電極（16）は鍔部（９）の端部近傍に位置しており、配線基板（17）を裏面側からみた斜視図である図６から理解されるように、配線基板（17）における光源ユニット（１）の装着部には、嵌合孔（20）が穿設されている。
【００１７】
この嵌合孔（20）は光源ユニットのソケット（３）の円筒部（７）が嵌入する丸孔（21）と、この丸孔（21）の周縁の対向する２箇所に前記円筒部（７）周縁に突設した係合凸部（15）に対応して係合凸部（15）が対向面側へ通過できる係合凹部（22）を切欠き形成しており、前記嵌合孔（20）の裏面側の２つの係合凹部（22）間には、丸孔（21）の周縁に沿う所定幅に亙って供電側の電極（18）が設けられている。
【００１８】
光源ユニット（１）を配線基板（17）に装着する場合には、図６の矢印で示すように、２点鎖線で示す光源ユニット（１）のソケット（７）の先端を、配線基板（17）の裏面側からその嵌合孔（20）内に係合凸部（15）と嵌合孔の係合凹部（22）とを合致させ、ソケットの鍔部（９）を配線基板（17）の裏面に当接するまで挿入させる。そして、前記係合凸部（15）が配線基板（17）の表面上に抜け出た状態で、鍔部（９）の裏面に形成した凹溝（９ａ）を利用し、マイナスドライバー等の工具によって光源ユニット（１）を配線基板（１７）面に沿って回動させるものである。
【００１９】
この回動により、係合凹部（22）を介して配線基板（17）の表面側に抜け出ている係合凸部（15）は、凸部に形成した傾斜面（19）をガイドにして係合凹部（22）を離間して丸孔（21）周縁に係合することとなり、回動部終端に設けたストッパ（23）が係合凹部（22）の端縁に当接することで配線基板（17）への光源ユニット（１）の装着作業は終了し、上記作用によって、図７に示すように、光源ユニット（１）は配線基板（17）部に強固に固着される。
【００２０】
このとき、光源ユニットの光源基板（２）上の素子側電極（16）は、回動によって配線基板裏面の供電側電極（18）の設置ゾーン内に位置することになり、双方の電極（16）と（18）は、２点鎖線で示す配線基板（17）と光源基板（２）のそれぞれ基準面から突出していることから、前記装着が完了した段階では、確実に電気接続させることができるものであって、光源ユニット（１）を配線基板（17）に嵌着させる前述の動作によって、自動的に電極（16）（18）同士を電気接続させることができる。
【００２１】
上記電気接続によって、図８に示すように、ＬＥＤ（５）には保護抵抗（６）を介して供電側の電力が供給され点灯するものであるが、光源基板（２）には、前記ＬＥＤ（５）と抵抗（６）とが同一面上に実装されていることから、使用するＬＥＤの規格に沿った値の抵抗（６）を同一基板に実装して単一部品化することができ、また、抵抗を供電側の配線基板部等に実装することで修理交換箇所が増加し、また修理作業が煩雑になったり、型変更のためのコストが大きくなることを極力防止することができる。
【００２２】
さらに、上記構成によれば、従来、光源として白熱電球を使用していた際における配線基板上の電球保持部を前記嵌合孔（20）としてそのまま流用することができたり、あるいはわずかの構造変更のみで光源ユニット（１）の装着部を形成することができるものであり、新たに光源を白熱電球からＬＥＤによる照明方式に変更したり、使用しているＬＥＤの容量を増大するに際しても、光源部のみの変更でよく、供電側の配線基板構成を大幅に変更せずともよいことから実質的に互換性を有することになり、多様な配線基板を製造するための各仕様毎の成形型を大幅に変更した場合のコストアップを招くことがなく、大きな経済的効果を得ることができる。
【００２３】
なお、前記実施例における光源ユニット（１）のソケット（３）は、その上部のレンズ部を半球状に形成したが、これに限らず、特に図示しないが、ソケット頂部をＶ字状に凹陥させ、下方からのＬＥＤの光線をＶ字状部の下端で屈折させることで光の方向性を変えたり、あるいは、ソケット（３）上面の半球状部を切欠して平坦形状にしたり、逆に尖らせるなどその他の形状に成形するようにしてもよいことは言うまでもなく、また、ソケット（３）の上方部を梨子地形状に成形して光を拡散するようにしてもよいものである。
【００２４】
そしてまた、前記ＬＥＤ（５）は極性を有することから、前記ソケット（３）のガイド凹溝（10）へ取り付ける際の挿入方向については注意する必要があるが、図５に示すように、一方のガイド凹溝（10）側は平滑に面取り（９ｂ）して、光源基板（２）のプラス側を表すようにしたり、光源基板（２）とガイド凹溝（１０）との係合形状をフールプルーフ構造にして逆向きには取り付かないようにすることは可能であり、電気回路としても、図９に示すように、保護抵抗（６）とＬＥＤ（５）との間にダイオードブリッジ（２５）を接続すれば、極性を考慮せずに取り付けることができる。
【００２５】
上記回路については、図10に示すように、保護抵抗（６）をＬＥＤ（５）の後段に接続させるようにしてもよく、また、図11に示すように、極性を反対にしたＬＥＤ（５）（５′）とを回路中に並列接続するようにしても極性を考慮せずに取り付けることができる。
【００２６】
さらに、ＬＥＤ（５）は発熱することから、上記実施例のようにＬＥＤやその他の部品を光源基板の表面上に実装する構成に限らず、ＬＥＤを光源基板（２）の表面に実装するとともにＬＥＤ以外の保護抵抗（６）等の部品は光源基板の裏面に実装する、いわゆる両面実装で光源基板を形成するようにしてもよい。このように構成すれば、ＬＥＤの発生熱が他の部品に悪影響を与えることを防ぐことができる。
【００２７】
次に本発明の光源ユニットの第２の実施形態について説明する。前記実施例については、ソケット（３）を光源部を収納する空洞を形成したレンズ部一体型とし、光源基板（２）の表面にＬＥＤ（５）を実装する形態について説明したが、本実施形態においては、光源ユニット（31）の分解図であって前記実施例と同一部分に同一符号を附した図12、及びその組立図である図13に示すように、ＬＥＤ（35）を、発光素子部を透明なエポキシ樹脂等でモールドした砲弾型ＬＥＤで形成する。なお、ＬＥＤ（35）形状については、前記実施形態におけるソケット（３）の頭部形状と同様に、種々の形態を採用できることは言うまでもない。
【００２８】
そして、ソケット（33）は、例えば茶色に着色した合成樹脂成形体として、光源基板（31）を嵌入し固定する前記実施例同様の鍔部（39）上にガイド凹溝（40）を設け、上部はＬＥＤ（35）を載置して固着するように平坦部（37）としてＬＥＤ（35）の端子ピン（35ａ）（35ａ）を挿通する挿通孔（33ａ）（33ａ）を設けている。
【００２９】
ソケット（33）のガイド凹溝（40）には、前記実施例同様に矩形板状の光源基板（32）を嵌入して固定するものであり、光源基板（32）の表面には保護抵抗（36）を設置するとともに、両端部に設けた素子側電極（46）（46）から延設した前記ＬＥＤ（35）の端子ピン（35ａ）（35ａ）と係合する係合孔（46ａ）（46ａ）を設けている。
【００３０】
しかして、光源ユニット（31）を形成する場合は、まずソケット（33）のガイド凹溝（40）に光源基板（32）を矢印の方向から嵌入して固着し、次いでＬＥＤ（35）の端子ピン（35ａ）をソケット（33）の挿通孔（33ａ）に挿通させるとともに、その下方平坦面をソケット（33）上部の平坦面（37）に合致させ、前記ソケット（33）を貫通した端子ピン（）を光源基板（32）の係合孔（46ａ）に接触させた状態でハンダ付けし電気接続することで完了する。
【００３１】
このように形成された光源ユニット（31）は、図示しない配線基板に前記実施例と同様の手順で取り付けられるものであり、光源配線基板の所定位置に設置した際には、光源基板（32）の上面端部に突設している素子側電極（46）が配線基板の裏面に設けた供電側電極（18）の接点に接触し、通電された場合にはＬＥＤ（35）は点灯するとともに、使用変更や故障等でこれを交換するような場合には、ＬＥＤ（35）とともにＬＥＤの規格に沿った保護抵抗（36）等の部品が一体に実装された光源基板（32）部のみを交換すればよく、修理交換等の作業時間を短縮できるとともに簡単な構成であることから光源ユニット（31）も容易に製造することができる。また、上記第２の実施形態の光源ユニット（31）によれば、ソケット（33）を着色することが可能となるため、透明体からなるレンズ部一体型のソケット（３）に比して、裏面からの光洩れを防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、ＬＥＤを実装した光源基板をソケットに固着した光源ユニット、及び照明装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の１実施形態を示す光源ユニットの斜視図である。
【図２】図１における光源基板を示す斜視図である。
【図３】図１におけるソケットを示す斜視図である。
【図４】図３の正面図である。
【図５】図１に示す光源ユニットの上面図である。
【図６】図１の光源ユニットの配線基板への取り付け状態を示す斜視図である。
【図７】図６による光源ユニットと配線基板との結合状態を示す正面図である。
【図８】図１における光源ユニットの電気回路図である。
【図９】図８の他の例を示す電気回路図である。
【図１０】図９の変形例を示す電気回路図である。
【図１１】図８のさらに他の例を示す電気回路図である。
【図１２】本発明の光源ユニットの他の実施形態を示す分解斜視図である。
【図１３】図12の光源ユニットの組立状態を示す斜視図である。
【図１４】本発明の従来例を示す発光体を備えた電子機器の斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１、31  光源ユニット      ２、32  光源基板        ３、33  ソケット
５、35  発光ダイオード（ＬＥＤ）                  ６、36  保護抵抗
７  円筒部                ８  レンズ部            ９、39  鍔部
９ａ  凹溝                ９ｂ  面取り            10、40  ガイド凹溝
11  凸部                  12  凹部                13  開口
15  係合凸部              16、46  素子側電極      17  配線基板
18  供電側電極            19  傾斜面              20  嵌合孔
21  丸孔                  22  係合凹部            23  ストッパ
25  ダイオードブリッジ    33ａ  挿通孔            35ａ  端子ピン
46ａ  係合孔
【図１】
2007165559.tif 000003
【図２】
2007165559.tif 000004
【図３】
2007165559.tif 000005
【図４】
2007165559.tif 000006
【図５】
2007165559.tif 000007
【図６】
2007165559.tif 000008
【図７】
2007165559.tif 000009
【図８】
2007165559.tif 000010
【図９】
2007165559.tif 000011
【図１０】
2007165559.tif 000012
【図１１】
2007165559.tif 000013
【図１２】
2007165559.tif 000014
【図１３】
2007165559.tif 000015
【図１４】
2007165559.tif 000016