(57)【要約】【課題】フィラメント電球との互換性を維持しつつ、金属基板の実装面積を拡大してＬＥＤと電子部品の片面実装を実現するとともに、光の照射範囲を広げることができるＬＥＤバルブを提供すること。【解決手段】ハウジング２とこれを覆うカバー３によって形成される空間内に、ＬＥＤ５とチップ抵抗６及びダイオード７等の電子部品を実装した基板４を収容し、前記ＬＥＤ５からの光を前記カバー３の開口部３ｂから外部へと出射させることによって点灯するＬＥＤバルブ１において、前記基板４をアルミ基板（金属基板）としてこれを折り曲げ、その折り曲げ部４Ａに前記ＬＥＤ５を実装し、前記カバー３の前記ＬＥＤ５に対向する部位にリフレクタ３Ｃを形成する。又、ＬＥＤ５とチップ抵抗６及びダイオード７等の電子部品をアルミ基板４の片面に実装する。【選択図】図１
2017073197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングとこれを覆うカバーによって形成される空間内に、ＬＥＤと電子部品を実装した基板を収容し、前記ＬＥＤからの光を前記カバーの開口部から外部へと出射させることによって点灯するＬＥＤバルブにおいて、
前記基板を金属基板としてこれを折り曲げ、その折り曲げ部に前記ＬＥＤを実装し、前記カバーの前記ＬＥＤに対向する部位にリフレクタを形成したことを特徴とするＬＥＤバルブ。
【請求項２】
前記金属基板の両端部を同方向にそれぞれ直角に折り曲げ、両折り曲げ部の内面に前記ＬＥＤを相対向させて実装したことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤバルブ。
【請求項３】
前記ＬＥＤと前記電子部品を前記金属基板の片面に実装したことを特徴とする請求項１又は２記載のＬＥＤバルブ。
【請求項４】
前記ハウジングと前記カバーによって形成される空間内にヒートシンクを収容し、該ヒートシンクに前記基板を密着させたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のＬＥＤバルブ。
【請求項５】
前記ヒートシンクの複数の放熱フィンを、前記ハウジングに形成されたスリットから外部に露出させたことを特徴とする請求項４記載のＬＥＤバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源にＬＥＤ（発光ダイオード）を使用するＬＥＤバルブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両の車室内を照明するルームランプ（室内灯）には、従来からフィラメント電球が専ら用いられてきたが、近年、発光効率が高くて長寿命、且つ、省電力である等の利点を有するＬＥＤを使用したＬＥＤバルブが普及しつつある（例えば、特許文献１参照）。
ここで、従来のＬＥＤバルブの一例を図６に示す。
【０００３】
即ち、図６は従来のＬＥＤバルブの分解斜視図であり、図示のＬＥＤバルブ１０１は、矩形ボックス状のハウジング１０２とその開口部を覆う同じく矩形ボックス状のカバー１０３によって形成される空間内に、表面に３つのＬＥＤ１０５、裏面に２つの電流制御部品等の電子部品１０６をそれぞれ実装して成る基板１０４を収容し、接合一体化されたハウジング１０２とカバー１０３の前後両側に口金１０９をそれぞれ取り付けて構成されている。
【０００４】
上記ハウジング１０２は、不透明樹脂で一体成形され、カバー１０３は、透明樹脂によって一体成形されており、両者は、カバー１０３の左右両側に形成された係合孔１０３ａ（図６には一方のみ図示）に、ハウジング１０２の左右両側面に突設された係合爪１０２ａ（図６には一方のみ図示）を係合することによって接合一体化されている。又、基板１０４は、平板状の部材であって、前述のようにその表面にＬＥＤ１０５、裏面に電子部品１０６がそれぞれ実装されるとともに、２箇所には端子１１０がそれぞれ接続されている。
【０００５】
以上のように構成されたＬＥＤランプ１０１において、不図示の電源から口金１０９と端子１１０を経てＬＥＤ１０５と電子部品１０６に電流が供給されると、各ＬＥＤ１０５が発光し、その光は拡散しながら図６の上方へと出射し、透明なカバー１０３を透過して車室内に向かって照射されるため、車室内が明るく照明される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２０１３／１０２９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、図６に示すＬＥＤバルブ１０１は、フィラメント電球との互換性を維持する必要から、フィラメント電球と同等サイスとする必要があり、このため、省スペースの基板１０４にＬＥＤ１０５や電子部品１０６を多く実装する必要がある。従って、基板１０４の両面にＬＥＤ１０５と電子部品１０６を実装しているが、このような両面実装は製造コストが高くなるという問題がある。
【０００８】
上記問題を解決するためにＬＥＤ１０５や電子部品１０６を片面のみに実装する片面実装を実現しようとすると、電子部品１０６の数を少なくする必要があるため、電流制御不足による明るさの低下や、高価なＩＣ回路を使用する必要からのコストアップを招くという問題が発生する。
【０００９】
又、図６に示す従来のＬＥＤバルブ１０１においては、ＬＥＤ１０５からの直射光によるギラギラ感が強い他、ＬＥＤ１０５からの光がカバー１０３や口金１０９で遮られるために明るさが不足するという問題がある。このため、カバー１０３の形状を工夫しても、各ＬＥＤ１０５が有する照射範囲（ランバーシアン角）までしか光が広がらず、当該ＬＥＤバルブ１０１全体の照射範囲は１１５°であった。
【００１０】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、フィラメント電球との互換性を維持しつつ、金属基板の実装面積を拡大してＬＥＤと電子部品の片面実装を実現するとともに、光の照射範囲を広げることができるＬＥＤバルブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ハウジングとこれを覆うカバーによって形成される空間内に、ＬＥＤと電子部品を実装した基板を収容し、前記ＬＥＤからの光を前記カバーの開口部から外部へと出射させることによって点灯するＬＥＤバルブにおいて、前記基板を金属基板としてこれを折り曲げ、その折り曲げ部に前記ＬＥＤを実装し、前記カバーの前記ＬＥＤに対向する部位にリフレクタを形成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記金属基板の両端部を同方向にそれぞれ直角に折り曲げ、両折り曲げ部の内面に前記ＬＥＤを相対向させて実装したことを特徴とする。
【００１３】
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ＬＥＤと前記電子部品を前記金属基板の片面に実装したことを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記ハウジングと前記カバーによって形成される空間内にヒートシンクを収容し、該ヒートシンクに前記基板を密着させたことを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記ヒートシンクの複数の放熱フィンを、前記ハウジングに形成されたスリットから外部に露出させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１及び２記載の発明によれば、金属基板を折り曲げたため、その実装面積が増え、該金属基板をフィラメント電球と互換性のあるスペースに収納しつつ、これに多くのＬＥＤと電子部品を実装することができる。又、ＬＥＤからの光は、その大部分がカバーのリフレクタで反射しつつ拡散しながらカバーの開口部から出射するため、ＬＥＤからの直射光によるギラギラ感が抑制されるとともに、光の照射範囲が広がり、より広い範囲を照明することができる。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、折り曲げ部を形成することによって金属基板の実装面積が増えた結果、該金属基板の片面にＬＥＤと電子部品を実装する片面実装が可能となり、製造コストが高価となる両面実装に対して製造コストを低く抑えることができる。
【００１８】
請求項４記載の発明によれば、ＬＥＤと電子部品が発生する熱が金属基板を経てヒートシンクへと伝導し、該ヒートシンクから周囲に放熱されるため、ＬＥＤと電子部品の温度上昇が抑えられてこれらの耐久寿命が高められるとともに、温度上昇によるＬＥＤの発光効率の低下が防がれる。
【００１９】
請求項５記載の発明によれば、ヒートシンクの複数の放熱フィンを、ハウジングに形成されたスリットから外部に露出させたため、ヒートシンクの放熱性が高められてＬＥＤと電子部品の温度上昇が更に効果的に抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るＬＥＤバルブの分解斜視図である。
【図２】本発明に係るＬＥＤバルブの斜視図である。
【図３】本発明に係るＬＥＤバルブの正断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｊ）は本発明に係るＬＥＤバルブの組立手順をその工程順に示す斜視図である。
【図５】本発明に係るＬＥＤバルブの光線図である。
【図６】従来のＬＥＤバルブの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
図１は本発明に係るＬＥＤバルブの分解斜視図、図２は同ＬＥＤバルブの斜視図、図３は同ＬＥＤバルブの正断面図であり、図示のＬＥＤバルブ１は、車両の車室内を照明するルームランプとして使用されるものである。
【００２３】
車両のルームランプとして使用されるＬＥＤバルブ１は、図１〜図３に示すように、矩形ボックス状のハウジング２とその開口部を覆う同じく矩形ボックス状のカバー３によって構成される空間内に、金属基板としてのアルミ基板４、該アルミ基板４に実装されたＬＥＤ５、電子部品であるチップ抵抗６やダイオード７、放熱部品としてのヒートシンク８等を収容するとともに、接合一体化されたハウジング２とカバー３の前後にキャップ状の口金９を取り付けて構成されている。
【００２４】
上記ハウジング２は、不透明樹脂によって矩形ボックス状に一体成形されており、その左右の外面には、係合爪２ａがそれぞれ一体に突設されている。又、このハウジング２の前後の外面の幅方向中央には、半円筒状の固定片２Ａが一体に突設されており、同ハウジング２の底面には、前後方向に長い複数のスリット２ｂが左右方向に適当な間隔で形成されている。
【００２５】
又、前記カバー３は、ハウジング２と同様に不透明樹脂によって矩形ボックス状に一体成形されており、その左右両側部には、下方に向かって一体に延びる矩形の係合片３Ａがそれぞれ形成されており、各係合片３Ａには、矩形の係合孔３ａがそれぞれ形成されている。そして、このカバー３の前後の外面の幅方向中央には、半円筒状の固定片３Ｂが一体に突設されており、同カバー３の上面には、矩形の開口部３ｂが形成されている。更に、カバー３の内部には、リフレクタ３Ｃが一体に形成されており、このリフレクタ３Ｃの左右には、楕円凹曲面状の反射面３ｃがそれぞれ設けられている。尚、左右の反射面３ｃを含むリフレクタ３Ｃの表面には、アルミ蒸着等の反射処理が施されている。
【００２６】
而して、カバー３をハウジング２の上部に被せ、その左右両側の係合片３Ａにそれぞれ形成された係合孔３ａに、ハウジング２の左右両側に突設された係合孔２ａを係合させることによって、図２及び図３に示すように、ハウジング２とカバー３が接合一体化され、これらの内部に空間が形成される。そして、このようにハウジング２とカバー３が接合一体化されると、これらの前後両側に一体に形成された各固定片２Ａ，３Ｂ同士も接合一体化されて円筒状の固定部が形成され、各固定部に、導電性金属によって構成されたキャップ状の前記口金９がそれぞれ取り付けられる（後述の図４（ｊ）参照）。
【００２７】
ところで、本実施の形態では、ＬＥＤ５等を実装する基板として、熱伝導率の高いアルミ基板４を使用しているが、このアルミ基板４は、その左右両端が垂直上方に直角に折り曲げられており、左右の折り曲げ部４Ａの内面には、前記ＬＥＤ５がそれぞれ対向するように実装されている。ここで、各ＬＥＤ５は、その光出射方向が互いに水平逆向きとなるように実装されており、図３に示すように、カバー３に形成されたリフレクタ３Ｃの左右の反射面３ｃは、左右の各ＬＥＤ５に対向する位置に設けられている。
【００２８】
又、図１に示すように、アルミ基板４の水平部４Ｂの上面（ＬＥＤ５が実装された面と同じ片面）には、電子部品として６つのチップ抵抗６と１つのダイオード７が実装されるとともに、前後２箇所には、Ｌ字状に屈曲した＋極と−極の端子１０がそれぞれ取り付けられている。尚、各端子１１１０は、＋極と−極の各口金９に電気的に接続されている。
【００２９】
前記ヒートシンク８は、熱伝導率の高いアルミ押し出し成型品であって、これには矩形板状の複数の放熱フィン８ａが左右方向に適当な間隔（ハウジング２に形成された複数のスリット２ｂと同間隔）で下向きに一体に形成されている。このヒートシンク８は、図３に示すように、ハウジング２の内部に組み付けられるが、組付状態において、該ヒートシンク８の複数の放熱フィン８ａは、ハウジング２の複数のスリット２ｂを貫通してハウジング２の外部に露出している。そして、このヒートシンク８の上面には、アルミ基板４が間に薄い熱伝導シート１１を介して密着している。
【００３０】
ここで、以上のように構成されるＬＥＤバルブ１の組立手順を図４（ａ）〜（ｊ）に基づいて説明する。
【００３１】
図４（ａ）〜（ｊ）は本発明に係るＬＥＤバルブ１の組立手順をその工程順に示す斜視図であり、ＬＥＤバルブ１の組み立てに際しては、先ず、図４（ａ）に示すように、平坦なアルミ基板４の上面に６つのチップ抵抗６を実装し、次に、図４（ｂ）に示すように、アルミ基板４の上面に、１つのダイオード７、図４（ｃ）に示すように、２つのＬＥＤ５を順次実装する。その後、ＬＥＤ５とチップ抵抗６及びダイオード７が実装されたアルミ基板４をリフロー処理してＬＥＤ５とチップ抵抗６及びダイオード７をアルミ基板４に固定した後、図４（ｄ）に示すように、２つの端子１０をアルミ基板４にはんだ接合によって取り付ける。
【００３２】
次に、図４（ｅ）に示すように、アルミ基板４の左右両端部を垂直上方に直角に折り曲げて折り曲げ部４Ａを形成し、アルミ基板４の全体をチャンネル状に成形する。
【００３３】
他方、図４（ｆ）に示すように、ハウジング２の内部にヒートシング８を組み込み、該ヒートシンク８の複数の放熱フィン８ａをハウジング２の複数のスリット２ｂに貫通させる（図３参照）。その後、図４（ｇ）に示すように、ハウジング２内に組み込まれたヒートシンク８の上面に熱伝導シート１１を載せ、図４（ｈ）に示すように、その上に図４（ｅ）に示すアルミ基板４を載せて密着させ、図４（ｉ）に示すように、その上からカバー３を被せ、該カバー３の左右の係合片３Ａに形成された係合孔３ａにハウジング２の左右に突設された係合爪２ａをそれぞれ係合させて両者を図４（ｊ）に示すように接合一体化させる。すると、ハウジング２とカバー３の前後両側に突設された半円筒状の固定片２Ａ，３Ｂ同士が重ねられて円筒状の固定部が形成されるため、前後の各固定部に口金９を嵌め込んではんだ接合することによって、図２に示すＬＥＤバルブ１が組み立てられる。
【００３４】
而して、以上のように構成されたＬＥＤバルブ１において、バッテリ等の不図示の電源から口金９と端子１０を経てＬＥＤ５とチップ抵抗６及びダイオード７に電流が供給されると、左右の各ＬＥＤ５が起動されて発光し、各ＬＥＤ５から互いに逆方向に水平に出射する光は、図５の光線図に示すように、その一部は、直射光としてそのままカバー３の開口部３ｂから外部に向かって照射される。又、他の大部分の光は、カバー３に形成されたリフレクタ３Ｃの左右の反射面３ｃにそれぞれ向かい、各反射面３ｃで反射して拡散しながら反射光としてカバー３の開口部３ｂから外部に向かって照射される。このため、当該ＬＥＤバルブ１が設置された車室内が明るく照明される。
【００３５】
以上において、本実施の形態に係るＬＥＤバルブ１においては、基板として熱伝導率が高くて加工性に優れるアルミ基板４を使用し、このアルミ基板４の左右両端部を垂直上方に直角に折り曲げたため、その実装面積が増え、該アルミ基板４をフィラメント電球と互換性のあるスペースに収納しつつ、その片面にＬＥＤ５と電子部品であるチップ抵抗６及びダイオード７を実装することができる。このように、ＬＥＤ５とチップ抵抗６及びダイオード７をアルミ基板４の片側のみに実装する片面実装が実現する結果、製造コストが高価となる両面実装に対して製造コストを低く抑えることができる。
【００３６】
ところで、アルミ基板４の実装面積が増えた結果、該アルミ基板４の多くのチップ抵抗６を実装することができ、各チップ抵抗６に負荷される電圧を低く抑えることができる。この結果、電流制御をＩＣ回路を用いることなくチップ抵抗６のみで行うことができるとともに、各チップ抵抗６が発生する熱をヒートシンク８によって放熱し、各チップ抵抗６の温度上昇を低く抑えて安定した電流制御が可能となる。このように電流制御に高価なＩＣ回路を用いる必要がないため、当該ＬＥＤバルブ１のコストダウンを図ることができる。
【００３７】
又、各ＬＥＤ５からの光は、その大部分がカバー３に形成されたリフレクタ３Ｃの各反射面３ｃで反射しつつ拡散しながらカバー３の開口部３ｂから出射するため、各ＬＥＤ５からの直射光によるギラギラ感が抑制されるとともに、光の照射範囲が広がり、より広い範囲を照明することができる。尚、本実施の形態では、光の照射範囲を１２５°とすることができ、従来の１１５°に対して照射範囲を１０°広げることができた。
【００３８】
更に、本実施の形態に係るＬＥＤバルブ１によれば、ＬＥＤ５と電子部品であるチップ抵抗６やダイオード７が発生する熱がアルミ基板４と熱伝導シート１１を経てヒートシンク８へと伝導し、該ヒートシンク８から周囲に放熱されるため、ＬＥＤ５とチップ抵抗６及びダイオード７の温度上昇が抑えられてこれらの耐久寿命が高められるとともに、温度上昇によるＬＥＤ５の発光効率の低下が防がれる。そして、本実施の形態では、ヒートシンク８の複数の放熱フィン８ａを、ハウジング２に形成されたスリット２ｂから外部に露出させたため、ヒートシンク８の放熱性が高められてＬＥＤ５とチップ抵抗６及びダイオード７の温度上昇が更に効果的に抑えられる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明に係るＬＥＤバルブは、車両のルームランプの他、ライセンスランプやテールランプ等としても使用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１        ＬＥＤランプ
２        ハウジング
２Ａ      ハウジングの固定片
２ａ      ハウジングの係合爪
２ｂ      ハウジングのスリット
３        カバー
３Ａ      カバーの係合片
３Ｂ      カバーの固定片
３Ｃ      カバーのリフレクタ
３ａ      カバーの係合孔
３ｂ      カバーの開口部
３ｃ      リフレクタの反射面
４        アルミ基板（金属基板）
４Ａ      アルミ基板の折り曲げ部
４Ｂ      アルミ基板の水平部
５        ＬＥＤ
６        チップ抵抗（電子部品）
７        ダイオード（電子部品）
８        ヒートシンク
８ａ      ヒートシンクの放熱フィン
９        口金
１０      端子
１１      熱伝導シート
【図１】
2017073197.tif 000003
【図２】
2017073197.tif 000004
【図３】
2017073197.tif 000005
【図４】
2017073197.tif 000006
【図５】
2017073197.tif 000007
【図６】
2017073197.tif 000008