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JP2012018865A - Ledモジュール、およびledランプ - Google Patents

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JP2012018865A JP2010156525A JP2010156525A JP2012018865A JP 2012018865 A JP2012018865 A JP 2012018865A JP 2010156525 A JP2010156525 A JP 2010156525A JP 2010156525 A JP2010156525 A JP 2010156525A JP 2012018865 A JP2012018865 A JP 2012018865A
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政弘 三貴
Takaari Uemoto
隆在 植本
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Panasonic Corp
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Abstract

【課題】従来のLEDモジュールよりも大きく曲げて使用できるLEDモジュールを提供すること。
【解決手段】フレキシブル基板4に複数のLEDが実装されてなるLEDモジュールであって、複数のLEDの内、少なくとも一のLED20は、フレキシブル基板4に形成されたタブ領域40に実装されており、タブ領域40は、LED20をその半周を超えて取り囲むようにフレキシブル基板4に入れられた切り込み40Aと切り込み40Aの両端部40B,40Cを結ぶ仮想線40Dとで囲まれた基板部分であることを特徴とする。
【選択図】図2

Description

本発明は、LEDモジュール、およびLEDランプに関し、特に、フレキシブル基板に複数のLEDが実装されてなるLEDモジュール等に関する。
白熱電球、蛍光灯などと比較して、長寿命で消費電力が少ないため、光源にLEDを用いたランプ、例えば、電球形のLEDランプが実用化されさらなる開発が進められている。
電球形LEDランプは、一般的に、一の実装基板に多数のLEDチップを実装し、当該実装基板の裏側、口金との間に存する筐体空間内にLEDチップを点灯するための回路ユニットが収納されてなる構成を有している(特許文献1)。
また、白熱電球の代替光源とするには、できるだけ白熱電球の配光特性に近づけることが要求されている。すなわち、例えば、下向きに取り付けた場合に、下方のみならず横方向にも光を発することが要求されている。
この点、LEDの配光はランバーシアンの特性を呈し、その指向性が強いため、そのままでは、主としてランプの直下およびその近傍を照らすといった配光特性になってしまう。
そこで、帯状をしたフレキシブル基板の長手方向に列状にLEDを実装(接合)してなるLEDモジュールをランプの光源として用いることが考えられる(特許文献2に記載の従来技術)。このLEDモジュールを、LEDの実装面を外側に向けてフレキシブル基板を弓なりに湾曲させて用いることにより、横方向にも光を発することが可能となる。
ところが、フレキシブル基板を大きく湾曲させると、フレキシブル基板におけるLEDの実装部分の平坦性が失われるため、LEDとフレキシブル基板との間の接合が剥がれてしまうといった問題が生じる。
そこで、特許文献2、3に記載の発明では、LEDモジュールを、全体的に帯状をしたフレキシブル基板の、隣接するLED間部分に、幅方向にスリットを入れた構成としている。これによれば、フレキシブル基板において、スリットの入った部分の剛性がLEDの実装箇所の剛性よりも低くなる。その結果、フレキシブル基板は、専らスリットの入った部分で曲がり、LEDの実装箇所の平坦性は確保できるため、LEDとフレキシブル基板との間の接合が剥がれにくくなる。
特開2009−037995号公報 特開2004−103993号公報 特開2004−71342号公報
しかしながら、特許文献2、3に記載のLEDモジュールでは、フレキシブル基板の長手方向において曲がる部分が専らスリットの入った部分に限られるため、全体としてはやはり大きくは曲がらない。よって、例えば、狭いスペースで大きく湾曲させる必要のある電球形のLEDランプには適さないといった問題がある。
なお、上記した課題は、電球形のLEDランプのためのLEDモジュールに限らず、多様な配光特性が要求される照明分野において光源として用いられるLEDモジュールに共通する課題である。
本発明は、上記した課題に鑑み、上記従来のLEDモジュールよりも大きく曲げて使用できるLEDモジュールを提供することを目的とする。また、そのようなLEDモジュールを光源に有するLEDランプを提供することを目的とする。
(1)上記の目的を達成するため、本発明に係るLEDモジュールは、フレキシブル基板に複数のLEDが実装されてなるLEDモジュールであって、前記複数のLEDの内、少なくとも一のLEDは、前記フレキシブル基板に形成されたタブ領域に実装されており、前記タブ領域は、前記一のLEDをその半周を超えて取り囲むように前記フレキシブル基板に入れられた切り込みと当該切り込みの両端部を結ぶ仮想線とで囲まれた基板部分であることを特徴とする。
(2)また、(1)に記載のLEDモジュールに対し、前記タブ領域を創出する前記切り込みは、U字状またはコ字状に入れられていることを特徴とする。
(3)あるいは、(1)に記載のLEDモジュールに対し、前記フレキシブル基板は、帯状をしており、前記複数のLEDは、前記フレキシブル基板の長手方向、少なくとも1列に並べられていることを特徴とする。
(4)また、(3)に記載のLEDモジュールに対し、前記フレキシブル基板の幅方向に前記仮想線が向くように前記タブ領域が形成されていることを特徴とする。
(5)あるいは、(3)に記載のLEDモジュールに対し、前記仮想線からの前記切り込み方向が、一のタブ領域と他のタブ領域とで異なっていることを特徴とする。
(6)この場合、(5)に記載のLEDモジュールに対し、前記複数のLEDの各々がタブ領域に実装されていて、フレキシブル基板の長手方向中央を境にタブ領域の切り込み方向が異なっており、各々の切り込みは、前記仮想線からフレキシブル基板の近い方の端部側に切り込まれていることを特徴とする。
(7)あるいは、(5)に記載のLEDモジュールに対し、前記複数のLEDの各々がタブ領域に実装されていて、フレキシブル基板の長手方向中央を境にタブ領域の切り込み方向が異なっており、各々の切り込みは、前記仮想線から前記中央の側に切り込まれていることを特徴とする。
(8)また、(4)に記載のLEDモジュールに対し、前記複数のLEDの各々がタブ領域に実装されていて、前記仮想線からの前記切り込みの方向が、全てのタブ領域において前記フレキシブル基板の一方の端部側に向いていることを特徴とする。
(9)上記の目的を達成するため、本発明に係るLEDランプは、光源として、(6)に記載のLEDモジュールを有し、当該LEDモジュールが、前記LEDの実装側を外側にして湾曲状態で設置されていることを特徴とする。
(10)また、(9)に記載のLEDランプに対し、前記フレキシブル基板の前記LEDの実装面とは反対側の裏面に配され、前記タブ領域を前記実装面側に押し出す押出部材を有することを特徴とする。
(11)さらに、(10)に記載のLEDランプに対し、前記押出部材が、良熱伝導性材料で形成されていることを特徴とする。
(12)上記の目的を達成するため、本発明に係るLEDランプは、光源として、(7)に記載のLEDモジュールを有し、当該LEDモジュールが、前記LEDの実装側を内側にして湾曲状態で設置されていて、前記フレキシブル基板の前記LEDの実装面とは反対側の裏面に配され、前記タブ領域を前記実装面側に押し出す押出部材を有することを特徴とする。
(13)また、(12)に記載のLEDランプに対し、前記押出部材が、良熱伝導性材料で形成されていることを特徴とする。
(14)上記の目的を達成するため、光源として、(8)に記載のLEDモジュールを有し、前記LEDモジュールが、前記LEDの実装側を外側にし、円形に曲げられた状態で設置されていることを特徴とする。
上記の構成からなるLEDモジュールによれば、フレキシブル基板を全体的に湾曲させると、タブ領域以外の基板部分(以下、「本体領域」という。)は曲がるものの、タブ領域は、仮想線部分を基端とし、切り込みを境に本体領域から離間するため、その平坦性が保持される。その結果、当該タブ領域に実装されたLEDが剥がれるのを可能な限り防止できる。しかも、フレキシブル基板の全体的な可撓性は、本体領域で発揮されるため、全体的に大きく曲げることができる。
実施の形態1におけるLEDモジュールの概略構成を示す斜視図である。 上記LEDモジュールの作用を説明するための図である。 上記LEDモジュールを光源に用いた、電球形のLEDランプの一例の概略構成を示す図である。 上記LEDモジュールを光源に用いた、電球形のLEDランプの他の例の概略構成を示す図である。 実施の形態2におけるLEDモジュールの概略構成を示す平面図である。 実施の形態2のLEDモジュールを光源に用いたLEDランプの一例を示す一部断面図である。 上記LEDランプの平面図である。 上記LEDランプの構成部材である半碗状部の概略構成を示す斜視図である。 実施の形態3におけるLEDモジュールの概略構成を示す平面図である。 実施の形態3のLEDモジュールを光源に用いたLEDランプの一例を示す一部断面図である。 実施の形態3におけるLEDモジュールの変形例を示す図である。 実施の形態4におけるLEDモジュールの概略構成を示す平面図である。 上記LEDモジュールの設置例を示す斜視図である。 LEDモジュールにおけるタブ領域のバリエーションを示す図である。 LEDモジュールにおけるタブ領域のバリエーションを示す図である。
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。
<実施の形態1>
(LEDモジュール)
図1は、実施の形態1におけるLEDモジュール2の概略構成を示す斜視図である。なお、本図を含む全ての図において、各部材間の縮尺は必ずしも統一していない。
LEDモジュール2は、帯状をしたフレキシブル基板(フレキシブルプリント配線板)4を有する。フレキシブル基板4は、ポリエステルやポリイミドなどの可撓性を有する絶縁フィルム6上に導体パターン8,10が形成された配線板である。フレキシブル基板の厚みは0.3〜0.5[mm]程度である。なお、フレキシブル基板自身に放熱構造を施したものにおいては、少し厚みが増え0.5〜0.8[mm]程度である。
両導体パターン8,10は、絶縁フィルム6の縁に沿い長手方向に平行に形成された主パターン部8A,10Aおよび、主パターン部8A,10Aから長手方向所定の間隔で相手方主パターンに向って分岐しL字状に延設された複数の分岐パターン部8B,10Bと、を有する。
対向する一対の分岐パターン8A,10Bの先端部の各々は実装ランド(不図示)に形成されており、当該一対の実装ランドには、例えば、青色LEDチップ(不図示)がフリップチップ実装されている。すなわち、p側電極とn側電極の両方が片面に形成された片面電極型のLEDチップが、バンプ(不図示)などを介して、前記一対の実装ランド毎に接合されている。これにより、全ての青色LEDチップが、両導体パターン8,10により、電気的に並列接続されている。両導体パターン8,10の一方の端部の各々は、給電端子8C,10Cに形成されている。
また、各青色LEDチップは、黄色蛍光体膜で被覆されており、青色LEDチップと黄色蛍光体膜とで白色LED12,14,16,18,20,22,24,26,28,30が構成されている(なお、図1において、白色LED16,18,24,26の図示は省略している。)。
白色LED12,…,30(以下、単に「LED12,…,30」という)の各々は、フレキシブル基板4のタブ領域に実装されている。タブ領域について、図2(a)を参照しながら説明する。
図2(a)では、一のLED20のタブ領域を取り上げて説明するため、他のLEDおよびそのタブ領域の図示を省略している。また、導体パターン8,10の図示も省略している。
タブ領域40は、LED20をその半周を超えて取り囲むようにフレキシブル基板4に入れられた切りこみ40Aと切り込み40Aの両端部40B,40Cを結ぶ仮想線40Dとで囲まれた、フレキシブル基板4部分である。タブ領域40とタブ領域40以外のフレキシブル基板4部分とは、切り込み40Aによって切離され、仮想線40D相当部で繋がっている。ここで、タブ領域以外のフレキシブル基板4部分を「本体領域4A」と称することとする。ここで、仮想線40Dを基準とし、仮想線40Dからの切り込み40Aの方向を「タブ領域40の向き」とする。よって、図1に示すように、本例では、フレキシブル基板4の長手方向中央を境に、タブ領域32,…,50の向きが異なっていて、タブ領域32,…,40は、フレキシブル基板4の近い方の端部側に向いており、タブ領域42,…,48,50もフレキシブル基板4の近い方の端部側に向いていることとなる。
上記の構成からなるLEDモジュール2を、例えば、仮想線40を中心に全体的にU字状に湾曲させた状態を図2(b)、図2(c)に示す。図2(b)は横から見た外観図であり、図2(c)は縦断面図である。なお、図2(c)においてLED20は切断していない。
タブ領域40は、切り込み40A(図2(a))によって本体領域4Aから切離されているため、図2(b)、図2(c)に示すように、タブ領域40は、本体領域4Aの曲げには追従せず、曲げる前の略平坦な状態を保持する。このときのタブ領域40は、本体領域4Aから、仮想線40D相当部における本体領域4Aの略接線A方向に延出された姿勢となる。すなわち、タブ領域40は、本体領域4Aの曲げの程度に応じて、その先端が本体領域4Aから離間することとなる。
このように、帯状のフレキシブル基板4を湾曲させたとしても、LED40が実装されているタブ領域40は、仮想線40D部分を基端とし、切り込み40Aを境に本体領域4Aから離間するため、その実装面は略平坦性を保持されることとなり、曲げに起因するLED40のフレキシブル基板4からの接合剥がれを防止できる。
しかも、フレキシブル基板4の全体的な可撓性は、本体領域4Aで発揮されるため(本体領域4Aで確保されるため)、全体的に大きく曲げることができる。
図1に戻り、他のLED12,14,…,20,22,…,28,30もタブ領域32,34,…,40,42,…,48,50に実装されている。よって、いずれのLED12,…,30についても、フレキシブル基板4の曲げによって、フレキシブル基板4から剥がれるのを可能な限り防止できる。
(LEDランプ)
LEDモジュール2を電球形のLEDランプに使用した実施の形態について、図3を参照しながら説明する。
図3は、実施の形態に係る電球形のLEDランプ52の概略構成を示す断面図である。LEDランプ52は、白熱電球代替のLEDランプとして好適に用いられるものである。
図3に示すように、LEDランプ52は合成樹脂などの絶縁材料からなるホルダ54を有する。ホルダ54の横断面は略円形をしており、小円筒部56と大円筒部60とをテーパ筒部58で連結したような形状をしている。
ホルダ54の小円筒部56には、シェル62とアイレット64を含む口金部66が設けられている。口金部66は、JIS(日本工業規格)に規定する、例えば、E26口金の規格に適合するものであり、一般白熱電球用のソケット(不図示)に装着される。
ホルダ54の大円筒部60内には、円板状をした第1回路基板68が取り付けられている。また、第1回路基板68に重ねて、支持部材である支持板70が取り付けられている。支持板70は、合成樹脂などの絶縁材料でできていて、円板状をしている。支持板70は、大径部70Aと小径部70Bとを有し、段差部70Cが形成されている。
支持板70の第1回路基板68とは反対側には、第2回路基板72が立設状態で取り付けられている。第2回路基板72には、複数の電子部品74が実装されており、これらによって商用電源から口金部66を介して供給される電力を、LEDを点灯するのに必要な電力に変換する点灯回路が構成されている。第2回路基板72と口金部66とは、シェル62に接続された第1リード線76およびアイレット64に接続された第2リード線78を介して、電気的に接続されている。なお、第1リード線76、第2リード線78は、支持板70および第1回路基板68を連通する貫通孔80を挿通されている。
支持板70には、フレキシブル基板2(図1)の幅よりも少し長い目の一対の長孔82,84が開設されている。なお、図3には現れていないが、支持板70には、紙面と垂直方向にもう一対の長孔が開設されている。したがって、長孔は全部で4個開設されており、これらの長孔は、支持板70の中央を中心に90度間隔で、支持板70の周縁に沿って開設されている。
長孔82,84の各々には、フレキシブル基板2(図1)の断面形状よりも若干小さ目のスリットが開設されたシリコーン製のブッシュ86,88が固着されている。また、ブッシュ86,88の前記スリットと連通し、フレキシブル基板2(図1)の断面形状よりも大きい貫通孔90,92が第1回路基板68に開設されている。
支持板70には、2つのLEDモジュール2が支持されている。これら二つのLEDモジュールを区別する場合は、第1LEDモジュール2A、第2LEDモジュール2Bとする。
第1LEDモジュール2Aは、そのフレキシブル基板4がLED12,…,30を外側に向けて略U字状に湾曲させた状態で支持板70に支持されている。具体的には、フレキシブル基板4の両端の各々が対応する貫通孔90,92から突出するまで、その両端部部分が対応するブッシュ86,88のスリットに圧入されている。
第2LEDモジュール2Bは、第1LEDモジュール2Aと立体交差させ、第1LEDモジュール2Aと同様の態様で支持板70に支持されている。
なお、支持板70とフレキシブル基板4とは、接着剤で固着することとしても良く、これにより、支持板70を介しての放熱性が向上する。したがって、使用する接着剤としては、フィラーを含んだ熱伝導性の高い接着剤を用いることが好ましい。
第1LEDモジュール2Aの給電端子8Cは、第1回路基板72のプリント配線(不図示)とは、内部配線94を介して電気的に接続されている(なお、もう一方の給電端子10Cと第1回路基板72のプリント配線(不図示)とを接続する内部配線は、図には現れていない。)。また、第2LEDモジュール2Bの給電端子8C,10Cも第1LEDモジュール2Aの給電端子と同様に、第1回路基板72のプリント配線(不図示)と内部配線(不図示)を介して電気的に接続されている。
また、第2回路基板72は、第1回路基板68と内部配線96,98を介して電気的に接続されている。
そして、第2回路基板72と第1LEDモジュール2Aおよび第2LEDモジュール2Bとは、内部配線96,98、第1回路基板82のプリント配線(不図示)によってそれぞれ接続されており、第2回路基板108から供給される電力によって点灯される。
上記したように、フレキシブル基板4を略U字状に湾曲させて用いているため、フレキシブル基板4の長手方向に一列に並べて実装されているLEDの内、LED12,14,28,30からは、LEDランプ52の中心軸Xと略直交する方向に光が出射され、LED36,38,44,46からは、中心軸Xと斜めに交差する方向に光が出射され、LED40,42からは、中心軸Xと略平行な方向に光が出射されることとなり、ワイドな配光特性が得られることとなる。なお、中心軸Xは、略円筒状をした口金部66の円筒中心を含む軸である。
また、このようにフレキシブル基板4を湾曲させても、上記したように、LED12,…,30は、いずれもタブ領域32,…,50に実装されているため、図2を用いて説明した前記理由から、接合が剥がれることがない。
LEDランプ52は、第1LEDモジュール2A、第2LEDモジュール2Bを覆うグローブ100を有している。グローブ100は、一端部が切除された略卵形をして、開口周縁部がホルダ54の大円筒部60内に存する段差部70Cに嵌め込まれている。そして、段差部70Cには、耐熱性の接着剤102が充填されていて、これにより、支持板70およびグローブ100、ひいては第1回路基板68がホルダ54に固定されている。
(LEDランプの変形例)
電球形のLEDランプの他の実施の形態について、図4を参照しながら説明する。
図4(a)は、他の実施の形態に係るLEDランプ104の概略構成を示す断面図である。LEDランプ104は、ヒートシンクを有する以外は、LEDランプ52(図3)とは、基本的に同様の構成をしている。よって、以下、異なる部分を中心に説明し、図4において、図3で示したのと同様の構成部材には同じ符号を付して、その説明については省略する。
LEDランプ104は、支持板70から立設され、第1LEDモジュール2A、第2LEDモジュール2Bに対応して設けられた立設部106を有する。立設部106は、略U字状をし、第1LEDモジュール2Aに対応する第1アーチ部108と第2LEDモジュール2Bに対応する第2アーチ部110とが長手方向中央部分で交差(平面交差)してなるものである(ここで、交差部分は、第1、第2アーチ部108,110の共有部112とする。よって、共有部112は両アーチ部108,110に属する。)。
支持板70と立設部106とは、一体的に形成されている。支持板70と立設部106は、例えばアルミニウムからなり、鋳造により作製される。なお、アルミニウムに限らず他の金属材料で形成しても構わない。
第1、第2アーチ部108,110は、基本的に同様の構成をしているので第1アーチ部108を例に説明する。
第1アーチ部108は、タブ領域32,…,50の各々に対応する位置に押出部116,…,134を有する。
図4(b)に、第1アーチ部108において、タブ領域42,44に対応する押出部126,128およびその近傍部分の斜視図を示す。
押出部126,128は、第1アーチ部108の本体部108Aの外周面から突設されてなる部分であり、その突出端面126A,128Aは、対応するタブ領域42,44と一回り小さな相似形をした平面に形成されている。
このような押出部116,…,134を有する第1アーチ部108に、第1LEDモジュール2Aを、その長手方行中央部から巻き付けるように取り付けると、押出部116,…,134の各々が、対応するタブ領域32,…,50を本体領域4A(図1,図2)から強制的に押し出す。よって、突出端面126A,128Aが中心軸Xと成す角度を適当に設定しておくことにより、LEDランプ104において所望の配光特性を得ることができる。なお、突出端面126A,128Aが平面に形成されているため、タブ領域42,44の平坦性が損なわれないため、LED22,24がフレキシブル基板4から剥がれにくい点はこれまでと同様である。このように、押出部116,…,134を含む第1アーチ部108は、タブ領域に対する押出部材として機能する。
さらに、第1アーチ部108を含む立設部106、ひいてはこれと一体成形されている支持板70が良熱伝導性材料(アルミニウム)でできており、タブ領域と接触する突出端面が平面に形成されているため、各LED12,…,30で発生した熱は、タブ領域32,…,50、押出部116,…,134を介して伝導され、放熱されることとなる。
このように、第1アーチ部108を含む立設部106、ひいてはこれと一体成形されている支持板70を金属材料その他の良熱伝導性材料で形成することにより、ヒートシンクとして機能する。
<実施の形態2>
(LEDモジュール)
図5に、実施の形態2におけるLEDモジュール140の平面図を示す。なお、図5において、導体パターンの図示は省略している。
LEDモジュール140は、フレキシブル基板142と、これに実装されたLED144,146,148,150とを有する。フレキシブル基板142の素材は実施の形態1のものと同様であり、LED144,…,150も実施の形態1のLEDと同様の構成を有している。
LED144,146,148,150は、タブ領域152,154,156,158に実装されている。
実施の形態1のLEDモジュール2(図1)では、タブ領域32,…,50の各々は、フレキシブル基板4の長手方向中央を境に、両側のタブ領域の各々が、仮想線から対応するフレキシブル基板4端部側に延出されていたが、実施の形態2のLEDモジュール140では、フレキシブル基板142の長手方向中央を境に、両側のタブ領域152,154、タブ領域156,158の各々が、仮想線から当該中央に向って延出されている。すなわち、全てのタブ領域152,154,156,158がフレキシブル基板142の長手方向中央を向いている。
また、LEDモジュール2では、フレキシブル基板4の長手方向におけるタブ領域の長さが全て等しいものであったが、LEDモジュール140ではフレキシブル基板142の中央部寄りのタブ領域154,156の長さを端部寄りのタブ領域152,158の長さよりも長くしている。
(LEDランプ)
LEDモジュール140を、反射鏡付ハロゲン電球形をしたLEDランプに使用した実施の形態について、図6、図7、図8を参照しながら説明する。
図6は実施の形態1に係るLEDランプ160を正面から見た断面図であり、図7は同平面図である。なお、図6において後述する第1LEDモジュール140Aは切断していない。また、図7は、後述するモジュール取付リング168を取り除いた状態で描いており、また、後述する内部配線212,214は省略している。
図6に示すように、LEDランプ160は、口金部162、点灯回路ユニット164、ヒートシンク166、モジュール取付リング168、2個のLEDモジュール140等で構成される。なお、2個のLEDモジュール140を区別する場合は、それぞれ第1LEDモジュール140A、第2LEDモジュール140Bとする。
口金部162は、電気絶縁材料からなる本体部170を有する。本体部170の一端部部分は略円筒形に形成されており、当該円筒部分にシェル172が嵌めこまれている。また、円筒部分の一端部側は略円錐台形に形成されており、当該円錐台の頂部には、アイレット174が固着されている。口金部162は、既存の電球用の照明器具のソケットに装着可能な規格(例えば、JIS規格)に合致したものである。
本体部170の前記円筒部分の他端部には、アイレット174から遠ざかる程内部空間が広がる中空形状に形成されていて、当該中空部内に点灯回路ユニット164が収納されている。
点灯回路ユニット164は、回路基板176と回路基板176に実装された複数の電子部品178とからなる。点灯回路ユニット164とアイレット174とは第1リード線180で、点灯回路ユニット164とシェル172とは第2リード線182でそれぞれ電気的に接続されている。点灯回路ユニット164は、アイレット174およびシェル172並びに第1リード線180および第2リード線182を介して供給される商用交流電力を、2個のLEDモジュール140を点灯させるための電力に変換して、2個のLEDモジュール140に給電する。
ヒートシンク166は、アルミニウム等の良熱伝導性材料からなり、ネック部184とこれに連設された碗状部186とを有する。図6、図7においてネック部184および碗状部186の中心軸Xを一点鎖線で示す。
ネック部184は略円筒形をしていて、口金部162の本体部170の開口部から挿入されて本体部170に固定されている。この固定には、接着剤、その中でも、シリコーン樹脂、熱伝導性の良い接着剤(例えば熱グリスなどを含む接着剤)(いずれも不図示)等を用いることができる。
ヒートシンク166は、面対称形をした二つの部材(第1部材166A、第2部材166B)が合わさったものである。
図8に、第1部材166Aの斜視図を示す。なお、図8においても、第1部材166Aと第2部材166Bとを組み合わせた際の(ヒートシンク166の)中心軸Xを記載している。第1部材166Aの各部にはアルファベットの「A」を付し、第1部材166Aと第2部材166Bとが組み合わさってなるヒートシンク166において、対応する部分を示す場合は、アルファベット「A」を省略し、番号のみで示すものとする。
第1部材166Aは、ネック部184(図1)となる半円筒部184Aとこれに連設された、碗状部186(図1)となる半碗状部186Aとを有する。
半碗状部186Aの内周面188Aから内側に(中心軸Xに向かって)突設された押出部190A,192A,194A,196A,198,200が設けられている。
半碗状部186Aの底部206Aには、LEDモジュール140と点灯回路ユニット164とを電気的に接続する後述の内部配線212,214の挿通孔208が開設されている。
また、第1部材166Aは第2部材166Bとの合わせ面210Aを有する。
押出部198,200は、平面視で(中心軸X方向から視て)U字状をしており、その上面は平面に形成されている。また、押出部198の前記上面は、タブ領域152,158よりも一回り小さく、押出部200の前記上面は、タブ領域154,156よりも一回り小さい。
また、第1部材166Aは第2部材166Bとの合わせ面210Aを有する。
第1部材166Aと第2部材166Bをその合わせ面同士を合わせて組み合わせると、第1部材166Aの押出部190A、押出部196Aは、それぞれ、第2部材166Bの対応する押出部190B,196B(図7)と一体となって、押出部198と同様の形状となる。また、第1部材166Aの押出部192A、押出部194Aは、それぞれ、第2部材166Bの対応する押出部192B,194B(図7)と一体となって、押出部200と同様の形状となる。
また、第2部材166Bにおいて、第1部材166Aの押出部198、押出部200と対向する位置には、それぞれ同様の押出部204,202(図7)が設けられている。
よって、第1部材166Aと第2部材166Bをその合わせ面同士を合わせて組み合わせた状態で平面視すると、図7に示すように、押出部190,192,194,196が中心軸Xと交差する直線上に並び、前記直線と直交する方向に押出部198,200,202,204が並ぶこととなる。
また、第1部材166Aと第2部材166Bをその合わせ面同士を合わせて組み合わせた状態で、その外形は、口金部162と同規格サイズの口金を有する反射鏡付きハロゲン電球における反射鏡部分の外形と近似している。すなわち、反射鏡付きハロゲン電球における反射鏡部分は一般的に碗状をしている。よって、碗状部186を反射鏡の有する碗状と同程度の大きさとすることにより、碗状部186は反射鏡部分の外形と近似することとなる。したがって、LEDランプ160は、反射鏡付ハロゲン電球の代替光源として好適なものである。
碗状部186に対し、第1LEDモジュール140Aが、押出部190,…,196の並びの方向に、碗状部186の内周面に沿わせて設置される。この際、押出部190,192,194,196の各々が、対応するタブ領域152,254,156,158をフレキシブル基板142の本体領域から強制的に押し出す。よって、押出部190,192,194,196の上面が中心軸Xと成す角度を適当に設定しておくことにより、LEDランプ160において所望の配光特性を得ることができる。本例では、前記上面は、中心軸Xと直交する関係にあるため、LED144,146,148,150の各々は、中心軸X方向に光を出射する。
なお、押出部190,192,194,196の上面が平面に形成されているため、タブ領域152,154,156,158の平坦性が損なわれないため、LED144,146,148,150がフレキシブル基板142から剥がれにくい点はこれまでと同様である。
第2LEDモジュール140Bは、押出部198,…,204の並びの方向に、第1LEDモジュール140Aにその中央部部分を重ね、第1LEDモジュール140Aと同様に碗状部186に設置されている。
このように、押出部190,…,204を含むヒートシンク166は、タブ領域に対する押出部材として機能する。
LEDモジュール140は、その両端部がモジュール取付リング168に拘束されて、碗状部186に固定されている。モジュール取付リング168は、円形の溝168Aを有しており、溝168Aにフレキシブル基板142の両端部が嵌り込んでいる。そして、弓なりに湾曲したフレキシブル基板142が復元力で元に戻ろうとするのを、モジュール取付リング168が、復元力に抗してフレキシブル基板142を碗状部186内面に押し返すことにより、フレキシブル基板142(LEDモジュール140)が、碗状部186に固定されている。
なお、モジュール取付リング168は、不図示の接着剤で碗状部186に固着されている。また、第1LEDモジュール140Aは、フレキシブル基板142の給電端子(不図示)と点灯回路ユニット164の回路基板176とが、内部配線212,214によって電気的に接続されている。第2LEDモジュール140Bも同様に内部配線(不図示)によって、点灯回路ユニット164と接続されている。
<実施の形態3>
(LEDモジュール)
図9に、実施の形態3におけるLEDモジュール220の平面図を示す。なお、図9において、導体パターンの図示は省略している。
LEDモジュール220は、フレキシブル基板222と、これに実装されたLED224,226,228,…,242,244とを有する。フレキシブル基板222の素材は実施の形態1のものと同様であり、LED224,…,244も実施の形態1のLEDと同様の構成を有している。
LED224,226,228,…,242,244は、タブ領域246,248,250,…,264,266に実装されている。
実施の形態3のLEDモジュール220は、実施の形態1、2のLEDモジュールと異なり、タブ領域246,…,266の方向が全て揃っている。すなわち、タブ領域246,…,266の全てが、フレキシブル基板222の一方の端部に向いている。
フレキシブル基板222の両端部部分には、取付孔268,270が開設されている。
(LEDランプ)
LEDモジュール220を、環状蛍光ランプ形をしたLEDランプに使用した実施の形態について、図10を参照しながら説明する。
図10は実施の形態3に係るLEDランプ278の断面図である。図10は、円形断面を有する円環状のガラス管280をその管軸を含む平面で切断した断面図である。なお、図10においてLEDモジュール220は切断していない。
ガラス管280は、上記の通り円環状をしており、例えば、環状蛍光ランプ用のガラス管を用いることができる。
LEDモジュール220は、LED224,…,244が外側を向くように、ガラス管280の開口部280Aからガラス管280内に挿入されている。LEDモジュール220は、フレキシブル基板222の取付孔268,278が、口金部282の取付ピン284,286に嵌め込まれてガラス管280に固定されている。この状態で、フレキシブル基板222には、その長手方向に若干の張力が掛かっており、これにより、横断面図に示すように、フレキシブル基板222の両側縁がガラス管280の内周面に当接状態となっている。
このように、LEDモジュール220を円形に湾曲させても、タブ領域246,…,266は、タブ領域以外のフレキシブル基板222部分(本体領域)から、離間して平坦性を維持するため、LED224,…,244がフレキシブル基板222から剥がれるのを可能な限り防止できる。
口金部282は、半円筒状をした第1部材288と第2部材230が組み合わさったものである。第1部材288と第2部材230は、いずれも合成樹脂などの絶縁材料からなる。第1部材288の底部からは上記した取付ピン284,286が立設されている。第2部材290には、口金ピン292,294が植設されている。口金ピン292,294とフレキシブル基板222の給電端子(不図示)とが、内部配線296,298によって電気的に接続されている。
LEDランプ278は、点灯回路を有する図外の照明器具に取り付けられて用いられる。
なお、ガラス管280内面にシリカ粒子等の白色光拡散材を塗装することにより、ガラス管280のより広い範囲から光を放射させることができ、外観視において、フィラメントコイルを電極に用いた既存の環状蛍光ランプにより近似させることができる。
また、青色発光のLEDを用いると共に、ガラス管280内面に黄色蛍光体を塗布すれば、光の混色によって白色光を得ることができる。
さらに、反射部材などを用いれば横方向に出た光を下方等の所望の照射面へ照射することができる。
(LEDモジュールの変形例)
図11(a)に、LEDモジュールの変形例の平面図を示す。なお、図11(a)においても導体パターンの図示は省略している。
LEDモジュール279は、上記反射部材を設けなくても、下方(帯状をしたフレキシブル基板281の幅方向)へ光を放射できるようにしたものである。なお、図11においては、便宜上、タブ領域およびLEDには全て同じ符号を付すこととする。
LEDモジュール279は、タブ領域の形状が異なっている以外は、基本的にLEDモジュール220(図9)と同様の構成である。
LEDモジュール279においてLED283毎に設けられたタブ領域285は、図11(a)に示すように、L字状をしている。このように形成したタブ領域285を、その基端部から紙面に垂直な方向に曲げるとLED283の実装面が、フレキシブル基板281の幅方向と交差する方向に向くため、LED283からフレキシブル基板281の幅方向へ光が放射される。この状態で、一のタブ領域285(LED283)を側方から視た図を図11(b)に示す。図11(b)に示すのは、タブ領域285をその基端から本体領域281A(タブ領域285以外のフレキシブル基板281部分)に対し略直角に曲げた例である。図11(b)に示すように、タブ領域285の主面(LED実装面)は、フレキシブル基板281の幅方向(紙面に垂直な方向)とほぼ直交しているため、LED283からは、フレキシブル基板281の幅方向に光が放射される。なお、図11(a)に、符号287,289で指し示すのは、LEDモジュール220の取付孔268,270(図9)と同様の取付孔である。
以上の構成からなるLEDモジュール279を図10に示すLEDモジュール220に代えてLEDランプを構成すると、下方(紙面に垂直な方向)に光を放射することができる。
<実施の形態4>
図12に、実施の形態4におけるLEDモジュール300の平面図を示す。
LEDモジュール300は、フレキシブル基板302を有する。フレキシブル基板302の素材は、実施の形態1のものと同様である。
フレキシブル基板302は、正方形の基板材料をその4隅から中心に向って、二等辺三角形状にその一部が切り取られた形状をしていて、中央の正方形部分を介して連結された略台形をした4個の部分に分かれている。以下、この台形をした基板部分の各々を台形部304.306,308,310と称することとする。
台形部304,306,308,310の構成は、いずれも同様なので、台形部304を代表に説明し、台形部304と共通する他の台形部306,308,310の構成部分については、必要に応じ台形部304と同じ符号を付してその説明については省略する。
台形部304は、当該台形の上底寄りにタブ領域312が1個、下底寄りに下底に沿ってタブ領域314,316,318が3個形成されている。
タブ領域312,314,316,318の各々には、LED320,322,324,326が実装されている。LED320,…,326は、実施の形態1のLEDと同様である。
台形部304は、LED312,314,316,318をこの順に、電気的に直列接続する導体パターン328を有しており、導体パターン328の両端部部分は給電端子328A,328Bに形成されている。
台形部304,306,308,310毎に実装された4個のLEDの各々は、独立して導体パターン328によって独立配線されている。これにより、台形部304,306,308,310毎にLED312,314,316,318の点灯、消灯が可能となる。
上記のように構成されたLEDモジュール300の使用例について、図13(a)を参照しながら説明する。なお、図13(a)において、LEDモジュール300の導体パターンの図示は省略している。
LEDモジュール330は、切頭正四角錐形状の台座330を有する照明器具に取り付けられる。
台座330の各斜面332には、タブ領域の各々に対応させ、必要に応じて押出部334が設けられている(図13(b))。押出部の目的および機能はこれまでのものと同様なので、詳細な説明については省略する。
本例では、タブ領域314,318に対応させて押出部334が設けられている。
台座330の4つの斜面に対し、台形部304,306,308,310の各々を合わせて、図13に示すように設置すると、タブ領域314,318は、押出部334に押し出されて、斜面332に対し所定の角度を有することとなる。タブ領域312,316には、押出部334を設けていないため、タブ領域312,316は斜面332と平行となる。
このように、押出部334を設けて、タブ領域の角度を種々に設定することにより、色々な配光特性を有する照明装置を実現することができる。
もちろん、タブ領域312,314,316,318の全ての角度を異ならせることもできるし、全部の角度を揃えることとしても構わない。
なお、本例では、LEDモジュール300を全体的に湾曲させていないため、本発明の課題が生じるような態様での使用ではないが、LEDモジュールを上記のような構成としたために、新たな使い方(用途)が可能となる例として示したものである。すなわち、本実施の形態に係るLEDモジュールは、平面的な場所に設置する場合でも、使用目的に応じて、タブ領域の角度を適宜に設定することにより、種々の配光特性が実現できるものである。
<タブ領域の形状等のバリエーション>
タブ領域の形状等のバリエーションについて、図14、図15を参照しながら説明する。
なお、図14、図15において、LEDには全て同一の符号「340」を付すこととする。
実施の形態1、2、3では、タブ領域は全て、帯状をしたフレキシブル基板の長手方向を向いていたが、図14(a)に示すように、タブ領域346は、フレキシブル基板342の幅方向を向いていても構わない。あるいは、図14(b)に示すように、タブ領域350は、フレキシブル基板348の長手方向と斜めに交差する方向を向いていても構わない。
ここまでは、タブ領域は略U字状をしていたが、これ以外に、コ字状のタブ領域356(同図(c))、略円形のタブ領域358(同図(d))、台形のタブ領域360(同図(e))、多角形(本例では、正六角形)のタブ領域362(同図(f))、楕円形のタブ領域364(同図(g))とすることもできる。
また、図14(h)に示すように、タブ領域363を創出する切り込み365の両端に続けて貫通孔367,369を開設しても構わない。貫通孔367,369は、前記両端近傍のフレキシブル基板部部分を当該両端の一部と重なるように丸く打ち抜くことによって形成される。このような貫通孔367,369を設けることにより、タブ領域363を本体領域に対しその厚み方向に曲げた際に、切り込み365の端部を起点として、フレキシブル基板が裂けてしまうことを防止できる。
さらに、タブ領域を創出するための切り込みは、図14(i)のタブ領域366のように、スリット状の切り込み368であっても構わない。この場合にも、切り込み368の両端に対応させて貫通孔367,369を設けても良い。
上記実施の形態では、一のタブ領域にLEDを1個実装することとしたが、これに限らず、図15(a),(b)に示すように、一のタブ領域370、372に複数個の(本例では、4個の)LED340を実装することとしても構わない。
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上記した形態に限らないことは勿論であり、例えば、以下の形態とすることもできる。
(1)上記実施の形態では、フレキシブル基板に実装されたLEDの全てにタブ領域を設けたが、必ずしもすべてのLEDに対しタブ領域を設ける必要はない(必ずしもすべてのLEDをタブ領域に実装する必要はない)。
例えば、図3に示す実施の形態1を例に説明すると、第1LEDモジュール2Aは全体的には略U字状に大きく湾曲しているが、部分的に見ると、LED12,14,16,26,28,30の実装部分はほとんど曲がっておらず略平坦性が保持されている。よって、LED12,14,16,26,28,30に対しては、接合剥がれ防止を目的としては必ずしもタブ領域を設ける必要はない。
要は、フレキシブル基板を曲げて使用する場合に、接合剥がれが生じるおそれがある程に曲がる部分に実装するLEDに対してタブ領域を設ければ足りるのである。よって、フレキシブル基板に実装される複数個のLEDの内、接合剥がれが生じるおそれがある程に曲がる部分に実装するLEDが1個の場合は、少なくともそのLEDに対してタブ領域を設ければ足り、そのような部分に実装するLEDが2個以上の場合には、その各々にタブ領域を設ける必要がある。
なお、曲がる部分には実装されないのであるが、押出部(例えば、押出部120,130(図4))によって、光出射方向を調整する部分に実装するLEDに対しては、タブ領域を設ける必要があることは言うまでもない。
(2)実施の形態1〜3のLEDモジュール2(図1)、LEDモジュール140(図5)、LEDモジュール220(図9)では、帯状をしたフレキシブル基板の長手方向に1列にLEDを実装したが、これに限らず、2列以上並べて実装しても構わない。
(3)フレキシブル基板のLED実装面とは反対側の裏面の内、少なくともタブ領域に金属層を形成しても構わない。金属層は、例えば、アルミニウムの蒸着による金属膜でも構わないし、あるいは、アルミニウムの箔または薄板でも構わない。なお、金属は、アルミニウムに限らず、銅、金(Au)その他の良熱伝導性金属であれば構わない。
このようにすることで、ヒートシンクを設けない場合でも、一定の放熱性を得ることができる。
(4)上記実施の形態では、LEDをLEDチップと蛍光体とで構成したが、LEDチップのみとすることもできる。この場合に、使用するLEDチップは所望の発光色に応じて適宜選択できる。また、発光色の異なる複数種のLEDチップを用い、それらの混色により所望の色の放射光を得るようにしても構わない。
本発明に係るLEDモジュールは、例えば、多様な配光特性が要求される照明分野における光源として好適に利用可能である。
2,140,220,279,300 LEDモジュール
4,142,220,281,302 フレキシブル基板
12,14,16,18,20,22,24,26,28,30,144,146,148,150,224,226,228,230,232,234,236,238,240,242,244,283,320,322,324,326 LED
32,34,36,38,40,42,44,46,48,50,152,154,156,158,246,248,250,252,254,256,258,260,262,264,266,285,312,314,316,318 タブ領域
52,104,160,278 LEDランプ

Claims (14)

  1. フレキシブル基板に複数のLEDが実装されてなるLEDモジュールであって、
    前記複数のLEDの内、少なくとも一のLEDは、前記フレキシブル基板に形成されたタブ領域に実装されており、
    前記タブ領域は、前記一のLEDをその半周を超えて取り囲むように前記フレキシブル基板に入れられた切り込みと当該切り込みの両端部を結ぶ仮想線とで囲まれた基板部分であることを特徴とするLEDモジュール。
  2. 前記タブ領域を創出する前記切り込みは、U字状またはコ字状に入れられていることを特徴とする請求項1に記載のLEDモジュール。
  3. 前記フレキシブル基板は、帯状をしており、
    前記複数のLEDは、前記フレキシブル基板の長手方向、少なくとも1列に並べられていることを特徴とする請求項1に記載のLEDモジュール。
  4. 前記フレキシブル基板の幅方向に前記仮想線が向くように前記タブ領域が形成されていることを特徴とする請求項3に記載のLEDモジュール。
  5. 前記仮想線からの前記切り込み方向が、一のタブ領域と他のタブ領域とで異なっていることを特徴とする請求項3に記載のLEDモジュール。
  6. 前記複数のLEDの各々がタブ領域に実装されていて、
    フレキシブル基板の長手方向中央を境にタブ領域の切り込み方向が異なっており、各々の切り込みは、前記仮想線からフレキシブル基板の近い方の端部側に切り込まれていることを特徴とする請求項5に記載のLEDモジュール。
  7. 前記複数のLEDの各々がタブ領域に実装されていて、
    フレキシブル基板の長手方向中央を境にタブ領域の切り込み方向が異なっており、各々の切り込みは、前記仮想線から前記中央の側に切り込まれていることを特徴とする請求項5に記載のLEDモジュール。
  8. 前記複数のLEDの各々がタブ領域に実装されていて、
    前記仮想線からの前記切り込みの方向が、全てのタブ領域において前記フレキシブル基板の一方の端部側に向いていることを特徴とする請求項4に記載のLEDモジュール。
  9. 光源として、請求項6に記載のLEDモジュールを有し、
    当該LEDモジュールが、前記LEDの実装側を外側にして湾曲状態で設置されていることを特徴とするLEDランプ。
  10. 前記フレキシブル基板の前記LEDの実装面とは反対側の裏面に配され、前記タブ領域を前記実装面側に押し出す押出部材を有することを特徴とする請求項9に記載のLEDランプ。
  11. 前記押出部材が、良熱伝導性材料で形成されていることを特徴とする請求項10に記載のLEDランプ。
  12. 光源として、請求項7に記載のLEDモジュールを有し、
    当該LEDモジュールが、前記LEDの実装側を内側にして湾曲状態で設置されていて、
    前記フレキシブル基板の前記LEDの実装面とは反対側の裏面に配され、前記タブ領域を前記実装面側に押し出す押出部材を有することを特徴とするLEDランプ。
  13. 前記押出部材が、良熱伝導性材料で形成されていることを特徴とする請求項12に記載のLEDランプ。
  14. 光源として、請求項8に記載のLEDモジュールを有し、
    前記LEDモジュールが、前記LEDの実装側を外側にし、円形に曲げられた状態で設置されていることを特徴とするLEDランプ。
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