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照明器具 - 松下電工株式会社
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発明の名称 照明器具
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−18878(P2007−18878A)
公開日 平成19年1月25日(2007.1.25)
出願番号 特願2005−199291(P2005−199291)
出願日 平成17年7月7日(2005.7.7)
代理人 【識別番号】100087767
【弁理士】
【氏名又は名称】西川 惠清
発明者 青木 博司 / 若林 美紀
要約 課題
配線の手間を少なくした照明器具を提供する。

解決手段
照明器具は、複数の発光ダイオードと点灯回路の回路部品が実装される回路基板2を備える。回路基板2の実装面2aには、9個の発光ダイオードLED1〜LED9の端子が接続されるランド21a,21bが設けられ、ランド21a,21b間を接続する配線パターン23a〜23hにより発光ダイオードLED1…を直列接続する電路24が構成される。また実装面2aには4個の発光ダイオードLED11〜LED14の端子が接続されるランド22a,22bが設けられ、ランド22a,22b間を接続する配線パターン25a〜25cにより、発光ダイオードLED11…を直列接続する電路26が構成される。電路24を構成する配線パターン23a…は、電路26を構成する配線パターン25a…と互いに交差しないような経路で形成されている。
特許請求の範囲
【請求項1】
複数の発光ダイオードと、前記複数の発光ダイオードを点灯させる点灯回路の回路部品とが実装される回路基板を備え、当該回路基板の一方の実装面には、複数の発光ダイオードの端子がそれぞれ接続される接続部が設けられ、前記複数の発光ダイオードの内の複数個が直列接続されるように、各発光ダイオードが接続される接続部の間を電気的に接続する電路が複数形成され、各々の電路を構成する配線パターンが、他の電路を構成する配線パターンと交差しないような経路で形成されたことを特徴とする照明器具。
【請求項2】
前記複数の電路の内で最も外側にある電路が略螺旋状に形成されたことを特徴とする請求項1記載の照明器具。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光ダイオードを光源に用いた照明器具に関するものである。
【背景技術】
【0002】
この種の照明器具としては、光源として複数の発光ダイオードを用い、複数の発光ダイオードを直列に接続し、各発光ダイオードに励磁電流を供給して点灯させるものが従来より提供されている(例えば特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2004−39684号公報(段落番号[0013]、及び、第1図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上記構成の照明装置では、均一な照明光が得られるように、回路基板に複数個の発光ダイオードを一定の間隔でマトリックス状に配置していた。
【0004】
ここで、光出力の仕様が異なる場合は、発光ダイオードの取付ピッチを変えて、その個数を変更することによって対応していたが、コストダウンのために、発光ダイオードの個数が異なる場合でも回路基板を共用することで、部品の種類を減らすことが望まれている。
【0005】
例えば図7は、発光ダイオードの取付ピッチをD1として9個実装する場合と、発光ダイオードの取付ピッチをD2(>D1)として4個実装する場合とで兼用される回路基板2を示している。略正方形の回路基板2に複数の発光ダイオードを均等に配置するために、9個用の場合は回路基板2の図7中上側部と中央部と下側部とに左右方向に3個ずつ並べて合計9個の発光ダイオードLED1〜LED9を実装してある。また4個用の場合は、発光ダイオードLED1〜LED9の上側の列と中央の列の間、および、中央の列と下側の列の間に、発光ダイオードLED11〜LED14を左右に2個ずつ並べて実装している。
【0006】
ここで、複数個の発光ダイオードを点灯させる場合、特許文献1に示されるように複数個の発光ダイオードを直列に接続することで、個々の発光ダイオードに流れる電流のばらつきを少なくしており、図7に示す回路基板2では9個の発光ダイオードLED1〜LED9を直列に接続するために、発光ダイオードLED1〜LED9の間を順番に接続する略Z字状の配線パターンPT1が形成されている。このような配線パターンPT1を形成した場合、図7中の上側に実装された2個の発光ダイオードLED11,LED12と、下側に実装された2個の発光ダイオードLED13,LED14との間が配線パターンPT1によって分断されるため、発光ダイオードLED12とLED13との間を短距離で結ぶ配線パターンを形成することができなかった。したがって、回路基板2の実装面において配線パターンPT1を挟んで対向する位置にスルーホールP1,P2を形成するとともに、発光ダイオードLED11と発光ダイオードLED12とスルーホールP1との間を接続する配線パターンPT2と、スルーホールP2と発光ダイオードLED13と発光ダイオードLED14との間を接続する配線パターンPT3とを形成しておき、4個の発光ダイオードLED11〜LED14を実装して使用する場合は、スルーホールP1,P2間をジャンパ線JPで短絡することによって、4個の発光ダイオードLED11〜LED14を直列接続していたため、4個の発光ダイオードLED11〜LED14を接続して使用する場合は配線の手間がかかるという問題があった。
【0007】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、配線の手間を少なくした照明器具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に、請求項1の発明は、複数の発光ダイオードと、複数の発光ダイオードを点灯させる点灯回路の回路部品とが実装される回路基板を備え、当該回路基板の一方の実装面には、複数の発光ダイオードの端子がそれぞれ接続される接続部が設けられ、複数の発光ダイオードの内の複数個が直列接続されるように、各発光ダイオードが接続される接続部の間を電気的に接続する電路が複数形成され、各々の電路を構成する配線パターンが、他の電路を構成する配線パターンと交差しないような経路で形成されたことを特徴とする。
【0009】
この発明によれば、複数の発光ダイオードの内の複数個を直列接続する電路が複数形成され、各々の電路を構成する配線パターンを、他の電路を構成する配線パターンと交差しないような経路で形成しているので、複数の電路の何れかに発光ダイオードを実装することによって、1枚の回路基板に実装する発光ダイオードの個数を変更することができ、且つ実装する発光ダイオードの個数が異なる場合でもジャンパ線などを用いて配線することなく、1枚の回路基板で対応することができる。
【0010】
また、請求項2の発明は、請求項1の発明において、複数の電路の内で最も外側にある電路が略螺旋状に形成されたことを特徴とする。
【0011】
この発明によれば、最も外側にある電路を略螺旋状に形成しているので、この電路を構成する配線パターンの間に連続した螺旋状の配線スペースができ、この配線スペースを利用して、ジャンパ線などを用いることなく、複数の発光ダイオードを直列接続する別の電路を形成することができる。しかも、最も外側にある電路を略螺旋状に形成しているので、この電路を回路基板の外周に沿って形成すれば、無駄な配線スペースを無くすことができ、回路基板の小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、複数の発光ダイオードの内の複数個を直列接続する電路が複数形成され、各々の電路を構成する配線パターンを、他の電路を構成する配線パターンと交差しないような経路で形成しているので、複数の電路の何れかに発光ダイオードを実装することによって、1枚の回路基板に実装する発光ダイオードの個数を変更することができ、且つ実装する発光ダイオードの個数が異なる場合でもジャンパ線などを用いて配線することなく、1枚の回路基板で対応することができるから、配線の手間を少なくした照明器具を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
本実施形態の照明器具の一実施形態を図1〜図6に基づいて説明する。図4(a)は本実施形態の照明器具Aを2台並べて設置した状態の平面図、同図(b)は照明器具Aの側面図であり、この照明器具Aは、取付ベース1と、回路基板2と、カバー3と、配線カバー4とを主要な構成として備える。
【0014】
取付ベース1は略正方形状の板金により形成され、取付ベース1の表面(図4(b)中の上面)には回路基板2を保持したカバー3が図4(a)中の右上、左上、右下、左下の位置にそれぞれ取着されている。取付ベース1における上下方向略中央の左右両側部、および、左右方向略中央の上下両側部には、カバー3の間から露出する部位の一部を矩形状に凹没させることによって、取付ベース1の他の部位よりも背面側に突出した取付座1aが形成されている。左右両側の取付座1aには、取付ベース1を施工面に取り付けるための取付ねじ13を挿通する挿通孔(図示せず)がそれぞれ貫設されている。また上下両側の取付座1aにも取付ねじ13を挿通するための挿通孔11,12がそれぞれ貫設されている。なお一方の挿通孔11は、上下方向において長孔とこの長孔よりも大径の丸孔とが連続しただるま孔形状に形成され、他方の挿通孔12は長径が左右方向に沿って延びる長孔形状に形成されており、挿通孔11,12に通した取付ねじ13を施工面に螺入して仮止めした状態で、取付ベース1の取付位置を調整できるようになっている。
【0015】
また取付ベース1の四隅には、取付ベース1の一部を背面側に突出させることによって、円形の突起1bが形成されており、突起1bの突出量は取付座1aの突出量と略同じに形成されている。而して取付ベース1を造営面に固定する際には、取付座1aおよび突起1bを造営面に当接させた状態で、各取付座1aの挿通孔11,12に通した取付ねじ13を造営材に螺合することによって、取付ベース1が造営材に固定されるのである。この時、取付座1aおよび突起1bは取付ベース1の他の部位よりも背面側に突出しているので、取付ベース1の他の部位は造営面に当接せず、取付座1aと突起1bのみが当接することになり、造営面に凹凸があったとしても取付ベース1をがたつき無く取り付けることができる。また取付座1aおよび突起1bの高さ分だけ、取付ベース1と造営材との間に隙間ができるので、カバー3を取付ベース1に固定する後述の固定ねじ37の先端が造営材に干渉することはない。
【0016】
さらに取付ベース1には、右上および左上に取着したカバー3,3の間の部位に、カバー3に保持された回路基板2に電源を供給するための入力用コネクタ5が取着され、この入力用コネクタ5と回路基板2との間は多芯のケーブル6を介して電気的に接続されている。また取付ベース1には、右上および右下に取着したカバー3,3の間の部位に送り配線用の多芯のケーブル7が通され、このケーブル7の先端には別の照明器具Aの入力用コネクタ5に接続される送り用コネクタ8が電気的に接続されている。なお取付ベース1には、4つのカバー3の間にできる十字状の配線スペースに、板金により略コ字形に形成された長尺の配線カバー4,4が取付金具9,9を用いて互いに略直交するように取着されており、これらの配線カバー4,4によって入力用コネクタ5およびケーブル6,7を覆うことで、入力用コネクタ5やケーブル6,7の破損を防止している。ここに配線カバー4は、長手方向一端側の横壁から延出させた引掛片4a,4aを取付ベース1に設けた溝に係止させるとともに、長手方向他端側に設けたねじ挿通孔に固定ねじ14を挿通し、この固定ねじ14を取付ベース1に固定した取付金具9のねじ孔(図示せず)に螺合することによって、取付ベース1に固定される。なお、取付ベース1にはアース端子15がねじ止めされており、このアース端子15にアース線(図示せず)を接続することによって、取付ベース1を接地することができる。
【0017】
次に回路基板2について説明する。回路基板2は略正方形状のプリント配線板からなり、一方の面に複数個の発光ダイオードが実装され、他方の面には発光ダイオードの点灯回路を構成する回路部品が実装される。この回路基板2には、9個の発光ダイオードを直列接続するための配線パターンと、4個の発光ダイオードを直列接続するための配線パターンが共に形成されているので、実装する発光ダイオードの数を9個又は4個の何れかに選択できる。つまり9個用の基板と4個用の基板を1枚の回路基板2で兼用している。また回路基板2には、充填剤の注入時に空気を抜くために、回路基板2の表裏を貫通する複数個の丸孔2cが形成されるとともに、回路基板2の周縁部に矩形状に凹んだ複数の切欠2dが形成されている。
【0018】
図2(a)(b)は回路基板2を9個用の基板として使用した場合を示し、一方の実装面2aには発光ダイオードLED1〜LED9が実装され、他方の実装面2bには点灯回路を構成する回路部品(全波整流器DB1、トランジスタQ1,Q2…、チップ抵抗R1−1,R1−2…、ツェナダイオードZD1などからなる)が実装されている。9個の発光ダイオードLED1〜LED9は例えば約50mmピッチで実装されており、実装面2aにおいて図2(a)中の上下両側部および中央部に左右方向に3個ずつ並べて等間隔に実装されている。また図1に示すように、実装面2aには、各発光ダイオードLED1〜LED9の実装位置に、表面実装タイプの発光ダイオードLED1〜LED9が備える一対の端子をそれぞれ接続するランド(接続部)21a,21bが形成されている。
【0019】
また図3(a)(b)は回路基板2を4個用の基板として使用した場合を示し、一方の実装面2aには発光ダイオードLED11〜LED14が実装され、他方の実装面2bには点灯回路を構成する回路部品(全波整流器DB1、トランジスタQ1,Q2…、チップ抵抗R1−1,R1−2…、ツェナダイオードZD1などからなる)が実装されている。4個の発光ダイオードLED1〜LED9は例えば約75mmピッチで実装されており、実装面2aにおいて、回路基板2の図2中上側に実装される発光ダイオードLED1〜LED3の列と、中央部に実装される発光ダイオードLED4〜LED6の列との間に、発光ダイオードLED11,LED12が左右に並べて実装されるとともに、回路基板2の中央部に実装される発光ダイオードLED4〜LED6の列と、下側部に実装される発光ダイオードLED7〜LED9の列との間に発光ダイオードLED13,LED14が左右に並べて実装されている。また図1に示すように、実装面2aには、各発光ダイオードLED11〜LED14の実装位置に、表面実装型の発光ダイオードLED11〜LED14が備える一対の端子をそれぞれ接続するランド(接続部)22a,22bが形成されている。
【0020】
さらに回路基板2の実装面2aには、9個の発光ダイオードLED1〜LED9を直列に接続する電路24を形成するため、発光ダイオードLED1〜LED9の端子が接続されるランド21a,21bの間を電気的に接続する配線パターン23a〜23hが形成されており、これらの配線パターン23a〜23hによって螺旋状の電路24を構成している。また実装面2aには、他の4個の発光ダイオードLED11〜LED14を直列に接続する電路26を形成するため、発光ダイオードLED11〜LED14の端子が接続されるランド22a,22bの間を電気的に接続する配線パターン25a〜25cが形成されており、これらの配線パターン25a〜25cによって略Z字状の電路26を構成している。また発光ダイオードLED1,LED11のアノードがそれぞれ接続されるランド21a,22aは配線パターン27aを介して端子CN2,CN3に接続され、発光ダイオードLED9,LED14のカソードがそれぞれ接続されるランド21b,22bは配線パターン27bを介して端子CN4に接続されている。すなわち、端子CN2,CN3と端子CN4との間に、9個の発光ダイオードLED1〜LED9を直列接続する電路24と、4個の発光ダイオードLED11〜LED14を直列接続する電路26とが並列的に接続されている。而して、端子CN2,CN3と端子CN4との間に直流電圧を印加すれば、実装面2aに実装された9個の発光ダイオードLED1〜LED9、或いは、4個の発光ダイオードLED11〜LED14に励磁電流を供給して、発光ダイオードLED1〜LED9、又は、発光ダイオードLED11〜LED14を点灯させることができる。
【0021】
またカバー3は、図5(a)〜(e)に示すように透光性を有する透明な合成樹脂(例えばアクリルなど)により、略正方形状の主部31と、主部31の周縁部から背面側に延出する側部32とを一体に形成したような形状に形成されている。なお主部31の4つの角の内、対角の位置にある2つの角を矩形状に凹没させており、この凹没部分の側部32の後縁からはU字状の切り込み溝34を有する取付片33が側方に向かって突出している。また側部32の内側面には、主部31との連結部位から開口側に向かって、回路基板2の実装面2bと当接する柱状突起35が複数突設されるとともに、これら柱状突起35との間で回路基板2を挟持する係止爪36が突設されている。なお係止爪36は、カバー3の開口側から主部31側に近付くにつれて、側部32からの突出量が大きくなるような形状に形成されている。
【0022】
ここで、照明器具Aを組み立てるに当たっては、先ずカバー3の開口部から、実装面2bを主部31側にして回路基板2を挿入すると、回路基板2の左右の側縁が係止爪36と当接し、係止爪36が設けられた側部32を外側に押し広げる。その後、回路基板2をさらに押し込むと、回路基板2が係止爪36を乗り越えて、係止爪36と柱状突起35との間に回路基板2が保持される(図5(e)参照)。回路基板2をカバー3に保持させると、カバー3の開口側から透光性を有する透明な充填剤(例えばシリコンなど)を充填して、回路基板2に実装された発光ダイオードLED1…や回路部品などを樹脂で封止して保護する。ここで回路基板2には丸孔2cや切欠2dが形成されているので、充填剤を充填する際に丸孔2cや切欠2dから空気が抜けやすく、回路基板2とカバー3の主部31との間に気泡が残ってしまうのを防止できる。以上のようにして回路基板2をカバー3に保持させると、取付ベース1の所定の取付位置にカバー3を載置し、カバー3の取付片33に設けた切り込み溝34に、パッキン38に通した固定ねじ37を挿通し、この固定ねじ37を取付ベース1に螺合することによって、カバー3を取付ベース1に固定する。また回路基板2に接続されたケーブル6,7を取付ベース1の所定の位置に配線し、ケーブル6の先端に接続された入力用コネクタ5を適宜の取付手段を用いて取付ベース1に固定した後、取付ベース1に固定された取付金具9に配線カバー4を固定ねじ14で固定することによって、配線カバー4が取付ベース1に固定され、照明器具Aの組立を完了する。
【0023】
ところで、本実施形態では回路基板2の実装面2aに、9個の発光ダイオードLED1〜LED9を直列接続する電路24と、4個の発光ダイオードLED11〜LED14を直列接続する電路26とを形成し、一方の電路24を構成する配線パターン23a〜23hを、他方の電路26を構成する配線パターン25a〜25cと交差しないような経路に形成しているので、2つの電路24,26の内の何れかに発光ダイオードを実装することによって、1枚の回路基板2に実装する発光ダイオードの個数を変更することができ、実装する発光ダイオードの個数が異なる場合でもジャンパ線などを用いて配線することなく、1枚の回路基板で対応することができるから、配線作業を簡単に行うことができる。さらに本実施形態では、複数の電路24,26の内、最も外側にある電路24が略螺旋状に形成されているので、電路24を構成する配線パターン23a〜23hの間に連続した螺旋状の配線スペースができ、この配線スペースを利用して、ジャンパ線などを用いることなく、複数の発光ダイオードを直列接続する別の電路26を形成することができ、且つ、最外縁の電路24を回路基板2の外周に沿って形成すれば、無駄な配線スペースを無くして、回路基板2の小型化が図れるという利点もある。
【0024】
なお回路基板2に形成する電路の数や経路は上記の形態に限定されるものではなく、複数の電路をそれぞれ構成する配線パターンが、他の電路を構成する配線パターンと交差しないような経路で形成されれば、電路の数や経路は問わない。本実施形態では9個の発光ダイオードLED1〜LED9を直列に接続する電路24を螺旋状に形成しているが、図6(a)に示すように上述の回路基板2において発光ダイオードLED8と発光ダイオードLED9の位置を入れ替えて電路24を形成しても良く、電路24の両端にある発光ダイオードLED1,LED9が近接して配置されるので、励磁電流を供給する端子CN2,CN3および端子CN4と発光ダイオードLED1,LED9との間を電気的に接続する配線パターンを容易に形成することができる。また図6(b)に示すように回路基板2に18個の発光ダイオードLED1〜LED18が実装される場合には、発光ダイオードLED1〜LED9の間を電気的に接続する螺旋状の配線パターンと、発光ダイオードLED10〜LED18の間を電気的に接続する螺旋状の配線パターンとを2重に形成し、発光ダイオードLED9,LED10間を配線パターンにより電気的に接続することで2重螺旋形状の電路24を形成しても良く、この場合にも電路24の両端にある発光ダイオードLED1と発光ダイオードLED18とを近接して配置することができる。また回路基板2を正方形以外の形状に形成しても良いことは勿論のことであり、例えば図6(c)に示すように略楕円形状に形成された回路基板2’を用い、この回路基板2’の実装面2aの適宜の位置に複数個の発光ダイオードLED1,LED2…LEDnを実装するとともに、複数個の発光ダイオードLED1,LED2…LEDnを直列に接続するための電路24を形成しても良い。
【0025】
なお、本発明の精神と範囲に反することなしに、広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は、特定の実施形態に制約されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本実施形態の照明器具に用いる回路基板のパターン図である。
【図2】(a)(b)は同上の回路基板に発光ダイオードを9個実装する場合の実装組立図である。
【図3】(a)(b)は同上の回路基板に発光ダイオードを4個実装する場合の実装組立図である。
【図4】同上の照明器具を示し、(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図5】同上に用いるカバーを示し、(a)は平面図、(b)はB−B断面図、(c)はC−C断面図、(d)は右側面図、(e)はD部拡大図である。
【図6】(a)〜(c)は同上に用いる回路基板の他の配線パターンを模式的に示したパターン図である。
【図7】従来の照明器具に用いる回路基板の配線パターンを模式的に示したパターン図である。
【符号の説明】
【0027】
2 回路基板
2a 実装面
21a,21b ランド
22a,22b ランド
24,26 電路
23a〜23h 配線パターン
25a〜25c 配線パターン
LED1〜LED9 発光ダイオード
LED11〜LED14 発光ダイオード




 

 


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