JP2017017043A - Lighting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、LED等の発光素子を光源として用いる照明装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to an illumination device that uses a light emitting element such as an LED as a light source.
近時、LEDの高出力化、高効率化及び普及化に伴い、光源としてLEDを用いた屋内又は屋外で使用される長寿命化が期待できる照明装置が開発されている。このような照明装置は、LEDを基板に複数実装して所定の光量を得るようにしたもので、例えば、基板は、照明装置本体内に固定して配設される。 In recent years, along with higher output, higher efficiency, and widespread use of LEDs, lighting devices that can be used indoors or outdoors using LEDs as light sources have been developed. Such an illuminating device is obtained by mounting a plurality of LEDs on a substrate to obtain a predetermined amount of light. For example, the substrate is fixedly disposed in the illuminating device main body.
この場合、基板の固定には、長期間にわたって確実な固定状態を維持するため、固定手段として一般的には、金属製の取付ねじが用いられる。 In this case, in order to maintain the fixed state for a long period of time for fixing the substrate, a metal mounting screw is generally used as the fixing means.
しかしながら、上記のような照明装置においては、例えば、雷サージ等の高電圧に対して絶縁性能が不足で、高電圧が取付ねじに印加されると、取付ねじを介してLEDに過電圧がかかりLEDが破壊されてしまうという課題を有していた。 However, in the lighting device as described above, for example, the insulation performance is insufficient with respect to a high voltage such as a lightning surge, and when a high voltage is applied to the mounting screw, an overvoltage is applied to the LED via the mounting screw. Had the problem of being destroyed.
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、後端部を支柱などに固定するための取付部を後端部に有する金属製の装置本体と;前記装置本体に取付けられる金属製の取付板と;前記装置本体に配設され、長方形状に形成され、長手方向の両端に取付穴が設けられた基板と;前記取付穴から所定の範囲にわたって絶縁領域が設けられるようにこの基板の表面上に形成された熱拡散性を有する配線パターンと;前記基板の取付穴に挿入され、前記取付板に前記基板を取り付ける金属製の固定手段と;前記配線パターンに接続されて前記基板の長手方向に沿って複数実装された発光素子と;前記装置本体の後端側に位置する前記基板一端側に設けられ、電源側と接続される接続コネクタと;を具備する照明装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a metal device main body having a mounting portion at the rear end for fixing the rear end to a column or the like; a metal mounting plate attached to the device main body A substrate disposed in the apparatus body, formed in a rectangular shape, and provided with attachment holes at both ends in the longitudinal direction; and on the surface of the substrate so that an insulating region is provided over a predetermined range from the attachment holes. A heat dissipating wiring pattern formed on the substrate; metal fixing means inserted into the mounting hole of the substrate and attaching the substrate to the mounting plate; and connected to the wiring pattern in the longitudinal direction of the substrate It is an object of the present invention to provide a lighting device comprising: a plurality of light emitting elements mounted along; and a connection connector provided on one end side of the substrate located on a rear end side of the device main body and connected to a power source side. To do.
本発明の実施形態による照明装置は、装置本体と、この装置本体に配設され、外周縁部に取付穴が設けられた基板と、前記取付穴から所定の範囲にわたって絶縁領域が設けられるようにこの基板の表面上に形成された熱拡散性を有する配線パターンと、前記基板の取付穴に挿入され、前記基板を取り付ける金属製の固定手段と、前記配線パターンに接続されて基板に複数実装された発光素子とを備えている。 An illumination device according to an embodiment of the present invention is provided with an apparatus main body, a substrate disposed in the apparatus main body and provided with a mounting hole in an outer peripheral edge, and an insulating region provided over a predetermined range from the mounting hole. A wiring pattern having thermal diffusivity formed on the surface of the substrate, a metal fixing means that is inserted into the mounting hole of the substrate and attaches the substrate, and is connected to the wiring pattern and mounted on the substrate. A light emitting element.
本発明の実施形態によれば、過電圧によって発光素子が破壊されるのを抑制することができるとともに、基板のスペースを有効に利用して小形化が可能であり、また、発光素子の放熱性を向上できる。さらに、複数の発光素子からの光の放射を均斉化することが可能となる発光装置及びこの発光装置が配設された照明装置を提供することができる。 According to the embodiment of the present invention, it is possible to suppress the destruction of the light emitting element due to the overvoltage, and it is possible to reduce the size by effectively using the space of the substrate, and to improve the heat dissipation of the light emitting element. Can be improved. Furthermore, it is possible to provide a light-emitting device that can uniformize light emission from a plurality of light-emitting elements, and a lighting device in which the light-emitting device is provided.
以下、本発明の第1の実施形態について図1乃至図6を参照して説明する。本実施形態は、照明装置として防犯灯を示している。防犯灯は、道路に立設された電柱や公園等のポール、工場の外壁等に設置されて使用されるもので、主として歩行者の安全を確保するものである。 A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the present embodiment, a security light is shown as the lighting device. The security light is used to be installed on a utility pole on a road, a pole in a park, an outer wall of a factory, etc., and mainly ensures the safety of pedestrians.
図1は、防犯灯を示す斜視図であり、図2は、グローブを取外して示す一部分解斜視図であり、図3は、発光装置を示す平面図である。また、図4及び図5は、グローブを下方から見て示す平面図及び斜視図であり、図6は、防犯灯を電柱に取付けた状態を示す側面図である。なお、各図において同一部分には、同一符号を付し重複した説明は省略する。 FIG. 1 is a perspective view showing a security light, FIG. 2 is a partially exploded perspective view showing a glove removed, and FIG. 3 is a plan view showing a light emitting device. 4 and 5 are a plan view and a perspective view showing the globe as seen from below, and FIG. 6 is a side view showing a state in which the security light is attached to the utility pole. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
防犯灯は、装置本体1と、グローブ2と、発光装置3とを備えている。装置本体1は、例えば、ASA樹脂等の合成樹脂やアルミダイカスト製であり、下方を開口した略船形に形成されており、後述する発光装置3、点灯装置4や自動点滅器が配設されている。
The security light includes a device
図2において、装置本体1の開口側には、両側に傾斜面を有する金属製の取付板11が取付けられていて、この取付板11の傾斜面に矢印で示すように発光装置3が取付けられるようになっている。なお、この取付板11は、反射板として構成してもよい。
In FIG. 2, a
点灯装置4は、取付板11の背面側に配設されていて、箱状のケース内に回路基板及びこの基板に実装された回路部品を収容して構成されており、商用交流電源ACに電源線によって接続されるようになっており、交流電源ACを受けて直流出力を生成するものである。
The lighting device 4 is disposed on the back side of the
点灯装置4は、例えば、全波整流回路の出力端子間に平滑コンデンサを接続し、この平滑コンデンサに直流電圧変換回路及び電流検出手段を接続して構成されている。したがって、点灯装置4は、リード線等の配線接続部材によって発光装置3に接続されており、その直流出力を供給し、発光装置3を点灯制御するようになっている。
The lighting device 4 is configured, for example, by connecting a smoothing capacitor between output terminals of a full-wave rectifier circuit, and connecting a DC voltage conversion circuit and current detection means to the smoothing capacitor. Therefore, the lighting device 4 is connected to the
グローブ2は、装置本体1の下方開口を覆うように取付けられる上方が開口した略船形に形成されている。このグローブ2の先端側は、装置本体1とヒンジ21で開閉可能に連結されており、後端側は、ねじ止めされるようになっている。
The
グローブ2は、図4及び図5に示すように、アクリル樹脂等の透光性の材料から作られており、長手方向における内面の両側面には、複数の凸条からなるプリズム22が一体的に形成されている。プリズム22は、長手方向に稜線が連続するように形成されており、発光装置3から出射される光を屈折させて主に側方(長手方向と直交する方向)に配光する機能を有している。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
一方、グローブ2の長手方向における中央部23(直下方向)には、プリズム22は、形成されていない。この中央部23には、適宜シボ加工等が施されている。
On the other hand, the
したがって、発光装置3から出射される光は、プリズム22によって側方に屈折されて照射されるとともに、直下方向に有効に照射されるようになる(図5矢印で示す)。また、下方から防犯灯を見た場合に、シボ加工等により発光装置3等の内部部品が視認しにくくなっている。
Therefore, the light emitted from the
発光装置3は、図3に示すように、基板31と、この基板31に実装された複数の発光素子32と、基板31の外周縁部に複数設けられる固定手段33とを備えている。また、基板31の前面側には、各発光素子32と対向するようにレンズ部が形成された図示を省略するアクリル樹脂等の透明材料から形成されたレンズ部材が配置されるようになっている。
As shown in FIG. 3, the
基板31は、略長方形状に形成されており、絶縁材であるガラスエポキシ基板(FR−4)やガラスコンポジット基板(CEM−3)の平板からなり、表面側には銅箔で形成された配線パターン34が形成されている。なお、基板31の材料は、絶縁材とする場合には、セラミックス材料や他の合成樹脂材料を適用できる。さらに、金属製とする場合は、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れたべース板の一面に絶縁層が積層された金属製のべース基板を適用できる。
The
配線パターン34は、基板31の表面上に、基板31の周縁部から所定の距離を空けて内側に略長方形状に全面に亘って形成されている。また、配線パターン34は、各発光素子32に対応してブロック状に形成されており、各ブロック間は、細長の絶縁空間Sによって絶縁性が確保されるようになっている。具体的には、9個のブロックが形成され、この各ブロックを跨ぐように複数の発光素子32が接続されている。なお、この配線パターン34は、熱伝導性を有し、かつ発光素子32から発生する熱を拡散する熱拡散性を有している。
The
発光素子32は、LEDであり、表面実装型のLEDパッケージである。概略的にはセラミックスや耐熱性の合成樹脂で形成された本体に配設されたLEDチップと、このLEDチップを封止するエポキシ系樹脂やシリコーン樹脂等のモールド用の透光性樹脂とから構成されている。
The
LEDチップは、青色光を発光する青色のLEDチップである。透光性樹脂には、蛍光体が混入されており、白色光を出射できるようにするために、青色の光とは補色の関係にある黄色系の光を放射する黄色蛍光体が使用されている。 The LED chip is a blue LED chip that emits blue light. In the translucent resin, a phosphor is mixed, and in order to be able to emit white light, a yellow phosphor that emits yellow light that is complementary to blue light is used. Yes.
なお、LEDは、砲弾型のLEDを実装するようにしてもよく、実装方式や形式は、格別限定されるものではない。 The LED may be a bullet-type LED, and the mounting method and format are not particularly limited.
基板31の外周縁部に設けられる複数の固定手段33は、金属製の取付ねじである。この取付ねじによって基板31は、取付板11の傾斜面に取付けられて固定されるようになっている。つまり、基板31には、取付穴が形成されていて、この取付穴を介して取付ねじが取付板11側にねじ込まれるようになっている。ここで、基板31の外周縁部とは、基板31の外周端から所定の幅を有する範囲を意味している。
The plurality of fixing means 33 provided on the outer peripheral edge of the
さらに、取付ねじから所定の範囲、詳しくは、取付ねじを中心として15mm以上の範囲にわたって絶縁領域36a〜36fが形成され確保されている。この絶縁領域36a〜36fは、弧状に形成され、前記配線パターン34に侵入するように食い込んで形成されている。したがって、基板31の表面上のスペースを有効に利用して絶縁領域36a〜36f、すなわち、絶縁距離を確実に確保でき、基板31の小型化が実現できる。
Furthermore, insulating
また、複数の発光素子32、具体的には、8個の発光素子32が二つの略十字状が並ぶように配設されている。ここで、基板31の外周側に位置する発光素子32は、配線パターン34に侵入した隣接する絶縁領域36a〜36fの間に配置されるようになっている。例えば、基板31の外周側に位置する特定の発光素子32aは、絶縁領域36aと36bとの間に配置され、発光素子32bは、絶縁領域36bと36cとの間に配置されるようになっている。
In addition, a plurality of
したがって、絶縁領域36a〜36fを確保しつつ、小形化の実現が可能であり、発光素子32を基板31面に均等化させて分布させることができる。
Therefore, it is possible to realize the miniaturization while securing the insulating
なお、発光素子32が隣接する絶縁領域36a〜36fの間に配置されるとは、発光素子32の外形が絶縁領域36a〜36fの間に完全に位置する場合や一部が位置する場合が含まれる。
The
次に、発光装置3の電気的接続関係について図3を参照して説明する。基板31の端部側には、電源側と接続される接続コネクタ35が配設されている。そして、この接続コネクタ35の正極側端子は、配線パターン34の最初の一つのブロックに接続され、このブロックから発光素子32のアノード側端子、カソード側端子、次段のブロックへと順次接続され、最終的に接続コネクタ35の負極側端子に接続されるようになっている。これにより、各発光素子32は、直列に接続され、電源を供給することにより各発光素子32は一斉に点灯し、面状の発光源として機能する。
Next, the electrical connection relationship of the
なお、基板31の表面上には、全面に亘って白色のレジスト層を形成するのが好ましい。このレジスト層は、反射層として作用し、発光素子32から出射される光のうち、基板31の表面に向かう光を前面側に反射させることができ、発光素子32から出射される光を有効に利用することができる。
Note that it is preferable to form a white resist layer over the entire surface of the
以上のように構成された防犯灯は、例えば、図6に示すように、装置本体1の後壁部を取付けバンド5を介して道路に立設されている電柱6に巻き付け固定され、地上から約5mの高さに取付けられる。
For example, as shown in FIG. 6, the security light configured as described above is fixed by wrapping and fixing the rear wall portion of the apparatus
このように設置された防犯灯は、屋外が暗くなると自動点滅器のスイッチが自動的にONし、発光装置3に電源側から点灯装置4を介して電力が供給され、発光素子32が点灯する。また、屋外が明るくなると自動点滅器のスイッチが自動的にOFFし、発光素子32が消灯する。
In the security light installed in this way, the switch of the automatic flasher is automatically turned on when the outdoors becomes dark, power is supplied to the
防犯灯の点灯状態においては、発光素子32から出射される光は、図示しないレンズ部材を通過し、透光性のグローブ2を透過して外方に放射される。より詳しくは、発光素子32から出射される光は、グローブ2の長手方向における両側面に形成されたプリズム22によって、側方に屈折されて道路の進行方向に飛ばされ、道路の進行方向を照射する。
In the lighting state of the security light, the light emitted from the
また、グローブ2の長手方向における中央部23からは、直下方向に飛ばされ、直下方向を照射する。したがって、道路の進行方向及び直下方向が効果的に照射されるようになる。
Further, the
一方、発光素子32の点灯中は、発光素子32から熱が発生する。この熱は、熱伝導性を有し、かつ熱拡散性を有する配線パターン34へ伝導され、基板31に伝わって、基板31の裏面側から取付板11に伝導され放熱される。この場合、配線パターン34は、所定広さの面積を有しているため、ヒートスプレッダとして機能し、発光素子32から発生する熱の放熱作用を促進する。
On the other hand, heat is generated from the
また、例えば、雷サージ等の高電圧が固定手段33に印加されたとしても絶縁領域36a〜36fが確保されているので、過電圧が発光素子32に印加されて発光素子32が破壊されるのを回避することが可能となる。この場合、絶縁領域36a〜36は、配線パターン34に侵入するように形成されているので、基板31の限られたスペースを有効に利用して小形化することが可能となる。
Further, for example, even if a high voltage such as a lightning surge is applied to the fixing means 33, the insulating
さらに、複数の発光素子32のうち、一部の例えば、発光素子32aは絶縁領域36aと36bとの間に配置されているので、発光素子32を基板31面に均等化させて分布させることができ、複数の発光素子32からの光の放射を均斉化することが可能となる。
Furthermore, among the plurality of
以上のように本実施形態によれば、過電圧によって発光素子32が破壊されるのを抑制することができるとともに、基板31のスペースを有効に利用して小形化が可能であり、また、発光素子32の放熱性を向上できる。さらに、複数の発光素子32からの光の放射を均斉化することが可能となる発光装置3及び照明装置を提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, the
次に、本発明の第2の実施形態について図7を参照して説明する。図7は、発光装置3を示す平面図である。なお、第1の実施形態と同一又は相当部分には、同一符号を付し重複した説明は省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a plan view showing the
発光装置3は、基板31と、この基板31に略十字状に実装された4個の発光素子32と、基板31の外周縁部に複数設けられる固定手段33とを備えている。
The
基板31は、略正方形状に形成されており、配線パターン34は、基板31の表面上に、略全面に亘って形成されている。また、配線パターン34は、各発光素子32に対応してブロック状に形成されている。
The
基板31の外周縁部、具体的には各角部に固定手段33が設けられるようになっている。また、固定手段33から所定の範囲にわたって絶縁領域36a〜36dが形成されている。この絶縁領域36a〜36dは、弧状で1/4円状に形成され、前記配線パターン34に侵入するように食い込んで形成されている。したがって、基板31の表面上のスペースを有効に利用して絶縁領域36a〜36dを確保でき、基板31の小型化が実現できる。
Fixing means 33 is provided at the outer peripheral edge of the
また、複数の発光素子32の全ては、配線パターン34に侵入した隣接する絶縁領域36a〜36dの間に配置されるようになっている。
Further, all of the plurality of
以上のように本実施形態によれば、過電圧によって発光素子32が破壊されるのを抑制
As described above, according to the present embodiment, the
することができるとともに、基板31のスペースを有効に利用して小形化が可能となる。また、発光素子32の放熱性を向上でき、複数の発光素子32からの光の放射を均斉化することが可能となる
In addition, it is possible to reduce the size by effectively using the space of the
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、発光素子の実装個数は、複数であれば特段限定されるものではない。 In addition, this invention is not limited to the structure of the said embodiment, A various deformation | transformation is possible in the range which does not deviate from the summary of invention. For example, the number of mounted light emitting elements is not particularly limited as long as it is plural.
また、照明装置としては、屋外で使用されるものに限らず、屋内で使用されるものであってもよい。屋外又は屋内で使用される各種照明装置に適用可能である。 Moreover, as an illuminating device, it is not restricted to what is used outdoors, You may use it indoors. It can be applied to various lighting devices used outdoors or indoors.
1・・・装置本体、2・・・グローブ、3・・・発光装置、4・・・点灯装置、11・・・取付板、31・・・基板、32・・・発光素子(LED)、33・・・固定手段(取付ねじ)、34・・・配線パターン、36a〜36f・・・絶縁領域
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記装置本体に取付けられる金属製の取付板と;
前記装置本体に配設され、長方形状に形成され、長手方向の両端に取付穴が設けられた基板と;
前記取付穴から所定の範囲にわたって絶縁領域が設けられるようにこの基板の表面上に形成された熱拡散性を有する配線パターンと;
前記基板の取付穴に挿入され、前記取付板に前記基板を取り付ける金属製の固定手段と;
前記配線パターンに接続されて前記基板の長手方向に沿って複数実装された発光素子と;
前記装置本体の後端側に位置する前記基板一端側に設けられ、電源側と接続される接続コネクタと;
を具備することを特徴とする照明装置。 A metal device main body having a mounting portion for fixing the rear end portion to a post or the like at the rear end portion;
A metal mounting plate attached to the apparatus body;
A substrate disposed in the apparatus main body, formed in a rectangular shape, and provided with mounting holes at both ends in the longitudinal direction;
A wiring pattern having thermal diffusivity formed on the surface of the substrate so that an insulating region is provided over a predetermined range from the mounting hole;
Metal fixing means that is inserted into the mounting hole of the substrate and attaches the substrate to the mounting plate;
A plurality of light emitting elements connected to the wiring pattern and mounted along the longitudinal direction of the substrate;
A connection connector provided on one end side of the substrate located on the rear end side of the apparatus main body and connected to the power supply side;
An illumination device comprising:
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