特許 7186559 照明用集合基板、光源モジュールおよび照明装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-01

(45)【発行日】2022-12-09

(54)【発明の名称】照明用集合基板、光源モジュールおよび照明装置

(51)【国際特許分類】

   F21V 19/00 20060101AFI20221202BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20221202BHJP

   H05K 1/02 20060101ALI20221202BHJP

   F21Y 103/10 20160101ALN20221202BHJP

【ＦＩ】

F21V19/00 150

F21S2/00 230

F21V19/00 170

F21V19/00 450

H05K1/02 G

F21Y103:10

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018175496

(22)【出願日】2018-09-20

(65)【公開番号】P2020047493

(43)【公開日】2020-03-26

【審査請求日】2021-07-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】390014546

【氏名又は名称】三菱電機照明株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001461

【氏名又は名称】弁理士法人きさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】羽鳥 貴善

(72)【発明者】

【氏名】今井 康雄

【審査官】野木 新治

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１２７３６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０４－００８４６１（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｖ １９／００

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｈ０５Ｋ １／０２

Ｆ２１Ｙ １０３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光素子と、
前記発光素子が実装される長尺状の第一の基板と、
前記第一の基板の基板長手方向の端部に連結され、前記第一の基板から切り離される第二の基板と、
前記第一の基板と前記第二の基板との境界に位置し、前記第二の基板を切り離す際に分割される分割部とを備え、
前記分割部には、前記第一の基板の基板短手方向に延びる長孔が、前記発光素子に対して前記基板長手方向に並ぶ位置に形成され、前記長孔の前記基板短手方向の両側の連結部で前記第一の基板と前記第二の基板とが連結されており、
前記第一の基板の前記基板長手方向の端部には前記発光素子に給電するためのコネクタが実装されており、前記コネクタは、前記コネクタに近い側の前記分割部から、前記基板長手方向に向かって最初の前記発光素子よりも離れた位置に実装されている照明用集合基板。

【請求項2】

前記連結部に穴が形成されている請求項１記載の照明用集合基板。

【請求項3】

前記第二の基板は、前記第一の基板の前記基板長手方向の両端部のそれぞれに設けられており、各第二の基板のそれぞれと前記第一の基板との境界に前記分割部が設けられている請求項１または請求項２記載の照明用集合基板。

【請求項4】

前記コネクタは、前記発光素子よりも前記第一の基板の前記基板短手方向の端辺側に寄せて配置されている請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の照明用集合基板。

【請求項5】

前記発光素子へ接続する配線パターンが前記第一の基板に実装されている請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の照明用集合基板。

【請求項6】

請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の照明用集合基板から切り出された前記第一の基板を備える光源モジュール。

【請求項7】

請求項６記載の光源モジュールと、前記光源モジュールが取り付けられるフレームとを有する照明装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、照明用として用いられるプリント基板を有する照明用集合基板、光源モジュールおよび照明装置に関する。

【背景技術】

【0002】

発光素子等が実装された照明用のプリント基板は、複数のプリント基板が形成された照明用集合基板を、個々のプリント基板に切り離されることで形成されている。この種の集合基板に関する技術として、例えば特許文献１がある。特許文献１の集合基板は、複数のプリント基板と、製造過程で切り離して捨てられる捨て基板とが連結された構成を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－８１９５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、集合基板から捨て基板を切り離す分割時に、分割部の周囲に応力がかかる点について検討されていない。よって、特許文献１の集合基板を、発光素子を実装した照明用集合基板として用いる場合に、分割部の周囲に配置されている発光素子に応力が発生し、性能に悪影響が及ぶ可能性が否定できないという問題があった。このような悪影響は、集合基板から捨て基板を切り離す分割時に限らず、集合基板に複数のプリント基板群が例えば基板長手方向に並んで２群、形成されている構成において、各群同士の間を切り離す分割時にも同様に及ぶ可能性がある。

【0005】

本発明はこのような点を鑑みなされたもので、分割部での分割時に発光素子にかかる応力を軽減可能な照明用集合基板、光源モジュールおよ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】

【0006】

本発明に係る照明用集合基板は、発光素子と、発光素子が実装される長尺状の第一の基板と、第一の基板の基板長手方向の端部に連結され、第一の基板から切り離される第二の基板と、第一の基板と第二の基板との境界に位置し、第二の基板を切り離す際に分割される分割部とを備え、分割部には、第一の基板の基板短手方向に延びる長孔が、発光素子に対して基板長手方向に並ぶ位置に形成され、長孔の基板短手方向の両側の連結部で第一の基板と第二の基板とが連結されており、第一の基板の基板長手方向の端部には発光素子に給電するためのコネクタが実装されており、コネクタは、コネクタに近い側の分割部から、基板長手方向に向かって最初の発光素子よりも離れた位置に実装されているものである。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、第一の基板と第二の基板との境界に位置し、第二の基板を切り離す際に分割される分割部に、基板短手方向に延びる長孔が形成されている。長孔は発光素子に対して基板長手方向に並んだ位置に設けられており、発光素子に近い。長孔の周囲には分割部の分割時の応力がかかりにくいため、分割部の分割時に発生する応力が発光素子にかかることを軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施の形態１に係る照明用集合基板の正面図である。

【図2】本発明の実施の形態１に係る照明用集合基板から切り出された個別母材の正面図である。

【図3】図２のＡ－Ａ断面図である。

【図4】図２の点線で囲った部分の拡大図である。

【図5】図２の個別母材を分割部で切断した状態を示す正面図である。

【図6】図５の点線で囲った部分の拡大図である。

【図7】本発明の実施の形態２に係る照明用集合基板の正面図である。

【図8】本発明の実施の形態２に係る照明用集合基板から切り出された個別母材の正面図である。

【図9】図８のＢ－Ｂ断面図である。

【図10】図８の個別母材を分割部で切断した状態を示す正面図である。

【図11】本発明の実施の形態３に係る照明装置の斜視図である。

【図12】図１１の照明装置の分解斜視図である。

【図13】図１１の照明装置の光源ユニットの分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態に係る照明用集合基板について、図面を参照して説明する。各図において同じまたは対応する構成要素には、同じ符号を付す。ここで、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、実施の形態の説明において、上、下、左、右といった向きあるいは位置が示されている場合がある。これらの表記は、説明の便宜上の記載であり、装置、器具、あるいは部品等の配置、方向および向きを限定するものではない。

【0010】

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る照明用集合基板の正面図である。
照明用集合基板１は、細長い長尺状のプリント基板１０が複数形成された構成を有する。この例では、８枚のプリント基板１０（第一の基板）が形成されているが、形成される枚数は特に限定するものではない。照明用集合基板１は、基板長手方向（図１の左右方向）に延びるカットライン２で個々のプリント基板１０に区画されている。各プリント基板１０上には、１列または複数列の発光素子１１が基板長手方向に沿って配列されて実装されている。この例では、発光素子１１が１列、配列された構成を図示している。また、各プリント基板１０上には、発光素子１１がはんだ付けされるランド（図示せず）と、ランドに接続される配線パターン１２とが形成されている。また、プリント基板１０上には、発光素子１１に給電するためのコネクタ１３が実装されている。

【0011】

また、照明用集合基板１は、照明用集合基板１から個々の第一の基板であるプリント基板１０を切り出す際に切り離される第二の基板を有する。ここでは、第二の基板が、照明用集合基板１から個々のプリント基板１０を切り出す際に捨てられる捨て基板であるものとして説明する。捨て基板は、照明用集合基板１の基板短手方向の両端部において基板長手方向の右端から左端まで延びる捨て基板２０と、複数のプリント基板１０の基板長手方向の一端部（図１の例では左端部）に設けられた捨て基板２１とを有する。そして、捨て基板２１と複数のプリント基板１０との境界部分には、捨て基板２１を切り離す際に切断される分割部３０が設けられている。プリント基板１０の長手方向の長さは、製品設計上、決まっているため、プリント基板１０の基板長手方向の端部が捨て基板２１との境界ラインとなり、その境界ライン上に分割部３０が設けられる。分割部３０の詳細については後述する。

【0012】

そして、照明用集合基板１から個々のプリント基板１０を切り出す際には、まず、スライサーを用いてカットライン２でカットする。このカットにより、１枚のプリント基板１０と一枚の捨て基板２１とが分割部３０で連結された構成の個別母材４０（後述の図３参照）が形成される。これと同時に、捨て基板２０が切り離される。次に、個別母材４０が分割部３０で折り曲げられることでプリント基板１０と捨て基板２１とが分割され、プリント基板１０の切り出しが完了すると同時に、捨て基板２１がプリント基板１０から切り離される。

【0013】

図２は、本発明の実施の形態１に係る照明用集合基板から切り出された個別母材の正面図である。図３は、図２のＡ－Ａ断面図である。図４は、図２の点線で囲った部分の拡大図である。図５は、図２の個別母材を分割部で切断した状態を示す正面図である。図６は、図５の点線で囲った部分の拡大図である。

【0014】

発光素子１１は、上述したように基板長手方向に沿って複数配列されており、基板長手方向の両端の発光素子１１の位置は、プリント基板１０の基板長手方向の両端辺１０ａ（図５参照）から絶縁距離が確保できる程度の位置となっている。なお、「絶縁距離が確保できる程度の位置」とは、具体的には端辺１０ａから例えば６．０ｍｍ程度の位置、端辺１０ａから基板短手方向の幅の半分程度の位置、または分割時に発光素子１１のはんだ部にかかる応力が１００μＳＴ以上とならない位置、が該当する。このように、発光素子１１は端辺１０ａ近くまで配置されているため、分割部３０で分割する際に発光素子１１にかかる応力を軽減することが可能な構造が求められている。

【0015】

分割部３０には、図４に示すように個別母材４０の基板短手方向に延びる長孔３１が形成されており、長孔３１の基板短手方向の両側に形成された連結部３２で、プリント基板１０と捨て基板２１とが連結されている。長孔３１は、個別母材４０において、発光素子１１に対して基板長手方向に並んだ位置に配置されている。連結部３２は、個別母材４０において長孔３１と個別母材４０の基板短手方向の両縁との間の部分であって、捨て基板２１とプリント基板１０とを連結している部分である。各連結部３２のそれぞれには穴３３が形成されている。また、分割部３０において基板短手方向の両縁には切り欠き３４が形成されている。

【0016】

図６のドット部分は、分割部３０の分割時に応力がかかりやすい範囲を示している。図６から明らかなように、連結部３２の周囲に応力がかかりやすく、長孔３１の周囲には応力がかかりにくい。長孔３１は、上述したように発光素子１１に対して基板長手方向に並んだ位置に設けられることから、長孔３１と発光素子１１との距離Ｌ１は、長孔３１の両側の連結部３２と発光素子１１との距離Ｌ２に比べて短い。さらに言えば、長孔３１は、基板短手方向に設けられた分割部３０のなかで発光素子１１との距離が最も短い位置に位置している。このように周囲に応力のかかりにくい長孔３１を発光素子１１の近くに配置したことによって、分割部３０の分割時に発光素子１１にかかる応力を軽減できる。また、本実施の形態１では連結部３２に穴３３が設けられており、連結部３２の剛性が弱められているため、さらにその分、分割時に発光素子１１にかかる応力を軽減することが可能となっている。

【0017】

なお、分割部３０を設計する際には、まず、プリント基板１０と捨て基板２１との境界線のなかでの連結部３２の位置を決め、連結部３２の位置が決まることで長孔３１の長さが必然的に決まる流れとなる。長孔３１の長さは、少なくとも発光素子１１の基板短手方向の長さよりは長くなる。プリント基板１０と捨て基板２１との境界線のなかでの連結部３２の位置を決める際には、境界線のなかで連結部３２の位置をずらしてシミュレーション等を行い、分割部３０の分割時の応力が発光素子１１にかかりにくい位置を連結部３２の位置と決めることになる。

【0018】

以上説明したように、本実施の形態１の照明用集合基板の分割部３０には、基板短手方向に延びる長孔３１が形成されている。長孔３１は発光素子１１に対して基板長手方向に並んだ位置に設けられている。つまり、分割部３０のなかで発光素子１１に最も近い位置に長孔３１が位置する。見方を変えれば、分割時に応力がかかりやすい連結部３２の位置が発光素子１１から遠い位置となる。よって、分割部３０の分割時に発生する応力が発光素子１１にかかることを軽減できる。また、発光素子１１に接続されるランドおよび配線パターン１２にかかる応力も軽減できる。

【0019】

また、連結部３２に穴３３が設けられているため、発光素子１１にかかる応力をさらに軽減することができる。

【0020】

なお、複数のプリント基板１０同士の切り離しは、上述したようにスライサーで行っても良いし、カットライン２上にミシン目またはＶカットを形成しておき、ミシン目またはＶカット部分で折曲して切り離すようにしてもよい。ただし、ミシン目を形成する場合は、本願と同じ課題を持つので、発光素子１１または配線パターン１２などの実装部品が、ミシン目同士の間の連結部に近づかないようにする設計が必要となる。

【0021】

実施の形態２．
本実施の形態２は、プリント基板１０の基板長手方向の両端に捨て基板を設けたものである。以下、本実施の形態２が実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。

【0022】

図７は、本発明の実施の形態２に係る照明用集合基板の正面図である。図８は、本発明の実施の形態２に係る照明用集合基板から切り出された個別母材の正面図である。図９は、図８のＢ－Ｂ断面図である。図１０は、図８の個別母材を分割部で切断した状態を示す正面図である。

【0023】

上記実施の形態１では、捨て基板２１がプリント基板１０の基板長手方向の一端部に設けられていたが、実施の形態２ではプリント基板１０の基板長手方向の他端部にも捨て基板２１が設けられている。各捨て基板２１の基板長手方向の長さは同じである。また、プリント基板１０の基板長手方向の他端部に設けた捨て基板２１とプリント基板１０との間にも分割部３０が設けられている。

【0024】

照明用集合基板１は、プリント基板１０と発光素子１１などの電子部品とをたとえばリフロー工程またはフロー工程ではんだ付けする際に熱せられるが、その際、分割部３０を境に、断面方向から見てＶ字状に反り曲がることがある。捨て基板２１を、プリント基板１０の基板長手方向の一端側だけに設けた場合、分割部３０を境としてＶ字状に反り曲がることでプリント基板１０が設置面に対して傾いてしまう。実施の形態２のように、プリント基板１０の基板長手方向の両側に捨て基板２１を設けた場合も、各分割部３０を境として反りが発生すること自体に変わりはない。しかし、両側の各捨て基板２１の基板長手方向の長さをほぼ同じにすることで、照明用集合基板１全体として見たときに反りのバランスが良くなり、はんだ付け後に反りが発生してもプリント基板１０が設置面に対して傾くのを抑制できる。

【0025】

また、プリント基板１０には上述したようにコネクタ１３が形成されており、コネクタ１３は、プリント基板１０の基板長手方向の他端部（図８の右側端部）に形成されている。実施の形態２は、プリント基板１０の基板長手方向の他端側にも捨て基板２１が設けられるため、コネクタ１３に近い側の分割部３０での分割時にコネクタ１３に応力がかかりにくい構成が求められる。そこで、コネクタ１３は、コネクタ１３に近い側の分割部３０から、最初に位置する発光素子１１よりも基板長手方向に離れた位置に配置されている。このような配置にすることにより、分割時に発生する応力がコネクタ１３に作用するのを抑制できる。

【0026】

また、コネクタ１３は、発光素子１１よりもプリント基板１０の基板短手方向の端辺１０ｂ（図８参照）側に寄せて配置されている。仮に、コネクタ１３が、隣接する発光素子１１同士の間に挟まって配置された場合、コネクタ１３に接続される配線（図示せず）によって発光素子１１からの光が遮られる不都合が生じる。また、プリント基板１０を適用した照明装置のカバー２３０（後述の図１３参照）に配線が影になって写りこんでしまったりする不都合も生じる可能性がある。これに対し、コネクタ１３を、発光素子１１よりもプリント基板１０の基板短手方向の端辺１０ｂ側に寄せて配置したことで、これらの不都合を避けることができる。

【0027】

以上説明したように、本実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、プリント基板１０の基板長手方向の両端に捨て基板２１を設けたことで、はんだ付け後における照明用集合基板１の反りのバランスを良くすることができる。

【0028】

また、コネクタ１３は、分割部３０からの基板長手方向の距離が発光素子１１よりも離れた位置に配置されているので、分割部３０の分割時に発生する応力がコネクタ１３にかかることを発光素子１１に比べて抑制できる。

【0029】

また、コネクタ１３は、発光素子１１よりもプリント基板１０の基板短手方向の端辺１０ｂ側に寄せて配置されている。このため、コネクタ１３に接続される配線（図示せず）によって発光素子１１からの光が遮られたり、プリント基板１０を適用した照明装置のカバー２３０（後述の図１１参照）に配線が影になって写りこんでしまったりする不都合を避けることができる。

【0030】

上記実施の形態１および実施の形態２において、照明用集合基板１から個々のプリント基板１０を切り出す際に切り離される「第二の基板」が捨て基板であると説明したが、「第二の基板」は捨て基板に限られない。例えば、照明用集合基板１において、複数のプリント基板群が例えば基板長手方向に並んで２群、形成されている場合、各群同士の間に分割部３０が位置することとなり、一方の複数のプリント基板群が「第二の基板」となる。

【0031】

実施の形態３．
実施の形態３は、実施の形態１または実施の形態２の照明用集合基板１から切り出されたプリント基板１０を搭載した照明装置に関する。

【0032】

図１１は、本発明の実施の形態３に係る照明装置の斜視図である。図１２は、図１１の照明装置の分解斜視図である。図１３は、図１１の照明装置の光源ユニットの分解斜視図である。
本実施の形態３における照明装置３００は、天井あるいは壁等の被取付部に取り付けられる照明器具１００と、この照明器具１００に取り付けられる光源ユニット２００と、を有する。図１１～図１３において照明装置３００は、例えば天井に取り付けられる姿勢とは上下反転した姿勢を図示している。

【0033】

光源ユニット２００は、照明器具１００の器具本体１１０に一部が収容され、器具本体１１０に着脱自在に取り付けられる。光源ユニット２００は、光源モジュール２１０、フレーム２２０、カバー２３０およびエンドキャップ２４０等を有している。

【0034】

光源モジュール２１０は、実施の形態１または実施の形態２の照明用集合基板１から切り出されたプリント基板１０を有し、プリント基板１０上には発光素子１１が実装されている。

【0035】

光源ユニット２００は、光源モジュール２１０がフレーム２２０に取り付けられてカバー２３０内に収納され、カバー２３０の長手方向の両端部がエンドキャップ２４０で閉塞された構成を有する。

【0036】

本実施の形態３によれば、光源モジュール２１０のプリント基板１０に実施の形態１または実施の形態２の照明用集合基板１から切り出されたプリント基板１０が用いられる。このため、プリント基板１０上の実装部品にかかる応力が軽減された照明装置３００を得ることができる。

【0037】

なお、実施の形態１および実施の形態２では、発光素子１１が１列に複数設けられていたが、発光素子が１つでも適用可能である。また、実施の形態１および実施の形態２では、発光素子１１の列数が１つであったが、複数列でも本発明を適用できる。複数列の場合、各列それぞれに対して長孔が形成されていてもよいし、各列に跨がるように長孔が形成されていてもよい。

【符号の説明】

【0038】

１ 照明用集合基板、２ カットライン、１０ プリント基板、１０ａ 端辺、１０ｂ 端辺、１１ 発光素子、１２ 配線パターン、１３ コネクタ、２０ 捨て基板、２１ 捨て基板、３０ 分割部、３１ 長孔、３２ 連結部、３３ 穴、３４ 切り欠き、４０ 個別母材、１００ 照明器具、１１０ 器具本体、２００ 光源ユニット、２１０ 光源モジュール、２２０ フレーム、２３０ カバー、２４０ エンドキャップ、３００ 照明装置、Ｌ１ 距離、Ｌ２ 距離。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】