| 【発明の名称】 |
発光ダイオードランプ装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】市川 忠沖
【氏名】三沢 明弘
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| 【要約】 |
【課題】バルブ（電球）と発光ダイオード自体のサイズの違いに拘束されることなく、汎用性を持たせること。
【解決手段】１個以上のＬＥＤ３を先端部に収容固定し、かつ、そのＬＥＤ３を発光させる電圧及び電流に変換する電源変換回路３を収容し、その外部構造が穿設した取付孔７に対して取付け自在な合成樹脂からなるパッケージ１は、バルブのパッケージソケットと互換性を持たせた構造とすることができ、かつ、電気的にも電源変換回路３によってバルブの入力と同一条件にできるから、１個以上のＬＥＤ３をバルブに置換できる。また、１個以上のＬＥＤ３は、任意の発光色とすることができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 １個以上の発光ダイオードと、入力した電源から前記発光ダイオードを発光させる電圧及び電流に変換する電源変換回路と、前記１個以上の発光ダイオードを先端部に収容固定し、かつ、前記電源変換回路を収容し、その外部構造が取付孔に対して取付け自在な合成樹脂からなるパッケージとを具備することを特徴とする発光ダイオードランプ装置。
【請求項２】 前記パッケージには、更に、１個以上の発光ダイオードに被せるキャップを具備することを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードランプ装置。
【請求項３】 前記パッケージは、バルブ（電球）のパッケージソケットと互換性を持たせたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光ダイオードランプ装置。
【請求項４】 前記パッケージの取付孔に対して取付け自在な外部構造は、穿設した内側に突出する取付孔に対し、その周囲に弾接する弾接突起及び前記取付孔に対する相対回動を拘束する係合突起を具備することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の発光ダイオードランプ装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用メータ或いは面発光体等のデイスプレイパネルに使用するもので、特に、照明用として使用される発光ダイオードを取付ける発光ダイオードランプ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、車両用メータ等の照明はバルブ（電球）で行っている。また、メータの照明をフルカラー発光ダイオード（ＲＧＢ−ＬＥＤ）で行うことは、特開平１０−１９７６７１号公報に掲載されている。
【０００３】この公報に掲載された技術によれば、メータに配設された導光体の端面にＲＧＢ−ＬＥＤが配置され、このＲＧＢ−ＬＥＤからの光は導光体内に導入され、導光体の平面から放出されてメータの全体に照射されている。このＲＧＢ−ＬＥＤはそれ専用のフレキシブル基板に搭載されて、このＲＧＢ−ＬＥＤを用いることにより、フレキシブル基板に搭載された制御回路によって、メータを任意の色に照明することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、特開平１０−１９７６７１号公報に掲載の技術のように、特定された用途であれば、専用のＲＧＢ−ＬＥＤが配置できる。
【０００５】しかし、汎用性を求めた場合、専用のフレキシブル基板に搭載されたＲＧＢ−ＬＥＤを用いることができないし、また、従来のバルブ（電球）と同様に使用しようとしても、バルブ（電球）と発光ダイオードとの規格サイズの違いにより、簡単に置換えて変更することができなかった。
【０００６】そこで、本発明は、バルブ（電球）と発光ダイオード自体のサイズの違いに拘束されることなく、汎用性を持たせた発光ダイオードランプ装置の提供を課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１にかかる発光ダイオードランプ装置は、１個以上の発光ダイオードと、入力した電源から前記発光ダイオードを発光させる電圧及び電流に変換する電源変換回路と、前記１個以上の発光ダイオードを先端部に収容固定し、かつ、前記電源変換回路を収容し、その外部構造が取付孔に対して取付け自在な合成樹脂からなるパッケージとを具備するものである。
【０００８】前記１個以上の発光ダイオードは、白色または他の色の単色、複数色の合成色を出力する発光ダイオードとすることができる。また、１個の砲弾型の合成樹脂内に複数個のチップを封入してもよい。また、前記電源変換回路は、入力した電源から発光ダイオードを発光させる電圧及び電流に変換するものであり、定電圧制御または定電流制御した出力またはＰＷＭ制御した出力とする回路とすることができる。そして、前記パッケージは、１個以上の発光ダイオードを先端部に収容固定し、かつ、電源変換回路をその中に収容し、その外部構造が平板に穿設した取付孔に対して取付け自在な機構を有する合成樹脂からなる容器であればよい。
【０００９】請求項２にかかる発光ダイオードランプ装置は、請求項１の前記パッケージに、更に、１個以上の発光ダイオードに被せるキャップを配設したものである。
【００１０】前記パッケージには、１個以上の発光ダイオードに被せるキャップを必ずしも必要としないが、キャップを設けることにより効率の良い拡散を行うことができる。また、発光ダイオードにキャップを被せることにより、発光ダイオードに対する機械的保護としても機能する。
【００１１】請求項３にかかる発光ダイオードランプ装置は、請求項１または請求項２に記載の前記パッケージに、バルブのパッケージソケットと互換性を持たせたものである。
【００１２】前記パッケージをバルブのパッケージソケットの取付孔に対して取付け自在な構造とすることにより、発光ダイオードランプ装置とバルブのパッケージソケットとの互換性により、相互利用が可能となる。
【００１３】請求項４にかかる発光ダイオードランプ装置は、請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の前記取付孔に対して取付け自在な外部構造を、穿設した内側に突出する取付孔に対し、その周囲に弾接する弾接突起及び前記取付孔に対する相対回動を拘束する係合突起を配設したものである。
【００１４】前記弾接する弾接突起は、取付孔の周囲に対して弾性的に当接状態を維持できる構造であればよく、また、前記係合突起は、取付孔の周囲に対する相対回動を拘束するものであればよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】図１は本発明の実施の形態１における発光ダイオードランプ装置の使用状態を示す説明図で、（ａ）はブラケットに取付ける前の状態を示し、（ｂ）はブラケットに取付けた状態を示すものである。図２は本発明の実施の形態１における発光ダイオードランプ装置の部品展開図を示す説明図で、（ａ）は上部からみた部品展開図で、（ｂ）は下部からみた部品展開図である。また、図３は本発明の実施の形態１における発光ダイオードランプ装置のパッケージの斜視図、図４は本発明の実施の形態１における発光ダイオードランプ装置のパッケージの要部拡大斜視図である。
【００１７】図において、合成樹脂からなるパッケージ１は、その本体１Ａ及び係止体１Ｂの２部品からなり、本体１Ａは端部が１個の砲弾型発光ダイオードランプ（以下、単に『ＬＥＤ』という）３を内部に挿入したとき、嵌合状態を維持する嵌合部１ａと、入力した電源からＬＥＤ３を発光させる電圧及び電流に変換する電子部品２ａを実装したプリント基板２ｂからなる電源変換回路２を挿着自在とする案内溝１ｂが形成されている。具体的には、案内溝１ｂは電子部品２ａを実装したプリント基板２ｂを両側で挟み、容易に離脱及びガタ付くことがないように挿着状態が維持される。
【００１８】本体１Ａの嵌合部１ａの反対側の端部１ｃは開口しており、係止体１Ｂでリード線２ｃを切欠部１ｆから導出させた状態で、本体１Ａの外周の２個所に配設された係止突起１ｄと係止体１Ｂの係合口１ｅとを係合させ、両者を一体とすることができる。この状態で、案内溝１ｂは電子部品２ａを実装したプリント基板２ｂを容易に離脱及びガタ付くことがないように収納状態が維持される。
【００１９】合成樹脂からなるパッケージ１の本体１Ａの嵌合部１ａ側の外側には、所定の外径で形成した突出部１ｈを有し、更に、突出部１ｈの回りには、本体１Ａ側から立上りその周方向に逆Ｌ字状に延びた係止リブ１ｉが形成されている。係止リブ１ｉは、後述するブラケット６の平板面に穿設した取付孔７に対し、弾接する弾接突起１ｊ及び係合する係合突起１ｋを有している。
【００２０】更に、パッケージ１の本体１Ａの嵌合部１ａ側の外側には、所定の外径で形成した突出部１ｈから周方向に突出し、突出部１ｈよりも小さい外形で形成した挿入部１ｍが形成されている。挿入部１ｍの周囲には、外周の２個所にキャップ用係止突起１ｎ及び嵌合突起１ｐが形成されている。
【００２１】キャップ４はＬＥＤ３の発光光を広範囲に拡散させると共に、ＬＥＤ３を外部から保護するものであり、略釣鐘状に形成されている。このキャップ４の開口端には、嵌合突起１ｐに嵌込まれる切欠凹部４ｂを有しており、また、開口側には、係止突起１ｄが挿入されて係合状態となるキャップ係合口４ａを有している。
【００２２】ここで、ＬＥＤ３は、電子部品２ａと共に電源変換回路２を構成するプリント基板２ｂに実装されている。電源変換回路２は、バルブ（電球）を点灯させる電圧が入力されたとき、それをＬＥＤ３を点灯させる電圧・電流に変換する電子回路であり、定電圧制御または定電流制御した出力またはＰＷＭ制御した出力とする回路とすることができ、通常、抵抗回路またはインバータ回路で構成される。
【００２３】入力した電源からＬＥＤ３は、白色または他の色の単色、複数色の合成色を出力する発光ダイオードとすることができる。また、１個の砲弾型の合成樹脂内に複数個のチップを封入してもよい。
【００２４】また、パッケージ１は、１個以上のＬＥＤ３を先端部に収容固定し、かつ、電源変換回路２をその中に収容し、その外部構造がブラケット６に穿設した取付孔７に対して取付け自在な機構を有する合成樹脂からなる容器であればよい。
【００２５】このように構成されている発光ダイオードランプ装置１０のパッケージ１の本体１Ａ、係止体１Ｂ、電源変換回路２、ＬＥＤ３、キャップ４は、次のように構成される。
【００２６】合成樹脂からなるパッケージ１の本体１Ａの端部１ｃの開口から、ＬＥＤ３及び電源変換回路２を構成する電子部品２ａを実装したプリント基板２ｂを案内溝１ｂに従って挿入し、かつ、ＬＥＤ３を本体１Ａの嵌合部１ａに挿入し、ＬＥＤ３を嵌合部１ａに固定する。
【００２７】序で、本体１Ａの端部１ｃの開口からプリント基板２ｂに接続されたリード線２ｃを外部に取出した状態で、本体１Ａの端部１ｃに係止体１Ｂを嵌込み、本体１Ａの外周の２個所に配設された係止突起１ｄと係止体１Ｂの係合口１ｅとを係合させて両者を一体とする。
【００２８】更に、パッケージ１の本体１Ａの嵌合部１ａ側の挿入部１ｍの周囲に形成したキャップ用係止突起１ｎ及び嵌合突起１ｐには、キャップ係合口４ａ及びキャップ４の切欠凹部４ｂを対応させて嵌込み、本体１Ａのキャップ用係止突起１ｄとキャップ４のキャップ係合口４ａを係合させて両者を一体とする。
【００２９】そして、リード線２ｃのプリント基板２ｂの反対側端部には、コネクタ５を電気的及び機械的に接続する。
【００３０】このようにして、本実施の形態における発光ダイオードランプ装置１０が組立てられ、それが次のように組付けられる。
【００３１】図１に示すように、所定の肉厚の合成樹脂で形成されたブラケット６には、取付孔７が穿設されていて、取付孔７は対向する２個所の略１／４周を占める大径部７ａと、対向する２個所の略１／４周を占める小径部７ｂから構成されている。即ち、取付孔７は対向する２個所の１／４周よりも若干広くした周囲を有する大径部７ａと、対向する２個所の１／４周よりも若干狭くした周囲を有する小径部７ｂを大径部７ａから内方向に突出するように構成されている。
【００３２】取付孔７の１対の大径部７ａに、パッケージ１の本体１Ａの１対の係止リブ１ｉを挿入し、挿入が完了した位置で、発光ダイオードランプ装置１０のパッケージ１の本体１Ａを取付孔７の小径部７ｂに係止リブ１ｉの弾性に抗して係合突起１ｋが乗り上げる方向に回動する。この回動によってパッケージ１の本体１Ａの１対の係止リブ１ｉの弾接突起１ｊが小径部７ｂに乗り上げ、そして、係合突起１ｋが小径部７ｂの端部から自己の弾性力によって乗り上げていた小径部７ｂから降り、端部に当接する。同時に、小径部７ｂの他端は、逆略Ｌ字状の係止リブ１ｉの立上り部に当接する。
【００３３】したがって、この状態で取付孔７の１対の小径部７ｂは、係止リブとして作用する逆略Ｌ字状の係止リブ１ｉの立上り部と係合突起１ｋで抱持され、かつ、弾接突起１ｊで小径部７ｂとの間にガタ付きが生じないように逆略Ｌ字状の係止リブ１ｉとの間に弾性を付与するものである。
【００３４】なお、本実施の形態の逆略Ｌ字状の係止リブ１ｉの立上り部は、係止リブ１ｉで抱持するものであるから、係止リブとして作用すると共に、弾接突起１ｊと係合突起１ｋが堅固に本体１Ａに一体化できるようにしたものであるが、本発明を実施する場合には、係止リブ１ｉの両端に係合突起１ｋを設けてもよい。
【００３５】図５は本発明の実施の形態１における発光ダイオードランプ装置を車両用メータに使用した場合の取付け関係を示す背面図、図６は図５の切断線Ｘ−Ｘによる断面図である。また、図７は図５に示した車両用メータに貼着する文字盤シート材の平面図である。
【００３６】図５乃至図７において、車両用メータのハウジング２０のブラケット６に設けられた取付孔７-1〜７-6（７-2〜７-4は図示せず）には、発光ダイオードランプ装置１０-1〜１０-6（１０-2〜１０-4は図示せず）が装着されている。メータ駆動部２２には、指針２３を駆動する回路及び機構を内蔵している。ブラケット６の内面には、略板状の導光体２１が配設されている。導光体２１には貫通孔２１-1〜２１-6（２１-2〜２１-4は図示せず）が穿設されている。貫通孔２１-1〜２１-6の垂直端面の厚みの中央には、発光ダイオードランプ装置１０-1〜１０-6のＬＥＤ３の中央が位置している。導光体２１の上面には、図７に示す文字盤シート材２４が貼着されている。また、導光体２１の上部には、特定の機能の作動状態を示す液晶２７が配設されている。
【００３７】なお、透明カバー２５は指針２３及び文字盤シート材２４を手で触れないようにすると共に、埃等の侵入を防止している。また、透光性の材料からなる意匠カバー２６は、文字盤シート材２４の周囲を装飾している。
【００３８】このように構成された車両用メータは、発光ダイオードランプ装置１０-1〜１０-6のＬＥＤ３を点灯させると、その発光光が導光体２１に入射される。導光体２１に入射された光は、最外周の切断面で反射される他、貫通孔２１-1〜２１-6で反射され、導光体２１の全面が略均一に特定色に発光する。したがって、文字盤シート材２４に印刷されている色彩で文字等が表示される。よって、メータ駆動部２２で指針２３を回動させると、その回動量を文字盤シート材２４に印刷されている色彩で文字等を明示することができる。
【００３９】また、発光ダイオードランプ装置１０-5，１０-6の上部に位置する液晶２７についても、発光ダイオードランプ装置１０-5，１０-6のＬＥＤ３を点灯させると、その発光光が入射され液晶２７を均一に照明することができる。
【００４０】ところで、本実施の形態の発光ダイオードランプ装置１０は、１個以上のＬＥＤ３と、入力した電源からＬＥＤ３を発光させる電圧及び電流に変換する電源変換回路２と、１個以上のＬＥＤ３を先端部に収容固定し、かつ、電源変換回路３を収容し、その外部構造が穿設した取付孔７に対して取付け自在な合成樹脂からなる本体１Ａ及び係止体１Ｂからなるパッケージ１とを具備するものである。
【００４１】したがって、１個以上のＬＥＤ３を先端部に収容固定し、かつ、そのＬＥＤ３を発光させる電圧及び電流に変換する電源変換回路３を収容し、その外部構造が穿設した取付孔７に対して取付け自在な合成樹脂からなるパッケージ１は、バルブのパッケージソケットと互換性を持たせた構造とすることができ、かつ、電気的にも電源変換回路３によってバルブの入力と同一条件にできるから、１個以上のＬＥＤ３をバルブに置換できる。また、１個以上のＬＥＤ３は、任意の発光色とすることができる。
【００４２】また、本体１Ａの嵌合部１ａの反対側の端部１ｃは開口は、リード線２ｃを切欠部１ｆから導出させた状態で、本体１Ａの外周の２個所に配設された係止突起１ｄと係止体１Ｂの係合口１ｅとを係合させ、両者を一体とすることができるから、案内溝１ｂに電子部品２ａを実装したプリント基板２ｂを容易に収納でき、かつ、それが維持できる。
【００４３】また、本実施の形態の発光ダイオードランプ装置１０のパッケージ１には、更に、１個以上のＬＥＤ３に被せるキャップ４を有するものであるから、１個以上のＬＥＤ３の指向特性をキャップ４によって任意に設定することができ、特に、光を拡散する材料で形成することにより、半球状の指向特性とすることができる。特に、パッケージ１の外表面にシボを付したり、拡散材を入れると、光の分布がより均一になる。また、部分的にレンズを形成すれば、スポット照明の特性とすることもできる。
【００４４】そして、本実施の形態の発光ダイオードランプ装置１０のパッケージ１は、バルブのパッケージソケットと互換性を持たせた規格としたものであるから、バルブと発光ダイオードランプ装置１０との相互の切替えが可能となる。
【００４５】更に、本実施の形態の発光ダイオードランプ装置１０のパッケージ１の取付孔７に対して取付け自在な外部構造は、穿設した内側に突出する取付孔７に対し、その周囲に弾接する弾接突起１ｊ及び取付孔７に対する相対回動を拘束する係合突起１ｋを具備するものである。
【００４６】したがって、取付孔７の１対の小径部７ｂは、係合突起１ｋで抱持され、かつ、弾接突起１ｊで小径部７ｂとの間にガタ付きが生じないように逆略Ｌ字状の係止リブ１ｉとの間に弾性を付与することができるから、発光ダイオードランプ装置１０の取付けを堅固にできる。
【００４７】ところで、図１乃至図４で図示する実施の形態では発光ダイオードランプ装置１０のパッケージ１に収容したＬＥＤ３は、単一のＬＥＤランプとしたものであるが、本発明を実施する場合には、ＬＥＤチップを基板に１個以上配設し、その発光光の光軸をパッケージ１の軸方向と同一または直角方向とすることができる。１個以上配設したＬＥＤチップは、パッケージ１の軸方向と同一方向に連続配置することもできるし、パッケージ１の軸方向と直角方向に連続配置することもできる。
【００４８】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発光ダイオードランプ装置においては、１個以上のＬＥＤを先端部に収容固定し、かつ、入力した電源から前記ＬＥＤを発光させる電圧及び電流に変換する電源変換回路を収容し、その外部構造が取付孔に対して取付け自在な合成樹脂からなるパッケージによって構成されるから、前記パッケージをバルブのパッケージソケットと同一の機械的構造とすることができ、かつ、電気的にも電源変換回路によってバルブの入力と同一条件にできるから、１個以上のＬＥＤをバルブに置換できる。また、１個以上のＬＥＤは、任意の発光色とすることができる。したがって、バルブとＬＥＤ自体のサイズの違いに拘束されることなく、ＬＥＤをバルブと同様に使用でき汎用性を持たせることができる。
【００４９】請求項２の発光ダイオードランプ装置の前記パッケージには、更に、１個以上のＬＥＤに被せるキャップを具備するものであるから、請求項１に記載の効果に加えて、放射される光の配光特性を任意に設定できる。また、１個以上のＬＥＤを機械的外力から保護することができる。
【００５０】請求項３の発光ダイオードランプ装置の前記パッケージには、バルブのパッケージソケットと互換性を持たせたものであるから、請求項１または請求項２に記載の効果に加えて、発光ダイオードランプ装置とバルブとの互換性を持たせた規格とすることができ、バルブと発光ダイオードランプ装置との相互の切替えが可能となる。
【００５１】請求項４の発光ダイオードランプ装置の前記パッケージの取付孔に対して取付け自在な外部構造は、穿設した内側に突出する取付孔に対し、その周囲に弾接する弾接突起及び前記取付孔に対する相対回動を拘束する係合突起を具備するものであるから、請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の効果に加えて、取付孔の突出部分が係合突起で抱持され、かつ、弾接突起で弾性を付与することができるから、発光ダイオードランプ装置の取付けを堅固にできる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２４１４６３
【氏名又は名称】豊田合成株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年２月２８日（２０００．２．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８９７３８
【弁理士】
【氏名又は名称】樋口 武尚
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２４３８２９（Ｐ２００１−２４３８２９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月７日（２００１．９．７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−５０９８９（Ｐ２０００−５０９８９） |
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