ＬＥＤ信号灯具

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【発明の名称】	ＬＥＤ信号灯具
【発明者】	【氏名】伊藤博之【氏名】梅本雅樹【氏名】秋元政洋
【要約】	【課題】大電力化され一個あたりの発熱量が増加したＬＥＤランプを光源として採用したＬＥＤ信号灯具において、基板の小型化により集中する発熱を熱伝導にバラツキのない状態で放熱可能とする。【解決手段】ＬＥＤランプを保持する基板３を点灯時の発熱を伝導するのに充分な板厚を有する金属板で自立構造として形成し、ＬＥＤランプ２が取付けられた状態とした基板３を絶縁性熱伝導シート５を介して放熱フィン４上に載置し、基板３と絶縁性熱伝導シート５とを、反射鏡を兼ねる構成とした樹脂製のプレッシャープレート６で放熱フィンに圧接挟持して取付けた構成としたＬＥＤ信号灯１とした。

【特許請求の範囲】
【請求項１】複数のＬＥＤランプを光源として採用するＬＥＤ信号灯具において、前記ＬＥＤランプを保持する基板を少なくとも前記ＬＥＤランプの点灯時の発熱を伝導するのに充分な板厚を有する金属板で自立構造として形成し、前記ＬＥＤランプが取付けられた状態とした前記基板を絶縁性熱伝導シートを介して放熱フィン上に載置し、前記基板と前記絶縁性熱伝導シートとを、反射鏡を兼ねる構成とした樹脂製のプレッシャープレートで前記放熱フィンに圧接挟持して取付けた構成としたことを特徴とするＬＥＤ信号灯具。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道信号、道路交通信号など交通機関において使用される信号灯具に関するものであり、詳細には、光源としてＬＥＤランプを採用する信号灯具の構成に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のＬＥＤランプを光源として採用するＬＥＤ信号灯具９０の構成の例を示すものが図３であり、例えばプリント配線基板で給電パターンが形成された基板９２上に、必要数のＬＥＤランプ９１を搭載し、この基板９２をレンズ９３とハウジング９４とで構成される灯体内に収納するものであった。
【０００３】このときに、従来のＬＥＤランプ９１においては１個あたりの消費電力（例えば０．１Ｗ）も少なく、これに伴い光量も少ないものであったので、ＬＥＤ信号灯具９０として必要とされる光量を確保するためには、ＬＥＤランプ９１の多数（例えば２００個）が要求され、これにより前記基板９２は前記レンズ９３とほぼ同面積を持つものとされていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年にいたり、前記ＬＥＤランプ９１の１個あたりの大電力化（例えば０．５Ｗ）が可能となり、これに伴い１つの灯具あたりのＬＥＤランプ９１の使用数の低減（例えば２０個）が可能となり、例えば組立て工数の低減によるコストダウンなどの効果が期待できる状況となっている。
【０００５】この場合、上記大電力化したＬＥＤランプ９１を採用すると、当然に、前記基板９２の面積も狭くすることが可能となるが、その一方で、狭い面積に発熱が集中するものとなり、従来の構成では放熱不能となって、大電力化されたＬＥＤランプ９１が採用できず、従って、工数低減によるコストダウンなども実施できないという問題点を生じていた。
【０００６】また、如何に１個あたりのＬＥＤランプ９１が小電力とはいえ、使用する数が膨大であるので総合の発熱量は多く、従って灯具９０内の温度上昇は高いものとなる。この点を解決しようと、ハウジング９４の背面に放熱フィン９５を取付けたものも存在するが、この場合、樹脂製の基板９２の介在などによりＬＥＤランプ９１に発生する熱を直接に放散するものとは成らずそれ程の効果は期待できず、例えばＬＥＤランプ９１の寿命の短命化などを生じる懸念も生じるものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記した従来の課題を解決するための具体的手段として、複数のＬＥＤランプを光源として採用するＬＥＤ信号灯具において、前記ＬＥＤランプを保持する基板を少なくとも前記ＬＥＤランプの点灯時の発熱を伝導するのに充分な板厚を有する金属板で自立構造として形成し、前記ＬＥＤランプが取付けられた状態とした前記基板を絶縁性熱伝導シートを介して放熱フィン上に載置し、前記基板と前記絶縁性熱伝導シートとを、反射鏡を兼ねる構成とした樹脂製のプレッシャープレートで前記放熱フィンに圧接挟持して取付けた構成としたことを特徴とするＬＥＤ信号灯を提供することで課題を解決するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１および図２に符号１で示すものは本発明に係るＬＥＤ信号灯具であり、このＬＥＤ信号灯具１は複数のＬＥＤランプ２を光源として採用するものである点は従来例のものと同様である。
【０００９】ここで、本発明のＬＥＤ信号灯具１は従来例のものに比べて高消費電力としたＬＥＤランプ２を採用するものであり、これにより前記ＬＥＤランプ２の使用数は、例えば１００個から２０個と激減し、これに伴い、組立て工数の低減などによる生産性の向上が可能なものとしている。
【００１０】この場合、従来例でも説明したように、ＬＥＤランプ２の使用数の減少に伴い、基板３の小型化を来たし、当然にＬＥＤランプ２を点灯したときの発熱が小面積に集中し、ＬＥＤランプ２に対して冷却の必要性を生じるものとなるが、本発明では、以下に説明する構成とすることでＬＥＤランプ２に対して必要充分な冷却を行うことを可能とするものである。
【００１１】図２は、本発明の要部の構成を、図面が煩雑化するのを避けるためにＬＥＤランプ２の数を減ずるなど簡略化して示すものであり、本発明においては前記ＬＥＤランプ２に電力を供給し、且つ、所定位置に保持するための基板３は、前記ＬＥＤランプ２が点灯時に生じる発熱を伝導するのに充分な板厚を有する金属板で形成されている。
【００１２】このときに、前記基板３は、従来例の基板に如くに樹脂板上に銅箔が貼着されて形成されたものではなく、金属板自体をプレス加工、あるいは、エッチング加工などで所望の形状に切抜き、基板３とするものであり、この基板３にＬＥＤランプ２の端子をカシメ止め、リベット止め、スポット溶接止めなど適宜な手段で止着することで給電と保持を行うものである。
【００１３】以上の機能を果すためには基板３は、それ自体が所定の形状を保ち自立していることが望ましいが、基板３の機能としてはＬＥＤランプ２に正電位、負電位を伝導するものである以上、少なくとも２枚から構成せざるを得ないものである。よって、正電位側の部分と負電位側との部分とを適宜な位置でブリッジ状に接続して１枚としておき、ＬＥＤランプ２の取付が終った時点で前記ブリッジ状の部分を切除しても良いものである。
【００１４】以上のようにＬＥＤランプ２が取付けられた基板３は、更に放熱フィン４に取付けられ放熱が行われるものとなるが、前記放熱フィン４はアルミニウムなど熱伝導性に優れる金属部材で形成されているので、基板３と放熱フィン４とを直接に取付けたのでは短絡を生じるものとなる。
【００１５】そこで、前記基板３と放熱フィン４との間には絶縁性熱伝導シート５を挟み、上記した短絡を防止するものとされるが、このように絶縁性熱伝導シート５を挟む構成では、前記絶縁性熱伝導シート５の基板３および放熱フィン４との密着性により熱の導電効率が大きく左右されるものとなるなどして、製品にバラツキを生じる可能性が高いものとなる。尚、本発明では前記絶縁性熱伝導シート５として、ボロンナイトライドとシリコンゴムとを基材としたものを採用している。
【００１６】よって、本発明では、上記を解決する手段として、プレッシャープレート６を用意するものであり、このプレッシャープレート６は絶縁性の樹脂で形成され、前記ＬＥＤランプ２に対応する部分には略すり鉢状とした開口部６ａが設けられ、前記ＬＥＤランプ２に触れることなく、直接に基板３に接触可能とされている。
【００１７】同時に、前記ＬＥＤランプ２の発光方向側となる表面にはアルミニウムの真空蒸着などによる反射膜６ｂが形成されていて、前記開口部６ａの部分がＬＥＤランプ２から側方に放射された光を照射方向側に向けて反射する反射鏡の作用を成すものとされている。
【００１８】加えて、前記プレッシャープレート６には取付穴６ｃが設けられ、ネジ７により前記放熱フィン４に螺着が可能な構成とされている。尚、前記基板３においては、プレッシャープレート６を放熱フィン４に螺着するときのネジ７に対して接触をすることのないものとされている。また、前記プレッシャープレート６には基板３、放熱フィン４、絶縁性熱伝導シート５との位置合せを行うためのボス６ｄが設けられている。
【００１９】このようにすることで、本発明のＬＥＤ信号灯具１においては、放熱フィン４に絶縁性熱伝導シート５を介して基板３の取付を行う場合には、放熱フィン４とプレッシャープレート６とで基板３および絶縁性熱伝導シート５を挟んで行うものとなる。
【００２０】このときの、基板３および絶縁性熱伝導シート５が、放熱フィン４およびプレッシャープレート６に挟まれる圧力は、ネジ７の締付け強度に依存するものとなる。従って、ネジ７の締付け強度をトルクドライバーなどで一定のトルクあるいはそれ以上として管理すれば、絶縁性熱伝導シート５が基板３と放熱フィン４とに挟まれる圧力は一定以上の値が確保され、即ち、意図する熱伝導性が確保されるものとなる。
【００２１】尚、図１中に符号８で示すものは黄のＬＥＤ信号灯具を構成する部分である筐体であり、符号９で示すものは同様なアウターレンズであり、符号１０で示すものはインナーレンズであるが、本発明には直接に関与する部分ではないので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００２２】
【発明の効果】以上に説明したように本発明により、ＬＥＤランプを保持する基板を少なくともＬＥＤランプの点灯時の発熱を伝導するのに充分な板厚を有する金属板で自立構造として形成し、前記ＬＥＤランプが取付けられた状態とした前記基板を絶縁性熱伝導シートを介して放熱フィン上に載置し、前記基板と前記絶縁性熱伝導シートとを、反射鏡を兼ねる構成とした樹脂製のプレッシャープレートで前記放熱フィンに圧接挟持して取付けた構成としたＬＥＤ信号灯としたことで、大電力化され一個あたりの発熱量が増加したＬＥＤランプを光源として採用するときにも、基板の小型化により集中する発熱を熱伝導にバラツキのない状態で放熱可能とし、もって、ＬＥＤランプ使用数の低減により部品数、組立工数の低減を可能とし、この種のＬＥＤ信号灯具の生産性の向上とコストダウンとに極めて優れた効果を奏するものである。

【出願人】	【識別番号】０００００２３０３【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社
【出願日】	平成１２年９月１８日（２０００．９．１８）
【代理人】	【識別番号】１０００６２２２５【弁理士】【氏名又は名称】秋元輝雄
【公開番号】	特開２００２－９３２０６（Ｐ２００２－９３２０６Ａ）
【公開日】	平成１４年３月２９日（２００２．３．２９）
【出願番号】	特願２０００－２８１５０１（Ｐ２０００－２８１５０１）