JP4192619B2

JP4192619B2 - Light emitting diode lamp device

Info

Publication number: JP4192619B2
Application number: JP2003038085A
Authority: JP
Inventors: 光博苗代; 修山中; 利典高橋; 明弘三沢
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2003-02-17
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2023-02-17
Also published as: JP2004247658A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオード（以下、単に、『ＬＥＤ』と記す）が発熱する熱エネルギを効率よく放熱するＬＥＤランプ装置に関するもので、特に、放熱特性を良くして大電流を流すＬＥＤランプとして使用できる放熱構造のＬＥＤランプ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２００１−３４５４８５号公報
一般に、ＬＥＤを高輝度に光らせるには電流を増加させれば可能であるが、電流の増加によって発光素子自身が温度上昇し、封止樹脂の残留応力によるワイヤの断線や発光効率の低下が起こる。そのため、通電電流量を増やし過ぎないようにしたり、放熱機構を設けて発光素子の温度上昇の対策をしていた。放熱機構の例として、ＬＥＤランプの場合には、熱がこもらないように放熱性のよいアルミ基板にリードフレームを介して実装することで熱抵抗を下げ、電流増による温度上昇を抑制していた。
【０００３】
また、上記特許文献１に記載の技術においては、絶縁基材の表面と裏面にそれぞれ形成された一対の金属層よりなるいわゆるプリント基板と、前記表面の前記金属層上に配列された複数のＬＥＤと、前記複数のＬＥＤのうちいずれかのＬＥＤが配置された位置で前記一対の金属層同士を接続する金属接続部とを備え、複数のＬＥＤからの発熱を絶縁基材の表面に形成された金属層から大気中に放熱させ、同時に、金属接続部を介して絶縁基材の裏面に形成された金属層に伝達し、そこから大気中に放熱する。また、放熱面積を増大させ、放熱効率を向上させるものである。
【０００４】
ＬＥＤはアノード側リードフレームの先に配設されているため、ＬＥＤの発熱量の大部分はアノード側リードフレームからアルミ基板に伝わる。したがって、アノード側の放熱性を高めないとＬＥＤの温度が上昇してしまう。そのため、アノード側に接続されるアルミ基板の面積は放熱のために大きくする必要がある。一方、カソード側は、アノードでのＬＥＤの発熱がＬＥＤの金線ワイヤや封止樹脂を介して伝わるものであるから全体の熱量は少ない。したがって、カソード側リードフレームからアルミ基板へ伝わる熱量も少ないため、カソード側のアルミ基板の面積はあまり大きくする必要性はなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＬＥＤから発生する熱をアノード側のアルミ基板で十分に放熱するには、ＬＥＤの発熱量に応じてアノード側のアルミ基板の面積を大きくとる必要があり、ＬＥＤを用いた高出力のＬＥＤランプを構成する場合の小型化の障害となっていた。また、ＬＥＤからの距離が大きくなればなるほど放熱効率は下がるため、より大きなアルミ基板が必要であった。更に、アノードとカソードのアルミ基板面積のバランスが極端に悪くなるため、設計上の制約が多くＬＥＤランプの配置に支障をきたしていた。また、上記特許文献１に記載の技術においては、表面の金属層上に配列された複数のＬＥＤは、当該複数のＬＥＤからの発熱を絶縁基材の表面にプリント形成された金属層から大気中に放熱させ、かつ、金属接続部を介して絶縁基材の裏面に形成された金属層に伝達するものであり、放熱を絶縁基材の表面にプリント形成された金属層に依存しているから、複数のＬＥＤの発熱量に応じて絶縁基材の表面にプリント形成された金属層の面積を単純に拡大する必要があり、それが、複数のＬＥＤを用いて高出力のＬＥＤランプを構成する場合の小型化の障害となっていた。
【０００６】
そこで、本発明は、金属層のみに放熱を頼ることなく放熱可能であり、ＬＥＤランプの出力を大きくしても小型化可能なＬＥＤ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に係るＬＥＤランプ装置は、アノード側リードフレームとカソード側リードフレームとを有する発光ダイオードランプと、前記発光ダイオードランプのアノード側リードフレームと接続されるアノード側金属電極と前記発光ダイオードランプのカソード側リードフレームと接続されるカソード側金属電極をインサート成形した熱伝導率０．４Ｗ／ｍ・Ｋ以上の絶縁性の合成樹脂からなるハウジングとを具備し、前記ハウジングにインサート成形された前記アノード側金属電極の面積を広く、同じく前記カソード側金属電極の面積を狭く形成されると共に、前記発光ダイオードランプのアノード側リードフレームとカソード側リードフレームが接続できるように前記金属電極の両面の少なくとも一部が前記合成樹脂に覆われることなく表裏２面側に露出しており、前記合成樹脂を介して近接配置されたものである。
【０００８】
金属電極がインサート成形されていることで、ＬＥＤランプからの熱エネルギを前記ＬＥＤランプのアノード側リードフレーム及びカソード側リードフレームを介して、各々接続されているアノード側金属電極及びカソード側金属電極に、更に、当該金属電極をインサート成形している合成樹脂で構成されるハウジングへ効率的な伝熱が行われる。特に、熱伝導率の高い合成樹脂を用いることにより、アノード側リードフレーム上のＬＥＤで発生した熱を、合成樹脂を介してアノード側金属電極からカソード側金属電極に効率的に伝熱させることができる。
【０００９】
また、前記ハウジングにインサート成形された前記アノード側金属電極の面積を広く、同じく前記ハウジングにインサート成形された前記カソード側金属電極の面積を狭くし、かつ、前記アノード側金属電極とカソード側金属電極は前記合成樹脂を介して近接配置してインサート成形されているから、アノード側金属電極の熱をカソード側金属電極へ効率よく伝熱させることができる。
【００１０】
したがって、アノード側金属電極だけでなくカソード側金属電極でも放熱を行うことができるため、ＬＥＤ付近の金属電極で放熱が可能になり、アノード側金属電極を小型化することができる。
【００１１】
そして、前記ハウジングにインサート成形された前記アノード側金属電極と前記カソード側金属電極は、前記発光ダイオードランプのアノード側リードフレームとカソード側リードフレームが接続できるように前記金属電極の両面の少なくとも一部が前記合成樹脂に覆われずに露出させたものであるから、ハウジングにインサート成形された状態の金属電極でも溶接やカシメなど、ＬＥＤのリードフレームと電極との接合が可能となる。
【００１２】
ここで、ＬＥＤランプのアノード側リードフレームとカソード側リードフレームとは、熱伝導の良好なものが望ましく、通常、丸銅線または角銅線で比較的断面積が大きなもので、伝熱抵抗の小さい状態にして使用される。
【００１３】
また、合成樹脂からなるハウジングにインサート成形された金属電極は、厚みが厚いほど好ましいが、前記ＬＥＤランプのアノード側リードフレーム及びカソード側リードフレームが機械的及び電気的に接合できる厚みであればよい。
【００１４】
加えて、前記アノード側金属電極と前記カソード側金属電極の近接配置における最近接距離が０．３ｍｍ〜１．０ｍｍに形成されているから、アノード側金属電極とカソード側金属電極の短絡を防ぐ絶縁機能を有し、アノード側金属電極の熱をカソード側金属電極へ効率よく伝熱させることができる。
【００１５】
また、前記ＬＥＤランプのアノード側リードフレームとカソード側リードフレームを各々接続する金属電極には、各々リード線を挟持して、電気的及び機械的に接続する接続端子が形成されているから、他との電気的接続が容易であり、必要に応じて機械的接続とすることもできるから、ＬＥＤランプのソケットとして使用できる。
【００１６】
そして、前記ハウジングの前記ＬＥＤランプのアノード側リードフレームとカソード側リードフレームを各々接続する金属電極は、アノード側とカソード側との面積比率を７：３乃至９：１の範囲内とし、アノード側金属電極の熱をカソード側金属電極へ、伝熱性の高い合成樹脂を介して積極的に伝熱させて両電極で放熱するようにしたので、アノード側金属電極の大きさを小さくすることができ、ＬＥＤランプ装置を小型化できる。
【００１７】
更に、前記ハウジングの周囲には、放熱フィンを形成したものであるから、冷却能力をあげることができる。特に、放熱フィンを設けることにより、前記ハウジングから熱が早く放出され、伝熱が促進される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図中の上記実施の形態で同一符号または同一記号は、同一または相当する構成部分を示すものであるので、重複する説明を省略する。
【００１９】
実施の形態１
図１は一般的なＬＥＤランプの説明図である。図２は本発明の実施の形態１のＬＥＤランプ装置の全体の構成部品の展開図である。図３（ａ）は図２の平面図、図３（ｂ）は図２の正面図、図３（ｃ）は図２の右側面図である。図４は図３（ａ）の切断線Ａ−Ａによる断面図である。また、図５は本発明の実施の形態１のＬＥＤランプ装置の全体の組付け構成図である。図６（ａ）は本発明の実施の形態１のＬＥＤランプ装置にインサートした金属電極のみの斜視図、（ｂ）はその切断線Ｘ−ＸによるＸ−Ｘ断面図である。
【００２０】
図１において、ＬＥＤランプ１は、アノード側リードフレーム２の上端のカップ２ａにＬＥＤチップ１ａのアノードを銀ペースト等で接合し、また、カソード側リードフレーム３の上端はＬＥＤチップ１ａのカソードとの間を金線３ａで接続している。そして、それらアノード側リードフレーム２及びカソード側リードフレーム３の端部は、透明なエポキシ樹脂からなるパッケージ４で封止されている。本発明を実施するＬＥＤランプ１のアノード側リードフレーム２とカソード側リードフレーム３とは、熱伝導の良好な材料が望ましく、通常、丸銅線または角銅線で比較的断面積が大きく、伝熱抵抗の小さい状態で構成されている。
【００２１】
図１乃至図６に示すように、合成樹脂製のハウジングベース１０は、ＬＥＤランプ１のアノード側リードフレーム２を接続する金属電極１２、ＬＥＤランプ１のカソード側リードフレーム３を接続する金属電極１３は、ＬＥＤランプ１のアノード側リードフレーム２の上端のカップ２ａに対応するアノード側金属電極１２の面積を広く、カソード側リードフレーム３を接続するカソード側金属電極１３の面積を狭く形成している。このハウジングベース１０の合成樹脂は、絶縁物であり、熱伝導率０．４Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率のよい材質からなる。
【００２２】
なお、このハウジングベース１０とハウジングカバー２０とは、本実施の形態のハウジングを構成し、アノード側金属電極１２及びカソード側金属電極１３をインサート成形により一体化したものである。
【００２３】
アノード側リードフレーム２を接続する金属電極１２は、図６に示すように、全体略コ字状で、一方の端部には略Ｖ字状のスリット１２ｂを設けたリード線を挟持して、電気的及び機械的に接続する接続端子１２ａが形成されている。他方の端部は上面略中央部にカソード側リードフレーム３との接触を防止する切欠き１２ｃが形成されている。
【００２４】
また、カソード側リードフレーム３を接続する金属電極１３は、全体略コ字状で、一方の端部には略Ｖ字状のスリット１３ｂを設けたリード線を挟持して、電気的及び機械的に接続する接続端子１３ａが形成されている。
【００２５】
金属電極１２の内面と金属電極１３の外面とは、両者の間隔が０．３〜１ｍｍ程度になるように、対向面を形成するように２重に合わせている。この対向面は大きい方が熱伝導が良好となり、ハウジングベース１０の合成樹脂に均一に伝熱され、仮に、金属電極１２と金属電極１３との間に温度差が生じたときでも、温度差が解消するように作用する。具体的には、ハウジングベース１０が熱伝導率０．４Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材質からなる合成樹脂製とすることで、両者間に温度勾配が存在すると熱伝導によって均一化されるものである。インサート成形した金属電極１２と金属電極１３の端部の間隙が、０．３〜１ｍｍ程度とは、例えば、金属電極１２と金属電極１３の端部が所定の距離隔てて重なり合う構造としているから、金属電極１２と金属電極１３との相互間の静電容量が大きくなるが、伝熱特性を良くすることができる。
【００２６】
この金属電極１２と金属電極１３との相互間の静電容量が大きいことは、ＬＥＤランプ１のアノードとカソード間の静電容量が大きいことになり、ディスプレーに使用したときには、応答性の遅れにより動画出力では残像が生じることになる。また、点灯表示回路では、定電流回路のリアクトル成分により比較的低い周波数で共振し、スイッチング操作に伴いＬＥＤランプ１に予測できない電圧を印加する可能性がでてくる。したがって、金属電極１２と金属電極１３との相互間の静電容量が小さいことが望ましい。
【００２７】
ここで、図７及び図８を用いて金属電極１２と金属電極１３の構造の変化について説明する。
【００２８】
図７（ａ）は本発明の実施の形態２のＬＥＤランプ装置にインサートした金属電極のみの斜視図、（ｂ）はその切断線Ｙ−ＹによるＹ−Ｙ断面図で、図８（ａ）は本発明の実施の形態３のＬＥＤランプ装置にインサートした金属電極のみの斜視図、（ｂ）はその切断線Ｙ−ＹによるＹ−Ｙ断面図である。また、図９は本発明の実施の形態３のＬＥＤランプ装置で、図３（ａ）の切断線Ａ−Ａによる断面図に相当する断面図である。
【００２９】
図７において、アノード側リードフレーム２を接続する金属電極１２は、全体略コ字状で、一方の端部には略Ｖ字状のスリット１２ｂを設けたリード線を挟持して、電気的及び機械的に接続する接続端子１２ａが形成されている。他方の端部は上面略中央部にカソード側リードフレーム３との接触を防止する切欠き１２ｃ及び切欠き１２ｃを除く端部には、接続端子１２ａの長さの１／２程度の折曲片１２ｄ（１２ｄ１および１２ｄ２）が形成されている。
【００３０】
また、カソード側リードフレーム３を接続する金属電極１３は、全体略コ字状で、一方の端部には略Ｖ字状のスリット１３ｂを設けたリード線を挟持して、電気的及び機械的に接続する接続端子１３ａが形成されている。金属電極１２の他方の端部には、接続端子１２ａの長さの１／２程度の折曲片１２ｄ（１２ｄ１および１２ｄ２）に対応して、折曲片１３ｄが形成されている。
【００３１】
金属電極１２の折曲片１２ｄ（１２ｄ１および１２ｄ２）と金属電極１３の折曲片１３ｄの対向面は、両者の間隔が０．３〜１ｍｍ程度になるように形成されている。この対向面は大きい方が熱伝導が良好となり、ハウジングベース１０の合成樹脂に均一に伝熱され、仮に、金属電極１２と金属電極１３との間に温度差が生じたときでも、温度差が解消するように作用する。インサート成形した金属電極１２と金属電極１３の端部の間隙が、０．３〜１ｍｍ程度とは、例えば、金属電極１２と金属電極１３の端部が所定の距離隔てて対向する構造としているから、金属電極１２と金属電極１３との相互間の静電容量が大きくなるが、伝熱特性を良くすることができる。
【００３２】
また、図８及び図９に示すように、アノード側リードフレーム２を接続する金属電極１２は、全体略コ字状で、一方の端部には略Ｖ字状のスリット１２ｂを設けたリード線を挟持して、電気的及び機械的に接続する接続端子１２ａが形成されている。他方の端部は上面略中央部にカソード側リードフレーム３との接触を防止する切欠き１２ｃのみが形成されている。
【００３３】
また、カソード側リードフレーム３を接続する金属電極１３は、全体略コ字状で、一方の端部には略Ｖ字状のスリット１３ｂを設けたリード線を挟持して、電気的及び機械的に接続する接続端子１３ａのみが形成されている。
【００３４】
金属電極１３の端部は金属電極１２の端辺との間隙が、０．３〜１ｍｍ程度、通常、静電気、樹脂の流動性等を考慮して０．３ｍｍ以上に形成されている。この間隙は、仮に金属電極１２と金属電極１３との間に温度差が生じたときでも、温度差が解消するようにした間隔であり、具体的には、ハウジングベース１０が熱伝導率０．４Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材質からなる合成樹脂製とすることで、両者間に温度勾配が存在すると熱伝導によって均一化されるものである。インサート成形した金属電極１２と金属電極１３の端部の間隙が、０．３〜１ｍｍ程度とは、例えば、金属電極１２と金属電極１３の端部が所定の距離隔てて重なり合う構造とした場合でも適用でき、このとき、静電容量が大きくさせることなく、伝熱特性を良くすることができる。この金属電極１２と金属電極１３との相互間の静電容量が小さいことは、ディスプレーに使用したとき、応答性がよくなり、動画出力でも残像が残ることがない。点灯表示回路として使用しても、定電流回路のリアクトル成分により比較的低い周波数で共振したり、スイッチング操作に伴いＬＥＤランプ１に予測できない電圧を印加するような事体が生じない。したがって、本実施の形態では、金属電極１２と金属電極１３との相互間の静電容量が小さいから、残像が無視できるディスプレーとして使用でき、かつ、放熱性を良好とすることができる。
【００３５】
勿論、上記実施の形態１乃至３からすれば、図６の実施の形態１では、金属電極１２と金属電極１３の対向面積を最大にとることができ、そして、図７の実施の形態２、図８の実施の形態３の順になる。しかし、インサート成形した金属電極１２と金属電極１３の端部の間隙が、０．３〜１ｍｍ程度にすれば、図８の実施の形態３の形態でも十分に対応でき、かつ、両者間の静電容量も小さく設定できる効果がある。
【００３６】
上記実施の形態１乃至３において、インサート成形した金属電極１２と金属電極１３のハウジングベース１０の反対面側は、少なくとも、アノード側リードフレーム２とカソード側リードフレーム３とが接続される部分は、露出面となるように露出孔１０ａ及び１０ｂが形成されている。即ち、金属電極１２と金属電極１３に各々アノード側リードフレーム２とカソード側リードフレーム３とを接続するとき、金属電極１２と金属電極１３の表裏方向に通電することができるようにし、溶着の際に電気抵抗が少ない経路を形成している。この金属電極１２と金属電極１３の表裏方向に通電することができるように電極の一部を露出し、金属電極１２と金属電極１３の厚みを薄くすることができる。
【００３７】
更に、本実施の形態１のＬＥＤランプ装置のハウジングベース１０は、金属電極１２，１３をインサートして外表面積を大きくしたハウジングカバー２０を設けている。このハウジングカバー２０は、ハウジングベース１０と一体に成形される構造になっている。
【００３８】
ハウジングカバー２０の外側には、ＬＥＤランプ１の周囲を保持すると共に、正確に位置決めする立ち上がりガイドを含むランプガイド孔２１と、ＬＥＤランプ１のアノード側リードフレーム２と金属電極１２との接続部、カソード側リードフレーム３と金属電極１３との接続部が確認できる確認孔２２，２３が形成されている。下部開口端には、リード線挿通孔２４ａ，２５ａ及びリード線挿通孔２４ｂ，２５ｂが形成されている。また、ケーシングカバー３０との係合を行なう係合突起２６，２７を有している。なお、係合突起２８は図示しない相手部材との係合用である。
【００３９】
このハウジングカバー２０の内側にハウジングベース１０を一体成形すると、図４の断面図に示すように、両者が金属電極１２と金属電極１３を挟持した構造となる。
【００４０】
ケーシングカバー３０には、ＬＥＤランプ１を取付けたハウジングベース１０の外側を保持すると共に、ハウジングベース１０にインサート成形された金属電極１２，１３の端部を固定する長辺に平行する電極固定溝３１及び略Ｖ字状のスリット１２ｂを設けた接続端子１２ａ、Ｖ字状のスリット１３ｂを設けた接続端子１３ａの下端部を固定する短辺に平行する端子溝３２が形成されている。また、ケーシングカバー３０の両側の短辺には、図示しないリード線が挿通されるリード線挿通孔３４ａ，３５ａ及びリード線挿通孔３４ｂ，３５ｂが形成されている。リード線挿通孔３４ａとリード線挿通孔３４ｂとの間にはリード線案内溝３４が、リード線挿通孔３５ａとリード線挿通孔３５ｂとの間にはリード線案内溝３５がそれぞれ形成されており、リード線挿通孔３４ａからリード線挿通孔３４ｂ、リード線挿通孔３５ａからリード線挿通孔３５ｂを挿通するリード線であっても、切断することなく取付け自在となっており、しかも、ハウジングカバー２０との間で挟持することにより、リード線を堅固に固定することができる。
【００４１】
また、ケーシングカバー３０の両側の長辺には、ハウジングカバー２０の係合突起２６，２７と係合する係合凹部３６，３７が形成されている。係合突起２６，２７と係合凹部３６，３７が互いに係合することによって、両者は一体に接合される。
【００４２】
ケーシングカバー３０の反対面には、複数の溝によって凹凸形状とした放熱フィン３８が形成されている。この放熱フィン３８はハウジングベース１０の金属電極１２，１３を覆う外表面積を大きくしたハウジングカバー２０及びケーシングカバー３０からなるケーシングカバーを有するものであるから、冷却面積をより広くすることができ、それだけ冷却能力を増すことができ、また、絶縁性を維持でき、隣接した組み付けが容易である。特に、ケーシングカバーの外表面積を大きくしたことにより、ハウジングベース１０から効率よく熱が早く放出され、伝熱が促進される。
【００４３】
また、金属電極１２の端部の略Ｖ字状のスリット１２ｂを設けた接続端子１２ａと、金属電極１３の端部の略Ｖ字状のスリット１３ｂを設けた接続端子１３ａは、ハウジングベース１０の中心を点対称とする位置に設けるのが望ましい。この構成によって、金属電極１２の端部の略Ｖ字状のスリット１２ｂと、金属電極１３の端部の略Ｖ字状のスリット１３ｂで挟持するリード線の端部の長さが長くても、或いは連続していても、相互間で短絡を起こす可能性がなくなる。また、機械的に線状マトリックス配線されているリード線に装着することにより、配線及び取付けを簡単化することができる。
【００４４】
このように、アノード側リードフレーム２とカソード側リードフレーム３を各々接続する金属電極１２，１３には、各々図示しないリード線を挟持して、電気的及び機械的に接続する接続端子１２ａ，１３ａが形成されているから、他との電気的接続及び／または機械的接続が容易であり、必要に応じて機械的・電気的接続とすることもできるから、ＬＥＤランプ１のソケットとして使用できる。
【００４５】
そして、金属電極１２と金属電極１３は、アノード側リードフレーム２の上端のカップ２ａに対応する金属電極１２の面積を広く、カソード側リードフレーム３を接続する金属電極１３の面積を狭く形成しているが、発明者らの実験によれば、ハウジングベース１０のＬＥＤランプ１のアノード側リードフレーム２とカソード側リードフレーム３を各々接続する金属電極１２，１３は、アノード側とカソード側との面積比率を７：３乃至９：１の範囲内とすると、ＬＥＤランプ１の放熱能力を各金属電極の受熱能力に対応させ、かつ、通常の金属電極の厚みの範囲でアノード側リードフレーム２の上端のカップ２ａに対応する方の面積を広くし、他方の面積を狭く形成する技術的意義が生ずる。勿論、これは発光出力及び発光効率、通電電流によっても変化し、金属電極１２，１３の厚みによっても変化する。
【００４６】
しかし、ＬＥＤランプ１のアノード側リードフレーム２とカソード側リードフレーム３の熱エネルギの伝わり状態、実施物の設計条件、実施物の発熱量を考慮すると、合成樹脂からなるハウジングベース１０にインサート成形される金属電極１２，１３は、厚みが厚いほど好ましいが、ＬＥＤランプ１のアノード側リードフレーム２及びカソード側リードフレーム３が機械的及び電気的に接合できる厚みであればよい。してみると、金属電極１２，１３のアノード側とカソード側との面積比率は、７：３乃至９：１の範囲内にするのが好適である。この７：３乃至９：１の範囲内としたときでも、カソード側リードフレーム３側の金属電極１３は、アノード側リードフレーム２の上端のカップ２ａ上に実装されるＬＥＤランプ１からの発熱がボンディングワイヤ３ａ経由でカソード側リードフレーム３側へ伝わってくる熱や、アノード側リードフレーム２側の金属電極１２からハウジングベース１０の合成樹脂を介して伝わってくる熱量を上回る受熱能力を有する。これにより、アノード側リードフレーム２の上端のカップ２ａ上に実装されるＬＥＤランプ１から発生する熱がカソード側リードフレーム３側の金属電極１３にも伝わりやすくなり、ＬＥＤランプ１の放熱が促進される。
【００４７】
このとき、金属電極１２から金属電極１３の表面積を大きくすべく、板材を彎曲させたり、複数折りしたり、板状片を接合してもよい。いずれにせよ、ハウジングベース１０の合成樹脂にインサートされた状態で、金属電極１２，１３のアノード側とカソード側との面積比率を、７：３乃至９：１の範囲内に設定できればよい。
【００４８】
このように、本実施の形態１のハウジングベース１０は、ＬＥＤランプ１のアノード側リードフレーム２とカソード側リードフレーム３を各々接続する金属電極１２，１３は、アノード側リードフレーム２の上端のカップ２ａに対応する方の金属電極１２の面積を広く、他方の金属電極１３は面積を狭く形成されているから、ＬＥＤチップ１ａの放熱能力を金属電極１２，１３の受熱能力及びその放熱能力に対応させることができ、無駄な放熱面積を確保する必要がなくなるから、全体の形状を小型化できる。
【００４９】
ところで、本実施の形態１のハウジングベース１０の周囲には、図示しない放熱フィンを形成することができ、それによって冷却能力をあげることができる。特に、放熱フィンを設けることにより、前記ハウジングベース１０から熱が早く放出され、伝熱が促進される。
【００５０】
また、上記実施の形態１乃至３では、ＬＥＤランプ１のアノード側リードフレーム２とカソード側リードフレーム３を各々接続した金属電極１２，１３を有するハウジングベース１０をハウジングカバー２０に収納し、更に、ハウジングベース１０の下部をケーシングカバー３０で覆うものであるが、本発明を実施する場合には、ＬＥＤランプ１のアノード側リードフレーム２とカソード側リードフレーム３を各々接続した金属電極１２，１３を有するハウジングベース１０をハウジングカバー２０のみで覆うものとすることができる。このとき、上記実施の形態１１乃至３の金属電極１２，１３の下部の突出を少なくすることにより、露出部分をなくすことができる。また、本発明を実施する場合には、ＬＥＤランプ１のアノード側リードフレーム２とカソード側リードフレーム３を各々接続した金属電極１２，１３をハウジングベース１０に埋設されるようにインサート成形し、ハウジングカバー２０及びケーシングカバー３０を省略することができる。このとき、上記実施の形態１の金属電極１２，１３の下部の突出を少なくすることにより、露出部分をなくすことができる。
【００５１】
図１０は本発明の実施の形態４のＬＥＤランプ装置の全体の構成図である。なお、図中の上記実施の形態１乃至３と同一符号または同一記号は同一または相当する構成部分を示すものである。
【００５２】
図１０において、ハウジング４０は、その周囲に放熱フィン４１を全周に形成したものであり、両金属電極１２，１３のＬＥＤランプ１のアノード側リードフレーム２とカソード側リードフレーム３を各々接続する部分を除いて、合成樹脂に埋設させたインサート成形したものである。ハウジング４０にインサート成形した金属電極１２と金属電極１３の面側（上側）は、少なくとも、アノード側リードフレーム２とカソード側リードフレーム３とが接続される部分は、露出面となるように露出孔４２が形成されている。この露出孔４２は１個または実施の形態１のように２個とすることができる。
【００５３】
なお、図示していないが、ハウジング４０にインサート成形した金属電極１２と金属電極１３の反対面側（下側）は、少なくとも、アノード側リードフレーム２とカソード側リードフレーム３とが接続される部分は、露出面となるように露出孔が形成されている。
【００５４】
上記実施の形態では、ハウジングベース１０，４０が略直方体の事例で説明したが、本発明を実施する場合には、略円柱形、略三角形、略多角形の形態とすることができる。
【００５５】
このように、上記実施の形態１，２のＬＥＤランプ装置は、アノード側リードフレーム２とカソード側リードフレーム３とを有するＬＥＤランプ１と、ＬＥＤランプ１のアノード側リードフレーム２とカソード側リードフレーム３を各々接続する金属電極１２，１３をインサート成形した絶縁物であり、熱伝導率０．４Ｗ／ｍ・Ｋ以上の合成樹脂からなるハウジングベース１０とを具備するものである。
【００５６】
金属電極１２，１３が合成樹脂からなるハウジングベース１０にインサート成形されていることで、ＬＥＤランプ１からの熱エネルギをＬＥＤランプ１のアノード側リードフレーム２及びカソード側リードフレーム３を介して、各々接続されている金属電極１２，１３に、更に、金属電極１２，１３から合成樹脂からなるハウジングベース１０に効率的に熱エネルギが伝わり、効率のよい放熱が行なわれる。特に、熱伝導率０．４Ｗ／ｍ・Ｋ以上の合成樹脂からなるハウジングベース１０は、ＬＥＤランプ１が発生する熱エネルギ程度には、十分な放熱効果を期待することができる。この熱伝導率０．４Ｗ／ｍ・Ｋ以上の合成樹脂とは、熱伝導率０．４Ｗ／ｍ・Ｋ以上か、以下かで極端に変化するものではないが、発明者等の実験によれば、ＬＥＤランプ１の発熱状態から実験的に導いたものである。当然のことながら、熱伝導率０．７Ｗ／ｍ・Ｋ以上、更には、熱伝導率０．９Ｗ／ｍ・Ｋ以上と熱伝導率の値が大きくなった合成樹脂では、より効果が顕著であった。
【００５７】
ここで、ＬＥＤランプ１のアノード側リードフレーム２とカソード側リードフレーム３とは、熱伝導の良好なもので製造するのが望ましく、通常、丸銅線または角銅線で比較的断面積が大きなもので、伝熱抵抗の小さい材料及び構造が使用される。
【００５８】
また、合成樹脂からなるハウジングベース１０にインサート成形された金属電極１２，１３は、厚みが厚いほど熱伝導が良好になって好ましいが、ＬＥＤランプ１のアノード側リードフレーム２及びカソード側リードフレーム３が機械的及び電気的に接合できる厚みであればよい。
【００５９】
本実施の形態１乃至４のＬＥＤランプ装置は、ハウジングベース１０のＬＥＤランプ１のアノード側リードフレーム２とカソード側リードフレーム３を各々接続する金属電極１２，１３は、アノード側リードフレーム２の上端のカップ２ａに対応する方の面積を広く、他方の面積を狭く形成されているから、放熱能力を受熱能力及び熱伝導に対応させることができ、無駄な放熱面積を確保する必要がなくなるから、全体の形状を小型化できる。
【００６０】
本実施の形態１乃至４のＬＥＤランプ装置は、ＬＥＤランプ１のアノード側リードフレーム２とカソード側リードフレーム３を各々接続する金属電極１２，１３の反対面側も、ハウジングベース１０から露出した露出状態としたものであるから、アノード側リードフレーム２とカソード側リードフレーム３等のリードフレームの溶接の際に効率のよい金属電極１２，１３の厚み方向の電流路が形成され、金属電極１２，１３の厚みを薄くして溶着することができる。本発明を実施する場合の構成としては、ハウジングにインサート成形されたアノード側金属電極１２とカソード側金属電極１３は、ＬＥＤランプ１のアノード側リードフレーム２とカソード側リードフレーム３が接続できるように金属電極の両面の少なくとも一部が合成樹脂に覆われずに露出しておればよい。
【００６１】
本実施の形態１乃至４のＬＥＤランプ装置は、ＬＥＤランプ１のアノード側リードフレーム２とカソード側リードフレーム３を各々接続する金属電極１２，１３には、各々図示しないリード線を挟持して、電気的及び機械的に接続する接続端子１２ａ，１３ａが形成されているから、他の電気回路構成部品との電気的接続が容易であり、必要に応じて棒状または板状の電極に機械的接続と同時に電気的接続することもできるから、ＬＥＤランプ１のソケットとして使用できる。
【００６２】
本実施の形態１乃至４のＬＥＤランプ装置は、ハウジングベース１０のＬＥＤランプ１のアノード側リードフレーム２とカソード側リードフレーム３を各々接続する金属電極１２，１３は、アノード側とカソード側との面積比率を７：３乃至９：１の範囲内とすると、ＬＥＤランプ１の放熱能力を各金属電極の受熱能力に対応させ、かつ、通常の金属電極１２，１３の厚みの範囲でリードフレーム上端のカップ２ａに対応する方の面積を広くし、他方の面積を狭く形成することができる。特に、発生熱量の大きいアノード側リードフレーム２側の金属電極１２が、伝熱性の高い樹脂を介してカソード基板と近接させてカソード側リードフレーム３側の金属電極１３に伝熱させることで、カソード側でも放熱を行うことができる。また、従来、ボンディングワイヤ３ａを介してＬＥＤ１ａのアノードとカソードの温度差を小さくしていた伝熱経路が金属電極１２，１３間で行うことができるようになったため、ワイヤ接点での信頼性を増すことができる。更に、カソード側リードフレーム３側の金属電極１３でも放熱を行うことができるようになったため、ＬＥＤランプ装置における放熱能力を落とすことなくアノード側リードフレーム２側の金属電極１２の面積を縮小でき、小型化が可能となる。
【００６３】
本実施の形態１乃至３のＬＥＤランプ装置は、ハウジングベース１０の周囲に放熱フィンを形成したものでないが、本発明を実施する場合には、本実施の形態４のＬＥＤランプ装置のように、ハウジング４０の周囲に放熱フィン４１を形成し、その冷却能力をあげることができる。特に、放熱フィン４１を設けることにより、ハウジング４０から熱が早く放出され、アノード側リードフレーム２とカソード側リードフレーム３からの伝熱が促進される。
【００６４】
本実施の形態１乃至３のＬＥＤランプ装置のハウジングベース１０は、金属電極１２，１３を覆う外表面積を大きくしたハウジングカバー２０及びケーシングカバー３０からなるケーシングカバーを具備するものであるから、冷却面積をより広くすることができ、それだけ冷却能力を増すことができ、また、絶縁性を維持でき、隣接した組み付けが容易である。特に、ハウジングカバー２０及びケーシングカバー３０からなるケーシングカバーの外表面積を大きくしたことにより、ハウジングベース１０から熱が早く放出され、伝熱が促進される。
【００６５】
本実施の形態１乃至３のＬＥＤランプ装置のハウジングベース１０は、外表面積を大きくする金属電極１２，１３を覆うハウジングカバー２０及びハウジングカバー２０と一体に固着されるケーシングカバー３０を具備するものであるから、金属電極１２，１３がハウジングカバー２０及びケーシングカバー３０で覆われるから、冷却面積をより広くすることができ、それだけ冷却能力を増すことができ、また、絶縁性を維持でき、隣接した組み付けが容易である。特に、ハウジングカバー２０及びケーシングカバー３０の外表面積を大きくしたことにより、ハウジングベース１０から熱が早く放出され、伝熱が促進される。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１のＬＥＤランプ装置は、アノード側リードフレームとカソード側リードフレームとを有するＬＥＤランプと、前記ＬＥＤランプのアノード側リードフレームとカソード側リードフレームを各々接続する金属電極をインサート成形した熱伝導率０．４Ｗ／ｍ・Ｋ以上の絶縁性の合成樹脂からなるハウジングとを具備し、前記ハウジングにインサート成形された前記アノード側金属電極の面積を広く、同じく前記カソード側金属電極の面積を狭く形成されると共に、前記発光ダイオードランプのアノード側リードフレームとカソード側リードフレームが接続できるように前記金属電極の両面の少なくとも一部が前記合成樹脂に覆われることなく表裏２面側に露出しており、前記合成樹脂を介して近接配置されたものである。
【００６７】
したがって、金属電極がインサート成形されていることで、ＬＥＤランプからの熱エネルギが前記ＬＥＤランプのアノード側リードフレーム及びカソード側リードフレームを介して、各々接続されているアノード側金属電極及びカソード側金属電極に、更に、当該金属電極をインサート成形している合成樹脂で構成されるハウジングへ効率的な伝熱が行われる。特に、熱伝導率の高い合成樹脂を用いることにより、アノード側リードフレーム上のＬＥＤで発生した熱を、合成樹脂を介してアノード側金属電極からカソード側金属電極に効率的に伝熱させることができる。また、前記ハウジングにインサート成形された前記アノード側金属電極の面積を広く、同じく前記ハウジングにインサート成形された前記カソード側金属電極の面積を狭くし、かつ、前記アノード側金属電極とカソード側金属電極は前記合成樹脂を介して近接配置してインサート成形されているから、アノード側金属電極の熱をカソード側金属電極へ効率よく伝熱させることができる。そして、前記ハウジングにインサート成形された前記アノード側金属電極と前記カソード側金属電極は、前記発光ダイオードランプのアノード側リードフレームとカソード側リードフレームが接続できるように前記金属電極の両面の少なくとも一部が前記合成樹脂に覆われずに露出させたものであるから、ハウジングにインサート成形された状態の金属電極でも溶接やカシメなど、ＬＥＤのリードフレームと電極との接合が可能となる。
【００６８】
したがって、アノード側金属電極だけでなくカソード側金属電極でも放熱を行うことができるため、ＬＥＤ付近の金属電極で放熱が可能になり、アノード側金属電極を小型化することができる。
【００６９】
また、前記アノード側金属電極と前記カソード側金属電極の近接配置における最近接距離が、０．３ｍｍ〜１．０ｍｍに形成されているから、アノード側金属電極とカソード側金属電極の短絡を防ぐ絶縁機能を有し、アノード側金属電極の熱をカソード側金属電極へ効率よく伝熱させることができる。
【００７０】
そして、前記ＬＥＤランプのアノード側リードフレームとカソード側リードフレームを各々接続する金属電極に、各々リードフレーム線を挟持して、電気的及び機械的に接続する接続端子が形成されているから、他との電気的接続が容易であり、必要に応じて機械的接続とすることもできるから、ＬＥＤランプのソケットとして使用できる。
【００７１】
更に、前記ハウジングの前記ＬＥＤランプのアノード側リードフレームとカソード側リードフレームを各々接続する金属電極は、アノード側とカソード側との面積比率を７：３乃至９：１の範囲内とし、アノード側金属電極の熱をカソード側金属電極へ、伝熱性の高い合成樹脂を介して積極的に伝熱させて両電極で放熱するようにしたので、アノード側金属電極の大きさを小さくすることができ、ＬＥＤランプ装置を小型化できる。
【００７２】
更にまた、放熱フィンを形成したものであるから、放熱フィンを設けることにより、前記ハウジングから熱が早く放出され、伝熱が促進される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は一般的なＬＥＤランプの説明図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態１のＬＥＤランプ装置の全体の構成部品の展開図である。
【図３】図３（ａ）は図２の平面図、図３（ｂ）は図２の正面図、図３（ｃ）は図２の右側面図である。
【図４】図４は図３（ａ）の切断線Ａ−Ａによる断面図である。
【図５】図５は本発明の実施の形態１のＬＥＤランプ装置の全体の組付け構成図である。
【図６】図６（ａ）は本発明の実施の形態１のＬＥＤランプ装置にインサートした金属電極のみの斜視図、（ｂ）はその切断線Ｘ−ＸによるＸ−Ｘ断面図である。
【図７】図７（ａ）は本発明の実施の形態２のＬＥＤランプ装置にインサートした金属電極のみの斜視図、（ｂ）はその切断線Ｙ−ＹによるＹ−Ｙ断面図である。
【図８】図８（ａ）は本発明の実施の形態３のＬＥＤランプ装置にインサートした金属電極のみの斜視図、（ｂ）はその切断線Ｚ−ＺによるＺ−Ｚ断面図である。
【図９】図９は本発明の実施の形態３のＬＥＤランプ装置で、図３（ａ）の切断線Ａ−Ａによる断面図に相当する断面図である。
【図１０】図１０は本発明の実施の形態４のＬＥＤランプ装置の全体の構成図である。
【符号の説明】
１ＬＥＤランプ
２アノード側リードフレーム
２ａカップ
３カソード側リードフレーム
３ａボンディングワイヤ
１０ハウジングベース
１２，１３金属電極
１２ａ，１３ａ接続端子
２０ハウジングカバー
３０ケーシングカバー
４０ハウジング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an LED lamp device that efficiently dissipates heat energy generated by a light emitting diode (hereinafter simply referred to as “LED”), and in particular, is used as an LED lamp that improves heat dissipation characteristics and allows a large current to flow. The present invention relates to an LED lamp device having a heat dissipation structure.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1]
JP 2001-345485 A
In general, it is possible to increase the brightness of an LED by increasing the current, but the temperature of the light-emitting element itself increases due to the increase in current, causing wire breakage or a decrease in luminous efficiency due to the residual stress of the sealing resin. . For this reason, the amount of energization current is not increased excessively, or a heat dissipation mechanism is provided to take measures against temperature rise of the light emitting element. As an example of the heat dissipation mechanism, in the case of LED lamps, the heat resistance was lowered by mounting it on an aluminum substrate with good heat dissipation so as not to accumulate heat through a lead frame, and the temperature rise due to the increase in current was suppressed. .
[0003]
Moreover, in the technique of the said patent document 1, what is called a printed circuit board which consists of a pair of metal layer each formed in the surface and back surface of an insulating base material, and several LED arranged on the said metal layer of the said surface And a metal connection portion that connects the pair of metal layers at a position where any one of the plurality of LEDs is disposed, and heat generated from the plurality of LEDs is formed on the surface of the insulating base material. Heat is radiated from the metal layer to the atmosphere, and at the same time, the heat is transmitted to the metal layer formed on the back surface of the insulating substrate through the metal connection portion and radiated from there to the atmosphere. Further, the heat dissipation area is increased and the heat dissipation efficiency is improved.
[0004]
Since the LED is disposed at the tip of the anode side lead frame, most of the heat generation amount of the LED is transmitted from the anode side lead frame to the aluminum substrate. Therefore, unless the heat dissipation on the anode side is increased, the temperature of the LED will increase. Therefore, the area of the aluminum substrate connected to the anode side needs to be increased for heat dissipation. On the other hand, since the heat generation of the LED at the anode is transmitted through the gold wire or the sealing resin of the LED on the cathode side, the total amount of heat is small. Therefore, since the amount of heat transferred from the cathode side lead frame to the aluminum substrate is small, it is not necessary to increase the area of the cathode side aluminum substrate.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to sufficiently dissipate the heat generated from the LED with the aluminum substrate on the anode side, it is necessary to increase the area of the aluminum substrate on the anode side according to the amount of heat generated by the LED. This was an obstacle to miniaturization when the lamp was constructed. Further, since the heat dissipation efficiency decreases as the distance from the LED increases, a larger aluminum substrate is required. Furthermore, since the balance of the aluminum substrate area of the anode and the cathode becomes extremely bad, there are many design restrictions and the arrangement of the LED lamps is hindered. In the technique described in Patent Document 1, the plurality of LEDs arranged on the metal layer on the surface are heated in the atmosphere from the metal layer printed on the surface of the insulating substrate by generating heat from the plurality of LEDs. Heat is transferred to the metal layer formed on the back surface of the insulating base material through the metal connection portion, and the heat dissipation depends on the metal layer printed on the surface of the insulating base material. It is necessary to simply enlarge the area of the metal layer printed on the surface of the insulating substrate according to the heat generation amount of the plurality of LEDs, and this constitutes a high output LED lamp using the plurality of LEDs. The case was an obstacle to miniaturization.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide an LED lamp device that can dissipate heat without relying only on a metal layer, and can be downsized even if the output of the LED lamp is increased.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The LED lamp device according to claim 1 is a light emitting diode lamp having an anode side lead frame and a cathode side lead frame, an anode side metal electrode connected to the anode side lead frame of the light emitting diode lamp, and the light emitting diode lamp. A housing made of an insulating synthetic resin having a thermal conductivity of 0.4 W / m · K or more, in which a cathode-side metal electrode connected to the cathode-side lead frame is insert-molded, and the anode insert-molded in the housing The area of the side metal electrode is wide, the area of the cathode side metal electrode is also narrowed, and at least one of both surfaces of the metal electrode is connected so that the anode side lead frame and the cathode side lead frame of the light emitting diode lamp can be connected. Without being covered by the synthetic resin It is exposed on the back 2 surface side, in which is arranged close over the synthetic resin.
[0008]
Since the metal electrode is insert-molded, the heat energy from the LED lamp is transferred to the anode-side metal electrode and the cathode-side metal electrode connected to each other via the anode-side lead frame and the cathode-side lead frame of the LED lamp. Furthermore, efficient heat transfer is performed to a housing made of a synthetic resin in which the metal electrode is insert-molded. In particular, by using a synthetic resin with high thermal conductivity, heat generated in the LED on the anode side lead frame can be efficiently transferred from the anode side metal electrode to the cathode side metal electrode via the synthetic resin. it can.
[0009]
Further, the anode side metal electrode insert-molded in the housing is widened, the cathode-side metal electrode insert-molded in the housing is also narrowed, and the anode-side metal electrode and the cathode-side metal electrode Is insert-molded in close proximity through the synthetic resin, so that the heat of the anode-side metal electrode can be efficiently transferred to the cathode-side metal electrode.
[0010]
Therefore, since heat can be radiated not only by the anode side metal electrode but also by the cathode side metal electrode, heat can be radiated by the metal electrode near the LED, and the anode side metal electrode can be reduced in size.
[0011]
The anode-side metal electrode and the cathode-side metal electrode, which are insert-molded in the housing, are at least part of both surfaces of the metal electrode so that the anode-side lead frame and the cathode-side lead frame of the light-emitting diode lamp can be connected. Is exposed without being covered with the synthetic resin, it is possible to join the lead frame of the LED and the electrode, such as welding or caulking, even with a metal electrode which is insert-molded in the housing.
[0012]
Here, it is desirable that the anode side lead frame and the cathode side lead frame of the LED lamp have good heat conduction. Usually, a round copper wire or a square copper wire has a relatively large cross-sectional area and has a heat transfer resistance. Used in a small state.
[0013]
Further, the metal electrode insert-molded in the housing made of synthetic resin is preferably as thick as possible. However, the metal electrode may have a thickness that allows the anode-side lead frame and the cathode-side lead frame of the LED lamp to be mechanically and electrically joined. .
[0014]
in addition, Since the closest distance in the proximity arrangement of the anode side metal electrode and the cathode side metal electrode is 0.3 mm to 1.0 mm, it has an insulating function to prevent a short circuit between the anode side metal electrode and the cathode side metal electrode. In addition, the heat of the anode side metal electrode can be efficiently transferred to the cathode side metal electrode.
[0015]
Also, Each of the metal electrodes connecting the anode side lead frame and the cathode side lead frame of the LED lamp has a connection terminal for electrically and mechanically connecting each lead wire, so that Since electrical connection is easy and mechanical connection can be used as necessary, it can be used as a socket for an LED lamp.
[0016]
And The metal electrode connecting the anode side lead frame and the cathode side lead frame of the LED lamp of the housing has an area ratio of 7: 3 to 9: 1 between the anode side and the cathode side, and the anode side metal electrode Heat is actively transferred to the cathode-side metal electrode via a highly heat-conductive synthetic resin and radiated by both electrodes, so the size of the anode-side metal electrode can be reduced, and the LED The lamp device can be miniaturized.
[0017]
Furthermore, Since the heat dissipating fins are formed around the housing, the cooling capacity can be increased. In particular, by providing the radiation fins, heat is quickly released from the housing, and heat transfer is promoted.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, in the above-described embodiment in the figure, the same reference numerals or the same symbols indicate the same or corresponding components, and thus a duplicate description is omitted.
[0019]
Embodiment 1
FIG. 1 is an explanatory diagram of a general LED lamp. FIG. 2 is a development view of the entire components of the LED lamp device according to Embodiment 1 of the present invention. 3A is a plan view of FIG. 2, FIG. 3B is a front view of FIG. 2, and FIG. 3C is a right side view of FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 5 is an overall assembly diagram of the LED lamp device according to Embodiment 1 of the present invention. 6A is a perspective view of only the metal electrode inserted into the LED lamp device of Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line XX along the line XX.
[0020]
In FIG. 1, an LED lamp 1 has an anode of an LED chip 1a joined to a cup 2a at an upper end of an anode side lead frame 2 with silver paste or the like, and an upper end of a cathode side lead frame 3 is connected to a cathode of the LED chip 1a. They are connected by a gold wire 3a. The ends of the anode side lead frame 2 and the cathode side lead frame 3 are sealed with a package 4 made of a transparent epoxy resin. The anode side lead frame 2 and the cathode side lead frame 3 of the LED lamp 1 embodying the present invention are preferably made of materials having good heat conduction, and are usually round copper wires or square copper wires and have a relatively large cross-sectional area and are conductive. It is configured with a low thermal resistance.
[0021]
As shown in FIGS. 1 to 6, the housing base 10 made of synthetic resin has a metal electrode 12 that connects the anode-side lead frame 2 of the LED lamp 1 and a metal electrode 13 that connects the cathode-side lead frame 3 of the LED lamp 1. Are formed such that the area of the anode-side metal electrode 12 corresponding to the cup 2a at the upper end of the anode-side lead frame 2 of the LED lamp 1 is wide and the area of the cathode-side metal electrode 13 connecting the cathode-side lead frame 3 is narrow. . The synthetic resin of the housing base 10 is an insulator and is made of a material having a high thermal conductivity of 0.4 W / m · K or higher.
[0022]
The housing base 10 and the housing cover 20 constitute the housing of the present embodiment, and the anode side metal electrode 12 and the cathode side metal electrode 13 are integrated by insert molding.
[0023]
As shown in FIG. 6, the metal electrode 12 connecting the anode side lead frame 2 is generally U-shaped as a whole, and sandwiches a lead wire provided with a substantially V-shaped slit 12 b at one end, A connection terminal 12a for electrical and mechanical connection is formed. The other end portion is formed with a notch 12c that prevents contact with the cathode-side lead frame 3 at a substantially central portion of the upper surface.
[0024]
The metal electrode 13 connecting the cathode side lead frame 3 is substantially U-shaped as a whole, and sandwiches a lead wire provided with a substantially V-shaped slit 13b at one end to electrically and mechanically A connection terminal 13a to be connected to is formed.
[0025]
The inner surface of the metal electrode 12 and the outer surface of the metal electrode 13 are doubled so as to form an opposing surface so that the distance between them is about 0.3 to 1 mm. The larger the facing surface, the better the heat conduction, and the heat transfer is uniformly conducted to the synthetic resin of the housing base 10, and even if a temperature difference occurs between the metal electrode 12 and the metal electrode 13, the temperature difference is It works to eliminate. Specifically, the housing base 10 is made of a synthetic resin made of a material having a thermal conductivity of 0.4 W / m · K or more, so that if there is a temperature gradient between them, the housing base 10 is made uniform by thermal conduction. . The gap between the end portions of the insert-molded metal electrode 12 and the metal electrode 13 is about 0.3 to 1 mm because, for example, the end portions of the metal electrode 12 and the metal electrode 13 overlap each other with a predetermined distance. Although the electrostatic capacitance between the metal electrode 12 and the metal electrode 13 is increased, the heat transfer characteristics can be improved.
[0026]
The large capacitance between the metal electrode 12 and the metal electrode 13 means that the capacitance between the anode and the cathode of the LED lamp 1 is large. When used for a display, the response is delayed. An afterimage is generated in moving image output. Further, the lighting display circuit resonates at a relatively low frequency due to the reactor component of the constant current circuit, and an unpredictable voltage may be applied to the LED lamp 1 in accordance with the switching operation. Therefore, it is desirable that the capacitance between the metal electrode 12 and the metal electrode 13 is small.
[0027]
Here, changes in the structures of the metal electrode 12 and the metal electrode 13 will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
[0028]
7A is a perspective view of only the metal electrode inserted into the LED lamp device of Embodiment 2 of the present invention, FIG. 7B is a YY sectional view taken along the cutting line YY, and FIG. These are the perspective views of only the metal electrode inserted in the LED lamp device of Embodiment 3 of this invention, (b) is YY sectional drawing by the cutting line YY. FIG. 9 is a cross-sectional view corresponding to the cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3A of the LED lamp device according to Embodiment 3 of the present invention.
[0029]
In FIG. 7, the metal electrode 12 that connects the anode side lead frame 2 is generally U-shaped as a whole, and a lead wire provided with a substantially V-shaped slit 12b at one end is sandwiched between A connection terminal 12a for mechanical connection is formed. The other end is a notch 12c that prevents contact with the cathode-side lead frame 3 at the substantially central portion of the upper surface, and the end excluding the notch 12c is a bent piece that is about ½ of the length of the connection terminal 12a. 12d (12d1 and 12d2) is formed.
[0030]
The metal electrode 13 connecting the cathode side lead frame 3 is substantially U-shaped as a whole, and sandwiches a lead wire provided with a substantially V-shaped slit 13b at one end to electrically and mechanically A connection terminal 13a to be connected to is formed. A bent piece 13d is formed at the other end of the metal electrode 12 so as to correspond to a bent piece 12d (12d1 and 12d2) that is about ½ of the length of the connection terminal 12a.
[0031]
The opposing surfaces of the bent pieces 12d (12d1 and 12d2) of the metal electrode 12 and the bent pieces 13d of the metal electrode 13 are formed so that the distance between them is about 0.3 to 1 mm. The larger the facing surface, the better the heat conduction, and the heat transfer is uniformly conducted to the synthetic resin of the housing base 10, and even if a temperature difference occurs between the metal electrode 12 and the metal electrode 13, the temperature difference is It works to eliminate. The gap between the end portions of the insert-molded metal electrode 12 and the metal electrode 13 is about 0.3 to 1 mm because, for example, the end portions of the metal electrode 12 and the metal electrode 13 face each other with a predetermined distance therebetween. The capacitance between the metal electrode 12 and the metal electrode 13 increases, but heat transfer characteristics can be improved.
[0032]
Further, as shown in FIGS. 8 and 9, the metal electrode 12 connecting the anode side lead frame 2 is generally U-shaped as a whole, and a lead wire having a substantially V-shaped slit 12b at one end. A connection terminal 12a that is electrically and mechanically connected is formed. At the other end, only a notch 12c for preventing contact with the cathode-side lead frame 3 is formed at the substantially central portion of the upper surface.
[0033]
The metal electrode 13 connecting the cathode side lead frame 3 is substantially U-shaped as a whole, and sandwiches a lead wire provided with a substantially V-shaped slit 13b at one end to electrically and mechanically Only the connection terminal 13a to be connected to is formed.
[0034]
The gap between the end of the metal electrode 13 and the end of the metal electrode 12 is about 0.3 to 1 mm, and usually 0.3 mm or more in consideration of static electricity, resin fluidity, and the like. This gap is an interval that eliminates the temperature difference even if a temperature difference occurs between the metal electrode 12 and the metal electrode 13. Specifically, the housing base 10 has a thermal conductivity of 0. By using a synthetic resin made of a material of 4 W / m · K or more, if there is a temperature gradient between them, it is made uniform by heat conduction. The gap between the end portions of the insert-molded metal electrode 12 and the metal electrode 13 is about 0.3 to 1 mm, for example, even when the end portions of the metal electrode 12 and the metal electrode 13 overlap with a predetermined distance. In this case, heat transfer characteristics can be improved without increasing the capacitance. The small capacitance between the metal electrode 12 and the metal electrode 13 improves the responsiveness when used for a display, and an afterimage does not remain even when moving images are output. Even if it is used as a lighting display circuit, it does not resonate at a relatively low frequency due to the reactor component of the constant current circuit, or an unpredictable voltage is applied to the LED lamp 1 with the switching operation. Therefore, in the present embodiment, since the electrostatic capacitance between the metal electrode 12 and the metal electrode 13 is small, it can be used as a display in which an afterimage can be ignored, and heat dissipation can be improved.
[0035]
Of course, according to the first to third embodiments, in the first embodiment of FIG. 6, the opposing area of the metal electrode 12 and the metal electrode 13 can be maximized, and the second embodiment of FIG. This is the order of the third embodiment shown in FIG. However, if the gap between the end portions of the insert-molded metal electrode 12 and the metal electrode 13 is about 0.3 to 1 mm, the embodiment 3 of FIG. There is an effect that the electric capacity can be set small.
[0036]
In the first to third embodiments, the opposite side of the housing base 10 of the insert-molded metal electrode 12 and metal electrode 13 is at least a portion where the anode-side lead frame 2 and the cathode-side lead frame 3 are connected. Exposed holes 10a and 10b are formed to be exposed surfaces. That is, when the anode-side lead frame 2 and the cathode-side lead frame 3 are connected to the metal electrode 12 and the metal electrode 13, respectively, it is possible to energize the metal electrode 12 and the metal electrode 13 in the front and back directions. A path with low electrical resistance is formed. A part of the electrodes can be exposed so that current can flow in the front and back directions of the metal electrode 12 and the metal electrode 13, and the thickness of the metal electrode 12 and the metal electrode 13 can be reduced.
[0037]
Furthermore, the housing base 10 of the LED lamp device of the first embodiment is provided with a housing cover 20 in which the metal electrodes 12 and 13 are inserted to increase the outer surface area. The housing cover 20 is formed integrally with the housing base 10.
[0038]
Outside the housing cover 20, a lamp guide hole 21 including a rising guide that holds the periphery of the LED lamp 1 and accurately positions it, a connection portion between the anode side lead frame 2 of the LED lamp 1 and the metal electrode 12, Confirmation holes 22 and 23 for confirming a connection portion between the cathode side lead frame 3 and the metal electrode 13 are formed. Lead wire insertion holes 24a and 25a and lead wire insertion holes 24b and 25b are formed at the lower opening end. Further, engaging projections 26 and 27 for engaging with the casing cover 30 are provided. The engagement protrusion 28 is for engagement with a mating member (not shown).
[0039]
When the housing base 10 is integrally formed inside the housing cover 20, both have a structure in which the metal electrode 12 and the metal electrode 13 are sandwiched as shown in the sectional view of FIG. 4.
[0040]
The casing cover 30 holds the outside of the housing base 10 to which the LED lamp 1 is attached, and also has an electrode fixing groove 31 parallel to the long side for fixing the ends of the metal electrodes 12 and 13 formed by insert molding on the housing base 10. And the terminal groove | channel 32 parallel to the short side which fixes the lower end part of the connecting terminal 12a which provided the substantially V-shaped slit 12b, and the connecting terminal 13a which provided the V-shaped slit 13b is formed. Further, lead wire insertion holes 34 a and 35 a and lead wire insertion holes 34 b and 35 b through which lead wires (not shown) are inserted are formed on the short sides on both sides of the casing cover 30. A lead wire guide groove 34 is formed between the lead wire insertion hole 34a and the lead wire insertion hole 34b, and a lead wire guide groove 35 is formed between the lead wire insertion hole 35a and the lead wire insertion hole 35b. Even if the lead wire passes from the lead wire insertion hole 34a to the lead wire insertion hole 34b and from the lead wire insertion hole 35a to the lead wire insertion hole 35b, it can be mounted without being cut, and the housing cover 20 can be mounted. The lead wire can be firmly fixed by sandwiching between the two.
[0041]
Engagement recesses 36 and 37 that engage with the engagement protrusions 26 and 27 of the housing cover 20 are formed on the long sides on both sides of the casing cover 30. The engagement protrusions 26 and 27 and the engagement recesses 36 and 37 are engaged with each other so that they are integrally joined.
[0042]
On the opposite surface of the casing cover 30, heat radiation fins 38 are formed in an uneven shape by a plurality of grooves. Since the heat dissipating fin 38 has a casing cover made up of the housing cover 20 and the casing cover 30 that cover the metal electrodes 12 and 13 of the housing base 10 and has a large outer surface area, the cooling area can be further increased. Cooling capacity can be increased, insulation can be maintained, and adjacent assembly is easy. In particular, by increasing the outer surface area of the casing cover, heat is efficiently released quickly from the housing base 10 and heat transfer is promoted.
[0043]
Further, the connection terminal 12 a provided with a substantially V-shaped slit 12 b at the end of the metal electrode 12 and the connection terminal 13 a provided with a substantially V-shaped slit 13 b at the end of the metal electrode 13 are provided on the housing base 10. It is desirable to provide the center at a point-symmetrical position. With this configuration, even if the end of the lead wire sandwiched between the substantially V-shaped slit 12b at the end of the metal electrode 12 and the substantially V-shaped slit 13b at the end of the metal electrode 13 is long, Or even if it continues, there is no possibility of causing a short circuit between each other. Moreover, wiring and attachment can be simplified by attaching to the lead wire which is mechanically linear matrix wiring.
[0044]
In this way, the metal electrodes 12 and 13 that connect the anode-side lead frame 2 and the cathode-side lead frame 3, respectively, have lead wires (not shown) interposed therebetween, and are electrically and mechanically connected connection terminals 12 a and 13 a. Therefore, electrical connection and / or mechanical connection with others is easy, and mechanical / electrical connection can be made as required, so that the LED lamp 1 can be used as a socket.
[0045]
The metal electrode 12 and the metal electrode 13 are formed so that the area of the metal electrode 12 corresponding to the cup 2a at the upper end of the anode side lead frame 2 is wide and the area of the metal electrode 13 connecting the cathode side lead frame 3 is narrow. However, according to the experiments by the inventors, the metal electrodes 12 and 13 that connect the anode-side lead frame 2 and the cathode-side lead frame 3 of the LED lamp 1 of the housing base 10 have an area between the anode side and the cathode side. When the ratio is within the range of 7: 3 to 9: 1, the heat dissipation capability of the LED lamp 1 is made to correspond to the heat receiving capability of each metal electrode, and the upper end of the anode-side lead frame 2 is within the range of the normal metal electrode thickness. There is a technical significance in that the area corresponding to the cup 2a is widened and the other area is narrowed. Of course, this also changes depending on the light emission output, light emission efficiency, and energization current, and also changes depending on the thickness of the metal electrodes 12 and 13.
[0046]
However, in consideration of the heat energy transmission state of the anode-side lead frame 2 and the cathode-side lead frame 3 of the LED lamp 1, the design conditions of the embodiment, and the heat generation amount of the embodiment, it is insert-molded into the housing base 10 made of synthetic resin. The metal electrodes 12 and 13 are preferably as thick as possible, but may be any thickness as long as the anode side lead frame 2 and the cathode side lead frame 3 of the LED lamp 1 can be mechanically and electrically joined. Accordingly, the area ratio between the anode side and the cathode side of the metal electrodes 12 and 13 is preferably in the range of 7: 3 to 9: 1. Even in the range of 7: 3 to 9: 1, the metal electrode 13 on the cathode side lead frame 3 side generates heat from the LED lamp 1 mounted on the cup 2a at the upper end of the anode side lead frame 2. It has a heat receiving capability that exceeds the heat transferred to the cathode lead frame 3 via the bonding wire 3a and the heat transferred from the metal electrode 12 on the anode lead frame 2 side through the synthetic resin of the housing base 10. Thereby, heat generated from the LED lamp 1 mounted on the cup 2a at the upper end of the anode side lead frame 2 is easily transmitted to the metal electrode 13 on the cathode side lead frame 3 side, and heat dissipation of the LED lamp 1 is promoted. The
[0047]
At this time, in order to increase the surface area of the metal electrode 13 from the metal electrode 12, the plate material may be bent, or a plurality of pieces may be folded, or plate-like pieces may be joined. In any case, the area ratio between the anode side and the cathode side of the metal electrodes 12 and 13 may be set within a range of 7: 3 to 9: 1 while being inserted in the synthetic resin of the housing base 10.
[0048]
As described above, the housing base 10 according to the first embodiment is configured such that the metal electrodes 12 and 13 that connect the anode-side lead frame 2 and the cathode-side lead frame 3 of the LED lamp 1 are the cups at the upper end of the anode-side lead frame 2. Since the area of the metal electrode 12 corresponding to 2a is wide and the other metal electrode 13 is formed to have a small area, the heat dissipation capability of the LED chip 1a corresponds to the heat reception capability of the metal electrodes 12, 13 and the heat dissipation capability thereof. Since it is not necessary to secure a useless heat radiation area, the overall shape can be reduced in size.
[0049]
By the way, radiating fins (not shown) can be formed around the housing base 10 of the first embodiment, thereby increasing the cooling capacity. In particular, by providing the radiation fins, heat is quickly released from the housing base 10 and heat transfer is promoted.
[0050]
Also, In the first to third embodiments, the housing base 10 having the metal electrodes 12 and 13 to which the anode-side lead frame 2 and the cathode-side lead frame 3 of the LED lamp 1 are connected is housed in the housing cover 20. 10 is covered with a casing cover 30. When the present invention is implemented, a housing having metal electrodes 12 and 13 to which the anode side lead frame 2 and the cathode side lead frame 3 of the LED lamp 1 are connected, respectively. The base 10 can be covered only with the housing cover 20. At this time, the exposed portion can be eliminated by reducing the protrusions below the metal electrodes 12 and 13 of the above-described Embodiments 11 to 3. When the present invention is carried out, the metal electrodes 12 and 13 respectively connecting the anode side lead frame 2 and the cathode side lead frame 3 of the LED lamp 1 are insert-molded so as to be embedded in the housing base 10, and the housing The cover 20 and the casing cover 30 can be omitted. At this time, the exposed portion can be eliminated by reducing the protrusions below the metal electrodes 12 and 13 of the first embodiment.
[0051]
FIG. 10 is an overall configuration diagram of an LED lamp device according to Embodiment 4 of the present invention. In addition, the same code | symbol or the same symbol as the said Embodiment 1 thru | or 3 in a figure shows the component which is the same or corresponds.
[0052]
In FIG. 10, the housing 40 is formed with radiating fins 41 around the periphery thereof, and connects the anode-side lead frame 2 and the cathode-side lead frame 3 of the LED lamp 1 of both metal electrodes 12, 13, respectively. Except for the part, it is insert molded embedded in a synthetic resin. The surface side (upper side) of the metal electrode 12 and the metal electrode 13 which are insert-molded in the housing 40 is an exposed hole so that at least a portion where the anode side lead frame 2 and the cathode side lead frame 3 are connected becomes an exposed surface. 42 is formed. The number of the exposed holes 42 may be one or two as in the first embodiment.
[0053]
Although not shown, the opposite side (lower side) of the metal electrode 12 and the metal electrode 13 which are insert-molded in the housing 40 is at least a portion where the anode-side lead frame 2 and the cathode-side lead frame 3 are connected. Has an exposed hole so as to be an exposed surface.
[0054]
In the above embodiment, the case where the housing bases 10 and 40 are substantially rectangular parallelepiped has been described. However, when the present invention is implemented, the housing bases 10 and 40 can be formed in a substantially cylindrical shape, a substantially triangular shape, or a substantially polygonal shape.
[0055]
As described above, the LED lamp device according to the first and second embodiments includes the LED lamp 1 having the anode side lead frame 2 and the cathode side lead frame 3, and the anode side lead frame 2 and the cathode side lead frame of the LED lamp 1. 3 is an insulator formed by insert-molding metal electrodes 12 and 13 respectively connected to the housing 3 and includes a housing base 10 made of a synthetic resin having a thermal conductivity of 0.4 W / m · K or more.
[0056]
Since the metal electrodes 12 and 13 are insert-molded in the housing base 10 made of synthetic resin, the thermal energy from the LED lamp 1 is respectively transmitted through the anode-side lead frame 2 and the cathode-side lead frame 3 of the LED lamp 1. Further, heat energy is efficiently transmitted from the metal electrodes 12 and 13 to the housing base 10 made of a synthetic resin to the connected metal electrodes 12 and 13, and efficient heat dissipation is performed. In particular, the housing base 10 made of a synthetic resin having a thermal conductivity of 0.4 W / m · K or more can be expected to have a sufficient heat dissipation effect to the extent of thermal energy generated by the LED lamp 1. The synthetic resin having a thermal conductivity of 0.4 W / m · K or higher does not change drastically depending on whether the thermal conductivity is 0.4 W / m · K or lower. That is, it is experimentally derived from the heat generation state of the LED lamp 1. As a matter of course, the effect is more remarkable in a synthetic resin having a thermal conductivity of 0.7 W / m · K or more, and further a thermal conductivity of 0.9 W / m · K or more. there were.
[0057]
Here, the anode-side lead frame 2 and the cathode-side lead frame 3 of the LED lamp 1 are preferably manufactured with good heat conduction, and are usually round copper wires or square copper wires and have a relatively large cross-sectional area. Therefore, materials and structures having low heat transfer resistance are used.
[0058]
Further, the metal electrodes 12 and 13 which are insert-molded on the housing base 10 made of synthetic resin preferably have better heat conduction as the thickness increases. However, the anode side lead frame 2 and the cathode side lead frame 3 of the LED lamp 1 are preferable. Any thickness that can be mechanically and electrically bonded is acceptable.
[0059]
In the LED lamp devices according to the first to fourth embodiments, the metal electrodes 12 and 13 that connect the anode-side lead frame 2 and the cathode-side lead frame 3 of the LED lamp 1 of the housing base 10 are arranged at the upper end of the anode-side lead frame 2. Since the area corresponding to the cup 2a is wide and the other area is narrow, the heat dissipation capability can be made to correspond to the heat receiving capability and heat conduction, and it is not necessary to secure a useless heat dissipation area. The overall shape can be reduced.
[0060]
In the LED lamp devices of the first to fourth embodiments, the opposite surfaces of the metal electrodes 12 and 13 that connect the anode side lead frame 2 and the cathode side lead frame 3 of the LED lamp 1 are also exposed from the housing base 10. Therefore, when the lead frames such as the anode side lead frame 2 and the cathode side lead frame 3 are welded, an efficient current path in the thickness direction of the metal electrodes 12 and 13 is formed. The thickness of 13 can be reduced and welded. In the case of implementing the present invention, the anode side metal electrode 12 and the cathode side metal electrode 13 which are insert-molded in the housing are connected so that the anode side lead frame 2 and the cathode side lead frame 3 of the LED lamp 1 can be connected. It is sufficient that at least a part of both surfaces of the metal electrode is exposed without being covered with the synthetic resin.
[0061]
In the LED lamp devices of the first to fourth embodiments, lead wires (not shown) are sandwiched between the metal electrodes 12 and 13 that connect the anode side lead frame 2 and the cathode side lead frame 3 of the LED lamp 1, respectively. Since the connection terminals 12a and 13a to be electrically and mechanically connected are formed, electrical connection with other electric circuit components is easy, and mechanical connection to a rod-shaped or plate-shaped electrode is performed as necessary. At the same time, since it can be electrically connected, it can be used as a socket for the LED lamp 1.
[0062]
In the LED lamp devices of Embodiments 1 to 4, the metal electrodes 12 and 13 that connect the anode side lead frame 2 and the cathode side lead frame 3 of the LED lamp 1 of the housing base 10 are respectively connected to the anode side and the cathode side. When the area ratio is in the range of 7: 3 to 9: 1, the heat dissipation capability of the LED lamp 1 is made to correspond to the heat reception capability of each metal electrode, and the upper end of the lead frame is within the range of the thickness of the normal metal electrodes 12 and 13. The area corresponding to the cup 2a can be widened and the other area can be narrowed. In particular, the metal electrode 12 on the anode lead frame 2 side with a large amount of generated heat is transferred to the metal electrode 13 on the cathode lead frame 3 side in close proximity to the cathode substrate via a highly heat-conductive resin, so that the cathode The side can also dissipate heat. In addition, a heat transfer path that has conventionally reduced the temperature difference between the anode and the cathode of the LED 1a through the bonding wire 3a can be performed between the metal electrodes 12 and 13, thereby improving the reliability at the wire contact point. Can be increased. Furthermore, since the metal electrode 13 on the cathode lead frame 3 side can also dissipate heat, the area of the metal electrode 12 on the anode lead frame 2 side can be reduced without reducing the heat dissipating ability in the LED lamp device, Miniaturization is possible.
[0063]
The LED lamp devices according to the first to third embodiments are not formed with heat radiating fins around the housing base 10, but when the present invention is implemented, like the LED lamp device according to the fourth embodiment, The heat radiation fins 41 can be formed around the housing 40 to increase the cooling capacity. In particular, by providing the radiation fins 41, heat is quickly released from the housing 40, and heat transfer from the anode side lead frame 2 and the cathode side lead frame 3 is promoted.
[0064]
Since the housing base 10 of the LED lamp devices according to the first to third embodiments includes a casing cover made up of the housing cover 20 and the casing cover 30 with a large outer surface area covering the metal electrodes 12 and 13, the cooling area. Therefore, the cooling capacity can be increased, the insulation can be maintained, and the adjacent assembly can be easily performed. In particular, by increasing the outer surface area of the casing cover including the housing cover 20 and the casing cover 30, heat is quickly released from the housing base 10 and heat transfer is promoted.
[0065]
The housing base 10 of the LED lamp devices of the first to third embodiments includes a housing cover 20 that covers the metal electrodes 12 and 13 that increase the outer surface area, and a casing cover 30 that is integrally fixed to the housing cover 20. Therefore, since the metal electrodes 12 and 13 are covered with the housing cover 20 and the casing cover 30, the cooling area can be increased, the cooling capacity can be increased, and the insulation can be maintained. Easy to assemble. In particular, by increasing the outer surface areas of the housing cover 20 and the casing cover 30, heat is quickly released from the housing base 10 and heat transfer is promoted.
[0066]
【The invention's effect】
As described above, the LED lamp device according to claim 1 is an LED lamp having an anode side lead frame and a cathode side lead frame, and a metal electrode that connects the anode side lead frame and the cathode side lead frame of the LED lamp. And a housing made of an insulating synthetic resin having a thermal conductivity of 0.4 W / m · K or more, and the anode side metal electrode insert-molded in the housing has a large area, and the cathode side The metal electrode is formed to have a small area, and at least a part of both surfaces of the metal electrode is not covered with the synthetic resin so that the anode side lead frame and the cathode side lead frame of the light emitting diode lamp can be connected. Exposed on the surface side and placed in close proximity via the synthetic resin A.
[0067]
Therefore, the metal electrode is insert-molded, so that the heat energy from the LED lamp is connected to the anode-side metal electrode and the cathode-side metal via the anode-side lead frame and the cathode-side lead frame of the LED lamp, respectively. Further, efficient heat transfer is performed on the electrode and the housing made of synthetic resin in which the metal electrode is insert-molded. In particular, by using a synthetic resin with high thermal conductivity, heat generated in the LED on the anode side lead frame can be efficiently transferred from the anode side metal electrode to the cathode side metal electrode via the synthetic resin. it can. Further, the anode side metal electrode insert-molded in the housing is widened, the cathode-side metal electrode insert-molded in the housing is also narrowed, and the anode-side metal electrode and the cathode-side metal electrode Is insert-molded in close proximity through the synthetic resin, so that the heat of the anode-side metal electrode can be efficiently transferred to the cathode-side metal electrode. The anode-side metal electrode and the cathode-side metal electrode, which are insert-molded in the housing, are at least part of both surfaces of the metal electrode so that the anode-side lead frame and the cathode-side lead frame of the light-emitting diode lamp can be connected. Is exposed without being covered with the synthetic resin, it is possible to join the lead frame of the LED and the electrode, such as welding or caulking, even with a metal electrode which is insert-molded in the housing.
[0068]
Therefore, since heat can be radiated not only by the anode side metal electrode but also by the cathode side metal electrode, heat can be radiated by the metal electrode near the LED, and the anode side metal electrode can be reduced in size.
[0069]
Also, The closest distance in the close arrangement of the anode side metal electrode and the cathode side metal electrode is formed to be 0.3 mm to 1.0 mm. From the anode side It has an insulating function to prevent a short circuit between the metal electrode and the cathode side metal electrode, and heat of the anode side metal electrode can be efficiently transferred to the cathode side metal electrode.
[0070]
And A connection terminal for electrically and mechanically connecting the lead frame wire to each of the metal electrodes connecting the anode side lead frame and the cathode side lead frame of the LED lamp is formed. From other Therefore, it can be used as a socket for an LED lamp.
[0071]
Furthermore, The metal electrode connecting the anode side lead frame and the cathode side lead frame of the LED lamp of the housing has an area ratio of 7: 3 to 9: 1 between the anode side and the cathode side, and the anode side metal electrode Heat was positively transferred to the cathode side metal electrode through a highly heat-conductive synthetic resin to dissipate heat at both electrodes. So the anode side The size of the metal electrode can be reduced, and the LED lamp device can be miniaturized.
[0072]
Furthermore, It is a radiating fin. From heat dissipation fin By providing, heat is quickly released from the housing, and heat transfer is promoted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a general LED lamp.
FIG. 2 is an exploded view of the entire components of the LED lamp device according to Embodiment 1 of the present invention.
3 (a) is a plan view of FIG. 2, FIG. 3 (b) is a front view of FIG. 2, and FIG. 3 (c) is a right side view of FIG.
4 is a cross-sectional view taken along a cutting line AA in FIG.
FIG. 5 is an overall assembly diagram of the LED lamp device according to the first embodiment of the present invention.
6A is a perspective view of only a metal electrode inserted in the LED lamp device of Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line XX along the cutting line XX.
7A is a perspective view of only a metal electrode inserted in the LED lamp device according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 7B is a YY cross-sectional view taken along the cutting line YY.
8A is a perspective view of only a metal electrode inserted in the LED lamp device according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 8B is a ZZ cross-sectional view taken along the cutting line ZZ.
9 is an LED lamp device according to Embodiment 3 of the present invention, and is a cross-sectional view corresponding to a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 10 is an overall configuration diagram of an LED lamp device according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 LED lamp
2 Anode-side lead frame
2a cup
3 Cathode side lead frame
3a Bonding wire
10 Housing base
12,13 Metal electrode
12a, 13a connection terminal
20 Housing cover
30 Casing cover
40 housing

Claims

A light emitting diode lamp having an anode side lead frame and a cathode side lead frame;
A metal having a connection terminal that connects the anode-side lead frame and the cathode-side lead frame, and forms a V-shaped slit for electrically and mechanically connecting the lead frame wire from the outside. Electrodes,
An anode-side metal electrode connected to the cathode-side lead frame, and an anode-side metal electrode formed with a notch for preventing contact with the cathode-side lead frame at a substantially upper central portion connected to the anode-side lead frame And a housing made of an insulating synthetic resin having a thermal conductivity of 0.4 W / m · K or more formed by insert molding.
The metal ratio is set such that the area ratio of the anode side metal electrode and the cathode side metal electrode is within a range of 7: 3 to 9: 1, and the anode side lead frame and the cathode side lead frame of the light emitting diode lamp can be connected. At least a part of both surfaces of the electrode is exposed to the front and back two surfaces without being covered with the synthetic resin, and the closest distance between the anode side metal electrode and the cathode side metal electrode is 0. A light-emitting diode lamp device, characterized in that the light-emitting diode lamp device is disposed close to 3 mm to 1.0 mm.