JP2003059335A - Led照明装置 - Google Patents

Led照明装置

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JP2003059335A
JP2003059335A JP2001245749A JP2001245749A JP2003059335A JP 2003059335 A JP2003059335 A JP 2003059335A JP 2001245749 A JP2001245749 A JP 2001245749A JP 2001245749 A JP2001245749 A JP 2001245749A JP 2003059335 A JP2003059335 A JP 2003059335A
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Kazuo Ishibashi
和雄 石橋
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50Cooling arrangements
    • F21V29/502Cooling arrangements characterised by the adaptation for cooling of specific components
    • F21V29/507Cooling arrangements characterised by the adaptation for cooling of specific components of means for protecting lighting devices from damage, e.g. housings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V31/00Gas-tight or water-tight arrangements
    • F21V31/04Provision of filling media
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21WINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2131/00Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
    • F21W2131/10Outdoor lighting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発熱を抑え製品寿命をできるだけ長くすると
ともに、屋外や湿度の多い場所での使用のために防水性
を高めたLED照明装置を提供する。 【解決手段】 配線基板1の一方の面に配置された複数
個の発光ダイオード2からなる照明部と、配線基板1の
他方の面に配置され、商用電源を整流する整流回路とこ
の整流回路で整流された電圧を前記照明部に供給するた
めの電圧に変換する電力制御回路3からなる電源供給部
と、整流回路と商用電源を接続する電源リード線4の引
き出し部分と照明部と電源供給部を導体部分が露出しな
いように透明な合成樹脂または合成ゴムで成形したモー
ルド部5からなるLED照明装置。モールド部の電源供
給部側を収納する金属製のキャップと、モールド部の照
明部側に被せられ前記キャップに取り付けられる透光性
のカバーとをさらに備えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はLEDを光源とする
照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、照明としてはタングステンを発熱
線として使った電球やガス中で放電させ蛍光体を光らせ
る蛍光灯が一般的である。しかしこれらは抵抗発熱や高
電圧の放電による発光を利用しているため、熱エネルギ
ーによる損失が多く、発光効率が悪いため省エネには対
応できない。またフィラメントが断線したり電極の消
耗、封入ガスの劣化などが不可避であるので製品寿命が
短い。さらに、蛍光灯では有害物質を使用しているため
廃棄時に環境を汚染する。あるいは防水性がなくかつ高
い電圧を使うため漏電や感電の危険がある等の様々な問
題があった。
【0003】一方、LEDは性能アップが急速に進み、
照明には不可欠な白色LEDが開発され、また明るさに
おいても照明として十分使える輝度で発光させることが
できるようになってきた。その結果、LEDを本格的に
照明に応用しようとする研究が盛んになってきた。
【0004】図4は従来例1を示すものであり、図中1
1はケース、12は電源回路基板、13はLED、14
はLED基板、15は透明プラスチックカバー、16は
電源回路基板12とLED基板14とを接続するリード
線、17は100Vの電源に接続する電源コードであ
る。
【0005】この従来例1においては、同じケース11
内に100Vの電源回路基板12とは別に低電圧(12
V)のLED基板14を収納しているため、電源回路で
発生した熱が直接、LEDに伝わらないというメリット
はあるものの、両基板間の絶縁距離を長くとる必要があ
り、ケース11の高さが高くなって小型化の障害となっ
ていた。
【0006】図5は従来例2を示すものであり、図中2
1はケース、22はLED、23はLED基板、24は
透明プラスチックカバー、25はシリコン樹脂封止部、
26は電源ボックス、27はリード線、28は電源コー
ドである。
【0007】この従来例2においては、LED22を搭
載した低圧のLED基板23を収納したケース21と高
圧の電源ボックス26とを別体にしたので、電源回路で
発熱する熱は直接LEDに伝わらないという利点と、ケ
ース11内において絶縁距離を長くとる必要がないた
め、ケース11を薄型にできる利点がある。しかし、別
に電源ボックス26を必要とするので、壁や天井に取り
付ける場合に、電源ボックス26の設置スペースを要
し、100Vの電気製品のようには取り扱えないという
致命的な問題があった。
【0008】このようなLED照明装置は、発光ダイオ
ードの特徴を活かし、省エネルギーや長寿命を狙った新
しい照明となるものであるが、LEDが低電圧で動作す
るため、その電源回路としてはAC100Vから直流低
電圧を作る必要がある。
【0009】図6は、100Vの交流電源からLEDを
点灯する電源回路の従来の構成を示すものである。商用
電源である100Vの交流電圧は、抵抗R1で数十Vに
減電圧され、ダイオードブリッジからなる全波整流器D
Bによって整流される。全波整流された直流電圧は複数
の直列接続されたLEDの回路に接続されLEDを所定
の明るさで点灯させるための所定の電流が流される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の電源
回路では、100Vの高電圧を、LEDの両端に印加す
る低電圧まで下げるために、抵抗による電圧降下を利用
しているため、抵抗による電力ロスが大きく、発熱が避
けられないという問題があった。この発熱はLEDの製
品寿命を短くしたり、その他の発光性能を悪化させる原
因ともなるものである。
【0011】これを解決する手段としては、前述の図5
の従来例のようにLED22で構成される照明部を完全
に電源部26から切り離したり、あるいは熱を発散させ
るための機構をさらに追加してLEDの熱上昇を避ける
必要があった。その結果、照明装置の外形構造が複雑で
大きくなったり、防水性がなかったり、製品価格が高く
なり、製品の普及を阻害する大きな要因となっていた。
【0012】そこで本発明が解決しようとする課題は、
発熱を抑え製品寿命をできるだけ長くするとともに、屋
外や湿度の多い場所での使用のために防水性を高めたL
ED照明装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明のLED照明装置は、配線基板の一方の面に
配置された複数個の発光ダイオードからなる照明部と、
前記配線基板の他方の面に配置され、商用電源を整流す
る整流回路とこの整流回路で整流された電圧を前記照明
部に供給するための電圧に変換する電力制御回路からな
る電源供給部と、前記整流回路と商用電源を接続する電
源リード線の引き出し部分と前記照明部と電源供給部を
導体部分が露出しないように透明な合成樹脂または合成
ゴムで成形したモールド部からなる構成としている。
【0014】この構成により、屋外や湿度の多い場所で
の使用のために防水性を高めたLED照明装置が得られ
る。前記電力制御回路を、前記照明部の発光ダイオード
を所定の位相で点弧制御する位相制御回路とすることに
より、電気部品における発熱をさらに抑える。さらに、
前記モールド部の電源供給部側を収納する金属製のキャ
ップと、モールド部の照明部側に被せられ前記キャップ
に取り付けられる透光性のカバーとを設けたことによ
り、電源供給部側で発生する熱を熱伝導性の高い金属性
のキャップで放熱し、温度上昇を抑制して、発光ダイオ
ードが熱により動作不良になったり故障することを防
ぐ。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図1は本発明の第1の実施形態を示す外観
図であり、(a)は縦断面図、(b)は底面図である。
図中、1は配線基板、2は配線基板1の下面に配列搭載
されたLED、3は配線基板1の上面に実装された電源
供給部の電気回路、4は100Vの商用電源に接続され
る電源リード線、5は配線基板1とLED2と電気回路
3の全体および電源リード線4の引き出し部分を覆うよ
うにシリコンゴムで封入されたモールド部である。
【0016】モールド部5を形成するシリコンゴムは熱
伝導率が大きく、発熱部であるLED2や電気回路3か
らの熱を効率的に外部に放熱することができる。LED
2は複数を均等配列し、また、シリコンゴムを乳白色と
することにより、複数のLED2からの発光が点光源の
集合としてではなく面光源として機能するようにするこ
とが好ましい。さらに、配線基板1の下面(LED搭載
側)の色を白色とすることにより、配線基板1側に指向
した光を下面側に反射させ、照度を向上させることがで
きる。
【0017】図2は本発明の第2の実施形態を示す外観
図であり、(a)は縦断面図、(b)は底面図である。
図中、1は配線基板、2は配線基板1の下面に配列搭載
されたLED、3は配線基板1の上面に実装された電源
供給部の電気回路、4は100Vの商用電源に接続され
る電源リード線、5は配線基板1とLED2の基部と電
気回路3の全体および電源リード線4の引き出し部分を
覆うようにシリコンゴムで封入されたモールド部であ
る。
【0018】本実施形態では、モールド部5の電気回路
3側を収納するアルミニウムや鉄などの熱伝導性のよい
金属製のキャップ7と、モールド部5のLED2側に被
せられる透光性のカバー8でモールド部5の両面を被
せ、カバー8はキャップ7にビス9等で止める。電源リ
ード線4は、カバー8とキャップ7との接合面の一部に
形成した通し孔(図示せず)から外部に引き出す。LE
Dや電気回路3の導体部分はモールド部5で成形され
て、モールド部5自体で防水構造となっているので、キ
ャップ7とカバー8との間は厳密な防水構造とする必要
はない。このように、金属製のキャップ7を設けたこと
により、モールド部5の電気回路3側で発生する熱を熱
伝導率の高いモールド部5とキャップ7で放熱し、温度
上昇を抑制して、LEDが熱により動作不良になったり
故障することを防ぐ。
【0019】図3は第1および第2の実施形態における
電源供給部の電気回路を示すものである。この回路で
は、全波整流された141Vピークの脈流を所定の点弧
位相で位相制御を行い、LED2に流す電流を所定の平
均値となるように制御するようにしている。
【0020】図3において、ダイオードブリッジからな
る全波整流器DBの全波整流端子に電流制限用抵抗器R
11,R12の並列回路とLED2の直列回路とサイリ
スタThを接続している。サイリスタThのゲートGに
は点弧位相調整部6の出力部が動作安定用の素子TAを
介して接続されている。点弧位相調整部6はダイオード
D1と可変抵抗器VRと平滑コンデンサC1の直列回路
からなり、点弧レベルを可変抵抗器VRで調整すること
により、サイリスタThの点弧角を調節することができ
るようになっている。サイリスタThを位相制御する
と、サイリスタThはオンオフ制御となるので、サイリ
スタThからの発熱は低い。負荷電流が直接流れる電流
制限用抵抗器は図3のようにR11,R12に並列に分
散することで、1個あたりの電流を抑え、基板に分散配
列することにより放熱の効率を上げるようにしている。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次の効果を奏する。 (1)配線基板の一方の面に複数個の発光ダイオードを
配列搭載し、他方の面に電源供給部を実装し、これらの
全体と電源リード線の引き出し部分を透明な熱伝導率の
高い合成樹脂または合成ゴムでモールドした構成とした
ことにより、発熱を抑え、屋外や湿度の多い場所での使
用のために防水性を高めたLED照明装置を得ることが
できる。
【0022】(2)電力制御回路を、発光ダイオードを
所定の位相で点弧制御する位相制御回路とすることによ
り、電気部品における発熱をさらに抑えることができ
る。
【0023】(3)モールド部の電源供給部側を収納す
る金属製のキャップと、モールド部の照明部側に被せら
れキャップに取り付けられる透光性のカバーとを設けた
ことにより、電源供給部側で発生する熱を熱伝導性の高
い金属性のキャップで放熱し、温度上昇を抑制して、発
光ダイオードが熱により動作不良になったり故障するこ
とを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態を示す外観図であ
り、(a)は縦断面図、(b)は底面図である。
【図2】 本発明の第2の実施形態を示す外観図であ
り、(a)は縦断面図、(b)は底面図である。
【図3】 第1および第2の実施形態における電源供給
部の構成を示す電気回路図である。
【図4】 従来例1の構成を示す縦断面図である。
【図5】 従来例2の構成を示す縦断面図である。
【図6】 従来の100Vの交流電源からLEDを点灯
する電源回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
1 配線基板 2 LED 3 電気回路 4 電源リード線 5 モールド部 6 点弧位相調整部 7 キャップ 8 カバー 9 ビス DB 全波整流器 Th サイリスタ C1 平滑コンデンサ D1 ダイオード R11,R12,R13,R14 抵抗器 VR 可変抵抗器 TA 動作安定化素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 33/00 H05B 37/02 Z H05B 37/02 F21Y 101:02 // F21Y 101:02 F21S 1/02 G

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配線基板の一方の面に配置された複数個
    の発光ダイオードからなる照明部と、前記配線基板の他
    方の面に配置され、商用電源を整流する整流回路とこの
    整流回路で整流された電圧を前記照明部に供給するため
    の電圧に変換する電力制御回路からなる電源供給部と、
    前記整流回路と商用電源を接続する電源リード線の引き
    出し部分と前記照明部と電源供給部を導体部分が露出し
    ないように透明な合成樹脂または合成ゴムで成形したモ
    ールド部からなるLED照明装置。
  2. 【請求項2】 前記電力制御回路は、前記照明部の発光
    ダイオードを所定の位相で点弧制御する位相制御回路で
    ある請求項1記載のLED照明装置。
  3. 【請求項3】 前記モールド部の電源供給部側を収納す
    る金属製のキャップと、前記モールド部の照明部側に被
    せられ前記キャップに取り付けられる透光性のカバーと
    をさらに備えた請求項1または2に記載のLED照明装
    置。
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